hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミャンマー国に於ける環境鉄によるウイルス性肝癌発症若年化に関する調査研究

実習会をヤンゴンとネピドーで開催し、延べ90名に上る参加者を得、科学技術レベルの底上げに貢献した。また、HCV陽性例とは異なり、HBV単独陽性試料では鉄沈着は極めて軽微であった。一方、両試料でDNA酸化障害の亢進が検出され、両ウイルス間の肝癌誘発機構の差異が示唆された。鉄過剰摂取ラットでの部分肝切除後の再生早期化にKGFの関与が見い出されると共に酸化障害の亢進も認められ、NF-κBによるシグナル伝達系の関与が示唆された。ミャンマー(旧ビルマ)国では、肝癌の発症は30代前半から見られ、日本に比べ10-15才低年齢での肝癌死亡例が多数経験されている。実際、HBVのキャリアー率は25%を越え、更に成人に於けるHBV抗体陽性者は95%以上に達す。またHCV感染者の割合も輸血等を介して急激に上昇してきているが、肝癌発症の若年齢化との直接的因果関係は明らかでない。我々は、この若年齢発癌の原因の一つとしてミャンマー国土に高濃度で含まれる鉄の過剰摂取の関与を疑い、これまでミャンマー人肝癌組織を多数採取し検討した結果、試料の大多数はHCHCV陽性であり、日本のHCV陽性肝癌試料と比較して顕著な鉄貯留と共に、増殖活性の増大との有意な相関を兄い出した。本研究ではミャンマー国のより広い地域からの試料(特に腸V陰性肝癌に注目して)を検討する共に、鉄沈着による肝細胞増殖促進の分子機序を鉄過剰摂取ラット実験モデルでの結果も踏まえ解明することを目的とした。本年度は、昨年9月に起きた反政府デモと日本人射殺事件の影響で予定通りに日程が動かず、平成20年1月8日から1月11日にかけてヤンゴン市内に滞在し、1)DMR内外から25名前後の医学研究者の参加のもと、第6回wet-1ab講習会を開催し、本年度は肝癌と並んで大きな問題となっている子宮頸癌試料でhuman papilloma virus(HPV)16及び多数のHPV型を纏めて検出する免疫組織化学的検出法を体験させたこ2)試料の解析は遅れているが、ヤンゴン市内試料10例と北部ミャンマー試料を10例を入手した。3)鉄過剰摂取ラットモデルにて、部分肝切除後の再生が促進される機構としてKGFの産生誘導が同時に起こることを明らかとした。また、同時に4)NF-kBの有意な発現増大が観察されたが、一方鉄摂取の制御に関与するへプサイジンのmRNA並びに蛋白の発現は正常肝と比較して大きな差異は認められなかった。今後、鉄の影響を解析する上で、酸化ストレスからの検討が重要と思われた。ミャンマー国では、肝癌の発症は30代前半から見られ、日本に比べ10-15才低年齢での肝癌死亡例が多数経験されている。実際、HBVのキャリアー率は25%を超え、またHCV感染者の割合も輸血等を介して急激に上昇してきているが、肝癌発症の若年齢化との直接的因果関係は明らかでない。我々は、この若年齢発癌の原因の一つとしてミャンマー国土に高濃度で含まれる鉄の過剰摂取の関与を疑い、これまでミャンマー人肝癌組織を多数採取し検討した結果、試料の大多数はHCV陽性であり、日本のHCV陽性肝癌試料と比較して顕著な鉄貯留と共に、増殖活性の増大との有意な相関を見い出した。本研究ではミャンマー国の広い地域から特にHBV陽性肝癌試料に注目して検討する共に、鉄沈着による肝細胞増殖促進の分子機序を鉄過剰摂取ラット実験モデルでの結果も踏まえ解明することを目的とした。本年度は、平成20年12月18目から12月23日にかけてヤンゴン市内に滞在し、1)DMR内外から40名前後の医学研究者の参加のもと、第7回wet-1ab講習会を開催し、本年度は転写因子解析の一例として、エストロゲン受容体を免疫組織化学とサウスウェスタン組織化学によりマウス子宮及び卵巣切片で検出してその有効性を列証した。2)肝癌試料を併せて30例を新たに入手し、一部の試料で組織から抽出したDNAからHBV遺伝子の解析を行い、変異ウイルス感染を見い出した。3)鉄過剰摂取ラットモデルにて、部分肝切除後KGFの投与効果を検討したところ、予想に反して有意な影響が見られず、鉄過剰状態での増殖制御機構の変化が見い出された。4)種々の実験条件下でヘプサイジンのmRNA並びに蛋白の発現を検討したが、正常肝と比較して大きな差異は認められなかった。

我々は、この若年齢発癌の原因の一つとしてミャンマー国土に高濃度で含まれる鉄の過剰摂取の関与を疑い、これまでミャンマー人肝癌組織を多数採取し検討した結果、試料の大多数はHCV陽性であり、日本のHCV陽性肝癌試料と比較して顕著な鉄貯留と共に、増殖活性の増大との有意な相関を見い出した。本研究ではミャンマー国の広い地域から特にHBV陽性肝癌試料に注目して検討すると共に、鉄沈着による肝細胞増殖促進の分子機序を鉄過剰摂取ラット実験モデルでの結果も踏まえ解明することを目的とした。本年度は、平成21年12月20日から12月28日にかけてヤンゴン、ネピドー、マンダレー各地域の医学研究局(DMR)或いは研究者を訪問し、1)ヤンゴンのDMR(Lower Myanmar)でこれまでの講習会参加者多数の出席のもと組織化学の実施状況やウイルス依存発癌解析上の問題点を議論した。2)ネピドーのDMR(Central Myanmar)に於いて、内外から25名前後の医学研究者・技術者の参加のもと第8回wet-lab講習会を開催し、エストロゲン受容体を標的として免疫組織化学とサウスウェスタン組織化学の実技実習を行った。3)肝癌試料を併せて20例を解析した結果、HBV陽性例は7例で、その内5例はHCVとの重複感染であった。HBV単独感染では鉄沈着は認められず、両ウイルスの発癌誘発機構の差異が見い出された。4)鉄過剰摂取ラットモデルにて、部分肝切除後のヒトKGF投与では鉄による肝細胞増殖の早期化をむしろ阻害する効果が見い出され、KGF分子の種差による機能の相違が推察された。
レジリエンス投資のマクロ計量経済モデルシステムの構築と具体的強靭化方針の提案

