hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノピペットを用いた電気泳動堆積による３次元微細立体造形法の開発

本研究では,ナノピペットを用いてナノ材料を微細に堆積する技術を開発することを目的とした。この手法では、コロイド溶液を充填したナノピペットを用いて,大気中で任意の位置に堆積加工を行うものである。また,ナノ材料を堆積させながら,ピペットを垂直方向に動かすことで,立体造形も可能にした。この堆積加工において再現性の高い立体造形法を実現させるために電気泳動堆積法において堆積中の電流を制御することで,堆積量を制御可能な微細立体造形を開発した。これにより堆積中にピペット内に流れる電流値を制御することでくびれを減少させ,ピラーの途切れを抑えた再現性の高い立体造形を実現した.本研究では,ナノピペットを用いてナノ材料を微細に堆積する技術を開発することを目的とした。これにより堆積中にピペット内に流れる電流値を制御することでくびれを減少させ,ピラーの途切れを抑えた再現性の高い立体造形を実現した.本研究課題はナノピペット(先端にサブミクロン以下の微細開口を有するキャピラリーガラス管)を用いて、ナノスケールの微粒子や材料を3次元的に堆積させる新奇な微細立体造形法を開発することである。堆積駆動力として用いる電気泳動の際に流れる微弱電流を検出および制御することで、堆積量を制御可能にする。25年度はナノ微粒子を3次元に堆積させる装置システムの構築とAuナノ微粒子のコロイド溶液を用いた堆積条件の最適化を行った。(1)ナノピペットを用いたコロイド微粒子堆積装置の構築本研究にてナノ微粒子を局所的に3次元立体造形する装置を構築した。堆積するナノ材料として、直径数nmのAuナノ微粒子を含むコロイド溶液を用いた、,直径サブμm以下の微小先端開口を有するナノピペットはキャピラリーガラス管を熱引きして製作した。このナノピペット内にナノ微粒子コロイド溶液を充填した状態で基板表面上にピペット先端を近接させる際、走査型プローブ顕微鏡技術を用いてナノメートル精度で位置決めできるように装置を構築した。ピペット内に充填されたナノ微粒子はピペットに挿入された電極を用いて電気泳動により局所的に先端開口サイズで基板表面に堆積可能であることを実証した。(2)ナノピペットに充填したAuコロイド微粒子の堆積法最適化本研究で開発した3次元立体造形はナノピペット先端を基板表面から上方に引き上げながら堆積することで実現した。この際、電気泳動堆積を継続維持しながら立体造形する必要があるため、堆積中にピペット内電極に流れる微弱電流を検出し、一定に保つようにピペット電極と基板間の印加電圧を制御するシステムを開発することで、継続的な3次元堆積を実現した。高精度な堆積量制御を実現するための電界印加法(電界印加のタイミングや,直流,交流,パルスなど波形)に関する堆積量の依存性を評価し、最適化した。本研究課題はナノピペット(先端にサブミクロン以下の微細開口を有するキャピラリーガラス管)を用いて、ナノスケールの微粒子や材料を3次元的に堆積させる新奇な微細立体造形法を開発することである。さらに本手法を用いて造形した立体構造物における機械的を評価することで、その特性や応用について検討し、マイクロマシンやMEMなど機能性微細デバイス化に向けての知見を得ることを目的としている。25年度は金ナノ微粒子を立体的に堆積させることを実現し、各種パラメータを最適化した。これをもとに、26年度は本手法を用いた金ナノ微粒子の堆積立体造形物に対して弾性率やばね定数といった械物性評価を行った。造形した立体構造物の実用性を考慮し、弾性や周波数特性などの機械的物性評価を行った。評価には柱状構造物(ピラー)を作製し、電子顕微鏡内で動作するナノマニピュレータを用いてAFMマイクロカンチレバーにて直接ピラーに接触し、たわみ変形させることで弾性や硬さなど、機械的な物性評価を行った。この結果として弾性率は金のバルク値と比較して小さい値であった。これについて本研究の局所的な電気泳動堆積法で造形された立体造形物がナノ微粒子の凝集した構造体であるため、物性はバルクの値と異なったと思われる。工学25年度の目標である実験装置の構築とナノ微粒子堆積の確認および立体造形の実現に対して、予定どおり、装置を構築し、微細立体堆積を実現した。堆積に関しては電界印加法における各種パラメータを検討し、加工量に異存することに関する知見を得た。また、堆積量を制御するために、堆積中の電流制御法を開発し、堆積加工量を電流を制御する手法を開発した。今後は本手法を用いて造形した微細立体構造体に対して、その物性評価を行い、MEMSや電子デバイスへの応用を検討する必要がある。このため、本手法で造形した立体構造物の実用性を考慮し、まずは弾性や周波数特性などの機械的物性評価を行う。

評価には柱上構造物(ピラー)を作製し、電子顕微鏡の真空試料室内で動作する自作のナノマニピュレータを用いてAFMマイクロカンチレバーにて直接ピラーに接触し、たわみ変形させることで弾性や硬さなど、機械的な物性評価を行う予定である。これらより得られた物性評価から本立体造形法で作成された構造物の実用性を検討していく。
統計多様体間の距離と収束性の幾何学

本研究の目的は,統計学的・情報論的な多様体を中心として,関連する分野も含めた総合的な幾何学理論の構築を行うことであった.特に確率密度関数間の収束性に注目し,各種統計モデルの作る統計多様体間に距離を定義し,統計多様体の収束性を解明することを目標とした.この目的に対し研究を進めていく過程で,従来の統計多様体の理論では収束性の解明は不十分で,Finsler幾何学に基づく統計的な多様体の理論が必要であることがわかった.これは,中心極限定理の働かない分布族に対して極限定理を考えると,Fisher情報行列が発散するためRiemann計量が定義できないことに起因している.また確率密度関数族の収束には,多様体の崩壊に類似のものと,崩壊には至らず多様体の変形によって得られるものがあることがわかってきた.このうち前者は二項分布の指数分布近似,後者は指数分布の正規分布近似であると予想している.これら具体例の研究は平成15年度に行う予定であったが,中心極限定理型の収束定理を研究する過程で,これらの事実が判明してきた.本年度の研究内容は京都大学で行われた研究会において途中経過を報告した.さらなる収束定理の解明に向けて,現在も研究を継続中である.情報幾何学研究の第一人者である甘利先生も,近年統計多様体の崩壊理論の必要性を示唆しており,今後の発展が待たれる研究である.本研究の目的は,統計学的・情報論的な多様体を中心として,関連する分野も含めた総合的な幾何学理論の構築を行うことであった.特に確率密度関数間の収束性に注目し,各種統計モデルの作る統計多様体間に距離を定義し,統計多様体の収束性を解明することを目標とした.この目的に対し研究を進めていく過程で,従来の統計多様体の理論では収束性の解明は不十分で,Finsler幾何学に基づく統計的な多様体の理論が必要であることがわかった.これは,中心極限定理の働かない分布族に対して極限定理を考えると,Fisher情報行列が発散するためRiemann計量が定義できないことに起因している.また確率密度関数族の収束には,多様体の崩壊に類似のものと,崩壊には至らず多様体の変形によって得られるものがあることがわかってきた.このうち前者は二項分布の指数分布近似,後者は指数分布の正規分布近似であると予想している.これら具体例の研究は平成15年度に行う予定であったが,中心極限定理型の収束定理を研究する過程で,これらの事実が判明してきた.本年度の研究内容は京都大学で行われた研究会において途中経過を報告した.さらなる収束定理の解明に向けて,現在も研究を継続中である.情報幾何学研究の第一人者である甘利先生も,近年統計多様体の崩壊理論の必要性を示唆しており,今後の発展が待たれる研究である.
黒質ドパミンニューロンによる線条体神経支配における細胞接着分子インテグリンの役割

