| 研究課題/領域番号 |
06454068
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
相薗 泰生 神戸大学, 農学部, 教授 (20089931)
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| 研究分担者 |
角田 素行 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (50127164)
竹田 真木生 神戸大学, 農学部, 助教授 (20171647)
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| キーワード | Bombyx mori / Antheraea pernyi / 脳-側心体-アラタ体複合器官 / PTTH-分泌 / 神経伝達物質 / 蛋白質リン酸化 / 蛹休眠 / ムスカリン性アセチルコリン受容体 |
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| 研究概要 |
昆虫の脱皮・変態・蛹休眠覚醒を上位で支配する前胸腺刺激ホルモン(PTTH)は、脳内神経分泌細胞の細胞体で合成されアラタ体まで伸びた軸索末端から分泌される。このPTTHの分泌調節機構を明らかにするため、カイコ(Bombyxmori)幼虫5令3日目の脳-側心体-アラタ体複合器官を用い、CarbacholによるPTTH分泌に関与する細胞内シグナル伝達系の詳細を検討し以下の知見を得た。すなわち、Muscarine受容体 ⇒ GTP-binding protein ⇒ Phospholipase C ⇒ IP_3 + Diacylglycerol ⇒ Ca^<2+>/Calmodulin protein kinase + Protein kinase C ⇒ protein phosphorylationのカスケードにおいて、32kDと21kDのタンパク質がCa/CaM-PKにより、25kDのそれがPKCによりリン酸化されることが認められた。このうち、25kDと21kDのリン酸化タンパク質は、PTTH-神経分泌細胞内の軸索末端部位に局在し、PTTH分泌において重要な役割を果たしていると推定された。一方、免疫組織化学染色によりMuscarine受容体がPTTH-神経分泌細胞に検出されたことから、Carbacholは、この神経分泌細胞を直接刺激することでPTTHの分泌を誘導していることが明確になった。
他方、昆虫の蛹の休眠覚醒の調節機構を明らかにするため、柞蚕(Antheraea pernyi)の休眠蛹について、明16時間-暗8時間の光周期条件下で、覚醒に至るまでの間、体液中のPTTH力価及びエクダイソン量の変動と、PTTH分泌を調節すると予測される神経伝達物質に対する脳-側心体-アラタ体複合器官の応答能の変動を調べた。その結果、環境情報である光刺激からPTTHを分泌する神経細胞へ至る細胞外情報伝達系に神経伝達物質であるセロトニンが関与していたことから、柞蚕休眠蛹の覚醒が、光刺激--⇒ 神経分泌細胞 ⇒ セロトニン分泌--⇒ 神経内分泌細胞 ⇒ PTTH分泌⇒前胸腺 ⇒ エクダイソン分泌のカスケード系によって調節されていることが明らかとなった。
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