hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キチン酸化酵素フゾリン発現作物作出による微生物農薬殺虫活性の飛躍的向上

問題点として、フゾリンの発現量と囲食膜の破壊についての知見を集積し、囲食膜の破壊に必要なフゾリン量を確定し、それに足りうる蓄積を促すプロモーター等の改良を行い、さらにフゾリン発現量の高い系統の作出が必要と判断された。作出した組換え作物の活性検定を種々昆虫を利用して行う。タバコ使用の生物検定では、マメコガネ幼虫の防除効果の有無を葉粉末を腐葉土に混ぜたものを与えて検証する。ブロッコリーでは、害虫であるアメリカシロヒトリやハスモンヨトウに葉を添食させ、内包するフゾリンの核多角体病ウイルスの感染力増進作用の有無やBt毒素の殺虫効果を検定する。アメリカシロヒトリの場合、ウイルス浮遊液(展着剤含有)に葉を浸漬してから添食する。また、ハスモンヨトウの場合は、両遺伝子またはBt毒素遺伝子のみ導入株の葉を添食させ両者間での殺虫力の比較によりフゾリンの効果を判定する。研究の遅延に伴い雇用計画の遂行が遅れた結果、人件費の支出が予定より遅くなり未執行額が生じた。この額と次年度交付金と合わせた額を主に人件費に充てる予定である。
平和・安全保障政策を考える主権者教育の実証・開発研究

2018年度は、前年度に引き続いてパイロットリサーチを遂行しつつ、実験授業の設計を行った。なお、授業設計では、パイロットリサーチで得られた以下の知見を特に踏まえた。1安全保障政策(例えば集団的自衛権行使の条件や範囲、個別的自衛権行使の可否)に関して誤解や理解不足が多いため、まずは現在の日本・自衛隊に何ができるか、できないかを明確に判別できるよう学ばせた上で議論に入っていく必要があること。2異なる複数のアプローチ(選択肢)について、それらのメリット・デメリットなどを検討させることで、安全保障政策を多面的・批判的に考えることができること。3一方、(議論によって選好を変容させる者も一定程度いるものの、)それだけでは全体の選好の幅は縮まらず、共通善(共通理解や共有価値)の形成を促す方法に課題があること。4各アプローチが基盤としている「価値」や「事実認識」は、分析して捉えるのが難しいこと。また、「事実」に関する情報は、「事実」と「価値」を一元化させず、「事実」を多面的に捉えられるようにするため、各アプローチの説明からは独立させて提示した方が良いこと。5各アプローチの実行に伴うコストを、具体的な数値をもって推測できるよう、的確な資料を用意する必要があること。授業は、中学校社会科第3学年の公民的分野のうち、人権や憲法を学ぶ単元の中の「日本の平和主義」で実践することを想定して設計した。授業では、まず、日本国憲法には“2つの平和主義"(憲法前文:積極的平和主義、第9条:消極的平和主義)があることを確認し、次に、どちらの立場を重視するかによって、自衛隊の役割・位置づけは変わってくることから、4つの安全保障政策の選択肢があり得ることを示す。続いて、その選択肢を解説したプリントを読んだ後、グループ・ディスカッションを熟議のルールに則って行う。最後に、グループの中で一致・共有できたことを発表する。2018年度は学校での授業実施を予定していたが、そこまで至らなかったため、授業結果に基づくデータ分析ができなかった。今年度は、まず開発した授業の実施と、それを通じて得られたデータの質的分析に取り組む。(ただし、今年度中に研究計画を完了させるため、実施校は当初の予定よりも減らすこととしたい。)。分析は、1授業での議論の文字起こし、2データの整理とコーディング、3カテゴリーとその特性・次元の作成・階層化、4カテゴリー間、事例間の比較・関連付け、5生徒の認識・思考とその変容を説明する理論の生成、の手順で実施する計画である。その後、データ分析から構築した理論を基に、平和・安全保障政策に対する生徒の多面的・批判的な思考と「共通理解」(共通善)を形成するためのモデル授業を開発する。本研究は、中等の主権者教育を対象に、学習者が、日本の平和・安全保障政策のあり方に関して、どのような「認識」や「価値観」「信念」によって思考し、判断しているのか、また、他者との議論(熟議)の過程でどのようにそれらが変容しているのかを実証的に解明すること、並びに平和・安全保障政策に対する多面的・批判的な思考と、「共通理解」(共通善)を形成するための授業の構成原理・授業モデルを提示することを目的としている。2017年度は、学習者の思考を実証的に分析するための授業を開発することが主な研究課題であった。まず、授業開発にあたっては、授業構成を検討するための基礎的なデータを得るため、パイロットリサーチを実施した。このリサーチは、研究代表者が勤務校において担当している1年次生対象のディスカッション・スキルに関する授業の中で実施したものである。授業は二段階構成とし、日本の平和・安全保障政策に関するディベートを行った後にワールドカフェの手法でグループ・ディスカッションをさせた。まず、ディベートにおいては、1自衛隊の合憲性や位置づけ、2個別的自衛権と集団的自衛権行使の是非、3国際平和主義か一国平和主義か、これらの点を巡って討論を行った。(なお、この争点は、秋元(2014)が示した日本の平和・安全保障政策の四類型に基づくものである。)続くグループ・ディスカッションでは、安全保障政策に関する4つのアプローチ(「非軍事化」「現状維持」「自衛隊合憲の明文化と個別的自衛権の承認」「自衛隊合憲の明文化と集団的自衛権の承認」)を設定し、各アプローチに関して、背景にある価値、憲法や国際情勢に関する認識、予想される影響やコスト、リスク、メリットとデメリット、各アプローチ間でのトレードオフ関係について各自に尋ねた上で、自由にグループで議論をさせた。その後、これによって得られた知見を基に授業開発に移行した。2017年度は、実証研究のための授業開発、調査計画の作成、協力教員への調査(授業)実施の依頼までを行う予定であったが、このうち、授業開発がやや遅れている。また、ここまでの研究成果に関する論文を年度中に発表できなかったこともあわせ、「やや遅れている」と判断した。なお、協力教員への依頼、打ち合わせは済んでいる。

