hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小管制御因子SCG10ファミリーの強制発現による視神経再生

2過剰発現マウスの網膜から、予め逆行性に蛍光標識して置いた網膜神経節細胞をFACSで分離採取可能か否かを検討し、現在も継続中である。本研究は、微小管の制御因子SCG10ファミリーを、アポトーシスを阻止した網膜神経節細胞に強制発現させることによって、in vitroで神経突起伸展に及ぼす作用を解明し、in vivoで視神経の再生を劇的に促進させることを目指している。昨年度に引き続き、SCG10ファミリー遺伝子をアデノウイルスベクターを用いて導入し、突起伸展効果を評価するための実験系の確立を目指した。具体的には以下の研究を行った。(1)SCG10ファミリー遺伝子を神経特異的に導入するためのベクターコンストラクトの開発(1)ElaE3-欠損型アデノウイルス5型ベクターのCMVプロモーター領域を神経特異的プロモーターに置き換えるため、SCG10の近位プロモーターにNRSE(element)を連結し、さらに、IRSE配列を介してLacZレポーター遺伝子とGFP(Green Fluorescent Protein)発現遺伝子を有するpXJ1CMV-LacZ/GFPに代替挿入した。(2)このベクターにSCG10の微小管脱重合制御領域のリン酸化型および非リン酸化型コンストラクトを挿入し、293細胞に感染させて濃縮抽出した。(3)培養海馬ニューロンおよび網膜神経節細胞にSCG10ファミリー遺伝子アデノウィルスベクターを感染させ、SCG10を強制発現させることに成功した。X-galおよび抗チューブリン抗体の免疫組織化学二重染色法によりSCG1ファミリー遺伝子を導入された神経突起を可視化したところ、導入細胞では顕著な突起の脱落・消失が認められた。(2)成長円錐関連蛋白GAP43遺伝子を強制発現させるためのベクターコンストラクトを(1)(2)の方法で現在作成中である。(3)Bcl-2過剰発現マウスの網膜から、予め逆行性に蛍光標識して置いた網膜神経節細胞をFACSで分離採取可能か否かを検討し、現在も継続中である。成熟哺乳動物の中枢ニューロンの軸索は一度外傷あるいは疾病により障害を受けると再生させる事は極めて困難である。本研究課題では、損傷軸索の再生を分子生物学的に誘導するために、軸索切断した網膜神経節細胞のニューロンに軸索骨格を形成している微小管の制御蛋白を強制発現させることにより、切断軸索からの突起伸展が誘導出来るか否かを検討した。まず、発現させる制御蛋白として、微小管の構成蛋白であるチューブリンの重合をするSCG10を見いだした。SCG10は発達期のニューロンの突起伸長時に発現誘導がかかることがわかった。さらに、チューブリンの重合がSCG10のリン酸化によって制御されることを確認した。そこで、このSCG10を培養中枢神経細胞に遺伝子導入し、軸索突起伸展に対する効果を検討した。SCG10遺伝子を神経特異的に導入するためのベクターコンストラクトを開発し、培養した海馬ニューロンに適用したところ、導入群ではSCG10発現上昇が確認された。発現上昇の見られた群の神経突起長ならびに分枝数を解析したところ、導入群ではコントロール群と比較して神経突起長ならぴに分枝数の有意な低下が見られた。従って、SCG10単独では軸索伸展抑制効果があることが判った。
異性認知の情動過程

本年度はヒト視覚的性嗜好性に及ぼす嗅覚およびエネルギー代謝の影響を調べ、さらにその脳内過程の一端をサル視床下部外側野で検討した。1)ヒトの視覚的性嗜好性の嗅覚およびエネルギー代謝依存性:自己ペースレバ-押し課題を用いて、視覚的性嗜好性を大学生(男子106名、女子30名)で測定した。ニオイやブドウ糖を負荷しない状態で、男性では36%、女性では25%が女性の画像を長く見た。男性の写真を長く見たのは男女各1名であった。香水存在下では、男性では女性をよく見る人数が有意に増加し、女性では逆に減少した。20gブドウ糖溶液摂取により、男性、女性とも女性の写真を長く見る人の数が減少した。嗅覚やエネルギー代謝情報が視覚的な性嗜好性に影響を及ぼしていることが明らかになった。2)サル視床下部外側野ニューロンの生殖関連嗅覚応答性とグルコース感受性:視覚、嗅覚、エネルギー代謝系のの情報の少なくとも一部は視床下部外側野に収束している。視床下部外側野ブドウ糖感受性ニューロンは非感受性ニューロンと比較して摂食に関連したニオイのアミルアセテート(バナナ臭)とスカトール(糞臭)に対してより有意に高い反応性を示すが、視覚応答性は逆に低かった。アミルアセテートに対して興奮性応答が多く、スカトールに対して抑制性の反応が多い。生殖に関連したニオイであるジャコウとtrimethylamine(TMA、腐敗臭/月経排泄物臭)の反応性を調べると、両群で応答率に差がなかったが、ブドウ糖感受性ニューロンは抑制される場合が多く、逆に非感受性ニューロンは興奮性を示す場合が多かった。視床下部外側野においては視覚、嗅覚およびエネルギー代謝情報は同じニューロンで処理されるというよりも、ブドウ糖感受性ニューロンでニオイとエネルギー代謝の情報が処理され、非感受性ニューロンで視覚と嗅覚情報が処理されている可能性が高い。
占領下の日本におけるアメリカ美術受容の研究

冷戦下,アメリカは日本を防共の砦として位置づけ,アメリカに対しては親日世論を,日本に対しては親米世論の育成をはかった。その中でアメリカ美術はどのような役割を果たしたのか。本研究の目的は,1占領下の日本で開催されたアメリカおよびアメリカ美術関連の展覧会について,2占領下の日本の新聞・雑誌におけるアメリカ美術について,3GHQによる美術行政とアメリカ美術の関係について,の3点を調査研究することにより,占領下,アメリカ美術が文化政策にどのように関わり、日本がそれをどのように受容したのかを明らかにすることである。2018年度は、主に以下の2点について、研究をすすめた。1「占領下の日本で開催されたアメリカおよびアメリカ美術関連の展覧会について」は、GHQ/SCAP資料から、1949年にGHQにより計画された「アメリカ絵画展」関連の資料を中心に、再考をおこなった。2「占領下の日本の新聞・雑誌におけるアメリカ美術について」は,主に当時の新聞や雑誌記事を網羅的に調査・分析した。特にアメリカ在住の日本人画家たちや,その後渡米する長谷川三郎によるアメリカ美術の紹介記事などを分析し,日本の美術家たちに及ぼした影響についても考察をおこなった。これらの調査研究は、占領下の日本において、アメリカ美術がどのように紹介され、受容されたのかを明らかにする上で重要なものである。「アメリカ絵画展」計画は、アメリカ側から日本人に親米世論の形成と民主主義の教育的効果を期待したものであり、また日本の新聞・雑誌におけるアメリカ美術の紹介は、結果的に、日本の美術家たちに、親米意識を芽生えさせるものとなった。2018年度は、体調不良により断続的に入院と療養が続いた。国立国会図書館をはじめ、都内図書館、美術館等での調査、関西方面への調査旅行を計画していたが、電車移動が困難であったため断念し、自宅で文献資料を読み込む作業が主となった。一部の資料は、国会図書館の郵送による複写依頼を活用して収集し、可能な限り研究をすすめた。2019年度は、主にGHQによる美術行政とアメリカ美術の関係についての考察をおこなう。特にアメリカ博覧会の対応にあたった美術史家ジョージ・N・ケイツ(George N. Kates)についての調査をおこなう。国会図書館憲政資料室のGHQ/SCAP文書の他,ワシントンDCのアメリカ美術公文書館がケイツの書簡類を所蔵しているので,現地で調査をおこなう。ただし体調面で問題が生じた場合は、国内での調査に限定し、海外調査は2020年度におこなう可能性もある。また2019-20年度では、当初の計画に加え、できる限り、2018年度に完遂できなかった資料収集と分析をすすめ、その成果を大学の研究紀要等に発表する予定である。2018年度は、体調不良により、当初配分していた旅費、謝金を使用できなかったため、次年度に繰り越す金額が生じた。

