hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規心臓特異的リン酸化酵素の活性調節に基づく心不全・心筋症治療薬の開発

本研究は、高齢化社会が進む日本において年々増加している心不全に対する新たな治療薬を開発することである。申請者らは心不全に関連する新たな生体内タンパクとして心臓型ミオシン軽鎖リン酸化酵素を同定し、現在そのタンパクのリン酸化酵素活性を調節する特殊ペプチドを合成し、創薬候補ペプチドとして解析を続けている。現在8種の創薬候補ペプチドを同定しており、それぞれのペプチドが心臓型ミオシン軽鎖リン酸化酵素の活性を抑制することを明らかにしており、将来的には心不全発症の基礎となる病的心肥大抑制薬などの心不全薬剤としての応用が期待される。本研究課題は1心不全・心筋症における心筋型ミオシン軽鎖キナーゼ(cardiac-MLCK)-ミオシン軽鎖シグナル解析および、2cardiac-MLCKリン酸化活性調節剤の同定、開発のふたつの研究を軸に行ってきた。1に関しては国立循環器病研究センターにて施行した左室補助人工心臓装着症例および心臓移植症例の手術時に採取したヒト心筋検体と大動脈縮窄(TAC)心不全モデルマウスから得られた心筋検体からのcardiac-MLCK、ミオシン軽鎖遺伝子・タンパク発現解析を行うためにそれぞれの検体収集、抗体作成、定量PCRプローブ作成を行い、順次解析を行う予定としている。2に関しては当初、様々なシーズ化合物からcardiac-MLCKの活性を動かす化合物のスクリーニングを行うため、cardiac-MLCKによるミオシン軽鎖リン酸化を評価するアッセイ系の確立に努めた。しかしながら、確立されたアッセイ系では多剤の化合物スクリーニング系には適しないと判断されたため、研究期間中に新たなアプローチを導入した。新たなアプローチではcardiac-MLCK活性中心を標的としてアロステリックに活性を制御する薬剤をスクリーニングする方法を導入した。具体的にはビオチンタグ付きのcardiac-MLCKを大量合成し、東京大学大学院理学系研究科、生物有機化学教室(菅裕明教授)と共同で同教室にて行っている「RaPIDシステム」による結合合成ペプチドのスクリーニングを行った。研究期間最終年度の平成25年7月に、cardiac-MLCKと直接相互作用する複数の特殊ペプチドの合成、同定に成功し、今後はこれらの創薬候補ペプチドに関してcardiac-MLCKリン酸化活性に、どのように影響するかについてすでに確立しているcardiac-MLCKリン酸化活性アッセイ系を使用して行っていく予定である。【研究の目的】本研究において、申請者はcardiac-MLCKと心不全病態とのかかわりを明らかにし、最終的にリン酸化酵素であるcardiac-MLCKのリン酸化活性調節を介した心筋サルコメア構造調節薬や強心薬(心不全薬)の創薬に結びつけていくことをその研究の目的としている。【研究実施計画に照らした現在までの研究の具体的内容と実績】申請書内に具体的な研究目的として挙げた3点1cardiac-MLCKの活性調節機構の解明、2cardiac-MLCKの活性を修飾する薬剤のスクリーニングとその同定、3正常心および病的心(不全心)におけるcardiac-MLCK/基質ミオシン軽鎖(MLC)リン酸化解析、についての研究成果を以下に記す。13として特に不全心筋でのcardiac-MLCKの遺伝子およびタンパク発現を明らかにするため移植時に摘出されたレシピエント心をサンプルとした網羅的遺伝子およびタンパク発現解析を遂行中である(研究I)。平成25年度内に一定の解析結果が得られる予定である。2として、cardiac-MLCKの活性阻害物質のスクリーニングのためのアッセイ系の構築、開発を行った。具体的には平成24年度にMLCを基質としたIMAP測定系の構築を試みたが、アッセイ系の構築が可能な程度のリン酸化シグナルが得られなかった。市販のいくつかのMLC基質ペプチド、cardiac-MLCKの合成方法(大腸菌、哺乳類細胞)などを変更し、原因究明、アッセイ系の改善を進めるも、リン酸化シグナルが弱いとの結論に至り、IMAPを用いた化合物スクリーニング系構築は断念した。その後ペプチドライブラリーをもとに薬剤標的に対するペプチドの単離、創薬を行っている他研究室との共同研究のなかでcardiac-MLCKの活性調節ペプチドの同定を試みており、同計画を遂行中である(研究II)。【研究目的の達成度】上記研究実績の概要にも記載した通り、現在、研究I:心臓移植レシピエント摘出心の網羅的遺伝子およびタンパク発現解析により1cardiac-MLCKの活性調節機構の解明、正常心および病的心(不全心)におけるcardiac-MLCK/基質ミオシン軽鎖(MLC)リン酸化解析を行い、研究II:cardiac-MLCKを薬剤標的とするペプチドスクリーニングにより、2cardiac-MLCKの活性を修飾する薬剤のスクリーニングとその同定、を行っている。研究Iについては遺伝子およびタンパク発現解析から不全心筋内のcardiac-MLCK動態を解析するもので、今後臨床情報との相関を含め、平成25年度には一定の結果が出るように現在解析を進めている。研究IIについてはペプチドライブラリーのスクリーニングに使用するcardiac-MLCKタンパクをすでに大量に合成し、それらを用いてペプチドスクリーニングを開始している。

