hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脂肪細胞分化におけるHZFタンパク質の機能解析

脂肪細胞の分化・成熟には、複数の転写因子から構成される複雑なネットワークの活性化が必要である。我々はHZFと呼ばれるRNA結合タンパク質が脂肪細胞分化に不可欠であるC/EBPαの発現を翻訳レベルで制御していることを見出した。HZF非存在下では脂肪細胞の分化に異常が見られること、またHZFノックアウトマウスは著しいインスリン抵抗性を示すことを発見した。本年度の当該研究(脂肪細胞分化におけるHZFタンパク質の機能解析)のでは、特に分子レベルでの機能解析を行うことを目標とした。まずRNAiを用いて内在性のHZFタンパク質の機能を阻害した結果、HZF非存在下では3T3-L1細胞およびマウス胎生繊維芽細胞の脂肪細胞への分化が極度に抑制されることを見出した。分化のパラメータとして、OilRedOによる染色と細胞内のトリグリセリドの蓄積量についても測定し、両方の系で分化が著しく抑制されることを確認した。また脂肪細胞の分化には複数の転写因子からなるカスケードの活性化が必要とされるが、このうちHZFはC/EBPαの発現に重要な役割を果たしていた。しかしながらHZF非存在下においてもC/EBPαmRNAの誘導は正常に起こっており、転写後調節によってHZFがC/EBPαを制御することが示された。その後の解析結果により、HZFはC/EBPαmRNAの翻訳に必要な分子であることがわかった。複数の実験結果より、HZFタンパク質はC/EBPαmRNAと直接結合し、この結合がmRNA翻訳に重要な役割を果たしていることを示すことができた。またHZFタンパク質の変異体を用いた実験からRNA結合能が分化過程におけるC/EBPαの発現と脂肪細胞への分化に不可欠であることもわかった。年度の後半にはHZFノックアウトマウス(ヘテロ)を入手した。少なくともHZFノックアウトマウスから得た細胞でも培養系において脂肪細胞への分化に異常が認められ、RNAiによる実験結果を再現することができた。これらの現象について記述した論文を現在投稿準備中である。現在マウスのコロニーを拡大中であり、生体脂肪組織でのHZFの役割について解析を行っている。平成18年度に行った解析から,HZFタンパク質が脂肪細胞分化に伴って誘導されること,HZFノックダウン細胞では脂肪分化が効率よく行われないこと,C/EBPαmRNAに結合して翻訳を制御することを見出した。平成19年度の当該研究では,HZFによるC/EBPαmRNA翻訳についての細胞分子生物学的な更なる解析とノックアウトマウスを用いたHZFの生理学的役割の解析を行うことを目的とした。HZFノックダウン細胞におけるmRNA翻訳制御は,脂肪細胞分化に必要とされる主要な転写因子のうち,C/EBPαに特異的であることを確認した。またHZFはC/EBPαmRNAもしくはタンパク質安定性制御には関与せず,mRNA翻訳のみを特異的に制御することが確認された。これまでに行ったHZFによるC/EBPαmRNA翻訳制御を示すより直接的な証拠として,通常ポリソーム画分に存在するC/EBPαmRNAが,HZF非存在下では非ポリソーム画分へとシフトすることを見出した。さらに,平成19年度には試験に十分なHZFノックアウトマウスを繁殖させることに成功した。ノックダウン細胞同様に,HZFノックアウトマウス胎児繊維芽細胞は,培養系において脂肪細胞への分可能に欠陥が見られた。しかしながらHZFノックアウトマウスはC/EBPαタンパク質の量が減少していたにもかかわらず脂肪組織は形態的(量的に)に野生型との差は認められなかった。しかしながらHZFノックアウトマウスは明らかにインシュリンに対する抵抗性を持っていた。これらのことからHZFは生体内で脂肪組織の形態を作るのには必ずしも必要な因子ではないが,脂肪組織の機能,特にインシュリンを介した糖代謝が正常に行われるのに重要な役割を果たしている可能性が示唆された。現在これらの実験結果をまとめた論文を投稿中である。平成19年度までに行った解析から、Hzfは培養系における脂肪細胞の分化に不可欠な因子であること、脂肪細胞分化過程においてHzfはC/EBP αmRNAの3'非翻訳領域に結合してその翻訳を正に制御すること、Hzfノックアウトマウスは脂肪組織の形態的異常は認められないこと、および末梢組織でのインスリン抵抗性が惹起されていることを見出した。平成20年度はまず、Hzfノックアウトマウスにおいてなぜ、インスリン抵抗性が見られるかについてその原因について検討を行った。生体にとって脂肪組織は余剰のエネルギーを蓄えるだけでなく、様々な生理活性物質(アディポカインと総称される)を分泌することにより、他の末梢組織でのインスリン感受性を決定する内分泌器官としての役割を持っている。当該年度においてはまず、内分泌器官としての脂肪組織の機能がHzf非存在下において影響を受けているかについて検討を行った。空腹時におけるHzfノックアウト、および野生型(コントロール)マウスの血中アディポカインについて、特に末梢組織のインスリン感受性を決定する上で重要な役割を果たすことが知られているアディポネクチンおよびレプチンについて調べた。その結果、Hzfノックアウトマウスでは野生型と比較して有意にこれら血中アディポカイン濃度が低下していることが明らかになった。

したがってHzfノックアウトマウスで見られたインスリン感受性の低下には、脂肪細胞から分泌されるアディポカインの産生異常に起因している可能性が示唆された。平成20年度はこれら研究成果についてまとめた論文を国際誌に投稿し、受理されるに至った。また同年度は、Hzfの分子機能についてさらに詳細に検討するために、Hzfタンパク質複合体を精製し、相互作用するタンパク質の同定を行った結果、複数のRNA結合タンパク質がHzタンパク質と複合体を形成していることを明らかにした。
心筋ATP感受性カリウムチャネルのアクチン細胞骨格系による調節機構の研究

