時計遺伝子とメラトニンによるGnIH遺伝子の発現制御機構

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従来の研究により、時計遺伝子やメラトニンが動物の生理状態や行動のリズムを制御することは分かっているが、その分子機構は不明である。本研究は、動物の生殖を制御する重要な新規脳ホルモンであるGnIH (gonadotropin-inhibitory hormlone)に着目して「時計遺伝子とメラトニンによるGnIH遺伝子の発現制御機構」を目的として研究を実施した。1)時計遺伝子によるGnIH発現の制御機構1-1)時計遺伝子の一つであるCry1/2の欠損マウス(Cry-nullマウス)でのGnIHの発現が正常マウスと比べて昼の時間帯に著しく増加することを明らかにした。1-2) GnIHニューロンには様々な時計遺伝子が発現していることをラット視床下部由来の細胞株(GnIHニューロン細胞株、rHypoE-23)を用い確認した。1-3) GnIH遺伝子上流に複数存在する時計遺伝子の作用部位であるE-box配列の機能をプロモーターアッセイにより調べた結果、時計遺伝子によるGnIH発現変動は直接E-boxを介した制御機構ではないことが分かった。1-4)体内時計の働きを制御する視交叉上核(SCN)から分泌される血管作動性腸管ペプチド(VIP)の受容体がGnIHニューロンに発現していることを明らかにし、VIPはGnIHニューロン細胞内でcAMP系のシグナルカスケードを活性化させることを明らかにした。2)メラトニンによるGnIH発現の制御機構2-1)メラトニン合成能のあるC3Hマウスではメラトニン合成能のないC57BLマウスに比較してGnIHの発現が著しく高いことを明らかにした。2-2) rHypoE-23細胞株にはメラトニン受容体が存在することを明らかにした。2-3)メラトニン受容体のシグナルカスケードの解析するためにrHypoE-23細胞株を用いレポーターアッセイ(CRE, sRE, NFAT-RE)を行った。