発生期に線条体に到達した黒質ドパミン神経軸索が、線条体全体に伸展する機序は明らかではない。本研究では、ノックダウンおよび過剰発現実験により、ドパミン神経軸索が細胞接着分子のインテグリンα5β1を介して線条体細胞領域を伸展することが明らかにした。パーキンソン病に対する線条体へのドパミン神経細胞移植治療において、インテグリンα5を過剰発現したドパミン神経を移植すると効率的に線条体を神経支配するかもしれない。中脳黒質ー線条体系ドパミンニューロンの脱落はパーキンソン病の主要な病変であり、神経投射の再生は将来有望な治療戦略である。黒質ドパミンニューロンが線条体ニューロンを認識し神経支配するメカニズムについては明らかではなかったが、これまでに我々は、細胞接着分子の一種であるインテグリンが、重要な役割を果たすことを明らかにした。本研究では、インテグリンサブユニットの特定、インテグリンを介したシグナル経路の解明、インテグリン過剰発現による線条体神経支配促進作用を検証することで、脳内における黒質ー線条体系ドパミン神経回路形成メカニズムの一端が明らかにする。本年度は、まず、インテグリンα5がドパミンニューロンによる線条体神経支配に関与することを明らかにするため、インテグリンα5 shRNA発現レンチウイルスベクターを作製した。次に、中脳細胞にインテグリンα5 shRNAを導入し、ノックダウンが効率よく起っていることを確認した。このインテグリンα5 shRNAを中脳細胞選択的に導入することにより線条体神経支配が低下し、ドパミンニューロンに発現するインテグリンα5が重要な役割を果たすことが明らかになった。また、インテグリンα5を過剰発現させることによりドパミンニューロンによる線条体神経支配が促進することを検証する目的で、インテグリンα5過剰発現マウス胚性幹(ES)細胞の作製を試みた。本年度はまず、マウス脳からインテグリンα5のmRNAを回収し全長cDNAを作製し、レンチウイルスベクターに組み込んだ。パーキンソン病において、中脳黒質ー線条体系ドパミン神経投射の再生は将来有望な治療戦略である。ドパミンニューロンが線条体ニューロンを神経支配するメカニズムについて、これまでに我々は、細胞接着分子であるインテグリンα5β1が重要な役割を果たすことを明らかにした。本研究では、インテグリンα5β1を介した線条体神経支配メカニズムの解明およびインテグリン過剰発現による線条体神経支配促進作用を検証する。前年度は、中脳細胞選択的にインテグリンα5をノックダウンすることによりドパミンニューロンによる線条体神経支配が低下することを報告した。本年度は線条体に発現するインテグリンα5が関与するか否かを検討するために、インテグリンα5 shRNAを線条体細胞選択的に導入した。線条体細胞のインテグリンα5をノックダウンしても線条体神経支配は抑制されないことを明らかにした。以上の結果より、ドパミンニューロンに発現するインテグリンα5が重要な役割を果たすことがより明確になった。そこで、線条体神経支配を促進することを目的に、インテグリンα5発現レンチウイルスベクターをマウスES (胚性幹)細胞に導入した。インテグリンα5発現ES細胞から分化したドパミンニューロンでは神経突起が有意に長いことを明らかにした。したがって、インテグリンα5をドパミンニューロンに過剰発現させると線条体神経支配が促進することが示唆される。また、インテグリンα5β1のリガンドとしてL1 CAMの関与を明らかにするため、L1タンパクのコーティング手法を工夫した。ポリエチレンイミンコーティングした培養皿にクロスリンカーとしてSMCCを用い、還元処理をしたFc抗体を結合させた。さらにL1-Fcタンパクを抗原抗体反応により結合させることで、L1タンパクの固定化を行った。L1のコーティングによりドパミン神経突起は伸長した。本研究では、インテグリンα5β1を介した線条体神経支配メカニズムの解明およびインテグリン過剰発現による線条体神経支配促進作用を検証した。中脳細胞と線条体細胞を対峙して培養すると、中脳細胞領域から線条体細胞領域にドパミン神経突起の伸長が観察される。これは、インテグリンα5β1の阻害ペプチドや中和抗体で抑制された。しかし、インテグリンα5β1は中脳細胞にも線条体細胞にも発現しており、どちらの細胞に発現するインテグリンα5β1がドパミンニューロンの突起伸長に関与するかは明らかではなかった。そこで、中脳細胞選択的にインテグリンα5をノックダウンしたところ、線条体細胞領域へのドパミン神経突起伸長は抑制された。一方、線条体細胞のインテグリンα5をノックダウンしてもドパミン神経突起伸長は抑制されなかった。したがって、ドパミンニューロンに発現するインテグリンα5β1が重要な役割を果たすことが明確になった。次に、ドパミンニューロンによる線条体神経支配を促進することを目的で、インテグリンα5発現レンチウイルスベクターをマウスES (胚性幹)細胞に導入した。