【自己点検による評価】研究Iについては平成25年度内に一定の解析結果が得られる予定であり、おおむね順調に進行していると考えている。一方で研究IIについては当初計画していた薬剤スクリーニング系に必要なIMAPリン酸化アッセイ系の構築を断念したこともあり、その点で当初の計画からは遅れている。しかしながら先の計画断念後、迅速に代替案のペプチドスクリーニング系を検討し、現在は実際にペプチドスクリーニング系に用いるcardiac-MLCKタンパクをすでに大量合成し、本研究計画を進めており、平成25年度内にはスクリーニング結果は得られるものと期待しており、こちらについてもおおむね順調に進行していると考えている。【研究課題の推進方策】研究Iについては前述したように現在遺伝子・タンパク発現解析行っているが、これら発現解析結果に臨床的意義を持たせる目的で現在さらに対象症例の臨床情報収集を実施中である。今後は単なる不全心筋の遺伝子・タンパク発現解析データとしてのみならず、収集臨床情報データと遺伝子・タンパク発現解析データの相関などからより詳細かつ実臨床に即したデータ解析を行う予定としている。研究IIについてはcardiac-MLCKを薬剤標的としたペプチドスクリーニングにより得られた候補ペプチドを用い、それら候補ペプチドがもたらすcardiac-MLCKリン酸化活性の変化を検討していく予定としている。cardiac-MLCKのリン酸化活性変化を認識する方法として、我々はすでに放射性同位元素32Pを用いたin vitroのリン酸化アッセイ法を構築しており、その再現性、実用性についてはこれまでの検討から確認済みである。【研究を遂行する上での課題】前述の放射性同位元素32Pを用いたin vitroのリン酸化アッセイ法による候補ペプチドの評価方法については実際のペプチドを加えたアッセイ系について、加えるペプチドの量、リン酸化反応時間、基質の量などを改めて検討する必要があり、その構築については一定時間を必要が必要となると考えており、実際の詳細なプロトコールの確立も含め、今後の研究の推進方策としている。【平成24年度研究費の使用状況】研究IIにおけるIMAP測定系の構築に断念したことで、当初IMAP測定系の構築後に予定していた実験に要する試薬、機材購入を中止した。これにより平成24年度研究費の残金が生じることとなった。【平成25年度研究費の使用計画】研究Iについては主に得られた遺伝子、タンパク発現データ解析、臨床情報の収集とそれらデータの解析になるため、それに必要な文具などの消耗品を中心に研究費を使用する予定である。研究IIについては上記研究の推進方策に記すように、平成25年度はスクリーニングにより得られた候補ペプチドがcardiac-MLCKのリン酸化活性に与える変化を確認することが中心となってくる。
海外帰国子女への学校文化の創造と確立のプロセスに関する調査研究

海外帰国子女の学校生活や社会生活状況について,面談と調査票により実情調査をした結果,以下の諸点が明らかになった。児童生徒は,海外での学校生活を楽しみ,情緒的に安定し,様々な異文化に親しんでいた。彼等には,外国人の友達がおり,お互いの家庭で交流し合い,宿泊したりして交遊関係を広げ,自からが高次元の文化環境作りに重要な役割を果たしていた。日本人学校で学んでいた児童生徒は,帰国後の学習面での心配は少ない。補習校に在籍していた児童生徒は,国語,算数(数学)のドリルが週に1回(3時間の授業)程度のため十分な学力が身につかず,特に,高学年児童では経験の差が学力に影響していた。一方,補習校の子は,現地校やinternational schoolで学習し,同年代の各国の子と交流し,英会話を身につけ,異文化に抵抗なく接する習慣を身につけた。海外の学校では,遅れている教科には,個別指導システムがとられ,帰国後の学習への援助対策として,本システムに対する保護者からの要望が多かった。海外に長期滞在した保護者は,学校選択について帰国子女関係の学校を望んでいるが,希望の学校へ入学できたのは1割程度である。地域別にみると関東,関西の居住者に希望者が多く,中国・四国・九州,北海道・東北の順であった。また,進学に関して,65%の保護者は小学段階は地域の学校で,高学年からは一貫校を希望し,16%の保護者が海外の大学を希望していた。海外在住歴2年未満の子の保護者の82%は,我が子が文化度の底辺を拡げ,かつ,異文化を習慣として身につけた生活経験を生かす意味で,帰国子女関係の学校よりは,通常の教育を希望している。さらに,海外在住歴が長いほど,帰国後の学校適応に時間がかかり,かつ,高学年になるにつれ学校適応への保護者の不安傾向が強い。本研究により,帰国子女の教育関係者への有益な資料を得ることができた。帰国子女の海外での学校・社会生活、帰国後の生活状況について、教師、児童生徒、保護者の3者に対する面談により、北海道北部、関東南部、信越、中国、九州南部の地域の実情調査を実施した。教師は、帰国子女の受け入れに配慮しているほか適切な言語環境におくこと、また、海外では国語や算数(数学)の指導しか受けていなかった児童生徒に対し、特別な教科指導をしている等の詳細な資料を入手することができた。また、帰国子女は、通常の子ども達にとっての異文化に接触し、異文化の環境で育ったのに、自国で初めて生活した環境を自文化と位置付けられるといったギャップ等、様々な問題があり、教師は限定された教育環境の中で指導内容や方法を工夫して彼等の教育にあたっていることが分かった。保護者の面談からは、都市部に比べて地方では学校選択の自由がないこと、進路に関する悩み、帰国後の日常生活と海外での生活の差が大きいこと等の資料を得ることができた。また、帰国子女達が海外で通学していた学校種が多様であり、特に、正規の教員免許を所持していない教師、また、教職経験がまったくない教師からしか指導を受けられなかった等、海外での日本人学校や補習校に対する不満や改善要求に関わる意見があった。保護者は、子どもを個人という側面からみた場合、海外生活がどんなに乏しい経験であってもそれらは個々人の行動や思考の基準であり、確実に内在化された文化であるのに、日本では異文化として見なされ、個人の行動や意識が拘束されるといった問題が提起された。教師、児童生徒、保護者の3者に対する調査票の質問項目については、面談の結果をもとにして一部修正を加え、他の研究協力者の意向をも取り入れながら、より有益な調査をすべく準備中である。次年度は、研究協議会を開催したり、これまでの海外帰国子女教育研究を踏まえながら、いままで取り上げられなかった分野について研究を深めなければならない。短期間での調査研究ではあったが、次年度につながる有益な資料を得ることができた。

