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日独比較による戦前・戦時・戦後教育学の連続性と非連続性

本研究は、ナチズムを体験したドイツ教育学、軍国主義・(超)国家主義を経過した日本の教育学を相互対照項として、20世紀戦前・戦時・戦後の教育と教育学の連続性・非連続性を解明し、それによって今日にいたる教育学の自己認識を問い直すことを目的とする。以下の手順で研究を実施した。(1)先行的研究蓄積を有するドイツ教育学の最新の成果を調査し、ワイマル期自由主義教育学からナチス期教育学、戦後教育学にいたる連続性・非連続性を明らかにするとともに、分析手法を精査した。(2)対比的にドイツ教育学から多大な影響を受けた戦前日本の近代教育学の特質を抽出し、国家主義的教育学への展開を教員養成を事例として分析した。その結果次の諸点が明らかになった。(1)ドイツの戦後教育学はナチス期教育との断絶、戦後日本の教育学は国家主義的教育との訣別を宣言することによって民主主義的教育学としての自己認識を確保してきた。しかし逸脱した戦前・戦時と正常な戦後という二項対立的な枠組みが、近代教育学の構造的な連続性を見逃し、今日の教育状況を正確に捉えることを困難にしている。(2)ドイツ・ナチス期教育学及び日本・国家主義的教育学の反近代性、特殊性を強調する従来の教育史観を批判的に捉え直すことによって、戦時期教育学が有する戦前・戦後教育学の結節点としての特質が抽出される。(3)戦後教育学の自己認識が再点検され、戦前・戦時期から通底する近代社会における教育の問題構造が連続性と非連続性の視点から解明された。日独の占領軍教育政策とそれへの教育学の対応、戦後教育改革をこの複眼的視点から跡づけ、戦後「近代」を明らかにすることによって今日的な教育学の方向性が示された。本年度は、ドイツ教育学の先行研究を精査し研究枠組み・手法を確定することを主要な目的として、ドイツで関係資料を調査収集するとともに、研究レビューを受けた。研究代表者、坂越は、ベルリン・ドイツ教育史資料館、フンボルト大学図書館において資料調査を行い、1920年代から1960年代まで戦前・戦時・戦後を通してドイツ教育学を特徴づけていた精神科学的教育学者に関する資料を入手・分析した。そこではアカデミカーたちの過去に対する姿勢を問う最近のドイツ教育学の研究視角、科学文化論的な視点で戦後教育学を見直す研究枠組みが援用可能なものとして確認できた。研究分担者、丸山、木内、山名もドイツで資料調査を行い、収集した資料を分析、解読した。丸山は、1945年以降のドイツにおける占領軍教育政策を中心に調査し、この分野で蓄積された先行研究を整理することによって、日本との比較の視点を確認した。木内は、教育の理論と実践が交叉する教育運動に関する調査を行い、特にドイツ国内の地域的な特質を踏まえた戦前・戦時・戦後教育学の分析が必要であるとの研究視座を得た。山名は、海外共同研究者K.-P.ホルン・テュービンゲン大学教授を訪問し、本研究の実施にあたってのレビューを受けるとともに、1920年代ドイツ教育改革運動に関する調査を行った。あわせて次年度招へいを予定するドイツ人研究者と打ち合わせ行い、ドイツ教育学会歴史部会の最新の研究成果について提供を受けることとなった。田代、藤川は、国内の資料調査とその分析を行い、日独教育学の影響関係、科学論的な歴史分析の研究枠組みを設定した。また全員が広島大学において研究打ち合わせを行い、ドイツのナチズムと日本の軍国主義を両軸にして研究を進めることを確認した。本年度は、前年のドイツ現地調査及び日本国内の調査によって収集した文献資料の解読と海外共同研究者を招聘して開催した研究打合せ・セミナーを中心に研究を実施した。

(1)資料の解読と分析:研究代表者・坂越は、ドイツで入手した資料と広島文理科大学を中心とした資料を照合し、シュプランガーをはじめとするドイツ人教育学者が日本の戦前・戦時下教育学に及ぼした大きな影響作用を解明した。丸山は米英のドイツ占領下教育政策、田代は日独の戦時下青少年教育、木内は日独の新教育と教育学の関係、藤川は優生学的教育政策の戦前・戦後の連続性、山名は日独の新教育運動の原動力としての「自然志向」について解明した。(2)海外共同研究者との研究打合せ・セミナー:メール等による研究情報交換を経て、3月に広島大学において集中的研究セミナーを開催した。日本側研究分担者と海外共同研究者、K.-P.ホルン・チュービンゲン大学教授、ホルン教授の推薦するH.ケムニッツ・ブラウンシュヴァイク工科大学教授、L.ヴィガー・ドルトムント大学教授との研究討議において、ドイツ側から20世紀の教育科学の展開、研究機関、研究者の歴史的変動、教育空間の変化について報告があり、日本における同時期の教育と教育学との比較を通して、両者に理論と思想、運動、またそれらを担った人的面において共通性の存することが明らかになった。本年度は研究の最終年にあたり、3年間の研究成果の全体的なとりまとめを中心に計画を実施した。分担研究の成果を集約する研究打合会を開催し、成果を関連専門学会において口頭並びに論文として発表した。1.分担研究の成果:研究代表者・坂越は1920年代から1960年代の日独の教育学を比較分析し、教育学者の人的連続性を明らかにした。丸山は米国に亡命したドイツ・フランクフルト学派の視点から戦後の再教育の様相を解明した。田代はドイツ・ディルタイ学派がナチズムに接近する思想的背景を解明した。丸山、田代の研究成果は学会論文として公表している。木内はドイツで補完的資料調査を実施し、特に旧東独側での教育学の歴史的転換を解明した。藤川は戦前の優生学的研究が戦後の日本の教育に連続することを明らかにした。山名は戦争の過去記憶問題について日独の比較研究を行い、成果を独語論文で公表した。2.全体的成果:日本軍国主義期、ドイツナチズム期をはさむ日独の教育学比較分析の結果、大勢としては教育学者とその思想の連続性が確認された。戦後の平和・民主主義教育への転換を提唱する立場にあっても、その根源を戦前の教育と教育学に求めており、社会の近代化に対する反応として生起した教育学と軍国主義、ナチズムを単純な二項対立図式で捉えて、その構造的同型性を認識する論理には欠けていたことが明らかになった。
多分子協調場としてのフレキシブル光応答分子の機能集合システム構築

