hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
母性を育てる学習プログラムの開発と評価-心理・生理・内分泌・脳科学による母性性育成過程の解明

内の保育園で、8か月16ヶ月の乳幼児と3か月間、1回/12週、約23時間、継続的にかかわった。(3)心理・生理・内分泌学的評価:触れ合い・育児体験前後に、課題〔乳児の機嫌よい・泣き・関わった園児の保育場面のビデオ〕を提示し、心理学的指標〔STAI日本語版(状態不安)〕、生理学的指標〔心拍パワースペクトル〕、内分泌学的指標(唾液中コルチゾール、血中プロラクチン)により評価した。3.結果および考察(1)心理学的評価:乳幼児への好意感情・育児への積極性は体験前より体験後の方が有意に高まった。(2)生理学的評価:「泣き」に対する反応に着目すると、体験前は「安静」時に比べ、「泣き場面」のLF/HF比の変化率は有意に高まり、体験後は減少した。(3)内分泌学的評価:唾液中コルチゾールでは、「笑い」と「泣き」の変化率において体験前の方が有意な差がみられた。これらから、ふれあい体験の中で乳幼児の泣き場面に接し対応するという経験の積み重ねが、母親や父親が経験する相互交渉に類似した変化を被験者にもたらしたことが予測された。以上のことから、心理・生理・内分泌学的側面で、継続的な触れ合い・育児体験が、体験の積み重ねや乳児との関係性の構築により母性育成に肯定的に影響していることが明らかとなった。これらの結果をふまえ、次年度は同様の方法に加え対照群との比較、脳科学的検討(f-MRI)を実施予定である。平成18年度は平成17年度の研究結果をさらに発展させ,以下の2つのアプローチから研究を実施した。【研究1】母性の育成を促進させる学習プログラムを開発,出産・育児経験のない青年期男女に実施し,その効果を心理・生理・内分泌・脳科学的に明らかにすることを目的とした。青年期男女計20名(各10名)に対し,保育園の0歳児クラスで継続的なふれあい・育児体験を実施した。また,母性育成状況を評価するために質問紙調査,母性を刺激する乳児の笑い場面・泣き場面の映像を提示し,各場面に対する反応を体験前後で比較した。その結果,1.心理学的評価:乳幼児への好意感情・育児への積極性は体験前より体験後の方が有意に高まった。STAI(状態不安)における各刺激間の比較では体験前後とも「安静」「笑い」より「泣き」の方が有意に高かった。2.生理学的評価:「泣き」は「安静」に比べ,体験前後とも交感神経の活動性が高まったことを示す心拍パワースペクトル(LF/HF)の変化率が有意に高まった。3.脳科学的評価:「聴覚刺激のみ」の結果では、体験前後において、両側上側頭葉(聴覚野)、両側下前頭葉に反応の違いがみられた。これらのことから,ふれあい育児体験を通して,乳幼児の泣き場面に接し対応するという経験の積み重ねが,母親や父親が経験する相互交渉に類似した変化を被験者にもたらしたことが予測された。【研究2】出産・育児を経験した母親と未婚の男女の脳科学的(fMRI)反応の違いを明らかにすることを目的とした。乳幼児を育児中の母親9名と出産・育児経験のない未婚の1820歳の青年期男女計28名(各14名)に対し,乳児の泣き場面の映像を提示しfMRIを施行した。母親群では乳児の「泣き」に対し,共感性,情動的記憶,顔の見分け等に関する脳部位に強い活動を認め,青年期群との比較でもこれらの脳部位に反応の違いを認めた。母性を司る脳機能にはいくつかの候補が考えられるが,乳児の泣きに対するこれらの反応はその一側面を表すものと考えられる。
純光学的方法による磁気共鳴の研究

(I)光パルス励起により副準位コヒーレンスを生成し,光学的異方性を利用して検出することを基礎原理とした量子ビード型の新しい磁気共鳴の研究を行った.(1)同期量子ビートエコー法を確立し, Cs,Na原子について基礎的実験を行った. CsについてはD_1に同調した半導体レーザーを用い,出力に変調周波数が磁気共鳴周波数に等しいような強度変調を加え,有限長の円偏光励起を二度行うことにより,基底状態のゼーマン遷移に対するスピンエコーを觀測することに成功した. Naについてはモードロック色素レーザーを用い,同様の実験を行いゼーマン共鳴(100MHz)長微細準位共鳴(1.8GHz)に対するエコー信号を検出した.何れについても均一暖和時間等が求められた.(2)直線偏光の強度変調光による励起を用いて,禁止推移△m=2に対するコヒーレンスの励起を行い, Free Inducttion Decay信号の觀測に成功した.(3)△m=2コヒーレンスを用いてg因子の符号を光学的に決定する新しい方法を考案した.(II)通常の磁気共鳴法では測定の困難な短い(10ns)スピン格子談話時間, 1:1交差談話時間の測定をベンジル, Tm^<2+>:SvF_2について光学的方法を用いて行った.(III)Tm^<2+>:SvF_2の光励起状態(^2F_<5/2>,E_<5/2>)の低磁場ESRを光学的に検出し,スピンメモリー,交差暖和について新しい知見を得た.またこの状態のgの符号が負であることを実験的に確認した.(IV)Pr^<3+>:LaF_3の^3H_4-^1D_2光遷移について, holekuring,各種光エコー,基底状態及び光励起状態の磁気共鳴のラマンヘテロダイン検出を行い,スピンエコー信号の光照射による増強,暖和時間の異常な延長等の従来全く知られていなかった新しい現象を見出し,また双晶構造の最初の実験的確認,ラマンヘテロダイン信号の磁場反転に対する対称性の解明を行った.(I)光パルス励起により副準位コヒーレンスを生成し,光学的異方性を利用して検出することを基礎原理とした量子ビード型の新しい磁気共鳴の研究を行った.(1)同期量子ビートエコー法を確立し, Cs,Na原子について基礎的実験を行った. CsについてはD_1に同調した半導体レーザーを用い,出力に変調周波数が磁気共鳴周波数に等しいような強度変調を加え,有限長の円偏光励起を二度行うことにより,基底状態のゼーマン遷移に対するスピンエコーを觀測することに成功した. Naについてはモードロック色素レーザーを用い,同様の実験を行いゼーマン共鳴(100MHz)長微細準位共鳴(1.8GHz)に対するエコー信号を検出した.何れについても均一暖和時間等が求められた.(2)直線偏光の強度変調光による励起を用いて,禁止推移△m=2に対するコヒーレンスの励起を行い, Free Inducttion Decay信号の觀測に成功した.(3)△m=2コヒーレンスを用いてg因子の符号を光学的に決定する新しい方法を考案した.(II)通常の磁気共鳴法では測定の困難な短い(10ns)スピン格子談話時間, 1:1交差談話時間の測定をベンジル, Tm^<2+>:SvF_2について光学的方法を用いて行った.(III)Tm^<2+>:SvF_2の光励起状態(^2F_<5/2>,E_<5/2>)の低磁場ESRを光学的に検出し,スピンメモリー,交差暖和について新しい知見を得た.またこの状態のgの符号が負であることを実験的に確認した.(IV)Pr^<3+>:LaF_3の^3H_4-^1D_2光遷移について, holekuring,各種光エコー,基底状態及び光励起状態の磁気共鳴のラマンヘテロダイン検出を行い,スピンエコー信号の光照射による増強,暖和時間の異常な延長等の従来全く知られていなかった新しい現象を見出し,また双晶構造の最初の実験的確認,ラマンヘテロダイン信号の磁場反転に対する対称性の解明を行った.主要な設備々品である色素レーザー(SP-380D)を用いた研究については、納期が遅かったため当初計画のうち【Pr^(3+)】:La【F_3】の【^3(H)_4】-【^1(D)_2】遷移についてQuantum Beat Free Induction Decayを検出するための予備実験を行うに止った。しかし一般的な基礎研究として次のものを行った。(1)既設の色素レーザーをNaの【D_1】線に同調させ、その出力を二つに分け、一方をAO変調器を通して周波数を副準位共鳴周波数だけシフトさせ、二周波光の同時照射によって副準位コヒーレンスを生成されることに成功した。この方法は今後の研究に広く用い得るものである。(2)パルス巾がサブナノ秒の【N_2】レーザー光をBenzil單結晶に照射し、放出される燐光の時間変化を高速photon counting法を用いて觀測し、triplit-state副準位間の緩和時間を液体窒素温度から常温にわたる範囲で測定した。その結果、従来のESR法では測定困難であった10ns以下の短い緩和時間を純光学的に測定することが出来、新しい知見が得られた。(3)QスイッチYAGレーザーの2倍高調波を二つに分け、微小角をなして色素溶液試料に加え光誘起グレーチイングによるコヒーレントフォノン生成の実験を行った。

