hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規蛋白質分解機構GOMEDの生物学的役割と新たなゴルジ像の提唱

さらに、これら3種の分子には、哺乳動物ホモログ分子があり、これらの分子に関しても線維芽細胞にsiRNAを投与してノックダウンすることにより、GOMEDへの関与を確認することができた。また、「GOMEDの生理機能」を明らかにするために、GOMED1 floxマウスとNestin-creマウス(神経特異的)、villin-creマウス(腸管特異的)、Rip-Creマウス(膵臓特異的)を交配して、それぞれの臓器でGOMED1を欠損したマウスを作成した。このうち、神経細胞で欠損させたマウスは、神経細胞の変性脱落、神経変性症状が見られた。即ち、神経細胞の機能維持にGOMEDが重要であることが判明した。「GOMED実行機構の解明」並びに「GOMEDの生理機能解析」において、重要な知見が得られた。また、さらに追加の分子を同定できる系の構築にも成功した。「GOMEDの生理機能解析」に関しては、複数のcreマウスとの交配が必要であり、解析は次年度以降となる。「GOMEDの動態解明」に関しては、ゴルジ膜の動態解析系の構築や超解像顕微鏡を用いた解析が進行している。このように、研究の成果が得られるとともに、2年目以降の研究の準備作業も予定通り進捗した。予定通り、「GOMED実行機構の解明」、「GOMEDが重要な役割を担っている細胞の種類の同定」、「GOMEDの動態解明」、「GOMEDの変調から生じる細胞障害機序」の解明を進める。同定できた新規のコア分子に関しては、新たな遺伝子改変マウスを作成中であり、このマウスの解析ができるものと思われる。また、当該分子の作用点に関しても解析を行う予定である。特に、新規の関連分子の同定が成功しつつあり、当該分子の機能解析等も行う予定である。また、複数の像特異的ノックアウトマウスを行う予定である。さらに、ケミカルバイオロジーを用いたGOMED誘導化合物の探索も行う予定である。
中小製造業の技術創造に関する研究―構造転換期における競争優位の源泉を探る―

平成14年度は,前年度に引き続き,理論的側面・実証的側面の双方から中小製造業の技術創造にアプローチした。理論的側面からは関連分野の書籍・ジャーナル・電子媒体から資料収集をはかるとともにレビューを行った。実証的側面としては,中小企業を中心としつつ,参考となる大企業や関連する展示会等について視察を行った。また入手した定量データを分析して,現在の中小製造業の現状を浮き彫りにすることも試みた。そしてこれらをベースとして,技術創造に影響すると思われる重要なファクターをとりあげて分析し,成果として纏めることにつとめた。第一に顧客関係のマネジメントについては,昨年度取り組んだ論文が,今年度査読受理され刊行された。第二に複眼的技術者という概念について,組織学習の概念を援用しつつ,前年度までの検討にさらに追加的な考察を行った。技術が多様化する現在にあっては,中小製造業といえども異なる分野を理解できる複眼的な技術者を育成する必要があり,これが技術創造につながっていく。経営資源が稀少な中小企業は育成に時間やコストを割くことは困難であるが,コンカレント・ラーニングを意識的に導入することによりこれが可能になることを明らかにし,さらにそれを導入するための具体的手法も示した。第三に中小製造業が技術創造を行う際のポジショニングに関わる問題にも着目した。中小企業が国際的な競争優位を獲得していくためには,まず自社の現状を正確に把握していることが必要不可欠であるが,多くの中小企業ではこの点が依然として不十分である。そこで特に技術面からこの点を検討し,自社技術と関連技術との関係を分析すること,自社と他社の相対的な技術レベルを分析することの二つの側面での努力が必要であることを明らかにし,そうした二元的把握を実現するために何をなすべきかについても論じた。平成13年度は、中小製造業がいかにして技術創造を実現していくかについて、下記のように理論的・実証的両面の研究手法をとって検討した。まず理論的側面からは、イノベーション論、ものづくり論、中小企業論、戦略論等といった本研究に関連のある分野について書籍・ジャーナル・電子媒体から文献・データを収集しレビューを行った。実証的側面からは中小製造業へのヒアリング調査・工場見学に加え、技術創造において参考になると思われる大企業へのヒアリング調査・工場見学、先端技術が集結する見本市見学を実施した。また急速なグローバル化の進展が構造転換に絡んでいることに鑑み、台湾での海外調査も行った。技術創造については、本年度は顧客関係および複眼的技術者といった要因を中心に扱った。顧客関係については、日本の中小製造業が顧客関係マネジメントを充実させることで継続的な技術力向上が期待できることに着目した。現状では親企業も含めた納入先との顧客関係をうまくマネジメントできていないケースが見られるが、それをどのように工夫すれば技術創造に結びつけられるのかについて具体的手段も含めて検討した。他方で複眼的技術者については、コンカレント学習という概念を用いながら分析を試みた。企業が扱う技術は製品技術・製造技術とも多様になってきているが、これらをうまく組み合わせて市場に投入する製品に具現化することが競争優位を得る一つの鍵になる。ここで重要な役割を果たすと思われるのが複眼的技術者であり、その育成手法を探った。研究成果の一部は、所属する学会において発表した。さらに顧客関係のマネジメントおよび複眼的技術者についての分析は学術誌に投稿および執筆中である。今後は他の要因も加えてさらに技術創造についての検討・考察を深める所存である。
放射光と可視レーザー光との組み合わせによる新しい分光法

