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背景音提示下での学習成績を規定する要因の検討：音の種類と学習者の特性に着目して

音楽を聴きながら勉強する等,遂行すべき認知課題とは無関連な背景音が提示されている場合,課題の遂行成績はどのように影響されるのだろうか。本研究は,背景音の種類,遂行する課題の種類,そして学習者の認知特性に焦点を当てて,背景音提示が学習の遂行に及ぼすメカニズムを明らかにすることを目的としている。昨年度までに,文章の読解課題やアルファベットの系列再生課題等を用いて,器楽音よりも言語音の提示が課題成績に干渉することを明らかにしてきた。学習者の特性としては,ワーキングメモリ容量や課題に無関連な情報を無視するスキルの高低に着目し,背景音の提示による干渉効果との関連を検討したが,一貫した結果は得られていない。そこで今年度は参加者人数を増やして,昨年度と同じく説明文の読解課題(実験1)と系列再生課題(実験2)における背景音の提示と学習者のワーキングメモリ容量の影響を検討した。実験1では53名,実験2では50名の参加者のワーキングメモリ容量を測定し,歌詞と器楽音の有無を操作した4種類の背景音を提示しながら課題を遂行してもらった。その結果,歌詞の提示はどちらの課題成績にも干渉するが,器楽音の提示は干渉効果がみられないこと,またワーキングメモリ容量の大きさと背景音提示の効果には関連がみられないことが示された。今年度は50名を対象に図形の記憶課題における背景音提示の効果を検討する新しい実験3も行なった。その結果,背景音を提示すると無音状態よりも視覚提示された図形の保持が長時間可能となるという正の効果が観察された。また,53名を対象に「ながら勉強がはかどる背景音」について質問紙調査を行ったところ,川のせせらぎ等の自然音と歌詞なしの器楽音が挙げられた。これらの成果によって,背景音の提示が課題成績を向上させるメカニズムを実験的に検討するという新しい研究の展開が可能となった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。音楽を聴きながら勉強する等,遂行すべき認知課題とは無関連な背景音が提示されている場合,課題成績が低下することが一般的である。一方で,日常的に“ながら勉強"を好む学習者が存在することから,背景音提示によって課題の遂行が促進される可能性も指摘できる。本研究は,背景音提示による学習メカニズムを解明すること,そして,特に背景音の提示が正の効果を及ぼす場合に着目し,背景音提示による学習者への支援方法を提案することを目的としている。まず研究1において,背景音の提示によって学習成績が上昇する場合があるのかを実験的に検討する。次に,学習者の特性である覚醒水準とワーキングメモリ(WM)容量に着目し,これらを操作することで背景音提示が学習成績に及ぼす影響が異なるのかを検討する研究2を行なう。研究1,2の成果を踏まえ,背景音の提示によって生活・学習を支援するような環境を整備し,その効果を実践的に検討する研究3を行なう予定である。今年度は,研究1を実施した。学習課題を小説の読解とし,歌詞の有無と器楽音(インストゥルメンタル)の有無を操作した背景音の提示によって,学習成績がどのように異なるのかを検討した。24名の大学生を対象に実験を実施したところ,器楽音にのせていない歌詞の朗読を背景音として提示すると,小説の読解成績が低下することが示された。一方で,器楽音を提示すると歌詞があろうとなかろうと,小説中に登場した人物像の記述数が増加し,小説の読解が促進されたことが示唆された。以上の結果は,背景音の種類によって学習に及ぼす影響が異なることを示している。学習時に会話等の音声を提示するとその意味内容が学習内容に干渉して学習成績の低下につながる一方で,器楽音の提示はそのような効果をもたず,学習を促進する可能性があることが考えられた。今年度の主目的である研究1の実験の準備と実施を達成しており,おおむね順調に研究が進んでいる。背景音提示下での学習メカニズムを解明するために,学習課題と背景音それぞれを選定する必要があるが,今年度は入念な予備実験を経て,学習課題を小説の読解,背景音を歌詞と器楽音の有無を操作した4種類の音として選定することができた。小説の読解については,文章理解の研究分野においてこれまで取り上げられることがあまり多くなかった。本研究では,小説に登場した人物像の記述という新しい指標をもって多角的に小説の読解成績について検討を重ねており,文章理解の研究分野に新しい視点を提供するものである。提示する背景音については,歌詞と器楽音の有無を操作した4種類を選定した。これによって,言語音(歌詞)と非言語音(器楽音)が学習に及ぼす影響を独立に検討することができた。24名の大学生を対象とした実験の結果,歌詞の朗読という言語音のみの提示が小説の読解を低下させることを示した。この結果は,課題とは無関連な音を提示すると学習成績が低下するという,二重課題法を用いたこれまでの認知心理学分野での一般的な知見と一致する。さらに,本研究では器楽音があると小説の読解が促進される可能性も示すことができた。背景音の提示によって学習成績が向上するという知見はこれまでほとんどなく,学習者に最適な学習環境を整備する上で新しい提案をすることが可能となった。

本研究は,背景音の種類,遂行する課題の種類,そして学習者の認知特性に焦点を当てて,背景音提示が学習の遂行に及ぼすメカニズムを明らかにすること,そして学習者の個人特性を考慮したうえでそれぞれに最適な背景音提示による学習支援方法を提案することを目的としている。昨年度,歌詞の有無と器楽音の有無を操作した背景音提示下での小説の読解成績を検討する実験を実施し,背景音が朗読音声である場合に読解成績が低下することを示した。本年度はまず,この実験で取得した読解中の参加者の視線データを分析した。その結果,歌詞を朗読している背景音を提示する条件で参加者の視線の停留時間が増加することが示された。昨年度の結果とあわせて,器楽音にのせていない歌詞の朗読音声が小説の読解を阻害することが考えられた。今年度はさらに,学習者の認知特性を測定し,背景音提示下での学習成績を検討した。実験1では24名の成人を対象にリーディングスパンテストを実施して各々のワーキングメモリを測定し,歌詞の有無と器楽音の有無を操作した背景音提示下での説明文の読解成績を比較した。実験2では12名の成人を対象に,課題に無関連な情報を無視できる程度を測定するサイモン課題を実施し,実験1と同じ背景音がアルファベットの系列再生課題の成績に及ぼす影響を検討した。これらの実験の結果,学習者の認知特性であるワーキングメモリ容量と,背景音提示による干渉効果には関連がみられなかったが,サイモン効果が大きい学習者は背景音提示の干渉効果が大きいことが示された。また,背景音に歌詞が含まれていると課題成績が低下することが示され,背景音に含まれる音声情報が課題遂行に必要な言語的なリハーサルに干渉する可能性が考えられた。本研究課題は順調に進展している。本研究の大きな目的は,背景音の種類,遂行する課題の種類,そして学習者の認知特性を操作して,背景音提示下での学習メカニズムを明らかにすることであるが,これらすべてを検討する実験を一通り完遂した。まず背景音の種類については,昨年度に引き続き,歌詞(言語)の有無と器楽音(メロディ)の有無を操作した3種類の背景音を新たに作成し,学習課題への影響を検討した。その結果,背景音に言語が含まれていると課題成績に干渉することが一貫して示されている。一方で,言語が含まれない背景音には課題の遂行を促進させる可能性も示されており,今後,ホワイトノイズや自然音などを含めて詳細に検討する予定である。遂行する課題の種類については,小説の読解,説明文の読解,アルファベットの系列再生課題を用いて検討を進め,文章の読解課題よりも系列再生課題において背景音提示の干渉効果が大きいことが示された。言語的なリハーサルを必要とする課題に,背景音の特に言語的な側面が干渉する可能性が考えられる。今後,視空間的な処理を求めるような非言語の課題を用いて背景音提示の効果を検討する。学習者の特性については,リーディングスパンテストによって測定される言語的ワーキングメモリ容量,そして,課題とは無関連な情報を無視できる程度であるサイモン効果を指標として,背景音提示の効果との関連を検討した。2つの実験の結果,リーディングスパンテストの得点と背景音提示による干渉効果には関連がみられないことが一貫して示された。一方でサイモン効果と背景音提示の効果には関連があり,サイモン効果が大きく不要な情報の影響を受けやすい学習者ほど,背景音の提示によって課題成績が低下することが示されている。
CD26由来経路による免疫調節治療法の開発