3一方、(議論によって選好を変容させる者も一定程度いるものの、)それだけでは全体の選好の幅は縮まらず、共通善(共通理解や共有価値)の形成を促す方法に課題があること。4各アプローチが基盤としている「価値」や「事実認識」は、分析して捉えるのが難しいこと。また、「事実」に関する情報は、「事実」と「価値」を一元化させず、「事実」を多面的に捉えられるようにするため、各アプローチの説明からは独立させて提示した方が良いこと。5各アプローチの実行に伴うコストを、具体的な数値をもって推測できるよう、的確な資料を用意する必要があること。授業は、中学校社会科第3学年の公民的分野のうち、人権や憲法を学ぶ単元の中の「日本の平和主義」で実践することを想定して設計した。授業では、まず、日本国憲法には“2つの平和主義"(憲法前文:積極的平和主義、第9条:消極的平和主義)があることを確認し、次に、どちらの立場を重視するかによって、自衛隊の役割・位置づけは変わってくることから、4つの安全保障政策の選択肢があり得ることを示す。続いて、その選択肢を解説したプリントを読んだ後、グループ・ディスカッションを熟議のルールに則って行う。最後に、グループの中で一致・共有できたことを発表する。2018年度は学校での授業実施を予定していたが、そこまで至らなかったため、授業結果に基づくデータ分析ができなかった。2018年度は、第一に実証研究のための授業開発を完了させることを最優先に取り組み、それが済み次第、授業実施に移りたい。授業実施後は、その結果の質的分析を進める。分析は、1授業記録の文字起こし、2データの整理とコーディング、3カテゴリー作成とカテゴリー間の関係性の検討、4データの全体像の再構成、5生徒の認識・思考とその変容を説明する理論の生成、の手順で実施する計画である。今年度は、まず開発した授業の実施と、それを通じて得られたデータの質的分析に取り組む。(ただし、今年度中に研究計画を完了させるため、実施校は当初の予定よりも減らすこととしたい。)。分析は、1授業での議論の文字起こし、2データの整理とコーディング、3カテゴリーとその特性・次元の作成・階層化、4カテゴリー間、事例間の比較・関連付け、5生徒の認識・思考とその変容を説明する理論の生成、の手順で実施する計画である。その後、データ分析から構築した理論を基に、平和・安全保障政策に対する生徒の多面的・批判的な思考と「共通理解」(共通善)を形成するためのモデル授業を開発する。特に海外旅費が多額となったため、国内旅費を節約した。結果、少額ではあるが、残額が発生した。繰り越し分については、主に書籍等物品費として使用する予定である。当初予定していた海外学会への参加や授業実施先への旅費がかからなかったことが理由として大きい。翌年度分と合わせた額については、授業実施や学会参加のための旅費、授業記録に必要なビデオ、ICレコーダー等、データ分析に用いるソフトの購入が主な使途となる。
凝縮系中の不純物の核物理的研究

超流動ヘリウム中に導入された放射性原子,放射性イオンから創られるマイクロクラスターである氷球粒子(スノーボール)の物理を原子核物理と凝縮体物理の両分野にわたって展開している.大阪大学で芽生えたこの研究は,アルファ線検出法,ベータ線検出法などの完成を見て不純物の検出効率が飛躍的に向上した.また,氷球粒子の芯となるイオンの核偏極が保持されることを世界に先駆けて示すことが出来た.GSIで得られる幅広い種類の高速放射性核ビームを用いて独自の凝縮系核物性物理を発展させる.このさい,スイスのCERNやフランスのGANILでのイオン線に関する実験技術も参考にしている.大阪大学の主導で東工大,GSI,ワイツマン研究所,マールブルク大,ゲッティンゲン大等と協力して放射性マイクロクラスター,超流動ヘリウム中の氷球粒子を用いる核物性研究の実験を行った.実験は本研究班独自の方法によって,高速の放射性イオンを重イオン反応によって生成し,イオン光学系において収束させたのち,超流動ヘリウムに打ち込みマイクロクラスター,氷球粒子および中性原子を生成する.電場と集団流などによって氷球粒子や原子を搬送しつつベータ検出法によってそれらを検出する.液体ヘリウム中の素励起密度の変化を創り出しつつ,寿命など水球粒子と超流動ヘリウムとの相互作用の物理量を計測する方法である.これは主としてGSI(ドイツ)を利用した.測定した物理量としては,不純物の搬送速度,不純物の生成率,不純物の速度の各種成分の同定とその速度の決定を2年に亘って主目的とした.また,実験技術の調査のため,CERN(スイス),GANIL(フランス),ワイツマン研究所(イスラエル)の各研究所を討論のため訪ねた.得られたデータに関する討論をひろくGSI,ボン大学,ドレスデン工大,マールブルク大などの関連の大学,ワイツマン研究所および大阪大学と東工大の研究者によって行った.超流動ヘリウム中に導入された放射性原子,放射性イオンから創られるマイクロクラスターである氷球粒子(スノーボール)の物理を原子核物理と凝縮体物理の両分野にわたって展開している.大阪大学で芽生えたこの研究は,アルファ線検出法,ベータ線検出法などの完成を見て不純物の検出効率が飛躍的に向上した.また,氷球粒子の芯となるイオンの核偏極が保持されることを世界に先駆けて示すことが出来た.GSIで得られる幅広い種類の高速放射性核ビームを用いて独自の凝縮系核物性物理を発展させる.このさい,スイスのCERNやフランスのGANILでのイオン線に関する実験技術も参考にしている.大阪大学の主導で東工大,GSI,ワイツマン研究所,マールブルク大,ゲッティンゲン大等と協力して放射性マイクロクラスター,超流動ヘリウム中の氷球粒子を用いる核物性研究の実験を行った.実験は本研究班独自の方法によって,高速の放射性イオンを重イオン反応によって生成し,イオン光学系において収束させたのち,超流動ヘリウムに打ち込みマイクロクラスター,氷球粒子および中性原子を生成する.電場と集団流などによって氷球粒子や原子を搬送しつつベータ検出法によってそれらを検出する.液体ヘリウム中の素励起密度の変化を創り出しつつ,寿命など水球粒子と超流動ヘリウムとの相互作用の物理量を計測する方法である.これは主としてGSI(ドイツ)を利用した.測定した物理量としては,不純物の搬送速度,不純物の生成率,不純物の速度の各種成分の同定とその速度の決定を2年に亘って主目的とした.また,実験技術の調査のため,CERN(スイス),GANIL(フランス),ワイツマン研究所(イスラエル)の各研究所を討論のため訪ねた.得られたデータに関する討論をひろくGSI,ボン大学,ドレスデン工大,マールブルク大などの関連の大学,ワイツマン研究所および大阪大学と東工大の研究者によって行った.超流動ヘリウム中に導入された放射性原子,放射性イオンから創られるマイクロクラスターである氷球粒子(スノ-ボール)の物理を原子核物理と凝縮体物理の両分野にわたって展開する.大阪大学で芽生えたこの研究は,ベータ線検出法などの完成を見て不純物の検出効率が飛躍的に向上した.また,氷球粒子の芯となるイオンの核偏極が保持されることを世界に先駆けて示すことが出来た.GSIで得られる幅広い種類の高速放射性核ビームを用いて独自の凝縮系核物性物理を発展させる.このさい,CERN(スイス)やGANIL(フランス)でのイオン線に関する実験技術も参考にしている.大阪大学の主導で東工大,GSI,ワイツマン研究所,マ-ルブルク大,ゲッティンゲン大等と協力して放射性マイクロクラスター,超流動ヘリウム中の氷球粒子を用いる核物性研究の実験を行った.実験は本研究班独自の方法によって,高速の放射性イオンを重イオン反応によって生成し,イオン光学系において収束させたのち,超流動ヘリウムに打ち込みマイクロクラスター,氷球粒子および中性原子を生成する.電場と集団流などによって氷球粒子や原子を搬送しつつ,ベータ検出法によってそれらを検出する.液体ヘリウム中の素励起密度の変化を創り出しつつ,寿命など氷球粒子と超流動ヘリウムとの相互作用の物理量を計測する方法である.これは主としてGSI(ドイツ)を利用した.測定した物理量としては,不純物の搬送速度,不純物の生成率,不純物の速度の各種成分の同定とその速度の決定を第1年度の主目的とした.また,実験技術の調査のため,GANIL(フランス),ワイツマン研究所(イスラエル)の各研究所を討論のため訪ねた.得られたデータに関する討論をひろくGSI,ドレスデン工大,マ-ルブルク大などの関連の大学,ワイツマン研究所および大阪大学と東工大の研究によって行った.