又従来にない新しい試みとして、モードロックアルゴンレーザーによるピコ秒パルス列を同じ試料に加え、パルスの繰返し周波数がフオノンの周波数(二つのビームの交差角によって変化)に一致した時、各パルスの効果が蓄積されてフォノンの強度が共鳴的に増大する現象(accumulated plionon generation)を見出した。このようにして生成したフォノンを併用する研究は次年度以降のテーマの一つである。1.前年度設置された高安定色素レーザー(SP-380D)を用いて、【Pr^(3+)】:La【F_3】について各種のレーザー電磁性コヒーレント現象を観測した。まず予備実験として(1)【^3H_4】-【^1D_2】遷移に対するhole及びantiholeの観測、(2)【^3H_4】状態の副準位NQR共鳴のレーザーvf二重共鳴(fluoresceuce変化)による検出を行い、ついで(3)光チョップとヘテロダインビート法を併用して【^3H_4】-【^1D_2】遷移に対するphotonエコー,stimulatedエコーの検出,(4)ラマンヘテロダイン法を用いた各種コヒーレント現象の検出,(5)二波長照射による【^3H_4】状態副準位コヒーレンスの励起の研究を行った。特に(4)についてはスピンエコーに関連した新しい型のラマンヘテロダイン信号を見出し、又従来報告されていなかったstimulatedエコー,spin-lockingに対する信号を検出した。4.既波のモードロック色素レーザーに単一パルスセレクターを付加し更にその出力を増巾して、線巾広く緩和時間の短い試料について光学的方法による磁気共鳴の研究を行うため光源を製作した。1.Pr^<3+>;LaF_3について,前年度の研究の継続として^3H_4状態磁気共鳴のラマンヘテロダイン検出を行い,従来全く知られていなかった幾つかの異常効果を見出した.その(1)はスピンエコー信号が試料の部位によって著しくその大きさ,符号を変化させることで,この解析から梁aF_3結晶が双晶になっていることが結論された.これはLaF_3の結晶構造に対する長年の論争に決定的な解答を与えるものである.その(2)は信号の対称性に関するもので,我々は時間反転対称性を考慮して一般的な対称性の法則を導き,更に数値計算を行い,例えば^3H_4の±5/2【tautomer】3/2遷移の符号は磁場反転に対して反転するが,±3/2【tautomer】1/2遷移の符号は反転しない等の種々の対称性に関連する現象をすべて説明することが出来た.2.Pr^<3+>;LaF_3について準位を選択的に励起する新しい光エコー法を考察し,夫々の遷移について特有な光エコー変調を見出した.3.半導体レーザー光(直線偏光)を用いて周期的パルス励起を行い二量子コヒーレンスを光学的に生成検出することに成功した.試料としてはCs原子を用い基底状態磁気共鳴(二量子)に伴うfree induction decayを検出した.更に新しい現象として励起状態を介したコヒーレンスの移行による信号の異常変化を検出した.4.ピコ秒パルス列を用いて,光誘起グレーティング法によるコヒーレント.フオノンの生成を行い, 80MH_2程床から約1GH_9に至る範囲で,共鳴的に増強されたコヒーレントフオノンの生成を確認した.5.円偏光ピコ秒パルス列を用いてTm^<2+>
弱い分子間錯体の生成とダイナミックス

弱い,分子間相互作用によって形成される分子間錯体あるいはクラスターを生成・分離し,それらの構造と動的過程を解明することを目的とする.本年度の各分担者の実績は以下の通りである.(1)伊藤光男:誘導放出分光法により, m-フルオロトルエンとアルゴンのvan der waals錯体の分子内振動緩和を研究し,錯体形成によって緩和過程が著しく促進されることを見いだした.(2)伊藤道也:フルオレンと種々の置換ベンゼン類のvan der waals錯体を研究し,励起電子状態においてvan der waals錯体からエクサイプレックスが生成する過程について研究した.(3)茅幸二:レーザー蒸発法を用いてアルミニウムクラスターを生成し,その反応性について研究した.種々のサイズのアルミニウムクラスターが酸素と反応したとき, Al_9O_7の酸化物が選択的に生成することを発見した.(4)近藤保:高励起リュードベリ原子からの電子移動によって水,アンモニアなどの分子クラスター負イオンを生成し,電子付着と負イオン生成過程について同位体効果を中心に詳細に検討した.(5)梶本興亜:ベンゾニトリルの二量体を超高速ジェット中で生成し,増感りん光励起分光法により一重項一三重項間の項間交差を研究した.その結果,二量体の形成により項間交差効率が著しく増加することを見いだした.弱い,分子間相互作用によって形成される分子間錯体あるいはクラスターを生成・分離し,それらの構造と動的過程を解明することを目的とする.本年度の各分担者の実績は以下の通りである.(1)伊藤光男:誘導放出分光法により, m-フルオロトルエンとアルゴンのvan der waals錯体の分子内振動緩和を研究し,錯体形成によって緩和過程が著しく促進されることを見いだした.(2)伊藤道也:フルオレンと種々の置換ベンゼン類のvan der waals錯体を研究し,励起電子状態においてvan der waals錯体からエクサイプレックスが生成する過程について研究した.(3)茅幸二:レーザー蒸発法を用いてアルミニウムクラスターを生成し,その反応性について研究した.種々のサイズのアルミニウムクラスターが酸素と反応したとき, Al_9O_7の酸化物が選択的に生成することを発見した.(4)近藤保:高励起リュードベリ原子からの電子移動によって水,アンモニアなどの分子クラスター負イオンを生成し,電子付着と負イオン生成過程について同位体効果を中心に詳細に検討した.(5)梶本興亜:ベンゾニトリルの二量体を超高速ジェット中で生成し,増感りん光励起分光法により一重項一三重項間の項間交差を研究した.その結果,二量体の形成により項間交差効率が著しく増加することを見いだした.
ノンスパイキング介在神経の樹状突起におけるシナプス入力統合過程の機能解剖学的解析

