コオロギ視葉視覚性介在ニューロンの概日時計支配の解析

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05640770
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 富岡 憲治 山口大学, 理学部, 助教授 (30136163)
• 研究分担者: 長尾 隆司 北海道大学, 実験生物センター, 助教授 (70113595)
• キーワード: 概日時計 / 視覚性介在ニューロン / 視葉 / 昆虫 / 概日リズム

研究概要

本研究は視覚系の概日時計支配の神経機構および視覚情報処理の時刻依存性を明らかにするための第一歩として、(1)特定の視覚性介在ニューロンを機能的・形態学的に同定し、(2)その視覚刺激に対する応答性の概日リズムを明らかにすること、さらに(3)概日時計による修飾に関わる神経伝達物質の特定を目的としている。
今年度は(1)視覚性介在ニューロンの機能的・形態的同定、(2)視覚性介在ニューロンの応答性の概日リズムの解析、(3)概日リズムにかかわる神経伝達物質の推定、の3項目を計画していたが、これまでに以下の事実が明らかとなった。
(1)ルシファーイエローを充填したガラス微小電極による細胞内電気活動記録、および細胞内染色法により、現在までに視葉視髄部に分枝を持つ視覚性介在ニューロンを約30本同定した。それらは、形態的な特徴からI)視髄内のみに分布するもの、II)視髄内に細胞体を持ち脳に投射するもの、III)視髄内に細胞体を持ち反対側の視髄に投射するもの、IV)脳幹部に細胞体を持ち視髄に投射するもの、などに分類された。
(2)HPLC-ECDをもちいた分析から、視葉内にはドーパミン、オクトパミン、セロトニン、アセチルコリンなど、無脊椎動物の神経伝達物質としてしられるモノアミン類が含まれることがわかった。これらのうちセロトニンでは、その含有量が明暗条件下で顕著な日周変動することが明らかとなった。このことは、セロトニンが概日時計出力系の神経伝達物質である可能性を示唆するものである。
今後、これまでに同定されたニューロンからタングステン電極を用いた外部誘導による長時間記録を行い、応答性の概日リズムの解析を行う計画である。

研究成果

• [文献書誌] Tomioka,K.: "Involvement of serotonin in the cricadian rhythm of an insect visual system." Naturwissenschaften. 80. 137-139 (1993)
• [文献書誌] Tomioka,K.: "Analysis of coupling between optic lobe circadian pacemakers in the cricket Gryllus bimaculatus." J.Comp.Physiol.A. 172. 401-408 (1993)
• [文献書誌] Tomioka,K.: "Analysis of postembryonic development of locomotor activity rhythm by corpora allata implantation in the cricket,Gryllus bimaculatus." Comp.Biochem.Physiol.106A. 43-48 (1993)
• [文献書誌] Ikeda,M.: "Temperature dependency of the circadian locomotor rhythm in the cricket Gryllus bimaculatus." Zool.Sci.10. 597-604 (1993)
• [文献書誌] Shinkawa,Y.: "Variability in circadian activity patterns within the Culex pipiens complex(Diptera:Culicidae)." J.Med.Entomol.(in press). (1994)