2019年度は、前年から繰り越した費用を、都内や関西方面での調査旅費として使用し、新たに配分された費用は、基本的に計画通り、海外・国内調査旅費や物品費、謝金等に使用する予定である。
エンドセリンの脳循環調節への関与に関する検討ー培養脳微小血管内皮細胞を用いてー

脳血流調節における末梢脳血管内皮細胞の役割を調べるために,培養脳微小血管内皮細胞を用いて,エンドセリンの産生とその産生調節機序について検討した。まず脳血管内皮細胞によるエンドセリンの産生を確認し,次に酸素分圧と二酸化炭素分圧の変化がエンドセリン産生にどのような影響を与えるかを調べた。実験方法と結果:脳微小血管内皮細胞の培養はBowmanらの方法に基いて行った。内皮細胞の確認はDilーAcーLDLにより確認した。まず培養脳微小血管内皮細胞,および培養前の微小血管そのものを用いてエンドセリンmRNA及び培養液中へのエンドセリンー1の放出を確認した。次に,フィルタ-上に内皮細胞を培養し,そのエンドセリンー1の放出がluminal側かabluminal側かを調べ,luminal側の2倍abluminal側に放出されているのを確認した。低酸素がエンドセリン産生に与える影響を調べるため通常の培養条件である20%酸素をコントロ-ルにして,10%と5%酸素下におけるエンドセリンー1産生を測定した。結果は,10%酸素下ではコントロ-ルと有意差はなかったが5%酸素下では有意にエンドセリン産生は低下した。次に,二酸化炭素がエンドセリン産生に与える影響を調べるため5%二酸化炭素をコントロ-ルとして7.5%と2.5%二酸化炭素下でのエンドセリンー1産生を測定した。7.5%ではコントロ-ルと有意差がなかったが,2.5%二酸化炭素下ではコントロ-ルに比べて有意にエンドセリン産生は増加した。こうした実験結果から,脳血管内皮細胞がエンドセリンー1の産生を通じて脳血流調節に関わっている可能性が示唆された。
統合失調症におけるMRI,PETを用いたニューロイメージングマーカーの開発

本研究は統合失調症症状の客観的画像化と、統合失調症モデル動物としての妥当性を脳画像技術により確認することを目標とした。臨床研究では統合失調症や健常者を対象に成人版対人応答性尺度(social responsiveness scale-adult; SRS-A)および頭部MRI検査を行い、SRS-A得点と局所脳血流量や皮質容量との関連を明らかになった。動物研究では、統合失調症で特徴的な中枢刺激薬への過敏反応をPETを用いて成体の統合失調症モデルマーモセットで確認できるかを検討した。その結果、メチルフェニデートによるドーパミンの放出の増加は確認されたものの、その過敏性は認められなかった。近年、画像診断技術の進歩によって、統合失調症の脳局所の構造や機能に関する病態が明らかにされつつある。これらの知見を受け、脳形態画像情報から精神疾患と健常者を判別する手法についての研究も報告されるようになっており、申請者も健常者と統合失調症患者の判別分析や大うつ病性障害患者と統合失調症患者を対象とした判別分析法を確立している。また非侵襲的な手法である、MRIによるな血流測定検査による疾患特異的な機能変化を検討した報告もある。申請者もこれまでに統合失調症における局所脳血流変化を明らかにしており、また健常者、統合失調症患者、大うつ病性障害患者における血流変化パターンの差異を明らかにしている。また統合失調症患者、双極性障害患者、健常者おける局所脳血流ー脳室内温度調整機能の変化も明らかにしている。またポジトロン断層法(PET)による神経伝達物質の受容体密度測定も、形態画像としての意味合いに加え神経伝達物質の放出量測定といった機能画像としての使用が可能である。これまでに行われた統合失調症のドーパミン作動性神経の異常に焦点をあてた研究では、アンフェタミンなどの中枢刺激薬負荷時に統合失調症群では健常群と比較して線条体でのドーパミンの放出量が増加していたという所見がある。この放出量増大は統合失調症の重症度とも相関するとされ、まさに統合失調症のドーパミン過剰仮説を支持する重要な所見として注目されてきた。申請者はこれまでに統合失調症モデルラットに対してメチルフェニデート負荷試験を行い、モデルラットにおけるドーパミン放出量の増大を明らかにした。またマーモセットを対象としたメチルフェニデート負荷試験も行っており、そのメチルフェニデートによるドーパミン放出量の増大も確認している。脳画像技術の発展に伴い、精神科疾患においても大脳皮質容量測定や神経連絡を測定する拡散テンソル画像などの手法が研究に応用されるようになった。またpositron emission tomography (PET)は統合失調症および統合失調症モデル動物における特徴的な脳変化を明らかにした。しかしこれらの検討はそれぞれの画像技術を別々に用いたものが多く、統合的な研究は少ない。本研究は最新の脳画像医学およびシステム神経科学の知識に基づきこれらの技術を統合的に用いた。平成27年度には、統合失調症で多くみられる自閉症スペクトラム障害様症状と関連のある大脳局所領域を、3次元T1強調画像を用いたvoxel-based morphometry法により検討した。その結果、対人応答性尺度成人版の総得点と左上後側頭回との間に有意な負の相関を認めた。対人応答性尺度成人版の下位分類との検討を行った結果、social communication and interactionと左上後側頭回との間に有意な負の相関を認めたが、自閉的行動スコアとの間には相関が認められなかった。左上後側頭回は言語理解、特に比喩を含めた言語理解に関連している領域であり、これまでに明らかとなっている、自閉症患者における同部位の障害と同様、統合失調症でも左上後側頭回の障害が明らかになった。また、健常群を対象に自閉症スペクトラム障害様症状と大脳局所血流量の相関解析を検討およびfunctional network解析も行なった。その結果、SRS-Aのスコアと後部帯状回の血流量との間に正の相関が明らかとなった。また、低SRS-A群では帯状回などのbetweenessが増加していることが明らかになった。これらの結果から、SRS-Aのスコアが高い人ほど帯状回と内側前頭前野の機能的結合が低いために過活動しているのではないかと推測された。平成26年度には健常の成体マーモセット、およびメタンフェタミンの連日投与によりメチルフェニデートに交差感作させた統合失調症モデルマーモセット各4頭に対してメチルフェニデートの単回投与前後で[18F]fallyprideを用いたPET検査を行い、メチルフェニデートによる中枢刺激による反応をin vivoで検討した。また健常者、統合失調症患者、大うつ病患者や双極性障害を対象としたDTIやASLなどのMRI画像の画像収集はすでに数多く行われている。

