hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物免疫研究におけるマイクロアレイ技術を用いた遺伝子診断法の開発

作物の病気の発生を防ぐことは農業にとって最も重要な課題である。しかし、植物の病気には病原体認識、その後のシグナル伝達、抗菌性物質の産生など多くの遺伝子が関与するため、少数の遺伝子を用いた遺伝子発現解析では病害応答を精緻に理解することは困難である。そこで、一度に千から数万の遺伝子の動きを解析できるマイクロアレイを用いて、「カスタムアレイ設計の方法論の確立」および「遺伝子診断法の確立」を試みた。シロイヌナズナの病害および環境ストレス応答遺伝子1,200個を搭載したシロイヌナズナ1.2Kマイクロアレイにより、アブラナ科野菜類炭疽病菌の攻撃に対するシロイヌナズナの応答遺伝子の解析を行った。その結果、感受性のエコタイプCo1-0と抵抗性伊古田イプWs、Ei1-0の遺伝子発現プロファイルには明らかな差が認められ、マイクロアレイによる解析により、病原菌に対する病害感受度の判定ができることが示唆された。そこで、シロイヌナズナにおける病害応答診断の方法論の構築を検討し、(1)基本となるサリチル酸(SA)、エタフォン(ET)、メチルジャスモン酸(JA)処理のデータベースの構築、(2)SA、ET、JAシグナル伝達経路上のマーカー遺伝子の発現プロファイル、(3)実験系統樹解析、(4)発現遺伝子の相関解析を統合して解析することにより、病害感受度を判定できる可能性が示された。また、モデル植物で得られた知見を農作物に応用することを目的として、ハクサイのESTを用いて、ハクサイ2.0Kマイクロアレイを構築した。ハクサイマイクロアレイにより、SA、ET、JA処理で発現するハクサイ遺伝子を探索した。さらに、ハクサイ-シロイヌナズナ間のカンターパート遺伝子を同定し、両植物間の病害応答性を比較解析した。その結果、ハクサイの病害抵抗性マーカー遺伝子の候補がいくつか得られた。次いで、シロイヌナズナとハクサイに薬剤およびアブラナか野菜類炭疽病菌を接種し、薬剤応答性をマイクロアレイにより解析した。その結果、本病原菌に対するシロイヌナズナおよびハクサイの遺伝子発現プロファイルに類似性が認められた。18年度の研究により、シロイヌナズナで得られた知見がハクサイにおいても利用できることが示唆された。次年度以降は、モデル植物を用いた遺伝子診断法の方法論を確立し、農作物への応用展開を試みる。ハクサイとシロイヌナズナにおけるアブラナ科野菜類炭疽病菌の攻撃に対する応答遺伝子の解析をより詳細に行うため、シロイヌナズナ1.7Kアレイを構築した。現在、マイクロアレイを作製する際に鋳型DNAとしてcDNAクローンのPCR産物を用いている。しかし、数千のクローンからPCR産物を精製するには時間と労力が必要となる。そこで、作物におけるマイクロアレイをより効率よく行うため、鋳型DNAにプラスミドを用いたハクサイプラスミドアレイの構築を試みた。鋳型DNAにPCR産物またはプラスミドを用いたマイクロアレイ解析の結果、両アレイにおける発現プロファイルの相関係数は0.9と高い相関を示した。19年度は、ハクサイ2.OKアレイに完全長cDNAクローンのプラスミドを約5000個加えたハクサイ7.OKアレイの構築が終了した。また、シロイヌナズナにおいても炭疽病菌に対する抵抗性遺伝子を同定し、そのカウンターパート遺伝子がハクサイに存在することを明らかとした。これより、シロイヌナズナで得られた情報と知見がハクサイにおいても利用できることが示唆された。さらに、シロイヌナズナ1.2Kアレイを用いて、菌処理により誘導される遺伝子群の発現プロファイルとシグナル物質処理により得られた発現プロファイルの相関解析による、病害応答診断を行った結果、炭疽病菌に対する抵抗反応経路を推定することができた。今年度は最終年度となるため、ハクサイ7.OKアレイで得られた発現プロファイルをもとに、病害応答性遺伝子を10002000遺伝子搭載した、ハクサイ病害応答診断アレイの構築を試みる。1.7Kシロイヌナズナマイクロアレイを用いて、病原菌接種とシグナル物質処理により得られた遺伝子発現プロファイルの相関解析により、活性化した抵抗反応経路を推定する方法論を構築した。病原糸状菌アブラナ科野菜類炭そ病菌を接種したシロイヌナズナおよびハクサイについて、本評価法を用いて解析した結果、炭そ病菌の攻撃に対するシロイヌナズナの初期の抵抗反応はサリチル酸経路を介して活性化されることが示唆された。また、7.0Kハクサイマイクロアレイを用いて、サリチル酸ナトリウム、BTH、メチルジャスモン酸処理および炭そ病菌接種により発現誘導される遺伝子群を網羅的に解析し、シロイヌナズナのSA経路、ET/JA経路、JA経路に関わる主要な病害応答性遺伝子であるPR1、PR5、BGL2(以上SA経路)、PDF1.2(以上ET/JA経路)、VSP2、LOX2(以上JA経路)を取得した。さらに7.0Kハクサイマイクロアレイを用いた解析により、遺伝子診断アレイ用の遺伝子の選抜を行った。選抜基準として次のいずれかを満たす遺伝子を選抜した。

1、シグナル物質処理または病原菌接種により5倍以上の発現活性を有する。2、シロイヌナズナの防御応答遺伝子のカウンターパート。以上により、約1000遺伝子の遺伝子診断キット用ハクサイ病害応答性遺伝子を選抜した。現在、本診断アレイによるアブラナ科作物の病害応答について解析を遂行している。また、シロイヌナズナにおいて、炭そ病菌に対する抵抗性には2つの異なる抵抗性遺伝子が必要であることを明らかにした。現在、本遺伝子セットをアブラナ科作物へ形質転換しており、抵抗性遺伝子を用いた病害抵抗性作物の分子育種を試みている。
個人習熟機能を持つ知的パワーアシストシステムの開発

