hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
U snRNA/snRNPの生合成過程における品質管理機構の探索

U1 snRNAの生合成段階で想定される品質管理機構により生じ得るU1-tfsが細胞内の何処で生じ、またそのプロセシングに関わるタンパクが何であるかを検討した。転写されたRNAを核外に輸送する因子であるPHAXの変異体解析の結果、U1-tfsは転写から核外輸送されるまでの間に生じている可能性が示唆された。また、U1-tfs化するのに必要な3'-5'エキソリボヌクレアーゼの検討の結果、通常のU1 snRNAのトリミングに関わるTOE1がプロセスできなかったU1 snRNA分子種をERI1がプロセスすることによりU1-tfsが生じる可能性が示唆された。本研究はRNAの高感度質量分析の結果明らかになった新規U1snRNA代謝物であるU1-tfsの発見に基づき、U1-tfs形成に関わる細胞内代謝機構、それに関係するRNPの品質管理機構を明らかにすることを目的としている。本年度は、初期U snRNA/snRNP生合成段階の詳細な解析、並行してU1-tfsの形成に関わる3'-5'エキソリボヌクレアーゼのヒトゲノムデータベースを利用した探索を行った。3'-5'エキソリボヌクレアーゼの探索においてはUniProt DBを元に24種類をリストアップ、これまでに15種類をクローニング、発現ベクターを構築し局在観察を行った。局在の確認できた13種類のうち、10種類が核内局在を示し、前述の結果と併せてU1-tfs形成に関わるヌクレアーゼの候補とした。これらのヌクレアーゼとその酵素活性変異体、y18Sn-U1-ΔSL4-1発現ベクターとの共発現アッセイから、TOE1タンパクがU1-tfs形成に関わる酵素の候補であるとの結果を得た。そこでTOE1のノックダウンがU1-tfsの減少を引き起こす可能性を検討したが、予想に反してTOE1のノックダウンはU1-tfsを増加させる傾向を示した。本年度の研究は、U1-tfsが形成される詳細な初期U snRNA/RNPの生合成段階の絞り込みに重点を置き、様々な生合成段階に関わるタンパク質をベイトとしたPull-Down解析を行い、U snRNAの転写から核外輸送前の段階においてU1-tfsが形成されるとする有力な手掛かりを得た。このことを、その後の3'-5'エキソリボヌクレアーゼの探索において有用な情報として活用し、核内に局在するTOE1をU1-tfs形成に関わる候補タンパクとして見出した。残念ながら、TOE1のノックダウンはU1-tfsを増加させる傾向を示し、TOE1自体が直接的なU1-tfsの形成酵素ではないという結果になった。しかしながら、本研究を進めている中、2017年の1月のNature Genetics誌上において、TOE1タンパクは橋小脳形成不全の原因遺伝子としてU snRNA/RNPの生合成そのものに関わっていることが報告され、上記結果と併せるとTOE1が間接的にU1-tfsの形成に関わっている可能性が考えられた。つまり、正常な生合成段階においてTOE1が本来基質としている前駆体U1 snRNA種が、何らかの異常によりTOE1によるプロセスができなくなり、別の3'-5'エキソリボヌクレアーゼにターゲットされることによりU1-tfsが形成されるという可能性である。事実、TOE1のノックダウンにより付加配列を持った前駆体U1 snRNAが生じることをノザンブロッティングにより確認している。本年度はU1-tfs形成酵素の特定には至らなかったが、U1-tfsが細胞の核内で形成されている事を示唆する結果を得、U snRNAの転写から核外輸送までの間にU1 snRNA/RNPの厳密な品質管理機構が存在する可能性が高い事を明らかにできたことから、概ね順調に進展していると判断した。前年度はU snRNAの転写から核外輸送までの間にU1-tfsが形成される可能性が高い事、U snRNAの正常な合成経路に関わる3'-5'エキソリボヌクレアーゼであるTOE1がターゲットできなかったRNAがU1-tfsに代謝される可能性が高いことを示した。本年度は上記事項を踏まえて引き続きU1-tfs形成に関わる3'-5'エキソリボヌクレアーゼの探索を重点的に行った。前年度にクローニングした15種類の3'-5'エキソリボヌクレアーゼを一過的に発現させた時の細胞内局在観察の結果およびU1-tfsが核内で形成される可能性が高いことを基に、核質に局在可能な10種類のタンパクを候補とし、ドキシサイクリン誘導発現による影響、候補タンパク単独でのノックダウンおよびTOE1と組み合わせたダブルノックダウンによる検討を行いERI1タンパクがU1-tfs形成に関わる可能性を示す幾つかの傍証を得た。ERI1タンパクが直接U1-tfs形成に関わる酵素である可能性については検討の余地を残すところであるが、少なくともERI1タンパクがU snRNA/RNPの生合成に関わることは明らかであると考えられる。本研究の成果は、U1-tfsの形成に着目することによって、これまでにU snRNAの代謝に関与する事が知られていなかったERI1タンパクが生合成段階におけるU snRNA/RNP

代謝経路に関与することを明らかにしたことにより、細胞内RNAの代謝に関する基礎生物学的な問題に対して新たな知見を与えるものと考えられる。U1 snRNAの生合成段階で想定される品質管理機構により生じ得るU1-tfsが細胞内の何処で生じ、またそのプロセシングに関わるタンパクが何であるかを検討した。転写されたRNAを核外に輸送する因子であるPHAXの変異体解析の結果、U1-tfsは転写から核外輸送されるまでの間に生じている可能性が示唆された。また、U1-tfs化するのに必要な3'-5'エキソリボヌクレアーゼの検討の結果、通常のU1 snRNAのトリミングに関わるTOE1がプロセスできなかったU1 snRNA分子種をERI1がプロセスすることによりU1-tfsが生じる可能性が示唆された。平成29年度は、転写から核外輸送までにU1-tfsが形成されるとの本年度の結果を受けて、転写および核外輸送プロセスに焦点を当てた検証を行い、U1-tfsの形成に関わるU1 snRNA/RNP品質管理機構が存在する生合成段階の特定を行う予定でいる。3'-5'エキソリボヌクレアーゼの探索については、本年度で候補として挙がっていたが検証できなかったTOE1以外の候補タンパクの検証を引き続き行う予定でいる。また、品質管理機構本体が基質の競合を元に形成されるTOE1を含む複数の3'-5'エキソリボヌクレアーゼのネットワークによるものだとの作業仮説から、U1-tfs形成酵素の特定と並行して、TOE1とU1-tfs形成酵素との関係性を検証項目に含めヌクレアーゼネットワークが品質管理機構本体である可能性の検証も行いたいと考えている。本年度手付かずであった、もう一種類のU1-tfs形成に関わる酵素であるRNA/アデノシンメチルトランスフェラーゼについての検証もデータベースを利用した解析をスタートさせる予定でいるが、近年、RNAのメチル化酵素と並んで脱メチル化酵素がRNAの代謝に対して多大な影響を持っているとの複数の報告も踏まえ、それらの関与を考慮した解析を行う予定でいる。ゲノム科学本年度の解析では、U1-tfsが形成される生合成段階の詳細な検討とU1-tfsの形成に必要な2種類の酵素のうち、3'-5'エキソリボヌクレアーゼの探索に重点を置き、もう一種類のU1-tfs形成に関わる酵素であるRNA/アデノシンメチルトランスフェラーゼの検証については手付かずであった。そのために所要見込額に対して11万円程度の未使用額が生じてしまった。本年度の所要見込額と実支出額の差額は、次年度の物品購入費に繰り入れて適正に支出する計画でいる。
点変異導入されたNMDA受容体の単一チャネル特性の研究

