hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軟骨細胞における生物力学伝達の分子機序及び新しい軟骨移植技術の開発

骨髄間葉系幹細胞(BMSC)を我々開発した新しい生体材料PLCLに播種し、直ちに移植する群と体外でTGF-β1、Dexamethasoneなどで3週間誘導してから移植する群と分けて行った。PLCLのみの移植は実験のコントロールとした。術後12週目と24週目に動物を処死して関節内のサンプルを取って以下の評価を行った。(1)マクロ所見:関節表面の滑らかさ、周囲の連続性と移植部の陥凹について点数化して評価した。誘導群と非誘導群はいずれもコントロールにより高い点数を取った。しかし、24週目になったら誘導群とコントロールも顕著な欠損が残って、非誘導群はより綺麗な軟骨被覆を認められた。(2)組織染色分析:組織所見は(HE染色、Safranio染色及び免疫組織化学染色)12週目に誘導群と非誘導群は軟骨細胞の増殖と軟骨基質を再生した。PLCLのみ群では軟骨形成は少なく、繊維性組織が認められた。24週目に非誘導群は軟骨細胞の分層化と軟骨下骨との連続を見られた。(3) mRNA解析:12週目にRT-PCRの手法で軟骨成分のII型コラーゲン及びAggrecanのmRNAを調べたところ、誘導群は明らかな表現を見られた。(4)力学性質:正常軟骨に比べて、12週目のサンプルの硬さは誘導群と非誘導群は軟らかく、コントロールにより硬かった。24週目になったら、非誘導群では正常軟骨の硬さに非常に接近していた。以上の結果により、BMSC-PLCLを直ちに移植するのは成績は一番よかった。これは関節荷重部の軟骨欠損に対して応用が可能な方法である。成長因子で誘導されても、質の良い組織を得られなかったのは不明であり、もっと詳しい検討が必要である。本年度は、1)組織工学の要素としての細胞と生体材料の最適化および2)三次元培養して得られた軟骨組織塊を動物の関節軟骨欠損部に移植する実験を行った。1)細胞と細胞担体の評価:ウサギ骨髄液より比重遠心法あるいは付着法により間葉系細胞(BMSc)を分離し、単層培養で増殖させて、材料に播くまで液体窒素に冷凍保存した。一方、韓国科学技術研究所との国際共同研究で、新しいMechano-active scaffold、Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone)(省略でPLCL)を開発した。PLCLは生分解性、生体適応性を持ち、生体における生体力学に感応できる組織工学用材料で最近に注目された。我々は、PLCLを用いて、以下の実験を試みた。2)培養軟骨組織塊を動物の関節軟骨欠損部に移植する実験:BMScをPLCLに播種し、できた細胞-材料複合体を直ちに軟骨欠損部に移植する群とその複合体を3週間体外培養した後、動物の関節軟骨欠損部に移植する群in vivoの実験を行った。体外培養の方は異なるgrowth factorを用いて骨に分化させる培養と軟骨に分化させる培養に分けられた。ウサギの膝関節荷重部に軟骨欠損部を形成し、培養21日目の骨様組織と軟骨様組織をそれぞれPress fitさせ充填した。移植12週間後にサンプルを取って、大体所見、組織染色分析、正常軟骨の構成成分のII型コラーゲンとGlycosaminoglycanの評価、mRNAレベルの評価及び力学性質の評価を検討する予定である。
摂食調節ホルモンアピタイトカインによるネスファチン受容体制御機構の解明

マウス神経芽細胞腫由来のNB41A3細胞にNesfatin-1を添加すると、その濃度依存性にcAMP response element (CRE)レポーター活性を認め、マウス視床下部と同様、NB41A3細胞に高親和性にNesfatin-1受容体が発現していることが判明した。その作用は、MAPKもしくはL型Cachannelを介してCREBのリン酸化を促進した。一方、膵β細胞ではNesfatin-1により、その濃度依存性にinsulin分泌を刺激するが、そのシグナル伝達系は中枢とは異なることが分かった。また、このレポーター活性化を用いて、49種類のGPCRをクローニングしてNesfatin-1による活性を検討したが、高親和性に活性化される受容体を見出すことは出来なかった。Nesfatin-1受容体のリガンドであるNesfatin-1前駆体Nucleobindin-2遺伝子プロモーターをクローニングして検討したところ、トログリタゾンはその遺伝子のmRNA stabilizationを安定化することを見出した。さらに、Nesfa tin-1はEGFシグナルを正に制御することで脂肪細胞の分化・増殖を抑制していることを明らかにした。摂食抑制ペプチドであるネスファチン-1の臨床応用を目指すため、ネスファチン-1受容体を同定する事を本年度の研究目的とした。ネスファチン-1応答細胞であるマウスneuroblastoma由来の細胞(MNB)を用いたDNAマイクロアレイを施行し、ネスファチン-1添加の有無によるMNB細胞内の遺伝子発現の変動を解析した。その結果、ネスファチン-1受容体はorphan G-protein coupled receptor (GPCR)の一つであることが判明し、ネスファチン-1受容体としてマウスGPCR-ネスファチン-1(mGPRx)を同定した。βarrestin assayでは、ネスファチン-1とmGPRxに特異的結合が認められた。またmGPRx遺伝子を導入したCHO細胞株を用いて細胞内cAMP測定を行ったところ、ネスファチン-1用量依存性に細胞内cAMP増加することが認められた。さらに遺伝子相同組み替え法を用いてmGPRxノックアウト(KO)マウスを作製した。mGPRxKOマウスの視床下部の細胞膜画分を用いたラジオレセプターアッセイでは、野生型マウスと比較してmGPRxKOマウスではネスファチン-1の視床下部細胞膜への結合が著明に減弱することが判明した。これらからmGPRxがマウスでのネスファチン-1特異的受容体であると考えられた。mGPRx遺伝子のクローニングとジーンターゲッティングにより、今後ネスファチン-1による細胞内及び生体内でのシグナル伝達経路の詳細を明らかにする。摂食抑制ペプチドであるネスファチン-1の受容体をクローニングし、その臨床応用を目指すため、ネスファチン-1受容体による組織特異的シグナル伝達機構の解明を研究目的とした。ネスファチン-1はマウス視床下部単離ニューロンにおいて細胞内カルシウムを増加させ、膵島および膵β細胞系培養細胞にてブドウ糖依存性にインスリン分泌を惹起するが、その詳細な細胞内シグナル伝達経路は未だ不明である。種々の神経系培養細胞に既知のシグナル応答配列を付加したルシフェラーゼレポーターを遺伝子導入し、ネスファチン-1添加によるレポーター活性を測定したところ、マウス神経芽細胞腫由来のMNB細胞においてcAMP応答配列(CRE)レポーターの活性増強を認めた。メラノコルチン受容体のantagonistであるSHU19119を添加するとこのCREレポーターの活性化は消失した。さらにネスファチン-1はMNB細胞内のリン酸化CRE結合蛋白(p-CREB)を増加させたが、細胞内cAMPの増加は認めなかった。各種リン酸化酵素(キナーゼ)阻害薬を用いた実験により、MAPキナーゼ(MAPK)阻害薬およびL型カルシウムチャネル阻害薬によりネスファチン-1によるCREBリン酸化反応が消失することが判明した。一方、膵β細胞系培養細胞ではp-CREBはネスファチン-1濃度依存的に減少した。以上からネスファチン-1はMNB細胞においてMAPKもしくはL型カルシウムチャネルの作用を介してp-CREBを増加させると考えられる。膵β細胞ではネスファチン-1は中枢神経系とは異なるシグナル伝達経路を利用する可能性が示唆された。マウス神経芽細胞腫

