hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳虚血下のグリア細胞機能の可視化とその機能の解明

ラットの一過性中大脳動脈閉塞再灌流モデルを用い、虚血時間を変えながらアストログリアの活性化の程度、梗塞巣、周囲血管床面積、脳血流、ニューロンの状態を検討した。梗塞がはっきりしない短時間虚血モデルでも数日単位で虚血領域アストロサイト活性の増加がみられ、2週間以上持続した。これはより長時間の虚血モデルではより顕著であったが、あまりに虚血時間が長いと壊死部分が多くなり、その部分の活性化アストログリア数は時間経過とともに少なくなっていた。組織学的に、アストロサイト活性化を示すGFAP染色陽性増加部分では脳微小血管床面積が他部分と比較し増加していた。この血管症増加は新生血管によるものよりも血管拡張によると考えられた。虚血刺激による微小血管も含めた血管拡張とアストロサイト活性化の相関が示唆された。一方、アストロサイト活性の制御と梗塞拡大の有無については現時点で証明しえていない。血流量だけではない要素の関与が考えられ、詳細に検討を加えている。一過性中大脳動脈閉塞モデルラットを用いたin vivoでの評価を継続的に行っている。虚血脳の組織学的検討としてのglia細胞の総数、活性化glia細胞の割合、残存neuronの割合、血管床面積の検討を行っている。モデルは安定的に作成することができている。虚血後3日目、7日目となると、梗塞が完成してしまっている。すなわち虚血巣全体がGFAP陽性(活性化glia細胞陽性)となり、残存neuronがかなり少なくなってしまっている。このため、虚血後1日前後から3日目までの、虚血後早期の評価が、glia細胞の活性の程度とneuron生存の程度の評価により重要とかんがえられ、この部分を重点的に検討をすすめることとしている。PET撮像装置の不具合のため、PET撮像に代わり、[F-18]Fluoroacetateを投与したモデルラットの脳スライスを用いたオートラジオグラフィーによる検討を行うこととし、進めている。GFAPによる活性化gila細胞と同様の分布でFluoroacetateの取り込み上昇像が得られており、十分に評価に値すると考えている。また、Fluoroacetateとacetateそのもののgliaへの取り込み状況の差異を検討する目的で、C-11 acetateによる検討も必要かと考え、追加検討を加えている。PET撮像装置の不具合により、当初の予定よりやや遅れているが、代替手段による同様の検討を行うことができている。Fluoroacetateとacetateそのものの代謝の差異を評価する目的でおこなっている[F-18]Fluoroacetateと[C-11]acetataによるオートラジオグラフィーによる検討を開始し行っている。現時点までのところでは、Fluoroacetateとacetateのgliaへの取り込みの程度は同程度であることが確認されつつあり、acetateの代謝の可視化をFluoroadetateで行うことは問題なさそうであると考えている。計画開始当初予定していた機器とは別のPET装置を用いてPET撮像を開始したが、もともとの予定機器と異なり、1体撮影に要する時間がかなり長くなるため、実験条件が一定となるようにするための検討を行い、概ね条件が確定したところである。当初の計画ではin vivoの検討の後にratのastroglia細胞そのものを用いたOxigen and glucose deprivation (OGD)負荷の影響を調べる計画に進んでいるはずであったが、昨年度から行っている虚血早期(虚血1ー3日目)の残存neuron数、血管床の評価が終了しておらず、これも継続して行っている。PET装置不具合により昨年から遅れているが、代替手段により検討を行っている。in vivoの評価が終了していないが、実験系の安定性は確保できたため、今後はスムーズに進むと見込んでいる。ひきつづき、vivoでの研究をすすめつつ、vitroの研究を開始する。すなわち、培養グリア細胞のfluoroacetate取り込みに対する、低酸素負荷への応答などを精査していく。この活性化を薬剤やsiRNAによる介入で変化させた場合、vivoでのneuronへの影響などの評価方法をどのようにするか、検討が必要である。現在のin vivoでの評価終了後は、予定通りin vitroでOGD負荷の有無によるastroglia細胞のFluoroacetate取り込み能の評価を行い、その後、astroglia細胞の機能を修飾するような薬剤あるいはsiRNAによってそれがどのように変化するかを検討する予定である。新規に購入せずに使用可能であった資材があったこと、ならびにPET装置不具合による使用しなかった額があるため。(理由)当初の研究計画より遅れており、未購入の資材があるためである。(使用計画)今後、予定の実験は遂行予定であり、使用する予定である。
春日信仰を中心とした南都における神祇信仰の展開とその遺品に関する総合的研究