近年、マウスのNMDA型受容体をコードするcDNAが、東京大学の三品らによりクローニングされた。このNMDA型受容体は、神経細胞に発現している受容体同様にマイナス側の膜電位においてマグネシウムイオン(Mg^<2+>)により膜電位依存性に抑制を受け、電流電圧曲線上で負性抵抗を示す部分が出現する。更に三品らは、そのcDNAに点変異を導入してマグネシウムイオン(Mg^<2+>)により抑制されないクローンを作成した。このクローンはε2サブユニットcDNAとζ1サブユニットcDNAの両者の第二膜貫通部位(TM2)に点変異を導入し、翻訳されるアミノ酸配列のうち、それぞれ一個のN(グルタミン)をQ(アスパラギン)に置換したものである。私たちはこれらサブユニット遺伝子を含むプラスミドを三品より譲り受け、プラスミドからcRNAをin vitro合成し、アフリカツメガエル卵母細胞に注入し、培養後、電気生理学的実験を行った。二電極膜電位固定法により、卵母細胞全体に発現した点変異導入したNMDA型受容体の電流電圧特性を調べたところ、マイナス側の膜電位において、ほぼ直線状の電流電圧曲線が得られた。また、この電流電圧曲線の形は、高濃度(1mM)のMg^<2+>よって変化しなかった。Mg^2同様に膜電位依存性に電流応答を抑制することが知られるマンガンイオンやコバルトイオンによっても電流電圧曲線の形は変化しなかった。しかし、これらのイオンにより、電流量は7-16%減少した。この卵母細胞にパッチクランプ法を適用し、アウトサイドアウト法により単一チャネル電流を記録した。天然型の受容体ではMg^<2+>を加えるとチャネルの開時間が著しく減少し開閉を繰り返すようになるが、点変異導入されたNMDA型受容体では、これとは異なり、単一チャネル電流のコンダクタンスの減少が観察された。
エキシプレックス制御キラル光化学

電子受容体と供与体の光化学において、励起状態での錯体形成、いわゆるエキシプレックスの関与が重要である。しかしながらこれらの化学種は短寿命であり、その構造の精密制御は未だ難しい課題である。本研究では、基底状態での電荷移動(CT)相互作用を活用し、その電荷移動吸収帯の励起による新しい構造制御の指針を不斉合成法として実証するものである。本年度は公募研究の2年目の節目の年であったが、研究計画の当初目的はほぼ問題なく達成でき、8件の国際会議等での招待講演を行ったほか、J. Am. Chem. Soc.誌、J. Phys. Chem. Lett.誌を含む計15報の原著論文に報告することができた。成果の一部は、新聞報道もされるなど、特に注目を集めることとなった。また、J. Photochem. Photobiol. A誌のゲストエディターとして特集号を企画、編纂し、その出版にたどり着くことができた。これまでの成果を日本語でまとめ、有機合成化学協会誌に寄稿し、啓発活動にも努めた。これらの成果は、申請者の基盤研究(B)での成果と協働的に発展しつつあり、さらに次年度、国際共同強化研究として大きく発展させようとしているところである。一方、領域会議等の交流の中で、本質的に高次複合系を達成するための新たな目標を決定するに至り、次期の公募研究として、特に共同研究として展開するための方向性を決定することができた。このような方向での進展は、目に見える形の成果とは言えないが、今後の研究展開において極めて重要なものであると位置づけており、今後のさらなる発展を期待している。28年度が最終年度であるため、記入しない。電子受容体と供与体の間で基底状態で相互作用(CT相互作用)が生じた場合、長波長側に新しい吸収帯が生じる。このCT錯体の波長選択的な励起により、エキシプレックスとは異なる励起状態錯体が生成できる。この励起CT錯体は基底状態構造を反映した構造と反応性を有するため、立体選択性も通常のエキシプレックスとは大きく異なる。このことは、いわゆるKasha則とは異なる現象であり、これまでは光反応に積極的に活用できてはいなかった。この高次励起状態をうまく活用し、不斉光反応の制御法として確立することができれば、多様で複雑な構造を有する光反応特有の骨格形成において、有効な手段となり、物質科学、製薬など様々な分野での活用が期待される。本年度は、これまで予備的に検討を進めてきた分子内、並びに分子間のCT系に関して、生成物の単離・精製・同定を進めるとともに、生成物として得られる環化体ジアステレオマーのHPLCによる分離条件を確定し、詳細な光反応の検討を可能とした。また、実際に、種々の条件下での光反応を検討し(特に溶媒や温度効果)、反応の立体制御にかかわる活性化パラメーターを導出し、これまでの類似系と比較検討することで励起錯体の構造に関する知見を得ることに成功した。本年度はおおむね当初計画通り順調に研究が進んだため、これまでに得られた知見を、国内外の学会で公表するとともに、Science誌、J. Am. Chem. Soc.誌3報を含む計7報の原著論文として報告した。また、これらの成果が認められ、多数の国際学会において招待講演を行う機会を得るとともに、さらに発展的な共同研究への足掛かりをつけることができた。また、領域会議等の機会を有効に活用し、新しい共同研究をスタートし、すでに一部の成果が上がりつつある段階となった。今後もさらに大きく研究を発展させたいと考えている。本年度はおおむね研究計画の初年度の予定通り進展したと考えている。そのうち、キラル化合物の基底状態、励起状態の相互作用に関連する成果が顕著であり、業績欄に記載の通り、原著論文としては、Science誌、J. Am. Chem. Soc.誌3報を含む計7報の報告を行ったほか、多数の国際学会において招待講演を行う機会を得るなど、予想をはるかに上回る成果となった。また、これらの国際学会の機会でさらに発展的な研究への足掛かりとなる複数の共同研究の打ち合わせも行うことができた。さらに、領域会議等の交流を通じ、新たに領域内での共同研究を二つ立ち上げ、そのうちの一つに関しては初期的な成果としてJ. Phys. Chem. A誌に報文1報を報告することができた。このような背景から(1)の当初計画以上に進展している、の区分とした。

