hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
行政上の義務の司法的執行に関する研究

本研究は、行政上の義務の司法的執行に就いて現在我国がとる諸制度を、制度選択の原点に戻って再検討すると共に、その後の学説の動向をフォローしつつ現時点での制度の意義を明らかにすることを目的としている。その為、現行制度の成立した占領期の行政執行制度の改革過程を一次史料を通じて明らかにしつつ、この問題について関心が高まるきっかけとなった2002年最高裁判決とこれに対する学説の反応の再検討を図ることを目的としている。本年度は先ず、リサーチの範囲を行政の実効性確保と広く設定した上で、関係する内外の文献を収集検討することにより、問題点の把握に努めた。また関連法規の制定過程に係る史料状況を把握することに努めた。イ.行政上の義務の実現という問題は普遍的に存在するものであるので、各国の議論、就中行政法体系に基本的には共通する点の多いドイツのそれを把握することに努めた。これまで広岡隆らの先駆的業績を参照しつつも、近時日独双方で更なる議論の進展がみられることから、関係文献を収集把握すると共に日独の制度比較を行なっている。もっとも我国と異なりドイツでは行政主導による義務の実現が一般的に認められているところ、来年度はこの相違を踏まえた上で更に踏み込んだ検討を行なっていく。ロ.宝塚市パチンコ店条例事件最高裁判決をはじめとする関連判例の整理分析も並行して行なっている。同判決中特に学説の批判が向けられているのは国・地方公共団体を「財産権の主体等」と「行政権の主体」とに二分する点であるが、後者に係る国等と私人との関係については近時学説上分析の深化が図られているところである。来年度はこれも踏まえて、判例分析を深めていくこととする。ハ.関連法規の制定過程については、本年度は占領期の行政執行法の廃止・行政代執行法の制定過程を分析した。これらについては先行業績が殆んどみられないため、史料状況の把握から始めている。現在は国立国会図書館所蔵のGHQ/SCAP文書を中心に調べ、注目される史料も発見しているが、文書が膨大な上目録の整備が極めて不十分なため、まだ廃止・制定過程を網羅的に通覧できるには至っていない。更なる史料の渉猟及び分析は来年度の課題である。ニ.明治期の行政執行法については、関係する文献の把握に努めた。占領期の分析が一段落した後に、来年度は同法制定過程の分析に着手する予定である。本年度は先ず、昨年度の課題として残されていた関連法規の制定過程を分析することに重きが置かれた。行政執行法の廃止と行政代執行法の制定に就いては、昨年度に引き続き関連資料の探索収集を行うと共に、本年度はその分析にも力を注いだ。尤も主要な所蔵先である国会図書館のGHQ/SCAP文書は膨大なため、収集が完了したとは未だいいがたいものの、これまで収集した資料によっても、学界未知の事実が明らかとなっている。具体的には上記両法に係る日本側と総司令部当局との交渉過程、民政部をはじめとする総司令部内部での検討、日本側での行政代執行法の制定に向けての動きなどである。これらに就いては従来、ジュリスト増刊「行政強制」における林元法制局長官の、当時立案にかかわった佐藤元法制局長官からの伝聞という形でしか明らかとされておらず、また行政強制研究の第一人者である広岡隆も、上記の過程に就いては公刊史料である国会議事録の参照のみにとどまっていたところである。総司令部側が問題としていたのは主として適正手続の観点からする官憲による人権侵害の弊害であり、これに対症的に答える形で緒靴強制・即時強制の一般的規定は削除され、必要と認められる場合に個別法の定めるところとなった。この過程では、そのことによる代替的な行政上の義務履行確保の手段にっき十分な検討が加えられていたとはいいがたかった。今日問題となっている司法的執行は、後から学説が履行確保の必要性から提唱したものである。また仮にこれを認めた場合に問題となる請求権の性質についても、学説で議論されていたに留まる。上記の経緯から一般的な直接執行・即時強制が排除された状態で、従前の司法裁判所の権限についての理解がなお存置された結果が2002年最高裁判決であったとする見解は更なる検討が必要であると思われるが、この点も含め速やかに論稿を刊行する予定である。
転写因子Oct-3/4と相互作用する新規コファクターの探索ならびに機能解析

マウスES細胞における未分化状態維持に必須の因子として転写因子Oct-3/4が知られており、本研究は新規Oct-3/4コファクターの単離を狙ったものである。現在までに、改変型免疫沈降法の開発に成功しており、これによってOct-3/4と相互作用するとみられるタンパク質を数種類同定している。その中には、E3ユビキチンライゲースであるNEDD4も含まれていた。NEDD4は様々な膜タンパク質の量を調節しており、神経初期発生に重要な役割を果たしていると考えられているが、ノックアウトマウスの報告は無く、その機能には未知の部分が多い。興味深いことに、NEDD4の発現はES細胞の分化に伴って低下することを最近見出している。一方、ゲル上のバンドとしては検出できるものの、量的問題のためにマス解析にて同定できない共沈降タンパク質も多数確認している。今後はこの改変免疫沈降法をさらに大規模に行い、Oct-3/4と相互作用するタンパク質を網羅的に同定するヒとを予定している。またNEDD4を含め得られた候補タンパク質の遺伝子を、ES細胞において強制発現または誘導的ノックアウト実験を行い、未分化状態維持機構への関与を検証していきたい。多種類の遺伝子の機能解析を迅速に行うためのシステムとして、交換可能なテトラサイクリン制御性発現ユニットをROSA26遺伝子座へ導入し、簡便且つ確実に望みのcDNAの発現をテトラサイクリンで制御できるシステムの構築に成功している。(すでに多方面の研究者に配布済みである)。他方、未分化マーカー遺伝子Rex-1のノックアウト実験を行って、この遺伝子産物はマウス発生過程において必要ではないことを証明した(升井ら、第36回発生生物学会年会2003年)。マウスES細胞において未分化状態維持に必須の転写因子であるOct-3/4の発現量を人為的に下げると栄養外胚葉細胞に、上げると胚体外内胚葉細胞に分化する。また、Oct-3/4による下流遺伝子群の転写制御にはOct-3/4と協同して働くいくつかの共因子(コファクター)が必要であり、その種類ごとに制御を担う下流遺伝子群が異なると考えられている。本研究はOct-3/4のコファクターを単離し、その機能を解析することを目的とする。当初、FRET法を用いたタンパク質間相互作用検出によるスクリーニングシステムの構築を予定していたが、GFP変異体融合タンパク質がリンカー構造などの制的を非常に鋭敏に受けるせいか現在までに良好な結果は得られていない。しかし予備的に遂行していた生化学的方法でいくつかのコファクター候補を見出している。この方法ではTAPタグを改良してOct-3/4と融合させ、TAP^*-Oct-3/4だけで未分化状態を維持するES細胞を樹立し、タグを利用して相互作用するとみられるタンパク質を精製することに成功した。現在SDS-PAGEのゲルから6種類のバンドを切り出し、マス解析を行っている。一方で、Oct-3/4の発現量上昇による胚体外内胚葉への分化誘導にはOct-3/4のDNA結合能は必要ないこと(Mol. Cel. Biol.,2002)、このときGATA-6の発現が誘導されることがその分化に必要十分であることを他研究者らと共同で証明した(Genes and Dev.,2002)。以上の結果から、ES細胞内ではGATA-6の発現を負に制御する分子エックスが存在し、エックスの発現はOct-3/4とそのコファクターのタンパク質間相互作用によって協調的に正に制御されることが示唆された。コファクターが未分化状態維持に必須の役割を果たすことを裏付ける知見である。
近代ドイツにおけるサッカークラブの形成過程に関する研究