本研究は、光誘起構造変化の微視的機構を解明する方法論を確立するために、(1)新しいポンプ・プローブX線分光法、(2)可視レーザーと放射光の組み合わせに基づく新しい内殻光電子分光法や蛍光分光法を開発することを目標として掲げている。そのため、(1)高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所のビームラインBL13にあるX線分光システムにGe100ピクセルアレイ検出器の信号処理を設置し、高速・高密度で計測するためのハイブリッド計測システムを構築し、それを用いて、試料からのX線励起蛍光の検出を行った。その結果、カルコゲンガラス(As2Se3)の低温での光照射時の局所構造はカルコゲン原子に高配位欠陥対が形成されること、a-Seと異なり中性欠陥対(CO3-CO3)ではなく電荷を持った欠陥対(C+3-P2,PはAs原子)であることを見出した。また、スピンクロスオーバー錯体、Fe(2-pic)3]Cl2EtOHのスピン状態に対応した局所構造の変化をFe K-EXAF、XANESスペクトルにより調べ、低スピン状態の強い配位子場の変化を明らかにした。また、光誘起構造相転移についても実験を行い、低温における光照射で局所構造が変化することを確認した。一方、(2)岡崎国立共同研究機構分子科学研究所のビームライン5Aにおいて、可視レーザーと放射光の組み合わせに基づく新しい内殻光電子分光システムを完成させるとともに、新たにビームライン6A2に微小試料用の内殻光電子分光システムを構築した。これらのシステムを用いて、GaAs超格子表面の光誘起起電力効果の測定を行った。また、スピンクロスオーバー錯体Fe(2-pic)3]Cl2EtOHのレーザーポンプ・放射光プローブによる光電子分光実験を行い、光誘起相の電子状態が高温相や低温相とは異なっていることや特異な温度依存性を示すことなどを見出した。さらに、(3)京都大学理学研究科において、種々の光誘起現象を惹き起こす試料作成とラマン散乱や電子スピン共鳴などの測定を行い、スピンクロスオーバー錯体の光誘起相は、通常の温度相転移で実現される相とは明らかに異なっており、低対称性が生じていることなどを見出した。また、(4)佐賀大学理工学部においては、九州初の放射光施設や自由電子レーザーを用いた研究発展の可能性について検討を行った。以上の成果は、国際会議や研究会で報告すると共に論文発表し、高い評価を受けた。本研究では、(1)光励起により生じる構造変化を、正確に測定し、光誘起構造変化の微視的機構を解明する方法論を確立する。そのため、新しいポンプ・プローブX線分光法を開発し、それを用いて光励起状態の局所配位と格子緩和のダイナミクスを解明する。また、(2)可視レーザーと放射光の組み合わせに基づく新しい内殻光電子分光法や蛍光分光法を確立し、光によって誘起される電子構造や表面構造の変化、ならびに表面反応などのダイナミクスを解明することを目的としている。

本年度は、(1)X線励起蛍光の高速X線信号処理システムを高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所のビームラインBL13に整備した。このビームラインは、最大磁場1.5Tの27極ウイグラーに繋がっており、光エネルギーが4-25keVのX線を、2.5x10-4のエネルギー分解能で使うことができるので、大抵の物質のXAFS分光を行うのに適している。今後は、このシステムの整備を一層進め、時間分解機能を有するこの強力なXAFSシステムの利用を行う予定である。(2)また、レーザー励起下の光電子分光を行うことができるシステムを岡崎国立共同研究機構分子科学研究所のビームライン6A2に準備中であり、11年度は時間分解測定系の構築、高速レーザー測定系の整備および試料作成などを行った。以上の成果の一部は、鎌田、大柳が日本放射光学会の企画講演をはじめとする多くの研究会で報告し、高い評価を受けた。また、今春の物理学会のシンポジュームや応用物理学会でのシンポジュームなどでも招待講演をする予定である。本研究は、光誘起構造変化の微視的機構を解明する方法論を確立するために、(1)新しいポンプ・プローブX線分光法、(2)可視レーザーと放射光の組み合わせに基づく新しい内殻光電子分光法や蛍光分光法を開発することを目標として掲げている。そのため本年度は、(1)Ge100ピクセルアレイ検出器(既開発)の信号処理を高速・高密度で計測するためのハイブリッド計測システムを用いて、試料からのX線励起蛍光の検出を高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所のビームラインBL13において行った。その結果、カルコゲンガラス(As2Se3)の低温での光照射時の局所構造はカルコゲン原子に高配位欠陥対が形成されること、a-Seと異なり中性欠陥対(C03-C03)ではなく電荷を持った欠陥対(C+3-P2,PはAs原子)であることを見出し。また、光黒化現象の本質は光融解により生じた欠陥対が光照射後に残す構造ゆらぎであることを示した。さらに、スピンクロスオーバー錯体、Fe(2-pic)3]C12EtOHのスピン状態に対応した局所構造の変化をFeK-EXAF、XANESスペクトルにより調べ、低スピン状態の強い配位子場の変化を明らかにした。光構造相転移についても予備的実験を行い、低温における光照射で局所構造が変化することを確認した。一方、(2)可視レーザーと放射光の組み合わせに基づく新しい内殻光電子分光システムを、岡崎国立共同研究機構分子科学研究所のビームライン5Aで完成させるとともに、新たにビームライン6A2に微小試料用の内殻光電子分光システムを構築した。これらのシステムを用いて、半導体表面の光誘起起電力効果の測定を行った。また、スピンクロスオーバー錯体のレーザーポンプ・放射光プローブによる光電子分光実験を行い、光誘起相の電子状態が高温相や低温相とは異なっていることを見出した。さらに、(3)種々の光誘起現象を惹き起こす試料作成とラマン散乱などの光学測定を京大で行い、スピンクロスオーバー錯体の光誘起相は、通常の温度相転移で実現される相とは明らかに異なっており、低対称性が生じていることが分かった。以上の成果は、国際会議や研究会で報告すると共に論文発表し、高い評価を受けた。
消化器癌患者におけるＴ細胞機能低下メカニズムの検討とその制御による免疫治療の開発

