hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複素解析構造の総合的研究

代数関数体上のNevanlinna-Cartan理論について個数関数の打ち切り位数について新しい結果を得た。さらに,この手法を有理点分布に応用した.欠除指数のある有理型写像,次数の低い双曲的射影超局面の構成が行われた.L^2拡張定理,正閉カレントの拡張が研究され代数幾何への応用が成された.無限次元複素解析について進展があった.クライン群,複素力学系について新しい結果が得られた.CR-構造,特異点の研究に新たな手法の開発が行われた.擬凸領域の境界問題についてCR-構造との関連で新しい事実が判明した.複素関数空間,調和解析の分野での研究が進み,境界正則関数の拡張問題に進展をみた.昨年度に開催された岡潔生誕百年記念多変数複素解析国際会議京都/奈良2001,で得られた成果を発表する準備をしている.そこで明らかになった諸問題を,各分担者を中心に研究が進められた.また今年度は,葉山多変数複素解析シンポジウムを開催し内外の多くの参加者を得,成果の国際的発信を行い,共同研究を行った.代表者を中心として正則写像の値分布の研究が行われた.関数体上で準アーベル多様体のイロハ予想の類似を証明し有限性定理を得た.高次元小林双曲的射影超曲面で算術的有限性を持つものを構成した.また準アーベル多様体内の正則曲線のジェット像の構造定理を得た.山ノ井は,小関数の打ち切り個数関数を用いる第二主要定理の証明をした。藤本は,一意性多項式になる為の条件を完全に決定した.下村は,Painleve超越関数PIVについて,小関数に関する値分布を調べ,増大度の上からの評価を得ることに成功した.相原と森は共同で複素射影空間内の任意の超曲面に対して,その超曲面から定まる定数と0との間にある任意の実数を除外指数として持つ有理型写像を構成した。大沢はL^2拡張定理を複素多様体上で証明した.清水と児玉は,非有界領域C^k×(C^*)^lの特徴付け行った.宮嶋,赤堀らは,正規孤立特異点のモジュライに関して強擬凸CR構造の変形を通じての記述に成功した.平地は,CR幾何学および共形幾何学に現れるスカラー不変量の解析を行った.その結果,共形,CRの二つの枠組みでのQ-曲率はアンビエント計量を用いた同一の表示を持つことを示した.泊は,曲線特異点に対し多重種数δ_mを定義し、通常特異点の特徴づけを得た。満渕は,定スカラー曲率射影代数多様体の漸近的安定性を示した.辻は,多重種数の変形不変性を劣随伴公式の形に一般化した。高山は,代数多様体上の正則直線束とその特異エルミート計量の組に対し、新しい交点理論を展開し、幾つかの基本的な結果を得た。その他複素力学系,リーマン面のモジュライ理論,多変数正則関数空間,補間問題,ポテンシャル論での研究の進展をみた.昨年度の研究で明らかになった諸問題を,引き続き各分担者を中心に研究協力者とともに研究が進められた.葉山多変数複素解析シンポジウムをはじめ,いくつかの研究集会が開催され,海外の研究者の参加を得て,成果の国際的発信を行い,共同研究を行った.代表者を中心として正則写像の値分布の研究が行われ,準アーベル多様体への正則曲線についてそのジェット像の構造定理を得た。さらに、Winkelmann、山ノ井との共同研究で第二主要定理の打ち切りレベルを1にできることについて証明ができた。これには重要な応用があり、30年前に提出されたM.Greenによる予想が肯定的かつより一般的な形で解決される。
4次元CT装置の概念設計と画像再構成に関する研究

3次元CTに時間軸を加えた4次元CT装置の開発が国内外で開始され,特に放射線医学総合研究所が(株)東芝メディカルシステムズと共同で開発した4次元CTの試験機は世界的に大きな注目を浴びている.この装置はコーンビームを放射するX線源と2次元検出器が被写体を囲む円軌道上を連続回転する走査方式を採用しており,Feldkampらにより提案された3次元コーンビームCTの拡張と考えることができる.しかし,現在実用化が進められている4次元CTの構成方式や画像再構成のデータ処理法には,(1)計測データ不完全性に伴うアーティファクト,(2)心臓などの高速な動きを捉えるには不十分な時間分解能,(3)X線被爆量の著しい増加,などの幾つかの問題点が指摘されている.本研究では,現状の4次元CT構成方式におけるこれらの問題点を解決するため,新しい4次元CT構成方式とそれに関連する画像再構成のデータ処理法の開発を行った.具体的には,(1)円軌道走査方式に対する高精度画像再構成法の開発,(2)完全データを取得できる走査方式の開発(サドル軌道走査方式),(3)高時間分解能を実現する4次元CT構成方式の開発(複数X線源走査方式),(4)X線被爆量低減を実現する4次元CT構成方式の開発(関心領域X線照射方式),の4つの項目を検討した.そして,これらの成果を9件の国際雑誌論文と10件の国際会議論文として発表した.結論として,現状の4次元CT構成方式で生成される画像を改善する手法や将来の新しい4次元CTの構成方式の基礎を確立することができたと考えている.3次元CTに時間軸を加えた4次元CT装置の開発が国内外で開始され,特に放射線医学総合研究所が(株)東芝メディカルシステムズと共同で開発した4次元CTの試験機は世界的に大きな注目を浴びている.この装置はコーンビームを放射するX線源と2次元検出器が被写体を囲む円軌道上を連続回転する走査方式を採用しており,Feldkampらにより提案された3次元コーンビームCTの拡張と考えることができる.しかし,現在実用化が進められている4次元CTの構成方式や画像再構成のデータ処理法には,(1)計測データ不完全性に伴うアーティファクト,(2)心臓などの高速な動きを捉えるには不十分な時間分解能,(3)X線被爆量の著しい増加,などの幾つかの問題点が指摘されている.本研究では,現状の4次元CT構成方式におけるこれらの問題点を解決するため,新しい4次元CT構成方式とそれに関連する画像再構成のデータ処理法の開発を行った.具体的には,(1)円軌道走査方式に対する高精度画像再構成法の開発,(2)完全データを取得できる走査方式の開発(サドル軌道走査方式),(3)高時間分解能を実現する4次元CT構成方式の開発(複数X線源走査方式),(4)X線被爆量低減を実現する4次元CT構成方式の開発(関心領域X線照射方式),の4つの項目を検討した.そして,これらの成果を9件の国際雑誌論文と10件の国際会議論文として発表した.結論として,現状の4次元CT構成方式で生成される画像を改善する手法や将来の新しい4次元CTの構成方式の基礎を確立することができたと考えている.本年度は以下の2点について研究を行い、1件の国際会議論文・1件の国内会議論文として成果を発表した。まず、現在放射線医学総合研究所に設置されている4次元CT装置の構成方式や画像生成のデータ処理に関する計算機シミュレーション実験を行い、この方式では測定データの不完全性や被写体の動きによるアーティファクトが大きく、装置の構成方式やデータ処理法に改善が必要であることを明らかにした。次に、測定データの不完全性に起因するアーティファクトを削減するため、鞍軌道(サドル軌道)と呼ばれる曲線上をX線源を動かす新しいデータ収集法を開発した。また、このデータ収集法で得られた測定データから数学的に厳密な画像生成を行うための新しい画像再構成法を開発した。心臓のイメージングを想定して提案手法のシミュレーション実験を行い、鞍軌道を用いることによって従来の4次元CT装置構成方式と比較してより正確なCT画像が得られることを確認した。次に、被写体の動きに起因するアーティファクトを削減するため、複数のX線源を連続回転させる新しいデータ収集法(複数X線源走査方式)と画像生成に用いるデータの時間幅を理論的な最小値に設定する新しい画像生成のデータ処理法(超ショートスキャン画像再構成法)を開発した。心臓の動きと体動を考慮に入れた提案手法のシミュレーション実験を行い、複数X線源走査方式と超ショートスキャン画像再構成法により被写体の動きに起因するアーティファクトが大幅に削減されることを確認した。次年度以降は、本年度の成果を更に発展させ実用的なものにすることと4次元CTのもう1つの大きな問題点であるX線被爆量の削減について検討する予定である。本年度は、以下の3点について研究を行い、3件の国際雑誌論文と2件の国際会議論文として成果を発表することができた。まず、放射線医学総合研究所に設置されている4次元CT装置の実データを用いて、現状の4次元CT装置の構成方式と画像再構成法の評価を行った。そして、物体の周囲をX線源を一回転させて投影データを取得する(いわゆる)Feldkamp法で生じるアーティファクトが実質的にどの程度問題になるかを評価した。

