hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脱粒性遺伝子からみたイネ属の栽培種成立機構

栽培イネにはOryza sativaとO. glaberrimaの2種が知られ,野生種O. rufipogonとO. barthiiをそれぞれの祖先種とするのが定説になっている.本研究ではイネの種子脱落に関与する遺伝子(脱粒性遺伝子)のひとつであるShattering 3 (Sh3)遺伝子に焦点を当てて,2種の栽培種の非脱粒化(栽培化)機構を探ることを目的とし,(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定,(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明の2項目からなる研究を行った.(1)に関しては,高精度連鎖解析によりSh3の領域を約5kbに絞り込み,一つのORFを候補として実験を進めたが,Sh3はそれとは異なるようであった.そのため,高精度連鎖解析の結果を再検討し,実験を進めている.(2)では,供試した全ての野生イネがSh3を保持していることを確認した.また,O. glaberrimaは機能のあるSh3を保持しているが,Sh3に密接に連鎖する劣性のsh9(iSh3)を保持しており,sh9ホモ個体は,Sh3の存在にもかかわらず非脱粒であった.Sh3とsh9の高精度連鎖解析により,両者は異なる遺伝子座であることがわかった.また,上記(1)におけるORFではO. glaberrimaにおいて翻訳終了前に終止コドンが出現する可能性が示唆され,Sh9の重要な候補として解析を進めている.以上,本研究では,Sh3の機能喪失がO. sativaの成立に深く関与したこと,O. glaberrimaは非脱粒性であるが,機能のあるSh3を保持していること,およびsh9の機能喪失がO. glaberrimaの非脱粒化に関与した可能性があることを明らかにした.今後はSh3およびSh9の単離・同定を完了させ,塩基配列レベルでイネの栽培種成立機構の解明をめざす.栽培イネにはOryza sativaとO. glaberrimaの2種が知られ,野生種O. rufipogonとO. barthiiをそれぞれの祖先種とするのが定説になっている.本研究ではイネの種子脱落に関与する遺伝子(脱粒性遺伝子)のひとつであるShattering 3 (Sh3)遺伝子に焦点を当てて,2種の栽培種の非脱粒化(栽培化)機構を探ることを目的とし,(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定,(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明の2項目からなる研究を行った.(1)に関しては,高精度連鎖解析によりSh3の領域を約5kbに絞り込み,一つのORFを候補として実験を進めたが,Sh3はそれとは異なるようであった.そのため,高精度連鎖解析の結果を再検討し,実験を進めている.(2)では,供試した全ての野生イネがSh3を保持していることを確認した.また,O. glaberrimaは機能のあるSh3を保持しているが,Sh3に密接に連鎖する劣性のsh9(iSh3)を保持しており,sh9ホモ個体は,Sh3の存在にもかかわらず非脱粒であった.Sh3とsh9の高精度連鎖解析により,両者は異なる遺伝子座であることがわかった.また,上記(1)におけるORFではO. glaberrimaにおいて翻訳終了前に終止コドンが出現する可能性が示唆され,Sh9の重要な候補として解析を進めている.以上,本研究では,Sh3の機能喪失がO. sativaの成立に深く関与したこと,O. glaberrimaは非脱粒性であるが,機能のあるSh3を保持していること,およびsh9の機能喪失がO. glaberrimaの非脱粒化に関与した可能性があることを明らかにした.今後はSh3およびSh9の単離・同定を完了させ,塩基配列レベルでイネの栽培種成立機構の解明をめざす.本研究は(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定,(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明の2項目からなり,研究実績の概要は以下のとおりである.(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定Sh3のマッピングベースクローニングに関しては,高精度マッピングがほぼ終了した.平成12年度は,O. glumaepatula ILsに由来するマッピング集団(2688個体)からSh3座を挟む2つのCAPSマーカーで261個体の組換え型を選抜したが,本年度は脱粒性の後代検定とDNAマーカーによる絞り込みを行った.この領域は公開塩基配列データおよび日本晴BACライブラリーが入手可能であったので,公開塩基配列データから近傍DNAマーカーの設定して,候補領域を狭めた結果、BACクローン1個にSh3の候補領域を絞り込んだ.現在,62Kbの範囲内に候補領域を絞り込み,さらなる絞り込みと塩基配列から候補遺伝子の推定を行っている.(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明O. sativaとO. glaberrima(IRGC 104038)の戻し交雑後代BC3F5世代を用いた解析の結果,Sh3と同じ領域が分離する系統に脱粒性極易個体が分離することを再確認した.しかしながら,これらの集団には濃緑葉,丸粒矮性の個体も分離した.連鎖解析の結果,Sh3の極近傍にこの矮性遺伝子が位置付けられ,矮性個体はO. glaberrima由来のSh3のホモ型と共分離しており,非脱粒性であった.

したがって,この矮性遺伝子の極近傍の遺伝子,または矮性遺伝子そのものが脱粒性を抑制していると考えられる.本研究は(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定,(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明の2項目からなり,研究実績の概要は以下のとおりである.(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定Sh3のマップベースドクローニングに関しては,高精度マッピングを継続し,候補となる領域を約5kbに絞り込んだ.この領域には1つのORFが予測されたので,この領域(5.5kb)をO.glumaepatulaからPCR増幅してクローニングし,栽培イネ(台中65号)に形質転換により導入したところ,形質転換イネは強度の脱粒性を示し,また,野生イネ並の離層の形成が観察された.この結果より,5.5kbの領域に含まれるORFがSh3であると結論した.そしてO.sativaの非脱粒化はSh3の機能喪失が要因であると結論付けた.現在,Sh3のcDNAのクローニングおよび発現解析を行っている.(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明O.sativaとO.glaberrima(IRGC104038)の戻し交雑後代から得られたSh3およびiSh3(Sh3に連鎖する脱粒性抑制遺伝子)の両方が分離する集団を約4000個体育成した.この材料により,iSh3の遺伝的解剖が可能となった.また,(1)の結果をもとに野生イネ数種とO.glaberrimaのSh3のゲノム塩基配列を調査した.その結果,O.glaberrimaのSh3はその祖先種O.barthiiと全く同じアミノ酸配列をもつと予測され,O.glaberrimaの非脱粒化はSh3の機能喪失によるものではないというより強い示唆を得た.本研究は(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定,(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明の2項目からなり,研究実績の概要は以下のとおりである.(1)脱粒性遺伝子Sh3の単離・同定O.glumaepatula由来のSh3遺伝子を導入した形質転換イネを作成し,それらが脱粒性を示すこと,およびその後代で脱粒性と外来の形質転換遺伝子とが共分離することを確認した.ところが,この候補遺伝子のcDNA配列の一部を得た結果,O.glaberrimaおよびO.barthiiにおいては栽培イネを含む他種と異なり,翻訳終了前に終止コドンが出現する可能性が示唆された.そのため,より詳細に高精度マッピングを行った結果,従来Sh3であると思われていたORFはSh3ではないことが示唆された.形質転換イネが脱粒性を示した理由は不明であるが,その脱粒性程度が期待されるよりも低い傾向があることから,従来の候補ORFよりも短腕側のORFを新たな候補遺伝子として,塩基配列解析などを行っている.また,従来Sh3と思われていたORFも何らかの形で脱粒性に関与する可能性がある.(2)栽培イネにおける非脱粒化機構の解明O.sativaとO.glaberrima(IRGC104038)の戻し交雑後代から得られたSh3およびSh9(従来は劣性の脱粒抑制遺伝子iSh3としていたが,脱粒性遺伝子Sh9と改称した)の両方が分離する集団の約4000個体の中からマッピングに有用な約280個体を選抜し,その後代を育成した.その結果,1系統のみSh3とSh9との間で組換えが起こった系統が観察され,両遺伝子が別の遺伝子座であることを確認した.また,(1)における従来のSh3候補ORFはSh9である可能性がある.
ピラジン環構築によるパイ電子系の縮環反応の開発

