頭足類マダコの循環系および生殖系に作用する神経ペプチドの生理・生化学的研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640669
• Research Institution: Suntory Institute for Bioorganic Research
• Principal Investigator: 南方 宏之 (財)サントリー生物有機科学研究所, 部長研究員 (90150143)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 筒井 和義 広島大学, 総合科学部, 教授 (20163842)
• Keywords: Octopus vulgalis / 視柄腺 / 性腺刺激ホルモン放出ホルモン / 前駆体遺伝子クローニング / 競合ELISA / 飛行時間型質量分析 / 免疫組織化学

Research Abstract

性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)は、脊椎動物における生殖制御の核である視床下部-下垂体-性腺軸の鍵となるペプチドである。マダコの脳を抽出し、体心臓に対する作用を指標にして純化を行った結果、心拍の頻度および強さ共に増強する活性を示すペプチドを単離した。構造解析の結果、本ペプチドは、GnRHの同族と考えられるペプチドであることが分かった。実際に、ウズラの脳下垂体培養細胞に作用させると僅かではあるが黄体形成ホルモンを分泌させる効果が見られた。そこで前駆体遺伝子のクローニングとmRNAの発現、競合ELISAと質量分析を組み合わせたペプチドの脳内分布の確認、さらに免疫組織化学を検討した。本ペプチドは、食道上脳、食道下脳、および嗅葉-脚葉複合体に存在することが確認された。RT-PCRおよびサザンブロット分析により前駆体mRNAは、同じ脳の領域と視柄腺に発現していた。免疫陽性を示す神経細胞体と神経繊維が、食道上脳の脳下脚葉、後部嗅葉に観察された。両者の部位は、視柄腺の活性を支配する神経中心と考えられる。また、視柄腺内に免疫陽性の視柄腺神経および分泌細胞が確認された。以上の結果から、生殖機能に関してマダコの脳下脚葉-視柄腺および後部嗅葉-視柄腺の二つのルートは、脊椎動物の視床下部-下垂体系に相当すると考えられ、今回単離したペプチドは、神経ペプチドのみならず内分泌ホルモンとしてマダコの生殖機能に関与するGnRHであることが示唆された。

Research Products

• [Publications] T.Kawada: "Identification of multiple urechistachykinin peptides, gene expression, pharmacological activity, and detection using mass spectrometric analyses"Peptides. 21巻・12号. 1777-1783 (2000)
• [Publications] Y.Muneoka: "Comparative aspects of invertebrate neuropeptides"Acta Biol Hung.. 51巻・2-4号. 111-132 (2000)
• [Publications] H.Satake: "Characterization of a cDNA encoding a novel avian hypothalamic neuropeptide exerting an inhibitory effect on gonadotropin release"Biochemical J.. 354巻・2号. 379-385 (2001)