脂質平面膜を用いた膜電位感受性色素の評価系の開発とその応用

脂质平面膜膜电位敏感染料评价体系的开发及其应用

• 批准号: 07557143
• 负责人: 桐野 豊
• 金额: $ 8.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07557143/
• 关键词: 膜電位感受性蛍光色素; 異質平面膜; 冷却CCDカメラ; 高速差分増幅式カメラ; ナメクジ中枢神経; 嗅覚-味覚連合学習; 膜電位感受性色素; 水平平面膜; シングルホトダイオードカメラ; 表面電荷; ナメクジ神経細胞

1.システムの改良:これまで、平面脂質二重膜に結合した膜電位感受性色素の蛍光をシングルホトダイオードカメラで測定していたが、これをノイズが小さく、受講面が大きくて高感度な冷却CCDカメラ(アストロカム社、KAF1400)に換えたところ、明確に、蛍光強度の膜電位依存性が測定できるようになった。従来より、神経節等の膜電位測定に経験的によく用いられてきた色素であるDi-4-ANEPPSは、膜電位に対する蛍光強度変化が大きいものであることが確認できた。2.生体膜への応用:感覚器(嗅覚器としての大小触覚、あるいは、味覚器としての唇)を付けて切り出したナメクジの脳を膜電位感受性蛍光色素Di-4-ANEPPSで染色し、膜電位の時間的空間的パターンの変化を高速差分増幅式カメラ(富士写真フィルム、Deltaron 1700)により測定した。大触角に匂いを与えると、匂いの種類によらず、脳神経節前脳部の膜電位振動の周波数が増大した。小触覚に匂いを与えると、ナメクジが好む食物の匂いの場合には振動数が増大し、ナメクジが忌避する物質の匂いの場合には振動数が減少した。また、ナメクジが忌避する味物質を唇に適用したときには、前脳の膜電位が強く過分極方向にシフトした。更に、小触角に嗅覚-味覚連合学習により忌避性となった食物の匂いを与えた後の数秒間、特異的な興奮性を示す一群の細胞が存在することが見出された。このように、本研究で開発された膜電位感受性蛍光色素を用いる膜電位の光学的測定法は、脳における味覚・嗅覚情報処理機構や学習・記憶の機構に極めて有用な実験手法となることを示すことが出来た。

Modified: 1. シ ス テ ム の こ れ ま で, planar double lipid membrane に combining し た membrane potential sensitivity pigment の 蛍 light を シ ン グ ル ホ ト ダ イ オ ー ド カ メ ラ で determination し て い た が, こ れ を ノ イ ズ が small さ く, surface が lecture き く て Gao Gan degrees な cooling CCD カ メ ラ (ア ス ト ロ カ ム club, KAF1400) に in え た と こ ろ and clear Youdaoplaceholder0, 蛍 light intensity <s:1> membrane potential dependence が determination で るようになった るようになった るようになった. 従 to よ り, god 経 section の membrane potential measurement に 経 験 of に よ く with い ら れ て き た pigment で あ る Di - 4 - ANEPPS は, membrane potential に す seaborne る 蛍 light intensity variations change が big き い も の で あ る こ と が confirm で き た. 2. The raw body membrane へ の 応 use: 覚 device (smelling 覚 と し て の size touch 覚, あ る い は, taste 覚 apparatus と し て の lip) を pay け て り cutting out し た ナ メ ク ジ の 脳 を membrane potential sensitivity 蛍 photopigment Di - 4 - ANEPPS で dyeing し, membrane potential の time space パ タ ー ン の variations change を high-speed differential rights picture type カ メ ラ (Fuji photo フ ィ ル ム, Deltaron 1700)によ によ determine た. Antenna に 匂 い を and え る と, 匂 い の kinds に よ ら ず 脳 経 god first 脳 department の membrane potential vibration の cycle for が raised large し た. Small touch 覚 に 匂 い を and え る と, ナ メ ク ジ が good む food の 匂 い の occasions に は vibration が raised large し, ナ メ ク ジ が avoid avoid す る material の 匂 い の occasions に は vibration reduced が し た. ま た, ナ メ ク ジ が avoid avoid す る taste substance を lip に applicable し た と き に は, former 脳 の membrane potential strong が く too extremely direction に シ フ ト し た. More に, small antennas に smell 覚 - taste 覚 commissure learning に よ り avoid phobic と な っ た food の 匂 い を and え た の after a few seconds, specific な between excitatory を す in a group of cells の が exist す る こ と が shows さ れ た. こ の よ う に, this study で 発 さ れ た membrane potential sensitivity 蛍 photopigment を with い る membrane potential の optical measurement は, 脳 に お け 覚 る flavor, smell 覚 intelligence 処 manage institution や の organization learning, memory に め extremely useful て な be 験 gimmick と な る こ と を shown す こ と が た.

项目成果

Hiroshi Tokumaru: "Involvement of Calciseptine-sensitive Calcium Channels in Acetylcholine Release from Electric Organ Synaptosomes" Biol.Pharma.Bull.20. 641-645 (1997)

Hiroshi Tokumaru：“钙化肽敏感钙通道参与电器官突触体释放乙酰胆碱”Biol.Pharma.Bull.20。

Toru Ishizuka: "Molecular Cloning of Narke japonica Electric Organ Synaphins/Complexins Involved in Transmitter Release" Neurosci.Lett.232. 107-110 (1997)

Toru Ishizuka：“Narke japonica 电器官突触蛋白/复合蛋白参与递质释放的分子克隆” Neurosci.Lett.232。

Yutaka Kirino: "Activation of Adenosine A1 and A2 Receptors Differentially Modulates Acetylcholine Release from Electric Organ Synaptosomes" Role of Adenosine in the Nervous System. (印刷中). (1997)

Yutaka Kirino：“腺苷 A1 和 A2 受体的激活差异调节电器官突触体中的乙酰胆碱释放”腺苷在神经系统中的作用（1997 年出版）。

Kazunori Anzai: "Rapid measurement of Internal Volumes of Membrane Vesicles with ESR-Stopped Flow Technique" Magn.Reson.Medicine. 6. 190-191 (1995)

Kazunori Anzai：“利用 ESR 停止流动技术快速测量膜囊泡的内部体积”Magn.Reson.Medicine。

桐野 豊: "情報と薬学いま(CD-ROM)" 情報薬学研究会, (1996)

Yutaka Kirino：“现在的信息与药学（CD-ROM）”信息药学研究小组，（1996）