岡崎国立 共同研究 機構

生理学研究所年報
第 22 巻

2001

はじめに

平成１２年度の生理学研究所年報をお届けします。

平成１２年４月に、岡崎国立共同研究機構の３研究所に共通の研究施設として、「統合バイオサイエンスセンター」
が発足しました。本機構では、生理学研究所と共に、分子科学研究所、基礎生物学研究所がそれぞれの領野について独自の研究活動を展開してきました。一方、生命科学の観点から３研究所が重なり合う部分も既に多く、新しい研究
領野の展開と推進に協力することも議論されてきました。幸い、文部省（現文部科学省）がその趣意を理解され、本センターが機構共通施設として設立されました。３研究領野として、戦略的方法論、時系列生命現象、生命環境を立て、各研究所が責任を持ってそれぞれの領野の教官人事を行いました。また、分子科学研究所から計算科学センター、生理学研究所と基礎生物学研究所から動物実験センターとアイソトープ実験センターを機構の共通施設として管理運営することになりました。これらの機構共通施設のための建築工事は、我々の研究所のキャンパスから数百メートル離れた「E 地区」
（元の愛知教育大学運動グランド）で進行中です。
生理学研究所からは、３名の教授、３名の助教授、２名の助手が配置転換または新規選考され、統合バイオサイエ
ンスセンター、動物実験センター等に移籍または着任されました。これらの教官はすべて、引き続きまたは新規に生理学研究所兼務となっていただき、今後も生理学研究所の構成員として、お互いに密接に協力することになっています。
以上、生理学研究所に関連した、本機構内の最近の変化の説明をいたしました。一方、１１年度の年報でも触れましたように、国立大学の法人化問題と併行して、我々の大学共同利用機関の法人化に関しても、この一年間種々論議され、ようやくその中間報告にたどり着こうとしています。ここで記載できるほどは未だ煮詰まっていませんが、大学共同利用機関は国立大学と基本的には同質の法人として、それぞれの学術分野の研究と教育に一層邁進できる制度
改革がなされるよう、強く希望し、期待している所です。
本年報は、生理学研究所の全構成員の平成１２年度における努力の結果ですが、なお一層の努力と改善が必須であることも自覚しております。大方の御批判、御指導、御鞭撻をお願い申し上げます。

平成１３年１２月

生理学研究所長

佐々木和夫

生理学研究所年報〔 目
職 員（2000 年度）次 〕..................................................................................................................................................

i

分子生理研究系..............................................................................................................................................

11

細胞器官研究系..............................................................................................................................................

20

生体情報研究系..............................................................................................................................................

24

生体調節研究系..............................................................................................................................................

32

大脳皮質機能研究系......................................................................................................................................

40

統合生理研究施設..........................................................................................................................................

47

脳機能計測センター......................................................................................................................................

57...................................................................................................................

61..........................................................................................................................................

62......................................................................................................................................................

64

研究活動報告統合バイオサイエンスセンター
動物実験センター
技

術 課

研究発表
発

表 論 文

..............................................................................................................................................

77

学

会 発 表

..............................................................................................................................................

93

一般共同研究報告.............................................................................................................................................. 111

計画共同研究報告.............................................................................................................................................. 129

磁気共鳴装置共同利用実験報告.................................................................................................................... 135

超高圧電子顕微鏡共同利用実験報告........................................................................................................... 141

生体磁気計測装置共同利用実験報告........................................................................................................... 155

研究会報告........................................................................................................................................................... 161

国際シンポジウム
COE 国際シンポジウム................................................................................................................................. 291

セミナー報告....................................................................................................................................................... 301

大学院特別講義................................................................................................................................................... 321

第 22 巻 (Dec, 2001)

職員（2000 年度）
所

長

分子生理研究系

佐々木 和夫

神経化学研究部門
教

授

小

幡

邦

授

柳

川

右千夫

季

手

山

肩

葉

子

（2000.4.1〜）

〃

兼

子

幸

一

大学院学生

非常勤研究員

蒔

苗

公

利

〃

海老原

利

枝

(2000.4.16〜.9.30)

〃

常

直

子

助

教

助

彦

日本学術振興会特別研究員

山

鳳

中

川

雲

創

超微小形態生理研究部門
教
助

教

授

永

山

國

昭

授

村

上

政

隆

村

田

昌

之

〃

Gurkov, Theodor Dimitrov(2000.10.2〜)

大学院学生

近

Danov, Krassimir〃

森（〜2000.5.14）〃

Danev, Radostin
石 堂 美 和 子

客員助教授

助

文部省外国人研究員

手

東

晃

史

特別共同利用研究員

藤

明

子

誠

之

〃

大

橋

正

人

〃

杉

谷

正

三

〃

高

橋

卓

也

〃

加

納

ふ

み

〃

村

田

和

義

非常勤研究員

松

本

友

治

俊

一

手

毛

利

達

磨

細胞内代謝研究部門
客員教授

宮

崎

客員助教授

吉

田

助

繁

(2000.7.1〜)

細胞器官研究系

生体膜研究部門
教

授

河

西

春

郎

特別共同利用研究員

岸

本

拓

哉

助

手

久木田

文

夫

〃

松

崎

政

紀

〃

筒

井

泉

雄

〃

木

村

良

一

〃

根

本

知

己

〃

早

川

泰

之

〃

高

橋

倫

子

〃

劉

婷

婷

田

泰

伸

機能協関研究部門
教

授

客員教授
助

教

助
〃

岡

Bell, Phillip Darwin

授

Sabirov, Ravshan

手

森
樫

島
原

繁
康

博

助

手

赤

塚

結

子

非常勤研究員清水貴浩(2000.7.1〜)

〃

森

信一郎

(2000.4.16〜)i

生理学研究所年報

特別共同利用研究員

鍋倉隆

文部省外国人研究員

Zhang, Xiaodong

科学技術振興事業団研究員
出

崎

克

也

野

恵

美

(〜2000.6.14)

大学院学生

前

Wang, Jun〃茫

(2000.6.1〜)〃

Abdullaev, Iskandar

科学技術振興事業団招聘研究員

〃

浦

本

裕

美

Zhou Shi-Sheng

〃

真

鍋

健

一

〃

井

上

華

志

〃

奥

田

日実子

悳

〃

Dutta, Amal Kumar〃

科学技術振興事業団研究員

〃

三

好

金

関

毅

海

天

能動輸送研究部門
客員教授

中

西

重

忠

客員助教授

横

田

義

史

助

手

中

嶋

善

明

(〜2000.9.30)(〜2000.8.31)

生体情報研究系

神経情報研究部門
教
助

授
教

授

池

中

八

木

一

裕

リサーチ・アソシエイト

健

鄭

助

手

中

平

健

且

均

(2000.9.1〜)（〜2000.5.31）

祐(〜2000.12.31)

大学院学生

柴

崎

貢

志

〃

石

橋

智

子

〃

岩

崎

靖

乃

〃

長谷川

明

子

〃

藤

本

一

朗

〃

中

平

英

子

非常勤研究員

和

田

圭

樹

〃

池

田

武

史

〃

清

水

健

史

特別共同利用研究員

河

野

洋

三

〃

片

倉

浩

理

久

信

(2000.4.16〜)

〃

柴

田

理

一

液性情報研究部門
教
助

教

助

授

井

授

森

手

本

中

井

〃

若

森

非常勤研究員

山

田

敬

二

泰

生

山

一

(2000.10.1〜12.31)

淳久

リサーチ・アソシエイト

実

大学院学生

信

〃

原

特別共同利用研究員

山(2001.1.1〜)

二

久

信

倉

正

道

〃

松

本

信

幸

岡

田

峯

陽

〃

山

田

和

徳

(2000.10〜)

Md. Kadrul Huda
森誠

(2000.4.1〜)

ii

田

雄

大

リサーチ・アソシエイト〃

松 下 か お り(2000.4〜9)

日本学術振興会特別研究員

〃

田

之

特別協力研究員石井正(2000.8.1〜)

和第 22 巻 (Dec, 2001)

高次神経機構研究部門
客員教授

八

木

健

(2000.11.1〜)

助

手
〃

哲

司

〃

多

田

基

紀

哲

史

〃

平

山

晃

斉

先

崎

浩

次

〃

牧

野

初

音

受託研究員

須

藤

文

和

〃

杉

野

英

彦

〃

濱

田

豊

受託技術員

三

寶

千

次

特別協力研究員

濱田香世子

民間等共同研究員

柳

瀬

浩

田

仲

祐

介

竹

井

先

崎

浩

(〜2000.11.15)

〃

藤

川

日本学術振興会特別研究員

〃

武

鹿

(2000.11.16〜)

非常勤研究員

大学院学生

安

田

利

栄

西

野

仁

雄

英

彦

俊
秋

情報記憶部門
客員教授

生体調節研究系

高次神経性調節研究部門
教
助

教

助

授

小

松

授

伊

藤

手

花

澤

小

川

〃

南
明

下

正

鯉

田

孝

和

俊

大学院学生

近

藤

秀

樹

正

〃

杉

原

弘

記

〃

谷

利

樹

リサーチ・アソシエイト
木

リサーチ・アソシエイト

治

特別協力研究員(〜2001.1.9)

Bhalodia, Vidya M.
(2000.6.27〜8.16)

生体システム研究部門
教

授

客員教授

森

茂

美

Jankowska, Elzbieta

大学院学生

橘

特別協力研究員

Janos, Palhalmi(〜2000.7.15)

助

手

導

(2000.9.18〜12.17))

宮

下

英

三

〃

中

陦

克

己

〃

森

大

志

非常勤研究員奥村

篤〃

Arpad, Dobolyi(〜2000.5.26)〃

Kekesi K.Adrienna(2000.7.21〜12.12)

哲

高次液性調節研究部門
客員教授
客員助教授

宮

下

保

司

永

雄

総

一

（1999.10.1〜）

助

手

納

家

勇

治

特別共同利用研究員
伊原毅

特別協力研究員

吉

田

正

俊

〃

柴

田

愁

子

iii

生理学研究所年報

大脳皮質機能研究系

脳形態解析研究部門
教
助

教

授

重

本

隆

一

大学院学生

納

富

拓

也

授

籾

山

俊

彦

民間等共同研究員

籾

山

明

子

客員助教授

(2000.5.15〜8.14)

助

手〃(〜2000.9.30)

Zaborszky, Laszlo

木

下

彩

栄

籾

山

明

子

特別協力研究員馬杉博(2000.9.7〜11.6, 12.28〜)

Wu, Yue〃(2000.9.16〜)

美和子

日本学術振興会招聘外国人研究者

苫Chan, Savio ChiYung〃(2000.10.1〜)

非常勤研究員三

科学技術振興事業団招聘研究員

Lujan-Miras, Rafael

Nyiri, Gabor(2000.3.7〜5.6)(〜2000.8.25)

文部省外国人研究員
Kulik, Akos,(2000.7.25〜8.25, 10.24〜11.28)

大脳神経回路論研究部門
教

授

川

口

助

手

根

東

泰

雄

助

手

北

川

洋

史

(〜2001.1.31)

覚

心理生理学研究部門
教助

統合生理研究施設

教

授

定

藤

授

本

田

規

弘

助

手

岡

田

知

久

学

高次脳機能研究プロジェクト
教

授

伊

佐

助

手

斎

藤

正
康

彦

井

上

由

香

大学院学生

坂

谷

智

也

康

〃

山

下

哲

司

朗

〃

勝

田

秀

行

幸

二

(〜2001.1.31)

〃

小

林

非常勤研究員遠藤利

日本学術振興会特別研究員

感覚・運動機能研究プロジェクト
教
助

教

助

授

柿

木

隆

介

授

金

桶

吉

起

乾

子

(2000.9.1〜)

手

小

山

〃

山

崎

〃

渡

邉

非常勤研究員

川

上

〃

王

幸

昌

麗

リサーチ・アソシエイト

浩

大学院学生

軍

司

敦

子

子

〃

藤

岡

孝

子

治

〃

三

木

研

作

紅

特別共同利用研究員

糸

見

和

也

尚

志

(〜2000.9)

リサーチ・アソシエイト
大
〃

iv

草

知

Lam, Khanh

裕

〃

二

橋

〃

Tran, Diep T

第 22 巻 (Dec, 2001)

脳機能計測センター

形態情報解析室
助

教

授

有

井

坪

逵

達

夫

助

手

古

家

園

子

川

宏

大学院学生

高

木

佐知子

本

徹

助

今

野

卓

生体情報処理室
助教

授機能情報解析室
助教

授手(〜2000.5.31)

機構共通施設統合バイオサイエンスセンター（生理学研究所関連）

教

授

永

山

國

昭

助

手

(2001.2.1〜)

助

教

授

村

田

昌

挾

間

章

平

健

祐

(2000.4.1〜12.31)

之

〃

高

(2001.2.1〜)

〃

中

橋

卓

也

(2000.4.1〜2001.1.31)

博(2000.4.1〜)

動物実験センター
助

教

授

尾

崎

毅

(2000.4.1〜)

計算科学研究センター
助

手

高

橋

卓

也

(2001.2.1〜)

技術課
研究系技術班

課

長

大

庭

明

生

分子生理研究系技術係
係

長

大

河

原

浩

技

官

高

木

正

浩

技

官

神

原

叙

子

吉

友

美

樹

山

本

友

美

伊集院

良

祐

齊

藤

久美子

〃

関

口

直

〃

三

寶

〃

細胞器官研究系技術係
係

長

小

原

正

裕

技

官

神

谷

絵

美

技

官
〃

生体情報研究系技術係
係

長

伊

藤

嘉

邦

技

官

水

谷

裕

美

(〜2000.6.30)

技

官

美
誠

v

生理学研究所年報

生体調節研究系技術係
係

長

伊

藤

昭

光

主

任

戸

川

森

雄

技

官

森

将

技

官
〃

高

須

千慈子

高

橋

直

樹

浩

大脳皮質機能研究系技術室
( 市 川

修 )

( 神 谷 絵 美 )( 伊 藤 嘉 邦 )研究施設技術班

班

長

市

川

修

治

統合生理技術係
係

長

永

田

技

官

竹

島

康

技

官

佐々木

千

香

技

官

村

田

安

永

佐

藤

茂

基

官

廣

江

行

脳機能計測技術係
係

長

山

口

登

技

官

吉

村

伸

明

佐

治

俊

幸

〃

動物実験技術係
主

任
〃

小 木 曽

技

猛

昇

電子顕微鏡技術係
係

長

前

橋

寛

長

加

藤

勝

己

研究支援推進員

村

瀬

伸

江

技術補佐員

鹿

川

彰

子

〃

伊

藤

磯

子

〃

小

林

麻

澄

〃

深

津

恵

子

事務補佐員

松

澤

敬

子

〃

土

屋

勝

代

〃

足

立

貴

美

〃

朝

倉

幸

孜

〃

向

和

子

〃

福

田

阿由子

〃

浅

井

明

代

〃

伊

佐

かおる

〃

岩

木

陽

子

多津子

〃

杉

浦

未

記

〃

梅

林

宏

江

〃

杉

浦

郁

代

工作技術係
係

〃

大場

(2000.4.16〜)vi

【 研 究 活 動 報 告 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

研究活動報告〔 目次 〕

分子生理研究系
神経化学研究部門 ....................................................................................................................................................
概

11

要

恐怖記憶によりマウス扁桃体で発現する遺伝子の検索（Oliver Stork，Simone Stork，小幡邦彦）
GABA ニューロンを GFP で標識した遺伝子改変マウスの開発（柳川右千夫，兼子幸一，神原叙子，戸塚昌子，八木健，小幡邦彦）ヴェシクル型ＧＡＢＡトランスポーター（柳川右千夫，季鳳雲，海老原利枝，蒔苗公利，山肩葉子，小幡邦彦）

グリシントランスポーター２の遺伝子構造と発現（柳川右千夫，小幡邦彦）
遺伝子変異動物による Ca2+/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ II の機能解析（山肩葉子，柳川右千夫，小幡邦彦）
急性神経活動によるシナプシン I のリン酸化調節（山肩葉子，小幡邦彦）
GABA 合成酵素 (GAD65)欠損の扁桃体局所回路への影響（兼子幸一，小幡邦彦）

超微小形態生理研究部門 ........................................................................................................................................
概

13

要

複素電子顕微鏡の開発（Radostin Danev，杉谷正三，村田和義，大河原浩，永山國昭）
融合タンパク質による電子顕微鏡用分子ラベルの開発（村田和義，高木正浩，永山國昭）
電子顕微鏡による筋肉 L 型カルシウムチャネルの構造解析（村田和義，小田原成優，永山國昭，國安明彦，中山仁）

位相差電子顕微鏡によるリアノジン受容体の一分子観察（松本友治，村田和義，大河原浩，永山國昭，國安明彦，中山

仁）

細胞機能の可視化・マニピュレーション技術を用いた細胞・オルガネラの形態形成分機構の研究（村田昌之，加納ふみ，永山國昭）
エンドサイトーシス選別輸送のメカニズムの解析（大橋正人，石堂美和子，永山國昭，山本章嗣）
溶媒環境と蛋白質の安定性，および構造形成問題（高橋卓也，永山國昭）
潅流ラット顎下腺における傍細胞輸送経路（村上政隆，大河原浩，Bruria Sachar-Hill, Adrian E. Hill）

3

生理学研究所年報

唾液分泌過程における微細構造の三次元電子顕微鏡観察（村上政隆，高木正浩，前橋寛，Alessandro Riva）

細胞内代謝研究部門 ................................................................................................................................................
概

17

要

マウス卵 Ca2+オシレーションにおける Ca2+流入と Ca2+遊離の解析およびその数値シミュレーション（毛利達磨，宮崎俊一，白川英樹，尾田正二）
マウス卵への mRNA 注入による蛋白質発現法の確立（毛利達磨，吉友美樹，宮崎俊一，淡路健雄, 會田拓也，尾田正二）
機能不明新型 Na+チャネル(NaX)の生理機能解析（吉田繁，檜山武史，渡辺栄治，野田昌晴）

難治てんかんに対する脳梁離断術のラットによる実験学的考察（吉田繁，藤村幸一，小野智憲）

細胞器官研究系
生体膜研究部門 ........................................................................................................................................................
概

20

要

神経，分泌細胞のカルシウム依存性開口放出機構の研究（河西春郎，根本知己，高橋倫子，岸本拓也，劉 婷婷，木村良一）
多光子励起法を用いた神経機能の研究（河西春郎，松崎政紀，早川泰之）
Ｋチャネルの開状態ではポア内容積は減少する（久木田文夫）
Chelophyes における興奮収縮連関（筒井泉雄）

機能協関研究部門 ....................................................................................................................................................
概要細胞容積感受性クロライドチャネルのカルシウムレセプターによる制御（清水貴浩，森島繁，岡田泰伸）

細胞膨張誘起性 ATP 放出の CFTR による調節（挾間章博，范海天，I. Abdllaev，前野恵美，田中彰子，赤塚結子，岡田泰伸）

細胞膨張誘起性 ATP 放出による容積調節性 K+チャネルの調節（出崎克也，津村剛彦，前野恵美，岡田泰伸）
アポトーシス誘導における細胞容積調節異常の役割（前野恵美，石崎泰樹，金関

4

悳，挾間章博，岡田泰伸）

21

第 22 巻 (Dec, 2001)

生体情報研究系
神経情報研究部門 ....................................................................................................................................................
概

24

要

小脳顆粒細胞の発達過程における電位依存性 K+チャネルの発現と役割（中平健祐，柴田理一，柴崎貢志，池中一裕）
オリゴデンドロサイト発生制御機構の解析（鹿川哲史，和田圭樹，中平英子，清水健史，池中一裕）
アストロサイト分化因子としてのシステインプロテアーゼインヒビター（岩崎靖乃，長谷川明子，池中一裕）
脳内Ｎ-結合型糖蛋白質糖鎖の機能解明（池田武史，伊藤磯子，池中一裕）
腫瘍特異抗原 MAGE-E1 のゲノム構造及び機能解析（河野洋三，中平健祐，片倉浩理，池中一裕）
有髄軸索上のイオンチャネルクラスタリング機構の解析（石橋智子，中平健祐，池中一裕）

液性情報研究部門 ....................................................................................................................................................
概

27

要

受容体活性化 Ca2+透過性カチオンチャネルの機能解析（若森実，山田久信，原

雄二，森

泰生）

カルシウムチャネル変異マウスの解析
（森

泰生，若森

実，松下かおり，Kadrul Huda，井本敬二）

興奮収縮連関のメカニズムの解析およびカルシウムプローブの開発（中井淳一）
電位依存性 Na+チャネルに対する DHEAS の効果（森誠之，井本敬二，栗原照幸）

高次神経機構研究部門 ............................................................................................................................................
概

29

要

CNR ファミリー多重欠損マウスの作製（先崎浩次，八木健）

CNR ファミリーの細胞接着活性に関する解析（武藤哲司，八木健）

CNR mRNA の体細胞変異の解析（平山晃斉，八木健）

ゼブラフィッシュ CNR ゲノム構造の解析（多田基紀，八木健）

マウス嗅球での周波数帯によって分離される独立な２つの経路（田仲祐介，八木健）

マウスにおける新規 CNR ファミリーの単離と分子機能の解析
（竹井

豊，八木

健）

5

生理学研究所年報

情報記憶研究部門 ....................................................................................................................................................
概

31

要

生体調節研究系
高次神経性調節研究部門 ........................................................................................................................................
概

32

要

初期視覚系における面の表現―光計測による解析
（谷

利樹，

横井

功，伊藤

南，小松英彦，田中繁）

初期視覚系における奥行き知覚の解析―単眼性の手掛かりと両眼視差の相互作用（伊藤南，小松英彦）多次元視覚探索課題を遂行中のサルＶ４野のニューロン活動（小川正，小松英彦）マカクザルＶ４野における陰影からなるテクスチャの表現（花澤明俊，小松英彦）
網膜電図（ERG）による二色性マカクザルの波長感度特性の測定（花澤明俊，小松英彦，三上章允，竹中修，後藤俊二，加藤啓一郎，近藤

彩，小池

智，

大西暁士，山森哲雄，Puti Sulistyo Angelika，Bambang Suryobroto，Achmad Farajallah）

生体システム研究部門 ............................................................................................................................................
概要

サル視覚誘導性上肢到達運動における一次運動野神経細胞の情報表現（宮下英三）
歩行運動により賦活される脳領域の同定：サル直立二足歩行モデルを用いた糖代謝 PET による研究（森大志，中陦克己，橘篤導，高須千慈子，逵本

徹，塚田秀夫，森茂美）

大脳皮質運動野−体幹・下肢筋群へのシグナル伝達様式：経頭蓋磁気刺激法を用いた研究（森大志，中陦克己，高須千慈子，森茂美）

若齢期ニホンサルの身体成長に伴う直立二足歩行運動の獲得機序
（橘

篤導，森

大志，高須千慈子，中陦克己，森

将浩，森

茂美）

ネコ小脳歩行誘発野の微小破壊と歩行運動時における運動分節の協調障害（中陦克己，森

大志，森

将浩，森

茂美）

ネコ室頂核-視床路終末線維の視床内分布と形態的特徴（奥村哲，J. Czarkowska-Bauch，中陦克己，森茂美）

ラット腰髄に分布するアセチルコリンエステラーゼ陽性神経細胞の生後発達（奥村哲，Arpad Dobolyi ，森

大志，森

茂美）

ラット線条体カルバコール刺激によって誘発される回旋運動と脳内 c-Fos 発現パターン（奥村哲，Janos Palhalmi，Katalin Kekesi，森

大志，森

茂美）

ネコ線条体の出力細胞，介在神経細胞両者に対するセロトニン神経支配様式（奥村

6哲，Arpad Dobolyi，松山清治，森

大志，森

茂美）

34

第 22 巻 (Dec, 2001)

高次液性調節研究部門 ............................................................................................................................................
概

37

要

対連合記憶課題遂行中のサル 36 野と TE 野における記憶関連細胞の空間分布（納家勇治，吉田正俊，伊藤昭光，柴田愁子，宮下保司）
ニホンザル下部側頭皮質 TEav 野-36 野間の局所結合と電気生理学的特性（吉田正俊，納家勇治，宮下保司）
サル下部側葉における宣言的記憶形成にともなう BDNF の上昇（徳山宣，奥野浩行，宮下保司）

サル嗅皮質における脳由来神経栄養因子，ニューロトロフィン 3 とその受容体メッセンジャーRNA の発現（橋本隆紀，宮下保司）

大脳皮質機能研究系
脳形態解析研究部門 ................................................................................................................................................
概

40

要

GABAB 受容体の脳内局在と機能解析（Akos Kulik，重本隆一）
mGluR3 と AQP4 の共存と生理的意義の解析（馬杉美和子，藤本和，重本隆一）HCN channel の脳内局在の解析（納富拓也，重本隆一）
シナプス前ドーパミン D2 型受容体と N 型カルシウムチャネルとの選択的共役（籾山俊彦）
mGluR1 の活性化を阻害する自己抗体による小脳失調症（木下彩栄，重本隆一）
ラット脊髄視床路ニューロン活動性の解析（籾山明子）

大脳神経回路論研究部門 .......................................................................................................................................... 42
概要

線条体介在ニューロン軸索終末におけるシナプス接合部の定量的解析（川口泰雄，窪田芳之）
アセチルコリン投射系による大脳皮質局所回路の修飾（根東覚，川口泰雄）心理生理学研究部門 .................................................................................................................................................. 43
概要

感覚脱失による脳の可塑的変化（定藤規弘）
新生児期における脳可塑性の画像化（定藤規弘）

7

生理学研究所年報

パーキンソン病における思考速度の低下（本田学，澤本伸克）

そろばん熟練者の暗算能力の神経基盤
（本田

学，花川

隆）

ヒトの可聴域上限をこえる空気振動に対する感受性についての研究
（本田

学，大橋

力）

多変量自己回帰モデルをもちいた補足運動野−一次運動野間の機能連結評価（本田学，加藤比呂子）

一次視覚野における周波数依存性反応：1.5 テスラと 3 テスラでの比較（岡田知久）

統合生理研究施設
高次脳機能研究プロジェクト ................................................................................................................................
概

47

要

サッカードを指標としたコリン作動性入力による動機付けの制御の解析（小林康，井上由香，伊佐正）

上丘局所回路の興奮伝播の動的機構（斎藤康彦，伊佐正）

ラット上丘浅層ニューロンに発現する AMPA 型グルタミン酸受容体サブタイプ（遠藤利朗，伊佐正）

中脳ドーパミンニューロンにおけるニコチン型アセチルコリン受容体の活性化に伴うカルシウム感受性電流成分の活性化（山下哲司，伊佐正）

感覚・運動機能研究プロジェクト ........................................................................................................................
概要

後頭部及び肩部刺激による体性感覚誘発脳磁図（糸見和也，宝珠山

稔，柿木隆介）耳刺激による体性感覚誘発脳磁図（二橋尚志，宝珠山

稔，柿木隆介）Attention and visual interference affect somatosensory processing（Lam Khanh, Kakigi Ryusuke, Mukai Tomohiro, Yamasaki Hiroshi）
近位筋振動刺激による末梢側神経刺激誘発電位への影響（宝珠山

稔，柿木隆介）短潜時体性感覚誘発脳磁場成分と脳電位成分との対応（宝珠山

稔，柿木隆介）電気及び CO2 レーザー刺激を用いた新しい方法による A-beta，A-delta，C 線維の伝導速度計測（Tran Tuan Diep，Lam Khanh，宝珠山

稔，柿木隆介）CO2 レーザーによる C 線維刺激法を用いた脊髄視床路伝導速度（間接法）（Tran Tuan Diep，乾幸二，宝珠山稔，柿木隆介）CO2 レーザーによる C 線維刺激法で計測した脊髄視床路伝導速度（直接法）
（秋

8

云海，乾

幸二，王

曉宏，Tran Tuan Diep，柿木隆介）

48

第 22 巻 (Dec, 2001)

表皮内針電極を用いたヒト皮膚 A-delta 線維の選択的刺激（乾幸二，Tran Tuan Diep，宝珠山

稔，柿木隆介）表皮内電気刺激法を用いた痛み関連誘発脳磁場（乾幸二，Tran Tuan Diep，秋云海，王曉宏，宝珠山稔，柿木隆介）中心視野への注意によるパターンリバーサル視覚誘発電位への影響（宝珠山

稔，柿木隆介）A first comparison of the multifocal visual evoked magnetic field and visual evoked potential（Wang Lihong, Kakigi Ryusuke, Kaneoke Yoshiki, Okusa Tomohiro, Barber Colin）
脳波と脳磁図を用いた「倒立顔認知」の研究（渡辺昌子，柿木隆介）
自分の声（own voice）に関連する聴覚誘発脳磁図（軍司敦子，宝珠山

稔，柿木隆介）高周波純音による聴覚誘発脳磁場（藤岡孝子，柿木隆介，軍司敦子，竹島康行）
音の想起に関連する初期の脳反応（宝珠山稔，軍司敦子，柿木隆介）

Neural activities during Wisconsin Card Sorting Test–MEG observation（Wang Lihong, Kakigi Ryusuke, Hoshiyama Minoru）
語音に対する誘発脳磁場反応：聞き分けトレーニング効果の検討（小山幸子，軍司敦子，山田玲子，矢部博興，久保理恵子，大岩昌子，柿木隆介）

脳機能計測センター
形態情報解析室 ........................................................................................................................................................
概

57

要

超高圧電子顕微鏡用広視野高解像度対物レンズの結像特性（有井達夫）
ラット小脳の生後発達におけるエンドセリン受容体の発現と局在（古家園子，尾崎毅，堀清次）

生体情報処理室 ........................................................................................................................................................
概

58

要

樹状突起活動電位の伝播調節メカニズムの解析（坪川宏）

細胞内シグナル伝達系の活性とニューロン活動との時間的・空間的関係の解析（坪川宏，高木佐知子）

中枢ニューロンの容積調節と興奮性調節の機能的カップリングの解析（高木佐知子，坪川宏）

機能情報解析室 ........................................................................................................................................................
概

60

要

静電的相互作用で駆動されるアミロイド誘起性蛋白質凝集機構
（今野

卓）

9

生理学研究所年報

意欲に関係する脳活動の研究（逵本徹）

統合バイオサイエンスセンター .............................................................................................................................. 61
概要細胞膨張性グルタミン酸放出機構（挾間章博）

動物実験センター ........................................................................................................................................................ 62
概

要

技術課 .............................................................................................................................................................................. 64
1. 概要（大庭明生）
2. 施設の運営状況①統合生理研究施設(1)生体磁気計測装置室（永田治，竹島康行）②脳機能計測センター(1)形態情報解析室（山口登）(2)機能情報解析室（佐藤茂基）(3)生体情報処理室（吉村伸明，村田安永）③動物実験センター（佐治俊幸，小木曽④共通施設(1)電子顕微鏡室（前橋寛）(2)機器研究試作室（加藤勝巳）

10

昇，広江

猛）

第 22 巻 (Dec, 2001)

分子生理研究系
神経化学研究部門【概要】
前年につづいて脳機能の分子レベルでの理解を深める

伝子発現と機能，シナプス蛋白のリン酸化，GABA 合成

ため，以下のように，情動反応にともなう遺伝子発現，酵素ノックアウトマウスの機能変化について研究した。

シナプス小胞型抑制性神経伝達物質トランスポータの遺恐怖記憶によりマウス扁桃体で発現する遺伝子の検索
Oliver Stork*，Simone Stork*，小幡邦彦

マウスに音刺激と電気ショックを組み合わせて与えるて解析した。蛋白の sorting/ubiquitination factor であると（１分間隔で３回），２週間後に音だけの刺激に恐怖反Praja 1 とモノアミン代謝酵素の aldehyde reductase の発応を示す。その６時間後に扁桃体基底外側核で発現増加

現増加が見いだされた（それぞれ 3 倍，2.2 倍に）。前者している遺伝子を検索した。対象は最初に音だけで電気の機能として新規合成されたシナプス蛋白のシナプス部

ショックを与えないものとした。すなわちパンチアウト

への sorting を推測した。
この成果を Learning & Memory

した組織から cDNA を作成し，subtraction hybridization

8: 209, 2001 に発表した。*現所属：Otto-von-Guericke 大

して候補の遺伝子をとらえ，さらに reverse Northern blot

学，ドイツ，マグデブルグ市。

analysis，virtual Northern blot, in situ hybridization によっGABA ニューロンを GFP で標識した遺伝子改変マウスの開発
柳川右千夫，兼子幸一，神原叙子，八木健，小幡邦彦

戸塚昌子（科学技術振興事業団，ＣＲＥＳＴ)GABA 合成酵素のグルタミン酸脱炭酸酵素（GAD；

光の観察および抗 GFP 抗体，抗 GAD67 抗体を用いた免GAD65 と GAD67 の２型存在）は，脳では GABA ニュー

疫組織化学について検討した結果，GFP の蛍光が GABA

ロン特異的に発現する。生体において GABA ニューロン

ニューロンに認められることが明らかになった。この遺を標識することを目的として，GAD67 遺伝子に発光オワ

伝子改変マウスの利用により，GABA ニューロンの電気

ンクラゲ由来の緑色蛍光タンパク質（GFP）遺伝子をノ

生理学的解析や発生過程の解析が進捗することが期待さ

ックインした遺伝子改変マウスを遺伝子標的法により作れる。

成した。このマウスの脳組織標本について，GFP 自家蛍11

生理学研究所年報

ヴェシクル型 GABA トランスポーター
柳川右千夫，季鳳雲，海老原利枝，蒔苗公利，山肩葉子，小幡邦彦

ヴェシクル型 GABA トランスポーター（VGAT）は，の領域が基本転写活性に必要であることを明らかにした。

GABA をシナプス小胞へ蓄積させる。GABA 作動性神経

また，マウス VGAT 遺伝子は，第 2 染色体 H-13 領域に伝達における VGAT の役割を明らかにする目的で，VGAT認められた。酵母の two hybrid 法を用いて VGAT 結合分

遺伝子プロモーターの解析，染色体マッピング，VGAT子の探索を行い，単離した候補分子について，免疫沈降

結合分子の探索を行った。マウス VGAT 遺伝子プロモー法を用いて解析を行っている。これらの分子を解析する

ターをルシフェラーゼ遺伝子に連結した融合遺伝子を培ことにより，VGAT 分子が細胞内においてシナプス小胞

養細胞に導入して解析した結果，転写開始点から 161 bpへの移動或いは局在する分子機序を明らかにする。

グリシントランスポーター２の遺伝子構造と発現
柳川右千夫，小幡邦彦

グリシントランスポーター２（GlyT2）は，神経終末子発現を RT-PCR 法で解析した結果，胎生 10.5 日齢 でから放出された伝達物質，グリシンの再取込みを行う。

初めて検出され，発達段階特異的に発現量が増加するこその発現は，中枢神経系ではグリシン作動性ニューロンとを観察した。さらに，マウス GlyT2 遺伝子を BAC ラに認められる。マウス GlyT2 の発現調節機構を明らかにイブラリーから単離し，構造解析を行った。遺伝子の全する目的で cDNA を単離し，塩基配列を決定した結果，長は，約 55 kb で，16 個のエクソンから構成されている

マウス GlyT2 蛋白は 798 個のアミノ酸から構成されるこことを明らかにした。この遺伝子構造は，遺伝子標的法とが予測された。マウス脳発生過程における GlyT2 遺伝を用いたノックアウトマウスの作成に有用な情報となる。

2+

遺伝子変異動物による Ca /カルモジュリン依存性プロテインキナーゼⅡの機能解析
山肩葉子，柳川右千夫，小幡邦彦
Ca2+/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼⅡ

おける CaMKⅡαの果たす役割について新たな知見の獲（CaMKⅡ）は，中枢神経系に豊富に存在する多機能型の得をめざしている。本年度は，点変異の導入，薬剤耐性

プロテインキナーゼで，神経活動の制御やシナプス可塑遺伝子，ネガティブ遺伝子を含むターゲッティングベク

性に深く関わると考えられている。我々はこれまでに，

ターの ES 細胞への導入を行い，相同組換え型の ES クロ

生体内における神経活動と CaMKⅡの活性状態との関連

ーンを複数獲得した。現在，これら陽性クローンを用いを明らかにしてきた。本研究においては，CaMKⅡの主て，マウス胚へのマイクロインジェクションを行い，キ

要なサブユニットであるαの遺伝子を不活性型に変異さメラマウスを作製中である。

せたマウスの作製を試み，その解析によって，生体内に12

第 22 巻 (Dec, 2001)

急性神経活動によるシナプシンⅠのリン酸化調節
山肩葉子，小幡邦彦

シナプシンⅠは神経終末に局在するシナプス小胞結合た後に，site 4/5 では 5 分にピークを持つ急激なリン酸化

蛋白として，リン酸化状態依存的に，神経伝達物質の放の増加が認められ，site 6 では 20 分にピークを持つ緩や出調節や神経終末の形態変化に関与すると考えられていかな増加が認められた。MAP キナーゼ（MAPK）の活性る。我々は，生体内におけるシナプシンⅠリン酸化の調化を阻害する SL327 を前投与すると，site 4/5 のリン酸化節機構を明らかにするために，ラットに電撃けいれん刺の増大は抑制されたが，site 6 の増大は有意には抑制され激を与え，海馬，大脳皮質ホモジネート中のシナプシンなかった。このことから，シナプシンⅠの site 4/5 のリ

Ⅰのリン酸化状態を，リン酸化部位特異抗体を用いて測

ン酸化は，生体内においても MAPK による調節を受け定した。その結果，刺激直後にリン酸化の減少が起こっることが明らかとなった。

GABA 合成酵素 (GAD65)欠損の扁桃体局所回路への影響
兼子幸一，小幡邦彦
GAD65 欠損マウス扁桃体では野生型に比べて GABA

高頻度(100 Hz)刺激の場合には重畳した IPSCs の減衰の含量が約 40％減少しており，欠損マウスは扁桃体が関係

時定数は変異型で小さく，GABA 放出の低下が認められする情動行動の亢進を示す。GAD65 欠損がシナプス機た。恐怖条件付け刺激に関連する視床から LA への興奮

能に与える影響を検討するため，扁桃体外側核(LA)の抑性入力を高頻度刺激して誘導した NMDA 受容体依存性

制性及び興奮性シナプス伝達をスライスパッチクランプ

シナプス可塑性(長期増強)も変異型で亢進し(野生型 33％

法で解析した。低頻度刺激で誘発される抑制性シナプス

vs 変異型 70%)ており，高頻度刺激時の GABA 放出量低後電流(IPSCs)には野生型と変異型の差がなかったが，下が興奮性シナプスの可塑性を促進することが示された。

超微小形態生理研究部門【概要】「構造と機能」という分子生物学のパラダイムは生物

巧妙な情報と物質の輸送機構がある。この物質，情報のの機能が生体高分子，特に蛋白質の独自の構造によって拡散および非拡散輸送の結果としてオルガネラ編成と骨支えられていることを明かにして来た。一方細胞より上格系の編成が行われ，さらに情報伝達経路が確定するとの階層では組織，器官を見ると構造が機能と直結してい考える。こうした方針のもとに行われた具体的報告を以るのはむしろ自明である。しかし生体高分子と組織・器下に記す。

官の中間に位置する細胞にはそのレベル独自の「構造と外分泌腺では分泌刺激により水輸送と開口分泌が両方機能」が明確でない。細胞は一見オルガネラと各種小胞活性化されるが，それぞれのエネルギー要求性／相互作のランダムな集まりのように見える。しかし私達はこれ

用は in vitro での蛋白分泌と水分泌の同時測定が不可能

ら微小器官の集積の背後に，実は明確に細胞構造を規定であるため不明であった。村上は唾液腺血管潅流系を材する実体があると考える。特に細胞内オルガネラ形成を料に分泌時間経過，形態観察，開口放出関連蛋白，分泌通して見た「細胞の形と働き」に興味がある。細胞レベ物質の運動性の４チームの共同研究グループを組織し，研ルの生理現象の背後には活動維持や，形態維持のための究を展開した。その結果は 5 月，9 月に岡崎カンファレン

13

生理学研究所年報

スセンターにて開催した研究集会 Coupling mechanisms of

国内共同研究については一般共同研究報告に記載した。

fluid secretion and exocytosis および 2001 年 2 月ゴードン

本稿では生理学研究所およびケンブリッジ大学，カリア

会議において，発表／議論された。

リにて実施された研究を報告する。

複素電子顕微鏡の開発
Radostin Danev，杉谷正三，村田和義，大河原浩，永山國昭従来の顕微鏡の限界を破る新しい原理として，量子現の穴をフォーカスイオンビームであけて，Zernike 位相板

象の波動関数を直接観察する複素観測法を見出したとした。
これを用いて位相差電子顕微鏡像が撮られれた。

（Nagayama, 1999）。この方法を電子波を使う電子顕微鏡

この方法と通常電子顕微鏡を組み合わせ，同一試料に対の分解能とコントラスト向上に応用するため，平成 9〜

し，2 回の測定を行い，波動関数そのものを振幅と位相

11 年度に導入した極低温分析型電子顕微鏡の一部改良をの複素像として表示することに成功した。そして電子顕行った。まず位相差法を確立するため Zernike 位相板の微鏡の収差やピンボケを数値的に取り除くことができた。

作成をカーボン薄膜を用いて行った。通常の真空蒸着膜

さらに従来の顕微鏡法との性能の差を見極めるため標準を多孔絞り（50μm）にのせ，各穴をはる薄膜に 1μm

サンプルの測定とシミュレーションを行った。

融合タンパク質による電子顕微鏡用分子ラベルの開発
村田和義，高木正浩，永山國昭
タンパク質分子を in vitro または in vivo で電子顕微鏡

込ませることによってタンパク質のを特異的にラベルす観察する場合，目的のタンパク質がどこに存在し，またる分子ラベルの開発を行う。予備実験の結果一分子当りどのように他の分子と相互作用しているかを知るために

7 つの金属イオンを取りこむ金属結合タンパク質メタロ

目的のタンパク質を特異的にラベルする必要がある。本

チオネインが適当であるとの結論に至ったので今年度は研究では，多数の金属と結合を行うタンパク質を用いてそのクローニングと大量発現系の確立を図った。

融合タンパク質を発現させ，後から適当な重金属を取り電子顕微鏡による筋肉 L 型カルシウムチャネルの構造解析
村田和義，小田原成優，永山國昭
國安明彦，中山
本研究ではウサギ骨格筋を精製し，5 つのサブユニッ

めベータサブユニットの抗体

ト（α1，α2，β，γ，δ）からなる完全な L 型チャネを用いてその同定を行ったとルを得て電子顕微鏡の 1 分子構造解析を行った。まずαころ，修飾部位から離れた所

1-βのみからなる部分コンプレックスを解析し，12nm 長がα1-β部位であると認めらの中空台形構造を持つことを見出し，4 つの非対称ドメれた。そしてα1-β部位が膜インで囲まれたチャネルポアを確認した。次に完全コン貫通部位と推測された。このプレックスを解析し，それが 20nm 長の円筒構造を持ち，結果より L 型カルシウムチャ

かつ球形部を修飾付着させていることを確認した。α1-

ネルの非対称構造を図のよう

βサブユニットの完全コンプレックス内の位置を見るたに推定した。

14

仁（熊本大・薬)第 22 巻 (Dec, 2001)

位相差電子顕微鏡によるリアノジン受容体の一分子観察
松本友治，村田和義，大河原
國安明彦，中山浩，永山國昭仁（熊本大学・薬学部・生体機能科学)

本研究ではリアノジン受容体の負染色試料に対し，位相差像の撮影を試みた。通常の電子顕微鏡像では，なるべく高い空間周波数成分まで拾うようにフォーカスを合わせるとコントラストが低下してしまう。一方，位相差電子顕微鏡像では，対物レンズの後焦点面近傍に配置された位相板の中心孔を光軸上に合わせた場合にはコント
ラストのついた位相差像が得られ，リアノジン受容体粒子の輪郭が際立つようになった。得られた画像のパワー
スペクトルの動径平均からコントラスト伝達関数を推定したところ，位相差像では原点近傍で高い値をとる cos
関数型の変調を受けていることが確かめられた。

細胞機能の可視化・マニピュレーション技術を用いた細胞・オルガネラの形態形成分子機構の研究
村田昌之，加納ふみ，永山國昭
光学顕微鏡下の単一細胞内で GFP 融合タンパク質の輸ーゼに制御された NSF 及び p97/p47 による細胞周期依存

送・ターゲティング及び GFP 標識オルガネラのダイナミ的な膜融合反応があることを世界に先駈けて証明した。

クスを定量的に解析し，かつ生化学的に関連因子を探索(ii) 単一のセミインタクト細胞内で ER⇄ ゴルジ体→形質するため，「GFP 可視化技術」と形質膜を一部透過性に

膜間小胞輸送の各素過程を可視化・再構成に成功した。

した「セミインタクト細胞系」をカップルさせた顕微測間期・Ｍ期の細胞質を用い，細胞周期依存的な各輸送過

光アッセイシステム（エバネセント光学系と W-VIEW 検

程のキネティックスを定量的に解析し，Ｍ期にはゴルジ

出系を組み合わせ）を作成した。本システムを用い，(i) 細体→ER の逆行輸送以外は全て停止する（cdc2 キナーゼ

胞分裂期（Ｍ期）における CHO 細胞のゴルジ体，小胞依存的）こと，その結果，ゴルジ体の一部が ER へ吸収体（ER）の形態変化・娘細胞への分配とオルガネラ再構

され娘細胞に分配されることを明らかにした。

築過程を GFP 可視化し，その分子基盤として cdc2 キナ

エンドサイトーシス選別輸送のメカニズムの解析
大橋正人，石堂美和子，永山國昭
山本章嗣（関西医大)

エンドサイトーシス経路は，細胞のさまざまな環境応

ドサイトーシス経路による細胞の情報伝達の統合とその答の前線となっている膜動輸送系である。我々は，エンメカニズム，またその異常による病態などの解明を目指

15

生理学研究所年報

し，この経路の哺乳類細胞の変異株をもちいて，細胞生得ている。本年度は CHO 細胞において，レトロウイル

物学的，体細胞遺伝学的アプローチを加えている。フロスベクターによる発現クローニング法を確立し，変異株

ーサイトメトリーによりエンドサイトーシス経路を解析のこの方法を含む解析により，後期エンドソームに特徴

し，その特性に基づいて細胞を分離する方法を開発し，的な構造である多胞体（マルチベシキュラボディー：MVB）

これまでに後期エンドソーム過程に変異を持つ表現型のからゴルジに向かう受容体の，MVB からの選別・搬出に異なる複数の相補群に分類される独自の CHO 変異株をコレステロールが必要である事を明らかにした。

溶媒環境と蛋白質の安定性，および構造形成問題
高橋卓也，永山國昭
生体高分子の安定性は溶媒組成を変えることにより変している。水の安定性への影響を統計力学的理論及び分化させることが可能である。そこでアミノ酸の各種溶媒子動力学シミュレーションで研究した。また蛋白質の構に対する相互作用エネルギーを測定し，それらを基にし造形成原理や各種溶媒環境における静電相互作用の効果て蛋白質の安定性を予測できる理論及び計算手法を開発を明らかにした。

潅流ラット顎下腺における傍細胞輸送経路
村上政隆，大河原浩

Bruria Sachar-Hill, Adrian E. Hill（ケンブリッジ大学生理科学部)

種々の分子量の標識デキストランをプローブとして唾

Einstein）双曲線成分に一致する大きな通過経路を示す。

液腺腺胞部の傍細胞経路の大きさを検討した。血管潅流

２）5Åに切片をもつ直線成分で溶媒牽引による。直線成3ラット顎下腺の潅流系に H デキストランを加え，アセ

分は唾液／潅流液比は水の分子径 1.5Åでほぼ 1 の価に外チルコリン刺激により分泌した唾液を採取，
size exclusion

挿された。このことは水のほとんどが細胞間隙／tightchromatography にて唾液，潅流液，細胞間液に分布する

junction を通過することを強く示唆した。

デキストラン分子のサイズを決定した。

原唾液は細胞の中からの分泌と傍細胞経路を通過した分子径に対する分泌プローブの唾液／潅流液比は二つ成分との混合物であり，細胞経路の分泌信号系に加え，の成分にわけることができた。１）自由拡散（Stokes-

傍細胞経路の調節機構の研究を展開する必要がある。

唾液分泌過程における微細構造の三次元電子顕微鏡観察
村上政隆，高木正浩，前橋寛

Alessandro Riva（Cagliari 大医，細胞形態学)

腺房細胞における分泌界面は二つの細胞間に存在する標本を用い，光学・透過電子・走査電子顕微鏡をにて，分泌細管 intercellular canaliculi（IC）である。管腔側膜はIC と周辺微細構造を観察した。ムスカリン受容体刺激で細胞の頂部のみならず，大部分はこの IC であり，透過電は IC 周辺の rER の拡張，mitochondoria 電子密度増加，子顕微鏡による二次元的観察に加え，走査型電子顕微鏡

まばらな開口放出像，microvilli 減少，IC の初期一過性拡観察による三次元観察が必要である。耳下腺の血管潅流大を観察した。βアドレナリン性受容体を同時に刺激す16

第 22 巻 (Dec, 2001)

ると，IC に多くの開口分泌がみられ，その周辺にさらに増加は管腔膜面積の増大を示すが，同じ刺激条件下で水分泌顆粒が開口分泌する像が観察された。また microvilli

分泌の促進は観察できなかった。これは，管腔への水輸は消失し，IC 周辺の rER の拡張，mitochondoria 電子密送経路が，膜面積の増大によるものではなく，アクアポ度増加も同時に観測された。分泌活動時の，rER の拡張

リンなどの水輸送蛋白の活性化あるいは傍細胞輸送経路

は細胞内 Ca 代謝と，mitochondoria 電子密度増加はエネの開通による可能性を示唆している。

ルギー代謝増加と関連づけられた。また，開口分泌像の細胞内代謝研究部門【概要】
細胞内代謝部門では，生物活性物質や細胞−細胞間刺激に対する細胞の刺激受容機構，細胞内情報伝達機構，
細胞機能発現機構を対象とし，特に細胞内カルシウムイ
2+た。また藤村幸一，小野智憲(長崎大) とともに，難治てんかんに対する脳梁離断術の効果を解析した。
共同研究については，宮崎は卵活性化因子の同定と作オン（Ca ）の動態を画像解析装置でとらえ詳細に解析

用機序に関する共同実験を行った。また，飯野正光（東して，これらのメカニズムの解明を目指している。毛利京大大学院医学系研究科教授）らと卵細胞における IP3と宮崎は白川英樹，尾田正二（東京女子医大）とともに，動態の可視化に関する実験を行った。矢田（前助教授，

2+

マウス卵内への精子抽出物注入によって起こる Ca オシ
2+

レーションにおける細胞外からの Ca 流入と小胞体から
2+

自治医科大学教授として転出）は塩田清二（昭和大医学部教授）らと神経ペプチド PACAP の神経細胞分化誘導の Ca 遊離に関する解析を継続して行い，論文にまとめ作用と細胞内とシグナル伝達機構に関する共同実験を行て発表した。また毛利，吉友，宮崎は淡路健雄（東京女った。また河原克雅（北里大学医学部教授）を代表者と子医大）らとともに，マウス卵における蛋白質強制発現

して「Ca2+シグナルと膜輸送体の発現および機能調節」の方法を確立する実験を行った。吉田は，基礎生物学研と題する研究会を開催した。さらに宮崎がオーガナイザ

究所の檜山武史，渡辺栄治，野田昌晴とともに，長らくーとなって国際シンポジウム "Mechanisms of Cell Signaling+

不明であった新型 Na チャネル(NaX)の生理機能を研究し

2+

2+

in Early Development" を開催した。

2+

マウス卵 Ca オシレーションにおける Ca 流入と Ca 遊離の解析およびその数値シミュレーション
毛利達磨，宮崎俊一
白川英樹，尾田正二（東京女子医大)

マウス卵の受精時あるいは卵内への精子抽出物注入

起こり，やがて Mn2+オシレーションが起こり始めた。細によって，反復性の細胞内 Ca2+増加反応（Ca2+オシレー

胞膜を介する流入・排出および小胞体膜を介する遊離・2+ション）が誘発される。個々の Ca 増加は小胞体からの再取り込みの過程で Ca2+と Mn2+が競合的に移動するとCa2+遊離によるが，Ca2+オシレーションの持続には細胞仮定して Fura-2 蛍光強度変化の数値シミュレーションを

2+

2+

外からの Ca 流入が必要である。マウス卵に Ca 結合性
2+

行ったところ，実験結果とよく一致した。持続的に流入

蛍光色素 Fura-2 を予め取り込ませ，細胞外液に Mn をした Mn2+/Ca2+が小胞体に取り込まれたのち遊離される

添加したのち精子抽出物を注入し，Ca2+流入系を介してことを示すもので，Ca2+流入と Ca2+遊離の機能関連が明細胞内に流入した Mn2+ による Fura-2 の蛍光の減少

らかにされた。

2+

2+（quenching）を測定した。Ca 遊離に伴って Mn 流入が17

生理学研究所年報

マウス卵への mRNA 注入による蛋白質発現法の確立
毛利達磨，吉友美樹，宮崎俊一
淡路健雄, 會田拓也，尾田正二（東京女子医大)

哺乳動物卵の受精に関連する蛋白質の発現や，小胞体2+発現が認められ，時間とともにほぼ直線的に増加して 12

内 Ca 濃度測定プローブ蛋白質を発現させることを目標〜15 時間でプラトーに達した。ミトコンドリアへの移行として，まず実験法を確立する試みを行った。green

は MitoTracker によるラベルされたミトコンドリアの分

fluorescent protein (GFP)の変異体 EYFP の mRNA にミト布との一致から確認できた。この強制発現により，卵のコンドリア移行配列を付加し，さらに約 250 個の 3’ polyA

受精能は影響を受けなかった。この方法を利用して，小tail を付加してマウス未成熟卵に注入し，EYFP の発現を胞 体 へ の 移 行 配 列 を 付 加 し た Ca2+ 測 定 用 プ ロ ー ブ

蛍光観察によって追跡した。注入３時間後から EYFP のCAMELEON をマウス卵に発現させる実験を行った。

+

機能不明新型 Na チャネル(NaX)の生理機能解析吉田繁

檜山武史，渡辺栄治，野田昌晴（基生研)
電位感受性を示す Na+チャネル(NaV1)のクローニング

ルである」との仮説を立てて実験を始めた。Na+感受性の過程で，NaV とは一次構造相同性は低い(50%弱)ものの蛍光色素で細胞内 Na+濃度変動を観察すると，細胞外液同範疇に属すると思われるものが見つかり NaV と名付けの浸透圧ではなく Na+濃度の変化に応じることが判明しられた。しかし，その後の研究で NaV2 が膜電位変化でた。同様の結果は脳弓下器官(subfornical organ)神経細胞は開かないことが判明し，機能不明チャネル NaX (x =でも得られた。しかし，NaX ノックアウトマウスでは反unknown)という新名称を与えられた。マウスの後根神経応が観察されなかった。
NaX の生理機能が判明したので，節細胞には，この NaX が多量に存在していることと，細「濃度感受性ナトリウムチャネル NaC (c = concentration)」+

胞外の Na 濃度上昇によって開くイオンチャネルが報告+と改称することを提唱した。

+

されていることから，「NaX は Na 濃度感受性 Na チャネ

難治てんかんに対する脳梁離断術のラットによる実験学的考察
吉田繁

藤村幸一，小野智憲(長崎大)

薬物治療に抵抗を示すヒトの難治てんかんに対して「脳皮質の興奮性を高めているのを遮断する」効果もあるの

梁離断術」が試みられており，術後の脳波所見では発作ではないかと我々は考えた。
この仮説を検証するために，波の一側化や非同期化だけでなく，発作波自体の頻度減

全身麻酔下ラットの右脳梁線維および左視床外側腹側核

少ないしは完全消失さえ得られている。この脳梁離断術に刺激電極を，
左前頭皮質に記録電極をそれぞれ配置し，の効果は，一側皮質の発作波が対側に伝わる伝導路を断視床皮質反応を大脳皮質の興奮性の指標として，持続的つことにあるとされているが，それ以外に「脳梁が大脳経脳梁入力（低頻度脳梁反復刺激）の存在下で増強が見18

第 22 巻(Dec, 2001)

られるかどうかを観察した。その結果，持続的経脳梁入

脳皮質の興奮性を高めている」という仮説は正しいと考力の存在下では視床皮質反応の増強が見られ，
「脳梁は大

えられた。

19

生理学研究所年報

細胞器官研究系
生体膜研究部門【概要】
平成 12 年1月より前任地東京大学大学院医学系研究科

細胞のカルシウム依存性開口放出機構の研究，２）多光より２光子レーザー顕微鏡や電子顕微鏡を含む研究機器

子励起法を用いた神経機能の研究。また，久木田文夫助

群の搬入を行い，３月までに機器の移動・調整を完了し，手はイオンチャネルの動力学的研究を，筒井泉雄助手は次のテーマについての研究を開始した。１）神経，分泌興奮収縮連関の系統発生的研究を引き続き進めている。

神経，分泌細胞のカルシウム依存性開口放出機構の研究
河西 春郎，根本 知己，高橋 倫子，岸本 拓也，劉 婷婷，木村 良一

カルシウム依存性の開口放出を特徴とする培養神経細出の可視化に成功し，現在では in vivo に近い状態の標本

胞，膵臓ベータ細胞，膵臓外分泌腺細胞，副腎髄質細胞，で開口放出を直接観察できる。副腎髄質細胞や PC12 細

ＰＣ１２細胞などの神経・分泌細胞にケイジドカルシウ胞においては，膜容量測定と独立して膜面積変化を測定

ウム試薬を用いて一定のカルシウム上昇与えたときの開する方法を開発し，定量的な比較を行っている。更に，

口放出の過程を系統的に検索している。外分泌腺及びベ

副腎髄質細胞の電子顕微鏡観察に向けての作業を進めた。

ータ細胞においては２光子励起法を用いる新しい開口放多光子励起法を用いた神経機能の研究
河西 春郎，松崎 政紀，早川 泰之

活動状態依存的な神経回路の可塑性は多くの脳機能のまた，可塑性誘起時に重みの変化はどのような広がりを基盤をなす。神経可塑性の誘発因子としてはシナプス後持つのかを検討している。また，神経可塑性は比較的高部の細胞内カルシウム濃度の上昇があり，単一シナプス

濃度の細胞内カルシウム動態で調節されている可能性がの重みが，記憶をコードしていると推察されてきた。こ高く，その時間的空間的広がりは神経可塑性誘発の鍵との記憶機構を定量的に明らかにするために，新たなケイなると考えられる。そこで，カルシウム濃度分布の定量

ジドグルタミン酸の合成に成功し，シナプス後部の受容的測定，細胞内カルシウム緩衝能，シナプス後部のミト体の機能分布を２光子励起法を用いて単一シナプスレベ

コンドリアの役割を，２光子励起法を用いて定量的に調ルでマップする方法の応用を進めている。これにより，べている。

シナプスの重みがどのように空間的に分布しているのか，

Ｋチャネルの開状態ではポア内容積は減少する
久木田

20

文夫

第 22 巻 (Dec, 2001)

神経の膜電位依存性イオンチャネル・ポアは親水性でとする と，親水性ポアの容積は減少する。この浸透圧のあり，開状態でイオンを透過 することは自明のことであ効果は Na チャネルでは閉状態を，Ｋ チャネルでは開状る。従って，開状態ではポアの親水性の程度や親水性部態を安定化する。イオン透過性はポアの細い部分で決定

分 の容積が増大する（但し，ポア内でゲートの扉が移動され，広い 意味のゲート機構（ポアの内部構造が変わる

する場合は容積の変化はない）ことも，当然だと思われこと）にはポア全体が寄与するので，ポ アが複雑な３次る。イカ巨大軸索の実験で，イオン透過性が大きいこと

元構造を持つほど，上記の原則は当てはまらない。イオが直 ちに親水性ポアの容積が増大することを意味しない

ンチャネルの 構造ゲノム的な分類には，ポア内容積変化

ことが明らかになった。ポアに侵 入できない大きな非電のデータが不可欠であると思われる。

解質で，ポア内の水の関与する自由エネルギーを下げる

Chelophyes における興奮収縮連関
筒井泉雄

筋収縮と弛緩は細胞内オルガネラ（ＳＲ，ＥＲ，Ｔ管）
2+

脊椎動物と同様に Na スパイクを発生する。またＳＲ器での Ca 移動によって制御されていて，収縮連関機構に官はリアノジン受容体を持っているが，筋収縮に先立つ関連した小胞体（ＳＲ）とＴ管の役割の解明は動物の筋

Ca2+放出には関与していないことが判明した。脊椎動物

細胞の進化を探る上で重要な意味を持っている。骨格筋

骨格筋様の機関を持っていても，連関機構は完成してお2+において筋収縮に先立ち Ca 放出をつかさどるＳＲの機らず，脊椎動物型の Ca2+放出能の発現は，原索動物以降

構がどのようにして派生してきたかについての解明はいであることが確認された。このことはＳＲの Ca2+放出機

まだ成されていない。今回，ＳＲとＴ管を併せ持つ海生構が骨格筋の発現と密接に関連していることを示してて，

動物 sagitta を用い無脊椎動物に残されているＴ管とＳＲ

現在ＳＲにおける Ca2+放出因子を検討中である。

機構の役割について研究した。sagitta においてはＴ管は

機能協関研究部門【概要】
機能協関研究部門では，容積調節や膜輸送や環境情報

カニズムの研究を行い，その破綻防御の方策を探求する。

受容などのように最も一般的で基本的な細胞活動のメカ②「心筋・脳神経アニオンチャネルの虚血応答の分子機ニズムを，チャネル，トランスポータ，レセプターなど

構」：虚血の影響が最も重大な心筋と脳においてアニオの膜機能蛋白分子の働きとして細胞レベルで統合的に解ンチャネルがその障害と防御にいかに関与しているかを明し，それらの異常と疾病や細胞死との関係についても解明する。③「イオンチャネルの多機能性の分子機構」：

明らかにしようとしている。また，チャネルやトランス

イオンチャネルはイオン輸送や電気信号発生のみならず，

ポータの多機能性や，両者間の構造的・機能的相関につ環境因子に対するバイオ分子センサーや，他チャネル／

いても分子生理学的に研究している。

トランスポータ制御にも関与する。この多機能性のメカ主たる研究テーマは次の通りである。

ニズムの解明を行う。④「消化管上皮細胞の分泌・吸収①「細胞容積調節機構と細胞死機序」：細胞は正常容機能と分子メカニズム」，⑤「腎密集斑細胞 NaCl センサ

積を維持する能力を持ち，その破綻は細胞死（アポトー

ー機能と分子メカニズム」などについても研究している。

シスやネクローシス）に深く関与している。これらのメ

21

生理学研究所年報

細胞容積感受性クロライドチャネルのカルシウムレセプターによる制御
清水貴浩，森島

殆どの細胞は内外の浸透圧変化に曝されても，膨張や繁，岡田泰伸低浸透圧負荷収縮が強いられた後に正常容積へ復帰する Regulatory
Volume Decrease（RVD）や Regulatory Volume Increase
+

2+

Ca

-

（RVI）能力を持つ。RVD は多くの細胞で K 及び Cl チャ

カチオン
チャネル

ネルの活性化によって達成される。本研究では Intestine-

407 株細胞における容積感受性 Cl チャネルの調節に，G
蛋白共役型の膜レセプターであるカルシウムレセプター

水
2+

細胞膨張

ATP 放出路

2+

Ca
ADP
ATP

Ca 放出

IP3

（CaR）が関与することを証明した。浸透圧性膨張時にはPLC

細胞内 Ca2+濃度が上昇し，Ca ポンプの働きで細胞外膜近

Caポンプ

2+

Ca

ATP

AC

cAMP

GTP

Ca 上昇

2+

Gq

Ca

2+

傍の領域でも Ca 濃度増が起こり，CaR は RVD をオー
トクリン的に刺激するものと推定された。これを図 1 右

Gs

2+

GTP

Caレセプター

水 ATP

ATP
P2Y2レセプター+

Cl チャネル

K チャネル

半分に模式的に要約した。本研究成果は次の論文に発表した（Shimizu, Morishima & Okada 2000 J. Physiol. 528,

-

+

K

457-472）。

Cl

細胞容積調節図 1． RVD の分子メカニズムの模式図

細胞膨張誘起性 ATP 放出の CFTR による調節挾間章博，范海天，I. Abdllaev，前野恵美，田中彰子，赤塚結子，岡田泰伸

浸透圧性膨張時には ATP が細胞外へと放出されるが，えず，逆に ATP 放出阻害剤 Gd3+は CFTR Cl-チャネル活

CFTR がこの放出に関与する可能性が提起されたので，性に何らの影響も与えなかった。従って，CFTR は ATP

この点を検討した。CFTR を強制発現させると C127 乳腺放出を亢進させはするが，それ自体が ATP 放出路を与え株細胞からの浸透圧性膨張時の ATP 放出は著しく亢進しるものではないことが明らかとなった。これらの結果は-た。しかし，cAMP で CFTR Cl チャネルを活性化させて-次の論文に報告した（Hazama, Fan, Abdullaev, Maeno,

も ATP 放 出 が 見 ら れ ず ， CFTR Cl チ ャ ネ ル 阻 害 剤

Tanaka, Ando-Akatsuka & Okada 2000 J. Physiol. 523,

glibenclamide は細胞膨張誘起性 ATP 放出に何の影響も与

1-11）
。

+

細胞膨張誘起性 ATP 放出による容積調節性 K チャネルの調節
出崎克也，津村剛彦，前野恵美，岡田泰伸
Intestine 407 細胞の RVD は ATP 水解酵素 apyrase や的に抑制され，µM レベルの細胞外 ATP の添加によってP2 レセプター阻害剤 suramin の細胞外投与によって部分亢進された。Intestine 407 細胞には P2Y2 レセプターが発22

第 22 巻(Dec, 2001)

現していることが確認された。P2Y2 レセプター刺激によ

存性 K+チャネルの著しい活性化をもたらして RVD 達成って細胞内 Ca2+動員がもたらされ，Ca2+依存性 K+チャ

を促進するものと結論された。これらは図 1 の左半分に-ネルの活性化が引き起されるが，Cl チャネルの活性は引2+き起されなかった。従って，細胞膨張時の Ca 動員は放2+

出 ATP による P2Y2 レセプター刺激で亢進され，Ca 依

模式的にまとめてある。本研究結果は次の論文に発表した（Dezaki, Tsumura, Maeno & Okada 2000 Jpn. J. Physiol.
50, 235-241）。

アポトーシス誘導における細胞容積調節異常の役割
前野恵美，石崎泰樹，金関悳，挾間章博，岡田泰伸

アポトーシスにおいて細胞断片化前に見られる
apoptotic volume decrease (AVD) はカスパーゼ活性化に

低浸透圧

高浸透圧

先行し，カスパーゼ阻害剤で抑制されなかった。AVD 進
行中の細胞では低浸透圧下の容積調節 RVD が著しく促進
浸透圧性
収縮細胞

していた。RVD を実現させる容積感受性 Cl-チャネルと

浸透圧性
膨張細胞

正常容積細胞RVD

RVI

K+チャネルに対するブロッカーで前処理すると AVD 発
生も RVD 促進も阻止された。また，AVD 阻止によって+H+
Na HO Cl

HCO3

AVD

2

+

K

H2O

Cl

チトクロームｃ放出，カスパーゼ活性化，DNA ラダーや
形態的アポトーシス像の発生も消失し，細胞死は阻止さ

アポトーシス性
収縮細胞

正常浸透圧

れた。従って，AVD はアポトーシスに不可欠の初期反応であり，これには容積調節性チャネルの活性化が伴われているものと結論された（図 2）。本研究結果は次の論文に発表した（Maeno, Ishizaki, Kanaseki, Hazama & Okada+

K+

細胞内 K 減少

H2O

Cl

-

細胞内 Cl 減少

チトクロームc放出、カスパーゼ活性化、DNAラダー、
電子顕微鏡的アポトーシス像、細胞断片化

2000 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 9487-9492）。
アポトーシス性細胞死図 2． 細胞容積調節メカニズムと，その破綻によるアポトーシス性細胞死誘導の模式図

23

生理学研究所年報

生体情報研究系
神経情報研究部門【概要】
われわれの研究室では哺乳類神経系の発生・分化機構

生・分化様式を研究しなければならない程である。
また，について研究している。特に神経上皮細胞（神経幹細胞）均一であると考えられてきたグリア細胞（アストロサイ

からどのようにして全く機能の異なる細胞種（神経細胞，ト，オリゴデンドロサイト）にも性質の異なる集団が数

アストロサイト，オリゴデンドロサイトなど）が分化し多く存在することも明らかとなってきた。そのため，他てくるのか，について興味を持って研究を進めている。

の多くの細胞種や組織の分化研究とは異なり，細胞株やまた，得られた新しい概念や技術はできるだけ社会の役

脳細胞の分散培養系を用いた研究ではその本質に迫るにに立てるよう努めており，臨床研究への応用を視野に入は限界がある。われわれは in vitro で得られた結果を絶れながら，病態の解析にも努力している。

えず in vivo に戻して解析するだけでなく，神経系の細脳神経系の発生・分化を考えるとき，内因的要因（遺胞系譜の解析をも精力的に行っている。

伝子に支配されるもの）および外因的要因（外部からの脳神経系への遺伝子導入系として開発した高力価レト

刺激・情報により分化方向が規定されるもの）に分けて

ロウイルスベクターは癌の遺伝子治療に最適なベクター考えるのは当然であるが，脳神経系では他の組織の発生であるので，グリオーマや肺癌をターゲットとした応用とは異なり特徴的なことがある。それは多様性である。

を考えた研究を進めており，臨床応用も間もなくスター

一言に神経細胞と言っても顆粒細胞，錐体細胞などいろトできそうである。また，癌治療の新たなターゲット分

いろな形態の細胞があるし，大脳皮質の錐体細胞はどの子も見いだしたので，その応用も検討中である。

領野の細胞かによりその機能が異なる。また，神経伝達ヒト血清糖蛋白質糖鎖の解析により肺癌患者で有意に物質の種類も様々である。大げさに言えば，神経細胞は上昇している糖鎖を発見し，臨床検査の有用性も検討し一つ一つが個性を持っており，そのそれぞれについて発

ている。

+

小脳顆粒細胞の発達過程における電位依存性 K チャネルの発現と役割
中平健祐，柴田理一，柴崎貢志，池中一裕
Kv4.2 遺伝子は小脳顆粒細胞の最終分裂後に発現し，スへの局在は APV と CNQX により阻害され，また，シ

樹状突起とシナプス後膜に分布することで入力情報のプ

ナプス前膜側の放出を抑制する試薬により阻害された。

ロセシングに関わっていると考えられている。小脳顆粒

また，顆粒細胞のみの培養系においても Glu の添加によ細胞の培養系では，細胞の形態的な成熟に伴い Kv4.2 のり Kv4.2 の樹状突起への局在が観察され，この応答は発現が観察されるが，発現した Kv4.2 蛋白質は細胞体にNMDA 受容体と AMPA 受容体を介していた。以上の結果とどまる。この細胞を橋核細胞と共培養すると，両者のは，シナプス形成期における Kv4.2 の局在が神経活動依間にシナプスが形成され，顆粒細胞において Kv4.2 の樹

存的に制御されている可能性を示唆している。

状突起及びシナプスへの局在が観察された。このシナプ24

第 22 巻 (Dec, 2001)

オリゴデンドロサイト発生制御機構の解析
鹿川哲史，和田圭樹，中平英子，清水健史，池中一裕

脊椎動物中枢神経系は多様な細胞の協調によって高る。しかし，神経系前駆細胞は盛んに分裂するため，従次神経機能発現を可能としている。これまでに神経細胞

来の細胞標識法では希釈され移動をトレースすることはの多様性を生み出す機構の一つとして，モルフォジェン

困難であった。本年度，我々は生きた胎仔脳にプラスミの濃度勾配が知られている。本年度，我々は背側からオド DNA を導入する子宮内エレクトロポレーション法を

リゴデンドロサイトの分化を抑制する活性を見いだした。

確立した。胎生１２日ないしは１４日目のマウスの側脳

グリア細胞であるオリゴデンドロサイトの前駆細胞も背室にガラスピペットを用いてプラスミド DNA を注入後，腹両方からの因子による調節で腹側の限局した領域から子宮の外側からパルス電圧をかけることによってプラスのみ発生することが示唆された。このように，神経細胞

ミド DNA を脳室層の細胞に取り込ませた。さらに，胎に限らずグリア細胞も含めた神経系全体の多様性が少数

仔を再び親マウスの体内に戻し発育させることに成功しのモルフォジェンによって作り出されていることを提唱た。今後はエレクトロポレーション法にターゲティング

した。

マウスの手法を組み合わせた独自の恒久的細胞標識法を

モルフォジェンなどによって幹細胞から多様に分化した神経系前駆細胞は適所に細胞移動することが必要であ開発する。これらの新しい技術を用いて細胞移動経路を明らかにし，中枢神経系構築の過程を解明したい。

アストロサイト分化因子としてのシステインプロテアーゼインヒビター
岩崎靖乃，長谷川明子，池中一裕

アストロサイトの発生分化機構を探索する目的でその進するかについて検討を行った。また，シスタチンＣはマーカー蛋白質として知られている GFAP のプロモータ

FGF-2 と協調し，神経幹細胞の生存維持を促進するとのーを指標としてファンクショナルクローニングを行った

報告があったことより，我々の見ているアストロサイト

結果単離された Cystatin C（シスタチンＣ）が，アストへの分化誘導活性が糖鎖修飾に依存しないものであるこロサイトの発生分化にどの様に関わっているかを昨年にとを示すため，鶏卵由来のシスタチン(糖鎖修飾のないシ

引き続いて研究している。昨年までにグリア前駆細胞株スタチン)を用いて解析している。更にシステインプロテを用いた解析によりシスタチンＣの持つシステインプロ

アーゼインヒビターの活性に依存した現象であることをテアーゼインヒビターの活性がアストロサイトの分化を示す目的で，システインプロテアーゼインヒビターの活促進することに関わっていることを報告したが，今年度性測定系を確立した。

は脳の初代培養系に対してもアストロサイトの分化を促

脳内Ｎ-結合型糖蛋白質糖鎖の機能解明
池田武史，伊藤磯子，池中一裕
我々のグループはこれまで N-結合型糖蛋白質糖鎖の系

脳内に発現する糖鎖に注目し，研究を進めている。脳内統だった解析法を自動化することに成功し，その発現パの糖鎖発現パターンは時期・領域を限定すると固体差なターン解析と機能解明を行ってきた。当研究室では主にく常に一定であることから，脳の機能を維持するために25

生理学研究所年報

はその厳密な制御が必要であると考えられる。

また脳特異的に発現している BA-1，BA-2 と呼ばれる

まず正常マウス脳内の糖鎖発現パターンを検討し，主糖鎖の生理機能を解明する目的で，その生合成に関与す

要糖鎖構造の決定を行った。その情報をもとにヒトの各るガラクトース転移酵素Ⅰを過剰発現させたトランスジ種神経疾患における糖鎖発現パターンの解析を行い，病ェニックマウスを作製し，その解析を行っている。

態との関連について検討を行っている。

腫瘍特異抗原 MAGE-E1 のゲノム構造及び機能解析河野洋三，中平健祐，片倉浩理，池中一裕
我々は，以前 Serial Analysis of Gene Expression (SAGE)

神 経 細 胞 に お い て TrkA と 拮 抗 的 に 働 き ， p75NTR法を用いて悪性グリオーマに高発現する腫瘍特異抗原(neurotrophin receptor) を介した細胞死を促進する。また

MAGE-E1 をクローニングした。
その後 Human BAC clone

IAP (inhibitor of apoptpsis protein) と結合しその機能阻害を用いたゲノム構造解析にて，その構造は MAGE-D に酷により細胞死を促進すると報告されている。我々は，似しており，遺伝子座に於いても Xp11 と同一であるこ

MAGE-E1 に関しても同様に細胞死や細胞周期調節へ関とを見出した。またそのプロモーター領域のシークエン

与していると仮定し，強制発現系やアンチセンスオリゴ

ス解析にて AML-1a や GATA-1 など血球系の分化や形質を用いた発現抑制系を用いた機能解析を行っている。ま

転換に関与する転写因子結合部位の存在が考えられた。

た MAGE-E1 抗体を作成し，悪性腫瘍切除標本を用いた後に白血球における MAGE-E1 の発現が RT-PCR 法にて免疫染色や上記 in vitro の系での細胞群における Western

確認された。

blot による蛋白発現量の確認を行っている。MAGE-E1

MAGE-E1 に高い相同性を持つ MAGE-D はその機能のの細胞死や細胞周期調節への関与を明らかにすることに一部が報告されている。NRAGE (neurotrophin receptor-て，癌治療の臨床において診断に，更に遺伝子治療の分interacting MAGE homolog) は MAGE-D の別称であるが，子標的として応用できるものと考えている。

有髄軸索上のイオンチャネルクラスタリング機構の解析
石橋智子，中平健祐，池中一裕

有髄神経軸索ではミエリン形成に伴い，軸索上に均一++

ルファチド，ミエリン最外層に存在する膜蛋白 CD9 のそに存在していた電位依存性 Na および K チャネルがそれれぞれ欠損マウスでは，ともにチャネル局在化部位が異ぞれランヴィエ絞輪周辺に特徴的に集積する。この局在常であること，また明らかな junction 形成不全があるこ

化には軸索とミエリンが接する部位（paranode）におけとを見出した。さらに CD9 は paranode にも局在している junction 形成が重要であることが分かった。そこで，ることが分かった。したがってスルファチドおよび CD9

この junction 形成に関与しているミエリン側分子を明らが paranodal junction 形成に関与している重要なミエリン

かにするために，様々なミエリン遺伝子欠損マウスを解側分子であることが明らかになった。

析した。その結果，ミエリンの主要脂質の一つであるス

26

第 22 巻 (Dec, 2001)

液性情報研究部門【概要】
液性情報部門では分子生物学的手法と電気生理学的手ことが明らかとなってきており，われわれもこの課題に法を組み合わせ，神経系の情報伝達に大きな役割を果た

積極的に取り組んだ。rolling Nagoya 小脳失調症マウスはすイオンチャネルの機能解析とイオンチャネルを通してよく知られている遺伝性失調症マウスであるが，本マウ細胞質内に流入し種々の生理的役割を果たすカルシウムスの遺伝子異常を明らかにし，その異常が P/Q 型カルシイオンの動態について研究を行っている。今年度も受容

ウムチャネルに対する影響，さらには小脳の神経回路に体活性化カルシウム透過型チャネルの生物物理的な解析

及ぼす影響を系統的に検討した。

を引き続き行った。また従来研究を行ってきた電位依存性カルシウムチャネルが多くの神経疾患に関与している

若森 実助手が 3 月 1 日付けで鹿児島大学医学部に助教授として転出した。

2+受容体活性化 Ca 透過性カチオンチャネルの機能解析
若森実，山田久信，原雄二，森泰生

神経伝達物質受容体の刺激にともない，従来知られて室で行われた。

いるイオンチャネル以外に，カルシウムを通すイオンチ

これまでに TRP5 を HEK 細胞に発現させ，ATP，

ャネルが活性化されることが，電気生理学的実験より知thapsigargin などによるチャネル活性を検討し，TRP5 はられていたが，このイオンコンダクタンスを担う分子の従来言われていたカルシウムストア枯渇とは異なる機構

実体は不明であった。この種類のチャネルは，進化的にによって活性化されることが明らかにしてきた。今年度も古くまた非常に多様であり，神経細胞の活動のみなら

は，TRP5 チャネルの単一チャンネル記録を行い，チャず，いろいろな細胞の活性調節に関与していると考えら

ネルの透過性と開口の電位依存性に関する検討を行った。

れてきた。TRP チャネルは受容体活性型カルシウム透過

またイオン透過性に関する詳細な測定とチャネル孔の性性チャネルの分子的実体のひとつであり，TRP1-7 のクロ質の解析も行い，チャネル孔の大きさ・静電気的性質なーニングがわれわれのグループを含めていくつかの研究

どの推定を行った。

カルシウムチャネル変異マウスの解析
森泰生，若森実，松下かおり，Kadrul Huda，井本敬二

脳には複数の種類の電位依存性カルシウム」チャネル

度が低下していること，またチャネル開閉のキネティッが共存しているが，P/Q タイプは N タイプとともに神経

クスが変化しており，その変化を組換え発現系によって伝達物質放出やカルシウム」スパイク生成にかかわる脳再現できることから，カルシウムチャネルα１サブユニの主要なカルシウム」チャネルであり，小脳で多く発現

ット遺伝子の変異が直接的に失調症マウスの表現形を関している。P/Q タイプカルシウムチャネルの変異は，マ係していることが明らかとなった

ウスにおいて小脳変性症を来すことが報告されている。

rolling ナゴヤは，名古屋大学織田先生により発見され小脳失調症マウス小脳プルキンエ細胞を急性単離しパッた小脳失調症マウスであり，これまでに小脳変性症治療

チクランプ法によりカルシウムチャネル電流の特性を検薬の検定などに使用されてきたマウスである。遺伝学的討した結果，失調症マウスのプルキンエ細胞では電流密解析により遺伝子座は tg と同じで P/Q 型カルシウムチャ

27

生理学研究所年報

ネルα1A サブユニット遺伝子にあることが知られていたを発生しないことが示された。変異マウスのプルキンエ

が，変異の正確な部位は知られていなかった。われわれ細胞は，低頻度の入力に対しては正常に出力できるが，は塩基配列を決定し，変異が電位センサー部位のアルギ

高頻度の入力には対応できないことを示唆している。

ニンをグリシンに置換することを見出した｡Hodgkin-Huxley

tg は小脳失調症のみならず小発作様のてんかん発作をモデルで予測されるとおり，本変異を持つカルシウムチ

起こすことが知られている。このてんかんの病態を明らャネルは，組換え発現系でも急性分離したプルキンエ細かにするために，大脳皮質と視床が含まれる脳スライス胞においても，活性化の電位依存性が減弱していた。こ標本を用いて視床と大脳皮質の間の神経伝達を検討した。

の変異のためにプルキンエ細胞の発火パターンが異常を視床から大脳皮質への興奮性の入力はほぼ正常に保たれきたしていた。正常プルキンエ細胞では刺激の強さに応ているが，抑制性の入力が著減しているという結果が得

じて頻度が増加するように活動電位を発生することが出られたため，現在その現弱の原因がどの部位にあるかを来るが，変異細胞では強い入力刺激に対しては活動電位検索中である。

興奮収縮連関のメカニズムの解析およびカルシウムプローブの開発
中井淳一

カルシウムイオンは細胞内のセカンドメッセンジャー

し，RYR1 を人工的に破壊した dyepedic muscle cell に発としてシグナル伝達の一翼を担っている。骨格筋の興奮現させ，freeze-fracture 法を用いて電子顕微鏡的に２つの収縮連関においては，細胞膜の脱分極は細胞膜の電位依分子の結合状態を観察した。その結果 DHPR の tetrad 構

存性カルシウムチャネル（α1s）DHPR を介して小胞体造が観察できた。tetrad 構造は骨格筋に特徴的に認めら

膜上のリアノジン受容体（カルシウム放出チャネル）RYRれる構造で，DHPR と RYR の直接的な結合がない心筋でに伝えられ，小胞体からカルシウムが放出されることにはこのような tetrad 構造はみられない。したがって R9

よって筋肉の収縮が誘発される。これら２つの分子は骨に含まれる逆方向シグナルを構成するために必要な RYR1

格筋においては直接結合していると想像されており，このアミノ酸領域 2659-3720 が DHPR と RYR の物理的結れまでの我々の研究からこれらの間には DHPR から RYR合に寄与していることが明らかとなった。またこの実験

への正方向のシグナルと RYR から DHPR への逆方向のとは別に，細胞内のカルシウムイオン濃度の変動を in vivo

シグナルが存在することが明らかとなっている。筋肉ので観察することを目指して GFP とカルシウム結合蛋白質

興奮収縮連関の分子機構をさらに明らかにするため，正であるカルモジュリンを用いた蛍光カルシウムプローブ

方向のシグナルは受け取れないが，逆方向のシグナルをの開発に着手した。

発することができる RYR のミュータント（R9）を作成+

電位依存性 Na チャネルに対する DHEAS の効果
森誠之，井本敬二
栗原照幸（東邦大学医学部)

血中に生理的に存在するステロイドホルモンである

序とは異なることが示唆されている。このため本研究でDehydroepiandrosterone sulfate (DHEAS) は，骨格筋ナトは，DHEAS と mexiletine のナトリウムチャネルに対す

リウムチャネルを直接的にブロックする。しかしその作る作用の比較検討を行った。

用機序は，ミオトニアに使用される mexiletine の作用機

28ナトリウムチャネル分子は，静止膜電位にある状態，

第 22 巻 (Dec, 2001)

活性化してチャネルが開いた状態，不活性化した状態，

短時間脱分極させたチャネルには著明なブロッキングを

そしてその他のいくつかのコンフォーメーションをとる

示したことから，DHEAS が脱分極状態にあるナトリウ

事が知られている。mexiletine や lidocaine などの局所麻ムチャネルを認識しブロックすることが推測された。し酔剤の場合，不活性化した状態に比較的選択性があるとかしながら，このように短時間にブロック作用起こすにされているのに対して，DHEAS は不活性化したチャネは比較的高濃度の DHEAS が必要であり，臨床応用上のルには選択的ブロックを示さないことが示された。また

問題点である。

高次神経機構研究部門【概要】
本研究部門ではヒトが含まれる哺乳動物の脳機能がど

CNR ファミリーの単離に成功した。この CNR ファミリの様な分子メカニズムにより形成，制御されているかを

ーはシナプスに存在する多様化分子であり，ゲノム構造

解明する目的で，神経回路網形成，再編成に関る分子をが免疫系での記憶に関る免疫グロブリンの遺伝子クラス

探索するとともに，関連遺伝子を欠損させたマウスを作

ターと類似していることが明かとなった。この CNR フ

製することにより解析を行っている。特に Fyn 欠損マウ

ァミリーの解析により，脳形成や機能発現の系統進化及スでは，哺乳行動を含めた行動異常が認められたことよび個体発達での多様化機構も明らかになるのではないかり，Fyn の介する情報伝達系に注目している。最近我々と考えている。

は Fyn 結合タンパク質の解析より新規カドヘリンである

CNR ファミリー多重欠損マウスの作製
先崎浩次，八木健

CNR ファミリーが Reelin の多重受容体としてマウス大胞内領域Ｃ末端側部分が３つの小さなエクソンとして存

脳皮質層構造形成機構に関与していることが示唆されて在しスプライシングにより CNR 全体がつくられることいる。マウス大脳皮質形成機構における CNR ファミリが明らかにされた。また，CNR 第１エクソンはマウスゲーの分子機能を生体マウスで明らかにすることを目的とノム上に並んで存在しており，この CNR ゲノム構造上して CNR 多重欠損マウスの作製を行っている。マウスの２カ所に loxP 配列を導入し Cre-loxP 系により第１エ

CNR 遺伝子のゲノム構造解析からマウス CNR は細胞外クソンを欠損させることにより CNR 多重欠損マウスの領域と膜貫通領域及び細胞内領域の一部を含む約 2.5kb作製を行っている。

の大きな第１エクソンと各 CNR に共通に用いられる細CNR ファミリーの細胞接着活性に関する解析
武藤哲司，八木健

CNR ファミリーはカドヘリンスーパーファミリーに属

ドヘリンファミリーで接着活性測定のために用いられてし，細胞接着活性を有すると考えられる。CNR はマウス

いる細胞株に CNR を強制発現すると細胞内膜系に CNR

生体内においてシナプス膜に存在する。ところが他のカ

蛋白質が凝集してしまう。 種々の細胞株での CNR 蛋白29

生理学研究所年報

質の局在を解析した結果，細胞形質膜に CNR 蛋白質の分子の存在が見いだされた。現在，この膜分子と CNR

局在が認められる細胞株を見いだした。この細胞株を用との接着性についての解析を進め，CNR の接着分子としいて CNR の細胞接着活性の測定系の開発を行った。こての機能解析を行っている。

の CNR 細胞接着活性の測定の過程で CNR と結合する膜

CNR mRNA の体細胞変異の解析
平山晃斉，八木健

CNR のゲノム構造は免疫系での記憶に関る免疫グロブとが見いだされた。特に出生前と後での変化が大きく，

リンや T 細胞受容体の遺伝子クラスターと類似している

CNR の Reelin 結合部位近傍での変化に差が認められ，こことが明かにされている。CNR 遺伝子において免疫グロの結果は Reelin 受容体としての CNR の機能との関連性

ブリンや T 細胞受容体遺伝子に認められる体細胞変異がで大変興味深い現象である。この突然変異のゲノム上でみられるかについて解析を行った。その結果，
CNR mRNAの解析を行うとともに，発生・発達過程での CNR の構においてアミノ酸置換のおこる CNR 塩基配列変化が認

造変化と機能との関係を明らかにするべく CNR の機能

められ，さらに，この塩基配列の変化がマウス発生・発解析を進めている。

達過程において細胞外領域ドメイン構造により異なるこ

ゼブラフィッシュ CNR ゲノム構造の解析
多田基紀，八木健

マウスにおいて CNR は Reelin の受容体とし機能し大さであったが，CNR 遺伝子の数はマウスとほぼ同数の脳皮質構造形成に関与していることが示唆されているが，13 であった。しかし，マウス CNR ゲノム構造上においマウスと脳構造の異なる脊椎動物であるゼブラフィッシて共通領域エクソンに最も近位に存在し，他の CNR とュにおける CNR 遺伝子の全体像を明らかにするために比べホモロジーが比較的低 い２つの CNR (mCNRc1,

ゼブラフィッシュ CNR ゲノム構造の解析を行った。ゼ

mCNRc2) がゼブラフィッシュでは１つ (zCNRc) しかな

ブラフィッシュゲノム BAC ライブラリーより CNR 遺伝

いことが明らかにされた。また，ゼブラフィッシュ CNR

子配列を含む BAC クローンの単離を行い，ショットガン

は Fyn 結合部位が保存されていたが，Reelin 結合領域のシークエンス法により塩基配列を決定した。マウス CNR

配列は異なっていることが示された。現在，ゼブラフィ

ゲノム構造と比較解析の結果，ゼブラフィッシュ CNR

ッシュ CNR の分子機能解析を進めている。

ゲノム領域はマウス CNR ゲノム領域の約３分の１の長マウス嗅球での周波数帯によって分離される独立な２つの経路
田仲祐介，八木健遺伝子と行動との関係を明らかにするために，マウスを用いて，個体レベルでの表現型としての行動異常の解はターゲッティングなどの遺伝的・分子生物学的な手法

析が可能である。しかし，行動を制御しているのは中枢30

第 22 巻 (Dec, 2001)

神経であり，
処理を行うのはそこでの神経回路網である。

の活動が糸球体層と僧帽細胞層の間に由来することを見

この観点から，In vivo でのマウス中枢神経系からの神経いだした。また，この低周波活動中でのスパイクの有意活動の記録・解析系を確立させた。この過程の中で，マな増大は見られなかったが相関を示した。これらの結果

ウス嗅球にて低濃度刺激によって誘発される神経活動は，嗅球において周波数帯によって分離される独立な２(LFP) を見いだした。この活動は，従来に報告されていつの経路が存在することを示し，低周波発振器 (Low

る嗅覚性誘発活動（誘起波）より低い周波数帯 (7-14Hz)

Frequency Oscillator) として中枢神経系において機能しにピークが見られる。さらに垂直多点電極を用いて，こていることが示唆される。

マウスにおける新規 CNR ファミリーの単離と分子機能の解析
竹井

豊，八木

健

CNR ファミリー遺伝子は可変領域と定常領域から構成合する際に，CNREC1 ドメイン中の RGD 配列を含むされている。ゲノム上では 5 側に 15 種類の可変領域がReelin Binding Domain (RBD) が重要であることが明らか

タンデムに並んでおり，3 側では三個のエクソンに分かになっているが，新規 CNRc1 及び CNRc2 の EC1 ドメイれた定常領域が存在する構造を有している。新規 CNRc1

ン中には RGD 配列が含まれておらず，更に新規 CNRc1

及び CNRc2 の可変領域はゲノム上で定常状態に最も近接及び CNRc2 の EC1 ドメインを Reelin を免疫沈降しないした場所に位置する。また，CNRc1 及び CNRc2 分子のことが明らかとなった。現在，CNRc1 及び CNRc2 に対アミノ酸一次配列はカドヘリン配列及び CNR 定常領域

する特異抗体の作製，CNRc1 及び CNRc2 の機能解析をを完全に保持しているが，細胞外領域は他の CNR に対in vivo で行うため，遺伝子改変マウスの作製を進めていして，ホモロジーの低い分子だった。CNR が Reelin と結る。
。

情報記憶研究部門【概要】
神経細胞移植による脳機能の再建というテーマで研究していることを示している。この作用物質候補として，を行った。神経幹細胞は，FGF 存在下の無血清培地中でIL-1, FGF, GDNF, グリア由来因子等が想定され，現在，無限に増殖するので，大量に調整することが出来，有力細胞培養，ELISA, Blotting, DNA microarray, SAGE 等で解なドナー細胞候補である。胎仔ラットの中脳腹側部から析中である。一方，３‑ニトロプロピオン酸投与による得た神経幹細胞を，FGF 存在下で増殖させ，片側パーキ

ハンチントン病モデル動物とコラゼナーゼ注入による線ンソン病モデルラットの両側の線条体に移植すると，正条体出血モデル動物の開発，その病態及び発症機序を解常側の線条体より，ドーパミン入力を欠如した側の線条

析した。また，脳梗塞モデル動物の病態とグリア及びニ体で，より強く TH 陽性ニューロンへ分化した。これは，

ューロン死に対するメラトニンの保護作用を明らかにしドーパミン入力を欠如した線条体の環境が，中脳神経幹

た。

細胞をドーパミンニューロンへ分化・生着させるのに適31

生理学研究所年報

生体調節研究系
高次神経性調節研究部門【概要】
高次神経性調節部門は視知覚および視覚認知の神経機

脳皮質視覚野ニューロンの刺激選択性や，異なる種類の構を研究対象としている。我々の視覚神経系は複雑な並刺激への反応の分布を調べている。具体的な課題として

列分散システムである。そこでは数多くの脳部位が異な（１）初期視覚野における奥行き手掛かりの表現，（２）る役割を果たしつつ，全体として統一のとれた視知覚を視覚野における陰影テクスチャの表現，（３）選択的注

生じる精巧な仕組みがあると考えられる。また網膜に映意による視覚野ニューロン活動の変容，（４）ネコ初期

る外界の像は二次元であるにもかかわらず，その三次元

視覚野において一様な面の表現に特化した領域があるか的な構造を正しく理解するための仕組もそなわっている。

どうか，（５）二色性のサルの同定，などに関する研究

視知覚におけるこれらの問題を解明するために，主に大を行った。

初期視覚系における面の表現―光計測による解析
谷

利樹，

横井

功，伊藤

南，小松

英彦，田中

繁（理研)

初期視覚系のニューロンは線や境界部分に選択的に反野と 18 野の境界に沿うようにいくつかに分かれて存在す

応し，輪郭線の表現に関係すると考えられている。近年，

ることが分かった。18 野は１７野と同様に線または縞刺面の明るさに選択的に反応するニューロンも存在するこ激の傾き（方位）に対して選択的な反応を示す。その選とが報告されている。我々は面情報解析の神経メカニズ

択性の分布と比較すると，面の輝度反転に反応する領域

ムを探ることを目的として，面刺激に特異的に反応するが方位選択性地図の特異点とよく重なることが明らかに領域がネコの初期視覚系に存在するかどうかを内因性信なった。この結果は面の表現の情報処理が初期視覚系に号による光計測により調べた。ディスプレイの画面を一存在し，かつ輪郭線の処理と何らかの関係を持つことを枚の面と考え，その輝度を矩形波状に交互に反転させた。

示唆する。

その結果 18 野に面の輝度反転により活動する領域が 17

初期視覚系における奥行き知覚の解析―単眼性の手掛かりと両眼視差の相互作用
伊藤

南，小松

英彦

物体の三次元的な構造を知覚する際に必要となる奥行

して，注視課題遂行中のサルの第一次視覚野および第二きの情報は，両眼視差以外にも輪郭の形状や遮蔽等の単次視覚野から細胞外記録を行った。輪郭線の折れ曲がり

眼性手掛かりによっても得られる。輪郭線の折れ曲がりや接合パターンを受容野の中心に呈示して神経細胞の反や分岐はこうした手掛かりを与える重要な刺激要素であ応を調べたところ，第一次視覚野の神経細胞は最適方位

るが，従来の初期視覚系研究においては線や縞刺激の傾の直線に対してのみ強い反応を示したが，第二次視覚野

きに対する選択性が重視されてきた。我々はサルを訓練の神経細胞は輪郭線の折れ曲がりや分岐に対して緩やか32

第 22 巻 (Dec, 2001)

な反応選択性を示すことを見出した。また，ある特定の折れ曲がりや分岐を検出する最初のステップであること

角度の折れ曲がりに対して強い抑制を示すものが存在すを示唆する。

ることを見出した。このことは第二次視覚野が輪郭線の多次元視覚探索課題を遂行中のサルＶ４野のニューロン活動
小川正，小松英彦

色や形などの特定の特徴次元に選択的に注意を向けては教示条件に応じて，色（または形）次元で目立つ刺激

いるときに前頭連合野などから視覚連合野に及ぼされるに向かってサッカードを行わなければならない。目標刺トップダウン的な作用を調べるため，新たに考案した視激の色と形は試行ごとに変化するため，特定の色と形の覚探索課題を２頭のサルに訓練させ，課題に習熟した１

刺激を探す方法では正しく目標を選択することはできな

頭のＶ４野からニューロン活動を記録することを開始しい。少数ではあるが視覚応答特性のあるＶ４野のニューた。課題では２種類の色と形から成る刺激が６個呈示さロン活動を解析した結果，受容野に同じ色と形の刺激がれ，その中に色，または形次元で目立つ刺激が１つずつ呈示された場合でも，それが目標刺激となる場合は妨害存在し（例えば，１つの■，１つの○，４つの□），サル刺激である場合よりも活動が増強される細胞があった。

マカクザルＶ４野における陰影からなるテクスチャの表現
花澤明俊，小松英彦

石や木などの物体表面がもつ細かい凹凸によって生じする。テクスチャ刺激に選択的に反応するニューロンにるテクスチャは，その表面の材質や摩擦についての重要おいて，要素の輝度勾配の方向に対する選択性を調べたな情報源であり，マカクザルの V４野にはそのようなテところ，単一の方向にのみ選択的に反応する細胞が見いクスチャー要素の大きさや密度などの特徴に選択性をも出された。これらの細胞が最も強く反応した輝度方向はつニューロンが多く見い出される。このようなテクスチ

水平から９０度または２７０度，つまり上下方向に優位

ャは凸凹によって生じる陰影により作られるので，照明に多く分布していた。このような特性はヒトの陰影からの方向により，テクスチャ要素の輝度勾配の方向は変化の構造復元に見られる方位の不均一性とよく一致する。

網膜電図（ERG）による二色性マカクザルの波長感度特性の測定
花澤明俊，小松英彦
三上章允，竹中修，後藤俊二，加藤啓一郎，近藤彩（京大霊長研)
小池智（都神経研）大西暁士（京大理），山森哲雄（基生研)
Puti Sulistyo Angelika，Bambang Suryobroto，Achmad Farajallah（ボゴール農大)

分子遺伝学的手法により，網膜の長波長感受性(L)色素（ERG）によって網膜の赤色光と緑色光に対する相対的をコードする遺伝子を欠損した２色型の遺伝子型を持つ

感度をフリッカーフォトメトリーにより測定し，２色型

カニクイクザルがインドネシアで発見された。網膜電図と３色型の個体を比較することによって，２色型の遺伝

33

生理学研究所年報

子型を持つ個体がその表現型においても２色型，つまりくなる輝度比から ERG 応答に対する刺激の実効強度を

網膜の L 錐体を欠損しているか否かを調べた。麻酔下の求め，相対感度とした。２色型の遺伝子型を持つ個体の個体の片眼を 525nm(緑色)および 644nm(赤色)の発光ダ

赤色光に対する感度は３色型の４分の１であり，長波長イオード光による 30Hz の逆位相フリッカーによって刺光に対する感度が非常に低いことがわかった。

激した。各色光の輝度を変化させ，ERG 応答の最も小さ

生体システム研究部門【概要】
生体システム研究部門では，歩行運動の高次制御にかパターンを変化することを見い出した。ネコを用いた研

かわる中枢神経機序の解明を目的として多角度からの研究においては四足歩行運動の発動にかかわる小脳歩行誘究を進めてきた。無拘束な幼若サルを用いた研究におい発野に注目し，この部位の選択的微小破壊によって誘発ては，直立二足歩行能力の学習獲得機序を，約 2 年間にされる姿勢・歩行の変化を解析した。得られた研究成績

わたって運動力学的観点から詳細に解析し，直立姿勢のは小脳歩行誘発野が数多くの運動分節の動きを時間的・獲得が二足歩行の実行に必須な要因であることを明らか

空間的に協調する際に重要な役割を果たしていることをにした。またその能力を獲得した成サルにおいては PET示唆した。その一方では小脳歩行誘発野の基本的構成要法を用いて，グルコースの代謝亢進部位を同定した。そ素である室頂核に注目し，室頂核視床路の微細投射様式

して得られた成績を同一サルの四足歩行時に得られた成を組織学的に解析した。この上行路は室頂核から始まる

績と比較し，直立二足歩行時にその活動を特異的に増強

下行路とは異なり，終末ブートンを視床核内にブドウのする大脳および小脳領域を同定することができた。そし房状に分布した。室頂核は歩行運動発動信号の efferenceて歩行パターンとの対応において複数の領域がその活動

copy を大脳皮質に伝達していることが推定できた。

サル視覚誘導性上肢到達運動における一次運動野神経細胞の情報表現
宮下英三

視覚情報をもとにして手の運動命令を生成する脳内機課題遂行中の神経細胞の発火頻度を，手の加速度・速度・構を解明するための第一歩として，サル一次運動野神経

位置の線形和として近似すべく線形重回帰解析を行った。

細胞の発火活動が何を表現しているのかを解明するため

肘関節あるいは肩関節の受動的な動きに応答する 161 個に手の運動パラメータとの時間相関性を解析した。

のユニットのうち 118 個のユニットの発火頻度が手の運

二関節マニピュランダムのハンドルを操作することに動パラメータの線形和として近似できた。

より，コンピュータ画面上にハンドルの位置として提示

この結果は，一次運動野神経細胞の発火頻度が手の運されたカーソルを同一画面上に提示される視標に 1.0 秒

動パラメータあるいは手の動力学パラメータを表現して以内に到達させることを一頭のサルに習得させた。このいる可能性を示唆しており，さらに解析を進めている。

歩行運動により賦活される脳領域の同定：サル直立二足歩行モデルを用いた糖代謝 PET による研究
森34

大志，中陦克己，橘 篤導，高須千慈子，逵本

徹，塚田秀夫（浜松ホトニクス㈱），森 茂美

第 22 巻 (Dec, 2001)

報酬条件付け運動学習によりニホンサル（M. fuscata）

課題の実行後に糖代謝測定を行い，それぞれの歩行運動

は二足歩行能力を獲得する。本研究ではこの動物モデル

課題と対照課題とを比較して糖代謝が亢進している脳領を用い，糖代謝 PET 法によりサル高次脳内で二足および域を同定した。二足・四足歩行課題ともに対照課題に比四足歩行運動の実行に伴って賦活される脳領域の同定をべ，小脳・大脳皮質視覚関連領野・運動野に優位な糖代試みた。トレッドミル上での歩行運動をすでに学習した

謝の亢進が観察された。これらの結果から複数の運動分

18

サルに[ F]FDG(fluoro-deoxyglucose)を投与し，トレッド

節の機能統合を要する歩行運動は高次脳内の様々な要素

ミル上での二足・四足歩行運動課題を実行させた。チェ的神経制御機構を動員して実行されていることが示唆さ

ア上での座位の維持を対照課題とした。歩行運動・対照

れた。

大脳皮質運動野−体幹・下肢筋群へのシグナル伝達様式：経頭蓋磁気刺激法を用いた研究
森大志，中陦克己，高須千慈子，森茂美

ニホンサル（M. fuscata）は報酬条件付け運動学習によに開発した８の字コイルを用いた。得られた誘発筋電図

り二足歩行能力を獲得する。本研究ではこの動物モデル

を複数回加算平均し，応答潜時，振幅などの定量解析にを対象として，大脳皮質運動野から脊髄への下行性シグ用いた。得られた成績から二足歩行運動を学習したサルナルがどのように歩行運動実行器官である体幹・下肢筋

では近位筋に対しより早い伝導速度でシグナルを伝達し群へ伝達されるかを経頭蓋磁気刺激法を用いて非侵襲的ていることが明らかとなった。ヒトを対照とした研究でに検討した。ケタミン麻酔下でサル頭部（一次運動野）

も同様な結果が観察されることから，サル歩行モデルはに磁気刺激を加え，刺激により導出される下肢筋活動をヒトと類似した大脳皮質から脊髄への下行性伝導経路を記録した。刺激の局所化をはかる目的で本研究では独自確立していると推察される。

若齢期ニホンサルの身体成長に伴う直立二足歩行運動の獲得機序
橘 篤導，森大志，高須千慈子，中陦克己，森

将浩，森

茂美

本研究では若齢ニホンサル(M.fuscata)が報酬条件付け（19-78 日），第 3 に下肢において大腿など近位部運動分

運動学習を行うと流れベルト上で直立二足歩行運動能力

節の協調は完成するが下腿と遠位部運動分節の協調はまをどのように獲得するのか検討を行った。サルの身体成だ完成していない学習中期（64-214 日），第 4 に遠・近長と対応させ 425-882 日の縦断的な運動力学的解析を行位部ともに運動分節の機能的協調が完成し安定した歩行った結果，4 相の学習期が観察された。第 1 にサルは立ができる学習後期（194 日〜）が示された。この過程でち・歩くが体幹と下肢の運動分節の協調ができない準備

サルは二足歩行に関わる多運動分節の独立した動きを時期（学習期間 1-24 日），第 2 に二足歩行時における体幹

間的・空間的に機能統合する中枢神経機序を獲得したこおよび下肢の運動分節の協調を学習し始める学習初期とが示唆された。

ネコ小脳歩行誘発野の微小破壊と歩行運動時における運動分節の協調障害
中陦克己，森

大志，森

将浩，森

茂美

35

生理学研究所年報

左右の小脳室頂核からは同側性および交叉性の室頂核るため正常ネコの CLR を微小破壊した。その結果，ネコ

遠心路が始まる。この交叉性遠心性線維は小脳白質正中が体幹と頭部の位置を低くして注意深く歩くこと，前後部で交叉して鈎状束を形成する。鈎状束は室頂核網様体肢の協調運動は阻害されること，ネコが方向転換時にバ路，室頂核前庭路，室頂核上丘網様体路，室頂核脊髄路

ランスを崩して転倒することが明らかとなった。以上のと室頂核視床路を含む。除脳ネコにおいてこの鈎状束の結果は姿勢および歩行運動の制御に際して室頂核からの正中部（小脳歩 行誘発野 cerebellar locomotor region,

交叉性遠心路を介した運動指令情報が頭頚部，体幹およCLR）を連続微小電気刺激すると流れベルト上で制御歩び四肢運動分節の動きを時間的，空間的に協調している行が誘発できる。本研究では CLR の機能的意義を解明す可能性を示唆する。

ネコ室頂核-視床路終末線維の視床内分布と形態的特徴
奥村哲，J. Czarkowska-Bauch (Department of Neurophysiology,

Nencki Institute of Experimental Biology, Warsaw)，中陦克己，森茂美

ネコを用いて室頂核-視床路終末線維の視床における分主として髄板内核群と腹側核群に分布していた。軸策線

布様式と形態的特徴を解析し，室頂核-網様体路，同-前維は終末部付近で細かく分枝し，各枝には多数の膨大部

庭路終末線維の特徴と比較した。１側の室頂核に神経標（φ：1.5-2.5μm）がブドウの房様に集合して存在した。

識物質（BDA）を微小注入し，12 日間後にネコを安楽死

視床では各膨大部の神経細胞体に対する光顕的近接像

させ全脳標本を摘出した。この標本の前額断連続切片（50（close apposition）は少なかったが，脳幹網様体および前μm）を作成し，間脳および脳幹に存在する室頂核に起庭神経核では多く膨大部が大型細胞の細胞体と樹状突起始する軸策線維を順行性に標識した。室頂核-視床路ではの起始部付近に close apposition を形成していた。

軸策線維は両側に存在したが交叉性の投射が優位であり，

ラット腰髄に分布するアセチルコリンエステラーゼ陽性神経細胞の生後発達
奥村哲，Arpad Dobolyi (Department of Physiology and Neurobiology,
Eötvös Lorán University, Budapest, Hungary)，森大志，森茂美

AChE 組織化学法を用いてラット腰髄の AChE 陽性細Ｎは AChE を強く発現する樹状突起の枝を主として内外胞の生後発達様式を解析した。その結果 AChE 陽性細胞側方向に，一部を吻尾側方向に拡げており，ＭＮプール

として運動神経細胞(MN)，交感神経細胞に加えて，灰白の方向にのびる fiber も観察された。近年，中枢神経系お質中間質の内・外側に存在する２種類の partition neurons

いて AChE が trophic function を持つことが明らかにされ(PN)，中間質の中央に存在する大型細胞，後角第 I 層にてきた。我々の結果は，PN がＭＮなどの脊髄の神経細存在する小型で扁平な細胞を同定した。それらの生後発胞/回路の生後発達に関連して trophic な機能を持ってい達について検討したところ，ＰＮは生後 1~8 日目から存る可能性を示唆する。

在し，他の細胞に比べて AChE を強く発現していた。Ｐ

36

第 22 巻 (Dec, 2001)

ラット線条体カルバコール刺激によって誘発される回旋運動と脳内 c-Fos 発現パターン
奥村哲，Janos Palhalmi (Department of Physiology and

Neurobiology, Eötvös Lorán University, Budapest, Hungary)，Katalin Kekesi (Department of Physiology and
Neurobiology, Eötvös Lorán University, Budapest, Hungary)，森

大志，森

茂美

本研究では線条体コリン作動性介在神経細胞の働きをル潅流開始から 30 分，60 分，90 分後にラットを安楽死明らかにする目的でマイクロダイアリシスプローベを両させ全脳標本を速やかに摘出した。これらの標本から神側のラット線条体に埋め込み，右側をアセチルコリンの経細胞活動の程度を反映すると考えられている c-fos タン

アゴニストであるカルバコール(10-50 mM)を溶解した生

パクの発現様式を全脳の前額断切片（厚さ 50μm）上で理的人工脳脊髄液で持続的に潅流した。潅流開始から約

定量的に解析した。その結果，刺激側（右側）の感覚-

３０分後からラットは全身の抗重力筋活動を著しく増強

運動皮質を含む広範な皮質領域，線条体，淡蒼球，およするとともに，刺激側（右側）と反対方向（左側）へのび視床で強い c-fos タンパクの発現を確認した。

回転運動（4〜6 回/min）を始めた。線条体のカルバコー

ネコ線条体の出力細胞，介在神経細胞両者に対するセロトニン神経支配様式
奥村哲，Arpad Dobolyi (Department of Physiology and Neurobiology,

Eötvös Lorán University, Budapest, Hungary)，松山清治（札幌医科大学第２生理学），森大志，森茂美

本研究は，ネコ線条体の出力細胞に対する５-ＨＴ神経

apposition) を観察した。close apposition は主に出力細胞支配様式を明らかにすることを目的した。そのため神経の 樹状突起に観察され，20〜30％はその近位に，60〜標識物質（BDA）を線条体出力細胞の主たる投射先であ70％は遠位に存在した。この分布の特徴には出力先による淡蒼球，黒質網様部，脚内核にそれぞれ微小注入し出る差は認められなかった。昨年度までの研究成績と併せ力細胞を逆行性に標識・同定し，さらに５-ＨＴ線維を２て考えると，線条体ではセロトニンは出力細胞，介在神重に標識した。出力細胞は４〜６本の樹状突起をもつ中経細胞の両者を神経支配し，大脳基底核全体の正常機能型で有棘の細胞であった。出力細胞は多くの 5-ＨＴ線維の維持に貢献していると考えられる。

に囲まれており，両者間に多くの光顕的近接像 (close

高次液性調節研究部門【概要】
我々は視覚性認知記憶の大脳メカニズムについて研究を行っている。記憶対象の脳内表現は大脳側頭葉連合野成，想起の過程において独自の機能を果たしているとの作業仮説の検証を行っている。

に貯えられ，側頭葉連合野への各々の入力経路が記憶形

対連合記憶課題遂行中のサル 36 野と TE 野における記憶関連細胞の空間分布
Naya Y, Yoshida M, Ito A, Shibata S, Miyashita Y

37

生理学研究所年報

In our previous studies, neurons in area 36 (A36) and

unfolded map.

We found that the stimulus-selective

area TE showed stimulus-selective responses that provided

neurons tended to aggregate into several clusters on themnemonic linkage between different stimuli during themap.

pair-association task.

clusters in TE for each map.

In this study, we examined the

We observed a single cluster in A36 and two to four
To characterize mnemonic

spatial distribution of these neurons within A36 and TE.

role of these clusters, we defined the pair-coding index

We recorded neuronal responses from both areas in three(PCI) for each stimulus-selective neuron and quantified themacaque monkeys (three hemispheres) and isolated 406

single-cell code of linkage between the paired stimuli.

neurons (A36, 100; TE, 306) that showed stimulus-

The PCI values for the neurons in the A36 clusters wereselective responses (P<0.01). After the recording session,

significantly greater (P<0.05) than those in the TE clusters

we histologically reconstructed the positions of thethat showed the highest PCI values of all the TE clusters inrecorded neurons and projected them to layer IV.

the individual maps.

The

projected positions were plotted on a two-dimensional

ニホンザル下部側頭皮質 TEav 野-36 野間の局所結合と電気生理学的特性
吉田正俊

納家勇治

宮下保司

本研究は視覚情報を記憶情報に変換して記銘する過程と，刺激選択性を持つニューロンの分布とを比較した。

であると考えられている下部側頭葉の機能的構造と解剖

その結果，TEav 野の刺激選択性を持つニューロンは，1)学的特性の関連を調べることを目的とした。我々は対連

36 野のホットスポットへ投射する領域で多い，2) また合記憶課題遂行中のニホンザルの下部側頭皮質から単一

さらにこの領域の中でも，36 野のホットスポットへのみ

ニューロン活動を記録し，傍嗅野内の 36 野に刺激選択性

投射し，他の対照領域へは投射していない領域で多い，を持つニューロンが局在している領域(以下，ホットスポということを見出した。この結果は，TEav 野で刺激選択ットと呼ぶ)があることを見出した。またさらに，36 野

性を持つニューロンの多い領域は 36 野で刺激選択性を持内のホットスポットおよびこれに近接する前後の対照領

つニューロンの多い領域へと選択的に投射していること

域の合計 3 箇所へそれぞれ別の種類の逆行性標識色素をを示唆する。

注入して，TEav 野において標識されたニューロンの分布

サル下部側葉における宣言的記憶形成にともなう BDNF の上昇
Tokuyama W, Okuno H, Miyashita Y
In primates, visual long-term memory of objects isanimal comparison in PCR-based mRNA quantitation. The

presumably stored in the inferior temporal (IT) cortex.

monkeys learned a pair-association (PA) task using one

Because brain-derived neurotrophic factor (BDNF) ishemisphere and a control visual task using the other, toinvolved in activity-dependent neural reorganization, webalance the amount of visual input. We found that BDNF

tested the hypothesis that BDNF would be upregulated in IT

was upregulated selectively in area 36 of IT cortex during PA

cortex during formation of visual pair-association memory.

learning, but not in areas involved in earlier stages of visual

To eliminate genetic and cognitive variations between

processing. In situ hybridization showed that BDNF-expressing

individual animals, we used split-brain monkeys for intra-

cells were localized in a patchlike cluster. The results suggest38

第 22 巻 (Dec, 2001)

that BDNF contributes to reorganization of neural circuits forvisual long-term memory formation in the primate.

サル嗅皮質における脳由来神経栄養因子,ニューロトロフィン 3 とその受容体メッセンジャーRNA の発現
Hashimoto T, Miyashita Y
The primate rhinal cortex, consisting of areas 36 and
35 of the perirhinal cortex and the entorhinal cortex (areapyramidal cell-like morphology.
Neurotrophin-3 messenger RNA expression was confinedWe

to layers II/III of the entorhinal cortex. In contrast, trkB andinvestigated the expression of messenger RNAs for brain-

trkC messenger RNAs were expressed rather homogeneously

derived neurotrophic factor and neurotrophin-3, as well as

and abundantly throughout the rhinal cortex. The laminar

those for their respective tyrosine kinase receptors, TrkB

and cellular distributions of brain-derived neurotrophic factor

Results from inand neurotrophin-3 messenger RNAs indicate the predominantsitu hybridization revealed that each of these messenger

expression of these neurotrophins in projection neurons.

RNAs was expressed in neurons with distinct laminar and

These results suggest that brain-derived neurotrophic factor

areal patterns of distribution. Brain-derived neurotrophic

and neurotrophin-3 regulate neuronal connectivities of forward

factor messenger RNA was principally detected in layers

and backward projections from the rhinal cortex and contribute

V/VI of area 36, and layers II/III and V of the entorhinal

to functional reorganization underlying the formation andcortex.

maintenance of long-term memory in primates.

28), plays a crucial role in perception and memory.

and TrkC, in the monkey rhinal cortex.