本研究では、ブラウンシュヴァイク地方マルチノ・カタリニウム高校(ギムナジウム)の遊戯運動(遊戯を広めるためのムーブメント)にひとつの焦点をあて、1870年代から世紀転換期までのドイツにおけるサッカークラブの形成過程について検討した。その結果、サッカークラブの形成過程には、(1)19世紀初頭に形成された体操クラブにサッカーが位置づけられる過程、(2)学校のサッカークラブが地域の祝祭に取り込まれながら地域クラブとして確立される過程の二つがあったものの、現在の「総合型地域スポーツクラブ」にみられる公共性の全面展開は、世紀転換期以後をまたなければならなかったことを明らかにした。本研究の目的は、19世紀ドイツにおけるサッカークラブの形成過程について明らかにすることである。近代ドイツにおけるサッカーの受容は、学校のクラブを中心に開始され、その後、地域のクラブへと拡大していくが、その過程において、自国文化であるドイツ体操とイギリス文化としてのスポーツのあいだで激しい抗争が展開されている。平成18年度においては、ドイツ体操クラブの形成過程について分析した。ドイツ体操は、19世紀初頭、汎愛学校のギムナジウムを基盤としながら、市民的価値観(自由・平等)を包摂するかたちでヤーンによって考案された。ヤーンのドイツ体操は、学校のクラブを中心に誕生するが、体操祭や競技会の開催を契機としながら、地域のドイツ体操クラブの形成・発展を促していく。48年革命の後の反動体制のもと、市民的価値観を含んだドイツ体操は、シュピース式の軍事主義的なドリル訓練に取ってかわられるが、ヤーン式のドイツ体操が完全に消滅したというわけではなく、両者は補完的に、「自己規律化」の機能を発揮することで「大衆の国民化」を果たすことになる。このドイツ体操の訴求力が弱まり始める19世紀の中葉に、イギリスからスポーツが伝播してくるが、そのスポーツをいち早く受容したブラオンシュヴァイク地方においても、当時のドイツ体操は、一方ではシュピース式のドリル訓練を中心としながら、他方では荒れた学生たちの組合活動の一部として展開されていた。スポーツを排除しようとするドイツ体操家たちの批判に直面しながらも、学校のクラブ活動のなかにサッカーを位置づけ、軍事訓練的なドイツ体操と学生組合の改革に着手したのがブラオンシュヴァイクの高校教師コンラート・コッホであった。平成19年度は、ドイツ体操クラブに関する研究成果を公表すると同時に、コッホの「スポーツ教育」論とブラオンシュヴァイク地方におけるサッカークラブの形成過程を分析の中心とする。近代ドイツにおけるサッカーの受容は、学校のクラブを中心に開始され、その後、地域のクラブへと拡大していくという一面をもっていたが、その過程において自国文化であるドイツ体操とイギリス文化としてのスポーツのあいだで激しい抗争が展開されている。平成19年度においては、サッカーというイギリスの文化が学校を基点としながらドイツ国内に定着していく過程を、特にブラオンシュヴァイク地方のマルチノカタリニウム・ギムナジウムを中心に分析した。マルチノカタリニウム・ギムナジウムにサッカーが導入される際に、その中心的な役割を果たしたコンラート・コッホの論文「学校遊戯の教育的価値」(1878年)をみると、当時すでに「ドイツ体操=スポーツ」抗争と呼ばれうる論争があったこと、さらにコッホらが教師と生徒の濃密な関わり合いのなかで新しい共同性を紡ごうとしていたこと、などが理解される。彼らが極めて市民的な「下から」の共同性の構築を目指していたという意味において、そこには排外主義的な国家主義に傾倒していたドイツ体操家(1876年の第8回ドイツ体操教師会議において「国家主義」的な立場からコッホらの遊戯運動は批判されている)やドイツの中心的な体育組織とは異なる可能性がはらまれていたと言える。しかしながら、その一方で、学外にサッカークラブ(Verein)が数多く設立されるようになる1890年代には、コッホらの活動も国家主義的な傾向をおびている。この市民的運動から国家主義の萌芽への推移をたどりながら、学外でのサッカークラブの形成過程を探求することが次年度の課題となる。平成20年度においては、ドイツ体操とスポーツの抗争のなかで、スポーツクラブが形成される過程について分析した。ブラオンシュヴァイクのギムナジウムで展開されたスポーツ運動(サッカー中心)は、セダン祭(地域的な祭りでありながら、ドイツ国家を称揚する祝祭)と融合することで大きな社会的なインパクトを獲得する。その一方で、19世紀後半のスポーツは、大衆社会の登場を背景に発達しつつあった商業雑誌に大々的に取り上げられることで、ドイツ体操を凌駕するほどの普及をみせるようになる。

さらに、国際オリンピック大会の開催がスポーツの普及を後押しする。ドイツ体操連盟は、ドイツ体操を中心とする国民オリンピックを企図するが、ジャーナリズムや商業主義とうまく折り合うことができず、結局は、スポーツの波へとのみ込まれていく。こうしてサッカークラブを始めとするスポーツクラブは、トゥルネンの組織を基盤としながら大きく発展することになったのである。今後は、スポーツが二度にわたる大戦のなかで、一方では国家の政策に翻弄されながらも、他方ではそうした国家政策に利用されることで「総合型地域スポーツクラブ」の組織的基盤を固めていくことになる、20世紀前半の経緯を分析することである。
SLE患者TCRζ鎖mRNA異常に伴うTCRζ鎖発現低下とシグナル伝達異常