精神科当初の計画通り、今後は形態画像と機能画像を組み合わせたmulti modalityによる精神疾患の判別分析法の確立を行うほか、重症度や治療に伴う経時的な変化や、ankyrin 3などの原因遺伝子と目されている遺伝子の多型と大脳表現系との関連を検討していく予定である。
高齢介護者の心理・社会的孤立予防のためのアセスメント方法と支援モデルの開発

本研究では、在宅で高齢者を介護している高齢介護者の心理・社会的孤立に関するアセスメント方法と支援モデルを開発することを目的とした。高齢介護者への質問紙調査により、心理・社会的孤立の関連要因を明らかにした。次いで、訪問看護師に半構成的面接調査を行い、心理・社会的孤立のアセスメント視点として、個人・社会・環境に関するカテゴリーを抽出した。また、心理・社会的孤立予防に関する訪問看護師の支援方略として、個人特性の理解、孤立の兆候に気づく、介護者の力量形成などのカテゴリーを抽出した。これらの結果にもとづき心理・社会的孤立予防に関する支援モデルを作成した。本研究の目的は、在宅で高齢者を介護している高齢介護者の心理・社会的孤立予防のためのアセスメント方法と支援モデルを開発することである。平成23年度は、高齢介護者の心理・社会的孤立に関する実態を明らかにすることを目的として、広島県・熊本県内の訪問看護師と高齢介護者を対象に自記式質問紙調査を行った。平成24年度は、平成23年度の結果を踏まえて、高齢介護者の心理・社会的孤立に関わった経験を有する訪問看護師のアセスメント視点と支援方略を明らかにすることを目的として、広島県内の訪問看護師10名、熊本県内の訪問看護師10名を対象に半構成的面接調査を行った。面接内容は、心理・社会的孤立発生のメカニズム、アセスメントの視点、支援内容である。対象者の許可を得て録音し、質的データ分析方法を用いて分析した。その結果、訪問看護師の心理・社会的孤立のアセスメント視点には、被介護者に関する事項として基本属性、性格、サービス利用態度、疾患、コミュニケーション障害、医療依存度等、介護者に関する事項として基本属性、性格、サービス利用態度、疾患の理解、健康状況、相談相手、生活スタイル等、環境に関する事項として家族関係、支援者、近隣・地域関係、社会参加状況等があった。心理・社会的孤立に対する訪問看護師の支援方略としては、介護者への心理的支援、サービスの導入による介護負担の軽減と自由時間の確保、家族関係の調整、学習支援(介護体制、疾患の理解、病状観察、生活習慣等)、社会参加へのサポート、関係職種間の連携と支援チーム体制の構築、地域における訪問看護ステーションとしての相談体制の確立等があった。研究目的:在宅で高齢者を介護している高齢介護者の心理・社会的孤立予防のためのアセスメント方法と支援モデルを開発する。平成25年度目標:平成24年度の面接調査で抽出した高齢介護者の心理・社会的孤立予防における1訪問看護師のアセスメント視点、2訪問看護師の支援方略、の各カテゴリーについて妥当性を検討し、モデル化する。結果の概要:上記12についてグループインタビューを実施した。対象は、訪問看護師、ケアマネジャー、地域包括支援センター保健師の計7名である。インタビュー内容は、表現の適切性、実践活動との一致性、不足している項目などである。結果:1心理・社会的孤立のアセスメント視点について「介護者の個人特性」「被介護者の個人特性」「介護支援体制」「暮らし」のカテゴリーは、ほぼ妥当との結論が得られた。2訪問看護師の支援方略について「介護者の生活状況を把握する」「介護者のエンパワメントを促す」「身近な人との支援関係を支える」など10カテゴリーは、類似性・表現の適切性の点から一部修正を要した。今後は、12のカテゴリーをさらに精選し、一般化していく必要がある。本研究の目的は、高齢者を介護している高齢介護者の心理・社会的孤立予防のためのアセスメント方法と支援モデルを開発することである。平成23年度は、基礎調査として2つの調査を実施した。[調査I]目的:高齢介護者の心理・社会的孤立の実態とその関連要因を明らかにする。方法:広島県313名、熊本県202名の在宅要介護高齢者の介護者(65歳以上)を対象に配票留置自記式質問紙調査を実施した。心理・社会的孤立の測定にはUCLA孤独感尺度日本語版及びLubben Social NetworkScale短縮版(LSNS-6)尺度を用いた。結果:心理・社会的孤立を感じた経験がある者は両県とも約3割であった。統計解析の結果、心理・社会的孤立の要因として、介護者の健康状態、外出能力、外出頻度、電話回数、地域活動への参加、経済的ゆとり、家族や近隣の協力等が関連していることが明らかになった。これらの関連要因は両県においてほぼ共通していた。[調査II]目的:高齢介護者の心理・社会的孤立に対する訪問看護師の認識と支援内容を明らかにする。方法:広島県313名、熊本県217名の訪問看護師を対象に郵送自記式質問紙調査を行った。結果:高齢介護者の心理・社会的孤立事例に関わった経験のある訪問看護師は広島県が約8割、熊本県が約7割であった。