Some of the messenger RNA-positive cells in the

deep layers of the rhinal cortex were confirmed to exhibit a39

生理学研究所年報

大脳皮質機能研究系
脳形態解析研究部門【概要】
脳形態解析部門では，神経細胞やダリア細胞の細胞膜変化に伴う動きを可視化し，その制御メカニズムと機能上に存在する伝達物質受容体やチャネルなどの機能分子的意義を探る。３) 中脳辺縁系，前脳基底核等の情動行の局在や動態を観察することから，
シナプス，
神経回路，

動に関与する脳内部位とこれらから大脳皮質への出力機

システム，個体行動の各レベルにおけるこれらの分子の構についてシナプス伝達機構および生理活性物質による機能，役割を分子生物学的，形態学的および生理学的方

その修飾機構を電気生理学的手法を用いて解析し，それ法を総合して解析する。特に，各レベルや方法論のギャらの分子的基盤を明らかにする。４) ヒトの脳神経症状

ップを埋めることによって脳の機能の独創的な理解を目を引き起こす自己抗体のうち，受容体やチャネル分子な指す。

どのに作用するものをスクリーニングし，機能阻害のメ

具体的な研究テーマとしては，1) グルタミン酸受容体

カニズムを探るとともにそれらの分子の脳の高次機能やおよび GABA 受容体と各種チャネル分子の脳における電統合機能における生理的役割を明らかにしていく。
５) 脊

子顕微鏡的局在，共存と機能との関係を解析する。２) こ髄視床路ニューロン活動性の調節とその侵害刺激受容機

れらの分子の発達過程や記憶，学習の基礎となる可塑的構における意義を解明する。

GABAB 受容体の脳内局在と機能解析
Akos Kulik，重本隆一
脳内における主要な抑制性伝達物質である GABA には，した。また，視床においてはいずれのシナプスとも強い

イオンチャネル型の GABAA 受容体と G 蛋白共役型の

関連なく広範に分布しているが，GABA 作動性シナプス

GABAB 受容体が存在する。GABAA 受容体は，GABA 作

周囲により密度が高い。これらの結果は，GABAB 受容体

動性シナプスに主に存在することが知られていた。我々が脳の部位により異なる役割を持っていることを示唆しは，免疫電子顕微鏡法により GABAB 受容体が小脳ではている。今後これらの受容体によって活性化される機能

GABA 作動性シナプスではなく，興奮性のグルタミン酸

分子の共存や機能調節機構を解析することにより，さら作動性シナプスの周囲により集積していることを見いだに GABAB 受容体の脳における役割の解明を目指す。

mGluR3 と AQP4 の共存と生理的意義の解析
馬杉美和子，藤本和（福島県立大学），重本隆一
我々は藤本によって開発された SDS-FRL 法をさらに子の分布を２次元的に解析するのに適した利点を持って改良し，細胞膜上機能分子の局在や共存を解析するスクいる。この方法により代謝調節型グルタミン酸受容体

リーニングを開始した。SDS-FRL 法は，従来細胞膜の構

mGluR3 と水チャネルである AQP4 が，アストロサイト

造を観察するために用いられてきた Freeze Fractureの細胞膜上で共存することを見いだした。そこで，このReplica を金標識でラベルする方法で，複数の細胞膜上分共存の生理的意義を確かめるために CHO 細胞に両分子40

第 22 巻 (Dec, 2001)

を発現させ，共存を確認している。さらに，この共存は今後，これらの分子の集合離散を引き起こすメカニズム

mGluR3 を活性化することで消失する事を明らかにした。

やその機能的な意義について解析をすすめる。

HCN channel の脳内局在の解析
納富拓也，重本隆一
Hyperpolarization Cyclic Nucleotide-gated (HCN)チャネなどに多様な免疫陽性像が認められた。HCN1 と HCN2

ルは神経の発火周期に深く関与していると考えられていについては，大脳皮質および海馬において錐体細胞の特る。現在，HCN1 から 4 までのチャネル遺伝子がクローに遠位の樹状突起に強い陽性像が認められ，電気生理学

ニングされている。本研究では HCN チャネルに特異的的に報告されている所見に呼応している。今後は，さらな抗体を作製し，光学顕微鏡・電子顕微鏡レベルでの局に電子顕微鏡的な観察をすすめ，シナプスや各種電位依在分布を検討している。各 HCN チャネルは，それぞれ

存性チャネルとの位置関係を解析し，HCN チャネルによ特異的な脳内分布を示し，軸索終末，細胞体，樹状突起る神経細胞の活動性調節機構を探る。

シナプス前ドーパミン D2 型受容体と N 型カルシウムチャネルとの選択的共役
籾山俊彦

線条体のアセチルコリン性介在ニューロンは，運動調

ルシウムチャネルの選択的遮断であることを見出した。

節に関与する大脳基底核におけるアセチルコリンの主た

さらに，上記線条体シナプスにおいては生後 60 日位までる供給源である。このニューロンは，黒質緻密部からのに N 型チャネルの関与が徐々に減少し，D2 タイプ受容ドーパミン性入力を受けているが，線条体におけるドー体を介する抑制の程度も減少することを見出した。

パミンとアセチルコリンのバランスが，運動機能を制御

今後は，シナプス前終末における D2 型受容体と N 型

する上で重要と考えられている。本研究では，線条体アおよび P/Q 型カルシウムチャネルの位置関係，受容体活

セチルコリン性ニューロンから記録した GABA 性抑制性性化に伴うその動態，それらの生後発達について解明を

シナプス後電流が，シナプス前 D2 型受容体を介して抑すすめる。

制されること，その抑制機構はシナプス前終末の N 型カmGluR1 の活性化を阻害する自己抗体による小脳失調症
木下彩栄，重本隆一

ヒトのホジキン病患者で小脳失調症を併発する例のあが機能的にヒトの脳神経症状を引き起こすことを初めてることが知られていた。我々はこのような症例の一部に証明した。さらに，患者の臨床検査やこの自己抗体を注

代謝調節型グルタミン酸受容体 mGluR1 の活性化を阻害入した動物を用いた実験から，運動学習や心拍除脈条件する自己抗体が存在する事を突き止めた。この自己抗体付けなどにおける mGluR1 の役割が明らかとなってきた。

をマウスの小脳付近のくも膜下に注入することにより，また，他の受容体やチャネル分子などの機能分子に作用

小脳失調症状を再現することに成功し，受容体阻害抗体するものをスクリーニングし，ヒトの病態に関係のある

41

生理学研究所年報

ものを見つけだすとともに，機能阻害のメカニズムを探ることを目指している。

ラット脊髄視床路ニューロン活動性の解析
籾山明子

末梢組織から脊髄へ入力された侵害信号出力は脊髄視チャネル活性がみられ，これが EPSP や IPSP の入力に床路ニューロン軸策から上位中枢である視床の中継核へ引き続くダイナミックな膜電位変化に貢献していること送られる。視床の VPL 核に蛍光ラテックスビーズを注入が示唆された。さらに，EPSP の低頻度繰り返し刺激をすることによって，脊髄視床路ニューロンを逆行性に標行うと，
脊髄視床路ニューロンの興奮性が次第に増強し，識し，腰髄スライス標本においてこれを同定してパッチ誘発されるスパイク数が増加する，いわゆる wind-up がクランプ記録を行った。脊髄視床路ニューロンの細胞内観察され，これは NMDA 受容体のブロッカーの投与によ通電による発火特性は adaptation を伴う規則的な発火パって抑制された。wind-up の詳しい発生機構について，ターンを示した。また脊髄視床路ニューロンには HCN

現在検討中である。

大脳神経回路論研究部門【概要】
大脳皮質の機能を理解するためには，皮質のそれぞれ

機能的解析を行ない，その回路の意味を理解することをの領域に存在している機能単位としての内部回路の構造目的としている。そのために，局所回路における神経細とその中で行われている情報処理に関しての知識が必要

胞の生理的・化学的特徴，機能的単位構造，各神経細胞となるが，今のところ，あまり解明されていない。たと間のシナプス結合様式などを電気生理学・免疫組織化

えば，皮質の神経回路は種々のタイプの神経細胞から構学・形態学の技術を用いて調べ，皮質のモデル化のため成されていることは知られているが，個々の神経細胞のの基礎的データを得ることを目指している。
現在は，
GABA

情報処理方式・空間配置や，また，それらの神経結合の作働性の介在ニューロンに重点をおいて，サブタイプご

法則性に関してはほとんど理解されていない。さらに，との生理的性質や神経結合を定量的に解析している。本神経細胞は，信号の伝達の手段として軸索終末から化学

年度は，線条体介在ニューロンのシナプス構造を定量的

物質を放出するが，化学物質の種類によりそれらが回路に解析するとともに，及びアセチルコリン投射系による網にどのような影響を与えるかについても明らかにする

大脳皮質局所回路の活動修飾を調べた。

必要がある。本部門では，大脳皮質の内部回路の構造的・

線条体介在ニューロン軸索終末におけるシナプス接合部の定量的解析
川口泰雄
窪田 芳之（理化学研究所)

線条体の介在ニューロンのうち，パルブアルブミン陽類の GABA 作働性細胞の機能的差を明らかにするために，性の FS 細胞とソマトスタチンを発現する LTS 細胞の終軸索終末の後シナプス要素を調べた。FS 細胞は樹状突起

末に GABA が存在することを見つけたので，これら二種と細胞体にシナプスを作るのに対して，LTS 細胞は主に

42

第 22 巻 (Dec, 2001)

樹状突起にシナプスしていた。少数ながら，スパインにして大きくなるのに対して，LTS 細胞のシナプス接合面

シナプスしている終末も両方にあった。シナプス前ブト

は，樹状突起の太さにあまり関係なく，比較的一定であンの体積，シナプス接合部の面積，シナプス後部の樹状った。シナプス接合部の面積は，シナプス後要素の大き

突起の周径の関係を調べた。FS 細胞の軸索終末のシナプさに依存して変わるが，その依存性は GABA 細胞のサブ

ス接合部の面積は，樹状突起が太くなれば，それに比例タイプによって異なることがわかった。

アセチルコリン投射系による大脳皮質局所回路の修飾
根東

覚

川口泰雄

大脳皮質の重要な入力は，他の皮質と視床からの興奮と，0.1 から 0.3 ヘルツの周期でバースト状に上昇する性投射である。この他に，大脳基底部からのアセチルコ

ものの二種類があることがわかった。このうち周期的にリン，青斑核からのノルアドレナリン，縫線核からのセ増大する抑制性電流については，同一切片上の２つの細ロトニンなどの投射があるが，これらは皮質の活動状態

胞から同時に記録された場合には，低周波のバーストリを調節している。これらの伝達物質は錐体細胞に直接作

ズムは同期していたが，個々の抑制性電流は，同期して用するだけでなく，GABA 細胞を介して間接的に錐体細いないことが多かった。アセチルコリン投射系は，GABA

胞に影響すると考えられる。カルバコールやムスカリン

介在細胞に作用をおよぼし，局所回路の興奮性や周期的をある程度持続的に脳切片標本にかけると，抑制性シナ活動を調節していると考えられる。

プス電流の増大のパターンには，持続的に増えているの

心理生理学研究部門【概要】
ＰＥＴや機能的ＭＲＩなど人間を対象とした非侵襲的利した脳賦活検査を継続，さらに近赤外線画像装置（NIR）

脳機能画像と，電気生理学的手法を組み合わせて，短期を用いて，乳幼児に適用する前段階として，他の脳血流および長期の学習に伴う脳の可塑的変化，高次脳機能の測定装置との比較を開始した。また，脳領域間の機能連

加齢変化と脳における代償機構の関連を明らかにするこ関の程度を客観的かつ適切に評価する方法の開発をはじとを目的に，機能画像法の整備から始め，撮影からデーめとする，機能画像の統計処理に関する研究を行った。

タ解析まで一貫した方法論を確立した。本年度は，福井

なお脳機能計測センターに最新型３TMRI が導入される医科大学高エネルギー医学研究センターとの共同研究でことを受けて，機能的 MRI に対応するための諸準備を行

高磁場研究用３TMR 装置を利用し，高い信号雑音比をった｡

感覚脱失による脳の可塑的変化
定藤規弘

視覚：触覚から視覚系への可塑性を詳細に調べる目的

字触覚弁別に要する神経回路の活動を，３TMR 装置を用で，晴眼者および盲人における，探索運動を伴わない点

いて計測した（福井医科大学との共同研究）。盲人の点字43

生理学研究所年報

読において，一次視覚野の賦活には年齢依存性がある一を検証するために，早期失聴者と健聴者を対象に機能的方，視覚連合野のそれには年齢依存性がないことをしめ

MRI を試行した。健聴者は，読唇でのみ中上側頭溝の賦した。

活がみられ，一方聴覚障害者では，いずれの課題におい

聴覚：健聴者における読唇により多感覚領野である中ても賦活された。早期失聴により両入力の拮抗的バラン

上側頭溝の賦活が見られることから，この部位が視聴覚

スが視覚入力に傾いたものと推測された。
（福井医科大学，

統合に関連していると目されている。聴覚脱失によりこ

福井大学との共同研究）。

の視聴覚統合をになう神経回路に可塑的変化が起こるか

新生児期における脳可塑性の画像化
定藤規弘

新生児期における可塑的変化に関連して，機能的 MRI

境に変化するのは一次視覚野におけるシナプス過形成にを用いて新生児の一次視覚野及び外側膝状体の光反応性伴う酸素代謝であることが示唆された。これに基づき乳の経時変化を詳細に検討するとともに，MR 信号に関す

幼児における脳賦活を近赤外線計測により計測する試み

るモデルを用いてシュミレーションを行った。さらに白を開始した（福井医科大学との共同研究）。

質髄鞘化との比較を行った。これらにより生後２カ月をパーキンソン病における思考速度の低下
本田学

澤本伸克（京都大学医学研究科附属高次脳機能総合研究センター)

大脳基底核は，出力標的の一つである視床を介して広はたす役割が注目されてきている。運動速度の影響を排

範な大脳皮質に情報を発すると同時に，入力部には大脳して思考速度を評価するための行動課題を開発し，パー皮質からの精緻な情報が収斂し，大脳皮質との間にルー

キンソン病における思考速度の評価をおこなった。そのプ回路を形成し，一連のループ回路のなかで統合処理さ結果，パーキンソン病においては，思考を制御する視覚れた情報が，完成された運動指令として脳幹や脊髄に伝刺激の呈示速度が遅いときには，健常者群と正答率に差達される。また大脳基底核は，一次運動野をはじめ，運がないものの，刺激呈示速度の上昇にともなって有意に

動前野，補足運動野，前補足運動野，帯状皮質運動野な

正答率が低下した。こうした傾向は，空間的な表象をもどさまざまな運動関連領野とループ回路を形成するだけ

ちいた思考課題よりも，より抽象的な言語表象をもちいでなく，高次脳機能に関連の深い前頭前野をはじめとすた思考課題においてより顕著であった。
これらの所見は，る大脳皮質連合野とも密接な神経線維連絡をもつことがパーキンソン病で機能低下の見られる大脳基底核が，運知られている。こうした解剖学的知見をふまえ，近年，動のみならず思考の制御にも重要な役割をはたすことを大脳基底核が思考をはじめとするヒトの非運動性機能に示唆するものと考えられる。

44

第 22 巻(Dec, 2001)

そろばん熟練者の暗算能力の神経基盤
本田
花川

学

隆（京都大学医学研究科附属高次脳機能総合研究センター)

暗算によるそろばん（心内そろばん）に関わる脳内基行った。解析にはＳＰＭ９９を用いた。空間表象操作課

盤を，磁気共鳴機能画像（ｆＭＲＩ）を用いて検討した。

題と言語表象操作課題に伴う脳賦活はそろばん熟練者群

そろばん熟練者６名及びそろばんの経験のない対照被験と対象者群で同様であった。暗算課題では，そろばん被者８名が，ＭＲＩ（１．５Ｔ）にて全脳をカバーするエ験者が，空間表象操作課題遂行時と非常によく似た賦活

コープラナー像を撮像中に，視覚刺激に基づく暗算課題を示したのに対し，対照群は言語情報操作課題と似た賦（熟練者１−６桁，対照被験者１桁），空間表象操作課題，

活の分布を示した。運動を実行せずとも，心内で忠実に

言語表象操作課題を行った。３０秒間の各課題を注視課

イメージすることができる心内そろばんの能力は空間情

題と交互に繰り返し，各課題終了時に課題遂行の確認を報を操作する脳内機構に基づいている。

ヒトの可聴域上限をこえる空気振動に対する感受性についての研究
本田
大橋

学

力（ＡＴＲ人間情報通信研究所感性脳機能特別研究室)

ヒトの可聴域上限をこえる空気振動の有無が可聴域音

較して，視床および脳幹の血流が有意に増加し，またその音知覚におよぼす影響とその神経機構についての検討の活性と有意に相関して脳波後頭部優位律動のパワーがを行った。音響工学の分野では，ディジタル・オーディ

増大することを発見した。さらにこうした現象の時間特オのフォーマット策定に関連して，人間の音質知覚に影性を十分に考慮して音質評価実験をおこなうと，高い有響をおよぼす空気振動の周波数上限が 20kHz をこえるか

意性と再現性をもって音質差が知覚されうることを証明

どうかについて，歴史的な議論が繰り広げられてきた。

した。ハイパーソニック・エフェクトと名付けられたこ

私たちは，可聴域上限を超える音と可聴域音とを互いにうした一連の現象についての研究成果は，音響工学分野

干渉することなく呈示可能な信頼性の高い実験系を構築

で現在世界的なトピックスになっているＳＡＣＤおよびした上で，脳電位記録および脳血流測定を用いて，音質

ＤＶＤオーディオの市場化をはじめとするハイデフィニ

に対する主観的評価とは独立に脳活動をとらえた。そのッション・オーディオの新規格開発の直接の導火線とな

結果，可聴域を超える高周波成分を豊富に含む音を聞いった。

ているときには，それを含まない音を聞いている時に比多変量自己回帰モデルをもちいた補足運動野−一次運動野間の機能連結評価
本田学

加藤比呂子（ＮＴＴコミュニケーション科学基礎研究所)

脳が発達や学習にともなって新たな機能を獲得したり，連関）の変化が決定的に重要な役割をはたすと考えられ損傷によって失った機能を代償したり回復したりする過る。異なる脳領域間に双方向性の神経線維連絡が存在し程で，脳の異なる領域間の機能的な関連性の強さ（機能フィードバックシステムが想定される場合には，領域間45

生理学研究所年報

機能連関の評価法として現在広く用いられている脳波・および左補足運動野より皮質脳波を記録した。ユールウ

脳磁図のコヒーレンス解析は不適切な可能性がある。そォーカー法により多変量自己回帰係数をもとめ，それにこで双方向性神経線維連絡をもつ複数の運動関連皮質か

基づいて領域間のインパルス応答関数ならびに相対ノイら直接記録された脳波を対象として，赤池らによって提ズ寄与率を算出した。その結果，一次運動野と補足運動唱された多変量自己回帰モデルをもちいたフィードバッ

野の間には，相互フィードバック関係が存在し，補足運

クシステム解析を行った。てんかんの外科的治療を目的

動野が一次運動野に及ぼす影響は，逆方向の影響に比べとして留置された硬膜下電極をもちいて，右上腕筋の等て有意に大きいことが明かとなった。

尺持続収縮中の大脳皮質脳波を運動対側の左一次運動野

一次視覚野における周波数依存性反応：1.5 テスラと 3 テスラでの比較
岡田

機能的磁気共鳴画像法(fMRI)で用いられる血中酸素濃度依存性(BOLD)コントラストによる信号増加は静磁場強知久

用して 1.5 テスラと 3 テスラ MRI における信号変化量を比較した。

度の１〜２乗に比例して増加するとされているが，その通常の撮像条件で比較した結果，静磁場強度が 2 倍に増加量は報告により異なる。これらの違いの原因としてなっているのに対して，2 倍以上にはならず 1.79 倍の信は撮像条件や比較条件の違いの他に，個々の実験間の再号増加が得られたのみであった。しかし，統計処理の際現性が MRI ではあまり高くない事があげられる。Cohenには信号増加量を経時的な信号変動量（広義のノイズ）と DuBois (1999)は予測される信号変化と実際の信号変化と比較する事で有意水準が導かれる。この点を考慮したの間で回帰直線を描き，その傾きを比較する事でより再場合には，2.39 倍という更に大きな相対的信号変化とし現性のある比較が可能である事を示した。そこで一次視てみとめられる事が判り，超高磁場 MRI 装置の有用性が覚野では周波数に応じて直線的な信号変化を示す事を利明らかとなった。

46

第 22 巻 (Dec, 2001)

統合生理研究施設
高次脳機能研究プロジェクト【概要】
１９９６年１月に伊佐が着任して５年目を迎えたが，ード運動制御の中枢である中脳上丘の局所回路をスライ着実に研究者の数も増加し，プロジェクトの幅も広がっ

ス標本で解析する研究（斎藤，遠藤）を柱に行ってきたている。伊佐の他，斎藤康彦，小林康の助手２名に加え，が，中脳ドーパミン細胞をめぐる神経回路とシナプス受遠藤利朗，井上由香が博士研究員，大学院生は D2 に坂容体の研究（山下及び旭川医大・高草木，斎藤博士との谷智也，山下哲司，Ｄ１に勝田秀行という陣容で技官は共同研究），マウス上丘電気刺激によるサッケード誘発

鈴木(佐々木)千香，研究技術支援推進員に伊佐かおる，

実験（坂谷），麻酔下のラットにおける上丘局所回路の研究補助に平山徳子，瀬尾道，秘書が山本淳子という体

信号伝播機構（勝田）など次第に研究の幅を広げている。

制であった。しかし年度後半の２月より斎藤は群馬大学

また本年度より伊佐が研究代表者となり，
Human Frontier

医学部講師に栄転した。これまで注意のシステムによる

Science Program の共同研究グラントを得て，スウェーデ

眼球のサッケード運動の修飾という問題をボトムアップ

ン・ウメオ大学の Alstermark 教授と霊長類及びげっ歯類

的に解決するために，サッケード運動遂行中のサルの脳の脊髄介在ニューロンによる運動制御機構に関する共同幹におけるニューロン活動記録（小林，井上）とサッケ研究をこれまで以上に展開することになった。

サッカードを指標としたコリン作動性入力による動機付けの制御の解析
小林

康，井上

由香，伊佐

正

サルのサッカード反応時間を指標にしてコリン作動性する視覚応答が変化するという実験結果を得た。この反システムによる動機付けのメカニズムを解析した。サル

応は注視点に向かうサッカードの反応時間や課題の遂行の視覚誘導性サッカード課題において，報酬量を増加さ

度合い〔成功率〕という動機付けや global attention を反せると課題の成功率が上昇すると同時に課題開始時に点映する指標と密接に関係していると思われる。
また，
PPTN

灯する注視点に向かうサッカードの反応時間が減少するにおいて報酬に対する直接の反応と報酬に対する予測反という行動実験の結果を得た。さらに，報酬量を変化さ応を得たが，この活動は，黒質緻密部ドーパミン作動性

せると注視点へのサッカードの反応時間が変化すると同ニューロンの報酬に対する予測的反応の形成に寄与して時に脚橋被蓋核（PPTN）ニューロンの注視点点灯に対いると考えられる。

上丘局所回路の興奮伝播の動的機構
斎藤康彦，伊佐正

上丘の細胞集団における興奮性結合様式を明らかにす

Bicuculline を投与し外液のマグネシウムを低くすることるため，ラット上丘のスライス標本を用いて，2 個の上により，同期した脱分極が高頻度で生じた。上丘スライ

丘中間層細胞から同時にホールセル記録を行い，自発的スから中間層のみを含む小片を取り出し，その小片内の膜電位の変化を調べた。中間層細胞のペアにおいて，2 個の細胞からホールセル記録を行ったところ，同期し47

生理学研究所年報

た脱分極が見られたが，その頻度は低かった。ところが，それを引き起こすためには，中間層の外（例えば浅層）

浅層も含む小片を取り出し 2 個の中間層細胞から同時記からの入力が必要であることが示唆された。中間層にお録を行うと，同期した脱分極が高頻度で観察された。こける同期的活性化機構は，眼球運動等の運動指令の生成のことから，同期した脱分極は中間層内で生じうるが，に重要な役割を持つものと考えられる。

ラット上丘浅層ニューロンに発現する AMPA 型グルタミン酸受容体サブタイプ
遠藤利朗，伊佐正AMPA 型グルタミン酸受容体には Ca2+透過型と非透過を指標とした。その結果，horizontal cell および wide field型があり，これらの機能的意義が注目されている。本研

multipolar cell と呼ばれる，接線方向に広く樹状突起を伸究では，ラット上丘のスライス標本において上丘浅層ニばす抑制性介在ニューロンにおいて Ca2+透過型受容体をューロンからホールセル記録を行い，発現している AMPA

強く発現する細胞が多いことが明らかになった。このこ

2+型受容体サブタイプを調べた。Ca 透過型は内向き整流とから，Ca2+透過型 AMPA 型受容体が周辺抑制など，視性，非透過型は外向き整流性を示すことから，カイニン

覚地図上での側方抑制作用に関与することが示唆される。

酸に対する AMPA 型受容体を介した電流応答の整流特性

中脳ドーパミンニューロンにおけるニコチン型アセチルコリン受容体の活性化に伴うカルシウム感受性電流成分の活性化
山下哲司，伊佐中脳のドーパミン細胞は線条体に投射し，強化学習における誤差信号を送る働きが報告されている。

正中に fulfenamic acid (FFA) に感受性を示すおそらく calciumtivated-nonselective cation channel (CAN channel) による電このドーパミン (DA) 細胞は，興奮性入力として脚橋

流成分が存在する所見を得た。この電流成分の活性化に

被蓋核よりアセチルコリン (ACh) 作動性線維の投射を受は nAChRs の subtype のうちα７型と非α７型の両方のけ，ニコチン型アセチルコリン受容体（nAChRs）を介す成分が必要であること，また，その電流-電圧特性は-40

る速い興奮性伝達が行われている。我々はこれらの DA

から-80 mV の間で negative slope conductance を示したこ

細胞において ACh 投与に対して起きる速い内向き電流のとが明らかとなった。

感覚・運動機能研究プロジェクト【概要】
本研究室では大型脳磁計を用いたヒト脳機能の研究を顔の領域と後頚部の両方に存在することを確認した。体行っている。様々な種類の刺激に対する認知機構の解明

性感覚認知に対する注意と視覚刺激の影響について報告と高次脳機能の解明が主要研究テーマである。体性感覚

した。体性感覚誘発脳磁図初期反応の発現機序を，trigger

系では，後頚部，後頭部，肩といった homunculus では

point の変更及び２発刺激によるいわゆる recovery curve

明らかにされていない部位の体性感覚野における受容野を解析して明らかにした。痛覚系では，無髄のＣ線維をを明らかにした。また干渉条件を用いて，耳の受容野が選択的に刺激する方法を確立し，末梢神経と脊髄の伝導48

第 22 巻 (Dec, 2001)

速度がともに 1-3 m/秒であることを明らかにした。また

音には反応が見られなかった。ハンマーが金床に振り下表皮の自由神経終末を選択的に刺激できる針を開発し痛ろされるビデオを見せ，音は聞こえないが心の中で音を覚関連脳波・脳磁図を記録した。簡便でほとんど痛みもイメージさせて音の想起に関する活動部位を解析し，前出血も伴わない点が最大の長所である。視覚系では，中頭葉深部から島に掛けての部位に活動が見られた。言語

心視野と周辺視野に対する格子縞反転刺激視覚誘発脳磁認知の研究を誘発脳磁場成分ミスマッチフィールド（Ｍ

図に対する注意の影響を明らかにした。顔認知においてＭＦ）を用いて行っている。ＭＭＦは１秒前後の短い間特異的反応とされる「倒立顔効果」が左半球側頭葉下面

隔で繰り返し提示される同一の音（標準刺激）の中に，における特殊作用によって出現する可能性を指摘した。

それとは異なる音響的特性を持つ逸脱刺激がまれに挿入

聴覚系では，「自分の声」をリアルタイムで聞く時と録された場合に，逸脱刺激に対して特異的に出現する誘発音されたものを聞く場合の聴覚誘発脳磁図を比較し，受脳磁場成分である。日本語特有の/l//r/の発音区別の困難

容野が有意に異なることを報告した。4000Hz 以上の高が，トレーニングによって改善しそれが左半球で行われ周波数の音による聴覚誘発脳磁図は，周波数増大に応じることを明らかにした。

て減少し，潜時には延長傾向があった。15000Hz 以上の後頭部及び肩部刺激による体性感覚誘発脳磁図
糸見和也（名古屋大学医学部・小児科），宝珠山稔（名古屋大学医学部），柿木隆介
Penfield が発表した第 1 次体性感覚野（ＳＩ）の受容頭部），
頬の 3 箇所に与えて活動部位を同定した。すると，野分布，いわゆる homunculus の中で，非常に奇妙な印

肩刺激では homunculus の体幹領域に近い部位に，頬刺象を受けるのは，後頭部及び肩部が顔の部位よりも離れ激では顔の領域に推定された。しかし，乳様突起（後頭て体幹に近い部位に描かれていることである。
Homunculus部）刺激では，1６名中 11 名では体幹領域に近い部位に，は脳外科手術中の刺激実験によって描かれたものである

5 名では顔の領域に推定された。この結果は，後頭部領

ので，後頭部などは制約が大きく確認が困難であったこ

域の特異性による個人差を反映していることを示唆してとが予想されるため，体性感覚誘発脳磁図（ＳＥＦ）をいる。
（Itomi et al: Brain Topography, 14: 15-23, 2001）

用いて再確認作業を行った。電気刺激を肩，乳様突起（後耳刺激による体性感覚誘発脳磁図
二橋尚志，宝珠山稔（名古屋大学医学部），柿木隆介

Penfield らにより人の第一次体性感覚野（SI）局在が中心は右側 SI の頚部及び顔の領域の活動を記録する目的

初めて報告され，近年，非侵襲的にヒト脳機能を検査すで国際 10-20 法の C4 に配置した。解析には単一電流双る方法（脳磁図，functional MRI，PET）により研究がす

極子モデル及び複数電流双極子モデルを用いた。１３名

すんでいる。しかし，現在までに一次体性感覚野におけ中７名にのみ刺激対側に短潜時成分（刺激後 20msec，

る耳の受容野に関する報告はない。脳磁図をもちいて第M20 及び 40msec，M40）を認め，この 7 名を解析した。

一次体性感覚野（SI）における耳の局在を検討した。

耳輪は全例，電流双極子は SI の頚部領域に推定された。

左耳の耳輪，耳垂，耳珠の３箇所に電気刺激を加え。

耳垂では，４名は頚部領域に推定されたが，１名は顔のこの時の脳活動を脳磁図をもちいて計測した。脳磁図は領域に，２名は顔及び頚部領域の両方に推定された。耳

BTi 社製脳磁計（Magnes, 37 channel）を用い，脳磁計の珠では，２名は頚部領域に，5 名は顔及び頚部領域の両49

生理学研究所年報

方に推定された。発生学的には外耳は前半部，後半部そがって，耳の SI における極在は頚部領域だが，三叉神経

れぞれ３つずつよりなる隆起より形成される。前者は三の貢献が強くなる前方の部分（耳垂，耳珠）では頚部及叉神経により支配され，後者は頚神経より支配を受けてび顔領域に存在する例があると考察した。
(Nihashi T et al:

いる。発生がすすむに従い後者がより優位になる。したNeuroimage, 13: 295-304, 2001)

Attention and visual interference affect somatosensory processing
Lam Khanh, Kakigi Ryusuke, Mukai Tomohiro, Yamasaki Hiroshi
Bilateral median nerves were stimulated unilaterally, andinterference with attention enhanced the 3M and 4M more,

subjects were asked to count left median nerve stimulationand showed no significant change in the 5M and MI. This

while visual interference (cartoon) was applied. Five compo-

was compatible with a summation of the effects caused bynents (1M-5M) were identified in the hemisphere contralateralvisual interference alone and attention alone. We considered

to the stimulated nerve and only one component (MI) was

there were significant interactions of activities relating tofound in the ipsilateral hemisphere. Summarizing the results

somatosensory, visual stimulation and cognitive function, inof our previous and present studies, (1) visual interference

both the primary (SI) and secondary somatosensory cortex

enhanced the 3M and 4M but reduced the MI, (2) attention(SII) in humans. (Lam et al: Neuroscience, 104: 689-703,

enhanced the 3M, 4M, 5M and MI. As a result, (3) visual

2001)

近位筋振動刺激による末梢側神経刺激誘発電位への影響
宝珠山稔（名古屋大学医学部）
柿木隆介

一つの運動を行う際には，主動筋の運動に先行した姿

誘発脳電位（SEP）を記録した。手指筋以外の全ての筋勢の決定や保持のために近位筋の運動が認められる場合への刺激は SEP 成分（N20-P25-N33, P20-N30）の振幅，がある。随意運動と感覚情報処理の関連を解析する上で潜時に影響を及ぼさず，少なくとも近位筋の Ia 紡錘筋を末梢からの感覚信号がそれより中枢側の筋感覚信号によ主体とする筋感覚入力は末梢神経刺激による SEP には影って影響をうけるかどうかはしばしば問題となる。手指

響がないことが示された。（Hoshiyama et al: Clinical筋，円回内筋，上腕二頭筋，上腕三頭筋，僧帽筋のそれ

Neurophysiology, 111: 1607-1610, 2000）

ぞれに振動刺激を与えつつ正中神経刺激による体性感覚

短潜時体性感覚誘発脳磁場成分と脳電位成分との対応
宝珠山稔（名古屋大学医学部）
柿木隆介

体性感覚の研究では体性感覚誘発脳電位（Somatosensoryがあるものの，近年進歩しつつある体性感覚誘発脳磁場

evoked brain potential, SEP）について多くの知見の蓄積（Somatosensory evoked cortical magnetic field, SEF）との50

第 22 巻 (Dec, 2001)

対応は明らかではない．正中神経刺激による短潜時 SEF応していた。C3 より記録される P25，N33 に対応する成分と SEP 成分の対応を，Inter-potential interval (IPI)のSEF 成分は同定できなかった。また，1M と 2M の間に

Jittar 現象を解析し明らかにした。SEF 成分で刺激語後は時間的な相関はなく，1M と 2M は刺激に対して独立

20ms と 30ms に認められる 1M と 2M 成分はそれぞれ SEP

な反応であることが推察された。
（Hoshiyama et al: Brain

成分，N20（C3, F3, P3, 国際 10-20 法）と P30（P3）対

Research, 908:140-148, 2001）

電気及び CO2 レーザー刺激を用いた新しい方法による A-beta，A-delta，C 線維の伝導速度計測
Tran Tuan Diep，Lam Khanh，宝珠山稔，柿木隆介
A-beta 線維，A-delta 線維の末梢伝導速度は比較的容易

た。各刺激を 20 名の被験者の手背及び前腕に与え，記録に計測できるが，C 線維の場合神経遮断などの特殊な状される誘発脳電位の頂点潜時差より伝導速度を算出した。

況でなければ計測できなかった。近年皮膚の非常に狭い得られた伝導速度の平均値はそれぞれ，
69.1m/s，
10.6m/s，領域に弱いレーザー刺激を行うことで C 線維の選択的刺1.2 m/s であった。３種類の線維の伝導速度を同時に計測激が可能となった。そこで本研究では，通常の電気刺激できる本方法は非侵襲的でかつ簡易であるため，研究領法，CO2 レーザー刺激法および皮膚極小野低強度 CO2 レ

域のみならず臨床的にも有用であると思われる。
（Tran etーザー刺激法の３種類の刺激法を用いて，A-beta 線維，

al.: Neurosci Lett, 301: 187-190, 2001）

A-delta 線維および C 線維の末梢伝導速度を同時に計測しCO2 レーザーによる C 線維刺激法を用いた脊髄視床路伝導速度（間接法）
Tran Tuan Diep，乾幸二，宝珠山稔，柿木隆介

CO2 レーザー刺激による痛み関連誘発脳電位は研究目

A-delta 線維について既に報告されている Kakigi (1991)

的のみならず臨床的にも応用されている。この方法を用の方法を用いて脊髄伝導速度を計算した。伝導速度の平いた A-delta 線維関連の脊髄視床路伝導速度の研究は既

均値は 2.9m/s であり，末梢 C 線維の信号は脊髄視床路のに行われているが，C 線維関連の脊髄視床路伝導速度計

C 線維を介して視床に伝達されるものと考えられた。本測は本研究が初めての報告である。既に報告した極小野

方法は，知覚障害を呈する種々の脊髄疾患における臨床

低強度レーザー刺激法（Tran et al., 2001）を用いて上下応用にも使用できる有用な方法であると思われる。
（Tran

肢それぞれの２箇所に刺激を与えて誘発電位を記録し，et al., Pain, 95: 125-131, 2002）

CO2 レーザーによる C 線維刺激法で計測した脊髄視床路伝導速度（直接法）
秋

云海，乾

幸二，王

曉宏，Tran Tuan Diep，柿木隆介

従来 C 線維を選択的に刺激する方法がなかったためヒの方法で刺激を行うことにより間接的に脊髄伝導速度を

ト C 線維関連の研究は困難であったが，Tran ら（2001）算出できることを報告した。本研究では極小野低強度レは皮膚極小野に低強度 CO2 レーザー刺激を行う方法で，ーザー刺激法を用いて C7 から T12 脊椎の範囲で皮膚正C 線維の末梢伝導速度計測に成功し，ついで上下肢にこ中線上を刺激し，C 線維に関わる脊髄視床路伝導速度を51

生理学研究所年報計測した。伝導速度は，誘発脳電位の陽性頂点の潜時差

通常のレーザー刺激の 10.0m/s より明らかに遅かった。

より算出した。比較のため通常のレーザー刺激を同様に

この結果は，末梢 C 線維で伝達される興奮は，脊髄にお行い，A-delta 線維に関わる脊髄伝導速度を算出した。極

いても C 線維を上行することを示すものである。
（Qiu et

小野刺激での伝導速度は１１名の平均値で 2.2m/s であり，

al., Neurosci Lett, 311: 181-184, 2001）

表皮内針電極を用いたヒト皮膚 A-delta 線維の選択的刺激
乾幸二，Tran Tuan Diep，宝珠山稔，柿木隆介
ヒト皮膚 A-delta 線維の選択的刺激を目的に表皮内電梢伝導速度は表皮内電気刺激（ES）で 15.3m/s であり，

気刺激用の針電極を作成し，その有用性を誘発脳電位をLS による伝導速度（15.1m/s）と相関した。一方 TS によ用いて検討した。針の長さは 0.2mm であり，皮膚に電極る伝導速度は 44.1m/s であり，有意に早かった。ES およを刺入すると針の先端が表皮内に位置するようになってび LS の値は両者の興奮伝導が A-delta 線維を介することいる。左手背および上腕を 0.1-0.3mA, 0.5ms で刺激し，を示している。本方法は特殊な機器を必要とせず，扱い得られた誘発電位の陽性成分頂点潜時より末梢伝導速度も極めて簡便である。また出血や熱傷もなく非侵襲的でを計算した。
比較のため同様の刺激を CO2 レーザー（LS），ある。従ってヒト痛覚関連の研究に有用であると考えら

通常の経皮的電気刺激（TS）でも行った。算出された末れる。
（Inui et al., Pain, 96: 247-252, 2002）

表皮内電気刺激法を用いた痛み関連誘発脳磁場
乾幸二，Tran Tuan Diep，秋云海，王曉宏，宝珠山稔，柿木隆介

我々は，独自に作成した針電極を用いて表皮内を電気

つ以上の電流源があると考えられ，多信号源解析ソフト

刺激することでヒト皮膚 A-delta 線維を選択的に刺激でを用いて解析したところ，両側 SII に加え，それとほぼきることを報告した（Inui et al., 2002）。本研究では，表平行して活動する第１次体性感覚野（SI）にも電流源が皮内電気刺激法（ES）による痛み関連誘発脳磁場を検討推定された。手背および前腕刺激で得られた磁場成分のした。0.1-0.3mA，1.0ms の条件で手背および前腕に ES

潜時差より末梢の伝導速度は 15.6m/s と算出された。こを行い，脳磁場を記録した。13 名の被験者のうち，8 名

れらの結果は，既に報告されている多くの痛み関連脳磁では単一双極子モデルでの解析が可能であり，8 名全て

場研究結果と一致するものであり，本方法は痛み関連誘の被験者で双極子は両側第２次体性感覚野（SII）に推定

発脳磁場においても有用な刺激方法であると考えられる。

された。残りの 5 名では時間的にオーバーラップする２(Inui et al., Clinical Neurophysiology, 113: 298-304, 2002)

中心視野への注意によるパターンリバーサル視覚誘発電位への影響
宝珠山稔（名古屋大学医学部)
柿木隆介
中心視野および周辺視野のパターンリバーサル刺激に合いによってどのように影響を受けるかを解析した。中よ る 視 覚 誘 発 電 位 （ Pattern-reversal visual evoked

心視野への単純な注視，努力的凝視，中心視野への反応

potential, PRVEP）が中心視野への注視や意識の集中の度

信号の提示による注視の３条件について中心視野と周辺52

第 22 巻 (Dec, 2001)

視野，全視野刺激による PRVEP を測定した。努力的凝た。中心視野への注意の程度により中心視野と周辺視野

視と課題提示にて中心視野刺激による PEVEP 成分は振刺 激 に 対 す る 脳 反 応 は reciprocal に facilitation と幅の増大を示し，周辺視野刺激による PRVEP 成分は減suppression が生じている可能性が示唆された。
（Hoshiyama

衰を示した。全視野では条件による差は認められなかっ

et al: Brain Topography, 13: 293-298, 2001）

A first comparison of the multifocal visual evoked magnetic field and visual evoked potential
Wang Lihong, Kakigi Ryusuke, Kaneoke Yoshiki, Okusa Tomohiro,
Barber Colin (Medical Physics Department, Queen’s Medical Centre, Nottingham, UK)
Our objective was to determine the feasibility of recording

were studied using six kinds of different checksizes. We

reliable multifocal visual evoked magnetic fields (mfVEFs), to

obtained, for the first time, reliable mfVEFs, and found they

investigate the maximum stimulus eccentricity for which the

could be elicited from more peripheral stimulus elements

mfVEF responses can be obtained, and to study how thisthan could mfVEPs. The larger the checksize, the greaterchanges with checksize (spatial frequency tuning). Using an

the eccentricity reached. The mfVEF can to some extent

initial checksize of 30', we recorded pattern-onset mfVEFs

overcome the limitation of the mVEP and record both foveal

and multifocal visual evoked potentials (mfVEPs) under theand more peripheral responses. (Wang et al: Neurosciencesame conditions. Eccentricity changes with spatial frequency

Letters, 315:13-16,2001)

脳波と脳磁図を用いた「倒立顔認知」の研究
渡辺昌子, 柿木隆介

これまで，ヒトの顔認知機構について「正立した顔」

Object 刺激に対する反応は倒立顔刺激に対する反応とパ

や「目の動き」を刺激として研究してきた。引き続き今ターンが異なり，「倒立顔は object として情報処理され年は，「倒立顔を見るときには正立顔を見るときと異なる」という仮説と適合しない結果であった。また，複数る情報処理が脳内で行われる」という説（face inversion

双極子モデル（BESA）及び脳波の結果より，顔認知活

effect）について，脳磁図と脳波を用いて解析した。正立動には側頭葉下面と外側の２個所が関与することが示唆

顔，倒立顔及び object の刺激画像をそれぞれ半視野に提された。倒立顔と正立顔に対する反応の活動源位置に有示し，刺激提示視野対側半球から脳磁場を記録すること意な違いはなかった。倒立顔に対する反応の，潜時延長で左右半球間の違いを調べた。その結果，左半視野刺激

は側頭葉下面で有意であり振幅増大は脳波（主に側頭葉（右半球）では倒立顔に対して反応の潜時が延長するの外側の活動を反映）で明瞭だったことから，側頭葉下面

に対し，右半視野提示（左半球）では逆に短くなる傾向

は主に個々の顔の同定に，側頭葉外側は顔の様々な要素があった。
このことから，倒立顔に対しては左半球優位，の検出に深く関与しているのではないかと考察した。

正立顔に対しては右半球優位であることが示唆された。

自分の声（own voice）に関連する聴覚誘発脳磁図
軍司敦子，宝珠山稔，柿木隆介

53生理学研究所年報

ヒト発声時の脳活動には呼吸や発声器官を制御する運時に出現する auditory evoked magnetic field (AEF) の動や，発声後の自己の声による 聴性の反応が含まれるとM100 成分に対する発生源と同様，聴覚野 付近に推定さ考えられている。本研究では，単純な発声時における脳れたことから，この成分が M100 と同様の成分で自分の磁場 反応から聴覚反応成分を分離し，その発生源を推定

声に対する反応で あると推察された。また，左半球におした。健常者 10 名を対象に， 4-6 秒間隔で単母音 (/u/)

いて，１M 成分は M100 成分よりも約 1 cm 中心寄 りを繰り返し発声する課題を実施し，発声関連脳磁場に解析された (p＜0.05)。発声時には，生成しようとした(vocalization related cortical field: VRCF) を自分の声が聞音声と実際に発した音声 とを照合するためのプロセスがこえない状態の masking 条件と通常 (control) の条件下関与し，単純に外界からの音刺激を聴取する場合とは 異で記録した。VRCF は，発声開始後およそ 90 ms でピなる過程が存在することが考えられる。それは，外界かークを示し。その振幅は masking 条件より control で有意らの音を聴取するときに活動する皮質活動とは異なる過程に大きかった(p＜ 0.05)。control-masking 条件間の差分波を呈するのかもしれない。(Gunji A et al: Clin Neurophysiol,

形を求めたところ，発声開始後 81.3 ± 20.5 ms に頂点を

112:514-520, 2001)示す 1M 成分が得られた。1M 成分は，音声を聴取した

高周波純音による聴覚誘発脳磁場
藤岡孝子，柿木隆介，軍司敦子，竹島康行

ヒト聴覚野における聴覚誘発脳磁場反応（Auditory

は延長傾向があった。左右半球間差として右半球で左半

Evoked Field, AEF）で中域可聴音を用いたトノトピイ（周球より振幅が有意に大きく，N1m の信号源位置は有意に

波数局在性）存在が報告されている。本研究では，健常

前方かつ外側また ECD 向きは，左で頭頂方向に対して

成人可聴域上限までの高周波および超音波を用いて聴覚より垂直であった。また左半球では周波数増大に応じた刺激を加え，AEF を計測し，長潜時成分 N1m について

比例関係がみとめられた。これらの結果は，N1m 反応の検討した。すなわち，周波数として 4000 から段階的に

中域可聴音によるこれまでの報告における右半球優位性

14000Hz まで，および超音波として 15000Hz，20,000Hz，

および周波数依存性とほぼ同様の傾向にしたがっている

40,000Hz の純音を健常成人１２名に与えた。この結果，と考えられた。すなわち，今回の研究により，高周波可14000Hz まではほぼ全員に N1m 反応が認められたが，聴域においても，ヒト聴覚野のトノトピイが保持されて15,000Hz 以上の超音波に対する N1m は得られなかった。

いることが確かめられた。(Fujioka T, et al.: Neuroscience,

また，N1m の振幅は周波数増大に応じて減少し，潜時にin press)

音の想起に関連する初期の脳反応
宝珠山稔（名古屋大学医学部）
軍司敦子，柿木隆介

音の想起に関する脳反応は機能画像的研究を中心に行

により，音の想起に関連する初期の脳反応を同定した。

なわれ，いくつかの活動部位が報告されているが，反応音を生じる場面を視覚的に提示し音を想起させると，課各部の時間的関係は明らかではない．音を想起する課題

題提示後約 150ms に想起に特異的な反応成分（R1）を認により誘発される脳反応を脳磁計を用いて計測すること

め，反応は右半球優位であった。R1 に対する信号源は個54

第 22 巻 (Dec, 2001)

人差が認められたものの聴覚野とは明らかに分布が異なついては１次聴覚野以外の領域の活動が含まれると考えらり，信号源は Pre-frontal sulcus の深部から Insula にかけれた。(Hoshiyama et al: NeuroReport,12: 1097-1102,2001）ての領域に推定された。音の想起に関する早期の成分にNeural activities during Wisconsin Card Sorting Test–MEG observation
Wang Lihong, Kakigi Ryusuke, Hoshiyama Minoru
Taking the advantage of high temporal resolution ofactivities occurred in the period of 190~220 ms and 300~

magnetoencephalogray (MEG), we dissociated the neural

440 ms mainly at the supramarginal gyrus, the dorsolateral

activities related to shift attention processing and to theprefrontal, and the middle and inferior frontal gyrus.

working memory and decision making processing involved

results proved that the WCST task activates a broad frontal

in the Wisconsin Card Sorting Test (WCST). Significantly

area and the parieto-frontal network across time streaming.

larger activities to the wrong signals compared with those

Both shifting attention to the wrong feedback and enhanced

to the correct signals were found at 460~640 ms after thevisual working memory to the sorting shifting condition ofpresentation of the feedback signals in the dorsolateral prental

the card presentation occur in the same areas at different

cortex and the middle frontal cortex.

time points. (Wang et al: Brain Research Cognitive Brain

Comparison of the

MEG recordings to the card presentations processed by the

Our

Research, 12: 19-31, 2001)

wrong and by the correct feedbacks revealed that different

語音に対する誘発脳磁場反応：聞き分けトレーニング効果の検討
小山幸子，軍司敦子，山田玲子（(株)ATR 人間情報科学研究所），矢部博興（弘前大学医学部），
久保理恵子（(株)ATR 人間情報科学研究所），大岩昌子（名古屋外国語大学外国語学部)，柿木隆介

語音の構成は言語によって異なるために外国語学習時の前後に脳磁場を測定した。1 セッション約 30 分のトレには，母語に存在しない音素の認識，聞き分けが学習者

ーニングを 45 セッション，23‑50 日かけて行った。３名にとって大きな課題となる。山田らの検討により，成人の話者に対する聞き分け率をトレーニングの前後に測定でも，トレーニングによって米語の /l//r/ など日本語にしたところ，３名の話者全員に対して聞き分け率が 15%含まれない音素の聞き分けを学習できることが確認され以上向上した９名の被験者のうち８名では左大脳半球かている。我々は /l/ と /r/ の聞き分けの学習に関与するら記録された脳磁場に以下の変化が認められた。４名の神経基盤を探るために，学習の前後に誘発脳磁場成分ミ

被験者では，トレーニング前には出現しなかったＭＭＦ

スマッチフィールド（ＭＭＦ）を記録した。ＭＭＦは１成分が出現した。４名の被験者では，トレーニング後に秒前後の短い間隔で繰り返し提示される同一の音（標準ＭＭＦ潜時が短縮した。これらの MMF の発生源は聴覚野

刺激）の中に，それとは異なる音響的特性を持つ逸脱刺に推定された。聞き分け率の向上が話者によってばらつ

激がまれに挿入された場合に，逸脱刺激に対して特異的きがみられた被験者にはこのような変化が認められなかに出現する誘発脳磁場成分である。逸脱刺激と標準刺激った。本検討から語音の獲得には左大脳半球が関与しての間の心理的な距離が大きくなるのに従って，ＭＭＦのいることが示唆された。

振幅は増大し，その潜時は短縮する。我々は右手利きのKoyama et al., (2000) Neuroreport 11: 3765-3769

日本語話者 16 名にトレーニングを行い，トレーニング

Koyama et al., (2000) Brain Research Cognitive Brain

55

生理学研究所年報

Research 10: 119-124.

12: 39-48

Yabe et al. (2000a) Brain Research Cognitive Brain Research

Yabe et al. (2000b) Brain Research 897: 222-227

56

第 22 巻 (Dec, 2001)

脳機能計測センター
形態情報解析室
【概要】
形態情報解析室は，形態に関連する超高圧電子顕微鏡

援助するとともに，これらの課題を支える各種装置の維室（別棟）と組織培養標本室（本棟 2F）から構成される。

持管理及び開発，医学生物学用超高圧電子顕微鏡に関連

はじめに超高圧電子顕微鏡室に関連する事項を，記述する各種基礎データの集積および電子顕微鏡画像処理解する。医学生物学用超高圧電子顕微鏡（H-1250M 型）が析法の開発に取り組んでいる。本年度の超高圧電顕の利

昭和 57 年 3 月に導入されて，同年 11 月よりこれを用い用状況の内訳は，共同利用実験等 169 日，修理調整等ての共同利用実験が開始された。平成 12 年度は共同利

67 日である（技術課脳機能計測センター形態情報解析室

用実験計画が 19 年目に入っている。本研究所の超高圧

報告参照）。電顕フィルム使用枚数は 7,028 枚，フィラ電顕の特徴を生かした応用研究の公募に対して全国からメン点灯時間は 477.1 時間であった。
装置は，
平均 93 ％

応募があり，
平成 12 年度は最終的に 12 課題が採択され，の稼働率で利用されており，試料位置で 10−６Pa 台の高実施された。これらは，厚い生物試料の立体観察と三次い真空度のもとに，各部の劣化に伴う修理改造を伴いな

元解析，薄い試料の高分解能観察等である。米国およびがらも，高い解像度を保って安定に運転されている。

韓国からの研究者による実験も行われている。共同利用

組織培養標本室は通常用およびＰ２用の培養細胞専用実験の成果は，超高圧電子顕微鏡共同利用実験報告の章の培養機器と，各種の光学顕微鏡標本の作製および観察に詳述されている。

用機器の整備に勤めている。平成 12 年度の利用者は所

超高圧電子顕微鏡室では，上記の共同利用実験計画を

内１１部門３３名，所外１名であった。

超高圧電子顕微鏡用広視野高解像度対物レンズの結像特性
有井達夫

医学生物学用としての超高圧電子顕微鏡（H-1250M）

このとき，対物レンズの前磁場の前で，ほとんど平行は，出来るだけ低倍（×1,000）において，広い視野を，に照射される条件で過不足焦点の量（Δｚ）に応じた倍高解像度に撮影できることが必要である。導入当初は，率（Ｍ）変化量を測定すると，高分解能用を兼用した対物レンズとして導入されており，

ΔＭ ＝ 2.2×10-4（µ m-1）Ｍ・Δｚ

1,000 倍において使用できる対物絞りに限界があり，またであり，像回転の変化量（Δθ）は，観察視野がフィルムの大きさに比較して制限されていた。

Δθ ＝ 2.0×10-4（rad・µ m-1）Δｚ

そこでより広い視野を高コントラストで撮影することがである。倍率変化量は約 1/2 となり，像回転は，約 10%出来るように低倍対策用対物レンズポールピース（fobj =減と，改善された。

5.0 mm, CC = 3.9 mm, CS = 5.5 mm）を試作し，1994 年６

また，サイドエントリーホールダーによる試料傾斜駆月に設置した。これに合わせて結像系内の光軸上の固定動範囲を，±45 度から，±60 度まで傾斜できるように改絞りの径を変更している。これらの結果，1,000 倍の倍率

造することができた。これらの結果，厚い生物試料の電において，導入時には，対物絞り直径 50μm を用いても子線トモグラフィーにも，有利な仕様となっている。し試料観察視野直径〜65μm であったが，変更後は，視野かし改造に伴い，現在，傾斜軸は，フィルムの長辺に対直径〜78μm 内の領域を，対物絞り直径 10μm を用いてして約 10 度傾斜している。

も，観察可能と改善された。

57

生理学研究所年報

ラット小脳の生後発達におけるエンドセリン受容体の発現と局在
古家園子，尾崎堀毅

清次（大阪バイオサイエンス研究所)

強力な血管作働性物質として発見されたエンドセリン

質膜へ局在した。生後３週以降では，バーグマングリア

は発生の過程において，種々の細胞の増殖や分化を促進のゴルジ装置にのみ局在した。顆粒層のアストロサイト

することが知られている。エンドセリン受容体には ETA

においては，生後３週間以内に ETB は認められなくなっと ETB が知られており，小脳には ETB が局在している

た。ETA は正常ラットにおいては，生後 9 – 14 日にバーことが in situ hybridization 法にて明らかにされている。

グマングリアや顆粒層のアストロサイトに発現し，３週

そこで，正常ラットおよび ETB 突然変異ラットについて

齢までに消失した。ETB 突然変異ラット（sl/sl）におい

小脳の生後発達過程におけるエンドセリン受容体の発現ては，生後 7 – 14 日に ETA が発現した。ETA は細胞質と局在を，抗 ETB 抗体，抗 ETA 抗体を用いた電顕免疫

全体に一様に存在したが，正常ラット，sl/sl ラットとも

組織化学法にて観察した。

に，生後３週までに消失した。sl/sl ラットでは，正常ラ

ETB は正常ラットでは生後５日から，バーグマングリ

ットより２日はやく ETA が発現したことから，ETA がアおよび顆粒層のアストロサイトに発現した。細胞質全ETB の機能を代償している可能性も考えられる。エンド

体および形質膜に免疫反応が認められたが，特にゴルジ

セリンおよびエンドセリン受容体の役割については，今装置に強い反応性が認められた。生後１４日では，ETB後の解明が待たれる。

はバーグマングリアのゴルジ装置，および細胞突起の形

生体情報処理室【概要】
脳における情報処理には，ネットワークを構成してい受容体の変化−細胞内の分子の動き−生化学的変化−興る個々のニューロンの発火パターンが意味を持つデジタ

奮性の変化−神経機能の変化−脳機能・脳機能障害の発ル的過程と，非線形素子としてのニューロンの興奮性変現，という一連の過程をニューロン・ネットワーク上で化が意味をもつアナログ的過程がある。後者には種々の総合的に捉え，脳における情報処理の基本的な仕組みを

細胞内情報伝達系の活性化が密接に関与しており，それ理解することを目指している。現在は，中枢ニューロン

らの活性の量的な違いやバランスの変化は，ニューロンの興奮性調節機構に関して，以下の３テーマを中心に研回路で行われているデジタル的処理にも大きな影響を及究を行っている。

ぼしている。それゆえ，特定のニューロン・ネットワー

なお当室では，吉村・村田両技官が中心となり，所内

クへの入力は同様であっても，ある場合は学習・記憶の共用施設として，SGIOrigin2000 を核とする生体情報解生成・保持などが起こり，他の場合は成熟・老化，疾患

析システム，および，各種所内ネットワークサービスのや細胞死が起こるなど，多彩な結果が生じていると予想運用を行っている。これらについての詳細は技術課の項

される。
当室では，
外界からの刺激または侵襲に対する，を参照されたい。

58

第 22 巻 (Dec, 2001)

樹状突起活動電位の伝播調節メカニズムの解析
坪川宏

樹状突起は，種々のシナプス入力を統合してニューロ調節機構の詳細を明らかにするため，イオン・イメージンの出力を決定するための AD コンバーターとして，情ングをはじめとした光学的手法と，パッチクランプ法等

報処理上の重要な役割を担っている。シナプス統合のメの電気生理学的手法を併用し，海馬スライス標本上の錐カニズムは脳内のニューロンにより異なるが，大脳皮質

体細胞を用いて，
樹状突起活動電位の解析を行っている。

や海馬の錐体細胞では，細胞体側より逆行性に伝播してこれまで，この活動電位とそれに伴う細胞内 Ca2+の増加

くる樹状突起活動電位の寄与が大きいことが近年明らかが G タンパクを介する細胞内情報伝達系の活性化によりになってきている。
樹状突起における活動電位の特性は，調節されることを報告してきた。今年は，細胞内 Ca2+の樹状突起に存在する種々の電位依存性イオンチャネルや増加による CaMKII の活性化が樹状突起活動電位の伝播

トランスポーターの活性により精密に調節され，さらにを長時間促進しうること，またこの効果は 3 量体 G タン

これらの機能分子は細胞内のシグナル伝達系により直パク Gq のαサブユニット欠損マウスでも見られること

接・間接にコントロールされていると考えられる。このを報告した（Tsubokawa H et al., J Neurosci, 20 : 4878-84.）。

細胞内シグナル伝達系の活性とニューロン活動との時間的・空間的関係の解析
坪川宏，高木佐知子

細胞内シグナル伝達系の活性変化は，シナプス伝達のい，3 量体 G タンパク質 Gq 及び G11 のカスケードにつな

長期増強や長期抑圧といった可塑的変化に重要な役割をがるタンパク質リン酸化酵素，PKC の活性変化を可視化

果たし，また一方では細胞死を導く要因にもなりうるこ

し，ニューロン活動やそれに伴う細胞内 Ca2+濃度変化ととが知られている。ニューロン機能におけるシグナル伝

PKC の活性変化との時間・空間的関係を明らかにするこ達の役割をより明確にして行くために，タンパク質リンとを目指している。今年は，PKC の薬理学的活性化に伴酸化酵素をはじめとした酵素群の動態と種々のニューロ

う細胞内移動を，PKC 結合性蛍光色素を単一ニューロン

ン活動との時間的・空間的関係を詳細に解析することは内へ注入して検出することを試みた（Tsubokawa H, Jpn. J.

必要不可欠と考えられる。本研究は，中枢ニューロンのPhysiol. 50: S118, Tsubokawa H, Takagi S, Soc. Neurosci.

一つのモデルとして海馬スライス標本上の錐体細胞を用

Abs. 26: 876）。

中枢ニューロンの容積調節と興奮性調節の機能的カップリングの解析
高木佐知子，坪川宏

脳細胞では，てんかん発作，虚血侵襲の急性期などにーロン活動の変化と容積変化との関係を解析し，興奮性

swelling，
bleb などと呼ばれる細胞膨張が見られる。
また，調節と容積調節の両メカニズムに関与する分子の機能連

海馬 CA1 野における遅発性細胞死やアポートシスの過程

関を明らかにすると共に，それらの破綻と病態との関連

では持続的な容積減少（shrink）が観察される。しかしを明らかにすることを目指している。

ながら，これらの容積変化が神経障害の過程でどのよう

海馬など細胞が高密度に存在する脳内部位では，細胞な意味を持つのか不明である。本研究では，種々のニュが容積変化を起こすと，一定体積あたりの細胞と細胞間59

生理学研究所年報

隙の占有パターンが変わり，それに応じて近赤外光の透録を行うと共に，内因性光学シグナルのイメージングを過率が変化することが知られている。この性質を利用し行ない，様々なストレス負荷で起こる興奮性変化と容積て，海馬スライス標本のニューロンから電気生理学的記

異常の時間的・空間的特性を解析している。

機能情報解析室
【概要】
二つの分野で研究が行われた。

工学・諸分光法・X 線散乱法・電子顕微鏡法・その他の

1) 分子レベルでの生理・病理機能発現の基礎となる蛋

物理測定法が総合的に適用されている。

白質構造物性の研究が今野により進められた。研究内容

2) 脳の高次機能を司る神経機構の研究が逵本により進は，a) 溶液環境の変化に応答する蛋白質分子構造変化のめられた。随意運動や思考に関連する脳活動を，サルと解析，b) 細胞内蛋白質分解系に関与する蛋白質群の構ヒトを検査対象にして，大脳皮質電位の直接記録・PET

造・物性解析，c) アミロイド凝集体の形成機序の解析，（陽電子断層撮影法）
・脳磁図・脳波等を併用して解析し等である。これらの研究のために，遺伝子工学・蛋白質ている。

静電的相互作用で駆動されるアミロイド誘起性蛋白質凝集機構
今野卓

アミロイド凝集体と他の蛋白質分子との相互作用は，とが観察された。さらに，変異体ペプチドを使った実験

アミロイド関連病理機構の解明に不可欠である。その相などから，その現象を引き起こす相互作用が，静電的力互作用の物理化学的性状の一般的解明に寄与するため，で駆動されていることも示された。総括として，アミロ

細胞毒性をもつアルツハイマー病関連ペプチドがつくる

イドと蛋白質間の相互作用とそれに続く蛋白質構造の崩

アミロイドと多種類の可溶性蛋白質との間の相互作用を壊についての一般的スキームを提案した。
（Biochemistry検討した。その結果，このアミロイドは，広範囲の蛋白(2001) 40, 2148-2154 に発表）

質種に対して破壊的に働き，凝集・沈殿を引き起こすこ

意欲に関係する脳活動の研究
逵本徹「意欲」の神経機序は不明な点が多い。報酬を得るため

野・海馬・前帯状野の脳血流量が，想定される意欲の変に運動課題を遂行するサルの意欲は，客観的には測定不化と一致した変動を示すことが陽電子断層撮影法（PET）

可能であるが，様々な要因で変動することが推察される。

を用いた実験で明らかになった。大脳辺縁系と前頭前野

例えば課題を継続して行うと，報酬を獲得していくのにの「意欲」への関与を示唆する知見と考えられる。この伴って，課題遂行への意欲は減退していくと考えられる。

脳活動の詳細を調べるため，大脳皮質電位記録法と PET

また，報酬がより望ましいものに変更されれば，意欲はによる解析を進めている。

増加するであろう。認知運動課題遂行中のサルの前頭前60

第 22 巻 (Dec, 2001)

総合バイオサイエンスセンター【概要】
生体内において細胞は，細胞自身の置かれている環境

これら放出された分子は，放出した細胞あるいは周囲のに対して応答反応を起こしながら環境に適応している。

細胞に対して，細胞外から作用を及ぼすことになる。細細胞は，平常と異なる浸透圧条件下に置かれた時，膨張

胞膨張時に活性化されるイオンチャネルの研究に比して，や収縮を起こした後に次第に元の体積へと回復していく。

他の分子の放出機構については，未だ研究が進んでいな

この現象も細胞における環境適応現象の１つといえる。

い。また，細胞膨張は，細胞外の低浸透圧条件下のみな低浸透圧条件下において，細胞が一旦膨張した後に元のらず，例えば低酸素条件や細胞障害時にも起こることが体積へと回復していく細胞体積調節メカニズムについて知られていて，その様な条件下でも種々の細胞内分子はは，細胞膨張時に活性化されるイオンチャネルの研究を細胞から放出され，周囲の細胞に影響を及ぼす。本部門

中心として明らかにされてきた。また，細胞膨張時にはでは，細胞膨張時に放出されるアミノ酸の中でも特にグ+-イオンチャネル開口による K や Cl のイオン流が発生す

ルタミン酸に着目してグルタミン酸の放出経路の同定をるばかりでなく，種々のアミノ酸を始めとして，様々な目指している。

細胞内分子が細胞外へ放出されることが知られている。

細胞膨張性グルタミン酸放出機構
挾間章博

細胞に低浸透圧刺激を加えると速やかに膨張するが，細胞株 C6 に低浸透圧刺激を与えると，細胞外液のグル

その際に種々のアミノ酸の放出が起こることは既に知ら

タミン酸は刺激前の数μM から，10μM 以上にまで増大れているが，それらの分子の膜透過経路については不明

することが観察された。このグルタミン酸放出は Cl-チャである。現在，低浸透圧性膨張に伴うグルタミン酸放出

ネルの阻害剤を加えても抑制されず，低浸透圧性 ATP 放経路の同定を目指している。まず，グルタミン酸脱水素

出を抑制することが知られている Gd3+を加えても抑制さ酵素と NAD に対する発色基質を用いて，グルタミン酸

れなかった。これらの結果から，C6 より放出されるグルをプレートリーダを用いて容易かつ迅速に測定できるシタミン酸は，Cl-チャネルでもなく ATP 透過路とも別の透ステムを確立した。このシステムを用いて，グリオーマ

過経路より細胞外に放出されることが示唆された。

61

生理学研究所年報

動物実験センター
尾崎

毅

【概要】
生理学研究所動物実験施設は平成１２年４月より，統からのイヌ，ネコの払い下げ廃止にみられるように，生合バイオサイエンスセンターの設置に伴って岡崎国立共命科学の現場で必要とする実験動物を巡る攻防はいよい

同研究機構動物実験センターとして再出発した。統合バ

よ切実なものとなっており，動物センターでは，全国的

イオサイエンスセンターにおける研究領域は，生命現象な連絡網と連携して情報の収集につとめると共に，的確の基本に関わる基礎的研究分野が予定されており，そのな対応を行うよう関係者に働きかけを行っている。

中には環境因子とその生体応答などの課題も含まれてい生理学，基礎生物学両研究所の研究人口の増大と，活る。動物実験センター棟はこれらの研究のための実験環

発な研究活動を反映して動物センターの利用はますます境を用意する支援施設として建設されるもので，建物は拡大し，マウス，ラットの飼育室は慢性的な過剰飼育状

第２期工事を予定していたが，平成１３年度補正予算に態が続いている。このためセンター業務の様々な部分で盛り込まれこととなり，当初の予定を繰り上げて建設す

ひずみが生じており，山手地区の動物センター棟の稼働ることが決まった。建物の建設に当たっては，動物センするのをひたすら待っているのが現状である。こうした

ターの全ユーザーを対象としたアンケート調査に基づい中，偶然見つかったマウスの蟯虫卵から，調査の結果，て，現状の把握と将来予測を行い，山手地区動物センタ

大多数のマウス飼育室での大規模な蟯虫の汚染のあるこー棟建設のための基礎資料とした。また，山手地区周辺とが判明した。これは，頻繁に行われている動物施設間

住民の理解と協力を得るための資料づくりを行う一方，における系統動物の授受の際に，見逃されて入ってきた

住民説明会に出向いて大方の理解を得ることにつとめ，ものが，洗浄室の作業を介して拡大したものではないか

無事着工にこぎ着けることができた。建物は延べ床面積と推測される。マウス蟯虫に対しては，これまでさした

2,650 ㎡，地上４階鉄筋コンクリート造りで，１階に検る実害がみられないことから軽視されてきたことも一因

疫動物，無脊椎動物，水生動物などを収容し，２階に管としてあげられ，実態は不明であるものの全国的な規模

理事務室と検疫室，３，４階にラット，マウス飼育室，で相当の施設に汚染があるものと推測される。汚染の除飼育準備室などで構成することとした。また，遺伝子改去の方法については現在検討中である。

変動物が多い現状と微生物学的見地から３，４階をＳＰ

近年，動物施設間における系統動物の授受が増えたこ

Ｆエリアとすることとし，搬入動物はクリーンアップをとによって，搬入動物による微生物汚染の危険は以前に前提とした。建築計画が繰り上がったことに伴い，機器も増して高まっている。また，遺伝子改変マウスの利用の整備計画も急遽繰り上げて実施することとなり，設備が実験件数の２０パーセントを超え，維持系統の数も減機器の仕様の策定から機種の選定，予算要求文書の作成

少する気配はない。これらの問題に対処するには，受精など膨大な作業の中で着々と準備は進んでいる。

卵の移植技術を用いた微生物学的浄化と凍結保存が唯一

なお，動物実験センターが機構共通施設に組織替えにの方法といえる。動物センターでは，かねてよりこのよなったことに伴って，センターの運営方法も，これまでうな事態がくることを予想して胚操作技術の導入に取りの動物室委員会を改組して動物実験センター運営委員会

組み，
ユーザーの協力を得て積極的に受精卵の凍結保存，と動物センター利用委員会に分けることになり，それぞ

体外受精，移植などを行ってきた。また，外注委託によれの役割が明快に区分された。

る系統動物の維持も試み，飼育室の清浄度の維持には効

生命科学を研究する場において動物実験センターの果果がみられたものの，飼育スペース不足の緩和に対してたす役割は多岐にわたるが，近年実験動物の福祉に関連は期待したほどの効果がみられていない。このことは飼した動きが内外から様々な形で現れるようになっている。

育中の動物の多くが実験に使用されつつあるもので，予

平成１１年度には「行政機関の保有する情報の公開に関備もしくは実験終了後の動物がほとんど存在しないことする法律」が制定され，動物愛護団体による動物実験攻を意味している。
このため平成１２年度の実験委員会は，撃の動きが一段と活発になることが予想される。自治体

動物申請のあった動物センターで収容しきれないマウス62

第 22 巻 (Dec, 2001)の飼育室１室と，行動観察のためのマウス飼育実験室２

ニーの一刻も早い構築が望まれる。現在流通しているニ室を新たに動物実験区域として認可した。科学的かつ倫

ホンザルは動物園や野猿公園など人為的な飼育環境下で理的な動物実験を行うためには設備機器と共に組織体制繁殖されたものが大部分で，健康状態のチェックも以前の整備が必要であり，動物実験区域の指定は動物センタに比べて改善されてきてはいるが，栄養状態や個体のばー以外の場所における動物の飼育を条件付きで認めるた

らつきは相変わらず大きいのが実状である。なお，動物めの方策として，これを制度化したものである。動物実

実験センターでは，平成１１年度より行っているサルの験の専用区域として用意された区域に比してこれらの区

健康管理のための血液検査サービスを１２年度も継続し域は設備の面でも組織の面でも万全とは言い難く過渡的ておこなっているが，よりよい獣医学的ケアーのためにな措置として位置づけるほかはない。今後に残された課は臨床獣医師の配置もしくは嘱託契約などを考慮するこ題である。

とが望まれる。

実験用のニホンザルの供給については未だ不安定な状

設立以来２０年を経て，設備機器の老朽化によるトラ態のままであるが，追い打ちをかけるように平成１２年

ブルも深刻である。平成１２年度においては，ボイラー

１２月にはマスコミを通じて，有害駆除されたニホンザのトラブルにより空調機の加湿停止と，飼育資材滅菌用

ルの違法取引の問題が取り上げられ，動物実験に対してのオートクレーブ１台が１ヶ月間使用不能になり，関係

厳しい目がむけられることとなった。有害駆除されたニ

者をやきもきさせたほか，水生動物室ではＦＲＰ製貯水ホンザルを取り扱う際に所定の法的手続きが必要なこと

槽の塗装が溶出したり，加熱冷却ユニットの損耗が続発はもちろんであるが，解決の方向性を示さず動物愛護団

した。いずれも機器の耐用年数を過ぎたことが主な原因

体の主張をそのまま取り上げるマスコミの安易な姿勢もであり，計画的な機器の更新が望ましい。今後は現在進問題である。それにも増して，再現性の高い動物実験を行中の山手地区動物センター棟の竣工に照準を追わせて，行うためには，形質のそろった健康な実験動物が安定的設備においても組織においても，名実共に新しい動物実に供給される必要があり，研究用ニホンザルの繁殖コロ

験センターをめざして再編強化をすすめていきたい。

63

生理学研究所年報

技術課
大庭明生

1. 概要
４月に伊藤嘉邦，永田治，山口登各主任の係長への昇創出，(6)課の組織改革の推進の６項目を報告し，今後の任，小木曽昇，戸川森雄各係員の主任への昇任，神谷絵

課題として，(1)課員の自己研修能力を一層の強化する，

美係員の脳形態解析部門への配置替えを行った。６月に(2)課活動を研究推進のための積極的な貢献に発展せる，

神経情報部門水谷裕美係員の退職があった。

(3)研究の国際競争下に対応せる課のあり方に変革する，

本年度から新たな技術テーマのもと９技術部会（将来の３点をあげた。

検討部会，バイオ技術部会，可視化技術部会，科学英語

一方，大学・大学共同利用機関独立行政法人化問題に表現部会，エレクトロニクス工作部会，実験安全部会，

対して自然科学系・大学共同利用機関による『大学共同WWW 技術部会，機械工作部会，実験サル部会）の設置

利用機関における技官の独法化に関する検討会』を設置し，を決め，その活動に入った。また生理学概論，植物学研

議論を重ね，①技官組織の確立，②教官と技官の相補的，究，非侵襲研究領域をテーマに，第３回技術課セミナー

協調的な職務遂行の確立，③技官に相応しい給与体系のを開催した。さらに課員の研究活動への貢献を一層進め

整備と技術評価の確立，④研修制度の整備と適切な人事交るために下記の事業も立ち上げた。(1)生理科学実験技術

流制度の導入を提言としてまとめた。

トレーニングコースの担当と技術指導 (2)科学研究費補助は第２３回を開催し，今回は基礎生物学研究所技術課主金（奨励研究（Ｂ））申請の推進 (3)課題報告型技術シンポジ

催の第１２回生物学技術研究会と合同開催し，研究所のウムの開催 (4)機械工作基礎講座の開講 (5)放送大学利用枠を外し，技術系職員の技術本位の交流の場としての拡による職員研修の開催充した。また機構長招聘三技術課合同セミナーの第２回

課は研究支援活動の過去５年間の報告を点検評価委員

生理学技術研究会

を『ナノ・マイクロテクノロジー』をテーマに開催した。

会から求められ，(1)技官の配置と研究支援推進員の活用，

これらの活動は『生理学技術研究会報告』『生理学研(2)生理科学実験技術トレーニングコースにおける技術指究所技術課報告』『三技術課合同セミナー報告書』としてま導，(3)国内外の学会等への積極的な参加の奨励，(4)技術とめた。

部会による研修，(5)研究施設系におけるあらたな職務の第２４回生理学技術研究会・第１２回生物学技術研究会合同開催

64

第 22 巻 (Dec, 2001)

2. 施設の運営状況①統合生理研究施設(1) 生体磁気計測装置室
永田
【概

治，竹島

康行

要】

生体磁気計測装置（MEG）の利用率は表１に示すように
ほぼ 100%の稼働率であり今後も高い需要が見込まれる。
装置の維持管理としては導入後 10 年を経過することもあり，機械系および電気装置各部に経年変化による損傷および劣化が見られるため徐々に修理頻度が上昇している。
センサにおいては SQUID 素子のノイズレベル増加は見られないので問題ないと思われるが，構造上デュワーの真空度はほぼ３年周期で低下するため，本年度においては下部センサの真空引を実施している。また，シールド

ルームは材質劣化の影響が最も懸念されるため，電波・磁場の漏洩性能試験を実施した。結果を図１・２に示す。
ドア部分に部材の経年変化による歪みが確認されたが，ほぼ竣工時の性能を維持しており良好な結果を得た。ただし，パーマロイ合金の着磁と応力劣化が多少見られる
ため全体のレベルが上昇しているので，消磁作業を行った方がよいが，センサを撤去しなければならないためしばらくは現状で運用する。

表１．

65

生理学研究所年報

図1

図2

残留静磁界計測結果②脳機能計測センター(1) 形態情報解析室
山口

登

【概要】
今年度における超高圧電子顕微鏡共同利用実験は，合用日数と使用可能日数より求めている。本年度の主な超計１２課題が採択され，全ての課題が実施された。これ

高圧電子顕微鏡の改良・修理としては，レンズ用電源のらの共同実験の成果は，超高圧電子顕微鏡共同利用実験

修理，モード切り替え用基板の交換，サイドエントリー

報告の章に詳述されている。超高圧電子顕微鏡の年間のホルダーの修理が行われた。

利用状況を表にまとめたので下記に示す。稼動率は，利66

第 22 巻 (Dec, 2001)

２０００年度

超高圧電顕月別稼動率

総日数

休 日

調整日

使用可能
日
数

2000 年 4 月

30

10

4

16

9

4

13

81%

5月

31

11

11

9

8

1

9

100%

6月

30

8

4

18

10

3

13

72%

7月

31

11

11

9

10

5

15

8月

31

8

5

18

12

6

9月

30

10

4

16

9

10 月

31

10

4

17

7

年

月

所内利用

所外利用

計

稼働率

備

考

修理

８日

167%

修理

８日

18

100%

修理

１日

1

10

63%

3

10

59%

11 月

30

10

4

16

8

2

10

63%

12 月

31

11

10

10

11

3

14

140%

修理

７日

2001 年 1 月

31

12

3

16

6

8

14

88%

修理

２日

2月

28

9

2

17

3

16

19

112%

3月

31

10

2

19

9

15

24

126%

120

64

181

102

67

169

93%

365

計
フィラメント点灯時間
使用フィルム枚数

４７７.１時間
７,０２８枚(2) 機能情報解析室
佐藤茂基
【概要】
長年利用されてきた，生体画像解析装置が 12 年度を最ら異常音が発生し，13 日に循環冷却器の故障が判明した

後に運用を停止し，新しい MR 装置（fMRI）の導入が決ため，装置利用を停止した。修理に相当な費用と時間がまった為，生体画像解析装置は毎年１月に行っている定掛かる見込みから修理を断念し，20 日に安全性を考慮し期点検を今回行わなず，新規装置導入まで装置を稼働さ装置の運用を終了させた。

せる予定であった。しかし，平成 13 年 2 月 9 日に装置か

平成 12 年度の MR 装置利用実績を別表に記す。

【各機器利用率】
平成 12 年度生体画像解析装置月別稼働率
年月

総日数

保守

使用可能

所内利用

所外利用

計

利用率

2000 年 4 月

30

0

30

5

0

5

17%

5月

31

1

30

2

0

2

7%

6月

30

0

30

3

0

3

10%

7月

31

3

28

2

0

2

7%

8月

31

0

31

3

1

4

13%

備考

9月

30

1

29

1

1

2

7%

停電

10 月

31

2

29

6

1

7

24%

停電

11 月

30

0

30

2

0

2

7%

12 月

31

1

30

3

0

3

10%

2001 年 1 月

31

2

29

6

1

7

24%

2月

20

7

13

1

0

1

8%

3月

0

0

0

0

0

0

326

17

309

34

4

38

計

窒素補充

冷却機故障
運用終了

12%

*保守以外の祝祭日は，使用可能日に含めた。

67

生理学研究所年報

平成 12 年度リアルタイム装置月別稼働率
年月

総日数

保守

使用可能

所内利用

所外利用

計

利用率

2000 年 4 月

30

1

29

0

5

5

17%

5月

31

1

30

0

0

0

0%

6月

30

1

29

0

1

1

3%

7月

31

1

30

0

5

5

17%

8月

31

1

30

0

5

5

17%

9月

30

2

28

0

5

5

18%

停電

10 月

31

3

28

0

5

5

18%

停電

11 月

30

1

29

0

6

6

21%

12 月

31

2

29

0

11

11

38%

2001 年 1 月

31

4

27

0

0

0

0%

2月

28

1

27

1

0

1

4%

3月

31

1

30

0

3

3

10%

365

19

346

1

46

47

14%

計

備考

保守

*保守以外の祝祭日は，使用可能日に含めた。

(3) 生体情報処理室
吉村伸明，村田安永

生理学研究所における中央コンピュータの利用形態は，

約 2 年が経過した。利用登録者は 62 名で，各部門施設よ生体情報解析システム（高機能ワークステーション＋ア

り研究推進のための積極的な利用がある。高画質フルカ

プリケーション，高画質フルカラープリンタ等），情報サ

ラープリンタは 2,661 枚の利用があった。

ービス（e-mail，net-news，WWW 等），ファイルサービ

ネットワーク利用状況は，
メール登録者が 337 名。
WWWス（ftp 等）
，プログラム開発及びメディア変換などに分登録者が 30 名。LAN の端末数が 800 台。所外からのメ類することができる。また，これらの利用形態を円滑にール受信数は 6,982／週。所外へのメール発信数は 4,127

運用していくためには，所内 LAN の管理，整備も重要で／週。WWW は一年間に 66,093 の端末からアクセスがあある。このような現状をふまえたうえで，中央コンピュ

り，総アクセス数は 168 万回。所内向けのダイヤルアッータの整備を進めている。

プサービスは 222 回／週，38 時間／週の利用があった。

生体情報解析システムは，平成 11 年 2 月に導入を行い③動物実験センター
佐治俊幸，小木曽昇，広江

猛【概要】【陸生動物室】平成 12 年度の飼育室利用部門数は，28

系統が少ないため，
胚操作技術を利用したクリーン化（病

研究部門（生理研 18 部門，基生研 10 部門）であった。

原微生物除去，11 件）および受精卵凍結事業（15 件）

例年どおり脳研究の材料としたマウスやラット，ネコのを行った。また，ラットを用いた Tg の作製および受精飼育数が増加傾向を示した。一方サル，および抗体作製

卵凍結を試みている。技術指導では，マウスにおける胚を目的としたウサギの飼育数が減少傾向を示した。所外

操作関連技術（胚の採取，体外受精等）や系統維持方法

から導入されるマウス（遺伝子改変動物中心）は件数がが増えつつある。

増えた反面，微生物モニタリング基準に適合するマウス

68

第 22 巻 (Dec, 2001)【水生動物室】【Ｅ地区動物実験センター】

平成 12 年度の水生動物室利用状況は，生理研・基生

Ｅ地区へ動物実験センターを建設することが決定され，基本設計を行った。

研両研究所あわせて６部門・施設，４０件の利用があっ概要としては，た。

５Ｆ：設備機械室

加熱冷却ユニットの動作不良が８件あったが，代替フロンを用いる小型コンプレッサーの入手の目処が立ち，

４Ｆ：ＳＰＦ飼育室(８)，ＳＰＦ実験室，胚操作室

順次修理を行っている。地下貯水槽の海水水位計の故障

３Ｆ：洗浄室関連，ＳＰＦ飼育室(５)及び揚水ポンプ動作不良のため，一時的に海水の使用が２Ｆ：管理事務室，実験室(４)，検査室，手術室，出来ない時期があった。
現在も，
この故障は続いており，

解剖室

２台設置してある揚水ポンプの内，１台のみでの片肺運１Ｆ：ＣＶ動物飼育室，水生動物室

転を続けている。

となり，平成１４年３月竣工予定である。

陸生動物 部門別・動物種別搬入数(平成 12 年度)
動物種
部門
神経化学

マウス

ＴＧ
マウス

60

996

17

1,073

25

99

124

超微小形態生理
細胞内代謝

259

生体膜
機能協関

166
123

能動輸送
神経情報

785

95

液性情報
高次神経機構

83
496

44
3,097

ハム
スター

3

ラット

ウサギ

モル
モット

ネコ

マーモ
セット

サル

8
36
228

合計

270
6

4
108

206
465

2
2

6

8

16
882

1

12

4

117

3

144
3,713

高次神経性調節

3

15

5

23

生体システム

34

19

2

55

1

1
6

4

147
645

高次液性調節感覚・運動機能

6

高次脳機能

41

18

動物実験センター

330

22

脳形態解析
大脳神経回路論

42

98

細胞機構

2

6

生殖
細胞分化

10
495

1,381

感覚情報

289

565

12

行動制御

13

4

611

種分化第一
大型スペクトログラフ室細胞器官培養

119

44

121

84
293
74
47

合

計

68

312
47

2

形態情報解析室

形質転換生物

30

2
24

16
10

10
1,889

3

866
628
14

2

6

48
216

306
48

7

95

172

3,672

6,574

223
267
3

1,807

87

195

34

14

6

12,39269

生理学研究所年報

陸生動物 月別・動物種別搬入数(平成 12 年度)
月
動物種

４

５

６

７

８

９

１０

１１

１２

１

２

３

合計

マウス

370

312

313

222

275

180

378

346

280

326

276

394

3,672

ＴＧマウス

565

619

765

459

484

403

494

597

358

524

637

669

6,574

ラット

118

131

159

163

146

112

3
155

169

135

150

167

202

3
1,807

ウサギ
モルモット

5
25

2
18

17
18

9
6

3
3

2

15

5

19

8

6

20

35

40

24

195

14

4

4

6

34

ハムスター

ネコ
サル

6
6

1

3

4

1,083

計

1,096

1,276

859

923

698

1,054

1,137

827

87

14

1,056

6
1,116

1,267

6
12,392

１

２

３

合計

マーモセット合2水生動物 月別・動物種別搬入数(平成 12 年度)
月
動物種

４

ゼノパス

５

６

７

35

８

９

１０

50

１１

１２

20

10

115
1,000

1,000

メダカ

60

ウニ
ヒトデ

238

450

キンギョ
アユ

410
500

350

1,220

150

150

20

20

海水(t)

8

8

計

760
1,030

530

タイ
ウナギ

合

35

2,148

820

200

60
1,908

20

20

20

20

12
530

40

1,240

100
16

0

20

44

10

60

5,123

④共通施設
（１）電子顕微鏡室

前橋

寛

【概要】
一昨年度から始まった電子顕微鏡講習会は，3 日コース（凍結超薄切片作製法と電子顕微鏡観察）に 13 名の参ター

伊藤喜子講師）。なお，1 日コース（電子顕微鏡の取扱い）の参加者はなかったので取り止めとなった。

加があり盛況であった。その第１日目の午前は昨年度東暗室に，設置されていた印画紙用自動現像機（フジ

京大学から移転された１００ｋＶ透過電子顕微鏡（日本

FPSB1460C）が老朽化のため同タイプの現像機（エフシ電子 JEM-1010）を使っての取扱い講習会を行い，午後かーFSP-1435B）に更新された。

ら今年度設置（2000 年 6 月）の 1２０ｋV 透過型電子顕（Ｂ）研究内容一覧表

微鏡（フィリップス Tecnai-12）の取扱い説明，試料の撮本年度，室を利用してなされた研究の総件数は 42 件で影実習を行った（フィリップスアプリケーションラボラ

あった。機構内では 30 件あり，機構外は，国内で 6 件，

トリー

小林恵美子講師）。第２，３日目は，ビデオやミ

国外ではイタリア，スペイン，ハンガリー，中国の研究

クロトーム用ビデオカメラを用いた凍結超薄切片作製講者による利用が 6 件あった。下記の表はその研究部門・

義および実習が行われた（日製産業（株）科学機器セン施設，大学，研究所と研究内容の一覧表である。

70

第 22 巻 (Dec, 2001)

利用内容一覧表（１）
三研究所
研究所

部門・施設

研究内容

機能協関

・浸透圧調節に伴う培養細胞容積変化の微細構造的解析
・分泌刺激に応じた上皮細胞膜の形態変化の観察
・発生過程における標的細胞依存の運動神経細胞の形態学研究

超微小形態生理・DNA 観察（高分解能観察の予備実験）
・複素電子顕微鏡の位相板の観察
・灌流唾液腺における傍細胞輸送調節機構

生体膜・ケイジドカルシウム試薬を用いた開口放出に伴う微細形態変化の研究

液性情報・チャネル蛋白質の細胞内局在の観察
・カルシウム測定

神経情報・組織切片を用いての軸索上の K+channel clustering の変化の観察
・システインプロティアーゼの阻害とアストロサイトの分化誘導についての研究

高次神経機構・セロトニン 2A 受容体欠損マウスの作成と機能解析

脳形態解析

・受容体・チャネルの免疫電顕・膜上機能分子の動態変化と生理的機構の解析
・小腸絨毛上皮細胞下繊維芽細胞の免疫組織学的研究

生理研

組織培養標本室

基生研

機
構
共通施設

技術課

・コメツキムシの走査像微細構造観察
・脊髄前角ニューロン細胞体の３次元解析

形態形成・線虫突然変異体を用いた細胞増殖因子の機能に関する研究
・アフリカツメガエル胚における種々の抗原タンパク質の発現とその局在の解析

生殖・キンギョ卵母細胞核マトリクス内に存在するアクチン繊維の構造解析

細胞機構

・植物細胞においてストレスにより変化する細胞内小器官の電子顕微鏡観察
・mutant（Arabidopsis）の形態的観察

種分化機構第二・ヒメツリガネゴケの形態形成遺伝子の解析・地衣類の無性生殖器，有性生殖器の観察

細胞増殖・ショウジョウバエ脳における神経細胞の微細形態の観察

感覚情報処理
遺伝子発現統御第一
細胞内エネルギ−変換機構

・ノックアウトマウスを用いた PTPS の機能の解析
・神経細胞の axon の trace
・イネに斑入り模様を引き起こす突然変異体の解析
・酵母の自食作用過程における分子動態の形態学的研究

統合バイオサイエンスセンター・シロイヌナズナのシュート頂分裂組織および葉の形態の観察

利用内容一覧表（２）
所外（国内）
大学・研究所

研究代表者名

研究内容

富山大学

唐原一郎

エンドウ上胚軸のカスパリー線形成の光による調節 −R・FR 領域の解析−

理化学研究所（播磨）瀧

赤血球裏打ち細胞骨格構造に含まれるアクチンセグメントの解析

鶴見大学
東京歯科大学尾口仁志
橋本貞光

ヒト歯間上皮細胞と各種生体材料との細胞生物学的検討
灌流唾液腺における傍細胞輸送調節機構

京都府立大学名古屋市立大学

瀬尾芳輝
馬場広子

神経細胞変性の形態学的検討
グリア細胞による神経伝達調節機構の解明

景子

所外（国外）
国名，大学，研究所

研究者名

研究内容

イタリア
カリアリ大学

Marcello, Peppi

唾液腺における傍細胞輸送機構

スペイン
ミゲル・エルナンデス大学

Lujan,Rafael

膜上機能分子の局在解析

ハンガリー
デブレツェン医科大学

Akos,Kulik

膜上機能分子の局在解析

ハンガリー
ハンガリー科学アカデミー

Nyiri,Gabor

膜上機能分子の局在解析

中国
香港中文大学中国
大連医科大学

Savio Chan

海馬興奮性シナプスの動態と微細形態

Wu,Yue海馬興奮性シナプスの動態と微細形態71

生理学研究所年報(2) 機器研究試作室
加藤勝己
【概要】
機器研究試作室は多種多様な医学・生物学用実験機器

イダンスの後９グループに分けて，１グループ４回で行の開発と改良，それに関わる技術指導，技術相談を室のい，一人のけが人も無く無事に講習を終了した。２００

役割としている。今，我々の周りには便利な物品があふ

１年度は，講習会参加者のアンケートを下に，簡易電気

れ，自分で工夫して作ったり，改良する機会が少なくな

泳動装置の製作を題材に準備検討を行い，実施のためのり，新しい研究には新しい研究機器を作るという『もの準備が整った。

づくり』が希薄になり，一方で，最近の研究の多様化は今年度当施設で製作した実験機器・部品としては，各室に新たな役割の模索を迫っている。そうした認識のも

種動物実験用器具，各種凍結割断機用関連部品，光学顕と，『ものづくり』能力の重要性の理解と機械工作ニー

微鏡用各種ステージ，マニュプレーター近傍部品，各種ズの新たな発掘と展開を目指すために，室では，２００

分光用キュベット，各種プリズム及びフィルターホルダ

０年度から，医学・生物学の実験研究に使用される実験

ーなどの各種部品などがある。
なお，機器研究試作室の平成１２年度の利用状況は，装置や器具を題材にして，機械工作の基礎的知識を実習

以下の通りである。

主体で行う機械工作基礎講座を開講した。
参加希望者は，
生理研８部門２１名，基生研１１部門２７名と多く，ガ

機器研究試作室利用機器表（件数）
月

フライス盤 ボール盤

コンタ−
マシン

旋盤

グライン
ダー

横切盤

切断機

NC
フライス盤

その他

4

35

34

22

11

17

4

6

1

74

204

5

20

21

15

9

13

0

6

0

61

145

6

30

30

29

21

31

9

5

4

76

235

7

25

25

20

15

16

4

5

1

48

159

8

17

12

19

18

7

4

3

0

32

112

9

28

22

21

15

9

6

7

2

54

164

10

23

22

23

25

16

16

1

0

59

185

11

7

14

7

1

3

1

4

3

21

61

12

6

10

5

5

5

3

2

2

32

70

1

13

13

6

9

6

1

1

2

34

85

2

5

4

2

3

9

2

1

2

16

44

3

10

7

7

16

11

3

3

2

30

89

合計

219

214

176

148

143

53

44

19

537

1553

機器研究試作室利用人数表
月
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
合計

72

計

生理研
93
68
105
61
39
57
42
21
35
43
24
44
632

基生研

その他
6
3
6
6
8
11
26
8
4
4
4
2
88

合計
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

99
71
111
67
47
68
68
29
39
47
28
46
720

延べ時間
139
88
143
104
92
128
151
35
57
45
34
88
1111

第 22 巻 (Dec, 2001)

機器研究試作室部門別利用状況
高次神経性調節 １１１名
統合生理研究施設 ７５名
機能情報解析室 ７５名
生体膜
６３名
脳形態解析
６０名
生体システム
４１名
形態情報解析室
３９名
超微小形態生理
３１名
統合バイオ
２５名
動物実験施設
２５名
心理生理学
２３名
神経化学
１７名
神経情報
１５名
機能協関
１１名
液性情報
１０名
高次液性調節４名
生体情報処理室
３名
技術課
２名
高次神経機構２名------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感覚情報処理２０名
大型スペクトロ
１１名
ＲＩ実験施設８名
遺伝子発現統御第一 ７名
種分化機構第一
７名
細胞情報
６名
細胞機構
５名
形態形成
４名
人工気象室
４名
情報制御
３名
エネルギー変換
３名
種分化機構第二
３名
細胞分化
２名
細胞増殖
２名
生殖
１名
環境耐性植物実験室 1 名
技術課
１名------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------分子研その他
0 名

73

【 研

究

発

ａ．発表論文ｂ．学会発表表 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

ａ．発表論文〔 目次 〕

神経化学研究部門 ...................................................................................................................................................... 78
超微小形態生理研究部門 .......................................................................................................................................... 78
細胞内代謝研究部門 .................................................................................................................................................. 80
生体膜研究部門 .......................................................................................................................................................... 81
機能協関研究部門 ...................................................................................................................................................... 81
神経情報研究部門 ...................................................................................................................................................... 82
液性情報研究部門 ...................................................................................................................................................... 83
高次神経機構研究部門 .............................................................................................................................................. 83
情報記憶研究部門 ...................................................................................................................................................... 85
高次神経性調節研究部門 .......................................................................................................................................... 85
生体システム研究部門 .............................................................................................................................................. 86
高次液性調節研究部門 .............................................................................................................................................. 86
脳形態解析研究部門 .................................................................................................................................................. 87
大脳神経回路論研究部門 .......................................................................................................................................... 88
心理生理学研究部門 .................................................................................................................................................. 88
高次脳機能研究プロジェクト .................................................................................................................................. 90
感覚・運動機能研究プロジェクト .......................................................................................................................... 90
形態情報解析室 .......................................................................................................................................................... 91
生体情報処理室 .......................................................................................................................................................... 92
機能情報解析室 .......................................................................................................................................................... 92
動物実験センター ...................................................................................................................................................... 9277

生理学研究所年報

発

表

論

文

《神経化学研究部門》
Suketa Y et al.) Elsevier, Amsterdam. pp.377-381.

(1) 英文原著論文
1. Yamanaka H, Maehira F, Oshiro M, Asato T, Yanagawa Y,
Takei H, Nakashima Y (2000) A possible interaction ofthioredoxin with VDUP1 in hela cells detected in a yeast
two-hybrid system. Biochem Biophys Res Commun
271: 796-800.

2. 小幡邦彦, 井本敬二, 高田明和編（2000）脳・神経研
究のための分子生物学技術講座. 188pp.
3. 小幡邦彦, 外山敬介, 高田明和, 熊田
新生理学第３版. 592pp.

衛著（2000）

文光堂.

4. 小幡邦彦（2000）発生，分化関連物質

2. Stork O, Ji FY, Kaneko K, Stork S, Yoshinobu Y, Moriya
T, Shibata S, Obata K (2000) Postnatal development ofa GABA deficit and disturbance of neural functions inmice lacking GAD65. Brain Res 865: 45-58.
3. Stork O, Welzl H, Wolfer D, Schuster T, Mantei N,
Stork S, Hoyer D, Lipp H, Obata K, Schachner M(2000) Recovery of emotional behaviour in neural cell

ーロサイエンス３

廣川ニュ

新しい神経伝達研究法Ⅱ .（三木直正，野村靖幸編）

pp.63-66，廣川書店，東京.

5. 児島伸彦, 小幡邦彦（2000）抗体による cDNA クローニング

廣川ニューロサイエンス３

新しい神

経伝達研究法Ⅱ （三木直正，.
野村靖幸編）pp.118-124，
廣川書店，東京.
6. 小幡邦彦（2000） GABA とてんかん.

adhesion molecule (NCAM) null mutant mice through進歩 44: 5-12.

transgenic expression of NCAM180. Eur J Neurosci

7. 小幡邦彦（2000）

12: 3291-3306.

文光堂.

神経研究の

GABA 合成酵素グルタミン酸デカルボキシラーゼのアイソフォーム機能と遺伝子発4. Ishibashi H, Kojima N, Obata K (2000) Decreased locomotor activity in mice carrying transgenic fyn tyrosine
kinase. Biochem Biophys Res Commun 276: 707-709.
5. Makinae K, Kobayashi T, Kobayashi T, Shinkawa H,
Sakagami H, Kondo H, Tashiro F, Miyazaki J, Obata K,
Tamura S, Yanagawa Y (2000) Structure of the mouse
glutamate decarboxylase 65 gene and its promoter:
Preferential expression of its promoter in the GABAergic
neurons of transgenic mice. J Neurochem 75: 1429-1437.

現.

蛋白質核酸酵素 45: 362-367.

8. 小幡邦彦（2000）アミノ酸
レイテッド （森之，宮川剛編）pp.176-180，羊土社，東京.

10. 山肩葉子（2000）

decarboxylase and GABA transporter as GABAergic
neuron markers. "Control and Diseases of Sodium
Dependent Transport Proteins and Ion Channels." (Eds.

神経活動による蛋白質リン酸化の測定法. CLINICAL NEUROSCIENCE 18: 372-373.
11. 柳川右千夫, 小幡邦彦（2000）

神経伝達物質を決脳の科学 22: 1031-1034.

12. 小幡邦彦（2000）

1. Obata K, Yanagawa Y, Makinae K (2000) Glutamic acid

２種類のＧＡＤのCLINICAL NEUROSCIENCE 18:105.

定する遺伝子.
(2) その他

寿，真鍋俊也，渡辺雅彦，岡野栄

9. 小幡邦彦, 柳川右千夫（2000）
機能.

脳神経科学イラスト

グルタミン酸デカルボキシラー

ゼ・ノックアウトマウスでみた GABA のはたらき.
自律神経 37: 191-194.
13. 小幡邦彦（2000）
代謝.

神経系：神経伝達物質の合成と生体の科学 51: 447-448.

《超微小形態生理研究部門》(1) 英文原著論文

by repeated flow-cytometric cell sorting. J Cell Sci 113:

1. Ohashi M, Miwako I, Yamamoto A, Nagayama K (2000)

2187-2205.

78

Arrested maturing multivesiculer endosome observed

2. Kano F, Sako Y, Tagaya M, Yanagida T, Murata M (2000)

in a Chinese hamster overy cell mutant, LEX2, isolated

Reconstitution of brefeldin A-induced Golgi-tubulation

第 22 巻 (Dec, 2001)

and fusion with the ER in semi-intact CHO cells. Mol

induced [Ca]i increase, but not activation of protein

Biol Cell 11: 3073-7087.

kinase C, stimulates exocytosis in rat parotid acini. J

3. Kano F, Takenaka K, Yamamoto A, Nagayama K,
2

Physiol 522: 403-416.

Nishida E, Murata M (2000) MEK and Cdc Kinase

13. Seki Y, Naruse S, Seo Y, Kitagawa M, Ishiguro H, Wang

Are Sequentially Required for Golgi Disassembly inY, Murakami M & Hayakawa T (2000) Time-course

MDCK Cells by the Mitotic Xenopus Extracts. J Cellmagnetic resonance imaging of rat pancreatic cyst after

Biol 149: 357-368.

experimental pancreatitis. Magn Reson Imaging 18:

4. Kano F, Nagayama K, Murata M (2000) Reconstructioinof the Golgi reassembly process in semi-intact MDCK

1003-1010.
14. Murakami M, Yoshimura K, Segawa A, Loffredo F, Riva
A (2000) Relationship between amylase and fluid

cells. Biophysical Chemistry 84: 261-268.
5. Mori M, Konno T, Ozawa T, Murata M, Imoto K,
Nagayama K (2000) Novel Interaction of the VoltageDependent Sodium Channel (VDSC) with Calmodulin:
2+

Does VDSC Acquire calmodulin-Mediated Ca

Sensi-

tivity? Biochemistry 39: 1316-1323.
6. Kondo A, Hashimoto S, Yano H, Nagayama K, Mazaki Y,

secretion in the isolated perfused whole parotid glandof the rat. Eur J Morphology 38(4): 243-247.
15. Yoshimura K, Murakami M, Segawa A (2000) Carbacholinduced Ca increase, but not activation of protein kinase
C, stimulate exocytosis in rat parotid acini. J Physiol,522: 403-416.

Sabe A (2000) A new paxillin-binding protein, PAG3/

16. Seki Y, Naruse S, Seo Y, Kitagawa M, Ishiguro H, Wang

Papα/ KIAA 0400, bearing an ARF GTPase-activationY, Murakami M, Hayakawa T (2000) Time-course mag-protein activity is involued in paxillin recruitment to

netic resonance imaging of rat pancreatic cyst after

focal adhasionss and cell migration. Mol Biol Cell 11:

experimental pancreatitis. Magn Reson Image 18: 1003-

1315-1327.

1010.

7. Murata K, Mitsuoka K, Hirai T, Walz T, Agre P,
Heymann J B, Engel A, Fujiyoshi Y (2000) Structural(2) その他

determinants of water permeation through aquaporin-1.

1. Murata M (2000) Caveolin is a cholesterol-binding

Nature 407: 599-605.
8. Murata K, Okamoto M, Suzuki T (2000) Morphologicalchange of cell membrane-integrated crystalline structure
induced by cell shape change in Euglena gracilis. Protoplasma 214: 73-79.
9. Schmidt-Krey I, Mitsuoka K, Hirai T, Murata K, Cheng Y,
Fujiyoshi Y, Morgenstern R, Hebert H (2000) The threedimensional map of microsomal glutathione transferase
1 at 6 Å resolution. EMBO J 19: 6311-6316.
10. Yoshimori T, Yamagata F, Yamamoto A, Mizushima N,

protein. In Lipoprotein Metabolism and Atherogenesis.
(eds. T. Kita and M. Yokode) Spriner-Verlag pp. 130136.
2. Nagayama K (2000) Two-Dimensional Protein Orderingby Capillary Forces. in Protein Architecture. (eds. Y.
Luvov and H. Moehwald) Marcel Dekker Inc. New York
pp. 75-89.
3. Kralchevsky P, Nagayama K (2000) Capillary interaction
between particles bound to interfaces, liquid films andbiomembranes. Adv Colloid Interface Sci 85: 145-192.

Kabeya Y, Nara A, Miwako I, Ohashi M, Ohsumi M,

4. Murakami M, Yoshimura K, Sugiya H, Segawa A,

Ohsumi Y (2000) The mouse SKD1, a homologue ofLoffredo F, Testa-Riva (2000) Fluid and amylase secretion

yeast Vps4p, is required for normal endosomal traf-

by perfused parotid gland: physio-morphological approach.

ficking and morphology in mammalian cells. Mol Biol

J Korean Med Sci 15 (Suppl): S38-S39.

Cell 11: 747-763.
11. Fujiwara M, Kato T, Yamazaki T, Yamasaki K, Nagayama

5. 永山國昭 (2000) 水から始まる生理機能の熱力学.
シリーズ・ニューバイオフィジックス II2 巻

K (2000) NMR Structure of Ribonuclease HI from

生命−熱力学から生理学へ

Escherichia coli. Biol Pharm Bull 23:1147- 1152.

版 1-14.

12. Yoshimura K, Murakami M, Segawa A (2000) Carbachol-

水と(永山國昭 編) 共立出

6. 高橋卓也 (2000) イオンと水. シリーズ・バイオフィ

79

生理学研究所年報

ジックス II2 巻

水と生命−熱力学から生理学へ.

する-GFP とセミインタクト細胞を用いたトポバイ
オジェネシス研究. 細胞工学 19: 1023-1029.

(永山國昭 編) 共立出版 47-65.
7. 永山國昭 (2000) 複素顕微鏡と１分子構造生物学.

13. 村田昌之（2000）物質の取り込みと細胞内消化. 現
代医学の基礎 2 巻. （石川春律，高井義美，月田承

生物物理 40: 258-261.
8. 村田昌之，加納ふみ（2000）セミインタクト細胞を一郎 編）岩波書店 印刷中.

用いたタンパク質の細胞内ターゲティングとオルガ

14. 加納ふみ，村田昌之（200）細胞内イベントを操作す

ネラバイオジェネシスの研究. GFP とバイオイメー

るセミインタクト細胞系−新しいナノテクノロジー

ジング−原理・応用・検出のすべて−. （宮脇敦史の基盤デバイスとして−生体の科学 52: 30-346.
15. Murakami M, Yoshimura K, Sugiya H, Segawa A,編）羊土社 259-265.
9. 加納ふみ，村田昌之（2000）セミインタクト細胞とLoffredo F, Testa-Riva F, Riva A (2000) Fluid and

GFP を用いた細胞内トラフィックのモニタリング

amylase secretion by perfused parotid gland: physio-とマニピュレーション 生物工学 78: 392-397.

morphological approach. J Korean Med Sci 15 (Suppl):

10. 村田昌之，加納ふみ（2000）細胞内小胞輸送ネット

S38-S39.

ワークにおけるゴルジ体のダイナミクス. シリー

16. Murakami M, Seo Y (2000) NMR studies on electrolyte

ズ・ニューバイオフィジックス II4 巻 生体膜のダイ

transport and energy metabolism in salivary gland.

ナミクス. （八田一郎，村田昌之 編）共立出版

Symposium on Membrane Transport in Health and119-138.

Disease at Physiological Society of Thailand 29: 85-95.

11. 村田昌之（2000）メンブレントラフィック研究の視17. 村上政隆 (2000) 臓器潅流法による水・イオン輸送点から細胞・オルガネラの形態形成を観る。 細胞工及びタンパク分泌機構へのアプローチ．日本唾液腺学 19: 982-986.

学会誌 41：12-13.

12. 加納ふみ，村田昌之（2000）膜の動きを観て，操作《細胞内代謝研究部門》
5. Nakamura T, Uramura K, Nambu T, Yada T, Goto K,(1) 英文原著論文
1. Deguchi R, Shirakawa H, Oda S, Mohri T, Miyazaki S
2+(2000) Spatiotemporal analysis of Ca

waves in rela-tion to the sperm entry site and animal-vegetal axis
2+during Ca oscillations in fertilized mouse eggs. Dev
Biol 218 : 299-313.

Yanagisawa M, Sakurai T (2000) Orexin-induced
hyperlocomotion and stereotypy are mediated by the
dopaminergic system. Brain Res 873 : 181-187.
6. Uramura K, Yada T, Muroya S, Takigawa M. (2000)
Ca2+ oscillations in response to methamphetamine in

2. Kaji K, Oda S, Shikano T, Ohnuki T, Uematsu Y,

dopamine neurons of the ventral tegmental area in rats

Sakagami J, Tada N, Miyazaki S, Kudo A (2000) The

subchronically treated with this drug. Ann New York

gamete fusion process is defective in eggs of Cd9-

Acad Sci 914 : 316-322.

deficient mice. Nature Genet 24 : 279-282.
3. Kobori H, Miyazaki S, Kuwabara Y (2000) Characterization
2+(2000) Intraperitoneal PACAP administration decreases

of intracellular Ca increase in response to progesterone

blood glucose in GK rats, normal and high-fat diet mice.

and cyclic nucleotide in mouse spermatozoa. Biol Reprod

Ann New York Acad Sci 921 : 259-263.

6 : 113-120.
4. Uramura K, Yada T, Muroya S, Shioda S, Shiratani T,
Takigawa M (2000) Methamphetamine induces cytosolic
2+

Caoscillations in the VTA dopamine neurons. Neuro

Report 11 : 1057-1061.

80

7. Yada T, Sakurada M, Filipsson K, Kikuchi M, Ahren B

8. Arahira S, Kusao M, Shioda S, Yada T (2000) PACAP
activates pancreatic α-cells in a glucose-independent
manner. Ann New York Acad Sci 921 : 438-442.
9. Yada T, Nakata M, Shioda S (2000) Insulinotropin
PACAP potentiates insulin action: stimulation of glucose

第 22 巻 (Dec, 2001)

uptake in 3T3-LI adipocytes. Ann New York Acad Sci

スリン分泌調節と破綻—．医学のあゆみ 192 (5) :921 : 473-477.

348-353.
2. 室屋真二，浦村一秀，矢田俊彦 (2000) オレキシン(2) その他による摂食行動の制御．組織培養工学 26 (12) :1. 矢田俊彦 (2000) KATP チャネルの分子制御—イン

10-13.

《生体膜研究部門》
4. Tsutsui I, Inoue I, Bone Q, Carre C (2000) Activation(1) 英文原著論文
1. Kukita F (2000) Solvent effects on squid sodiumof locomotor and grasping spine muscle fibres inchannel are attributable to movements of a flexible

chaetognaths: a curious paradox. J Muscle Res Cell

protein structure in gating currents and to hydration in

Motil 21: 91-97.

a pore.

J Physio .(Lond) 522: 357-373.

2. Nakanishi K, Kukita F (2000) Intracelluar [Cl-] modulates
synchronous electrical activity in rat neocortical neurons(2) その他
1. 高橋倫子 (2000) カルシウムシグナルとインスリンin culture by way of GABAergic inputs. Br Res 863: 192-

分泌「医学のあゆみ」 192 (5): 354-358.

204.

版．

3. Kato K, Furuya K, Tsutsui I, Ozaki T, Yamagishi S (2000)
Cyclic AMP-mediated inhibition of nonadrenaline2+

induced contraction and Ca

influx in guinea-pig vas

deferens. Exp Phisiology 85: 387-398.

医歯薬出

2. 根本知己，河西春郎 (2000)「細胞機能」顕微鏡フル
活用術

イラストレイテッド，秀潤社．

3. 久木田文夫 (2000) 膜電位依存性イオンチャネルの開機構に対する水の効果 生物物理

40: 185-190.

《機能協関研究部門》
Proc Natl Acad Sci USA 97: 9487-9492.

(1) 英文原著論文
1. Hazama A, Fan H, Abdullaev I, Maeno E, Tanaka S,

5. Shimizu S, Morishima S, Okada Y (2000) Ca2+-sensing

Ando-Akatsuka Y, Okada Y (2000) Swelling-activated,

receptor-mediated regulation of volume-sensitive Cl−

cystic fibrosis transmembrane conductance regulator-

channels in human epithelial cells. J Physiol (London)−

augmented ATP release and Cl conductances in C127
cells. J Physiol (London) 523: 1-11.

528: 457-472.
6. Tadjibaeva G, Sabirov RZ, Tomita T (2000) Flammutoxin,

2. Dezaki K, Tsumura T, Maeno E, Okada Y (2000)

a cytolysin from the edible mushroom Flammulina

Receptor-mediated facilitation of cell volume regulation

velutipes, forms two different types of voltage-gatedby swelling-induced ATP release in human epithelial

channels in lipid bilayers membranes. Biochim Biophys

cells. Jpn J Physiol 50: 235-241.

Acta 77901: 1-13.

3. Morishima S, Shimizu T, Kida H, Okada Y (2000)
Volume expansion sensitivity of swelling-activated Cl−(2) その他

channel in human epithelial cells. Jpn J Physiol 50:

1. Suketa Y, Carafoli E, Lazdunski M, Mikoshiba K, Okada

277-280.
4. Maeno E, Ishizaki Y, Kanaseki T, Hazama A, Okada Y(2000) Normotonic cell shrinkage due to disorderedvolume regulation is an early prerequisite to apoptosis.

Y, Wright EM (eds) (2000) “Control and Disease of
Sodium Dependent Transportation Proteins and Ion
Channels” Elsevier, Amsterdam.
2. Hazama A, Ando-Akatsuka Y, Fan H-T, Tanaka S,

81

生理学研究所年報

Okada Y (2000) CFTR-dependent and -independent

EM), Elsevier, Amsterdam, pp 281-282.

ATP release induced by osmotic swelling. In: “Control

5. Okada Y, Hazama A, Abdullaev I, Tanaka S, Ando-and Disease of Sodium Dependent Transportation

Akatsuka Y, Shimizu T, Sabirov RZ, Hayashi S, Fan H-

Proteins and Ion Channels” (eds Suketa Y, Carafoli E,

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Wright EM), Elsevier, Amsterdam, pp 261- 264.

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Transportation Proteins and Ion Channels” (eds Suketa Y,ーバイオフィジックスⅡ

Carafoli E, Lazdunski M, Mikoshiba K, Okada Y, Wright

生理学へ ．
（永山國昭 編）140-151，共立出版．

水と生命−熱力学から《神経情報研究部門》
STAT3. J Neurochem 74: 1498-1504.

(1) 英文原著論文
1. Tanaka F, Otake Y, Nakagawa T, Kawano Y, Miyahara R,
Li M, Yanagihara K, Nakayama J, Fujimoto I, Ikenaka K,

1. 池中一裕（2000）レトロウィルスを用いた遺伝子導Wada H (2000) Expression of polysialic acid and STX, a入human polysialyltransferase, is correlated with tumor

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（株）東京科学同人 192-196.

60: 3072-3080.

第５章遺伝子導入による遺伝子機能解析

Murakami F, Iemura S, Ueno N, Ikenaka K (2000) Dorsalと再生の化学

3. 池中一裕 (2000) 5.2A 遺伝子導入−ウィルスベクターBiol 227: 42-55.

子 医 療− 基 礎か ら 応用 へ−」+

K, Ikenaka K (2000) A-type K current mediated by

特集：発生

現代化学，
（株）東京化学同人 18-21.

spinal cord inhibits oligodendrocyte development. Dev
3. Shibata R, Nakahira K, Shibasaki K, Wakazono Y, Imoto

基礎第４巻核酸・遺伝子実験 II 応用編

2. 池中一裕 (2000) 神経系の発生と再生

2. Wada T, Kagawa T, Ivanova A, Zalc B, Shirasaki R,

５遺伝子治療とは

斎藤英彦，吉田純編「遺伝名古 屋 大学 出 版

105-117.
4. 鹿川哲史，池中一裕 (2000) ２.ニューロンとグリア

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potential in developing cerebellar granule cells. J

渡辺雅彦，岡野栄之，宮川剛編「脳神経科学イラス

Neurosci 20: 4145-4155.

トレイテッド」4. Yanagisawa M, Nakashima K, Arakawa H, Ikenaka K,
Yoshida K, Kishimoto T, Hisatsune T, Taga T (2000)
Astrocyte differentiation of fetal neuroepithelial cells

82(2) その他

３章 神経系の発生と分化

森寿，真鍋俊也，

羊土社 107-113.

5. 鹿川哲史，池中一裕 (2000) グリア細胞の分化，脳の科学，星和書店 22(5): 579-582.
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社，18(6): 803-805.

第 22 巻 (Dec, 2001)《液性情報研究部門》
Imoto K, Seyama I (2000) An analysis of the variations(1) 英文原著論文
1. Bichet D, Cornet V, Geib S, Carlier E, Volsen S, Hoshi

in potency of grayanotoxin analogs in modifying frog

2+

T, Mori Y, De Waard M (2000) The I-II loop of Ca

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channel alpha-1 subunit contains an endoplasmic

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(2) その他

2. Iwasa K, Takamori M, Konami K, Mori Y (2000)
Recombinant calcium channel is recognized by LambertEaton myasthenic syndrome antibodies. Neurology 54:
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Clinical Neuroscience 18: 274-277.

3. Yamada H, Wakamori M, Hara Y, Takahashi Y, Konishi

3. Ertel E, Campbell KP, Harpold MM, Hofmann F, MoriK, Imoto K, Mori Y (2000) Spontaneous single-channel

Y, Perez-Reyes E, Schwartz A, Snutch T, Tanabe T,

activity of neuronal TRP5 channel recombinantly

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114.

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4. 井上隆司，森泰生，伊東祐之 (2000) 新しい標的分

Mori E, Copeland NG, Jenkins NA, Matsushita K,子としての TRP 関連蛋白質：受容体作動性陽イオン

Matsuyama Z, Imoto K (2000) Reduced voltage sensi-

チャネルとの分子的相関．蛋白質核酸酵素（4 月増2+tivity of activation of P/Q-type Ca

channels is associ-

刊号：最先端創薬・戦略的アプローチと先端的医薬

ated with the ataxic mouse mutation rolling nagoya. J

品：長尾拓，成宮周，加藤隆一，宮本英七 編） 45:

Neurosci 20:5654-62.

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5. Nishimura S, Iizuka M, Akiba I, Wakamori M, Imoto K,

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《高次神経機構研究部門》(1) 英文原著論文

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1. Sugino H, Hamada S, Yasuda R, Tuji A, Matsuda Y,

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4. Seiwa C, Sugiyama I, Yagi T, Iguchi T, Asou H. (2000)

83生理学研究所年報

Fyn tyrosine kinase participates in the compact myelin

5. 八木健（2000）遺伝子変換技術の考え方. ジーン

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ターゲティングの最新技術.（八木健編）:

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pp.14-19 羊土社．
6. 三宝千秋（2000）安定したＥＳ細胞培養法.

ジーン

genes: functions, genomic organization, and neurologic

ターゲティングの最新技術.（八木編）:

diversity. Genes Dev 14 (10): 1169-80.

pp.20-28 羊土社．

5. Yagi T, Takeichi M. (2000) Cadherin superfamily

6. Shima T, Yagi T, Isojima Y, Okumura N, Okada M, Nagai

7. 八木健（2000）効率と将来性を考えたターゲティ

K. (2000) Changes in circadian period and morphology of

ングベクター作成法.

the hypothalamic suprachiasmatic nucleus in fyn kinase-

新技術.（八木deficient mice. Brain Res 870 (1-2): 36-43.
7. Huang GZ, Ujihara H, Takahashi S, Kaba H, Yagi T,
Inoue S. (2000) Involvement of complexin II in synaptic
plasticity in the CA1 region of the hippocampus: the use

8. 三宝千秋（2000）エレクトロポレーションによるＥ
Ｓ細胞への遺伝子導入法.
の最新技術.（八木179-87.

術.（八木10. 三宝ス作成法.

Goshima Y. (2000) Repulsive axon guidance molecule健35-45.

9. Kawase E, Yamazaki Y, Yagi T, Yanagimachi R, Pedersen

編）: pp.34-41 羊土社．

健

ジーンターゲティングの最新技編）: pp.42-49 羊土社．

誠（2000）ＥＳ細胞の同級によるキメラマウ

T, Fujisawa H, Taniguchi M, Yagi T, Kitamura H,

mouse lung. Mech Dev 97(1-2):

健ジーンターゲティング

9. 三宝千秋（2000）効率よく安全で安定した遺伝子組換え体の解析法.

Sema3A inhibits branching morphogenesis of fetal

ジーンターゲティングの最編）: pp.29-33 羊土社．

健of complexin II-lacking mice. Jpn J Pharmacol 84 (2):8. Ito T, Kagoshima M, Sasaki Y, Li C, Udaka N, Kitsukawa

ジーンターゲティングの最新技術.（八木編）: pp.50-77 羊土社．

11. 藤田まさみ（2000）ゲノミックＤＮＡのスクリーニ
ングと塩基配列決定について.
ングの最新技術.（八木健

RA. (2000) Mouse embryonic stem (ES) cell lines estab-

12. 八木lished from neuronal cell-derived cloned blastocysts.

法.

Genesis. 28 (3-4): 156-63.

編）: pp.115-120 羊土社．

ジーンターゲティ編）: pp.50-77 羊土社．

健（2000）コンディショナルターゲティング
ジーンターゲティングの最新技術.（八木13. 濱田香世子，濱田俊（2000）解剖学的解析法.

(2) その他

ーンターゲティングの最新技術.（八木1. 八木

pp.132-142 羊土社．

健（2000）マウス個体における遺伝子ノック

アウトマウス.

脳・神経研究のための分子生物学技

抗体作製法.

pp.136-144 文光堂．

木

皮質層構造形成機構における新たな分子メカニズムの解明. 実験医学

4. 三宝

遺伝子医学

4 (2): 76-85.

ジーンターゲティングの最新技術.（八編）: pp.143-155 羊土社．

ジーンターゲティングの最新技術.（八木健編）:

16. 牧野初音（2000）whole mount in situ ハイブリダイ
ゼーション法.

脳神経科学イラストレイテッド. （森 寿，真鍋俊

17. 八木羊土社．

編）:

15. 先崎浩次（2000）in situ ハイブリダイゼーション法.

（八木也，渡辺雅彦，岡野栄之，宮川 剛

84

健健（2000）ノックアウトマウス.

誠，八木

ジ

pp.156-162 羊土社．

18：784-787.

3. 先崎浩次，八木 健（2000）CNR 遺伝子の発見から
みた脳.