わが国では癌で亡くなる患者がきわめて多い。癌に対する治療としては一般的には手術、化学療法、放射線治療が行われるが、依然として多くの患者が癌で亡くなっていることから、あらたな有効な治療法の確立が不可欠である。今回のわれわれの研究は、現在、新たな癌に対する治療法として注目されている免疫治療を開発するために行った。その結果、消化器癌患者のリンパ球(生体内にある癌を攻撃する細胞)は、さまざまな分子を過剰発現して機能が低下していることが明らかとなり、その分子を制御することでリンパ球の機能を正常化させ、免疫治療が可能であることを明らかとした。平成23年度に得られた結果から、胃癌患者におけるリンパ球の機能低下にはPD-1およびTim-3発現が密接に関与していることが明らかとなった。そこでPD-1およびTim-3発現をもとにセルソーターにてリンパ球を分離し、それぞれのサブタイプのリンパ球の詳細な機能解析を行った。まず、サイトカイン産生に関してはPD-1およびTim-3共発現リンパ球はその他のリンパ球に比較してIL-2、IFN-γおよびTNF-α産生能は有意に低下していることがCD4およびCD8Tリンパ球において確認された。また、CD8Tリンパ球においてはPD-1およびTim-3共発現リンパ球において、他のリンパ球と比較して細胞障害活性に関係する分子であるグランザイムBやパーフォリン発現が有意に低下していることが確認された。さらに細胞増殖活性に関してもPD-1およびTim-3共発現リンパ球において、他のリンパ球と比較して有意に低下していた。一方NK細胞に関してはPD-1およびTim-3共発現細胞において、K562に対する細胞障害活性が他のNK細胞と比較して有意に低下していることが確認された。また、LAG-3に関しても胃癌患者の末梢血リンパ球で健常成人と比較して上昇しており(症例数の関係で現時点では有意差を得るまでには至っていないが)、PD-1およびTim-3に加えて、LAG-3も胃癌患者における細胞性免疫能低下に関与している可能性が示唆された。これまでの研究結果からPD-1、Tim-3およびLAG-3が胃癌患者における細胞性免疫能低下に深く関与していることが明らかとなった。そこで今年度は、まず、これらの分子が癌免疫の中核をなすCD8Tリンパ球からのCTL誘導にどのように関与するかを検討した。PD-1およびTim-3発現をもとにしたリンパ球各サブセットをソーティングし、CEA抗原を負荷した樹状細胞にて3回刺激子、CEAに対するCTLの誘導をCTL aasayにて検討した。結果はPD-1およびTim-3陰性CD8Tリンパ球からはPD-1およびTim-3陽性CD8Tリンパ球にくらべてCEAに対するCTLがより強く誘導された。すなわち前年度に示したサイトカイン産生能に加えて、腫瘍免疫に最も直結するCTL誘導能にもTim-3およびPD-1が関与することが示唆された。LAG-3においても同様の検討を行う予定であったが、時間の関係で施行することが出来なかった。これに関しては今後も引き続き検討を行う予定である。次にこれらの分子を抑制することにより機能回復がえられるかどうかを検討した。siRNAを使用してPD-1およびTim-3発現を抑制したところ、CD4およびCD8Tリンパ球においてIFN-γのサイトカイン産生能の上昇が認められた。また、細胞増殖能の増加が認められた。これらの結果から、胃癌患者においてPD-1やTim-3をターゲットとした免疫治療が有効である可能性が示唆された。まず、胃癌患者30名と健常成人15名を対象に末梢血、癌組織、非癌部組織のリンパ球(CD4およびCD8Tリンパ球やNK細胞)のTim-3およびPD-1発現をFACSにて検討した。末梢血では健常成人と比較して胃癌患者においてCD4およびCD8Tリンパ球のPD-1発現の有意な上昇が確認された。一方でTim-3発現においてはCD8Tリンパ球で胃癌患者において健常成人と比較して有意な上昇が確認されたが、CD4Tリンパ球においては差が認めなかった。NK細胞ではTim-3およびPD-1発現ともに健常人と胃癌患者との間で差が認められなかった。CD4およびCD8Tリンパ球共に癌部において非癌部や末梢血と比較してPD-1の有意な発現上昇が確認された。さらにCD8Tリンパ球においては癌部において非癌部や末梢血と比較してTim-3の有意な発現上昇が確認された。次に、PD-1やTim-3発現がリンパ球の機能にどのような影響を及ぼすかを検討することを目的に、CD4およびCD8Tリンパ球においてIFNγ産生能を細胞内染色にて解析した。

その結果、CD4およびCD8Tリンパ球ともにIFNγ産生能はPD-1およびTim-3発現陰性、PD-1あるいはTim-3の一方が発現陽性、PD-1およびTim-3ともに発現陽性の順に有意に低下していた。術後1ヶ月目にリンパ球のTim-3およびPD-1発現を解析して術前後の発現変化を検討したところ、CD4およびCD8Tリンパ球共にPD-1の有意な発現低下が認められた。一方でCD8Tリンパ球のTim-3発現においても低下が認められたが現時点では有意差は認められなかった。以上の結果から、胃癌患者におけるリンパ球の機能低下にはPD-1およびTim-3発現が密接に関与していることが初めて明らかとなり、これらをターゲットとした免疫治療の可能性を示す結果が得られた。PD-1およびTim-3発現をもとにしたリンパ球各サブセットの機能評価を目的としたCTL誘導およびマイクロアレイを用いた各サブセットの網羅的遺伝子解析による遺伝子レベルで検討が準備の遅れにより出来ていないため。当初の計画では平成23年度に消化器癌患者におけるリンパ球の機能低下に関係するメカニズム(特にリンパ球表面に発現する免疫レセプターの関与)を明らかにする予定であった。今年度の検討から胃癌患者において末梢血や癌組織においてリンパ球のPD-1およびTim-3発現が有意に上昇し、これが機能低下に密接に関与することが証明できた。今後はこれらの結果をもとに有効な免疫治療の開発につながるような検討を予定しており、当初の予定どうり、おおむね順調に研究が進展していると考えている。平成24年度に予定していたPD-1およびTim-3発現をもとにしたリンパ球各サブセットの機能評価を目的としたCTL誘導およびマイクロアレイを用いた各サブセットの網羅的遺伝子解析による遺伝子レベルで検討を行う予定である。さらにTim-3, LAG-3, PD-1を阻害してリンパ球の機能回復程度を検討する。検討項目としては1サイトカイン産生能(IFN-γ、IL-2)、2細胞増殖活性(MLRやCSFE)、3CTLへの分化能、4NK活性などを予定している。阻害に関してはこれまでに阻害能を有することが示されている抗体anti-Tim-3 MAb (clone 1G5)やsiRNAを使用することを予定している。さらに研究結果を取りまとめて成果の発表を行う。平成23年度に得られた結果をもとに、PD-1発現およびTim-3発現をもとにセルソーターにて細胞分離を行い、それぞれのサブタイプのリンパ球のさらなる詳細な機能解析を行う予定である。(解析予定項目)(1)CCR7, CD45RA, CD45ROなどを解析し、各サブセットのリンパ球がどの分画に属するかを検討する。(2)サイトカイン(IL-2, IL10, IFN-γ, TGF-β, TNF-α)産生能をELISAにて測定する。(3)細胞障害活性に関係する分子であるグランザイムBやパーフォリンの発現をFACSにて検討する。(4)増殖活性をMLRやCSFEにて測定する。(5)転写因子であるT-bet(Th1の発達に関与)やGATA-3(Th2の発達に関与)の発現をRT-PCRにて解析する。(6)NK細胞の機能評価としてK562細胞に対する細胞障害活性をCrリリースアッセイにて測定する。
魚類皮膚における生体防禦物質の病態生理学的意義