この研究は、これまでに奈良国立博物館が展示し、または研究資料として蓄積してきた春日信仰関係遺品の再調査、あるいは海外美術館所蔵や個人蔵などの形で埋もれたままの未発掘資料の掘り起こし等を通じて、この分野の研究を新たな段階へ進展させるものである。具体的には、信仰が生み出した春日東西塔などの建築遺構、神鏡をはじめとする工芸品、宮曼荼羅をはじめとする絵画、あるいは神像彫刻など、考古学や美術史学の見地に基づいた具体的な造形物を調査した。その成果として、毎年冬に特別陳列「おん祭と春日信仰の美術」を開催し、最終年度には、国内をはじめアメリカ・イギリスなどでの関係遺品の調査成果を含む報告書を刊行した。研究期間の初年度にあたり、次年度以降の本格的研究に向けた準備として文化財所在情報を収集するとともに、文化財の現地調査を順次実施し始めた。彫刻分野では、26年8月30日から9月5日にかけて、アメリカ合衆国カリフォルニア州ロサンゼルス市のカウンティ美術館へ連携研究者3名を含む4名が赴き、神像彫刻等14件を調査した。その中には日本では未紹介のものも含まれている。調査においては最新のストロボ機器を使用した写真撮影を実施し、帰国後の継続的な研究に備えた。絵画分野では、当館に所在する春日曼荼羅を中心に調査を実施するとともに、次年度以降の海外調査に向けて文化財の所在確認に努めた。工芸分野では、舎利厨子(4件)や春日一宮信仰の遺品(2件)、春日大社伝来の神宝(6件)、春日大社造替関係資料(2件)を調査するとともに、引き続き関連遺品の情報収集をおこなった。考古分野では春日大社境内出土の古瓦、築地遺構の出土瓦・土師器、御蓋山麓出土の須恵器を調査するとともに、春日東西塔跡出土品の整理に着手した。書跡分野では、当初計画には挙げていなかった春日社式年造替関係の未紹介資料について、断簡の復原研究を実施した。その結果、既知の資料の釈文訂正や転写関係の見直しが必要なことがわかり、次年度以降も研究を継続することになった。以上の調査および研究の成果の多くは、当館で開催の特別陳列「おん祭と春日信仰の美術【特集】威儀物ー神前のかざりー」(12月9日27年1月18日)において公開し、展示と同時に刊行した図録にも掲載した。春日信仰を含む日本古代・中世の神祇信仰の研究を推進するにあたり、絵画に描かれた春日曼荼羅を総合的に調査することは必要不可欠である。春日曼荼羅には、春日社の社景を中心とする宮曼荼羅のほか、興福寺と一体に表現された社寺曼荼羅、神鹿を前面に出した鹿曼荼羅など多様な形式があり、またそれぞれの形式の中でも描かれた場・時代によって少しずつ描画内容に違いがある。本研究の代表者が館長を務める奈良国立博物館では、これまでにも数多くの春日曼荼羅を調査し、その調査記録・写真・データを蓄積してきた。しかし、なお個人所蔵あるいは海外所在の作品などで、十分に世に紹介されていないものがある。平成27年度には、これらのうちアメリカ合衆国に所在する春日曼荼羅の調査を実施することを計画していたが、所蔵者である先方の美術館の都合で平成28年8月に延期となり、そのために研究者4名分の渡航費・滞在費を今年度に繰り越した。28年89月のアメリカでの調査は、以下の通り実施された。8月29日、ブルックリン美術館、春日鹿曼荼羅。8月29日、アジアソサエティ、地蔵菩薩立像。8月30日、メトロポリタン美術館、春日宮曼荼羅2件、春日鹿曼荼羅。8月31日9月2日、クリーブランド美術館、春日宮曼荼羅、春日鹿曼荼羅、鹿島立神影図、春日九曜七星曼荼羅、熊野宮曼荼羅。以上の調査とそれにもとづく知見は、平成29年3月に刊行された本研究の成果報告書に掲載した。総合的な研究に向け、個別資料の調査を確実に実施できている。また、調査結果を報告書にまとめて公表することができた。本科研の最終年度に当たる28年度には、以下に掲げるいくつかのテーマから春日信仰にアプローチした。絵画では、徳川美術館所蔵の春日南円堂曼荼羅・鹿島立神影図、静嘉堂文庫美術館所蔵の春日本迹曼荼羅・春日鹿曼荼羅等、根津美術館所蔵の春日宮曼荼羅・春日補陀落山曼荼羅等を現地調査したほか、アメリカ合衆国に4名を派遣し、ブルックリン美術館・メトロポリタン美術館・アジアソサエティ・クリーブランド美術館において春日信仰等に関わる所蔵絵画を調査し、あわせて地蔵菩薩立像(彫刻)の調査も実施した。書跡では、京都大学附属図書館が所蔵する江戸時代の春日若宮祭に関わる資料を調査した。考古では、前年度からの継続で春日東西塔跡出土品を整理し、報告書に向けた準備を進めた。以上の調査成果の一部は、特別陳列「おん祭と春日信仰の美術ー特集奈良奉行所のかかわりー」に反映させた。また、これまで3年間の調査・研究の蓄積を踏まえ、その中から新知見の検出、未発掘資料の掘り起こしといった点で成果のあったものを取り上げ、報告書として29年3月に刊行した。その目次は以下の通りである。「アメリカ・ロサンゼルス州立美術館所蔵の日本彫刻」、「京都大学附属図書館所蔵「奈良与力橋本家律令雑記」に含まれる春日若宮おん祭関連史料の調査」、「在外春日曼荼羅調査報告」、「春日東西塔院跡出土の軒瓦」、「春日大社(奈良)と香取神宮(千葉)の海獣葡萄鏡の調査」。春日信仰あるいは広く神祇信仰について、さまざまな側面から新史料の提示、悉皆的調査成果の公表を果たすことができた。

この研究は、これまでに奈良国立博物館が展示し、または研究資料として蓄積してきた春日信仰関係遺品の再調査、あるいは海外美術館所蔵や個人蔵などの形で埋もれたままの未発掘資料の掘り起こし等を通じて、この分野の研究を新たな段階へ進展させるものである。具体的には、信仰が生み出した春日東西塔などの建築遺構、神鏡をはじめとする工芸品、宮曼荼羅をはじめとする絵画、あるいは神像彫刻など、考古学や美術史学の見地に基づいた具体的な造形物を調査した。その成果として、毎年冬に特別陳列「おん祭と春日信仰の美術」を開催し、最終年度には、国内をはじめアメリカ・イギリスなどでの関係遺品の調査成果を含む報告書を刊行した。今年度は、文化財調査に必須の写真撮影関連機器および蛍光エックス線分析装置を設置することで、基本的な調査環境を整えることができた。それらの機器を利用した彫刻・絵画・工芸品等の調査を順次開始している。また、海外を含む現地での文化財調査にも着手し、今年度は海外調査1件に留まったが、次年度以降は、すでに決まっている海外調査もあり、春日信仰関係の文化財情報を広く収集できる見込みである。調査と研究の成果を当館開催の展覧会に繋げることもできており、研究計画全体としては概ね順調に進展していると判断される。本研究の最終年度に当たる平成28年度には、27年度のイギリスにおける遺品調査に引き続き、研究費の繰越によってアメリカでの調査を実施することができた。これまで十分に紹介されていなかった春日曼荼羅等の神祇信仰遺品を、計14件調査し、その成果を報告書で発表した。しかし、それでもなお表に出ていない埋もれたままの資料が多数あると考えられるため、今後も地道な調査を実施していく必要がある。助成期間は28年度で終了するが、引き続き個別作品の調査に基づき、類型化や信仰諸相の研究を進めていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。美術史次年度は、今年度に整えた基礎の上に、本格的な文化財調査(現地調査を多く含む)を実施する。具体的には、大英博物館での春日曼荼羅の調査、国内では根津美術館の春日若宮大般若経厨子の調査などがすでに決定している。そのほか最終年度までに複数件の海外調査を実施し、未紹介資料の発掘に努めるとともに、多数のサンプルに基づく総合的研究へと繋げて行く。また館内では、平安時代の春日社の景観復原に欠かせない春日東西塔跡出土品について、その本格的な整理を実施する(最終年度まで継続)。そして、今年度着手した春日造替関係資料については、当初想定していたよりも対象となる関連資料が多いため、次年度以降も継続することとする。以上の調査および研究の成果を反映した展覧会は、次年度以降も毎年開催する。
ケテンアセタール誘導体のアシル基及びシリル基転移反応の開発とその天然物合成への応用