由来のNB41A3細胞にNesfatin-1を添加すると、その濃度依存性にcAMP response element(CRE)レポーター活性を認め、マウス視床下部と同様、NB41A3細胞に高親和性にNesfatin-1受容体が発現していることが判明した。その作用は、MAPKもしくはL型Ca channelを介してCREBのリン酸化を促進した。一方、膵β細胞ではNesfatin-1により、その濃度依存性にinsulin分泌を刺激するが、そのシグナル伝達系は中枢とは異なることが分かった。また、このレポーター活性化を用いて、49種類のGPCRをクローニングしてNesfatin-1による活性を検討したが、高親和性に活性化される受容体を見出すことは出来なかった。Nesfatin-1受容体のリガンドであるNesfatin-1前駆体Nucleobindin-2遺伝子プロモーターをクローニングして検討したところ、トログリタゾンはその遺伝子のmRNA stabilizationを安定化することを見出した。さらに、Nesfatin-1はEGFシグナルを正に制御することで脂肪細胞の分化・増殖を抑制していることを明らかにした。研究計画に基づいて研究を遂行し、その結果を適宜学会などで発表している。24年度が最終年度であるため、記入しない。組織特異的なネスファチン-1受容体を同定し、それらの遺伝子改変動物(ノックアウトマウス)を樹立していく。
隕石母天体深部におけるオリビン高圧相の存在の検証

本研究では,超高圧高温条件におかれているオリビン(α相)が,高圧状態を保持したままで温度が低下するという過程において,構造相転移を生じリングウッダイト(γ相)を生成しうるかという問題の検証をすすめ,以下の結果を得た.1.試料を9GPa・10GPa・11GPaの各圧力まで加圧し,その後,1400°Cに過熱した.そして,この温度圧力条件を2時間保持した.この2時間の保持によって,加圧過程で試料中に発生した弾性歪及び塑性歪を回復させる事ができた.2.次に,各圧力・1400°Cでの2時間の保持の後に,油圧を一定に保つ事で圧力を保持し,温度のみをα相とγ相が共存する領域(700°C・800°C・1000°C)まで下げ,約2-5時間保持した.回収試料の観察の結果,いずれの温度・保持時間においてもγ相の晶出を確認できなかった.この原因として以下の2つの可能性が考えられる.(1)1400°Cからの冷却過程において,圧力の降下が生じた.それにより,最終的な温度・圧力条件がα相の安定領域となっていた.(2)γ相の相転移速度が非常に遅かった為に,相転移を確認する事ができなかった.結晶の相転移速度は実験温度に強く依存する.今回の実験条件の様な比較的低温条件では,相転移が発現するには加熱時間が短すぎた可能性がある(上記bの可能性).従って,より長時間の加熱実験を試みる必要がある.また,相転移圧力境界を越える過剰圧は,相転移を促進させる事が知られている.この事を考慮し,α相とγ相の共存領域での加熱中に,わずかに油圧を増加させ加圧圧力を上昇させて試料に過剰圧を加える事でγ相への相転移を促進できるかもしれない.この油圧の増加の操作は,上記aの可能性の対処にもなる.今後,この様に実験過程を変える事で,圧力一定条件の基での冷却過程におけるα相からγ相への相転移の可能性が議論出来る様になると考えられる.本研究では,超高圧高温条件におかれているオリビン(α相)が,高圧状態を保持したままで温度が低下するという過程において,構造相転移を生じリングウッダイト(γ相)を生成しうるかという問題の検証をすすめ,以下の結果を得た.1.試料を9GPa・10GPa・11GPaの各圧力まで加圧し,その後,1400°Cに過熱した.そして,この温度圧力条件を2時間保持した.この2時間の保持によって,加圧過程で試料中に発生した弾性歪及び塑性歪を回復させる事ができた.2.次に,各圧力・1400°Cでの2時間の保持の後に,油圧を一定に保つ事で圧力を保持し,温度のみをα相とγ相が共存する領域(700°C・800°C・1000°C)まで下げ,約2-5時間保持した.回収試料の観察の結果,いずれの温度・保持時間においてもγ相の晶出を確認できなかった.この原因として以下の2つの可能性が考えられる.(1)1400°Cからの冷却過程において,圧力の降下が生じた.それにより,最終的な温度・圧力条件がα相の安定領域となっていた.(2)γ相の相転移速度が非常に遅かった為に,相転移を確認する事ができなかった.結晶の相転移速度は実験温度に強く依存する.今回の実験条件の様な比較的低温条件では,相転移が発現するには加熱時間が短すぎた可能性がある(上記bの可能性).従って,より長時間の加熱実験を試みる必要がある.また,相転移圧力境界を越える過剰圧は,相転移を促進させる事が知られている.この事を考慮し,α相とγ相の共存領域での加熱中に,わずかに油圧を増加させ加圧圧力を上昇させて試料に過剰圧を加える事でγ相への相転移を促進できるかもしれない.この油圧の増加の操作は,上記aの可能性の対処にもなる.今後,この様に実験過程を変える事で,圧力一定条件の基での冷却過程におけるα相からγ相への相転移の可能性が議論出来る様になると考えられる.本研究では,高圧高温条件で安定に存在しているオリビン(α相)を,高圧状態を保持しつつ冷却する事で,マルテンサイトメカニズムによってγ相が生成されうるのかという問題の検証すすめている.本年度は以下の実験を行った.1)実験に用いるオリビン試料の準備.2)マルチアンビル型高圧発生装置を用いた高圧実験と電子顕微鏡を用いた回収試料の観察.1)の試料の準備では,スカルン中に産出するオリビン(約(Mg0.8Fe0.2)2SiO4)が本研究に最適であると判断し,このオリビンを手に入れた.そして,1辺が1mmの立方体を作成し出発物質とした.立方体の作成においては,その各面がオリビンの(100)面,(010)面,(001)面と平行になる様に,X線装置を用いた単結晶方位決定を行った.2)の高圧実験は以下の手順で行った.試料を11GPaまで加圧し,1400°Cで2時間加熱した.その後,高圧実験装置の油圧を一定に保つことで圧力を11GPa保持したまま,温度を1000°Cに冷却した.この状態を5時間保持し,その後,急冷して試料の回収を行った.今回の実験条件では,オリビンのα相からγ相への転移は認められなかった.