アミノ基をもつポルフィリンやアントラセンを酸化すると一挙にピラジン環の生成を伴って縮環型二量体が生成することを見いだした。また、アミノアントラセンの場合には、反応条件を適切に制御することによって、ピロール縮環型二量体を選択的に合成することにも成功した。縮環型生成物の構造や物性について詳しく研究し、光学測定・電気化学測定・分子軌道計算によって縮環型二量体において有効に共役が拡張し、HOMO-LUMO gapが減少していることを示した。前年度発見したアミノアントラセンの酸化によるピラジン環およびピロール環形成反応について詳しく検討した。その結果、アミノアントラセンをDDQによって酸化する際に、エタノールの添加するとピロール環によってアントラセンが縮環した二量体が収率よく生成することを見いだした。X線構造解析の結果、この化合物はヘリセン構造をもつことが分かった。さらに、この化合物の螺旋構造に基づく光学異性体の分離に成功し、このヘリセンが安定なキラリティーをもつことを明らかにし、円偏光発光などらせんキラリティーに基づく物性を明らかにすることができた。一方、ピラジン環形成反応については化合物のさらなる多量化による共役の拡張について検討した。一方に臭素を導入したアミノアントラセンを酸化すると収率よくピラジン架橋アントラセン二量体が得られた。さらに、末端の臭素をパラジウム触媒を用いるイミノ化反応を経てアミノ基へと変換した。これをさらに酸化したところ、比較的よい収率でピラジン架橋アントラセン四量体が得られることを見いだした。この化合物は12個のベンゼン環と3個のピラジン環を持つにもかかわらず空気中で高い安定性を示すことを明らかにした。また、ピラジン架橋アントラセン四量体のUV/vis吸収スペクトルおよび電気化学測定によって、パイ共役が有効に拡張していることを明らかにした。さらに、酸化的ピラジン環形成の一般性を明らかにするため、アミノフェナントレンの酸化を試みた。その結果、ピラジン縮環体とピロール縮環体が低収率ながら生成した。酸の添加効果を検討したところ、ジクロロ酢酸を加えるとピロール縮環体の収率が大きく向上することが分かった。さらに、ピロール縮環体の構造解析に成功し、この化合物が大きくねじれたπ電子系をもつころを明らかにした。複数のポルフィリンが共平面構造に固定された「縮環ポルフィリン多量体」は赤外領域にまで及ぶ吸収を持ち、大きな非線形光学効果を示すため注目されている。しかし、ポルフィリンを二つ以上の結合により繋ぎ、「縮環ポルフィリン」を合成した報告例は極めて限られている。本研究では、β-アミノポルフィリンをDDQで酸化するとピラジン環によって縮環したポルフィリン二量体が高収率で得られることを見いだした。さらに、生成したピラジン架橋ポルフィリン二量体の構造や物性を明らかにした。紫外可視吸収スペクトルを測定した結果、単量体に比べてピラジン架橋二量体では大きく長波長シフトした吸収をもつ。また、電気化学測定を行った結果、二量体のHOMO-LUMOギャップが狭くなっていることが明らかになった。さらに、X線結晶構造解析により、ピラジン架橋二量体の構造を明らかにした。一方、β-アミノテトラフェニルポルフィリンを用いて反応の一般性を検討した。その結果、四置換ポルフィリンの場合には、ピラジン架橋二量体の他にβ-β結合ポルフィリン二量体が得られることがわかった。さらに、ポルフィリンの代わりにアントラセンをパイ共役系とした場合にも同様のピラジン環形成が起こるかについても検討した。その結果、ピラジン架橋アントラセン二量体が収率よく生成することも分かった。さらに、予想外なことに反応系に微量のアルコールを共存させると、ピラジン環ではなくカルバゾール環が生成するという新しい反応を見いだした。当初の計画では、平成23年度に「ピラジン架橋縮環ポルフィリンテープの創成およびその物性・機能性の探求」を実施するとしていたが、これを年度内に完了させ、「ピラジン縮環多環芳香族化合物の合成」について研究に着手し、ピラジン架橋アントラセン二量体が生成することを明らかにした。さらに、全く予想していなかったカルバゾール環生成反応も新たに発見することができた。予定通り、「ピラジン縮環多環芳香族化合物の合成」についてさらに詳しく研究を進め、アントラセン以外のパイ電子系を用いて反応の一般化を図る。また、新たに発見したカルバゾール環生成反応についても詳しくしらべ、生成物の構造と物性を明らかにする。平成23年度には、研究が非常にスムーズに進行し、効率的に研究を進めることができたので、消耗品費を抑えることができた。平成24年度には、平成23年度に蓄積した知見を活用し、ピラジン縮環多環芳香族化合物の合成を行なう。このため、多様な基質をかなりの量で合成する必要がある。したがって、平成24年度には、研究費の大部分を薬品や精製用品などの消耗品として使用する計画である。
伝統木造建築技術の保存継承に関する日英比較研究