本研究は、南海トラフ地震などの巨大災害がもたらす国民経済への影響と対策の効果について、定量的な分析を可能にするシミュレーションモデルを構築し、今後実施されるべき我が国のレジリエンス強化施策の必要性や妥当性を検討するための技術的な枠組みを提供することを目的としている。2018年度に実施したのは、主として、道路ネットワークに関する予測モデルの構築である。高速道路、国道、都道府県道、市町村道のそれぞれについて、道路の特性(耐震化の状況、電線類地中化の状況、道路周辺の土地の利用形態、等)と地震の規模等(震度及び津波浸水)に応じて、道路リンクが破断つまり利用不可になる確率を求めるモデルを構築するため、必要なデータの収集と、数パターンの分析を実施した。東日本大震災時の道路インフラの特性と被害データを用いてモデルを構築するが、被害については、特定の道路リンクが破断したか否かを示す直接的な調査データは存在しないため、震災前後の民間プローブデータから、道路リンクの破断状況を推測することとした。分析の結果として、入手可能なデータから一定の精度で道路の破断確率を求めるモデルが構築されたと言える。既存の研究においては、交通インフラに関する実務的に利用可能な被害モデルが十分には検討されてきていないため、南海トラフ地震をはじめとする将来発生が予想される震災の被害予測に向けて有意義な前進ができたと言える。ただし、橋梁の耐震化や電線類の地中化といったレジリエンス強化施策の効果については、効果が存在することは確認されたものの、その規模は想定したよりも小さなものであった。その原因として、東日本大震災時の耐震化や地中化の実施状況に関するデータが、十分に詳細な計測単位では得られなかったことが挙げられる。今後、より精度の高い分析に向けて、新たなデータの利用等を検討する必要がある。分析は概ね、予定通りに進んでいる。道路ネットワークの被害予測モデルに関し、分析の結果、レジリエンス強化施策の効果が想定したよりも小さな値が得られたが、その原因としては、入手したデータの計測単位が十分に詳細な精度のものではなかったことが挙げられる。2019年度以降は主として、道路ネットワークに関する被害予測モデルの精度の向上を図りつつ、当該モデルから予想される交通ネットワークの性能低下を、マクロ経済モデルに反映し、そのことを通じて、巨大地震が我が国の経済に与える影響を、GRP・GDPといった経済指標で表現するかたちで予測することを目標とする。具体的には、道路ネットワークの被害モデルの改善のためには、より詳細なデータの入手が必要であると考えられる。これについては、引き続き、データの入手可否を検討するとともに、不可能な場合は代替手段の有無を検討していくことになる。また、マクロ経済モデルへの反映と、経済被害の推計にあたっては、次のような作業を行うこととなる。第一に、前述の被害予測モデルから求められるのは道路リンクの破断確率であるが、ここで求められる確率から、モンテカルロ・シミュレーションを通じて道路ネットワーク全体の性能低下の程度を求める必要がある。また第二に、その性能低下を、地域内あるいは地域間の「アクセシビリティ」の低下として表現し、これがマクロ経済モデルにおける生産関数や消費関数にどのような影響を与えるかを検討することとなる。さらに第三に、本研究では、生産設備への被害がマクロ経済に与える影響についても推計することとなるが、これは阪神淡路大震災時の調査データを用いて推計することとする。そして第四に、本研究で求めることとしているのは、震災発生直後にもたらされるストック被害ではなく、その後完全な復興を終えるまでの間に失われるGDPなどの経済活動の毀損量である。そのためには、復興作業がどのような速度・プロセスで進行するかについても予測を行う必要があるが、これについては、阪神淡路大震災や東日本大震災の発生後のGDP・GRPの推移の分析から、予測モデルを得ることを目指す。

道路ネットワークの被害予測モデルに関し、分析の結果、レジリエンス強化施策の効果が想定したよりも小さな値が得られたが、その原因としては、入手したデータの計測単位が十分に詳細な精度のものではなかったことが挙げられる。2019年度以降は主として、道路ネットワークに関する被害予測モデルの精度の向上を図りつつ、当該モデルから予想される交通ネットワークの性能低下を、マクロ経済モデルに反映し、そのことを通じて、巨大地震が我が国の経済に与える影響を、GRP・GDPといった経済指標で表現するかたちで予測することを目標とする。具体的には、道路ネットワークの被害モデルの改善のためには、より詳細なデータの入手が必要であると考えられる。これについては、引き続き、データの入手可否を検討するとともに、不可能な場合は代替手段の有無を検討していくことになる。また、マクロ経済モデルへの反映と、経済被害の推計にあたっては、次のような作業を行うこととなる。第一に、前述の被害予測モデルから求められるのは道路リンクの破断確率であるが、ここで求められる確率から、モンテカルロ・シミュレーションを通じて道路ネットワーク全体の性能低下の程度を求める必要がある。また第二に、その性能低下を、地域内あるいは地域間の「アクセシビリティ」の低下として表現し、これがマクロ経済モデルにおける生産関数や消費関数にどのような影響を与えるかを検討することとなる。さらに第三に、本研究では、生産設備への被害がマクロ経済に与える影響についても推計することとなるが、これは阪神淡路大震災時の調査データを用いて推計することとする。そして第四に、本研究で求めることとしているのは、震災発生直後にもたらされるストック被害ではなく、その後完全な復興を終えるまでの間に失われるGDPなどの経済活動の毀損量である。そのためには、復興作業がどのような速度・プロセスで進行するかについても予測を行う必要があるが、これについては、阪神淡路大震災や東日本大震災の発生後のGDP・GRPの推移の分析から、予測モデルを得ることを目指す。
真核生物におけるリン酸リレー情報伝達ネットワークの構造分子生物学的解析

「高等植物シロイヌナズナのリン酸基受容型情報伝達因子:関連遺伝子群総合的解析」リン酸基受容型制御因子(ARRと命名)をコードすると思われる遺伝子がシロイヌナズナに複数存在することがESTデータベースを解析することで示唆された。そこでまず手はじめに、その情報を手がかりにしてARR遺伝子群の存在の確認とcDNAのクローン化を試みた。幸いにして、5種類のARR遺伝子群をクローン化することに成功し、それらをARR3ARR7と命名した。これらのアミノ酸一次配列を詳細に検討したところ、リン酸基受容型制御因子に特徴的な性質を全て備えており、シロイヌナズナにリン酸基受容型制御因子をコードする遺伝子が存在することが強く示唆された。高等植物に初めて見出されたHis-Aspリン酸リレー型シグナル伝達制御因子の例である。引き続いて、これらcDNAから得られたアミノ酸一次配列を指標にしてシロイヌナズナのゲノム配列情報をさらに詳細に検討した結果、さらに数多くのARR遺伝子が存在することが示唆された。そこで、これらの構造的特徴を詳細に検討した結果、大きく二つのタイプに分類できることが示唆された(下図に模式化した)。最初に我々がクローン化したARR3ARR7は全てType-Aに属することが明らかとなったので、Type-Bに属すると思われるARR遺伝子に相当するcDNAも取得することを試み、ARR10遺伝子の取得に成功した。この過程で、他の研究グループにより、ARR1とARR2に関する報告がなされた。現時点での知見を総合するとシロイヌナズナにはType-Aに属するARR遺伝子群が8種類、Type-Bに属するARR遺伝子群が8種類存在し、総計少なくとも16種類に及ぶ数多くのARR因子群が存在することが示唆された。我々は、その代表的なもの7種類をクローン化することに成功して今後の解析の基盤を整えることができたと考えている。
界面スピン軌道結合の微視的解明と巨大垂直磁気異方性デバイスの創製