インテグリンα5発現ES細胞から分化したドパミンニューロンを線条体細胞上で培養すると、通常のドパミンニューロンより神経突起長が長いことを明らかにとなった。以上の結果より、インテグリンα5をドパミンニューロンに過剰発現させると線条体神経支配が促進することが示唆され、本研究成果はパーキンソン病における細胞移植治療に対して重要な基礎的知見を提供するものである。発生期に線条体に到達した黒質ドパミン神経軸索が、線条体全体に伸展する機序は明らかではない。本研究では、ノックダウンおよび過剰発現実験により、ドパミン神経軸索が細胞接着分子のインテグリンα5β1を介して線条体細胞領域を伸展することが明らかにした。パーキンソン病に対する線条体へのドパミン神経細胞移植治療において、インテグリンα5を過剰発現したドパミン神経を移植すると効率的に線条体を神経支配するかもしれない。インテグリンα5ノックダウンによる線条体神経支配への影響に関しては順調に達成できた。インテグリンα5過剰発現ドパミン神経突起の伸長作用も確認でき、本年度の目標は達成した。しかし、インテグリンα5発現ES細胞からの神経分化効率が顕著に低下していたため、細胞移植に必要なだけのインテグリンα5発現ドパミンニューロンを作成するここは困難であると判断した。これは、未分化のES細胞でのインテグリンα5発現が原因であると考えられる。そこで、ドパミンニューロンへ分化後にインテグリンα5を発現するような戦略の変更が必要であることが分かった。現在、発現ベクターを変更し、再度遺伝子導入を行っており、現在は解決に向かっている。神経薬理学カテコラミンニューロンのマーカー遺伝子であるチロシンヒドロキシラーゼのプロモーターの下流にインテグリンα5遺伝子を組み込んだベクターを作製した。このベクターをES細胞に導入し、ドパミンニューロンへの分化後に導入遺伝子が発現するか検証する。また、インテグリンα5を過剰発現した分化ドパミンニューロンにおいて突起伸長作用が見られるか検討する。さらに、セルソーターによるフィーダー細胞の除去や分化効率などを検討し、パーキンソン病モデル動物への細胞移植を行う。インテグリンα5発現レンチウイルスベクターの作製も完了しており、本年度の目標は達成した。しかし、インテグリンα5β1を介したシグナル経路の解明に関しては、遺伝子導入した細胞で蛍光マーカータンパクの発現は確認したが、目的のタンパクの発現が確認できず、目標に到達しなかった。この理由として、目的のタンパクの発現にのみサイレンシング機構が働いたことが挙げられる。そのため、現在、抗生物質耐性遺伝子を含むベクターに組換え、再度遺伝子導入を行っており、現在は解決に向かっている。インテグリンα5発現ES細胞からの神経分化効率が顕著に低下していたため、パーキンソン病モデル動物への細胞移植に必要なだけのインテグリンα5発現ドパミンニューロン数を確保することが困難であった。そのため、細胞移植を計画した実験が予定通りではなく、次年度に繰り越した。一般に、shRNAによる遺伝子ノックダウンの検討では、複数の配列で作用を確認する。
当事者相互の「顔体験」の語りを通じた顔にアザがある人々に対する心理学的支援の試み

研究対象である顔の変形(disfigurement)は、口唇口蓋裂、血管腫、小耳症などの先天性疾患と、顔面神経麻痺、熱傷、悪性腫瘍による外科的侵襲などの後天的変形がある。顔に変形を有することで心理学的な問題として今までに初対面の困難、友人関係の形成、維持、就業困難などの対人関係上の問題が指摘され、これに伴って自尊感情の極度の低下が指摘されている(Bull & Rumsey,1988など)日本には、顔の変形を有する人々が数十万人いると考えられているが、その困難は、心理学的に解明されておらず、当然彼らの社会復帰に向けての支援などの研究は、ほとんどみあたらなかった。そこで申請者は、より多くの人々を支援するために、15年度にイギリスチャリティChanging Facesにて在外研究を行い、18歳以降を対象とした日本人向けの、ソーシャルスキルトレーニングプログラム(Changing Faces Workshop for Japanese)を作成し、16年度に大学病院などでプログラムを実施して、評価研究を行った。このプログラムは、顔の変形に伴う苦痛の認知とソーシャルスキルの向上をはかる合計3日間の極めて実践的なプログラムであり、既にイギリスでは、十分に効果を上げており、今回日本での実施においても、対象となった人々の自尊感情の向上、本人が困難と感じる場面における対処スキルの向上などが示唆された。このことから、このプログラムは、顔に変形を有する人々の社会適応に一定の効果があることが示唆された。「先天性血管腫罹患者に見られた経験の意味づけ:顔の変形を有する人への支援のニーズを探る」(京都大学大学院教育学研究科紀要50,159-172)にて、日本における顔の変形を有する人々に対して行った調査の検討を行い、日本教育心理学会にて、「顔に変形を有する人々への心理学的支援(1)日本版REACH OUTプログラムの工夫」.(日本教育心理学会第45回大会ポスター発表、日本心理学会、「物語る自己について」.(日本心理学会第67回大会ワークショップ。話題提供:松本学・榎本博明・やまだようこ・谷冬彦・小嶋秀夫・岡田努2003東京大学).(話題提供者)や「熱傷患者の社会復帰にむけたdisfigurementの認知とソーシャルスキルトレーニング:顔の変形(disfigurement)を有する人々の支援に向けて」.(日本心理学会第67回大会ポスター発表(東京大学).)にて発表を行い、日本における支援の必要性を確認した。
乳癌におけるHIV-EP2遺伝子異常の解析

目的:HIV-EP2は乳癌においてLOH頻度の高い染色体領域6q23-q24に位置する転写因子をコードする遺伝子である。免疫反応や細胞増殖調節に関与すると想定されているが、発癌における異常についての報告はない。今回、ヒト乳癌におけるHIV-EP2の遺伝子発現異常を検索した。方法:乳癌33症例のパラフィンおよび凍結切片組織より、マイクロディセクション法により腫瘍および周辺正常乳腺組織の核酸を抽出した。real-time RT-PCR法にて、mRNA量を測定した。5'-RACE法およびmultiplexRT-PCR法により5'非翻訳領域exon、およびその発現パターンの解析を行った。遺伝子コード領域のSSCPによる変異スクリーン後direct sequence法にて変異同定をした。combined bisulfite-restriction(COBRA)法によりプロモーター領域のメチル化を検索した。成績:正常乳腺部との比較が可能な18例中、8例(44%)では10倍25倍腫瘍部mRNAの減弱、3例(17%)では510倍の減弱をみた。全体として腫瘍部(33例)では正常部(18例)に比べて有意にmRNAが減弱していた(normalized value 4.49 vs.17.68;p=0.0001)。しかし、6q,16q,17p,18qLOHと,mRNA減弱には相関はなかった。SSCP法にて正常部にもみられる塩基配列のgermline polymorphismを複数検出したが、腫瘍部での体細胞変異は検出されなかった。5'非翻訳領域に複数のalternative splicing exonsを認めたが、multiplex PCRでは組織や腫瘍での特異的なパターンは認められず、正常乳腺および他組織でも類似のsplicing patternを認めた。4つのalternative 1^<st>exonsの存在するCpG islandにつき、メチル化の有無を検索したところ、CpG islandの5'側にわずかのメチル化を腫瘍部のみならず、正常乳腺、正常組織、リンパ球にも認めた。すなわち、メチル化はHIV-EP2の腫瘍特異的発現抑制に関与しないと考えられた。結論:HIV-EP2遺伝子発現の減弱が乳癌では高頻度であり、乳癌発癌に関与する重要な遺伝子の1つである可能性が示唆された。しかし、同遺伝子の発現異常は遺伝子変異やメチル化によるのはなく、その発現調節は他の因子との相互作用を介しておこることが想定された。HIV-EP2は乳癌において高頻度にLOHの見られる染色体領域6q23-24に位置する遺伝子であり、細胞の増殖制御や免疫調整に関わると考えられているが、未知の部分が多い。今回、乳癌における同遺伝子異常を検討した。1)Real time PCRによるmRNA解析:exon間をまたぐプライマーを合成した。腫瘍部および正常乳腺部からマイクロディセクション法にて目的細胞を回収、抽出したRNAを解析材料とした。