ノンスパイキング介在神経の樹状突起におけるシナプス入力の統合過程を明らかにする目的で、アメリカザリガニの腹部最終神経節に存在する感覚性および前運動性ノンスパイキング介在神経について、その樹状突起の形態を、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて定量的に調査するとともに膜性質を神経生理学的に調べて、これら介在神経の樹状突起の電気緊張的構造を明らかにした。感覚性ノンスパイキング介在神経は、前運動性のものと較べて、統計的に有意に短い膜時定数と空間定数および有意に長い樹状突起の総電気緊張的長さを持つことが判明した。ただし、両者の末梢樹状突起の長さには、統計的な違いは認められなかった。また、前運動性介在神経の2つの形態学的タイプ(AL、PLタイプ)間では、PLがALと較べてより短い膜時定数と空間定数をもち、また、より長い末梢樹状突起をもつことが明らかとなった。この結果、PLの末梢樹状突起の電気緊張的長さは、ALと較べて統計的に有意に長い。しかし、樹状突起全体の電気緊張的長さは、両タイプの間で統計的に有為な差は認められなかった。以上の知見より、感覚性および前運動性ノンスパイキング介在神経が、それぞれの機能に適した電気緊張的構造をもつことが明らかとなった。ノンスパイキング介在神経の樹状突起におけるシナプス入力の統合過程を明からにする目的で、アメリカザリガニProcambarus clarkii Girardの腹部採集神経節で同定される大型の機械感覚性ノンスパイキング介在神経であるLDS細胞について、その樹状突起の形態を、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて定量的に調査した。LDS細胞は、細胞内刺入したガラス管微小電極によって記録される感覚応答と電流注入実験による膜応答とによって同定した後、蛍光色素ルシファーイェロウを細胞内注入して可視化して検鏡した。樹状突起の長さと直径は、1または2μmの間隔で共焦点レーザー走査型顕微鏡により作成した光学的切片(約150270枚)を用いて三次元的に測定し、その実長を得た。その結果、実験に用いた固定、脱水、透徹条件のもとでは、in vivoのときと較べて、突起直径が約85%収縮するが、長さに統計的な違いが見られないことが判明した。この結果に基づいて固定後の測定値を補正することにより、in vivoでの樹状突起の直径と長さを求めた。13個のLDS細胞での測定により、1)LDS細胞の太い樹状突起はすべての個体で共通の分枝パターンを示すが、シナプス入力を受け取る細い突起は、個体によって異なる分枝パターンを示す、2)突起の全長、全膜面積、各主要突起の電気緊張的長さ等も個体によって異なる、3)LDS細胞の細胞体側(入力側)の突起は、すべての個体で、反対側と較べて、長さ、膜面積において統計的に有意に大きな値を示す、等の結果が得られた。樹状突起形態に見られるこれらの個体間変異性と共通点とが、どのような機能的意味を持つかについては、現在各個体でのLDS細胞のモデルを作成して、シナプス活動を計算機シミュレーションすることにより調査中である。ノンスパイキング介在神経の樹状突起におけるシナプス入力の総合過程を明らかにする目的で、アメリカザリガニProcamabrus clarkii Girardの腹部最終神経節に存在する前運動性ノンスパイキング介在神経について、その樹状突起の形態を、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて定量的に調査するとともに膜性質を神経生理学的に調べて、樹状突起の電気緊張的構造を明らかにした。介在神経は、細胞内刺入したガラス管微小電極を用いて電流注入に対する膜応答を記録した後、蛍光色素ルシファーイェロウを細胞内注入して可視化して検鏡した。最終神経節の前運動性ノンスバイキング介在神経は、細胞体の位置によってAL、PLの2タイプに大別されるが、これらの樹状突起の神経節ニューロパイル内で共通の空間分布を示すことが判明した。生理・形態学的には、PLタイプがALタイプと較べてより短い膜時定数と空間定数をもち、また、より長い末梢樹状突起をもつことが明らかとなった。この結果、PLタイプの末梢樹状突起の電気緊張的長さは、ALタイプと較べて統計的に有意に長い。

しかし、樹状突起全体の電気緊張的長さは、両タイプの間で統計的に有為な差は認められなかった。いずれのタイプも、その樹状突起膜は、脱分極時に外向き整流、大きな過分極時に内向き整脈を示したが、それらの間の電位レベルでは膜が線形にふるまうことが確認された。介在神経は、この線形範囲に入る過分極性シナプス電位を受け取る。上記の知見から、2つのタイプの前運動性ノンスバイキング介在神経は、シナプス入出力経路が異なるのではなく、樹状突起の電気緊張的構造が異なっており、そのため、同一の信号経路に並列的に存在して異なってシナプス統合機能を発言することにより、神経回路網としての働きをより柔軟性あるものとしていると考えられる。
高密度表面グラフト法による多機能ナノ微粒子の設計と特性解析