この原因として,以下の2つが考えられる.A)11GPa・1000°Cの条件が,オリビンのα相の安定領域であった.B)11GPa・1000°Cの条件はオリビンのγ相の安定領域であるが,1400°Cから1000°Cへの冷却過程において圧力の減少が生じ,実験圧力が11GPaよりも低圧になった為にα相が安定した.A)に関しては,より低い温度まで冷却させることで,また,B)に関しては,冷却過程で油圧を増加させることによって,相転移を生じさせるように実験を改善する.本研究では,超高圧高温条件におかれているオリビン(α相)が,高圧状態を保持したままで温度が低下するという過程において,構造相転移を生じリングウッダイド(γ相)を生成しうるかという問題の検証をすすめた.特に,マルテンサイトメカニズムによる相転移現象の発現に注目した.本年度は以下の実験を行った.1)マルチアンビル型高圧発生装置を用いた高圧実験と回収試料の観察.2)Divnoe隕石中のオリビンの微細組織の観察1)の高圧実験は以下の手順で行った.スカルン中に産出するオリビン単結晶(約(Mg0.8Fe0.2)2SiO4)を出発試料とし,まず11GPaまで加圧した後に1400°Cに加熱した。この状態を2時間保持した後,高圧実験装置の油圧を一定に保つ,あるいは,わずかに増加させることで圧力を11GPa保持し,温度のみを1000°Cおよび800°Cに減少させた。この状態を5時間保持し,その後,急冷して試料の回収を行った。また,回収試料の微細組織の観察を,電子プローブマイクロアナライザーと透過型電子顕微鏡を用いて行った.以上の実験を繰り返し行ったが,マルテンサイトメカニズムによるオリビンのα相からγ相への構造相転移を認めることができなかった.2)の研究では,電子線後方散乱回折装置(EBSD)を用いて,Divnoe隕石中のオリビンに発達するラメラの結晶学的な特徴を明らかにした.EBSDによる測定の結果,このラメラは(100)面上に発達するほぼ円形の形態を有することが分かった.この特徴は,ラメラがマルテンサイトメカニズムによる相転移に起因するものであることを示唆している.本年度の研究のうち隕石の観察からは,隕石母天体中においてオリビンの構造相転移が生じた可能性が示唆されたが,高圧高温実験からは,このオリビンの相転移過程を再現することができなかった.これは,低温条件においては相転移速度が非常に遅く,室内実験では相転移を再現できない為ではないかと考えられる.
家族性グルココルチコイド抵抗症の病因分析

高コーチゾール血症が持続するにもかかわらずクッシング症候群の臨床徴候をまったく呈しない1家系内の2症例を見出した。これまで世界で1家系しか報告のない家族性コーチゾール抵抗症を疑い、その診断確定と病態を把握するため、2年間にわたる本研究で、つぎの諸点をあきらかにした。1.臨床内分泌学的検査で、本家系2症例(母と子)では、コーチゾールの過剰分泌がみとめられた。患者の下垂体-副腎機能の抑制には、正常人に比し多量のデキサメサゾンを要し、グルココルチコイドにたいする抵抗性の存在を証明した。2.末稍血單核球のグルココルチコイド受容体数は、正常人の50%に減少していた。受容体のホルモン結合定数は正常であった。3.培養皮ふ線維芽細胞のグルココルチコイド受容体数も、單核球と同様正常の半分に減少していた。4.この培養皮ふ線維芽細胞の成長の抑制には、正常細胞に比し、高濃度のデキサメサゾンが必要であった。このことから、本患者のグルココルチコイドにたいする抵抗性をin vitroの実験系で証明できた。以上の研究成果から、本家系では遺伝により規定されたグルココルチコイド受容体の発現の異常があること、そして、このような異常による家族性コーチゾール抵抗症の存在することを、世界にさきがけて明らかにすることができた。今後、この異常について、遺伝子レベルで検索するため、グルココルチコイド受容体をコードするDNAの塩基配列の異常の有無を検討する計画をすすめている。
霊長類側頭葉視覚経路における両眼視差情報処理

両眼立体視に関わる情報処理は、一次視覚野で始まり、多くの連合野皮質を必要とする。霊長類の大脳皮質において、この処理は、従来、頭頂葉経路で主になされていると考えられてきたが、本研究代表者らの最近の研究により、側頭葉経路においても、両眼立体視の重要な視覚てがかりである両眼視差が処理されていることが判明した。本研究においては、側頭葉視覚経路の主要な中継点であるV4野における両眼視差チューニング特性を定量的に解析した。V4野細胞は、交差視差に対して強いバイアスをもっており、チューニングカーブの最もするどい傾斜は、交差視差から0視差付近に存在する。このことは、背景からわずかに飛び出た視覚物体を検出することに適していることを意味する。V4細胞の両眼視差チューニングは、ランダムドットステレオグラム(RDS)を用いて調べたときと、ソリッド図形(SFS)を用いて調べたときでは、非常に異なっていた。一般的に、SFSで得られたチューニング曲線の方がRDSで得たチューニング曲線よりもなだらかであった。視差エネルギーモデルを用いた解析の結果は、2つの曲線が大きく異なる理由の一部は、SFSにおいて単眼像の位置ずれがあるのにたいしてダイナミックRDSは時空間白色雑音であり単眼像位置ずれがないことに起因していることを示した。このように、V4野における奥行き情報の表現は、刺激種によって異なっていることが判明した。
化学合成生分解性ポリエステルの高機能化

