hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳基底核から視床・大脳皮質への出力様式

一方、小脳核の連続刺激では、興奮とそれに引き続く抑制が観察された。以上の結果は、小脳核ー視床投射は視床ニューロンに対して興奮性に働くのに対し、淡蒼球内節ー視床投射は視床ニューロンに対して、基本的には抑制性であるが、場合によっては興奮性の影響を与える可能性も示唆している。一方、川口は大脳基底核と小脳から入力を受ける視床核群を免疫組織化学に同定して、それらの徐波時活動を比較したところ、大脳基底核入力を受け前頭皮質表層へ投射する細胞の中に、徐波脱分極相の開始付近で選択的に発火するものがあることを見つけた。視床に加え、その投射先である大脳皮質運動野においても記録を行い、大脳基底核と小脳核からの出力が、視床を介して大脳皮質運動野にどのような影響を与えているかについて調べた。その結果、小脳核の単発刺激では、大脳皮質に興奮が観察されたのに対し、淡蒼球内節の単発刺激では殆ど影響がないか、遅い興奮が見られた。次に、100Hz程度の連続刺激の影響を調べたところ、小脳核の連続刺激では早い興奮が見られたのに対し、淡蒼球内節の連続刺激では、遅い興奮性応答が見られることがわかった。これらのことは、淡蒼球内節刺激で視床において観察された興奮性応答が、大脳皮質にまで到達していることを示している。また、大脳基底核疾患においては、大脳基底核の異常な神経シグナルが視床を介して大脳皮質に伝達され、運動障害を引き起こしていると考えられる。大脳基底核を高頻度連続刺激することにより、大脳基底核疾患を治療できることがわかっている(脳深部刺激療法)。そのメカニズムを明らかにするため、淡蒼球内節を電気刺激し局所のニューロン活動を記録した。その結果、高頻度連続刺激では局所のニューロン活動が抑制されること、また、大脳皮質刺激で得られる3相性の応答も抑制されることがわかった。これらのことから、脳深部刺激療法のメカニズムとして、局所の神経活動の抑制に加え、その核を通過する神経情報を遮断することが考えられた。一方、川口は前頭皮質と視床活動との関係を理解するために、先ず多様な錐体細胞について、線条体・視床・橋核への投射様式を逆行性刺激で調べ、次にそれらの皮質内層構造における位置を細胞内染色・免疫組織化学で同定して、それらを分類・区別して解析できるようにした。大脳基底核の出力が視床に与える影響について調べたところ、従来考えられていた様に単に抑制だけではなく、リバウンドによる興奮の可能性もあることが判明した。このことは、大脳基底核が視床・大脳皮質にどのような影響を与え、運動をコントロールしているかについて、大きな考え方の変革を促すものである。24年度が最終年度であるため、記入しない。大脳基底核の出力が視床に与える影響について調べたところ、抑制だけではなく、リバウンドによる興奮の可能性もあることが判明した。このような興奮が、実際、大脳皮質の興奮性にも反映するのか、大脳皮質から記録を行い、とくに小脳核からの出力と比べて調べていく。
キャビティ・リングダウン法による大気微量成分の計測

本研究では、高感度なレーザー吸収分光法として脚光を浴びているキャビティー・リングダウン(CRD)吸収分光法をOH計測に応用し、その大気中の濃度測定に対する実用性を実験室系で検討した。まずLambert-Beer則を満たす事を確かめた。実験で得られたスペクトルの線幅は、入射レーザーの分解能とドップラー幅に起因する。実大気の測定ではそれに加えて、空気分子との衝突による圧力線幅が影響する。大気圧室温を仮定してシミュレーションした理論スペクトルの線幅はレーザーの分解能0.12cm^<-1>よりも明らかに大きいことが明らかとなり、Lambert-Beer則を満たすことが確認された。また、大気圧条件下で測定する場合、有効断面積はσ=1.7×10^<-16>cm^2と求まった。検出限界を0点レベルのふらつきの2倍と定義すると、大気圧条件下の測定における検出限界は1.5×10^9個cm^<-3>と求められた。次に実際の計測で予想される干渉について検討した。OHの分光計測においては、計測用レーザーにより誘起されるオゾンが関与する一連の反応によって、人為的なOH生成が問題となる(オゾン干渉)。本研究で採用したCRD法において、オゾン干渉効果が計測結果にどのような影響を及ぼすか計算した。その結果、OH濃度が時間とともに増加し、計測されるリングダウン波形は一次指数減衰曲線からずれを生じることが明らかとなった。通常の吸収法やLIF法においてオゾン干渉はOH濃度を高めに見積もるという影響を与える。CRD法での測定では、同様の効果に加え、測定精度が悪化するという影響が問題となるのである。また、反射率99.995%のミラーを用いキャビティー長は1mとした場合、地表付近において10nJ/pulse程度のパルスレーザーを用いた時、オゾン干渉が無視しうることが明らかとなった。
「型」を用いた孝古遺物に関する基礎的研究

「型」利用の起源に関しては、本年度も中国を研究対象とし、殷代初期の銅器鋳造に用いられた鋳型が石製か土製かを検討した。また、各古代文明における「型」利用の起源についても各種文献にあたり調査を実施した。一方、わが国の鋳銅製品については、弥生時代から中世にいたるまでの鋳型の収集とカ-ド化がほぼ終了した。その結果、弥生時代の鋳型は石製が主流を占めるが、一部に土製があり、石製が古く、土製のものが新しいといった傾向が確認された。しかし、弥生時代以降は土製の鋳型が徐々に主流を占めるようになり、奈良時代中世にかけては多様な製品がこの方法で作られるようになる。また、中国と日本における銅鏡と、その鋳型資料の収集とカ-ド化も実施した。その成果はすでに昨年の報告書にのべたように、中国では3世紀にすでに鋳型の踏み返しがおこなわれていること、この技法がわが国の銅鏡を含む青銅器の製作に影響を与えていることが判明したなどである。7世紀以降の「型」を利用した量産品(屋瓦・摶仏・押出仏・製塩土器・瓦器等)は膨大な量にのぼるが、これの主な資料についての調査収集、整理・分類をおこない、カ-ド化した。屋瓦に関しては、丸・平瓦の製作にもまったく型を利用しない、いわゆる泥条盤築技法による瓦が、6世紀末から7世紀前半にかけて北九州地域に導入されたことが判明した。これは中国における瓦生産の創始期の状況を再現したもの、つまり歴史の反復を示すものとして注目される。摶仏については北陸・東海・山陽地方における新資料を追加することができ、押出仏と共通する原型から作られた例も新たに確認できた。製塩土器や瓦器も新資料を追加し、そのカ-ド化を行った。しかし、諸外国にくらべわが国では土器づくりに「型」を用いることが極端に少ないことも判明した。世界各地の型利用の起源に関する研究については、本年度は中国を主要な対象とした。中国における型利用の開始は、殷代初期の青銅器の鋳造に遡る。最古の鋳型が石製か土製かについてはなお明確さを欠くが、どちらが先行するかが、中国における型利用開始の鍵を握っていることが判明した。その後の殷代を代表する青銅容器の型は土型であり、東北アジアの鋳型が石型を主体とするのに対して好対照を示している。一方、わが国の弥生時代青銅器(銅鐸・銅剣・銅戈・銅矛等)については、鋳型の収集とカード化を実施した。その結果、鋳型は石製が主体を占めるが、一部に土製があり、石製が古く、土製のものが新しい傾向が認められるといった成果を得つつある。この成果は、東北アジアの鋳型の多くが石製であるという事実と大きな関係があるとみられる。また、中国と日本における銅鏡と、その鋳型の収集とカード化も実施した。その結果、中国では3世紀にすでに鋳型の踏み返しがおこなわれていることが判明した。この成果は、わか国の銅鏡を含む青銅器の製作に、踏み返しの技術が古くから用いられていたことを暗示している。7世紀以降の型利用の量産品(屋瓦・〓仏・押出仏・製塩土器・瓦器等)は膨大な量にのほるが、これの収集整理・分類を行い、カード化して目下整理中である。屋瓦に関しては、平安時代の笵の実物が数点知られるようになった。それ以前の実例は無いが、瓦当面に残る痕跡からは木製と思われ、材質の変化がここにも認められる。〓仏と押出仏についても茨城県結城廃寺出土例をはじめ、新資料を追加することができ、押出仏と共通する原型から作られた例も新たに確認できた。なお製塩土器や瓦器についても、型を利用した新資料を23追加しえたが、それらについての詳しい分析は来年度に行いたい。

