hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
含蜜糖の食品機能成分の分析とそれらのストレス緩和効果

代表的な含蜜糖である沖縄の黒糖はサトウキビの搾汁液をライミング後、糖蜜を除去することなく、そのまま加熱・濃縮して製造する。したがって、黒糖には多くの有用な成分が含まれることになる。本研究では、サトウキビ、糖蜜、黒糖を実験材料として用い、それらの物理化学的特性、フレーバー特性、機能性成分および抗酸化活性、ストレス緩和効果といった機能性について検討した。黒糖に代表される含蜜糖は、サトウキビ由来の多くの有用成分を含んでいる。本年度は機能性成分として、引き続きサトウキビ表皮部のワックスの成分組成や主要成分の含量について分析を行った。一方、黒糖の独特な香りは、近年注目されているストレス緩和効果等に寄与する揮発性成分を多く含んでいる。そこで、黒糖の香りプロファイルを明らかにするととともに、その香りの機能性の評価も行った。最終的には、これらの研究を通して食生活での機能性をもつ甘味資源の開発へつながる知見を得る。本年度の具体的な研究成果は以下の通りである。〇ワックス成分の分析サトウキビ由来のワックス抽出物をGCおよびGC-MSを用いて分析した結果、高級脂肪族アルコール(ポリコサノール)と長鎖アルデヒドの成分組成やそれらの成分含量の詳細が明らかになり、その結果は国際学会で発表するとともに、国際誌に掲載された。また、黒糖製造工程でポリコサノールと長鎖アルデヒドは濃縮されるが、黒糖中の含量にはその製造工程、特に清浄工程が大きく影響することを明らかにした。〇香り成分の分析ならびにその機能性の評価黒糖の香りのプロファイルとして、貯蔵中の変化に着目して分析を行った結果、製造直後はサトウキビ由来の含硫化合物等が多く含まれるが、貯蔵によりそれらの成分は減少するとともに、メイラード反応による香り成分が増加することを明らかにした。これらの結果は貯蔵による黒糖の高付加価値化への基礎的知見になると考えられた。一方、黒糖のストレス緩和試験として、ヒト唾液中のストレス指標成分の定量法、測定環境の最適化およびストレス負荷の方法について検討した。その結果、唾液ストレスマーカーの日内変動は10時15時の間で小さいこと、ストレス負荷後の唾液ストレスマーカーとしてコルチゾールおよびクロモグラニンAの変動が観察され、有効なストレス指標になることを確認した。平成25年度は含蜜糖の機能性として,糖蜜抽出物に対するラジカル消去活性と抗酸化物質の単離や構造解析を行った。また,黒糖のストレス緩和効果について、被験者のアンケートによる心理学的評価と生化学的評価を実施した。平成2325年度の研究成果の概要は以下の通りであり,本研究により食生活での機能性をもつ甘味資源の開発へつながる基礎的な知見が多く得られた。○機能性成分の分析:種々のサトウキビ品種のワックス組成とその含量ならびにポリコサノールと相当する長鎖アルデヒドを分析した結果,最も主要な構成成分はアルデヒドとステロールエステル,次いでポリコサノールであった。また,ワックスの組成や含量はサトウキビの品種,部位および生育ステージの影響を大きくうけることを明らかにした。一方,サトウキビ糖蜜の分画物の抗酸化活性を,ラジカル消去活性試験,細胞内抗酸化試験およびDNA損傷抑制試験により評価するとともに,抗酸化活性をもつ10個のフェノール化合物を単離・同定した。○香気成分の分析:黒糖の貯蔵に伴う香気成分およびメイラード反応生成物(MRPs)の変化を分析した。その結果,貯蔵に伴いカルボン酸や含硫化合物由来のにおいは消失し,MRPs由来のこおばしい香りが増加することが明らかとなった。また,貯蔵に伴う黒糖の色調の褐色化とMRPsの生成には高い正の相関があることを確認した。○ストレス緩和効果の分析:ヒトにおけるストレス負荷試験の検討を行うとともに,黒糖のストレス緩和効果を心理学的および生化学的観点により検証した。その結果,ストレスを受けた後の黒糖の摂取では,精神的な情動を低下させる効果は低く,唾液中ストレスマーカーにおいても変化を示さなかった。一方,ストレスを受ける前の黒糖の摂取は,精神的にも生理的にも外部からのストレスの感受性を低下させ,ストレス緩和効果を示すことが示唆された。本研究では新たな機能性成分としてサトウキビ表皮部のワックスに着目し、その成分組成や主要成分の含量について分析を行う。一方、黒糖の独特な香りは品質因子として重要であるとともに、近年注目されているストレス緩和効果等に寄与する揮発性成分を多く含んでいる可能性がある。本研究では、黒糖の香りプロファイルを明らかにするとともに、その香りの機能性の評価を行う。最終的には、これらの研究を通して食生活での機能性もつ甘味資源素材の開発へつながる知見を得る。〇ワックス成分の分析

サトウキビ由来のワックス抽出物をGCおよびGC-MSを用いて分析した結果、高級脂肪族アルコール(ポリコサノール)としてC22からC30の5成分、さらにC26からC30の3成分の長鎖アルデヒドの存在を確認し、個々の成分を定量した。さらに沖縄で生産されているサトウキビ品種やその生育期で含量に差があることが明らかとなり、黒糖での含量に大きな影響を及ぼすことが示唆された。これらの結果は、国際誌(European Journal of Lipid Science and Technology, Vol.114 (2012))に印刷中である。〇香り成分の分析黒糖の香気成分分析法としてスタティックヘッドスペースガス分析(HSG)法、固相マイクロ抽出(SPME)法および高真空香気蒸留(SAFE)法を設定した。これらの手法を用いて黒糖の香気成分を分析した結果、HSG法およびSPME法は低沸点から中沸点成分、SAFE法は中沸点から高沸点成分を分析でき、3手法を組み合わせることにより黒糖の香気成分組成を詳細に分析できることが明らかとなった。本研究は大きく2つのテーマからなる。それぞれの達成状況は以下の通りである。〇ワックス成分の分析本年度はサトウキビのオクタコサノールおよび長鎖アルデヒドの成分含量の詳細が明らかにし、学会発表を行い、学術論文にすることができた。また、黒糖製造工程でのポリコサノールと長鎖アルデヒドの動向も明らかにでき、本研究で計画したワックス成分のすべての分析を終えることができたことから、計画は順調に進捗していると考える。〇香り成分の分析ならびにその機能性の評価黒糖の香り成分の分析は種々の銘柄の香気プロファイルについて明らかにする予定であったが、サトウキビの不作により一定の品質の黒糖製品が得られなかったため、貯蔵に伴う香りプロファイルの変化を分析した。その結果、昨年度設定した黒糖の香気成分の分析法(固相マイクロ抽出法)とGCおよびGC-MSの定量・同定結果から、量的に主要な成分や官能基ごとの香りへの寄与を解析できた。また、官能基ごとの香りへの寄与の解析では、GCーにおいかぎ分析法を設定できた。さらに、黒糖のストレス緩和試験として、ヒト唾液中のストレス指標成分の定量法、測定環境の最適化およびストレス負荷の方法等について検討できたことから、計画は順調に進捗していると考える。以上の2つのテーマの進捗状況を総合して、おおむね順調に進展していると判断した。〇ワックス成分の分析本年度はオクタコサノールを含めたポリコサノールの定量と組成分析を行う予定であったが、分析が順調に進み、次年度に計画していた長鎖アルデヒドの定量と組成分析も行うことができた。また、サトウキビ品種やその生育期での含量も比較でき、論文としてまとめることができたことから、計画以上に進捗していると考える。〇香り成分の分析本年度予定していた黒糖の香りの分析法は、3つの手法として確立することができた。一方、香気成分についてはGC-MSを用いてある程度同定できたが、官能的に重要な成分や量的に重要な成分まで明らかにすることはできなかった。したがって、やや遅れていると考える。本研究のテーマごとの今後の研究の推進方針は以下の通りである。
ニューセラミックス-鉄系複合耐摩耗材料の開発研究