本年度は、英国における伝統木造建築技術の保存状況及びその継承のための取り組みを確認する目的で、下記の通り現地調査を実施した。また、日本の木造建築技術について、資料調査を通してその保護制度に関する情報収集を行った。1.英国における伝統木造建築技術に関する現地調査(2018(平成30)年4月23日27日):ウェスト・サセックス州のウェールド・アンド・ダウンランド野外博物館(Weald & Downland Open Air Museum)において実施された木工技術研修を対象とし、研修の内容となる伝統木工技術の特徴、研修の体制及び研修が開催されるようになった経緯、講師と研修生の経歴について調査を行った。2.英国における木造建築遺産保存に関する現地調査(2018(平成30)年4月28日5月3日):イングランド南東部・東部(ウェスト・サセックス州、イースト・サセックス州、ケント州、オックスフォードシャー州、エセックス州)を中心に、木造建築遺産の残存状況、その保存の方法及び修理履歴に関して調査を行った。3.日本の木造建築技術に関する資料調査:選定保存技術制度の背景と成立過程、国庫の支援による技術研修の体制、及び近世規矩術の保存継承の現状を中心に調査を行った。なお、2018(平成30)年6月以降は、本研究課題を「伝統的木造建築技術の保存継承に関する日欧比較研究」(若手研究)に発展させて研究を継続した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
記憶の装置としての学校―現代台湾における植民地記憶の語りに関する社会学的研究

台湾には日本統治時代に創設された学校が多い。本研究はそれらの学校を対象に、日本統治時代をめぐる歴史・記憶がどのように語られ、どのように受容されているか、を考察したものである。研究期間において現台北市内における小中学校の校史室の展示内容と創立記念行事の実施状況の全体像を明らかにした。また、台南一中同窓会・南中会とその後継校である台南二中の戦後交流のプロセスも解明した。本研究では、戦前の記憶の持続が促された要因として、日本人引揚者同窓会というネットワークと1990年代学校教育に導入された郷土教育とがあげられると指摘した。本研究は、台湾における植民地時代という「過去」の受容とその背後にある問題を、学校という場、校史室という具体的な施設を取り上げて、台湾社会の実態を実証的に解明していくことを目的としている。申請書に記載したように、とくに重点を置いて解明しようとしているのは、以下の三点である。A)学校創立記念行事運営の傾向及び植民地記憶化の実態を解明すること。B)校史室における展示品の選別作業のプロセスを解明すること。C)植民地記憶を持続させる要因を明らかにすること。平成25年度において研究代表者・林は引き続き、植民地時代に創設された学校を中心に調査を行ったが、台湾における植民地記憶化の実態とプロセスに重点を置いた。連携研究者・所澤は、日本語世代へのインタビュー及び学校の現行制度の調査を通して、植民地時代との連続性の問題を明らかにした。なお、社会への発信及び関連研究の交流を目的として、平成25年度は下記のように研究者を招聘して研究会を開催した。研究会の開催により、研究者間の意見交換が活発に行われ、議論は一層深まった。・第1回研究会(2013年11月30日、一橋大学東キャンパス国際研究館4階のAV1号室、司会:所澤潤(東京未来大学))講師:松永正義(一橋大学特任教授)テーマ:戦後台湾における日本と日本語講師:陳培豊(中央研究院副研究員)テーマ:歌謡曲から見た台湾人の記憶ー植民地統治期終息の前後ー・第2回研究会(2014年3月15日、早稲田大学1号館2階現代政治経済研究所会議室、司会:所澤潤(東京未来大学))講師:四方田犬彦(京都造形芸術大学大学院客員研究員)テーマ:台湾における日本映画の影響本研究は植民地時代という「過去」の受容とその背後にある問題を、学校という場、校史室という具体的な施設を取り上げて台湾社会の実態を実証的に解明していくことを目的としている。そのため、平成24年度において、研究代表者・林は台北市行政地域内の国公立の学校例を中心に調査を行った。連携研究者・所澤は、オーラルヒストリー採訪の方法によって日本語世代の戦前と戦後の連続する経験を聞き取った。現時点、次のことが明らかになった。1現台北市内に60校ある植民地時代創設の学校の創立記念行事の多くには、その挙行を通して戦前からの連続性を取り戻そうとする動きが見られ、植民地時代の「過去」「遺構」を自分たちの固有文化として共有しようとしている。2植民地記憶を持続させてきた要因の一つに戦前と戦後に跨った「学校」という場の存在がある。3同窓会(日台双方参与)の存在が、経験者の記憶を維持させるとともに、若い世代へ記憶を継承させている。4植民地時代に形成された各人の能力、学歴、資格が戦後社会で有効に機能したため、それを取得した経緯を思い出す機会、語る機会が多い。学校という場に限らず、戦後台湾における「日本」記憶のあり方の考察を深めるため、平成25年度末から三ヶ月毎に日本と台湾の研究者を招いて「現代台湾における植民地記憶の語りに関する研究」の国際研究集会を開催し、若手研究者にも参加機会を提供してきた。報告のテーマは以下の通りである。第1回研究会:松永正義「戦後台湾における日本と日本語」、陳培豊「歌謡曲から見た台湾人の記憶ー植民地統治期終息の前後」、第2回研究会:四方田犬彦「台湾における日本映画の影響ー石原裕次郎を中心に」、第3回研究会:赤松美和子「現代台湾映画における「日本時代」を考える」、蔡蕙頻「職業を持つ台湾人女性のエリート意識の形成について:看護婦を例として」、第4回研究会:王耀徳/林容慧「1945年前後台湾の化粧文化」、石井清輝「日本統治期の遺構の保存活動における「日本」の位置ー台湾における日本式木造家屋群を対象として」、第五回研究会:石計生「歌謡、歌仔本、雑誌の伝播:日台国境を越えた戦後初期の中野忠晴の文化的影響」、橋本恭子「父を語る、台湾を語るー台北帝大教員の子供たちが語る台湾体験」、林初梅「現代台湾における植民地記憶が形成される土壌ー日本人引揚者同窓会の戦後に注目して」平成27年度において研究代表者・林初梅は引き続き植民地時代創設の学校を中心に調査を行い、旧台南一中同窓会・南中会の調査を進めた。また、成功大学歴史学科陳梅卿教授を招き、研究集会を行った。

