hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蘇生後肺傷害に対する細胞膜透過性をターゲットとした新しいショック早期鎮静治療戦略

本研究は、ショック早期より投与する鎮静剤がALI/ARDSの新しい治療的戦略となることを、出血性ショックモデルを用いて分子細胞レベルのメカニズムの解明し臨床応用できるかどうかを検討することを目的としている。本研究計画は平成28年度から30年度の3年間とし、平成30年は、平成29年に引き続きラットALI/ARDSモデルにおいて、デクスメデトミジンのALI/ARDS発症に対する保護効果のメカニズムを、内皮細胞のglycocalyx障害として検討を行った。平成28、29、30年の結果として、出血性ショック蘇生ラットを晶質液で蘇生することによりALI/ARDSが発生し、デクスメデトミジンを投与することにより、蘇生ラットでの肺の炎症性メディエーターtumor necrosis factor-a (TNF-a)、induciblenitric oxidesynthase (iNOS) mRNA遺伝子発現の増強の低下、肺水腫の指標であるWet/Dry ratioの改善、HE染色による組織所見では炎症細胞の集積、浮腫、出血などの肺傷害の所見の改善が得られることが分かった。これらの結果より、出血性ショック後の晶質液による蘇生によりALI/ARDSが発生し、鎮静剤であるデクスメデトミジンを投与することによりALI/ARDSが改善することが確認できた。しかしながら、デクスメデトミジンの保護効果のメカニズムとして、組織評価、遺伝子発現等による検討ではメカニズムとしての結論に至らなかった。さらなる検討評価を行うとともに、ショック蘇生後に使用する鎮静剤の種類によるALI/ARDS発症に対する保護効果について、鎮静剤の作用機序、作用部位の違いによる肺保護のメカニズムを検討することとした。ラット出血性ショック蘇生後ARI/ARDSモデルにおいて、晶質液による蘇生によりALI/ARDSが発生し、デクスメデトミジンの抗炎症効果、肺保護効果は明らかにできたが、そのメカニズムについては明らかになっていない。デクスメデトミジン投与による保護効果のメカニズムについては明らかにならなかったため、引き続き分子生物学的検討によりメカニズムを検討するとともに、蘇生時に使用する鎮静剤の種類により肺保護の違いがあるかどうかを検討し、鎮静剤の作用機序、作用部位の違いによる肺保護のメカニズムを検討する予定である。本研究計画は平成28年度から30年度の3年間とし、平成28年はラットALI/ARDSモデルの作製手技の確立と蘇生時の晶質液投与が蘇生肺に及ぼす影響についても検討を行った。また、蘇生時デクスメデトメジン投与におけるバイタル等の変化についても検討を行った。平成28年の結果として、当グループにおいて長年行っている出血性ショック蘇生ラットの手技を応用し、晶質液を投与することによりラットは蘇生可能なことが可能であることが確認できた。また、蘇生ラットでの肺の炎症性メディエーターtumor necrosis factor-a (TNF-a)、inducible nitric oxidesynthase (iNOS) mRNA遺伝子発現の増強が認められ、肺水腫の指標であるWet/Dry ratioの上昇、HE染色による組織所見では炎症細胞の集積、浮腫、出血などの肺傷害の所見が認められた。これらの結果より、出血性ショック後の晶質液による蘇生によりALI/ARDSが発生することが確認できた。このことは、救急外来における初期輸液の晶質液が、蘇生後ALI/ARDSを起こしうることを示唆することであり、今後の研究に有用な結果であると考える。一方で、デクスメデトミジンの副作用に、徐脈、血圧低下などの循環抑制があるが、蘇生時にデクスメデトメジンを投与しても、循環抑制など合併症を来すことなく安全に投与できることが確認できた。このことは、現在集中治療領域のみで使用されるデクスメデトミジンの投与が、救急蘇生時にも安全に使用できる鎮静剤であることを意味し有用な結果であると考える。ラット出血性ショック蘇生後ARI/ARDSモデルにおいて、晶質液による蘇生によりARI/ARDSが発生することはできたが、デクスメデトミジンの抗炎症効果、肺保護効果は現時点では明らかになっていない。本研究計画は平成28年度から30年度の3年間とし、平成29年はラットALI/ARDSモデルにおいて、デクスメデトミジンのALI/ARDS発症に対する保護効果のメカニズムを、内皮細胞のglycocalyx障害として検討を行った。平成28、29年の結果として、出血性ショック蘇生ラットを晶質液で蘇生することによりALI/ARDSが発生し、デクスメデトミジンを投与することにより、蘇生ラットでの肺の炎症性メディエーターtumor necrosis factor-a (TNF-a)、induciblenitric oxidesynthase (iNOS) mRNA遺伝子発現の増強の低下、肺水腫の指標であるWet/Dry ratioの改善、HE染色による組織所見では炎症細胞の集積、浮腫、出血などの肺傷害の所見の改善が得られることが分かった。

このことは、現在集中治療領域のみで使用されるデクスメデトミジンの投与が、救急蘇生時にも安全に使用できる鎮静剤であり、救急蘇生時より使用することにより、蘇生後ALI/ARDSの改善を期待できうることが考えられた。しかしながら、デクスメデトミジンの保護効果のメカニズムとして、内皮細胞のglycocalyx障害の指標であるシンデカン-1について検討を行ったが、肺組織における局在について結果が得られずさらなる検討が必要であった。ラット出血性ショック蘇生後ARI/ARDSモデルにおいて、晶質液による蘇生によりARI/ARDSが発生し、デクスメデトミジンの抗炎症効果、肺保護効果は明らかにできたが、そのメカニズムについては明らかになっていない。本研究は、ショック早期より投与する鎮静剤がALI/ARDSの新しい治療的戦略となることを、出血性ショックモデルを用いて分子細胞レベルのメカニズムの解明し臨床応用できるかどうかを検討することを目的としている。本研究計画は平成28年度から30年度の3年間とし、平成30年は、平成29年に引き続きラットALI/ARDSモデルにおいて、デクスメデトミジンのALI/ARDS発症に対する保護効果のメカニズムを、内皮細胞のglycocalyx障害として検討を行った。平成28、29、30年の結果として、出血性ショック蘇生ラットを晶質液で蘇生することによりALI/ARDSが発生し、デクスメデトミジンを投与することにより、蘇生ラットでの肺の炎症性メディエーターtumor necrosis factor-a (TNF-a)、induciblenitric oxidesynthase (iNOS) mRNA遺伝子発現の増強の低下、肺水腫の指標であるWet/Dry ratioの改善、HE染色による組織所見では炎症細胞の集積、浮腫、出血などの肺傷害の所見の改善が得られることが分かった。これらの結果より、出血性ショック後の晶質液による蘇生によりALI/ARDSが発生し、鎮静剤であるデクスメデトミジンを投与することによりALI/ARDSが改善することが確認できた。しかしながら、デクスメデトミジンの保護効果のメカニズムとして、組織評価、遺伝子発現等による検討ではメカニズムとしての結論に至らなかった。さらなる検討評価を行うとともに、ショック蘇生後に使用する鎮静剤の種類によるALI/ARDS発症に対する保護効果について、鎮静剤の作用機序、作用部位の違いによる肺保護のメカニズムを検討することとした。ラット出血性ショック蘇生後ARI/ARDSモデルにおいて、晶質液による蘇生によりALI/ARDSが発生し、デクスメデトミジンの抗炎症効果、肺保護効果は明らかにできたが、そのメカニズムについては明らかになっていない。デクスメデトミジン投与による保護効果について、ラット出血性ショック蘇生後ARI/ARDSモデルに投与することにより検討を行う。デクスメデトミジン投与による保護効果のメカニズムについて、ラット出血性ショック蘇生後ARI/ARDSモデルにおいて、透過型電子顕微鏡を用いた組織評価、血液中のヘパラン硫酸とシンデカン
脳腫瘍の悪性度に関する遺伝子診断法の確立と1p36領域における癌抑制遺伝子の解析