健

健

14. 山内奈央子（2000）ラットを用いたモノクローナル術講座.（小幡邦彦，井本敬二，高田明和 編）:
2. 先崎浩次，小川正晴，八木 健（2000）マウス大脳健編）: pp.339-344

健ジーンターゲティングの最新技術.

編）:pp.163-170 羊土社．

健（2000）遺伝的背景と遺伝子変換マウスの行動との関連性.
術.（八木健

ジーンターゲティングの最新技編）: pp.187-189 羊土社．

第 22 巻 (Dec, 2001)《情報記憶研究部門》
6. Imamura N, Aihara N, Yamada K, Hida H, Nishino H(1) 英文原著論文
1. Nishino H, Hida H, Kumazaki M, Shimano Y, Nakajima(2000) Delayed microglial appearance in substantia nigra

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2. Nishino H, Hida H, Takei N, Kumazaki M, Nakajima K,

1. Nishino H, Borlongan CV (2000) Restoration ofBaba H (2000) Mesencephalic neural stem (progenitor)

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2. Furuyama F, Kuroshima A, Shido O, Yahata T, Tanaka E,

3. Yamada, Y, Fukuda, A, Tanaka, M, Shimano, Y, Nishino,

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H, Muramatsu, K, Togari, H, Wada Y (2000) Immature

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4. Ninomiya Y, Nakashima K, Fukuda A, Nishino H,
Sugimura T, Hino A, Danilova V, Hellekant G (2000)
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International Symposium), edied by Kitano H, pp 142147.
3. 西野仁雄，馬場広子 (2000) 神経移植による機能再innervated by the chorda tympani and glossopharyngeal

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学 70: 474-477.

5. Borlongan CV, Yamamoto M, Takei N, Kumazaki M,
Ungsuparkorn C, Hida H, Sanberg PR, Nishino H

小特集−中枢神経の再生が可能になる−.

科

4. 西野仁雄，馬場広子 (2000) 神経移植研究の進歩−治療法−

Annual Review 神経

pp 61-68.

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5. 石田和人，西野仁雄 (2000) 神経移植による運動機

induced neuroprotection against cerebral ischemia.

能の再建. 運動の神経科学−基礎から応用まで−

FASEBJ 14: 1307-1317.

（西野仁雄，柳原

大編）ナップ

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《高次神経性調節研究部門》(1) 英文原著論文

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Neuroscience 12: 1753-1763．

22(4): 447-453．
2. 小松英彦（2000）大脳皮質における視覚情報処理．
学術月報 53(4): 12-17．
3. 小松英彦（2000）MT，MST 野．脳科学大事典（甘3. Komatsu H, Kinoshita M, Murakami I (2000) Neural

利俊一，外山敬介編）pp 109-115. 朝倉書店. 東京.

responses in the retinotopic representation of the blind

4. 小松英彦（2000）V４野．脳科学大事典（甘利俊一，

spot in the macaque V1 to stimuli for perceptual filling-

外山敬介編）pp 115-120. 朝倉書店. 東京.

85

生理学研究所年報

5. 小松英彦（2000）視覚系生理の基礎．視覚情報処理6. 小松英彦（2000）視覚による運動の認知．運動の神

ハンドブック（日本視覚学会編）pp 64-77. 朝倉書店.

経科学（西野仁雄，柳原大編）pp 72-87．ナップ．

東京.

東京.

《生体システム研究部門》
84: 2257-2276.

(1) 英文原著論文
1. Mori S, Matsui T, Mori F, Nakajima K, Matsuyama K

4. Nakajima K, Maier MA, Kirkwood P, Lemon RN (2000)（2000) Instigation and control of treadmill locomotion

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5. Okumura T, Dobolyi A, Matsuyama K, Mori F, Mori S

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2. Matsuyama K, Drew T (2000) Vestibulospinal and(2000) The cat neostriatum: relative distribution ofreticulospinal neuronal activity during locomotion in thecholinergic neurons vs. serotonergic fibers. Brain &intact cat. I. Walking on a level surface. J Neurophysiol

Dev 22: S27-37.

84: 2237-2256.
3. Matsuyama K, Drew T (2000) Vestibulospinal and(2) その他

reticulospinal neuronal activity during locomotion in the

1. 宮下英三 (2000) 大脳皮質運動野のシナプス可塑性．

intact cat. II. Walking on an inclined plane. J Neurophysiol

西野仁雄 他編「運動の神経科学」ナップ pp 126-136.

《高次液性調節研究部門》(1) 英文原著論文

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1. Tokuyama W, Okuno H, Hashimoto T, Li Y.X, Miyashita

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Soc. Neurosci. Abstr. 26: 286.

2. Yoshida M, Naya Y, Ito A, Shibata S, Miyashita Y (2000) A

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86

第 22 巻 (Dec, 2001)

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4. Okuno H, Tokuyama W, Hashimoto T, Li Y.X, Koyama M,

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10. Hashimoto T, Okuno H, Tokuyama W, Li X.Y, Miyashita

olivary network following unilateral labyrinthectomy inY (2000) Expression pattern of ZIP268 mRNA inrats as revealed by quantitative RT-PCR analysis. Soc.

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11. Tokuyama W, Okuno H, Hashimoto T, Li X.Y, Miyashita

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Y (2000) Induction of BDNF mRNA during visual paired

7. Ohbayashi M, Miyashita Y (2000) Linkage of visuospatial

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Neurosci. Res. 24 (Suppl) S31.

12. Fukushima T, Hasegawa I, Miyashita Y (2000) Modulationof neuronal activity in macaque prefrontal cortex by shifts

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3. Li J, Wang D, Kaneko T, Shigemoto R, Nomura S, Mizuno

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生理学研究所年報

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8. Murata T, Omata N, Fujibayashi Y, Waki A, Sadato N,
Yoshimoto M, Wada Y, Yonekura Y (2000) Posthypoxic

4. Murata T, Omata N, Fujibayashi Y, Waki A, Sadato N,

reoxygenation-induced neurotoxicity prevented by free

Yoshimoto M, Wada Y, Yonekura Y (2000) Neurotoxicity

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第 22 巻 (Dec, 2001)

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11. Takahashi N, Fujibayashi Y, Yonekura Y, Welch MJ,

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Waki A, Tsuchida T, Sadato N, Sugimoto K, Itoh H

parietal cortex in Japanese kana mirror reading: An(2000) Evaluation of

62

4

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Fukuyama H, Konishi J, Shibasaki H (2000) Expectation

用いたヒト高次脳機能の可愬性の解明.

学術月報53: 417-421.

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2. 湊小太郎, 佐藤哲大, 定藤規弘, 米倉義晴, 椛沢宏之

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5. 田中雅人, 上坂秀樹, 河村泰孝, 小室裕冉, 伊藤晴海,
石井

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靖, 米倉義晴, 定藤規弘, 小倉久和 (2000) 分

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《感覚・運動機能研究プロジェクト》
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12. Nakamura M, Kakigi R, Okusa T, Hoshiyama M,

Assymetry of the human visual field in response to

Watanabe K (2000) Effects of check size on patternapparent motion.

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90

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Kakigi R (2000) Human visual motion areas determinedof the Tenth International Conference on Biomagnetism."individually by magnetoencephalography and 3D mag-(Eds. Aine CJ, Okada Y, Stroink G, Swithenby S, Wood

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5. Kakigi R, Watanabe S, Yamasaki H (2000) Pain-Related

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いた高次脳機能の研究 ―光と磁気で脳の働きを探

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る―

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7. 大草知裕，柿木隆介 (2000) 脳磁図によるヒトの形
態視知覚機構の解明．脳の科学 22: 653-660.

(2) その他
1. Kakigi R, Watanabe S, Yamasaki H (2000) The painrelated somatosensory evoked potentials.

Journal of

8. 柿 木 隆 介 (2000) 痛 み の 評 価 ・ 診 断 法 3) Magnetoencephalography (MEG) 整形外科 51: 908-913.
9. 金桶吉起，文堂昌彦，川上治，柿木隆介 (2000) 仮現

Clinical Neurophysiology 17: 295-308.
2. Kakigi R, Hoshiyama M, Shimojo M, Naka D, Yamasaki

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1. Furuya S, Hiroe T, Ozaki T, Takimoto M, Hori S (2000)
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2. 浜清，有井達夫 (2000) 超高圧電子顕微鏡．電子

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3. Sengoku M, Ohno T, Arii T (2000) High-voltage andhigh-resolution electron microscopy of fine organic
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1. Tsubokawa H, Offermanns S, Simon M, Kano M (2000)
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Neurosci 20: 4878-84.
2. Sahara Y, Gotoh M, Konno K, Miwa A, Tsubokawa H,

2. 川合

述史, 坪川宏, 小黒恵司 (2000) 虚血性

Robinson H P, Kawai N (2000) A new class of neurotoxin

神経細胞死における受容体変化. 蛋白質 核酸 酵素

from wasp venom slows inactivation of sodium current.

45: 507-514.

《機能情報解析室》(1) 英文原著論文

alcohol, the third group of cosolvents that stabilize the

1. Mori M, Konno T, Ozawa T, Murata M, Imoto K,

molten-globule state relative to a highly denatured state

Nagayama K (2000) Novel Interaction of the Voltage-of cytochrome c. Protein Sci 9: 564-569.

Dependnt Sodium Channel (VDSC) with Calmodulin:

4. Häckel Marko, Konno T, Hinz Hans-Jürgen（2000）A

2+

Does VDSC Acquire Calmodulin Mediated Ca -new alternative method to quantify residual structure

Sensitivity ?.

in "unfolded" proteins.

Biochemistry 39: 1316-1323.

2. Konno T, Kamatari Y, Tanaka N, Kamikubo H, Dobson M.

Biochim. Biophys. Acta 1479:

155-165.

C, Nagayama K (2000) A partially unfolded structure of

5. Tanaka, Ikeda C, Kanaori K, Hiraga K, Konno T, Kunugi S

the alkaline-denatured state of pepsin and its implication(2000) Pressure effect on the conformational fluctuation

for stability of the zymogen-derived protein. Biochemistryof apomyoglobin in the native state. Biochemistry 39:

39: 4182-4190.

12063-12068.

3. Konno T, Iwashita J, Nagayama K (2000) Fluorinated《動物実験センター》
286: 212-218.

(1) 英文原著論文
1. Kato K, Furuya K, Tsutsui I, Ozaki T, Yamagishi S

4. Furuya S, Hiroe T, Ozaki T, Takimoto M, Hori S (2000)(2000) Cyclic AMP-mediated inhibition of noradrenaline-

Localization of endothelin A receptors in the rat

2+

induced contraction and Ca

influx in guinea-pig vas

deferense. Experimental Physiology 85:387-398.
2. Naruse S, Wang Y, Kitagawa M, Ishiguro H, Seki Y,

pituitary TSH cells: Light- and electron-microscopic
immunohistochemical studies. Cell Tissue Res 302:
85-94.

Ozaki T, Hayakawa T (2000) Long-Term Effects of
Nafamostat and Imipenem on Experimental Acute(2) その他

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1. 小木曽

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3. Yamazaki Y, Yagi T, Ozaki T. Imoto K (2000) In Vivo
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昇, 廣江

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胚と精子の凍結保存法. 羊土社「別冊実験医学ーンターゲッティングの最新技術」: 96-114.

ジ

第 22 巻 (Dec, 2001)

ｂ．学会発表〔 目

次 〕

神経化学研究部門 ....................................................................................................................................................

94

超微小形態生理研究部門 ........................................................................................................................................

94

細胞内代謝研究部門 ................................................................................................................................................

96

生体膜研究部門 ........................................................................................................................................................

97

機能協関研究部門 ....................................................................................................................................................

98

神経情報研究部門 ....................................................................................................................................................

99

液性情報研究部門 .................................................................................................................................................... 100
高次神経機構研究部門 ............................................................................................................................................ 101
情報記憶研究部門 .................................................................................................................................................... 101
高次神経性調節研究部門 ........................................................................................................................................ 102
生体システム研究部門 ............................................................................................................................................ 103
高次液性調節研究部門 ............................................................................................................................................ 104
脳形態解析研究部門 ................................................................................................................................................ 105
大脳神経回路論研究部門 ........................................................................................................................................ 105
心理生理学研究部門 ................................................................................................................................................ 105
高次脳機能研究プロジェクト ................................................................................................................................ 107
感覚・運動機能研究プロジェクト ........................................................................................................................ 108
形態情報解析室 ........................................................................................................................................................ 109
生体情報処理室 ........................................................................................................................................................ 110
動物実験センター .................................................................................................................................................... 110

93

生理学研究所年報

学

会

発

表

《神経化学研究部門》
1. 小幡邦彦(2000.3)

動物と人間で共通な脳のはたらき．世界脳週間 in 岡崎(岡崎).

興奮性シナプス伝達の亢進．第 23 回日本神経科学大会(横浜).

2. 柳川右千夫，季 鳳雲, 蒔苗公利，小幡邦彦(2000.3)

8. 蒔苗公利, 小幡邦彦, 柳川右千夫(2000.9)

マウス脳神経発生とヴェシクル型 GABA トランスポーター．

発生過程におけるベェシクル型ＧＡＢＡトランスポ

第 77 回日本生理学会(横浜).

ーターの発現．第 23 回日本神経科学大会(横浜).

GABA の初期発生へのかかわり．

9. Ding R, Tsunekawa N, Kaneko K, Kanbara N, Asada H,

第 77 回日本生理学会サテライトシンポジウム「ニObata K (2000.11) Cleft palate induced by GABA

ューロバイオロジー」(東京).

deficiency in mice. 30th Annual Meeting of Society

3. 小幡邦彦(2000.3)

4. 常川直子, 丁 日高, 小幡邦彦(2000.9)

口蓋形成における GABA の役割．第 23 回日本神経科学大会(横10. Kaneko K, Obata K (2000.11) An increase in excitatory
synaptic transmission in the lateral amygdala of adult浜).
5. 関野祐子, 張捷, 加藤邦夫, 池田真行, 小幡邦彦,

白尾智明(2000.9)

アデノシンＡ１受容体による海馬ＣＡ２領域に特異的な興奮伝播制御．第 23 回日

GAD65 knockout mice.

30th Annual Meeting ofSociety for Neuroscience (New Orleans, USA).
11. Makinae K, Obata K, Yanagawa Y (2000.11) Developmental
expression of vesicular GABA transporter in mouse brain.

本神経科学大会(横浜).
6. 柳 川 右 千 夫 , 海 老 原 利 枝 , 蒔 苗 公 利 , 小 幡 邦 彦(2000.9)

for Neuroscience (New Orleans, USA).

マウスヴェシクル型 GABA トランスポー

ター遺伝子の構造と発現調節機構．第 23 回日本神30th Annual Meeting of Society for Neuroscience (New
Orleans, USA).
12. Stork O, Stork S, Pape HC, Obata K (2000.11) Differential
gene-expression in the amygdala during consolidation

経科学大会(横浜).
7. 兼子幸一, 小幡邦彦(2000.9)

グルタミン酸脱炭酸

酵素 65 ノックアウトマウス扁桃体外側核におけるof fear memory.

30th Annual Meeting of Society for

Neuroscience (New Orleans, USA).

《超微小形態生理研究部門》
1. 永山國昭（2000.3） 小さな自然の大きな世界 −サ合同年会 東京 2000
（第 51 回タンパク質構造討論会，

イエンスレンジャー講演に見る子供たちの反応．春第 12 回日本蛋白工学会年会，第 7 回タンパク質立期第 47 回応用物理学関係連合講演会（東京）．

体構造の構築原理ワークショップ）（東京）．

2. Kuniaki Nagayama (2000.5) Complex Electron

5. 森誠之，今野卓，井本敬二，永山國昭（2000.6）Apo-

Microsocpy- A New Biophysical Tool for Molecular andcalmodulin と IQ モチーフペプチドの結合部位の同定．

Cellular Physiology.

蛋白合同年会 東京 2000（第 51 回タンパク質構造討

Third East Asian Biophysics

Symposium (Korea).

論会，第 12 回日本蛋白工学会年会，第 7 回タンパ

3. 今野卓，鎌足雄司，田中直穀，C.Dobson，永山國昭

ク質立体構造の構築原理ワークショップ）（東京）．

（2000.6）ペプシンのアルカリ変性状態の構造．蛋白6. ダネフ・ラドスチン，杉谷正三，大河原浩，村田和合同年会 東京 2000
（第 51 回タンパク質構造討論会，義，永山國昭（2000.6）複素電子顕微鏡 II−コント

第 12 回日本蛋白工学会年会，第 7 回タンパク質立

ラストおよび分解能向上の定量解析．蛋白合同年会

体構造の構築原理ワークショップ）（東京）．

東京 2000（第 51 回タンパク質構造討論会，第 12 回

4. 高橋卓也，永山國昭（2000.6）蛋白質熱変性シミュ
レーションにおける溶媒の変性過程への影響．蛋白94

日本蛋白工学会年会，第７回タンパク質立体構造の構築原理ワークショップ）（東京）．

第 22 巻 (Dec, 2001)

7. Nagayama K, Danev R, Okawara H, Murata K (2000.6)

程の再構成．第 53 回日本細胞生物学会大会シンポ

Complex Electron Microscopy Surmounting The

ジウム「小胞体-ゴルジ体のメンブレン・トラフィッ

Scherzer Limit.

クとバイオジェネシス」（博多）．

Conference

7th Asia-Pacific Electron Microscopy

Perspective Imaging

20. 村田昌之（2000.12）セミインタクト CHO 細胞を用(Singapore).

8. Nagayama K, Danev R, Sugitani S, Okawara H,

いた，単一細胞内での ER—ゴルジ体間小胞輸送過Nagayama K (2000.6) Aberration-free Electron Phase

程の再構成とその解析．第 23 回日本分子生物学会

Microscopy.

7th Asia-Pacific Electron Microscopy

年会シンポジウム「細胞内の分子識別と輸送のメカ

Conference

Perspective Imaging

ニズム」
（神戸）
．

(Singapore）.

9. Majorovits E, Nagayama K, Schroeder R R (2000.7)

21. 村田昌之（2000.12）セミインタクト細胞を用いたオ

Assessment of the experimental constraints for phase

ルガネラバイオジェネシスの研究．第 41 回日本組

contrast EM and complex object reconstruction. 12th

織細胞化学会総会・学術集会シンポジウム「生体膜European Congress on Electron Microscopy (Czechの構造と機能解析」（高知）．
22. 加納ふみ，佐甲靖志，多賀谷光男，柳田敏雄，村田Republic).
10. Nagayama K, Danev R , Okawara H, Murata K (2000.7)

昌之（2000.10）セミインタクト CHO 細胞におけるComplex electron microscopy. 12th European Congress

BFA 誘導によるゴルジチューブ形成と ER 膜との融on Electron Microscopy (Czech Republic).

合過程の再構成．
第 73 回日本生化学会大会（横浜）．

11. 今野卓，岩下潤，永山國昭（2000.9）低濃度フッ素23. 加納ふみ，近藤久雄，細川暢子，永田和宏，村田昌アルコールによる cytochrome c のコンパクトな変性之（2000.12）小胞体ネットワークの細胞周期依存的状態の特異的安定化．日本生物物理学会第 38 回年

膜ダイナミクスの再構成．第 23 回日本分子生物学

会（宮城）
．

会年会（神戸）．

12. 永山國昭（2000.9）生命・情報系の究極的測定シス

24. 広田毅，鍵和田聡，笠原和起，岡野俊行，村田昌之，

テム．日本生物物理学会第 38 回年会（宮城）．

深田吉孝（2000.10）ブレフェルジン A を用いたニワ

13. 高橋卓也，永山國昭（2000.9）Protein G B1 domain

トリ松果体細胞のメラトニン分泌機構の解析．第 73の熱変性シミュレーションにおける溶媒の寄与．日

回日本生化学会大会一般講演（ポスター）（横浜）．
25. Hirota T, Kagiwada S, Kasahara T, Okano T, Murata M,

本生物物理学会第 38 回年会（宮城）．
14. 永山國昭（2000.9）Complex Electron Microscopy-

Fukada Y (2000.8) Effect of brefeldin A on melatonin

Toward the Single Molecule Structural Analysis.

secretion of chick pineal cells. Gordon Research

The

Nagoya COE-RCMS Conference（名古屋）
15. 永山國昭（2000.9）電子顕微鏡の新しい波− 1 分子
構造解析への道．分子構造総合討論会（東京）．

Conference on Pineal Cell Biology 一般講演（ポスター）（Oxford, UK）．
26. 石堂 美和子, 山本 章嗣, 北村 俊雄, 永山 國昭, 大16. 永山國昭（2000.11）位相差電子顕微鏡と複素観測．

橋 正人（2000.10）後期エンドソームからトランス

日本電子顕微鏡学会第 45 回シンポジウム（岡崎）．

ゴルジネットワークへの輸送におけるコレステロー

17. Murata M, (2000.10) MEK and Cdc2 kinase are

ルの必要性．第 53 回日本細胞生物学会大会（福岡).

sequentially required for Golgi disasssembly in MDCK

27. 大橋正人, 石堂美和子, 山本章嗣, 北村 俊雄, 永山

第 73 回日本

國昭（2000.10）後期エンドソーム変異株 LEX2 の発生化学会大会シンポジウム「脂質超分子形成と膜の現クローニング法による解析．第 73 回日本生化学

トポジェネシス」（横浜）．

会大会（横浜).

cells by the mitotic Xenopus extracts.

18. 村田昌之（2000.10）GFP 可視化技術とセミインタク

28. 松本友治，村田和義，大河原浩，國安明彦，中山仁，

ト細胞系を用いたオルガネラ膜ダイナミクスの研究．

永山國昭（2000.11）位相差電子顕微鏡によるリアノ

第 53 回日本細胞生物学会大会シンポジウム「細胞ジン受容体の一分子観察．日本電子顕微鏡学会第 45

機能を見て，知る」（博多）．

回シンポジウム（岡崎）．

19. 加納ふみ，
村田昌之（2000.11）セミインタクト MDCK

29. 村上政隆，吉村啓一，瀬川彰久，Loffredo F, Riva A細胞を用いたＭ期ゴルジ体ディスアッセンブリー過（2000.3）潅流ラット耳下腺唾液分泌と細胞間分泌細

95生理学研究所年報

管形態の関係．第 77 回日本生理学会大会（日吉）．
30. 吉村啓一，村上政隆（2000.3）耳下腺開口分泌における分泌顆粒の priming には二つの過程がある．第Project on Coupling Mechanisms of Fluid Secretion andExocytosis (Okazaki)
34. Murakami M, Seo Y (2000.5) NMR studies on electrolyte
transport and energy metabolism in salivary gland. Sym-

77 回日本生理学会大会（日吉）．
31. 古山富士弥，大岩隆則，村上政隆，西野仁雄（2000.3）
温熱性唾液分泌遺伝的高進への顎下腺の関与の有無．

posium on Membrane Transport in Health and Disease at
Physiological Society of Thailand (Phitsanulok, Thailand）．
35. Murakami M, Riva A, Segawa A, Yoshimura K, Sugiya

第 77 回日本生理学会大会（日吉）．
32. Murakami M, Yoshimura K, Sugiya H, Segawa A,

H (2000.9) Fluid and protein secretion by perfused

Loffredo F, Testa-Riva F, Riva A (2000.4) Fluid andsalivary glands: physio-morphological approach (partamylase secretion by perfused parotid gland: physio-

2). 3rd meeting of International Collaborative Researchmorphological approach.

Project on Coupling Mechanisms of Fluid Secretion andInternational symposium on

Exocytosis (Okazaki).

Exocrine Glands (Seoul, Korea).
33. Riva A, Murakami M (2000.5) Fluid and protein secretion

36. 村上政隆(2000.12)臓器潅流法による水・イオン輸送

by perfused salivary glands: physio-morphological approach.

及びタンパク分泌機構へのアプローチ．第 44 回日rd(part 1) 3 meeting of International Collaborative Research

本唾液腺学会シンポジウム（東京).

《細胞内代謝研究部門》
1. Mohri T, Oda S, Sato M, Miyazaki S (2000.3) Analysis
2+

of Ca

2+

influx and Ca

oscillations in mouse eggs.

第77 回日本生理学会大会（横浜）．

彦, 宮崎俊一 (2000.10) 精子抽出物顕微注入による
Ca2+振動時のマウス卵の Ca2+/Mn2+ダイナミックス．
第 53 回日本細胞生物学会大会（福岡）．

2+

9. Miyazaki S (2000.11) Cell signaling in early development.

responses to progesterone and cyclic nucleotides in

Seiriken Internatl Symp on Mechanisms of Cell Signaling

mouse spermatozoa.

in Early Development (Okazaki, Japan).

2. Kobori H, Kuwabara Y, Miyazaki S (2000.3) Ca

第 77 回日本生理学会大会（横10. Deguchi R (2000.11) Spatiotemporal patterns of Ca2+

浜）．
3. Shirakawa H, Miyazaki S (2000.3) Optical measurement

increases at fertilization in bivalve and mouse eggs.

of endoplasmic reticulum membrane potential during

Seiriken Internatl Symp on Mechanisms of Cell Signaling

2+Ca

in Early Development (Okazaki).

release. 第 77 回日本生理学会大会（横浜）．

4. Ogata M, Awaji T, Iwasaki, N, Iwamoto Y, Miyazaki S

11. Mohri T (2000.11) Ca2+/Mn2+ influx and release during(2000.3) Functional studies of wild-type and mutant

Ca2+ oscillations in mouse eggs. Seirilen Internatl Symp

HNF-4α in living cells.

on Mechanisms of Cell Signaling in Early Development

第 77 回日本生理学会大会(Okazaki).

（横浜）．
5. Miyazaki S (2000.3) Ca

2+signal and egg activation.

12. Deguchi R, Shirakawa H, Oda S, Mohri T, Miyazaki S(2000.11) Spatiotemporal analysis of Ca2+ waves during

第 77 回日本生理学会大会（横浜）．
6. 小堀宏之，桜井明弘，佐藤雄一，中野義宏，武内裕之，
桑原慶紀，宮崎俊一 (2000.4) Progesterone および2+cyclic nucleotide によって誘起される精子細胞内 Ca

Ca2+ oscillations in fertilized mouse eggs.

SeirikenInternatl Symp on Mechanisms of Cell Signaling in
Early Development (Okazaki).

増加反応の解析. 第 52 回日本産婦人科学会（徳島）．

13. Shirakawa H, Mohri T, Miyazaki S (2000.11) Numerical

7. 白川英樹，宮崎俊一 (2000.9) IP3 誘発性 Ca 遊離に伴simulation for Mn2+ quenching of fura-2 during Ca2+

第 38 回日本生物物理学会

oscillations in mouse eggs. Seiriken Internatl Symp on

う小胞体膜電位変化.
（仙台）．

8. 毛利達磨, 白川英樹, 尾田正二, 佐藤真, 御子柴克96Mechanisms of Cell Signaling in Early Development(Okazaki).

第 22 巻 (Dec, 2001)

14. Shirakawa H, Miyazaki S (2000.11) Dual-wavelength

20. Uramura K, Yada T, Muroya S, Takigawa S (2000.3)

ratiometric fluorescence measurement of endoplasmic

Orexins activate Ca2+ signaling in dopamine neurons in

reticulum membrane potential using voltage-sensitivethe ventral tegmental area. 第 77 回日本生理学会大dyes. Seiriken Internatl Symp on Mechanisms of Cell会（横浜）．
21. 矢田俊彦, 副島典子, 室屋真二, 滝川守国 (2000.5)

Signaling in Early Development (Okazaki).
15. Sato M, Yoshitomo M, Mohri T, Sakurai A, Miyazaki S
2+

摂食中枢応答ニューロンのインスリンによる活性化

dynamics in mouse eggs after ICSI.

とシグナル伝達．
第 43 回日本糖尿病学会（名古屋）．

Seiriken Internatl Symp on Mechanisms of Cell Signaling

22. 矢田俊彦，加計正文，中崎満浩，八重倉和朗，鄭忠(2000.11) Ca

in Early Development (Okazaki,).

和 (2000.0)ミトコンドリアと小胞体によるカルシウ

16. Ogonuki N, Sankai T, Yagami K, Shikano T, Oda S,

ムシグナリングと分泌の制御ムインスリン分泌—細Miyazaki S, Ogura A (2000.11) Activity of a sperm-borne胞を例として．第 73 回日本薬理学会シンポジウム

oocyte-activating factor in sperm and spermatogenic（横浜）．

cells from cynomolgus monkeys and its localization after

23. 中田正範，矢田俊彦，加計正文（2000.3）HMG-CoA

oocyte activation. Seiriken Internatl Symp on Mecha-

還元酵素阻害薬による膵細胞 Ca2+チャネル・Ca2+

nisms of Cell Signaling in Early Development (Okazaki).

シグナリング・インスリン分泌の抑制．第 73 回日

17. Kaji K, Oda S, Shikano T, Ohnuki T, Uematsu Y,

本薬理学会シンポジウム（横浜）．

Sakagami J, Tada N, Miyazaki S, Kudo A (2000.11) Cd9

24. 矢田俊彦，室屋真二，塩田清二，桜井武，滝川守国

on mouse egg microvilli participates in sperm-egg fusion.

（2000.3）摂食調節物質オレキシン，レプチンの神経

Seiriken Internatl Symp on Mechanism of Cell Signaling

情報伝達経路とクロストーク．第 105 回日本解剖学

in Early Development (Okazaki).

会シンポジウム（横浜）．

18. Mohri T, Shirakawa H, Oda S, Sato MS, Mikoshiba K,
2+

Miyazaki S (2000.12) Ca /Mn2+

2+

dynamics during Ca

oscillations in mouse eggs injected with sperm extract.
40th Annual Meeting of American Society for Cell
Biology (San Francisco，USA).

25. 舟橋久幸，矢田俊彦，塩田清二（2000.3）視床下部
における摂食中枢，満腹中枢の機能形態学．第 105回日本解剖学会（横浜）．
26. 矢田俊彦，室屋真二，滝川守国，塩田清二，桜井武（2000.3）レプチン・オレキシン・NPY の摂食情報伝

19. Yada T, Muroya S, Takigawa M (2000.3) Insulin activates
glucose-responsive neurons in the mediobasal hypothalamus.

達経路と POMC の役割．第 27 回日本神経内分泌学会シンポジウム（神戸）．

第 77 回日本生理学会大会（横浜）．

《生体膜研究部門》
1. 根本知己，木村良一，立川光，伊藤公一，飯野正光，
宮下保司，河西春郎(2000.3) 多光子励起法による

外分泌腺開口放出の可視化．第 77 回日本生理学会

合脳国際ワークショップ(岡崎)．

5. 松崎政紀，Graham C. R. Ellis-Davies，宮下保司，飯野正光，河西春郎（2000.8）2 光子励起法による小（東京）．
2. 高橋倫子，門脇孝，河西春郎 (2000.5) インスリンのカルシウム非依存的分泌と Ca/PKA センサー機構．
第 43 回糖尿病学会

cerebellar Purkinje neurons and their Ca2+ buffers. 総

解像度解析．第 23 回日本神経科学大会(横浜)．

6. 中西圭子，久木田文夫 (2000.8) 培養大脳皮質ニュー(名古屋)．

3. 久木田文夫 (2000.6) チャネルポアの３次元構造に基づく「水の効果」の検討．第 38 回日本生物物理

ロンの自発同調活動に対する細胞内 Cl-濃度の影響．
第 23 回日本神経科学学会 (横浜)．
7. Matsuzaki M, Tachikawa A Ellis-Dvaies GCR, Miyashita

学会年会 (仙台)．
4. Kasai H (2000.7) Quantitative Ca

脳プルキンエ細胞のグルタミン酸感受性の空間的高2+

imaging ofY, Iino M, Kasai H (2000.11) Two-photon functional

97

生理学研究所年報

mapping of glutamate receptors in living hippocampal
neurons.

Soc. Neurosci. (New Orleans)．

8. 河西春郎 (2000.11) カルシウム結合蛋白質によるカ
ルシウムシグナルの統合．第 73 回日本生化学会大

会

(横浜)．

9. 河西春郎，根本知己，高橋倫子，松崎正紀 (2000.12)多光子励起法による新しい生体機能解析．レーザー
顕微鏡研究会 (東京)．

《機能協関研究部門》
1. Okada Y (2000.1) Roles of anion channel and ABC
transporter in cell volume regulation.

International

Symposium on the Role of Transporters in the Host
Defense Mechanism (Tokyo, Japan).
2. 前野恵美，金関 悳，岡田泰伸 (2000.1) 浸透圧性細Okada Y (2000.4) Macula densa cell water transport
assessed by two-photon laser scanning microscopy.
Experimental Biology 2000 (San Diego, USA).
11. Bell PD, Lapointe J-Y, Sabirov R, Hayashi S, Okada Y(2000.4) Maxi-chloride channel in macula densa cells:

胞収縮によるアポトーシスの誘導．第 46 回中部日

possible pathway for ATP release.

本生理学会 (Nagoya, Japan).

Biology 2000 (San Diego, USA).

Experimental

3. Maeno E, Kanaseki T, Ishizaki Y, Okada Y (2000.3)

12. Morishima S, Zang W-J, Ohara M, Okada Y (2000.4)

Role of cell shrinkage in apoptotic cell death. 第 77 回

Cell volume measurements by the two-photon laser

日本生理学会大会 (Yokohama, Japan).

imaging system.

4. Dezaki K, Maeno E, Okada Y (2000.3) Fluorescence−

Diego, USA).

measurements of intracellular Cl concentration during

13. Shimizu T, Morishima S, Okada Y (2000.4) Extracellularcell apoptosis. 第 77 回日本生理学会大会 (Yokohama,Ca2+ sensitivity of swelling-activated Cl− currents. In

Japan).

relation to Ca2+-sensing receptor. Experimental Biology

5. Shimizu T, Morishima S, Okada Y (2000.3) Regulation−

signaling of volume-sensitive Cl channels: Involvement2+2000 (San Diego, USA).
14. Okada Y (2000.6) Volume-sensitive chloride channelsof Ca -sensing receptors. 第 77 回日本生理学会大会

and cell volume regulation. Symposium on Sensors and(Yokohama, Japan).

effectors in cell volume regulation and their physio-

6. Morishima S, Zhang W-J, Ohara M, Okada Y (2000.3)

logical role in secreting epithelia.

The 21st Congress

Nuclear volume regulation under hypotonic conditionsof the European Society for Comparative Physiology

observed by multi-photon laser microscopy in vivo. 第and Biochemistry (Liege, Belgium).

77 回日本生理学会大会 (Yokohama, Japan)．
7. Sabirov R, Lapointe J-Y, Bell PD, Okada Y (2000.3)
Patch-clamping macula densa: a nifedipine-sensitive
Ca-activated cation channel. 第 77 回日本生理学会大会 (Yokohama, Japan).
8. Okada Y, Lapointe J-Y, Sabirov RZ, Hayashi S, Bell PD−

15. 岡田泰伸 (2000.7) 細胞容積調節に関与する容積センサーチャネルとレセプター．第 18 回内分泌・代謝学サマーセミナー (Chitose, Japan).
16. Okada Y (2000.9) Volume-activated ATP release. XXth
Congreso Latinoamericano de Ciencias Fisiologicas(Cancun, Mexico).

(2000.3) A maxi-Cl channel in macula densa cells and17. 真鍋健一，出崎克也，森島繁，岡田泰伸 (2000.10) カ

its role in ATP release. 第 77 回日本生理学会大会

ルバコール刺激による大腸上皮 T84 細胞の形態変化(Yokohama, Japan).

と Ca2+動員．第 47 回中部日本生理学会 (Kanazawa,

9. Okada Y, Sabirov RZ, Hayashi S, Lapointe J-Y, Bell PD−(2000.3) A Cl /ATP channel in macula densa cells as a+Nasensor. 第 77 回日本生理学会大会 (Yokohama,Japan).
10. Peti-Peterdi J, Morishima S, Miyoshi T, Bell PD,

98

Experimental Biology 2000 (SanJapan).
18. 森信一郎，森島繁，岡田泰伸 (2000.10) 神経系培養
細胞における容積感受性クロライド電流．第 47 回
中部日本生理学会 (Kanazawa, Japan).
19. Abdullaev I, Sabirov R, Dezaki K, Okada Y (2000.10)

第 22 巻 (Dec, 2001)

Volume-sensitive Cl− currents in C127 cells stably

Normotonic cell shrinkage is an early prerequisite totransfected with CFTR. 第 47 回中部日本生理学会

apoptotic cell death. 第 53 回日本細胞生物学会大会(Kanazawa, Japan).

(Fukuoka, Japan).

20. Maeno E, Kanaseki T, Ishizaki Y, Okada Y (2000. 11)《神経情報研究部門》
1. 中平健祐，柴田理一，柴崎貢志，池中一裕 (2000.3) 電

11. 中平健祐，佐々木学，河野洋三，吉峰俊樹，清水惠

位依存性カリウムチャネルと小脳顆粒細胞の成熟過司，池中一裕 (2000.9) グリオーマに強発現する遺伝程．第 77 回日本生理学会大会（横浜）．

子 MAGE-E1 のクローニングと解析．第 23 回日本神2. 馬場広子，飛田秀樹，池中一裕，西野仁雄 (2000.3) 高
力価レトロウィルスを用いた神経幹細胞への遺伝子導入．第 77 回日本生理学会大会（横浜）．
3. 池中一裕 (2000.3) ランビエ絞輪周辺への電位依存的カリウムチャネル集積機構とその生理的意義．第経科学大会・第 10 回日本神経回路学会大会合同大会（横浜）．
12. 大竹洋介，田中文啓，和田洋巳，池中一裕 (2000.10)
非小細胞肺癌患者血清特異的 N 結合型糖蛋白糖鎖の検索．第 59 回日本癌学会総会（横浜）．

5 回大阪大学蛋白質研究所 COE セミナー（大阪）.

13. 佐々木学，河野洋三，吉峰俊樹，清水惠司，池中一

4. 池中一裕 (2000.3) 中枢ミエリン形成細胞の発生と裕 (2000.10) SAGE プロファイルでグリオーマ特異分化．第 77 回日本生理学会大会サテライトシンポ的に発現していた新規遺伝子 MAGE-E1 のクロー

ジウム（東京）．

ニング．第 59 回日本癌学会総会（横浜）．

5. 池中一裕 (2000.6) Glial development in the rodent
central nervous system. 日本生化学会春季シンポジ

14. 池中一裕，長谷純宏 (2000.10) 脳内 N-結合型糖鎖の発現と機能．第 73 回日本生化学会大会（横浜）．
15. 宍粟政行，福原俊介，中北慎一，長束俊治，池中一

ウム（福岡）．
6. Wada T, Kagawa T, Ivanova A, Zalc B, Shirasaki R,

裕，長谷純宏 (2000.10) マウス脳特異的糖鎖に対すMurakami F, Iemura S, Ueno N, Ikenaka K (2000.7)

るレセプターの検索．第 73 回日本生化学会大会（横Dorsal spinal cord inhibits oligodendrocyte development.

浜）．

Gordon Research Conference (Rhode Island, USA).
7. Wada T, Kagawa T, Zalc B, Shirasaki R, Murakami F,

16. 中北慎一，長束俊治，MENON, Krishna K，池中一裕，長谷純宏 (2000.10) マウス脳特異的糖鎖とそのIkenaka K (2000.8) Dorsal spinal cord inhibits oligo-

生合成に関与する

dendrocyte development. International Society Devel-

第 73 回日本生化学会大会（横浜）．

opmental Neuroscience (Heidelberg, Germany).
8. 柴崎貢志，柴田理一，中平健祐，池中一裕 (2000.9) 発+

脳型

ガラクトース転移酵素．

17. 池中一裕（2000.10）グリア細胞の機能と起源の多様性．第 43 回日本神経化学会大会（金沢）．

達期小脳顆粒細胞における電位依存性 K チャネル

18. 鹿川哲史，斎藤哲一郎，和田圭樹，中平英子，池中の局在化機構．第 23 回日本神経科学大会・第 10 回

一裕 (2000.10) HLH 型転写因子によるオリゴデンド

日本神経回路学会大会合同大会（横浜）．

ロサイト発生分化の調節．第 43 回日本神経化学会

9. 柴田理一，中平健祐，柴崎貢志，池中一裕 (2000.9) 小+大会（金沢）．

脳顆粒細胞の分化過程における K チャネルの役割．

19. 長谷川明子，岩崎靖乃，山田真久，小川正晴，池中

第 23 回日本神経科学大会・第 10 回日本神経回路学

一裕 (2000.10) システインプロテアーゼインヒビタ

会大会合同大会（横浜）．

ーによるアストロサイトの分化誘導機構の解明．第10. 秋田裕美，中平健祐，鹿川哲史，池中一裕 (2000.9) 脱

43 回日本神経化学会大会（金沢）．

髄性疾患における神経細胞異常の分子病態．第 23

20. 中平英子，鹿川哲史，和田圭樹，池中一裕 (2000.10)

回日本神経科学大会・第 10 回日本神経回路学会大中枢神経系におけるオリゴデンドロサイト前駆細胞

会合同大会（横浜）．

発生の起源．第 43 回日本神経化学会大会（金沢）.

99生理学研究所年報

21. 石橋智子，池中一裕，平原幸恵，本家孝一，西野仁+雄，馬場広子 (2000.10) 有軸索上の電位依存性 Na
+

および K

channel 局在におけるスルファチドの重特異的に強く発現する遺伝子 MAGE-E1 のクローニ
ングと発現．第５回グリア研究会（名古屋）．
25. 佐々木学，中平健祐，河野洋三，森内秀祐，宮尾泰慶，

要性．第 43 回日本神経化学会大会（金沢）．

清水惠司，吉峰俊樹，池中一裕 (2000.11) グリオーマ

22. Nakakita S, Ikenaka K, Hase S (2000.10) Detection ofに特異的に強く発現していた melanoma-associatedtissue specific sugar chains by a 2-dimensional HPLC

antigen gene family にホモロジーのある新規遺伝子

sugar mapping of pyridylaminated sugar chains. 弘前

MAGE-E1 のクローニング．第５回グリア研究会（名国際医学フォーラム（弘前）
．

古屋）
．

23. 長谷川明子，岩崎靖乃，山田真久，小川正晴，池中

26. 馬場広子，石橋智子，西野仁雄，池中一裕 (2000.11)

一裕 (2000.11) システインプロテアーゼの内因性阻オリゴデンドロサイトによる軸索タンパクの局在化

害因子によるアストロサイトの分化誘導機構．第５調節．第５回グリア研究会（名古屋）．
27. 池中一裕 (2000.11) グリオーマ：高力価レトロウィ

回グリア研究会（名古屋）．
24. 佐々木学，中平健祐，河野洋三，吉峰俊樹，清水惠司，Seung U. Kim，池中一裕 (2000.11) グリオーマ

ルスによる遺伝子治療．第 13 回日本ヒト細胞学会・
秋期国際シンポジウム（新潟）．

《液性情報研究部門》
1. Protaso F, Franzini-Armstrong C, Takekura H, Wang Y,
Nakai J, Allen PD (2000.2) The RYR1 2659-3720 (R9)region is sufficient to restore RYR-DHPR link.

チャネルと神経疾患．第 77 回日本生理学会大会（横
浜）
．

Bio-

9. Nakai J, Ohkura M, Beam KG (2000.6) Excitation-

physical Society 44th Annual Meeting (New Orleans).

Contraction coupling depends on conformational change

2. O'Brien JJ, Proenza C, Nakai J, Allen PD, Beam KG(2000.2) Role of RYR1 residues 1837-2154 in reciprocal
communication with α1s.

Biophysical Society 44th

Annual Meeting (New Orleans).
sequence of triadin, an associated protein of ryanodine
receptor/ Ca

release channel.

Gordon Research

Conference (New England, New Hampsher).
10. 神吉秀明，木下真理子，赤池明紀，佐藤公道，森泰生，金子周司（2000.9）マウス TRP5 チャネルの IP3

3. Ohkura M, Imoto K, Nakai J (2000.2) Sorting signal2+

not reflected in charge movement.

Biophysical Society

受容体活性化による開口．第 23 回日本神経科学会・第 10 回日本神経回路学会合同大会（横浜）．
11. 松下かおり，若森実，森泰生，織田銑一，松山善次郎，井本敬二（2000.9）Rolling Nagoya における P

44th Annual Meeting (New Orleans).
4. 若森実，山田久信，岡田峯陽，井本敬二，森泰生（2000．

型 Ca2+チャネル活性の変化．第 23 回日本神経科学

3）HEK293 細胞に発現させた TRP5 チャネルの自発会・第 10 回日本神経回路学会合同大会（横浜）．

活性の解析．第 73 回日本薬理学会年会（横浜）．

12. 森泰生（2000.10）PI 応答に関連したカルシウムチャ

5. 原雄二，工藤純，清水信義，井本敬二，森泰生（2000.3）
マウス TRPC7 ホモログの分子機能解析．第 73 回日

ネル群の分子的実体と機能．第 73 回日本生化学会大会（横浜）．
13. 南和志，Seagar MJ，大竹敦子，高橋正身，森泰生，

本薬理学会年会（横浜）．
6. 森泰生，若森実（2000.3）受容体活性化 TRP Ca2+
2+

佐藤一紀（2000.10）P/Q 型 Ca チャネル特異的ω

透過チャネルの Ca センサー機能．第 77 回日本生-conotoxin MVIIC アナログ合成のための Thr11 置換．

理学会大会（横浜）．

第 73 回日本生化学会大会（横浜）．

7. 若森実，森泰生，井本敬二（2000.3）小脳変性症マ14. 大倉正道，井本敬二，中井淳一（2000.10）リアノジ

ウスのカルシウムチャネル．第 77 回日本生理学会

ンリセプター／カルシウム遊離チャネルの付随蛋白

大会（横浜）．

であるトライアジンのソーティングシグナル配列．
2+

8. 井本敬二，若森実，森泰生（2000.3）電位依存性 Ca

100

第 73 回日本生化学会大会（横浜）．

第 22 巻 (Dec, 2001)

15. 森誠之，今野卓，永山國昭，井本敬二（2000.10）
Calmodulin と IQ モチーフ peptide（NaIQ）の相互作
用の解析．第 73 回日本生化学会大会（横浜）．

Society for Neuroscience 30th Annual Meeting (New
Orleans).
20. Matsuyama Z, Hozumi I, Inuzuka T, Wakamori M, Mori

16. 佐々木大介，清水俊一，内藤慎二，森泰生，木内祐Y, Imoto K (2000.11) Apoptosis induced by polyglutamine

二（2000.10）NO による転写因子 Ets-1 発現促進に

expansion of the P/Q type Ca2+ channel. Society for

おける細胞内 Ca2+の役割．第 73 回日本生化学会大Neuroscience 30th Annual Meeting (New Orleans).
21. Okada T, Shimizu S, Wakamori M, Yamada H, Imoto K,会（横浜）．
17. Kang MG, Chen CC, Felix R, Letts VA, Frankel WN,

Mori Y (2000.11) Ca2+/calmodulin-dependent myosine

Mori Y, Campbell KP (2000.11) Inhibition of neuronallight chain kinase is essential for the activation of2+

voltage-gated Cachannels by γ2 subunit.

Societyfor Neuroscience 30th Annual Meeting (New Orleans).

neuronal TRP5 channels.

Society for Neuroscience

30th Annual Meeting (New Orleans).

18. Yoshinaga T, Ino M, Wakamori M, Nishizawa Y, Tanaka I,

22. Yamada H, Wakamori M, Hara Y, Imoto K, Mori Y (2000.11)

Niidome T, Sawasa K, Mori Y (2000.11) Altered function

Spontaneous single-channel activity of recombinant TRP5of the sympathetic nerve in mice with disrupted alpha-channel expressed in HEK293 cells. Society for Neuro-

1B subunit of N-type calcium channel.

science 30th Annual Meeting (New Orleans).

Society for

Neuroscience 30th Annual Meeting (New Orleans).
19. Akiba I, Seki T, Mori M, Iizuka M, Nishimura S, Imoto

23. 原 雄 二， 工藤 純， 清水 信義， 井 本敬 二， 森泰 生
（2000.12）Molecular cloning and characterization ofK, Barsoumian EL (2000.11) Stable expression andmouse homologue of TRPC7 (mTRPC7).

characterization of human PN1 and PN3 sodium channels.

本分子生物学会年会（神戸）．

第 23 回日《高次神経機構研究部門》
1. 八木 健（2000.10）Fyn 結合型新規カドヘリン(CNR)の解析．第 73 回日本生化学会大会シンポジウム（横動の遺伝学」（三島）．
5. 八木 健，杉野英彦，平山晃斉，濱田 俊，先崎浩次（2000.8）行動に関わるゲノム構造の解析．2000 年国浜）．
2. 先崎浩次，小川正晴，八木 健（2000.10）大脳皮質

立遺伝学研究所研究会「動物行動の遺伝学」（三島）．

形成過程における新たな分子メカニズムの解析．第6. Yagi T (2000.8) Signalling cascade of CNR cadherins (reelin

73 回日本生化学会大会シンポジウム（横浜）．

receptors) in the mammalian brain. Society for Experi-

健（2000.9）大脳皮質層構造形成における分

mental Biology, SEB Annual Symposium (Cambridge).

子メカニズムの解析．第 23 回日本神経科学大会・

7. Yagi T (2000.8) Fyn regulates NMDA-receptor activity

3. 八木

第 10 回日本神経回路学会大会合同大会（横浜）．
4. 濱田香世子，八木 健（2000.8）哺乳行動と Fyn 欠

and couples a novel cadherin (CNR) family at a synaptic
complex.

ISBRA Symposium (Yokohama).

損マウス．2000 年国立遺伝学研究所研究会「動物行《情報記憶研究部門》
1. Imamura N, Hida H, Aihara N, Nishino H, Yamada K(2000.11) Dopamine-depleted striatum offers a good(2000.11) Degeneration of substantia nigra accompaning

condition for mesencephalic neuronal precursor cellwith microglial invasion in collagenase-induced intrastriatal

differentiation to dopaminergic neurons.

hemorrhage model rats. Society for Neuroscience (Florida).

Neuroscience (Florida).

2. Hida H, Baba H, Nakajima K, Kodama Y, Nishino H

Society for

3. 西野仁雄 (2000.1) 生理学からの展望．第 10 回日本

101生理学研究所年報

雄 (2000.6) 中脳由来神経幹細胞に対するドパミン

病態生理学大会（福島）．
4. 山田恭聖，福田敦夫，田中正樹，岡部明仁，西野仁雄，戸苅創，和田義郎 (2000.3) 無酸素無グルコース-

神経分化誘導因子．第 15 回神経組織・再生・移植研究会学術集会（名古屋）．

に対する大脳皮質スライス各層の神経細胞内 Cl 応

11. 今村暢希，飛田秀樹，相原徳孝，西野仁雄，山田和

答の光学的測定による比較．第 77 回日本生理学会大雄 (2000.9) ラット線条体出血モデルにおける黒質

会（横浜）
．

ミクログリアの活性化．第 23 回日本神経科学大会

5. 馬場広子，飛田秀樹，池中一裕，西野仁雄 (2000.3) 高
力価レトロウイルスを用いた神経幹細胞への遺伝子導入．第 77 回日本生理学会大会（横浜）．
6. 飛田秀樹，馬場広子，武井教恵，熊崎路子，西野仁
雄 (2000.3) ドパミン入力の欠如した線条体における中脳神経幹細胞に対するドパミン神経への分化誘導作用．第 77 回日本生理学会大会（横浜）．
7. 中島京也，飛田秀樹，熊崎路子，櫻井輝美，西野仁
雄 (2000.3) 黒質破壊後の線条体抽出液に含まれる（横浜）．
12. 飛田秀樹，中島京也，児玉祐司，馬場広子，西野仁
雄 (2000.9) ドパミン入力のない線条体での神経幹細胞に対する分化・栄養因子の増加．第 23 回日本神経科学大会（横浜）．
13. 石田和人，飛田秀樹，西野仁雄 (2000.9) Dark neuron
は非可逆的に細胞死に至る（海馬へのイボテン酸投与による検討）．第 23 回日本神経科学大会（横浜）．
14. 最上美保子，飛田秀樹，郡健二郎，西野仁雄 (2000.

bFGF 及び GDNF 量の経時的変化．第 77 回日本生理10) 胎生期性ホルモン環境の実験的変化による線条学会大会（横浜）．

体障害性の検討．第 47 回中部日本生理学会大会（金8. 今村暢希，飛田秀樹，相原徳孝，西野仁雄，山田和雄 (2000.3) 線条体出血モデルラットの黒質二次的変性．第 77 回日本生理学会大会（横浜）．

沢）．
15. 児玉祐司，馬場広子，飛田秀樹，鄭且均，西野仁雄 (2000.10) パーキンソン病モデルラットへの移植

9. 石田和人，飛田秀樹，西野仁雄 (2000.3) 海馬へのイを目的とするラット胎児由来神経幹細胞へのＴＨ

ボテン酸投与により出現する Argyrophil 陽性ニュー(チロシン水酸化酵素)遺伝子導入．第 47 回中部日本

ロンとその経過．
第 77 回日本生理学会大会（横浜）．

生理学会大会（金沢）．

10. 飛田秀樹，中島京也，児玉裕司，馬場広子，西野仁《高次神経性調節研究部門》
1. 小松英彦 (2000.1) 20 世紀における視覚研究の足跡と展望−視覚の生理研究の展開．日本視覚学会 2000
年冬季大会（東京）．
2. Komatsu H (2000.9) Visual information processing
across multiple visual areas. 第 23 回日本神経科学学会（横浜）．
3. 木下正治，小松英彦 (2000.9) サル第一次視覚野ニューロンの一様な面刺激に対する応答の時間特性．第23 回日本神経科学学会（横浜）．
4. 花澤明俊,小松英彦 (2000.9) マカクザル V４野におけるテクスチャー特徴の抽出．第 23 回日本神経科102

学学会（横浜）．
5. 杉原弘記,小松英彦 (2000.9) 回転面の傾きに関連したサル MST 野神経細胞の活動. 第 23 回日本神経科学学会（横浜）．
6. Kinoshita M, Komatsu H (2000.11) Temporal dynamics
of the neural responses to the luminances of the surface
stimuli in macaque striate cortex (V1). 30th Society
for Neuroscience Meeting (New Orleans, U.S.A.).
7. Hanazawa A, Komatsu H (2000.11) Extraction of texture
features in macaque area V4. 30th Society for Neuroscience Meeting (New Orleans, U.S.A.).

第 22 巻 (Dec, 2001)《生体システム研究部門》
1. 森

茂美，森 大志，中陦克己，高須千慈子，森 将浩，橘篤導，松山清治（2000.3）成サルにおける四足歩行から直立二足歩行の変換機序．第 77 回日美（2000.9）ラット腰髄に分布するコリンエステラーゼ陽性神経細胞の生後発達．第 23 回日本神経科学大会（横浜）．
12. 橘

本生理学会大会（横浜）．

篤導，森大志，中陦克己，高須千慈子，森 茂

2. 宮下英三（2000.3）水平面上上肢二関節到達運動遂美（2000.9）幼若期及び若齢期ニホンサルの成長・

行中のサル一次運動野神経細胞活動は何をエンコー

発達過程における起立姿勢，直立二足歩行運動の学

ドするのか？．第 77 回日本生理学会大会（横浜）．

習．第 23 回日本神経科学大会（横浜）．

大志，橘 篤導，高須千慈子，松山清治，森 茂

13. Mori F, Tachibana A, Takasu C, Nakajima K, Mori S美（2000.3）障害物歩行時のサル直立二足歩行運動(2000.10) A new Japanese monkey model for the study

における反射適応・予測制御の動員．第 77 回日本of bipedal locomotion: strategies for obstacle clearance

生理学会大会（横浜）．

and recovery from stumbling. IX International Sympo-

3. 森

4. 奥村

哲，Arpad Dobolyi，松山清治，森 大志，森sium on Motor Control (Varna, Bulgaria).

茂 美 （ 2000.3 ） ネ コ 尾 状 核 に お け る cholinerpic-

14. Mori S, Nakajima K, Mori F, Tachibana A, Takasu C, Mori

GABAerpic-serotonerpic interaction: 免疫組織化学的M (2000.11) Hip strategy involves in the conversion from

検索．第 77 回日本生理学会大会（横浜）．

quadrupedal to bipedal walking in the Japanese monkey

5. 橘

篤導，森 大志，高須千慈子，松山清治，森 茂

美（2000.3）幼若期ニホンサルの起立姿勢と直立二足歩行運動の学習．第 77 回日本生理学会大会（横(M. fuscata). 30th Annual Meeting of Society for Neuroscience (New Orleans, USA).
15. Mori F, Tachibana A, Nakajima K, Takasu C, Okumura
T, Mori M, Mori S (2000.11) When walking bipedally,浜）．
大志, 松山清治, 森

the Japanese monkey (M. fuscata), employs anticipatory

茂美（2000.7）ネコ線条体の介在神経細胞・出力細and reactive neural mechanisms to adjust to external

胞両者に対するセロトニン神経支配様式．第 15 回

perturbations.

日本大脳基底核研究会（茨城県美浦村）．

Neuroscience (New Orleans, USA).

6. 奥村

7. 森

哲, Arpad Dobolyi, 森

茂美，中陦克己，森 大志，橘 篤導，高須千30th Annual Meeting of Society for

16. Okumura T, Dobolyi A, Matsuyama K, Mori F, and

将浩（2000.9）トレッドミル上での歩行

Mori S and Ogawa T (2000.11) Serotonergic innervation

運動を学習した成ニホンサルにおける歩容の変換機

of output neurons in the caudate nucleus of the cat.

序．第 23 回日本神経科学大会（横浜）．

30th Annual Meeting of Society for Neuroscience (New慈子，森8. 宮下英三（2000.9）上肢到達運動遂行中のサル運動野神経細胞活動の運動パラメータによる線形重回帰

17. Tachibana A, Mori F, Nakajima K, Takasu C, Mori M,
and Mori S (2000.11) Developmental features of the

解析．第 23 回日本神経科学大会（横浜）．
9. 渡邊

Orleans, USA).

正，郷原一寿，宮下英三（2000.9）ニューロ

acquisition of an upright standing posture and bipedal

ダイナミクスにおける状態依存性の実験的検証．第locomotion by the Japanese monkey, M. fuscata.

23 回日本神経科学大会（横浜）．

Annual Meeting of Society for Neuroscience (New

10. 中陦克己，森Jankowska，森

大志，奥村

哲，橘

篤導，Elzbieta

茂美（2000.9）Synaptic actrions of

30th

Orleans, USA).
18. 森

大志，中陦克己，森茂美（2000.12）ニホンサ

fastigial neurons on lumbar motoneurons via reticulospinalル（M. fuscata）の直立二足歩行運動：運動力学的解

neurons in acute decerebrate cats．第 23 回日本神経析．第 30 回日本臨床神経生理学会学術大会（シン科学大会（横浜）．

ポジウム「歩行の臨床神経生理学」
）
（京都）
．

11. 奥村哲，Dobolyi A, 森 大志，松山清治，森茂

103

生理学研究所年報《高次液性調節研究部門》
1. 納家勇治, 吉田正俊, 伊藤昭光, 柴田愁子, 伊原

毅,

9. Yoshida M, Naya Y, Ito A, Shibata S, Miyashita Y(2000.3) サル下部側頭葉にお(2000.11) A combined study of tract-tracing and elec-

ける記憶想起に関係する神経活動の時間経過：３６

trophysiological mapping in area TE and area 36 of

野と TE 野の比較．第 77 回日本生理学会大会 （東macaque monkeys. 30th Annual Meeting of Society for

京）．

Neuroscience (New Orleans, USA).

永雄総一, 宮下保司

2. 福島徹也, 長谷川(2000.9) 目標転10. Tokuyama W, Okuno H, Hashimoto T, Li Y.X, Takahashi

換に伴うニホンザル弓状溝領域の神経細胞活動．

E, Miyashita Y (2000.11) Induction of BDNF mRNA

第 22 回日本神経科学大会 第 10 回日本神経回路学

during visual paired associate learning in the inferior

会大会合同大会（横浜）．

temporal cortex of macaque monkeys.

功, 宮下保司

3. 保前文高, 橋本龍一郎, 中嶋京一, 宮下保司, 酒井
邦嘉（2000.9）文の異なる感覚入力に伴うブローカ
野の機能分化．第 22 回日本神経科学大会

第 10 回

日本神経回路学会大会合同大会（横浜）．
4. 李

悦欣, 橋本隆紀, 徳山 宣, 宮下保司, 奥野浩行

30th Annual

Meeting of Society for Neuroscience (New Orleans,USA).
11. Okuno H, Tokuyama W, Hashimoto T, Li Y.X, Koyama M,
Miyashita Y (2000.11) Induction on ZIF268 mRNA in
perirhinal cortex during memory formation for visual(2000.9) 片側前庭破壊後のラット脳幹における脳由

paired associated in macaque monkeys.

来神経栄養因子 BDNF の発現誘導．第 22 回日本神

Meeting of Society for Neuroscience (New Orleans,

経科学大会 第 10 回日本神経回路学会大会合同大会

USA).

30th Annual

12. Li Y.X, Hashimoto T, Tokuyama W, Miyashita Y, Nagao（横浜）．
5. 橋本隆紀, 奥野浩行, 徳山 宣, 李 悦欣, 宮下保司

S, Okuno H (2000.11) BDNF induction in vestibulo-(2000.9) ニホンザル傍嗅野における視覚性対連合記

olivary network following unilateral labyrinthectomy in

憶形成に関連したｚｉｆ２６８の特異的発現パター

rats as revealed by quantitative RT-PCR analysis. 30thン．第 22 回日本神経科学大会

Annual Meeting of Society for Neuroscience．(New

第 10 回日本神経回路学会大会合同大会（横浜）．

Orleans, USA).

宣, 奥野浩行, 橋本隆紀, 李 悦欣, 宮下保司

13. Fukushima T, Hasegawa I, Miyashita Y (2000.11)(2000.9) 視覚性対連合記憶形成におけるＢＤＮＦ

Modulation of neuronal activities in macaque dorsalｍＲＮＡの発現誘導：大脳半球離ザルを用いた定量

periarcuate area by target-shift cues.

的解析．第 22 回日本神経科学大会 第 10 回日本神

Meeting of Society for Neuroscience (New Orleans,

経回路学会大会合同大会（横浜）
．

USA).

6. 徳山

30th Annual

7. 内田以大, 亀山征史, 竹中 暁, 石浦浩之, 桔梗英幸,

14. Ohbayashi M, Miyashita Y (2000.11) Linkage of

宮下保司（2000.9）イメージ生成過程の大脳皮質機

visuospatial information and saccade preparation in

能マップ：機能的磁気共鳴画像法による解析．第 22monkey premotor cortex during an oculomotor sequence

回日本神経科学大会 第 10 回日本神経回路学会大会

task. 30th Annual Meeting of Society for Neuroscience

合同大会（横浜）．

(New Orleans, USA).

8. Naya Y, Yoshida M, Ihara T, Nagao S, Miyashita Y

15. Hashimoto T, Li Y.X, Okuno H, Tokuyama W, Takahashi(2000.11) Spatial distribution of memory-related cells

E, Miyashita Y (2000.11) BDNF mRNA expression inin monkey area 36 and area TE during pair-association

rat inferior olive after unilateral labyrinthectomy: in situ

task. 30th Annual Meeting of Society for Neurosciencehybridization analysis. 30th Annual Meeting of Society(New Orleans, USA).

for Neuroscience (New Orleans, USA).

104

第 22 巻 (Dec, 2001)《脳形態解析研究部門》
1. Shigemoto P, Masugi M, Fujimoto K (2000.9) Ultrastruc-会大会

合同大会（横浜）．

tural localization of metabotropic glutamate receptors

4. 高田昌彦，金田勝幸，今西美知子，徳野博信，南部in the rat CNS as revealed by conventional and replica

篤，重本隆一（2000.9）パーキンソン病モデル動物

immunogold labeling.

における大脳基底核の代謝型グルタミン酸受容体のInternational Symposium forMorphological Sciences (Kyoto, Japan).
2. 籾山俊彦 (2000.3) 中枢ドーパミン D2 タイプ受容体と共役するイオンチャネルの多様性．第 73 回日本薬理学会年会シンポジウム（横浜）．
3. 馬杉美和子，納富拓也，渡辺雅彦，重本隆一（2000.9）
SDS-FRL 法による細胞膜上機能分子の共存の解析．

発現変化．第 23 回日本神経科学大会，第 10 回日本
神経回路学会大会

合同大会（横浜）．

5. Momiyama A (2000.9) Control of the excitability ofidentified spinothalamic tract neurons via metabotropic
glutamate receptors. The Japan Neuroscience Society,23rd Annual Meeting (Yokohama, Japan).

第 23 回日本神経科学大会，第 10 回日本神経回路学《大脳神経回路論研究部門》
1. Kawaguchi Y (2000.7) Specific synaptic connections
and firing characteristics in cortical interneuron types.
nd

22 CINP Congr (Brussels, Belgium）．
2. Kawaguchi Y (2000.7) Synaptic connections and firing
patterns of GABAergic interneuron types. GABA 2000
Int. Conf. on GABA and Glycine Receptors (Cains,

脳皮質の CRF 陽性細胞の形態とシナプス結合様式．
第 23 回日本神経科学大会 (横浜).
6. 窪田芳之，川口泰雄 (2000.9) 大脳皮質の非錐体細胞のシナプス結合様式．第 23 回日本神経科学大会 (横浜).
7. Kawaguchi Y (2000.11) Synaptic connections and synchronized firing of cortical interneuron. Physiology andAustralia）．
3. Kawaguchi Y (2000.8) Morphology and physiology of

anatomy of the local circuit of the brain（岡崎）．

CCK inteneurons in the rat prefrontal cortex. Gordon

8. Kondo S, Kawaguchi Y (2000.11) Slow synchronized

Research Conf. on Neuronal Cholecystokinin (Oxford,

bursts of inhibitory postsynaptic currents in the rat

UK）．

frontal cortex in vitro. 30th Annual Meeting of Society

4. 根東覚，川口泰雄 (2000.9) 大脳皮質抑制性神経回路におけるシナプス電流の同期化．第 23 回日本神経科学大会 (横浜).

for Neurosciety for Neuroscience (New Orleans, USA).
9. 川口泰雄 (2000.12) 単一神経活動から見た脳波律動．
第 30 回日本臨床神経生理学会学術大会（京都）．

5. 鈴木和美，窪田芳之，苅部冬紀，川口泰雄 (2000.9) 大《心理生理学研究部門》
1. 土田龍郎, 高橋範雄, 伊藤春海, 西澤貞彦, 米倉義晴,の描出能の検討．第 50 回 日本核医学会 中部地方

定藤規弘 (2000.2) 標準入力曲線を用いた非侵襲的

会（愛知）
．

脳ブドウ糖代謝量の測定―原理と精度に関する検討．

3. 吉本光喜, 脇

第 50 回 日本核医学会中部地方会（愛知）．
2. 村本聡, 大山信幸, 岡田謙一郎, 高橋範雄, 土田龍郎, 吉本光喜, 藤林靖久, 定藤規弘, 米倉義晴, 伊藤
11

春海 (2000.2) C-acetatePET による前立腺癌転移巣

厚生, 藤林靖久, 定藤規弘, 米倉義晴

11(2000.2) [1- C]Acetate の腫瘍内代謝．第 50 回日本核医学会 中部地方会（愛知）．
4. 植松秀昌, 前田正幸, 定藤規弘, 木村浩彦, 越元佳郎,
山田弘樹, 河村泰孝, 石森佳幸, 米倉義晴, 伊藤春海,

105生理学研究所年報

久保田紀彦 (2000.2) Quantitative measurement ofchanges in glucose metabolism of living rat brain slices

vascular permeability of gliomas by duble echo dynamic

with a positron autoradiography technique.

MRI. 第 11 回福井 MR 研究会（福井）．

Annual Meeting of the Society of Nuclear Medicine (St.

5. Uematsu H, Sadato N, Maeda M, Matsuda T, Koshimoto

The 47th

Louis, USA).

Y, Kimura H, Yamada H, Kawamura Y, Yonekura Y, Itoh

13. Tsuchida T, Sadato N, Nishizawa S, Yonekura Y, Itoh H

H (2000.4) Quantitative measurement of an extraction(2000.6) Effect of postprandial hyperglycemia in noninva-

fraction by double echo dynamic MRI.

sive measurement of cerebral metabolic rate of glucose

International

Society for Magnetic Resonance in Medicine, Eighthin non-diabetic subjects.

Scientific Meeting and Exhibition (Denver, USA).

47th Annual Meeting of the Society of Nuclear Medicine

6. Uematsu H, Maeda M, Sadato N, Matsuda T, Koshimoto

Scientific Abstracts of the(St.Louis, USA).

Y, Kimura H, Yamada H, Kawamura Y, Yonekura Y, Itoh14. 土田龍郎, 伊藤春海, 西澤貞彦, 米倉義晴, 定藤規弘

H (2000.4) Underestimation in MR measurement of(2000.6) 標準入力曲線を用いた非侵襲的脳ブドウ糖

blood volume of brain tumors. International Society for

代謝量の測定―食後高血糖の影響について―.

Magnetic Resonance in Medicine, Eighth Scientific

51 回 日本核医学会 中部地方会（岐阜）．

Meeting and Exhibition (Denver, USA).

第15. 田中雅人, 上坂秀樹, 小室裕冉, 伊藤春海, 米倉義晴,

聡，大山伸之，高橋範雄，藤林靖久，定藤規

定藤規弘, 小倉久和 (2000.8) マルチエージェント

弘，米倉義晴，伊藤春海 (2000.4) C-11 acetate PET

サーバーによる医用画像管理システム（動画像へのによる前立腺癌イメージング．第 59 回日本医学放対応）．第 19 回日本医用画像工学会大会（大阪）
．

7. 村本

16. 吉本光喜, 脇

射線学会学術発表会 (横浜).
8. 山田弘樹，村本 聡，伊藤春海，大森昌夫，村田哲人，定藤規弘，米倉義晴 (2000.4) 運動選択課題を用

厚生, 藤林靖久, 定藤規弘, 米倉義晴

(2000.8) [1-C-11]acetate の腫瘍内代謝．PET サマー
セミナー（舞子）．

いた脳の fMRI：大脳皮質賦活領域および抑制領域の17. 土田龍郎，伊藤春海，西澤貞彦，米倉義晴，定藤規

検討．第 59 回日本医学放射線学会学術発表会 (横弘 (2000.11) 非侵襲的脳ブドウ糖代謝量測定におけ浜)．

る食後高血糖の影響．第 40 回日本核医学会総会（神9. 椛沢宏之, 高橋良行, 岡田知久, 定藤規弘, 米倉義晴

戸）．

(2000.5) 拡散テンソル画像撮像における超高磁場装18. 石津浩一, 定藤規弘, 米倉義晴 (2000.11) ガンマカ

置の有用性. 第 8 回日本 MR Angiography 研究会 (愛メラ型 PET を用いた高感度断層撮影の開発．第 40媛)．

回日本核医学会総会（神戸）．

10. Ishizu K, Nakamura S, Shiozaki T, Sadato N, Takahashi

19. Sadato N, Yonekura Y (2000.11) Plasticity of higher

N, Sugimoto K, Fujibayashi Y, Yonekura Y (2000.6)

brain function: tactile to visual modalities. Second In-

Increasing rate of FDG uptake from early to delayedternational Workshop on Biomedical Imaging (FUKUI-PET images in lung tumors.

2000) (Fukui, Japan).

Scientific Abstracts of

the 47th Annual Meeting of the Society of Nuclear
Medicine (St.Louis, USA).
11. Omata N, Murata T, Fujibayashi Y, Waki A, Sadato N,

20. Sadato N, Okada T, Honda M, Yonekura Y (2000.11)
Cortico-cortical circuitry of the cross-modal plasticity
in the blind during Braille discrimination tasks.

The

Yoshimoto M, Wada Y, Yonekura Y (2000.6) Age-related

30th Annual Meeting of the Society for Neurosciencechanges in energy production in the brain slices of(New Orleans, USA).

senescence-accelerated mouse as revealed by positron

21. 吉本光喜, 脇厚生, 藤林靖久, 定藤規弘, 米倉義晴

11

autoradiography technique. The 47th Annual Meeting(2000.11) [1- C]Acetate の腫瘍内集積メカニズムにof the Society of Nuclear Medicine (St.Louis, USA).

関する基礎的検討．ＰＥＴ研究会（京都）．

12. Murata T, Omata N, Fujibayashi Y, Waki A, Sadato N,

22. Sadato N. (2000, 12) Cortico-cortical circuitry of the

Yoshimoto M, Wada Y, Yonekura Y (2000.6) Neurotoxicity

cross-modal plasticity in the blind during Braille dis-caused by hypoxia/reoxygenation as revealed by dynamic

crimination tasks.

106

2nd ISM International Symposium

第 22 巻 (Dec, 2001)

on Frontiers of Time Series Modeling (Nara, Japan).
23. Sadato N, Yonekura Y (2000.12) Cortico-cortical circuitryof the cross-modal plasticity in the blind during Braille〜：脳と心のメカニズム第１回夏のワークショップ（京都）．
30. 本田学 (2000.7)「運動」から「思考」へ 〜パーキdiscrimination tasks. International Symposium on Inter-

ンソン病の脳機能賦活検査に学ぶ．第 15 回日本大areal Functional Coupling (Kyoto, Japan).

脳基底核研究会（霞ヶ浦）．

24. Hanakawa T, Honda M, Okada T, Sawamoto N, Fukuyama

31. 本田学，仁科エミ，前川督雄，不破本義孝，森本H, Shibasaki H (2000.0) Rostral dorsolateralpremotor

雅子，八木玲子，中村

activation in human cognitive tasks does not result from(2000.3) 新世代オーディオ技術の評価―ハイパーソ

innerspeech. (New Orleans, USA).

ニック・エフェクトについて．日本音響学会春期研

25. Sawamoto N, HanakawaT, Honda M, Shibasaki H(2000.0) Cognitive Processing is slow in Parkinson's
Disease. (New Orleans, USA).
26. 本田学 (2000.12）事象関連 fMRI の方法論と応用．

第 30 回日本臨床脳生理学会シンポジウム「事象関連電位と事象関連 fMRI の接点」
（京都）．
27. 本田学，加藤比呂子，大原信司，池田昭夫，井上聡，河合徳枝，大橋力

究発表会（船橋）．
32. 河合徳枝，本田学，中村聡，不破本義孝，森本雅子，前川督雄，仁科エミ，大橋

力 (2000.3）ハ

イパーソニックエフェクトの脳波による検討．日本
音響学会春期研究発表会（船橋）．
33. 中村聡，本田学，仁科エミ，河合徳枝，不破本

義孝，仁科エミ，大橋

力 (2000.3) ハイパーソニッ

有史，三原忠紘，馬場好一，柴崎 浩(2000.9)多変量

クエフェクトの領域脳血流による検討．日本音響学

自己回帰モデルをもちいた運動皮質間機能連関の解会春期研究発表会（船橋）．

析．第 23 回日本神経科学大会・第 10 回日本神経回学，大橋路学会合同大会（横浜）．
28. 花川隆，本田 学，岡田知久，福山秀直，柴崎 浩(2000.9) そろばん熟練者の暗算の神経機構．第 23回日本神経科学大会・第 10 回日本神経回路学会合

力 (2000.3) ハイパーソニック・エフェク

トの一対比較法による検討．日本音響学会春期研究発表会（船橋）．
35. 大橋力，本田学，前川督雄，河合徳枝，仁科エミ (2000.3) ハイパーソニックエフェクトの二次元

同大会（横浜）．
29. 本 田34. 仁科エミ，不破本義孝，森本雅子，河合徳枝，本田

学 (2000.8) Imagine 〜 脳 の イ メ ー ジ 機 能知覚モデル．日本音響学会春期研究発表会（船橋）．

《高次脳機能研究プロジェクト》
1. 遠藤利朗，伊佐正（2000.9）ラット上丘浅層の異なンザル脚橋被蓋核におけるサッカード課題への動機

るニューロン種における AMPA 型グルタミン酸受容付けや報酬に関連したニューロン活動．第 23 回日

体サブタイプの分布．第 23 回日本神経科学学会大本神経科学学会大会，第 10 回日本神経回路学会大会，第 10 回日本神経回路学会大会（横浜）
．

会（横浜）
．

2. 山下哲司，伊佐正（2000.9）ラット中脳ドパミン細5. Alstermark B, Isa T, Ohki Y, Saito Y (2000.11) C3-C4胞におけるニコチン型アセチルコリン受容体

propriospinal neurons mediate disynaptic pyramidal(nAChRs)の活性化に伴うカルシウム感受性電流．第excitation to forelimb motoneurones in macaca fuscata.

23 回日本神経科学学会大会，第 10 回日本神経回路

Annual Meeting of Society for Neuroscience (New

学会大会（横浜）．

Orleans, USA).

3. 斎藤康彦，伊佐正（2000.9）上丘層内，層間のニュ

6. Kobayashi Y, Inoue Y, Yamamoto M, Aizawa H, Isa T (2000.

ーロン集団における興奮性結合．第 23 回日本神経

11) Coding of multimodal signals in the pedunculopontine

科学学会大会，第 10 回日本神経回路学会大会（横nucleus neurons related to performance of visually guided

浜）．

saccade task. Annual Meeting of Society for Neuroscience．

4. 井上由香，小林康，相澤寛，伊佐正（2000.9）ニホ(New Orleans, USA).

107

生理学研究所年報

7. Saito Y, Isa T (2000.11) Intra- and interlaminar excitatory
connections among neuronal populations in rat superior

colliculus. Annual Meeting of Society for Neuroscience(New Orleans, USA).

《感覚・運動機能研究プロジェクト》
1. Watanabe S, Kakigi R, Koyama S, Kirino E (2000.1)
Human Face Perception A Magnetoencephalographic
Study.

Asian-Oseanian Symposium of Clinical Neuro-physiology (Manila, Philippins).

10. Nihashi T, Kakigi R, Kawakami O, Hoshiyama M, Itomi
K, Inao S, Yoshida J (2000.8) Somatosensory evokedmagnetic fields following electrical stimulation of the

2. Hoshiyama M, Kakigi R (2000.1) The New Smallest
Multi-Channel Gradiometer. Application for Peripheral
Conduction.

(Helsinki, Finland).

Asian-Oseanian Symposium of Clinical

Neurophysiology (Manila, Philippins).

ear.

12th International conference on Biomagnetism(Helsinki, Finland).
11. Wang L, Kakigi R, Hoshiyama M, Koyama S, Watanabe
S, Gunji A (2000.8) Neural activities during Wisconsin

3. Lam K, Kaneoke Y, Kakigi R (2000.1) Response Prop-

card sorting test-MEG observation. 12th Internationalerties of the Human Visual System to Global Motion.

conference on Biomagnetism (Helsinki, Finland).

Asian-Oseanian Symposium of Clinical Neurophysiology

12. Gunji A, Hoshiyama M, Kakigi R (2000.8) Identification(Manila, Philippins).

of auditory evoked magnetic fields (AEF) of subject’s own

4. Gunji A, Kakigi R, Hoshiyama M (2000.1) Spatiotemporal
Sourse Analysis of Vocalization-Associated Magnetic Fields.
Asian-Oseanian Symposium on Clinical Neurophysiology(Manila, Philippins).

voice. 12th International conference on Biomagnetism(Helsinki, Finland).
13. Kawakami O, Kaneoke Y, Kakigi R (2000, 8) Assementof the magnetic response from the human extrastriate

5. Itomi K, Kakigi R, Maeda K, Hoshiyama M (2000.1)

cortex to apparent motion compared with real motion.

Dermatone Versus Homunculus; Detailed Topography

10th European Congress of Clinical Neurophysiology,of the Primay Somatosensory Cortex Following Trunk(Lyon, France).

Stimulation.

Asian-Oseanian Symposium on Clinical

Neurophysiology (Manila, Philippins).

14. Lam K, Kakigi R, Mukai T, Yamasaki H (2000.8) Somatosensory evoked Magnetic fields (SEFs) are affected

6. Nakamura M, Kakigi R, Okusa T, Hoshiyama M (2000.1)

by both attention and interference caused by visual

Effects of check size on pattern reversal visual evokedstimulation. 10th European Congress of Clinical Neuro-

magnetic field (VEF) and potential (VEP). Asian-Oseanianphysiology (Lyon, France).

Symposium on Clinical Neurophysiology (Manila, Philippins).
7. Koyama S, Sekiguchi T, Yamasaki H, Kakigi R (2000.8)
Cortical magnetic responses from the left superior tem-studies for pain perception in humans.

10th European

Congress of Clinical Neurophysiology (Lyon, France).

thporal area associated with visial word recognition. 12

16. 金桶吉起 (2000.3) 脳磁図を用いたヒト視覚系の研International conference on Biomagnetism (Helsinki,

究．第 2 回ヒト脳機能マッピング研究会学術集会

Finland).

（東京）．

8. Kaneoke Y, Kawakami O, Kakigi R (2000.8) Magnetic
response property of the human extrtastriate cortex tothvarious speed of real motion. 12 International conference on Biomagnetism (Helsinki, Finland).
9. Watanabe S, Kakigi R, Puce A (2000.8) Cortical regions
responding to eye movement: a magnetoencephalographicth

study. 12 International conference on Biomagnetism

108

15. Kakigi R (2000.8) Magneto- and electro- encephalographic

17. 宝珠山稔 (2000.3) 体性感覚誘発脳磁場を用いたマッピング．第２回ヒト脳機能マッピング研究会学術集会（東京）．
18. 内藤智之 (2000.3) ヒト MT 領野活動の上下視野差．
第 2 回ヒト脳機能マッピング研究会学術集会（東京）．
19. 文堂昌彦 (2000.3) 運動視関連領域の Transcallosal
Connection と半球優位性に関する脳磁図による検第 22 巻 (Dec, 2001)

討．第 2 回ヒト脳機能マッピング研究会学術集会

学学会 第 10 回日本神経回路学会大会合同大会（横

（東京）
．

浜）
．

20. 関口貴裕 (2000.3) 漢字単語に誘発された脳磁場に

29. 王

麗紅，柿木隆介，宝珠山

稔 (2000.3) 脳磁図を対する音韻反復の効果．第 2 回ヒト脳機能マッピン

用いた Wisconsin Card Sorting Test 試行中の脳内情

グ研究会学術集会（東京）．

報処理過程の検討．第 23 回日本神経科学学会 第 1021. 渡邊昌子 (2000.3) 「目の動き」認知に関する脳部位
局在．第 2 回ヒト脳機能マッピング研究会学術集会回日本神経回路学会大会合同大会（横浜）．
30. 文堂昌彦，金桶吉起，稲尾意秀，吉田純，中村昭範，柿木隆介 (2000.3) 運動視刺激に反応するヒト脳（東京）．
22. 軍司敦子 (2000.3) 聴覚マスキング条件下の発声関

局在：脳磁図と 3 次元ＭＲＩによる同定．第 23 回

連電位．第 2 回ヒト脳機能マッピング研究会学術集

日本神経科学学会，第 10 回日本神経回路学会大会

会（東京）
．

合同大会（横浜）．

23. 中村みほ，柿木隆介，大草知裕，宝珠山 稔 (2000.3)

31. 柿 木 隆 介 ， 宝 珠 山

稔 (2000.12) Transcutaneous

パターンリバーサル視覚誘発脳磁界に対するチェッelectrical nerve stimulation (TENS)後の痛覚関連脳反クサイズの影響．第 2 回ヒト脳機能マッピング研究

応の変化．第 22 回日本疼痛学会（京都）．
32. 柿木隆介 (2000.12) MEG を用いた後頭側頭葉の機会学術集会（東京）．
24. 糸見和也，柿木隆介，宝珠山 稔，前田多章 (2000.3)

能評価．第 12 回日本脳循環代謝学会総会（仙台）．

体幹の皮膚分節別刺激による体性感覚誘発脳磁図．

33. 柿木隆介 (2000.12) 痛覚刺激による脳波と脳磁図反

第 2 回ヒト脳機能マッピング研究会学術集会（東京）．
25. 中村みほ，柿木隆介，大草知裕，宝珠山 稔 (2000.3)
パターンリバーサル視覚誘発脳磁界に対するチェッ
クサイズの影響．日本脳電磁図トポグラフィー研究

ポジウム「痛みの神経生理学」）（京都）．
34. 金桶吉起 (2000.12) 運動視と視覚誘発脳磁界．第 30回日本臨床神経生理学会学術大会（京都）．
35. 川上会（北九州）．
26. 糸見和也 (2000.3) パターンリバーサル視覚誘発脳
磁界に対するチェックサイズの影響．日本脳電磁図

治 (2000.12) 脳磁図を用いた仮現運動視知覚の神経機構の検討．第 30 回日本臨床神経生理学会
学術大会（京都）．
36. 渡辺昌子 (2000.12) 倒立顔認知：脳波と脳磁図を用

トポグラフィー研究会（北九州）．
27. 王

応．第 30 回日本臨床神経生理学会学術大会（シン麗紅，柿木隆介，宝珠山 稔 (2000.6) 脳磁図を用いた Wisconsin Card Sorting Test 試行中の脳内情
報処理過程の検討．第 26 回性格・行動と脳波研究

いた研究．第 30 回日本臨床神経生理学会学術大会（京都）．
37. 大草知裕，柿木隆介，宝珠山稔，王麗紅 (2000.12) 閃
光視覚誘発脳磁場の睡眠による変化．第 30 回日本会（宮古）．
28. 軍司敦子，宝珠山 稔，柿木隆介 (2000.3) 発声時の臨床神経生理学会学術大会（京都）．

自分の声に対する脳磁界反応．第 23 回日本神経科《形態情報解析室》
1. 古家園子，尾崎毅，堀清次（2000.3）ラット脳下垂体および小脳におけるエンドセリン受容体の局在．

particles. The 7th Asia-Pacific Electron Micros. Conf.,
Phys. (Singapore).

第 105 回日本解剖学会総会・全国学術集会（横浜）．

4. 一海孝光，有井達夫 (2000.9) アクチン溶液中に形成

2. 有井達夫（2000.9）超高圧電顕によるイメージング

される微小結晶状粒子の超高圧電子顕微鏡回折像．

プレート像の特性 VI．日本物理学会第 55 回年会（新潟）．

日本生物物理学会第 38 回年会（仙台）．
5. 吉村亮一，遠藤泰久，有井達夫，佐々木泰治（2000.9）

3. Sengoku M, Ohno T, Arii T (2000.6) High-voltage andシナプシンのリン酸化と分泌小胞：PC12 細胞の超

high-resolution electron microscopy of fine organic

高圧電子顕微鏡観察．日本動物学会第 70 回大会（山109

生理学研究所年報

電顕観察．日本電子顕微鏡学会第 45 回シンポジウ形）．
6. 片桐展子，片桐康雄，有井達夫（2000.11）無脊椎動

ム（岡崎）
．

物（腹足類）の外套組織にみられる筋繊維の超高圧《生体情報処理室》
1. Tsubokawa H (2000.3) Non-uniform distribution of+

3. Tsubokawa H (2000.3) Optical imaging of the PKC-

Na -influx through Ih channels in the hippocampal CA1

translocation in Single Neuron of the Hippocampal

pyramidal neurons. 日本薬理学会（横浜）．

Slice. 日本生理学会（横浜）．

2. Tsubokawa H, Oguro K, Shimazaki K, Robinson H P C,

4. Tsubokawa H, and Takagi S (2000. 11) Fluorescence

Masuzawa T, Kawai N (2000.3) Contribution of inositol 1,

imaging of the protein kinase C translocation in the2+

3,4,5-tetrakisphosphate to the abnormal Ca

homeostasis

in the hippocampal neurons after transient ischemia. 日

hippocampal neurons. Society for Neuroscience 30th
Annual Meeting (New Orleans, USA).

本生理学会（横浜）．

《動物実験センター》
1. Ishikawa K, Kono T, Ozaki T, Iwamoto J (2000.3)
Direct evidence of NO production in LPS-sensitized rat

110

hepatocytes and Kupffer cells. 77th Annual Meeting ofPhysiological Society of Japan (Tokyo)

【 一般共同研究報告 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

一般共同研究報告〔 目次 〕

１. 脳内部位特異的ドレブリンＡノックアウトマウスの作製（白尾智明ほか） ........................................... 114
２. GAD および ChAT 遺伝子の発現制御における神経選択的サイレンサーの役割（森望ほか）........... 114

３. 細胞内Ｃａ、サイクリックＡＭＰ、ＮＯにおける水分泌・開口分泌の細胞内制御機構（村上政隆ほか）........................................................................................................... 115
４. 卵活性化精子因子の同定と作用機序（宮崎俊一ほか） ............................................................................... 116
５. 卵細胞における IP3 動態の可視化（飯野正光ほか） ......................................................................................116
６. 神経ペプチド PACAP の神経細胞分化誘導作用と細胞内シグナル伝達機構（矢田俊彦ほか） ............. 117
７. 神経・分泌細胞の開口放出機構の研究（河西春郎ほか） ........................................................................... 117
８. 虚血性神経細胞死と容積調節チャネルの機能連関（塩田清二ほか） ....................................................... 117
９. 非上皮性 CFTR

Cl-チャネルの調節に関与する

新規プロテインフォスファターゼの同定（高井章ほか） ............................................................... 118

10. 正常発達及び病態における糖鎖構造の解析（和田洋巳ほか） ................................................................... 119
11. レトロウイルスべクターを用いた胃癌関連遺伝子の機能発現クローニング（奥村俊一郎ほか） ........................................................................................... 120
12. 電位依存性カルシウムチャネルα1A サブユニットの異常により引き起こされる神経疾患の病態メカニズムの解明（松山善次郎ほか） ....................................................................... 121
13. trp チャネルの開口制御機構に関する研究（金子周司ほか） ..................................................................... 121
14. 脊椎動物ＴＲＰホモログとＧタンパク質共役型受容体で活性化される Ca2+透過型
陽イオンチャネルの分子的相関に関する研究（井上隆司ほか） ....................................................... 122
15. サルの味覚弁別行動に関する大脳皮質諸領野間の結合（小川16. 歩行リズム制御における脳幹下行性投射系の役割（青木尚ほか） .................................................122

藩ほか） ....................................................... 123

17. 海馬興奮性シナプスの動態と微細形態（岡部繁男ほか） ........................................................................... 123
18. 非侵襲的脳機能計測法による高次脳機能可塑性の研究（米倉義晴ほか） ............................................... 124
19. 黒質−脚橋被蓋核系の機能構築及び動作特性（高草木薫ほか） ........................................................... 125

20. ＣＯ２レーザー光線を利用した軸索反射の研究（小山なつほか） ............................................................. 125
21. ヒルシュスプルング病無神経節腸管おける増生外来神経に関する研究（韮澤融司ほか） .................... 126
22. Hirschsprung 病コンジェニックラットの作製（安居院高志ほか） ........................................................... 126
23. 精巣輸出管異常ラットの精子輸送機能停止に細胞間結合装置とcell communication は関係するか（山本正夫ほか）.............................................................................. 127
24. 原索動物横紋筋の細胞内構造形成とカルシウム制御機構の系統発生（井上勲ほか） ........................ 128

113

生理学研究所年報

1. 脳内部位特異的ドレブリンＡノックアウトマウスの作製
白尾智明（群馬大学医学部附属行動医学研究施設行動分析学部門)
小幡邦彦，柳川右千夫

ドレブリンは大脳神経細胞の樹状突起スパインに存在は４匹のキメラが誕生したが，生殖細胞には組み替え遺するアクチン結合蛋白であり，スパイン細胞骨格の再編

伝子は入らなかった。そこで，新たに pLox-D 相同組み

成によるシナプス可塑性の調節因子として働いている可換えＥＳ細胞の作成を行っている。また，pDA により相能性が強い。本研究では，この仮説を検証するために，

同組み換えを起こさせたＥＳ細胞からはキメラは誕生しドレブリンＡを部位特異的にノックアウトし，in vivo, in

なかった。
このことは，
pDA による相同組み替えにより，

vitro で，シナプス機能の変化を解析することにより，シドレブリン A 以外に影響を受ける蛋白が存在する可能性

ナプス機能における神経伝達物質受容体・細胞骨格連関を示唆していた。そこで，pDA 相同組み換えにより欠損の重要性が明らかにすることを目指す。

する遺伝子配列 ins2 のをもつ新たな cDNA のクローニン

昨年度の研究により，ドレブリン E 及び A ともに脳内グをＲＴ−ＰＣＲ法を用いて行った。その結果，ins2 配

領野特異的にノックアウトするためのターゲッティング

列の後ろに新たに 319 塩基の配列が付け加わった新たなヴェクター pLox-D を作製した。また，ドレブリンの発

cDNA を同定することができた。この cDNA の塩基配列

現量を変化させずにドレブリンＡアイソフォームの発現を決定したところ，ドレブリンＡ（約７７ＫＤ）のＣ末のみを脳内全体でノックアウトするためのマウス作成用

端領域を欠損した分子量約４２ＫＤの蛋白であることがのターゲッティングベクター pDA を作製した。本年度わかった。そこで，この新規蛋白を S-ドレブリン A と名は，これらのこれらのターゲッティングヴェクターを用付けた。この結果，pDA 相同組み換えＥＳ細胞からできいてＥＳ細胞に相同組み換えを起こさせ，そのＥＳ細胞る動物はドレブリンＡばかりでなく S-ドレブリン A の発を使ってミュータントマウス作製を試みた。その結果，現もノックアウトされることがわかった。

pLox-D により相同組み換えを起こさせたＥＳ細胞から

2. GAD および ChAT 遺伝子の発現制御における神経選択的サイレンサーの役割
森

望（国立療養所中部病院長寿医療研究センター・分子遺伝学研究部)
David Saffen（東京大学大学院医学系研究科)
蒔苗公利（弘前大学医学部耳鼻咽喉科学教室)
柳川右千夫

発達および老化過程での脳の機能維持には，神経ネッ

神経細胞特異的な遺伝子発現制御が神経選択的サイレン

トワークの再編成能力の維持や神経の応答性の確保が重サー（NRS）とよばれる 22 塩基対の共通配列で制御され要である。その背後には神経細胞の中での様々な遺伝子る。この転写エレメント NRS には基本的に非神経細胞で発現が正常に遂行され，迅速な転写応答性を維持する必発現されている NRSF（REST）とよばれる核内転写抑制要がある。神経伝達物質の合成酵素や受容体，トランス因子が結合し，非神経細胞中で一連の神経特異的遺伝子

ポーター，シナプス関連分子や細胞表層の接着因子，ニ群は選択的な転写抑制を受ける。

ューロフィラメントや微小管等の神経骨格や GAP-43,

NRSF が神経遺伝子のプロモーターを抑える仕組みの

SCG10 等の突起伸展関連分子，等々，神経の機能維持に

根幹は，コリプレッサーmSin3 とともにヒストン脱アセ

直結した神経細胞（ニューロン）特異的遺伝子群は多種

チル化酵素（HDAC）をリクルートすることにある。

多様である。これらは，非常に複雑な時間的空間的な転HDAC はターゲットとなる遺伝子周辺のクロマチン構造

写制御の支配下にあるが，興味深いことに，その多くのを硬い状況に変換させ，結果的に RNA ポリメラーゼが114

第 22 巻 (Dec, 2001)

作用しにくくなることにより，転写抑制を来たす。HDACう。

阻害剤である TSA を作用させると，非神経細胞が ChAT

昨今，ヒトゲノムプロジェクトの終了にともない，ヒmRNA も発現することがわかった。このように NRS-

トゲノム中にある NRS および NRS 様配列を調査し整理

NRSF システムは神経の分化制御，神経伝達物質の発現した。その結果，従来想定されていた遺伝子に加え，新制御に係わる。HDAC はクロマチン構造の維持に必要なたに数十種類の遺伝子を特定した。これらの多くは進化酵素なので，老化過程における遺伝子制御に関しては大上，遺伝子重複により創出され，神経機能獲得に特異化

変重要な位置を占める。最近，出芽酵母の寿命制御に関したものである。GAD（GAD65 と GAD67 の２型存在）

し，ある種の HDAC（Sir2: NAD-HDAC）が重要である遺伝子もその重要なターゲットのひとつと考えられた。

ことが明かとなった。Sir2 の変異により長寿命化したの

また，我々がマウス GAD65 遺伝子と GAD67 遺伝子を構である。HDAC は多種類存在するが，今後は，いろいろ造解析した結果，両遺伝子に NRS 様配列が認められた。

な HDAC の老化，寿命制御への効果が調べられるであろ3. 細胞内 Ca，サイクリック AMP，NO による水分泌・開口分泌の細胞内制御機構
村上政隆，吉村啓一（北大歯），瀬川彰久（北里大医）橋本貞充（東京歯大)杉谷博士，横山三紀，吉垣純子，道家洋子，通川広美（日大松戸歯)
瀬尾芳輝（京都府医大），赤川公朗（杏林大医)

外分泌腺は，分泌刺激を受けとると水輸送機構と開口制限される可能性が示唆された。

分泌が両方活性化されるが，細胞内 Ca，サイクリック

2) ラット耳下腺腺房細胞における VAMP2 結合タンパ

AMP，NO の信号系を含む細胞内制御機構については不ク質の検索に関しては，ラット耳下腺 cDNA ライブラリ

明な点が多い。本研究では，大量の水分泌と開口分泌をーを作成し，酵母を用いた２ハイブリッドシステムによ観察できる唾液腺に対象を限定し，血管潅流系及び遊離り行った。Syntaxin4 が結合する結果は得られたが，新た細胞系を用い，分泌経過に沿って水・アミラーゼ・ムチ

な VAMP2 結合タンパク質はまだ得られていない。

ンの分泌・酸素消費を計測し種々の細胞内情報伝達系の3) Arf に関しては，可透過性耳下腺腺房細胞において協調機構を検討した。平成 12 年度は，1) 細胞内 Ca 信号

Arf ペプチドが cAMP 依存性アミラーゼ開口放出を抑制

による分泌反応に対する細胞内サイクリック AMP 信号した。このことから，開口放出に関連することが示唆さによる増強効果の存在の有無，2）ラット耳下腺腺房細胞れた。

における VAMP2 結合タンパク質の検索，3) 低分子量4) ウサギ顎下腺の NO 産生においては，Ca2+依存性のGTP 結合タンパク質 Arf の役割，4) ウサギ顎下腺細胞

NO 合成酵素が細胞質および細胞膜に局在することが認における一酸化窒素（NO）産生調節，5) 傍細胞水輸送

められ，細胞膜 NO 合成酵素の活性はイノシトールリンの制御因子と開口分泌活性化の関係について検討を行っ脂質により阻害を受けることから，NO 産生にはリン脂た。

質代謝が関与することが示唆された。

1) ラット顎下腺血管潅流標本を作り，水分泌・ムチン

5) ラット顎下腺血管潅流系を倒立顕微鏡システムに分泌・酸素消費の時間経過を測定，平静 10-11 年度で明設置し，細胞間隙を蛍光色素マーカーが通過する観察をらかにならなかったβアドレナリン受容体刺激による水予備実験として実施，分泌刺激で制御される可能性が示

分泌と酸素消費の増強効果を低濃度のカルバコールで刺された。また細胞間隙微細構造観察のため金関博士の指激することにより確認することができた。従来の結果と導を得てラット顎下腺血管潅流試料の凍結割断実験を開あわせ，増強効果が細胞エネルギー供給系の能力により

始した。

115

生理学研究所年報

4. 卵活性化精子因子の同定と作用機序
宮崎俊一，白川英樹，淡路健雄（東京女子医大第二生理)
経塚啓一郎（東北大浅虫臨実），出口竜作（宮城教育大)黒田英世，黒田律（富山大生物)毛利達磨

受精時に卵子活性化の引き金になる細胞内 Ca2+濃度/HiSCA, 浜松ホトニクス）を用いて記録した。現在精製上昇を誘発する機序，精子の卵活性化因子の同定を目的途中である。2) 原索動物ホヤの粗精製した精子因子をホとして共同実験を行った。1) ハムスター精子あるいはブ

ヤ卵内に局所注入した際の卵細胞内 Ca2+上昇を時・空間

タ精巣から卵活性化蛋白質を精製した。活性のアッセイ的解析し，卵皮質が中心部に比べて高いことを明らかには，精子抽出物を各種クロマトグラフィーにかけて部分した。3) ウニ卵内に注入した caged IP3, caged cADP

2+

精製した画分をマウス卵内に注入し，反復性 Ca 増加
2+2+（Ca オシレーション）を高速 Ca 画像解析装置（ARGUS

ribose を紫外線照射により瞬時に活性型に変換して卵を刺激した場合 Ca2+波が発生するか否かを観察した。

5. 卵細胞における IP3 動態の可視化
飯野正光，広瀬謙造，山澤徳志子（東京大・大学院医学研究科)
尾田正二，河内全（東京女子医大第二生理)

尾松万理子（滋賀医大・第二生理)
毛利達磨，宮崎俊一
細胞内二次メッセンジャーであるイノシトール 1,4,5

倍強い親和性を持つため，細胞刺激により IP3 が産生さ三リン酸(IP3)の動態を可視化して画像解析を行うことれた場合に PIP2 から解離して IP3 と結合する。PIP2 およは，細胞内情報伝達の研究上極めて有用である。本共同

び IP3 に親和性のない変異 PHD-EGFP も同時注入し，研究は，広瀬らが開発・発表した IP3 用プローブ(Science,

PHD-EGFP との ratio imaging を行った。注入した PHD-

1999, vol. 284)を卵細胞に適用し，時・空間的に画像解析

EGFP は細胞膜直下に移行して局在し，IP3 を注入するとすることを目的とした。ホスホリパーゼＣ (PLC)δ 4 のPHD-EGFP は細胞質に一過性に移行して，IP3 プローブ

PH ドメイン(PHD)に蛍光蛋白質 EGFP を連結した cDNAとして働いていることが示された。しかしこの変化が認を用いて大腸菌で PHD-EGFP を合成し，マウス卵細胞

められる IP3 濃度は，小胞体からの Ca2+遊離を起こす濃に注入した。PHD は細胞膜のフォスファティディルイノ

度よりかなり高く，プローブの対 IP3 感受性を高める改シトール 4,5 二リン酸(PIP2)に結合するが，IP3 に約 20良が必要と考えられた。

116

第 22 巻 (Dec, 2001)

6. 神経ペプチド PACAP の神経細胞分化誘導作用と細胞内シグナル伝達機構
矢田俊彦（自治医科大・第二生理)
塩田清二，舟橋久幸，大滝博和（昭和大･医･第一解剖)
土肥謙二（昭和大･医･脳神経外科)
周成基，岩田武男（早稲田大･理工･理学研究科)
橋口鈴子（鹿児島大･医･第二内科)
浦村一秀，室屋真二（鹿児島大･医･精神科)小幡邦彦，八木健，毛利達麿

神 経 ペ プ チ ド PACAP (Pituitary Adenylate Cyclase-

M-10-8 M で濃度依存性に[Ca2+]を増加させたが，同濃度

Activating Polypeptide)の選択的受容体 PAC1-R はラット

域 の VIP は 効 果 が な か っ た 。 こ の [Ca2+] 反 応 は ，

胎仔の９日目の神経上皮にすでに発現している。そこで，

cAMP-PKA 系および PLC-PKC 系のアゴニストによりその機能的意義を明らかにすることを目的として，ラッ

mimic され，これらのアンタゴニストにより阻害された。

ト初期胚の神経上皮細胞における PACAP の作用と細胞以上の結果より，PAC1-R は PKA および PKC を介して内シグナル伝達機構を検討した。ラット胎児 9 日目の神

[Ca2+]増加にリンクすることが示された。PACAP はこれ

経上皮細胞から単一細胞を分離し fura-2 蛍光画像解析に

ら３つのシグナル伝達系の活性化を介して初期神経細胞

2+2+より細胞内 Ca 濃度（[Ca ]）を測定した。PACAP は 10-10分化に重要な役割をしていることが示唆される。

7. 神経・分泌細胞の開口放出機構の研究
河西春郎
阿部輝雄（新潟大学脳研究所)
本田敦子（新潟大学脳研究所)
神経系株細胞 PC12 の開口放出を膜容量測定と FM1-43

ので，速い開口放出はシナプス様小胞の開口放出を見てによる膜染色法の２つを同時に組み合わせて，測定し比いると考えられる。これまで，速い膜容量相では比較的較した。速い膜容量増大相及び遅い膜容量増大相のそれ

少数のアセチルコリンの量子的放出が見られなかったのぞれに同期した FM1-43 の蛍光増大が観察された。膜容で，それが開口放出を見ているのかどうか疑念があった

量測定と蛍光測定は全く独立な校正を行っているにも関が，今回の結果から，アセチルコリンを十分に含まない

わらず，速い膜容量増大は約 13%と非常によく一致し，シナプス様小胞が沢山あり，この開口放出が速くおきて速い膜容量増大相で沢山の開口放出が起きていることがいることが示唆された。

確認された。この相では，モノアミンの放出が全くない

8. 虚血性神経細胞死と容積調節チャネルの機能連関
塩田清二，舟橋久幸，大滝博和（昭和大学医学部・第一解剖学)
土肥謙二（昭和大学医学部・脳神経外科）矢田俊彦（自治医科大学・生理学第２講座)
坪川

虚血性神経細胞死は炎症性サイトカイン，グルタミン宏，岡田泰伸酸，アラキドン酸，接着分子，フリーラジカルや NO な117

生理学研究所年報

どの様々な因子が関与する。しかし，その詳細な機構にNO 産生を介する酸化障害の関与を示唆した。

ついては依然不明である。本研究は虚血性神経細胞死のTNF-α KO は tMCAO および 2-VO の両モデルで神経誘導機構の解明を目的とし，3 種類の炎症性サイトカイ

細胞死の減少が認めた（図 1）。その機構は免疫染色によン（IL-1，TNF-α，IL-6）の遺伝子欠損(KO)マウス用い，り TNF-α KO は活性化カスパーゼ−3 の陽性細胞数や2 種類の脳虚血再潅流モデルにより虚血性神経細胞死誘

カスペース活性の減少を認めておりカスペースによる神導作用の解明を試みた。IL-1 および IL-6 KO マウスは東経細胞死誘導が強く示唆された。IL-6 KO は神経細胞死

京大学医科学研究所 岩倉洋一郎先生より，TNF-α KOが増加する傾向にある。しかし，その機構に関してはま

マウスは農林水産省 家畜衛生試験場 関川賢二先生よだ明確ではない。

り供与された。脳虚血モデルは臨床例で多く見られる局

今後，容積調節チャネルとこれらのサイトカインがど所脳虚血である中大脳動脈閉塞モデル（tMCAO）とアポのように神経細胞死を制御しているか検討していく予定

トーシス様神経細胞死を誘導する前脳虚血（心停止モデである。

ル；HA，総頚動脈閉塞モデル；2-VO）を用い，形態学
的および生化学的手法により解析を試みた。tMCAO 後の神経細胞死の比較は脳梗塞体積により行い，HA および
2-VO 後の神経細胞死の比較は海馬歯状回 CA1 領域をト
ルイジンブルー染色による形態学的正常細胞数と，アポトーシス細胞検出法の一つである TUNEL 染色の陽性細胞数の比較により行った。IL-1 KO は tMCAO 後，脳梗塞
巣が約 40％減少した（図 1）。HA 後の TUNEL 陽性細胞の染色性も減少した。この結果，IL-1 は虚血神経細胞死誘導が示唆された。IL-1 の神経細胞死誘導機構の解明のため，Griess 法を用い NO 代謝物(NOx)の測定を試みた。
両虚血モデルにおいて IL-1 KO は NOx 産生が低下した。
更に tMCAO 後の IL-1 KO は wild に比べ強力な酸化障害能を有する ONOO-のマーカーである 3-nitrotyrosine の低下を認めた。この結果は IL-1 の神経細胞死誘導機構に

9. 非上皮性 CFTR Cl­チャネルの調節に関与する新規プロテインフォスファターゼの同定高井章（名大・院・医・分子動態)上村大輔（名大・院・理・有機化学)
木越英夫（筑波大学・生物有機化学)
高井佳子（名大医学部附属病院・眼科)
岡田泰伸
心筋 CFTR Cl-チャネル活性はオカダ酸感受性フォス

活性化される CFTR 型 Cl-電流は遊離 Mg2+増によって濃ファターゼ（PP）と 9-AC 感受性 PP の両者によって制度依存的・可逆的に抑制されること, そしてこの抑制は御されている。前者は PP2A であることが判っているが,9-AC によって阻止されることが判った。さらには，内在2+

後者の詳細は不明である。Mg 感受性 PP の関与を調べ

性 PP 活性の 9-AC 感受性成分は, ミリモルオーダーの遊る目的で，細胞内 Mg-ATP をミリモル以上に維持した上離 Mg2+によって実際に活性化されることも明らかとなで細胞内遊離 Mg2+濃度を変化させて, モルモット単離った（図１）。

心室筋から全細胞電流記録を行った。その結果, cAMP で118

第 22 巻 (Dec, 2001)

ブリッジを挿入し, セファローズなどにつなぐ必要がある(図 2)。そこでまず, 最適なブリッジの挿入部位を決定する目的で, 9-AC の 1 位, 2 位, 3 位および 10 位などに, ブ
リッジとして用いうる比較的短い直鎖状の構造[例えばN-(6-amino-hexyl)-formamide など]を導入し, 酵素活性阻
害効果への影響を調べた。その結果, 2 位ついで 1 位への挿入が最も有望であることがわかってきた。（ちなみに,10 位への導入は, 9 位のカルボン酸の修飾とともに, 9-ACの PP 阻害作用を完全に消失させることが判明した。
）すでに, これらの部位に導入したブリッジを介してセファ
ローズにつないだ 図 2 のような担体をいくつか合成し2+

図 1： 9-AC 感受性 PP 活性の Mg 依存性
心筋抽出液中の PP 活性を、p-ニトロフェニル燐
酸 (pNPP; 2 mM)を基質とし、5 µM のミクロシス
チン-LR (PP1 および PP2A の特異的阻害剤)の存在下で測定した。電気生理学的実験に使用したのと同じいろいろな濃度の遊離 Mg2+ を含む液中（pH 7.35）を用いた。測定は 9-AC (100 µ)非存在
下({)および存在下(z)で行い、得られた活性値の差()を 9-AC 感受性活性としてプロットした。

ており, 試料の吸着・溶出の条件を検討しているところ
である。

10

9
4
COOH

9-AC

この 9-AC 感受性 PP の本体はまだ捉えられていない。
本酵素は, 主要なセリン/スレオニン PP (PP1, PP2A,
PP2B および PP2C)に比べ細胞内含量が非常に少なく,
通常の液クロ操作で精製することは困難であるので,9-AC をリガンドとしたアフィニティ担体の合成に着手

1

O
2
3

H
N

N
H

O

ブリッジ

セファローズ

図 2： 9-AC をリガンドとするアフィニティ
担体合成の試み
9-AC 分子のいくつかの部位（本図では 2 位）に直鎖状のブリッジを挿入し、それを介してセファローズにつないだ。

した。そのためには, 9-AC 分子のどこかに適当な長さの10. 正常発達及び病態における糖鎖構造の解析
和田洋巳（京都大学医学部附属病院・呼吸器外科)
田中文啓（京都大学医学部附属病院・呼吸器外科)
大竹洋介（京都大学医学部附属病院・呼吸器外科)
中川達雄（京都大学大学院医学研究科・大学院生)
長谷純宏（大阪大学理学部・化学科)
長束俊治（京都工芸繊維大学)
中北慎一（大阪大学理学部・化学科)
池中一裕

細胞表面に存在する糖鎖は，細胞間における情報伝達

腫瘍による死亡原因の第１位で，その早期発見が切に望や制御に大きな役割を果たしている事が次第に明らかとまれる疾患である。昨年度までの本共同研究において，なってきたが，糖鎖構造は極めて複雑且つ変化に富んで多検体中の糖鎖構造を短時間に系統的に解析しうるシスいるため，正常発達や病態における糖鎖構造の解析はあテムが確立され，これを用いて健常人のと肺癌患者の血まり十分に進んでいない。また肺癌は本邦において悪性

清蛋白に発現している糖鎖が統計学的に変化しているこ119

生理学研究所年報とを示すことができた。すなわちヒト血清中に発現して実行中である。前年度の報告では患者総数は 14 例であっいるＮ結合型糖鎖の 30 種類，84.1％の構造が明らかにしたが，50 例程度を目標に収集して検討し，非癌患者と比たことを踏まえて，血清中糖鎖は，各々の構造の含有率

較して肺癌患者にて A3G3Fo 構造糖鎖が血清内に有意にのばらつきが少なく，その発現は極めて厳しく制御され多く発現していることの追試と，外科手術によって腫瘍ていることを示した。またガラクトース付加 N-アセチルが体内から切除されることで，その発現がいかなる変化

グルコサミンの３本鎖を有するトリマンノシルコアの非を示すかを検討する。切除患者が再発した際にこの構造

還元末端にフコース側鎖を有する構造の糖鎖 (A3G3Fo，の糖鎖発現も検討する。この構造の糖鎖発現が，腫瘍の図１)が肺癌患者血清に有意に増加していた。(p<0.01)

切除によって低下し，再発によって上昇するなら，臨床以上のような結果から，本年度はプロスペクティブに応用されている腫瘍マーカーとは独立した新たなマーカ

非小細胞肺癌患者の術前術後の血清において A3G3Fo 構

ーとして用いることができ，その可能性を検討する。

造糖鎖がどのように変化するか検討することを計画し，

図1

11. レトロウイルスベクターを用いた胃癌関連遺伝子の機能発現クローニング
奥村俊一郎（関西医科大学第２外科)
中根恭司（関西医科大学第２外科)
清水惠司（高知医科大学脳神経外科)
栗山茂樹（奈良県立医科大学第３内科)
松川則之，湯浅浩之（名古屋市立大学第２内科)
馬場広子（名古屋市立大学第二生理学)
佐々木学（大阪大学大学院医学系研究科)
山田斉（関西医科大学第１外科)
池中一裕

Functional cloning においては細胞への高い遺伝子導【方法】胃癌新鮮切除標本より RNA を抽出し，cDNA を

入効率が必要であり，エレクトロポレーション，リポフ

合成したのちレトロウイルスベクターに組込み，胃癌ェクション，等の方法が行われてきた。しかし，いずれcDNA ライブラリーを作成した。改良型ウイルス産生細の方法も遺伝子の発現は一過性であり，長期間の安定し胞より得られた組換えウイルスライブラリーを正常た発現は望めない。そこでわれわれは，レトロウイルス

NIH3T3 線維芽細胞に transduction させ，機能発現は接触ベクターを使うことにより安定した遺伝子発現をはかる

阻害性の消失を指標として重層して増殖する細胞塊を採と共に，改良したウイルス産生細胞により遺伝子導入効取した。
採取された細胞よりゲノム DNA を抽出した後，率も向上させ，より効率的なスクリーニングを行った。

組み込まれた cDNA を PCR にて増幅して解析を行った。

120

第 22 巻 (Dec, 2001)【結果】作成された cDNA ライブラリーは 1.8x106 個の独あることが確認され，新規にクローニングされた遺伝子

立クローンを含んでおり，産生されたウイルスの力価はのうち 1 つは GPR35 の alternative splicing であることが

5

2.0〜3.0x10 /ml であった。Transduction 後 1〜3 週の経過確認された。RT-PCR による半定量にてこれらの遺伝子中に出現した細胞塊より得た遺伝子を用いて二次スクリの胃癌での発現を検討したところ，多くの症例の癌部でーニングを行い，未知のものを含む数個のクローンを得

正常粘膜より高い発現が見られた。この遺伝子は正常大たので解析を行った。シーケンス解析にて elongation

腸においては正常胃と同レベルにごく低い発現しか認めfactor 1 など既知の癌関連分子の遺伝子を含んでおり，今られないにもかかわらず，正常小腸において高い発現を回のスクリーニング法は，癌の増殖能に関連する遺伝子

見ることから，腸上皮化生を経由する分化型胃癌の発生のクローニングに適していると判断された。クローニンに深くかかわる可能性があるものと考え，さらに検討を

グ頻度の高かったクローンに注目し全長のシーケンスを進めている。

行ったところ G-protein-couoled receptor 35（GPR35）で

12. 電位依存性カルシウムチャネルα１A サブユニットの異常により引き起こされる神経疾患の病態メカニズムの解明
松山善次郎，保住功，犬塚貴（岐阜大学医学部高齢医学講座)
森

脊髄小脳変性症６型( spinocerebellar ataxia 6: SCA6)は，

泰生，井本敬二発現させた baby hamster kidney 細胞に，SCA6 を引き起電位依存性カルシウムチャネルα１A サブユニット遺伝

こす変異を導入したα１A サブユニットの変異遺伝子を子で CAG リピートが延長して生じることが知られてい一過性に発現させ，核染色法およびヌクレオソームラダ

る。しかし CAG リピートあるいはそれが翻訳されたポー検出法にて細胞死の程度を正常対照遺伝子を導入した

リグルタミンの延長がどのようにして神経障害を起こす群とで比較検討した。変異遺伝子導入群と正常対照群とについては，不明な点が多く残されている。特に SCA6

では，明らかな細胞死の程度の差は認められなかった。

は他の CAG リピートにより起こる疾患と比較して CAG

今後，アデノウイルスベクターなどを用いて初代培養プ

リピートが短い。

ルキンエ細胞へ変異遺伝子を導入し細胞死や局在の変化

カルシウムチャネルα2 およびβサブユニットを安定を検討していく予定である。

13. trp チャネルの開口制御機構に関する研究
金子周司（京都大学大学院薬学研究科)
森泰生

我々は，血管平滑筋細胞において，GTP 結合(G)蛋白TRP5 チャネル応答は，共発現させたムスカリン M1 受容質共役型受容体の刺激により活性化される，Ca 流入機構

体の Ca2+-free 溶液中における acetylcholine（ACh）刺激の実体を明らかにしてきた。7 つマウス TRP ホモログ

後，外液に Ca2+を流した時の Cl- 電流として記録され，（TRP1-7）を見い出し，これらの TRP の組み換え発現に同様な TRP5 チャネル応答は G 蛋白の直接的な活性化より得た，単一分子種よりなる受容体活性化 Ca チャネ(GTPγS 注入) によっても惹起された。これらの ACh あ2+ル(RACC)の機能的解析を行った。受容体作動性 Ca チャ

るいは GTPγS が惹起した TRP5 応答は Gαq/11 に対する

ネル（RACC）を形成する TRP5 の開口機構について，

アンチセンス DNA，Phospholipase C 阻害剤 U73122，IP3

Xenopus 卵母細胞にマウス TRP5 を発現させて検討した。

受容体阻害剤 xestospongin C のいずれの前処置でも有意121生理学研究所年報に抑制された。IP3 受容体の直接的な活性化(adenophostin

されず，xestospongin C によって抑制された。以上の結A や IP3 の注入) は TRP5 チャネル応答を惹起したが，こ果から，TRP5 の開口は IP3 受容体の活性化に依存していの応答は Gαq/11 アンチセンス DNA や U73122 では抑制ることが示唆される。

14. 脊椎動物 TRP ホモログと G タンパク質共役型受容体で活性化される
2+

Ca 透過型陽イオンチャネルの分子的相関に関する研究
井上隆司（九州大学大学院医学系研究科)
森泰生

我々は，血管平滑筋細胞において，GTP 結合(G)蛋白されるカチオン電流に非常に類似していた。また，門脈質共役型受容体の刺激により活性化される，Ca 流入機構

平滑筋細胞における各種 TRP RNA の発現を検討したとの実体を明らかにしてきた。7 つマウス TRP ホモログ

ころ，TRP6 が圧倒的に高発現しており，抗 TRP6 抗体（TRP1-7）を見い出し，これらの TRP の組み換え発現にによって単離門脈平滑筋細胞の形質膜付近への局在が見より得た，単一分子種よりなる受容体活性化 Ca チャネ

られた。さらに，TRP6 アンチセンスオリゴヌクレオチル (RACC) の 機 能 的 解 析 を 行 い ， 平 滑 筋 の "native"

ド処理により TRP6 タンパク質の発現を抑制すると，

RACC の実体を探った。G 蛋白質共役型受容体の活性化

alpha1-アドレナリン受容体活性化カチオン電流およびにより惹起される組み換え TRP6 電流は，過分極側及びBa 流入が阻害された。以上のことから，TRP6 が平滑筋

逆転電位付近での抑制，細胞外 Ca や一般的には阻害剤の "native" RACC の実体の一つであることが明らかになとして使われる flufenamate による増強等，門脈平滑筋にった。今後は，平滑筋収縮の交感神経系調節において，存在する alpha1-アドレナリン受容体刺激により活性化

