hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
万年スケールでみた黒潮の流路変遷と黒潮分枝流の形成メカニズム

古気候モデルの不確実性を確認するため、昨年度に使った古気候モデル(IPSL-CM5)以外に、PMIP3からさらに4つのモデル(MIROC、CNRM-CERFACS、NASA-GISS、MRI)の結果を用いて、LGM時の風場と熱フラックスを比較した。黒潮流域を含む中高緯度では4つのモデルともに海洋から大気へ熱を放出している。そのうち、東シナ海付近ではCNRM-CERFACSが、日本南岸付近ではNASA-GISSが一番多く熱を失っている。一方、赤道域では、MIROCとMRIが熱を吸収しているが、CNRM-CERFACSとNASA-GISSは熱を失っている。その違いは雲量、海表水温と風場に由来している。また、黒潮の離岸緯度に関わる風応力の渦度がゼロになる緯度について、4つの古気候モデルは違いがほとんど見られなかった。4つの古気候モデルから得られた外力(風応力と熱フラックス)を昨年開発した1/4度の海洋循環モデルに与える前に、古気候モデルのバイアスを修正する必要がある。そのために、古気候モデルのそれぞれの0kaの結果とNCEPの再解析データの差を利用して、それぞれの古気候モデルのLGM時の結果を修正した。修正済みの外力を利用して海洋循環モデルを40年間駆動して得られた黒潮は現在と似た流路を示し、基本的に台湾東部、沖縄の西側と九州南部を流れている。この結果は昨年の計算結果と矛盾していない。これ以外に、LGM時の日本海の表層塩分の低下過程についても日本海の淡水収支を表すボックスモデルを用いて、対馬暖流の流量変動と淡水供給の影響を調べた。3万5千年前からLGMまでの期間中に、対馬暖流の流量が徐々に減少すると仮定した場合は、日本海の表層塩分がLGMまでの最後の12千年に急激に低下した可能性をボックスモデルが示唆した。この点について今後三次元の海洋循環モデルで検証する予定である。複数の古気候モデルの計算は予想より計算時間がかかったため、1/12度の海洋循環モデルの開発がやや遅れている。複数の古気候モデルで駆動した海洋循環モデルの結果を速やかに解析し、感度解析より流動場の相違点の形成原因を特定したいと考えている。また、海洋循環モデルの解像度を1/12度に改良し、海底地形の影響を調べる。海水準の変動に伴う対馬暖流の変動特性を解明するため、海水準を10m刻みで下げる計算を開始する。これまでの進捗状況が予定よりやや遅れているが、今後、計算効率を向上するとともに、解析を速やかに実施することで全体の遅れを挽回できると期待しているため、全体の研究計画について特に変更する必要がないと思われる。最終氷期最盛期(LGM)では、氷床の発達により海水準が低下した。また、偏西風と大気海洋間の熱フラックスも変化していた。そのため、当時の黒潮を推定する際は上記の3要素を併せて考慮する必要がある。H29年度はLGMの環境に関する3要素を導入した海洋大循環モデルを用いて、LGM中の黒潮流路や流速を調べ、さらにシミュレーション結果と先行研究の比較を行うことで古海洋分野の個々の研究から得られている断片的な海流像を統合することを試みた。海洋大循環モデルはJAMSTECで開発された北太平洋海洋大循環モデルを使用した。積分時間は40年間であり、全6ケースの計算を行った。Case1は現代を想定したものであり、Case2はLGMの環境を導入したものである。Case3では海水準低下と偏西風の南下を導入し、熱フラックスの影響を調べた。Case4では先行研究が推測した台湾ー与那国島間の陸橋(land-bridge)の影響を調べた。Case5とCase6は風と海水準低下をそれぞれ導入することで、両要素の影響を調べた。海水準低下はモデル内の水深を変化させることで対応した。LGMの風応力と海表面熱フラックスは、古気候モデル(PSL-CM5)のアウトプットを使用した。現代については、NCEPのデータを使用した。Case1とCase2の黒潮は東シナ海内での流れが異なり、Case2では黒潮の半分はケラマギャップから再循環流として流出していた。日本南岸および黒潮続流域では、Case2の黒潮が複数の分岐流路を取っており、どの流路もCase1より南を流れていた。これらの変化は古海洋学分野の先行研究と概ね一致する。ほかのCaseとの比較から、1)東シナ海の流路変化に海水準低下による海底地形変化が関係すること、2)日本南岸や黒潮続流の南下は、風場と熱フラックスに関連することが分かった。計算用の海洋大循環モデルが構築でき、さらに6ケースの長時間積分も終えた。また、モデル結果と古海洋分野の先行研究との比較を終え、整合性を取れた計算結果を確認した。さらに、6ケースの計算結果を比較し、黒潮の流速の弱化原因を特定できた。

一方、赤道域では、MIROCとMRIが熱を吸収しているが、CNRM-CERFACSとNASA-GISSは熱を失っている。その違いは雲量、海表水温と風場に由来している。また、黒潮の離岸緯度に関わる風応力の渦度がゼロになる緯度について、4つの古気候モデルは違いがほとんど見られなかった。4つの古気候モデルから得られた外力(風応力と熱フラックス)を昨年開発した1/4度の海洋循環モデルに与える前に、古気候モデルのバイアスを修正する必要がある。そのために、古気候モデルのそれぞれの0kaの結果とNCEPの再解析データの差を利用して、それぞれの古気候モデルのLGM時の結果を修正した。修正済みの外力を利用して海洋循環モデルを40年間駆動して得られた黒潮は現在と似た流路を示し、基本的に台湾東部、沖縄の西側と九州南部を流れている。この結果は昨年の計算結果と矛盾していない。これ以外に、LGM時の日本海の表層塩分の低下過程についても日本海の淡水収支を表すボックスモデルを用いて、対馬暖流の流量変動と淡水供給の影響を調べた。3万5千年前からLGMまでの期間中に、対馬暖流の流量が徐々に減少すると仮定した場合は、日本海の表層塩分がLGMまでの最後の12千年に急激に低下した可能性をボックスモデルが示唆した。この点について今後三次元の海洋循環モデルで検証する予定である。複数の古気候モデルの計算は予想より計算時間がかかったため、1/12度の海洋循環モデルの開発がやや遅れている。H29年度、主に1/4度の太平洋モデルを用いて、LGM中の130mの海水準の低下と偏西風の南下に対する黒潮の流路と流速の応答を調べた。H30年度は古気候モデルの不確実性を確認するため、多数の古気候モデルの結果を1/4度太平洋モデルの外力に使用し、40年間の計算より黒潮の流路と流速の変化を調べる。この作業では古気候モデルのバイアスの有無にも注目し、モデル間の平均場のバイアスを最小限に抑えることより海洋モデルの計算精度を向上する。また、LGM時だけではなくて、7000年前を対象とする気候モデルの結果も海洋モデルの外力に利用し、7000年前の海流場を再現する。1/4度の太平洋モデル以外に、1/12度の北西太平洋モデルも動かし、1/4度の太平洋モデルで見られた黒潮再循環が細かい海底地形への依存性を確認するとともに、黒潮の傾圧構造と地形の相互作用を調べる。さらに、LGM期と7000年前の日本海の計算結果から、対馬暖流の有無より日本海における熱収支、淡水収支、水塊構造、海洋循環の変化を調べる。200年間隔の連続計算に必要な気候モデル結果を準備する。日本海南部の若狭湾沖堆積物を用いて、対馬暖流が日本海流入を開始した年代を調査する。そのために、堆積物から浮遊性有孔虫化石を拾い出して放射性炭素年代測定を行う。また、堆積物の表面を蛍光X線分析装置にて分析し、LGM以降の日本海表層環境変化を捉える。複数の古気候モデルで駆動した海洋循環モデルの結果を速やかに解析し、感度解析より流動場の相違点の形成原因を特定したいと考えている。また、海洋循環モデルの解像度を1/12度に改良し、海底地形の影響を調べる。海水準の変動に伴う対馬暖流の変動特性を解明するため、海水準を10m刻みで下げる計算を開始する。
地域在住高齢者のストレス対処能力（SOC）の実態および認知機能との関連