A.脳腫瘍の悪性度に関する遺伝子診断法の確立脳腫瘍の腫瘍型に応じてダブルターゲツトFISHを行い、染色体・遺伝子変化につき判定する遺伝子診断法を平成12年度に確立した.(1)グリオーマ:グリオーマの解析によりoligodendroglial tumor(OL)において1番染色体短腕(1p)および19番染色体(19q)の欠失が診断的マーカーとなりうることを示した.さらにこれらのOL患者の予後,化学療法感受性との比較を行い,1p,19qの欠失を有する群(combined loss ; CL群)とそうでない群(no loss ; NL群)で,予後と化学療法感受性に差異のあることを示した.また,10番染色体長腕(10q)と17番染色体短腕(17p)の欠失状況が予後の決定因子になりうる可能性を見出した.すなわち予後のよいCL群の中にも,少数の予後不良例が存在し,それらの症例では1pと19qの欠失に加えて,10qとp53遺伝子の存在する17pの欠失が見られた.これらの遺伝子異常検索を日常の臨床に還元,化学療法の選択の指標とした.(2)髄膜腫:70例の髄膜腫(MN)症例において,遺伝子診断法を適用した.MNの悪性化には1pの欠失が関わり,この欠失は病理組織のWHO grade分類と統計学的に有意に相関することを示した.腫瘍の増殖能を反映しているとされるMIB-1染色の結果とも有意に相関した.このほかに,10q,14qの欠失が悪性化に関与することを見出した.病理学的に良性(WHO grade I)と診断された43例のうち7例(16%)で1pの欠失を見出し,このうち2例はすでに再発を確認している.B.第1番染色体短腕、1p36領域の癌抑制遺伝子の解析OLでは15例において1pの染色体欠失地図を完成させ,共通欠失領域は1p32よりテロメア側に存在することを明らかにした.MNでは15例において1pの詳細な染色体欠失地図を完成させ,共通欠失領域は1p32-34,1p36の2箇所にわたって存在することを示した.A.脳腫瘍の悪性度に関する遺伝子診断法の確立腫瘍遺伝子診断のルーチン化:手術で得られた病理診断提出用の組織の一部をその場で迅速にマイクロチューブに圧着し、低張処理およびカルノア液固定を行い、スライドグラス上におき蒸気固定、FISH用標本とするマイクロチューブスタンプ法を確立した。既知の遺伝子異常につき、gliomaとmeningiomaの40症例において腫瘍型に応じてダブルターゲットFISHを行い、染色体欠失、過剰および遺伝子増幅につき判定した。現在、精度評価としてgliomaおよびmeningiomaの個々の症例で、FISHの結果、病理組織診断におけるWHO gradingと臨床的予後の相関につき評価している。その後、代表的な脳腫瘍の悪性度遺伝子診断の指標を確立する。A.第1番染色体短腕、1p36領域の癌抑制遺伝子の解析すでに1p36領域の欠失が判明していた13例のoligodendroglial tumorに最近の5症例を加え,8個のマイクロサテライトマーカーにて1番染色体短腕の欠失地図を作成した。1p32よりdistalに癌抑制遺伝子が存在するものと考えられる。14例のatypicalおよびanaplastic meningiomaにおいても同様の染色体欠失地図を作成した。1p36.3にマップされた新規のp73遺伝子について上記の症例において、13のエクソンにつきそれぞれPCRプライマーを作成、SSCP法を用いてDNAレベルの異常を解析した。現在までの解析では、DNAレベルでの異常は認められていない。A.脳腫瘍の悪性度に関する遺伝子診断法の確立脳腫瘍の腫瘍型に応じてダブルターゲツトFISHを行い、染色体・遺伝子変化につき判定する遺伝子診断法を平成12年度に確立した.(1)グリオーマ:グリオーマの解析によりoligodendroglial tumor(OL)において1番染色体短腕(1p)および19番染色体(19q)の欠失が診断的マーカーとなりうることを示した.さらにこれらのOL患者の予後,化学療法感受性との比較を行い,1p,19qの欠失を有する群(combined loss ; CL群)とそうでない群(no loss ; NL群)で,予後と化学療法感受性に差異のあることを示した.また,10番染色体長腕(10q)と17番染色体短腕(17p)の欠失状況が予後の決定因子になりうる可能性を見出した.すなわち予後のよいCL群の中にも,少数の予後不良例が存在し,それらの症例では1pと19qの欠失に加えて,10qとp53遺伝子の存在する17pの欠失が見られた.これらの遺伝子異常検索を日常の臨床に還元,化学療法の選択の指標とした.(2)髄膜腫:70例の髄膜腫(MN)症例において,遺伝子診断法を適用した.MNの悪性化には1pの欠失が関わり,この欠失は病理組織のWHO grade分類と統計学的に有意に相関することを示した.腫瘍の増殖能を反映しているとされるMIB-1染色の結果とも有意に相関した.