TRP6 チャネルが果たす役割を明確にしていきたい。

15. サルの味覚弁別行動に関する大脳皮質諸領野間の結合
小川 尚，伊藤真一，井福裕俊，中村民生，平田真一（熊本大学）松山清治（札幌医大)
森

茂美，森

大志

サルでは視床味覚中継核である視床後内側腹側核小細

たに入手することが困難であったため，前年度までの共胞部から大脳皮質前頭弁蓋部で体性感覚野（area 3）口腔同研究で蓄積された注入脳組織（n=3）の切片標本作製

再現領域と外側溝内の前頭弁蓋部と島皮質との移行部

並びにその解析を主として行なった。とくに逆行性トレ（area G）の両者に投射する。さらに，ニホンザルに味覚ーサーである蛍光色素（ジアミディノ・イエロー）を前

弁別行動を行わせつつ大脳皮質前頭弁蓋部や前頭眼窩野

頭弁蓋部外側面にある高次味覚野の一つ中心前弁蓋部のニューロン活動を記録すると，第一次味覚野とは異な（PrCO）に注入した１例については詳細に解析した。そる活動を示す領域が皮質外側面や眼窩面の領野で見られの結果，黄色の蛍光を発する細胞体が外側溝内の第一次る。これらの領域は高次領域であると考えられる。そこ

味覚野（area G）に多数見出されたが，area 3 には標識細で，これらの領野に逆行性および順行性トレーサーを注

胞を見出すことはできなかった。area G から PrCO へ投入して，高次および一次の味覚関連領野間の線維連絡を射していることが分かった。

明らかにすることを目的とした。
平成１２年度は，トレーサー注入用のニホンザルを新122

これまで，高次味覚野の一つである前頭眼窩野は area
G とその周辺部から投射を受けるという解剖学的所見が

第 22 巻 (Dec, 2001)

あるが，今回１例ではあるが，PrCO と言う高次味覚野を受けるのではないかという我々の想像と相違していた。

に area G からの投射があることを偶然にも見出した。

しかし，１例に過ぎないので，今後例数を増やして確実

PrCO は，同じ前頭弁蓋部外側面にある area 3 から投射な所見を得たいと思っている。

16. 歩行リズム制御における脳幹下行性投射系の役割
青木 藩，松山清治，小林卓（札幌医科大学医学部生理学第二講座)
森

茂美，森

大志

歩行リズム生成に関わる神経回路網は脊髄の各髄節内層）を同定し，いずれかの部位１箇所に BDA（20%濃度）に存在し，これらは脊髄軸に沿って吻尾側方向に複数配を微量（10nl）圧注入した。2-3 週間の生存期間後に動物列されていると考えられる。本研究ではこれら髄節性配を灌流固定し，脊髄を摘出した。腰仙髄部（L3-S2）の置された脊髄歩行リズム生成回路が脳幹下行性投射系に50μm 連続横断切片を作製し，これらを ABC/DAB 法により如何なる統合を受けるかを解明することを目的としより反応し，BDA 逆行性標識細胞を可視化した。これらている。このため，本年度は代表的な脳幹下行系であるの切片をもとに，標識細胞の腰髄内分布について解析し

網様体脊髄路及び外側前庭脊髄路の主投射領域に分布し，た。

左右後肢歩行リズムの協調的発現に重要な役割を持つと実験成績：すべての 注入 例において標 識細胞は考えられている腰髄Ⅷ層交連細胞回路の髄節性配置様式

L3-S2 にかけて広範に分布していた。標識細胞の吻尾側について逆行性神経標識法を用いて解析した。

および左右分布様式について以下の特徴が見出された。

実験には成ネコを用いた。ネンブタール

1）
全例において標識細胞数は BDA 注入髄節で最も多く，

麻酔ネコを腰椎固定装置に固定し，椎弓切除術を施し腰注入部位より離れるにつれて減少した。2）MN 層注入例

髄硬膜を露出した。選択露出された左側後肢伸筋（大腿では標識細胞数は注入側（左側）に極めて多く，Ⅷ層注

四頭筋または下腿三頭筋）支配神経に刺激用カフ電極を入例では左右ほぼ同数であった。3）いずれの例でも標識装着し，筋神経刺激で誘発される脊髄背面電位を硬膜上細胞の多くは注入側ではⅦ層，反対側ではⅧ層に分布しより記録した。脊髄背面電位が最大振幅値を示す腰髄部ていた。以上より，左右のⅧ層交連細胞回路は同一髄節の硬膜に小孔を開け，これを通して記録電極と逆行性神

内で強い連絡を持ち，左右の同名関節間における協調的経トレーサー（BDA）注入用ピペットから成る 2 連ガラ

歩行リズム発現に合目的的な構成を持つことが示された。

スピペットを腰髄内に刺入した。筋神経刺激で誘発されこれらの成績の一部は，平成 13 年 3 月に開催された

る逆向性および順向性フィールド電位記録をもとに左側

Okazaki COE International Symposium（岡崎）並びに第後肢筋運動ニューロン（MN）層または介在細胞層（Ⅷ

78 回日本生理学会大会（京都）で発表した。

実験方法：

17. 海馬興奮性シナプスの動態と微細形態
岡部繁男（東京医科歯科大学・大学院医歯学総合研究科)
重本隆一
久保義弘（東京医科歯科大学・大学院医歯学総合研究科)
藤本

海馬神経細胞培養系におけるシナプス構造の動態を解析する目的で以下の 2 項目について実験を行った。
１）GFP 分子の波長変異体を用いた複数のシナプス分和（福井県立大学・看護福祉学部)

子の局在変化の同時観察
これまでの研究により，シナプス後肥厚部（postsynaptic
density; PSD）に局在する NMDA 受容体結合分子である123

生理学研究所年報

PSD-95 の動態を，GFP 融合分子を作成する事により可PSD-95 の集積よりわずかに先行して起こることが明か

視化する事が可能となった。更に GFP 分子とシナプス機になった。

能分子の融合蛋白質を用いた観察系を発展させるために，

２）神経活動依存的なシナプス分子の局在変化

GFP 分子の波長変異体である YFP および CFP 分子とシシナプス後部構造に局在し，代謝型グルタミン酸受容

ナプス前部，シナプス後部の機能分子の融合蛋白質を作体と結合する PSD-Zip45（Homer1c）分子について，GFP

成し，複数の分子種の局在を時間軸に沿って観察する，との融合蛋白質を作成し，その動態を海馬神経細胞にお多波長動態解析の手法を開発した。この方法を用いるこいて解析した。PSD-Zip45 の動態は PSD-95 分子より活とにより，これまで明らかでなかった，シナプス形成過発で，数時間のタイムラプス観察でその分子クラスター

程における複数の分子のシナプスへの集合の順序を確定の局在を大きく変化させた。更に GFP 分子で標識したすることが可能となった。PSD-95-YFP 分子と CFP 分子

PSD-Zip45 を発現する神経細胞を KCl およびグルタミンを同時に発現させることで，シナプス形成過程における酸で刺激する事により，PSD-Zip45 の神経活動依存的な

spine 構造の形成とシナプス後肥厚部の形成の時間的関局在変化が観察された。薬理学的実験により，このよう係について解析した。また，シナプス前部蛋白質である

な PSD-Zip45 の局在変化は細胞外からの NMDA 受容体

synaptophysin と CFP 分子の融合蛋白質を用いることで，および膜電位依存性カルシウムチャネルを介してのカル

PSD-95 と synaptophysin のシナプス部位への集積の時間

シウムイオンの流入により引き起こされる事が明らかに関係も明らかにした。これらの実験により，新規シナプなった。以上の実験から，PSD 蛋白質はその分子種特異ス部位への機能分子の集積は短時間で進行し，spine 構造

的に，かつ神経活動に依存して局在制御を受けている事の形成やシナプス前部へのシナプス小胞の集積は，が明らかになった。

18. 非侵襲的脳機能計測法による高次脳機能可塑性の研究
米倉義晴（福井医科大学高エネルギー医学研究センター)
定藤規弘

当センターでは，ＰＥＴや機能的ＭＲＩなどの非侵襲野である中上側頭溝の賦活が見られることから，この部

的脳機能画像と電気生理学的手法を組み合わせて，短期

位が視聴覚統合に関連していると目されている。聴覚脱および長期の学習に伴う脳の可塑的変化，高次脳機能の失によりこの視聴覚統合をになう神経回路に可塑的変化

加齢変化と脳における代償機構の関連を明らかにするこが起こるかを検証するために，早期失聴者と健聴者を対とを目的としている。本年度は，高磁場研究用３TMR 装象に機能的 MRI を試行した。健聴者は，読唇でのみ中上置による，高い信号雑音比を利した脳賦活検査をさらに側頭溝の賦活がみられ，一方聴覚障害者では，いずれの推し進めた｡さらに近赤外線画像装置（NIR）を導入し，課題においても賦活された。早期失聴により両入力の拮

乳幼児に適用する前段階として，機能的 MRI との比較を

抗的バランスが視覚入力に傾いたものと推測された。

開始した。

新生児期における可塑的変化に関連して，機能的ＭＲ

盲人の点字読において，一次視覚野の賦活には年齢依Ｉを用いて新生児の一次視覚野及び外側膝状体の光反応存性がある一方，視覚連合野のそれには年齢依存性がな

性の経時変化を詳細に検討するとともに，MR 信号に関いことをしめした。健聴者における読唇により多感覚領するモデルを用いてシュミレーションを行った。

124

第 22 巻 (Dec, 2001)

19. 黒質−脚橋被蓋核系の機能構築及び動作特性
高草木薫，斎藤和也（旭川医科大学，生理学第二)伊佐正

本年度は，基底核の出力核である黒質網様部（SNr）

GABAB 受容体を介する抑制作用を誘発すること (3)各々から脚橋被蓋核のコリン細胞および黒質緻密部のドパミの抑制作用は SNr 刺激頻度が 50-100 Hz で顕著であるこン細胞に対する抑制作用の有無を検討した。実験にはラと，の３点を明らかにした。SNr 細胞の発射頻度がット脳幹スライス（400μm）を用い，whole cell patch

50-100Hz であることを考慮すると，本研究の結果は大脳

clamp 法により各々の細胞内活動を記録した。その結果，

基底核がコリン系・ドーパミン系の双方を抑制的に制御

SNr 刺激は (1)A-電流を持つ脚橋被蓋核細胞（コリン細することを示唆する。上記成果の一部は，第 80 回日本

胞と考えられる）に対して GABAA 受容体を介する抑制

生理学学会北海道地方会にて公表した。

作用を (2)黒質緻密部の細胞に対して GABAA 及び，

20. CO2 レーザー光線を利用した軸索反射の研究
小山なつ（滋賀医科大学生理学第一講座)
横田敏勝（聖徳栄養短期大学)
柿木隆介【研究目的】軸索反射は，当初機械刺激による血管拡張で記録し，熱画像処理プログラム（TH51-101）で解析し反応としてとらえられたが，その後ヒスタミンによる軸た。

索反射性血管拡張が臨床診断に利用された。痛み刺激に【実験結果】CO2 レーザー光刺激で，刺激側の後肢の皮よる軸索反射は，無髄Ｃ線維の末梢終末部からの神経ペ膚温が上昇した。刺激の持続時間を 20msec にすると，プチドの放出により生じるので，Ｃ線維機能を他覚的に足蹠の皮膚温は，刺激停止後が最大で，徐々に下がった。

検査することができる。最近われわれは，ハチ毒の発痛50msec, 100msec では，刺激了約 3-5 分後まで，皮膚温物質メリチンによる軸索反射性皮膚温の上昇をサーモグの上昇がみられ，約 20 分後に元のレベルに戻った。メ

ラフィーで解析し，現在Ｃ線維の他覚的機能検査法としリチンによる軸索反射性皮膚温上昇に，用量依存性があての有用性を検討している。ヒトでは，刺激強度 5W，る。CO2 レーザー光 50 msec, 100 msec 刺激による皮膚持続時間 5msec の CO2 レーザー光刺激は，針で刺すよう温の上昇は，メリチン 5μg 投与による皮膚温の上昇と同な痛みを生じる。CO2 レーザー光による熱刺激は非接触程度であるが，持続時間はそれより短かった。

刺激のため，機械受容器を刺激しない。刺激はパルス状【結論】非接触性の CO2 レーザー光刺激は痛覚受容器

で，刺激強度や持続時間を変えることができる。本研究を刺激し，Aδ線維を介する速い痛みを生じさせるだけの目的は，「非接触性の CO2 レーザー光による侵害性熱

ではなく，C 線維を介する遅い痛みを生じさせると同時刺激が軸索反射を誘発するか」を検討することである。

に軸索反射性に皮膚温を上昇させることが確認された。

【実験方法】ペントバルビタールナトリウムで麻酔した（結果は，第 24 回神経科学第 44 回日本神経化学合同

ラットを実験の対象とした。片側の足蹠に，CO2 レーザ

大会で発表した。小山なつ，柿木隆介，横田敏勝 (2001・

ー光刺激の持続時間（20msec, 50msec, 100msec）を変え

9) CO2 レーザー光刺激と発痛物質メリチン刺激による軸て，0.3Hz，5W でを 1 分間刺激した。ラットの下半身の索反射

抄録集 p.327)

皮膚温の変化をサーモグラフィー（NEC 三栄 TH51-101）

125

生理学研究所年報

21. ヒルシュスプルング病無神経節腸管における増生外来神経に関する研究韮澤融司（杏林大学医学部小児外科学)
赤川公朗（杏林大学医学部生理学)尾崎毅

ヒト・ヒルシュスプルング病では神経節細胞が欠損す

line-derived neurotrophic factor and neurturin genes: a compari-

る病変部狭小腸管では仙骨神経由来の外来神経が増生しson with similar studies. Eur J Pediatr 2000 Feb 9; 159 (3):160-

狭小化した腸管平滑筋に対し興奮性の神経支配を有して167）およびラット・ヒルシュスプルング病も EDNRB のいる。これまでこの外来神経の増生する原因は不明であ遺伝子異常から発生することから aganglionosis rat はヒった。われわれは神経発芽を抑制的に制御する HPC-1/

ト・ヒルシュスプルング病のモデル動物として適切と考

syntaxin1A に着目し，無神経節部狭小腸管ではこの蛋白

え，外来神経の増生に関して aganglionosis rat を用いてが欠損していることを確認した（Nirasawa Y, Akagawa K

HPC-1/syntaxin1A の染色実験を行ってきた。染色した腸et al: Altered immunoreactivity of HPC-1/ syntaxin 1A in

管は縦軸方向に直角の切片として光学顕微鏡にて観察しproliferated nerve fibers in the human aganglionic colon of

たが，増生神経を見い出せずにいた。

Hirschsprung's disease. J Mol Neurosci

2001 16:13-19）

近年，腸管の神経支配に関する組織学的研究は whole

一方ヒト・ヒルシュスプルング病は endotheline-B-

mount 標本によるものが多く発表され，aganglionosis rat

receptor gene (EDNRB) の遺伝子異常により発生する例が腸管も whole mount 標本によれば増生した神経を確認であること（Nirasawa Y et al：Japanese patients with sporadic

きることから今後は標本の作製方法を whole mount に変Hirschsprung: mutation analysis of the receptortyrosine kinase

更し実験を行う予定である。

proto-oncogene, endothelin-B receptor, endothelin-3, glial cell

22. Hirschsprung 病コンジェニックラットの作製
安居院高志（名古屋市立大学医学部実験動物研究教育センター)
尾崎毅

ヒト Hirschsprung 病モデル動物 AR ラットは日本国内

生き永らえることが判明した。そこで，Ednrb 遺伝子のでは現在岡崎国立共同研究機構生理学研究所動物実験施

変異を PCR により検出しながら，AR ラットと LE ラッ

設のみで維持されている。最近この原因遺伝子がエンド

トとの間で 8 世代に渡り戻し交配を繰り返し変異 Ednrb

セリンタイプ B（Ednrb）の突然変異であることが，我々遺伝子を LE ラットに導入したコンジェニックラットの及び他の研究グループにより明らかにされた。AR ラッ作製を試みた。現在 8 世代目のヘテロラットが丁度作製

トは生後約 3 週間で全例死亡し，モデル動物としての利されたところである。今後このヘテロラットを掛け合わ用が限定されていた。しかしながら，バックグランドをしホモ変異ラットを作製し，その病態を調べる予定であLong-Evans (LE) で置き換える予備的実験において症状る。

の発現が緩和され，ホモラットにおいても繁殖年齢まで126

第 22 巻 (Dec, 2001)

23. 精巣輸出管異常ラットの精子輸送機能停止に細胞間結合装置とCell Communication は関係するか？
山本正夫（呉大学・看護学部・人体構造学）
筏井洋（ドリトル動物病院）
尾崎

本研究で使用した TE ラットは精巣輸出管内に形成された精子瘤により精子および精巣分泌液の輸送が阻毅めて脆弱なタイト結合を残すのみになっており、
ギャップ結合はほぼ完全に消失している。

止されるため生後１０週から精子数減少を生じ、１５
週から著明な精巣肥大と無精子状態に移行する。このタイト結合とギャップ結合の崩壊の機序と精子瘤形成

原因として若干の遺伝子異常（１組の優性遺伝子と２Suzuki and Nagano(1978)は精巣輸出管上皮細胞のタ組の劣性遺伝子）と体液性因子（抗精子 IgG）の存在

イト結合は元来発達悪く、容易にトレーサーが通過しが精子瘤形成に関与する可能性が示唆されてきた。

てしまうことを報告している。従って抗精子抗体の精

我々はこれまで主として形態学的観察により精巣輸
出管異常ラットの精巣輸出管の細胞間結合装置と Cell

巣輸出管上皮細胞間からの漏出が精子瘤形成の原因となっている可能性が強く考えられる。

Communication について検討を加え、その肉眼病理、

また山本ら(1999)の肝培養上皮細胞の結果は TJ 領域

病態生理、光顕、超薄切片やフリーズフラクチャ−法

での GJ 出現は細胞増殖の際の細胞質分裂に一致してによる電子顕微鏡学観察は以下のような所見を与えてあらわれ,以後の過程で消失またはさらに大型のギャいる。

ップ結合形成への核となることを示している。しかし

１．精子輸送停止異常の過程は生後７−８週に始まながら本研究においてはギャップ結合はほとんどタイ

り、１０週目で輸出管内の局所的凝集塊形成がト結合内にも外側細胞膜にも観察されなかった。この著明となり、以後精子数の極端な減少をもたら

事実は細胞増殖過程が大きく損なわれるか、細胞増殖す。

がひどく低下している可能性を捨てきれないことを示

２．生後４−８週までほぼ十分なバリアー機能を示している。

していた精巣輸出管上皮細胞 のタイト結合とギャップ結合はそれ以後の炎症部位で消失と置異常発現機構の可能性

換（３で説明）を生じ、やがて管腔内の精子塊

１．細胞増殖過程の異常を示している可能性がある。

形成に伴いマクロファージ由来と思われる貪食

２．特殊な GJ Dependent Trans-epithelial Transport細胞（管腔内と上皮細胞間）やリンパ球（輸出
管周囲の粘膜固有層内）が多数出現し、精子貪食像が多数見られた。
３．今年度の新たな結果は精巣輸出管上皮細胞が剥の存在とその異常を示しているのかもしれない。
３．精巣輸出管は活発な再吸収と分泌を行い精子液組成を大きく変える部位であり、かつバリアー
機能のよわい特殊なタイト結合を形成しており、離し管腔内で貪食されることを伺わせる像は少自己抗原性の発現を生ずる可能性が高いと考えないにも関わらず、閉塞部では上皮細胞の極端られる。

な皮薄化が生じていること。また正常上皮細胞

４．管腔内に多数観察されるマクロファージやリンでは多数の小型ギャップ結合を伴った発達の悪パ球のタイト結合部通過により、なんらかの機

いタイト結合がバリアーを形成しているが、閉構を介してタイト結合がさらに脆弱化してしま

塞部ではタイト結合がほとんど消失したり、極った可能性がある。

127

生理学研究所年報

24. 原索動物横紋筋の細胞内構造形成とカルシウム制御機構の系統発生井上勲（徳島大学分子酵素学研究センター）
筒井泉雄（一橋大学・生物学研究室）
尾崎

骨格筋は、神経信号を受け収縮にいたる情報伝達過程（興奮・収縮連関）に独特な機能を獲得した。それ

毅金を引いたといえる。すなわち、進化は遺伝子レベル
ではより連続的に進んでいた事を示唆する。

は、収縮（筋小胞体（SR）からのカルシウムイオンの我々の実験結果を以下に示す。

放出による）のために細胞外からのカルシウムイオン

１．Saggita（ヤムシ）カルシウム制御機構の流入を必要とせず、筋膜（T‑管膜）の脱分極が直接Sagitta は最も原始的な捕食動物である。頭部の捕食

SR からのカルシウムイオン放出をトリガする機構

毛を動かす横紋筋にはナトリウムチャネル、Ｌ−型カ(Depolarization Induced Calcium Release, DICR)である。

ルシウムチャネルが存在すること、また対側筋にはナ信号伝達担体は T‑管膜にある膜電位センサーで、これトリウムチャネルは無く、Ｌ−型カルシウムチャネル

が脱分極により膜内を移動することが SR のカルシウが存在することが確かめられた。どちらもＳＲを持ち、ム放出チャネル（Ryanodine 受容体）へ伝わる信号と

蛍光リアノジンで蛍光染色される。しかし、カフェイなる。

ン、リアノジンの薬物効果はは全く認められなかった。

我々は系統発生的にどの段階でこの機構が獲得されそれらの結果は、Sagitta 横紋筋に於いては、リアノジ

たかを探った。系統発生樹を辿り、それぞれの進化のン受容体は存在するものの、細胞内カルシウム放出チ

段 階 に 位 置 す る 代 表 的 な 動 物 種 の 横 紋 筋 (Twitch

ャネルとしては機能していないことを示唆する。

muscle)細胞について、DICR 機構の存在を調べた。そ２．Doliolids(ウミタル)のカルシウム制御機構の結果 DICR 獲得は、原索動物、頭索類と脊椎動物、

Doliolids 横紋菌はＳＲ、Ｔ‐管ともに欠いた特殊な無顎類の間で不連続的に起きたことが判った(Inoue et

単純構造を持つ。横紋筋細胞からＬ‐型カルシウム電

al. 1994)。DICR 機構獲得直前に位置する頭索類、流が記録された。細胞にカルシウム蛍光色素（Fluo-3）

Amphioxus （ナメクジウオ）と直後の無顎類 Lamprey

をロードし、細胞外のカリウムイオン濃度を上昇し脱（ヤツメウナギ）の遊泳筋（体側筋）はよく似た層構造

分極すると、細胞内の Ca2+濃度の上昇（蛍光強度の上を持ち、遊泳行動も大変よく似ている。しかし両者で昇）が記録された。細胞外にコバルト、またはニフェ

は興奮・収縮連関機構が質的に異なる。Amphioxus にジピンを加え、カルシウムチャネル電流を阻害すると、

おいては、心筋同様、L‑型カルシウムチャネルを介し脱分極による細胞内カルシウムイオン濃度の上昇は全て細胞内に流入するカルシウムイオンが収縮に必須でく起こらなかった。また、カフェイン、リアノジンにある。すなわち横紋筋は骨格筋同様、運動神経に支配よる細胞内 Ca2+濃度の上昇、または阻害は全く起こらされる随意筋であるが、興奮・収縮連関機構は心筋にず、これらの存在化で脱分極により Ca2+濃度の上昇は近い。

正常におきた。また、細胞内外の Na+を Li+に置きか

進化前に位置する原索動物の横紋筋には、進化の準えると可逆的な細胞内 Ca2+濃度の上昇が認められた。

備のさまざまな試行が見られる。種によって、単核・これらの結果は、筋収縮はＬ‐型カルシウムチャネル

多核、T‑管、SR のあらゆる組み合わせがある。SR のと通して流入した Ca2+のみを利用し、Ca2+排出は Na＋

カルシウムイオン制御にも進化が見られる。進化の準／Ca２+によることを示す。

備が整った中で、膜電位センサーの獲得が最後の引き128

【 計画共同研究報告 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

計画共同研究報告〔 目次 〕

１. コンディショナルジーンターゲティングによる GnRH ニューロンの機能解析（佐久間康夫ほか） .................................................................................................................................. 132
２. 新規の神経突起伸長遺伝子 norbin のノックアウトマウス作成による生理機能の解析（丸山 敬ほか） ...................................................................................................................................... 132
３. フラムトキシンの形成する膜孔の性質および膜孔形成による腸管上皮細胞の体積変化（冨田敏夫ほか） ...................................................................................................................................... 133
４. セロトニン２Ａ受容体欠損マウスの作成と機能解析（濱田 俊ほか） ...................................................................................................................................... 133
５. Fyn ノックアウトマウスにおける快感報酬系Ａ10 ドーパミン神経の依存性薬物・神経伝達物質応答の解析（滝川守国ほか） ...................................................................................................................................... 134

131

生理学研究所年報

1. コンディショナルジーンターゲティングによる GnRH ニューロンの機能解析
佐久間康夫，加藤昌克，七崎之利（日本医科大学第一生理学教室)
小幡邦彦
本研究の目的は GnRH ニューロンの役割を個体レベル

ES 細胞に導入し，ネオマイシン耐性の有無によって相同で明らかにすることである。その研究に用いるターゲテ

組み換えをおこした ES 細胞を分離した。この ES 細胞をィングマウスの作成を進めてきた。約 10kb のマウス

増殖し，72 個の細胞に Cre reconbinase を作用させ PGK-GnRH 遺伝子をクローニングし，それに loxP とスクリー

neo のみを欠失した ES 細胞を選別した。選別は PCR 法

ニング用のネオマイシン耐性遺伝子（PGK-neo）を組みとサザンブロット法を併用して行った。PCR 法で PGK-

込み，ターゲティングベクターを作成した。すなわち，neo のみを欠失した ES 細胞を 7 個選別し，サザンブロッ

PGK-neo をエクソン 4 の下流に組み込みその両端に loxP

トで最終的に 5 個の陽性クローンを選別した。以上の如を組み込んだ。さらにもう一つの loxP をエクソン 1 の上

くターゲティングベクターの作成から導入，ES 細胞の選流に組み込み，ターゲティングベクターとした。このベ

別まで終了した。今後はマウス胚に今回選別した ES 細クターをエレクトロポレイション法によりマウス由来の胞を導入しキメラマウスの作成を行う。

2. 新規の神経突起伸長遺伝子 norbin のノックアウトマウス作成による生理機能の解析
丸山敬（埼玉医科大学・医学部・薬理学教室)
久米秀明（東京都精神医学総合研究所)
小幡邦彦

反復刺激後にシナプスの伝導効率の上昇が長期に持続た。我々の報告から 2 年後，軟骨のハイドロキシアパタする現象 LTP（長期増強）は記憶のモデルとして注目さ

イト吸収促進活性をもち軟骨と神経に発現している因子れている。K チャンネル阻害剤 tetraethylammonium によとして neurochondrin（Ishiduka Y ら Biochim Biophys Acta.

って誘因されるラット海馬スライスの LTP 様現象に関1999 1450:92)として norbin が報告された。末梢神経での連した遺伝子の特定を目指し，神経組織に特異的な遺伝

norbin の発現を再検討したところ，末梢の神経細胞，特子（KW8, norbin）を特定した。KW8 は，分化関連の転に腸管神経叢に発現していることが確認された。

写因子に多く見られる basic helix-loop-helix 領域を持つ

本共同研究によって数年来 norbin ノックアウトマウス

新規の遺伝子であった。KW8 は中枢神経に特異的に発現の作成を目指してきた。使用するノックアウト・ベクタ

しており，現在は NeuroD2 と命名され，そのノックアウ

ーを 5 種類作成し，数千個の ES 細胞のクローンをスク

トマウスが報告された（Olson JM ら，Devel. Biol. 2001,

リーニングしたが相同組換え体を得ることができなかっ234, 174-)。norbin の核酸配列ならびに蛋白質の推定アミた。2001 年 7 月になって，ランダムインサーションによ

ノ酸配列は，データベースのホモロジー検索では新規のりノックアウトマウスを網羅的に作成するプロジェクト

遺伝子であった。その発現は神経細胞に特異的であり，を行っているドイツの GSF-Institute of Mammalian Genetics

海馬スライスでは，TEA 処理によってその発現が増大しより，norbin ノックアウトマウスが得られたことから共た。また，反復電気刺激を行った海馬スライスの発現も同研究の提案があった。今後はこのノックアウトマウス

ISH で観察すると上昇する傾向が見られている。HE5 のを解析することによって，norbin の生理機能の解析を目

cDNA を神経系培養細胞である Neuro 2a に遺伝子導入に指す。

よって過剰発現したところ，神経突起の伸長が誘引され132

第 22 巻 (Dec, 2001)

3. フラムトキシンの形成する膜孔の性質および膜孔形成による腸管上皮細胞の体積変化
冨田敏夫，Gulnora TADJIBAEVA（東北大学大学院農学研究科)
Rabshan SABIROV

エノキタケ子実体に存在する溶血性タンパク質，フラ造体であった。一方，小さいチャネルの形成はフラムト

ムトキシンは白血球などの標的細胞に膜孔を形成して細キシンの添加直後に起こることから，その分子的実体は

胞崩壊，あるいはアラキドン酸代謝など細胞機能の亢進

リング状構造体に至る中間体であると考えられるが，詳をおこす。腸管上皮細胞に対しては細胞を膨潤させてタ細は不明である。また，ヒト腸管上皮細胞，HeLa 細胞

イトジャンクションの物質透過性を高める。本研究では，などにフラムトキシンを作用させると，パッチクランプ

このフラムトキシンによる細胞体積増加の仕組みを解明

法によってフラムトキシン特有のチャネル活性が検出さするために，フラムトキシンの形成する膜チャネルの性れた直後から，細胞膜の盛り上がりによる bleb 形成およ質を検討した。フラムトキシンの形成する膜孔の実体は，び細胞の膨潤が観察された。フラムトキシンのチャネル

このタンパク質分子が細胞膜において自己集合して形成

形成と細胞体積変化およびその後に起こる細胞崩壊の関する外径 10 nm，内径 5 nm のリング状構造体であった。

連についてさらに検討している。

フラムトキシンは脂質二重層膜(Planar lipid bilayer)に大Tadjibaeva G, Sabirov R, Tomita T (2000) Flammutoxin,

小２種類の電位依存的に開閉する陽イオン選択的チャネ

a cytolysin from the edible mushroom Flammulina velutipes,

ルを形成した。大きいチャネルは実効内径約 5 nm の親

forms two different types of voltage-gated channels in lipid

水性の孔であり，フラムトキシンが形成するリング状構

bilayer membranes. Biochim. Biophys. Acta 1467: 431-443.

4. セロトニン 2A 受容体欠損マウスの作成と機能解析
濱田俊（筑波大学基礎医学系)

奥田糧子（大阪大学基礎工学部)
田口祐介（奈良先端科学技術大学)
金子涼輔（京都大学大学院農学研究科)
八木健（目的）セロトニン 2A 受容体は中枢神経系の広範な領（方法と結果）昨年度の研究で，組み換え体 ES 細胞が域で発現しており，うつ病などの精神障害や動物の情動得られなかったたため，本年度はまずターゲティングベ

行動に関与していると想定されている。またセロトニン

クターの改良を行った。セロトニン 2A 受容体遺伝子の2A・2C 受容体拮抗薬の投与はセロトニン線維の投射領

翻訳開始点の直下に 1.8kb のネオマイシン耐性遺伝子を域のシナプス密度を減少させることが報告されている。

挿入する形式に変更し，これにより 3'側相同領域を 1.6kb

セロトニン 2A 受容体の個体レベルにおける作用はこれ延長し，5'側に 6kb, 3'側に 2.8kb の相同領域を確保したタまで受容体拮抗薬を用いて解析されてきた。しかし薬物ーゲッティングベクターを新たに作成した。このベクタ濃度のコントロールが困難な個体レベルの実験においてーを電気穿孔法により ES 細胞に導入し，700 クローン以は他のセロトニン 2 型受容体ファミリーへの影響を無視

上のネオマイシン耐性クローンについて，サザンブロッ

できず，セロトニン 2A 型受容体単独の個体レベルでのト法によるスクリーニングをおこなったが，組み換え体

機能を解析する上での障害となっている。本研究では遺ES 細胞は得られらなかった。

伝子標的法を用い，セロトニン 2A 型受容体欠損マウス（考察・今後の予定）これまでに２種類のターゲティン

を作成し，個体レベルでの行動解析およびシナプス形成

グベクターを用い，1200 クローン以上についてスクリーに与える影響を検討することを目的とした。

ニングを行ったが，組み換え体 ES 細胞は得られなかっ133

生理学研究所年報た。原因は不明であるが，今後はセロトニン 2A 型受容と考えられる。

体の他の領域を標的としたベクターを用いる必要がある

5. Fyn ノックアウトマウスにおける快感報酬系 A10 ドーパミン神経の依存性薬物・神経伝達物質応答の解析
滝川守国（鹿児島大学医学部)
浦村一秀（鹿児島大学医学部)
矢田俊彦（自治医科大学医学部)
八木健（目的）Fyn ノックアウトマウスでは情動行動の異常やらの細胞を抗 tyrosine− hydoroxy1ase 抗体を用いて免疫アルコール感受性の亢進が認められている。一方，中脳染色しドーパミンニューロンを同定した。この解析結果

腹側被蓋野 A10 ドーパミン神経は依存性薬物の標的であを野生型マウスと比較検討したが，Fyn ノックアウトマ

り，快感・報酬系の中枢として情動に密接に関与していウスにおいて有意な差異は認められなかった。

る。本研究は，Fyn と情動・快感・報酬の関連をニュー（考察・今後の予定）快感報酬系 A10 ドーパミン神経

ロンレベルで明らかにすることを目的とする。

の細胞レベルの解析において Fyn ノックアウトマウスに（方法と結果）Fyn ノックアウトマウスの快感報酬系腹おいて著明な変化が見られなかったことから，Fyn が情側被蓋野から神経細胞を単離し，細胞内遊離 Ca 濃度を動行動に関与する脳の部位として A10 ドーパミン神経以

画像解析により測定し，依存性薬物および神経伝達物質

外が考えられる。

（グルタミン酸，オレキシンなど）の効果を観察し，これ

134

【

磁 気 共 鳴 装 置
共同利用実験報告】

第 22 巻 (Dec, 2001)

磁気共鳴装置共同利用実験報告
〔 目

次 〕

１. マイクロイメージング法による脳機能画像（fMRI）法の基礎的研究と神経回路形成過程の三次元的構成に関する研究（荻野孝史ほか） ....................................................................................... 138
２. 磁気共鳴イメージングによる内蔵求心神経の中枢投射の同定（森田啓之ほか） ...................................................................................................................................... 139
３. ＭＲＩによる聴覚野の観察と電極定位（力丸 裕ほか） ...................................................................................................................................... 140

137

生理学研究所年報

1. マイクロイメージング法による脳機能画像（fMRI）法の基礎的研究と神経回路形成過程の三次元的構成に関する研究
荻野孝史（国立精神・神経センター神経研究所），中村 俊（国立精神・神経センター神経研究所）,
瀬尾芳輝（京都府立医科大学），鷹股 亮（京都府立医科大学），松永 是（東京農工大学）,
永山國昭，村上政隆

本研究は，生理学研究所に設置されている動物用高磁壁を介しての水の透過性が高ければ，水の交換により，

場磁気共鳴装置，Bruker BIOSPEC 4.7 Tesla MR 装置の特血管外組織の水緩和時間は短縮される。この短縮を，T1

徴を最大限に活用し，１）脳機能の空間的，時間的発展

強調画像法で検出することから始めた。SFO が高信号にを可視化，画像化することを可能とする高空間分解能，検出されたが，視床下部には優位な領域は検出されなか

高速マイクロイメージング脳機能画像法を開発し，脳機った。また，OVLT や交連下器官（SCO）は部位が小さ

能の無侵襲的解析を行うと共に，fMRI 信号変化の機構をく，血管や脳室が隣接し部位の同定が困難であった。ま明かにすること，２）開発した高空間分解能マイクロイ

た，下垂体，正中隆起，最終野などは，今回用いた検出メージング法を用い，神経回路を形成しつつある神経細コイルでは S/N が充分ではなかった。SFO については，胞の移動を無侵襲的かつ三次元的に観察する技術を開発

i) 三次元血管造影（3D MRA）を行い，同部位に隣接しし，神経回路形成過程を可視化，画像化すること，３）た大きな動静脈が無いことを確認した。ii) 長時間造影で

その他，種々の生理過程を三次元的に可視化，画像化し，も高信号領域が拡大しないこと，また，bolus injection でその過程を無侵襲的に研究することを目的としている。

の造影によりこの部位の信号強度の変化が血管内の本報告は，平成１２年度磁気共鳴装置共同利用実験のGd-DTPA の濃度変化に時間遅れなく追随する事から，

もとで上記の研究課題のひとつとして行われた「T1 緩和

Gd-DTPA の血管外への漏出がないことを確認した。すな

時間 MRI 法によるラット脳室周囲器官の測定に関する

わち，SFO では，血管壁を介した水の交換により，組織研究」の成果を取りまとめたものである。

の水の T1 緩和時間が短縮し T1 強調画像により高信号に脳室周囲器官群（Circumventricular organs, CVO's）は，検出されていると結論した。水透過係数の決定には T1

Blood-Brain Barrier (BBB)に開いた「窓」であり，脳神経緩和時間の決定が必要である。表面コイルを用いる場合，細胞は，この部位を経由して血漿，脳脊髄液の情報を採RF 強度が部位によって異なるために，困難な場合が多取している。とりわけ水，電解質代謝に重要な血漿浸透い。T1 測定パルス系列に Adiabatic pulse を導入すること

圧は，CVO's である 脳弓下器官（SFO）や終板器管により，高精度の測定を可能とした。

（OVLT）あるいは視索上核（SON）が，受容体部位としまた，上記の研究課題のひとつとして別に行われた「ラて考えられてきた。組織学的研究や色素を用いた透過性ット脳室潅流モデルを用いた脳脊髄液潅流測定に関するの検討が行われ，これらの部位が高い水透過性を持つこ研究」の成果は，Jpn. J. Physiol. 51(5): (2001, in press) にとが予測されてきたが，実際にこれらの部位の水透過性発表した。これは，ラット脳室潅流モデルを作成し，T1を測定した研究はない。本研究では，ラット脳について

強調 MRI 法を用いて脳脊髄液潅流過程を空間的に可視

CVO's の検出と水透過速度の測定を試みた。正常の BBB

化，画像化することにより，髄液産生に対する１）動脈を透過しないことが知られている Gd-DTPA を血管内に

血二酸化炭素分圧 (PaCO2) の変化の影響，２）脳室内で連続投与し，血管内の水の緩和時間を短縮させた。血管の炭酸脱水酵素阻害の影響を検討したものである。

138

第 22 巻 (Dec, 2001)

2. 磁気共鳴イメージングによる内蔵求心神経の中枢投射の同定
森田啓之，藤木通弘（岐阜大学)
荻野孝史（国立精神・神経センター研究所)
瀬尾芳輝，鷹股亮（京都府立医科大学)
村上政隆【目的】1997 年 Lin と Koretsky は Mn2+造影剤を用いた様の高浸透圧刺激により興奮する中枢部位を Fos 免疫染T1-weighted MRI により，体性刺激に対する皮質興奮部

色により同定し，MRI 画像と比較した。

位が同定できることを報告した。この方法は神経細胞興【結果と考察】図１に高浸透圧刺激に応答した部位を示

2+

2+

奮時に Ca チャネルから流入した Mn による T1 緩和時す。皮質に加え，視床および視床下部の室傍核，視索上間変化によりコントラストを作成する，血行動態に依存

核等に有意な density 増加部位が見られた（図１左）。一2+

しない MRI 画像法である。本年度の研究では，Mn 造方，対照実験として行った，内頸動脈等張 NaCl 溶液投

影 MRI の自律神経系研究における妥当性を検討するた与ではこのような応答は見られなかった（図１右）。

め，この方法により自律神経系興奮時の視床下部興奮が同定できるかどうかを確かめた。自律神経系刺激には高浸透圧刺激を用い，MRI 画像と Fos 発現により同定された興奮部位とを比較した。
【方法】全ての実験は Wistar 系雄ラット（320〜450 g）
を用いて行った。エンフルラン（1 %），O2/CO2 – N2O (1 :1.5)吸入麻酔下に，左大腿静脈から下大静脈へ MnCl2 投

図１：内頸動脈内 1.5 M（左），0.15 M（右）NaCl 溶液投与に対する応答。

与用カテーテルを，左大腿動脈から腹部大動脈へ血液サ

図２に第３脳室室傍核における density の経時変化をンプル採取用カテーテルを挿入した。麻酔薬投与用カテ示す。MnCl2 投与では明らかな増加は見られなかったが，ーテルを腹腔に挿入した。右外頸動脈から総頸動脈に向マンニトールにより血液脳関門を破壊することにより，

けカテーテルを挿入し，先端部は総頸動脈‐内頸動脈分10〜20 %程度の density 増加が見られた。さらに，高張

岐部に固定した。手術終了後，腹腔内にα‐クロラロー

NaCl 溶液内頸動脈投与により，２倍以上に増加した。

ス（50 mg/kg）＋ウレタン（450 mg/kg）を投与し，エン
フルランを中止した。ラットをアクリル製頭部固定装置

20000に固定した後，23 mm の表面コイルを bregma の尾側 4

15000mm の場所に中心を合わせて設置した。pH 調整したバッ

10000

ファーに溶解した MnCl2（120 mM，2 ml/h）を静脈内に5000投与しながら，25 %マンニトール溶液（5 ml/kg）を右内0

頸動脈から投与して右側血液脳関門を破壊した。MnCl2

マンニトール投与

MnCl 2 投与
030投与開始 26 分後に，高浸透圧刺激として 1.5 M NaCl 溶液（1 ml/kg）を内頸動脈から投与した。磁気共鳴施設の
ABX Biospec 47/40（Bruker 社，4.7 T）を用い，刺激前，

刺激

60

90
Time (x44sec)

図２：視床下部室傍核に相当するピクセルでのdensity の経時変化。

刺激中，刺激後と連続して T1-weighted MRI 画像を撮影

血液脳関門が破壊されてない左側では，視床下部におした（視野：25×25 mm，データ画素数 128×128，スラ

ける density の変化は認められなかった。右側で見られ

イス厚 1 mm，16 スライス，TR/TE：150/4.2 ms）。刺激

た density 増加部位は，Fos 染色で確かめた興奮部位とよ

後の density と刺激前の density とを t‐検定し，刺激にく一致しており，Mn2+造影 MRI の自律神経系研究におより有意に density が増加した部位を求めた。また，同ける有用性が確認された。

139

生理学研究所年報

3. MRI による聴覚野の観察と電極定位
力丸

裕（同志社大学工学部知識工学科)
小松英彦
石川高司（同志社大学工学研究科)

我々は，サルの中枢における聴覚情報処理機構を探求の性質を計測した結果，音圧レベルが閾値付近では前後するために神経生理学的実験を行っている。目標となる

方向へのトノトピーが確認された。また，閾値よりも数一次聴覚野や多くの関連聴覚領野は外側溝内に存在し，10dB 高い音圧レベルでは，ニューロンの時間発火パター

正確な電極定位は直視では困難である。そこで，MRI にンは，周波数により全く異なり，複雑になることがわかより脳構造の可視化を行った。MRI 画像を用いて慢性実った。この事実は，聴覚野においては，単純なトノトピ

験用のチャンバを外側溝上に取付けた後，微小電極を用ーではなく，周波数同調特性が時々刻々と変化することいた神経生理学的実験を行った。笑気ガスとフォーレンを示唆している。聴覚野での音の時間情報と周波数情報の混合麻酔下で，系統的に周波数と強さを変化させる音の統合に関して，今後検討したい。

刺激を用いて一次聴覚野と推測される部位のニューロン

140

【

超高圧電子顕微鏡
共同利用実験報告】

第 22 巻 (Dec, 2001)

超高圧電子顕微鏡共同利用実験報告
〔 目

次 〕

１. 無脊椎動物腹足類の外套組織にみられる筋繊維の立体再構築（片桐展子ほか） ...................................................................................................................................... 144
２. 軟Ｘ線顕微鏡像と超高圧電子顕微鏡像との比較（眞島利和ほか） ...................................................................................................................................... 145
３. アクチンフィラメントの高分解能観察（一海孝光ほか） ...................................................................................................................................... 145
４. 超高圧電子顕微鏡による有機物微粒子の高分解能観察（大野 完ほか） ...................................................................................................................................... 146
５. ギャップ結合で連結した網膜ニューロンの樹状突起の構造（日高 聡） .............................................................................................................................................. 147
６. ゴルジ装置の新生過程の立体像（野田 亨ほか） ...................................................................................................................................... 148
７. 神経突起のバリコシティの微細構造観察（遠藤泰久ほか） ...................................................................................................................................... 149
８. 老化に伴う神経細胞の微細構造変化についての超高圧電子顕微鏡的観察（小澤一史ほか） ...................................................................................................................................... 149
９. 嗅球ニューロン樹状突起の定量的三次元形態解析（樋田一徳） .............................................................................................................................................. 150
10. 中枢神経系ニューロン、グリアの三次元構造解析：マウス海馬 astrocyte の形態学的及び定量的解析（緒方勝也ほか） ...................................................................................................................................... 151
11. 小脳変性症マウスにおける小脳プルキンエ細胞形態変化の超微細３次元的観察（RHYU, Im Joo ほか） ............................................................................................................................. 152
12. 星状グリア細胞突起の三次元定量解析（濱 清ほか） .......................................................................................................................................... 152

143

生理学研究所年報

1. 無脊椎動物腹足類の外套組織にみられる筋細胞の立体再構築
片桐展子 (東京女子医科大学・総合研究所･研究部)，片桐康雄(同・看護学部・基礎科学系)
有井達夫

イソアワモチの外套の背面には大小の疣状突起

突起はグループ内の他の星形筋細胞の突起と接し，全体(Papillae)が多数存在する。小さな陰影を外套の一部に与として篭状のネットワークを形成して皮膚光覚細胞や神えるとその陰影下に局所的な収縮が起こる。外套の皮下経束を囲んでいた。巨大な星形の筋細胞は他の筋細胞と組織には多数の平滑筋細胞が諸方向に走行する。平滑筋

連携して，光受容細胞からの情報をもとに外套上の細胞は横断像では楕円形，縦断像では直線状や波状を示

Papillae を局所的に収縮させると推測される。

し，核周囲部が最も太く，多くは一端または両端で分岐する。平滑筋細胞は外套組織における位置によって３グループに大別された(生理研年報 21)。これらの中に長い突起をもつ多棘形の長大な筋細胞を Papillae の結合組織内に，また，この筋細胞の付近に眼外光受容器である皮膚光覚細胞を認めた。この巨大な特異な形の筋細胞の全容を連続切片の超高圧電顕観察とその立体再構築によって明らかにした。

材料と方法： 海産の腹足類 Onchidium sp. の幼動物
(体長 10mm)を２％オスミウム酸水溶液で 40℃，48 時間
加温処理，脱水過程において酢酸ウランでブロック染色，
エポン樹脂に包埋した。0.4μm 厚さの準薄切連続切片を超高圧電顕（H-1250M，1000kV）で観察した。同倍率の電顕写真をもとに，画像解析装置 OZ-95 によって筋細胞を三次元立体再構築した。

結果と考察：外套の Papillae の皮下組織に長大で多数の突起をもつ特異な形の筋細胞がグループで存在する。
これらの筋細胞は細胞の中央に 1 個の核と多数の長い突

図 1-3

イソアワモチの外套の小突起 Papilla にみられる筋細胞の超高圧電顕写真（連続写真の一部）
Papilla のほぼ中央に大形で多棘の筋細胞(MF1)があり，起を有する。立体再構築した１例では筋細胞は 8 本の長多数の突起状の枝を伸ばしている。MF1 と他の平滑筋細い突起を多方向に伸ばし，一部の突起の末端は表皮細胞

胞(MF)の突起はネットワークを形成，内側に皮膚光覚細の基底膜に達していた。筋細胞の大きさは最も長く伸び胞（＊）や神経束を囲んでいる。位置の基準として同一た突起の先端間で長さ 50μm，核のある部位が最も太くの粘液細胞に（○，■）を付した。E, 表皮。

幅 6μm あり，上下には 14μm の範囲に位置していた。

図4

筋細胞はその突起を上下と水平面で広く延ばし多棘の星

MF1 の全体像を連続切片の超高圧電顕写真を一平面形を呈した（図 1-4）
。この筋細胞の面積を細胞の輪郭を上に重ねて示す。VM32 ソフトを用いて二次元的に MF1

一平面に投影して VM32 ソフトを用いて二次元的に求め自身の面積(355μm2)，MF1 の突起の先端を結んだ領域

たところ， Papillae の結合組織（3,870mm2）の約 9.5％の面積(1,458μm2)を求めた。Papilla の結合組織の面積はを占めるが，筋細胞から延びる多数の突起の先端が囲こ(3,780μm2) であった。

む領域は 38%であった（図４）。この筋細胞から延びる

144

平滑筋細胞(MF1)の立体再構築像

第 22 巻 (Dec, 2001)

2. 軟Ｘ線顕微鏡像と超高圧電子顕微鏡像との比較
眞島利和（産業技術総合研究所)
清水秀明（香川大学)

軟Ｘ線顕微鏡により得られる画像はＸ線の高い透過性

ジを傾けることにより同一試料に異なる方向から電子線を活かした投影像であるため，厚み方向のデータのすべ照射をおこない投影像を得ることができるので，クラミてが一つの画像にふくまれている。この点は電子線や可ドモナスの投影像の立体視をおこなった。

視光線の透過性が低いために試料の（超薄）切片を作成

軟Ｘ線顕微鏡の場合には照射した軟Ｘ線は試料に含まして観察する必要のある電子顕微鏡や光学顕微鏡などにれる炭素原子や酸素原子に吸収され，最終的には熱エネより得られる画像と異なり，投影像であるＸ線顕微鏡像

ルギーに変換されて試料を変性させるために，同一の試は一般的には解釈が難しいものになっている。産業技術

料を二度測定することはできない。しかしながら，Ｘ線

総合研究所で研究開発を行ってきた密着型フラッシュ軟源となるプラズマを同時に二つ作らせることにより，異Ｘ線顕微鏡は，水中で生きている微生物のＸ線像の観察

なる方向からＸ線照射された同一試料のＸ線像を得るこができるが，こうして得られたＸ線像に特徴的にふくまとは密着型フラッシュ軟Ｘ線顕微鏡においても原理的にれている情報とはなにかが問題となっている。

可能であるが，試料のサイズや記録媒体と試料の配置な

超高圧電子顕微鏡像との比較をおこなうために，緑藻

ど技術的な問題点があり一般的ではない。

類のクラミドモナスの観察を行った。超高圧電子顕微鏡

超高圧電子顕微鏡で得られたクラミドモナスのステレ

用の試料は，定法に従いグルタルアルデヒドで固定，アオ像を参照することにより，平均的な内部構造について

ルコール置換により脱水，ｔ−ブチルアルコール法によの知見を得ることができた。今後は，超高圧電子顕微鏡

り凍結乾燥を行った。今回得られた，超高圧電子顕微鏡によるステレオ像や蛍光顕微鏡像との比較により得られによるクラミドモナスの電子線投影像も，Ｘ線投影像とた知見を利用して，クラミドモナスのＸ線顕微鏡像に現同様に厚み方向の情報をすべて含んでいる点では同様でれる細胞器官の像の帰属を決定することが重要であるとある。生理学研究所の超高圧電子顕微鏡は，試料ステー

考えている。

3. アクチンフィラメントの高分解能観察
一海孝光（愛知県立芸術大学)
有井達夫
照射損傷を少なく出来るという HVEM（1000kV）のメ

でアセトン下で形成される結合水の少ないアクチンクリ

リットを生かしてタンパクのクリスタルからの電子線回

スタルの回折像を HVEM を用いて観察すると単位格子折像を観察しようとする試みをこれまで行ってきた。低定数が 61×41×33（Å)であるという報告がこれまでにイオン強度のアクチン溶液中には過剰な ATP によってなされている（1）。しかし我々の観察では小角散乱の反形成されるアクチンフィラメントが存在する。このフィ射が得られないのでその理由を今年度は調べてきた。ア

ラメントがアクチンのクリスタルをつくることを蛍光顕

クチンよりも照射に強いと思われる Acto*DNase1 のク

微鏡や，偏光顕微鏡によって観察した。そこでアクチン

リスタルをつかい，酢酸ウラン染色をせずに少量の照射

フィラメントのクリスタルからの電子線の回折像を得る

線量にして回折像を観察した。この場合水銀を含むことを試みてきた。昨年度の年報でこのアクチンクリス

PCMB でアクチンの表面にあるアミノ酸を標識しておいタルと考えられる結晶状のものを酢酸ウランで染色してた。約 4Åに相当する回折斑点近辺での細かい反射のみ

メッシュに載せて観察すると，約 10Åの格子定数に対応

が，主に観察され，照射損傷によって消えていくのがみする反射が得られる場合があることを報告した。ところられた(図 1，図 2)。細かい斑点間の距離は７0Åの構造145

生理学研究所年報を反映しているものと考えられる。これらの回折斑点はな 10Åの短い格子定数の反射を出している可能性があ

冷却により寿命が長くなる。ところで ATP によって形成る（2）。一方 Acto*DNase1 のクリスタルの場合には ATPされていると思われるアクチンフィラメントを含む溶液が入っていないので燐酸カルシュウムのクリスタルへのから得られる微細粒子の回折像の場合には約 10Åに対結合はない。しかしアクチン分子の表面には標識した

応した反射が得られている。この反射は標識する PIA やPCMB があることと，DNase1 と結合しているため脱水

PCMB に応じて変化する場合があるのでアクチンからのが抑制されて構造がこわれにくくなり，より長い 70Åの反射であることを示唆していると思う。このクリスタル

構造を反映する反射がでるようになったものと思われる。

を作る溶液には ATP が存在するため ATP の加水分解に

1. T. Taniguchi, Y. Kamiya,

よって生じる燐酸がカルシュウムと結合して燐酸カルシ

Nuclear Instruments andMethods 208, 541-544 (1983)

ュウムを作り，それがフィラメントに沈着してこのよう2. Hartgerink, J.D. et al, Science 294, 1684-1688(2001)

図１．水銀を含む PCMB で標識した Acto*DNase1 と考えられるクリスタル状の試料からの電子回折像：
１度目の露光

図２．図１の試料の 2 度目の露光による電子回折像

4. 超高圧電子顕微鏡による有機物微粒子の高分解能観察大野完，仙石昌也（愛知医科大学)
有井達夫

昨年度に引き続き，ガス中蒸発法によって作成した有ォロジーは，１μｍ以上のサイズの微粒子でははっきり

機物微粒子を超高圧電子顕微鏡で観察した。使用した試とした晶癖を持つものが多く見られたが 1)，サイズが小料は，ペリレン（C12H20）微粒子である。一番安定なペさくなるにつれて晶癖が観察されにくかった（図１）。しリレンの結晶構造は単斜晶であり，板状結晶になる。昨かし，これらの微粒子の電子線回折像を調べると，晶癖

年度は板の一辺のサイズが約１μｍの微粒子を観察したのはっきりとした微粒子のものと同様な回折パターンがが，今年度はより小さいサイズ（100nm〜400nm 程度）得られ，高分解能観察においてもいくつかの粒子で格子の微粒子の観察を行った。その試料はガス中蒸発での生縞が観察できた。晶癖がなくなる理由として考えられる

成条件を変更して作成した。生成された微粒子のモルフ

ことは，（１）観察している状態がまだ結晶の平衡形に達146

第 22 巻 (Dec, 2001)

しておらず成長過程の途中である，（２）微粒子はバルク，結晶（図２）であり，支持膜との接触面積が小さいため薄膜などに比べて表面エネルギーの不利があり，電子線

電子線を照射すると粒子が移動し安定せず予想以上に観照射によって表面分子の一部が蒸発して晶癖が無くなっ察は困難であった。

たため観察できなかった，（３）今回はこのような微粒子が生成される実験条件であった，等が挙げられる。薄膜に比べ，微粒子は電子線照射に対して弱く，例えばピレン（C16H10）の場合は薄膜では電子線回折像がＴＥＭで観察できるのに対し，微粒子になると観察中に蒸発しそのままでは観察できないことが分かっている。1)

これ

らは照射に対してさらに弱い物質の微粒子に関しても起こりうる問題であり，今後も継続して研究していく必要があると思われる。
また，コロネン(C24H12)微粒子を生成し観察した。コロ

図２．コロネン微粒子

ネンはペリレンと同じ芳香族炭化水素であり，薄膜では

参考文献

電子線照射に対してペリレンよりもさらに安定であり高

1) M.Sengoku, S.Sawai and T.Ohno, Micron 32 (2001) 447

分解能観察は容易であると考えられたが，微粒子は針状

図１．ペリレン電子回折像（左）とペリレン微粒子（右）5. ギャップ結合で連結した網膜ニューロンの樹状突起の構造
日高聰（藤田保健衛生大学・医学部・生理学第二)宮地栄一（藤田保健衛生大学・医学部・生理学第二)光受容神経組織である網膜のニューロンの二次元的な解析した後に，神経活動をギャップ結合で連結した神経

配列様式は各々のタイプによって異なっており，それら突起の形態と相関して，各タイプに特徴的なギャップ結の分布の解明は光情報処理の神経機構の解析にとって重合の視覚機能上の意義を調べている。電気生理学的に同要である。これまでに，双極細胞，アマクリン細胞及び定した網膜ニューロンを細胞内標識し，超高圧電子顕微

神経節細胞が同一タイプの間で特定のモザイクを呈しな鏡を用いて，厚さ数μm の樹脂包埋切片を解析することがらギャップ結合で連結していることを明らかにした。

によってギャップ結合で連結した神経突起の三次元形態

我々は，電気生理学的手法によってニューロンの活動をを解明することが本研究の目的である。

147

生理学研究所年報

平成 12 年度は昨年度に引き続いて，これまでに視覚ファー黄の拡散（dye coupling）を示さなかったが，同時生理学的に調べて来た網膜神経節細胞について，ラットに注入したビオチン複合物の局在を組織化学反応によっ網膜を用いて解析した。成熟 Wistar 系ラットから剥離して検出した結果，注入細胞から回りの同型の細胞へ tracer

た全載網膜標本を用いて核染色色素 DAPI で標識した

coupling を示した。光学顕微鏡での観察から，標識されα-神経節細胞を形態学的に同定し 37℃ で O2/CO2 を供たα-神経節細胞の樹状突起の先端同士の間で直接の接給した AME'S 溶液で潅流しながら微小電極法またはパ触の可能性が観察されたが，光学顕微鏡の分解能の限界

ッチクランプ法によって電流注入に対するスパイク列応に直面した。そこで，標識されたα-神経節細胞の樹状突答を解析した後に，電極内に充填したルシファー黄とビ起間の接触部位を，厚さ数μm の厚切り切片を用いて超オチン複合物を用いて細胞内注入法によって細胞を標識

高圧電子顕微鏡で解析している。超薄切片での解析では，した。ビオチン複合物を注入した標本の電子顕微鏡解析

標識されるα-神経節細胞の樹状突起と非標識突起とののための処理（日高と橋本, 1993）を経て，光学顕微鏡

間でギャップ結合を同定したが，非標識突起の細胞起源によって注入細胞と周囲の標識細胞との接触突起を同定（結合の相手）は同定できていない。電気生理学的解析のした後，エポン樹脂包埋した標本から，1-5μm の厚さの後，標識突起の反応産物の電子線密度を増強する方法を

網膜切片を作成し，ギャップ結合で連結した樹状突起の探索しながら，現在も解析を続けている。

三次元構造を超高圧電子顕微鏡で 1000kV で解析した。

[文献]

電気生理学的に解析した神経節細胞をルシファー黄の日高聰,

橋本葉子 (1993) 日本生理誌 55: 241-254。

標識から同定した。α-神経節細胞は回りの細胞へのルシ

6. ゴルジ装置の新生過程の立体像
野田亨（京都大学大学院医学研究科生体構造医学講座)

培養細胞（RBL-2H3）に小胞体からゴルジ装置への蛋

ぼ正常に近い状態に戻った。一方，トランスゴルジのマ

白輸送が抑えられると考えられる breferdin A (BFA)，

ーカーである TGN38 はゴルジ野に残存する小胞あるいnordihydroguaiareticacid，cycloheximide などの薬剤を投は小管の一部に局在していた。BFA 以外の薬剤では与し，その後一定時間を置いてからこれらの薬剤を含ま

nordihydroguaiareticacid 投与群，cycloheximide 投与群でない正常の培地に戻し，小胞体からゴルジ装置への蛋白はゴルジ層板の乱れは認められたものの mannosidaseII，輸送を再開させ，薬剤によるゴルジ装置の形態変化とゴおよび TGN38 の局在に大きな変化は認められなかった

ルジ装置の再形成過程を経時的に観察しようとした。ゴが，いずれの場合もゴルジ装置の全体の縮小傾向が認め

ルジの形態変化の追求はゴルジ膜蛋白とゴルジ基質蛋白

られた。

の酵素抗体法で行った。BFA 投与後 30 分のものでは通さらにそれぞれの試料の厚切り切片を超高圧電顕で観常のゴルジ装置は小胞化し，シスゴルジ層板のマーカー察したが，形成中のゴルジ層板の立体的特徴を酵素抗体蛋白である mannosidaseII は蛍光抗体法では小胞体に拡法で描出したゴルジ蛋白の分布から把握することは困難

がった局在を示したが，電顕では明瞭な局在を認めるこであった。しかし，BFA 処理後の試料ではゴルジ形成でとはできなかった。通常培地に戻すと 10 分後より次第

は細胞の中心体付近から形成中のゴルジ層板が放射状のにゴルジ層板に近い構造が形成され始め，それらの一部

立体的配列しているものも多く観察され，ゴルジ層板形にマーカー蛋白の局在を認めるようになる。通常培地に成にはかなり小胞や小管構造が微小管に沿って集合して戻して 30 分後では層板形態も mannosidaseII の局在もほきていると考えられた。

148

第 22 巻 (Dec, 2001)

7. 神経突起のバリコシティの微細構造観察
遠藤泰久，末次妙子（京都工芸繊維大学繊維学部応用生物学科)
有井達夫

神経突起の途中に形成される数珠状のふくらみ，バリ

レオチドを用いた。4％パラフォルムアルデヒドで固定後，コシティ（varicosity）は, 神経伝達物質を含むシナプス

チュブリンの特異抗体で免疫染色（ABC−HRP 法）し，小胞や有芯小胞が蓄積することから，神経終末として機発色にはジアミノベンジジンに硫酸ニッケルアンモニウ

能すると考えられているが，その形成機構はほとんど解ム（10ｍM）を加えた。その後，オスミウム酸で後固定，明されていない。今回，我々は中枢神経系におけるバリ

エタノール脱水，エポキシ樹脂包埋を施した。厚さ１おコシティの構造と形成機構を解明する目的で，ラットのよび２μｍの厚切切片を作製し，サンドイッチメッシュ

脳スライス培養系を用い，細胞骨格タンパクの免疫染色にはさみ，超高圧電顕 H-1250M により加速電圧 1000kV

後，厚切切片を超高圧電顕で 3 次元的に解析することをで観察した。
視床下部室傍核の大型神経分泌ニューロンには，チュ試みた。
新生ラット（生後 5−10 日）を氷冷麻酔し断頭後，脳ブリンの特異抗体によく反応するバリコシティが多数観を摘出し，間脳の部位を厚さ 400µｍ の前額断にティッ察された。細胞体および神経突起内部の微小管を厚切切

シュチョッパーを用いてスライスした。スライスを直径片で十分に観察できるコントラストが得られた。チュブ

35mm のフィルターインサート上に移し，6 ウェルプレ

リンｍRNA のアンチセンス処理により，細胞体およびバートで 2−3 週間培養した。バリコシティ形成におけるリコシティ内部のチュブリン免疫反応の減少が観察されチュブリンの影響を調べるため，αチュブリンｍRNA のた。今後，バリコシティ内部のより詳細な細胞骨格の構

アンチセンスオリゴヌクレオチド（15mer）を 50ｍM の成を明らかにするため，ステレオ観察の結果を詳しく解濃度で 48 時間作用させた。対照にはセンスオリゴヌク

析する予定である。

8. 老化に伴う神経細胞の微細構造変化についての超高圧電子顕微鏡的観察
小澤一史，謝蔵霞，河田光博（京都府立医科大学第一解剖学教室)

生体への様々なストレスに対しては，視床下部−下垂低下している様子が観察される。これは老化による GR

体−副腎軸（HPA axis）を中心とした神経・内分泌系にの発現低下によりコルチコステロイドのネガティブフィ

免疫系の働きも加わり，これらの系が十分に機能して対ードバックが働かなくなったことを意味するものと考え応している。ところが老化に伴い，寒冷や暑さによるスられる。これは，グルココルチコイドとその受容体およトレス応答能力が低下し，また怪我などによる傷の修復

び cofactor 蛋白の複合体が一括して低下，神経機能発現が遅延することがあるが，これらは神経・内分泌・免疫に大きな影響を及ぼしていることを意味する。これらの系を中心とした生体防御機構の低下が原因と考えられる。

神経細胞の微細構造を観察すると，神経細胞体の細胞質老化に伴って脳の神経細胞にも多くの変化が生じるこには多数のリポフチン顆粒の蓄積，細胞密度の現象，細とが知られている。特に大脳皮質や海馬では神経細胞の胞小器官の縮小化，神経分泌小胞の減少などが観察され数の減少が見られ，細胞そのものの形態変化も観察され(図１)，機能低下を示す像と考えられる。さらに，加速る。

電圧 1000kV にて厚め(5μm)の試料を超高圧電子顕微鏡

老化に伴い，ラットでは血中のコルチコステロン値がでステレオ観察する方法により，これらの GR 発現が低上昇するが，大脳皮質や海馬をはじめ，脳の広い領域で下した神経細胞の樹状突起の様子を観察すると，棘は逆に GR の発現低下が観察される。GR のみならず，(spine) の数や大きさ，形の明らかな変化が認められる

転写共役因子である p300 や SRC-1 などの発現も顕著に（図 2）。このような樹状突起の変化は細胞表面積の減少

149

生理学研究所年報を示すものであり，シナプスの数の低下を意味するものいる。長期にストレス負荷をかけたラットでは，老化にである。このことは神経細胞そのものの生存は維持され伴う海馬の変性が一層著しいことから，老化のメカニズているが機能が低下していることを意味すると解釈でき

ムには上位中枢としての海馬を中心に，これに深く連絡る。このような老化に伴う形態学的な変化は長期間のコする HPA axis が深く関与していると考えられる。

ルチコステロン投与によって再現できることも知られて

図２：海馬錐体細胞 CA1 領域の樹状突起の超高圧電子顕微鏡ステレオ像；若いラット(A, 2 ヶ月令)に比べて，老令ラット(B, 24 ヶ月令)では棘（spine）の数の減少や形状の変化が顕著に観察される。
Bar=5μm
図１：海馬錐体細胞 CA1 領域の透過型電子顕微鏡像；若いラット(A, 2 ヶ月令)に比べて老令ラット(B, 24
ヶ月令)では細胞全体の縮小，リポフチン顆粒の集積，細胞小器官の未熟化，神経分泌小胞の現象などが観察される。Bar=1μm

9. 嗅球ニューロン樹状突起の定量的三次元形態解析
樋田一徳（徳島大学医学部解剖学第一講座)

嗅覚の一次中枢嗅球は，複雑な脳神経回路の基本的構ている。一方，糸球体内での情報処理機構解明には，糸造の特徴を有していることから，魅力的な脳研究対象と球体ニューロン構成と局所神経回路シナプス構築の詳細して注目されている。特に最近，特定な匂い刺激に対しな解明が不可欠となる。

て嗅球表層に存在する糸球体が特異的に反応することが

糸球体内に樹状突起を分布して投射ニューロン（嗅球

判り，嗅覚の機能的単位としての糸球体に関心が集中しからの出力）と嗅受容細胞終末（嗅球への入力）との間

150

第 22 巻 (Dec, 2001)にシナプス結合を形成する傍糸球体介在ニューロンは，による染色を施し，同標本を共焦点レーザー顕微鏡で三局所神経回路において重要な役割を演ずると考えられる

次元的に広範囲に解析した後，金コロイド粒子を 10-30が，その多くは糸球体内で複雑な樹状突起網を形成し，ナノメートルに銀増感し，更に重金属増感 DAB 法を加共焦点レーザー顕微鏡でも正確な三次元構造は明らかにえた。その結果，従来に比べコントラストが飛躍的に向ならない。そこで超高圧電子顕微鏡の高解像力による解上し像質が高まった。また予め共焦点レーザー顕微鏡で析の有効性が期待できるが，超高圧電子顕微鏡による解記録しているために，全体像のどの部分を解析している

析の領域が厚さ５ミクロン・縦横数 10 ミクロンに限定

か把握も可能である。

されること，そして従来の重金属増感 DAB・免疫細胞化

今年度は主要な傍糸球体ニューロンである Tyrosine

学法では十分なコントラストが得られないなど，解析がHydroxylase （TH）ニューロンの解析を行い，共焦点レ困難であった。

ーザー顕微鏡では解析し得なかった複雑な糸球体内突起これらの問題を克服するために，今年度報告者は金コ構造が観察された。
（付図）

ロイド粒子を用いた免疫細胞化学法の応用を試みた。ま今後は，各種ニューロンの三次元構造解析とともに，ず厚さ 50-100 ミクロンのビブラトーム切片に，各種一次同法を用いて金コロイド標識による諸々の物質の細胞内抗体，ビオチン化二次抗体，1.4 ナノメートル金コロイ

三次元的局在の解析を行う予定である。

ド及び FITC 同時標識ストレプトアビジン（NanoProbe）

図１：TH の嗅球内分布（arrow heads）

図２：TH ニューロンの共焦点レーザー顕微鏡像

図３：TH ニューロンの超高圧電子顕微鏡像

10. 中枢神経系ニューロン，グリアの三次元構造解析：
マウス海馬 astrocyte の形態学的及び定量的解析
緒方勝也，小坂俊夫（九州大学大学院医学研究院神経形態学)
We revealed the structural features of astrocytes by

the numerical densities of astrocytes identified as S100-

means of light microscopy, confocal laser scanning microscopy

immunoreactive cells were only slightly different in theirand high voltage electron microscopy, and estimated theirareal and laminar distributions. The numerical densities werenumerical densities in the mouse hippocampus. The highhigher in the stratum lacunosum-moleculare and dentate hilus,

voltage electron microscope examinations of Golgi-impregnatedwhile they were slightly lower in the principal cell layers thanastrocytes clearly disclosed their fine leaflet-like processes in

the average (24.2×103 /mm3) in whole hippocampal regions.

the masses occupied by individual astrocytes. The intracellular

As for the dorsoventral difference, the numerical densities

injection of two different fluorescent tracers into two neigh-were significantly larger at the ventral level in the dentate

boring astrocytes revealed that each astrocyte occupied agyrus, whereas such tendency was not apparent in thediscrete area with a limited overlap only at its peripheral

hippocampus proper.

portion. In a quantitative analysis using an optical disector,

estimated from Golgi-impregnated samples was roughly in

The projection area of the astrocytes

151

生理学研究所年報

inverse relation to the numerical densities; the areas in the

differences and that the individual astrocytes have their own

stratum lacunosum-moleculare were somewhat smaller thandomains; the periphery of the domain of a given astrocyte is

the other layers, where the numerical densities were high.

interdigitated intricately with the processes of adjacent astrocytes whereas its inner core portion is not penetrated by

The present study indicates that astrocytes are distrib-

them.

uted rather evenly without any prominent areal or laminar

11. 小脳変性症マウスにおける小脳プルキンエ細胞形態変化の超微細３次元的観察
RHYU Im Joo（Korea 大学医学部)
井本 敬二，有井 達夫
P/Q 型電位依存性カルシウムチャネルαサブユニットを試みたが，染色方法に問題があり十分な成果をあげる

遺伝子の変異により，ヒト・マウスに小脳変性症を含む事が出来なかった。免疫染色の欠点は，(1) 十分なコン

いろいろな神経疾患が生じることが知られている。Rhyu

トラストを得ることが出来ない，(2) すべての樹状突起

博士はこれまでに，小脳変性症マウスである tottering やが染色してしまうため，解析が困難である，という点にrolling の小脳で，一つの神経終末に対して数個の棘突起あった。これらの問題点を解決するため，Golgi 染色標本

がシナプスを形成するという異常を報告しているが，そを作成し観察を行ったが，年度内には十分な解析を行うの 3 次元的な定量的観察はまだ行われていない。3 次元ことが出来ず，平成 13 年度にプロジェクトが持ち越さ観察には，超高圧電子顕微鏡が有力な手段であり，Rhyu

れた。

博士が生理学研究所を訪れ，本研究を行うこととなった。
平成 12 年度は免疫染色による樹状突起の spine の解析

超高圧電子顕微鏡での観察と平行して，Stargazer など
あらたな小脳変性症マウスの形態解析を開始した。

12. 星状グリア細胞突起の三次元定量解析
濱清Ellisman M, Martone M, Yamada N (Univ. Calif. NCMIR)

我々は高い電子線透過能と，５ミクロンを越える生物

辺長と面積を計測し面積/周辺長複雑度の指標（KI）とし

試料でも 4−5 ナノメターの解像力が期待できる 1000kVた。超高圧電顕像の KI 値は，光顕像のほぼ２倍であっ超高圧電子顕微鏡の特性を利用して，主として Golgi 染た。この事は光学顕微鏡の解像力は星状グリア細胞突起色を行ったラット CNS における星状グリア細胞突起のの精密な定量解析には不充分であることを示唆する。

３次元立体計測を行っている。

２）同様の試料に付いて，超高圧電顕を用いて−60 度

海馬及び，大脳皮質で球形の細胞枝ドメインを形成すから＋60 度まで２度間隔で連続傾斜撮影を行い，トモグ

る細胞質性星状グリア細胞の突起を４ミクロンの切片をラフイー解析を行っている。現在なお実験例を追加して用いて，２種類の観察を行った。

いるが，計測できた体積/表面積の値は小脳バーグマング

１）光顕像と超高圧電顕像を複雑度を比較するため，画像処理によって２値化した同じ視野の写真について周152

リア細胞に付いての報告より遙かに大きな値を取ることが明らかとなった。

第 22 巻 (Dec, 2001)<<超高圧電子顕微鏡共同利用実験での業績リスト>>
A) 発表論文

B) 学会発表

1. 英文原著論文

1) Hama, K. (2000.6) Special Lecture. The 7th Asia-

1) Hama K, Arii T, Ito Y (2000) High-voltage electron
microscopy in neurocytology. J Electron Micros 49:

Pacific Electron Micros. Conf., Biol (Singapore) .
2) Sengoku M, Ohno T, Arii T (2000.6) High-voltage andhigh-resolution electron microscopy of fine organic

1-4.
2) Martone M.E, Deerinck T.J, Yamada N., Bushong, E,
Ellisman M.H. (2000) Correlated 3D light and electron
microscopy and electron tomography for imaging large
biological structures.

J Histotechnol 23: 261-270.

particles.

The 7th Asia-Pacific Electron Micros. Conf.,

Phys (Singapore) .
3) 吉村亮一，遠藤泰久，有井達夫，佐々木泰治（2000.9）
シナプシンのリン酸化と分泌小胞：PC12 細胞の超2. その他

高圧電子顕微鏡観察．日本動物学会第 70 回大会（山

1) 浜

形）
．

清，有井達夫 (2000) 超高圧電子顕微鏡．電子4) 一海孝光，有井達夫 (2000) アクチン溶液中に形成

顕微鏡 35: 141-143.
2) 笠原秀浩，有井達夫，鈴木武雄，鶴原

喬 (2000)

Acanthamoeba の低真空 SEM および超高圧 TEM 観
察．原生動物学雑誌 (Jpn. J. Protoz.) 33: 61.
3) Sengoku M, Ohno T, Arii T (2000) High-voltage andhigh-resolution electron microscopy of fine organic
particles.

In Proc. of the 7th Asia-Pacific Electron

Micros. Conf., Physical Sciences, pp233-234.

される微小結晶状粒子の超高圧電子顕微鏡回折像．
日本生物物理学会第 38 回年会（仙台）．
5) 濱清（2000.11）Structual

biology と顕微鏡の解像力．日本電子顕微鏡学会第 45 回シンポジウム（岡崎）．
6) 片桐展子，片桐康雄，有井達夫（2000.11）無脊椎動物（腹足類）の外套組織にみられる筋繊維の超高圧電顕観察．日本電子顕微鏡学会第 45 回シンポジウ
ム（岡崎）．
7) Hidaka S, Nishikawa C, Kato T, Yamauchi M, Miyachi
E.-I.（2000.11）Expression of neuronal gap junction
channel protein connexin36 in the mammalian retina.
30th annual meet. of "Society for Neuroscience" (New
Orleans, LA).

153

【

生体磁気計測装置
共同利用実験報告】

第 22 巻 (Dec, 2001)

生体磁気計測装置共同利用実験報告
〔 目

次 〕

１. 脳磁図を用いたヒト感覚・運動機能の研究（寶殊山稔ほか） ...................................................................................................................................... 158
２. 聴覚系における Temporal integration 機構（時間）と Stream segregation 機構（周波数）（矢部博興ほか） ...................................................................................................................................... 158

157

生理学研究所年報

1. 脳磁図を用いたヒト感覚・運動機能の研究
宝珠山稔（名古屋大学医学部保健学科)
柿木隆介

本研究では，ヒトの体性感覚情報処理機構を明らかに

これまで，体性感覚誘発電位（Somatrosensory evoked

するために，体性感覚誘発脳磁場（Somatosensory evoked

potential, SEP ） を 用 い て 感 覚 誘 発 反 応 の Recovery

magnetic fields, SEF）を用いて各 SEF 成分の Recovery

function の研究がなされてきたが，SEP は体積伝導によfunction を測定し，第１次体性感覚野内の信号処理過程

り皮質下構造から電位成分を含んでおり，特に潜時や波について検討した。

形が ISI によって変化していく Recovery function の解析

健 常 成 人 を 対 象 と し て ， 刺 激 間 隔 （ Inter-stimulus

では，皮質成分の同定が困難である場合がある。脳磁計

interval, ISI） が 0〜100ms の Paired pulse を１s ごとにが時間分解能に優れると同時に主に皮質からの信号を記

正中神経に与え SEF を記録した。Single pulse（ISI=0）

録していることから，本研究での波形の同定と解析は極による SEF 波形を Paired pulse による SEF 波形から減じめて容易であった。これまでの研究では，より潜時の長ることにより Paired pulse の 2 発目の刺激（S2）に対すい誘発反応ほど振幅の回復には長い ISI が必要であるとる SEF を抽出した。解析は通常の正中神経 SEF におい

報告されており，脊髄や皮質下での反応はそれがあてはて刺激後 20ms（1M）と 30ms（2M）に認められる短潜まる。しかし，皮質内の反応である 1M および 2M につ時皮質 SEF について行った。

いては潜時の長い 2M のほうが短い ISI で振幅の回復を

S2 刺激に対する各 SEF 成分は ISI が短くなるにつれてみており，2M に先行する 1M が全くない ISI にても明瞭

振幅が減少し，潜時の延長を認めた。1M 成分は ISI がに 2M が記録された。このことは，2M が 1M の後に続い100ms 以下では Single pulse による反応より振幅が小さて生じる連続した 2 次反応ではなく，独立した反応であくなり 10ms 以下では消失したが，2M 成分は ISI が 3ms

ることを示している。大脳皮質内の情報処理過程では信でも認められ，その振幅は Single pulse による反応の約号の並列処理が行われていることは推察されているが，60％であった。１M および 2M の信号源はいずれも中心

本研究結果は，第１次体性感覚野内では刺激後 20-30ms

溝近傍の第１次体性感覚野手の領域と考えられる部位にに認められる初期の反応から並列的な処理過程が含まれ推定され，短い ISI において減衰した各成分の推定信号ている可能性を示唆するものである。

源位置も同様であった。

2. 聴覚系における Temporal integration 機構(時間)と Stream segregation 機構(周波数)矢部博興（弘前大学医学部附属病院神経科精神科)
小山幸子，軍司敦子，柿木隆介【目的】MMN (Mismatch Negativity)は，一次聴覚野近が交互に連続呈示された時に，100ms 程度の短い SOA の傍の感覚記憶に貯蔵された頻発音の neural trace と逸脱

時のみ，High tone 系列と Low tone 系列との分離(SS)が音との比較処理に由来する脳反応である。感覚記憶には，生じるという。本実験の目的は，TWI と SS のいずれがtemporal window of integration(TWI)機構が存在し，研究優先する機構かを明らかにする事である。
【対象】健常被代表者ら（1998）はその長さが 160-170ms であることを験者 10 名。
【方法】High(3000Hz)と Low tone(500Hz)を証明した。一方，Bregman(1990)が提案して注目された

連続刺激として交互に用い，稀に起こる欠落音(Ｘ)に対Auditory scene analysis という心理行動学的概念は，TWIする MMN の有無を検討した。防磁室の壁に映写される機構と Stream Segregation(SS)機構を会話認知の基盤と無音映画に集中する被験者の左側耳に，連続音刺激(強度している。Sussman ら(1999)によれば，High と Low tone70dB)が 125ms の一定の SOA で呈示された。
【結果およ

158

第 22 巻 (Dec, 2001)

び考察】従来の結果と同様に，HHHHＸH..系列中のＸは囲から外れ，MMN を誘発しない。反対に TWI が優先さ

MMN を誘発したが，HLHLＸL..系列は，誘発しなかっれるならば，HHHHＸH..系列と同様に MMN を誘発するた。TWI よりも SS が優先されるならば，HLHLＸL..系と考えられる。
【結論】従って，Stream segregation 機構

列は，H 系列と L 系列に分離された結果，各系列の SOAは，TWI 機構に優先する(Yabe et al., Brain Research (897)が 250ms となり，Ｘは先行音によって生じる TWI の範222-227, 2001)。

159

【 研

究

会

報

告 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

研究会報告
〔 目

次 〕

１. シナプス可塑性の分子機構（代表者：真鍋俊也 2000 年 6 月 15 日〜6 月 16 日） ....................................................................... 165
２. イオンチャネルの細胞局在化と機能制御に関する研究（代表者：倉智嘉久 2000 年 8 月 17 日〜8 月 18 日） ....................................................................... 174
３. ＡＴＰ受容体による生体機能制御とその分子的メカニズム（代表者：古家喜四夫 2000 年 8 月 24 日〜8 月 25 日） .....................................................................184
４. ポストゲノム時代の脳科学（代表者：畠中 寛

2000 年 9 月 28 日）............................................................................................ 193

５. Ca２＋シグナルと膜輸送体の発現および機能調節（代表者：河原克雅

2000 年 9 月 28 日〜9 月 29 日） ....................................................................... 195

６. 神経科学研究の新しいアプローチ（代表者：畠中 寛

2000 年 9 月 29 日〜9 月 30 日） ....................................................................... 201

７. シナプス伝達の機能と分子の接点を探る（代表者：工藤佳久

2000 年 10 月 26 日〜10 月 27 日） ................................................................... 208

８. 中枢神経系における局所回路とその機能特性（代表者：三上章允

2000 年 11 月 21 日〜11 月 22 日） ................................................................... 222

９. 定量的高分解能電子顕微鏡法（代表者：藤吉好則

2000 年 11 月 21 日〜11 月 22 日） ................................................................... 235

10. 生殖細胞の構造と機能発現（代表者：年森清隆

2000 年 11 月 24 日〜11 月 25 日） ................................................................... 238

11. 心・血管系イオンチャネルの発生分化とその適応（代表者：當瀬規嗣

2000 年 11 月 28 日〜11 月 29 日） ................................................................... 244

12. 脳磁場ニューロイメージング（代表者：栗城眞也

2000 年 11 月 29 日〜12 月 1 日） ..................................................................... 254

163

生理学研究所年報

13. シナプスの形成・維持・可塑性（代表者：武内恒成 2000 年 12 月 7 日〜12 月 8 日） ....................................................................... 273
14. 消化管機能（代表者：鈴木裕一 2000 年 12 月 14 日〜12 月 15 日） ................................................................... 278
15. 脳の情報統合と行動発現のメカニズム−感覚知覚から生体反応形成まで−（代表者：泰羅雅登 2001 年 1 月 11 日〜1 月 12 日） ....................................................................... 285

164

第 22 巻 (Dec, 2001)

1. シナプス可塑性の分子機構
2000 年 6 月 15 日− 6 月 16 日
代表・世話人：真鍋俊也（神戸大学・医学部）
所内対応者：森泰生（岡崎国立共同研究機構
統合バイオサイエンスセンター）（１）小脳顆粒細胞の成熟過程における電位依存性カリウムチャネル Kv4.2 の発現と役割
中平健祐（統合バイオサイエンスセンター，生理学研究所)
2+（２）P/Q 型 Ca チャネル異常を伴う小脳変性症マウスの分子神経生理学的解析
若森実（生理学研究所)（３）神経栄養因子によるグルタミン酸受容体発現調節とその分子メカニズム
斎藤真子（新潟大学脳研究所)（４）神経栄養因子による神経伝達物質放出の制御
大西浩史（三菱化学生命科学研究所)（５）シナプス可塑性における脳由来神経栄養因子の役割
津本忠治（大阪大学医学部)（６）新しい発生工学技術の開発によるアミノ酸変異導入マウスの作成
笹岡俊邦（国立精神神経センター)（７）プルキンエ細胞特異的に代謝型グルタミン酸受容体 mGluR1 を発現する
mGluR1-レスキューマウスの作成および解析
饗場

篤（東京大学医科学研究所)（８）GABA ニューロンを標識する遺伝子改変マウスの開発
柳川右千夫（生理学研究所)（９）中枢神経シナプスの活性化による，シナプス前・後膜接着分子 N-cadherin の存在様式の変化
田中秀和（大阪大学医学部)（10）カドヘリンスーパーファミリー：ゲノム構造と機能
八木健（大阪大学細胞生体工学センター，生理学研究所)（11）終脳特異的細胞接着分子のシナプス可塑性，参照記憶，sensorimotor gating における役割
中村和裕（順天堂大学医学部)（12）PDZ 領域 1 回とアクチン線維結合領域を持つ足場蛋白 Neurabin および Afadin の局在と機能溝口明（京都大学医学部)【参加者名】
田中秀和（大阪大学・医・情報薬理），藤本崇宏（大阪大吉田隆行（金沢大学・医・生理学第二），笹岡俊邦（国立学・医・情報薬理），真鍋俊也（神戸大学・医・生理学第精神神経センター・神経研究所），松田由喜子 （国立精一），志牟田美佐（神戸大学・医・生理学第一），駒井章

神神経センター・神経研究所），尾藤晴彦（京都大学・医・治（神戸大学・医・生理学第一），新里和恵（神戸大学・

神経細胞薬理），高橋正身（三菱化学・生命科学研究所），

医・生理学第一），篠江徹（神戸大学・医・生理学第一），大西浩史（三菱化学・生命科学研究所），古賀毅（三菱化

北村宏幸（神戸大学・医・生理学第一），饗場篤（東京大学・生命科学研究所），井ノ口馨（三菱化学・生命科学研

学・医科学研究所），中村和裕（順天堂大学・医），狩野究所），深澤有吾（三菱化学・生命科学研究所），斎藤真

方伸（金沢大学・医・生理学第二），新石健二（金沢大学・子（新潟大学・脳研究所），永野忠聖（新潟大学・脳研究

医・生理学第二），福留優子（金沢大学・医・生理学第二），所），溝口明（京都大学・医），津本忠治（大阪大学・医・165

生理学研究所年報神経生理），小原圭吾（大阪大学・医・神経生理），北村

理学研究所），井本敬二（生理学研究所），若森実（生理明彦（大阪大学・医・神経生理），惣谷和広（大阪大学・学研究所）

医・神経生理），中平健祐（生理学研究所），森泰生（生【概要】
シナプス可塑性やそれに関連する記憶・学習といった発点として，脳高次機能の全体像を解明するための手が脳高次機能に興味をもって研究を進めている多くの分野かりが得た。また，異なる分野の研究者が集まることにの研究者が一堂に会して，脳の可塑性を分子レベルで明より，次世代に向けた新たな研究法の模索やそれに基づらかにするためにどのようなアプローチが可能かを議論いた新たな共同研究への発展も視野に入れた。方法論とし，同分野の今後の展望を探った。具体的には，最近特いう点からは，最近多くの研究室で新しいタイプの遺伝に注目されている細胞接着分子や神経栄養因子のシナプ

子改変動物の作製が試みられているが，このような点に

ス可塑性における機能に焦点を当て，これらの分子を出ついても議論した。

(1) 小脳顆粒細胞の成熟過程における電位依存性カリウムチャネル Kv4.2 の発現と役割
中平健祐 1,2（岡崎国立共同研究機構

1

統合バイオサイエンスセンター，2 生理学研究所・神経情報)

小脳顆粒細胞では，前駆細胞の段階から遅延整流型の電位のスパイク発生を抑制するように働くことを明らか

カリウムチャネル遺伝子 Kv3.1 が発現し，最終分裂後のにした。この成分は静止膜電位等には関わっておらず，

内顆粒層への移動に伴い A-type チャネルの Kv4.2 が発現

この成分を阻害した小脳顆粒細胞は培養下で正常な形態する。培養系では，この A-type 電流成分と同時期にナト変化を示した。

リウムチャネルも発現し，活動電位が観察されるように

我々の用いている培養細胞系における Kv4.2 蛋白質のなる。A-type カリウムチャネルは，低い膜電位で開いて発現は細胞体に局在しており，これはちょうど内顆粒層

脱分極を抑制し，ひとたび脱分極状態になると不活性化へ移動した直後の顆粒細胞と同様である。in vivo ではこする特徴を持つため，樹状突起においては入力シグナルの後，樹状突起に移行してシナプス形成の場であるの取捨選択に関わるゲートの役割を果たす可能性があり，

glomeluri に局在するようになる。培養系で樹状突起へのまた，細胞体からのバックプロパゲーションを制御する移行が見られない理由としては苔状線維からの入力の欠ことでシナプス伝達の可塑性に関わっている可能性が考

除，グリア細胞との相互作用がないことなどが可能性とえられている。

して考えられるが，最近，グルタミン酸による刺激が

我々は小脳顆粒細胞の培養系を用いて，この A-type 電Kv4.2 蛋白質の樹状突起への移行を促すことを示唆する

流成分が実際に Kv4 サブファミリーによって担われてい結果が得られた。まだ予備的なデータではあるがこれにることを示した。また，Kv4.2 ドミナントネガティブ変

ついても発表したい。

異体を用いた特異的阻害実験から，この電流成分が活動

2+(2) P/Q 型 Ca チャネル異常を伴う小脳変性症マウスの分子神経生理学的解析
若森 実，森泰生，松下かおり，井本敬二（生理学研究所，液性情報)

電位依存性 Ca2+チャネルのうち，P 型 Ca2+チャネルを

SCA6 等の中枢神経疾患が引き起こされる（Ophoff et al,

コードするα1A サブユニットに変異が入ることにより，TiPS 19, pp121-127, 1998）。しかし，変異による P 型 Ca2+

ヒトで Episodic ataxia-2, Familiar hemiplegic migraine,

チャネルの性質変化や，その変化と疾病との関係は不明

166

第 22 巻 (Dec, 2001)である。これらの点を解明するため，３種類の小脳変性
larolは約 8mV 脱分極側に移動すると伴に傾きが緩くなった。

症モデルマウス（tottering (tg)，leaner (tg )，rolling (tg )）こ れ ら 電 流 密 度 の 低 下 と 活 性 化 曲 線 の 変 化 は babyを入手した。先ず，変異が不明であった tgrol マウスの変

hamster kidney (BHK)細胞に強制発現させた変異 Ca2+チ異を探索し，リピート III の S4 に位置する 1262 番目のャネルに於いても認められたことから，α1A 遺伝子の変アルギニン(R)がグリシン(G)に置換していることを明ら化が直接的にチャネルの変化を引き起こしていることがかにした(Mori et al, JNS in press)。次に，急性単離小脳プ判明した。また，電流密度の低下と活性化曲線の変化を

2+

ルキンエ細胞の Ca チャネル電流を測定するとともに，総合したチャネル活性の低下の度合いは症状の重さ( tg

組換え DNA を用いて発現させた変異 Ca チャネルの機< tg rol < tgla )と相関があった。更に，スライス標本を用能を解析した。マウス小脳 Purkinje 細胞を急性単離しパ

いて発火パターンを検討したところ，Normal では Na+

ッチクランプ法で解析したところ，電流密度は Normal >spike と Ca2+ spike が認められたが，tgrol では Na+ spike

tgrol (76%) > tg (55%) > tgla (37%)マウスの順であった。薬しか記録できなかった。以上の結果より，Ca2+チャネル

理学的検討から，低下している成分は P 型 Ca2+チャネル

活性の低下が神経疾患を引き起こしている可能性が示唆

2+

2+

2+

であり，他の高閾値活性型 Ca チャネルがこの P 型 Ca

チャネルの低下分を補償することはなかった。tg の活性laされた。
これらのモデルマウスはシナプス可塑性に対する P/Q化曲線は Normal と重なったが，tg の活性化曲線は約型 Ca2+チャネルの寄与を検討するのに良い標本であり，9mV 脱分極側に平行移動した。また，tgrol の活性化曲線

今後さらなる検討を加えたい。

(3) 神経栄養因子によるグルタミン酸受容体の発現調整とその分子メカニズム
斎藤真子，永野忠聖，那波宏之（新潟大学脳研究所分子神経生物学分野)

神経栄養因子は神経分化や神経細胞死ばかりでなく，

そこで，BDNF, PDGF の下流で共通に活性化されるカスシナプス伝達の可塑性にも関与することが報告されていケードについて検討した結果，Src ファミリーチロシン

るが，その分子メカニズムは依然として不明である。我々

キナーゼが AMPA 受容体蛋白発現量の上昇に関与するこは，神経栄養因子のうち，ニューロトロフィン類の BDNFとを確認した。さらに Fyn 遺伝子欠損マウスの培養大脳（脳由来神経栄養因子）を連日，培養大脳皮質神経細胞に皮質神経細胞では BDNF の効果が認められなっかたこと添加すると５日目の時点で mRNA レベルに影響するこから，Src ファミリーチロシンキナーゼのうち Fyn キナとなく AMPA 受容体蛋白発現量を上昇させることを発見ーゼが重要であることが示唆された。in vivo においてもした（Proc Natl Acad Sci. U.S.A. vol. 96

生後１４日の Fyn 遺伝子欠損マウスの大脳皮質においてP2461-2466,

1999）。AMPA 受容体蛋白は，GABA 作動性神経細胞に強AMPA 受容体蛋白発現量が低下していることを確認した。

く発現されることが免疫染色によって確認された。またまた HEK293 細胞に TrkB, GluR1, GluR2 を CMV

パッチクランプ法により GABA 作動性神経細胞における(cytomegalovirus) プロモーター下で発現させた系でも，AMPA 電流の上昇を認め，機能的な AMPA 受容体チャネ

BDNF によって GluR2 の受容体蛋白発現量が上昇するこルの発現上昇が確認された。BDNF 遺伝子欠損マウスのとが再現された。現在，BDNF がその受容体であるレセ

大脳皮質の PSD（シナプス後肥厚部）を豊富に含む画分

プター型チロシンキナーゼ，TrkB に結合した後に起こるにおいても AMPA 受容体蛋白発現量が，低下傾向を示し

シグナルカスケードに注目し，こうしたカスケードがていることから，in vivo においても BDNF が AMPA 受

AMPA 受容体および AMPA 受容体関連タンパク質，細胞容体蛋白の正常な発現に必要であることを確認した

骨格蛋白等をどのように制御し AMPA 受容体蛋白発現量（Neuroscience. vol. 88 p1009-1014, 1999）。AMPA 受容体を上昇させるのか，その分子メカニズムに重点を置いて蛋白発現量の上昇は神経細胞に作用する成長因子のうち研究中である。

PDGF（血奨板由来成長因子）によっても認められた。

167

生理学研究所年報(4) 神経栄養因子による神経伝達物質放出の制御
大西浩史 1,3，網野真也 2，板倉誠 1，山森早織 1，高橋正身 1,2,3（1 三菱化学生命科学研究所，
2

東京大学大学院，3 科学技術振興事業団（CREST））

増殖・分化・生存維持活性をもつ多くの細胞栄養因子・

開口放出過程にあると考えられた。さらに培養神経細胞

成長因子が神経回路の形成・維持に深く関わっているこに対して神経栄養因子 BDNF が同様の神経伝達物質放出とはよく知られている。驚いたことに，それらの多くが増強作用を持つことも明らかとなり，神経栄養因子が実

中枢神経系においてシナプス伝達効率を変化させ，脳の際に神経細胞に作用し，前シナプス機能を急性に調整す

高次機能を調節するという全く新しい活性を有する事がることが分かった。また同様な増強作用は IGF-1，EGF

近年明らかになってきた。これら因子によるシナプス調といった神経栄養因子以外の細胞成長因子でも確認され，整の分子メカニズムについては，蛋白質リン酸化を介しこれら因子の多くが開口放出過程を制御しうる可能性がた速い反応，あるいは遺伝子発現を介した遅い反応によ示された。次に神経栄養因子がどのようなメカニズムでり，前シナプス，後シナプスの機能が修飾・変化をうけ神経伝達物質放出を制御するのかを解析するため，阻害ていることが予想される。我々は神経栄養因子による前剤あるいは変異遺伝子を用いた解析を行ったところ，増シナプス制御の可能性に注目し，神経のモデル細胞，

強作用は神経栄養因子のリセプターである Trk ファミリ

PC12 細胞を用いた解析を行った。NGF で処理した PC12ーチロシンキナーゼのキナーゼ活性に依存しており，ま2+細胞では，Ca 依存性の神経伝達物質放出が増強し，また細胞内シグナル伝達経路として MAPK 経路と PI3K 経

たこの作用は短時間の処理で急性に誘導されるものであ路が重要であることが分かった。これらのシグナル経路

2+った。神経伝達物質放出は Ca 流入とその後の開口放出がどのように開口放出過程を制御しているのかという問過程により引き起こされるが，増強作用はイオノマイシ

題については現在まだ明らかではない。シンポジウム発2+ンによって強制的に Ca 流入を引き起こした場合にも2+見られたため，NGF の作用点は Ca 流入過程ではなく，表ではいくつかの可能性についてディスカッションしたい。

(5) シナプス可塑性における脳由来神経栄養因子の役割
津本忠治（大阪大学大学院医学系研究科バイオメディカル教育研究センター高次神経医学部門)

神経栄養因子は従来想定されてきた神経細胞の分化，錐体細胞のシナプス反応を指標として調べた。その結果，

突起伸展，生存維持といった機能の他に，シナプス伝達200 ng/ml の濃度ではシナプス伝達を急速に増強するこ

効率を急速に変える，あるいはシナプス長期増強や長期と，20 ng/ml の濃度では通常のシナプス伝達には影響を抑圧に関与するなど，シナプス可塑性における役割が注及ぼさないが，低頻度連続刺激によるシナプス長期抑圧

目されている。我々は，可塑性に関する知見が集積しての誘発を阻止することを見出した。また，BDNF ノックいる大脳皮質視覚野においてスライスや培養細胞標本をアウトマウスから作製した標本では，正常では長期抑圧使用し，神経栄養因子の中でも脳由来神経栄養因子を起こさない刺激で長期抑圧を起こすことも見い出した。

(Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)に的を絞って，以上の結果から，BDNF は，生後発達期には，連続入力

その役割や関与メカニズムについて調べている。今回はによってシナプスが抑圧されることを防ぐ作用があるこ

主に，この研究の背景，実験結果及びその意義についてとが示唆された。さらに，抗 BDNF 抗体，TrkB-IgG 及以下の点を中心に述べたい。

び受容体型チロシンキナーゼの阻害薬を使った実験から

１）スライス標本を用いた実験。BDNF のシナプス伝

これらの作用は TrkB 受容体を介することが示唆された。

達に対する急性作用を，幼若ラットあるいはマウス視覚

２）幼若ラットあるいはマウス視覚野から孤立神経細野のスライス標本において，IV 層刺激に対する II/III 層

胞 培 養 標 本 を 作 製 し ， 誘 発 シ ナ プ ス (autapse) 反 応

168

第 22 巻 (Dec, 2001)(evoked EPSC)，及び自発性活動（いわゆる miniature

こすメカニズムが乖離してくることを示唆している。

EPSC, mEPSC）を指標として調べた。その結果，BDNF

３）上述した BDNF の急性作用が，従来報告されてきは mEPSC 頻度の増大を起こすが，振幅は変えないことた慢性作用に如何に関係しているかを明かにする一環とが判明した。この結果は，BDNF の作用部位はシナプス

して，孤立神経細胞培養標本に BDNF を慢性投与した時前であることを示唆していると考えられた。一方，誘発のシナプス機能及び形態の変化を電気生理学及びシナプ反応の方は，培養日数の増加につれて BDNF が無効とな

ス前部に取り込まれる蛍光色素(FM1-43)を用いて調べる傾向が見られた。この結果は，神経細胞の成熟につれている。この実験結果についても述べる予定である。

て誘発シナプス反応を起こすメカニズムと mEPSC を起(6) 新しい発生工学技術の開発によるアミノ酸変異導入マウスの作成
笹岡俊邦 1，江隅英作 2，松田由喜子 1，鍋島曜子 3，三品昌美 4，鍋島陽一 3（1 国立精神・神経センター
神経研究所 疾病研究第七部，2 国立精神・神経センター 神経研究所 遺伝子工学研究部，3 京都大学大学院
医学研究科 腫瘍生物学，4 東京大学大学院 医学系研究科 薬理学・分子神経生物学)(研究目的) ヒトゲノムプロジェクトの進歩により，遺異が導入される。正常配列エクソンを欠失させる方法と伝性疾患の原因遺伝子の分離および変異の同定が急速にして Cre-loxP システムを利用する。(2)特定細胞における進みつつあり，多くの遺伝子疾患では原因遺伝子の特定アミノ酸置換の導入：Nestin プロモーターの発現調節のアミノ酸の変異が観察され，特定アミノ酸配列の持つ機もとで神経細胞で Cre リコンビネースを発現するトラン能の解析が疾患の理解に不可欠であることが明らかにな

スジェニックマウス( Cre マウス)と NMDA/loxP マウスをってきた。また多くの遺伝子は複数の場面で重要な機能

掛け合わせ，NMDA/loxP-Cre マウスを作成し，神経細胞をもつため，動物個体の個別の場面で遺伝子機能を解析

特異的にアミノ酸置換をおこなった。(3)電気生理実験にできる新たな方法の開発が必要である。我々はこれらのよる NMDA 受容体の機能解析：スライスパッチクランプ

問題点の解決のため従来のマウス発生工学技術を一歩進法を用いて海馬錐体細胞における NMDA 受容体の機能めて，「目的とする組織や発生段階で，対象分子にアミノを解析した。

酸置換を導入する新たなシステム」の開発を進めてきて(結果と考察) (1)特定アミノ酸の変異を導入する方法

おり，遺伝子の機能の理解，疾患の理解に最もふさわしの開発：上記の方法により作成した NMDA/loxP マウス

いモデル動物を作成し，詳細な解析を可能とする実験系

はホモ接合体であっても，成長・繁殖は野生型と変わらを構築している。

ず，運動異常などを示さなかった。NMDA/loxP マウス脳(研究方法) NMDA 受容体の Ca イオン透過性を調節すの NMDA 受容体ε1 サブユニット mRNA はの正常配列

るアミノ酸置換を，特定細胞において導入することを対エクソンを読み取っていた。Nestin プロモーターにより象とし，新たな実験系の開発をおこなった。(1)特定アミ神経細胞に Cre リコンビネースが発現するトランスジノ酸の変異を導入する方法の開発：NMDA 受容体ε1 遺ェニックマウス(Cre マウス)と掛け合わせ，NMDA/loxP-

伝子の正常配列エクソンと変異配列エクソンを並列に配Cre マウスを作成し，マウスの各臓器における変異導入

置し，正常型エクソンの両側に loxP を配置し，2 つのエの様式を調べたところ，脳及び脊髄で変異導入がみられクソン間に人工イントロンを挿入した相同組換えベクタ

た。脳の各部位での組換えを調べると効率の差はあるが，ーを構築し，マウス胚幹(ES)細胞を用いた相同組換えに広い領域で組換えが起っていた。さらに，NMDA 受容体

よりベクターを組み込んだマウス個体 (NMDA/loxP マ

ε1 遺伝子 mRNA を調べたところ，Cre-loxP の作用によウス) を作成した。この状態では 2 つのエクソン間のイ

り正常配列エクソンが欠失し，変異配列エクソンが利用

ントロンの性質により，絶えず正常配列エクソンのみをされ変異導入が行われていた。この NMDA/loxP-Cre マウ

選択させることが可能であるが，正常配列エクソンを欠スは，発育不全と運動機能異常を示し，NMDA 受容体に失させると変異配列エクソンが利用され，転写産物に変Ca イオン透過性を上昇させるアミノ酸置換の導入によ169生理学研究所年報

る神経細胞活動性異常が示唆された。(2)電気生理実験に受容体の Mg ブロック機能を個体レベルで詳しく解析すよる NMDA 受容体の機能解析：マウス脳スライスパッチることが可能となった。特に NMDA 受容体の Mg ブロッ

クランプ実験では，計画通りに海馬 CA1 領域錐体細胞のクの解除による Ca の過剰な流入は，神経細胞死の初期

NMDA 受容体の Mg ブロック機能が変化していた。われ過程に関連すると考えられており，病態の理解にも貢献

われの NMDA/lox-Cre マウスにより，特定場面で NMDA

できると考えられる。

(7) プルキンエ細胞特異的に代謝型グルタミン酸受容体 mGluR1 を発現する
mGluR1-レスキューマウスの作成および解析饗場 篤（東京大学医科学研究所ヒト疾患モデル研究センター高次機能研究分野)
我々は代謝型グルタミン酸受容体 mGluR1 を欠損したような DNA を構築し，mGluR1(+/-) 受精卵にマイクロマウス [mGluR1(-/-)マウス] をジーンターゲッティング

インジェクションし，mGluR1(+/-)L7-mGluR1αトラン法により作成し，mGluR1(-/-)マウスでは平行線維-プルキ

スジェニック(Tg)マウスを作成した。さらにこれらのマ

ンエ細胞シナプスでの長期抑圧が欠失していること，登ウスを mGluR1(+/-) マウスと交配し，内在性のマウス

上線維によるプルキンエ細胞の多重支配が生じているこ

mGluR1 遺伝子の発現がない mGluR1(-/-)L7-mGluR1αと，運動協調ができなくなっていること等を明らかとし

Tg マウスを作成した。作成した 8 系統の独立な Tg マウ

た。一方では，mGluR1 は小脳プルキンエ細胞以外の細スのうち，１系統では mGluR1(-/-) マウスの運動協調能

胞でも発現しており，通常のノックアウトマウスの解析が復活していた。この mGluR1 レスキューマウスではからは上記の表現型が，プルキンエ細胞に発現している

mGluR1 が小脳プルキンエ細胞だけで発現しており，長mGluR1 の欠損によるものか，もしくは他の領域で発現

期抑圧，登上線維のシナプス除去が正常に起こっていた。

している mGluR1 の欠損によるものかを区別することは

従って，プルキンエ細胞に存在する mGluR1 が長期抑圧，できなかった。そこで我々はプルキンエ細胞特異的なプ

登上線維のシナプス除去，運動協調に必要であることをロモーターを用い，mGluR1 がプルキンエ細胞だけで発明らかとすることができた。この講演では通常のノック現するマウスを作成し，mGluR1 ノックアウトマウスでアウトマウスに加え，組織特異的プロモーターによるト見られた表現型が復活するかどうかを検討した。L7 遺伝

ランスジーンを組み合わせたマウスの解析の実際につい子プロモーター下にラット mGluR1αcDNA を発現するて議論したいと思う。

(8) ＧＡＢＡニューロンを標識する遺伝子改変マウスの開発
柳川右千夫（岡崎国立共同研究機構

生理学研究所神経化学部門)中枢神経系においては，リズミックな神経活動，神経

タミン酸から GABA を合成する酵素であり，分子量の違が同期して活動する現象，あるいは学習や記憶の素過程

う GAD65, GAD67 の２種類のアイソザイムの存在する。

と考えられているシナプス可塑性の形成には，GABA ニ

これらのアイソザイムは異なる遺伝子にコードされ，生ューロンが抑制性インターニューロンとして行う神経情

化学的性質や細胞内局在が異なることが報告されている。

報処理が重要な役割を果たしていると考えられている。

GAD の発現様式については，GAD65 及び GAD67 が脳でしかしながら，インターニューロンは，中枢神経系に散は GABA ニューロン特異的に発現している。

在し，比較的少数であることから，in vivo において正確に同定することは困難であった。
一方，グルタミン酸脱炭酸酵素（GAD）は，Lーグル

170

我々は，(1) GABA ニューロンを標識すること，(2)GABA ニューロン特異的発現調節機序を解明することを目的として，マウス GAD(mGAD65, mGAD67)遺伝子を単

第 22 巻 (Dec, 2001)

離し，構造と発現について検討した。特に，mGAD65 遺これらの結果を背景にして，in vivo でＧＡＢＡニュ

伝子あるいは mGAD67 遺伝子のプロモーターを含む上ーロンを正確に標識するために mGAD67 遺伝子に遺伝

流域に lacZ レポーター遺伝子を連結した融合遺伝子を導子 標 的 法 を 用 い て 発 光 オ ワ ン ク ラ ゲ 由 来 の Green

入したトランスジェニックマウスを作成して解析した結fluorescent protein（GFP）遺伝子をノックインしたマウ

果，それぞれのプロモーターが組織及び GABA ニューロス（GAD 遺伝子 GFP ノックインマウス）の作成を試み，

ン特異的発現に必須な役割を果たしていることを明らか

現在キメラマウスを得ている。今後は，交配することににした。しかしながら，両 GAD 遺伝子ともすべてのより GAD 遺伝子 GFP ノックインマウスのヘテロを得る

GABA ニューロンの発現には，遺伝子上流域のみでは不ことにより，GABA ニューロンの電気生理学的解析や発十分であり，さらに他の遺伝子領域が必要と考えられた。

生過程の解析に使用できることを期待している。

(9) 中枢神経シナプスの活性化による，シナプス前・後膜接着分子 N-cadherin の存在様式の変化
田中秀和（大阪大学医学部情報薬理学（旧第一薬理））中枢神経細胞間のコミュニケーションの場であるシナ

ドヘリンが，単量体から二量体の状態にシフトし，トリプスは，シナプス前・後膜の接着を中心構造とし，そのプシン等の蛋白質分解酵素に対して強い耐性を獲得する

前後に伝達物質の分泌機構や受容体等の機能ドメインをことも見いだした。N カドヘリンの機能は，隣あった N配置する。そのシナプスの接着構造の形成と維持に，カカドヘリン分子同士の結合（シス二量体）と単量体とのドヘリン・ファミリーが，重要な役割を担っていること間の平衡状態により制御されることが知られているが近年わかってきた (Fannon and Colman, 1996; Uchida（Shan et al., 2000）。従って，このシナプス活動性依存的

et al., 1996; Benson and Tanaka, 1998; Kohmura et al.,

な N カドヘリンの平衡状態のシフトは，シナプスにおけ

1998)。

るＮカドヘリン機能の変化・修飾を意味し，その結果，我々は，シナプスのカドヘリンが，単なる静的な接着

シナプス間隙の環境が制御されている可能性が示唆され性構造分子ではなく，動的でシナプス活動性依存的な調る。

節を受ける機能分子であることを示唆する知見を得た。

Benson and Tanaka (1998), J Neurosci 18, 6892-6804.

培養ラット海馬神経細胞において，神経型（N）カドヘ

Fannon and Colman (1996), Neuron 17, 423-434.

リンは，シナプス部位に高密度に発現し，その結果点状

Kohmura et al. (1998), Neuron 20, 1137-1151.

の分布を示す。このシナプスを膜脱分極で刺激すると，5

Shan et al. (2000), J Cell Biol 148, 579-590.

分以内に N カドヘリンは細胞膜上を拡散し，線状の分布

Tanaka et al. (2000), Neuron 25, 93-107.

に変わった。また，同様の刺激により，シナプスの N カ

Uchida et al. (1996), J Cell biol 135, 767-779.

(10) カドヘリンスーパーファミリー：ゲノム構造と機能
八木

健（阪大

細胞生体工学センター・岡崎

生理学研究所)カドヘリンは選択的細胞接着活性をもたらす分子とし

Reelin タンパク質の受容体として機能していることが明て竹市雅俊博士等により単離解析され，細胞の自己組織らかとなった。また，ゲノム構造の解析より CNR ファ化に関わる細胞接着分子である。我々は哺乳類脳の機能

ミリーは免疫グロブリンと類似した新たな遺伝子クラスに関わる遺伝情報の解析を行う過程で，新たなカドヘリターを形成していることも明らかとなっている。

ン（CNR）ファミリーを得た。この CNR ファミリーは，

reference

シナプスに存在し，Fyn チロシンリン酸化酵素と共役し，

1. Yagi, T. and Takeichi, M. (2000) Cadherin superfamily

171

生理学研究所年報

genes: functions, genomic organization, and neurologic

cadherins expressed in neurons at a synaptic complex.

diversity. Genes & Devopment 14, 1169-1180.

Neuron 20, 1137-1151.

2. Sugino, H, Hamada, S., Yasuda, R., Tuji, A., Matsuda, Y.,

日本語総説

Fujita, M., and Yagi, T. (2000) Genomic organization of the

１．先崎浩次，小川正晴，八木family of CNR cadherin genes in mice and human.

皮質層構造形成機構における新たな分子メカニズムの解

Genomics 63, 75-87.

明−CNR ファミリーは Reelin の多重受容体である−.

3. Senzaki, K., Ogawa, M. and Yagi, T. (1999) Proteins of

実験医学18, 784-787.

the CNR family are multiple receptors for Reelin.Cell 99,

２．八木健（1999）免疫系多様化分子群と類似性を示

635-647.

す中枢神経系の新規カドヘリン（CNR）ファミリー.

4. Yagi, T. (1999) Molecular mechanisms of Fyn-tyrosineの科学kinase for regulating mammalian behaviors and ethanol

３．八木

sensitivity. Biochem. Pharmacol. 57, 845-850.

20, 555-558.

5. Kohmura, N., Senzaki, K., Hamada, S., Kai, N., Yasuda,

４．八木

R., Watanabe, M., Ishii, H., Yasuda, M., Mishina, M. and索−情動形成に関わる分子メカニズムによる研究−.

Yagi, T. (1998) Diversity revealed by a novel family of

細胞工学

健（2000）マウス大脳

脳21, 923-936.
健（1998）脳の機能と遺伝情報.

脳の科学

健（1997）脳の進化をもたらした遺伝子の探16, 1140-1149.

