アルキンオキシトシンを観察したい細胞や脳組織に投与し、さまざまな条件下で働かせた後に化学的に固定を行い、クリック反応を施すことで、顕微鏡を用いた可視化が可能となり、オキシトシンの作用部位や挙動を観察できるようになったとする。今回の研究では、脳の記憶や学習といった重要な役割を担う海馬が着目され、オキシトシンの作用部位や時空間的動態を把握することに成功したという。
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今回の研究で開発されたオキシトシンの「見える化」法 (出所:慶大プレスリリースPDF)
また、アルキンオキシトシンをマウスの脳組織へ投与したところ、脳組織中で特徴的な分布を示すことが判明したほか、アルキンオキシトシンは、脳内のオキシトシン本来の標的に結合することも確認されたという。このことから、アルキンオキシトシンは、これまでの蛍光色素によるタグ化では実現できなかった、生体内のオキシトシンと近い挙動を示す新たな可視化ツールとして機能することが見出されたという。
さらに、この新たな可視化法を活かし、脳内における作用部位の解析が行われたところ、オキシトシンは、記憶や学習といった脳の高次機能を司る海馬に強く結合し、主に成熟した神経細胞と反応することも明らかにされたほか、脳内での時間的な変化についての解析から、細胞外に投与されたオキシトシンは、細胞内への取り込みは少なく、主に細胞表面のオキシトシン受容体に結合し、すぐに消えてなくなることが判明。ここで発見された特徴的な結合パターンは、それらの細胞においてオキシトシンが特に強く作用していることを示すもので、オキシトシンによる社会性といった高次の脳・精神機能発現の解明へとつながるものと期待されると研究チームでは説明している。
なお、研究チームでは今回の手法のさらなる応用により、これまでベールに包まれていたオキシトシンの脳内の動きや作用が明らかにされ、さらには自閉スペクトラム症などをはじめとする、さまざまなオキシトシン関連疾患の理解とそれに対する薬剤の開発にも大きく貢献することが期待されるとしている。
また今回の手法は一般性の高いもので、「バソプレッシン」や「ブラジキニン」といった、オキシトシンとは異なる強力な生理活性を持つ、ほかのペプチドホルモンにも応用できることが確かめられたことから、今回の研究成果により、オキシトシンをはじめとするさまざまな生理活性を持つ種々のペプチドの働きや関連する病気の解明も進んで行くものと期待されるともしている。