本研究の目的は、地域在住高齢者を対象としてsense of coherence (SOC)の実態を明らかにすることと認知機能との関連について検討することであった。横断的解析ではSOCと低栄養状態などの老年症候群に関連した項目との間に関連が示唆された。フォローアップ調査において、SOCスコアの平均値は保持されていた(68.0±11.3→67.9±11.5; mean±SD)。2年間のSOCスコアの変化量を従属変数とした重回帰分析を実施したところ、うつスコアが負の関連要因であることが示唆された。SOCと認知機能スコアとの間には有意な線形の関連は見いだせなかった。高齢期は,退職や親しい者との死別などのストレスに加え,自らの老いや病とも調和していくことが重要である.これらにうまく対処し,心身の健康や生活の質を高く保つために大きな役割を果たすと考えられるのが,ストレス対処能力(Sense of coherence: SOC)である.SOCは健康の身体的側面と心理社会的側面の両方に関連していることから,高齢期の重要な健康課題である認知機能の保持にも影響を及ぼしていると考えられる.本研究では,地域在住高齢者を対象としたコホート(太宰府研究・篠栗研究)においてSOCの実態を明らかにするとともに,SOCと認知機能との関連について検討することを目的としている.また,追跡調査を実施するコホートにおいてSOCの変化や認知機能保持との関連についても検討することを予定している.アウトカムはSOC(13項目の短縮版)および認知機能評価(MoCA-J,MMSE,ファイブ・コグ)である.加えて,個人属性,所得や教育歴,身体活動を含む健康行動,うつ症状や生きがい,ソーシャルサポートなどの心理社会的要因などについても調査し検討を行う.2013年度は,研究初年度であることから,本研究課題にかかる情報収集を行うとともに,篠栗コホートにおける追跡調査測定会を実施し933名の参加者からデータを得た.現在,収集したデータの入力が終わり,データクリーニング作業を進めている.また,すでに調査が終了している太宰府コホートではデータベースの構築が完了した.2014年度は、昨年度実施した追跡調査からデータベースを構築するとともに、太宰府コホートのベースラインデータを用い、研究課題の1つである地域在住高齢者におけるストレス対処能力(SOC)の実態を明らかにすることを目的として解析を実施した。調査項目はSOC(13項目短縮版7件法)、属性、所得、生活習慣、外出および交流頻度、ソーシャルサポート、ファイブ・コグによる認知機能評価、老年症候群に関連する項目であり、これらの項目に不備のない638名を解析対象とした。SOCスコアの平均値は68点であり、性や年代、居住形式(独居)など属性との関連は認められなかった。健康習慣として定期的な運動習慣があることや自覚的健康度が高い群、等価所得が高い群、外出頻度や友人と会う頻度が高く、情緒的サポートを受領している群においてSOCスコアは高値であり、これらは先行研究と同様の結果であった。また、ファイブ・コグによる認知機能評価において認知機能が健常であった群のSOCスコアは高く、低栄養や尿失禁、視力低下、咀嚼・嚥下に困難を感じるなど老年症候群に関連する項目においても問題のない群でSOCスコアは高値であった。このことから、強いSOCは高齢期の健康問題にも保護的に作用している可能性が考えられた。今後、より詳細な解析を加えるとともに、追跡データの解析において、ベースライン時のSOCスコアが高い対象において2年後の認知機能の低下や低栄養などの発生が抑制されうるか検討を行う。高齢期は,退職や親しい者との死別などのストレスに加え,自らの老いや病とも調和していかなければならない。これらにうまく対処し,心身の健康や生活の質を高く保つために大きな役割を果たすと考えられるのが,ストレス対処能力(Sense of coherence: SOC)である。本研究課題では,地域在住高齢者を対象としたコホート(太宰府研究・篠栗研究)においてSOCの実態を明らかにするとともに,SOCと認知機能との関連について検討することを目的とした。平成25年度には,篠栗コホートにおいて2年後のフォローアップ調査を実施し,データベースを構築した。平成26年度には横断的解析を実施しSOCの実態について検討した。最終年度は,縦断データを用いて検討を行なった。まずは太宰府コホートにおいて,SOCの変化について検討を行なった。その結果,ベースラインと2年後の平均値には有意な変化は認められず,保持されていることが示唆された。一方,認知機能のスコアは,フォローアップ時に有意な上昇が観察された。そこで2年後の認知機能スコアとSOCの関係について検討したが有意な関連は認められなかった。本研究ではフォローアップ時に認知機能の改善が示唆されたことから,フォローアップ調査に参加した対象と脱落した対象の特性についても付加的に検討を行った。その結果,途中脱落群では認知機能や心身機能が虚弱な傾向にあり,本研究の解析対象は比較的健康度の高い対象である可能性が示唆された。認知機能の変化およびSOCとの関連については篠栗コホートにおいても検討を続けており,これらを踏まえ総括を行なう。