個性習熟型パワーアシストシステムを構築するためには,操作者の運動特性をシステムが学習し,それに基づく力制御が必要不可欠であるが、その運動特性は個人により大きく異なる.この実現のために、以下の研究を行った.(1)表面筋電位(EMG)信号を用いた操作者の運動知覚に基づく力制御個人習熟型パワーアシストシステムの実現においては,物理的な負荷のみではなく,疲労や細かな運動の変化といった運動知覚・運動心理などの主観的な負荷力を考慮しなければならない.本研究では,この主観的負荷力の表現方法としてEMG信号を利用する手法を提案し,主観的負荷力のフィードバックを利用した力制御手法を構築した.結果として,疲労などの影響に応じて,操作者に与える負荷を変更することにより,自然な操作が可能になることが検証された.(2)操作者の運動知覚の解析とモデル化操作者の運動知覚特性,とくに位置,速度,加速度に関する誤差を解析し,その誤差を制御に利用することによって操作者にとって使いやすいパワーアシストシステムが可能となる.手首-ひじの2関節3自由度系を対象とし,それらの相互的な影響について解析・モデル化を行った.さらに,得られたモデルを利用して位置・速度を運動知覚に応じて変更する制御則を構築し,パワーアシストシステムの制御を行った.その結果,タスク実行に関してより高精度・短遂行時間という,操作者にとっては自然な操作系が実現された.(3)パワーアシスト装置の開発と制御パワーアシスト装置として,小型・軽量の装着型1自由度システムと,外部型の1自由度直動運動システムを開発した.また,上で得られた結果を個性習熟型パワーアシスト制御手法として再構成し,このパワーアシストシステムの制御手法として適用した.結果として,操作者の運動知覚を利用し,操作者の自然な動きに追従し力を補助する,個性習熟型パワーアシストシステムが実現された.個性習熟型パワーアシストシステムを構築するためには,操作者の運動特性をシステムが学習し,それに基づく力制御が必要不可欠であるが、その運動特性は個人により大きく異なる.この実現のために、以下の研究を行った.(1)表面筋電位(EMG)信号を用いた操作者の運動知覚に基づく力制御個人習熟型パワーアシストシステムの実現においては,物理的な負荷のみではなく,疲労や細かな運動の変化といった運動知覚・運動心理などの主観的な負荷力を考慮しなければならない.本研究では,この主観的負荷力の表現方法としてEMG信号を利用する手法を提案し,主観的負荷力のフィードバックを利用した力制御手法を構築した.結果として,疲労などの影響に応じて,操作者に与える負荷を変更することにより,自然な操作が可能になることが検証された.(2)操作者の運動知覚の解析とモデル化操作者の運動知覚特性,とくに位置,速度,加速度に関する誤差を解析し,その誤差を制御に利用することによって操作者にとって使いやすいパワーアシストシステムが可能となる.手首-ひじの2関節3自由度系を対象とし,それらの相互的な影響について解析・モデル化を行った.さらに,得られたモデルを利用して位置・速度を運動知覚に応じて変更する制御則を構築し,パワーアシストシステムの制御を行った.その結果,タスク実行に関してより高精度・短遂行時間という,操作者にとっては自然な操作系が実現された.(3)パワーアシスト装置の開発と制御パワーアシスト装置として,小型・軽量の装着型1自由度システムと,外部型の1自由度直動運動システムを開発した.また,上で得られた結果を個性習熟型パワーアシスト制御手法として再構成し,このパワーアシストシステムの制御手法として適用した.結果として,操作者の運動知覚を利用し,操作者の自然な動きに追従し力を補助する,個性習熟型パワーアシストシステムが実現された.個性習熟型パワーアシストシステムを構築するためには,操作者の運動特性をシステムが学習し,それに基づく力制御が必要不可欠である.しかし,その運動特性は個人により大きく異なる.本年度は,とくに操作者の力と位置の感覚の解析を行い,個人差の学習システムの構築を行った.具体的には,以下の二つのサブテーマに関する研究を行った.(1)表面筋電位(EMG)信号信号を用いた操作者の負荷力センサシステムの構築操作者が発生している力は,ひずみゲージなどの力センサで測定することは可能であるが,疲労などの影響による操作者の主観的な負荷は測定不可能である.また、同じ動作を行っていながらも違う筋肉を使うことにより疲労の影響は変化する.したがって,個人習熟型パワーアシストシステムの開発においては,筋肉に与えられる負荷の測定が課題となる.本年度は、EMG信号と力の関係の解析を行い,EMG信号を入力,負荷を出力するニューラルネットワークを構築した.結果として,この手法により個人差への対応を可能とする負荷センサシステムの構築が可能であることを示した.(2)操作者の運動知覚の誤差の解析操作者の運動特性,とくに位置や速度に関する誤差を解析し,その誤差を制御に利用することによって操作者にとって使いやすいパワーアシストシステムの構築が可能となる.ここでは,日常生活で頻繁に用いられる腕,とくにひじ関節に注目し,様々な状況における誤差および個人差の解析を行った.さらに,解析結果を利用した制御則を構築し,パワーアシストシステムの簡単な位置制御を行った.その結果,誤差を許容することにより,操作者にとっては自然であり,パワーアシストシステムにとっては負荷の小さい,すなわち高速な動作が可能なシステムが構築できることを示した.本年度は,以下の三つのサブテーマに関する研究を行った.

(1)表面筋電位(EMG)信号を用いた操作者の運動知覚に基づく力制御個人習熟型パワーアシストシステムの実現においては,物理的な負荷のみではなく,疲労や細かな運動の変化といった運動知覚・運動心理などの主観的な負荷力を考慮しなければならない.本研究では,この主観的負荷力の表現方法としてEMG信号を利用する手法を提案し,主観的負荷力のフィードバックを利用した力制御手法を構築した.結果として,疲労などの影響に応じて,操作者に与える負荷を変更することにより,自然な操作が可能になることが検証された.(2)操作者の運動知覚の解析とモデル化操作者の運動知覚特性,とくに位置,速度,加速度に関する誤差を解析し,その誤差を制御に利用することによって操作者にとって使いやすいパワーアシストシステムが可能となる.本年度は,手首-ひじの2関節3自由度系を対象とし,それらの相互的な影響について解析・モデル化を行った.さらに,得られたモデルを利用して位置・速度を運動知覚に応じて変更する制御則を構築し,パワーアシストシステムの制御を行った.その結果,タスク実行に関してより高精度・短遂行時間という,操作者にとっては自然な操作系が実現された.(3)パワーアシスト装置の開発と制御パワーアシスト装置として,小型・軽量の装着型1自由度システムと,外部型の1自由度直動運動システムを開発した.また,上で得られた結果を個性習熟型パワーアシスト制御手法として再構成し,このパワーアシストシステムの制御手法として適用した.結果として,操作者の運動知覚を利用し,操作者の自然な動きに追従し力を補助する,個性習熟型パワーアシストシステムが実現された.
近代アジアの美術におけるモダニズムの受容