CD26はT細胞活性化抗原で、110KDの糖蛋白であり、細胞外ドメインにDipeptidyl peptidase IV(DPPIV)酵素活性を有し、T細胞のcostimulatory分子として重要な役割をになっている。CD26分子はAdenosine deaminase(ADA)の結合蛋白で、CD26分子に結合したADAはアデノシンのT細胞への抑制作用を遮断することにより免疫調節作用を遮断することにより免疫調節作用を発揮することを報告してきた。しかしCD26分子上にADAの特異的結合ドメインが存在するのか、CD26分子そのものもアデノシンの抑制作用に関与しているのか、あるいはADAとCD26との相互作用はT細胞活性化に直接的な調節作用を有するか不明であった。我々はCD26分子の340番目のロイシン、341番目のバリン、342番目のアラニン、及び343番目のアラギニンがADAの結合に必須なアミノ酸であることを明らかにした。さらにこれらのアミノ酸を変異させた変異型CD26Jurkatトランスフェクタントを樹立したが、このJurkatトランスフェクタントはCD26は発現しているがADAは結合できずADAを細胞表面上に発現できなかった。抗CD3抗体とPMA刺激によるIL-2産生は野生型CD26Jurkat及び変異型CD26Jurkatトランスフェクタントとともに同レベルであった。しかしADA結合欠損変異型CD26Jurkatトランスフェクタントくらべて、アデノシンのIL-2産生抑制作用については非常に感受性が高かった。これらの結果から、(1)細胞表面上のADAはT細胞活性化には直接関与しない。(2)CD26そのものはアデノシンの抑制作用を調節しないこと。(3)CD26分子上のADAのみが機能を有し、細胞外アデノシンの抑制作用を妨げることが明らかになった。CD26は110KDのT細胞活性化抗原であり、細胞外ドメインにDipeptidyl peptisase IV(DPP IV)酵素活性を有する。DPP IVはN末端から2番目のプロリンのC末端側のペプチド結合を切ることで知られている。さらにCD26はADA結合蛋白であることも明らかにされてきた。CD26はCD28分子のようにT細胞のco-stimulatory分子でもあり、CD26cDNAをJurkatT細胞株にトランスフェクトすることで、CD26がT細胞活性化に直接関与していることを報告してきた。CD4メモリーT細胞は生体防御機構において中心的役割を果たしているが、CD26分子はCD4メモリーT細胞に選択的に発現していることから、CD26由来のシグナル伝達機構を明らかにすることはCD26特異的免疫抑制剤のスクリーニングにおけるターゲット分子を同定していくためにも重要である。T細胞活性化初期に見られる生化学的な変化は色々な蛋白のチロシンリン酸化であるといわれている。我々はCD26Jurkatトランスフェクタントを架橋化したCD26抗体で刺激すると色々な細胞内蛋白がチロシンリン酸化されることを明らかにした。ハ-ブマイシンAはSrcファミリーのチロシンキナーゼの抑制剤として知られているが、この薬剤の処理によりCD26由来チロシンリン酸化は完全に抑制された。CD26刺激によりチロシンリン酸化される主な蛋白はp561ck,p59fyn,ZAP-70,MAPkinase,c-Cbl及びPLCγ蛋白である。しかしながらTcR/CD3陰性のCD26JurkatトランスフェクタントではCD26刺激後でもこれらの蛋白のリン酸化は認められなかった。

これらのことより細胞上にCD3/TCR複合体が発現しているということがCD26由来チロシンリン酸化に必要であることが明らかとなった。CD26はT細胞活性化抗原で、110KDの糖蛋白であり、細胞外ドメインにDipeptidyl peptidaseIV(DPPIV)酵素活性を有し、T細胞のcontimulatory分子として重要な役割をになっている。CD26は分子Adenosine deaminase(ADA)の結合蛋白で、CD26分子に結合したADAはアデノシンのT細胞への抑制作用を遮断することにより免疫調節作用を発揮することを報告してきた。しかしCD26分子上にADAの特異的結合ドメインが存在するのか、CD26分子はそのものもアデノシンの抑制作用に関与しているのか、あるいはADAとCD26との相互作用はT細胞活性化に直接的な調節作用を有するか不明であった。我々はCD26分子の340番目のロイシン、341番目のバリン、342番目のアラニン、及び343番目のアルキニンがADAの結合に必須なアミノ酸であることを明らかにした。さらにこれらのアミノ酸を変異させた変異型CD26 Jurkatトランスフェクタントを樹立したが、このJurkatトランスフェクタントはCD26は発現しているがADAは結合できずADAを細胞表面上に発現できなかった。抗CD3抗体とPMA刺激によるIL-2産生は野生型CD26Jurkat及び変異型CD26Jurakatトランスフェクタントとともに同レベルであった。しかしADA結合欠損変異型CD26Jurkatトランスフェクタントは野生型CD26Jurkatトランスフェクタントとくらべて、アデノシンのIL-2産生抑制作用については非常に感受性が高かった。これらの結果から、(1)細胞表面上のADAはT細胞活性化には直接関与しない、(2)CD26そのものはアデノシンの抑制作用を調節しないこと、(3)CD26分子上のADAのみが機能を有し、細胞外アデノシンの抑制作用を妨げることが明らかになった。
高脂肪食誘発性の視床下部炎症におけるプロテインフォスファターゼ１Ｂの作用解析

