バイモダル受容

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13877010
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小林 茂夫 京都大学, 情報学研究科, 教授 (40124797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白木 琢磨 京都大学, 情報学研究科, 助手 (10311747)
• Keywords: 冷細胞 / メントール受容体 / パッチクランプ / 後根神経節 / バイモダル受容 / 細胞内Caイメージング / カチオンチャンネル

Research Abstract

皮膚に分布する冷線維は、冷却あるいはメントールに反応してインパルスを発するバイモダル受容能を持つ。実際、メントールを皮膚に塗ると,皮膚温を一定に保っていても冷感が生じる。すると,次の疑問が生じる。なぜメントールは冷感を生むのか?これに答えるには,バイモダル受容の機構と、脳の特徴の双方を明らかにする必要がある。この研究では,バイモダル受容の機構を解析したバイモダル受容のうち,冷受容のイオン機構はほぼ分かった。ここでは,メントール受容のイオン機構を解析した。
感覚神経の細胞体があるラット後根神経節(DRG)を摘出し,初代分散培養したニューロンを作った。ニューロンにCa蛍光指示薬fura-2を負荷し,冷却で細胞内Caイオン濃度が上昇する細胞を冷受容器細胞と同定した。この細胞からパッチクランプ記録し,イオン機構を探った。ホールセル電流固定法では,メントールは静止電位からの脱分極を誘発し,インパルスを発生した。この脱分極は,メントール受容体が誘発した受容器電位と考えられる。次に,受容器電位のイオン機構を解析した。ホールセル電位固定下(-60mV)では,メントールは内向き電流を誘発した。電流が誘発されたときに、,電位変化を加えて電流-電圧曲線を描いた。電流はほぼ0mVで逆転し,電位に対して外向き整流性を示した。逆転電位が0mVだったので,メントールが活性化したのは非選択的カチオンコンダクタンスと示唆された。冷細胞の細胞膜から切離したパッチクランプ法で,単一チャンネル電流を記録した。メントールは,カチオンチャンネルを活性化した。このチャンネルは,冷チャンネルの性質とよく類似していた。このころから,冷細胞は,冷却にもメントールにも反応してイオンチャンネルを活性化し,インパルスを発生させることがわかった。

Research Products

• [Publications] Okazawa, M., Takao K., Hori A., Shiraki, T., Matsumura K., Kobayashi, S.: "Ionic basis of cold receptors acting as thermostats"Journal of Neuroscience. (印刷中). (2002)