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太古代安定地塊の根の進化:下部地殻-マントル捕獲岩と地塊内高圧変成帯の総合研究

これらの取り組みによって,太古代地塊直下の下部地殻-リソスフェアマントルにおける岩石学的・地球化学的な多様性をもたらした固体地球プロセスについて時間情報の解析が可能になりつつある本研究は太古代大陸塊直下の下部地殻-リソスフェアマントル捕獲岩と古原生代のエクロジャイトを含む地塊内高圧変成帯の地質学的研究に先進的な地球化学・年代学の分析技術を応用する.捕獲岩がもつ安定地塊直下の情報に地塊内高圧変成帯表層地質に記録された下部地殻物質の変動の情報を相補的に加えることにより,地球物理学と地球化学が描写する安定地塊の「根」を物質科学的に検証し,安定地塊の根の実像と陸塊の進化を解明する.そして,タンザニア地塊を例に太古代安定地塊の根の進化モデルを提唱することを目的とする.最終年度は研究分担者一人の異動(辞職)によって当初計画していた希ガス分析は進められなくなった.しかし,前年度までの取り組みによって,太古代地塊下部地殻-リソスフェアマントル断面の多角的復元には,できるだけ深い位置から地表に運ばれた捕獲岩試料の詳細な岩石学と二次イオン質量分析装置を用いた地球化学が最も有効であることが明確となり,本年度は,1.下部地殻-リソスフェアマントル断面復元のために必要な追加データの解析と,2.総合的なデータの解釈に取り組んだ.それらの取り組みによって,特に,ざくろ石かんらん岩試料の解析から,安定地塊の「根」を構成していたマントル物質の不均一性と,それらが記録する複数のイベントの詳細が識別できるようになった.結果的に,太古代地塊直下の下部地殻-リソスフェアマントルにおける岩石学的・地球化学的な多様性をもたらした固体地球プロセスについて解釈可能になり,現在,本研究課題の主成果を学術論文として纏めつつある.
モノクローナル抗体を用いた口腔粘膜上皮の分化と口腔粘膜疾患の関連性に関する研究

1.口腔粘膜上皮細胞に対するモノクローナル杭体産生ハイブリドーマの49クローンを得た。これらの培養上清で上皮全体が染色されたものは8例,角質層のみに結合したもの9例,顆粒層棘細胞層と反応したもの5例,基底細胞基底膜に蛍光がみられたもの5例,真皮層との反応7例で残りの15例はあまりはっきりした結果が得られなかった。2.モデル口腔粘膜真皮層はコラゲンゲル2mlに対して継代825代目のヒト線維芽細胞1×【10^5】個mlを懸濁してゲル化したものが適当であると考えられた。上皮層は皮虜クラチノサイトについては喜多野らの方法により良好な結果が得られた。口腔粘膜上皮については近温トリプシン+EDTA処理法では細胞採取量が一定しないこと,十分な細胞数が得られないこと等の問題が残されており、今後新しい酵素処理方法等開発されなければならない課題である。3.口腔癌に対するモノクローナル杭体として1B11,4B3,N2,N4,N18,1F9,1G5および3B4の8種類を得た。これらのモノクローナル杭体と7種類の口腔扁平上皮癌細胞株(Ca9-22,NA,HSC-2,HSC-3,HSC-4,ZAおよびN.u)およびヒト2倍体線維芽細胞HAIN55との反応は以下のようであった。1B11,【N_2】,【N_4】,1F9,1G5は全ての口腔扁平上皮癌細胞と反応したがNAIN55とは反応しなかった。3B4はCa9-22のみと反応した。N18はすべての扁平上皮癌細胞およびHAIN55と反応した。また、癌組織との反応性についてはN18は癌組織,扁平上皮組織ならびに間質ともに反応した。N2は癌組織においては実質全体と一様に反応した。1B11は癌実質全体を染色したがその反応性は癌胞巣周辺部が強かった。この傾向は正常上皮組織においても同様で基底層に近い部分ほど反応が強かった。1F9はCancer pearlの部分を強染色した。正常上皮組織では角化が強い部分ほど反応性が良かった。
拡散集団の起源・系統(自然人類学)

1.金隈遺跡出土人骨に代表される北部九州の渡来系弥生人頭骨191例を調査した。統計的分析により、北部九州の弥生人は、同じく渡来系と考えられている山口県の土井ケ浜弥生人よりも、はるかに古墳時代以降の日本人に近いことが明らかになった。したがって、北部九州の弥生人が、現代日本人の直系の祖先集団であった可能性が強く示唆された。2.韓国ソウル地方の30家系120人についてHLAハプロタイプの調査を行った。その結果、韓国人は北中国人と日本人集団の中間であるが、日本人により近い特徴をもつことが明らかになった。また、日本国内における地域差や中国西部、南部の集団のデ-タも考慮して、東アジアにおける先史モンゴロイドの移動,拡散ル-トを少なくとも4本推定した。3.中国科学院遺伝学研究所との共同研究により、内蒙古自治区のダウ-ル族150名につき集団遺伝学的調査を行った。血液型9種の遺伝子頻度を基に遺伝距離を求めると、ダウ-ルはモンゴル人と最も近縁で、次いで朝鮮族と日本人に近縁であることが判明した。4.アルデヒド脱水素酵素ALDH2^*2遺伝子は中国大陸を中心に広がっており、アメリカ大陸やオセアニアに至るにしたがって頻度が低くなることが明らかになった。このような地理的分布の勾配を説明するには、「中国北部のモンゴロイドに生じた突然変異が長い間に蓄積され高い頻度になった後、変異遺伝子の拡散がおこり、現在に見られるような分布となった」という仮説を検証する必要があることを指摘した。5.遺伝子頻度のデ-タベ-スの構築を行った。遺伝子座ファイルより、世界地図上に遺伝子頻度を表示できるプログラムを開発し、人類集団間の遺伝的近縁図を作成した。
地下流水音を用いた乾燥草原地帯における浅層地下水の探査

