ショウジョウバエの産卵行動を誘導するコマンドニューロンの同定と機能解析

诱导果蝇产卵行为的命令神经元的鉴定和功能分析

基本信息

批准号：
14J07885
负责人：
原佑介
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ショウジョウバエの雌の産卵行動は低温・短日・饑餓の条件で著しく抑制される。昨年度までの研究により、我々は脳間部に存在するインスリン様ペプチド産生細胞（IPCs）がそれら環境・栄養情報を統合し、卵巣の発育と産卵行動を制御する中枢ニューロンであることを突き止めた。本年度は産卵を抑制する上記三つの要素のうち、特に低温がIPCsの電気的特性に与える影響を解析した。IPCsは-55mV付近に静止膜電位を持ち、通常室温（24℃）では自発的発火は起こらない。しかし、IPCsを産卵が強く抑制される低温（11℃）に曝すと、膜電位は緩やかに脱分極して閾値に達し、持続的発火が生じた。温度を室温に戻すと膜電位は過分極して元の膜電位に戻り、発火は停止した。したがって、低温刺激はIPCsの大きな脱分極とそれに伴う持続的発火を引き起こし、インスリン様ペプチドの分泌を促進すると考えられる。次に、この低温による脱分極のメカニズムを探るため、電位固定下でRamp波を与える実験によりIPCsの温度感受性成分の特性を調べたところ、その成分は-70mV付近に反転電位を持つチャネルである事が分かった。また、IPCsの入力抵抗は室温時と比べて低温時で約二倍に増加した。これらの事実から、IPCsでは低温時にK2Pチャネルが閉じ、脱分極が引き起こされるのではないかと考えられる。さらに、低温時の脱分極はGPCR阻害剤により有意に抑制された。したがって、低温によりK2Pチャネルが閉じる場合、その応答はGPCRを介している可能性が高い。最後に、低温・短日・饑餓条件で飼育したIPCsの低温に対する応答を調べたところ、上述の脱分極応答は強く抑制され、発火も生じなかった。したがって、長時間のストレス環境への曝露はIPCsの電気的特性を活性な状態から不活性な状態へと変化させ、これにより卵巣発育と産卵行動の抑制が導かれるものと考えられる。

低温、短日照和饥饿条件下，雌性黑腹果蝇的产卵行为受到显着抑制。通过截至去年的研究，我们发现大脑间存在的胰岛素样肽生成细胞（IPC）是整合这些环境和营养信息并控制卵巢发育和产卵行为的中枢神经元。今年，我们在上述三个抑制产卵的因素中分析了低温对IPC电性能的影响。 IPC 的静息膜电位约为 -55mV，在室温 (24°C) 下通常不会发生自发放电。然而，当IPC暴露于强烈抑制产卵的低温（11°C）时，膜电位缓慢去极化，直到达到阈值，导致持续放电。当温度恢复至室温时，膜电位超极化并恢复至其原始膜电位，并且放电停止。因此，冷刺激被认为会引起 IPC 的大量去极化和相关的持续放电，促进胰岛素样肽的分泌。接下来，为了探究这种低温导致去极化的机理，我们通过在固定电压条件下施加斜波的实验研究了IPC的温度敏感元件的特性，发现该元件是一个反转电位约为-70 mV 的通道，我发现发生了什么。此外，IPC 的输入电阻在低温下比室温下增加约两倍。这些事实表明，IPC 中的 K2P 通道在低温下关闭，导致去极化。此外，GPCR 抑制剂显着抑制了低温下的去极化。因此，当低温关闭 K2P 通道时，反应可能是由 GPCR 介导的。最后，当我们研究在低温、短日照和饥饿条件下饲养的IPC对低温的反应时，我们发现上述去极化反应被强烈抑制，并且没有发生放电。因此，长时间暴露在压力环境中可能会将IPC的电特性从活跃状态改变为非活跃状态，从而导致卵巢发育和产卵行为受到抑制。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The Dmca1D channel mediates Ca(2+) inward currents in Drosophila embryonic muscles

Dmca1D 通道介导果蝇胚胎肌中的 Ca(2) 内向电流

DOI：
10.3109/01677063.2015.1054991
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hara Y.; Koganezawa M.; Yamamoto D.
通讯作者：
Yamamoto D.

The role of the effector caspases drICE and dcp-1 for cell death and corpse clearance in the developing optic lobe in Drosophila

效应器半胱天冬酶 drICE 和 dcp-1 在果蝇视神经发育中细胞死亡和尸体清除中的作用

DOI：
10.1016/j.ydbio.2015.05.013
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
2.7
作者：
Hiromi Akagawa; Yusuke Hara; Yu Togane; Kikuo Iwabuchi; Tsuyoshi Hiraoka; Hidenobu Tsujimura
通讯作者：
Hidenobu Tsujimura

Brain insulin cells sense cold via Gustatory Receptor 28b for the control of diapause in Drosophila

大脑胰岛素细胞通过味觉受体 28b 感知寒冷来控制果蝇的滞育