鳥類松果体細胞における光受容および計時機構の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12760202
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 中原 桂子 宮崎大学, 農学部, 助手 (90315359)
• キーワード: 松果体 / メラトニン / サーカディアンリズム

研究概要

鳥類の松果体にはメラトニン合成機構に加えて、それ自体に光受容機構および時計機構が存在し、互いにリンクしてメラトニンのリズムを駆動する。近年、アデニレートサイクラーゼの活性化ホルモン、PACAPがラット松果体に存在し、メラトニン合成を促進すること、また、視交差上核の時計機構あるいは光同調機構にも関与していることが相次いで報告された。一方、鳥類では未だPACAPとメラトニン合成機構、時計機構あるいは光同調機構の関係については明らかにされていない。そこで、今回、ヒヨコ松果体におけるメラトニン合成機構、時計機構および光同調機構に対するPACAPの作用、また、松果体におけるPACAPの存在の有無について検討した。
まず、メラトニン合成系への関与を調べるため、ヒヨコ松果体の培養細胞に種々の濃度のPACAPを添加したところ、投与量依存的にメラトニン分泌の促進が認められた。次に、PACAPはVIPファミリーの一つであり、VIPはメラトニン合成を促進することから、VIPとの関係について検討した。その結果、メラトニン分泌促進効果はVIPよりも強いこと、さらにPACAPの効果は高濃度のVIPレセプターアンタゴニストによってもほとんど抑制されないことが判明した。次に時計機構への関与を検討するため、恒常暗、あるいは恒常明下で培養した松果体細胞に、種々の時刻にPACAPの6時間パルスを与えて、位相変位の有無を調べた。しかし、PACAPパルスでは位相変位は起こらなかった。さらに光同調機構への関与を検討するため、恒常暗下で光パルスによる位相前進が確認された時刻に,光パルスとPACAPを同時に投与したが、光の位相変位作用に対しては影響しなかった。最後に、松果体でのPACAPの有無について免疫組織化学的に検討したところ、ラット松果体では松果体以外から、軸索輸送で持ち込まれたと思われるPACAPの存在が確認されたが、ヒヨコ松果体においては、明確に確認することはできなかった。
以上のことから、ヒヨコ松果体にはPACAPに特異的なレセプターであるPAC1レセプターが存在し、PACAPは主にこれを介してメラトニン合成に作用すること、また、PACAPはラットと異なり、ヒヨコ松果体の時計機構および光同調機構には作用しないことが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] K.Nakahara: "Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide(PACAP) is involved in melatonin release via the specific receptor PACAP-r1, but nor in the circadian oxillator in chickpintal cells"Brain Reserch. (2002)
• [文献書誌] T Hayashida: "Ghrolin in neonatal rats : distribution in stomach and its possible role"Journal of Endocrinology. (2002)
• [文献書誌] N.Murakami: "Effect of melatonin on the circadian rhythm, locomotor activity and body temperature in intact house sparrow, Japanese huail and owl"Brain Reserch. 889(1-2). 220-224 (2001)
• [文献書誌] K.Nakahara: "Intracellular ca^<2+> signaling pathway is involved in light-induced phase advance, but may not be in phase delay, of cinadian melatonin rhythm in chick pineal cell"Journal of Pineal Research. 30. 234-242 (2001)
• [文献書誌] G.Nishimura: "Auto-immunization against intestinal bacterial endotoxin prevents alcoholic taffy liver"Journal of Veterinary Medical Science. 63. 275-280 (2001)