次に、昨年度に開発した時間分解能を向上させる新しい方式である複数X線源走査方式と超ショートスキャン画像再構成法にデータ処理時間の点で改良を加え、インクリメンタルスライディングウィンドウ(ISW)法と呼ばれる極めて有効と思われる着想に基づく新しい画像再構成法を開発し1フレームの画像を生成するデータ処理時間を大幅(数十分の一)に短縮することに成功した。これに加えて、従来の超ショートスキャンによる画像再構成法の1つの発展性として、超ショートスキャンでの厳密な画像再構成を可能とする新しいクラスの画像再構成法を発見した。最後に、3次元・4次元CTにおけるX線被爆量を削減する問題に対して基礎的な検討を行った。1つ目のアプローチは、透過型(X線)CTの雑音の統計的モデルに基づく統計的画像再構成による雑音軽減の試みである。2つ目のアプローチは、X線を照射する範囲を物体の一部(関心領域)に限定する部分走査方式である。両方のアプローチとも理論的な検討はほぼ終了し簡単なシミュレーション実験は行ったが、より詳細な実験的検討は来年度の課題となる。特に部分走査方式を実現するにはtruncationされた投影データからの画像再構成法が必要でなり、今年度も検討したがこれは極めて重要な問題であり来年度も継続して検討する予定である。本年度は、以下の3点について研究を行い、2件の雑誌論文と3件の国際雑誌論文として成果を発表することができた。まず、1つ目として、3次元CTや4次元CTのX線被爆量を大幅に低減できる新しい装置構成方式として、心臓などの検査の目的となるターゲットのみにX線を照射する『関心領域X線照射方式』を提案した。また、関心領域X線走査方式ではtruncationされた投影データからの画像再構成法が必要となるが、これについて厳密な画像再構成の可能性の数学的検討と具体的な画像再構成法の開発を行った。そして、典型的な心臓イメージングの状況を想定したシミュレーション実験を行い、本方式により数分の一のX線被爆量で従来方式と同じ画質の心臓領域のCT画像が得られることを示した。次に、2つ目として、放射線医学総合研究所に設置されている4次元CT装置のようにX線源を円軌道上を動かす標準的なX線源の走査方式において測定データの不完全性により生じるアーティファクトを削減するため、欠損データを物体の面積分を表す3次元ラドン変換の空間で補間により推定する原理に基づく新しい画像再構成法を開発した。そして、シミュレーション実験を行い、本手法により特に低周波成分のアーティファクトが削減されることを示した。最後に、3つ目として、測定データの欠損が生じない新しい4次元CTの走査方式として期待されているサドル軌道(本研究の初年度において開発したもの)に対して、計算が単純で実用的な新しい画像再構成法を開発した。これによりサドル軌道の実用性は急速に高まったと考えられる。そして、シミュレーション実験を行い、サドル軌道では円軌道のようなアーティファクトが生じなく高画質のCT画像が得られることを示した。
メチル水銀による神経細胞毒性の発現機構に関する研究

塩化メチル水銀(MMC)の経口投与により、ラットに実験的水俣病を発症させ、メチル水銀(MM)の体内動態ならびにミトコンドリアへの影響について追及した。第一に、経口投与方法により、実験的水俣病発症モデルを主に亜急性中毒の面から検討した。亜急性中毒の場合はMMC7.08.5mg(as Hg/Kg Rat Weight/day)を7日間、強制的に経口投与することにより、投与終了後7日目に穏和な発症(後肢交叉および後肢まひ)を示すモデル作成の条件を得た。第二に、ラットに1回経口投与されたMMの血中及び臓器中における経時的な推移と、MMが赤血球から肝、腎および脳に移行し蓄積する過程に関して追及を行った。その結果、血中のMMの大部分がヘモグロビン(Hb)と強固に結合しており、非結合型MMはHb分画に25%存在していた。また、血中のMMは、グルタチオン(GSH)のSH基の作用によりGSH-MM複合体を形成し、臓器間を移行する可能性が考えられた。また、第三に発症ラット肝、腎および脳内へのMMの移行動態を溶媒親和性および分子量の面から経日的に追究した。その結果、脳内への侵入、蓄積および排出には脂質などに溶解した状態のMMが関わっていると考えられた。第四に、ラット脳および肝からミトコンドリア分画(Mt)を分離し、MMがMt呼吸機能に及ぼす影響を、in vitroおよび発症ラット脳Mtおよび肝Mtを用いたin vivoで追及した。in vitroにおいてMt呼吸機能に対するMMの影響は解糖系以後の酸化的リン酸化の過程に対する可逆的な阻害であり、電子伝達系のフラビン酵素からcytochrome c_1の間に阻害部位があることが示唆された。in vivoではMtに対する阻害は顕著でなく、むしろシナプトソ-ム分画における過酸化脂質生成に関係があることが示唆された。以上、本研究により、経口摂取されたMMが細胞レベルでの生化学面に及ぼす影響について、その一端を明らかにした。メチル水銀によるミトコンドリア(Mt)のエネルギー代謝系に関する阻害を追究し,神経細胞毒性の発現に対する関与について検討した.塩化メチル水銀(CH_3HgCl)を,ウィスター系雄性ラット7週令に1日当り体重1Kg当りHgとして8.0mgを経口投写することによって実験的水俣病を発症させた.この間の投与日数にともなうラットの体重変化に基づいてメチル水銀(MM)中毒の状態が,発症前段階ならびに発症後の状態を示す各中毒段階のモデルラットを作成した.各中毒モデル段階のモデルラットの大脳,小脳および肝臓からMtをOZAWA法により分離し, Mtに各種呼吸基質を添加して生化学用溶存酸素計を使用し, state3呼吸およびstate4呼吸の呼吸活性を測定して呼吸制禦比を求め,各中毒段階におけるMMの影響について比較検討した.大脳および小脳のMtの電子伝達系において一連の機能低下をおこす呼吸阻害部位はTCA cycle以降であることが推定された.このことは,正常ラットから分離したMtにMMをin vitroで添加した場分の阻害部位と同様であった.しかし, Mt分画中のMM濃度を測定した結果, MMがMtにin vitroで添加された場合と経口的に投与された場分とでは, MMの阻害濃度が異なることが示された.