陳梅卿教授は、自身が制作したドキュメンタリーの内容と作成過程について「夢のなかの故郷:台南第一・第二高等女学校の卒業生たちの戦前と戦後」というテーマで発表した。本研究はその内容から大きな示唆を得た。また、台湾協会(台湾引揚親睦団体)や台湾引揚者に関する研究調査も行った。植民地時代をめぐる台湾人の記憶の語りについて、日本人引揚者がどのように影響を与えたか、という従来見落とされている問題点の解明に努めた。研究成果の一部は論文「湾生日本人同窓会とその台湾母校ー日本人引揚者の故郷の念と台湾人の郷土意識が織りなす学校記憶」にまとめられた。湾生日本人団体の集会と訪台活動を通して台湾における日本時代の記憶を再生産・共有させるメカニズムを解明したものである。一方、連携研究者・所澤潤は、湾生日本人と日本語世代台湾人のインタビューを行い、オーラルヒストリーを多数採集した。公開発表されたのは、鈴木れいこ、陳逸楽両氏のオーラルヒストリーである。研究期間全体を通して開催した5回の公開研究会の成果をまとめたものとして、所澤潤・林初梅共編著『台湾のなかの日本記憶ー戦後の「再会」による新たなイメージの構築』(三元社、2016年3月)を刊行した。同書は、終戦以前の台湾における「日本」が、いかにして現在の台湾人の記憶となったか、その経緯について、文学、歌謡、映画、看護婦、家屋、学校など様々な角度から探っている。台湾には日本統治時代に創設された学校が多い。本研究はそれらの学校を対象に、日本統治時代をめぐる歴史・記憶がどのように語られ、どのように受容されているか、を考察したものである。研究期間において現台北市内における小中学校の校史室の展示内容と創立記念行事の実施状況の全体像を明らかにした。また、台南一中同窓会・南中会とその後継校である台南二中の戦後交流のプロセスも解明した。本研究では、戦前の記憶の持続が促された要因として、日本人引揚者同窓会というネットワークと1990年代学校教育に導入された郷土教育とがあげられると指摘した。平成26年度において、引き続き植民地時代創設の学校を中心に調査を行い、旧台南一中同窓会・南中会の調査を進めている。なお、音声資料も多数採集しており、目下文字化に着手しているところである。進捗状況は当初計画したとおり、概ね順調である。近現代台湾研究、言語社会学引き続き台湾での調査を行うとともに、国際研究集会の成果を論文集としてまとめたい。学校という場に限らず、関連する研究の議論を通じて、より一層の成果が上がることを期待している。さらに台湾協会(台湾引揚親睦団体)、南中会(台湾引揚者同窓会)に関する研究調査も進める。植民地時代をめぐる記憶の語りの中で、日本人引揚者は台湾社会にどのような関わりをもって参与しているのか、という従来見落とされている問題点の解明に努めたい。研究代表者・林は1990年代の郷土教育と植民地の記憶との関連性を解明するため「台湾に現れた三つの郷土教育ー郷土探し、そして植民地時代の「遺緒」との出会い」という論文を作成した。図書として公刊されるのは次年度になるが、論文の中に述べられたことは、上記研究目的のC(植民地記憶を持続させる要因)に相応しい調査結果だといえよう。連携研究者・所澤潤による研究成果は「台湾ー6-3-3-4制上の独自モデルの追求」という論文であり、上記研究目的のC(植民地記憶を持続させる要因)を解明する内容である。
創傷治癒における上皮系幹細胞のダイナミクス

一般的な実験動物に対する創傷治癒実験よりも、規模が微小な創傷の治癒過程を観察することで、より詳細な創傷の再上皮化までのプロセスを解析している。2年目は初年度に行った組織学的な解析をさらに詳細に行った。野生型マウス(C57BL/6)新生仔背部皮膚に対する微小創傷では、K6・K17に代表されるストレス誘発性ケラチンの発現が上昇していた。創傷治癒過程の経時的な評価を行ったところ、創傷作成後1日後にアルファ5インテグリン陽性の遊走する上皮細胞が、創傷辺縁とともに創床に残存する毛包の上部に散在していた。同様に、BrdUで標識された増殖期の上皮細胞は、創傷辺縁部の表皮、創床の毛包、また創傷周辺の毛包に集中して認められた。Lrig1-CreERマウス(Jackson laboratoryから入手)とR26R-H2B-mCherry(RIKEN CLSTから入手)の交配によって作出されるLrig1-CreERT;R26R-H2B-mCherryマウスへタモキシフェンを投与して、Creリコンビナーゼの誘導から毛包上部幹細胞の細胞系譜を確認した。このマウスに対する微小創傷で、毛包上部幹細胞の娘細胞の再上皮化への寄与が明らかとなった。同様にK15-CrePGR(Jackson laboratoryから入手)とR26R-H2B-mCherryの交配によって作出されるK15-CrePGR;R26R-H2B-mCherryマウスによって毛包バルジ幹細胞の細胞系譜を可視化した。このマウスへの微小創傷では再上皮化部位に毛包バルジ幹細胞の娘細胞は見られなかった。初年度に、毛包間表皮幹細胞の細胞系譜としてK14-CreER;R26R-H2B-mCherryマウスの微小創傷を観察し、毛包間表皮の上皮化への寄与が少なかったことと合わせると、微小創傷では毛包上部の幹細胞の娘細胞が再上皮化を担うことが明らかとなった。一般的な実験動物に対する創傷治癒実験よりも規模が微小な創傷の治癒過程を観察することで、より詳細な創傷の再上皮化までのプロセスを解析している。初年度は主に組織学的な解析を行った。野生型マウス(C57BL/6)背部皮膚に対する微小創傷では、アルカリフォスファターゼ陽性の毛乳頭は創傷作成部位の真皮側に残存する。創傷治癒過程を経時的に詳細に観察したところ、再上皮化する表皮細胞ではアルファ6インテグリン、パンサイトケラチンが創傷作成の24時間後には発現するようになり、72時間後には重層化した表皮が完成する。この場合、表皮顆粒層のマーカーであるロリクリンも微小創傷の72時間後には発現が認められるため、表皮の分化も完成したと結論づけられる。微小創傷の作成とlineage tracingの手法を組み合わせることで、微小創傷部位の上皮化時の、各種幹細胞の寄与を明らかにしている。特に、K14-CreERTマウス(Jackson laboratoryから入手)とR26R-H2B-mCherryマウス(RIKEN CLSTから入手)の交配によって作出されるK14-CreERT;R26R-H2B-mCherryマウスへタモキシフェンを投与して、Creリコンビナーゼの誘導から毛包間表皮幹細胞(ケラチン14陽性、核へのmCherryの発現を共焦点顕微鏡で観察)の細胞系譜を確認した。微小創傷部位では、創傷辺縁に毛包間表皮幹細胞からの子孫の細胞群が集塊をなしていた。平成29年度に予定していた、微小創傷部位の形態学的・組織学的観察は完了している。また、平成29年度から30年度の2年間にわたって予定していたlineage tracingについても、既に開始しており、一定の成果を上げていることから、おおむね順調に進展していると評価した。同様にK15-CrePGR(Jackson laboratoryから入手)とR26R-H2B-

mCherryの交配によって作出されるK15-CrePGR;R26R-H2B-mCherryマウスによって毛包バルジ幹細胞の細胞系譜を可視化した。このマウスへの微小創傷では再上皮化部位に毛包バルジ幹細胞の娘細胞は見られなかった。初年度に、毛包間表皮幹細胞の細胞系譜としてK14-CreER;R26R-H2B-mCherryマウスの微小創傷を観察し、毛包間表皮の上皮化への寄与が少なかったことと合わせると、微小創傷では毛包上部の幹細胞の娘細胞が再上皮化を担うことが明らかとなった。Lineage tracing実験の観察する個体数を増加させ、結果として得られる蛍光色素陽性細胞を定量評価する。
新規主鎖型液晶ポレオレフィンの創成と液晶構造制御に関する研究