海外在住歴2年未満の子の保護者の82%は,我が子が文化度の底辺を拡げ,かつ,異文化を習慣として身につけた生活経験を生かす意味で,帰国子女関係の学校よりは,通常の教育を希望している。さらに,海外在住歴が長いほど,帰国後の学校適応に時間がかかり,かつ,高学年になるにつれ学校適応への保護者の不安傾向が強い。本研究により,帰国子女の教育関係者への有益な資料を得ることができた。帰国子女の海外での学校・社会生活,帰国後の生活状況について,教師,児童生徒,保護者の3者に対する面談により,北海道中央部,関東北部,関西,信越,中国,四国南部の地域の実情調査を実施した。また,日本の学校で学んでいる外国人子女が増加していることから,関東地区(東京,茨城,群馬)において,外国人子女が日本での日常生活や学校生活においてどのような適応状況にあるかについて実情調査を実施した。教師は,帰国子女の受け入れについて,(1)適切な言語環境におく,(2)海外の学校では指導されなかった教科について,特別指導をしている,(3)入学後は学校に慣れるまで,個別指導を中心に関わっている,等について配慮していることが明らかになった。外国人子女教育については,様々な生活環境・習慣の中で育ち,いろいろな言語を話す児童生徒がおり,英語や中国語のできる補助教員だけでは,指導に限界があること,また,学校行事が,宗教上の習慣により子どもが休み,不可能になった等の実情が出された。帰国子女や外国人子女は,自文化と異文化の中で生活するといったギャップがある。教師は,多言語環境における日本語の位置付け,日常生活と宗教との関わりをいかに調和させるかに苦心しているかが明確になった。保護者の面談からは,留学生身分や研究者待遇により家族で日本に住み,研究活動をしている人達の群と生活費を得るために日本に来ている人達の群では,日本文化の享受の仕方に質的レベルの違いをみることができた。次年度は最終年度であり,これまで調査した海外帰国子女や外国人子女教育の事態を踏まえながら,研究協議会を通して,成果をまとめていきたい。短期間での調査研究ではあったが,まとめにつながる有益な資料を得ることができた。海外帰国子女の学校生活や社会生活状況について,面談と調査票により実情調査をした結果,以下の諸点が明らかになった。児童生徒は,海外での学校生活を楽しみ,情緒的に安定し、様々な異文化に親しんでいた。彼等には,外国人の友達がおり,お互いの家庭で交流し合い,宿泊したりして交遊関係を広げ,自からが高次元の文化環境作りに重要な役割を果たしていた。日本人学校で学んでいた児童生徒は,帰国後の学習面での心配は少ない。補習校に在籍していた児童生徒は,国語,算数(数学)のドリルが週に1回(3時間の授業)程度のため十分な学力が身につかず,特に,高学年児童では経験の差が学力に影響していた。一方,補習校の子は,現地校やinternational schoolで学習し,同年代の各国の子と交流し,英会話を身につけ,異文化に抵抗なく接する習慣を身につけた。海外の学校では,遅れている教科には,個別指導システムがとられ,帰国後の学習への援助対策として,本システムに対する保護者からの要望が多かった。海外に長期滞在した保護者は,学校選択について帰国子女関係の学校を望んでいるが,希望の学校へ入学できたのは1割程度である。地域別にみると関東,関西の居住者に希望者が多く,中国・四国・九州,北海道・東北の順であった。
細菌における細胞内共生の人工再構築と初期生命研究への応用

ミニマムゲノム細菌とは、細菌のゲノムを極限まで縮小させ、必須遺伝子(ノックアウトすると生存できなくなる遺伝子)もしくは準必須遺伝子(ノックアウトすると生育が極めて悪くなる遺伝子)のみを持たせた細菌のことであり、マイコプラズマという小さな細菌を元にして作成され報告された。本研究は、このミニマムゲノム細菌における細胞内共生現象に端を発し、この細胞内共生の性状およびメカニズムを解明することを目的とする。また、細胞内共生現象は初期生命の進化過程において頻繁に起こっていたであろうと推測され、加えてミニマムゲノム細菌と初期生命とはいくつかの類似した性質があるという視点から、ミニマムゲノム細菌を初期生命のモデル細胞として提案し、ゲノム縮小により進化をさかのぼった解析が可能であることを提案する。本年度は、ミニマムゲノム細菌において発現させ光る蛍光タンパク質の検討を行った。その結果、mCherry, Venus, Ceruleanなどが強く光ることが確認できた。そのうち、mCherryとCeruleanは蛍光の観察が容易であること、マイコプラズマ内における発現量が比較的高かったことなどから、この2種類を用いることとした。それぞれの蛍光タンパク質遺伝子を発現させた菌株を作成し、観察したところ、綺麗にオーバーラップせずに観察できることが分かった。その後、通常サイズの小さな細胞にはCeruleanを、大きな細胞にはmCherryを発現させた状態で、2種類の細胞を混合して細胞内共生が起こるかどうか確認したところ、現象が認められたため、その状態を詳細に観察した。本年度はミニマムゲノム細菌において発現させ光る蛍光タンパク質の検討を行い、いくつかの蛍光タンパク質を決定することができ、またそれらを発現させた菌体を得て、細胞内共生の現象を詳細に確認することが出来た。そのため、おおむね順調に進展した。今後はさらに詳細な解析のため、他の細菌を共生させる系を確立することや、共焦点レーザー顕微鏡を用いることで立体的な顕微鏡像を得る予定である。本年度は、ミニマムゲノム細菌における細胞内共生現象の再現およびその詳細な観察と解析を行った。細菌を培養するステージによって細胞内共生の頻度が変わることを新たに見出し、対数増殖期よりも定常期に入ったほうがより巨大細胞の頻度が多くなり、したがって細胞内共生の頻度も上がる可能性が示唆された。またいくつかの染色試薬を用いることで、巨大細胞および細胞内共生した細胞の詳細な観察を行い、その性状を調べた。具体的には、DNAを染める試薬、細胞膜を染める試薬、細胞透過性のない染色試薬等を用い、また蛍光タンパク質をマーカーとして発現させることで細胞の性状をより詳細に調べた。ミニマムゲノム細菌における細胞内共生現象の再現およびその詳細な観察と解析を行い、細胞内共生能は細菌を培養するステージに依存することを発見した。また染色試薬および蛍光タンパク質マーカーを用いることで、巨大細胞および細胞内共生した細胞の詳細な観察を行い、その性状を調べた。今後はさらに詳細な解析のため、複数種類の蛍光タンパク質マーカーを持たせた細胞同士を共生させることで、細胞内共生現象を確認すると共にその性状を解析する。加えて、共焦点レーザー顕微鏡を用いることで、立体的な顕微鏡像を得る予定である。

今後はさらに詳細な解析のため、他の細菌を共生させる系を確立することや、共焦点レーザー顕微鏡を用いることで立体的な顕微鏡像を得る予定である。他の蛍光タンパク質マーカーを用いて解析することで、より精度の高い結果が得られる可能性が生じたため、追加でこれらの蛍光タンパク質の発現系の構築およびその顕微鏡観察等を行う必要性が生じた。
好中球細胞外トラップによる抗腫瘍活性の解明

ノーベル賞を受賞したチェックポイント阻害剤は第4のがん治療法として確立している。しかし、本治療法は全てのがんに適応できるわけではない。一方、腫瘍にはがん細胞の他にも繊維芽細胞、血管内皮細胞や免疫細胞といった正常細胞が局在しており互いに情報交換することによって腫瘍の成長をサポートしている。腫瘍微小環境を構成する細胞の腫瘍促進効果という視点からの研究が進む一方で、その抗腫瘍活性に着目した検討はほとんどなされていない。当研究課題は腫瘍促進活性と抗腫瘍活性の両方が報告されている好中球に着目し、その機能の違いを明らかにすることによって新たな免疫を介したがんの治療法を開発することである。
脳内HDLの機能;脳コレステロール輸送と障害の修復

