TRPV1のゼブラフィッシュオーソログは、熱誘発性運動に必要です

高温の温度を検出する能力は、昆虫から哺乳類までの多様な動物の体温を維持し、損傷を回避するために重要です。ゼブラフィッシュ胚は、選択肢を与えられた場合、高温の温度を積極的に回避し、マスタードオイルなどの有害な化合物にさらされたときに見られるものと同様の運動の増加を示します。系統解析は、TRPV1/2の単一のゼブラフィッシュオーソログが哺乳類TRPV1およびTRPV2の進化前の前駆体から生じた可能性があることを示唆しています。TRPV2とは対照的に、哺乳類TRPV1は環境に関連する熱感覚に不可欠です。本研究では、熱の感覚にもゼブラフィッシュTRPV1イオンチャネルが必要であるという証拠を提供します。哺乳類の発達とは反対に、ゼブラフィッシュTRPV1（+）ニューロンは、体性感覚ニューロン発達の最初の波の間に生じ、初期の幼虫の生存における熱感覚の重要な重要性を示唆しています。in vitro分析により、ゼブラフィッシュTRPV1は環境熱の分子センサー（≥25°C）として作用することが示されました。これは、哺乳類の形（42°C以上）の感度よりも明らかに低いが、行動アッセイで測定されたしきい値と一致することが示されました。遺伝的にエンコードされたカルシウムセンサーGCAMP3を使用したin vivoカルシウムイメージングを使用して、TRPV1発現三叉神経ニューロンが、行動的に関連する温度で熱によって活性化されることを示します。ノックダウン研究を使用して、TRPV1が正常な熱誘発運動に必要であることも示しています。我々の結果は、環境熱の直接的な感覚におけるTRPV1の古代の役割を初めて示し、熱感覚が環境刺激に応じて種依存の要件を反映するように適応していることを示しています。

The ability to detect hot temperatures is critical to maintaining body temperature and avoiding injury in diverse animals from insects to mammals. Zebrafish embryos, when given a choice, actively avoid hot temperatures and display an increase in locomotion similar to that seen when they are exposed to noxious compounds such as mustard oil. Phylogenetic analysis suggests that the single zebrafish ortholog of TRPV1/2 may have arisen from an evolutionary precursor of the mammalian TRPV1 and TRPV2. As opposed to TRPV2, mammalian TRPV1 is essential for environmentally relevant heat sensation. In the present study, we provide evidence that the zebrafish TRPV1 ion channel is also required for the sensation of heat. Contrary to development in mammals, zebrafish TRPV1(+) neurons arise during the first wave of somatosensory neuron development, suggesting a vital importance of thermal sensation in early larval survival. In vitro analysis showed that zebrafish TRPV1 acts as a molecular sensor of environmental heat (≥25°C) that is distinctly lower than the sensitivity of the mammalian form (≥42°C) but consistent with thresholds measured in behavioral assays. Using in vivo calcium imaging with the genetically encoded calcium sensor GCaMP3, we show that TRPV1-expressing trigeminal neurons are activated by heat at behaviorally relevant temperatures. Using knock-down studies, we also show that TRPV1 is required for normal heat-induced locomotion. Our results demonstrate for the first time an ancient role for TRPV1 in the direct sensation of environmental heat and show that heat sensation is adapted to reflect species-dependent requirements in response to environmental stimuli.