2年間のSOCスコアの変化量を従属変数とした重回帰分析を実施したところ、うつスコアが負の関連要因であることが示唆された。SOCと認知機能スコアとの間には有意な線形の関連は見いだせなかった。データの解析やまとめに若干の遅れはあるものの、データベースの構築など研究全体は順調に進展している。健康科学研究計画書に基づき、最終年度である来年度は,追跡調査データを用いた検討を実施し成果をまとめる。2013年度に篠栗コホートにおいて予定していた調査を終え,対象者への結果返却など滞りなくすすめることができた.データベース構築のためのデータクリーニング作業も順調に進んでいる.また,太宰府コホートのデータベースを用い解析の一部を進めている.予定していた学会参加が出来なくなったため、旅費に残額が生じた2014年度は篠栗コホートにおけるデータクリーニングを速やかに終え,データベースを構築する.同時に,太宰府・篠栗コホートのベースラインデータを用い,まずは横断的解析を進め,SOCおよび認知機能の実態を明らかにするとともにSOCと認知機能との関連について検討を行う.データ解析を効率化するための人件費および成果発表、資料収集にかかる旅費として使用予定である作業の効率化により人件費の支出が抑えられたためデータ保存用HDDの購入や成果発表のための旅費を計上している
幼児・児童における教示行為の発達

平成19年度は以下の2点の成果を出した。1点目は,4歳児・5歳児各12名を対象とした「教えないという教えかた」について,仮想場面をもちいた実験についてまとめた。その結果,4歳児・5歳児は,他者が問題解決困難場面にいる場合には,すぐに教示行為を生起させ,教えない行動をとることは困難であることが明らかになった(詳細は,「発達研究」22巻に掲載)。2点目は,3歳児・5歳児各3名を対象とした予備実験を行った。操作の容易なラジコンカーを用いて,幼児に操作方法を習得させた後,実験補助者がラジコンをうまく操作できない場面を幼児の目前で提示した。予備的な結果ではあるが,3歳児は自分で操作することが多かったのに対し,5歳児では言語を用いて教示する・できたかどうかモニターするなどの行動がみられる傾向にあった。今後,実験条件を修正して,より多くの対象者で確認を行う予定である。今年度は,幼児・児童を対象にした教示行為の発達についての研究を実施した。特に,他者の状況によっては,あえて教えないことが他者の知識・技能向上につながるという「教えない教示行為」の発達について実験・調査を行った。4歳児10名,5歳児13名,小学2年生66名,4年生54名,6年生63名を対象とした。幼児では個別実験,小学生には調査用紙を配布してデータ収集を行った。自分は解決策を知っているが,他者はそれを知らず,しかし,もうすぐできそうな状況を絵本場面で提示し,その場での行動を尋ねた。例えば,友だちが,紙飛行機を折ることができないが,しかし,もう少しで紙飛行機が完成しそうな状況を提示した。その結果,小学校2年生から徐々に「教えない」とする回答が増加することが明らかになった。この事実は,脱中心化に代表されるような他者理解の発達と関連することが示唆される。次年度は,以下の2点について研究をすすめる予定である。1つは,今回の結果をとりまとめ,学会発表・論文投稿を行う。もう1つは,幼児を対象にした教示行為の発達についてさらに検討をすすめる。
ストレス蛋白特異的γδT細胞の抗原認識機構及び、その生体防御機構における役割

1.マウスγδT細胞の妊娠維持における役割子宮上皮内γδ型T細胞が妊娠により増加すること、特に、セミアロの妊娠において増加が著しいこと。これらのγδ型T細胞がTGF-βを産生することにより胎児に対するαβ型T細胞の反応を抑えていることがわかった。2.サルモネラ感染症マウスモデルにおける内因性IL-10/TNFα/HSP/γδ型T細胞誘導の関係。抗IL-10mAb投与により、サルモネラ感染早期の抵抗性が高まることを見いだした。そのメカニズムとして、内因性IL-10を抗IL-10mAb投与によりブロックすると、サルモネラ感染初期のマクロファージのモノカイン産生(TNFα)でみた活性化及びHSPの発現が高まり、その結果として、γδ型T細胞の感染局所への増加を促したことによると考えられた。3.マクロファージのTNF-α産生におけるγδ型T細胞の役割LPS刺激後のマクロファージのTNFα産生量を調べたところ、γδ型T細胞欠損マウスよりも対照マウスのマクロファージでLPS量依存的にTNFα産生量が高かった。γδ型T細胞欠損マウスのTNFα産生能はγδ型T細胞との混合培養で、対照マウスのマクロファージと同程度まで回復した。一方、αβ型T細胞およびNK細胞との混合培養ではTNFα産生の上昇は認められなかった。γδ型T細胞はHSPと反応しIFNγを産生することが知られており、γδ型T細胞が産生するIFNγでマクロファージが活性化され、TNFα産生能が高まるものと考えられた。そこで、γδ型T細胞によるマクロファージのTNFα産生能の増加をIFNγに対する抗体で阻止できるか調べた。その結果、γδ型T細胞との混合培養で認められるTNFαの産生量の上昇は抗IFNγモノクローナル抗体によって阻止された。これらのことから、HSP反応性γδ型T細胞は外部から受ける様々なストレスによって誘導されるHSPを認識し、IFNγを産生することによって、平常時からマクロファージを活性化し、病原体などの異物に対して早急に反応できる生体防御システムを作ることが示唆された。
緑内障の新規治療薬としてのアペリンに関する研究―遺伝子改変動物を用いて―