(11) 終脳特異的細胞接着分子のシナプス可塑性，参照記憶，sensorimotor gating における役割
中村和裕（順天堂大学医学部第 2 病理)

中枢神経系に発現する細胞接着分子は発達段階におい上昇していた。更に LTP の飽和レベルの上昇が認められては神経回路形成に，また，成体においてはシナプス可た。しかし低頻度刺激によりひきおこされる興奮性後シ塑性，学習などの脳機能に役割を果たすと提唱されていナプス電位は変化なかった。また，行動解析の結果，有る。免疫グロブリンスーパーファミリーに属する細胞接

害刺激を使う学習テストである文脈依存的学習テスト，

着分子テレンセファリン (TLCN) の発現は生後に始ま水迷路テストでは野生型マウスと比較して変化なかったり，部位は終脳内ニューロンの細胞体，樹状突起に限局が，報酬を使った学習テストである放射迷路テストで参している。
そのため TLCN 欠損マウスの機能解析を行い，照記憶の能力が向上していた。また，同様に報酬を使う

終脳特異的細胞接着分子 TLCN が成体の脳機能に果たす

テストである水探索テストにおいてもパフォーマンスが役割を解析した。

亢進していた。
また，
startle response の prepulse inhibition

TLCN 欠損マウスは正常に発育し，交配も可能であった。Nissl 染色による終脳内領域の形態，大脳皮質での樹状突起の発達，電顕による海馬 CA1 のシナプス密度の解が亢進していたため，sensorimotor

gating が亢進していることが明らかとなった。
従って TLCN は生体内で海馬シナプス可塑性の可変域，

析の結果，TLCN 欠損マウスで発生，形態異常は認めら

参照記憶，sensorimotor

gating の制御に役割を果たしてれなかった。しかし海馬 CA1 領域でのシナプス伝達長期いることが明らかとなった。

増強 (LTP) を調べたところ TLCN 欠損マウスで LTP が(12) PDZ 領域 1 回とアクチン線維結合領域を持つ足場蛋白 Neurabin および Afadin の局在と機能溝口

シナプス形成における標的細胞選択機構や活動依存性172

明（京都大学医学部)

シナプス強度調節機構に関して，Cadherin 系や Integrin

第 22 巻 (Dec, 2001)

系のような細胞間接着機構が重要な役割を担うことが知

外胚葉の中でも神経外胚葉と中胚葉に発現が高まっていられている。これらの細胞間接着機構はいずれも細胞接た。Afadin ノックアウトマウスでは，E7.5 日で外胚葉の着分子とアクチン線維が，Catenin や Vinculin などの膜上皮構造の乱れと外胚葉上皮から中胚葉間葉細胞への遊下蛋白質によって連結されるという基本構造を持ってい離が障害されていた。このことから，Afadin は，外胚葉る。そこで私共は，アクチン線維と結合活性を持つ新規上皮が全体として上皮構造を維持しつつ，しかも原始線の膜下蛋白質を発生段階の脳 において探索した。その結条においてのみ細胞が上皮から遊離して中胚葉の間葉細果，Neurabin I，Neurabin II，および l-Afadin が同定され胞へと変化するという形態形成過程に必須であることがた。これらの膜下蛋白質は，アクチン結合領域と PDZ 領示唆された。

域を一カ所持つという共通の分子構造を持っていた。

脳では，l-Afadin は，海馬 CA3 領域の苔状線維終末-錐Neurabin I は脳特異的に発現しており，完成したシナ

体 細 胞 樹 状 突 起 間 の シ ナ プ ス の Puncta Adhaerentia

プスでは，主としてポスト側のスパインに局在していた。

Junction に両側対称性に局在していた。そこで l-Afadin

発生期の脳では，成長円錐のうち最先端を走るものと結合する細胞接着分子をイーストツーハイブリッド法(Pioneer Growth Cones) には軽度の，後方を束となってで検索した結果，イムノグロブリンスーパーファミリー

走るもの (Follower Growth Cones) には，高度の Neurabinに属する Nectin を見出した。Nectin は，細胞外領域にI の発現を認めた。また，培養神経細胞において，アンCa 非依存性細胞接着活性を持ち，細胞内領域の C 末端

チセンス RNA によって Neurabin I の発現を抑制すると，

で l-Afadin の PDZ 領域と結合する。

神経突起の発芽が阻害された。これらの結果から，Nectin は，１型，２型，３型のアイソフォームからな

Neurabin I は神経突起の発芽，束化およびスパインの運り，各アイソフォーム同志がホモフィリックに結合する動に関与すると考えられる。

だけでなく，３型は，１型および２型とヘテロフィリッ

l-Afadin は，全身の多くの臓器に存在し，小腸や肝臓なクにも結合できる。Nectin もシナプスの Puncta Adhaerentia

どの非神経組織では，主としてアドヘレンスジャンクシ

Junction に局在していることから，Nectin-l-Afadin 系接着ョンに Cadherin 系と共存していた。一方，胎児では，l-機構は，シナプスの形態形成に重要な役割を果たしていAfadin は，E6.5 日から発現しており，外胚葉と内胚葉上ると考えられる。

皮のアピカル領域に局在していた。さらに，E7.5 日では，

173

生理学研究所年報

2. イオンチャネルの細胞局在化と機能制御に関する研究
2000 年 8 月 17 日−8 月 18 日
代表・世話人：倉智嘉久（大阪大学医学系研究科情報薬理)
所内対応者：井本 敬二（液性情報)（１）Paracellular pathway における物質輸送を制御する分子機構：
タイトジャンクションを構成する膜タンパク質クローディンファミリー
古瀬幹夫１，片平じゅん２，堀口安彦２，月田承一郎１（１京都大学大学院医学研究科，２大阪大学微生物病研究所)（２）内向き整流性 K+ channel, Kir4.1 の細胞内局在の多様性と細胞機能
藤田秋一 1, 2，東佳代子 1，種本雅之 1，稲野辺厚 1，倉智嘉久 1（1 大阪大学医学系研究科情報薬理，2 大阪府立大学農学部獣医薬理)（３）Ca2+チャネル活性化機構における極在化と輸送
森 泰生（生理学研究所)（４）ClC-3 クロライドチャネルの神経細胞分化の過程における細胞内局在化
河崎雅暢 1，水谷顕洋 2，御子柴克彦 2，山内小津枝 1，新保斎 1,3，佐々木成 1，丸茂文昭 1（1 東京医科歯科大学医学部第２内科，2 医科学研究所化学科，3 理学研究所神経病院科)（５）異物排除における MRP トランスポーターファミリーの役割
杉山雄一（東京大学大学院薬学系研究科・製剤設計)+（６）Na -非依存性アミノ酸トランスポーターファミリー（SLC7）のトランスポーターの細胞膜移行における１回膜貫通型糖タンパク質の役割
金井好克（杏林大学医学部・薬理学，科学技術振興事業団さきがけ研究２１)（７）NMDA 受容体の集積に関わる神経シナプス裏打ち蛋白質 S-SCAM
畑裕（東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・病態代謝解析学)（８）三量体Ｇ蛋白質(Gβγ)-感受性 PI3-キナーゼに結合する活性型 Rab5 と小胞のベクトル輸送
黒須洋，紺谷圏二，堅田利明（東京大学大学院薬学系研究科・生理化学)（９）mitsugumin29 と骨格筋興奮収縮連関竹島浩（久留米大学・分子生命研究所・細胞工学研究部門)（10）胃プロトンポンプのサブユニット構造
竹口紀晃，浅野真司，木村徹，森井孫俊，鈴木秀博（富山医科薬科大学薬学部)（11）チャネル蛋白相互作用の分子構造基盤
中村春木（大阪大学蛋白質研究所)（12）２光子励起法を用いた新しい細胞機能の可視化
根本知己，河西春郎（生理学研究所)（13）核包標本からのイオンチャネルと細胞機能
丸山芳夫，大佐賀敦，佐藤功造，大城社子（東北大学大学院大学医学研究科・細胞生理学)（14）神経因性疼痛とイオンチャネル発現制御
田邊174

勉（東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・高次機能薬理学)

第 22 巻 (Dec, 2001)【参加者名】
倉智嘉久（大阪大医），丸山芳夫，大城社子（東北大医），

木（大阪大蛋白研），藤田秋一（大阪府大農），茶珍元彦

金井好克（杏林大学医），杉山雄一，堅田利明，紺谷圏二，（日本ベーリンガーインゲルハイム），森豊樹（大塚製薬），

黒須洋（東京大薬），畑裕，田邊勉，佐々木成，河崎雅暢

竹島浩（久留米大分子生命研），河西春郎，根本知己，赤（東京医歯大），田辺秀（中外製薬），加藤由充（協和発酵），

塚結子，出崎克也，森泰生，大橋正人，重本隆一，馬杉増田典之（山之内製薬），松山善次郎（岐阜大医），竹口

美和子，石井正和，池中一裕，柴田理一，中平健祐，柴紀晃，浅野真司，酒井秀紀，森井孫俊，田渕圭章，鈴木崎貢志，中井淳一，原雄二，大倉正道，若森実，森誠之，智之（富山医薬大薬），古瀬幹夫（京都大医），掘口安彦，

松本信幸，井本敬二（生理研）

片平じゅん（大阪大微研），石井優（大阪大医），中村春【概要】
神経細胞や上皮細胞など極性をもった細胞では，イオきている。しかしながら，他のイオンチャネルやトラン

ンチャネルなどの機能分子が各膜ドメインに特異的に局スポーター・膜受容体については，それらの細胞膜ドメ

在している。これはシナプスにおける神経伝達や上皮細インへの局在の分子構築基盤・その制御シグナル機構・胞によるイオン・小分子の一方向性輸送など，重要な細細胞機能における役割など，不明な点が多い。本研究会

胞・組織機能を支える基本的な機構である。最近，世界

では種々のイオンチャネル・トランスポーター・アンカ

的には神経細胞シナプス後膜におけるグルタミン酸受容ー蛋白の研究者が集まり，この問題にそれぞれの立場か体の局在やシナプス伝達強度制御における PDZ ドメイ

ら焦点をあて情報を交換し，この領域が総合的に発展すンを持つアンカー蛋白の役割が，急速に明らかになってることを目的としている。

(1) Paracellular pathway における物質輸送を制御する分子機構：
タイトジャンクションを構成する膜タンパク質クローディンファミリー
古瀬幹夫１，片平じゅん２，堀口安彦２，月田承一郎１（１京都大学大学院医学研究科，２大阪大学微生物病研究所)

多細胞動物の体は，上皮細胞のシートによって様々なルして paracellular pathway における物質透過を制限してコンパートメントに分けられており，個々のコンパート

いる。これまでの形態学および生理学的手法による研究

メントがそれぞれ特有の環境を維持することが，各器官から，ＴＪは完全なバリアではなく，イオン等の小分子の機能発現には必須である。apical-basal 方向に明瞭な極を通す開いたり閉じたりする小孔が存在すると考えられ性をもつ上皮細胞は，細胞上に偏って分布するトランス

ること陽イオンを通しやすいこと，ＴＪのバリア機能のポーターによって方向性をもった物質輸送を行うことで，特性が上皮の種類に応じて様々であことなどが明らかに

細胞シートの両側にそれぞれ特有の環境からなる２つのされてきた。しかしながら，ＴＪの分子構築，特にバリコンパートメントを形成する。一方で，細胞同士の隙間

ア構造をつくる膜タンパク質が明らかにされていなかっ（paracellular pathway）を介した物質の自由な拡散，いわたために，分子レベルでのＴＪの機能解析はほとんど進ゆる「漏れ」を制限して，これらの２つの環境が混ざらんでいなかったと言える。

ないように維持することも上皮細胞シートのきわめて重私たちはこの問題にアプローチするために，ＴＪを構要な役割である。脊椎動物において，この役割を担うの成する分子の同定を試みてきたが，最近，新しい膜タンがタイトジャンクション（以下ＴＪ）と呼ばれる細胞間パク質「クローディン」の同定に成功してその機能解析接着装置である。ＴＪは，隣り合う細胞膜が完全に密着を行っている。クローディンはＴＪに局在する分子量約したように見える構造で，細胞周囲を取り巻くことによ23 kD の４回貫通型膜タンパク質で，遺伝子ファミリーって，上皮細胞シートにおける細胞と細胞の隙間をシーを形成している。１）本来ＴＪをもたない線維芽細胞に175

生理学研究所年報

クローディンを強制発現させると，細胞は接着能を獲得数のクローディンタイプが発現している。よって各組織

し，クローディンは細胞間に濃縮して発達したＴＪを形の上皮細胞は固有の組み合わせのクローディンファミリ成すること，２）特定のクローディンを受容体とするウーを発現しており，このことが組織の違いによるＴＪのェルシュ菌の毒素 Clostridium perfringens enterotoxin をバリア特性の多様性を生み出す要因となっていると推測

上皮細胞に投与すると，そのＴＪが壊れてバリア機能がされる。今後，クローディンの機能解析を進めることに低下することから，クローディンがＴＪの構造と機能をよって，paracellular pathway における物質透過の選択性

直接担う分子であることが明らかになった。また，クロの分子基盤，個体におけるＴＪバリアの意義が明らかにーディンファミリーの各タイプは，それぞれ特有の組織されてゆくと思われる。

発現パターンを示し，多くの器官で一つの上皮細胞に複+(2) 内向き整流性 K channel, Kir4.1 の細胞内局在の多様性と細胞機能
藤田秋一 1, 2，東佳代子 1,，種本雅之 1，稲野辺厚 1，倉智嘉久 1（1 大阪大学医学系研究科情報薬理，2 大阪府立大学農学部獣医薬理)
膜２回貫通型である内向き整流性 K+ channel (Kir)とされる K+ recycling に関与すると考えられる。

family は現在までのところ，７つの subfamily に分類されKir4.1 はそのＣ末端に PDZ ドメインが結合するモチーている。その内 Kir4.1/Kir1.2/KAB-2 はグリア細胞およびフを持ち，実際に SAP97 および PSD-95 がこのモチーフ+

上皮系細胞に分布し，グリア細胞では K+++

siphoning に，+上皮細胞では Na /K -ATPase あるいは H /K -ATPase へ+を介して結合することがわかっている。Kir4.1-GFP 融合
蛋白質を MDCK 細胞に発現させたところ，Kir4.1 はbasolateral 側に局在した。Ｃ末端の PDZ 結合モチーフの K recycling に関与すると考えられている。
各組織での Kir4.1 の細胞内局在を免疫組織染色法（光（-SNV）を欠損させた Kir4.1(-SNV)-GFP 融合蛋白質は学および電子顕微鏡的手法）を用いて検討したところ，

basolateral 側には局在がみられず，核周辺の細胞内器官

ラット脳および網膜では，どちらも血管，神経細胞樹上に集積した。このことから，Kir4.1 のＣ末端と PDZ ドメ

突起およびシナプス周囲を取り囲むグリア細胞（脳：アインを持つアンカー蛋白質が結合することは Kir4.1 のストロサイト，網膜：ミュラー細胞）の，またミュラー

basolateral 膜への局在に重要な役割を果たすと考えられ細胞では水晶体に接する終足に分布していた。いずれもる。

血管周囲および水晶体を取り囲む基底膜または神経細胞上皮細胞での Kir4.1 の局在が細胞種により異なること

膜に接する細胞膜ドメインに限局した局在を示した。こから，局在決定の機構が各細胞種間で異なることが予想

れら Kir4.1 の局在は水チャネルの AQP4 の局在とよくされるが，少なくとも basolateral 側への Kir4.1 の局在決+一致することから，Kir4.1 が K

siphoning に，そして定は，PDZ ドメインとの結合が重要であると考えられる。

AQP4 がそれに伴う水の移動に関与すると考えられる。

またグリア細胞での Kir4.1 の局在に関与する機構に関し

また，腎臓尿細管および内耳血管条上皮細胞では Kir4.1ては現在のところ不明であるが，単離ミュラー細胞におは basolateral 側に局在するのに対し，同じ上皮細胞であいて SAP97 と Kir4.1 のクラスタの局在が一致することかる網膜色素上皮細胞，胃の壁細胞では apical 側に局在しら，グリア細胞においても Kir4.1 の局在決定に PDZ ドていた。これら上皮細胞における Kir4.1 の局在は腎臓尿メインとの結合が重要と考えられる。今後，各細胞種に細管，内耳血管条上皮細胞および網膜色素上皮細胞でのおいて Kir4.1 の局在に関与するアンカー蛋白を同定し，+

Na /K -ATPase の局在と，胃の壁細胞での H /K -ATPase

そして腎臓介在細胞での H+ポンプと Cl-/HCO3+交換系のの 局 在 に 一 致 す る 。 こ れ ら の こ と か ら Kir4.1 は局在のスイチング機構にみられるような上皮細胞におけ

+

+

+

+

+

+

+

Na /K -ATPase および H /K -ATPase の活性維持に重要

176

る Kir4.1 の局在決定の機構を解明したいと考えている。

第 22 巻 (Dec, 2001)

2+(3) Ca チャネル活性化機構における極在化と輸送
森泰生（生理学研究所)

形質膜越えのカルシウム流入は，最も重要な細胞内カタンパク質組み込みの２つの機序により司られているこ

ルシウムイオン濃度調節機構の一つである。なかでも，とがわかってきた。また，TRP1 欠損細胞を用いること

受容体 刺激に より惹 起さ れ る PI 応答に連関 した，に よ り ， TRP1 が 容 量 性 カ ル シ ウ ム 流 入 を 担 う Ca

Receptor-activatedcalcium channel (RACC) 群が注目を集

release-activated Ca channel を構成するのみならず，

めつつあるが，その活性制御機構に関しては未解明な課

endoplasmic reticulum に存在する IP3 受容体をも機能修題が多い。最近我々は，RACC 研究に関するいくつかの飾することが示された。さらには，カプサイシン受容体

興味深い知見を得た。

の他に，アラキドン酸により活性化されるカチオンチャ

RACC の分子的実体である 7 つの TRP は，protein
kinase C 非依存的に diacylglycerol によって活性化されネルも加え，TRP は非常に大きなスーパーファミリーを形成していることも明らかになった。

る TRP3，6，7，カルシウムによって活性化される TRP5，

このように，その活性制御機構が細胞内の位置情報やカルシウムストアの枯渇に連関した容量性カルシウム流タンパク質輸送機序と連関していることは，TRP 関連チ入を調節する TRP1 等，に機能分類される。中でもカル

ャネルが特定の生体応答に必要なカルシウムシグナルのシウムによる TRP5 活性制御は，チャネル開口確率の上空間的・時間的パターンを制御する，重要な基盤をなす

昇及び，myosin light chain kinase 活性による形質膜へのことを示唆している。

(4) ClC-3 クロライドチャネルの神経細胞分化の過程における細胞内局在化
河崎雅暢 1，水谷顕洋 2，御子柴克彦 2，山内小津枝 1，新保斎 1,3，佐々木成 1，丸茂文昭 1（1 東京医科歯科大学医学部第２内科，2 医科学研究所化学科，3 理学研究所神経病院科)

容量感受性外向き整流性クロライドチャネル(ClC-3)った。培養３週間以上経過し，成熟した神経細胞では細の機能解析を目的として，
ClC-3 の細胞内領域 C 末端 178

胞体や樹状突起にはほとんど存在せず，棘突起に局在しアミノ酸の GST 融合タンパクを作成し，抗体作成を行った。シナプス関連蛋白に対する抗体を用いた二重染色でた。この抗体により脳においては以前報告した in situ

は，ClC-3 は synaptophysin と対をなし，drebrin と共存

hybridization と同様，ClC-3 は脳内の広い領域にわたり発しており，ClC-3 はシナプス後膜に集積していると考え現していることが明らかになった。最も発現の多い小脳られた。棘突起のアクチンフィラメントをラトルンクリ

において詳細な観察を行ったところ，ClC-3 は Purkinie

ン A で脱重合させると drebrin と同様に ClC-3 は棘突起細胞の樹状突起，特に棘突起に局在することから，ラッから消失した。以上より ClC-3 の局在化には棘突起内のト海馬神経初代培養細胞を用いて分化の過程におけるアクチンフィラメントが大切であり，シナプス後膜におClC-3 の局在変化及び細胞骨格との関連について調べた。

いて ClC-3 が重要な役割を果たしていることが示唆され神経細胞が未熟な 2，3 の突起を出した球状の細胞にた。現在，我々は ClC-3 の棘突起における機能と局在化あるときは，核周囲に ClC-3 は存在していた。培養開始

シグナル領域の検索，アクチンと複合体を形成するであ１週間後，軸索や樹状突起が成長する時期には，ClC-3

ろう ClC-3 結合蛋白の検索及び樹状突起における膜蛋白は細胞体及び樹状突起の膜直下に多く存在するようにな

輸送系を構成する分子群の検索を行っている。

177

生理学研究所年報(5) 異物排除における MRP トランスポーターファミリーの役割
杉山雄一（東京大学大学院薬学系研究科・製剤設計)

生物は，有害な環境物質や薬物などの生体外異物（ゼ疾患を持ったヒト，実験動物が発見されるという最近のノバイオティクス）に対し，長い進化の過程で防御機構成果を挙げることができる。こうした解毒機構の持つ多を備えるに至った考えられる。本発表では，医薬品を含様性，大きな種差，遺伝的多型の存在は，医薬品の安全む広範な異物に対して生体が，免疫機構とは異なる防御性の確保を極めて困難にしており，信頼あるヒトでの薬機構として獲得した排除機構を，主に，分子輸送（トラ

物動態予測法の開発が切望されている現状である。肝臓

ンスポーター）による排除機構と 分子変換（代謝酵素）

は種々の異物を血液側から取り込み，肝実質細胞内で代による排除機構という観点から考察してみたい。低分子

謝し，胆汁中に排泄することにより解毒化する重要な臓

性異物の排除に関わる代謝酵素や輸送担体に見られる特器である。これまで多くの医薬品の肝胆系移行が担体輸徴として，これら蛋白が一般的に多くのメンバ−より構送によることが証明され，現在では輸送蛋白，遺伝子の成されており，適応進化による多様化の側面を持つこと同定を目指した研究が世界中で展開されている。我々のが挙げられる。また細胞の生死に直接関与する蛋白では研究グループでも，最近，胆管側の有機アニオン輸送体，ないが故に，遺伝子変異の penetrance が高く，遺伝子多cMOAT/rMRP2 のクローニングを行い，その基質認識特型が多く見られる。これが薬物動態の個体差に反映し，異性を明らかにするとともに，一連の一次性能動輸送担

副作用の原因となっていることが幾つかの代謝酵素，輸体は，保存性の高い ATP binding cassette (ABC) 領域を送担体（トランスポーター）について証明されつつある。

有すること，類似のトランスポーターが複数存在するこ肝，腎における胆汁中，尿中排泄は異物の解毒機構としとなどを明らかにしている。さらにその後，一連の MRPて重要であることが旧くから知られてきたが，この 7 年

family 蛋白が，我々を含め国の内外でクローニングされ，ほどの間に排泄機構を支配する実体である輸送担体につその臓器分布，基質特性の解析から，種々の臓器におけいての解明が急速に進んだ。例えば，第２相代謝反応のる異物解毒に関わることが実証されつつある。当日は，結果生じる各種抱合代謝物の胆汁排泄に関与するトラン

その現状について整理する。

スポーターの存在，トランスポーターを欠損する遺伝的+(6) Na -非依存性アミノ酸トランスポーターファミリー（SLC7）のトランスポーターの細胞膜移行における１回膜貫通型糖タンパク質の役割
金井好克（杏林大学医学部・薬理学，科学技術振興事業団さきがけ研究２１)

細胞への糖やアミノ酸などの親水性栄養物質の輸送は，

トランスポーターの活性化因子（補助サブユニット）と細胞膜脂質二重層に埋め込まれた膜蛋白質であるトラン考えられていた細胞表面抗原 4F2hc (4F2 heavy chain:

スポーター（輸送体）を介して行われる。1980 年代半ば

CD98)と cDNA ライブラリーの共発現を行う発現クローから，トランスポーター研究の分野にも分子クローニン

ニングを試み，機能発現に 4F2hc を必要とする 12 回膜グの手法が導入され，種々のトランスポーターの分子的貫通型のトランスポーター（LAT1: L-type amino acid

実体が明らかにされてきたが，アミノ酸輸送系の約半数

transporter 1) を単離した。LAT1 は，１回膜貫通型の糖+を形成する Na -非依存性アミノ酸トランスポーターにタンパク質である 4F2hc とジスルフィド結合を介して連関する手掛かりは長い間得られていなかった。われわれ

結する古典的 4F2 light chain に相当するタンパク質であは，一群のトランスポーターは複数のサブユニットを必り，4F2hc と共存することにより，Na+-非依存性中性ア

要とし，それが単一因子のみを追跡する従来の方法でのミノ酸輸送系 L の機能活性を示す。

クローニングを困難にしている可能性を考え，アミノ酸178

LAT1 の同定に続き相同配列の探索を行い，LAT1 と類

第 22 巻 (Dec, 2001)

似構造を持ち，輸送基質選択性の異なる一群の Na+-非依+におけるアミノ酸トランスポーターの配置は，上皮細胞

存性アミノ酸トランスポーターが同定され，Na -非依存内の特定の膜ドメイン（管腔側膜あるいは側底膜）にト性アミノ酸トランスポーター（SLC7）ファミリーが確立

ランスポータータンパク質を輸送するシャペロン機能をされた。このうち，LAT1 を含む６種が 4F2hc と連結し，持った１回膜貫通型補助因子（rBAT 及び 4F2hc）と，特残りの１種（BAT1: b0,+-type amino acid transporter 1)

定の１２回膜貫通型トランスポーターの連結により決定

は，4F2hc と類似構造を持つ１回膜貫通型タンパク質されると考えられる。すなわちこの系は，１回膜貫通型

rBAT（related to b0,+-type amino acid transporter) と連結補助因子が細胞膜移行のシグナルを担い，１回膜貫通型

することが明らかになった。

補助因子との連結が特異的であることにより，12 回膜貫

4F2hc と rBAT は，トランスポーターの細胞膜移行を通型トランスポーターが細胞内のどの膜ドメインへ移行推進するシャペロン機能を有する補助因子であると考えするかが運命付けられるという特徴がある。現在われわられ，両者は上皮細胞において興味深い役割分担を示す。

れは，１回膜貫通型補助因子 4F2hc と rBAT のキメラ解

すなわち，4F2hc は上皮細胞において側底膜に，rBAT は析を進行させており，その解析により１回膜貫通型補助

管腔側膜に細胞内輸送され，このため 4F2hc と連結する因子の特定のトランスポータータンパク質認識機序，おタンパク質は側底膜に，rBAT と連結するタンパク質はよび１回膜貫通型補助因子に内在すると考えられる膜移

管腔側膜へと輸送されることになる。従って，上皮細胞

行シグナルを明らかにすることができると期待される。

(7) NMDA 受容体の集積に関わる神経シナプス裏打ち蛋白質 S-SCAM
畑 裕（東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・病態代謝解析学)
リガンド型カルシウムチャネルである NMDA 受容体

類似の分子構造をもつ新規分子 S-SCAM を発見している。

は，哺乳類の中枢神経の興奮性シナプスの主要な神経伝

S-SCAM は６つの PDZ 領域，２つの WW 領域，１つの達物質受容体である。NMDA 受容体の一部は，前シナプ

グアニル酸キナーゼ領域をもち，PSD 局在している。

スに局在することが報告されているが，大多数は後シナ

S-SCAM は C 末端の PDZ 領域を介して NMDA 受容体のプスの後シナプス肥厚部（PSD）に集積している。NMDA

サブユニットに結合し，また，C 末端の２つの PDZ 領域

受容体の PSD への集積に重要な役割を果たす分子としを介してホモダイマーを形成する。この他，S-SCAM は，ては，
PSD-95 がよく知られている。
PSD-95 は３つの PDZ

細胞接着因子や，MAP キナーゼのシグナル伝達系に関与

領域，１つの SH3 領域，１つのグアニル酸キナーゼ領域する分子を結合し，さらに，PSD-95 とも相互作用してをもち，これらの蛋白質結合領域を介して，一酸化窒素

いる。したがって，S-SCAM は PSD-95 と共に，NMDA合成酵素や低分子量Ｇ蛋白質の制御因子などシナプス可受容体の集積に関わり，NMDA 受容体に細胞骨格の裏打塑性に関わる分子や細胞骨格と相互作用している。私共ちを与え，NMDA 受容体を介するシグナル伝達に関与しは，神経シナプスの裏打ち蛋白質を探索し，PSD-95 とていると想定される。

(8) 三量体Ｇ蛋白質(Gβγ)-感受性 PI3-キナーゼに結合する活性型 Rab5 と小胞のベクトル輸送
黒須 洋，紺谷圏二，堅田利明（東京大学大学院薬学系研究科・生理化学)
イノシトールリン脂質（PI）の 3 位水酸基をリン酸化

あるいはアダプター蛋白質と結合し，p110 触媒サブユニ

す る 脂 質 キ ナ ー ゼ で あ る ２ 量 体 型 PI 3- キ ナ ー ゼットのキナーゼが活性化される。我々は先に，p110 触媒（p110/p85）は，p85 調節サブユニットに存在する SH2

サブユニッ トがβサブタイプからなる２量体型 PI 3-キ領域を介し て，チロシンリン酸化された増殖因子受容体

ナーゼ p110β/p85 が，p110α/p85 サブ タイプとは異な179

生理学研究所年報

り，チロシンキナーゼ型とＧ蛋白質共役（GPCR）型の質との結合は，GTP 結合型の Rab5 に特異的であり，GDP

２種の異なる受 容体の共刺激によって，相乗的に活性化結合型の Rab5 及び Rab ファミリーの他のメンバーとはされることを報告した。このユニークな特性 を示す

結合し なかった。また，p110αと Rab5 との結合は認め

p110β/p85 PI 3-キナーゼについてさらに検討を加え，以られなかった。３）PKB/Akt は PI 3-キ ナーゼの産生物

下に示す知見を得た。

である PIP3 によって活性化されるが，インスリン刺激１）非受容体チロシンキナーゼによってリン酸化され，で上昇する PKB/Akt の活性化は，活性化型 Rab5（S29V,

p110 β /p85 と 結 合 す る 新 規 ア ダ プ タ ー 分 子 と し て

Q79L）の遺伝子導入により増強され，不 活性化型 Rab5

100-kDa 蛋白質を見出した。このアダプター蛋白質は，（S34N）によって抑制された。４）活性化型 Rab5 と相互

Tyr 残基に加えて，GPCR 刺激によってさらに Ser/Thr

作用する分子を，さらに two-hybrid 系を用いて検索し，残基がリン酸化された。２） p85 に存在する２つの SH2SH2 ドメインをもつ新規分子を同定した。共焦点レーザ

ドメインの内部配列を p110βのＮ末端側に付加して，構ー顕微鏡による解析から，この Rab5 結合蛋白質は細胞成的 に活性化型の PI 3-キナーゼを作製し，それと相互内の小胞に局在化 しており，
クラスリン被覆小胞から初作用する分子を酵母の two-hybrid 系を用いて検索した。

期エンドソームへの輸送において，Rab5 のエフ ェクタ

その結果，
低分子量 GTP 結合蛋白質の Rab5 を p110β 結ーとして融合装置に果たす役割が期待される。

合分子として同定した。p110βと低分子量 GTP 結合蛋白(9) mitsugumin29 と骨格筋興奮収縮連関竹島浩（久留米大学・分子生命研究所・細胞工学研究部門)

骨格筋においては，細胞表層膜上のジヒドロピリジン2+構造が必要であり，両受容体はその形成に寄 与しないこ

受容体と細胞内 Ca ストアで ある筋小胞体膜上のリアとが示された。しかしながら，三つ組構造構築の分子機

ノジン受容体が蛋白-蛋白相互作用による機能的なカッ構やその構造の Ca2+シグナリングへの寄与はまったく

プリ ングを行うことで，脱分極シグナルを筋小胞体

不明である。

2+

2+

Ca 放出による細胞質の Ca 濃度上昇 変換すると考え最近我々は，mitsugumin29 と名付けた新規膜蛋白質をられる。この骨格筋のシグナル変換は表層膜と筋小胞体

骨格筋三つ組構造中に見い出 した。本発表においては，膜が近接構 造を形成する三つ組構造中で起こり，両受容

その構造的特徴，三つ組構造の膜構築に対する役割，そ体はそこに局在する。我々の以前の実験 結果から，ジヒの欠損による Ca2+シグナリングの異常について紹介すドロピリジン受容体ととリアノジン受容体が機能的なカる。

ップリングを するためには表層膜と筋小胞体膜の近接(10) 胃プロトンポンプのサブユニット構造
竹口紀晃，浅野真司，木村
胃酸分泌細胞は，細胞の管腔側に酸（H+）を，漿膜側
-3

徹，森井孫俊，鈴木秀博（富山医科薬科大学薬学部)

態では，細胞内の細管小胞に存在する。酸分泌刺激によにアルカリ（OH + CO2 → HCO ）を分泌する。酸分泌り，細管小胞間に細い連結管（neck という）が形成され，開始シグナルにより，細胞内オルガネラの再配置がおき，その連結された細管小胞の一端は管腔側細胞膜と融合す

管腔側細胞膜表面積が数倍増加するという細胞形態の変る。ポンプは活性化し，管腔内に酸を分泌する。酸分泌++化がおきる。胃プロトンポンプ（H ，K -ATPase）は胃中，細管小胞は絶えず融合・脱融合を繰り返し，働いて酸分泌を最終的につかさどる。このポンプは分泌停止状いるポンプと休んでいるポンプの交代がおきる。ポンプ180

第 22 巻 (Dec, 2001)

分子は膜を１０回貫通するαサブユニット（1033 個のア胃プロトンポンプがなぜそれぞれ漿膜側膜と管腔側膜へ

ミノ酸からなる）と，膜を１回貫通し，細胞外ドメインと移動するのかを分子内ドメイン解析から明らかにするに糖鎖を有するβサブユニットからなる（291 個のアミことは，細胞内機能分子の極性のある移動機構解明に大ノ酸）。

きく寄与する。そこで，Na+，K+ -ATPase のβサブユニ

我々は，A) プロトンポンプのイオン認識・輸送機序をットとの間のキメラ体 cDNA を多数作成し，H+ ，K+

分子レベルで解明すること，B) 細管小胞の管腔側細胞膜-ATPaseαサブユニット cDNA ともども，HEK 細胞に導との極性ある融合・脱融合を決定する要因は何かを解明入した。形成される遺伝子改変ポンプの発現，細胞内移

す る こ と ， C) 細 管 小 胞 内 に 存 在 す る リ ン 脂 質 輸 送動，ポンプ機能を調べ，βサブユニットの細胞内・膜貫flippase の分子的実体とその役割を解明することなどを通部位・細胞外ドメインのどこがどのような役割を担っ目指して研究をおこなっている。

ているかを明らかにする試みを行っている。本講演では，++分子構造的に極めて類似している Na ，K -ATPase と

これらについて我々の研究成果について述べる。

(11) チャネル蛋白相互作用の分子構造基盤
中村春木（大阪大学蛋白質研究所)

１．序

膜貫通ヘリックス（M1, M2）とから構成される。Kir6.1 とこれまで，チャネル蛋白質によって維持・制御されてKir6.2 はアミノ酸配列上７０％のホモロジーを有し，同いる小分子のベクトル輸送に関しては，チャネル蛋白質

一のサブファミリーのチャンネル・タンパク質であるが，分子の立体構造が不明であったため，構造的な議論がで

Kir6.2 では Kir6.1 の２倍以上のコンダクタンスを持ち，きず，抽象的なモデルによってしか輸送機構の解析がな

高い K＋イオンの透過性が観測されている。

されなかった。しかし，近年になって，バクテリアの K+

倉智らは，Kir6.1 と Kir6.2 とでは，H5 ポア領域のアチャネルおよび機械受容性イオンチャネルの膜貫通部位

ミノ酸配列は同一であることから，Kir6.2 において，ア（αサブユニット）のＸ線結晶解析がなされ，またショウ

ミノ酸配列の異なる M1-H5 間のリンカー領域（Lk1）おジョウバエ（shaker）のＮ末細胞質ドメインの四量体構

よび H5-M2 間のリンカー領域（Lk2）でのアミノ酸置換

造，ラットのＫ チャネルβサブユニット（細胞質側）を導入し，それら変異体タンパク質を HEK293T 細胞での四量体構造などが，続々と決定されている。

発現させ，インサイドアウト法によって単一チャンネ＋

チャネル蛋白質では，その機能と構造に広い多様性は

ル・コンダクタンスを測定した。その結果，Kir6.2 におあるものの，αサブユニットのポア部分やβサブユニッ

ける Ser113-His115 および Val138 が，高い透過性に直トのコア部分のアミノ酸配列は，バクテリアからほ乳動接関与していることを示している（Repunte, V.P. et al.

物にいたるまで良く保存されており，その部分の立体構(1999) EMBOJ., 18, 3317-3324）。

造もほぼ保存されていると考えられる。立体構造をもと

KcsA の K＋チャンネル構造をもとに Kir6.2 の立体構造にしたチャンネル機能の議論を始めたいと考えている。

モデルを作成したところ，（１）Val138 はチャンネルの講演では，コンピュータによるモデリングの手法とそ

入り口部位に位置し，直接 K＋イオンの拡散に関わるこの精度と新しい技術について紹介し，倉智らによる Kirと，（２）Ser113 はチャンネル入り口からは離れた場所

チャンネルの機能解析への応用と，イオノトロピック・に存在するが，側鎖の大きなアミノ酸ではコンダクタン

グルタミン酸受容体の構造モデリングについて紹介する。

スが有意に低下することから，タンパク質内部のパッキ

２．Kir チャンネルの機能解析と構造モデル

ングを変化させる可能性があること，が考察された。

内向き整流型 K チャンネル（Kir）は，ほ乳類におい＋＋て，立体構造解析が行われたバクテリア（KcsA）K チ

３．イオノトロピック・グルタミン酸受容体の構造モデルャンネルに相当する K チャンネルであり，イオン透過

中西らによってクローニングされた NMDA 受容体は，を行うポアを形成する H5 と呼ばれる領域とその前後のイオンチャンネル型のグルタミン受容体であり，主要な＋181

生理学研究所年報

脳機能である記憶や学習の基礎過程と考えられるシナプ

示唆する実験とから，バクテリア K＋チャンネルの構造

スの形成・可塑性に関与していると考えられていると水溶性の基質結合部位の結晶構造とを基に，（Moriyoshi, K. et al. (1991)Nature 354, 31-37）。このNMDA-R1 受容体の立体構造モデルを作成した。その結

NMDA 受容体は，アミノ酸配列解析によって，細胞外ド果，bacterial periplasmic-binding protein において観測さメインに bacterial periplasmic-binding protein 様の構造をれている基質結合により生じるヒンジ回転が，グルタミ持つことが示唆され，その細胞外ドメインにある２つのン酸やグリシンの結合によってやはり起こるとすると，+Lobe 間に挿入されたイオンチャンネル部分には，K チ

細胞外ドメインに接続した膜貫通ヘリックスの変位が生ャンネルとの相同性が見いだされていた。

じ，チャンネルの開閉が制御されるという機構が推察さ

K チャンネルとの比較的高い相同性と４量体形成を＋れた。

(12) ２光子励起法を用いた新しい細胞機能の可視化
根本知己，河西春郎（生理学研究所)

多光子励起法を用いて，膵臓外分泌腺腺房標本の開口でも約１３秒と一定であり，内層に存在して細胞膜に接放出を可視化し定量的に測定した。コレシストキニン

していない顆粒も，細胞膜に接した顆粒と同じ準備状態（CCK）による開口放出は，酵素源顆粒が３光子励起紫にあると考えられた。開口放出を起こす Ca 振動におい外蛍光をもつ物質を含みこれが放出されること，及び細ては５マイクロモル以上の Ca 濃度上昇が顆粒領域内層

胞外の極性トレーサー（SRB, Texas red-dextran, Luciferにまで及び，これが逐次開口放出を誘発していると考え

Yellow）がΩ状に細胞内に陥入することで測定した。こられた。こうして，外層の顆粒が開口放出するとその内れらのことは共焦点顕微鏡では観察不可能だった。Ω状側の顆粒が自動的に開口放出完了状態となる逐次充填機の開口放出像は Ca 振動に同期して発生し，CCK 濃度に構の存在が明らかとなった。この開口放出方式は重積しベル型に依存した。Ω状の開口放出は元よりあった腺腔

た分泌顆粒の内容を最小の形態変化で，小さな細胞膜の面のみでなく，既に形成されたΩ構造の上に頻繁に形成

一領域から，顆粒の移動を伴わずに，早く放出するのにされ，開口放出が連続的に起きる逐次開口放出が主たる適した方式と考えられ，外分泌腺と同様の構造をとる内開口放出の様式であることがわかった。開口放出の際，分泌腺や神経終末においても刺激条件によっては用いら

単一の顆粒の大きさ以上のΩ構造が形成されたことはなれている可能性がある。このように，２光子励起法の深く，顆粒の融合には細胞膜因子が不可欠であり，顆粒間部到達性は厚みのある生体標本の生理的機能解析には極の融合は生理的条件では禁止されていると考えられた。

めて有効である。

開口放出に要する時間は一次的な顆粒でも二次的な顆粒(13) 核包標本からのイオンチャネルと細胞機能
丸山芳夫，大佐賀敦，佐藤功造，大城社子（東北大学大学院大学医学研究科・細胞生理学)

体細胞の内膜系標本よりイオンチャネルの同定を試み

ル（large Ｋチャネル）と 5-10pS 程度の Cl チャネル（Ｃた。粗面および滑面小胞体膜を対象に，それらの比率がｌチャネル）が存在し，肝実質細胞のそれには電位に依比較的高いとされる膵腺腺房細胞および肝実質細胞を用存する 300-600 pS のアニオン選択性チャネル（アニオン

いた。細胞膜を低浸透圧下に破壊し核包標本を得た。膵

チャネル）が存在した。Large K チャネルは唾液腺等の腺腺房細胞の核包には，電位と管腔 Ca により制御され外分泌腺腺房細胞膜，大腸粘膜細胞，尿細管細胞等，分イベリオトキシンに感受性のある 220-250 pS のＫチャネ

泌上皮細胞に豊富に存在し，溶液分泌機能の主要部を担182

第 22 巻 (Dec, 2001)っている。しかしこの Large Ｋチャネルは，マウスおよイベリオトキシンの細胞内注入から，これらチャネルのびラット膵腺腺房細胞細胞膜上には存在しない。また，

存在理由の一部は，小胞体 Ca の放出と取り込みにおけアニオンチャネルの肝実質細胞細胞膜上での存在も考えるカウンターイオン通路として機能することであると推にくい。これらチャネルはここでとりあげる個々のの細測される。

胞においては，内膜系に特有のチャネルであろうと思わ分泌上皮細胞膜上の large Ｋチャネルにつき，単一電れる。膵腺腺房細胞細胞レベルにてＫチャネルおよびＣ

流振幅を Rb イオンの干渉効果の側面から調べた。そのｌチャネル（あるいはＫイオンおよびＣｌイオン）に操

電圧・振幅関係はＫイオン濃度に依存するが，Rb 干渉効

作を施せば，細胞の電気的反応を様々に変化させうる。

果による不可解な挙動を示した。

細胞内の NaCl，TEA-Cl 溶液での灌流実験，から，また(14) 神経因性疼痛とイオンチャネル発現制御
田邊 勉（東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・高次機能薬理学)

痛みは臨床上最も頻度の高い訴えであり，患者が病院刺激に対する閾値を下げて痛覚過敏現象を引き起こすばを訪れる動機の筆頭理由である。全成人の６人に１人がかりでなく，本来痛みを誘発しない触覚刺激が痛みを誘

何らかの痛みに苦しんでいると言われ，そのコントロー

発する異痛現象（アロディニア）をしばしば伴い，疼痛

ルは極めて重要な医学的研究課題であるとともに，有効管理に難渋する主要な原因となる。痛覚過敏やアロディ

な痛みのコントロール法の確立が社会・経済的利益に及ニアの発症機構として，末梢侵害受容器の感作，侵害受ぼす影響は計り知れない。しかし，治療の基礎となる痛容線維の機能変化，脊髄後角における可塑性変化及び感みの分子機構については未解明な点が多い。痛みはその覚神経回路網の再構築等が重要であると考えられるが，原因により侵害受容体性疼痛，神経因性疼痛，心因性疼

その基盤に様々なイオンチャネルの発現変化および機能痛に大きく分けることができる。このうち侵害受容体性変化が想定されている。

疼痛は組織の傷害に伴って発生する痛みで，特に急性の我々は種々の神経因性疼痛モデル動物を作製し，これ生理的な侵害受容体性疼痛は外部からの侵害性刺激や体らを用いて神経因性疼痛の発現，維持とイオンチャネル

内の病変に対する生体防御機構として働き，生命維持に発現との関係の解析，イオンチャネル活性制御による疼

重要な警告反応である。一方，慢性の侵害受容体性疼痛痛制御の可能性を検討している。本研究会においては，や神経因性疼痛は病的な慢性疼痛であり，治療を必要と

電位いぞんせい Na および Ca チャネルに関しこれまでにするものである。これらの疼痛は機械的および熱的侵害得られた研究成果を報告する。

183

生理学研究所年報

3. ATP 受容体による生体機能制御とその分子的メカニズム
2000 年 8 月 24 日−8 月 25 日
代表・世話人：古家 喜四夫（科学技術振興事業団 細胞力覚プロジェクト)
所内対応者：井本 敬二（液性情報)（１）Over View
井上 和秀（国立衛研・薬理)（２）ATP 受容体によるカルシウム動員の細胞周期依存性−網膜神経上皮での共焦点顕微鏡による解析−
杉岡 美保，山下 勝幸（奈良医大・第一生理)（３）妊娠ラット子宮筋における P2 receptor の遺伝子発現と収縮反応の変化
鈴木 庸介，松岡 功*，浅野 仁覚，大川 敏昭，柳田 薫，佐藤 章（福島医大・医・産婦人科，*薬理学)（４）G タンパク共役型 ATP 受容体により惹起されるカチオン電流
森 泰生（生理学研究所・液性情報部門)
2+（５）低浸透圧刺激によるアストロサイトからの ATP 放出と細胞内 Ca 動員機構との関連
上野 伸哉，山田 博美，佐藤 千江美，桂木 猛（福岡大学・医・薬理)（６）アフリカツメガエルの卵胞細胞膜上の ATP 受容体刺激による FSH 受容体応答とアデノシン受容体応答の抑制
藤田 玲子 1，木村 眞吾 2，川崎 敏 2，高島 浩一郎 2，松本光比古 3，佐々木 和彦 2
（1 岩手医大・教養部，2 岩手医大・医・一生理，３弘前大医短・物理)（７）アデノシン A1 受容体と P2Y 受容体間のヘテロダイマー形成
吉岡 和晃，斉藤 修，中田 裕康（東京都神経研・生体機能分子)2+（８）PPADS 感受性 ATP 受容体による容量性 Ca 流入機構の抑制
尾松 万里子，松浦 博（滋賀医大・第二生理)（９）低浸透圧刺激による血管内皮細胞のカルシウムレベル上昇と ATP 遊離について
篠塚 和正，川崎 久美子，田中 直子，水野 英哉，窪田 洋子，中村 一基，*橋本道男，国友 勝（武庫川女子大・薬・薬理，*島根医大・生理学第一)（10）ラット尾動脈内皮細胞でのニコランジルによる ATP 遊離作用には細胞内 Ca2+増加を伴う
橋本 道男，篠塚 和正*，田中 直子*，窪田 洋子*，紫藤 治，国友 勝*（島根医大・医・生理学第一，*武庫川女子大・薬・薬理学)（11）ATP 受容体刺激によるミクログリアからの IL-6 放出メカニズム
重本 由香里，井上 和秀 （国立衛研・薬理)（12）ATP 刺激細胞応答連関における細胞外 ATP 代謝酵素による情報転換−アフリカツメガエル卵母細胞に発現されたアデノシン A2B 受容体の性質−
松岡 功，大久保 聡子*，木村 純子（福島県立医大・医・薬理，*東北大大学院・薬学・細胞情報薬学)（13）ラット前立腺交感神経終末部のプリン受容体とノルアドレナリン遊離調節機構について
森川 亜美，篠塚 和正，田中 直子，水野英哉，窪田 洋子，

中村 一基，国友 勝（武庫川女子大・薬・薬理)（14）脳幹シナプス前プリン受容体によるグルタミン酸放出の制御
加藤 総夫，繁冨 英治（東京慈恵会医大・薬理学第２)184

第 22 巻 (Dec, 2001)（15）Neuronal Ca2+-sensor 1 による P2Y 受容体を介した開口放出増強機序の解明
小泉 修一・井上 和秀 （国衛研・薬理)（16）ウシ副腎皮質細胞の adenylate cyclase と連関した ADP 受容体
西 晴久，堀 誠治，正木 英二，川村 将弘（東京慈恵会医大・薬理学第 1)（17）ATP 刺激細胞応答連関における細胞外 ATP 代謝酵素による情報転換
松岡 功，大久保 聡子*，木村 純子（福島県立医大・医・薬理，*東北大大学院・薬学・細胞情報薬学)【参加者名】
古家 喜四夫（科学技術振興事業団「細胞力覚プロジェ

医科大），Fernando Lopez-Redondo（科学技術振興事業団

クト」），藤田 玲子 （岩手医大教養），木村 純子，綿野 智「細胞力覚プロジェクト」），松浦 博，尾松 万里子，豊田一，緑川 早苗，小野 秀成，亀岡 弥生，佐藤 薫，熊坂 忠

太 （滋賀医大），山下 勝幸，杉岡 美保（奈良医大），森則，浅野 仁覚，松岡 功，鈴木 庸介 （福島医大），栗原

際 克子 （大阪大医），森川 亜美，篠塚 和正，川崎 久

琴二 （明海大歯），西 晴久，加藤 総夫，川村 将弘，堀美子（武庫川女子大薬），河野 剛志，西村 誠一郎，山中誠治 （慈恵医大），井上 和秀，小泉 修一，重本 由香里

直樹（日本ベーリンガーインゲルハイム），仲田 義啓（広（医薬品食品衛生研），中田 裕康，吉岡 和晃（東京都神島大医総合薬学），橋本 道男 （島根医科大），桂木 猛，経研），林 一己（山之内製薬），
鈴木 裕一（静岡県立大），上野 伸哉，佐藤 千江美（福岡大医），森 泰生，若森 実，

多久和 陽，薄井 荘一郎（金沢大医），村松 郁延 （福井真鍋 健一，大倉 正道，井本 敬二 （生理研）【概要】
ATP 受容体は他の受容体と同様イオンチャネル型であ細胞の多様性，その機能の多様性からその研究者も多様る P2X プリン受容体と代謝調節型（Ｇ蛋白共役型）であな分野に属し，通常の学会ではなかなか情報交換する機

る P2Y プリン受容体に分類され，それぞれ７種及び８種

会がないのが現状である。本研究会はそのような現状に類のサブタイプがすでにクローニングされている。ATP鑑み，生理学，薬理学をはじめとする広範な領域からの受容体は現在多種多様の組織，細胞系で発現しているこ

研究者を集め，相互に最新のデータと情報を交換し，研とが知られており，その機能的役割については炎症反応，究の進展を図ることを目的とする。研究会の内容は ATP

神経伝達，カルシウムシグナリングの媒介作用，細胞増受容体が果たす機能的な役割を中心に，受容体の分子構

殖などきわめて生理的に重要な働きをすることが報告さ

造，細胞内情報伝達機構及び ATP の放出機構を含んだ総れている。その数は急速に増大しつつあるが，その全体合的なものとなる。

像はまだまだ明らかにはなっていない。受容体を持った(1) Over View
井上 和秀（国立衛研・薬理)
この１年間に ATP 受容体研究の中でとくに興味深か性が鈍っており，痛みと P2X3 受容体の密接な関与を支った報告について私見を交えて概観してみた。生理機能持している。ATP 受容体と痛みに関する論文は非常に多に関する研究では，ノックアウトマウスを使った報告がく，欧米では一種のトレンドになっているようである。

散見され，いずれも受容体の発現分布から予測された結さらに，神経細胞以外では，アストロサイトやミクログ果が得られた。例えば，P2X1 ノックアウトマウスでは

リアでの機能が注目され，MAPK や転写因子活性へのシ射精能が極端に低下しており，子孫を残しづらくなってグナル伝達に関する報告が目を引いた。さらに，特異的いた。P2X3 ノックアウトマウスでは痛みに対する感受リガンドの開発に関する論文も散見され今後の充実が期

185

生理学研究所年報

待される。

(2) ATP 受容体によるカルシウム動員の細胞周期依存性−網膜神経上皮での共焦点顕微鏡による解析−
杉岡 美保，山下 勝幸（奈良医大・第一生理）

網膜神経上皮細胞の増殖・分化にともなう細胞内カル動する。即ち，最外層部で分裂し(M 期)，最内層部で DNA

シウムシグナリングの変化を，カルシウム感受性蛍光色合成する(S 期)。そこで，細胞内カルシウム濃度の変化を素を用いた光学的測定により解析した。増殖期に特異的共焦点レーザー蛍光顕微鏡によって測定し，網膜神経層

なカルシウムシグナリング系として，細胞外のアデノシの光学的断面像から細胞周期と細胞内カルシウムシグナ

ン三リン酸（ATP）により活性化される系を見出し，こリングの関係を調べた結果，ATP 受容体の活性化によるの系は P2 型 ATP 受容体を介することにより細胞増殖を

細胞内カルシウム上昇は S 期の細胞で顕著であり，M 期

促進することを明らかにした。また，網膜神経上皮細胞の細胞，及び，最終分裂を終えた細胞では急激に低下すは細胞周期の進行に従って神経上皮内をエレベーター運ることが明らかになった。

(3) 妊娠ラット子宮筋における P2 receptor の遺伝子発現と収縮反応の変化
鈴木 庸介，松岡 功*，浅野 仁覚，大川 敏昭，柳田 薫，佐藤 章（福島医大・医・産婦人科，*薬理学)
ATP 受容体である P2 受容体(P2-R)の遺伝子発現及びADP，UTP，2-MeSATP，α,β-MeATP)投与により，

P2-R 刺激剤による子宮筋収縮反応を妊娠時期別に検討

Magnus 装置にて等尺性の収縮を観察した。収縮の強さした。非妊娠 (NP)，妊娠 10 日 (P10)，14 日 (P14)，17

は，NP では P2X1-R が，P14 では P2Y1-R が，P21 では

日 (P17)，21 日 (P21)，分娩後 1 日 (PD1)，4 日 (PD4) のP2X4-R が，
PD4 では P2X6-R が各々優位に機能していた。

ラット子宮筋を用いて，P2-R の mRNA を RT-PCR にて

以上より，P2-R サブタイプにおける mRNA の発現と収測定した。NP において，P2X1，2，3，4，5，6，7，P2Y1，

縮反応による機能的優位性は，妊娠及び分娩後の各時期

2，4，6 の 11 種類の P2-R 遺伝子発現が認められた。妊において共に同様な変化を認めた。このことは，ATP を娠経過に伴う変化は，P2X1 では妊娠経過中及び PD1 で介した妊娠子宮筋の収縮制御機構に重要な役割を果たし減少し，PD4 で増加した。P2X4 では妊娠経過中は変化ていると考えられる。特に，P2Y1-R は妊娠中期に上昇す

せず，P21 及び産褥期に増加した。P2X6 では妊娠経過中るため，子宮収縮を抑制し妊娠維持に，また，P2X4-Rは減少し，産褥期に増加した。また，P2Y1 では妊娠経過

は妊娠後期に上昇するため，分娩発来に深く関与するとと共に増加し，P17 で最大となり，以後漸減した。NP，示唆された。

P14，
P21，
PD4 の子宮筋を用いて，各種 P2-R 刺激剤 (ATP，(4) G タンパク共役型 ATP 受容体により惹起されるカチオン電流
森 泰生（生理学研究所・液性情報部門)
G タンパク共役型受容体刺激により惹起される PI 応

186

答に連関した，Receptor-activated cation channel (RACC)

第 22 巻 (Dec, 2001)の分子的実体である TRP タンパク質群が注目を集めつ

TRP3，6，7 は，ATP 受容体による PLC-beta 活性化をつある。我々は，組み換え発現系として HEK 細胞を用経て，protein kinase C 非依存的に diacylglycerol によっい，内在性の G タンパク共役型 ATP 受容体を刺激するて活性化される。さらには，相同組み換えにより作製しことにより，TRP によるカチオン電流に関するいくつか

TRP1 欠損細胞を用いることにより，TRP1 が容量性カルの興味深い知見を得た。RACC の分子的実体である 7 つシウム流入を担う Ca release-activated Ca channel を構成の TRP の中でも，細胞外カルシウムによる TRP5 活性制

するのみならず，endoplasmic reticulum に存在する IP3

御は，チャネル開口確率の上昇及び，myosin light chain受容体をも機能修飾することを見い出した。活性制御機

kinase 活性による形質膜へのタンパク質組み込みの２構が細胞内の位置情報やタンパク質輸送機序と連関してつの機序により司られている。ATP 受容体刺激あるいは，いることは，TRP 関連チャネルが特定の生体応答に必要

G タンパク活性化はカルシウム感受性を増すことにより，なシグナルの空間的・時間的パターンを制御する，重要TRP 活性を正制御することが明らかになった。また，な基盤をなすことを示唆している。

2+(5) 低浸透圧刺激によるアストロサイトからの ATP 放出と細胞内 Ca 動員機構との関連
上野 伸哉，山田 博美，佐藤 千江美，桂木 猛（福岡大学・医・薬理)低浸透圧刺激による [Ca2+]i 上昇と ATP 放出の関連を

ス液の灌流によっておこなった。灌流液をフラクション

探るため，培養アストロサイトを用いた。培養には生後コレクターにて集め，液中の ATP をルシフェリン−ルシ

1-2 日のラット大脳皮質を取り出し，酵素処理後フラス

フェラーゼの化学発光を利用し測定した。この系により

コに細胞を播いた。
培養 24 時間後にフラスコをたたき，[Ca2+]i 変化と ATP 放出を同時に観察できるようにした。

接着性の低い細胞群を洗いながし，アストロ細胞を精製

この系をもちいて，細胞内 Ca 動員に関与する薬物，細した。培養 10―14 日のコンフルエントになった状態の胞骨格系と関与する薬物，Cl-チャンネルブロッカー等を細胞を用いた。[Ca2+]i 変化をカルシウムインジケーター

もちいて，
細胞内 Ca 変化と ATP 放出の関連を検討した。

である fura2 を用いて測定した。細胞への薬物投与はバ(6) アフリカツメガエルの卵胞細胞膜上の ATP 受容体刺激による FSH 受容体応答とアデノシン受容体応答の抑制
藤田 玲子 1，木村 眞吾 2，川崎 敏 2，高島 浩一郎 2，松本 光比古 3，佐々木 和彦 2
（1 岩手医大・教養部，2 岩手医大・医・一生理，３弘前大医短・物理)

アフリカツメガエルの卵細胞に二本のガラス微小電極

細胞内に cAMP を注入すると mimic された。1 microMを刺入して-60 mV に膜電位固定下，卵胞細胞のもつ種々

ATP 又は 1 microM UTP を 30 秒間前投与すると上記 FSHの受容体の性質とこれらの間の相互作用について調べた。

又は Ade 受容体刺激及び cAMP 注入で発生する K+電流

1 microM の ATP と UTP を投与すると両者の場合，内向応答は著しく抑制され，30 分間 wash out すると回復した。

きの ATP 応答は 100 microM suramine 投与で半減したが，ATP 受容体刺激による FSH，Ade 受容体応答の抑制様式

UTP 応答はあまり抑制されなかった。一方，5.7 microMは非競合的であった。FSH，Ade 応答に対する抑制の作の FSH 又は 1 microM の Ade を投与するとゆっくりとし用部位は細胞内 cAMP の生成後，K+channel までのステ

た外向きの K+電流応答を発生した。この K+電流応答はップであると推論した。

187

生理学研究所年報(7) アデノシン A1 受容体と P2Y 受容体間のヘテロダイマー形成
吉岡 和晃，斉藤 修，中田 裕康（東京都神経研・生体機能分子)【目的】 最近，ある種の G タンパク質共役型受容体で験によって解析した。

は，受容体間でホモあるいはヘテロダイマーを形成する【結果・考察】 両受容体を同時に発現させた HEK293T

ことによって，その性質をダイナミックに変化させるこ

細胞膜の抽出画分の抗 HA 抗体免疫沈降物中に，抗 mycとが報告されている。そこで本研究では，A1 アデノシン

抗体で検出されるタンパクバンドがウエスタンブロッテ

受容体（A1R）と P2Y1 受容体（P2Y1R）を共発現させた

ィングで観察された。このバンドは myc-P2Y1R のバンド

培養細胞系を構築し，タンパク質レベルおよび受容体活と同じ位置であり，HA-A1R を単独で発現させた細胞で性の解析からプリン受容体間でのダイマー形成の可能性は見られなかった。更に，共発現細胞抽出画分の抗 mycを探った。

抗体による免疫沈降物中にも HA-A1R と同じサイズの抗【方法】 HA-Tag を付加した A1R（HA-A1R）およびHA 抗体に 反応 するバ ンド が検出 され たこと から，

myc-Tag を付加した P2Y1R（myc-P2Y1R）の cDNA をそ

HA-A1R と myc-P2Y1R は発現細胞膜上においてヘテロダ

れぞれ単独もしくは一緒に HEK293T 細胞へ導入し，培イマーを形成することが示唆された。リガンド結合活性養 48 時間後の細胞膜画分を分析した。各受容体の発現及びエフェクター活性の変化について検討した結果も併やヘテロダイマー形成の有無は，抗 HA 抗体および抗せて報告する。

myc 抗体によるウエスタンブロッティングと免疫共沈実

2+(8) PPADS 感受性 ATP 受容体による容量性 Ca 流入機構の抑制
尾松 万里子，松浦 博（滋賀医大・第二生理)
ラット褐色脂肪細胞において，細胞外 ATP (10μM) は

容量性 Ca2+流入のみを抑制し，高濃度（500μM 以上）「一過性の細胞内 Ca2+上昇」と「容量性 Ca2+流入抑制」

で初めて細胞内 Ca2+上昇を抑制した。これらのことから，の２つの現象を引き起こす。今回，この容量性 Ca2+流入

容量性 Ca2+流入抑制に関与する PPADS 感受性 ATP 受容

抑制が ATP 受容体を介するものであるかどうかを P2 受体の存在が示唆された。現在，RT-PCR 法により，褐色容体阻害剤を用いて検討した。suramin は ATP による細脂肪組織における P2Y1, P2Y2, P2Y4, P2Y6 受容体の発現

2+2+胞内 Ca 濃度上昇と容量性 Ca 流入を同時に容量依存を確認しているが，容量性 Ca2+流入抑制に関与する受容性に阻害した。一方，PPADS は，低濃度（1μM）では体サブタイプの特定が今後の課題であると思われる。

(9) 低浸透圧刺激による血管内皮細胞のカルシウムレベル上昇と ATP 遊離について
篠塚 和正，川崎 久美子，田中 直子，水野 英哉，窪田 洋子，中村 一基，*橋本 道男，国友 勝（武庫川女子大・薬・薬理，*島根医大・生理学第一)【目的】 我々は，血管内皮細胞が低浸透圧刺激により細胞を用いた。ATP 量は HPLC 蛍光検出器にて測定し，ATP を遊離することを報告してきた。今回は，この ATP[Ca2+]i は Calcium Green-1-AM を指示薬として共焦点レ

遊離と細胞内カルシウムレベル ( [Ca2+]i )との関係につーザー顕微鏡および画像解析装置を用いて測定した。

いて検討した。

【結果】 1) ラット尾動脈内皮細胞において，低浸透圧【方法】 実験標本としてラット尾動脈の初代培養内皮刺激により ATP 遊離に加え著明な [Ca2+]i 上昇が観察

188

第 22 巻 (Dec, 2001)

され，この [Ca2+]i の上昇は P2 受容体拮抗薬の PPADS

た。

及び PLC-inhibitor の U-73122 により一部抑制された。2)【考察】 ラット尾動脈内皮細胞において，低浸透圧刺

2+

P2 受容体作動薬の 2-mSATP によっても [Ca ]i の上昇が激により遊離される内因性の ATP は P2Y1 受容体を介し観察され，この上昇は PPADS 及び U-73122 により抑制て [Ca2+]i の上昇に寄与するとともに，細胞容積の調節された。3) 低浸透圧刺激は細胞容積を増大させ，その増に関与している可能性が示唆された。

大は PPADS により増強され，2-mSATP により抑制され2+(10) ラット尾動脈内皮細胞でのニコランジルによる ATP 遊離作用には細胞内 Ca 増加を伴う
橋本 道男，篠塚 和正*，田中 直子*，窪田 洋子*，紫藤 治，国友 勝*（島根医大・医・生理学第一，*武庫川女子大・薬・薬理学)【目的】 ニコランジル（NIC）は，ATP 感受性 K＋チャ

【結果】 NIC はラット尾動脈内皮細胞において，細胞

ネル開口作用と nitrate 様作用とを併せもつ薬剤である。

内 Ca2+レベルを有意に上昇させ，内皮細胞からの ATP

最近我々は，NIC や NO 供与物質によるブタ冠動脈内皮遊離をも促進した。これらの作用は ATP 感受性 K+チャ細胞からの ATP 遊離作用を報告した。今回，NIC による

ネル開口阻害剤である glibenclamide により有意に抑制

血管内皮細胞からの ATP 遊離作用機序を解明する為に，された。また，この細胞内 Ca2+レベル上昇と細胞内 ATP

細胞内 Ca2+レベルと ATP 遊離作用との関係について検レベルとの間には，有意な負の相関が認められた。

討を行った。

【考察】 ニコランジルによる血管内皮細胞からの ATP【方法】 実験材料としてはラット尾動脈の培養内皮細遊離作用には，内皮細胞内 Ca2+の上昇を伴うことが明ら

胞を用い，細胞内 Ca2+レベルは，カルシウムグリーンをかにされた。この細胞内 Ca2+上昇作用には，ATP 感受性

プローブとして，共焦点レーザー顕微鏡および画像解析

K＋チャネル開口にともなう過分極方向への膜電位変化装置を用いて測定した。ATP とそのプリン誘導体はが，ドライビングフォースとなりうることが示唆された。

HPLC-蛍光検出法で測定した。

(11) ATP 受容体刺激によるミクログリアからの IL-6 放出メカニズム
重本 由香里，井上 和秀 （国立衛研・薬理)

近年，ATP が，脳の貪食細胞，免疫細胞とし知られるか否かミクログリア株細胞 MG-5 を用いて検討した。

ミクログリアの活性を制御することが報告されている。

MG-5 において細胞外 ATP は，濃度依存的に IL-6mRNA

これまでに我々は細胞外 ATP がラットミクログリアか及び蛋白を増加し，P2 レセプターの活性化により IL-6

ら多量の plasminogen 遊離をひきおこすことを見出し，が de novo 合成されることが示された。さらにその遊離ATP が神経保護作用を有する可能性を明らかにしたメカニズムについて検討した結果，ATP は PTX 非感受(Inoue et al. 1998)。本研究では，中枢において神経細胞性 P2Y レセプターと P2X7 に作用し，細胞外からの持続の分化，生存，修復に重要な役割を果たしている IL-6 に的な Ca2+流入を引き起こし，p38 を活性化し，その結果注目し，ATP がミクログリアから IL-6 遊離を引き起こす

IL-6 産生を誘導する可能性が示唆された。

189

生理学研究所年報(12) ATP 刺激細胞応答連関における細胞外 ATP 代謝酵素による情報転換−アフリカツメガエル卵母細胞に発現されたアデノシン A2B 受容体の性質−
松岡 功，大久保 聡子*，木村 純子（福島県立医大・医・薬理，*東北大大学院・薬学・細胞情報薬学）
我々は NG108-15 および C6Bu-1 細胞において ATP 刺を CFTR 電流を指標に検討した。卵母細胞に発現された激により cAMP 産生の亢進を認め，その作用機構を解析

A2B 受容体は Ade のみならず ATP やβ,γ-methylene-

してきた。最近，この ATP の作用は細胞膜上で産生されATP (βγMeATP)にも応答し，βγMeATP の作用は Ade

たアデノシン (Ade) がアデノシンデアミナーゼ (ADA)の 作 用 を 消 失 さ せ る 量 の ADA で は 抑 制 さ れ ず ，抵抗性に A2A および A2B 受容体を刺激した結果である

5’-nucleotidase 阻害薬のαβMeADP で抑制された。以上

ことが示唆された。この可能性を検証するため，細胞外の結果から，P2 受容体刺激薬は細胞膜上で迅速に代謝さATP 代謝酵素を有するアフリカツメガエル卵母細胞にれ，局所に蓄積した Ade が ADA 抵抗性に効率良く A2B

A2B 受容体と A キナーゼでリン酸化され活性化する受容体を活性化する機構が示唆された。

CFTR を共発現させ A2B 受容体を介する cAMP 産生応答(13) ラット前立腺交感神経終末部のプリン受容体とノルアドレナリン遊離調節機構について
森川 亜美，篠塚 和正，田中 直子，水野 英哉，窪田 洋子,
中村 一基，国友 勝（武庫川女子大・薬・薬理)【目的】 ラット摘出前立腺の交感神経終末部プリン受減弱させた。2) DPCPX は 2 Hz の ES による NA 遊離に容体の薬理学的性質とその生理的役割について検討した。

は影響を示さなかったが，8 Hz の ES による NA 遊離を【方法】 前立腺標本に 2 Hz の電気刺激 (ES) を加え，増強した。また，8 Hz の ES によってのみ有意なプリン遊離されるノルアドレナリン (NA) 量を HPLC・電気化遊離が観察された。

学検出器により測定した。

【考察】 1) 前立腺交感神経には P1, P2 作動薬により【結果】 1) P1 作動薬の CPA と P2 作動薬の 2-mSATP

刺激される抑制性のプリン受容体が存在すること，2) 高はともに NA 遊離抑制作用を示し，いずれの作用も P1

頻度の神経興奮に伴って遊離されるプリン物質はこの受拮抗薬の DPCPX により減弱した。一方，P2 拮抗薬の容体を介して神経伝達を調節していることが示唆された。

suramin は CPA の作用には影響せず，2-mSATP の作用を(14) 脳幹シナプス前プリン受容体によるグルタミン酸放出の制御
加藤 総夫，繁冨 英治（東京慈恵会医大・薬理学第２)延髄孤束核（NTS）は，生体内環境に関する神経性お受容体の役割を脳幹スライス標本における膜電流記録に

よび液性の一次情報を受容・統合し，呼吸・循環などのよって検討した。孤束核２次求心性小形ニューロンに収

自律機能ネットワークへ出力する自律情報中継核である。

斂するグルタミン酸作動性シナプス入力が，その放出様

NTS には各種プリン受容体タンパク，同 mRNA，取込式および起源に応じて異なるシナプス前プリン受容体にみ・代謝・不活性化タンパク群が高密度に発現している。

よって弁別的に制御されている事実を見い出した。これ

NTS ネットワーク内シナプス伝達制御におけるプリンらの制御には，ATP からアデノシンへのダイナミックな190

第 22 巻 (Dec, 2001)

変換や，シナプス前 P2X 受容体による直接的グルタミン

確認された。

酸放出などのさまざまな分子機構が関与していることが2+(15) Neuronal Ca -sensor 1 による P2Y 受容体を介した開口放出増強機序の解明
小泉 修一・井上 和秀 （国衛研・薬理)Neuronal Ca2+-sensor 1 (NCS-1) は，ショウジョウバエ

InsP3-R からの局所的な Ca2+遊離 puff” 発現頻度の顕著の神経特異的 Ca2+結合蛋白質 frequenin のホモローグでな増大が観察された。
FM1-43 による開口放出測定では，あり，神経伝達調節物質として注目されている。NCS-1

NCS-1 は UTP により惹起される細胞外 Ca2+依存性の開を強制発現させた PC12 細胞を用い NCS-1 の開口放出に口放出を有意に増加させたが，high K+によるそれには対する作用とその機序の解明を試みた。NCS-1 の分布は影響を与えなかった。さらに NCS-1 は，PI 含量に影響せ形質膜及びシナプス小胞膜に局在していた。NCS-1 は，ず，その下流の PIP 及び PIP2 量を増大させ，また UTP

2+

UTP 刺激による P2Y2 受容体を介した [Ca ]i 上昇の閾

刺激時の InsP3 産生量を２倍以上に亢進させた。以上，

値及び ED50 値を約 10 倍低下させ，最大応答の増加を引

NCS-1 はおそらく，PI から PIP の経路に働く PI4kinase2+

き起こした。同様の Ca 応答の亢進は，bradykinin B2 受に作用し，PIP 及び PIP2 レベルの亢進，PLC 共役型受容容体を介する応答でも認められたが，caffeine 及び high体刺激よる InsP3 産生量を増大させ，その結果 Ca2+遊離K+による [Ca2+]i 上昇には全く影響を与えなかった。共及び容量性 Ca2+流入の増大を惹起し，開口放出を亢進さ

焦点レーザー顕微鏡による解析では，NCS-1 によるせることが強く示唆された。

(16) ウシ副腎皮質細胞の adenylate cyclase と連関した ADP 受容体
西 晴久，堀 誠治，正木 英二，川村 将弘（東京慈恵会医大・薬理学第 1)
ウシ副腎皮質細胞 (BA 細胞) において ATP および受容体も存在することが考えられた。しかしながら，ATPUTP をはじめとした細胞外ヌクレオチドは，PI レスポン

アナログ等による cAMP 産生の活性順位が異なることやスを介してコルチゾールの産生を促進する。この反応はmRNA が検知できないことから，ADP および ATP は

P2Y2 受容体を介していると考えられている。また，細胞P2Y11 を介して cAMP を促進するのでは無いと考えられ

外 ADP は ATP とともに BA 細胞において cyclic AMP

た。また，ATP は P2Y2 にも作用することから，この受(cAMP) の産生を促進したが，UTP は促進しなかった。

容体は ADP 特異的な P2Y 受容体の可能性がある。すな

さらに ADP は PKA 活性作用を有し，H89 によってこのわち BA 細胞には Gs と共役した新しい P2Y 受容体の存

ADP の作用は阻害された。これより同細胞には Gq タン

在が示唆された。

パク共役型の P2Y2 以外に，Gs タンパクと共役した P2Y(17) ATP 刺激細胞応答連関における細胞外 ATP 代謝酵素による情報転換
松岡 功，大久保 聡子*，木村 純子（福島県立医大・医・薬理，*東北大大学院・薬学・細胞情報薬学)
我々は NG108-15 および C6Bu-1 細胞において ATP 刺激により cAMP 産生の亢進を認め，その作用機構を検討

191

生理学研究所年報してきた。この反応は P1 受容体阻害薬で抑制されるも析を行ってきたが，最近，細胞外 ATP 代謝の検討結果かのの，アデノシンデアミナーゼ(ADA)処理で影響されず，ら，この ATP の作用は細胞膜上で産生されたアデノシン

種々の P2 受容体刺激薬でも同様な作用が発現し，かつ P

が ADA 抵抗性に A2A および A2B 受容体を刺激した結果

２受容体阻害薬で抑制されるという性質を示した。このであることが示唆された。今回は，細胞外 ATP 代謝様式

ような ATP の反応は，種々の生体組織でも報告されておとこれに関わる酵素群について示し，アデノシン受容体

り P１受容体阻害薬に感受性を持つ ATP 受容体の存在がならびにアデノシン産生に関わる酵素を発現させた細胞想定されている。我々も未知の受容体の存在を仮定し解で得られた結果を報告したい。

192

第 22 巻 (Dec, 2001)

4. ポストゲノム時代の脳科学
2000 年 9 月 28 日
代表・世話人：畠中
所内対応者：池中寛（大阪大学蛋白質研究所・蛋白質生合成部門)

一裕（岡崎国立共同研究機構・生理学研究所・神経情報部門)（１）カルシウムチャネル遺伝子変異と神経疾患
井本敬二（岡崎国立共同研究機構・生理学研究所・液性情報部門）（２）活性酸素による核酸の酸化障害とその防御機構−脳神経変性への関わり−
中別府

雄作（九州大学・生体防御医学研究所，CREST）（３）スフィンゴ糖脂質による神経系の制御
古川

鋼一（名古屋大学・医学部生化学）（４）シナプス可塑性とシナプス前機能
高橋

正身（三菱化学生命科学研究所）（５）複素電顕，位相差電顕そして微分干渉電顕−電子顕微鏡の新しい波−
永山 國昭（岡崎国立共同研究機構・生理学研究所・超微小形態生理部門）（６）蛋白質のフォールディング反応と生物学的意義
後藤祐児（大阪大学蛋白質研究所・溶液）（７）遺伝子産物のプロセシングと神経変性疾患
岩坪威（東京大学大学院・薬学系研究科臨床薬学）（８）APP-カスパーゼ系によるニューロン死の制御吉川和明（大阪大学蛋白質研究所・機能制御）（９）機能生物学，二つの道
三品昌美（東京大学大学院・医学系研究科薬理学・分子神経生物学）（10）脳内情報分子の細胞内ダイナミクス
御子柴

克彦（東京大学・医科学研究所脳神経発生・分化分野）【参加者名】古川

鋼一（名古屋大・医・生化学第二），石川 保幸幸（熊本大・医），井上 和秀（国立医薬品食品衛生研），（大阪大・蛋白研），谷口 直子（大阪大・蛋白研），江上田口洋平（大阪大・蛋白研）
，柏井

業技術研）
，山岸

宏之（大阪大・蛋白研），

隆久（通産省・工業技術院），石本覚（大阪大・蛋白研），横幕

吉田（長寿医療研究センター），御子柴 克彦（東京大学

阪大・蛋白研），榎戸

医科学研究所），工藤 卓（大阪工業技術研），保坂哉（生理研），吉川苗（上智大・生命科学研），沼川早

忠広（大阪大・蛋白研），

聡（山形大・医・第２生理），小幡 邦彦（生理研）
，

理研）
，小清水

畠山

淳（生理研），中別府 雄作（九州大・生体防御医

阪大・蛋白研），氷見

東杓（大阪大・蛋白研），工藤 佳久（東末（生理研），永山和之（大阪工業技術研），畠中 寛（大阪大・蛋白研），

敬二（生理研），井上 華（生祐児（大敏行（東京医科歯科大），澤田 浩

秀（藤田保健衛生大・総医研），郷津白研），樋口拓

和明（大阪大・蛋白研），林 靖亨

久嗣（大阪大・蛋白研），後藤

京薬大・生命科学），榊原 厚（東海大・開発工学），清大作（大靖（大阪大・蛋白研），岸本（豊田中央研究所）
，井本

藤井

学研究所）
，洪

哲也（大阪工真代（大阪大・蛋

誠逸（信州大・医・精神医学），若森國昭（生理研），佐藤実

託実（OBI），

礼美（東京薬大・生命科学），植田 敦子（大阪工藤江

三千男（浜松医科大），臼田

業技術研究所），川合 亮（東海大），白尾 智明（群馬岩坪

威（東京大・薬）
，永井

大・医）
，高橋

古山

富士弥（名古屋市大），三浦 正幸（大阪大・医），

日下

永子（大阪大），福永

土屋

正身（三菱化学生命研），植村 慶一（慶応大・医），熊倉 鴻之助（上智大・生命研），山本秀

信光（藤田学園），

克也（大阪大・蛋白研）

典子（大阪大・蛋白研），

193

生理学研究所年報

桑子

賢一郎（大阪大・蛋白研）
，櫻井

蛋白研）
，三品

一正（大阪大・昌美（東京大大院・医学系研究科薬理学・藤森

一浩（大阪工業技術研），林 光紀（上智大・生命

科学研）
，山中

創（生理研）

分子神経生物学），馬場 聡（浜松医大・医・病理第二），【概要】
肝機能発現のためには多くの分子が協調的に機能するな遺伝情報は完全に明らかとなる。しかしながら，遺伝必要がある。今回，遺伝子からの転写後にこれら機能分

子産物は更に複雑なプロッシングを受けて本来の機能を子がどのように修飾されるか，に絞って研究会を開催し果たすようになる。２１世紀には 1 次遺伝情報から如何た。

にして機能分子が生成されるかを理解することが大きな

本研究会は大阪大学蛋白質研究所との合同で開催することで，両研究所の合意を得たものである。
ヒトゲノムプロジェクトが完了すると，我々の 1 次的194

テーマとなる。このよな情勢に鑑み，今回脳機能分子が転写後調節によりどのような修飾を受けるか，良い情報交換の場となった。

第 22 巻 (Dec, 2001)

5. Ca2+シグナルと膜輸送体の発現および機能調節
2000 年 9 月 28 日− 9 月 29 日
代表：河原克雅（北里大・医・生理)世話人：宮崎俊一（生理研)（１）2 光子励起法による外分泌腺開口放出の研究
根本知己*，木村良一，伊藤公一，立川光，宮下保司,飯野正光，河西春郎*（*生理研･生体膜，東京大･医学系研究科･薬理)（２）アセチルコリンによる膵β-cell の脱分極発生機構：Ca2+の Ca2+流入に対する positive feedback system
泉井亮，菅世智子，菅野隆浩（弘前大･医･生理)（３）単一膵β細胞におけるインスリン分泌の解析
最上秀夫，張恵，山田聡子，小島至（群馬大･生体調節研)（４）BCR を介するカルシウムシグナルの分子的解析
黒崎知博（関西医大･肝研･分子遺伝)2+（５）マウス卵の Ca

2+oscillation における Ca /Mn

2+

influx･release
毛利達磨 1，白川英樹 2，尾田正二 2，宮崎俊一 1,2（1 生理研･細胞内代謝，2 東京女子医大･医･第二生理)（６）Ca2+-ATPase のチャネル活性
老木成稔，清水啓史，豊島近（福井医大･生理，東京大･分子細胞生物研)（７）カルシウムシグナルのコーディングとデコーディング機構
飯野正光（東京大･医学系研究科・細胞分子薬理)（８）細胞の機能調節におけるプロトンチャネルの役割
久野みゆき，森畑宏一，森啓之 (大阪市大･院･医･分子細胞生理)（９）恐山湖産ウグイの酸性適応機構の解明
平田拓 1，小野俊浩 1，仲里猛留 1，猿田洋子 1，金子豊二 2，平野哲也 2,
若林繁夫 3，重川宗一 3，広瀬茂久 1（1 東京工業大･生命理工学研･生体システム専攻，2 東京大･海洋研究所，3 国立循環器病センター･分子生理)（10）内向き整流性 K+チャネル Kir7.1 の生理機能解明に向けて
鈴木喜郎，中村信大，大方香代子，藤乗嗣泰，河原克雅，広瀬茂久（東京工業大･生命理工，東京大･医･腎臓内分泌内科，北里大･医･生理）（11）血管系に発現するスフィンゴシン-１-リン酸受容体群による細胞運動調節とそのシグナリング
多久和陽，岡本宏之，多久和典子，杉本直俊，櫻田惣太郎（金沢大･医･第一生理)（12）新規亜鉛バイオイメージングプローブ
菊地和也，平野智也，長野哲雄（東京大･大学院薬学系研究科)(13）“TBA”
宮脇敦史（理化学研究所･脳科学総合研究センター)【参加者名】

毛利達磨（生理研・細胞内代謝），菊地和也（東京大・大河原克雅（北里大・医），宮崎俊一，尾田正二，河内全学院薬学系研究科），飯野正光，橋本彰子．冨田太一郎（東（東京女子医大），泉井亮，菅世智子（弘前大・医），小島

京大・医学系研究科），広瀬茂久，平田拓，鈴木喜郎（東至，最上秀夫，山田聡子，張恵（群馬大・生体調節研），

京工大・生命理工学），河西春郎，根本知己，高橋倫子

195生理学研究所年報（生理研・生体膜），多久和陽，龍泰治，桜井華奈子，有市大・院・医・分子細胞生理），宮脇敦史，水野秀昭，日川佳代（金沢大・医），老木成稔（福井医科大），黒崎知

野美紀，沢野朝子（理化学研・脳科学総合研究センター・博（関西医大），久野みゆき，森畑宏一，森 啓之（大阪細胞機能），吉田繁（長崎大・医）【概要】
Ca2+シグナル研究会は，細胞内 Ca2+シグナルの持つ多Ca2+研究の新しい展開を予感させた。一方，Ca2+シグナ

彩な機能調節を上回る，多能な機能研究者集団である。

ルコーディングとデコーディングは，Ca2+シグナルの多Ca2+の持つ広範な細胞機能の調節能力をいろんな角度か

彩な機能調節の仕組みを読み解く「鍵」を提示し，示唆

2+

ら議論し，有益な情報を交換する。細胞内 Ca 振動と2+2+に飛んだ内容であった。新しい実験技術の紹介と実験デMn の役割，あるいは細胞内 Zn イメージング技術の開ータの解釈を巡った質の高い議論は，元祖「Ca2+シグナ

発など，Ca2+の調節能を側面から調べる重要性を示し，ル研究会」の魅力である。

(1) 2 光子励起法による外分泌腺開口放出の研究
根本知己*，木村良一，伊藤公一，立川光，宮下保司，飯野正光，河西春郎*（*生理研･生体膜，東京大･医学系研究科･薬理)膵臓外分泌腺腺房標本の開口放出を多光子励起法を用

開口放出が誘発される。一方，
培養プルキンエ細胞では，

いて可視化した所，Ω状の開口放出は元よりあった腺腔

カルビンディンの飽和によりマイクロモル以上の Ca2＋

面のみでなく，既に形成されたΩ構造の上に頻繁に形成

濃度上昇が非線型に起きる。この様に生理的な範囲のされ，開口放出が連鎖的に起きる逐次開口放出が主たる

Ca2＋濃度上昇は fura-2 や fluo-3 を飽和させる程大きいこ

開口放出の様式であることがわかった。開口放出を起ことがあるが，in vivo の Rmax や Fmax は in vitro より小さ2+

2+

す Ca 振動においては 5 マイクロモル以上の Ca 濃度上いのでこの飽和は見逃されやすい．

昇が顆粒領域内層にまで及び，これにより内層への逐次(2) アセチルコリンによる膵β-cell の脱分極発生機構:
2+2+

Ca の Ca 流入に対する positive feedback system
泉井亮，菅世智子，菅野隆浩（弘前大･医･第一生理)

アセチルコリン（ACh）は，ラット膵β-cell のインスる電流抑制は GDPβS，U73122，heparin によって消失

リン分泌を促進する。この過程では脱分極に伴ってβした。3) Inside-out mode で膜内側の Ca2+を 10nM から-cell に流入する Ca2+の役割が大きいが，ACh による脱分

10μM にすると KATP 活性は減少した。これらの結果か

極発生のイオン機構やこれに関係する細胞内情報伝達機

ら，ACh による脱分極は IP3 によって放出される Ca2+が構については明らかではない．そこでこの点を電気生理

KATP の ATP 感受性を促進することで KATP 活性が低下学の手法を中心に検討した。その結果，1) ACh（0.01-10

することによると考えられる。この脱分極は L-type Ca2+μM）は whole-cell mode で記録された ATP-sensitive K+

channel を開口して Ca2+流入を促進する。すなわち，AChchannel (KATP) 電流を，電極液の EGTA が 0.5mM のとき

によるラット膵β-cell の Ca2+ signaling では Ca2+の Ca2+は抑制したが，10mM では抑制しなかった。2)ACh によ

流入に対する正のフィードバック機構が働いている。

196

第 22 巻 (Dec, 2001)(3) 単一膵β細胞におけるインスリン分泌の解析
最上秀夫，張目的：細胞内カルシウムイオン（Ca2+）濃度の上昇とジ ア シ ル グ リ セ ロ ー ル (DG) に よ り 活 性 化 さ れ る恵，山田聡子，小島至（群馬大･生体調節研)にした。同時に fura-2 にて細胞内 Ca2+動態をモニターした。

conventional PKC(cPKC)は，広範な細胞機能の調節に関

結果：脱分極刺激による Ca2+influx により惹起される

与している。今回，我々はインスリン分泌細胞において

Ca2+オシレーションによって PKC の活性化が起こった。

グルコースによるインスリン分泌活性化機構を細胞内

PKC の活性化には 400nM 以上の細胞内 Ca2+濃度上昇がCa2+動態と cPKC 一つである PKCαの活性化の観点から必要であった。高濃度グルコース存在下でその活性化は検討した。

さらに高まった。

方法：インスリン分泌細胞 (INS-1) に PKCα-GFP を

結論：インスリン分泌細胞においてグルコースによる

導 入 し て ， 細 胞 質 か ら 細 胞 膜 へ の PKC α -GFP のPKC の活性化を介したインスリン分泌活性化機構の存translocation とインスリン分泌を PKCαの活性化の指標

在が示唆された(4) BCR を介するカルシウムシグナルの分子的解析
黒崎知博（関西医大・肝研・分子遺伝)
私達は既に，BCR により誘起されるカルシウム動員にBCAP はその移行に必須の役割を担っている。GEM

は PLC-γ2 と Phoshoinositide 3-kinase (PI3K) の二つの

fraction には Trp channel が豊富に存在しているという報経路が活性化されることが必須であることを明らかにし

告もなされており，GEM fraction がカルシウムシグナルてきた。今回 DT40 B 細胞を用いて遺伝学的・生化学的発生に重要な分子群を集積する場として機能しているこ解析を行うことにより２つのことを明らかにしてきた。

とが予測される。２）DT40 B 細胞に Trp1 channel が発

１）PLC-γ2, PI3K が活性化されるためには刺激依存性

現しており，この欠損細胞は ER からの calcium releaseに choresterol-rich な特殊な膜各群である GEM fraction

も細胞外からの calcium influx も阻害され，重要な機能をに移行することが重要であり，アダプター分子 BLNK,担っていることが示された。

2+

2+

2+

(5) マウス卵の Ca oscillation における Ca /Mn

influx・release

毛利達磨 1，白川英樹 2，尾田正二 2，宮崎俊一 1,2(１生理研・細胞内代謝，2 東京女子医大・第二生理)
ハムスター精子抽出物 (SE) をマウス卵に顕微注入した Mn2+も Ca2+と同様に ER に取り込まれさらに遊離され受精時と同様な Ca2+振動を起させ，Mn2+による Fura-2

ることを示した。イノシトール三リン酸 (InsP3) の注入

2+2+の蛍光消退を用い Ca /Mn 動態を測定した。細胞内による一過的な Ca2+増加は，一過的な Mn2+流入のみを

Mn2+濃度の増加につれそれぞれの Ca2+増加に伴う Mn2+誘起した。また Ca2+ストアーの枯渇による顕著な Mn2+振動が見られた。この時 Mn2+流入は持続的であり静止時

流入は容量性 Ca2+流入機構の存在を示唆した。結論としに比べ 2-3 倍増大していた。この結果は Ca2+と Mn2+の競て，マウス卵の Ca2+振動時には最初の大きな Ca2+遊離時合的阻害条件下で，流入排出を仮定したモデルで数値的に，容量性 Ca2+流入機構により，Ca2+流入が引き起こさにシミュレーションできた。すなわち，細胞内に流入しれ，持続的な Ca2+流入が継続されることがわかった。

197

生理学研究所年報

2+(6) Ca -ATPase のチャネル活性
老木成稔・清水啓史・豊島近（福井医大･生理，東京大，分子細胞生物研)
筋小胞体 Ca2+-ATPase は，ある条件下では Ca2+の受動

maleimide (PMI：システイン残基修飾剤)で修飾すると的な輸送路となることが筋小胞体ベシクルを用いた

Ca2+流束が著明に増大した。脂質平面膜に再構成し電圧Ca2+流束の実験から示されてきた。Ca2+-ATPase の一次固定法でイオン電流を測定した。電位ステップによって構造上，ポンプ活性に関わる負電荷残基が同定され，こ

時間非依存性電流が測定でき，その電流−電圧特性は弱2+れらの残基は Ca チャネルの選択性フィルター部に相2+い整流性を示した。この電流は流束実験に一致して，同な構造を持つ．Ca -ATPase の受動輸送機構を明らか

thapsigargin や Ca2+で抑制された。Ca2+-ATPase の立体構にするために精製 Ca2+-ATPase を用いて実験を行った。

造をもとに Ca2+の透過機構について検討する。

精 製 Ca2+-ATPase を リ ポ ソ ー ム に 再 構 成 し ， pyrane(7) カルシウムシグナルのコーディングとデコーディング機構
飯野正光（東京大学医学系研究科・細胞分子薬理)

細胞内カルシウムシグナルは，カルシウムウエーブ・

自身の形成機構にフィードバックをかけることが重要でオシレーションといった時間的・空間的ダイナミズムをあることを我々は示してきた。すなわち，IP3 受容体自身

示し細胞機能を制御している。細胞に対する入力に応じ及び IP3 産生機構に対するフィードバック効果である。

てカルシウムシグナルがどのようにコードされるか，まこのメカニズムの分子レベルの解明が進んでいる。さらたそれが細胞機能へどのようにデコードされるかは，細に，複雑なカルシウムシグナルをデコードするメカニズ

胞の生理機能制御を理解するうえで基本的に重要な問題

ムについて，カルシウム依存性転写因子である NF-AT にである。多種の細胞応答では，細胞内イノシトール三リ

ついて解析を進めたところ，特徴的な検出機構があるこン酸（IP3）に引き続いてカルシウムシグナルが生じる。

とが明らかになってきた。

このコーディング機構においてカルシウムシグナルが，(8) 細胞の機能調節におけるプロトンチャネルの役割
久野みゆき，森畑宏一，森啓之（大阪市大･院･医･分子細胞生理)
膜電位依存性プロトン（H+）チャネルは，脱分極によ+

流量は phenotype によって大きく異なり,また記録中に電って開口し短時間に大量の H 排出能をもつユニークな

流量の fluctuation が見られるなど，チャネル活性は細胞pH 調節機構である。中枢神経系の phagocyte であるミク内外の環境に鋭敏に反応して変動する。起電性+

ログリア,骨組織の H 分泌細胞である破骨細胞，ヒスタ

H+-ATPase の H+-translocation 能を担う c-subunit と比較

ミン分泌細胞であるマスト細胞はいずれも H+チャネル

すると，H+チャネルは細胞内アシドーシスからの迅速なを発現している。通常は pH の変動による feedback 機構

回復に威力を発揮した。

+

で制御されているが，いずれの細胞でも H チャネル電198

第 22 巻 (Dec, 2001)(9) 恐山湖産ウグイの酸性適応機構の解明
平田拓 1，小野俊浩 1，仲里猛留 1，猿田洋子 1，金子豊二 2
平野哲也 2，若林繁夫 3，重川宗一 3，広瀬茂久 1（1 東工大・生命理工，2 東大・海洋研，
3

国立循環器病センター・研・分子生理）恐山（青森）のカルデラ湖に生息するウグイは pH3.5ともない NHE3 と NBC の発現量が顕著に増大しており，という極めて過酷な硫酸酸性に適応する能力を持つ．こまた，免疫組織染色より，NHE3 は塩類細胞の頂端部に，の恐山ウグイの酸性適応機構解明の手がかりを得るため

NBC は基底膜側に特異的に発現していることを確かめに，外界とのイオン輸送に重要な役割を果たしているとた。鰓の塩類細胞において，NHE3 は外界から Na＋を取考えられる鰓で，H＋と HCO3- の輸送がどのように行わり込むのと交換で H+ を排出し，NBC は取り込まれたれているかを，各々のイオン輸送を行っていると考えら

Na＋と一緒に pH 緩衝剤として働く HCO3- を血中に送りれる Na+/H+ exchanger 3 (NHE3) Na＋/HCO3- cotransporter

込むことで，効率よく血液及び体液の酸性化を防ぎ，生(NBC) に注目し調べた。ノーザン解析より，酸性適応に存を計っているものと推定される。

(10) 内向き整流性 K＋チャネル Kir7.1 の生理機能解明にむけて
鈴木喜郎 1,3)，中村信大 1)，大方香代子 1),
藤乗嗣泰 2)，河原克雅 3)，広瀬茂久 1)（1)東工大・生命理工 2) 東大・医・腎臓内分泌内科
3)

北里大・医・生理)内向き整流性 K+チャネル Kir7.1 は，近年 EST データ

領域の解析を行った。その結果，細胞内 cAMP 上昇によ

ベースより同定され，特徴的なポア配列を持つこと，おり転写活性が増加した。さらに，甲状腺由来細胞株

よび甲状腺，小腸粘膜，脈絡叢などに発現していること

FRTL-5 において，TSH 刺激により内在性 Kir7.1 の mRNA+から，新しい上皮型 K チャネルとして注目されている。
+

およびタンパク量が増加した。これらのことから Kir7.1

今回私達は，この K チャネルが細胞のどのような要求には甲状腺機能そのものに関与することが強く示唆され，よって発現してくるのかを明らかし，その生理機能を推

ヨード輸送の際の K+リサイクルを行っているのではな

定するために，ラット Kir7.1 遺伝子とそのプロモーター

いかと推測された。

(11) 血管系に発現するスフィンゴシン-１-リン酸(S1P)受容体群による細胞運動調節とそのシグナリング
多久和陽，岡本宏之，多久和典子，杉本直俊，櫻田惣太郎(金沢大・医・第一生理)

私達が以前に血管平滑筋よりクローニングした

ル，平滑筋トーヌスなどに影響する。S1P は血漿中に高Orphan G タンパク共役型受容体 AGR16/EDG5 は，生理濃度で存在し，また様々な活性化細胞によって細胞外に活性脂質 S1P に対する受容体であることを見い出した。

放出される。EDG5 は 8 つのメンバーからなる EDG ファ

S1P は様々な細胞の増殖・分化・骨格・運動・サバイバ

ミリーに属するが，EDG1, EDG3, EDG8 は EDG5 と同様

199

生理学研究所年報に S1P 受容体であり，これに対して EDG2, EDG4, EDG7系に共役するが，Rho ファミリー低分子量 G タンパクへ

は LPA 受容体であることが明らかとなった。EDG1,3,5の共役は EDG 受容体サブタイプによって様々に異なり，

2+はいずれも Gi もしくは Gq を介して PLC/Ca /DAG, MAPK

その結果細胞運動におよぼす作用が全く異なる。

(12) 新規亜鉛バイオイメージングプローブ
菊地和也・平野智也・長野哲雄 (東大・院薬)細胞の内外に存在する遊離の Zn2+が細胞死や神経伝り，ZnAF-1，ZnAF-2 ともに極大励起波長 (492 nm) 及び達に関与していることが報告されてきたが，その動態，

極大蛍光波長 (514 nm) は変化せず，蛍光強度は容量依作用機序に関しては仮説の段階である。そこで我々は，存的にかつ瞬時に増大した。中性付近の pH では蛍光強生理的条件下で瞬時に反応する可視光励起型蛍光プロー度は安定した。Ca2+等の生体内に存在する金属イオンをブ分子の開発を行った。Zn2+のアクセプターとして Zn2+

加えても，蛍光強度は変化せず，これらの金属イオンとと瞬時に選択的に結合する TPEN 類を選択し，蛍光団とZn2+を共存させてもほとんど影響を与えなかった。細胞して fluorescein 類を用いた蛍光プローブ (ZnAF-1，

応用についても報告する。

2+

ZnAF-2) をデザイン・合成した。Zn を加えることによ(13) “TBA”
宮脇敦史（理化研脳科学総合研究センター細胞機能探索技術開発チーム)
GFP をベースに Ca2+指示薬を作製する際の，２つのアることが示された。第２に GFP のβ- can 構造にメスをプローチを報告する。第１に，オワンクラゲ GFP の入れたものに，Ca2+センサーとしてのカルモデュリンと

mutant の一つであるサファイアをドナー，六放サンゴかその標的ペプチドを組み込み，Ca2+濃度に従って蛍光特ら得られた RFP をアクセプターにすると非常に効率の性を変える GFPよい FRET が実現できることを見出した。サファイア，

蛍光強度が増大する

RFP を組み込んで作製された Red cameleon は，pH 変化

る inverse-pericam’，色が変わる２波長励起１波長測光

2+が激しく起こる神経細胞での Ca イメージングに適す

200

型の

pericam’を創り出した。Ca2+によってflash-pericam’，蛍光強度が減少す

ratiometric-pericam がある。

第 22 巻 (Dec, 2001)

6. 神経科学研究の新しいアプローチ
2000 年 9 月 29 日− 9 月 30 日
代表・世話人：畠中
所内対応者：池中寛（大阪大学蛋白質研究所)

一裕（国立岡崎共同研究機構・生理学研究所)（１）NMDA 受容体発現細胞におけるキスカル酸の作用工藤佳久（東京薬科大学生命科学部)（２）エバネッセンス顕微鏡で見た GFP 標識顆粒の分泌動態坪井貴司（浜松医科大学光量子医学研究センター)（３）初代培養神経細胞を用いたスパイン形成の解析
白尾智明（群馬大学医学部行動分析学教室)（４）痛みと ATP 受容体
井上和秀（国立医薬品食品衛生研究所薬理部，九州大学大学院薬学研究院)（５）LTP, depotentiation, LTD の molecular disection, substitution−"ＬＴＰ−カクテル" と多重分子カスケードのスウィッチング黒田

洋一郎（東京都神経科学総合研究所・分子神経生物)（６）脊髄背側からのオリゴデンドロサイト分化抑制因子の解析
和田圭樹（国立岡崎共同研究機構・生理学研究所・神経情報部門)（７）小脳顆粒細胞のアポトーシスにおける p38 の役割
山岸覚（大阪大学蛋白質研究所蛋白質生合成部門)（８）神経伝達物質放出における PI 3-キナーゼの役割板倉誠（三菱化学生命科学研究所)

2+（９）脳内での Ca ／カルモデュリン依存性プロテインキナーゼ II の多様性とその生理的意義山本

秀幸（熊本大学医学部第一薬理)川合亮（東海大学大学院理学研究科)（10）In-vitro 条件付けによる神経細胞形態のダイナミックな変化（11）ニューロトロフィンによる神経伝達調節沼川

忠広（大阪大学蛋白質研究所生合成部門)（12）開口分泌機構への新しいアプローチ
熊倉

鴻之助（上智大学生命科学研究所)（13）グルタミン酸受容体サブユニット GluRB のカルボキシル末端の局在における役割の解析
清末和之（大阪工業技術研究所

脳神経工学ラボラトリー)（14）シナプトソームに濃縮される mRNA の探索とその翻訳解析
石本哲也（通産省・大阪工業技術研究所・脳神経工学ラボラトリー)（15）Differential display 法を用いた神経可塑性関連遺伝子群の探索とカタログ化
松尾亮太（三菱化学生命科学研究所)【参加者名】
松尾亮太（三菱化学生命化学研），工藤 佳久（東京白研），畠中寛（大阪大・蛋白研），土屋

薬大・生命科学），坪井 貴司（浜松医科大・光量子），

薬大・生命科学），植田榊原厚（東海大・開発工学），三浦 正幸（大阪大・医），亮（東海大），白尾清末

和之（大阪工業技術研），松本 知也（大阪大・蛋

菱化学生命研），板倉礼美（東京

敦子（大阪工業技術研），川合智明（群馬大・医）
，高橋

正身（三

誠（三菱化学生命研），植村慶

201生理学研究所年報

一（慶応大・医），黒田 洋一郎（東京都神経科学総合研・（大阪大・蛋白研），横幕

分子生物学），熊倉 鴻之助（上智大・生命研），山本 秀

忠広（大阪大・蛋白研）藤井幸（熊本大・医），井上 和秀（国立医薬品食品衛生研），（大阪大・蛋白研），岸本

田口理研），笹川展幸（上智大・生命研），高橋

理研）
，河西

春郎（生理研）隆久（通産省・工業技術院），関野 祐子（群馬大・医），石本哲也（大阪工業技術研），工藤 卓（大阪工業技術研），寺川 進（浜松医科大・光量子），山岸大作（大阪大・蛋白研），沼川聡（山形大・医），榎戸 靖

拓哉（生理研），畠山 淳（生
倫子（生

覚

【概要】
脳の形成とその機能を明らかにする上で，近年の技術な異なった角度からのアプローチをとる研究者が会しての進歩と研究方法の多様化が重要な役割を果たしている

情報を交換し，成果の位置づけと今後の展開を討議する

ことは論を待たない。分子生物学的手法による分子レベことが重要である。

ルの解析から，光学的手法，電気生理学的手法を用いた本研究会では，このような様々な角度から研究を行っ

細胞レベルの解析，組織培養を用いた組織レベルの解析ている研究者がそれぞれの最新の成果に基づいて発表討等，様々なレベルで多様な方法によりアプローチが行わ

議を行い，一層の発展を計ることを目的として行われた。

れ，新しい展開が行われている。したがって，このよう(1) NMDA 受容体発現細胞におけるキスカル酸の作用工藤佳久（東京薬科大学・生命科学部)

NMDA 受容体の e1 サブユニットと z1 サブユニットの内カルシウム濃度が上昇し，さらに，キスカル酸を適用

遺伝子の上流に HSP70 を繋いだ遺伝子を導入した CHO

すると明らかなカルシウム濃度の上昇が生じた。この作

細胞に 43℃で約 30 分熱刺激を与えることによって，用は NMDA 受容体拮抗薬，APV で抑制され，また，G

NMDA 受容体を発現させた。この受容体の発現は NMDA

−タンパク質連動型グルタミン酸受容体拮抗薬，MCPGを適用した場合の細胞内カルシウムイオン濃度の上昇をでも抑制された。さらに IP3 受容体の抑制薬である

指標として確認できた。この細胞に，AMPA や Kainate

2-APB でも抑制されることを確かめた。
これらの結果は，を適用してもまったくカルシウム濃度の変動は生じなか

NMDA 受容体は何らかの形で G−タンパク質と連動してった。しかし，G−タンパク質連動型グルタミン酸受容いる可能性を示しており，NMDA 受容体を介した細胞内体作用薬，t-ACPD を適用すると，わずかであるが細胞情報伝達に別の側面があることを示唆するものである。

(2) エバネッセンス顕微鏡で見た GFP 標識顆粒の分泌動態
坪井

貴司，寺川

進（浜松医科大学光量子医学研究センター)

分泌顆粒膜と細胞膜とが融合する時の分泌顆粒の動態

放出反応を引き起こさせると，アクリジンオレンジ染色を，対物レンズ照明型エバネッセンス顕微鏡を用いて観したインスリン顆粒は，突然蛍光強度をゼロにまで減ら察し，解析を行った。ラット膵島細胞腫 INS-1 細胞の分す反応を示した。この時，33〜100 ミリ秒間その蛍光強泌顆粒をアクリジンオレンジで蛍光染色し，また，顆粒

度が一瞬増加するという反応が先行していた。一方膜上に存在する蛋白である phogrin に GFP を融合させた

phogrin-GFP 融合タンパクの蛍光強度は，刺激後約半分

ベクターを作成し，これによる蛋白の強制発現後に膜近に減少し，その後ゆっくりとした減少を続けて，30 秒後

傍の GFP 分子の蛍光像も観察した。電気刺激により開口にほとんど観察できないレベルになった。以上から単一

202

第 22 巻 (Dec, 2001)

顆粒の開口放出ダイナミクスを考察する。

(3) 初代培養神経細胞を用いたスパイン形成の解析
白尾

智明，関野

祐子（群馬大学医学部・行動分析学教室)

樹状突起のフィロポディアからスパインに変換する際ンの発達に伴い神経系に特徴的なアクチン結合蛋白ドレのアクチン細胞骨格の変化を初代培養神経細胞を用いてブリンがスパインに局在するようになることがわかった。

解析した。フィロポディアにおいてはアクチン束化蛋白

また，ドレブリンの発現量を変化させることにより，ス

ファッシンが主要なアクチン結合蛋白であるが，スパイパインの形態変化が誘導されることもわかった。

(4) 痛みと ATP 受容体
井上 和秀（国立医薬品食品衛生研究所薬理部・九州大学大学院薬学研究院)

近年，痛みを伝える神経（後根神経節（DRG）ニュー

枢端での痛み伝達促進作用に貢献している。2. 中型のロン，三叉神経節ニューロン）に限局して発現する ATP

DRG ニューロンでは P2X3 と P2X2 がヘテロマーのイオ受容体サブタイプ P2X3 が発見されて，ATP 受容体と痛ンチャネルを形成し，異痛症（アロディニア：普通は痛みの関係がにわかに注目されるようになった。我々はこみとして感じない触刺激を痛烈な痛みとして感じてしま

れまでに次のことを明らかにした。1. Ｃ−線維をもつ小う病態）を引き起こしてしまう．本会では，P2X3 の痛型の DRG ニューロンでは P2X3 がホモマーのイオンチャ

みに対する関与をさらにオリゴヌクレチド・アンチセン

ネルを形成し，末梢での痛み発現と熱疼痛過敏反応，中ス法を in vivo に適用した結果を交えて報告し討論する。

(5) LTP,depotentiation,LTD の molecular dissection, substitution−"ＬＴＰ−カクテル" と多重分子カスケードのスウィッチング黒田

洋一郎（東京都神経科学総合研究所・分子神経生物)藤井聡（山形大学医学部・生理)

海馬切片で観察される LTP,depotentiation,LTD などは成を含むシナプス可塑性への役割について検討し，ＡＴ

記憶の基礎過程と考えられ，その分子・細胞メカニズム

Ｐは ecto-proteinkinase の基質となりシナプス膜機能蛋については多くのモデルや研究が発表されているが矛

白の細胞外ドメインを燐酸化することによって，シナプ

盾・相反・不明な点も多く，２１世紀に持ち越されたこス形成を促進している可能性にまず気付いた (Kuroda,

れからの分野である。シナプスの可塑的変化は刺激の頻etal., Neurosi.Let. 135, 255, 1992)。ＬＴＰの長期保持に度にまず依存するので，刺激によってシナプス間隙に放denovo のシナプス形成を含むシナプスの形態変化が重出される分子群とその代謝物，および刺激頻度に依存す要なので，ＡＴＰの海馬ＣＡ１シナプス可塑性への影響

るそれらの濃度が，これらの現象の trigger になっている。

を調べた。ＡＴＰ添加のみで長期に継続するＬＴＰが誘

欧米中心のこれまでの研究では，この trigger 分子として導 で き る こ と が わ か り ， こ の ATP-induced LTP ははグルタミン酸のみが考えられ，同時に放出されている

ecto-proteinkinase 阻害剤添加で起こらなくなり，かつ電

ＡＴＰは無視されていた。演者らはＡＴＰのシナプス形

気刺激で誘導されたＬＴＰも同様に ecto-protein kinase203

生理学研究所年報

阻害剤で阻止された。(Fujii, et al. Neurosci. Let. 187, 130,

解 産物であるアデノシンもＬＴＰ形成の調節，ことに133, 1995)。しかし ATP-induced LTP はテスト刺激なしに

E-Sdissociation，に各種アデノシン受容体が関与しているは起こらなかったので，電気刺激によるＬＴＰ形成を化(Fujii, etal., J.Physiol. 521, 451, 1999)こともわかり，ＬＴ

学物質添加のみに置き換えるがでＰをはじめとする海馬シナプス可塑性の分子・細胞メカ

きるかどうかを試した。ＡＴＰとＮＭＤＡのみで電気刺ニズムは，時間経過の異なる多重な分子カスケードの巧

激なしにＬＴＰが形成された。ＡＴＰのシナプスでの分

みなスウィッチングによるものと思われれる。

ＬＴＰ−カクテル(6) 脊髄背側からのオリゴデンドロサイト分化抑制因子の解析
和田

圭樹，鹿川

哲史，清水

健史，池中

一裕

（岡崎国立共同研究機構・生理学研究所・神経情報部門)

オリゴデンドロサイトは，脳内で非常に限局した領域から発生してくることがこれまでに知られている。我々

因子としての活性を見いだすことが出来なかった。現在，因子の同定を試みている段階である。

はオリゴデンドロサイトの領域特異的な発生がどのよう以前から，脊髄でのオリゴデンドロサイト発生は腹側にして制御されているのかを調べるために，マウス胎生のフロアプレートからのソニックヘッジホッグやニュー

12 日目の延髄から頸部脊髄領域を用いる組織片培養を

レギュリンにより促進的に制御されていることが報告さ行った。その結果，脊髄背側領域がオリゴデンドロサイ

れている。今回の発表では，脊髄腹側からの分化促進因

ト数を抑える活性を持つことを見いだした。そこで，脊子と背側からのオリゴデンドロサイト分化抑制因子との髄のルーフプレートから分泌される因子として知られる

バランスによって，グリア細胞の脊髄での背腹軸に沿っ骨形成因子（ＢＭＰ）をその一つの候補として調べたとた分化制御が神経細胞同様に行われていることを提唱す

ころ，我々の培養系でのオリゴデンドロサイト分化抑制る。

(7) 小脳顆粒細胞のアポトーシスにおける p38 の役割
山岸覚（大阪大学蛋白質研究所・蛋白質合成部門)

培養ラット小脳顆粒細胞は，脱分極刺激である高カにアポトーシスを抑制することを見出した。また，このリウム（26 mM）条件下において長期間培養するに従い

アポトーシスの系において，SB203580 の添加により転成熟する。成熟後，培地中のカリウム濃度を下げる

写因子 c-Jun のリン酸化上昇が抑制されること，
さらに，（5mM）ことにより，急速なアポトーシスを誘導するこ

p38 MAPK が c-Jun をリン酸化し得ることを観察した。

とができる。我々はアポトーシス誘導後 3 時間において以上の結果は，p38 MAPK が小脳顆粒細胞の低カリウム

p38 MAPK のリン酸化が顕著に上昇すること，
そして p38

によって生じるアポトーシスにおいて重要な役割を果た

MAPK の特異的阻害剤である SB203580 が，濃度依存的していることを示唆している。

204

第 22 巻 (Dec, 2001)(8) 神経伝達物質放出における PI 3-キナーゼの役割
板倉 誠，大西 浩史，関口

真理子，山森

早織，片岡
網野

高橋

正和（三菱化学生命研究所)

真也（東京大学大学院・総合文化)

正身（三菱化学生命研究所，東京大学大学院・総合文化)

イノシトールリン脂質は，さまざまな情報伝達系にお質放出が促進された。しかしながら，その促進機構は少いてセカンドメッセンジャーとして働いている。神経伝

なくとも２つ存在すると考えられた。すなわち NGF に

達物質の放出においても PIP 5-キナーゼが産出する PI

よる促進では PI 3-キナーゼと MAP キナーゼが協同して(4,5) P2 がプライミングステップに関わっていると考え働くのに対し，IGF-1 による促進では MAP キナーゼの活られている。そこで，神経伝達物質放出への PI 3-キナー性化は必要でなかった。さらに PI 3-kinase は細胞膜ではゼの関与について検討を行った。結果，NGF および IGF-1なく細胞質中，おそらくは分泌小胞膜上で働いていると処理による PI 3-キナーゼの活性化によって神経伝達物

思われる。

2+

(9) 脳内での Ca ／カルモデュリン依存性プロテインキナーゼ II の多様性とその生理的意義
山本 秀幸，竹内 有輔，田渕博孝，宮本英七（熊本大学・医学部・第一薬理学教室)

Ca2+ ／カルモデュリン依存性プロテインキナーゼ IIされる。我々はデルタサブユニットの研究を中心として，(CaM キナーゼ II) は脳内に多量に存在し，神経可塑性や可変領域のアミノ酸配列により各アイソフォームの細胞

神経伝達物質の放出に関与することが示唆されている。

内局在と生理機能が決定されている可能性を検討してき

CaM キナーゼ II には，遺伝子の異なる 4 種類のサブユニ

た。今回，アストロサイトや NG108-15 細胞および，イットが見いだされている。それぞれのサブユニットにつンスリン分泌細胞などの培養細胞株で多量に発現していいて，調節領域の後に可変領域が存在し，この部位のス

るアイソフォームと核移行シグナルを有するアイソフォ

プライシングの違いにより複数のアイソフォームが形成

ームの細胞内局在と生理機能について報告する。

(10) In-vitro 条件付けによる神経細胞形態のダイナミックな変化川合榊原亮（東海大学大学院・理学研究科)

学（東海大学・開発工部・生物工学科)

我々は BDNF が培養小脳顆粒細胞より興奮性の神経伝

タミン酸を共輸送する。そこで Na の細胞内動態を解析

達物質であるグルタミン酸の放出を引き起こすことを既したところ，BDNF により顕著な Na の流入が観察され，に報告している。今回，BDNF によるグルタミン酸放出

TTX で阻害された。以上の結果から BDNF は TTX 感受作用がいわゆる開口放出の機構ではなく，グルタミン酸

性の Na チャネルを介して Na 濃度を上昇させ，それによトランスポーターの逆転によるものであることを見い出るトランスポーターの逆転機構でグルタミン酸放出を引した。グルタミン酸トランスポーターの阻害剤（t-PDC）

き起こしていると思われる。BDNF は開口放出機構の調で BDNF のグルタミン酸放出効果は完全に抑制された。

節だけでなく，短期間においてトランスポーターを逆転

また，もう一つの阻害剤 DL-TBOA でも放出は完全に抑させることでも興奮性シナプスの制御に関与している可制された。グルタミン酸トランスポーターは Na とグル能性がある。

205

生理学研究所年報(11) ニューロトロフィンによる神経伝達調節沼川
畠中

忠広（東海大学大学院理学研究科)

寛（大阪大学蛋白質研究所・生合成部門)

光と振動をそれぞれ条件刺激（CS），無条件刺激（UCS）

な変化を観察するため，B 型視細胞と有毛細胞をそれぞとするウミウシの連合学習は，摘出した単離脳標本でも，れ Alexa-488,Alexa-594 で細胞内同時染色して，それらのCS と UCS の組刺激により B 型視細胞で持続的な興奮性

機能的結合を確認した後，レーザー共焦点顕微鏡で形態の増大が観察され，in-vivo と同じ生理学的特徴を示す。

の立体像を観察した。そのような標本に 5 回の CS-UCS

我々は，in-vivo で報告のある B 型視細胞軸索終末の刺激対で条件付けを行い，その後の形態変化を時間経過

focusing が，in-vitro 系でも起こるかどうか，起こるならに従い観察した。その結果，in-vitro 条件付けによってもその時間的な経過はどうか，B 型視細胞とシナプス結合

focusing が起こること，その形態変化は予想した時間経する平衡胞有毛細胞との結合状態などを検討した。動的

過より早いものであることが明らかとなった。

(12) 開口分泌機構への新しいアプローチ
熊倉

鴻之助（上智大学・生命科学研究所)

我々はこれまで，開口分泌機構の研究手法として，高して，我々は CALI 法による SNAP-25 の不活性化の適透過性クロマフィン細胞の内部環境を特異抗体や機能ペ用を試み，２５％の機能阻害を観察した。一方，分泌機

プチドの等によって操作し，分泌機能への影響を解析し能測定の手法として，単一細胞からの開口分泌をカーボてきた。この手法は，分泌の素過程を解析できる点で効

ンファイバー電極による電気化学的な測定解析，および果的であるが，例えば機能阻害抗体の作成が難しいこと，

蛍光標識分泌顆粒の可視的運動測定による解析を進めて高透過性細胞の分泌過程が全く生理的であるか等の問題いる。これらの手法でえられた結果を踏まえて，新しい点もある。これらの問題点を克服して解析をする手法とアプローチについて考察する。

(13) グルタミン酸受容体サブユニット GluRB のカルボキシル末端の局在における役割の解析
清末 和之，田口隆久（大阪工業技術研究所・脳神経工学ラボラトリー)

受容体分子のシナプスへの局在機構，組み込み機構はえられ，GluRB のＣ末端の受容体分子局在における役割

シナプス機能発現，特に可塑性発現機構において重要でを検討するため，ＧＦＰとのＣ末端の融合蛋白質を作成ある。近年の研究により，受容体分子と結合する分子がした。野生型Ｃ末端をもつＧＦＰのシグナルは，主にＴ多く発見さているがその役割はほとんど解明されていなＧＮに多く見られ，一方，変異型は，細胞膜に多く分布い。我々は，海馬錐体細胞に GluRB 分子のカルボキシル

していた。この結果は，Ｃ末端の１残基が受容体分子の末端（Ｃ末端）のリン酸化相同ペプチドを細胞内へ投与

細胞内外の局在において重要であることを示しており，することによって長期増強の発現をが増強される事を報

リン酸化によって分布を制御するメカニズムの存在が示告した。一つの可能性として，LTP 発現において多くの唆される。

受容体分子をシナプスへ組み込んだことによることが考206

第 22 巻 (Dec, 2001)(14) シナプトソームに濃縮される mRNA の探索とその翻訳解析
石本 哲也，田口 隆久（通産省・大阪工業技術研究所・脳神経工学ラボラトリー)
神経細胞内において特定の数種の mRNA が樹状突起濃縮されていることがわかった。また，培養神経細胞やに選択的に輸送されることが近年明らかになってきた。

海馬スライスを用いた in situ hybridization による解析の

これらの mRNA の神経細胞内での局在や翻訳調節機構

結果，これらの mRNA が樹状突起に存在していることがを解析することは神経細胞の可塑的変化の分子メカニズ

確認できた。以上の結果からこれらの mRNA がシナプスムを解明するうえで重要である。Differential Display 法を部位に輸送され，そこで翻訳されていると考えられる。

用いて，３週齢ラット前脳シナプトソーム内 mRNA と前

さらに今回，実際に樹状突起中で翻訳が起きているかを

脳全体から得られた mRNA の比較を行った結果，
Ferritin

解析するために，培養神経細胞と GFP を用いた実験系を

H chain mRNA と未知の mRNA１種がシナプトソームに構築した。そこから得られた結果についても報告する。

(15) Differential display 法を用いた神経可塑性関連遺伝子群の探索とカタログ化
松尾

亮太，村山

明子，井ノ口馨（三菱化学生命科学研究所)

記憶の長期化には脳での遺伝子発現が必要であり，記た。10 種の遺伝子のうち 5 種についてはこれまでに LTP

憶の細胞レベルでの素過程と考えられている長期増強に伴って発現誘導されることが報告されていなかったも(LTP) の維持にも遺伝子発現が必要であることが知られのであり，うち 3 種は機能未知の新規遺伝子であった。

ている。我々は長期記憶に必要な遺伝子群を明らかにすまたこれら 5 種の遺伝子の発現誘導には LTP の誘導だける目的で麻酔下，および無麻酔自由行動下のラットの海でなく持続との間にも相関が見られたことからこれらの馬に LTP を誘導し，この後に発現変化する遺伝子群を遺伝子が LTP の持続に寄与している可能性が示唆されdifferential display 法によって網羅的に探索した。麻酔下た。我々はさらにこれら 5 種の遺伝子の発現臓器特異性のラット（急性 LTP）においては表示された約 70000 バ

および脳発生段階での発現特異性などの発現特性も解析

ンドのうち 80 バンドで再現性ある発現変化が認められ，した。我々は 3 種の新規遺伝子のうちのひとつとしてク

これらはその経時的変化パターンから 7 つのグループにローニングした RING finger タンパクを Potentin と名付

分類することができた。無麻酔自由行動下のラット（慢け，これについてさらに詳細な解析を進めた。今回その性 LTP）においては表示された約 72000 バンドのうち 17

発現 profile についても報告する。我々のスクリーニング

バンドで再現性ある発現変化が認められ，クローニング

によって，さらに多数の遺伝子が LTP により発現誘導をの結果これらは 10 種類の遺伝子から成ることが判明し示す可能性が示唆され，遺伝子発現探索のツールとしてた。これら 10 種の遺伝子は全て LTP 誘導後早い時期にの differential display の有効性が示された。

発現上昇を示し，24 時間以内にもとのレベルに戻ってい207

生理学研究所年報

7. シナプス伝達の機能と分子の接点を探る
2000 年 10 月 26 日−10 月 27 日
代表：工藤
世話人：伊佐佳久（東京薬科大学生命科学部)

正（岡崎国立共同研究機構生理学研究所)（１）マウス網膜内網状層における GABAC 受容体によるグルタミン酸の放出制御
立花

政夫・松井

広

（東京大学大学院・人文社会系研究科)（２）開口放出を制御する神経終末蛋白分子
持田澄子（東京医大・第一生理)（３）エバネッセンス顕微鏡法で解析した開口放出関連顆粒タンパクの動態
坪井

貴司，寺川

進

（浜松医科大・光量子医学研究センター)（４）シナプス伝達における SNAP25 の燐酸化の役割
1

片岡正和，2 桑原玲子，2 高橋

正身（1 信州大学・工学部，2 三菱化学生命研)（５）伝達物質放出可塑性の素過程解析
八尾寛（東北大学大学院・医学系研究科)（６）Sizes of vesicle pools, rate of mobilization and recycling at the larval neuromuscularjunction of a temperature-sensitive Drosophila mutant, shibire
Yoshiaki Kidokoro, Ricardo Delgado, Carlos Maureira, Carolina Oliva, Pedro Labarca（群馬大学・医)（７）脳幹コリン作動性システムの標的と作用機構
伊佐正（生理学研究所)（８）抑制性シナプス伝達の制御機構
川口

真也，平野

丈夫（京都大学理学研究科)（９）海馬 CA1 錐体細胞におけるシナプス入力加算のイメージング
榎木 亮介，井上

雅司，工藤

佳久，宮川

博義

（東京薬科大・生命科学)（10）グルタミン酸トランスポーターの神経活動に伴うエネルギー代謝促進作用における役割
田中

光一（東京医科歯科大)（11）哺乳動物巨大聴覚中継シナプス the calyx of Held の生後発達高橋

智幸（東京大学大学院医学系・神経生理学)

高井義美（12）シナプス間結合の形成機構（大阪大学大学院医学系研究科)（13）脳皮質神経細胞移動の制御
仲嶋一範（東京慈恵会医科大・DNA 医学研・さきがけ研究２１)（14）Ca シグナリングによる CREB 依存性遺伝子発現調節とアクチン細胞骨格制御
尾藤晴彦（京都大学大学院医学研究科・高次脳科学)（15）シナプス可塑性とアクチン細胞骨格系の動態変化
深澤 有吾，斎藤 喜人，山崎 美津江，小澤史子，松尾亮太，井ノ口馨 （三菱化学生命科学研)

2+（16）海馬神経細胞への Ca 透過性 AMPA 受容体強制発現によるシナプス伝達機能の変化
岡田 隆 1,2,3，山田 伸明 1,2,，掛川

渉 1，都筑馨介 1，飯野昌枝 1，田中

光一 3，小澤瀞司 1,2（1 群馬大・医・第二生理，2JST・CREST，3 東京医科歯科大・難治研・分子神経科学)（17）シナプスでの Ca2+チャンネル―Ca2+遊離チャンネル―Ca2+受容分子連関
秋田 天平 1，成田

208

和彦 2，久場健司 1（1 名古屋大・医・生理，2 川崎医大・生理)第 22 巻 (Dec, 2001)（18）パッチクランプ RT-PCR 法を用いた大脳皮質非錐体細胞のグループ化
都筑

馨介（群馬大・医・第二生理)（19）シナプス活動依存的な神経細胞の生存培−養小脳顆粒細胞実験系の一般性と特殊性
小倉明彦（大阪大学大学院理学研究科)（20）海馬錐体細胞における spontaneous EPSCS の in vitro 虚血負荷による二相性変化
田中

永一郎（久留米大・医・第一生理)【参加者名】
工藤佳久（東京薬科），成田 和彦（川崎医科大），

京大・人文），バークランド健（東京大・人文）
，坪井 貴

久場

健司（名古屋大・医），李 鳳霞（名古屋大・医）司（浜松医科大），寺川

曽我

総子（名古屋大・医），鎌田 真希（東北大・医）
，

（信州大）
，高井

義美（大阪大・医），田中永一郎（久留八尾

寛（東北大・医），小澤 瀞司（群馬大・医），城米大・医），平野丈夫（京都大・理），吉田所

良明（群馬大・医），PedroLabarca(群馬大・医)，持

都大・理）
，土田

洋（京都大・理），伊藤淳（京都大・田澄子（東京医科大），杉原 泉（東京医科歯科大），理），若勇雅昭（京都大・理），矢和多智（京都大・理），尾藤晴彦（京都大・医）篠田田中

光一（東京医科歯科大），岩渕 舞子（東京医科歯進（浜松医科大），片岡

正和

盛史（京

陽（大阪大・理），隆（東京医科歯科大），松上瑠江子（東京小倉

明彦（大阪大・理），深澤 有吾（三菱科学生命研），

医科歯科大），宮川 博義（東京薬科大），榎木 亮介（東窪田芳之（理化研），伊佐京薬科大），立花 政夫（東京大・人文），細井 延武（東

（生理研）
，遠藤

科大），岡田正（生理研），斎藤利朗（生理研），山下康彦

哲司（生理研）(1) マウス網膜内網状層における GABAC 受容体によるグルタミン酸の放出制御
立花 政夫，松井 広（東京大学・大学院人文社会系研究科・心理学研究室)

マウス網膜からスライス標 本を作製し，whole-cell

胞軸索終末部には GABAC 型受容体が豊富に局在するこclamp 条件下で，光刺激によって誘発されるオン一過性とが報告されている。そこで，GABAC 型受容体に対する型アマクリン細胞の EPSC を解析した。網膜では，視細特異的阻害剤 TPMPA （(1,2,5,6- tetrahydropyridin-4-yl)

胞の光応答は代謝型グルタミン酸受容体を介してオン型

methylphosphinic acid）を投与した条件下で光刺激を与え双極細胞に伝達される。オン型双極細胞はグルタミン酸

ると，アマクリン細胞の光誘発性 EPSC は増大し，AMPAを放出し，オン型アマクリン細胞とシナプス結合してい型のみならず NMDA 型受容体も活性化されることが明る。本実験では，アマクリン細胞へのグルタミン酸作動

らかになった。双極細胞はアマクリン細胞からの GABA

性シナプス入力以外のシナプス入力を薬理学的に阻害し，作動性フィードバック信号を受けており，双極細胞軸索

オン型双極細胞とオン一過性型アマクリン細胞間のシナ終末部の GABAC 型受容体が活性化されるとグルタミン

プス伝達を調べた。

酸の放出量が減少すると考えられる。また，双極細胞か

アマクリン細胞のグルタミン酸受容体のサブタイプをら放出されるグルタミン酸の多寡によって，アマクリン

同定するためにアゴニストを直接投与した結果，AMPA

細胞で活性化される AMPA 型受容体と NMDA 型受容体

型と NMDA 型の共存が確認された。しかし，全面照射光の割合が変化することが示唆された。

刺激を与えると，主に AMPA 型が活性化された。双極細209

生理学研究所年報(2) 開口放出を制御する神経終末蛋白分子
持田 澄子 （東京医科大学・生理学第一講座）

神経終末への活動電位の到達に伴って膜電位依存性カ成を阻害する 2)。さらに，細胞内膜小胞を用いた物質輸

ルシウムチャネルから Ca (superscript: 2+) が流入する送に関わる SNAP-29 は，神経終末において SNARE 複合とシナプス小胞膜と神経終末膜の融合が起り，小胞内に体を解体する蛋白質のひとつと考えられている a-SNAP

蓄えられた化学伝達物質が速やかにシナプス間隙に放出が SNARE 複合体へ結合することを阻害して，神経伝達される。神経終末内には，複合体を形成してシナプス小物質放出を抑制する働きをしていることが示唆される 3)。

胞の動態を制御する多くの蛋白質が見つかっているが，このように，SNARE 複合体を制御する SNARE 結合蛋白

SNARE 蛋白質（syntaxin,

質によって，シナプス伝達効率が調節されることが伺わ

SNAP-25 と synaptobrevin）の複合体形成はシナプス小胞膜と神経終末膜との融合，れる。

すなわちシナプス小胞開口放出に必須と考えられている。

1) Ilardi, J.M. et al. (1999) Snapin: a SNARE-associated

SNAP-25 と特異的に結合する蛋白質としてシナプス小胞2+に見つかった snapin は，Ca

結合蛋白質で開口放出をトリガーすると考えられている synaptotagmin と SNARE複合体との相互作用を増して，神経伝達物質放出を増強
1)

protein implicated in synaptic transmission.

