hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粗面壁流路の遷移領域の摩擦特性

平成7年度には粗面として、主として粗さ要素が独立した突起物で構成される粗面を対象とした実験を平成6年度に引き続き2種類の粗面について行った。中速風洞の下流に設置した二次元流路(長さ2500mm,440mm,高さ15mm,30mm)の壁面に厚さ0.18mm、幅15mmのシートを張り付けて粗面を構成した。これまでの供試粗面の算術平均粗さRaは67.5,90.0μm(2種類の間隔では同じ値になる)の2種類であるが、さらにRa=44.8を追加した。実験は空気流を用い、平均流速10m/s-40m/sで行い、流路内の静圧分布、流速分布を測定し、滑面から完全粗面に移行する遷移領域を中心に供試粗面の摩擦特性を明らかにした。得られた主の結果は下記のとうりである。(1)速度分布と摩擦係数から供試粗面の等価砂粒径Ksを明らかにした。これまで行ってきた鋳物面等の粗面とは異なる傾向を示しKs/Ra=0.2-2.0とかなりし小さい値を示した。(2)レイノルズ数に対する摩擦係数はいずれの粗面も遷移領域で、ムーデイ線図と同様な傾向を示し、供試粗面の摩擦特性とかなり異なる傾向を示した。(3)Raが同じ値であっても、粗面の形状によって摩擦係数の値が相違し、従来のKsとRaとの関係が成り立たない。摩擦係数の値は粗さ要素のピッチLによって左右される。(4)流路内の定常流についての理論解析も行った。平成7年度には二次元粗面を対象とした実験を主として行ったが、今後さらに三次元粗さ要素についても研究を進める予定である。
山口市野田神社所蔵能狂言関係資料についての研究

野田神社所蔵資料と関連の資料の収集、並びにデータベース化を、昨年度に引き続き行った。その中で間狂言台本については、昨年度収集した鷺流系統の間狂言資料の翻刻・分析に加えて、地域的にも密接な関わりを持つ山口県立大学附属図書館所蔵の鷺流狂言資料(以下「山口県立大資料」と略す)の調査を行った。約30点の資料中、間狂言台本は『鷺流間集』など4種あり、一部野田神社所蔵資料と同じ所収曲を含む台本もあるが、全て一致するものはなかった。しかしこの約30点の資料の中で、筆跡が野田神社蔵間狂言台本と極めて近いと認められる資料が数点確認された。間狂言資料では『鷺流間集』と『鷺流語り間書抜』の2種だが、これらに署名はなかった。が、「春日荘作」の署名を持つ『狂言手附本二』(明治28年写)と、同じ「春日庄作」の署名のある『小舞仕方附』(明治28年写)の筆跡が共に近いことから、野田神社蔵間狂言台本は毛利藩の鷺流狂言師であった春日庄作の手によるものと考えられる。山口県立大資料には「野田神社奉納狂言」と題された台本も含まれ、その中に指導者として「春日庄作」の名前が記されている。野田神社所蔵資料中の番組にも同人の出演があり、野田神社と春日庄作の関係は認められる。以上のことから、野田神社蔵間狂言台本が春日庄作筆で、鷺流系統である可能性は高いと思われる。しかし内容的には、鷺流と記された山口県立大資料の4種の間狂言の台本間でも差異が見えることから、更に詳しい調査・分析が必要である(野田神社蔵間狂言台本も、大蔵流に一部近い所が見え、元は大蔵流であった春日家との関わりも考えられる)。間狂言台本全体の調査も進んでいないことから、収集した鷺流の間狂言台本を中心に作成したデータベースを活用して比較・検討を行い、各伝書の時代や地域性・伝承形態を今後明らかにしていく。1.野田神社所蔵資料の分析と関連資料の収集、並びにデータベースの作成野田神社所蔵資料中の写本類の翻刻を(特に囃子伝書と間狂言本を中心に)行い、内容を検討した。検討にあたっては、法政大学能楽研究所、山口県文書館(市立米沢図書館・馬瀬狂言)等の資料を調査・収集し、翻刻・分析を行った。囃子伝書は(収集資料を含む)多くが未翻刻のため、データベースを作成し、比較分析の円滑化を図った。その結果、『太鼓秘抄』四冊の内一冊が永禄11年奥書の国広伝書、残り三冊が同12年奥書の国広伝書二種の内容と一致。『太鼓手之図』は、太鼓観世家に国広自筆本地、異本の所蔵を確認した。『的笛抄』の上冊は、『笛遊舞集』等に共通の記事が多く、下冊は岩瀬文庫蔵『全笛集』の内容と一致した。各伝書とも中世後期囃子伝書として重要な国広伝書であり、また細川幽斎の相伝伝書として永青文庫所蔵資料に次ぐものであることを確認した。これらの内容は、従来の資料と重なる面も多い。しかし本資料は相伝のあり方や関係した人物、伝本系統において新たな面も有するので、更にその位置づけを探る。間狂言台本については、流派の位置づけを行うべく、影印・翻刻された関連資料を始め、鷺流系統の山口県文書館や市立米沢図書館の所蔵資料との比較を行った。毛利家抱えの狂言師が鷺・大蔵両流であったことの反映か、実践女子大学所蔵資料等の鷺流系統の間狂言台本に類似する箇所と大蔵流に近い箇所が混在しており、更に検討を加える必要がある。今後はこれらを含めた野田神社所蔵資料全体の位置づけを追究すると共に、関連資料のデータベース化とその充実を図る。2.本資料に関わる人物の研究ー細川幽斎を中心に上記の囃子伝書の相伝に関わる細川幽斎と中村小四郎について、『綿考輯録』などの細川家関係資料、『上井覚兼日記』など同時代の日記類、当時の上演記録の調査を行ない、本資料が『四座役者目録』の記事に見える両人の関係を裏付け、更に幽斎と手猿楽役者との深い関わりを示す一資料であることを明らかにした。