緑内障は、網膜神経節細胞の脱落によって失明に至る進行性の眼疾患である。緑内障の病態進行には、眼圧上昇が関与することが知られているが、眼圧を降下させても、緑内障の症状が進行する症例が数多く存在する。したがって、緑内障の網膜神経節細胞死を抑制する新たな治療薬の開発が求められている。本研究において、生理活性ペプチドであるアペリンが緑内障モデルマウスで生じる網膜神経節細胞死を抑制することを見出したことから、アペリンが新規緑内障治療薬となる可能性が示唆された。緑内障は、眼圧上昇により網膜神経節細胞死が惹起され、重篤な視力障害を呈する眼疾患として知られているが、眼圧降下剤により眼圧を十分に降下させても、病態が進行する症例が数多く存在している。この事実は、眼圧以外の要因が緑内障における網膜神経節細胞死に深く関わっていることを示している。本年度は、内因性アペリンが緑内障における網膜神経節細胞死に影響を与えるかどうかを明らかにする目的で、アペリン欠損マウスを用いてNMDA投与による緑内障モデルマウスを作製し検討した。その結果、野生型マウスでは網膜神経節細胞死がほとんど起きない低用量のNMDAをアペリン欠損マウスに投与すると、網膜神経節細胞死が引き起こされることを見出した。このアペリン欠損マウスにおける網膜神経節細胞死の誘導機構を明らかにするため、NMDAによる網膜神経節細胞死を促進させるTNF-αの発現レベルを解析した結果、NMDAを投与したアペリン欠損マウスの網膜では、野生型マウスと比較して、TNF-αの著明な発現上昇がみられた。このアペリン欠損マウスにおけるNMDAによるTNF-αの発現上昇は、アペリンの硝子体内投与により抑制された。また、アペリン欠損マウスでみられるNMDA誘発網膜神経節細胞死は、TNF-α中和抗体の硝子体内投与により抑制された。また、本年度導入した網膜電図記録装置を用いて、加齢に伴う網膜神経節細胞の光刺激応答の変化を解析した結果、老齢マウスでは、若齢マウスと比較して光刺激応答の低下がみられた。この加齢による光刺激応答の低下は、アペリンを欠損させることにより著明に促進された。以上の結果より、アペリンを欠落させると網膜神経節細胞の脆弱性が亢進することが示され、緑内障における網膜神経節細胞死にアペリンが関与する可能性が示唆された。本研究課題では、眼圧以外の要因が緑内障における網膜神経節細胞死に関与するかどうかを明らかにすることを目的の一つとしている。今年度の検討において、野生型マウスでは網膜神経節細胞死が起きない低濃度のNMDAをアペリン欠損マウスに投与すると、細胞死が引き起されることを明らかにした。本研究結果は、本来、網膜神経節細胞死が生じない条件下でも、網膜のアペリンの発現が低下していると、細胞死が引き起こされる可能性を示唆している。また、アペリンを欠損させることにより、加齢に伴う網膜神経節細胞の光刺激応答の低下が促進されることを見出したことから、加齢に伴う網膜神経節細胞の機能低下に対して、内因性アペリンが保護作用を示す可能性が示唆される。以上のことから、本研究は、おおむね順調に進展しているといえる。緑内障は、視神経を構成する網膜神経節細胞の脱落を主徴とする眼疾患であり、成人の中途失明原因の第一位を占める。現在、本疾患の病態進行を抑制する治療薬として、眼圧降下剤が用いられているが、本剤が効果を示さない症例が数多く報告されており、緑内障の更なる病態解明と新たな治療薬の開発が求められている。昨年度の研究から、生理活性ペプチドのアペリンをコードする遺伝子をノックアウトしたマウスでは、N-methyl-D-aspartic acid(NMDA)による網膜神経節細胞死が起きやすいことを組織学的解析および機能学的解析により明らかにした。そこで今年度では、アペリンの投与が網膜神経節細胞死を抑制するかどうかについて検討を行った。その結果、アペリンの硝子体内投与は、NMDAにより誘発される網膜神経節細胞死を著明に抑制した。この保護作用は、APJ阻害剤であるML221の同時投与により完全に抑制された。さらに、アペリンの硝子体内投与は、網膜神経節細胞の生存に重要な細胞内シグナルであるAktおよびERKのリン酸化を誘導し、これらのシグナルの阻害剤は、アペリン投与による網膜神経節細胞の保護作用を阻害した。加えて、アペリンの硝子体内投与は、NMDAによる網膜神経節細胞死を促進することが知られているTNF-αの発現上昇を抑制した。さらにアペリン受容体APJが網膜神経節細胞に発現することを見出した。以上の結果より、アペリンは、網膜神経節細胞のAPJ受容体を介して網膜神経節細胞死を抑制することが示された。Apelinの投与により網膜神経節細胞死を抑制できること、およびその保護作用機構の一端をを明らかにしたことから、本研究は概ね順調に進展しているといえる。緑内障は、視神経を構成する網膜神経節細胞の脱落により失明に至る眼疾患であり、本疾患の病態進行には、眼圧の上昇が関与することが知られている。しかし、眼圧降下剤が奏効しない症例が多数存在することから、網膜神経節細胞死を抑制する治療薬の開発が求められている。

昨年度の検討において、N-methyl-D-aspartic acid (NMDA)の硝子体投与によって引き起こされる網膜神経節細胞死に対してアペリンの硝子体内投与が保護作用を示すことを明らかにした。緑内障における網膜神経節細胞死は、様々な要因により引き起こされると考えられていることから、アペリンの緑内障治療薬としての更なる有用性を示すため、今年度は、網膜虚血再灌流による網膜神経節細胞死に対するアペリンの保護作用について検討を行った。野生型(WT)マウスおよびアペリン遺伝子欠損(KO)マウスの前眼房に100 mmHgの圧力を負荷することにより、網膜虚血を惹起させ、その1時間後に圧を解放し、網膜の血流を再開させることで、網膜虚血再灌流を引き起こした。その結果、網膜虚血再灌流24時間後のWTマウスの網膜において、網膜神経節細胞死がみられ、この細胞死は、アペリンKOマウスにおいて著明に増加した。また、網膜電図記録装置を用いて網膜の光刺激応答を解析した結果、網膜虚血再灌流による網膜の光刺激応答の低下は、アペリンKOマウスにおいて、顕著にみられた。以上の結果より、網膜虚血再灌流による網膜神経節細胞死に対して内因性アペリンが保護作用を有することが示唆され、アペリンの新規緑内障治療薬としての可能性が示された。緑内障は、網膜神経節細胞の脱落によって失明に至る進行性の眼疾患である。緑内障の病態進行には、眼圧上昇が関与することが知られているが、眼圧を降下させても、緑内障の症状が進行する症例が数多く存在する。したがって、緑内障の網膜神経節細胞死を抑制する新たな治療薬の開発が求められている。本研究において、生理活性ペプチドであるアペリンが緑内障モデルマウスで生じる網膜神経節細胞死を抑制することを見出したことから、アペリンが新規緑内障治療薬となる可能性が示唆された。アペリン欠損マウスを用いた検討から、内因性アペリンが網膜神経節細胞死に対して保護作用を示すことを明らかにしたことから、次年度はこの成果をさらに発展させるため、アペリンの投与により網膜神経節細胞の保護作用がみられるかどうかを明らかにし、アペリンの緑内障に対する治療薬としての有用性について検討を行う。NMDAによる網膜神経節細胞死に対して、apelinが保護作用を示すことを明らかにしたことから、次年度では、他の要因により引き起こされる網膜神経節細胞死に対して、apelinが保護効果を示すかどうかを明らかにする。薬物治療学次年度に計画している新たな緑内障モデル動物の確立に必要なマウスや試薬の購入費が次年度の予算を上回るため。緑内障モデル動物作成に必要なマウスや試薬の購入を計画している。
速度可変型準安定原子源の開発と表面電子状態抽出