Natureneuroscience 2, 119-124.
2) Lao, G. et al. (2000) Syntaphilin: a syntaxin-1 clamp that
control SNARE assembly.

Neuron 25, 191-201.

する働きをしていることが示唆される 。また，syntaxin3) Su, Q. et al. (2000) SNAP-29: a syntaxin-1A bindingと結合する神経終末膜蛋白質の syntaphilin は，SNAP-25

protein implicated in synaptic transmission. Soc. Neurosci.

が syntaxin と結合することを競合して SNARE 複合体形

26, 347.

(3) エバネッセンス顕微鏡法で解析した開口放出関連顆粒タンパクの動態
坪井

貴司，寺川

進（浜松医科大学光量子医学研究センター)

分泌顆粒を蛍光標識し，これを対物レンズ型エバネッ

気刺激により開口放出反応を引き起こさせると，センス顕微鏡を用いて観察することによって，分泌顆粒VAMP-2-GFP 融合蛋白発現分泌顆粒は，突然蛍光強度を膜と細胞膜とが融合する時の動態を解析した。ラット褐

ゼロにまで減らす反応を示した。一方，phogrin-GFP 融

色細胞腫 PC-12 細胞とラット膵島細胞腫 INS-1 細胞の分合蛋白の蛍光強度は，刺激後約半分に減少し，その後ゆ泌顆粒膜上に存在する蛋白である VAMP-2 と phogrin にっくりとした減少を続け，刺激 30 秒後にはほとんど観GFP を融合させたベクターを作成し，これによる蛋白の察できないレベルになった。以上から単一顆粒の開口放強制発現後に膜近傍の GFP 分子の蛍光像を観察した。電出ダイナミクスを考察する。

(4) シナプス伝達における SNAP-25 のリン酸化の役割
片岡 正和 1, 2，桑原玲子 1，高橋正身 1 （1 三菱化学生命研, 2 信州大

工)

蛋白質リン酸化は生体の様々な反応を制御している。

構はいまだ明らかではない。我々は既に前シナプスのモ

シナプス活動の基盤の一つ，前シナプスにおける神経伝デル細胞である PC12 細胞にホルボールエステルである

達物質の放出機構も関連分子のリン酸化によって制御さ

PMA を作用させることにより，前シナプス部での開口放れていることが容易に予想されるが，その詳細な制御機

出に必須な蛋白質群のうち，SNAP-25 の Ser187 が特異

210

第 22 巻 (Dec, 2001)

的にリン酸化を受けることを明らかにした。しかしなが能解明には機能階層的に遠い。この生物機能的階層差をら，PMA の作用によるリン酸化は，候補分子の選定には埋めるため，ラット脳における SNAP-25 のリン酸化につ好適であるが，細胞にとって超常状態である。現在，我々いて調べた。ラット脳においても SNAP-25 の Ser187 はが最も知り得たいのは，生きている状態での制御である。

基底状態でリン酸化を受けていた。また，初代培養細胞

本研究会では抗リン酸化 SNAP-25 抗体を分子プローブ

を PMA で処理すると，大幅なリン酸化の亢進が見られとして，生きている状態，すなわち実際の生体内でのることより，ラット脳においても PC12 細胞と同様のキ

SNAP-25 のリン酸化について我々が明らかにしてきた結ナーゼシステムが存在すると考えられた。発生に伴う果を紹介する。

SNAP-25 の発現及びリン酸化変化を調べたところ，両者

PC12 細胞において，SNAP-25 の Ser187 は定常状態では時間的に異なる上昇を示し，リン酸化は発生依存的でもリン酸化されていた。このリン酸化は PC12 細胞を神あると考えられた。さらにラット海馬初代培養細胞にお経成長因子(NGF)で刺激することにより，亢進を受けた

いても同様の傾向が見られたことより，SNAP-25 のリンが，MAPK のリン酸化とは異なり，リン酸化が最大にな酸化は発生に伴う外力入力の上昇よりは，脳組織の場とるまで 36~48 時間を要した。この平衡がリン酸化に最大して時間的にプログラムされていると考えられる。また，に傾くまでに要する時間は，NGF 刺激による PC12 細胞

脳の活性化に伴う SNAP-25 のリン酸化変化について調の神経突起伸長の盛んな時期と合致していた。また，べたところ，カイニン酸処理によりてんかん症状を示し

PC12 細胞において，リン酸化亢進と同様の時間軸で，たラット脳において，SNAP-25 の発現量上昇と脱リン酸

NGF 刺激依存的に SNAP-25 の細胞膜局在確率が上昇す化が確認できた。この事実はシナプス活動の活性化とることを見いだし，この局在変化に SNAP-25 のリン酸化

SNAP-25 のリン酸化上昇が相反するものであることを示が関与することを明らかにした。これらは全てモデル細唆する。

胞での結果であり，脳機能での SNAP-25 のリン酸化の機(5) 伝達物質放出可塑性の素過程解析
八尾寛（東北大（院）・医・生体情報，CREST, JST)
討する目的で，苔状線維シナプス前終末に Ca2+感受性色のドッキング，Ca2+流入，小胞と形質膜の融合，エンド

素 fura dextran を取り込ませ，シナプス前終末 [Ca2+]i のサイトーシスなどの素過程の連鎖反応と考えられる。こ活動電位性上昇 (ΔCa) を測定した。PDA は PKC 依存的

れらの素過程の中で開口放出を律速しているものが修飾にΔCa を促進したが，fEPSP の増強や PPR の抑制は，されることにより，シナプス前終末の機能的可塑性が引

Ca2+流入の促進から予想される効果を上回った（図）。

き起こされると考えられる。A-キナーゼ (PKA)，C-キナ
ーゼ (PKC)，G-キナーゼ (PKG) などは開口放出制御蛋
白のリン酸化を介して素過程を修飾していることが期待される。マウス海馬スライスを用いて，苔状線維シナプ
ス伝達がフォルボルエステル (PDA) により増強されるメカニズムを解析した。PDA は，ペアドパルス比 (PPR)の抑制をともなってフィールド EPSP (fEPSP) を増強した。PKC アンタゴニストの BIS-I により，PDA の増強効
果が減少するが，BIS-I 抵抗性の fEPSP 増強は PPR の抑制をともなわなかった。すなわち，PKC 依存性の増強は，小胞と形質膜の融合確率の促進により説明される。融合

Normalized fEPSP slope

シナプス前終末からの伝達物質放出は，シナプス小胞

6
5
4
3
2
1
0
0

0.5

1

1.5

2

Normalized ∆[Ca2+]pre

Reference: Honda I, Kamiya H, Yawo H, J Physiol(in press).

確率の促進が Ca2+流入の増加により説明されるかを検211

生理学研究所年報

Ca2+チャネルサブタイプ特異的なトキシンを用いて，苔
-認められなかった。ゆえに，分泌と強く連関しているよ-状線維シナプス前終末において，N , P/Q , R-タイプをそうな Ca2+チャネルサブタイプを PDA が選択的に促進す

れぞれ同定した。トキシンの有無にかかわらず，PDA (10る可能性は除外された。PKC は，ΔCa を増大する以外μM) は，ΔCa をコントロールの約 1.4 倍に増大した。

に，Ca2+流入以外の開口放出機序を強化することが示唆

すなわち，PDA のΔCa 増大作用にサブタイプ特異性はされた。

(6) Sizes of vesicle pools, rates of mobilization and recycling at the larval neuromuscularjunction of a temperature-sensitive Drosophila mutant, shibire
Ricardo Delgado, Carlos Maureira, Carolina Oliva, Pedro Labarca, Yoshiaki Kidokoro*(Centro de Estudios Cientificos, Chile, *Gunma University School of Medicine)Two vesicle pools, exo/endo cycling and reserve pools

reserve pool.

The size of immediately releasable pool washave been reported to be present at Drosophila neuro-small, about 230 quanta.

muscular junctions (Kuromi and Kidokoro, 1998).

Using athe reserve pool was measured independently using a dye,(shi ), we deter-

FM1-43, and was found to be 1/7 of the readily releasablets

temperature-sensitive mutant, shibire

ts

mined these pool sizes and vesicle mobilization rates.

The vesicle mobilization rate ofpool at 10 Hz stimulation.

In

ts

Cytochalasin D inhibited mo-

shi due to lack of endocytosis at 32 °C synaptic currents

bilization of vesicles from the reserve pool allowing us tocontinuously declined during tetanic stimulation and even-estimate the size of readily releasable pool as ~1/8 of all ves-

tually disappeared as the result of vesicle depletion.

By

icles, about 10,000 vesicles. In wild-type, vesicle recycling

By analyzing the time

maintained synaptic transmission during repetitive stimulation.

course of decline of synaptic currents during tetanic

The maximum recycling rate was 1000 vesicles/s, ~2 vesicles/

stimulation we identified three components, namely,

release site/s.

then, 83,000 quanta were released.

immediately releasable pool, readily releasable pool and(7) 脳幹コリン作動性システムの標的と作用機構
伊佐

正，斎藤

康彦，山下

哲司（生理学研究所)

中脳の脚橋被蓋核と背外側被蓋核にはコリン作動性ニのスパイク発火活動を示す。この現象は NMDA 受容体をューロンが多数存在し，視床，小脳，上丘，橋・延髄網

介するシナプス伝達に依存する。上丘中間層に対するコ様体，黒質緻密部および腹側被蓋野のドパミン細胞，前リン作動性入力は非α７型のニコチン型アセチルコリン

脳基底部などにコリン作動性投射を送り，注意，覚醒，受容体を活性化し，中間層出力細胞に脱分極を誘発する

動機付けなどに伴う脳の活動レベルの調節に関わっていとともに EPSP の NMDA 成分を顕著に増強し，バーストるとされる。これら脳幹のコリン作動性ニューロンが投的活動の閾値を下げるように作用することが明らかにな

射先において果たす作用機序を上丘および黒質緻密部・った。このことはサッケード運動などの外界からの刺激

腹側被蓋野のドパミン細胞においてスライスパッチクラに対する運動応答の開始を促進する作用がある。また，

ンプ法を用いて解析した。上丘におけるターゲットであ中脳ドパミン細胞においてはα７，非α7 型両方のニコる中間層の出力細胞は in vivo，in vitro いずれにおいても，チン受容体を活性化する。そして内向き電流と脱分極応

GABA 作動性システムからの脱抑制が起きたときに，興答を引き起こすが，この内向き電流にはニコチン受容体

奮性入力がある閾値を越えると長い脱分極とバースト状を介して細胞内に流入する Ca2+によって 2 次的に活性化

212

第 22 巻 (Dec, 2001)

する fulfenamic acid 感受性のカチオン電流成分が約 30％

ン細胞による報酬関連活動の振幅の調節過程に関与するほど含まれ，ドパミン細胞における脱分極反応を増強すと考えられる。

る作用があることが明らかになった。この過程はドパミ(8) 抑制性シナプス伝達の制御機構
川口

真也，平野

丈夫

(京都大学理学研究科)

小脳皮質の抑制性介在ニューロン (IN) とプルキンエ部位特異的に発現することが分かった。また，この増強細胞(PN)間の抑制性シナプスにおいて，PN への異シナ誘導の抑止は，脱分極中かその一秒後までに GABA 投与

プス性興奮性入力により誘起される脱分極により，シナを行った場合にのみ認められた。以上より，PN の脱分

プス伝達が長時間増強される事が知られている。我々は，極時に IN を活性化すると，その終末から放出されたシナプス前 IN からの入力によらずに誘導されるこのシ

GABA が PN の GABAB 受容体を活性化することにより，ナプス可塑性において，シナプス前細胞活性が何らかの部位特異的に増強誘導が抑制されると考えられる。

役割を果たしているか否かを検討した。IN と PN 双方か

PN において GABAB 受容体が P 型 Ca2+チャネルを抑えら同時にホールセルパッチクランプ記録を行い，そのシることが報告されていたので，fura-2 を用いた Ca イメー

ナプス伝達を記録した。evoked-IPSC は，PN に脱分極条

ジングの実験を行った。GABAB 受容体による細胞内 Ca

件刺激 (0 mV for 500 msec，5 回) を行うと 30 分間以上

濃度上昇の抑制は僅かであった。また，それと同程度の増強された。しかし，PN 脱分極と同期して IN を 20Hz

Ca 濃度上昇の減少が起こる条件(細胞外 Ca 濃度が半分)で刺激する条件刺激を行うと，増強誘導が抑制された。

でも，脱分極による増強誘導に支障は無かった。一方，

従って，PN の脱分極時に IN が活性化すると，増強が抑Gi/Go protein の阻害や PKA 活性化により，GABAB 受容

制されることがわかった。GABA 或いは GABAA 受容体体の増強抑制が阻害され，また，PKA 阻害により増強誘の作用薬である Muscimol の PN 樹状突起への直接投与に導は抑えられることが分かった。以上から，GABAB 受容より起こる応答も，PN の脱分極により増強した。この体は細胞内 Ca2+濃度上昇を抑えるのではなく，Gi/Go タ

ことから，PN の脱分極により GABAA 受容体応答が増強

ンパクを介し，PKA 活性を下げることにより増強誘導をすると考えられる。一方，脱分極時に GABA 投与を行う

抑えると考えられる。さらに，増強の制御に PKA 以外に組み合わせ条件刺激を行うと，PN の GABAB 受容体が活も CaMKII や，タンパク脱リン酸化酵素が関与すること性化することにより増強誘導が抑制されることも明らかを示し，如何にして PN 内で増強誘導とその抑制が切りになった。PN の樹状突起の離れた 2 箇所に GABA を投替えられているかを紹介する。

与してそれぞれの応答を調べる実験により，増強抑制は(9) 海馬 CA1 錐体細胞におけるシナプス入力加算のイメージング
榎木 亮介，井上

雅司，工藤

佳久，宮川

博義（東京薬科大学・生命科学)

神経細胞は発達した樹状突起を有し，数千ものシナプ

これまでの樹状突起の機能の理解は，樹状突起は電気

ス入力を樹状突起のさまざまな部位に受け取る。ニュー

的に受動的であるという考えのものに成り立っていた。

ロンの出力はこれらの入力の加算によって決定されるの

つまり樹状突起上の各シナプス部位に生じた EPSP がケ

で，シナプスの加算様式を知ることは，中枢神経系ニューブル特性に基づいて受動的に細胞体まで伝播され，線

ーロンにおける計算原理を理解する上で非常に重要であ形に加算されるというものである (Rall 1964)。しかしなる。

がら，近年の研究の結果，神経細胞の樹状突起には電気213

生理学研究所年報

的に能動的な性質を持つことが明らかとなってきた。樹状突起上には電位依存性チャネルやリガンド依存性チャ

う結果を得ている (R.Enoki.et.al.submitted)。
さらに我々は樹状突起での EPSP 加算様式を調べる為，ネルが不均一に存在しており (Johnston et al. 1996)，シナラット海馬スライスを膜電位感受性色素（JPW1114）でプス入力による電位変化がイオンの駆動力の変化やイオ染色し，16ｘ16 フォトダイオードアレイシステムによりンチャネルの活性化をもたらし，シナプス電流を増大，

EPSP 加算のイメージングを行った。また，コンパート

減弱させると考えられる。それゆえに，二つの独立なシ

メンタルモデルを用いたシミュレーター・NEURON によナプス入力が短い時間間隔で入ったとき，入力の加算はり，非線型加算に関与すると考えられるチャネルの検討

非線型になると考えられる (Yuste and Tank 1996; Melと，実験結果の再現を試みた。その結果，独立した二つ

1994)。

の閾値下シナプス入力の加算は，CA1 錐体細胞全体に渡我々はすでにラット海馬の CA1 錐体細胞からのホーって sub-linear であり，かつ GABA 作動性入力により制ル セ ル 記 録 か ら ， 二 つ の 興 奮 性 入 力 （ Perforant and御されていることが分かった。また，シミュレーション

Schaffer Collateral Pathway）が短い時間間隔をおいて入力

により EPSP 非線型加算には A-type K チャネルが関与すると EPSP は単独入力の単純加算と比較して小さくな

していることが示唆された。

り，その加算は GABA 作動性入力により制御されるとい(10) グルタミン酸トランスポーターの神経活動に伴うエネルギー代謝促進作用における役割
田中

光一 1，Pellerin L2，Magistretti P.J2，Bonvento G3(1 東京医科歯科大学・難治研・分子神経科学，2Institute of Physiology, University of Lausanne,
3

CNRS UPR 646, Universite Paris 7)

シナプス活動の増加により，脳局所のエネルギー代謝

In vivo におけるグリア型グルタミン酸トランスポータが亢進することは古くから知られている。この現象は，ーの神経活動—エネルギ代謝共役における役割を明らか

最近多く用いられている脳活動の非侵襲的イメージンンにするため，GLAST 欠損マウスの頬髭を刺激した時のグ

グ法の，基礎をなすものである。しかし，シナプス活動

ルコース取り込み量を，[3H]2DG を注入し，大脳皮質体の増加とエネルギー代謝の促進を共役させる機序は，不性感覚野の脳スライス切片を用いたオートラジオグラフ

明な点が多い。最近この共役機序に，グリア細胞内に再ィーで測定した。
生後６週齢の GLAST 欠損マウスでは，吸収されたグルタミン酸が重要な役割（グルコースの吸両側の C1, C2 の髭刺激による[3H]2DG 取り込み量の増加

収促進と乳酸の産生を促す）を果たす可能性が示された。

(39±2%; n=5) は，野生型 (38±5%; n=5) と比べて有意

本研究では，欠損マウスを用い，神経活動の増加とグル差はなかった。しかし，生後 10 日の GLAST 欠損マウス

コース消費増加共役におけるグリア型グルタミン酸トラ(n=4) では，両側の C1, C2 の髭刺激による [3H]2DG 取ンスポーターの役割を検討した。

り込み量の増加は観察されなかった（生後 10 日の野生グリア型グルタミン酸トランンスポーター欠損マウス

型マウスでは，両側の C1, C2 の髭刺激により，[3H]2DG(GLT1, GLAST 欠損マウス) から調整したアストロサイ

取り込み量が 30±13% (n=4)増加した）。生後１０日マウ

3

トを用い，グルタミン酸添加による 2-Deoxy-D-[1,2- H]
3スの大脳皮質体性感覚野アストロサイトには GLT1 に比glucose ([ H]2DG) 取り込み促進作用を解析した。GLT1,

べ GLAST が有意に発現していることを考えると，GLAST のいずれかを発現しているアストロサイトには，GLAST は，生後 10 日の大脳皮質体性感覚野において神3グルタミン酸による [ H]2DG 取り込み促進が見られた

経活動—エネルギ代謝共役に不可欠な分子であることがが，両者を発現していないアストロサイトには見られな示唆された。

かった。

214

第 22 巻 (Dec, 2001)(11) 哺乳動物巨大聴覚中継シナプス the calyx of Held の生後発達
高橋 智幸（東京大学大学院医学系研究科機能生物学専攻・神経生理学教室)

げっ歯類は生後１０日前後に聴覚系が完成して音を認注入した EGTA がシナプス伝達をブロックすると報告さ識するようになる。音源定位に 関与する the calyx ofれ，哺乳類中枢シナプスの広い Ca ドメインを裏付ける

Held シナプスは生後６日にシナプス形成を完成させた証拠として話題となった（5）。しかし，この仕事に用い後，第２週に大幅なシナプス改造を行う。この間スプーられたラットは生後 8-10 日であり，生後発達の途上であン状の calyx 終末端は指状に変化し，終末端の Ca チャネ

ることが危惧された。実際，生後２週以降のラットのルのサブタイプは N，R 型が消失して P 型単独となる（１）。

calyx 終末端にキレーター注入したところ，BAPTA は予一方，標的細胞である台形体核（MNTB）細胞ではシナ

想通りシナプス伝達をブロックしたが EGTA はシナプス

プス後膜の NMDA レセプターに著しい減少が認められ伝達に全く影響を与えなかった（6）。この結果はマイクる。NMDA レセプターが減少することによって EPSP のロドメインが生後２週に形成されることを示唆する。実

時間経過が短縮し，その結果，高頻度刺激下における高際，両棲類の神経筋接合部培養で形成直後のシナプスは

信頼性 (HiFi) シナプス伝達が獲得されることが明らか

Ca 依存性伝達を行うにもかかわらず Ca チャネルを代表になった。更に興味深いことに，この生後発達変化は聴する active zone を欠いており，シナプス形成後の改造過覚破壊によってブロックされることが分かり，聴覚入力

程で Ca チャネルの集積が完成すると考えられている（7）。

による生後発達の促進メカニズムが示唆された（２）。シ

これと同様のメカニズムが calyx シナプスでも働いていナプス伝達効率に関しては，生後第 2 週の間，低頻度ると推測される。

（0.05 HZ）刺激下の効率は不変で，素量サイズも一定で参考文献あったが，これと対照的に高頻度刺激下における伝達効(1) Iwasaki S & Takahashi T (1998) J Physiol 509,419-423.

率が著しく上昇した。この変化は伝達物質放出確率の低(2) Futai K, Okada M & Takahashi T. unpublished observa-

下と放出可能シナプス小胞プールサイズ（RRP）の増大

tion

を伴っていた（3）。無脊椎動物のシナプスでは伝達物質(3) Iwasaki S & Takahashi T unpublished observation

放出部位に近接する Ca チャネル内部の Ca 濃度は狭く分(4) Augustine GJ et al. (1991) Ann N Y Acad Sci. 635,365-81

布しており（マイクロドメイン）結合速度の速い Ca キ

(5) Borst JGG & Sakmann B (1996).

レーターBAPTA の注入によってブロックされるが，遅い(6) Takahashi T & Iwasaki S. unpublished observation

キレーターEGTA ではブロックされないことが知られて(7) Takahashi T et al. (1987). J Neurosci 7, 473-481.

Nature 383, 431-434いる（4）。しかしラットの calyx シナプスでは終末端に(12) シナプス間結合の形成機構
高井 義美（大阪大学大学院医学系研究科・生体制御医学

生化学・分子生物学)

私共は，細胞間接着形成における低分子量 G 蛋白質のは種々の細胞に発現し，カドヘリンをベースとするアド制御機構を解明する過程で，カドヘリン−カテニン系とヘレンスジャンクションに局在し，カドヘリン−カテニは異なる新しい細胞間接着機構を発見している。この接ン系による細胞間接着をオーガナイズしている。このネ着機構は，少なくとも接着分子のネクチンと，ネクチン

クチン・アファディン系はシナプス間結合にも存在してをアクチン細胞骨格に連結させるアファディンの 2 つのおり，本会では，ネクチン・アファディン系を紹介し，蛋白質より構成されている。ネクチン・アファディン系

本系のシナプス間結合形成における役割を論議したい。

215

生理学研究所年報(13) 脳皮質神経細胞移動の制御
仲嶋一範（東京慈恵会医科大学 DNA 医学研究所分子神経生物学研究部門科学技術振興事業団さきがけ研究 21)

脳は，１０００億個の神経細胞とその１０倍の数のグ関わる分子の欠損は，大脳皮質層構造の全体的逆転など，

リア細胞からなる非常に複雑な細胞社会を構成している。

神経細胞の異常な配列を生じ，結果として運動失調等の発生期において，これらの神経細胞は，脳内の限られた神経症状を示す。そのシグナル伝達の機構は未解明の部

特定の部位で誕生し，長い距離を移動して整然と配置さ分が多いが，最近，リーリン受容体のみならず，リガンれる。各細胞は，誕生後，放射状線維などの構造を足がドそのものも実は複数種あること，また，リーリン同士

かりにして目指す方向に向かって移動を開始する。最終が相互作用して複雑な制御機構を有しているらしいこと

配置部位に達すると，それまでの細胞の極性を変換してがわかってきた。発生期脳における神経細胞の移動を可

移動を終了し，周囲の細胞との新たな関係を構築し始め，視化する最近の我々の試みを紹介するとともに，神経細最終的には，見事な層構造を含む神経回路網を形作る。

胞の移動と停止，更に層構造形成における細胞極性のダ

最近の発生神経生物学の進展により，リーリン及びそのイナミックな変化が，いかなる細胞間の相互作用によっ

複数の受容体が，この過程に重要な役割を果たすことがて制御されているのか，最近の知見をまじえて議論した

明らかになってきた。リーリン及びそのシグナル伝達にい。

(14) Ca シグナリングによる CREB 依存性遺伝子発現調節とアクチン細胞骨格制御
尾藤 晴彦，古屋敷智之，成宮周（京大院・医・高次脳科学・神経細胞薬理）

シナプス可塑性に伴い，NMDA 型グルタミン酸受容体

一方，GFP-actin を用いたイメージングにより，神経活チャンネルを介したカルシウム流入がきっかけとなり，動が海馬錐体細胞のアクチン細胞骨格動態を修飾する様

シナプス後肥厚部では数多くの情報伝達系が活性化され，子を可視化することに成功した。この過程で，NMDA 受

多様なシグナルが発生することが報告されている。しか容体を介した Ca2+流入と種々の電位依存性 Ca2+チャン

しながら，各シグナルがそれぞれどのような特異的役割

ネルが，アクチン動態に対して全く異なる作用を及ぼすを担っているか，詳細は未だ明らかになっていない。まことが明らかになった（７）。

た，記憶が長期化する場合，シナプス伝達効率の変化がこれらの実験データは，神経活動によって発生するカ

いかなる分子機構によって固定化されるかという点は謎

ルシウム流入の組み合わせによって，シナプス可塑性をにつつまれている（１）。我々はこれらの問題にアプロー規定する重要な情報がコードされている可能性を示してチする目的で，シナプス活動によって引き起こされる，いる。

シナプスから核へのシグナリングや，シナプスから細胞

参考文献

骨格への情報伝達経路について解析を進めてきた。

1. Bito H (1998) The role of calcium in activity-dependent

その結果，シナプス刺激が転写因子 CREB を CaMKIV

neuronal gene regulation.

Cell Calcium, 23: 143-150.

を含むリン酸化経路を介して活性化すること（２），また2. Bito H, Deisseroth K, Tsien RW (1996) CREB phospho-

CREB 活性化は一定の閾値を越えた刺激強度にのみ共役

rylation and dephosphorylation: a Ca2+- and stimulus duration-

すること（３），海馬樹状突起上の L 型 Ca2+チャンネル

dependent switch for hippocampal gene expression. Cell,と NMDA 受容体に CREB リン酸化を促進する活性が強87: 1203-1214.

いこと（４，５）が明らかになった。最近，神経可塑性

3. Deisseroth K, Bito H, Tsien RW (1996) Signaling fromへの関与に加え，CaMKIV-CREB 系が神経細胞の生存に

synapse to nucleus: postsynaptic CREB phosphorylation

関与するシグナルを供給している可能性を示唆する知見

during multiple hippocampal synaptic plasticity.

を得たので報告する（６）。

16: 89-101, 1996.

216

Neuron,

第 22 巻 (Dec, 2001)

rather than action potentials.

4. Kavalali E, Zhuo M, Bito H, Tsien RW (1997) Dendritic2+

Ca -channels characterized by recordings from isolated
hippocampal dendritic segments.

J. Neurosci., 20: 266-273.

6. See V, Boutiller AL, Bito H, Loeffler JP (2000) Calcium-

Neuron, 18: 651-663.

calmodulin dependent protein kinase type IV (CaMKIV)

5. Mermelstein PG, Bito H, Deisseroth K, Tsien RW (2000)

inhibits apoptosis induced by potassium deprivation in

Critical dependence of CREB phosphorylation on L-type
calcium channels supports a selective response to EPSPs

cerebellar granule cells.

FASEB J., in press.

7. Furuyashiki T, Bito H, Narumiya S.

Submitted(15) シナプス入力とアクチン細胞骨格系の動態変化
深澤有吾，斎藤 喜人，山崎 美津江，小澤史子，松尾亮太，井ノ口馨（三菱化学生命科学研究所)

神経細胞はシナプスを介して互いに連絡しあい，複雑られるが，その役割や機構については不明である。そこ

なネットワークを形成している。記憶はこのネットワー

で我々は，シナプス入力や可塑的変化とアクチン細胞骨クの中に蓄えられると考えられ，新たな情報が流れたシ

格の動態変化の関係を明らかにする目的で，電極を慢性ナプスで伝達効率が変化し（シナプス可塑性），ネットワ

的に埋設したラットに無麻酔無拘束下で歯状回 LTP をーク中の情報伝達経路が変化することが，記憶形成その誘導し，アクチン細胞骨格系の動態変化を組織化学的にものであり，この変化が長期間維持されることが記憶の検討した。

長期化に重要であると考えられている。

内側貫通線維に高頻度電気刺激を与え歯状回 LTP を

可塑的変化が見られる脳の領域には，アクチン細胞骨誘導すると，入力を受けた中間分子層に重合アクチン

格に富む刺状のシナプス（刺シナプス）が多く存在し，(F-actin) の集積が見られ，外側貫通線維刺激時には外部

可塑的変化に伴い形態変化することが知られ，棘シナプ

分子層に集積が見られた。これらの変化は電気的な可塑

スの形態変化が記憶形成に重要な役割を持つことが古く的変化の持続している１週間後でも認められた。

から予想されてきた。近年，シナプス内に存在するタンPhalloidin-eosin を用いた電子顕微鏡観察により，F-actin

パク質の同定が進み，神経伝達を担うチャネルや受容体の集積は棘シナプスに見られ，シナプス前や樹状突起にのシナプス局在化や細胞内へのシグナル伝達を担う分子は見られなかった。高頻度電気刺激による F-actin の集積が次々に見出され，これらの多くがアクチン細胞骨格とは，NMDA 受容体の阻害により顕著に抑制され，タンパ結合能を持つことが明らかになってきた。

ク翻訳阻害では抑制されなかった。さらに，LTP 誘導依記憶の長期化には新たな遺伝子発現が必要であると考存的に発現誘導される vesl-1S/homer-1a や synaptopodin

えられていることから，我々は長期記憶成立の分子機構

タンパク質の免疫陽性反応は，F-actin の集積部位で増加を解明する目的で，神経活動や長期可塑性誘導時に発現した。これらのことより，歯状回顆粒細胞の棘シナプス誘導される遺伝子の単離同定を行った。この過程で同定

では，NMDA 受容体から流入した Ca2+依存的にアクチンされた vesl/homer や synaptopodin は，アクチン細胞骨格

動態が変化し，集積した重合アクチンを利用して長期可と間接或いは直接に結合することから，アクチン細胞骨塑性関連タンパク質の局在が変化し，可塑的変化の長期

格系の神経機能への重要性を再認識するに至った。この化を誘導する可能性が考えられた。また，可塑的変化の様な背景からアクチン細胞骨格系の動態変化そのものが持続時間とアクチン重合との関連性や，異シナプス性入シナプス伝達や可塑性に重要な役割を担っていると考え力の影響などについても報告する。

2+(16) 海馬神経細胞への Ca 透過性 AMPA 受容体強制発現によるシナプス伝達機能の変化
岡田隆 1,2,3，山田伸 明 1,2，掛川 渉 1，都筑馨介 1，飯野昌枝 1，田中

光一 3，小澤瀞司 1,2（1 群馬大・医・第二生理，2JST・CREST，3 東京医科歯科大・難治研・分子神経科学）

217

生理学研究所年報

ある特定のタンパク質を細胞に強制発現させる方法と細胞の場合にのみ内向き整流特性を示した。以上より，

して，ウイルスベクターによる遺伝子導入法が近年注目

SIN ベクターによる GluR2Q サブユニット強制発現の結されている。特に Sindbis ウイルス (SIN) ベクターは神果，Ca2+透過性 AMPA 受容体が CA1 錐体細胞のシナプス経細胞への感染効率が高い点で，その有用性が期待され後膜に新たに発現したと結論した。

2+

る。本研究では，Ca 透過性 AMPA 受容体を wild typeCa2+透過性 AMPA 受容体発現によるシナプス伝達機能

ではもたない神経細胞に強制発現させることが SIN ベク

変化について検討するため，Schaffer 側枝へのテタヌス

2+

ターを用いて可能かどうか，またシナプス後膜に Ca 透

刺激後に生じる CA1 シナプスの長期増強 (LTP) につい

過性 AMPA 受容体を強制発現させることによってシナプて調べた。SIN-eG-GluR2Q 感染標本の場合は非感染標本

ス伝達機能や動物の行動が変化しうるかどうか検討した。

と異なり，d-APV による NMDA 受容体阻害下でテタヌ

AMPA 受容体サブユニットの一つである未編集型

ス刺激をした場合にも LTP が誘導された。つまり，シナ

GluR2 サブユニット (GluR2Q) 遺伝子および GFP 遺伝

プス後膜への Ca2+透過性 AMPA 受容体強制発現の結果，子を組み込んだ SIN ベクター (SIN-eG-GluR2Q) を作成

CA1 シナプスにおける LTP が NMDA 非依存性にも生じし，ラット海馬培養スライス標本の CA1 錐体細胞に感染るようになるというシナプス伝達機能変化がみられた。

させた。SIN ベクターによる GFP 発現の時間経過を調べ

ラットの空間学習課題遂行に対する Ca2+透過性 AMPAたところ，感染後 36〜48 時間でほぼ最大に達した。CA1

受容体強制発現の効果を検討するため，海馬 CA1 野もし錐体細胞をホールセル膜電位固定し，AMPA の電気泳動

くは歯状回 (DG) に SIN-eG-GluR2Q ベクターを両側性的投与による応答の電流特性を調べたところ，に in vivo 注入し，Morris 水迷路課題の学習過程への影響

2+

SIN-eG-GluR2Q 非感染細胞においては Ca 不透過性を調べたところ，Ca2+透過性 AMPA 受容体を CA1 野に発AMPA 受容体応答の特徴である外向き整流性であったが，現させた場合にのみ学習成績の向上がみられた。AMPA

2+

感染細胞の場合は Ca 透過性 AMPA 受容体応答の特徴

受容体の Ca2+透過性増大がもたらす学習課題成績へのである内向き整流性を示した。また，Schaffer 側枝の電影響は CA1 の場合と DG の場合とで異なることが示唆さ

気刺激による CA1 シナプス応答も SIN-eG-GluR2Q 感染

れた。

2+

2+

2+

(17) シナプスでの Ca チャンネルーCa 遊離チャンネルーCa 受容分子連関
秋田

天平・成田 和彦・曽我 聡子・蜂須賀

淳一・叢

雅琳・竹内

晋平・徳納

博幸・久場

健司

（名古屋大学・医・第１生理)シナプスで多彩な制御作用をする細胞内 Ca2+（[Ca2+]i）
2+る CICR 機構では，そのプライミング分子（カルモジュの上昇は，細胞膜の電位依存性 Ca チャンネルを通るリン）は比較的多くの Ca2+チャンネルからの Ca2+流入に

Ca2+流入によることが一般に信じられてきたが，最近，よる均一化した[Ca2+]i に反応するのに対し，Ca2+遊離を

この Ca2+流入により細胞内 Ca2+貯蔵部位からの Ca2+誘起こすライアノジン受容体は Ca2+チャンネルと開口放起性 Ca2+遊離（CICR）が活性化され，Ca2+流入による生出機構に密接に連関することが解った。又，ウシガエル

理作用を顕著に増大することが解ってきている。このよ

交感神経節ニコチン性シナプスのシナプス前終末では，

2+

うな２重に調節された[Ca ]i 上昇により生理作用が発現
2+

IP3 受容体を介する CICR により伝達物質放出の長期増される為には，その機構に関与した Ca 受容分子が強が起こるが，この機構では Ca2+チャンネルと IP3 受容[Ca2+]i 上昇の起源近傍に存在する必要がある。

体および IP3 産生する代謝依存性受容体との間に密接なこの発表では，シナプス前終末とシナプス後ニューロ
2+連関機構（IP3-assistedCICR）が存在する可能性がある。

ンで，Ca チャンネルとライアノジン受容体と Ca 受容

ウシガエル交感神経節ニューロンでの Ca2+/電位依存性分子が密接な三重連関機構（Functional triad）を形成す

K+チャンネル（BK チャンネル）は活動電位スパイク下ることを報告する。カエル運動神経終末での開口放出機降相に関与し，もう一つの Ca2+依存性 K+チャンネル（SK構を活動依存性（プライミング依存性）に顕著に増強すチャンネル）は後電位発生に関与する。この２種の Ca2+

218

2+

第 22 巻 (Dec, 2001)

依存性 K+チャンネルは共に Ca2+チャンネルを通る Ca2+

その活性化は反覆興奮による CICR の活性化の不活性化

流入とライノジン受容体を介する CICR により活性化さと共に減少するのに対し，後電位発生に関与する SK チ

2+

れるが，その活性化様式と２種の Ca 起源に対する依存ャンネルはこれらの[Ca2+]i 上昇分子より比較的離れた所性は著しく異なり活動依存性である。活動電位スパイクに存在し，その活性化は CICR の不活性化にも拘わらず，

2+

下降相に関与する BK チャンネルは Ca チャンネルとラ

そのスパイク延長作用による Ca2+流入の増大と[Ca2+]i のイアノジン受容体に近接して存在し（Functional triad），

蓄積効果により大きくなる。

(18) パッチクランプ RT-PCR 法を用いた大脳皮質非錐体細胞のグループ化
都筑 馨介 1,2 （1 群馬大・医・第二生理，2 科学技術振興事業団(CREST))

大脳皮質には多種類の抑制性ニューロンが存在するが，ルチプレックス PCR を行った。そして，マルチプレック

その機能的意義は明らかになっていない。そこで大脳皮ス PCR 産物を 30 本のチューブに分け，それぞれのチュ

質紡錘形介在ニューロンの分類をパッチクランプ RT-マーブに各種 cDNA を増幅する一対のプライマーを加えてルチプレックス PCR 法によって行った。生後 12-34 日齢

第二次増幅を行い，それぞれの遺伝子の発現の有無を調のラット前頭頭頂葉の 300 µm の急性スライスを作成し，べた。本研究では，大脳皮質 II，III 層の 60 個の紡錘形

まず，電気生理学的なプロファイルを測定した。脱分極

介在ニューロンを対象として，14 種の電気生理学的パラ性の通電によって活動電位を発火させ，入力抵抗・活動

メータ，９種の生化学マーカーのパラメータ，25 種のグ電位の振幅・発火間隔・後過分極の振幅など 14 項目を

ルタミン酸受容体のパラメータを元にクラスタ解析を行細胞の電気生理学的なパラメータとして解析した。さて，った。クラスタ解析が正しく行われていることのコント

従来，非錐体細胞の分類はカルシウム結合蛋白や神経ペロールには形態的に明瞭に区別される錐体細胞（9 個）

プチドなどの生化学マーカーの発現を免疫細胞化学法にと，特徴的な発火パターンを示す fast spiking cells (16 個)

よって調べることによって行われている。そこで，生化をおいた。クラスタ解析の手順は，まずパラメータの数

学マーカーの mRNA の発現の有無とグルタミン酸受容だけ軸をもつ多次元空間上に個々の細胞のプロットした。

体（イオンチャネル共役型・代謝型）のサブユニット

次に，多次元空間上の細胞間の距離を測定し，距離の一mRNA の非錐体細胞における発現パターンを RT-マルチ

番近い細胞の組を最初の群にした。次に，この群の中心

プレックス PCR 法によって調べた。方法としては，電気と他の群の中心との距離と，それぞれの群内の分散とを生理学的実験の終了後，mRNA を含む細胞質をパッチ電比較して，これらが同一の群から得られたサンプルと考極内に回収し，反応チューブに移し，ランダムプライマ

えられる場合には群を併合して大きくしていった。そのー (dN6) を用いて単一ニューロンの cDNA を合成した。

結果，大脳皮質紡錘形介在ニューロンは３つのグループ

GABA 合成酵素 GAD65，GAD67・カルシウム結合タンパに分類された。第１グループは，発火パターンが順応をク質 calbindin，parvalbumin，calretinin・神経ペプチド

示し，somatostatin を発現する細胞で全体の 20%を占め

neuropeptide Y，vasoactive intestinal polypeptide (VIP)，た。第 2 グループは発火パターンは順応を示すが第１群

somatostatin， cholecystokinin・イオンチャネル共役型グとは異なっており，VIP の発現頻度が高い細胞で 53%をルタミン酸受容体 GluR1-7，KA1-2，NR2A-D・代謝型グ占めた。第 3 グループは残りの 27%の細胞で，発火間隔

ルタミン酸受容体 mGluR1-8 の mRNA の発現の有無を単はイレギュラーであった。この細胞でも VIP の発現頻度

一細胞で同時に観察するため，第一次増幅としてこれらが高かった。

30 種の cDNA を増幅する 59 本のプライマーを加えてマ219

生理学研究所年報(19) シナプス活動依存的な神経細胞の生存−培養小脳顆粒細胞実験系の一般性と特殊性小倉明彦（大阪大学大学院理学研究科)

中枢神経細胞は発生期に過剰数生産され，そのうち正れは，単にグルタミン酸が放出されてシナプス後細胞のしい結合を作って作動したものだけが生存し，誤ったも脱分極が起これば生存に足る，というわけではない可能のや不活動なものが死滅する「淘汰」の過程を経て完成性を示唆する。

していく，と想定されている。この「淘汰」過程を解析

上はラット CGN の場合であるが，マウスの場合は事するための実験系として，ラット新生仔から分離・培養情が複雑である。C57Bl 系マウス CGN は，ラット CGN

した小脳顆粒細胞（CGN）が好んで用いられる。

と同様に KCl 添加を必要とするが，BalbC 系マウスのラット培養 CGN は，通常の培養培地では長期に生存

CGN は KCl の添加なしに生存できる。これは，BalbC のせず，KCl やグルタミン酸などを添加して脱分極してや

CGN 同士がシナプスを作って自発的に活動するためかってはじめて生存する。この脱分極がシナプス活動のというと，そうとは限らず，BalbC の CGN はフィルター

mimicry と見なされるわけだが，私たちは KCl 添加によで隔離した C57Bl の CGN の生存をも増進させることがる持続的脱分極がシナプス活動と等価かとの疑問をもち，できる。したがって，BalbC の CGN からは何らかの液性以下の検討を始めた。CGN は，生体内ではグルタミン酸の生存因子が放出されていると見なされる。フィルター

作動性の苔状繊維入力を受けるが，苔状繊維の源の一つを透析膜に換えて共存培養を行い，この因子のおよそのである橋の切片を容器内に並置したところ，切片から伸分子量を見積もると，3kD 以下となったが，グルタミン

び出した繊維に接触した CGN は，KCl の添加なしに生存

酸受容体阻害薬は無効なので，この因子はグルタミン酸

した。橋切片を同容器内に置いても，フィルターで隔離そのものではない。
ラット CGN の生存を増進する BDNF，

すると生存増進効果は見られなくなる。また，TTX やグ

NT3，PTHrP は無効なので，これらの既知因子やその断

ルタミン酸阻害剤を添加しても，橋切片の生存増進効果

片でもない。

は見られなくなる。したがって，橋繊維は CGN とシナ

このように，活動依存的な神経生存機構の解析モデル

プスを作り，興奮性シナプス活動によって CGN を生存系として頻用される培養 CGN の系も，さまざまな固有させる，と見ることができる。しかし，同じグルタミンの事情をもっており，一つの系でえられた結論を一般化

酸作動性神経でも，海馬切片の共存では，伸出した繊維

するには注意が必要である。

に接触していても，CGN の生存率は上がらなかった。こ(20) 海馬錐体細胞における spontaneous EPSCs の in vitro 虚血負荷による二相性変化
田中

永一郎，東

英穂 (久留米大学医学部第１生理学)＜目的＞海馬 CA1 領域は虚血に対して最も脆弱な部

タングステン電極を放射状層に留置して行ない，膜電位位の一つで，虚血による選択的細胞壊死（necrosis）には固定法を用いて evoked fast EPSC と spontaneous EPSCs

虚血時に異常放出された glutamate が関与すると考えらを記録した。In vitro 虚血負荷は酸素・グルコース除去液

れている。そこで，CA1 錐体細胞における evoked EPSCの灌流投与で行なった。

と spontaneous EPSCs に対する in vitro 虚血負荷の影響を調べた。

＜結果と結論＞In vitro 虚血負荷を 4 分間与えると，
CA1 錐体細胞の evoked fast EPSC 振幅はコントロールの＜方法＞ラット海馬スライス標本を作成し，CA1 錐体15%に抑制された。一方，glutamate 誘起内向き電流の振細胞から 2M K-acetate 充填電極を用いて細胞内記録を，

幅は in vitro 虚血負荷中に増加した。Evoked fast EPSC の135mM CsSO4 を主成分とする溶液を充填した電極を用抑制は adenosine 1 (A1)受容体拮抗薬（8-CPT, 0.3 - 10

いて Whole-cell patch-clamp を行なった。局所電気刺激はµM）の前処置で拮抗された。これらの結果は，evoked fast220

第 22 巻 (Dec, 2001)

EPSC の抑制が A1 受容体を介するシナプス前性機序で，Ca2+せず，細胞内 Ca2+ 放出抑制薬（dantrolene, 20 µM）

あることを示唆した。TTX（1 µM）存在下に spontaneous

誘起 Ca2+ 放出抑制薬（ryanodine, 20 µM）の前処置で抑EPSCs を記録し，in vitro 虚血負荷を行うと，spontaneous

制された。以上の結果は，in vitro 虚血負荷 2 分後の発EPSCs の振幅は変化しなかったが，発生頻度は in vitro

生頻度減少が glutamate 含有神経終末上の A1 受容体活性

虚血負荷後 2 分で減少し，4 分で増加した。負荷 2 分後化によって起こり，4 分後の発生頻度増加は，神経終末の発生頻度減少は A1 受容体拮抗薬の前処置で抑制され内で Ca2+ 誘起 Ca2+ 放出が起こり，Ca2+ 濃度が上昇す

たが，4 分後の発生頻度増加は A1 受容体拮抗薬では変化るためと考えられた。

221

生理学研究所年報

8. 中枢神経系における局所回路とその機能特性
2000 年 11 月 21 日− 11 月 22 日
代表・世話人：三上章允（京都大学霊長類研究所)

所内対応者：森茂美（生理学研究所)（１）Local circuit in the cerebral cortex
Takeshi Kaneko (Kyoto Univ., Japan)（２）Fast neuronal population oscillations in cortical networks in vitro
Eberhard H. Buhl (Univ. of Leeds, UK)（３）Functional subdivisions of cortical neurons: Do interstitial cells in the white matter participate
in the cortical circuit?
Nobuaki Tamamaki (Kyoto Univ., Japan)（４）Anatomy, physiology, molecular and circuit properties of neocortical interneurons
Henry Markram, Wang Yun, Anirudh Gupta & Maria Toledo (The Weizmannn Institute of Science, Israel)（５）Depolarizing afterpotentials involved in rhythmogenesis in cortical pyramidal cells
Youngnam Kang and Yo Kishi (Kyoto Univ., & Health Sci. Univ. of Hokkaido , Japan)（６）Electrophysiology and morphology of rat claustral neurons
Hiroshi Shibuya and Tetsuro Yamamoto (Mie Univ., Japan)（７）Synaptic connections and synchronized firing of cortical interneurons
Yasuo Kawaguchi, Yoshiyuki Kubota and Satoru Kondo(National Inst. for Physiol. Sci., & RIKEN, Japan)（８）Electrical synapses and networks of GABAergic neurons in the neocortex
Shaul Hestrin and Mario Galarreta (Stanford Univ., USA)
（９）Local circuit and representation of soundWen-Jie Song and Hideo Kawaguchi (Osaka Univ., & Hitachi, Ltd., Japan)（10）Classification of neuron types based on the firing patterns recorded in behaving monkeys
Akichika Mikami, Keichiro Kato, Shunpei Unno and Yungnum Kang(Kyoto Univ., Japan)（11）Velocity and position guided orienting in unrestrained cats
Shigeto Sasaki, Kazuya Yoshimura and Kimisato Natito (Tokyo Metropolitan Inst. for Neurosci., Japan)（12）Dynamic regulation of signal transmission in the local circuit of the superior colliculus
Yasuhiko Saito and Tadashi Isa (National Inst. for Physiol. Sci., Japan)（13）Mutual inhibition in the premotor circuit controlling saccade
Kaoru Yoshida, Y. Iwamoto, Sohei Chimoto and Hiroshi Shimazu (Univ. of Tsukuba, Japan)（14）Synchronous oscillatory activity of local field potentials and neurons in MI and SMA
during bimanual movements of monkeys
Takashi Kawashima, Thomas A. Knight and Eberhard E. Fetz (Gifu Univ., & Unv. of Washington, USA)
（15）A new bipedally walking monkey model for the study of human bipedal locomotion
Shigemi Mori, Futoshi Mori, Katsumi Nakajima, Atsumichi Tachibana, Masahiro Mori and Chijiko Takasu(National Inst. for Physiol. Sci., Japan)
2+（16）Selective expression of Ca –permeable AMPA receptors in horizontal cells in the superficial layer of rat superior
colliculusEndo, T. and Isa, T. (National Inst. For Physiol. Sci., Japan)

222

第 22 巻 (Dec, 2001)（17）Burst firing in layer III pyramidal neurons of cat sensorimotor cortex
Nishimura, Y., Shibuya, H., Asahara, T. and Yamamoto, T. (Mie Univ., Japan)（18）Interaction of horizontal and vertical inputs to pyramidal cells in the superficial layers of the cat visual cortex
Sato, H., Yoshimura, Y., Imamura, K. and Watanabe, Y. (Osaka Univ., Osaka Biosci. Inst. & Nagoya Univ., Japan)（19）Spatiotemporal interaction of response to multiwhisker stimulation in the barrel cortex neurons of rats
Shimegi, S., Akasaki, T. and Sato, H. (Osaka Univ., Japan)（20）Functional Development of the Recurrent Inhibitory Network of the Mauthner Cell in Zebrafish larvae
Takahashi, M., Narushima, M., Murayama, Y. and Oda, Y. (Osaka Univ., Japan)（21）Fluorescence imaging of the protein kinase C translocation in the hippocampal neurons
Tsubokawa, H. and Takagi, S. (National Inst. For Physiol. Sci., Japan)（22）Calciumu-sensitive cation current accompanying activation of nicotinic acetylcholine receptors
in rat mesopontine dopamine neurons
Yamashita, T. and Isa, T. (National Inst. For Physiol. Sci., Japan)【参加者名】
E. Buhl (University of Leeds)，H. Markram (University（岐阜大学・医学部・反射研究施設），三上章允（京都of California San Francisco)，S. Hestrin (Stanford Universi-

大学・霊長類研究所・行動神経研究部門），海野 俊平（京ty)，森武嗣（京都大学

都大学・霊長類研究所・行動神経研究部門），猿渡 正則大学院・医学研究科・高次脳科学講座），玉巻 伸章（京（京都大学・霊長類研究所・行動神経研究部門），加藤啓

都大学大学院・医学研究科・高次脳科学講座），姜 英男

一郎（京都大学・霊長類研究所・行動神経研究部門），山（北海道医療大学），山本 哲朗（三重大学・医学部・生口

理学第二講座），西村 嘉洋（三重大学・医学部・生理学

形大学・理工学研究科）
，増田

第二講座）
，渋谷 浩司（三重大学・医学部・生理学第二

究科）
，浜田

講座），吉田経生理学部門），中村

茂美（生理学研究所），金子薫（筑波大学・基礎医学系・生理），川口

峻司（山形大学・理工学研究科）
，伊豆田

義人（山

健（山形大学・理工学研

生馬（財）東京都神経科学総合研究所・神泰尚（東京医科歯科大学大学院・

泰雄（生理学研究所・大脳神経回路論研究部門），根東 覚

医歯学総合研究科・神経解剖学分野），村越（生理学研究所・大脳神経回路論研究部門），窪田 芳之（理医科歯科大学・医学部・薬理），田中 昌司（上智大学），

化学研究所），苅部 冬紀（理化学研究所），宋 文杰（大佐藤宏道（大阪大学・健康体育部），七五三木聡（大阪大阪大学・基礎工学部），川口英夫（日立基礎研究所），Oo

学・健康体育部），赤碕孝文（大阪大学・健康体育部），

HaiLiang（大阪大学・基礎工学部），佐々木成人（財）東尾関宏文（大阪大学・健康体育部），田谷文彦（大阪大学・

京都神経科学総合研究所・神経生理学部門），内藤 公郷健康体育部），定金（財）東京都神経科学総合研究所・システム生理），伊佐裕之（大阪大学・健康体育部），村越正（生理学研究所・統合生理研究施設高次脳機能研究プ

科大学・医学部・薬理学），高橋

ロジェクト），斎藤 康彦（生理学研究所・統合生理研究工学部），駒井

施設高次脳機能研究プロジェクト），遠藤 利朗（生理学田研究所・統合生理研究施設高次脳機能研究プロジェクト），

理工学専攻），林山下

哲司（生理学研究所・統合生理研究施設高次脳機座），中世古幸成（三重大学・医学部・生理学第二講座），

能研究プロジェクト），坪川 宏（生理学研究所・脳機能

一戸（弘前大学），木村（大阪大学），青柳（京都大学），

計測センター），高木佐知子（生理学研究所・脳機能計測

伊藤（京都産業大学），藤井（京都産業大学），伊藤（愛センター），深井 朋樹（玉川大学・工学部），川島知学院大学）卓

隆之（東京

理（大阪大学・健康体育部），木田隆之（東京医科歯正治（大阪大学・基礎

章治（神戸大学・生理学第一講座），武湖太郎（慶應義塾大学・大学院理工学研究科・基礎民（三重大学・医学部・生理学第二講【概要】
中枢神経系では，異なる機能特性を持つ比較的少数のを演じている。局所的な神経回路は機能単位を構成し，神経細胞の構成する規則的で局所的な回路が重要な役割

この機能単位相互の情報交換と，遠方との神経結合によ223

生理学研究所年報

る情報交換が中枢神経系における複雑な情報処理の基礎論はすべて英語で行った。海外からの参加者が現在活躍となっている。このような過程の解明は，一人の研究中の第一級の研究者であったことも幸いし，多くの参加者，一つの研究室で取り組むには膨大すぎる。本研究会者を得て活発な討論が行われた。特に Henry Markram のでは，分子から個体に至る異なる研究レベル，異なる手

膨大なデータと細胞タイプの詳細な分類には圧倒された。

法による各研究室の取り組みを持ちより，中枢神経系にまた，口頭発表のほかポスター発表も行い，若い研究者

おける局所回路とその機能特性について討議し，こうしを中心に海外からの参加者や他の研究室の研究者との交た視点からの研究の推進を目指した。平成 10 年度から 3流の場となった。本研究会が当初目指していた大型の研年間の計画で取り組んだ研究会は，平成 12 年度，その究プロジェクトの実現は起動に乗らなかったが，研究会最終年度に当たる。そこで今回は，文部省科学研究費特の中から共同研究なども育ち，神経回路に依拠した機能定領域研究 A「脳研究の総合的推進に関する研究」の支研究の推進に一定の役割を果たすことができた。

援を受け，3 人の海外からの参加者を招聘し，発表と討(1) Local circuitin the cerebral cortex
T. Kaneko (Department of Physiology, Faculty of Medicine, Kyoto University)
To reveal the mechanism of information processing in
the cerebral cortex, we focused on the morphologicalreceive information from the superficial cortical layers 4-foldmore efficiently than corticothalamic neurons.

Recently, we developed a

The connections were further examined by intracellular

retrograde neuronal tracing method with Golgi-like soma-

recording of excitatory postsynaptic potential (EPSP) that

dendritic filling.

By combining this method with the intra-

were evoked in layer V and layer VI pyramidal neurons bycellular staining technique, local connection from layer III

stimulation of layer II/III. EPSPs evoked in layer V pyramidal

pyramidal cells to corticospinal and corticothalamic projection

neurons showed short and constant onset latencies, suggest-

neurons were examined in the motor cortical slices of theing their monosynaptic nature.

rat.

evokedin layer VI pyramidal neurons had long onset latencies

analysis of its intrinsic circuitry.

Forty layer III pyramidal neurons stained intracellularly
were of the regular spiking type, showed immunoreactivity

In contrast, most EPSPs

and showed double-shock facilitation of onset latency, implyingthat they were polysynaptic.

for glutaminase, and emitted axon collaterals arborizing local-

The results suggest that information of the superficial

ly in layers II/III and /or V. Nine of them were reconstruct-cortical layers is transferred directly and efficiently toed for morphological analysis; 15.2% or 3.8% of varicosities

corticospinal neurons in layer V and thereby exerts an im-of axon collaterals of the reconstructed neurons were apposed

portant influence on cortical motor output. Corticothalmic

to dendrites of corticospinal or corticothalamic neurons,

neurons are, in contrast, considered relatively independent

respectively. By con-focal laserscanning and electron micro-of or indirectly related to information processing of the

scopy, some of these appositions were revealed to makesuperficial cortical layers.

synapses. These findngs indicate that corticospinal neurons(2) Fast neuronal population oscillations in cortical networks in vitro
Eberhard H. Buhl (The School of Biomedical Sciences, University of Leeds, United Kingdom)
Many neurons in the CNS are endowed with oscilla-

224

tory properties which allow them to discharge rhythmically第 22 巻 (Dec, 2001)

and, thus, entrain their neighbours and distant projection

erating network oscillations. Spontaneous, ultrafast (~200

targets alike.

However, rhythmic population oscillationsHz) ripples can, for example, be observed in hippocampal

may also arise as an emergent property of a neuronaltissue in vitro. Moreover, transient depolarizations with

network which is suitably interconnected with electricalhigh-molarity potassium solutions can trigger fast (~100and/or chemical synapses.

It is feasible to analyse theHz) synchronous network activity in either nominally calcium-

timing of action potentials and synaptic events in pyramidal

free solutions or the presence of GABA and glutamate

cells and interneurons by using the concomitantly recorded

receptor antagonists. Interestingly, when leaving synaptic

extracellular field as a temporal reference. It thus emerges

transmission intact, such fast rhythms appear to be nested

that the discharge probability of pyramidal neurons in-(i.e. phase-locked) in a slower gamma frequency population

creases concomitantly with the decay of inhibitory currents

oscillation.

/potentials.

While there is little doubt with respect to thesynaptic (presumably a mixture of electrical and ephapticrole of synaptic mechanisms in governing the generation ofeffects) and synaptic mechanisms showing a complex

synchronous activity, equally compelling evidence has beeninterplay in the generation of complex neuronal rhythms

accruing that, in the absence of synaptic communication,

which frequently, both in vivo and in vitro, span more than agap junction-mediated electrical signalling is effective in gen-single EEG frequency band.

These data therefore support the notion of non-

(3) Functional subdivisions of cortical neurons:"Do interstitial cells in the white matter participate in the cortical circuit?"
Tamamaki, N. (Department of Morphological Brain Science, Graduate School of Medicine, Kyoto University)
Interstitial cells in the white matter of the neocortex isarbors of these interstitial cells by recombinant adenovirus

a remnant population of early generated neurons found in

infection followed by modified-GFP exrpession. We could

the intermediate zone of the developing neocortex of thedivide the interstitial cells into two types and one of themrat.

Most of these early generated neurons were reported

were Martinotti cells. The other type was not described so

as GABAergic neurons and might work as pioneer neurons

far and regarded a new type of inter neurons of the neocortex.

projecting subcortically.

Most of those early generated

The new type of the interstitial cells had an axon arborizedneurons were eliminated by cell death after birth. However,preferentially in the white matter. The terminals may besome of them remained in the white matter and retainedtargeting on edges of basal dendrites or axons in the whiteaxons and dendrites. We revealed the axon and dendritic

matter.

(4) Anatomy, Physiology, Molecular and Circuit Properties of Neocortical Interneurons
Henry Markram, Wang Yun, Anirudh Gupta & Maria Toledo(Department of Neurobiology, The Weizmannn Institute of Science, Israel)
Interneurons comprise a small fraction of the total

different types of interneurons in terms of their anatomy

neurons of the neocortex, but are critical for normal

and physiology.

function.

examined: Large Basket Cells, Nest Basket Cells, Small

In this study we examined in detail a large

Five major anatomical classes were

number of interneurons in the somatosensory cortex of rats

Basket Cells, Martinotti Cells and Bitufted Cells.

Weand developed methods to allow objective classification ofderived a comprehensive morphology code (mCode) that was225

生理学研究所年報

used to examine the similarities and differences between

average of 4 molecular subtypes each. This suggests that

LBCs, NBCs and SBCs. Clear anatomical identification ofeach neocortical layer could contain around 180 different

interneurons allowed examination of electrophysiologicaltypes of interneurons.

subtypes and we found that most interneurons expressed 1-5

interneurons varies from 1:1 to 1:20 with an average of aroundsubtypes of electrophysiological behaviors.

We further

1:5, indicating that around 675 interneurons are required in a

examined the molecular expression patterns of these anato-

given layer to provide comprehensive diversity of interneurons.

physiological subtypes, and found that most subtypes

The ratio of interneuron numbers across layers also varies

expressed in 2-5 different ways.

on average 2 fold, suggesting that a column of cortex would

We also ventured to

The distribution of different types ofInneed to hold around 9,000 interneurons or around 76,000

total, we predict that at least 15 anatomical classes ofneurons. This is equivalent to about 7 cortical columns ofinterneurons exist in each of layers 2-6, with an average ofdiameter 300 mm2 or 0.63 mm2 of cortical surface.

estimate the extent of the diversity of interneurons.

3 electrophysiological subtypes each and of these a further(5) Depolarizing afterpotentials involved in rhythmogenesis in cortical pyramidal cells
Youngnam Kang (Department of Physiology, Faculty of Medicine, Kyoto University,
Department of Oral Physiology, Faculty of Dentistry, Hokkaido Health Science University,)
Yo Kishi (Department of Physiology, Faculty of Medicine, Kyoto University)
Regular spiking cortical pyramidal cells often display

gated the ionic mechanisms underlying these early and latean early depolarizing spike afterpotentials (early DAP)DAPs.

The data suggest that the enhancement of the early

immediately following spike repolarization, and an enhance-

DAP is mediated by an enhancement of the sensitivity of cat-ment of the DAP led to a generation of fast rhythmic burst

ionic channels to Ca2+ through the activation of CaMKII. On

firing (FRB).

This FRB is generally thought to underlie

the other hand, we conclude that in the presence of muscarine,

gamma-band EEG oscillation. On the other hand, the latecalcium influx through voltage-gated calcium channels triggers

DAP is also seen following spike-AHP in regular spiking

IP3 induced calcium release leading to a generation of calcium-

pyramidal cells when metabotropic glutamate or muscarinic

dependent late DAP and excessive clacium influx results in a

receptors are activated. This late DAP has been suggested

suppression of the late DAP through inactivation of IP3-

to be associated with theta EEG rhythm. We have investi-

receptors by the calcium-calmodulin complexes.

(6) Electrophysioology and morphology of rat claustral neurons
Hiroshi Shibuya and Tetsuro Yamamoto (Department of Physiology, Faculty of Medicine, Mie University)
The electrophysiological and morphological properties

fast-adapting, similar to the regular type reported in theof constituent neurons and fiber connections of the rat

neocortex. The somata of the claustral neurons resembled

rostral claustrum gave some suggestions about its ontoge-

those of cortical layer VIb cells characterized by diversity.

netic origin and function.

All recorded neurons had action

In addition, some of the dendrites of these extended towardpotentials with much higher maximum rates of rise than

the superficial layers of the ventrolateral and lateral orbitalthat of fall, and spike-frequency adaptation during longcortex (VLO/LO), and arborized profusely in the claustraldepolarizing pulses that could be classified as slow- andpartition and the VLO/LO. Furthermore, some single neu-226

第 22 巻 (Dec, 2001)

rons of the claustrum were shown to send their stem axons

input to the VLO/LO in addition to input to the claustrum itself,and collaterals to the VLO/LO, the agranular motor cortex

and integrates these two inputs. Considering the gelatino-(AgMCx) and other cortical areas by double staining withorbital projection and connections among the claustrum, VLO/

fluorescent dyes and intracellular staining. These findings

LO and AgMCx, the rostral claustrum may be an importantstrongly suggest that the rostral claustrum is a part of theregion that integrates the affective-motivational aspects of pain

layer VI of the adjacent cerebral cortex, i.e., VLO/LO, sharesand behavior.

(7) Synaptic connections and synchronized firing of cortical interneurons
Yasuo Kawaguchi, Satoru Kondo (National Institute for Physiological Sciences)
Yoshiyuki Kubota (Bio-Mimetic Control Research Center, RIKEN)
GABAergic interneurons in the rat frontal cortex arealso different among the GABA cell subtypes. Carbachol ordivided into 2 groups according to the intrinsic firing pattern:muscarine affects the activities of peptide-containing GABAergic

FS (fast-spiking) cells and non-FS cells. FS cells show abrupt

cells more than parvalbumin FS cells. Somatostatin or VIP

episodes of nonadapting repetitive discharges of short-duration

cells are depolarized with spike firing, whereas large CCK

spikes and are immunoreactive for parvalbumin.

Non-FSbasket cells are hyperpolarized. Continuous application ofcells are further classified on the basis of neuropeptide andcarbachol or muscarine induces two patterns of the increases

calretinin content. Somatostatin cells include Martinotti cellsof inhibitory postsynaptic currents in cortical cells: continuouswith ascending axonal arbors, innervating thin dendritic

and periodic ones.

branches or spines. VIP and/or calretinin cells include double

carbachol or muscarine was synchronized among corticalbouquet cells with descending axonal arbors innervating

cells. A few nonpyramidal cells showed the slow periodical

dendrites. Large CCK cells have axonal arbors making mul-discharges in response to carbachol. Cholinergic afferents

tiple boutons on other cell bodies. In addition to intracorticalfrom the basal forebrain may affect cortical activities throughsynaptic connections, modulatory subcortical inputs may be

GABA cell subtypes differentially.

The periodical increase induced by(8) Electrical Synapses and Networks of GABAergic Neurons in the Neocortex
Shaul Hestrin & Mario Galarreta (Stanford University, USA)It has been suggested that GABAergic axo/dendritic andsynapses FS cells were electrically coupled. Electricalaxo/somatic interactions among inhibitory neurons are criticalsynapses appear to be cell-type specific. We have not foundin coordinating cortical activity. However, synaptic interactions

evidence of electrical coupling among pairs of neighboringamong GABAergic cells and their relation to coordinatedpyramidal neurons. Moreover, we have not found electricalactivity are only poorly understood. We have addressed these

synapses between FS cells and other types of neocorticalissues by recording simultaneously from pairs of fast-spiking

cells. When both chemical and electrical transmission were(FS) cells, a kind of GABAergic neocortical interneurons.

present between two FS cells, a presynaptic spike generated

The FS cells were immunoreactive to parvalbumin and had local

a dual component response in the postsynaptic cell. The

and horizontal axon projections making inhibitory contacts withpeak of the electrical synapse mediated response occurredboth pyramidal neurons as well as other inhibitory neurons.

earlier than that of the GABAA-receptor mediated IPSP.

We have found that in addition to GABAergic chemical

We found that the efficacy of signal transmission through227

生理学研究所年報

electrical synapse is frequency-dependent.

Thus, we havewithin the neocortex. Given that inhibitory neurons control

directly demonstrated extensive electrical coupling among

other neurons these networks could organize cortical activity

neocortical FS cells. The high degree of connectivity could

and promote synchrony.

establish a functional network of specific type of neurons(9) Local circuit and representation of soundWen-Jie Song (Dept of Electronic Engineering, Osaka University)
Hideo Kawaguchi (Advanced Research Laboratory, Hitachi Ltd.)Sound is decomposed in the cochlea into different fre-cortex.

In the cortex, neurons of the same characteristic

quency components. Each frequency component is detected

frequency tend to stay together, along a dorso-ventral axis,by hair cells at a specific point of the basilar membrane.

forming an isofrequency stripe. Traditionally, isofrequency

Components of lower frequencies are represented by the

stripes in the cortex have been thought to be formed due tobasilar membrane region close to the base of the cochlea, andtopographic projection from the thalamus, along the frequency

components of higher frequencies are represented at regions

axis and along the isofrequency dimension. In our report, weclose to the apex.

show evidence that cortical local circuits contribute signifi-

Such spatial representation of soundfrequency is often referred to as tonotopy.

Tonotopy iscantly to the formation of isofrequency stripes.

maintained all through the central auditory pathway up to the(10) Classification of neuron types based on the firing patterns recorded in behaving monkeys
Akichika Mikami, Keichiro Kato, Shunpei Unno (Primate Research Institute, Kyoto University)
Youngnam Kang (School of Medicine, Kyoto University, Health Sciences University of Hokkaido)
In order to develop a new approach to classify neuron

constant ISI (<5ms) and smaller number of spikes (<6types applicable for the data taken in behaving monkeys, we

spikes, usually 2 or 3 spikes) within a burst. In addition,measured the amplitudes of spikes, the duration of spikes,

FRB neurons often showed 20-80 Hz fast rhythmic burst,

the inter-spike intervals and number of spikes within thewhich is consistent with the characteristics of FRB neurons

bursting activities recorded in the frontal cortex of behaving

reported previous studies. IB neurons were characterize bymonkeys. Following the results of the cluster analysis we

longer and variable ISI (fluctuating between 4-12 ms) andcould identify fast spiking (FS), fast rhythmic bursting (FRB)

smaller number of spikes (<6 spikes, usually 2-4 spikes)

and intrinsic bursting (IB) neurons.

FS neurons were

within a burst. The data suggested the possibility to use

characterized by shorter and relatively constant ISI (<5ms)

this approach to analyses neuronal circuits related theand larger number of spikes (>6 spikes, often >10 spikes).

behavior.

FRB neurons were characterized by shorter and relatively(11) Velocity and Position Guided Orienting in Unrestrained Cats
Sasaki S., Yoshimura, K., Naito, K. (Dept. of Neurophysiology, Tokyo Metropolitan Institute for Neuroscience)228

第 22 巻 (Dec, 2001)

Moving and stationary visual stimulus may lead tojumped from a fixation point to a target, cats first moved

elicit different types of orienting, because the moving visual

their heads slowly toward the target with concomitant

stimulus activates retinal neurons sequentially along thecontroversive eye movements due to the vestibulo-ocular

trajectory of the moving stimulus, while the stationaryreflex, resulting in a flat gaze traces and then made rapid

stimulus activate neurons in a restricted area on which thehead movements and saccades toward the target. Latencies

the object projected on.

of head movements were 100-200 ms.

We, thus, attempted to chara-

Switching fromcterized the differences of orienting elicited by moving andjumping to moving visual stimuli produced pronounced

stationary stimuli.

shortening of latencies of orienting and increases of headCats were trained to stand in a small

box and to fixate at a light spot projected on a center of theand gaze velocities.

panel and were required to orient to the light spot which

are two types of orienting, i.e., position guided and velocity

jumped from the fixation point to a target or moved withguided orienting, which utilize position and velocity

various speed in a ramp-hold manner.

information of visual stimuli, respectively.

When a light spot

These results suggesting that there(12) Dynamic regulation of signal transmission in the local circuit of the superior colliculus
Yasuhiko Saito & Tadashi Isa (Dept. Integrative Physiology, National Institute for Physiological Sciences)
To understand the mechanisms of generation of motor

neural elements within the SGI, which yielded burstingcommands in the superior colliculus (SC), we investigatedproperties when GABAergic inhibition was removed.

To

activation properties of neurons in the intermediate layer

further investigate the structure of local excitatory connec-(SGI) using whole-cell patch clamp technique in the SC

tions in the SGI, we performed simultaneous recordings fromslices obtained from 17- to 22-day old rats. In the presencea pair of SGI neurons.

Application of Bic in addition toof bicuculline (Bic, 10 µM), a single shock stimulation of the

reducing extracellular Mg

optic tract (OT) often induced the long-lasting depolarization

depolarization (> 20 mV) of neurons in the SGI frequently

with repetitive firings in SGI neurons. Moreover, when aeven when the two SGI neurons did not show the direct

local stimulation was applied in a small rectangle piece ofsynaptic connections. All these results suggest that the local

slice isolated from the SGI, the SGI neurons in the rectangle

excitatory connections of the SGI neurons may be important in

exhibited the repetitive firings, suggesting the existence ofgeneration of the bursting motor command in the SGI.

2+

induced synchronous spontaneous(13) Mutual inhibition in the premotor circuit controlling saccade
Yoshida, K., Iwamoto, Y., Chimoto, S. and Shimazu, H. (Department of Physiology, Institute of
Basic Medical Sciences, University of Tsukuba, and CREST of JST)The brain stem neural circuit that generates saccadic eyealert cats to elucidate postsynaptic events during saccades andmovements contains two essential classes of neurons, burst

thereby determine what patterns ofafferent discharge impinge

neurons (BNs) and omnipause neurons (OPNs). Since OPNs

upon OPNs to cause their pause. The membrane potential of

make direct inhibitory connections with BNs, it is believed that

OPNs showed steep hyperpolarization in association with eachthe duration of the BNs discharge is controlled by a pause of

saccade. The results indicate that the pause of activity in

OPNs.

OPNs is initiated by an abrupt inhibition and maintained till

Intracellular recordings were made from OPNs in229

生理学研究所年報

the end of the saccade by afferents encoding eye velocity

interactions between BNs and OPNs generate their comple-

signals. We suggest that the eye velocity-related afferents

mentary discharge patterns.

originate from BNs and that powerful mutual inhibitory(14) Synchronous oscillatory activity of local field potentials and neurons
in MI and SMA during bimanual movements of monkeys
Takashi Kawashima (Dept. Neurophysiol. Inst. of Equilibrium Res., Gifu Univ. Sch. of Med &Dept physiol. and Biophys. and Regional Primate Res. Ctr., Univ. of Washington)
Thomas A. Knight, Eberhard E. Fetz (Dept physiol. and Biophys. and Regional Primate Res. Ctr.,
Univ. of Washington)
Simultaneous local field potential (LFP) were recorded

SMA-Area7 > SMA-MI > MI-Area7 in both hemispheres inin the right and left primary cortex (M1) and supplementary

any of these behavioral periods.

Regarding the bilateralmotor cortex (SMA) and parietal cortex (Area7) of twoconnection, no significant changes of ACCC were observed

macaca nemestrina performing visually guided bimanualin SMA and MI between pre-movement and the bimanual

tracking task. All LFPs showed oscillation at 20-40Hz thattracking periods. In the reward period the coefficient values

could become bilaterally synchronous during the bimanual

were highest in any recording sites. In addition to the ordinary

movements. Averaged cross-correlation coefficient (ACCC)

averaging method, time course analysis of cross correlation of

between the recording sites were compared in three behav-

LFPs were also executed. Bilateral oscillatory synchronous

ioral states: 1) pre-movement periods, 2) during the bimanual

activities of LFPs were observed in M1 and SMA in accor-

tracking periods and 3)reward periods. Regarding the hemi

dance with a rapid initiation or cessation of bimanual move-lateral connection, the values of ACCC were arranged in orderments.

(15) A new bipedally walking monkey model for the study of human bipedal locomotion
Shigemi Mori, Futoshi Mori, Katsumi Nakajima, Atsumichi Tachibana, Masahiro Mori,and Chijiko Takasu (Department of Biological Control System, National Institute for Physiological Sciences)
To advance understanding of the CNS mechanisms incontinuation of the locomotor learning together withthe human which control and integrate posture and bipedalmonkey's physical growth over time, the monkeys refined

locomotion, it is desirable to establish a non-human primate

gradually their walking patterns with less fluctuation ofmodel. With such a model, it is possible to apply the state-body axis.

of-the-art techniques of modern neuroscience to the problem

features of our model's bipedal treadmill walking resembleof developing testable hypotheses on relevant CNS control

those used in human locomotion.

mechanisms. By use of long-term operant conditioning, we

bipedally walking monkeys can clear the obstacles attachedhave recently trained the normally quadrupedal young Japa-

on the moving treadmill belt with the larger flexion of hipnese monkey (M. fuscata; estimated age; 3 to 4 years old) toand ankle joints than that observed during treadmill

stand upright and walk bipedally on a moving treadmill belt.

locomotion without an obstacle.

After 3 to 4 months of regular locomotor training, they

to clear the obstacle and stumbled, it adopted a defensive

acquired a novel strategy of walking bipedally.

posture with rapid extension of the forelimbs forward and

230

With

We have already shown that the kinematic
We have also found that

When the monkey failed

第 22 巻 (Dec, 2001)

downward with lowering of the center of body mass to thedate its posture and locomotion to the external perturbations.

treadmill surface.

Our result indicates that "integrated"

Our new model monkey seems to employ CNS mechanisms

interactions of multiple body segments such as head, body,similar to those in human subjects. With the use of non-forelimbs and hindlimbs are necessary for preventing

invasive method such as positron emission tomography (PET),"stumbling" from "falling". All these results suggest that the

we are now exploring the potential CNS mechanisms andmonkey walking bipedally on a moving treadmill belt acquired

operating principles for the elaboration of monkey's bipedal

a hip-knee strategy of recruiting and integrating both anticipa-

locomotion with an upright posture.

tory and reactive neural mechanisms in the CNS to accomo-

2+(16) Selective expression of Ca -permeable ampa receptors in horizontal cells
in the superficial layer of rat superior colliculus
Toshiaki Endo, Tadashi Isa (Department of Integrative Physiology,
National Institute for Physiological Sciences)
Rectification property and Ca2+-permeability of AMPA-

were suppressed by 1 mM spermine. The degree of inward

type glutamate receptors were investigated in six morpho-

rectification was inversely correlated with the reversal

logically identified subclasses of neurons in the superficial

potential of KA responses in the isotonic Na+-free, high Ca2+

layer of the superior colliculus (sSC) by whole-cell patch

solution, indicating Ca2+-permeability was higher in inwardly

clamp recording technique in slice preparations obtained

rectifying AMPA receptors.

from rats (PND17-23).

The inwardly rectifying and2+

Both outwardly rectifying and

Ca -permeable AMPA receptors were observed in a large

inwardly rectifying current responses were observed toproportion of horizontal cells with extensive dendritic

pressure application of kainate (KA). Theses currents werearborization in the tangential direction.

These results

2+

completely abolished by 100 mM GYKI 52466, indicating thatsuggest that Ca -permeable AMPA receptors have specificthe KA-induced currents were mediated by AMPA-typerole in regulation of lateral interaction in the visual field

glutamate receptors. The inwardly rectifying KA responses

map in the sSC.

(17) Burst firing in layer III pyramidal neurons of cat sensorimotor cortex
Yoshihiro Nishimura, Hiroshi Shibuya, Toshihiro Asahara and Tetsuro Yamamoto (Departmentof Physiology, Faculty of Medicine, Mie University)
The ionic mechanisms underlying burst firing in layer

afterdepolarization (ADP) of the 1st spike of burst. The ADP

III neurons from cat sensorimotor cortex were examined by

was enhanced by a blockade Ca2+ channel. This enhanced

intracellular recording in a brain slice. Regular spiking was

ADP by Ca2+ channel blockade was apparent after blockade ofobserved in 77.4 % of 137 neurons in response to constant

the afterhyperpolarization by apamin or intracellular Ca2+

intracellular current pulses. The rest of the neurons showedchelation by EGTA.

burst firing. An initial burst followed by regular-spike firing

spiking pattern into a bursting one, but could not change a

was observed in 71.0 % of 31 bursting neurons. The rest of

burst firing into a regular spiking. Four neurons responding

the bursting neurons (N= 9) showed repetitive bursting.

with a single initial burst in control solution responded withIn the bursting neurons, spikes were triggered from therepetitive bursting after application of these agents.

These agents switched the regular

The

231

生理学研究所年報

ADP was blocked and the burst firing changed to regular

Na+ current underlies the ADP and contributes to thespiking by tetrodotoxin (TTX) or intracellularly appliedburst firing of layer III neurons from the cat cortex.

QX314.

We concluded that a TTX- and QX314- sensitive(18) Interaction of horizontal and vertical inputs to pyramidal cells in the superficial layersof the cat visual cortex
Hiromichi Sato (School of Health and sport Sciences, Osaka University)
Yumiko Yoshimura (Department of Neuroscience, Osaka Bioscience Institute & Department of Visual Neuroscience,
Research Institute of Environmental Medicine, Nagoya University)
Kazuyuki Imamur and Yasuyoshi Watanabe (Department of Neuroscience, Osaka Bioscience Institute)The purpose of this study is to elucidate the integrative

potentials (EPSPs) evoked by the activation of LH and SH

input mechanisms of pyramidal cells receiving horizontallyconnections had smaller amplitude and larger coefficient ofprojecting axon collaterals (horizontal projection) and verticalvariation than those evoked by stimulating the vertical input.

input from layer IV.

We performed whole-cell recordings

Paired-pulse stimulation of the LH and SH inputs caused thefrom pyramidal cells in layer II/III and focally activated otherdepression of the second EPSP, whereas that of vertical

single pyramidal cells monosynaptically connected via long-

inputs caused either facilitation or depression of the second

distance horizontal (LH) projections (the distance between

EPSP. The EPSPs evoked by simultaneous activation of LH

pre- and post-synaptic cells was 350-1200μm) in slice prepa-

and vertical inputs summated linearly at the resting membranerations of the kitten primary visual cortex.

In addition,

potential. However, the EPSPs evoked by stimulation of thepresynaptic single fibers in layer IV (vertical input) and/or

two inputs were nonlinearly (supralinearly) summated whenshort-distance horizontal (SH) inputs from neighboring

the postsynaptic membrane was depolarized to a certain level.

single pyramidal cells (distance within 100μm) in layer

Similar EPSP interaction was observed in response to simulta-

II/III were activated. Unitary excitatory postsynaptic

neous activation of the LH and SH inputs.

(19) Spatiotemporal interaction of response to multiwhisker stimulation in the barrel cortex neurons of rats
Satoshi Shimegi, Takafumi Akasaki, Hiromichi Sato (School of Health and sport Sciences, Osaka University)
To understand the physiological properties and anatomical

to stimulation of the individual whiskers. Among them, 75 %organization of the spatiotemporal interaction of the responses

and 60 % were selective for the combination of the PW with ato multiwhisker stimulation in neurons of the rat barrel cortex,

particular AW and for a particular direction of whisker deflec-

single-unit recordings of 114 neurons were performed acrosstion, respectively. Most cases of facilitation were observed

all layers (layer II/III, n = 39 ; IV, n = 33 ; V/VI, n = 42) of theat short ISIs (<4 msec). Multiwhisker stimulation at longer

barrel cortex of anesthetized rats. Two neighboring principal

ISIs (>8 msec) caused a suppression of the response to theand adjacent whiskers (PW and AW, respectively) in the same

second whisker stimulation. Facilitation was evoked predomi-

row were deflected rostrally or caudally at varying interstimulus

nantly in layer II/III cells (69 %) and most of them were locatedintervals (ISIs). In 37 % of the cells tested, multiwhisker

close to the border between two columns, where strong

stimulation exhibited response facilitation; the response to theexcitatory inputs from the adjacent column were expected.

combined stimulus was larger than the sum of the responses

Our results suggest that the spatiotemporal patterns of232

第 22 巻 (Dec, 2001)

multiwhisker stimulation, such as whisker combination,

depends on the location of the recorded cell including

direction of deflection and timing, are expressed as different

proximity of cells to home and adjacent barrel columns andpattern and magnitudes of response interaction, whichlamination.

(20) Functional Development of the Recurrent Inhibitory Network of the Mauthner Cell in Zebrafish larvae
Masaharu Takahashi (Lab. of BrainScience, Div. of Biophysical Engineering, Grad. Sch.
of Engineering Science, Osaka Univ.,

JSPS Research Fellow)

Madoka Narushima, Yoshinnobu Murayama (Lab. of BrainScience, Div. of Biophysical Engineering,
Grad. Sch. of Engineering Science, Osaka Univ.)
Yoichi Oda (Lab. of BrainScience, Div. of Biophysical Engineering, Grad. Sch. of Engineering Science,
Osaka Univ., and PRESTO 21)
Output of neuronal activity is restrained by the local

Stimulation of the spinal cord induced increase in fluorescence

The Mauthner (M-) Cell, a large reticulospinal

intensity in all-or-none manner, indicating antidromic (AD)neuron in the hindbrain, generates a single action potential

activation of the M-cell. The intensity of the Ca response wasthat initiates the fast escape behavior of teleost fish from a

reduced (88.6±3.3%, n=19) when the second AD spike wassudden aversive stimulus.

Activation of the single action

evoked at 5ms after the first spike during the period of

potential of the M-cell in the adult goldfish is controlled, atrecurrent inhibition. Applying a glycine antagonist, strychnine,

least in part, by recurrent inhibition of the M-cell mediatedblocked the reduction of Ca response. Thus, the reduction ofthrough glycinergic interneurons.

In the present study, weCa response observed in zebrafish 4-16dpf indicates the shunt

examined when the feedback circuit is established, with usingof AD spike produced by the inhibitory conductance of the M-

confocal Ca imaging of the M-cell in the intact zebrafish larvae.

cell recurrent network. These results suggest that recurrent

The M-cells were retrogradly labeled with a fluorescentinhibition of the M-cell becomes functional in zebrafish larvae

calcium indicator, Calcium Green Dextran, injected at the

before 4dpf.

network.

spinal cord of zebrafish 4-16 days post fertilization (dpf).

(21) Fluorescence imaging of the protein kinase C translocationin the hippocampal neurons
H. Tsubokawa and S. Takagi (National Institute for Physiological Sciences)
In neurons of the CNS, little is known about spatial andreversibly changed the spatial pattern of the fim-1 fluorescence.

temporal profiles of the PKC activation in relation to neuronal

The fim-1 fluorescence transiently decreased, then a brightactivities. In this study, we tried to detect translocation of thearea appeared around the cell membrane regions within 15

PKC, which is followed by binding to the substrates. A com-min. During this period, the amplitude of EPSCs induced bybination of intracellular recording and fluorescence imaging

stimulation of Shaffer collateral / commissural fibers increased,

was applied to CA1 pyramidal neurons of mouse hippocampal

and the paired pulse facilitation of the EPSCs was reduced.

slices. Cells were loaded with 50 μM fim-1, PKC-binding

Train of action potentials induced similar transient decreases

dye, through a patch-pipette. Bath application of 100 nM

in the fim-1 fluorescence with increases in [Ca2+]i. In thephorbol 12-myristate 13-acetate, an activator of the PKC,

presence of PKC inhibitors, pharmacological or electrical233

生理学研究所年報

stimulation did not induce significant changes in the spatial

fim-1 fluorescence is useful for detecting activation of thepatterns of the fim-1 fluorescence without affecting changes

PKC in specified neurons in the brain slice preparation.

2+in [Ca ]i.

These results suggest that optical imaging of(22) Calciumu-sensitive cation current accompanying activation of
nicotinic acetylcholine receptors in rat mesopontine dopamine neurons
Tetsuji Yamashita, Tadashi Isa (Department of Integrative Physiology,
National Institute for Physiological Sciences)
The mesopontine dopamine neurons receive cholinergic

solution. These results suggested that we could exclude theinputs from the pedunculopontoine nucleus as a main excitatory

possibility FFA suppressed the nAChR-mediated current itself,

input. We analyzed the current responses of dopamine neurons

but instead FFA suppressed the Ca2+-dependent current

to the puff application of acetylcholine (ACh;1mM) using wholesecondarily activated by the nAChR-mediated current. 3.

cell patch clamp recording in the midbrain slices obtained from

Suppression of the ACh-induced current by FFA could be

rats (PND 12-17) and clarified three points as follows; 1. The

observed under the presence of thapsigargin (1mM), suggesting

puff application of ACh induced fast inward current which wasthat the Ca2+ influx through the nAChRs could directly activate

suppressed by mecamylamine, suggesting that the current was

the FFA-sensitive current, presumably mediated by CAN

mediated by nicotinic ACh receptors (nAChRS). 2. The ACh-channels. We have concluded that the ACh-induced current

induced current was partially suppressed by fulfenamic acidin the dopamine neurons contains FFA-sensitive Ca2+ depen-(FFA; 200 mM), an antagonist of Ca2+-activated nonselective

dent current that is subsequently activated by the Ca2+ influx

cation channels (CAN channels). However, FFA did not sup-through the nAChRs.

2+

press the ACh-induced current in the Ca -free extracellular234

第 22 巻 (Dec, 2001)

9. 定量的高分解能電子顕微鏡法
2000 年 11 月 21 日− 11 月 22 日
代表・世話人：藤吉好則（京都大学大学院理学研究科)
所内対応者：永山國昭（生理学研究所超微小形態生理)（１）Visualizing the strong binding state of myosin S1 to actin:Detecting structural changes in an 18Å3D
reconstruction of decorated actin from Filter-Cryo-Electron Microscopy
R.R. Schroeder（Max Planck Institute for Medical Research)（２）筋肉の細いフィラメントの Ca 制御の分子機構
若林健之，成田哲博，安永卓生，石川尚，真柳浩太（東京大理)（３）機能中の蛋白質１分子の構造を探る
片山栄作・小山智宏*・宮林信治*・市瀬紀彦・馬場則男*（東京大学医科学研究所・*工学院大学 電気工学科)（５）水チャネルアクアポリン 1 の電子線結晶構造解析
村田和義 1，光岡 薫 2，平井照久 2，Thomas Walz3, Peter Agre4, J. Bernard Heymann5, Andreas Engel5，藤吉好則 2（1 生理研，2 京大理，3Harvard Medical School, 4Johns Hopkins University, 5Univ. Basel)（６）ニコチン性アセチルコリンリセプターの構造解析
宮澤淳夫（理化学研究所・播磨研究所)（７）Structural Biology と顕微鏡の解像力
濱清（生理学研究所)（８）単量体分子モーター KIF1A の構造と作動機構
吉川雅英*，Elena P. Sablin＃，岡田康志*，Robert J. Fletterick＃，廣川信隆*（*東京大・医学・細胞生物／解剖，＃カリフォルニア大学サンフランシスコ校，生化学・生物物理)（９）カベオリンと細胞膜ドメインの形成
藤本豊士（名古屋大学大学院医学研究科)（10）神経成長円錐伸長機構とシナプス接着機構
溝口明（京都大，大学院，生体構造医学講座)（11）電圧感受性 Na チャンネルの 3 次元構造の単分子解析法による再構成
佐藤主税 A，上野 豊 A，高橋勝利 B，浅井潔 A，佐藤雅彦 C，Andereas EngelD，藤吉好則 E（A 電総研，B 北陸先端大，C 伊藤ハム・中研，Duniv. Basel, MIH,，E 京大・生物物理)（12）筋肉の細いフィラメントの Ca 制御の分子機構
若林健之，成田哲博，安永卓生，石川尚，真柳浩太（東京大・理)（13）Super-resolution microscopy using two color lasers beam−Microscopy for obercoming optical diffraction limit−
Yoshinori Iketaki, Takashige Omatsu, Osamu Sato, Toshio Suzuki, Masaki Fujii(Olympus Optical Co., Ltd, Chiba Univ, Nippon Roper Co.. Ltd.,)（14）細胞膜に見る極性形成と情報伝達の 1 分子解析
楠見明弘（名古屋大学大学院・理)（15）近接場顕微鏡によるインテグリン動態の解析
曽我部正博，辰巳仁史（名古屋大・医)（16）電子線と X 線による超分子の構造解析−細菌べん毛らせんのスイッチ機構−
難波啓一（ERATO, JST＆松下電器先端技研)（17）位相差電子顕微鏡と複素観測
永山國昭（生理研・超微小)235

生理学研究所年報【ポスター発表】（１）バクテリアべん毛基部体 FliF リング及び FliF-FliG リングの円筒平均構造鈴木博文（ERATO 難波プロジェクト)（２）直線型バクテリアべん毛フィラメントの電子線構造解析
眞木さおり（ERATO 難波プロジェクト)（３）エナジーフィルター電子顕微鏡による蛋白質結晶回折データの評価
米倉功治（ERATO 難波プロジェクト)（４）電子線結晶学によるバクテリオロドプシンの構造解析
光岡薫（京都大学大学院・理)（５）ロドプシンの電子線結晶構造解析
刑部伸彦（京都大学大学院・理)（６）Gap Junction の結晶解析を目指したコネキシンの精製
大嶋篤典（京都大学大学院・理)（７）SDS-FRL による小脳におけるグルタミン酸受容体の発現解析
馬杉美和子（生理研・脳形態解析)（８）膜蛋白質の人為的発現による細胞の形態変化
廣明洋子（京都大学大学院・理)（９）MgluR の集積機構を利用した 2 次元結晶化への試み
西川幸希（京都大学大学院・理)（10）細胞の機能局在
樋口純子（山形大・医)（11）細胞膜の細胞質側表面における膜骨格と膜貫通型タンパク質のトポグラフィー
諸根信弘（ERATO 楠見膜組織能プロジェクト)（12）遠心偏光顕微鏡を用いた細胞内複屈折構造の形成と変化
合田真（京都大学大学院・理科)（13）ヒト慢性根尖性歯周炎における HLA-DR 陽性細胞
金子友厚（東京医科歯科大学大学院・医歯学総合研究科)（14）I 型コラーゲン（アルファ I 鎖）リコンビナント遺伝子産物の電子顕微鏡的確認
服部宇（名古屋大学大学院・医)（15）無脊椎動物（腹足類）の外套組織にみられる筋線維の超高圧電顕観察
片桐展子（東京女子医科大・総合研究所)（16）位相差電子顕微鏡によるリアノジン受容体の一分子観察
松本友治（生理研・超微小)（17）複素電子顕微鏡の情報伝達度
杉谷正三（東京大学大学院・総合文化)（18）Practical aspects in the application of Zernike phase-plate in TEM
Radostin Danev（生理研・超微小)（19）Retrieving 0.1nm resolution from HRTEM using blind deconvolution and Gpnhberg-Saxfov algorithm
Fu-Rong Chen（National Tsing Hua Univ.)【参加者名】
R.R. Schroeder （ Max Planck Institute for Medical
Research），若林健之（東京大・理），片山栄作（東京大236医科研），村田和義（生理研・超微小），宮澤淳夫（理化学研究所・播磨），濱清（生理研），吉川雅英参（東京第 22 巻 (Dec, 2001)

大・医学・細胞生物／解剖），藤本 豊士（名古屋大学大理），馬杉美和子（生理研・脳形態解析），廣明洋子（京学院医学研究科），溝口 明（京都大，大学院，生体構造

都大学大学院・理），西川幸希（京都大学大学院・理），

医学講座），佐藤主税（電総研），池滝慶記（オリンパス），

樋口純子（山形大・医），諸根信弘（ERATO 楠見膜組織

楠見明弘（名古屋大学大学院・理），曽我部正博（名古屋

能プロジェクト），合田大・医），難波啓一（ERATO, JST＆松下電器先端技研），

金子友厚（東京医科歯科大学大学院・医歯学総合研究科），

鈴木博文（ERATO 難波プロジェクト），眞木さおり

服部（ERATO 難波プロジェクト），米倉功治（ERATO 難波プ

医科大・総合研究所），松本友治（生理研・超微小），杉ロジェクト），光岡 薫（京都大学大学院・理），刑部伸

谷正三（東京大学大学院・総合文化），Radostin Danev（生彦（京都大学大学院・理），大嶋篤典（京都大学大学院・理研・超微小），Fu-Rong Chen（National Tsing Hua Univ.）

真（京都大学大学院・理科），宇（名古屋大学大学院・医），片桐展子（東京女子237

生理学研究所年報

10. 生殖細胞の構造と機能発現
2000 年 11 月 24 日−11 月 25 日
代表・世話人：年森清隆（宮崎医大)
所内対応者：有井達夫（生理研)（１）マウス GC2 精原細胞株表面に発現している分子の検索
山本雅一，中野 匡，伊藤克彦，藤田潤（京都大学大学院医学研究科・遺伝医学講座分子病診療学)（２）ectoplasmic specialization：環境ホルモンおよび遺伝子ノックアウトからの新局面
外山芳郎（千葉大学医学部解剖学第 2 講座)（３）内分泌攪乱物質曝露におけるマウス精巣での遺伝子発現への影響
足達哲也 1,2，櫻井健一 2,3，深田秀樹 1，芝山孝子 1,2，井口泰泉 1,4，森

千里 1,2（1 科技団 CREST，2 千葉大学医学部解剖学第一，3 千葉大学医学部内科学第二,4

岡崎国立共同研究機構統合バイオサイエンスセンター生命環境)（４）先体反応前後に起こる精子頭部の膜表面構造の変化−マウス精子の原子間力顕微鏡による観察
高野広子（北海道大学大学院医学研究科・生体機能構造学講座生態機能形態学分野)（５）Aborted Cytokinesis and the formation of syncytial spermatids in mice
Manandhar, G.1, Toshimori, K.1 and Schatten, G.2(1Dept. of Anatomy, Miyazaki Medical College, 2Oregon Regional Primate Research Center)（６）特別講演：生理的状態および病的状態の精巣間細胞
森浩志（大阪医科大学医学部病理学第 2 講座)（７）哺乳動物の受精における精子セリンプロテアーゼの役割
山縣一夫（筑波大学応用生物化学系)（８）哺乳類初期胚の微細構造−高圧凍結置換固定法を用いて−舘

澄江（東京女子医科大学解剖学・発生生物学教室)（９）生殖幹細胞の特質
蓬田健太郎（大阪大学微生物病研究所)（10）

特異的に発現する遺伝子から見た精巣生殖細胞の特徴
野崎正美（大阪大学微生物病研究所)（11）Molecular interaction leading to sperm-oocyte fusion; role of acrin 3 (MC101) and an equatorin (MN9).
Saxena DK., Oh-oka T., and Toshimori K. (Dept. of Anatomy, Miyazaki Medical College)【参加者名】
年森清隆（宮崎医大），高野広子（北海道大・医），外西宗義武（大阪大・微研），野崎正美（大阪大・微研），

山芳郎（千葉大・医），高 圭範（千葉大・医），足達哲

笠原恵美子（大阪市大・医），増田裕（大阪医大），森也（科技団 CREST)，山縣一夫（筑波大），舘 澄江（東浩志（大阪医大），大岡唯祐（宮崎医大）Manandhar, G.

京女子医大），桧山武史（基生研），向井徳男（基生研），（宮崎医大），Saxena D.K.（宮崎医大），有井達夫（生理山本雅一（京都大・医），蓬田健太郎（大阪大・微研），

研）

【概要】
本研究会では，精細胞の分化・成熟過程における形態

期胚発生に関する研究発表と討論を行った。その主な内変化，遺伝子/タンパク質レベルでの発現調節や関連する

容は次の通りであった。精巣生殖細胞に関しては，精細新規遺伝子の探索，内分泌攪乱化学物質の影響そして初

胞移植法を用いて生殖幹細胞の増殖・生存の特質が示さ

238

第 22 巻 (Dec, 2001)

れた。精細胞分化に関しては，精原細胞株からの単クロ固定法を用いて，可能な限り自然な状態に近い状態でのーン抗体作製と関連分子の検索，精細胞細胞質の分裂形

形態把握が試みられ，受精卵から胚盤胞期に至るまでの態と合胞体細胞形成との関係，精巣生殖細胞に特異的に

微細構造変化が示された。特別講演では，生理的状態お発現する遺伝子の探索とその特徴や内分泌攪乱物質とのよび病的状態の精巣間細胞の構造と機能変化および精子関係，そして精巣生殖細胞構造分化と内分泌攪乱化学物

形成への関与と病態変化（腫瘍誘発ホルモン異常による質との関係が発表された。受精に関しては，原子間力走変化やアポトーシス）について詳細に解説された。

査顕微鏡法による精子先体反応前後に起こる精子頭部膜

このように，本研究会では，精細胞の発生から胚子初表面構造の変化，精子先体内セリンプロテアーゼ（アク期発生までに起こる形態変化や機能発現について，異なロシン）の受精との関係および先体内タンパク質と透明るアプローチを行っている研究者が多角的な面から発

帯通過および受精能獲得との関係の解析例が報告された。

表・討論し，最近の生殖生物学の研究の動向や結果につ哺乳類初期胚については，高圧凍結条件下での凍結置換

いて有意義な議論がなされた。

(1) マウスＧＣ２精原細胞株表面に発現している分子の検索
山本雅一，中野匡，金子嘉志，伊藤克彦，藤田 潤（京都大学大学院医学研究科遺伝医学講座分子病診療学分野)

哺乳類雄性生殖細胞の分化は，体細胞分裂を行う精原る。そこでわれわれは，GC2 細胞膜表面に発現している細胞が精母細胞へと分化して減数分裂し，更にハプロイ分子を同定するために GC2 細胞を入手して，32℃で培養

ドの精子細胞が成熟精子へと形態変化をとげる複雑な過後，膜分画を免疫原として雌マウスを免疫し，多数の程である。この過程を解析する細胞株としては，Hofmannhybridoma を作製。これらの hybridoma の培養上清を用と Millan の樹立したマウス精原細胞株 GC1, GC2 が有名

いて，マウス精巣および肝，腎，脳，脾の免疫組織染色である。特に GC2 は 32 度培養条件下で減数分裂を起こやフローサイトメーターによる GC2 細胞の免疫染色なしハプロイド細胞になると報告され注目を集めた。（もどのスクリーニングを行い，12 個のモノクローナル抗体

っとも，その後この細胞株は減数分裂を起こさなくなっを得た。現在ヌードマウスを用いて大量に抗体を産生さてしまっている。）しかし，GC2 がマウスの未分化な精せている途中である。今後この大量抗体を用い子形成細胞株であることには変わりがなく，増殖因子，

expression cloning で GC2 精原細胞株膜表面に発現して分化因子に対するレセプターを発現している可能性があいる分子を同定する予定である。

(2) Ectoplasmic Specialization：環境ホルモンおよび遺伝子ノックアウトからの新局面
外山芳郎（千葉大学医学部解剖学第二講座)
Ectoplasmic Specialization（以下 ES と略）は１）セルれない。隣り合うセルトリ細胞間の ES には異常は見ら

トリ細胞が精子細胞の頭部を取り巻く部分，２）隣り合れなかった。また，新生仔雄ラットおよびマウスにジエ

うセルトリ細胞間，の２カ所に存在する。２）にはさら

チルスティルベストロールを投与したところ血液・精巣に密着帯が存在し，これは ES と共に血液・精巣関門を関門の形成がコントロールに比べて約４週間遅滞した。

形成する。ES の機能はまだ解っていない。エストラジオ

この間は精母細胞が減数分裂の環境を得られないために，ールを成熟雄マウスに投与したところ，ステップ８以降

精子が作られなかった。basigin 蛋白の遺伝子ノックアウの精子細胞の先体，核に形態異常が見られた。この精子トマウスでは造精細胞が減数分裂中期で死ぬために無精細胞の頭部を取り巻く ES は不完全な形態をしていたの子症である。この場合，隣り合うセルトリ細胞間の ES

で，この部分の ES は精子頭部の形態を決めるのかもしは正常であったが，精子細胞を取り巻くべき ES には精239

生理学研究所年報

このように種々の実験条件下で ES を調べることによ

子細胞が存在しないために種々の異常（異所発生）が見られた。

り，その機能が解ることと思われる。

(3) 内分泌攪乱物質曝露におけるマウス精巣での遺伝子発現への影響
足達哲也 1,2，櫻井健一 2，深田秀樹 3，芝山孝子 1),2，井口泰泉 1,4，森

千里 1,2（1 科学技術振興事業団戦略的基礎研究推進事業 (CREST) 内分泌攪乱物質研究グループ
2
4

千葉大学医学部解剖学第一，3 深田生命科学研究所,

岡崎国立共同研究機構統合バイオサイエンスセンター生命環境)【目的】 今回我々は内分泌攪乱物質をマウス新生仔期【結果】 1. DNA マイクロアレイ法を用いた検討により，に投与することによって，生殖能を有する時期において精巣において各化学物質投与によって発現に差が生じ精巣で発現が変化する遺伝子を探索した。

た遺伝子として，DES では 635 種，Gen では 388 種，BisA【方法】1. 生後 1 日の ICR 雄性マウスに，
Diethylstilbestrol

では 455 種が見い出された。2. cDNA サブトラクション(DES)を 50μg/mouse/day，Genistein (Gen)を 1 mg/mouse/

法を用いた検討により，精巣で発現上昇を認めた遺伝子

day，または BisphenolA (BisA)を 0.2 mg/mouse/day を 5 日間が 3 種得られた。

皮下投与を行った。3 か月後に精巣を摘出，RNA を調製し，【結論】 今回，内分泌攪乱物質曝露によって発現変化

DNA マイクロアレイ法にて対照群に対して発現に差のあを引き起こす遺伝子を 2 通りの方法で検索した。DNA マ

るものを検索した。

イクロアレイ法を用いた検討では発現変化を引き起こす

2. 生後 1 日の ICR 雄性マウスに DES を 5μg/mouse/

遺伝子を一挙に多数見い出すことができた。また cDNA

day で 5 日間投与した。2 か月後に精巣を摘出，RNA を

サブトラクション法を用いた検討では精巣において発現調製し，cDNA サブトラクション法にて対照群に対して誘導される遺伝子の存在が認められた。

発現に差のあるものを検索した。

(4) 先体反応前後に起こる精子頭部の膜表面構造の変化―マウス精子の原子間力顕微鏡による観察
高野広子（北海道大学・大学院医学研究科・生体機能構造学講座・生体機能形態学分野)

授精機構の解明のために，成熟精子の頭部の表面構造

た。赤道部は，成熟精子では粒子が不明瞭で表面はほぼの違いを調べ，さらに，これらがキャパシテーションや平滑であったが，キャパシテーション精子では輪郭が明

先体反応に伴ってどのように変化するのかを調べた。キ瞭な小粒子で覆われていた。先体反応後，赤道部の小粒ャパシテーションした精子はマウス精巣上体尾部の精子子は前縁から次第に大粒子に置き換わった。一方，先体（成熟精子）の培養により得た。先体反応を起こした精子

後部は，先体反応以前は大粒子によって覆われていたが，は尾部精子の単独培養あるいは透明帯つき卵細胞との共先体反応後は大粒子が次第に小粒子へと置き換わった。

培養によって得た。精子は遠心洗浄してグルタールで固以上，本研究によって得られた先体反応前後に起こる

定し，ガラスに貼り付け，臨界点乾燥して原子間力顕微

精子頭部の膜表面構造の変化を示す原子間力顕微鏡像は，鏡に表面構造を描出させた。成熟精子の頭部は直径 100

キャパシテーションによって精子膜が不安定化すること

nm 以下の粒子で覆われていた。粒子を，直径 20〜30 nmや先体反応が起こった精子だけが卵細胞膜と膜融合しうの小粒子と直径 40 nm 以上の大粒子にわけると。先体帽るというようなこれまでよく知られた現象にたいして形には，小粒子が主として分布し大粒子が所々にのってい態学的基盤を与えるものと考える。

240

第 22 巻 (Dec, 2001)(5) Aborted cytokinesis and the formation of syncytial spermatids in mice
G Manandhar1,2, K Toshimori 2 and G Schatten1（1ORPRC, 2Miyazaki Medical College)
Some spermatocytes of mice fail to divide by cytokinesis.

ends of the midzone spindles in the normal and abortive

They develop sparse and dispersed midzone spindles whichcytokinetic cells. These observations implicate that syncytial

however, undergo normal compaction but localize asymmet-bi- and tetranuclear spermatids form during mouse spermat-

rically towards one side of the cell cortex. Actin myosin

ogenesis without major cytological anomaly. Such spermatids

fibers associate with the midzone spindles and midbodies indisplayed apparently normal nuclear morphology, chromatin

the normal cytokinetic cells as well as those cells which failcondensation, manchette microtubules, axoneme and acrosome

to develop cytokinetic furrow. Anticentrin antibody labels

development during the early stages of spermiogenesis. Somethe putative centrioles while anti-g-tubulin labels the minus-

syncytial spermatids degenerate during the late stages.