申請者らはこれまで全身性エリテマトーテス(SLE)患者末梢血T細胞(PBT)ではζ鎖の発現が低下あるいは欠損しているために細胞内のシグナル伝達に異常を来すこと、そしてそれがζ鎖mRNA splice variant発現に伴うことを報告してきた。そこで本研究では、exon7を欠損したζ鎖mRNA発現に伴いζ鎖を含めたTCR/CD3複合体発現が変化するかどうかを検討するとともに、ζ鎖発現低下に伴ってT細胞で二次的に発現が亢進あるいは低下する分子を検討することを目的とした。exon7を欠損したζ鎖mRNA(ζmRNA/exon7-)が優位に発現されることで実際にζ鎖を含めたTCR/CD3複合発現が低下するかどうかをretrovirusvectorを用いたin vitroの系で検討したところ、ζmRNA/exon7-の安定性が悪いためにζ鎖発現量、抗CD3抗体刺激後のIL-2産生が低いことが示唆された。次にわれわれは、alternative splicingによって生じた短い3'UTRをもつζmRNA(ζmRNA/as-3'UTR)やexon7を欠損したζmRNA(ζmRNA/exon7-)などのζ鎖mRNAスプライス・ヴァリアントが優位に発現され、ζ鎖タンパク発現が低下することで二次的にTCR/CD3複合体以外にどのような分子が発現亢進あるいは低下するかについてcDNAマイクロアレイを用いて検討した。その結果、ζ鎖mRNAスプライス・ヴァリアントでは各種ケモカイン(CCL9,CCL3,CCL1,CCL5,XCL1)やサイトカイン(IL-2,IL-18,IL-13,IL-15,TGFβ-2)が発現低下していた一方で、poliovirus related protein-like 2(Pvrl2)やsyndecan-1などの細胞接着分子、あるいはgranzyme Aやmatrix metalloproteinase 11などの細胞傷害因子などが著明に発現亢進していることが明らかになった。実際にSLE患者におけるSyndecan発現を検討してみると、SLE患者T細胞ではSdc4糖類発現が認められ、これがHS糖議の一部であるN-アセチルグルコサミンを結合させるexostosin-like 2 (EXTL2)酵素発現低下に伴う可能性のあることがわかった。申請者らはこれまで、SLE患者末梢血T細胞(PBT)では、alternative splicingによって生じた短い3'UTRをもつζmRNA(ζmRNA/as-3'UTR)やexon7を欠損したζmRNA(ζmRNA/exon7-)などのζ鎖mRNAスプライス・ヴァリアントが優位に発現されるためにζ鎖発現が低下することを報告してきた。本年度は、これらζ鎖mRNAスプライス・ヴァリアントが優位に発現され、ζ鎖タンパク発現が低下することで二次的にTCR/CD3複合体以外にどのような分子が発現亢進あるいは低下するかについてcDNAマイクロアレイを用いて検討した。

Wild type ζmRNA,ζmRNA/as-3'UTR,ζmRNA/exon7-をtransfectさせたMA5.8細胞(それぞれWT,AS3'UTR,EX7-)を抗CD3抗体で刺激後、それぞれの細胞から全RNAを抽出して、逆転写酵素によってcDNAに変換した。このcDNAをプローブとしてmouse cDNA microarray(Agilent technology社)上の各遺伝子発現強度を測定し、WTと比較してAS3'UTRとEX7-の両者でともに発現が低下(ratio<1/3)あるいは亢進(ratio>3)したものを抽出した。その結果、AS3'UTRとEX7-ではWTと比較して各種ケモカイン(CCL9,CCL3,CCL1,CCL5,XCLI)やサイトカイン(IL-2,IL-18,IL-13,IL-15,TGFβ-2)が発現低下していた。一方で、AS3'UTRとEX7-ではWTと比較してpoliovirus related protein-like 2(Pvr12)やsyndecan-1などの細胞接着分子、あるいはgranzyme Aやmatrix metalloproteinase 11などの細胞傷害因子などが著明に発現亢進していることが明らかになった。これらDNA microarrayでのgene mRNA発現はreal-time PCR法でも確認した。さらに、抗CD3抗体刺激後のMA5.8 mutant(AS3'UTR,EX7-,WT)におけるPvrl2,Sdc1,granzyme Aのタンパク発現をWestern blot法で検討した。その結果、AS3'UTRとEX7-ではWTと比較してこれらタンパク発現が亢進し、mRNAだけでなくタンパクレベルでもこれら分子発現亢進が証明された。SLEは臓器非特異的全身性自己免疫疾患の一つであり、その病因についてはいまだ不明な点が多い。しかし、SLE患者PBTでのζ鎖mRNAスプライス・ヴァリアントの優位な発現とそれに伴うζ鎖タンパク発現低下は、TCRICD3複合体発現低下のみならず他の分子の発現低下あるいは亢進を二次的に惹起させこれがSLEの病態と関わっている可能性も示唆された。申請者らはこれまで、SLE患者末梢血T細胞(PBT)では、alternative splicingによって生じた短い3'UTRをもつζmRNA(ζmRNA/as-3' UTR)やexon7を欠損したζmRNA(ζmRNA/exon7-)などのζ鎖mRNAスプライス・ヴァリアントが優位に発現されるためにζ鎖発現が低下することを報告してきた。さらに、ζ鎖mRNAスプライス・ヴァリアントが優位に発現された場合には、TCR/CD3複合体発現低下のみならず、シンデカン(Sdc)など他の分子の発現低下あるいは亢進を二次的に惹起させることも報告してきた(J.Immunol.176:2006)。Sdcは、4つのファミリー(Sdc1-4)からなるヘパラン硫酸(HS)プロテオグリカン(HSPG)であるが、本年度申請者らは、SLE患者PBTにおけるこれらSdc分子発現を検討した。各Sdc分子(Sdc1-4)、ζ鎖、HSは、SLE患者11例、健常人8例のPBTを抗原としたWestern blot(WB)法ならびにFACSで検出した。その結果、抗Sdc4抗体を用いたWBでは、12例中10例のSLEPBTで35-と40-kDタンパク発現が低下していたが、健常人PBTでは全例にこれらタンパク発現が認められた。これら10例のSLE患者PBTではζ鎖発現も低下していた。
変動電磁界の細胞に及ぼす効果の分子生物学的解析