このほかに,10q,14qの欠失が悪性化に関与することを見出した.病理学的に良性(WHO grade I)と診断された43例のうち7例(16%)で1pの欠失を見出し,このうち2例はすでに再発を確認している.B.第1番染色体短腕、1p36領域の癌抑制遺伝子の解析OLでは15例において1pの染色体欠失地図を完成させ,共通欠失領域は1p32よりテロメア側に存在することを明らかにした.MNでは15例において1pの詳細な染色体欠失地図を完成させ,共通欠失領域は1p32-34,1p36の2箇所にわたって存在することを示した.
抗癌剤抵抗性骨肉腫に対する新規治療法の開発

骨肉腫は若年者に好発する悪性骨腫瘍の代表的疾患であり、希少癌の一つである。化学療法の導入により骨肉腫の予後は改善されてきたが、治療抵抗性の骨肉腫患者の予後は依然として不良で臨床的な問題点となっている。申請者は現在までに骨肉腫の治療抵抗性・悪性化のメカニズムを解析し、骨肉腫の化学療法抵抗性を規定する分子(PRDX2・miR-125b・miR-100)を同定した。本研究ではこれらの同定した分子が特に治療抵抗性骨肉腫に対して新規治療標的となり得るか、その有用性を検討した。その結果、PRDX2の阻害剤であるconoidin-Aは治療抵抗性骨肉腫細胞株に対して抗腫瘍効果を有する事を明らかとした。骨肉腫は若年者に好発する悪性骨腫瘍である。化学療法の導入により骨肉腫の予後は改善されてきたが、一方で化学療法抵抗性の骨肉腫患者の予後は依然として不良で臨床的な問題点となっている。現在までに我々は骨肉腫の化学療法抵抗性を規定する分子を同定し、治療開始前に奏効性を予測するバイオマーカーの開発を進めてきた。本研究では、バイオマーカーの臨床応用を目指すと共に、化学療法抵抗性の骨肉腫に対する新規治療法の開発を行う。申請者は新規治療法の開発にあたり、化学療法奏効性に関わるタンパク質,マイクロRNA(miRNA),チロシンキナーゼ(TK)に注目した。これまでに先行研究において抗癌剤奏効性に関与するタンパク質(PRDX2)とmiRNAを同定している。本研究ではこれらの分子を標的として、治療抵抗性骨肉腫に対する新規治療法の開発を目指す。またチロシンキナーゼ(TK)については、近年、骨軟部腫瘍領域においてもpazopanibというTK阻害剤が臨床で使われるようになり注目されている。しかしその適応は悪性軟部腫瘍に限られ、悪性骨腫瘍である骨肉腫に対する効果はいまだ明らかとなっていない。そこで我々は、骨肉腫におけるTKの発現を網羅的に評価し、骨肉腫において有効なTK阻害剤の探索を行う。このよう骨肉腫は抗癌剤の奏効性をバイオマーカーにより事前に予測し、化学療法奏効性やTKの発現状況など個々の分子病態を把握した上で、最適化された治療を提供することが重要である。そしてこのように遺伝子背景を基とした治療戦略を確立することによって、長年改善のみられなかった骨肉腫の予後改善に寄与することが可能となる。今年度は主に骨肉腫の化学療法抵抗性に関わる分子である、PRDX2およびmiRNAが治療標的として有用であるかの検討を主に行った。タンパク質の網羅的な発現解析により化学療法奏効性予測バイオマーカーであるPRDX2を同定した。PRDX2は抗酸化タンパク質の一つで、腫瘍低酸素環境に関与するタンパク質である。腫瘍低酸素環境については、腫瘍組織内の重度の低酸素状態(ハイポキシア)が、腫瘍の増殖能や転移能、薬剤耐性、血管新生に関与することはすでに多くのがん疾患で知られている。今回はこの腫瘍低酸素環境の一因となるPRDX2の発現に注目し、その阻害剤であるconoidin-Aの骨肉腫に対する抗腫瘍効果の検討を行った。conoidin-AはPRDXの選択的阻害剤として存在しているが、腫瘍疾患に対する抗腫瘍効果については明らかとなっておらず、本研究が初の報告となる。conoidin-Aを骨肉腫細胞株に投与しMTTアッセイをおこなったところ、濃度依存性・時間依存性に細胞増殖を抑制することを明らかとした。また、conoidin-AはPRDX2の発現を抑制することを確認した。そしてこのように遺伝子背景を基とした治療戦略を確立することによって、長年改善のみられなかった骨肉腫の予後改善に寄与することが可能となる今年度は主に骨肉腫の化学療法抵抗性に関わる分子である、PRDX2およびmiRNAが治療標的として有用であるかの検討を主に行った。

PRDX2は抗酸化タンパク質の一つで、腫瘍低酸素環境に関与するタンパク質である。腫瘍低酸素環境については、腫瘍組織内の重度の低酸素状態(ハイポキシア)が、腫瘍の増殖能や転移能、薬剤耐性、血管新生に関与することはすでに多くのがん疾患で知られている。今回はこの腫瘍低酸素環境の一因となるPRDX2の発現に注目し、その阻害剤であるconoidin-Aの骨肉腫に対する抗腫瘍効果の検討を行った。conoidin-AはPRDXの選択的阻害剤として存在しているが、腫瘍疾患に対する抗腫瘍効果については明らかとなっておらず、本研究が初の報告となる。conoidin-Aを骨肉腫細胞株に投与しMTTアッセイをおこなったところ、濃度依存性・時間依存性に細胞増殖を抑制することを明らかとした。また、conoidin-AはPRDX2の発現を抑制することを確認した。現在はconoidin-Aの抗腫瘍効果のメカニズムについての解析を腫瘍低酸素環境、アポトーシスを中心に解析を進めている。本研究は、抗がん剤抵抗性の骨肉腫を対象に、その抵抗性のメカニズムを解明すること、新規治療法を開発することを目的としている。先行研究で同定した抗がん剤抵抗性に関わるタンパク質やマイクロRNAなどのバイオマーカーを標的とし、その阻害剤の抗腫瘍効果について検討を行った。抗がん剤奏効性バイオマーカーであるPRDX2は、治療抵抗例で発現が高く、その阻害剤であるconoidin Aについて、骨肉腫に対する抗腫瘍効果とそのメカニズムの解明を行った。conoidin AがPRDXの阻害剤であることは報告されているが、悪性腫瘍に対する抗腫瘍効果およびその有用性については明らかにされていない。そこで本研究では骨肉腫細胞株(143B,KHOS)・抗がん剤抵抗性骨肉腫細胞株(KHOS-R)を用いて、conoidin Aの抗腫瘍効果についての検討を行った。そしてconoidin Aが骨肉腫細胞株・抗がん剤抵抗性骨肉腫細胞株に対して、抗腫瘍効果を有することを確認した。特異抗体を用いたウエスタンブロットでは、conoidin AがPRDX2の発現を抑制し、腫瘍細胞のアポトーシスを促進する可能性が考えられた。さらに従来の抗がん剤にconoidin Aを加えることにより、相乗的な抗腫瘍効果が得られることを明らかとした。また、骨肉腫における治療抵抗性のメカニズム解析・治療標的探索として、チロシンキナーゼを中心とした発現解析を行った。骨肉腫はheterogeneityの強い腫瘍であることが一般的に知られており、全例に共通した遺伝子変異は認められなかったが、チロシンキナーゼの発現異常を認める症例を一部に認め、これらは新規治療標的の候補と考えられた。一方、抗癌剤抵抗性に関わる遺伝子として一般的なP-糖タンパク質(ABCB1、MDR1遺伝子産物)やMRP1、BCRPについては明らかな発現異常を認めなかった。骨肉腫は若年者に好発する悪性骨腫瘍の代表的疾患であり、希少癌の一つである。化学療法の導入により骨肉腫の予後は改善されてきたが、治療抵抗性の骨肉腫患者の予後は依然として不良で臨床的な問題点となっている。申請者は現在までに骨肉腫の治療抵抗性・悪性化のメカニズムを解析し、骨肉腫の化学療法抵抗性を規定する分子(PRDX2・miR-125b・miR-100)を同定した。
紀要を見直す―被引用分析を通じた紀要の重要性の実証と紀要発展のための具体的提言

