Roles of GABA signaling in suprachiasmatic neurons on female reproductive functions

视交叉上神经元 GABA 信号传导对女性生殖功能的作用

• 批准号: 22KJ2847
• 负责人: 杉山 瑞輝
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2847/
• 关键词: 概日リズム; 視交叉上核; バソプレシン; 性周期; 血管作動性腸管ペプチド; γアミノ酸; 黄体形成ホルモン

哺乳類の概日時計中枢は間脳・視床下部・視交叉上核（SCN）である。SCN細胞は、アルギニンバソプレシン（AVP）、血管作動性腸管ペプチド（VIP)、カルビンジン（CAL）などの様々な神経伝達物質を産生し、これらを産生する神経細胞の分布には局在性がある。一方でSCNのほぼ全ての細胞は抑制性の神経伝達物質であるγアミノ酪酸（GABA）作動性でもある。先行研究により、排卵などの雌性生殖機能の誘起には発情前期の特定の時刻（critical timewindow）におけるSCNからの神経情報が必要であることが示唆されているが、SCN領域内の細胞種までを考慮した研究報告はない。そこで申請者は、SCN領域に存在する特定の神経細胞特異的に遺伝子操作を施したマウスの雌性生殖機能に及ぼす影響を調査することで、雌性生殖機能におけるSCNからの時刻情報出力機構およびその伝達経路の解明に挑む。本年度は、SCNのAVP産生細胞が排卵を誘起する神経情報を伝達しているかを検討するために、光遺伝学的手法を用いて雌性マウスのSCNにおけるAVP産生細胞の神経活動を発情前期の時刻特異的に抑制を行い、その後の輪回し活動に表出する性周期への影響を測定した。その結果、先行研究と同様のcritical timewindowにおけるAVP産生細胞の神経活動抑制により、発情前期が延長し性周期も延長する事が確認された。また、現在はAVP産生細胞からの神経情報が排卵機構を制御する「視床下部―下垂体―性腺軸」に対してどのように伝達されているかを検討するため、アデノ随伴ウイルスを用いて神経細胞の軸索末端に発現するシナプトフィジンを雌性マウスのAVP産生細胞特異的に発現させ、下流の神経経路の探索を進めている。

哺乳动物的生物钟中心是间脑、下丘脑和视交叉上核（SCN）。 SCN 细胞产生各种神经递质，如精氨酸加压素 (AVP)、血管活性肠肽 (VIP) 和钙结合蛋白 (CAL)，并且产生这些神经递质的神经元分布是局部的。然而，SCN 中的几乎所有细胞都对抑制性神经递质 γ-氨基丁酸 (GABA) 具有激动作用。此前的研究表明，发情前期关键时间窗口来自SCN的神经信息对于诱导排卵等女性生殖功能是必要的，但目前还没有研究报告考虑到这一点。因此，通过研究专门针对SCN区域中存在的特定神经细胞进行基因工程改造的小鼠对雌性生殖功能的影响，申请人将研究SCN的时间信息输出机制及其在雌性生殖功能中的传递。试图阐明路线。今年，为了检查SCN中的AVP产生细胞是否传递诱导排卵的神经信息，我们利用光遗传学技术监测了雌性小鼠发情前期时SCN中AVP产生细胞的神经活动。特异性抑制并测量了对性周期的影响，这体现在随后的车轮旋转活动中。结果证实，在与之前研究相同的关键时间窗口内抑制AVP产生细胞的神经活动会导致发情前期延长和性周期延长。此外，我们目前正在使用腺相关病毒来研究来自AVP产生细胞的神经信息如何传递到控制排卵机制的“下丘脑-垂体-性腺轴”，突触素在女性的轴突末端表达。小鼠中，在雌性小鼠的 AVP 产生细胞中特异性表达，下游神经通路正在探索中。

项目成果

Roles of GABA signaling in suprachiasmatic AVP neurons on female reproductive functions

视交叉上 AVP 神经元 GABA 信号传导对女性生殖功能的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 杉山瑞輝;陳佳旭;三枝理博;中村孝博
• 通讯作者: 中村孝博