摶仏については北陸・東海・山陽地方における新資料を追加することができ、押出仏と共通する原型から作られた例も新たに確認できた。製塩土器や瓦器も新資料を追加し、そのカ-ド化を行った。しかし、諸外国にくらべわが国では土器づくりに「型」を用いることが極端に少ないことも判明した。
ミオシンVの正確な歩幅決定プロセスのマイクロ秒追跡

本年度の研究目標は「新しい暗視野顕微鏡法の時空間分解能の評価と改善」および「金粒子の固定法の確立」であった.第1の目標に関しては,我々は全反射照明を応用した新しい暗視野顕微鏡技術を確立しスペックルや干渉縞の問題を解決した.結果, 40nmの金プローブでは100μ秒, 80nmでは10μ秒の時間分解能でオングストローム単位の空間分解能を実現した.第2の目標に関しては,ミオシンVのモータードメイン(N末端)にハロタグを用いたビオチンラベル法を確立し,アビジン標識した金プローブを効率よく結合することが可能になった.これらを用いて歩幅決定プロセスのマイクロ秒追跡を行い,以下が明らかになった.ミオシンVは80nmのステップを実現するために,まず50nm地点で16m秒だけ停留し±40nmの範囲をくまなく探索する.停留地点から30nm先の最適位置を検出した後は, 300μ秒以内にステップ反応を終了する.同様の方法論を用いて,ミオシンVIは2種類のフォワードステップをもつことが明らかになった.80nmステップは50nm地点で停留し, 40nmステップは10nm地点で停留する.これはミオシンVIの軸足の向きが2種類存在することを意味し,同時にバックステップを含む多彩な歩行様式メカニズムも明らかになった.本年度の研究目標は「新しい暗視野顕微鏡法の時空間分解能の評価と改善」および「金粒子の固定法の確立」であった.第1の目標に関しては,我々は全反射照明を応用した新しい暗視野顕微鏡技術を確立しスペックルや干渉縞の問題を解決した.結果, 40nmの金プローブでは100μ秒, 80nmでは10μ秒の時間分解能でオングストローム単位の空間分解能を実現した.第2の目標に関しては,ミオシンVのモータードメイン(N末端)にハロタグを用いたビオチンラベル法を確立し,アビジン標識した金プローブを効率よく結合することが可能になった.これらを用いて歩幅決定プロセスのマイクロ秒追跡を行い,以下が明らかになった.ミオシンVは80nmのステップを実現するために,まず50nm地点で16m秒だけ停留し±40nmの範囲をくまなく探索する.停留地点から30nm先の最適位置を検出した後は, 300μ秒以内にステップ反応を終了する.同様の方法論を用いて,ミオシンVIは2種類のフォワードステップをもつことが明らかになった.80nmステップは50nm地点で停留し, 40nmステップは10nm地点で停留する.これはミオシンVIの軸足の向きが2種類存在することを意味し,同時にバックステップを含む多彩な歩行様式メカニズムも明らかになった.
細胞内小胞輸送阻害作用を有する海洋天然物ilimaquinoneの合成研究

I;imaquinoneは,ハワイ産の海綿Hippiospongia metachromiaより単離されたセスキテルペノイドキノンであり,細胞内小胞輸送のメカニズム解明のための強力なプローブとして注目されている。申請者は,ilimaquinoneのセスキテルペン骨格部分の構造と活性の相関に注目し,さらに有用な機能性分子を見いだすことを目的に,ilimaquinoneおよびダイバーシティーに富んだ誘導体の効果的な合成法の開発を行っている。申請者は,ilimaquinoneのキノン部およびセスキテルペン部を自由に変換可能にするため,それぞれを別途合成した後カップリングさせるコンバージェントな合成計画を立案し,昨年度は5-(tert-ブチルジフェニルシロキシメチル)-3-メトキシシクロヘキサ-2-エンを出発物質としてセスキテルペン部の合成を達成した。本年度は,そのセスキテルペン部の合成法を改良し,より効率的な合成法を開発した。出発物質として3,5-ジメトキシ-4-メチル安息香酸を用い,5-(tert-ブチルジフェニルシロキシメチル)-3-メトキシ-2-メチルシクロヘキサ-2-エンへと誘導後,C-9位(以後の炭素番号はilimaquinoneのものに従う)にメチル基およびヒドロキシメチル基を立体選択的に導入し,水酸基をベンジルオキシメチルエーテルとして保護した後,C-13位シロキシメチル基のメチル基への変換を行った。次いで,C-10位へのビニル基の導入に続くエノールエーテルの加水分解によりジエン部を構築した後,ケトンの立体選択的な還元を行い,分子内Diels-Alder反応による立体選択的なデカリン部の構築,C-6位酸素官能基の除去,デカリン核間の二重結合の立体選択的な還元,C-4(11)位二重結合の導入,C-15位へのヨウ素の導入によりセスキテルペン部の合成を達成した。Ilimaquinoneは,ハワイ産の海綿Hippiospongia metachromiaより単離されたセスキテルペノイドキノンであり,細胞内小胞輸送のメカニズム解明のための強力なプローブとして注目されている。申請者は,ilimaquinoneのセスキテルペン骨格部分の構造と活性の相関に注目し,細胞内小胞輸送メカニズム解明のためのプローブとしてさらに有用な機能性分子を見いだすことを目的に,ilimaquinoneおよびダイバーシティーに富んだ誘導体の効果的な合成法の開発を行っている。申請者は,ilimaquinoneのキノン部およびセスキテルペン部を自由に変換可能にするため,それぞれを別途合成した後カップリングさせるコンバージェントな合成計画を立案し,先ずセスキテルペン部の合成を行った。申請者の所属する研究室において高い光学純度で得られることを見いだしている5-tert-butyldiphenylsiloxymethyl)-3-methoxycyclohex-2-eneを出発物質として用い,C-9位(以後の炭素番号はilimaquinoneのものに従う)にメチル基およびベンジルオキシメチル基を立体選択的に導入した後,C-5位へのメチル基の導入,C-13位シロキシメチル基のメチル基への変換を行った。次いで,C-10位へのビニル基の導入に続くエノールエーテルの加水分解によりジエン部を構築した後,ケトンの立体選択的な還元,プロパルギルブロミドによるエーテル化を行いアレンをジエノフィルとした分子内Diels-Alder反応により立体選択的にデカリン部を構築した。さらに,C-6位酸素官能基の除去,デカリン核間の二重結合の立体選択的な還元,C-4(11)位二重結合の導入,C-15位へのキノン部とのカップリングに必要なヨウ素の導入によりセスキテルペン部の合成を達成した。
シングル配筋基礎梁のアンカーボルトによるせん断力伝達機構の提案

