遺伝子欠損モデルを用いた生殖を制御する新規エネルギーセンサー細胞の同定

使用基因删除模型识别控制繁殖的新型能量传感器细胞

• 批准号: 12J05310
• 负责人: 美辺 詩織
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05310/
• 关键词: AMPK; 上衣細胞; 下位脳幹; LHパルス; 細胞内カルシウム測定; トランスジェニックマウス; エネルギーセンシング; 遺伝改変動物; Cre-loxpシステム; 生殖機能制御; フローサイトメトリー

本研究では、上衣細胞におけるエネルギーセンシングの細胞内シグナリングを解明することを目的として、後脳上衣細胞のAMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）の役割について検討した。AMPKは真核細胞において高度に保存されているセリン／スレオニンキナーゼであり、低グルコースのような低栄養ストレスに応答してAMP依存的に活性化される。本研究において、後脳の細胞のなかでも特に脳室周囲の上衣細胞の繊毛にAMPKタンパクの局在が示された。また、AMPKの活性化剤をラット後脳に位置する第四脳室に投与すると、パルス状LH分泌が抑制されたことから、上衣細胞の繊毛のAMPK活性化が性腺機能を抑制することが示唆された。さらに、上衣細胞で蛍光タンパク質（Venus）を発現するトランスジェニックマウスを作出し、in vitroにおいてVenusで可視化された後脳上衣細胞にAMPKの活性化剤を作用させると、細胞内Ca2+濃度が上昇する。以上の結果から、後脳上衣細胞はAMPKの活性化による細胞内Ca2+濃度上昇を介してパルス状LH分泌の抑制を引き起こすことが示唆された。これまでニューロンの支持細胞と考えられていたグリア細胞であるが、近年の多くの研究から、実は非常に動的であり、細胞内Ca2+濃度に依存的にさまざまな伝達物質を放出することが報告されている。これらのことから、低栄養時には、エネルギーセンサー細胞である後脳上衣細胞内の細胞内AMPKシグナリングの活性化が引き金となり、視床下部の生殖中枢へと低栄養の情報が伝達され、GnRH/LH 分泌を抑制し、ひいては性腺機能を抑制すると考えられる。本研究により明らかとなった性腺機能を制御する脳内エネルギーセンシングメカニズムは、高泌乳牛における受胎率の低下などに関わる可能性が考えられ、治療・予防法の開発への応用が期待される。

在本研究中，我们研究了 AMP 激活蛋白激酶 (AMPK) 在后脑室管膜细胞中的作用，旨在阐明室管膜细胞中能量感应的细胞内信号传导。 AMPK 是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在真核细胞中高度保守，并以 AMP 依赖性方式激活，以响应营养不良应激（例如低血糖）。在这项研究中，AMPK 蛋白定位于室周室管膜细胞的纤毛中，尤其是后脑细胞中。此外，当对位于大鼠后脑的第四脑室施用AMPK激活剂时，搏动性LH分泌受到抑制，表明室管膜细胞纤毛的AMPK激活抑制了性腺功能。此外，当我们创建在室管膜细胞中表达荧光蛋白（Venus）的转基因小鼠并将 AMPK 激活剂应用于体外用 Venus 观察的后脑室管膜细胞时，细胞内 Ca2+ 浓度增加。这些结果表明，后脑室管膜细胞通过 AMPK 的激活增加细胞内 Ca2+ 浓度来抑制脉冲性 LH 分泌。神经胶质细胞以前被认为是神经元的支持细胞，但近年来的许多研究表明，它们实际上是高度动态的，并根据细胞内的 Ca2+ 浓度释放各种递质。基于这些事实，当发生营养不良时，后脑室管膜细胞（能量感受细胞）的细胞内 AMPK 信号传导被激活，并将营养不良的信息传递到下丘脑的生殖中心，导致 GnRH/LH 分泌。据认为，这可以抑制癌症的影响，进而抑制性腺功能。这项研究揭示的大脑中控制性腺功能的能量传感机制可能与高产奶牛生育率较低有关，有望应用于治疗和预防方法的开发。

项目成果

後脳上衣細胞可視化マウスの作製

具有后脑室管膜细胞可视化的小鼠的产生

• 发表时间: 2013
• 作者: 美辺詩織;松本華代;出浦慎哉;池上花奈;後藤哲平;三宝誠;平林真澄;上野山賀久;前多敬一郎;束村博子;美辺詩織;美辺詩織
• 通讯作者: 美辺詩織

KNDyニューロン可視化遺伝子組換えラットを用いたGnRHパルス発生機構の解明

使用可视化 KNDy 神经元的转基因大鼠阐明 GnRH 脉冲生成机制

• 发表时间: 2014
• 作者: 美辺詩織;林真弓;笹嶋俊介;家田菜穂子;後藤哲平;上野山賀久;前多敬一郎;束村博子
• 通讯作者: 束村博子

Different critical perinatal periods and hypothalamic sites of oestradiol action in the defeminisation of luteinising hormone surge and lordosis capacity in the rat.

雌二醇在大鼠黄体生成素激增和脊柱前凸能力去女性化中作用的不同关键围产期和下丘脑部位。

• DOI: 10.1111/j.1365-2826.2012.02389.x
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Neuroendocrinology
• 影响因子: 3.2
• 作者: Tomikawa J;Uenoyama Y;Ozawa M;Fukanuma T;Takase K;Goto T;Abe H;Ieda N;Minabe S;Deura C;Inoue N;Sanbo M;Tomita K;Hirabayashi M;Tanaka S;Imamura T;Okamura H;Maeda K-I;Tsukamura H.;榊原基嗣
• 通讯作者: 榊原基嗣

dynorphin-kappa opioid receptor signaling partly mediates estrogen negative feedback effect on LH pulses in female rats.

• DOI: 10.1262/jrd.2012-193
• 发表时间: 2013
• 期刊: The Journal of reproduction and development
• 作者: Mostari P;Ieda N;Deura C;Minabe S;Yamada S;Uenoyama Y;Maeda K;Tsukamura H
• 通讯作者: Tsukamura H

KISS1 gene expression in the developing brain of female pigs in pre- and peripubertal periods.

• DOI: 10.1262/jrd.2013-129
• 发表时间: 2014
• 期刊: The Journal of reproduction and development
• 作者: Ieda N;Uenoyama Y;Tajima Y;Nakata T;Kano M;Naniwa Y;Watanabe Y;Minabe S;Tomikawa J;Inoue N;Matsuda F;Ohkura S;Maeda K;Tsukamura H
• 通讯作者: Tsukamura H