視床下部は体重調節において重要な役割を担う。高脂肪食を摂取すると早期より視床下部で炎症が生じ肥満形成の起点となることが知られている。レプチン、インスリンおよび炎症の調節因子であるprotein tyrosine phosphatase-1B (PTP1B)の高脂肪食摂取に伴う炎症における役割を調べたところ,ミクログリアにおいて炎症を増強すること、アストロサイトにおいて体重増加に寄与することが示唆された。PTP1B KOマウスおよびWTマウスに離乳時から普通食もしくは高脂肪食(HFD)を投与し7週齢における視床下部炎症を検証したところ、WTマウスにおいてHFD投与により視床下部における炎症関連サイトカインTNFα、IL-6およびIL-10のmRNA発現は有意に増加した。一方、HFD群において内臓脂肪および血中TNFα濃度は両群間で有意差を認めなかったものの、TNFαのmRNA発現はKOマウスでWTマウスと比較して有意に減弱し、抗炎症性サイトカインであるIL-10のmRNA発現は有意に増強した。HFD投与下でKOマウスにおける視床下部炎症減弱の機序を調べる目的で視床下部器官培養を施行したところ、TNFα受容体シグナル下流のJAK2-STAT3経路がKOマウスで亢進しており、STAT3のリン酸化亢進がTNFαの発現抑制およびIL-10の発現増強に寄与していることが判明した。KOマウスにおけるSTAT3リン酸化亢進が視床下部のどの部位で生じているか調べる目的でTNFαを脳室内投与(icv)後15分もしくはHFD 4週間投与後に屠殺し視床下部におけるSTAT3リン酸化を評価したところ、TNFαicv投与群では、KOマウスにおいてミクログリアにおけるSTAT3リン酸化が有意に亢進しており、HFD投与群ではKOマウスにおいてミクログリアおよびアストロサイトにおけるSTAT3リン酸化の有意な亢進を認めた。これらの結果から、高脂肪食投与に伴う視床下部炎症におけるPTP1Bの役割として、急性期にはミクログリア、慢性期ではアストロサイトにおいて炎症の調節を担っていることが示唆された。これらの知見を国内外の学会で報告するとともに、アストロサイト特異的にPTP1Bを欠損させたマウスの作製に着手した。現在、PTP1B floxマウスおよびGFAP Creマウスの繁殖中である。高脂肪食投与に伴う視床下部炎症がPTP1B KOマウスにおいてWTマウスと比較して減弱する機序として、急性期にはミクログリア、慢性期にはアストロサイトにおけるSTAT3のリン酸化亢進が寄与しているところまで解明できたものの、アストロサイト特異的にPTP1Bを欠損させるモデルマウス作成のためのPTP1B floxマウスの入手に時間がかかり、繁殖の開始が遅れているため当初の計画からやや遅れている状態である。また、GFAP Creマウスはタモキシフェンを投与することでCre発現が誘導されるモデルであるが、Cre発現のタイミングを調節する目的で、GFAP Creマウスとレポーターマウスと交配させてタモキシフェンの投与濃度および頻度を変えて現在検討中であるが、GFAP Creマウスとレポーターマウスの繁殖に時間がかかり、当初の計画からやや遅れている状態である。PTP1B欠損(KO)および野生型(WT)マウスを用いて視床下部器官培養を行い、炎症刺激にTNFαを用いて炎症関連サイトカインのmRNA発現を評価した。培養液中へのTNFα添加はTNFαmRNAおよびIL-10のmRNA発現を増強したが、KOではWTと比較してTNFαのmRNA発現は有意に減弱し、IL-10のmRNA発現は有意に増強した。また、WT、KOともにTNFα刺激によりJAK2、STAT3、NFκB p65、JNKおよびp38のリン酸化の亢進を認めたが、KOではJAK2およびSTAT3のリン酸化がWTと比較して有意に増強した。2種類のSTAT3阻害剤を用いてJAK2-STAT3経路のリン酸化を阻害したところ、TNFα刺激によるTNFαmRNAおよびIL-10のmRNA発現におけるWTとKO間の差は消失したことから、KOで認められたTNFα刺激によるTNFαmRNA発現の減弱およびIL-10 mRNA発現の増強はJAK2-STAT3経路を介した機序であることが示唆された。更にミクログリア除去剤(LipCLO)投与下で同様にmRNA発現を評価したところLipCLO投与によりミクログリアのマーカーであるIba1、CD68およびEmr1のmRNA発現は有意に減少し、TNFα刺激によるTNFαおよびIL-10のmRNA発現はKOとWTで有意な差を認めなかった。一方、WTを用いた視床下部器官培養においてレプチンは視床下部のSTAT3のリン酸化亢進をきたしたが、TNFα刺激によるTNFαのmRNA発現には有意な影響を与えなかったことから、レプチンシグナル下流のJAK2-STAT3経路は抗炎症作用を有さないことが示唆された。以上から、ミクログリアにおけるPTP1BはJAK2-STAT3経路を介して高脂肪食摂取に伴う視床下部炎症を増強する可能性が示唆された。ミクログリアの解析は終了したが、アストロサイトにおけるPTP1Bの役割りを検討する上でタモキシフェン誘導性のGFAPCreマウスを使用するも、Cre蛋白の誘導が確認できない状況であるため、通常のGFAP CreマウスとPTP1B floxマウスの交配にきりかえてコホートを組んでいる。レプチンの腹腔内投与によりアストロサイトにおいてSTAT3のリン酸化はPTP1B KOでWTと比較して有意に増強していることは確認できている。