本研究では、ポリオレフィンの主鎖に特異な環状構造を周期的に導入することにより剛直性を持たせ、自発的配向する液晶相を形成する高分子を合成し、更に、合成した高分子を液晶紡糸することにより、折畳みを形成しない高強度配向繊維を作製する技術を開発することを目的としている。このため、平成17年度はポリエチレンにシクロペンタン構造をランダムに導入した(エチレン-ヘキサジエン)共重合体および、シクロペンタン構造とメチレンが交互に有するポリ(メチレン-1,3-シクロペンタン)の結晶および液晶の固体高分解能^<13>C NMRスペクトルを固体NMR装置を用いて化学シフトおよび緩和時間測定を行った。用いた試料は架橋ジルコノセン触媒によるエチレンと1,5-ヘキサジエン(HD)の環化反応を伴う共重合により得たシクロペンタン構造の含有率1.8, 9.7, 20.3mol%のランダム共重合体である。固体高分解能NMRでは、結晶領域のみならず、非晶の構造についてもコンホメーション、分子運動性を議論することが可能である。上記試料のCP/MAS測定を行ったところ、シクロペンタン構造の含有率が9.7mol%以上では(エチレン-HD)共重合体の非晶部が明らかに通常のポリエチレン非晶と異なるトランスリッチな構造をとっていることが明らかとなった。シクロペンタン構造の取り込みによって、通常のポリエチレン非晶とは異なる、トランスリッチな構造を形成させるという興味深い結果が得られた。また、分子運動性の情報を得るために^<13>Cスピン-格子緩和時間(T_1^c)の測定を行った。これにより、シクロペンタン構造の含有率の低い試料では結晶部、非晶部共に分子運動性の異なる2つの領域が存在することが明らかとなり、シクロペンタン構造の含有率が20.3mol%の試料では、結晶相、非晶相ともに分子運動性の高い1成分のみが存在するという興味深い結果を得た。用いた試料は架橋ジルコノセン触媒によるエチレンと1,5-へキサジエン(HD)の環化反応を伴う共重合により得たシクロペンタン構造の含有率1.8,9.7,20.3mol%のランダム共重合体である。上記試料のCP/MAS測定を行ったところ、(エチレン-HD)共重合体の非晶部が明らかに通常のポリエチレン非晶と異なるトランスリッチな構造をとっていることが明らかとなった。わずかな1.8mol%のHDの取り込みによっても通常のポリエチレン非晶が消失し、トランスリッチな構造を形成させるという興味深い結果が得られた。そこで、これらの試料をメルトクエンチ処理を行ったところ、メルトクエンチ処理後の化学シフト値は3つのサンプルとも高磁場シフトし、HD含有量が増大するにつれ、すべてのサンプルにおける処理前の化学シフト31.35ppmからの高磁場シフト幅は減少していた。

これらの結果より、メルトクエンチ処理を施してもメルトした直後にトランスの構造をとろうとする傾向がHDの存在により強まることが明らかとなった。また、HD含有量が多いサンプルほどトランスの構造をよりとりやすい傾向にあることがわかった。本研究では、ポリオレフィンの主鎖に特異な環状構造を周期的に導入することにより剛直性を持たせ、自発的配向する液晶相を形成する高分子を合成し、更に、合成した高分子を液晶紡糸することにより、折畳みを形成しない高強度配向繊維を作製する技術を開発することを目的としている。このため、平成17年度はポリエチレンにシクロペンタン構造をランダムに導入した(エチレン・ヘキサジエン)共重合体および、シクロペンタン構造とメチレンが交互に有するポリ(メチレン-1,3-シクロペンタン)の結晶および液晶の固体高分解能^<13>C NMRスペクトルを固体NMR装置を用いて化学シフトおよび緩和時間測定を行った。用いた試料は架橋ジルコノセン触媒によるエチレンと1,5-ヘキサジエン(HD)の環化反応を伴う共重合により得たシクロペンタン構造の含有率1.8,9.7,20.3mol%のランダム共重合体である。固体高分解能NMRでは、結晶領域のみならず、非晶の構造についてもコンホメーション、分子運動性を議論することが可能である。上記試料のCP/MAS測定を行ったところ、シクロペンタン構造の含有率が9.7mol%以上では(エチレン-HD)共重合体の非晶部が明らかに通常のポリエチレン非晶と異なるトランスリッチな構造をとっていることが明らかとなった。シクロペンタン構造の取り込みによって、通常のポリエチレン非晶とは異なる、トランスリッチな構造を形成させるという興味深い結果が得られた。また、分子運動性の情報を得るために^<13>Cスピン-格子緩和時間(T_<1^C)の測定を行った。これにより、シクロペンタン構造の含有率の低い試料では結晶部、非晶部共に分子運動性の異なる2つの領域が存在することが明らかとなり、シクロペンタン構造の含有率が20.3mol%の試料では、結晶相、非晶相ともに分子運動性の高い1成分のみが存在するという興味深い結果を得た。
窒化ニオブチタン配線層と窒化アルミニウム障壁を用いたサブミリ波SIS素子の開発

