hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯質接着機構の解明に関する研究-ハイブリッド層の超微細構造の分子分光学的検討-

得られたラマンスペクトルのうち,歯質(アパタイト)およびレジン(ベンゼン管およびアルキル基)を指標として,それぞれのピーク強度をグラフ化することによって,象牙質の脱灰程度およびハイブリッド層のレジン濃度傾斜性を検討した。その結果,レジンの浸透性には象牙質の脱灰程度が大きな因子となることが判明した。さらに,脱灰の程度とレジンの浸透性とは,その歯質接着精を決定する重要な因子となることから,使用される前処理材とボンディング材との組合せは,耐久性にすぐれた接着システムを設計する上で極めて重要な事項となることが示唆された。市販の歯質接着性修復システムのうち,ワンステップ接着システムを実験に用いた。これらのシステムを製造者指示に従って使用し,ウシ象牙質を被着体としてラマン分光分析用試片を製作した。ついで,レジンと象牙質とで形成された接合界面について,象牙質の脱灰程度とこの脱灰層へのレジン成分の浸透性を評価,検討した。また,同様の手法を用いて,レジンセメントにおける歯質の脱灰程度とレジンモノマーの浸透性についても検討を加えた。すなわち,象牙質接着試片をエポキシ樹脂に包埋し,これを硬化させた。次いで,接合界面に垂直になるように試片を半切し,象牙質とレジンとで形成された接合界面をダイヤモンドペーストを用いて研磨し,これを顕微ラマン分光分析面とした。測定には,空間分解能0.8μmの分解能を有する顕微ラマン分光分析装置(System2000,Renishaw)を使用した。測定用試片を試料台に載せ,レジン側から象牙質方向に精密マッピングステージを0.2μm幅で移動させながら,連続的にラマンスペクトルを測定した。その結果,レジンの浸透性と象牙質の脱灰程度とは明らかな相関性を有しており,ワンステップ接着システムにおいても,脱灰の程度とレジンの浸透性とは,その歯質接着精を決定する重要な因子となることが示唆された。
歯髄由来CD45陰性、Sca‐1およびCXCR4陽性幹細胞移植による組織修復

本研究では、骨髄間葉系幹細胞(MSC)マーカーを用いたセルソーティングによるDPSCの予期的分離を試みた。さらに、DPSCの特性を検証するため、フローサイトメトリー解析、免疫組織化学、分化誘導実験を行った。その結果、マウスDPSCを予期的に分離する手法が確立された。また、DPSCがMSCと同様の多分化能を示すこと、歯を構成する細胞のnicheと考えられる歯の形成端に存在することを明らかにした。歯髄には間葉系由来の歯髄幹細胞が存在することが知られている。マウス歯髄幹細胞についてマウス下顎切歯由来のクルードな歯髄細胞が脂肪、骨、さらに骨格筋への分化能を有していることを明らかにした。これらの結果から歯髄中に間葉系幹細胞様の歯髄幹細胞が存在することが示唆されたが、歯髄幹細胞をより効率よく、高純度に取りだすために、マウス下顎より分離した切歯歯髄細胞について、間葉系幹細胞マーカー(Sca-1、PDGFRα)を用いたフローサイトメトリー解析を行った。骨髄ではCD45陰性分画において、Sca-1とPDGFRαの共陽性細胞が間葉系幹細胞として高い能力を有していることが報告されているが、マウス下顎切歯歯髄においても骨髄同様にCD45陰性でSca-1とPDGFRα陽性の細胞が存在することが示された。この細胞はSca-1とPDGFRα以外に、CD29、CD49e、CD105、PDGFRβなどの間葉系幹細胞マーカーの発現が認められたが、神経幹細胞マーカーや内皮細胞前駆細胞マーカー、さらにCXCR4を含む造血前駆細胞マーカーについては発現が認められなかった。さらに歯髄幹細胞をソーティングにより予期的に分取し、この細胞の特性をin vitroにおいて解析した。その結果、歯髄由来Sca-1、PDGFRα共陽性細胞は高い増殖能を有しており、脂肪、骨への分化能を有していた。歯髄幹細胞の常生歯における局在にっいて、マウス下顎の蛍光免疫組織化学を実施した結果、Sca-1、PDGFRα共陽性細胞が常生歯形成端に存在することが示唆された。また、切歯形成端において幹・前駆細胞の維持に関与しているとされるNotch受容体とその関連分子の発現を歯髄由来Sca-1、PDGFRα共陽性細胞について解析した。Sca-1、PDGFRα共陽性細胞はNotch受容体やそのリガンド、Notch修飾に関わる分子を発現しており、Notchシグナルによって未分化性を維持している可能性が明らかとなった。以上より、Sca-1、PDGFRα共陽性の歯髄幹細胞がマウス切歯における幹細胞ニッチと考えられている常生歯形成端に存在し、間葉系幹細胞様の増殖能、分化能を有することが示唆された。前年度から引き続き、マウス歯髄幹細胞(DPSC)の予期的な分手法の確立と生体内におけるDPSCの局在について研究を行った。高い増殖能と骨、軟骨、脂肪への分化能を有するSca-1、PDGFRα共陽性細胞が常生歯形成端に存在することをこれまでに明らかにしたが、本年度はSca-1、PDGFRα共陽性細胞の生体内での増殖能について明らかにした。BrdUのin vivo投与とBrdUの免疫学的解析法により生体組織中の増殖細胞を識別できることから、BrdUをin vivo投与したマウス由来切歯歯髄のFCM解析とBrdUに対する免疫蛍光染色法により、Sca-1、PDGFRα共陽性細胞が高い増殖能を有すること、常生歯形成端に高い増殖能を持つ細胞集団が存在することを明らかにした。以上より、Sca-1、PDGFRα共陽性のDPSCがマウス切歯における幹細胞ニッチと考えられている常生歯形成端に存在し、高い増殖能と分化能を有することが示唆された。さらに、DPSCと骨髄間葉系幹細胞(MSC)における細胞表面マーカーの発現についてFCM解析を行ったところ、DPSCでは大半のMSCマーカーの発現が認められた。また、マウス由来ストローマ細胞がヒト造血幹細胞(HSC)との共培養によってin vitroでの支持能を有することから、マウス切歯由来DPSCによるヒトHSCの支持能について解析したところ、DPSCをFeeder細胞としたヒトHSCとの共培養では、CD34陽性HSCの支持能はFeeder細胞の無い培養条件と比較して有意に高かった。一方、DPSCをFeederとしたHSCの支持能は、MSCをFeederとした場合と比較すると有意に低くなるという結果を得た。
金融教育は金融選択に影響を与えうるか？行動経済学的要因を考慮した分析