年内にコホートの解析も終了予定であるが全体として進捗状況はやや遅れている。Magnetic-activatedcell sorting法(MACS)を用いてマウスの視床下部からミクログリアおよびアストロサイトを単離し機能解析を行ったところ、にミクログリアでは高脂肪食投与後3日目にTNFαのmRNA発現が有意に増強し、7日目に有意に減弱、28日目に再度有意な発現の増強を認めた。一方、アストロサイトでは高脂肪食投与3日目に抗炎症性サイトカインであるIL-10のmRNA発現が有意に増強し、その後7日目、28日目には減弱した。またTNFαについては高脂肪食投与28日目に有意な発現の増強を認めた。以上の結果から高脂肪食投与早期においてアストロサイトは抗炎症作用を有する可能性が示唆された。次に、高脂肪食投与下でアストロサイトにおけるProtein tyrosine phosphatase 1B(PTP1B)の役割を明らかにする目的で、Cre-loxPシステムを用いてGlial fibrillary acidic protein特異的にPTP1Bの発現を欠損させたマウスを作成後、生後3週齢から普通食もしくは高脂肪食を投与し、毎週体重を測定してPTP1B発現欠損群(KO)とコントロール群(WT)で比較検討した。その結果、高脂肪食投与群において雌雄ともにKOはWTと比較して有意な体重減少を認めた(雄は15週以降、雌は18週以降WTと比較して有意な体重減少を認めた)。一方、普通食群では雌雄ともに両群間で体重に有意差を認めなかった。以上の結果から、アストロサイトにおけるPTP1Bは高脂肪食投与下でエネルギーバランスを正に調節することが示された。視床下部は体重調節において重要な役割を担う。高脂肪食を摂取すると早期より視床下部で炎症が生じ肥満形成の起点となることが知られている。レプチン、インスリンおよび炎症の調節因子であるprotein tyrosine phosphatase-1B (PTP1B)の高脂肪食摂取に伴う炎症における役割を調べたところ,ミクログリアにおいて炎症を増強すること、アストロサイトにおいて体重増加に寄与することが示唆された。PTP1B fl/fl GFAPCreマウスを作成し、普通食もしくは高脂肪食を投与してフェノタイプを解析する。レプチン抵抗性および糖代謝についてWTおよびKOマウス間において比較検討する。また、高脂肪食投与に伴う視床下部炎症をKOマウスおよびWTマウスで比較検討する。アストロサイト特異的なPTP1Bの欠損が、高脂肪食投与に伴う視床下部炎症下においてアストロサイトの機能および形態にどのような変化をもたらすか、またその結果としてミクログリアの機能や形態にどのような影響を与えるかを検討する。PTP1B fl/fl GFAPCreマウスの視床下部器官培養を用いて、TNFα刺激に対する炎症関連サイトカインの分泌動態について分子生物学的観点から検討する。アストロサイト特異的にPTP1Bを欠損させたマウスを作成し、エネルギー代謝および糖代謝の解析を行うとともに、magnetic activated
水素終端されたシリコン上の超微粒子の成長メカニズム

本研究を達成するため、以下に上げる2点について実験を行い、成果をおさめた。ひとつは、透過型電子顕微鏡で観察を行うため、清浄な表面をもった厚さ10nm程度の薄い薄膜を作成することである。試料作成方法、試料の固定方法、シニング方法などノウハウを確立し、清浄な表面をもつシリコン薄膜を観察できるようにした。もう一つは、微粒子作成方法の検討である。平坦な表面持つ材料としてグラファイトを選び、グラファイト基板にクロムを数nm程度蒸着することを試みた。蒸着方法としては、electron bombardment方式を採用した。これは、クロムが高融点金属であるためである。蒸着装置を作製し、基板温度300度でクロムを蒸着したところ、結晶構造がA15型で微粒子が生成していることがわかった。得られた像は、パソコンに入力し、形状や格子間隔の測定を行った。これにより、クロム微粒子は、グラフィアイト基板にエピタキシャル成長していることがわかった。
任意非定常入力下の飽和型非線形系に対する実変動範囲からの簡易的応答解析と一実験

本研究では、もともとの変動が有限な範囲内に留まっていたり、(飽和型非線形系の)計測器のダイナミック・レンジなどの存在により有限な範囲内の値を示す実際的な場合において、非定常入力を伴う系の応答解析を最終目標としている。今回は研究の初期的段階にあることから、特に飽和型非線形系における非定常変動観測時の雑音対策を、システムの物理メカニズムと直結するパワースケールとの関連で考究した。すなわち、有限レベル変動範囲のダイナミック・レンジをもつ観測データを用いて、任意分布型の外来雑音に汚された未知非定常信号(特に、パワースケールのような正の物理量)を、動的に推定してゆく推定アルゴリズムをベイズ定理に基づき開発した。具体的には、飽和の影響を受ける前の任意変動の観測値と任意非ガウス型変動を示す未知信号間の線形・非線形の各種相情報を階層的に反映した新たな信号復元法を、広義ディジタルフィルタの形で見い出した。更に本研究で得られた理論的結果を、シミュレーションデータや残響室内における暗騒音混入下の実音響データに適用し、その有効性を検証した。本研究で得られた理論の特長を列挙すると以下のとおりである。1)本手法は、外来雑音の混入とダイナミックレンジの存在に整合している。2)実システムが本質的にもつ非ガウス性、非線形性に対応できる。3)推定アルゴリズムが実用的である。すなわち、観測レンジ内では従来のベイズフィルタを形式的に採用し、観測レンジの上限、下限では確率密度の集中を簡易的に考慮している。4)スペシャルケースとして、ダイナミック・レンジが十分広い場合には、従来のベイズフィルタを理論的に包含している。本研究をもとに、今後、非定常な確率現象と計測における有限性を伴うあらゆる実分野への適用とその成果が期待できる(たとえば、機械振動、地盤振動、道路交通騒音などにおける非定常揺らぎの評価や解析など)。
高等植物の分泌系におけるタンパク質の輸送機構と修飾機構の解析