本研究は、東南アジアの近代美術が、とりわけ1960年1980年の西欧モダニズムの本格的な受容の時期に、どのようにモダニズムを受容したのかを、具体的な作品を通して、検証、考察することを目的としている。その時期は、東南アジア各国が独立を果たし、国民国家が形成されていく時期でもあり、その中で、国民文化としての美術が求められたが、他方、国際的な抽象美術運動を背景に、モダニズムの持つ視覚言語の自律性と普遍性を追求することが時代の要請でもあった。そうした相反する方向のなかで、東南アジアの美術家たちが、国際的な普遍性とローカルな固有性のはざまでどのような制作活動を行い、どのような作品をその成果として生み出していったのかを明らかにすることが主要な課題である。具体的な研究成果は、以下の通り。1.東南アジアの1960年80年に活躍した作家の作品について現地調査を行い、作品撮影をし、同時代の資料を収集した。2.現存作家・遺族、関係者へのインタビューを行った。その主要なものは報告書に収録した。3.「アジアのキュビスム」「ベトナム近代絵画展」ふたつの展覧会の企画構成、図録作成に関わり、調査研究を展覧会の形で、広く公開した。(1)インドネシアにおける1950年代から1970年代の美術動向について、西欧モダニズム的な動向とりわけキュビスムに着目し、モダニズムがどのように東南アジアの美術に受容され、それが独自の美術表現を、どのような形で生み出してきたのかを、現存する作品を調査し、現存するアーティストたちにインタビューを行い、二次資料、文献資料を収集することで、明らかにしようとした。(2)インドネシアにおける当該時期の美術動向のうち、モダニズムあるいはキュビスムの拠点となったのはITB:バンドゥン工科大学芸術学部があり、その重要な担い手であったのはオランダ人教師リス・ムルデルとその最初期の教え子たち(アフマド・サダリ、ブット・モフタル、スリハディら)であった。これらの作家の多くは、すでに鬼籍に入っているが、グレゴリウス・シッダルタやA.D.ピロウスに取材をすることができた。また、サダリ、ブットらの遺族が所蔵する作品を調査した。(3)近代美術のコレクターとして、アイプ・ロシディとウイ・ホンジンのコレクションを調査撮影した。(4)これまでほとんど紹介されたことのない、伝説的な画家であり、バンドゥン工科大学とは別の、独学のキュビストであるハンドリオにインタビューし、その作品群を調査撮影した。(5)日本経由のモダニズムに関連して、日本軍政の情宣組織「啓民文化指導所」のバンドゥン支部長バルリにインタビューし、戦前戦後のインドネシアで活躍した日本人画家森錦泉の遺族にインタビューした。本年度の具体的な研究成果は、以下の通り。1.シンガポールの1960年80年に活躍した作家とその作品について現地調査を行い、現存作家・遺族へのインタビューをし、作品撮影を行い、同時代の資料を収集した。(1)シンガポール美術館、NUS美術館(シンガポール大学)、何博士(Dr Ho Kok Hoe)コレクションなどの作品を調査。(2)Lee Boon Wang, Chua Mia Teeふたりの60年代を代表する作家のアトリエを尋ね、インタビューした。60年代、70年代の美術動向について把握した。2.マレーシアの1960年80年に活躍した作家とその作品について現地調査を行い、現存作家・遺族へのインタビューをし、作品損影を行い、同時代の資料を収集した。

(1)クアラルンプール国立美術館、ペナンUSM大学美術館、バレンタイン・ウィリー・ファインアートのコレクションを調査3.「アジアのキュビスム」「ベトナム近代絵画展」ふたつの展覧会の企画構成、図録作成に関わり、展覧会を実見し、アジアにおけるキュビスムの有りようを通してモダニズム受容を考え、ベトナム近代美術の歩みをたどることで、シンガポール・マレーシア両国のモダニズム受容と比較することができた。本研究は、東南アジアの近代美術が、とりわけ1960年1980年の西欧モダニズムの本格的な受容の時期に、どのようにモダニズムを受容したのかを、具体的な作品を通して、検証、考察することを目的としている。その時期は、東南アジア各国が独立を果たし、国民国家が形成されていく時期でもあり、その中で、国民文化としての美術が求められたが、他方、国際的な抽象美術運動を背景に、モダニズムの持つ視覚言語の自律性と普遍性を追求することが時代の要請でもあった。そうした相反する方向のなかで、東南アジアの美術家たちが、国際的な普遍性とローカルな固有性のはざまでどのような制作活動を行い、どのような作品をその成果として生み出していったのかを明らかにすることが主要な課題である。具体的な研究成果は、以下の通り。1.東南アジアの1960年80年に活躍した作家の作品について現地調査を行い、作品撮影をし、同時代の資料を収集した。2.現存作家・遺族、関係者へのインタビューを行った。その主要なものは報告書に収録した。3.「アジアのキュビスム」「ベトナム近代絵画展」ふたつの展覧会の企画構成、図録作成に関わり、調査研究を展覧会の形で、広く公開した。
多様な記憶の共有を目指して－－入市被爆した元看護学生を対象とした聴き取りを通して

戦後70年、戦争体験をめぐる語りの継承が喫緊の課題となっている。長崎においても被爆体験の継承についての考察と実践が始められているが、その困難さを指摘する意見も多い。私は、現在の被爆をめぐる語りの多くが、語り手、語りの内容、様式の各要素において似通っており、聞き手が語り手の個性を感じにくくなっていることが継承を困難と感じさせる一因であると考え、まず、被爆をめぐる語りを多様化させる試みを進めている。本研究では、今まであまり語られてこなかった「救護のために入市被爆した看護学生」による原爆救護とその後の人生史に関する語りを聴き取り、長崎における被爆をめぐる語りに加えること、同時に、看護学生、すなわち専門的な知識やスキルが未熟なうちに看護者として被爆の実相に立ち向かった彼女たちの経験が、その後の人生にどのような影響を与えたのかを検討することを目的とする。平成26年度には、まず、戦時下に日赤看護婦を志願することの示す意味を把握するべく、日本赤十字社の本部、支部、および看護大学などで資料を収集、あるいは、関連の研究会へ参加し意見交換をおこなった。その結果、当時の日赤看護婦たちにとって、「報国恤兵=国に尽す」という日赤の主旨が非常に重要であったことがわかった。他方、長崎にて原爆救護をおこなった元看護婦への聴き取り調査と、入市被爆し救護にあたった元日赤看護学生の家族への聴き取り調査を複数回おこなった。その結果、元看護学生が「救護に行ったので(私は)被爆者ではない」と話していたとの証言を得た。本研究においては、教育途上にあった日赤看護学生が自らを「被爆者」とは異なる位相で捉えていたことを明らかにした。これは「報国恤兵」を躾けられた日赤看護婦を象徴するものとして興味深い。また、この認識が、彼女たちが「語らない」原因となったことも推測できる。
マウス脳機能に及ぼす咀嚼低下の影響-記憶能力発達への影響