脳内HDLが中枢神経組織構築や障害修復機転に重要な役割をもつことが次第に明らかになり、アストロサイトの分泌するapoEによって新生されるHDL(apoE/HDL)の脳内コレステロールホメオスタシスおよび中枢神経系組織構築や損傷修復における役割は多大であると思われる.血液脳関門により体循環から隔てられた中枢神経組織という特殊な環境下にあって、アストロサイトによって新生されるapoE/HDLの多岐にわたる機能の作用機序の解明はアルツハイマー病や脳損傷などに限定されず脳全般に渡る機能障害とその修復機構解明に大きく寄与する.われわれは、正常マウス、apoE欠損マウスを用い、脳損傷(凍傷)後のFGF-1産生、apoE産生を解析し、様々な障害におけるFGF-1/apoE-HDL系の傷害修復機転に於ける特異性を検討した。apoE欠損マウスと正常マウスの大脳にドライアイスで凍傷損傷を作成し、経時的にfibroblast growthfactor-1(FGF-1)とapoEの産生を観察した.正常マウス大脳では、損傷後2日でFGF-1の産生が認められ、損傷後4日以降にapoEの産生が認められた.一方、apoE損傷マウス大脳ではapoE産生は認められなかったものの、FGF-1産生は正常マウス大脳と同様に損傷後2日後に認められた.脳損傷後2週間において、脳損傷部位の半径は見かけ上apoE欠損マウス大脳に比べ、正常マウス大脳では著しく退縮しており、apoE欠損マウス大脳の損傷修復に遅延が認められた.以上のことから、損傷後の脳においてFGF-1の産生は、apoEのそれに先行し、FGF-1を介したapoE産生亢進システムは、脳損傷修復において大きな役割をもつことが示唆された.脳内HDLが中枢神経組織構築や障害修復機転に重要な役割をもつことが次第に明らかになり、アストロサイトの分泌するapoEによって新生されるHDL(apoE/HDL)の脳内コレステロールホメオスタシスおよび中枢神経系組織構築や損傷修復における役割は多大であると思われる.血液脳関門により体循環から隔てられた中枢神経組織という特殊な環境下にあって、アストロサイトによって新生されるapoE/HDLの多岐にわたる機能の作用機序の解明はアルツハイマー病や脳損傷などに限定されず脳全般に渡る機能障害とその修復機構解明に大きく寄与する.われわれは、正常マウス、apoE欠損マウスを用い、脳損傷(凍傷)後のFGF-1産生、apoE産生を解析し、様々な障害におけるFGF-1/apoE-HDL系の傷害修復機転に於ける特異性を検討した。apoE欠損マウスと正常マウスの大脳にドライアイスで凍傷損傷を作成し、経時的にfibroblast growthfactor-1(FGF-1)とapoEの産生を観察した.正常マウス大脳では、損傷後2日でFGF-1の産生が認められ、損傷後4日以降にapoEの産生が認められた.一方、apoE損傷マウス大脳ではapoE産生は認められなかったものの、FGF-1産生は正常マウス大脳と同様に損傷後2日後に認められた.脳損傷後2週間において、脳損傷部位の半径は見かけ上apoE欠損マウス大脳に比べ、正常マウス大脳では著しく退縮しており、apoE欠損マウス大脳の損傷修復に遅延が認められた.以上のことから、損傷後の脳においてFGF-1の産生は、apoEのそれに先行し、FGF-1を介したapoE産生亢進システムは、脳損傷修復において大きな役割をもつことが示唆された.
２次形式およびエルミート形式の局所密度の研究

外国人特別研究員のCho氏は今年度は筆者や室蘭工業大学の桂田英典氏、東北大学の山内卓也氏と研究連絡を密に行い、Gross-Keating不変量に関する研究を行った。Cho氏は2進整数環上の2次形式のGross-Keating不変量を具体的に計算するアルゴリズムを与え、これを論文にまとめて投稿中である。この論文は筆者、室蘭工業大学の桂田英典氏、東北大学の山内卓也氏との共著論文である。2次形式のGross-Keating不変量は与えられた2次形式の同値類の中の成分の位数の不等式を用いて超越的な方法で定義されており、それを具体的に与える方法は知られていなかったので、この研究は興味深いものであるといえる。また、Cho氏は山内氏との共同研究により2進整数環上の2次形式の局所密度がGross-Keating不変量と関連する不変量を用いて記述できることを示し、その成果を論文にまとめて投稿中である。この論文の付録において筆者と桂田英典氏は一般の局所体上の2変数二次形式の局所密度の計算を与えた。また2次形式に付随するSiegel級数の際定式化を行い、数論的に興味深い帰納的公式を与えた。また、Cho氏は山内氏との共同研究により、モジュラー曲線上の4つのサイクルの数論的交点数がGross-Keating不変量を用いて記述できるという研究を行っており、現在論文を取りまとめているところである。Cho氏はこれらの研究成果を多くの国際研究集会で発表し、同時に関連分野の研究者と最新の研究成果について討論を行い、情報交換を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。Cho氏は局所体の整数環上に定義された2次形式またはエルミート形式から得られる群スキームの滑らかな整モデルに関する論文を執筆し、これを学術雑誌に発表した。このような群スキームの整モデルを具体的に与えることは、局所密度の計算において重要な役割を果たすものと思われる。一般の局所体上の二次形式の局所密度に関しては、2元2次形式の局所密度に対しては一般的な公式が得られた。またCho氏は2進整数環上の2次形式のGross-Keating不変量を具体的に計算するアルゴリズムを見出した。これにより、抽象的に与えられていたGross-Keating不変量を2進整数環の不分岐拡大上では具体的に計算できるようになった。この結果に関しては室蘭工業大学の桂田英典氏、東北大学の山内卓也氏および筆者との共著論文を現在執筆中である。また、Cho氏はさらに直交群に付随する志村多様体上の代数的サイクルの数論的な交点数と2次形式のGross-Keating不変量が類似の帰納的公式を満たすことを見出し、両者の関係に概念的な説明付けを行った。そもそもGross-Keating不変量は数論幾何への応用を目指して定義されたものであり、このように数論幾何への重要や応用が得られたことは特記すべきことであるといってよいと思われる。Cho氏はこれらの研究成果を発表するため、韓国数学会開催の国際研究集会、京都大学数理解析研究所で開かれた保型形式シンポジウム、アメリカ合衆国のウェズリアン大学、韓国の浦項工科大学などで講演を行った。研究実績の項に記載してように、Cho氏は局所体の整数環上に定義された2次形式またはエルミート形式から得られる群スキームの滑らかな整モデルに関する論文を執筆し、Gross-Keating不変量の具体的計算法を与え、さらに志村多様体上の代数的サイクルの数論的な交点数と二次形式のGross-Keating不変量が類似の帰納的公式を満たすことを見出し両者の関係に概念的な説明付けを行うなど重要な成果をあげた。Cho氏が来日してわずか半年の間にこれ補をの進展があったのであり、当初の計画以上に研究が進展しているといってよいと思われる。また、Cho氏は論文の執筆、国際研究集会での講演など積極的に行っており、研究は急ピッチで進んでいる。また、これらの進展により、さらに高次の志村多様体上のサイクルの交点数に対しても研究を進める糸口が得られたことになり、研究は今後さらに発展する可能性が高い。