これらの成果は、申請者の基盤研究(B)での成果と協働的に発展しつつあり、さらに次年度、国際共同強化研究として大きく発展させようとしているところである。一方、領域会議等の交流の中で、本質的に高次複合系を達成するための新たな目標を決定するに至り、次期の公募研究として、特に共同研究として展開するための方向性を決定することができた。このような方向での進展は、目に見える形の成果とは言えないが、今後の研究展開において極めて重要なものであると位置づけており、今後のさらなる発展を期待している。本年度の研究に関してはおおむね計画書に記載の通り順調に進展したと考えており、翌年度も当初計画通りの研究推進を予定している。具体的には、基底状態の相互作用の増強が励起状態錯体形成やその構造にどのような影響を与えるかを検証すること、励起状態で大きな構造変化をするような基質でエキシプレックスの構造変化にどのような影響を与えるかを検証することを計画している。また、これまでにあまり注目されていなかったトリプレットのエキシプレックスが立体制御の点で有用かどうかも併せて検討し、不斉合成反応としての有効性を検証する予定である。さらに、ルイス酸触媒を用いた電荷移動相互作用の制御と、その光反応の波長制御に関してさらに検討を進めたい。なお、国内外の共同研究もさらに積極的に展開し、これまで以上の研究推進を目指す。得られた成果は、一義的には原著論文への投稿、さらにはホームページや学外授業・講演などで広く広報活動に努めたいと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。
高血圧関連遺伝子の解明:特に内因性ジギタリス様物質との関係においての検討

本態性高血圧症は遺伝因子と環境因子の相互作用から成立すると考えられ,近年,遺伝因子の解明に分子生物学的手法が適用されている。遺伝因子としての腎Na排池能,環境因子としての食塩摂取の両者にともに密接に関連すると考えられる物質の内因性ジギタリス様物質である。我々は体収量および血圧調節に関与すると想定されるジギタリス様物質(EDLF)の追求を試み,その指標としてヒト赤白球への^3H-ウアバイン結合阻止特性が適当であることを明らかにし,この検定法に基づきヒト尿中に極性の異なる2種類のEDLFが存在することを報告した。このうち極性の高いODC-1がより普通的に哺乳類体内に存在し、多くの点でウアバインに類似していることを発表した。1990年に至り、Hamiynらはヒト血〓由来EDLFかウアバインそのものあるいは極めて類似した物質であることを指摘し、ウアバイン様物質(OLC)と命名した。我々はこの背景のもとでウサギ・ウアバイン抗体によりRIA法を確立し,ウアバイン免疫特性によるOLCの学一性、Naバランス調節あるいは各種実験高血圧モデルとの関連,体内にウアバイン抗体を保有するラットでの急性および慢性の食塩負荷に対する反応,OLCの産生部位などを検討した。さらにOLCが本態性高血圧症患者腎の遺伝素因あるいは臓器合併症の予知因子として使用できるかについての長期的研究の開始のための予備的に臨床的検討も行った。その結果、ラット・ウシ・ヒト血泉中にはウアバインRIA法で測定されるOLCが確かに存在し体内でのNa貯留が顕著な場合にNa利尿因子として作用し得る。またヒト本態性高血圧を含む一部の高血圧特にその初期でOLCが上昇し血圧上昇をひきおこす可能性があるなどの成績が得られた。
プレフォルディンとII型シャペロニンによるタンパク質フォールディング分子機構の解明

我々は、超好熱性古細菌Thermococcus sp.strainKS-1由来II型シャペロニンがin vitroで高いフォールディング能を示すことを有効に利用し、II型シャペロニンの分子機構と補因子プレフォルディンとの協調作用機構に関する研究を行った。本年度の成果は以下の通りである。全長サブユニットのC末端配列をプロテアーゼ認識配列に置換した後,隣接するサブユニットのN末端側と連結した発現系を作成した。タンパク質を発現および精製後に,プロテアーゼを用いてリンカー配列を切断することで,活性のあるシャペロニンを得ることに成功した。そこで,この系を用いて,野生型サブユニットと3種類の変異体サブユニット((1)ATP加水分解能はあるものの構造変化が起こらない変異体:G65C,(2)ATP加水分解能を欠失した変異体:ΔATPase,(3)helical protrusionを欠失した変異体:Δhelical)でそれぞれ構成される様々なヘテロオリゴマーを作成し,機能解析を行った。その結果,WT-G65C連結シャペロニンでは,野生型シャペロニンと同様なATP結合に伴う構造変化と,タンパク質フォールディングが起きている結果が得られた。WT-ΔATPase連結シャペロニンでは,ATP結合に伴う構造変化が正しく起きていなかったが,タンパク質フォールディングを行うことができた。しかし,その一方で,WT-Δhelicalでは,タンパク質フォールディングを行うことができず,ATP依存的な構造変化も起きていないことが明らかとなった。以上の結果から、Group II型シャペロニンのタンパク質フォールディングでは,隣接するサブユニット間のATP加水分解に伴う協調機構は余り重要ではないが、各サブユニットのhelicalprotrusion間の協調した構造変化が重要であることが新たに示唆された。また、シャペロニンのプレフォルディン相互作用部位を同定し、結合速度と蛋白質受け渡し速度に相関があることを明らかにした。超好熱性古細菌由来シャペロニンとプレフォルディンによる蛋白質フォールディング機構に関する研究を進め、以下のような成果を得ることに成功した。1.超好熱性古細菌Thermococcus sp.strainKS-1シャペロニンの2つのサブユニットを連結した変異体の作成と機能解析を行った。野生型αサブユニットのC末端を、4または6残基のリンカーを介して隣接するαサブユニットのN末端側を直接連結した変異体は、タンパク質フォールディング活性が消失したのに対し、2残基のリンカーを介して連結した変異体は弱いながらもフォールディング活性を示した。また、C末端配列をトロンビン認識配列に置換し、2残基のリンカー配列を介して連結した変異体は、トロンビン消化前でも野生型の半分程度のフォールディング活性を示した。連結シャペロニンのフォールディング活性の発現は、リンカーの長さやC末端アミノ酸配列に大きく依存することが明らかとなった。また、トロンビン認識配列を有する連結変異体をトロンビン消化することで、野生型と同等の活性を有するシャペロニンの獲得に成功した。この結果は2型シャペロニンの反応機構解明の重要な手がかりになると考えている。また、連結シャペロニンを用いることにより、サブユニット間の協調機構解明が可能になる。2.T.sp.strain KS-1から2組のプレフォルディン遺伝子(α1,α2,β1,β2)をクローニングし、配列を決定した。大腸菌内でα及びβサブユニット遺伝子を共発現させ、4種類のPFD複合体(α1-β1,α2-β1,α1-β2,α2-β2)を得た。数種類の基質タンパク質を用いて、各PFD複合体のアレスト活性を比較したところ、複合体により異なる基質認識性を示すことが分かった。またSPRセンサーを利用した相互作用解析から、β1サブユニットを有するPFD複合体がT.KS-1由来βCPNと強く結合することが示された。以上の結果から、Group II型シャペロニンのタンパク質フォールディングでは,隣接するサブユニット間のATP加水分解に伴う協調機構は余り重要ではないが、各サブユニットのhelical

protrusion間の協調した構造変化が重要であることが新たに示唆された。また、シャペロニンのプレフォルディン相互作用部位を同定し、結合速度と蛋白質受け渡し速度に相関があることを明らかにした。
介護保険施設における看護職者の雇用マッチング支援モデルの開発