超流動ヘリウム中に導入された放射性原子,放射性イオンから創られるマイクロクラスターである氷球粒子(スノーボール)の物理を原子核物理と凝縮体物理の両分野にわたって展開する.大阪大学で芽生えたこの研究は,アルファ線検出法,ベータ線検出法などの完成を見て不純物の検出効率が飛躍的に向上した。また,氷球粒子の芯となるイオンの核偏極が保持されることを世界に先駆けて示すことが出来た。GSIで得られる幅広い種類の高速放射性核ビームを用いて独自の凝縮系核物性物理を発展させる。このさい,スイスのCERNやフランスのGANILでのイオン線に関する実験技術も参考にしている。大阪大学の主導で東工大,GSI,ワイツマン研究所,マールブルク大,ゲッティンゲン大等と協力して放射性マイクロクラスター,超流動ヘリウム中の氷球粒子を用いる核物性研究の実験を行った。実験は本研究班独自の方法によって,高速の放射性イオンを重イオン反応によって生成し,イオン光学系において収束させたのち,超流動ヘリウムに打ち込みマイクロクラスター,氷球粒子および中性原子を生成する。電場と集団流などによって氷球粒子や原子を搬送しつつ,べ一夕検出法によってそれらを検出する。液体ヘリウム中の素励起密度の変化を創り出しつつ,寿命など氷球粒子と超流動ヘリウムとの相互作用の物理量を計測する方法である。これは主としてGSI(ドイツ)を利用した。測定した物理量としては,不純物の搬送速度,不純物の生成率,不純物の速度の各種成分の同定とその速度の決定を第1年度に引き続き主目的とした。また,実験技術の調査のため,GANIL(フランス),ワイツマン研究所(イスラエル)の各研究所を討論のため訪ねた。得られたデータに関する討論をひろくGSI,ボン大学,ドレスデンエ大,マールブルク大などの関連の大学,ワイツマン研究所および大阪大学と東工大の研究者によって行った。
脂質膜とミセルからなる複合コロイド分散系における大域分子輸送の分子機構の解明

生体内においては、脂質やたんぱく質などからなる様々な両親媒性分子集合体が混在する。このような環境中のにおける低分子の物質輸送現象の分子論を、全原子分子動力学(MD)計算を用いて微視的レベルから解明するために、これまで、POPC膜、SDSミセル、およびバルク水それぞれの領域内での溶質分子5FUの拡散係数や、バルク水から膜やミセルへの移動に伴う自由エネルギープロフィール計算を行ってきた。これらの情報からキネティクス解析により結合解離定数を評価し、実験結果との比較から妥当性を明らかにした。今年度は、ミセルと膜とが"共存"する環境における5FUの輸送を対象とした。POPC膜-SDSミセル複合系における5FUの分布および移動についての知見を得るために、POPC膜およびSDSミセルが接触する状態のところに5FUを溶解した系を用意した。この系についてMD計算を実施し、5FUの位置の関数としての自由エネルギーを求めた。反応座標として、まずはミセル中心から膜中心面に下した垂線という最もシンプルなものを採用した。合わせて5FUの位置依存の拡散係数の評価も行い、キネティクス解析に向けたデータを取得している。なお、本系は膜とミセルを含む大規模系であるうえ、自由エネルギーを精度良く求める必要があるため、サンプリングに長時間を要している。現在、おおむねサンプリングは終了し、キネティクスの評価を行う段階まで進んている。当初予定していた膜-ミセル共存系のMD計算を実施し、自由エネルギープロフィールの評価、および位置依存拡散係数の評価をおおむね実施することができたため、順調に進めているものと判断する。残されたミセル-ミセル間の溶質分子の移動について、キネティクス解析まで進めるとともに、これまでの計算で得られた溶質分子の結合解離定数や拡散係数を用いて、ミセル・膜からなる分子が込み合った混雑環境における分子輸送を扱える粗視化シミュレーションを構築する。生理活性分子の細胞内環境における移動の分子論的知見を得るために、分子動力学(MD)計算に基づいた溶質分子の脂質膜やミセルへの分配、結合解離ついて自由エネルギー解析を進めてきた。特に、脂質膜-ミセル間、およびミセル-ミセル間での溶質分子の交換による複雑な移動過程のキネティクスを分子レベルから明らかにすることを目指している。本研究では、まず溶質分子がバルクから脂質膜あるいはミセルへと結合する過程について、反応経路に沿った自由エネルギー変化を求め、さらに結合、および解離速度定数といったキネティクスの評価を行うために位置依存の拡散係数の評価を行った。溶質分子のモデルとしては、以前NMR測定を用いて実験的にバルクと脂質膜ベシクルとの交換速度定数を評価した抗がん剤分子5FUを採用した。生体膜のモデルとしては、実在の細胞膜のモデル物質としてPOPC脂質2分子膜を、またミセルには基礎物性が広く研究されているSDSミセルを用いて、以下の検討を行った。(1)溶質がバルクから脂質膜へと結合する過程を記述する反応座標として、2分子膜の中心面から溶質分子までの法線距離Zを用い、座標空間Zに沿った自由エネルギー変化ΔG(Z)を熱力学的積分法により評価した。薬物は膜親水部に弱く結合し、疎水部では大きな自由エネルギー障壁を感じる様子が見られた。(2)溶質の結合解離のキネティクス評価のために、Z依存の拡散係数D(Z)を求めた。これとΔG(Z)とを用いて、反応経路に沿った結合解離過程の速度定数を評価した。得られた結果を以前のNMR測定の結果と比較した。膜やミセルが混在する分子混雑環境における溶質分子(薬物)の結合解離、拡散ついての解析は、これまでほとんど行われていなかった。我々は、独自開発を進めている高並列汎用分子動力学(MD)シミュレーションソフトMODYLASを用いて、このような大規模複雑系における物質分配や輸送についての解析を、自由エネルギー計算やキネティクスの評価を用いて進めている。本年度は、複雑な系における分配、輸送現象の解析に先立って、その素過程に相当する脂質膜やミセル系と溶質分子との相互作用の評価を行った。当初予定通り、これらの系の自由エネルギー計算や拡散係数の評価を進め、計算結果の解析からキネティクスの評価を行うことができた。溶質分子としてまずは実験的な知見を有する5FU分子を採用した。これは対称性の高いrigidな分子であるため、自由エネルギー計算においても効率よくサンプリングできた。そのため複雑な反応座標の検討は不要であった。引き続き、膜-ミセルおよびミセル-ミセル間での溶質分子の交換について、初期配置の準備および平衡化計算を進めている。