本研究は「生活者の誤った金融選択を防ぐ、正しい教育・情報提供手法とは何か?」という問いに答えることを目的として、一般生活者・消費者の金融選択の分析を行う。金融選択が人々の選好・金融リテラシー(知識)などによって決定されると考え、人々の金融選択に影響を与える様々な要因を考慮する。今後高齢者の保有金融資産が増加し、若年層が成人年齢の引き下げに直面する中、どのような教育を行うべきなのかを明らかにする。
マンガン酸化微生物共生系とバイオリアクターを利用した海水中からのレアメタル回収

微生物が作り出すマンガン酸化物はレアメタルを吸着しやすい事が知られている。そこで、本研究ではマンガン酸化物を連続的に作り出すことができる微生物群集をバイオリアクターに集積培養することを目的とした。植種源には海底堆積物サンプルを、バイオリアクターにはdown-flow hanging sponge (DHS)リアクターを採用し、二価のマンガンを含む人工海水を基本とした培地をリアクターに供給した。その結果、DHSバイオリアクター内に独立栄養細菌とマンガン酸化菌が繁茂し、微生物が生成したと思われるマンガン酸化物の生成が確認された。本年度は、平成24年度に製作したDHS(Down-flow Hanging Sponge)リアクターを元にマンガン酸化物を形成させる為の条件検討を主に行った。DHSリアクターは2機製作しており、1機はアンモニア酸化細菌共生型リアクターで、もう1機はメタン酸細菌共生型リアクターである。アンモニア酸化細菌共生型リアクターでは、アンモニア酸化細菌によるアンモニアの硝化反応が進み人工海水中のpHが酸性側に変化したため、アンモニア濃度を半分にした。またpHについては海水組成に近づけるためpHを7から7.5に変更した。メタン酸化細菌共生型リアクターについても同様にアンモニア濃度の薄めpHを7.5に変更した。本リアクターに供給しているメタンについては、2%のメタンを約24時間で消費していたので、倍の濃度に変更し滞留時間を半分にした。その後、両リアクターとも100日以上運転し、スポンジ上に細菌の増殖が確認できたが、マンガン酸化物の形成はみられなかった。マンガンイオンの濃度が高いと微生物にとって阻害剤として働く可能性が考えられたため、マンガン濃度を低くした。その後、60日ほど運転したところでメタン酸化細菌共生型リアクターにて流出水のマンガンイオン濃度の減少が見られ、スポンジ部分にもマンガン酸化物様の黒色物質が形成された。アンモニア酸化細菌共生型リアクターではマンガンイオン濃度の減少は見られなかった。条件検討の結果、メタン酸化細菌共生型リアクターでマンガン酸化物の形成が見られた事から、今後は黒色物質の同定やマンガン酸化物形成に関与する微生物種の特定を行う。また、本リアクターでのレアメタルの吸着能力についても評価を行う予定である。本年度はマンガン酸化物を産出するための土台となるDHS(Down-flow Hanging Sponge)リアクターの構築を行った。DHSリアクターは長さ950 mm直径76 mmのポリ塩化ビニルを材質として作製した。リアクター内部には20 mm辺のスポンジを22個吊した。リアクターは微生物の増殖を一定に保つため、大型恒温庫内に設置し温度は採取サンプル環境の15°Cに設定した。培地については海水組成をベースに一次代謝させる基質として有機物は入れず、アンモニアとメタンをそれぞれ加え、マンガン濃度は約100uMで人工海水を作製した。植種源については沖縄県多良間海丘に広がる鉄酸化皮膜地帯のサンプルを用いた。スポンジの総体積は176 cm3であり、培地の滞留時間は4.5時間また気相の滞留時間は8時間で運転を開始した。これまで113日間運転を行ったところ、アンモニア酸化型リアクターでは、約70日目にアンモニアが酸化され亜硝酸の生成が確認された。またメタン酸化型リアクターでもメタンは酸化され、二酸化炭素の生成が確認された。しかし、マンガン酸化物の形成についてはまだスポンジ表面でも確認できておらず、流入及び流出の人工海水中のマンガンイオン濃度も同程度であることから、マンガン酸化物の形成には至っていない。今後は人工海水培地の条件を変えることにより、マンガン酸化物形成のための最適条件を模索する。本研究の目的は、海洋性のマンガン酸化菌の働きを利用したレアメタル回収技術の開発である。これまでに同型のリアクターを2基作製し、1基はアンモニア酸化菌とマンガン酸化菌の微生物間共生を狙ったリアクターで、もう1基はメタン酸化菌との共生系を狙ったリアクターである。当該年度では、1.両リアクターでの高効率生産化の検討と、2.そこに生息している微生物種の解析を予定した。1.の高効率生産化については、昨年度から引き続き低濃度のマンガン濃度で運転を行ったところ、メタン酸化型リアクターではマンガン酸化物形成の場であるスポンジ全体に黒色物質が形成され、流出水のマンガン濃度の減少が確認された。このことからマンガン酸化物がリアクター上に形成された事が示唆された。メタン酸化菌共培養リアクターには少量アンモニアが含まれているため、アンモニア酸化は不要かと思いこれを省いた。その結果、マンガン酸化反応が起こらなくなったため、再度アンモニアを添加した。その後、流出水のマンガン濃度が減少したことからマンガン酸化にはアンモニアが必須であることが示唆された。アンモニア酸化菌との共培養リアクターでは、黒色物質及びマンガン濃度の減少も見られないことから、培養開始から636日目で培養を打ち切った。

2.については両リアクター及び植種源のサンプルを解析した。方法としては、16S rRNA遺伝子を用いたクローン解析を行った。得られた配列から系統解析を行ったところ、両リアクター共に優占種として検出されたのは、目的とした独立栄養細菌であるアンモニア酸化細菌、メタン酸化細菌であった。2基作製したリアクターのうち、メタン酸化菌共生型リアクターでマンガン酸化物形成に成功したことで、今後の研究に期待できる成果を示せた。環境微生物分野本研究の目的は、1) DHSリアクターによるマンガン酸化物の形成、2)レアメタルの吸着評価、3)マンガン酸化物形成に関与する微生物種の特定の3点である。1)に関しては流出水のマンガンイオンの減少からリアクターに形成している黒色物質はマンガン酸化物であると考えられる。本研究の基礎となるマンガン酸化物がリアクター内部で形成されているので2)と3)の評価や特定が行える。以上の事から順調に進展していると考えられる。初年度の研究計画としては、DHSリアクターの作成、通水試験及び運転開始であった。これまでのところアンモニアやメタンといった基質の酸化反応まで確認ができていることから、本DHSリアクター内部でアンモニア酸化菌やメタン酸化菌が生育している事を意味している。現在の所、マンガン酸化物が形成しているデータはないが、アンモニア酸化菌やメタン酸化菌が生育している事から、これら細菌が作り出す代謝有機物を利用してマンガン酸化菌によるマンガン酸化物の形成が期待できる。平成25年度に本研究費で導入した吸光光度計を用いて流入、流出濃度を測定することにより、レアメタルの吸着能力の評価を行う。また、微生物種は16S rRNA遺伝子やマンガン酸化に関与する遺伝子をターゲットとした分子生物学的手法により特定を行う予定である。平成26年度は最終年度であるため、データをまとめ論文として投稿予定である。DHSリアクターの継続的な運転を行い、効率よくマンガン酸化物を形成させる条件検討を行う。これまでのところ、DHSリアクター内にアンモニアやメタンを代謝する微生物の増殖が確認されていることから、この代謝有機物を利用するマンガン酸化菌の増殖が期待される。アンモニアやメタンを酸化する微生物や後に増殖してくると期待されるマンガン酸化菌の特定を行うため、16S rRNA遺伝子を用いた系統学的解析を行う。また、マンガン酸化に関与するとされるmulti-copper oxidaseをコードしている遺伝子に特異的なプライマーを設計・適用することでマンガン酸化反応に関与する微生物の推定を行う。国内学会発表を予定していたが、これについて見合わせた為、次年度使用額が生じた。仕様計画としては、DHSリアクター関連の消耗品、人工海水用試薬及び反応物検出試薬や、DHSリアクターに生息している微生物やマンガン酸化を担っている微生物の特定のための遺伝子解析用試薬等の購入に充てる。本研究は連続的に行うため、以下に掲げる試薬や物品が必要となる。
性ステロイド受容体による転写制御を介した脳の性分化機構の解明