光や力に応答する独自の「羽ばたく発光団」FLAPを基盤として、1)構造・電子状態・反応性のダイナミックな変化を観察し、2)結晶・液晶・高分子といった分子凝集系に導入することで、3)動的な状態変化を引き出す多分子協調系を創出することに成功した。FLAPは従来のTICT分子系とは異なり、S1で電荷移動を伴わない平面化ダイナミクスを起こすため極性に依存しない粘度応答蛍光を示す。また、光2量化反応を組み合わせて光融解性の液晶接着材料へ応用したり、基底状態で強制的に平面化させることでメカノフォアとしての機能を開拓した。特に共同研究として、A01宮坂・五月女(大阪大)、A03坂本・岡島(青山学院大)と協働してFLAPの素早いS1平面化ダイナミクスを明らかにした。また、A01重田・佐藤(筑波大)、羽田真毅(岡山大)、恩田健(九州大)らと協働して、FLAP骨格をコアとしたカラムナー液晶における励起状態芳香族性の発現を「分子動画」として捉えた。フェムト秒電子線回折とMD計算を相補的に用いることで、結晶だけでなく液晶でも分子パッキングの超高速構造解析ができることを示した初めての例である。光応答FLAP液晶については2018年に特許に登録され、海外を含む3社と産学連携共同研究が始まった。また、光化学協会奨励賞2016に加え、アジア光化学協会若手国際賞(The APA Prize for Young Scientist 2018)を受賞するなど、魅力的な光科学のプラットフォームとしてFLAPという新しい分子系が国際的に認知されつつある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに我々は、独自のフレキシブル光応答分子であるFLAP分子シリーズをプラットフォームとして、光で剥がせる液晶接着材料、エポキシ樹脂の硬化過程を可視化できる粘度プローブ分子、高分子材料にかかる応力集中をナノスケールで理解できる張力プローブ分子など、FLAPの幅広い応用を示してきた。さらに今回、このFLAPを用いて過去にない現象の観測や分子機能の創出に成功した。具体的には、主に以下の実績を挙げることができる。(1)光応答液晶の高速な構造変化を直接的に構造解析することに成功した。実験と理論の両面から相補的にデータ解析を行うことで、初めて光応答液晶の構造解析を実践することができた。構造がわからなければ機能材料の性能を向上させるための設計指針は得られない。本研究の構造解析手法は将来の光機能材料の設計に活かすことができ、今後は液晶に限らず光に応答する高分子材料やゲル、生体組織などの構造解析へと応用展開が期待できる。(2)独自の光機能分子シリーズFLAPは、中央の柔軟部位が同一の構造(共役8員環)であっても、両腕の化学構造に応じて励起状態における挙動が全く異なることを示した。特に、パイ共役拡張型のアセン2量体構造をもつFLAPは、超高速、高効率で溶液中シングレットフィッション(一重項分裂)を示すことを明らかにした。シングレットフィッションは、太陽電池効率を飛躍的に高める可能性を秘めた光物理現象であり、近年世界的に注目されているが、今回のFLAPのように羽ばたく分子運動を示す系における報告はなかった。シングレットフィッションの速さや効率と、分子構造および分子運動との関係性については未だに明らかになっていない部分が多く、今回の結果はその関係性を紐解く上で重要な知見を与えるものである。研究実績の概要(1)は当初の計画通り順調に進行し、一流国際化学雑誌への掲載、共同研究機関を含む4大学からのプレスリリース、オープンアクセスビデオジャーナルへの掲載など、広く研究の意義と成果について公開することができた。研究実績の概要(2)は、当初は予想していなかったものの、分子光化学に関する普遍的で意義深い知見が得られ、これに関しても研究の価値が認められ、一流国際化学雑誌への掲載が決定した。さらに、今後の研究方針に示すとおり、さらなる研究の飛躍を期待させる予備的なデータが得られていることから、当初の計画以上に進展していると判断できる。

また、光化学協会奨励賞2016に加え、アジア光化学協会若手国際賞(The APA Prize for Young Scientist 2018)を受賞するなど、魅力的な光科学のプラットフォームとしてFLAPという新しい分子系が国際的に認知されつつある。現在新たに、FLAPが結晶相転移に伴って本来不安定な構造へと変化する現象を見出しており、メカノフォア(力に応答して化学的な構造変化を示す分子骨格)の新たな活性化手法を発見したという切り口で一流国際化学雑誌に採択されつつある。さらに、FLAPをメカノフォアとしてポリウレタンの主鎖と架橋点にそれぞれ導入し、レシオメトリック蛍光スペクトル解析を用いることで、延伸時のポリウレタンにかかる応力は主鎖よりも架橋点に集中していることが明らかになるなど、すでにさらなる研究の飛躍を期待させる予備的なデータが得られている。将来的には、材料や生体組織にかかる応力を分子レベルで理解し、さらには高い時空間分解能で応力分布を映像化することを目指す。FLAPを用いた応力イメージングが可能になれば、従来材料よりも強靭な材料を設計するための化学構造が提案できるようになったり、メカノバイオロジーに起因するとされる疾病のメカニズムを解明する手がかりとなったりすることが期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
癌の悪性度に関わる特定膵星細胞の同定

