哺乳類の嗅球・嗅皮質ニューロンにおける匂い分子のコーディングと嗅糸球の機能

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05454684
• 研究機関: (財)大阪バイオサイエンス研究所
• 研究代表者: 森 憲作 財団法人 大阪バイオサイエンス研究所, 第3研究部, 研究副部長 (60008563)
• 研究分担者: 吉原 良宏 大阪医科大学, 医学部・医化学, 講師 (20220717)
• キーワード: 匂い分子 / 嗅球 / 嗅上皮 / 分子受容範囲 / ゾーン構造 / 嗅神経

研究概要

(1)嗅球ニューロンの「受容匂い分子範囲」の調査。 ウサギをウレタンで麻酔し、嗅球の腹内側部の僧帽細胞および房飾細胞から単1ニューロン活動電位を記録し、匂い分子パネルに対するチューニング特性を調べた。匂い分子としては、環状分子群約50種類と同族直鎖状分子群約50種類を用いた。この結果、個々の僧帽細胞は同様なコンフォメーションを持つ一群の匂い分子に対して選択的に興奮性のスパイク応答を示すことがわかった。個々の嗅球ニューロンが興奮性のスパイク応答を示す匂い分子の範囲を、そのニューロンの「興奮性分子受容範囲」と名付けた。記録したほとんどの僧帽細胞および房飾細胞において、それぞれのニューロンの「興奮性分子受容範囲」は、同様なコンフォメーションをもつ匂い分子群から構成されていた。また、異なった嗅球ニューロンは、多くの場合異なった「興奮性分子受容範囲」を示した。上記の結果より、「個々の僧帽細胞や房飾細胞には、同一の匂い分子受容体を発現している多数の嗅細胞からの入力が収束する」ことが推測された。
(2)嗅上皮から嗅球への嗅神経投射のゾーン構造。 哺乳類の嗅上皮には、各種の匂い分子受容体の発現によって定義される3つの空間的ゾーンが存在する。このうち、背内側部ゾーンに属する嗅細胞のみが、その軸索表面にR4B12膜蛋白を表現していないこと、および中央部ゾーンと腹外側部ゾーンに属する嗅細胞が、その軸索表面にR4B12膜蛋白を発現していることが判明した。R4B12-陽性嗅神経とR4B12-陰性嗅神経は嗅球の異なったゾーンに投射することにより、嗅上皮のゾーン構造は嗅球でも保存されることが示唆された。これに対応して、嗅球の異なったゾーン内に存在するニューロンの「興奮性分子受容範囲」は系統的に異なっていた。

研究成果

• [文献書誌] Katoh.K.: "Coding of odor molecules by mitral/tufted cells in rabbit olfactory bulb.II.Aromatic compounds." J.Neurophysiology. 70. 2161-2175 (1993)
• [文献書誌] Nemoto,Y.: "R2D5 antigen: a calcium‐binding phoshoprotein predominantly expressed in olfactory receptor neurons" J.Cell Biology. 123. 963-976 (1993)
• [文献書誌] Katoh,K.: "Development of glomerular structure in rabbit olfactory bulb: Three‐dimensional reconstruction under the confocallaser scanning microscopy" Neuro Image. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] Koshimoto,H.: "Immunohistochemical demonstration of embryonicexpression of an odor receptor protein and its zonal distribution in the olfactory epithelium." Neuroscience Letters. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] Mori,K.: "Emerging principles of molecular signal processing by mitral/tufted cells in the olfactory bulb." Seminars in Cell Biology. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] 森 憲作: "嗅覚の工学的表現-分子認識システム-" 電子情報通信学会. 76. 1209-1215 (1993)
• [文献書誌] Mori,K.: "Olfaction and Taste XI(分担)" Springer‐Verlag, (印刷中), (1994)