hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高気圧酸素療法の虚血後神経細胞保護効果における神経成長因子の役割を解明する

ウサギ腹部大動脈内で15分間肺動脈バルーンを拡張し脊髄一過性虚血モデルを作成後高気圧酸素治療群と非治療群の2群にわけ、7日後までTalrov scoreにて神経学的評価をおこなった。治療群は100%酸素にて絶対3気圧の高気圧酸素療法を1時間行った。虚血後8時間、1日、2日と7日に安楽死させ脊髄を取り出し、パラフィン切片および凍結切片を作製しHE染色、免疫染色を施行した。神経学的には非治療群では経時的に四肢麻痺が進行し、組織学上脊髄前角細胞数の減少を認めアポトーシスを示唆する所見を得た。これは虚血後24時間でD4-GDIの免疫染色の陽性像をもってアポトーシスが関与しているものと推察した。しかし虚血後早期に高気圧酸素療法を施行した群では神経学的兆候や組織学的な改善が得られた。この原因を検索すべく単純虚血群で免疫染色による解析を行った結果NMDA受容体の過剰反応に起因すると考えられるnNOSの活性化とその下位シグナルにあたると考えられる3-nitrotyrosineの発現が虚血後8時間で認められ、細胞障害ひいては細胞死を誘導する可能性を結論した。これに対して虚血後早期に高気圧酸素療法を施行した群ではnNOSの活性化とその下位シグナルにあたると考えられる3-nitrotyrosineの発現が抑制され、これが高気圧酸素療法による神経細胞保護機序の一因であると結論した。次にsurvival signalの一つとして神経栄養因子であるGDNF (glialcell line-derived neurotrophic factor)を想定し両群で発現様式の違いについて同様に免疫学的な検索を行った。この結果GDNFの発現様式は治療群・非治療群で差がなく、若干の発現強度の差は見られたものの高気圧酸素療法の機序十分に説明するには至らないと結論した。神経栄養因子の一つであるtransforming growthfactor(TGF)のスーパーファミリーに属するgliacell line-derived neurotrophic factor(GDNF)はグリア細胞由来の成長因子で中脳のドパミン神経細胞の生存と分化を促進する物質として注目されている。またGDNFは神経細胞損傷後の再生を促進するとの報告もあり、中枢神経系の虚血再潅流障害を軽減する可能性が示唆されている。現在までラットの一過性中大脳動脈閉塞モデルにおいて、GDNFの局所投与により脳浮腫が有意に軽減され同時に遅発性細胞死を抑制したとの報告がなされている。このような実験結果を背景として、一過性脊髄虚血において運動ニューロンでのGDNFの発現が神経細胞のdelayed deathにどのような影響をおよぼすか、また高気圧酸素による治療効果がGDNFの発現にどのように影響をあたえるのか組織学的に検討することにある。平成13年度はコントロール(非治療群)でモノクローナル抗体を用いてGDNF発現の時系列検討(再潅流後8・24時間・2・7日後)を行なったところ、虚血再潅流後8時間の時点で免疫組織染色にて強陽性の所見が得られ、その他の時間では陰性であった。また同時にGDNFに対する受容体と考えられるc-ret porto-oncogene receptor(RET)も虚血再潅流後8時間の時点で免疫組織染色にて強陽性の所見が得られた。本年は高気圧酸素施行群でGDNFの発現様式を検討し、本療法の細胞保護効果につき検討する予定である。

虚血後8時間、1日、2日と7日に安楽死させ脊髄を取り出し、パラフィン切片および凍結切片を作製しHE染色、免疫染色を施行した。神経学的には非治療群では経時的に四肢麻痺が進行し、組織学上脊髄前角細胞数の減少を認めアポトーシスを示唆する所見を得た。これは虚血後24時間でcaspase-3の免疫染色の陽性像をもってアポトーシスの証明を行った。しかし虚血後早期に高気圧酸素療法を施行した群では神経学的兆候や組織学的な改善が得られた。この原因を検索すべく単純虚血群で免疫染色による解析を行った結果NMDA受容体の過剰反応に起因すると考えられるnNOSの活性化とその下位シグナルにあたると考えられる3-nitrotyrosineの発現が虚血後8時間で認められ、細胞障害ひいては細胞死を誘導する可能性を結論した。これに対して虚血後早期に高気圧酸素療法を施行した群ではnNOSの活性化とその下位シグナルにあたると考えられる3-nitrotyrosineの発現が抑制され、これが高気圧酸素療法による神経細胞保護機序の一因であると結論した。次にsurvival signalの一つとして神経栄養因子であるGDNF(glialcell line-derived neurotrophic factor)を想定し両群で発現様式の違いについて同様に免疫学的な検索を行った。この結果GDNFの発現様式は治療群・非治療群で差がなく、若干の発現強度の差は見られたものの高気圧酸素療法の機序十分に説明するには至らないと結論した。
アフタ病態解明に向けた糖質コルチコイド変動とγδT細胞免疫応答能の解析