膵癌の悪性度に関わる特定膵星細胞集団を同定するため、癌間質で発現が増強し、間質に特異的に発現するCD90とポドプラニンについて解析した。ヒト膵癌切除組織標本におけるCD90とポドプラニン発現は、予後と相関することが示された。また、同組織より樹立した初代培養膵星細胞のCD90とポドプラニンの発現に不均一性を認めた。CD90陰性細胞は、通常培養条件下でCD90陽性細胞の経時的な増加が認められた。一方、ポドプラニン陽性細胞は陰性細胞と比較して膵癌細胞の遊走能と浸潤能を増強すること、またポドプラニン発現がCD10、MMP2、MMP3という浸潤関連遺伝子の発現と相関していることが明らかとなった。近年膵臓癌において様々な研究が行われているが、膵臓癌は他の固形癌より間質の増生頻度が高く(desmoplasia)、癌間質相互作用という概念が注目されている。癌細胞の悪性度のみならず間質が重要な働きを行い、今後の治療目標となる可能性が指摘されている。癌間質相互作用により増殖、浸潤、転移、抗癌剤治療耐性などが増すことが報告されており、当研究室でも膵臓癌の間質について研究を行ってきた。また、その間質の中でも特に膵星細胞と呼ばれる膵の線維化を中心になって担う細胞群に着目して研究を行った。本研究では膵癌の治療抵抗性や遠隔転移に関わる膵星細胞のphenotypeの解析を進め、その役割を解明した上で、特定の膵星細胞を治療標的とした膵癌の新たな治療戦略を創造することを目的としている。以前より進めてきたヒト膵癌組織からの膵星細胞の樹立をさらに進め、現在当研究室では50株以上を樹立し所有するに至った。それらに対し、膵癌細胞に特に影響を与える膵星細胞のマーカーとして期待されるCD10、CD29、CD44、CD90、CD105、CD117、CD271、CD280、Stro-1、VEGFR1などの多数の表面マーカーの発現解析を行った。CD10は癌細胞の浸潤能などの悪性度に寄与する因子と判明した。また、さらにCD271は予後良好因子となる可能性が示唆された。その他にポドプラニンやCD90についても評価を行った。本年度は、膵星細胞と癌細胞の共存における機能解析をさらに進める。膵癌は、他の固形癌より間質の線維増生を強く認めるため、癌間質相互作用における間質の重要性が指摘されている。癌間質相互作用により増殖、浸潤、転移、抗癌剤治療耐性などが増すことが報告されており、膵癌間質も治療標的とすることで、最難治癌である膵癌の治療成績の改善が期待されている。当研究室では、膵癌間質について精力的に検討を行ってきた。間質を構成する細胞集団の中でも、特に膵星細胞と呼ばれる膵の線維化の中心を担う細胞群に着目して研究を行ってきた。本研究では膵癌の治療抵抗性や遠隔転移に関わる膵星細胞のフェノタイプの解析を進め、特定の膵星細胞を治療標的とした膵癌の新たな治療戦略を立案することを目的としている。以前より進めてきたヒト膵癌切除組織からの膵星細胞の樹立をさらに進め、現在当研究室では50株以上を樹立し所有するに至った。CD10は癌細胞の浸潤能などの悪性度に寄与する機能的分子として判明し、報告した。また、CD271に関しては、予後良好因子となる可能性が示唆され、報告した。ポドプラニンやCD90といったマーカーで検討すると、同様に予後を規定する因子であることが判明した。以上のことから、膵星細胞は不均一な集団であり、特定細胞集団を規定するマーカーは予後予測因子となることが明らかになった。さらに、膵星細胞におけるCD10は、癌細胞の浸潤に寄与する機能を有することが明らかになったため、治療標的としても有用であることが期待される。膵癌において、近年癌間質相互作用によって浸潤や転移や抗癌剤耐性などが増すことが明らかとなった。当研究室では以前より膵臓間質に存在し、非常に重要な働きを持つ膵星細胞に着目し実験を行ってきた。癌細胞と同じように膵癌間質に存在する膵星細胞もその機能は一様ではないことがその過程において明らかとなった。。

当研究室において治療抵抗性に関与するものや転移・浸潤に関与するものが存在することを見出した。本研究では膵癌の治療抵抗性や遠隔転移に関わる膵星細胞のphenotypeの解析を進め、その役割を解明した上で、特定の膵星細胞を治療標的とした膵癌の新たな治療戦略を創造することを目的としている。本年度は以前より進めてきたヒト膵癌組織からの膵星細胞の樹立をさらに進め、最終的に当研究室で50株以上を樹立し所有するに至った。それらに対し、膵癌細胞に特に影響を与える膵星細胞のマーカーとして期待されるCD10、CD29、CD44、CD90、CD105、CD117、CD271、CD280、Stro-1、VEGFR1などの多数の表面マーカーの発現解析を行った。現在解析を進めているが、CD10は癌細胞の浸潤能などの悪性度に寄与する因子と判明した。しかし正常細胞にも発現がみられるため、単独での治療標的としては困難であり、他の因子と組み合わせた標的治療が必要である。なお、現在解析中のCD271は、癌細胞との共培養によって細胞内でメッセンジャーRNAが増加し、しかし共培養の一定時間を過ぎると急速に減少していくことが確認できた。また、Invasion assayを応用した当研究室独自の方法により浸潤細胞・非浸潤細胞での分取を行ったところ、非浸潤細胞においてCD271が高いという特筆すべき結果を得た。この結果からCD271は癌細胞を抑制する可能性も考えられた。本年度は、膵星細胞の癌細胞との共存における機能解析を進めえた。膵星細胞の更なる機能解析を現在進めており、また当研究室では膵星細胞のセルソーターおよびAutoMACsを用いた分取技術を確立している。CD10やCD271などについては順調に評価が可能であったが、これらの表面マーカーについて詳細な機能解析については今後の余地があると考えられる。膵星細胞の機能解析を現在進めており、また当研究室では膵星細胞のセルソーターおよびAutoMACsを用いた分取技術を確立している。しかし、今年度の目標であった抗癌剤への耐性に関してはいまだ着手できていない。この大きな原因としては、膵星細胞のPhenotypeが分取後急速に元の発現率へと戻ることによる。代表的な例として、CD105は分取後5日後には元の状態へと戻った。膵星細胞Phenotypeの機能評価においてはこの問題を解決していく必要がある。今後は、これまでの実験に加え抗癌剤への影響(化学療法耐性)についての評価や表面マーカーのdownregulationを目的としたshRNAの導入を行いin vivoでの評価を更に行っていく。他の表面マーカーについての検討も行っていく。本研究の今後は機能解析、抗癌剤耐性への影響、共培養からの再純化を目標としている。現時点での問題点としては膵星細胞のPhenotypeに応じた分取後に早期にもとの発現率へ戻ってしまうこと。またマウスにおいて癌細胞との共移植後に再純化を試みるも、癌細胞の増加速度が強いためか膵星細胞が残らないことによる。対応としては分取後早期の実験使用や、shRNAによる導入、およびマウスより摘出時に迅速に破砕、細胞分取を行うことでの純化培養を目指す。今後は、transgenic mouse(遺伝子組み換えマウス)の導入を検討する。そこで、shRNAなどを作成導入し、in vivoにおける抑制実験を目指す。さらに、癌間質相互作用に関わる他の表面マーカーについても評価を行う。次年度は当初より予定していた癌細胞と純化した膵星細胞の共培養/共移植からの再純化と相互作用関連分子同定を目指す。
キリギリス翅の左右非対称性を生み出す仕組みの解明