本研究では、医用イメージング用19F-MRI造影剤としてフッ素含有ナノ微粒子の開発を行った。末端に16個のアミノ基を有するポリアミドアミンデンドリマー(PAMAM-NH2)からプロモ基をもつデンドリマー重合開始剤を合成した。このデンドリマー表面からリビングラジカル重合法によりフッ素モノマーを制御重合させることにより、高密度含フッ素高分子ナノ微粒子の作製に成功した。これまでの研究で作製した微粒子の分子量は精密に制御され、その粒径は分子量に依存して3-25nmに制御できることがわかった。また生成した含フッ素高分子ナノ微粒子は鋭い^<19>F-NMRシグナルを示すことがわかり、^<19>F-MRI造影剤として有効に機能することがわかった。次の課題として、フッ素含有ナノ微粒子を水溶化するための分子設計を行った。生体系においてナノ微粒子をイメージングプローブとして用いるためには、水溶性であることが必須である。リビングラジカル重合法の利点を活かし、高分子鎖の末端から双性イオンモノマーをブロック共重合することで、生成高分子の分子量に依存した15-80nmの粒径をもつ水溶性含フッ素ナノ微粒子の作製に成功した。また、ナノ微粒子の水溶液をin vitroで19F-MRIにより撮像したところ、粒子濃度で1マイクロモルという非常に低濃度でも信号を検出でき、19F-MRIの造影剤としての有用性を示すことができた。
移植腎傷害早期診断バイオマーカーとしての尿中L-FABPの前臨床研究

L型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)はヒトのみでなくネコの尿再管細胞質内においても発現が認められた。L-FABPの発現は腎機能とは明らかな関連性は認められなかった。腎組織への虚血再灌流傷害時や腎移植における急性拒絶反応発症時に腎機能低下所見が認められる前に尿中へ分泌されることが示唆された。L-FABPは腎機能の傷害度を示すマーカーというよりはむしろ機能低下予測マーカーとして機能する可能性が示唆された。本年度はヒトとネコのL-FABPのアミノ酸配列の相同性を調べ、ヒト型L-FABP抗体の抗原部位のペプチド配列とネコL-FABP配列の比較を行い、抗体の交差性について検討した。今回ゲノム解析ではネコL-FABPの全長配列を明らかに出来なかったが、ネコL-FABPの全長塩基配列を明らかにし、ヒトとネコのL-FABPのアミノ酸配列を比較した結果、90%以上の相同性が認められた。次にネコの腎臓をホモジナイズした試料を抗L-FABP抗体でWestern Blottingし、ネコのL-FABPの腎臓での発現有無の確認と抗体との交差性で確認した。その結果、L-FABPの分子量と一致するバンドがネコの腎臓で検出されたことからネコにおいてヒト型抗体が使用可能であると判断した。現在正常ネコの腎臓組織と腎臓病罹患ネコの腎臓組織を抗L-FABP抗体で免疫染色し、正常時、疾病時におけるL-FABPの組織局在の違いについて検討中である。疾病時では正常時に比較してL-FABPは尿細管管腔内に強く染色される傾向が認められている。次にL-FABPが腎傷害時に尿中へ排泄されるかについて慢性腎臓病の自然発症ネコを用いて検討した。本実験では対象動物として岩手大学農学部附属動物病院に来院する慢性腎臓病罹患ネコおよび他病院からの協力により収集したサンプルを用いた。L-FABPと古典的腎機能評価法であるGFR測定値やクレアチニン値等を比較したところ、慢性例においては相関関係は示すものの、腎臓病の早期診断という意味ではその有効性を明らかにはできなかった。ネコ腎臓に酸化ストレスを与えた時にヒトと同様にL-FABPが近位尿細管上皮細胞から尿中に分泌されるか調べるために、ネコで両腎を40分間虚血後再灌流することにより虚血再灌流モデルを作成し、術後の腎機能および尿中L-FABP分泌量を経時的に調べた。血液検査の結果、虚血ネコでは術後1日でBUNが2倍以上に増加し、術後2日目に最高値59.7mg/dlを示し、その後徐々に低下して術後5日から術前の値にほぼ近い数値となった。血清クレアチニン値は術前1.22mg/dlに対して術後1日で最高値2.96mg/dlを示し、以後BUNと同様に徐々に低下し、術後14日で術前よりも低値を示した。虚血ネコのGFR値を調べた結果、術前はネコの正常値の79%程度であったが、術後1日で47%まで減少した。その後、虚血ネコのGFR値は術後5日で72%、14日で82%と術前よりも高い数値となった。本研究においてコントロールネコのGFRを調べたところ、術後のGFR測定値は正常値に近い範囲内でほぼ一定の値を示した。以上の結果、BUN、CREの上昇とGFRの低下が見られたことより、虚血ネコで軽度の急性腎障害が発生していたことが確認された。次にネコの腎臓に酸化ストレスが生じた際にL-FABPの尿中分泌量が変動するか抗ヒトL-FABP抗体を用いたWestern Blottingで検証した。コントロールネコはシャム手術前後のどの時間においてもL-FABP特異的な14kDaのバンドは検出されなかった。一方虚血再灌流ネコの尿では、再灌流1時間後の尿でのみ14kDaのL-FABP特異的バンドが検出された。以上の結果、ネコにおいて虚血酸化ストレスが近位尿細管上皮細胞に生じるとL-FABPの尿中分泌量が有意に増加することが示された。初年度はヒトとネコのL-FABPのアミノ酸配列は90%以上の相同性が認められ、またネコ腎臓においてL-FABP分子量と一致するバンドが検出されたことからヒト抗体との交差性があることを明らかにした。次年度は、猫腎虚血再灌流モデルを作製し尿中L-FABP量が変動するか抗ヒトL-FABP抗体を用いたWestern Blotting法により検証した。虚血再灌流モデルでは再灌流1時間後の尿でのみ14kDaのL-FABP特異的バンドが検出されたが、コントロールモデルでは認められなかった。このことにより猫において虚血酸化ストレスが近位尿細管上皮細胞に生じるとL-FABPの尿中分泌量が増加することが示された。本年度は腎移植の急性拒絶反応により惹起される酸化ストレスにより近位尿再管上皮細胞質内のL-FABPが管腔に分泌されるかどうかを調べるために、猫の同種腎移植モデルを作製し術後の腎機能と近位尿細管でのL-FABPの変動について検討した。免疫抑制剤であるシクロスポリントラフ値をベースに移植後の腎機能を安定させた。トラフ値が300ng/dL付近に安定化するまでにおよそ30日程度要した。その後、免疫抑制剤投与を中止することにより急性拒絶反応を誘導した。