我々はこれまでにATP感受性カリウムチャネル(K_<ATP>チャネル)は機能維持に細胞内ATPの存在が必要であり、このATPの作用はアクチン骨格の重合・脱重合の調節に対する作用と多くの点で共通することを明らかにした。そこでK_<ATP>チャネル機能調節に対する細胞骨格の役割を検討した。アクチン線維の脱重合促進因子はK_<ATP>チャネル活性を消失させ、アクチン安定化因子はチャネル機能維持に作用し、活性の消失したチャネルに重合型アクチンを投与するとチャネル活性が回復した。アアクチン結合蛋白と高い親和性をもって結合しアクチンの脱重合を抑制するPIP_2はK_<ATP>チャネル活性維持に作用した。以上よりアクチン細胞骨格がK_<ATP>チャネル活性の調節に関与することが判明した。次にこの調節の分子機構を検討するためK_<ATP>チャネルの細胞内調節因子のターゲットとなるスルフォニルウレア受容体(SUR)のヌクレオチド結合ドメインに結合する蛋白を酵母2ハイブリッドシステムを用い探索し未知の蛋白が心臓型SUR2aのNBD1に結合することが判明した。この未知蛋白のmRNAは全ての組織に存在するが心臓で最も豊富であった。ラット脳のcDNAライブラリーから単離した全cDNAはalternative splicingによる5つのアイソフォームからなるがシトクロームCと高い相同性のある領域を有しており細胞内酸化-還元反応がK_<ATP>チャネル機能調節に働くことが示唆された。現在このSUR2aのNBD1に結合する蛋白がK_<ATP>チャネル機能にどのような役割を果たしているか電気生理学的手法を用いて解析中である。平成8年度の研究目的はアクチン骨格とATP感受性カリウムチャネルの空間的カップリングを可視化することであった。1当初はカリウムチャネル修飾薬をラベルすることにより可視化するという間接アプローチを試みていたが、研究途中で千葉大学清野らのグループにより心筋ATP感受性カリウムチャネル遺伝子の同定がなされたことからより直接的アプローチが可能となり予定を前向きに修正することにした。すなわちチャネルに対する抗体を作成しこれをラベルすることにより直接的にチャネル蛋白の可視化する試みである。そこでATP感受性カリウムチャネルを単離し、His-tagのついたベクターに組み込み培養細胞系で発現を電気生理学的に確認する所まで終了した。今後はこのtagを利用して蛋白を抽出し抗体を作成することを試みる。2またチャネル遺伝子が同定されたので、チャネル蛋白と蛋白-蛋白相互作用する分子を細胞骨格関連蛋白の中からスクリーニングする試みを酵母2ハイブリッド法を用いて開始した。GAL4-DNABDベクターにチャネル蛋白の重要な細胞内領域の2個所をコードするオリゴヌクレオチドを組み込み、市販のGAL4ADベクターに組み込まれたラット心筋cDNAライブラリーをスクリーニングを開始した。6個の陽性クローンが得られ、現在この蛋白が本当にin vivoでチャネル蛋白と相互作用するかを検討中であるとともに、さらに陽性クローンの種類の増すためスクリーニングを続行している。ATP感受性カリウムチャネルはスルフォニルウレア受容体(SUR)と内向き整流カリウムチャネル(Kir6)の複合体からなり、SURは種々の細胞内調節因子のターゲットとなることが報告されている。そこで本年度はチャネル活性調節の場であるSURと細胞骨格関連因子との相互作用を酵母2ハイブリッドシステムを用い行った。SURの2つのヌクレオチド結合ドメイン、NBD1・NBD2、を含むバイト蛋白を作成し、ラット脳cDNAライブラリーをスクリーニングした結果、心臓型SUR(SUR2a)のNBD1と相互作用するクローンが2種類単離された。cDNAの塩基配列を解析した結果一方はCa^<2+>-ATPaseであり他方は未知の蛋白であった。この未知蛋白のtranscriptの組織分布をNortern blottingで検討した結果0.9kbのバンドが全ての組織に認められ特に心臓の最も豊富であった。

このcDNAの分子構造の全体像を解明するためラット脳のcDNAライブラリーをスクリーニングし、SURと相互作用する未知の蛋白のcDNAはalternative splicingによる4つのアイソフォームからなりその一部にシトクロームCと高い相同性がある領域を有することが判明した。SUR2aとの相互作用をより詳細に酵母2ハイブリッドシステムで検討するとNBD1に加えNBD1直後にあるGAGのトリヌクレオチド繰り返し配列から成るglutamic acidが8個つながる配列が両者の相互作用に必須であることが判明した。現在このSUR2aのNBD1に結合する蛋白がATP感受性カリウムチャネル機能にどのような役割を果しているか電気生理学的手法を用いて解析中である。
クラスター創生メカニズムの解明と実践方法論の提案

産業クラスターや知的クラスター創生のメカニズムの解明について、イノベーションの観点から研究を実施した。研究の進展に伴い、クラスター創生活動の鍵となるのはイノベーションを取り巻く参加者のダイナミックな関係性を活性化するような組織または個人の存在であることに着目した。そしてそのような組織または個人の活動を一種の状況改革活動とみなし、英国のP. Checklandらにより提唱されているソフトシステム方法論を規範とした実践的なシステム方法論の構築を試みた。ここでは野中らが提唱し遠山らにより活発な研究が進められている組織的知識創造のSECIモデル(共同化、表出化、連結化、内面化)を基盤としてシステム方法論を再考し、システム方法論に野中らが提唱する「駆動目標」の概念を導入することにより、システム方法論が表出化と連結化のための主な道具となりえることを理論的に明らかにした。一方でシステム方法論を表出化及び連結化のための道具としてみたときに、道具を活用できるためのM. Polanyi流の暗黙知の経験的な蓄積が重要であることも明らかにした。これらの結果をもとに、北陸先端科学技術大学院大学や(株)石川県IT人材育成センターなどで実施している教育プログラムである「システム思考論」及び「戦略思考論」の教材を作成した。さらに本研究の基礎理論である組織的知識創造理論発展の一環として、アリストテレスのニコマコス倫理学中のフロネシスについての研究を深化させた。またクラスター創生の種となる大学TLOの技術移転におけるチーム作りを組織的知識創造理論の観点から事例として検討した。同様にイノベーションに関する阻害要因や決定要因などについても事例により検討した。クラスター創生活動を、クラスターを創生する問題解決活動とみなし、知識創造のSECI(Socialization, Externalization, Combination, Internalization)モデルの観点から考察した。その際、英国のチェックランドらにより提唱されている問題解決方法論の一種であるソフトシステム方法論を規範となる方法論として適用し、その方法論の展開に沿って、そこでの形式知及び暗黙知の位置づけについて考察した。さらに問題解決活動と並行して、問題解決活動のリーダーシップをとるナレッジ・リーダーシップとしてのマネジメントの役割について考察した。これらの2つをマネジメントとプレイヤーという関係でモデル化し、クラスター創成活動の基本モデルとしてのナレッジ・マネジメントの全体像を想定した。そして知識を基盤とする企業戦略に関して、知識創造の動的な主体としての企業に関して、人間の認識論と存在論とをルートメタファとし、企業が環境との相互作用のなかで戦略と資源を創造するダイナミックな弁証法的プロセスに注目し、基本構成要素としての知識ビジョン、駆動目標、対話、実践、場、知識資産、環境について議論した。さらにクラスター創生における知識ビジョンの重要性と知識創造の方法論としての弁証法的ダイナミクスについて基本的な考察をした。また、北陸地域での企業調査、さらに石川県で実施されている知的クラスター創成事業及び北陸地区での産業クラスター創成事業について、その活動状況や成果物について調査検討した。システム方法論と知識創造メカニズムの関連を明確にし、さらに組織的知識創造理論における暗黙知の取り扱いに関する理論的研究を実施した。英国のP.Checklandらにより開発された問題解決方法論であるソフトシステム方法論を、組織的知識創造のSECI(Socialization, Externalization, Combination, Internalization)モデルの観点から再考し、ソフトシステム方法論における知識ビジョンの役割、そして問題解決のためのコンセプト創造の重要性を明らかにした。その結果及び「M.Polnyi:暗黙知の次元」に沿って、コンセプト創造における「暗黙的に知る」ことの役割について考察し、「暗黙的に知る」ことが組織能力とコミュニケーション能力に密接に関係していることを示した。この一連の研究成果をもとに、ソフトシステム方法論をコアとする「システム思考論」なる教育プログラムを作成し、北陸先端科学技術大学院大学知識科学研究科の2単位の講義を開始した。さらに組織的知識創造理論の構築の一環として、アリストテレスのニコタマス倫理学で述べられているフロネシスについて考察し、その重要性を示した。