本研究の目的は、ニューセラミックスと鉄系材料を種々の方法で複合化する接合技術を確立し、高耐摩耗材料を製造することであり、得られた成果は次のようである。(1)鋳ぐるみ法による複合材料の製造炭化物系セラミックを主成分とするWC基サーメットは普通鋳鉄及びCr=15%までの高Cr鋳鉄とはよく接合するが、27%Cr鋳鉄では溶湯表面での【Cr_2】【O_3】薄膜の生成が原因で接合性が低下した。しかし、前処理としてサーメット表面にNi-P合金メッキを施すことにより、接合性を改善することができた。WC基サーメットの接合部には異常相が生成し、接合は異常相を通じて起るFe,CrおよびCoの相互拡散によることが判明した。一方、TiC基サーメットは溶湯のCr量に関係なく、27%Cr鋳鉄まで良好な接合を示し、接合部における異常相の生成は認められなかった。(2)溶浸法による複合材料の製造WCおよびTiCセラミックを主体としたサーメットSkeltonに高Cr鋳鉄を溶浸した複合体を製造することができた。両溶浸複合体の硬さは両基サーメットより低いが、さらにそれらを高Cr鋳鉄溶湯で鋳ぐるむ場合、大幅に接合性が改善されて複合化が容易になった。(3)溶射法による複合材料の製造鋼材表面に形成されたCrBセラミックを主成分とする溶射皮膜は加熱拡散処理により両材料境界部に合金相を生成して接合した。合金相幅は加熱温度及び保持時間の増加とともに増大し、皮膜中の硬質化合物(CrBとW-Si)は加熱温度の上昇により粗大化した。本研究では、前年度の基礎研究で得られた接合技術を用いて、ニューセラミック-鉄系複合材料を製造すると共に、接合部の組織的及び物理的調査を行った。得られた成果は次のようである。(1)鋳ぐるみ法による複合材料の製造セラミックの中でも鉄系溶湯と比較的めれ易い炭化物系セラミックを主成分とするWC及びTiCサーメットをCr量の異なる鋳鉄で鋳ぐるみ、複合材料を製造した結果、WCサーメットは25%までのCr含有鋳鉄で良好な接合をし、TiCサーメットは高Cr鋳鉄溶湯とのぬれ性がWC系よりよく、広範囲の高Cr鋳鉄と複合化できた。接合強度はいずれもせん断で5Kg/【mm^2】であり、実用材料としてかなり評価し得る。また、WC-高Cr鋳鉄複合打撃子を試作し、インパクトクラッシャーに取付け、フィールドテストの結果、高Cr鋳鉄製より1.41.5倍の耐摩耗性を示した。(2)溶浸法による複合材料の製造気孔率約40%のWC及びTiCセラミックスケルトン(多孔質体)の空隙部に高Cr鋳鉄を溶浸し複合化したが、WC系の場合15%Crまでの鋳鉄で、TiC系の場合27%Crまでの鋳鉄でスケルトンの中心まで溶浸された複合材料を製造できた。また、WC系の場合、Niを含有したスケルトンを用い、高Cr鋳鉄溶湯中にMo,Ni,Ti等の合金元素を添加することにより、一方TiC系ではMoを含有したスケルトンを用いることにより、両スケルトンと高Cr鋳鉄とのぬれ性が向上し、溶浸しやすいことが判明した。これらの手法を用いることにより、さらにCr量の高い鋳鉄を溶浸した複合体の製造の可能性が示された。(3)溶融拡散接合法による複合技術の開発種々の研究の中でニューセラミックスと鋼を溶融拡散接合させるインサート材としては薄い純Cu板がもっともよい結果を示したが、せン断試験では23Kg/【mm^2】程度の接合強度しか得られなかった。
医師-看護師、看護師-介護職の臨床判断と協働関係のあり方