アフタ発症のメカニズムは未だ不明な点が多く,診断はもっぱら現病歴や臨床所見に基づいたものでしかない.それゆえに根拠となる客観的な指針がないのが現状である.治療法においても根本的な方法は確立されておらず,現時点では対症的な方法にとどまっている.本研究ではアフタ性口内炎の要因として挙げられるストレス,免疫機構の関わりについて探求を試みた.唾液中のストレスマーカーを測定した結果,口内炎ができやすいと感じる体質の程度によって変動する可能性が示唆された.糖質コルチコイド(GC)に呼応して免疫細胞の時計遺伝子が誘導性に発現することや,γδT細胞の免疫応答能を有する可能性が示唆された.またサーカディアンリズムにはストレスシグナルが直接影響していることが示された.以上より,アフタ発症にはストレスに起因するGCの変動やサーカディアンリズムの異常が関わっている可能性が考えられた.アフタ発症のメカニズムは未だ不明な点が多く,診断はもっぱら現病歴や臨床所見に基づいたものでしかない.それゆえに根拠となる客観的な指針がないのが現状である.治療法においても根本的な方法は確立されておらず,現時点では対症的な方法にとどまっている.本研究ではアフタ性口内炎の要因として挙げられるストレス,免疫機構の関わりについて探求を試みた.唾液中のストレスマーカーを測定した結果,口内炎ができやすいと感じる体質の程度によって変動する可能性が示唆された.糖質コルチコイド(GC)に呼応して免疫細胞の時計遺伝子が誘導性に発現することや,γδT細胞の免疫応答能を有する可能性が示唆された.またサーカディアンリズムにはストレスシグナルが直接影響していることが示された.以上より,アフタ発症にはストレスに起因するGCの変動やサーカディアンリズムの異常が関わっている可能性が考えられた.アフタの発症メカニズムは未だ不明な点が多く,明確な答えはない,診断はもっぱら現病歴や臨床所見に基づいたものでしかない,それゆえに根拠となる客観的な指針がないのが現状であり,治療法においても根本的な方法は確立されておらず,現時点では対症的な方法にとどまっている.そのため、本研究の目的はアフタの病態解明に向けて,特に全身疾患とも関わりのある再発性のアフタ性口内炎(Recurrent Aphthous Stomatitis: RAS)に着目し,その要因として挙げられているストレス,免疫機構,微生物との関わりについて解析を試みることを目標に本年度は準備してきた.I.対象:本研究期間で検討する患者群は10名程度を目標とすることが妥当と考えているが,現在サンプル採取進行中である.II.唾液:コルチゾールの分泌量は起床時前後に最も高く,午前中には減少し,午後に安定するというサーカディアンリズムをもっているため,採取を1日3、4回として継時的測定を行う予定で現在進行中である.コルチゾール濃度はサンプルの粘性に影響するため,採取5分以内の飲水および30分以内の歯磨きを制限し,食事前のものとする.また必要量を排出できない者に対しては測定に影響しないガムを咀嚼してもらい採取している.採取後,-20°Cでの凍結および融解後,1500g×15分遠心しムチンを沈殿させ,上精を-80°Cで保存している.測定は全サンプルを同時に行なう予定である.再発性のアフタ性口内炎(Recurrent Aphthous Stomatitis : RAS)単独では症例数が少なく,充分な数が集まっていないのが現状であった.その要因としてはアフタ単独での受診が少ないこと,他の治療との混在により診断が不確定となることなどが挙げられる.ストレス,免疫機構微生物との関わりについて解析を試みることを目標としているが,口腔乾燥などの症例もサンプリング対象に広げて採取することを目標としている.・対象症例の基準を広げサンプル採取進行中である.・今年度はサーカディアンリズム関連遺伝子であるper2ノックアウトマウスを入手できたためこのマウスを使ってγδTCR,コルチコステロイドの影響について検討を行った.また,Bリンパ球,Tリンパ球を欠損したNOD-SCIDマウスに,単離したヒト末梢血単核球を移植し,コルチコステロイドの影響について検討を行い,現在進行中である.発性のアフタ性口内炎(Recurrent Aphthous Stomatitis : RAS)の単独症例は当大学病院への受診数が少なく,統計的解析を行い得る検体数に限界があった.また,当該症状を呈する症例においても他の治療との混在により診断が不確定となることなどが挙げられた.本研究ではRAS患者のストレス,免疫機構,微生物との関わりについて解析を試みることを目標としているが,サンプリング対象を拡大解釈し,潜在的にアフタを生じやすいか否かを予め問診し,その生じやすさの有無を比較することで解析を試みた.対象は当院の看護学生70名を対象として唾液中のストレスマーカーとされるクロモグラニンAおよび分泌型IgA、コルチゾールをELISA法により測定した.サーカディアンリズム関連遺伝子であるper2ノックアウトマウスを用いて脾臓中のγδTCR濃度,さらに血中コルチコステロイドの変動の有無について測定を行った.また,Bリンパ球,Tリンパ球を欠損したNOD-SCIDマウスを用いて,これにヒト末梢血単核球を移植し,血中コルチコステロイドの変動の有無について検討を行った.
理化学ガラス細工の講習用ビデオ教材の製作

研究目的本研究の目的は、大学の研究者及び学生に対するガラス細工講習会を通して、安全にガラス器具を使える環境作りを促進することである。受講者に予備知識として講習内容を伝えることと、受講時の内容をいつでも再確認できる環境づくりが必要である。このために本研究では、研究者・学生が安全にガラス加工実験を行えるよう、ビデオによるガラス細工講習教材を製作する。研究方法1.ガラス細工講習会用の冊子「ガラス細工の初歩」の内容を映像化する。2.パソコンで編集し、DVDビデオ形式、Webで配信可能な形式で保存する。3.研究者・学生が研究室で行うガラス細工と環境の実態を調査する。4.上の調査とガラス細工講習会における受講者の意見から、ビデオ内容の追加・修正を行う。5.完成したビデオを用いて講習会を行うとともに、Webで公開し、全国的な利用に供する。研究成果炎の中の溶けたガラスを映し出すため、いろいろなレンズフィルターを用い撮影した。ガラス細工を正面から撮影するだけでなく、受講者の目線に近い角度からの撮影も試みた。この映像が予想以上に分かりやすく、手の動き、ガラスの状態、バーナーの火力を効果的に受講者に伝えることができた。講習内容を映像化しWeb配信をすることで、今後のガラス細工講習会でおおいに役立てることができる。また、Webで公開している「ガラス細工の初歩」PDFファイルに今回制作した動画を組み込むことで、文字・音声・映像を同時に伝えることができる。
星周におけるダスト形成:核形成速度推定の試み