一方、石川県で実施されている知的クラスター創成事業及び北陸ものづくり協議会の活動状況及び成果物について調査検討を実施した。そしてこれらの結果の核心となる中小企業の異業種交流におけるコミュニティ存続について、リーダーシップ及び信頼関係の構築の観点から調査を実施した。さらに、地域におけるイノベーション・システムについて調査研究を実施した。平成17年度の調査結果から、クラスター創生活動の鍵となるのは参加者のダイナミックな関係性を活性化するような組織または個人の存在であることに着目した。そしてそのような組織または個人の活動を一種の状況改革活動とみなし、英国のP.Checklandらにより提唱されているソフトシステム方法論を規範としたシステム方法論の構築を試みた。ここでは野中らが提唱し遠山らにより活発な研究が進められている組織的知識創造のSECIモデル(共同化、表出化、連結化、内面化)を基盤としてシステム方法論を再考し、システム方法論に野中らが提唱する「駆動目標」の概念を導入することにより、システム方法論が表出化と連結化のための主な道具となりえることを理論的に明らかにした。一方でシステム方法論を表出化及び連結化のための道具としてみたときに、道具を活用できるためのM.Polanyi流の暗黙知の経験的な蓄積が重要であることも明らかにした。これらの結果を、平成17年度に作成し、北陸先端科学技術大学院大学や(株)石川県IT人材育成センターなどで実施している教育プログラムである「システム思考論」及び「戦略思考論」に反映させた。さらに本研究の基礎理論である組織的知識創造理論発展の一環として、アリストテレスのニコタマス倫理学中のフロネシスについての研究を深化させた。またクラスター創生の種となる大学TLOの技術移転におけるチーム作りを組織的知識創造理論の観点から事例として検討した。同様にイノベーションに関する阻害要因や決定要因についても事例により検討した。
血管系と神経系のネットワーク形成の共通分子基盤

本研究では、血管-神経ワイヤリングの成立に関与する血管系と神経系に共通する細胞内部の調節因子の機能と作用機構、およびneurovascular unitの微小環境との相互作用について検討した。昨年度は、受容体やインテグリンと相互作用することが知られている免疫グロブリン様分子Necl-5がneurovascular unitに発現しており、血管内皮増殖因子(VEGF)に応答したVEGF受容体とインテグリンとの結合を促進して、細胞内シグナル伝達経路の活性化を促し、血管内皮細胞の管腔形成、遊走、増殖、生存を促進していることを明らかにした。本年度は、ニューロンにおけるNecl-5の発現と機能を解析した。Necl-5は、マウスの海馬や大脳皮質のニューロンに発現しており、ストレプトゾトシン投与によるストレス環境下では、ニューロンにおけるNecl-5の発現は減少していた。Necl-5ノックアウトマウスでは、大脳の外観には異常を認めなかった。しかし、ストレプトゾトシン投与によるストレス環境下では、Necl-5ノックアウトマウスの海馬CA3野におけるsynapsin 1やVGLUT1のシグナルが減少しており、シナプス形成の障害が示唆された。培養マウス海馬ニューロンにおいて、Necl-5は成長円錐に局在していた。しかし、Necl-5ノックアウトマウスより調整した海馬ニューロンでは、神経突起の伸長は野生型と同等であった。以上の結果から、Necl-5はストレス環境下におけるニューロンの恒常性の維持に必要で、その機能破綻はシナプス減少を惹起することが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。血管系と神経系の間には共通の分子機構が存在し、直接に、あるいは微小環境を介して間接に相互作用が働いている。血管-神経ワイヤリングの成立機構に関してこれまでは外部環境のシグナル分子即ち、attractive cueを中心に研究されており,細胞内部の調節因子についてはまだ不明な点が多い。近年、血管内皮細胞を含む血管・血管周囲を覆うアストロサイト・これらから栄養を受ける神経細胞は一つの機能的ユニットとして捉えられ、neuro vascular unitと呼ばれている。本研究では、血管-神経ワイヤリングの成立に関与する血管系と神経系に共通する細胞内部の調節因子の機能と作用機構、およびneurovascular unitの微小環境との相互作用について検討している。血管内皮細胞は、細胞膜に発現する受容体やインテグリンなどの細胞接着分子を介して、シグナルを細胞内へ伝達するとともに、隣接する血管内皮細胞と接着して相互にシグナルの授受を行い、その機能を調節している。受容体やインテグリンと相互作用することが知られている免疫グロプリン様分子Necl-5のneurovascular unitにおける発現について検討した。Necl-5は大脳皮質毛細血管の内皮細胞に発現していた。培養血管内皮細胞を用いてNecl-5の機能について検討した。siRNAを用いてNecl-5をノックダウンすると、血管内皮増殖因子(VEGF)に応答した血管内皮細胞の管腔形成、遊走、増殖、生存はすべて抑制された。Necl-5をノックダウンすると、VEGFに応答したVEGF受容体とインテグリンとの結合は阻害され、細胞内シグナルのRap1-ホスファチジルイノシトール3キナーゼ-Aktシグナル伝達経路の活性化は抑制された。しかしながら、Necl-5欠損ノックアウトマウスでは血管の構築に異常は認めず、代償されている可能性が示唆された。血管内皮細胞におけるNecl-5の機能を解明し、その研究成果を論文発表することができた。今後は、Necl-5以外の分子に関する研究を推進する。
摂食障害の治療拒否に対するエビデンスに基づく倫理的対応指針の作成

