家・野蚕の脳における神経伝達物質による前胸腺刺激オルモンの分泌調節

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06454068
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 相薗 泰生 神戸大学, 農学部, 教授 (20089931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 角田 素行 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (50127164) ; 竹田 真木生 神戸大学, 農学部, 助教授 (20171647)
• Keywords: 前胸腺刺激ホルモン(PTTH) / 脳-側心体-アラタ体 / PTTH分泌調節 / 神経伝達物質 / 蛋白質燐酸化 / 休眠覚醒 / Bombyx mori / Antheraea pernyi

Research Abstract

家蚕の幼虫5令期(3日目明期)の安定な脳-側心体-アラタ体複合器官を用いて、既に明らかにした「アセチルコリン→→PTTH-神経分泌細胞→PTTH分泌」に関わるシグナル伝達系の詳細を検討し、新たに以下の結果を得た。i)PTTH-及びムスカリン性アセチルコリン受容体(Subtype M_1)-特異抗体を用いた免疫組織化学染色より、PTTH-脳神経分泌細胞にM_1受容体が発現されていることと、PTTH分泌がM_1受容体特異的アンタゴニストにより阻害されることを見出し、PTTH分泌促進が、アセチルコリンによるPTTH-神経分泌細胞内の直接刺激によることを実証した。ii)アセチルコリンにより、PTTH-神経分泌細胞に誘起されるシグナル伝達:Muscarnic acetylcholine receptor → GTP binding protein → Phospholipase C → IP_3+Diacylglycerol → Ca^<2+>-CaMkinase+Proteinkinase C のうち、両酵素が共役して蛋白質を燐酸化することが必須であること、iii)この際、Ca^<2+>-CaMkinaseによって脳部に位置するPTTH-神経分泌細胞の32kDとアラタ体に位置するPTTH-神経分泌細胞軸索末端の21kDの蛋白質が、また、Proteinkinase C によって同じ軸索末端の25kD蛋白質が特異的に燐酸化されることを確認した。なお、燐酸化される蛋白質の生理的役割については、研究を継続中である。
他方、さく蚕(野蚕)休眠蛹の光周性依存覚醒[長日処置(L18:D6)による覚醒]に関して次の新知見を得た。i)体液中へ2回のPTTH分泌(6〜10日目,17〜22日目)と1回のエクダイゾン分泌(20〜22日目)を経て、30〜32日で覚醒成虫化した。この間、ii)脳内でドーパミンとノルエピネフィリンの量は20〜25日にピークを示し、セロトニン量は15〜25日にわたり漸時増大した。iii)しかし、PTTH分泌器官である脳-側心体-アラタ体複合器官は、20〜22日にセロトニンにだけ応答してPTTHを分泌する能力を発現した。これらのことから、セロトニンが、休眠蛹の覚醒を誘導する内分泌カスケード(PTTH分泌 → エクダイソン分泌)のPTTH分泌を調節するものと推定した。

Research Products

• [Publications] Yasuhito Shirai: "The carbachol-induced release of PTTH from brain-corpus cardiacum-corpus allatum complex of the silkworm,Bombyx mori." Journal of Insect Physiology. 40. 469-473 (1994)
• [Publications] Yasuhito Shirai: "The in vitro release of PTTH from brain-corpus cardiacumcorpus allatum complex of the silkworm,Bombyx mori21GC02:Comparative Biochemistry and Physiology" (in press). (1995)
• [Publications] 白井 康仁: "前胸腺刺激ホルモン分泌において燐酸化される蛋白質の検索" 日本農芸化学会誌. 83. 321 (1994)