本研究では,自然環境の厳しい乾燥地における簡易な地下水探査手法として,地下水が流動する際に発生する弾性波を用いた新しい調査法を開発した。調査対象地はモンゴル中央部の半乾燥草原地帯であり,既存の浅井戸を用いて地下水位-地下流水音相関を求めた。その結果,地下水位が浅いほど地下流水音は大きく,両者の関係は対数近似できることが明らかとなった。また,地下流水音は帯水層の地質条件の影響を受けることが示唆された。得られた近似式を用いて斜面における地下水分布推定を行ったところ,水文地形学的に地下水位の高まりが推定される地点では推定地下水位も高くなり,かつその周囲では高水分状態を好む植生がみられるなど,妥当な結果が得られた。本研究では,地下水が流動する際に発する微弱な音波を地表面から集音し,簡便かつ迅速に地下水の水みち位置を特定することで,「遊牧民が日常的に利用する浅井戸をどこに掘れば生活に十分な水量が得られるか」という問題を解決することを目的とする。平成22年度はモンゴル国・バヤンオンジュール地区にて調査を行った。村長・カムスレン・エンクタイワン氏の案内の元,バヤン-オンジュール村管区内1600km^2(香川県の面積に相当)にある井戸約40カ所の水深・水質・水音・植生などを調査し、バヤン-オンジュール内の地下水環境を明らかにするとともに、豊富な湧水の得られる井戸位置の選定を行うための基礎的資料を得た。また、地下水資源の枯渇の原因は家畜のための揚水過多であり、家畜の糞尿によって水質も悪化していることが明らかになった。エンクタイワン氏とは放牧の在り方や今後揚水制限の必要性について議論した。本研究では,地下水が流動する際に発する微弱な音波を地表面から集音し,簡便かつ迅速に地下水の水みち位置を特定することで,「遊牧民が日常的に利用する浅井戸をどこに掘れば生活に十分な水量が得られるか」という問題を解決することを目的としている。平成22年度の調査で行った浅井戸調査では,当初の予定20地点を大きく上まわる49地点を探査することが出来た。また,当初は花崗岩地帯のみの調査を想定していたが,火成岩・変成岩・堆積岩の3種の帯水層域を調査することができた。そこで,全地下水サンプルの酸素・水素の安定同位体測定を行い,各岩種における特徴を抽出したところ,火山岩・堆積岩地域と変成岩地域の2グループに分類することが出来た。この2グループで地下流水音の値も異なり,同程度の地下水位であっても火山岩・堆積岩地域では音圧が大きく,変成岩地域では音圧が小さかった。このことから,地下流水音から地下水位を推定する水位-音圧検定曲線を作成する際には,測定地域の地質を考慮する必要があることが明らかになった。平成24年度の夏期調査で行った浅井戸調査では,平成22年度夏期調査で測定を行った全ての浅井戸に加えて39点の新規井戸の調査を行った。調査地点の地質によって地下流水音のデータがばらつくことが前回までの結果で明らかになったが,全データ(地下水位は0.2ー9.4 m,音圧は220.0ー28.3(無次元))を用いた地下水位の推定精度は決定係数が0.56であった。同一地質かつ弱風条件で行った日本における調査の場合は決定係数が0.89と非常に高くなるが,遮るものの少ない乾燥地では恒に風が強いため,また今回の調査では複数の地質条件が重なっていることもあわせて,精度が落ちたものと考えられる。ただし,今回作成した回帰式を用いることで,2-3m程度の誤差で現地の地下水位を推定することが可能になった。冬期調査では,地下水の流れの速い花崗岩地帯において,凍土条件での地下流水音探査をおこなった。100m×100mの範囲で測定を行った結果,気温-30°Cかつ凍土条件においても夏期と同等かそれ以上の精度で地下水位を推定できることが明らかになった。当初の研究計画では,「降水条件が年によって大幅に変動する乾燥地帯にて地下水流動の年変動が地下流水音探査に及ぼす影響」を確認するために,毎年同地点での多点観測を行うことにしていた。しかし,申請者の急病・手術により平成23年夏期のモンゴル現地調査を行うことが出来なかった。

そのため,平成23年度予算の繰越申請を行い,上記の地下水流動変化の確認は平成24年度の夏期調査に持ち越されることとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の夏期調査においては,23年度に実施予定であった「地下水流動の年変動が地下流水音探査に及ぼす影響」を確認することとする。また,研究対象地は冬期に凍土となる寒冷乾燥地帯であるため,凍土が地下流水音の音圧に及ぼす影響を確認することとする。
図形楽譜における音楽音響想起と音楽的スキーマのコレスポンデンス分析

本研究は、音楽経験値の異なる4群の被験者集団に対して、4通りの図形楽譜を見せ、どのような音または音楽が想起されるか、ということを自由記述式テキストマイニングとコレスポンデンス分析によって調査・分析する研究である。結果は、読譜知識と音楽的スキーマが専門的になればなるほど画一的解釈となり、縦軸が音高、横軸が音価というバイアスに縛られる傾向が顕著に見られた。研究の目的本研究は音響想起と音楽的スキーマの相関を、実験者が作成した4つのパターンの図形楽譜を被験者に与え、自由記述式アンケートによって得られた音楽・音響想起イメージをコレスポンデンス分析にかけることによって解析する手法であり、以下3つの課題を明らかにする目的を持っている。1)読譜知識及び音楽的スキーマ構成による図形からの音響想起に差が出るのか。2)図形楽譜におけるアフォーダンス(空間把握能力)に音楽理論知識は有効か。3)音楽的スキーマが認知バイアスとなって自由な発想を妨げてはいないか。本年度は、統計心理学の有識者の意見を参考に、コレスポンデンス分析を援用した研究・統計解析手法を精査し、音楽学の観点から図形楽譜に対する演奏解釈の基準を立証しつつ、その検証を基に課題作成を行った。また母集団を選定し、アンケートを実施した。また、統計解析手法を音楽心理分析に援用する試行として、因子分析とコレスポンデンス分析、さらに階層的クラスター解析を援用した音楽聴取測定実験を行い、学会にて口頭発表を行なった。本年度は、去年度にコンタルスキーや近藤譲、スミス、グリフィス等の図形楽譜に関する先行研究や文献、手法分析を元に作成された4種類の図形楽譜課題に対するアンケート回答におけるより詳細な統計解析データマイニングを行なった。具体的には、去年度分析手法として用いた因子分析、コレスポンデンス分析、ウォード法階層的クラスター解析に加えて分散分析におけるパワー・アナリシスと構造方程式モデリング(共分散構造分析)を導入し、数理的整合性を検証した。これは母集団によって数値化されたデータにおける有意水準にばらつきが生じたためである。コレスポンデンス分析は視覚され解釈が容易である反面パワー・アナリシス側面が欠如している欠点を有する。その欠点を補うためにもその数値の基盤となるパワー・アナリシスの重要性を再認識した。結果としては分散分析では整合性が得られたものの、構造方程式モデリングは各母集団のサンプリング数の関係で有意な結果が得られなかった。これらの結果は平成23年度の音楽音響芸術研究会2012年度研究大会で口頭発表する予定である。研究成果としては、音楽経験よりも現代音楽に関する聴取経験の豊富さが大きく類型に影響を及ぼすことは判明した。いかに読譜、演奏等音楽リテラシー能力に長けていても、図形から音響・音楽を認識する想像力には技術的経験はあまり作用せず、具体的音響を想起するよりも、音楽経験の少ない被験者集団に近似する結果が導き出せたことが大きな発見であった。さらに本課題の派生型として図形楽譜による音響想起の実験的実践を兼ねて松代現代芸術フェスティヴァル〈サウンドアート〉部門で作品("Codex Matsushiro)の発表および演奏を行なった。研究最終年である平成23年度は、コンタルスキーや近藤譲、スミス、グリフィス等の図形楽譜に関する先行研究や文献、手法分析を元に作成された4種類の図形楽譜課題に対するアンケート回答における、詳細な統計解析データマイニングを行なった。音楽経験別にサンプルサイズN=12の被験者集団4群に基づいて因子分析、コレスポンデンス分析、ウォード法階層的クラスター解析に加えて分散分析におけるパワー・アナリシスと構造方程式モデリング(共分散構造分析)を導入し、数理的整合性を検証した。なお、被験者年齢層は6歳から60歳代の男女合計100名であり、それぞれの被験者グループのサンプルサイズN=12は有効回答中の無作為抽出によって選択された研究成果としては、音楽経験よりも現代音楽に関する聴取経験の豊富さが大きく類型に影響を及ぼすことは判明した。とりわけ現代音楽の演奏に馴染んでいるプロの演奏家及び、現代音楽の手法を熟知している作曲家によって構成された被験者グループは図形から想起される音響が一律的で変化に乏しいという興味深い結果も得られた。これらの結果は平成23年度の音楽音響芸術研究会2011年度研究大会で口頭発表した。
内温性をもつ特殊なサメ類の行動生態とエネルギー収支