また、Cho氏は山内氏との共同研究により、モジュラー曲線上の4つのサイクルの数論的交点数がGross-Keating不変量を用いて記述できるという研究を行っており、現在論文を取りまとめているところである。Cho氏はこれらの研究成果を多くの国際研究集会で発表し、同時に関連分野の研究者と最新の研究成果について討論を行い、情報交換を行った。今までに主として2次形式に対して得られた結果をエルミート形式に対しても拡張することが一つの目標である。とくにエルミート形式のGross-Keating不変量についてはまだわかっていないことが多いので、重点的に研究を行う必要がある。また高次の直交群に付随した志村多様体上の代数的サイクルの交点数の数論幾何的な研究を行う必要がある。また、エルミート形式に対応するユニタリ群に付随する志村多様体上の代数的サイクルの交点数の考察を行う。これらの目的を達するため、国内外で開催される研究集会に積極的に参加し、得られた研究成果は速やかに公表する。また筆者とCho氏は研究上の討論を密に行い、最新の研究成果について意見を交換する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
外傷歯等に見られる歯髄腔狭窄の病態生化に関する実験的研究

口腔外傷により脱臼した歯は予後観察中に歯髄腔の狭窄をきたすことがしばしば観察される。こういった歯髄の変化がどの様な過程を経て発生しているのかを、齧歯類を用いた歯髄の移植実験を応用して検索した。なお、歯髄は結合組織中に移植すると異所性に石灰化、もしくは骨形成を誘導することが知られている。平成10年度の研究では、先ず歯髄の異栄養性石灰化を発生させる場合の実験条件を明らかにし、ついで、その条件で異栄養性石灰化を発生させ、その変化を分子生物学的に検索する計画を立てた。その結果、ラット切歯から生理食塩水中で取り出した歯髄を同種移植すると、1週間後にはほぼ確実に石灰化することが解った。そこで平成11年度の研究ではこの実験条件で歯髄の移植を行い、016日後に摘出したものについて組織切片を作成し、組織化学的観察を行った。同時にOsteopontin(Op)とBone Sialoprotein(BSP)の遺伝子の発現をin situ hybridization法により観察した。その結果、術後3日目から石灰化が始まり、その過程にBSPおよびOpの遺伝子発現が大きく関与していることがわかった。これらの過程は正常象牙質の石灰化や、他の軟組織の異栄養性石灰化のものと異なっており、歯髄に特有のものであることが示唆された。現在、これら遺伝子発現に関わる細胞の特定と機構について研究を継続している。こういった歯髄の変化が受傷後にどの様な過程を経て発生し、また長期的にどのような運命をたどるかを、齧歯類を用いた歯髄の移植実験を応用して検索した。本年度の研究では、先ず歯髄の異栄養性石灰化を発生させる場合と発生させない場合の実験条件を明らかにし、ついで、それぞれの歯髄の変化を分子生物学的に比較、検討する計画を立てた。先ず、ラット上顎切歯から歯髄を摘出し、頭部皮下に同種移植して、歯髄の異栄養性石灰化を発生させる場合と発生させない場合の実験条件を探った。その結果、切歯から歯髄を取り出した直後に移植すると、石灰化は殆ど発生しないが、歯髄をEagle MEM培地中で12時間培養した後移植すると、1週間後にはほぼ確実に石灰化することが示された。現在、これら2つの実験条件で、移植直後から1週間までの経時的な試料を用意し、OsteonectinやOsteopontin,Bone Sialoprotein,Marix Gla Proteinの発現を免疫組織化学的に観察している。なお、歯髄は結合組織中に移植すると異所性に石灰化、もしくは骨形成を誘導することが、これまでの研究により明らかにされている。平成10年度研究では、まず歯髄の異栄養性石灰化を発生させる実験条件の確率を目指した。その研究により、移植後1週間で、ほぼ確実に石灰化する条件を確立した。そこで、平成11年度はこの実験条件にしたがって、ラット切歯歯髄を頭部皮下に同種移植し、016日後にこれを周囲組織とともに摘出した。これらの摘出試料から組織切片を作成し、まず組織化学的観察を行った。次いでOsteopontin(OP)とBone Sialoprotein(BSP)の遺伝子の発現をin situ hybridization法により観察した。
神経保護活性漢方薬成分のPET分子プローブ化