本目的は医師-看護師、看護師-介護職の協働を明らかにし、同じ業務を分担する各職種の臨床判断と協働のあり方を明らかにすることである。米国NPへのインタビューにより、米国NPの職域確立の現状を示した。日本の看護師と介護職への観察とインタビューにより臨床判断と協働の要因、病院と特養への質問紙調査により協働が良好であることを示した。看護師対象のEラーニング教材の作成・効果評価を実施した。本研究課題の目的は医師と看護師,看護師と介護職の臨床判断の実態と報告・連携状況を明らかにし,効率が良く質の高い保健医療ケアを提供するためには,各職種がどのように臨床判断を分担し,各職種が相互の臨床判断を活用しあえばよいかを明らかにすることである.21年度は,米国のナースプラクティショナー(NP)の職域確立の現状を知ることを日的とし,文献検討と米国NPへのインタビューを実施し,米国NPの職域確立について現状の一部を知ることができた.文献検討は,ナースプラクティショナーをキーワードとして抽出した和文文献と米国の専門職団体や教育機関による報告書を検討した.インタビューは米国西部州立大学と大学病院に勤務するNP7名を対象とした.2009年11月に実際に米国で活動するNPの診療場面を見学しインタビューを実施した.これらの結果から,職域確立における,実践範囲や監督方法を規定するガイドラインの整備とNPの提供する医療の質の確保の重要性が確認できた.まず導入時に適切な実践範囲や監督方法が規定され,規定に基づいてNPが実践した結果の医療の質を検証し,規定の変更を検討するという過程の繰り返しが必要であり,実際に実践してきたNP達の思いを知ることができた.次に米国のNPは職域を確立しており,NPと医師との関係は概ね良好であることが推測された最後に,看護職としての立ち位置を大切にしており,看護職が大切と考える医療を提供していきたいと考えていた.22年度は国内で参加観察と質問紙調査を行い,23年度は,得られた知見を基に教育プログラムを作成し介入効果を評価する予定である.本研究課題の目的は医師-看護師、看護師-介護職の臨床判断の実態と連携状況を明らかにし、効率が良く質の高い保健医療ケアを提供するためには、同じ業務を分担する各職種がどのように臨床判断を分担し協働すればよいかを明らかにすることである。21年度は米国NPにインタビューを実施し、米国NPの職域確立について現状を知ることができた。22年度は、国内での観察とインタビューによる2施設での調査と質問紙による実態調査を実施した。質問紙は400施設に発送したが震災のため回収が遅れ5月に分析予定である。22年度までに得られた主要な結果は、同じ業務を分担する職種の協働の促進要因が示されたことであり、これらに働きかけることにより、各資格の範囲で実施可能なケアを最大限提供し患者ケアの質を向上することができると考える。23年度は、得られた知見を基に教育プログラムを作成し介入効果を評価する予定である。1.臨床判断:2施設(ICU病棟・療養型病床)にて、観察とインタビューを実施した。臨床判断の過程は、看護師と医師、介護職と看護師は類似していると推測された。臨床判断の3側面「最善の知識と技術の活用」「統合力の活用」「判断結果の振り返りと判断材料の探究」は、看護師・介護職においても重視され実行されていた。臨床判断の範囲は、医師からのデータ収集が必要であり本調査デザインでは明示が難しいことが判明したため、以後の調査は同じ業務を分担する職種の協働に着目した。2.同じ業務を分担する職種の協働:同2施設(外科病棟・療養型病床)にて、観察とインタビューを実施した。(1)主要なカテゴリーは、看護師-医師と介護職-看護師に共通し協働の促進要因は資格・経験を超えて共通することが示唆された。(2)看護師-医師より介護職-看護師の役割の格差が大きく、介護職の役割拡大により、職業継続・ケアの質に良い効果が得られる可能性が示唆された。本目的は医師-看護師、看護師-介護職の臨床判断の実態と連携状況を明らかにし、効率が良く質の高い保健医療ケアを提供するために、同じ業務を分担する各職種がどのように臨床判断を分担し協働すればよいかを明らかにすることである。21年度は米国NPにインタビューを実施し、NPの職域確立の現状と要因を示した。22年度は、国内で看護師と介護職に観察とインタビューを実施し、日本の看護師と介護職の臨床判断と協働の要因を示した。23年度は(1)質問紙による実態調査と(37病院と135部署、45特養)、(2)看護師対象のEラーニング教材の作成・効果評価を実施した。(1)特養と100床以上の病院計400施設を抽出し郵送にて回答を依頼した。

病院の看護部長・医師・師長、特養の介護職・看護師別平均点は、5点満点中4点前後であり、職種間の協働に肯定的で今後の推進方策に取り組む姿勢にあった。特養と病院では特養が高く、介護職の役割と実践範囲が小さいことが影響すると考えられていたが、現状は良好であった。介護職・看護師双方の役割と実践範囲を向上すると良い。協働と安全風土・組織公正感との相関係数は0.40.6と中程度で、多様な要因が複合的に関連すると考えられた。(2)看護師30名に2時間のeラーニングと計3回の質問紙調査を依頼し6名の協力を得た。学習内容は、他職種協働、NPと医師の協働、上級実践職との協働、看護師-医師関係、アサーションであった。協働尺度の変化量は、共同参画-0.43、問題共有-0.75、尊重と助け合い-0.43と低下した。アサーションは自己表現、他者尊重、率直、信念-0.020.06と変化がなかった。協働の成果は、1最善のケアの効率8納得して退院、10患者家族の満足度が0.500.67向上し、5退院調整が適切6問題の解決7患者を多面的に捉えるが0.501.00低下した。対象者が6名であったため追加調査予定であり、協働尺度は部署の風土を問うものであったので、自己の行動を問う尺度に変更し再調査予定である。
大気エアロゾル粒子の形態情報活用化に向けた研究

