非視覚の光受容がもたらす新しい生理機能の探索

探索非视觉感光带来的新生理功能

• 批准号: 21K06265
• 负责人: 山下 絵美
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nara Women's University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06265/
• 关键词: 光受容; ロドプシン; 非視覚

近年、無顎類ヤツメウナギ脳から、新規の光受容タンパク質（bPPL）遺伝子を単離した。光受容タンパク質bPPLの詳細な解析を行い、それが青色光感受性の光受容タンパク質であり、中脳のシェーバーのM5核と呼ばれる、網膜に直接神経投射する遠心性神経（向網膜系ニューロン）で構成される神経核に局在することを発見した。そこで本研究では、ヤツメウナギ中脳シェーバーのM5核に存在する新規脳深部光受容器官が、どのような光情報を、網膜のどの細胞に伝達し、どのような生理機能の調節に関わるのかを調べることで、「脳内で受容した光情報を眼で利用する」という新しい光受容機能の可能性について検討する。本年度は、昨年度の予備調査の結果を受けて、ヤツメウナギの遊泳行動と光照射に関する行動解析を試みた。様々な環境条件を組み合わせて光照射の影響を観察したところ、非視覚の光受容が遊泳行動誘発に関わる可能性を見いだし、新規の脳内光受容器官が担う生理機能を考える上で有用な知見を得た。さらに、向網膜系ニューロンでの光受容が、他の脊椎動物でも共通する機能であるのかを考えるために、向網膜系ニューロンが比較的発達していると予想される硬骨魚類ミドリフグを用いて組織学的解析を行った。硬骨魚類の向網膜系ニューロンは種によって多様化しているので、ミドリフグにおけるヤツメウナギM5核に相当する細胞群の同定を試みた。詳細な組織学的解析を行った結果、M5核と組織学的特徴が類似する細胞で構成される神経核を特定した。

最近，从无颌七鳃鳗的大脑中分离出一种新的光感受器蛋白（bPPL）基因。对光感受器蛋白 bPPL 的详细分析表明，它是一种蓝光敏感的光感受器蛋白，由中脑中称为 Shaver M5 核的传出神经元（视网膜神经元）组成，直接投射到视网膜。核。因此，在本研究中，我们将研究七鳃鳗中脑剃须刀M5核中存在的一种新型深部脑感光器官将什么样的光信息传输到视网膜中的哪些细胞，以及参与调节什么样的生理功能。通过这种方式，我们将研究眼睛利用大脑接收到的光学信息的新感光功能的可能性。今年，我们在去年初步调查结果的基础上，尝试对七鳃鳗的游泳行为和光照射进行分析。通过观察不同环境条件下光照射的影响，我们发现非视觉感光可能与游泳行为的诱发有关，这一发现对于考虑大脑中新型感光器官所发挥的生理功能很有用。此外，为了考虑视网膜专题神经元的光感受是否是其他脊椎动物共有的功能，我们使用来自硬骨鱼绿色河豚鱼的组织进行了科学分析，该鱼预计具有相对发达的视网膜专题神经元。由于硬骨鱼中的视黄质神经元因物种而异，因此我们试图在绿色河豚鱼中鉴定出与七鳃鳗 M5 核相对应的细胞群。经过详细的组织学分析，我们鉴定出由与 M5 核具有相似组织学特征的细胞组成的神经核。

项目成果

Immunohistochemical investigation of the development of deep brain photoreceptor in the larval and adult lamprey

七鳃鳗幼虫和成虫深部脑感光细胞发育的免疫组织化学研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Emi Kawano-Yamashita;Ryo Kishimoto;Nanaho Yura;Satoshi Tamotsu
• 通讯作者: Satoshi Tamotsu

Histochemical investigation of the retinal ganglion cells in the retina of the larval and adult lampreys

七鳃鳗幼虫和成虫视网膜中视网膜神经节细胞的组织化学研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Emi Kawano-Yamashita;Reika Oshita;Satoshi Tamotsu
• 通讯作者: Satoshi Tamotsu

ヤツメウナギの成長過程における網膜視細胞の発達の免疫組織化学的解析

七鳃鳗生长过程中视网膜感光细胞发育的免疫组织化学分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 山下（川野）絵美;保智己
• 通讯作者: 保智己