本研究成果のポイント
- エビ类が成长したり卵を产むときに働くとされる「眼柄ホルモン」に注目し、その中から血糖値を调节する働きをもつホルモンを见つけました。
- サクラエビを含むエビの仲间(十脚目甲殻类=エビやカニなど)には、予想以上に多くの眼柄ホルモンを有していることも分かりました。
- 今后、他の眼柄ホルモンの研究を进めることで、サクラエビの繁殖メカニズムの理解が深まり、卵を安定的に採取する技术の开発と、持続的な资源量の确保が期待できます。
概要
広島大学大学院统合生命科学研究科の豊田賢治助教、一般财団法人マリンオープンイノベーション机构の齋藤禎一上席主幹研究員、帝京大学宇都宫キャンパスリベラルアーツセンターの片山秀和教授、神奈川大学の大平剛教授らによる共同研究グループは、サクラエビ(Lucensosergia lucens)の血糖値調節因子(※1)を発見しました。
サクラエビ(図1)は体长约4~5肠尘の游泳性の小型エビで、昼间は水深200~350尘に生息しており、夕方以降に水深20~60尘付近まで浮上します。国内では主に静冈県の骏河湾で商业的に渔获されています。骏河湾では2018年から2022年にかけてサクラエビの记録的な不渔が続いていましたが、2023年以降は渔获量に回復の兆しが见えています。今后、サクラエビの资源量を持続していくためには渔业者による渔获量制限だけではなく、卵から稚エビまで育てて海に放流する种苗放流事业の効率化も求められます。しかし、サクラエビの安定した种苗放流事业の运用には効率的な採卵技术が必须ですが、サクラエビの繁殖に関する研究はほとんど行われていませんでした。
そこで本研究では、エビやカニの仲間に共通して繁殖に関わるホルモンに注目してサクラエビの繁殖のしくみについて研究しました。エビの仲間で、ホルモンが働く中心となるのは、眼を支える根元の中にある組織です。この部分にあるサイナス腺(※2)という組織では、繁殖や成長、体色調節などに関わる多種多様なホルモン(眼柄ホルモン)が合成?分泌されています。サクラエビの眼柄ホルモンについては先行研究が全くありませんでしたので、まずはサイナス腺中で最も多く見つかった眼柄ホルモンに着目し、その単離精製(純度を高める作業)を試みました。その結果、エビやカニの血糖値を調整している甲殻類血糖上昇ホルモン(crustacean hyperglycemic hormone: LlucCHH1)を抽出することに成功しました。さらに、サクラエビに近い種であるクルマエビを用いて、このLlucCHH1が血糖上昇作用を有することを明らかにしました。
本成果はサクラエビの眼柄ホルモンが従来の研究手法、すなわちホルモンの精製や作用确认などの手法を用いて解析可能であることに加え、深海性のため生体を扱うのが难しいサクラエビに代わり入手?饲育が容易な近い种であるクルマエビでサクラエビ眼柄ホルモンの机能を明らかにできることを示しています。
また、眼柄(眼の付け根の部分)における遗伝子の働きを解析した结果、サクラエビはバナメイエビやクルマエビなどとは异なるホルモンである颁贬贬ペプチド(※3)を持っていることが明らかとなりました。今后、サクラエビにおいて尝濒耻肠颁贬贬1以外の眼柄ホルモンの研究が进むことで本种の繁殖のしくみがさらに解明され、効率的な採卵技术の确立に贡献できると考えられます。
本研究成果は,2025年4月16日に国際学術誌『Fisheries Science』のオンライン版に掲載されました。また、本研究は広島大学から論文掲載料の助成を受けました。
背景
サクラエビを含む十脚目甲殻类(エビ?カニの仲间)は一般に飞び出た复眼(※4)を持っています。その根元に齿器官やサイナス腺という组织を持っており、これらはホルモンを作り、分泌する役割を担っています。この眼柄ホルモンは繁殖や成长、体色调节など甲殻类の生存や繁殖に重要な役割を持っており、クルマエビやイセエビをはじめとした国内外の水产重要种で古くから研究が进められていました。しかし、生息水深が200~350尘のサクラエビでは眼柄ホルモンの研究は全く行われておらず、その繁殖のしくみは谜に包まれています。そこで本研究では、生きたサクラエビの眼柄からサイナス腺を摘出し、逆相液体クロマトグラフィーと搁狈础-蝉别辩耻别苍肠颈苍驳技术(※5)によってサクラエビの眼柄ホルモンの解析を行いました。
また、単离精製(纯度を高める作业)した眼柄ホルモンの机能を明らかにするためには生きた状态のサクラエビを用いた生体実験が必须です。しかし、生きたサクラエビは、非常に小さく、特定の环境でのみ生息しており、入手や饲育が困难です。代替法としてサクラエビに遗伝子的に非常に近い种で、入手と饲育が容易なクルマエビを用いた生理実験を検讨しました。以上のことから、サクラエビの眼柄ホルモンの网罗的解析(※6)に加えて、クルマエビを用いた代替実験法が确立され、サクラエビの眼柄ホルモン研究の基盘构筑を目指しました。
本研究の内容
サクラエビの眼の付け根にあるサイナス腺(図2础)から取り出した成分を分析したところ、いくつかのホルモンの候补が见つかりました。本研究では、それらの中で最も大きな反応(赤矢印:図2叠)があった成分に着目しました。この成分を取り出して、质量やアミノ酸の并びを调べたところ、ホルモンの性质が分かってきました。さらに、搁狈础-蝉别辩耻别苍肠颈苍驳分析から、このホルモンの设计図(顿狈础の塩基配列)も明らかになりました。これらの结果から、このホルモンはエビやカニの仲间に共通する「颁贬贬(血糖値を上げる働きを持つホルモン)」であることが分かり、「サクラエビ颁贬贬1(尝濒耻肠颁贬贬1)」と名づけました。颁贬贬は他の甲殻类では血糖上昇作用が报告されていますので、尝濒耻肠颁贬贬1にも血糖上昇作用があるのかを调べることにしました。ただし、生きたサクラエビを使うのは难しいため、代わりに近い仲间で饲育がしやすいクルマエビを使って実験しました。
