hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管平滑筋細胞に存在する伸展感受性チャンネルの生理特性とその液性因子による調節

伸展刺激により開口するイオンチャンネルが、血管平滑筋の細胞膜に存在することをパッチクランプ法を用いて証明した。このチャンネルは、機械的刺激に応答して開口し、カルシウムやナトリウムを通過させた。このチャンネルは細胞内のカルシウムやナトリウム濃度変化や膜電位変化を介して、機械的刺激に対する細胞反応の開始に寄与すると考えられた。また、ガドリニウムはこのチャンネルを抑制したが、同様な濃度でL型カルシウムチャンネルも抑制した。よって、ガドリニウムは平滑筋においては伸展感受性チャンネルの特異的阻害薬ではないと考えられた。高血圧の病態で血管平滑筋の興奮性が亢進している。この興奮性の亢進には、電気活動の亢進、すなわち静止膜電位の脱分極とカルシウム依存性の自発電気活動が関連している。また、高血圧自然発症ラット(SHR)の血管では正常血圧コントロールであるWKYに比較して、機械的刺激に対する反応が亢進している。われわれは、SHRの血管平滑筋では伸展感受性チャンネルの開口がWKYに比較し亢進していることを報告した。このチャンネルの開口亢進はSHR血管の機械的刺激に対する反応亢進に関連すると考えられた。高血圧に見られる血管の機能や構造の変化に、神経・液性因子に加え、血管への機械的刺激が重要な役割を有すると考えられる。我々は、血管平滑筋の細胞膜に機械的刺激により開口する伸展刺激感受性(SA)チャンネルが存在することを報告した。今回、高血圧自然発症ラット(SHR)とその正常血圧コントロールであるWKYの血管を用い、高血圧における伸展感受性チャンネルの変化を検討した。SHRとWKY(16から24週齢、それぞれ14匹)の腸間膜抵抗動脈より酵素処理で単一平滑筋細胞を作成し、パッチクランプ法によりSAチャンネル電流を記録した。全細胞記録では電極から細胞内へ陽圧を加え細胞を腫大させることで、また、単一チャンネル記録では電極に陰圧を加え膜を電極内へ引き込むことで、膜への伸展刺激を加えた。全細胞記録では、細胞腫大に応じてSA電流が出現した。この電流は非選択的陽イオン電流であり、SAチャンネル阻害薬のガドリニウムにより抑制された。SHRではWKYに比較して、SA電流はより少ない細胞腫大で誘発され、電流量も多かった。単一チャンネル記録では陰圧に応じてチャンネルの開口(単一チャンネル電流)が観察された。この電流(コンダクタンスは32pS)は陽イオン非選択性であり、ガドリニウムにより抑制された。SHRではWKYに比較し、より小さな陰圧でチャンネル開口が誘発され、それぞれの陰圧に対する開口確率が大きかった。SHRの動脈平滑筋ではSAチャンネルの活性が亢進していた。SHRの血管で報告されている伸展刺激に対する機械的電気的活動の亢進に、このようなSAチャンネルの開口亢進が寄与しうると考えられた。このチャシネルは細胞内のカルシウムやナトリウム濃度変化や膜電位変化を介して、機械的刺激に対する細胞反応の開始に寄与すると考えられた。高血圧の病態で血管平滑話の興奮性が亢進している。このチャンネルの開口元進はSHR血管の機械的刺激に対する反応亢進に関連すると考えられた。
門脈-肝臓領域Na^+受容器感度および受容器発現に対する高食塩食の影響

【はじめに】我々は門脈-肝臓領域Na^+受容機構に関し,受容機構(NKCC1),求心路,中枢経路,遠心路,効果器および生理学的,病態生理学的役割等を解明してきた。門脈-肝臓領域は腸管から吸収されたNa^+が体循環系に回る前に先ず通過する場所であり,長期にわたる高食塩食摂取によりこの領域がNa^+に曝されることになり,門脈-肝臓領域Na^+受容器感度および受容器発現が影響を受ける可能性がある。本研究ではこの可能性を調べた。また,最近我々が開発したMn^<2+>造影剤を用いたT_1-weighted MRIにより,中枢のNaCl感受性部位を同定した。この方法はMRI造影剤としてCa^<2+>アナログであるMn^<2+>を用い,神経細胞興奮時にCa^<2+>チャネルから流入するMn^<2+>によるT_1緩和時間変化によりコントラストを作成する。このため,血行動態に依存しない,Ca^<2+>依存性細胞興奮を直接検知することができる。【結果】4週間の高食塩食負荷により,NKCC1のmRNA発現は59%,タンパク量は49%へと有意に減少した。肝門脈内高張NaCl溶液投与に対する肝臓求心神経活動応答は50%以下に低下した。高張NaCl溶液内頚動脈投与により,皮質,室傍核,視索上核,外側手綱核などで有意な信号強度の増加が見られた。また,側脳室投与では側脳室周囲からこれらの部位に時間遅れをもって,信号強度の増加が起こっていることが分かった。これらの興奮部位はFosの結果とよく一致していた。【はじめに】我々は門脈-肝臓領域Na^+受容器を介する体液調節機構に関し,受容機構(NKCC1),求心路,中枢経路,遠心路,効果器を明らかにしてきた。門脈-肝臓領域は腸管から吸収されたNa^+が体循環系に流入する前に通過する場所であり,長期にわたる高NaCl食摂取により,高Na^+濃度に曝されることになり,受容器発現および受容器感度が何らかの影響を受ける可能性がある。本年度の研究ではこの可能性を調べた。【方法】Sprague-Dawleyラットを用い,7週齢11週齢にかけて高NaCl食負荷(3%Na^+)を行った。RT-PCR,Western blot法により肝臓でのNKCC1のmRNAおよびタンパク発現量を調べた。また,関門脈内高張NaCl投与に対する肝臓求心神経活動を記録し,受容器感度を測定した。これらの結果を正常NaCl食(0.3%Na^+)で飼育したラットの結果と比較した。【結果と考察】4週間の高NaCl食負荷によりNKCC1のmRNAは正常食塩食群の59%に(両群ともn=8,p<0.05),タンパク量は49%に(両群ともn=8,p<0.05),それぞれ有意に減少した。また,関門脈内高張NaCl溶液投与に対する肝臓求心神経活動増加は,高NaCl食負荷群では正常NaCl食に比べ50%以下に有意に抑制されていた。以上の結果により,高NaCl食負荷によりNKCC1の発現が抑制され,門脈-肝臓領域Na^+受容器感度が低下することが分かった。本研究により肝臓NKCC1の発現に影響を及ぼした因子を特定することは出来ないが,アルドステロンあるいはバゾプレッシンなどのホルモンが関与している可能性が考えられる。アルドステロンは大腸のNa^+チャネル,腎臓のNa^+チャネル,Na^+K^+ATPase発現に関与し,バゾプレッシンはヘンレループ上行脚太い部のNKCC2発現に関与することが報告されている。

