hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筒状分子シクロデキストリンによるサブナノスケール超分子の制御とその光物性

1)シクロデキストリン中のヨウ化第2スズのクラスター状態ヨウ化第2スズは物性研究がほとんどなされていない物質である。単結晶の1.6Kにおける低温での測定結果から、その励起子はフレンケル型とワ-ニア型の中間的なもので、エネルギー帯間エネルギーがおおよそ3.48eVと見積もられた。また、スピン軌道相互作用による分裂が同定され、ヨウ化第2スズの価電子帯がスズ及びヨウ素との混成軌道から成るなることが明らかにされた。以上の結果と、低温におけるシクロデキストリン中のヨウ化第2スズの吸収スペクトル測定結果から、クラスター状態のヨウ化第2スズの電子準位が孤立分子のそれにちかいものであることが明らかにされ、分子軌道準位が同定された。2)シクロデキストリン中のアントラセンの超分子状態アントラセン分子間のファンデルワールスカによる相互作用では、面と面が向き合う配置よりも、お互いに直交する配置の方が安定な配位であるということである。この様な分子間力をもつアントラセン2分子を、筒状分子であるγシクロデキストリンに挿入すると、両者は狭い筒の中で面と面とが向かい合う形で配置する。この状態で光照射による分子内励起をすると、分子内の2重結合の解離が起こって2分子間に新たな化学結合状態ができる。その結合がどの位置にできるのか等不明な点が多かった。われわれの研究グループの行った実験結果と、東北大学金属材料研究所の川添良幸教授等による分子動力学的な最適化計算により、2分子のアントラセンがシクロデキストリン中で光励起された場合には、両方のアントラセンの中央のベンゼン環が励起されて、その結果、9,9'及び10,10'サイトで結合を形成することが明らかにされた。この様に、実験及び理論的なシュミレーションの両面からの研究の結果、超分子形成のダイナミックスを明らかにすることができた。サブナノスケールの超分子あるいはクラスターを、大きさの定まった容器である筒状高分子シクロデキストリン(CD)を用い、その中に種々の物質を取り込むことによって人工的に作り出す。それらから、光増幅素子等の微小回路に応用可能な物質を探査し、それらの基礎的な光物性を調べるのが本研究の目的である。ガラス管中に、CD及び沃化スズを真空封入し、80°C(353K)で2時間加熱してCD中に沃化スズ分子を取り込んだ。沃化スズは赤色の分子結晶で、クラスターになると半導体から絶縁体に近づくと考えられる物質である。この粉末試料の反射測定データ解析から、光吸収スペクトルが得られた。室温において、第一励起子吸収ピークを、単結晶とクラスター状態(CD中)で比較した。その結果、第一励起子吸収ピークが0.28eVも大きくシフトすることを見いだした。この結果は、単結晶ではエネッルギー・バンド・ギャップの小さい物質も、CD中に取り込んでクラスター状態をつくることができ、これによって、バンド・ギャップを大きくすることができるということである。この結果については、SnI_4に関する一部を既に投稿して論文となっている。また、その後に得られた結果も投稿中である。平成9年度は、CD中にアントラセンのような発光効率の高い物質を入れ、バンド・ギャップを制御することにより、発光波長を青色の短波長へシフトさせる方向で研究を進める。更に、他の物質をCD中に取り込んだ試料をも作製中である。

単結晶の1.6Kにおける低温でも測定結果から、その励起子はフレンケル型とワ-ニア型の中間的なもので、エネルギー帯間エネルギーがおおよそ3.48eVと見積もられた。また、スピン軌道相互作用による分裂が同定され、ヨウ化第2スズの価電子帯がスズ及びヨウ素との混成軌道から成るなることが明らかにされた。以上の結果と、低温におけるシクロデキストリン中のヨウ化第2スズの吸収スペクトル測定結果から、クラスター状態のヨウ化スズの電子準位が孤立分子のそれにちかいものであることが明らかにされ、分子軌道準位が同定された。2)シクロデキストリン中のアントラセンの超分子状態アントラセン分子間のファンデルワールス力による相互作用では、面と面が向き合う配置よりも、お互いに直交する配置の方が安定な配置であるということである。この様な分子間力をもつアントラセン2分子を、筒状分子であるγシクロデキストリンに挿入すると、両者は狭い筒の中で面と面が向かい合う形で配位する。この状態で光照射による分子内励起をすると、分子内の2重結合の解離が起こって2分子間に新たな化学結合状態ができる。その結合がどの位置にできるのか等不明な点が多かった。われわれの研究グループの行った実験結果と、東北大学金属材料研究所の川添良幸教授等による分子動力学的な最適化計算により、2分子のアントラセンがシクロデキストリン中で光励起された場合には、両方のアントラセンの中央のベンゼン環が励起されて、その結果、9.9'及び10,10'サイトで結合を形成することが明らかにされた。この様に、実験及び理論的なシミュレーションの両面からの研究の結果、超分子形成のダイナミックスを明らかにすることができた。
細胞極性形成における蛋白分子間相互作用の切り替え機構の解析

多細胞生物を構成する細胞には、上皮細胞間結合や神経シナプス、あるいはラフトなどの細胞膜ドメインがある。細胞膜ドメインは、それぞれに特有の分子構成をもち、分子間相互作用の連鎖のうえに形成されている。私どもは、細胞間情報伝達に重要な役割を果たす神経シナプスと上皮細胞間結合の形成機序を分子レベルで解明することを目的としている。とくに、上皮細胞・神経細胞の極性が形成される過程で、複数の分子間相互作用がどのような順番で起こるかに関心をもっている。I:神経シナプスの研究NMDA型グルタミン酸受容体と接着分子neuroliginを裏打ちする蛋白質S-SCAMについて、S-SCAMがneuroliginの興奮性シナプスにおける集積に関わり、低分子量G蛋白の活性制御の足場として機能して、樹状突起スパインの形態変化を引き起こすことを明らかにした。また、S-SCAMが抑制性シナプスにおいても裏打ち蛋白として機能することを明らかにした。II:上皮細胞間結合の研究タイトジャンクションの裏打ち蛋白質MAGI-1が腎臓のスリット膜ではネフリンを裏打ちすることを明らかにした。またMAGI-1に結合する分子として同定した接着分子JAM4が、細胞運命決定に関わるNumbのリガンドとして知られるPDZ蛋白LNX1と相互作用すること、LNX1がJAM4のエンドサイトーシスを促進すること、LNX1のこの作用にはNumbが関与することを明らかにした。また、MAGI-1結合分子として新たに見出した分子が細胞死に関与するという知見をえている。I:神経シナプスの研究NMDA型グルタミン酸受容体と接着分子neuroliginを裏打ちする蛋白質S-SCAMについて、S-SCAMがneuroliginのシナプスにおける集積に関わり、樹状突起スパインの形態変化を引き起こすことを明らかにした。引き続きS-SCAMが仲立ちする分子間相互作用について解析を進めている。II:上皮細胞間結合の研究昨年度までに、タイトジャンクションの裏打ち蛋白質MAGI-1に結合するイムノグロブリンスーパーファミリーに属する接着分子JAM4の解析を行ってきた。今年度は、MAGI-1が腎臓糸球体においてはスリット膜の裏打ち構造に集積することを明らかにし、さらに、その部分ではスリット膜の主要な構成分子nephrinと結合することを見出した。NephrinはJAM4と同じくイムノグロブリンスーパーファミリーに属する接着分子である。MAGI-1の6つのPDZ領域のうち、2番目と5番目にJAM4が、3番目と4番目にnephrinが結合するので、JAM4-MAGI-1の相互作用とnephrin-MAGI-1の相互作用は同時に起こりうることも確認した。