「目的」本研究は、咀嚼量を1ヶ月間(短期)と4ヶ月間(長期)変化させた場合、マウス中枢神経系の機能的発達に何らかの影響が発現するかどうかを検討したものである。「方法」咀嚼量を強制的に変えるために、実験群としては通常の固形食群、咀嚼量が少なくなる粉食群、咀嚼量が多くなるバルク食群(非栄養素であるセルロースが混入されているため、より多くの咀嚼量を必要とする固形飼料)の3群を用いた。中枢神経系機能の指標としては、学習・記憶能力の測定と記憶機構と関係が深い脳領域である海馬と大脳皮質のアセチルコリン神経、モノアミン神経系、神経活性アミノ酸濃度の測定を行った。「結果」1.通常の短期固形食群と比較して、短期粉食群の記憶想起能力は有意に低かった。本結果は、幼若期において咀嚼量が少ない場合には,すでに脳に固定されている記憶の想起能力が、固形食群より低下している可能性を示唆している。2.短期固形食群と比較して、咀嚼量が多い短期バルク食群の多重迷路学習能力は有意に高かった。本結果は、咀嚼量を通常よりも増加させた場合には、複雑な学習を消化する能力が、対照群よりも高い可能性を示唆している。3.一方、長期間飼育した場合には、短期間飼育実験で得られた有意な差は認められなかった。本結果は、成長期に認められた能力の違いが成熟後には消失する可能性を示唆している。4.短期間および長期間飼育とも、咀嚼量の違いはマウス大脳皮質と海馬内の神経伝達物質および関連代謝物質量に対して影響を及ぼさなかった。「考察」本研究はマウスで行われたもので、現段階ではヒトに対して直ちに外挿しうる結果ではない。しかし、成長期における咀嚼量の多少が、中枢神経系の機能発達に対して動物実験からでも測定しうる強さの影響を及ぼした結果に関しては、今後さらに研究を行う必要がある。これまでの国内外の諸知見から、ヒトおよび動物の中枢神経機能の発達に関して、咀嚼量の持続的変化は実験的にも検出できる強さの影響を及ぼす可能性が考えられる。そこで、本年度の研究において、中枢神経機能の指標としての記憶能力および記憶機構と関係が深い脳領域である海馬と大脳皮質のアセチルコリン(記憶に関与する中枢神経化学伝達物質)濃度に対する咀嚼量の持続的変化の影響をddY系幼若雄性マウスを用いて検討した。実験群としては、通常の固形飼料で飼育されたマウス群(対照群)、咀嚼量低下群(固形飼料を微細に粉砕して作製した粉末飼料で飼育された群)、咀嚼量増加群(非栄養素であるセルロースの混入により、より多くの咀嚼量を必要とするバルク固形飼料で飼育された群)の3群で、各群間の記憶能力に差があるか否かについて,三つの異なる記億(想起記憶,短期記億,空間認知記憶)を測定した。迷路実験の終了後に屠殺して摘出した海馬と大脳皮質のアセチルコリン濃度の変化に関しては、現在測定中である。(結果と考察)(1)咀嚼量低下群における記憶想起能力と

(2)咀嚼増加群における多重迷路学習能力に関して、対照群の間に統計学的に有意な差が認められた。(1)の結果は幼若期において咀嚼量を低下させた場合には,学習された記憶の思いだし能力が低下する可能性を,(2)の結果は比較的短期間でも咀嚼量を増加させた場合には、学習能力が向上する可能性があることを示唆するものである。すなわち、本実験の結果は咀嚼量の多少が中枢神経系の機能の発達と維持に対して影響を及ぼすとした先人の諸知見をさらに裏付けるものである。本研究では、咀嚼量を一定期間持続的に変化させた場合、マウス中枢神経系の機能に何らかの影響が発現するかを検討した。咀嚼量を強制的に変えるために、実験群としては、通常の固形飼料飼育の普通食群、咀嚼量が少ない粉食群、咀嚼量が多いバルク群(非栄養素であるセルロースの混入により、より多くの咀嚼量を必要とするバルク固形飼料で飼育された)の3群を用いた。中枢神経系の機能指標としては、行動学的な記憶能力の測定と記憶機構と関係が深い脳領域である海馬と大脳皮質のアセチルコリン(ACh、記憶に関与する中枢神経化学伝達物質)濃度の測定を行った。本研究で得られた結果は以下のとおりである。(1):通常の短期普通食群と比較して、短期粉食群の記憶想起能力は有意に低い。本結果は、幼若期において咀嚼量が少ない場合には,すでに脳に固定されている記憶を思いだす能力が、普通食群より低下している可能性を示唆している。(2):通常の短期普通食群と比較して、咀嚼量が多い短期バルク食群の多重迷路学習能力は有意に高い。本結果は、咀嚼量を通常よりも増加させた場合には、複雑な学習内容を消化する能力が、対照群よりも高い可能性を示唆している。(3):一方、長期間飼育した場合には、短期間飼育実験で得られた有意な差が認められない。本結果は、成長期に認められた能力の違いが成熟後には消失する可能性を示唆している。(4):短期間飼育(1ヶ月)および長期間飼育(4ヶ月)とも、咀嚼量の相違は海馬と大脳皮質のACh濃度に影響を及ぼさない。本研究はマウスで行われたもので、現段階ではヒトに対して直ちに外挿しうる結果ではない。しかし、マウスとはいえ、成長期における咀嚼量の多少が、中枢神経系の機能発達に対して、動物実験からでも測定しうる強さの影響を及ぼした結果に関しては、今後さらに研究を行う必要があると考える。
地球化学モデリングによる環境循環型建設材料の二次生成相と強度の予測

様々な産業副産物や廃棄土壌を用いて作成する建設材料を"環境循環型建設材料"と名付けている。その適用促進には強度予測が有効であるため、今年度は土壌と産業副産物の相互作用において着目すべき強度発現の促進因子・阻害因子の解明に取り組んだ。本年度は、港湾や水路において発生する浚渫土と製鉄過程から発生する製鋼スラグの混和より作成される建設材料を研究対象とした。第一に、この混合土に対し、混合土を作成するためのサンプルを選定し、製鋼スラグに対しては構成鉱物を、浚渫土に対しては鉱物・粘土鉱物・非晶質無機物質に対するキャラクタリゼーションを実施した。混合土を作成し、一軸圧縮強度試験を実施した。強度発現の促進因子の一つとして明らかになった、浚渫土に含有される非晶質物質量の二次生成物生成量への影響を論文化した。また、有機物の強度発現の阻害因子の解明に取り組んだ。セメント改良土に対する先行研究においては、有機物によるpH緩衝や二次水和生成物に対するCa2+の供給阻害が強度発現の阻害機構とされていたが、本研究で使用した混合土間には強度に大きな違いが認められる系の間でもpHの差異は認められず、全混合土の組み合わせにおいてCa2+は製鋼スラグより溶解していると認められた。土壌中の有機物に対するさらなる分析を実施するために、土壌中の有機物を抽出・精製した。これは天然の土壌を対象とする建設材料を取り扱う研究の中で初めての試みである。その構造や元素分析から、強度発現に乏しい土壌に含まれる有機物の構造の特徴が解明されつつあり、有機物中の強度発現の阻害因子を紐解くための研究が大きく前進した1年となった。年次計画に記載するように、1年目においては:1)分析に供するサンプルの選定を実施した。2)出発物質の構成鉱物、非晶質無機物質のキャラクタリゼーション及び定量を実施した。土壌が含有する鉱物と粘土鉱物、及び非晶質な無機物質の同定をし、非晶質無機物質、すなわち非晶質シリカに対する定量は溶出試験を用い実施した。3)に記載するSEMやEPMAによる混合土のマトリックス観察については、マトリックス中の微小粒子をピックアップしTEMから鉱物を同定する、という内容に変化したものの混合土中に存在する鉱物に対する分析は実施している。4)使用している産業副産物のキャラクタリゼーションをX線回折分析にて実施した。5)混合土を作成する際に使用した有機物のカルシウムシリケイト水和物生成への影響に関する分析は予定以上に進んでいる。有機物のpH緩衝能による非晶質シリカの溶解遅延としてのカルシウムシリケイト水和物生成阻害は見受けられなかったが、他にもセメント化学分野で議論される有機物の持つ官能基によるカルシウムシリケイト水和物生成阻害機構から学び、本供試体中で生じている地球化学反応においても有機物による類似する阻害機構があるのかどうかを確認している。土壌からInternational Humic Substance Society(IHSS)に記載される土壌有機物抽出法にのっとり有機物を抽出・精製し、その構造及び含有する元素量、官能基等を分析し、現在は合成試験による有機物の官能基別の二次生成物生成阻害を実験的に検証している段階である。上述するように、1年目の進捗は概ね計画通りであった。平成31年度において、有機物の二次生成物生成阻害機構を解明する。土壌に含まれるバルクの有機物に対する分析や、IHSSにより定義される有機物抽出法に則り、抽出できる全ての有機物分画に対してその組成分析を実施して浚渫土-製鋼スラグ混合土の強度発現傾向との相関を明らかにする。同時に、実土壌と製鋼スラグの相互作用を模擬する、有機物試薬を添加したカルシウムシリケイト水和物の合成試験により、有機物の二次生成物の生成阻害因子を定量的に明らかにする。合成物質に対し構成鉱物、非表面積、表面電荷、また可能であれば有機物官能基とCa,Siのマッピングによるそれぞれの相対位置の解明を実施する。溶液に対しては溶液分析から熱力学的考察を実施し、固相、液相の双方から有機物の混合土の強度発現の寄与を解明する。上述される点が全て実施された暁には、土壌有機物に対する分析と強度発現の相関性を示す"製鋼スラグ-浚渫土混合土中における有機物の強度発現の阻害メカニズム"と、有機物がカルシウムシリケイト水和物の生成をどのように阻害しているかを示す"土壌有機物によるカルシウムシリケイト水和物の生成阻害"の2本の論文を投稿したい。平成31年度後半においては、有機物によるカルシウムシリケイト水和物の生成阻害機構を地球化学モデルに取り組み、浚渫土と製鋼スラグの地球化学的な相互作用を統合的に評価する基盤の作成の実施に取り掛かることを目標とする。