摂食障害患者の治療拒否時の対応に関して、文献調査により「最善の益」と「判断能力」の二つが論点として抽出された。この2つの論点に対して、国内の摂食障害の治療専門家の意識を調査した結果、「最善の益」を生命維持と捉えて、生命危機時には強制的治療を選択する一方で、摂食障害患者の「判断能力」は認める傾向が認められた。強制治療に対する考えは、保健行政側も同様に考えていることが明らかなった。国外との比較においても、一定の判断能力を認めつつも生命危機時には強制的治療を選択する傾向は同様に認められた。ただし、日本は、海外に比べて強制治療の根拠を家族の同意におく傾向が強いという特徴が認められた。H25年度は、1理論研究として文献調査2経験的研究として摂食障害専門医における意識調査を主に行った。1文献調査Pubmed、Ethoxを用いて文献検索を行い、一時的な論文リストを作成した。次に、入手した論文で倫理的、法的論点を提供しうる論文の引用文献一覧から、検索エンジンで検索された文献以外の文献を追加し、最終的な文献リストを作成した。文献リストを元に、論文の掲載傾向を見るために論文数の年次推移、著者の国籍の集計を行った。結果、全228件の文献がリスト化された。文献は、1960年に1件の論文がイタリアから出された後、1978年まで掲載されておらず、1984年に6件の論文がアメリカとオーストラリアから出されていた。その後、1993年まで徐々に論文掲載数は増加し、1989年に再度、論文数が増加していた。2000年以降では、2003年が最も多かった。21件中9件がイギリスで、他アメリカ、オーストラリアなど、多くの国から報告されていた。論文第一著者の国別は、アメリカからの報告が最も多く、76件であった。ついで、英国が54件、カナダが21件、オーストラリアが21件であった。次年度は、治療拒否に関するこれまでの論点を整理するために、Review論文や法的、倫理的問題を論じている論文から法的、倫理的論点の枠組みを作成し、論点の分類、検討を行う予定である。2意識調査摂食障害学会の会員の全医師を対象に、摂食障害(特に神経性食欲不振症)における治療拒否に対するアンケート調査を行った。アンケート調査の内容は、治療拒否のケースの実態調査、判断の基準の項目、想定ケースに対する行動である。結果に関してはH26年度にわたり解析を行っていく予定である。H26年度は1理論研究として文献調査、2実証研究として治療拒否対する意識調査を行った。1摂食障害の治療拒否に関する文献研究として、論点の整理を行った。その結果、判断能力が治療拒否時の対応に関する重要な要因であることが判明した。判断能力を中心にした過去の様々文献(精神疾患の判断能力、判断能力の測定法など)を収集し、次年度の摂食障害患者における判断能力測定研究の理論的土台を構築した。2摂食障害専門医に対して摂食障害患者が治療拒否を行った際の意識調査の結果を解析した。対象となったのは日本摂食障害学会に所属している医師であり、回答者は55名(回収率38%)であった。生命危機のある状態の患者が罹病期間が短い場合と長い場合において、強制的治療を選択する医師の割合は、それぞれ59.6%, 67.3%であり、有意な差は認められなかった。一方で、罹病期間が短い患者において生命危機がある場合と無い場合に強制的入院治療を選択する医師の割合は、それぞれ96.2%, 26.0%と有意に差がみられ、罹病期間が長い患者に於いてもほぼ同様の割合であった。家族が強制的入院治療に同意している場合と同意していない場合において、罹病期間の短い患者に対して強制的入院治療を選択する医師の割合はそれぞれ96.2%, 84.4%であり、罹病期間の長い患者に対して強制的入院治療を選択する医師の割合はそれぞれ96.2%, 69.6%(p<0.05)であった。以上から、強制的入院治療が選択される際には、患者の身体状況、家族の意向が重要な要素になっていることが明らかとなった。専門医にみられたこの傾向が、保健行政側でもみられるかどうかを調査するために、精神医療審査会の構成員を対象に追加の意識調査を計画し調査を行う予定である。H27年度は1理論研究と2調査研究の2つの方法を用いて行った。1については、引き続き収集した摂食障害患者の強制治療に関する倫理的・法的文献の内容について文献研究を行い、論点抽出に努めた。論点として「最善の益」と「判断能力」が主要な論点としてあげられ、最善の益と生命の保護と考え、肥満恐怖を理由に判断能力が無いと想定する論調が多くみられていた。2調査研究に関しては、全国の都道府県における精神保健福祉センターと精神医療審査会委員に対して、質問紙による「神経性やせ症患者の精神保健及び福祉に関する法律(以下精神保健福祉法)に基づく強制入院治療における実態調査」を実施した。調査結果によると、精神医療審査委員会委員の多くは、神経性やせ症における強制入院治療に肯定的な考えをとっており、その根拠に関しては、病的な認識により判断能力を喪失していること、治療により生命保護が可能であることをあげていた。これは、前年までに実施した摂食外診療に携わる医療者の強制入院治療に対する考え方で一致していた。

そのため、神経性やせ症が治療拒否を行った際に、精神保健福祉法を適用して医療保護入院を医療者が選択した場合の判断は、多くの場面において行政側の判断と一致していることが伺われた。以上から、判断能力と生命保護の最善の利益を軸に、治療拒否時の対応ガイドライン案作成の基礎資料になり得ると考えられた。関連施設に協力が得られれにくく、インタビュー調査の実施が遅れている。関連文献の数が多く、論点抽出が困難でありガイドライン案の作成も遅れている。H28年度は、治療者の摂食障害患者の治療拒否に対する態度に関して、国際比較を行った。調査対象は、米国と英国の摂食障害治療専門家、それぞれ85名づつとした。初発の摂食障害患者の治療拒否時において、積極的に治療を行う割合は、米国・英国とも約70%程度であった。慢性の摂食障害患者の治療拒否に対して積極的に治療を行うことを選択する割合は、米国・英国とも約60%であった。これは、家族の同意が有る無しに関わらず差は認めなかった。日本においては初発の患者において積極的治療を90%が選択すること比較して有意に低い傾向がみられた。一方で、家族の同意がない場合の対応については有意な差が認められなかった。慢性の場合も同様で、家族の同意がある場合に限ってのみ、積極的な治療を選択する割合が有意に日本の治療者で多かった。判断能力に関しては、摂食障害患者に何らかの判断能力の存在を認める治療者は70%程度であり、日本と同様であった。欧米でも摂食障害の治療拒否に対しては最善の益を生命維持と捉えて、パターナリスティックな対応がなされる傾向が認められた。日本における、摂食障害患者の治療拒否に対する対応は標準的だと考えられた。一方で、患者の家族の意向の影響が日本では強くみられたことは、医療保護入院制度の存在との関連を疑わせるものであった。摂食障害患者の治療拒否時の対応に関して、文献調査により「最善の益」と「判断能力」の二つが論点として抽出された。この2つの論点に対して、国内の摂食障害の治療専門家の意識を調査した結果、「最善の益」を生命維持と捉えて、生命危機時には強制的治療を選択する一方で、摂食障害患者の「判断能力」は認める傾向が認められた。強制治療に対する考えは、保健行政側も同様に考えていることが明らかなった。国外との比較においても、一定の判断能力を認めつつも生命危機時には強制的治療を選択する傾向は同様に認められた。ただし、日本は、海外に比べて強制治療の根拠を家族の同意におく傾向が強いという特徴が認められた。保健行政への調査対象を精神医療審査会に選定するまでに時間がかかったことと、文献調査が広範囲へ広がり要点の抽出に手間取っていることが原因である。インタビュー調査が終了する前に、文献調査と質問紙調査をもとにガイドライン案を作成し提示していきたいと考えている。心身医学臨床倫理学次年度は、第二次アンケート調査の実施と、摂食障害患者における判断能力に関する質的調査の実施を行う。それと並行して、判断能力に関する文献調査を行い要点を整理する。理論研究の行ける文献の収集、解析作業が予定より大きかったため。研究計画に遅れが生じており、インタビュー調査と海外調査の費用が未使用のため。質問紙調査研究と海外における調査が遅れているため。インタビュー調査と海外調査の実施を行い使用する予定である。積極的に研究補助者を導入することにより円滑な研究推進を検討する。
病初期のADに対する心理リハビリテーションプログラムの開発と検討