マグロ類と一部のサメ(ホホジロザメ等)は、筋肉の収縮によって生じた熱を体内にため込むことにより、体温をまわりの水温よりも高く保つことが知られている。しかし、高い体温を保つことにどのような生態的意義があるのかは、ほとんどわかっていなかった。本研究では、様々な種のサメに記録計を取り付け、自然のままの行動を記録した。体温を高く保つ種は、そうでない種に比べて、遊泳スピードが速く、また一年間の回遊の範囲が広いことが明らかになった。平成25年5月、バハマの周辺海域においてヨゴレというサメの一種の生態調査を実施した。サメはエサでおびき寄せて釣り上げ、ボートに横付けしたのちに、記録計、ビデオカメラ、電波発信器などを組み込んだパッケージを背びれに取り付け、放流した。パッケージはタイマーで三日後に切り離され、水面に浮かぶ仕掛けになっていた。3匹のサメに取り付けたパッケージのうち、一匹からは予定通り回収することができたが、残りの二匹からは機器の不具合があり、回収することができなかった。同年7月、パルミラ環礁にてツマグロ、オジロメグロザメという二種のサメの生態調査を実施した。実験の手順はヨゴレと同様であった。予測外のトラブルのために回収できなかった記録計もあったが、おしなべて実験はうまくいき、ツマグロ4匹、オグロメジロザメ4匹、合計8匹分の行動データを集めることができた。そのようにして集めたデータに、文献から収集したデータも合わせ、内温性をもつ魚類が速く泳ぐかどうかを検討した。硬骨魚類29種、軟骨魚類16種、合わせて45種の魚類の遊泳速度のデータを使い、体の大きさや系統関係の違いを反映させる統計手法を用いて比較した。その結果、内温性をもつ魚類は同じ大きさの外温性の魚類に比べて、3倍速く泳ぐという結果が得られた。これは魚類における内温性が運動能力と直接リンクしていることを示す、重要な結果である。また、それぞれの魚種について、基礎代謝量と遊泳のための代謝量を見積もり、単位距離を進むのに使うエネルギー量を計算した。そうして得られた推定値を、体の大きさや系統関係の違いを反映させる統計手法を用いて比較した。その結果、内温性をもつ魚類は内温性をもつ魚類は同じ大きさの外温性の魚類に比べて、エネルギー効率が悪いという結果が得られた。これは内温性の適応的な意義が、エネルギー効率ではないことを示している。平成26年4月上旬、タスマニア島(豪)の周辺海域においてエビスザメの生態調査を実施した。計四匹のサメを釣り上げてボートに上げ、すばやく記録計、ビデオカメラ、電波発信器などを組み込んだパッケージを取り付けて放流した。パッケージは予定通り、タイマーで数日後に切り離され水面に浮かび、すべて回収することができた。同年4月下旬から5月上旬にかけて、キャット島(バハマ)の周辺海域においてヨゴレの生態調査を実施した。計四匹のサメを釣り上げ、エビスザメと同様にパッケージを取り付けて放流した。そのうち一匹は予想外に遠くまで泳ぎ去ってしまい、機器を回収することができなかった。その他の三匹については、予定通り機器を回収することができた。そのようにして集めたデータに、文献から収集したデータも合わせ、内温性をもつ魚類がそうでない魚類に比べて速く泳ぐかどうかを検討した。体の大きさや系統関係の違いを反映させる統計手法を用いて比較したところ、内温性をもつ魚類は同サイズの普通の魚類に比べ、2.7倍速く泳ぐことが明らかになった。また、魚類の年間の回遊距離のデータを文献から集め、体の大きさや系統関係の違いを反映させる統計手法を用いて比較した。内温性をもつ魚類はそうでない魚類に比べて、2.4倍も回遊距離が長いことがわかった。内温性をもつ魚類は速く泳ぐことができるため、一年間という限られた時間の中で、より広範囲を回遊することができることが明らかになった。広範囲の回遊ができれば、季節的な環境の変化(エサの増減など)に柔軟に対応できるため、生存に有利にはたらくと考えられる。このようなメリットが高いエネルギー要求量というデメリットを上回ったからこそ、内温性をもつ不思議な魚類が進化したのだと示唆された。この結果をまとめた論文を、アメリカ科学アカデミー紀要(PNAS)に発表した。オーストラリアの南部、ネプチューン島の周辺海域にて、ホホジロザメの生態調査を実施した。調査船の船尾からエサをまいてサメをおびき寄せ、サメが船に最も接近した瞬間を狙い、クランプで挟み込む方式で記録計のパッケージを背びれに取り付けた。記録計のパッケージには通常の記録計(深度、遊泳スピード、温度、加速度を測定する)の他、ビデオカメラが組み込んであり、サメの視点から水中映像を撮影するようになっていた。記録計のパッケージは23日後にタイマーで切り離され、海面に浮かび上がったところを、電波信号を頼りに探し出して回収した。このような方法で、計5個体のホホジロザメからデータを得ることができた。データを解析したところ、ホホジロザメの驚くべき運動能力が明らかになった。ある個体は、時速7キロを維持して90分間、海面のすぐ下を泳ぎ続けており、これは今までに調べられたどんな魚よりも速い平均遊泳スピードの記録であった。また、ビデオカメラの映像から、ある個体は水中でオットセイを見つけて追いかけ、水面に追いつめて襲いかかっていたことがわかった。