この系についてMD計算を実施し、5FUの位置の関数としての自由エネルギーを求めた。反応座標として、まずはミセル中心から膜中心面に下した垂線という最もシンプルなものを採用した。合わせて5FUの位置依存の拡散係数の評価も行い、キネティクス解析に向けたデータを取得している。なお、本系は膜とミセルを含む大規模系であるうえ、自由エネルギーを精度良く求める必要があるため、サンプリングに長時間を要している。現在、おおむねサンプリングは終了し、キネティクスの評価を行う段階まで進んている。当初予定していた膜-ミセル共存系のMD計算を実施し、自由エネルギープロフィールの評価、および位置依存拡散係数の評価をおおむね実施することができたため、順調に進めているものと判断する。2年目は、昨年度に実施した溶質分子のバルク-膜間やバルク-ミセル間の分配・輸送をさらに拡張し、膜-ミセル間やミセル-ミセル間での分配・輸送過程を対象とする。まずは、膜-ミセル複合系における溶質の輸送過程の検討のために、膜とミセルの接触に伴う分子の移動経路の探索を行う。得られた経路に沿った自由エネルギー解析を行うとともに、拡散係数の位置依存性の評価も行い、結合解離の速度定数を得る。同様の検討をミセル-ミセル間においても行い、それぞれの素過程の反応経路の探索、およびキネティクス評価を行う。これらは、より複雑な系における溶質分子の分配輸送の基礎データとなる。残されたミセル-ミセル間の溶質分子の移動について、キネティクス解析まで進めるとともに、これまでの計算で得られた溶質分子の結合解離定数や拡散係数を用いて、ミセル・膜からなる分子が込み合った混雑環境における分子輸送を扱える粗視化シミュレーションを構築する。
微生物ゲノムを用いた非侵襲的アレルギー治療薬の開発

開発したCpG DNAによる非侵襲的アレルギー治療の可能性を検討した。皮膚アレルギーモデルマウスの耳介皮下に当該CpG DNAを投与すると、耳介の腫脹が減少した。ヒト口蓋扁桃細胞の試験管内IgE産生も、当該CpG DNAの添加により抑制された。いずれもTh1サイトカインの産生増強を伴った。一方、当該CpG DNAによる制御性T細胞の誘導は、マウス耳介皮膚の組織では亢進し、培養したヒト口蓋扁桃細胞では低下した。当該CpG DNAは非侵襲的なアレルギー治療へ応用可能であるが、ヒトモデルにおける詳細な検討が必要であると思われた。[目的]非侵襲的アルギー治療法の開発のため、細菌ゲノムから同定した免疫刺激配列G9.1(IFN-α誘導型、特許第3976742号)の抗アレルギー効果を検討した。[方法]OVA感作マウスに、OVAを、G9.1またはODN2006(既知のB細胞活性化型)と同時にまたは単独で、皮下(耳介)に投与した。24時間後に耳介腫脹、浸潤細胞、抗原特異的IgE・サイトカイン・転写因子の発現を測定し、G9.1の抗アレルギー効果を評価した。全身への影響は血中サイトカインレベルで評価した。投与ルートの対照として予定していた経口投与は実験上の理由により経鼻投与に変更した。[成績]OVA単独投与では4匹全ての耳介に腫脹が起こった。G9.1投与5匹では1匹に軽微な腫脹を認めたが、4匹では完全に抑制された。ODN2006投与では4匹中2匹に著明な腫脹、1匹に軽度の腫脹が残った。G9.1の耳介皮膚投与により血中のOVA特異的IgEレベルは低下した。耳介組織では、浸潤細胞数、IL-4/IL-5の発現が低下し、IFN-α、IL-12、Foxp3の発現が増加した。また、Th1免疫の形成に重要なT-betが誘導され、T-bet/GATA-3比が正常レベルまで回復またはそれ以上に増加し、免疫バランスがTh1に傾いた。G9.1を経鼻投与すると血中サイトカイン値が大きく変動し、副作用が生じる可能性を否定できなかった。これに対し、耳介皮膚投与マウスの血中ではIFN-αが僅かに上昇するのみで、その他のサイトカイン値は変わらず、全身への影響は殆ど考慮しなくても良いと考えられた。[結論]細菌ゲノム擬似配列G9.1は、非侵襲的皮膚アレルギー治療法の開発に応用できる可能性があると思われた。[方法](1)CpG DNAの配列依存的および標的細胞依存的なアレルギー抑制作用を、口蓋扁桃摘出術にて得られた口蓋扁桃から扁桃細胞を分離しCD40抗体とIL-4を添加したアレルギーモデル培養系で検討した。ヒト組織の使用は、福井大学医学部倫理審査委員会の承認を得た。(2)平成19年度の動物実験において明らかにしたCpG DNAの配列依存的抗アレルギー作用と平成20年度の実験結果より、CpG DNAを取り入れたアレルギー治療の可能性を評価した。[成果](1)アレルギー反応の試験管内モデルを用いて、アレルギー発症の目安となるIgE産生を指標にCpG DNAの抗アレルギー作用を検討したところ、B型配列よりA型配列のCpG DNAに強い抑制効果がみられた。その抑制は、A型CpG DNAの標的細胞である形質細胞様樹状細胞が産生するサイトカイン(インターフェロンα、IP-10、MIP-1α)を介したものであった。試験管内モデルではCD4^+CD25^+の制御性T細胞が誘導されたが、この細胞はA型CpG DNAを添加すると減少した。よってA型CpG DNAによる扁桃細胞のIgE産生の抑制には免疫寛容の誘導よりもTh1免疫の誘導が強く働いている可能性が示された。(2)A型CpG DNAを皮下投与したマウスでは皮膚組織にTh1細胞の活性化と制御性T細胞の誘導が認められるが、ヒトの扁桃細胞では制御性T細胞の誘導は抑制される。その違いは投与ルートによるかもしれないが、動物種による可能性も否定できない。H19年度とH20年度の研究成果はA型CpG DNAがアレルギー治療に有用であることを示しているが、創薬開発にはヒト細胞を用いて更に検討する必要があると考えられた。
初妊婦と実母との関係性に関する研究-初妊婦の母親役割取得における実母の影響-