1.はじめに単細胞の原生生物の一種であるゾウリムシは細胞表皮の繊毛を打つことで水中を泳ぎ回っている。ゾウリムシの泳ぎは細胞内外の電位差である膜電位の変化と強い相関があることが知られている。膜電位の変化は、環境からの刺激が細胞膜にあるイオンチャンネルを通って流れる微小な電流の変化が繊毛打を変え、泳ぎの様式を変えることが明かにされている。我々は、泳ぎを観察するいくつかの条件を検討した結果、磁場の影響がゾウリムシの遊泳行動に顕著に現れることを見つけた。2.結果と考察交流磁場をかける前、ゾウリムシは少しだけセルの上側に集まるが、0.3T以上の交流磁場をかけると磁場強度依存的に液上部により多く集まった。上側に集まり始めたゾウリムシの泳ぎの軌跡を調べたところ、上に向かって泳ぐ細胞数が急激に増大していることが分かった。しかし上側に集まろうとする傾向は一過的で、磁場をかけはじめて数分後には集まる程度が徐々に減少した。交流磁場は、ゾウリムシが元来もっている上部に集まろうとする性質を一過的に強めたものと考えられる。一方、ゾウリムシを0.58T直流磁場の中にいれると、磁場に対して垂直方向に泳いだ。垂直方向に泳ぐ細胞の比率は、ゾウリムシの泳ぐ液のイオン組成に依存して変化した。すなわち、Ca^<2+>濃度が高いかK^+濃度が低い場合に垂直方向に泳ぐ細胞の比率が上昇した。電離放射線の生体への影響は現在詳しく解析され、国際的な安全基準が確立されている。しかし非電離放射線(NIR)、なかでも磁場の影響については、近年その生体への影響が問題になってきているが、データが乏しく解析されず安全基準が確立されていない。そこで我々は0.5Tの交流磁場及び直流磁場を用いて、多くの変異株が分離されている出芽酵母S.cerevisiae及びヒメゾウリムシP.tetraureliaを選び、これらの野生株を用いて磁場による培殖への影響と突然変異率の変化により、磁場の生体への影響を細胞レベルでの解析を試みた。1.増殖率:0.5T交流磁場、0.5T直流磁場、対照(磁場非照射)の各条件で、30°C、24時間培養した出芽酵母S288c株のコロニーの直径の差により、磁場による増殖効果を調べた。ヒメゾウリムシでも差はみられなかった。2.突然変異率:アデニン栄養要求株であるW303-1a株をfroggerを用いてSD寒天培地に植え、紫外線(UV;波長:254nm,線量(60J/mm)照射あるいは非照射後、0.5T交流磁場、対照(磁場非照射)の各条件で、30°C、120時間培養した。このときの復帰突然変異率の変化を調べた。【結果】1.交流磁場、直流磁場ともに対照に比べ、有意な差はみられていない。2. UVにおいて約2倍の突然変異率の上昇がみられたが、交流磁場のみ、あるいはUVとの相乗効果により突然変異率の上昇はみられていない。本研究における実験系では、細胞の分裂・培殖を許す系であるので、複数回のDNA合成が起きている。この系において突然変異率の上昇が見られていないことにより、DNA複製中の誤り、あるいは誤りを修復する機構にも磁場は影響を及ぼさなかったのではないかと考えている。1.はじめに単細胞の原生生物の一種であるゾウリムシは細胞表面の繊毛を打つことで水中を泳ぎ回っている。膜電位の変化は、環境からの刺激が細胞膜にあるイオンチャンネルを通って流れる微小な電流の変化が繊毛打を変え、泳ぎの様式を変えることが明らかにされている。2.結果と考察交流

磁場をかける前、ゾウリムシは少しだけセルの上側に集まるが、0.3T以上の交流磁場をかけると磁場強度依存的に液上部により多く集まった。上側に集まり始めたゾウリムシの泳ぎの軌跡を調べたところ、上に向かって泳ぐ細胞数が急激に増大していることが分かった。しかし上側に集まろうとする傾向は一過的で、磁場をかけはじめて数分後には集まる程度が徐々に減少した。交流磁場は、ゾウリムシが元来もっている上部に集まろうとする性質を一過的に強めたものと考えられる。一方、ゾウリムシを0.58T直流磁場の中にいれると、磁場に対して垂直方向に泳いだ。垂直方向に泳ぐ細胞の比率は、ゾウリムシの泳ぐ液のイオン組成に依存して変化した。すなわち、Ca^<2+>濃度が高いかK^+濃度が低い場合に垂直方向に泳ぐ細胞の比率が上昇した。
水道におけるかび臭問題解決のための遺伝子工学的アプローチ

水につく異臭味、とくにかび臭は、全国各地の水道水源で問題になっている。このかび臭問題の解決には、かび臭産生微生物の二次代謝機構を理解しなければならない。さらに、かび臭分解菌に関する知見もかび臭除去の観点で重要である。課題に対し、遺伝子工学的手法を用いたかび臭分解機構のための実験について報告する。実験の結果、実験に供したpseudomonasの2-MIBの分解能を確認することができた。一方、2-MIBと立体化学的に非常に類似した構造を示したカンファーを唯一の炭素源として生育できる、Camオペロン遺伝子は、チトクロームP-450遺伝子をコードしている。このP-450遺伝子は、2-MIBと構造のよく似た物質を分解する際にかかわっていることから、2-MIB分解にもP-450遺伝子が関与していると見込まれる。このことから、Camオペロンのバクテリアから、哺乳動物にいたる間で高く保存されている領域であるヘム結合領域を上記のプローブにして、2-MIB分解菌からのP-450Cam類似遺伝子の探索を、サザンハイブリダイゼーションにより行った。その結果、Pseudomonasより調製した染色体のHindIIIで切り出される約6.5KbpのDNA断片にサザンハイブリダイゼーションによる反応が認められ、分解能が染色体DNA上にコードしていることが示唆された。また、Camオペロン遺伝子による2-MIB分解能の確認を試みた結果、Camオペロンはカンファーのみでなく2-MIBをも分解することが確認でき、2-MIB分解に対してもCamオペロンに近いチトクロームP-450遺伝子の関与が予想された。かび臭産生微生物の二次代謝機構およびかび臭分解菌の特性を知るための実験を試みた結果につき報告する。1.かび臭はStreptomyces属の放線菌やPhormidium,Anabaena,Oscillatoria等のある種の藍藻類が産生する。抗生物質を産生する放線菌については,最近巨大線形プラスミドが抗生物質産生の調節に関係するといわれている。本実験では,かび臭産生放線菌から巨大線形プラスミドの抽出を行い,500Kb程度の大きさの巨大線形プラスミドを確認できた。また,継代培養を繰り返し,凍結保存した放線菌試料からはプラスミドが欠失したと思われる故に巨大線形プラスミドは確認できなかった。一方,藍藻類に関しては,かび臭産生する菌としない菌の形態状の遠いや細胞質物質の相違がわかりつつあるが,遺伝子的に藍藻類も同様に大きなプラスミドが産生に関与していると考え,抽出を試みた。しかし,前処理の困難さ,コピ-数の少なさから,未だ回収にはいたっていない。なお,備品として購入した巨大DNA分離用電気泳動装置は本実験にあたり,有効に活用することができた。2.Pseudomonas,Flavobacterium属のかび臭分解菌に対して,それぞれの菌株がかび臭分解能を有することを確認し,さらに,プラスミドも抽出することができた。しかし,遺伝子操作までは行っていない。次年度はかび臭産生菌,かび臭分解菌のいずれからもプラスミドの回収を確実に行い,産生能および分解能をコ-ドする遺伝子上の部位を特定し,塩基配列を決定するとともに,関連する酵素の抽出を行いたい。
東湖の水質管理と合理的魚類生産に関する生態学的研究

