ペプチドによる神経修飾作用とペプチド開口放出調節の分子生理学的解析

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10個のアミノ酸よりなる生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)ペプチドは脊椎動物の生殖に重要なだけでなく,脳内のGnRH受容体を介して神経修飾を行うことが知られている。形態学的には、今回の研究対象となった終神経GnRH系のほか、視索前野及び中脳にも異なる分子種のGnRHペプチドを産生し、機能的にも異なる合計3つのGnRH神経系が脳内に存在することが脊椎動物を通じてわかっており、興味をもたれている。今回研究対象としたのは、当研究室の従来の研究結果から、脳内に広く投射してGnRHペプチドを放出し、GnRH受容体を持つニューロンに神経修飾作用を及ぼすことが知られている終神経GnRHニューロンである。従来の研究から、このGnRH細胞は免疫組織化学よりsGnRHと呼ばれる分子種のGnRHを産生すること、電気生理学的に、GnRH受容体を介して自己・旁分泌的にGnRHを受容し、自発活動などに影響を受けること、などがわかっている。そこで、今回の研究では、GnRH単一細胞からパッチクランプにて電気生理学的記録をした後に記録した細胞だけの細胞質をパッチピペットを用いて吸引し、それを出発材料として逆転写PCRする方法(RT-PCR)を用いて、熱帯魚ドワーフグーラミーの終神経GnRHニューロンに発現するGnRHおよびGnRH受容体(GnRHR)のタイプを同定した。特徴的かつ規則的な自発活動であるペースメーカー活動を記録した終神経GnRHニューロンにおいてこのような解析を行った結果、当研究室でドワーフグーラミーの脳からクローニングした3種類のGnRH受容体遺伝子のうちdgGnRHR1-1,1-2の2種類およびsGnRH遺伝子が発現していることが分かった。一方、dgGnRH-R2は発現していないことがわかった。これらは、GnRHニューロンにおいてGnRH受容体サブタイプの機能や、共役するGタンパク質及び細胞内情報伝達系が多様化している可能性を考えると大変興味深い結果であり、今後はこれらの問題について分子生理学的に解析していく予定である。