強度発現の促進因子の一つとして明らかになった、浚渫土に含有される非晶質物質量の二次生成物生成量への影響を論文化した。また、有機物の強度発現の阻害因子の解明に取り組んだ。セメント改良土に対する先行研究においては、有機物によるpH緩衝や二次水和生成物に対するCa2+の供給阻害が強度発現の阻害機構とされていたが、本研究で使用した混合土間には強度に大きな違いが認められる系の間でもpHの差異は認められず、全混合土の組み合わせにおいてCa2+は製鋼スラグより溶解していると認められた。土壌中の有機物に対するさらなる分析を実施するために、土壌中の有機物を抽出・精製した。これは天然の土壌を対象とする建設材料を取り扱う研究の中で初めての試みである。その構造や元素分析から、強度発現に乏しい土壌に含まれる有機物の構造の特徴が解明されつつあり、有機物中の強度発現の阻害因子を紐解くための研究が大きく前進した1年となった。年次計画に記載するように、1年目においては:1)分析に供するサンプルの選定を実施した。2)出発物質の構成鉱物、非晶質無機物質のキャラクタリゼーション及び定量を実施した。土壌が含有する鉱物と粘土鉱物、及び非晶質な無機物質の同定をし、非晶質無機物質、すなわち非晶質シリカに対する定量は溶出試験を用い実施した。3)に記載するSEMやEPMAによる混合土のマトリックス観察については、マトリックス中の微小粒子をピックアップしTEMから鉱物を同定する、という内容に変化したものの混合土中に存在する鉱物に対する分析は実施している。4)使用している産業副産物のキャラクタリゼーションをX線回折分析にて実施した。5)混合土を作成する際に使用した有機物のカルシウムシリケイト水和物生成への影響に関する分析は予定以上に進んでいる。有機物のpH緩衝能による非晶質シリカの溶解遅延としてのカルシウムシリケイト水和物生成阻害は見受けられなかったが、他にもセメント化学分野で議論される有機物の持つ官能基によるカルシウムシリケイト水和物生成阻害機構から学び、本供試体中で生じている地球化学反応においても有機物による類似する阻害機構があるのかどうかを確認している。土壌からInternational Humic Substance Society(IHSS)に記載される土壌有機物抽出法にのっとり有機物を抽出・精製し、その構造及び含有する元素量、官能基等を分析し、現在は合成試験による有機物の官能基別の二次生成物生成阻害を実験的に検証している段階である。上述するように、1年目の進捗は概ね計画通りであった。平成31年度において、有機物の二次生成物生成阻害機構を解明する。土壌に含まれるバルクの有機物に対する分析や、IHSSにより定義される有機物抽出法に則り、抽出できる全ての有機物分画に対してその組成分析を実施して浚渫土-製鋼スラグ混合土の強度発現傾向との相関を明らかにする。同時に、実土壌と製鋼スラグの相互作用を模擬する、有機物試薬を添加したカルシウムシリケイト水和物の合成試験により、有機物の二次生成物の生成阻害因子を定量的に明らかにする。合成物質に対し構成鉱物、非表面積、表面電荷、また可能であれば有機物官能基とCa,Siのマッピングによるそれぞれの相対位置の解明を実施する。溶液に対しては溶液分析から熱力学的考察を実施し、固相、液相の双方から有機物の混合土の強度発現の寄与を解明する。
単為生殖虫を標的としたゲノム編集法の確立とそれに基づく昆虫細胞内共生系の基盤解明