このときの記録計のデータを分析したところ、サメは一秒間に4往復という猛烈なスピードで尾びれを振っており、最高速度は時速30キロに達していたと推定された。この値も、今までに測定された魚類の瞬間最大スピードの中では最大値に近い。このように、内温性をもつホホジロザメの非常に高い運動能力と、水面に追い詰めてからオットセイに襲いかかる巧みな戦略の両方を示す貴重なデータを得ることができた。現在、このデータの解析を続けており、近いうちに論文にまとめ、「PNAS」「Current Biology」等のトップジャーナルに投稿したいと考えている。マグロ類と一部のサメ(ホホジロザメ等)は、筋肉の収縮によって生じた熱を体内にため込むことにより、体温をまわりの水温よりも高く保つことが知られている。しかし、高い体温を保つことにどのような生態的意義があるのかは、ほとんどわかっていなかった。本研究では、様々な種のサメに記録計を取り付け、自然のままの行動を記録した。体温を高く保つ種は、そうでない種に比べて、遊泳スピードが速く、また一年間の回遊の範囲が広いことが明らかになった。幅広い魚種から行動データを集めることができ、そのおかげで内温性をもつ魚類とそうでない魚類の本質的な差を見つけることができた。この結果をまとめた論文がアメリカ科学アカデミー紀要という世界トップクラスの科学雑誌に掲載されたのは、予想以上の進展である。海洋動物学予定通りに研究を推進していく。幅広い種のサメから行動データを収集しながら、内温性をもつ種ともたない種にどのような差が見られるのか、検討を続けていく。とりわけ代謝量や遊泳コストに注目し、内温性をもつ魚類がエネルギー収支の観点からどのようなメリット、デメリットを抱えているのかを検討していく。予定外のトラブルにより、サメに取り付けた記録計が回収できなかったこともあったが、それでもデータは順調に集まっている。また、内温性をもつ魚類とそうでない魚類とを比較検討することを目指しているが、統計手法上の様々な難しさが少しずつ克服され、解析は順調に進んでいる。アルゴス送信機の通信費が使用状況に応じて変動したため。従来の予定通りに研究を推進していく。動物に取り付ける記録計を使って、サメの行動データを収集していく。いっぽうで、それらのデータを使って、内温性をもつ種ともたない種にどのような差が見られるのか、比較検討を進めていく。一流の国際学術誌を目指せるだけの結果は、既に得られているので、早いうちに結果を論文にまとめ、投稿したい。記録計を動物から切り離すための装置を購入する。円相場の変動によって、海外に支払った額が多少変動したため。動物の体から記録計を切り離すための電子機器を購入する。
糸球体内皮細胞によるメサンギウム細胞機能制御の分子機構・ギャップ結合の役割

私どもは正常なメサンギウムと内皮細胞機能を果たすために細胞間の情報伝達が重要であるとの認識からメサンギウムと内皮細胞におけるギャップ結合の役割を検討しました。得られた成果は以下の通りである。1)培養糸球体内皮細胞とメサンギウム細胞において、機能的なキャップ結合が存在することをdyetransfer assayを用いて示した。さらに、ギャップ結合蛋白であるCx43、Cx40が存在することを抗Cx40、Cx43抗体を用いた蛍光抗体法及びウエスタンブロッテイグ法を用いて明らかにした。内皮細胞とメサンギウム細胞間のコネキシンの局在を免疫電顕(immune gold法)を用いて明らかにした。2)細胞間のギャップ結合がPDGFにより閉鎖され、その閉鎖はPI3キナーゼ、ERK(extracellular signal-regulated kinase)、Cx43のリン酸化と関連していることを証明した。またメサンギウム細胞のギャップ結合が実際にメサンギウム細胞機能とかかわっているかを検討した。一個のメサンギウム細胞の圧刺激を加えるとその細胞だけでなく間に複数の細胞を介して繋がっているが、直接接触のない細胞にも収縮が引き起こされること。3)血管内皮細胞由来の血管拡張性物質として代表的な一酸化窒素(NO)が、cGMP、cAMP経路を介して糸球体メサンギウム細胞コネキシン蛋白の発現を促進し、ギャップ結合を充進させることを明らかにした。4)メサンギウム細胞の増殖・遊走因子であるPDGFをcAMPと一緒に作用させると、メサンギウム細胞コネキシン蛋白の発現を劇的に促進し、メサンギウム細胞の分化を誘導した。これにはPI3キナーゼを介したシグナル伝達系が働いている。以上の結果から、ギャップ結合を介した細胞間communicationが糸球体生理・病理学的に重要な役割を果たすことが示唆されました。生体内における細胞機能発現は、周囲に存在する他の細胞を含む細胞外環境により制御されている。このような細胞間相互作用に必須の分子群中でギャップ結合蛋白(コネキシンと総称)が注目されてから久しい。糸球体endocapillary領域は糸球体基底膜により取り囲まれた閉鎖領域であり、その中で内皮細胞、メサンギウム細胞が直接、接触して相互作用をしている。さらには糸球体内のメサンギウム細胞は糸球体外メサンギウム細胞とギャップ結合で連結した合胞体を形成し、傍糸球体装置の構成細胞(緻密斑、輸入・輸出動脈、顆粒細胞)とも隣接している。本研究の目的は、私たちが最近明らかにしてきた培養ラット・メサンギウム細胞のギャップ結合蛋白、コネキシン43の存在と細胞間シグナル伝達機構、合胞体としての同期的収縮についての研究を進展させ、糸球体内、及び傍糸球体部位におけるギャップ結合蛋白の性状を細胞・分子レベルで明らかにすることにある。(1)培養糸球体内皮細胞において、機能的なキャップ結合内皮細胞に存在することをdye transferas sayを用いて、またギャップ結合蛋白であるCx43、Cx40が存在することを抗Cx40、Cx43抗体を用いた蛍光抗体法及びウエスタンブロッテイグ法を用いて明らかにした。(2)血管内皮細胞由来の血管作動性物質として代表的な一酸化窒素(NO)が糸球体メサンギウム細胞コネキシン蛋白の発現を促進し、ギャップ結合を冗進させる。これにはPKA(protein kinase A)を介したシグナル伝達系が働く(論文を作製中)。

腎糸球体では、血管内皮細胞・メサンギウム細胞・細胞外基質が互いに連結し、一種の閉鎖領域(endocapillary area)を形成しており、生理的状態ではこの領域における細胞-細胞間、細胞細胞外基質間の相互作用により糸球体血管機能が正常に保たれている。細胞間相互作用に必須の分子群中でギャップ結合蛋白(コネキシンと総称)が注目されてから久しい。本研究の目的は、私たちが最近明らかにしてきた培養ラット・メサンギウム細胞のギャップ結合蛋白、コネキシン43の存在と細胞間シグナル伝達機構、合胞体としての同期的収縮についての研究を進展させ、糸球体内、及び傍糸球体部位におけるギャップ結合蛋白の性状を細胞・分子レベルで明らかにすることにある。得られた成果は以下の通りである。1)培養糸球体内皮細胞において、機能的なキャップ結合が内皮細胞に存在することをdye transferassayを用いて示した。さらに、ギャップ結合蛋白であるCx43、Cx40が存在することを抗Cx40、Cx43抗体を用いた蛍光抗体法及びウエスタンブロッテイグ法を用いて明らかにした。2)糸球体内皮細胞とメサンギウム細胞間のコネキシンの局在を免疫電顕(immune gold法)を用いて明らかにした。3)血管内皮細胞由来の血管拡張性物質として代表的な一酸化窒素(NO)が、cGMP、cAMP経路を介して糸球体メサンギウム細胞コネキシン蛋白の発現を促進し、ギャップ結合を亢進させることを明らかにした(J Am Soc Nephrol 2005;16:58-67)。4)メサンギウム細胞の増殖・遊走因子であるPDGFをcAMPと一緒に作用させると、メサンギウム細胞コネキシン蛋白の発現を劇的に促進し、メサンギウム細胞の分化を誘導した。これにはPI3キナーゼを介したシグナル伝達系が働いている(2004年米国腎臓学会発表)。
気管支喘息における末梢気道の機能障害を評価するイメージングバイオマーカーの確立