本研究では,宇宙における固体物質の形成・進化の鍵を握るダストの形成に関し,気相からの核形成,粒子成長過程の速度論的係数を実験的に決定することを目的とした.凝縮係数が進化のタイムスケールと線形の関係にあるため,それが一桁異なると,進化のタイムスケールが1桁異なる事になり,恒星進化にとって決定的な役割を果たす.初年度は,気相中と固相中の分子種が単純で等しい鉄をターゲットとして研究を進め,平衡に比較的近い条件では係数は1よりやや小さくなり,非平衡の程度の大きい条件下では1となるという結果を得た.前年度の研究を詳細に検討した結果,実験装置内におけるガスフラックスの見積もりに誤りがあることが判明し,その原因となったガス導入管の改善をおこなった.数種にわたる改善を重ねた結果,最終的に最適のものの作成にいたった.それを用いて,再度鉄の凝縮実験をおこない,一定温度のものと,過飽和比をコントロールした実験をおこなった.その結果,過飽和比が10以上の条件において凝縮係数は1となることを明らかとした.この結果は,世界で初めて実験的に凝縮係数を決定することに成功したものである.また,実験の副産物として,鉄がアルミナ基盤上に容易に核形成することが明らかとなった.従来は表面張力の大きさのため,鉄は酸化物上では核形成不可能と考えられることが多かったが,酸化物表面のミクロスケールのラフネスを考慮にいれていない誤った議論であることが明らかとなった.これらの結果は,宇宙における固体形成の描像に大きな変化をもたらすこととなった.鉄よりさきに珪酸塩鉱物などが凝縮していれば,鉄は容易に凝縮することとなる.ガスの圧力と冷却時間の関係における固体粒子の形成過程をモデル化した.これらの結果は39th Lunar Planetary Science Conferenceにおいて発表し,現在論文を失費地中である.本研究においては、星周条件における気相からのダスト凝縮速度を求めることをめざしている。気相からの核形成過程を実験的に研究することは、技術的に大きな困難がともなうため、その第一歩として、本研究においては、気相分子と固体分子がひとしい金属鉄をターゲットとする。核形成を支配する要素のうち、表面張力は既存データがあるため、ガス分子の付着確率を決定することが、核形成速度を決定することになる。本年度はまず,基盤の存在する条件における鉄の凝縮係数の決定に成功した.凝縮係数は温度,ガス分圧の関数であると予想されるため,基盤温度,ガスフラックスを変化させた実験を行った結果,大局的に凝縮係数は1に近いが,平衡に近い条件(過飽和度が比較的小さい条件)では1より小さくなるが,非平衡条件においては1であることが判明した.その値を温度,圧力の関数としてした.成長における凝縮係数を核形成における凝縮係数に等しいと仮定し,それを用いて,晩期星周の極端に非平衡条件でダスト成長がおこる場合と,初期太陽系のような比較的平衡に近い条件で成長が起こる場合の,粒子成長における凝縮係数の役割を評価した,原料消費を考慮したカイネティックなダスト形成モデルを用い,ダスト成長速度,平均サイズ分布,成長時間などを求めた.その結果,凝縮係数が1あるいはそれにきわめて近い場合,凝縮係数の効果は小さいことが判明した.現在,より広範囲の温度,過飽和度条件下の実験を進めており,次年度における核形成の凝縮係数とあわせ,より精密な議論が展開できる予想である.本研究では,宇宙における固体物質の形成・進化の鍵を握るダストの形成に関し,気相からの核形成,粒子成長過程の速度論的係数を実験的に決定することを目的とした.凝縮係数が進化のタイムスケールと線形の関係にあるため,それが一桁異なると,進化のタイムスケールが1桁異なる事になり,恒星進化にとって決定的な役割を果たす.初年度は,気相中と固相中の分子種が単純で等しい鉄をターゲットとして研究を進め,平衡に比較的近い条件では係数は1よりやや小さくなり,非平衡の程度の大きい条件下では1となるという結果を得た.前年度の研究を詳細に検討した結果,実験装置内におけるガスフラックスの見積もりに誤りがあることが判明し,その原因となったガス導入管の改善をおこなった.数種にわたる改善を重ねた結果,最終的に最適のものの作成にいたった.それを用いて,再度鉄の凝縮実験をおこない,一定温度のものと,過飽和比をコントロールした実験をおこなった.その結果,過飽和比が10以上の条件において凝縮係数は1となることを明らかとした.この結果は,世界で初めて実験的に凝縮係数を決定することに成功したものである.また,実験の副産物として,鉄がアルミナ基盤上に容易に核形成することが明らかとなった.従来は表面張力の大きさのため,鉄は酸化物上では核形成不可能と考えられることが多かったが,酸化物表面のミクロスケールのラフネスを考慮にいれていない誤った議論であることが明らかとなった.これらの結果は,宇宙における固体形成の描像に大きな変化をもたらすこととなった.鉄よりさきに珪酸塩鉱物などが凝縮していれば,鉄は容易に凝縮することとなる.ガスの圧力と冷却時間の関係における固体粒子の形成過程をモデル化した.これらの結果は39th Lunar Planetary Science Conferenceにおいて発表し,現在論文を失費地中である.
ニュートリノ物理に関する総合的研究

ニュートリノ物理学を種々の実験的手段と理論的道具立ての検討を基に,総合的に研究の促進を図ることが本研究の目的であった。研究期間の3年間に以下のような成果が得られた。研究目的1 [加速器や原子炉を利用した長基線ニュートリノ振動実験の検討]加速器を用いた長基線ニュートリノ振動実験は.高エネルギー研究機構からニュートリノ・ビームをスーパーカミオカンデに打ち込むK2K実験の準備が進み,ニュートリノ・ビームラインの建設,前置検出器の開発.建設が終了してビームを打ち出す調整の段階に入った。この12ケ月以内に実験が開始される予定である。原子炉より生成される反ニュートリノを1,000トン液体シンチレータ検出器を用いて観測する.ニュートリノ振動実験,KamLANDは,17インチ高性能光電子増倍管の開発が終了して,1300本の増産を開始した。液体シンチレータの開発.プラスチック・シンチレータ容器の開発等が順調に進行し,2001年の実験開始を目指している。研究目的2 [加速器や原子炉を利用した短基線ニュートリノ振動実験の検討]名古屋大学と欧州研究機関の共同実験であるCHORUS実験のデータ解析が進行して,v_μ-v_1振動の結果が報告され新たな振動パラメータの制限領域が与えられた。研究目的3 [大気ニュートリノ異常の実験的、理論的検討]スーパーカミオカンデは,v_e,v_μによって生じた電子,ミュー粒子の天頂角分布の測定から,v_μの飛行距離に依存してミュ一粒子生成数が減少する結果を報告した。これは,v_μ-v_1振動の証拠を示すものであり,タウ・ニュートリノが有限質量を持つことを示す一大発見である。研究目的4 [太陽ニュートリノ欠損の実験的、理論的検討]スーパーカミオカンデは圧倒的な高統計データを用いて太陽ニュートリノのデータ解析を行い,太陽ニュートリノ欠損問題を解決するニュートリノ振動解に強い制限を与えた。今後は更にデータを蓄積して,v_e-v_μ振動の発見を目指す。研究期間の3年間、宮古、八幡平、大船渡で毎年80人規模の研究集会を開き、研究成果の報告、議論、研究方針の検討を行い研究推進を図った。本年度はニュートリノ物理学研究の内、ニュートリノ振動の実験的、並びに理論的研究を重点的に検討した。まず、将来計画である原子炉から来る電子型反ニュートリノ振動実験の可能性、実験手法、得られる成果について検討が行われ、1,000液体シンチレータ検出器をカミオカンデ(3000トン水槽)に設置する東北大学の計画では、ニュートリノ質量に関して世界最高感度での実験が可能であることが示された。更に、地球内部の放射性物質からくる反ニュートリノ振動実験も重要であり、検討が進められている。ν_μ【.upper filled circle.】ν_τ振動で世界の先端を行く名古屋大学グループのコーラス実験では、実験データがたまり、振動現象の発見に期待がかけられている。本年度は解析方法の能率化を行い解析が順調に進んでいることが報告された。今後の結果が待ち望まれる。カミオカンデで発見又は確認された大気ニュートリノ異常問題と太陽ニュートリノ欠損問題は、スーパーカミオカンデにその原因解決が託された。