今後,肝臓NKCC1の発現に影響を及ぼした因子を特定するため,これらの体液調節に関わるホルモンのNKCC1発現に及ぼす影響について検討する必要がある。【はじめに】磁気共鳴装置を用いた脳機能のマッピングは,非侵襲的であり,空間的あるいは時間的分解能にすぐれ,末梢感覚受容器刺激時の中枢興奮部位同定研究において大きなアドバンテージを有している。この目的のため,主にヘモグロビンの磁性変化を検知するBold法が用いられている。しかし,これは興奮状態変化に伴う血流量変化を検知するため,直接的ではなく,またその信号強度変化もわずか数%と小さく,微小な刺激に対する応答を見ることは容易ではない。今回我々は,Mn^<2+>造影剤を用いたT_1-weighted MRIにより,中枢のNaCl感受性部位を同定した。この方法はMRI造影剤としてCa^<2+>アナログであるMn^<2+>を用い,神経細胞興奮時にCa^<2+>チャネルから流入するMn^<2+>によるT_1緩和時間変化によりコントラストを作成する。このため,血行動態に依存しない,Ca^<2+>依存性細胞興奮を直接検知することができる。【結果と考察】高張NaCl溶液内頚動脈投与により,皮質,室傍核,視索上核,外側手綱核などで有意な信号強度の増加が見られた。また,側脳室投与では側脳室周囲からこれらの部位に時間遅れをもって,信号強度の増加が起こっていることが分かった。これらの興奮部位はFosの結果とよく一致していた。以上の結果から,Mn^<2+>造影MRIは自律神経中枢研究の有用な手段であることが確かめられた。
低温・常圧でアンモニア合成を行う、安定でかつ高活性な不均一系触媒の開発

常温常圧におけるアンモニア合成能のあるMo配位Triamidoamineを、固体に結合させることによってAmido部分を安定化できることを第一原理計算によって理論的証明を試みた。Mo配位Triamidoamineの錯体触媒の炭素鎖の長さを変え、末端をゼオライトの上に固定した状態で、アンモニア合成反応経路のMD計算を行った。前年度に行った計算として、炭素鎖を短くした方がAmido部分が安定化されることがわかったが、Mo配位金属まわりの空間が小さくなり、プロトン源・電子源が近づきにくくなっていた。この効果は大きく、Amido部分の安定化が起こる長さの範囲ではアンモニア合成反応は起こらなかった。一方で、proton-coupled electron transfer(PCET)を起こすプロトン源・電子源([Ph2NH2][OTf], Cp*2Co)の組み合わせによるCp*(η4-C5Me5H)Co+は、Hのみが炭素鎖の立体障害をすり抜けて配位窒素にアクセスし、反応しやすいことがわかった。PCETであれば、本コンセプトが実験的にもうまく行く可能性が示された。一方で、カリウムを末端近くに配置させ、Mo活性金属の活性化を試みたところ、脱水縮合で接続を仮定した部分の酸素部分の反応性が上がり、プロトン源と反応して炭素鎖が外れてしまうことがわかった。接続部位に酸素を介在させずに、グラフェン等に固定すれば安定性が上がる可能性が示されている。
最古の現生種化石記録から探る現生貝類群集の成立:その時期と古環境背景

分類学的・層序学的検討によりタマキガイ科二枚貝Glycymerisvestita(タマキガイ)の最古記録を上総層群野島層;約2Ma)の産出と特定した。一方、ミノガイ科二枚貝あAcestagoliath(オオハネガイ)の最古記録は宮田層および笠森層(0.6-0.5Ma)であり、A.smithi(スミスハネガイ)の最古記録も笠森層にあることから、同じ年代であることが分かった。現生種の出現時期を特定するため、Glycymeris(Veletuceta)cisshuensis,から現生種albolineataに至る系列について、殻形態の時代的な変化を検討した。現生個体群の他、更新世中期では下総層群薮層および上泉層、前期更新世(2.1-2.2Ma)では掛川層群大日層の天王シルト質砂部層、後期鮮新世では唐の浜層群登層産および穴内層産の個体群を対象として観察と計測を行ったほか、他の時代・場所の散点的な標本も併せて検討した。その結果、殻形態の分類学的評価には、殻の外形を表す殻長・酸高比、殻高・殻幅比の他、歯列幅・殻長比、および靭帯面長・殻高比、が有効であることが分かった。そこで、これらの基準に基づいて検討したところ、前期更新世の個体群は、現生および中期更新世個体群と比べて、殻形態やその変異が異なりG.nakamuraiとして、現生種から区別するのが妥当であると考えられた。また、G.nakamuraiは.祖先種とされるG.cisshuensisと現生G.albolineataの中間的な形態を示す。この系列では、3Maののち(新定義による鮮新世/更新世境界)にGlycymeris cisshuensisが絶滅し、1.8Maごろ(旧定義による境界)に現生種G.albolineataが現れたことが分かった。また、Glycymeris vestitaについては、現生個体群の検討の結果、内湾環境の個体群では、外洋水の影響を受ける開放的な環境の個体群に比べ、殻の膨らみが弱く、クレニュレーションの数が少ないことが明らかとなった。現生種化石の最古記録を特定し、その出現時期を明らかにするため、3.1Maにあたる唐の浜層群穴内層下部産の二枚貝の分類について検討した。まず、刻点を持たないGlycymeris (Veletuceta)について、殼形態を詳細に検討した結果、同層の標本は、G、fulgurata(トドロキガイ)に同定できることがわかるとともに、同層には近似の現生種G.vestita(タマキガイ)は出現していないことが分かった。両種がきわめて類似した形態を持つことに加え、現在の土佐湾では、両種の分布域がほぼ同じであることから、G.fulgurataかG.vestitaの祖先種であることが強く示唆された。このことから、鮮新世末、あるいはそれ以後の寒冷化に伴って、G.fulgurataの分布域北縁においてG.vestitaか分化したことが推定できる。G.vestitaの最古記録特定のためには、更新世の化石記録を本研究の精度で詳細に吟味していく必要がある。また、同じフネガイ目二枚貝であるAnadara sp.についても、詳細な形態の分析を行った結果、本種が、現生種A.kagoshimensis(サルボウ)の祖先種である可能性が強く示唆されるとともに、その進化には異時性が関与していることも推定された。さらに、同層産のマルスダレガイ目ザルガイ科Fulvia sp.の殼形態と成長について詳しく検討した結果、本種は現生種F.mutica(トリガイ)の祖先種である可能性が示唆された。なお、本種に良く似た現生種としては、フィリピン付近に生息するF.laevigataが挙げられる。これら3種の産出層は、Meretrix lamarckii(チョウセンハマグリ)やDosinorbis bilunulatus(ヒナガイ)の産出からも分かるとおり、黒潮の影響を受ける開放海岸沖の浅海域を示す一方、それらの推定子孫種はいずれも内湾の生息者であるか、または内湾にも分布する現生種である。以上のことから、外洋に面した上部浅海帯の生息者が、鮮新世末、あるいはそれ以後の気候の寒冷化に伴って、分布域北縁の内湾域においてこれらの現生種が分化したことが示唆される。今年度は、紫外線蛍光反応を用いて、現生種の最古記録を確定する上で有用な二枚貝化石の色彩パタンの復元を試みた。室戸半島西岸の鮮新世穴内層産Glycymerisfulgurata (トドロキガイ)に長波長(365nm)紫外線を遮光状態で照射し、発生した蛍光によって写真撮影した。得られた画像を解析した結果、穴内層産のG. fulgurataの色彩パタンは5つの類型に区分された。最も多い(44%)タイプは色彩パタンをほとんど持たないもので、年輪を含む成長線に沿ったパタンだけが認められた。