エステルのエノール型誘導体であるケテンアセタール体(1__)は,溶液中で元の安定なエステルに戻ろうとする性質が大きい.申請者らは溶液中に求核剤(NuH)が存在するとLのEが攻撃され,定量的にNuEを与える事を見い出した.また,この型の反応剤の中でケテンシリルアセタール(1a__,E=silyl基)はcH_3cN中カルボニルやエノン等の不飽和結合を有する化合物と容易に反応し, O原子にシリル基転移を起こした付加体を与える事を見い出している.本研究では中性条件又は中性に近い緩和な条件下で起こる上記反応の拡張を計り, 16__(E=acyl基)の型の反応剤が優れたアミド化剤になる事や, 1a__がスルホキシド類のPummerer型反応剤になる事を明らかにした.また, 1a__とD-グリセルアルデヒド及びその誘導体との反応により天然並びに非天然型の光学活性なペントース類の不斉合成に成功した.この反応をニトロン類に応用して立体選択的に1.3-付加体を得ることが出来たが,これにりL-ダウノサミンをはじめその他のアミノ糖の不斉合成を行った.スルホキシド類と1a__とのPummerer型反応を他の求核種の存在下で行い,シロキシ基の代わりに他の求核種が導入された化合物を得る事が出来た.この反応を分子内の系に応用し,末端にアミドを有するスルホキシドと1a__を反応させると分子内Pammerer型反応を起こし, α-チオラクタムを収率良く与える事を明らかにした.これらの反応は57員環ラクタム類の他, 4員環ラクタム(β-ラクタム)類の新合成法として確率することが出来た.現在,末端アミドの他,分子内に他の求核種や活性オレフィン類を有するスルホキシド類と1a__との反応による新しい環形成反応を検討中であり,着々と成果があがっているところである.エステルのエノール型誘導体であるケテンアセタール体(1__)は,溶液中で元の安定なエステルに戻ろうとする性質が大きい.申請者らは溶液中に求核剤(NuH)が存在するとLのEが攻撃され,定量的にNuEを与える事を見い出した.また,この型の反応剤の中でケテンシリルアセタール(1a__,E=silyl基)はcH_3cN中カルボニルやエノン等の不飽和結合を有する化合物と容易に反応し, O原子にシリル基転移を起こした付加体を与える事を見い出している.本研究では中性条件又は中性に近い緩和な条件下で起こる上記反応の拡張を計り, 16__(E=acyl基)の型の反応剤が優れたアミド化剤になる事や, 1a__がスルホキシド類のPummerer型反応剤になる事を明らかにした.また, 1a__とD-グリセルアルデヒド及びその誘導体との反応により天然並びに非天然型の光学活性なペントース類の不斉合成に成功した.この反応をニトロン類に応用して立体選択的に1.3-付加体を得ることが出来たが,これにりL-ダウノサミンをはじめその他のアミノ糖の不斉合成を行った.スルホキシド類と1a__とのPummerer型反応を他の求核種の存在下で行い,シロキシ基の代わりに他の求核種が導入された化合物を得る事が出来た.この反応を分子内の系に応用し,末端にアミドを有するスルホキシドと1a__を反応させると分子内Pammerer型反応を起こし, α-チオラクタムを収率良く与える事を明らかにした.これらの反応は57員環ラクタム類の他, 4員環ラクタム(β-ラクタム)類の新合成法として確率することが出来た.現在,末端アミドの他,分子内に他の求核種や活性オレフィン類を有するスルホキシド類と1a__との反応による新しい環形成反応を検討中であり,着々と成果があがっているところである.エステルのエノール型誘導体であるケテンアセタール体(【1!】)は、溶液中で元の安定なエステルに戻ろうとする性質が大きい。申請者らは【1!】が溶液中に求核剤(NuH)が存在すると【1!】のE(E=acyl又はsilyl基)が攻撃され、定量的にNuEを与える事を見い出した。又この型の反応剤の中でケテンシリルアセタール(【1a!】,E=silyl基)は【CH_3】CN中カルボニルやエノン等の下飽和結合を有する化合物と容易に反応し、O原子にシリル基転移を起こした付加体を与える事を見い出し、既にこの反応をシクロペンデノンから香料であるメチルジャスモネートの合成に応用した。今回61年度の研究計画に基づき順に研究成果の概要を述べる。まず計画1)の【1a!】(E=acyl基)の型の反応剤を用いるアミド化反応については殆んど計画通りに完成した。計画2)に関しては、スルホキシド類と【1a!】の反応ではSi原子上の置換基の大きさにより異なった反応を起こし、嵩高いt-Bu【Me_2】si基を有する【1a!】ではPummerer型反応を起こし、α-シロキシスルフィドを与え、【Me_3】Si基を有する【1a!】ではMichael-Pummerer型の反応を起こしたジェステル体を与える事を見い出した。

さらにビニル,アリル,プロパギル基の不飽和結合を有するスルホキシド類と【1a!】との反応性を明らかにした。計画3)に従いD-glyceraldehydeからD-riboseの不斉合成に成功し、更にこのCH=O基をニトロンに変えた化合物と【1a!】との付加反応を検討した結果、このニトロンのβ位置換基が付加体の立体に大きく影響を与える事を明らかにした。このニトロンへの付加反応を利用し、アントラサイクリン抗生物質の構成糖として重要なL-ダウノサミンの不斉合成をはじめ、二,三の光学活性アミノ糖の不斉合成に成功し、現在研究計画に基づき着々と成果があがっているところである。
生息地の構造と密度依存的性質の進化:個体数変動の進化的意義と関連させて

生息地の空間構造の変化が、個体数動態や進化的変化に大きな影響を及ぼすことは知られている。しかし、多くの研究は、空間構造としてメタ個体群を仮定し、メタ集団間の移住の程度が生態的・進化的動態におよぼす影響について考察されてきた。しかし、環境の変化が空間構造自体を変化させるという状況も考えられる。たとえば、通常は隔離された水たまりあるいは小さな池が、大雨などによりときおり一つの大きな池となり、大きなランダム交配集団になるという状況がある。小集団内で成長、繁殖し、その後、個体が分散し、一つの大きなデームを形成するようなalternative mixing population(AMP)において、小集団に隔離されたとき、密度依存的に繁殖を抑制せず、早く成長し、繁殖をした個体は、大きな集団になったときに、より多くの個体で占めることが可能になる。一方、密度依存的に繁殖、成長を抑制した個体は、大きな繁殖集団になったとき、その頻度を減らすを予測される。本研究では、このような密度依存的成長および繁殖の違いが生息地の空間構造に違いによって引き起こされるという仮説を検証するために、2つの異なる空間構造を示す生息地において、それぞれの生息地からPhysa acutaを採集し、マイクロサテライトDNAを調べ、集団の空間の遺伝的構造を調べた結果、一つの集団は、ランダムな交配集団(RP)で、一方の集団はAMPであることが推測された。そして、AMPの個体は、正の密度依存成長を示し、より早期に繁殖をしたのに対し、RMでは負の密度依存成長を示し、後期に繁殖をした。これらの結果は、上記の仮説を支持するものであった。本研究は、異なる生息地の構造が密度依存的性質が集団間で異なっている原因であるという仮説を検証するために、本年度は、「通常は隔離された小さな水たまりであるが、ときおり増水で他の池とつながるような場所(遊水池集団)」と「水路で水位が安定している場所(水路集団)」の2カ所からサカマキガイ(Physa acuta)を採集し、(1)マイクロサテライトマーカを用いてた集団の遺伝的構造の解析、(2)実験室内での密度依存的成長、産卵数の違いの測定、(3)野外実験の開始、を行った。(1)3つのマイクロサテライトマーカーを用いて、2つの生息地の遺伝的構造を調べた。3つの遺伝子座では4から8の対立遺伝子が確認された。Ritlandによる他家交配の推定値は高く、2つの生息地ともにほとんどの個体が他家交配を行っていると思われた。また、遊水池集団はで、分集団のFISの値は若干高い値を示したが有意ではなかった。しかし、全体集団のFISは一つの遺伝子座で有意に高い値を示した。また水路集団では、FIS,FSTともに有意に0からずれていなかた。これらのことから、水路集団では任意交配が行われており、さらに生息地間の移動は自由に行われていること、遊水池集団では、分集団間の移動は十分に行われているが、分集団間で若干近親交配が行われている可能性があることが示唆された。(2)2つの集団での密度依存的成長と産卵数を調べた。成長速度は遊水池集団で高密度で速くなったのに対し、産卵数は水路集団で高くなった。(3)それぞれの集団の個体を、4つの集団構造を仮定した野外実験池に設置し、野外実験を開始した。異なる生息地の構造が密度依存的性質が集団間で異なっている原因であるという仮説を検証するために、本年度は、次年度に引き続き、異なる空間分布を持っ生息地から採集したPhysa acutaの密度依存的成長と年齢依存的な産卵数の違いを調べた。2つの集団は、通常は隔離された小さな水たまりであるが、ときおり増水で他の池とつながるような場所(遊水池集団)」と「水路で水位が安定している場所(水路集団)」である。その結果、依存的成長は、前年の結果同様、遊水池集団の個体は、安定環境であると思われる水路集団の個体よりで高密度で成長が速くなった。