心理・社会的孤立に気付いたきっかけは、介護者の話、表情、専門職からの情報の順であり両県とも同様の結果であった。両県ともケアマネジャーへの連絡は約9割であった。高齢介護者の心理・社会的孤立を発見する自信がある者は約5割、予防・支援について自信がある者は約4割で両県ほぼ同様の結果であった。以上、2つの調査結果から、高齢介護者の心理・社会的孤立の実態とその関連要因が明らかになり、また、訪問看護における心理・社会的孤立の発見・予防・支援に関する教育の必要性が示唆された。本研究の目的は、在宅で高齢者を介護している高齢介護者(以下、介護者)の心理・社会的孤立に関するアセスメント方法と支援モデルを開発することである。平成23年度は、2つの基礎調査を実施した。調査Iでは、介護者の心理・社会的孤立(以下、孤立)の実態とその関連要因を明らかにするため、2県において介護者を対象に質問紙調査を実施した。調査IIでは、介護者の孤立に対する訪問看護師の認識を明らかにするため、2県の訪問看護師を対象に質問紙調査を実施した。その結果、孤立を感じた経験のある介護者は約3割、孤立尺度得点を項目別に分析した結果、介護者の健康状態、地域活動への参加、家族や近隣の協力等の項目で統計的有意差がみられた。孤立の発見や予防に自信がある訪問看護師は45割であった。平成24年度は、訪問看護師が用いる1孤立のアセスメント視点、2支援方略を明らかにするため、訪問看護師20名を対象に半構成的面接調査を実施した。アセスメント視点として、介護者、被介護者、環境に関するカテゴリーが得られた。支援方略として、心理的支援、介護負担軽減、家族関係調整、社会参加支援に関するカテゴリーが得られた。平成25年度は、訪問看護師によるグループインタビューを実施し、結果12の妥当性を検討した。平成26年度は、結果12のカテゴリーを精選し、アセスメント方法と支援のモデルを作成した。アセスメントは、介護者・被介護者の特性、介護支援体制、暮らし、情緒的・行動的反応の枠組みで構成された。支援方略は、介護者・被介護者の特性理解、孤立の発見、対処、社会参加の促進、孤立発生の予測と予防の枠組みで構成された。本研究では、訪問看護師が介護者の孤立を発見する際の手がかりや支援方略を明らかにすることができた。今後は、これらの結果を根拠とした訪問看護の教育プログラムを作成し、実用化を図る必要がある。医歯薬学看護学地域・老年看護学在宅看護本研究の目標は、在宅で高齢者を介護している高齢介護者の心理・社会的孤立予防・支援のためのアセスメント方法と支援モデルを3年間で開発することである。平成23年度は高齢介護者の心理・社会的孤立に関する実態を明らかにすることを目標として、広島県・熊本県の訪問看護師と高齢介護者を対象として質問紙調査を実施した。平成24年度は、高齢介護者の心理・社会的孤立予防・支援に関わった経験を有する訪問看護師の、心理・社会的孤立に関するアセスメント視点と支援方略を明らかにすることを目標とし、広島県・熊本県の訪問看護師20名を対象に半構成的面接調査を計画どおり実施した。面接逐語録の分析は概ねできているが、質的データの詳細な分析には時間を要するため、今後も分析を継続していく予定である。
生体アミン作動性ニューロンは青斑核において鎮痛相乗作用を発揮するか?

セロトニン、ノルアドレナリン、ヒスタミンなどの生体内アミン類を神経伝達物質とするニューロンは神経線維に沿って分布する多数の膨隆部から中枢神経系の広範な領域に影響をあたえていると考えられている。またこれらの生体内アミン類を神経伝達物質とするネットワークは複雑に連携し生体の様々な機能を調節していることが推察されている。今回の研究では脳幹青班核を中心にこれらのアミン類がお互いにどのような影響をあたえあうまたはあたえないのか観察するのが目的であった。1.まずこれまでの得られている知見を整理するために生後3日目のラットから遊離脊髄標本を作製しセロトニンとノルアドレナリンを同時投与したときにどのような効果が現れるか観察した。ヒスタミンに関してはサブ受容体レベルまで疼痛逃避反射にあたえる影響を観察し、ヒスタミン単独では脊髄逃避反射電位に有意な影響をあたえないことが確認されており、今後さらにセロトニン、ノルアドレナリンと組み合わせて投与した場合の反応を観察する予定である。2.脳幹のスライスを使用した細胞外記録ではほぼ実験システムが確立して、ノルアドレナリン、ヒスタミン、セロトニンを組み合わせて投与したときに単独で投与したときと比較してどのように発射頻度が変化するかまたはしないのか観察する予定である。さらには内因性アミン単独であたえる影響が確立された後に各サブ受容体レベルではどのような侵害受容機構にあたえる作用があるのかまたはないのか検討する必要があると考えられる。今年度はまず青斑核のある脳幹スライスを作成するところから開始した。一定のスライスが得られるようになったあと実際に青斑核に細胞外電極を挿入し自発活動をしている細胞を探した。薬剤を投与しない段階(人工脳脊髄液のみで潅流)で自発発射電位を測定したのちノルアドレナリンを投与して発射頻度がどのように変化するか観察している。来年度にかけてはセロトニン、アセチルコリンおよびヒスタミンを単独または組み合わせ投与したときの発射を観察する予定である。これと並行して遊離脊髄標本での生体内アミンの単独または組み合わせ投与が逃避反射電位に及ぼす影響を測定している。この実験系は以前より当施設に存在するものを使用している。現在までのところセロトニン、ノルアドレナリンはこの電位に抑制的に作用することが推察され、またヒスタミンは単独では作用がはっきりしないことが推察されている。今後はこれらを組み合わせて投与したときの電位を測定し相乗的な作用か相加的な作用か検討する予定である。また脳幹スライスでの結果と比較することで中枢神経系でのこれらの物質の生理作用がより詳細に解明されることが期待される。
光電界センサを用いたアレー型指向性ボアホールレーダの開発

これまでアレーアンテナを受信アンテナとして搭載したアレー型指向性ボアホールレーダを用いて実験を行った結果、それぞれの受信アンテナ素子の共振周波数付近において信号のコヒーレンスが低下する、アンテナ間結合の問題があった。このため解析には共振周波数よりも低い周波数の信号のみしか用いることができず、周波数帯域の低下に伴う分解能の低下、S/Nの低下を招いていた。この問題を解決するため、アンテナ素子上に付加したPINダイオードのバイアス状態の変化によりアンテナの長さを電気的に変化させるスイッチングアンテナを考案した。これによりアンテナ素子の共振周波数を変化させることが可能となり、アンテナ間結合の影響を高い周波数へ追いやることができる。室内実験、フィールド実験によって検証を行った結果30%ほどの周波数帯域の向上が可能であることが確認された。また改良した指向性ボアホールレーダを用いてフィールド実験によって地下き裂の三次元位置推定を行った。地下き裂は岩盤中の透水性などを評価する上で最も重要な要素であり、高レベル核廃棄物の地層処分、地下石油備蓄などの地下利用のためのサイト選定に必要とされる。それ以外にもトンネル掘削時の岩盤崩落事故の防止、高効率な地熱発電システムへの応用など社会的な必要性も多い。実験の結果地下き裂の三次元的な位置が特定され、それぞれのき裂がどのように組み合わさっているかについての推測が可能であることを示した。実験結果は再現性がよく信頼性のある結果であった。
大型浮体構造物のマルチスケール解析手法の研究