その他の個体が示す色彩パタンの基本は分岐模様であり、その粗密と形成速度の大小のバリエーションによってさまざまのパタンが生じているらしい。現生二枚貝である本種の典型的な模様として知られているきわめて粗い分岐模様の個体は6%、細かな分岐模様の個体は40%、中程度の粗さのものは頻度もその中間(10%)であった。このほか、放射状の色彩パタンを示す個体も1個体(2%)あった。現生土佐湾産G.fulgurata個体群では、色彩パタンを欠く個体が多い(47%)のは同様であったが、穴内層個体群のものに比べ、より多様な9類型の色彩パタンが認められた。ちなみに、G. fulgurataと良く似ていて、地理的亜種と見なされてきたこともあるG. vestita(タマキガイ)の色彩パタンははるかに単調であり、穴内層産個体群および現生土佐湾個体群に認められた、中程度の粗さの分岐模様を持つものと良く似ている。ただし、それらが年輪によって途切れるとともに、成長にしたがって消失する傾向がある。このように、土佐湾産個体群では、両種は形態だけでなく、色彩パタンでも識別できる。また、このことは、G. fulgurataがG. vestitaの祖先種であることを示唆しており、化石の産出順序もこの推定を支持している。研究代表者および分担者は、それぞれの分類群の研究を着実に進めている。また、現生種最古の化石記録を特定する作業を進める中で、その祖先種を特定できたケースがあり、進化のメカニズムやパタンについても新知見が得られるなど、当初想定した研究の展開を越えて、新たな展望も開けてきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度の平成24年度には、各自の担当分類群について、現生種化石の最古記録を整理する。また、研究代表者は、各分類群の成果を取りまとめるだけでなく、生息場所ごとの整理も行う。また、現生種の集中的出現時期を特定し、その背景について考察する。名古屋大学で開催される日本古生物学会2012年年会の機会に、詳細について議論する予定である。
「大洋州メラネシア島嶼における乳児のマラリア初感染と感染防御」の研究

23年度三日熱マラリアによって男児童の体重が少ないのはアンバエ島での栄養状態が悪いと考えるのが妥当である。24年度児童が強い発熱(38.5°C以上、振戦、冷汗等)を起こしたとき、保健師の居るヘルスセンターに1割行くことが殆どで有り、ここでマラリアと抗マラリア剤の投与と薬の持ち帰りが行われる。蚊帳使わない家庭が10%居り,減らす必要がある。25年度マラリア対策を行うことによって、労働力が増加し、村の安定は期待できると酋長らは認識している。しかしアンバエ島では、物々交換を継続することが前提としており、蚊帳の値段は高く,物々交換は難しい。酋長たちは資本主義的な経済発展を望んでないことが分かった。マラリアの地域特異性は、今後展開される世界のマラリア根絶計画成功への鍵である。大洋州メラネシア島嶼は、マラリア感染・疾病が有する複雑な生物学的プロセスに対して自然の実験場を提供する。われわれは、以下の3点を仮説として提示する:(a)高度の原虫クローン多様性はより重症な病態を引き起こす。(b)高度の孤立と程度の伝播がもたらす原虫抗原の限られた多様性は、防御免疫の迅速な確立に寄与する。(c)三日熱マラリア感染は重症熱帯熱マラリア病態を防御する自然のワクチンとして機能する。これらを検証すべくわれわれは乳児におけるマラリア感染制御に注目し、1年半にわたる妊婦・出生乳児コホート調査をメラネシア島嶼にて提案する。最終的には年齢・原虫特異的薬剤・ワクチン投与を含む排除に向けた地域特異的な根絶戦略を目指す。今年度の調査では5歳児までの栄養評価とマラリア撲滅についての親の考えを明らかにすることを目的に現地で調査を行った。その結果男女児231人が調査対象となった。ヴァヌアツにおいて同地では国際比較より7。6%栄養状態が悪く、特に男児のうち7。5%、女児で7。7%栄養状態が悪いことが明らかになった。貧血については男児の2%が貧血で、女児には見られないことが分かった。児の発熱時の対応について病院15。6%、薬局46。1%、手持ちの薬0%、医師の居ない治療機関(AidPost)46。9%、呪術師6。0%(複数回答)という結果を得た。来年度はさらに上記テーマに従い、詳しい調査を行い、早期治療の方法、長期耐久殺虫処理布蚊帳(Llitn)使用状況を明らかにする。また、2009年に行った調査ではマラリア免疫抗体反応を検査しており、これを解析し、本研究の一助とする。アンバエ島酋長16人に経済発展とマラリア感染についての聞き取り調査を行った。アンバエ島ではマラリア感染、細菌性下痢が蔓延している。アンバエ島の16人の酋長が島の経済発展について、どのように考えているかを明らかするため聞き取りを平成25年7月に行った。調査項目1現在の生活で満足か,2最近1か月で現金収入はあるか,3最近1か月で現金収入はどんなものか,4最近1か月のうち現金収入で買ったもの,5最近一か月島内ではどちらが主体か(物々交換・金銭取引),6マラリアを撲滅したいか,7細菌性下痢を撲滅したいか,8自分の貯蓄を増やすことを望むか,9感染症対策は経済発展がつながるか,10経済発展で全島完全現金取引を望むか調査結果と考察1は、不満を持つ酋長を居なかった。自分の部落民および他の部落民の間での問題が発生するので、話し合いによる解決に時間がかかると答えた。2,3は、4人酋長が検診手伝い料を得た。他には現金収入はなかった。4は、日用消耗品を買った。質問5は物々交換が主体で有る。6は、マラリア撲滅は必要で有り、寝るときは蚊帳を張る。7は、酋長らは認識がなく、細菌性下痢は普通のことだと考えていた。下水処理の問題があり、細菌性下痢を無くすのは難しい。質問8は、貯蓄を殖やすことよりも、畑の面積・豚や牛などの畜産物を増やすことが重要であると酋長全員が答えた。9はマラリアに感染で労働力の逓減を招く。マラリア対策を行うことによって、労働力が増加し、資本主義的な経済発展は期待できる。しかし5にあるとおり、物々交換を継続することが前提としており、酋長たちは資本主義的な経済発展を望んでないことが分かった。10は9とほぼ同一な結果を得ていると考えて良い。

