カルシウムイオンの細胞内動態に関する発生・生理学的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63304006
• 研究機関: 放送大学
• 研究代表者: 平本 幸男 放送大学, 教養学部, 教授 (50011440)
• 研究分担者: 浜口 幸久 東京工業大学, 理学部, 教授 (70016161) ; 宮崎 俊一 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80010081) ; 岩松 鷹司 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (90023994) ; 久保田 洋 京都大学, 理学部, 助手 (40115837) ; 黒田 清子 大阪大学, 理学部, 助教授 (30028138)
• キーワード: カルシウムイオン / 受精 / アメ-バ運動 / ウニ卵 / メダカ卵 / ハムスタ-卵 / ニュ-ロン

研究概要

1.卵の受精における卵内カルシウムイオンの役割について次のような研究を行った。(1)ウニ卵では、蛍光指示薬による卵内カルシウムイオンの変動と微分干渉顕微鏡による細胞学的研究を同時に行い、精子の卵表への接着、カルシウムイオンの増加の開始、受精膜の上昇、カルシウムイオンの増加の波の全卵に広がる過程などの関係を明らかにした。同様な結果は高発光度のエクオリンを使っても得られた。(2)イモリ卵とカエル卵では受精電位、侵入する精子数、表層粒の有無などの点で異なるが、イモリ卵でも受精の際にカエル卵と同様に伝導性のカルシウムイオン増加の波(伝導速度は小さく、持続時間は長い)が、あることが分かった。(3)ハムスタ-卵で精子の結合から卵内カルシウムイオンの増加に至る信号伝達の解析を行い、セロトニンの受容体を介しての刺激と細胞内GTPとが、協調的にGタンパクを活性化してイノシト-ル三リン酸の生産を介してカルシウムイオンの増加を誘発することを明らかにした。プロテインキメ-ゼCの活性化はこの系に対しネガティブフィ-ドバックとして働くことが分かった。(4)ウニやメダカの卵で、細胞質中にある受精の際にカルシウムを放出する成分は、小胞体を含む小胞構造にあることを確かめた。2.ヒトデ卵母細胞に成熟誘起ホルモンを作用させると一過性の細胞内カルシウムイオンの増加が起こることが分かった。3.粘菌変形体を低温処理してスクレロチウムにしてから蛍光色素を取り込ませ、再び変形体にしたものを使って細胞内カルシウム濃度と原形質流動やアメ-バ運動との関連を調べた。4.蛍光色素を使って培養細胞中のカルシウムイオン濃度を測定し、神経ペプチドによる伝達物質放出促進作用にはカルシウムイオン濃度の持続的上昇に伴う相と、これを伴わない相があることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hiramoto,Y.Yoshimoto and T.Iwamatsu: "Inclease in intracellular calcium ions upon fertilization in animal eggs." Acta Histochem.Cytochem.22. 153-156 (1989)
• [文献書誌] T.Iwamatsu: "Exocytosis of cortical alveoli and its initiation time in medaka eggs induced by microinjection of various agents." Develop.Growth & Differ.31. 39-44 (1989)
• [文献書誌] T.Mohri and Y.Hamaguchi: "Analysis of the breakdown of cortical granules in echinoderm eggs by microinjection of second messengers." Cell Structure & Function. 14. 429-438 (1989)
• [文献書誌] Y.Hamaguchi: "Effect of ATPYS on fertilization envelop elevation of sand dollar eggs." Zoological Science. 6. 1023-1026 (1989)
• [文献書誌] Y.Kudo,K.Takeda,T.P.Hicks,A.Ogura and Y.Kawasaki: "A new device for monitoring concentrations of intracellular Ca^<2+> in CNS preparations and its application to the frog's spinal cord." Journal of Neuroscience Methods.30. 161-168 (1989)
• [文献書誌] S.Miyazaki: "Calcium wave in activating hamster eggs." Biological Bulliten. 176. 21-24 (1989)
• [文献書誌] K.Kuroda: "International Review of Cytology vol.121 分担Cytoplasmic streaming in plant cells." Academic Press, 41( ) (1990)
• [文献書誌] 編者R.Nuccitelli,G.N.Cherr and W.H.Clark,Jr. 分担S.Miyazaki: "Mechanisms of Egg Activation 分担Signal transduction of sperm-egg interaction causing periodic calcium transients in hamster eggs." Academic Press, 29016( ) (1989)