介護保険施設で就労する看護師の雇用マッチングを検討する目的で、看護師5名に聞き取り調査を実施した。その結果、1看護師の採用にあたっては、常態的に派遣会社や人材紹介業も利用している、2看護師は病院での看護経験は重要であるが、病院での経験をそのまま職場に持ち込むとギャップを感じることがある、3介護施設では病院とは異なり、経済的理由から感染予防のための手袋やエプロンを使用しない施設もあった。感染予防のような看護の基本原則に則ったケアができないことも短期離職・雇用ミスマッチにつながっており、基本的な看護の体制整備の重要性が示唆された。5月に研究打ち合わせ会を行い、先行研究の確認を行った。先行研究では、病院と介護保険施設で求められるものが大きく異なり、それがギャップになっていること、これまでの病院での経験が必ずしも役にたつわけではないことなどが明らかにされていた。昨年行った神奈川県での事前調査で派遣会社が介入し介護保険施設に人材を投入している実績から、そのあとどのくらいが定着しているのかをみていく必要が示唆された。中央ナースセンターなどのデータから施設側だけで人材確保を行うのは限界があり、派遣会社始め様々な社会資源を活用することが必要と考えられた。派遣会社が人材確保に有効かどうかの分析が必要と考えられ、次年度以降の調査を行うこととした。8月に2回目の研究会を開催し、すでに実施した介護保険施設調査(プレテスト)を論文にまとめること、介護保険施設で就労する看護師のインタビュー調査、施設調査、派遣形態で就労する看護師の実態調査を行うこととした。先行研究では、一般的に病院側は派遣と人材紹介の区別がついていないこと、管理者の労務管理の知識が十分でないことが指摘されており、人材確保、雇用マッチングには管理者が労務管理について正しい知識を持っていることの必要性が示唆された。また、派遣を利用する病院は即戦力を求めていたが、派遣看護師の実践力が低いと考えている管理者も多く、雇用が成立していても問題を抱えていることも伺え、雇用マッチングをどう捉えるかを今後検討していく必要がある。派遣労働の動向を把握するために派遣会社への聞き取り、看護師の派遣と人材紹介を記事にしたA新聞社記者への聞き取りを行い、先行研究の裏付けを行った。8月28日に研究メンバー会議を行い、すでに実施した介護保険施設でのインタビュー調査を踏まえ、持ち寄った文献を輪読、先行研究の確認作業を行った。介護保険施設を対象にしたアンケート調査が増えていることから施設にとっては負担になっていることが予想されたので、いくつかの施設にお伺いをしながら時期を決定していくこととした。「雇用のミスマッチ」があるかどうかについてはナースセンターデータでは紹介数に対する就職者数で示すことができる。また、就職したけれど短期に離職した人数も雇用のミスマッチに含まれるのではないかと考えられた。引き続き「雇用のミスマッチ」の定義を文献で探しながら、短期離職者も含めることとした。9月14日には、看護職の職場管理に関する研究会を開催し、看護職の職業キャリア、院内暴力、ストレス、抑うつ状況などについて意見交換を行った。これまでは病院における看護職の労働環境の問題が分析されてきたが、介護保険施設においてもこれらの分析が重要になってくると思われた。これまでの研究成果、文献からの知見を立命館大学生存学研究センターでの看護論ーこの30年の看護をめぐる変容ーにおいて、少子高齢化の進展によって看護職確保が重要になりそれが、看護師等の人材確保法につながっていること、介護保険施設において雇用のミスマッチが生じる背景に、1介護保険制度は比較的新しい制度(平成12年)であるために、それ以前の看護教育で看護職として就労している者は学習してきていないこと、2看護基礎教育が病院における療養上の世話を中心に教育するものであるために、介護保険施設における看護が十分理解されていないこと、3介護保険施設の福祉を専門とする管理者は12のような事情を把握していないために、看護職の戸惑いを理解しきれずにいることなど、それらが雇用のミスマッチ、短期の離職につながっている可能性があることをまとめた。平成25年平成27年に研究打ち合わせ会を行い、文献検討、及び新潟県、東京都、山形県の介護保険施設で働く看護師、管理者5名へのインタビュー調査、施設調査を行った。看護管理者調査は、1看護師の確保の方法、2定着の状況、3定着のための支援を、看護師には1就労のきっかけ、2就労するにあたり必要な能力、3現在の施設で就労するにあたり役にたったこれまでの看護経験、4施設を超えた病院等との連携などである。その結果、1看護師の確保の方法とその課題は、直接雇用の場合採用時面接だけで、能力や意欲がわからず難しく、採用し様子をみる場合もあること、常態的に派遣会社や人材紹介業者も利用しており、派遣であることが悪いわけではなく、中にはきちんと仕事をこなす人もいる。2病院での勤務経験自体は必要である。ブランクが長い人は離職する傾向はある。3定着にむけて研修が必要である、人間関係、特に介護職との関係が難しい。看護師調査では、1出産や子育てを契機に病院勤務を辞めており、生活との両立を考えていた。2及び3管理者同様、看護師の臨床経験が必要と考えていた。また、23年介護現場を経験することによって介護施設での看護は理解できる、と考えており、過去にも介護施設での就労経験を持つものが多かった。4関連病院との連携や、入居者が入院した場合に申し送りを行っているが、病院の看護師は介護施設や介護保険の仕組みが理解できていないと感じていた。