投与中止後7日以内にエンドポイント(血清クレアチニン濃度7mg/dL)を迎えたため動物の安楽殺を行ない移植腎組織の採材を行なった。L-FABPは拒絶反応前は尿再管細胞質内に多く認められたが、拒絶反応後には尿細管管腔への移行が認められた。このことから腎移植時の急性拒絶反応においてもL-FABPが腎傷害マーカーになりうることが示唆された。L型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)はヒトのみでなくネコの尿再管細胞質内においても発現が認められた。L-FABPの発現は腎機能とは明らかな関連性は認められなかった。腎組織への虚血再灌流傷害時や腎移植における急性拒絶反応発症時に腎機能低下所見が認められる前に尿中へ分泌されることが示唆された。L-FABPは腎機能の傷害度を示すマーカーというよりはむしろ機能低下予測マーカーとして機能する可能性が示唆された。実験のコントロールとして用いるシャム手術モデル群の作成が若干遅れている。残り1頭の実験検討で終了である。獣医外科学本年度は、移植腎の急性拒絶反応の早期発見のための尿中L-FABPの有用性を明らかにする。本実験では腎移植後免疫抑制治療により腎機能を安定させた後、免疫抑制剤投与を中止し急性拒絶反応を誘発する。急性拒絶反応が誘発される前後で、尿中L-FABP以外に生化学検査、尿検査、GFR測定、腎バイオプシーによる組織検査(免疫染色を含む)を経時的に実施することにより腎機能を評価する。実験ネコの移植後の血清クレアチニン値が10mg/dlに達した時点を本実験のエンドポイントとする。また、本実験では猫特有な尿中タンパク質であるコーキシンを評価項目に加える。コーキシンがネコの近位直尿細管上皮細胞から分泌されるネコ科特有のタンパク質であり、腎傷害時には、分泌細胞が減少するため、尿中排泄量が減少することがすでに報告されている。本実験ではコーキシンとL-FABPに負の相関が認められるかについても検証する。使用している組織サンプルが死後サンプルであるため、全体的にL-FABPが強く染色される傾向にあった。したがって、使用抗体の濃度を再検討する必要性が考えられた。26年度は、猫の腎虚血再灌流傷害モデルを作製し、腎臓の虚血・再灌流傷害が尿中L-FABPへ尿中排泄量に影響するか評価する。本実験では血管や尿管吻合の影響を除外し虚血再灌流傷害のみの影響をモニターするため両腎血管を一時的にクランプする虚血再灌流モデルを選択し、処置後14日間モニタリングする。L-FABPの比較対象とする腎機能評価項目として、生化学検査、尿検査(尿蛋白クレアチニン値含)、GFR測定を経時的に実施する。また、腎組織サンプルを生検し抗L-FABP抗体で免疫染色を実施することにより、尿細管傷害におけるL-FABPの尿細管上皮細胞から尿中への動向を明らかにする。
第一原理分子動力学を用いたミクロンスケール結晶成長シミュレーションの開発

基板の広い範囲を扱う必要のあるエピタキシャル成長のシミュレーションに第一原理計算の結果を採り入れる理論を、モデルとして基板表面上を移動する各原子の感じるmigration barrier potentialを第一近接原子と第二近接原子とで記述するものを提示し、それに沿って様々な系で基板上の原子の感じるポテンシャル等高線図の具体的な計算と動的モンテカルロ法シミュレーションを行った。研究成果の大部分は既に2007年初頭までに論文として出版された。代表的な成果としては、青色発光材料としても仕えるワイドギャップ半導体酸化亜鉛の成長に関する諸研究で、ホモ系はもとより、サファイア(0O01)基板上、6H-SiC(0001)基板上、窒素終端GaN(000-1)基板上でのZnOの成長の素過程とそれに関連してエピタキシャル成長における極性制御を第一原理計算で予測。また、ZnO(000-1)面上のGaNのヘテロ成長における極性制御も第一原理計算によって予測。これは実験がまだ十分でない領域なので、理論計算からの予言となっている。また、GaN(0001)のホモエピタキシャル成長については動的モンテカルロシミュレーションのパラメータを各原子への原子間力の第一原理計算から求め、成長シミュレーションを行った。さらに、InAs/GaAs(001)表面で量子ドットが形成される場合に、最初に表面最上層にSbを導入しておくと形成されるInAs量子ドットが高密度で均一になるという実験結果を受けて、エピタキシャル成長シミュレーションの前段階として、まずGaSb/GaAs(001)の構造を第一原理計算で求め、これを東大でのその場観察STMの結果との比較で見て、実験と一致することを示した。また、一般に成長しやすいと言われる化合物半導体の無極性表面の代表とも言えるGaAs(110)の成長を、以前に計算した第一原理計算によるGa原子、As原子の動きのバリアーエネルギーの結果を踏まえて、動的モンテカルロ法計算を行い、数十ナノというかなり大きなスケールで「魚」型の実験では既に観測されている窪みが計算上も再現されることを見いだした。研究成果の一部は18年6月にウィーンで行われた半導体物理国際会議と、同年9月にイタリアのBonassolaで行われた量子ドットの国際ワークショップと分子線エピタキシー国際会議、11月の窒化物国際会議で発表し、特に量子ドット会議での招待講演で発表した研究成果は大きな反響を呼んだ。ミクロンスケール結晶成長シミュレーション開発の手始めとして、まず理論計算と実験の両面が進んでいるGaAs(001)基板とGaN(0001)基板に焦点を当てて平成16年度は研究を行った。GaN(0001)基板のホモエピタキシャル成長は既に平成14年に第一原理計算で研究し、窒素原子がWurtzite構造と違う位置のサイトに安定してしまうことを防ぐには窒素原子1個の周囲にガリウム原子2個を配置すればいいことを示している。しかし、Ga/N供給比を2にしてしまうと成長に伴ってガリウムの余剰分がガリウム液滴を作って成長を阻害するので、実際はどの程度の供給比が最適なのかを理論で示す必要があった。

そこで今年度は第一原理計算を基にGaN(0001)基板上のガリウム原子・窒素原子の様々な周囲の状況に対応した第一原理計算を基にパラメータを設定した動的モンテカルロ法を開発、Ga/N供給比が1.1程度が最適であることを示した(State-of-Art Program on Compound Semiconductors XLI and Nitride andWide Bandgap Semiconductors for Sensors, Photonics and Electronics V収録の論文)。3月末現在はかなり開発が進み、計算は402原子×402原子というほぼミクロン平方に達するくらいの大きさの平坦基板・微傾斜基板での結晶成長シミュレーションに成功した。GaAs(001)基板は開発した動的モンテカルロシミュレーションの概要をホモエピタキシャル成長の範囲内でcond-matの論文として発表。それを拡張したInAs/GaAs(001)系の量子ドットシミュレーションを東大生産研塚本史郎・荒川泰彦、英Warwick大のG.R.Bellらの実験グループとの共同研究で成長中STM観察実験と比較し、量子ドットのごく初期の核がぬれ層内のガリウム原子の分布の偏りの上の原子1、2個であることを突き止めた。これは現在Natureに投稿予定で準備中のため、この論文に関連した理論の論文の発表はこのNature投稿の論文の掲載が決まるまで控えていて、平成16年度の論文発表には現れていない。また、Nature投稿準備に先立ってこのドット形成をドット制御に用いる特許出願『量子ドットの形成方法および量子ドット装置』を鳥取大から出願した。基板の広い範囲を扱う必要のあるエピタキシャル成長のシミュレーションに第一原理計算の結果を採り入れる理論を、モデルとして基板表面上を移動する各原子の感じるmigration barrier potentialを第一近接原子と第二近接原子とで記述するものを提示し、それに沿って様々な系で具体的な計算を行った。計算した系はInAs/GaAs(001)量子ドット系、GaSb/GaAs(001)量子ドット系、ZnO(0001)ホモエピタキシャル成長、ZnO(000-1)ホモエピタキシャル成長、サファイア基板上のZnOヘテロ成長。ZnO(0001)基板上のGaNヘテロ成長、SiC(0001)基板上のZnOヘテロ成長である。以上の一部は既に2006年初頭に論文として出版されたが、他に投稿中の論文が3つほどある。代表的な成果としては、InAs/GaAs(001)表面で量子ドットが形成される機構を第一原理計算とそれからパラメータを決めた動的モンテカルロ法シミュレーションで解明した論文で、表面最上層のぬれ層にInAsとGaAsが入り交じっている状況を仮定してそこにGa原子のクラスターがたまたまあるとすると、そのGa原子クラスターの周囲に選択的にIn原子およびAs原子が集まって量子ドットが形成されることがわかった。この量子ドット形成は基板表面のステップ端に工n原子が取り込まれる割合とのかねあいで形成が起こり、430°C付近では形成されやすいが、500°CになるとIn原子がよく動きすぎるのでステップ端に取り込まれる割合の方が大きくなり、量子ドットは形成さらにくくなる。
遠隔連携型ビデオクリップ・オン・デマンドの基礎的検討