さらに,二波長令光光度計(日立ー557型)を使用し,標品のチトクロムC(Cyt C)を用いて差スペクトル法測定を行なったところ, Cyt CにCH_3HgClを添加することによりCyt Cの環元速度が遅くなること,波長280300nmでCyt Cの酸化型/環元型の差スペクトルが,対照試料が負にシフトするのに対したCH_3HgClが添加されたCyt Cは正にシフトすること等, MMがMf呼吸鎖成分のコンフォメーションを変化させることが推察された.なお,ここで, Mt試料の分光学的測定に適用できるMtの分離調製法を検討し,各中毒段階において分離されたMt中のCyt Cについても同様なことが示されるかどうかについて追究中である.経口的に摂取されたメチル水銀が、神経細胞毒性を発現するに至る過程において、血中から臓器間を移行する際の形態について追求するとともに、細胞内に移行したメチル水銀が示すミトコンドリア(Mt)におけるエネルギー代謝系に対する阻害部位を究明した。7週令雄性ラットに塩化メチル水銀(CH_3HgCl)を経口投与し実験的水俣病の発症モデルを作成した。この間、中毒の状態が発症前段階ならびに発症後の状態を示すメチル水銀中毒(MeHg中毒)の各段階において、大脳、小脳、肝臓、腎臓を摘出し、臓器ホモジネートを低分子画分、脂質画分、高分子画分に分画し、各画分のMeHgについて、その存在形態をloosely bound type MeHg(非結合型MeHg)およびbound type MeHgに分別して分析した。これらの推移から、肝臓や腎臓に比べて脳における非結合型MeHgの割合に特異な推移がみられる等、MeHgの臓器間移行と毒性発現に関して非結合型MeHgが重要な役割を担っていることが考えられた。ラットを用い、ネンブタール麻酔下で心臓よりHanks PBS(-)液を注入して脱血した全脳を摘出し、Ficollを用いた密度勾配遠続法(99000g30min)により非シナプス性Mtを得た。従来のOZAWA法によるよりも、この方法でラット脳からMtを分離することによりMt呼吸鎖成分の分光学的測定が可能になった。非シナプス性Mtに、呼吸活性を完全に阻害する濃度のCH_3HgClを添加し、4°Cで1時間酸素平衡下にインキュベートした。これにグルタミン酸Na・コハク酸Na混合-呼吸基質およびADPを添加し、2波長分光々度計(日立-557型)により還元一酸化差スペクトル測定を行なったところ、対照Mtの差スペクトルに存在した電子伝達複合体-Cyt、b、c_1、c、aa_3の吸収が消失した。このことから、MeHgにより胞Mtの電子伝達系のCyt bからCyt c_1の間が阻害されることが明らかとなった。ラットに1回経口投与されたメチル水銀(MM)の血中及び臓器中における経時的な推移(投与後1,6,12,24,48時間)とMMが赤血球から、肝、腎および脳に移行し蓄積する過程に関して追究を行った。ラットの場合、血中のMMの大部分がヘモグロビン(Hb)と強固に結合していたが、Hb分画中に存在する25%の遊離した状態の非結合型MMが血しょう中へ解離し、脳内へ緩慢に移行し蓄積することが示唆された。さらに、血中のMMのグルタチオン(GSH)による透析の結果から、結合型MMは、GSHのSH基の作用により、GSH-MM複合体を形成し、臓器間を移行する可能性が考えられた。
細胞死受容体刺激により活性化される新しいリボヌクレアーゼの同定と生体内機能の解析