中国武漢にある東湖(12平方粁、水深4.5メートル)を対象として、相互に相反する水質管理と魚類生産の合理的帰結のための基礎資料として、湖沼動態とその機構を明らかにしようとした。東湖は極めて高度の富栄養状態にあり、夏期はミクロキスチス(通称アオコ)が優占する。ハクレン、コクレンはこのアオコを主な食べ物としているが、その高い生産能に支えられ、夏期に驚くほどの高生産を示す。更に、これらの魚の消化管に取り込まれたアオコは細胞内の物質を栄養物として提供するが、大部分は生き残り、糞として排出された後、湖水に分散して再び光合成を行う。それによって、アオコ-魚類システムを安定化させるという事実を見いだした。ところが、調査の後半においてこの湖沼系に劇的な変化が起こった。更に大きな漁獲を期待して、より多くの幼魚を放流したため、成長期における魚の密度が約20%上がった。同時に大きな群体を形成するアオコが少なくなり、代わって10ミクロン以下の小型緑藻が優占するようになった。一方、ハクレンの成長は悪くなり、逆にコクレンの成長は良くなった。この変化について諸情報を手がかりに検討して次の仮説をたてた。魚の摂食圧が高まりアオコは増殖の機会を失った。アオコの競争圧から解放されて、微細な緑藻は増殖する機会に恵まれた。小型藻類を選択的に摂食する動物プランクトンには好条件になり、生産速度が速くなった。以前はアオコを主な餌としていた本来動物食のコクレンは栄養価が高く、消化・吸収率の良い動物プランクトンを多く摂食することができ、成長が良くなった。一方、ハクレンは藻類食であるが、これらの緑藻では粒子サイズが小さ過ぎ、摂食速度が低下し、ひいては成長が悪くなった。諸パラメターを用いて数理解析することによって、上記の仮説の検証を行い、その正当性を示唆する結果を得た。このことは魚類による生物操作法の一つとして活用する可能性を示している。
PI3K-Akt経路の活性化による成人T細胞白血病発症の分子機構

成人T細胞白血病(ATL)は、HTLV-Iを原因として発症する予後不良のリンパ系腫瘍である。AktはPI3Kの下流で活性化するセリン/スレオニンキナーゼであり、その活性化にはキナーゼドメイン内のスレオニン308(T308)とC末端のセリン473(S473)がリン酸化されることが必要である。Aktはターゲット蛋白のリン酸化を介して抗アポトーシス作用を発揮する。HTLV-Iの発癌機構におけるAktの関与を調べるために、感染細胞株におけるAktのリン酸化とキナーゼ活性を調べた結果、トランスフォーミング蛋白Tax発現との相関が見られた。Aktの上流に位置するPTENやPDK1のAkt活性化への関与は認められなかったが、Aktシグナルの下流にあるRelAのリン酸化やβカテニンの蓄積がAktの活性化と相関していた。なお健常人の末梢血単核球ではAktやRelAのリン酸化およびβカテニンの蓄積は認められなかった。次に、TaxがAktをリン酸化する可能性について検討した。HeLa細胞および293細胞にTax発現プラスミドとAkt発現プラスミドを導入し、TaxによるAktのリン酸化およびキナーゼ活性の誘導能を調べた。両細胞でTaxはAktのT308とS473をリン酸化し、キナーゼ活性を誘導した。さらにTaxはRelAのリン酸化も誘導した。TaxはNF-κB経路に加え、CREB経路を活性化してウイルス自身の転写を活性化する。TaxによるAktの活性化にNF-KBとCREB経路の活性化のどちらが重要であるのかを調べるため、それぞれの経路に対応したTax変異体を用いて解析した。その結果、CREB経路の活性化がAktの活性化に密接に関連していることがわかった。PI3K-Aktの細胞生存シグナルへの関与をみる目的でPI3K阻害剤LY294002のTax発現感染細胞株への影響を検討した。LY294002はAktのリン酸化を阻害したが、NF-KBやAP-1の活性には影響を与えなかった。LY294002は濃度依存性にTax発現感染細胞株の増殖を抑制した。この細胞増殖抑制はアポトーシスの誘導と細胞周期停止によるものであった。さらに、ATL患者の白血病細胞に対してもLY294002は濃度依存性に増殖を抑制した。Aktの下流にあるmTORはS6Kをリン酸化することで、mRNAの翻訳を正に調節し、細胞増殖をもたらす。HTLV-I感染細胞株ではPDK1がS6Kをリン酸化している可能性が示唆され、mTOR阻害薬ラパマイシンは感染細胞株およびATL細胞の増殖を抑制した。以上の結果、TaxはAktをリン酸化することで、HTLV-I感染細胞の生存を維持しており、Aktを介したシグナル伝達系はATL治療の際の良い標的となり得ることが明らかとなった。