垂直磁気異方性等の重要な界面磁気機能性の起源となる界面スピン軌道結合の微視的解明に関して、(1)高品位試料作製と新規ヘテロ構造の創製、(2) X線磁気円二色性(XMCD)を中心とした磁気分光、(3)ヘテロ接合系の第一原理計算を結集して研究推進を図った。以下に主要な成果を列挙する。(1)Si基板上に作製したW/Fe/MgO/Tb積層構造において、スパッタ法で作製した多結晶Fe層では初めて明瞭な垂直磁化特性を実現した。一般的に用いられるBがなくても、アニール前のFeがアモルファス構造で得られればMgO(001)配向が実現できること、界面近傍の酸素量が垂直磁気異方性の発現に大きく影響することなどが確認できた。(2)Cr/Fe/MgAl2O4/Fe積層構造において、Fe中に量子井戸準位が形成されていることを確認するとともに、トンネル異方性磁気抵抗効果(TAMR)が大幅に増大することを発見した。特筆すべき点は室温でのTAMR比であり、これまでの最高値となる1%を超える値である。量子井戸の形成とともに界面でのスピン軌道結合効果が顕著になってものと理解できる。微視的機構の一層の理解のために行った第一原理計算では、Rashba型ではなくLS型のスピン軌道結合が寄与していることが明らかになった。従来のFe/MgO系等での研究では、Rashba型スピン軌道結合が支配的であることが報告されており対照的である。(3)強誘電体上に形成したCu/Ni多層膜のXMCD測定により、歪み量を変化させるその場測定に成功した。これにより、Niの格子歪みと軌道磁気モーメントの相関が明らかになった。これは、従来の現象論的磁歪の概念を越えたorbital elastic effectと呼べるものであり、本研究が目指す界面スピン軌道結合の微視的解明そのものである。整数原子層の厚さのFe層を正確に成長させたCr/Fe(nML)/MgO/Fe試料を用いた実験では、トンネル異方性磁気抵抗効果の増大を発見した。さらに特筆すべきこととして、界面でのスピン軌道結合が通常議論されているRashba型ではなく、LS型になっていることが第一原理計算による理論解析で明らかになった。顕著な界面磁気および磁気伝導効果におけスピン軌道結合が、LS型であるかRashba型であるかを判別してその理解に達しており、当初の目的を達成している。また、Cu/Ni多層膜のXMCD測定では、歪み量を変化に対する軌道磁気モーメントのその場測定に成功した。これにより、Niの格子歪みと軌道磁気モーメントの関係を明らかにした。これは、現象論的磁歪の概念を越えた微視的なorbital elastic effectの解明であり、本研究が目指す界面スピン軌道結合の微視的理解そのものである。これらの計画した重要な進捗より、順調に進展していると判断する。引続き、界面スピン軌道結合の微視的解明に関して、(1)高品位試料作製と新規ヘテロ構造の創製、(2) X線磁気円二色性(XMCD)を中心とした磁気分光、(3)ヘテロ接合系の第一原理計算を結集して研究推進を図る。同時にデバイス応用を狙い、より大きな界面垂直磁気異方性や関連磁気物性の創出に注力する。具体的には、以下に例示した項目について重点的に推進する。(1)更に大きな垂直磁気異方性を得るためには、バンド構造由来では限界があり、スピン軌道相互作用の大きい元素を用いることが必須であると考えられるため、5d元素、希土類を用いて研究を加速していく。第一原理計算と直接比較が可能な、磁性超薄膜と酸化物層からなる種々の積層膜を中心に高品位単結晶試料を作製し、特にFe/W/MgAlO系のような巨大物性が理論予測されているヘテロ構造を中心に研究を進める。(2) Bruno機構等に関する基礎的理解は十分に進んだので、磁気光学総和則の枠組みを越える新規軌道状態評価法の開発等、新分野の創出に係る課題を中心に進める。(3)強いRashba型スピン軌道結合が得られる物質・構造の探索を行う。関連して数10 erg/cm2の巨大界面垂直磁気異方性の実現を目指す。また、巨大異方性トンネル磁気抵抗(TAMR)の更なる増大化を目指す。輸送現象に関しては、TAMRに加えて界面起因のスピンホール効果、軌道ホール効果も研究対象に含め、強いスピン軌道結合に基づくデバイス応用を推進する。(4)トポロジカル物質など、スピン軌道効果の強い物質設計も試み、デバイス応用の芽を探る。垂直磁気異方性等の重要な機能性の起源となる界面スピン軌道結合の微視的解明に関して、(1)高品位試料作製と物質探索、(2) XMCDを中心とした磁気分光、(3)ヘテロ接合系の第一原理計算を推進した。高品位試料作製・物質探索では、格子整合により歪効果を排除したCo2FeAl/MgAlO界面において大きな垂直磁気異方性を観測した。特性に優れるだけでなく、本質的な界面効果と歪誘起異方性と分離したことに意義がある。また、Co2FeAlの最適組成を探索することで、更に大きな垂直磁気異方性を実現しつつある。この他に、新規プロセスのスパッタ法で作製したW/Fe/MgOという積層構造において垂直磁化膜を実現した。従来、純Feを用いた場合には、スパッタ法では垂直磁化膜を作製することができなかったが、角形比がほぼ1となる理想的な特性が得られている。

今後、この手法による多彩な純Fe系垂直磁化積層膜の創製が可能となる。また、予想を超える成果としては、アモルファスCoFeBを用いた新構造積層膜の垂直磁気異方性が挙げられる。Rashba効果との関連性が示唆される結果であり、発現機構解明のための実験研究を引続き行う。磁気分光に関しては、上記の試料の評価・解析に加え、Co/Pd多層膜に関する詳細な研究を行い、Pdのスピン軌道相互作用がCoとの界面に軌道異方性を誘起することを明確にした。一方、Pd自身には軌道異方性はほとんどなく、四極子型スピン配列に起因した軌道状態であることを世界に先駆けて明らかにした。加えて、Co/Ptに近接するCuに誘起される垂直磁化の観測にも成功した。第一原理計算では、Co/Pd積層膜の解析に加え、Fe系界面の磁気ダンピングの電圧変調効果を計算し、垂直磁気異方性との関連を含めて解明した。垂直磁気異方性と磁気ダンピングの間に一定の相関があることを示す重要成果である。界面スピン軌道結合の微視的解明に関して、(1)高品位試料作製と物質探索、(2) XMCDを中心とした磁気分光、(3)ヘテロ接合系の第一原理計算を推進し、明確な進捗を得た。特に、これらの連携によって、垂直磁気異方性等の微視的理解が着実に進んだことが重要なポイントである。高品位試料作製では、計画通り完全格子整合化を図ることで、Co2FeAl等を用いた積層構造において垂直磁気異方性を増大させることに成功した。更に、新規物質系の開拓も予想以上に進んでおり、W/Fe/MgO積層膜やCoFeBに新規下地層を配した構造において垂直磁気特性を実現した。3つの主軸の連携として、これらの試料の磁気分光や第一原理計算も進んでおり、純Fe系に関しては垂直磁気異方性発現メカニズムの理解がほぼ固まりつつある。CoFeB系の研究については、まだ研究途上であるが、研究計画時に想定した高い新規性が見込まれる。磁気分光に関する特筆すべき成果としては、Co/Pd積層膜のXMCDの結果であり、Co/Pd界面のスピン軌道結合の様子を目論見通り詳らかにしている。この成果では、第一原理計算との協働によるところも大きく、本研究の狙ったところである。Co/Ptに近接するCu中の磁気分極の観測も世界初の成果であり、磁気分光が強力な手法であることを実証している。第一原理計算は本研究計画全般の進捗にに寄与しており、スピンおよび軌道分解した物性解析は界面スピン軌道結合に関する理解をこの1年で大幅に増進させた。W層を含む純Fe系積層構造やCo/Pd積層構造に関する計算はでは、詳細かつ具体的成果が得られている(含、論文投稿中)。また、Rashba効果に起因する垂直磁気異方性の計算も着手されており、今後の重要な進捗が見込まれるところである。垂直磁気異方性等の重要な機能性の起源となる界面スピン軌道結合の微視的解明に関して、(1)高品位試料作製と新規ヘテロ構造の創製、(2) X線磁気円二色性(XMCD)を中心とした磁気分光、(3)ヘテロ接合系の第一原理計算による物性解明を推進した。主要な成果の一つ目としては、Cr/FeAl/MgAl2O4スパッタ積層膜において、1MJ/m3という巨大な垂直磁気異方性を実現した。MBE法によるFe/MgO系を除くと世界最高値であり、通常用いられるCoFeB/MgOでは到達し得ない値であると思われる。
転写因子KLF15による骨格筋と肝臓の臓器相関を介した代謝制御に関する研究