本研究計画の目標は、CRISPR/Cas9システムに立脚し、生体エレクトロポレーションにより核酸導入効率を最大化することで、エンドウヒゲナガアブラムシ単為生殖虫の生殖系列を標的としたゲノム編集法を確立することである。平成28年度には、生体エレクトロポレーションの条件を検討するとともに、共生細菌Buchneraの分裂制御に関わると目されるX1遺伝子に対応するgRNAおよびCas9 mRNAを調製した。平成29年度は、得られたgRNAとCas9 mRNAを単為生殖雌成虫の血体腔内にCellTram vario(Eppendorf)システムを用いてインジェクトし、生体エレクトロポレーションにより細胞内への取込促進を図った後、次世代虫での変異の導入効率を検証したが、変異の導入された個体は得られなかった。これを踏まえ、平成30年度は、生体エレクトロポレーションの条件を再検討するとともに、ゲノム編集についてより多くの試行を重ねた。変異の検出については、gRNAとCas9 mRNA投与虫より産出された幼虫各個体より触覚の一部を切除して個別にゲノムDNAを抽出し、変異導入の標的配列を含む領域をPCR増幅ののち、産物を変性・アニーリングし、Guide-it Resolvase(Clontech/Takara)による切断処理後、アガロースゲル電気泳動により切断の有無、すなわち変異導入の有無を判定した。変異導入個体が検出された際は、同個体やその子孫について、タンパク質X1に対する免疫組織化学をはじめとする各種解析を行うことで、共生系への影響を精査する予定であるが、これまでのところ変異の導入された個体は得られていない。実験作業は当初計画に基づき遂行されているものの、現在までのところ変異の導入された個体が得られていない。このため、計画は遅れていると判断せざるを得ない。実験の各過程について条件を再検討するとともに、より多くの試行を重ねることで、変異導入個体の獲得を目指す。エンドウヒゲナガアブラムシ単為生殖雌成虫の体腔内にStemMACS eGFP mRNA溶液をインジェクトし、生体用エレクトロポレーターを用いて、様々な電圧・パルスパターンの電気刺激を与えた後、蛍光顕微鏡観察により蛍光を検出し、核酸導入効率の至適条件を決定した。次に共生細菌Buchneraの分裂面にリング状の構造を形成するタンパク質X1をコードする遺伝子に注目し、これに対応するガイド配列を複数設計・合成し、gRNA発現プラスミドに挿入した。一般に生殖細胞特異的に発現するとされるvasa mRNAの非翻訳領域をCas9 ORFの両端に連結することで、Cas9ヌクレアーゼの生殖細胞特異的な発現を目指した。エンドウヒゲナガアブラムシではvasa遺伝子が4コピー存在し、とくにApvasa1の発現レベルが最も高いため、同遺伝子の非翻訳領域を用いた。構築したRNA発現用プラスミド(pDR274_ApX1 / pGEM_Apvasa1_Cas9)をDraI処理し、mMessage mMachine T7 Transcription Kitを用いて、投与に用いるgRNAおよびCas9 mRNAを調製した。その後、Cas9 mRNAについては、Poly(A) Tailing Kitを用いて3'末端にPoly(A) Tailを付加した。こうして得られたgRNAとCas9 mRNAの混合溶液をエンドウヒゲナガアブラムシ単為生殖雌成虫の体腔内にインジェクトし、至適条件の電気パルス刺激を与えた。溶液組成については、オオミジンコにおいて、gRNA: 50ng/uL、Cas9 mRNA: 500ng/uLの濃度比率において最も高いノックアウト効率が報告されているため、まずはこの組成を試用した。ほぼH28年度の研究計画どおりの実験作業を進めることができたため、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断される。これを踏まえ、平成29年度は、得られたgRNAとCas9 mRNAを単為生殖雌成虫の血体腔内にCellTram vario(Eppendorf)システムを用いてインジェクトし、生体エレクトロポレーションにより細胞内への取込促進を図った後、次世代虫での変異の導入効率を検証した。具体的には、上記処理虫より産出された幼虫各個体より触覚の一部を切除して個別にゲノムDNAを抽出し、変異導入の標的配列を含む領域をPCR増幅ののち、産物を変性・アニーリングし、Guide-it Resolvase(Clontech/Takara)による切断処理後、アガロースゲル電気泳動により切断の有無、すなわち変異導入の有無を判定した。実験作業は当初計画通り順調に遂行されているものの、現在までのところ変異の導入された個体が得られていない。このため、計画はやや遅れていると判断される。

平成28年度には、生体エレクトロポレーションの条件を検討するとともに、共生細菌Buchneraの分裂制御に関わると目されるX1遺伝子に対応するgRNAおよびCas9 mRNAを調製した。平成29年度は、得られたgRNAとCas9 mRNAを単為生殖雌成虫の血体腔内にCellTram vario(Eppendorf)システムを用いてインジェクトし、生体エレクトロポレーションにより細胞内への取込促進を図った後、次世代虫での変異の導入効率を検証したが、変異の導入された個体は得られなかった。これを踏まえ、平成30年度は、生体エレクトロポレーションの条件を再検討するとともに、ゲノム編集についてより多くの試行を重ねた。変異の検出については、gRNAとCas9 mRNA投与虫より産出された幼虫各個体より触覚の一部を切除して個別にゲノムDNAを抽出し、変異導入の標的配列を含む領域をPCR増幅ののち、産物を変性・アニーリングし、Guide-it Resolvase(Clontech/Takara)による切断処理後、アガロースゲル電気泳動により切断の有無、すなわち変異導入の有無を判定した。変異導入個体が検出された際は、同個体やその子孫について、タンパク質X1に対する免疫組織化学をはじめとする各種解析を行うことで、共生系への影響を精査する予定であるが、これまでのところ変異の導入された個体は得られていない。実験作業は当初計画に基づき遂行されているものの、現在までのところ変異の導入された個体が得られていない。このため、計画は遅れていると判断せざるを得ない。タンパク質X1コード遺伝子のgRNAとCas9 mRNAを投与した単為生殖雌成虫から産出されたアブラムシ幼虫全頭について触角の一部を切除してゲノムDNAを抽出し、変異導入の標的領域をPCR増幅する。増幅産物の変性、アニーリングの後、Guide-it Resolvaseによる切断処理を行い、アガロースゲル電気泳動により切断断片を確認することで変異を検出する。一方、もしくは両方のアリールの破壊が確認された個体やその子孫について、タンパク質X1に対する免疫組織化学をはじめとする各種解析を行うことで、共生系への影響を精査する。また、エンドウヒゲナガアブラムシのゲノム情報に基づき、オフターゲット効果のリスクが想定される領域についても変異導入の有無を検証する。順次、X1以外の遺伝子についてもノックアウト実験を進め、それぞれの遺伝子の機能解析を行う。生体エレクトロポレーションの条件を再検討するとともに、より多くの試行を重ねることで、変異導入個体の獲得を目指す。実験の各過程について条件を再検討するとともに、より多くの試行を重ねることで、変異導入個体の獲得を目指す。年度末に不足額が生じないよう、慎重な予算執行を心がけたため。慎重な予算執行に努めたため。慎重な予算執行を心がけたため。各種消耗品などに使用予定。
都市域における残存樹林の構造とその環境保全及び風致的効果に関する研究

