メダカにおける神経エストロゲンが雄型行動を促進する機構

Core Concepts

神経エストロゲンは、アンドロゲン受容体の発現を促進することで、メダカの雄型行動を促進する。

Abstract

本研究では、メダカのcyp19a1b遺伝子欠損個体を用いて、神経エストロゲンが雄型行動に果たす役割を明らかにした。 cyp19a1b遺伝子は脳特異的なアロマターゼをコードしており、その欠損により脳内のエストロゲン合成が低下する。その結果、雄型の求愛行動と攻撃行動が著しく低下した。一方で、雄ホルモンの11-ケトテストステロンの脳内濃度は上昇していた。 この行動異常は、外部からエストロゲンを投与することで回復したことから、神経エストロゲンが雄型行動の発現に必須であることが示された。 さらに詳細な解析から、神経エストロゲンは、アンドロゲン受容体(AR)の発現を直接的に促進することで、雄型行動を誘起していることが明らかになった。具体的には、神経エストロゲンはESR1を介してarbの発現を、ESR2aを介してaraの発現を高めることで、求愛行動と攻撃行動をそれぞれ促進すると考えられる。 一方、cyp19a1b欠損雌は、雄への受容性が低下し、むしろ同性の個体に求愛行動を示した。これは、神経エストロゲンが雌の性行動の発現にも重要な役割を果たすことを示唆している。 以上の結果は、神経エストロゲンが、アンドロゲン受容体を介して、両性の性行動の発現を調節する重要な因子であることを明らかにした。

Stats

雄のcyp19a1b欠損個体の脳内エストラジオール濃度は野生型の16%まで低下した。 雄のcyp19a1b欠損個体の脳内11-ケトテストステロン濃度は野生型の2.2倍に上昇した。 雌のcyp19a1b欠損個体の脳内11-ケトテストステロン濃度は野生型の1.9倍に上昇した。

Quotes

"神経エストロゲンは、アンドロゲン受容体の発現を直接的に促進することで、雄型行動を誘起する。" "cyp19a1b欠損雌は、雄への受容性が低下し、むしろ同性の個体に求愛行動を示した。これは、神経エストロゲンが雌の性行動の発現にも重要な役割を果たすことを示唆している。"

Key Insights Distilled From

Neuroestrogens facilitate male-typical behaviors by potentiating androgen receptor signaling in medaka

by Nishiike,Y.,... at www.biorxiv.org 02-16-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.13.580203v1

Deeper Inquiries

神経エストロゲンが雄型行動を促進する機構は、他の脊椎動物でも共通して見られるのだろうか?

研究結果から推測すると、神経エストロゲンが雄型行動を促進する機構は他の脊椎動物でも共通して見られる可能性があります。実験では、神経エストロゲンがアンドロゲン受容体（AR）の発現を刺激することで、雄型行動を促進することが示されました。このメカニズムは、テレオスト魚類を含む多くの脊椎動物で共通している可能性があります。神経エストロゲンがアンドロゲン/ARシグナリングを増強することで、雄型行動が誘発されるというこの発見は、広範囲の種において進化的に古く、広く保存されている可能性があります。

神経エストロゲンが性行動の発現に関与する以外に、どのような生理機能に関与しているのだろうか?

神経エストロゲンは、性行動の発現に関与するだけでなく、他の生理機能にも関与しています。例えば、神経エストロゲンは脳内のシナプス形成や神経発達遺伝子の活性化に関与しています。また、神経エストロゲンは、神経ペプチド遺伝子の発現を調節し、行動に影響を与えることが示されています。さらに、神経エストロゲンは、雌性の性受容性や雄性の攻撃行動など、さまざまな行動にも影響を与える可能性があります。これらの研究結果から、神経エストロゲンが性行動だけでなく、脳の機能や他の生理機能にも重要な役割を果たしていることが示唆されています。

神経エストロゲンの作用は、個体の発達段階によって異なるのだろうか?

神経エストロゲンの作用は、個体の発達段階によって異なる可能性があります。研究結果から推測すると、神経エストロゲンは成体期においても性行動に影響を与えることが示されています。これは、成体期においても神経エストロゲンの活動が十分であれば、雄型行動の実行に十分であるということを示しています。一方、幼少期においては神経エストロゲンの活動が必要ではない可能性があります。このことは、神経エストロゲンが性行動の性分化において重要であるが、幼少期には必須ではないということを示唆しています。したがって、神経エストロゲンの作用は、種によって異なる発達段階で異なる可能性があります。