本研究では、大気中に多く存在する主要なエアロゾル粒子の形状について、粒子形態と粒子の生成・変質過程および光学特性との関係を明らかにし、粒子の形態情報を活用し易くすることで、エアロゾル粒子の気候影響についてより正確に理解することへの貢献を目指している。今年度は、観測で採取した粒子の形態と粒子組成・大気環境条件との関係性の整理(研究A)、および、粒子形態を決める要因を明らかにするための室内実験(研究B)を実施した。研究Aでは、越境汚染気塊中のエアロゾル粒子に注目し、2008年3月の沖縄県・辺戸岬観測と2013年4-5月に石川県・能登半島観測で採取したTEM試料について、以前に取得したデータの整理に加えて、名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設のTEM(JOEL, JEM-2100plus)を利用した分析を行った。粒子形態と観測条件や、個別粒子組成を整理した結果、アンモニアによる中和や有機物の混合が硫酸塩粒子の大気中での形状に影響を及ぼすことが示唆された。遠隔外洋域の大気エアロゾル粒子について、2008年から2009年に南インド洋と南極海で採取したエアロゾル試料の解析結果が、2018年7月に国際的学術誌に掲載された。南極海周辺で多く発見されるSatellite構造を持つ粒子が、海洋生物活動由来の硫酸塩やメタンスルホン酸塩に関連することが示唆された。継続的に名古屋で測定している光散乱式粒子数濃度計数器の一年間の測定データを解析した。信頼できるPM2.5質量濃度値に対し、低コスト光散乱式計数器の計数率が季節ごとに異なることが示された。研究Aの結果を踏まえ、研究Bでは、観測で観られる粒子形態を再現するため、異なる乾燥条件を経験させた粒子の形態観察を目的とした実験システムを制作し、異なる湿度を経験した粒子の形態観察を実施している。本研究の研究主軸である透過型電子顕微鏡の利用に関しては、使い慣れた学内施設の透過型電子顕微鏡に不具合があり、名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設の装置を新規に利用することとなった。装置に早く慣れるよう、これまでに取得していた試料の追加分析を優先して進めた。分析試料数や取得データの種類を増えたことで、既に取得していたデータとの関係性がわかりやすくなり、粒子形態と粒子組成との関係性が明らかとなりつつある。研究Aでは、これまでに実施した観測に加え、よりグローバルな観測データを取得するため、2018年11月、研究協力者に依頼し、海洋研究開発機構の学術研究船・白鳳丸のインド洋研究航海(KH-18-6)で個別粒子解析用の試料採取を実施した。2018年度に解析した名古屋の低コスト光散乱式計数器の通年観測データについては、研究成果をまとめて2019年2月に国際的学術誌に投稿し、現在査読中である。研究Bについては、大気条件下での昇華による粒子成長過程を観察するため、昇華核と成り得る粒子を乗せて予め観察したTEM試料を外気に暴露した。しかし、暴露中の湿湿度変化によるグリッド上での粒子の変形・移動の問題があること、エアロゾルの成長に関わる前駆気体濃度が近年低い傾向であることにより、予想した変化を観察することができなかった。一方、研究Aの遠隔外洋域観測の試料から、Satellite構造を持つ結晶質粒子が観察されたことで、結晶質粒子と球状粒子の形態分別に昇華ではない過程が関わることが示唆された。現在は、硫酸アンモニウム溶液から作成した粒子について、粒子の経験する湿度を変えた試料を作成し、形態を観察する実験を実施している。研究AとBの双方の結果から、大気中でしばしば観られる結晶型の硫酸アンモニウムの形成条件を概ね絞ることができた。本研究は、これまでの観測の成果の整理と実験から成るもので、それぞれの成果をフィードバックさせながら双方を進めている。観測データの整理から、個々の粒子の微妙な組成の違いが粒子の形態に関わること、有機物を含まない硫酸塩粒子でも乾燥時の形態が液滴・結晶・球体に分かれる場合があることが示唆された。今後は室内での再現実験を中心に、粒子の混合状態や経験する湿度に対し、異なる形態の粒子が形成される条件・要因を明確にしていく予定である。2018年度に実施したインド洋観測の海域では、近年の大きな大気汚染排出源であるインドの周辺大気や、交通量の多いマラッカ海峡近郊の船舶からの排出影響を観測できると予想している。今後は採取した試料について、硫酸塩、有機物、ススや酸化鉄、硝酸塩など人為起源物質の情報をTEM分析により取得する予定である。これまでの海洋観測の解析データと合わせて、グローバルな大気環境の違いに対する、粒子形態の分布情報を取得できると期待している。当初、初年度に名古屋での観測を予定していたが、TEMやその他の測器の利用事情や過去のデータ解析、室内実験やその他の観測との兼合いと見解の見直しにより、2018年度は実施していない。2018年に解析した名古屋での光散乱式粒子数濃度計数器の通年データを参考に、季節ごとの粒子形態のコントラストが明確になるよう、受入研究室で継続しているアンモニウムガス等の測定と合わせて、今後、粒子形態把握のための試料採取を実施する予定である。

今年度は、観測で採取した粒子の形態と粒子組成・大気環境条件との関係性の整理(研究A)、および、粒子形態を決める要因を明らかにするための室内実験(研究B)を実施した。研究Aでは、越境汚染気塊中のエアロゾル粒子に注目し、2008年3月の沖縄県・辺戸岬観測と2013年4-5月に石川県・能登半島観測で採取したTEM試料について、以前に取得したデータの整理に加えて、名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設のTEM(JOEL, JEM-2100plus)を利用した分析を行った。粒子形態と観測条件や、個別粒子組成を整理した結果、アンモニアによる中和や有機物の混合が硫酸塩粒子の大気中での形状に影響を及ぼすことが示唆された。遠隔外洋域の大気エアロゾル粒子について、2008年から2009年に南インド洋と南極海で採取したエアロゾル試料の解析結果が、2018年7月に国際的学術誌に掲載された。南極海周辺で多く発見されるSatellite構造を持つ粒子が、海洋生物活動由来の硫酸塩やメタンスルホン酸塩に関連することが示唆された。継続的に名古屋で測定している光散乱式粒子数濃度計数器の一年間の測定データを解析した。信頼できるPM2.5質量濃度値に対し、低コスト光散乱式計数器の計数率が季節ごとに異なることが示された。研究Aの結果を踏まえ、研究Bでは、観測で観られる粒子形態を再現するため、異なる乾燥条件を経験させた粒子の形態観察を目的とした実験システムを制作し、異なる湿度を経験した粒子の形態観察を実施している。本研究の研究主軸である透過型電子顕微鏡の利用に関しては、使い慣れた学内施設の透過型電子顕微鏡に不具合があり、名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設の装置を新規に利用することとなった。装置に早く慣れるよう、これまでに取得していた試料の追加分析を優先して進めた。分析試料数や取得データの種類を増えたことで、既に取得していたデータとの関係性がわかりやすくなり、粒子形態と粒子組成との関係性が明らかとなりつつある。研究Aでは、これまでに実施した観測に加え、よりグローバルな観測データを取得するため、2018年11月、研究協力者に依頼し、海洋研究開発機構の学術研究船・白鳳丸のインド洋研究航海(KH-18-6)で個別粒子解析用の試料採取を実施した。2018年度に解析した名古屋の低コスト光散乱式計数器の通年観測データについては、研究成果をまとめて2019年2月に国際的学術誌に投稿し、現在査読中である。研究Bについては、大気条件下での昇華による粒子成長過程を観察するため、昇華核と成り得る粒子を乗せて予め観察したTEM試料を外気に暴露した。しかし、暴露中の湿湿度変化によるグリッド上での粒子の変形・移動の問題があること、エアロゾルの成長に関わる前駆気体濃度が近年低い傾向であることにより、予想した変化を観察することができなかった。一方、研究Aの遠隔外洋域観測の試料から、Satellite構造を持つ結晶質粒子が観察されたことで、結晶質粒子と球状粒子の形態分別に昇華ではない過程が関わることが示唆された。現在は、硫酸アンモニウム溶液から作成した粒子について、粒子の経験する湿度を変えた試料を作成し、形態を観察する実験を実施している。研究AとBの双方の結果から、大気中でしばしば観られる結晶型の硫酸アンモニウムの形成条件を概ね絞ることができた。本研究は、これまでの観測の成果の整理と実験から成るもので、それぞれの成果をフィードバックさせながら双方を進めている。
家族性パーキンソン病PARK7原因遺伝子DJ-1の機能解析と創薬

