hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
写像類群と4次元多様体のトポロジー

1つは曲面の周期3の周期写像の正のDehnツイスト表示と新しいLefschetzファイバー空間の具体例の構成に関するものであり、もう1つは写像類群のlantern関係子と4次元多様体の有理ブローダウンのある関係を述べたものである現在これら2つの論文は専門誌に投稿中である。特に後者については何人かの研究者から直接メールで感想が寄せられ、その中の1人であるT.Mark氏(ヴァージニア大学)や安井弘一氏(大阪大学・学振特別研究員)との新たな共同研究が始まっている。尚、平成18・19年度に得られたChakirisの第2定理に関する研究結果は、森田茂之氏還暦記念論文集の中の一論文として平成20年12月に日本数学会より出版された。
ウイルスによるがん化の抑制

1.Taxの発現が細胞のトランスフォーメーションの維持に不可欠であることを正常復帰細胞を解析することにより確かめた。またTaxの点突然変異で正常復帰した細胞を検討した結果、Taxタンパク質の安定性が低下したことにより、トランスフォーメーションを維持できないことが明らかになった。3.Rexが細胞外刺激によりプロテインキナーゼCによって燐酸化を受りることを明らかにした。さらにRexタンパク質の70番目のセリンが特異的に細胞外刺激による燐酸化のターゲットであることを証明した。4.6FGFが脳腫瘍の発生に関係していることを示した。一方、aFGFはトランスフォーメーションの因子ではなく、プログレッションの因子として働いていることを確かめた。5.細胞の癌化と抑制の理論モデルを提出した。
ウシ乳に見出されたodorant-binding protein の生理機能の解明

ウシ初乳に見出されたbovinecolostral odorant-binding protein (bcOBP)は、リポカリンスーパーファミリーに属する運搬タンパク質である。bcOBPは乳だけでなく唾液、鼻粘液、羊水、膣分泌液、血漿にも含まれており、mRNAの発現は広範な組織で認められた。結合可能なリガンドに対するbcOBPの選択性は極めて高いことが明らかとなった。乳は栄養供給、免疫賦与、感染防御などの機能を有する哺乳類特有の分泌物であり、その摂取は新生仔の健全な発育に必須である。ウシ初乳に新奇に見出されたリポカリン(bcOBP)の生理機能を探るため、平成23年度はその発現器官と体内分布の解明を目指した。ウエスタンブロット解析を実施した結果、泌乳期の雌ウシ(Friesian-Holstein)の初乳、常乳、唾液、鼻粘液、羊水、膣分泌液、血漿に陽性バンドを検出したが、涙、汗、尿では検出限界未満であった。また、分布パターンに個体間差はなかった(n=3)。分娩直後に採集した初乳中のbcOBP濃度は181±39μg/Lと見積もられ、全乳中の濃度は分娩後少なくとも10日まで一定であった。乳以外の各種体液中の濃度は、乳と同程度か、より少ないと推定された。血漿中のbcOBP濃度は分娩日に最も高く、分娩後20日では有意に低下した。TaqManプローブによるリアルタイムPCRを実施した結果、涙腺、乳腺組織、耳下腺、扁桃腺、気道上皮組織、鼻粘膜組織、嗅覚上皮、鋤鼻器官、子宮内膜組織、膣粘膜組織、リンパ節やその他臓器に幅広くbcOBPのmRNA発現が認められた。発現量が最も高かったのは涙腺であり、その他組織における発現量は涙腺の10-310-6程度であった。また、個体間における差異も認められた(n=13)。各種組織切片を用いたin situハイブリダイゼーションの結果も、幅広い組織でのmRNA発現を支持した。ブタ乳に性フェロモン結合タンパク質として見出されたOBPの分布パターンがbcOBPとよく似ていること、また、フェロモン結合性タンパク質として知られるAphrodisinやProbasinに保存されるアミノ酸配列(CxxxCモチーフ)をbcOBPが有することから、乳中のbcOBPはフェロモンの結合・運搬に関与する可能性が示唆された。ウシ初乳に新奇に見出されたリポカリン(bcOBP)の生理機能を探るため,平成24年度はbcOBPのリガンド結合特異性の解析ならびに天然リガンドの同定を目指した.リガンド結合特異性の解析天然リガンドの同定抗bcOBPモノクローナル抗体固定化カラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーならびにToyopearl HW-55Fを用いたゲルろ過による野生型bcOBPの精製法を確立した.10リットルのウシ常乳から酸沈殿によりカゼインを除去し,残りのホエイ画分から野生型bcOBPの精製標品0.5mgを得た.これを異なるpH,温度,還元剤濃度で処理し,遊離した揮発性化合物を捕集しGC-MSによる解析を試みたが,現在のところ同定には至っていない.雌ウシ各種体液中のbcOBP分布パターンをタンパク質レベルで明らかし、各種組織での発現をmRNAレベルで明らかにした。本タンパク質が分泌型であることからmRNA発現を指標に発現器官の特定を試みたが、予想以上に幅広い組織に発現が認められたため、さらに詳細な細胞レベルでの発現を特定するには至っていない。また、血液中にbcOBPが存在し、かつ乳腺組織でmRNA発現が認められたことから、乳中bcOBPの由来(血液由来ないし乳腺組織由来)を明確に示すには至らなかった。以上の理由から達成度を(2)とした。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の目標は乳由来bcOBPの生理機能の解明である。分布パターンの解析から、幅広い組織での発現が新知見として得られ、bcOBPが各組織で担う役割にも興味が広がるが、本来の目標に焦点を絞って研究を進める。すなわち、平成23年度で未解決の細胞レベルでの発現部位の特定および乳中bcOBPの由来の解明について保留する。平成24年度は従来の研究計画に従い、bcOBPのリガンド結合特異性の解析ならびに天然リガンドの同定を実施する。
クルマエビ血球が産生するフリーラジカルに関する基礎的研究

