【研究領域課題番号】19K06911 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

性差 / 精子 / 自発運動量 / C. elegans / ドーパミン / 交尾 / 行動 / 神経伝達物質 / 性行動 / 受容体 / カルシウム / 自発運動 / 行動状態

【研究成果の概要】

行動の性差は動物が効率的に交尾し繁殖するために重要であるが、性特異的な行動制御の神経メカニズムについては不明な点が多い。本研究は、行動制御の性差とその神経基盤を明らかにすることを目的とする。線虫C. elegansには精子と卵子両方を作る雌雄同体とオスが存在するが、オスは雌雄同体よりも自発的な運動量が高い。自家受精できるために交配相手を探す必要のない雌雄同体は餌から離れずじっとしており、子孫を残すために交配相手を見つける必要のあるオスは餌のある領域の内外を探索するという合理的な性差がこの自発運動量の違いにより生まれる。精子の形成に異常のある変異体を調べた結果、精子を作ることのできない雌雄同体（実質的なメス）は、通常の雌雄同体よりも運動量が増加していることが明らかとなった。精子の作れない変異体とドーパミン欠損変異体の二重変異体を作製し、精子による自発運動量制御にドーパミンが関与するかを調べた。二重変異体はドーパミン欠損変異体と自発運動量に違いがなかった。この結果から、精子による運動量制御にはドーパミンが必要であることが示唆された。
オスは雌雄同体に触れると、尾部を触れたまま雌雄同体の周りを回り、生殖器を探す。この際、雌雄同体が頻繁にオスから逃げることが報告されている。ビデオ撮影と画像解析により、オスが触れた時の雌雄同体の速度変化を測定する系を作製し、野生型と精子形成異常変異体のオス忌避行動を解析した。その結果、野生型はオスが接触すると速度を上昇させるが、精子異常変異体では速度が低下することを明らかにした。このことから、体内の精子がオスからの忌避行動に関与することを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】内分泌学

【研究領域課題番号】15K19529 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

低リン血症 / FGF23 / Klotho / くる病 / 骨軟化症 / 腫瘍随伴症候群 / 免疫染色 / ナノ技術 / リン / カルシウム / ビタミンD / 傍腫瘍症候群 / 骨 / 受容体

【研究成果の概要】

我々はこれまでに、血中のリン濃度調節因子として腫瘍性骨軟化症の原因腫瘍からFGF23というホルモンを同定し、またそのホルモンの受容体として尿細管でFGFR1/Klotho受容体複合体を同定した。本研究ではFGF23産生腫瘍を用いてリン感知受容体を同定することを目的とし、まずはFGF23の高感度ナノ免疫染色法を開発し、FGF23産生腫瘍におけるFGF23産生細胞を組織学的に一細胞レベルで選別することを可能とした。 今後は本法を用いてFGF23産生細胞からリン感知受容体を同定したい。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】20700300 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

抑制性シナプス / カルシウム / GABA_A受容体 / 1分子イメージング / 量子ドット / シナプス可塑性 / GABA_A / 受容体

【研究成果の概要】

シナプス伝達の強さを決めるファクターとして,近年,細胞膜上における受容体の側方拡散が注目されている.本研究では,細胞外からのカルシウム流入とカルシニュリンの活性化により誘導されるGABA_A受容体の側方拡散の促進が,抑制性シナプス可塑性の開始点であることを示した.また,細胞内カルシウム貯蔵庫からのカルシウム放出も,タンパク質リン酸化によりGABA_A受容体の側方拡散を抑制している可能性を提示した.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2011

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】神経・筋肉生理学

【研究領域課題番号】15700309 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

中枢神経細胞 / 神経生理学 / 超短パルスレーザー / ケイジド試薬 / グルタミン酸 / 受容体 / 生理学 / 2光子励起顕微鏡 / スパイン / 高性能レーザー / カルシウム / イメージング

【研究成果の概要】

これまでケイジドグルタミン酸を2光子励起法で活性化する手法により、海馬錐体細胞において、機能的AMPA受容体発現とスパイン形態に強い相関があることを見出してきた。そこで本研究において、可塑性に重要な役割を果たすNMDA受容体の機能と、スパイン形態との間の関係性を調べることを行った。実験方法としては、海馬錐体細胞にホールセルを行い、低親和性カルシウム指示薬と、細胞形態を同定するためのAlexa594をロードした。これはカルシウム指示薬によるカルシウム動態の影響を少なくするためである。細胞外液のマグネシウム濃度を減らした状態で、任意のスパイン部位に対して、2光子励起によってケイジドグルタミン酸を活性化した。その結果誘発される単一スパインにおけるNMDA受容体を介したカルシウム濃度上昇を、2光子励起顕微鏡を用いて、高速ラインスキャンを行ってイメージングした。Alxa594の蛍光に対するカルシウム指示薬の蛍光比によってカルシウム濃度変化を捉えた。この方法によって、一定刺激の条件でのスパイン内カルシウム濃度変化の絶対値を求めることができるようになった。カルシウム濃度上昇は、レーザー出力の2乗に比例し、あるところで飽和することから、スパイン頭部のNMDA受容体を2光子励起法によるグルタミン酸投与によって刺激できることを実証した。また1.5マイクロメートル以上離れたスパイン間では互いに刺激が干渉せず、個々のスパインだけの反応を得られることがわかった。NMDA受容体電流及びカルシウム濃度上昇は、AMPA受容体に比べ、ノイズが高いため、同一スパインにおいて3回刺激し、それを平均化することでCVの低い値を得ることができた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】医化学一般