本研究では、RC造基礎梁に定着されたアンカーの構造性能(支持耐力、抜出し性状および破壊性状)を実験的に把握することを目的としている。1.定着方法の異なるアンカーボルトの引張実験を行い、以下の知見を得た。アンカーボルトによるRC造基礎梁へのせん断力伝達機構は、アンカーボルトの種類および埋込み長さの違いにより異なる。異形棒鋼のアンカーボルトの引抜き力に対する抵抗は付着力であり、耐力が上がるにつれ、付着抵抗に有効な区間が付着力の喪失とともに上部から下部へ移る。したがって、RC造基礎梁内における圧縮ストラットの角度も、付着力の喪失とともに上部から下部へ移る。直棒部分が丸鋼であり、定着部分がプレート型およびフック型のアンカーの引抜き力に対する抵抗は、丸鋼の付着力が喪失した後は定着部の支圧力により抵抗する。したがって、RC造基礎梁内における圧縮ストラットの角度は、埋込み長さの違いにより変化する。2.へりあきの小さいアンカーに面内方向のせん断力を作用させ、へりあき、アンカーボルトの埋込み長さがせん断力、変形性状に及ぼす影響を把握するために、せん断実験を行い、以下の知見を得た。へりあきが小さい場合に、へりあきに平行な方向のせん断力に対して、コンクリートの側面剥離破壊により脆性的な破壊を示すことを明らかにした。本実験範囲内のへりあき寸法であれば、アンカー筋の局部降伏が確認され、局部降伏までのせん断性状はへりあきの有無に関係なく同様な挙動を示すことが確認された。しかし、局部降伏点の最大耐力に対する余裕率は異なるため、最大耐力を評価するにあたっては、へりあきによる耐力の低減を考慮する必要がある。ここでは、梁幅が120、150mmの薄厚RC梁に、定着機構の異なる種々のアンカーを定着し、RC梁の曲げ・せん断実験を実施し、耐力、変形および破壊性状を把握した。実験に用いたアンカーは、180°フックおよびプレート等の支圧抵抗による定着機構を有するもの、異形鉄筋等の付着抵抗による定着機構を有するものとした。実験は、1)アンカー形状、へりあき寸法の違いが、アンカーの耐力および破壊性状に及ぼす影響を把握することを目的としたシリーズ(8試験体)、2)アンカーの埋め込み長さの違いが、アンカーの耐力および破壊性状に及ぼす影響を把握することを目的としたシリーズ(6体)の2シリーズに関して実施した。本実験範囲内において以下の知見を得た。(1)アンカーの引抜き耐力は、へりあきの状態、アンカーの形状を考慮した破壊モード、さらに梁の応力状態を考慮した方法により評価する必要がある。(2)異形鉄筋のアンカーの引抜き力に対する抵抗は付着力であり、耐力が上がるにつれ、付着抵抗に有効な区間が付着力の喪失とともに上部から下部へ移る。(3)直棒部分が丸鋼であり、定着部分がプレート型およびフック型のアンカーの引抜き力に対する抵抗は、丸鋼の付着力が喪失した後は定着部の支圧力により抵抗する。(4)へりあき寸法がアンカーの直棒部分の平均付着応力度に及ぼす影響は,異形鉄筋では顕著であるが丸鋼では顕著でない。(5)定着部の抵抗力と抜出し量の関係は,定着部の形状により大きく異なる。本研究では、平成18年度に実施した2シリーズのRC造基礎梁に定着されたアンカーの構造性能(支持耐力、抜出し性状および破壊性状)実験を、3次元有限要素解析により実験データを補足するものである。平成18年度の実験においては、以下の知見を得ている。1.アンカーの引抜き耐力は、へりあきの状態、アンカーの形状を考慮した破壊モード、さらに梁の応力状態を考慮した方法により評価する必要がある。

2.異形鉄筋のアンカーの引抜き力に対する抵抗は付着力であり、耐力が上がるにつれ、付着抵抗に有効な区間が付着力の喪失とともに上部から下部へ移る。3.直棒部分が丸鋼であり、定着部分がプレート型およびフック型のアンカーの引抜き力に対する抵抗は、丸鋼の付着力が喪失した後は定着部の支圧力により抵抗する。4.へりあき寸法がアンカーの直棒部分の平均付着応力度に及ぼす影響は,異形鉄筋では顕著であるが丸鋼では顕著でない。5.定着部の抵抗力と抜出し量の関係は,定着部の形状により大きく異なる。平成19年度では、へりあきの影響を受けないアンカーの引き抜き実験、および、へりあきのあるアンカーのせん断実験のデータを追加し、平成18年度に示した知見を解析とともに追加データによる検証を実施した。
文化的観点から「人間」およびその諸様態の再規定を試みるための日仏共同研究