転写因子KLF15の代謝制御における役割を検討した。骨格筋ではKLF15の発現は運動によって増強し、これにはカルシウム刺激が関与する可能性が示唆された。糖尿病モデルマウスの骨格筋ではKLF15のタンパクレベルでの発現増強を認め、培養筋細胞では高濃度のグルコースで処理することによりKLF15のタンパク発現が増強した。高血糖によるKLF15のタンパク発現が増強には、KLF15タンパクのポリユビキチン化の減弱に起因すると考えられた。骨格筋特異的KLF15欠損マウスの随時血糖は対照と差は無かったが絶食時には有意に血糖が低下し、骨格筋のKLF15は糖新生の活性化に寄与すると考えられた。骨格筋特異的KLF15遺伝子欠損マウスにおいて糖代謝の変化を検討したところ、長時間絶食条件では優位な血糖の低下をみたものの、定常状態では耐糖能に大きな変化はないことが明らかとなった。また、骨格筋のタンパク分解やアミノ酸異化に関わる酵素・分子の遺伝子発現変化も定常状態では野生型と比べ耐糖能に大きな差はなかった。野生型マウスに運動負荷(15m/minのトレッドミル負荷)を与えたところ、KLF15とともにタンパク分解やアミノ酸異化に関わる酵素・分子の遺伝子発現が上昇し、STZを用いてインスリン欠乏性糖尿病を誘導したマウスでは骨格筋でのKLF15とともにタンパク分解やアミノ酸異化に関わる酵素・分子の遺伝子発現が上昇した。このような条件下でのタンパク分解やアミノ酸異化に関わる酵素・分子の遺伝子発現上昇は、骨格筋特異的KLF15欠損マウスでは顕著に抑制されることが明らかとなり、KLF15は糖尿病状態や長期絶食状態、運動時などにおける骨格筋の蛋白分解の重要な制御因子であることが明らかとなった。実際、骨格筋特異的KLF15遺伝子欠損マウスは特定の条件下で、骨格筋のタンパク分解の抑制により、骨格筋の萎縮が抑制されることも明らかとなった。一方、骨格筋特異的KLF15遺伝子欠損マウスに運動負荷を与えた際、またSTZを用いてインスリン欠乏性糖尿病を誘導した際にも、血糖自体は野生型マウスと優位な差はなかった。このことから、これらの条件下では血糖維持については十分な代償機構が働くことが明らかとなった。今までの研究成果により、KLF15が糖尿病状態や長期絶食状態、運動時などにおける骨格筋のタンパク分解の重要な制御因子であることも明らかとなった。これにより本計画で明らかにすべき仮説の一つが証明されたといえ、この点で研究は順調に進んでいるといえる。一方、骨格筋特異的KLF15欠損マウスは、長期絶食時には野生型マウスと比べ有意なけ低血糖を示したものの、糖尿病状態や運動時では野生型に比べて有意な血糖の低下を認めなかった。この点は研究開始時の予想とは異なったため、当初計画していた実験のいくつかは予定通り行われなかった。一方、この結果から血糖維持に関する代償機構のメカニズムについての解析や骨格筋萎縮抑制のメカニズムの解析など当初予想していなかった新知見が得られ、この点では当初の予想を超える展開があったといえる。このような点も踏まえると、研究全体でみれば、計画は概ね順調に進展していると評価できる。骨格筋特異的KLF15遺伝子欠損マウスにおいて糖代謝の変化を検討したところ、長時間絶食条件では有意な血糖の低下をみたものの、定常状態ではIPGTTによる評価を含めて大きな変化はないことが明らかとなった。野生型マウスに運動負荷を与えたところ、KLF15とともにタンパク分解やアミノ酸異化に関わる酵素・分子の遺伝子発現が上昇し、STZを用いてインスリン欠乏性糖尿病を誘導したマウスでは骨格筋でのKLF15とともにタンパク分解やアミノ酸異化に関わる酵素・分子の遺伝子発現が上昇した。一方、骨格筋特異的KLF15遺伝子欠損マウスに運動負荷を与えた際、またSTZを用いてインスリン欠乏性糖尿病を誘導した際にも、血糖自体は野生型マウスと有意な差はなかった。また、骨格筋の以下によって循環中に放出されるアミノ酸がグルカゴン分泌の制御に働く可能性も検討したが、本マウスのグルカゴン分泌には野生型と比べて有意な差がないことも明らかとなった。骨格

筋特異的KLF15欠損マウスの随時血糖は対照と差は無かったが絶食時には有意に血糖が低下し、骨格筋のKLF15は糖新生の活性化に寄与すると考えられた。本計画ではKLF15の糖尿病状態や長期絶食状態、運動時などにおける骨格筋のタンパク分解の重要な制御因子であることも明らかとなった。これにより、本計画で明らかにすべき仮説の一つが証明されたといえる。一方、長期絶食状態以外では血糖に有意な変化はなかったことから、血糖維持については代償機構が働いていると考えられる。そこで、今後は、この代償機構のメカニズムについても検討を進める。特に、糖尿病状態や絶食時の骨格筋のタンパク分解やそれに伴うアミノ酸代謝の変化とグルカゴン分泌制御機構の関連については詳細な検討を行う。また、骨格筋特異的KLF15遺伝子欠損マウスでは骨格筋のタンパク分解の抑制により、骨格筋の萎縮が抑制されることも明らかとなった。そこで、今後はKLF15と骨格筋の萎縮の発症病理の詳細についても検討を進めてゆく。29年度が最終年度であるため、記入しない。糖尿病代謝学29年度が最終年度であるため、記入しない。
大腸菌ゲノムの全体像・ゲノムの機能的全体像