ナマズClarias batrachusの皮膚粘液中のレクチン活性はAeromonas hydrophylaへの感染で著しく上昇した。免疫魚では感染が成立せず,レクチン価の上昇も認められない。凝集したウサギ血球をウサギに接種して得た抗体を使ってウェスタンブロッティングを行ったところ,レクチンは比較的低分子の複数の分子からなることが分かった。皮膚のレクチンと共通の抗原性をもつレクチンは卵にも存在した。皮膚,卵のレクチンの精製を試みたがいずれも失活が著しく精製にいたらなかった。ビブリオワクチンの腹腔内接種により,ナマズの血中抗体価上昇が見られたが,皮膚粘液中の抗体価は変化せず,皮膚に存在する免疫グロブリンは,体内のものとは独立した免疫系に属すものであることが示唆された。一方,産卵期に水カビ症が多発するニジマスでは,産卵期以前の血中免疫グロブリンレベルが水カビ症罹患魚で非罹患魚に比べ有意に高く,皮膚の防禦系と体内の防禦系とが密接な関係にあることが示された。ウサギ赤血球とナマズ体表粘液とを混合して得られたレクチン処理赤血球に対するナマズ好中球の貧食活性,リンパ球のロゼット形成能を調べたが,いずれも反応が見られず,白血球のレクチンリセプターは確認できなかった。実験系に問題があり,精製レクチンによる処理が必須であるものと考えられる。また,レクチン処理赤血球そのものを蛍光標識抗レクチン抗体で染色し,共焦点レーザースキャン顕微鏡で観察したところ,赤血球凝集塊の周りに付着している繊維状の物質が染っていることから,凝集反応にはレクチンのみではなく,他の物質も関与していることが明らかとなり,そうした面からの検討も必要と思われる。(1)インドネシア産ナマズClarias batrachusの皮膚粘液中に、ウサギ赤血球に対して強い凝集活性を示す,N-アセチルノイラミン酸特異的なレクチンが存在する。ナマズにAeromonas hydrophylaを接種し,その後のレクチンレベルを赤血球凝集価により測定したところ,直接皮膚への感染は認められないにもかかわらず,その活性が著しく上昇することが分かった。あらかじめ菌体を接種し,免疫しておいた魚では,感染が成立せず,レクチン価の上昇も認められなかった。皮膚粘液レクチンの精製は失活が著しいためまだ完成していないが,凝集したウサギ血球をウサギに接種したことにより得られた抗体によりレクチンの分析が可能となった。ウェスタンブロッティング分析によれば,レクチンは比較的低分子の複数の分子からなることが分かった。レクチン活性は皮膚以外に,血漿,肝臓,卵などにも認められた。ウェスタンブロッティングの結果,卵中には皮膚のレクチンと同じ抗原性をもつ物質が存在し,抗体により活性の阻害が起こることから,卵のレクチンと皮膚のレクチンが共通の構造をもつものであることが示唆された。(2)皮膚には免疫グロブリンも存在する。ナマズにビブリオワクチンを腹腔内接種したところ,血中の抗体価上昇が見られたが,皮膚粘液中の抗体価は変化せず,皮膚に存在する免疫グロブリンは,体内のものとは独立した免疫系に属すものであることが示唆された。ナマズの体表レクチンの感染に伴う変動,卵中レクチンとの異同等に関する研究を昨年度に引き続き進めると共に,将来につながる以下の研究を行った。ナマズ卵中に皮膚と同じ抗原性をもつレクチンの精製を試みたが,しかし極めて不安定な物質であることから,皮膚のものと同様,精製にはいたらなかった。

ウサギ赤血球とナマズ体表粘液とを混合して得られたレクチン処理赤血球に対するナマズ好中球の貧食活性をin vitroの系で測定したが,粘液処理により貧食能が高まる現象は認められなかった。同様にレクチン処理赤血球を用いてリンパ球のロゼット形成能を調べたが,反応が見られず,リンパ球のレクチンリセプターは確認できなかった。実験系に問題があり,精製レクチンによる処理が必須であるものと考えられる。また,レクチン処理赤血球そのものを蛍光標識抗レクチン抗体で染色し,共焦点レーザースキャン顕微鏡で観察したところ,赤血球凝集塊の周りに付着している繊維状の物質が染っていることから,凝集反応にはレクチンのみではなく,他の物質も関与していることが明らかとなり,そうした面からの検討も必要と思われる。ウナギレプトケファルスケファルス幼生の皮膚レクチン産生細胞についての検討を行った。ニジマスは多回産卵のサケ科魚であるが,特に雄では産卵期にミズカビが発生することが多い。産卵期前から同一個体から継続的に採血し,血中免疫グロブリンレベルを測定したところ,産卵期に水カビ性に罹患する魚では,産卵期以前に有意に血中免疫グロブリン量が高いことが分かり,皮膚の防禦系と体内の防禦系とが密接な関係にあることが明らかとなった。
アイヌ語諸方言の調査・資料の保存・整理・公開版作成と資料アーカイブの構築準備

A北海道千歳市、鵡川町、平取町、静内町で現地調査を1回実施した。B Aで得た新たな資料およびこれまでの現地調査で採録したアイヌ語音声映像資料あわせてDATおよびDV450本のデジタル化と二重化を行った。C上記資料の内容を確認し、整理用の非公開データベースの作成と公開準備版の作成を行った。D講演会・ワークショップを研究機関中にあわせて4回開催した。E Dの成果として、以下の論文を得、研究成果報告書に収めた。チュネル・タクサミ:ニブフの口頭文芸の概説と研究・資料管理の現況小川正人:北海道立アイヌ民族文化研究センターにおける資料の公開-アイヌ文化・アイヌ史資料アーカイブズのあり方へ向けた取り組みとして-加藤聖文:フィールドワーク資料の管理・公開をめぐる諸問題-研究者アーカイブズを中心に-韓永學:個人情報保護法制の現状と課題-研究資料アーカイブズ分野を中心に-F北海道立アイヌ民族文化研究センター研究職員沢井春美氏(研究協力者)と研究分担者田村すゞ子の協同により、田村が1956年に採録したアイヌ語帯広方言の調査ノートを整理した。G Fの成果として、沢井春美・田村すゞ子(共編)『アイヌ語帯広方言の資料田村すゞ子採録広野ハルさんの基礎語彙調査資料』を刊行した。今年度の研究計画に基づき、1 9月に6日間の日程で北海道(千歳市、鵡川町、平取町、静内町)での現地調査を行い、既存資料の整理中に生じた不明点の確認および新たな資料の録音・録画を行った。2これまでの現地調査で記録したアイヌ語・アイヌ文化に関する音声・映像資料約100本をDATまたはDVによってデジタル化し、高音質・高画質での保存を図った。3これまでの現地調査のなかで記録したアイヌ語・アイヌ文化に関映像資料約400本について、内容整理用の目録(非公開)を作成し、パーソナルコンピューター上でデータベース化した。4以上の音声資料のなかから、アイヌ語の短文例を約2,800例抽出し、パーソナルコンピューター上で再可能な音声データファイルとして保存した。5 11月に開催された史料管理学研修会(国文学研究史料館主催)に参加し、音声・映像資料アーカイブ構築についての基礎的な情報を収集するとともに、史料管理学(アーカイブズ学)の研究者との意見交換を行った。またその研修修了論文として「アイヌ語調査記録アーカイブズ構築への課題」を執筆し国文学研究史料館に提した(増補改訂のうえ近日公刊予定)。6これまで公刊したアイヌ語口頭文芸テキスト7篇の索引を作成し、『アイヌ語音声資料(10-12)索引』を刊行した。またインタビュー調査の実習の授業で記録した資料について、5で得た知見に基づく目録化を試み実習報告を刊行した。今年度の研究計画に基づき、1これまでの現地調査で記録したアイヌ語・アイヌ文化に関する音声資料約320本をDATによってデジタル化し、高音質・高画質での保存を図った。2上記のうち約50本について、内容整理用の目録(非公開)を作成した。3これまでの現地調査で記録したアイヌ語音声資料約20本の内容を、今後の作業用として文字化した。そのうち約5本については、アイヌ語の短文例を約1,500例抽出し、パーソナルコンピューター上で再生可能な音声データファイルとして保存した。4 2004年11月1日に、札幌学院大学において、ロシア北方民族大学教授チュネル・タクサミ氏による講演会「ニブフの口頭文芸の概説と研究・資料管理の現況」を開催した(記録は来年度文字化・刊行の予定)。5 2005年3月26日に、早稲田大学において、北海道立アイヌ民族文化研究センター研究職員小川正人氏による講演会「アイヌ語アイヌ文化音声映像アーカイブズの諸問題と北海道立アイヌ民族文化研究センターの活動」を開催した(記録は来年度文字化・刊行の予定)6北海道立アイヌ民族文化研究センター研究職員沢井春美氏(研究協力者)と早稲田大学名誉教授田村すゞ子氏(研究分担者)の共編により『アイヌ語帯広方言の資料田村すゞ子採録広野ハルさんの基礎語彙調査資料』を刊行した。