正常乳腺部との比較が可能な浸潤癌、非浸潤癌18例中、8例(44%)では10倍25倍腫瘍部mRNAの減弱、3例(17%)では510倍の減弱をみた。2)5'race法によるtranscription start siteおよびalternative splicingの検出:6ヶのalternative 1st5'-UTR(1^<st>5'非翻訳領域)exonを見い出した。このうち4ヶは同一のCpG island中に存在している。3)Multipex RT-PCRによる5'UTRのalternative exon mRNAパターンの比較:5'UTR exonにつき、乳腺腫瘍、乳腺非腫瘍部、脳、心臓、腎臓、肝臓組織でのmRNA使用パターンを比較した。正常と比較して特定のexon使用は癌部に認めなかった。他の臓器でも類似のパターンが認められ、臓器および腫瘍特異的な発現パターンは認めなかった。考察:HIV-EP2遺伝子発現の減弱が乳癌組織では高頻度であり、同遺伝子異常が乳癌発生に関与している可能性が示唆された。多数の5'UTR exonがあることより、複数のプロモーターが存在する複雑な遺伝子発現制御機構の存在が想定される。今回見いだした、4ヶのalternative exonがある領域はCpG island中にあり、今後、同領域内のCpGメチル化の有無の検索が望まれる。目的:HIV-EP2は免疫反応や細胞増殖調節に関与すると想定されている転写因子をコードする遺伝子であるが、発癌における異常についての報告はない。今回、乳癌においてLOH頻度の高い染色体領域6q23-q24に位置する遺伝子HIV-EP2の遺伝子異常を検索した。方法:乳癌33症例のパラフィンおよび凍結切片組織より、マイクロディセクション法により腫瘍および周辺正常乳腺組織の核酸を抽出した。real-time PCR法にて、mRNA量を測定した。5'-RACE法により5'非翻訳領域exon、およびその発現パターンの解析を行った。遺伝子コード領域のSSCPによる変異スクリーンをした。combined bisulfite-restriction analysis(COBRA)法によりプロモーター領域のメチル化を検索した。成績:正常乳腺部との比較が可能な18例中、8例(44%)では10倍25倍腫瘍部mRNAの減弱、3例(17%)では510倍の減弱をみた。全体として腫瘍部(33例)では正常部(18例)に比べて有意にmRNAが減弱していた(normalized value 4.49vs.17.68;p=0.0001)。しかし、6q,16q,17P,18q LOHとmRNA減弱には相関はなかった。SSCP法にて正常部にもみられる塩基配列のgermline polymorphismを複数検出したが、腫瘍部での体細胞変異は検出されなかった。5'非翻訳領域に複数のalternative splicing exonsを認めたが、multiplex PCRでは組織や腫瘍での特異的なパターンは認められず、正常乳腺および他組織でも類似のsplicing Patternを認めた。
嚥下障害(口腔期)の診断におけるMR1透視の有用性の検討

・目的:口腔期において発生する嚥下障害の診断において、MRI透視と従来のエックス線透視を比較し、MRI透視が嚥下障害の画像検査法の一つとなりうるかどうかを検討することを研究目的とした。同時に、MRI透視における最適の造影剤とは何かを検討した。・ボランティアスキャン(エックス線透視):ボランティアの嚥下状態をDSA装置を用いて通法どおり撮影し、得られた画像データをコンピュータにビデオキャプチャーボードを用いて取り込んだ。・ボランティアスキャン(MRI透視):ボランティアの嚥下状態をMRI装置を用いて撮像した。これら撮像にあたっては、各種の撮像シークエンスで行った。次に、MRI透視用の造影剤として1.ガドリニウム、2.ブルーベリ-ジュース、3.水を適用し、最適な造影剤を検討した。その後、得られた画像データをコンピュータにビデオキャプチャーボードを用いて取り込んだ。・エックス線透視とMRI透視の比較:エックス線透視とMRI透視から得られたデータを、時間の軸を同一にしコンピュータ上で動画・静止画において比較検討すした。これらの検討項目としては、嚥下研究会エックス線透視検査チャートに準じて、側面観からは舌運動・口腔内残留・口腔内移動時間とし、正面観からは舌運動の左右対称性とした。・結論:これらの検討から、撮像に最も適した方法は、エコープラナーを使ったEPI法であると結論づけられた。また、Mnが含有されているブルーベリ-ジュースが造影効果が比較的高かった。ただし、誤飲や誤嚥の危険性もあり、水溶性のものを考える必要性もあった。エックス線透視に比較してMRI透視はやはり解像度という点からは劣っていた。しかし被ばくがないという大きな利点から今後ますます本領域にMRI透視が導入されていくと思われた。
精子形成周期依存的な精子幹細胞制御機構の解析