本研究班は「大腸菌ゲノムの全体像」の中で(ゲノムの機能的全体像)を分担しており、大腸菌の遺伝子群の機能とその発現制御系を中心に研究を進めてきた。中田と牧野はugpオペロン(snーグリセロ-ル3ーリン酸能動輸送系をコ-ド)の発現が、リン酸レギュロンの調節遺伝子であるphoR/phoBと、cAMPーCRP複合体とによる二重の調節を受け、また、ackA(アセテ-トキナ-ゼをコ-ド)の過剰発現がリン酸レギュロンの発現を誘導するなど、リン酸レギュロンが他の調節系とも関連して統合的に制御されていることを示した。饗場はcrp(cAMP受容体蛋白質をコ-ド)の転写の正の自己制御機能が働くことを証明し、菌の成育条件の変動に応じて正負双方の自己制御でcrpの転写が調節されていることを示した。安楽は嫌気性亜硝酸還元酵素(チトクロ-ムc552)の正の調節遺伝子dniRをクロ-ニングして塩基配列を決定史、チトク-ムbo複合体の活性中心の解析から電子伝達の複核中心モデルを提唱した。沓掛はゲノムデ-タベ-スから鞭毛遺伝子特異的シグマ因子(RpoR)依存性プロモ-タ-と相同性の塩基配列を7個見いだし、その1個は実際にRpoF依存的に転写されることを証明した。嶋本は一本鎖DNA結合蛋白質(SSB)の過剰産生菌の蛋白質を二次元電気泳動法で分析し、その発現量に反比例して発現する蛋白質を7種類発見した。二井はATP合成酵素の活性中心と構造、H^+輸送路およびATP合成/分解とH^+輸送の共役機構の解析を行なった。松橋は細胞の成長と分裂に関与するmra遺伝子群(遺伝子地図上2分)の上流のmraRが細胞成長と分裂に重要な役割を演じていることを証明した。由良は熱ショック応答遺伝子の転写に必須のシグマー32のmRNAが定常期では二次構造を形成して殆ど翻訳されず、熱ショックなどのストレスにより、それが一次的に解けて翻訳誘導が起こるというモデルを提唱した。
中枢神経原発悪性リンパ腫のＮ結合型糖たんぱく糖鎖解析から分子標的療法の開発

中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)34例は全て瀰漫性大細胞性Bリンパ腫であった。診断後に、高用量メソトレキセート単独ないし多剤併用化学療法による化学療法を受け、外照射療法および再発時に多剤併用化学治療を受けた。全症例の5年生存率は46.3%であった。PCNSLの腫瘍組織を用い、N結合型糖鎖を自動化、簡易化されたHPLCシステムを用いて解析した。21種類の異なるピークが得られ、糖鎖の構造決定がなされた。現在、さらにPCNSLに特異的な糖鎖を探索すべく解析を進めている。標的糖鎖が明らかになりしだい、in vitro, in vivoの実験を進め、診断・治療の分子標的の開発に向けた研究を進める。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)の腫瘍組織およびPCNSLから樹立した幹細胞におけるN結合型糖蛋白質糖鎖の網羅的解析を行い、疾患特異的なマーカーを探索し、新たな診断技術・分子標的療法の開発を目指している。標的分子が明らかになったら、標的糖鎖に特異的に結合するLCAレクチン或いはアプタマーを用いてTargeting化学療法、またisotopeなどを用いてin vivoで腫瘍のimagingが可能か、更に髄液・血清中の糖鎖を用いた診断が可能か等検討し、分子標的薬・診断マーカーの開発を目指す。PCNSLは生検術で診断されるため、研究を行うための十分量の組織が得られず国際的にも分子遺伝学的研究が進んでいない。我々は既に50症例の凍結腫瘍組織・髄液・血清を保有している。PCNSLの糖鎖に関しては、未知の領域であり研究の意義が高い。現在まで、PCNSLと全身性彌慢性大細胞性B細胞リンパ腫各30症例の組織をレーザーマイクロダイセクションを用いて組織から腫瘍細胞を取り出し、N結合型糖鎖を自動化、簡易化されたHPLCシステムを用いて解析中である。PCNSLと全身性リンパ腫との対比およびも参考として疾患特異的な糖鎖を検討中である。また、臨床情報も参考に糖鎖の発現パターンと予後、治療反応性の相関関係の解析を行い,バイオマーカーを選択の準備中である。対象症例の選択、臨床情報の整理、および患者・その家族から解析の同意書の取得を行った。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)の腫瘍組織および中枢神経原発悪性リンパ腫から樹立した幹細胞におけるN結合型糖蛋白質糖鎖の網羅的解析をHPLCを用いて行い、疾患特異的なマーカーを探索し、この分子を標的とする新たな診断技術・分子標的療法の開発を目指す研究である。さらに、標的糖鎖に特異的に結合するLCAレクチン或いはアプタマーを用いてTargeting化学療法、またisotopeなどを用いてin vivoで腫瘍のimagingが可能か、更に髄液・血清中の糖鎖を用いた診断が可能か等検討し、分子標的薬・診断マーカーの開発を目指す。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)と全身性彌慢性大細胞性B細胞リンパ腫各10症例の組織をレーザーマイクロダイセクションを用いて組織から腫瘍細胞を取り出し、N結合型糖鎖を自動化、簡易化されたHPLCシステムを用いて解析を行った。PCNSLと全身性リンパ腫との対比し疾患特異的な糖鎖パターンを検討中である。今後、臨床情報も参考に糖鎖の発現パターンと予後、治療反応性の相関関係の解析を行い、バイオマーカーを選択する予定である。さらに、腫瘍組織ばかりでなく、髄液中の糖鎖パターンを用いた診断学の可能性について検討を行う予定である。当初、中枢神経原発悪性リンパ腫腫瘍組織から幹細胞を樹立し、同様の解析を行う予定であったが、、幹細胞の培養樹立にはまだ至っていない。今後さらに、幹細胞の培養樹立に向けた取り組みを継続していく予定である。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)の腫瘍組織およびPCNSLから樹立した幹細胞におけるN結合型糖蛋白質糖鎖の網羅的解析を行い、疾患特異的なマーカーを探索し、新たな診断技術・分子標的療法の開発を目指す。PCNSLの腫瘍組織およびPCNSLから樹立した幹細胞におけるN結合型糖蛋白質糖鎖の網羅的解析をHPLCを用いて行い、疾患特異的なマーカーを探索し、この分子を標的とする新たな診断技術・分子標的療法の開発を目指す。