細胞生物学的に基礎的な知見を得るために,クルマエビ血球からのフリーラジカルの産生に及ぼす免疫賦活剤の影響について検討した。1.免疫賦活剤投与エビ血球のフリーラジカル産生能我々はすでにペプチドグリカンやLPSの経口投与によってクルマエビの生体防御能力が亢進することを明らかにした。しかし,免疫賦活剤がどのようにしてエビの生体防御能力を増進して,病原因子を殺滅しているかを明らかにするために,免疫賦活剤投与エビの血球のフリーラジカル産生能と試験管内殺菌活性を平行して測定した。その結果,血球のフリーラジカル産生能と試験管内殺菌活性に相関性があることを明らかにするとともに,NO合成酵素産生阻害剤の添加によって殺菌活性の一部が低下した。2.免疫賦活剤投与エビ血清のフリーラジカル産生誘導能すでに我々は,LPSの経口投与によってクルマエビ血清中に生体防御因子(あるいは生体防御因子誘導物質)が産生されることを明らかにした。しかし,本因子がどのような作用を持つかは明らかではない。そこで,分離・培養したクルマエビ血球をLPS投与クルマエビ血清で感作して,フリーラジカルの産生について検討した。その結果,NO産生が誘導されたことから,血清中にサイトカイン様の物質の存在が示唆された。3.クルマエビNO産生酵素遺伝子の構造および発現解析刺激後のクルマエビ血球からcDNAライブラリーを作製してEST解析を行うとともに,すでに明らかにされているNO合成酵素の遺伝子配列からdegenerated primerを用いてスクリーニングをいった。その結果,LPS感作血球において,PCR産物が認められたことから,血球においてNO合成酵素が存在することが示唆された。初年度は,細胞生物学的に基礎的な知見を得るために,クルマエビ血球からのフリーラジカル検出方法の確立を試みた。1.フリーラジカル検出試薬の検討活性酸素種の1つであるヒドロキシラジカル(^-OH)およびO_2^-とNOの反応産物であるperoxynitrite(ONOO^-)を検出するために新たに開発されたaminophenyl fluorescein(APF)を用いる。これらの蛍光強度の測定には,マルチプレートリーダーを用いることにより,短時間で多検体を処理することができた。2.フリーラジカル検出に最適な抗凝固剤の検討抗凝固剤として従来用いられていた1-システインのほかに,クエン酸とEDTAなどを用いたところ,O_2^-とNOの産生は確認できた。3.クルマエビ血球の培養条件の検討2倍濃度のL-15培地に数種の添加剤を加えた新しい培地を考案した。この新しい培地が血球の培養および顆粒球の分離にも応用でき,フリーラジカルの検出にも適当であることが明らかとなった。4.刺激剤の検討in vitroの刺激剤として従来から使用されてきたLPSのほかにもウイルス粒子や菌体あるいはその構成成分でもNOが産生されているかどうかについて検討し,微弱ながらNOが検出された。5.フリーラジカル産生の経時的変化種々の刺激剤の感作後,経時的にNOの検出を試みて,誘導型のNOと非誘導型のNOが存在するかどうかについて検討したが,安定した結果は得られなかった。6.ウイルス感染エビにおけるフリーラジカルの動態ウイルス感染クルマエビにおいては,フリーラジカルの産生が低下することを明らかにした。7.ストレス負荷クルマエビにおけるフリーラジカル産生性ハンドリングなどのストレスを負荷したエビの血球を分離して,血球組成とフリーラジカル産生能について検討した結果,フリーラジカルの産生が減少した。

1.免疫賦活剤投与エビ血球のフリーラジカル産生能(吉田・伊丹)我々はすでにペプチドグリカンやLPSの経口投与によってクルマエビの生体防御能力が亢進することを明らかにした。しかし,免疫賦活剤がどのようにしてエビの生体防御能力を増進して,病原因子を殺滅しているかを明らかにするために,免疫賦活剤投与エビの血球のフリーラジカル産生能と試験管内殺菌活性を平行して測定した。その結果,血球のフリーラジカル産生能と試験管内殺菌活性に相関性があることを明らかにするとともに,NO合成酵素産生阻害剤の添加によって殺菌活性の一部が低下した。2.免疫賦活剤投与エビ血清のフリーラジカル産生誘導能(伊丹)すでに我々は,LPSの経口投与によってクルマエビ血清中に生体防御因子(あるいは生体防御因子誘導物質)が産生されることを明らかにした。しかし,本因子がどのような作用を持つかは明らかではない。そこで,分離・培養したクルマエビ血球をLPS投与クルマエビ血清で感作して,フリーラジカルの産生について検討した。その結果,NO産生が誘導されたことから,血清中にサイトカイン様の物質の存在が示唆された。3.クルマエビNO産生酵素遺伝子の構造および発現解析(伊丹)刺激後のクルマエビ血球からcDNAライブラリーを作製してEST解析を行うとともに,すでに明らかにされているNO合成酵素の遺伝子配列からdegenerated primerを用いてスクリーニングをいった。その結果,LPS感作血球において,PCR産物が認められたことから,血球においてNO合成酵素が存在することが示唆された。
ユビキチン化CD10-CD13酵素複合体の形成とその生理的役割

ヒト精液中に特異的なγ-glutamyl transpeptidase活性酵素であるユビキチン化CD10-CD13複合体(SEGAP)の脱ユビキチン化と再構成を試み、更に、生理活性について検討した。抗CD10抗体結合ビーズによるアフィニティークロマトグラフィーで精製したSEGAPにユビキチンC-末端分解酵素であるイソペプチダーゼT、および、UCH-L3を作用させた後に、ゲルろ過しても分子量・活性ともに変化は認められず、SEGAPのユビキチン化は両分解酵素の基質となる結合ではないと考えられる。SEGAPの生理活性を解明するために、FACS法によりSEGAPの培養細胞に対する結合性を検討した。培養細胞のうちHeLa、RajiおよびHL60とビオチン化したSEGAPを反応させフローサイトメトリーで蛍光を測定した結果、SEGAPを反応させた細胞はコントロール細胞群と比較して有意に強い蛍光ピークを示したことから、SEGAPは3種の細胞に結合する可能性が高いと考えられた。更にSEGAPの細胞内チロシンリン酸化への影響をウェスタンブロットにより検討した。HeLaをSEGAPで刺激した場合、1分後に約110kDaのタンパク質がリン酸化され、5分をピークに減弱した。HL60をSEGAPで刺激した場合、1分後に約120および60kDaのタンパク質がリン酸化された。約110kDaのタンパク質は5分でリン酸化され徐々に減弱した。70kDaのタンパク質は1分でリン酸化され経時的に増長した。リン酸化されたタンパク質の分子量から、PI3kinase、Syk、ZAP-70、Cdc等の細胞内シグナル伝達物質の可能性が高い。以上から、SEGAPがHeLaあるいはHL60の細胞内タンパク質チロシン残基のリン酸化を誘導し細胞内への情報伝達に関与すると考えられる。ヒト精液中に特異的なγ-glutamyltransferase(γ-GTP)活性酵素であるユビキチン化CD10-CD13複合体(SEGAP:seminal γ-GTP active protein)の脱ユビキチン化と再構成を試み、更に、生理活性について検討した。抗CD10抗体結合ビーズによるアフィニティークロマトグラフィーで精製したSEGAP(50μg)にユビキチンC-末端分解酵素であるイソペプチダーゼT(1.6及び4μg)、UCH-L3(0.4及び1μg)を作用させ、SEGAPの分子量、酵素活性の変化を観察した。HW-55ゲルろ過ではγ-GTP活性の変化は認められず、活性分画のSDS-PAGEでの分子量の変化も観察されなかった。SEGAPのユビキチン化は両分解酵素の基質となる結合ではないと考えられる。現在、界面活性剤等による物理的解離を検討し、ユビキチン化CD10とCD13の再構成によるγ-GTP活性復活の観察を試みている。また、ヒト末梢血単核球(2x10^6個)を精製SEGAP(100μg/ml)で刺激し、細胞のチロシンリン酸化の変化を観察した。RPMI、あるいは、SEGAP添加0、1、2、5、10、15、20、30分後にNP40で反応を止め、超音波で破砕した単核球サンプルを抗リン酸化チロシン抗体でウェスタンブロットした。RPMIに比較してSEGAP刺激細胞では10分後に僅かに一過性の低分子タンパク(約10kDa)のリン酸化が観察されたものの、有意の差は認められなかった。SEGAPの添加量に変えて再検中である。また、HeLa細胞等への刺激観察も検討中である。