セルトリ細胞で観察されるステージ依存的な遺伝子発現変化は、複数のシグナルがステージ依存的に活性化することに制御されていると考えられる。我々は、レチノイン酸シグナルとFGFシグナル系がGDNFの発現パターンや未分化精原細胞の増殖パターンと相関あるいは逆相関して活性化することを見出した。今年度は特にFGFシグナルの下流で機能すると考えられるMEK-ERKシグナル系に関する詳細な解析を行った。阻害剤を用いたin vivo,及びex vivoの解析及びERK1/2のノックアウトマウスの解析から、ERKシグナルはセルトリ細胞で周期的に活性化しており、多くの遺伝子制御にかかわっているが、特にGDNFを正に制御しており、その結果として未分化精原細胞の増殖を推進することがわかった。またERKシグナルは未分化精原細胞の中でも最も幹細胞活性の高い、GFRa1細胞で活性化しており、細胞の増殖に必要なGFRa1やRet遺伝子の発現を促し、一方細胞の分化を抑制する機能をもつことが明らかになった。興味深いことにやはり未分化精原細胞で細胞の分化抑制機能を持つNanos2とは異なる機構で働くことがわかった。またGS細胞を用いた解析からERKはこれまで主に細胞増殖に関与することが示されていたAKT経路とは独立の機構で機能していることも明らかになった。以上、精子周期に特異的なERK活性がセルトリ細胞で観察され、また主に分化を促進するレチノイン酸シグナルと発現及び機能の面で逆の効果をもつことから、これらのシグナル系の協調的作用により、精子周期が制御されていることが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。セルトリ細胞で観察されるステージ依存的な遺伝子発現変化は、複数のシグナルがステージ依存的に活性化されることによって形成されると考えられる。我々は、その中でも、主にレチノイン酸シグナルとFGFシグナル系がGDNFの発現パターンや未分化精原細胞の増殖パターンと相関あるいは逆相関して活性化することを見出した。そこでドミナントネガティブ型のレチノイン酸レセプター(DN-RAR)をセルトリ細胞に強制発現しその遺伝子発現における変動解析及び機能解析を行った。その結果、DN-RARにより、通常RAによって発現誘導される遺伝子は抑制され、RAによって抑制される遺伝子が活性化することが分かった。またDN-RARをセルトリ細胞に発現させた精巣では精子血管関門(BTB)が破壊され、精子形成が異常になることを見出した。また、その時タイトジャンクションの構成タンパク質であるオクルディン遺伝子の発現が異常になることを見出し、精子サイクルにおけるRAがBTBを制御することにより、精子形成を制御していることを明らかにした。また、精子幹細胞に発現するNanos2を過剰発現させると未分化型精原細胞の異常な増殖がおこるが、これがGDNF依存的であるかを検討するため、Nanos2過剰発現マウスでGDNFのレセプターであるGFRa1をノックアウトした。その結果、Nanos2の発現のみでGDNF非依存的に未分化型精原細胞の分化を抑制することが分かったが、結局は、それらの細胞は消失した。Nanos2は未分化型精原細胞の増殖には負の効果があり、GDNFとNanos2による増殖と分化のバランスが重要であることが分かった。現在Nanos2-conditional KO及びNanos2強制発現可能な生殖幹細胞株(GS細胞)を樹立中だが、培養が非常に困難であり、培養が比較的容易な正常なGS細胞を用いたノックダウン及び、強制発現実験に計画変更する必要があるかもしれない。
ダブルトレーサー法によるてんかん焦点の局所脳血流と神経伝達物質レセプターの研究

(1)カイニン酸誘発てんかんモデルを用いた動物実験(2)臨床研究側頭葉てんかん患者で術前発作間欠期に脳血流をSPECTで測定し、術後手術切除標本の神経伝達物質autoradiographyを行なった。症例数がまだ少ないが、動物実験と似た傾向の結果が得られ、SPECTを用いた神経伝達物質レセプターの画像診断は、てんかん焦点の局在診断に非常に有望と思われた。1.カイニン酸誘発てんかんモデルを用いた動物実験本年度はてんかん焦点の脳血流と抑制系伝達物質(Benzo diazepine,GABA,Serotonin)のレセプターを検討した。扁桃核カイニン酸注入によりてんかん重責発作を約3日間誘発し、3週間目以降は自発発作が認められることを確認した。1か月後ラットの大腿静脈にカニュレーションし、[14C]-IAPを静注し、動脈採血、断頭、クライオスタットにより脳切片作製し、脳血流を測定した。更に隣接する脳切片の[14C]-IAPをbufferで除去した後、[3H]-Ro15-1788、[3H]-Muscimol、[3H]5-HTを用いてin vbitro aut oradiographyを行ない、画像解析装置を用い、脳血流と抑制系伝達物質を同時に測定した。結果:脳血流はKA注入部位の扁桃核及び海馬錐体細胞層で低下していた。又、抑制系伝達物質のBenzo diazepine([3H]-Ro15-1788),GABA([3H]-Muscimol),Serotonin([3H]5-HT)receptor bindingは全て扁桃核及び海馬錐体細胞層で低下し、海馬歯状回では逆に上昇していた。これらの変化は脳血流よりも抑制系神経伝達物質レセプターのほうが限局した挟い領域に認められた。2.臨床研究側頭葉てんかん患者2名で術前に脳血流をSPECTで測定し、術後手術切除標本の神経伝達物質in vitro aut oradiographyを行なった。結果は動物と同様の変化が認められた。1、カイニン酸誘発てんかんモデルを用いた動物実験昨年度のてんかん焦点における抑制系神経伝達物(GABA,Benzodiazepine,5-HT)レセプターと脳血流の研究に引き続き、本年度はてんかん焦点の興奮性神経伝達物質(MK801,Acetylcholine)レセプターと脳血流を検討した。扁桃核内カイニン酸注入によりてんかん重責発作を誘発し、一ケ月後ラットの大腿動静脈にカニュレーションし、^<14>C-IAPを静注、動脈採血、断頭、クライオスッタットにより脳切片作製し、脳血流を測定した。更に隣接する脳切片の^<14>C-IAPをbufferで除去した後、^3H-MK801,^3H-QNBを用いてin vitro autoradiographyを行ない、画像解析装置を用い、脳血流と興奮性神経伝達物質のGlutamate及びAcetylcholineレセプターを同時に測定した。結果:脳血流はカイニン酸注入部位の扁桃核及び両側海馬全体で低下していた。興奮性神経伝達物質であるGlutamate(^3H-MK801),Acetylcholine(^3H-QNB)receptor bindingは全て注入側扁桃核・海馬錐体細胞層及び海馬歯状回で低下していた。これら神経伝達物質レセプターの変化は脳血流の変化部位より限局した狭い領域に認められた。2、臨床研究側頭葉てんかん患者で術前発作間欠期に脳血流をSPECTで測定し、術後手術切除標本の神経伝達物質in vitro autoradiographyを行なった。動物実験と同様に、Glutamate,Acetylcholineのreseptor bindingは海馬で低下していた。神経伝達物質レセプターの変化は脳血流の変化より鋭敏で、かつ限局した脳部位に認められた。SPECTやPETを用いた神経伝達物質レセプターの画像診断は、てんかん焦点の局在診断に非常に有望と思われた。
現代日本のキリシタン集落における社会組織の空間構成と社会構造