本研究の実験材料に用いるヒガシキリギリス(Gampsocleis mikado)は直翅目(バッタ、キリギリス、コオロギなどの仲間)昆虫のキリギリス亜目キリギリス上科に属する昆虫である。直翅目昆虫では、フタホシコオロギ(Gryllus bimaculatus)やサバクトビバッタ(Schistocerca gregaria)においてnymphal RNAi(不完全変態昆虫の幼生期に行うRNA干渉)法が有効であることが知られている。フタホシコオロギはキリギリス亜目コオロギ上科に、サバクトビバッタはバッタ亜目バッタ上科に属しており、直翅目昆虫の系統関係から、ヒガシキリギリスにおいてもnymphal RNAi法が有効であると予想された。そこで、ヒガシキリギリスにおいてnymphal RNAi法の有効性を検証するため、進化的に保存性が高く、RNAiによる表現型が明確な2つの遺伝子に着目した。まずヒガシキリギリスのRNAシークエンシング(RNA-seq)によって得られたデータから目的の遺伝子配列を検索し、プライマーを設計してクローニングした。得られた遺伝子領域に対する二本鎖RNAを合成してヒガシキリギリスの若齢幼虫に注射した。その結果、いずれの遺伝子においても表現型を観察することはできなかった。そこで、RNAiによる遺伝子発現への影響を調査するため、リアルタイム定量PCR法を行った。その結果、いずれの遺伝子についても遺伝子発現の減少は認められなかった。したがって、ヒガシキリギリスにおいては、当初の予想に反してnymphal RNAi法が有効でないことが明らかとなった。つぎに、この問題点を解決するため、種々の方法について条件検討を行った結果、ヒガシキリギリスにおいても有効なRNAi法の条件を見出すことに成功した。今後は、ヒガシキリギリスにおいて有効な条件のRNAi法を用いて、翅の左右非対称性をもたらす遺伝子候補の機能解析を行う予定である。予想外なことにnymphal RNAi法が効果的でなかった。そこで、計画を変更して、様々な方法を検討するために時間を要してしまった。本研究では、キリギリスの発音器である翅の左右非対称性に着目する。従来の左右非対称性の研究は体に1つだけ存在する器官を対象にしてきたが、翅は1対存在し左右で独立に形成されることから、その非対称性は全く異なる原理によって生じるものと考えられる。キリギリスはこれまで実験昆虫としてあまり使用されることがなかった。その理由は、飼育の困難さにあり、「100匹の孵化幼虫を1つの容器で飼育した場合、2、3匹しか成虫にならない」と言われていた。そこでまず、キリギリスの新規モデル化に向け、飼育法の検討を行った。その結果、非常に効率よく若齢幼虫から成虫まで飼育する条件が得られた。また、キリギリスの効率のよい採卵法および卵の保護法の検討も行った。キリギリス前翅の左右非対称性は主に翅脈のパターンに由来する。したがって、左右非対称性が現れる初期過程のサンプリングを行うため、翅脈形成に着目した。幼虫の翅芽を観察したところ、終齢幼虫(6齢)では明確な翅脈パターンが観察され、左右で非対称なパターンであった。そこで、4齢、5齢、6齢の3ステージの左右それぞれの前翅原基をRNA抽出のサンプルに用いた。統計的に発現量に有意差のある遺伝子を正確にリストアップするため、biological replicateは4サンプル準備した。従って、合計24のライブラリーを作製し、次世代シークエンサーを用いて解析した。その結果、発現量の少ない転写因子も網羅的に同定するのに十分な総リード数が得られた。現在、共同研究により、インフォマティクス解析を行い、左右の翅で発現差を示す遺伝子の同定を試みている。研究を遂行する上で重大な問題点などはなく、当初の計画通り概ね順調に進展している。

つぎに、この問題点を解決するため、種々の方法について条件検討を行った結果、ヒガシキリギリスにおいても有効なRNAi法の条件を見出すことに成功した。今後は、ヒガシキリギリスにおいて有効な条件のRNAi法を用いて、翅の左右非対称性をもたらす遺伝子候補の機能解析を行う予定である。予想外なことにnymphal RNAi法が効果的でなかった。そこで、計画を変更して、様々な方法を検討するために時間を要してしまった。研究遂行上の重大な問題点は現時点ではないため、予定通り研究計画を進める予定である。候補遺伝子アプローチ法に基づき、RNAi解析を行う予定であったが、飼育法の確立とRNA-seq法のサンプリングに予定していたキリギリス幼虫を使用してしまったため。候補遺伝子アプローチ法に基づき、RNAi解析を行う予定であったが、予想外なことにnymphal RNAi法が効果的でなかったため、様々な方法を検討するために時間を要してしまったため、未使用額が生じた。RNAi解析を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとした。
両肢同時動作時にみられる機能低下現象に及ぼすトレーニング効果の生理学的機構