本研究は、細胞死受容体刺激によって開始されるアポトーシスにおいて活性化され28SリボソームRNAを特異的に切断し、タンパク質合成を阻害してアポトーシスを促進すると考えられるリボヌクレアーゼ活性の精製から始められた。そして、細胞死受容体Fasを刺激してアポトーシスを起こしたヒトJurkat細胞の溶解液にラジオアイソトープでラベルした正常なリボソームを反応させる無細胞(cell-free)系を様々な条件下で検討し、その結果in vivoで見られたのと同様の28SリボソームRNAの分解をin vitroで再現することに成功して、このアッセイ系を利用してリボヌクレアーゼの詳細な解析が可能となった。この研究は、この後細胞内に存在する他の非特異的な分解活性を有するリボヌクレアーゼ活性との分離という従来の生化学手法において解決困難な技術的問題に直面したが、この点を克服しさらにアポトーシスとリボソームの関連を解析する新たな手法として、正常細胞とアポトーシス細胞からリボソーム画分を単離して、両者に含まれるタンパク質を電気泳動的に分析・比較しアポトーシス特異的に見られるタンパク質バンドを質量分析を利用して解析し、アポトーシスにおいてリボソームに作用するタンパク質を同定する方法の試みへと展開していった。この手法は網羅的であるがゆえにリボヌクレアーゼに限らずリボソームに作用する他のタンパク質も同定可能という汎用性のあることが生かされつつあり今後の進展が期待される。研究代表者の予備実験によって存在が示されたリボヌクレアーゼは細胞死受容体刺激によって開始されるアポトーシスにおいて活性化され28SリボソームRNAを特異的に切断し、タンパク質合成を阻害してアポトーシスを促進すると考えられている。本研究の当初の目的を達成するため、細胞死受容体Fasを刺激してアポトーシスを起こしたヒトJurkat細胞の溶解液にラジオアイソトープでラベルした正常なリボソームを反応させる無細胞(cell-free)系を様々な条件下で検討した。その結果in vivoで見られたのと同様の28SリボソームRNAの分解をin vitroで再現することに成功し、このアッセイ系を利用してリボヌクレアーゼの詳細な解析が可能となった。また上記の予備実験を発展させ、従来不明であったリボソームサブユニットおよびリボソームタンパク質のアポトーシスにおける動態を調べた。その結果、1.研究代表者によって新たに開発された電気泳動法を用いて様々なアポトーシスにおけるヒトリボソームの大および小サブユニットの構造を調べた結果、28SリボソームRNAの断片化が起こる系においても、リボソームサブユニットの分解あるいは高次構造の大きな変化は検出されなかった、2.抗癌剤として知られるスタウロスポリン刺激によってアポトーシスを誘導した乳ガン細胞においてリボソームタンパク質S11が特異的にdown-regulationされること等が明らかになった。さらにアポトーシスが起こりはじめる初期発生(胚着床)に関与していると考えられてきた分子trophininの生体内での役割を明快に示すため同タンパク質遺伝子のノックアウトマウスの解析おこない、trophininの発生における重要性と進化上の位置づけについて論文をまとめた。研究代表者は最近、細胞死受容体刺激によって開始されるアポトーシスにおいて活性化されるリボヌクレアーゼ活性が28SリボソームRNAを特異的に切断し、タンパク質合成を阻害してアポトーシスを促進することを明らかにした。この研究をさらに推進するため、細胞死受容体Fasを刺激してアポトーシスを起こしたヒトJurkat細胞を利用した無細胞系を用いてリボソームRNAの分解活性分画をクロマトグラフィー法により行った。本法は生化学的には正当な方法であるが、細胞内に存在する他の非特異的な分解活性を有するリボヌクレアーゼ活性との分離に困難を伴なった。この点を克服しさらにアポトーシスとリボソームの関連をより網羅的に解析する方法として、正常細胞とアポトーシス細胞からリボソーム画分を単離して、両者に含まれるタンパク質を電気泳動的に分析しアポトーシス特異的に見られるタンパク質バンドを質量分析(MALDI-TOF MS)を利用したマス・マップ法で解析することで、アポトーシス特異的にリボソームに作用するタンパク質の同定法を検討してきた。今後上述の2法を併用して本研究の目標を達成したい。

リボソームに関する網羅的研究の過程で、リボソームタンパク質L39に相同性の高い新しいタンパク質を見出し、このタンパク質が正常組織では精巣のみに発現するにもかかわらず、癌化に伴って様々な組織由来の癌細胞に発現することを明らかにした。この分子は新しい腫瘍マーカーとしての可能性があるだけでなく、発癌(およびその抑制メカニズムであるアポトーシス)と翻訳制御といういまだ未開拓の研究分野を切り開く重要な分子と考えている。さらにアポトーシスが起こりはじめる初期発生(胚着床)に関与する分子trophininに結合するタンパク質として同定されたtastinについて、その新しい機能と相互作用を明らかにした。研究代表者が見出したアポトーシスを促進すると考えられるリボヌクレアーゼ活性の分析法として、リボソームをターゲットとしていることから、正常細胞とアポトーシス細胞からリボノーム画分を単離して両者に含まれるタンパク質を電気泳動的に比較し、アポトーシス特異的に見られるタンパク質バンドを質量分析を利用して同定する方法を採用した。この方法はリボヌクレアーゼとリボソームを共有結合で結びつける架橋剤を併用することにより、相互作用が一時的な場合にも有効に働くようにさらに改良された。この分子細胞生物学的手法に加えて、昨今充実の著しいゲノミクス、トランスクリプトミクスの情報を生かした解析を併用した網羅的手法から新たに見出されたヒトリボソームタンパク質L39-2について、特異的に認識する抗体等のプローブを作製し、このタンパク質の発現動態を広範に調べた。また一般に組換えリボソームタンパク質の大量調製は困難とされているが、実験条件を精査することにより、L39-2の組替え体を再現性よく得る系を確立した。同タンパク質の酵母ホモログは翻訳の精度に関与することが明らかにされ、その高等動物における機能の解析にこれらのツールはそれぞれ固有の有益性があると考えられる。加えてヒトにおいて、リボヌクレアーゼが関与していると考えられるアポトーシスを含めた系について研究を進め、臨床癌組織(特に大腸癌)における20種類以上のリボソームタンパク質の組織発現と細胞内局在の時間的変化の調査から、従来の常識を覆す特定のリボソームタンパク質の発現パターンを明らかにした。また哺乳類においてアポトーシスが起こりはじめる初期発生(胚着床)に関与する分子trophininについてノックアウトマウスの作製・解析を行ってきたが、さらに特有の遺伝子発現メカニズムを解明し、同分子の生体内での新しい役割とその疾患との関わりを示した。
酸化状態制御による合目的金属間相互作用を有する集合型多核金属錯体の開発