HTLV-I感染細胞株ではPDK1がS6Kをリン酸化している可能性が示唆され、mTOR阻害薬ラパマイシンは感染細胞株およびATL細胞の増殖を抑制した。以上の結果、TaxはAktをリン酸化することで、HTLV-I感染細胞の生存を維持しており、Aktを介したシグナル伝達系はATL治療の際の良い標的となり得ることが明らかとなった。成人T細胞白血病(ATL)はCD4^+T細胞の腫瘍性増殖を特徴とする疾患で、治療抵抗性のきわめて悪性度の高い白血病である。HTLV-IはこのATLの原因ウイルスであり、トランスフォーミング蛋白Taxをコードしている。Taxは様々な機能を持っており、ウイルス感染細胞の不死化、クローナルな増殖、ひいてはATLの腫瘍化に中心的な役割を果たしている。Taxが転写因子NF-κBの活性化を介して、サイクリンD1・D2遺伝子の転写を活性化し、T細胞のIL-2非依存性の増殖能の獲得に寄与していることを明らかにした。さらにATL細胞においてサイクリンD1・D2が高発現しており、その発現が病勢の進行と相関することを報告した(Int J Cancer 99,378-385,2002)。ATLに特徴的な病態として多臓器浸潤があるが、TaxはNF-κBの活性化を介して、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)-9遺伝子の転写を活性化することを明らかにし、ATLの多臓器浸潤の有無と血漿中のMMP-9値が相関することを報告した(Blood 99,1341-1349;Br J Haematol 116,94-102,2002)。このようにTaxによる転写因子NF-κBの活性化はATLの発症や病態形成において重要であるが、ATL細胞はTaxを発現していない。しかしながら、NF-κBは活性化しており、NF-κBこそ治療の分子標的となりうる。そこでNF-κBの阻害蛋白であるIκBのリン酸化阻害剤BAY11のATL細胞やHTLV-I感染細胞株に対する効果を検討した。BAY11は上記細胞のNF-κB活性を選択的に抑制し、アポトーシスを誘導した。アポトーシス誘導の分子機構としてサイクリンD1・D2、Bcl-x_Lの発現抑制を明らかにした(Blood 100,1828-1834,2002)。AktはPDGFやTNF-αによるNF-KB活性化に関与していることが報告されており、TaxによるNF-κB活性化機構におけるPI3Kおよびその下流のAktの関与について、NF-κBレポーターアッセイにより解析を行なった。PI3K阻害剤であるワルトマニン処理やキナーゼデッドのAkt、優性抑制変異型Akt発現プラスミドの共発現はTaxによるNF-κB活性化を阻害しなかった。このことから、PI3K-Akt経路のTaxによるNF-κB活性化機構への関与は否定された。しかしながら、Tax非依存性のNF-κB活性化機構への関与の可能性は残っており、現在解析中である。一方、興味あることにHTLV-I感染細胞株をPI3キナーゼ阻害剤であるLY294002で処理すると増殖が抑制され、アポトーシスが誘導された。PI3K-Akt経路がATLの抗アポトーシスのシグナル伝達に大きな役割を担っていることが示唆される。PI3K-Akt経路の抗アポトーシスの機序の解明とPI3キナーゼ阻害によるATL治療の可能性について研究を遂行している。成人T細胞白血病(ATL)は、HTLV-Iを原因として発症するリンパ系腫瘍である。
岩盤破壊時の異常挙動を基とした地震前兆現象の力学的解析

当初予定していたAE測定装置の購入を見合わせたため、当該年度の研究はB値異常現象を解明する力学モデルの構築が中心となった。これは大きさの比が10^3程度にわたり、種々の方向と位置にある10^3程度の多数の亀裂群の滑りと破壊をシミュレートするモデルである。このモデルを用いて既存の岩石室内実験結果との比較を行ったところ、破壊直前のAEの異常挙動が定量的に再現されるなど良好な一致がみられた。したがって、構築されたモデルは十分妥当なものと思われる。この結果を踏まえて、地震の前兆現象としてのB値の異常挙動のメカニズムが、断層の種々の場所での滑りや破壊であることを示し、このような前兆現象を利用してより合理的に地震予知を行う端緒を開くことに成功したと思われる。なお、モデルで扱われる亀裂群はサイズが大きく異なり、かつその数も膨大であるため、亀裂間の相互作用を正確な評価がネックとなっていた。そこで、相互作用を評価する理論を一般化し、適用範囲の広い合理的な評価方法を考案することも行った。(上記の他に、地殻内物質の急速な相変化とそれに伴う地震発生のメカニズムを探るため、高圧化下で物質の相変化がどのように進行するかを実験によって観察した。不安定進行の撮影に成功し、また、解析によって実験結果の再現も行い、相変化による地震発生のメカニズムを検討した。)当初予定していたAE測定装置の購入を見合わせたため、当該年度の研究はB値異常現象を解明する力学モデルの構築が中心となった。)
高齢者における音声障害の評価・訓練システムの開発研究

空気力学的検査の高度化に関して、これまで用いてきた発声時における呼気流率、声の高さ、声の強さの三つのパラメータに声門下圧を追加すべくミニチュア圧トランスデューサを導入し、温度特性と周波数特性を計測、臨床検査での実用性を検討した。しかし、高齢者においては検査の負担が大きく、ごく限られた対象にしか適用できないことが解った。また、種々の疾患の程度とこれらパラメータの間の関係を明らかにしてきた。声帯の振動状態に関する検査の高度化については、エレクトログロトグラフの波形をビデオストロボスコピの画面に同時記録すべく検討中である。音響分析による検査では、癌、ポリープ、反回神経麻痺などの音声障害を伴う代表的疾患について、音響計測量と音声障害の関係を明らかにしてきた。また、過去のデータベースより音響パラメータの正常範囲を求め、病的例との関係を明らかにする基礎とする。その他に基礎的問題としては、計測は一度でいいのか、あるいは、複数回するとすればどのデータを採用すべきかを検討してきた。このことは高齢者における検査では患者の負担の軽減のために重要な事と考える。発声訓練のためのフィードバックの方法については視覚によるものとした。つまり、呼気流率、声の高さ、声の強さの3つのパラメータについては高齢者にも一目で解るように大型のメータに表示する。音響パラメータについてはその内容を理解するのは困難であるため、声の善し悪しや周期の揺らぎを一目で把握できるように音声信号を図を用いて表現することを試みている。空気力学的検査の高度化に関して、これまで用いてきた発声時における呼気流率、声の高さ、声の強さの3つのパラメ-タに声門下圧を追加すべくミニチュア圧トランスデュ-サを導入し、現在この温度特性と周波数特性を計測、これらの補正を検討中である。また、種々の疾患の程度とこれらパラメ-タの間の関係を明かにしてきた。音響分析による検査では、癌、ポリ-プ、反回神経麻痺などの音声障害を伴う代表的疾患について、音響計測量と音声障害の関係を明かにしてきた。また、過去のデ-タベ-スより音響パラメ-タの正常範囲を求め、病的例との関係を明かにする基礎とする。その他に基礎的問題としては、計測は一度でいいのか、あるいは、複数回するとすればどのデ-タを採用すべきかを検討してきた。発声訓練のためのフィ-ドバックの方法については現在粗案の段階であるが、評価システムの高度化についてはほぼ計画通りの進展を見たと言えよう。なお、音響分析部や空気力学的検査部の制御、患者の病歴の登録、検査結果の記録、発声訓練の有用な情報の視覚的フィ-ドバック等に用いるパ-ソナルコンピュ-タは、当初IBM社のものを考えていたが、納期や周辺機器、操作の簡便性などを考慮してMacintoshに変更した。
脳梗塞における内在性TLRリガンドの同定とT細胞を標的とした新規治療法の開発