II:上皮細胞間結合の研究タイトジャンクションの裏打ち蛋白質MAGI-1に結合する分子として同定したイムノグロブリンスーパーファミリーの接着分子JAM4が、細胞運命決定に関わるNumbのリガンドとして知られるPDZ蛋白LNX1と相互作用すること、LNX1がJAM4のエンドサイトーシスを促進すること、LNX1のこの作用にはNumbが関与することを明らかにした。また、MAGI-1結合分子として新たに見出した分子が細胞死に関与するという知見をえている。
らせん鉄筋補強コンクリート柱の終局剪断強度と剪断設計法に関する基礎的研究

本研究は,実大の1/3程度のらせん鉄筋柱28体(14体宛2年次に分割)の繰返し加力実験により,次項を明らかにすることを目的とする.1)らせん鉄筋柱の終局剪断強度に及ぼす諸因子の定量化2)柱の剪断に関する諸家の強度式や各国の規準式の,近年における剪断実験資料に対する適合性の再検討と,新たな設計式の提示研究の成果は,次のように要約される.(1)らせん鉄筋で補強された正八角形断面柱の,ひび割れの発生や破壊状況については,通常の角形帯筋柱の状況に類似している.(2)らせん鉄筋柱の終局剪断強度は,コンクリートょうど(Fe),軸方向力(N),らせん鉄筋比及び主筋比の増加に伴って増大し,逆に,柱高さの増加に伴って減少する傾向を示し,通常の角形帯筋柱の挙動と類似している.(3)らせん鉄筋で補強された正八角形断面柱の終局剪断強度は,らせん鉄筋や主筋のサイズや本数及び断面積がそれぞれ等しい正方形断面柱に置換することにより,既存の諸計算式によって安全側に推算できる.(4)日本建築学会では,部材の剪断強度(Qu)を,トラス機構とアーチ機構との和(Qut+Qua)によってA, B2つの方法を提示しようとしているが,らせん鉄筋による補強強度実験値はトラス機構(B法)で表わされ,らせん鉄筋以外の負担強度実験値はアーチ機構(B法)の強度に(1+η_O)を乗じた修正値にほぼ一致する.ここにη_O(=N/A・Fc, Aは柱断面積)は軸圧係数.(5)近年における剪断実験資料118個を用いて,諸家の柱剪断強度式や各国の規準式の適合正を比較検討した結果,上記(4)に記したように,剪断強度はB法によるトラス機構と修正アーチ機構との和[Qu=Qut+(1+η_O)Qua]によって表わす修正設計式が,最も適合性を示した.本研究は,実大の1/3程度のらせん鉄筋柱28体(14体宛2年次に分割)の繰返し加力実験により,次項を明らかにすることを目的とする.1)らせん鉄筋柱の終局剪断強度に及ぼす諸因子の定量化2)柱の剪断に関する諸家の強度式や各国の規準式の,近年における剪断実験資料に対する適合性の再検討と,新たな設計式の提示研究の成果は,次のように要約される.(1)らせん鉄筋で補強された正八角形断面柱の,ひび割れの発生や破壊状況については,通常の角形帯筋柱の状況に類似している.(2)らせん鉄筋柱の終局剪断強度は,コンクリートょうど(Fe),軸方向力(N),らせん鉄筋比及び主筋比の増加に伴って増大し,逆に,柱高さの増加に伴って減少する傾向を示し,通常の角形帯筋柱の挙動と類似している.(3)らせん鉄筋で補強された正八角形断面柱の終局剪断強度は,らせん鉄筋や主筋のサイズや本数及び断面積がそれぞれ等しい正方形断面柱に置換することにより,既存の諸計算式によって安全側に推算できる.(4)日本建築学会では,部材の剪断強度(Qu)を,トラス機構とアーチ機構との和(Qut+Qua)によってA, B2つの方法を提示しようとしているが,らせん鉄筋による補強強度実験値はトラス機構(B法)で表わされ,らせん鉄筋以外の負担強度実験値はアーチ機構(B法)の強度に(1+η_O)を乗じた修正値にほぼ一致する.ここにη_O(=N/A・Fc, Aは柱断面積)は軸圧係数.(5)近年における剪断実験資料118個を用いて,諸家の柱剪断強度式や各国の規準式の適合正を比較検討した結果,上記(4)に記したように,剪断強度はB法によるトラス機構と修正アーチ機構との和[Qu=Qut+(1+η_O)Qua]によって表わす修正設計式が,最も適合性を示した.1実験概要一辺が25cmの正方形断面柱2体を基準に選定し、これと同一断面積を有する一辺11.4cmの正八角形断面内に、主筋を円形に配置し、その外周よりらせん筋によって剪断補強を行った柱12体を加え、合計14体の柱模型供試体を製作した。この供試体を反力床面に固定した鋼製フレーム内にセットし、地震時に、構造物の柱に生ずる応力状態を再現できる繰返し加力方法によって破壊に至らしめる。初年度の実験では、らせん筋Pw、軸圧縮応力度【σ_0】、主筋の本数、らせん筋柱と角形帯筋柱の差異、などを比較検討する。2成果の要約(1)全試験体とも予想通り剪断破壊を生じたが、その時の強度や変位は、Pwを増すことによって高められるが、【σ_0】が大となるほど耐力後の保持力の低下は急激である。(2)らせん筋柱を同断面積の正方形柱に置換した時の寸法を採用することにより、既往の強度推定式を適用できる。(3)補強筋が負担する剪断応力度は、【σ_0】の大小には無関係であり、Pw・【σ_(wy)】に比例する(【σ_(wy)】は補強筋の降伏強度)。

(4)【σ_0】の影響については、梁に関する大野・荒川式のコンクリート負担応力度に0.1・【σ_0】を加算して求まる値と、(0.9+【σ_0】/250)を乗じて求まる値とのほぼ中間に位置している。(5)主筋本数の多少による剪断強度への影響については、大野・荒川式の引張鉄筋比による補正係数で評価し得る。(6)らせん筋柱の終局剪断強度は、角形帯筋柱よりも約820%高かったが、Pwの少い柱ほど強度増分は大であった。(7)上記(3)で指摘した剪断補強筋の負担分に、上記(5)で求まるコンクリートの負担分を加算した値は、本実験値に極めて良い適合性を示した。この点については、新年度に予定しているM/QDやFc及びPt等を変化させた実験資料の畜積を待って再検討し、妥当な剪断設計式を提示したい。
STAR-CODE: STAR-struCtured relaying for glObal wireless Data Exchange

