変態に伴うコオロギ概日リズムの位相逆転の神経・内分泌機構

蟋蟀变态昼夜节律相位反转的神经和内分泌机制

基本信息

批准号：
10161209
负责人：
富岡憲治
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10161209/
关键词：
昆虫変態概日リズムセロトニン

项目摘要

フタホシコオロギはその概日リズムが幼虫期の昼行性から成虫脱皮後約1週間のうちに夜行性に逆転する。本研究では、リズム逆転を惹起する神経回路の組み換えに関わるモノアミン性ニューロンを明らかにすることを目的とした。高速液体クロマトグラフィーによる解析から、脳内セロトニン量は、8令幼虫期には2.5ng/mgであるが、成虫脱皮後リズム逆転を完了するまでの間に急激に増加し、幼虫期の約2倍に達しに。さらに、セロトニン量は概日リズムを示し、夜間には昼に較べ増加することがわかった。脳内セロトニン量の増加とリズム逆転との関係を明らかにするため、5,7-DHTによるセロトニン性ニューロンの選択的阻害とp-CPAによるセロトニンの合成阻害とを試みた。5,7-DHTの脳内投与では脳内セロトニン量が約30%減少し、幼虫期の昼の活動が著しく増加し、成虫脱皮後も明期の高い活動を維持する個体が現れた。また、リズム逆転が生じた個体でも、逆転までに要する日数が、リンガー液を投与した対照と較べて著しく長くなった。一方、P-CPAの成虫での経口投与では脳内セロトニン量が対照の20%以下にまで減少し、夜行性から昼行性へ活動性が逆転することも観察された。以上の結果は、セロトニン系が明期の活動を抑制し、暗期の活動を増加させることにより、リズム逆転を引き起こす可能性を示唆している。ただし、正常に近い夜行性活動を維持する個体も見られることから、セロトニン以外の系がリズム逆転に関与する可能性も示唆される。

两面蟋蟀的昼夜节律在成虫蜕皮后约一周内从幼虫阶段的昼夜节律转变为夜间节律。本研究的目的是阐明参与诱导节律逆转的神经回路重组的单胺能神经元。高效液相色谱分析显示，8龄幼虫期脑内血清素含量为2.5 ng/mg，但在成虫蜕皮后节律逆转完成时迅速增加，约为2.5 ng/mg在幼虫阶段达到两倍。此外，研究发现血清素水平呈现昼夜节律，与白天相比，夜间增加。为了阐明大脑中血清素含量增加与节律逆转之间的关系，我们尝试用 5,7-DHT 选择性抑制血清素能神经元，并用 p-CPA 抑制血清素合成。脑内注射5,7-DHT可使大脑中的血清素含量减少约30%，幼虫阶段的昼夜活动显着增加，并且一些个体甚至在成虫蜕皮后在光照期间仍保持高活动。此外，即使在发生节律逆转的动物中，逆转所需的天数也明显长于施用林格氏溶液的对照组。另一方面，当对成虫口服P-CPA时，大脑中的血清素含量下降至对照水平的20%以下，并且还观察到活动从夜间逆转为白天。这些结果表明，血清素系统可能通过抑制亮期活动和增加暗期活动而导致节律逆转。然而，一些个体保持接近正常的夜间活动，这表明除血清素之外的系统可能参与节律逆转。