更に、前立腺疾患とSEGAPユビキチンについて免疫組織学的検討を行ない、癌化等の病変によりユビキチンの分布に変化が観察された(日本法医学雑誌、印刷中)。前立腺病変と血清中のSEGAP量の変化を観察中である。(A)FACS法によるSEGAPの培養細胞に対する結合性の検討:SEGAPは抗CD10抗体結合ビーズによるアフィニティークロマトグラフィーにより精製し、一部をビオチン化後、PBSに透析した。培養細胞のうちHeLa(human cervical carcinoma),Raji(human B cell lymphoma),HL60(human promyelocytic leukemia)を2x10^6cells/tubeに調整した。細胞はビオチン化したSEGAPと氷冷下で30分反応させた後にストレプトアビジン-ローダミンを結合させ、ホルムアルデヒドで固定し、フローサイトメトリーで蛍光を測定した。SEGAPを反応させたHela、Raji、HL60はコントロール細胞群とは異なる蛍光ピークを示したことから、SEGAPは3種の細胞に結合する可能性が高いと考えられた。(B)ウェスタンブロティングによるSEGAPの細胞内チロシンリン酸化への影響の検討:培養細胞HeLa、Raji、HL60は1x10^6cells/tubeに分注しRPMIで希釈したSEGAP(5μg/ml)、抗CD13抗体(50μg/ml)を添加し、37°Cで、0、1、5、10、20、30分インキュベートした。反応はプロテイナーゼ及びフォスファターゼ阻害剤を含むNonidet P-40を加えて停止した。細胞液は超音波処理後に遠心し、上清を10%アクリルアミドゲル電気泳動し、メンブレンにトランスブロットした。抗リン酸化チロシンモノクローナル抗体を反応させ、EnVision+/HRPを用い、DABで染色した。CD13が細胞膜に存在するHL60、および、HeLaでは抗CD13抗体刺激後1分で約120kDa、5分で約55kDaのタンパク質のリン酸化が観察されたが、CD13が存在しないRajiでは観察されなかった。抗体による刺激の伝達に関する報告から、120kDaはp120-Cbl、55kDaはLynである可能性が高い。HeLaをSEGAPで刺激した場合、1分後に約110kDaのタンパク質がリン酸化され、5分をピークに減弱した。HL60をSEGAPで刺激した場合、1分後に約120kDaのタンパク質がリン酸化され、5分で消失し、約110kDaのタンパク質は5分でリン酸化され徐々に減弱した。70kDaのタンパク質は1分でリン酸化され、経時的に増長した。約60kDaのタンパク質は1分後にリン酸化され5分をピークに減弱した。リン酸化されたタンパク質の分子量から、PI3kinase、Syk、ZAP-70、Cdc family等の細胞内シグナル伝達物質の可能性が高い。以上から、SEGGAPがHeLa及びHL60の細胞内タンパク質チロシン残基のリン酸化を誘導し、細胞内への情報伝達に関与すると考えられる。
フラーレンアニオンラジカル塩単結晶の構造と物性

本年度は、超伝導性などの電気伝導特性を担っていると考えられるフラーレンアニオンラジカル塩に着目し、構造と物性との相関を解明するために、いくつかの単結晶を電解結晶成長法により育成し、X線結晶構造解析によりそれらの単結晶の構造を解明するとともに、電気伝導度などの物性を検討した。また、ESRによりフラーレン骨格の電子構造に関しても検討を進めた。設備備品で購入した実体顕微鏡は、不安定なフラーレンアニオンラジカル単結晶を取り扱えるように、不活性雰囲気下で操作ができるエアバッグ中に装備した。1)C_<60>アニオンラジカルを崇高いカチオン(N(P(C_6H_5)_3)_2^+)で安定に単離することに始めて成功した。(J.Am.Chem.Soc.,115,1185-87(1993).)現在、結晶構造解析は最終的な段階であり、単結晶構造が明らかになった。(投稿予定)また、ESRスペクトルが温度変化・時間経過により著しく変化することを見いだしており、解明を進めている。2)超伝導特性を示すアルカリ金属-フラーレン化合物に関する研究では、今回初めて液相から電解結晶成長法によりC_<60>の分子性伝導体であるNa_xC_<60>(THF)_yを単結晶として得ることに成功した。室温での伝導度(約50 Scm^<-1>)は、170Kの金属-金属相転移後およそ1000 Scm^<-1>に上る高伝導性を示すことが観測され、これは格子定数の温度変化によく対応しており、高伝導相に転移するにつれて結晶格子の収縮をともなっていることが明らかになった。(J.Am.Chem.Soc.,116,(1994)印刷中.)現在、その他のアルカリ金属に関しても単結晶が得られており、これらについても結晶構造解析やESRスペクトルの解析を進めている。(投稿予定)本年度は、超伝導性などの電気伝導特性を担っていると考えられるフラーレンアニオンラジカル塩に着目し、構造と物性との相関を解明するために、いくつかの単結晶を電解結晶成長法により育成し、X線結晶構造解析によりそれらの単結晶の構造を解明するとともに、電気伝導度などの物性を検討した。(投稿予定)
超伝導量子干渉素子を用いた変動磁場刺激法による骨組織の非侵襲的検査法の確立