DJ-1のドパミン合成・分泌系における機能を解析し、DJ-1がドパミン合成酵素であるチロシンヒドロキシラーゼ、L-DOPA脱炭酸酵素、分泌酵素VMAT-2への直接結合と、その遺伝子の転写活性化を行うことで活性をDJ-1の酸化状態依存的に正に制御すること、およびDJ-1はミトコンドリア複合体Iの正の制御因子であることを明らかした。更に、パーキンソン病、脳拘束動物モデルに対して大きな治療効果を示す複数のDJ-1結合化合物を単離し、構造活性相関を行った。DJ-1はその機能から、家族性パーキンソン病のみならず、弧発性パーキンソン病発症に関与している可能性が高いが、その詳細は不明である。DJ-1は、ドパミン合成・分泌系に直接関与し、正に制御した。また、ミトコンドリア複合体Iに直接結合し、活性を制御すると同時に、DJ-1欠損マウス由来細胞では、ミトコンドリア膜電位の大幅な低下が見られたことから、DJ-1はミトコンドリア機能の正の制御因子であることが明らかとなった。1.DJ-1のドパミン合成・分泌系の制御ドパミンはチロシンから2つの酵素(チロシン水酸化酵素、L-DOPA脱炭酸酵素)により合成され、VMAT2により顆粒化される。DJ-1はこれらのタンパク質遺伝子の転写活性化、あるいはタンパク質相互作用を通じて酵素活性を正に制御した。2.ミトコンドリア制御因子としてのDJ-1DJ-1はミトコンドリア複合体IのサブユニットであるNDUFA4,ND1と調節結合し、複合体Iと共局在した。細胞への酸化ストレス付加により、DJ-1のNDUEA4,ND1への結合が増加した。更に、DJ-1ノックダウン細胞では複合体Iの活性が低下し、DJ-1の導入により部分的に活性が復帰したことから、DJ-1はミトコンドリア複合体Iの正の制御因子であることが明らかとなった。DJ-1ノックアウトマウス由来細胞ではミトコンドリアの膜電位が大幅に低下していた。この細胞ではDJ-1のミトコンドリア移行が増加しており、Parkinのミトコンドリア移行も観察された。また、ミトコンドリアに移行したDJ-1はモノマーである可能性が示唆された。3.DJ-1結合化合物による創薬既に同定したDJ-1結合化合物Bはパーキンソン病モデルラットへの腹腔内投与によりドパミン神経細胞死と行動異常を抑制した。また、DJ-1結合化合物Bの改変体を複数作成し、より活性の高い化合物を得ることに成功した。パーキンソン病は遺伝的、及び環境要因による酸化ストレスとそれに伴うミトコンドリア阻害により、ドパミン神経細胞死が誘発され、ドパミン量の減少が原因と考えられているが、未だに詳細は不明である。パーキンソン病の治療は、不足するドパミンを補充する対症療薬が用いられているが、治療中も神経細胞死は進行することから、酸化ストレス誘導神経細胞死を阻止する根本的な治療薬の開発が必須である。今年度、ドパミン合成のキー酵素をコードするチロシンヒロドキシラーゼ(TH)遺伝子発現をヒト特異的にDJ-1が正に制御する分子機構を明らかにした。具体的には、ヒトTH遣伝子上流領域に結合する転写レプレッサーPSFにDJ-1が結合し、PSFをTH遺伝子から離脱させる。マウスにおいてはこの系は存在しなかった。従ってDJ-1変異が原因のパーキンソン病患者ではドパミン量の減少が見られるのに対し、DJ-1ノックアウトマウスではそれが見られないことに対する1つの解答を与えたものと考えられる(Ishikawa et al.JBC,2010).更に、DJ-1によるミトコンドリア分解(マイトファジー)機構を解析し、DJ-1がストレス防御におけるミトコンドリアクリアランスを正に制御することを明らかにした。また、酸化ストレス下におけるDJ-1とp53との相互作用を解析し、DJ-1の酸化状態に依存してp53経路を活性化することを明らかにした。1)DJ-1によるドパミン生合成と分泌の正の制御ドパミンはチロシンからTH,DDCによって合成され、VMAT2により顆粒に取り込まれプレシナプスより放出される。放出されたドパミンはドパミントランスポーター(DAT)によって再取り込みされる。申請者は、DJ-1とこれらの遺伝子、タンパク質との関係を解析し、現在まで研究計画の表に示すように、転写活性化(TH, VMAT2, VMAT1),DJ-1-タンパク質相互作用(TH, DDC)により、DJ-1がドパミン合成と顆粒への取り込みを正に制御することを明らかにした。2)ミトコンドリア制御因子としてのDJ-1DJ-1はミトコンドリア複合体IのサブユニットNDFFA4と直接結合し、活性を正に制御した。3)分泌DJ-1の機能活性化アストロサイトから分泌されたDJ-1がニューロン細胞死を抑制した。II.DJ-1結合化合物による創薬DJ-1のC106に結合する低分子化合物を同定した。

パーキンソン病、脳拘束モデルを使って、これらはDJ-1と同様、動物、細胞レベルで神経細胞死と行動異常を抑制した。これらの化合物はC106のSO3Hへの酸化を抑制することで、活性型DJ-1を維持した。更にこれらをリード化合物として多数の改変化合物を作成し、構造活性相関を行った。
量子多体系におけるエネルギー準位交差現象の解析的・数値的研究