標的糖鎖に特異的に結合するLCAレクチン或いはアプタマーを用いてTargeting化学療法、またisotopeなどを用いてin vivoで腫瘍のimagingが可能か、更に髄液・血清中の糖鎖を用いた診断が可能か等検討し、分子標的薬・診断マーカーの開発を目指す。PCNSLと全身性彌慢性大細胞性B細胞リンパ腫各50症例を目標に対象症例の選択、臨床情報の整理、および患者・その家族から解析の同意書の取得を行っている。それらの組織からレーザーマイクロダイセクションを用いて組織から腫瘍細胞を取り出す作業を継続している。得られたサンプルを用いてN結合型糖鎖を自動化、簡易化されたHPLCシステムを用いて解析している。PCNSLと全身性リンパ腫との対比および幹細胞の解析結果も参考として疾患特異的な糖鎖を検討する予定である。また、臨床情報も参考に糖鎖の発現パターンと予後、治療反応性の相関関係の解析を行い,バイオマーカーを選択する解析は徐々に進行しているが、中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)の幹細胞の樹立にはいたっておらず、その点が予定より遅れている。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)の症例の収集に予定よりも時間がかかっている。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)と全身性彌慢性大細胞性B細胞リンパ腫各50症例の組織をレーザーマイクロダイセクションを用いて組織から腫瘍細胞を取り出す。N結合型糖鎖を自動化、簡易化されたHPLCシステムを用いて解析する。PCNSLと全身性リンパ腫との対比および幹細胞の解析結果も参考として疾患特異的な糖鎖を検討する。また、臨床情報も参考に糖鎖の発現パターンと予後、治療反応性の相関関係の解析を行い,バイオマーカーを選択する。選択された分子を標的とする新たな診断技術・分子標的療法の開発を目指す。対象症例の選択、臨床情報の整理、および患者・その家族から解析の同意書の取得を行う。さらに、PCNSL腫瘍組織から幹細胞を樹立し、同様の解析を行う。標的糖鎖が明らかになったら、LCAレクチンまたはアプタマーを作製する(池中が担当)。LCAレクチンまたはアプタマーに抗癌剤を包合し、PCNSL培養細胞を用いてin vitroで細胞障害能を検討する高速液体クロマトグラフィー(HPLC)のシステムによる解析のための費用、さらにPCNSL腫瘍組織から幹細胞を樹立する研究を進める。標的糖鎖が明らかになったら、LCAレクチンまたはアプタマーを作製する。LCAレクチンまたはアプタマーに抗癌剤を包合し、PCNSL培養細胞を用いてin vitroで細胞障害能を検討する。さらに、髄液や血清を用いた糖鎖診断が可能かどうか、PCNSL患者の髄液および血清を用いてELISAをベースとした解析により検討する。
光合成初期過程におけるコヒーレント・インコヒーレントダイナミクスの解明

光合成初期過程における光励起ダイナミクスに関して、フェムト秒時間分解分光により、領域内において次のような共同研究を行っている。a)クロロフィル誘導体cyclopheophorbide-a enol (cPPB-aE)の消光ダイナミクス(立命館・民秋研)、b)光捕集アンテナ複合体LH2バイオハイブリッド内におけるエネルギー移動の高効率化およびLH1-RC複合体までのエネルギー移動と電荷分離反応の完全追跡(名工大・出羽研)、c)光化学系II反応中心(PSII-RC)複合体におけるカロチノイド光励起に始まる光合成初期過程(岡山大・梅名泰史)、d)緑色硫黄細菌の反応中心(RC)における光合成初期過程(立命館・浅井智広)。本年度はとくにクロロフィル誘導体cPPB-aEの消光ダイナミクスについて研究成果をまとめ、論文として発表した。光合成系の光捕集色素であるchlorophyll (Chl)類は、比較的励起状態寿命が長く、吸収した光エネルギーが光合成に消費されなかった場合、項間交差を経て三重項状態が生じ、ここから酸素分子へのエネルギー移動により、有毒な一重項酸素が生じる。藻類を補食する水生微生物等でも、体内に取り込んだChl類の光毒性が問題になるため、Chl-aを無蛍光性のcPPB-aEに変換して無毒化するものが存在する。cPPB-aEは光励起してもすぐに消光し、好気下でも一重項酸素を生じない。そこで、cPPB-aEについてフェムト秒時間分解過渡吸収スペクトル測定を行った。その結果、光励起直後、時定数140 fsで生成した過渡種が、寿命450 fs程度で基底状態へ超高速で無輻射失活することが判明した。この過渡種の生成は、cPPB-aEの励起状態における2種類のジケトナート異性体間のプロトン移動による熱平衡化を示唆している。各研究テーマの進捗状況は以下の通りである。b)光捕集アンテナ複合体LH2バイオハイブリッドについて、名工大院の出羽研究室と共同研究を行った。LH2バイオハイブリッドにさまざまな人工色素を付加し、色素とLH2間のリンカーの長さを変える等して、エネルギー移動への影響を調べた。さらに、脂質二重膜中でバイオハイブリッドLH2とLH1-反応中心(RC)複合体を会合させ、人工色素→LH2→LH1→RCと順次エネルギー移動が起こる様子を観測し、最終的にRCで電荷分離反応が起こることを確認した。この結果は順次論文にしていく予定である。c)光化学系II反応中心(PSII-RC)複合体におけるβ-カロテン光励起に始まる光合成初期過程について、岡山大異分野基礎科学研の梅名泰史准教授と共同研究を行った。その結果、RC中の特定のβ-カロテンを光励起することに成功し、そのエネルギー移動と電荷分離ダイナミクスを観測した。その結果、周辺アンテナ複合体のβ-カロテンを励起した場合とは異なるダイナミクスが観測され、現在論文として投稿中である。d)緑色硫黄細菌(GSB)の反応中心(RC)における光合成初期過程について、立命館大学生命科学部の浅井智広講師と共同研究を行った。TAスペクトル測定によりGSB-RC中の電荷分離ダイナミクスを観測した。今後は以下の研究テーマについて研究を推進していく予定である。a)立命館大学生命科学部の浅井智広講師と共同研究(緑色硫黄細菌(GSB)の反応中心(RC)の初期過程ダイナミクス)は、現在までの結果をまとめ、必要な追加実験を行っていく。b)立命館大学生命科学部の民秋研究室との共同研究で、クロロフィル(Chl)誘導体methyl pyropheophorbide-a (MPPa)について、縮退四光波混合の一種である3パルスフォトンエコー(3PPE)測定を行い、励起状態の位相緩和(デコヒーレンス)ダイナミクスを観察する。光合成系の光捕集アンテナ蛋白質複合体では、光励起で生じた励起子が波動のように複数の色素上に非局在化し、反応中心への最適経路を探索してエネルギー移動していくとされる。そのためには、Chl等のアンテナ色素分子自体に、分子振動や周囲の熱浴との相互作用を低減し、コヒーレンス(可干渉な波動性)を長時間維持する機能があるのではないかと考えられる。そこで、MPPaについて、3PPE測定を行い、位相緩和時間を測定する予定である。さらに、Chl誘導体の会合体についても同様な実験を行い、電子状態のコヒーレンスとエネルギー移動ダイナミクスの関係を明らかにする。c)近大理工佐賀研究室との共同研究で、光捕集アンテナ蛋白質LH2のバクテリオクロロフィルB800結合部位に異種のChl類を挿入したときのエネルギー移動ダイナミクスを時間分解分光によって解明する。d)東京理科大の鞆研究室との共同研究で、単離した光化学系II反応中心(PSII-RC)のβカロチンを光励起したときの光合成初期過程ダイナミクスを解明する。PSII-RCには2種のβカロチンが存在するため、それぞれを励起した場合の相違を検証する。a)クロロフィル誘導体cyclopheophorbide-a enol (cPPB-aE)の消光ダイナミクス(立命館・民秋研)、b)光捕集アンテナ複合体LH2バイオハイブリッド内におけるエネルギー移動の高効率化およびLH1-RC複合体までのエネルギー移動と電荷分離反応の完全追跡(名工大・出羽研)、

