ヒトデ類の自切を誘導する生体成分の構造と機能に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380140
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 浪越 通夫 東京海洋大学, 海洋科学部, 教授 (30189196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永井 宏史 東京海洋大学, 海洋科学部, 助教授 (50291026)
• Keywords: マヒトデ / 自切 / 自切誘導因子 / APF / 体腔液 / 筋収縮 / コラーゲン組織

Research Abstract

マヒトデは日本沿岸各地に棲息する種で、捕食者に襲われたり物理的に傷付いた時に障害を受けた腕を切り離す生態を持つ。本研究では、東京湾と陸奥湾に棲息するマヒトデを対象に、自切誘導の刺激が加えられてから腕が切り離されるまでの経過の観察、自切中のヒトデの切片標本の作成と光学顕微鏡観察、および自切を誘起する生体成分(自切誘導因子、APF)の分離を行った。
1.自切過程の観察
自切が起こる際の外部変化の観察と、組織の変化の過程を観察する為の組織切片の顕微鏡観察を行った。自切の経過の外部観察により、反口側の体表ではコラーゲン組織の軟化が起こり、口側では歩帯板の断裂が確認できた。それとほぼ同時にヒトデが自切させる足を固定して表皮を引きちぎる行動が見られた。組織切片の観察では、歩帯板をつなぐ筋肉の異常な収縮が確認できた。このことから、歩帯板の断裂は歩帯板間の筋組織の逆向収縮によってコラーゲン組織からなるじん帯が引き割かれることによって起こると考えられる。
2.APFの分離
マヒトデをオートクレーブバックに入れて加熱すると自切する。その際に得られる体腔液を正常なマヒトデの腕に注射すると自切が誘導されるので、加熱処理した体腔中にAPFが放出される。そこで、生物検定試験を指標にして、ゲルろ過クロマトグラフィー、次いで高速液体クロマトグラフィーにより、APFの分離を行った。本研究では、ほぼ単一のピークを示すフラクションが自切を誘導することを突き止めた。この物質は非常に微量しか含まれていないため、多数のマヒトデを処理して分離を繰り返し、漸くNMRスペクトルを測定できる量を得た。化学構造は現在解析中である。