国内外の学術雑誌10タイトルを分析対象とし、掲載論文(一部研究ノートなども含む)の引用文献より引用されている学術雑誌を抽出しリスト化を進めた。現在7誌のリスト化がおわり確認作業を進めている。残る3誌も作業が進んでいる。分析対象とする期間は、計画当初は20161980年としていたが、2017年度の作業状況を鑑み対象期間を20161987年の過去30年間に絞った。また、リスト化の際には引用文献ごとに、言語、自著か他著かの別、掲載から引用までの経年数に関する情報を加えた。現在、情報の追加を検討している。分析対象誌のうち、『東南アジアー歴史と文化』については、雑誌論文に限らず文献欄に挙げられた文献すべてのリスト化を行った。これは引用文献全体に見る雑誌論文の割合なども検討したいと考えたためである。このリストは他の研究にも応用が可能であり、研究代表者、分担者が参加する他の研究プロジェクトにデータ提供を行った。この研究の大きな目的は、紀要の重要性を実証することである。しかし、上記の分析データを集める中で、学界をはじめ世間一般での紀要自体の定義はあいまいであり、紀要の現状や全体像の把握が難しいといった問題があることに改めて気づいた。そこで紀要の現状を知る一つの手がかりとして、国立国会図書館による雑誌索引目録のデータを基に紀要の本文の公開の状況と紀要の投稿規定の公開状況の調査を行い、図書館情報学会にて発表を行った。20172018年度にかけ、国内外の学術雑誌10タイトルを分析対象とし、掲載論文の引用文献より引用されている学術雑誌を抽出しリスト化を進めた。現在7誌のリスト化がほぼ完成し、残る3誌も作業が進んでいる。2年間の間に10誌のリスト化を完成するのが理想的であったが、各引用文献に言語や自著や他著といった情報を追加しながら作業を行っているため、時間がかからざるを得なかった。この点を鑑み、進度としてはおおむね順調と考える。2019年度は、前半にてリストの完成とその分析(学術雑誌全体の引用における紀要の引用状況の遷移や現状の分析など)を行う。後半は、引用分析をもとに抽出した紀要の編集者に、出版をめぐる現状や課題、プレゼンスの向上に向けた取り組みなどについて話を伺う。2020年度は、これまでの研究成果をまとめ、紀要の発展に向けた提言をまとめ、セミナーなどの形で公表する。研究計画であげた分析対象雑誌10誌のうち5誌について、引用文献のデータ化及び各文献の分類に着手した。『東南アジアー歴史と文化』については分析対象年度すべての文献のデータ化と整理・分類が完了した。『アジア研究』については、2016ー1994年度、『アジア経済』については、2016ー2012年度(いずれも東南アジア研究を対象とした論文に限る)まで同作業が完了している。また、並行して、海外の英文誌Journal of Southeast Asian StudiesおよびJournal of Asian Studies(いずれも東南アジアを対象とした論文に限る)についても同作業を進めた。また、引用分析を進める一方で、2018年2月に、自身が関わる「紀要編集者ネットワーク」との共催で、セミナー「学術情報の国際発信力強化ー学術刊行物・紀要を中心にー」(京都大学稲盛財団記念館にて)を開催した。学術誌2誌の編集者および図書館のリポジトリ関係者に登壇いただき、日本の研究機関で刊行される学術雑誌の国際発信の取り組みや今後の課題などについて話を伺った。参加者には、雑誌関係者だけでなく、公開を支える図書館関係者や広報関係者などが多く含まれ、ディスカッションでは、参加者と登壇者間で質疑応答および意見交換を行った。当日の講演およびディスカッションの内容は後日、ウェブ上で公開予定である。このセミナーは、本科研の来年度、再来年度の研究計画を一部先取りする内容となったが、今後のプロジェクト展開の示唆を得る機会となった。引用文献のデータ化および分類・整理が進んでいるので、上記の評価とした。合計で10誌を分析の対象としているため、5誌の作業が完了できれば理想的ではあったが、文字の抽出や文献の分類に手間取ることも多々あるためこのような進捗状況とならざるを得なかった。

そこで紀要の現状を知る一つの手がかりとして、国立国会図書館による雑誌索引目録のデータを基に紀要の本文の公開の状況と紀要の投稿規定の公開状況の調査を行い、図書館情報学会にて発表を行った。20172018年度にかけ、国内外の学術雑誌10タイトルを分析対象とし、掲載論文の引用文献より引用されている学術雑誌を抽出しリスト化を進めた。現在7誌のリスト化がほぼ完成し、残る3誌も作業が進んでいる。2年間の間に10誌のリスト化を完成するのが理想的であったが、各引用文献に言語や自著や他著といった情報を追加しながら作業を行っているため、時間がかからざるを得なかった。この点を鑑み、進度としてはおおむね順調と考える。平成30年度平成29年度に続き対象雑誌の引用文献のデータ化および整理・分類を進め、データをまとめる。平成31年度国内外の紀要編集者を対象に、編集業務の現状や独自の取り組み、今後の課題などについて聞き取り調査委を行いまとめる。また、平成29ー30年度に行った引用文献の分析結果を学会などで発表する。平成32年度これまでの研究結果をまとめ、セミナーの開催やホームページの開設を通して紀要の発展に向けた具体的提言を公開する。2019年度は、前半にてリストの完成とその分析(学術雑誌全体の引用における紀要の引用状況の遷移や現状の分析など)を行う。後半は、引用分析をもとに抽出した紀要の編集者に、出版をめぐる現状や課題、プレゼンスの向上に向けた取り組みなどについて話を伺う。2020年度は、これまでの研究成果をまとめ、紀要の発展に向けた提言をまとめ、セミナーなどの形で公表する。次年度使用額が生じた大きな理由は、旅費と人件費の支出が支出予定額を下回ったためであるが、これは当初予定していた海外の学会への渡航費の支出が他の研究費から可能となったため、また初年度ということもあり引用文献のデータ整理の方法を適宜見直しながら進めているため、アルバイトによる分析作業時間が当初の予定より短くなったためである。次年度使用額は、申請書提出時には予算の都合で参加が難しいと考えていた海外の学会への参加、アルバイトの人件費などに使用する予定である。データのリスト化および分析を昨年度末から行っているが、年度をまたいでの作業となった部分があり予算が残った。2019年度は、前半に2018年度の残額を用いデータ整理・分析を行い、後半には分析結果をもとに国内外の紀要編集者に聞き取りなどの調査を行う。
有機触媒プロセスを用いる芳香複素環の脱プロトン化修飾反応