(6)特別講演：生理的状態および病的状態の精巣間細胞
森浩志（大阪医科大学病理学教室)

精巣間細胞（Leydig 細胞：Ｌ細胞）が産生する男性ホ

シスに陥らせるが，１月後にはＬ細胞の数は回復する。

ルモンは胎生期の内外性器の分化，脳の男性化，二次性

この薬剤の反復投与実験から，Ｌ細胞に幹細胞が存在する

徴の発現・維持および精子発生に不可欠である。男性ホことが示唆された。Ｌ細胞には自然発生的な腫瘍の他，実ルモン産生能の動物種属差はＬ細胞の数・サイズのみな験的に精巣の脾内移植，あるいは女性ホルモン持続投与にらず，滑面小胞体やミトコンドリアの量とともに，それよって発生させることができる。前二者では luteinizing

らに局在する酵素活性の違いによってもたらされる。

hormone が，後者では女性ホルモンが誘発因子である。精

ヒトＬ細胞に特徴的な Reinke 結晶は，中間径フィラメ

巣間細胞腫では正常細胞とは異なったホルモン合成状態

ントが烽窩状構造をとる六角柱であるが，これに機能的意となり，また腫瘍誘発ホルモンに対するレセプターの変味はなく，一種の老廃物質と思われる。出生後のＬ細胞に化が生じていること，一旦発生した腫瘍では誘発ホルモ

細胞分裂像をみることはきわめて稀であるが，高齢者でもンの持続作用の有無が形態学的な変化を生じさせること

青年期の約 1/3 の数のＬ細胞が存在する。
Ethanedimethaneが示された。

sulphonate はある種の動物のＬ細胞を選択的にアポトー(7) 哺乳動物の受精における精子セリンプロテアーゼの役割
山縣一夫，馬場忠（筑波大学応用生物化学系)

われわれは精子の卵透明帯通過の分子機構を理解すべ

アクロソーム反応の際に各種アクロソームタンパク質のく，精子アクロソームに存在する各種プロテアーゼに主放出を促進することであった。さらに，アクロシンとは眼を置いて研究を行ってきた。そのうちの一つ，アクロ

別にマウス精子アクロソームにはトリプシン様セリンプ

シンはトリプシン様セリンプロテアーゼであり，これま

ロテアーゼである４２キロダルトンプロテアーゼが存在

で卵透明帯の限定分解に関与していると考えられてきた。

し，それが透明帯通過に関与する可能性が示唆された。

しかし，その欠損マウスの解析から主たる生体内機能は

これらアクロソームプロテアーゼについて各種げっ歯動241

生理学研究所年報

物間で比較したところ，マウスで見られた４２キロダル

スアクロシン特異的に存在するＣｙｓ１４３が酵素の基トンプロテアーゼに相当するものはラット，ハムスター

質特異性に影響を与え，その結果ゼラチン分解活性の低では検出されなかった。一方，ラットやハムスターと比下を引き起こしていると考えられた。このことはアクロ

較するとマウスアクロシンのゼラチン分解活性は極端にシン欠損マウスの結果は必ずしも他の動物種へは反映で低下していることが明らかとなった。

きないことを示唆している。

そこで，その原因について検討を行ったところ，マウ(8) 哺乳類初期胚の微細構造−高圧凍結置換固定法を用いて−舘

澄江（東京女子医科大学医学部解剖学・発生生物学教室)

哺乳類初期胚の微細構造をできるだけ人工的な操作を

グルタールアルデヒドによる化学的固定の産物ではない

加えず観察することを目的とし，妊娠第 1 日から 4 日まことが明らかである。高圧凍結置換固定法では，Muller &でのマウス胚（受精卵，２細胞期，8 細胞期，胚盤胞期）

Moor (1984) は表層から 200μm，また菅原（1997）は 50-80を高圧凍結（BAL-TEC HPM 010, Balzers AG) により物

μm までは氷結晶のできない硝子様凍結 (vitrification) が理的に固定し，2%OsO4･アセトン溶液中で凍結置換固定可能と報告しているが，哺乳類胚は約 80μm 径であるが後，樹脂包埋を行ない，超薄切片を作成して微細形態の胚子全体の硝子様凍結は不可能で，核と核小体，及び，観察を行なった。その結果，初期胚の細胞質中には，従割球と割球の隣接部近傍の細胞質に氷結晶が生じやすい

来の化学的固定法である OsO4 溶液単独の浸漬固定ではこと，また，硝子様凍結が得られても細胞膜が細胞質か

その構造が存在せず，グルタールアルデヒド溶液で前固ら離脱しやすいこと，等の傾向がみられた。受精卵の場

定後，OsO4 溶液で後固定（二重固定）した場合にのみ観

合は，周囲を厚い放射冠が囲むため，卵子は全て氷結晶察される，特有の格子構造 (または線維状構造) (Schlafkeが生じ良好な像は得られなかった。高圧凍結用試料キャ& Enders, 1967) が観察されることが解った。この構造がリアの構造にも工夫が必要であると思われる。

(9) 生殖幹細胞の特質
蓬田健太郎

（大阪大学

微生物病研究所)

幹細胞の増殖と分化の制御機構を解析する上で，このていることを示唆する。そこで，この増殖と分化の過程

生殖幹細胞系はいくつかの利点を有する。すなわち，1）をさらに解析するために，c-kit/SCF (Stem cell factor) 系

精細胞の分化段階の判別が組織学的に容易であること，の変異マウスを利用した。SCF の変異マウスでは，生殖２）さまざまな精細胞分化障害を示す変異マウスが利用

細胞の分化に必須である SCF に異常があるため，未分化可能であること，３）精細胞移植法の確立により，幹細精原細胞から分化できない。このため，ここに精細胞を胞の特質の評価が可能となっていることなどである。さ移植することにより幹細胞の増殖のみを評価することがらに，我々は GFP で標識した精細胞を用いることにより，可能となる。この結果，生殖幹細胞の増殖は，c-kit/SCF

移植後の精細胞の動態を経時的に観察可能とすることに系によらないことが明らかとなった。さらに，内在性に成功している。これにより，生殖幹細胞は，移植生着後，精原細胞が存在すると移植効率が低下することから，生まず増殖してから分化することが示された。これは，幹殖幹細胞の生着維持にはその存在部位（stem cell niche）

細胞が非対称分裂をするのではなく，対称性分裂を行っが必要であることが示唆された。

242

第 22 巻 (Dec, 2001)(10) 特異的に発現する遺伝子から見た精巣生殖細胞の特徴
野崎正美（大阪大学微生物病研究所)

減数分裂以後の精子形成細胞の特徴を分子レベルで明細胞特有の構造を持つ遺伝子に大別された。また，遺伝らかにするために，この時期に特異的に発現する遺伝子

子構造の解析から，半数体精子細胞で特異的に発現する群のクローニングを行い，８０以上の特異的遺伝子を得

遺伝子の半数はイントロンをもたないレトロポゾンと考た。そのうち，２６％は既に報告されているもの，３２％えられた。レトロポゾンはイントロンを持つ別の遺伝子は既知遺伝子との相同性を持つ新規遺伝子，残りの４mRNA が逆転写酵素により cDNA となりゲノム上に挿入

２％は相同性を持たない新規遺伝子であった。コードすされて生まれる。通常プロモーターを持たないために発る蛋白質構造からこれらの遺伝子はクロマチン構造，シ

現せず，変異が蓄積して偽遺伝子となる。ところがまれ

グナル伝達，精子形態あるいは運動性などに関与するこに転写されることがあり機能的遺伝子となることもある。

とが予想された。この結果は，考えられていた以上に重精巣生殖細胞でこのような遺伝子が多く発現することは要な機能を持つ遺伝子が減数分裂以後に新たに発現する

機能的な必要性もさることながら，特別なプロモーター

ことを示す。他の遺伝子との比較からこれらは体細胞で配列を持たないこれらの遺伝子を高頻度で発現させる特発現する遺伝子に対する精巣型アイソフォームと，生殖有の発現制御機構の存在を示唆している。

(11) Molecular interaction leading to sperm-oocyte fusion: Role of acrin3 (MC101)
and an equatorin (MN9).
Saxena DK, Oh-oka T and Toshimori K (Department Of Anatomy, Miyazaki Medical College)
The major events of sperm-oocyte fusion are mediatedmMC101 inseminated the zona-free oocyte. These findings

by multiple ligand-receptor interactions. We examined theindicate that acrin 3 may be involved in the zonarole of two sperm molecules, acrin 3 (MC101) and an

penetration and might play some role in modifying theequatorin (MN9) in the processes of gamete fusion using

sperm plasma membrane during acrosome reaction for thepertinent monoclonal antibodies mMC101 and mMN9. Bothdevelopment of fusibility (Saxena et al., 2000). Anotherantibodies did not affect sperm motility or sperm-zona

antibody mMN9 also inhibited fertilization of both thebinding but affected fertilization in vitro. mMC101 inhibited

zona-intact and zona-free oocytes. Further the percentage

and also delayed fertilization of the zona-intact oocytes, but

of oocytes with presence of many supernumerary sperm in

did not affect the dispersal of acrosomal content during

perivitelline space was higher in the presence of mMN9.

zona induced acrosome reaction. In contrast, fertilization of

These findings suggest involvement of equatorin in thethe zona free oocytes was inhibited significantly when

sperm-oocyte fusion (Toshimori et al., 1998).

sperm completed acrosome reaction in the presence of243

生理学研究所年報

11. 心・血管系イオンチャネルの発生分化とその適応
2000 年 11 月 28 日〜11 月 29 日
代表者：當瀬規嗣（札幌医科大学・医学部・生理学第一講座)
所内世話人：岡田泰伸（生理学研究所・機能協関部門)（１）ATP 感受性 K チャネルの G 蛋白質βγサブユニットによる調節
和田義之，山下俊一，國分眞一郎（日本大学医学部・先進医学研究センター)
浅野富子（愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所・生化学)
三浦玲子，額田敏秀（東京都精神医学総合研究所・神経化学)
萩原誠久，笠貫宏（東京女子医科大学附属日本心臓血圧研究所・循環器内科)（２）ATP 感受性カリウムチャネルの構造的理解について
倉智嘉久（大阪大学大学院・医・情報薬理学)（３）マウス洞房結節ペースメーカー細胞の電流系
鷹野誠，野間昭典（京都大学大学院医学研究科・細胞機能制御学)（４）α1E サブユニットを発現させたウサギ培養心室筋の Ca 電流
立山充博，大地陸男（順天堂大学・医・第二生理)
宗 淑琴，田邊 勉（東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・医学部・高次機能築理学)（５）再生心筋細胞におけるイオンチャネルの発現
冨田雄一，小川聡（慶應義塾大学医学部・呼吸循環器内科)

福田恵一（慶応義塾大学医学部・心臓病先進治療学)（６）マウス胎生初期心室筋の If チャネル
安井健二，劉蔚然，児玉逸雄（名古屋大学・環境医学研究所)（７）発生初期の心臓における自発性活動電位:光学的測定法によるアプローチ
酒井哲郎（東京医科歯科大学大学院・機能協関システム医学)
2+（８）胎生期ラット心筋の細胞内 Ca 動態
関 純彦，山田陽一，筒浦理正，當瀬規嗣（札幌医科大学・医・生理学第一)（９）胎仔動脈管に存在するイオンチャネル
沈 菁，中西敏雄（東京女子医科大学附属日本心臓血圧研究所・循環器小児科)
勝部康弘（日本医科大学小児科)（10）5 つの LQT2 遺伝子変異の電気生理学的機能解析と変異チャネルの細胞内局在
吉田秀忠，堀江稔（京都大学大学院医学研究科・循環病態学)

2+（11）マウス心筋の Ca チャネルと CICR
塩谷孝夫（佐賀医科大学・生理学講座)（12）特発性心室細動（Brugada 症候群）Na チャネル変異の機能異常
蒔田直昌，白井信正，北畠赤井顕（北海道大学・医・循環器内科)

潤，木村彰方，平岡昌和（東京医科歯科大学・難治研・循環器病)（13）虚血心筋再灌流傷害に対するブラジキニンの予防作用
李 玉龍，佐藤俊明，清未達人，小野克重（大分医科大学・生理学第二生理)2+（14）Ca スパークで活性化される Cl 電流について
今泉裕治，稲吉温，村木克彦，渡辺稔（名古屋市立大学薬学部・薬物治療学)（15）サイクリン依存性キナーゼによるクロライドチャネルの調節機構
古川哲史，鄭244

雅娟，稲垣暢也（秋田大学医学部第一生理)第 22 巻 (Dec, 2001)

小倉武彦（千葉大学医学部薬理)土屋博之，片山芳文（東京医科歯科大学難治疾患研究所自律生理)（16）圧負荷肥大心筋におけるストレッチ活性化クロライドチャネル及び過分極活性化陽イオンチャネルの発現の変化
平松幹男，沢登徹，平岡昌和（東京医科歯科大学・難治研・循環器病)
古川哲史（秋田大学医学部・生理学第一講座)（17）ラット脳における TRP4 バリアント
佐藤栄作，尾野恭一，飯島俊彦（秋田大学・医・薬理学)（18）甲状腺ホルモンによる心臓イオンチャネルの修飾
阿部晃，馬梅膏，相澤義房（新潟大学医学部第一内科)（19）心筋症ハムスター心筋細胞の電気生理学的特性変化に対するエンドセリン受容体遮断薬長期投与の影響
松本泰典，中谷晴昭（千葉大医学部薬理学講座)（20）活性酸素種による心筋 L 型 Ca チャネル修飾に影響を与える各種因子
山岡薫，瀬山一正（広島大学医学部生理学第一)【参加者名】
當瀬規嗣（札幌医大），山田陽一（札幌医大），関 純

医），酒井哲郎（東医歯大・医），中西敏雄（東女医大），彦（札幌医大），筒浦理正（札幌医大），丹羽統子（名大・沈

菁（東女医大），萩原誠久（東女医大），鷹野 誠（京環境医研），神谷香一郎（名大・環境医研），児玉逸雄（名大・医），堀江大・環境医研），日比野壮功（名大・環境医研），安井健

野間昭典（京大・医），渡邊泰秀（福島医大），木村純子

二（名大・環境医研），松木泰典（千葉大・医），中谷晴（福島医大），山岡昭（千葉大・医），重信弘毅（東邦大・薬），田中 光（東和田義之（日大・医），大地陸男（順天大・医），福田恵

邦大・薬），古川哲史（秋田大・医），小野恭一（秋田大・一（慶応大・医），冨田雄一（慶応大・医），相澤義房（新医），佐藤栄作（秋田大・医），塩谷孝夫（佐賀医大）
，蒔

潟大・医）
，阿部

田直昌（北大・医），今泉裕治（名市大・薬），村木克彦

高橋倫子（生理研），森島（名市大・薬），李 玉龍（大分医大），倉智嘉久（阪大・理研），岡田泰伸（生理研）

稔（京大・医），吉田秀忠（京大・医），薫（広島大学），勝部康弘（日大・医），晃（新潟大・医），森 泰生（生理研），
繁（生理研），浦本裕美（生【概要】
心臓・血管系のイオンチャネルの発生分化とその適応

また，心筋虚血，心肥大などの病態におけるイオンチャに関する最新の知見について発表討論が行われた。まず，ネル機能の役割や，病態によるイオンチャネル機能の修

イオンチャネルの分子構造に関する最新の研究として飾に関する研究も示された。最後に，従来あまり注目さ

ATP 感受性 K チャネルの構造活性連関やカルシウムチャ

れてこなかった心血管系のクロライドチャネルに関する

ネル，ペースメーカー機構に関する研究が発表された。

知見が示され，クロライドチャネル研究の今後の発展が次に，これらの知見をふまえて発生期における心血管系予感された。全国から多くの基礎，臨床の研究者が集い，のイオンチャネル機能の変化について集中的な発表討論

活発な討論が展開された。結果として，心血管系のイオが行われ，蛍光指示薬による画像解析やチャネル蛋白のンチャネル研究における発生分化の重要性や，病態など発現の分子生物学的アプローチの有効性が示され，再生でのイオンチャネル機能の適応の解析を分子構造や発生

心筋細胞の誘導についての興味ある知見も示された。さ分化の知見をふまえて行うことの重要性が示された。心らに，イオンチャネルの遺伝子異常による遺伝病に関す血管系のイオンチャネル研究は新たな地平に立っている。

る研究が示され，この方面のさらなる進展が展望された。

245

生理学研究所年報(1) ATP 感受性 K チャネルの G 蛋白質βγサブユニットによる調節
和田義之，山下俊一，國分眞一郎（日本大学医学部・先進医学研究センター)
浅野富子（愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所・生化学)
三浦玲子，額田敏秀（東京都精神医学総合研究所・神経化学)
萩原誠久，笠貫宏（東京女子医科大学附属日本心臓血圧研究所・循環器内科)

リポフェクトアミン法を用いて COS-7 細胞膜上に置換した点変異チャンネルでは Gβγの作用を認めなか

ATP 感受性カリウムチャンネルを再構成し，チャンネルった。Kir6.2/SUR1 チャンネルでも，SUR2A 第 656 アミ

電流を inside-out patch 法で測定した。G 蛋白質βγサブノ酸に相当する SUR1 第 665 アミノ酸の Arg を Ala に置ユニット(Gβγ)は細胞内 ATP の Kir6.2/SUR2A チャンネ

換すると Gβγの作用が消失した。Gβγは SUR へ直接ルに対する抑制作用を減弱させた。この作用は SUR2A

作用し，細胞内 ATP の ATP 感受性カリウムチャンネル

存在時の高 ATP 感受性チャンネルにおいてのみ認めた。

に対する抑制作用に拮抗することにより活性調節に関与

in vitro では Gβγは SUR2A のヌクレオチド結合領域のしている。

近傍に結合した。SUR2A 第 656 アミノ酸の Arg を Ala に(2) ATP 感受性カリウムチャネルの構造的理解について
倉智嘉久（大阪大学大学院・医・情報薬理学)
KATP チャネルは SUR と Kir6.2 のへテロ 8 量体から構（2）さらに nicolandil や DZX か SUR2B/Kir6.2 チャネル

成される想定されている。SUR には SUR1，SUR2A，の活性化を起こすが，SUR２A/Kir6.2 チャネルの活性化

SUR2B の 3 種類か同定されており，この SUR サブタイには細胞内に高濃度の ADP が存在する必要があること

フ依存性に種々の KCO や阻害薬が異なった作用を示すを明らかにした。これは SUR の NBD2 を介した ADP にことか知られている。

よる KATP チャネルの活性化が SUR の C 末端 42 個のアミ（1）我々は古典的な KCO の pinacidil，DZX 以外にノ酸配列により調節されているからであることを明らか

nicolandil，MCC-134 などの種々の SUR/Kir6.2 チャネルにした。

に対する効果を検討し，SUR サブタイフ依存性に KCO（3）SUR の NBD2 の homology

かチャネル活性の増大ばかりでなく抑制を起こすことがによる活性化の SUR42C による制御機構を構造的に理解あることを見いだした。

する試みを行っている。

model を作成し ADP(3) マウス洞房結節ペースメーカー細胞の電流系
鷹野誠，野間昭典（京都大学大学院医学研究科・細胞機能制御学)

遺伝子改変動物は主としてマウスに限られており，マエラスターゼ処理によりペースメーカー細胞を単離する

ウスが分子生物学・生理学実験における標準動物となり技術を開発した。単離ペースメーカー細胞の自発活動電つつある。しかしながらマウス心臓の電気生理学性質に位の頻度は 294±59/min，最大拡張期電位は-61.4±8.7mV，は不明な点が多い。そこで本研究では 8〜10 週齢のマウ

オーバーシュートは 18.8±8.1mV であった。膜電位固定

スから洞房結節を切除し，コラゲナーゼ・プロテアーゼ・

実験では過分極誘発陽イオン電流，内向き整流 K 電流，246

第 22 巻 (Dec, 2001)

E4031 感受性をもつ遅延整流性 K 電流，一過性外向き電みニカルジピン感受性持続内向き電流（Ist）を記録する流がみられたが，293B 感受性の外向き K 電流はほとんことができた。

ど記録できなかった。このまた自動能を有する細胞での(4) α1E サブユニットを発現させたウサギ培養心室筋の Ca 電流
立山充博，大地陸男（順天堂大学・医・第二生理)
宗 淑琴，田邊 勉（東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・医学部・高次機能築理学)
Ca2+チャネル a サブユニットファミリーに属する alE

発現で全体の Ca2+電流が増大し，PN-200-110（PN）は，が心筋の T 型 Ca2+チャネルの主サブユニットであるか否

この Ca2+電流を一部のみ抑制した。PN 存在下の Ca2+電かを，alE，b2b，a2/d サブユニットを，T 型 Ca チャネル

流の活性化，不活性化は T 型 Ca2+チャネルよりも脱分極が存在せず，Ca2+チャネル機能発現の条件の備わってい側にあり，alE の T 型電流への寄与は否定された。また，る培養ウサギ心室筋細胞に発現させて検討した。GFP を

alE 発現によって L 型 Ca2+電流の不活性化の時間経過がトランスフェクションのマーカーとした。GFP 単独発現遅くなったが，これは b2b 共発現によって阻止された。

2+

alE と alC が b2b を争奪することが示唆された。

は L 型 Ca 電流を有意に減少した。alE，b2b，a2/d の共(5) 再生心筋細胞におけるイオンチャネルの発現
冨田雄一，小川聡（慶應義塾大学医学部・呼吸循環器内科)

福田恵一（慶応義塾大学医学部・心臓病先進治療学)【目的】骨髄間葉系幹細胞由来の心筋芽細胞（CMG 細を構成する HCN4 は 2 週で発現し，4 週で発現が消失し胞）を分化誘導し，心筋細胞に形質転換させた際のイオた。HCN1 は 6 週で発現が観察された。⑤Ito を構成する

ンチャネルの発現を解析しその機能的意義を明らかにす

Kv1.4 は 2 週，KV2.1 は 4 週，Kv4.2 は 6 週より発現が観る。
【方法】CMG 細胞を 5-アザシチジンにより分化誘導

察された。KV1.2，KV4.3 の発現は認められなかった。

し，経時的に RNA を抽出する。In vivo 心筋を陽性対照⑥Ikr を構成する MERG の発現は分化誘導前より発現がとし，RT-PCR 法により IcaL，Ik1，If，Ito，Ikr，Iks，IK,ATP，

持続していた。⑦Iks を構成する KVLQT1，KCNE1 は認

IK,Ach を構成するチャネルサブユニットの発現を観察した。

められなかった。⑧IK,Ach を構成する GIRK1，GIRK4 の発分化誘導後 2 週より経時的に自己拍動する CMG 細胞の現は見られなかった。⑨IK,ATP を構成する Kir6.1，SUR2A

活動電位をガラス微小電極により記録した。【結果】①は分化誘導４週以後に観察された。⑩分化誘導 2−3 週

IcaL を構成する Caα1C は分化誘導後 2 週より発現が観察ではすべての細胞で洞結節型の活動電位が記録された。

された。②Ik1 を構成する IRK1 は分化誘導前より発現が分化誘導４週以後一部の細胞で心室筋細胞型の活動電位一定で持続していた。IRK2 は 6 週で観察された。③Ifが記録され，その比率は経時的に増加した。

(6) マウス胎生初期心室筋の If チャネル
安井健二，劉【目的】胎生初期マウス心室筋は自動能を示すが，その蔚然，児玉逸雄（名古屋大学・環境医学研究所)

イオン機序は不明である。我々は，過分極活性化内向き247

生理学研究所年報

電流（If）とそのイオンチャネルをコードする HCN gene

Slope 係数は 8.9mV であり，
18 日齢も同様であった。
HCNを検討した。
【方法】胎生 9.5〜18 日齢のマウスの培養心mRNA 発現は，胎生 9.5 日齢で認められ，発達に伴い減室筋からホールセルクランプ法にて膜電流を記録した。

少した。また胎生 9.5 日齢の If をコードする HCN gene

RT-PCR 法を用いて HCN mRNA の発現量を調べ，そのは HCN4 がドミナントであり，HCN1 もわずかに発現しtype を同定した。【結果】胎生 9.5 日齢では大きな Ifていた。
【総括】胎生初期マウス心室筋には大きな If が（-130mV，7.9±1.2pA/pF）が記録できたが，その後発達存在し自動能の発現に寄与し，HCN4 がドミナントな（少に伴って If は減少し胎生 18 日齢では 1.4±0.4pA/pF とな

量の HCN1 発現を伴う）
発現遺伝子である事が判明した。

った。胎生 9.5 日齢 If の 50％最大活性化電位は-81mV，(7) 発生初期の心臓における自発性活動電位:光学的測定法によるアプローチ
酒井哲郎（東京医科歯科大学大学院・機能協関システム医学)

膜電位感受性色素を用いた活動電位の光学的測定法をのことから，発生初期胚の自発興奮は Ca2+依存性の活動

用いて，ニワトリおよびラット発生初期胚の自発興奮の電位であり，またリズム形成にも細胞外 Ca2+が深く関与

イオン依存性を調べた。活動電位の形・大きさ・立ち上していることが明らかとなった。すなわち，成体の心臓がり速度および自発興奮の頻度はテトロドトキシン投与における spike and plateau 型活動電位は，個体発生の2+

中細胞外 Na+の除去で影響を受けないが，細胞外の Ca

過程において，まず plateau 相の機構が機能して自発興2+

奮を開始し，その後 spike 相の機構が加わり成立する。

濃度には大きく影響を受ける。また，自発興奮は Co ，2+

Mn などの重金属イオンや D-600 により抑制される。こ2+（8）胎生期ラット心筋の細胞内 Ca 動態
関 純彦，山田陽一，筒浦理正，當瀬規嗣（札幌医科大学・医・生理学第一)
成熟した心筋では，電位依存性 Ca2+チャネルからの

結果：ラット胎児心筋の Ca2+トランジェントは，成体

Ca2+ 流入が即座に筋小胞体 Ca2+ 放出チャネルからのに比べて立ち上がりと消退が非常に遅いのが特徴であっ2+

2+

Ca 放出を誘発するため，急峻な Ca トランジェントがた。胎生 12 日の Ca2+トランジェントは，タプシガルギ

観察される。また，この急峻な Ca2+トランジェントの最ンやリアノジンによる筋小胞体機能阻害によって抑制さ2+

小単位は，静止時に観察される Ca スパークと考えられれた。しかし，胎生期では Ca2+スパークは観察されず，ている。一方，胎生期心筋の細胞内 Ca2+動態については出生後数日で初めて膜直下に出現し，出生 10 日後以降

2+

よく知られていない。そこで，我々は Ca 蛍光指示薬とにようやく細胞内でも観察された。この Ca2+スパークの共焦点レーザー顕微鏡を用いて検討した。

発達は，T 管の発達と一致していた。

方法：胎生 12 日以降の各発達段階のラット心室筋を

結論：筋小胞体は胎生期にすでに機能しており，Ca2+

単離し，カルシウム蛍光指示薬 fluo-3 を負荷した。共焦トランジェントの成因に大きく関与していることが示唆

点レーザー顕微鏡にて蛍光強度変化を観察した。また，された。Ca2+スパークの出現には T 管の発達が大きく関

膜感受性蛍光色素を負荷し，T 管の発達を観察した。

与していると考えられた。

248

第 22 巻 (Dec, 2001)(9) 胎仔動脈管に存在するイオンチャネル
沈 菁，中西敏雄（東京女子医科大学附属日本心臓血圧研究所・循環器小児科)
勝部康弘（日本医科大学小児科)

肺動脈とは反対に，動脈管は酸素で収縮する血管で，胎し，Glyb で減少する ATP 感受性 K 電流（KATP）も認め

生斯にのみ開存している。妊娠満期のラットと家兎の胎仔た。一方，未熟な胎仔から摘出した動脈管は酸素や Glyb

から摘出した動脈管のリング標本は，酸素，glibenclamide

で収縮しなかったが，4AP では収縮した。また単離細胞(Glyb)，4-aminopyridine(4-AP)で収縮し，収縮に伴い細胞では Kv，KATP ともに認めたが，KATP は満期胎仔に比内 Ca 濃度は増加した。
単離平滑筋細胞を用いた whole-cell

して有為に少なかった。動脈管には Ca，K チャンネルがpatch clamp では，酸素で増加する Ca 電流，酸素や 4AP

存在し，胎生斯発達によって変化する。

で減少する K 電流を認めた（Kv）。また，pinacilil で増加(10) 5 つの LQT2 遺伝子変異の電気生理学的機能解析と変異チャネルの細胞内局在
吉田秀忠，堀江稔（京都大学大学院医学研究科・循環病態学）

QT 延長症候群（LQTS）において約 40％は HERG

た。PCR-SSCP 法により先天性 LQTS において新たに（LQT2）の変異であり，その病態の分子機序も解明されつ

Y611D，T613M，S641F の 3 つの HERG 変異を，また徐

つある。
前々回，
我々は HERG の pore 領域の変異（N629K）

脈による 2 次性の LQTS において A490T の HERG 変異を報告し，それは dominant negative 効果をきたすことをを同定した。その電気生理学的特徴は A490T は電流密度示した。今回，その細胞内局在について GFP を融合させの減少がみられ，他は単独の電流発現がみられなかった。

た融合蛋白を用いて検討し，新たに同定した 4 つの HERG

また，変異チャネルに GFP を融合させ，培養細胞に導入の変異の電気生理学的特徴と細胞内局在について検討しし共焦点走査顕微鏡にて，形質膜までの発現を検討した。

2+(11) マウス心筋の Ca チャネルと CICR
塩谷孝夫（佐賀医科大学・生理学講座)
マウス心筋細胞の[Ca2+]i トランジェントを，それによントの大きさを反映すると考えられた。細胞の Ca2+電流り誘発される遅い内向き電流（Isi）をもちいて定量する

は Nifedipine（20 µM）の投与でほぼ完全にブロックできことを試みた。ホウルセルクランプ下に膜電位固定した

たが，この条件下でも Isi は記録することができ，Ca2+チ

マウス心 室筋 細胞から Isi を記象し た。 細胞に Use-

ャネルを抑制した状態でも[Ca2+]i トランジェントが発生

dependent な Ca2+チャネルブロッカーである D600（1 µM）

することが示された。この結果は，マウス心室筋細胞に2+を投与して Ca チャネルを抑制したところ，細胞収縮のは，Nifedipine 感受性の Ca2+チャネルの他にも CICR を減弱と同時に，Isi の振幅が減少した。Isi の振幅は細胞収誘発する細胞機構が存在することを示唆した。

2+

縮の大きさに強く依存し，したがって[Ca ]i トランジェ249

生理学研究所年報(12) 特発性心室細動（Brugada 症候群）Na チャネル変異の機能異常
蒔田直昌，白井信正，北畠顕（北海道大学・医・循環器内科)

赤井 潤，木村彰方，平岡昌和（東京医科歯科大学・難治研・循環器病)
特発性心室細動のうち V1-3 の ST 上昇・右脚ブロック

inactivation の亢進が認められて。S1710L はβ1 サブユニを特徴とする一群は Brugada 症候群とよばれる。Brugada

ットの有無にかかわらず WT と比較して有意に速い電流症候群の一部に心筋 Na チャネルαサブユニット遺伝子

decay を示した。また活性化の膜電位依存性は WT より(SCN5A)変異が同定された。
【目的】心筋 Na チャネル病

も 18 mV 脱分極側に偏移し，不活性化の膜電位依存性はの病態を分子レベルで明らかにするために，Brugada 症

逆に過分極側に 25 mV 偏移していた。さらに不活性化か

候群変異 Na チャネル T1620M と，Brugada 様の ST 上昇

らの回復は WT より有意に遅延していた。【結論】が認められなかった特発性心室細動の変異 S1710L の Na

Brugada 症候群 T1620M では slow inactivation の亢進がチャネル機能異常を解析すること。
【方法】正常心筋 Na

Na 電流を低下させ ST 上昇を引き起していると考えられチャネル(WT)または変異 Na チャネルプラスミドをヒトた。一方 S1710L の機能変化も心筋 Na 電流を抑制する方Na チャネルβ1 サブユニットとともに HEK にトランスフ向に働くと考えられるが，ST 上昇が認められなかった。

ェクションし，whole-cell パッチクランプで全細胞 Na 電

S1710L では心臓の伝導障害が強く現れ，Brugada 症候群

流を測定した。
【結果】T1620M はほぼ WT とほぼ同様のと PCCD の特徴を兼ね備えた特殊な Na チャネル異常で電流 decay を示したが，生理的に近い温度では slow

ある可能性が強い。

(13) 虚血心筋再灌流傷害に対するブラジキニンの予防作用
李 玉龍，佐藤俊明，清未達人，小野克重（大分医科大学・生理学第二生理)
Ischemic preconditioning（IPC）は内因性虚血心筋防御

blocker である HMR 1098 の使用では，bradykinin の保護機序であり多くの動物種で報告されている。しかし，そ作用の抑制は見られなかった。一回の IPC だけでは再潅のメカニズムはまだ解明されていない。そこで，我々は流早期の収縮張力は僅かに改善したが，10 分以降の収縮

モルモット冠動脈潅流右室自由壁標本を用いて，IPC に張力は改善しなかった。低濃度 bradykinin（0.5µM）あるよる心筋保護効果および bradykinin の虚血-再潅流に対

いは ACE inhibitor である enalapril 存在下では，一回のする効果を検討した。Control 群では 20 分間の虚血後にIPC による収縮張力の改善作用が増強した。4 回の IPC

60 分間の再潅流すると，再潅流 60 分後の収縮張力の回復

では虚血再潅流による収縮機能障害に対する持続的な保は著しく低下した。1µM の bradykinin 群では再潅流後の護作用が認められた。しかし，HOE 140，chelerythrine

収縮張力は著明に改善した。一方，B2 receptor antagonist

及び 5-HD の使用下では 4 回の IPC の心筋保護作用が著である HOE 140，PKC inhibitor である chelerythrine，KATP

明に抑制された。以上の結果より，bradykinin または 4channel blocker である glibenclamide 及び mitoKATP channel

回の IPC の心筋保護作用は B2 receptor を介する PKC のblocker である 5-HD を用いると，bradykinin の収縮張力改活性化が mitochondria の ATP 感受性 K+チャネル開口を

善作用は著明に抑制された。しかし，surface KATP channel

促進したことによると考えられる。

250

第 22 巻 (Dec, 2001)

2+(14) Ca スパークで活性化される Cl 電流について
今泉裕治，稲吉 温，村木克彦，渡辺
Ca2+スパークは筋小胞体と横行小菅の接合部で生じる。

稔（名古屋市立大学薬学部・薬物治療学)

り，興奮収縮連関が生じた。この時，Ca2+電流に続き一横行小菅系の発達が悪いウサギ心房筋細胞においては，

過性の Ca2+依存性 Cl-（ClCa）チャネル電流が Ca2+スパ

Ca2+スパークが細胞膜近傍で生じる確率が高い。ウサギークと同期して活性化された。1 つの Ca2+スパークに対心房筋単一細胞に電位固定法と共焦点レーザー蛍光顕微

応した Cl-電流活性化は，Cl- 平衡電位を 0mV に設定し鏡（ニコン RCM8000）による高速 Ca2+画像解析法を適-40mV において観測した場合にも記録できなかったが，用し同時解析を行った。記録電極には Cs-aspartate 及び

Ca2+wave となって細胞膜に沿って広がった場合には，対fluo-3 等を含む内液を充填した。保持電位-50mV から応した Cl- 電流が観測された。Ca2+スパークが ClCa チャ-20mV 以上に脱分極させると Ca2+スパークが細胞膜直下

ネルを直接的に活性化している可能性が示された。

2+に多数生じ，さらに細胞内部へも Ca wave として広が(15) サイクリン依存性キナーゼによるクロライドチャネルの調節機構
古川哲史，鄭雅娟，稲垣暢也（秋田大学医学部第一生理)
小倉武彦（千葉大学医学部薬理)土屋博之，片山芳文（東京医科歯科大学難治疾患研究所自律生理)

細胞周期はダイナミックな細胞容積変化を伴う生命現

p34cdc2/cyclin B・protein phosphatase 1 により機能調節を象であり，イオン電流変化が重要な役割を果たすと考えうけた。M 期細胞周期エンジンによる ClC-2 チャネル制られる。容積調節性クロライドチャネル ClC-2 チャネル

御は M 期の急激な容積変化への適応機構であることがは M 期特異的キナーゼ p34

cdc2/cyclin B により直接リン酸示唆される。

化され，ツメガエル卵母細胞に発現させた ClC-2 電流は(16) 圧負荷肥大心筋におけるストレッチ活性化クロライドチャネル
及び過分極活性化陽イオンチャネルの発現の変化
平松幹男，沢登徹，平岡昌和（東京医科歯科大学・難治研・循環器病)
古川哲史（秋田大学医学部・生理学第一講座)【背景】肥大心で Cl- 電流及び過分極活性化陽イオン電大は雄性ラットの腹部大動脈を結致し作成し，同時にシ流の増加が報告されている。その機序は明らかではない

ャムを作成した。術後 8 週に心臓を摘出し湿重量を測定

が，チャネルの mRNA や蚕白の発現の増加が予想される。

した。
mRNA の発現量は競合的 RT-PCR 法にて測定した。

-

ラットの心臓のストレッチ活性化 Cl チャネル及びその【結果】肥大群の心体重比はシャムの約 1.7 倍で有意差を調節蛋白には CIC-2，CIC-3，PICln がある。過分極活性認めた。肥大群で CIC-3，HCN2，HCN4 の mRNA の有化陽イオンチャネルは HCN2 及び HCN4 にコードされる。

意な発現の増加を認めた。PICln の mRNA の発現には差【目的】ラット肥大心での CIC-3，PICln，HCN2，HCN4を認めなかった。

の mRNA の発現の変化を検討した。
【方法・材料】心肥251

生理学研究所年報(17) ラット脳における TRP4 バリアント
佐藤栄作，尾野恭一，飯島俊彦（秋田大学・医・薬理学）

容量性カルシウム流入（CCE）機構は，非興奮性細胞を用いてラット脳 cDNA から TRP4 遺伝子のクローニンに広く備わっており，生理機能の制御に重要な役割を果グを試みた。この過程で，RTRP とは異なる 5 つの TRP4

たしている。TRP 蛋白ファミリーのひとつである TRP4

バリアント（a-e）が得られた。TRP4a は，アミノ酸レベは，ラット，ウシ，マウスおよびヒトからクローニング

ルでマウス，ヒト TRP4 に対してそれぞれ 98.5％，95.7％

されており，ラット（RTRP）やウシ TRP4 を発現させの相同性を示した。TRP4b は，膜貫通領域 S2-S3 のリンた細胞で CCE を示すことから，CCE チャネルの分子本

カー部分を翻訳するヌクレオチドが 53-bp 欠如しており，

体の有力な候補と考えられている。RTRP は，膜貫通領

フレームシフトにより機能的なチャネル蛋白を構成しな

域 S2-S3 をつなぐ細胞内領域に対応するアミノ酸が 23い可能性が示唆された。また，GFP を N 末端に離合させ個欠如しているが，この領域を含めて CCE に関与するア

た TRPa は，293 細胞を用いた発現実験において細胞膜

ミノ酸領域は，未だにわかっていない。そこで本実験でに特異的な発現が確認された。他のバリアントについて

は，この領域に関わる意味を検討するために RT-PCR 法

は発現の有無および機能については不明である。

(18) 甲状腺ホルモンによる心臓イオンチャネルの修飾
阿部晃，馬梅膏，相澤義房（新潟大学医学部第一内科)【目的】甲状腺ホルモンが心臓の電位依存性イオンチャ

では T3 投与で Kv1.2 は著減，Kv1.5 は増加した。PTU

ネルの遺伝子発現に影響するのか甲状腺機能冗進と抑制投与では Kv1.2 と Kv1.4 は増加，Kv1.5 は著減したが，時のイオンチャネル発現を調べる。また心房筋と心室筋

これらの変化は Shaker 関連電位依存性カリウムチャネ

での変化を比較し，甲状腺ホルモンと心房細動発生の関ル（Kv1.2，Kv1.4，Kv1.5）で認められた。心房筋ではわりについて考察する。
【方法】ラットをコントロール群，T3 投与で minK の発現が著増し，r-erg の発現は約 2 倍

甲状腺ホルモン投与群（T3），Propylthiouracil（PTU）をに増加したが，心室筋では変化を認めなかった。
【結語】

投与する群の 3 群に分け，4 週連日経口投与後心房筋と甲状腺ホルモンは心臓で Shaker 関連の発現を調節して心室筋から RNA を抽出した。Kv1.2，Kv1.4，Kv1.5，Kv2.1，いた。また r-erg と minK は心房筋でのみ有意に発現が増

Kv4.2，KvLQT1，r-erg，minK，L-type Ca channel，Sodium

加した。これは活動電位幅を短縮し心房細動を発生し易

channel をプローブとして RNase Protection Assay でくするものと思われた。

mRNA を定量し比較検討した。【結果】心房筋と心室筋(19) 心筋症ハムスター心筋細胞の電気生理学的特性変化に対するエンドセリン受容体遮断薬長期投与の影響
松本泰典，中谷晴昭（千葉大医学部薬理学講座)
心筋症ハムスターBIO14.6 における心室筋細胞の K+

ムスターF1βと比較した。また，20 週齢から 40 週齢ま電流変化に対する ETA 受容体括抗薬長期投与の影響につで BIO14.6 に ETA 受容体括抗薬である TA-0201 を長期投いて検討した。BIO14.6 の心室筋細胞をパッチクランプ

与し，その影響について検討した。

法によって膜電流，活動電位，膜容量を測定し，正常ハ252

40 週齢の BIO14.6 では F1βに比し膜容量は増大し Ito，

第 22 巻 (Dec, 2001)

IK1 及び Ica が減少し活動電位幅は延長した。BIO14.6 に心筋症ハムスターにおいて ETA 受容体遮断薬の長期投

対する TA-0201 の長期投与は Ito，Ica の減少を回復させ，

与は電気的リモデリングを軽減させ，心不全の生命予後

活動電位幅の延長，膜容量の増大を軽減させた。TA-0201を改善する可能性が示唆された。

の長期投与は BIO14.6 の生存率を改善させた。

(20) 活性酸素種による心筋 L 型 Ca チャネル修飾に影響を与える各種因子
山岡薫，瀬山一正（広島大学医学部生理学第一)

我々は酸化作用を有する SH 基修飾試薬が L 型 Ca チ

刺激に対する反応の抑制がみられた。この抑制効果は Ba

ャネル電流を増大することをカエル心筋細胞において既電流ではみられなかった。過酸化水素の電流増大作用はに報告した。それは細胞内から作用し，cAMP の増大を

perforation-patch 法を用い電流を記録すると増強した。ま必要としない。今回，同様に強力な酸化作用を有し，生た whole-cell patch 電極液内の Ca-buffer（BAPTA）を減体で産生されうる活性酸素種の一つである過酸化水素の少させても増加した。したがって過酸化水素の刺激作用，

L 型 Ca チャネルに対する効果をみた。過酸化水素抑制作用とも Ca 依存性の機構を介することが推察され（3mM）は投与時間を 3 分以内とすれば電流の増大作用た。

のみを示した。5〜10 分の投与で電流の抑制と，forskolin

253

生理学研究所年報

12. 脳磁場ニューロイメージング
2000 年１１月２９日〜１２月１日
代表・世話人：栗城眞也（北海道大学電子科学研究所)
所内対応者：柿木隆介（統合生理研究施設)（１）聴覚刺激間隔における 1/fn ゆらぎのミスマッチフィールド（MMF）形成に及ぼす影響原田暢善 2，増田正 1, 2，遠藤博史 1, 2，中村亨弥 1，武田常広 3,2（1 通商産業省工業技術院 生命工学工業技術研究所，2 科学技術振興事業団
戦略的基礎研究推進事業，3 東京大学大学院 新領域創成科学研究科)（２）脳磁図の臨床応用の試み−側頭葉病変と残存神経機能評価について−
鎌田恭輔 1，喬 梵 1，竹内文也 2，栗城真也 2，原田達夫 1，北川道生 1，宝金清博 1・岩崎喜信 1，三森研自 3（１北海道大学 医学部 脳神経外科， 2 北海道大学

電子科学研究所，3 北海道脳神経外科記念病院)（３）指の一次体性感覚野の発達的変化に関する検討：
タッピング刺激を用いた体性感覚誘発脳磁野の乳児例と成人例の比較權藤健二郎 1，飛松省三 2，吉良龍太郎 1，鳥巣浩幸 1，原寿郎 1（1 九州大学大学院医学研究院小児科，2 脳神経病研究施設臨床神経生理)（４）感覚応答を伴わないヒトの認識関連磁場応答の観察
吉田秀樹 1,2 and Claudia D. Tesche1,3（1 Low Temperature Laboratory, Helsinki University of Technology, 2 東和大学工学部電気工学科
3

Department of Psychology, Logan Hall, University of New Mexico, USA)

（５）持続部分てんかんの病態生理: 脳磁図による検討（飛松省三 1，大石文芽 2，重藤寛史 1,2 ，谷脇考恭 1，森岡隆人 3，吉良潤一 2（九州大学大学院医学研究院脳神経病研究施設臨床神経生理 1，神経内科 2，脳外科 3)（６）ニオイ刺激によるヒトの脳磁図の周波数分析
白石君男，毛利毅，加藤寿彦，原田博文，周防屋祐司，力丸文秀，柿木隆介（福岡大学医学部耳鼻咽喉科学教室，岡崎国立共同研究機構生理学研究所)（７）視覚領野における色彩情報処理特性の差異
芝崎俊幸 1，大谷芳夫 2，岡村昇一 3，吉田佳一 3，外山敬介 4，江島義道 5（1 京都工芸繊維大学大学院
3

工芸科学研究科，2 京都工芸繊維大学

45

島津製作所，基盤技術研究所， 島津製作所， 京都大学大学院

工芸学部

人間・環境学研究科）（８）ウェーブレット変換を用いた MEG ノイズ除去法とその適用
小野弓絵 1，石山敦士 1，外池光雄 2，山口雅彦 2，葛西直子 2（1 早稲田大学，2 電子技術総合研究所)（９）純音刺激における中・長潜時聴覚誘発反応 P50m・N100m 信号源の比較
菅野彰剛 1,2，中里信和 1，永松謙一 3，岩崎真樹 3，畑中啓作 4，村山伸 2，吉本高志 3（1 広南病院東北療護センター，2 熊本大学大学院自然科学研究科
3

東北大学・脳神経外科，4（株）エレクタ)（10）単一電流双極子法によるてんかん焦点推定の有用性と問題点
大石 誠，亀山茂樹（国立療養所西新潟中央病院てんかんセンター

脳神経外科)（11）てんかん棘波の dipole 推定結果に及ぼす要因についての検討
芳村勝城，渡辺裕貴，白石秀明*，八木和一（国立療養所静岡東病院(てんかんセンター)，*北海道大学医学部小児科)254

第 22 巻 (Dec, 2001)（12）被験者間平均波形計算のための頭部標準位置への変換――頭部位置ズレによる脳磁界計測誤差と
頭部標準位置への変換による誤差
今田俊明（日本電信電話（株）コミュニケーション科学基礎研究所)（13）日本語の文章理解時における MEG 応答
中島利崇，砂盃尚子，竹内文也，栗城眞也（北海道大学電子科学研究所)（14）脳磁場計測と機能的核磁気共鳴画像法による味覚関連皮質(2)小早川達 1，綾部早穂 2，山内康司 1，溝口千恵 1，斉藤幸子 1，小川尚3

（1 生命工学工業技術研究所，2 筑波大学心理学系，3 熊本大学医学部)（15）GO/NOGO 反応選択課題実行中に認められた posterior parietal cortex の活動
柴田 忠彦，Andreas A. Ioannides（理化学研究所
認知脳科学研究グループ

脳科学総合研究センター

脳機能ダイナミクス研究チーム)（16）刺激強度が異なる味刺激に対する味覚一次野の磁場応答
斉藤幸子 1，小早川達 1，後藤なおみ 1，小川

尚2

（1 通産省工業技術院・生命工学工業技術研究所，2 熊本大学・医学部)（17）Mesial temporal lobe epilepsy における MEG と EEG の比較検討（露口尚弘 1，森野道晴 1，服部英司 2，蔦田強司 3，下川原正博 4，原充弘 1（1 大阪市立大学脳神経外科，2 小児科，３老年科神経内科，4 金沢工業大学先端電子技術応用研究所)（18）脳内の離れた部位間での脳磁シグナル協調活動検出の試み
河津省司

1,2,6

1

3

第2報

4

，中村昭範 ，右代谷昇 ，濱崎淳洋 ，堀部賢太郎 5，山田孝子 5，加藤隆司 1，伊藤健吾 1（1 長寿医療研究センター 生体機能研究部，2 名古屋大学医学部放射線科，3 和歌山工業高等専門学校
4

京都学園大学 経済学部，5 国立療養所中部病院 神経内科，6 トヨタ記念病院 放射線科)（19）先天性難聴を有する小児の聴覚誘発磁場
久保田雅也 1，広瀬宏之 1，榊原洋一 1，湯本真人 2 （1 東京大学小児科，2 同検査部)（20）嗅覚に対する非侵襲計測と脳内の嗅覚神経路
外池光雄*，山口雅彦*，浜田隆史*，瀬尾

律**，嘉悦

勲***，肥塚泉****（*電総研大阪 LERC，**瀬尾耳鼻咽喉科院，***近畿大理工学部，****聖マリアンナ医科大学耳鼻咽喉科)（21）脊髄誘発磁界測定の現状と将来展望
小森博達，川端茂徳，大久保治修，四宮謙一（東京医科歯科大学

医歯学総合研究科

脊椎脊髄神経外科学)（22）MEG による記憶想起の研究
嘉悦 勲*，須谷康一*，内田熊男**，外池光雄***，山口雅彦***，岩木（*近畿大学大学院総合理工学研究科

直*****近畿大学理工学部原子炉工学科***電子技術総合研究所 大阪ライフエレクトロニクス研究センター)（23）fMRI の結果から位置を固定して MEG ダイポールを解く方法の検討
藤巻則夫，早川友恵，Matthew Nielsen，宮内哲（郵政省

通信総合研究所)（24）骨導超音波知覚時の脳活動計測
中川誠司*，阪口剛史**，西村忠己***，山口雅彦*，外池光雄*，細井裕司***，今泉敏****，渡辺好章**（*電子技術総合研究所，**同志社大学，***奈良県立医科大学，****東京大学)（25）12 歳の絶対音感保持者の脳磁場計測
広瀬宏之，久保田雅也，榊原洋一（東京大学医学部小児科），湯本真人（東京大学医学部附属病院検査部），榊原彩子（一音会ミュージックスクール講師)

255

生理学研究所年報（26）後頭葉てんかんにおける発作症状の検討 ~Magnetoencephalographic study~
山田康一郎 1,2，白石秀明 1，渡辺裕貴 1，八木和一 1，滝川守国 2（1 国立療養所静岡東病院（てんかんセンター） 2 鹿児島大学医学部神経精神科)（27）両眼立体視時の誘発脳磁場に対する注意の影響
大脇崇史，武田常広（東京大学大学院 新領域創成科学研究科 複雑理工学専攻
科学技術振興事業団 戦略的基礎研究推進事業)（28）口唇部電気刺激誘発磁界の一次皮質反応
永松謙一，中里信和*，隈部俊宏，畑中啓作**，菅野彰剛***，吉本高志（*東北大学脳神経外科，広南病院脳神経外科，**（株）エレクタ，***広南病院療護センター)（29）脳機能解析統合ソフト開発の試み
中村昭範 1，河津省司 1，右代谷昇 2，濱崎淳洋 3，山田孝子 4堀部賢太郎 4，文堂昌彦 1，加知輝彦 4，加藤隆司 1，伊藤健吾 1（1 長寿医療研究センター生体機能研究部，2 和歌山工業高等専門学校
3

京都学園大学経済学部，4 国立中部病院神経内科)（30）持続性部分てんかんの症例における脳磁図所見出店正隆，中村文裕（北海道大学医学部精神医学教室)（31）MEG でとらえた発作間欠期突発波の鏡像焦点
岩崎真樹，中里信和，菅野彰剛，畑中啓作，吉本高志（東北大学脳神経外科，広南病院脳神経外科，広南病院療護センター，エレクタ)（32）光刺激と脳磁図における光突発反応の位相差について
白石秀明 1，芳村勝城 2，渡辺裕貴 2，八木和一 2（1 北海道大学医学部小児科，2 国立療養所静岡東病院（てんかんセンター)（33）体性感覚誘発オン・オフ磁場反応
湯本真人 1,2，齋藤

治 2，金子

裕 2，中原一彦 1（1 東京大学医学部附属病院，2 国立精神・神経センター武蔵病院)（34）視覚/聴覚オドボール課題に関連する脳内神経活動の可視化
岩木直*，平田直也*,**，外池光雄*，山口雅彦*（*電子技術総合研究所 大阪ライフエレクトロニクス研究センター，**近畿大学 理工学部)（35）全脳型脳磁計を用いたてんかん解析時の工夫
橋詰 顕，栗栖薫，有田和徳，花谷亮典，飯田幸治（広島大学医学部脳神経外科)（36）日本語ピッチアクセントと音韻認知に関する一検討
林良子*,**，今泉敏*，上野照剛*，森浩一**（*東京大学大学院医学系研究科，**国立身体障害者リハビリテーションセンター研究所)（37）聴覚マスキング条件下の発声関連脳磁場
軍司敦子，宝珠山稔，柿木隆介（生理学研究所統合生理研究施設)（38）睡眠中のフラッシュ視覚誘発脳磁場
大草知裕，柿木隆介，宝珠山稔，王麗紅（生理学研究所統合生理研究施設)（39）正中神経刺激による短潜時皮質体性感覚誘発脳磁界成分と体性感覚誘発脳電位成分の対応
１,２

宝珠山稔，２柿木隆介（１名古屋大学医学部保健学科，２生理学研究所統合生理研究施設)

256

第 22 巻 (Dec, 2001)（40）SAM 解析による速波発生源とてんかん源性領域との関連の検討
二宮宏智，加藤天美，平田雅之，新居康夫，久村英嗣，平野俊一朗，谷口理章
今井克美*，吉峰俊樹（大阪大学 脳神経外科，*小児科)【参加者名】
浅田博（大阪府立大学総合科学部自然環境科学科），

忠彦（理化学研究所

脳科学総合研究センター

認知脳

石山敦士（早稲田大学理工学部 電気電子情報工学科 ），科学研究グループ今田俊明（日本電信電話（株） コミュニケーション科

川原正博（金沢工業大学先端電子技術応用研究所），秋云

学基礎研究所），岩木 直（電子技術総合研究所 大阪ラ海（名古屋大学大学院医学研究科生物化学），白石君男（福イフエレクトロニクス研究センター），岩崎真樹（東北大岡大学医学部耳鼻咽喉科学教室），白石秀明（北海道大学

学脳神経外科），上野照剛（東京大学大学院医学系研究科

医学部小児科），鈴木まや（関西学院大学心理学研究室），

生体物理医学専攻医用生体工学講座 生体情報学教室），

瀬尾

鵜飼治（神戸大学大学院 自然科学研究科

聡（大阪大学大学院医学系研究科神経機能医学講

脳機能ダイナミクス研究チーム），下律（電子技術総合研究所 大阪ＬＥＲＣ），添田喜地球環境科学専攻

座・精神医学），江島義道（京都大学大学院 人間・環境

安藤研究室），高田あゆみ（ＥＬＥＫＴＡ株式会社），高学研究科），遠藤博史（生命工学工業技術研究所），大石

梨芳彰（京都府立洛東病院

誠大学大学院教育学研究科），竹内文也（北海道大学電子科

国立療養所西新潟中央病院てんかんセンター

脳神

神経内科）
，高畠智則（香川経外科），大草知裕（生理学研究所統合生理研究施設），

学研究所），武原志帆（大阪大学太田徹（秋田大学医学部附属病院 脳神経外科），大谷朗（北海道大学医学部精神医学教室），谷脇考恭（九州大

芳夫（京都工芸繊維大学 工芸学部心理学研究室），大脇

学大学院医学研究院脳研臨床神経生理学），田丸恒実（信崇史（東京大学大学院 新領域創成科学研究科 複雑理工州大学医学部精神医学教室），千葉和也（ＥＬＥＫＴＡ株学専攻

生体複雑学研究室(武田研究室)），岡本洋輔（神式会社），露口尚弘（大阪市立大学脳神経外科），出店正戸大学工学部 安藤研究室所属），小川朝生（大阪大学大隆（北海道大学医学部精神医学教室），外池光雄（電子技学院医学系研究科神経機能医学講座・精神医学），沖屋康

術総合研究所一（高知医科大学 脳神経外科），小野弓絵（早稲田大学

ー），飛松省三（九州大学大学院医学研究院脳研臨床神経理工学研究科勲

生理学），中川誠司（電子技術総合研究所大阪ライフエレ（近畿大学大学院総合理工学研究科），金桶吉起（生理学

クトロニクス研究センター），中島利崇（北海道大学電子研究所統合生理研究施設），鎌田恭輔（北海道大学医学部

科学研究所量子計測研究分野），永松謙一（東北大学脳神脳神経外科），川口俊介（大阪大学大学院医学系研究科神経外科），中村昭範（国立長寿医療研究センター 生体機

経機能医学講座・精神医学），河津省司（長寿医療研究セ

能研究部），新美

ンター 生体機能研究部），川村博文（広島県立保健福祉宮宏智（大阪大学医学部脳神経外科），橋詰

大学保健福祉学部理学療法学科），菅野彰剛（広南病院東学脳神経外科），畑中啓作（ＥＬＥＫＴＡ 株式会社），林

北療護センタ−（熊本大学大学院自然科学研究科），岸田秀彦（北陸先端科学技術大学院大学），林 良子（東京大邦治（岐阜大学工学部応用情報学科），北川道生（医療法学大学院医学系研究科認知・言語医学講座），原田暢善（科人社団

学技術振興事業団生命工学工業技術研究所），東山巨樹

学部

超電導応用(石山敦士)研究室），嘉悦

静和会 静和記念病院），喬 梵（北海道大学医
脳神経外科），久保田雅也（東京大学小児科），栗人間科学部），田中尚

大阪ライフエレクトロニクス研究センタ

牧（慶応大学病院（秋田大学医学部附属病院

脳神経外科），二顕（広島大脳神経外科），広瀬宏之（東城真也（北海道大学電子科学研究所），軍司敦子（生理学

京大学小児科），深井英和（岐阜大学工学部 応用情報学

研究所統合生理研究施設），後藤 寛（横河電機株式会社科），藤井本晴（高知医科大学

航機 MEG センター），小早川 達（生命工学工業技術研（通信総合研究所究所

医歯宝珠山稔（名古屋大学医学部保健学科），堀部賢太郎（国脊椎脊髄神経外科学），近藤 亨（有限会

立療養所中部病院神経内科），溝口千恵（生命工学工業技

人間情報部），小森博達（東京医科歯科大学

学総合研究科

脳神経外科），藤巻則夫

知覚機構研究室

人間情報部），森

脳機能グループ），社サム），權藤健二郎（九州大学大学院医学研究院小児科），術研究所

浩一（立身体障害者リハビ

斉藤幸子（生命工学工業技術研究所 人間情報部），芝崎

リテーションセンター研究所），八木和一（国立療養所静俊幸（京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科），柴田

岡東病院てんかんセンター），柳田益造（同志社大学工学257

生理学研究所年報

知識工学科），山田康一郎（鹿児島大学病院神経精神学医学部附属病院），吉田秀樹（東和大学電気工学科医療科），山田孝子（国立療養所中部病院 神経内科），山本

電子教室），芳村勝城（国立療養所静岡東病院てんかんセ

千珠子（大阪大学大学院人間科学研究科行動生態学講座

ンター），力丸文秀（福岡大学医学部耳鼻咽喉科学教室），

行動生理学研究分野），山本雅清（大阪大学大学院医学系

渡辺裕貴（国立療養所静岡東病院てんかんセンター）部

研究科神経機能医学講座・精神医学），湯本真人（東京大【概要】
本研究会は，平成１２年１１月２９日（１２時）〜１
２月１日（１３時）までの足かけ３日間にわたり岡崎コ

グでみる脳機能ダイナミクス」に関する特別講演２件があった。参加者の合計は９０名である。
臨床応用では，てんかん応用が盛んであるが棘波とダンファレンスセンターで開催された。世話人は筆者と，イポール信号源の解析法について詳細な報告例が続いた。

統合生理研究施設の柿木隆介教授である。
この研究会の趣旨は，現在３０台以上の大型脳磁場計

体性感覚では，発達による指感覚野の変化の解析や脊髄測装置が国内で稼動しているなかで，病院を代表とする誘発磁場の計測など新しい応用に関する発表が見られた。

臨床研究と，大学や研究所を中心とする基礎研究に携わ

また，聴覚や味覚・嗅覚，視覚などの感覚系の計測では，る研究者が一同に会し，十分な発表時間をもって自由に幅広い分野にわたって研究報告があった。絶対音感保持

ディスカッションしながら情報交換を行なうことを目的

者の聴覚野の活動，骨導超音波知覚，発声に関連する磁としている。

場反応，日本語のアクセントと音韻認知，ｆMRI を併用

研究発表は「臨床応用」「体性感覚」「聴覚」「視覚」

した味覚皮質活動の観察，色彩情報処理，GO/NOGO 活「味覚・嗅覚」「高次機能」「逆問題・信号解析」のセッシ

動磁場計測など，特徴のある研究が数多く見られた。さョンに分け，計４０演題の発表が行なわれた。さらに，らに，ｆMRI によるダイポール位置の限定，複数信号源

京都大学・人間・環境学研究科の江島義道教授による「視推定，視聴覚高次機能の計測など，解析法や計測法が着覚心理学的の立場から展望した脳イメージング装置によ

実にな進展している様子が感じられた。

る脳研究の将来」と，東京大学・医学研究科の上野照剛

通常の学会では得られない突っ込んだ議論や詳細な実教授による「磁気刺激および電気的磁気共鳴イメージン

験・解析法の報告など，貴重な内容の研究会であった。

(1) 聴覚刺激間隔における 1/fn ゆらぎのミスマッチフィールド（MMF）形成に及ぼす影響原田暢善 2，増田正 1, 2，遠藤博史 1, 2，中村亨弥 1，武田常広 3,2（1 通商産業省工業技術院
2

3

科学技術振興事業団戦略的基礎研究推進事業， 東京大学大学院

生命工学工業技術研究所
新領域創成科学研究科)

ヒトが環境中の変動する刺激の中に存在する規則性を討した。低頻度刺激条件と高頻度刺激条件の差分から得抽出する能力が，脳内のどのような部位・機能に基盤をられる波形の振幅の二乗平均の値を，各被験者，各条件持つかについて明らかにしたいと考えた。ランダムに変ごと計算し，ゆらぎのべき乗で比較したところ，ゆらぎ

動させた聴覚刺激間隔の中に規則性を増加させた時，すのべき乗の増加とともに振幅の二乗平均の値が有意に増

なわち，刺激間隔のゆらぎを 1/f0 ゆらぎ，1/f1 ゆらぎ，

加することが明らかになった。このことから，ゆらぎの1/f2 ゆらぎ，1/f∞ゆらぎ(一定間隔)，の４条件で与えたとべき乗が変化すること，すなわち規則性が変化すること

きに，聴覚刺激により引き起こされるミスマッチフィー

が，MMF の形成に影響を与えることが明らかになった。

ルド(MMF)の形成がどのように変化するかについて検258

第 22 巻 (Dec, 2001)(2) 脳磁図の臨床応用の試み−側頭葉病変と残存神経機能評価について−
鎌田恭輔 1，喬 梵 1，竹内文也 2，栗城真也 2，原田達夫 1，北川道生 1，宝金清博 1・岩崎喜信 1，三森 研 3（1 北海道大学 医学部 脳神経外科，2 北海道大学

電子科学研究所，3 北海道脳神経外科記念病院)

脳磁図は限局した脳皮質活動を解析することが可能で機能 MRI もあわせて施行した。失語の重症例では AEFあるため，左右側頭葉機能を分離して観察することが可および fMRI による反応は全く認めなかった。広範な虚能である。今回我々は側頭葉病変による脳の損傷程度と血病巣が出現しトいるにも関わらず，劇的な症状の改善

脳磁図による聴皮質機能の評価について検討したので報を認めた２症例では，左上側頭領域に AEF 信号が局在し告する。対象は側頭葉後半部の脳梗塞患者１３例である。

ていた。また，患側では長潜時の (1 sec 以上) の AEF

1000 Hz 純音刺激による聴覚誘発脳磁界 (AEF) を通常応答を認め，障害半球に特異的な病的反応と考えられた。

より長い 2.5 sec の潜時まで計測した。同様の刺激による(3) 指の一次体性感覚野の発達的変化に関する検討：
タッピング刺激を用いた体性感覚誘発脳磁野の乳児例と成人例の比較權藤健二郎 1，飛松省三 2，吉良龍太郎 1，鳥巣浩幸 1，原（1 九州大学大学院医学研究院小児科，2 同寿郎 1

脳神経病研究施設臨床神経生理)

乳児の体部位局在の発達的変化を検討した。対象は健薬指刺激それぞれにおいて算出し２点間の距離を求めた。

常発達と判定された乳幼児 10 名 (6 - 8 生月) と健康なボ

乳幼児 10 例のうちノイズが少ない 5 例 (6 - 8 生月) と成ランティア成人 5 名 (31 - 37 歳) である。成人も乳幼児

人例 5 例を解析の対象とした。拇指ー薬指間距離は乳児と同様に抱水クロラール (30-50mg/kg) を用いて睡眠群で平均 3.9±0.85cm であるのに対し成人群では平均 2.0

II-III 段階に鎮静し母指と薬指の掌側を air-tapping 装置を±0.51cm と有意に距離が短かった(P < 0.01)。これは発用いて刺激し加算平均した。脳磁界の測定は 37 チャン達に伴って皮質の機能の局在化・特殊化が生じた可能性

ネル脳磁計を用いた。SEP における N１に相当する反応があると考えられた。

(W1) に注目し，等価双極子電流源の三次元座標を母指，(4) 感覚応答を伴わないヒトの認識関連磁場応答の観察
吉田秀樹 1,2 and Claudia D. Tesche1,3 (1 Low Temperature Laboratory, Helsinki University ofTechnology, FINLAND，2 東和大学工学部電気工学科，3 Department of Psychology,
Logan Hall, University of New Mexico, USA)

例えば聴性情報処理は，呈示音の特徴抽出処理（感覚に難く無い。我々の試みは，心理実験的手法により認識応答）と，高次の認識関連処理に大別される。両情報処

処理を感覚応答から分離し観察することにあった。着目

理過程は，殆ど同時に処理が実現されると共に，空間的した部位は，音響識別に関わりが深いとされる右側の側にも一部重なり合っていることが指摘される。多チャン

頭葉上面であり，静寂時であっても磁場応答が観察されネル化した脳磁計が，単一ダイポールでは説明の難しい，た。

複雑で緻密な磁場空間分布情報を提供する可能性は予想

259

生理学研究所年報(5) 持続部分てんかんの病態生理: 脳磁図による検討
飛松省三 1，大石文芽 2，重藤寛史 1,2 ，谷脇考恭 1，森岡隆人 3，吉良潤一 2（1 九州大学大学院医学研究院脳神経病研究施設

臨床神経生理，2 神経内科，3 脳外科)

持続部分てんかん (EPC) はてんかん焦点が 1 次運動

律動性けいれんを認めた。脳波は正常であったが，脳波野にあるとされる稀な疾患である。私共は EPC の病態生の JBA により筋放電に先行する棘波を認めた。C2 付近

理を脳波，脳 磁図 (MEG), jerk-locked back averagingに陰性棘波，
C1 付近に陽性棘波があり，接線方向の dipole(JBA) 法で検討した。症例 1 は 69 歳，男。右上肢のけいの存在が疑われた。MEG の JBA により左下肢運動野にれんが持続し，脳波では C3 を中心とする棘波を認めた。

限局する接線方向の dipole が推定され，脳波所見と一致

棘波の dipole は左運動野から前運動野にある皮質異形成した。MEG は EPC の棘波の電流源推定に優れているが，の周辺に散在した。MEG の JBA により筋放電に関連しJBA 法を行うことによりさらにその精度が向上し，病態た棘波の dipole を推定すると術中皮質脳波で認めた棘波の解明に有用となる。

の焦点とほぼ一致した。症例 2 は 32 歳，女。右下肢の(6) ニオイ刺激によるヒトの脳磁図の周波数分析
白石君男，毛利 毅，加藤寿彦，原田博文，周防屋祐司，力丸文秀（福岡大学医学部耳鼻咽喉科学教室)
柿木隆介（岡崎国立共同研究機構生理学研究所)

ヒトにニオイ刺激と無臭刺激を与えたときの脳磁図をンダムに，3〜5 呼吸に 1 回の割合で 30 回ずつ与えた。

記録し，それらの信号を高速フーリエ変換によって解チャンネル毎に刺激開始後 3.93 秒間の脳磁図を解析し，析して，ヒトの脳活動がどのように変動するかを検討し

θ波，α１波，α２波，β波および 1Hz 毎のスペクトル

た。対象は右利きの嗅覚正常者 9 例とした。方法はテフ

密度をチャンネル別に算出した。その結果，周波数によロンチューブを右鼻腔に約 1cm 挿入し吸気時に刺激を提って無刺激と無臭刺激，無刺激とニオイ刺激などの検討示した。臭素にはアミルアセテートを用い，無臭刺激はで，反応の様相が異なっていた。これらの変動は，ニオ

窒素ガスを用いた。刺激圧力は 0.05mPa，刺激時間 1 秒

イの認知や，覚醒レベルの上昇，注意力の集中，体性感とし，無臭刺激とニオイ刺激はそれぞれ 50％の頻度でラ覚などが関与していると考えられた。

(7) 視覚領野における色彩情報処理特性の差異
芝崎俊幸 1，大谷芳夫 2，岡村昇一 3，吉田佳一 3，外山敬介 4，江島義道 5（1 京都工芸繊維大学大学院
3

4

工芸科学研究科，2 京都工芸繊維大学
5

島津製作所 基盤技術研究所， 島津製作所， 京都大学大学院

工芸学部

人間・環境学研究科)

ヒトの大脳視覚領野における色彩情報処理過程を明ら異なっており，前者は第一次視覚野近傍に，後者はそのかにするために，等輝度赤−緑正弦波刺激に対する脳磁

前頭腹側寄りに推定された。各応答の大きさおよび潜時応答を，刺激の色コントラスト，提示時間，空間周波数は異なる刺激依存性を示し，初期応答は後期応答に比べ，の関数として測定した。その結果，潜時 100-140ms の初応答の大きさに関して，コントラスト依存性が大きく，期応答と 140-200ms の後期応答が得られた。初期・後期

時間加算効率が高く，空間周波数選択性が強いことが明成分について単一電源推定法によって得られた電流源はらかとなった。また潜時に関しては，初期応答のコント260

第 22 巻 (Dec, 2001)

ラスト・提示時間・周波数依存性がいずれも後期応答よ与する視覚領野における色彩情報処理特性の差異を示す

りも小さいことが示された。以上の結果は，各応答に関ものである。

(8) ウェーブレット変換を用いた MEG ノイズ除去法とその適用
小野弓絵 1，石山敦士 1，外池光雄 2，山口雅彦 2，葛西直子 2（1 早稲田大学，2 電子技術総合研究所)

昨今，MEG 計測は脳のより高次の機能に応用されよ

ノイズ除去法を開発した。従来のフーリエ解析と比べ，うとしている。このような高次機能に対する誘発脳磁界

ウェーブレット解析は周波数情報と共に時間情報が得ら

反応は，その大きさも一次応答などと比べると小さいたれるため，時間軸に対して局在的な MEG 信号成分を抽めに，高い S/N での測定が難しい。また，少ない加算平出する手段として有利である。本ノイズ除去法を様々な均回数で MEG 測定を行うことは，被験者の頭の動きのS/N で測定された聴覚 MEG に適用してその有用性を検影響を小さくすることができ推定精度の向上につながる。

証し，さらに被験者の慣れの影響が大きくノイズを多くこれらの理由から，MEG データの S/N を改善する目的

含んでしまう嗅覚 MEG に対してもこれを適用して精度で，ウェーブレット変換を用いた時間-周波数解析によるの高い信号源推定をめざした。

(9) 純音刺激における中・長潜時聴覚誘発反応 P50m・N100m 信号源の比較
菅野彰剛 1,2，中里信和 1，永松謙一 3，岩崎真樹 3，畑中啓作 4，村山
（1 広南病院東北療護センタ−，2 熊本大学大学院自然科学研究科，3 東北大学

伸 2，吉本高志 3

脳神経外科，4（株）エレクタ)

聴覚誘発反応における中・長潜時成分の信号源に差がなかった。従来は，聴覚皮質の前後軸方向での信号源のあるか否かは明確には示されていなかった。われわれは差が議論されていたが，本研究では，両者の明らかな差ヘルメット型脳磁計を用い，健常人 24 名を対象に，純を認めなかった。P50m，N100m の信号源には，ともに

音刺激聴覚誘発磁界を計測した。P50m および N100m のある程度の拡がりを考慮しなければならず，両者の起源

頂点潜時の信号源を電流双極子モデルにより推定した。

は同一か，あるいは多くを共有している可能性が示唆さ信号源はいずれも側頭葉上面に推定され，前後，左右，れた。

上下の各軸方向すべてにおいて，有意な位置の差を認め(10) 単一電流双極子法によるてんかん焦点推定の有用性と問題点
大石 誠，亀山茂樹（国立療養所西新潟中央病院てんかんセンター

脳神経外科)MEG による非侵襲的なてんかん焦点の推定が期待さが施行された。これらの MEG 推定焦点と硬膜下記録・れているが，まだ問題点も多い．当院の難治性てんかん

手術関連所見を合わせ，MEG の有用性と問題点を検討に対する外科治療では，慢性硬膜下記録により同定されした。MEG 測定は Neuromag 204 で行い，発作間欠時棘た焦点に対し，できる限り限局した切除を行って来た。

波の単一電流双極子により焦点推定した。6 例で MEG

2000 年４月の MEG 測定開始後 8 例の難治性てんかん症

推定焦点と硬膜下記録，手術関連所見は一致した。前頭例（新皮質焦点 7 例，内側側頭葉てんかん 1 例）に手術

葉底部・大脳間裂内の焦点（SMA）例は MEG の弱点と261

生理学研究所年報思われた。解析上は back ground と filter 処理が問題とな術症例を通して MEG による推定焦点の信頼性を確認しり，GOF 値や dipole moment の評価も重要であった。手たが，解析においては一定の基準を作成すべき点も多い．

(11) てんかん棘波の dipole 推定結果に及ぼす要因についての検討
芳村勝城，渡辺裕貴，白石秀明*，八木和一（国立療養所静岡東病院(てんかんセンター)，北海道大学医学部小児科*)

てんかん患者では，大脳の背景活動の乱れが大きく，

海馬棘波はつぶれてしまい，推定結果も海馬外となった。

てんかん棘波の dipole 解析はその影響を強く受ける。こ二番目に帯域通過フィルターによる背景活動の除去につのため，背景活動をどのようにして除去するかが dipole

いて検討した。その結果，1-100Hz 通過では，波形のゆ推定の結果の良し悪しを決めるもっとも重要な要因であがみは極めて少ないが，dipole の推定結果は患者によりる。MEG を設置した病院が増えてきたことから，MEG差があり，明らかに徐波の混入が多い患者では dipole のによるてんかん焦点の推定もこれからより多くの施設でばらつきが大きくなってしまうことがあった。4-100Hz

行われるようになるであろう。そこで，背景活動の除去，

通過ではやや波形のゆがみがみられるが，概して dipole

または背景活動と棘波との分離の問題は，われわれの施の推定結果は臨床所見と符合する良好な結果が得られた。

設のみでなく，全施設での共通の問題として，今後，重ただし，義歯や体動による巨大なアーチファクトが重畳要になると考えられる。そこで，今回，われわれは，てする特殊な場合では dipole はばらばらになり結果はよくんかん棘波の dipole 推定を行う前の適切な前処理法につなかった。さらに 15-100Hz 通過では，波形はゆがみがいて考察してみた。まず，加算平均法について，側頭葉

大きく棘波も低振幅となってしまうことが顕著であった。

てんかん患者の海馬内電極から記録した棘波と，側頭部

最後のフィルターは，大きなアーチファクトに対して，の MEG 棘波についてそれぞれを基準として加算をおこ

dipole 分布のばらつきは小さくなったものの，一般にモない，改善するかを調べた。その結果，海馬棘波を基準ーメントがかなり小さくなり，位置も頭皮下の浅い位置にして得られた MEG 加算波形の dipole 推定結果は良好に推定され，臨床的な利用に耐えないと思われた。

であるが，頭蓋外の MEG を基準にして加算を行うと，(12) 被験者間平均波形計算のための頭部標準位置への変換―頭部位置ズレによる脳磁界計測誤差と頭部標準位置への変換による誤差
今田俊明（日本電信電話（株）コミュニケーション科学基礎研究所)

脳磁界計測の各セッションにおける被験者の頭部（脳）から１σ，２σずれた時の計測磁界を，頭部が平均位置と磁界センサとの位置 関係が一定であることは少なく，にあるとした時の磁界値に変換した場合，その頭部座標系自体に数 mm，数度の違いが生じる。まず，goodness-of-fit は 99-100%となり，平均位置への変換が効

これまでの Neuromag-122 を用いた実験から，33 名の被果があることが分かる。この変換を用いて，全被験者の験者の頭部の平均位置 r，標準偏差σを求める。頭部が頭部位置を標準位置にすることにより，被験者間の平均位置から１σ，２σずれた時の計測磁界を平均位置Grand Mean 波形を計算でき，被験者間に渡る全体的な傾の時と比較すると，goodness-of-fit が 75-96%となり，か向を波形上で比較することがある程度可能となる。

なり誤差が生じることが分かる。一方，頭部が平均位置262

第 22 巻 (Dec, 2001)(13) 日本語の文章理解時における MEG 応答
中島利崇，砂盃尚子，竹内文也，栗城眞也（北海道大学電子科学研究所)

日本語は，文章の述語のみを変える事によって，文法

被験者は右利きの健常者で，与えられた刺激の文章が正や意味の整合性を操作できる性質を持つ言語である。文しいかどうかを判断した。
各文章に対して測定した MEG

章の文法理解，意味理解時の脳活動の差異を，204ch 全反応を，種類別に加算平均した。意味が間違っている文

頭型磁束計を用いて観察した。刺激には，この日本語の章に対し，潜時 380〜470ms において特徴的な活動が観性質を用い，同一の文章で述語（動詞）のみを替えて，3察され，N400 の成分と推測された。一方，文法が間違っ種類の文章（文法も意味も正しい 200 文，文法が間違っている文章に対する脳活動には，特徴的な活動が観察さている 100 文，
意味が間違っている 100 文）を作成した。

れなかった。

(14) 脳磁場計測と機能的核磁気共鳴画像法による味覚関連皮質(2)小早川達 1，綾部早穂 2，山内康司 1，溝口千恵 1，斉藤幸子 1，小川尚3

（1 生命工学工業技術研究所，2 筑波大学心理学系，3 熊本大学医学部)

前回の発表においては，順応をさせずに数十秒の味刺潜時に推定される Area G (頭頂弁蓋部と島皮質の移行部)

激を与え続ける刺激法を開発し，fMRI を用いた味刺激にの活動が観測される頻度は全体の約 20%であった。
また，

よる脳血流の変化の計測を行い，その実験の報告を行っこの部位は１回の実験で得られる画像データを用いて統た。今回は被験者数を 12 人に増やし，SPM (statistical

計処理を行った場合より，3 回の実験で得られる画像デ

parametric mapping) を用いて解析を行った。この結果，ータを用いた場合に，より高い頻度で活動を見ることが島皮質，前頭弁蓋部，中心後回，角回，中前頭回などにできた。この実験結果は Area G が他の味覚関連部位と比活動が見られ，従来の MEG の短潜時，長潜時において較した場合，その MR 信号の S/N 比が低いことを示唆し推定された結果とよく一致していた。脳血流の変化が見ていると思われる。

られた部位の中で，従来の脳磁計を用いた味覚実験で短(15) GO/NOGO 反応選択課題実行中に認められた posterior parietal cortex の活動
柴田忠彦，Andreas A. Ioannides （理化学研究所
認知脳科学研究グループ

脳科学総合研究センター

脳機能ダイナミクス研究チーム)

近年 posterior parietal cortex (PPC) が高次運動関連中

た。その結果，central sulcus 周辺の信号源に加えて，両枢のひとつであり，特に空間情報処理との関連が動物実側の superior parietal lobule (SPL) 付近に信号源が推定さ

験等から示唆されているが，ヒトでの報告は少ない。空れ，その強度は同側指の運動反応時よりも対側指の運動

間選択と PPC の関連を調べるために，視覚刺激を用い反応時に大きな活動を示し，両側指の運動時には両側GO 条件時の反応指を左右から選択する GO/NOGO 反応

SPL が大きな活動を示した。
これより，ヒトにおいて PPC

選択課題実行中の脳磁図を記録し (6 被験者）
，Minimumが視空間選択課題における空間選択に関与していること

Norm Least squares 法 (CURRY4) を用いて解析を行っが示唆された。

263

生理学研究所年報(16) 刺激強度が異なる味刺激に対する味覚一次野の磁場応答
斉藤幸子 1，小早川達 1，後藤なおみ 1，小川
（1 通産省工業技術院

生命工学工業技術研究所，2 熊本大学

尚2

医学部)

筆者らは脳磁場計測によって，人間の第一次味覚野がした。データ解析の結果，Area G が確認された実験にお大脳の頭頂弁蓋部の内側と島への移行部（Area G）であ

いて，刺激開始から味覚誘発磁場が生じ始めるまでの潜ることを報告した。今回は刺激強度が異なる味刺激によ時は濃度によって変わるとはいえなかった。一方，Area G

る Area G の活動の違いを調べた。ここでいう刺激強度は，に推定されたダイポールの大きさは物理的濃度と有意な物理的濃度と心理的強度を含むものとする。被験者８人

相関を持ち，濃度と共に増大する傾向を示した。もう一を対象に，0.1，0.3，1 M NaCl に対する味覚誘発磁場をつの刺激強度である心理的強度と，物理的濃度およびダ

高速味覚刺激装置と 64ch ホールヘッド脳磁場計を用いイポールの大きさの関係についても検討した。

て計測した。0.03M NaCl についてもこのうち６人が参加(17) Mesial temporal lobe epilepsy における MEG と EEG の比較検討
露口尚弘 1，森野道晴 1，服部英司 2，蔦田強司 3，下川原正博 4，原充弘 1（1 大阪市立大学脳神経外科，2 小児科，３老年科神経内科，4 金沢工業大学先端電子技術応用研究所)
MEG では内側側頭葉てんかん Mesial temporal lobeを認めたが，内側だけでなく同側側頭葉全体にも焦点がepilepsy (MTLE) における焦点の同定は困難とする意見もとまった。また内側側頭葉由来のてんかん波は MEGがある。今回我々は臨床症状，持続脳波モニタリング，のみに認め EEG では検出できない場合が多かった。逆MR にて MTLE と診断した 7 例にたいし発作間歇期でのに EEG におけるてんかん波で MEG により ECD を求め

MEG，EEG にててんかん焦点の評価を行った。装置はると側頭葉内側には同定できない傾向にあった。側頭葉

160ch 仰臥位全頭型脳磁計横河電機）を用い，同時に 12ch

内側は脳表から深い位置にあるため頭皮脳波では検出困の脳波と心電図を記録した。脳磁はバンドパスフィルタ

難なことが考えられる。またてんかん波自体の出力が小ー3-200Hz，サンプリング周波数 500Hz で測定した。7

さいと MEG でも検出できない可能性がある。

例のうち 5 例で MR の所見と一致して内側側頭葉に焦点(18) 脳内の離れた部位間での脳磁シグナル協調活動検出の試み

第2報

河津省司 1,2,6，中村昭範 1，右代谷昇 3，濱崎淳洋 4，堀部賢太郎 5，山田孝子 5，加藤隆司 1，伊藤健吾 1（1 長寿医療研究センター 生体機能研究部，2 名古屋大学医学部放射線科，3 和歌山工業高等専門学校
4

京都学園大学 経済学部，5 国立療養所中部病院 神経内科，6 トヨタ記念病院 放射線科)

我々は脳内の離れた部位での協調活動 (Synchronization)析法による処理を行った。注目する周波数成分に関してを MEG を用いて検出する試みを行っているので報告する。

Long distance synchronization と思われる現象を捉えつつ

MEG データに対して脳内の Voxcel での仮想的電流 Vectorあると考えている。MFT による仮想的電流 Vector 構成

を MFT (Magnetic Field Tomography) を用いて時系列デーの部分に理論的，意味論的に未知な要素が考えられるもタを構成した。
これに対し，
最近 EEG を用い Rodriguez (1)のの，MEG データでの位置情報の精度は EEG に比べてらが報告しているような，時間周波数解析法を用いた解

圧倒的に有利であると考えられる。さらに MRI の解剖学

264

第 22 巻 (Dec, 2001)

的位置情報との coregirtration と normalization を適用しdistance synchronization of human brain activity. Nature

たデータベース化と統計学的手法の導入も検討している。

397: 430-433(1) Rodriguez E et al. (1999) Perception's shadow: long-(19) 先天性難聴を有する小児の聴覚誘発磁場
久保田雅也 1，広瀬宏之 1，榊原洋一 1，湯本真人 2 （1 東京大学小児科，2 同検査部)

先天性サイトメガロウィルス感染症による難聴を呈す

は 105dB,2kHz 純音で左聴覚野に，105dB,1kHz および

る 7 才兄弟（双胎）の聴覚誘発磁場を記録したので報告

440Hz 純音,白色雑音では聴覚野に活性はなく，左一次感する。
症例 1 は両側，症例 2 は右側の高度難聴を認める。

覚野に長潜時で活性を認めた。症例 2 では聴覚野での反ABR(105dB)は症例 1 で両側，症例 2 で右側で無反応であ応は認めたが，一次感覚野での反応はなかった。高度難った。両者とも普通学級に通学，症例 1 は言葉は出ない

聴者において振動刺激で 一次感覚野，聴覚野の活性化のが他者の動作や口唇の動きを読みコミュニケーション可報告はあるが，純音で一次感覚野のみに反応を認めた報能，症例 2 の言語発達に遅滞はない。全頭型脳磁図測定告はない。聴覚野-一次感覚野の発達上の改変が起こり，装置 (Neuromag) にて聴覚誘発磁場を求めると症例 1 で純音周波数成分に一次感覚野が反応した可能性がある。

(20) 嗅覚に対する非侵襲計測と脳内の嗅覚神経路
外池光雄*，山口雅彦*，浜田隆史*，瀬尾

律**，嘉悦

勲***，肥塚泉****（*電総研大阪 LERC，**瀬尾耳鼻咽喉科院，***近畿大理工学部，****聖マリアンナ医科大学耳鼻咽喉科)

これまでのヒトの嗅覚に関する中枢研究は，他の感覚た研究を多面的に実施してきた。そこで，本発表ではこ神経研究に比べて遅れており，脳内の嗅覚野，並びに嗅れらの研究結果を分析して，現在の時点での総括を行う

覚神経路は未だ，充分に明らかにされていない。そこで，とともに，他の研究者のデータ結果とも比較検討しなが筆者らは，人間に対する種々の非侵襲的計測法に先駆けら，人間の嗅覚野，並びに脳内嗅覚神経路について考察て取組み，におい刺激法の開発・検討をはじめ，脳波，する。

脳磁図，fMRI 等，異なる刺激手法や種々の計測法を用い(21) 脊髄誘発磁界測定の現状と将来展望
小森博達，川端茂徳，大久保治修，四宮謙一（東京医科歯科大学

医歯学総合研究科

脊椎脊髄神経外科学)

我々は，昨年より磁界計測による脊髄機能診断装置の件付きではあるが脊髄磁界と考えられる磁界の測定に成開発を目標に研究を開始している。現在，動物実験にお功した。今研究会では，現在までのデータをもとに脊髄

いて脊髄刺激脊髄誘発磁界，末梢神経刺激脊髄誘発磁界，

磁界測定の現状と解決すべき問題点について意見を交換

脳刺激脊髄誘発磁界を測定し，磁界計測による脊髄障害

するとともに，我々脊椎外科医の立場からみた脊髄磁界

部位診断の可能性，臨床生理学的な知見について検討を

測定の将来性についてお話ししたい。

重ねている。また，ヒトの脊髄磁界測定にも着手し，条265

生理学研究所年報(22) MEG による記憶想起の研究
嘉悦 勲*，須谷康一*，内田熊男**，外池光雄***，山口雅彦***，岩木（*近畿大学大学院総合理工学研究科

直*****近畿大学理工学部原子炉工学科***電子技術総合研究所 大阪ライフエレクトロニクス研究センター)

記憶を探索して異種の記憶を結合する創造活動では，由度の高い連想想起タスクを比較して，前者では脳活動

前頭葉と側頭葉の相互作用が重要と思われる。暗算のよに伴うダイポールが皮質内空間の限定された領域に分布

うな意志的想起では前頭葉が側頭葉を賦活して記憶を想するのに対し，後者では広域に不連続に分散して現われ起し，ルールと照合して合目的性を判断しつつ，目的をることを認めた。連想想起は意志的であるが前頭葉の合達するまで両者間のフィードバック往復が行われると考

目的制御に束縛されないので，カテゴリーの多様さのたえられる。無意志的想起では，コンセプトやアイデアがめ様々の中枢を経過する分散分布を示すと解釈される。

浮ぶ直感想起が重要であり，前頭葉が過去に賦課した未本研究ではθ波に着目したが，θ波は前頭葉優位の意志

解決の課題を，無意識下で側頭葉が継続して探索した結的想起活動の指標となる脳磁波と思われ，無意志的想起

果と推察される。本研究では，暗算のようにルールやカについては，δ波のような低周波数脳磁波を解明する必テゴリーの規制度が強い照合想起的タスクと，想起の自要があろう。

(23) fMRI の結果から位置を固定して MEG ダイポールを解く方法の検討
藤巻則夫，早川友恵，Matthew Nielsen，宮内

哲

（郵政省

通信総合研究所)"ill-posed"である MEG マルチダイポール小の位置許容範囲は磁場 correlation>85％の条件下で 2の逆問題を解くため，fMRI の情報を利用することを検討

cm，最大の分離許容範囲は crosstalk<70%の条件下で接した。[方法]空間的に拡がる fMRI 脳活動領域にどのよ

線方向に 4 cm であった。特に後者は，磁場のフィッテ

うにダイポールを配置すべきかについて，シミュレーシ

ィング特性に由来する空間的な異方性が強かった。これ

ョンで検討した。(1)ダイポール１つを模擬的に作成したらの許容値を元に実測データを解いたところ，11 個の有脳磁界に対して位置固定の制約下でフィットし，磁場が意なダイポール群が抽出できた。これらは左上側頭後部

よく合うための位置許容範囲を求めた。(2) ２つのダイ（潜時 203-210 ms）と左下前頭部(247-272 ms およびポールをフィットし，互いの影響(crosstalk)が小さくなる

416-427 ms)の内語処理部位の活動を含んでおり妥当とための分離許容範囲を求めた。また(1)と(2)の結果を使い，思われる。

[はじめに]

内語課題の実験データ一例を解いた。[結果と考察]

最(24) 骨導超音波知覚時の脳活動計測
中川誠司*，阪口剛史**，西村忠己***，山口雅彦*，外池光雄*，細井裕司***，今泉敏****，渡辺好章**（*電子技術総合研究所，**同志社大学，***奈良県立医科大学，****東京大学)

超音波であっても骨伝導で知覚できる。さらに，このを行ってきた。しかしながら，骨導超音波知覚の神経生

骨導超音波は高度難聴者であっても知覚できる場合があ

理学的メカニズムには，依然として不明な点が数多く残ることが知られている。我々は，骨導超音波を利用したされている。我々は，誘発脳磁界計測（聴覚健常者およ

補聴システムの構築を目的として，その知覚特性の研究

び高度難聴者）および誘発電位（聴性脳幹反応，聴覚健266

第 22 巻 (Dec, 2001)

常者）計測を行い，骨導超音波知覚のメカニズムの解明

子は聴覚野内に推定された。また，聴性脳幹反応の II〜を試みた。その結果，聴覚健常者，高度難聴者に関わらV 波の出現を認めた。

ず明瞭な N1m 成分の出現が認められその等価電流双極(25) 12 歳の絶対音感保持者の脳磁場計測
広瀬宏之，久保田雅也，榊原洋一（東京大学医学部小児科)
湯本真人（東京大学医学部附属病院検査部），榊原彩子（一音会ミュージックスクール講師)

絶対音感保持者に様々なタスクを与え脳磁場計測を行

純音 (A4) のオドボール課題では，純音の標的刺激に対なった。被験者は 12 歳男児，3 歳から 9 年間ピアノを習して明らかな P300 を 330msec 付近に認め，両側の視覚っている。1000Hz の純音を聞かせる課題では，100msec

中枢近傍に dipole が認められた。二つの純音 (C4 と E4)付近で両側の聴覚中枢近傍に dipole が認められた。右側のオドボール課題では，P300 の振幅は低く潜時も延長しの方が反応は強く，より前方に位置していた。8 種類のていた。スクリーンに様々な音符を提示して音を想起さ

純音（C4-C5）を聞かせて音名を当てさせる labelling 課

せる課題では，視覚中枢の他に頭頂後頭連合野付近に

題では，100msec 付近で両側の聴覚中枢近傍に dipole がdipole が認められた。絶対音感保持者の音処理過程では認められ，200msec 以降で視覚中枢と頭頂後頭連合野付

視覚中枢も関与している可能性が示唆された。

近に dipole が認められた。P300 に関しては，白色雑音と(26) 後頭葉てんかんにおける発作症状の検討 ~Magnetoencephalographic study~
山田康一郎 1,2，白石秀明 1，渡辺裕貴 1，八木和一 1，滝川守国 2（1 国立療養所静岡東病院（てんかんセンター）， 2 鹿児島大学医学部神経精神科)
視覚発作を有する 10 例の症候性後頭葉てんかん患者

幻視を呈する傾向があった。この違いは後頭葉各部位のに対して脳波，脳磁図同時記録を施行し，脳磁図上の発機能と関連していると思われ，後頭葉てんかんの診断上

作間歇時発射を解析して得られた単一等価電流双極子

で視覚発作の内容吟味がてんかん焦点の局在位置を推定（single equivalent current dipole：以下 ECD）の局在位置する際に有用であることが示唆された。また，視覚発作について検討した。ECD の局在位置と視覚発作症状とのに続いておこる発作症状を調べることで発作波伝播の機間に相関があり，後頭葉内側に ECD が局在する症例で序についても若干の考を行った。

は要素性幻視を，後頭葉外側に局在する症例では複雑性(27) 両眼立体視時の誘発脳磁場に対する注意の影響
大脇崇史，武田常広（東京大学大学院 新領域創成科学研究科 複雑理工学専攻
科学技術振興事業団 戦略的基礎研究推進事業)

random-dot stereogram(RDS)を用いて両眼視差刺激を験者の奥行き知覚とどのような関係があるかは明らかで被験者に提示すると，潜時 150ms から 400ms にピーク

はない．そこで本研究では，被験者に対して奥行き知覚を持つ誘発脳磁場応答が生じる。しかし，この応答が被に関連した注意課題を課し，被験者の注意状態が脳磁場

267

生理学研究所年報

応答に及ぼす影響を調べた。提示した RDS は，一様な背ントロール) の 3 種類とした。その結果，条件 (1)，(2) で景から正方形が手前に浮かんで見えるものとし，提示すは条件 (3) に比べて脳磁場応答の強度が増大する傾向

る位置 2 種類，奥行き 2 種類それぞれを組み合わせて合があり，特に視差が小さい場合に増大の度合いが大きい

計 4 種類の RDS を用いた。注意の条件は，(1) 位置に注ことがわかった。条件 (1)，(2) それぞれの脳磁場応答の意する，(2) 奥行きに注意する，(3) 何も注意しない (コ間には明瞭な差はなかった。

(28) 口唇部電気刺激誘発磁界の一次皮質反応
永松謙一，中里信和*，隈部俊宏，畑中啓作**，菅野彰剛***，吉本高志（東北大学脳神経外科，*広南病院脳神経外科，**（株）エレクタ，***広南病院療護センター)

目的：三叉神経刺激誘発磁界において，正中神経刺激

反応（N15m）を認めた。電流双極子は前上方を向き中N20m にあたる，一次皮質反応の報告はなかった。刺激・

心溝後壁に推定された。その位置は正中神経刺激誘発磁測定条件を検討し，これを検出したので報告する。方法：

界の信号源位置と比較し，右半球で 23.0±7.2mm，左半

対象は健常人１１例。刺激強度を感覚閾値の９倍，刺激

球で 18.6±2.1mm 下方に推定された。考察：三叉神経刺

頻度を 0.7Hz とし，下口唇に対し電気刺激を行い，全頭激誘発磁界 N15m は，潜時，電流双極子の位置・方向か型脳磁計を用い誘発反応を記録した。結果：刺激対側 22

ら，正中神経刺激誘発磁界 N20m に相当する一次皮質反半球中 20 半球で，潜時 14.6±1.3 ms に頂点潜時を持つ応である。

(29) 脳機能解析統合ソフト開発の試み
中村昭範 1，河津省司 1，右代谷昇 2，濱崎淳洋 3，山田孝子 4，堀部賢太郎 4
文堂昌彦 1，加知輝彦 4，加藤隆司 1，伊藤健吾 1（1 長寿医療研究センター生体機能研究部，2 和歌山工業高等専門学校
3

京都学園大学経済学部，4 国立中部病院神経内科)

高次脳機能活動の解析を従来の双極子モデルのみで行ている。開発環境は Mathematica, Matlab, C 言語及びうのは困難が多いが，近年は空間フィルター法や

visual basic で，目標は以下の通りである。
データ入力は，

SPM-SAM 等の新しい分析法を用いたり，PET や fMRI

sensor layout, headshape, MEG data 等を ASCII file として等の他のモダリティを併用したりすることによって道が受け取る。分析は，空間フィルター法を用いてメッシュ

広がりつつある。これらの方法は魅力的ではあるが，1)状に分割された virtual sensor 上で topographical に行われ，高額なソフトウエアパッケージ，あるいは MEG そのも

FFT, coherence, synchronisity 等の event-related な変化のを購入しないと手に入らない。2) 自前で作って使いこを捉えることができる。
結果は個々人の MRI 上に overlay

なすには高度の数学的知識を必要とする。
3) PET や fMRIできるが，標準脳座標に変換して投影することも可能で，が必要。等の問題があり，適用するにあたってはハード

これにより個人間の共通項や相違点を明らかにしたり，ルが高い。そこで，PC 上で動き (安価)，Windows ベー

PET や fMRI の報告と比較することができる。これらはスの GUI で扱え (簡単)，恣意の入りにくいデータ排出

開発途上であるが，これまでにできている部分について(客観性) ができるソフトの統合パッケージ開発を試み

紹介する。

268

第 22 巻 (Dec, 2001)(30) 持続性部分てんかんの症例における脳磁図所見出店正隆，中村文裕（北海道大学医学部精神医学教室)

左手指の持続性けいれんが連続して数日から 1 週間続

等価電流双極子は右中心後回の一部に比較的高密度に集く持続性部分てんかん (EPC) の症例に対し，全頭型 204積した。一般に EPC は前頭葉てんかんの一種と考えられチャンネル脳磁図システム（Neuromag 社製）を用い，ているが，本症例においては，てんかん源性焦点は頭頂発作時脳磁図および脳波を記録した。脳波および脳磁図葉に存在する可能性が示唆された。

上，右前頭・頭頂部付近に棘波が認められ，推定された(31) MEG でとらえた発作間欠期突発波の鏡像焦点
岩崎真樹，中里信和，菅野彰剛，畑中啓作，吉本高志（東北大学脳神経外科，広南病院脳神経外科，広南病院療護センター，エレクタ)

頭皮上脳波と脳磁図の同時計測にて発作間欠時突発活

心溝に推定され，同期性棘波においては左右半球の活動動における両側同期性棘波の半球間伝播をとらえた 2 てのピークに 15〜40ms の時間差を認めた。2 例とも，左んかん症例を報告する。
【症例 1】27才女性の複雑部分発

右半球の信号源における局在と電流方向は鏡像関係にあ作症例。両側同期性の側頭部棘波を高頻度に認めた。信った。
【結論】ピークの半球間時間差は発作間欠時突発波

号源は左右側頭葉後方に推定され，活動のピークは全ての鏡像焦点への伝播を示唆する所見と考えられた。脳磁

右半球が左に対して平均 15ms 先行していた。
【症例 2】

図は両側同期性の突発波を高い時間および空間分解能で21才女性の全般性けいれん症例。両側独立もしくは同期識別する上で有利である。

性の中心側頭部棘波を高頻度に認めた。信号源は左右中(32) 光刺激と脳磁図における光突発反応の位相差について
白石秀明 1，芳村勝城 2，渡辺裕貴 2，八木和一 2（1 北海道大学医学部小児科，2 国立療養所静岡東病院（てんかんセンター）)＜目的＞間欠的光刺激における，頭皮上脳波の光突発行った。患者には眼球表面から，この装置の発光面まで反応（PPR）と MEG 上の磁場変化を検討した。＜症例・が約２cm となるように装着し検査を施行した。＜結果＞

方法＞11 歳から 25 歳のてんかん症例で，症例１が特発

MEG 検査における LED の刺激では症例２，３，４で性全般てんかん，症例２・３が症候性全般てんかん，症classic PPR が出現した。症例１では LED の IPS で，両例４が症候性局在関連てんかんであった。全例において

側広汎性棘・徐波は出現するものの，光刺激終了後反応

Grass 社製光刺激装置 PS33 plus で脳波上，両側広汎性は持続しなかった。

棘・徐波，多棘・徐波複合が出現し刺激終了後も少なく各々の光刺激に対して出現した磁気棘の頂点における，

とも 100msec 以上反応が持続する，いわゆる classic PPR

光刺激からの位相差を求めると，症例２・３では種々のが出現していた。脳磁計は BTi 社製の 74ch 一次微分型

刺激頻度において，光刺激を繰り返すにしたがって位相SQUID を用い，頭皮上脳波を同時記録した。IPS は赤色

差は漸増し，やがて刺激周期と全く無関係となっていっ発光ダイオード(LED)より発生したものを光ファイバー

た。一方，症例１と４では位相差はほぼ一定して推移しを用いて患者の眼前のゴーグル型投光装置に送り刺激をていた。＜まとめ＞PPR の発現機構は，てんかん類型の269

生理学研究所年報

違い，光突発反応の形態の違いによって異なることが示唆された。

(33) 体性感覚誘発オン・オフ磁場反応
湯本真人 1,2，齋藤

治 2，金子

裕 2，中原一彦 1（1 東京大学医学部附属病院，2 国立精神・神経センター武蔵病院)
6 名の健常者を対象とし，右示指末節に 8 点点字ピンN1on，N1off 間および P1on，P1off 間に振幅の有意差，（KGS 社製 Braille Cell を改変）が同時に突出（オン）おN1on，N1off の推定電流双極子の方向に有意差を認めた。

よび引入（オフ）する周期 500ms の反復刺激呈示時の誘実験２：オン，オフ期間をそれぞれ 10，20，40，60，80，

発磁場反応を，Neuromag 社製 204Ch 全頭型脳磁計によ100，150，250ms として各 400 回加算し，先行するオン，

り記録した。実験１：周期 500ms 中のオン，オフ期間をオフ期間変化によるオフ，オン反応の振幅変化を比較検それぞれ 250ms として 3000 回加算した。N1on，P1on，討した。Sur らによるサルを対象とした報告に矛盾しな

N2on，P2on および N1off，P1off，N2off，P2off が得られ，

い結果がヒトで得られた。

(34) 視覚/聴覚オドボール課題に関連する脳内神経活動の可視化
岩木直*，平田直也*,**，外池光雄*，山口雅彦*（*電子技術総合研究所 大阪ライフエレクトロニクス研究センタ，**近畿大学 理工学部)

視聴覚における新奇刺激の検出処理に関して，これまに対応する複雑な脳活動を，MEG 計測を用いて，一組でオドボール課題を用いた多くの研究が行われており，の測定条件間における活動の差として視覚化する方法を

刺激呈示後 300ms 前後で P300 と呼ばれる特徴的な成分

提案し，これを用いて視覚および聴覚各モダリティにおが観測されることがよく知られている。しかしながら，ける新奇刺激検出に関わる複雑な脳内神経活動分布の可この成分に対応する脳内活動分布の複雑さから，従来の視化を試みた。この結果，新奇刺激の検出には，潜時 300

少数個の電流双極子による解析ではその詳細を明らかに

ms 前後における，刺激入力モダリティ依存/非依存の複することは非常に困難で，脳内の神経活動のダイナミク

数の脳内部位における神経活動が関与していることを示

スは未だ明らかにされていない．本研究では，高次機能した。

(35) 全脳型脳磁計を用いたてんかん解析時の工夫
橋詰 顕，栗栖 薫，有田和徳，花谷亮典，飯田幸治（広島大学医学部脳神経外科)

てんかん患者の脳磁測定を行う場合，全脳型脳磁計でprogram を提供しているが，脳波の表示が十分でなく，は脳磁図の情報が膨大で あり得られた情報を効率よくあきらかな棘波以外の解析は困難である。そこで我々は解析する方法が望まれる。Neuromag 社製 204ch 脳磁計

脳磁計のセンサーを脳波の 10-20 法に準ずる形で 19 個にでは 204 個の波形が得られるが，同時に測定した脳波・

区分し，それぞれの root mean square，脳波の root mean

心電図・眼電図を参照しながらてんかん波の dipole 推定

square，心電図と眼電図を 1 画面に表示することでてんを限られたモニター上で検討していくことは困難である。

かん波形を解析することを試みた。この方法では脳波のNeuromag 社 は Epilepsy Spike Search V2.1 と い う

棘波のみでなく棘波に先行する脳波の変化も反映してお270

第 22 巻 (Dec, 2001)

り，簡便にてんかん波形を捉えることができ有用であると思われた。

(36) 日本語ピッチアクセントと音韻認知に関する一検討
林（*東京大学大学院医学系研究科

良子*,**・今泉

敏*・上野照剛*・森浩一****国立身体障害者リハビリテーションセンター研究所)

日本語ピッチアクセントが単語認知に果たす役割につでより多くの被験者から電流双極子を推定することがでいて，音韻処理過程と比較することで，脳磁図計測によきたものの，アクセント型不適切群と潜時，モーメント

り検討した。プライムとして聴覚呈示されるなぞなぞ文の有意な差異は見られなかった。電流源は，両群とも左の後に，２モーラ語の正答，アクセント型が不適切な答，

右上側頭回，縁上回付近に推定された。これらの結果か

音韻の不適切な答を呈示した場合について，N400 電流双ら，単語の意味的認知という観点では，アクセント型，

極子の潜時，モーメント，電流源推定部位を解析した。

音韻ともに等価の役割を果たしていると考えられるが，その結果，脳磁波形上では，３群で異なった波形が左右

意味処理に至る過程には両者間に差異があることが示唆

側頭部で観察された。N400 成分では，音韻の間違った答された。

(37) 聴覚マスキング条件下の発声関連脳磁場
軍司敦子，宝珠山稔，柿木隆介（生理学研究所統合生理研究施設)

健常者を対象に，自分の声が聞こえない masking 条件を聴取した時に認められる auditory evoked magnetic

下の発声関連脳磁場 (vocalization related cortical fields:

fields (AEF) の M100 成分に対する信号源と同様に聴覚VRCF)と通常 (control) の VRCF を記録し，VRCF を構野付近に推定されたことから，1M が自分の声に対する成する運動成分と聴覚成分について検討した。発声後に反応であり，M100 と同様の成分であると推察された。

出現した成分の振幅は，masking 条件より control で有意発声前の control-masking 条件間に有意差は無く，単純なに大きく (p＜0.05)，条件間の差分は発声開始後 81.3 ±発声の準備過程には masking の影響は小さいと考えられ20.5 ms で頂点となる 1M 成分を示した。1M 成分は音声

た。

(38) 睡眠中のフラッシュ視覚誘発脳磁場
大草知裕，柿木隆介，宝珠山稔，王麗紅（生理学研究所統合生理研究施設)【目的】睡眠中の視覚情報処理活動を明らかにするため通した成分として 1M (50ms), 2M (84ms), 3M (130ms) のに，閃光刺激に対する視覚誘発脳磁場 (VEF) を覚醒時

３成分が認められた。睡眠時 (stage 1 および stage 2) におよび睡眠時に記録し，その特性を比較した。
【方法】10

おいて 1M は振幅減少と潜時遅延，2M は振幅増大と潜名の健常被験者に 0.5Hz の頻度で閃光刺激を与え，覚醒時遅延，3M は消失という変化を示した。
【考察】これま時と睡眠時の VEF を後頭部から記録した。同時記録の脳でに睡眠中の体性感覚や聴覚における誘発脳磁場の変化

波で睡眠深度を確認し，各被験者について覚醒時およびが報告されている。今回の結果は，視覚においても覚醒

睡眠国際分類の stage 1 と stage 2 における VEF を記録

時と睡眠時では刺激に対する脳内の反応機構に差異があした。
【結果】覚醒時の波形は個人差が大きかったが，共ることを示唆している。

271

生理学研究所年報(39) 正中神経刺激による短潜時皮質体性感覚誘発脳磁界成分と体性感覚誘発脳電位成分の対応
宝珠山稔 1,2，柿木隆介 2 （1 名古屋大学医学部保健学科，2 生理学研究所統合生理研究施設)【目的】正中神経刺激による短潜時体性感覚誘発脳磁界を比較した。
【結果】１M での加算では SEP の N20-P20（SEF）と体性感覚脳電位（SEP）の対応する成分を明ら（P3-Ai，P3-Fz）の TD が小さくなり，2M での加算では

かにした。
【方法】
正中神経刺激により対側半球より SEF

N30（Fz-Ai，P3-Fz）の TD が小さくなった。
【考察及び（37 チャンネル）と SEP（Fz-Ai，C3-Ai，P3-Ai，P3-Fz）

結論】SEF の１M と２M は SEP の N20-P20 および N30を同時記録した。１回毎の刺激により同定される１M のにそれぞれ対応する成分と考えられた。SEP の P25-N33

頂点，２M の頂点をそれぞれ時間０として脳波と共に加に対応する SEF 成分は認められず，P25-N30 は１野起源

算平均し，得られた波形の SEP 各成分の広がり（TD）の radial dipole が発生源と考えられた。

(40) SAM 解析による速波発生源とてんかん源性領域との関連の検討
二宮宏智，加藤天美，平田雅之，新居康夫，久村英嗣，平野俊一朗，谷口理章，今井克美*，吉峰俊樹（大阪大学 脳神経外科，*小児科)

てんかん患者において，γ帯域の連続する速波は，皮観察された。これを SAM 解析法にて，その発生源を求質脳波において，seizure onset zone やその周囲に高頻度めた。器質性変化のある 4 例は，その周囲から発生し，に観察される。そこで，MEG のγ帯域の連続する速波

外側型側頭葉てんかんでは，側頭葉外側にその発生源がの発生源と，てんかん源性領域との関連を検討した。症もとまった。また，手術の行われた 2 症例では，皮質脳例は，5 例（海馬硬化をともなう内側型側頭葉てんかん 2

波により seizure onset zone と同定された部位に，その発例，海馬に腫瘍のあった側頭葉てんかん 1 例，外側型側生源はほぼ局在した。
MEG のγ帯域の速波の発生源は，

頭葉てんかん 1 例，外傷性の前頭葉てんかん 1 例）
。そてんかん源性領域との関連が高いと思われた。

のうちの 3 例では，γ帯域の連続する速波は，発作時に272

第 22 巻 (Dec, 2001)

13. シナプスの形成・維持・可塑性
2000 年 12 月 7 日− 12 月 8 日
代表・世話人：武内恒成（名古屋大学大学院理学研究科)
所内対応者：小幡邦彦（生理学研究所)（１）シナプスの形態変化と機能分子の動態
岡部繁男（東京医科歯科大学医歯学総合研究科)（２）シナプス小胞動態の可視化と応用
片岡正和 1, 2，関口真理子 1，高橋正身 1（1 三菱化学生命科学研究所，2 信州大学工学部環境機能工学科)（３）シナプス活動によるアクチン細胞骨格再構築過程の可視化
古屋敷智之，尾藤晴彦，成宮周（京都大学大学院医学研究科高次脳科学)（４）神経成長円錐のカルシウムシグナル制御機構
竹居光太郎（東邦大学医学部生理学第二)（５）エンドサイトーシスにおける膜脂質の機能と動態
竹居孝二（岡山大学医学部生化学)（６）痛み刺激受容の分子機構：カプサイシン受容体とそのホモログの構造，機能と制御機構
富永真琴（三重大学医学部第一生理)（７）単一嗅神経細胞における嗅覚応答の再構成及び嗅上皮における応答細胞の空間的分布
東原和成（東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学)（８）酸味受容体遺伝子の同定と機能解析
島田昌一，鵜川眞也，植田高史（名古屋市立大学医学部第二解剖)【参加者名】
尾藤晴彦（京都大学院医学研究科），岡部繁男（東京医基礎工学研究科），高橋正治（大阪大学大学院基礎工学研科歯科大学大学院医歯学総合研究科），片岡正和（信州大究科），中山寿子（大阪大学大学院基礎工学研究科），鳴学工学部），古屋敷智之（京都大学医学部），今泉美佳（杏島

林大学医学部），竹居光太郎（東邦大学医学部）竹居孝二

阪大学大学院基礎工学研究科），白木千津子（大阪大学大（岡山大学医学部），富永真琴（三重大学医学部），東原和

学院基礎工学研究科），山本亘彦（大阪大学大学院基礎工成（東京大学大学院新領域創成科学研究科）島田昌一（名

学研究科）
，丸山

古屋市立大学医学部），鵜川眞也（名古屋市立大学医学部），

研究所脳科学総合研究ｾﾝﾀｰ），斎藤祐見子（東京都臨床医

植田高史（名古屋市立大学医学部），白尾智明（群馬大学

学総合研究所），畠医学部），関野祐子（群馬大学医学部），田中聡一（群馬内田洋子（東京都老人総合研究所），時田義人（愛知県ｺ大学医学部），山崎博幸（群馬大学医学部），張捷（群ﾛﾆｰ発達障害研究所），五味不二也（東京都老人総合研究

馬大学医学部），高橋秀人（群馬大学医学部），武内恒成所），玉巻伸章（京都大学大学院医学研究科），山田麻妃（名古屋大学大学院理学研究科），玉田一生（名古屋大学（東京大学大学院薬学研究科），池谷裕二（東京大学大学

大学院理学研究科），中田千枝子（名古屋大学大学院理学院医学研究科），小山隆太（東京大学薬学部），森本高子研究科），房岡恵理（名古屋大学大学院理学研究科），渡（東京大学大学院理学研究科），高坂洋史（東京大学大学

辺紀信（名古屋大学大学院理学研究科），狩野方伸（金沢院理学研究科），笛田由紀子（産業医科大学産業保健学部）

大学医学部），辰巳仁史（名古屋大学医学部），宮津 基

下村敦司（藤田保健衛生大学医学部），吉田祥子（豊橋技（名古屋大学医学部），真鍋俊也（神戸大学医学部），神谷

術科学大学）藪中厚生（豊橋技術科学大学），和多和宏（東温之（神戸大学医学部），志牟田美佐（神戸大学医学部），

京医科歯科大学難治疾患研究所），尾崎まみこ（京都工芸新里和恵（神戸大学医学部），小田洋一（大阪大学大学院

繊維大学繊維学部），武井延之（新潟大学脳研究所），御円（大阪大学大学院基礎工学研究科），森健太郎（大敬（埼玉医科大学）山口和彦（理化学義郎（大阪大学大学院医学研究科），

273

生理学研究所年報

園生裕明（東京大学大学院医学研究科），佐藤栄人（順天究所），根本知巳（生理学研究所），鈴木智之（生理学研堂大学医学部），金 明鎬（群馬大学医学部），七崎之利

究所），真鍋健一（生理学研究所），井本敬二（生理学研（日本医科大学），勝野達也（名古屋大学大学院理学研究究所），森科），山際貴雄（名古屋大学大学院理学研究科），畠中由

究所），馬杉美和子（生理学研究所），小幡邦彦（生理学美子（基礎生物学研究所），野田昌晴（基礎生物学研究所），

研究所），柳川右千夫（生理学研究所），山肩葉子（生理前田信明（基礎生物学研究所），加藤 彰（基礎生物学研

学研究所），兼子幸一（生理学研究所）

泰生（生理学研究所），大倉正道（生理学研究所），河西春郎（生理学研究所），高橋倫子（生理学研【概要】
シナプスの形成と維持，さらにその可塑性はいかにし

２では，生化学と電子顕微鏡技術を組み合わせたエンドて行われるか，その分子基盤とあたらしい方法論を駆使

サイトーシスにおけるシナプス小胞の動態観察（竹居孝

した最近の研究を網羅することを目指した。また，演者二氏）と，CALI を用いた細胞内部位での空間的・時間と座長および参加者相互の討論にも大きく時間を割いて，的分子失活による生理機能解析（竹居光太郎氏）の演題

今後の研究における問題点や展望を見いだすこともこのを取り上げた。いずれの研究も微細な生理機構をいかに研究会においての目的とされた。

観察するかを先駆的な手法で取り組んでおり，これらのまず，セッション１では，神経科学におけるあたらし

手法から何がどこまで解り，どのような展望があるか，いイメージング技術の紹介と展望を検討した。シナプス

他にいかなる技術と組み合わせれば何が見えてくるか，の形成・維持はいかにして行われるかを，GFP を用い可議論を重ねた。セッション３では，最近の神経科学のト視化することによって明らかになってきたこととこれかピックである感覚受容の分子基盤を富永真琴氏，東原和らの展望を検討した。岡部繁男氏からシナプス後部骨格

成氏，島田昌一氏から，それぞれ，痛覚，嗅覚，味覚の構造の時間的特異化・集積過程の解析，片岡正和氏から内容での研究の最前線の講演を企画し，神経系の理解に

シナプス前部シナプス伝達分子の小胞放出過程の解析を，おいてその基盤となる感覚受容の分子メカニズムの解析

古屋敷智之氏からシナプス活動におけるアクチン細胞骨アプローチと展望をとらえた。全体にわたって，想像を格の制御システムをいずれもシナプス形成・維持におけ上回る参加者と活発な討論がなされ，非常に有意義な研る重要課題でこの解析を通して，新しいイメージング解究会となった。

析の有効性と今後の問題点を見つめ直した。セッション(1) シナプスの形態変化と機能分子の動態
岡部繁男（東京医科歯科大学医歯学総合研究科)

海馬の錐体細胞上での興奮性シナプスは，活動依存性

肥厚部の分布，シナプス小胞の分布，spine の形態を GFPにその機能の変化を起こすことが知られている。シナプの variant である CFP, YFP の蛍光シグナルを用いて可視ス機能の変化の基礎として，その分子構築の変化が存在化する事を試みた。この方法により，シナプス後肥厚部する可能性が指摘されてきたが，近年，GFP 分子をレポの構成蛋白質が既に伸長した filopodia/spine の中に集積ーターとして用いて細胞内機能蛋白質のイメージングをし，シナプス後部構造の特異化が起こる過程が観察され行うことが可能になった。培養海馬神経細胞では，培養た。また，シナプス後肥厚部の形成とシナプス小胞の集後 10 日から 20 日の間に興奮性シナプスの局在が樹状突

積はお互いに時間的に相関して起こることも明らかにな起の shaft から spine へと変化する。この間のシナプスのった。

形態形成と機能分子の動態を解析する為に，シナプス後274

第 22 巻 (Dec, 2001)(2) シナプス小胞動態の可視化と応用
片岡正和 1, 2，関口真理子 1，高橋正身 1（1 三菱化学生命科学研究所，2 信州大学工学部環境機能工学科)

我々が前シナプス機能の基盤である神経伝達物質の開したところ，kiss and run モデルに合致する画像が得られ，放出機構を理解するために実施している，GFP，あるい

また，優先的分泌部位と考えられる領域が存在した。

はその変異体を利用したシナプス小胞動態可視化解析のVAMP-2 の小胞膜上の位相，小胞内の pH 環境，pH 感受

結果を中心に紹介する。GFP ラベルしたシナプス小胞蛋性変異 GFP を組み合わせて利用し，小胞内の pH 環境と白質の VAMP-2，制御性分泌蛋白質のヒト成長ホルモンいう視点から分泌現象，ならびに突起伸長と小胞分泌の(hGH) を，PC12 細胞および，ラット海馬初代培養細胞関連を調べた。この場合においても kiss and run モデルで発現し，それらの生細胞での振る舞いを可視化した。

に合致する分泌を確認し，さらに突起伸長時の膜供給に

PC12 細胞において，hGH の構成性分泌の瞬間を可視化

シナプス小胞が利用されていると考えられる結果を得た。

(3) シナプス活動によるアクチン細胞骨格再構築過程の可視化
古屋敷智之，尾藤晴彦，成宮周（京都大学大学院医学研究科高次脳科学）

アクチン線維は興奮性シナプスにおける主な細胞骨格分でピークに達する速やかな反応であるが，シナプスとである。近年，アクチン線維がシナプスの形態制御やシ細胞体周囲での集積の速度は大きく異なっていた。さらナプス蛋白の局在，さらにはシナプス伝達効率の修飾にに，シナプスにおけるアクチン制御には NMDA 受容体が，関与することが示唆されてきた。
我々は GFP と beta-actin

一方細胞体周囲の集積には電位依存性 Ca[2+] チャネルの融合蛋白 GFP-actin を用いて，生きた海馬神経細胞のが特異的に関与することが示唆された。以上の結果は，アクチン細胞骨格を可視化した。この方法により，シナ

複数の Ca[2+] 流入源の活性化の組み合わせを介して，プス活動によって海馬神経細胞のアクチン分子の分布がシナプス活動が多彩なアクチン分布を誘導する可能性を速やかに変化し，シナプスや細胞体周囲など機能的に異示唆している。

なる部位に集積することを明らかにした。この集積は数(4) 神経成長円錐のカルシウムシグナル制御機構
竹居光太郎（東邦大学医学部生理学第二)神経系の発生や再生の過程において，伸長する神経突で特定分子を実験的に操作できるような研究技術が要求

起の先端には成長円錐と呼ばれる特殊な構造体が存在し，される。そのニーズに対応して，我々はレーザー分子不成長円錐は周囲の微小な外界環境を感知しながら神経突活性法（CALI 法）を用いている。CALI 法とは，抗体や起を正確に標的細胞に導く。神経細胞の分子基盤の解明

リガンドによる特異的な結合によって標的分子を特定化

は，複雑緻密な神経回路網の形成機構理解する上で非常し，色素を介してレーザー照射によって生じるフリーラに重要な課題である。神経突起の成長発達において，成ジカルで標的分子を機能的に不活性化させ得る新規の細2+

長円錐内の細胞内 Ca は極めて重要な情報変換分子と

胞生物学的研究手技で，突起先端に存在する成長円錐のして働くことが知られている。神経細胞のように極度にような細胞の特殊な局所領域での分子機能の解析には特発達した極性を持つ細胞における研究では，細胞の局所に功を奏する。

275

生理学研究所年報(5) エンドサイトーシスにおける膜脂質の機能と動態
竹居孝二（岡山大学医学部生化学)

シナプス小胞は，分泌に続いて，エンドサイトーシスの実験系を用いて，まず，膜のコレステロール含有量による小胞膜の取込み，シナプス小胞再生のサイクルを（0-30％(w/w)）と小胞形成の相関を調べた。その結果，

くり返している。このためエンドサイトーシスはシナプ

膜にコレステロールを含む場合には，全くコレステロー

スが機能するための重要な一過程であり，その過程におルを含まない場合に比べ，形成される小胞の径が大きかいては細胞膜からの小胞形成が行われる。エンドサイト

ったが，小胞形成量には差異はみられなかった。次にーシスの分子機構，特に膜脂質の機能動態を調べるため，

phosphatidylinositol-4, 5-bisphosphate (PIP2) 含有量の変

膜成分と脳細胞質を反応させることにより，小胞形成を化（0-6％(w/w)）による小胞形成への影響を調べた結果，

in vitro で再構成する実験系を確立した。

PIP2 の増加による小胞形成量の増加が認められた。さら大型単層の人工脂質膜（リポゾーム）を膜成分としてに，小胞形成に伴って PIP2 は phosphatidylinositol (PI) に

ATP，GTP，および脳細胞質と in vitro で反応させた後，分解されることが，脂質組成分析により明らかにされた。

電顕観察により小胞形成（直径＜200nm）を認めた。こ(6) 痛み刺激受容の分子機構：カプサイシン受容体とそのホモログの構造，機能と制御機構
富永真琴（三重大学医学部第一生理)

痛みは化学的・熱・機械的刺激によって感覚神経終末

炎症関連メデイエイターが感覚神経終末での痛み刺激が活性化されることによって惹起されるが，こうした侵受容を制御することが知られているが，そのメカニズム

害性刺激受容体を有する感覚神経 (nociceptor) はトウは明らかではない。メデイエイターの１つである細胞外ガラシの主成分カプサイシンに感受性があることによっ

ATP の作用を検討した結果，代謝型 (P2Y) 受容体にもても特徴づけられるため，カプサイシン投与による細胞作用して，PKC を活性化を介して VR1 活性を制御して発現クローニング法を用いてカプサイシン受容体遺伝子いることが明らかとなった。細胞外 ATP はカプサイシンが単離された。そして，カプサイシン受容体(VR1)が Ca

活性化電流，プロトン活性化電流を増大させるのみなら透過性の高い６回膜貫通型の非選択性陽イオンチャネル

ず，熱活性化電流の活性化温度閾値を 42 度から 35 度にであり，カプサイシンのみならず同じく痛みを惹起する減少させた。これは，ATP が存在すれば体温でも VR1

43 度以上の熱や酸（プロトン）によっても活性化されるが活性化して痛みを惹起しうることを示し，全く新しい

痛み刺激に対する多刺激受容体として機能することが明疼痛発生メカニズムとして注目される。

らかとなった。

(7) 単一嗅神経細胞における嗅覚応答の再構成及び嗅上皮における応答細胞の空間的分布
東原和成（東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学)

マウスで約千種類といわれている嗅覚受容体のクローが証明された。一方我々は嗅覚受容体が匂い物質を認識

ニング当初は匂い物質と結合する証拠はなかったが，するという証拠を得るために別のアプローチをとった。

1998 年，ラット orphan 嗅覚受容体 I7 のリガンド決定がCa2+イメージングを使って匂いに応答する嗅細胞を同定

なされ，推定上の匂い受容体が匂い物質を認識することしたのち各々の応答細胞から発現受容体をクローニング

276

第 22 巻 (Dec, 2001)

し，アデノウイルスで受容体遺伝子を嗅細胞に導入してングによって in situ で測定した。様々な匂い物質をこの匂い物質に対する特異的応答を再構成することに成功し生切片に与えたところ，応答細胞が嗅上皮上でどのようた。また，HEK293 培養細胞を用いて受容体の再構成をに分布しているかが明らかになった。さらに，匂い物質行い，嗅覚受容体が Gs タイプの G タンパク質に共役しの濃度を変化させたところ，濃度依存的に応答細胞数の細胞内 cAMP 濃度を上昇させるという結果も得ている。

増加が見られ，同一匂い物質でも濃度によって感じる香さらに我々は，新生児マウスから生の前額断切片を作成

調が変わってくるという経験則を支持する結果が得られ2+し，嗅上皮上での匂い物質に対する応答を Ca イメージている。

(8) 酸味受容体遺伝子の同定と機能解析
島田昌一，鵜川眞也，植田高史（名古屋市立大学医学部第二解剖)

味覚の受容体は塩味，酸味，甘味，苦味，うま味に対の の 翻 訳 領 域 は 最 近 脳 か ら 単 離 さ れ た mammalian

してそれぞれ特異的な様々なタイプの受容体が想定されdegenerin (MDEG1)と一致するものであった。さらにこてきた。最近単離された苦味受容体や，うま味受容体はの受容体の他のサブユニットを同定するために，相同性G 蛋白と共役する代謝型受容体であるのに対して，我々を用いたラット有郭乳頭の cDNA ライブラリーのスクリが同定した酸味受容体はイオンチャネル型である。我々ーニングや RT-PCR 法を行った結果，MDEG2 も味蕾には，味覚の受容体を単離する目的でラット舌有郭乳頭よ発現していることが分かった。次に MDEG1 と MDEG2

り cDNA ライブラリーを作製し，相同性によるスクリーの関係について調べたところ，免疫組織化学法でニングとアフリカツメガエル卵母細胞による機能発現ス

MDEG1 と MDEG2 は同一の味蕾細胞に共存して発現しクリーニングを組み合わせて，プロトンで開くアミロラていることを明らかにした。また，電気生理学的な解析

イド感受性陽イオンチャネルを単離した。そして全塩基で MDEG2 は，MDEG1 と共発現させると，チャネルの配列を明らかにしたところ，非翻訳領域は多少異なるも脱感作を修飾する働きがあることが分かった。