さらに管理者と同様に、介護職との人間関係の難しさを指摘しておりそれが離職の原因にもなっていた。さらに介護施設では、病院とは異なり様々な物品、たとえば感染予防のための手袋やエプロンなどを経済的理由で使用できない施設もあり、感染予防のような看護の基本原則に則ったケアができないことも短期離職・雇用ミスマッチにつながっており、感染予防のような基本的な看護の体制整備の重要性が示唆された。介護保険施設で就労する看護師の雇用マッチングを検討する目的で、看護師5名に聞き取り調査を実施した。その結果、1看護師の採用にあたっては、常態的に派遣会社や人材紹介業も利用している、2看護師は病院での看護経験は重要であるが、病院での経験をそのまま職場に持ち込むとギャップを感じることがある、3介護施設では病院とは異なり、経済的理由から感染予防のための手袋やエプロンを使用しない施設もあった。感染予防のような看護の基本原則に則ったケアができないことも短期離職・雇用ミスマッチにつながっており、基本的な看護の体制整備の重要性が示唆された。研究メンバーの職場異動などがあったが、連絡を取り合い、これまで活動拠点であった自治体の担当者を紹介してもらった。これまでの研究成果、知見を公表し、次の計画につなげている。看護管理学雇用のマッチング状況に関する質問項目をさらにブラッシュアップし、介護保険施設へのアンケート調査を進めていく。医療・介護提供体制が変化しているので、厚生労働省関係の審議会の状況、それに対する関係団体の対応などをチェックしていく。同時に文献収集を続け、新たな研究知見の情報を取り入れていくこととする。すでにプレテストが実施されており、関係者への聞き取りも行っている。人材確保を目的とした介護保険施設への調査にあたってはA県の介護老人福祉施設協議会の責任者から協力の内諾がとられている。綿密な調査票の作成、大学の倫理審査を受けるなどの手続きを今後は行っていく。先行研究、文献では「雇用のミスマッチ」の定義が明確ではなく、本研究においてどう扱うかが検討された。インタビューと違いアンケートでは、事前に明確にしておく必要があった。そこで定義づけを明確にしたうえで介護保険施設におけるアンケート調査を行うために次年度に調査を移動させた。その結果調査に係る費用が次年度にまわったため。看護師の雇用形態が多様化する中、雇用形態の多様化のデータを収集分析すること、雇用のマッチングを探る。1)雇用形態の多様化は厚生労働省に衛生行政報告例のデータを申請し分析する。雇用マッチングについては介護保険施設で就労する看護師へのインタビュー調査とアンケート調査、派遣形態で就労する看護師の実態調査を行う。2)これまでの派遣法の改正過程を調べ、看護労働への影響を明らかにしたい。共同研究者が遠方の大学に移動になったので、分担していた調査を移動先(新潟県)で実施できないかを検討する。本研究での「雇用ミスマッチ」を明確にした上で、アンケート調査を行う。場合によっては再度、小規模のインタビュー調査を行い、「雇用ミスマッチ」に関する理解を深め、定義づけを行い、アンケート調査では、郵送料、印刷費等で使用する。
プロトン共役電子移動を利用した機能性有機電子材料の開発

本研究課題は、プロトン共役電子移動(PCET)反応の機構解明を分子の立体構造および電子構造の観点から解明し、これを分子性導体の伝導機構へ応用することを目的としたものである。我々はフェノールーフェノキシルラジカル間の自己交換PCET反応を基礎にしている。前年度はラジカル体の安定化と反応活性化障壁の低下を意図して、ベンゼン環に2つのチオフェンを縮環したベンゾジチオフェン骨格をもつフェノール・フェノキシル誘導体の設計・合成をおこなった。両者を混合して結晶化した際に形成した水素結合錯体は、酸素原子間距離は2.56 Aと非常に接近したものであり、理論研究から予想された反応活性錯体に酷似していた。本年度は、この錯体を用いて、反応の電子状態観測およびダイナミクスの解明を実施した。X線回折を用いた差電子密度マップから、水素結合部分に存在するアルコール由来の水素原子はブロードなピークとして観測され、サイト間を容易に移動できることが示唆された。また、温度可変赤外スペクトルを測定・解析したところ、アルコール体由来のO-H伸縮振動のピーク形状が温度依存性示すことがわかった。つまり熱的なPCET反応が発現していることが見出された。反応速度論に基づいたスペクトルシミュレーション結果、反応活性化障壁は0.6 kJ/molと非常に小さく、そのため極低温域ではトンネリングの影響が観測された。また、見積もられた反応速度定数は10の11から12乗のオーダーであり、プロトン単体の移動の場合と比べて2桁も速いものであった。この結果は電子が共役して移動した効果であると考えている。また、年度後半にはPCET機構を利用した分子性導体の開発に向けて、PCET活性となる水素結合部位を2ヶ所有する新規有機分子やニッケル錯体の設計・合成を実施した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、プロトン移動が伴う電子移動反応であるプロトン共役電子移動(PCET)反応の機構解明を分子の立体構造および電子構造の観点から解明し、これを分子性導体の伝導機構へ応用することを目的としたものである。本年度は前者の反応機構に関して、反応活性中間体を結晶として単離して構造を調べ、さらにPCETを実験的に発現させることで実験的に解明することを目指した。そこで、既に理論的研究がなされているフェノール-フェノキシル水素結合間の自己交換PCET反応を基礎として研究を行った。これまでにアンスロール-アンスロキシルの組み合わせを用いることで、理論的に予測されたPCET反応の遷移状態に類似した構造を水素結合型錯体として安定に取り出すことに成功している。また構造相転移に伴うPCETの活性化にも成功している。そこで本年度は、反応の活性化障壁を小さくして反応活性化をより容易にするべく、新たなアルコール体・ラジカル体の組み合わせを設計、合成した。BDTOと名付けた新規ラジカル体は2つのチオフェンを縮環したフェノキシル誘導体であり、計9段階、全収率12%で合成することができた。X線構造解析、ESR測定、およびIR測定からラジカル体のスピン電子状態について調べたところ、酸素原子上のスピン密度がアンスロキシルと比べ高まっていた。また、ラジカル体とアルコール体の溶液を混合したところ、それらが3:1で含まれる4量化錯体を結晶として単離することができた。錯体中、ラジカルとアルコール体は水素結合を形成し、その酸素原子間距離は2.56Aであった。これは以前の系よりも短く、スピン密度の上昇によって酸素原子p軌道間の相互作用が高まった結果と言える。さらに水素結合間に存在するプロトンは両酸素原子間の中点に分布していたことから、得られた錯体はPCETの遷移状態に類した状態にあることがわかった。

また、年度後半にはPCET機構を利用した分子性導体の開発に向けて、PCET活性となる水素結合部位を2ヶ所有する新規有機分子やニッケル錯体の設計・合成を実施した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度内に計画していた新規分子の設計および合成を完了することができた。また、研究目的に掲げていたPCET遷移状態に類した構造を単結晶として取り出すことにも成功した。このように申請書に記載した計画の通り研究は行えており、研究の目的へ向けて着実に前進している。次年度は現在得られている水素結合錯体の電子状態について、領域内の他の研究者とも協力して調べることを計画している。特に分光学的手法を用いて、プロトンや不対電子の挙動に注目する予定である。これによって分子間のPCET反応において最適な分子の立体配置および電子状態を導き出す予定である。一方、PCETを分子性導体の伝導機構に応用することを目指して、PCET反応活性な水素結合部位を複数個もつ化合物を設計・合成する。それらを繋ぎ合わせることで、プロトン移動が伴う電子伝達ネットワークを構築することを計画している。
マグネシウム合金における加速クリープのひずみ速度指数則と加速の機構