保田や深田らが1956年にはじめて骨組織の圧電性を明らかにし、骨組織の形成や恒常性に電気的性質が介在していることが明らかになった。われわれは心磁図や脳磁図に今日使用されている超伝導量子干渉素子を用いて、非侵襲的に骨組織の強度および骨折治癒過程での仮骨強度の判定を確立するため、骨組織に変動磁場を負荷して発生した微小電流から骨折治癒過程での仮骨の成熟度を定量化することを目的としている。日本白色家兎の下肢を磁気シールド内に設置し、変動磁場刺激装置によりピーク磁場10,20,30ガウスの変動磁場を負荷した。負荷と反対方向で下肢の試験片から20mmの距離に設置したセンサーで発生した反応性の変動磁場の検出を試みた。128回の加算平均を試みたがノイズが大きく発生磁場が感知できなかった。その原因として、筋肉や神経組織による反応磁場の変動が骨組織のものより大きいこと、磁気シールド内ではあるが、磁性体が実験系にある程度含まれることが余儀なくされるため、その影響を受けたことなどが考えられた。そこで逆に仮骨形成を促進する交流電流を流し、仮骨自体のインピーダンス値の変化を経時的に計測し、その電流経路を解析する実験を行った。その結果、交流電気刺激が仮骨形成を促進しており、仮骨の成熟に伴ってインピーダンス値が上昇すること、実効電流は骨膜周囲の湿潤した軟部組織にも流れていることが明らかとなった。今後、非侵襲的骨組織の強度判定を確立するために克服しなければいけない問題は多い。特に生体においては筋組織や神経組織の電気的活動がノイズとして除去できないこと、軟部組織の影響、特に筋組織のインピーダンス値が低いため,負荷磁場は骨組織以外の軟部組織を刺激することになる可能性があることなどである。今後は神経・筋組織の発生磁場の特異性を解析できればノイズを除去し、ピンを刺入することなく、骨組織のインピーダンス値を計測できる可能性が残されている。1)骨組織の力学的性質や骨組織のインピーダンスの計測骨組織のインピーダンスの計測は牛脛骨から骨皮質を切り出し、DEXAにより骨塩定量を行い。生理食塩水に浸して乾燥を防止しながら骨長軸と平行また骨長軸と直角に白金電極を両端に刺入して、試験片の皮質骨の抵抗を計測しているが現在のところ安定した結果を得ていない。2)骨刺激に有効な刺激変動磁場の条件設定および刺激方法の検討乾燥および湿潤試験片の条件、変動磁場発生装置の設定条件、変動磁場による超伝導量子干渉素子の発生磁場およびその相互作用おけるキャリブレイション等にかなりの時間を要する見込みである。日常生活動作で生じる荷重骨に与えられた動的歪みと電気的信号との比例関係および骨組織のインピーダンスから逆算して、骨の恒常性維持に関与する圧電位を推定し、発生する微小電流を生じさせるに必要な変動磁場を骨組織に繰り返し負荷し、変動磁場により生じる骨組織の電流の伝播と方向性をSQUIDにより計測することにより、非侵襲的なSQUIDによる骨組織の強度および骨折治癒過程での仮骨強度判定を確立することを目的として研究を行ってきた。【実験:骨インピーダンスと骨内電流の解析】体重1000g前後の雄成熟家兎10羽の右脛骨に対して創外固定期を用いての約1.0cmの仮骨延長を行い、交流刺激装置を用いて仮骨形成の促進を行い、骨形成特にremodellingを促進することが明らかになった。

また、兎の脛骨を摘出する際に皮膚組織、皮下軟部組織を除去してオシロスコープを用いて骨組織だけのインピーダンスを計測した結果、その値は7080Ωであることがわかった。また全体の抵抗値は皮膚組織、皮下軟部組織を除去する前より低下しており、このことは骨組織よりむしろ軟部組織に電流が流れており、ピン刺入部周囲の瘢痕組織が抵抗値を高めていることがわかった。骨組織内を電流が流れなくても電流が仮骨成熟促進に関与することが明らかになった。現時点では軟部組織の影響、特に筋組織のインピーダンスが低いため、負荷磁場は骨組織を経路としていない可能性が高いため、実験的に一定の低電流を流す交流装置を用いて兎の脛骨仮骨に負荷に仮骨組織のインピーダンスや電流刺激経路の研究を行っている段階である。今後さらに電磁場や電流刺激による仮骨形成の促進やその機序を含めて骨組織の恒常性維持の制御に関し、電気的側面から研究を続ける予定である。骨の恒常性維持に関与する圧電位を推定し、発生する微小電流を生じさせるに必要な変動磁場を骨組織に繰り返し負荷し、変動磁場により生じる骨組織の電流の伝播と方向性をSQUIDにより計測することにより,非侵襲的なSQUIDによる骨折治癒過程での仮骨強度判定を確立することを目的として研究を行ってきた.平成12年度は骨組織,特に仮骨形成に伴うインピーダンス値の変化を計測することが重要であり、延長仮骨を用いてそのインピーダンス値と電流経路の解析を行った.【実験:仮骨成熟に伴うインピーダンス値の変化と電流経路の解析】体重1000g前後の雄成熟家兎30羽の右脛骨に対して創外固定期を用いての約1.2cmの仮骨延長を行い。交流電気刺激装置を用いて刺激群と無刺激群にわけて骨形成促進の効果を組織学的,X線学的,電気生理学的に検討した.電気生理学的にはオシロスコープを用いて実行電流およびそのインピーダンス値を経時的に計測した.また,兎の脛骨を摘出する際には皮膚組織,皮下軟部組織を除去した群,骨膜を残した群,および骨組織のみの群に対してそれぞれのインピーダンス値を計測した.その結果,延長終了後2週の仮骨のインピーダンス値は7080Ωmであることがわかった.また全体の抵抗値は骨膜のみを残した場合のインピーダンス値と有意な差はなく,両者とも骨組織のみのインピーダンス値より有意に高い値を示していた.このことから仮骨形成促進のための刺激電流経路は骨膜周囲の湿潤した組織と,骨組織からなることが推測できた.現時点では軟部組織の影響,特に筋組織のインピーダンスが低いため,SQUIDによる負荷磁場は骨組織を経路としていない可能性が高い.今後,電流刺激による仮骨形成の促進やその機序を含めて骨組織の恒常性維持の制御に関し,電気生理学的側面から研究を続ける予定である.
耐久性アミノ酸樹脂を用いる炭酸ウラニル捕集と同位体分離濃縮に関する研究

