담배거세미나방(Spodoptera litura), 열대거세미나방(Spodoptera frugiperda) 및 파밤나방(Spodoptera exigua) 은 광식성 해충이지만, 종특이적인 기주범위를 갖는다. 이들이 기주식물을 찾아가는 과정에 냄새감각이 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해, 기주 및 비기주 식물에서 발산되는 46가지 휘발성 물질을 선정하여, 이들에 대한 나방 3종의 냄새반응을 GC-EAD(gas chromatography-electroantennogram detection)를 통해 확인하였다. 그 결과, 46가지의 식물유래화합물 중 9가지 물질이 3종의 나방 모두에서 냄새활성을 나타냈으며, 2가지 물질은 담배거세 미나방과 열대거세미나방에만 냄새활성을 나타냈고, 다른 몇 가지 물질은 담배거세미나방에만 냄새활성을 나 타냈다. 이 결과는 세 종 나방이 식물냄새물질 탐지를 위해 유사한 냄새감각세포를 가지며, 일부 종에서는 종특이 적인 냄새감각세포가 존재한다는 것을 보여준다. 이 결과를 바탕으로 냄새활성을 나타낸 물질들의 나방 3종에 대한 행동활성을 야외트랩실험을 통해 확인할 예정이다.

호박꽃과실파리(Bactrocera scutellata)는 박과 식물의 해충으로 기주식물을 찾아가는데 냄새 감각이 중요한 역할을 한다. 이들의 기주 식물인 단호박, 애호박, 노란호박 및 하늘타리의 냄새물질을 포집하여 이들 추출물에 대한 호박꽃과 실파리의 촉각과 작은턱수염의 냄새반응을 GC-EAD(Gas chromatography-electroantennographic detection) 및 GC-EPD (Gas chromatography-electropalpographic detection)를 이용하여 조사한 결과, 촉각과 작은턱수염에 존재하는 냄새감각세 포들에 강한 냄새활성을 나타내는 여러 물질들이 탐지되어, 촉각과 작은턱수염 모두 기주식물의 감지에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다. 하지만, 촉각과 작은턱수염에 냄새활성을 나타내는 물질들의 종류는 서로 확연한 차이를 보여서 촉각과 작은턱수염이 기주식물의 냄새물질 탐지에 서로 다른 역할을 할 것이라는 사실을 나타내었다. 우리는 이들 냄새활성물질의 화학구조 동정을 진행하고 있으며, 이들의 구조가 밝혀지면 이들 물질의 호박꽃과실파리 에 대한 행동활성을 조사할 예정이다.

호박꽃과실파리, Bactrocera scutellata (Hendel) (Diptera: Tephritidae),는 호박 등 박과식물의 해충으로 야외 트랩실험을 통해 호박꽃과실파리 수컷이 cue lure와 raspberry ketone에 유인되는 것이 확인되었으며, 전자현미경 관찰을 통해 호박꽃과실파리의 촉각(antennae)과 작은턱수염(maxillary palps)에 각각 다른 형태의 냄새감각기들이 존재한다는 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 Bactrocera 속 과실파리들의 parapheromone 성분들인 cue lure, raspberry ketone, methyl eugenol, 및 zingerone 등의 물질들이 촉각과 작은턱수염 중 어떤 감각기관에 의해 감지되는지 알아보기 위해 이 물질들과 식물 냄새성분인 3-octanone에 대한 호박꽃과실파리의 eleltroantennogram (EAG) 및 electropalpogram (EPG) 반응을 측정하였다. 그 결과 cue lure 및 raspberry ketone은 작은턱수염에서 큰 EPG 반응을 보였으나 촉각에서는 EAG 반응을 나타내지 않았다. 이와는 대조적으로 호박꽃과실파리의 기주식물인 호박에서 방출되는 냄새 성분 중 하나인 3-octanone은 촉각에서 큰 EAG 반응을 나타내었으나 작은턱수염에서는 아주 작은 EPG 반응만을 나타내었다. 이러한 결과는 호박꽃과 실파리 수컷에 강한 유인력을 나타내는 cue lure와 raspberry ketone이 촉각이 아니라 작은턱수염에 존재하는 냄새감각세포들에 의해 감지된다는 것을 의미하며 이것은 호박과실파리 등 아직 강력한 유인제가 알려져 있지 않은 다른 과실파리류의 유인제 개발에 유용한 정보가 될 것이다.

Somatostatin (SST) is a known neuromodulator of the central nervous system. The substantia gelatinosa (SG) of the trigeminal subnucleus caudalis (Vc) receives many thinmyelinated Að-fiber and unmyelinated C primary afferent fibers and is involved in nociceptive processing. Many studies have demonstrated that SST plays a pivotal role in pain modulation in the spinal cord. However, little is yet known about the direct effects of SST on the SG neurons of the Vc in adult mice. In our present study, we investigated the direct membrane effects of SST and a type 2 SST receptor agonist, seglitide (SEG), on the SG neurons of the Vc using a gramicidin-perforated current clamp in adult mice. The majority (53%, n = 27/51) of the adult SG neurons were hyperpolarized by SST (300 nM) but no differences were found in the hyperpolarization response rate between males and females. When SST was applied successively, the second response was smaller (76±9.5%, n=19), suggesting that SST receptors are desensitized by repeated application. SST-induced hyperpolarization was also maintained under conditions where presynaptic events were blocked (75±1.0%, n=5), suggesting that this neuromodulator exerts direct effects upon postsynaptic SG neurons. SEG was further found to induce membrane hyperpolarization of the SG neurons of the Vc. These results collectively demonstrate that SST inhibits the SG neuronal activities of the Vc in adult mice with no gender bias, and that these effects are mediated via a type 2 SST receptor, suggesting that this is a potential target for orofacial pain modulation.

Bicuculline is one of the most commonly used GABAд eceptor antagonists in electrophysiological research. Because of its poor water solubility, bicuculline quaternary ammonium salts such as bicuculline methiodide (BMI) and bicuculline methbromide are preferred. However, a number of studies have shown that BMI has non-GABAд eceptor-mediated effects. The substantia gelatinosa (SG) of the trigeminal subnucleus caudalis (Vc) is implicated in the processing of nociceptive signaling. In this study, we investigated whether BMI has non-GABA receptor-mediated activity in Vc SG neurons using a whole cell patch clamp technique. SG neurons were depolarized by application of BMI (20M) using a high Cℓ⁻ipette solution. GABA ( 30-100μM) also induced membrane depolarization of SG neuron. Although BMI is known to be a GABAд receptor antagonist, GABA-induced membrane depolarization was enhanced by co-application with BMI. However, free base bicuculline (fBIC) and picrotoxin (PTX), a GABAд and GABAс receptor antagonist, blocked the GABA-induced response. Furthermore, BMI-induced membrane depolarization persisted in the presence of PTX or an antagonist cocktail consisting of tetrodotoxin (Nα+ nnel blocker),AP-5 (NMDA receptor antagonist), CNQX (non-NMDA receptor antagonist), and strychnine (glycine receptor antagonist). Thus BMI induces membrane depolarization by directly acting on postsynaptic Vc SG neurons in a manner which is independent of GABAд receptors. These results suggest that other unknown mechanisms may be involved in BMI-induced membrane depolarization.