本年度は、周波数2.45GHzのマイクロ波でプラズマを励起する、電子サイクロトロン共鳴型のリモートプラズマ源を用いてAlNバリアを生成した。N2流量の異なる条件で生成したAlNトンネルバリアの特性を比較したところ、流量の少ない場合のほうがバリアの欠陥が少ない傾向があることがわかった。そこで、放電管内のプラズマ発光スペクトルを分析したところ、良質なAlNバリアの得られた低流量条件のもとでは窒素の解離率が高く、最大で6%程度の解離率があることがわかった。そこで解離率最大の条件のもとでAlNトンネルバリアを生成したところ、たとえばトンネル抵抗率7Ωμm2でもサブギャップ抵抗/常伝導抵抗比が16という、ALMAバンド10で必要とされている水準を上回る、きわめて低抵抗率で欠陥の少ないSIS接合が得られた。窒素原子はAlとの反応性が高いのでAl膜への侵入が浅く、表面付近が集中的に窒化されるために、きわめて薄くかつ一様なAlN膜の生成が促進されるのだと考えられる。これらの結果は、博士論文および投稿論文として公表した。このような、トンネル抵抗率の小さいNb/Al-AlN-Nb SIS素子の作製方法の確立により、ALMAバンド10のSIS受信機開発は大きく前進し、今では国際的な性能仕様の達成を目前にしている。さらに、今回の研究の結果得られた「活性種の反応性が高いほど、薄くかつ一様な膜が生成する」という示唆が一般的に正しいならば、より解離率を高めた窒素雰囲気、あるいは酸素雰囲気の中でバリアを生成する事で、今後さらにトンネルの低いバリアを生成できる可能性がある。このようなトンネルバリアは、SISミクサ、STJ検出器、Cooper対箱などの天文用電磁波検出デバイスはもちろん、不揮発性メモリや超伝導集積回路など産業用にも応用が期待される。本年度は、窒化アルミニウムバリアSIS接合素子作製プロセスのトンネル抵抗率制御性を高める事に主眼を置いて研究を行った。窒化アルミニウムバリアの作製には従来、純粋窒素中でのプラズマ窒化法が用いられてきたが、トンネル抵抗率の制御性に難点があった(±1-2桁程度)。そこで私は、窒素ガスを希ガス(アルゴン又はヘリウム)で10%に希釈したプラズマ中で窒化反応を行う新しいプロセスを考案した。この手法には、以下の利点がある。1.窒素/希ガス混合比を制御する事で、DC電圧と窒素の分圧(∝数密度)を準独立に制御する事が可能となる。これにより、低エネルギーかつ低速な反応を実現できる。2.次のような、「2段点火」の技術を採用することで、プロセス初期の不安定な反応を排除することができる。(1)まず、大きな電力を必要とするプラズマの点火を希ガス中で行う。(2)次に、電力を反応に適した値まで下げ、安定させる。(3)最後に、窒素を導入して反応を開始する。このようなプロセスを用いてNb/Al-AlNx/Nb SIS接合素子を作成した結果、接合のトンネル抵抗率を窒化時間の関数として±0.5桁程度の誤差で制御できるようになり、制御性が向上した。また、6桁にわたる様々なトンネル抵抗率をもつSIS接合を作製した結果、トンネル抵抗率と窒化時間の間にべき乗関数則が成立することが明らかになった。現在までに、トンネル抵抗率15Ωμm^2、常伝導/サブギャップ抵抗比7程度の接合が得られており、今後はサブギャップリーク電流の抑制が課題である。このためには、1)プロセスに用いる電力を小さくする、2)窒素/希ガス混合比をさらに小さくする、という改良が有効であると考えており、高周波入力の減衰器と、ヘリウム希釈窒素ガス(10%、1%)を溝入して実験準備を進めている。本研究では、ALMA Band 10(787-950GHz)及びAERO(ASTE 800GHz帯受信機)に使用する目的で、787-950GHz帯で低雑音動作する超伝導体-絶縁体-超伝導体(以下SISと書く)素子の開発を行っている。本年度は、プラズマ窒化反応におけるAlNバリアの成長のメカニズムを、トンネル抵抗率(R_NA)の時間変化から調べた。その結果、AlN膜のトンネル抵抗率が窒化時間に対してベキ乗則で増加することを見いだした。これは、膜厚が対数関数的に成長する事を示唆している。これらは、AlN膜のプラズマ窒化反応が陽イオンの移動で律速しているというモデルで理解する事ができる。このようなAlN膜の窒化過程の理解を通して、薄くかつ緻密なAlNバリアを作製するプラズマ窒化条件を見いだし、787-950GHz帯で使用する条件を満たすR_NA=10Ωμm^2のNb/AlN/Nb SIS接合を作成することに成功した。残す課題は再現性の向上である。次に、約1100GHzのギャップ周波数を持つ窒化ニオブチタン(NbTiN)を配線材料とするSIS素子の開発を行った。NbTiN膜には、往々にして「表面状態が粗い」「内部応力が強い」といった問題点があり、その上に緻密なSIS接合を作製するのは難しい。そこで我々は、SIS接合と配線層をそれぞれ基板の上に直接成膜するユニークなSIS素子の構造とその作製方法を考案した。また、この構造を採用して、NbTiN配線とNb/AlN/Nb SIS接合を組み合わせたSIS素子を作製し、非常に欠陥の少ないバリアを容易に作製できることを実証した。この構造と作製方法について特許を出願済である。

来年度は、この2つの技術を組み合わせて800GHz帯で低雑音なSIS素子の完成させることを目標とする。本年度は、周波数2.45GHzのマイクロ波でプラズマを励起する、電子サイクロトロン共鳴型のリモートプラズマ源を用いてAlNバリアを生成した。N2流量の異なる条件で生成したAlNトンネルバリアの特性を比較したところ、流量の少ない場合のほうがバリアの欠陥が少ない傾向があることがわかった。そこで、放電管内のプラズマ発光スペクトルを分析したところ、良質なAlNバリアの得られた低流量条件のもとでは窒素の解離率が高く、最大で6%程度の解離率があることがわかった。そこで解離率最大の条件のもとでAlNトンネルバリアを生成したところ、たとえばトンネル抵抗率7Ωμm2でもサブギャップ抵抗/常伝導抵抗比が16という、ALMAバンド10で必要とされている水準を上回る、きわめて低抵抗率で欠陥の少ないSIS接合が得られた。窒素原子はAlとの反応性が高いのでAl膜への侵入が浅く、表面付近が集中的に窒化されるために、きわめて薄くかつ一様なAlN膜の生成が促進されるのだと考えられる。これらの結果は、博士論文および投稿論文として公表した。このような、トンネル抵抗率の小さいNb/Al-AlN-Nb SIS素子の作製方法の確立により、ALMAバンド10のSIS受信機開発は大きく前進し、今では国際的な性能仕様の達成を目前にしている。さらに、今回の研究の結果得られた「活性種の反応性が高いほど、薄くかつ一様な膜が生成する」という示唆が一般的に正しいならば、より解離率を高めた窒素雰囲気、あるいは酸素雰囲気の中でバリアを生成する事で、今後さらにトンネルの低いバリアを生成できる可能性がある。このようなトンネルバリアは、SISミクサ、STJ検出器、Cooper対箱などの天文用電磁波検出デバイスはもちろん、不揮発性メモリや超伝導集積回路など産業用にも応用が期待される。
眼疾患の薬物治療への応用を志向したフラボン類の合成及び構造活性相関研究