(1)分子状酸素を可逆的に付加する鉄タンパクのモデル二核鉄および二核コバルト錯体の創作:分子状酸素を可逆的に付加する鉄タンパクのモデル二核鉄および二核コバルト酸素錯体の創製を行った。常温で可逆的に酸素を付加する世界で始めての二核鉄錯体[Fe_2(Ph-bimp)(C_6H_5COO)(O_2)](BF_4)_2の合成に成功し,この研究は世界的に注目を浴びた。また,ジ-μ-スーパーオキソ二核コバルト錯体[(Me_3tacn)_2Co^<111>-Co^<111>(μ-OH)(μ-O_2)_2](ClO_4)_3が得られた。この錯体は二個のスーパーオキソ架橋基からなる始めての錯体であり,その構造にみられる特徴から優れた酸化触媒能が期待され,今後の研究の進展が待たれる。(2)酸素を付加する銅(I)錯体の構築とそれらの酸化触媒特性:銅(I)錯体および非対称二核銅(II,II)錯体の合成と酸素との反応性が調べられた。さらに,[Cu(N_4-Me_3py)]^+および[Cu(N_3-Me_2pybn)]^+は酸素と反応することによって,配位子の側鎖にあるメチル基がカルボン酸に酸化されることが分かった。一方,[Cu(H_2O)(tpa)]^+はNO_2をN_2Oへ変換する際の還元触媒となり得ることが分かった。(3)二核クロム(III,III),二核クロム(III)-ニッケル(II),および三核ニッケル(II,II)-クロム(0)錯体の合成と金属間に働く交換相互作用の解明および分子強磁性体開発の可能性を探る:[(phen)_2Cr(OH)_2Ni-(L_2)](ClO_4)_3(L_2:2,2,2-tet,3,2,3-tet,cyclen,tpa,Me-tpaおよびMe_2-tpa)および[(Me-phen)_2NiCr_2O_7(dmf)]_nが合成され,ニッケルとクロム間に働く磁気的相互作用を系統的に調べた。現段階では,分子磁性体となり得る具体的な物質は得られなかった。しかし,得られた結果は,分子磁性体開発の指針に対し将来の貴重な基礎資料となるであろう。(4)ウレアーゼのモデル錯体としての二核ニッケル(II,II)の創作:[Ni_2(Me_4-tpdp)(CH_3COO)(ClO_4)(CH_3OH)]^+および[Ni_2(Me_4-tpdp)(CH_3COO)(urea)]^<2+>が合成され,構造が解析された。これらの錯体はウレアーゼの金属中心のモデルとなり得るものである。併せて,[Ni_2(Me_3-+pa)_2(OH)_2」^+が合成され,これは過酸化水素水と反応すると[Ni_2(Me_3-tpa)_2(O)_2]^<2+>を生成した。これらはオキシゲナーゼのモデルとなり得るものとして注目されている。(3)二核クロム(III,III),二核クロム(III)-ニッケル(II),および三核ニッケル(II,II)-クロム(0)錯体の合成と金属間に働く交換相互作用の解明および分子強磁性体開発の可能性を探る:[(phen)_2Cr(OH)_2Ni-(L_2)](ClO_4)_3(L_2:2,2,2-tet,3,2,3-tet,cyclen,tpa,Me-tpaおよびMe_2-tpa)

および[(Me-phen)_2NiCr_2O_7(dmf)]_nが合成され,ニッケルとクロム間に働く磁気的相互作用を系統的に調べた。現段階では,分子磁性体となり得る具体的な物質は得られなかった。しかし,得られた結果は,分子磁性体開発の指針に対し将来の貴重な基礎資料となるであろう。(4)ウレアーゼのモデル錯体としての二核ニッケル(II,II)の創作:[Ni_2(Me_4-tpdp)(CH_3COO)(ClO_4)(CH_3OH)]^+および[Ni_2(Me_4-tpdp)(CH_3COO)(urea)]^<2+>が合成され,構造が解析された。これらの錯体はウレアーゼの金属中心のモデルとなり得るものである。併せて,[Ni_2(Me_3-+pa)_2(OH)_2」^+が合成され,これは過酸化水素水と反応すると[Ni_2(Me_3-tpa)_2(O)_2]^<2+>を生成した。これらはオキシゲナーゼのモデルとなり得るものとして注目されている。1)二核化配位子を含む二核鉄酸素錯体の合成と酸素結合状態の安定化と反応性の検討:配位子の立体的・電子的効果を系統的に調整し、酸素化反応の可能性ならびに酸素錯体の結合状態および安定性について検討した。その結果、二核鉄酸素錯体の結合状態を制御し安定化するためには、(1)立体障害による酸化還元電位の制御、(2)ミクロ空間反応部位の構築、および(3)疎水的なキャビティの構築をすることが重要であることが分かった。それらの条件を満たす二核化配位子として、N,N,N',N'-テトラキス(2-(6-メチルピリジル)メチル)-1,3-ジアミノプロパン-2-オール(Me_4-Htpdp)、2,6-ビス[ビス((N-メチル-4,5-ジフェニル-イミダゾリ-2-イル)メチルアミノ)メチル]-4-メチルフェノール-(Ph-Hbimp)、およびN,N,N',N'-テトラキス(2-(1-メチル-4,5-ジフェニル)イミダゾリル)-1,3-ジアミノプロパン-2-オール(Ph-Htidp)を開発し、それらを含む二核鉄錯体を合成し、可逆的酸素化反応が可能となった。さらに酸素化反応を深く理解するために、これら二核鉄錯体と酸素との反応性を熱力学的に検討したところ、エントロピーの効果が重要であることが分かった。今後の課題は、エントロピーの効果の制御である。2)二核クロム(III)-ニッケル(II)錯体の合成と金属間に働く磁気交換相互作用の解明:磁気交換相互作用の解明を目指して、六配位八面体クロム(III)およびニッケル(II)錯体からなる二核クロム(III)-ニッケル(II)錯体[(phen)_2Cr(OH)_2Ni(L)_2]^<2+>を合成した。ここで、配位子(L)の立体的・電子的効果を系統的に変化させることによって磁気的相互作用を制御することを試みた。その結果、クロム(III)-ニッケル(II)間の磁気的相互作用を弱い反強磁性から弱い強磁性へと制御することができた。引き続き、強い強磁性相互作用を示す分子強磁性錯体の創成を目指して研究を続けたい。(1)分子状酸素を可逆的に付加する鉄タンバクのモデルニ核鉄および二核コバルト錯体の創作:分子状酸素を可逆的に付加する鉄タンパクのモデル二核鉄および二核コバルト酸素錯体の創製を行った。常温で可逆的に酸素を付加する世界で始めての二核鉄錯体[Fe_2(Ph-bimp)(C_6H_5COO)(o_5)](BF_4)_2の合成に成功し,この研究は世界的に注目を浴びた。また、ジ-μ-スーパーオキソ二核コバルト錯体[(Me_3-tacn)_2Co^<111>-Co^<111>-(μ-OH)(μ-O_2)_2](ClO_4)_3が得られた。この錯体は二個のスーパーオキソ架橋基からなる始めての錯体であり,その構造にみられる特徴から優れた酸化触媒能が期待され,今後の研究の進展が待たれる。(2)酸素を付加する銅(I)錯体の構筑とそれらの酸化触媒特性:銅(I)錯体および非対称二核銅(II,II)
匂い認識の神経システム機構