STAR-CODEプロジェクトの目標は、ネットワークそのものをコーディングスキームの構造として見ることで、スキームマルチターミナルノード用の効率的なコミュニケーションのテクノロジを作成し、ネットワーク情報理論とコーディング理論の最近の進歩に基づく技術を設計することである。その成果は、新しいアルゴリズム、新しい定理、データスループットを改善し、電力使用を削減することである。28年度が最終年度であるため、記入しない。情報通信工学、情報理論28年度が最終年度であるため、記入しない。
河川音響トモグラフィー法によるウォッシュロードの自動連続計測技術の開発

ウォッシュロードを計測する新たな方法を提案した。複数の中心周波数を持つ河川音響トモグラフィーシステム(FATS)を使って、太田川と江の川および、銭塘江の断面平均流速と流量、信号対雑音比(SNR)を計測した。FATSで計測したSNRから浮遊土砂による音波減衰量を求め、断面平均の浮遊土砂濃度(SSC)を推定した。求められたSSCと同時にFATSで計測される河川流量を用いて、ウォッシュロードが連続観測した。断面平均SSCは、音波の周波数と粒径に関係する粘性吸収係数を使って求められる。太田川と江の川での粘性吸収係数は、音響理論値の約10倍の大きさとなったが、銭塘江では両者は同程度の値を示した。前年度に引き続き,河川音響トモグラフィーシステム(FATS)による流速・流量と音響インテンシティー対雑音比(SN比)の連続計測を礫床河川である江の川(三次市尾関山水位観測所)で行うとともに,太田川高瀬堰貯水池において,計画していた10 kHzと30 kHzの2周波実験を開始した.高瀬堰貯水池両岸のトランスデューサー間の直線距離は620 mで江の川のトランスデューサー間の直線距離296 mの約2倍である.江の川では,前年度の460 m3/sより大きな700 m3/s程度の出水まで計測に成功した.採水分析から求めた浮遊土砂の50%粒径D50は前年度の結果と同じ約0.03 mmで,SN比の低下量は浮遊土砂濃度(SSC)にほぼ比例していた.高瀬堰貯水池の実験では,低水時の高瀬堰の操作による水位低下によるSN比の低下が見られ,水深が音波の波長の10倍より小さくなると,音波の伝播損失が著しく大きくなることが明らかとなった.水位変動にともなうSN比の変動幅は非常に大きく,10 kHzで1035 dB,30 kHzで530 dBであった.太田川流量が820 m3/s,観測地点のSSCが102 ppmの出水時,10 kHz音波に対する30 kHz音波の伝播損失は約2倍で,この結果から推定した浮遊土砂の平均粒径は0.03 mmであった.これは,採水分析から求めた浮遊土砂のD50 =0.020.04 mmとほぼ一致することから,良好な結果が得られたと考える.水深が浅い(音波の波長の10倍程度より小さい)場合,音波の伝播損失に与える水深の影響が非常に大きいことから,水深が約5メートルあり,非常にSSCの高い中国銭塘江で実験を行い,音波の伝播損失が浮遊土粒子(D50 = 0.004 mm)による粘性吸収から予想される理論値とほぼ一致することを確認した.ウォッシュロードを計測する新たな方法を提案した。河床形状の変化がほとんどない礫床河川である江の川(三次市尾関山水位・水質観測所)において,30 kHzの超音波を用いた河川音響トモグラフィーシステム(FATS)による流量と音響インテンシティー対雑音比(SN比)の連続計測を実施した.計測流量とSN比はそれぞれ,20460 m3/sと1540 dBであった.採水から求めた浮遊土砂濃度(SSC)は080 ppmであり,出水時の平均粒径は約0.03 mmであった.SSCと平均粒径から水中音響理論を用いて求めた粘性吸収係数は,0.023 dB m2/kgとなり,FATSのSN比から推定された値よりやや小さかったが,この原因はSSCの横断分布が一様でないためであると考えられた.SN比の低下量は,理論通りSSCにほぼ比例していた(出水による浮遊土砂によるSN比の最大低下量は約20 dB).平均水深が1 m以下の低水時のSN比は水深の影響を受け,水深の低下とともにSN比は15 dBまで低下したが,約0.5 mまでは計測可能であった.また,低水時のSN比は日射による水温分布の影響を受け,日射により形成される水温分布がSN比を低下させることが分かった.ダムのフラッシュ放流における流量観測から,不均質な水温場が音波伝播に与える影響を調べた.その結果,冷たい放流水が作り出す不均質な温度場は,浮遊土砂と同等以上の音波の伝播損失を発生させることが明らかになった.10kHz-FATSによる計測は,トランスデューサーハウジング内への漏水のため準備が遅れているが,デルリン一体成形のハウジングを新に製作し,損傷したプリアンプの修理も完了して予備実験を開始している.前年度に引き続いて、河川音響トモグラフィーシステム(FATS)による流速・流量と音響インテンシティー対雑音比(SNR)の連続計測を礫床河川である江の川(三次市尾関山水位観測所の1.1 km下流)と太田川高瀬堰貯水池で行った。

