軟体動物光受容器細胞のcGMP感受性チャネルとその光受容変換機構の特性

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07839012
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 後藤 司 鹿児島大学, 医学部, 助教授 (60136851)
• 研究分担者: 西 孝子 専修大学, 商学部, 助教授 (30189245)
• キーワード: 軟体動物イソアワモチの眼外光受容細胞 / 光受容性の神経細胞 / 二次メッセンジャーp-cGMP / 未分化の視細胞 / 光感受性のKチャネル / cGMP感受性のKチャネル / 4-aminopyridine / l-cis-diltiazem

研究概要

脊椎動物視細胞の光受容変換機構はほぼ解明されたが、無脊椎動物視細胞のそれは未だ確立されていない。軟体動物イソアワモチ神経節には光に直接応答する神経細胞、即ち視細胞としては未分化の光受容器細胞がいくつか存在する。それらの細胞のうち、A-P-1の脱分極性の光受容器電位(流)は二次・メッセンジャー、cGMPによって開く光感受性のKチャネルが光受容に伴い、そのcGMPの濃度が減少し、その結果閉じるために発生する。前年度:この光感受性のKチャネル電流は100〜200μMの4-aminopyridine(4-AP)によって完全に遮断される。しかし、I_k、及びI_<k(ca)>に効くTEAを50mM、又はI_<k(ca)>に効く、サソリ毒CHTを0.5μM加えてもほとんど影響されない。また、脊椎動物視細胞の光感受性のチャネル・ブロッカー、l-cis-diltiazem(1-DIL)は4-APと同様な濃度で、このKチャネル電流を抑えることがわかった。8年度:イソアワモチのもう一つの未分化の光受容器細胞、Ip-2の過分極性の光受容器電流は光感受性のKコンダクタンス(電流)が光によって増大するために発生する。これは光でコンダクタンスが増大する、即ち光でチャネルが開く無脊椎動物の分化した視細胞の光応答機構と同じである。この過分極性の受容器電流も又、A-P-1と同様に4-AP及び1-DILによって遮断される。Ip-2細胞内にcGMPを注入すると、光感受性電流と等価なcGMP感受性のK電流が発生するが、4-AP又は1-DILを前もって加えると阻害された。以上から、Ip-2の光受容器電位(流)は光によって生成されるcGMPがKチャネル電流を活性化するために生じることを示唆した。従って、Ip-2を含む無脊椎動物視細胞の光受容器電位は脊椎動物視細胞及びA-P-1と同じ二次・メッセンジャー、cGMPが光によって生成され、その結果Kチャネルが開くために発生するという仮説を提出する。

研究成果

• [文献書誌] 後藤司(Gotow,T.): "Cyclic GMP-sensitive K^+ channels closed by light in photoreceptor cells of the sea-snail Onchidium ganglia" Physiological zoology. 68. 143-143 (1995)
• [文献書誌] 後藤司: "イソアワモチ光受容器細胞における光によって閉じるK^+チャネルの4-AP及びdiltiazemによる遮断作用" 生物物理. 35. S158-S158 (1995)
• [文献書誌] 後藤司: "イソアワモチ光受容器細胞の光感受性K^+チャネルに対する4-Ap及びdiltiazemの作用" 日本生理誌. 58. 17-18 (1996)
• [文献書誌] 後藤司(Gotow,T.): "4-Aminopyridine and l-cis-diltiazem block the cGMP-activated K^+ channels closed bylight in the molluscan extra-ocular photoreceptors" Brain Research. 745. 303-308 (1997)
• [文献書誌] 後藤司(Gotow,T.): "From Structure to Information in Sensory Systems : Cyclic GMP-activated K^+ channels of the molluscan extra-ocular photoreceptor cells" World Scientific Company,Singapore-London-Hong Kong-New Jersey (in press), (1997)
• [文献書誌] 西孝子(Nishi,T.): "From Structure to Information in Sensory Systems : Depolarizing and hyperpolarizing receptor potentials of the molluscan extra-ocular photoreceptors" World Scientific Company,Singapore-London-Hong Kong-New Jersey (in press), (1997)