近年,海上空港の実現に向けて超大型浮体構造物に関する研究が盛んになされ,メガフロートをはじめとする各種の実証実験も行われている.このような超大型浮体物の構造に対して,実証実験による強度評価は困難で,計算による手法に頼らざるを得ない.大規模構造物に対し,波浪荷重による全体の挙動を解析しながら詳細部分の応力状態を調べるためには,異なるスケールのモデルを連成させるマルチスケール解析が必要である.そこで本研究では,グローバル・ローカル解析を連成させた重合メッシュ法を用いた解析手法による,ズーミング解析の高精度化を行った.重合メッシュ解析は異なるメッシュを重ね合わせることにより,グローバル解析とローカル解析を同時に行い,従来のズーミング解析に比べはるかに高精度の解析を行う解析方法である.さらに,2つのモデルの境界での一致などを考える必要がないためモデリングの手間も削減できる方法である.この手法を大規模浮体構造物に適用するため,異なる形状モデル(シェル・ソリッドモデル),異なる解析条件(線形・非線形解析)を用いた混合解析に対する定式化及び実装を行った.さらに,この重合メッシュ法を発展させ,リメッシュを行うことなく亀裂進展解析が行える解析方法の定式化及びプログラムへの実装を行った.本研究により,重合メッシュ解析を用いれば従来のズーミング法にくらべ格段によい精度でグローバル・ローカル解析が行えることが示された.また,異なる形状モデル(シェル要素とソリッド要素)を用いたマルチスケール解析,ローカルモデルにのみ非線形解析を行い、グローバルなモデルについては線形解析のみを行うような,異なる解析条件のマルチスケール解析など,従来のマルチスケール解析にくらべより高精度に船体などの大規模な解析を非常に合理的に行うことができる.近年,海上空港の実現に向けて超大型浮体構造物に関する研究が盛んになされ,メガフロートをはじめとする各種の実証実験も行われている.このような超大型浮体物の構造に対して,実証実験による強度評価は困難で,計算による手法に頼らざるを得ない.大規模構造物に対し,波浪荷重による全体の挙動を解析しながら詳細部分の応力状態を調べるためには,異なるスケールのモデルを連成させるマルチスケール解析が必要である.そこで本研究では,グローバル・ローカル解析を連成させた重合メッシュ法を用いた解析手法による,ズーミング解析の高精度化を行った.重合メッシュ解析は異なるメッシュを重ね合わせることにより,グローバル解析とローカル解析を同時に行い,従来のズーミング解析に比べはるかに高精度の解析を行う解析方法である.さらに,2つのモデルの境界での一致などを考える必要がないためモデリングの手間も削減できる方法である.この手法を大規模浮体構造物に適用するため,異なる形状モデル(シェル・ソリッドモデル),異なる解析条件(線形・非線形解析)を用いた混合解析に対する定式化及び実装を行った.さらに,この重合メッシュ法を発展させ,リメッシュを行うことなく亀裂進展解析が行える解析方法の定式化及びプログラムへの実装を行った.本研究により,重合メッシュ解析を用いれば従来のズーミング法にくらべ格段によい精度でグローバル・ローカル解析が行えることが示された.また,異なる形状モデル(シェル要素とソリッド要素)を用いたマルチスケール解析,ローカルモデルにのみ非線形解析を行い、グローバルなモデルについては線形解析のみを行うような,異なる解析条件のマルチスケール解析など,従来のマルチスケール解析にくらべより高精度に船体などの大規模な解析を非常に合理的に行うことができる.本年度は船舶および海洋構造物のマルチスケール解析のモデル作成の研究、グローバルローカル解析を練成させる重合メッシュ法を用いた解析手法によるズーミング解析の高精度化に重点をおいた。マルチスケール解析手法の高度化を実施することで大型構造物に適用でき、それが汎用的な手法を開発可能になるからである。また、重合メッシュ解析のスケールの大きくなるマルチスケール問題に対する有効性を検証し、ズーミング法による解析を行いその問題点を指摘し、追求のための研究を行なった。この手法を大規模浮体構造物に適用する場合に大きな問題になると考えられる異なる形状モデルを用いた混合解析に対して定式化と実装を行い良好な結果を得た。有限要素法を用いて大規模構造解析を行なう場合、まず全体解析を比較的大きなメッシュ分割で行いおよその挙動を把握し、詳細な情報を得たい場合には、詳細なメッシュ分割で解析するマルチスケール解析を実施する。重合メッシュ法はそのマルチスケール解析の一手法であり、グローバルメッシュに対してその内部を詳細に挙動把握する手法である。本年度はマルチスケール解析におけるこの重合メッシュ法を非線形問題に適用し、非線形な挙動をローカルメッシュ上の変位だけに持たせることによりグローバルメッシュを線形、ローカルメッシュを非線形解析する方法が可能であることを示した。この解析方法によりグローバルメッシュ・ローカルメッシュをともに非線形解析した場合と同等の結果を得る事ができることを提案した。また、有限要素解析のCAEシステムへの理想的な統合化に着手し、オブジェクト指向の思考法をいかに適用可能かを研究し提案した。(約690字)本年度の研究目標として、シェル・ソリッド混合解析への重合メッシュ法の適用と精度の検討、およびグローバル構造,ローカル構造のそれぞれの解析を反復させて全体を解く解析アルゴリズムの開発を行った。主要な研究成果としては,シェル要素では解析が不可能であった表面クラックの応力評価を,ソリッド要素でモデル化した表面クラックモデルをシェル要素でモデル化した船体構造の一部に重合することにより解析できることを示した.また,このような重合メッシュ法による解析精度が,従来のズーミング解析法よりも高いことも検証した.したがって,このような方法により,局所的なクラックに対する安全性の検討がより容易に行える可能性が見えてきた.また,もう一つの成果としては,このような重合メッシュ法を板曲げ問題に適用した場合に生じるシアーロッキング現象を回避する方法を提案した.

さらに,薄いシェルに厚いソリッドを重合する方法についても検討を行い,このような問題にも適用が可能であることを示した.また、後者の点に関しては2次元問題においては,このような反復解法の適用が十分可能であることが確かめられた.また,収束解を得るためには,メッシュ重合を行う際の積分精度を向上させる等のノウハウが必要であることもわかった.現在は,計算効率を高めるために,より反復回数が少なくてすむ共役勾配法等の適用,剛性マトリックスの前処理法等を検討中である.近年,海上空港の実現に向けて超大型浮体構造物に関する研究が盛んになされ,メガフロートをはじめとする各種の実証実験も行われている.このような超大型浮体物の構造に対して,実証実験による強度評価は困難で,計算による手法に頼らざるを得ない.大規模構造物に対し,波浪荷重による全体の挙動を解析しながら詳細部分の応力状態を調べるためには,異なるスケールのモデルを連成させるマルチスケール解析が必要である.そこで本研究では,グローバル・ローカル解析を連成させた重合メッシュ法を用いた解析手法による,ズーミング解析の高精度化を行った.重合メッシュ解析は異なるメッシュを重ね合わせることにより,グローバル解析とローカル解析を同時に行い,従来のズーミング解析に比べはるかに高精度の解析を行う解析方法である.さらに,2つのモデルの境界での一致などを考える必要がないためモデリングの手間も削減できる方法である.この手法を大規模浮体構造物に適用するため,異なる形状モデル(シェル・ソリッドモデル),異なる解析条件(線形・非線形解析)を用いた混合解析に対する定式化及び実装を行った.さらに,この重合メッシュ法を発展させ,リメッシュを行うことなく亀裂進展解析が行える解析方法の定式化及びプログラムへの実装を行った.本研究により,重合メッシュ解析を用いれば従来のズーミング法にくらべ格段によい精度でグローバル・ローカル解析が行えることが示された.また,異なる形状モデル(シェル要素とソリッド要素)を用いたマルチスケール解析,ローカルモデルにのみ非線形解析を行い、グローバルなモデルについては線形解析のみを行うような,異なる解析条件のマルチスケール解析など,従来のマルチスケール解析にくらべより高精度に船体などの大規模な解析を非常に合理的に行うことができる.
植物のミトコンドリアATP合成酵素遺伝子群の細胞型特異的発現調節とその協調