スーパーカミオカンデは予告どおり本年度4月から実験が開始された。本年度は測定器の性能確認、解析手法の開発、データ解析を中心に努力が払われ、順調にデータがたまっている。来年度には、大気ニュートリノ異常問題と太陽ニュートリノ欠損問題に対する何らかの結果がでるものと期待される。一方、ニュートリノ振動の理論的研究では、カミオカンデで得られた、太陽ニュートリノデータと大気ニュートリノデータの問題を同時に解決する試みがなされ、特にν_e【.upper filled circle.】ν_μ【.upper filled circle.】ν_τの3種類のニュートリノ振動による詳細な解析が行われた。以上の研究結果に加えて、ニュートリノ物理学に関連する宇宙暗黒物質粒子探索、原子核2重ベータ崩壊探索、宇宙反粒子探索、宇宙超高エネルギー・ガンマー線探索等の実験的検討、解析結果が報告され、いずれも、今後の研究成果が待ち望まれる。本年度はスーパー・カミオカンデのデータが蓄積して、太陽ニュートリノ、大気ニュートリノの詳細な解析が可能になった。特に太陽ニュートリノ欠損問題や大気ニュートリノ異常問題を解明する有力な説である。ニュートリノ振動に関する解析でカミオカンデを大幅に凌駕する信頼度でニュートリノ振動の可能性が確認された。東北大学が推進している液体シンチレータ・反ニュートリノ観測実験は、実験装置の最終案が決まり、来年度から観測装置の建設が始まる。又使用する液体シンチレータの開発、新20′′光電子増倍管の開発も終わり、順調に研究が進行している。名古屋大学が行っているν^→_<μ←>ν_τ振動実験は、データ量が増大し、解析が急ピッチで進行している。今のところν_τ現象が見つかっていないが、今後の解析が期待される。つくば市の高エネルギー加速器研究機構(KEK)で生成したニュートリノ・ビームを神岡鉱山内のスーパー・カミオカンデに入射させてν^→_<μ←>ν_x振動を測定する実験は、現在KEK側でのビームラインの運転、装置建設の順調に行われており、1999年1月の実験開始に向けて研究者一丸となって取り組んでいる。本年度も日本におけるニュートリノ物理学及び関連する素粒子、宇宙物理学における最新の研究成果の発表と情報交換の場として、11月に八幡平で2日半の研究会を開催した。総出席者数58人、発表者数25人で活発な議論が行われた。以上のように、ニュートリノ物理学の実験的研究は、現在世界をリ-ドする研究が日本で行われており、現行実験のさらなる研究の推進と、これから実験装置が完成して実験開始を目指している研究に期待がかけられている。ニュートリノ物理学を種々の実験的手段と理論的道具立ての検討を基に,総合的に研究の促進を図ることが本研究の目的であった。研究期間の3年間に以下のような成果が得られた。研究目的1 [加速器や原子炉を利用した長基線ニュートリノ振動実験の検討]加速器を用いた長基線ニュートリノ振動実験は,高エネルギー研究機構からニュートリノ・ビームをスーパーカミオカンデに打ち込むK2K実験の準備が進み,ニュートリノ・ビームラインの建設,前置検出器の開発・建設が終了してビームを打ち出す調整の段階に入った。この12ヶ月以内に実験が開始される予定である。
海馬CA1樹状突起の情報統合における入力間相互作用と情報処理機能の解析

海馬CA1野錐体細胞の樹状突起には, CA3野からのシナプス入力が投射している.また,いわゆる記憶は神経細胞同士のつながり,すなわちシナプスの結合強度として表現されていると考えられている.神経細胞が,特定のパターンの入力をある出力パターンに変化する入出力装置とみなせるのならば,ある神経細胞のもつ入出力関係は,樹状突起に数多く存在するシナプスそれぞれの結合強度の分布として表現されている可能性がある.この樹状突起に沿ったシナプス結合強度分布を調節する要素として,シナプス可塑性の成立に深く関与する逆伝搬スパイク(bAP)の伝搬が調節される可能性を検証した.いくつかの先行研究で,シナプス可塑性は興奮膜特性を変化させるという報告があり, bAPの広がりもまた影響を受けると考えられた.そこで膜電位感受性色素を用いた光イメージングを行い, CA1野樹状突起における逆伝搬スパイクの空間的な広がりが,シナプス可塑性誘導前後でどのように変化するか計測した.その結果として,以下の点が明らかとなった.1. CA1樹状突起に長期増強を誘導するとbAPの振幅は増大し,逆に長期抑圧を誘導するとbAPの振幅は減少した.これらの間には強い正の相関が見られた.2.シナプス可塑性の誘導に不可欠なNMDA受容体の活性をブロックすると,シナプス可塑性の消失とともにbAPの調節も消失した.このことはbAPの調節はシナプス可塑性の誘導に伴って起こることを示している.以上の結果は,シナプス可塑性によって樹状突起膜特性が変化し,それによってbAPの振幅・空間的な広がりが影響されることを示している. bAPの広がりがシナプス可塑性によって影響されることは,『樹状突起に沿ったbAPの広がり』は可塑性を調節する要素の可塑性いわゆるメタ可塑性の一要素としてbAPが含まれるという仮説を示唆するものである.(抄録なし)神経細胞のシナプスにおいて,シナプス前,後細胞の活動タイミングで可塑性の方向と強度が決定されるとするスパイクタイミング依存性可塑性(spike-timing dependent plasticity:STDP)が広く知られている.しかし,実際の生体内では樹状突起にそって数多くのシナプスが存在しており,それらの間の相互作用によって,STDPがなんらかの影響を受けている可能性がある.そこで膜電位感受性色素による光イメージングを用い,CA1野樹状突起の近位部と遠位部それぞれへのシナプス入力が,それぞれの部位のSTDPにどう影響するかを検討し,以下の点を明らかにした.1.細胞体の発火に伴って樹状突起方向に伝搬するbackpropagatingaction potential(bAP)が,樹状突起を伝搬する間,シナプス入力によって変調されうる.変調のされ方は入力タイミングによって変わり,bAPと興奮性シナプス後電位が重畳すると増幅され,feed-forward抑制入力による抑制性シナプス後電位と重畳すると減弱される.また変調を受けたbAPはそのまま樹上突起を伝搬する.2.シナプス入力によってSTDP自体が変調される.これはシナプス入力によって変調されたbAPがSTDP形成に関わることによるものと考えられる.以上の結果から,STDPはそれが起こるシナプスにおけるシナプス前・後細胞の活動タイミングのみでなく,他の部位のシナプス入力タイミングによっても変化しうることが明らかとなった.これらは論文としてすでにまとめ終え,投稿を終えた.加えて,樹状突起の膜電位ダイナミクスのうち,feed-forward,feed-back抑制入力によるshunting効果がどれほどのものかを膜電位イメージングデータから抽出する手法を提案する研究を行い,発表した(学会発表1-2で発表).海馬CA1野錐体細胞の樹状突起には,CA3野からの興奮性入力および抑制性介在細胞からの抑制性入力が投射している.これらのシナプス入力は樹状突起の空間的広がりに伴って,それぞれの場所において異なる統合様式を示すと考えられる.事実,電子顕微鏡を用いた先行研究において,樹状突起に沿って興奮・抑制性シナプス数の比率が,細胞体からの距離に依存して全く異なることが示されている.しかしこの報告は細胞活性を失った固定試料によるシナプス数の計測にとどまっており,実際の神経回路中でどの程度のシナプス入力があり,樹状突起においてそれらがどうのように統合されているかは一切不明であった.そこで今回膜電位感受性色素を用いた光イメージングを行うことで,実際の興奮性・抑制性シナプス入力統合がCA1野樹伏突起においてどのように行われているかを,シナプス前・後細胞の相対活動タイミングに注目して検討した.その結果として,以下の点が明らかとなった.1.シナプス前細胞が後細胞より先に活動する場合,フィードフォワード抑制入力が後細胞の活動によって樹状突起に誘起される逆伝搬活動電位の振幅を抑圧し,その到達距離を調節する.またそれは活動タイミングに依存して変化する.2.シナプス後細胞が前細胞より先に活動する場合,フィードバック抑制入力が前細胞の活動によって樹状突起に誘起される興奮性シナプス後電位の振幅を大幅に抑圧する.以上の結果は,樹状突起の膜電位が,シナプス前・後細胞の活動タイミングに依存してダイナミックに変化することを示している.また逆伝搬活動電位の到達距離が調節されることによって,樹状突起におけるヘブ型学習が樹状突起のどの位置で可能となるかを決定しうると考えられ,神経細胞が空間素子である特性を記憶情報処理にうまく利用している可能性を示唆するものである.