従来芳香族複素環の修飾反応は有機金属化学が精力的に研究されてきたが、新しい反応選択性あるいは環境調和の観点から、金属とくに遷移金属を使用しない合成手法の開発を検討した。ケイ素化アミン類とフッ化オニウムとの反応により系内でオニウムアミドを発生させる新しい触媒的修飾法による炭素側鎖の導入を行った。またケイ素化トリフルオロメタンを塩基の前駆体およびケイ素化剤としいて用いる芳香複素環の新規直接ケイ素化反応を開発した。ホスファゼンP4塩基を用いる芳香複素環の脱プロトン化については、すでに含窒素芳香複素環の脱プロトン化-修飾に成功しており、LTMPなどを用いる従来のキレーションによる速度論支配のリチオ化とは異なる興味深い部位選択性を示し、芳香複素環上の環プロトンの酸性度の高さを反映して炭素アニオンが生成することが示されている。触媒反応開発としては芳香族有機ケイ素化合物を用いて検討を行い、芳香環上の炭素-ケイ素結合の活性化に成功した。有機ケイ素化合物を触媒反応の活性化剤として用いることを考え、種々検討した結果、有機ケイ素添加剤により、脱プロトン化剤を再生することを見出した。そこでさらにこれらの反応を発展させ芳香環の触媒的な脱プロトン化への展開を検討した。脱プロトン化のプロセスで発生するホスファゼニウムをいかにP4へと再生させるかが触媒化への鍵となるが、有機ケイ素化合物を用いることで触媒サイクルが成立することを芳香族ヘテロ環を基質として見出した。プロピニルシランが現時点では最も効果的であることが明らかになっているが、その機構の詳細は今後の課題であり、また反応条件等についてもさらに最適化が必要である。他の親電子剤との反応については、ピバルアルデヒドの1,2付加およびエノンについても1,2付加が進行することが明らかになっている。ベンゾチアゾール以外の芳香族ヘテロ環についても進行しうること、また官能基の共存が可能であることが示唆されており反応の適用範囲を明らかにした。また芳香環の重水素化体は、医薬品開発において薬物の体内動態の研究に用いられ、また反応機構の解析において重要であるが、ホスファゼン塩基触媒と重水素化溶媒との処理により容易に部位選択的に導入可能であることが見出された。さらにこれまでに知られていなかった全く新しい脱プロトン化のための試薬としてオニウムアミド塩基を開発した。従来は金属アミドが用いられてきたが、金属カチオンをアンモニウムやホスホニウムなどのオニウムに置き換えることにより新しい化学が展開できることを明らかし、今後の展開の端緒を創ることができた。有機触媒プロセスとして系内で発生させるオニウムアミドを触媒とする選択的な分子変換反応の開発を行い、芳香環上の脱プロトン化ー修飾反応の開発を行った。オニウムとしてはこれまでの研究で、ホスファゼニウムが最も優れていることが明らかになっているが、ホスファゼニウム塩は高価であるためより入手が容易なテトラメチルアンモニウム塩を用いて反応の再検討を行った。その結果、反応性は低下するものの反応条件を再検討することにより、ある程度実用化が可能であることが判明した。芳香環の修飾反応以外にも側鎖の変換反応についても検討を行い、カルボニル化合物との縮合により二重結合を容易に構築できることがわかった。同様の反応を酢酸エステル類とホルムアミド類の縮合反応に適用することにより、エナミノン類の合成も行った。エナミノン類はさまざまな複素環化合物の閉環材料として有用であり、利用価値の高い反応を開発できたものと考えられる。また、系内発生オニウムアミドが、Madelung型のインドール合成の閉環上件として有効であることも見出され、これをきっかけとして銅触媒アミド化反応と組み合わせた新しいインドールの一工程合成法の開発も行った。金属触媒反応と有機触媒反応を効果的に組み合わせることにより、精密な分子変換反応が設計できることが示され、さらに多様な組み合わせを検討する。芳香族複素環化合物は医薬品開発において欠かすことのできない重要な素材であり、その修飾反応は炭素アニオン化学の進展とともにその自由度を拡大してきた。申請者は芳香族脱プロトン化ー修飾のための有機触媒プロセスの体系化をはかるために、系内で発生させるオニウムアミドを触媒とする反応、特にホスファゼニウムP5フルオリドとジアルキルアミノシランとの組み合の適用範囲を明らかにした。オニウムアミドについてはこれまでその性質と構造に関する基礎的な研究も行った。金属性の試薬を用いることなく反応性の炭素アニオンを発生させることが可能であり、またこれまで困難であった触媒化を達成することができた。ジアルキルアミノトリメチルシラン類とフッ化物イオンとの反応によるオニウムジアルキルアミドの発生法について検討し、その生成については各核種NMRスペクトルでモニターを試みた。芳香環上の環プロトンのpKaの値からこのオニウムアミドを用いる脱プロトン化の適用は、幅広い芳香族化合物について可能と考えられ、すでにベンゾアゾール類では成功した。