都市域に残存する社寺林や河辺林などの樹林や植栽・造成された樹林は、都市域における自然的環境の保全と風致や、都市緑化のうえで貴重な存在であり、また、文化的遺産ともいえる。この研究の目的は、このような都市域の残存樹林や造成樹林に関して、その環境保全効果および風致的効果を明らかにし、これらの樹林の保全とレクリエーション利用などの活用計画のための基礎的資料を得るところにある。この研究の成果としては、まず、ランドサットTMデータにより、京阪神都市域における緑地、樹林地の分布状況を概査し、データを処理して画像化した。そのうちとくに、京都市域の平地の残存樹林について、地上の調査と地図などの資料に基づき、その分布を明らかにした。一方、京都市民の緑の満足度に関するアンケート調査の分析を通して緑地に対する満足度とその風致的効果について検討した。とくにここでは、残存する樹林地の風致的効果が大きいことが確認された。つぎに、これらの樹林のうち、京都市内に調査樹林を設定し、その樹林構造を調べるとともに、環境保全効果、とくに微気象の緩和効果について測定を行なった。そこでは樹林構造と微気象の緩和効果との関係が明らかにされるとともに、樹林の内外の地表状況と微気象の緩和効果との関係についてもとりまとめられた。さらに、京阪神の樹林地や緑地のうち、大規模開発にともなって造成された樹林地について、その樹木の生育と土壌状況について調査を行ない、樹林造成に関するいくつかの緑化工学的知見を得た。最後に、樹林の風致的効果の一要素として、樹木葉の色彩学的特色、とくに紅葉期の色彩の変化について樹種特性を明らかにした。以上のように、都市域における樹林の環境保全および風致的効果について成果を挙げることができ、最終年度にとりまとめた。本年度は、まず、予備的に一部現有のランドサットTMデ-タ、航空写真および地形図より京都府南部および滋賀県南西部における樹林地の分布調査を行ない、それらの樹林地の都市部における地上概査を試みた。その結果えられた残存樹林のうち,京都府南部の常緑樹林(神社林)の植生相観調査とレクリエ-ション状況調査を行ない、都市域内での樹林として評価され、有効にレクリエ-ション利用されていることが判明した。購入した京阪神都市域のランドサットTMデ-タおよび航空写真による解析は現在進行中であり、残存林の分布などこれに関連した調査はひきつづき行なっている。つぎに環境保全効果のひとつの側面として、樹林の内外、樹林林縁から樹林内への位置および樹林内の高さのちがいによる気温、風速,湿度光量子量,放射熱量など微気象の測定を行ない、その時間変化のデ-タをえた。今回は密生樹林をとりあげて測定を実施したが、その結果,樹林内の気温、風速,湿度などには差が小さく,また,樹林の内外の差は密生林であるためか、樹林内の温度や湿度が相対的に高いという傾向がみられた。これによって樹林密度が林内レクリエ-ション利用の環境保全効果のうえで、重要な要素であることが推測された。密度の異なる樹林を選定して同様の測定をひきつづき行なっていく。最後に、京都市内で7月から12月まで3千種の樹種を選び、葉色の色彩変化を測定した。その結果,紅葉期の変化として,色相,明度,彩度の点から樹種別の変化パタ-ンの違いが明らかとなり、色相の点で3種類,明度と彩度から4種類の類型化が可能となった。来年度は、残存樹林の分布状況,樹林構造,生育状況等の調査,微気象の測定をひきつづき行なうとともに,樹林の変遷や利用・意識調査などを実施する予定である。

本年度は、まず、京都市内の神社林における環境保全効果のひとつの側面としての、林内、林外の微気象の変化について調査を行なった。この調査は2つに大別される。その1は林分構造の異なる2つの樹林についての徴気象の変化を比較したものであり、その2は街路、園路、疎林など空間構造のちがいによる微気象の変化を調べたものである。まず、林分構造のちがいによる比較の結果、疎林では密生林に比べ、昼間の気温が高く、夜間では密生林が高くなり、林分構造のちがいによって気温が昼夜で逆転することが判明した。このことは、樹冠の存在が夜間の地表からの熱放射を妨げることが予想できた。また、疎林よりも密林の方が風速は小さく、値も安定していた。次に空間構造のちがいによる微気象の比較については、市街地から、住宅地を経て樹林に入り、それを抜けて再び住宅地に出る、一本の長さ200mのラインを設定し、5mおきに測点をとって気温、相対湿度、風速、日射(放射熱、光量子)、地表温度を地上1.5mで測定した。その結果、夏には住宅地や街路にくらべ各因子とも、樹林内で著しく低下したが、冬には樹林内の方が高かった。また、樹林にはさまれた空地や園路では、上部に樹冠がないにもかかわらず、気温や地表面温度の低下がみられた。これは樹林の帯にはさまれていて、外部の街路や道より低下したものと考えられる。概して、樹林から遠ざかるほど、気温が上昇し、樹林でも内側ほど、気温の低下がみられ、樹林の都市における環境保全効果が明らかとなった。来年度は残存樹林の分布やその構造について調査し、またこれまでの調査結果について、とりまとめを行う予定である。本年度は最終年度であるため、調査研究が遅れていた部分を補足調査した。それとともに、これまで行なってきた調査結果をいくつかの論文にとりまとめる作業を行なった。具体的には、まず、京阪神における残存樹林や緑地の状況を調査するためのランドサットTMデータの画像処理のうち一部を補足的に実施して、調査を補完した。それに基づき、神戸市域の緑地における造成樹林について、樹林構造、樹木の生育状況、土壌の物理性などについて調査を行ない、造成樹林の緑化工学的知見を得た。つぎに、樹林の風致的効果の一要素としての樹木葉の色彩の変化について、これまで行なってきた調査研究を一部補足するため、あらたに樹種および調査木を選定して調査を行なった。これらの本年度の調査結果とこれまでの成果をもとにして、以下のように、最終年度の報告書としてとりまとめる作業を行なった。第1章京の森-京都市域の森林と平地残存林の分布-衛星画像、航空写真、地図、現地調査、古絵図により京都市域の平地残存林の分布をとりまとめた。第2章京都市民の緑の満足度-樹林地の風致的効果-京都市民のアンケート調査を解析し樹林地の風致的効果を確認した。第3章残存林の微気象の緩和効果残存樹林に調査地を設定し、樹林構造および樹林内外の地表状況と微気象の緩和効果の関係を明らかにした。第4章神戸市における造成樹林の生育と土壌の物理性神戸市総合運動公園を事例に樹林の生育と土壌状況を明らかにした。第5章樹木葉の色彩学的特性紅葉期の葉色の変化について調査し、樹種の特性を整理した。
新しいX線光電子顕微鏡を用いた表面反応プロセスのリアルタイム解析に関する研究

固体表面の化学反応は、基礎的・応用的な観点から今日もっとも注目されている化学現象の一つである。本研究の目的は、新しい原理に基づくX線光電子顕微鏡(XPEEM)を開発して反応中の表面をその場観察し、表面上の化学種の動きをリアルタイムに追跡することである。そのための手段として、既存の低速電子顕微鏡(LEEM)を基本にして、新しいXPEEM装置を設計・製作した。LEEM装置の顕微鏡部に電子エネルギー弁別器(ウィーンフィルター)を付加することによって、X線励起による光電子をエネルギー弁別したうえで空間分析を高分解能で測定し、固体表面の元素別、あるいは化学状態別の分布図をリアルタイムに記録できるように設計した。これまでに、エネルギー弁別器の取付とたち上げが完了し、現在、XPEEMシステムとしての最適化を行っている。その過程で、シリコン表面のX線励起による全光電子像(位置分解能1μm)と、金4f光電子のエネルギースペクトルの測定に成功している。XPEEM装置の製作と平行して、二酸化チタン単結晶表面上に蒸着した金属原子・吸着分子の加熱・気相分子共存下における反応過程を走査トンネル顕微鏡(STM)を用いてリアルタイム観察した。また、タングステン層を埋め込んだシリコンウェファー上にSiO_2薄膜を作成し、さらに銅超微粒子をスピンコートすることによって担持金属触媒のモデル表面を作成した。埋め込まれたタングステン層によって吸着分子の赤外吸収が増強され、通常不可能な反射吸収測定によって吸着分子の振動状態を解析できることを実証した。これらの手法にXPEEMを組み合わせ相補的に用いることによって、これら表面の元素分布あるいは化学状態分布の動きを、反応中に可視化することをめざす。LEEM装置の顕微鏡部に電子エネルギー弁別器(ウィーンフィルター)を付加することによって、X線励起による光電子をエネルギー弁別したうえで空間分布を高分解能で測定し、固体表面の元素別、あるいは化学状態別の分布図をリアルタイムに記録できるよう設計した。
アルツハイマー病の客観的診断を目的としたトランスポーターマッピング剤の開発