江の川では30 kHzの音波を用い、高瀬堰貯水池では10 kHzと30 kHzの2周波実験を行った。高瀬堰貯水池両岸のトランスデューサー間の直線距離は620 mで江の川のトランスデューサー間の直線距離296 mの約2倍である。江の川では、採水分析から求めた浮遊土砂の50%粒径(D50)は、前年度の結果と同じ約0.03 mmで、SNRの低下量は浮遊土砂濃度(SSC)にほぼ比例していた。土師、灰塚ダムのフラッシュ放流におけるD50は約0.035 mmで、浮遊土砂濃度(SSC)の増加に対応したSNRの低下が観測されたが、SNRの低下量は予想よりかなり大きく、フラッシュ放流水によって引き起こされた不均質な水温場の影響を受けたことが推測された。高瀬堰貯水池の実験では、前年度と同様、低水時、高瀬堰の操作による水位低下によるSNRの低下が見られ、水深が音波の波長の10倍より小さくなると、音波の伝播損失が著しく大きくなった。このため、水深が音波の波長の10倍以上である期間を選んで、データ解析を行った。出水時における、10 kHz音波に対する30 kHz音波の伝播損失は約2倍で、この結果から推定した浮遊土砂の平均粒径は0.03 mmであった。これは、採水分析から求めた浮遊土砂のD50 =0.02 0.04 mmとほぼ一致した。FATSによる計測流量は、高瀬堰下流の矢口第一水位観測所の水位からH-Q式を用いて求めた流量と比較した。堰の操作があるため、正確な流量精度の検証は困難であったが、両者の流量は概ね一致しており、FATSにより計測された流量は妥当なものと判断した。水工学今年度開始した10 kHzと30 kHの2周波実験は,おおむね順調で,2種類の周波数の音波を同時に用いることにより,浮遊土砂の粒径推定の可能性が確認できた.ただし,計測システムとトランスデューサーの設置方法に一部不具合があり,出水時における十分なデータを取得できなかったので,これらの点を改善して目的を達成する.30 kHzの音波による計測は順調で,音波減衰に対する水深の影響(導波管の遮断周波数との関係で説明可能)や浮遊土砂濃度による音波の粘性損失を定量的に明らかにできた.10 kHzのトランスデューサーハウジング内への漏水によりプリアンプが損傷したため,10kHz-FATSによる計測が遅れているが,漏水対策とプリアンプの修理も完了して予備実験を開始している.計測システムとトランスデューサーの設置方法における一部不具合を改善し,前年度に引き続いて,10 kHzと30 kHz音波の2周波実験を継続する.濁度の高い出水時におけるデータを中心に収集し,伝播損失係数(粘性吸収係数)比から平均粒径を推定する.さらに,水深が波長の10倍以下の場合,浮遊土砂濃度に関係しない音波減衰が顕著となることが判明したことから,より高い周波に対応するためのシステムの改良と58 kHzの高周波数実験を追加し,水深の小さな場合における良好なデータの取得を試みる.以上の方策により研究目的の達成に必要なデータを取得する.得られた粒径情報から伝播損失係数を算出し,受信波の音響インテンシティーから断面平均浮遊土砂濃度を推定する.この浮遊土砂濃度データと,同時に計測される断面平均流速・流量を用いて,高精度なウォッシュロード計測の実現を目指す.順調に進展している30 kHzの音波による計測と同時に10 kHz音波による計測を実施し,浮遊土砂の濃度とともにその平均粒径を推定し,高精度なウォッシュロード連続計測の実現に繋げる.また,河川横断面を導波管として伝播する10 kHz音波減衰に対する水深の影響(水深で決まる遮断周波数)を明らかにする.計測システムとトランスデューサーの設置方法に不具合が見つかり,本研究に必要な出水時における十分なデータを取得できなかった.
ラットを用いた記憶モデルによる視覚情報と聴覚情報の脳内記憶機構に関する研究

ラットにおける短期記憶は,視覚情報の保持(視覚記憶)に比べて聴覚情報の保持(聴覚記憶)が優れている(筒井,1998).このような記憶のモダリティ効果につき,我々は視覚記憶と聴覚記憶の間に脳内情報伝達機構の差異が存在する可能性を考え,記憶と密接に関わる脳内コリン系とモダリティ効果の発現との関係を調べている.脳内コリン系には主要な2つの経路があり,1つが内側中隔から海馬へ投射する経路,もう一つが前脳基底部から皮質へ投射する経路である.先の研究(筒井,2003)では,内側中隔を破壊したラットで視覚情報の保持が障害されたが,聴覚情報の保持には影響が現れなかった.本研究ではマイネルト基底核(nbm)を中心とした前脳基底部を破壊し,モダリティ効果への影響を調べることにした.実験の結果,前脳基底部の破壊は視覚情報の記憶と聴覚情報の記憶のいずれにも障害を与えることがわかった.ただし,視覚記憶と聴覚記憶に与える影響には次のような差異が認められた.まず,聴覚情報の保持については,前脳基底部破壊により遅延時間依存的にその能力が低下した.先の実験(筒井,1998)で内側中隔破壊が聴覚記憶に影響を与えなかったことから,前脳基底部-皮質系が聴覚情報の短期記憶に関わる経路である可能性を示しているといえる.次に,前脳基底部の破壊の効果は視覚記憶には著しく現れ,遅延時間の長さに関係なく,全体的に記憶成績を低下させた.これは前脳基底部破壊が視覚情報の短期記憶を阻害したというより,むしろ課題のルールそのものを失わせた可能性を示している.すなわち,前脳基底部は視覚情報の保持に関わる長期記憶(ルール)に関与し,それが今回の破壊によって消失したのではないかと我々は考えている.ラットにおける短期記憶は,視覚情報の保持(視覚記憶)に比べて聴覚情報の保持(聴覚記憶)が優れている(筒井,1998).このような記憶のモダリティ効果につき,我々は視覚記憶と聴覚記憶の間に脳内情報伝達機構の差異が存在する可能性を考え,記憶と密接に関わる脳内コリン系とモダリティ効果の発現との関係を調べている.脳内コリン系には主要な2つの経路があり,1つが内側中隔から海馬へ投射する経路,もう一つが前脳基底部から皮質へ投射する経路である.先の研究(筒井,2003)では,内側中隔を破壊したラットで視覚情報の保持が障害されたが,聴覚情報の保持には影響が現れなかった.本研究ではマイネルト基底核(nbm)を中心とした前脳基底部を破壊し,モダリティ効果への影響を調べることにした.実験の結果,前脳基底部の破壊は視覚情報の記憶と聴覚情報の記憶のいずれにも障害を与えることがわかった.ただし,視覚記憶と聴覚記憶に与える影響には次のような差異が認められた.まず,聴覚情報の保持については,前脳基底部破壊により遅延時間依存的にその能力が低下した.先の実験(筒井,1998)で内側中隔破壊が聴覚記憶に影響を与えなかったことから,前脳基底部-皮質系が聴覚情報の短期記憶に関わる経路である可能性を示しているといえる.次に,前脳基底部の破壊の効果は視覚記憶には著しく現れ,遅延時間の長さに関係なく,全体的に記憶成績を低下させた.これは前脳基底部破壊が視覚情報の短期記憶を阻害したというより,むしろ課題のルールそのものを失わせた可能性を示している.すなわち,前脳基底部は視覚情報の保持に関わる長期記憶(ルール)に関与し,それが今回の破壊によって消失したのではないかと我々は考えている.ラットにおける短期記憶は,視覚情報の保持(視覚記憶)に比べて聴覚情報の保持(聴覚記憶)が優れていることがしられている.このような記憶のモダリティ効果につき,我々は視覚記憶と聴覚記憶の間に脳内情報伝達機構の差異が介在する可能性を考え,記憶機能と密接に関わることが知られる脳内コリン作動性神経系にターゲットを絞り,モダリティ効界の発現とコリン神経との関係を調べている.脳内コリン経路には2つの主要な経路があり,そのうち平成16年度の研究では前脳基底部から大脳皮質へ投射する経路(皮質コリン系)について調べた.まず予備実験において,ラットを被験体として前脳基底部を破壊するための脳内座標の確認を行い,あわせて前脳基底部破壊がラットの摂食行動に及ぼす影響について確認を行った.引き続き,本実験では最初にスキナー箱を使った継時遅延見本合わせ課題をラットに訓練した.この課題は,視覚刺激または聴覚刺激を継時的に提示し,それらの刺激の組み合わせに応じて2本のレバーを押し分ける作業をラットに要求する課題である.この課題を正確に遂行するには,提示された視覚刺激や聴覚刺激を正しく記憶しておく必要があり,課題遂行成績に視覚刺激や聴覚刺激の短期記憶が反映される.同課題を習得させた上で,半数のラットに対し皮質コリン系の起始部である前脳基底部を破壊した.残りの半数に対しては偽手術を施した.これらの2群における継時遅延見本合わせ課題の成績を比較する方向でデータを採取した.現在,それらのデータの解析を行っている.ラットにおける短期記憶は,視覚情報の保持(視覚記憶)に比べて聴覚情報の保持(聴覚記憶)が優れている(筒井,1998).このような記憶のモダリティ効果につき,我々は視覚記憶と聴覚記憶の間に脳内情報伝達機構の差異が存在する可能性を考え,記憶と密接に関わる脳内コリン系とモダリティ効果の発現との関係を調べている.