初妊婦の母親役割取得における実母の影響を明らかにするため、初妊婦とその実母を対象に調査を行った。その結果、実母は初妊婦との関係性において、祖母役割への意欲と、親として娘を受け止め支える意欲を持っていた。また、経験者として娘を支援する一方で、娘を母として承認し、関係性の再構築を行っていた。これにより初妊婦は、実母に対する親密性や肯定的感情を高め、実母をモデルに自己の母親像を形成し、妊娠・分娩・育児の準備を進めていくことが明らかになった。1.これまで取り組んできた「初妊婦と実母との関係性尺度の開発」についての論文発表1)初妊婦と実母との関係性尺度の開発に関する予備的研究(滋賀母性衛生学会誌)第一段階として仮尺度を作成し、予備調査における妥当性の検討を行った。尺度開発の方法は、まず尺度の構成概念の設定と仮尺度項目の選定を行い、次に予備調査を実施し、仮尺度の内容妥当性および表面妥当性の検討を行った。その結果、内容妥当性および表面妥当性が確認され、初妊婦という対象の特性を考慮した仮尺度が作成された。2)初妊婦と実母との関係性尺度の信頼性・妥当性の検討(看護系学会誌,査読中)統計的手法を用いて信頼性と妥当性の検討を行い、初妊婦と実母との関係性尺度として完成させた。この尺度は、初妊婦がとらえる実母との関係性の評価を可能にし、加えて次年度以降に作成する実母がとらえる初妊婦との関係性尺度の基盤となるため、意義ある成果である。2.実母がとらえる初妊婦との関係性についての調査実母がとらえる初妊婦との関係性を明らかにし,初妊婦が母親になるために必要な実母の役割について検討するため、実母に面接を実施した。現在までに10名の対象から、「娘が妊娠したときの気持ち」「妊娠中のサポート」「妊娠中の娘との関係性の変化」等についてのデータを得た。データの逐語録を作成し、対象者に信頼性を確認した。5月まで面接を続け、その後KJ法を参考に分析をすすめ、妥当性の確認を行う予定である。1.「初妊婦と実母との関係性尺度」の開発と信頼性・妥当性の検討初妊婦がとらえる実母との関係性を評価する「初妊婦と実母との関係性尺度(Primigravida-Mother Relationship Scale)」の開発と信頼性・妥当性の検討を行った。看護系学会に投稿し、現在査読中である。この尺度は、初妊婦がとらえる実母との関係性の評価を可能にし、加えて次年度に作成予定の「実母がとらえる初妊婦との関係性尺度」の基盤となるため、意義ある成果である。2.実母がとらえる初妊婦との関係性についての質的研究実母がとらえる初妊婦との関係性を明らかにし、初妊婦が母親になるために必要な実母の役割について検討するため、20名の実母に半構成的面接を実施した。面接内容を逐語録にし、KJ法を参考に分析を行った。分析の妥当性確保には、母性看護の大学教員2名、大学院生3名、および臨床経験10年の助産師1名のスーパーバイズを受けた。逐語録から意味のとれる一文(1544)を作成し、類似性に基づく分類からラベル(135)を作成した。さらに分析を進め、小カテゴリー(20)、中カテゴリー(8)、大カテゴリー(4)が抽出された。この結果から両者の関係性尺度を開発するため、意義ある成果と考える。3.次年度の計画「実母がとらえる初妊婦との関係性尺度」を作成し、信頼性・妥当性を検証する。さらに、初妊婦と実母を対象に質問紙調査を実施し、初妊婦の母親役割取得における実母の影響の検討を行う。1.実母がとらえる初妊婦との関係性尺度の開発1)仮尺度の作成●前年度に行った質的研究のからモデルから、下位尺度および尺度項目を検討した。●尺度項目は、まず63項日を作成し、内容妥当性の検討とプレテスト後に59項目とした。2)信頼性・妥当性の検討(データは下記の質問紙調査のデータを用いた)●尺度の信頼性は、内的一貫性による信頼性により分析した。●因子分析による構成概念妥当性の検討、娘との親密性・依存的関係(北村)、General Health Questionnaire 12項目版との関連性から併存妥当性の検討を行った。最終的な尺度は、次年度に公表予定である。2.初妊婦の母親役割取得における実母の影響の検討1)調査の概要●滋賀県下の9カ所の産科施設で出産予定の初妊婦と実母を対象に、横断的デザインによる質問紙調査を実施した。各施設にて妊婦の調査を行い、実母に対しては妊婦を通じて調査票を配布し、郵送にて回収した。2)結果の概要

●妊婦434名(有効回答率95.8%)と実母388名(有効回収率85.7%,有効回答率89.7%)から回答を得た。●初妊婦の妊娠期適応に対して、妊娠初期には抑うつ、中期には抑うつと夫への愛情、末期には抑うつと実母からの自立性が有意な影響要因であることが明らかになった。●実母の7割が孫育てに講座に興味を持ち、現代の育児に不安を感じながらも、娘の育児に積極的に関わろうとする意欲が示された。
脂肪組織幹細胞による血管再生機序の解明