遺伝子組換え作物は、植物製産に要するコストが動物や微生物の製産に要するコストより極めて低いことから、動物由来の組換えタンパク質製産の場として期待される。多くの動物由来の有用タンパク質は分泌性であり、これらタンパク質は小胞体での合成の後ゴルジ装置等で糖鎖付加などの修飾を受け、液胞/リソソームへ輸送されることなく細胞外へ分泌される。しかし、タンパク質のゴルジ装置での修飾とゴルジ装置での液胞/リソソームへの輸送機構は生物種により異なり、動物由来の有用タンパク質を活性型として生産する際には、植物固有のタンパク質仕分け系と修飾系の抑制による植物の分泌系の人工的制御が必要となる。そこで本研究では、酵母をモデルとしてタンパク質輸送装置の構造形成の解析を行うと共に、高等植物の分泌系とそれから派生する液胞へのタンパク質輸送系について、細胞抽出画分を用いた試験管内解析系を構築し輸送機構の実体である輸送小胞を同定することと、タンパク質輸送過程において植物特異的に起る修飾である水酸化されたプロリン残基(HyP)への糖鎖付加機構を解析し、高等植物に特異的なタンパク質の輸送と修飾の機構を明らかにすること、また、これらの解析に附随して新たな研究手法を開発することを目的としていた。その結果、1)真核生物に共通に認められるCQPII輸送小胞のタンパク質被覆の立体配座の決定、2)輸送過程に関わるGTP結合タンパク質であるArf1pの植物細胞での機能の開明、3)植物由来の小胞体およびゴルジ装置からの輸送小胞形成の再構成系の構築、4)植物由来のプロリン水酸化酵素の同定、等の成果をあげた。また、研究過程において主な研究対象である膜タンパク質の研究から派生し、膜タンパク質可溶化条件の迅速決定法を開発した。本年度我々はタバコ培養細胞BY-2株をモデル細胞として用い、高等植物の分泌系における蛋白質の輸送と修飾に関する研究を行っている。本年度はこの研究の結果として次の成果を得た。まず、タバコ細胞において分泌系に関わると推定される遺伝子産物を網羅的に同定する目的で、タバコ細胞のEST解析を行い、SNAREと呼ばれる一群の分泌系膜オルガネラの融合に関わる蛋白質を始めとして、これまでに30以上の分泌系関連遺伝子に対応するcDNAを得た。現在これらのコードする蛋白質に対する抗体を作成する目的で、大腸菌を用いて組み替え蛋白質を作成しつつある。また、試験管内で分泌系の詳細な解析を行うためにタバコ培養細胞からの無細胞抽出液を用いた輸送小胞形成の再構成系の開発を行った。その結果、これまでにCOPII小胞と未知の輸送小胞の形成を示唆する結果を得ている。また、酵母由来の蛋白質と細胞由来の膜を用いて形成させた小胞の形を解析し、COPII小胞の表面構造を明らかにした。蛋白質の修飾の解析においては、植物特異的に見い出される蛋白質中のプロリン残基の水酸化と水酸化されたプロリンへの糖鎖付加機構の解析を行った。各種の変異蛋白質をタバコ細胞で発現させ、その修飾を解析することにより、蛋白質への糖鎖付加モチーフの同定を行った。また、蛍光方式ペプチドをTLCで分離することにより、プロリンの水酸化を簡便にモニターする系を作出した。

しかし、タンパク質のゴルジ装置での修飾とゴルジ装置での液胞/リソソームへの輸送機構は生物種により異なり、動物由来の有用タンパク質を活性型として生産する際には、植物固有のタンパク質仕分け系と修飾系の抑制による植物の分泌系の人工的制御が必要となる。そこで本研究では、酵母をモデルとしてタンパク質輸送装置の構造形成の解析を行うと共に、高等植物の分泌系とそれから派生する液胞へのタンパク質輸送系について、細胞抽出画分を用いた試験管内解析系を構築し輸送機構の実体である輸送小胞を同定することと、タンパク質輸送過程において植物特異的に起る修飾である水酸化されたプロリン残基(Hyp)への糖鎖付加機構を解析し、高等植物に特異的なタンパク質の輸送と修飾の機構を明らかにすること、また、これらの解析に附随して新たな研究手法を開発することを目的としていた。その結果、1)真核生物に共通に認められるCOPII輸送小胞のタンパク質被覆の立体配座の決定、2)輸送過程に関わるGTP結合タンパク質であるArflpの植物細胞での機能の開明、3)植物由来の小胞体およびゴルジ装置からの輸送小胞形成の再構成系の構築、4)植物由来のプロリン水酸化酵素の同定、等の成果をあげた。また、研究過程において主な研究対象である膜タンパク質の研究から派生し、膜タンパク質可溶化条件の迅速決定法を開発した。
都市の豪雪災害の予測と軽減・防除に関する研究

平成4年度は次のような研究を行い、平成5年3月に609頁の成果報告書を印刷し、関係機関に配布した。(発生機構グループ)(1)北大理学部ドップラーレーダー、北大低温研ドップラーレーダーおよび名大水圏研ドップラーレーダー(2台)の計4台によって行われた北海道石狩湾沿岸で発生、発達する中小規模擾乱(小低気圧や帯状収束雲)の本観測の結果の解析を行った。(2)気象衛星画像による広域(日本海全域)雲分布の観測を行い、総観場、メソスケールの場と中小規模擾乱の発生、発達する場との関連の解析を行った。(3)豪雪に寄与する降雪粒子の雲粒捕捉過程および雪結晶の併合過程のそれぞれの寄与率についての観測結果の解析を行った。これらは成果報告書のp.1328を構成している。(予測グループ)(4)既存のモデルを再検討し、微物理過程を取り入れたモデルの構築を進めた。これらは成果報告書のp.329526を構成している。(軽減・防除および交通情報システムグループ)(5)都市機能障害の軽減・防除のためのシステムの構築を進めた。(6)既存の災害情報システムの構築を更に進めた。これらは成果報告書のp.527576を構成している。(総括、全グループ)(7)今後の課題として成果報告書のp.577609に括めた。
麻酔科領域で使用されるアトロピンの効果を改善するアトロピンエステラーゼ製剤の開発

救急医療においてアセチルコリン受容体拮抗薬であるアトロピンは、麻酔からの覚醒、心筋梗塞における洞性徐脈からの回復、あるいは眼科領域における瞳孔散大による診断などの目的で広く使用されている。しかしながら、ヒトにおいてはアトロピンを代謝する機構がないため、その副作用を防ぐには効果的にリバースする製剤の開発が望まれる。それゆえ、本研究では、ウサギに存在することが予想されるアトロピンエステーゼの分子実態を、生化学およびゲノム・遺伝学的アプローチを用いて明らかにし、最終的にはアトロピンエスラーゼ製剤開発への橋渡しを行うものである。
パラインフルエンザ4型ウイルスの全遺伝子解析および受容体の解明

