テトロドトキシンマイクロインジェクションによる可逆不活性化による排卵調節におけるラット脳の離散領域の役割の解明

排卵は、1つ以上の成熟した卵母細胞が一度毎エストラル/月経周期から1回卵巣から放出されるプロセスである。すべての哺乳類種は繁殖する配偶子の生産に依存しているので、排卵を調節するメカニズムの理解は、生物医学、家畜産業、絶滅危惧種の維持に至るまでの分野で大きな影響を与えます。排卵は視床下部下垂体-卵巣軸によって調節され、いくつかの視床下部および視床外領域、下垂体前葉座のゴナドロープ、および卵母細胞および顆粒球細胞と共に卵巣卵胞を形成する卵巣卵胞を形成する^1。

卵巣卵胞は成長し、成長し、最終的には卵胞刺激ホルモンおよび黄体形成ホルモンの強壮性および精神病分分に応答して排卵する、ゴナトロープによって分泌される2つのゴナドトロピン。ゴナドトロピン分泌のパターンは、適切な濾胞の発達と排卵のために極めて重要であり、それは性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)1、2によって調節される。この神経ペプチドは、基底の全脳症に散在するニューロンによって合成され、視床下部と下垂体前を結びつける門脈管系に分泌される。GnRH-ニューロンの分泌活性は、多様な脳構造から生じるシナプス入力によって変調される。これらの構造は、食物の入手可能性、光周期の長さ、血液中のホルモン濃度など、生物の外部および内部環境の状態に関する情報を伝える。この意味で、それらは、それぞれの種の生殖パターンを形作り、排卵を支配するメカニズムを適切に理解するために、そのような構造の特定の役割を決定する必要があります。例として、エストルースサイクル中のエストラジオールレベルの変動がGnRHの分泌を調節することが示されている。しかし、GnRHニューロンは、そのような変化を検出するために必要なエストラジオール受容体アイソフォームを発現していない。これらの受容体を発現するニューロンの2つの集団は、それぞれ第3心室のロストラル室近親子領域と円弧核内に位置し、GnRHニューロンを有するスタブリシナプスである。これらのニューロンがエストラジオールの濃度を解釈し、GnRH分泌の強力なインダクタであるキスペプチンを放出することによってGnRHニューロンの活性を刺激することを示唆する証拠がある^。

サーミックまたは化学病変、ならびに機械的聴覚障害を含む実験により、研究者は排卵^{4、5、6、7、8、9、10、11、12}の調節におけるいくつかの脳構造の関与^を決定することができた.しかし、これらの実験は、侵襲的で外傷性であるという欠点を有し、治療の効果を評価する前に数日間の回復を必要とし、治療の急性効果の分析を妨げる。さらに、それらは永続的に標的領域に影響を与え、長期的には他の生理学的プロセスを破壊する。これらの問題により、これらの実験の結果は、通常、動物の体内の恒恒湿補償機構によって隠され、領域が関与する時間的調節ダイナミクスに関する正確な情報を抽出することはかなり困難である。

ガイドカニューレを介してニューロンの活動を一過性に破壊する薬物の微小注射は、上記の欠点を上回る適切な代替手段である。カニューレは、立体的手術によって任意の脳領域に配置することができ、研究者は手術の交核化効果が消失した後に薬物治療を開始することができます。薬物の時限マイクロインジェクションは、研究者がプロセスの特定のステップに地域の貢献に関する仮説をテストすることを可能にし、目覚めの抑制または自由に動く動物で行うことができる。局所麻酔薬、アゴニスト、アンタゴニスト、逆アゴニストおよびテトロドトキシン(TTX)などの生物学的毒素を含む様々な薬物を、特定の時期に対象領域にマイクロインジェクションすることができる。

TTXは、他の脊椎動物や無脊椎動物だけでなく、フグの体内に住んでいる細菌によって合成された生物学的毒素です。TTXはナトリウムチャネルの選択的および一時的な遮断を通して神経活動を沈黙させ、その結果、ナトリウム依存性作用電位の阻害をもたらす。TTXの存在下では、細胞は脱分極期に変化を経験し、興奮しないが生き続ける。TTXの遮断効果は、その分子組成によって説明される:グアニジニウム基は、ナトリウムチャネルの細胞外の側面を通過することができるが、分子の残りの部分は、そのサイズのために通過することができないので、それは立ち往生し、チャネル13、14、15、16、17をブロックします.TTXの作用機序は、インビトロとインビボの両方の神経系を研究するためのツールとしての使用を可能にした。この毒素の脳内注射は、記憶保持^18、睡眠および覚醒^19、場所認識^{20、空間ナビゲーション21、薬物乱用22、}体温調節^23、統合失調症24の発症、性行動²⁵および排卵の調節などのいくつかのプロセスにおける離散的な脳領域の役割を研究するために使用されてきた とりわけ。このプロトコルでは、目覚めのないラットにおけるTTXマイクロインジェクションによる視床下部核の一過性不活性化の排卵に及ぼす影響について述べた。