山口県立大資料には「野田神社奉納狂言」と題された台本も含まれ、その中に指導者として「春日庄作」の名前が記されている。野田神社所蔵資料中の番組にも同人の出演があり、野田神社と春日庄作の関係は認められる。以上のことから、野田神社蔵間狂言台本が春日庄作筆で、鷺流系統である可能性は高いと思われる。しかし内容的には、鷺流と記された山口県立大資料の4種の間狂言の台本間でも差異が見えることから、更に詳しい調査・分析が必要である(野田神社蔵間狂言台本も、大蔵流に一部近い所が見え、元は大蔵流であった春日家との関わりも考えられる)。間狂言台本全体の調査も進んでいないことから、収集した鷺流の間狂言台本を中心に作成したデータベースを活用して比較・検討を行い、各伝書の時代や地域性・伝承形態を今後明らかにしていく。
亜鉛欠乏に応答するエピジェネティック制御の分子機構に関する研究

亜鉛は必須微量元素で、生理的役割は多岐にわたる。その役割いくつかは遺伝子発現を介して発揮されていると予想され、遺伝子発現の調節には転写因子MTF-1が関与している。本研究課題では、亜鉛による転写活性化機構に関して、転写共役因子p300のHATドメインがDNA結合においても正の制御因子として機能していることを明らかにした。また、亜鉛欠乏に応答するエピジェネティックな制御に関しては、その分子機構を明確に示すことは出来なかったが、カドミウムがMTプロモーターにおいてDNAの脱メチル化というエピジェネティックな変化を引き起こし、MT遺伝子の発現を正に制御することを示した。胎仔期に経験した亜鉛欠乏が成獣へと成長した後の遺伝子発現応答や免疫応答に影響を及ぼすことが報告されている。近年、Developmental Origins of Health and Diseases (DOHaD:成長過程における栄養障害や環境因子の作用に起因する疾患の発生)という概念が提唱されているが、胎仔期の亜鉛欠乏もまた、DOHaDの一要因となると考えられる。栄養障害などがエピジェネティックな記憶として細胞に残ることがDOHaDの1つの機構として予想されるためである。本研究では、低亜鉛がもたらすエピジェネティックな変化とその機序を明らかにすることでDOHaD機構を理解する上で必要不可欠な知見を得ることを目的としている。本年度は、培養細胞を用いて低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化を見いだすため、抗ヒストンH3抗体を用いたクロマチン免疫沈降法を行った。その結果、亜鉛処理によって減少するヒストンH3量は、低亜鉛培養では変化しないことが明らかとなった。一方、細胞内亜鉛量によって転写活性化能を大きく変化させる転写因子であるMTF-1の亜鉛依存的転写活性化のメカニズムの解析において、転写共役因子p300はMTF-1のDNA結合量を増加することが明らかとなった。現在は、低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化としてDNAのメチル化状態の変化を解析するとともに、MTF-1のDNA結合量増加作用に関わるp300の領域を絞り込むため、p300の種々領域のみのリコンビナントタンパク質を入手し、DNA結合量増加作用の有無を調べている。前年度に引き続き、培養細胞を用いて低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化を見いだすため、バイサルファイト法によるDNAメチル化程度の変化の観察を行った。本年度は、低亜鉛での培養期間を1週間から1か月に延長したが、それでもなお、低亜鉛培養による変化は観察されず、新たな知見を得ることは出来なかった。なお、低濃度カドミウムでの1週間の培養によって、その後のカドミウムによるメタロチオネイン誘導が亢進するという現象を見出している。一方、ゲルシフトアッセイ系において、転写共役因子p300が重金属応答性転写因子MTF-1のDNA結合量を増加することを明らかにしており、今年度は、このDNA結合量増加作用にはp300のヒストンアセチル化ドメイン(HATドメイン)がかかわっていることを明らかすることが出来た。p300はMTF-1による転写活性化に必須の因子であるが、転写活性化にどのようにかかわっているのかは不明であった。