1.耐久性アミノ酸樹脂の合成と樹脂物性アミノメチル化ポリスチレン樹脂を基体に,各種アミノ酸及び擬アミノ酸を活性エステル化法により導入した樹脂を15種合成した.アミノ酸導入量は23.7mmol/g-樹脂であり,イオン交換容量,比重,含水率,IRなどの測定により,開発樹脂の物性を評価した.また,樹脂の酸洗浄,アルカリ浸漬,再使用性を検討し,耐久性の機能性樹脂であることを明らかにした.2.ウラン吸着容量と選択吸着機能開発樹脂は炭酸ウラニル種に大きな吸着活性を示したが,ウラン平衡吸着量はGly,Arg樹脂で950mgU/g-樹脂以上となり,樹脂の高性能化を達成した.ウラン吸着速度は極めて速く,吸着等温式の解析によりジ炭酸種がLangmuir型吸着すると解釈された.プロトン付加したアミノ酸残基アミノ基が吸着の駆動力となると考えられるが,アミノ基に立体障害を有する擬アミノ酸の導入により,その機能を確認した.更に,炭酸濃度,海水マトリックス,移動相を用いたウランの漏出,溶離挙動を検討し,ウラン選択吸着樹脂であることを立証した.今後,繊維状吸着剤への発展が望まれる.3.ウラン同位体の分離濃縮挙動バッチ法により,樹脂接触による天然ウランの同位体分離濃縮挙動を追跡した.α線測定により各樹脂の^<234>U/^<238>Uの分離係数を集積したが,高温条件(90°C)の炭酸種に明確に同位濃縮効果が発現することを見出した.また,アミド結合型より,エステル結合型樹脂の方が分離効果が大きく,樹脂内アミノ酸の酸化還元作用が濃縮加速因子となることが示唆された.ここで得た分離係数は,溶液内平衡による係数の300倍以上を示す樹脂もあった.^<235>U/^<238>Uの分離係数はICP-MS法により測定したが,測定誤差が大きく,全体として有意な評価は行えなかった.しかし,溶液内平衡の20倍以上を示す樹脂も見出したので,今後,効率の良い多段接触分離システムへの応用が待たれる.1.耐久性アミノ酸樹脂の合成と樹脂物性アミノメチル化ポリスチレン樹脂を基体に,各種アミノ酸及び擬アミノ酸を活性エステル化法により導入した樹脂を15種合成した.アミノ酸導入量は23.7mmol/g-樹脂であり,イオン交換容量,比重,含水率,IRなどの測定により,開発樹脂の物性を評価した.また,樹脂の酸洗浄,アルカリ浸漬,再使用性を検討し,耐久性の機能性樹脂であることを明らかにした.2.ウラン吸着容量と選択吸着機能開発樹脂は炭酸ウラニル種に大きな吸着活性を示したが,ウラン平衡吸着量はGly,Arg樹脂で950mgU/g-樹脂以上となり,樹脂の高性能化を達成した.ウラン吸着速度は極めて速く,吸着等温式の解析によりジ炭酸種がLangmuir型吸着すると解釈された.プロトン付加したアミノ酸残基アミノ基が吸着の駆動力となると考えられるが,アミノ基に立体障害を有する擬アミノ酸の導入により,その機能を確認した.更に,炭酸濃度,海水マトリックス,移動相を用いたウランの漏出,溶離挙動を検討し,ウラン選択吸着樹脂であることを立証した.今後,繊維状吸着剤への発展が望まれる.3.ウラン同位体の分離濃縮挙動バッチ法により,樹脂接触による天然ウランの同位体分離濃縮挙動を追跡した.α線測定により各樹脂の^<234>U/^<238>Uの分離係数を集積したが,高温条件(90°C)の炭酸種に明確に同位濃縮効果が発現することを見出した.また,アミド結合型より,エステル結合型樹脂の方が分離効果が大きく,樹脂内アミノ酸の酸化還元作用が濃縮加速因子となることが示唆された.ここで得た分離係数は,溶液内平衡による係数の300倍以上を示す樹脂もあった.^<235>U/^<238>Uの分離係数はICP-MS法により測定したが,測定誤差が大きく,全体として有意な評価は行えなかった.しかし,溶液内平衡の20倍以上を示す樹脂も見出したので,今後,効率の良い多段接触分離システムへの応用が待たれる.1.アミノ酸樹脂の合成と樹脂物性アミノメチル化ポリスチレン樹脂を基体に,Gly,Lys,Argなどの10種と,ε-Acp.GAAなど5種の擬アミノ酸を導入したアミノ酸樹脂を合成した。アミノ酸導入量は23.7mmol/g-樹脂であり,イオン交換要量,IR,含水率などの測定により,合成樹脂の物性を評価した。また,樹脂の酸洗浄,アルカリ浸漬,再使用性の検討により,本樹脂は優れた耐酸,耐アルカリ性を有する耐久性樹脂であることを明らかにした。2.ウラン平衡吸着量と選択吸着機能合成樹脂は炭酸ウラニル種に極めて大きな吸着活性を示した。ウラン平衡吸着量はArg,Lys,ε-Acp樹脂では800mgU/g-樹脂以上であり,樹脂の高性能化が実現できた。ウランの吸着速度は極めて速く,吸着平衡の解析により,ジ炭酸種がLangmuir型吸着すると解釈された。また,移動相を用いた漏出,溶離曲線を作成し,海水マトリックス成分はウランの吸着速度を低下せず,トリウムなど他金属イオンから分離濃縮も可能であった。3.ウラン同位体の分離挙動a線測定とICP-MS法により^<234>U,^<235>U/^<238>Uの分離係数を測定し、樹脂接触による天然ウランの同位体分離挙動を追跡した。

バッチ法及びカラム法により求めた分離係数は,高温条件の方が低温条件より大きく,同位体が濃縮され易い傾向を示した。また,ウラン化学種では炭酸種の方が樹脂内に強く捕捉されることを認めた。更に,生海水に天然ウランをスパイクし,溶液内の酸化還元による同位体交換を上まわる同位体分離係数を得た。1.耐久性アミノ酸樹脂の合成と樹脂物性アミノメチル化ポリスチレン樹脂を基体に,各種アミノ酸及び擬アミノ酸を活性エステル化法により導入した樹脂を15種合成した.アミノ酸導入量は23.7mmol/g-樹脂であり,イオン交換容量,比重,含水率,IRなどの測定により,開発樹脂の物性を評価した.また.樹脂の酸洗浄,アルカリ浸漬,再使用性を検討し,耐久性の機能性樹脂であることを明らかにした.2.ウラン吸着容量と選択吸着機能開発樹脂は炭酸ウラニル種に大きな吸着活性を示したが,ウラン平衡吸着量はGly,Arg樹脂で950mgU/g-樹脂以上となり,樹脂の高性能化を達成した.ウラン吸着速度は極めて速く,吸着等温式の解析によりジ炭酸種がLangmuir型吸着すると解釈された.プロトン付加したアミノ酸残基アミノ基が吸着の駆動力となると考えられるが,アミノ基に立体障害を有する擬アミノ酸の導入により,その機能を確認した.更に,炭酸濃度,海水マトリックス,移動相を用いたウランの漏出,溶離挙動を検討し,ウラン選択吸着樹脂であることを立証した.今後,繊維状吸着剤への発展が望まれる.3.ウラン同位体の分離濃縮挙動バッチ法により,樹脂接触による天然ウランの同位体分離濃縮挙動を追跡した.α線測定により各樹脂の^<234>U/^<238>Uの分離係数を集積したが,高温条件(90°C)の炭酸種に明確に同位体濃縮効果が発現することを見出した.また,アミド結合型より,エステル結合型樹脂の方が分離効果が大きく,樹脂内アミノ酸の酸化還元作用が濃縮加速因子となることが示唆された.ここで得た分離係数は,溶液内平衡による係数の300倍以上を示す樹脂もあった.^<235>U/^<238>Uの分離係数はICP-MS法により測定したが,測定誤差が大きく,全体として有意な評価は行えなかった.しかし,溶液内平衡の20倍以上を示す樹脂も見出したので,今後,効率の良い多段接触分離システムへの応用が待たれる.
カイコ休眠ホルモン遺伝子の発現機構

