2013 Fiscal Year Research-status Report
鱗翅目昆虫幼虫の摂食行動制御機構における味覚と生体アミン情報の役割と接点
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25450491
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
朝岡 潔 独立行政法人農業生物資源研究所, その他部局等, 研究主幹 (80391580)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 広人 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (60450334)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 昆虫 / カイコ / 味覚 / 生体アミン / 受容体 / 摂食行動 |
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| Research Abstract |
カイコとヤママユガ幼虫において、口器に水滴を与えて飲み込み速度を解析する方法を用いて、味覚刺激による摂食行動の影響を調べた。両種ともショ糖は飲み込み行動を誘発し、イノシトールと果糖はヤママユガで飲み込み行動を誘発したが、ストリキニーネは抑制的に作用した。チョウ目昆虫幼虫は小腮と上咽頭に味覚細胞があり、両種ともショ糖受容細胞は小腮に1対ずつ、イノシトール受容細胞はカイコでは小腮と上咽頭に類似の性質を示す各1対の細胞が、ヤママユガでは小腮に異なる応答パターンを示す2対の細胞が存在する。また、ヤママユガの上咽頭には果糖とストリキニーネに応答する細胞が別々に存在する。通常は咀嚼することなしに飲み込み行動が起こることから、咀嚼と飲み込みは独立した運動であり、味覚刺激の種類によって異なる反応があることがわかった。小腮と上咽頭に反応の違いは見られなかった。
カイコ5齢幼虫に生体アミンの関連試薬を注射した後の人工飼料の摂食量、排糞量、摂食行動リズム等の解析を行ったところ、オクトパミンによる摂食量の亢進、セロトニンによる抑制があり、チラミンとドーパミンでは変化がなかった。アンタゴニストを注射した結果、ドーパミン受容体のアンタゴニストに摂食抑制作用があることがわかった。D2-likeドーパミン受容体のアゴニストであるブロモクリプチン（Bro）を注射すると、高い摂食亢進と排糞が認められた。このBroのショ糖の味覚刺激に対する影響を解析するために、味覚物質としてショ糖しか含まない飼料を食べる2系統の食性異常カイコにおいて行動解析を行った。その結果、1系統で摂食亢進が観察されたため、Broはショ糖の味覚刺激を促進している可能性がある。Bro類縁体のペルゴリドについても試験した結果、摂食量は増加傾向にあったが、排糞量や摂食行動のリズムの変化は観察されなかったことから、Broとは異なる受容体に作用している可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
カイコやヤママユガ幼虫における味覚刺激が飲み込み行動に及ぼす影響の解析、カイコ幼虫に生体アミン関連化合物を注射した後の摂食量、排糞量、摂食行動リズムなどの解析は、予定通り進めることができた。飲み込み行動は味覚刺激物質により反応が異なるが、味覚受容と行動との対応関係を明らかにすることができた。また、ヤママユガ幼虫を用いることにより味覚感覚子の場所（小腮と上咽頭）には影響がないことがわかった。食性異常のカイコでは、系統によりブロモクリプチンの効果が異なるという興味深い結果を得た。予定していた味覚器官の切除による飲み込み行動の解析やカイコ口器感覚器官等における発現挙動解析が出来なかったので、平成26年度に実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
食性異常の原因がショ糖に対する感受性等の異常によるのかどうかを、D2-likeドーパミン受容体のアゴニストであるブロモクリプチンを利用しながら行動レベルでさらに精査する。別予算で進行中の未同定D2-like ドーパミン受容体の薬理解析が進み、その受容体に有効な薬剤が発見できれば、それも適用する。遅れているカイコ口器感覚器官等における発現挙動解析を推進し、農業害虫ハスモンヨトウからの関連受容体のクローニングと同器官での発現比較へと展開する。研究代表者が所内異動によりエフォートを減少させざるを得ないため、分担者との分担を変更することを検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
代表者に所内異動があり研究に充てるエフォートが減少したため、昆虫飼育が一時期困難になり、それに伴い行動実験が一部遅れた。また、予定していた分担者との打合せも日程が合わなかった。代表者と分担者で共同で行う予定であった感覚器官切除による行動実験やカイコでの生体アミン受容体の発現解析が出来なかったため、その実験に使用する器具や試薬類（組織保存液、解剖バサミや精密ピンセット、発現解析試薬、遺伝子定量試薬など）に充てるはずだった費用が残り、次年度に繰り越すこととなった。
研究材料にする昆虫の飼育時間の確保が困難になったため、代表者の予算は飼育のための補助員の賃金に充てる。また分担者との打合せのための旅費を確保する。繰越額を主にカイコ受容体の発現解析に充て、ハスモンヨトウに関する受容体クローニングと発現解析には、平成26年度請求分（分担者）を充てる。
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