アンバエ島は山地であり、舗装されていない。徒歩,四輪駆動車でないと部落にたどり着くことは不可能である。酋長たちの経済発展とマラリア撲滅の考えが分かった。マラリアの地域特異性は,今後展開される世界のマラリア根絶計画成功への鍵である.大洋州メラネシア島嶼は,マラリア感染・疾病が有する複雑な生物学的プロセスに対して自然の実験場を提供する.われわれは,以下の3点を仮説として提示する:(a)高度の原虫クローン多様性はより重症な病態を引き起こす.(b)高度の孤立と程度の伝播がもたらす原虫抗原の限られた多様性は,防御免疫の迅速な確立に寄与する.(c)三日熱マラリア感染は重症熱帯熱マラリア病態を防御する自然のワクチンとして機能する.これらを検証すべくわれわれは乳児におけるマラリア感染制御に注目し,妊婦・出生乳児のマラリア撲滅へ現地住民が行っているか明らかにする。最終的には年齢・原虫特異的薬剤・ワクチン投与を含む排除に向けた地域特異的な根絶戦略を目指す.研究目的について以下のことを明らかにしつつある。1.妊婦が対マラリア免疫を持っているのかを明らかにする。妊婦が子どもを生むまで1か月間コホート追跡をする(マラリアの発症がその期間中にあり、免疫力、例えば抗マラリア抗体の増加を観察する)。2.新生児が対マラリア免疫を持っているのかを明らかにする(母体移行免疫を仮説とする)。新生児がマラリアに感染するまで追跡する(母体からの免疫が消失していることを仮説とする)。またこの時のWHOが提唱する栄養学的研究も行う。3.島の村で、マラリアの撲滅のための方法が理解されているか、また実行しているか実態調査を行う。この調査では地理情報をGISのハードウェアを持参し、計測する。調査票情報並びに地理情報を元にマラリア撲滅が可能な村と難しい村の比較をする。ヴァヌアツ共和国の島嶼で各地住民の健康診断を行い、データ収集をするのが本研究の基礎であるが、天候不順のため、一部地域の検診を諦めざるを得なかった。欠落したデータがあったが、残りのデータ及び共同研究者の金子教授が所持する過去のデータで補える範囲であると考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。調査票情報並びに地理情報を元にマラリア撲滅が可能な村と難しい村の比較をしている本年度は0-5歳児の栄養調査を徹底して行い、マラリア感染時の栄養状態と非感染時の比較を行う。また、周産期女性の血清から抗マラリア抗体の検出を行う。また本年度は集落の地理的情報を地図上にデータ集積し、エイドポスト(医師の居ない診療所)から集落の距離を測る。この目的は、エイドポストと集落の距離がマラリア撲滅への取り組みを阻んでいるかどうかを明らかにするものである。
体平衡系の数理モデル化に基づいた立体映像酔いを誘発する視野領域の特定に関する研究

本研究では、立体映像視認によって生じる「眼疲労」や「映像酔い」の機序を解明することを目的とし、特に、視認時のVectionを誘発する視野領域および像の運動を実験的に明らかにする。昨年度までに、周辺視による立体映像視認時における体平衡系への影響計測の高精度化に成功した。確率微分方程式による体平衡系の数理モデル化・数値解析を行うことにより、最適な雑音強度や時間ステップなどの因子を推定することができる理論的なスキームを構築した。周辺視による立体映像視認時における体平衡系へ及ぼす影響の計測データに対して、上述のスキームを適用した。被験者ごとに体平衡系を記述する確率微分方程式を導出し、数値解析を行った。研究代表者は定常非ガウス時系列に対する数理モデルの構成理論を構築・改良を繰り返しており、本実績はその集大成ともいえる。本年度は数値解析の評価指標に、新たに、非線形解析で用いられる並進誤差を導入して、計算アルゴリズムを伸展させた。また、昨年度に制作・開発した立体映像コンテンツを用いて、立体映像視認時における視覚誘導性自己運動感覚の誘発に関する検証を行った。本年度は9名の健常若年者を対象として以下の実証研究を行った。加えて、周辺視領域を変化させて、fNIRSを用いて視覚情報処理系に及ぼす影響についても検討し、一定の成果を得た。詳細は【現在までの進捗状況】に記す。さらに、健常な男女116名を対象に実施した比較対照実験について統計解析を計画している。9名の健常若年者(平均±標準偏差:22.56±0.68)を対象として以下の実証研究を行った。これまで立体映像曝露の影響を実証的に調査する際、重心動揺検査の視標として用いた視覚刺激用2D映像および、これに通常の2D/3D変換を行って得られた立体映像をもとに、背景が周期的に搖動する立体映像コンテンツを制作した。すなわち、これらの映像から視標を取り除いた2D/3D映像(VC1,VC2)、静止視標を有する2D/3D映像(VC3, VC4)、被験者の視運動座標系上で視標が準周期運動を伴う2D/3D映像(VC5, VC6)、これらの映像の視標にさらに背景の搖動成分を重畳した2D/3D映像(VC7, VC8)である。ここでは、背景が左右へ周期的に変動することにより、被験者の視点(立ち位置)のみを前庭系への入力がないまま変化させており、周辺視による負荷を高めている。60秒間の映像視認時およびその後120秒間の閉眼時における重心動揺を計測した。実験開始60秒ごとに動揺図を記録し、動揺量を算出した。以上のプロトコルの比較対照実験として、映像視認時に目の高さ2m前方に設置した凝視点を視認して行う重心動揺検査を行い、同様な時間間隔で動揺図を記録した。尚、映像の順序効果を加味した。分散分析により動揺量の統計的な比較を行っている。静止視標を有する映像視認時に立位姿勢が安定化した。これに比して、VC6やVC8の視認時および視認後において動揺量の有意な増大を認めた。VC6の視認時/後における動揺量の値に比してVC8の視認時/後のそれは増大する傾向がみられた。そこで、健常な男女116名を対象に実証研究を行った。静止視標を有する3D映像VC4、被験者の視運動座標系上で視標が準周期運動を伴う3D映像VC6を視認させた。上述したプロトコルに従い、比較対照実験も行った。本年度健常な男女116名を対象に実施した実証研究では、静止視標を有する3D映像VC4、被験者の視運動座標系上で視標が準周期運動を伴う3D映像VC6を視認させた。これについて統計解析を行う。若年者群32名15-28歳(平均±標準偏差:21.50±2.52)、中年者群57名31-57歳(平均±標準偏差:45.09±7.26)、および高年者群27名60-89(平均±標準偏差:70.11±6.00)に分けて動揺量について分散分析を行い、多重比較する。昨年度、実際の実験と比較して均質化された数値シミュレーション(数値解析)を行うことにより、記述するシステムの変化を敏感に捉えて表現することにも成功した。これにより、周辺視による立体映像視認時における体平衡系への影響を高精度に計量することができる。本年度、9名の健常若年者を対象として行った実証研究で記録された動揺図をもとに、映像視認時の動揺図を記述する数理モデルを導出し、数値解析を行う。1)周辺視による立体映像視認時における体平衡系への影響計測の高精度化(体平衡系の数理モデル化・数値解析):これまで周辺視による立体映像視認時における体平衡系への影響を計測してきた。一方、確率微分方程式による体平衡系の数理モデル化・数値解析を行うことにより、最適な雑音強度や時間ステップなどの因子を推定することができる。