気管支喘息は遷延する気道炎症や気道構築変化(リモデリング)が不可逆的な気道閉塞をもたらし、難治化させる病態として提唱されている。特に、末梢気道における炎症やリモデリングが難治化に関連するという報告があり、末梢気道の機能障害の評価方法確立が望まれている。申請者らは過去に非侵襲的・簡便な末梢気道炎症の評価方法を確立しており、喘息難治化病態の解明には、非侵襲的・簡便な末梢気道機能障害の評価方法の確立が重要と推測している。本研究は、parametric response map(以下PRM:微小な末梢気道閉塞を空間的・定量的に評価できる画像解析法)によるイメージングバイオマーカーが喘息の末梢気道機能障害の非侵襲的・簡便な評価法として有用であるとの仮説をたて、早期から重症までの喘息を多階層・多様な時間軸で解析し、本評価法の有用性を明らかにすることを目的とする。30年度は、本研究を当院IRB申請およびUMIN登録の準備を行い、測定システム構築を行った。研究の実績で述べたとおり30年度はIRB申請及び測定システム構築のために時間を要したため。今後症例集積を開始し、横断的及び縦断的に症例を集積し、PRMによるイメージングバイオマーカーを早期から重症までの喘息で多階層・多様な時間軸で解析し、本評価法の有用性を明らかにする予定である。研究計画が遅れており、当初予定していた物品費用がかかっていないため次年度使用額が生じた。翌年度以降で必要な物品費用を使用する予定である。
調節性樹状細胞を用いた実験的自己免疫性網膜ぶどう膜炎の抑制

失明の原因になる難治性ぶどう膜炎の治療に調節性樹状細胞を用いた免疫治療をおこなうための基礎的な研究を行うことが目的である。樹状細胞にあらかじめ刺激を加えておくことにより、その後のT細胞、NKT細胞の活性化の方向性を調節できることが示唆されてきた。今回我々はToll like receptor (TLR)が免疫調節に密接に関わっている点に着目した。歯周病菌由来のTLR-2のリガンドであるPam(3)Cysとともに樹状細胞株を培養し、その樹状細胞株を用いてT細胞を刺激したところ、そのT細胞はTh2タイプの反応を示した。それに反してTLR-9のリガンドであるCpGとともに培養した樹状細胞株を用いた場合には、樹状細胞からのIL-12の産生がみられ、その後のT細胞への刺激をTh1タイプへ誘導すると考えられた。また、樹状細胞株にあらかじめ糖脂質を処理しておくことによりNKT細胞を刺激する際に、Pam(3)Cysともに培養した場合にはIL-4、IFN-γ産生を誘導し、CpGとともに培養した場合にはIL-4産生のみを強く誘導した。以上のようにCpGで前処理した樹状細胞はNKT細胞によるTh1/Th2サイトカイン産生バランスをTh2優位にすることが判明し、調節性樹状細胞として機能する可能性が示唆された。現在、そのメカニズムをさらに解析し、ex vivoにてCpGで刺激されたDCを実験的自己免疫性網膜ぶどう膜炎(EAU)マウスに投与することなどにより、それを抑制できるかどうかの実験などを行っている。本年度は調節性樹状細胞を樹立するために必要な条件についての研究を重点的に行った。樹状細胞にあらかじめ刺激を加えておくことにより、その後のT細胞の活性化の方向性を調節できることがわかってきた。今回我々はToll like receptor(TLR)が免疫調節に密接に関わっている点に着目した。さらにPam(3)Cysに加えてプロスタグランディンE_2とともに培養し樹状細胞株を用いた場合にはIL-6を多量に産生し、より強力なTh2タイプの反応を示した。以上のように樹状細胞のTLRへの刺激をコントロールすることによりその後のT細胞を介した免疫反応をコントロールすることができることが示された。平成17年度は樹状細胞株ではなく脾臓由来の樹状細胞を用いて同様の調節性樹状細胞を誘導できるかどうかを検討するとともに、マウス実験的自己免疫性網膜ぶどう膜炎(EAU)をこれらの細胞にて抑制できるかどうかの実験を行う。また、将来ヒトへの応用を目指すため、ヒト末梢血単核球由来の樹状細胞をもちいた検討を開始する。
一般化された2次元乱流における波数空間内の動力学に関する研究

一般化された2次元乱流系として知られているα乱流のエンストロフィー慣性領域に関する理論的・数値実験的研究を行った.α乱流系のエンストロフィー慣性領域のエンストロフィースペクトルの傾きは,2次元乱流の古典的理論を適用すると,αの値に依存することが導かれる.しかしながら数値実験によると,α>2の場合にはエンストロフィースペクトルの傾きはαの値に依存せず,一定値-1となることが知られている.このようなスペクトルの冪の転移は,波数空間内の相互作用の局所・非局所性によるものと指摘されていた,しかしながら,α<2とα>2でのスペクトルの冪を統一的に導出する理論は今まで提出されていなかった.本研究では2次元乱流のエンストロフィー慣性領域のエンストロフィースペクトルの冪の値を導く古典理論(Kraichanan-Leith-Batchelor)に波数空間内の非局所相互作用の効果を導入し,α<2とα>2を含むエンストロフィースペクトルの冪を統一的に導出する理論を提出した.実際にエンストロフィースペクトルQ(k)の冪の値は,α<2の場合には-(7-2α)/3になり,α>2の時にはαの値に依存せず-1となる.さらにα=2の場合には,Kraichnan(1971)やBowman(1996)によって議論されたようにスペクトルの冪に対数補正が存在することが導かれる.実際に,数値実験を行い理論の正当性を詳細に検討した.その結果,α=1,2,3の場合のエンストロフィースペクトルは理論的予測と極めてよく一致していた.一般化された2次元乱流系(α乱流系)の強制散逸現象に対する理論の構築と,数値実験による理論の検証を行った.2次元Navier-Stokes乱流では,波数空間内の非局所相互作用が支配的であることが指摘され,波数空間内の局所相互作用を前提としたKraichnan(1967),Leith(1968),Batchelor(1969)により提唱された乱流のエネルギースペクトルに関するスケーリング理論(KLB理論)は破綻する.そこで,KLB理論に非局所相互作用を取り込む必要がある.このような研究は既にKraichnan(1971)やBowman(1996)によって行われ,近年の高解像度数値実験による検証によって,理論の正当性が示されている.α乱流においても,予備的な計算によるとαが2よりも大きいときには波数空間内の非局所相互作用が重要となることが示せる.そこで2次元Navier-Stokes乱流に適用された,非局所相互作用を含むエネルギースペクトルのスケーリング理論をα乱流に拡張した.その結果,α=2を境にして,エネルギースペクトルの振る舞いにドラスティックな変化が起こることが導かれた.非局所相互作用を含まないKLB理論は,慣性小領域におけるエネルギースペクトルE(k)の傾きはαの値に依存することを主張するが,非局所相互作用を取り込むことにより,α>2ではαの値に依存せずE(k)の傾きはK^<-1>となる.さらに高解像の数値実験を行い,詳細な解析を行うことによって上記の理論的予測が正しいことを証明した.一般化された2次元乱流系として知られているα乱流のエンストロフィー慣性領域に関する理論的・数値実験的研究を行った.α乱流系のエンストロフィー慣性領域のエンストロフィースペクトルの傾きは,2次元乱流の古典的理論を適用すると,αの値に依存することが導かれる.しかしながら数値実験によると,α>2の場合にはエンストロフィースペクトルの傾きはαの値に依存せず,一定値-1となることが知られている.このようなスペクトルの冪の転移は,波数空間内の相互作用の局所・非局所性によるものと指摘されていた,しかしながら,α<2とα>2でのスペクトルの冪を統一的に導出する理論は今まで提出されていなかった.本研究では2次元乱流のエンストロフィー慣性領域のエンストロフィースペクトルの冪の値を導く古典理論(Kraichanan-Leith-Batchelor)に波数空間内の非局所相互作用の効果を導入し,α<2とα>2を含むエンストロフィースペクトルの冪を統一的に導出する理論を提出した.実際にエンストロフィースペクトルQ(k)の冪の値は,α<2の場合には-(7-2α)/3になり,α>2の時にはαの値に依存せず-1となる.さらにα=2の場合には,Kraichnan(1971)やBowman(1996)によって議論されたようにスペクトルの冪に対数補正が存在することが導かれる.実際に,数値実験を行い理論の正当性を詳細に検討した.その結果,α=1,2,3の場合のエンストロフィースペクトルは理論的予測と極めてよく一致していた.
モダニズムの世界化と亡命・移住・難民化