本研究の主要目的は日仏二言語雑誌を発行し、研究成果をその雑誌に発表することによって具体化することに存していた。研究代表者(宮崎隆)とグルノーブル第三大学教授クロード・コスト氏との共同主幹の下、本年度は、日仏二言語論文集『道行』(Chemin Faisant Revue bilingue franco-japonaise)第3号において「生(いのち)-La vie essentielle」をテーマに選び、人文学の分野において、日本とフランスという異なる文化から見て、生(いのち)に関するいかなる取組み方がありうるのかが多角的に検討、整理された。そのようにして第3号において日仏両言語で掲げられたのが、以下の六つの論考である。山梨大学教授の香川智晶氏は、脳死臓器移植を巡る日本における議論を整理し、現代医療における脳死中心の生命観を哲学的に検討した。パリ第十大学のリーダ・ブーラビ氏は、アブデルワハブ・メデブの作品における神秘主義と官能性を手掛かりに、文学上に現れる生命概念を整理した。レンヌ大学助教授のマリ=エレンヌ・ヴィクトリ氏は、パスカル・キニャールの文学に現れる生(いのち)の概念に焦点を絞り、生(いのち)の隠れたる様態を闡明すべく努めた。グルノーブル第三大学のソフィー・エベール氏は、美学の方面から、生命の本源の究明を目指した。大阪教育大学教授の岩田文昭氏は、三木清の哲学と宗教との関係を起点に、三木哲学において生命の規定を試みた。武蔵野大学准教授の爪田一壽氏は、親鸞と道元の思想を分析しつつ、「仏の<いのち>を生きる」ということの意味の解明し、仏教において生(いのち)を位置づけた。本研究の主要目的は日仏二言語雑誌を発刊し、その雑誌に研究の成果を発表することにあった。研究代表者(宮崎隆)とクルノーブル第三大学教授クロード・コスト氏との共同主幹の下、日仏二言語雑誌「道行」(Chemin Faisant Revuebilingue franco-japonaise)第1号が、「身体基礎論に向けて」というテーマの下で刊行され、以下の5名の原稿が日仏二言語で掲げられた。ソルボンヌ・パンテオンのカンブシュネル教授は、宮崎を聞き手として対談を発表し、デカルトの『省察』における身体の役割を明確に語った。カーン大学のロワニョン助教授によって、ミエーの作品における身体の分泌作用と文学的表現との重なりが解明された。筑波大学の佐藤準教授はテュラスに隠されたラカンの理論を身体の眼差す働きにおいて明示した。コスト教授は、バルトにおいて身体の発する声と主体性および沈黙との関係を究明した。最後に宮崎によって、表現し眼差し、そして声を発するといった身体的諸行為の基層に、そうした行為を産み出している身体の運動性がベルクソン哲学に基づいて定位された。そうした運動性は、ほかならぬ運動の本質であるが、未だ行為が遂行されておらず、かつ将に遂行せんとしている身構えの状態として身体の内面に宿りかつ当の内面において経験されている。生ける時間・持続は、行為の遂行に先立って、それゆえ対象との隔たりを産み出しつつ、身体の内面で作動している。したがって以下の結論を得た。こうした内面の運動性とその経験が、近代という時代に支配的である隔たりを介した諸行為(俵現し眼差し、そして声を発するという行為)やそれに支えられた認識(科学的認識や文化的認識)とは根本的に異なり、かつ、両者を可能にしている。本研究の主要目的は日仏二言葉雑誌を発刊し、その雑誌に研究の成果を発表することにあった。研究代表者(宮崎隆)とグルノーブル第三大学教授クロード・コスト教授との共同主幹の下、日仏二言語雑誌「道行」(Chemin Faisant Revuebilingue franco-japonaise)第2号が、「音楽性」というテーマの下で刊行され、以下の6名の原稿が日仏二言語で掲げられた。横浜国立天学名誉教授の国安洋氏は、比較美学の観点がら、「音楽性」の概念規定を試みた。パリ第八大学のクリスティアン・ドゥメ教授は音楽美について言語的に語りうる可能性をいわゆる知覚世界とは別め次元に見出そうと努めた。レンヌ第二大学のティモテ・ピカール教授は、音楽美についで語る語り手たる評論家の位置を確定した。筑波大学の小川美登里准教授はパスカル・キニャールを題材に、音楽と文学との関係を解明した。筑波大学の大学院め山下尚一氏は、ブルレの音楽美学論を中心に、時間との関係において音楽の定義可能性を追求した。グノーブル第三代大学のバティスト・バコ教授はアドルノの音楽美学を取り上げて、マーラー音楽の構造を探った。こうした多様な論考によって,言語を中心とする人間的な文化的事象のなかに音楽を位置づける可能性が多方面から検討され、その適否が各面から明確にされた。

そのようにして第3号において日仏両言語で掲げられたのが、以下の六つの論考である。山梨大学教授の香川智晶氏は、脳死臓器移植を巡る日本における議論を整理し、現代医療における脳死中心の生命観を哲学的に検討した。パリ第十大学のリーダ・ブーラビ氏は、アブデルワハブ・メデブの作品における神秘主義と官能性を手掛かりに、文学上に現れる生命概念を整理した。レンヌ大学助教授のマリ=エレンヌ・ヴィクトリ氏は、パスカル・キニャールの文学に現れる生(いのち)の概念に焦点を絞り、生(いのち)の隠れたる様態を闡明すべく努めた。グルノーブル第三大学のソフィー・エベール氏は、美学の方面から、生命の本源の究明を目指した。大阪教育大学教授の岩田文昭氏は、三木清の哲学と宗教との関係を起点に、三木哲学において生命の規定を試みた。武蔵野大学准教授の爪田一壽氏は、親鸞と道元の思想を分析しつつ、「仏の<いのち>を生きる」ということの意味の解明し、仏教において生(いのち)を位置づけた。
単一ニューロン記録法・標識法を用いた食行動を呼び起こす味覚神経回路の解析