このデータを用いて、被験者ごとに体平衡系を記述する確率微分方程式を導出する新しい理論的な体系を構築した。研究代表者は定常非ガウス時系列に対する数理モデルの構成理論を構築・改良を繰り返しており、本実績はその集大成ともいえる。実際の実験と比較して均質化された数値シミュレーション(数値解析)を行うことにより、記述するシステムの変化を敏感に捉えて表現することにも成功した。これにより、周辺視による立体映像視認時における体平衡系への影響を高精度に計量することができた。2)立体映像視認時における視覚誘導性自己運動感覚の誘発に関する検証(立体映像コンテンツの開発):これまで立体映像曝露の影響を実証的に調査する際、重心動揺検査の視標として用いた視覚刺激用2D映像2D-(I)および、これに通常の2D/3D変換を行って得られた立体映像3D-(I)をもとに立体映像コンテンツを制作した。詳細は【現在までの進捗状況】に記す。当初の予定通り、周辺視による立体映像視認時における体平衡系への影響計測の高精度化の方法論が既に確立された。また、本研究で用いる立体映像コンテンツの開発についても制作を完了している。具体的には、以下のコンテンツ映像を制作した。・2D/3D-(I)の追従させる視標を無くした2D/3D映像;2D/3D-(II)。・2D/3D-(I)の背景が左右(横方向)へ周期的に変動するもの;2D/3D-(III)。・2D/3D-(II)の背景が左右へ周期的に変動するもの;2D/3D-(IV)。・2D/3D-(III)の周期的な変動を考慮して、視標の運動を描いたもの;2D/3D-(V)。ここでは、背景が左右へ周期的に変動することにより、被験者の視点(立ち位置)のみを前庭系への入力がないまま変化させており、周辺視による負荷を高めている。2D/3D-(V)では奥行方向へ複雑に運動していた視標が、視点の変化に応じて見え方が変化しており、自然な見え方であるが、2D/3D-(IV)より複雑な運動に見える。また、実験環境の照度に関して予備実験を行い、これまでの実験データの解釈を行っている。環境照度が変わると瞳孔径に影響する。照度を下げると瞳孔径が大きくなって被写界深度が深くなり、輻輳調節と水晶体調節を一致させると、水晶体調節距離と映像投影面との乖離が生じて、酔いが誘発されやすくなるといった考察を行っている。本研究では、立体映像視認によって生じる「眼疲労」や「映像酔い」の機序を解明することを目的とし、特に、視認時のVectionを誘発する視野領域および像の運動を実験的に明らかにする。昨年度までに、周辺視による立体映像視認時における体平衡系への影響計測の高精度化に成功した。確率微分方程式による体平衡系の数理モデル化・数値解析を行うことにより、最適な雑音強度や時間ステップなどの因子を推定することができる理論的なスキームを構築した。周辺視による立体映像視認時における体平衡系へ及ぼす影響の計測データに対して、上述のスキームを適用した。被験者ごとに体平衡系を記述する確率微分方程式を導出し、数値解析を行った。本年度は数値解析の評価指標に、新たに、非線形解析で用いられる並進誤差を導入して、計算アルゴリズムを伸展させた。また、昨年度に制作・開発した立体映像コンテンツを用いて、立体映像視認時における視覚誘導性自己運動感覚の誘発に関する検証を行った。本年度は9名の健常若年者を対象として以下の実証研究を行った。
造血幹細胞からの樹状細胞分化と造血器腫瘍に対する腫瘍免疫療法の確立

まず、我々はrhGM-CSF、rhIL-4、rhTNF-alfaを用いて末梢血単核球由来付着細胞より樹状細胞の誘発に成功した。10日後、これらの培養細胞は成熟単球由来樹状細胞の表面マーカーを持ち、一次、二次免疫応答を誘導できることが確認できた。次に、この単球由来樹状細胞を用いて、急性骨髄性白血病の腫瘍抗原の同定を試みた。最も予後良好群とされる8;21転座を持つ急性骨髄性白血病患者は、長期寛解例にも、微少残存病変(AML1/MTG8融合遺伝子)の存在が確認されるが、その意義は明らかではない。この様な寛解例には、AML1/MTG8融合蛋白に対する特異的な免疫機構が存在する可能性がある.既にAML1/MTG8融合遺伝子陽性白血病患者のMTG8BTAF110領域蛋白に対する抗MTG8抗体の存在が報告されている.MTG8b由来のpeptideを用い特異的細胞障害性T細胞株の誘導を自己単球由来樹状細胞を使い,健常人より試みた.HLA-A0201拘束性MTG8baa182-191特異的細胞障害性T細胞株が3株誘導できた。Vβ14、15とVα17を主に使用し、CDR3領域のJβ使用も、主にJβ2.1、2.3に限定されていた.PCR-SSCPにより,oligocloneであることが,判明した.t(8;21)陽性白血病細胞に高発現するMTG8蛋白が,腫瘍抗原の一つとなりうる可能性があると考えられた.更に、「クリオグロブリン血症に対する自己単球由来樹状細胞を用いた免疫療法」が,当院倫理委員会にて,承認されたため,患者,家族に,十分なインフォームドコンセントを行い,同治療を施行した.クリオグロブリンは簡便に冷却洗浄にて,精製できるため,これを腫瘍抗原として用いた.重篤な副作用は無く,一時的ではあるが,患者の肢端チアノーゼは改善し、クリオグロブリン特異的免疫反応を確認した.まず、我々はrhGM-CSF、rhIL-4、rhTNF-alfaを用いて末梢血単核球由来付着細胞より樹状細胞の誘発に成功した。Vβ14、15とVα17を主に使用し、CDR3領域のJβ使用も、主にJβ2.1、2.3に限定されていた.PCR-SSCPにより,oligocloneであることが,判明した.t(8;21)陽性白血病細胞に高発現するMTG8蛋白が,腫瘍抗原の一つとなりうる可能性があると考えられた.更に、「クリオグロブリン血症に対する自己単球由来樹状細胞を用いた免疫療法」が,当院倫理委員会にて,承認されたため,患者,家族に,十分なインフォームドコンセントを行い,同治療を施行した.クリオグロブリンは簡便に冷却洗浄にて,精製できるため,これを腫瘍抗原として用いた.重篤な副作用は無く,一時的ではあるが,患者の肢端チアノーゼは改善し、クリオグロブリン特異的免疫反応を確認した.【目的】慢性骨髄性白血病において、転座により新たに生じたペプチドを含むBCR-ABLキメラ蛋白が腫瘍抗原の候補の一つとして考えられている。このキメラ蛋白はHLA class Iとのbinding assayにて、HLA-A3,A11,B8との高い親和性が証明されている。HLA-A3,B8は日本人には、ほとんど存在しないため、HLA-A11に親和性のあるキメラ蛋白について樹状細胞を用い、in vitroで抗原特異的な細胞障害性T細胞を誘導する。【方法】【結果】【背景】AMLl/MTG8融合遺伝子を持つAML(M2)は、長期寛解例にも、PCRにて、MRDの存在が確認されるが、その意義は明らかでない。この様な寛解例には、AMLl/MTG8融合蛋白に対する特異的な免疫機構が存在する可能性がある。既にAMLl/MTG8融合遺伝子を持つ患者の血清中にMTG8 TAF領域に対する抗MTG8抗体の存在が報告されている。そこで細胞性免疫の存在を考え、HLA-A24に結合が予想されるMTG8 TAF領域のpeptideを用い特異的CTLの誘導を健常人より試みた。