20世紀は西洋起源のモダニズムが世界へと広がりを見せた世紀だったが、これは西洋近代のグローバルな浸透の結果であるとともに、知識人を含むグローバルな人口の移動がもたらしたものでもある。とりわけ、こうした移動を誘引した近代的な社会変容に対する芸術家たちの批判的姿勢を抜きにしてモダニズムを捉えることはできない。それらをヨーロッパ・北米、ラテンアメリカ・中東、東アジアに地域を絞ることで解き明かした。モダニズムを西洋近代との交渉の手法とみなすという結論に達したが、東アジアにおけるモダニズムの展開において、日本のモダニズムが果たした逆説的な役割についても一定の解答を見出せた。第一次世界大戦後から1960年代までの諸都市をピックアップし、それら諸都市の無国籍性を可能にした歴史的条件、とりわけ民族移動との結びつきに留意しつつ、それら諸都市がモダニズム運動のセンターたりえた根拠を明らかにする。対象地域の拡散を防ぐために、(1)ヨーロッパ・北米、(2)ラテンアメリカ・中東、(3)東アジアの三拠点にチームを貼り付け、それぞれの地域的な問題を整理したうえで、総合する。「第一次世界大戦後から1960年代までの諸都市をピックアップし、それらの諸都市の無国籍性を可能にした歴史的諸条件、とりわけ民族移動との結びつきに留意しつつ、それらの諸都市がモダニズム運動のセンターたりえた根拠を明らかにする」ための第一歩として、2006年度は(1)ヨーロッパ・北米、(2)中南米や中近東のモダニズムにも目配りしながら、若手研究者に研究発表の機会をあたえ、とくに(3)日本および東アジアのモダニズムを研究対象とするモダニズム研究の裾野を広げることを心がけた。(I)北海道でモダニスト詩とアイヌ研究がどのように交錯しあったか、(II)初期川端康成のモダニズムは昭和初期の浅草をどう捉えようとしたのか、(III)中国のモダニストは横光利一から何を学んだのか、(IV)同じく横光利一のインパクトを朝鮮半島において受け止めた李箱の植民地主義への問いとは何であったか、(V)当の横光利一が朝鮮半島に見出したものは何であったか、(VI)京・ソウル・間島・上海を股にかけた朝鮮詩人、呉相淳が追求したアジア的な世界性とは何であったか、(VII)解放後、国民詩人として祀り上げられることになった尹東柱の脱神話化、(VIII)新劇俳優、松井須磨子を同時代の男性批評家がどのようなまなざしで見ていたかをめぐる批判的な検証。植民地主義、マイノリティ、ジェンダー、ディアスポラといった視点を抜きにしたモダニズム研究がありえないことは、ヨーロッパ・北米、中南米や中近東を見る場合と同様である。2007年度は研究分担者を数人加えることで、層を厚くしたい。「第一次世界大戦後から1960年代までの諸都市をピックアップし、それらの諸都市の無国籍性を可能にした歴史的条件、とりわけ民族移動との結びつきに留意しつつ、それらの諸都市がモダニズム運動のセンターたりえた根拠を明らかにする」という目標に沿って、2007年度も研究会を積み重ねた。研究会は5月に早稲田大学、9月と1月に立命館大学で開催。5月の研究会では、(1)イスラエル/パレスチナにおける現代文学、(2)東欧ユダヤ人のポピュラー音楽とモダニズムの関連、(3)英米文学のイスラーム表象に関する話題提供をもとに、モダニズムとユダヤ・イスラームをめぐって議論を深めた。9月の研究会では、研究代表者および分担者の周辺でモダニズムに関心を持つ若手研究者に発表の機会を与え、(1)横光利一と朴泰遠、(2)ポルトガルの「新しい歌」運動、(3)現代中国小説とモダニズム、(4)イスラエル建国時の歴史記述について、話題を提供していただいた。若手研究者の関心の広がりから学ぶところは大きかった。1月の研究会では、芸術運動としてのシュルレアリズムに関して新著を著した研究分担者(鈴木雅雄氏)を囲んでミニシンポジウム「シュルレアリズムはモダニズムか」を企画し、1920年代・30年代のパリにおけるシュルレアリストたちの共同体形成をめぐる実験について議論を重ね、全世界的なモダニズムのなかでのシュルレアリズムの位置を見定めた。また「ラテンアメリカのアヴァンギャルド」ではカリブ海地域でのモダニズム運動の諸特徴をさぐった。(1)ヨーロッパ・北米、(2)中南米・中近東、(3)東アジア地域のモダニズムにそれぞれ注目しながら、モダニズムの幅を測定する試みは着々と進行しているといえる。「第一次世界大戦後から1960年代までの諸都市をピックアップし、それらの諸都市の無国籍性を可能にした歴史的条件、とりわけ民族移動との結びつきに留意しつつ、それらの諸都市がモダニズム運動のセンターたりえた根拠を明らかにする」という目的に沿って、2008年度も研究会を積み重ねた。研究会は5月に明治大学、9月と1月に立命館大学で開催。

