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2020 年度 実績報告書

生殖幹細胞インテグリティ制御におけるホルモンと神経伝達物質の役割の解明

公募研究

研究領域配偶子インテグリティの構築
研究課題/領域番号 19H05240
研究機関筑波大学

研究代表者

丹羽 隆介  筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (60507945)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード生殖幹細胞 / ホルモン / 神経伝達物質 / 腸内分泌細胞 / Neuropeptide F / オクトパミン / エクジソン / ショウジョウバエ
研究実績の概要

1)神経伝達物質オクトパミンによる生殖幹細胞増殖制御
研究代表者らは前年度までに、交尾刺激に伴う生殖幹細胞増殖に必要な神経伝達物質を探索する過程で、オクトパミンを同定した。当該年度においては、オクトパミンが生殖幹細胞増殖に及ぼす影響をさらに追究した。この卵巣投射オクトパミン産生神経を人為的に活性化すると、未交尾個体由来の卵巣においても生殖幹細胞増殖が誘導された。逆に、オクトパミン産生神経の活動を阻害すると、交尾後の生殖幹細胞増殖が生じなかった。さらに、卵巣投射オクトパミン産生神経は、子宮で交尾刺激を受容する神経と直接シナプスを形成しており、交尾刺激は「子宮→交尾刺激受容神経→卵巣投射オクトパミン産生神経→卵巣」と伝達されることが明らかになった。加えて、交尾後の生殖幹細胞増殖にはニッチ細胞におけるオクトパミン受容体Oambが必要であり、Oambの下流では細胞外タンパク質分解酵素Mmp2が活性化され、生殖幹細胞増殖に必要なニッチシグナルが増強されることを見出し。研究代表者らはこの一連の成果を、原著論文[Yoshinari et al. (2020) eLife 9: e57101]として公表した。

2)交尾刺激による生殖幹細胞増殖を制御する複数の液性因子の相互関係
研究代表者は、腸内分泌細胞由来Neuropeptide F (NPF)、卵巣由来エクジステロイド、そして神経由来オクトパミンの3つの液性因子が、生殖幹細胞数の調節においてどのような相互関係にあるかを検討した。各液性因子の受容体を機能低下させた個体から卵巣を摘出して培養し、それぞれの液性因子を添加した際の生殖幹細胞数および生殖幹細胞でのニッチシグナル強度を調べた。その結果、NPF、エクジステロイド、オクトパミンは、並行して独立に生殖幹細胞ニッチに作用しているのではなく、相互作用には特定の上下関係があることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Neuronal octopamine signaling regulates mating-induced germline stem cell increase in female Drosophila melanogaster2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto Yoshinari, Tomotsune Ameku, Shu Kondo, Hiromu Tanimoto, Takayuki Kuraishi, Yuko Shimada-Niwa, Ryusuke Niwa
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9 ページ: e57101

    • DOI

      10.7554/elife.57101

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The regulation of Drosophila ovarian stem cell niches by signaling crosstalk2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi, Yuto Yoshinari, Satoru Kobayashi, Ryusuke Niwa
    • 雑誌名

      Current Opinion in Insect Science

      巻: 37 ページ: 23-29

    • DOI

      10.1016/j.cois.2019.10.006

    • 査読あり
  • [学会発表] Neuroendocrine control of female germline stem cell increase in Drosophila melanogaster2021

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Niwa
    • 学会等名
      Brain-body interactions virtual seminar series
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The role of nutrients and gut hormone in mating-induced germline stem cell proliferation in the fruit fly Drosophila melanogaster2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Hoshino, Yuto Yoshinari, Shu Kondo, Hiromu Tanimoto, Ryusuke Niwa
    • 学会等名
      Tsukuba Global Science Week 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] キイロショウジョウバエ交尾刺激による腸の神経ペプチド放出のメカニズムの追究2020

    • 著者名/発表者名
      金谷彩、吉成祐人、星野涼、近藤周、谷本拓、丹羽隆介
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会(オンライン)
  • [学会発表] キイロショウジョウバエ交尾後の生殖幹細胞増殖における栄養と腸ホルモンの役割2020

    • 著者名/発表者名
      星野涼、吉成祐人、近藤周、谷本拓、丹羽隆介
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会(オンライン)
  • [備考] 筑波大学 生存ダイナミクス研究センター 丹羽研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/niwa-lab-tsukuba

  • [備考] 交尾刺激に応答して卵子を作り出す過程を調節する新しい神経伝達メカニズムを発見

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/biology-environment/20201020160000.html

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公開日: 2021-12-27  

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