カイコの休眠性母性的に決定され,母親の胚発育期の温度に依存している.つまり,25°Cで胚発生を進めると休眠卵を産生し,15°Cでは休眠卵を産生する.休眠を直接誘導する因子は休眠ホルモンである。このホルモンは食道下神経節から分泌され,卵巣に作用する.環境温度の受容・記憶と休眠誘導の一連の過程を解明することを目的とし,本研究では,休眠ホルモン遺伝子発現の発育変動を調査した.まず,逆転写-ポリメラーゼ連鎖反応による定量法を確立した.本法により神経節1個で休眠ホルモンmRNAの定量が可能になった.胚発生を25°Cで進めた場合,胚発生後期に休眠ホルモン遺伝子の発現が認められた.この発現は孵化時には消失し,4令および5令幼虫期に再び認められるようになった.蛹-成虫発育期においては,蛹化後2日と6日に発現のピークが出現し,成虫羽化とともに検出限界以下となった.胚発生を15°Cで進めた場合,胚発生期と幼虫期には休眠ホルモン遺伝子の発現は検出されず,蛹-成虫発育期においては6日の発現ピークのみが認められた.以上の実験結果から,胚発生期の環境温度が後胚発育期の休眠ホルモン遺伝子発現をもたらしていると結論した.カイコの休眠性母性的に決定され,母親の胚発育期の温度に依存している.つまり,25°Cで胚発生を進めると休眠卵を産生し,15°Cでは休眠卵を産生する.休眠を直接誘導する因子は休眠ホルモンである。このホルモンは食道下神経節から分泌され,卵巣に作用する.環境温度の受容・記憶と休眠誘導の一連の過程を解明することを目的とし,本研究では,休眠ホルモン遺伝子発現の発育変動を調査した.まず,逆転写-ポリメラーゼ連鎖反応による定量法を確立した.本法により神経節1個で休眠ホルモンmRNAの定量が可能になった.胚発生を25°Cで進めた場合,胚発生後期に休眠ホルモン遺伝子の発現が認められた.この発現は孵化時には消失し,4令および5令幼虫期に再び認められるようになった.蛹-成虫発育期においては,蛹化後2日と6日に発現のピークが出現し,成虫羽化とともに検出限界以下となった.胚発生を15°Cで進めた場合,胚発生期と幼虫期には休眠ホルモン遺伝子の発現は検出されず,蛹-成虫発育期においては6日の発現ピークのみが認められた.以上の実験結果から,胚発生期の環境温度が後胚発育期の休眠ホルモン遺伝子発現をもたらしていると結論した.
「市民社会型資本循環」の基盤としての市民統治公団の実態研究:シアトルの事例に基き

本研究は、「社会にある資金・資本は、地域住民の意向にそった形で公益のために地域住民によってコiントロールされ得るのだろうか」という「市民社会型資本循環」の研究としてなされたのであるが、とりわけ(1)いかに市民は公益のために公の資金・資本をコントロールし得るのか、(2)市民がそのために体現し得るAuthority(公的団体)としていかなる仕組みが組み立てられえるのか、という点を明らかにすることとした。ごく最近の、先進諸国のローカルガバナンス国際比較研究(Denters & Lose 2005)、ネイバーフッドプランニング研究の成果(前山2004)およびローカルイニシアチブの研究をレビューした後、第一部において、米国におけるレファレンダム(住民表決)とイニシアチブ(住民発案)の発達を後づけ、それを通じて、ローカルイニシアチブが「民主的ガバナンス」の有効なツールなってきていることを示した。つづく第二部において、ローカルイニシアチブの手法を通じて、シアトルモノレールプロジェクト(SMP)なる巨大プロジェクトが、「市民主導」(Citizen-initiated)公団として推進されるという未曾有の自体が進展したことを、論者自身のインタビュー実施調査データによって示した。その結果以下の成果が得られた。(1)SMPにあっては、「市民の手による公団」が、イニシアチブにより設置され、かつ同公団が市の助力なしに純粋的に市民評議会により運営されたこと、(2)SMPは、課税イニシアチブ(Levy Voting)を通じて、そのための約1900億円の座財源として「自動車使用税」を56万台の自動車所有者に賦課することに成功し(徴収はカウンティ政府を通じて)、かつ地域経済にとって1.3%の雇用増、2.12%の売上税増を見込んだこと、(3)他方、限界に関わることとして、「市民の手による公団」のための基盤と手続きは未成熟であり、市による敷設不許可という大きな障害を経ざるをえなかったこと、(4)社会的意味としては本ケースが、「市がゾーニングと予算をもつ」対「特定領域でプランニング権を得た市民公団」の図式を呈していたこと、の4点である。一言で言えば、ローカルイニシアチブ(Levy Voting)が、単なる投票行為・投票コントロールを超えて、「市民立公団」として自立した実施主体の設置を可能としたことを意味し、また、それはこの未曾有の状況ゆえに、アメリカでは、市政府VS市民自治にかかわる法務、管轄権問題として衝突が明らかになった瞬間と言える。近年欧米においても着目されている「市民社会型資金循環」研究にむけて、先進地米国シアトル市における各方面のヒアリング(市役所関連部署、郡政府関連部署、市民立モノレール公団等)を通じ、アメリカ先進地における「市民社会型資金循環」の実際と構造についての検討に取りかかった。

「市民社会型資金循環」は、地域コミュニティに地区市民の意向にそって地区社会の公益のために地区市民の意向にもとづき社会全体の資本を環流することを保証するしくみであるが、ガバナンス論の国際比較(B.Denters & L.E.Rose2005)にあっても、ローカルガバナンスのソフトウェアの柱をなすものとして着目されている。本年度は、ヒアリング調査・資料収集と理論研究に基づき、第一に「市民社会型資金循環」がビジネス経済の領域を含みつつそれをこえるものであることから、社会経済(economique sociale)における市民主導での資金循環のしくみ((1)NPO経済、(2)Empowerment Zone等のコミュニティ支援経済、(3)地区課税意向投票をはじめとする市民基金型経済)を措定し、その今日的可能性を確認した。第二に、上記社会経済にあってとりわけ地区課税意向投票での市民基金型経済(上記(3))について、どのような背景でそのシステムが稼働し得るのかという観点で、具体的に米国24の州にあってとりわけ先進諸市において地区の公園、図書館、地区軽交通設置に実施されている「市民主導型課税意向投票」Levy Voting)の在り方を、1974年の住民による「投票発議革命(Ballot Initiative Revolution)以来の運動論展開に基づき確認した。平成18年度は、これら17年度の作業進展に基づき、(1)地区コミュニティ施設への地区課税意向投票の実際的可能性と制約を検討し、欧米日本において端緒についた「市民社会型資金循環」研究と実践論にあたっての方向性を提起できるまでに進展させたい。本研究は、「社会にある資金・資本は、地域住民の意向にそった形で公益のために地域住民によってコントロールされ得るのか」を中核コンセプトとする「市民社会型資本循環」研究の一環としてなされたのであるが、とりわけ(1)いかに市民は公益のために公の資金・資本をコントロールし得るのか、(2)市民がそのために体現し得るAuthority(公的団体)としていかなる仕組みが組み立てられえるのか、という点を明らかにしようとするものである。昨平成17年度の研究成果は、米国においけるレファレンダム(住民表決)とイニシアチブ(住民発案)の発達を後づけ、かつ、それを通じて、地域に密着しての「ローカルイニシアチブ」が「民主的ガバナンス」の有効なツールなってきていることを確認した。平成18年度は、それに基づき、課税イニシアチブとも呼べる「市民主導型課税意向投票」Levy Votingを通して、公共交通機関(モノレール)設置ならびにいわゆる市民立公団の設置と、そのための課税措置が進められた事例を上記(1)、(2)の問いに向けてのベンチマークとして検討した。具体的には、市民主導型課税意向投票の手法を通じて、シアトルモノレールプロジェクト(略称SMP)なる巨大プロジェクトが、「市民主導」(Citizen-initiated)公団として、投票で認可されるという未曾有の事態が進展し、それにより先端的結果とあらたな障害ないし課題が現出したことを、論者自身のインタビュー実施調査データによって示した。その結果以下の成果が得られた。(1)SMPにあっては、「市民の手による公団」が、イニシアチブにより設置され、かつ同公団が市の助力なしに純粋的に市民評議会により運営されたこと、
人間の適応能力を考慮した頭部伝達関数の適用限界に関する研究