本研究の成果は以下の3点にまとめられる。本研究では、VODによる映像を視聴するのみではなく、映像の内容に関する周辺知識をも学習しやすくするため、映像の内容に合致したキーワード、関連語を検出する。さらに、映像、キーワード、関連語が混在することを回避するため、それらの情報を見やすく調べやすくするためのインタフェースを構築した。具体的には、ビデオクリップのメタデータ、キーワード、関連語の関係をW3C標準であるRDF (Resource Description Framework)で明確に記述することにより、インターネット上に散在しているこれらのマルチメディア情報を共有することを可能にした。(2)ネット上での3次元人体動作の標準化と舞踊分野、考古学分野への応用モーションキャプチャにより取得した人体動作をインターネット上の複数のシステムで共用可能とするため、人体アニメーションの記述規格として提案されているVRMLH-animに基づくシステム開発を行った。具体的には都市生活者の日常を表現するシステム、クラシックバレエのモーションデータをアーカイブするシステムを構築した。(3)VOD機能を有するデジタル・ミュージアム・システムの開発13年度においては、ハードウェア的実験環境の基盤整備と、実験素材となるビデオクリップ群の生成と登録のためのソフトウェア開発を行った。具体的には、以下の2項目を実施した。(1)グラフィック・ワークステーション(GWS)を主ビデオクリップサーバとし、パーソナル・コンピュータ(PC)1台を副サーバ、もう1台を遠隔にネットワーク接続されているクライアント・マシンと見立てた実験環境を構成した。実験環境の確立にあたり、次の事項を検討した。・ビデオやCGなどの動画情報をストリーミング配信する場合の、通信回線に見合った適切な動画ファイル・フォーマットと容量の検証・利用可能な送受信用ソフトウェアの検証これらの実験・検証の結果、家庭用ビデオで撮影された動画像をリアルビデオフォーマットに変換し、リアルビデオサーバにより配信することで、実用上問題のないビデオ配信が可能なことを確認した。(2)ビデオクリップの属性やクリップ間の関係を関連づけるためのRDF用タグと、入力タスクを軽減するためのGUI(Graphical User Interface)の基礎的検討を行った。本研究で扱うビデオクリップは教材用として制作されたものに加え、ニュースやテレビ番組など他の利用目的に作られたものを再利用することも考慮している。そのためビデオクリップ自身の特徴を属性情報として記述することは重要な問題である。また、本研究では本来別のビデオに存在する複数の部分を合成して新たなビデオを動的に作り出すことを目指しているため、ビデオクリップ間をRDFによって効率よく関連づける必要がある。この際、ビデオクリップ間を関連付けるRDFによる有向グラフは複雑になり、GUIによる視覚的に理解しやすいインタフェースは必要不可欠のツールとなる。このためのソフトウェア開発もあわせて行った。(3)VOD機能を有するデジタル・ミュージアム・システムの開発
１９世紀末フランス文学におけるゴシック・リヴァイヴァルとヘレニズム

