明/暗順応と色覚に関する可塑性シナプス伝達:視覚初期過程における発掘と究明

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07252223
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 安井 湘三 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (50132741)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 徹生 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (50219101)
• Keywords: 網膜 / 水平細胞 / シナプス / 可塑性 / グルタミン酸 / サイクリックGMP / NO / 2-アミノ-4-フォスフォノ酢酸

Research Abstract

鯉網膜における錐体視細胞→H1水平細胞のシナプスについて、短波長信号の選択的伝達、APBをアゴニストとするグルタミン酸駆動型、コンダクタンス減少型、極性反転型、また暗順応により作動が阻害されることなどを我々は明かにしてきた。また、このシナプスに関するH1細胞内分子機構および視覚生理機能の究明も重点的に試みている。本年度の成果は以下の通り主にNO(一酸化窒素)の関与に関することである。
(1)分光応答感度の波長および順応依存性とNO
暗順応網膜にSNP(NO供与体)を投与すると、短波長光(青)に対する感度が相対的に長波長(赤)に比べて減少し、明順応の分光感度曲線と同様の傾向を示した。逆に明順応網膜にHb(NO消去体)を与えると、波長による感度の差は少なくなるという暗順応あるいはAPBと似た効果を得た。
(2)受容野の波長および順応依存性とNO
暗順応網膜にSNPを与えると、波長に依存してH1細胞受容野のサイズに差が生じ明順応の場合と同様になった。明順応網膜にSNPを投与しても変化はなかった。一方、Hbを明順応網膜に与えたところ、受容野の波長依存性は消失して暗順応と同じ状態となった。
(3)光惹起性入力抵抗変化の波長および順応依存性とNO
ブリッジによりH1細胞の入力抵抗(Rin)を測定した。暗順応網膜にSNPを与えたところ、青光と赤光の膜電位応答振幅は等しく調節したにもかかわらず、Rin変化に違いが現れた:赤光によるRin変化はSNP投与前と同様に増大であったが、青光では変化が僅かであった。これは、明順応と同じ効果である。一方、NO合成酵素(NOS)の阻害剤であるL-NMMAをH1細胞内に注入すると、赤青のRin差は消失した。APBや暗順応の効果もこれと同様であった。

Research Products

• [Publications] 安井湘三: "特別講演:網膜可塑性シナプスの発掘と究明" 電子情報通信学会技術研究報告. Vol.94. 63-68 (1995)
• [Publications] 安井湘三: "NO関連物質のH1水平細胞分光入力抵抗への影響" 第72回日本生理学会大会予稿集. 49 (1995)
• [Publications] 山田雅弘: "NOはH1水平細胞の分光感度曲線を尖らす" 第72回日本生理学会大会予稿集. 49 (1995)
• [Publications] Fraser,K.S.P.: "Endogenous nitric oxide modulates short wavelength sensitivity of H1 horizontal cells during light adaptation in carp retina" Japanese Journal of Physiology. Vol.45. 154 (1995)
• [Publications] Yasui,S.: "Nitric oxide activates short wavelength-sensitive,light-adaptive synaptic input to H1 horizontal cells in carp retina" Japanese Journal of Physiology. Vol.45. 154 (1995)
• [Publications] Djamgoz,M.B.A.: "Spatio-shromatic signalling by the H1 horizontal cell network in the cyprinid fish (carp) retina" Japanese Journal of Physiology. Vol.45. 103 (1995)
• [Publications] Yamada,M.: "Nitric oxide mimics the effect of light-adaptation in sharpening spectra sensitivity curve of H1 horizontal cells in carp retina" Japanese Journal of Physiology. Vol.45. 114 (1995)
• [Publications] Yamada,M.: "Nitric oxide and retinal horizontal cells" The Satellites Symposium of Fourt IBRO World Congress of Neuroscience. 16 (1995)
• [Publications] 林田祐樹: "網膜水平細胞内Caイオンの測定・動態・機能" 第10回生体・生理工学シンポジウム論文集. 217-220 (1995)
• [Publications] 今石 晃: "一酸化窒素による網膜神経場の順応調節" 電子情報通信学会技術報告. Vol.95. 73-78 (1996)
• [Publications] Hayashida,Y.: "Na-Ca exchanger or the retinal horizontal cell" Investigative ophthalmology & Visual Science. Vol.37. 139 (1996)
• [Publications] Yasui,S.: "Plasticity of center-surround opponent receptive fields in real and artificial neural system of vision" Advances in Neural Information Processing Systems. (in press).
• [Publications] 安井湘三: "NOと視覚生理および神経回路理論" 日本神経回路学会チュートリアル資料. (日本神経回路学会誌に部分収録予定).
• [Publications] 古川徹生: "運動画像の速度検出学習によって発現する時空間受容野の構造解析" 電子情報通信学会技術研究報告. Vol.94. 1-8 (1995)
• [Publications] Furukawa,T.: "Nitric oxide induces chromatic difference in postsynaptic mechanisms of H1 horizontal cells from cones in carp retina" Japanese Journal of Physiology. Vol.45. 113 (1995)
• [Publications] 古川徹生: "一酸化窒素は視覚初期過程の神経メッセンジャーとしても働く" 日本神経回路学会第6回全国大会講演論文集. 150-151 (1995)
• [Publications] 古川徹生: "一酸化窒素:新しい網膜内光順応メッセンジャーの機能と機序" 第10回生体・生理工学シンポジウム論文集. 221-224 (1995)