マグネシウム・アルミニウム固溶体のクリープで認められる加速クリープ挙動を実験的に明らかにし,組織の変化と調べるとともに,高温予クリープによる挙動の変化を調べた.本系合金の圧縮クリープでは,ひずみ速度の対数がひずみに比例する.本研究ではこの挙動を定量化するためのプログラム開発を行い定量的に加速挙動を明らかにするとともに,変形に伴う組織観察を行った.いわゆるオメガ法と称されるクリープ挙動の解析法にひずみの定数を加えたクリープ曲線の構成式のパラメータは,応力とともに変化しその応力依存性は最小ひずみ速度の変化とよく対応することが見いだされた.また,加速域における動的再結晶領域の分率はひずみ速度の変化とよく一致する.本系合金では加速クリープ挙動と動的再結晶が密接に関与していることが示唆される.本系合金では,高温予クリープによってクリープ寿命・破断延びが最大2倍程度まで改善される.本研究では,高温予クリープの効果と加速域の挙動を調べた.高温予クリープは結晶粒界を波状化し,粒界に形成されるキャビティの連結を抑制しクリープ寿命を改善する.粒界の波状化は加速クリープにおけるひずみ速度の変化(加速)を抑制することが明らかにされた.この方法では,単相材でも弱化をもたらすことなくクリープ寿命を改善することができ,他の合金系にも応用が可能であると期待される.マグネシウム・アルミニウム固溶体のクリープで認められる加速クリープ挙動を実験的に明らかにし,組織の変化と調べるとともに,高温予クリープによる挙動の変化を調べた.本系合金の圧縮クリープでは,ひずみ速度の対数がひずみに比例する.本研究ではこの挙動を定量化するためのプログラム開発を行い定量的に加速挙動を明らかにするとともに,変形に伴う組織観察を行った.いわゆるオメガ法と称されるクリープ挙動の解析法にひずみの定数を加えたクリープ曲線の構成式のパラメータは,応力とともに変化しその応力依存性は最小ひずみ速度の変化とよく対応することが見いだされた.また,加速域における動的再結晶領域の分率はひずみ速度の変化とよく一致する.本系合金では加速クリープ挙動と動的再結晶が密接に関与していることが示唆される.本系合金では,高温予クリープによってクリープ寿命・破断延びが最大2倍程度まで改善される.本研究では,高温予クリープの効果と加速域の挙動を調べた.高温予クリープは結晶粒界を波状化し,粒界に形成されるキャビティの連結を抑制しクリープ寿命を改善する.粒界の波状化は加速クリープにおけるひずみ速度の変化(加速)を抑制することが明らかにされた.この方法では,単相材でも弱化をもたらすことなくクリープ寿命を改善することができ,他の合金系にも応用が可能であると期待される.
難治性疼痛における脊髄知覚神経系の可塑性と分子生物学的病態解明

末梢神経損傷後の急性一慢性痛の病態進展過程に、末梢知覚および脊髄神経系の可塑性が主たる機序と判明し、この病態進行をいかに抑制し傷害された細胞の再生能を高めるかが治療の重要な課題とされる。ラットニューロパチックペインモデルを用い、1)脊髄神経系の神経可塑性における分子生物学的機序,および2)治療応用の検討を行った.SDラットで左坐骨神経絞扼モデルを作成した.また、大槽よりITにループ型マイクロダイアリシスプローべを挿入し(先端:腰髄1-2),透析液のglutamate濃度をHPLC法で測定した.絞扼術前,3,5,8,10日目における熱刺激に対する反応(ホットボックス)を観察し,5および10日目にマイクロダイアリシスを行ったのち灌流固定し,脊髄を摘出したのち,免疫組織学的評価(c-fos蛋白,TUNEL染色,HE染色)を行った.さらに治療として,それぞれ(1)N-type Ca channel Blocker(IT),(2)5-HT2A Blocker(I.P.),(3)4-methyl cathecol(4-MC,I.P.)を投与し,その効果を評価した.その結果,1)坐骨神経絞扼により,熱性痛覚過敏が増強し脊髄glutamate放出増加を伴った.痛覚過敏の初期状態で脊髄表層のc-fos蛋白誘導とアポトーシスが見られ,遅発生に介在ニューロンの壊死が認められた.したがって,glutamate神経の過剰興奮が脊髄神経可塑性を誘因し,遺伝子発現やアポトーシスを引き起こし障害が発現するものと考えられる.その後,介在ニューロンが壊死すると脊髄神経系の調節機構が消失し,症状が慢性化するものと示唆される.2)治療法では,脊髄N-type Ca channel Blocker投与は,脊髄glutamate放出の抑制を始め,これらの測定項目を有意に抑制し,抹消5-HT2A Blockerは軽度に抑制した.また,神経成長因子の合成誘導をもたらす4-MC末梢投与は,脊髄glutamate放出の抑制を始め,これらの測定項目を軽微しながら有意に抑制することが判明した.以上のことから,ニューロパチックペインの発現には,1)脊髄glutamate神経の過剰興奮に起因した細胞内一核内プロセス変調が起きアポトーシスを招来し,これが症状発現に関与する可能性があること,さらに,慢性痛への移行には介在ニューロンの障害が関与すると示唆され,神経一免疫回路網の面から理解がさらに進んだ.2)治療に向けて,脊髄N-type Ca channel Blockerや末梢5-HT2ABlockerの有用性に加え,栄養因子(グリアとの相互作用)の合成誘導が細胞死の過程を修復し機能回復を促進することが判明した.今後,さらに移植術やアデノベクターウイルスNGF投与の治療可能性に向け検討を深めたい.末梢神経損傷後の急性一慢性痛の病態進展過程に、末梢知覚および脊髄神経系の可塑性が主たる機序と判明し、この病態進行をいかに抑制し傷害された細胞の再生能を高めるかが治療の重要な課題とされる。ラットニューロパチックペインモデルを用い、1)脊髄神経系の神経可塑性における分子生物学的機序,および2)治療応用の検討を行った.SDラットで左坐骨神経絞扼モデルを作成した.また、大槽よりITにループ型マイクロダイアリシスプローべを挿入し(先端:腰髄1-2),透析液のglutamate濃度をHPLC法で測定した.絞扼術前,3,5,8,10日目における熱刺激に対する反応(ホットボックス)を観察し,5および10日目にマイクロダイアリシスを行ったのち灌流固定し,脊髄を摘出したのち,免疫組織学的評価(c-fos蛋白,TUNEL染色,HE染色)を行った.さらに治療として,それぞれ(1)N-type Ca channel Blocker(IT),(2)5-HT2A Blocker(I.P.),(3)4-methyl cathecol(4-MC,I.P.)を投与し,その効果を評価した.その結果,1)坐骨神経絞扼により,熱性痛覚過敏が増強し脊髄glutamate放出増加を伴った.痛覚過敏の初期状態で脊髄表層のc-fos蛋白誘導とアポトーシスが見られ,遅発生に介在ニューロンの壊死が認められた.したがって,glutamate神経の過剰興奮が脊髄神経可塑性を誘因し,遺伝子発現やアポトーシスを引き起こし障害が発現するものと考えられる.その後,介在ニューロンが壊死すると脊髄神経系の調節機構が消失し,症状が慢性化するものと示唆される.2)治療法では,脊髄N-type Ca channel Blocker投与は,脊髄glutamate放出の抑制を始め,これらの測定項目を有意に抑制し,抹消5-HT2A Blockerは軽度に抑制した.また,神経成長因子の合成誘導をもたらす4-MC末梢投与は,脊髄glutamate放出の抑制を始め,これらの測定項目を軽微しながら有意に抑制することが判明した.以上のことから,ニューロパチックペインの発現には,1)脊髄glutamate神経の過剰興奮に起因した細胞内一核内プロセス変調が起きアポトーシスを招来し,これが症状発現に関与する可能性があること,さらに,慢性痛への移行には介在ニューロンの障害が関与すると示唆され,神経一免疫回路網の面から理解がさらに進んだ.2)治療に向けて,脊髄N-type Ca channel Blockerや末梢5-HT2ABlockerの有用性に加え,栄養因子(グリアとの相互作用)の合成誘導が細胞死の過程を修復し機能回復を促進することが判明した.