本研究は,長崎県下のキリシタン集落の地域社会の成り立ちについて,カトリックや一般住民との多様な共同関係にも着目しながら明らかにする。特にキリシタン組織以外の信仰組織を含めた様々な社会組織を包括的に検討し,キリシタン集落の信仰と社会のあり方をより精緻に捉えることを目指す。具体的な事例地域は,生月島・平戸島,外海地方,五島列島などを予定している。ともすれば通常の宗教観からは理解が難しいとされる,キリシタン信仰の複雑な性格を適切に理解するために,地理学の視点からの研究を試みたい。
車いすアスリートの栄養サポートのあり方に関する研究

本研究では、車いすアスリートに対する栄養サポートのあり方を検討するため、選手の食環境や食意識、食行動の調査と、一部の選手に対して安静時および運動時エネルギー消費量測定を行った。その結果、食環境の制限は少ないこと、必要な食事量を摂取できていないこと、栄養サポートを必要としているがその問い合わせ先の確認方法を知らないことが確認できた。また車いすアスリートであっても健常者のような指標があればMetsによってエネルギー必要量を概算できる可能性も示唆された。平成22年度については、車いすアスリートに対して予備検討として聞き取り調査を行い、現在の食環境や食物摂取状況について調査した。食環境の調査では、家族と同居の者は親もしくは配偶者が調理を担当しており、食材や調理手法などを組み合わせてバラエティに富んだ食事を摂ることができている一方で、一人暮らしの者はコンビニ弁当やスーパーの総菜のような中食や外食の利用が中心であることが確認できた。しかし一人暮らしの者の中にも自炊をする者もおり、家族構成に関わらず食材の調達や調理などは自分で行うことができている。車いす利用のため段差移動が難しいといった若干の行動範囲の制限がある以外は、健常者と食環境や食物摂取状況はほぼ変わらない状況であった。また、食事への意識については比較的高いと思われるが、調理技術が未熟であり実践が難しいと感じていたり、得られる効果がよくわからないままサプリメントを過剰に摂取していたりするケースがみられた。試合時の食事のとり方についても、全く注意を払わないで脂っこいものをとる者と炭水化物を中心に摂取し水分補給を行う者と個人差が大きかった。車いすアスリートの栄養サポートではその身体特性をもとに個別に対応しなければならない事項と、健常者と同様のスクリーニングで対応できる事項とがあるが、今回の調査でむしろ後者の方が重要であると考えられた。今後はこれらをもとにより詳しい調査票を作成し、車いすアスリートが必要とする栄養サポートの内容について検討を行っていく。平成23年度では、まず車いす陸上競技選手18名を対象に食行動調査としてビュッフェスタイルでの食事のとり方を確認した。選択内容について主食・主菜・副菜・果物・乳製品のカテゴリーに分類したところ、乳製品を選択していたのは1名のみであった。また、知識・態度についてヒアリングを行った結果、増量や減量を希望しているが具体的な方法については特に理解しておらず、また誰に相談すれば良いのかわからないといった意見も得られた。ただし周囲からの支援については、所属で栄養士からの定期的な助言が得られるような環境の整備が進められていることも確認できた。次に協力の得られた14名の選手を対象に食物摂取状況調査を実施した結果、エネルギー摂取量が13002200kcalと低く、ほぼ全ての選手で栄養素摂取量も少なかった。これは、身体状況を踏まえて身体活動レベルを「低い」に設定しても必要量を満たしているとは言えず、食行動や食スキルをもっと向上させる必要があると考えられる。また、障害者アスリートのための食環境づくりや栄養教育の手法の検討だけではなく、エネルギーをはじめとする栄養素等必要量の推定も選手の栄養サポートでは必要と考えられる。そのため、別に協力の得られた脊髄損傷のトップレベルの選手2名に、ブレスバイブレス法で安静時と運動負荷時のエネルギー消費量測定を行った。運動負荷テストにおいて主に上肢のみを用いるハンドエルゴメーターでの運動と競技中の動きに近いローラー駆動とでは、エネルギー消費量や心拍数の変動に差がみられた。これらが車いすアスリートの運動時のエネルギー消費量の推定に有用であると考えられ、現在分析を進めている途中である。エネルギー必要量推定のための知見を得ることを目的として、車いすトップアスリートの各種運動時のエネルギー消費量の測定を平成23年度末に実施し、24年度前半はその分析を進めた。対象は脊髄損傷で腹筋が機能しない、クラスT53の30歳代男性2名である。体重は選手Aが58.5kg、選手Bは66.0kgであり、選手Aは選手Bよりも損傷部位が高く障害が重い。エネルギー消費量測定は生体ガス分析装置(ARCOー2000、アルコシステム社)にて行った。早朝空腹時に安静座位の状態と、食後3時間後からハンドエルゴメーター(以下エルゴ、MONARK社)とローラー(車いすレーサーは選手の私物を使用)による運動時のエネルギー消費量を測定した。座位安静時エネルギー消費量は選手Aで1,180kcal/日、選手Bで1,580kcal/日であった。、体重あたりでは選手Aで20.2kcal/kg/日、選手Bで23.9 kcal/kg/日となり、いずれも健常者で示されている数値と比べて低かった。エルゴ漸次運動負荷テストとローラー漸次運動負荷テストでは、エルゴ運動の方が選手の主観的負荷が大きかったが、エネルギー消費量はローラー運動の方が高かった。またいずれも選手Aの方が選手Bよりもエネルギー消費量が低かった。これらの運動のエネルギー消費量を安静時エネルギー消費量で除すと、選手間の差はエルゴ運動・ローラー運動ともに少なくなり、特にインターバルトレーニングでは選手Aと選手Bで近似した値となった。

ただしローラーのインターバルトレーニングでは、3回実施した中での個人内変動、選手Bでは日間変動による差が確認できたこと、また座位安静時エネルギー消費量測定値について再検討する必要も考えられたことから、平成24年度末に同一被検者で再度同様の測定を実施し、現在分析を進めている。得られたデータの処理が当初の予定より手間取っており、作業の進行が遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に得られたデータの処理・分析を速やかに進めるようにする。また当初栄養サポートシステムを構築するために行動変容プログラムの立案、実施、評価を計画していたが、その手法として幅広く情報を得て分析を進めるのではなく、選手の状況をみて一部調査項目を簡略化してヒアリングを実施するなどの対応を図っていきたい。
クロム酸塩に暴露したヒト肺癌におけるDNA二本鎖切断を修復する遺伝子の異常の検討