また、遊水池集団の個体はより早い時期に多くの卵を産むのに対して、水路集団は、より遅く産卵した。これは、遊水池集団では、隔離された状態でより高密度でもより早く成長し、多くの子供をうむことで、増水して水たまりがつながったとき、より多くの個体を提供できるからだと考えられた。また、前年度より野外実駐を次の4つの条件で開始している。(1)完全に隔離された水槽(2)10個の水槽で、となりの水槽と1個体移住がおこる(3)10の水槽の間でランダムに個体が移動する(4)10の水槽が増水でつながった状況を想定し、10の水槽の個体すべてを取り出し、均等に再配分する。この4つの設定で、4つの反復実験を行っている。現在、実験開始後一年五ヶ月である。現時点で、(1)の設定での個体数は他の設定の個体数よりも増加率が低いことがわかった。このことは、近親交配の影響であると思われる。異なる生息地の構造が密度依存的性質が集団間で異なっている原因であるという仮説を検証するために行った昨年度までの調査を行った。その結果、密度依存的成長は、遊水池集団の個体は、安定環境であると思われる水路集団の個体よりで高密度で成長が速くなった。また、野外実験を次の4つの条件で2000年度から継続して行った。2年間の個体数変動の結果は、実験開始の初期では、(1)完全に隔離された水槽での個体数は4つの処理の中で最も少なかったが、2年目から次第に個体数を増加させ、最終的には、もっとも個体数が多くなった。これは、初期の隔離により有害遺伝子が除去された結果だと思われ、P. acuataでは隔離による効果は、集団の適応度を増加させることが明らかになった。
脊髄運動神経の機能的成熟が新生児運動発達に与える影響

ヒトの運動発達の背景にある神経学的メカニズムは未だ明確にされていない。本研究は、新生児期から乳児期にみられる著しい運動発達を神経生理学的観点から解明する目的で、(1)新生児および乳児の柔らかい皮膚にも使用可能な多チャンネル表面筋電電極の開発、(2)全身モーションキャプチャと乳児筋骨格モデルを併用した運動時の固有感覚入力の計測を行った結果、新生児から乳児期の自発運動時の筋間相互相関は発達に伴い変化し、その変化は四肢内の筋グループで大きいことを示した。新生児医療における障害予防や発達促進への期待が高まっているが、現状では、発達障害発症の予測や介入効果の評価法は研究途上にある。研究の発展を妨げる要因として、神経成熟の程度や障害程度を簡便かつ定量的に評価できる指標が確立していない点が挙げられており、現在でも運動発達過程に関する神経学的メカニズムは未解明となっている。そこで、本申請研究では神経生理学的観点を保ちつつさらに簡便な指標を開発し、開発した指標と実際の運動発達の関連調査による運動発達の神経学的メカニズム解明を目的としている。一年次には成人に限られていた表面筋電図による脊髄運動神経の発火頻度計測を参考に、新生児および乳児でも行える計測法を開発を試みた。具体的には、申請者自身が試作した筋電図用電極をもとに特殊電極の作成し、解析アルゴリズム作成を行った。1年次には特殊電極の作成と解析手法のアルゴリズム作成、および脊髄運動神経の発火頻度計測の妥当性検証を予定していた。しかし、新生児・乳児の皮膚上に不快感なく貼付するためのフィット感向上について一部困難な点があり、脊髄運動神経の発火頻度計測の妥当性の検証には至っていない。ヒトの運動は新生児期から乳児期に著しく変化するが、その神経学的機構は未だ明確ではない。本研究の目的は、運動制御に関わる代表経路である大脳皮質-脊髄運動神経系に着目し、その成熟過程を非侵襲的かつ簡便に観察できる神経生理学的手法を開発・利用した上で、新生児から乳児における運動発達メカニズムを神経生理学的観点から解明することである。本年度は,特殊電極の改良および計測に着手すると同時に筋活動の推定も行い,以下の項目に関して取り組んだ.1.新生児・乳児用の特殊電極の作成一年次に,脊髄運動神経の発火頻度計測を目的とした多チャンネル表面筋電図を作成したが,新生児や乳児のように肌が脆弱な対象者には使用が困難であった.そこで,シリコンシートにオペアンプおよびボルテージフォロワを埋め込み,皮膚との接触部分を柔らかくした電極へと改良した.これによって新生児・乳児における多チャンネル筋活動計測が可能となっている.2.筋骨格モデルを利用した新生児・乳児の筋張力推定1の成果である多チャンネル筋電図を利用した筋活動計測では現実的には表層筋,かつ少数の筋しか計測し得ない.全身の筋活動について調査すべく,詳細なモーションキャプチャと新生児筋骨格モデルを併用した全身の緊張力推定を行った.約500の全身の骨格筋を対象とするため筋骨格モデルのリンク数は16とし,各リンクの運動データを取得するため,50以上のマーカー貼付と8台の赤外線カメラを使用している.当初目的としていた新生児・乳児用の特殊筋電図が完成し,これまで不可能であった新生児・乳児における詳細な筋活動計測が可能となっている.また,新生児筋骨格モデルとモーションキャプチャを利用した全身筋活動推定も可能とした.ヒトの運動は新生児期から乳児期に著しく変化するが,、その神経学的機構は未だ明確ではない.本研究の目的は、,運動制御に関わる代表経路である大脳皮質-脊髄運動神経系に着目し、,その成熟過程を非侵襲的かつ簡便に観察できる神経生理学的手法を開発・利用した上で,新生児から乳児における運動発達メカニズムを神経生理学的観点から解明することである.本年度は,運動単位計測を目的とした新生児用特殊筋電図電極を用いた筋活動計測および固有感覚入力の推定を進めると同時に,動物モデルを対象としたmultichannel optogenetic systemの開発・実験を進めた.具体的には以下の項目に関して取り組んだ.1.新生児用特殊筋電図電極を用いた筋活動計測:12年次に作成した多チャンネル表面筋電図を利用し,新生児および乳児を対象に筋活動計測を行った.シリコン素材の電極を密着することで成人のような等張性収縮が不可能な新生児・乳児でも筋活動計測が可能となったが,電極が相対的に軽く運動関連性の低周波ノイズが多く含まれ,多チャンネル間の同期性解析には新生児運動に特異的なフィルタ設計・導入が必要なことがわかった.2.筋骨格モデルを利用した新生児・乳児の固有感覚推定:昨年度進めたーションキャプチャと筋骨格モデルを併用した全身の緊張力推定に加え,固有感覚モデルを導入することで新生児・乳児の運動時の固有感覚入力推定も可能にした.3.動物モデルを対象とした脊髄感覚神経光刺激による運動誘発:脊髄神経回路の動態調査を目的とした,multichanneloptogenetic systemを開発した.感覚神経にchannelrhodopsin-2を発現するトランスジェニックラットに対して,720個のレーザー素子によって空間分解能の高い腰髄光刺激を実現したと供に,下肢運動の誘発を確認した.ヒトの運動発達の背景にある神経学的メカニズムは未だ明確にされていない。