【研究領域課題番号】09670121 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

嗅覚 / 匂い / 受容体 / クローニング / 再構成 / アデノウイルス / 発現 / カルシウム / PCR

【研究成果の概要】

嗅覚システムは、記憶・学習など脳の高次中枢機能の解明のためのモデルシステムとして注目をされている。1991年、嗅覚受容体がクローニングされて以来、匂いシグナルの情報伝達経路の解析が急速に進みつつある。その一方で、嗅覚受容体の機能的発現の困難さ、リガンドである匂い物質の多種多様性などの理由から、嗅覚受容体と匂い物質との対応づけは遅れている。本研究では、数十万種類もの匂い物質を異なった匂いとして認識する嗅覚系に焦点を定め、その匂い受容機構の解析および人工的再構成系の確立をめざした。匂い受容体は約千種程度存在し、一つの嗅神経細胞には一種の受容体のみが発現していると考えられている。そこで、各々の匂い受容体がどのような匂い物質を認識するか明らかにするために、個々の嗅神経細胞レベルでの応答とその細胞に発現している受容体との対応づけを試みた。まず、単一応答嗅細胞からの受容体のクローニング法(機能的シングルセルRT-PCR法)を開発し、匂い応答単一細胞から発現受容体をクローニングすることに成功した。次に、アデノウイルスによって遺伝子を嗅細胞に導入した系を発現系として用いた匂い受容体の再構成およびリガンド特異性の解析に成功した。ある特定の匂い物質は一種類以上の受容体によって認識され、また、ある特定の受容体は一種類以上の匂い物質を異なった親和性をもって受容し、その特異性は構造内エピトープによることが明らかになった。2年計画の本研究により、米国科学アカデミー学会誌Proceedings of National Academy of Scienceにその成果を発表するにいたった。今後、本研究により達成された成果に基づき、さらに匂い受容体を機能的にクローニングし再構成することによって、匂い分子の認識チューニング機構を匂い受容体レベルで解析していきたい。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1997 - 1998

【配分額】3,600千円 (直接経費: 3,600千円)

【研究分野】基礎獣医学

【研究領域課題番号】04454115 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エンドセリン / 受容体 / 平滑筋 / 内皮細胞 / 薬理 / カルシウム

【研究成果の概要】

最近話題にのぼっている物質としてエンドセリンと一酸化窒素があり、両者ともにその生理的、病態生理的役割が多くの関心をよんできた。我々は平成元年から2年間、一般研究(B)「血管内皮細胞由来の新規血管収縮物質エンドセリンの生理活性に関する研究」の課題でエンドセリンの研究を行なってきた。本研究はその研究をさらに発展させ、平滑筋および血管内皮細胞におけるエンドセリン受容体のタイプとその役割を明らかにすることを目的としたものである。
従来、平滑筋にはET_A受容体があり、収縮に関与するが、内皮細胞にはET_B受容体があり、内皮依存性弛緩因子の放出に関与することが報告されてきた。本研究ではこの点を確認すると共に、静脈平滑筋において収縮に関与するETB受容体が存在し、これはET_<B1>受容体とET_<B2>受容体に細分類されることを世界に先駆けて明らかにすることができた。さらにET_A受容体もまたET_<A1>受容体とET_<A2>受容体に細分類できることを見いだしている。
内皮細胞は血管内腔表面だけではなく、血管各部位や心臓の弁にも存在する。ウサギ大動脈弁のエンドセリン受容体について検討したところ、ここにはET_A受容体のみが存在しており、従来内皮細胞にはET_B受容体のみが存在するという結果とは異なる成績が得られた。またこの受容体を介する細胞内Ca濃度上昇の機序についても明らかにすることが出来た。
その他、平滑筋のエンドセリン収縮の機序、エンドセリン収縮に対する弛緩薬の影響などについても検討を行った。また、エンドセリンの生理作用に関わる総説をまとめることも出来た。
詳細は添付した論文集に譲るが、これらの発見がエンドセリンの生理的、病態生理的役割の解明に寄与するものと期待される。

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1992 - 1993

【配分額】6,500千円 (直接経費: 6,500千円)