神経系における自律分散制御シテスムの学際的研究:腸神経系の機能構築の解析

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04044056
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 片山 芳文 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (20014144)
• 研究分担者: NORTH R A オレゴン健康科学大学, Vollum研究所, 教授 ; LEES G.M. アバディーン大学, 医学部, Reader ; TSUJI S. パリ第6大学(CNRS), Director ; 三原 智 久留米大学, 医学部, 助手 (40166103) ; 西 彰五郎 久留米大学, 医学部, 教授(医学部長) (00080557) ; 辰巳 仁史 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (20171720) ; 平井 恵二 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教授 (70156628)
• キーワード: 腸神経系 / アウェルバッハ神経叢 / マイスナー神経叢 / 神経伝達 / 成長錐 / GTP結合蛋白 / カルシウム / 分散制御システム

研究概要

交付申請書に記載した本年度の研究実施計画に基づいて研究を行った。研究の概要
1.腸神経系における生理学的研究
モルモット小腸の粘膜と粘膜下組織およびマイスナー神経叢を除去した標本でも、アウエルバッハ神経叢と内外二層の平滑筋層が健常であれば蠕動運動を発現出来る。小腸の興奮性シナプスは肛門側に向かう方が優勢である。生体のエネルギ源であるATPや前駆体物質であるL-DOPAが本神経系における神経伝達に対して多彩な神経作用を発現する。
2.映像倍率約10、000倍になるビデオ強化型超高倍率微分干渉顕微鏡技術を確立しこの方法を用いて、培養ニューロンの神経突起成長錐について解析した。成長錐に高濃度カリウムを局所的に作用させると、この刺激に応答して、成長錐の変形が起こりフィロボディアが形成され、毎秒約1μmで速やかに伸展した。フィロボディア先端はブラウン運動を示した。刺激が無くなると退縮した。
3.細胞内情報ネットワークの研究
腸神経系におけるコリン作動性神経伝達は低酸素状態に対して抵抗性を示すことが多い。低酸素下での細胞内カルシウムの動態については研究を継続している。タヒキニンによるカリウムチャネルの抑制には百日咳毒素(PTX)-抵抗性のGTP結合蛋白が関与する。
中枢培養神経細胞において、膜電位依存性のカルシウム電流によって細胞内カルシウムイオン濃度は著しく増大するが、細胞内のカルシウムイオン緩衝機構によってその濃度を極めて低く保持することができる。
4.中枢神経の超薄氷結切片によるImmunocytochemistryに成功し、腸神経系におけるImmuno-Gold法に応用できる方法を確立することができた。
5.血管作動性腸ペプシド(VIP)を含有する腸ニューロンの分布は回腸と十二指腸で異なり、前者ではS細胞だけに存在する。後者では数も多く且つSおよびAH細胞の両者に存在し、VIP含有細胞が群をなして存在する傾向がある。

研究成果

• [文献書誌] MORITA, K. and KATAYAMA, Y.: "Substance P inhibits activation of calcium-dependent potassium conductances in guinea-pig myenteric neurones." Journal of Physiology (London). 447. 293-308 (1992)
• [文献書誌] TSUJI, S., Anglade, P., OSAKI, T., SAZI, T. and YOKOYAMA, S.: "Peristaltic movement evoked in intestinal tube devoid of mucosa and submucosa." Japanese Journal Physiology. 42. 363-375 (1992)
• [文献書誌] HIRAI, K. and KATAYAMA, Y.: "Intracellular mechanisms of facilitatory and inhibitorv effects of L-DOPA on the cholinergic transmission in the guinea-pig Meissner's plexus." Society for Neuroscience (USA) Abstracts. 18. 792 (1992)
• [文献書誌] MIHARA, S.: "Intracellular recordings from neurones of the submucous plexus." Progress in Neurobiology,.
• [文献書誌] TATSUMI, H. and KATAYAMA, Y.: "Elongation of growth cone filopodia oberved with videoenhanced differential interference contrast microscopy." Japanese Journal of Physiology,.
• [文献書誌] TATSUMI, H. and KATAYAMA, Y.: "Regulation of the intracellular free calcium concentration in the acutely dissociated neurones from rat nucleus basalis." Journal of Physiology (London),.