反応剤が環内窒素或いは官能基に配位しないので反応は最も酸性度の高い部位において進行すると考えられる。芳香へテロ環N-オキシドの変換反応は選択的に側鎖を導入する有効な手段であるが、これまで有機金属を用いた付加ー脱離反応が研究されてきたが、オニウムアミドを用いて触媒的な修飾反応の開発に成功した。芳香へテロ環N-オキシドへの幅広い適用を試みるとともに利用可能な求核剤の拡大をはかる。また、求核剤としてアミノシラン類を用いた場合にN-オキシド類の2量化反応も見出されており、これはα位に炭素アニオンが生成されていることを示しているので新たなN-オキシドの変換反応の開発が可能になるものと考えられる。芳香複素環のC-H修飾反応のための有機触媒システムを系統的に検討し、特にケイ素化された塩基を脱プロトン化剤の前駆体として用いフッ化物イオンで活性化させる手法を詳細に検討した。フッ化オニウムとしてこれまではホスファゼニウムのような反応性の高いフッ化物が必要と考えられていたが、今回フッ化テトラメチルアンモニウムを用いても同様に触媒的脱プロトン化ー修飾反応が進行することが明らかとなった。ただし、反応温度はやや高めに設定する必要があり、また反応溶媒としては非プロトン性極性溶媒を使用する必要があることが分かった。芳香複素環としては、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフランをはじめpKaとして33くらいまでは円滑に反応が進行することが示された。また、インドール誘導体の2位についても進行することが分かった。また親電子剤としてケイ素化合物を用い、ケイ素化反応を検討した。この場合、トリメチルシリルトリフルオロメタンを用いると、親電子剤としての機能と脱プロトン化剤前駆体としての機能の両方の機能を果たすことが明らかとなり、新しい有機触媒的な芳香複素環のケイ素化反応の開発に成功した。この反応は、極めて高い官能基選択性を示し、ニトロ基を有する基質の脱プロトン化ーケイ素化が進行することが判明した。26年度が最終年度であるため、記入しない。有機反応化学26年度が最終年度であるため、記入しない。予定した研究計画に従って実験を行い良好な結果が得られ、新たな展開の土台を構築することができた。今後細部を詳細に検討することにより体系化していくことができるものと考えている。有機触媒を用いる芳香環の脱プロトン化ー修飾反応の開発について研究はおおむね順調に進展していると考えられる。オニウムアミドについても、発生法、アミド窒素上の置換基の効果、オニウムの構造と反応性などについて理解が深まりつつあり、さらに新たな反応開発につながるものと考えられる。徐々に適用範囲も拡大しており利用価値の高い合成手法として確立しうるものと考えられる。オニウムアミドはこれまで反応剤として用いらたことはなかったが、今回フッ化ホスファゼニウムとアミノシラン類との反応により系内で発生させることに成功し、また芳香環の触媒的な脱プロトン化修飾反応に用いることができた。オニウムアミドとしてはホスホニウムのみならずアンモニウムも用いることが可能であることが明らかとなり、またアミドとしてはジアルキルアミド以外にビストリメチルシリルアミドも利用価値が高いことが判明している。
海洋植物プランクトンの多種共存が生態系機能に与える影響の実験的解明

海洋植物プランクトンは、形態や生理機能が異なる多様な種が同一環境に共存することで、高い多様性を維持している。しかし、この多種共存が生態系に対しどのような意味を持つのかについては知見が乏しい。本研究では、植物プランクトンの多種共存が群集の多機能性と生産力に与える効果を定量化し、多様性の生態学的意義を明らかにする。過去の観測で得られた群集データをもとに合理的な疑似群集を設計し、培養実験によって人為的に多様性を創出することでその定量化を試みる。本研究の成果は、膨大に蓄積されてきた「植物プランクトン多様性」の観測データに具体的かつ定量的な意味を与え、海洋生態系の理解を飛躍的に深めることが期待される。
癌温熱治療における体内温度分布解析の高信頼化に関する研究

本研究では,コンピュ-タ・シミュレ-ション技法により,癌温熱治療時の血流量とその温度依存特性を逆推定すると同時に温度分布解析するための手法および加温治療のための高速シミュレ-タ-の開発を目指した.以下に主な成果を示す.1.血流量とその温度依存特性の逆推定と体内温度分布推定アルゴリズムの開発:まず,加温時の体内温度監視用として計測している時系列温度デ-タを利用して,逐次反復法によって組織の血流量とその温度依存特性を逆推定するためのアルゴリズムを考案した.また,コンピュ-タ・シミュレ-ション手法を用いて本アルゴリズムの検討を行ない,数回の反復計算により誤差5%以内で血流量推定できる可能性のあることを確認した.次に,本アルゴリズムを基に,既に開発済みの高速2次元熱伝導解析プログラムを改良し,体内温度分布をセルフコンシステントに推定するための手法を開発した.2.本手法の臨床的評価および高速シミュレ-タ-の開発:上述の体内温度分布推定アルゴリズムを基に,本補助金により導入したIBM高速パワ-ステ-ション320システム(SPECmark値:25.8)を用いて温度分布推定用高速シミュレ-タ-を開発した.そしで,我々のグル-プと共同研究を進めている癌研究会付属病院放射線科および新潟大学脳研究所脳神経科グル-プの協力を得て本シミュレ-タ-の臨床評価を行った.そして,脳腫瘍に対して,本手法による推定血流量とSPECT装置による実測血流量とがよく一致し,また推定温度と実測温度とが誤差0.5°C程度で一致することが確認できた.以上のことから,本研究目的をほぼ達成することができ,効果的かつ安全な電磁波温熱療法の実施に対して大きく奇与できたものと確信している.なお,本研究の成果は,論文2編,国際会議2件,口頭発表5件にまとめられている.本研究では,コンピュ-タ・シミュレ-ション技法により,癌温熱治療時の血流量とその温度依存特性を逆推定すると同時に温度分布解析するための手法および加温治療のための高速シミュレ-タ-の開発を目指した.以下に主な成果を示す.1.血流量とその温度依存特性の逆推定と体内温度分布推定アルゴリズムの開発:まず,加温時の体内温度監視用として計測している時系列温度デ-タを利用して,逐次反復法によって組織の血流量とその温度依存特性を逆推定するためのアルゴリズムを考案した.また,コンピュ-タ・シミュレ-ション手法を用いて本アルゴリズムの検討を行ない,数回の反復計算により誤差5%以内で血流量推定できる可能性のあることを確認した.次に,本アルゴリズムを基に,既に開発済みの高速2次元熱伝導解析プログラムを改良し,体内温度分布をセルフコンシステントに推定するための手法を開発した.2.本手法の臨床的評価および高速シミュレ-タ-の開発:上述の体内温度分布推定アルゴリズムを基に,本補助金により導入したIBM高速パワ-ステ-ション320システム(SPECmark値:25.8)を用いて温度分布推定用高速シミュレ-タ-を開発した.そしで,我々のグル-プと共同研究を進めている癌研究会付属病院放射線科および新潟大学脳研究所脳神経科グル-プの協力を得て本シミュレ-タ-の臨床評価を行った.そして,脳腫瘍に対して,本手法による推定血流量とSPECT装置による実測血流量とがよく一致し,また推定温度と実測温度とが誤差0.5°C程度で一致することが確認できた.以上のことから,本研究目的をほぼ達成することができ,効果的かつ安全な電磁波温熱療法の実施に対して大きく奇与できたものと確信している.なお,本研究の成果は,論文2編,国際会議2件,口頭発表5件にまとめられている.
新規エネルギー代謝関連分子WDR6の機能解析