脳内コリン系には主要な2つの経路があり,1つが内側中隔から海馬へ投射する経路,もう一つが前脳基底部から皮質へ投射する経路である.先の研究(筒井,2003)では,内側中隔を破壊したラットで視覚情報の保持が障害されたが,聴覚情報の保持には影響が現れなかった.本研究では前脳基底部を破壊し,モダリティ効果への影響を調べた(前脳基底部破壊は1998年度科研費(奨励研究A)でも試みた.その際,前脳基底部の両側性破壊が動物の健康状態を著しく阻害したため,十分なデータを収集できなかった.今回は前脳基底部を片側性に破壊した).実験の結果,前脳基底部の破壊は視覚情報と聴覚情報のいずれにも障害を与えることがわかった.ただし,視覚記憶と聴覚記憶に対するダメージの大きさには違いがあった.まず,聴覚情報の保持について,前脳基底部破壊により遅延時間依存的にその能力が低下した.先の実験(筒井,1998)で内側中隔破壊が聴覚記憶に影響を与えなかったことから,前脳基底部-皮質系が聴覚情報の保持に関わる経路である可能性を示している.一方,前脳基底部の破壊の効果は視覚記憶には著しく,遅延時間の長さに関係なく,チャンスレベルまで正答率を低下させた.前脳基底部破壊が短期記憶を阻害したというよりは,むしろ,課題のルールそのものを失わせた可能性を考えることができる.すなわち,前脳基底部は視覚情報の保持に関わる長期記憶(ルール)に関与し,それが今回の破壊によって消失したのではないか.
酵母人工染色体技術を用いたヒトセントロメアDNAのクローン化と機能の解析

セントロメアは染色体の伝達を制御する重要な領域であるが、多細胞真核生物においてはいまだ必須DNA構造が不明である。本共同研究では酵母人工染色体(YAC)技術を用いてヒト21番染色体の全セントロメア領域をカバーする巨大DNAライブラリーを作成し、ついで必須DNA配列の分離とその構造及び機能の解明を行なうことを目的としている。必須DNA配列の同定は、分離クローンがセントロメア配列をもつ場合には哺乳動物細胞内で独立の人工ミニ染色体として安定保持される、との基準で行なう。従って、この研究は哺乳動物人工ミニ染色体(MAC)の構築とその加工技術の開発につながるものである。岡崎研ではこれまでの研究により、ヒト21番染色体セントロメア領域に2種類の巨大アルフォイド配列(α21-Iとα21-II)が隣接して存在することを見出し、その制限酵素地図を完成している。α21-Iは11マ-の規則的繰り返し単位からなりセントロメア抗原蛋白CENP-Bの認識配列(CENP-B box、17bp配列)が規則的に存在(360塩基対に1回)する1.3Mbpの領域であり、α21-I領域は、構成単位に規則性がなくCENP-B boxがほとんど存在しない約2Mbpの領域である。本研究ではまずYACベクター中にこれら2領域及びその隣接領域を巨大DNA断片として組み込んだクローンを得、ついでこのクローンの両端に哺乳動物テロメアを組み込む技術を確立すること、また得られた巨大YACクローンを動物細胞中に導入する方法を検討することなどを目標とした。本研究ではYAC技術を有効に使うことがその成否を決めるので、Hieter研はYAC技術改良とその利用方法一般について実験と助言を行なうことにより、本研究の推進に協力する体制をとった。大学院研究生北川が約4ヵ月Hieter研におもむき、指導を受けた。本年度以下の成果を得た。1.巨大繰返し配列をYAC中に安定にクローン化するに適した宿主酵母株を検討した。これまでの解析により、繰返しDNAはYACにクローン化すると不安定であることが判明していたので、宿主としてrad52株、rad51,rad52株などの酵母組換欠損株を用いてクローン化を試みた。rad52株が形質転換効率とゲノムの安定性の両方を満足することが明らかとなった。2.ヒト21番染色体を持つマウス/ヒト雑種細胞WAV17由来DNAを用いてYACライブラリーを作成し、rad52株中にクローン化した。スクリーニングによりα21-I及びα21-IIを含むクローンがそれぞれ数個得られ最大長のものはいずれも100kbであった。これ以上長い断片を含むクローンが得られなかった理由については、アルフォイド配列中に酵母細胞中で機能する複製起点が存在しないためである可能性が考えられる。3.アルフォイドYACクローンの構造解析と二領域のゲノム上の位置と境界領域の構造を決定した。FISH法を用いて、α21-Iとα21-II領域がゲノム上で隣接していることを証明した。分離したYACクローン中にはα21-Iとα21-IIの両領域が共存するものがなかったので、コスミドライブラリーにより両者の共存するクローンを得て両者の境界領域の一次配列を解析した。シークエンスの結果二領域の中間にアルフォイド以外の別個の配列は存在せず、次第にCENP-B boxがまばらに存在するようになると平行して繰り返し単位の規則性が失われてIII領域へ移行することが判明した。4.アルフォイドYACクローン中へのヒトテロメア配列の導入に成功した。哺乳動物細胞中でアルフォイドYACクローンが安定保持されるためには、末端に哺乳動物テロメア配列が存在する必要がある。そこでアルフォイドYACクローンの末端を、ヒトテロメアと哺乳動物細胞内での選択マーカーをもつ末端配列におきかえるために、rad52株中で相同組換えを一時的に誘発する方法を開発した。この方法を用いてヒトテロメアをもち、約100kbのα21-I及びα21-IIをそれぞれ含むYACクローンを構築した。5.YACクローンのヒト培養細胞中への導入法と導入細胞のクローン化について検討を行なった。顕微注入及びリポフェクション法によりヒト培養中へアルフォイドYACクローンが導入可能であることがわかった。これまでに数個の形質転換株を得た。今後は形質転換株中での導入クローンの存在様式を解析し、セントロメア必須DNA構造を決定し、この配列に依存して形成されるキネトコアの構造を解析する。また哺乳動物遺伝子操作ベクターとしての利用を視野に入れて改造を試みる。