我々はアルツハイマー病を核医学的手法を用いて客観的に診断することを目的として、アセチルコリントランスポーター(VAChT)イメージンク剤の開発研究を行っており、これまでに、(-)-m-iodovesamicol((-)-mIV)を開発してきた。しかし、(-)-mIVがVAChT以外にσ-受容体(σ-1、σ-2)にも結合することがわかり、今回、(-)-mIVに替わる新しいVAChTイメージング剤の開発の検討を行った。その結果、(-)-o-iodoesamicol((-)-oIV)はvesamicolと同様にVAChTに対して高い親和性を有し、また、σ-1レセプターに対する親和性が(-)-mIVより10倍以上低く、同様に、σ-2レセプターに対する親和性も(-)-mIVより8倍以上低いことがわかった。標識法は硫酸アンモニウムを触媒とする交換反応により行った結果、放射化学的収率:49-75%、比放射能:580-1174GBq/mmo1、放射化学的純度95%以上で標識できた。また、ラットを使った体内分布およびオートラジオグラフィ実験の結果、放射性ヨウ素標識(-)-oIVはvesamicolと同様の脳内分布・挙動を示すことが確認された。さらに、イボテン酸により右側前脳基底部を破壊することにより作製したアルツハイマー性痴呆モデルラットを用いて、アルツハイマー病の客観的診断薬となりうるか検討した。その結果、^<125>I-(-)-oIVは大脳皮質の前頭葉、頭頂葉および側頭葉で破壊側が健側に比べ集積が約1520%減少していた。一方、海馬、線条体、視床および扁桃核群では集積の減少は見られなかった。以上、in vitro及びin vivo実験の結果から、放射性ヨウ素標識(-)-oIVはアルツハイマー病の診断の客観的な指標となりうるアセチルコリントランスポーター(VAChT)イメージンク剤としての可能性が示唆された。我々はこれまでにアルツハイマー病を含む痴呆疾患の核医学的手法による客観的診断を目的として、シナプス小胞アセチルコリントランスポーター(VAChT)の画像化を目指し、放射性ヨウ素標識(-)-m-iodovesamicol((-)-mIV)を合成し、その有用性を示してきた。一方、基本化合物であるvesamicolおよび(-)-mIVが脳内でVAChT以外にハロペリドールにより特異的に阻害される脳内結合部位にも結合することがわかった。そこで、VAChTのみに特異的に結合する放射性薬剤の開発を目指し、本年度はvesamicol類に見られる2つの結合部位の脳内部位別分布およびアセチルコリントランスポーター(VAChT)にのみ特異的に結合するvesamicol類の開発について検討した。その結果、2つの結合成分の存在比はラット脳の部位により大きく異なり、線条体ではVAChT(成分1)と成分2の比が5:1とVAChT(成分1)が多く、反対に小脳ではその比が1:4と成分2のほうが多かった。このことから大脳皮質と小脳と[^3H]vesamicolを用いたインビトロ薬物阻害実験により、VAChTに特異的に結合するvesamicol類似体の合成を検討した。

その結果、(-)-oIVが線条体でIC_<50>値が(-)-mIVと同じで、小脳では(-)-oIVのIC_<50>値が(-)-mIVに比べ4倍大きな値であった。このことから(-)-oIVは(-)-mIVよりVAChTに対する結合特異性に優れており、放射性ヨウ素標識(-)-oIVが(-)-mIVより結合特異性に優れたアセチルコリントランスポーターマッピング剤の可能性が示唆された。今後、学習障害モデルラットを用いて、二つの結合成分の分布変化ならびに放射性ヨウ素標識(-)-oIVの痴呆診断薬としての可能性を検討していく予定である。我々はアルツハイマー病を含む痴呆を核医学的手法を用いて客観的に診断することを目的として、アセチルコリントランスポーター(VAChT)イメージング剤の開発研究を行っている。昨年度までに、我々は以前に開発したして(-)-m-iodovesamicol((-)-mIV)に替わる新しい(-)-o-iodovesamicol((-)-oIV)のアセチルコリントランスポーター(VAChT)イメージング剤としての可能性をin vitro的に検討してきた。今回、我々はさらに、基本化合物であるvesamicolが結合するとされるσレセブターに対する親和性についても検討した。その結果、σ-1レセブターに対する(-)-oIVのIC50値はvesamicolと同じく、(-)-mIVより10倍以上高値を示し、σ-1レセブターに対する結合性が(-)-mIVに比べてかなり低いことがわかった。同様に、σ-2レセブターに対する親和性も(-)-oIVは(-)-mIVより8倍以上親和性が低いことがわかった。次に、(-)-oIVの放射性ヨウ素標識化を検討した。標識法は硫酸アンモニウムを触媒とする交換反応により行った。その結果、放射化学的収率:49-75%、比放射能:580-1174GBq/mmol、放射化学的純度95%以上で標識できた。さらに、ラットを使った体内分布およびオートラジオグラフィ実験の結果、放射性ヨウ素標識(-)-oIVはvesamicolと同様の脳内分布・挙動を示すことが確認された。以上のことから、放射性ヨウ素標識(-)-oIVはin vitroだけでなくin vivo的にもvesamicolと同様にVAChTに特異的に結合し、優れたアセチルコリントランスポーター(VAChT)イメージング剤に成りうる可能性が示された。今後、学習障害モデルラットを用いた放射性ヨウ素標識(-)-oIVの痴呆診断薬としての可能性を検討していく予定である我々はアルツハイマー病を核医学的手法を用いて客観的に診断することを目的として、アセチルコリントランスポーター(VAChT)イメージング剤の開発研究を行っている。昨年度までに、in vitro及びin vivo実験の結果、我々は以前に開発したして(-)-m -iodovesamicol((-)-mIV)に替わる新しい(-)-o-iodovesamicol((-)-oIV)がVAChTに対して高い親和性を有し、さらに他の受容体、特に、vesamicol類似体に見られたσ-受容体(σ-1、σ-2)に対する親和性が低いことからVAChTにのみ特異的に結合するアセチルコリントランスポーター(VAChT)イメージング剤としての可能性を示した。今回、我々はさらに、イボテン酸により右側前脳基底部を破壊することにより作製したアルツハイマー性痴呆モデルラットを用いて、アルツハイマー病の客観的診断薬となりうるか検討した。実験はモデルラットおよびイボテン酸の変わりに生理食塩水を注入したシャムラットに^<125>I-(-)-