ヒトパラインフルエンザ4型ウイルスのLタンパク質の遺伝子解析を80%程度終了した。Reader sequenceとcoding領域はほほ終了し、trailer領域が残るだけとなった。また、同時進行で行っている、CD98のリンパ球増殖における役割解析の結果については、以下の通りである。CD98は分子量80Kの重鎖(HC)と45Kの軽鎖(LC)からなるヘテロ2量体タンパク質であり、殆どの細胞の膜に存在し、細胞増殖の調節、アミノ酸の輸送、細胞融合、免疫反応などにおいて重要な役割をしている。リンパ球にコンカナバリンA(Con A)などを加え培養すると増殖し、DNA合成、細胞分裂に至る。この過程で、リンパ球表面のCD98HC及びIL-2Rαの発現が増加し、IL-2が産生され、培養液中に放出されることが知られている。しかしながら、CD98HCとIL-2-IL-2Rαの関係については明らかではない。そこで、CD98HC, IL-2-IL-2RαのmAbを用いて両者の関係の解析を行った。CD98HCのmAbはConAによるDNA合成を抑制したが、IL-2の生産、IL-2Rαの発現を抑制しなかった。またIL-2RαのmAbは、DNA合成を抑制したが、CD98HCの発現を抑制しなかった。増殖を引き起こさない低濃度のCon Aで刺激し、IL-2を加えると、DNA合成が引き起こされたが、CD98HCの発現の増加は認められなかった。これらのことから、CD98系とIL-2-IL-2Rα系は、リンパ球増殖において独立の系であると考えられた。1。パラインフルエンザ4A型ウイルス(HPIV-4A)のL蛋白貿の遺伝子、約7000bpのうち、約4500bpの決定を行った。2。ヒトCD98HC(FRP-1)発現transgenicマウス(Tgマウス)を2匹作製した。これをもとに繁殖させ、サザンブロット法で陽性のものについて、臓器の凍結切片を作製し、ヒトCD98HCに対するモノクローナル抗体(mAb)(FITCラベル)を使用し直接蛍光抗体を行ったところ、胃、小腸、肺が陽性であった。TgマウスにおけるヒトCD98HCの役割は不明だった。3。Tgマウスをさらに繁殖させ、16匹を得た。このマウスからフェノール法でDNAを精製し、PCR法でヒトCD98HCを検出したところ10匹が陽性だった。これらのマウスをかけ合わせ、ホモのマウスを作り、その後、パラインフルエンザ4型ウィルス感受性、組織分布の解析などを行う予定である。4。マウスのCD98HCのmAb19個のうち9個について、培養土済からproteinGカラムで精製、濃縮した。これらmAbのマウス脾臓細胞(リンパ球)のconcanavalinAによるmitogenesisに対する作用を、BrdUの取り込みを測定することで解析した。9個のうち2個がmitogenesisを抑制した。また刺激リンパ球のCD98HCの発現をFlow cytometry法で調べたところ、刺激1時間ですでに発現の増加が認められ48時間で最大となった。これらのことからCD98HCがリンパ球増殖で必須の役割をしていることが明らかとなった。われわれは、インテグリンシステムを介して、細胞融合の制御を行うタンパク質(fusion regulatory protein : FRP)を見つけ、このタンパク質がパラミクソウイルスの一つである、NDV(Newcastle disease virus)による細胞融合を亢進させることを見い出した。またFRPは4F2/CD98として知られる分子と同じものであることが判明した。またインテグリンはいくつかのウイルスの受容体であることが知られている。

そこで本研究では、CD98がパラミクソウイルスの受容体である可能性を探るため、またCD98の免疫担当細胞での役割の解析を行うことを目的として、本年度は以下の研究を行った。1.今まで遺伝子解析が行われていなかった、パラインフルエンザウイルス4A型のLタンパク質の翻訳領域の遺伝子解析を終了した。2.マウスのCD98heavy chain(HC)に対するモノクローナル抗体19種の、concanvalin A(ComA)刺激リンパ球の増殖への作用を解析し、その結果、19種の抗体のうち2種がリンパ球の増殖(DNA合成)を抑制することを見つけた。また抑制効果が高いほうの抗体について、ConA刺激リンパ球でのCD98HCの発現に対する作用を検討したところ、この抗体がCD98HCの発現を抑制する事が判明した。これらのことから、CD98は免疫担当細胞の増殖に深く関わると考えられた。予期に反して、カルシウムイオン流入を抑えるベラパミル、微小管に作用するコルヒチン、アクチン繊維に作用するサイトカラシンD、細胞周期をGlで止めるハイドロキシウレアはDNA合成は抑制するが、CD98HCの発現は抑制しなかった。3.ヒトCD98HCを発現しているtransgenicマウスを作製した。現在掛け合わせが進行中でCD98HCの遺伝子をホモに持つマウスが出来上がりつつあるところである。ヒトパラインフルエンザ4型ウイルスのLタンパク質の遺伝子解析を80%程度終了した。Reader sequenceとcoding領域はほぼ終了し、trailer領域が残るだけとなった。また、同時進行で行っている、CD98のリンパ球増殖における役割解析の結果については、以下の通りである。CD98は分子量80Kの重鎖(HC)と45Kの軽鎖(LC)からなるヘテロ2量体タンパク質であり、殆どの細胞の膜に存在し、細胞増殖の調節、アミノ酸の輸送、細胞融合、免疫反応などにおいて重要な役割をしている。リンパ球にコンカナバリンA(Con A)などを加え培養すると増殖し、DNA合成、細胞分裂に至る。この過程で、リンパ球表面のCD98HC及びIL-2Rαの発現が増加し、IL-2が産生され、培養液中に放出されることが知られている。しかしながら、CD98HCとIL-2-IL-2Rαの関係については明らかではない。そこで、CD98HC、IL-2-IL-2RαのmAbを用いて両者の関係の解析を行った。CD98HCのmAbはConAによるDNA合成を抑制したが、IL-2の生産、IL-2Rαの発現を抑制しなかった。またIL-2RαのmAbは、DNA合成を抑制したが、CD98HCの発現を抑制しなかった。増殖を引き起こさない低濃度のCon Aで刺激し、IL-2を加えると、DNA合成が引き起こされたが、CD98HCの発現の増加は認められなかった。これらのことから、CD98系とIL-2-IL-2Rα系は、リンパ球増殖において独立の系であると考えられた。
配偶者からの暴力と児童虐待の関連-母子生活支援センター入所の母親支援の検討-

研究目的:母子生活支援施設を利用している母親を対象とし、DVの影響と子どもへの不適切な関わりを検討することを研究の目的とした。調査方法:母子生活支援施設職員からのヒアリングをもとに質問紙を作成し、自記式アンケート調査を行った。調査に協力の得られた対象者のみ質問票を配布し、143件を回収した(回収率66.2%)。調査内容:(1)人口統計学的なデーター(2)ソーシャルサポート(3)抑うつ傾向(4)解離体験(5)パートナー及び実家との関係(6)子どもへの愛着(7)子どもへの不適切な育児項目などを用いた。結果:(1)就労はパート・アルバイトが多く、収入も200万円以下が約9割であった。(2)ソーシャルサポートは母子生活支援施設職員、友人・仲間が多く、家族や公的な支援者は少なかった。(3)パートナーから身体的暴力を受けていた人は67.1%に上り、施設入所理由の「夫などからの暴力44.9%」よりはるかに多かった。(4)56.5%の人が生育家族との葛藤性を有していた。(5)抑うつ傾向にある人は49%と、「学童を持つ母親の一般人口調査」の13%と比較すると、母子生活支援施設入所者の抑うつ傾向の頻度が相当に高いことが判明した。(6)抑うつ傾向と不適切な育児・子どもへの愛着障害とに関連が見られた。考察:入所者の49%に見られた抑うつ傾向のある群は不適切な育児を行いやすく、子どもへの関心が薄いなど子どもの心身の成長・発達に影響を与えていることが推測された。DV暴力被害経験と抑うつとの関連では統計的な差は見られず、過去の被害経験が現在の抑うつ傾向に直接関連しているのではなく、生活・経済面などの諸要因が重なり、メンタルヘルスへ影響を及ぼしている可能性が見られた。これらのことから施設内でのメンタルヘルスへの介入とケアは、母親の不適切な育児を防ぎ、子育てへの有効な支援となる可能性が示唆された。そのため入所者自身と協働してケアを行うなどのプログラムの開発などが今後求められる。今年度(平成15年度)はリスクファクターを推定するための質問紙作成のための調査を行った。母子のケアを行っている母子生活支援施設関連職員(母子指導員・児童指導員・養護施設職員・家庭生活支援センター相談員)へヒアリングをおこない、母子生活支援施設入所の母親から子供への不適切な育児行為にどのようなものがあるのか、またその不適切な育児の背景にある母親自身が抱えている問題点の検討を行った。その結果、母子生活支援施設入所中の母親に頻繁に見られる不適切な育児行為は、オムツが変形するほど長時間取り替えない、食事を与えないなどのネグレクト行為のほかに、学校に登校させない、兄弟間での明らかな差別、職員の面前で子供を蹴る・殴るなどの虐待行為が抽出された。また母子生活支援施設は母子が部屋ごとに個別で生活しているため、母親が室内に閉じこもり職員の介入を拒むと、それが子供への不適切な育児行為に直接つながるが、その際の子供の保護などの対応について、母子生活支援施設という施設特有の困難さが浮かび上がってきた。

