両生類の吸水行動制御機構ならびに浸透圧受容機構の解明

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平成23年度は、無尾両生類の水分摂取行動である吸水行動を制御する脳領域について明らかにするため、水分摂取行動を促すホルモン(Ang IIとAVT)や体液変動によって神経活動が活性化する領域の探索を行った。神経活動のマーカーとして用いられている転写因子c-fos発現を指標に、ホルモン投与及び体液変動時にFosタンパクが増加する脳領域・神経核を免疫組織化学的に精査した。その結果、第3脳室前壁を構成する領域である前交連や間脳視索前野、視床下部背内側核で顕著なFos発現が見られ、これら領域がホルモン増加や体液変動時に活性化する領域であることが示唆された。これら脳室周囲領域は、哺乳類においてホルモン及び体液情報の受容部位及び飲水行動の制御中枢であることが知られており、これら領域が両生類における相同器官である可能性が示唆された。一方で、昨年度に同定したTRPVチャネルが浸透圧センサーとして機能する可能性について検証するため、Xenopus卵母細胞へTRPV遺伝子を導入してタンパクを発現させ、膜電位固定法による解析を行った。その結果、明確な浸透圧応答性を確認するまでには至らなかったが、解析した各サブタイプがそれぞれ異なる温度域に反応してイオン流入に付随した電位変化を生じさせること、すなわち温度センサーとして機能するイオンチャネルであることを明らかにした。以上の研究から、体液変動やホルモンにより活性化する領域を同定し、両生類の吸水行動の制御中枢である可能性を示した。これにより非哺乳類における水分摂取行動の制御機構の一端を明らかにしたため、脊椎動物に共通して存在する水分摂取行動の制御機構を解明する上での重要な知見となりうる。またTRPVは、非哺乳類では機能的解析が進んでおらず不明な点が数多く残されているため、本研究成果は脊椎動物のTRPVの生理学的意義を解明する足がかりとなると考えられる。