概日時計形成に対するインドールアミンとカチュールアミンの関与

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10740385
• 研究機関: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 伊藤 正則 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (30257349)
• 研究分担者: 伊藤 正則 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (30257349)
• キーワード: 概日時計 / リズム / メラトニン / セロトニン / セロトニン N-アセチルトランスフェラーゼ / コオロギ / プラナリア

研究概要

コオロギ Gryllus bimaculatusの卵(おそらく胚)にメラトニンやその合成酵素の1つであるserotonin N-acetyltransferase(NAT)が存在し、発生過程に伴って著しい変化を示すことを明らかにした。さらに、胚発生中期のコオロギ卵におけるNAT活性は概日リズムを示し、このリズムは明暗周期に同調することを発見した。以上の結果によって、コオロギでは胚発生中期には概日時計の構造が既に形成され、機能していることと、この概日時計は明暗周期に同調する機構を保持していることを証明した。同時に、概日時計の構造形成や機能開始に対して、メラトニンが関与している可能性を示した。
コオロギ胚を幾つかの光条件下で培養し、この胚が孵化する時刻を調べた。その結果、明暗周期下では明期の初期に孵化が起こることと、この現象は恒暗条件下でも起こることを発見した。加えて、母体由来の因子がこの時計の機能に対して影響を及ぼすのではないかという可能性を示した。
プラナリア Dugesia japonicaにメラトニンが存在することと、その合成経路を明らかにした。また、メラトニンの前駆体であるセロトニンがプラナリアの神経系(おそらくニューロン)に存在し、プラナリアにおけるセロトニン含量は真夜中に最低値を示す日周リズムを示し、このリズムは恒暗条件下でも維持されることを明らかにした。
メラトニンがヒト卵巣で合成されることを明らかにした。メラトニンがマウス卵の受精と卵割を促進することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Itoh, M. T. and Sumi, Y.: "Melatonin and serotonin N-acetyltransferase activity in developing eggs of the cricket Glyllus bimaculatus"Brian Research. 781. 91-99 (1998)
• [文献書誌] Itoh, M. T. and Sumi, Y.: "Circadian clock controlling aryalkylamine N-acetyltransferase-like acitivity in the cricket egg"Brian Research. 799. 172-175 (1998)
• [文献書誌] Itoh, M.T., Ishizuka, B., Kuribayashi Y., Amemiya, A., and Sumi, Y.: "Melatonin, its precunsons, and synthesizing enzyme activities in human ovary"Molecular Human Reproduction. 5. 402-408 (1999)
• [文献書誌] Itoh, M.t., Shinozawa, T., and Sumi, Y.: "Circadian rhythms of melatonin-Syuthesizing enzyme activities and melatonin levels in planarians"Brain Research. 830. 165-173 (1999)
• [文献書誌] Itoh, M.t., and Igarashi.J.: "Circadian rhythms of serotonin levels in planarians"Neuro Report. 11. 473-476 (2000)
• [文献書誌] Itoh, M. T., and Sumi, Y.: "Circadian clock controlling egg hatching in the cricket ( Gryllus bimaculatus)"Journal of Biological Rhythms. (印刷中).