ポリ(L-乳酸)(PLLA)はコーンスターチを原料として乳酸発酵の後、化学合成して得られる生分解性ポリエステルであり、石油以外の天然物-再生可能資源-から合成される数少ない高分子である。多くの生分解性プラスチックの中で性能や価格面からPLLAが実用化に最も近いと言われているが、ガラス転移温度(50°C)以上で極端に軟化する欠点がある。本研究ではPLLAに最も効果的な架橋剤としてtriallyl isocyanurate(TAIC)を3%溶融混合してフィルムに成形し50kGyの電子線照射して架橋を導入した。この場合はPLLAはほとんど非結晶物であるが、PLLAにTAICを混合した後90°Cで熱処理し結晶化度を増加させた試料も作成して比較した。フィルムの耐熱性は熱機械分析装置によって調べた。PLLA非晶物では約90%のゲル分率を示し、融点以上でも完全に不融で形状安定性を示した。またこれは完全な形状記憶効果も示し、様々な応用の可能性が期待される。一方、熱処理PLLAのゲル分率は2050%程度で融点以上の形状保持効果は乏しいが、50°C融点までの軟化は最も抑制された。また、PLLA繊維やフィルム成形物に後加工でTAICを含浸させ耐熱性を向上させた。成形前加工に比べて結晶化度が高いためゲル化は非晶部へ部分的にしか進まないため、融点以上では部分的な形状安定性しか示さなかった。しかし、未処理PLLAはガラス転移温度以上で軟化してしまうが、架橋PLLA繊維は150°Cまで熱安定性が高くなり、アイロン掛けなどが可能になった。架橋PLLAの酵素分解性は半分以下まで低下するが水や土中埋設試験ではほとんど差が見られず、実用的にはほとんど問題がないと考えられる。この他の化学合成生分解性ポリマーであるビオノーレ(PESU, PBSU及びPBSA)に無機微粒子や架橋剤TMAICを混合し放射線架橋して良好な耐熱性を付与することができた。化学合成生分解性ポリマーとして上市されているビオノーレの分解微生物33株を単離することができた。これらの単離株の生理学的及び形態学的性質を調べた結果、脂肪族ポリエステル分解微生物はグラム陰性及びグラム陽性菌あるいはカビであった。ポリ(L-乳酸)(PLLA)はデンプンを原料とし乳酸醗酵の後、化学合成して得られる生分解性ポリエステルである。融点が175°Cと高く熱可塑性があり透明であるため、PETなどに替わる環境保全材料と期待されているが、PLLAの大きな欠点としてガラス転位温度(50°C)以上で極端に軟化することがあげられる。本研究はPLLAに様々な多官能性のモノマー架橋剤を加えて電子線照射し分子間に橋かけを導入することによって、PLLAの軟化抑制と形状安定性も付与しようとした。PLLAに多官能性モノマー架橋剤を3%加え、180°Cでよく混合した後、フィルム成形した。これに50kGyの電子線照射を施し、フィルムの熱機械分析を行って耐熱性を調べた。

数種類の架橋剤のうち、triallylisocyanurate(TAIC)が特異的な耐熱性効果を示し、ガラス転位温度以上の軟化や融解による試料の流動が抑制され形状安定性が付与されたことが分かった。膨潤測定では他の架橋剤使用試料と比較して著しく膨潤しにくくなり、DSC測定ではPLLAの融解ピークがほとんど観察されなくなったので、電子線照射によって強固なアモルファス物質に変化したと考えられる。高度に橋かけした試料では分子が固定されているため、低温結晶化を起こすことができず、融解ピークも観察されなくなる。これらの酵素分解試験では未架橋試料より分解性は若干低下したが、分解性は十分保持されていた。化学合成生分解性ポリマーとして上市しているPESU、PBSUあるいは、PBSAを唯一の炭素源として、集積培養法または直接塗布法により、PESU、PBSUおよび、PBSA分解微生物33株を単離することができた。これらの単離株の生理学的および形態学的性質を調べた結果、脂肪族ポリエステル分解微生物は、バクテリア(グラム陰性菌、グラム陽性菌)、あるいはカビであった。ポリ(L-乳酸)(PLLA)はコーンスターチを原料として乳酸発酵の後、化学合成して得られる生分解性ポリエステルであり、石油以外の天然物-再生可能資源-から合成される数少ない高分子である。多くの生分解性プラスチックの中で性能や価格面からPLLAが実用化に最も近いと言われているが、ガラス転移温度(50°C)以上で極端に軟化する欠点がある。本研究ではPLLAに最も効果的な架橋剤としてtriallyl isocyanurate (TAIC)を3%溶融混合してフィルムに成形し50kGyの電子線照射して架橋を導入した。この場合はPLLAはほとんど非結晶物であるが、PLLAにTAICを混合した後90°Cで熱処理し結晶化度を増加させた試料も作成して比較した。フィルムの耐熱性は熱機械分析装置によって調べた。PLLA非晶物では約90%のゲル分率を示し、融点以上でも完全に不融で形状安定性を示した。またこれは完全な形状記憶効果も示し、様々な応用の可能性が期待される。一方、熱処理PLLAのゲル分率は2050%程度で融点以上の形状保持効果は乏しいが、50°C融点までの軟化は最も抑制された。また、PLLA繊維やフィルム成形物に後加工でTAIを含浸させ耐熱性を向上させた。成形前加工に比べて結晶化度が高いためゲル化は非晶部へ部分的にしか進まないため、融点以上では部分的な形状安定性しか示さなかった。しかし、未処理PLLAはガラス転移温度以上で軟化してしまうが、架橋PLLA繊維は150°Cまで熱安定性が高くなり、アイロン掛けなどが可能になった。架橋PLLAの酵素分解性は半分以下まで低下するが水や土中埋設試験ではほとんど差が見られず、実用的にはほとんど問題がないと考えられる。この他の化学合成生分解性ポリマーであるビオノーレ(PESU, PBSU及びPBSA)に無機微粒子や架橋剤TMAICを混合し放射線架橋して良好な耐熱性を付与することができた。化学合成生分解性ポリマーとして上市されているビオノーレの分解微生物33株を単離することができた。これらの単離株の生理学的及び形態学的性質を調べた結果、脂肪族ポリエステル分解微生物はグラム陰性及びグラム陽性菌あるいはカビであった。
物質循環・廃棄システムの統合評価手法構築

物質循環・廃棄システムの統合評価手法の主要構成要素である環境運命・曝露モデルの開発とその応用を中心に研究を進めた。研究成果の公表(学会発表、論文投稿)につとめ、口頭4件、ポスター2件の学会発表を行い、4報の査読付き論文を投稿した(3報掲載済、1報審査中)。化学物質への曝露量とヒト組織中濃度との関連を記述するモデルとして、1BOX型の一次反応速度モデルを作成し、アジア埋立地周辺の汚染の解析に応用した。また、埋立地での非制御燃焼によるダイオキシン類の排出係数を推定するため、埋立場を模擬した条件での燃焼実験を行った。モデルの臭素系化合物への適用範囲拡大や、生態リスク評価を念頭に入れた拡張をはかるため、関連研究の情報収集を行った。社会システムにおける物質循環モデルの構築に関連し、自動車シュレッダーダスト資源化・再利用施設ならびに粗大ごみ破砕処理施設においてフィールド調査を行った。自動車シュレッダーダスト資源化・再利用施設としては、電炉での燃料代替を行っている沖縄県拓南製鉄において現場視察を行うとともに、燃料化されたシュレッダーダスト、電炉スラグ、排ガスのサンプリングを行った。粗大ごみ破砕処理施設については、京都市破砕処理施設において、破砕ダストや廃繊維製品サンプルの採取・投入物の目視記録を行い、物質収支把握のための調査を進めた。特に繊維製品に使用される臭素系難燃剤については、繊維製品サンプルの臭素含有量・難燃成分(PBDEs,HBCD)分析や、関連統計による市場シェア推定をもとに、サブスタンスフローモデルの精度向上をはかった。
空中超音波による木材の非接触式非破壊評価法の開発