ギンゴライドはイチョウ葉エキスの神経保護活性成分であり認知症治療薬として有望視されている。しかしギンゴライドB(GB)はPETイメージングにより脳移行性を示さない。本研究により,脂溶性を高めたGBのベンジル誘導体は,もとのGBよりもPAF受容体に対して高い結合親和性を示し, 11C標識体はサル脳に対して透過性を有するとともに、ラット脳に対してもP糖蛋白質阻害剤の投与下高い透過性を示した。続いて、BBBに発現する糖輸送体の活用による脳透過性の賦活を期待し,糖を架橋したプロドラッグの合成に成功した。さらに,朝鮮人参エキス成分ジンセノサイドの11C標識化のためのモデル前駆体の合成法を確立した。イチョウ葉エキスの特有成分であるギンゴライド(G)類の中のGBは血小板活性化因子受容体(PAFR)のアンタゴニストとして知られている。我々はGBの分子設計により,10位水酸基を4-メチルベンジル化した高疎水性誘導体(Bn-GB)がPAFRに対して10倍高い結合親和性を示すことを見いだした。一方,ラット脳梗塞モデルにより,GBが脳梗塞発症後の梗塞の進行を顕著に抑制し,その効果がBn-GBより大きいことを見いだした。これらの結果からPAFRへの作用と神経保護作用は異なる作用であると推定された。本件をふまえ, GBはNMDA型グルタミン酸受容体のグリシンサイトに競合的に結合し,神経細胞死抑制効果を表すことが明らかとなった。平行して、GBの体内動態を明らかにすべく, 18F標識GBおよび独自の高速C-[11C]メチル化で合成した11C標識Bn-GBのPETイメージング研究を行なったところ,ラットに対して[18F]GBは脳移行性がほとんどなく,一方, [11C]高疎水性GB誘導体には,サイクロスポリン存在下脳内への移行が観察された。これらの事実をふまえGBの脳移行性を高めるために,血液脳関門に発現するグルコーストランスポーターの活用を図った。基軸アイディアとして脳内に移行したのち糖加水分解により活性体GBが再生するようにGB・グルコース連結体を設計した。結果1)低収率ながら目的化合物を合成することができた。結果2)グリシンの親水性を考慮したペグ鎖導入型GB誘導体を設計し,必要な部分構造の合成のためにHoveyda-Grubbs 2nd generation触媒を用いた高効率的なオレフィンクロスメタセシス最適反応条件を確立した。本年度では,本研究の基盤となる標識合成法の開発やPET研究の応用に関する成果を発表した。認知症治療薬として有効なイチョウ葉エキスおよび朝鮮人参の主要含有成分であるギンゴライドおよびギンセノシド類に着目し,生体内動態解析に向けた短寿命放射性核種11Cおよび18Fによる標識化を試みた。ギンゴライドB(GB)の血小板活性化因子受容体(PAFR)のアンタゴニスト作用の観点から, 4-メチルベンジル化高疎水性誘導体(Bn-GB)がPAFRに対してGBより10倍高い結合親和性を示すことを見いだした。一方,ラット脳梗塞モデルによりGBが脳梗塞発症後の梗塞の進行を顕著に抑制し,その効果がBn-GBより大きいことを見いだした。本件をふまえ,GBはNMDARのグリシンサイトに競合的に結合し,神経細胞死抑制効果を表すことが明らかとなった。平行して,11C標識高疎水性Bn-GBは,18F標識GBと比較して直接的にサル脳に取り込まれること,in vitro系膜透過性実験における高い透過係数の観察から排出ポンプの基質であることが示唆され,実際にラットを用いたP-gp阻害剤投与後のPET実験により,[11C]Bn-GBの脳内蓄積が観測された。これらの事実をふまえGBの脳移行性を高めるために,脂溶性の向上とは別途にBBBに発現するグルコーストランスポーターの活用を図った。結果1)基軸アイディアとして脳内に移行したのち糖加水分解により活性体が再生するようにGB・グルコース連結体を設計その糖保護体を合成した。結果2)グリシンの親水性を考慮したペグ鎖導入型GB誘導体を設計し,合成展開した。結果3)ギンセノシドの活性発現に必要な配糖体の構造抽出に向けて,ニンジンエキスからのC-K, G-Rh2およびPpdの抽出・精製を行った。結果4)12-デヒドロギンセノシド体の11C標識用ボロン前駆体の合成に成功した。前年度までに,ベンジル化により脂溶性を高めたギンゴライドB(GB)誘導体は,PAF受容体に対してGBよりも10倍高い結合親和性を有し,また相当する11C標識体はサル脳に取り込まれること及びP-gp阻害剤前投与によりラット脳内にも十分に蓄積されることが判明している。この脂溶性の向上の加え、さらなるGBの脳移行性の賦活のために、BBBに発現するグルコーストランスポーターの活用を企てた。本年度は未解決課題の研究と総括を行ったが、その結果、1)上記ベンジル化体の知見に基づき、新たにグルコース・三置換ベンゼンリンカー(ベンジル構造及び後に11Cが導入できるCH3基を含有する)

・ギンゴライドの3成分連結体の合成を企画し、実際、まず、三置換ベンゼンリンカーユニットを合成し、このリンカーとGB(及びGA)とを結合して三置換ベンゼンリンカー・GB (あるいはGA)誘導体に導いた後、最後にグルコースを結合して目的とする3成分連結体の合成を達成した。脳内酵素により糖部位が脱離すれば活性本体が生じ、また、リンカー内の[11C]メチル化が達成されれば目的とするPETプローブが完成する;2)朝鮮人参エキス中のギンセノシド類の11C標識化に関し、12-デヒドロジンセノシド類縁体であるdipterocarpolについて、クロスメタセシスを機軸にピナコールボロン酸エステル前駆体およびトリブチルスズ前駆体の合成が達成され、続く高速メチル化にも成功した。残すは実際の11C標識化のみとなったが、本課題は現在ホットラボにて検討中である。以上、当該研究にはかなりの紆余曲折があったが,いずれも大詰めを迎え、研究目的は概ね達成されていると総括された。ギンゴライドはイチョウ葉エキスの神経保護活性成分であり認知症治療薬として有望視されている。しかしギンゴライドB(GB)はPETイメージングにより脳移行性を示さない。本研究により,脂溶性を高めたGBのベンジル誘導体は,もとのGBよりもPAF受容体に対して高い結合親和性を示し, 11C標識体はサル脳に対して透過性を有するとともに、ラット脳に対してもP糖蛋白質阻害剤の投与下高い透過性を示した。続いて、BBBに発現する糖輸送体の活用による脳透過性の賦活を期待し,糖を架橋したプロドラッグの合成に成功した。さらに,朝鮮人参エキス成分ジンセノサイドの11C標識化のためのモデル前駆体の合成法を確立した。本研究の推進には,1)薬効の向上および特異性獲得に向けた分子設計,2)薬効メカニズムの解明,3)PETプローブ化,4)生体を用いた分子イメージング研究による薬物動態解析等が必要である。現在までに,ギンゴライド(GB)関連研究:1脳内代謝による薬剤の再生を想定したクレゾールリンカーを介したGB・グルコース連結体を設計し,合成研究を展開した;2水酸基含有数が少ないGAのクレゾールリンカー・グルコース(保護)連結体が合成された;3GB構造の立体的反発を考慮して,さらにペグを連結したGB・ペグ・クレゾールリンカー・グルコース連結体を設計し,その合成の機軸となるクロスメタセシス反応を,モデル反応化合物を用いて行い,Hoveyda-Grubb触媒2nd generationの使用のもと>70%収率を与える高効率的反応条件を確立した;412-デオキシギンセノシドに対応する11C標識化のためのボロン酸エステル前駆体は,Grubbs触媒2nd generationを介したクロスメタセシス反応を機軸にして合成できることがわかった;ギンセノシド関連研究: 5分子イメージング研究対象化合物として,ギンセノシドの主要代謝物であり強力な作用を示すC-K(ステロイド系骨格20位水酸基配糖体)および異なる位置(3位)に糖が付加したG-Rh2,さらにはその非糖体であるPpdを選択した。これらの化合物の十分な供給を目的に,まず,オタネニンジンおよびチクセツニンジンからの抽出,酵素処理,精製を組み合わせてC-K,G-Rh2およびPpdを純度よく得る方法を草案し,検討を加えた。最後に、612-デオキシギンセノシドのボロン酸エステル前駆体の合成を達成した。
小児がん治療の致死的合併症である肝中心静脈閉塞症候群の病態解明と新規治療法の開発