準安定ヘリウム原子は固体表面で脱励起する現象を利用して、表面最外層の電子状態を抽出できる。ところが、表面ー原子間で生じる電子放出プロセスは複数あり、スペクトルの解釈が難しい。もし準安定ヘリウム原子の速度を変えることができれば、脱励起過程についての情報が得られ、スペクトルの解釈も容易になる。本研究では、ヘリウムイオン源を立ち上げ、減速レンズ、電荷交換室を設計製作し、速度可変型準安定ヘリウム原子源を製作した。今後はこのビーム源を用いて各種表面の電子状態を調べる予定である。準安定ヘリウム原子を生成させるためには、安定なヘリウムガス放電が不可欠である。これまで実験途中で放電が途切れる問題があったが、今回この課題を解決した。ガス流量の放電条件を見つけ、新たにマスフローコントローラーを設置することで安定な放電が実現した。簡易型のアルカリ金属電荷交換室を製作し、予備実験をしたところ、真空度の悪化やアルカリ金属が測定室に流入する問題が懸念される。更にアルカリ金属は消耗してなくなるため、新たに充填しなおす必要もある。これらの問題に対応するための電荷交換室の設計を行った。127度円筒共軸型エネルギーアナライザーの製作を行なった。無酸素銅を切り出し、電極を取り付け、検出器としてマルチチャネルプレートを用意した。ヘリウムイオンをアルカリ蒸気に入射させることでヘリウムイオンから準安定ヘリウム原子への電荷交換を発生させる。このためアルカリ金属蒸気室を伴う電荷交換室を設計製作した。アルカリ蒸気を安定させて発生させるために、ヒーター温度を調整できる仕様にした。またアルカリ蒸気が分析室に流入するのを防ぐためにビーム出口を冷却する機構を加えた。このため冷却水循環機構を伴う構造となった。さらに減速レンズを用いてヘリウムイオンを減速させる機構をアルカリ蒸気と同電位にする機構にした。減速させた状態で電荷交換を発生させる必要があるからである。排気系にはターボ分子ポンプを用いた。真空排気した状態で、アルカリ蒸気室のるつぼの温度、蒸気室出口の温度が、それぞれ設定した温度に調整できることを確認できた。今後は減速レンズをこの電荷交換室に組込み、実際にアルカリ金属蒸気を用いた準安定原子生成実験を行う予定である。電子放出材料表面の電子状態抽出実験の試料として、鉄/シリコン表面、ダイヤモンド表面およびダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜表面をX線光電子分光法、オージェ電子分光法、紫外光電子分光法、そしてラマン散乱法の各手法を用いて測定した。速度可変型準安定原子源の動作が確認できしだい、水素終端ダイヤモンド表面の電子状態を調べる予定である。またアルカリ金属吸着表面などの低仕事関数表面について、準安定原子の脱励起過程について調べる予定である。準安定ヘリウム原子が固体表面で脱励起する現象を利用して、固体表面最外層の電子状態を捉えることができる。しかし表面ー原子間で生じる電子放出プロセスは複雑で解釈が難しい。もし入射速度を変えた準安定ヘリウム原子源があれば、表面ー原子間の電子移行プロセスについて時間依存性の立場から明らかになり、表面電子状態を直接抽出できる。本研究はこの速度可変型準安定ヘリウム原子源を開発し、表面電子状態抽出を行なうことを目的とする。入射速度の大きな準安定ヘリウム原子は、アルカリ金属蒸気を利用したヘリウムイオンの電荷交換で実現できる。平成23年度は速度可変型準安定原子源の開発と電子エネルギーアナライザーの改良を行なった。設備としてはターボ分子ポンプを増設し、真空排気環境を向上させた。速度可変型準安定原子源の構成は大きく分けて3つあり、そのうちのヘリウムイオン源は可動している。また減速レンズについても設計ができている段階であるが、もう1つの電荷交換室について、真空度の改善やアルカリ金属再利用の機構を設けると予算がかさむので製作を翌年に繰り越して設計製作することとした。このため、達成度をやや遅れているとした。そのほかについては、おおむね順調に進展している。電荷交換室の設計に着手し、製作構想がまとまった。アルカリ金属蒸気生成の加熱機構や冷却による再利用の条件を満たすためには、当初予定の研究費を超えることになったため次年度予算を合わせて製作することとした。そのため電荷交換室の製作は次年度に行う。今年度、電荷交換室の製作に着手する。電荷交換の効率等、基礎実験を繰り返したのち、メインチェンバーに移設し、本格的な表面電子状態抽出ならびに、時間応答スケールのデータ取得を行う予定である。ヘリウムガスをイオン化室で放電させ、ヘリウムイオンを生成する。その後、減速レンズを通して減速する。このヘリウムイオンを電荷交換室に通す。アルカリ金属は比較的扱いが容易なリチウムを利用する。ヘリウムイオン源は既に製作を終えているので、減速レンズと電荷交換室を設計・製作すればよい。このため本研究は計画通りに進むものと考えてよい。電荷交換室製作のために研究費を使用する予定である。速度可変型準安定原子源の開発のうち、特に電荷交換室の製作に研究費を利用する計画である。ステンレスを基本材料として、ヒータ加熱によってアルカリ蒸気をつくり、そこにヘリウムイオンを通過させて電荷交換を行う。
削除現象と作用域解釈から見えるインターフェイス条件の性質

本研究では、日本語や他のアジア言語に特徴的に観察される削除現象と数を表す数量詞の解釈を切り口に、人間言語における文構造とその意味・音声解釈の適切な関係の在り方を探求する。日本での実証研究、そしてインドネシアとシンガポールでのフィールドワークを通じてこれらの領域における新たなデータを発掘することによって、構造と意味・音声との関係が自然言語ではどのように成立しているのかという、いわゆるインターフェイス条件の性質の解明を本課題の主要な研究上の問いとする。
肺線維症における炎症細胞社会