ノビレチンに代表されるポリメトキシフラボンは柑橘類の果皮に豊富に含まれるものだが、多様な生理活性を示すことから近年、とみに注目されている。我々はこれらの化合物が、後発白内障や糖尿病網膜症の発症に関わる酵素MMP-9の産生を抑制することに着目し、ノビレチンの代謝物やさまざまな類縁体の効率的な合成法の開発を行った。その結果、得られた幾つかの化合物はヒト水晶体上皮細胞株においてノビレチンを凌駕するMMP-9の産生抑制活性を有することが明らかになった。また、ノビレチンの類縁体が水晶体上皮細胞の増殖抑制活性を有すること、ヒト網膜ミュラー細胞においてもMMP-9の産生抑制活性を有することを見出した。白内障や糖尿病網膜症は罹患者の生活の質を著しく低下させるものであり、予防も含めた薬物治療法の確立が強く望まれる疾患である。我々は、ノビレチンをはじめとするポリメトキシフラボン類が、これらの眼疾患の発症に際して主要な役割を果たす酵素であるMMP-9の産生を抑制することを明らかにし、ノビレチン誘導体の合成研究とともにMMP-9の産生抑制活性や水晶体上皮細胞・網膜内皮細胞の増殖抑制活性に着目した構造活性相関研究を行ってきた。平成25年度は、初年度に引き続きノビレチンのA環7位のメトキシ基が選択的に脱メチル化された代謝物の合成について検討し、途中、収率の改善を図るべき工程はあるものの、一応は合成に成功した。6位や8位のメトキシ基が脱メチル化した類縁体についても選択的な合成法の開発の端緒を得た。その過程で、当研究室で開発したフラボン合成法の問題点も浮き彫りになってきたので、次年度には改善を図りたい。また、これまでのヒト水晶体上皮細胞株ではアッセイできなかった上皮-間葉系移行の過程におけるフラボン類の効果についても、実験材料として鶏胚水晶体から単離した水晶体上皮初代培養細胞を用いて精査すべく準備を進め、予備的な検討が完了した段階である(研究分担者である小佐野教授、研究協力者である宮田講師のグループ)。また、眼疾患の治療への応用という観点からは患部への薬物の移行性が重要な課題となるが、その際、重要なポイントとなるのは血液網膜関門を通過できるか否かである。従って、化学的な修飾により血液網膜関透過性を向上させることが肝要であり、A環部分のアルコキシ基の炭素鎖を伸長した類縁体の合成についても検討した。これと並行してバイオアッセイの手法についても検討し、ほぼ確立した段階である(上記、小佐野教授・宮田講師による)。高齢化社会の現代において、後発白内障や糖尿病網膜症などの眼疾患は増加の一途を辿ると予想される。これらの眼疾患が罹患者のQOLを著しく低下させることに鑑みれば、予防も含めて薬物治療に適用できる医薬品の開発が急務である。ポリメトキシフラボン類は、白内障、糖尿病網膜症、癌の転移などの様々な病態に密接に関係する酵素であるMMP-9の産生を抑制することが知られており、低毒性であることと相俟って上述の病態の薬物治療への応用が期待される。これらの化合物群は柑橘類の果皮に潤沢に含まれるが、分離・精製にかかるコストを考慮すると天然資源からの入手は必ずしも容易ではない。我々は、ポリメトキシフラボン類の新規化学合成法を確立するとともに、MMP-9の産生抑制に着目した構造活性相関研究を展開し、究極的には糖尿病網膜症や後発白内障等の眼疾患の(予防も含めた)薬物治療への応用を目指して本課題に取り組んでいる。初年度はフラボンA環部分を化学修飾した新規誘導体合成法の開発を進め、依然改良の余地は残るものの、7-デメチル体の合成に一応の目処をつけた(未発表データ)。また、当研究室で既に確立した手法を援用することにより新規ポリメトキシフラボン類縁体を合成し、後発白内障の素因の一つである水晶体上皮細胞の増殖に対する阻害活性を評価し、複数の化合物が顕著な増殖抑制活性を有することを見出した(英文速報誌に掲載)。ポリメトキシフラボン類が、水晶体上皮細胞においてMMP-9の産生抑制のみならず、細胞増殖に対しても阻害活性を有するという知見が得られた意義は大きい。すなわち、これらの作用機序の解明により、同様に細胞増殖と細胞外マトリックスのリモデリングを伴う病態である癌に対しても新たな化学療法の可能性が見出されるからである。今後は、構造活性相関研究と並行して作用機序の解明にも取り組む予定である。

我々はノビレチンに代表されるポリメトキシフラボンがMMP-9の産生抑制活性を有することに着目し、後発白内障や糖尿病網膜症などの眼疾患の薬物治療や予防への応用を念頭に、ポリメトキシフラボン誘導体の効率的合成法の開発と構造活性相関研究を展開してきた。最終年度は、まず前年度に合成した7-デメチルノビレチンについて、ヒト水晶体上皮細胞株に対して細胞毒性を示さないことを確認し、その他のノビレチン代謝物と同様にヒト水晶体上皮細胞株やヒト網膜ミュラー細胞におけるMMP-9の産生抑制活性を検証した。また、A環7位に炭素数の多いアルキル鎖を導入した誘導体については現在、細胞毒性、薬理活性、血液網膜関門透過性について精査している。この他、B環部分をベンゼン環からフラン環に改変した新規フラボノイドアナログを合成し、細胞毒性をほとんど示さないことをLDHアッセイによって確認した。また、ヒト網膜ミュラー細胞におけるポリメトキシフラボンによるMMP-9の産生抑制の機構を解明するための研究も展開した。その結果、ノビレチンがヒト網膜ミュラー細胞においてホルボールエステル(PMA)の刺激によって誘導されるproMMP-9及びMMP-9 mRNAの発現を濃度依存的に抑制すること、ノビレチンはPMAによって誘導されるPI3キナーゼの一種であるAktのリン酸化を抑制するものの、ERK、p38、JNK1などのMapキナーゼのリン酸化には殆ど影響を及ぼさないことが判明した。まだ全容解明までの道のりは遠いが、少しずつ作用機序も明らかになりつつある。研究期間全体を振り返ると、類縁体の効率的合成法の開発やアッセイ系の確立などの基礎研究に存外に時間がかかってしまい、臨床応用までは十分には踏み込めなかったものの、予防も含めた薬物治療への展開のために必要な化学的及び薬理学的知見のかなりの部分を蓄積することができた。有機合成化学ノビレチンの代謝物である7-デメチル体の合成過程で、我々の開発したフラボン合成法のA環構築の鍵工程であるカルボン酸からメチルケトンへの反応の収率が、基質によってかなりばらつくことが明らかとなった。反応条件を改めて精査した結果、若干の改善は見られたものの根本的な解決には繋がらなかった。7-デメチル体は取り敢えずこれまでのルートに従って合成したものの、今回新たに見つかった問題点は今後、各種類縁体を合成するうえでは看過できないものであり、この点を克服し得る新規合成法を開発する必要に迫られている。現在は、合成した7-デメチル体の生理活性を評価するとともに、divergentな合成にも適用可能なポリメトキシフラボンの新規合成法の開発を模索しているが、当初の研究計画に照らして若干の遅れが生じてしまったことは否めない。他方、新たに後発白内障発症の最終過程に相当する上皮間葉系移行の段階におけるポリメトキシフラボンの役割を調べるため、鶏胚水晶体から単離した水晶体上皮初代培養細胞を用いたアッセイ系を確立するとともに、フラボン類の血液網膜関門透過性を調べるためのモデル系を構築することにより、今後、構造活性相関研究を推進するうえで必要とされるプラットフォームが一応は調った。以上を勘案すると、現時点では押し並べて当初の計画より若干遅れてはいるものの、最終年度に向けて到達しておくべきラインにはたどり着けたものと思われる。当初、最初の検討課題として申請書に記載した新規骨格構築法の開発については目下のところ予備的検討の段階の域を出ていないが、A環部分を化学的に修飾した新規誘導体合成法の開発を優先した結果、途中の二工程に関してはなお改良の余地は残るものの、7-デメチル体の合成に一応の目処がついた。
難治性慢性疼痛に対する痙攣療法の除痛機序に関する研究