新生児・乳児の皮膚上に不快感なく貼付するためのフィット感向上について、電極素材の変更を検討している。また、素材の変更に伴い、計測効率の向上が期待できる。今後は素材変更後の電極を用いた脊髄運動神経の発火頻度計測の妥当性の検証を行うとともに、実際の新生児運動発達と筋活動様式変化について計測研究を行う。今後は計測を重ね,解析手法の開発と発達的変化を調査する必要がある.また,モーションキャプチャと筋骨格モデルを併用した緊張力推定には多くの計測機器が必要となるため,多数のデータ取得や追跡調査を実施するために簡易化を図る必要がある.運動発達学
多点同時記録と光操作の融合による単一神経細胞の入出力解析法の開発

本研究は、大規模同時記録法を用いて、自由に行動する動物において単一細胞の入出力演算を網羅的に検出する方法を開発することを目指した。さらに、大規模同時記録により多数の神経細胞の発火活動を一斉に計測しながら光遺伝学的手法を援用して、自由に行動する動物の脳において、記録している神経細胞の出力先の脳領域を同定する新規技術を開発することを目標とした。本研究ではまず、最大256チャネルの多点電極シリコンプローブを用いて、自由に行動する動物から100個程度の神経細胞を同時記録できる技術を確立した。この技術を基盤として、シナプス前細胞からの入力がシナプス後細胞を発火させるという神経細胞の基本的な性質を利用して、細胞間のシナプス結合の有無を検出した。具体的には、同時記録している神経細胞の全ての組み合わせにつき相互相関解析を行うことによって、細胞間のシナプス結合を網羅的に同定する系を立ち上げた。この実験系をラットの海馬CA3と海馬台に適用できることを確かめた。さらに、大規模同時記録法に光遺伝学を組み合わせて、記録している多数の神経細胞を投射先によって分類する方法を開発した。具体的には、アデノ随伴ウイルスベクターを用いてラットの海馬台の神経細胞にチャネルロドプシン(ChR2)を発現させた。次に、最大256点の多点電極シリコンプローブを用いて、100個程度の海馬台の神経細胞の活動を一斉に計測しながら、海馬台の主要な投射先に挿入した光ファイバーを使って脳領域特異的に青色光で刺激した。ChR2を発現している神経細胞の軸索で生じたスパイクが短い潜時(<15ミリ秒)と小さなジター(<1ミリ秒)で逆行性に細胞体へ伝わることを指標にして、海馬台の神経細胞の投射先を同定する方法を確立することができた。本年度は、最大256チャネルの多点電極シリコンプローブを用いて、自由に行動する動物から100個程度の神経細胞を同時記録できる方法を確立した。細胞間のシナプス結合の有無の検出には、シナプス前細胞からの入力がシナプス後細胞を発火させるという神経細胞の基本的な性質を利用した。すなわち、同時記録している細胞の全ての組み合わせにつき、相互相関解析を行うことによって細胞間のシナプス結合を網羅的に同定する系を立ち上げた。具体的には、ウイルスベクターを用いて海馬台の神経細胞にチャネルロドプシンを発現させ、各投射先の脳領域に局所的に光を照射することにより、その領域に投射してチャネルロドプシンを発現している神経細胞の軸索を脱分極させてスパイクを生じさせる。軸索で生じ、短い潜時(<15ミリ秒)と非常に小さなジター(<1ミリ秒)で逆行性に細胞体へ伝わるスパイクを海馬台にて検出することで、自由に行動する動物において神経細胞を投射先によって分類する方法をほぼ確立することができた。本研究は、2つの技術開発を目指した。すなわち、(1)「大規模同時記録法を用いて、自由に行動する動物において単一細胞の入出力演算を網羅的に検出する技術」、(2)「大規模同時記録により多数の神経細胞の発火活動を一斉に計測しながら光遺伝学的手法を援用して、自由に行動する動物の脳において、記録している神経細胞の出力先の脳領域を同定する技術」、の2つである。本年度は、この2つの技術を、おおむね予想していた範囲内の効率でほぼ確立できたため、「おおむね順調に進んでいる」と判断した。