ヒトクロム肺癌のDNA修復遺伝子MRE11のpoly(T) 11領域の遺伝子異常の有無を検索した。キャピラリーDNAシーケンサーを用いて、fragment解析した。クロム肺癌では、7/ 28(25%)にpoly(T) 11の欠損を認め、非クロム肺癌では、1/ 25(4%)に欠損を認めた(p=0. 033)。クロム肺癌のMRE11の異常は、7例全て1個の欠損であった。microsatellite instability症例4/ 18(22%)に欠損を認めた。一方、microsatellite stable症例3/ 10(30%)に欠損を認め、両者間に頻度の差を認めなかった。私たちは、クロム酸塩に暴露したクロム工場労働者に発生した肺癌(ヒトクロム肺癌)では、microsatellite instability(MSI)は高頻度であることを報告してきた。最近、MSIを示す大腸癌や胃癌で、二本鎖DNAの切断(DNA double strand break)時の修復の機横の中心的役割を示す各遺伝子の異常が高頻度で認められている。MRE11には、イントロン4のpoly(T)11(チミンが11個並ぶ)領域があり、RAD50には、エクソン13に(A)9(アデニンが9個並ぶ)領域があり、NBS1には、(A)7領域がある。クロム肺癌では、これらの領域の異常を生じ、その蛋白の発現が低下し、DNA double strand breakのDNA修復の機能に破綻をきたしている可能性がある。クロム肺癌28例38病変および、その正常リンパ節組織28例(ホルマリン固定パラフィン包埋材料)からDNAを抽出した。MRE11には、イントロン4のpoly(T)11領域について異常があるどうか、を検討した。ホルマリン固定パラフィン包埋材料から抽出したDNAなので、PCRの増幅効率は悪いため、nested PCR(2回PCRを行う方法)を使用した。5'-TTGAAATGAATTGTCGCCTATG-3',5'-GGCAACCTCAACATTTCAATT-3'のprimerを作成しPCR施行し、217bpのPCR productを得た。PCR productを100倍希釈し、次のPCRに使用した。5'-TGGAGGAGAATCTTAGGGAAAA-3',5'-GGCAACCTCAACATTTCAATT-3'のprimerを作成しPCR施行し、117bpのPCR productを得た。MRE11遺伝子のtarget領域を増幅できたので、direct sequence法にて塩基配列を決定した。5例のクロム肺癌と、その正常組織の塩基配列を決定した。肺癌において、3例には異常を認めなかったが、2例はpoly(T)が10,9個と短縮していた。塩基配列を確かめるため、異常症例のPCR productをTA cloning kitにてプラスミドにクローニングし、塩基配列を決定し、遺伝子異常のあることを確認した。予想通り、クロム肺癌では、MSが高頻度であり、MRE11には、イントロン4のpoly(T)11領域に異常を認め、その蛋白の発現が低下し、DNA double strand breakのDNA修復の機能に破綻をきたしている可能性がある。H21年度の研究で、クロム肺癌28例38病変およびその正常リンパ節組織28例(ホルマリン固定パラフィン包埋材料)からDNAを抽出した。MRE11のイントロン4のpoly(T)11領域について、nested PCR法にて117bpのPCR productを得た。direct sequence法にて塩基配列を決定した。5例のクロム肺癌とその正常組織の塩基配列を決定した。2例はpoly(T)が10,9個と短縮していた。H22年度の研究では、症例数が多いため、キャピラリーDNAシーケンサー(ABIプリズム3100のgene scan)を用いて、fragment解析にて、poly(T)の欠損を検討した。腫瘍組織からのDNAと正常リンパ節からのDNAのPCR productを電気泳動し、泳動の違いを検討した。クロム肺癌において、28例中7例(25%)にpoly(T)11の欠損を認めた。

しかし、7例全てpoly(T)1個の欠損であり、2個以上の欠損を認める症例は認めなかった。MSI症例18例中4例(22%)にpoly(T)の欠損を認めた。一方、Microsatellite stable症例10例中3例(30%)にpoly(T)の欠損を認め、両者間にpoly(T)欠損の頻度の差を認めなかった。私たちは、クロム酸塩に暴露したクロム工場労働者に発生した肺癌(ヒトクロム肺癌)では、microsatellite instability(MSI)は高頻度であることを報告し、DNA double strand breakのDNA修復蛋白MRE11には、イントロン4のpoly(T)11(チミンが11個並ぶ)領域があるので、この領域の遺伝子異常の有無を検索した。H21年度は、この領域をdirect sequencing法にて塩基配列を検討した。クロム肺癌において、3例には異常を認めなかったが、2例はpoly(T)が10,9個と短縮していた。H22年度は、症例数が多いため、キャピラリーDNAシーケンサー(ABIプリズム3100のgene scan)を用いて、fragment解析にて、poly(T)の欠損を検討した。クロム肺癌において、28例中7例(25%)にpoly(T)11の欠損を認めた。H23年度は、非クロム肺癌(クロム酸塩に暴露していない肺癌)について、poly(T)の欠損を検討した。25例中1例(4%)にpoly(T)11の欠損を認めた。クロム肺癌が、MRE11のpoly(T)11領域の遺伝子異常を有意に多く認めた(p=0.033,カイ2乗検定)。クロム肺癌のMRE11の異常は、7例全てpoly(T)1個の欠損であり、2個以上の欠損を認める症例は認めなかった。一方、Microsatellitestable症例10例中3例(30%)にpoly(T)の欠損を認め、両者間にpoly(T)欠損の頻度の差を認めなかった。クロム肺癌で、この領域の異常は非クロム肺癌より有意に多いが、MRE11蛋白の発現が低下し、DNA doublestrand breakのDNA修復の機能に破綻をきたしているかどうか、検討するため、MRE11の蛋白発現を免疫染色にて検討している。
探究と創造のためのマルチメディアネットワーク学習還境の開発と授業実践に関する研究