脳内味覚神経回路における単一ニューロンの全体像を明らかにするため、ジャクスタセルラー記録法・標識法をラット脳に適用した。その結果、単一ニューロンが同定され、そしてその細胞体、軸索、および樹状突起が可視化された。さらにバーチャルスライドシステムを用いることで、単一ニューロンの再構築が可能となった。脳内味覚回路研究において、ジャクスタセルラー記録法・標識法が有効な手段になることが分かった。本研究は、食行動の原動力となる味覚神経回路が単一の味覚ニューロンの集合からなるという視点から、未だ明らかにされていない単一味覚ニューロンの構造と機能を明らかにし、食行動のメカニズムの解明に向けた味覚の神経回路学的基盤を確立することが目的である。本研究期間内では、味覚刺激の入口である脳幹味覚野の単一味覚ニューロンの構造と機能を明らかにすることを目標とした。前年度は、単一ニューロンの神経活動を記録し、標識物質を注入するためにジャクスタセルラー記録法・標識法の装置を構築した。続いて、この装置を用い実際のラット脳において、単一ニューロンの神経活動の記録および可視化を行った。さらに、このラット脳の組織切片を基にして、単一ニューロンの再構築像の作製を行った。今年度は、前年度の課題として残されていた「味覚に特化した実験系の構築」を行った。「味覚に特化した実験系の構築」:ラットの味覚ニューロンを特定するためには、味覚神経回路内にガラス電極を留置した後、舌を味物質(スクロース、塩化ナトリウム、グルタミン酸、クエン酸、あるいはキニーネ)で刺激する必要がある。そこで、ラットの舌に対し、必要に応じて味物質を滴下するとともに、速やかに味物質を除去するための味刺激装置を構築した。研究期間内では、脳幹味覚野の単一味覚ニューロンの構造と機能を明らかにすることが目標であったが、実験系の構築に時間がかかり当初目標を完全には達成することができなかった。しかし、上述の実験系を用いることにより、単一味覚ニューロンの構造と機能の追求が可能となったので、引き続き精力的に実験を進めていきたい。本研究期間内では、味覚刺激の入口である脳幹味覚野の単一味覚ニューロンの構造と機能を明らかにすることを目標とし、平成24年度は、1「ジャクスタセルラー記録法・標識法の装置の構築」、2「単一ニューロンの神経活動の記録および標識物質注入による可視化」、3「組織切片を基にした単一ニューロンの再構築像の作製」を行った。1「ジャクスタセルラー記録法・標識法の装置の構築」:ジャクスタセルラー記録法・標識法は、これまでの細胞内あるいは細胞外記録法やパッチクランプ法といった電気生理学的手法では不可能だった個体レベルで単一味覚ニューロンの長距離投射を可視化できることが特徴である。この装置を構築することにより、実際に単一ニューロンの神経活動を記録し、さらにこのニューロンに標識物質を注入し可視化することが可能となった。2「単一ニューロンの神経活動の記録および標識物質注入による可視化」:前述した装置で実際に単一ニューロンの神経活動の記録が得られ、さらにこのニューロンに標識物質を注入することにより単一ニューロンを可視化できることが確かめられた。3「組織切片を基にした単一ニューロンの再構築像の作製」:前述の方法で可視化した単一ニューロンの組織標本が複数の切片からなることから、これらの切片を画像編集ソフトに取り込み、そして繋ぎ合わせ、単一ニューロンの樹状突起、細胞体、および軸索を同一画像上で見られるように再構築を行った。これにより、単一ニューロンの神経終末の形態、空間的な位置、および神経終末の分布領域の検討が可能となった。平成24年度の研究計画は、1「ジャクスタセルラー記録法・標識法の装置の構築」、2「単一味覚ニューロンの同定および可視化」、3「単一味覚ニューロンの3次元再構築像による形態、空間的な位置、および神経終末の分布領域の検討」を予定した。1「ジャクスタセルラー記録法・標識法の装置の構築」:脳幹味覚野の単一味覚ニューロンの神経活動の記録および標識物質を注入し可視化するため、ジャクスタセルラー記録法・標識法の装置を実際に構築した。現在、この装置を味覚実験に最適化させる作業をしている。2「単一味覚ニューロンの神経活動の記録および標識物質注入による可視化」:前述した装置で実際に単一ニューロンの神経活動の記録が得られ、さらに標識物質を注入することにより単一ニューロンを可視化できることが確かめられた。現在、味覚における単一ニューロンの可視化を試みている。3「単一味覚ニューロンの3次元再構築像による形態、空間的な位置、および神経終末の分布領域の検討」:前述の方法で可視化した単一味覚ニューロンの組織

標本が、複数の切片からなることから、これらの切片を画像編集ソフトに取り込み、そして繋ぎ合わせ、単一ニューロンの樹状突起、細胞体、および軸索を同一画像上で見られるように再構築を行った。これにより、単一ニューロンの神経終末の形態、空間的な位置、および神経終末の分布領域の検討が可能となった。現在、味覚における単一ニューロンの再構築を試みている。以上のように、ジャクスタセルラー記録法・標識法の装置を用いて、実際に単一ニューロンの神経活動の記録、標識物質注入による可視化、および再構築が可能であることが確かめられたが、現在、味覚における単一ニューロンの神経活動の記録、標識物質注入による可視化、および再構築を試みている段階にあるので、自己点検による評価では「やや遅れている」とした。平成25年度は、平成24年度に課題となった味覚に特化した実験系を構成した後、1「単一味覚ニューロンの神経活動の記録および標識物質注入による可視化」、2「単一味覚ニューロンの3次元再構築像による形態、空間的な位置、および神経終末の分布領域の検討」を予定している。1「単一味覚ニューロンの神経活動の記録および標識物質注入による可視化」:脳幹味覚野において、単一味覚ニューロンの形態の全体像を把握するために、ジャクスタセルラー記録法・標識法を用いて、舌を味物質(スクロース、塩化ナトリウム、グルタミン酸、クエン酸、およびキニーネなど)で刺激した後に発生するニューロンの電気的活動から、単一味覚ニューロンを同定し、さらにこのニューロンに標識物質(ビオチン化デキストランアミンなど)を導入し、単一味覚ニューロンの全体を可視化する。2「単一味覚ニューロンの3次元再構築像による形態、空間的な位置、および神経終末の分布領域の検討」:ニューロンの特性は情報を受け取る樹状突起、情報を他のニューロンに分配する神経終末の大きさや量といった形態に反映されている。例えば、5つの基本味に反応する単一味覚ニューロンの間の樹状突起の太さや広がりの差は、味覚刺激に対する鋭敏さの違いを表し、神経終末の分布領域の差は、味覚刺激が影響を及ぼす脳領域の違いを表していることが考えられる。これらのことから、5つの基本味に反応する単一味覚ニューロンの形態、空間的な位置、および神経終末の分布領域をそれぞれ詳細に明らかにするために、単一味覚ニューロンを可視化した後、3次元再構築像を形成する。さらに、この構築像を基に神経終末の分布領域ごとの量を定量的に解析する。最後に、本研究で得られた成果をまとめ、学術雑誌に投稿するとともに学会発表などを行う。顕微鏡改修費用(14,386円)が残っているが、改修作業が年度をまたいだため、支払いが次年度に繰り越しとなった。次年度の研究費は、基本的なジャクスタセルラー記録法・標識法の装置は構築済みであるため、実際の実験に必要な1「実験器具および実験試薬の費用」、2「実験動物の購入費用」、および3「研究成果発表費用」への使用を計画している。1「実験器具および実験試薬の費用
時間不整合的行動とセルフ・コントロールの有効性