本研究の目的は,病初期のAlzheimer病(AD)患者に効果的な心理リハビリテーションプログラム(PRP)を開発し、その短期的および長期的効果を検討することである。特に,本研究では,ADの中核症状である認知障害に焦点を当てた認知リハビリテーション(認知リハ)の検討を行なった。その結果,以下の結果を得た。初期ADに効果的なPRP開発のために,認知機能検査の成績を分析し,患者の保持されている機能と障害されている機能の特徴を調べ,どのようなプログラムが有効かを検討した。その結果,CDRO.5と判定された初期AD群は,CDROと判定された統制群に比して,自由再生と手かがり再生の通過率は有意に低いものの,再認条件での通過率に有意差はなかった。構成課題では課題開始30秒後の通過率に有意差はあったが,60秒後の通過率に有意差はなかった。これらの結果から,再生条件よりも再認条件の方が想起率は向上し,また,十分な時間が与えられると課題成功率が向上する可能性が示唆された。これらの特徴を加味した認知リハが効果的なPRPの1つになりうる可能性が示唆された。認知リハの短期的・長期的効果を検討するために,MMSEの成績変化を検討した。MMSEは年間4ポイント変化するとclinical relevanceといわれているが,今回,認知リハと抗認知症薬を併用した患者のうち,年4点以上の成績低下を示した人は1人もいなかったが,抗認知症薬による治療のみを受けた群では約2割が4点以上の成績低下を示した。長期経過の分析から,認知機能の変化に応じた認知リハを病初期から実施することで,患者の自信や意欲の回復,病状理解の促進,さらにはQOLの維持・向上といった心理社会的な効果が認められた。これらの結果から,病初期のADに対するPRPは,ADの予後改善に有効な治療法の1つになりうる可能性が示唆された。本研究の目的は、病初期のAlzheimer病(AD)患者を対象に、記憶障害に焦点を当てたリハビリテーションプログラムを開発し、その短期的および長期的効果を検討することである。対象は、NINCDS-ADRDAのprobable ADの診断基準を満たす患者(37人)である。日本語版COGNISTATをはじめとする神経心理学的検査から得た認知機能プロフィールにより、患者の残存機能と障害された機能を明確にし、残存機能によって障害機能を代償することを意図した認知リハビリテーション(以下:認知リハ)を心理教育的配慮のもとで行った。認知リハと抗認知症薬(塩酸ドネペチル5mg/日)を組み合わせたcombined treatment(CT)群(17人)、抗認知症薬のみによる治療を受けたtreatment(T)群(13人)、いずれも受けなかったcontrol(C)群(7人)の1年間のMMSEの成績を、3(群)×2(事前・事後)の分散分析で比較し、短期的効果を検討した。その結果、有意な交互作用が認められた。単純主効果検定の結果、CT群にはMMSE得点の有意な変化はなかったが、その他の2群の得点は有意に低下した。効果量(事後平均-事前平均/事前標準偏差)を算出すると、CT群(0.08)が最も高く、次いで、T群(-0.81)、C群(-1.29)の順であった。認知リハ開始後56ヶ月を経過した患者の縦断的データに基づく事例検討によって、長期的効果を検討した。その結果、認知リハ開始6ヶ月後、日本版WMS-Rの言語性記憶指標は正常範囲に回復した。その後徐々に低下したが、開始後52ヶ月の時点でも、開始前の水準を上まわった。これらの結果から、病初期のAD患者に対する心理リハビリテーションが、ADに対する新たな治療的取り組みのひとつとなりうる可能性が示唆された。

長期経過の分析から,認知機能の変化に応じた認知リハを病初期から実施することで,患者の自信や意欲の回復,病状理解の促進,さらにはQOLの維持・向上といった心理社会的な効果が認められた。これらの結果から,病初期のADに対するPRPは,ADの予後改善に有効な治療法の1つになりうる可能性が示唆された。
金属原子を含む衝突系での光・衝突協奏過程の研究