本研究は性ホルモンの性分化作用機構を分子レベルで解明するため、性ホルモン受容体を介した転写制御機構に着目し解析を行った。第一に、組織特異的に性ホルモン受容体を欠く遺伝子変異マウスを作製し、表現型解析から性分化過程での生理学適宜を検討した。第二に、性ホルモン受容体の転写活性に必須となる転写共役因子群の機能解析により、組織特異的な転写制御機構を解明した。これらの機能解析により、これまで判然としなかった性ホルモンによる性分化機構が、性ホルモン受容体を介した転写制御により発揮されることが明確となった。本研究は性ステロイドホルモンによる脳の性分化機構を分子レベルで解明するため、男性ホルモンであるアンドロゲンおよび女性ホルモンであるエストロゲンの作用機序に着目した。主としてアンドロゲンレセプター(AR)を介した転写制御機構の解明とAR生体内高次機能解析とした個体レベルの行動解析を試みた。すなわち作出に成功したAR KOマウスの行動解析により以下の点を明確にすることに成功した。雄マウスは発情雌に対しマウント、挿入行動を繰り返し、やがて射精行動に至る。雌マウスは脊柱を湾曲させるロードシスという雌特有の行動をとる。これらの性行動パターンには明確な雌雄差が存在し、脳の性分化の指標となる。我々はARKOマウスを作出し、雄性特異的な行動にはARが必須であること、成体期における雄性攻撃行動はARを介さないアンドロゲンシグナルによっても一部制御を受けていることが明らかとした。このAR非依存的なアンドロゲン作用に関しては、膜レセプターや他のレセプターシステムの存在が推測される。さらに雄性行動、雄攻撃行動に著しい低下がみられるERαKO雄マウスにDHT投与することにより、AR機能の重要性を証明した。一方、ARKO雌マウスの雌性行動、攻撃行動、子育て行動には野生型マウスと差は見られなかった。次に、時期特異的なAR機能を検討するため、ARKO雌マウスを用いて脳の性分化に対する周生期DHT投与効果を調べた。野生型雌マウスでは周生期DHT投与により脳の性転換が誘導され、性成熟後にDHT及びエストロゲン投与に反応して強い雄型性行動、攻撃行動パターンの発現がみられた。一方、ARKO雌マウスでは周性期DHTによる脳の雄性化作用は消失していた。このように自然界では存在し得ないARKO雌マウスを用いることにより、周性期における脳の雄性化にリガンド結合したARが必須であることが明らかとなった。本研究は1.AR生体内高次機能解析、2.組織特異的AR転写制御機構の解明を目的とした。作出したARKOマウスの行動および表現系解析によりARは卵胞発育に必須であることを見出した。雌性個体におけるアンドロゲン作用を明確にするため、Cre-loxP systemによりAR遺伝子欠損雌マウスを作出した。雌ARKOは正常に出生・成長したが8週齢における産仔数の減少が認められた。

この表現系は閉鎖卵胞の増加、黄体数の減少卵胞発育不全が観察され、早発閉経により不妊に至ることが判明した。マイクロアレイの結果、卵母細胞成長因子であるKIT ligandの発現低下を見出した。以上、雌性のアンドロゲン作用はARを介して生殖機能にKIT ligandの発現制御を通じて卵胞発育、閉経を統御していることを示した。2.組織特異的なAR転写制御機構の解明ショウジョウバエを用いたAR転写活性を指標とした分子遺伝学的なスクリーニング法を確立し、新規転写共役因子の探索を試みた。その結果、AR転写活性を抑制し、Notchシグナル伝達因子と同様な表現系を呈する新規遺伝子CG1815を同定した。ヒトホモログ遺伝子はRack7であった。Rack7の発現組織は脳及び神経組織で顕著に高く、培養細胞によるRack7の転写抑制能は、C末端のMYND motifを介してN-CoRをリクルートし、HDAC1/2及びSin3Aと複合体形成することで、HDAC活性を介して積極的に転写抑制することが判明した。また、リガンド依存的なAR転写活性およびNotchシグナル下流転写因子RBP-Jの転写活性はRack7 RNAiにより転写亢進させることが確認された。以上、Rack7は脳・神経系においてNotchシグナルとARの転写抑制機構を結びつける新規転写共役因子である可能性が示唆された。本研究は性ステロイドホルモンを介した転写制御機構に着目し、その転写制御因子本体である性ステロイドホルモン受容体(エストロゲン受容体、アンドロゲン受容体)およびその転写活性に必須となる転写共役因子群の機能解析により性分化の分子制御機構解明に着手してきた。これまで単離取得したエストロゲン受容体転写共役因子p68およびp72遺伝子の高次生命機能を探るため、各々遺伝子欠損マウスを作出・解析した結果、細胞増殖低下・細胞死誘導による胚性致死を示した。P68/p72はエストロゲン受容体と結合するほか、miRNAプロセッシング複合体構成因子として機能することが知られており、実際、これら遺伝子欠損マウスでは複数のmiRNAプロセッシングに阻害が生じることが判明した。一方、アンドロゲン受容体依存的なクロマチン構造変化を伴う転写活性を指標とした探索から、新規転写共役因子USP22の同定に成功した。USP22はTATA-boxが無い標的遺伝子プロモーターにて機能するTFTC/STAGA複合体構成因子であり、ヒストンH2Bの脱ユビキチン活性を示す転写活性制御因子であることを明らかにした。これらの結果はアンドロゲン受容体の標的遺伝子特異性を規定する転写共役因子といえる。以上、これら分子が性ステロイド受容体を介し、雌雄差を規定する可能性が強く示唆され、今後これら分子の脳神経特異的遺伝子欠損マウスを作出し、高次機能解析は非常に興味深いと考えられる。性ステロイドホルモンによる脳の性分化機構を解明するため、マウスを用いた高次機能解析ならびに性ステロイドホルモン受容体を介した転写制御機構の解明を試みた。性ステロイドホルモン各々の受容体遺伝子欠損モデルマウスを用いた生体内高次機能解析の結果、アンドロゲンによる脳の雄性化機構にはアンドロゲン受容体(AR)は不可欠であるが、更にAR以外の作用機序が存在することを明らかにした。
不活動による骨格筋機能障害の分子機序の解明と予防法の確立