海馬CA1野錐体細胞の樹状突起には, CA3野からのシナプス入力が投射している.また,いわゆる記憶は神経細胞同士のつながり,すなわちシナプスの結合強度として表現されていると考えられている.神経細胞が,特定のパターンの入力をある出力パターンに変化する入出力装置とみなせるのならば,ある神経細胞のもつ入出力関係は,樹状突起に数多く存在するシナプスそれぞれの結合強度の分布として表現されている可能性がある.この樹状突起に沿ったシナプス結合強度分布を調節する要素として,シナプス可塑性の成立に深く関与する逆伝搬スパイク(bAP)の伝搬が調節される可能性を検証した.いくつかの先行研究で,シナプス可塑性は興奮膜特性を変化させるという報告があり, bAPの広がりもまた影響を受けると考えられた.そこで膜電位感受性色素を用いた光イメージングを行い, CA1野樹状突起における逆伝搬スパイクの空間的な広がりが,シナプス可塑性誘導前後でどのように変化するか計測した.その結果として,以下の点が明らかとなった.1. CA1樹状突起に長期増強を誘導するとbAPの振幅は増大し,逆に長期抑圧を誘導するとbAPの振幅は減少した.これらの間には強い正の相関が見られた.2.シナプス可塑性の誘導に不可欠なNMDA受容体の活性をブロックすると,シナプス可塑性の消失とともにbAPの調節も消失した.このことはbAPの調節はシナプス可塑性の誘導に伴って起こることを示している.以上の結果は,シナプス可塑性によって樹状突起膜特性が変化し,それによってbAPの振幅・空間的な広がりが影響されることを示している. bAPの広がりがシナプス可塑性によって影響されることは,『樹状突起に沿ったbAPの広がり』は可塑性を調節する要素の可塑性いわゆるメタ可塑性の一要素としてbAPが含まれるという仮説を示唆するものである.予定していた備品の導入が遅れたため,申請時に記載した計画に対し遅れが生じた.しかしその間は,これまで行なっていた研究内容を発展させ,本研究と関連ある別テーマに取り組み,ある程度の結果を得ることができた.現在は予定していた備品の導入も終わり,計画に従って研究を開始するところである.概ね当初の研究計画にしたがって研究が進んでおり,それに対する成果も同時に得られているのため,順調に推移していると考えている.今後は可能な限り早い段階で,平成24年度の研究成果を学術論文としてまとめることを目指す.今後は本来の研究計画に則って研究をすすめる.ただし,昨年度行った別テーマの本研究に関連する研究内容についても,早い時期に学術論文としてまとめていく予定である.本来の研究計画に則り研究を進める。平成24年度の研究成果については若干の追加実験を行い,学術論文としてまとめる予定である.平成25年度には新しい方針として,コンピュータシミュレーションを用いて生理実験では行うことが難しい条件設定の実験を行い,それを加えて最終年度のまとめとする.(抄録なし)
東南アジアにおける「一村一品型起業人材」の動静に関する比較研究