次に、最大256点の多点電極シリコンプローブを用いて、100個程度の海馬台の神経細胞の活動を一斉に計測しながら、海馬台の主要な投射先に挿入した光ファイバーを使って脳領域特異的に青色光で刺激した。ChR2を発現している神経細胞の軸索で生じたスパイクが短い潜時(<15ミリ秒)と小さなジター(<1ミリ秒)で逆行性に細胞体へ伝わることを指標にして、海馬台の神経細胞の投射先を同定する方法を確立することができた。平成29年度に立ち上げた2つの技術のさらなる効率化を目指し、それぞれの技術を用いて海馬と海馬台における情報処理機構を明らかにする。「大規模同時記録法を用いて、自由に行動する動物において単一細胞の入出力演算を網羅的に検出する技術」では、シナプスを同定できる細胞の組み合わせは記録している細胞数の二乗である。そこで、従来のシリコンプローブよりもさらに記録部位の間隔を小さくして高密度にすることで、さらに多くの細胞を同時記録することを目指す。さらにこの技術を海馬と海馬台に適用し、記録している神経細胞同士のシナプス入力を網羅的に検出した上でラットに場所課題を行わせ、空間認知に必要な場所細胞、頭方向細胞、速度細胞などの受容野がどのような入出力演算で生じるのかを明らかにする。「大規模同時記録により多数の神経細胞の発火活動を一斉に計測しながら光遺伝学的手法を援用して、自由に行動する動物の脳において、記録している神経細胞の出力先の脳領域を同定する技術」では、現在のところ投射先を同定するのに時間がかかりすぎる。そこで、各投射先脳領域へ投射していると思われる細胞の発火タイミングを自動的に検出し、そのタイミングでその投射先脳領域を光刺激することにより、投射先同定にかかる時間を大幅に減らす。さらに、開発した技術を海馬台に適用する。海馬台の個々の神経細胞は、数ある投射先のうちごく少数の脳領域にのみ投射する。このことは海馬台が投射先によって特有の情報を伝達している可能性を示唆しているが、海馬台からどのような情報がどの脳領域へ送られているのかは不明である。そこで、同時記録している海馬台の神経細胞を開発した技術で投射先によって分類する。その上で様々な課題をラットに行わせ、個々の神経細胞がどのような情報を表現しているかを調べることにより、海馬台における投射先特異的な情報処理機構を明らかにする。平成29年度は学会参加などで予定していた旅費を節約することができたために、実支出額が所要額を下回った。このために次年度に使用できるようになった予算は、次年度の研究推進のために消耗品を購入することで有効活用する。具体的には電気生理学的記録に必要な光ファイバーや電極の購入に充てる予定である。
線虫の自発的行動発現に関わる神経回路活動の可視化と解析

動物は外部からの感覚刺激がなくても自発的に行動するが、随意行動制御の神経機構はよくわかっていない。我々は、シンプルな脳を持つ線虫に着目し、自発行動発現の神経回路と分子メカニズムを明らかにすることを目指している。本研究では、行動に伴う神経活動を動的に可視化するため、最近新たに開発した緑色蛍光カルシウムセンサーを線虫に応用し、自発行動中の神経活動を体系的に可視化・解析する実験系を構築した。また、高感度・高速応答性の赤色蛍光センサーを新たに開発し、行動中の線虫で2色のセンサーを利用した細胞活動の同時計測や光操作技術との併用に成功した。これらの光技術は、脳科学・生命科学分野に役立つことが期待される。多くの動物は外部からの感覚刺激がなくても自発的に行動を発現し制御するが、その詳細なメカニズムはほとんどわかっていない。本研究は、全神経回路の接続が明らかにされている線虫Caenorhabditis elegansを対象として、随意行動開始の信号処理を担う神経回路を単一細胞レベルで同定することを目指している。線虫は固形培地上で主に前進しながら餌の探索行動をするが、時々自発的に後退運動を行う。そこで、平成25年度は、明確な外部感覚刺激のない条件下で線虫を自由行動させ、後退開始の信号処理を担う神経回路を探索する系の開発を試みた。我々は、運動中の動物の神経活動を高解像度で測定するために、高速共焦点レーザー顕微鏡に自動追尾装置を組み込んだ顕微鏡システムを開発している。このシステムの操作性をさらに高めるため、顕微鏡の下部光学系を新たに改良した。それにより、動く線虫を広い視野で効率よく見つけながら、神経活動の高倍率のイメージング画像を撮像することが可能になった。さらにプログラムに改良を加え、これまで以上にスムーズな自動追尾に成功している。また、研究実施計画に基づき、所属研究室で開発された高感度のカルシウムセンサー(改良型G-CaMP)を神経系に組み込んだ遺伝子改変動物を複数系統作成した。これらの動物の神経活動を改良した自動追尾顕微鏡システムを用いて解析した結果、自由行動中の運動方向のスイッチングにおいて特徴的な神経活動が観察された。本研究は、シンプルな脳を持つ線虫をモデルとして自発行動発現の神経機構解明を目指すものである。自発行動を制御する神経回路機能を明らかにするためには、行動中の動物を対象として、脳の多数の神経活動を同時に計測するとともに、チャネルロドプシン等の光感受性機能分子を用いて神経活動と行動との因果関係を明らかにすることが重要な課題となる。近年、GFPをベースとした蛍光カルシウムプローブの開発が飛躍的に進んできたが、高性能なプローブは波長域が緑色域に限定されているため上記課題の実施が困難であった。そこで、本年度は、高性能な赤色蛍光プローブの開発と生体神経活動可視化への応用を行った。まず、R-CaMP1.07をベースに超高感度・超高速の赤色カルシウムプローブR-CaMP2を開発し、自由行動中の線虫において、神経活動および筋肉活動の同時計測および、光操作による行動の制御が可能であるかどうかを検証した。GABA作動性抑制性運動ニューロンに緑色蛍光プローブG-CaMPおよびチャネルロドプシンを発現させ、投射筋肉細胞にR-CaMP2を発現させた線虫株を樹立した。さらに、高速レーザー顕微鏡にトラッキング装置を組み込んだイメージングシステム(平成25年度に開発)に改良を加え、光刺激とイメージングの同時測定を可能にした。このシステムを用いて、光刺激に伴うGABAニューロンの活動上昇と筋での活動低下の2色同時イメージング、および筋弛緩による行動停止の同時記録に成功した。線虫脳に開発した高性能プローブを発現する線虫系統を体系的に樹立し、自発行動中の神経活動を可視化した。本研究成果は、生体での神経活動と行動との関連を詳細に調べることを可能にするものであり、光を利用した脳科学・生命科学分野での応用が期待される。分子生物学平成25年度は、センサーを組み込んだ動物の開発と自動追尾システムの光学測定系開発により、後退開始の信号処理を担う神経回路を探索する系の確立を目標に掲げていた。前者の目標はほぼ達成されており、また後者についても自動追尾顕微鏡システムの操作性が格段に高くなり、作成した動物を網羅的に解析する見通しが立っている。これらのシステムを用いて次年度さらに解析を続けることで、本申請の目標が達成できる可能性があり、おおむね順調に進展していると考えている。平成25年度に引き続き、センサーを組み込んだ遺伝子改変動物を用いて自由行動中の神経活動を定量的に解析し、自発的な運動方向転換前に活動あるいは抑制されるニューロンを網羅的に探索する。

また、感覚ニューロンにチャネルロドプシンを発現させ、後退運動を光刺激で誘発した際の神経活動を測定し、自発的後退運動と刺激による忌避行動を対比して解析する。さらに、自発的なスイッチングに特徴的なニューロン活動をオプトジェネティクスによる光操作で活性化あるいは不活性化して行動への影響を調べ、自発行動に関わる神経回路の同定を目指す。
高周期14族元素を含む芳香族化合物の合成、構造および物性に関する系統的研究