超可積分カイラルポッツ模型に見られるイジング的スペクトルを、あるXXZ型量子スピン鎖におけるループ代数L(sl_2)対称性の観点から解析した。2次元イジング模型のN状態拡張の一つして知られるカイラルポッツ模型は、系の持つパラメータの特殊値において転送行列スペクトルがイジング的な振る舞いを見せ、超可積分カイラルポッツ(SCP)模型と呼ばれる。このイジング的スペクトルは系の持つオンサーガ代数の構造と、オンサーガ代数の有限次元既約表現を定める多項式(ここではカイラルポッツ多項式と呼ぶ)によって説明されている。本研究ではこのSCP模型の転送行列と可換な転送行列を持つXXZ型量子スピン鎖、冪零バジャノフーストロガノブ(BS)模型を導入し、そのエネルギー縮退空間とSCP模型のイジング的スペクトルの対応を調べた。まずこの冪零BS模型がある部分空間でループ代数L(sl_2)の対称性を持つことを示した。冪零BS模型はベーテ仮説法により固有状態が構成できるが、(正規)ベーテ状態はこのL(sl_2)の最高ウエイトベクトルのみを与える。次にこのベーテ状態によって生成されるL(sl_2)縮退空間を考え、それを特徴付けるドリンフェルド多項式を計算した。得られたドリンフェルド多項式は先のカイラルポッツ多項式と一致し、この事実はSCP模型におけるイジング的スペクトルの属すオンサーガ代数の有限次元既約表現空間と、冪零BS模型のL(sl_2)縮退空間が同じ次元を持つことを示している。さらに冪零BS模型におけるベーテ仮説の完全性と冪零BS模型の転送行列スペクトルに関するベーテ状態の非縮退性を仮定すれば、この2つの空間は同一視される。なお本研究で得られた成果は基研研究会「場の量子論の基礎的諸問題と応用」(京都、2005年12月)、CREST量子情報ワークショップ(箱根、2005年12月)、American Physical Society Annual March Meeting(Baltimore、2006年3月)、日本物理学会第61回年次大会(愛媛で2006年3月)において発表された。フォンノイマン-ウィグナーによれば「対称性を持つ量子系は、持たない系に比べてエネルギー準位に縮退が起こり易い」。これがいわゆる"エネルギー準位非交差則"の根拠となっている。しかしハイルマン-リープは、一次元ハバード模型において、考えられる全ての対称性を考慮しても説明できないエネルギー縮退が数多く存在することを6サイトのハミルトニアン行列の数値対角化により発見した。本年度はこのような一次元ハバード模型の準位交差現象について、ベーテ仮説法を用いた解析を行った。・一次元ハバード模型がベーテ仮説法で扱えることはすでに知られているが、ベーテ仮説法で得られるリープ-ウー方程式を扱うことは数値的にも非常に困難であり、実際ベーテ仮説法で全ての固有状態が得られるかどうかは未解決である。そこで、まずリープ-ウー方程式の下向きスピン数が1(上向きスピン数は任意)の場合の厳密な解析から解の個数を数え上げた。結果、偶数サイトの系においては、条件UL>8(Lは格子のサイト数、Uは相互作用の定数)が満たされている場合にはストリング仮説による予想と一致することが分かった。またこの厳密な解析は解の存在領域を狭めるため、数値解の探索を容易にする。・エネルギースペクトルの相互作用定数Uに対する変化を調べると、知られている(Uに依存しない)対称性では説明できない準位交差が数多く存在しているように見える。しかしこれが真の準位交差か単なる準位の接近なのかを判定するためには各スペクトルのUに対する変化を追わなければならない。リープ-ウー方程式の各解は一つのスペクトルに対応するため、解のUに対する変化を調べることで準位交差の判定が可能になる。実際、下向きスピン数が1の状況でリープ-ウー方程式の数値解を求め、ハイルマン-リープ型の準位交差を確認することができた。・一次元ハバード模型にはハミルトニアンと可換な高次の保存量(動的対称性)が存在する。ベーテ仮説法はハミルトニアンと同時にこれらの高次保存量も同時に対角化するため、上のリープ-ウー方程式の数値解からこれらの高次保存量の固有値も直ちに分かる。これにより、準位交差を起こす二つの固有状態が高次保存量により区別される、すなわち"異なる動的対称性を持つ"ことが分かった。1次元ハバード模型の対角化問題はベーテ仮説法を通じてリープーウー方程式に帰着される。しかしリープーウー方程式の解を求めることは一般に解析的にも数値的にも非常に困難であり、これは「解の完全性」の問題として長く議論の対象となっている。本研究では系にアハロノフ-ボーム型の磁場を印加し、磁場の強さに応じて系の対称性がso(4)対称性とsl(2)対称性の間を変化する状況下でリープーウー方程式の解について調べた。●相互作用のパラメータUがU>8/Lを満たす場合(Lは系のサイト数)に、下向きスピン数を1個(上向きスピン数は任意)に制限した部分空間でリープーウー方程式の解の存在を示し、その個数を数えた。結果、系の対称性がso(4)からsl(2)に低下するにあたって解の個数が増加することが分かった。この結果をもとに3サイトの系に対して、従来議論されていなかったsl(2)対称性を持つ場合に解の完全性を示すことができた。またU<8/Lの場合には解の再分布現象が起こることを数値的に見た。●系がso(4)対称性を

持つ場合は、リープーウー方程式の解に対してストリング仮説を適用することで、解の完全性を与える組み合わせ公式が存在することが知られている。この公式が系のヒルベルト空間をso(4)の規約表現に分解する際の指標関係式から得られることを示した。さらに系がsl(2)対称性を持つ場合にも、下向きスピン数が1個の場合の解析に基づき、同様の組み合わせ公式を提案した。超可積分カイラルポッツ模型に見られるイジング的スペクトルを、あるXXZ型量子スピン鎖におけるループ代数L(sl_2)対称性の観点から解析した。2次元イジング模型のN状態拡張の一つして知られるカイラルポッツ模型は、系の持つパラメータの特殊値において転送行列スペクトルがイジング的な振る舞いを見せ、超可積分カイラルポッツ(SCP)模型と呼ばれる。このイジング的スペクトルは系の持つオンサーガ代数の構造と、オンサーガ代数の有限次元既約表現を定める多項式(ここではカイラルポッツ多項式と呼ぶ)によって説明されている。本研究ではこのSCP模型の転送行列と可換な転送行列を持つXXZ型量子スピン鎖、冪零バジャノフーストロガノブ(BS)模型を導入し、そのエネルギー縮退空間とSCP模型のイジング的スペクトルの対応を調べた。まずこの冪零BS模型がある部分空間でループ代数L(sl_2)の対称性を持つことを示した。冪零BS模型はベーテ仮説法により固有状態が構成できるが、(正規)ベーテ状態はこのL(sl_2)の最高ウエイトベクトルのみを与える。次にこのベーテ状態によって生成されるL(sl_2)縮退空間を考え、それを特徴付けるドリンフェルド多項式を計算した。得られたドリンフェルド多項式は先のカイラルポッツ多項式と一致し、この事実はSCP模型におけるイジング的スペクトルの属すオンサーガ代数の有限次元既約表現空間と、冪零BS模型のL(sl_2)縮退空間が同じ次元を持つことを示している。さらに冪零BS模型におけるベーテ仮説の完全性と冪零BS模型の転送行列スペクトルに関するベーテ状態の非縮退性を仮定すれば、この2つの空間は同一視される。なお本研究で得られた成果は基研研究会「場の量子論の基礎的諸問題と応用」(京都、2005年12月)、CREST量子情報ワークショップ(箱根、2005年12月)、American Physical Society Annual March Meeting(Baltimore、2006年3月)、日本物理学会第61回年次大会(愛媛で2006年3月)において発表された。
核医学的手法を用いた放射線ホルメシスによる癌免疫賦活(アポトーシス)の検討