今年度は研究分担者の単著刊行が相次いだため、5月の研究会では池内靖子『女優の誕生と終焉』、1月の研究会では岡真理『アラブ、祈りとしての文学』を合評会形式で取り上げた。明治から昭和までの東京とする前衛演劇運動の中での女優、イスラエル建国前後のパレスチナを中心とする文学活動、いずれも本研究会のテーマに密接に関わっている。合評会では活発な議論があった。その他、個別発表は以下の通り。5月の研究会では、1、エジプト・カイロの現代文学、2、トリスタン・ツァラを研究する若手に発話をお願いして、アラブ圏のモダニズム、およびフランス・前衛文学運動の象徴表現について集中的な議論を行った。9月の研究会では、1、ニューヨークにおけるハーレムルネッサンス、2、両大戦間期ポーランド文学とマイノリティ、3、昭和期日本と朝鮮のモダニズムの比較、4、日本近代文学におけるアイルランド文学受容、5、現代台湾文学における国民党兵士の表象をとりあげ、「ヨーロッパ・北米」モダニズムとマイノリティのテーマ、および日本敗戦前後の東アジアにおける人間の移動と現代文学の関係について活発に議論した。1月の研究会では、1、ブラジル・モダニズムの諸相、2、アメリカ合衆国におけるユダヤ系前衛芸術、3、昭和期朝鮮人作家の移動体験をとりあげ、1、ヨーロッパ・北米、2、中南米・中近東、3、東アジア地域のモダニズムにそれぞれ注目しながらモダニズムの幅を測定する試みの有効性を確認した。残すところは、これまでの3年間の研究成果をまとめるのみである。本年度は最終年度ということもあり、また研究分担者の単著が続々刊行されていることを受けて、合評・書評会を中心に、研究会のプログラムを組んだ。5月30-31日に法政大学で開催した研究会では、「大連モダニズム」と「日中の新感覚派」をめぐってミニシンポジウムを組み、1920年代から1930年台にかけての東アジア地域における人的移動とモダニズム文学運動の連動性について徹底的に討議した。これまでの研究会ではヨーロッパ・北米・中南米に議論が偏りがちであったのに対して、本格的に東アジアを取り上げられたのは収穫だった。また書評会では、大平具彦氏の『20世紀アヴァンギャルドと文明の転換』を取り上げ、大西洋を挟んで新展開を見せた「20世紀アヴァンギャルド」の越境性に、日本出身のアーチスト、荒川修作が接続されるという大平氏独自の歴史記述をめぐって、活発な議論を行った。つづいて、11月14-15日に立命館大学で開催した最終の研究会では、中川成美氏の『モダニティの想像力-文学と視覚性』と、李静和(編)『残傷の音-アジア・アート・政治の未来へ』を取り上げ、日本モダニズムの変容を視覚性の観点からとらえなおす斬新な試みに対して、さまざまな応答可能性を探ったほか、沖縄戦や朝鮮戦争など、20世紀東アジア地域での暴力の後遺症に対してアートがどのように立ち向かってきたかをめぐる総括をおこなった。4年間の活動成果は、すでに多くの著書や雑誌論文のなかで随時公表済だが、未発表論文に関しては、立命館大学国際言語文化研究所の紀要『言語文化研究』22巻3号に特集を組んで掲載することが決まっている。
南インドにおける宗教の再生と権力-ケーララ州のテイヤム儀礼を事例として

南インド・ケーララ州北部で実践されているテイヤム(神霊)儀礼にまつわる神話・伝承を収集し、その解釈の変容を分析することによって、神話が一元的ではなく多元的であり、政治的権力や現地人の意図的解釈により、生成されていくものであることを明らかにした。現地調査では、8月16日から29日にかけて、ケーララ州カサルゴッド県とカンヌール県で祀られているムッタッパン神とポッタン神を中心に、それらの神話と伝承を、寺院に関わる人々および地元住民から聞き取り調査を行った。その結果、ムッタパン神話は、1)山岳部の部族の祖先神としての信仰、2)高位カーストによる侵略と祭祀様式・神話のヒンドゥー化、3)平地の低位カーストの台頭による巡礼寺院化、4)地域社会を超えて都市部、海外への伝播、といった段階をふまえて発展していることが分かった。また、ポッタン神話では、地元では不可触民がバラモンによって殺されたという語りがみられるが、一般には、バラモン僧侶が不可触民に諭されるといったヴェーダーンタ哲学的ストーリーが民俗学者らによって普及され、コミュニストらに利用されていることから、神話の政治的利用がみられた。従来の儀礼論では、儀礼は象徴的意味をもつものであるとする意味中心的アプローチと、儀礼は意味をもたない行為であるとする行為中心的アプローチがとられてきた。だが、テイヤム儀礼は、政治や観光化、商業化と関連して、組織者とパフォーマーと観客との間の相互作用によって意味が構築されているパフォーマンスであることを明らかにした。儀礼の文化人類学的研究では、シンボルが意味をもつとする意味中心アプローチと、実践すること自体が重要であるという行為中心アプローチが拮抗しているが、パフォーマンスとしての要素が強い、インド・ケーララ州の儀礼「テイヤム」では、意味は、歴史的、社会的、文化的に構築されるという第三のアプローチが有効である。イギリス図書館にある記録によると、イギリス植民地時代のインド・ケーララ州(当時マラバール)における儀礼的慣習に対する英国人や宣教師たちの見解は、「野蛮」な「悪霊踊り」または「悪霊払い」であり、正さなければならないものであった。一方、インド人はイギリス人の民俗儀礼に対する無理解を逆手にとり、反イギリス思想を広めるプロパガンダとして用いていた。1月に調査したカリヴェルール・ムッチロートゥ女神寺院(ワーニヤ・カーストの寺院)のテイヤム祭礼では、祭礼委員会による神話とカースト起源説の解釈が、ワーニヤ・カーストのバラモン・ヒンドゥー化、アーリヤ化と結びつけてなされていた。一方、文化プログラムとして催されたフォークロア、アートに関するセミナーでは、共産党シンパの民俗学者や批評家による、テイヤム、フォークロアの共産党主義的解釈がなされていた。観衆の態度、動機は様々であり、儀礼組織者、参加者の影響を受けながら価値観を構築していく。テイヤムは宗教的行為としての儀礼だけではなく、政治、文化、社会的活動の場であり、多様に解釈され意味づけがなされていく、生成されるパフォーマンスであるということが分かった。
アルツハイマー病モデル動物における発症早期の脳波異常解析