本研究はVODの病態解明とVODの治療に分けて2年間で研究を行う予定である。・平成31年度:抗がん剤によるVODモデルの作成ならびに、NETs、EPAがVODの本態である事の証明を主たる研究とする。・平成32年度:平成30年度に確立したモデルを用いてVOD治療法の確立を主たる研究とする。・平成33年度:研究最終年度として、研究の総括を行う。
触媒的芳香環構築による官能性環状π共役分子の創製

カチオン性ロジウム(I)/H8-BINAP錯体触媒を用いたジインと対称電子不足内部アルキンとの段階的な化学および位置選択的[2+2+2]付加環化反応と、引き続く還元的芳香族化反応により、[8]シクロパラフェニレンオクタカルボキシレートおよび[6]シクロパラフェニレンテトラカルボキシレートの合成に成功した。そして、これらの化合物の構造とパッキング構造をX線結晶構造解析により明らかにした。また、完全分子間自己環化三量化反応による分岐型シクロパラフェニレンの前駆体の合成に成功した。さらに、様々な環状π共役分子合成における鍵反応となる付加環化反応の開発にも成功した。Rh(I)+/H8-BINAP錯体触媒を用いると、2つのフェニル基と1つのジメトキシシクロヘキサジエニル基で架橋されたジインとアセチレンジカルボン酸ジt-ブチルエステル(DTBAD)との化学および位置選択的完全分子間交差環化三量化反応が室温で進行し、[12]CPP前駆体(pre-[12]CPP)が得られた。次いでNa-Naphthalenideを作用させると還元的芳香環化が進行し、6つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]CPPが得られた。また、2つのフェニル基と1つのジヒドロナフチル基で架橋されたジインとDTBADとの反応では、[12]および[16]CPP前駆体(pre-[8] and [12]CPP)が得られた。次いでDDQを作用させると酸化的芳香環化が進行し、6つおよび8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]および[16]CPPが得られた。さらに、1つのジメトキシシクロヘキサジエニル基で架橋され、アルキン末端が水素およびシリル基であるジインとアセチレンジカルボン酸ジt-ブチルエステル(DTBAD)との化学および位置選択的完全分子間交差環化三量化反応を段階的に行うことにより、[8]CPP前駆体(pre-[8]CPP)が得られた。次いでNa-Naphthalenideを作用させると還元的芳香環化が進行し、8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[8]CPPが得られた。本研究の目的としていた、6つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]CPPに成功し論文発表したのみならず、ジメトキシナフチル基および6つおよび8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]および[16]CPPの合成にも成功した。さらに、化学および位置選択的完全分子間交差環化三量化反応を段階的に行うことにより、8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[8]CPPの合成にも成功した。このように、本研究は当初の計画以上に進展しており、申請者の反応設計が、新しい官能性環状π共役分子の創製に極めて有用であることを実証することができた。カチオン性ロジウム(I)触媒を用いたジインと対称電子不足アルキンの分子間[2+2+2]付加環化反応により、シクロパラフェニレンを含む様々なマクロサイクル合成の合成に成功した。このとき、ジインの架橋部位の構造の違いにより、マクロサイクルの大きさと収率が大きく変化することを明らかにした。また、カチオン性ロジウム(I)触媒を用いた電子豊富部位を架橋部位とするジインと対称電子不足アルキンとの分子間[2+2+2]付加環化反応により、ドナー/アクセプター構造を有する[12]シクロパラフェニレンの合成に成功した。このドナー/アクセプター型[12]シクロパラフェニレンは、結晶状態においてカラム構造を形成して溶媒を包摂し、狭いバンドギャップとソルバトクロミズム特性を示した。さらに、カチオン性ロジウム(I)触媒を用いた段階的な分子間[2+2+2]付加環化反応により、[8]シクロパラフェニレンオクタカルボキシレートの合成に成功した。この[8]シクロパラフェニレンオクタカルボキシレートも、結晶状態においてカラム構造を形成した。カチオン性ロジウム(I)触媒を用いたジインとアルキンの[2+2+2]付加環化反応により、シクロパラフェニレンを含む様々なマクロサイクル合成の合成に成功した。また、得られた多官能性シクロパラフェニレンが結晶状態においてカラム構造を形成すること、ドナー/アクセプター型シクロパラフェニレンの興味深いソルバトクロミズム特性を見出した。このように、本研究はおおむね順調に進展している。カチオン性ロジウム(I)/H8-BINAP錯体触媒を用いたジインと対称電子不足内部アルキンとの段階的な化学および位置選択的[2+2+2]付加環化反応と、引き続く還元的芳香族化反応により、[6]シクロパラフェニレンテトラカルボキシレートの合成に成功した。この化合物の構造とパッキング構造をX線結晶構造解析により明らかにした。また、様々な環状π共役分子合成における鍵反応となる付加環化反応の開発にも成功した。具体的には、カチオン性ロジウム(I)錯体触媒を用いた末端アルキンと不活性内部アルキンとの化学および位置選択的[2+2+2]付加環化反応、およびジインとアセナフチレンとの不斉[2+2+2]付加環化反応の開発に成功した。そして、カチオン性ロジウム(I)錯体触媒を用いた末端アルキンと不活性内部アルキンとの化学および位置選択的[2+2+2]