α21-Iは11マ-の規則的繰り返し単位からなりセントロメア抗原蛋白CENP-Bの認識配列(CENP-B box、17bp配列)が規則的に存在(360塩基対に1回)する1.3Mbpの領域であり、α21-I領域は、構成単位に規則性がなくCENP-B boxがほとんど存在しない約2Mbpの領域である。本研究ではまずYACベクター中にこれら2領域及びその隣接領域を巨大DNA断片として組み込んだクローンを得、ついでこのクローンの両端に哺乳動物テロメアを組み込む技術を確立すること、また得られた巨大YACクローンを動物細胞中に導入する方法を検討することなどを目標とした。本研究ではYAC技術を有効に使うことがその成否を決めるので、Hieter研はYAC技術改良とその利用方法一般について実験と助言を行なうことにより、本研究の推進に協力する体制をとった。大学院研究生北川が約4ヵ月Hieter研におもむき、指導を受けた。本年度以下の成果を得た。1.巨大繰返し配列をYAC中に安定にクローン化するに適した宿主酵母株を検討した。これまでの解析により、繰返しDNAはYACにクローン化すると不安定であることが判明していたので、宿主としてrad52株、rad51,rad52株などの酵母組換欠損株を用いてクローン化を試みた。rad52株が形質転換効率とゲノムの安定性の両方を満足することが明らかとなった。2.ヒト21番染色体を持つマウス/ヒト雑種細胞WAV17由来DNAを用いてYACライブラリーを作成し、rad52株中にクローン化した。スクリーニングによりα21-I及びα21-IIを含むクローンがそれぞれ数個得られ最大長のものはいずれも100kbであった。これ以上長い断片を含むクローンが得られなかった理由については、アルフォイド配列中に酵母細胞中で機能する複製起点が存在しないためである可能性が考えられる。3.アルフォイドYACクローンの構造解析と二領域のゲノム上の位置と境界領域の構造を決定した。FISH法を用いて、α21-Iとα21-II領域がゲノム上で隣接していることを証明した。分離したYACクローン中にはα21-Iとα21-IIの両領域が共存するものがなかったので、コスミドライブラリーにより両者の共存するクローンを得て両者の境界領域の一次配列を解析した。シークエンスの結果二領域の中間にアルフォイド以外の別個の配列は存在せず、次第にCENP-B boxがまばらに存在するようになると平行して繰り返し単位の規則性が失われてIII領域へ移行することが判明した。4.アルフォイドYACクローン中へのヒトテロメア配列の導入に成功した。哺乳動物細胞中でアルフォイドYACクローンが安定保持されるためには、末端に哺乳動物テロメア配列が存在する必要がある。そこでアルフォイドYACクローンの末端を、ヒトテロメアと哺乳動物細胞内での選択マーカーをもつ末端配列におきかえるために、rad52株中で相同組換えを一時的に誘発する方法を開発した。この方法を用いてヒトテロメアをもち、約100kbのα21-I及びα21-IIをそれぞれ含むYACクローンを構築した。5.YACクローンのヒト培養細胞中への導入法と導入細胞のクローン化について検討を行なった。
難治性ぶどう膜炎に対する神経ペプチド遺伝子導入ヒト免疫制御細胞の開発

難治性ぶどう膜炎患者由来樹状細胞を用いた神経ペプチド(CGRP)遺伝子の導入と、その免疫学的解析を行った。健常者の単核球同様、CGRP遺伝子導入細胞からのCGRP産生は40-60pg/mlであった。難治性ぶどう膜炎を持つベーチェット病患者から得られたCGRP遺伝子導入細胞由来の培養上清中サイトカインは、対照群と比べて有意差を見いだせなかった。CGRP刺激樹状細胞表面分子で免疫調節に関与する接着分子を検討したが、有意な結果が得られなかった。これらのことから、正常細胞を用いたCGRP遺伝子導入実験では、制御性細胞を作成できるが、ベーチェット病患者由来の細胞では免疫制御細胞を誘導しなかった。今後、他の難治性ぶどう膜炎でも同様に検討する必要がある。ボランティアから得られたヒト末梢血の単球成分を取り出し、CD14、CD68やF4/80抗体を用いてautoMAXカラムでマクロファージのみを単離した。またヒト末梢血をヒトGM-CSF(20ng/ml)とともに6日間培養し、CD1d、CD14、CD68抗体を用いてautoMAXカラムで樹状細胞のみを単離した。細胞にリポポリサッカライド1μg/mlを加え、一晩培養し、遺伝子導入用細胞を調製したが、マクロファージは導入効率があまりよくないため、以後は樹状細胞のみで研究を進めた。マウス樹状細胞を遺伝子導入する時に使用したCGRP cDNAはARPE-19cell lineのtotal RNAより合成し、Human CGRP cDNA fragmentはpCR3.1-2FL paasmidに導入した。また対照ベクター群としてmock(pCR3.1-2FL)も作製した。これらのプラスミド、pCR3.1-2FL-hCGRPとmockをNucleofectorIIを用いてelectroporation法にてヒト樹状細胞に導入した。生存細胞数は70%で、導入効率は50%であった。産生サイトカインはIL-10がわずかながら認めたが、再現性が得られなかった。正常樹状細胞へのCGRP遺伝子導入は50%の効率で成功したが、はっきりしたサイトカイン産生(IFN-gamma、IL-2、TNF、IL-17)を認めることは出来なかった。また正常細泡に遺伝子導入を行ったことにより、特徴的な表面分子は認められなかった。これは、正常樹状細胞へCGRP遺伝子導入を行っても副次的反応は起きず、生体内に安全であるとも考えることが出来た。平成19年度に引き続き、難治性ぶどう膜炎患者由来樹状細胞およびマクロファージを用いた神経ペプチド(CGRP)遺伝子の導入と、その免疫学的プロファイルの解析を行った。19年度のヒト単核球に対するCGRP遺伝子の導入を参考に遺伝子導入細胞を作成したところ、健常者から得られた単核球同様、遺伝子導入細胞からのCGRP産生が40-60pg/mlであった。計画では、単核球から樹状細胞、マクロファージを単離する予定であったが、手技が繁雑になり、死細胞も出現したため、単核球を用いて計画を遂行している。また、難治性ぶどう膜炎患者と同時にインフォームドコンセントの得られた視神経炎患者から同様に単核球を採取してCGRP遺伝子導入を行った。難治性ぶどう膜炎を持つベーチェット病患者から得られたCGRP遺伝子導入細胞をConAで刺激して培養上清中のサイトカインをFACSを用いたCBAキットでみたところ、TNF-alpha,IL-6,IFN-gamma,IL-2,IL-10,IL-4ともに対照群と比べて有意差を見いだせなかった。一方、難治性視神経炎患者から得られたCGRP遺伝子導入細胞をConAで刺激して培養上清中のサイトカインをみたところ、TNF-alpha,IL-6は対照群に比べて有意に低下しており、IL-2,IL-4、IFN-gamma、IL-10は検出限界ぎりぎりで特に有意差を認めなかった。CGRP刺激樹状細胞表面分子で免疫調節に関与する接着分子(B7-1,B7-2分子)をFACS解析の手法を用い検討したが、有意な結果が得られなかった。これらのことから、正常細胞を用いたCGRP遺伝子導入実験では、抑制性サイトカインを産生する細胞を作成できるが、難治性ぶどう膜炎を併発したべーチェット病患者由来の細胞では、免疫制御細胞を誘導することができなかった。一方、難治性視神経炎患者由来の細胞では、免疫制御細胞を誘導したため、今後の難治性視神経炎患者の治療に有効であるこが示唆された。
Pretargeting法による大腸癌の免疫シンチグラフィに関する研究