日仏の図書館や研究所で集中的に調査を行い,またフランス各地の代表的なゴシック教会の資料を収集した。またフランス学士院図書館でマール草稿の調査も開始した。19世紀にゴシック時代の彫刻作品と古代ギリシア美術とを好んで比較する傾向を調査し,国際集会,フランスの論考集,日仏の学術雑誌で発表,またパリ第3大学のプルーストセンターで講演を行った。フランス学士院図書館のエミール・マール草稿資料の調査を本格的に開始した。対象としたのは,『13世紀フランス宗教芸術』と『12世紀フランス宗教芸術』執筆のための資料収集の際にマールが残したメモ群である。大半が鉛筆で走り書きされたこの資料は,解読が困難であるため,まずは本研究に関係するものをできるだけ正確に筆写した上で,分類をしている過程で,この作業は年内に大幅に進展した。その上で,刊行されたテクストとの差異にも着目し,マールの評論の生成過程もたどっている。ゴシック建築における図像学的研究を進めるにあたって,本年度は特に最後の晩餐と聖母の死の挿話に関連したものに焦点をあてた。特に着目したのはラン大聖堂(フランス)の彫刻とステンドグラスである。これについては1213世紀の作品の分析を進める一方,19世紀末に彫刻部門の最高責任者のジェオフロア=ドゥショームがあらたなに創作した作品も導入して行った修復の実体と,これををめぐる当時から今日に至るまでの言説も分析した。この大聖堂の彫刻のモチーフの生成を歴史的に解明するべく,中世ギリシアとイタリアにおけるキリスト教美術の動向も併せて調査した。19世紀のフランスの美術評論や文芸におけるヘレニズムの動きについてもさらに事例を集め,論文の形にまとめることを目指している。上記のテーマについて,マルセル・プルーストとその同時代のフランス文学における批評や描写のリストアップも行い,分析した。その成果の一部は,一般市民向けの講演,日仏の学術論文の形で発表した。本年度は19世紀末から20世紀初頭のフランス文学におけるゴシック建築の描写について、マルセル・プルーストと彼に影響を与えた美術史家のエミール・マールを中心に調査をした。プルーストがマールの著作からの引用をしながら創作した架空の画家の教会建築に関する言説の分析を引き続き行い、シャルトル大聖堂の彫像作品についてこれまで研究者に指摘されていなかった言及がなされていることを発見し、これについてマール以前から今日に至るまでのシャルトル研究に関する資料調査をフランス国立図書館で行い、その分析に基づいて、マール及びプルーストの見地の独自性を探った。尚、この調査の過程で、フランス学士院図書館のマール草稿資料を閲覧する機会に恵まれた。資料の整理、解読、転写に時間がかかり、また言及されている書籍・論文(ラテン語、ドイツ語も含む)や世界各地の教会の彫刻や壁画等、閲覧するべき二次資料も膨大となることが予測されるが、同時代の文学者にも大きな影響を与えたマールのインスピレーションの源をつきとめる上で貴重な資料であり、こちらも8月、11月の渡仏の折に断片的に調査を行った。プルースト以外のロマン派、高踏派、象徴主義その他19世紀の作家の作品や美術評論に関する調査も進行中である。研究のもう一本の柱であるヘレニズムについては、これに関する先行研究の書誌等を利用しながら、閲覧するべき資料を選定、収集を開始している。またゴシック建築受容とからめたテーマ設定をより厳密にするための方向づけを探っている。フランス学士院図書館のエミール・マール草稿資料の調査を続行した。昨年度より継続の『13世紀フランス宗教芸術』、『12世紀フランス宗教芸術』のメモについては、第1回の調査を終了し、特に重要なものについては記録をし、日本で分析を進めた。それを元にバイユ、ルーアン、アミアンの大聖堂にて、主に植物の彫刻を中心に現地での写真撮影とフランス国立図書館での資料収集を進めた。特にアミアン大聖堂に関して、19世紀から現代までのモノグラフィーと専門論文を網羅的に調査し、フランスの学術雑誌に投稿した。また,ゴシック建築に関するプルーストの言説については,フランス国立図書館所蔵の草稿ノート,カイエ34の分析をフランス草稿研究所のプルースト班とともに進め,校訂版の出版についての具体的な打ち合わせに入った。最終年度は,リジュー大聖堂とタン旧教会の現地調査を行い,植物表象に焦点を当て,古代ギリシアの影響を継承しつつフランス独自の表現様式を探った1213世紀のフランス宗教美術に関する考察を深めるとともに,次年度以降の研究の足がかりとした。リジューについては,西正面南玄関を中心に彫刻のモチーフと修復状況を研究した。リジューに関する先行研究の調査,ラスキンやフランスの作家(シャトブリアン,プルースト等)の言説の検証も行った。タンについては,これまでの傾向と異なり,細部の彫刻ではなく,教会全体の立地条件,つまり周囲の自然と建造物の融和に着目した。これは19世紀の英仏の文学と美術で流行した廃墟趣味を下敷きにしている。これについて調査するとともに,タンの教会に関する資料の整理を行った。またプルーストの草稿中に言及があることに着目,架空のノルマンディーの教会の生成についての研究も行った。以上の成果は,フランスの専門誌,また研究期間外ではあるが平成28年度4月5日にパリ第3大学のセミナーで講演の形で発表した。合わせて初年度から続けているエミール・マール草稿については,自然表象に関するメモを中心に解読と資料収集を進めた。研究期間を通して,フランス各地の教会の現地調査,写真撮影,またそれに関する資料収集をフランス国立図書館,学士院図書館等で行い,新しい研究課題の定め,それについての下準備も行うことができた。

日仏の図書館や研究所で集中的に調査を行い,またフランス各地の代表的なゴシック教会の資料を収集した。またフランス学士院図書館でマール草稿の調査も開始した。19世紀にゴシック時代の彫刻作品と古代ギリシア美術とを好んで比較する傾向を調査し,国際集会,フランスの論考集,日仏の学術雑誌で発表,またパリ第3大学のプルーストセンターで講演を行った。5月と8月の2度のフランス調査旅行で大聖堂の現地調査と図書館での資料調査を順調に行うことができ、大きな成果を得ることができた。フランス文学エミール・マール草稿の調査をさらに進める。自然表象に焦点をあてつつ、ゴシック芸術と古代ギリシア、イタリア美術の関連について、19世紀後半の美術専門論文、文芸批評、文学作品における事例を収集し、本研究のまとめと次の課題の明示を目指す。それに関連する資料であるプルースト草稿ノートのカイエ34校訂版の出版にむけて最終的な準備段階に入る。エミール・マールの草稿資料という新資料の導入により,昨年度は研究計画の修正がやや必要であったが,2度のフランス調査滞在を有効に使い,論文の形で成果をまとめながら順調に進展している。初年度は19世紀フランス文学においてゴシック建築のまつわる描写のデーターベースを集中的に行う予定だったが、データーベース構築の技術的問題が解決できなかったこと、扱う資料が予想以上に多いために、滞っている。特にエミール・マールの草稿の調査も手がけることになり、当初予想していなかった研究の新しい展開が見られる。海外注文の資料の一部が年内に到着しなかったため。エミール・マール草稿のメモにより,マールが参照した資料や調査を行った建造物,彫刻,壁画を調査しながら,19世紀後半のゴシック美美術受容について考察を深める一方,フランスとイタリア・ギリシアの美術史上の位置関係について検証する。また文学作品における関連の言説の収集と分析も引き続き行う。特に19世紀後半のヘレニズムの動きが文学でいかに反映しているか,具体的な事例を集めて考察する。フランス学士院図書館のマール草稿資料の調査を継続する許可を正式に得ることができた。中世教会建築について先行研究をふまえながらも、詩情あふれる図像解釈を展開して、文学におけるゴシック・リヴァイヴァルとも関係の深いマールの著作の生成研究をさらに続ける。一方で前年度に調査した19世紀フランス文学におけるゴシック建築への言及について、扱うべき資料の目録を作成するとともに、さらに調査を継続する。本課題に関して、中高等教育における古典教育、及び中世の文学や芸術に関する教育の変遷を考察することの重要性も痛感する一方である。今後の研究方針を固めることを目標とする。上記資料の購入にあてる。購入予定を予定していた図書の年内注文が間にあわず,当座の研究のため,他大学の図書館を利用したため。研究遂行に必要な資料を計画的に購入するとともに,美術史研究者のレビューをあおぐ費用とする。
個々のタスクを尊重するオンライン・スケジューリング問題に関する研究

スケジューリング問題とは、コンビニの利用客(タスク)をどのレジ(マシン)にどの様な順序で並ばせる(スケジュールする)と効率的に対処可能か、を理論的問題として定式化した著名な問題である。また、時間の経過と共にタスクの情報が逐次的に与えられるオンライン・スケジューリング問題(OSCP)という設定がある。OSCPの研究は盛んに行われているが、一部のタスクを犠牲にする様な、現実の事象に対して実用的解決策を提供するとは言い難い問題設定とその解法が多く検討されている。本研究ではその様な問題点を解消した個々のタスクを尊重するOSCPの新しい問題設定を提案し、その問題設定に対する効果的な解法を設計する。
脳高次機能および修復反応における血小板由来増殖因子シグナル解明

