メダカを用いた生体脳情報処理プロセス研究のための実験解析手法確立に関する基礎研究

• Project/Area Number: 13750739
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 生物・生体工学
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 滝口 昇 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助手 (20304462)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2002: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2001: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: Olyzias latipes / 嗅覚・味覚情報処理 / 走化性応答 / in situハイブリダイゼーション / 光学的計測 / Oryzias latipes / 三次元モデル

Research Abstract

メダカ(Olyzias latipes)が誘引、あるいは忌避応答を示す物質を調べるため走化性検定を行った。アンモニウム塩、糖、アミノ酸、アルコール、重金属塩など18種類の物質を用いたところ、硝酸アルミニウム、塩化アンモニウム、キニーネに関しては忌避応答を、シクロヘキシミド、人工飼料に関しては誘引応答が見られることが示唆された。また、感知応答に影響する他の要因を調べるために、アルミニウムを検定物質として調べたところ、飢餓状態において忌避応答が顕著になること、また、性差がありオスの方が強い忌避応答を示すことが示唆された。これらの物質を主に感知している部位を調べるため、体の様々な部位に内径1mmのチューブで直接アルミニウムを暴露したところ、口腔付近で一番強い応答を示した。また、Gタンパク質共役受容体遺伝子の発現部位を調べるためRNAプローブを用いたin situハイブリダイゼーションを試みた結果、メダカ頭部の切片サンプルでは口腔部内の表皮において強いシグナルが検出された。
匂い刺激に対する脳の応答を時空間的にとらえるために、膜電位感受性色素を用いた光学的な測定を行い、メダカの脳表面における膜電位の同時計測を行った。メダカの頭部を解剖し脳を露出させた後、膜電位感受性色素(RH414)で染色、大脳の下部に位置する嗅球における膜電位の光学計測を行った。脳が酸欠状態に陥るのを防ぐため、解剖中および光学測定中は酸素を通気した人工脳脊椎液(ACSF)を還流し続けた。脳を完全に摘出した状態で、嗅神経より電気刺激(10mA,1ms)を与えたところ、刺激が嗅球全体に伝播する様子が確認でき、この条件で測定が可能であることが示された。次に、メダカの鼻の部分を残したままで嗅球部分を露出し、匂い刺激を与えたときの嗅球での応答を光学計測した。その結果、嗅球で局所的に伝播する応答が確認できた。