不活動の骨格筋インスリン抵抗性惹起メカニズムを明らかとするため、不活動モデルとしてマウスの片側下肢を24時間固定し、ヒラメ筋の評価を行った。結果、固定はインスリン感受性低下と細胞内DAG蓄積とインスリンシグナル減弱を惹起した。また、DAG生合成の律速酵素であるLipin1の発現量、活性が増加した。野生型・異性体Lipin1の各々過剰発現系を用いて検討した結果、Lipin1が固定によるDAG蓄積とインスリン感受性低下に関与している可能性が示唆された。以上より、身体不活動によるインスリン感受性低下を予防するための標的分子としてLipin1が重要であることが予想される。これまで、不活動による骨格筋の「量」と「質」の両者の低下を予防することが、健康寿命の延伸に重要であることが示されてきているが、これらの研究はそれぞれ個別に行われることが多く、共通したメカニズムの検討はほとんどなされていない。そこで本研究では、不活動により活性化するフォスファチジン酸脱リン酸化酵素(Lipin1)が、不活動による骨格筋の「量」と「質」低下における重要な鍵分子として働くと仮定し、その役割を、ヒトにおける実験系とin vitro、in vivoにおける機能解析により明らかにするため検討を行った。その結果、マウス、マウス由来の細胞を用いた検討で、不活動による骨格筋の「質」(インスリン抵抗性)、「量」低下に関して、Lipin1が骨格筋インスリン感受性低下に重要な役割を果たすとされるdiacylglycerol(DAG)蓄積、あるいはInsulin receptor substrate 1(IRS1)発現量の調節を介して重要な役割を果たしている可能性があることが明らかとなった。また、ヒトにおける検討でも不活動がLipin1発現量を調節し、DAG蓄積をもたらすことが明らかとなり、ヒトにおいても身体活動量低下によるインスリン感受性低下にLipin1が重要な役割を果たす可能性が示唆されるとともに、日本人をはじめとする非肥満者のインスリン感受性低下メカニズムの一因となり得る可能性があることが明らかとなった。今後は、現在作成中のトランスジェニックマウスの解析などを通して不活動による骨格筋細胞内脂質蓄積を介したインスリン抵抗性惹起のメカニズムをさらに詳細に解明するともに、各分子を指標とした運動様式や食事介入、薬物介入の可能性などについて様々な応用が検討可能であると考えられる。ヒトでの検討、遺伝子導入での検討を順調に進めている。今後更なる詳細な検討のため、トランスジェニックマウスを作成しており、検討を進める予定である。本研究では、本仮説の鍵分子Lipin1の機能をさらに明らかにし、不活動により生じる骨格筋の障害をLipin1を中心に包括的に改善する可能性とその応用法を提示することを目的として計画を立案した28年度は以下の3点に焦点を当て研究を遂行した。1in vitro, in vivoで、遺伝子導入の実験系によりLipin1の機能解析を行い、不活動が骨格筋の「量」と「質」に影響を与える詳細な分子メカニズムを解明する。2ヒトにおける不活動時のLipin1やDAG、インスリン抵抗性の動態について検討し、ヒトにおいての整合性を確認する。3明らかとなった分子メカニズムから、不活動による筋萎縮・インスリン抵抗性発生に対する予防法を検討する。具体的には、Lipin1の活性を指標とした運動様式や薬物介入などについて検討する。以上の点について検討してきた結果、1について、Lipin1が骨格筋細胞内DAG蓄積を介するインスリン抵抗性のみならず、高齢期の筋量低下の原因の一因ともいわれるMyostatinの発現量を増加させる可能性が示唆され、Lipin1が不活動時の骨格筋の「量」と「質」双方に影響を与えている可能性が示唆された。また、2については、ヒトにおける不活動時モデルとしての24時間ギプス固定モデルにおいて、骨格筋細胞内DAGの蓄積量とLipin1の発現量が増加しており、マウスで確認された不活動時のLipin1,DAGの動態がヒトにおいても同様に存在することが確認された。本研究の当初の目的の一つであったヒトにおける検証などが順調に進んでいるため。近年の研究の進歩により運動が骨格筋のインスリン感受性を増加させるメカニズムの解明が進んでいる一方、運動不足がどのようにインスリン抵抗性を惹起するか、そのメカニズムの解明はほとんど行われていない。そこで本研究では、不活動が骨格筋におけるインスリン抵抗性を惹起するメカニズムを明らかとすることを目的として研究を行った。C57BL6J雄性マウスに、不活動のモデルとして、8-9週齢C57BL6J雄性マウスに対して片側下肢を24時間ギプス固定し、ヒラメ筋のインスリン感受性、骨格筋細胞内脂質組成、脂質代謝酵素量・活性を評価した。その結果、下肢固定は骨格筋インスリン抵抗性を惹起し、細胞内DAG蓄積とインスリンシグナル伝達の減弱をもたらした。また、de novo lipogenesisの律速酵素で、DAG生合成に関わるLipin1の発現量・活性が増加した。そこで、固定によるインスリン感受性低下に対するLipin1の関与をさらに詳しく調査するために、in vivoでヒラメ筋に野生型Lipin1、変異型Lipin1を各々導入し、Lipin1の骨格筋細胞内DAG蓄積、骨格筋インスリン感受性に対する影響を明らかにした。その結果、野生型Lipin1過剰発現では固定によってLipin1活性の著明な上昇とDAG蓄積、インスリン感受性の低下が認められたのに対し、変異型Lipin1過剰発現ではそれらの現象が起こらなかった。これらの結果より、不活動による骨格筋インスリン抵抗性惹起の原因の一つにLipin1を介した細胞内DAG蓄積が関与する可能性が考えられた。

不活動の骨格筋インスリン抵抗性惹起メカニズムを明らかとするため、不活動モデルとしてマウスの片側下肢を24時間固定し、ヒラメ筋の評価を行った。結果、固定はインスリン感受性低下と細胞内DAG蓄積とインスリンシグナル減弱を惹起した。また、DAG生合成の律速酵素であるLipin1の発現量、活性が増加した。野生型・異性体Lipin1の各々過剰発現系を用いて検討した結果、Lipin1が固定によるDAG蓄積とインスリン感受性低下に関与している可能性が示唆された。以上より、身体不活動によるインスリン感受性低下を予防するための標的分子としてLipin1が重要であることが予想される。今後も共同研究者、連携研究者と緊密に連絡をとり研究を進めていく平成29年度は薬剤誘導型Lipin1骨格筋特異的トランスジェニックマウスを作製し、ヒトでの結果とマウスの実験データとの整合性を検討しながらメカニズムの仮説の検証を行う。さらに、推定されたメカニズムに関連する予防法についてヒト、マウスでの検討を行う。具体的には、Lipin1の活性を指標とした運動様式や薬物介入などについて検討する。運動科学
19世紀のアジアと日本におけるフランス系宣教会及び修道会と教育に関する比較研究

