匂い物質による神経細胞イオンチャネルの抑制機構に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12780620
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 河合 房夫 藤田保健衛生大学, 医学部, 講師 (20300725)
• Keywords: 匂い物質 / 網膜 / パッチクランプ / イオンチャネル

Research Abstract

嗅細胞は、匂い物質を受容する神経細胞である。匂い物質は、嗅細胞の繊毛に局在する匂い物質受容体に結合することにより、セカンドメッセンジャー系を活性化させ、活動電位を発生させる。一方、匂い物質には嗅細胞のイオンチャネルを非選択的に抑制することが明らかになっている。しかしながら、こうした匂い物質によるチャネルの抑制が、嗅細胞に特異的なものか否かについては不明である。すなわち、匂い物質が嗅細胞以外の一般的な神経細胞に発現する様々な種類のイオンチャネルをも同様に抑制するかどうかは、全く明らかでない。そこで本研究では、イオンチャネルが既に同定されている網膜水平細胞、及び視細胞をプローブとして用いることにより、匂い物質の影響を解析した。
ホールセルパッチクランプ法を用いた膜電位固定条件下において、単離したキンギョ網膜水平細胞のCa^<2+>電流、遅延整流性K^+電流、A電流、及び異常整流性K^+電流を測定した。その結果、アミルアセテート、アセトフェノン、及びレモネン等の匂い物質は、これら全ての膜電位依存性チャネルを抑制した。このことから、匂い物質は、嗅覚以外の神経細胞に発現する膜電位依存性イオンチャネルをも抑制することが明らかになった。この研究成果は、Neuroscience Lettersに発表した。
次に、匂い物質がリガンド依存性チャネルに及ぼす影響について、イモリの視細胞を用いて解析した。イモリ杆体及び錐体視細胞の外節には、cGMPにより開閉を制御されるcGMP依存性チャネルが存在することが知られている。本実験の結果、前述した匂い物質は、このcGMP依存性チャネルをも抑制することを明らかにした。このことから、匂い物質には膜電位依存性チャネルのみならず、リガンド依存性イオンチャネルも抑制することが明らかになった。この成果は、Brain Researchに発表した。

Research Products

• [Publications] Fusao Kawai: "Odorants suppress voltage-gated currents in retinal horizontal cells in goldfish"Neuroscience Letters. 281. 151-154 (2000)
• [Publications] Fusao Kawai: "Direct suppression by odorants of cyclic nucleotide-gated currents in the newt photoreceptors"Brain Research. 876. 180-184 (2000)