本研究では、アセアン各国の「一村一品運動」政策の課題の共通点や相違に着目しつつ、その評価を行うとともに、農村「起業家」のありようについて分析し、アセアン諸国の専門家とともに政策の評価、地域産品市場化の課題、農村事業家の発展可能性等を中心に研究活動を推進した。この調査結果については、逐次国際セミナーにおいて発表するとともに、研究ワークショップの開催、研究報告書(英文)を通して成果の普及につとめた。平成21年度の研究は、その研究基盤の整備、研究協力機関とのネットワーク形成に重点をおき、資料の整備、研究協力者との連絡調整、対外セミナーへの参加、ワークショップの開催などを逐次行った。まず、研究代表者である井草は、マレーシアでのSDSI(マレーシア型一村一品)調査の実施を行ったほか、研究協力者と協力してマレーシア・クランタン大学でワークショップを実施(7月)、タイではチェンマイ大学を訪問して研究協力者と接触し調査の依頼と研究内容の打合せを行い、インドネシアではハサヌディン大学の研究者と接触、研究ネットワークの形成に務めた。また、同インドネシアでの「国際一村一品セミナー」に参加、調査報告を行った。また、国内では、アフリカ並びにアジアでの「一村一品運動」を研究しているJICA研究所の黒川研究員と研究情報の交換を行ったほか、「大分国際一村一品協会」の平松理事長と接触、国内外での調査協力を依頼した。研究分担者夏田は、国内での一村一品運動の動向を調査するとともに、タイを訪問、タイでの一村一品の近況を現地調査を実施、また、近隣のラオスにおける一村一品運動とこれに関連する農村起業家のありようについて予備的な調査を行った。研究分担者近藤は、主として国内における一村一品的なアプローチによる農村起業家の起業動機や課題についての理論的な調査、特に農村女性の活動に焦点を当てた研究を進めた。また、フィリピンの一村一品運動について大学研究機関と接触し、研究ネットワークの形成を実施中である。以上のように、平成21年度を通じアセアン主要国について各国キーパソンとの接触を通じて研究協力の約束と方法論の調整を行うことが出来、セミナー等を通じての研究ネットワークが深化できたと考えられる。平成22年度はこれらを踏まえ、本格調査の実施、各国代表者によるワークショップの開催につなげたいと考えている。平成22年度の当該研究は、昨年度の研究基盤の整備、研究協力機関とのネットワーク形成を踏まえて現地における各国専門家に依頼し、実態調査をAPUの科研研究者と共に実施した。また、本年の主要テーマである東南アジア一村一品運動の動向と農村起業家の実態について研究ワークショップを開催し、その成果を確認した。個別的には、タイでは研究協力を依頼したチェンマイ大学の研究者が現地調査を実施し、北タイ地域の農村起業家の実態をとりまとめ、インドネシアでは現地滞在のジェトロ専門家による「一村一品運動の実態報告を作成、マレーシアではマレーシア・プトラ大学(UPM)研究者による「一地方一工業」(SDSI)の政策報告書のとりまとめ、フィリピンではビジネス関係NGOのPBSPによるフィリピン一村一品と農村工業について現地レポートをそれぞれ作成している。これら現地調査活動のため、タイでは夏田が、フィリピンでは藤本、インドネシアとマレーシアについては井草が調整を行い現地研究者と共同で現地調査を行っている。これらの成果は既述のワークショップに反映させ、Proceedingsの形で印刷刊行し関係者に広く配布した。また、研究代表者である井草は、今回の調査を前提に、10月にはマレーシア工科大学での学術セミナー及びUPMでの国際セミナーAGREX10でプレゼンテーション、12月には「一村一品国際セミナー」およびアジア生産性本部(APO)による「一村一品セミナー」でそれぞれ調査成果を発表、1月にはカンボジア政府の委嘱で同国の一村一品運動推進のための諮問会議に出席するなど、今回の調査結果の成果普及、政策助言などを行っている。また、夏田は現地研究者と共に、主としてタイの事例について最終報告につながる論文を執筆中である。最終年である平成23年度は、これらを踏まえ調査の補強を行うと共に、新たな視角も加えた課題文責を行い最終調査発表につなげる予定である。平成23年度の当該研究は、昨年度集中的に実施した現地調査、セミナーなどを前提に、課題である東南アジアの一村一品運動と農村企業家の実態について、さらに内容を深め補強を行い、結果を総括して内外の研究者への参考に供するための報告書として仕上げることに重点をおいて調査研究活動をおこなった。個別的には、マレーシアとインドネシアを担当した井草は、5月と9月に現地を訪問、研究協力者と打合せながら補強調査を実施。特に、インドネシアについては9月にインドネシア国スマラン市で開催されたRRPG(Rural Research and Planning Group"セミナーに参加、調査成果を発表するとともに、意見交換を行った。タイについては、担当の夏田がチェンマイ大学を訪問、カウンターパートと調査の補強を行うとともにワークショップ原稿の改訂、最終報告作成にあたった。この最終報告は、目下、カナダの学術雑誌に掲載すべく推敲中である。また、調査協力者である藤本は、フィリピンのカウンターパートとの研究調整を行い、上記同様に、昨年度末のフィリピン報告の不備を調整、補強作業を行った。

これらの調査結果は、一昨年のインドシナ諸国でのワークショップ報告(APOによるラオス・セミナー・井草が参加)の幾つかの資料を加え、最終報告"The OVOP Movement and Rural Entrepreneurs in Southeast Asia"(2012年3月刊)として印刷刊行、関係者に配布した。また、アジア及び日本の「一村一品運動」を総括するものとして、2005年度にアジア経済研究所との共同研究「開発途上国と一村一品運動」(アジ研双書)を英文化、'The OVOP Movement and Local Development in Asia"(2011年12月刊,256p)として、同じく印刷・刊行、関係者への配布を行っている。これら二つの英文刊行物によって、当初、課題として設定した東南アジアの一村一品運動と農村企業家の実態分析について、日本のみならず課題を共有するアジアの研究者達に一定の学術的貢献がなされたものと考えている。
標的遺伝子の同定から探る位置固有な四肢骨形態形成を制御するHox機構の解析

基盤的データは既に前年度中に得られていたので、再現性確認および補強を実施した。これらについて論文を執筆し専門誌に投稿したところ、査読者から研究結果に基づいた大胆な議論を展開するよう、建設的な指導をいただいた。その結果以下の点で議論をさらに展開させ、論文に加えた。(1)手/足根骨は自脚基部に位置し、四肢骨の中では特徴的な形態形成と骨分化を遂げる。手/足根骨原基では、それより先端部分と異なりしばらくの間Hoxa11とHoxa13が共発現している。これが手/足根骨の特性と関連している可能性を、本研究で明らかになったHox標的遺伝子に対するHoxa13の作用に基づいて言及した。(2)Hox標的遺伝子中のHox結合領域には、複数のホメオドメイン(HD)転写因子結合部位が存在し、進化的に保存されている。Hox以外の四肢骨形成への関与が知られているHD転写因子も、これらに結合していることが示されていた。これらとHoxが、共通標的配列に多様な様式で結合することにより多様な転写環境を生み出し、その結果位置固有な四肢骨形態が生み出されている可能性を提唱した。(3)予定自脚領域で発現が低下し消失するHoxa11の発現制御にはHoxa11のイントロンに存在するHox結合配列が大きく関与していることが知られているが、Hoxa13がかなり特異的に結合していることについての解釈。これらに加えHox13が組織の成長的形態形成と軟骨分化のタイミングを自脚固有な様式で調節することにより、5本の指を持つ四肢動物に共通した自脚固有の形態形成を制御しているという仮説を提唱した。このようにして論文は長大なものとなったが、雑誌編集長の配慮により全てが掲載され、私がライフワークとする「四肢形成過程におけるHoxの機能を、標的遺伝子群の同定により明らかにする」という研究について、本論文を集大成の一つとすることができた。(1)改良したChIP-SEQ法により、マウスE11.5肢芽におけるHoxa11とHoxa13の標的遺伝子候補を網羅的に探索し、両者に共通した1752座の遺伝子を同定した。Hoxa13の標的遺伝子候補のうち、我々がGeneChip解析でHoxa13, Hoxd11-13のdKO肢芽で発現変化を確認した遺伝子と対応させると、発現低下する遺伝子420座、発現上昇する遺伝子444座が該当し、これらがHoxa13による発現調節を直接受けている可能性が示された。これらのうち、Hoxa11の標的遺伝子と共通しているものが、Hox13dKOで発現上昇するもの96座、発現低下するもの77座が存在することが判明した。これらの中には、既に四肢骨形成に関与することが示されている、Aff3, Shox2等の転写因子や、シグナル伝達系を構成する複数の因子が見いだされた。このほかにも四肢軟骨形成における機能未同定だが、肢芽で特異的な発現を示す他種の遺伝子が見いだされ、今後の解析が期待される。(2)柱脚、軛脚骨形成に関与するホメオドメイン転写因子Shox2の既報の標的遺伝子について、今回明らかになったHoxa11とHoxa13の共通標的遺伝子のうちHox13KOで発現変動する遺伝子のほとんどが共通することが判明した。これにより四肢骨形成過程が、位置特異的に発現する複数のホメオドメイン転写因子による共通標的配列を介した調節によって実現化していることが示された。(3)Bmp2, Aff3, Shox2等の一部のHox標的遺伝子について、HoxKO胚での発現変化を解析した。Bmp2については、dKOでの自脚先端部での発現消失、Aff3は自脚全体での異所的発現、Shoxについては、自脚の特異的な部分での異所的な発現が観察され、それそれが固有の様式でHox13による転写制御を受けていることが判明した。Hoxa11とHoxa13のE11.5肢芽におけるChIPSEQには成功し、以前からのデータとの照合を行いつつ、順調に解析を進めている。昨年10月に競合研究者が、我々と同様な研究について論文発表を行い、Hoxd13についてもChIPSEQを行って、Hoxa13と同様な結果を得ているため、我々が独立してHoxd13のChIPSEQを実施することは断念した。Hoxd13のChIPSEQを実施しない代わりに、競合のないHoxa11標的遺伝子の解析にウェイトを置くことにした。今後は、Hoxa11標的遺伝子とHoxa13標的遺伝子の比較や、共通標的遺伝子に対してそれぞれのHoxがどのような様相で発現制御を行うのか、という課題に絞る。受精卵凍結状態であった、Hoxd13が軛脚で異所的に発現して軛脚の短縮化が引き起こされるUlnaless系統の復活に成功し、現在胚の採取を行える状態まで繁殖が進んでいる。Hoxa13の標的遺伝子候補Tshz2, Bmp2, Mecom, Aff3, Auts2については、ChIPSEQで同定された標的配列のうち進化的に保存されたホメオドメイン転写因子結合部位を含む領域(HBSCE)をCRISPR/CASを用いて欠失させた(CisKO)系統の作製に成功し、現在戻し交配と予見的にホモ接合個体を採取する実験が進行中である。Hoxa11の標的遺伝子について、Hoxd11とHoxa11の二重欠失ホモ胚での発現変化を解析するため、共同研究でHoxa11標的遺伝子破壊系統を作製した。

