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。

有人提出，溯河产卵鲑鱼（鲑鱼科）身上的母亲河印记与神经递质及其受体有关。然而，释放神经递质的突触前神经元分子与鲑鱼印记形成之间的关系尚不清楚。本研究的目的是证明 Snare 复合体控制突触胞吐作用及其调节因子在鲑鱼嗅觉印记中的作用。除了去年获得的鲑鱼和粉红鳟鱼外，我们还将对日本红鳟鱼和樱桃鲑鱼中Snare分子的翻译区域进行cDNA克隆，为比较不同洄游方式和生活的物种之间的表达水平奠定基础历史多态性我能够做到这一点。在鲑鱼中，进行了原位杂交分析，以阐明 Snare 分子在作为嗅觉中心的嗅球和参与多感觉整合的端脑中的表达区域。每个 Snare 分子在海马体中参与初级和高级嗅觉投射区和记忆形成的功能同源区域表达，表明它们参与嗅觉信息的传递和嗅觉记忆的形成。截至去年进行的一项分析比较了鲑鱼生活史各主要阶段嗅觉神经系统中圈套分子的表达水平，结果表明，幼鱼阶段的表达水平最高。因此，今年我们重点关注幼鱼下河情况，并根据放流后的天数进行了详细的阶段划分，进行比较。在刚释放后的个体中，Snare 分子的表达水平高于开始河流下降行为之前的幼鱼和下降后的幼鱼。这表明幼鲑鱼的嗅觉神经系统的突触可塑性在释放后开始下降时立即暂时增加。在这项研究中，我们阐明了鲑科动物嗅觉神经系统中表达的突触胞吐作用相关分子的一级结构，并能够根据鲑鱼和粉红鲑鱼迁徙相关的表达变化证明其与嗅觉印记和记忆的关系。人们还认为可以使用这些分子作为指标来估计幼鲑鱼的嗅觉印记活性。

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