今後,さらに移植術やアデノベクターウイルスNGF投与の治療可能性に向け検討を深めたい.最近、脊髄神経損傷後の慢性痛の病態進展に、末梢-中枢神経系の変調(神経可塑性)および中枢神経の病的過敏状態が主たる機序と判明し、この病態進行をいかに抑制し、また、傷害された細胞の再生能をいかに高めるかが治療の重要な課題とされる。本年度は、ラットニューロパチックペインモデルにおいて、1)神経可塑性の機序における興奮性アミノ酸神経活動の関与は如何に?,2)末梢神経障害後にCSF-glutamateが増加するか否か?,および3)脊髄後角の特定ニューロンにアポトーシスが発現するか否か?,について検討した.雄SDラットを用い、Bennet(左坐骨神経絞扼術)モデル作成を行った.また、大槽よりITにループ型マイクロダイアリシスプローベを挿入し(先端が腰髄1-2レベル)た。手術前,後6、7、10日までホットボックスによる熱刺激に対する反応を観察し,7および10日群では灌流固定を行い,脊髄を摘出したのち,免疫組織学的評価(TUNEL染色,NAUTA染色)を行った.その結果,1)クモ膜下腔内(IT)NMDA注入により,痛覚過敏が起き,この場合脊髄glutamateが著増し、脊髄表層の小型細胞や介在ニューロンが,変性,壊死を起こした.したがって,glutamate神経の過剰興奮が脊髄神経可塑性を誘因していることが示唆された.2)脊髄マイクロダイアリシス法を用い,坐骨神経絞扼後,経日的に熱刺激に対する痛覚過敏反応が起き,CSF-glutamate増加を伴うことが分かった.このことは,慢性痛の発現に,脊髄興奮性アミノ酸神経系の興奮が,恐らくは抑制性ニューロン(調節神経系)の選択的脆弱性により(後述する)起きるものと考えられる.3)坐骨神経絞扼後,6-7日後に痛覚過敏反応が初期症状の時,脊髄表層の小型細胞において,TUNEL染色による陽性細胞が認められた(10日目には軽減した).一方,NAUTA染色による細胞の変性は,術後10日目に介在ニューロンで有意に起きることが分かった.末梢神経損傷後に痛覚過敏が起き、この初期症状には脊髄表層の細胞におけるアポトーシスが,またその過敏症の維持には介在ニューロンの変性が,それぞれ密接に関与するものと示唆される.最近の報告から,坐骨神経損傷誘発のニューロパチックペインで,1)シュワン細胞でアポトーシスが起きること,2)脊髄後角ニューロンでc-fosが発現すること,3)さらには,脊髄に胎児副腎髄質を移植すると痛覚障害が軽減することが,次第に明らかにされつつある.これらのことと本研究結果を考え合わせると,ニューロパチックペインの病態発現には,1)脊髄興奮性アミノ酸神経の過剰興奮に起因して,2)細胞内シグナリング-核内変調が起き,3)カスパーセカスケードを介してアポトーシスを招来し,これが症状発現に関与する可能性があること.さらに,4)慢性化への移行には,旧来の報告と符合する介在ニューロンの易障害性が関与するものと示唆される.今後,神経一免疫回路網のさらなる理解をし,移植術およびサイトカインや栄養因子(グリアとの相互作用)の合成誘導でそのような細胞死の過程を修復し、機能回復をもたらすことができるか,その理論的基盤の確立に向けて,病態生理学的解明を重ねる予定である.11年度は、ラットニューロパチックペインモデルにおいて、1)脊髄神経系の神経可塑性における分子生物学的機序の確認、および2)治療応用の検討を行った。
沿岸域と外洋の物質交換に関する研究

数値計算、現地観測、水理模型実験を用いて沿岸域の物質循環および外洋との海水交換に関する研究を行った。まず、数値実験を用いて東京湾の海水交換に関する検討を行った。夏季と冬季の鉛直循環流量およびその河川流入量との比について、流動モデルによる数値計算の結果と既往のボックスモデルによる輸送係数を比較し、両者の傾向が良く一致することを確認した。このことは、ボックスモデルの仮定の妥当性と、数値モデルによる海水交換の評価の妥当性を示していると言える。同じ数値モデルを用いて河川流入量の定常的な変化に対する鉛直循環流量の応答を調べた。また、イベント現象のひとつである台風通過時の数値シミュレーションを行い、特に台風が太平洋側を通過する際には海水交換が平常時の数倍になる可能性があることを示した。実際のイベント現象とそれによる物質輸送の実態を把握するために、東京湾横須賀沖において長期連続観測を行った。さらに、人為的な海域環境改変の一例として、超大型浮体構造物の設置によって流動場が変化したときの物質循環への影響について検討した。東京湾における海洋生態系モデルを構築し、季節平均場の再現および、現実の変動する境界条件下での時系列シミュレーションを行った。これらの結果と湾内の観測結果との比較によって数値モデルの妥当性検証を行った。また、潮流や密度流による物質輸送に関する知見を得るために内湾の水理模型実験を行った。さらに、フロントや構造物の近傍などでは通常の海洋モデルで用いられている静水圧近似では精度よく現象を再現できない可能性もあることから、Nested-gridを用いて局所的にはFull-3Dの流れ場を考慮できる計算モデルを構築した。数値実験を用いて東京湾の海水交換に関する検討を行った。まず、夏季と冬季の鉛直循環流量およびその河川流入量との比について、流動モデルによる数値計算の結果と既往のボックスモデルによる輸送係数を比較し、両者の傾向が良く一致することを確認した。また、実際のイベント現象とそれによる物質輸送の実態を把握するために、東京湾横須賀沖において連続観測を行った。さらに、湾内の横須賀沖と羽田沖に仮想の超大型浮体を設置した計算を行い、風応力・熱フラックスなどの遮断や付着生物の存在が浮体周辺海域に与える影響及び設置海域の特性の違いによる浮体影響の相違について検討した。
覚醒剤及びフェンサイクリジン類投与動物を用いた精神分裂病症状の発現機構に関する研究

