軟体動物行動制御における末梢神経ニューロンの機能解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11168225
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 黒川 信 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (50211222)
• キーワード: アメフラシ / 鰓運動 / 末梢神経系 / 鰓神経節 / 腹部神経節 / L7 / セロトニン / Anti-L7

研究概要

アメフラシの鰓運動をモデルとした行動制御の神経機構の研究は主に中枢神経節内のニューロン回路について行われて来た。しかし鰓の神経系は中枢神経節の他、末梢神経系、すなわち鰓に内在する鰓神経節、およびごく末梢の神経集網からなる階層的構築を示す。本研究では、これらの末梢神経系ニューロンとこれらと中枢神経系との連関を解析し、行動制御における末梢ニューロンの役割を調べた。
従来、鰓の運動はL7などの中枢神経節(腹部神経節)内の運動ニューロンの出力を神経節内で制御することにより修飾されると仮定されて来たのに対し、本研究で、
1.L7は鰓筋肉を直接支配するばかりでなく、鰓神経節ニューロンの他、更に末梢に存在するニューロンに興奮性シナプス結合する末梢回路を持つことを明らかにした。
2.また新たに腹部神経節で発見したニューロンAnti-L7はL7のインパルス活動自身には影響せずにL7が惹起する鰓運動を抑制する。水管への接触刺激に対する鰓引き込め反射の修飾として知られている「感作」の発現とAnti-L7の活動との相関を解明するために、インタクト動物での埋め込み電極によるニューロンの活動記録を行ったところ、「感作」を起こす刺激である頭部への機械的刺激がAnti-L7の抑制を惹起している事が示された。この事から鰓運動の感作機構にAnti-L7の活動の抑制が含まれていると考えられた。
3.Anti-L7は抗セロトニン免疫陽性反応を示し、また鰓神経集網のニューロン細胞体上に免疫陽性プロセスが観察された。セロトニン投与およびAnti-L7の刺激により活性化される神経集網ニューロンの活動が記録されたことから、セロトニン性Anti-L7の抑制作用は末梢ニューロンに介在されると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] S.Chiken, K.Kuwasawa, M.Kurokawa, K.Ohsuga: "Amino acid-induced reflexes and their neural pathways in a opisthobranch molluisc Pleurobranchaea japonica"Zoological Science. 18. 465-473 (2001)
• [文献書誌] M.Kurokawa, K.Kuwasawa: "Involvement of the abdominal-ganglionic neuron Anti-L7 in sensitization of the gill withdrawal reflex in Aplysia"Comparative Biochemistry Physiology A. 130. 877 (2001)
• [文献書誌] M.Kurokawa, K.Kuwasawa: "Identification of of a setotonergic neuron innervating the gill of Aplysia"Zoological Science. 18:Suppl.. 95 (2001)
• [文献書誌] T.Matsushita, K.Kuwasawa, K.Uchimura, H.Ai, M.Kurokawa: "Neurohumors Involved in Neural Mechanisms for Heartbeat Reversal in the Lepidopteran Insects,Agrius convolvuli and Bombyx mori"Comparative Biochemistry Physiology A. (in press). (2002)