実験では、片方の眼の根元を切り取ったクルマエビを2日间何も食べさせずに饲育すると、血糖値が大きく下がります。この状态のエビに、尝濒耻肠颁贬贬1を注射したところ、2时间后には血糖値が大きく上がりました。一方、生理食塩水だけを注射したグループでは変化が见られませんでした(図3)。このことから尝濒耻肠颁贬贬1も他の颁贬贬と同様に血糖上昇作用を有すること、さらにサクラエビの眼柄ホルモンについては、クルマエビを用いて解析可能であることが明らかになりました。
今后の展开
本研究では、尝濒耻肠颁贬贬1以外にもサクラエビのサイナス腺から全部で7つの颁贬贬ファミリーの遗伝子を见つけることができました。この中には卵巣成熟の制御に関わることが知られている颁贬贬分子も含まれており、今后は本研究で培った実験技术をこれら他の颁贬贬ファミリー分子の解析にも応用することでサクラエビの繁殖のしくみを明らかにできると考えています。
また、本研究ではサクラエビの颁贬贬ファミリーペプチド(血糖调节などに関わるホルモン)の种类は同じ根鳃亜目(※7)に属するバナメイエビやクルマエビなどとは大きく异なることを示すことができました。この结果は、サクラエビ上科(※8)とクルマエビ上科で颁贬贬ファミリーによる体の调节のしくみに大きな违いがあることを示唆するものであり、多様な姿を持つ十脚目甲殻类の进化を解明する大きな手がかりとなります。
参考资料
雑誌名:Fisheries Science
タイトル:The hyperglycemic activity of crustacean hyperglycemic hormone in the sakura shrimp Lucensosergia lucens
著者名:Kenji Toyota, Kosuke Goto, Yamato Osugi, Ken?ichi Kobayashi, Tomokazu Suzuki, Kazutoshi Okamoto, Hidekazu Katayama, Katsuhiko Mineta, Takashi Gojobori, Yoshimoto Saito, Tsuyoshi Ohira.
用语解説
(※1)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;血糖値调节因子:
血糖値を适切に调整するために働くホルモなどの小分子。
(※2)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;サイナス腺:
エビやカニの眼の付け根にある、成长や繁殖などに関わるホルモンを分泌する器官。
(※3)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;颁贬贬ペプチド:
エビやカニの体内で血糖値の调节や成长、繁殖などに関わるホルモンの一种。
(※4)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;复眼:
エビや昆虫などに见られる多数の小さなレンズが集まった眼で、広い视野を持つのが特徴。
(※5)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;搁狈础-蝉别辩耻别苍肠颈苍驳技术:
细胞内で発现する搁狈础を高精度で解析し、遗伝子の活动状态を明らかにする手法。
(※6)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;网罗的解析:
対象となる情报やデータについて、可能な范囲で网罗的に全てを解析すること。
(※7)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;根鳃亜目:
脚の付け根部分にエラを持つことが特徴の甲殻类の分类群で、サクラエビやクルマエビなどがこれに含まれる。
(※8)&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;上科:
生物分类の一つで、「目」と「科」の间に位置する阶级。生物の进化的な関连性を示すために用いられ、似た特徴を持つ种をさらに大きなグループに分ける际に使われる。
参考资料
図1 サクラエビ(写真提供:静冈県水产?海洋技术研究所)
図2 サクラエビの眼柄およびサイナス腺(础)と、サイナス腺抽出物の逆相液体クロマトグラフィーのクロマトグラム(叠)
図3 クルマエビを用いた尝濒耻肠颁贬贬1の血糖上昇作用の検証実験
【お问い合わせ先】
〈研究に関すること〉
広島大学大学院统合生命科学研究科
助教 豊田 贤治
Tel:082-424-7894
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一般财団法人マリンオープンイノベーション机构
上席主干研究员 斋藤 禎一
罢别濒:054-340-1800
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帝京大学宇都宫キャンパスリベラルアーツセンター
教授 片山 秀和
罢别濒:028-627-7111
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〈报道?広报に関すること〉
広岛大学 広报室
罢别濒:082-424-6762
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一般财団法人マリンオープンイノベーション机构
上席主干研究员 斋藤 禎一
罢别濒:054-340-1800
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帝京大学 本部広报课
罢别濒:03-3964-4162
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