野生型C57BL/6-Tgマウスの下肢虚血モデルに対し、GFP遺伝子導入C57BL/6-Tgマウス由来脂肪組織幹細胞(以下ASCs)を下肢筋肉内に注入投与した。経時的に肉眼的観察、皮膚温測定、血管造影、各種血管成長因子の発現を調査下。血管造影では実験群において豊富な血管新生像を呈した。GFPを発現する血管内皮細胞は全体の10-15%であった。血管成長因子の発現の程度は細胞移植後早期より上昇し、移植後後期まで持続した。以上より、血管再生効果は血管成長因子の効果が大であると推測された。F344系ラット左鼡径部から我々がこれまでに報告してきた脂肪組織由来幹細胞を含むASC精製プロトコールに従ってASCを獲得した。すなわち、約1gの脂肪塊を採取し、細切した後コラゲナーゼ処理し、幹細胞を含むと考えられる間質細胞を採取した。この初代継体ASCを10%FBS添加DME培地内で培養、継代を繰り返した。第2継代ASCをトリプシン処理後、細胞浮遊液を作成し移植に供した。次に同系のF344系ラットに対し両側大腿動静脈を完全に切離し下肢虚血モデルを作成した。その後直ちに準備しておいたASCを片側の下肢筋肉内に注入移植した。対側にはPBSを注入しコントロール群とした。移植後1,3,7,10日目に安楽死させ、肉眼的な虚血下肢の状態を観察後、下肢組織を採取し組織学的検索に供した。また移植後14日目には組織採取に先立ち赤外線サーモグラフィーによる皮膚音測定、選択的血管造影による下肢血行の評価も行った。なお移植したASCには予め細胞の動向を調べる目的でDiIによる染色を施した。現段階では移植後14日目に施行した血管造影所見で、細胞移植群において豊富な血管新生を認める所見を得た。しかしながら移植後各段階における詳細な組織評価を得るには至っていない。次年度においては既に採取した組織内における血管密度の評価、移植細胞の血管内皮細胞への分化の程度、各種の血管増殖因子の測定を予定している。GFP遺伝子が導入されたC57BL/6-Tgマウス(以下GFP陽性マウス)の鼡径部より我々がこれまでに報告してきた脂肪組織由来幹細胞を含むASC精製プロトコールに従ってASCを獲得した。すなわち、約lgの脂肪塊を採取し、細切した後コラゲナーゼ処理し、幹細胞を含むと考えられる間質細胞を採取した。この初代継代ASCを10%FBS添加DME培地内で培養、継代を繰り返した。第3継代ASCをトリプシン処理後、細胞浮遊液を作成し移植に供した。次に野生型C57BL/6-Tgマウス(以下GFP陰性マウス)の両側大腿動静賑を完全に切離し下肢虚血モデルを作成し、準備しておいたGFP陽性マウス由来ASC2.5x106個を片側の下肢筋肉内に注入移植した。移植後1,3,7,10,14,28日目に安楽死させ、肉眼的な虚血下肢の状態を観察後、下肢組織を採取し組織学的検索に供した。また移植後7,14,28日目には組織採取に先立ち赤外線サーモグラフィーによる皮膚音測定、選択的血管造影による下肢血行の評価も行った。肉眼的には術後2日目よりコントロール群で足の壊死を来すものが出現し、その発現頻度は実験群と比較し経時的に増加した。血管造影所見にて細胞移植群はコントロールに比べて血流の改善が見られた。採取組織中の血管内皮細胞全体に占めるGFP陽性細胞の存在は、移植初期に確認され7日目において約10-15%程度であり、その後その割合は大きな変化はなかった。一方、免疫染色所見による各種血管成長因子(VEGF,bFGF)の発現の程度は、細胞移植後早期よりコントロールに比べて発現が上昇し、移植後後期まで持続した。ASCの血管内皮細胞への分化の程度と血管成長因子の発現との経時的な相関関係は明らかでなかったが、移植細胞中の血管内皮細胞への分化率が低いことを鑑みると、血管再生効果は血管成長因子の効果が大であると推測した。
警察予備隊・保安隊・自衛隊による協力映画研究――１９５０－６０年代を中心に

1年目の2015年度は、史料調査・資料調査を主に行った。まず、京都の国際日本文化研究センターにて1950-60年代の『キネマ旬報』を全て通読し、自衛隊協力の可能性のある戦争映画、航空映画などの記事をコピーし、リスト化した。これにより、戦争映画約180本、航空映画約50本を抽出、新たに5本の協力映画を発見することができた。ただし、現時点では全く視聴できていないので、引き続き調査を進めて視聴を実現できるよう努力する必要がある。また、本研究では2年目に行う予定としていた、米国メリーランド州カレッジパークにある米国立公文書館での調査を、不完全ながら2015年10月10日ー15日まで行うことができた。これは、科研費基盤研究C「1950年代の米国による映画広報政策と日本の防衛広報の結節点についての実証的研究」(研究期間:平成27年度平成29年度)の調査として、2015年10月9日ー23日までワシントンとニューヨークを訪れた際、本研究に関わる部分に関しても米国立公文書館で同時に調査を行ったためである。この結果、USIS(米広報文化交流局)による反共を目的とした世論工作を詳述した報告書の一次資料を確認し、コピーすることができた。この報告書を確認したところ、確かに高倉健主演の『ジェット機出動第101航空基地』(小林恒夫監督、東映、1957)を含む少なくとも5本の映画にアメリカが関与した事実は判明した。しかし、残念ながら他の4本の映画のタイトルは記述されておらず、さらに関係資料をあたって作品を特定する必要がある。筑紫女学園大学現代社会学部への着任が決まり、特別研究員としての研究は1年で終えることとなるが、引き続き先述の基盤研究Cと連動させながら、本研究を進めていく所存である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
次世代シークエンサーを用いたわが国の網膜色素変性患者の遺伝子診断システムの構築

網膜色素変性(RP)は遺伝的異質性が高い疾患である。我々は2名の日本人RPに対して遺伝学的特徴と臨床像の検討を行った。原因変異を同定する為、RPとレーバー先天盲の74個の原因遺伝子を対象として次世代シークエンサーを用いて変異探索を行った。また、眼科検査を継続的に行い、臨床評価を行った。結果、2症例とも夜盲で発症し、矯正視力は30歳前後において良好に保持されていた。視野は10歳代半ばまで良好に保持されていたが、以後急激に悪化し、20歳代で高度な求心性視野狭窄を示した。常染色体優性RPの原因遺伝子PRPF31の寄与が示唆された。RPの遺伝子診断に本研究で構築した遺伝子診断システムは有効であった。網膜色素変性(Retinitis Pigmentosa; RP)は、失明に至る遺伝性、進行性の疾患群であり、網膜を原発性、びまん性に障害する。RPは常染色体優性遺伝(ad)、常染色体劣性遺伝(ar)、X連鎖性遺伝形式が知られる。これまでに60個以上の原因遺伝子が同定され、遺伝的異質性が知られている。本年度の研究計画は以下(1)、(2)を計画した。(1)RP患者の検体とバックアップ体制,(2)原因遺伝子の変異探索。(1)については、すでに206人のRP検体が収集済であるが、家族の協力が得られる場合には家族の検体を収集した。また、必要に応じて眼科的検査も光干渉断層測定や自発蛍光検査を追加した。(2)については、浜松医科大学眼科を受診した双子のレーバー先天盲(Leber Congenital Amaurosis; LCA)患児に対して原因遺伝子を同定するために次世代シークエンサーを用いて変異探索を行った。結果、双子の患児からGUCY2D遺伝子に疾患原因変異の可能性が高い新規のスプライス変異(c.2113+2_2113+3insT)と新規のミスセンス変異(p.L905P)を同定した。これまでに70個以上の原因遺伝子が同定され、遺伝的異質性が知られている。我々は、日本の基幹施設からarRP患者を収集し、arRP原因遺伝子の大規模スクリーニングを行い、日本人RP患者に高頻度に認められる原因遺伝子を発見した(Hosono et al., PLoS One 2012)。わが国では、EYS (Eyes Shut Homolog)遺伝子検索により、1826%のarRPの原因遺伝子の同定が可能である。本研究はこの研究成果をさらに発展させ、日本人の遺伝性網膜変性患者を効率よくスクリーニングできる遺伝子診断システムの構築を目的とする。本年度は収集した遺伝性網膜変性患者の原因遺伝子の変異探索を実施し、以下の結果が得られた。浜松医科大学眼科を受診した小口病患者に対して次世代シークエンサーを用いて変異探索を行った。対象は68歳女性。両親は近親婚ではない。視力は右0.2(0.7)、左0.06 (0.1)。両眼底に色素上皮の広範な萎縮と一部に金箔様の反射を認めた。ゴールドマン視野検査で弓状暗点を認め、OCTでは黄斑部網膜の菲薄は強く、黄斑部から周辺にかけて視細胞内節外節接合部ラインは消失していた。蛍光眼底造影でびまん性の過蛍光を認めた。網膜電図で桿体・錐体反応はほとんど消失型であるが、フリッカーERGでわずかに波形が確認できた。遺伝子解析の結果、SAG遺伝子にc.636delT (p.Leu213SerfsX14)のホモ接合体変異を同定した。本年度は、収集した遺伝性網膜疾患患者の遺伝子診断を行うために次世代シークエンサーを使用した変異探索法の検討を行った。使用機器は、次世代シークエンサーMiSeq (イルミナ社)を使用した。遺伝子変異を同定するため、RPとLCAの原因遺伝子74個を解析対象とした遺伝性網膜疾患パネルをデザインした。研究分担者らは、このライブラリーを使用してLCA患児より新規の原因変異を同定している(Hosono et al., J. Ophthalmol. 2015)。変異解析の結果、c.636delT (p.L213SfsX14)のホモ接合体の変異を認めた。得られた変異はサンガー法で確認実験も行っている。また、臨床像から小口病の非典型例が疑われた。日本人の小口病におけるSAGのc.926delA遺伝子異常がホモ接合体で同定される事が多いが、今回同定したc.636delTは新規変異である。以上より研究目的の達成度はおおむね順調に進展していると言える。網膜色素変性(RP)は、失明に至る遺伝性、進行性の疾患群であり、網膜を原発性、びまん性に障害する。RPは常染色体優性遺伝(ad)、常染色体劣性遺伝(ar)、X連鎖性の遺伝形式が知られる。これまでに80個以上の原因遺伝子が同定され、遺伝的異質性が知られている。

