感覚細胞と標的神経細胞の相互作用解析のためのバイオイメージングシステムの開発

开发用于分析感觉细胞和目标神经元之间相互作用的生物成像系统

基本信息

批准号：
18790148
负责人：
阿久津仁美
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Iwate Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は,ラットの鋤鼻系をモデルとして,末梢感覚細胞と中枢標的神経細胞の反応を同時に同一空間で解析できるバイオイメージングシステムを開発し,生体から分離した組織・細胞の刺激応答を可視化して評価することを目的とした。平成18年度には,雄ラット鋤鼻感覚細胞の雌ラット尿刺激応答特性を検討するためのカルシウムイメージングと,ラット胎児由来の鋤鼻感覚細胞・副嗅球神経細胞の初代培養系確立を計画した。平成19年度には,初代培養系を用いたカルシウムイメージングと雄ラット鋤鼻感覚細胞に刺激応答を引き起こす雌ラット尿中生理活性物質の同定を計画した。雄ラット鋤鼻感覚細胞は,雌ラットから採取した発情前期尿・発情休止期尿両方に様々なパターンの反応を示したが,発情前期尿に対して多くの細胞が強く反応し,発情前期尿に対して強く反応する細胞は,鋤鼻器全体の中央から吻側寄りに多く分布することが示された。つまり,雄ラット鋤鼻感覚細胞の応答の多様性・独立性,および感覚細胞の鋤鼻器内機能的分布が明らかとなった。15日齢のラット胎児(E15)から採取した鋤鼻器細胞の初代培養系は,分離後1ケ月以上の培養に成功し,後に蛍光免疫染色にて感覚細胞を同定することができた。一方,副嗅球神経細胞の初代培養系の確立は非常に困難であり,共培養には至らなかった。鋤鼻感覚細胞初代培養系を雌ラット尿で刺激すると,感覚細胞と思われる細胞体のCa^<2+>上昇が認められ,刺激分子(リガンド)に対する受容体を発現するまでに成熟している可能性が見いだされた。また,鋤鼻感覚細胞に異なる刺激応答を引き起こす発情前期尿と発情休止期尿をタンパク・ペプチド分析装置で分析・比較したところ,ペプチドと思われる分子量のピークの大きさに違いが認められた。つまり雌ラット尿はその刺激の強さや含有ペプチド量などにおいて雌体内の内分泌動態を反映することが示唆された。本研究では,細胞内Ca^<2+>濃度上昇を指標として,鋤鼻感覚細胞の反応特性と尿の刺激特性を解析することができた。これはchemical communicationに関わるdonorとrecipient両方の知見を得る上で非常に意義深く,有用な手法であると言える。また本研究の手法を使用することで,新規フェロモン候補物質の同定やリガンド-受容体のカップリングにも応用できるため,発展性の高い研究として重要な位置にあると思われる。

申请人以大鼠犁鼻系统为模型，开发了一种生物成像系统，可以同时分析同一空间内的外周感觉细胞和中枢目标神经细胞的反应，并对活体分离的组织和细胞的刺激反应进行可视化目的是评估身体。 2006年，我们计划进行钙成像检查雄性大鼠犁鼻感觉细胞对雌性大鼠尿液刺激的反应特征，并建立大鼠胎儿来源的犁鼻感觉细胞和副嗅球神经元的原代培养体系。 2007年，我们计划使用原代培养系统进行钙成像，并鉴定雌性大鼠尿液中的生理活性物质，这些物质可诱导雄性大鼠犁鼻感觉细胞的刺激反应。雄性大鼠犁鼻感觉细胞对雌性大鼠的发情前期尿液和发情间期尿液均表现出不同的反应模式，但许多细胞对发情前期尿液反应强烈，结果显示，对犁鼻器官反应强烈的细胞大量分布在整个犁鼻器的中心到喙侧。换句话说，阐明了雄性大鼠犁鼻感觉细胞反应的多样性和独立性以及感觉细胞在犁鼻器官内的功能分布。从15日龄大鼠胎儿（E15）采集的犁鼻器官细胞原代培养体系分离后成功培养1个多月，随后通过荧光免疫染色鉴定感觉细胞。另一方面，建立副嗅球神经元的原代培养系统极其困难，并且不可能进行共培养。当用雌性大鼠尿液刺激犁鼻感觉细胞的原代培养物时，在细胞体中观察到Ca ^ 2+ 增加，这被认为是感觉细胞，表明它们已经成熟到可以表达的程度刺激分子（配体）的受体被发现有可能：此外，当使用蛋白质/肽分析仪对在犁鼻感觉细胞中引起不同刺激反应的发情前期尿和动情期尿进行分析和比较时，观察到分子量峰的大小差异，该分子量峰被认为是肽。换句话说，雌性大鼠尿液的刺激强度和肽含量反映了雌性体内的内分泌动态。本研究以细胞内Ca^2+浓度的增加为指标，分析犁鼻感觉细胞的反应特征和尿液的刺激特征。这可以说是一种非常有意义和有用的方法，可以获取参与化学交流的捐赠者和接受者的知识。此外，利用本研究的方法，可以应用于新的信息素候选物质的鉴定以及配体与受体的偶联，因此被认为是具有高度可扩展性的研究的重要地位。