境界要素法によって計算されたHRTFを用いて、頭部運動に対応可能な動的聴覚ディスプレイ(VAD)による定位実験、仮想空間内で動きながら会話が可能な仮想聴空間システムによる評価実験を行った。さらにダミーヘッドが頭部運動に追従するテレヘッドシステムを開発し、音像定位実験を行った。その結果、人間の適応能力を考慮した場合には必ずしも個人のHRTFを利用する必要がなく、HRTFに要求される精度を低減可能であることを示した。1.数値計算による検討境界要素法の数値計算誤差を低減する事が可能なCHIEF法を用いた数値計算を行った。これにより、頭部伝達関数をより高い精度で算出できるようになった。頭部および耳介の形状は頭部伝達関数の特性に大きな影響を持っているが、その中でも特に耳介の影響を明らかにするために、耳介のみのモデルを用いて数値計算を行った。頭部伝達関数に対する音源距離の影響を調べるために、頭部中心からの距離3mまで1cm毎に配置された点音源および面音源に対する頭部伝達関数を算出した。2.テレヘッドによる検討本年度は、3名の頭部形状データをMRIで計測するとともに、1名のデータを利用して等寸大のダミーヘッドを作成した。そして、このダミーヘッドとモデルとなった実頭のHRTFを計測した。次に、頭部運動に追従してダミーヘッドを回転させるテレヘッドの一部分を作成した。また、ダミーヘッドに装着したマイクロフォンが拾ったバイノーラル信号の聴取システムを構築した。さらに、テレヘッドと比較するために、HRTFを畳み込む方式の動的聴覚ディスプレイシステム構築した。3.心理実験による検討方向定位及び音源探索における適応(学習)過程について理解するため、頭部形状の異なる数種類のHRTFについて、フィードバック(正誤の提示)を与えながらタスクを繰り返す実験を行い、定位(音源探索)能力の推移を測定した。その結果、身体動作の程度が異なるタスク間では訓練によって得られた技能は適用できないこと、特定のタスクであるHRTFに適応した場合には他のHRTFにもその技能を応用できることが示された。また、HRTFの劣化要素として室の残響の影響に着目し、残響を付加したHRTFを用いて方向定位実験を行い、残響の程度と定位精度との関係を調べた。仮想聴空間グループ:HRTFの評価を行う際に、人間側の適応(学習)という機能を考慮する必要がある。すなわち聴覚を用いた空間知覚の能力は、生得的な部分と後天的に学習可能な部分があると考えると、人間側の学習のメカニズムを把握するための検討が必要となる。この点について、学習における人間側の要因効果として能動性(聴覚情報への注意力)の影響を定量的に調べるための実験を行い、能動性が音源定位の精度の向上過程(学習過程)に及ぼす影響を示した。また、学習した認知技能の性質を知るための検討として、HRTFを用いた仮想空間において学習された定位精度と実際の空間における定位精度との関係を調べる実験を行った。その結果、仮想聴空間における訓練によって、仮想/実という空間の違いを越えて空間的に音を捉える能力を高められることを示した。テレヘッドグループ:頭部運動に追従してダミーヘッドを回転させるテレヘッドを完成させた。また、昨年度計測した頭部形状データを利用して2つの等寸大のダミーヘッドを作成した。そして、HRTFを計測するシステムの音響的な問題点について詳細に検討した。さらに、頭部形状をフーリエ記述子で表現した場合に、頭部形状の差とHRTFスペクトルの差の間の相関関係の有無を検討した。HRTF数値計算グループ:任意の位置のHRTFを高速に計算するアルゴリズムを用いて音源が移動する場合に両耳の位置における音圧信号を計算するプログラム(SoundMover)を制作した。HRTF計測における音響的な緒問題点を明確化し、それらを解決して、安定してHRTFを計測できるようにした。頭髪および頭部固定具の有無によるHRTFへの影響を調べた結果、頭髪の有無は大きな影響を与えないが、頭部固定具は反射波が生じ角度では数dBの誤差を生じることがわかった。次に頭部が無いステレオマイクロホンおよび耳介が無い単純ダミーヘッドをテレヘッドに装着し、実音源を用いた水平面音像定位実験を行った。その結果、頭部運動条件においてはいずれの場合でも頭外音像定位が可能であることがわかった。すなわち頭部形状を大きく変形させて音響的に不完全なHRTFを用いた場合でも、頭部を自発運動させることによって3次元音像の再生が可能であることがわかった。さらに被験者の聴感度特性と5.1ch方式およびバイノーラル方式による再生音の臨場感の関係について調べた結果、高域の聴感度が低下している被験者では高域の成分音が無くても臨場感ある3次元音像が知覚されていることがわかった。この結果は、HRTFが必要とする帯域幅の決定につながる基礎データである。HRTFを用いたアプリケーションとして、仮想空間内での位置と動きの情報を保持した音声コミュニケーションシステム(VAS:Virtual Acoustic Space)を開発し、試用実験を行った。

既存のコミュニケーションツールとの比較を通じた特徴抽出によってコミュニケーションツールの評価構造を導出し、VASシステムの評価を行った結果、意味の伝達に加えて、相手の存在をよりリアルに感じられるエンターテイメント性の高いコミュニケーションシステムの提案の可能性が示唆された。MRIと光造形法により作成した個人ダミーヘッドに対して実測したHRTFと数値計算により算出したHRTFを比較し、人体の物理形状・吸音特性とHRTFスペクトルの関連について検討を行うとともに、数値計算によるHRTFの妥当性を示した。また、数値計算により、HRTFの距離依存性について検討を行い、特に頭部中心から1m以内の音源に対するHRTFスペクトルの距離による変化を明らかにした。
脳イメージングによるうつ症状評価法の検討