モノクローナル抗体を放射性同位元素(RI)で標識して悪性腫瘍のイメージングや内部放射線療法を行う試みが現在まで数多くなされているが、RI標識抗体が血中プールや正常組織に留まり病変と正常組織のRI集積比(腫瘍/正常組織比)が不十分である点が問題であった。解決策のひとつとしてpretargetingの方法が考案された。本研究において検討したのは腫瘍関連抗原とハプテンに特異性のあるBispecific Antibody(BsAb)とRI標識ハプテンを用いる方法である(2ステップ法)。癌胎児性抗原CEAを発現している腫瘍をヌードマウスに皮下移植し継代した。さらに1ステップ法として抗CEA抗体を直接I-125標識した。2ステップ法、1ステップ法それぞれのマウスを経時的に屠殺し放射能の体内分布を調べた。マウスにおける体内分布は2ステップ法では、1ステップ法と同等の腫瘍集積が認められた。2ステップ法の腫瘍/正常組織比は早期から高く、腫瘍血液比は5時間後に6、24時間後に37、48時間後に66、96時間後182と極めて高い値に達した。I-125のデータを基にしてI-131を用いた場合の吸収線量を求めると、腫瘍、肝、腎の吸収線量は2ステップ法で5.50、0.15、0.31、1ステップ法で6.80、0.39、0.69cGy/μCiと計算された。2ステップ法を用いて正常組織の被曝を抑えながら腫瘍に治療量の内部放射線照射を行えることを示しており、放射免疫療法への応用が期待される。悪性腫瘍に対するモノクローナル抗体を放射線同位元素(RI)で標識してイメージングや治療を行う試みが現在まで数多くなされているが、RI標識抗体が血中プールや正常組織に留まり病変と正常組織のRI集積比(腫瘍/正常組織比)が不十分であることが問題であった。これを解決するためにpretargetingあるいは2ステップの方法が考案された。癌関連抗原およびハプテンの両方に特異性のあるBispecific Antibody(BsAb)を投与して病変に集積させたのち、RI標識ハプテンを投与する。大腸癌細胞株をヌードマウスの皮下移植し継代した。2ステップ法のBsAbとして抗CEA/抗DTPA抗体F6-743を用いた。さらに1ステップ法として抗CEA抗体F6のF(ab')2を用いた。BsAbをヌードマウスの尾静脈から投与した。48時間後、I-125標識DTPAハプテンを投与し、経時的に屠殺し放射能の体内分布を調べた。またI-125標識F6F(ab')2も体内分布を調べた。これらのデータをもとに腫瘍および正常組織の吸収線量を求めた。マウスにおける体内分布で2ステップ法では、I-125標識F6F(ab')2を用いる1ステップ法と同等の腫瘍集積が認められた。正常組織からの洗い出しは2ステップ法が有意に速かった。吸収線量の腫瘍/正常組織比(therapeutic index)は1ステップ法で腫瘍/骨髄比が6.8、腫瘍/肝比が8.2であり、2ステップ法で43、11.7であった。今回の検討で2ステップ法にて1ステップ法よりも高い腫瘍/正常組織比を得ることができた。今回得られたtherapeutic indexは正常組織の被曝を迎えらながら腫瘍に治療量の内部放射線照射を行えることも示しており、放射性免疫治療へ応用できると考えられる。
顔の質感情報の時間的コーディングの研究

顔には、我々の社会生活に重要な情報が含まれている。我々が顔を見るとき、個体や表情を認識できるが、それは、眼、鼻、口などの形やそれら相互の距離など造作の形態情報に基づいている。さらに、年齢や体調などを推しはかることもできるが、肌や髪、眼などの質感情報に基づくと考えられる。このように、顔の質感は、個体の状態を見分けるために重要な情報を与える。本研究は、この顔の質感をコードする神経機構を明らかにすることを目的とし、顔の質感について、情報の時間的コーディングという観点から研究を進める。TE野では、ヒトかサルかの分類情報と個体・表情の情報が時間的に異なるタイミングでコードされることが明らかになっている。そこで、実験動物のTE野前部からニューロン活動を記録して、顔に対する応答を調べ、質感情報の時間的コードを、個体や表情の情報の時間的コードと比較する。本年度は、従来の個体および表情の異なる顔画像セットに手を加え、質感の異なるセットを複数作成した。具体的には、光沢を増強・減弱して、あるいは、スタイル変換の手法を用いて、質感を変化させた。これらの顔画像セットを用いて、TE野前部から単一ニューロン活動の記録を行った。その結果、ニューロンの顔画像に対する応答の強さに、質感の変化が影響を与えることが分かってきた。また相互情報量解析により、質感の情報がコードされるタイミングを、個体あるいは表情の情報と比較した。光沢の違いは、時間的に画像呈示後の遅いタイミングで現れ、顔表情の情報処理を乱さない一方、スタイル変換の影響は時間的に早くからみられ、表情の情報処理を弱めていた。光沢の違いとスタイル変換は、異なるメカニズムで顔の情報処理に影響を与えることが示唆された。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。単一ニューロン活動のデータの収集およびデータ解析が進展しているため。顔の質感に特有な情報コーディングかどうかを調べるため、顔以外の物体に対する刺激セットを用いた実験を行う。
うつ病治癒機転におけるユビキチンリガーゼkf-1の機能解析