この研究では放射線ホルメシスによる癌免疫機構賦活の有無を、核医学的手法を用いてアポトーシスの面から有用性を評価する。当教室で確立された担癌ラットモデルを用い、低線量全身照射法によって引きこされた放射線ホルメシスが癌細胞に対する内因性のアポトーシスを賦活させ得る可能性につき、^<99m>Tc-Annexin Vを使用して定量かつ精密な測定評価を行う。このことにより放射線ホルメシスによる免疫力の賦活がアポトーシスと深く関わっていることを明らかにするとともに、新たな癌治療の補助としての可能性を検討する。ラット肝癌細胞KDH-81xlO^6をWistar(WKAH)ラットの左ひ腹筋内に移植し、担癌モデルを作成した。移植後、放射線照射群と対照群に分けた。照射群ラットはネンブタール麻酔下で、照射台上に固定し、0.2Gy全身照射を行った。対照群ラットはネンブタール麻酔だけで、照射は行わなかった。照射3日後、^<99m>Tc-Annexin V 100μCiをラットの尾静脈より投与した。トレーサー投与6時間後、全採血でラットを堵殺し、腫瘍組織を含んだ各臓器(腫瘍対側の大腿骨、脾臓、胸腺、肝臓、腎臓)を摘出し、その放射能を測定した。またHE染色と抗CD8抗体によるCD-8陽性細胞の免疫染色による腫瘍の病理組織学的検討を行った。低線量全身照射後、対象群に比べて、腫瘍への^<99m>Tc-Annexin V集積は変化が認められなかった。しかし、免疫に関わる組織、すなわち胸腺、脾臓、骨髄への^<99m>Tc-Annexin V集積は少し増加の傾向があった。腫瘍組織におけるHE染色とCD8陽性細胞の免疫染色では、低線量全身照射によりviableな腫瘍細胞の間にある程度のリンパ球(CD8陽性細胞を含む)の浸潤が認められたものの、1回低線量全身照射によるCD8陽性細胞の増加と腫瘍への^<99m>Tc-Annexin V集積との間には顕著な相関が認められなかった。数回照射による更なる検討が期待される。6週令WKAHラット-トの腹腔にラット肝細胞癌細胞・KDH-8を注入して、腹水増癌を行った。得られた癌細胞1x10^6を左ひ腹筋内に移植1週間後、放射線照射群と対照群に分けた。全身照射3日後、^<99m>Tc-Annexin V100μCiをラットの尾静脈より投与した。また腫瘍、大腿骨、脾臓、胸腺の病理組織学的検討を行った(解析中)。低線量全身照射後の腫瘍、血液、筋肉、肝臓への^<99m>Tc-Annexin V集積は対照群とほぼ同程度であった。胸腺、骨髄、脾臓への^<99m>Tc-Annexin V集積は対照群に比し、すこし増加傾向を示した。しかし腎臓への^<99m>Tc-Annexin V集積は対照群に比べて、有意に低下した。低線量全身照射後、放射線感受性臓器への^<99m>Tc-Annexin V集積の増加傾向が認められた。

トレーサー投与6時間後、全採血でラットを堵殺し、腫瘍組織を含んだ各臓器(腫瘍対側の大腿骨、脾臓、胸腺、肝臓、腎臓)を摘出し、その放射能を測定した。またHE染色と抗CD8抗体によるCD-8陽性細胞の免疫染色による腫瘍の病理組織学的検討を行った。低線量全身照射後、対象群に比べて、腫瘍への^<99m>Tc-Annexin V集積は変化が認められなかった。しかし、免疫に関わる組織、すなわち胸腺、脾臓、骨髄への^<99m>Tc-Annexin V集積は少し増加の傾向があった。腫瘍組織におけるHE染色とCD8陽性細胞の免疫染色では、低線量全身照射によりviableな腫瘍細胞の間にある程度のリンパ球(CD8陽性細胞を含む)の浸潤が認められたものの、1回低線量全身照射によるCD8陽性細胞の増加と腫瘍への^<99m>Tc-Annexin V集積との間には顕著な相関が認められなかった。数回照射による更なる検討が期待される。
光遺伝学を用いたアストロサイト機能改変－基底核回路の人為的制御の実現に向けて