植物細胞にはミトコンドリアと葉緑体の両方に、それぞれ独自のATP合成酵素複合体、F_1-およびCF_1-ATPase(ATP synthase)、が存在する。F_1-およびCF_1-ATPaseはそれぞれミトコンドリアの呼吸系および葉緑体の光合成系電子伝達系の作動によって生じるH^+濃度勾配を利用したH^+の膜輸送に共役してATPの合成を行なっている。両オルガネラのF_1ATPaseが細胞内ATP供給において果す役割は、植物の生長・分化に伴って、あるいは環境要因の変動に伴ってダイナミックに変動するが、こうした変動はしばしば細胞内での2つのオルガネラの形成・発達の違いを反映している。従って、植物の生長・分化に伴うF_1ATPaseのバイオジェネシスとその制御を追及することで、オルガネラの形成発達の制御の一端を知ることができると期待される。本研究ではこうした背景のもとに、植物ミトコンドリアのF_1ATPaseのバイオジェネシスとその制御を理解するために、まずそれを構成するサブユニットの遺伝子を同定し単離することを目標に研究を進め、これまでに単離されていなかったサブユニットのcDNAの全てを単離して構造を決定した。この結果、植物ミトコンドリアのF_1ATPaseを構成する全てのサブユニットについて、遺伝子あるいはcDNAが単離され、それぞれのサブユニットの全一次構造が明らかにされた。また、本研究では幾つかの核支配サブユニットの核遺伝子クローンの単離とその解析も進めることができた。植物ミトコンドリアのエネルギー産生F_1ATPaseはα、β、γ、δ、δ'、εの6種のサブユニットで構成され、ミトコンドリア遺伝子に支配されるαサブユニット以外は核遺伝子に支配されている。本年度は、サツマイモの近縁2倍体野性種(Ipomoea trifida L1-2251)のゲノミツクライブラリーを作成し、サツマイモのεサブユニットcDNAをプローブとしてスクリーニングして、11個の異なるλファージクローンを同定した。cDNAの5'ー末端部と3'-末端部をプローブとしたインサートのサザンハイブリダイゼーションから、cDNAの全域をカバーするクローンを選別して、その一つλKEO7についてεサブユニット遺伝子領域の全塩基配列を決定した。その結果、この遺伝子は1498bpのイントロンに分断された2つのエキソンよりなり、第1エキソンと第2エキソンの塩基配列はそれぞれcDNAと98.6%および99.2%の相同性を示した。しかし、このクローン化された断片はεサブユニットcDNAの5'末端から上流側には53bpしか含んでおらず、転写制御領域が含まれていなかった。そこで、cDNA全領域をカバーする別のクローンλKE10のεサブユニット遺伝子の一部塩基配列を決定したところ、この遺伝子の第1エキソンはλKE07遺伝子のそれとは81.6%の相同性しか示さず少なくとも2種類の構造の異なるεサブユニット遺伝子が存在することが明らかになった。本遺伝子の全構造についても解析中である。また、先に単離していたδサブユニット遺伝子の5'上流域とGUSとの融合遺伝子を作成し、タバコに導入したが発現レベルが低く、エンエンハンサーを加えた融合遺伝子を作成する準備を進めている。サツマイモの近縁2倍体野性種のゲノミックライブラリーを作成し、サツマイモのεサブユニットcDNAをプローブとしてスクリーニングして、cDNAの全域をカバーするクローン2種を得た。このεサブユニット遺伝子の一つについて全塩基配列を決定し、1つのイントロンに分断された2つのエキソンよりなることを明らかにした。もう一種の遺伝子の第1エキソンは先の遺伝子のそれとは81.6%の相同性しか示さず、少なくとも2種類の構造の異なるεサブユニット遺伝子が存在することが明らかになった。

同様にして、サツマイモからδ'サブユニットの2種の核遺伝子クローンも単離した。この2つの遺伝子も1つのイントロンに分断された2つのエキソンよりなっていたが、2種の遺伝子の間でエキソン部分の違いはほとんど見られなかった。さらに、先に単離し全構造決定をしていた2種のδサブユニット遺伝子の5'上流域とGUSとの融合遺伝子を作成し、それらの融合遺伝子を導入したタバコ再生個体とタバコ培養細胞を得て発現を比較検討した。その結果、この2種の融合遺伝子はいずれもタバコ再生個体のどの器官でも発現がみられ、葉や茎ではミトコンドリアを多量に含む伴細胞を含む篩部において特に強い発現が見られた。しかし、器官別の発現レベルででみると、特に根における発現レベルで2種の融合遺伝子の間に顕著な差がみられ、またタバコ培養細胞の増殖過程における2つの融合遺伝子の発現パターンにも違いがみられた。このように、少なくともサツマイモのミトコンドリアF_1ATPaseのいずれの核支配サブユニットにおいても複数の遺伝子が見出されているが、以上の結果は個々の遺伝子によって発現パターンが異なる可能性を示唆している。
環境収容力評価に基づく貝類養殖規模策定手法に関する研究

