サケ属魚類の母川刷込機構の分子基盤に基づく神経生理学的研究

基于鲑鱼母亲河印记机制分子基础的神经生理学研究

• 批准号: 19J10799
• 负责人: 阿部 嵩志
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10799/
• 关键词: 遡河性回遊魚; サケ属魚類; 母川刷込; 刷込; 神経; シナプス可塑性; 嗅覚

遡河性サケ属魚類 (サケ類) の母川刷込と神経伝達物質およびその受容体との関連は示唆されている。しかし、神経伝達物質を放出するシナプス前部の神経分子のサケ類の刷込形成との関連は不明であった。本研究は、シナプス開口放出を制御するSnare複合体とその制御因子のサケ類の嗅覚刷込への関与を示すことを目的とした。昨年度に得られたサケとカラフトマスに加えて、ヒメマスとサクラマスでもSnare分子の翻訳領域のcDNAクローニングを実施し、回遊パターンの異なる種間・生活史多型での発現量比較を行う基盤を整備することができた。サケでは、嗅覚中枢である嗅球と多感覚の統合に関わる終脳でのSnare分子の発現領域を明らかにするため、in situハイブリダイゼーション解析を行った。各Snare分子は、嗅覚の一次および高次の投射領域と記憶形成に関わる海馬の機能的相同領域に発現しており、嗅覚情報の伝達と嗅覚記憶形成に関わることが示唆された。昨年度までに実施したサケの生活史の主要なステージ間で嗅神経系のsnare分子の発現量を比較した解析では、稚魚期で高値であった。そこで本年度は、稚魚の河川内の降河に着目し、放流後の日数により詳細なステージ区分を設けて比較した。放流直後の個体では、Snare分子の発現量が降河行動を開始する前の仔稚魚および降海後の幼魚に比べて高値であった。このことから、サケ類稚魚の嗅神経系におけるシナプス可塑性は降河を開始する放流直後に一時的に高まると考えられた。本研究では、サケ類の嗅神経系に発現するシナプス開口放出関連分子の一次構造を明らかにし、サケおよびカラフトマスの回遊に伴う発現変化から嗅覚刷込・想起との関連を示すことができた。また、これらの分子を指標として、サケ類幼稚魚の嗅覚刷込活性を推定可能であると考えられた。

已经提出了上游鲑鱼鱼（鲑鱼）和神经递质及其受体的烙印之间的关联。然而，突触前神经分子与咸烙印的关联尚不清楚。这项研究的目的是证明snare复合物及其调节因子参与鲑鱼的嗅觉印记，这些鲑鱼调节突触开放释放。除了去年获得的鲑鱼和颜色鲑鱼外，我们还对鲑鱼和樱桃鲑鱼中的圈圈分子的翻译区域进行了cDNA克隆，并能够为比较种间和生命历史多态性的表达水平和不同迁移模式的表达水平建立基础。在鲑鱼中，进行了原位杂交分析，以阐明尾脑中的圈圈分子的表达区域，该脑脑中涉及嗅球的整合，嗅觉中心和多感觉完整性。每个圈圈分子均以嗅觉意义的原发性和高阶投影区域表达，以及与记忆形成有关的海马的功能同源区域，这表明它参与了嗅觉信息的传播和嗅觉记忆的形成。在去年进行的一项分析比较了鲑鱼生命史的主要阶段之间的嗅觉神经系统中的圈圈分子的表达水平，表明少年时期的水平很高。因此，今年我们专注于落在年轻鱼类河流中的河流，并根据释放后数天设置详细的阶段类别来比较它们。在释放后立即的个体中，在河下降开始之前和少年幼虫之前，在河下降开始之前和少年幼虫中，在少年幼虫中的表达量高于少年幼虫中的表达量。这表明，少年鲑鱼鱼类嗅觉神经系统中的突触可塑性在河下降开始后立即暂时增加。这项研究揭示了在鲑鱼的嗅觉神经系统中表达的突触开放释放分子的主要结构，并显示了与嗅觉印记相关的表达变化与鲑鱼表达变化所产生的回忆之间的关系。此外，人们认为将这些分子用作指标，可以估计鲑鱼鱼的嗅觉印记活性。

项目成果

サケ属魚類における腋突起の機能解剖学的解析.

鲑鱼腋突的功能和解剖学分析。

• 发表时间: 2020
• 作者: 若林佑樹;宮下倭麻;阿部嵩志;五味伸太郎;高木 力;工藤秀明 .
• 通讯作者: 工藤秀明 .

Molecular characterization and expression of synaptic plasticity-related genes in the olfactory organ and brain of chum and pink salmon during seaward and homeward migration.

黑鲑鱼和粉红鲑鱼在向海和返乡迁徙过程中嗅觉器官和大脑中突触可塑性相关基因的分子特征和表达。

• 发表时间: 2020
• 作者: Abe T;Kudo H;Takshi Abe and Hideaki Kudo
• 通讯作者: Takshi Abe and Hideaki Kudo