上肢あるいは下肢において両側同時に動作を行った場合、一側単独の場合と比較して機能低下(bilateral deficit)が観察されることが報告されている(Vandervoortら、1984;Kohら、1993など)。このbilateral deficitに対してレジスタンス・トレーニングおよび反応速度短縮のための練習が及ぼす影響を検討し、そこに介住するメカニズムを明らかにすることが本研究の目的であった。本研究によって得られた知見は、以下の通りである。レジスタンス・トレーニングについては、両側性トレーニングを行うと両側同時条件での力発揮が増加し、一側性トレーニングを行うと一側単独条件での力が増加するというトレーニング効果の特異性が存在することが明らかになった。また、上肢または下肢の両側性または一側性のレジスタンス・トレーニングが、トレーニングを行っていない下肢または上肢の両側性機能低下に及ぼす影響を調べ、非鍛錬肢については、一側トレーニング群の両側指数(bilateral index;BI)(Howard&Enoka,1991)が鍛錬肢と同様、負の方向にシフトしたのに対し、両側トレーニング群では、鍛錬肢と同じ正の方向にはシフトしないことが明らかになった。反応速度短縮のための練習の場合は、反応時間自体は短縮するが、両側RTと一側左RTとが連動して変化するため、両側性機能低下の割合は変化しないことが明らかになった。また、反応時間にみられる両側性機能低下については、両側反応における左右の反応を統合するプログラムが右の大脳半球にあると推察され、一側反応と比べて両側反応ではこの過程が余分に必要であるために反応が遅れると考えられた。最大筋力発揮時、および反応課題遂行時に観察される両側性機能低下は、一見同様の現象に見え、同一の機序が働いているようにみなされがちであるが、両者に働くメカニズムは完全には同一のものではないと考えられた。上肢あるいは下肢において両側同時に動作を行った場合、一側単独の場合と比較して機能低下(bilateral deficit)が観察されることが報告され(Vandervoortら、1984 ; Kohら、1993など)、このbilateral deficitに対してレジスタンス・トレーニングが及ぼす効果については、両側性トレーニングを行うと両側同時条件での力発揮が増加し、一側性トレーニングを行うと一側単独条件での力が増加するというトレーニング効果の特異性が存在することが明らかになっている(谷口、1993、1994、Taniguchi、1997)。現在、bilateral deficitに関与していると考えられている主なメカニズムは、a)注意の分散、b)相反性抑制、c)大脳半球間抑制の3つである(Ohtsuki,1994)。本研究の目的は、これらのメカニズムのうち、大脳皮質レベルのメカニズムであるa)、c)が、上述の「トレーニングによるbilateral deficitの特異的修飾」にどのように関与しているかを明らかにすることである。今年度は、「注意の分散」がどのように関与しているかを明らかにする前段階として、単純反応時間に見られるbilateral deficitにレジスタンス・トレーニングと同様の特異的修飾が見られるかどうかを研究した。両側トレーニング群(6名)、一側左トレーニング群(7名)、一側右トレーニング群(7名)は、ボタン押し動作によるそれぞれの単純反応時間(RT)課題20試行を2セット、週3日、6週間行った。対照群(7名)は反応時間に関する特別な練習は行わなかった。両側トレーニング群の一側左RT、一側左トレーニング群の一側左および両側RTが6週間の練習によって有意に(p<0.05)短縮した。6週間の練習による両側RTの変化量は一側左のRTの変化量と有意な相関があった(両側左と一側左:r=0.563、p<0.01、n=27;両側左と一側右:r0.432、p<0.05、n=27)が、一側右のそれとは相関がなかった。bilateral deficitは6週間の練習によって有意な変化を示さず、反応時間においてはlateral specivicityが観察されなかった。

最大筋力発揮時、および反応課題遂行時に観察される両側性機能低下は、一見同様の現象に見え、同一の機序が働いているようにみなされがちであるが、両者に働くメカニズムは完全には同一のものではないと考えられた。上肢あるいは下肢において両側同時に動作を行った場合、一側単独の場合と比較して機能低下(bilateral def-icit)が観察されることが報告され(Vandervoortら、1984;Kohら、1993など)、このbilateral deficitに対してレジスタンス・トレーニングが及ぼす効果については、両側性トレーニングを行うと両側同時条件での力発揮が増加し、一側性トレーニングを行うと一側単独条件での力が増加するというトレーニング効果の特異性が存在することが明らかになっている(谷口、1993、1994、Taniguchi、1997)。現在、bilateral deficitに関与していると考えられている主なメカニズムは、a)注意の分散、b)相反性抑制、c)大脳半球間抑制の3つである(Ohtsuki,1994)。本研究の目的は、これらのメカニズムのうち、大脳皮質レベルのメカニズムであるa)、c)が、上述の「トレーニングによるbilateral deficitの特異的修飾」にどのように関与しているかを明らかにすることである。昨年度は、単純反応時間に見られるbilateral deficitにレジスタンス・トレーニングと同様の特異的修飾が見られるかどうかを研究した。その結果、bilateral deficitは6週間の練習によって有意な変化を示さず、反応時間(reaction time;RT)においてはlateral specificityが観察されなかった。これは、両側RTが一側左のRTと連動して変化したためであり、練習開始前において両側RTと一側左のRTとの相関が一側右RTとのそれよりも強かったこと、両側条件における左手のRTが右手RTより短かったことなどと合わせて、両側反応における左右の手の動作を統合する中枢が右半球に存在するのではないかという仮説が導かれた。そこで、今年度は、左右の半視野刺激を用いてこの仮説を検証した。右半球に仮定された統合中枢と半視野刺激を受け取る視覚中枢との関係から見た非交叉反応のRTは交叉反応のそれより有意に短く(F(1,57)=8.71,P<0,01、左手;F(1,57)=3.23,P<0.10、右手)、仮説が支持された。
新しい分光分析用光源ーRainbow Starsーの研究

本研究では二波長発振色素レ-ザ-を用いて二色誘導ラマン光を発生させ、広域波長レ-ザ-を得る方法について検討した。その結果247nmから771nmまで、全ての波長域でレ-ザ-発振光が得られることを確認した。しかしながらこの方法は、二波長発振色素レ-ザ-光を同期走引することが技術的に困難である。そこで単一波長発振レ-ザ-光を円偏光にして数本の回転ラマン光を発生させ、さらに直線偏光に直して二色誘導ラマン光を発生することにより、連続波長走引を可能にした。また偏光、水素圧、集光条件等を選択することにより、回転ラマン光と振動ラマン光を選択的に発生できることも確認した。一方、オルト水素の代わりにパラ水素を用いる方法についても検討し、回転スペクトル線の間隔が587cm^<ー1>から354cm^<ー1>に変化することを確かめた。この方法は、所定の波長域に数多くの発振線を得るのに適している。二色誘導ラマン効果によれば等周波数間隔で数多くの発振線を得ることができる。不確定性原理が示すように広い周波数の光を用いれば、短いパルス光を発生できる。したがって超短パルス発生の分野にブレ-クスル-をもたらすと期待される。本研究では超短パルスを発生する方法について理論的な検討を行い、これを実現するための予備的検討を行った。計算結果によれば数fsの光パルス発生が可能であるが、このためには入射光がフ-リエ限界まで単色かつ短パルス化され、位相同期を行う必要がある。本研究ではこのための具体的な方法を提案した。予備的検討のため、クエンチング方式により短パルス光(2ns)を発生させ、高尖頭出力光が二色誘導ラマン光発生に有利であることを示した。なおマルチパスラマンセルを開発し、その有用性についても明らかにした。一方、本研究で開発した二色誘導ラマン光を光源として、溶液並びに超音速分子ジェット中の試料の分析に応用し、その有用性を確認した。分光分析においてレ-ザ-は極めて有効な光源であるが、波長が自由に変えられないのが難点である。たとえば通常よく用いられている色素レ-ザ-は波長可変範囲が20ー30nmと狭く、紫外可視域にわたって波長を変化させるには、レ-ザ-色素を多数交換し、また紫外域では非線形光学結晶により波長変換する必要がある。本研究では我々が独自に見い出した二色誘導ラマン効果ーレインボ-スタ-ズーを用いる方法について検討した。まず二波長発振レ-ザ-を製作してレインボ-スタ-ズを発生させ、波長可変範囲を測定したところ、247nmから771nmまで連続的に波長を変化できることがわかった。この波長可変域は、単一光学系では、報告されたもののなかで最も広いものである。さらにエネルギ-変換効率を上げるためKrFエキシマ-レ-ザ-によりタ-フェニ-ル色素をポンピングする方法を試みたが、現在のところ最終増幅段の石英セルが光損傷するため、長期間の使用に耐えないことがわかった。レインボ-スタ-ズにおいては多数の振動、回転ラマン線が発生する。しかしながら回転ラマンのみを発生させることができれば、等間隔のエネルギ-で発振線が得られるため、分光分析への応用においてより有効である。そこで回転ラマン光のみを優先的に発生させる方法について検討した。