我々は脳梗塞後の炎症をモデルにおいて、脳虚血早期に浸潤するマクロファージが産生するIL-23が、脳虚血遅延期に浸潤するγδΤ細胞からIL-17産生を誘導し梗塞層の拡大を招いていることを発見し報告した。このように早期の炎症性サイトカインの産生抑制は脳梗塞ばかりでなく多くの虚血性疾患の病態に関連することが明らかにされつつある。しかし無菌的な状況でマクロファージからの炎症性サイトカインの産生機序は不明である。本年度は脳組織において炎症を惹起させる脳内因子を同定する手法を確立し、実際にperoxiredoxin(Prx)familyタンパクを新規に同定した。まずマウスの脳抽出液を作製し、これを培養樹状細胞に添加すると樹状細胞が活性化されてIL-23やIL-1β、TNF-αなどの炎症性サイトカインを産生した。脳抽出液を分画することによって、およそ1525kDaのタンパクが樹状細胞を活性化していることが判明したが、最終的に質量分析計を用いて脳抽出液中のタンパクを同定することにより、Prx familyタンパクが樹状細胞を強く活性化することを発見した。Prxは細菌から哺乳類まで幅広い生物に存在しており、哺乳類ではPrx16までの6つのsubtypeが存在する。このPrxfamilyタンパクが細胞死に伴って細胞外に放出されると、Toll-like receptor(TLR)2/4を介してマクロファージを活性化させる機能を持つことを確認した。さらにPrxfamilyタンパクそれぞれに対する中和抗体を作製して一過性脳虚血モデルマウス(脳梗塞モデル)に投与したところ、炎症細胞のサイトカイン発現が抑制され、梗塞体積や神経症状の改善効果が認められた。これらのことからPrxがマクロファージを活性化させる内因性のTLRアゴニストであることが示された。計画1年目にしてPrxの同定、抗体による梗塞抑制、TLR2/4を介したメカニズムなどを解明しすでに論文はNature Medicine誌にacceptされている。平成23年度途中で助教に就任し、学術振興会PDとしては最終年度のため記載なし。
電子伝達機能をもつ鉄-硫黄タンパク質の電子状態-物性物理からのアプローチ-

引き続きFe_2S_2クラスターに注目してその電子状態と磁性を検討した。特に、ランチョス法に基づく大規模厳密対角化計算により鉄と硫黄の電荷移動エネルギーをパラメータとしてスピン量子数で区分けされる部分空間における最低固有状態を求めた。形式的にFe^<3+>とFe^<2+>が存在する場合は、Fe間の超交換相互作用と二重交換相互作用の競合により、電荷移動エネルギーの大きなところでS=9/2が安定になり、そこから電荷移動エネルギーを減少させるとS=1/2が基底状態となり、さらに減少させていくとS=7/2が基底状態となる。電荷移動型とモット・ハバード型という区分けで見ると、この系は電荷移動型に属していると見るべきであり、系に非対称性がない場合はS=9/2が基底状態になると期待される。非対称性が含まれるとS=1/2が安定になる。一方、実験からは二核の還元型鉄-硫黄クラスター[Fe2S2]^<1+>では、システインがクラスターに付随しているときはFe^<3+>とFe^<2+>が区別できる局在状態にあり全スピンはS=1/2となる。しかし、システインの一部をセリンに置換すると非局在な混合原子価状態Fe^<2.5+>Fe^<2.5+>が形成され全スピンがS=9/2となる。この振る舞いは、上記の理論結果とは必ずしも整合していない。システインの端にある硫黄とセリンの端にある酸素の違いのためセリン置換により電子分極率が減少する。そのため、系全体の遮蔽効果が減少し、静電的クーロン相互作用に関わるエネルギーが増加することが期待される。その結果可能なシナリオは、もともとセリン置換前はS=1/2が基底状態となるパラメータ領域に物質系は存在しており、置換効果によって電荷移動エネルギーが増大する結果、S=9/2が安定となるというものである。このシナリオを確認するのは容易ではないが、硫黄の内核X線吸収分光が有効な実験手段となることを議論した。本年度はFe_2S_2クラスターに注目してその電子状態を検討した。特に、環境がクラスターの量子力学的な電子状態にどのような効果を及ぼすのか解明することを目標とした。凝縮系物理の観点からは,環境の効果をいかに簡潔な形でモデル化できるかが重要である。その観点から特に重要だと思われるのが,二核の還元型鉄-硫黄クラスター[Fe_2S_2]^<1+>である。システインがクラスターに付随しているときは基底状態はFe^<3+>とFe^<2+>が区別できる局在状態にある。そのときの全スピンはS=1/2となる。しかし、システインの一つをセリンに置換すると非局在な混合原子価状態Fe^<2.5+>Fe^<2.5+>が形成され全スピンがS=9/2となる。クラスターを取り囲む環境変化がクラスターのあるパラメータを変化させて,波動関数の混成変化を生じさせているものと思われる。そこで、Fe_2S_2クラスターに付随する配位子Sの3p軌道のポテンシャルを変化させることで、基底状態の全スピンがどのように変化するか調べた。手法は、ランチョス法に基づく大規模厳密対角化計算である。そのパラメータは、結晶場計算から得られたFe3d軌道のエネルギー準位や、Harisonのパラメータ化による混成相互作用、さらにFe上のクーロン相互作用である。S=1/2の基底状態を得るには、二つの鉄イオンの構造による非対称性が重要であることがわかった。また、S=9/2を得るには、その非対称性が消失するほうが都合のよいことが計算から示された。これらの結果は、最近行われた、構造解析の結果ともコンシステントである。昨年度に引き続きFe_2S_2クラスターに注目してその電子状態と磁性を検討した。特に、環境がクラスターの量子力学的な電子状態と磁性にどのような効果を及ぼすのか解明することを目標とした。二核の還元型鉄-硫黄クラスター[Fe2S2]^1+では、システインがクラスターに付随しているときはFe^3+とFe^2+が区別できる局在状態にあり全スピンはS=1/2となる。しかし、システインの一部をセリンに置換すると非局在な混合原子価状態Fe^2.5+Fe^2.5+が形成され全スピンがS=9/2となる。その効果の起源を明らかにするため、まずランチョス法に基づく大規模厳密対角化計算により鉄と硫黄の電荷移動エネルギーを変化させることで基底状態の電子状態と磁性を明らかにした。超交換相互作用と二重交換相互作用の競合により電荷移動エネルギーの大きなところでS=9/2が安定になることが分かった。電荷移動エネルギーを減少させるとS=1/2が基底状態となる。その境界で二つの鉄に非対称性を加えるとS=1/2が安定となる。実験で現れている上記現象を理解するためには、二つの可能性がある。一つは、S=9/2の基底状態が元々安定で、システインだけの時、構造上の非対称性によってS=1/2が安定となっており、セリンを加えることでその非対称性が消失するとする考え方である。もう一方は、元々S=1/2が安定で、セリン置換により電荷移動エネルギーが増加するという考え方である。その際、セリン置換による分極率減少が必要となる。現在、そのどちらが現実に起こっているのか検討中である。