食物や個体から発せられる匂いを検出し、それらがもたらしうる快楽や危険性を正しく評価することは、動物が適切な行動を選択する上で必要不可欠である。特に飛行中の動物には、時々刻々と変動する匂いを瞬時に認識することが求められるが、その神経機構は良く分かっていない。匂いは、嗅覚一次中枢において糸球体群の活動パターンとして表現される。先行研究は、匂いに対する生得的反応は、特定少数の糸球体の活動によって決定されることを示唆してきた。しかし、一般に匂いは複数の糸球体を興奮させる。匂いの快楽に関する情報が、糸球体群にどのように表現され、それがどのような様式で読み出されるかは、未解決の問題である。そこで我々は、哺乳類に比べて糸球体の数が極めて少なく、匂い表現を俯瞰しやすいショウジョウバエ成虫の嗅覚系を用いてこの問題に取り組んだ。匂い刺激や視覚刺激を動物の行動に応じて自由に制御できる仮想空間を作成し、そこで飛行する個体の、多様な匂いに対する応答を記録した。一方、嗅覚一次中枢の出力細胞である投射細胞にカルシウムプローブを発現させて二光子イメージングを行い、大半の糸球体から神経活動を取得した。その結果、ハエは匂いの種類に応じて誘引から忌避まで多様な反応を示し、しかも匂いと接触してから200 ms以内に素早く行動選択することが分かった。そしてこの行動は、匂い提示直後の糸球体群活動の線型結合で定量的に説明できた。各糸球体は固有の重みで誘引もしくは忌避に寄与した。このデコーディングモデルは既存データを説明するのみならず、新規の匂いに対する行動も予測したので、汎用性を備えることが分かった。また、線型性の当然の帰結として、匂いの神経表現を徐々に変化させるとそれに比例して行動が変化した。以上の結果より、高次領域は固有の重みを持つ複数の糸球体の活動を統合し、迅速に匂いの快楽情報を解読することが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。外界から情報を獲得する時、脳内では複数の神経細胞が活動する。従って、知覚を生み出すメカニズムを理解する為には、感覚情報を表現する神経活動総体を把握する必要がある。しかしながら、生体内において、細胞や回路素子の解像度で神経表現を俯瞰することは困難である。我々は、この目的を達成するために、数的にシンプルであるショウジョウバエ成虫の嗅覚回路を対象にしている。この回路では、嗅覚受容細胞、二次細胞、連合野に存在する三次細胞それぞれの階層において、ほぼ全ての神経細胞を遺伝的に標識したり操作したりできる。これまでに本回路の匂い応答は記述されてきたものの、それらが如何に知覚の生成に貢献するかはあまり調べられていない。そこで、匂い認識を支える神経システム機構を解明することを目標に研究を進めた。本年度はまず、匂いの情報が嗅覚二次細胞群にどのように表現されているかを記録することに成功した。具体的には、カルシウム指示薬を遺伝的に嗅覚二次細胞群に発現させ、イメージングの手法を用いることで、その大半から活動を取った。一方、匂い刺激や視覚刺激を自由に制御できる仮想空間を作成し、針に固定された条件下で飛行する動物の匂い応答を詳細に解析した。これらのアプローチを組み合わせ、嗅覚二次細胞群の活動を見ることで、動物が匂いに対して逃げるか近寄るのか、後者の場合どの程度誘引されるのかといった、匂いの嗜好を定量的に解読するモデルの作成に成功した。

26年度が最終年度であるため、記入しない。匂いの神経表現と、匂いに対する行動を評価するシステムを構築した上、匂い知覚を解読するモデルの作成までもが完了したため。匂い知覚を解読するモデルが、新規の匂いに対する行動を予測する能力を有するかどうかを検証する。また、神経表現に加えた摂動が個体の行動に与える影響を見ることで、神経活動と匂い認識の因果関係を明らかにする。
サイトカインシステムにおけるシグナル伝達と遺伝子発現機構の解析

サイトカイン系におけるシグナル伝達機構の解明を目的とし、インタ-ロイキン2(ILー2)系をモデルシステムとして用い、ILー2受容体β鎖を介する細胞内情報伝達機構の解析を行った。昨年度にはβ鎖の下流に位置しβ鎖と共役するシグナル伝達分子として、リンパ球特異的に発現しているsrcファミリ-チロシンキナ-ゼp56^<lck>を同定し、加えてこれら分子間の相互作用に必須な領域を両分子において同定した。本年度は更に、p56^<lck>とβ鎖の会合がILー2による細胞内タンパクチロシンリン酸化亢進に必須であることを明らかにした。しかしながら、β鎖を発現させた細胞に活性型p56^<lcl>を導入してもILー2依存性を失わないことからILー2による増殖性シグンル伝達にはチロシンキナ-ゼ経路以外のものも重要であることが考えられる。ILー2によって核内プロトオンコジ-ンcーfos,cーjun及びcーmycのmRNA発現が効率良く誘導されるが、“acidic region"を欠失させたβ鎖はcーfos,cーjunのmRNA発現を誘導することが出来なかった。一方、“serineーrich region"を欠失させたβ鎖についてはいずれかのmRNAの誘導もほとんど検出されなかった。このことからβ鎖各細胞内領域と、これら遺伝子の誘導には機能的連関があることが考えられる。サイトカイン遺伝子の発現機構の解明を目的とし、インタ-フェロン系においてその解析を行った。本年度は転写調節因子IRFー1がIFNーβ遺伝子及びINFー誘導遺伝子の発現に果す役割を詳細に検討する為、IRFー1cDNAのアンチセンスまたはセンスRNAを強制発現する細胞株を樹立した。センスRNAを発現する細胞株では、コントロ-ル細胞に比べ、polt(rI):(rc)刺激及びウイルス感染によるIFNーβの誘導ならびにIFNー誘導遺伝子(MHCクラスI分子)の発現は顕著に増加した。一方、アンチセンスRNAを発現する細胞株ではこれらの遺伝子の誘導が抑制された。このことから、IRFー1が実際に細胞内でIFNーβおよびMHCクラスI遺伝子の発現においてポジティブに作用していることが明かとなった。
実簡約群上の球関数とアルキメデスゼータ積分