当研究室は大槽内へのメチルプレドニソロン(商品名;ソルメドロール、以下ソルメド)投与によりこれまで難治性とされていた視床痛などのいわゆる中枢性疼痛が劇的に緩和されることを報告してきた。この除痛機序には大槽内投与後必発する全身性の痙攣が大きく関与していると考えており、ラットを使っての除痛機序の研究を免疫組織学的手法を用いて行ってきた。昨年度までの結果では大槽内に投与されたソルメドは海馬錐体細胞に作用していることが示唆され、除痛効果は記憶と密接な関連があるとの考えに至った。本年度は記憶と痛みの関係を調べるため行動学習ラットを用いて実験を行った。浴槽(水迷路)でラットを泳がせ、ある位置に置いた浅場にたどり着くまでの時間を計測し、その行動の所要時間が5秒以内に短縮するまで1から2週間学習させた。これらのラットを2グループに分け、おのおの深麻酔下に大槽内へソルメドを投与し痙攣を誘発する群と電気通電により痙攣を起こすいわゆるelectro-convulsive therapy(ECT)ラット群とした。それぞれの処置後に、学習行動の変化を調べた。ソルメド投与後は浅場にたどり着く所要時間は学習を開始した時点もしくはそれ以上に延長した。ECTラット群でも同様の結果であった。また、両群ともにラットは2から3週間の経過でそれぞれの処置直前の状態に回復した。大槽内に投与されたソルメドは海馬領域に作用し一時的に記憶を障害することが、この実験から行動学的に証明された。更に、この記憶に対する作用は電気通電ラットでも認められ、引き起こされる痙攣が記憶に大きな影響を及ぼしている可能性が示唆された。臨床の場において記憶回復後も中枢性疼痛が緩和される症例を経験することから、ソルメド投与による中枢性疼痛の除痛の機序解明には、中枢性疼痛モデルラットによる同様の実験を行う必要がある。現在、モデルラットの開発を行っているところである。メチルプレゾニドロン製剤(商品名;ソルメドロール、以下ソルメド)を深麻酔下でラットの大槽内に注入すると、頭部顔面部の弱い刺激で痙攣様発作を起こし、それが約2時間持続する。その後痙攣は消失し、麻酔の覚醒後は正常の行動を呈する。刺激を与えなければ痙攣は起こらないが、弱い風圧でも痙攣は起こる。ソルメドが中枢神経系においてなんらかの作用を及ぼしていると考えられるが、作用部位が不明であった。本年度はソルメドの作用部位を同定することを目標とした。マーカーとしてのカルシウム結合蛋白(パルブアルブミン、カルモデュリン、カルビンディン)、神経ペプチド(NPY,Gal,CGRP)、c-fosの変動を免疫組織化学的に検索した。ソルメドの注入量は体重で換算した。本研究で最も変化を示したものはパルブアルブミンの抗体を用いた免疫組織化学であった。その他に関しては、c-fosを除いて著明な変化は示さなかった。ソルメドを大槽内に注入して30分後には海馬の錐体細胞のパルブアルブミン免疫陽性細胞(Par-IR)の数が激減した。その後海馬のPar-IRは認められなくなった。しかし、注入後約3週目で海馬のPar-IR数はほぼ対象群と同等となった。海馬以外の部位におけるPar-IRはソルメド注入の影響を受けなかった。c-fos免疫陽性細胞(c-fos-IR)は注入後30分で視床正中核群、視索核、手綱核に少数認められ、注入後2時間まで、その数は増加したが、その後は急速に減少した。注入後17日目で海馬の錐体細胞にc-fos-IRが出現し、20日目に多数の錐体細胞がc-fos-IRとなった。臨床的に、ソルメドの注入により短期記憶が消失するが、これは海馬錐体細胞のパルブアルブミンの消失という現象と関連性が強いと思われる。またPar-IRが出現する時期は記憶が戻るという時期にほぼ一致している。パルブアルブミンの出現にはc-fosが関与していると思われる。本研究の結果から、ソルメドは海馬に作用していることが示唆され、痛みは記憶と強い関連があることが推測された。本研究の結果の一部は、第9回国際疼痛学会で共同研究者の平田が発表した。

それぞれの処置後に、学習行動の変化を調べた。ソルメド投与後は浅場にたどり着く所要時間は学習を開始した時点もしくはそれ以上に延長した。ECTラット群でも同様の結果であった。また、両群ともにラットは2から3週間の経過でそれぞれの処置直前の状態に回復した。大槽内に投与されたソルメドは海馬領域に作用し一時的に記憶を障害することが、この実験から行動学的に証明された。更に、この記憶に対する作用は電気通電ラットでも認められ、引き起こされる痙攣が記憶に大きな影響を及ぼしている可能性が示唆された。臨床の場において記憶回復後も中枢性疼痛が緩和される症例を経験することから、ソルメド投与による中枢性疼痛の除痛の機序解明には、中枢性疼痛モデルラットによる同様の実験を行う必要がある。現在、モデルラットの開発を行っているところである。