沿岸養殖における持続的な生物生産を可能にするために必要な水域の環境収容力を調べた。野外実験は三陸リアス式湾である大槌湾で行った。この湾ではワカメやホタテ、カキなど無給餌養殖が活発に行われている。環境収容力を規定する要因として基礎生産力と溶存酸素の変動を把握することが最も重要である。基礎生産力の評価には太陽光励起下での植物プランクトン蛍光、すなわち自然蛍光と励起蛍光を用いるPAM法が有効であり、両方法を大槌湾に適用し、14C取り込み法による検証実験の結果、春夏秋冬の各季節にわたって基礎生産力を精度良く見積もることが出来た。環境収容力を規定するもう一つの要因である溶存酸素については以下の観測結果が得られた。養殖筏下部の底層水では瓶培養により0.263.07mgO_<2_>^<-1>d^<-1>と高い酸素消費が観察された。しかし、見かけの酸素消費は夏季成層期でも0.041mgO_<2_>^<-1>d^<-1>と著しく小さかった。これは、活発な湾内外の海水交換のため底層に絶えず湾外水が供給されているためであると結論され、海水交換の程度が重要であることが分かった。養殖筏下部から採取された沈降粒子中には常にフコキサンチンおよびその分解物であるフコキサンチノールが多く、珪藻類が活発に摂餌されていたことを示した。また、海水中ではほとんど認められなかった渦鞭毛藻類が沈降粒子中では優占することが認められ、養殖貝類によって選択的に海水中から除去される可能性が高いことが示された。大槌湾の物理-生態系モデルに養殖貝類を組み入れたプログラムが完成し、養殖活動が大槌湾の物質循環に及ぼす影響が評価可能になった。計算により養殖貝類は湾内の窒素循環において重要な働きをすることが明らかとなった。しかしながら、モデルの予測精度を高めるために貝類の摂餌過程め定式化が不十分であることが判明した。環境収容力の評価に基づいて、適正な貝類養殖規模を策定するための第一段階として、岩手県大槌湾において養殖されているホタテ、カキおよび動物プランクトンの摂餌動態に関する実験的解析を平成11年56月に行った。養殖貝類の摂餌による植物プランクトン色素の分解過程に重点を置いた。珪藻類,渦鞭毛藻類,ハプト藻類,クリプト藻類の培養株を,カキ・ホタテに餌料として与え,排出された糞を集めてHPLC分析を行った。貝類の糞からは,一般の植物プランクトンに含まれない多数の色素が検出された。クロロフィル類の分解物の中では,主にピロフェオフォルバイドaが卓越し,他に,植物カロテノイドの分解物,代謝産物と思われる可視吸光スぺクトルを持つ色素類が検出された。その中で主要なものは,珪藻類に多量に含まれる植物色素(フコキサンチン,ディアディノキサンチン)の分解物であった。カキ・ホタテの養殖場直下にセディメントトラップを設置し,貝類の糞を主とする沈降粒子を,34日間隔で1ヶ月にわたって捕集し,現場において生成される色素類の量を調査した。粒子の沈降量は,水柱の植物プランクトン量、特に珪藻類の増減傾向と同調していた。

糞粒の形状から,セディメントトラップ採集物は,養殖貝類の摂餌量を反映したものと判断された。クロロフィルa分解物としてクロロフィリドa、フェオフォルビドa、ピロフェオフォルビドa、フェオフィチンa、ピロフェオフィチンaおよび未同定のフェオ色素4種類が検出された。ディアディノキサンチン、アンテラキサンチン、ディアトキサンチン以外に分解物を含めて未同定のカロチノイドが沈降粒子中に多量に存在し、上記の摂餌実験の結果と併せて、これらが貝類摂餌の指標として有用であることが示唆された。現在、これらの色素の同定を進めており、また、摂餌速度と分解物生成量の定量的な関係についても解析を行っている。当初の予定通り、5、78月に貝類養殖近傍および棚間に定点を設け、係留流速計による海水交換と自然蛍光光度計によるクロロフィルと基礎生産力の経時観測を行った。自然蛍光による基礎生産のモニターには、植物プランクトン吸光係数、蛍光および光合成(炭素ベース)の量子収率など光生物学係数の知見が必須であるため、海水試料からこれらの時空間的変動様態を調べた。その結果、これらの係数はいずれも時空間的に大きく変動し、従来指摘されているような一定値を与えることはできないことが分かった。これは沖合水との海水交換や環境変動によって植物プランクトン群集組成が大きく変化することを反映したものであった。植物プランクトン吸光係数はクロロフィルaの関数で、量子収率は水温、光量の関数で表せることが分かった。これらの経験式を用いて自然蛍光から算出した基礎生産力は実測値と良い相関を示し、連続的なモニターが精度良く行えることが明らかになった。これまで冬季春季にかけてのモニタリングは可能となっていたが、これを加えて1月から8月にわって連続的なモニターが可能になった。カキおよびホタテの摂餌実験では糞と擬糞とで光合成色素の分解程度が著しく異なることを認めた。擬糞生成の条件と生成量を規定する要因については不明であった。このため養殖筏直下で得た沈降粒子から糞粒の生成速度を推定することは現在できない。この点についてさらに検討を加えている。大槌湾の物理-生態系モデルについては、植物プランクトンとその消費者を大型、小型の2コンパートメントに分け、生食連鎖系と微生物環とを区別するような改良を加え、最終年度の運用に向けたテストランを進めた。大槌湾における植物プランクトン群集動態の季節変化、および貝類による植物プランクトンの除去の様態について以下の結果を得た。海水中には通年、植物色素としてフコキサンチンが多く、色素組成のCHEMTAX解析の結果、珪藻類がクロロフィルaの2498%を占め、春季ブルーム期にその割合は最も高かった。次いでアロキサンチンが多く、これを指標色素とするクリプト藻類が全クロロフィルaの045%を占めることが分かった。夏季には珪藻類の優占度が低下して、その他の分類群が相対的に現存量が増加した。渦鞭毛藻は一貫して低い現存量であった。養殖筏下部から採取された沈降粒子中には常にフコキサンチンおよびその分解物であるフコキサンチノールが多く、珪藻類が活発に摂餌されていたことを示した。また、海水中ではほとんど認められなかった渦鞭毛藻類が沈降粒子中では優占することが認められ、養殖貝類によって選択的に海水中から除去される可能性が高いことが示された。養殖筏下部の低層水では瓶培養により0.263.07 mg0_2l ^<-1> d^<-1>と高い酸素消費が観察された。しかし、見かけの酸素消費は夏季成層期でも0.041mg0_2l^<-1> d^<-1>と著しく小さかった。流速の観測から、酸素消費速度の違いは活発な湾内外の海水交換のため底層に絶えず湾外水が供給されているためであると結論された。
思春期における軽度発達障害児へのスポーツ・ゲームの段階的プログラム

1.研究目的自己肯定感を持ちにくい軽度発達障害を持つ生徒達が、障害の異なる友だちとも心を通わせ、さらに「自分は素敵。」「友だちが好き。」と思える心を育てるために、日々の生活の中で「相手」を必要とするゲームやスポーツに模倣学習からルール学習、そして自立的学習プログラムを導入することにより、友人への会話や行動にいかなる変化があるかを明らかにすることを目的とし、研究をする。2.研究方法対象中学部生徒18名休憩時間、学級活動などの時間を対象に、観察、指導を行う。(1)生徒の休憩時間の過ごし方など観察し、興味・関心の把握、分析を行う。(2)生徒の関心の深いスポーツ・ゲームを準備し、提示していく。(内容は、気候や生徒の興味に合わせて提示していく。)(3)指導目標の設定と、学習プログラムと支援の工夫をする。第1期・・・模倣学習期(教師対生徒でやってみる。)第2期・・・ルール学習期(教師対生徒に他児が加わる。)第3期・・・試行錯誤学習期(生徒同士でやってみる。・・・教師が介在して。)第4期・・・自立的学習期(生徒同士で楽しむ。)3.研究成果・卓球(第1期)中学部の一室で、休憩時間に卓球を始める。(自分のクラスのA児とS児)(第2期)K児や上学年の生徒も加わり、グループができる。他児とのかかわりが持ちにくいT児が、卓球の列に加わるようになった。(第3期)学部全体で興味のある生徒が入れ替わりながらゲームを楽しむ様になる。(第4期)試合をする中で、負けると途中やめしていた生徒も、最後まで続けるようになった。・カーリングゲームは、体育や全校での児童生徒会活動などでも取り組んだが、順番を守ったり、次の人へ球を受け渡すなどのコミュニケーションを持つのにとてもよいゲームであった。・冬季は、カードゲームやボードゲームなどを中心に行った。ゲームを通し、普段はあまり関わりを持たない子ども達が「一緒にしよう。」「こうやってするんだよ。」と声を掛け合い、遊ぶ姿が多く見られるようになった。○ゲーム(スポーツを含む)を媒介に、障害種が違っても、会話が難しい生徒がいても、友だちの輪の中に加わり、楽しむことできることを実感した。またスポーツを何度か行う中で、上手くいかず始めはイライラしつつも、次第に気持ちを収められるようになっていく姿も見られ、思春期におけるスポーツやゲームの大切さを改めて考えさせられた。」「友だちが好き。
脳における蛋白質チロシン残基のりん酸化・脱りん酸化反応の意義に関する研究