本計画研究は、新規包括的single-cell transcriptome解析法Nx1-Seqを用い、肺線維化組織における細胞相互作用ネットワーク、そのモデル化によるネットワーク動態と動作原理の解明、及びモデルに基づく肺線維症新規予防・治療戦略の策定を目的としている。今年度は、薬剤誘導性の肺胞上皮傷害を起点として急性炎症後に一過性の線維化が進行するブレオマイシン誘導肺線維症モデルを用いて、正常、炎症早期、炎症終期(線維化期)と炎症細胞社会が変遷する過程の細胞間・分子間相互作用を解析した。正常、炎症早期、炎症終期のマウス肺から、血管内血球画分を除いた細胞懸濁液を調整し、Nx1-Seqを用いて各病態ステージにおける包括的single-cell transcriptome像を得た。検出された遺伝子のうち、細胞表面または細胞外のタンパク質をコードしている遺伝子を抽出し、既存の遺伝子相互作用ネットワーク推定アルゴリズム、および分子間相互作用データベースを用いて、各レセプター/リガンド間相互作用ネットワークを構築した。構築されたネットワークと各1細胞のレセプター/リガンド発現量に基づき、各細胞同士の結びつきを同定し、細胞間相互作用ネットワークを再構築した。ネットワーク内において、結びつきが強い細胞で構成されるサブネットワークを同定した。炎症早期には、TGFb1, Pdgfa, Spp1, Ccl2, Col1a2等の線維化や炎症においてHubな役割を果たす分子を中心に構成される11個のサブネットワークを認め、一方炎症終期にはこれらのサブネットワークが5つに収束していた。細胞間相互作用ネットワーク解析により、線維化疾患の進行過程における炎症細胞社会の変遷を示すパイオニア的研究成果と考えている。独自の包括的single-cell transcriptome解析法Nx1-Seqを用い、正常および炎症肺を構成する単細胞の遺伝子発現を高感度に解析出来た。得られたデータはフローサイトメトリーのデータと相関性の高いものであり、またクラスター解析や細胞系譜解析などにより細胞社会の変遷も明らかに出来た。加えて、独自の細胞間相互作用ネットワーク解析により、線維化疾患の進行過程における炎症細胞社会の変遷も明らかに出来た。今回見出された炎症細胞社会クラスターのヒエラルキーを解明し、炎症細胞社会の動的モデル化を目指す。すなわち分子のシグナル経路のように、どの炎症細胞社会クラスターが肺線維化カスケードにおいて「上流」あるいは「下流」に位置しているのかを構成細胞の遺伝子発現上の類似性や空間的局在を元に推測する。さらに、より「上流」に位置する炎症細胞社会が現れるタイミングについて炎症細胞社会の構成細胞特異的なマーカーを探索して同定する。「上流」の炎症細胞社会のハブとなる細胞外の因子に対する、中和抗体・阻害剤への介入による、肺線維化の予防可能性を検証する。肺線維化自然発症モデル(SftpcI73T Tgマウス)を作成し、コンセプトを検証する。
リン酸エステル結合を有しかつ高度に官能基化された抗腫瘍活性分子の不斉合成

Phoslactomycinsとfostriecinは近年単離、構造決定された抗生物質である。phoslactomycinsは骨髄ストローマ細胞がコロニー促進因子を増殖する過程において、誘発活性を持っている。つまり、造血機能異常の治療に有効であり、臨床への応用が期待されている。しかし、作用メカニズムの詳細はまた解明されていない。一方,構造に目を向けると、5個の不斉中心に加え,リン酸基とアミノ基を有しており合成は困難を極めると予想される。しかしながら、phoslactomycinsの合成法を確立できれば,この分野に貢献できると信じ,以前私が手がけたfostriecinの合成を参考にして合成研究を開始した。はじめに、分子中央部に相当するα-PMB-オキシ・ケトンを合成した。これに,ビニルアニオンを反応させるとキレート型球核付加反応が高選択的に進行し、望む立体化学を有する化合物が得られた。次に、この分子の左側にラクトン環を構築し,一方,右側には薗頭反応とZnを用いるアセチレンの還元反応を組み合わせてシス・シス共役ジエンを構築した。続いて、アミノ基を光延法で導入し,その後,9位のPMB保護機を外してリン酸基を導入した。最後に水酸基の脱保護に続いてアミノ基とリン酸基の脱保護を行ない,phoslactomycin Bを合成した。さらに,アミノ基を導入せずに同様の変換反応を行うと生合成中間体として提唱されているdeamino体も合成できた。次に,右端にあるシクロヘキシル基上にキラルなエステル化された水酸基を有するタイプのphoslactomycinsの合成研究を行った。はじめに,キラル補助剤を持つアクリル酸エステルとブタジエンとのDiels-Alder反応を活用して工学活性なシクロヘキシル環の合成法を確立した。一方,左端のラクトン部分は[2,3]-Wittig反応を活用する構築法を見いだした。Phoslactomycinとphospholineは近年単離、構造決定された抗生物質である。これらの物質は造血機能異常の治療に有効であり、臨床への応用が期待されている。しかし,作用メカニズムの詳細はまた解明されていない。平成16年度では,以前申請者が手がけたfostriecinの合成戦略を活用してphospholineの合成研究を行なった。分子中央部分に相当するケトンAをfostriecinの合成法を改良して合成した。次に,このケトンに対して左のラクトン部分に相当するビニルアニオンとのキレート型付加反応を行った。しかし,fostriecin合成の時とは異なり,ケトンAのβ位にあるシリルオキシ基が脱離してしまった。このキーステップを実現するため,各種のビニルアニオンを検討したところ,CH_2=CHMgBrを用いると首尾よく付加反応が進行した。こうして導入したビニル基をオゾン分解し,得られたアルデヒドに不斉アルドール反応を行なった。ラクトン部の構築にはグラブス触媒を用いるメタセシスを検討したが,fostriecinの場合と異なり全く反応しなかった。第2世代の触媒を用いてもラクトン体は得られなかった。その後種々の方法を試み,cisオレフィンを与える条件下でWittig反応を行うとラクトン環が収率よく構築できることが判明した。続いて,分子右側にあるアセチレン基をビニルヨウ素基に変換し,Pd触媒を用いてシクロヘキシルビニル基を導入しphospholineの全炭素骨格を構築した。次に,シリルオキシ基をアジド経由でアミノ基に変換した。現在,水酸基とアミノ基の脱保護を検討している。
半導体表面の機能化による光エネルギー変換効率の向上