引き続きFe_2S_2クラスターに注目してその電子状態と磁性を検討した。特に、ランチョス法に基づく大規模厳密対角化計算により鉄と硫黄の電荷移動エネルギーをパラメータとしてスピン量子数で区分けされる部分空間における最低固有状態を求めた。形式的にFe^<3+>とFe^<2+>が存在する場合は、Fe間の超交換相互作用と二重交換相互作用の競合により、電荷移動エネルギーの大きなところでS=9/2が安定になり、そこから電荷移動エネルギーを減少させるとS=1/2が基底状態となり、さらに減少させていくとS=7/2が基底状態となる。電荷移動型とモット・ハバード型という区分けで見ると、この系は電荷移動型に属していると見るべきであり、系に非対称性がない場合はS=9/2が基底状態になると期待される。非対称性が含まれるとS=1/2が安定になる。一方、実験からは二核の還元型鉄-硫黄クラスター[Fe2S2]^<1+>では、システインがクラスターに付随しているときはFe^<3+>とFe^<2+>が区別できる局在状態にあり全スピンはS=1/2となる。しかし、システインの一部をセリンに置換すると非局在な混合原子価状態Fe^<2.5+>Fe^<2.5+>が形成され全スピンがS=9/2となる。この振る舞いは、上記の理論結果とは必ずしも整合していない。システインの端にある硫黄とセリンの端にある酸素の違いのためセリン置換により電子分極率が減少する。そのため、系全体の遮蔽効果が減少し、静電的クーロン相互作用に関わるエネルギーが増加することが期待される。その結果可能なシナリオは、もともとセリン置換前はS=1/2が基底状態となるパラメータ領域に物質系は存在しており、置換効果によって電荷移動エネルギーが増大する結果、S=9/2が安定となるというものである。このシナリオを確認するのは容易ではないが、硫黄の内核X線吸収分光が有効な実験手段となることを議論した。
薬剤師による統合失調症患者のアドヒアランス向上に向けた取り組み

精神科を標榜する病院において、医療従事者による患者のサポートは非常に重要である。本研究では、統合失調症と診断され入院し、その後、退院した患者へのサポートとして、今まで、あまり実施されてこなかった薬剤師による服薬カウンセリング(医療電話)が、統合失調症患者のアドヒアランス向上あるいは再入院に良い影響を及ぼすか否かを明らかにしようとしている。
中東・イスラーム世界におけるゴラーム・エリートの歴史的研究

平成14年度は特にペルシア語史料アフザル・アル・ダヴァリークの読解と分析に集中的に取り組んだ。同作品は唯一の写本が英国ケンブリッジ大学の図書館で近年発見されたばかりであり、17世紀のペルシア語かつ数名の写字生によって筆写され各々筆跡が異なるなど、その読解は困難を極めたが、1年をかけて全体を通読して必要な情報をおおむね抽出することに成功した。このうち、写本にみえる「ゴラーム」集団形成に関しては日本中末学会年次大学(平成14年5月於東京大学)において、また、シャー・アッバース1世の対コーカサス改集とゴラーム・リクルートの問題に関しては日本オリエント学会(平成14年10月於東北大学)に参加し口頭発表を行った。また、10月にはゴラーム・エリートの故地グルジアにおいて、史料調査を実施し、関連する研究文献を入手することができた。研究成果をまとめた論文の執筆は英文・和文ともに最終段階であり、ほぼ終えている。研究二年目の終わりとしては、当初予定していたイラン以外の地域におけるゴラームエリートとの比較研究が一部の成果をあげるに止まった点、及び成果の公表が遅れがちであった点を反省している。今後の評価を通じて、こうした反省点に立脚して鋭意比較研究を進めることで、大きな成果をあげてきたいと考えている。
自発運動による海馬神経細胞の新生促進にどのような脳神経回路が必要なのか?

前年度までの研究結果より、神経細胞の新生の促進は海馬歯状回でのローカルエリアでの神経活動によって直接的に制御を受けることが明らかとなり、本研究の目的を達成することが出来た(現在論文発表の準備中)。更に前年度の研究の中で、海馬におけるシナプスの可塑的な変化が新生神経細胞の生存に影響を与えることを示す興味深い実験結果を得た。今年度は、無麻酔、非拘束下で海馬歯状回にLTPを観察する実験系を用いて、新生神経細胞の回路への組み込みがLTPの誘導、持続性に影響するか否かを検討した。まず、X線照射による神経新生の阻害効果を検討し、対象群に比べ、神経新生が約90%抑制される条件を得た。次に、X線照射がLTPへ与える影響を検討した。その結果、X線照射群でもLTPは正常に誘導され、その増強程度に影響はなかった。その後の観察を行ったところ、コントロール群ではLTPは時間と共に減衰し、テタヌス刺激後2週間でLTPは消失した。しかし、驚くべきことにX線照射群では、テタヌス刺激後2週間経過してもLTPは持続していた。30週令程度のラットにおいては、神経細胞の新生程度に個体差が存在する。この事象を利用して、個々の動物での神経新生の程度とLTPの持続率との相関関係について検討した。その結果、歯状回におけるBrdU陽性細胞数が少ない動物では、BrdU陽性細胞の数が多い動物に比べ、LTPの持続率が高い傾向を示した。以上の結果は、現在、学術雑誌への投稿準備中の段階にある。今年度は、まず海馬での神経細胞の新生促進に、どの脳領域での神経活動が重要であるかについて検討した。神経活動を人為的に制御するため、成獣ラットの脳に慢性的に刺激電極を埋め込み、神経線維を刺激する実験系を使った。その結果、海馬歯状回へ直接投射する貫通線維への電気刺激により、海馬歯状回において新生細胞の分裂が増加した。また、分裂促進と共に、電気刺激によって新生細胞の生存も増加することが明らかとなった。更に、その増加はNMDA受容体阻害剤で抑制された。以上の結果より、神経細胞の新生の促進には、海馬歯状回でのローカルエリアでの神経活動によって直接的に制御を受けること、更にそれはNMDA受容体を介する現象であったことがわかった。以上の結果は、現在、学術雑誌への投稿準備中の段階である。次に、廻し車の運動の、歯状回での神経細胞死への影響について報告する。廻し車の運動によって神経細胞の新生は促進するが、それに伴い、歯状回の体積が増加するのか明らかでない。そこで、歯状回の体積を定量した。その結果、運動は神経細胞の新生を増加するが、歯状回の体積を増加しないことがわかった。詳しい検討を行うために、(1)形態学的、生化学的な神経細胞死の定量解析と(2)歯状回の細胞密度を解析した。その結果、運動によって海馬で神経細胞死が増加することがわかった。これらの結果より、運動は海馬の総神経細胞数を増加するというよりもむしろ、神経細胞の入れ替わり(代謝回転)を促進することが考えられた。以上の成果について、筆頭著者として2006年にNeuroscience Research誌に報告した。