また、典型的なHBSCEのエンハンサー活性の解析について、レポーターアッセイをニワトリ胚肢芽への遺伝子導入により行うべく系を立ち上げ、Shox2HBSCEについては結果が得られつつあり、今後順調に展開させてゆく基盤が得られた。基盤的データは既に前年度中に得られていたので、再現性確認および補強を実施した。これらについて論文を執筆し専門誌に投稿したところ、査読者から研究結果に基づいた大胆な議論を展開するよう、建設的な指導をいただいた。その結果以下の点で議論をさらに展開させ、論文に加えた。(1)手/足根骨は自脚基部に位置し、四肢骨の中では特徴的な形態形成と骨分化を遂げる。手/足根骨原基では、それより先端部分と異なりしばらくの間Hoxa11とHoxa13が共発現している。これが手/足根骨の特性と関連している可能性を、本研究で明らかになったHox標的遺伝子に対するHoxa13の作用に基づいて言及した。(2)Hox標的遺伝子中のHox結合領域には、複数のホメオドメイン(HD)転写因子結合部位が存在し、進化的に保存されている。Hox以外の四肢骨形成への関与が知られているHD転写因子も、これらに結合していることが示されていた。これらとHoxが、共通標的配列に多様な様式で結合することにより多様な転写環境を生み出し、その結果位置固有な四肢骨形態が生み出されている可能性を提唱した。(3)予定自脚領域で発現が低下し消失するHoxa11の発現制御にはHoxa11のイントロンに存在するHox結合配列が大きく関与していることが知られているが、Hoxa13がかなり特異的に結合していることについての解釈。これらに加えHox13が組織の成長的形態形成と軟骨分化のタイミングを自脚固有な様式で調節することにより、5本の指を持つ四肢動物に共通した自脚固有の形態形成を制御しているという仮説を提唱した。このようにして論文は長大なものとなったが、雑誌編集長の配慮により全てが掲載され、私がライフワークとする「四肢形成過程におけるHoxの機能を、標的遺伝子群の同定により明らかにする」という研究について、本論文を集大成の一つとすることができた。Hoxa11/Hoxa13共通標的遺伝子群で、Hox13dKOで発現上昇する遺伝子にはAff3, Bnc1, Nfib, Runx1t1等転写因子をコードする遺伝子の出現頻度が高い。これらの遺伝子はE11.5軛脚間充織では発現するが、自脚間充織では発現しない。しかしE12.5では、自脚軟骨でこれらの遺伝子が発現することが判明した。Hox13dKOのE11.5自脚間充織ではこれらの遺伝子の異所的な発現が起きることから、Hox13は肢芽間充織からの自脚軟骨形成が所定の発生段階に到達するまで、一時的にこれら軟骨形成に関わる遺伝子の発現を抑制していると考えられる。Hoxa11/Hoxa13共通標的遺伝子であり、Hox13dKOでは自脚での発現が低下する転写因子Bcl11aについて、軟骨分化における機能を肢芽間充織高密度培養系における強制発現系により解析したところ、軟骨分化の抑制機能を持つことが判明した。これらからHoxa13は自脚間充織において、軟骨特異的に発現する転写因子群の発現抑制と、軟骨分化抑制因子の発現活性化により間充織から軟骨への分化を一時的に抑制しているものと考えられる。E11.5以降ではHox13の発現量低下や、未知の機構による機能低下もしくは機能変化により、未分化間充織の維持から軟骨への分化経路選択へとバランスが傾き、自脚軟骨形成が起きるのであろう。
アストロサイトの形態制御におけるWnt5a-Ror2シグナルの役割

