散在神経系から見る神経系の起源と進化

(i)散在神経系の構造と機能:我々の得た神経ペプチドに対する抗体を用いて、ヒドラの神経系の化学解剖学を行った。ペプチドに対するウサギ抗体とモルモット抗体を作成し、二重染色法により詳細な解剖図を作成した。感覚細胞はペプチド発現に関して各部位では均一で、神経節細胞については対照的に様々に異なったペプチドを発現する雑多な集団であることが判明した。体の各部の各集団の細胞数を示す定量的な解剖図も作成でき、更にこのような抗体で可視可される神経集団の全神経に占める大きさも評価した。また、神経機能に関しては散在神経系といえども、ヒドラは飽食による摂食反応の閾値上昇などの他の高等動物の中枢神経系が行う機能を示す。しかし、同時にこの飽食による摂食反応抑制の制御機構に関して、体の各部で制御機構が独立に存在する、地方分散的な性質を持つことも判明した。(ii)ペプチド性シグナル分子の大規模検索:このペプチドプロジェクトにより、ア)ペプチド分子は神経情報伝達の働きのみならず発生生物学的な活性を含んだものが多数ある、イ)ペプチド分子は神経細胞に局在する神経ペプチドのみならず、上皮筋細胞に局在する上皮ペプチドもたくさんある、等の考えが明確になった。また、ヒドラのペプチド分子の一般性については、ヒドラで見つかった神経ペプチドGLWamide familyは、その抗体染色により非常に多くの動物の神経系に存在することが示唆できた。大型のハエ(blowfly)では、数対の大型神経細胞が脳において明確に染色された。哺乳類では、辺縁系の限られた少数の神経細胞に見られた。更に消化管においても、腸管の神経集網においてみられた。脊椎動物については、哺乳類のみならず、ニワトリ(鳥類)、ヒキガエル(両生類)、メダカ(魚類)など広範な動物種で見られた。更に、ウニ、ヒトデなどの原始的な後口動物でも見られた。線虫では遺伝子の検索により1つのGLWamide前駆タンパク質が見つかった。(iii)神経回路網形成の分子機構:神経細胞の分化を促進するペプチドHym355と神経分化を抑制する上皮ペプチドLPW familyが同定された。作成抗体による検討の結果Hym355は、神経ペプチドでLPW familyは、上皮ペプチドであることが判明した。現在その作用機構の詳細と他の動物門での一般性について検討中である。

(i)散在神経系の構造と機能:我々の得た神経ペプチドに対する抗体を用いて、ヒドラの神経系の化学解剖学を行った。ペプチドに対するウサギ抗体とモルモット抗体を作成し、二重染色法により詳細な解剖図を作成した。感覚細胞はペプチド発現に関して各部位では均一で、神経節細胞については対照的に様々に異なったペプチドを発現する雑多な集団であることが判明した。体の各部の各集団の細胞数を示す定量的な解剖図も作成でき、更にこのような抗体で可視可される神経集団の全神経に占める大きさも評価した。また、神経機能に関しては散在神経系といえども、ヒドラは飽食による摂食反応の閾値上昇などの他の高等動物の中枢神経系が行う機能を示す。しかし、同時にこの飽食による摂食反応抑制の制御機構に関して、体の各部で制御機構が独立に存在する、地方分散的な性質を持つことも判明した。(ii)ペプチド性シグナル分子の大規模検索:このペプチドプロジェクトにより、ア)ペプチド分子は神経情報伝達の働きのみならず発生生物学的な活性を含んだものが多数ある、イ)ペプチド分子は神経細胞に局在する神経ペプチドのみならず、上皮筋細胞に局在する上皮ペプチドもたくさんある、等の考えが明確になった。また、ヒドラのペプチド分子の一般性については、ヒドラで見つかった神経ペプチドGLWamide familyは、その抗体染色により非常に多くの動物の神経系に存在することが示唆できた。大型のハエ(blowfly)では、数対の大型神経細胞が脳において明確に染色された。哺乳類では、辺縁系の限られた少数の神経細胞に見られた。更に消化管においても、腸管の神経集網においてみられた。脊椎動物については、哺乳類のみならず、ニワトリ(鳥類)、ヒキガエル(両生類)、メダカ(魚類)など広範な動物種で見られた。更に、ウニ、ヒトデなどの原始的な後口動物でも見られた。線虫では遺伝子の検索により1つのGLWamide前駆タンパク質が見つかった。(iii)神経回路網形成の分子機構:神経細胞の分化を促進するペプチドHym355と神経分化を抑制する上皮ペプチドLPW familyが同定された。作成抗体による検討の結果Hym355は、神経ペプチドでLPW familyは、上皮ペプチドであることが判明した。現在その作用機構の詳細と他の動物門での一般性について検討中である。