その結果、ラマン媒体の水素の圧力を下げ、焦点距離の短いレンズを用いて強く集光し、かつ円偏光を入射させると回転ラマン光のみを発生できることがわかった。本研究ではさらに狭いエネルギ-間隔で回転ラマン光を発生させるため、従来のオルト水素の代わりにパラ水素を用いる方法について検討した。その結果、オルト水素の場合の周波数間隔587cm^<-1>とは異なり354cm^<-1>の間隔で多数の発振線が得られることがわかった。色素レ-ザ-は分光用光源として不可欠の存在であるが、まだ波長可変範囲に問題がある。そこで本研究では二色誘導ラマン効果を用いる広域波長可変・多色レ-ザ-について研究した。1.二色誘導ラマン効果による回転ラマン光の発生においては偏光の影響を強く受けることが予測される。そこで直線並びに円偏光を入射したときの二色誘導ラマン光の発生について検討した。四波混合の理論から予測されるように円偏光を用いるとエネルギ-の小さな回転スト-クス線が顕著に増幅されることがわかった。しかしエネルギ-の大きなアンチスト-クス線はほとんど発生しなかった。一方、発生する発振線の偏光状態は励起光の偏光状態に強く依存することが確かめられた。2.分析用光源として用いるためには2波長発振レ-ザ-光の波長を同期して走査する必要がある。当初予定していた色素レ-ザ-の波長を精密に制御して用いる方法は期待通りの成果が挙がらなかった。そこで円偏光の単一波長発振レ-ザ-光を加圧水素に通し、円偏光の回転ラマン光を効率よく発生させる方法を検討した。この方法により二色誘導ラマン効果に必要な2波長発振レ-ザ-光を発生させることができた。3.二色誘導ラマン効果の効率を向上させるため、色素レ-ザ-・誘導ラマンセル複合システムを開発した。上記の単一波長発振円偏光色素レ-ザ-を用いて2波長発振レ-ザ-光を作り、これを直線偏光に直したのちレ-ザ-色素を用いて増幅し、さらに二色誘導ラマン効果を発生する方式について検討を進めている。4.分光分析用の光源として利用できることを確かめるため、発生した多色レ-ザ-光を光源とする蛍光分析法について検討した。溶液並びに超音速分子ジェット中の多環芳香族化合物に多色レ-ザ-光を照射して蛍光分析を行い、多色レ-ザ-励起法の利点について検討した。レインボ-スタ-ズによれば紫外域から近赤外域にかけて多数の振動・回転ラマン光を発生することができる。レ-ザ-の集光条件、水素圧並びに偏光状態等を選択すると、回転ラマン光のみを選択的に発生させ、等周波数間隔で数多くの発振線を得ることができる。不確定性原理が示すように広い周波数の光を用いれば、短い光パルスを発生できる。とくに本法は発生できる光の周波数領域に制限がなく、従来短パルス発生の限界を決めていた光学素子中での群速度分散の影響もない。このため超短パルス発生の分野にブレ-クスル-をもたらすと期待される。そこで本研究では超短パルスを発生する方法について理論的な研究を行い、これを実証するための実験法を明かにするとともに予備的検討を行った。現在発生可能な発振線を用いて、どの程度の短パルス光を発生できるか計算したところ、数fsの光パルス発生が可能であることが判明した。なおこの際に入射レ-ザ-光がフ-リエ限界まで単色かつ短パルス化されている必要がある。
新世代抗菌剤開発を目指した水溶性ビスマス錯体の合成

1)一連「(ポリアミノ)ポリカルボン酸系多座配位子」を用いてビスマス錯体を合成し、水溶液中の錯形成挙動をNMR法により詳細に検討した。同様なキレート骨格を有する2つの配位子ニトリトトリ酢酸(H_3NTA)と2-ヒドロキシルエチルN-イミノジ酢酸(H_3heida)からそれぞれ新化合物が得られ、錯体K_3[Bi(NTA)_2](1)と[Bi(heida)_2]・3H_2O(2)について、単結晶X線構造解析によりその分子・結晶構造を決定する事に成功した。2)錯体1はpH410の範囲で[Bi(NTA)_2]^<3+>として安定に存在し加水分解を起こさないが、低pH(<pH4)と高pH(>pH10)ではそれぞれ配位子脱離と水由来のOH^-配位にともなう加水分解過程が確認された。一方、錯体2の溶存化学種についてpH依存性が見られた。pH36では[Bi(Hheida)_2]^-、pH68にかけて2つのheida配位子から段階的にプロトンが脱離し、[Bi(Hheida)(heida)]^<2->、[Bi(heida)_2]^<3->を経て、pH10以上でOH^-(水由来)配位にともなう加水分解過程が確認された。3)両錯体についての配位子交換過程における速度論的研究を行った。錯体1については、pH59にかけて配位子の交換過程に関するパラメーター(ΔH^≠=48.4kJmol^<-1>、ΔS≠-65.2JK^<-1>、速度定数k=8.0s^<-1>at298K)が得られ、交換速度に大きなpH依存性は認められなかったが、錯体2においては交換速度に著しいpH依存性が確認された。4)水溶性ビスマス錯体について黄色ブドウ球菌を用いた抗菌活性試験を行った結果、多くのビスマス錯体に抗菌活性が確認されたものの配位子の違いによる有意の差は認められなかった。ビスマスの加水分解を防ぐためには錯体配位子の選択が重要との観点から、従来用いられてきた「ポリカルボン酸系多座配位子」に加え、あらかじめ設計合成された「大環状配位子」を用いて水溶性ビスマス錯体の合成を試みた。i)2-ヒドロキシルエチルN-イミノジ酢酸を配位子としてBi:Ligand=1:1,=1:2の系で合計5種類の錯体を合成単離した。Bi:Ligand=1:1の系ではpHに依存して3種の結晶が得られ、単結晶X線構造解析によりその分子構造を決定した。この系において特筆すべき特徴は高pH領域での異常に高い溶解度である。NMR測定の結果、全pH領域で配位子の交換過程が観測され、その速度はpHとともに上昇することが確認された。Bi:Ligand=1:2の系においては2種類の錯体が得られ、それぞれX線解析により構造を決定した。温度可変NMR測定の結果、pH5における配位子の交換速度に関する熱力学的パララメーターとしてΔG^<【double plus】>_<333>=16.19kcal mol^<-1>,ΔH^<【double plus】>=16.74kcal mol^<-1>,ΔS^<【double plus】>=1.47calK^<-1>mol^<-1>が求められ、さらに交換速度定数k=1.65x10^2が求められた。ii)修飾基を有する14ドナー性の大環状配位子(H_2L)を設計合成し、それを用いて水溶性の2核ビスマス錯体[Bi_2L(NO_3)_2](NO_3)_2・2CH_3CNを単離するともに、X線回折法によりその分子構造を決定した。2個のビスマスイオンは大環状配位子で取り囲まれ、完全に溶媒から隔離されており、これが強い加水分解耐性の原因であることが明らかになった。