生物の老化を制御するシグナルとして、インスリンシグナルが重要な役割を担うことが知られている。我々はこれまでの研究で、インスリンシグナルの下流分子として働いているWDR6 (WD repeat protein 6)を同定した。本研究において、WDR6ノックアウトマウスをもちいた解析から、WDR6が細胞の増殖やオートファジー制御に重要な、mTORC1経路に関与していることが示唆された。このことから、WDR6が高等生物における寿命制御に重要な役割を持つことが示唆された。インスリン/インスリン様成長因子-Iおよびレプチンシグナルは、加齢性疾患の発症に深く関与していることが示唆されている。それらの疾患に至るシグナル伝達系の解明は、健康長寿社会を実現する上で重要な研究課題である。我々は、これらのシグナルに関わる新規の代謝調節分子WD repeat protein 6 (WDR6)を単離した。WDR6はタンパク質間の相互作用に重要なWDモチーフを複数持つタンパク質であり、インスリンおよびレプチンシグナルとの関連が示唆されている。本研究では、WDR6が糖・脂質代謝の制御、DNA損傷応答の活性化による発ガン抑制、酸化ストレス耐性制御などに関与していることを明らかにするために遺伝子改変動物を作製して研究を行った。本年度はCre-loxPシステムによって作製した全身性ノックアウト(KO)マウスと、タモキシフェン誘導性脳特異的WDR6 KOマウスの開発を実施した。作製した全身性KOマウスをもちいて、インスリン負荷試験と糖負荷試験を行い、インスリンシグナル系の変化を解析した。その結果、WDR6遺伝子の欠損によってインスリン感受性が変化している可能性が示唆された。次に、長寿命を持つ動物は酸化ストレスに対する耐性を有していることが数多く報告されていることから、WDR6遺伝子欠損マウスの酸化ストレス耐性を、3-nitropropionic acidを投与することによって解析した。その結果、酸化ストレス与えた後の体重および生存率は、野生型マウスと比べて有意な差は見られなかった。これらの結果から、今後はインスリンシグナル系の分子の発現調節に対するWDR6欠損の影響についてさらに解析を行っていく。遺伝子改変動物が作製され、それらの動物をもちいた解析が進んでいる。酸化ストレス耐性の増強は顕著ではなかったが、他のストレスに対する耐性などを今後継続して解析していく。遺伝子改変動物をもちいた解析が順調に進んでおり、さらに培養細胞をもちいたWDR6の機能解析が進行しているため。本研究では、全身性および薬剤誘導性脳特異的WDR6 KOマウスの開発を実施し、新規インスリン関連因子であるWDR6の機能解析を行った。WDR6遺伝子改変動物の作製においては、cre-loxPシステムをもちいた全身性KOマウス、およびタモキシフェンの投与によりcre発現を神経細胞に誘導し、時期特異的にWDR6をKOできるマウスの作製を行った。全身性WDR6 KOマウスの表現系解析を行った結果、老化制御に重要な役割を持つmTORの活性が抑制されmTORシグナル系が減弱していることが示唆された。また、オートファジー制御に重要なLC3の発現上昇が、WDR6の発現低下によって引きおこされる可能性を、in vivoおよびin vitroにおいて発見した。さらに、WDR6 KOマウスはインスリン感受性が亢進している可能性が示唆されたことから、WDR6がインスリン-mTOR系を介してオートファジー制御に関わる重要な代謝制御因子であることが示唆された。通常の飼育状況の観察では、12ヶ月齢のWDR6 KOマウスにおいて、対照群と比べて腫瘍発生の頻度に有意な変化は示されなかった。また、3-ニトロプロピオン酸を用いた酸化ストレス耐性の評価実験においても、WDR6 KOマウスと野生型マウスとの間に有意な生存率の違いは認められなかった。現在、戻し交配により遺伝的背景を統一したWDR6 KOマウスの作製が完了し、その表現系解析を継続して行なっている。脳特異的WDR6 KOマウスは開発が終了し、現在その表現系解析を行っている。

以上の結果は、全身性WDR6 KOマウスの寿命が野生型マウスと比べて変化していることを強く示唆していおり、今後さらに長期間の飼育による寿命解析や、より詳細なオートファジー解析などを継続して行なっていく必要があると考えられる。生物の老化を制御するシグナルとして、インスリンシグナルが重要な役割を担うことが知られている。我々はこれまでの研究で、インスリンシグナルの下流分子として働いているWDR6 (WD repeat protein 6)を同定した。本研究において、WDR6ノックアウトマウスをもちいた解析から、WDR6が細胞の増殖やオートファジー制御に重要な、mTORC1経路に関与していることが示唆された。このことから、WDR6が高等生物における寿命制御に重要な役割を持つことが示唆された。インスリンシグナル関連分子や、これまでに報告されている寿命関連因子の発現およびその調節に対するWDR6欠損の影響について解析する。酸化ストレス耐性に関連する遺伝子、タンパク質の発現制御に対してWDR6がどのような役割を持つかを明らかにし、老化および寿命制御におけるWDR6の役割を解析する。実験病理学500円以下の金額となり、特に今年度中に必要な消耗品の購入予定がなかったことから、研究費を有効活用を目的として次年度使用額とした。少額であったため、次年度に繰り越すことによってより有効に研究費を活用することができるため、次年度使用額が生じた。今年度分の研究費と合算し、次年度使用額として繰り越した金額以上の消耗品等を購入する。消耗品費として生化学的解析に必要な試薬等を購入する
20世紀後半の学校教科書に表現された「歴史記述の意識」の変質に関する日米比較研究

本研究は、20世紀後半の日本とアメリカ合衆国で使われた歴史教科書の内容を分析し、そこに表現された「歴史記述の意識」(historiographical consciousness)の特徴を比較検討する教育社会学的試みである。公教育における歴史教育は、近代国民国家システムのなかでは国民統合の機能を果たすものである。国境を越えた人間活動の増大という20世紀後半に特徴的な社会変動が、その国民統合の論理にいかなる変容を迫ってきたのかを把握することが、本研究の目的である。分析素材として取り上げたのは、1950年から2000年のあいだに日米で刊行された主として中等教育用の歴史教科書である。日米それぞれの当該領域における先行諸研究の現状に応じて、日本に関しては山川出版杜の『世界史』教科書の49の版を、アメリカに関しては様々な出版杜の101冊の教科書を収集し、ネイションに関する情報とその語られ方の変化をカリキュラム分析(ストーリーライン分析と画像分析)の手法で検討した。本研究の分析からは、日米の両ケースにおいて、歴史教育がナショナルな枠組みを維持しながらも歴史を語るための視点を複眼化させていく現象を把握できた。その背景には、ネイション間を行き来する人間活動の増大に伴って歴史教育の方法と内容に向けられる視線が複数化したことが挙げられる。また50年のあいだに歴史教育内容がそのように変化するにつれて、教科書を通して伝達される国民統合の論理が、原初主義的なネイション把握より以上に近代主義的なネイション把握を基礎としたものへと推移していったことを指摘できた。20世紀後半の日本とアメリカの国民史教育に、脱<原初主義>という一つの共通した変化の傾向を見出せたことが、本研究におけるカリキュラム分析の成果である。
プロトコル・スワッピングによる動物心理の包括的理解