今年度の研究計画に基づき、1これまでの現地調査で記録したアイヌ語・アイヌ文化に関する資料30本をDATによってデジタル化し、高音質・高画質での保存を図った。2上記および前年度までに保存措置を講じた音声資料のうち115本について内容整理用の目録(非公開)を作成した。3これまでの現地調査で記録したアイヌ語音声資料10本の内容を、今後の作業用として文字化した。そのうち4本については、アイヌ語の短文例を約1,200例抽出し、パーソナルコンピューター上で再生可能な音声データファイルとして保存した。5 2006年3月4日に、札幌学院大学において、「フィールド調査資料アーカイブズと個人情報」と題する公開ワークショップを開催し、奥田統己(札幌学院大学)、加藤聖文氏(国文学研究資料館)、小川正人氏(北海道立アイヌ民族文化研究センター)韓永学氏(北海学園大学)が報告を行った(成果は研究成果報告書に所収)。
道路建設に係る環境影響評価における集団意識構造の評価法に関する研究

本研究の目的は,とくに都市圏において環境上最も重要な課題である交通公害の問題をとりあげ,幹線道路周辺における交通公害の影響度評価や道路建設の環境影響評価に関して,〈1〉道路から地域住民への影響度評価,〈2〉地域住民と受益者の意識構造の計量的モデル化,〈3〉利害の対立した両グループの意識構造の集約化,などを通じて両者の意識を公正に反映した意思決定支援システムを開発し,ひいては調和のとれた都市環境の創造に寄与することにある.本年度はこの目的にそって次の研究を実施した.1.道路からの物理的な影響度を把握する方法論の整備沿道における物理的な影響を把握する手法として,大気汚染拡散モデル,騒音予測モデル,振動予測モデルについて,これまでに筆者らが開発してきたモデルを中心にして,そのシミュレーションシステムの整備・拡充を行った.2.住民アンケート調査に基づく心理的影響距離の把握物理的な影響度(汚染データ)と心理的影響度との関係を解析し,さらに影響の総合評価関数としての道路からの心理的影響距離と物理的な影響度との関係を求めるために,住民アンケート調査を実施した.対象道路は大阪外環状線(平面6車線),対象地域は東大阪市昭和町及び布市町とし,対象道路から250mの範囲に居住する約200世帯の住民を対象にした.ここで,道路の利便性を求める人とそうでない人とでは,道路の影響に対する考え方が異るものと考えられるため,地域要因,世帯要因,個人要因などに基づいて対象者のグループ分けを行い,グループ毎に解析した.本研究の目的は,とくに都市圏において環境上最も重要な課題である交通公害の問題をとりあげ,幹線道路周辺における交通公害の影響度評価や道路建設の環境影響評価に関して,〈1〉道路から地域住民への影響度評価,〈2〉地域住民と受益者の意識構造の計量的モデル化,〈3〉利害の対立した両グループの意識構造の集約化,などを通じて両者の意識を公正に反映した意思決定支援システムを開発し,ひいては調和のとれた都市環境の創造に寄与することにある.本年度はこの目的にそって次の研究を実施した.1.道路からの物理的な影響度を把握する方法論の整備沿道における物理的な影響を把握する手法として,大気汚染拡散モデル,騒音予測モデル,振動予測モデルについて,これまでに筆者らが開発してきたモデルを中心にして,そのシミュレーションシステムの整備・拡充を行った.2.住民アンケート調査に基づく心理的影響距離の把握物理的な影響度(汚染データ)と心理的影響度との関係を解析し,さらに影響の総合評価関数としての道路からの心理的影響距離と物理的な影響度との関係を求めるために,住民アンケート調査を実施した.対象道路は大阪外環状線(平面6車線),対象地域は東大阪市昭和町及び布市町とし,対象道路から250mの範囲に居住する約200世帯の住民を対象にした.ここで,道路の利便性を求める人とそうでない人とでは,道路の影響に対する考え方が異るものと考えられるため,地域要因,世帯要因,個人要因などに基づいて対象者のグループ分けを行い,グループ毎に解析した.
骨インプラント材表面での培養骨芽細胞の初期付着