付加環化反応を鍵反応に用いて、多官能性[12]シクロパラフェニレンの合成に成功した。カチオン性ロジウム(I)/H8-BINAP錯体触媒を用いたジインと対称電子不足内部アルキンとの段階的な化学および位置選択的[2+2+2]付加環化反応と、引き続く還元的芳香族化反応により、[8]シクロパラフェニレンオクタカルボキシレートおよび[6]シクロパラフェニレンテトラカルボキシレートの合成に成功した。そして、これらの化合物の構造とパッキング構造をX線結晶構造解析により明らかにした。また、完全分子間自己環化三量化反応による分岐型シクロパラフェニレンの前駆体の合成に成功した。さらに、様々な環状π共役分子合成における鍵反応となる付加環化反応の開発にも成功した。今後は、現在までの進捗状況で見出され結果を論文としてまとめ発表することをまずおこなう。そして、(1)完全分子間交差環化三量化反応による[8]および[12]シクロパラフェニレン合成の大量合成に向けた最適化、(2)段階的な完全分子間交差環化三量化反応による[4]シクロパラフェニレン合成、(3)完全分子間自己環化三量化反応による分岐型シクロパラフェニレン合成、について検討する予定である。さらに、(4)半分子内交差環化三量化反応によるカーボンナノリング合成、(5)不斉合成への展開、(6)官能基変換による誘導体合成への展開、(7)様々なサイズと芳香環をもつカーボンナノリング/カーボンナノベルト合成への展開、および(8)CーH結合官能基化による触媒的芳香環構築反応の利用、についても初期的知見を得ることを目指す。今後は、現在までの進捗状況で見出された結果をすべて論文としてまとめ発表することをまず行う。そして、カチオン性ロジウム(I)触媒を用いた[2+2+2]付加環化反応による、分岐型シクロパラフェニレン合成やキラルシクロパラフェニレン不斉合成等を検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。有機合成化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
Elマウスにおける興奮性アミノ酸と抑制性アミノ酸との相互関係についての研究

Elマウスは放り上げなどの体位変換刺激によりけいれんが誘発される自然発症てんかん動物である。本研究においては、興奮性アミノ酸であるアスパラギン酸と、抑制性アミノ酸であるタウリンの大脳切片における取り込みと放出について検討を行ない、次のような実験結果をえ、これらのアミノ酸のElマウスけいれん発現における役割の一部を明らかにした。実験方法:実験動物はElマウスとその母系のddYマウスを使用した。Elマウスは生後3週齢より、常法に従って1週間に2回放り上げ刺激を行ない、毎回連続してけいれんを起こすEl(+)と、放り上げ刺激を行なわないEl(-)について実験を行った。Aspの取り込みと放出はChapmanらの方法によった。アミノ酸分析は自動アミノ酸分析装置を用いて行った。実験結果と考按:El(-)大脳皮質切片におけるAspの取り込みと放出はddYに比べて低く、El(+)においては逆にEl(-)に比べて高値を示すこと及びタウリンの切片からの放出はEl(-)においてはddyに比べて高く、El(+)においてはEl(-)に比べて逆に低いことを観察した。これらの事実はEl(+)の大脳皮質においては、興奮性ニューロンの機能亢進と抑制性ニューロンの機能低下が、相ともなって、Elマウスのけいれん感受性を高めていることを示唆するものである。さらにElマウス大脳皮質切片におけるアスパラギン酸の放出の亢進はオートレセプターの機能欠如と非カリウム依存性放出のあることに由来していることが明示された。つぎに、興奮性アミノ酸レセプター作動薬(NMDA,カイニン酸,キスカル酸)及び抑制性アミノ酸のGABAレセプター作動薬(ムシモール,バクロフェンなど)はEl(+)大脳皮質切片からのAsp放出には影響を与えず、これらの薬物のEl(+)のけいれんに対する作用は直接レセプターに作用して効果を発揮していることが示唆された。Elマウスのけいれんに対する興奮性アミノ酸と抑制性アミノ酸の効果について検討した結果,次のことを明らかにした.1.興奮性アミノ酸(アスパラギン酸)レセプターのアンタゴニストである2-amino-3-phosphonopropionic acid(AP_3), 2-amino-5-phosphonovaleric acid(AP_5), 2-amino-7-phosphonoheptanoic acid(AP_7)は, Elマウスのけいれんを阻止し,その背景には, AP_3は脳内グルタミンを増加させること, AP_5及びAP_7は脳内グルタミン酸を減少させることを見出した.2ELマウスの大脳皮質においては,アスパラギン酸のuptakeとreleaseが促進していること,アスパラギン酸のreleaseの促進に対してアスパラギン酸は作用しないことを認め, Elマウスの大脳皮質にはアスパラギン酸のオートレセプターの機能が低下していることを明らかにした.

3.GABA(抑制性アミノ酸)系作動薬のγ-vinyIGABA,progabide,diazepam,及びbaclofenは, Elマウスのけいれんを完全に阻止し,その背景には, γ-vinyIGABAは脳内GABAを増加させること, muscimol及びdiazepamはグルタミン酸を減少させること, baclofenはGABA,グルタミン及びアラニンを減少させることを見出した.4.Elマウスの脳内セロトニンを増加させるとけいれんは抑制されるが,その際小脳においてはタウリンが増加していることを明らかにし,小脳でのけいれんに対する抑制機序にタウリンが関与していることを見出した.Elマウスは放り上げなどの体位変換刺激によりけいれんが誘発される自然発症てんかん動物である。われわれは特にElマウスの抑制性ならびに興奮性神経伝達系の異常の解明に関して研究を進めてきたが、今年度は興奮性アミノ酸の1つであるアスパラギン酸(ASP)のElマウス大脳皮質における取り込みと放出について検討を行った。実験方法:実験動物はElマウスとその母系のddYマウスを使用した。Elマウスは生後3週齢より、常法に従って1週間に2回放り上げ刺激を行ない、毎回連続してけいれんを起こすEl(+)と、放り上げ刺激を行わないEl(-)について実験を行った。Aspの取り込みと放出はChapmanらの方法によった。アミノ酸分析を自動アミノ酸分析装置を用いて行った。実験結果と考按:El(-)大脳皮質切片におけるAspの取り込みと放出はddYに比べて低値を示し、El(+)においては逆にEl(-)に比べて高値を示すことが認められた。セロトニン及びタウリンの切片からの放出はEl(-)においてはddYに比べて高く、El(+)においてはEl(-)に比べて逆に低いことが知られているので、Elマウスの大脳皮質においては、興奮性ニューロンの機能亢進と抑制性ニューロンの機能低下が、相ともなって、Elマウスのけいれん感受性を高めていることが示唆された。さらにElマウス大脳皮質切片におけるアスパラギン酸の放出の亢進は、オートレセプターの機能欠如と非カリウム依存性放出のあることに由来していることが明示された。次に、興奮性アミノ酸レセプター作動薬(NMDA、カイニン酸、キスカル酸)及び抑制性アミノ酸のGABAレセプター作動薬(ムシモール、バクロフェンなど)はEl(+)大脳皮質切片からのAsp放出には影響を与えず、これらの薬物のEl(+)のけいれんに対する作用は直接レセプターに作用して効果を発揮していることが示唆された。また、セロトニン及びワルタミン酸は、アスパラギン酸放出に影響を与えなかった。