母親のこれらの行為の背景には、母親としての自覚の無さやスキルが獲得できていないほかに、統合失調症や他の精神疾患の所在が疑われ、質問項目をより精査する必要があることが示唆された。またかなりの頻度の母親に知的な問題があるため、自記式質問紙に回答できない人への対応など、調査方法も含めて検討しなければならない課題も提示された。これらの結果を元に、次年度は質問項目について母子生活支援施設職員の意見を聞き、質問項目の修正・実施方法などの検討を行い、より精度の高い質問紙を作成する。作成された質問紙は協力の得られる母子生活支援施設で予備調査を行い、本調査に備える予定である。(1)質問紙の作成今年度(平成16年度)は母子生活支援施設職員のヒアリングから、不適切な育児行為についての質問項目の修正を行った。また使用する尺度は先行文献調査から、基本的属性のほかにCES-D(うつ評価尺度)・解離性体験尺度DES(Dissociative Experience Scale)・ボンディング質問表(愛着形成障害評価尺度)・ソーシャルサポート・実家、夫との関係などからなる質問紙の作成を行った。(2)調査協力の依頼東京都社会福祉協議会(母子部会)及び全国社会福祉協議会(児童福祉部)へ調査協力の依頼を行ったが、鬱や解離などのメンタルヘルスに関する質問項目はアンケート調査にはなじまないなどの理由で、協力を得ることがかなわなかった。そのため、個別に施設に出向いて調査協力を依頼することに方針を変更し、現在鋭意調査の協力依頼を行っている。(3)データーの集計(2)の事情のため、データー回収に時間がかかり、3月末現在ではデーターの回収及び解析は行えていない。次年度早々にはデーターを集積し、解析・報告を行う予定である。母子生活支援施設職員からのヒアリングをもとに質問紙を作成し、東京都内母子生活支援施設に入所中の母親を対象とし、自記式アンケート調査を行った。調査方法は調査に協力の得られた対象者のみ質問票を配布し、そのうち143件を回収した(回収率66.2%)。調査内容は(1)人口統計学的なデーター(2)ソーシャルサポート(3)抑うつ傾向(4)解離体験(5)パートナー及び実家との関係(6)子どもへの愛着(7)子どもへの不適切な育児項目などを用いた。アンケート調査の結果、(1)就労はパート・アルバイトが多く、収入も200万円以下が約9割であった。(2)ソーシャルサポートは母子生活支援施設職員、友人・仲間が多く、家族や公的な支援者は少なかった。(3)パートナーから身体的暴力を受けていた人は67.1%に上り、施設入所理由の「夫などからの暴力44.9%」よりはるかに多かった。(4)56.5%の人が生育家族との葛藤性は有していた。(5)抑うつ傾向にある人は49%と、一般人口調査の13%と比較すると、母子生活支援施設入所者の抑うつ傾向の頻度が相当に高いことが判明した。入所者の49%に見られた抑うつ傾向と、不適切な育児および子どもへの愛着障害とに関連が見られ、抑うつのある群は不適切な育児を行いやすく、子どもへの関心が薄いなど子どもの心身の成長に影響を及ぼしていることが予測された。またDV被害経験と抑うつとの関連については統計的な差は見られず、重回帰分析からも解離得点やサポートがないなどが抑うつの要因として選択されたことから、過去の被害経験より今現在の状況に影響されている可能性が見られた。
非線形・非平衡物理的視点からの宇宙のダークエネルギー問題