まず、我々はrhGM-CSF、rhIL-4とrhTNF-alfaを用いて抹消血単核球由来付着細胞より樹状細胞の誘導に成功した。10日後、これらの培養細胞は成熟単球由来樹状細胞の表面マーカーを持ち、一次、二次免疫応答を誘導できることが確認できた。次に、この単球由来樹状細胞を用いて、急性骨髄性白血病の腫瘍抗原の同定を試みた。最も予後良好群とされる8;21転座を持つ急性骨髄性白血病患者は、長期寛解例にも、微小残存病変(AML1MIG8融合遺伝子)の存在が確認されるが、その意義は明らかでない。この様な寛解例には、AML1MIG8融合蛋白に対する特異的な免疫機構が存在する可能性がある.既にAML1MIG8融合遺伝子陽性白血病患者の血清中にMIG8bTAF110領域蛋白に対する抗MIG8抗体の存在が報告されている.Mig8b由来のpeptideを用い特異的細胞障害性T細胞株の誘導を自己単球由来樹状細胞を使い,健常人より試みた.HLA-A0201拘束性MIG8baa182-191特異的細胞障害性T細胞株が3株誘導できた。Vβ14、15とVα17を主に使用し、CDR3領域のJβ使用も、主にJβ21,23に限定されていた.PCR-SSCPにより,olgodoneであることが,判明した.r(8,21)陽性白血病細胞に高発現するMIG8蛋白が,腫瘍抗原の一つとなりうる可能性があると考えられた.更に『クリオグロブリン血症に対する自己単球由来樹状細胞を用いた免疫療法』が,当院倫理委員会にて,承認されたため,患者,家族に,十分なインフォームドコンセントを行い,同治療を施行した.クリオグロブリンは,簡便に冷却洗浄にて,精製できるため,これを腫瘍抗原として用いた.重篤な副作用は無く,一時的ではあるが,患者の肢端チアノーゼは改善し,クリオグロブリン特異的免疫反応を確認した.
住宅性能に対する住まい手の意識およびその要求レベルの実態に関する研究

本年度は以下の二点について研究を計画し、実施した。結果は下記の通りである。1.日本および諸外国における住宅性能に関する意識調査の実施およびその比較2.今までに実施した住宅性能に関する意識と要求レベルの成果を整理し、結果を公表1.前年度に実施した住まい手の住宅性能に対する意識に関する他国での調査結果比較の結果分析を行い、日本独特である地震災害に対する意識の大きさをはじめとする意識差の実情を把握した。これは国内で実施した調査結果の世代間、地域差よりも大きく、住宅性能に対する意識の国民性の影響がわかる。なお予算および日程の関係上、大規模な調査の実施は難しく、アメリカでの調査のみとなった。2.今までに実施した住宅性能に関する意識と要求レベルの結果の整理と分析結果を論文としてまとめ、日本建築学会の論文(審査付)で公表した。さらに社会還元の観点より、HP形式での公開準備を行った。これらの公表成果は、一般居住者に対する自宅の住宅性能を決定する際の資料提供の意味と、設計者が建築主の意識を理解するための資料としての位置づけの二面性をもつものである。なお、今後もこれらの研究を継続し、経年変化等による影響も把握する予定である。本年度は下記の2点について研究をすすめた。1)注文住宅を取得した住まい手が、住宅性能について、何をどのように確認し、どのように決定したのかに関する実態調査2)今までに実施した住宅性能に関する意識と要求レベルの結果の整理と分析1)注文住宅を取得した住まい手が、住宅性能について、何をどのように確認し、どのように決定したのかに関する実態調査これまでに住宅を購入した経験のある住まい手を対象に、アンケート調査およびヒアリング調査を行い、購入時にどの性能をどのような優先順位で考え、どう選択したのか等に関する調査を実施した。地域の違い、世代の違い等があることは過去の調査からわかっているが、それもふまえ、過去10年以内に自宅を注文建築で建てた住まい手を調査対象に限定し、自宅の性能をどのように決定したのかについて調査を行った。2)今までに実施した住宅性能に関する意識と要求レベルの結果の整理と分析これまでに継続して実施してきた住宅性能に関する意識および要求レベルに関する調査結果を整理した。さらに社会還元の意味も含め、HP形式での公開も準備している。これらの公表成果は、一般居住者を対象としたもので、自宅の住宅性能を決定する際の資料提供としての位置づけとして考えている。1)住まい手の住宅性能に対する意識に関する他国での調査結果比較(プレ調査)2)今までに実施した住宅性能に関する意識と要求レベルの結果の整理と分析3)来年度実施予定の住宅性能に対する意識調査の準備1)住まい手の住宅性能に対する意識に関する他国での調査結果比較(プレ調査)住まい手の住宅性能に対する意識について、国内でのこれまでの研究成果をふまえ、国外での評価について調査を行い、日本における住意識の特徴を明らかにするためのプレ調査を実施した。中国の北京市在住市民10名とアメリカのニューヨーク在住市民8名を対象に、住宅の要求性能、要求順位、重視する性能、安全性や災害に対する意識などについてヒアリング調査を実施した。日本においても地域や世代の違いはあるものの、住宅への要求性能や安全意識などには大きな違いがあることがわかった。3)来年度実施予定の住宅性能に対する意識調査の準備プレ調査の結果をふまえ、来年度実施する予定の調査準備をすすめている。
大腸菌の細胞分裂を制御する因子の解析

培地中の高濃度のカルシウムによって生育が阻害される大腸菌変異株CS2-29と、高温での増殖が培地中のカルシウムに依存的になる変異株SH3450の解析を行った。CS2-29株のカルシウム感受性にかかわる変異を相補する遺伝子を、コスミドベクターを用いてクローン化した。得られたクローンはKoharaの大腸菌染色体整列クローンに対するハイブリダイゼーションによって大腸菌染色体地図上48分にマップされた。CS2-29株ではカルシウム処理により染色体DNAの断片化が引き起こされることを見い出した。同様に、SH3450株のカルシウム依存的増殖にかかわる遺伝子についてコスミドクローンを分離した。得られたクローンは90分にマップされた。サブクローニングの結果、RNAポリメラーゼβサブユニットをコードするrpoB遺伝子により温度感受性が回復されることがわかった。しかし、P1マッピングによりSH3450株はrpoB変異の他にもう一つの変異をもっていることが明らかとなった。過剰発現により細胞内に細胞骨格様構造体を形成するcafA遺伝子の破壊株cafA::cat株において、分子量100Kの蛋白質が過剰発現していることを見い出した。100K蛋白質のN末のアミノ酸配列を決定したところ,AdhE(アルコールデヒドロゲナーゼ)であることが明らかとなった。変異により低温で染色体分配異常を引き起こすpcsA遺伝子を、Koharaの大腸菌染色体整列クローンよりクローン化した。pcsA遺伝子はSOS遺伝子の一つであるdinD遺伝子と同一であることが明らかとなった(J.Bacteriol.,177:156-165,1995)。
全身免疫異常に伴う神経回路活動の変容に対する治療戦略