時間割引率は人々の現在と将来にかかわる意思決定を決める重要な要因で、時間割引率が高いほど現在を重視した(せっかちな)、低いほど将来を重視した(我慢強い)意思決定を意味する。この研究では、時間割引率がどのような要因に関係しているかをアンケートによって調べたが、時間割引率は自制力が高いほど、認知能力が高いほど、低いことが明らかとなった。これは時間割引率に対する教育の有効性を示唆するものである。(1)理論モデルの検討:完全自制心を想定するのではなく、セルフ・コントロール(自制力)が本来の意味で有効な経済行動モデルを検討し、その自制力の程度が異時点間選択行動、とくに時間不整合的行動にどのような影響を与えるかを検討・検証する。その際、異時点間選択行動のキーパラメーターとして時間割引率を採用する。(2)数量的研究の手法:自制力そのものを数量化することは困難なため、その代理変数を検討・選択する。そして、自制力の代理変数が異時点間選択行動のキーパラメーターである時間割引率にどのような影響を与えるかを数量的に分析する。分析データは、アンケートおよび実験(fMRI実験も含む)によって収集する計画である。(3)政策的提言:自制力の代理変数と時間割引率との有意な関係の存在を確認したうえで、代理変数と自制力との関係をより詳細に検討することによって、自制力を利用して時間不整合的行動を抑制するために、政策的にどのようなことが考えられるかを検討し、提言につなげる。非喫煙者、喫煙者を対象とした時間割引率を推定する経済実験を行った際に、衝動性、自己抑制等の性格特徴を尋ねる質問項目を含むアンケートを試験的に行った。現在そのデータベースを構築しており、結果が近く得られるところまで進んでいる。アンケート項目については、研究分担者である高橋氏、筒井氏から有益な示唆、情報を得て、作成した。セルフ・コントロール問題と深い関係のある中毒行動に、ベッカー=マーフィーの合理的中毒モデルがあるが、池田氏とインディアナ大学のChang教授の協力を得て、addiction modelのS(消費資本)を、直接消費量(c)ではなく、cの関数として一般化して、定常状態の存在と動学(安定性)分析を行った。この場合でも、今までのところ、基本的な結果には先行モデルと大きな違いがないことが確認されているが、今後も基本的な理論分析として継続して研究を進める予定である。合理的モデルでは、衝動や後悔や葛藤といった情動に特に注目することはしていないが、こうした情動がセルフ・コントロールとどのように関わっているかは重要な問題であり、今後のfMRl実験のひとつの焦点となるだけに、この点の理論的検討はきわめて重要である。海外研究協力員G・バーンズ氏と意見交流では、セルフ・コントロールの概念をどのように定義するか、将来的にどのような形でfMRl実験に移せるかについて、多くの示唆を得た(拒食症等に見られる過度(負)のセルフ・コントロールの可能性、認知による情動コントロールの心理実験の応用可能性(意思決定前に若干の時間を置く場合とそうでない場合など)、第3者の見解・意見の被験者の意思決定への影響の応用など)。将来的に早稲田大学で行う予定のfMRlによる経済実験については、現在在外研究中ではあるが、正木氏を中心に進めているところである。研究目的時間不整合的行動を引き起こしやすい異時点間選択行動として、喫煙、飲酒等の嗜癖財の消費、過食、ギャンブル、衝動的購買および借入等があげられる。こうした時間不整合的行動を抑制するためには、そうした行動の発現メカニズムを特定することが必要である。これまでの行動経済学の研究は、時間不整合的行動の共通要因として双曲型時間割引関数を指摘している。本年度は、時間割引関数、とくに双曲割引関数を理論的、実証的に、より詳細かつより多面的に検討することを主要なテーマとして研究を行った。研究方法人々の時間割引関数の形状およびその諸特徴、さらには衝動性や自制心も含めたパーソナリティおよび認知能力との相関を調査するために、アンケート調査および経済実験を実施する。時間割引率、とくにしばしば観察される双曲割引関数がどのようなメカニズムによって生じるかについて理諭的な研究を深化させるとともにその実証の試みを進める。研究成果池田は、アンケート調査の結果から、双曲割引の程度と肥満の程度に正の相関の可能性を見出している。高橋は、異時点間選択行動の理論的枠組みについての研究を進め、双曲割引を引き起こすメカニズムが人間の時間感覚に関するウェーバー=フェヒナーの法則によって説明できることを理諭的に示すとともに、この分野における神経経済学的研究の重要性を強調している。筒井は、異時点間選択に関する経済実験において、推定割引率が選択肢間の期間差(interval)の減少関数であること(期間効果)を実証し、その意味を議論している。畫間は、須齋とともに、時間割引および危険回避度(効用パラメーター)とパーソナリティ(衝動性や自制心が含まれる)および認知能力との相関を調べるための、アンケートを作成し、実施した。さらに、筒井、正木を加えて、喫煙者を被験者とした異時点間選択に関するfMRI実験を開始した。

研究目的:時間割引率が自制力とどのような関係にあるかを調べるために、主として前年度に行ったアンケート調査の分析を進めた。認知能力とパーソナリティを自制力の代理変数と考え、これらの諸変数と時間割引率とどのような関係にあるかを調べた。研究方法:データ分析では、質問条件や回答者の諸属性と認知能力およびパーソナリティ変数を用いて主としてパネル分析を行った。また、前年度はマッチング方式の質問を採用したが、今年度は、前年度データの分析の結果も踏まえて、選択方式の質問を採用した。パーソナリティについても、代表的なパーソナリティテストであるBig5のほかに、社会的自己制御やEffortful Controlといったアンケートを採用した。前年度から開始した喫煙者を対象としたfMRI予備実験では、被験者数が少なく、明確な結果は得られなかった。また今年度は、研究員の日程と実験装置の利用日程との調整ができず実施できなかった。研究成果:書間・須齋が行ったアンケートデータの分析の主要な結果は以下の通りである。1双曲割引は確認できなかったが、期間効果は確認できた。2パーソナリティ諸変数は有意でなかったが、認知能力が高いほど時間割引率は有意に低くなることを確認した。3経済属性、人口統計属性と時間割引率との関係は先行研究と整合的な結果が得られた。4喫煙、ギャンブル、飲酒、クレジットの程度と時間割引率との間には、嗜まない回答者と重度経験者では、時間割引率が高くなる傾向はみられるが、必ずしも強い一貫した相関は見出されなかった。さらなる分析が必要と考える。高橋はストレスホルモンが6か月後の時間割引率を予測することを見出した。また、繰り返しギャンブルにおける待ち時間の心理物理則からPrelecの確率ウェイト関数が導出できることを示した。筒井はワクチンの摂取行動に時間割引率が有意に効いていることを見出した。時間割引率に関する神経経済学の最近の研究では、従来の準双曲割引的理解から離れて、異時点聞報酬全般の評価は大脳基底核でなされ、背外側前頭前野は、他の目標に応じて、その評価に介入して、自制的な行動を誘導、すなわち認知的制御をしているとする研究が現れていることを確認した。2010年度に行った3つのweb調査データを用いて、パーソナリティや自制心や認知能力が、時間割引率とどのような関係にあるかを統計的に検証した。パーソナリティ検査にはBig5という質問を、自制心には社会的場面での自制を調べる社会的自己制御(SSR)およびやるべきことをやるといったエフォットフル・コントロール(EC)という質問項目を用いた。認知反射テストと呼ばれる認知能力テストも取り入れた。結果よ以下の通りである。(1)双曲割引効果、期間効果が有意に観察された。(2)認知反射能力は時間割引率と有意に負の相関があった。(3)Big5では、協調性で負で有意、知的好奇心で正で有意であったが、解釈は困難である。(4)SSRおよびECでは、自制力は時間割引率と有意に負の相関があった。
肝癌におけるIL‐6産生機構の検討-IL‐1による産生誘導

