GnRH情報伝達系の多様な生理機能-生殖腺における役割とその進化的意義-

GnRH信号转导系统的多种生理功能 - 在性腺中的作用及其进化意义 -

基本信息

批准号：
04J11570
负责人：
池本忠弘
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)は、脳下垂体に作用して生殖腺刺激ホルモンの放出を促進することにより、脊椎動物の生殖活動を支える情報伝達系において中心的な役割を担っている。本研究は、まずGnRH情報伝達系の分子的基盤であるGnRHとその受容体の遺伝子数が動物種問で大きく異なることを明らかにし、受容体の組織分布は動物種間で異なるものの、生殖腺における受容体の発現が脊索動物門で普遍的に見られる事象であることを明らかにした。そして有羊膜類の進化の過程でGnRH情報伝達系の分子多様性が失われつつあるものの、GnRHとその受容体の遺伝子の多重性が脊索動物門で普遍的に見られる事象であることが明らかになった。また受容体遺伝子の選択的スプライシングが検出され、遺伝子の多重性に加え多様な発現制御によりGnRH情報伝達系の分子多様性が更に増加することが示唆された。更に生殖腺における複数の受容体分子種の共発現が示され、受容体情報伝達系間でのクロストーク機構の存在や、GnRHとその受容体の組合せにより細胞応答が制御されることが直接示された。GnRHとその受容体の遺伝子の多重性は、リガンドと受容体または受容体サブタイプ間の組合せの多様性を産み出し、複雑な細胞応答の実現に寄与しているものと考えられる。本研究では、複数の動物種を対象とした比較生物学的解析により、GnRHの生理的役割が動物種ごとに大きく異なり得ることが示された。またGnRHの生理作用の普遍性と種特異性に関して、特定の動物種での結果のみから結論付けることは不適当であり、更なる比較生物学的解析が肝要であることが示された。Gl1RHは、脳下垂体を介して間接的に生殖腺に作用するとともに、生殖腺での受容体を介して直接的にも作用し得ることから、各動物穂の生殖戦略に大きく影響を及ぼしてきたことが考えられる。

促性腺激素释放激素（GNRH）在信号系统中起着核心作用，该信号系统通过作用于垂体腺并促进促性腺激素的释放来支持脊椎动物的生殖活性。这项研究首先表明，GNRH的基因数量，GNRH信号系统的分子基础，其受体之间的受体在动物物种之间有显着差异，尽管动物物种之间受体的组织分布有所不同，但性腺中受体表达是在脊架中广泛观察到的。尽管GNRH信号系统的分子多样性在羊膜生物的进化过程中开始消失，但已经揭示了GNRH及其受体基因的多样性是在脊架门中普遍观察到的一种现象。此外，检测到受体基因的替代剪接，表明基因多样性和各种表达控制进一步增加了GNRH信号系统的分子多样性。此外，已经显示了性腺中多种受体分子物种的共表达，这直接表明受体信号系统之间存在串扰机制，而GNRH及其受体的组合调节细胞反应。 GNRH中的基因及其受体的多样性被认为在配体和受体或受体亚型之间产生了多种组合，这有助于实现复杂的细胞反应。在这项研究中，对多种动物物种的比较生物学分析表明，GNRH的生理作用可能因动物物种而异。从特定动物物种的结果中仅结论GNRH生理作用的普遍性和物种特异性也是不合适的，这表明进一步的比较生物学分析至关重要。由于GL1RH通过垂体间接地在性腺上间接起作用，并可以通过性腺中的受体直接作用于性腺，因此人们认为它对每种动物耳朵的生殖策略都有重大影响。