我々は、100名のarRP患者を収集し、arRP原因遺伝子のEYSとUSH2Aの変異探索を行い、上記2遺伝子がわが国のarRPの約2割を占める事を明らかにし、眼科領域の遺伝子診断の一般化に大きく道を開く事になった(Hosono et al., PLoSOne 2012, Zhao etal.,J.Hum.Genet. 2014)。本研究はこの研究成果をさらに発展させ、日本人の遺伝性網膜変性患者を効率よくスクリーニングできる遺伝子診断システムの構築を目的とした。本年度は収集した遺伝性網膜変性患者の原因遺伝子の変異探索を実施し、以下の結果が得られた。NGSデータから原因変異の絞込みを行った結果、HM0046よりadRPの原因遺伝子PRPF31にp.(R354*)のヘテロ接合変異を抽出した。また、HM0047よりPRPF31にp.(S145fs)のヘテロ接合変異を抽出した。NGSによる遺伝子診断の結果、上記患者らの原因遺伝子としてPRPF31の寄与が示唆された。RPの遺伝子診断に本研究で構築した遺伝子診断システムは有効であった。網膜色素変性(RP)は遺伝的異質性が高い疾患である。我々は2名の日本人RPに対して遺伝学的特徴と臨床像の検討を行った。原因変異を同定する為、RPとレーバー先天盲の74個の原因遺伝子を対象として次世代シークエンサーを用いて変異探索を行った。また、眼科検査を継続的に行い、臨床評価を行った。結果、2症例とも夜盲で発症し、矯正視力は30歳前後において良好に保持されていた。視野は10歳代半ばまで良好に保持されていたが、以後急激に悪化し、20歳代で高度な求心性視野狭窄を示した。常染色体優性RPの原因遺伝子PRPF31の寄与が示唆された。本年度は、より効率の良い日本人RP患者の遺伝子診断を行うために次世代シークエンサーを使用した変異探索法の検討を行った。使用機器は、次世代シークエンサーMiSeq (イルミナ社)を使用した。変異解析する遺伝子は、遺伝性の網膜関連疾患の原因遺伝子データベースRetNet (https://sph.uth.edu/retnet/home.htm)を参考にして74個のRPまたはLCAの原因遺伝子を選択した。まずは、作成したライブラリーの検証を行うため、既に原因変異を同定しているRP患者(RP10H)を用いてターゲットシークエンス解析を行った。RP10Hは既にSanger法により2種のUSH2A遺伝子変異(p.G229R, p.R926C)を同定している(Zhao et al., Journal of Human Genetics. 2014)。結果、原因変異候補としてSanger法で同定した変異と同じUSH2A遺伝子の2種の原因変異を検出した。次に、原因遺伝子が未同定のLCAの双子の患児に対して同手法を用いて解析を行い、LCAの原因遺伝子の1つであるGUCY2D遺伝子に疾患原因変異の可能性が高い新規のスプライス変異(c.2113+2_2113+3insT)とミスセンス変異(p.L905P)を同定した。得られた2種の変異はサンガー法で確認実験を行った。また、両親の検体を得て、分離解析を実施出来た。日本人のLCA患児におけるGUCY2Dの遺伝子変異報告は本発表が最初の報告であり、研究目的の達成度はおおむね順調に進展していると言える。
強誘電リキッドマターの学理探求：物理・化学的性質の解明と機能応用

近年、申請者が開発した極性ネマチックは史上初の強誘電流体である。通常、液体は自発分極を保持できないため強誘電性を示さない。このパラドックスを液晶の観点から実験的アプローチにより明確化することで、強誘電リキッドマターの創成とその特性を活かしたユニークな機能性の探求・応用を目指す。具体的には、1)偏光顕微鏡、非線形光学による直接観察から流動と誘起トポロジー/誘起分極の相関の理解、2)極性ネマチックのせん断に伴う時間平均化した誘電率評価による分極量評価。3) (1)、(2)で得られた知見をもとにした強誘電発現メカニズムの解明。さらに、強誘電リキッドマターの探究ならびにそれを用いた素子開発を目指す。
連合学習を可能とする大脳皮質神経回路基盤の解析