近年、原発性肝癌や転移性肝癌患者の血清IL-6増加が報告され、肝癌の進展や転移の予後因子としてIL-6が注目されている。さらに、肝硬変例でも血中IL-6の増加が報告されていることから、肝癌の発生にもIL-6が関与している可能性が考えられる。我々は、既に、ヒト肝癌細胞のIL-6産生能を検討し、ヒト肝癌細胞にはIL-6を産生するものが存在することを明かにした。しかも、これらの肝癌細胞株にはheterogeneityがあり、持続性に産生するもの、IL-1によて産生が誘導されるもの、さらに産生されないものの3つのタイプに分けられることを指摘した。今回、各種肝癌細胞内のIL-6mRNAの発現をNorthern blot法により検討した。IL-1添加によりIL-6の産生誘導がみられるhuH-1,huH-7,Chang cellはそのIL-6の産生量に応じてIL-6mRNAの発現が誘導された。IL-1無添加でIL-6を持続産生しているHLEはIL-1無添加でもわずかにIL-6mRNAの発現を認めたが、産生量の少ないHLFでは無添加でIL-6mRNAの発現はみられなかった。さらに、HLEおよびHLFはIL-1添加により著名なIL-6産生がみられるとともに産生量に応じてIL-6mRNAの発現誘導が認められた。このことから、ヒト肝癌細胞においてIL-1がIL-6産生を誘導する際、その産生量に応じてIL-6mRNAの発現が誘導されており、IL-1によるIL-6産生誘導は主に転写レベルで調節されていると考えられた。このIL-1によるIL-6産生誘導は多くの肝癌細胞株でみられており、肝癌におけるIL-6産生・分泌調節にはIL-1が重要な役割を果たしていると考えられる。次にIL-1がIL-1 receptorに下都合し、IL-6が産生されるまでの細胞内シグナル伝達について検討した。IL-6の持続産生がみられるHLEとHLFはTPA添加によりIL-6産生が誘導されるのに対し、IL-1添加でIL-6産生誘導されたhuH-1,huH-7,Chang cellはTPAによる産生誘導はみられない。このことから、IL-6の持続産生はprotein kinaseCを介する経路の異常が関与していると考えられた。さらに、IL-1によるIL-6産生にはprotein kinaseC以外のpathwayが存在することが示唆された。
中温作動型燃料電池を実現する空気極触媒電極材料の開発；材料探索フィールドの大転換

本研究では,中温作動型燃料電池の実現への課題である,O2分子の強固な二重結合の解離とイオン化を中温域でも促進する,空気極触媒電極材料の開発に取り組む。O2分子の吸着,イオン化,解離に関わる電子移動を,半導体の電子構造との関係に基づくと,その材料探索フィールドは,従来のp型遷移金属酸化物からn型酸化物半導体へと大きく転換すべきことが示唆されるので,本課題ではこの探索原理の検証を行うとともに,探索原理に基づいた中温作動型燃料電池に適用可能な空気極触媒電極材料の開発を行う。
中世前期における地方行政機構の研究

本年度は、(1)中世国衙の実務官人である在庁官人の形成過程に関する問題と、(2)鎌倉期の知行国制や国家財政の問題に連関してくる東大寺造営料国とその知行主体である東大寺大勧進に関する問題を研究し、それぞれ従来の通説的な理解を一新し、新たな議論を提示することができた。(1)に関しては、在庁官人制の本質である官人的編成という側面に着目し、それを保障する制度的基盤の形成と付加税の成立を連関させて捉えることで、中世社会における地方支配のプロトタイプを見出した。また、そこにおいて特に重要な役割を果たしたのが受領であり、在庁官人制は受領支配のあり方と密着して成立・展開していったことを明確にした。以上の考察は、在地領主を中心に理解されてきた中世国衙・在庁官人制の通説を克服するもので、新たな議論の枠組みを提示した点で有意義なものといえる。以上、平安期院政期における在庁官人制の成立と展開の様相を新鮮な観点からクリアーにするとともに、鎌倉期における寺社知行国の一側面から、当該期の国衙に関する理解をより一層深めることができたと考える。上記の成果はいずれも論文として発表した。本研究の目的は、既往の中世地方行政制度の理解を実態に即して柔軟に捉え直していくことにある。特に重点的に考察すべき点として、(1)国衙・在庁官人と幕府・守護・御家人の関係を地方支配制度の観点から見直していくこと、(2)国衙の行政能力=地方収奪機構としての変容過程を、中央用途調達制度を軸に(特に造国制や国宛)に追究すること、(3)在庁官人制の編成原理を、その物的基盤のあり方に注目して考察していくこと、の3点を課題として設定し、中世社会における公権力と支配の実相をクリアーに示すことを目指すものである。上記の課題に対する本年度の成果・実績は以下の通り。(1)では、鎌倉初期の東大寺造営事業における鎌倉幕府の関わり方、特に材木引夫の差発形態を具体的に解明した。そこでは当初、西国縁辺地域の幕府支配(幕府による御家人動員)が守護を前提としたものではなく、幕府による系統的な地方支配の方式が採られていなかったこと(=守護未設置)、よって守護(幕府)による国衙機能の吸収というベクトルも当然視できず、鎌倉期の地方支配のあり方は根本的に再検討する必要かあることを示した。(2)では、東大寺造営料国である周防国を具体例に、造営等の進捗状況とともにその性格も変化していくことや、永代造営料所化していく筋道を示した。それは朝廷の国衙(地方収奪機構)に対する意識の変化とも大きく関わる事象である。なお鎌倉期の興福寺造営の史料収集もあわせて行った。(3)では、主に平安後期の在庁層の存在形態を明らかにする意図で、在庁層が有する任用国司号の意義を制度的観点から捉え直していく作業を進めた。その成果については近く公表予定である。本年度は、(1)国衙に出仕する在庁層の存在形態に関する問題と、(2)大規模造営と造営料国を分析するための予備的考察を行った。まず、(1)では、除目・任符などの制度的アプローチによって在庁層と任用国司号の関連を整理し、その中世的展開を解明した。任用国司号は雑色任層の諸司・諸家に対する都鄙にわたる奉仕の見返りとして付与されたもので、在庁官人身分の起点に位置するものとはいえず、これにより11世紀中葉に在地領主が国衙公権を求めて結集し、共同の権力機構=在庁官人制を形成したという通説も成り立たなくなったと考える。それと同時に、在庁官人制を各時期の状況に応じて柔軟に位置付けるべきことについて、若干の見通しにも言及した。(2)については、特に東大寺再建の要である初代東大寺大勧進重源の問題を取り上げた。具体的には重源の残した財産がどのように相承されていくのかを通じて、東大寺復興をめぐる相克を復元したものである。具体的には、大勧進は当初は重源一代限りの臨時的なポストであったこと、重源系荘園の行方に示されるように、寺家は重源の遺産を寺財として接収しようと積極的に動いていたこと、その背景には、重源の思惑とは別に、寺家は東大寺の人法繁昌が日本仏教の再生であるとする独善的な意識があり、それが東大寺復興の基調としてあったことなどを明らかにした。これらは中世前期の大規模造営と造営料国経営の問題について今後の基礎的な認識となるものである。