高周期14族元素(Si, Ge, Sn, Pb)を含む芳香族化合物に関しては、安定な化合物として合成・単離された例は殆どなく、その基本的な構造・性質は未解明である。本研究では、独自に開発した非常にかさ高く有効な立体保護基である2,4,6-トリス[ビス(トリメチルシリル)、メチル]フェニル基(以下Tbt基)を用いた速度論的安定化の手法により、含高周期14族元素芳香族化合物を安定に合成し、その構造・物性を解明することでこれらの化合物の芳香族性の系統的な評価行うことを目的とした。本基盤研究の研究成果として、Tbt基を高周期14族元素上に導入することによりシラベンゼン、1-シラナフタレン、2-シラナフタレン、9-シラアントラセン、ゲルマベンゼン、2-ゲルマナフタレンを安定な結晶として合成・単離することに初めて成功した。X線結晶構造解析、NMR、UV//vis、ラマンスペクトルの測定、理論計算により、これらの化合物がいずれも対応する炭素類縁体と同様に高い芳香族性を有することが明らかとなった。また、その反応性についても検討を行い、これらの化学種が芳香族安定化を受けているにも関わらず、H_2O、アルコール、オレフィン、アルキン、ケトン、ニトリルオキシド等に対して非常に高い反応性を示し、ケイ素-炭素二重結合またはゲルマニウム-炭素二重結合への付加反応が容易に進行することを明らかにした。本研究により得られた新規な知見は、これまでほとんど未開拓であった高周期14族元素を含む芳香族化合物の化学の基礎となるものである。今後、これらの知見を元に含高周期14族元素芳香族化合物の新規な物性、機能などが見い出され、機能性物質や新規触媒の開発などの応用研究へと発展することが期待される。高周期14族元素(Si,Ge,Sn,Pb)を含む芳香族化合物に関しては、安定な化合物として合成・単離された例は殆どなく、その基本的な構造・性質は未解明である。本研究では、独自に開発した非常にかさ高く有効な立体保護基である2,4,6-トリス[ビス(トリメチルシリル)メチル]フェニル基(以下Tbt基)を用いた速度論的安定化の手法により、含高周期14族元素芳香族化合物を安定に合成しその構造・物性を解明することでこれらの化合物の芳香族性の系統的な評価を行うことを目的とした。本年度の研究においては、芳香族化合物の中で最も基本的な骨格であるベンゼンのケイ素類縁体であるシラベンゼンの合成・単離とその性質の解明について検討を行った。前駆体である、Tbt基をケイ素上に導入した1-クロロシラシクロヘキサ-2,4-ジエン1を合成し、その脱塩化水素反応について種々反応条件を検討したところ、ヘキサン中室温で塩基としてリチウムジイソプロピルアミドを用いた場合に目的のシラベンゼン2が室温で安定な化合物として定量的に得られることが判った。単離された2について、X線結晶構造解析、NMRスペクトル、紫外・可視吸収スペクトルおよびラマンスペクトルの測定を行い、2が高い芳香族性を有することを明らかにした。また、2とアルコールとの反応において、2が高い芳香族安定化を受けているにも関わらず、ケイ素-炭素二重結合が非常に反応活性であるために、シレン部分への1,2-付加反応,および1-シラブタジエン部分への1,4-付加反応が進行することが明らかとなった。

本研究では、独自に開発した非常にかさ高く有効な立体保護基である2,4,6-トリス[ビス(トリメチルシリル)メチル]フェニル基(以下Tbt基)を用いた速度論的安定化の手法により、含高周期14族元素芳香族化合物を安定に合成しその構造・物性を解明することでこれらの化合物の芳香族性の系統的な評価を行うことを目的とした。平成11年度までの研究において既に申請者らは、Tbt基をケイ素上に導入することにより2-シラナフタレン1[TbtSiC_9H_7]およびシラベンゼン2[TbtSiC_5H_5]を安定な結晶として合成・単離することに初めて成功し、これらの化合物が高い芳香族性を有することを明らかにした。平成12年度の研究においては、より高周期の14族元素であるゲルマニウムを含む芳香族化合物である2-ゲルマナフタレン3[TbtGeC_9H_7]の合成について検討を行った。前駆体となるブロモゲルマン4[Tbt(Br)GeC_9H_8]と(i-Pr)_2NLiとの反応を行うことにより、目的とする2-ゲルマナフタレン3を初めて安定な結晶として合成・単離することに成功した。3のX線結晶解析、紫外・可視吸収スペクトルおよびラマンスペクトルの測定により、低周期元素類縁体であるナフタレンおよび2-シラナフタレン1と同様に、2-ゲルマナフタレン3も高い芳香族性を有することが判った。また、その反応性についても検討を行い、2-シラナフタレン1や、シラベンゼン2の場合と同様に、2-ゲルマナフタレン3が高い芳香族安定化を受けているにもかかわらず、ゲルマニウム-炭素二重結合が非常に高い反応性を示すことを明らかにした。平成12年度までの研究において既に申請者らは、Tbt基を高周期14族元素上に導入することにより2-シラナフタレン1、シラベンゼン2および2-ゲルマナフタレン3を安定な結晶として合成・単離することに初めて成功し、これらの化合物が高い芳香族性を有することを明らかにした。平成13年度の研究においては、芳香環をさらに拡張した含ケイ素芳香族化合物である9-シラアントラセン4の合成について検討を行った。前駆体としてケイ素上にトリフルオロメタンスルホニル基を有する5[Tbt(CF_3SO_3)SiC_<13>H_<10>]と(i-Pr)_2NLiとの反応を行うことにより、目的とする9-シラアントラセン4を初めて安定な結晶として合成単離することに成功した。4のX線結晶構造解析、各種スペクトルの測定により、炭素類縁体であるアントラセンと同様に、4もまた高い芳香族性を有することが判った。また、その反応性についても検討を行い、4が芳香族安定化を受けているにも関わらず、非常に高い反応性を示し、9-シラアントラセン環の9,10-位への付加反応が進行することを明らかにした。また、Tbt基を用いることにより初めての安定なゲルマベンゼン6の合成にも成功し、各種NMRスペクトル測定・X線結晶構造解析、理論計算の結果を詳細に検討することにより、6が芳香族性を有することを明らかにした。そして、6においてもゲルマニウム-炭素二重結合への付加反応が容易に進行することを明らかにした。
FcγレセプターIIB欠損マウスを用いたRAとSLEの特異性を決める遺伝子の解析

