成長から成熟への変遷を司るコラゾニン神経の上流探索と機能解析

控制从生长到成熟过渡的 corazonin 神经元的上游探索和功能分析

基本信息

批准号：
21K06197
负责人：
島田裕子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Tsukuba
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

本研究は、成長から成熟への変遷を司る神経内分泌機構を明らかにする目的で、ショウジョウバエ幼虫のコラゾニン産生神経（以下、Crz 神経）の活動を制御するオクトパミン産生神経（以下、OA 神経）を同定することを目指す。また、Crz 神経が成長を抑制し、成熟への舵切りを誘導する過程で、他の神経群との連携プレーがあることを、神経特異的RNAiによる機能解析や single cell RNA seq 解析によって明らかにする。本研究により、十分に栄養を蓄えた個体において、成長から成熟への舵切りスイッチを担う神経経路の全貌を掴む。2022年度においては、発育から成熟へのスイッチに必要な栄養量を定量する目的で、3齢中期の幼虫を飢餓条件に起き、蛹化するタイミングが早まる現象（早熟蛹化）の解析を行った。興味深いことに、飢餓条件においても前胸腺でのエクジステロイド生合成遺伝子群の発現に劇的な変化はない一方で、脂肪体での活性型エクジステロイドの生合成に関わる shade 遺伝子の発現が有意に上昇していた。さらに、エクジステロイドシグナリング経路の因子EcR、E74A、E74B、E75A、E75B の発現も顕著に上昇することを見出した。これらの結果から、３齢中期の幼虫では、前胸腺ではなく、末梢組織の脂肪体においてエクジステロイドシグナリングが促進されることによって、蛹化のタイミングが早まることが示唆された。さらに、本研究では、飢餓条件でのエクジステロイドシグナルの亢進には、ショウジョウバエのインスリン様ペプチドの１つである dilp6 の機能が関わることが示唆された。本研究によって、発育から成熟へのスイッチにおいて、栄養条件に応じて発育が促進されるだけではなく、飢餓条件が成熟を早めるメカニズムがあることが示唆された。

在本研究中，我们鉴定了果蝇幼虫中控制考拉佐宁产生神经（以下简称Crz神经）活性的产生章鱼胺的神经（以下简称OA神经），旨在阐明控制果蝇幼虫的神经内分泌机制。我们的目标是从成长到成熟。此外，使用神经元特异性 RNAi 和单细胞 RNA seq 分析进行的功能分析表明，Crz 神经元在抑制生长和诱导成熟的过程中与其他神经元群合作。通过这项研究，我们将全面了解营养良好的个体从生长到成熟的神经通路。 2022财年，我们分析了三龄幼虫在饥饿条件下提前化蛹的现象，以量化从发育到成熟所需的营养量。有趣的是，即使在饥饿条件下，虽然前胸腺中蜕皮类固醇生物合成基因的表达没有显着变化，但脂肪体中参与活性蜕皮类固醇生物合成的遮荫基因的表达却显着增加。此外，我们发现蜕皮激素信号通路因子EcR、E74A、E74B、E75A和E75B的表达也显着增加。这些结果表明，在三龄中期幼虫中，蜕皮类固醇信号在周围组织的脂肪垫而不是前胸腺中得到促进，从而导致化蛹时间提前。此外，这项研究表明，饥饿条件下蜕皮类固醇信号传导的增强涉及 dilp6（果蝇中的一种胰岛素样肽）的功能。这项研究表明，在从发育到成熟的转变过程中，存在着一种机制，其中不仅根据营养条件促进生长，而且通过饥饿条件加速成熟。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Endocrinology: Non-insulin-producing cells secrete insulin under nutrient shortage

内分泌学：非胰岛素产生细胞在营养缺乏的情况下分泌胰岛素

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
9.2
作者：
Yuko S. Niwa;Ryusuke Niwa
通讯作者：
Ryusuke Niwa

A metazoan ortholog of SpoT hydrolyzes ppGpp and functions in starvation responses

SpoT 的后生动物直系同源物水解 ppGpp 并在饥饿反应中发挥作用

DOI：
10.1038/nsmb.1906
发表时间：
2010-10-01
期刊：
Nature Structural &Molecular Biology
影响因子：
0
作者：
Dawei Sun;Gina Lee;J. H. Lee;Hye‐Yeon Kim;Hyun;Seung;Kyung;YongSung Kim;Bo Yeon Kim;Jong‐In Hong;Chankyu Park;H. Choy;Jung Hoe Kim;Y. Jeon;Jongkyeong Chung
通讯作者：
Jongkyeong Chung

栄養と発育をつなぐ神経内分泌機構の研究

营养与生长的神经内分泌机制研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
島田裕子
通讯作者：
島田裕子

A population of neurons that produce hugin and express the diuretic hormone 44 receptor gene projects to the corpora allata in Drosophila melanogaster

黑腹果蝇中产生 Hugin 并表达利尿激素 44 受体基因的神经元群投射到阿拉塔体

DOI：
10.1111/dgd.12733
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizuno Yosuke;Imura Eisuke;Kurogi Yoshitomo;Shimada‐Niwa Yuko;Kondo Shu;Tanimoto Hiromu;Huckesfeld Sebastian;Pankratz Michael J.;Niwa Ryusuke
通讯作者：
Niwa Ryusuke

Starvation induces precocious pupariation in Drosophila melanogaster

饥饿导致果蝇性早熟化蛹