p300のHATドメインがDNA結合量を増加するという知見は、この転写活性化機構を知る上で有用な情報であると考えている。前年度に引き続き、培養細胞を用いて低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化を見いだすためバイサルファイト法によるDNAメチル化程度の変化の観察を行った。その結果、低亜鉛での培養期間を1か月にまで延長しても低亜鉛培養による変化は観察されなかったが、低濃度カドミウムでの1週間の培養によって、その後のカドミウムによるメタロチオネイン誘導が亢進するという現象を見出した。そこで、この機序解明に向けた検討を行った。その結果、わずかではあるものの低濃度カドミウムでの1週間培養により、メタロチオネイン遺伝子プロモーター領域のDNAメチル化割合が減少することが明らかとなった。このメチル化割合減少の機序の解明、ならびに、この減少がメタロチオネイン遺伝子発現に与える影響に関する評価の途中ではあるが、本研究課題により、低濃度の重金属曝露がエピジェネティックな変化を惹起するという現象を捉え、その機序の一端がDNAの脱メチル化である可能性を示唆することが出来た。

亜鉛は必須微量元素で、生理的役割は多岐にわたる。その役割いくつかは遺伝子発現を介して発揮されていると予想され、遺伝子発現の調節には転写因子MTF-1が関与している。本研究課題では、亜鉛による転写活性化機構に関して、転写共役因子p300のHATドメインがDNA結合においても正の制御因子として機能していることを明らかにした。また、亜鉛欠乏に応答するエピジェネティックな制御に関しては、その分子機構を明確に示すことは出来なかったが、カドミウムがMTプロモーターにおいてDNAの脱メチル化というエピジェネティックな変化を引き起こし、MT遺伝子の発現を正に制御することを示した。計画段階では、培養細胞を用いて低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化を見いだし、類似の条件を動物個体レベルに拡大する予定であった。しかしながら、未だに低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化の同定に至っていないため、達成度はやや遅れている。ただし、MTF-1による亜鉛依存的転写活性化メカニズムの解明において研究成果を得ることが出来ている。この研究は、エピジェネティック制御の分子メカニズムを理解する上で重要であり、こちらの研究は順調に進展している。環境系薬学培養細胞を用いて低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化を見いだし、類似の条件を動物個体レベルに拡大する予定であったが、いまだ低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化の発見に至っていない。そのため今後は、同様の条件検討を継続しつつ、動物個体レベルでエピジェネティックな変化を引き起こすという報告(J Nutr Biochem, 2013, 24, 256-66:胎仔期の低亜鉛環境が成獣となってからカドミウムに対するMT誘導能に影響するという報告)の条件を用い、その分子機構解明のために種々遺伝子プロモーター領域のメチル化状態を調べるとともにここにリクルートされている転写因子やリモデリングファクターなどの同定を行う。p300の関与についても検討を行う。計画段階では、初年度である今年度に培養細胞を用いて低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化を見いだし、類似の条件を動物個体レベルに拡大する予定であった。しかしながら、未だに低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化の同定に至っていない。この点については遅れている。この成果は、エピジェネティック制御の分子メカニズムを理解する上で重要であり、こちらの研究は順調に進展している。物品費が予定よりも少なかったため、次年度使用額が生じた。低亜鉛がもたらすエピジェネティックな変化を見いだすため、培養細胞を用いた低亜鉛培養によるエピジェネティックな変化の検索を引き続き行う。特に、DNAのメチル化状態の解析を重点的に行う。
摘出再潅流肺傷害の発生機序ー摘出肺保存と内皮細胞障害