精神分裂病様症状惹起薬である覚醒剤(methaphetamine)およびphencyclidine(PCP)をラットに投与し、異常行動ならびに脳内の生化学的変化とそのメカニズムについて検討した。(1)前頭葉皮質内では、選択的NMDA受容体アンタゴニストがド-パミン(DA)代謝を増大させることより、NMDA受容体を介する興奮性アミノ酸伝達がDAニュ-ロンをtonicに抑制していることが示唆された。また、PCPが前頭葉のDA伝達を促進する作用もNMDA受容体遮断作用と関係していることがわかった。(2)DーアラニンおよびDーセリンは、PCPが引き起こす移所運動量増加、常同行動および運動失調などの異常行動と、覚醒剤による移所運動量の増加を抑制した。L体では、この拮抗効果がはるかに弱く、NMDA受容体のアロステリックアゴニストとしての立体特異性と一致した。(3)抗PCPならびに抗覚醒剤作用を示すDーセリンは、これまでの定説に反して、ラットでは内在性アミノ酸であり、ライフサイクルを通じ遊離型として脳選択的に分布することが明らかになった。(4)PCPと覚醒剤の投与後においては、cーfos遺伝子を発現す細胞の脳内分布が著しく異なり、これらの薬物に応答する神経回路が同一ではないことが示唆された。以上の結果は、NMDA受容体を介する神経伝達の低下が分裂病症状の発現に関与することを支持するだけでなく、NMDA受容体機能を促進する物質が、分裂病治療薬として有用であることを示唆している。また、分裂病で仮定されている過剰な脳内DA伝達の一部も、NMDA受容体機能低下によって生ずる引き起こされる可能性を示した点は重要である。内存性DーセリンはNMDA受容体の調節因子の候補であり、その基礎的研究は興奮性アミノ酸伝達の面から分裂病症状の成立機序と治療法開発の研究を行う上で、不可欠と思われる。一方、cーfosの実験結果は、PCPと覚醒剤が惹起する異常の差異に関連する現象と考えられ、分裂病症状と関係する神経回路の探索に有用かもしれない。精神分裂病様症状惹起薬であるphencyclidine(PCP)および覚醒剤(methamphetamine;MAP)を、ラットに急性または慢性に投与し際の異常行動ならびに脳内の生化学的変化について検討し、以下の所見を得た。(1)NーmethylーDーaspartate(NMDA)型興奮性アミノ酸受容体のアロステリック作動薬(Dーserine,Dーalanine)や、その脂肪酸化合物(NーmyristoylーDーserine(NMDーSer),NーmyristoylーDーalanine)は、PCPによる移所運動量増加、常同行動および運動失調などの異常や、MAPによる移所運動量の増加を著明に抑制することがわかった。NMDーSerの抑制効果は、NMDA受容体のアロステリック拮抗薬で阻害された。これらの結果は、NMDA受容体を介する神経伝達の低下が、精神裂病症状の発現に関与することを支持するばかりでなく、NMDA受容体機能を促進する薬物が、従来の抗精神病薬(ド-パミン受容体遮断薬)とは作用機序の異なる新しい分裂病治療薬として有用であることを示唆している。(2)脳内透析法を用い、前頭葉皮質において細胞外へ遊離されたド-パミンの測定を可能にし、PCPおよび選択的NMDA拮抗薬が、前頭葉のド-パミン放出を増加させることを明らかにした。

MAP投与後にもド-パミン遊離の上昇が見られたが、そのメカニズムは、NMDA受容体遮断薬とは違うことを示した。(3)PCPを14日間反復投与しても、sigma結合部位や、NMDA受容体コンプレックス内のグリシン結合部位およびPCP結合部位には有意な変化は認められなかった。また、NAPを8または14日間反復投与した動物でも、これらの結合部位に変化は見られなかった。(4)MAP急性投与により、梨状葉・内嗅皮質、新皮質を中心とした脳の諸部位で、cーfos遺伝子の発現(遺伝子産物を免疫組織化学的に検出した)が認められた。この中で、新皮質における発現パタ-ンは、幼若ラットと成熟ラットの間で大きな差異があることがわかり、発達時期によって脳の情報処理過程が異なることが示唆された。本年度は、精神分裂病様症状惹起薬であるphencyclidine(PCP)および覚醒剤(methamphetamine;MAP)を投与したラットの脳におけるcーfos遺伝子発現の解析と、抗PCPおよび抗MAP作用をもつD体アミノ酸のラット各組織における分析を中心に研究を進めた。(1)顕著な異常行動を引き起こすMAP4.8mg/kgの皮下投与では、梨状葉皮質および嗅結節や、大脳新皮質のIIからVI層にわたって、強いcーFos様免疫反応性が見られ、in situハイブリダイゼイションでも同様の分布を示すcーfos遺伝子のシグナルが検出された。大脳新皮質のノ-ザンブロット分析により、cーfos遺伝子NAと一致する位置に強い反応が確認された。これに対して、PCP10mg/kgの腹腔内投与では、異常行動は盛んに出現したが、cーFos様免疫反応はMAP投与時に比して弱く、脳内分布も異なっていた。すなわち、脳梁膨大後方皮質のIIIーIV層に最も強く、その他の新皮質ではIVーVI層に分布し、梨状葉皮質や内嗅皮質では新皮質より免疫反応性が弱いパタ-ンが認められた。この差異は、PCPとMAPに応答する神経回路の違いに基づくと考えられ、両者による異常行動や精神症状の相違とも関連する可能性がある。(2)Dーアミノ酸は、ガスクロマトグラフィ-および高速液体クロマトグラフィ-使って分離定量した。ラット前脳部では、これまでの定説に反して高濃度の遊離Dーセリンが検出され、マススペクトロメトリ-においてセリンであることが確認できた。Dーセリンは、出生時から86週令まで脳において高濃度(100300nmol/g tissue)が維持されていたが、末梢組織ではきわめて微量にしか存在しなかった。また、この他の既知のDーアミノ酸も痕跡程度であった。DーセリンはNMDA受容体の強力かつ選択的なアロステリックアゴニストであり、その内在性調節因子の新たな候補と考えられる。したがって、伝達物質としての性質や、精神分裂病を含むNMDA受容体機能異常が疑われる疾患での変化が注目される。