1.本研究に関わる装置および計測法の開発研究。(1)金属蒸気の精密分散・吸収分光法の開発。(2)金属蒸気のカラム密度決定法に関する研究。(3)衝突準分子の連続発光分光装置の開発。2.光・衝突協奏過程による吸収・発光スペクトルの観測。(1)金属原子の光学禁制遷移の近傍に衝突誘起される吸収帯の観測。(2)金属分子の光学許容遷移の近傍に衝突誘起される吸収帯の観測。(3)衝突準分子による発光スペクトルの観測。a)YbーHe準分子スペクトル帯をレ-ザ-励起発光分光法で観測した。特に気体温度の変化に対する発光スペクトル形の変化を測定し、その結果を議論した。3.BaーBa衝突準分子による対吸収過程の研究。BaーBa準分子が一光子を吸収し、衝突の終状態では双方のBa原子が励起状態にある過程の一光子吸収スペクトルを測定し、原子間の双極子ー双極子相互作用に基づく摂動論によってこの過程の機構とスペクトル形を詳しく議論した。以上のうち2.(2c)を除く各項については各々別個に学会誌に発表した。本研究は、金属原子の気相中での衝突における様々の「光・衝突協奏過程」を観測し、この過程を支配する機構の詳細を明らかにすることと、原子間相互作用ポテンシャルや衝突誘起遷移双極子モ-メントなど、関連する物質の基礎特性に関する精確なデ-タを決定することを目的としている。平成元年度には次にような研究実績を得た。(1)金属蒸気を光吸収セル内に長時間に亘って安定に発生させるヒ-トパイプ炉の製作・改良と、金属蒸気密度の精密決定を可能にする光干渉分散スペクトル法の開発を行い、これによって次の(2)(3)(4)に述べるいくつかの光・衝突協奏過程の断面積を絶対測定することが初めて可能となった。(2)Srー希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xe)衝突およびSrーSr衝突によって、Sr:5sー4d禁制遷移の近傍に衝突誘起吸収帯が現われることを見出し、その吸収断面積の絶対値をそれぞれの衝突系について決定した。これらの吸収帯は、原子間の長距離分散力に基づくと考えられる吸収帯と短距離力によると思われる吸収帯からなる二重構造を有しており、両者の断面積の比は希ガスの種類に強く依存することを明らかにした。(3)Srー希ガス衝突系において、Srの光学禁制リュドベリ状態が関与する多数の衝突誘起吸収帯を新たに観測した。これらの吸収帯の中心遷移波数は希ガスの種類に依存し、その依存の仕方は、低速電子の希ガスによる「散乱長」と極めて良い相関を有することが分かった。(4)BaーBa衝突における一光子吸収の結果双方のBa原子が励起される過程(対吸収過程)を観測し、この過程の機構にも長距離力によるものと短距離力によるものとがあることを明らかにした。本研究は,金属原子の気相中での衝突における「光・衝突協秦過程」を観測し,この過程の詳細な機構を明らかにするとともに,光吸収断面積の絶対値,原子間相互作用ポテンシャル,衝突誘起遷移双極子モ-メントなど,衝突錯体の基礎特性に関する精確なデ-タを決定することを目的としている.平成2年度には次のような成果を得た.(1)Baー希ガス衝突系の光吸収過程について,Baー希ガス(He,Ne,Ar,Kr,Xe)衝突に起因する光吸収帯をBa原子第二共鳴線(6s^2 ^1S_0ー5d6p ^1P_1)のウイング,および同原子の禁制線(6s^2 ^1S_0ー6s7s ^1S_0)の近傍に観測し,各衝突系についてこれらの吸収帯の換算吸収係数の絶対値を決定した.また,第二共鳴線のウイングに見られるサテライトスペクトル構造を解析し,遷移の始状態と終状態の間の差分ポテンシャル曲線について,その極値近傍の形状に関する知見を得た.(2)BaーBa衝突系の光吸収について(2a)BaーBa衝突の際の一光子吸収の結果衝突対双方のBa原子が励起される過程(対吸収過程)を観測し,この過程に起因する光吸収帯の絶対換算吸収係数を決定した.(2b)BaーBa

衝突によって広がったBa原子共鳴線(6s^2 ^1S_0ー5d6p ^1P_1)のウイングスペクトル形を精確に測定した.その結果,このスペクトル形はBa原子間の共鳴相互作用よりもむしろvanーderーWaals相互作用に強く支配されていることが分かり,さらに,(2a)と(2b)の光吸収帯を与えるそれぞれの衝突過程は互いに強く結合し影響しあっていることを明らかにした.1.本研究に関わる装置および計測法の開発研究。(1)金属蒸気のカラム密度決定法に関する研究。衝突で広がった金属共鳴線の遠翼スペクトルをモニタ-することによって金属蒸気のカラム密度をその場決定する方法の提案。(2)衝突準分子の連続発光分光装置の開発。金属原子の衝突で形成される準分子の微弱な連続発光スペクトルを高感度で分離観測するための装置開発。2.光・衝突協奏過程による吸収・発光スペクトルの観測。(1)金属原子の光学許容遷移の近傍に衝突透起される吸収帯の観測。a)Yb第一共鳴線の遠翼部を構成するYbー希ガスおよびYbーYb衝突準分子の連続吸収帯において振動的なスペクトル構造を見出し、このスペクトル構造を衝突論における位相干渉効果として説明する理論的な検討を行っている。SrーSr準分子については、原子間の主な相互作用が共鳴相互作用から交換相互作用に移行する領域にて新たに一つのII状態のポテンシャルエネルギ-曲線を決定した。(2)衝突準分子による発光スペクトルの観測。a)YbーHe準分子スペクトル帯をレ-ザ-励起発光分光法で観測した。特に気体温度の変化に対する発光スペクトル形の変化を測定し、その結果を議論した。以上のうち2.(2b)を除く各項は各々別個に学会誌等に発表した。2.(2b)については投稿準備中。
平行・垂直π共役系で連結された微細金ナノ粒子超格子の電子輸送特性の解明

微細Auナノ粒子を室温稼働単電子デバイスの単電子島として用いるためには、有機配位子層トンネル抵抗が低い必要がある。我々は、MΩレベルの抵抗を有するヘキサンチオール程度の低分子量アルカンチオールを用いても、室温でAuナノ粒子の粒径を制御する方法を開発した。さらなるトンネル抵抗の低減に向け、大環状π共役分子(ポルフィリンおよびフタロシアニン誘導体)を面配位させたAuナノ粒子の合成・物性評価を行ったところ、大環状π共役分子のπ軌道とAu軌道間相互作用が発現し、特異な光学特性を示すとともに、トンネル抵抗が劇的に減少することを見出した。また、サイズ揺らぎによる物性変化のないAu_<25>クラスターの大量合成、構造解析に成功した。一方、粒径2nm程度のAuナノ粒子が、電極間単電子輸送や室温クーロンブロッケードを発現することを見出した。二重トンネル接合を介したクーロンステアケースの発見以来、微細Auナノ粒子の単電子トンネル素子(単電子トランジスタ、フローティングゲートメモリ)への応用が注目されるようになった。すなわち、静電容量の小さい粒径2nm程度のAuナノ粒子を電子の量子化輸送(1数個単位で輸送)物質として用いることで、室温でのクーロンプロッケード現象が実現できるため、その二次元超格子は、単電子トンネル効果を利用した素子へと展開できる。本研究では、配位子殻厚さの劇的な減少および伝導パスヘのπ電子雲垂直挿入を実現するため、ポルフィリン環を金ナノ粒子表面に平行に配位させた系について検討した。ポルフィリン誘導体を設計・合成後、クエン酸保護Auナノ粒子との配位子交換反応により、ポルフィリン誘導体保護Auナノ粒子を合成した。ポルフィリン誘導体保護Auナノ粒子のUV-visスペクトルから、ポルフィリン環のSoret帯のモル吸光係数が配位子単独の1/51/15に減少し、ピーク位置がわずかに長波長シフトした。さらに、ポルフィリン環-金表面間距離が、ポルフィリンの電子構造や構造に影響を及ぼすことを明らかにした。微細Auナノ粒子の電子物性として、Au-TiをコートしたSiO_2カンチレバー上に作製した微細Auナノ粒子超格子を86MHzで振動させることにより、ナノ粒子を通しカンチレバー-STMプローブ間で単電子輸送ができることを実証するとともに、単電子トンネルデバイス作製に向け、EBリソグラフィーと無電解金メッキ法を併用することで5nmギャップ金電極の作製に成功した。本年度はまず、超格子の粒子間距離短縮を目的とした低耐熱性低分子量チオール保護Auナノ粒子の室温粒径制御法の開発について検討を行った。2nm程度のアルカンチオール保護Auナノ粒子トルエン溶液に、酸性度の異なるプロトン酸とソフト性の異なるハロゲン化物イオンを添加することにより、配位子の脱着および粒子の融合が促進され、27nmの範囲でAuナノ粒子の精密粒径制御に成功した。次に、配位子殻厚さの劇的な減少および伝導パスへのπ電子雲垂直挿入を実現するため、3種類のポルフィリン誘導体を設計・合成・アトロブ同位体の単離後、ポルフィリン誘導体保護Auナノ粒子を合成した。ポルフィリン誘導体保護Auナノ粒子のUV-visスペクトルから、ポルフィリン環のSoret帯のモル吸光係数の減少は、Auナノ粒子の粒径の減少に伴い小さくなり、ポルフィリンπ軌道がAuのバンド構造と電子的相互作用することが示唆された。Auナノ粒子表面に平面配位したポルフィリンは、量子抵抗以下のトンネル抵抗を有することがSTS測定より分かった。すなわち、静電容量の小さい粒径2nm程度のAuナノ粒子を電子の量子化輸送(1数個単位で輸送)物質として用いることで、室温でのクーロンブロッケード現象が実現できるため、その二次元超格子は、単電子トンネル効果を利用した素子へと展開できる。

