Development of the gonadotropin secretion promotion technique using the Tiger puffer pituitary spheroid culture

利用虎鲀垂体球培养促进促性腺激素分泌技术的开发

基本信息

批准号：
21K05727
负责人：
山口明彦
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

魚類の下垂体から放出される生殖腺刺激ホルモン（GTH：ゴナドトロピン）には濾胞刺激ホルモン（FSH）と黄体形成ホルモン（LH）があり、それぞれ性成熟をコントロールすることが知られている。哺乳動物培養細胞などを利用した重要資源魚種（クロマグロ、ニホンウナギ、トラフグ、サバ等）の組換えホルモンも作られ一部は成熟や産卵促進に利用されてはいるものの、高コストや低活性のため全ての魚種に適応できる汎用性のある技術はまだ開発されていない。GTH ホルモンはヘテロダイマーサブユニットから構成され、さらに糖鎖修飾がその活性に重要な役割を果たしている。組換えホルモンでは最適な修飾が行わないことが低活性の原因とされている。私達はこのような問題を克服するために魚類下垂体からスフェロイドを作製しその種固有のホルモンを in vitro で合成・分泌させるシステムの開発を目指している。2022年度は前年度から引き続きトラフグ下垂体スフェロイドの特徴について調査を行った。初回成熟を迎える2 齢（雌）の周年トラフグ血清を添加した培地でスフェロイド培養を行いEdU（5-エチニル-2'-デオキシウリジン)を用いて細胞増殖を検出する3D細胞増殖アッセイ法を確立した。その結果下垂体ホルモン細胞の増殖は初回成熟開始時期（9 月～12 月頃）に高い活性を示した。細胞増殖活性が一番高い時期は秋（10月）であり、一方産卵期(5月)での細胞増殖活性は低かった。これらの結果は下垂体ホルモン細胞の増殖は産卵半年前の秋に行われることを意味する。スフェロイド実験はin vivoの下垂体状況を再現できるため、様々な魚種への成熟・産卵促進物質の探索が期待できる。また魚類血清中にはスフェロイドを効率的に構築する細胞凝集促進因子が含まれており、プレート上ではROCK 阻害剤なしでスフェロイドの構築ができることが明らかになった。

鱼类脑下垂体释放的促性腺激素（GTH）包括卵泡刺激素（FSH）和黄体生成素（LH），已知每种激素都能控制性成熟。重要资源鱼类（蓝鳍金枪鱼、日本鳗鱼、虎河豚、鲭鱼等）的重组激素是利用培养的哺乳动物细胞制造的，虽然有些用于促进成熟和产卵，但它们价格昂贵且活性低。因此，尚未开发出可应用于所有鱼类的通用技术。 GTH激素由异二聚体亚基组成，糖基化对其活性起着重要作用。重组激素缺乏最佳修饰被认为是其活性低的原因。为了克服这些问题，我们的目标是开发一种系统，利用鱼类脑垂体制造球体，并在体外合成和分泌物种特异性激素。 2022年，我们继续研究上一年的虎河豚垂体球特征。我们建立了一种 3D 细胞增殖测定方法，通过在补充了第一次成熟的二年级（雌性）虎河豚血清的培养基中培养球体，使用 EdU（5-乙炔基-2'-脱氧尿苷）检测细胞增殖。结果，垂体激素细胞的增殖在最初成熟初期（9月至12月）表现出高活性。细胞增殖活性最高的时期是秋季（10月），而产卵季节（5月）细胞增殖活性较低。这些结果意味着垂体激素细胞在秋季（产卵前六个月）增殖。由于球体实验可以重现体内垂体情况，因此我们可以期待寻找促进各种鱼类成熟和产卵的物质。研究还表明，鱼血清中含有一种细胞聚集促进因子，可以有效构建球体，并且可以在不使用 ROCK 抑制剂的情况下在平板上构建球体。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Divulging the social sex change mechanism in a unique model system for studying the sexual plasticity of protogynous hermaphrodite fish, three bamboo leaf wrasse (Pseudolabrus sieboldi)

揭示独特模型系统中的社会性别变化机制，用于研究雌雄同体鱼类三竹叶濑鱼（Pseudolabrus sieboldi）的性可塑性

DOI：
10.3389/fmars.2022.1048506
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.7
作者：
Chakraborty Tapas;Yamamoto Yume;Hanai Shoma;Hirano Mayumi;Mohapatra Sipra;Yamaguchi Akihiko;Takeda Tatsusuke;Matsuyama Michiya;Ohta Kohei
通讯作者：
Ohta Kohei

トラフグ下垂体から均一なスフェロイドを作製するための最適な培養条件の評価

虎河鲀垂体制备均匀球体的最佳培养条件评价

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口明彦
通讯作者：
山口明彦

下垂体スフェロイドを用いたトラフグ初回成熟機構の解析

利用垂体球分析虎河豚的初始成熟机制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口明彦
通讯作者：
山口明彦

Molecular Characterisation and Reporter Gene Assay ofthe Three GnRH Isoforms and Two GnRH Receptors of a Clupeiform Fish, Japanese Sardine, Sardinops sagax melanostictus (Temminck & Schlegel, 1846)

鲱鱼、日本沙丁鱼、黑嘴沙丁鱼 (Temminck) 三种 GnRH 亚型和两种 GnRH 受体的分子特征和报告基因分析

DOI：
10.33997/j.afs.2022.35.1.003
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
LUMAYNO SANNY DAVID PACHECO;OHTA KOHEI;YAMAGUCHI AKIHIKO;MATSUYAMA MICHIYA
通讯作者：
MATSUYAMA MICHIYA

Divulging the social sex change mechanism in a unique model system for studying the sexual plasticity of protogynous hermaphrodite fish, three bamboo leaf wrasse (Pseudolabrus sieboldi)

揭示独特模型系统中的社会性别变化机制，用于研究雌雄同体鱼类三竹叶濑鱼（Pseudolabrus sieboldi）的性可塑性

DOI：
10.3389/fmars.2022.1048506
发表时间：
2022-12-16
期刊：
General and comparative endocrinology
影响因子：
2.7
作者：
T. Chakraborty;Yume Yamamoto;Shoma Hanai;M. Hirano;S. Mohapatra;A. Yamaguchi;T. Takeda;M. Matsuyama;K. Ohta
通讯作者：
K. Ohta