本研究では,生体材料の表面で骨芽細胞を培養し,フォーカルコンタクトの形成をビンキュリン抗体染色した細胞の蛍光顕微鏡観察によって調べた.材料はヒドロキシアパタイト,a-TCP,β-TCP焼結体,チタン合金,アパタイトコーティングチタン板,超高分子量ポリエチレン(UHMWPE),TCP/CPLA複合体を使用した.細胞培養に使用する試料の大きさは直径10mm,厚さ2mmとした.これらの試料の表面でマウス由来骨芽様株細胞UMR106を培養した.これらの細胞を培養24時間後に固定し,モノクローナル抗ビンキュリンによる蛍光抗体染色を行った.落射蛍光顕微鏡でビンキュリンの局在を調べ,各材料表面における細胞のフォーカルコンタクトの形成を調べた.アパタイトコーティングチタン板は表面が粗いため,TCP/CPLA複合体は自己蛍光が強いため観察に適さなかった.細胞はアパタイト,a-TCP,β-TCP焼結体,チタン合金の上でよく拡がり,フォーカルコンタクトを形成していた.一方,UHMWPEの表面では細胞は丸く,フォーカルコンタクトの形成は少なかった.画像解析の結果,細胞面積はアパタイトが最も大きく,UHMWPEが最も小さかった.上と同様の方法でタリン,インテグリンの抗体染色を行ったが,これらの細胞接着分子の有意な蛍光標識を得ることができなかった.この理由はタリン,インテグリンのアミノ酸配列の種差が大きく,抗原と抗体が結合しなかったためと考えられる.また,ヒト骨腫瘍由来のHOS細胞を用いて,ビンキュリン抗体染色を行った.HOS細胞はすべての材料の表面でよく拡がり,フォーカルコンタクトを形成していた.細胞面積もUMR106細胞より大きかった.これはHOS細胞が培養系でファイブロネクチンを大量に産生したためと考えられる.骨芽細胞の基質に対する初期付着は、骨インプラント材の初期固定の確保のために非常に重要な問題である。本研究では、生体材料の表面で骨芽細胞を培養し、フォーカルコンタクトの形成をビンキュリン抗体染色した細胞の蛍光顕微鏡観察によって調べる。フォーカルコンタクトは、主として細胞の初期付着に観察され、細胞の基質に対する強い接着を示している。さらに、細胞の画像解析によって、細胞面積、形状因子などを定量的に測定する。このような方法によって、材料表面での骨芽細胞の初期挙動を定量的に把握し、インプラント表面での骨形成の差異を細胞-基質レベルの反応として解明する。今年度は、細胞培養に使用する直径10mm、厚さ2mmの試料を作製した。材料はハイドロキシアパタイト、β-TCP焼結体、チタン合金(Ti-6Al-4V)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、β-TCP-CPLA複合体を使用した。試料の表面粗さは約1μmとした。ハイドロキシアパタイトおよびβ-TCP粉末を湿式法で合成し、それぞれ1150、1200°Cで焼成し、焼結体を作製した。これらの試料の表面で、骨芽様株細胞UMR106、MC3T3-E1を培養した。これらの細胞を培養24時間後に固定し、モノクローナル抗ビンキュリンによる蛍光抗体染色を行った。落射蛍光顕微鏡でビンキュリンの局在を調べ、各材料表面における細胞のフォーカルコンタクト形成を調べた。β-TCP-CPLA複合体は自己蛍光が強いため、観察に適さなかった。細胞はハイドロキシアパタイト、β-TCP焼結体、チタン合金の上でよく広がり、フォーカルコンタクトを形成していた。一方、UHMWPEの表面では細胞は丸く、フォーカルコンタクトの形成は少なかった。本研究では、生体材料の表面で骨芽細胞を培養し、フォーカルコンタクトの形成をビンキュリン抗体染色した細胞の蛍光顕微鏡観察によって調べた。細胞の画像解析によって、細胞面積、形状因子などを定量的に測定した。

このような方法によって、材料表面での骨芽細胞の初期挙動を定量的に把握し、インプラント表面での骨形成の差異を細胞-基質レベルの反応として解明することを目的としている。前年度に引き続き、細胞培養に使用する直径10mm、厚さ2mmの試料を作製した。材料はハイドロキシアパタイト、α-TCP、β-TCP焼結体、チタン合金(Ti-6Al-4V)、アパタイトコーティングチタン板、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、β-TCP-CPLA複合体を使用した。試料の表面粗さは約15μmとした。これらの試料の表面で骨芽様株細胞UMR106、MC3T3-E1、ROS17/2.8を培養した。これらの細胞を培養24時間後に固定し、モノクローナル抗ビンキュリンによる蛍光抗体染色を行った。落射蛍光顕微鏡でビンキュリンの局在を調べ、各材料表面における細胞のフォーカルコンタクトの形成を調べた。フォーカルコンタクトは細胞の基質に対する強い接着を示している。アパタイトコーティングチタン板は表面が粗いため、β-TCP-CPLA複合体は自己蛍光が強いため観察に適さなかった。細胞はハイドロキシアパタイト、α-TCP、β-TCP焼結体、チタン合金の上でよく広がり、フォーカルコンタクトを形成していた。一方、UHMWPEの表面では細胞は丸く、フォーカルコンタクトの形成は少なかった。画像解析の結果、細胞面積はアパタイトが最も大きく、UHMWPEが最も小さかった。本研究では,生体材料の表面で骨芽細胞を培養し,フォーカルコンタクトの形成をビンキュリン抗体染色した細胞の蛍光顕微鏡観察によって調べた.前年度に引き続き,細胞培養に使用する直径10mm,厚さ2mmの試料を作製した.材料はヒドロキシアパタイト,α-TCP,β-TCP焼結体,チタン合金,アパタイトコーティングチタン板,超高分子量ポリエチレン(UHMWPE),TCP/CPLA複合体を使用した.これらの試料の表面でマウス由来骨芽様株細胞UMR106を培養した.これらの細胞を培養24時間後に固定し,モノクローナル抗ビンキュリンによる蛍光抗体染色を行った.落射蛍光顕微鏡でビンキュリンの局在を調べ,各材料表面における細胞のフォーカルコンタクトの形成を調べた.アパタイトコーティングチタン板は表面が粗いため,TCP/CPLA複合体は自己蛍光が強いため観察に適さなかった.細胞はアパタイト,α-TCP,β-TCP焼結体,チタン合金の上でよく広がり,フォーカルコンタクトを形成していた.一方,UHMWPEの表面では細胞は丸く,フオーカルコンタクトの形成は少なかった.画像解析の結果,細胞面積はアパタイトが最も大きく,UHMWPEが最も小さかった.上と同様の方法でタリン,インテグリンの抗体染色を行ったが,これらの細胞接着分子の有意な蛍光標識を得ることができなかった.この理由はタリン,インテグリンのアミノ酸配列の種差が大きく,抗原と抗体が結合しなかったためと考えられる.また,ヒト骨腫瘍由来のHOS細胞を用いて,ビンキュリン抗体染色を行った.HOS細胞はすべての材料の表面でよく広がり,フォーカルコンタクトを形成していた.
破歯細胞(破骨細胞)の走化性の解明

