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Title
Scannning and Transmission Electron Microscopic
Observation of Changes in Cylindrical Cytoplasmic
Processes of Isolated Single Merkel cell
Author(s)
田﨑, 裕紀
Journal
歯科学報, 112(2): 186-187
URL
http://hdl.handle.net/10130/2781
Right
論 文 内 容 の 要 旨 １．研 究 目 的 メルケル細胞は脊椎動物の上皮細胞で，神経線維と関連することから圧覚受容細胞と考えられてきた。ま た，メルケル細胞−神経終末複合体は遅順応性タイプⅠ機械受容体であることから機械−電気トランスデュー サーであると報告された。そして，メルケル細胞の形態的，電気生理学的所見から，機械刺激に対し，細胞突 起に歪みを来たし，細胞突起の周囲に存在する機械受容性チャネルが開口し，カルシウムの流入をきたす。そ のカルシウム信号が原因で，伝達物質が放出され，接続する神経終末に活動電位が生じると言う仮説が提唱さ れた。このような仮説を支持する一方で，メルケル細胞へのクレブス溶液吐出による機械刺激では，応答が認 められないという報告もある。そこで，単離メルケル細胞へのクレブス溶液吐出による機械刺激が，刺激にな らない理由を形態学的に明らかにするとともに，単離メルケル細胞の超徴構造を観察した。 ２．研 究 方 法 実験には１２から２４時間前に腹腔内にキナクリンを投与した３∼５週齢の雄のゴールデンハムスターを使用し た。東京歯科大学動物実験指針に基づき，頬袋を摘出し，頬粘膜の触小体からメルケル細胞を単離した。蛍光 顕微鏡でキクナリン蛍光を観察しメルケル細胞をマークし，固定した。単離した細胞のうち細胞内遊離カルシ
ウム濃度計測を行うものはfura 2-AM（１０μM，Dojindo）を３７℃で４５分間負荷し，多重蛍光顕微鏡（Multiple
Microfluorescence Analyzer Attofluor System）にて計測を行った。一方，時間経過の変化をみる細胞は，室 温または冷所にて静置した。それぞれの細胞は，１％グルタールアルデヒドと１％ホルムアルデヒドを含む ０．１M ナトリウム・カコジル酸塩バッファ（pH７．３）にて，４℃で１５分間固定し，走査型電子顕微鏡および透過 型電子顕微鏡にて細胞の変化を観察した。 ３．研究成績および考察 メルケル細胞は，キクナリン蛍光を有し，細胞突起が，細胞上面で観察され，細胞突起様突起も多数観察さ れた。しかし，キクナリン非蛍光細胞の細胞表面はラフで，細胞突起および細胞突起様突起は，観察されな かった。細胞内遊離カルシウム濃度計測では，電位依存性カルシウムチャネルは認められるものの，クレブス 吐出による機械刺激では応答は見られなかった。計測後の細胞上面の状態はなめらかな状態を呈し，風船様で 氏 名（本 籍） た ざき ゆう き
田
裕
紀
（千葉県） 学 位 の 種 類 博 士（歯 学） 学 位 記 番 号 第 １６２０ 号（乙第 ７０１ 号） 学 位 授 与 の 日 付 平成１６年１２月８日 学 位 授 与 の 要 件 学位規則第４条第２項該当学 位 論 文 題 目 Scannning and Transmission Electron Microscopic Observation of Changes in Cylindrical Cytoplasmic Processes of Isolated Single Merkel cell
掲 載 雑 誌 名 The Bulletin of Tokyo Dental College 第５２巻 ２号 ６９∼７６頁
２０１１年６月 論 文 審 査 委 員 （主査） 鈴木 教授 （副査） 井出 吉信教授 奥田 克爾教授 下野 正基教授 井上 孝教授 歯科学報 Vol．１１２，No．２（２０１２） １８６ ―１１０―
細胞突起様突起は多数観察された。このような変化は，時間経過によるもので１，２と５時間経過後の風船様 細胞に数は，１細胞（３．６％），７細胞（３８．９％）と１１細胞（６１．１％）と増加した。また突起数も３．８±０．７本，２．６± ０．８本，１．０±０．４本と急激に減少し，突起直径は，２３９．５±３．８nm，２４７．３±５．０nm，２６２．２±９．４nm とわずか であるが太くなる傾向であった。このことは，単離したメルケル細胞は，機械受容に関与するとされる細胞突 起が早い段階で減少，消失，または太くなることで機械刺激の閾値が上昇し，クレブス溶液吐出の機械刺激で は，その刺激を受容できないものと考えた。その一方で，計測後のメルケル細胞の超微構造では球形を呈し， 連続した断面にも細胞突起は認められなかったものの，細胞質には多数のメルケル顆粒と液胞が観察された。 このことから単離メルケル細胞では，時間経過により細胞の形態が変化するものの，細胞質にメルケル顆粒が 多数存在することから機械−電気トランスデューサーとしての機能を持ちつづけていると考える。 ４．結 論 単離したメルケル細胞は，短時間のうちに細胞突起が消失することから機械刺激実験において，不適切な標 本であるかもしれない。しかしながら，細胞突起のない球形のメルケル細胞内には多数のメルケル顆粒を認め た。これは，形態の変化が細胞の機能の消失にはならない。つまり，外界からの適切な刺激により顆粒は放出 されると思われる。単離メルケル細胞による機械受容チャネルの解明には適切な刺激方法の熟考が必要と思わ れる。 論 文 審 査 の 要 旨 メルケル細胞はこれまで様々な報告があり機械受容細胞としているが，以前に「クレブス溶液吐出による機 械刺激による応答がとれないという理由から機械受容細胞ではない」という報告があった。本論文では単離メ ルケル細胞の形態が時間経過により，機械受容に関係すると考えられている突起が変化していくことを明らか にした。また，細胞質内にメルケル顆粒の存在を透過型電子顕微鏡にて確認した。したがって適切な刺激方法 によればメルケル頼粒の放出は可能と思われる。 本審査委員会では，吐出によるクレブス刺激応答との関連性について，細胞突起の役割について，キナクリ ンや Fura 2-AM による細胞毒性について，カルシウム応答と伝達物質との関連性について質疑応答が行わ れ，概ね妥当な解答が得られた。また，表現方法や図などについて修正，追加を要望し，修正がなされた。本 研究で得られた結果は今後の歯科医学の進歩，発展に寄与するところ大であり，学位授与に値するものと判定 した。 なお，英・独２か国語につき試験を行った結果，いずれも合格と認定した。 歯科学報 Vol．１１２，No．２（２０１２） １８７ ―１１１―