19世紀の日本におけるカトリシズムに基づく教育事業はフランス系修道会の影響下のもとに進められてきたことが知られているが、フランスからの直接の働きかけだけでなく、すでに行われていたアジア各地での教育・福祉の実践を経て、日本での教育事業にかかわったケースが少なくない。本研究では、自然災害や戦争などによって失われた日本におけるフランス系修道会の教育に関する各種資料を、フランス本国やアジア各地の古文書館等との連携によって調査収集し、一部をデータベース化することにより、日本におけるキリスト教女子教育を包括的に研究する土台を構築すると共に、国際共同研究歴史の新たな側面を明らかにする可能性を開いた。本年度は1.調査対象資料・基本文献の補足的収集及びデータ・ベース化の実施、2.関連文献における齟齬箇所の確認、3.現地古文書館にある関連文献の収集・確認のためのフランス調査の実施、4.収集した資料のデジタル化のための準備作業としてナンバリング等による整理作業の実施、5.来年度のフィリピン調査のための予備調査を実施した。調査対象に関する資料・基本文献に関しては従来の研究により収集が進んでいたが、今年度新たに国内にある一次資料を収集することができ、それを含めてのデータ・ベース化の作業を進めた。また、フランス語文献を比較の中で散見される多くの齟齬についての比較・確認作業も併せて実施した。それらに基づき、フランス各地にある関連施設・古文書館などの調査を行い、現地アーカイヴィストとの協力により、資料収集・関係者への面接調査などを実施することによって、新たな知見を得た。第一次資料の撮影、及びマイクロフィルム資料の複写及び整理、スキャニング、また、VHS関連資料などのデジタル化の作業を合わせて行い、マニュスクリプト資料のタイピング及びデジタル化のための準備作業を実施した。フィリピン調査に関しては、今年度の実施を予定していたが、調査対象側の事情により、次年度に延期されたことから、これまでの研究調査での知見をもとにフィリピン社会と教育、及び宗教に関する基礎的調査、及び関連資料の収集を実施し、来年度に予定しているフィリピン調査のための準備調査を実施した。本年度は、1.昨年度に引き続き、収集した原文資料のデジタル化及び整理、データベース化、2.当該修道会のヨーロッパ内及びアジアへの進展・発展の状況を調べるためのフランスでの面接調査、及び同一創立者によるイギリスの修道会における面接調査、資料収集の実施、3.アジアを経由した日本への広がりを確認するための、当時のフランスの教育及び宗教状況についての専攻研究の整理を実施した。また、アジアとの大きな接点となっているフィリピンの教育、宗教についても研究を進めたことにより、宗教と教育を修道会という国際的なつながりの中でとらえる視点を得た。本年度は、1.昨年に引き続き、収集した資料のデジタル化及びその整理、データベース化、2.当該フランス系修道会のアジア地域での歴史調査のための、香港及びフィリピン調査の実施、3.フィリピンにおける修道会系の学校教育の担い手の養成・研修に関する調査、4.実際に当時を知る国内の諸関係者ーとりわけ教育機関だけではなく、同時並行的に着手された福祉的事業に関わっていた関係者ーに対する面接調査を実施し、そのデジタル化・整理の実施、4.前年度までの研究成果をもとにして得られた知見をもとにした中間的まとめの資料として、すでに展示のかたちで一部公表した研究結果をもとに「フランス系女子修道会と日本におけるカトリック女子高等教育」1及び2を作成し、関係者への知見の共有及び確認調査、データ修正などを実施した。特に、従来、アカデミックな分野では分けて考えられることが多かった福祉的事業と教育事業が各修道会の中でどのように具体的な関わりを持ちながら発展をしたのかについて、当時の関係者からのオーラル・インタビューから得られた知見により、従来の研究では総合的に捉えられることが少なかった修道会の複数事業を総合的視点から総括することが可能となった。とりわけ、香港及びフィリピンにおいては、日本、及びフランスと関わる教育の担い手である修道者の移動及びその経緯についての研究データ・ベースのすりあわせを現地で実施し、19世紀以降の修道者たちの移動の記録の一元化が一部可能となった。特に現在進んでいる香港における外国修道会の影響に関する包括的な調査研究によって得られている研究成果及びそこに関わる研究者との意見交換により、本研究の研究との協働への道が開かれ、19世紀以降フランス系修道会がアジアを中心に展開した事業及びその社会的影響を、より複眼的な視点からの国際共同研究への具体的な可能性が整えられた。今までほとんど国内で知られていなかった収集した諸資料の整理、デジタル化、データベース化が親展したため、それぞれの資料の関連、重複、齟齬などが明確に読み取れるようになり、研究の基礎が整った。また、今までフランスからの視点で語られることが少なかった修道会の教育事業について、中間的なまとめとして、図書館などにおける展示などを通した研究成果の公表を実施した。それにより新たな関係者の協力を掘り起こすことが可能となった。