本年度はまず、配位子殻厚さの劇的な減少および伝導パスへのπ電子雲垂直挿入を実現するため、2種類のポルフィリン誘導体および亜鉛ポルフィリン誘導体を設計・合成、アトロプ同位体の単離・単結晶X線解析による同定後、ポルフィリン誘導体保護Auナノ粒子(粒径:13nm)を合成した。それらのUV-visスペクトルから、ポルフィリンπ軌道はAuナノ粒子のバンドと混成し、その度合いはAuナノ粒子の粒径の減少に伴い小さくなることが示唆された。また、ポルフィリンより平面性の高いフタロシアニン誘導体を用いた場合では、フタロシアニンのQ帯に帰属されるピークが消滅したことから、大環状π共役分子のπ軌道-Auナノ粒子表面距離を精密に制御することにより、量子抵抗近辺で配位子のトンネル抵抗を制御できる可能性があることが分かった。さらに、Auナノ粒子を化学結合で電極と結合させることにより、トンネル抵抗を大きく低減できることを実証した。
異性認知から求愛行動変化を引き起こす新しい神経機構の同定

本研究は、異性からの視覚情報が雄の求愛行動を惹起に重要である雄ウズラを対象に、異性認知をした際に、求愛行動の変化を引き起こすことに関わる新しい神経機構の同定をしようとしたものである。今年度は、昨年度に引き続き(1)ノルアドレナリンによる求愛発声の抑制機構の解明と(2)雄の求愛発声を抑制して交尾行動を惹起させるための雌からの視覚情報の中の鍵刺激の同定を試みた。ウズラの雄叫びは2から3個のシラブルによって構成される。(1)に関しては、1マイクログラムのノルアドレナリンを投与した後、1時間の間にウズラが発声する求愛発声(雄叫び)の頻度、雄叫びの長さ、各シラブルの長さ、各シラブル間の長さをSound Analysis Proソフトウェアを用いて解析した。溶媒投与群と比較すると、ノルアドレナリンの脳室投与は一時間当たりの雄叫びの頻度を減少させることが明らかとなった。引き続き、雄叫び発声中枢に発現しているノルアドレナリン受容体アルファ2A型のアゴニストであるクロニジンを脳室に投与し、求愛発声の音響特性変化への効果を解析し、ノルアドレナリン投与の効果との比較を行っている。ウズラの外見には性的二型が存在し、雄は顔の羽毛が茶色で雌は白色に近い。(2)について調べるために、以下の4タイプの剥製を作成した:(I)雌の剥製の顔とタオル地の体、(II)雄の剥製の顔とタオル地の体、(III)全身タオル地、(VI)顔はタオル地で体が雌の剥製。性成熟に達した繁殖期の雄を4グループに分けて(I)(VI)の剥製を提示したところ、(I)では交尾行動、(II)では攻撃行動、(III)逃避行動、(VI)雌の剥製に寄り添う行動(メイトガーディング?)が観察された。これらの結果により、雄の交尾行動を惹起させるには雌ウズラの顔の存在が重要であることがわかった。本年度は(1)同種の存在という社会的な情報を視床下部に届けるノルアドレナリン細胞群の特定(2)ノルアドレナリンによる中脳発声中枢の制御の解析を主に行った。(1)青斑核のノルアドレナリン特異的な神経毒である、DSP-4を用いて、雄ウズラの視床下部ホルモンの発現がどのように変化するかを、DSP-4投与と雄ウズラの社会環境を変化させることを組み合わせて解析を行った。この研究成果は、神経内分泌系の英文雑誌に投稿し審査の結果を受けて現在、改稿作業を行っているところである。(2)本年度は雌の存在による求愛発声の抑制メカニズムにおけるノルアドレナリンの関与を検討した。まずは、副腎髄質由来のノルアドレナリンと考えられる血中ノルアドレナリン濃度をELISAを用いて測定した雄ウズラの血漿中のノルアドレナリン濃度は約25 ng/mLで存在することがわかった。次にノルアドレナリン作動性神経細胞のマーカーとなるドーパミンβ水酸化酵素に対する抗血清を用いて、ノルアドレナリン作動性終末の脳内分布を検討し、脳由来のノルアドレナリンの中脳発声中枢への関与を検討した。ノルアドレナリン免疫陽性神経終末は、中脳発声中枢のごく限られた一部、鳴禽類で明らかとなっている地鳴き発声に関わる領域とされるDM相当部位に観察された。さらに、ノルアドレナリン受容体の中でも抑制性の効果をもつノルアドレナリンα2受容体遺伝子の発現を雄ウズラの中脳で確認し、cDNAクローニングを行った。それらをRNAプローブの鋳型としてin situハイブリダイゼーションを行ったところ、中脳発声中枢の広範囲でα2A受容体のmRNAが強発現していることが明らかになった。これらの結果は、我々の仮説である、雌の存在による雄の求愛発声の抑制メカニズムにノルアドレナリンが関与することを部分的に支持する。研究者が2016年4月に現在の所属に講師として着任したことで、研究室の立ち上げ、本研究課題の被験体を含む鳥類を用いた動物実験計画の承認に予想以上に時間がかかってしまった。また行動解析や社会環境を変化させる実験を行う予定であった鶏舎の建築(大学の事業)が、遅れていいる(今年の夏完成予定)。よって、平成28年度は平成28年度に計画していた内容一部と平成29年に計画した内容を前倒しして研究を行うことにより研究を進めた。着任して一年、ウズラの飼育舎や実験室をはじめとする研究環境が昨年度より整ったので遅れた分を取り戻せると考えている。求愛発声に対するノルアドレナリンの影響を解析するために、ウズラにノルアドレナリンの脳室投与を行いその後1時間、自由行動下で求愛発声を観察・録音した。まず初めに、ウズラの脳室投与系を研究室で確立した。本研究費によって購入できた脳定位装置を用いてウズラの第三脳室にガイドカニューレの先端が設置されるように頭蓋骨にガイドカニューレを固定した。そのガイドカニューレに沿って、薬液投与用のカニューレを挿入し、脳室へ薬剤を投与した。。本手術が成功したかどうかは、アンジオテンシンIIの脳室投与により、数分以内に飲水行動が惹起されるかで判断した。雄ウズラを長日条件下で飼育し、繁殖期状態にすることで雄ウズラの求愛発声の頻度を高くした。それらのウズラに対し、ノルアドレナリンの脳室投与実験を行った。(1)1日目と2日目の同時刻に生理食塩水を脳室投与する群(対照群)と