小胞体局在型ユビキチンリガーゼKf-1と小胞体ストレスとの関連性について検討した。異常タンパク質の細胞内への蓄積は,小胞体ストレスを誘発することが知られている。ユビキチンリガーゼには小胞体ストレスにより発現誘導され,異常タンパク質の分解促進を介し小胞体ストレスを軽減する役割を果たす分子種が存在する。そこでKf-1発現量が小胞体ストレスによって誘導されるかどうか,リアルタイムRT-PCR法により検討した。小胞体ストレス誘発剤であるthapsigargin(1μM)をHEK293細胞に15時間処置し,細胞よりRNAを抽出した。またユビキチンリガーゼ分子種間の比較対照として,小胞体局在型ユビキチンリガーゼであるHRD1及びTEB4を用いた。小胞体ストレスによりHRD1は発現誘導をTEB4は発現変動しないことが報告されている。それぞれの発現量は,house keeping geneであるβ-actinに対する相対量を,コントロール群を1とし算出した。その結果,Kf-1発現量はTEB4同様,小胞体ストレスによる影響を受けなかった。しかし,小胞体ストレスはHRD1発現を誘導した。次に小胞体ストレスがKf-1タンパク質の安定性に影響するかどうか検討した。Kf-1を一過性に発現させた細胞にthapsigargin(1μM)を15時間処置し,細胞抽出液を作成した。免疫沈降法/イムノブロット法によりKf-1タンパク質を検出した結果,小胞体ストレスはKf-1タンパク質量に影響を与えなかった。これらのことから小胞体ストレスは,Kf-1遺伝子の発現誘導またKf-1タンパク質の安定性に影響しないことが明らかとなった。Kf-1のユビキチンリガーゼ活性を調節する相互タンパク質の探索を開始した。ユビキチンリガーゼ活性に重要なRINGドメインを含むC末端をbaitとして、この部分と相互作用するタンパク質をyeast two hybrid法により探索した結果、カルモジュリン、SKP1及びBAP1が同定された。これらタンパク質との相互作用を確認するため、in vitro pull down assay及び免疫沈降法(in vivo)にて検討した。In vitro pull down assayはGSTタグ付きhKf-1(GST-hKF-1)にHEK293細胞の細胞抽出液を反応させた。免疫沈降法はHEK293細胞に過剰発現させたV5-His_6標識hKf-1をV5抗体で免疫沈降した。Kf-1とカルモジュリン、SKP1及びBAP1との結合はイムノブロット法で同定した。その結果、in vitro及びin vivoともに、いずれのタンパク質もKf-1との相互作用が認められなかった。一方、Kf-1が小胞体に局在するユビキチンリガーゼであることから、逆行輸送の構成タンパク質であるVCP(p97)が結合している可能性が考えられた。そこでVCPとの結合を同様の操作で検討した。しかしながらKf-1とVCPの結合は認められなかった。In vivo pull downassayでKf-1に結合しているタンパク質を銀染色にて可視化した結果、複数のタンパク質が認められた。その中で分子量約27kDaのタンパク質が大量に結合していることが明らかとなった。現在このタンパク質を質量分析によって解析しようと計画している。
食欲調節ホルモンによる情動制御の神経基盤の解明

摂食調節作用を有する神経ペプチドの脳室内投与によって精神背理学的な運動活性が変化する。そこで、情動行動を指標としてこれらの神経ペプチドの情動行動に及ぼす影響や作用機序を探った。その結果、キンギョ、ゼブラフィッシュおよびメダカにおいて、オレキシン、PACAP、コレシストキニンなどの摂食調節作用を有する神経ペプチドはこれら魚類の不安様行動に影響を及ぼし、GABA作動性の反応と関係することが明らかになった。平成27年度では、食欲調節ホルモンや関連した情報伝達系による、情動に係る生得的行動や行動を駆動する脳機能の解明を目指して、分子遺伝学的解析と神経行動学的解析に優れた動物モデル(小型魚類)を用いて研究チーム3名が、個々の得意分野を活かしながら、脳機能解明のための技術開発も合わせて研究を推進した。さらに、理工学研究部テニュアトラック事業に関する研究プロジェクトととも連携しつつ、小型魚類をモデルとした世界レベルの新規研究拠点の形成を目指すことを主な目的とした。当初に予定していた研究項目について、順調に研究を進めることができた。特に、遺伝子改変動物の作出に関しては、1ー2例の解析を進めるにまで至った。平成28年度では、食欲調節ホルモンや関連したホルモン情報伝達系(コレシストキニン、神経ペプチドY、オレキシン、PACAP、バソトシン、ミネラルコルチコイド)による、摂食と情動に係る生得的行動や行動を駆動する脳機能の解明を目指して、分子遺伝学的解析と神経行動学的解析に優れた動物モデル(小型魚類)を用いて研究チーム4名が、個々の得意分野を活かしながら、脳機能解明のための技術や行動観察の方法論も合わせて研究を推進した。その結果、神経ペプチドYとオレキシンの相互作用、ミネラルコルチコイド受容体ノックアウトメダカにおける異常行動の観察、バソトシン受容体ノックアウトメダカにおける摂食・情動行動への影響について、重要な知見を得ることができた。また、PACAP及びその受容体ノックアウトゼブラフィッシュを作出し、行動への影響を探る実験が可能となった。さらに、理工学研究部テニュアトラック事業に関する研究プロジェクトや所属機関と国外研究機関との交流協定と連携しつつ、小型魚類をモデルとした世界レベルの新規研究拠点の形成も主な目的とした。特に、遺伝子改変動物に関しては、1ー2例の行動解析を進めるにまで至っている。平成29年度(最終年度)では、昨年度に引き続いて食欲調節ホルモンや関連したホルモン情報伝達系(コレシストキニン、神経ペプチドY、オレキシン、PACAP、アルギニンバソトシン、ミネラルコルチコイド)による、摂食と情動に係る生得的行動やこれらの行動を駆動する脳機能の解明を目指して、分子遺伝学的解析と神経行動学的解析に優れた動物モデル(小型魚類:キンギョ、ゼブラフィッシュ、メダカ、ウシガエル幼生)を用いて研究チーム4名が、個々の得意分野を活かしながら、脳機能解明のための技術や行動観察の方法論も合わせて研究を推進した。その結果、神経ペプチドYとオレキシンの相互作用、ミネラルコルチコイド受容体ノックアウトメダカにおける異常行動の観察、バソトシンノックアウトおよび同受容体ノックアウトメダカにおける摂食・情動行動への影響に関して、研究を進めることができた。また、PACAP及びその受容体ノックアウトゼブラフィッシュを作出し、行動への影響を探る実験を実施し、情動行動や記憶学習行動への影響を見出すことができた。さらに、理工学研究部テニュアトラック事業に関する研究プロジェクトや所属機関と国外研究機関との交流協定と連携しつつ、小型魚類をモデルとした世界レベルの新規研究拠点の形成も主な目的とし、マレーシア国モナッシュ大学医学健康科学学部との小型魚類の行動解析に係る国際共同研究体制を構築した。平成27年度には主に項目(1)(4)の実験を進めることが出来たため、平成28年度では引き続きこれらの項目に関する実験を実施する予定である。特に神経基盤・物資基盤に関する解析では遺伝子改変動物を用いた実験を重点的に進める。平成28年度には主に研究項目(1)(4)の実験を進めることが出来たため、平成29年度では引き続きこれらの項目に関する実験を実施する予定である。特に神経基盤・物資基盤に関する解析では遺伝子改変動物を用いた実験も重点的に行い、最終年度として研究成果を総括する。29年度が最終年度であるため、記入しない。比較神経内分泌学29年度が最終年度であるため、記入しない。