本研究者らは半導体電極を用いることにより,光エネルギーを電気化学的に変換してクリーンエネルギーである水素燃料および電気エネルギーを発生させる電気化学光電池を研究してきた.本年度においては光エネルギー変換効率の向上をめざして,以下の各項目に示すような半導体表面機能化を試みた.(1)無機半導体-有機高分子系を用いる新しい機能界面の発現:非常に反応活性な光励起TiO_2表面等を用いる表面機能化法としてピロール溶液中で光電解し,光照射されたところに有機高分子物質をつけ,新しい機能表面を作った.この新しい光表面を用いて画像形成,色素のとりこみなど特異な反応をおこさせた.(2)半導体電極の化学修飾法に機能化:溶解反応をおこしやすいGaAsやInPなどの半導体をシアン化合物による化学修飾や,ポリパイロールによる高分子被覆をおこない,安定化と機能をおこなった.(3)最適の解媒担持による半導体電極系と光触媒系のシステム設計:太陽エネルギーの化学エネルギーや電気エネルギーへの変換効率の高いシスチムを組み,その特性を検討した.(4)機能化された光励起半導体表面のいろいろの応用可能性の追求:光エネルギーへの変換以外の応用も期待し,研究成果を総合的にまとめ,応用できる領域への発展を考えた.特に新しい画像形成法,新しいリソグラフィー技術など応用できる分野が多いことから,具体的にホログラフィー用パタンの作製,色素画像を形成し,その解像度を求めた.本研究者らは半導体電極を用いることにより,光エネルギーを電気化学的に変換してクリーンエネルギーである水素燃料および電気エネルギーを発生させる電気化学光電池を研究してきた.本年度においては光エネルギー変換効率の向上をめざして,以下の各項目に示すような半導体表面機能化を試みた.(1)無機半導体-有機高分子系を用いる新しい機能界面の発現:非常に反応活性な光励起TiO_2表面等を用いる表面機能化法としてピロール溶液中で光電解し,光照射されたところに有機高分子物質をつけ,新しい機能表面を作った.この新しい光表面を用いて画像形成,色素のとりこみなど特異な反応をおこさせた.(2)半導体電極の化学修飾法に機能化:溶解反応をおこしやすいGaAsやInPなどの半導体をシアン化合物による化学修飾や,ポリパイロールによる高分子被覆をおこない,安定化と機能をおこなった.(3)最適の解媒担持による半導体電極系と光触媒系のシステム設計:太陽エネルギーの化学エネルギーや電気エネルギーへの変換効率の高いシスチムを組み,その特性を検討した.(4)機能化された光励起半導体表面のいろいろの応用可能性の追求:光エネルギーへの変換以外の応用も期待し,研究成果を総合的にまとめ,応用できる領域への発展を考えた.特に新しい画像形成法,新しいリソグラフィー技術など応用できる分野が多いことから,具体的にホログラフィー用パタンの作製,色素画像を形成し,その解像度を求めた.半導体電極を用いることにより、光エネルギーを電気化学的に変換してクリーンエネルギーである水素燃料および電気エネルギーを発生させる電気化学光電池の研究、さらに電気化学光電池を単純物化された半導体粉末を懸濁させた光触媒反応の研究をおこなった。1半導体の化学修飾法による機能化;水の光分解が可能なTi【O_2】n型半導体や溶解反応をおこしやすいZnOやGaAsなどの半導体をシラン化合物による化学修飾やポリパイロールによる高分子被覆をおこない、機能化と安定化をおこなった。Ti【O_2】上へのポリピロールの電解析出が可能であることを確かめ、次いで同様の手法をZnOにも適用し、光照射された部分にのみ機能化が可能であることが判明した。2 Ti【O_2】等の光触媒系への各種金属の担持とその電解分離率からの検討:いろいろの半導体粉末(例えばTi【O_2】,Cds,CdSeなど)を光触媒として用いこれらに各種触媒金属を担持したときの電解分離率を測定し光触媒作用の機構を調べた。3 Ru【O_2】を担持した光触媒系における作用特性の解明;Ru【O_2】は酸化反応への触媒特性が良いと言われているが、Ru【O_2】が働起電子によって還元され、Ruとして働いていることを確認した。すなわちRu【O_2】の役割を光電極特性から解明できた。4スプレーパイロリシス法による酸化物半導体の作製その光電極特性;アセチルアセトンオキシチタンなどをエタノールにとかし、スプレーパイロシスによりSn【O_2】上に各種酸化物半導体、薄膜を作った。これらの光電極特性を測定し、これらが有用な半導体電極材料であることがわかった。
企業間取引を考慮した合併の社会的影響に関する研究

この研究では,企業間取引(垂直的市場)と合併(垂直的統合と水平的合併)の影響の関係について考察した。主な研究成果は以下となっている。(1)補完的な投入物の市場を考慮した垂直的合併について分析をした。(2)大きな企業が垂直的に合併しやすいことを示した。(3)直接販売と小売企業数の関係を分析した。(4)川上市場の競争圧力によって,川上企業が利益を得ることを示した。(5)イベントスタディを用いて,国内長距離旅客市場の市場画定を行った。本研究では企業間取引を明示的に扱ったモデルを構築し,ライバル企業との合併や取引を行っている企業間の合併の社会的影響について分析することを目的としている。本研究の独自性は,企業間取引を行っている企業の存在する市場がそれぞれ寡占的である状態に着目していることである。また,このようなモデルに直接販売,研究開発,参入圧力,企業の社会的責任などの要素を付加していることも特徴であると言える。本研究により得られた成果は,企業結合ガイドラインの作成や企業結合審査を行う状況などの競争政策を行う際の参考になると考えられる。平成22年度の研究成果は,直接販売に関する研究を"Direct Marketing in Oligopoly"と題する論文にまとめ,査読付雑誌であるJournal of Economics and Management Strategyから受理されたことである。この研究では,製造業者と小売店が存在する市場を考え,製造業者が消費者へ直接販売を行う条件について分析を行った。分析の結果,小売業者数の増加は製造業者の直接販売の販路を圧迫するので,小売業者数の増加は価格を上昇させ,小売業者の利益を増加させる可能性が示された。また,製造業者や小売業者が価格競争を行っている場合,この結論は維持されないことも示されている。通常,企業数の増加は競争を激しくさせるので,価格の低下が予想される。そのため,競争政策では企業数の増加を望ましいものとして考えているが,本研究の結果から,製造業者が直接販売を行っている場合,小売業者数を規制する方が社会的に望ましいという可能性が示されている。この点において,競争政策に対して新しい提案を行っており,本研究は政策上興味深いと考えられる。本研究では企業間取引(垂直的市場)を明示的に扱ったモデルを構築し,ライバル企業との合併や取引を行っている企業間の合併の社会的影響について分析することを目的としている。
興奮性シナプス入力の樹状突起内統合におけるグリア・ニューロン代謝連関の解明

