栄養状態が生殖に及ぼす影響の生体内神経・内分泌機構の解明

生殖は生体内の栄養状態と非常に強い関係性があることが知られているが、その関係性は生物種や雌雄によって多様化している。この生物種・雌雄毎に異なる栄養状態に応じた生殖制御の中枢機構については不明瞭な点が多い。昨年度までの非哺乳類モデル動物メダカを用いた研究により、絶食による低血糖（グルコース）により、雌特異的に生殖制御に必須な役割を持つ視床下部GnRH1ニューロンの神経活動が抑制され、メスメダカのみに見られた絶食時の生殖抑制に寄与していることが示唆された。本年度は、この雌特異的なグルコースレベルに応じたGnRH1ニューロンの神経活動制御の細胞内メカニズムについて引き続き解析を行った。グルコースレベルによって変化する細胞内ATP/AMPレベルに応じて神経活動制御を行うことが知られていたATP感受性カリウム(KATP)チャネルとAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の活性化剤を投与したところ、メスのGnRH1ニューロンの神経活動は低グルコース同様に抑制されたが、オスのGnRH1ニューロンの神経活動には顕著な影響は見られなかった。最後に、KATPチャネルとAMPKの雌特異的なグルコース感受性への関与を、各阻害剤を用いて解析した。各阻害剤の単独投与下では低グルコースによるメスのGnRH1ニューロンの神経活動抑制はブロックできなかった。一方、阻害剤共投与下において低グルコースによる神経活動抑制がブロックされた。本年度の解析結果より、雌特異的なGnRH1ニューロンのグルコース応答には、KATPチャネルとAMPKの両経路が寄与していることが示唆された。本年度までの解析により、雌雄で異なる栄養状態に応じた生殖機能制御の神経・内分泌メカニズムの一端として、視床下部GnRH1ニューロンにおけるグルコース感受性の雌雄差とその神経メカニズムを発見し、一定の成果が得られたと考えられる。

生殖は生体内の栄養状態と非常に強い関係性があることが知られているが、その関係性は生物種や雌雄によって多様化している。この生物種・雌雄毎に異なる栄養状態に応じた生殖制御の中枢機構については不明瞭な点が多い。昨年度までの非哺乳類モデル動物メダカを用いた研究により、絶食による低血糖（グルコース）により、雌特異的に生殖制御に必須な役割を持つ視床下部GnRH1ニューロンの神経活動が抑制され、メスメダカのみに見られた絶食時の生殖抑制に寄与していることが示唆された。本年度は、この雌特異的なグルコースレベルに応じたGnRH1ニューロンの神経活動制御の細胞内メカニズムについて引き続き解析を行った。グルコースレベルによって変化する細胞内ATP/AMPレベルに応じて神経活動制御を行うことが知られていたATP感受性カリウム(KATP)チャネルとAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の活性化剤を投与したところ、メスのGnRH1ニューロンの神経活動は低グルコース同様に抑制されたが、オスのGnRH1ニューロンの神経活動には顕著な影響は見られなかった。最後に、KATPチャネルとAMPKの雌特異的なグルコース感受性への関与を、各阻害剤を用いて解析した。各阻害剤の単独投与下では低グルコースによるメスのGnRH1ニューロンの神経活動抑制はブロックできなかった。一方、阻害剤共投与下において低グルコースによる神経活動抑制がブロックされた。本年度の解析結果より、雌特異的なGnRH1ニューロンのグルコース応答には、KATPチャネルとAMPKの両経路が寄与していることが示唆された。本年度までの解析により、雌雄で異なる栄養状態に応じた生殖機能制御の神経・内分泌メカニズムの一端として、視床下部GnRH1ニューロンにおけるグルコース感受性の雌雄差とその神経メカニズムを発見し、一定の成果が得られたと考えられる。