歯科矯正学の分野のみでなく、一般的な骨疾患に対する新薬開発にあたり、破骨細胞の機能解明は重要な点である。特に破骨細胞の走化性に関しては、明確な説明が得られていない。破骨細胞が、どの物質により、どのようにして活性化をうけ、骨への走化性を示すのかを明確にすることが本研究の目的である。平成21年度には、上記の目的達成することを目指し、実験装置の開発と走化性物質の同定を中心に研究を行ってきた。現在進行中の硬組織吸収細胞の走化性確認実験装置は4種類のものを考案・開発している。そのうち、象牙質小片への走化性確認実験はかなり開発されてきた。また、1.走化性誘引部資質の特定実験として、硬組織吸収細胞は巨細胞であり、その走化性解明にあたり、ボイデン・チャンバーを使用することができない。そこで、丸型培養シャーレの底面の中央に隔壁を設けることで、シャーレを2つのチャンバーに分離してみた。さらに、この隔壁の底面に高さ0.5mm幅2mmの穴をあけ、左右のチャンバーの交通点とする。この中心部位に特定して破骨細胞を点状に蒔き、一方のチャンバーの側壁に走化性活性物質を注入する実験法を開発した。このことで、左右のチャンバー内に活性物質の濃度勾配をつくり、中央に蒔かれた破骨細胞の移動様相を観察することが可能となった。さらに、2.硬組織吸収細胞の移動確認実験として、シグモイド・チャンバーという名の、硬組織吸収細胞の移動確認装置を作製を試みた。この装置は、顕微鏡用スライドガラスに2本の溝を切り、2つのチャンバーを作り出す。中央の仕切りの部分は左右側の上部よりも200ミクロン低く作ってあるので、上からカバーガラスをかけても、その下に存在する破骨細胞は影響を受けない。これを顕鏡しながら、左右のチャンバーの片方に走化性活性物質を加え、破骨細胞の動態を観察することが可能となった。
日本人とその文化の地域性

平成2年度は平成元年度の研究実績を踏まえ5回の研究会、それからシンポジウム1回を実施した。個々の班別ではなく総合的かつ学際的な討議が行われた。ことに、シンポジウムに於にてはそれぞれの分野の研究の現状、問題点、将来の展望について、各班から選定した報告者による発表とコメンテーターによるコメントがあり、引き続き活発な討議が行われた。それぞれの分野において、静態的ではなく動態的に問題を理解しようとする見方が共通して顕著になっており、日本文化の地域差の原因となる諸要因がいかなるものであるかについての理解が深められた。単に生態学的な条件の違いばかりではなく政治・文化の中心が果たした役割が指摘され、いままであまり気づかれなかった地域的なグルーピングの存在も指摘された。一例をあげれば、日本文化の地域差のなかでも、先史時代から今日に至るまで継続してみられる東日本と西日本の区分にしても、弥生時代から古墳時代にかけての時期を見るだけでもその境界、内容がたえず変動しているのである。また、日本人に及び日本文字化における地域性の理解にためには単に日本の内部に研究を限定するのではなく、周囲諸地域との関係、従来以上の注目を払うべきことが共通の認識となってきた。最後に、日本人及び日本文化の地域性についての問題点の整理、新しい研究視角の登場、又伝統的な地域差がことに言語や文化において急速に失われつつある現状に鑑みて、より拡大した規模における本格的研究を早急に実施する必要がある、という点が今年度の共同研究の結論であった。1.「日本人(所謂和人、アイヌ、南西諸島の人々を含む)の身体と文化に存在する地域性を、日本列島の脱域にわたり、かつ先史時代から現代に至るまでの全期間を通じて総合的に研究する基礎作業である」、という本研究の目的に従い、5回に及ぶ研究分担者全体の研究会に於いて、各班の調査・研究状況、問題点についての情報と意見の交換を行った。2.実地調査としては、「民族学班」は石川県の山村で生業形態に関する調査、「民俗学班」は長崎県五島列島で伝統的民俗に関する調査、「歴史学班」は岩手県で墓碑名に関する調査、「自然人類学班は沖縄で弥生期の人骨発堀調査を実施し、従来情報・資料の不足していた地域について補うところが大きかった。また、将来、大規模な実施調査を行うための初時的なパイロット・スタディの性格も合わせ持っていた。3.他方に於いて、デ-タベ-ス作成の作業も進捗し、「民族学班」と「民俗学班」は日本各地に関する民族誌、民俗誌の文献に当たり、その調査地、調査項目の内容に関わる詳細なリスト作りを行った。「考古学班」は日本地の考古学発掘報告書に当たり、その発掘地や発掘物等に関わる詳細なリスト作りを行った。「言語学班」は日本各地の方言のデ-タベ-ス化と分布図作りを進めた。「自然人類学班」では、約50集団、2000個体余りの日本人の頭骨に関する各種計測値等をデ-タベ-ス化した。4.これらデ-タに関しては、すべて随時、分布図としてビジュアル化を図っているが、次年度に於いてもさらに補正を加え、日本人、日本文化の地域性研究の基礎を構築する予定である。なお、実地調査に関しても、本年度不十分な地域に限り、次年度に補足調査実施する予定である。5.平成2年度は、研究分担者及びその外部からの参加者によって、日本人と日本文化の地域性に関する学際的シンポジウムを開催し、知見の整理と大きなパ-スペクティブの提示をめざす。ことに、シンポジウムに於いてはそれぞれの分野の研究の現状、問題点、将来への展望について、各班から予め選定した報告者による発表とコメンテ-タ-によるコメントがあり、引続き活発な討議が行われた。

それぞれの分野において、静態的ではなく動態的に問題を理解しようとする見方が共通して顕著になっており、日本文化の地域差の原因となる諸要因がいかなるものであるかについての理解が深められた。単に生態学的な条件の違いばかりではなく政治・文化の中心が果たした役割が指摘され、いままで余り気づかれなかった地域的なグル-ピングの存在も指摘された。一例をあげれば、日本文化の地域差のなかでも、先史時代から今日に至るまで継続してみられる東日本と西日本の区分にしても、弥生時代から古墳時代にかけての時期を見るだけでも、その境界、内容がたえず変動しているのである。また、日本人及び日本文化における地域性の理解のためには単に日本の内部に研究を限定するのではなく、周囲諸地域との関係、従来以上の注目を払うべきことが共通の認識となってきた。最後に、日本人及び日本文化の地域性についての問題点の整理、新しい研究視角の登場、又伝統的な地域差がことに言語や文化において急速に失われつつある現状に鑑みて、より拡大した規模における本格的研究を早急に実施する必要がある、という点が今年度の共同研究の結論であった。
高速多ニューロン画像法を用いた構成的アプローチによる記憶固定メカニズムの解明