空中超音波を利用して木材の超音波伝播速度を非接触法で測定した。伝播速度は繊維・半径・接線いずれの方向でも全乾状態から含水率の増加とともに減少した。伝播速度に与える含水率の影響を非接触的に捉えることが出来た。超音波は節や割れが表面や内部にあると透過出来ない場合があり,超音波伝播速度分布図の作成により木材内部の二次元可視化の可能性が示唆された。以上より,空中超音波は木材の内部情報を非接触かつ非破壊的に測定する有効なツールであることが示唆された超音波を使用した木材の非破壊評価は超音波センサーと材料の界面にカップラントの塗布が必要とある。しかし,カップラントは塗りむらや拭き取りによる作業効率の低下,木材内部へのしみ込みによる測定の不安定さが問題であった。これらを克服するために,本研究課題では空中超音波を使用して非接触な非破壊評価法の開発を目指した。最終年度は初年度に生じた問題点を解決し,下記2点の意義ある研究成果を得た。・問題点の解決:初年度は実大寸法(辺長100mm)の試験体の半径および接線方向の計測が困難であった。最終年度は空中超音波探触子の公称周波数を400kHzから200kHzに変更して,伝播速度の計測が可能なことが明らかになった。・空中超音波伝播特性に与える物理的性質の影響:試験体を全乾,気乾,含水率20%,飽水状態と4種類の含水率に調整して,伝播速度を計測し,含水率の影響を検討した。樹種はスギ,ヒノキ,ブナ,ケヤキを使用した。伝播速度は繊維,半径,接線いずれの方向でも全乾状態から含水率20%まで大きく減少した。飽水状態での伝播速度は含水率20%よりもわずかに変化した。以上より,空中超音波により含水率による伝播速度の変化を非接触で捉えられることが明らかになった。・木材の内部欠陥の2次元可視化:スギの心持ち試験体(辺長100mm)に空中超音波探触子を走査させて伝播速度分布を計測した。軸方向の伝播速度は中心(髄)付近が最小,外側に向かって増加するように分布した。横(半径・接線)方向の伝播速度は計測できない箇所が存在した。これらの箇所は試験体の表面や内部に節や割れの存在が確認された。これより横方向の超音波伝播速度の分布と内部欠陥の関連性が明らかになった。以上,研究期間内の成果は,空中超音波の利用で木材の非破壊評価法に「非接触」を付加することが出来,新らたな評価法の道が開拓できたという点で非常に意義がある。初年度は下記2点について検討し,意義のある研究成果を得た。・木材の空中超音波の計測方法の確立:スギおよびヒノキの空中超音波の伝播速度を測定した。伝播方向は繊維,半径,接線方向とした。センサーの周波数を100から500kHzまで50kHz毎に変化させて伝播速度を測定したところ,250から400kHzまで良好に測定できた。さらにセンサーの周波数帯域を考慮すると350kHzおよび400kHzが最適であることが明らかになった。また,空中超音波の測定可能な距離は繊維方向で10cmまで測定可能であることを確認した。半径,接線方向についてはサンプルの寸法(伝播距離)は10cmのときは,減衰が大きく,測定が難しかった。非接触法(本研究課題)の実験値を従来の接触法と比較して妥当性を検討した。両者は3方向とも1%水準で有意な正相関が得られ,非接触法の伝播速度は接触法によるものと同程度であることが明らかになった。・空中超音波伝播特性に与える木材の物理的性質の影響:初年度は気乾密度に注目し,伝播速度と密度の関係を樹種間,同一樹種の樹幹内で検討した。スギでは非接触法および接触法の両手法で伝播速度は気乾密度と1%有意水準で負の相関関係を示した。ヒノキでは両者に明確な相関関係は見られなかった。以上より,空中超音波は非接触式で超音波伝播速度計測を可能にする重要なツールであることが明らかになった。これらの研究成果は木材の非接触非破壊評価法の開発の道が拓けたという点で非常に意義があると言える。木材において空中超音波の伝播速度が計測できたことは初年度の重要な研究成果であるが,問題点も残されている。空中超音波の伝播方向が繊維方向と一致する場合は,木材試料の寸法(伝播距離)が10cmまで計測が可能となった。

しかし,空中超音波を接線および半径方向に伝播させると,寸法が大きくにつれて,超音波の減衰が激しくなり,計測が難しくなった。これは次年度の課題となり,初年度の研究目的である「木材の空中超音波の計測方法の確立」は完全に達成されていない。以上のことから,達成度について「やや遅れている」と自己評価した。本年度に生じた問題点の解決した上で,以下の2点について本研究課題を推進していく予定である。・問題点の解決:接線および半径方向の空中超音波の伝播速度の計測方法を確立する。周波数の低い探触子を使用し,木材内部での超音波の減衰を少なくし,計測方法を検討する。・空中超音波伝播特性に与える木材の物理的性質の影響:木材試料の含水率を飽水から繊維飽和点,気乾,全乾と変化させながら,伝播速度に与える影響を検討する。・木材の内部欠損の2次元可視化:木材試料に3方向(繊維・半径・接線)に空洞を作製し,伝播速度と受信波形を解析することで,空洞の判別が可能か検討する。さらに得られたデータをデジタル変換して画像化し,2次元可視化を目指す。以上をとりまとめて,関連学協会にて2年間の研究成果の発表と情報収集を行うことで,本研究課題である「空中超音波による木材の非接触式非破壊評価法の開発」の実現につなげたい。初年度に生じた問題点の解決に向けて情報収集をしていたため,研究遂行が遅れて残額が生じた。残額は少額であり,次年度の物品費と併せて使用する。研究費は次年度の研究課題である(1)空中超音波伝播速度に与える含水率の影響,(2)内部欠損の2次元可視化を遂行する際に必要となる関連物品の経費を物品費から,研究成果の発表および情報収集に必要となる経費を旅費等から,研究成果の査読付きジャーナルへの投稿経費をその他から使用する予定である。
工場撤退とその地域的対応に関する地理学的研究