c)光化学系II反応中心(PSII-RC)複合体におけるカロチノイド光励起に始まる光合成初期過程(岡山大・梅名泰史)、d)緑色硫黄細菌の反応中心(RC)における光合成初期過程(立命館・浅井智広)。本年度はとくにクロロフィル誘導体cPPB-aEの消光ダイナミクスについて研究成果をまとめ、論文として発表した。光合成系の光捕集色素であるchlorophyll (Chl)類は、比較的励起状態寿命が長く、吸収した光エネルギーが光合成に消費されなかった場合、項間交差を経て三重項状態が生じ、ここから酸素分子へのエネルギー移動により、有毒な一重項酸素が生じる。藻類を補食する水生微生物等でも、体内に取り込んだChl類の光毒性が問題になるため、Chl-aを無蛍光性のcPPB-aEに変換して無毒化するものが存在する。cPPB-aEは光励起してもすぐに消光し、好気下でも一重項酸素を生じない。そこで、cPPB-aEについてフェムト秒時間分解過渡吸収スペクトル測定を行った。その結果、光励起直後、時定数140 fsで生成した過渡種が、寿命450 fs程度で基底状態へ超高速で無輻射失活することが判明した。この過渡種の生成は、cPPB-aEの励起状態における2種類のジケトナート異性体間のプロトン移動による熱平衡化を示唆している。各研究テーマの進捗状況は以下の通りである。b)光捕集アンテナ複合体LH2バイオハイブリッドについて、名工大院の出羽研究室と共同研究を行った。LH2バイオハイブリッドにさまざまな人工色素を付加し、色素とLH2間のリンカーの長さを変える等して、エネルギー移動への影響を調べた。さらに、脂質二重膜中でバイオハイブリッドLH2とLH1-反応中心(RC)複合体を会合させ、人工色素→LH2→LH1→RCと順次エネルギー移動が起こる様子を観測し、最終的にRCで電荷分離反応が起こることを確認した。この結果は順次論文にしていく予定である。c)光化学系II反応中心(PSII-RC)複合体におけるβ-カロテン光励起に始まる光合成初期過程について、岡山大異分野基礎科学研の梅名泰史准教授と共同研究を行った。その結果、RC中の特定のβ-カロテンを光励起することに成功し、そのエネルギー移動と電荷分離ダイナミクスを観測した。その結果、周辺アンテナ複合体のβ-カロテンを励起した場合とは異なるダイナミクスが観測され、現在論文として投稿中である。d)緑色硫黄細菌(GSB)の反応中心(RC)における光合成初期過程について、立命館大学生命科学部の浅井智広講師と共同研究を行った。TAスペクトル測定によりGSB-RC中の電荷分離ダイナミクスを観測した。今後は以下の研究テーマについて研究を推進していく予定である。a)立命館大学生命科学部の浅井智広講師と共同研究(緑色硫黄細菌(GSB)の反応中心(RC)の初期過程ダイナミクス)は、現在までの結果をまとめ、必要な追加実験を行っていく。b)立命館大学生命科学部の民秋研究室との共同研究で、クロロフィル(Chl)誘導体methyl pyropheophorbide-a (MPPa)について、縮退四光波混合の一種である3パルスフォトンエコー(3PPE)測定を行い、励起状態の位相緩和(デコヒーレンス)ダイナミクスを観察する。
Quality Indicatorの開発:社会に対し出産ケアの質を保証するために

網羅的な文献検索(コクランシステマティック・レビューを含む)とコンセンサスミーティングの結果に基づいて、Quality Indicator (以下、QIと示す)の項目を決定していった。継続的なケア、分娩第一期の浣腸と剃毛、持続的分娩監視装置の使用、分娩時の体位、ルーティンの会陰切開、分娩第3期のアクティブマネージメント等がQI候補としての妥当性が高いと結論づけられた。都内13ヶ所の助産所と1ヶ所の病院で、QI項目と関連する妊娠・出産データの収集を行った。助産所はローリスクが主体であり、病院はハイリスクが含まれているという前提はあるが、ほとんどのQIについて、助産所の方が高いという結果であった。助産所のケアの質の高さと安全性が示唆された。これらのデータを用いて、Optimality Index-USの項目についても分析を行った。助産所と病院の類似点と相違点を導き出し、さらに米国の報告との比較も行った。その結果は、日本助産学会にて発表した。本来QIは、エビデンスに基づくガイドラインのコンプライアンスを評価し、ケアの質を一定に保つために用いられている。今後、社会に出産ケアの質を保証するためには、ガイドラインの開発、評価、普及を大きな枠組みとして、その体制を整えることを課題としたい。今年度は、まずQuality Indicator(以下QIと示す)の候補指標を抽出するために、網羅的な文献検索を行った。特に、コクラン・ライブラリのPregnancy and Childbirth Groupのシステマティック・レビュの中から出産に関する内容のレビュを抽出し、有効性が検証されている項目について検討した。継続的なケア、持続胎児モニタリング、分娩時の姿勢、ルーティンの会陰切開、分娩第3期の管理方法等が、QI候補としてあげられた。次に、都内の助産所における妊娠・出産のデータを収集し、QI候補指標と出産の基礎データについて分析を行った。13ケ所の助産所、4,802件のデータを収集した。分析の結果は、学会にて発表した。現在、都内の1ケ所の病院で同様のデータ収集を行っている。次年度は、これらの比較分析を行う予定である。
音の時間分析に必要な内部時間指標の生成機構と地図表現の解明