血小板由来増殖因子受容体β(PDGFR-β)の条件的ノックアウトモデルを解析した。PDGFR-βは海馬錐体神経細胞やGABA性神経細胞の発達を促し、認知能力や社会行動の発達に関与した。PDGFR-βは、神経細胞の保護、新生血管の成熟、グリア細胞反応および神経幹細胞の活性化を誘導し、また、虚血性脳病変を改善した。PDGFR-αとPDGFR-βのノックアウトを同時に誘導できる新しいモデルマウスを作出した。本研究は、脳に発現する血小板由来増殖因子(PDGF)が、高次脳機能の維持や、損傷脳の再生にどのように関与するのかを解明することを目的にしている。このために、独自に開発したPDGF受容体の条件的ノックアウト(KO)マウスを用いた、In vivo, In vitroの解析を行うことが特徴である。脳高次機能および修復反応における血小板由来増殖因子(PDGF)シグナル解明を目指す4年計画の一年目であり、実験系の確立を目指す研究を行った。1)培養系における血小板由来増殖因子受容体β(PDGFR-β)の発現抑制系初代培養神経細胞において遺伝子制御を行うことは最も困難な実験系である。Cre-loxP systemにより、初代培養を行った後、これらの細胞におけるPDGFR-β遺伝子発現をおよそ10%程度にまで抑制しうる系を確立した。細胞の生理機能への影響が少ない非侵襲的な方法により抑制が可能であり、神経細胞における同遺伝子機能評価が可能となった。同システムを用いて神経細胞におけるPDGFシグナルを解析した(論文作成中)。2)脳虚血モデルの作成と解析脳損傷後の修復におけるPDGFの役割を明らかにする目的のために、laser照射により中大脳動脈に血栓形成を誘導し、大脳に局所的な虚血病巣を再現性よく作成するモデルを確立した。同手法によりPDGFR-β発現を脳において抑制したマウスで虚血病巣を作成し、同たんぱくの損傷あるいは損傷後の脳組織反応における役割についての検討を開始した。3)マウス行動解析脳特異的にPDGFR-β発現を抑制したマウスを用いて、記憶学習等の行動実験を開始した。本年は、4年計画の2年目であり、様々な準備と検定実験から最終的な研究方針を模索した。1)Congenic strainの樹立と行動実験: 129マウス由来ES細胞より作製したPDGF受容体(PDGFR)βのfloxed mouseを14世代の戻し高配によりC57BL/6のcongenic strainを樹立した。これを用いて、神経特異的なPDGFR-βknockoutを誘導し行動実験を行った。予備的実験から、記憶や学習のみならず、社会行動にあらわれる情動の異常がある可能性をしめす結果が得られた。結果をより確実にし、その機序についての検討を開始する段階に至った。2)培養神経細胞を用いたPDGFR-βシグナルの神経保護作用の同定:初代培養とした神経細胞を用いて、薬物投与によりPDGFR-β発現を抑制した。その後に神経細胞が酸化ストレスに対するぜい弱性を示すこと、ぜい弱性亢進に関与する細胞内シグナルを同定した。以前の生体での研究とともにPDGFR-βが神経保護に重要であることを明らかにすることができた。3)脳虚血モデルの解析:PDGFR-βknockoutを生後の個体において誘導した後に、中大脳動脈の閉塞を誘導した。PDGFR-P発現を保存した対照群に比較して、虚血損傷後の脳組織反応に明らかな異常が同定された。3年目より、詳細な異常のメカニズムについて検討をしていく。4)末梢神経の研究:末梢神経の損傷後の再生にはPDGFR-αが重要であることを示す所見を得た。本年は、4年計画の3年目であり、論文として報告した、あるいはすべき結果を得つつある。1)マウス新生仔から分離し、初代培養とした大脳皮質神経細胞を用いて、PDGF受容体のうち、特にβ受容体(PDGFR-β)が、Akt、MAPkinaseのシグナルを旺盛に活性化することや、これらのシグナルが、酸化ストレスによりもたらされる神経細胞死に対して保護的に働くことを明らかにした。3)PDGFR-βの発現抑制を生後個体の全身に誘導する我々のマウスモデルは、PDGFR-βのNull mutantの新生仔期の死亡を回避し成体におけるPDGFR-β機能評価を可能にするものであることが明らかになった。同モデルを用いて、腎臓の糸球体におけるPDGFR-βは生後の生理的な腎機能維持には必須ではないが、損傷修復には重要な役割を果たすことが明らかになった。

4)これまでPDGFR-βが神経伝達物質の機能制御を介して高次脳機能に密接に関与することが疑われてきた。本研究で、神経組織特異的に同遺伝子の発現を抑制した。脳におけるPDGFR-βの発現抑制がマウスの認知機能や社会行動に障害をもたらすこと、大脳辺縁系に発達障害による特定の構造異常を来たす事などを見出した。今後、統合失調症や自閉症の研究を遂行するためのモデルとなりうることを明らかにした。本研究は、脳に発現する血小板由来増殖因子(PDGF)が、高次脳機能の維持や、損傷脳の再生にどのように関与するのかを解明することを目的にしている。本年は、4年計画の4年目であり、論文として報告した、あるいはすべき結果を得つつある。1)これまでPDGF受容体(PDGFR)-βが神経伝達物質の機能制御を介して高次脳機能に密接に関与することが疑われてきた。本研究で、神経組織特異的に同遺伝子の発現を抑制したところ、大脳の辺縁系におけるGABA系神経細胞の減少がみられた。これに対応して、マウスの認知能力や社会行動の異常が出現した。脳波の異常も見られた。PDGFR-βの神経組織における欠損が人の自閉症類似の症状を呈していることが明らかになった。今後、統合失調症や自閉症の研究を遂行するための重要なモデルとなりうることを明らかにした。2)神経幹細胞の増殖と分化は成体脳の認知能力等の高次脳機能維持に重要である。PDGFR-β発現を抑制した神経幹細胞における、自己複製能力が著しく低下することを明らかにした。また、神経細胞への分化も減少した。これまでの研究結果とともに、成熟した神経細胞とさらには神経幹細胞でPDGFシグナルがそれぞれ重要であることが明らかとなった。3)上記の研究過程で、さらに、遺伝子改変マウスを使った研究から、PDGFR-βを介するシグナルが糖尿病性腎症の進行を促進すること、同シグナルが間葉系細胞におけるエリソロポエチン産生を誘導させることが腫瘍の血管新生を促し、結果として腫瘍の発育が促進されることを明らかにした。4)PDGFR-αには、脳において、PDGFR-βとは全く異なった役割を果たすことが明らかになった。さらに今後の研究が必要である。