ヒトを含む多くの動物では脳内のモノアミン神経伝達物質が「快」「不快」などの情動を決定している事が知られている。本研究では、ショウジョウバエオスの求愛行動制御機構を足がかりとして、動物の気分(情動)変化を脳内モノアミン量の変化をパラメーターとして表現する事を目標に行われた。昆虫の主要モノアミンであるドーパミン、セロトニン、オクトパミン生合成に関わる遺伝子、各受容体の遺伝子の突然変異体の行動解析を行ったところ、複数の変異体において求愛率の低下が見られる事が確認され、その中でも一過的な作動剤投与によりオスの求愛行動を即効的に上昇させる神経伝達物質の同定に成功した。ヒトを含む多くの動物では脳内のモノアミン神経伝達物質が「快」「不快」などの情動を決定している事が知られており、その生理機構は、うつ病などの精神疾患の治療薬ターゲットとしても注目されている。本研究では、体内のモノアミンレベルによってオスの求愛意欲がどのように決定されているのか生理学的解析し、不成功な求愛経験が動物の気分(情動)をどのように変化させ、求愛意欲を減退させているのか、モノアミンをパラメーターとして表現する事を試み、同様に、体内モノアミンレベルが求愛・摂食・睡眠・逃避・攻撃といった様々な行動経験によってどのように影響を受けているのか、複数の行動実験パラダイムのスワッピングを行い、その後の行動パターンの変化から、動物の情動を普遍的に決定する情動センターの存在を行動心理学的に検討する事を目標に行われた。求愛意欲を制御するモノアミンの決定オスの求愛意欲は脳内モノアミンのシグナル量減少によってどのように影響を受けるのか、昆虫の主要モノアミンであるドーパミン、セロトニン、オクトパミン生合成に関わる遺伝子、各受容体の遺伝子の突然変異体の行動解析を行ったところ、いくつかの変異体において求愛率の低下が見られる事が確認された。ただし、通常の遺伝子突然変異体では、発生を通じてシグナル量の低下が起こるため、恒常性維持機構による補完を受け行動レベルでは変異の影響が観察されない可能性があるため、次に、各モノアミンの拮抗剤もしくは作動剤をショ糖液に加えて動物に給餌する事により、脳内モノアミン量を一時的に変化させ、求愛意欲への即効的な影響を確認した。さらに、モノアミン量の下がった突然変異体に作動剤を与え、変異体の表現型が回復するかどうか調べる事によってモノアミンの作用が確かなものである事を多重に検定する事に成功した。オスの求愛意欲は脳内モノアミンのシグナル量減少によってどのように影響を受けるのか、昆虫の主要モノアミンであるドーパミン、セロトニン、オクトパミン生合成に関わる遺伝子、各受容体の遺伝子の突然変異体の行動解析を行ったところ、複数の変異体において求愛率の低下が見られる事が確認された。ただし、通常の遺伝子突然変異体では、発生を通じてシグナル量の低下が起こるため、恒常性維持機構による補完を受け行動レベルでは変異の影響が観察されない可能性がある。そこで、関与が示唆された脳内モノアミンについて拮抗剤もしくは作動剤をショ糖液に加えて動物に給餌する事により、脳内モノアミン量を一時的に変化させ、求愛意欲への即効的な影響を確認した。さらに、作動剤の給餌は変異体の表現型回復にも寄与した事から、得られた知見が確かなものである事を多重に検定する事に成功した。行動決定に関与が示唆された脳内モノアミンについて、リアルタイムイメージングにより神経応答の直接的解析を進めていく。本研究では、体内のモノアミンレベルによってオスの求愛意欲がどのように決定されているのか

生理学的解析し、不成功な求愛経験が動物の気分(情動)をどのように変化させ、求愛意欲を減退させているのか、モノアミンをパラメーターとして表現する事を試み、同様に、体内モノアミンレベルが求愛・摂食・睡眠・逃避・攻撃といった様々な行動経験によってどのように影響を受けているのか、複数の行動実験パラダイムのスワッピングを行い、その後の行動パターンの変化から、動物の情動を普遍的に決定する情動センターの存在を行動心理学的に検討する事を目標に行われた。求愛意欲を制御するモノアミンの決定オスの求愛意欲は脳内モノアミンのシグナル量減少によってどのように影響を受けるのか、昆虫の主要モノアミンであるドーパミン、セロトニン、オクトパミン生合成に関わる遺伝子、各受容体の遺伝子の突然変異体の行動解析を行ったところ、いくつかの変異体において求愛率の低下が見られる事が確認された。ただし、通常の遺伝子突然変異体では、発生を通じてシグナル量の低下が起こるため、恒常性維持機構による補完を受け行動レベルでは変異の影響が観察されない可能性があるため、次に、各モノアミンの拮抗剤もしくは作動剤をショ糖液に加えて動物に給餌する事により、脳内モノアミン量を一時的に変化させ、求愛意欲への即効的な影響を確認した。さらに、モノアミン量の下がった突然変異体に作動剤を与え、変異体の表現型が回復するかどうか調べる事によってモノアミンの作用が確かなものである事を多重に検定する事に成功した。当初の予定通り、一次スクリーニングにより複数の変異体の抽出に成功した。そこで関与が示唆された脳内ものアミンについて、作動剤・阻害剤の一時的導入によっても同様の行動変化が生じる事が確認され、また、変異体の表現型回復にも寄与した事から、得られた知見は確かなものである事が確認された。H23年度は当初の予定通り行動スクリーニングを行い、脳内モノアミンであるドーパミンの増減がオスの求愛意欲の増減と相関を持つ事を見いだした。これを元に、H24年度は、ドーパミンがオスのフェロモン感受性を制御している可能性について研究を進めていたが、同年8月、ウィーンのグループにより同様の内容の論文が発表され(Keleman, Nature 2012)、研究計画を変更せざるを得なくなった。また、ほぼ同じ頃、ドーパミンがハエの逃避行動に関与するという報告(Liu, Nature 2012)がなされ、ハエの情動を探るという当研究のスクリーニングの有効性が立証される一方、より精度の高い結果が求められる状況になった。行動決定に関与が示唆された脳内モノアミンについて、リアルタイムイメージングにより神経の応答を直接的に観察する。また、求愛行動以外の行動実験も複数導入し、動物の総括的な「情動」の有無とその制御機構について検討する。現在、嗅覚系へのモノアミンの直接的関与動態を明らかにするリアルタイムイメージング実験を進めており、助成金未使用分は、生成フェロモン・抗体の購入やデータ解析にあてる予定である。求愛行動以外の行動実験器具など、主に実験系の確立に使用する。