本年度は2つの研究課題について伸展があった。(1)時間変化する音が下丘内でどのように符号化されるか?傍細胞記録・染色法によって標識された下丘神経細胞の形態学的特徴と生理学的性質を比較した。大型抑制性細胞は周波数が時間変化するスウィープ音に対して強く応答を示した。これと対応するように周波数受容野が広く、これを実現するため、樹状突起が下丘の周波数層構築をまたぐように伸びだし、細胞体から樹状突起の遠位部に渡って高密度の興奮性入力を受けていた。この一方、興奮性細胞はスウィープ音に対して様々な応答性を示した。そこで、スウィープ音への応答性と細胞体の空間分布との対応を定量化したところ、下丘中心核周縁部に応答性の高い細胞が集積することが明らかになった。このように、下丘において、スウィープ音は細胞種と空間分布という2重表現によって符号化されることが示唆された。(2)時間変化する音を利用して空間認知するコウモリの聴覚経路はどのように構成されるか?スウィープ音を用いて空間認知するアブラコウモリの下丘に逆行性トレーサーを注入し、前頭皮質から脳幹に至るまでの脳全体の標識細胞の空間分布を三次元再構築した。ここで、この種の聴覚経路は形態学的に記載されていなかったので、組織構築や遺伝子発現から聴覚神経路全体を同定した。注入部位の異なる7例を比較することで、聴覚経路全体の機能局在についての知見を得た。下丘がスウィープ音に対する特殊化を示していた。さらに、終脳において、従来報告されなかった新たな脳領域が下丘に投射することも明らかになった。この領域はナビゲーション、つまり行動の計画に関与する領域であり、コウモリ脳において、「未来」をコードする領域が、「現在」にあたる聴覚知覚を制御する、という意味合いを持っている。29年度が最終年度であるため、記入しない。実験1:FMコウモリ下丘の時間遅延処理回路の同定/アブラコウモリ7例を使用した。下丘低周波領域か、高周波領域の何れかにガラス電極を刺入し、電気泳動的にfluorogold (FG)を微量注入した。灌流固定後免疫染色を行い、FG標識されたニューロンが大型抑制性、小型抑制性、興奮性細胞の何れかを判定した。すると、下丘内において、注入部位とは異なる周波数領域では標識された小型抑制性細胞の割合が低下する一方、標識された大型抑制性細胞の割合は上昇することがわかった。このことは、大型抑制性細胞がスウィープ音のような複雑な周波数構成の音を統合して応答するのに適していることを示唆している。実験2:内部時間指標を符号化する細胞種の同定と内部時間指標の地図表現の解明/実験2ー1:機能イメージングによる下丘局所神経回路での時間情報表現の解明/脳の機能地図の形態学的基盤を明らかにする技法を開発すべく、下丘スライスに色素を詰めた電極を刺し、電位イメージングを行いながら軸索の標識を行なった。すると、神経活動伝搬様式と標識軸索終末の空間分布につよい相関が見られた。現在論文投稿中である。実験2ー2:下丘単一細胞の音時間情報処理能力と形態学的特徴との関連の解明/今年度は65例のラット下丘中心核ニューロンについて、細胞種、樹状突起形態、入力終末の空間分布と音刺激に対する応答性の関連について検討した。コウモリの実験で示唆された、大型抑制性細胞のスウィープ音に対する選好性が確認された。この選好性がどのような形態学的パラメータと相関が強いのか解析したところ、樹状突起の展開も重要ではあるが、最も強い要因は興奮性や抑制性の入力終末の密度であることが判明した。コウモリの大型抑制性細胞上の終末密度は周波数領域によって異なることから、コウモリの大型抑制性細胞のスウィープ音応答性は周波数領域によって異なることが推測された。本年度は大学のカリキュラムの変更に伴い教育業務が通常の2倍(6ヶ月)となった上、1月に研究代表者の移籍が決まったため、予定していた実験の多くが実施できなかった。なお、過去に行った実験の解析については予定通り実施し、それをもとに領域会議で新知見を報告できたことから、「やや遅れている」と判定した。

ここで、この種の聴覚経路は形態学的に記載されていなかったので、組織構築や遺伝子発現から聴覚神経路全体を同定した。注入部位の異なる7例を比較することで、聴覚経路全体の機能局在についての知見を得た。下丘がスウィープ音に対する特殊化を示していた。さらに、終脳において、従来報告されなかった新たな脳領域が下丘に投射することも明らかになった。この領域はナビゲーション、つまり行動の計画に関与する領域であり、コウモリ脳において、「未来」をコードする領域が、「現在」にあたる聴覚知覚を制御する、という意味合いを持っている。4月から研究代表者の所属が変更になったので、まずは実験環境整備を行う。実験2ー2を行うのに必要な実験室が存在しないので、間接経費ないし教室費を利用して実験室の整備を行う。実験2ー1で用いるイメージング設備は共同研究先の金沢医科大学生理学I講座に設置し、研究代表者がそこで実験する手はずとなっており、連携研究者の村瀬博士に5月に設営をお願いする段取りである。46月に研究代表者は教育業務が重いので、この時期に実験環境整備を完了させることで、29年度の研究を円滑に開始できると考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。日本解剖学会神経解剖懇話会で世話人を務め、研究分野の活性化を図った。発表論文2件は何れも研究代表者がco-1st authorである。
容質・容媒相互作用および相間輸送反応の分折化学的研究

本総合研究の目的は、溶質ー溶媒および溶質ー溶質相互作用と化学種の液々間移動に関する諸問題を総合的解明し、今日的な化学の要求および次代の化学の発展に応えうる新しい分離分析化学の分野を開拓しようとするものであった。そのために、各分担者はそれぞれの視点より活発な研究を進め、平成元年10月には仙台、平成2年6月には佐賀にて会合し、相互の情報、知識の交換を行った。また、同年11月には京都で公開シンポジウムを催し、本総合研究で得られた成果について報告し、溶液化学に関する本質的かつ深部にわたる議論を行った。さらに、平成2年3月には討論資料集を刊行し、平成3年3月には研究成果を成果報告集としてとりまとめた。以下に、研究実績を列挙する。(1)陰イオンの光学的酸化電位の溶媒依存性(横山)、化学発光分析法における溶媒効果(安藤)、非水溶媒中における水酸化物イオンと電子受容体との反応(梅本)、金属イオンと過塩素酸のイオン会合(北川)、イオンと溶媒分子の錯形成反応(坂本)、イオンや分子の液々分配におよぼす溶媒効果(鈴木)の研究に基づいて溶質・溶媒相互作用が評価された。また、イオンや分子の2溶媒間移行エネルギ-の測定(坂本、北川)や液間電位差の測定から溶質・溶媒、溶媒・溶媒相互作用を知るための基礎デ-タが蓄積された(伊豆津)。(2)溶質・溶媒相互作用の投究にとってきわめて興味深いイオンであるモリブデン酸イオンの溶媒抽出挙動が溶媒のSolvatochromic Parameterと関係付けられる(池田)とともに、水・有機溶媒混合系利用してモリブド亜リン酸及びモリブド硫酸錯が単離されその構造が決定された(堀)。一方、Solvatochromismをもとに、環状テトラミンニッケル(II)イオンの溶媒・溶媒相互作用が解明された(岩本)。(3)銀ーテトラチオエ-ル錯体の溶媒抽出挙動がその分子構造との関係において解析され(茶山)、逆相液体クロマトグラフィ-における金属錯体の保持能が、液ー液分配モデルによって説明された(鈴木)。また、高選択性溶媒抽出試薬が開発され、金属キレ-トの付加生成反応を利用したキラル認識法も提案された(松本)。(4)液々界面イオン移動ボルタンメトリ-に立脚した生体関連物質等の定量法の開発及びそのための基礎研究(千田)、同ボルタンメトリ-を基礎にした液々界面イオン移動と電子移動の相互作用の研究(木原)が行われた。(5)非水溶媒を利用した酸性紙中の水素イオン濃度の定量法(藤原)、水溶液中でのアクチニドトオンの各種錯形成反応に基づいたアクチニドトオンの化学形別定量法が提案された(吉田)。