本研究は、連合学習に関わる脳内シグナル経路の最初の分岐点に当たる大脳皮質一次感覚野から他の脳領域に送出されるシグナルの生理学的特質と連合学習における機能について、マウス一次体性感覚野バレル領域(S1)をモデルとして、細胞・シナプスレベルでの理解を目指すものある。これまでに、私たちは覚醒行動中のマウスS1の第2・3層から同側の一次運動野洞毛領域(wM1)および二次体性感覚野(S2)へ投射する細胞群の生理学的性質を明らかにしてきた(Yamashita et al., 2013; Yamashita & Petersen, 2016)。本研究の一部として、S1第2・3層長距離投射細胞の解剖学的性質を調べるため、新たに15個の長距離投射細胞の完全3次元再構築を行ったところ、wM1やS2に投射する細胞の多くは、同側の皮質あるいは同側の背側線条体に複数の投射標的部位を持つことが分かった(Yamashita et al.,2018)。一方、S1第5層から他の脳領域に投射する細胞群ついては、皮質5層細胞に特異的にチェネルロドプシン2を発現するバイジェニックマウスを用いて、逆行性の活動電位により皮質間投射細胞を同定して細胞外記録することに成功し、その生理学的性質を明らかにしつつある。また、上記実験の過程で、wM1の光刺激に伴い後シナプス性の活動電位が高頻度に誘発されるS1細胞を予期せず発見したことから、wM1から強い入力を受ける細胞とそうでない細胞との生理学的性質の相違を検討する研究や、wM1->wS1シナプスの修飾機構を検討する研究へと発展した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、連合学習に関わる脳内シグナル経路の最初の分岐点に当たる大脳皮質一次感覚野から異なる脳領域に送出されるシグナルの生理学的特質と連合学習における機能について、マウス一次体性感覚野(S1)の第5層をモデルとして、細胞・シナプスレベルでの理解を目指すものである。本年度は、まず解剖学的検討により、S1第5層から同側の二次体性感覚野(S2)と一次運動野(M1)に投射する細胞群がほぼ独立であることを見出した。次に、大脳皮質第5層細胞にCreを発現する遺伝子改変マウス(Rbp4-Creマウス)を用いて、S1第5層にアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターにより、光活性化陽イオンチャネルであるチャネルロドプシン2(ChR2)をCre依存的に発現させ、軸索投射部位であるM1やS2を光刺激して逆行性に伝導される活動電位の記録を試みた。しかしながら、ChR2発現細胞数が多くない上に、ChR2発現細胞においても軸索上のChR2の発現量が不足したため逆行性活動電位の記録には至らなかった。そこで、全ての細胞においてCre依存的にChR2を発現する遺伝子改変マウス(LSL-ChR2マウス)を入手し、Rbp4-Creマウスと掛け合わせたRbp4-Cre;LSL-ChR2マウスを作成して、ChR2発現細胞数とChR2発現量の両者を大幅に増幅させたところ、M1からS1あるいはS2からS1へ逆行性に伝導される活動電位の記録に成功し、S1第5層におけるM1投射細胞やS2投射細胞から特異的に膜電位記録を行うことができる実験系を確立できた。現在は本実験系を用いて、覚醒行動中のマウスからS1第5層投射細胞の膜電位活動データを収集中である。当初の予定であったウイルスベクターによる遺伝子導入にこだわらずバイジェニックマウスを用いる方法に方向転換することにより、軸索投射部位を区別しながら一次体性感覚野第5層細胞から活動を記録する実験系の新規立ち上げ成功にたどり着いた。そのおかげで計画どおり順調に細胞活動データを収集できているため。本研究の一部として、S1第2・3層長距離投射細胞の解剖学的性質を調べるため、新たに15個の長距離投射細胞の完全3次元再構築を行ったところ、wM1やS2に投射する細胞の多くは、同側の皮質あるいは同側の背側線条体に複数の投射標的部位を持つことが分かった(Yamashita et al.,印刷中)。一方、S1第5層から他の脳領域に投射する細胞群ついては、皮質5層細胞に特異的にチェネルロドプシン2を発現するバイジェニックマウスを用いて、逆行性の活動電位により皮質間投射細胞を同定して細胞外記録することを目指した。ところが、同側皮質投射部位の光刺激に伴い誘発される逆行性の活動電位は潜時が短く同定が困難であった。

また、上記実験の過程で、wM1の光刺激に伴い後シナプス性の活動電位が高頻度に誘発されるS1細胞を予期せず発見したため、wM1から強い入力を受ける細胞とそうでない細胞との生理学的性質の相違を検討する研究へと発展した。S1第2・3層長距離投射細胞の解剖学的性質を調べるため、新たに15個の長距離投射細胞の完全3次元再構築を行ったところ、wM1やS2に投射する細胞の多くは、同側の皮質あるいは同側の背側線条体に複数の投射標的部位を持つことが分かった(Yamashita et al.,印刷中)。一方、S1第5層から他の脳領域に投射する細胞群ついては、皮質5層細胞に特異的にチェネルロドプシン2を発現するバイジェニックマウスを用いて、逆行性の活動電位により皮質間投射細胞を同定して細胞外記録することを目指した。ところが、投射部位の光刺激に伴い誘発される逆行性の活動電位は潜時が短く同定が困難であった。このように、論文成果が出始めたこと、及び、本プロジェクトを手がかりとして当初予期していない発見が生まれたことから、本研究はおおむね順調に進展していると考える。本研究は、連合学習に関わる脳内シグナル経路の最初の分岐点に当たる大脳皮質一次感覚野から他の脳領域に送出されるシグナルの生理学的特質と連合学習における機能について、マウス一次体性感覚野バレル領域(S1)をモデルとして、細胞・シナプスレベルでの理解を目指すものある。これまでに、私たちは覚醒行動中のマウスS1の第2・3層から同側の一次運動野洞毛領域(wM1)および二次体性感覚野(S2)へ投射する細胞群の生理学的性質を明らかにしてきた(Yamashita et al., 2013; Yamashita & Petersen, 2016)。本研究の一部として、S1第2・3層長距離投射細胞の解剖学的性質を調べるため、新たに15個の長距離投射細胞の完全3次元再構築を行ったところ、wM1やS2に投射する細胞の多くは、同側の皮質あるいは同側の背側線条体に複数の投射標的部位を持つことが分かった(Yamashita et al.,2018)。一方、S1第5層から他の脳領域に投射する細胞群ついては、皮質5層細胞に特異的にチェネルロドプシン2を発現するバイジェニックマウスを用いて、逆行性の活動電位により皮質間投射細胞を同定して細胞外記録することに成功し、その生理学的性質を明らかにしつつある。また、上記実験の過程で、wM1の光刺激に伴い後シナプス性の活動電位が高頻度に誘発されるS1細胞を予期せず発見したことから、wM1から強い入力を受ける細胞とそうでない細胞との生理学的性質の相違を検討する研究や、wM1->wS1シナプスの修飾機構を検討する研究へと発展した。今後も引き続き細胞活動データを収集し、連合学習課題遂行中のマウスからのデータ収集も次年度より開始する。次年度中にはS1第5層からM1やS2に投射する細胞活動の全体像に迫る。wM1の光刺激に伴い後シナプス性の活動電位が高頻度に誘発されるS1細胞を発見したため、wM1から強い入力を受ける細胞とそうでない細胞との生理学的性質の相違を検討する。これまでのガラスピペットを用いた単一細胞からの細胞外記録を繰り返す方法ではなく、シリコンプローブを用いた多細胞記録系を新たに構築し、一気に観察例数を増大させる。wM1からS1への入力線維を光遺伝学的に活性化した際に活動電位を発する細胞群を電気的に同定し、それら細胞の感覚応答および連合学習における変化を解析する。同様にS2からS1への入力に応答を示す細胞に関しても同様の解析を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。