しかしながら、研究代表者の健康上の理由及び26年度末における現地の治安の悪化で、当初予定していたフィリピンなどアジアでの調査が実施できなかったため、その部分に関しては来年度に持ち越すこととなった。佐々木裕子・釘宮明美・小林淑子『フランス系女子修道会と日本におけるカトリック女子高等教育』1(全50頁)及び2(36頁)、白百合女子大学佐々木裕子研究室、2016年。佐々木裕子・釘宮明美・小林淑子「白百合女子大学・前史」、白百合女子大学50周年記念誌編集委員会『白百合女子大学創立50周年記念誌』、2015年、白百合女子大学、90-99頁。宗教学フランス語資料のデータ・ベース化を進め、研究の進展のための基礎資料をまとめる。フランス語文献のタイプ化を終了し、分析作業に入る。また、アジア(フィリピン、香港)についての調査を行い、文献資料の収集、現地の研究者との意見交換などを実施する予定である。主に今まで、日本の明治期の修道会の教育の原点であるフランスを中心にまとめてきたが、更に研究を進め、19世紀当時のアジアを中心にした観点から日本の修道会の教育事業を検討する予定である。本研究のメインの調査の一つとなるフランスの関連施設の調査、特に今まで包括的に収集・調査が行われてこなかった諸資料について、関連諸アーカイブにおいて、関連文献・マニュスクリプト収集・関係者への面接調査を実施することができた。それと共に、基礎文献によるデータ整理、データ・ベース化が進展。次年度のマニュスクリプトのデータ化への準備が整った。また、フィリピンのアーカイヴで予定されていた調査が諸事情により延期になったが、事前調査・現地との調整が進んだ。健康上の理由及び現地の治安の悪化により、今年度の調査が実施できなかったため。今後は、研究計画に基づいて、とりわけ持ち帰った資料(マニュスクリプト)のデジタル化を実施、整理・分析を中心に研究・分析を行う。海外調査先については、フランスの補足調査と共に、今年度に延期となった海外調査を優先的に実施する予定である。同修道会のアジア地域での資料収集及び面接調査の実施。佐々木裕子、釘宮明美、企画展示「白百合女子大学の源流をたどる」(2014年11月27日2015年1月30日、於白百合女子大学図書館)、大迫章史、「戦争と教育ー戦争は教育をどう変えるのかー」全3回、仙台白百合女子大学公開講座(2015年1月31日2月14日)フランス語文献資料の整理に時間がかかり、学事歴状の事情から外国人TAスタッフの実質的なデジタル化の作業に入るのが2014年度に入ったこと、また、予定していたフィリピン調査は分担者によっては実施されたものの、相手国の担当者の転勤により、調査時期をずらす必要が生じた。今年度はこの部分の調査・研究を研究計画に平行して実施する。(最近の治安上の問題により、海外調査地の変更の可能性がある)
開口分泌におけるCa^<2+>シグナルとCa^<2+>放出チャネル

細胞内Ca^<2+>シグナルは全ての細胞における様々な生理機能に重要である。動物細胞にはIP_3受容体と共にもう一つの細胞内Ca^<2+>ストアのCa^<2+>放出チャネルであるリアノジン受容体が存在し、特に筋細胞などでは興奮収縮連関において非常に重要な役割を果たしている。しかしながら膵臓外分泌腺細胞においてはリアノジン受容体の存在は明確に示されておらず、分子レベルでの解明には至っていない。本申請研究では膵臓外分泌腺細胞の分泌機能におけるリアノジン感受性細胞内ストアの役割を詳細に明らかにし、さらに総合的に細胞内Ca^<2+>ストアの役割を明らかにすべく小胞体上に発現している分子として知られているJunctophilin(JP)の機能解析を行うことを目的としている。まず昨年遺伝子クローニングされたJPの1型(JP-l)の機能解析を行うことからはじめた。このためJP-1遺伝子欠損マウス(JP-1 KOマウス)を作製、観察したところJP-1 KOマウスは授乳されることなく生後一日以内に死亡することが確認された。さらにJP-1が豊富に発現している骨格筋を用いて形態観察や、筋電図や張力測定などの生理学的解析を行ったところ、骨格筋における三ツ組構造の数が滅少しており、収縮力が弱まっていることや強い細胞外Ca^<2+>依存性をもつことが明らかになった。これらよりJP-1は骨格筋における三ツ組構造の形成や効率的な興奮収縮連関に必須の分子であることが示唆された。この結果はJournal of Cell Biologyに受理、掲載された(JCB,154(5),1059-1067,2001)。これらの結果をもとに、膵臓外分泌腺細胞において細胞内Ca^<2+>ストアの役割を理解すべくリアノジン受容体とJPの局在を調べる予定であったが、申請者の海外留学の決定のため申請研究は以上の結果をもって終了となった。
柳宗悦の植民地朝鮮における文化活動に関する研究

2007・08年度の2年間にわたり、柳宗悦の朝鮮における活動およびその背景となった思想について、関連する人々(特に朝鮮人)と関連付けて、当時の新聞雑誌記事や回顧録・自伝的資料を日韓両国にわたって調査・収集・整理・分析を行った。1920年代において、柳宗悦とその交友圏にあった朝鮮人青年知識人たち(崔承萬、南宮璧、廉想燮、呉相淳、卞榮魯ら)の交流と活動の実態を明らかにするため、当時日本・朝鮮において刊行された新聞・雑誌の掲載記事と、自伝等の関連資料から情報収集を行った。主な対象としたのは『東亜日報』『東明』『開闢』『廃墟』『新生活』『我聲』『学之光』などの新聞・雑誌、崔承萬・卞榮魯・呉相淳らの自伝、金乙漢の回想記などである。これらの資料から本研究課題に関連する掲載記事の抽出・整理作業を行った。購入可能である資料については研究費を用いて購入したが、購入不可である資料については、所蔵する図書館や関連施設で調査にあたった。9月上旬に1週間韓国国立中央図書館において、また2月には東京の国会図書館と在日本韓国YMCAで資料調査にあたった。在日本韓国YMCAにおいては主に崔承萬と当時の留学生に関する資料と情報を得た。韓国では、崔承萬はキリスト教者・教育者として、南宮璧、廉想燮、呉相淳、卞榮魯は文学者として、評価や作品分析などがおこなわれ、ある程度の研究成果の蓄積がある。だが、かれらが日本と朝鮮をまたにかけてどのような活動をしていたのか、その実態と歴史的意義についてはまだ十分に明らかにされていない。本研究課題では、朝鮮において文化活動を展開した柳宗悦をひとつの中心点としてとらえることで、日本と朝鮮との間での文化的活動・交流の実態を明らかにすることを目指しているが、平成19年度におこなった調査はその目的を達するうえで重要な基盤となるものと考える。また、今後、この調査をもとにして、彼らが、当時どのような思想的背景のもとで、文化的な活動や交流を行っていたのかを近代日韓史の文脈の上で明らかにすることができると考える。昨年度に引き続き1920年代の柳宗悦と朝鮮人知識人との関連を裏付ける資料および朝鮮人知識人たちの当時の文化的時代状況に対する考え方が示されている記事資料などの収集活動を韓国および日本国内で行い、整理・分析・総括を行った。9月には韓国に出張し、国立中央図書館において資料収集を行った。主な収集資料は、(1)柳の朝鮮での活動を実質的に支えた東亜日報や廃墟派の人々、特に廉想渉、南宮壁、下榮魯、関泰〓や呉相淳などの当時の状況を示す伝記的な資料、(2)留学生として日本国内で柳にかかわった白南薫、崔承萬などの自伝資料、(3)当時の朝鮮人留学生たちの状況について書き残している金乙漢などによる資料である。またこの調査に引き続き日本国内においても(4)朝鮮人留学生に関する日本側の新聞・雑誌記事資料や、(5)在日本朝鮮人留学生たちの学友会誌である『学之光』などの朝鮮側の記事資料を国会図書館等を通して収集した。これらの資料は3・1運動後の朝鮮人青年知識人たちの文化や芸術に対する心理的状況やそれと社会や政治との葛藤をよく伝えている。特に留学生たちは2・8運動に当事者としてかかわっていたが、彼らは、日本に対する不信感や拒絶感が絶頂に達している中で柳宗悦という日本人を例外的に受け入れ、評価し、そして協力もしている。20年代の日本人と朝鮮人の関係や、朝鮮人青年知識人層の複雑な心理的状況、および柳宗悦の活動の特異性を理解する上で、以上の資料は非常に重要なものである。また白南薫、崔承萬らが在日本朝鮮YMCAの幹部であったことも特徴的である。柳の活動が多くの場合YMCAやキリスト教関係の施設で行われていたことを、あわせて考えるならば、従来の東亜日報や廃墟派との関係性に加えてYMCAとの関わりの重要性も見逃すことができない。これらは今後ともより明らかにされるべき問題点である。
ゲリラ豪雨の予兆の予兆の観測による早期予測