2.私たちはこれまで2光子顕微鏡を用いた生体イメージングによって、ミクログリアがシナプスに1時間に1度約5分程度直接接触することを明らかにしている(Wake et al., 2009)。本研究では全身免疫異常に伴うミクログリアの血液脳関門に対する制御機構を明らかにした。自己免疫疾患である全身性エリテマトーデス(SLE)モデルマウス(MRL/lpr)およびリポ多糖類の腹腔内投与を行ったマウスをモデルマウスとして用いた。2光子顕微鏡を用いた長期イメージングによって、LPS投与一日後からミクログリアは血管に向かって遊走しすることがわかった。さらに血液脳関門(BBB)の透過性を評価するために、サイトカインなどと同等の大きさの分子量である10kDaを経静脈的に注入し、その脳実質への漏れ込みを蛍光輝度の変化量で評価した。LPS投与4日後より有意に漏れ込みを認めることがわかった。そこでミクログリアの遊走とBBBの透過性の相関を検証するために、ミクログリアを遺伝的に除去したマウスを用いて、その評価を行ったところ早期にはミクログリアはBBBに保護的に、後期にはBBBの障害的に作用することがわかった。これらの責任分子としてタイトジャンクションの形成に寄与する分子、および貪食に寄与する分子を上げることができた。さらにミクログリアの活性化阻害剤であるミノサイクリンを用いることによって、BBBに対するミクログリアの障害的作用を阻害することができた。このような研究によってミクログリアのBBBに対する統合的理解を得ることができた。本課題では、感覚刺激、運動学習において生理学的なミクログリア突起の動きによるシナプスへの接触でシナプス活動ひいては神経回路活動にどのように影響し、シナプス機能、可塑性、数を制御するかを検証する。次にこの制御機構の破綻で発達障害、精神・神経疾患を惹起しうるかを考える。これまで、2光子顕微鏡を用いた生体イメージングによってシナプス活動とミクログリアを同時に可視化し、ミクログリアの接触時にシナプス活動が増加することを示し、さらにこのミクログリアによるシナプス活動の修飾はミクログリアをリポ多糖類で活性化させることで消失することを明らかにした。またミクログリアをジフテリア毒素によって遺伝的に時期特異的に除去できるマウス(Iba1-tTa::TetO-DTA)を用いることで、ミクログリアを除去すると神経細胞活動の同期性が減少することから、ミクログリアによるシナプス活動の修飾は神経細胞集団の同期性に寄与していることを示した(論文投稿中)。これらのミクログリアは全身性の炎症時にどのように脳内に作用するかを検証するために、全身性エリテマトーデスモデルマウス(MRL-lpr)を用いてミクログリアの変化を観察した。MRL-lprでは中枢神経系の血管の透過性が炎症によって局所的に増加していることが観察され、さらにその部位におけるミクログリアの血管周囲への集積が認められた。集積したミクログリアは骨髄のマクロファージに由来するもではなく、中枢神経系内のミクログリアが血管周囲に移動したものであることが考えられた。血管周囲のミクログリアの数の増加に伴い、血管周囲以外のミクログリアの数が減少していることがわかった。またこれによってミクログリアのシナプス修飾などの生理機能が十分に発揮されずに中枢神経系の症状を引き起こす可能性が示唆された。予定通り研究は進捗しており、本年度には論文投稿予定である。ミクログリアによって機能修飾されたシナプスの運命を継続して追跡するとともに、その微細構造レベルでの変化を電子顕微鏡で追跡する。またミクログリアを欠落させることによりシナプスの選別、機能修飾が行われないと仮定すると、入力に対する出力相関も変化することが予想される。そこで感覚刺激、訓練前後の個体において、大脳皮質運動野2/3層に入力のある視床にチャネルロドプシンをコードする遺伝子をAAVによって導入し、大脳皮質の2/3層からユニット記録を行い、光刺激したときおよび通常覚醒下における活動電位の発生をみる。

局所フィールド電位記録を取ることによって局所の活動との比較も行う。これを正常の動物と比較することにより単一細胞の入出力パターンの恒常性がどのようにミクログリアによって維持されるかを検討する。
非う蝕者から分離した低病原性S.mutans株の定着化によるう蝕予防法の開発

本研究は、GTF産生量の少ない低病原性菌を用い、その定着化による齲蝕発症率の低下を確立することにより、新しい齲蝕予防法になりうることを目的とし、その第一段階としてラットに対する齲蝕罹患性を検討し、以下の知見が得られた。1、供試菌株は、強齲蝕原性菌で標準株であるS.mutansPS14株、S.sobrinus6715株、3種の新鮮分離低病原性菌(33R-1、86R-1、111R-1)ならびに3種の新鮮分離高病原性菌(27R-1、82R-1、100R-1)の8菌体を選出し、本研究に使用した。2、in vivo齲蝕原性をRat齲蝕実験により調べた結果、S.mutansPS14株、S.sobrinus6715株の平均齲蝕スコアはそれぞれ、69.3±1.5、71.7±1.1、高病原性菌である27R-1株、82R-1株、100R-1株はそれぞれ、21.6±1.1、62.8±1.9、62.2±2.2であり、低病原性菌である33R-1株、86R-1株、111R-1株はそれぞれ、24.2±0.3、58.2±1.1、22.8±0.7であった。また、コントロール群として非感染群は24.9±2.6というスコアであった。これらより、27R-1株、33R-1株、111R-1株は、S.mutansPS14株、S.sobrinus6715株に比較して、有意(p<0.01)に低い齲蝕スコア示した。これらの結果より、新鮮分離低病原性菌2種と、新鮮分離高病原性菌1種において齲蝕発症率が低いことが確認された。高病原性菌でありながら齲蝕スコアの低かった27R-1株や、低病原性菌でありながら齲蝕スコアの高かった86R-1株については、27R-1株では低齲蝕者から、86R-1株では高齲蝕者から分離したものであることより、必ずしもGTF産生量のみで低、高病原性菌と判別してはいけないということが解明された。今後、今回in vivo Rat齲蝕実験により得られたこの齲蝕発症率の低い新鮮分離低病原性菌を初期感染させ、強齲蝕原性菌並びに新鮮分離高病原性菌に対しても置換することなく強固に定着できるか否かを解明していくつもりである。
ヌクレオソーム構造変換機構を介した染色体機能領域形成機構