277

生理学研究所年報

14. 消化管機能
2000 年 12 月 14 日− 12 月 15 日
代表・世話人：鈴木裕一（静岡県立大学食品栄養科学部)
所内対応者：尾崎毅（生理学研究所)（１）大腸プロピオン酸吸収機序
川俣幸一，鈴木裕一（静岡県立大学

食品栄養)（２）大腸上皮 T84 細胞の分泌性収縮と調節性容積増加
真鍋健一，出崎克也，森島繁，岡田泰伸（生理学研究所

機能協関)（３）膵導管細胞の水分泌に対するセロトニンの作用の検討
成瀬

達，石黒

洋（名古屋大学

医学部第２内科)

桑原厚和，唐木晋一郎（静岡県立大学

環境科学研究所)（４）Modulation of substance P-induced Ion transport by Adenosin（５）排便反射障害と腰部交感神経
山内昌哉，高木都（奈良県立医科大学

第１外科，第二生理)（６）胃粘液（胃ムチン）代謝
石原和彦，市川尊文，五艘行信（北里大学

医療衛生学部，医学部生化)（７）小腸カルニチン吸収機構
玉井郁巳，辻彰（金沢大学薬学部)（８）ストレプトゾトシン誘発糖尿病動物における胃粘膜易損性の増大−カプサイシン感受性知覚神経との関連
田嶋公人（京都薬科大学

薬物治療学)（９）小腸無機リン酸トランスポーターと高リン血症治療
宮本賢一（徳島大学医学部)（10）ウナギの飲水行動に関与する筋の神経支配
安藤正昭，椋田崇生，小坂朋大（広島大学

総合科学部

総合生理)

（11）核内受容体 PPAR を介した脂溶性栄養素吸収関連遺伝子の発現調節
合田敏尚（静岡県立大学食品栄養科学部)（12）大腸におけるトロンボキサン A2 の病態生理機能酒井秀紀（富山医科薬科大学薬学部)（13）腔腸動物ヒドラのぜん動運動について
清水裕（国立遺伝学研究所，発生遺伝研究部門)【参加者名】
川俣幸一（静岡県立大学），鈴木裕一（静岡県立大学），

生学部），玉井郁巳（金沢大学薬学部），田嶋公人（京真鍋健一（生理学研究所），出崎克也（生理学研究所），

都薬科大学

森島繁（生理学研究所），岡田泰伸（生理学研究所），成安藤正昭（広島大学

瀬達（名古屋大学 医学部第２内科），石黒洋（名古屋大（静岡県立大学食品栄養科学部），酒井秀紀（富山医科薬学

科大学薬学部），尾崎毅（岡崎国立共同研究機構動物実験

医学部第２内科），桑原厚和（静岡県立大学

環境科

薬物治療学），宮本賢一（徳島大学医学部）
，
総合科学部

総合生理）
，合田敏尚

学研究所）
，唐木晋一郎（静岡県立大学 環境科学研究所），センター），清水裕（国立遺伝学研究所，発生遺伝研究部

山内昌哉（奈良県立医科大学 第１外科），高木都（奈良門）

県立医科大学278

第二生理），石原和彦（北里大学

医療衛第 22 巻 (Dec, 2001)【概要】
消化管機能に関し，運動から上皮機能あるいは細胞生理学的側面にわたる幅広い分野からの報告がなされ，ま形態学まで様々であった。これを機会に今後ますます消化管研究が発展する事が期待される。

た活発な討論がなされた。また方法論も分子生物学から(1) 大腸プロピオン酸吸収機序
川俣幸一，鈴木裕一（静岡県立大学

食品栄養科学部)

大腸内では，食物繊維が腸内細菌の発酵作用を受け大オン酸吸収速度におおよそ一致した大きさの，管腔内ア

量の短鎖脂肪酸（酢酸，プロピオン酸，酪酸）が産生さルカリ加速度と Total CO2 蓄積速度が観察される。以上のれる。産生された短鎖脂肪酸は大腸で代謝されるか，あ

結果より，管腔側膜に短鎖脂肪酸/HCO3 交換輸送体が存

るいは吸収され体内で代謝される。われわれは，大腸で在すると考えられ，短鎖脂肪酸吸収の一部を担っているの短鎖脂肪酸吸収のメカニズムを明らかにしようと一連ものと思われる。短鎖脂肪酸産生は大腸内を酸性化するの研究を行っている。実験は，切り出したラット盲腸をので，短鎖脂肪酸吸収がアルカリ分泌とカップルして起Ussing chamber に装着し，短絡電流，プロピオン酸吸収

こることは，大腸内酸塩基平衡を考える上でも興味深い。

速度（HPLC で測定）
，管腔側 Total CO2 蓄積（炭酸ガス

なお，この短鎖脂肪酸/HCO3 交換輸送体活性は，DIDS電極），管腔側アルカリ化（pH スタット），等を測定しや NPPB で ほ と ん ど 抑 制 さ れ な い の で ， Cl/HCO3

た。得られた結果は，１）プロピオン酸吸収は短絡電流

exchanger である AE ファミリーや DRA（先天性 Cl 喪失

を伴わない非起電性のものである。２）管腔側プロピオ性下痢症の原因遺伝子）とは異なるものであると考えら

ン酸吸収は重炭酸イオン（漿膜側）に依存する成分と依れる。

存しない成分がある。３）重炭酸イオン依存性のプロピ(2) 大腸上皮 T84 細胞の分泌性収縮と調節性容積増加
真鍋健一，出崎克也，森島繁，岡田泰伸（生理学研究所

機能協関)

モルモット小腸やラット大腸の腺上皮において，VIP

縮は，BAPTA による細胞内 Ca2+キレートや，Ca2+依存による cAMP 仲介性 Cl- 分泌による細胞収縮と，それに性 Cl- チャネルブロッカーであるニフルミン酸によってつづくゆるやかな容積回復が見られることが報告されて消失したので，Ca2+依存性 Cl- 分泌によるものと考えらいる (O' Brien et al. 1993; Diener, 1994)。我々は，Ca2+をれ た 。 収 縮 後 の 調 節 性 容 積 増 加 (Regulatory Volume

介する分泌刺激物質であるカルバコールに対して，ヒト

Increase: RVI) は，ブメタニドによって抑制されたこと

大腸上皮細胞株 T84 が同様の応答を示すことを報告したから，
Na-K-2Cl シンポータ(NKCC)の関与が示唆された。

(第 47 回中部日本生理学会)。刺激直後に見られる細胞収(3) 膵導管細胞の水分泌に対するセロトニンの作用の検討
成瀬

達，鈴木

モルモットの膵管上皮にはセロトニン（5-HT）含有細厚，石黒洋（名古屋大学

医学部

第 2 内科)

胞が存在するが，その機能は不明である。そこで，単離279

生理学研究所年報

小葉間膵管を用いて 5-HT の膵導管細胞からの水分泌にれたが，5-HT（0.01 mM）では抑制されなかった。また，及ぼす作用を検討した。単離膵管（径約 100 mm）を 3

5-HT3 アゴニストである 2-methyl 5-HT により有意に抑時間培養すると両端が閉じ管腔は閉鎖腔になる。この膵制されたが，5-HT1，5-HT2，5-HT4 アゴニストでは抑管を 37℃にて重炭酸緩衝液で表層灌流し，明視野像を 1

制されなかった。管腔内に 5-HT（1 mM）を注入した膵

分間隔で取得した。管腔の面積の変化から，1 分毎の水管では，セクレチン（1 nM）刺激による水分泌は変わら

分泌量を求め，単位上皮表面積あたりで表した。セクレなかった。アセチルコリン（1 mM）刺激による水分泌チン（1 nM）刺激による水分泌（2.23 ± 0.05 nl min-1（1.40 ± 0.04，n = 4）は，5-HT（0.1 mM）を灌流液にmm-2，mean ± SE，n = 16）は，5-HT（0.1，1，10 mM）

加えると有意に抑制された（0.37 ± 0.02，P ＜ 0.01）。

を灌流液に加えると，それぞれ，0.44 ± 0.08，0.42 ±5-HT は膵導管細胞からの cAMP および Ca2+依存性の水

0.13，0.86 ± 0.12，n = 4 と有意（P ＜ 0.01）に抑制さ分泌を基底膜上の 5-HT3 受容体を介して抑制する。

(4) Modulation of substance P-induced Ion transport by Adenosin
桑原厚和，唐木晋一郎（静岡県立大学

環境科学研究所)

モルモット下部大腸において，サブスタンスＰの誘発

単独投与したときの短絡電流増加はほぼ消失したが，するイオン輸送に対するアデノシン受容体作動薬の効果

NECA 前処理によって，サブスタンスＰは短絡電流を増を短絡電流法によって解析した。下部大腸粘膜−粘膜下大させた。さらに，NECA は単独投与においても一次的組織標本を作成し，膜の両側を Krebs−Ringer で灌流，

な短絡電流の増大を示した。この反応は，TTX によって短絡電流を測定して正味のイオン輸送の指標とした。選

影響を受けなかったが，サブスタンスＰ前投与によって，択的アデノシン A1 受容体作動薬，CCPA は，サブスタン

持続的な短絡電流増加を示し，TTX 及びサブスタンスＰ

スＰの漿膜側投与により誘発される短絡電流の増加を有の両方を前処理すると，NECA の応答は有意に増強され意に抑制した。選択的アデノシン A2A 受容体作動薬，た。以上の結果より，１）アデノシン A1 受容体の刺激

CGS21680 は，サブスタンスＰの誘発するイオン輸送を

はサブスタンスＰの誘発するイオン輸送を抑制し，２）

促進する傾向を示したが，有意な差は見られなかった。

A2A 受容体刺激は神経系を介して促進する。３）NECA

しかし，サブスタンスＰを前投与し，CGS21680 を投与

は上皮細胞のアデノシン A2B 受容体を介して短絡電流すると，短絡電流は増大し，この反応は，TTX 存在下でを増大させ，４）サブスタンスＰは上皮細胞レベルでア

ほとんど抑制された。非選択性（A1＋A2A＋A2B）アデデノシン A2B 受容体刺激と相互作用し，短絡電流の増大

ノシン受容体作動薬，NECA は，サブスタンスＰの反応を増強させることが示唆された。

を有意に促進した。TTX 存在下では，サブスタンスＰを(5) 排便反射障害と腰部交感神経
山内昌哉，杉森志穂，中川正（奈良県立医科大学
高木

第一外科)

都（第二生理)高木らは(1980-1987)，モルモット，ネコの排便反射がみならず，直腸—内肛門括約筋 (IAS) 反射も同時に記録引き起こされる際には，腰部交感神経を介する腰髄レベし，両者の反射機構に対する腰部交感神経の役割を検討

ルの抑制反射が橋排便反射中枢より完全ではないが，強した。また，臨床において，直腸癌術後の排便機能障害

く抑制されることを明らかにした。今回我々は，より統が存在するので，腸管切除にともなう交感神経切除の影合的な排便機構の解明をするために，直腸—直腸反射の響についても検討した。

280

第 22 巻 (Dec, 2001)

直腸を加圧伸展すると，骨盤神経を求心路とする直腸-消失する。続いて腰部結腸神経を切断すると抑制がとれ

直腸反射と直腸-IAS 反射が起こる。腰部結腸神経は腰髄て再び直腸反射性収縮と IAS 反射性弛緩が出現する。ま

レベルの抑制反射を引き起こしているが，その活動は橋た，intact なモルモットで腰部結腸神経を切断しても同排便反射中枢より抑制されているために，典型的な直腸様な効果が認められた。以上の結果から，腰部結腸神経

反射性収縮と IAS 反射性弛緩を起こす。Th13 横断によ切断が術後排便機能障害の一因となっていること，直腸り上位中枢からの抑制がなくなると腰部結腸神経を介す-IAS 反射にも直腸-直腸反射と同様の排便機構が働いてる抑制反射が働き，直腸-直腸反射および直腸-IAS 反射はいることが示唆された。

(6) 胃粘液（ムチン）代謝
石原和彦，市川尊文，五艘行信（北里大学医療衛生学部生化学，同医学部生化学)
胃粘膜には表層粘液細胞 (SMC) と粘膜深部の腺粘液

体部表層のムチン合成亢進に関与することを示した。今細胞 (GMC) の少なくとも２種類の粘液産生細胞があり，回は胃体部粘膜から SMC の存在する部分を，残った

これらは異なった性質をもつ粘液を産生・分泌している。

GMC を含む胃粘膜層から物理的に剥離する方法を採用

また胃体部と胃前庭部にも独特の粘液が存在する。我々

し，２つの層について検討した。その結果，calcitonin

は，胃粘液の主要成分であるムチン（粘液糖タンパク質）

gene-related paptide (CGRP) が NO を介して胃体部表層に着目し，主として生化学的手法による研究を行なってムチン生合成を亢進していることが明らかとなった。こいる。

の反応は SMC 層のみを用いた場合でも観察できるが，前回の本研究会では，産生細胞の異なるラット胃ムチ

SMC 層を剥離した深部胃粘膜を用いるとみられなくなンを特異的に認識するモノクローナル抗体の開発についることから，CGRP が SMC の NO 合成酵素に作用し，ガて報告したが，今回はこの抗体を用いて得られたいくつストリンで見られたものと同様にムチン生合成を亢進しかの研究結果を報告する。前回の報告で NO がラット胃ていると考えられた。

(7) 小腸カルニチン吸収機構
玉井郁巳，辻彰（金沢大学薬学部)

カルニチンは脂肪酸代謝に必須な水溶性低分子のビタ輸送の示唆はあるが，単純拡散との指摘もあり明確ではミンの一つでで，その消化管吸収を含めた細胞膜透過にない。OCTN2 遺伝子は消化管にもそのシグナルが検出

はトランスポーターを介する必要がある。我々は既にカ

され，小腸でのカルニチン輸送に関わる可能性が考えら

ルニチントランスポーターとして OCTN2 遺伝子を単離れた。そこで，小腸上皮細胞刷子縁膜小胞を用いてカルしその機能解析を行った。OCTN2 は有機カチオントラ

ニチン輸送特性を調べた。その結果，カルニチン輸送は

ンスポーターファミリーに属しており，有機カチオンをナトリウムイオンによる取り込み促進を示した。また，ナトリウムイオン非依存的に輸送する一方で，ナトリウ

OCTN2 を介したカルニチン輸送阻害剤による取り込み

ムイオン依存的にカルニチンを能動輸送する。我々は低下が観測された。しかし，完全には OCTN2 の特性とOCTN2 を多機能性トランスポーターとして位置づけ，は一致せず，カルニチンの吸収は OCTN2 と類似した特生理的物質はナトリウムイオン依存的な吸収に，カチオ性を持つトランスポーターによって生じていることが示

ン性の生体異物は排出に働くものと考えている。これま唆された。

でカルニチンの小腸上皮細胞輸送については，担体介在281

生理学研究所年報(8) ストレプトゾトシン誘発糖尿病動物における胃粘膜易損性の増大−カプサイシン感受性知覚神経との関連−
田嶋公人（京都薬科大学

薬物治療学教室)

ストレプトゾトシン (STZ) 誘発糖尿病ラットを用い，連ペプチド (CGRP) の遊離量も測定した。糖尿病ラット

胃粘膜バリアー破壊に伴う胃粘膜血流 (GMBF) の増大

は TC 適用による PD 低下および酸の逆拡散量に影響を反応および損傷発生に対する糖尿病の影響について，特与えなかったが，酸の逆拡散によって誘起される GMBFにカプサイシン感受性知覚神経の関与を中心に検討した。

の増大反応は正常ラットに比べ有意に減弱していた。ま雄性 SD 系ラットに STZ を処置し，血糖値が 350 mg/dl

た TC 適用後，正常ラット胃粘膜では殆ど損傷は認めら以上を糖尿病動物とした。オメプラゾール処置後，ウレ

れなかったが，糖尿病ラットでは重篤な出血性損傷が胃タン麻酔下に胃をチェンバーに装置し，50 mM 塩酸存在

粘膜上に発生した。一方，カプサイシンによる GMBF 増

下に 20 mM タウロコレート (TC) を 30 分間適用し，胃大反応および摘出胃からの CGRP 遊離量は糖尿病ラット

粘膜電位差 (PD)，GMBF および酸の逆拡散量の変化をでは明らかに低下していた。STZ 誘発糖尿病ラットは酸測定した。また，TC 適用後 90 分に胃粘膜上に発生したに対する胃粘膜感受性を増大させ，易損性を高めること

出血性損傷を観察した。一方，カプサイシン感受性知覚が判明した。このような現象はカプサイシン感受性知覚

神経の選択的な刺激薬であるカプサイシンに対する神経を介する GMBF 増大反応の調節異常に基づくこと

GMBF 変化および摘出胃からのカルシトニン遺伝子関が推察された。

(9) 小腸無機リン酸トランスポーターと高リン血症治療
宮本賢一（徳島大学・医学部・栄養化学)

慢性腎不全末期患者は，糖尿性腎症の増加により現在

ントロールには，食餌によるリン摂取の制限や各種リン２０万人を数えている。このほとんどが，血液透析患者

吸着薬投与による消化管からのリン吸収抑制が必要となであるが，透析技術の進歩に伴い長期生存が可能となっる。しかしながら，いずれの方法も患者の負担が大きく，た。それと同時に，はじめは問題とされなかった二次性

有効な高リン血症治療薬が望まれている。

副甲状腺機能亢進症などによりもたらされる骨合併症が小腸からのリン吸収を担うのは，ナトリウム依存性リ

新たに出現し，患者の予後を左右する重大な問題となっン輸送トランスポーター (the type IIb Na/Pi transporter)ている。とくに透析技術で除去できない無機リン酸（リであり，本輸送系を特異的に阻害することは，高リン治ン）蓄積は，副甲状腺細胞を刺激して副甲状腺ホルモン療に有効と考えられた。本講演では，私共の研究成果を

PTH の分泌を亢進し，その結果二次性副甲状腺機能亢進

中心に１）小腸リン吸収システムの調節機構，２）リン症の発症をもたらす。慢性血液透析患者では，このよう輸送トランスポーターの阻害剤，３）透析患者の高リンな高リン血症が高頻度に観察される。血清リン濃度のコ血症の治療成績について述べる。

(10) ウナギの飲水行動に関与する筋の神経支配
安藤正昭，椋田崇生，小坂朋大伸（広島大学・総合科学部・総合生理)

大部分の陸上脊椎動物は，飲水行動によって水を摂取の飲水行動は，「渇き」の後に「水場探索行動」，「水を口し，血液の恒常性を維持している。しかし陸上脊椎動物に含む行動」，「燕下」と続き，その解析が複雑であるこ282

第 22 巻 (Dec, 2001)とが予想される。一方水中に棲む魚類は，呼吸のためにと松果体が濃染された。ウナギの脳は小さく，摘出した絶えず水が口中にあるので，「燕下」のみで飲水行動は完ままでも灌流液中で神経活動を記録できる。この系で，結し，その神経回路は哺乳類より単純であることが期待

延髄背側部が ANG II や Atrial natriuretic peptide (ANP)できる。本研究はウナギの飲水行動の調節機構を明らかに反応することを見つけた。このことはウナギの脳内ににし，哺乳類の飲水行動を理解する一助とすることを目ANG II や ANP の受容体が存在していることを示してい

的とする。

る。

海水ウナギの静脈中に Angiotensin I (ANG I) を注入す

ウナギの食道輪走筋は Acetylcholine (ACh) によってると飲水速度は高まるが，Captopril (CP) で ANG II 合成

収縮する。また短い duration の繰り返し電気刺激によっを阻害すると ANG I の効果は消失する。また脱血によっても収縮する。この電気刺激の効果は TTX や Curare にても飲水は増大するが，この効果も CP 処理によって消よって抑えられることから，食道輪走筋は神経の支配を失することから，ウナギも哺乳類と同様に，血液量の減受けており，その伝達物質は ACh だと考えられる。次に少（血圧低下）によって Renin-Angiotensin 系が活性化し，食道筋に EB を注入し，この色素を取り込むニューロン

ANG II によって飲水が惹起されると考えられる。しかしを探したところ，延髄の Dorsal motor nucleus of the vagus

血液浸透圧の上昇に対してウナギは飲水量を低下させた。

(DMN) が染まった。また DMN は Choline acetyl transferase

また ANG II 以外にも，種々の因子が飲水行動に関与し(ChAT) の抗体でも染まった。このことからウナギの DMNていることを見つけた。次にこれらの調節因子を第 IV

は ACh を合成し，食道輪走筋を収縮させることが考えら

脳室に投与したが，基本的な作用はよく似ていた。このれる。ウナギの食道輪走筋を弛緩させる因子はまだ見つ

ことは，これらの因子が脳室周囲器官に作用しているとけていないが，Isobutyl-methylxanthine (IBMX) で弛緩す

考えれば説明できる。ウナギの脳室周囲器官を同定するることから，弛緩因子はあると思っている。

目的で Evans blue (EB) を血中に射つと，Area postorema(11) 核内受容体 PPAR を介した脂溶性栄養素吸収関連遺伝子の発現調節
合田敏尚，望月和樹，駿河和仁（静岡県立大学食品栄養科学部)

脂質ならびに脂溶性の栄養素はその吸収の過程で吸収ット小腸における PPAR のサブタイプの発現を調べてみ細胞内の細胞質に存在する特異的な結合タンパク質によたところ，小腸には PPARαと PPARδが発現していた。

る輸送を受ける。小腸には，肝臓型 (L-) と小腸型 (I-) の

このうち PPARαは脂溶性栄養素吸収関連遺伝子の発現

脂肪酸結合タンパク質 (FABP)が大量に発現しており，量が高まる時期（離乳期や高脂肪食摂取時）に対応して脂肪酸の細胞内転送に関わっている。一方，細胞性レチ

発現量が増大していた。また，in vitro で転写・翻訳した

ノール結合タンパク質タイプ II (CRBPII) は吸収細胞内

PPARαと PPARδを用いたゲルシフト法により，長鎖脂に取り込まれたレチノールを結合することによってビタ肪酸は PPAR とこれらの PPAR 結合領域との結合を増強

ミン A の吸収に携わるタンパク質であり，小腸に特異的する作用を示すことが示された。さらに，PPARαまたはに発現している。これらの脂溶性栄養素吸収関連タンパ

PPARδのリガンド結合ドメインと GAL4 の DNA 結合ドク質の発現は，いずれも高脂肪食摂取，特に長鎖不飽和

メインのキメラタンパク質発現ベクターを用いる One-

脂肪酸の摂取により転写レベルで正に調節されているこ

hybrid assay 系により，PPARαが PPARδより多くの種とをこれまで明らかにしてきた。脂肪酸のシグナルを核類の脂肪酸をリガンドとして結合し，転写の活性化をもにおける遺伝子の転写へと仲介する核内受容体として，近たらすとともに，小腸に特に多く発現している転写共役

年ペルオキシゾーム増殖因子活性型受容体 (peroxisome

因子 p300 と強く相互作用することが明らかになった。

proliferator-activated receptor; PPAR) が注目されている。

従って，小腸に発現している PPAR の中でも特にサブタ

L-FABP と CRBPII の遺伝子の 5'上流には PPAR 結合領域

イプαが脂肪酸のシグナル伝達因子として脂溶性栄養素のコンセンサス配列と類似した領域が存在したので，ラ

吸収関連遺伝子の発現調節に重要な役割を果たしている283

生理学研究所年報と考えられる。

(12) 大腸におけるトロンボキサン A2 の病態生理機能酒井秀紀，鈴木智之，竹口紀晃（富山医科薬科大学 薬学部 薬物生理学講座)
大腸において，下痢の際には，粘膜の Cl-分泌が異常に常な状態では，大腸のイオン分泌には全く寄与していな亢進していることが良く知られている。我々は，Ussing

かった。しかし，抗癌剤の塩酸イリノテカンが引き起こ

チェンバー法によるラット単離大腸粘膜標本の短絡電流す激烈な下痢 (Cl-分泌) は，トロンボキサン A2 の産生を測定，ホールセルパッチクランプ法による大腸腺クリプ

介して引き起こされること，潰瘍性大腸炎の際に病変組

ト細胞の膜電位測定，エンザイムイムノアッセイによる織で多量に検出される血小板活性化因子 (PAF) による

トロンボキサンの定量などにより，アラキドン酸代謝物

Cl-異常分泌機構に，トロンボキサン A2 の産生が介在しのトロンボキサン A2 が，大腸において Cl-分泌を引き起ていることを発見した。したがってトロンボキサン A2

こす新規生理活性物質であることを発見した。

は，大腸の病態生理機能に密接に関連しているものと考

興味深いことに，トロンボキサン A2 は，プロスタグ

えられた。

ランジン E2 やアセチルコリンなどの場合と異なり，正(13) 腔腸動物ヒドラのぜん動運動について
清水裕（国立遺伝学研究所，発生遺伝研究部門)

ヒドラは淡水産の腔腸動物で細胞数は約十万個，しか調べようと，もっぱらビデオ観察を行ってきた。その結し多細胞体制を有する動物としては最も下等なもののひ

果，給餌後３０分ないし一時間後からぜん動と考えられとつと考えられてきた。発表者は，高等動物の生理機能る現象が観察できた。その際，ヒドラの消化管は閉じての大部分は進化的にヒドラまでさかのぼれるのではないいるために（前口動物のため）内容物は体腔内を行ったかという観点から様々な基礎研究を行っている。ヒドラ

り来たりする往復運動に終始する。このぜん動機構を調の体幹部は円筒形でそのまま消化管となっている。そしべる過程で様々な事実が明らかになっている。そのひとてその構造はほ乳類の消化管と非常によく似ている。縦つは神経が完全に欠失した無神経ヒドラでもぜん動が認方向と円周方向に互いに直交する平滑筋を持つこと，そめられた点である。従来のほ乳類の腸管を用いた研究かの内部に散在した神経集網が存在することなどである。

ら腸管内に散在する神経集網の関与が不可欠と考えられヒドラの消化過程を詳細に調べた例はこれまでなかった。

てきたが，本実験結果はそれと相反する。研究はまだ初【本研究の概略】

期段階であるが，これまでに得られた情報を発表し，専我々はその過程が高等動物と比較してどう違うのかを

284

門の方々の助言を頂戴したい。

第 22 巻 (Dec, 2001)

15. 脳の情報統合と行動発現のメカニズム−感覚知覚から生体反応形成まで−
2001 年１月 11 日−１月 12 日
代表・世話人：泰羅雅登（日本大学・医学部・第一生理学教室)
森茂美（生体調節研究系・生体システム部門)（１）脳幹と小脳による眼球運動制御−眼位保持と視覚サッケードの神経機構
岩本義輝（筑波大学・基礎医学系・生理)（２）追従眼球運動と追跡眼球運動の神経機構
小高

泰（電総研・情報科学部)（３）前頭前皮質における選択的注意について
射場美智代（北海道大学・医学部・機能分子学)（４）刺激−運動−報酬連合に基づいた意思決定の脳内機構
松元健二（理研・脳センター認知機能表現)（５）サル前頭眼窩野細胞の報酬期待活動
彦坂和雄（東京都神経研・心理)（６）リスザルにおける脊髄運動細胞への大脳皮質興奮性出力様式〜C3−C4 脊髄固有ニューロンのかかわり〜中陦克己（生理研・生体システム)（７）V4 野における陰影テクスチャーの特徴抽出
花澤明俊（生理研・高次神経性調節)（８）前部側頭皮質「顔」応答ニューロンによる「顔」空間の表現
永福智志（富山医科薬科大学・医学部・第二生理)（９）霊長類下部側頭葉における視覚記憶表現：記銘と想起について
納家勇治（生理学研究所

高次液性調節部門)【参加者名】
岩本義輝（筑波大学基礎医学系），小高 泰（通産省工研究機構

東京都神経科学総合研究所

統合生理研究部

業技術院電子技術総合研究所／情報科学部），松元健二門），佐藤多加之（理研・脳センター脳統合機能（筑波大（脳科学総合研究センター認知脳科学研究グループ認知学院）），山野辺貴信（北海道大学大学院医学研究科

機能表現研究チーム），射場美智代（北海道大学大学院医体機能学専攻統合生理学講座

学研究科・脳科学専攻・神経機能学講座・機能分子学分

健一郎（日本大学医学部第一生理学教室），佐藤暢哉（日野），彦坂

本大学医学部第一生理学教室），高橋和巳（福島県立医科

和雄（財団法人・東京都医学研究機構・東京

認知行動学分野），筒井

都神経科学総合研究所・心理学研究部門），永福 智志（富大学

山医科薬科大学 医学部 生理学第二講座），山田洋（大学部生理学教室），鴨川紘征（日本大学歯学部生理学教室），

阪大学医学部医学修士課程 1 年）
，渡邊 淳司（東京大学村上郁也（NTT コミュニケーション科学基礎研究所人間大学院

情報研究部），泰羅雅登（日本大学医学部第一生理学教室），

工学系研究科 計数工学専攻），林 隆介（東京大学大学院工学系研究科

計数工学専攻），礒村宜和

村田

医学部

生

生理学第二講座），平場久雄（日本大学歯哲（近畿大学医学部第一生理），伊澤栄一（名大院（（財）東京都医学研究機構 東京都神経科学総合研究所

生命農学

統合生理研究部門），宮地重弘（（財）東京都医学研究機

動物比較情報），青木直哉（名大院構情報），福島 宏器（東大教養学部広域科学科 開一夫研究東京都神経科学総合研究所 統合生理研究部門），稲

瀬正彦（近畿大学医学部），高田昌彦（（財）東京都医学

動物比較情報），中嶋真也（名大院
生命農学

生命農学
動物比較

室）

285

生理学研究所年報【概要】
２１世紀年最初の研究会として，1 月１１日，１２日の両日，「脳の情報統合と行動発現のメカニズム

それぞれのセッションで２〜３の話題提供お願いし，討−感論をおこなった。発表されたテーマはどれも最新の情報

覚知覚から生体反応形成まで−」が開催され，若い研究であり，非常に内容の濃いものであった。毎年の研究会

者を中心に，全国から４０名近い参加者があった。今回の反省でディスカッションが十分でないとのご指摘を幾は，「眼球運動の制御」，「前頭前野ワーキングメモリ

人かの方々からいただいたので，今回は特に十分なディーを越えて」，「運動野再訪」，「視覚認知から記憶へ」のスカッションの時間を用意し，活発な討論をおこなった。

(1) 脳幹と小脳による眼球運動制御−眼位保持と視覚サッケードの神経機構
岩本義輝（筑波大学・基礎医学系・生理)

サッケードと眼位保持は，視覚対象に視線を向けそのparamedian tract (PMT) ニューロンが眼球運動情報を小像を網膜中心窩に固定するために不可欠の機能である。

脳に伝え，小脳による積分機構の調節に寄与することを我々は，眼位保持に重要な神経積分器の実体を明らかに示した。視覚目標に向かうサッケードのゲイン (saccadeするため，覚醒ネコで眼球位置信号を持つニューロン間size/target distance) は，反復する視覚誤差により可塑的の結合を調べた。その結果，前庭神経核と中脳カハールに変化する。我々は，覚醒サルでゲイン適応に伴い小脳間質核の相互結合・交連性結合が速度信号から位置信号

室頂核のニューロン活動が変化することを観察した。こへの変換に重要であること，脳幹内の多重ループが積分の予備的結果は，適応に室頂核が関与することを示唆す機構を担うことが示唆された。さらに，橋正中部のる。

(2) 追従眼球運動と追跡眼球運動の神経機構
小高

泰（経済産業省・電子技術総合研究所

情報科学部

脳機能)

ヒトやサルのように網膜に中央に中心窩が発達した霊

逆向きの動きとして捕らえられる。しかし，我々は，日長類では，動く視標を追跡する時，追跡眼球運動 (smooth

常，追跡眼球運動を行うことができる。サルを用いて，

pursuit eye movement) が生じます。速度の遅い眼球運動

追跡眼球運動中に，背景の動きに対する反応を調べた。

には，もう一つ，追跡眼球運動 (ocular following response :行っている眼球運動と同じ向きに動く背景の動きに対しOFR) がある。この眼球運動は，広い視野の動きに対して大きな反応が見られたが，逆向きの動きに対しては反て，網膜上の像が安定するように短潜時で生じる。自然応が見られなかった。これは，脳内で，追跡眼球運動をな状態では，追跡眼球運動が生じると，視標以外の背景行っている間，追従眼球運動の発現を抑える仕組みがあは，眼球運動によって生じた動きのため，眼の動きとはるためではないかと思われる。

(3) 前頭前皮質における選択的注意について
射場美智代（北海道大学大学院医学研究科・脳科学専攻機能分子学分野)

これまでの研究により前頭前皮質は意味のある情報を程」に関与する事が示されてきた。しかし，ワーキング

一時的に保持し，出力するという「ワーキングメモリ過メモリに入力される前段階の「意味のある情報の選択」

286

第 22 巻 (Dec, 2001)

に関する研究はほとんどされてこなかった。記憶には容せた実験や，単一ニューロン活動記録法を用いてこの問量があるため，雑多な情報の中から意味のある情報を選題に取り組んできた。これらの実験により，前頭前皮質択する過程が存在すると考えられる。そこで，我々は前が意味のある情報の選択に関与する事，その過程にはノ頭前皮質がターゲット選択のような選択的注意にいかに

ルアドレナリンα2 受容体が関与する事，さらにこの領関与するかを明らかにするため，眼球運動を用いた視覚野には従来報告されてきた記憶システムに加えて選択的探索課題とムシモールによる局所機能脱落法を組み合わ

注意と結びついた記憶過程が存在する事が示唆された。

(4) 刺激−運動−報酬連合に基づいた意思決定の脳内機構
松元健二（理研・脳センター認知機能表現)

合目的的行動の意思決定場面において，刺激，運動，た。前頭眼窩野では，報酬のみの影響を受ける細胞が試

報酬それぞれの情報がどのように処理統合されるのかを

行の終わりまで多く見られた。また，外側前頭前野細胞

明らかにするため，刺激−運動−報酬の連合とその組み

では，運動に向けては運動主効果が，報酬に向けては報替えを必要とする視覚弁別課題遂行中のサル３頭の外側酬主効果が安定したが，前頭眼窩野細胞では，いずれの

前頭前野および前頭眼窩野から単一細胞活動を記録した。

主効果とも試行中安定していた。これらの結果は，視覚いずれの領域とも視覚刺激呈示に際しては，刺激と報酬

刺激に連合された報酬情報によって活性化された後，外の影響を強く受けた。その後外側前頭前野では運動のみ

側前頭前野は，運動の意思決定場面で運動情報を抽出し，の影響を受ける細胞が，運動前の遅延期に一時的に増え

前頭眼窩野は報酬情報を抽出，保持することを示唆する。

(5) サル前頭眼窩野細胞の報酬期待活動
彦坂和雄（東京都神経科学総合研究所・心理)

前頭眼窩野は前頭連合野の腹側部に広がる領野であり，間中に見られる前頭眼窩野細胞の報酬期待活動には 3 つ

刺激―報酬間の連合機能や情動機能に関与している。サのタイプが見出された。①報酬と無報酬の違いに関係すルに異なる報酬を一定の順序で与える課題を行なわせなる報酬期待活動②特定の報酬に関係する報酬期待活動③

がら，前頭眼窩野細胞の報酬期待活動の性質を調べた。

好む報酬と好まない報酬の違いに関係する報酬期待活動

用いた課題は，３つの報酬試行と１つの無報酬試行からである。又，動物が特定の報酬を食べた試行と食べないなる遅延付き反応時間課題である。4 試行を１つのブロ試行で報酬期待活動が変化した。これらのことから，前ックとして，報酬として（１）オレンジジュース，（２）頭眼窩野細胞の報酬期待活動は，動物の報酬に対するモ

水，（３）グレープジュース，（４）無報酬という順序でチベーションに依存しており，特定の報酬価を期待する与えた。液体報酬のかわりにエサ報酬も用いた。遅延期

機能に関係していると考えられた。

(6) リスザルにおける皮質脊髄路興奮性出力の頚髄運動細胞への伝達様式〜C3ーC4 脊髄固有ニューロンのかかわり〜中陦克己（生理学研究所・生体システム研究部門)

上肢運動制御において大脳皮質興奮性出力が皮質脊髄路を介して上肢筋支配運動細胞へ到達する経路については，

287

生理学研究所年報

運動細胞へ直接伝達される直接経路（cortico-motoneuronal

脊髄路興奮性出力がどの程度まで PN system を介して上

system：CM system）と，第３〜第 4 頚髄レベルに位置す

肢筋支配運動細胞へ伝達されるかを明らかにすることでる脊髄固有ニューロン C3-C4 propriospinal neuron (PN) をある。４匹のリスザルにおいて chloralose 麻酔下で延髄介して伝達される間接経路（PN system）とが明らかにさ対側の皮質脊髄路を刺激し，第６頚髄から第１胸髄レベれている。CM system をもたないネコでは PN system がルに位置する上肢筋支配運動細胞から細胞内記録を行っ発達している。一方霊長類では手指運動の精緻度に重要た。その結果，PN system を介して誘発された EPSP をな役割を果たす CM system が発達している。最近手指の示す運動細胞の割合は 86%であり，この値はマカクサル

精緻運動能力の高いマカクサルにおいて PN system の発（18%）より高くかつネコ（100%）より低い。以上の結達度が低いことが報告された (Maier et al., 1998)。本研究

果は PN system の発達度と手指機能の発達度との間にはの目的は，マカクサルに比べて手指運動の精緻度に劣り負の相関が成立することが示唆された。

かつ CM system の発達度の低いリスザルにおいて皮質(7) V4 野における陰影テクスチャーの特徴抽出
花澤明俊（岩生理研・高次神経性調節)

物体表面のテクスチャーは，その物体を識別したり，る舞いをした。まず，要素の陰影の方向に対し１方向性

表面の材質，摩擦などの属性を判断する上で有用な情報の選択性を示す細胞があった。上または下方向の陰影に源である。テクスチャー特徴の抽出にマカクザルＶ４野

選択的な細胞が多く，陰影からの立体知覚にみられる偏が関与するか否かを調べた。コンピュータ画面上に，輝りと対応していた。また，粒子状のテクスチャーのみに

度勾配（陰影）によって粒子状の細かい凹凸があるよう応答し，正弦波格子やバー刺激に応答しない細胞があっに見えるテクスチャー刺激を提示し，要素の密度，大きた。これらの結果から，Ｖ４野が，陰影から復元されるさおよび陰影の方向を変化させ，神経細胞の応答を調べ

３次元構造を含む，テクスチャーの特徴抽出に関与してた。多くの細胞がこれらの刺激属性に選択性を示した。

いることが示唆された。

それらの一部は空間周波数選択性では説明のできない振(8) 前部側頭皮質「顔」応答ニューロンによる「顔」空間の表現
永福智志（富山医科薬科大学・医学部・第二生理)
個体同定に基づく遅延見本合わせ課題 (I-DMS 課題)

次元尺度分析 (Multi-dimensional scaling, MDS) に基づ

遂行中のサル上側頭溝前部領域と下側頭回前部領域からき，上側頭溝前部領域および下側頭回前部領域における「顔」応答ニューロンを記録した。I-DMS 課題では，サ「顔」空間を構成したところ，上側頭溝前部領域では「顔」

ルが固視点に固視した後，見本「顔」刺激が呈示され，の向きなど，「顔」の知覚情報が，下側頭回前部領域では遅延期間の後，テスト「顔」刺激が呈示される。これら「顔」の既知性やアイデンティティが，「顔」空間に表現「顔」刺激は，サルにとって既知または新奇な人物の顔をされていることが示された。以上の結果より「顔」情報

７方向から撮影した画像であり，サルは同一人物の画像処理におけるサル上側頭溝前部領域と下側頭回前部領域が呈示された場合，レバ−押しを行うと報酬が与えられの機能分化について考察する。

る。
「顔」応答ニューロン全体の反応パターンに対する多288

第 22 巻 (Dec, 2001)(9) 霊長類下部側頭葉における視覚記憶表現：記銘と想起について
納家勇治（生理学研究所

高次液性調節部門)

視覚性対連合記憶課題を遂行中のサルの下部側頭葉かに高い (P < 0.01) ことが示された。このことは対連合記ら単一ニューロン記録を行い，学習した 12 組 24 枚の各憶の記銘に対し，TE 野から 36 野への順行性シグナル伝

刺激図形を手がかり刺激として提示したときの，刺激提達の重要性を示唆する。次に試行中の各時点での神経活

示期間中，並びに遅延期間中における神経活動を TE 野動に対する記憶想起の影響を評価するため，対想起指標と 36 野で比較し，対連合記憶の記銘と想起に関する 2（PRI）を定義した。その結果，36 野のニューロンが示すつの知見を得た。初めに，個々のニューロンが示す刺激

PRI の値は TE 野に比べ有為に早く (P < 0.01) 上昇し始提示期間中の神経応答に対する対連合記憶の影響を評価めることが示された。このことは対連合記憶の想起に関するため，対連合指標（PCI）を定義した。その結果，しては，36 野から TE 野への逆行性シグナル伝達が重要

36 野のニューロンが示す PCI の値は TE 野に比べて有為であることを示唆する。

289

【 国際シンポジウム 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

第 27 回生理研国際シンポジウム
生理学研究所国際シンポジウム”Mechanisms of Cell

討論することにより，さらなる相互研究協力関係を確立

Signaling in Early Development”（初期発生における細胞することを目的として開催された．生理学研究所，内藤信号伝達機構）は，生理学研究所が主催，細胞内代謝研記念科学振興財団，加藤記念難病研究助成基金から援助

究部門宮崎俊一教授がオーガナイザーとなって，平成 12をいただいた．

年 11 月６日から８日にかけて岡崎コンファレンスセン

本シンポジウムは比較的小さい国際シンポジウムであターで開催された．生殖細胞（精子・卵子）の成熟，受り，参加者は約 60 名で，海外から７名（米国４，英国

精，胚発生開始を含む初期発生機序の解明は，生物学上

２，フランス１），国内から 15 名の招待講演と，21 題の重要な研究課題であるばかりでなく，医学・農学領域へ

ポ ス タ ー 発 表 が あ っ た ． シ ン ポ ジ ウ ム は ”discussionの応用の基礎になる有用な研究課題でもある．本シンポ

meeting”と位置づけ，
また若手研究者の参画を呼びかけ，ジウムは，初期発生における細胞信号伝達機構に焦点を活発な討論が行われて，非常に有意義なものとなった．

絞り，特にヒトを含めた哺乳動物の受精のメカニズムを会期中に，生理研の見学，岡崎城見物，懇親会などを折中心に，このテーマに関わる生物学・医学・農学の国内り込み，最新研究情報の交換ばかりでなく，パーソナル

外の先端的研究者が最新のデータを持ち寄る機会を我がコミュニケーションも充分でき，所期の目的が充分達成

国で設け，情報交換と今後の研究方向・ストラテジーをされた．

SEIRIKEN (NIPS) International Symposium”Mechanisms of Cell Signaling in Early Development”
November 6-8, 2000; Okazaki Conference Center, Japan

November 6 (Monday)
Welcome greeting

Sasaki S (Director general, NIPS)

1) Miyazaki S (NIPS & Tokyo Women’s Medical Univ) Opening remarks and “Cell signaling in early development”
2) Morisawa M (Univ of Tokyo) Cell signalings for sperm activation and chemotaxis in the ascidians, Ciona
intestinalis and C. savignyi.
3) Okabe M (Osaka Univ) Sperm/egg fusion and surface proteins in mouse4) Ogura A (Natl Inst of Infectious Diseases) Construction of diploid zygotes by micromanipulation using male germ cells5) Kuroda H (Toyama Univ) Fertilization signals in sea urchin eggs
6) Kyozuka K (Tohoku Univ) Signal transduction during fertilization in Ascidian7) Deguchi R (Miyagi Univ of Education) Spatiotemporal patterns of Ca2+ increases at fertilization in bivalve and mouseeggs”
8) Fissore RA (Univ of Massachusetts) Understanding how the sperm initiates life and death in mammalian oocytes
9) Swann K (Univ College London) A soluble sperm factor that generates InsP3 and Ca2+ oscillations in mammalian
eggs

November 7 (Tuesday)10) Stricker SA (Univ of New Mexico) Calcium and ER dynamics during oocyte maturation and fertilization in nemertean
worms11) Oda S (Tokyo Women’s Med Univ) Physiological characterization of mammalian sperm factor
12) Kline D (Kent State Univ) Localization of the endoplasmic reticulum and generation of Ca2+ waves in the mouse egg

293生理学研究所年報

13) Mohri T (NIPS) Ca2+/Mn2+ influx and release during Ca2+ oscillations in mouse eggs14) Carroll D (Florida Inst of Technol) Tyrosine kinase and PLCγinvolvement in egg activation during fertilization
15) Iwao Y (Yamaguchi Univ) Molecular mechanisms of egg activation in amphibians

November 8 (Wednesday)16) Sardet C. (CNRS / Univ P M Curie) Cortical and cytoplasmic reorganizations of the ascidian zygote17) Hamaguchi Y. (Tokyo Inst of Technol) Cleavage stimulus in relationship with the mitotic apparatus in echinoderm eggs18) Whitaker M. (Univ of Newcastle upon Tyne) Calcium signalling in early embryos19) Mikoshiba K. (Inst of Med Sci, Univ of Tokyo) The role of IP3 receptors in development
20) Kono T. (Tokyo Univ of Agriculture) Epigenetic modification during oocyte growth and embryo development21) Okamoto H. (Natl Inst of Bioscience and Human-technol) FGF signaling and the neural induction in Xenopus early
development
22) Takahashi K. (Meiji Pharmaceutical Univ) Differentiation of ion channels during development
Closing remarks

Miyazaki S (NIPS)

Poster session (November 6 – 8)
P-1

Nomura M, Yoshida M & Morisawa M (Misaki Marine Biol Station, Univ of Tokyo)
Calcium/calmodulin and calmodulin-dependent protein kinase II regulates membrane hyperpolarization in the
SAAF-induced motility activation-signaling cascade in sperm of the ascidian, Ciona savignyi.

P-2

Tsutsui H1, Ishikawa M1, Cosson J2, Oka Y1 & Morisawa M1 (1Misaki Marine Biol Station, Univ of Tokyo; 2Observatoire
Oceanologique de Villefrance-sur-Mer, CNRS)
Two strategies for sperm chemotaxis in Ciona and siphonophores: A numerical simulation study

P-3

Kanematsu D, Kuroda R & Kuroda H (Toyama Univ)
A transient increase in [Ca2+]i during fertilization of C . elegans oocytes

P-4

Stricker SA & Smythe TL (Univ of New Mexico)
Serotonin triggers an increase in cAMP during oocyte maturation in nemertean worms

P-5

Nakano T1,2, Nakashima T1, Kontani K3, Kurosu H3, Katada T3, Hoshi M4 & Chiba K 1 (1Ochanomizu Univ; 2Tokyo Instof Technol; 3Univ of Tokyo; 4Keio Univ)
G-protein βγsubunit-dependent phosphorylation of starfish oocyte

P-6

Iwasaki H1,2, Chiba K3, Uchiyama T1, Yoshikawa F4, Suzuki F3, Ikeda M5, Furuichi T6 & Mikoshiba K1,2 ( 1Univ ofTokyo; 2Brain Science Inst, RIKEN; 3Ochanomizu Univ; 4Univ of California, San Francisco; 5Tokyo Inst of Technol;
6Dept of Mol Neurogenesis, Brain Science Inst, RIKEN)

Molecular characterization of starfish IP3 receptor and its roles during oocyte maturation and fertilization
P-7

Kumano M1,2, Albay D1, Carroll D3 & Foltz K1 (1Univ of California, Santa Barbara; 2Tokyo Inst of Technol; 3Florida Instof Technol)
The regulation of MAP kinase during fertilization of echinoderm eggs

P-8

Yoshida M (Misaki Marine Biol Station, Univ of Tokyo)
Role of calcium in the egg activation in the ascidian, Ciona savignyi

P-9

Yamamoto S1, Kubota HY2, Yoshimoto Y3 & Iwao Y1 (1Yamaguchi Univ; 2Kyoto Univ; 3Kansai Med Univ)
Injection of a sperm extract triggered egg activation in the newt, Cynops pyrrhogaster

P-10

Whitaker M (Univ of Newcastle upon Tyne)
cGMP and the fertilization calcium wave in sea urchin eggs

P-11

294

Shirakawa H1, Mohri T2 & Miyazaki S1,2 (1Tokyo Women's Med Univ; 2NIPS)

第 22 巻 (Dec, 2001)

Numerical simulation for Mn2+ quenching of fura-2 during Ca2+ oscillations in mouse eggs
P-12

Shirakawa H1 & Miyazaki S1,2 (1Tokyo Women's Med Univ; 2NIPS)
Dual-wavelength ratiometric fluorescence measurement of endoplasmic reticulum membrane potential using voltagesensitive dyes

P-13

Parrington J1, Jones M2, Rice A1, Rhee SG3, Katan M2 & Swann K1 (1Univ College London, 2CRC Centre for Cell andMol Biol; 3NIH)
Characteristics of the sperm factor and its assosciated PLC activity

P-14

Deguchi R1, Shirakawa H2, Oda S2, Mohri T3 & Miyazaki S2,3 (1Miyagi Univ of Education; 2Tokyo Women’s Med
Univ; 3NIPS)
Spatiotemporal analysis of Ca2+ waves during Ca2+ oscillations in fertilized mouse eggs

P-15

Sato M1, Yoshitomo M1, Mohri T1, Sakurai A2 & Miyazaki S1,3 (1NIPS; 2Juntendo Univ; 3Tokyo Women’s Med Univ)
Ca2+ dynamics in mouse eggs after ICSI

P-16

Ogonuki O1,2,3, Sankai T2 , Yagami K3, Shikano T4, Oda S4, Miyazaki S4 & Ogura A1 (1National Inst of Infectious
Diseases; 2Tsukuba Primate Center; 3Univ of Tsukuba; 4Tokyo Women's Med Univ)
Activity of a sperm-borne oocyte-activating factor in spermatozoa and spermatogenic cells from cynomolgus monkeys
and its localization after oocyte activation

P-17

Kline D & Miller D (Kent State Univ)
Development of an in vtro culture system for ovarian follicles suitable for imaging

P-18

Kaji K1, Oda S2, Shikano T1, Ohnuki T3, Uematsu Y3, Sakagami J3, Tada N3, Miyazaki S2,4 & Kudo A1 (1Tokyo Inst ofTechnol; 2Tokyo Women's Med Univ; 3Taisho Pharm CO LTD; 4NIPS)
Cd9 on mouse egg microvilli participates in sperm-egg fusion

P-19

Haremaki T1, Tanaka Y2, Hongo I1, Okamoto H1 (1National Inst of Bioscience and Human-technol; 2Univ of Tsukuba)
FGF dose-dependent expression of Xcad3 is mediated by elements in the 5'-flanking region and the first intron

P-20

Tanaka-Kunishima M & Takahashi K (Meiji Pharmaceutical Univ)
Ascidian reural oreEpidermal differentiation reflected in developmental profile of IRK channel gene promoter activity

P-21

Ono Y1, Shimozawa N2, Ito M2, Kono T1,2 (1Tokyo Univ of Agriculture; 2 Central Inst for Exp Anims)
Production of cloned mice by serial and single nuclear transfer295

生理学研究所年報

COE 国際シンポジウム（第 28 回生理研国際シンポジウム）
本シンポジウムは姿勢と歩行運動の高次制御機序を解ベルまでの最新の研究成果を国内外の第一線研究者によ明することを目的とし，森茂美（生体調節系，生体シスって発表して頂きさらに討論した。また会議の早朝にはテム研究部門）を総括選任者，Wiesendanger 教授（フラShik（イスラエル），Strick（アメリカ），Wiesendanger

イブルグ大，スイス）および Stuart 教授（アリゾナ大，（スイス）教授による Keynote Lecture が行われた。こアメリカ）を国際諮問委員として開催した。会議にはア

れらの研究発表・討論から２０世紀に出された主要な研

メリカ，カナダ，イギリス，フランス，スウェーデンな究成果 を総括するとともに，それらを２１世紀の研究者

ど１４カ国からそれぞれの国を代表する先導的な研究者に広く理解して頂くことを目的として講演者が研究成果が参加するとともに，我が国からも運動制御の研究分野

をミニレビューとしてまとめ，国際的な専門誌に出版すにおける先導的研究者と次世代を担う若年研究者が参加ることの必要性が論じられた。幸いにも研究成果をし，それぞれ研究成果 を講演するとともに全体討論に積Progress in Brain Research Series に出版することについ極的に参加した。 シンポジウムでは 1. Brainstem andて Elsevier 出版社（オランダ）の同意を得ることがで

Spinal Cord: Cellular / Systems Approaches, 2. Adaptive

きた。諸外国では動物実験の制約などから脳研究に対す

Brainstem and Spinal Mechanisms, 3. Rhythm Generation

るシステムアプローチ的研究がやや停滞している。本会

and Sensorimotor Brainstem Interactions, 4. Brainstem-

議に参加した数多くの外国人研究者がこの研究分野におCerebellar Interactions, 5. Eye-Head-Neck Coordination, 6.

ける日本人研究者の高いレベルでの研究成果を再認識しHigher Nervous Mechanisms: Basal Ganglia, Sensorimotor

たことは今後の国際間における研究交流を進める上で本Cortex, and Frontal Lobe, の６主題で最も基本的神経回路

シンポジウムの大きな成果であったと考えられる。

が内在する脊髄レベルから脳幹，小脳，基底核，大脳レ

COE international symposium:
The 28th SEIRIKEN International Symposium
Higher Nervous Control of Posture and Locomotion: Parallel andCentralized Control Mechanisms
March 18-22, 2001, NIPS Conference Center
NIPS, Japan

March 19 Monday
Opening Remarks
Welcoming Address

Shigemi Mori (NIPS)
Kazuo Sasaki (Director-General, NIPS)

1) Mark Shik (Tel Aviv Univ.) How the mesencephalic

Locomotor Region

recruits hindbrain neurons

2) Douglas Stuart (Univ. Arizona), Historical perspective: Integration of posture and locomotion: significance of thecontributions of Sherrington, Hess, and Bernstein3) Sten Grillner (Karolinska Institute) The intrinsic function of a neuronal network: From ion channels to motor behavior
4) Francois Clarac (Univ. Marseilles) Comparative aspects of the development of posture and locomotion in mammals: The
neonatal rat5) Norio Kudo (Tsukuba Univ.) Developmental changes in the spatial pattern of rhythmic motor activity in the rat fetus
6) Hans Hultborn (Univ. Copenhagen) Resetting as a tool to analyze the locomotor network in the mammalian spinal cord7) Takashi Yamaguchi (Yamagata Univ.) Neuronal organization of cat forelimb CPG
8) Larry Jordan (Univ. Manitoba) Examining the role of 5-HT in the control of spinal locomotor neurons: Release, receptor296

第 22 巻 (Dec, 2001)

distribution, and the effects of antagonists
9) Keir Pearson (Univ. Alberta) Functional role of feedback from muscle afferents in the generation of motor activity inwalking cats10) Kiyoji Matsuyama (Sapporo Med. Univ.) Locomotor role of the reticulospinal-spinal interneuronal system
11) Peter Kirkwood (Univ. College London) Respiratory inputs, non-respiratory inputs and plateau potentials in hindlimb
motoneurons of female cats: Modulation by oestrogen and implications for functional heterogeneity in nucleus
retroambiguus.
12) Saburo Kawaguchi (Kyoto Univ.) Functional recovery from spinal cord injury: Effects of a repair graft in the neonate
13) Marion Murray (MCP Hahnemam Univ.) Some functions develop and some do not after transplantation into spinal cord
transection sites in neonatal rats
14) Alan Tessler (MCP Hahnemam Univ.) Some functions recover and some do not after intraspinal transplantation in adultrats15) Serge Rossignol (Univ. Montreal) Determinants of locomotor recovery after spinal injury in the cat

March 20 Tuesday16) Peter L. Strick (Univ. Pittsburgh) New concepts about basal ganglia and cerebellar "loops" with the cerebral cortex17) Yoshio Nakamura (Tokyo Medical and Dental Univ.) Brainstem rhythm generation for ingestive movements18) Kazuhisa Ezure (Tokyo Metropolitan Institute for Neuroscience) Central control of respiration by brainstem neuralnetworks19) Edgar Garcia-Rill (Univ. Arkansas) Arousal mechanisms related to posture and locomotion: I. Descending modulation
20) Robert Skinner (Univ. Arkansas) Arousal mechanisms related to posture and locomotion: II. Ascending modulation
21) Tadashi Isa (NIPS) Saccade initiation and vigilance: Regulation by the brainstem cholinergic system.
22) Ryuichi Shigemoto (NIPS) Cerebellar ataxia in patients with Hodgkin's disease: Role of a metabotropic glutamate
receptor23) Vlastislav Bracha (Iowa State Univ.) Cerebellar involvement in eyeblink conditioning in humans24) Shigemi Mori (NIPS) Fastigial control of multiple body segments for the integration of posture and locomotion25) James Bloedel (Iowa State Univ.) The task- and condition-dependent nature of the cerebellum's contribution to motor
learning is reflected in the modulation of cerebellar neurons
26) Thomas Thach (Washington Univ.) Cerebellar control of simple vs. compound movements
27) Barry Peterson (Univ. Arkansas) Neural control of head movements
28) Kikuro Fukushima (Hokkaido Univ.) Role of the frontal eye fields in smooth gaze tracking29) Yoshio Uchino (Tokyo Medical and Dental Univ.) The role of cross-striolar and commissural inhibition in thevestibulocollic reflex30) Yoshikazu Shinoda (Tokyo Medical and Dental Univ.) The neural control of gaze: Organization from the superior
colliculus to ocular and neck motoneurons
31) Alexej Glantyn (CNRS/College de France) Control of orienting movements: Role of multiple tectal projections to thelower brain stem32) Shigeto Sasaki (Tokyo Metropolitan Institute for Neuroscience) Velocity and position guided orienting in theunrestrained cats

March 21 Wednesday33) Mario Wiesendanger (Univ. Berne) Hands: The quest to understand dexterity34) George Stelmach (Arizona State Univ.) Coordination among multiple body segments involved in trunk-assisted297

生理学研究所年報

prehension35) Roger Lemon (Univ. College London) Pathways for corticospinal control of motoneurons in different primate species.
36) Eric Rouiller (Univ. Fribourg) Recovery of manual dexterity following lesion of the corticospinal system in the adultmonkey37) Jun Tanji (Tohoku Univ.) Regional specialization within the premotor cortex of the non-human primate
38) Jiping He (Arizona State Univ.) Cortical control of arm movement: Adaptation and learning by cortical neurons39) Fraser Wilson (Univ. Arizona) Spatially-directed responses and neuronal activity in freely moving monkeys40) Okihide Hikosaka (Juntendo Univ.) Neural control of voluntary saccades: Role of the basal ganglia41) Atsushi Nambu (Tokyo Metropolitan Institute for Neuroscience) Cortico-basal ganglia loop and Parkinson's disease42) Kaoru Takakusaki (Aasahikawa Medical College) Basal ganglia-brainstem systems that control postural muscle tone andlocomotion in cats43) Trevor Drew (Univ. Montreal) Cortical and brainstem contributions to the control of locomotion44) Hiroshi Shibasaki (Kyoto Univ.) Neural control mechanisms for normal vs. disordered gait45) Gert Holstege(Univ. Groningen) The emotional motor system
46) Paul Cordo (Oregon Health Sci.Univ.) Control of multijoint movement in a natural motor behavior47) Victor Gurfinkel (Oregon Health Sci.Univ.) Coexistence of stability and mobility in a natural motor behavior48) Jean Massion (Univ. Marseilles) Posture and movement: co-ordination and control
Concluding remarks Douglas Stuart (Univ. Arizona), What have we learned in Okazaki?
Closing remarks Shigemi Mori (NIPS)

Poster Presentations (March 20 Tuesday)
P-1

Tetsuro Yamamoto (Mie Univ.)
Mode of cerebellar activation of the motor cortical areas: Phylogenetic comparisons among mammals

P-2

Satoru Kondo (NIPS)
Inhibitory postsynaptic currents in the frontal cortex of the rat

P-3

Md. Kadrul Huda (Gifu Univ.)
Thalamocortical excitation of cat motor cortical neurons: Inhibitory modulation by dopamine

P-4

Alstermark Bror (NIPS)
C3-C4 propriospinal neurons mediate disynaptic pyramidal excitation to forelimb motoneurons in Macaca Fuscata

P-5

Yuka Inoue (NIPS)
Functions of the pedunculo-pontine tegmental nucleus: Reward-influenced modulation of a saccade task in themonkeyP-6

Yasushi Kobayashi (NIPS)
The performance of visually guided saccade tasks in monkeys: Contribution of pedunculo-pontine tegmental nucleus
neurons

P-7

Tetsu Okumura (NIPS)
Microperfusion into the rat striatum: rotation movements and brain c-fos expression induced by carbachol

P-8

Izumi Sugihara (Tokyo Med. Dent. Univ.)
Cerebellar projection patterns of single climbing vs. mossy fibers

P-9

Katsumi Nakajima (NIPS)
Locomotor-driving signals to lumbosacral neurons: Role of CLR-activated reticulospinal cells

P-10

Hiroshi Nishimaru (Tsukuba Univ.)
Rhythmic, locomotor-like activity in the spinal cord of the neonatal mouse298

第 22 巻 (Dec, 2001)

P-11

Arpad Dobolyi (NIPS & NIH)
Acetylcholinesterase-positive neurons in the lumbar spinal cord of the developing and adult rat

P-12

Julita Czarkowska-Bauch (Nencki Institue)
BDNR and NT-4 immunoreactivity increase in spinal cord fibers following locomotor training in the adult rat

P-13

Malgorzata Skup (Nencki Institute)
Identification of spinal cells responding with an increased expression of Trk-B receptor protein to locomotor training
in adult rats

P-14

Yasunobu Itoh (Akita Univ.)
Adult dorsal root regeneration into the adult spinal cord: Enhancement by neurotrophic factors

P-15

Riyi Shi (Purdue Univ.)
Polyethylene glycol repairs mammalian spinal cord axons after mechanical injury

P-16

Giito Izuta (Yamagata Univ.)
Postural control on stable and unstable support surfaces: Use of different self-paced movement strategies

P-17

Mihai Tarata (Bucharest Univ.)
A new technique for measuring muscle activity: The accelerometer MMG

P-18

Carol Boliek (Univ.Arizona)
Postural control and speech breathing in young children with neuromotor disorders

P-19

Naomi Wada (Yamaguchi Univ.,)
Trunk movement in the cat: Level vs. upslope treadmill walking

P-20

Atsumichi Tachibana (NIPS)
Longitudinal study of the acquisition of operant-trained upright posture and bipedal locomotion by M. Fuscata

P-21

Futoshi Mori (NIPS)
Cerebral glucose metabolism during the bipedal locomotion of the Japanese monkey, M. Fuscata: A PET study299

【 セ ミ ナ ー 報 告 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

セミナー報告1.

CEREBELLUM AND THE NEURAL SUBSTRATES OF ASSOCIATIVE LEARNING
Vlastislav Bracha (Barrow Neurological Institute, Phoenix, AZ)(2000.4.4)
Classical conditioning of the eyeblink response in thecircuits described in the rabbit eyeblink conditioning model are

rabbit is one of the best understood models of learning andmulti-functional. They are involved in the control of anticipatory

memory. The presentation will focus on the current advances

protective responses in multiple effector systems (eyelids,in understanding the role of intermediate cerebellum-related

forelimb and hindlimb) in several mammalian species (rabbit,

circuits in learning and performing anticipatory protective

cat and human). Moreover, these circuits seem to also be

responses. The data will illustrate our approach which

involved in other forms of learning, for instance instrumental

combines research in two animal models and in humanconditioning.

subjects. The objective of this approach is to examine the

The third part of the presentation will summarize ourfunctionality of the involved circuits in animal models andhuman studies which confirm that the core of the knowledgethen to examine the applicability of the acquired knowledge

acquired using animal models closely corresponds to theto humans.

cerebellum's function in humans. These studies, which

The first part of the presentation will demonstrate that

employed unique experimental paradigms, were performed

classical conditioning of the eyeblink response in the rabbit isin normal human subjects and in patients with lesions re-under the control of intermediate cerebellum - related neuralstricted to the cerebellum. The presented data will demon-

circuits. An emphasis will be made on current strategies

strate that similar to the rabbit model, the acquisition,used to elucidate the location of plastic changes which

retention and extinction of classically conditioned eyeblinks

underlie this form of learning.

in humans are cerebellum dependent.
(担当:森The second part of the presentation will show that the

2.

茂美)

How Muscle Works: Determining the Interaction of Myosin and Actin from Electron Cryo-microscopy
Rasmus R. Schroeder (Senior Researcher, Max-Planck-Institute of Medical Research,
Heidelberg, Germany)(2000.4.5)
In recent years large steps forward to the understanding

one obtains a molecular model of the interaction complex.

of muscle contraction- which is understood on the molecular

Using energy filtering electron microscopy, advanced image

level as the interaction of the two protein players myosin andrecording, and a new single particle image processing schemes

actin-have been done. For both proteins the X-ray structures

for helical objects is now possible to achieve a resolution betterare available, in the case of the motor protein myosin athan 20Å for the acto-myosin complex. At this resolution firstnumber of structures at different nucleotide states have also

conformational changes of myosin between the monomeric X-

been determined. Electron cryo-microscopy provides now

ray structure and the docked interaction model are found. This

the means to determine the interaction of myosin with actin:movement appears to account for the kinetically determined

Reconstructions from frozen hydrated samples of actin

difference between "weak" and "strong" binding.

filaments decorated with myosin headsubfragment S1 are(担当：永山國昭)

used to dock the known molecular structures. By doing this303

生理学研究所年報

3.

Dendritic signaling pathways involved in cerebellar long-term synaptic depression
George J. Augustine (Duke University Medical Center)（2000.4.18）
G. Augustine 博士は現代のシナプス伝達研究の指導的

圧のメカニズムについて最新の知見を紹介していただい

研究者の一人である。今回は，小脳運動学習に関与するた。

と考えられているプルキンエ細胞シナプス伝達の長期抑2+Repolarization-induced inhibition of Ca -induced Ca

4.

（担当：河西春郎)

2+

release in skeletal myotubes

須田 憲男（慈恵会医科大学 生理学第 2）（2000.4.27）

哺乳類骨格筋細胞では，形質膜が適当な強さで一定時

パッチクランプ法および蛍光色素による細胞内 Ca 濃度

間以上脱分極されていますと，高濃度カフェイン投与に（[Ca2+]i ）測定法を同時適用し，脱分極パルス終了直後

2+

2+

よって Ca による Ca 遊離機構を介して筋小胞体から2+の Ca 放出を増強させても，引き続く再分極により2+に初めて 5-20mM のカフェインを投与してみました。
2+

しかし再分極後 10 秒近くにわたり Ca 放出は起こらず，
2+

Ca 放出が瞬時にしかも全面的に停止します（RISC 現

その効果は投与時の[Ca ]i レベルに無関係でした。こ象; PNAS 91, 5725-5729, 1994）。RISC (repolarization-

れとは対照的に，脱分極パルス終了直後でも形質膜の脱induced stop of caffeine-induced Ca2+2+release) を単純に解分極により Ca 放出は起こり，脱分極中および静止期

釈しますと，カフェインにより開口したリアノジン受容には同濃度のカフェイン投与により Ca 放出が誘起さ体（RyR）チャネルがジヒドロピリジン受容体（電位セれました。以上の結果から，再分極直後に確かに Caンサ?）の支配下にあり，再分極により強制的に閉鎖さによる Ca 遊離に対し何らかの抑制が働いていることれるということになります。再分極によってカフェインが示唆されます。

2+

2+

2+

2+

による Ca 放出が実際に抑制されるのかどうかをさら（担当：井本敬二)に検討するため，マウス培養骨格筋細胞にホールセル

神経栄養因子・サイトカインによる 抑制性神経細胞の発達，機能制御

5.

那波 宏之（新潟大学 脳研究所）（2000.4.28）

脳神経系は，その特異的シナプス連絡網が完成した後修飾分子の発現をも調節しうることを発見した。なかででも，それだけで機能するものではない。実質的な脳機もニューロトロフィンや EGF ファミリーに代表される

能獲得には正しい神経刺激のもとでのシナプスの成熟がタンパク因子は，前脳の抑制性神経細胞における神経伝必要だとされている。最近の研究によると，このシナプ

達物質やその受容体の発現をダイナミックに調節し得る。

ス成熟過程において神経栄養性因子や細胞増殖因子と実際，生理学的計測においてもこれらの現象が再現されいった多くの細胞間生理活性因子が重要な役割を果たした。これらの結果を踏まえて，脳内サイトカインが果すていることが判明している。これまで我々は，いくつか

シナプス発達可塑性における役割についても議論を深めの神経栄養性因子・分化因子が，脳神経細胞の神経伝達たい。

物質の合成を制御していることを明らかにしてきたが，最近，神経伝達物質の受容体や，その他のシナプス機能

304（担当：河西春郎)

第 22 巻 (Dec, 2001)

6.

The Cognitive Neuroscience of Action
西谷 信之（国立身体障害者リハビリテーションセンター研究所・
感覚機能系障害研究部感覚認知障害研究室）(2000.5.31)

視聴覚・体性感覚等の感覚情報と，それに基づく何らを供覧する [6, 7]。特に後者に関しては，言語機能とのかの応答出力との一連の脳神経機構，すなわち感覚運動

関連についても言及する。

連関に関して，これまで霊長類を中心に多くの研究が行

1) Van Essen, DC., Maunsell, JH. & Bixby JL. (1981) J.

われ，卓越した知見が得られてきた。視覚入力と運動出
力間の視覚運動統合（Visuomotor Integration）における中枢機構についても，サルにおいて頭頂間溝 （Intraparietal
Sulcus）や前頭眼野の機能解明が行われてきた [1, 2, 3]。
また，何らかの動作を求められた時，例えそれが単純なComp. Neurol. 199: 293-326.
2) Sakata, H., Taira, M., Murata, A. & Mine, S. (1995)
Cereb. Cortex 5: 429-438.
3) Gottlieb, JP., Bruce, CJ. & MacAvoy, MG. (1993) J.
Neurophysiol. 69: 786-799.

動作であっても，一人で行うよりも他人の同様の動作を

4) Rizzolatti, G., Camarda, R., Fogassi, L., Gentilucci, M.,

見て行う方が容易であるということを，日常よく経験すLuppino, G. & Matelli, M. (1988) Exp. Brain Res. 71:

る。この動作の認知に関しての研究では，サルの左 F5 野

491-507.

がその中枢であることが解明され，Mirror Neuron Systemとして提唱されている [4, 5]。一方では，ヒトにおいても近年の技術進歩により非侵襲的にその脳機能が急速に解明されつつある。とりわけ時間的・空間的分解能に優れた脳磁場計測装置により，これまでにない多くの新たな知見が明らかにされつつある。そこで全頭型脳磁場計5) Rizzolatti, G. & Arbib, MA. (1998) Trends Neurosci.
21: 188-194.
6) Nishitani, N., Uutela, K., Shibasaki, H. & Hari, R.
(1999) J. Neurosci.19: 2647-2657.
7) Nishitani, N. & Hari, R. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 97: 913-918.
（担当：柿木隆介)

測装置を用いて，健常成人において視覚運動統合ならびに動作の認知に関する脳機構を明らかにしたので，それ7.

Recent observations on modulation of transmission in spinal neuronal networks.
Elzbieta Jankowska (Department of Physiology and Pharmacology,
Göteborg University, Sweden.)(2000.6.19)
Effects of neurones that modulate activity of spinal

qualitative (facilitatory or depressive) as well as quantitative.

neuronal networks appear to depend to a great extent on

However, in the so far investigated networks modulatory actions

properties of their target neurones. This is at least the caseexerted at different sites are integrated to assure the bestof 5-HT and NA releasing descending tract neurones andoperation of these networks. The disintegration of the 5-HT,

GABAergic interneurones in the cat, the former acting either

NA or GABA modulatory actions may accordingly explain somepre- or post-synaptically and the latter mediating presynapticof the motor deficits; their replacement could provide means

inhibition, Our recent studies revealed considerable differences

for the treatment.

in modulatory actions at the level of the 1st order relay neurons

（担当：森

茂美)

in pathways from muscle spindle and tendon organ afferents:

305

生理学研究所年報

小脳の抑制性神経結合とシナプス伝達8.

根東 覚（生物学研究所 大脳神経回路論）（2000.7.27）（担当：籾山俊彦)

延髄孤束核ネットワーク内シナプス伝達の ATP 受容体による制御

9.

加藤 総夫 （東京慈恵会医科大学 薬理２神経機能研究グループ）(2000.8.25)

延髄孤束核（NTS）ならびに孤束複合体は，生体内環態的に同定された孤束複合体ニューロンから興奮性およ境に関する神経性および液性の一次情報を受容し，内因び抑制性シナプス後電流を記録し，ATP 受容体および性ネットワークによって修飾した後，呼吸・循環・消化関連受容体活性化の影響を検討した。その結果，(1)入などの自律機能ネットワークへ出力する自律情報中継核

力ゲイン制御，(2)内因性 tonus 維持，および，(3)他神である。低酸素・脳虚血などの病的状態に対する生体の経構造への出力形成の三相を，シナプス前後に発現する

自律応答の多くは細胞外プリンとその受容体を介して発

ATP およびアデノシン受容体群がそれぞれ特異的に制現するが，NTS には各種プリン受容体タンパク，同御する事実を見い出した。これらの制御には，シナプス

mRNA，取込み・不活 性化タンパク群が高密度に発現近傍における ATP からアデノシンへのダイナミックなしており，細胞外プリンを介した自律応答において中心変換や，シナプス前 P2X 受容体による直接的グルタミ的役割を担うと予想される。

ン酸放出などのさまざまな分子機構が関与しており，こNTS ネットワーク内情報処理におけるプリン受容体の意義を検討するため，脳幹スライス標本で，機能・形

れらをめぐる新知見について紹介する。
（担当：籾山俊彦)

10. 一分子生理学
木下 一彦(慶応義塾大学理工学部）(2000.8.28)

今や，たんぱく質ないし RNA でできた分子機械１個

100%近くに達することが分かった。120 度の回転（構１個が働く様子を，光学顕微鏡の下で目の当たりにする造変化）の間，角度によらず駆動力（トルク）がほぼ一ことができる。さらに，分子内の構造変化も，機能して定であることも示せた。たんぱく質分子の出す力の詳細

いるその場での連続観察が可能になりつつある。分子１が明らかになった初めての例といえよう。このモーター個を観察し操作することにより分子機械の働きの仕掛けの特性は電気モーターと多くの点で類似しており，回転を探る，「一分子生理学」が誕生しつつある。我々も，機構も本質的に共通な部分があるのではないかと推定し「一分子を見て初めて分かった」といえる成果によりこている。光ピンセットを使い，分子の紐（アクチン線維の学問の立ち上げに寄与してきたので，ビデオを中心にないし一本の DNA）に結び目を作ることができた。両紹介したい。

端を引っ張ることにより，紐の曲がりを自在に制御でき

ATP 合成酵素の一部である F1-ATPase が，たった一る。アクチンは，曲がることにより簡単に切れてしまっ

分子で働く回転モーターであることを，顕微鏡観察によた。いっぽう DNA は丈夫で，細胞突起を縛るなどミクり直接示すことができた。このモーターは 120 度おき

ロの手術糸として使える可能性がある。磁気ピンセットに回るステッパーモーターであり，ATP 分解の化学エによる操作も可能で，現在，F1-ATPase を逆回転させてネルギーから力学的仕事へのエネルギー変換効率は実にATP を合成することを試みている。成功すれば，「力306第 22 巻 (Dec, 2001)

学的操作による化学合成」を初めて成し遂げたことになる。
（担当：永山國昭)

11. 脳の活動を司る GABA 作動性神経細胞：その仕組みを発生から探る
玉巻 伸章（京都大学大学院医学研究科高次脳形態学）(2000.8.28)
大脳皮質神経細胞の内 10％は GABA 作動性神経細胞

移動により供給されると考えられているが，移動の際にだと考えられている。GABA の他の細胞に対する抑制は軸索を引きずる GABA 作動性神経細胞があり，これが強く，他の GABA 作動性神経細胞の活動をも調節して投射する GABA 作動性神経細胞になる可能性が考えらいる。内側中隔核内 GABA 作動性神経細胞は，海馬内れる。また，接線方向に軸索を引きずりつつ移動する神に存在するバスケット，シャンデリア細胞（GABA 作動

経細胞は，新皮質の脳質帯からも生じることが分かって性）に選択的に投射し，中隔細胞が活動すれば，海馬錐いる。現在，本当に新皮質脳質帯から生じる GABA 作

体細胞に disinhibition を起こす。二重否定は肯定より強動性神経細胞は無いのか，新皮質の脳質帯から生じ接線

く，錐体細胞は burst firing を起こす。この様な投射す

方向に軸索を引きずりつつ移動する神経細胞はどの様なる GABA 作動性神経細胞は，シナプス可塑性，オシ神経細胞になるのかの点を明らかにする目的で，研究をレーションの同期，逆位相での活動，大脳皮質の活動レ進めている。その研究の一環として，脳質帯から GFP-

ベルの調節などに関与している可能性がある。

Adenovirus を感染させることにより，radial cell migration

投射する GABA 作動性神経細胞の存在，分布様式，と tangential cell migration の違いを観察した。その結果，結合様式の研究を，脳全体で網羅的に行うには，GABA

両者はその移動のメカニズムで全く異なる現象で，特に作動性神経細胞の発生と形態形成を調べることが近道とradial cell migration の実態は神経科学の教科書に書かれ考えられる。現在，大脳皮質の GABA 作動性神経細胞たものとも異なることが明らかになった。

の多くは，大脳基底核原基より生じて接線方向への細胞（担当：小幡邦彦)

12. 伝達物質放出を制御する神経終末蛋白質の働き
持田 澄子(東京医科大学

第一生理)(2000.8.29)

神経終末への活動電位の到達に伴って膜電位依存性

メインを有する蛋白質は，Ca2+シグナルをシナプス小胞

Ca2+チャネルから Ca2+ が流入するとシナプス小胞膜とに伝える鍵蛋白して機能しており，高濃度の Ca2+に依

神経終末膜の融合が起り，小胞内に蓄えられた化学伝達

存して SNARE 蛋白質に結合する synaptotagmin は小胞物質が速やかにシナプス間隙に放出される。神経終末内膜と終末膜の融合を駆動し，Doc２の Munc13 への結合には，複合体を形成して小胞の動態を制御するいくつか

は小胞の active zone への移送を駆動すると思われる。

2+の蛋白質が見つかっている。Ｎ型・P/Q 型 Ca チャネ

さらに，SNARE 蛋白質，SNARE 複合体との結合を介ルのα１サブユニットは膜融合に必須な SNARE 複合体

して syntaphilin や snapin は，シナプス伝達を修飾する。

2+を介してシナプス小胞に結合し，Ca シグナルを素早く（担当：岡田泰伸)

2+

シナプス小胞に伝える。Ca との結合部位である C2 ド

307

生理学研究所年報++

13. Na /H exchanger の分子生理学：分子機能から細胞機能へ
若林 繁夫(国立循環器病センター研究所）(2000.8.29)

容積調節・増殖・分化・収縮・分泌などのさまざまな
+

+

2+

pH や細胞容積を生理的に至適な範囲に維持する働きを細胞機能は，H ，Na ，Ca などのイオンバランスの微持つ。私達はこれまで，NHE の pH・容積センシングに妙な制御の上に成り立っているといっても過言ではない。

関与する領域を同定し，活性調節機構の一部を明らかにその意味で，イオン代謝にあずかるタンパク質の機能をしてきた。本講演では，1)NHE の増殖因子・Ca2+ ・分子レベルで理解することは，統合細胞機能の理解に不ATP・リン酸化による活性調節，2)NHE による細胞容可欠である。さて，多くのトランスポータやチャンネル

積調節，さらには 3)NHE の膜トポロジーとイオン認識，はタンパク質分子内に内蔵された種々のセンサーを通じ

4)NHE 結合タンパク質の生理機能といったいくつかのて外界の情報を受容し，応答・適応する能力を持つと考話題を通じて，NHE が細胞内シグナル伝達の形質膜上++えられる。たとえば，Na /H 交換輸送体(NHE)はそのの最終ターゲットであり，かつ細胞の環境適応の担い手

分子内に内蔵されると考えられる細胞内 pH・容積センとして大変興味深い分子であることを述べてみたい。
（担当：岡田泰伸)

サーによってさまざまなホルモン・増殖因子・pH 変化・細胞容積変化を受容し，活性変化を通じて細胞内14. 神経発生での電位依存性チャネルの発現制御と役割
岡村 康司（通産省工業技術院生命工学工業技術研究所生体分子工学部，
東京大学総合文化研究科大学院)(2000.8.30)

電位依存性チャネルは，神経分化の最終産物としてのRNA によりコードされる別のアイソフォームによる発機能分子であると同時に，活動依存的な脳の発達を制御

現抑制，内向整流性 K チャネルは，転写の抑制によりする因子である。当セミナーでは，これまでの海産無脊制御されるなど）。

椎動物ほや胚を用いた解析を紹介し，複雑な高等脊椎動

また，この細胞間相互作用の効果は，ｂFGF の投与

物の神経発生の理解への今後の展望について述べる。

により再現され，神経分化の誘導での内在性 bFGF 様分

ほやは海産無脊椎動物であるが，その幼生は脊椎動物子の関与が示唆された。

に相同な体制を示し，300 個程度の細胞からなるシンプ

現在，これらの知見を参考にしつつ，複雑な脊椎動物

ルな管状の中枢神経系を有する。初期神経分化が，特定の脳の発生を解析することを目指している。ほやでは，の割球にて短時間でおこるため，ニューロンの分化に伴神経と非神経との違いを解析することで，活動電位形成

う膜興奮性の発達を詳細に解析できる。

に関わる制御を解析したのに対し，脊椎動物ではニュー

これまで，この動物が，脊椎動物と同様に細胞接着に

ロンネットワークで役割が明確な特定のニューロンに注よる神経誘導現象を示し，膜興奮性の発達における細胞

目し，個性的な興奮性の発達機構を検討することができ間相互作用の役割を解析できる点に注目し，細胞間相互ると期待している。

作用による各電位依存性チャネルの発現制御を，電気生

また，ほや筋および神経分化の際，電位依存性 Ca

理および，分子生物的手法を組み合わせて解析した。そチャネルはもっとも最初に出現し，自立的な興奮性に伴の結果，細胞接着の際に，各イオンチャネルが，異なる

う Ca 流入を通して，発生後期の分化に調節的な役割を分子機構により制御されると結論された（Na チャネル

果たすと考えられる。このような活動依存的な分化は，は，主として神経細胞特異的な転写による制御，遅延整高等脊椎動物においても，脳の発達に重要な要素と考え

流性 K チャネルは，転写以後での制御，Ca チャネルはられる。電位依存性 Ca チャネルは，未熟なニューロン

細 胞 接 着 に 依 存 し な い 転 写 プ ロ グ ラ ム と ， maternalの電気的興奮性と細胞内変化をリンクする分子であるが，308

第 22 巻 (Dec, 2001)

これまで実際の膜電位変動や Ca シグナルの詳細には不かの新しい方法論を紹介する。

明な点が多い。これには，今後個々の Ca チャネル分子（担当：伊佐正)に基づいた解析が必要と考えられる。このためのいくつ

15. 膜発生の分子機構：Molecular Control of Vertebrate Retinal Develpment
古川 貴久 (The University of Texas Southwestern Medical Center for
Developmental Biology)(2000.8.30)

脊椎動物の中枢神経系は多様なニューロンおよびグリや形態形成の分子メカニズムの解明は進んでいなかった。

アから構成される。神経発生における細胞運命決定や形

最近我々は，網膜の発生分化の鍵を握るいくつかの分子態形成のメカニズムの解明は，生物学的な興味だけでなをクローニングし，生体レベルでの機能を明らかにしてく，ニューロンの再生を目指す上でも必須である。以前きた。今回のセミナーでは，網膜の発生の分子メカニズ

より，脊椎動物の網膜は中枢神経系の良いモデル系としムの現状について報告する。

て知られてきた。しかし，その発生過程の細胞運命決定（担当：池中一裕)

16. The competition for cortical space and the consequences for the reorganizational plasticity of the auditory andsomatosensory cortex in musicians
C. Pantev (Center of Biomagnetism, Institute of Experimental Audiology,
University of Munster, Germany)(2000.9.1)
The lifelong ability to adapt to environmental needs is basedalterations also may be driven into a domain where they may

on the capacity of the central nervous system for plastic altera-

become maladaptive. The clinical syndrome of focal handtions. In a series of neurophysiological experiments we studied

dystonia that may occur in musicians who engage in forceful

the impact of music and musical training in musicians on thepractice may be one such consequence. We will discuss the

specific functional organization in auditory and somatosensory

possibilities of reversing maladaptive responses leading torepresentational cortex. In one such study subjects listened tothe successful treatment of focal hand dystonia, which relies

music from which one specific spectral frequency was removed.

on basic research about cortical reorganization. This example

This led to rapid and reversible adaptation of neuronal responses

elucidates how neuroscientific progress can guide the devel-in auditory cortex. Further experimental evidence demonstrated

opment of practice guidelines and therapeutic measures forthat long years of practice and training by professional

the benefit of professional musicians.

musicians to achieve their aptitudes is associated with

Elbert T, Pantev C,et al (1995) Increased cortical represen-enlarged cortical representations in the somatosensory andtation of the fingers of the left hand in string players. Science

auditory domains. This tuning of neuronal representations

270: 305-307

was specifically observed for musical tones and was absent

Sterr A, Muller MM, Elbert T, Rockstroh B, Pantev C,

when pure sinusoidal tones were used as stimuli. In the

Taub E (1998) Perceptual correlates of changes in corticalsomatosensory cortex plastic changes proved to be specificrepresentation of fingers in blind multifinger Braille readers.

for the fingers frequently used and stimulated. These changes

Nature 391: 134

were not detected in the fingers of the hand that were notPantev C, Oostenveld R, Engelien A, Ross B, Roberts LE,

involved in playing the particular instrument. Neuroplastic

Hoke M (1998) Increased auditory cortical representation in309

生理学研究所年報

musicians. Nature 392:811-814
Sterr A, Muller M, Elbert T, Rockstroh B, Pantev C, Taub E

tation of fingers in blind multifinger braille readers. J
Neurosci 18: 4417-4423(1998) Perceptual correlates of changes in cortical represen-（担当：柿木隆介)

17. Temporal and spatial interactions across the movement map in the superior colliculus
Robert H. Wurtz (National Institute of Health)(2000.9.14)
Spread across the intermediate layers of the monkeyof the saccade, not just the end point. The change in saccade

superior colliculus is a map that represents the vectors for

direction and the concomitant changes in the neuronal activity

the end point of an impending saccade. The experiments

may parallel the monkeys decision to move to one target

described used simultaneous recordings at two locations onrather than the other. Further experiments use implanted

this collicular map while the monkey selected between two

wires for recording at over a dozen sites on the map andtargets related to these locations. The neuronal activity was

explore changes on the SC map following damage to it.

particularly revealing during saccades that curved from one（担当：小松英彦)

target to the other; the activity was related to the trajectory

18. New insight in the molecular organization of glutamate synapses.
Ole Peter Ottersen (Institute of basic medical sciences, University of Oslo, Norway)(2000.9.21)
I plan to speak about glutamate receptor immunolocalization
and will include our new data on freeze fracture immunogold

In this context I will present some recent findings on the expression of glutaminase in central and peripheralsynapses.

labelling. I also plan to discuss the synaptic handling of glutamate.

（担当：重本隆一)

19. Cortical synaptic compartmentalisation as seen through the GABAergic innervation of hippocampal cells
Peter Somogyi（Oxford Univeristy, UK)(2000.9.26)（担当：重本隆一)

20. アクアポリン１における選択的水透過の分子機構
村田 和義（生物学研究所，超微小形態生理研究部門）（2000.10.19）
ヒト赤血球膜にある水チャネルアクアポリン 1 の原子がる漏斗構造をしており，2 年前に明らかになった K+

座標を電子線結晶解析により決定し，その水透過機構おチャネルのポアとは全く正反対の形状となっていた。そよびプロトン排除機構を推定することができた。そのしてポアが最も狭くなる膜の中心付近ではその直径が水チャネルポアの構造は膜の中心から両表面に向かって広分子のサイズに近い 3 オングストロームであった。ポア

310

第 22 巻 (Dec, 2001)の内面は疎水性のアミノ酸残基によって占められており，を含む非常に大きな膜透過蛋白質ファミリーを形成してこれが水和したイオンや水分子よりも大きな分子を透過おり，この構造決定によってこのファミリーに属する他させない構造になっていると推定できた。また，アクアの蛋白質についてもそのメカニズムの解明に大きく貢献

ポリンの最大の謎である水透過の際のプロトンによる電できるものと期待できる。

荷移動を排除する機構については，このファミリーに保存された二つの NPA ボックスが大きくこれに関与する

文献：Murata, K. et al., Structural determinants of water
permeation through aquaporin-1, Nature, in press (2000)（担当：籾山俊彦)

ことがわかった。アクアポリンはグリセロールチャネル

21. Improved immunohistochemical detection of glutamate receptor channels by protease pretreatment
深谷 昌弘（北海道大学大学院

医学研究科）（2000.11.9）

In most excitatory neurons, ionotropic glutamate receptors

gene knockout brain. Based on these results, we conclude thatare concentrated on dendritic spines, and are associated with

antibody access and binding to ionotropic glutamate receptors

various molecules constituting the postsynaptic density

and related PSD molecules are hindered by conventional(PSD). A number of studies have reported a somato-dendritic

immunohistochemistry, and that pepsin pretreatment effectively

pattern of immunohistochemical staining for a variety ofunmasks the postsynaptic epitopes.

glutamate receptor subunits and their anchoring proteins. We

Using this improved immunohistochemistry, we foundhave noticed, however, that appropriate section pretreatmentthat a certain NR2 subunit is selectively excluded from thewith proteases, such as pepsin, has led to qualitative andstratum lucidum of the hippocampal CA3, where the induction

quantitative changes in light-microscopic immunohistochemicalof LTP is independent of NMDA receptor activation. We havedetection of these molecules. Pepsin pretreatment lowers thealso found that dendritic transport of NR2 subunits is impaired

concentration of primary antibodies, while it greatly increases

without NR1 subunit, and vice versa. The latter finding

the intensity of immunoreaction. Moreover, the intensified

suggests that interaction of NR1 and NR2 subunits is essential

immunoreactivities are detected as numerous tiny puncta in theto normal dendritic transport and synaptic localization in theneuropil. The specificity is verified by spatial distribution

brain in vivo.

consistent with the mRNA, and also by negative staining in the（担当：重本隆一)

22. Saposin A is an essential component for normal metabolism of galactosylceramide:
Analysis with gene targeting technology
Kunihiko Suzuki (Neuroscience Center, University of North Carolina)(2000.11.13)
Sphingolipid activator protein (SAP, prosaposin) genevivo substrates are sulfatide and glucosylceramide, respec-

generates four homologous proteins (saps, saposins) thattively. In addition, two mutations are known in humans that

activate in vivo degradation of sphingolipids with short

result in complete inactivation of all four saposins andcarbohydrate chains. Each is relatively specific with respect toprosaposin. Total saposin deficiency is a devastating disease withthe sphingolipid it activates but some overlapping specificities

involvement of multiple organs and multiple sphingolipids. We

are also indicated. Human patients with point mutations in theearlier generated a mouse model of total saposin deficiency withsaposin B and C show phenotypes of metachromatic leuko-

the gene targeting technology. The model closely mimics thedystrophy and Gaucher disease, indicating that their primary inhuman disease. Experimental evidence exists to indicate that311

生理学研究所年報

saposin A may be an activator for galactosylceramidase andhind leg weakness became apparent by 2.5 months. As thesaposin D for ceramidase. Since no human diseases or animal

weakness and atrophy of hind legs progressed, affected micemodels due to specific defects of saposin A or D are known, we

stopped gaining weight. Twitching, prominently seen in twitcher

decided to introduce mutations in these domains in order toand other myelin mutants, was not obvious. Both males andobtain definitive answers regarding the in vivo functions offemales were fertile, and mothers were able to raise their offspringsaposin A and D. To date, we have successfully generated micenormally at least twice. At 50 days, there were occasional typicalwith an amino acid substitution in the saposin A domain.

globoid cells in the brain and spinal cord, and evidence of myelin

The targeting vector was constructed using appropriate

degeneration was evident in the PNS. Similar to twitcher mice,

mis-matched primers to introduce a mutation in exon 4 that

there is a prominent accumulation of galactosylceramide inchanged the 4th cysteine in saposin A to phenylalanine andthe kidney and of the seminolipid precursor (1-alkyl,2-acyl,

simultaneously to introduce a new restriction enzyme recognition

galactosylglycerol) in the testis. In the brain, galactosylceramidesite for convenient genotyping. All saposins have six strictly

and monogalactosyldiglyceride may be slightly increased, butconserved cysteines. In humans a mutation in the 4th cysteine tothis must be confirmed by more quantitative studies. Brainphenylalanine in saposin C causes specific saposin C deficiency

psychosine level at 60 days was approximately three times normal

and a mutation of the 5th cysteine to serine in saposin B causes

in contrast to the 15-fold increase in twitcher brain. These findings

specific saposin B deficiency. The critical feature of the targeting

not only confirm the earlier in vitro evidence by Ó Brien,

vector was the Cre/ loxP system. The neomycin resistance (neo)Wenger, Harzer and others that saposin A may be agene inserted within an intron was flanked by the loxP sequence.

galactosylceramidase activator but also establish that it is inThis design allowed initial selection of targeted ES cells withfact essential for normal catabolism of galactosylceramide.

neomycin and subsequent removal of neo by transient transfection

However, the metabolic block due to saposin A deficiency

with a Cre expression plasmid. Targeted ES cells after removal of

appears less than complete because it causes a disease muchneo were injected into blastocysts and the standard procedures

milder than the complete inactivation of galactosylceramidase

followed to generate homozygous mice with the mutation.

in the twitcher mouse. These findings may anticipate genetic

Clinically, homozygous mice appeared completely normal

saposin A deficiency among human patients with undiagnosed

until about 45 days, at which time independent observers couldlate-onset chronic leukodystrophy with normal Galactosyl-

identify them by their slight sluggishness but only with carefulceramidase activity.
(担当：池中一裕)

comparison with normal littermates. However, slowly progressive

23. ウシ毛様体筋におけるムスカリン作動性陽イオンチャネルの同定とその trp チャネルとの関連性の検討
高井 章 （名古屋大学 大学院医学研究科細胞科学講座

生理学教室）（2000.12.25）

毛様体筋は視覚遠近調節に関与する典型的な副交感神

この組織には，ムスカリン受容体刺激による活性化を受

経支配の平滑筋組織である。われわれは，ウシ毛様体かける非選択性陽イオンチャネルを構成することで知られら単離した筋細胞において，ムスカリン M3 受容体刺激

る trp3 と trp6 とが多く発現していることを明らかにしに伴い開口する２種の非選択性陽イオンチャネルをパッた。

チクランプ法により同定した。 また，RT-PCR により，(担当：岡田2+

24. Ca チャネルの分子・機能的多様性とその生物学的意義
森 泰生（生理学研究所・液性情報部門）(2001.1.18)

312

泰伸)

第 22 巻 (Dec, 2001)

形質膜越えの Ca2+流入は多様な生体応答に必須であ2+

2+

マウスにおける変異が，どのようにして神経機能異常をる。 Ca 流入経路を形成する Ca チャネルは多様であ引き起こすかの機構解明研究をおこなった。また，副サ

り，制御する生体応答に対応するために進化上，機能・ブユニットや GTP 結合蛋白質等との 相互作用機序を明2+

分子的に精緻な分化を遂げている。この Ca チャネル

らかにすることにより，Ca2+チャネルが生理的機能を発の生理学的多様性を支配するより普遍的な規則を探究す

現する場の分子構築解明を行った。さらには，長い間，2+るために，Ca チャネルの分子実体及び機能的性質を明謎とされてきた，細胞生存と死或いは細胞増殖と分化をらかにし，形質膜上への分布制御機構の解明を携わって制御する，受容体活性化 Ca2+チャネルの分子的実体できた。まず，活動電位発生のみならず，活動電位をある TRP タンパク質群を明らかにし，TRP が様々な細2+Ca シグナルへ変換するという 中心的役割を担ってい胞シグナルを統合し Ca2+ 或いはカチオン流入に変換す

る電位依存性 Ca2+チャネルに関して，P 型 Ca2+チャネ

ることを示した。
(担当：小幡ル遺伝子変異を原因とする rolling-Nagoya 等の行動異常

邦彦)

25. 水チャネル（アクアポリン６）のイオン透過性
挟間 章博（統合バイオサイエンスセンター）(2001.1.24)

アクアポリン６は，腎尿細管や腎糸球体足細胞に発現

alanine に置換したミュータントでは，水銀による水透し，細胞内ベジクルに局在する水チャネルである。アク過性，膜コンダクタンスの上昇は観察されなかった。水

アポリン６をアフリカツメガエル卵母細胞に発現させる

銀による膜コンダクタンス増大を担うイオン選択性につと，形質膜へ移行するが，水透過性は低い。しかし，水いては，細胞外液の NaCl 濃度を減少させた時の逆転電チャネルの阻害剤として知られる水銀を投与すると，水位の変化から，陽イオン，陰イオン共にポアを透過する

透過性の上昇が観察され，さらに，膜電位固定法により，が陰イオンの方がやや選択性が高いことが明らかになっ膜コンダクタンスの増大も認められた。水銀投与によりた。これらの結果から，アクアポリン６は，水銀が結合上昇した水透過性，膜コンダクタンス共に，還元剤であすることでポアが開口し，水とイオンを透過させるもの

る 2-mercaptoethanol を作用すると，元の状態へと回復と考えられた。
(担当：籾山俊彦)

した。また，水銀の結合部位と予想される cysteine を

26. Concurrent processing of alternative target locations in the superior colliculus leads to short inter saccadic
latencies and curved trajectories
Edward L. Keller (Smith-Kettlewell Eye Research Institute, San Francisco, USA)
(2001.1.30)
Changes in the position of ocular fixation in a laboratory

Furthermore, the first saccade in this sequence is often

environment in the monkey normally occur with inter saccade

curved toward the competing vector of the closely followingintervals of 150 ms or greater. It has been reported by amovement. We recorded activity in the deeper layers of thenumber of laboratories that when competing stimuli are

SC that can explain these observed behavioral results.

presented, two sequentially executed movements to different

When the first saccade is made to a distractor followed

goals can beseparated by much shorter intervals. We show

shortly by a saccade to the target, we observed maintainedwith a simple visual search paradigm that monkeys routinely

activity during the first saccade at sites in the SC thatmake saccades with inter saccade intervals less than 100 ms.

would normal code the retinotopically organized vectorfor a313

生理学研究所年報

saccade directly to the target. Curved saccades made directly

programming of subsequent saccades thus shortening interto the target were associated with significant discharge justsaccadic intervals. Curved trajectories result from concurrent

before saccade onset. We hypothesize that maintained activity

activity at competing sites on the map.

at competing sites on the SC motor map allows parallel(担当：伊佐 正)

27. Spatiotemporal patterns of task-relevant neural activity in hippocampus
Robert Hampson (Wake Forest University)(2001.2.5)
The mammalian hippocampus is a key structure required

location (Position FCTs). Within these same segments arefor the encoding of current experience as well as the retention

ordered arrangements of neurons that encode the strictlyof past experience. Studies have shown that hippocampal

nonspatial aspects of the DNMS task (Phase FCTs) as well as

neurons alter their firing rates in response to both spatial and

FCTs appropriate to the coincidence of both spatial andnonspatial behavioral tasks. For many of these tasks, removal

nonspatial information (Conjunctive and Trial-type FCTs).

of the hippocampus does not impair behavior, however, recent

Further studies reveal a functional temporal segregation

results have demonstrated a short-term memory task that isof this same information across hippocampus and subiculum.

sensitive to partial or complete removal of the hippocampus or

Subicular neurons have been classified with respect to four

adjacent brain areas.

Delay types and a Trial-type FCT. Combined with the

Hippocampal neurons fire with specific patterns ofhippocampus, these subicular neurons encode information

activity during different trials of this Delayed-Nonmatch-to-

throughout the temporal span of a given DNMS trial.

Sample(DNMS) task. Analysis has shown that these neural

Information theoretic analysis of which FCTs were criticalresponses encode information corresponding to spatial andfor correct identification of behavioral events reveals that

nonspatial information within this task. Further, particular

DNMS task-critical information is shifted from hippocampus,

patterns of firing on error trials indicate that this encoding

to dorsal subiculum, then back to hippocampus during a single

is critically related to the performance of such a short-term

trial. Such sequential activation may account for the memory

memory task.

for task events required for correct behavioral performance.

Hippocampal and subicular ensembles have been analyzed

This temporal and anatomic segregation of spatial information,and identified as to the type and content of DNMS task-

together with the interleaved representation of nonspatial

specific information encoded by each neuron. These Functional

information, reveals a structural framework to the hippocampal

Cell Types (FCTs) reveal temporal and anatomical segregation

formation that correlates to the information processed during aof encoding throughout hippocampus and dorsal subiculum.

behavioral task. Although conflicting views exist regarding the

The hippocampal FCTs encoded task Phase, response Position,role of hippocampus in representing spatial vs nonspatial

and combinations of factors as Conjunctive or Trial-type cells.

memory, these results suggest that the hippocampus and

The hippocampal neurons corresponding to particular FCTs

surrounding brain areas process both types of information in aare distributed anatomically into distinct segments along thesimilar manner to form a composite mapping of position, time,

length of the hippocampus. Each longitudinal segment ofand task-related events to facilitate the memory demands of the

hippocampus contains clusters of neurons that become active

behavioral task.

when the animal makes a response within a given spatial(担当：伊佐 正)

28. Intracellular trafficking of AMPA receptors in synaptic plasticity
Yu Tian Wang (Department of Laboratory Medicine and Pathobiology University of Toronto)314

第 22 巻 (Dec, 2001)(2001.2.5)
Dynamic modification of the efficacy of synaptic transmission

channel gating properties or conductance of the receptors.

between neurons in the brain is considered one of the essential

However, recent studies from our laboratory and others havemechanisms underlying the development of neural circuitry,

provided substantial evidence suggesting that AMPA receptors

learning and memory, and neuropathologies. In the last few

are continuously recycling between the plasma membrane anddecades, different forms of synaptic modification (plasticity) havethe intracellular compartments via vesicle-fusion mediatedbeen found throughout the mammalian central nervous system

plasma membrane insertion and clathrin-dependent endocytosis.

(CNS). The most extensively studied examples of such synaptic

Facilitating the vesicle- fusion dependent insertion of AMPA

plasticity have been the long-term changes in synaptic efficacy

receptors into postsynaptic membranes can lead to a rapid

observed at the glutamatergic synapses of the CA1 region of theincrease in the number of postsynaptic AMPA receptors andhippocampus due to their potential roles in learning and memory.

hence an enhanced synaptic transmission, and increased AMPAHigh frequency stimulation of the Schaffer-collateral-

receptor insertion does indeed appear to contribute to thecommissural pathway induces a long-term potentiation (LTP)

expression of homosynaptic hippocampal CA1 LTP. Conversely,

while prolonged lower frequency stimulation of the same

upregulation of the clathrin-dependent endocytotic removal ofpathway causes a long-term depression (LTD) of synaptic

postsynaptic AMPA receptors results in a lasting reduction intransmission at these synapses.

the receptor-mediated synaptic efficacy and plays a critical role in

It is generally accepted that the induction of both LTP and

the expression of certain forms of LTD, including hippocampal

LTD at the CA1 synapse is postsynaptic and dependent upon

CA1 homosynaptic LTD. These results have allowed us to2+

influx through activated NMDA subtype glutamate

formulate a simple and unified mechanism involving the rapid

receptors. However, the mechanisms underlying the expression

addition or removal of functional AMPA receptors to and fromof LTP and LTD remain hotly debated, and likely involve

postsynaptic domains in the expression of both LTP/LTD. Thus,

both a presynaptic component via alteration of transmittercontrolling the number of postsynaptic receptors by regulating

release and a postsynaptic one through the modification of

their intracellular trafficking and plasma membrane expression

AMPA subtype glutamate receptors.

may be a common and important mechanism underlying

Ca

Traditionally modifications of postsynaptic AMPA receptors

synaptic plasticity in the mammalian CNS.
(担当：伊佐 正)

have been thought to be achieved mainly by altering the

29. The molecular basis for experimental autoimmune demyelination; implication for multiple sclerosis
Claude C.A. Bernard (Neuroimmunology, La Trobe University)(2001.2.6)
Multiple Sclerosis (MS) is an inflammatory disease of thedestruction have yet to be defined. While considerable

central nervous system (CNS) which leads to selective

attention has been given to the T cell-mediated responses indestruction of myelin sheaths and/or oligodendrocytes.

MS, it should be emphasized that primary demyelination could

Clinically, different courses of the disease can be distinguished,also be mediated by autoantibodies. We have shown in Lewis

suggesting that different pathogenic mechanisms may berats that a single injection of myelin oligodendrocyte

operating in the formation of MS lesions. Although the etiology

glycoprotein (MOG), a postulated target antigen in MS, produce

and pathogenesis of MS remains largely unknown, it isa relapsing-remitting neurological disease with extensive

generally assumed that immune responses to myelin antigens

demyelination reminiscent of MS. In these animals, the antibody

contribute to the disease process. The exact sequences of

response was highly restricted to the immunizing antigen,events, as well as the molecular mediators that lead to myelin

as no reactivity to other MOG peptides or myelin proteins315

生理学研究所年報

could be detected. In additional studies we investigated the

responses to MOG35-55 but not to a panel of other MOG

encephalitogenicity of MOG in various strains of mice so as

peptides or to other CNS antigens. In the CNS of C57BL/6

to further analyze the relative contributions of Th1 and Th2

mice, gene expression of both proinflammarory andcells in the disease process. An MS-like disease was induced

immunoregulatory cytokines increased during the course ofin NOD/Lt mice and in C57BL/6 mice by either MOG,

the disease, indicative of a mixed Th1/Th2 response torecombinant MOG or MOG35-55. The disease followed aMOG. Evidence that proinflammatory cytokines such as

relapsing-remitting course in the NOD/Lt mice, whereas

IFN-γand TNF-αare not essential for the pathogenesis of

C57BL/6 mice developed a chronic paralytic disease.

the MOG-induced disease was obtained using mice with

Morphological features of lesions in our models resemble

targeted disruption of these cytokines. These findings

those observed in MS. Indeed, severe inflammation andsupport the notion that a synergistic effect between a T

demyelination coincide with the peak of clinical episodes

cell-response and anti-MOG antibodies is important for thewhile quiescent plaques characterize remissions. Furthermore,development of severe demyelination. Furthermore, theyaxonal damage is evident from the earliest stage of the diseasesuggest that manipulation of the B cell arm of the immune

and increases in severity with subsequent relapse. Significant

response may represent a novel therapeutic approach for

DTH type reactions to MOG were only seen in MOG-

MS.
(担当：池中一裕)

susceptible animals. Such mice also showed specific antibody

30. 霊長類における皮質脊髄路細胞興奮性出力の頚髄運動細胞への伝達経路と手指運動の巧緻度とのかかわり
中陦 克己 （生体システム研究部門）(2001.2.20)

皮質脊髄路は大脳皮質と脊髄を連絡する主要下行路でsystem）。本研究では，手指運動の巧緻度と皮質脊髄ある。霊長類において皮質脊髄路線維の一部は運動細胞

路細胞興奮性出力の頚髄運動細胞への伝達経路とのかかに直接終止し cortico-motoneuronal (CM) connection をわりを種差という観点から明らかにするために，マカク形成する（直接経路）。この CM system はマカクサル

サルに比べて手指運動の巧緻度に劣りかつ CM systemなどの旧世界サル，類人猿およびヒト等で特に発達しての発達度の低いリスザルにおいて，chloralose 麻酔下でおり，その発達度は上肢随意運動の制御において手指運

延髄対側の皮質脊髄路を刺激し，第６頚髄から第１胸髄動の巧緻度 dexterity に反映されると考えられている。

レベルに位置する上肢筋支配運動細胞から細胞内記録を

しかし皮質脊髄路線維終末は脊髄運動核以外の灰白質に行った。さらに得られた結果をマカクサルにおいて同一も広く分布しており，このことは皮質脊髄路細胞からの条件下で行われた実験結果（Maier et al., 1998）と比較

運動司令が脊髄固有ニューロンや髄節性介在ニューロンした。その結果，手指運動の巧緻度がより高くかつ CMを介して間接的にも頚髄運動細胞へ伝達されることを意

system のより発達した霊長類では，間接経路において味しており，間接経路の上肢運動制御における重要性をネコにみられるような PN system の発達度はより低く，示唆する。間接経路の一例としては，ネコで第３〜第４

髄節性介在ニューロンを介する経路がより優位であるこ

頚 髄 レ ベ ル に 存 在 す る 脊 髄 固 有 ニ ュ ー ロ ン C 3-C4とが示唆された。
(担当：籾山俊彦)

propriospinal neuron が皮質脊髄路細胞からの下行性出力を頚部運動細胞へ伝達することが知られている（PN

31. Development of Binocular Connections in the Primary Visual Cortex (V1) of Macaque Monkeys.
Yuzo M. Chino (Univ. Houston, College of Optometry)(2001.3.14)316

第 22 巻 (Dec, 2001)

The binocular capacities of primates are severely limited

determined by prenatal processes and functionally emerge

near birth. Stereopsis, a highly sensitive measure of the

without extensive visual experience, this talk will explore

functional status of binocular vision, is absent at birth, but

the neural factors that may constrain the emergence ofsuddenly emerges around 4-6 weeks of age in subhumanstereopsis shortly after birth in normal monkeys.

primates. Since many of the neural connections required for(担当：小松 英彦)

stereopsis and vergence control are known to be largely

32. 腸間膜微小動脈平滑筋細胞に dominant に存在する nifedipine 非感受性，急速不活性化型，高電位活性化型 Ca

2+チャネルの電気生理学的特性
森田 浩光 （九州大学大学院医学研究院生体情報薬理）(2001.3.16)

我々は，モルモット腸間膜動脈最終分岐部及びそれよよってより強い阻害を受ける（50%阻害値（IC50）,

り末梢の平滑筋細胞に，パッチクランプ法を適用して，Cd2+で 6 μmol/L，Ni2+で 68 μmol/L）など，高電位活

これまでにないユニークな生物物理学的，薬理学的特性性化型の電位依存性 Ca2+チャネルに特徴的な性質を示を示す，nifedipine 非感受性，急速不活性化型，電位依

した。

2+

存性 Ca チャネル（電流）が存在していることを発見

更に N 型，及び P/Q 型 Ca2+チャネルの選択的阻害薬した。全 Ca2+電流に対する nifedipine 非感受性 Ca2+電であるω-conotoxin GVIA，MVIIC 及びω-agatoxin IVA

流の割合は，腸間膜動脈の中枢部から末梢分枝部へ向け（ 各 々 1 μ mol/L ） に 対 し て 感 受 性 を 示 さ ず ， 一 方

劇的に増加し，その最末梢分岐部では殆ど 100%を占め

nimodipine（10μmol/L で約 40%）及び T 型 Ca2+チャネていた。この Ca2+ 電流は，電荷担体として 5 mmol/L

ルの一般的な阻害薬である amiloride（1 mmol/L で約

2+

Ba を用いた条件下で，-50 mV 付近から活性化され-10

70%，IC50; 107μmol/L）では部分的阻害を受けた。こmV 付近で最大活性化を示し，その 50%活性化値 およれらの特徴は R 型 Ca2+ チャネルを想起させるものでび不活性化値はそれぞれ-11 mV 及び-52 mV であった。

あったが，RT-PCR 法によってモルモット腸間膜動脈か

また，その活性化曲線と不活性化曲線の重なる範囲が

らα1E の mRNA を検出することはできなかった。以-60〜-30 mV にあることから，静止膜電位付近で恒常的上の結果から，全く新しい特徴を有する nifedipine 非感に活性化されている可能性が示唆された。

受性高電位活性化型 Ca2+チャネルが腸間膜動脈の末梢nifedipine 非感受性 Ca2+電流は rundown しにくく，分岐部に優勢に発現しており，その血管緊張度の制御に2+深く関わっていることが強く示唆された。

2+

Ca 依存性不活性化を示さなかった。また Ca より
2+

2+

2+

(担当：井本 敬二)

Ba に対し約 2 倍高い透過性を示し，Ni より Cd に

33. Glial boundaries in Xenopus central nervous system
吉田 美加（東北大学医学部分子生物学講座）(2001.3.16)
Because a subpopulation of glial cells seems to establish

intermediate filament proteins, vimentin and glial fibrillaryboundary regions such as the roof plate of the spinal cord,

acidic protein, are extensively coexpressed in radial glia in

the optic chiasm, and the anterior commissure, it is mostthe developing Xenopus hindbrain and that subsequently two

likely that distinct subsets of glial cells play roles to generate

proteins define distinct rhombomere domains: vimentin is

the specific cellular domains in the hindbrain as well. Glial

localized in radial glia at the rhombomere boundaries and317

生理学研究所年報

glial fibrillary acidic protein expression is restricted in thosethe cellular arrangement in the boundary regions differs fromat the rhombomere center. Radial glia in the boundary regionsthat in the center regions; the boundary glia exhibit processes

selectively retain expression of a four transmembrane surface

which extend upward and are encircled by the cell processes

protein, DMg/M6b. This protein is very closely related to aemanating from the central glia. These data suggest that anneuronal protein expressed on migrating axons, DMb/ M6a,early event in determining rhombomere topology may be theand is a gene product of the proteolipid protein gene family.

specification of both morphologically and biochemically distinct

The localized expression of DMg/M6b on boundary region

subsets of radial glia.
(担当：池中一裕)

radial glia may play a role in boundary definition and in
guidance of axonal emigration from the hindbrain. Moreover,

34. Transgenic approaches to understanding oligodendrocyte survival and differentiation
Wendy B Macklin (Cleveland Clinic)(2001.3.19)
The long range goal of these studies is understanding theoligodendrocytes. These animals are an excellent model for adultmolecular signals that regulate oligodendrocyte differentiation

pathologies of oligodendrocyte function. Cultures from theseand myelin formation. The focus is on the expression of theanimals are particularly useful for establishing how to enhancemyelin proteolipid protein (PLP)gene, which is primarily

remyelination by mature oligodendrocytes. Additional transgenic

expressed in myelinating oligodendrocytes. The PLP protein

animals have been generated that express enhanced GFP (EGFP)and the closely related DM20 protein are the most abundantin oligodendrocytes and their progenitors at very high levels. Allproteins of the CNS myelin membrane. Animals were generated

stages of oligodendrocyte differentiation are visualized in theseusing a PLP promoter-green fluorescent protein (GFP) transgene.

mice, postnatally and in the embryo. Investigations on this

These animals express an early version of GFP, which is not as

lineage will be discussed. In other studies on oligodendrocyte

strong as some of the more recent iterations of this transgene.

differentiation, the mechanisms by which neuregulins enhanceThis has been quite useful in that the transgene is detectable only

survival of oligodendrocytes and their progenitors are being

in mature oligodendrocytes. Mature oligodendrocytes can beanalyzed, with a particular focus on the role of AKT in thisFACS sorted, which has not been possible before, in ordersurvival pathway.
(担当：池中一裕)

to analyze gene expression in isolated, in vivo differentiated35. Quantal synaptic transmission in CNS
Nobutoshi HARATA (Stanford University School of Medicine)(2001.3.27)
At central synapses, quantal release of neurotransmitter

paired- pulse modulation. Analysis of the effects of a rapidlyis generally regarded as an all-or-none process, whereby

equilibrating AMPAR antagonist (gamma-DGG) was carried out

presynaptic changes in synaptic strength arise only fromfor populations of excitatory synapses in autaptic microcultures

altered release probability, not from changes in the cleft

or at single FM1-43- labeled boutons subjected to focal

neurotransmitter concentration generated by unitary exocytotic

stimulation. In all cases, [glu] cleft was significantly modified

events. We looked for changes in cleft glutamate concentrationin parallel with changes in release probability, whether([glu]cleft) sensed by AMPA-type glutamate receptors at

elicited by manipulating Ca2+, by paired-pulse facilitation

hippocampal synapses in response to varying external Ca2+ or to(PPF), or paired-pulse depression (PPD). Modulation of318

第 22 巻 (Dec, 2001)

unitary event size was also directly observed in the absence ofbromphenol blue (BPB), present in the extracellular solution.

antagonist. At single synapses displaying PPD, quantal responses

Only when the extracellular solution gained access to the vesicle

evoked by the second stimulation were significantly smaller thanlumen, was BPB allowed to enter the vesicle and quench GFPquantal responses to the first stimulus, even in trials when the first

fluorescence. The rate of quenching was significantly faster in

response was a failure. These results suggest that unitary release

the presence of 2 mM BPB than in 0.5 mM BPB. Because 0.5

event at hippocampal synapses is subject to extensive modulation.

and 2 mM BPB were shown to attain similar submaximal

One of the possible mechanisms is by way of modulationquenching under a steady-state condition, these data suggestof exocytosis kinetics. Neuroendocrine cells undergo a transientthat some vesicular population was only partially filled with 0.5

form of exocytosis by way of fusion pore formation. If thismM BPB during exocytosis. Based on simple diffusion model,transient form exists also in mammalian central synapses,

BPB filling time was calculated to be 4.1 msec for 0.5 mM

the temporal range of exo-endocytosis would be expanded(extracellular) BPB, whereas it was 0.4 msec for 2 mM BPB,

considerably than currently thought, and would be a potential

strongly indicating a transient opening of fusion pore in thesite of modulation. We have developed a new approach to test

millisecond time domain. These results point to a possible

whether transient fusion pores are formed during exocytosis atpresynaptic modulatory mechanism of quantal synaptic

hippocampal synapses. We monitored the fluorescence of green

transmission in CNS.

fluorescent protein (GFP), fused to the lumenal domain of the(担当：井本 敬二)

vesicle protein VAMP (synaptobrevin-2), as it was quenched by

36. Polarized trafficking, clustering and modulation of dendritic delayed rectifier Kv2 channels
James S. Trimmer (Department of Biochemistry and Cell Biology State Universityof New York)(2001.3.28)(担当：池中一裕)

319

【 大学院特別講義 】

第 22 巻 (Dec, 2001)

大学院特別講義

１．第 24 回（2000.4.26）
演者：生体膜研究部門

河西 春郎教授

演題：カルシウムシグナルによる細胞機能の調節−神経細胞の高親和性カルシウム結合蛋白の役割
２．第 25 回（2000.5.10）
演者：心理生理学研究部門

定藤 規弘教授

演題：断層画像を用いた神経機能解剖

３．臨時（2000.6.8）
演者：感覚・運動機能研究プロジェクト

柿木 隆介教授

演題：臨床神経症候学入門１−歩行障害、失調、不随意運動
４．第 26 回（2000.6.14）
演者：大脳神経回路論研究部門

川口 泰雄教授

演題：大脳皮質ニューロンの多様性

５．臨時（2000.6.21）
演者：心理生理学研究部門

本田 学 助教授

演題：臨床神経症候学入門２−高次脳機能障害（失認、失行、失語）
６．第 27 回（2000.7.12）
演者：高次神経機構研究部門

八木 健教授

演題：遺伝情報からみた脳機能−遺伝子操作とゲノムプロジェクトにより凌駕される行動遺伝学
７．第 28 回（2000.9.25）
演者：超微小形態生理研究部門

永山 國昭教授

演題：電子顕微鏡による１分子構造生物学
８．第 29 回（2000.10.12）
演者：神経化学研究部門

柳川 右千夫助教授

演題：神経伝達物質を決定する遺伝子
９．第 30 回（2000.11.24）
演者：感覚・運動機能研究プロジェクト

金桶 吉起 助教授・大草 知裕研究員

演題：脳磁図は視覚生理学に貢献できるか？
10．第 31 回（2000.12.13）
演者：液性情報研究部門

森 泰生 助教授

演題：分子生理学特論−イオンチャネルの分子遺伝学

323

生理学研究所年報

11．第 32 回（2001.1.17）
演者：神経情報研究部門

池中 一裕教授

演題：グリア細胞の多様な機能
12．第 33 回（2001.2.21）
演者：佐々木和夫所長
演題：大脳ー小脳連関と随意運動の学習
13．第 34 回（2001.3.14）
演者：機能協関研究部門 金関 悳研究員
演題：細胞生物学−微細構造の立場から

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生理学研究所年報
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行
編 集 者
発 行 者

第 22 巻2002 年 3 月 1 日
井 本 敬 二岡崎国立共同研究機構

生理〒444-8585

学

研

究

所

岡崎市明大寺町字西郷中 38
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