我々は成熟脳内に特徴的な局在を示すアストロサイトの亜集団を見出し、これらの微細突起が大脳基底核の淡蒼球において抑制性シナプスと三者間シナプスを構成する傾向があることを確認した。これは我々が見出したアストロサイトの亜集団が抑制性シナプスの情報伝達の制御に関わる可能性を示唆している。このアストロサイトの機能的意義を探るため、光遺伝学による人為的活性化を試みたが、光ファイバー挿入など侵襲性が高いためか動物行動実験での再現性が得られるには至らなかった。そこでDREADD法に切り替えたところ、アストロサイトの活性化は周辺の神経細胞の活性を誘導した。現在病態マウスを用いて、その再現性を確認している。これまでに我々は、生理的な条件下でマウスに運動負荷を与えて神経活動を活性化させると、大脳基底核回路を形成する神経核のひとつである淡蒼球において、グリア前駆細胞由来アストロサイトがダイナミックに形態を変化させて複雑な構造に変化することを見出した(論文投稿中)。これは神経活動とアストロサイトの活性化が密接に関連している事を強く示唆している。これらの解析にはOlig2プロモーターを用いて膜移行型GFPをグリア前駆細胞に発現させるトランスジェニックマウス(Olig2-CreER;ROSA26-flox-stop-GAP43EGFP)を用いてきた。本申請では淡蒼球アストロサイトと神経活動の関係解明を光遺伝学の手法を用いて解明する事を目的として、Olig2細胞がタモキシフェン誘導性にチャネルロドプシンを発現するマウス(Olig2-CreER;ROSA26-flox-stop-ChR2-EYFP)、あるいはハロロドプシンを発現するマウス(Olig2-CreER;ROSA26 -flox-stop-eNpHR3-EYFP)を作成した。これらのマウスを作成する上でOlig2由来アストロサイトが成熟脳において脳のいくつかの神経核に局在する事、この局在性がタモキシフェン誘導時期により異なる事を見出した。アストロサイトのheterogeneityに関しては近年注目されているが、この事はOlig2由来アストロサイトがアストロサイトのひとつのサブタイプを構成しており、神経活動依存的に特定の機能を持つ可能性を示唆していると考えられ意義深い。Olig2細胞がタモキシフェン誘導性にチャネルロドプシンを発現するマウス(Olig2-CreER;ROSA26-flox-stop-ChR2-EYFP)、あるいはハロロドプシンを発現するマウス(Olig2-CreER;ROSA26 -flox-stop-eNpHR3-EYFP)の作成は交配により完成したが、タモキシフェン投与時期により目的のアストロサイトの特定神経核への集積度合いが異なる事を見出した。これは神経活動依存的であるか、それともTGマウスの個体差なのか、詳細を検討している。また、TGマウスに組換え率等の個体差がある可能性も考え、さらには光遺伝子発現領域をより特異的に制限するために、Olig2-CreERマウスにアデノ随伴ウイルス(AAV-CMV-Flex-ChR2-EGFP, AAV-CMV-Flex-Arch-EGFP)の局所投与も検討した。ウイルス使用による承認実験の申請に時間を要した事の他に、アストロサイトへのAAVの感染の効率効率が予想外に低く、AAVのプロモーターの選択、タモキシフェン投与時期など詳細な条件検討を行っている。成熟マウスの脳内において、転写因子Olig2由来のアストロサイトが多く存在する事をOlig2-creERノックインマウスを用いた系譜実験により明らかにした。このアストロサイトは脳部位特異的に局在しており、アストロサイトのサブポピュレーションを構成すると考えられる。そして生理的な条件下でマウスに運動負荷を与えて神経活動を活性化させると、大脳基底核回路を形成する淡蒼球においてこのアストロサイトはダイナミックに形態を変化させて複雑な構造に変化する事、さらに一定期間運動を停止するとその形態は元に戻る事を免疫電子顕微鏡学的手法により明らかした(Front Cell Neurosci. 2016Jun 21;10:165)。そこで人為的なアストロサイトの活性化が神経活動へ与える影響を検討する目的で、光遺伝学の手法を導入した。Olig2由来細胞がチャネルロドプシン(ChR2)を発現するマウスを作成し、光ファイバーを挿入して青色レーザー光を照射しOlig2由来のアストロサイトを光刺激する事を試みた。レーザー光の強度、照射頻度、時間を変化させて動物の行動の変化を詳細に解析した結果、アストロサイトの活性化がマウスの行動変化を惹起する可能性を見出している。更にチャネルロドプシンの発現を限局させる目的で、アデノ随伴ウイルスをOlig2-creERノックインマウスの目的脳部位に感染させる実験も並行して行っている。大脳基底核の病態モデルとして、片側にドーパミン神経毒である6-OHDAを投与することによりパーキンソン病モデルマウスを作成した。このマウスは損傷側への回転運動を示すが、この部位でのアストロサイトの人為的操作により運動症状を改善できるかについて現在検討を行っている。アストロサイトの活性化がマウスの神経活動に変化を惹起する可能性を見出している点で研究成果がみられるが、個体差などがあるため慎重に再現性をとる必要がある。また6-OHDA投与による片側パーキンソン病モデルマウスは概ね安定して作成できている点で順調といえる。

しかし、Olig2由来のアストロサイトの人為的操作するターゲット部位を淡蒼球としていたが、パーキンソンモデルマウスの神経活動の詳細な検討の結果、大脳基底核の視床への最終出力核である中脳網様部(SNR)へターゲットを変更したため、オプトジェネティクス法による光刺激条件の検討などに時間を要した。またアデノ随伴ウイルス感染によりChR2の発現を限局化しようと試みているが、Olig2-creERノックインマウスへの感染効率が非常に悪く、タモキシフェン投与時期などの検討を行っているため、予定よりやや遅れている現状である。我々は成熟脳のOlig2陽性細胞に注目しOlig2-creERノックインマウスを用いた系譜実験を行ってきた。その結果、Olig2系譜アストロサイト(以下、Olig2-AS)が大脳基底核など特定の神経核に局在すること、それらの神経核ではGFAP陽性のアストロサイトと排他的な局在を示す事を明らかにし、Olig2-ASが成熟脳のアストロサイトのサブポピュレーションを構成することを報告した(Front. Neuroanat. 2018; 12: 8)。そこでOlig2-ASと神経活動との関連性を明らかにするために、大脳基底核のOlig2-ASを人為的に活性化する事とした。まずOlig2系譜細胞がチャネルロドプシン(ChR2)を発現するトランスジェニックマウスを作成し、淡蒼球に光ファイバーを挿入して青色レーザー光を照射したところ、刺激反対側への回転運動や活動量亢進などの様々な行動変化を観察できたものの再現性に乏しかった。そこでアデノ随伴ウイルスを用いてChR2の発現を淡蒼球のOlig2-ASに限局させた。しかしこの方法でもマウスの行動変化は観察できたものの再現性を得るには至らなかった。これは光ファイバーの挿入によって生じるアストログリオーシスの反応が原因のひとつと考えられた。そこで急遽、アストロサイト人為的活性化の手法を非侵襲性のDREADDシステムに切り替えた。アデノ随伴ウイルスにより淡蒼球のOlig2-ASにムスカリン型アセチルコリン受容体(M3Dq)を発現させて、酸化クロザピン(CNO)を腹腔内投与する事で活性化を誘導した。その結果、CNO投与後のOlig2-AS近傍の神経細胞にcFosの発現が再現性よく観察でき、Olig2-ASが神経活動の亢進を誘導する事が確認できた。アストロサイトの人為的操作により、神経細胞の活性化を誘導できた事は大きな成果といえる。我々は成熟脳内に特徴的な局在を示すアストロサイトの亜集団を見出し、これらの微細突起が大脳基底核の淡蒼球において抑制性シナプスと三者間シナプスを構成する傾向があることを確認した。これは我々が見出したアストロサイトの亜集団が抑制性シナプスの情報伝達の制御に関わる可能性を示唆している。このアストロサイトの機能的意義を探るため、光遺伝学による人為的活性化を試みたが、光ファイバー挿入など侵襲性が高いためか動物行動実験での再現性が得られるには至らなかった。そこでDREADD法に切り替えたところ、アストロサイトの活性化は周辺の神経細胞の活性を誘導した。現在病態マウスを用いて、その再現性を確認している。上記記載どおりTGマウス或いはAAV投与法の検討の結果、より効率よくOlig2細胞に光タンパク質を発現する方法論を決定する。