[研究実績]1.Protein tyrosine kinase(PTK)に関する研究(1)2種の新型PTKの発見の脳中にはRous肉腫のがん遺伝子の発現産物であり、PTK活性を有するpp60^<vーsrc>のプロト型であるpp60^<cーsrc>が含まれていることが知られている。本研究ではラット胎児脳のPTKを分析中、pp60^<cーsrc>に対する抗体と免疫交差反応を示すが、成熟型とは異るpp60^<ncーsrc>と、免疫交差反応を示さない全く新しい型のPTKを見出した。(2)pp60^<ncーsrc>とNーPTK(新型のPTK)の精製と特性解析、両酵素をラット胎児脳の粗抽出液から高度に精製することに成功した。また、NーPTKは阻害剤、金属イオン要求性、基質特異性などの諸性質から明かにpp60^<ncーsrc>と異ることを証明した。(3)NーPTKとpp60^<cーsrc>kinaseとが同一酵素であることの証明。pp60^<cーsrc>は527番のチロシン残基の、りん酸化がおこると発がん性を失うことが知られ、その発がん性の鍵を握るpp60^<cーsrc>kinaseの存在が多くの研究者によって求められてきた。本研究ではNーPTKの基質特異性がpp60^<cーsrc>kinaseと同一である可能性を示唆したので、ペプチドマッピング法により、NーPTKによるpp60^<cーsrc>のりん酸化部位が予想通り527番目のチロシン残基であることを証明した。(4)脳の発育過程における酵素の変化の解析。pp60^<ncーsrc>およびpp60^<cーsrc>kinaseは共にラットの生後1週間以内に最大活性を示し、その後著明に低下することを明かにした。2.Phosphotyrosyl protein phosphatase(PTPPase)に関する研究。ラット脳から4種のPTPPaseを分離することに成功した。そのうちII、III型は脳にみの存在し、527番目のチロシン残基がりん酸化されたpp60^<cーsrc>を脱りん酸化することを証明した。[今後の展望]pp60^<cーsrc>kinaseは発がんの鍵を握るのみならず、中枢神経系の分化、発育の鍵をも握ると考えられる。今後同酵素の抗体を得て、培養系を用いて上述の機構を解析する予定である。神経系における蛋白質チロシン残基りん酸化・脱りん酸化反応の意義を明かにする目的で,チロシンキナーゼの活性を有する2種の酵素に着目し解析をすすめた. 1.インスリン受容体チロシンキナーゼ,ラット胎仔脳から初代培養した神経細胞の軸索伸長,ネットワーク形成にインスリンが促進作用を示すことを見出した. ^<125>

Iーインスリンを用いた結合実験.自己りん酸反応抗受容体抗体を利用して,神経細胞における受容体の存在,性質を確認し,それが細胞分化の初期段階から既に発現していることを明かにした.次年度にはチロシンキナーゼを介する作用発現機構を明かにする目的で,その細胞内基質を初代培養系を用いて検索する.2. pp60^<C-src>関連チロシンキナーゼ.ラット脳神経細胞成熟期(出生生後1週間)に高いチロシンキナーゼ活性を見出し,その酵素分子の同定を試みた.新生ラット脳から, 2種類のpp60^<c-src>と, pp60^<c-src>とは免疫学的,酵素学的に異る新しいチロシンキナーゼ(以下NーPTKと略す)を分離した.NーPTKは分子量が47K,pI7.0の單量体で,自己りん酸化反応を示さないが,厳密な基質特異性を示し,グルタミン酸,チロシンポリマーなどの人工基質以外では, pp60^<c-src>のみをりん酸した. pp60^<c-src>はN末端から527残基目のチロシンが,未同定のチロシンキナーゼによってりん酸化され,活性抑制を受けることが知られているが, NーPTKによるりん酸化でも同様な活性抑性が認められた.これらの結果から, NーPTKがpp60^<c-src>の活性調節に関与する重要なチロシンキナーゼである可能性が強く示唆された.次年度には, 1)NーPTKの局在性,発現の特異性を調べるためのモノクロナール抗体の調製. 2)pp60^<c-src>の活性調節に関与するプロティンチロシンホスファターゼの同定をおこない, 3)pp60^<c-src>の脳内における存在意識を明かにしたい.脳における蛋白質チロシン残基のりん酸化・脱りん酸化反応の意義を解明する自的で、脳から蛋白質チロシンキナーゼ(PTK)と、蛋白質チロシンホスファターゼ(PTPPase)を分離し、その性質を明らかにすると共に、脳に対するインスリン作用を解明するため、インスリン受容体のもつPTKと、上記酵素群との関係を解析することを目的として研究をおこなった。1.新生児および成熟ラット脳の膜画分より3種のPTKを分離した。そのうち2種は抗体との反応性からRous肉腫ビールスのがん遺伝子のプロト型の発現産物であるpp60^<c-src>と、新生児にのみ発現し、前者と免疫交差反応を示すが新しい型のpp60^<nc-src>であることを証明し、2.他の1種はpp60^<c-src>のTgr-527をりん酸化するpp60^<c-src>Rinaseであると同定した。3.pp60^<nc-src>およびpp60^<c-src>Rinase活性はラットでは脳の発育の最も盛んな生後6日に極大に達することを明かにした。これらの実験から2種のPTKは神経細胞の分化・増殖に重要な鍵を握ると考えられる。4.成熟ラット脳より4種のPTPPaseを分離した。そのうちの2種は脳に特異的で、りん酸化されたpp60^<c-src>の脱りん酸化を触媒した。5.ラット胎児脳より分離した神経細胞の初代培養にインスリンを添加すると著しい神経突起形成の促進が認められたが、それと平行してミクロチュブルスの調節蛋白質であるMAR2のりん酸化促進が観察された。この蛋白質のりん酸化部位はセリン、トレオニン残基であることが確認された。