| 研究概要 |
甲殻類の心臓神経節は,神経原性心臓の局所運動中枢として働く神経節であり,少数のニューロンからなる脳のモデルとして,パターン出力を形成する神経回路網やその調節機構が研究されてきた。しかしこれまで神経原性として一般化されたきた甲殻類の心臓ペースメーカー機構に,筋原性から神経原性まで系統的な多様性があること,さらに心臓神経節の構造においても,神経節を構成するニューロンの数や機能分化,ならびにそれらの構成ニューロンのシナプスを介した神経回路網に,系統的な多様性のあることが明らかになってきた。
本年度の研究成果は以下の通りである。ウミホタル心臓拍動機構の解析を進めた結果,心臓拍動は基本的に神経原性であり,ウミホタルの心臓が単一の自発機能を有した運動ニューロンからなる,最も単純な心臓神経節を持つことが示唆された。また薬理実験の結果は,心臓ニューロンの伝達物質としてグルタメイトが示唆された。またフナムシの心臓神経節の解析を進めた結果心臓神経節はいずれも自発活動性を有したグルタメイトを伝達物質とする6個の運動ニューロンが,電気シナプスで結合したシンプルな神経回路網であり,いずれかの細胞で生じた活動電位は電気シナプスを介して全ての細胞に活動電位を発生し,細胞間の活動の同調が維持される。また同時に,追随する細胞の活動電位の電気緊張電位が先行する細胞にフィードバックして,その細胞の活動電位の持続時間を延長する事によって活動リズムを変調し,心臓神経節としての自発活動の安定性に寄与していることが判明した。また個々の細胞の電気的特性,および活動電位を構成するスパイクおよびプラトー電位の解析を進めた。これらの成果の一部も含めて,今年度に2編の論文が専門誌に掲載された。
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