本研究は、従来の気象レーダーでは観測できない、ゲリラ豪雨の予兆である雲の発生のさらに予兆である大気中の水蒸気量の変化(予兆の予兆)を観測することで、豪雨の1時間以上前に予測を行うことを目的としている。すでに研究協力者の田島らによって、宇宙マイクロ波背景放射(CMB: Cosmic Microwave Background)の観測技術を応用した試作機により、降雨の前の水蒸気量の増加の例が観察されているが、水蒸気量と降雨の関係がまだはっきりと分かっていないことから、(1)試作機を元に装置の小型化をはかり、過去のデータからゲリラ豪雨が発生しやすい時期と場所を選定し、いろいろな場所で観測データを蓄積し、(2)観測データを元に深層学習により人が気が付かないような特徴量を見つけることで、水蒸気量と降雨の関係を見出し、豪雨予測を行う。2018年度は、試作機の改良とテスト観測を行う予定であったが、人事異動に伴う装置の移管や時間の制約の関係で行うことができなかった。これまでに試作機を用いて研究協力者の田島、長崎が高エネルギー加速器研究機構つくばキャンパスにおいて観測した2016/12/252017/3/31の約3ヶ月間の2分毎の大気水蒸気量のデータを集約し、時間軸の修正等を行い、気象庁等が公開しているつくば市の降雨データを比較できるようにデータ変換を行った。また、日本気象学会2018年度秋季大会に参加し気象予報の現状把握を行った。専門分科会「人工知能(AI)は気象学にブレイクスルーをもたらすか?」にも参加し、特に人工知能、機械学習、深層学習を用いた降雨予報について情報収集を行った。試作機の改良については装置の移管の問題や部品調達の時間の制約で行うことができなかったが、今後、研究協力者等と協力して進める予定である。これまでに観測したデータを集約したことで、データ解析については予定通り進めている。2019年度は、研究協力者等と協力して、試作機の改良および観測について進める予定である。また、データ解析についても外部専門家にも協力してもらい引き続き進める。
長大橋箱桁断面の空力特性に対するDESを用いた数値流体解析とその適用性の評価

従来から行われている橋梁断面を対象とした数値流体解析手法は、乱流モデルの観点からすれば、RANSとLESに二分される。RANSは計算負荷が少なく、剥離のない壁面近傍において有効性を発揮するが、剥離・再付着を伴う流れや変動成分の再現性においてやや難がある。一方、LESは微細な格子が必要で3次元解析をベースとするため、計算負荷は大きいが、剥離・再付着や変動成分も精度良く再現する。ただし、壁面近傍における乱れスケールを十分に再現できないという問題点もある。長大橋箱桁断面における空力特性は、剥離・再付着を伴う流れであり、変動成分も大きく寄与する。また、フラッターに関連する非定常空気力の作用に関しては、壁面近傍の流れを良く再現することも重要になる。そこで本研究では、従前の手法の問題点を解決するため、RANSとLESの互いの利点を取りこんだ、Spalartによって提案されたDES(Detached Eddy Simulation)と呼ばれる方法を適用し、長大橋箱桁断面の空力特性の検討を行い、DESの適用性の評価を行った。具体的には、平成15年度には、基本的ベンチマーク問題(平行平板流れ)によるDESの適用性の評価および矩形断面(B/D=4)の静的解析に対するDESの適用性の評価を行った。平成16年度には、平成15年度に課題となったDESで必要となるモデル定数の影響の評価を行った。最終年度である平成17年度には、最適なモデルによる基本箱桁断面の静的解析、また、振動問題を含む動的解析を実施した。その結果、DESは、RANSより剥離・再付着をよく表現し、少ない格子点数であってもLESと同等の精度の解析が行われることを確認し、長大橋箱桁断面における空力特性の検討に有効な方法であることを明らかにした。本年度の研究は、最終目標であるDESを用いた長大橋箱桁断面の空力特性の検討を行うための第一段階として、その基盤づくりが中心であった。本研究でベースとする数値流体解析手法は、筆者らの開発した陰的有限要素法による非圧縮性粘性流れの解析手法を適用した。また、本研究で用いるDESには、Spalartらによって提案されたオリジナルのモデルを適用した。本年度に実施した研究項目は以下のようになる。1.計算環境を整備するため、4台のパーソナルコンピュータによりギガビットスイッチおよびイサーネットカードによりギガビットネットワーク環境のクラスタ型並列計算機を構築した。2.既存の乱流モデルなしの非圧縮性粘性流れの解析コードにDESの元となるRANSのSpalart-Allmarasモデルを組み込んだ。また、Spalart-Allmarasモデルを修正することにより、DESの解析コードを開発した。3.2.で開発したコードの検証のために、SmagorinskyモデルによるLESとDESによる平行平板間流れの解析を行った。既存のDNSの研究成果と比較することによって、解析コードが正しく組み込まれていることを確認した。また、DESとLESの比較により、LESに比べ、比較的粗い格子であっても、高レイノルズ数の解析が可能であるという結論が見いだされた。4.2004年3月現在では、検討途中の段階であるが、2.で開発したコードを矩形断面および矩形断面にフェアリングを付加した基本橋梁断面の静的解析に適用している。本年度は、昨年度開発したSpalartらによるDESの有限要素法による数値流体解析によって、最終目標であるDESを用いた長大橋箱桁断面の空力特性の検討を目指し、以下の研究項目を実施した。1.矩形断面にフェアリングを付加した基本箱桁断面の静的解析を行った。その結果、DESの結果は、LESほど強い流れの3次元性が見られず、3次元性が見られたのは、後縁部のみとなり、RANSとほぼ同等となった。LESの結果とかけ離れたことから、DESで必要となるモデル定数等に工夫が必要であるという結論が得られた。2.DESのモデル定数等による影響を考察するため、基本に立ち返り、典型的な剥離・再付着流れとなる断面辺長比4の矩形断面の静的解析を行った。その際、DESにおいてRANSとLESの解析領域の境界に関わる要素となるモデル定数等をオリジナルの推奨値から変化させ、解析結果の影響について調査した。その結果、RANSによる解析領域を狭めれば、DESにおいてもLESと同等の流れの3次元性が発生し、剥離・再付着流れをよく再現できることを示した。3.2.で検討したモデル定数等によって、1.で扱った基本箱桁断面(1箱桁断面)および中抜き部を有する2箱桁断面の静的解析を行った。その結果、流れの3次元性が得られ、DESはLESより少ない計算規模で高レイノルズ数の計算が可能であり、中抜き部を有するような複雑な流れとなる2箱桁断面においても、剥離・再付着流れをよく再現できることを示し、DESの適用性を高めることができた。4.静的解析に対する解析コードに、ALE法を適用することによって、振動問題を含む動的解析が行えるような解析コードを作成した。このコードによって断面辺長比4の矩形断面の動的解析を行った。ただし、乱流モデルはRANS (Spalart-Allmarasモデル)である。これによって、定性的な渦励振の発生メカニズム等の動的空力特性を明らかにした。