保型形式に付随するゼータ関数(保型L関数)の解析的性質をその積分表示によって明らかにするために、実簡約群上の一般化された球関数の積分変換であるアルキメデス素点における局所ゼータ積分を、球関数の明示公式を導出して具体的に計算した。その結果、GL(n)、GSp(2)上のいくつかの保型L関数に対して、正則性、極の位置、関数等式といった基本的な性質を明らかにした。特に、GL(n)上の2次外積L関数、GL(3)×GL(2)上のL関数に対しては、局所ゼータ積分が期待されるL因子(ガンマ関数の積)と一致するような表現空間内のベクトルの組を明示的に与えた。(1)昨年度に引き続き、2次斜交群GSp(2)の標準L関数とスピノールL関数を同時に解析接続するBump-Friedberg-Ginzburg(1999)によるゼータ積分の実素点における計算を行い、いくつかの場合に(有限素点における適当な仮定のもとで)標準L関数の大域的関数等式を得た。(2)一般線形群GL(n)上の標準L関数に対するGodement-Jacquetの積分表示において、アルキメデスゼータ積分が局所L因子と一致するようなベクトルを明示的に記述したものはないように思われる。GL(n,R)の主系列表現、GL(2,C)の主系列表現の場合に、そのような行列係数、急減少関数の組を具体的に与えた。実リー群上のWhittaker関数の明示公式の応用として、以下のような保型L関数に対する局所ゼータ積分の計算を行った。(1)一般線形群GL(n)の標準L関数と2次外積L関数Bump-Friedberg (1990)による、上記の2つのL関数を同時に解析接続するような複素2変数のゼータ積分のアルキメデス部分の計算を実行した。局所ゼータ積分は、GL(n)のWhittaker関数と[n/2]変数のSchwartz-Bruhat関数の組を含む積分である。GL(n,R)の主系列表現に対するWhittaker関数の明示公式を用いて、局所ゼータ積分が2つのL関数の局所L因子の積と等しくなるようなWhittaker関数とSchwartz-Bruhat関数の組を明示的に与えた。これにより大域的な2次外積L関数についての関数等式も従う。(2)2次斜交群GSp(2)の標準L関数とスピノールL関数Bump-Friedberg-Ginzburg (1999)は、このL関数に対してもSiegel Eisenstein級数とKilingen Eisenstein級数を用いた複素2変数のゼータ積分を与えている。これまでの研究で蓄積されてきたSp(2,R)のWhittaker関数の明示公式を用いることにより、実素点において主系列表現や大きな離散系列表現を生成している場合に、Whittaker関数と2つのEisenstein級数を構成する切断を適切に選ぶことにより、アルキメデスゼータ積分が標準L関数とスピノールL関数の局所L因子の積になることを証明した。(1)昨年度に引き続き、2次斜交群GSp(2)上の標準L関数とスピノールL関数を同時に解析接続する、Bump, Friedberg, Ginzburgの複素2変数ゼータ積分の実素点における計算を行い、いくつかの場合に、局所ゼータ積分と局所L因子の一致を証明した。(3)平野幹氏(愛媛大学)、宮崎直氏(北里大学)との共同研究であるGL(3)×GL(2)上のアルキメデスゼータ積分の計算はおおむね完成し、局所ゼータ積分と局所L因子の一致を証明した。(4) GSp(2,R)のSiegel放物部分群から誘導された主系列表現のWhittaker関数の満たす偏微分方程式系について調べ、あるK-typeに属するWhittaker関数の明示公式を与えた。2次斜交群GSp(2,R)のSiegel放物部分群から誘導された一般化主系列表現のWhittaker関数の明示公式を用いて、Novodvorskyのゼータ積分のアルキメデス部分を計算し、期待される局所関数等式を証明した。この結果、森山知則氏らの先行研究と併せて、Whittaker模型を持つGSp(2)上のすべての尖点保型表現に対して、完備化されたスピノールL関数の正則性や大域関数等式の積分表示を通じた証明が完成したことになる。GSp(2)、GL(3)×GL(2)上のアルキメデスゼータ積分の計算については、おおむね当初の計画通りに計算を進めることができた。整数論上記の計算結果を論文にまとめる。GSp(2,R)のSiegel放物部分群から誘導された主系列表現に対して、複素2変数のアルキメデスゼータ積分の計算を完成させる。

26年度に実行する予定であった、GSp(2)上のBump-Friedberg-Ginzburgのゼータ積分については一定の成果を挙げることができた。一方、平野幹氏(愛媛大学)、宮崎直氏(北里大学)との共同研究であるGL(3)×GL(2)の6次のオイラー積についてのJacquet-Shalika-Piatetski Shapiroのゼータ積分の計算は、最後まで実行できなかったが研究打ち合わせを進め、今後の研究方針について議論を行った。また当初研究計画にはなかったGodement-Jacquet積分についても新たな知見を得ることができた。24年度に研究を予定していたGL(n)の2次外積L関数の局所理論については、おおむね予定していた通りの成果を挙げることができた。また、GL(3)×GL(2)の6次のオイラー積をもつL関数に対する局所ゼータ積分の計算は最後まで実行できなかったが、当初26年度に研究を進める予定であったGSp(2)のL関数については、ある程度の結果を出すことができた。予定していた研究打ち合わせを次年度に行うことにしたため。前項の平野幹氏、宮崎直氏との共同研究については、研究打ち合わせを重ね、複素数体上の計算を完成させ論文にまとめる。またGodement-Jacquetのアルキメデスゼータ積分を一般のGL(n,R)の一般主系列表現、GL(n,C)の主系列表現に対して計算する。平野幹氏(愛媛大学)、宮崎直氏(北里大学)との共同研究であるGL(3)×GL(2)のアルキメデスゼータ積分の計算、ならびにGSp(2)上のBump-Friedberg-Ginzburgのゼータ積分の計算を完成させる。研究打ち合わせのための出張旅費(Colorado大学)次年度に海外出張およびを予定してるため。海外出張旅費(Oberwolfach研究所、2014年4月下旬から5月上旬)上記共同研究についての研究連絡や、関連分野の研究集会に出席するための出張旅費に使用する予定である。
刺激に応答して光る腸管神経の再生・新生機構の解明と制御の新たなる展開