FcγRIIBを欠損(KO1)マウスは、RAに類似した病態を発症する。このマウスにSLEの病態を促進させるYaa遺伝子、NZW系遺伝子を導入した際の病態変化と遺伝的要因を調べた。KO1.Yaaマウス、(KO1xNZW)F1およびF2マウスの病態解析とF2マウスの遺伝子マッピングを行った。KO1.Yaaマウス、(KO1xNZW)F1マウスではRAの発症は認めず、SLE様の糸球体腎炎を発症した。F2マウスでは、第12番染色体領域に腎炎、関節炎、唾液腺炎を重複する遺伝子が同定された。FcγRIIBの欠損に加え、Yaa遺伝子、NZW系遺伝子が加わることでRA類似の病態はSLE類似の病態へ変化した。B細胞や単球系細胞で抑制性のシグナルを伝えるFcγRIIBは、自己免疫疾患の発症に重要であることが知られている。このFcγRIIBを欠損するC57/BL6(B6)マウス(KO1マウス)は、関節リウマチ(RA)に類似した病態を発症する。我々は、このKO1マウスにSLEの病態を促進させるYaa遺伝子、NZW系遺伝子を導入することによる病態の変化の変化とその遺伝的要因を調べることを目的とした。KO1マウスとB6.Yaaマウスとの交配によりKO1.Yaaマウスを、またKO1マウスとNZWマウスの交配により(KO1xNZW)F1マウスおよび(KO1xNZW)F2マウスを作成した。FcγRIIBを欠損するそれぞれの系統マウスの病態を解析した。また、(KO1xNZW)F2マウスについては、ループス腎炎およびRAの発症に関わる原因遺伝子のマッピングを行った。KO1.Yaaマウス、(KO1xNZW)F1マウスにおいて68ヶ月齢で関節炎の発症は認めず、ループス腎炎類似の糸球体腎炎を発症した。血清中抗CCP抗体、抗ds-DNA抗体は、B6、KO1マウスと比較して有意に上昇していた。(KO1xNZW)F2マウスの解析では、ループス腎炎が約33.7%、唾液腺炎が約27.6%、RA類似関節炎が6.1%に認められ、これらの病態を重複して発症するマウスの存在も認められた。(KO1xNZW)F2マウスを用いたQTLマッピングでは、いくつかの染色体領域にループス腎炎、関節リウマチ類似の関節炎、唾液腺炎と関連する遺伝子群を見出し、それぞれを重複する病態に関わる遺伝子も同定された。我々の研究結果から、第1染色体FcγRIIBの欠損に加え、Yaa遺伝子、NZW系遺伝子が加わることでRA類似の病態はSLE類似の病態へ変化し、病態の変化に関わるいくつかの遺伝子群を同定した。我々は、このKO1マウスにSLEの病態を促進させるYaa遺伝子を導入することによる病態の変化と免疫学的表現型についての解析をおこなった。KO1マウスとB6.Yaaマウスとの交配によってKO1.Yaaマウスを作製した。KO1.Yaaマウスでは6-8ヶ月齢で関節炎の発症は認めず、ループス腎炎類似の糸球体腎炎を発症した。2か月齢において、KO1マウスでは末梢血の単球の比率は、11.6±1.5%だったのに対して、KO1.Yaaマウスで著明な末梢血の単球増加を示した(26.6±21.3%)。末梢血の単球のサブセットにおいては、CD11b陽性Gr-1陰性の〝resident(常在性)′′単球が著明に増加していた。脾臓のマージナルゾーンB細胞は、4ヶ月齢でKO1マウスと比較した際、KO1.Yaaマウスで減少しており、活性化を示すCD69陽性T細胞の比率が増加し、さらにPD-1陽性CXCR5陽性濾胞性ヘルパーT細胞の比率が増加していた。脾臓細胞のサイトカイン産生を調べたところ、KO1.Yaaマウスでは、KO1マウスと比較して有意にIL-10とIL-21が上昇していた。これらから、FcγRIIB欠損(RA)マウスへYaa遺伝子を導入することによるループス腎炎(SLE)への病態変化には、活性化した濾胞性ヘルパーT細胞からのサイトカイン産生が大きく関わっていると考えられた。【目的】B細胞や単球系細胞で抑制性のシグナルを伝えるFcγRIIBは、自己免疫疾患の発症に重要であることが知られている。【方法】KO1.Yaaマウス、(KO1xNZW)F1マウスおよび(KO1xNZW)F2マウスの病態を解析した。また、(KO1xNZW)F2マウスを用いてループス腎炎およびRAの発症に関わる原因遺伝子のマッピングを行った。【成績】

KO1.Yaaマウス、(KO1xNZW)F1マウスにおいて68ヶ月齢で関節炎の発症は認めず、ループス腎炎に類似した糸球体腎炎を発症した。血清中抗CCP抗体、抗ds-DNA抗体は、どちらもB6、KO1マウスと比較して有意に上昇していた。(KO1xNZW)F2マウスの解析では、ループス腎炎が33.7%、唾液腺炎が27.6%、RA類似関節炎が6.1%に認められ、これらの病態を重複して発症するマウスの存在も認められた。F2マウスを用いたQTLマッピングでは、第1、4、7、9、13、17番染色体の領域にループス腎炎に関連した遺伝子群を認め、第12番染色体領域にループス腎炎、RA、唾液腺炎を合併する遺伝子がマップされた。【結論】第1染色体FcγRIIBの欠損に加え、Yaa遺伝子、NZW系遺伝子が加わることでRA類似の病態はSLE類似の病態へ変化した。FcγRIIBを欠損(KO1)マウスは、RAに類似した病態を発症する。このマウスにSLEの病態を促進させるYaa遺伝子、NZW系遺伝子を導入した際の病態変化と遺伝的要因を調べた。KO1.Yaaマウス、(KO1xNZW)F1およびF2マウスの病態解析とF2マウスの遺伝子マッピングを行った。KO1.Yaaマウス、(KO1xNZW)F1マウスではRAの発症は認めず、SLE様の糸球体腎炎を発症した。F2マウスでは、第12番染色体領域に腎炎、関節炎、唾液腺炎を重複する遺伝子が同定された。FcγRIIBの欠損に加え、Yaa遺伝子、NZW系遺伝子が加わることでRA類似の病態はSLE類似の病態へ変化した。研究計画書2年目以降に行う予定であった内容について、おおむね計画通りに遂行し、結果につなげることができたため。膠原病リウマチ学今回の結果から自己免疫疾患の特異性決定に重要であると考えられたサイトカイン(IL-10)について、より詳細にその役割を検討するために、IL-10欠損マウスを用いた更なる研究計画を検討している。研究目的の大きな課題である、B6. FcγRIIB欠損(KO1)Yaaマウスならびに[B6.FcγRIIB欠損(KO1)x NZW]F1マウス、F2マウスの作製・管理・維持が順調に進行し、それらのマウスの病態の変化について継時的に観察することができた。さらにそれぞれのマウスについて免疫病理組織学的な解析を行うことができ、データを蓄積することができた。既に購入済であった、実験器具や消耗品を使用できたこと。また、効率良く実験結果を得ることができたこと。さらに、学会会場は東京近郊が多く、旅費の出費が少なかったことが挙げられる。作製されたマウスの維持、管理を徹底し、さらなる病態解析を行う。具体的には、当初の計画通り、それぞれの系統マウスの末梢血、脾臓、腎臓、関節、リンパ節における免疫担当細胞の解析(フローサイトメトリー、免疫病理組織、培養細胞を用いた刺激試験など)を行う。またそれらの系統マウスにおける関節リウマチ、全身性エリテマトーデスの病態に関わる遺伝子解析を進める。さらにそれらの病態を抑制する遺伝子やサイトカインの同定解析を進めていく。研究結果をより国際的に報告するために、海外での発表を行うための旅費、さらに発展的な研究を推進するため試薬や器具の購入に用いる。