1.GFPを用いたタンパク質性の蛍光Ca^<2+>センサーである改良型G-CaMPを用いることで、自由運動下での線虫神経筋活動をCa^<2+>イメージングする実験系を確立することに成功した。そして、運動方向が切り換わる際の線虫神経筋活動のイメージングと行動解析を通して、無脊椎動物である線虫においてもドパミンが方向交替時の円滑化に関わることを見出した。行動のモードの交替に先行してドパミンニューロンが活性化することを見出したことから、線虫における意思決定様の調節にドパミンが関与していることが示唆された。今回の知見は、行動を制御する神経回路メカニズムの研究を進めるにあたって、進化上保存された構成要素を有しながらもシンプルな構造をもつ生物である線虫C.elegansの有用性を示すとともに、意思や自発性の進化的な根源ならびに行動の切替の円滑化に関わるメカニズムを探求する上でも、重要な知見になることが予想される。2.海馬歯状回の独立した2部位に電気刺激を行い、海馬体CA1野での神経応答をカルシウムイメージングにより観察した。2部位の同時刺激によってのみ発火するニューロン(AND-like neuron)や、片方のみの刺激では発火するものの同時刺激では発火しないニューロン(XOR-like neuron)が存在することを見出した。数理シミュレーションを用いて、海馬体の神経情報処理の可塑的変化に関する海馬CA3野の再帰的回路の重要性を見出すことに成功した(Kimura et al.2011)。神経活動を可視化する上での有用なツールである、GFPを用いたタンパク質性の蛍光Ca^<2+>センサーのG-CaMP4の開発に成功した。そして、当初の記憶の固定化に関するメカニズムについては探究が及ばなかったが、それ以上に、行動中の神経活動の記録によって意思や心の進化的な起源に迫る結果を得た点については、大きな業績を上げることができたと考えられる。現時点では行動切替時の神経活動に注目しているが、今後は高次機能である記憶についても、形成段階、固定段階、想起段階における神経調節機構を、イメージングや行動解析によって克明に解明していくことが可能であると考えられる。1.有機低分子化合物の蛍光Ca^<2+>指示薬を用いた画像法では、導入効率の問題から染色可能な時期が幼若期に限られ、成獣期の動物に使用することには限界がある。また一過的に可視化できるが、長期間繰り返し神経活動を可視化し、その可塑的変化を記録することは困難である。そこで、既存のセンサタンパク質であるG-CaMP2を改良することで、現時点で最も時間分解能と信号のSN比で優れた蛍光Ca^<2+>センサタンパク質G-CaMP4を開発した。このセンサでは、単一スパイクを安定して正確に検出することが可能であり、さらに1秒間で10回以上連続して生じるバースト発火さえも、1つ1つスパイクタイミングを正確に検出可能である。この結果を国内外の学会で発表すると共に、論文を近日中にJournal of Biological Chemistry誌に投稿する。さらにαCaMKIIプロモーターの下流にG-CaMP4の遺伝子をもつDNAの構築を行いマウス受精卵に導入し、遺伝子組換えマウス作製を開始した。高齢発症しやすい神経疾患の観点からも、成獣期での記憶の形成、破綻の正確な機構究明がこのセンサにより可能となる。2.幼若期海馬スライス標本を用いて歯状回に刺激電極にて電気刺激をした際の海馬CA3野での活動量が、CA3野への直前の抑制性入力のパターンによって調節されることを見出した。刺激タイミングに注目することで、刺激依存的なアンサンブルを人工的に誘起可能か今後検討し、記憶形成時のメカニズムを探求する。3.蛍光イメージングでin vivoパッチクランプ記録を効率的に実現するため、パッチクランプ電極の先端を蛍光で可視化する技術を開発した(Ishikawa et al.2010)。この発明は、現在特許申請中である。また圧力や温度により様々な神経回路活動を誘起する共に、活動を評価する新規の解析法を開発した(Mizunuma et al.2009,Li et al.2010)。1.活動に伴う細胞内カルシウム濃度上昇を感度高く検出するため、既存の蛍光Ca^<2+>センサータンパク質であるG-CaMP2を改良することで、G-CaMP4を開発した。このセンサーが、in vivoで機能することを、蛍光イメージングに適した透明な体をもつC.elegansの体壁筋細胞と運動ニューロンに発現させることで、検討した。自由運動下で複数の細胞から活動を記録した前例は既存のタンパク質センサーではなく、今回世界で初めてG-CaMP4で活動を明瞭に検出することに成功した.神経伝達物質であるGABAが与える寄与が、前進運動と後退運動で異なることを発見した。これらの結果を国内外の学会で発表すると共に、論文をPNAS誌に投稿した。このG-CaMP4が神経活動を中心とした多細胞活動を可視化する上で今後大きな役割を果たすことが期待できる。G-CaMP4を用いたイメージング法により、現在では十分に検討されていない、生理機能が担われる際のダイナミックな情報処理過程が、今後広く探求されていくと考えられる。この契機を私の研究は与えることができたと考えている。2.神経ネットワーク活動を計量する新規の解析法を開発した(Liet al.2010)。海馬CA3野の自発活動をこの解析法を用いて調べたところ、活動性の協調したグループに神経細胞集団を分けるごとが可能であることを見出した。

記憶や学習が各々、グループごとの神経細胞集団によって別々に担われていることが示唆された。1.GFPを用いたタンパク質性の蛍光Ca^<2+>センサーである改良型G-CaMPを用いることで、自由運動下での線虫神経筋活動をCa^<2+>イメージングする実験系を確立することに成功した。そして、運動方向が切り換わる際の線虫神経筋活動のイメージングと行動解析を通して、無脊椎動物である線虫においてもドパミンが方向交替時の円滑化に関わることを見出した。行動のモードの交替に先行してドパミンニューロンが活性化することを見出したことから、線虫における意思決定様の調節にドパミンが関与していることが示唆された。今回の知見は、行動を制御する神経回路メカニズムの研究を進めるにあたって、進化上保存された構成要素を有しながらもシンプルな構造をもつ生物である線虫C.elegansの有用性を示すとともに、意思や自発性の進化的な根源ならびに行動の切替の円滑化に関わるメカニズムを探求する上でも、重要な知見になることが予想される。2.海馬歯状回の独立した2部位に電気刺激を行い、海馬体CA1野での神経応答をカルシウムイメージングにより観察した。2部位の同時刺激によってのみ発火するニューロン(AND-like neuron)や、片方のみの刺激では発火するものの同時刺激では発火しないニューロン(XOR-like neuron)が存在することを見出した。数理シミュレーションを用いて、海馬体の神経情報処理の可塑的変化に関する海馬CA3野の再帰的回路の重要性を見出すことに成功した(Kimura et al.2011)。神経活動を可視化する上での有用なツールである、GFPを用いたタンパク質性の蛍光Ca^<2+>センサーのG-CaMP4の開発に成功した。そして、当初の記憶の固定化に関するメカニズムについては探究が及ばなかったが、それ以上に、行動中の神経活動の記録によって意思や心の進化的な起源に迫る結果を得た点については、大きな業績を上げることができたと考えられる。現時点では行動切替時の神経活動に注目しているが、今後は高次機能である記憶についても、形成段階、固定段階、想起段階における神経調節機構を、イメージングや行動解析によって克明に解明していくことが可能であると考えられる。