本研究は,工場閉鎖とその地域的対応に関して地理学的分析を試みた。第1に,工場閉鎖を含む工業雇用の時間的・空間的動向を分析した。第2に,鹿児島県内における工場閉鎖に伴う労働者の流動の地域的特質を明らかにした。第3に,半導体産業の工場閉鎖が相次いでいる九州において,産業集積の形成・再編の長期的過程を追跡し,工場閉鎖が産業集積地域にいかなる影響を及ぼすかを検討した。本年度は,工場閉鎖の地域的影響を解明する端緒として,閉鎖工場の労働者の動向を分析し,論文にまとめた.対象地域は,ごく最近に主力工場の閉鎖が相次ぎ,約千人の雇用が失われた鹿児島県出水市である.本研究ではNEC鹿児島従業員の閉鎖後の動向を,出水公共職業安定所の資料によって把握するとともに,同工場閉鎖時の経営幹部,元従業員などへの聞き取り調査を行った.結果の概要は以下の通りである.第1に,NECは,液晶生産を新しい生産設備を持つ秋田工場に集約するため,鹿児島工場を閉鎖した.第2に,従業員は秋田への配置転換か希望退職かの選択を迫られた結果,9割以上の従業員が希望退職を選択した.第3に,離職者のうち約3分の2は再就職した.個々の従業員が,自らのキャリアや家族の事情を斟酌して,再就職に当たり何を優先したかによって,再就職先の地域や業種が異なっていた.第4に,域外への流出は配置転換と再就職を含めて約3割にとどまっており,地元に一定の雇用吸収力があった.大企業の人材を獲得して事業拡大を図ろうとする地元企業の存在,産業構造の変化と関連した非製造業への労働者の移動,高い給与水準による財産形成や公的扶助等の制度などが相まって,大量の失業者を生み出す状況には至らなかった.第5に,主力工場の閉鎖は新規学卒者,とくに技術系人材の地元での就職を困難にし,若者の流出が懸念される.第6に,離職者へのインタビューによれば,再就職に当たり,家族の事情から地元で仕事を求めたこと,妻や子どもの収入が家計を補助したこと,親戚や知人からの仕事の紹介や情報提供などの支援,公的な支援など,離職者を取り囲む様々な資源の活用が重要であった.第1に、工場撤退状況の地域差を把握するため、大都市圏で調査を行った。具体的には岐阜県美濃加茂市において、デジタル家電製造の大手S社工場の閉鎖に伴う労働者の再就職状況について現地調査を行った。九州との大きな違いは非正規労働者、とりわけ外国人労働者の多さである。また日本人・外国人を問わず、再就職先は製造業が多く、東海地域における製造業雇用の多さを反映している。外国人は公的職業斡旋をあまり利用せず、エスニックネットワークを介して再就職先を探す傾向にある。外国人集住地区ゆえに行政からの生活支援や外国人住民の相互扶助、エスニックビジネス等が存在していることも、外国人の再就職活動に重要であることが把握できた。これらの点について調査を継続し実証することが必要である。第2に、大企業の閉鎖や生産再編に伴って中小機械工業にいかなる影響が生じているかを検討するため、熊本県内10社に聞き取り調査を行った。調査対象とした企業の大半は脱下請を目指して取引先の多角化及び新技術・新製品開発に着手しており、その時期は早い企業では1990年代半ばから、多くの企業においては2000年代に入ってからであった。中小企業はイノベーションの創出に注力しており、その地域的基盤として県域スケールでの産学官連携が重要であることが分かった。一方、イノベーション人材として大手企業の退職者を採用している中小企業は散見されるが、採用に必ずしも積極的ではない。その一因は大手企業退職者が専門技術に特化しすぎていることにあり、中小企業の人材ニーズとマッチしていないことが判明した。第3に、工場撤退状況を広域的に把握するため、南九州地域の工場閉鎖に関する情報を新聞記事等により収集した。景気回復基調にある2014年以降においても熊本県、大分県などで半導体メーカー等の大規模工場の閉鎖が続き、雇用問題が生じていることが把握できた。第1に,1990年代以降の工場閉鎖に伴う電気機械工業の雇用変動の地域的動向を把握した。そのために,工業統計データおよび経済センサスデータに基づき,市町村レベルおよび産業細分類レベルにおける分布変化を検討した。その結果,1990年代には東北で雇用の減少が著しく,九州の減少幅は相対的に小さかったが,リーマンショック後には九州でも雇用の減少が大きくなった。東北,九州ともに外部経済条件の比較的良好な地域(おおむね県都周辺やかつてのテクノポリス指定地区など)では雇用の減少が相対的に小さい一方で,そこから離れた地域(非集積地域)において雇用減少が大きかった。労働集約的な業種の雇用減少が国土縁辺地域の非集積地域において集中的に発生していたことが明らかとなった。第2に,大手企業の閉鎖・撤退に伴う地元中小企業の脱下請化の動向を,熊本県内の機械系中小企業に対する調査から論じた。半導体等の大手企業からの発注量が2000年代減少したことをきっかけに,脱下請化を目指してイノベーション活動に着手した。このような地元中小企業のイノベーション活動に対して,各種補助金による開発資金や人材獲得のサポート,公設試験研究機関や大学等との産学官連携による技術開発のサポートなど,公的セクターによる政策的支援が大きな役割を果たしていることも明らかになった。

大企業の撤退・縮小は南九州においては産業集積の再編をもたらしているが,地元中小企業の成長と,それに対する政策的支援によって地域経済への負の影響は多少なりとも軽減されているという一面がある。さらにいえば,誘致大企業を軸に形成された分工場経済から脱却する転機とも捉えられる。地元中小製造業がイノベーション活動を通じて成長することは,大企業撤退による人材の域外流出を食い止めるとともに,地域経済社会の活力の維持・強化にとって重要であることが判明した。本研究は,工場閉鎖とその地域的対応に関して地理学的分析を試みた。第1に,工場閉鎖を含む工業雇用の時間的・空間的動向を分析した。第2に,鹿児島県内における工場閉鎖に伴う労働者の流動の地域的特質を明らかにした。第3に,半導体産業の工場閉鎖が相次いでいる九州において,産業集積の形成・再編の長期的過程を追跡し,工場閉鎖が産業集積地域にいかなる影響を及ぼすかを検討した。今年度は大都市圏において調査を行い、前年度に行った地方圏(鹿児島県出水市)との地域差をある程度明確にすることができた。加えて、工場閉鎖に伴う企業間連関構造の変化について手がかりを得るために、熊本県内中小企業の調査も実施し、有益な知見を得ることができた。経済地理学南九州地域を中心に、さらにいくつかの地域において具体的な情報収集と実態調査を行う。平成27年度が最終年度であるので、成果を取りまとめて発表する。本年度は予備調査を予定していたが,予想以上に対象地域での調査協力が得られ,多くの情報を得ることができた.それによって,実態調査に基づく研究論文を執筆することができた.また,実態調査を通じて,情報源の所在等をつかむことができたので,今後の調査を寄り効率的に行うことが可能と考えている.これらの点は当初の予定以上の成果である.他方で,隣接諸学の検討についてはやや出遅れた感がある.これらを総合し,概ね順調に進展していると評価できる.3月末の出張のための旅費確定が遅れたため、残額の執行が間に合わなかったためである。引き続き既存研究の検討を進め,分析枠組みを精緻化に取り組む.現在調査を行っている対象地域に加えて,地域的条件の異なる別の対象地域の選定を行って予備調査を実施し,地域間比較に取り組む.次年度は早期に計画的に執行する。
NSAIDsの消化管吸収に関する研究