本研究課題では、神経活動の制御に重要な役割を担うアストロサイトの複雑な形態を生み出す分子機構の解明を目的とし、発生過程や脳損傷後の修復過程の大脳皮質において未熟なアストロサイトに発現する受容体型チロシンキナーゼRor2の機能解析を行った。本研究により、単純な形態を示す未熟なアストロサイトにおいて、Ror2シグナルが増殖能と移動能を促進する働きをもつことを見出した。また、アストロサイトは細胞体の動きを止めてから突起伸長を開始することを見出した。さらに、未熟なアストロサイトはRor2シグナルを介してシナプス形成を促進することにより、シナプスとの接触を介して複雑な形態に成熟することが示唆された。アストロサイトは、脳内で多数の分岐した突起を周囲に広げた特徴的な形態を示し、これらの突起を介して神経細胞や血管と接触することで神経伝達の制御や血液脳関門の形成等に関わる。アストロサイトは発生過程においてグリア前駆細胞から分化することで産生され、この分化過程において突起伸長が起こる。しかしながら、アストロサイトの特徴的な形態が生み出されるしくみは未だ不明な点が多い。本年度は、アストロサイトで緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現する遺伝子改変マウスを用いることで、発生過程の大脳皮質におけるアストロサイトの形態・増殖・移動について観察を行った。その結果、生後17日目では単純な形態を示し、増殖が盛んに起こるとともに活発に移動する様子が観察された。一方、生後7日目以降になると増殖能と移動能が低下し、複数の突起を伸長させ複雑な形態に変化することが示された。さらに、FGF2存在下で培養したグリア前駆細胞をBMP2で刺激してアストロサイトへと分化誘導した場合にも同様の形態・増殖能・移動能の変化が観察されることが示された。これらの結果は、アストロサイトの分化制御機構が形態・増殖能・移動能の制御と結びついていることを示している。我々はこれまでに受容体型チロシンキナーゼRor2が発生過程の大脳皮質グリア前駆細胞に発現しており、分化後のアストロサイトでは発現低下することを明らかにしている。実際、Ror2の発現はFGF2存在下で培養したグリア前駆細胞で高く、BMP2で刺激すると発現低下することが示された。さらに、siRNAを用いてグリア前駆細胞におけるRor2の発現を抑制すると増殖能と移動能がともに低下することが示された。今後、アストロサイトの分化・形態・増殖・移動の各制御機構における関連の有無を明らかにすることが重要であり、Ror2の機能に着目して解析を行うことで、その解明が期待される。平成27年度は、発生過程におけるアストロサイトの形態変化について、マウス個体レベルでの解析と培養細胞を用いた解析を行い、アストロサイトの分化制御機構が形態・増殖・移動の制御と結びついていることを示すことができた。これらの制御機構が相互に関わっているか否かを明らかにすることが重要であるが、受容体型チロシンキナーゼRor2がその解明の糸口になることも示すことができたため。アストロサイトは発生過程においてグリア前駆細胞から分化することで産生され、この分化過程においてダイナミックな形態変化が起こる。しかしながら、アストロサイトの特徴的な形態変化をもたらすしくみは未だ不明な点が多い。我々は、アストロサイトの形態変化がアストロサイトの分化制御機構と結びついていることに着目して研究を進めている。これまでに受容体型チロシンキナーゼRor2による細胞内シグナルがグリア前駆細胞の未分化性の維持に働くことを明らかにしている。本年度はRor2により制御される細胞内シグナル伝達機構の解明を目的として解析を行った。その結果、Ror2シグナルはp38 MAPキナーゼの活性を抑制することが明らかになった。p38はアストロサイトへの分化促進に働くことが示されており、Ror2シグナルはグリア前駆細胞においてp38の活性を抑制することによりグリア前駆細胞の分化を抑制するのではないかと考えられた。またp38特異的阻害剤であるSB203580で処理することによりRor2の発現量が増加することを見出しており、p38シグナルはRor2の発現抑制に働くと考えられる。以上の結果から、Ror2シグナルとp38シグナルはお互いに抑制しあうことでアストロサイトへの分化のスイッチとして働くのではないかと考えている。今後、この仮説を検証するとともにアストロサイトの形態制御におけるp38の関与について解析を行う。平成28年度は、in vitro培養系を用いた解析により、アストロサイトの分化制御におけるRor2シグナルの機能として、p38 MAPキナーゼの抑制機構の関与を示すことができた。さらに、p38シグナルがRor2の発現抑制に関わる可能性を見出すことができた。これらの結果から、アストロサイトの分化スイッチ機構を新たに提唱できると考えている。中枢神経系に存在するグリア細胞のひとつであるアストロサイトは、神経細胞のシナプスの形成、維持および伝達効率を制御することにより、記憶や学習等の高次機能を調節する働きをもつ。成熟したアストロサイトは、多数の分岐した突起を周囲に広げた形態をとり、突起を介して神経細胞のシナプスを覆っていることから、アストロサイトの形態はシナプスの制御において重要な役割をもつと考えられる。

これまでの研究から、増殖能が高い未熟なアストロサイトは大きく広がることなく、短い突起を伸ばして活発に移動するのに対して、増殖を停止したアストロサイトはその場にとどまり、突起を伸長させて大きく広がることを見出している。また、bFGFなどの増殖因子のシグナルを受けたアストロサイトにおいては受容体型チロシンキナーゼRor2が発現誘導され、活性化したRor2シグナルによってアストロサイトの増殖能と移動能が促進されることを明らかにしている。すなわち、Ror2シグナルはアストロサイトを未熟な状態に保つ働きをもつと考えられる。さらに、bFGF刺激を受けたアストロサイトにおいてRor2シグナルに依存してシナプス形成因子であるトロンボスポンジン2とHevinの発現が上昇することを見出した。我々は外傷により脳に損傷を受けたマウスの損傷部周囲に位置するアストロサイトでは、bFGFの刺激を受けることによりRor2の発現が上昇し、未熟な性質を再獲得することを明らかにしている。Ror2は損傷後3日目より発現上昇し、このタイミングと一致してトロンボスポンジン2の発現も上昇することが示された。したがって、損傷部周囲のRor2陽性アストロサイトは損傷による細胞死を免れた神経細胞のシナプス形成を促進する可能性が考えられる。本研究課題では、神経活動の制御に重要な役割を担うアストロサイトの複雑な形態を生み出す分子機構の解明を目的とし、発生過程や脳損傷後の修復過程の大脳皮質において未熟なアストロサイトに発現する受容体型チロシンキナーゼRor2の機能解析を行った。本研究により、単純な形態を示す未熟なアストロサイトにおいて、Ror2シグナルが増殖能と移動能を促進する働きをもつことを見出した。また、アストロサイトは細胞体の動きを止めてから突起伸長を開始することを見出した。さらに、未熟なアストロサイトはRor2シグナルを介してシナプス形成を促進することにより、シナプスとの接触を介して複雑な形態に成熟することが示唆された。平成27年度の解析結果より、Ror2は未分化なアストロサイトで比較的高発現しており、分化誘導に伴い発現低下することが示された。そこで、Ror2の発現がアストロサイトの形態制御あるいは分化制御に関与するか否かについて明らかにする。関与が認められた場合には、さらにRor2によって制御される増殖能および移動能が形態制御あるいは分化制御に関与しているか否かについて明らかにする。これらの解析は主に培養グリア前駆細胞を用いて行うが、アストロサイトの発生過程におけるRor2の役割を明らかにするために、発生過程の脳内におけるアストロサイトでRor2を発現抑制または構成的に発現させ、その影響を解析する。また、アストロサイトにおけるRor2の発現制御機構について、エピゲノム制御による発現制御も想定して解析を行う。これまでの解析結果を踏まえて、以下の点を具体的に明らかにする。・マウス個体レベルでの解析により、Ror2シグナルとp38シグナルの相互作用がアストロサイトの分化制御に果たす役割を明らかにする。・Ror