生理活性ペプチド及びアミンの選択的電気化学計測システムの開発と応用

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10554050
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡 良隆 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (70143360)
• 研究分担者: 飯郷 雅之 聖マリアンナ大学, 医学部, 助手 (10232109) ; 篠原 寛明 岡山大学, 工学部, 助教授 (60178887)
• キーワード: 生理活性物質 / 神経ペプチド / アミン / 電気化学 / 計測システム / 中枢神経系 / ボルタンメトリー / アンペロメトリー

研究概要

(岡)GnRHニューロンの分泌活動を調べるために微小炭素繊維電極(CFE)による電気化学的な測定法を開発した。まず既知濃度のGnRH溶液を用い、電極電位が約800mV以上の時にGnRHの酸化電流を記録できることを確認した。次に、魚類の全脳in vitro標本を用いて、終神経GnRH細胞の分泌活動のアンペロメトリーによる記録を行った
結果自発的なスパイク状の電流が記録された。スパイク状電流の大きさがGnRH溶液のアンペロメトリーと同様の電極電位依存性を示したことから、この電流は終神経GnRH細胞の細胞体から自発的に開口分泌により放出されたGnRHの酸化電流であろうと結論した。
(篠原)疎水性分子を電極表面に修飾することにより電極反応に選択性を持たせ、電気化学反応性の疎水性生体物質の簡便な選択計測を行い、生物リズム指標ホルモン・メラトニンと疎水性アミノ酸トリプトファンの選択的電気化学計測の可能性を検討した。1、5-ペンタンジオール修飾電極においてはオクタノール修飾電極に比べてメラトニンとトリプトファンの酸化ピークの電位差を拡大することができ、設定電位によってメラトニンの選択計測ができることが示唆された。一方、血清の様にトリプトファン濃度が著しく高い試料においてはトリプトファンを選択計測できることが示唆された。
(飯郷)アユ松果体の灌流培養を行い、メラトニン分泌リズムをラジオイムノアッセイにより測定した。培養液としてMEMを用いたところ、アユ松果体からのメラトニン分泌は明瞭なサーカディアンリズムを示した。電気化学的検出の妨害物質となりうるアミノ酸類を除いたRinger液を用いてもこの日周性は維持された。また、メラトニンの前駆物質をRinger液に添加してもメラトニン分泌量は変化しなかった。以上の結果から、Ringer液を用いたアユ松果体培養系がメラトニン分泌リズムのリアルタイム測定に適したシステムとなりうることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Oka,Y.: "The gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neuronal system of fish brain as a model system for the study of peptidergic neuromodulation" GnRH neurons: genes to behavior "(ed. by I.S.Parhar and Y.Sakuma),Brain Shuppan Publishers,Tokyo. 245-276 (1997)
• [文献書誌] Oka,Y.: "Physiology and morphology of gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neuronal system of vertebrate brain" Brain and Reproduction"(ed.by M.Ichikawa),Gakkai Shuppan Publishers,Tokyo. 69-96 (1998)
• [文献書誌] Yamamoto,N.: "Gonadotropin-releasing hormone neurons in the gourami midbrain: a double labeling study by immunocytochemistry and tracer injection" Neuroscience Letters. 240. 50-52 (1998)
• [文献書誌] Yamamoto,N.: "Gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neurons innervating the pituitary in teleosts: A double labeling study by immunocytochemistry and in vitro tract tracing method" Neuroscience Research. 31. 31-38 (1998)
• [文献書誌] Amano,M.: "Ontogenic development of salmon GnRH and chicken GnRH-II systems in the brain of masu salmon" Cell and Tissue Research. 293. 427-434 (1998)
• [文献書誌] Tsutsui,H.: "GnRH-immunoreactive neuronal system in the presumptive ancestral chordate,Ciona intestinalis (Ascidian)" General and Comparative Endocrinology. 112. 426-432 (1998)
• [文献書誌] Abe,H.: "Characterization of K+ currents underlying pacemaker potentials of fish gonadotropin-releasing hormone cells" Journal of Neurophysiology. 81(印刷中). (1999)
• [文献書誌] Shinohara,H.: "Electrochemical Oxidation of Biological Amines on the Electrodes Modified with Hydrophobic Monolayers" Novel Trends in Electroorganic Synthesis",S.Torii,ed.Springer. 179-180 (1998)
• [文献書誌] Hara,M.: "Effects of a low-protein diet on prplactin- and growth hormone-producing cells in the rat pituitary gland" Anatomical Record. 251. 37-43 (1998)
• [文献書誌] Mizusawa,K.: "Molecular cloning and characterization of a cDNA encoding the retinal arylalkylamine N-acetyltransferase of the rainbow trout,Oncorhynchus mykiss" Zoological Science. 15. 345-351 (1998)
• [文献書誌] Ohatani-Kaneko,R.: "proteasome inhibitors which induce neurite outgrowth from PC21h cells cause different subcellular accumulations of multi-ubiquitin chains" Neurochemical Research. 23. 1435-1443 (1998)