一方、LESは微細な格子が必要で3次元解析をベースとするため、計算負荷は大きいが、剥離・再付着や変動成分も精度良く再現する。ただし、壁面近傍における乱れスケールを十分に再現できないという問題点もある。長大橋箱桁断面における空力特性は、剥離・再付着を伴う流れであり、変動成分も大きく寄与する。また、フラッターに関連する非定常空気力の作用に関しては、壁面近傍の流れを良く再現することも重要になる。そこで本研究では、従前の手法の問題点を解決するため、RANSとLESの互いの利点を取りこんだ、Spalartによって提案されたDES(Detached Eddy Simulation)と呼ばれる方法を適用し、長大橋箱桁断面の空力特性の検討を行い、DESの適用性の評価を行った。具体的には、平成15年度には、基本的ベンチマーク問題(平行平板流れ)によるDESの適用性の評価および矩形断面(B/D=4)の静的解析に対するDESの適用性の評価を行った。平成16年度には、平成15年度に課題となったDESで必要となるモデル定数の影響の評価を行った。最終年度である平成17年度には、最適なモデルによる基本箱桁断面の静的解析、また、振動問題を含む動的解析を実施した。その結果、DESは、RANSより剥離・再付着をよく表現し、少ない格子点数であってもLESと同等の精度の解析が行われることを確認し、長大橋箱桁断面における空力特性の検討に有効な方法であることを明らかにした。
視床下部NPYニューロンのGPERを介した代謝調節作用

視床下部NPYニューロンはGPERを介して代謝調節に関与しているか否かを検討した。GPERの代謝調節作用を明らかにするために、選択的GPERアゴニストであるG1を、卵巣摘除ラットに投与した。その結果、G1は末梢組織に対して作用を及ぼさなかったが、耐糖能を低下させた。G1は中枢神経系に作用し、作用点は視床下部のNPYであると考え、NPY-Venusマウスを用いてGPERとの共局在を検討した結果、mVenus陽性NPYニューロンの大部分はGPER陽性細胞である事を確認した。以上の結果より、GPERを介した系は、耐糖能を改善する機序がNPYニューロンを介して存在する可能性があることが推察された。平成26年度からの2年間で、NPYニューロンのある集団はG-protein-coupled estrogen receptor 1 (GPER)を発現して代謝調節機能に関与していることを明らかにすることを目的とした。平成26年度は、まず初めにGPERの選択的なアゴニストであるG1を、卵巣摘除したラットに投与した。その結果、情動行動と思われるオープンフィールドテストには影響を及ぼさなかった。また、酸素消費量にも影響を及ぼさなかったことから、末梢に対する作用はないと考えられた。にもかかわらずG1投与は、グルコース投与による耐糖能を低下させた。これらのことから、視床下部のNPYニューロンの関与を考えた。そこでNPYニューロンの選択的な破壊を考えた。C57BL/6J-TG(Npy-IL2RA/mVenus) 984-2 Kobaマウス(以下NPY-Venus)の視床下部弓状核におけるNPYニューロンはmVenusの蛍光を発光するのみならずイムノトキシン投与によりその細胞体を選択的に破壊できる。そこでまず、mVenusとNPYニューロンの同定をin situ hybridization法を用いて行った。その結果、mVenusの蛍光細胞の約90%以上はNPYニューロンであることを確認した。すなわち、mVenus陽性ならNPYニューロンといえる事が明らかとなった。次に、GPER抗体を用いて、免疫染色法によりmVenus陽性NPYニューロンとの共局在を検討した。その結果、視床下部弓状核にあるmVenus陽性NPYニューロンの約80%はGPER陽性細胞であることがわかった。次に、耐糖能に対するGPERの役割を検討するために、GPERの選択的なアゴニストであるG1を、卵巣摘除して高脂肪食を3週間負荷した雌性マウスに末梢投与した。その結果、G1の容量依存的に耐糖能に影響する可能性を発見した。NPYニューロンを、イムノトキシン投与により時間選択的空間特異的に破壊できるC57BL/6J-TG (npy-IL2RA/mVenus) 984-2Kobaマウス(以下NPY-Venus)の視床下部弓状核のNPYニューロンはmVenusの蛍光を発光する。GPER抗体を用いて、免疫染色法によりmVenus陽性NPYニューロンとの共局在を検討した。その結果、視床下部弓状核にあるmVenus陽性NPYニューロンの約90%はGPER陽性細胞である事を再確認した。従って、遺伝子改変マウスをもちいるために、次に、耐糖能に対するGPERの役割をマウスにおいて検討した。GPERの選択的なアゴニストG1を卵巣摘除し通常食もしくは高脂肪食を給餌した雌性マウスに末梢投与した。その結果、G1高容量では、ラットで見られたように耐糖能を悪化させる傾向が認められた。ラットの場合と同様に、酸素消費量には影響を及ぼさなかった。一方、低容量では逆に耐糖能を良くする事が示唆された。また、高脂肪食の結果から、G1の耐糖能に与える影響の作用機序は、エストロゲンによるものと異なることが推測された。すなわち、エストロゲンは体重を抑制して摂食量を抑えることにより耐糖能を良くするが、GPERを介した系は、体重や摂食量に影響をおよぼさないで耐糖能を良くする機序のあることが推測された。概ね予定通り進んでいるが、イムノトキシン投与によりNPYニューロンを選択的に破壊する実験と、その状態でG1の作用を検討する実験が済んでいない。C57BL/6J-TG(Npy-IL2RA/mVenus) 984-2 Kobaマウスは、視床下部NPYニューロンを選択的に破壊し、その状態でGPERの代謝における役割を明らかにする目的で導入した本研究の骨格であるので、実験自体は遅れていると言わざるをえない。生理学今後は、交配させるマウスの匹数を増やし、NPY-mVenusマウスの匹数を揃え実験を行う。

すなわち、C57BL/6J-TG(Npy-IL2RA/mVenus) 984-2 Kobaマウスの視床下部NPYニューロンを選択的に破壊し、その状態でGPERの代謝における役割を明らかにする。国際学会参加のための旅費を予算計上したが、学内の研究助成により参加したため。次年度は、当初計画していた学会以外にも参加し、積極的に研究成果を発表する。