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2013 年度 実績報告書

多次元蛍光イメージングによる下垂体後葉ホルモン分泌・局所神経回路の可視化と光制御

公募研究

研究領域細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング
研究課題/領域番号 25113721
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関産業医科大学

研究代表者

上田 陽一  産業医科大学, 医学部, 教授 (10232745)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードバゾプレッシン / オキシトシン / 蛍光タンパク / 遺伝子改変動物 / 光感受性タンパク
研究概要

今年度(平成25年度)に得られた成果は以下の通りである。(1)バゾプレッシン-eGFP、オキシトシン-mRFP1、c-fos-eGFPおよびc-fos-mRFP1トランスジェニックラットの脳内に発現した蛍光タンパクを蛍光顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡を用いて詳細に観察した。その結果、バゾプレッシンおよびオキシトシンの細胞質内での局在を小胞レベルで観察でき、さらに立体的に再構築することができた。c-fos-eGFPおよびc-fos-mRFP1トランスジェニックラットを用いて適刺激(例えば、浸透圧刺激)後のc-fos遺伝子発現を単一細胞の核内にeGFP蛍光もしくはmRFP1蛍光で観察することができた。(2)オキシトシン-mRFP1×c-fos-eGFPダブルトランスジェニックラットを交配により作出し、そのラットの腹腔内にオキシトシンニューロンを特異的に活性化するためにCCK-8を投与した。その結果、mRFP1蛍光で同定したオキシトシンニューロンの細胞核内にニューロンの活性化の指標となるc-fos遺伝子の発現を示すeGFP蛍光を観察することができた。(3)バゾプレッシン-eGFP×オキシトシン-mRFP1ダブルトランスジェニックラットを交配により作出し、そのラットの視床下部視索上核を含む脳スライス標本を作製した。その結果、生細胞の状態でeGFP蛍光もしくはmRFP1蛍光を同一スライス標本で同定することができ、かつ比較的長時間にわたりその蛍光を観察することができた。(4)光興奮タンパク(チャネルロドプシン2)をc-fos遺伝子に挿入した融合遺伝子を作製し、トランスジェニック動物を作出するための準備が整った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

(1)バゾプレッシン-eGFP、オキシトシン-mRFP1、c-fos-eGFPおよびc-fos-mRFP1トランスジェニックラットを用いて、それぞれの蛍光タンパクの細胞内での局在について蛍光顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡を用いて立体構造の再構築を含めて詳細に観察することができるようになった。(2)オキシトシン-mRFP1×c-fos-eGFPダブルトランスジェニックラットを用いて細胞質内のmRFP1蛍光と細胞核内のeGFP蛍光を同一細胞で同時に観察することができた。今後、生細胞でも同様の観察ができるようにしたい。(3)バゾプレッシン-eGFP×オキシトシン-mRFP1ダブルトランスジェニックラットの脳スライス標本を用いて、生細胞の状態でeGFP蛍光もしくはmRFP1蛍光を観察することができたが、細胞質内の小胞レベルの変動を観察できるまでには達していない。今後、適刺激によりバゾプレッシンもしくはオキシトシンが開口放出される様子を観察できるようにしたい。(4)光感受性タンパク遺伝子導入動物の作出までに至っていないが、次年度に予定している。

今後の研究の推進方策

(1)バゾプレッシン-eGFP、オキシトシン-mRFP1、c-fos-eGFPおよびc-fos-mRFP1トランスジェニックラットを用いてそれぞれダブルトランスジェニックラットを交配により作出し、in vitroおよびin vivoの状態での観察ができるように実験方法を工夫する必要がある。(2)バゾプレッシン-eGFP×オキシトシン-mRFP1ダブルトランスジェニックラットの脳スライス標本および急性単離したニューロンを用いて、生細胞の状態で適刺激後の細胞質内の小胞の動態(開口放出される様子)を観察できる解像度を達成するための工夫が必要である。(3)光感受性タンパク遺伝子導入動物の作出とその系統の繁殖を行い、光感受性タンパクが発現している系統を確立する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Electrophysiological effects of kainic acid on vasopressin-eGFP and oxytocin-mRFP1 neurones isolated from the supraoptic nucleus in transgenic rats.2014

    • 著者名/発表者名
      Ohkubo, J. Ohbuchi, T. Yoshimura, M. Maruyama, T. Ishikura, T. Matsuura, T. Suzuki, H. & Ueta Y.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroendocrinology

      巻: 26(1) ページ: 43-51

    • DOI

      10.1111/jne.12128

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorescent visualisation of the hypothalamic oxytocin neurones activated by cholecystokinin-8 in rats expressing c-fos-enhanced green fluorescent protein and oxtocin-monomeric red fluorescent protein 1 fusion transgenes.2014

    • 著者名/発表者名
      Katoh, A. Shoguchi, K. Matsuoka, H. Yoshimura, M. Ohkubo,JI. Matsuura, T. Maruyama, T. Ishikura, T. Aritomi, T. Fujihara, H. Hashimoto, H. Suzuki, H. Murphy, D. & Ueta, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroendocrinology

      巻: 26(5) ページ: 341-347

    • DOI

      10.1111/jne.12150

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A c-fos-monomeric red fluorescent protein 1 fusion transgene is differentially expressed in rat forebrain and brainstem after chronic dehydration and rehydration.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, M. Ohkubo, J. Katoh, A. Ohno, M. Ishikura, T. Kakuma, T. Yoshimatsu, H. Murphy, D. & Ueta, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroendocrinology

      巻: 25(5) ページ: 478-487

    • DOI

      10.1111/jne.12022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 遺伝子改変技術を用いたオキシトシンニューロンの蛍光タンパクによる可視化の試み2013

    • 著者名/発表者名
      加藤 明子、上田 陽一、鈴木 秀明
    • 雑誌名

      産業医科大学雑誌

      巻: 35(2) ページ: 165-171

  • [雑誌論文] バゾプレシンをめぐる基礎研究Update2013

    • 著者名/発表者名
      橋本 弘史、上田 陽一
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 247(6) ページ: 527-531

  • [学会発表] トランスジェニックラット脳室内へのコルヒチン投与によるオキシトシン-mRFP1発現変化2014

    • 著者名/発表者名
      橋本 弘史、松浦 孝紀、吉村 充弘、大久保 淳一、加藤 明子、丸山 崇、上田 陽一
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学 郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] ラットアジュバント関節炎での視床下部および脊髄後角におけるオキシトシン発現動態の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      松浦 孝紀、吉村 充弘、大久保 淳一、丸山 崇、橋本 弘史、石倉 透、川崎 展、大西 英生、上田 陽一
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学 郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] 脳内浸透圧感受性部位およびバゾプレッシン分泌顆粒の蛍光タンパクによる可視化の試み2014

    • 著者名/発表者名
      上田 陽一
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学 郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      20140316-20140318
    • 招待講演
  • [学会発表] アジュバント関節炎における視床下部と脊髄後角でのオキシトシン発現動態の可視化2013

    • 著者名/発表者名
      松浦 孝紀、川崎 展、大西 英生、上田 陽一
    • 学会等名
      第17回日本心血管内分泌代謝学会学術総会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • 年月日
      20131122-20131123
  • [学会発表] The expression of the oxytocin-monomeric red fluorescent protein 1 fusion gene in the hypothalamus and spinal cord of adjuvant-induced arthritic rats.2013

    • 著者名/発表者名
      Matsuura, T. Ishikura, T. Yoshimura, M. Ohkubo, J. Maruyama, T. Kawasaki, M. Ohnishi, H. Hashimoto, H. & Ueta, Y.
    • 学会等名
      Neuroscience 2013
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (San Diego, USA)
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] Arginine vasopressin (AVP)-eGFP expression in the hypothalamus after hypovolemia in AVP-eGFP transgenic rats.2013

    • 著者名/発表者名
      Ueta, Y. Ohno, M. Ishikura, T. Maruyama, T. Hashimoto, H. Matsuura, T. Ohkubo, J. Yoshimura, M. & Yamashita, H.
    • 学会等名
      37th International Union of Physiological Science
    • 発表場所
      International Convention Centre (Birmingham, UK)
    • 年月日
      20130721-20130726
  • [学会発表] Electrophysiological effects of kainic acid on vasopressin-eGFP and oxytocin-mRFP1 neurons isolated from the supraoptic nucleus in the transgenic rats.2013

    • 著者名/発表者名
      Ohkubo, J. Ohbuchi, T. Mitsuhiro, Y. Maruyama, T. Ishikura, T. Mastuura, T. Suzuki, H. & Ueta, Y.
    • 学会等名
      10th World Congress on Neurohypophysial Hormones
    • 発表場所
      St George's Bristol (Bristol, UK)
    • 年月日
      20130715-20130719
  • [学会発表] 下垂体後葉ホルモンおよびその神経活動の蛍光タンパクによる可視化の試み2013

    • 著者名/発表者名
      上田 陽一
    • 学会等名
      第19回日本行動神経内分泌研究会全国集会
    • 発表場所
      国民宿舎レインボー桜島(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      20130705-20130707
    • 招待講演
  • [学会発表] 多次元蛍光イメージングによる下垂体後葉ホルモン分泌・局所神経回路の可視化と光制御2013

    • 著者名/発表者名
      上田 陽一
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「蛍光生体イメージ」 細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング平成25年度全体班会議
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • 年月日
      20130520-20130521
  • [学会発表] オキシトシン分泌調整に関する最近の進歩2013

    • 著者名/発表者名
      上田 陽一
    • 学会等名
      第86回日本内分泌学会学術総会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      20130425-20130427
    • 招待講演
  • [学会発表] ラット視床下部および青斑核におけるバゾプレッシン-eGFP融合遺伝子発現~等張性脱水における検討~2013

    • 著者名/発表者名
      上田 陽一、大野 素子、吉村 充弘、松浦 孝紀、大久保 淳一、丸山 崇、石倉 透
    • 学会等名
      第86回日本内分泌学会学術総会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      20130425-20130427
  • [学会発表] 下垂体後葉ホルモン研究における蛍光タンパクの応用:トランスジェニックラットによる浸透圧負荷の検討

    • 著者名/発表者名
      加藤 明子、松浦 孝紀、大久保 淳一、吉村 充弘、丸山 崇、橋本 弘史、上田 陽一
    • 学会等名
      第12回九州脳・高血圧・循環制御研究会
    • 発表場所
      ホテル日航福岡(福岡県福岡市)

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公開日: 2015-05-28  

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