以上の考察は、在地領主を中心に理解されてきた中世国衙・在庁官人制の通説を克服するもので、新たな議論の枠組みを提示した点で有意義なものといえる。以上、平安期院政期における在庁官人制の成立と展開の様相を新鮮な観点からクリアーにするとともに、鎌倉期における寺社知行国の一側面から、当該期の国衙に関する理解をより一層深めることができたと考える。上記の成果はいずれも論文として発表した。
神経樹状突起内ｍＲＮＡ輸送・局所的翻訳による学習・記憶の分子機構

神経樹状突起へのmRNA輸送および局所的翻訳は、シナプス強化ひいては長期記憶に重要であることが示唆されており、この分子機構の解明は記憶形成の理解進展において重要な課題である。本研究では、樹状突起へのmRNA輸送を担い、長期記憶に必須のRNA結合タンパク質RNG105に着目した。次に、神経初代培養細胞においてArf GEF, GAPをshRNAにより発現抑制させ、スパイン形成およびGluR1細胞表面発現への影響を解析した。その結果、特定のArf6,1 GEF, GAPの発現抑制により成熟型スパイン数・GluR1細胞表面発現が有意に低下した。一方、特定のArf6 GAPの発現抑制時には未成熟型スパイン数が増加した。これらの結果から、特定のArf6, 1 GEF, GAPはシナプス強化を正に制御し、別のArf6 GAPはシナプス強化を負に制御することが示唆された。以上より、Arf6, 1の活性・不活性型変換サイクルがシナプス強化に重要であり、また、Arf GEF, GAPの局所的翻訳はシナプス強化のみならずシナプス強弱の形成制御に関与するという新たな可能性が示唆された。また、神経初代培養細胞におけるArf GEF, GAP mRNAの樹状突起への輸送解析から、輸送責任領域を同定した。更に、特定のArf6 GEF, GAPの輸送責任領域欠損マウス作製に着手した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。神経樹状突起へのmRNA輸送とシナプス刺激依存的な局所的翻訳は、学習・記憶に必須であることが示唆されており、この分子機構の解明は記憶形成の理解の進展において重要な課題である。本研究では、樹状突起へのmRNA輸送を担い、欠損マウスで記憶が顕著に低下する分子としてRNG105に着目した。これまでに、RNG105欠損マウスの海馬樹状突起において局在が低下するmRNAとして、Arf制御因子(GAP, GEF)をコードするmRNA (9種類)を同定した。これらmRNA群の局所的翻訳がシナプス可塑性および記憶に与える影響を明らかにすることを目的として研究を進めている。平成28年度は、Arf制御因子mRNA群のRNG105との結合、樹状突起への輸送の2点について解析を行った。成体の野生型マウス大脳から抗RNG105抗体により免疫沈降を行い、qRT-PCRにより各Arf制御因子mRNAを定量した。その結果、各Arf制御因子mRNAはRNG105と結合していることを明らかにした。次に、神経初代培養系においてMS2システムにより樹状突起へのmRNA輸送を解析した。MS2結合配列と各Arf制御因子mRNAの全長を繋いだコンストラクトを作製し、これらとMS2-GFPをマウス大脳由来神経初代培養細胞に共導入し、GFPを指標としてmRNAを可視化した。更に、KCl添加により脱分極を誘導し、樹状突起へ輸送される条件を検討した。その結果、野生型ニューロンでは、Arf制御因子mRNA群はその種類によりKCl刺激依存的または非依存的に樹状突起へ輸送されることを見出した。また、RNG105欠損ニューロンでは樹状突起への輸送が低下する傾向が見られた。以上のことから、Arf制御因子mRNA群は神経活動依存的または非依存的に樹状突起へ輸送され、その輸送にはRNG105が関与することが示唆された。研究計画に従って、Arf制御因子mRNA群とRNG105との結合解析、および、mRNA群の樹状突起への輸送解析を行った。免疫沈降と定量的RT-PCRにより、Arf制御因子mRNA群がRNG105と結合していることを明らかにした。また、神経初代培養細胞においてMS2システムによるmRNA可視化により、Arf制御因子mRNA群は野生型ニューロンにおいて神経活動依存的または非依存的に樹状突起へ輸送されること、RNG105欠損ニューロンでは輸送が低下することを明らかにした。更に、Arf制御因子mRNA群の樹状突起への輸送責任cis配列決定に必要なコンストラクト作製に着手した。以上のことから、本研究は概ね計画通りに進行している。神経樹状突起へのmRNA輸送および局所的翻訳は、シナプス強化に重要であることが示唆されており、この分子機構の解明は記憶形成の理解進展において重要な課題である。本研究では、樹状突起へのmRNA輸送と長期記憶に不可欠であるRNG105に着目し、RNG105欠損マウス海馬樹状突起層で局在が有意に低下するArf GEF, GAP mRNA群(ターゲットmRNAs)に注目している。1.神経初代培養細胞におけるMS2システムによるmRNA局在可視化の定量法として、ノイズ許容値を5段階に振り、その中央値を算出してシグナルを抽出する方法を確立した。定量解析の結果、Arf GEF mRNAsはKCl刺激非依存的に、Arf GAP mRNAsはKCl刺激依存的に樹状突起へ局在化した。RNG105を欠損させるとターゲットmRNAsの樹状突起内局在が有意に低下した。2.計画していた輸送責任cis配列同定に先行して、ターゲットmRNAのノックダウンがスパイン形成・AMPA受容体細胞表面局在に与える影響を解析し、今後着目するmRNAを絞り込んだ。神経初代培養細胞にshRNAベクターを導入することによりノックダウンを行なった結果、特定のArf6 GEF/GAPがスパイン形成に重要であることが示唆された。