真核細胞の遺伝子発現制御の特徴であるヌクレオソームを鋳型とした様々な制御機構に関して、ヒストンの化学修飾制御からヌクレオソーム構造変換制御に至る過程の仕組みを三次構造レベルで明らかにした上で、化学修飾に関してはスケールフリーネットワーク構造であることを示し、ヌクレオソーム構造変換制御に関してはヒストン点変異体解析を通して様々な素反応を機能的に解析した。本研究課題では,i)染色体機能領域及び境界領域の形成機構に関する共通性と多様性の解明,及び,ii)染色体機能領域の形成に伴うヌクレオソーム構造変換機構の解明,を主目的としている。それぞれについて,当該年度の研究の成果を報告する。i)の解析では,出芽酵母の接合型遺伝子座領域であるHMR locusに位置するtRNA遺伝子(RNAポリメラーゼIII転写系遺伝子)に焦点を当て,同遺伝子周辺領域の染色体機能領域及び境界領域の形成機構の解析を行った。ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)であるSir2pの脱アセチル化活性が関与しないことを明らかにしていたが,同領域のヒストンH4-K16のアセチル化レベルが低く抑えられていることから,他のHDACの関与が考えられた。そこで,他のHDAC9種類それぞれに対してSir2pとの二重欠損株を作製し,ヒストンH4-K16のアセチル化レベルが上昇するかをクロマチン免疫沈降法により解析したが,アセチル化レベルの上昇は見られなかった。今後,H4-K16以外の残基の化学修飾の関与の可能性,RNAポリメラーゼIII転写系特有の因子の関与の可能性等を検証することで,同課題の解決を目指す。ii)の解析では,ヒストンシャペロンCIAと転写基本因子TFIID最大サブユニットであるCCG1のブロモドメイン(アセチル化残基認識ドメイン)との複合体立体構造を,X線結晶構造解析により3.3Aの解像能で明らかにした。本結果及び研究代表者が解明したCIA-ヒストンH3-H4複合体構造により,細胞内外から伝達された情報の集約と考えられるヒストン化学修飾からヌクレオソーム構造変換反応に至るまでのDECODE過程の反応中間状態を世界に先駆けて示すことができた。また,ヒストン化学修飾,脱修飾による染色体機能領域の規定からヌクレオソーム構造変換による染色体機能領域の形成に至る反応の流れを予測可能にした点でも,当該研究の前進に大きく貢献したといえる。本研究課題では、i)染色体機能領域及び境界領域の形成機構に関する共通性と多様性の解明、及び、ii)染色体機能領城の形成に伴うヌクレオソーム構造変換機構の解明、を主目的としている。それぞれについて、当該年度の研究の成果を報告する。i)の解析では、出芽酵母の接合型遺伝子座領域であるHMRlocusに位置するtRNA遺伝子くRNAポリメラーゼIII転写系遺伝子)に焦点を当て、同遺伝子周辺領域の染色体機能領域及び境界領域の形成機構の解析を行った。昨年9種類のヒストン脱アセチル化酔素の関与の解析を行なった。本年度、H4-K16以外の残基の化学修飾の関与の可能性を検討し、様々なヒストン化学修飾残基の関与を示す結果が得られた。今後はこの残基の化学修飾に関わる酵素の同定及び関与のメカニズムを明らかにすること、またこの領域内に存在するtRNA遺伝子の転写に関わるRNAポリメラーゼIII転写系特有の因子の関与の可能性等を検証することで、同課題の解決を目指す。ii)の解析では、ヒストンシャペロンCIAと転写基本因子TFIID最大サブユニットであるCCG1のプロモドメイン(アセチル化残基認識ドメイン)との複合体立体構造を、X線結晶構造解析により3.3Aの解像能で明らかにした上でこの複合体形成が実際の転写開始反応系で働くかをin vivoでの様々な実験で証明した(論文投稿中)。本結果及び研究代表者が解明したCIA-ヒストンH3-H4複合体構造により、細胞内外から伝達された情報の集約と考えられるヒストン化学修飾からヌクレオソーム構造変換反応に至るまでのDECODE過程をいわゆる分子レベルで世界に先駆けて示すことができた。
エピジェネティクス調節から探る小児自閉症の脳病態解明研究

【研究目的】本研究の目的は、「小児自閉症(Rett症候群)の責任蛋白MeCP2の脳内機能」を明らかにすることである.具体的には、これまで明らかにされていなかった「従来局在がないとされていたニューロンの細胞質」と「ニューロン以外の脳細胞」におけるMeCP2蛋白の機能と意義について調べた.【初年度(H17年度)の研究成果】MeCP2蛋白は(1)マウスの胎生期脳においてはニューロンだけでなくグリア細胞でも発現していること、(2)発現を抑制するとグリアの細胞増殖が低下すること、(3)神経培養細胞において、分化前には細胞質に存在するが分化途中から核のみに存在するといった局在変化を示すこと、(4)細胞質ではリン酸化され、核ではリン酸化されていないこと、の知見を得た.以上より、1)ニューロンのみならずグリアにおけるMeCP2蛋白の機能不全もRett症候群の症状形成に関与している可能性があること(先行研究と考え合わせると自閉などの精神症状がその1つ)、2)MeCP2機能低下がグリア増殖低下が生ずることから本患者にみられる小頭がグリアを介するMeCP2機能不全効果に起因する可能性があること(Nagai et al., Dev Brain Res 2005)、3)MeCP2蛋白は神経細胞分化過程で細胞質から「脱リン酸化をうけて核に移行」し、そこからDNA結合蛋白として機能し始める可能性があること、4)MeCP2蛋白は(核内におけるDNA結合発現調節以外の)細胞質における未知の機能を有する可能性があること、が示唆された.【次年度(H18年度)の課題】【研究目的】本研究の目的は、「小児自閉症(Rett症候群)の責任蛋白MeCP2の脳内機能」を明らかにすることである.具体的には、これまで明らかにされていなかった「従来局在がないとされていたニューロンの細胞質」と「ニューロン以外の脳細胞」におけるMeCP2蛋白の機能と意義について調べた.【初年度(H17年度)の研究成果】MeCP2蛋白は(1)マウスの胎生期脳においてはニューロンだけでなくグリア細胞でも発現していること、(2)発現を抑制するとグリアの細胞増殖が低下すること、(3)神経培養細胞において、分化前には細胞質に存在するが分化途中から核のみに存在するといった局在変化を示すこと、(4)細胞質ではリン酸化され、核ではリン酸化されていないこと、の知見を得た.以上より、1)ニューロンのみならずグリアにおけるMeCP2蛋白の機能不全もRett症候群の症状形成に関与している可能性があること(先行研究と考え合わせると自閉などの精神症状がその1つ)、2)MeCP2機能低下がグリア増殖低下が生ずることから本患者にみられる小頭がグリアを介するMeCP2機能不全効果に起因する可能性があること(Nagai et al., Dev Brain Res 2005)、3)MeCP2蛋白は神経細胞分化過程で細胞質から「脱リン酸化をうけて核に移行」し、そこからDNA結合蛋白として機能し始める可能性があること、4)MeCP2蛋白は(核内におけるDNA結合発現調節以外の)細胞質における未知の機能を有する可能性があること、が示唆された.【次年度(H18年度)の課題】