3)両錯体についての配位子交換過程における速度論的研究を行った。錯体1については、pH59にかけて配位子の交換過程に関するパラメーター(ΔH^≠=48.4kJmol^<-1>、ΔS≠-65.2JK^<-1>、速度定数k=8.0s^<-1>at298K)が得られ、交換速度に大きなpH依存性は認められなかったが、錯体2においては交換速度に著しいpH依存性が確認された。4)水溶性ビスマス錯体について黄色ブドウ球菌を用いた抗菌活性試験を行った結果、多くのビスマス錯体に抗菌活性が確認されたものの配位子の違いによる有意の差は認められなかった。
ツメガエル卵母細胞におけるα/β型核輸送の抑制的抑制

様々な動物種において、卵母細胞の細胞質には、核膜孔様の構造が高密度で分布する特殊な膜annulate lamellae(AL)が形成されるが、これまでにALの生理的機能は明らかにされていない。減数第一分裂前期(G2/M)に停止したツメガエル未成熟卵母細胞(未成熟卵)ではALが非常によく発達している。核膜以外の場所に多量の核膜孔様構造があることから、未成熟卵では核輸送が特殊な制御を受けている可能性が示唆される。本研究では、ツメガエル未成熟卵母細胞(未成熟卵)において、核輸送キャリア分子であるimportinα(impα)が細胞質に多量に存在するALに結合しており、これによりその機能が抑制されていることを明らかにした。また、未成熟卵の細胞質にimpαを顕微注射すると、α/β型核輸送が促進されるだけでなく、細胞死が誘起されることを見いだした。これらの結果に基づき、Hl8年度の研究では、1)impαがALに結合する機構の解明を目指した。ALには多量の核膜孔複合体様構造が分布し、そこにはヌクレオポリンが存在することが知られている。そこで、核内でimpαに結合することが知られているヌクレオポリンNup50が、細胞質でのALとimpαとの結合に関与するかについて検討した。未成熟卵よりAL画分を調製し、これをCAS-RanGTPとともにインキュベーションしたところALからimpαが遊離したが、一方、CAS-RanGDPでは遊離しなかった。この結果は、ALにおけるimpαの結合がヌクレオポリンNup50を介していることを強く示唆した。そこで、抗Nup50抗体を作製し、Nup50の存在様式を調べた結果、Nup50はALにはごく少量しか存在しないことが判明し、impαとALとの結合はNup50を会さない別の機構によると結論した。次に、2)遊離impαの増加によりどのような経路で未成熟卵の細胞死が誘起されるかについて検討した。Impαを顕微注射した未成熟卵では、α-Fodrinやラミン蛋白質がカスパーゼにより切断を受ける、すなわち、遊離impαの上昇により未成熟卵のアポトーシスが誘起されることが判明した。以上の研究結果により、未成熟卵のALはimpαの機能を抑制することにより細胞死を回避する役割を果たすことが強く示唆され、この機構は卵母細胞の長期間にわたる停止に重要であると考えられる。様々な動物種において、卵母細胞の細胞質には、核膜孔様の構造が高密度で分布する特殊な膜annulate lamellae (AL)が形成されるが、その生理的意味は未だ不明である。減数第一分裂前期(G2)に停止したツメガエル未成熟卵母細胞(未成熟卵)ではALが非常によく発達しているが、ALは卵母細胞が減数第一分裂中期に進行すると消失し成熟卵ではみられなくなる。核膜以外の場所に多量の核膜孔様構造があることから、未成熟卵の核輸送は特殊な制御を受けている可能性が示唆される。