本研究の目的は,子どもがマルチメディアやインターネットによる学習システムを活用して他者とのコミュニケーションを行い,共同しながら子ども同士で探究し共同で知識を創り出し課題を解決していくという子ども中心の授業づくりと実践の方法を明らかにすることである。このために,ネットワーク上に分散した子どもの思考・知識やマルチメディア教材を動的にハイパーリンクするオーサリング法を、HTMLで専用のタグを用いる方法と、XML(Xlink)を用いる方法で検討し,WWW・データベース連携技術によってインターネット上でマルチメディア情報を動的にリンクし学習者を支援する機構の基盤技術を明らかにした。さらに,複数のWWWサーバがお互いに検索依頼情報、検索結果情報を交換し、学習者からの問い合わせに対して連携して動作し、教材を動的にハイパーリンクする機構をCGIを用いて開発した。また,この検索サーバ群に対して、新たなWWWサーバを容易に追加できる機構を加え、ネットワーク上の共同学習環境を柔軟に追加変更できるようにして,多くの学校が容易に遠隔コミュニケーションに参加することを可能にした。さらに,マルチメディアネットワーク学習環境における子どもの学習活動とその支援の方法を整理し,この考え方を活用したさまざまな方法・形態の授業を学校教育において実施し,この考え方を活用したさまざまな方法・形態の授業を学校教育において実施し,実践事例を蓄積するとともに,単元計画,学習環境,開発教材,実践記録及び分析と知見を各授業実践ごとにまとめ,高度情報化時代の新しい授業実践の方法を提案した。10年度は,マルチメディア・ネットワーク授業の実践,ネットワーク学習環境上に分散した情報のハイパーリンク法の検討,マルチメディア・ネットワーク学習環境の構築を行い,次のような結果を得た.1子どもたち同士で探究し共同で知識を創り出す新しい授業づくりのために,マルチメディア・ネットワーク学習環境に求められる教育的機能を認知科学的アプローチによって明らかにした。さらに,マルチメディア・ネットワーク学習環境の構成とこれを活用した授業実践の方法を明らかにした。2マルチメディア・ネットワーク学習環境に求められる教育的機能を実現するために,ネットワーク上に分散した子どもの思考・知識やマルチメディア教材を動的にハイパーリンクするオーサリング法として,HTMLで専用のタグを用いるオーサリング法と,XML(XLink)を用いるオーサリング法を比較検討し,後者の優位性を明らかにした。3 WWW・データベース連携技術によってインターネット上でマルチメディア情報を動的にリンクし学習者を支援する機構の基盤技術を開発し,分散マルチメディア教材を検索するメカニズムの検討を行い,マルチメディア・ネットワーク学習環境を構築して,その教育的機能の評価を技術的側面から行った。11年度は、マルチメディア教材がネットワーク上に分散している場合に、それらを一体化して取り扱い、学習者が一つの学習環境と見て利用できる機構を開発するとともに、マルチメディアネットワーク学習環境のオーサリング法を開発し、これらを活用して複数の授業実践を行い、次の結果を得、報告書にまとめた。(1)専用タグを用いる前年度のオーサリング法に基づいて、複数のWebサーバがお互いに検索依頼情報、検索結果情報を交換し、学習者からの問い合わせに対して連携して動作し教材をハイパーリンクする動的リンク機構をOGIを用いて開発した。(2)この検索Webサーバ群に対して、新たな検索Webサーバを容易に追加できる機構を加え、ネットワーク上の協同学習環境を柔軟に追加変更できるようにし、多くの学校が容易に遠隔コミニケーションに参加するための準備を整えた。(3)マルチメディアネットワークにおける子供の学習活動についてまとめ、これを支援する教育的機能を整理し、学習環境をオーサリングする方法をまとめた。(4)小学校、中学校において、ネットワークを用いて種々の形態・方法の授業実践を行い、また高等学校においてはシミュレーションやモデリング、データベース教材を開発した。(5)単元計画、学習環境、開発教材、実践記録、および分析と知見を、6つの授業実践についてまとめ、これらを授業を分析して、高度情報化時代における新しい授業実践の方法論を提案した。
線維芽細胞成長因子(FGF)の中枢神経系における機能

老化促進マウスでは記憶・学習が低下しているがコリンアセチル転移酵素の免疫染色を行うと中隔のコリン作動性神経の染色強度が低下していた。しかし、酸性FGFを生後3週間目から10ケ月令まで連続投与するとコリン作動性神経のレベルが対照群と同等レベルまで回復していた。老化促進モデルマウスに酸性FGFのフラグメントを連続投与すると、受動的回避学習・水迷路学習の遂行能力が回復した。摘出海馬切片のシャファー側枝をテタヌス刺激するとCA1野から長期増強現象が記録されるが同じ酸性FGFのフラグメントはこの長期増強を増大させた。ラットを麻酔し海馬部分にマイクロダイアリシスプローブを装着して脱分極刺激によるグルタミン酸遊離を解析した。塩基性FGFは脱分極刺激によるグルタミン酸遊離を有意に抑制した。フルオロ酢酸を用いてグリア細胞の機能を抑えておくとこの抑制が消失するので、塩基性FGFはグリア細胞に作用してグリア細胞へのグルタミン酸取り込みを促進することが示唆された。培養海馬神経細胞にパッチクランプ法を適用してグルタミン酸反応に対する塩基性FGFの作用を検討したところ、GABA神経伝達に対してシナプス前促進とシナプス後抑制の二相性の作用があることが明らかになった。小脳顆粒細胞を高カリウム液中で培養し、低カリウム液にするとアポトーシス様の細胞死が観察される。しかし、塩基性FGFを共存させておくとこの細胞傷害が抑制され、塩基性FGFには神経細胞のアポトーシスを抑制する作用があることが明らかになった。線維芽細胞成長因子(FGF)は培養脳神経細胞に対して強力な生存促進効果をもつことが明らかにされており、アルツハイマー型痴呆症などにおける神経細胞の壊死や機能障害を防ぎ神経細胞の再生を促進する効果が期待される。本研究は、FGFの中枢神経系における機能を、薬理学、生化学、神経形態学、生理学、分子生物学など多角的に検討し解明することを目的とする。本年度においては、まずFGFやその受容体に対する選択性が高い抗体を作成し脳内における局在を詳細に検討した。その結果FGF-1型受容体は脳内の広汎な部位の神経細胞膜に存在するが、グリア細胞には存在しないことが明らかになった。bFGFのN末端付近の向核シグナル配列が実際に機能し、FGFを発現していない線維芽細胞に注入すると核移行することを明らかにした。ラットの生後の発達にともない橋・延髄や間脳のaFGFが顕著に増加するが、AraCを投与しておいて神経構築を乱したラットでは増加しないことを明らかにした。さらに、PC12細胞の分化に伴いaFGF量が増加することを見いだし、FGFが神経回路網形成と密接に関連し、神経細胞の分化に寄与する因子である可能性が示唆された。マウスにブドウ糖を投与2時間後に受動的回避および水迷路学習を行うと記憶促進効果があり、それが抗aFGF抗体で抑制されることが明らかになった。aFGFを側脳室内投与しておくと虚血による海馬神経の壊死が防止され、記憶能力も正常に保たれていた。培養脳神経細胞にbFGFを添加すると、生存促進効果の他に、神経突起の分枝数を増加させる作用があることを明らかにした。この作用はレーザーを照射して神経突起を切断した神経細胞において顕著であり、FGFは軸索損傷時に新たな突起を形成させることにより再生を促す作用をもつ可能性が示唆された。以上の様に、脳神経系に対するFGFの様々な作用が解明されつつある。線維芽細胞成長因子(FGF)は中枢神経系に多く含有され、培養脳神経細胞に対して強力な生存維持効果を示す。神経栄養因子としての生存維持機能の他に、神経突起の分枝促進、シナプス伝達の可塑性制御、摂食の制御などこれまでにない極めて多様な作用が注目されつつある。