海馬で観測される同期的リズム活動であるシータ波は、学習・記憶能力と高い相関があることが知られている。本研究では、アルツハイマー病発症の早期検出を目的として、病態モデルの3xTgADマウスにおける学習中および自発行動中の海馬シータ波を解析し、発症前から発症初期にかけて検出されると予想される海馬シータ波の異常と学習・記憶障害との相関を解析する事を目的としている。平成29年度において、対照群のB6/129SVマウス、3xTgADマウスの両方が瞬目反射条件付けにおいて学習を示さなかったことから、平成30年度は別の学習課題を検討することとした。これまでADマウスで報告されている学習課題と同じ課題を用いた場合、これまでよりも早期に障害を発見することは難しいと思われたので、今までに報告のない回転ホイール自由走行課題を用いて検討した。この課題では、各マウスが毎日、走行用ホイール(回し車)の中に5分間入れられて、自由に走行する課題である。通常、マウスは日とともに、5分間の走行距離および走行速度が徐々に増加し、数日で定常に達する(学習)。ロータロッド課題の場合とは異なり、走行はマウスの自発性に委ねられているので、小脳などの下位中枢に障害がある場合のみならず、自発性に関わる上位中枢に障害がある場合も検出できると期待できる。本課題を用いて、まずは、4ヶ月齢の対象マウスおよび3xTgADマウスの学習を調べたところ、3xTgADマウスにおいて顕著に障害されていることが明らかとなった。この障害は2ヶ月齢において既に有意であり、これまで当該マウスにおいて報告されている学習障害の中では、最も早期の学習障害であると考えられる。しかしながら、この運動学習に対する海馬の関与はまだ明らかではなく、海馬以外の脳領域がこの学習障害に関わっている可能性もあると思われ、今後さらなる検討が必要である。平成29年度において瞬目反射条件付けを用いた早期学習障害の判定が難しいことが明らかになったので、これまでADマウスで試されたことのない学習課題を探した結果、ホイール自由走行学習課題において対照マウスであるB6/129SVマウスに比べて3xTg-ADマウスが有意に学習障害を示すことが明らかとなった。この障害は4ヶ月齢において顕著に認められ、さらに2ヶ月齢においても既に有意であったことから、これまで当該マウスにおいて報告されている学習障害の中では、最も早期の学習障害になると思われる。計画当初は、海馬依存性が少しずつ異なる各種瞬目反射条件付け課題の組み合わせにより、早期障害を検出できると期待していたが、そもそも海馬依存性が低い標準的な遅延課題において対照マウス、ADマウスともに障害を示したため、早期障害の検出に用いる学習課題の再検討の必要性に迫られた。幸いなことに、以前に、ある化合物群の中枢阻害作用の一次スクリーニングに用いていたホイール自由走行学習課題を試したところ、3xTg-ADマウスにおける明らかな早期障害を見出すことができた。今後は自由走行時の脳波や、海馬シータ波成分の薬理学的検討を進めていく予定である。(1)より若齢(1ヶ月齢etc.)のADマウスを用いて、ホイール自由走行学習課題における障害が発生する時期を特定する。(2)ホイールの中において自由走行中および待機中(走行停止中)のADマウスの海馬シータ波の解析を進める。(3)海馬以外の領域の関与を調べるために、海馬以外の領域の脳波解析や神経活動解析を行う。平成29年度は、これまで申請者が行ってきた瞬目反射条件付けを用いて、3xTgADマウスの学習障害を早期に発見するために適する課題を検討した。瞬目反射条件付けは、音とまぶたへの刺激を組み合わせて繰り返し与えることにより、音単独でまぶたを閉じるようになる連合学習である。瞬目反射条件付けには海馬依存性のメカニズムが少しずつ異なる複数種類の課題がある。本年度は、1海馬依存性が低い遅延課題、および、2ムスカリン受容体依存性が高く、したがって海馬依存性が高いと考えられる文脈依存的弁別課題の2種類の学習課題を用いて、まだ、学習能力が障害されていないと考えられる2ヶ月齢および4ヶ月齢の3xTg-ADマウスと対照群マウスであるB6/129SVマウスの学習能力を検討した。まず、標準的に用いている1 kHzの音を用いて遅延課題を行ったところ、ADマウス、対照マウスともに学習率が増加しなかった。そこで、音の周波数を2、5、8 kHzと増加させると両マウスともに学習率が増加する傾向が見られた。また、これまで報告されている文献を参考に、光や振動を用いた条件付けも検討したが、それほど改善はされなかった。また、弁別課題として光ー音、光ー振動などの組み合わせを検討したが、それらも顕著な学習は確認できなかった。検討した中では、8 kHzの音を用いた場合、比較的学習する傾向が見られたので、今後は光と音(> 8 kHz)を用いて検討を進める予定である。3xTg-ADマウスと対照群マウスであるB6/129

SVマウスともに、アルツハイマー病を発症する前と考えられる2ヶ月齢および4ヶ月齢において、古典的瞬目反射条件付けの遅延課題(海馬依存性は低い)を学習しないと言うことは全くの予想外であった。これはノックアウトマウスの対照群として良く用いられるC57BL/6マウスとは、遺伝的背景がやや異なることに由来すると思われる。予備実験として聴覚性脳幹応答(ABR)を調べてみたところ、5 kHz以下の低音に対する聴覚障害を持つことが示唆されたことから、これが原因の1つであることが推測された。しかしながら、光や振動など、音以外の感覚刺激を用いた条件付けにおいてもそれほどには改善されなかったことから、他に原因がある可能性も残されている。今後は、最適な感覚刺激の検討を行うとともに、瞬目反射条件づけ以外の学習課題も検討する必要があると思われる。海馬で観測される同期的リズム活動であるシータ波は、学習・記憶能力と高い相関があることが知られている。本研究では、アルツハイマー病発症の早期検出を目的として、病態モデルの3xTgADマウスにおける学習中および自発行動中の海馬シータ波を解析し、発症前から発症初期にかけて検出されると予想される海馬シータ波の異常と学習・記憶障害との相関を解析する事を目的としている。平成29年度において、対照群のB6/129SVマウス、3xTgADマウスの両方が瞬目反射条件付けにおいて学習を示さなかったことから、平成30年度は別の学習課題を検討することとした。これまでADマウスで報告されている学習課題と同じ課題を用いた場合、これまでよりも早期に障害を発見することは難しいと思われたので、今までに報告のない回転ホイール自由走行課題を用いて検討した。この課題では、各マウスが毎日、走行用ホイール(回し車)の中に5分間入れられて、自由に走行する課題である。通常、マウスは日とともに、5分間の走行距離および走行速度が徐々に増加し、数日で定常に達する(学習)。ロータロッド課題の場合とは異なり、走行はマウスの自発性に委ねられているので、小脳などの下位中枢に障害がある場合のみならず、自発性に関わる上位中枢に障害がある場合も検出できると期待できる。本課題を用いて、まずは、4ヶ月齢の対象マウスおよび3xTgADマウスの学習を調べたところ、3xTgADマウスにおいて顕著に障害されていることが明らかとなった。この障害は2ヶ月齢において既に有意であり、これまで当該マウスにおいて報告されている学習障害の中では、最も早期の学習障害であると考えられる。しかしながら、この運動学習に対する海馬の関与はまだ明らかではなく、海馬以外の脳領域がこの学習障害に関わっている可能性もあると思われ、今後さらなる検討が必要である。平成29年度において瞬目反射条件付けを用いた早期学習障害の判定が難しいことが明らかになったので、これまでADマウスで試されたことのない学習課題を探した結果、ホイール自由走行学習課題において対照マウスであるB6/129SVマウスに比べて3xTg-ADマウスが有意に学習障害を示すことが明らかとなった。この障害は4ヶ月齢において顕著に認められ、さらに2ヶ月齢においても既に有意であったことから、これまで当該マウスにおいて報告されている学習障害の中では、最も早期の学習障害になると思われる。