そこで本研究では、ツメガエルの未成熟卵と、受精卵に相当する賦活した成熟卵の抽出液を用いて、両者におけるimportin α(imp α)およびimportin β(imp β)依存性の核輸送について比較した。その結果、両者において、imp αとimp βの量に差はなく、またimp βに依存する核輸送(β型核輸送)は同程度になされるにもかかわらず、未成熟卵抽出液ではimp αに依存する核輸送(α/β型核輸送)が著しく低い程度でしか起こらないことが見いだした。さらにimp αの大部分が、未成熟卵ではALなどの膜成分と結合しており、卵成熟期に可溶性画分へ移行することが判明した。未成熟卵抽出液に外来性のimp αを加えるとα/β型核輸送が促進されたことから、膜結合型のimp αは核輸送に関して非機能的であることが強く示唆された。興味深いことに、未成熟卵の細胞質にimp αを顕微注射するとα/β型核輸送が促進されただけでなく、未成熟卵の細胞死が誘起された。一方、減数第一分裂中期に進行した卵に顕微注射した場合には卵成熟が正常に進行し、細胞死は誘起されなかった。これらの結果は、未成熟卵においては、imp αのALへの結合によってα/β型核輸送が抑制的に制御されていること、またimp αの機能の抑制は、卵母細胞の長期間にわたる停止に重要であることを示唆している。様々な動物種において、卵母細胞の細胞質には、核膜孔様の構造が高密度で分布する特殊な膜annulate lamellae(AL)が形成されるが、これまでにALの生理的機能は明らかにされていない。減数第一分裂前期(G2/M)に停止したツメガエル未成熟卵母細胞(未成熟卵)ではALが非常によく発達している。核膜以外の場所に多量の核膜孔様構造があることから、未成熟卵では核輸送が特殊な制御を受けている可能性が示唆される。本研究では、ツメガエル未成熟卵母細胞(未成熟卵)において、核輸送キャリア分子であるimportinα(impα)が細胞質に多量に存在するALに結合しており、これによりその機能が抑制されていることを明らかにした。また、未成熟卵の細胞質にimpαを顕微注射すると、α/β型核輸送が促進されるだけでなく、細胞死が誘起されることを見いだした。これらの結果に基づき、H18年度の研究では、1)impαがALに結合する機構の解明を目指した。ALには多量の核膜孔複合体様構造が分布し、そこにはヌクレオポリンが存在することが知られている。そこで、核内でimpαに結合することが知られているヌクレオポリンNup50が、細胞質でのALとimpαとの結合に関与するかについて検討した。未成熟卵より、AL画分を調製し、これをCAS-RanGTPとともにインキュベーションしたところALからimpαが遊離したが、一方、CAS-RanGDPでは遊離しなかった。この結果は、ALにおけるimpαの結合がヌクレオポリンNup50を介していることを強く示唆した。次に、2)遊離impαの増加によりどのような経路で未成熟卵の細胞死が誘起されるかについて検討した。impαを顕微注射した未成熟卵では、α-Fodrinやラミン蛋白質がカスパーゼにより切断を受ける、すなわち、遊離impαの上昇により未成熟卵のアポトーシスが誘起されることが判明した。以上の研究結果により、未成熟卵のALはimpαの機能を抑制することにより細胞死を回避する役割を果たすことが強く示唆され、この機構は卵母細胞の長顛間にわたる停止に重要であると考えられる。
カルパイン認識配列を用いた新規カルシウム指示蛋白質による生体内カルシウム動態解析

本研究では、研究代表者が作製した新規細胞内カルシウム指示蛋白質(F2C)について、(1)これまで困難であったカルシウム指示蛋白質の動物個体への応用、すなわちトランスジェニックマウスの作出を行い、(2)トランスジェニックマウスの臓器を用いて細胞内カルシウムの動態を観察した。全身でF2Cを発現するように作製したトランスジェニックマウスでは、ゲノムにF2Cが組み込まれたマウス9系統うち7系統で遺伝していた。この7系統のマウスをLacZ染色による発現部位解析をしたところ、脳・網膜・膵臓・甲状腺・脳脈絡叢・腎臓などで発現していることが確認された。さらに「精子でCreリコンビナーゼを発現するマウス」と掛け合わせることによって、各臓器でF2Cが正常に発現することを確認できた。上記の臓器のうち、脳脈絡叢の細胞がカルシウムホメオスタシスに重要な機能を担っているため、臓器におけるカルシウム動態を観察するために脳脈絡叢を摘出しカルシウム動態を計測した。カルシウム流入を引き起こす刺激として4αPDD(TRPV4のアゴニスト)を与えたところ、溶媒のみでは応答が無く、4αPDD刺激時には応答が認められた。このことよりF2C発現マウスを用いることで、臓器によるカルシウム動態の蛍光観察が可能となり、蛍光指示薬を取り込ませる必要なくカルシウムライブイメージングができるようになった。本研究では、細胞内カルシウム濃度をレポートする新しいタンパク質-F2C-を発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製し生体におけるカルシウムイメージングを行うことで、「組織としての細胞群がどのようにカルシウム動態と遺伝子発現を変化させて組織として働くようになるのか」を解明する。細胞内カルシウムイオンの新規レポータータンパク質であるF2Cは、蛍光変化率が最も大きいタンパク質の一つであり、カルシウムに対するKd値が190nM、応答性能が秒単位での測定時間間隔ではFura2とほぼ相同という性質を持つことが分かっている。このF2Cを全身性に発現するTgマウスを作製し、モデル器官として幼若マウスの網膜や脳などを用いて、細胞レベルで遺伝子発現による形態変化と膜興奮性獲得の経時的変化の連関を捉え、組織レベルで神経ネットワークの形成の発生段階による変化を捉えることを目的とする。平成19年度の研究では、ベクターを作製しTgマウスの作製を外部受託した。作出後の遺伝子解析でトランスジーンを持つマウスが9匹得られ、そのうち7匹のFounderマウスの子どもにF2Cが遺伝することが判明した。平成20年度の研究では臓器での発現を確認し、網膜あるは脳で発現するマウス系統が得られたときには、発生段階でのカルシウム動態の変化すなわち細胞の興奮性の獲得を光学的手法を用いて経時的に捉える。さらに電気生理学的手法によるカルシウム流入を確認とともに、微小電極を利用した単一細胞からのRNA抽出を試みる。抽出によって得られたRNAを解析し、発生に伴うカルシウム動態すなわち機能的変化と、遺伝子発現の変化がどのように起こるのかを解明することを目標とする。本研究では、研究代表者が作製した新規細胞内カルシウム指示蛋白質(F2C)について、(1)これまで困難であったカルシウム指示蛋白質の動物個体への応用、すなわちトランスジェニックマウスの作出を行い、(2)トランスジェニックマウスの臓器を用いて細胞内カルシウムの動態を観察し、(3)動物個体の発生過程において、細胞内カルシウム動態の変化と細胞機能の成熟がどのように変化するかを捉える研究である。平成20年度はこの7系統のマウスをLacZ染色による発現部位解析をしたところ、脳・網膜・膵臓・甲状腺・脳脈絡叢・腎臓などで発現していることが確認された。上記の臓器のうち、脳脊髄液でのカルシウムホメオスタシスには脳脈絡叢の細胞が重要な機能を担っており、一層の細胞からなる袋状の構造をしているため、臓器におけるカルシウム動態を観察するのに適している。このことから、F2C発現マウスのカルシウム応答性を調べるために脳脈絡叢を摘出しカルシウム動態を計測した。

カルシウム流入を引き起とす刺激として4αPDD(TRPV4のアゴニスト)を与えたところ、溶媒のみでは応答が無く、4αPDD刺激時には応答が認められた。このことよりF2C発現マウスを用いることで、臓器によるカルシウム動態の蛍光観察が可能となり、蛍光指示薬を取り込ませる必要なく生きた動物でのカルシウムライブイメージングができるようになった。