キイロショウジョウバエ交尾後の生殖幹細胞増殖における栄養と腸ホルモンの役割

营养物质和肠道激素在果蝇交配后生殖干细胞增殖中的作用

• 批准号: 21J20279
• 负责人: 星野 涼
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J20279/
• 关键词: 生殖幹細胞; 栄養; 腸; ペプチドホルモン; ショウジョウバエ; 交尾; 糖

申請者はキイロショウジョウバエに食餌を構成する主要栄養素である、タンパク質、糖質の量を自在に変化させた様々な餌を摂取させ、交尾後の生殖幹細胞増殖を調べたところ、糖質を摂食しさえすれば交尾後の腸NPF放出および生殖幹細胞増殖が引き起こされることを発見した。一方で、極端に糖質を減少させたエサでは交尾後の腸NPFの放出および生殖幹細胞の増殖は引き起こされなかった。すなわち、この交尾依存的なNPFの放出と生殖幹細胞の増殖には糖の摂食状態が関与していることを明らかになった。そこで、糖によって誘導されるNPFの放出がどのようなメカニズムで誘導されるのか調べるために、腸内分泌細胞で発現している味覚受容体に着目した。NPF陽性腸内分泌細胞で発現する味覚受容体の探索には、トランスジェニック技術 (GAL4-UASシステム)を用いた。これにより、9種類の糖を受容する味覚受容体の発現を確認したところ、1種の味覚受容体のみ発現していることが確認できた。また、その味覚受容体の機能を腸内分泌細胞で機能阻害することで、交尾後のNPFの分泌および交尾後の生殖幹細胞の増殖にも味覚受容体における糖受容が必要であることを明らかとなった。一連の実験から、味覚受容体が腸での糖の受容に必要であること、腸への交尾刺激の伝達にも影響を与えうる可能性が示唆された。本研究は、2つの異なる個体外刺激（交尾・栄養）が腸内分泌細胞で統合され、生殖幹細胞にその情報を伝えていることを明らかにした最初の報告である。この腸内分泌細胞における外刺激の統合は自身の生存に必要なエネルギーと生殖コストのバランスを最適化する上での生物学的意義が考えられる。

The applicant shall select the main nutrients in the diet composition, such as protein, sugar, etc., and adjust the reproduction of reproductive stem cells after mating. In addition, there is a significant decrease in the amount of sugar in the intestine after mating and the proliferation of reproductive stem cells. NPF release and reproductive stem cell proliferation are related to the state of sugar intake. NPF release is induced by sugar and the receptor is found in intestinal endocrine cells. The GAL4-UAS technique was used to explore the expression of NPF-positive intestinal endocrine cells. 9 kinds of sugar receptors, 1 kind of sugar receptors and 1 kind of sugar receptors The function of taste receptor is essential for the secretion of NPF after mating and the proliferation of reproductive stem cells after mating. The possibility of the influence of the stimulation of the intestine and the tail on the sugar content of the intestine is indicated. In this study, two different in vitro stimuli (mating and nurturing) were used to integrate intestinal endocrine cells and reproductive stem cells. The biological significance of the integration of exogenous stimuli in these endocrine cells is essential for their survival and for the optimization of reproductive functions.

项目成果

Effects of dietary sugar on mating-induced germline stem cell proliferation mediated by gut hormone in Drosophila melanogaster

膳食糖对肠道激素介导的果蝇交配诱导生殖干细胞增殖的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryo Hoshino;Yuto Yoshinari;Shu Kondo;Hiromu Tanimoto;Hiroko Sano;Takashi Nishimura and Ryusuke Niwa
• 通讯作者: Takashi Nishimura and Ryusuke Niwa

キイロショウジョウバエ交尾後の生殖幹細胞増殖を誘導する腸ホルモンと栄養の関係性

果蝇交配后诱导生殖干细胞增殖的肠道激素与营养物质的关系

• 发表时间: 2021
• 作者: 星野涼;吉成祐人;近藤周;谷本拓;丹羽隆介
• 通讯作者: 丹羽隆介

The interaction between nutrient and gut hormone in mating- induced germline stem cell proliferation in the fruit fly Drosophila melanogaster

果蝇果蝇交配诱导生殖干细胞增殖中营养素和肠道激素之间的相互作用

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryo Hoshino;Yuto Yoshinari;Shu Kondo;Hiromu Tanimoto;Takashi Nishimura;Hiroko Sano and Ryusuke Niwa
• 通讯作者: Hiroko Sano and Ryusuke Niwa