異なる種類の興奮性シナプス入力がアストロサイトによってエネルギー的に支えられて樹状突起内で統合される機構の解明を目指して研究を進めた。形態が異なる二種の特徴的な興奮性シナプスが単一ニューロンに形成される扁桃体中心核を用いて、アストロサイトによるラクテート依存的エネルギー供給がこれらの二種の興奮性シナプスのシナプス伝達の維持に共通して必須であることを明らかにした。さらに、興奮性シナプス伝達に伴う局所的カルシウム動態を解析することによって、二種の興奮性シナプス入力が樹状突起の異なる部位に投射し、入力位置と入力頻度依存的に樹状突起内で統合される可能性を見出した。扁桃体中心核(CeA)の二種のシナプス、1腕傍核(LPB)-CeAと2扁桃体外側基底核(BLA)-CeAシナプスはどちらも興奮性であるにもかかわらず、それぞれシャフトシナプスとスパインシナプスを形成する。これらの特徴的なシナプスが単一ニューロンに形成されるCeAニューロンを用いて、当該年度は以下の事実を見出した。(1)アストロサイトによるラクテート依存的エネルギー供給が両シナプス伝達の維持に担う役割を明らかにするために、その機能分子であるモノカルボン酸トランスポーター(MCT)の薬理学的阻害が及ぼす影響を解析した。1MCT阻害はLPB-CeAとBLA-CeAシナプス伝達をどちらも60%以上同程度に抑制した。2このシナプス伝達抑制は両シナプスともにシナプス前の放出確率の低下を伴わなかった。3MCT阻害はCeAニューロンをわずかに脱分極させた。以上の知見は、興奮性シナプスの形態に関わらず、シナプス伝達の維持にアストロサイトによるラクテート供給が不可欠であることを示す。(2)LPB-CeAとBLA-CeAの興奮性シナプス入力が樹状突起内で統合される様式を明らかにするために、両シナプス伝達に伴う局所的カルシウム動態とその樹状突起内伝播を評価した。1両シナプス伝達はどちらもスパインとシャフトで、一過性かつ局所的なカルシウム動態をNMDA受容体依存性に誘発した。2LPB-CeAの局所的カルシウム動態はシャフトで多く認められたのに対し、BLA-CeAはスパインとシャフトで同程度に生じた。3両シナプス伝達に伴う局所的カルシウム動態が近接して生じたとき、両カルシウム動態は樹状突起の同一部位まで伝播した。以上の知見は、異なる投射元からの興奮性シナプス入力が樹状突起の異なる部位に投射し、入力位置依存的に樹状突起内で統合される可能性を示す。当初は当該年度に、LPB-CeAとBLA-CeAシナプス活動時のCeAアストロサイト内カルシウム動態の解析を行う計画であった。しかし、本計画のアプローチ、すなわち、アストロサイト特異的にCreを発現するマウスとCre依存的にカルシウム感受性タンパク質(GECI)を発現するマウスの交配からアストロサイト特異的GECI発現トランスジェニックマウスを作製するアプローチでは、GECIがアストロサイトに十分発現しない可能性があるとの情報を得たため、アプローチを再検討する必要が生じた。より効率的な発現が予想されるウイルスベクターを用いたアプローチを試みることとし、脳内微量注入実験の予備実験を進めている。また、計画の一部変更に伴い、次年度に計画していた、LPB-CeAとBLA-CeAシナプス伝達に伴うニューロン内局所的カルシウム動態の解析に着手した。しかし、高速カルシウムイメージングの装置の最適化および実験条件の検討に想定よりも時間を費やした。直径1-2 umほどのスパインからイメージングをするためには安定した画像の取得が必須であるが、装置の骨組みの不安定さに起因する画像のブレが生じており、原因同定と問題解決に時間を要した。また、広範囲に三次元に広がる樹状突起に多数存在するシナプスから、特定のシナプス伝達に伴う局所的カルシウム動態が生じる樹状突起部位を同定するのは容易ではなく、その効率を改善するために試行錯誤を重ねて撮像条件や刺激条件を改善した。これらに時間を要したため、当該年度に計画していた、低エネルギー下シナプス伝達に及ぼすアストロサイト依存的エネルギー供給阻害の影響の解析にやや遅れが生じている。二種の特徴的な興奮性シナプス、1シャフトシナプスの腕傍核(LPB)ー扁桃体中心核(CeA)と2スパインシナプスの扁桃体外側基底核(BLA)ーCeAが単一ニューロンに形成されるCeAを用いて、異なる投射元からの興奮性シナプス入力がどのようにアストロサイトによってエネルギー的に支えられ、どのように樹状突起内で干渉して統合されるのか、その機構の解明を目的に研究を進めた。27年度は、アストロサイトによるラクテート依存的エネルギー供給が、LPBーCeAとBLAーCeAの両興奮性シナプス伝達の維持に共通して必須であることを明らかにした。加えて、興奮性シナプス伝達に伴うカルシウム動態の可視化によって、両シナプス伝達が樹状突起の異なる部位で局所的なカルシウム上昇を誘発する現象を見出した。引き続き28年度もシナプス伝達に伴う局所的カルシウム動態を解析し、その時空間的特性を明らかにした。1各シナプス伝達に伴う局所的カルシウム上昇はどちらもスパインとシャフトで認められたが、これらのカルシウムスポットはLPBーCeAではシャフトで、BLAーCeAではスパインで有意に多く観察された。2カルシウムスポットと細胞体の距離、および、カルシウムスポットが観察された樹状突起に至るまでの分岐数に、両シナプス伝達間で差は認められなかった。

3大部分のカルシウムスポットはどちらか一方のシナプス伝達に特異的であったが、一部のスポットは両方のシナプス伝達に応答した。4各スポットが近接して存在したとき、シナプス伝達に伴うカルシウム上昇は樹状突起の同一部位まで伝播した。5シナプス伝達に伴うカルシウム上昇の樹状突起内伝播は単回刺激よりも連続刺激誘発シナプス伝達で顕著であった。以上の知見は、異起源の興奮性シナプス入力が樹状突起の異なる部位に主に投射し、入力位置と入力頻度依存的に樹状突起内で統合される可能性を示す。異なる種類の興奮性シナプス入力がアストロサイトによってエネルギー的に支えられて樹状突起内で統合される機構の解明を目指して研究を進めた。形態が異なる二種の特徴的な興奮性シナプスが単一ニューロンに形成される扁桃体中心核を用いて、アストロサイトによるラクテート依存的エネルギー供給がこれらの二種の興奮性シナプスのシナプス伝達の維持に共通して必須であることを明らかにした。さらに、興奮性シナプス伝達に伴う局所的カルシウム動態を解析することによって、二種の興奮性シナプス入力が樹状突起の異なる部位に投射し、入力位置と入力頻度依存的に樹状突起内で統合される可能性を見出した。現在までの進捗状況に記載したように、アストロサイト内カルシウム動態の解析のアプローチを当初の計画から変更する。アストロサイト特異的にCreを発現するGFAP-Creマウスに対し、Cre依存的にGECIを発現するアデノ随伴ウイルスベクターを脳内微量注入によって感染させ、アストロサイト特異的なカルシウム動態の解析を進める。当該年度に引き続き、シナプス伝達に伴うニューロン内局所的カルシウム動態の解析を行う。局所的カルシウム動態が生じる樹状突起部位の同定効率をさらに向上させるために、グリシンまたはD-セリンによってNMDA受容体電流を増大させ、局所的カルシウム動態の増大を試みる。また、アストロサイト依存的エネルギー供給がシナプス伝達維持に担う役割をさらに詳細に解明するために、低エネルギー下シナプス伝達に及ぼすアストロサイト依存的エネルギー供給阻害の影響の解析を進める。神経科学アストロサイト内カルシウム動態の解析のために二種類のトランスジェニックマウスを購入する計画だったが、アプローチの再検討が必要となり、トランスジェニックマウスを購入しなかった。また、高速カルシウムイメージングの最適化に時間を要したため、実験に必要な消耗品の購入が予定よりも少なくなった。そのため次年度使用額が生じた。主に、実験に必要な消耗品(一般試薬、電気生理実験用消耗品、イメージング実験消耗品)および実験動物の購入に使用する。また、アストロサイト内カルシウム動態解析のアプローチの変更に伴い必要となった一種類のトランスジェニックマウスおよびウイルスベクターを購入する。