【研究目的】NSAIDsは解熱鎮痛剤として広く使用されており、その中でも「ロキソプロフェン」は本邦において非常に汎用性の高い薬剤であり、国内初のスイッチOTCが上市された現在ではセルフメディケーションの観点からもその吸収動態を明らかにすることは重要である。本研究では、NSAIDsの適正使用をめざす一端として、ロキソプロフェンを中心としたNSAIDsの消化管吸収に着目し、その輸送機構を明らかにすべく種々検討を行った。【研究方法】消化管からのロキソプロフェンの輸送機構を評価するため、in vitro消化管吸収モデルであるCaco2細胞を用いて輸送実験を行い、以下の検討を行った。1Caco-2細胞内へのロキソプロフェン輸送における濃度依存性、pH依存性を評価2小腸上皮細胞に存在する各種トランスポーター(MCT, PEPT, OATP)の阻害剤および代表的なNSAIDsを用いてCaco-2細胞内へのロキソプロフェン輸送に対する阻害効果を評価【研究結果】1Caco-2細胞内へのロキソプロフェンの取り込みはFCCP(脱共役剤)共存下、4°C条件下において顕著に抑制された。また、その取り込みはpH依存性及び濃度依存性(飽和性)を示した。2ロキソプロフェンの取り込みはMCTの阻害剤であるCHCにより阻害された。また、その取り込みはMCT (MCT14)の代表的基質である乳酸やサリチル酸、アセチルサリチル酸、ジクロフェナクなどのモノカルボン酸構造を有する化合物によって有意に阻害された。一方、PEPTおよびOATPファミリーの典型的基質であるGly-SarおよびE-3-Sはロキソプロフェンの輸送に対して阻害効果を示さなかった。【研究成果】本研究により、ロキソプロフェンの消化管吸収においてプロトン勾配を駆動力とするなんらかのトランスポーターが関与していることが明らかとなり、その輸送に関与するトランスポーターとしてMCTが寄与している可能性が強く示唆された。
プロスタグランジン受容体に見られる特異な脱感作現象の解析

1.脱感作PGE_1受容体とそれと会合するGTP結合するタンパク質の精製: ^3HーPGE_1で標識した細胞膜を6%ジギトニンで可容化し、その遠心上清をゲル濾過(ウルトロゲルAcA44)することにより、GTP結合タンパク質と会合するPGE_1受容体(分子量約350kDa)を得た。更に、この会合体をWGAアガロ-ス、フェニルセファロ-スCLー4B及びへパリンアガロ-スを用いて順次精製した。会合体であることは、糖鎖がないGTP結合タンパク質が受容体と共にWGAアガロ-スに吸着し、Nーアセチルグルコサミンで溶出されたことからも支持された。各精製ステップにおける^3HーPGE_1結合量と^<35>SーGTPγS結合活性の比は、最終精製標品において1:3.5であった。2.脱感作PGE_1受容体と会合するGTP結合タンパク質の諸性質の検討:上記で得た精製会合体をGTPの誘導体5ーpーフルオロスルホニルベンゾイルグアノシンでアフィニティ-ラベルを行うと、SDSーPAGEのオ-トフルオログラフィ-上、分子量約60kDaのGTP結合タンパク質と会合していることが確認できた。この会合体中のGTPタンパク質は、毒素によりADPーリボシル化されないこと、GTPを特異的に結合するが、GTPにより結合^3HーPGE_1の親和性は変化しないなど、いくつかの点で従来認められているリガンド結合受容体・Gタンパク質(GDP)会合体とは異なるもので、脱感作受容体の一存在様式と考えられる。3.プロスタサイクリン受容体の脱感作:癌化肥満細胞のプロスタサイクリン受容体は、分子量45kDaと42kDaのコレラ毒素感受性GTPタンパク質(Gs)と会合していることが判った。イロプロスト処理により、両者のGsは細胞膜から細胞質に移行することが判明し、新たな脱感作機構の存在が示唆された。研究実施計画に従い、以下の研究成果を得た。1.脱感作PGE_1受容体とそれと会合するGTP結合タンパク質の延製: ^3HーPGE_1で標識した細胞膜を6%ジギトニンで可溶化し、その遠心上清をゲル濾過(ウルトロゲルAcA44)することにより、GTP結合タンパク質と会合するPGE_1受容体(分子量約350kDa)を得た。更に、この会合体をWGAアガロ-ス、フェニルセファロ-スCLー4B及びヘパリンアガロ-スを用いて順次精製した。各精製ステップにおける^3HーPGE_1結合量と^<35>SーGTPγS結合活性量の比は、最終精製標品において1:3.5であった。

この会合体中のGTP結合タンパク質は、毒素によりADPーリボシル化されないこと、GTPを特異的に結合するが、GTPにより結合^3HーPGE_1の親和性は変化しないなど、いくつかの点で従来認められているリガンド結合受容体・Gタンパク質(DGP)会合体とは異なるもので、脱感作受容体の一存在様式と考えられる。3.今後の研究の展開:上述の現象の生理的意義を明らかにするため、cAMP生成反応における本GTP結合タンパク質の作用を検討する。研究実施計画に従い、以下の研究成果を得た。1.プロスタサイクリン受容体結合と脱感作:受容体結合:PGE_1受容体でみられた特異的な脱感作現象が、プロスタサイクリン受容体においても認められるか否かを調べるため、癌化肥満細胞のプロスタサイクリン受容体の諸性質を検討した。プロスタサイクリンは、非常に不安定であるので、まずその誘導体であるイロプロストやTEIー9063、TEIー1324に対する[ ^3H]イロプロスト、[ ^3H]PGE_2結合とcAMP生成反応に対する効果を検討した。誘導体のPGE_2受容体に対する親和性は、3者ともPGE_2のそれの約1/1000であったが、イロプロスト結合の親和性は、TEIー9063>イロプロスト>>TEIー1324の順であった。cAMP生成反応においてもその作用は、イロプロスト結合の親和性と全く一致した。また、トロンビンによる細胞内Ca^<2+>濃度の増大作用に対しても、これらの誘導体は阻害効果を示し、その作用もTEIー9063>イロプロスト>>TEIー1324であった。TEIー9063は、プロスタサイクリンよりもはるかに安定で、後者は、37°C20分の処理で殆どcAMP生成能を失うのに対し、前者は、37°C60分の処理後でも全く活性に変化はなかった。以上の結果より、TEIー9063は、作用と安定性の点で、イロプロストに勝るプロスタサイクリン誘導体であると言える。プロスタサイクリン受容体とGTP結合タンパン質とのカップリングと脱感作:癌化肥満細胞のプロスタサイクリン受容体は、分子量45kDaと42kDaのコレラ毒素感受性GTP結合タンパク質(Gs)と会合していることが判った。イロプロスト処理により、両者のGsは細胞膜から細胞質に移行することが判明し、新たな脱感作機構の存在が示唆された。2.脱感作PGE_1受容体の精製脱感作PGE_1受容体と分子量60kDaのGTP結合タンパク質との会合体の安定化のため、DSPを用いて架橋を試みたが、会合体の大量精製までには至らなかった。
チタン性精密支台装置製作へのキャストオン法の応用