本研究課題は、うつ病の早期診断および、抗うつ薬の治療効果観察のために脳画像診断法を確立する事を目的として、動物PET装置を用い、うつ症状の原因因子とされる脳内モノアミン類、特にセロトニンの脳内分子イメージングによる同代謝系の定量性を評価した。特に、セロトニントランスポーター測定用放射性リガンド薬剤の使用によって、ラットの脳内セロトニントランスポーター量の定量解析を行い、ラットの月齢によるセロトニントランスポーター量の変化をとらえる事ができた。また、ストレス負荷を行った動物については、脳イメージングとともに、脳内セロトニンの定量やトランスポーターmRNAの発現量解析を行い、それらを比較検討した。本研究課題の目的は、鬱病の早期診断および、抗うつ薬の治療効果観察のための脳画像診断法を確立することを主目的としている。前年度(23年度)には、動物用PET/CT装置FX-3200(ラット)を用い、脳内モノアミン(セロトニン・ドーパミン・ノルアドレナリン)に代表されるうつ病関連分子についてPET測定による画像取得を検討するとともに、脳内神経伝達や関連タンパク質の発現を測定し、PET画像の定量性を評価した。本年度(24年度)には、ストレス、食事などの鬱病のリスク要因を動物に付加した時のPET測定を行い、鬱病の兆候をとらえることができるか検討した。PET画像取得後に、脳内モノアミン量測定、受容体・トランスポーターの遺伝子発現・タンパク質量測定など生化学的解析を行った。PET測定で得た画像と生化学的解析を比較検討し、うつ症状の惹起によるモノアミン代謝の変化をPET画像により捉えることができるか検討した。水深拘束ストレス付加またはトリプトファン欠乏食摂取のラットの脳内セロトニンおよびその代謝物を測定したところ、脳のいくつかの部位で変化が観察された。ドーパミン、ノルアドレナリン濃度には変化は観察されなかった。また、神経栄養因子BNDFのmRNA発現量の低下が観察された。一方で、PET用セロトニントランスポーター測定薬剤である11C-DASBを用いて、脳内のセロトニントランスポーター分布画像を取得し定量解析を行ったところ、トランスポーターの分布に有意差は観察されなかった。本研究課題の目的は、うつ病の早期診断および、抗うつ薬の治療効果観察のために脳画像診断法を確立する事を主目的としている。そのために、本研究課題では動物用PET/CT装置FX-3200を用い、うつ症状の原因因子とされる脳内モノアミン類、特にセロトニンについてPETイメージングによる定量性を評価した。本研究では、中枢モノアミンイメージングを目的としたPET合成薬剤の新規開発を研究内容に含んでいたが、薬剤開発の支援者である籏野健太郎室長が異動のため支援を受けるのが困難となったために、既存の薬剤を用いた実験の遂行を試みた。昨年度まで(平成23,24年度)に、成熟ラット(3,6ヶ月齢)の脳内モノアミン(セロトニン、ドーパミン、ノルアドレナリン)の濃度測定およびモノアミン受容体・トランスポーターmRNA発現量の測定を行った。一方で、動物PET/CT装置を用いて、脳内モノアミントランスポーター(セロトニン、ドーパミン)の分子イメージングを行い、取得した画像からモノアミントランスポーターの定量解析を行った。フットショックストレス負荷を行ったラットは対照と比べ、大脳皮質、視床下部での脳内セロトニン量の増加が観察されたが、セロトニントランスポーターのmRNA発現量およびPETイメージングの解析結果に差は観察されなかった。今年度(平成25年度)行った加齢ラット(12,24ヶ月齢)を用いた実験においても、ストレス負荷時のセロトニントランスポーターmRNAおよびPETイメージング解析結果に差は観察されなかったが、加齢ラットのセロトニントランスポーターmRNAと同PETイメージング解析結果が成熟ラットよりも有意に高い数値を示した。以上の結果から、加齢によりセロトニン代謝機構に変動が観察され、その変動をPETイメージングにより捉えられる事が示唆された。現在、うつ病の原因はモノアミンの代謝異常であるという仮説が有力であり、脳内モノアミンを標的とした抗うつ薬が多く用いられている。しかし、一言にモノアミンと言っても、その分子機構は多種多様であり、抗うつ薬の作用機序も多岐にわたるため、的確な抗うつ薬を選択し、最善の治療効果を得るのは難しい。また、高齢者のうつ病では認知症によく似た症状がみられ、その原因もモノアミン代謝異常の関与が示唆されている。そこで我々は、うつ病のリスクとなりやすいモノアミン分子機構が加齢要因によって特徴付けられるのではないかという仮説を立て、これを調べるとともに、臨床診断の可能性を視野に入れた小動物PETイメージングによるうつ関連因子の画像化を検討した。実験にはF344/N雄性ラット3ヵ月から24ヶ月齢を用いた。小動物用PET/CT装置FX-3200を用い、[11C]DASBによる脳内セロトニントランスポーターの定量と、[11C]

β-CFTによる脳内ドーパミントランスポーターの定量を検討した。また一方で、ラットの脳を摘出した後、HPLC-ECDを用い、セロトニン、ドーパミン、ノルアドレナリンとそれらの代謝物含量について定量を行った。本研究を遂行した結果として、まず動物PET実験用の薬剤の合成および供給系を確立できた。また、小動物PETイメージングにより、3ヶ月齢に比べ24ヶ月齢のラットの脳内セロトニントランスポーターとドーパミントランスポーターのbinding potentialが増加する傾向が観察されたが12ヶ月と24ヶ月齢の間では有意差は観察されなかった。HPLCによるモノアミン測定結果からは、特に24ヶ月齢において脳の多くの部位で、セロトニンの代謝物の有意な増加が観察された。この結果から、高齢ラットではトランスポーターの発現量は変わらないものの、脳内セロトニン代謝が変動している事が示唆された。本研究課題では、動物PET測定から得られた脳画像と生化学的分析を行い、両者を比較する事によりPET装置を用いたうつ症状の評価・診断の有効性について検討する。PET測定および複数の生化学的測定または、うつ症状惹起実験については概ね順調に行い一応の成果を得ている。一方で、加齢の関係性についても解析する予定だが、加齢動物の搬入手続きの関係からこの実験が遅れている。また、解析する生化学因子の項目を追加すると同時に、PET画像の定量についても解析方法を検討し、本研究で得られた結果について十分な評価を行いたい。本研究課題は、うつ関連因子の測定系の確立する事と、これを用いて加齢うつモデル動物の脳内分子機構を解析するという2つの検討課題がある。前半のうつ関連因子の測定系の確立については、HPLCによるモノアミンの測定系を確立した。動物PET測定では、3つのモノアミンのうちセロトニン、ドーパミントランスポーターについての測定を終了し、ノルアドレナリンについて同測定に着手する段階である。また、モノアミンの受容体とトランスポーターやその他うつ関連因子についてもマイクロアレイを用いた網羅的遺伝子解析を行い、現在データの解析中である。以上の事から、前半課題のうつ関連因子の測定系の確立する事に関しては、おおむね達成しており、次年度に検討する加齢うつモデル動物の脳内分子機構の解析を行い、課題全体の目的を達成するために、研究は順調に進展していると考える。加齢動物を入手し、測定項目としては、これまで行った生化学分析(脳内神経伝達物質量測定、受容体・トランスポーターの発現量の測定、神経栄養因子の測定)およびPET測定による脳内受容体トランスポーターの分布解析を行う。生化学分析については、セロトニン受容体のmRNA発現量測定を追加し、PET測定については、分析方法や解析する脳の領域の最適化など分析方法を検討する。