神経の光るマウス腸管切離吻合モデルで、クエン酸モサプリド(MOS)により5-HT4受容体を活性化して再生・新生が促進された壁内神経を2光子励起顕微鏡のin vivoイメージングで生きたまま形態学的に評価した。加えて、胎児中枢神経由来の神経幹細胞移植を行い、移植細胞(赤色蛍光)がホスト細胞(黄緑色蛍光)と同様に腸管切離吻合部に移動して神経細胞に分化するのも同様に評価した。神経細胞活動の強さに応じて光るトランスジェニックマウスの腸管壁内神経細胞のin vivoカルシウムイメージングには成功したが、Thy1-ChR2-EYFPマウスの腸管壁内神経細胞の光刺激では、明確な効果は得られていない。研究目的(概要)※当該研究計画の目的について、簡潔にまとめて記述してください。申請者らが排便反射を促進する作用を発見した低分子化合物5-HT4刺激薬、クエン酸モサプリド(MOS)の腸壁内神経系再生促進剤としての、多領域にわたる神経の再生・新生作用の可能性とそのメカニズムを明らかにし、その制御の可能性を可能にするための基盤となるエビデンスを得て、神経障害に起因する様々な障害事象で難渋している患者に資することを目的としている。そこで、まず、直腸癌切除手術後を想定した腸管切離吻合モデルでMOSにより再生・新生した壁内神経系の性質やそのネットワークの生理的機能を2光子励起顕微鏡や共焦点顕微鏡によるin vivoイメージングにより生きたまま生理学的に評価した。MOSによる壁内神経系の再生・新生にはc-RET遺伝子が深く関与していることがわかった。また、神経幹細胞移植(中枢神経由来ではあるが)を行った結果、腸管切離吻合に限定されて神経細胞に分化していることがわかった。さらに、まず手始めとしてThy1-G6-mCherryトランスジェニックマウスでCa2+イメージングを行い成功させた。神経節刺激薬DMPPを投与するとそれほど数は多くないが、明るく光る神経細胞を認めた。今後は、埼玉大学中井教授との共同研究で、刺激に応答して光る腸管神経を発現したトランスジェニックマウスを使ってのCa2+イメージング法を確立する。Thy1-G6-mCherryトランスジェニックマウスでin vivoでのCa2+イメージングは可能であることは実験的に証明できた。これは、今年度の目標をほぼ達成できたと考えられる。腸管切離吻合モデル等を作成し、5-HT4受容体刺激薬、クエン酸モサプリドの飲水投与による壁内神経系再生・新生促進作用とそのメカニズムの解明については別のタイプのトランスジェニックマウスでは成功したが、Thy1-G6-mCherryトランスジェニックマウスでのin vivoでのCa2+イメージングはまだできていない。埼玉大学との共同研究で神経活動に応じて神経が光るトランスジェニックマウス(Thy1-G6-mCherry TGマウス)を使用して、in vivoイメージングにより生理学的に評価するシステムを確立する研究については、埼玉大学の研究室ですでにin vivoイメージングにより腸壁内神経系を3次元で見事にとらえているのみならず、本研究費で購入した腸管の吸引装置を使用して腸の動きを抑制することにより、細胞内カルシウム濃度の変化をin vivoイメージングで成功した。今後は刺激に応答して神経が光る条件を探る。また、並行する研究として、排便・排尿機能障害や末梢神経障害などリハビリ医学でターゲットとされるこれらの障害の薬物による治療を展開するために、5-HT4受容体刺激薬クエン酸モサプリド(MOS)の飲水投与が糖尿病モデルマウスにおける末梢神経障害を防ぐかどうかを調べた。II型糖尿病モデルマウスとしてTSODマウス(対照としてTSNOマウス)を用いてMOS飲水投与を20ヶ月間行った。MOS非投与群では、実験開始後12ヶ月ごろからマウスは死亡し始め、20ヶ月で生き残ったのは50%であった。一方、MOS投与群では20ヶ月後にも100%生き残った。また、対照のTSNOマウスでは、MOS投与群、非投与群に関わらず、生き残ったマウスは90%であった。糖尿病による末梢神経障害については坐骨神経横断面の組織をFLB染色後、TSODマウスのMOS投与群、非投与群とTSNOマウスのMOS投与群、非投与群の4群で比較検討したが、明らかな差異は検出できなかった。このMOSの延命作用メカニズムは現段階では不明であるが、MOSによる延命効果は明らかであった。Thy1ーG6ーmCherryトランスジェニックマウスでin vivoでのカルシウムイメージングに新しい実験装置で成功したので、この点は今年度の成果である。また、並行する研究については、一定程度の結果がすでに得られているが、まだ、腸管切離吻合モデル等の作成、クエン酸モサプリドの飲水投与による腸壁内神経系再生・新生促進作用をin vivoでのカルシウムイメージングで確認することができていない。低分子化合物5-HT4刺激薬、クエン酸モサプリド(MOS)の腸壁内神経系再生促進剤としての、多領域にわたる神経の再生・新生作用の可能性とそのメカニズムを明らかにし、その制御のための基盤となるエビデンスを得て、神経障害に起因する様々な障害事象で難渋している患者に資することを目的とし、腸管切離吻合モデルでMOSにより再生・新生した壁内神経系の性質やそのネットワークの生理的機能をin vivoイメージングにより生きたまま生理学的に評価し、また、神経幹細胞移植(中枢神経由来ではあるが)の結果、腸管切離吻合部に限定されて神経細胞に分化していることを示した。

さらに、埼玉大学との共同研究で神経活動に応じて神経が光るトランスジェニックマウス(Thy1-G6-mCherry TGマウス)を使用して、生理学的機能を評価するシステムを確立する研究を目指した。本研究費で購入した腸管の吸引装置を使用して腸の動きを抑制することにより、細胞内カルシウム濃度の自発的変化およびセロトニンに対する反応をin vivoイメージングで成功した。この点は最新の成果である。光遺伝学を応用するため腸壁内神経にチャネルロドプシンを発現するTGマウスを交配で作成する予定であったが、時間がかかるので、遺伝子導入に方法を変えてTGマウスが用意できた。最終段階で、このマウスに光刺激を与えて神経細胞の反応を見る予定である。腸管切離吻合モデル等の作成、クエン酸モサプリドの飲水投与による腸壁内神経系再生・新生促進作用をin vivoでのカルシウムイメージングで確認することはまだできていない。in vitroで滑膜細胞と脊髄後根神経細胞との共培養系におけるMOSの効果を検討するため、脊髄後根神経細胞に対する効果を検討したが、特に顕著な効果は得られなかったので共培養系における検討へは進めなかった。神経の光るマウス腸管切離吻合モデルで、クエン酸モサプリド(MOS)により5-HT4受容体を活性化して再生・新生が促進された壁内神経を2光子励起顕微鏡のin vivoイメージングで生きたまま形態学的に評価した。加えて、胎児中枢神経由来の神経幹細胞移植を行い、移植細胞(赤色蛍光)がホスト細胞(黄緑色蛍光)と同様に腸管切離吻合部に移動して神経細胞に分化するのも同様に評価した。神経細胞活動の強さに応じて光るトランスジェニックマウスの腸管壁内神経細胞のin vivoカルシウムイメージングには成功したが、Thy1-ChR2-EYFPマウスの腸管壁内神経細胞の光刺激では、明確な効果は得られていない。光遺伝学を応用するため腸壁内神経にチャネルロドプシンやアーキオロドプシンを発現するThy1-G6-mCherry TGマウスを交配により作成し、腸管の切離吻合モデルを作成する。これは共同研究者の中井が鋭意進めている。このマウスが用意できれば、術後1ー2ー4週間クエン酸モサプリド100 microMの飲水投与を行い、吸入麻酔下に横臥したマウスから引き出した回腸を2光子励起正立顕微鏡にてin vivo Ca2+イメージングを施行する。その際、チャネルロドプシンやアーキオロドプシンを発現する吻合部の口側または肛門側に分布する細胞に光を当てて刺激して、再生・新生した腸壁内神経系の応答を調べる。光遺伝学を応用するため腸壁内神経にチャネルロドプシンやアーキオロドプシンを発現するThy1ーG6ーmCheyy TGマウスを交配で作成する予定であったが、時間がかかるので、遺伝子導入に方法を変えて試してみる予定である。このマウスが用意できれば、すでにin vivoでのカルシウムイメージングに新しい実験装置で成功したので一気呵成に研究は進むと期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。生理学29年度が最終年度であるため、記入しない。