1)目的精密性パ-シャルデンチャーの支台装置に、アタッチメント、テレスコープ等を適用する際、その製作を合理化するための一つの技法としてcast-on法が報告されている。これは内冠やパトリックス等、一次鋳造体上に二次鋳造体を直接ワックスアップし鋳造を行い、鋳造後に一次鋳造体と二次鋳造体を分離するというものである。既に、金谷、五十嵐らは1次鋳造体表層に種々な分離皮膜を生成させ、二次鋳造体の分離が可能となることを報告している。当講座では,チタンの有用性に着目し、臨床応用を目的として研究を進めてきたが、純チタンを用いたcast-on法の可能性を追求することを目的として、二次鋳造体鋳造時の鋳型の焼成温度、鋳型温度、係留時間などの焼成条件など基礎的な要件について検討した。2)結果1.焼却温度について:焼却温度が低い条件ほど分離しやすく、二次鋳造体の内面の滑沢なものが得られるが、750°C以下では二次鋳造体外面に鋳バリが観察された。これは、焼却温度が低いため鋳型材の焼結強度が得られず、鋳型材にクラックが発生したことが考えられる。2.鋳型温度について:鋳型温度が低い条件ほど二次鋳造体の分離が容易で、特に400°C以下では簡単に分離が行えた。また、二次鋳造体の内面性状も温度が低い条件ほど滑沢になり、室温で鋳造したものが最も良かった。これらは、鋳型の温度が低いほど一次鋳造体表面に適正な酸化被膜が形成されるためだと考えられた。また、バリの発生は、焼却温度が一定であれば鋳型温度が変ってもほぼ一定で、バリの発生は焼却温度のみに影響されると考えられた。3.係留時間について:50分では焼却温度、鋳型温度に影響を受けるが、25分ではどんな条件でも分離が困難であり、二次鋳造体の内面も粗造であった。特に、0分では全く分離することが不可能であった。これは、適正な係留時間を設定しなければ、一次鋳造体表面に適正な酸化被膜が生成されないのだと考えられた。以上の実験結果からチタン鋳造におけるCast-on法の可能性が見い出された。今後この結果をもとにして臨床応用についての検討を行う予定である。
バソプレシンおよびその代謝断片の記憶増進と細胞保護作用に関する研究

バソプレシンによる記憶増進作用は前年報告したV1 receptorのGqタンパクを介したホスホリパーゼ(PLC)Cやプロテインキナーゼ(PKC)Cの情報伝達系を介する経路の他に,cAMP/プロテインキナーゼA(PKA)系の情報伝達系も記憶強化初期段階において必要な事が行動実験系において示唆された。このcAMP/PKA系の増強は従来より記憶増強に関与することは報告されているが,この情報伝達系のみの強化は必ずしも記憶強化につながらず,記憶とこの情報伝達系の関係は逆U字関係にあることが本研究において推測された(Brain Res投稿中)。また,バソプレシン断片やこの新規類似化合物の投与によってcAMP/PKAの情報伝達系が低下した場合でも,記憶の増進が生じる可能性が示唆された。また,逆に,このcAMP/PKA系増強によって生じる記憶障害に対してはバソプレシン断片やこの新規類似化合物の投与はあまり効果が無く,現在,主流である抗痴呆薬ドネペジルの方が有効であった。また,バソプレシシ断片やこの新規類似化合物は記憶の想起作用を有することは前年報告したが,想起作用を生じるには強化よりも大きい投与量が必要であることが判った(裏面発表論文に掲示)。細胞保護作用に関してはグルタミン酸や過酸化水素によって生じる細胞障害がバソプレシン断片やこの新規類似化合物によって抑制されるが,V1 receptorを介したPLC-PKC系による経路が保護作用では主流であることが本研究によって明らかになりつつある。現在も,細胞保護作用においてもcAMP/PKA系を抑制した条件によってバソプレシン断片やこの新規類似化合物による保護作用が生じるかを検討中である。バソプレシン(VP)及びその代謝断片は従来より、学習、記憶の増強作用を持つと言われてきたが、その作用機序には不明な点が多かった。本研究の本年度の目的は、行動薬理学的手法を用いてこれらペプチドの作用機序の解明を行うことであった。実験は、作用が確実なバソプレシン代謝断片の新規合成物質NC-1900を用いて行った。以下に申請時における実験計画目標とその達成状況、及び実験結果の概略を示す。(1)VPによる記憶増進過程の解析:計画目標は概ね達成された。VP代謝断片である新規化合物NC-1900は回避系の課題において、学習(learning)、記憶保持(retention)、記憶の想起(retrieval)の3つの過程、全てにおいて増強作用をもたらした。また、報酬系の課題においては、保持、想起の増強作用が認められたものの学習においては、増強作用は認められなかった。(2)各種glutamate receptorとVP及びVP代謝断片との関係について:計画目標は概ね達成された。回避系の課題において、NC-1900はmGluR1およびmGluR5を介して学習の初期の過程を増強させることが分かった。また、従来では記憶の過程において、不明な点が多かったmGluR2&3も学習課程に関与していることが示唆された。また、これらreceptorによる記憶障害に対しては、NC-1900による増強作用は認められにくかった。(3)VPおよびVP代謝断片による記憶増強作用における逆行性伝達物質の役割について:目標達成度は6割程度である。現在、逆行性伝達物質の候補を検索中である。その中ではロイコトリエンが学習、保持の過程に関与することが回避系の学習課題において確認された。標本の作製については進行は遅れているが、来年度以降も続けたい。