(2)1日目は生理食塩水、2日目の同時刻にノルアドレナリンを脳室投与する群(実験群)に分けた。対照群では1日目と2日目で求愛発声頻度が変わらないのに対して、実験群ではノルアドレナリンを投与した2日目に求愛発声頻度が減少した。ノルアドレナリン投与後の1時間の中で、ある一定時間求愛発声をしなくなる個体もいれば、1時間の間全く発声しなくなる個体もあらわれた。本実験により、ノルアドレナリン脳室投与により求愛発声の頻度が減少することが示された。前年度の実験結果と併せて、青斑核のノルアドレナリン産生細胞が中脳発声中枢に神経投射し、そこでノルアドレナリンが分泌され、ノルアドレナリンが中脳発声中枢に発現するノルアドレナリン受容体(アドレナリン受容体alpha2Aタイプ)に作用して、ウズラの求愛発声を抑制するという仮説をより強く支持されたと考える。求愛発声の頻度だけではなく、ノルアドレナリンが求愛発声の音響特性に変化を与えたどうかを現在解析中である。雄ウズラが社会環境の変化を認知して、生殖やストレスにを制御する脳内の遺伝子発現を変化させるのに青斑核由来のノルアドレナリンシステムが関わることを明らかにした論文(Tobari et al, 2017a)、および、雄鳥に関して異性の存在により個体の行動や生理状態が変化することまとめた総説論文(Tobari et al., 2017b)を、海外の査読付き学術雑誌に掲載することができた。以上の業績にもとづき、おおむね順調に進呈していると言える。本研究は、異性からの視覚情報が雄の求愛行動を惹起に重要である雄ウズラを対象に、異性認知をした際に、求愛行動の変化を引き起こすことに関わる新しい神経機構の同定をしようとしたものである。今年度は、昨年度に引き続き(1)ノルアドレナリンによる求愛発声の抑制機構の解明と(2)雄の求愛発声を抑制して交尾行動を惹起させるための雌からの視覚情報の中の鍵刺激の同定を試みた。ウズラの雄叫びは2から3個のシラブルによって構成される。(1)に関しては、1マイクログラムのノルアドレナリンを投与した後、1時間の間にウズラが発声する求愛発声(雄叫び)の頻度、雄叫びの長さ、各シラブルの長さ、各シラブル間の長さをSound Analysis Proソフトウェアを用いて解析した。溶媒投与群と比較すると、ノルアドレナリンの脳室投与は一時間当たりの雄叫びの頻度を減少させることが明らかとなった。引き続き、雄叫び発声中枢に発現しているノルアドレナリン受容体アルファ2A型のアゴニストであるクロニジンを脳室に投与し、求愛発声の音響特性変化への効果を解析し、ノルアドレナリン投与の効果との比較を行っている。ウズラの外見には性的二型が存在し、雄は顔の羽毛が茶色で雌は白色に近い。(2)について調べるために、以下の4タイプの剥製を作成した:(I)雌の剥製の顔とタオル地の体、(II)雄の剥製の顔とタオル地の体、(III)全身タオル地、(VI)顔はタオル地で体が雌の剥製。性成熟に達した繁殖期の雄を4グループに分けて(I)(VI)の剥製を提示したところ、(I)では交尾行動、(II)では攻撃行動、(III)逃避行動、(VI)雌の剥製に寄り添う行動(メイトガーディング?)が観察された。これらの結果により、雄の交尾行動を惹起させるには雌ウズラの顔の存在が重要であることがわかった。
NMRと分子モデリングによる氷核蛋白質の立体構造と氷形成メカニズムの解明

氷核活性細菌によって分泌される氷核蛋白質は水の凍結を促進する。この氷核蛋白質のアミノ酸配列は、中央部分に48残基の単位配列が数十回繰り返したタンデムリピートをもつ。48残基の単位配列は、16残基および8残基の繰り返しと見ることもできる。このタンデムリピートが規則的な立体構造をとることで氷の結晶と相互作用すると考えられている。しかしながら、その立体構造はいまだ明らかにされていない。本研究の目的は、このタンデムリピートの立体構造についての情報を得ることである。本研究では、2種類の氷核活性細菌由来の氷核蛋白質について、タンデムリピート領域の部分配列をモデルとした17残基及び24残基からなる3種類のペプチドを合成し、CD及びNMR測定を行った。NMR解析の結果、16残基の単位配列においてチロシンの芳香族側鎖が10残基離れたアラニンのメチル基と近接するペプチドが見出された。また2,3残基離れた疎水性残基のメチル基とチロシンの芳香族側鎖の近接が、3種類の全てのペプチドに見られた。このNMRの結果をもとに構造計算した結果、タンデムリピートの16残基の単位配列は閉じたループ構造を形成することが示された。チロシンの芳香環側鎖と疎水性側鎖メチル基との間の相互作用が、このループ構造の形成に寄与していることが強く示唆される。これらの残基は氷核蛋白質の一次構造において保存性が高い残基であることから、氷核蛋白質のタンデムリピート全体がこのループ構造を単位とするラセン構造をとりうることが示唆される。ループ構造の形成に不可欠なチロシンの芳香環側鎖と疎水性側鎖メチル基との間の相互作用は、疎水性相互作用及びCH/π相互作用という弱い相互作用へ帰せられる。従ってヘリックス構造のモデリングを行うためには、CH/π相互作用のような芳香環が関与する弱い相互作用を力場を導入することが必要であることを示唆している。次年度においてはこのループ構造を単位とするらせん構造モデルを構築し、タンデムリピート部位と氷結晶の複合体モデルを提案することを課題とする。

ループ構造の形成に不可欠なチロシンの芳香環側鎖と疎水性側鎖メチル基との間の相互作用は、疎水性相互作用及びCH/π相互作用という弱い相互作用へ帰せられる。従ってヘリックス構造のモデリングを行うためには、CH/π相互作用のような芳香環が関与する弱い相互作用を力場を導入することが必要であることを示唆している。