遠方のIa型超新星と呼ばれる天体の観測から、宇宙にはダークエネルギーと呼ばれる、宇宙膨張を加速させる未知の成分が存在すると考えられ、「現代宇宙論最大の謎」と言われている。このダークエネルギーの物理的実体を明らかにするために、非線形・非平衡物理の視点から宇宙の非一様性の進化を考察し、非一様性に由来するエントロピーを提案した。このエントロピーが一般的な条件の下で宇宙の進化とともに増大することを示し、この増大性と宇宙の加速的膨張との関係を明らかにした。本研究の目的は、宇宙のダークエネルギー・ダークマターの物理的実体やオーダーの一致問題を解明する上で、非線形・非平衡物理的な視点がいかに寄与するか、を考察することにある。平成21年度は、非一様構造によるエントロピーに関する考察、および修正重力理論に基づくダークエネルギーモデルに関する考察を行った。宇宙のダークエネルギーに関して、現存までにたくさんの理論上可能なモデルが提案されている。これらの多くは、宇宙の一様な成分のみを考え、宇宙膨張が観測的に無矛盾であるように構築されているが、現実の宇宙は大規模構造などの非一様性を有している。そこで、非線形・非平衡物理的な視点から、非一様性がもたらすエントロピーについて考察し、その時間的増大性を詳細に検討した。その結果、エントロピーの増大性とダークエネルギーとの関連が部分的に明らかになった。また、ダークエネルギーモデルとして、現存さかんに研究されている修正電力理論によるものを考え、このモデルが加速的な宇宙膨張を与える場合に、標準宇宙モデルと比べて非一様性の進化、特に背景重力波にどのような違いが現れるかを定量的に計算した。これらの研究に関して、東京工業大学の細谷暁夫氏、お茶の水女子大学の森川雅博氏、スペイン・バスク大学のRuth Lazkoz氏、長岡技術科学大学の高橋弘毅氏と議論を行った。また、その研究成果をパリ・ユネスコ本部においで行われた国際会議、およびスペイン・ビルバオのバスク大学において行われた国際会議で口頭発表した。平成22年度は、非一様構造によるエントロピーに関する考察、および修正重力理論に基づくダークエネルギーモデルでの重力波に関する考察を行った。宇宙のダークエネルギーに関して、現在までにたくさんの理論上可能なモデルが提案されている。そこで非線形・非平衡物理的な視点から、非一様性がもたらすエントロピーについて考察し、その構築の仕方と時間的増大性を検討した。その結果、非一様性が進化して特異点を発生するときには、エントロピーは必ず時間的に増大することが明らかになった。また、ダークエネルギーモデルとして、現在さかんに研究されているf(R)-形修正重力理論によるものを考え、このモデルが加速的な宇宙膨張を与える場合に、標準宇宙モデルと比べて非一様性の進化、特に背景重力波にどのような違いが現れるかを定量的に計算した。これらの研究に関して、東京工業大学の細谷暁夫氏、お茶の水女子大学の森川雅博氏、ドイル・ハイデルベルク大学のLuca Amendola氏、日本女子体育大学の牧琢弥氏、山梨英和大学の高橋弘毅氏と議論を行った。また、その研究成果をスペイン・グラナダにおいて行われた国際会議で口頭発表し、ドイツ・ハイデルベルクにおいて行われた国際会議でポスター発表した。平成23年度は、昨年度まで重点的に行ってきた「非一様構造によるエントロピー」に関する結果の取りまとめ、および修正重力理論に基づくダークエネルギーモデルでの重力波」に関する考察を行った。この非一様性がもたらすエントロピーを情報理論に基づいて考察し、その構築の仕方と時間的増大性を検討してきた。その結果、非常に一般的な条件のもとで、エントロピーは必ず時間的に増大することが明らかになっており、この結果の取りまとめを行った。また、ペンローズによる、いわゆる「ワイル曲率仮説」で提案される重力場のエントロピーを構築でき.る可能性についても検討した.さらに、ダークエネルギーモデルとして、現在さかんに研究されているf(R)-形修正重力理論によるものを考え、このモデルが加速的な宇宙膨張を与える場合に、標準宇宙モデルと比べて非一様性の進化、特に背景重力波のスペクトルにどのような違いが現れるかを定量的に計算した。

これらの研究に関して、東京工業大学の細谷暁夫氏、お茶の水女子大学の森川雅博氏、日本女子体育大学の牧琢弥氏と議論を行った。また、その研究成果をスペイン・マドリードにおいて行われた国際会議、およびベトナム・クイニョンにおいて行われた国際会議で口頭発表した。
大脳皮質や辺縁系ニューロンにおけるペプチドmRNA発現とそのドーパミン神経調節

霊長類前脳においては様々な神経ペプチドを含む神経網が発達している。このような領域、つまり大脳皮質、辺縁系や線条体におけるニューロンのペプチドやタンパクの合成あるいはその代謝はドーパミン神経機構の強い影響下にある。このドーパミン性神経調節を修飾する薬剤、例えばドーパミンレセプター遮断剤であるハロペリドールなどは、臨床的には抗精神病剤として作用する一方、線条体、側坐核、前頭前野皮質においてペプチド濃度を変化させることが知られている。ところが、現在このような領域における抗精神病剤の薬理学的メカニズムは解明されていない。そこで今回、私達は分子生物学的方法を用い、抗精神病剤のドーパミン神経調節に対する影響をペプチドやレセプターmRNA等のレベルで調ベ、また個々のニューロンにおけるc-fosプロトオンコジーン発現に対する影響についても検討した。ハロペリールやクロザピンを慢性投与し、線条体ニューロンにおいて様々なペプチドmRNA発現をinsitu gybridization法にて検索した結果、エンケファリンを含め一部のペプチドmRNAの発現に変化が認められた。さらに、ハロペリドール、クロザピンの急性投与実験において、ラット大脳辺縁系領域、つまり側坐核、前嗅核、嗅結節、内側前満前野、外側中隔核などに存在する多数のニューロンで、即早期遺伝子c-fos発現の増加が認められた。このことから、このよすなラット前脳領域は、両抗精神病剤の薬理効果に関与する重要な神経系であると考えられた。抗精神病剤が中枢神経系ニューロンへ及ぼす影響について調べたが、今後その薬理機序に関する分子生物学的レベルでの理解が益々深まるものと思われる。ほ乳類の前頭葉皮質、線条体や辺縁系は豊富なド-パミン神経支配を受けており、その領域内のニュ-ロンはペプチドの合成や代謝の面で、ド-パミン神経伝達の強い影響を受けている。今回、私達はラットやサルなどの動物脳においてin situハイブリデ-ション法などの分子生物学的技法や免疫組織化学的方法を用い、前頭前野や大脳辺縁系における各種ペプチドの分布を調べ、また同領域内のニュ-ロンにおけるペプチドmRNA発現に対するド-パミン神経伝達の影響を検索した。ニホンザル大脳皮質において、ソマトスタチンやニュ-ロテンシンを含有する細胞体と線維の分布に特徴が認められ、前者のペプチドはラットなどと同様に広範囲な分布を示したが、後者の分布は前頭葉内側面および辺縁皮質にほぼ限局し、また一部ド-パミン支配領域に一致していた。ド-パミン・レセプタ-遮断剤であるハロペリド-ルを慢性的に投与したラットにおいて、線条体のペプチドmRNAの発現様式をin situハイブリデ-ション組織化学的方法によって調べた。今回、preproenkephalin(enkephalin)、prodynorphin(dynorphin)に対するmRNAのオリゴヌクレオチド・プロ-ブを作製した。クリオスタットにより得られた前脳切片においてin situハイブリデ-ションを行い、^<35>Sーオ-トラジオグラフィ法を実施した。オ-トラジオグラム標本より、大脳皮質や辺縁系ニュ-ロン内におけるmRNA発現の変化を定量的にコンピュ-タ解析した結果、抗精神病薬投与群ではダイノルフィンmRNAよりもエンケファリンmRNAの発現レベルに増加が認められた。今後、定型的な抗精神病剤のハロペリド-ル投与ラットの大脳皮質や辺縁系において、ニュ-ロテンシン/ニュ-ロメヂンN、サブスタンスア、eck等のmRNA発現にみられる変化を調べ、ド-パミンの脳内物質代謝に及ぼす影響について検討する。私たちはニホンザルなどの動物脳において免疫組織化学や分子生物学的方法を用い、大脳皮質や大脳辺縁系ニュ-ロンにおけるペプチドの合成に対するド-パミンニュ-ロン支配の影響を分子生物学的レベルで調べている。