SDラットを用いた実験モデルの作成。SDラットを麻酔下に気管切開したのち頸動脈のカテ-テルを挿入し、へパリン化後脱血屠殺して開胸した。肺動脈主幹、左心房にカテ-テルを挿入し、心肺を同時に摘出する。これらのカテ-テルを各々動脈及び静脈用レザボアに接続し6%アルブミンを還流液として用い肺動脈圧>肺静脈圧>気道内圧の条件(zone3)下に肺重量が変化しない状態に保つ。ここでレザボアを3cmづつ上昇させた時の肺重量変化を解析することによって、初期濾過率をもとめた。還流液を約2倍に希釈した後同様に初期濾過率を求め濾過係数、微小血管周囲圧、反発係数を計算した。これらは、還流されているラット肺では求められていなかった。従来は還流を停止した所謂zone1の状態での肺で計算されていたものである。さらに、再灌流肺における肺微小血管透過性亢進の機序についての研究では、再灌流による白血球の活性化が関与していることを確認した。摘出肺で、血管内を生理食塩水にて洗い流した群と全く洗い流さずに30分間血流を停止した後に再還流をした群とで肺微小血管透過性を測定すると、血管内を生理食塩水にて洗い流さない群では洗い流した群の約2倍の血管透過性を示した。これは白血球が再灌流によって活性化したものと考えられ、現在白血球のMPO(myelo peroxydase)の活性および活性酸素の産性能について測定を開始した。また、血管内を生理食塩水にて洗い流した群に対し、白血球を分離し、振盪することによって活性化させ、血管内に投与し、血流を停止させた後に肺微小血管透過性を測定した場合約1.5倍に増加していた。以上から白血球の活性化および血流の停止が肺微小血管透過性を亢進せしめることがわかった。
半導体表面、トポロジカル絶縁体表面およびそれらのヘテロ界面におけるスピン輸送

5ー300 Kの温度範囲で金属単原子層の電気伝導度を高精度で測定する手法を開発した。7端子法によるスピン偏極測定により、Silsbeeにより提唱されたRashba電子系におけるスピン偏極電流仮説について精密な検証実験を行い、否定的に解決した。さらに、4端子法により、Ge(111)表面上のPb単原子層のシート伝導度の温度依存性を測定した。従来知られている金属単原子層と比べて1桁以上も大きなシート伝導度、2桁大きいステップ伝導度を有することを見出した。また、Ge(111)表面にBr等の単原子層を吸着させると、Geの表面内部に表面状態が形成され、Rashbaスピン分裂することを明らかにした。本申請者らは、最近いくつかの半導体表面において、Rashbaスピン軌道相互作用により大きく分裂した金属的2次元表面状態バンドを発見した。これらは、トポロジカル絶縁体と同様に、非磁性体におけるバンド伝導によるスピン輸送という新しい物理現象をもたらす可能性がある。本年度は、新規なヴァレー対称性を有するスピン偏極表面を発見したほか、Rashba系擬二次元電子系における電流誘起スピン偏極現象の検証実験を行った。Br/Ge(111}表面の角度分解光電子分光、第一原理計算により、この表面が重元素を全く含まないにもかかわらず、r点付近にスピン偏極した表面状態を有することを明らかにした。このスピン偏極表面状態は基盤であるGeのバルクバンドが表面で変調をうけるために生成したものである。これは本質的には界面状態であり、Si/Geヘテロ界面等においても同様のスピン偏極状態が存在することが強く示唆される。多層まく構造のスピントロニクスへ応用が考えられる。申請者らが開発を進めてきた、高い測定精度を有する表面伝導測定技術をさらに改良し、Rashba系2次元擬自由電子系を有するPb/Ge(111)について、スピン偏極電流(電流誘起スピン偏極)の検証実験を行った。さまざまな非対称性因子をキャンセルするために7端子測定系を構成し精密測定を行った結果、10Kにおいてスピン非対称度は0.001以下であると結論した。第一に、Rashba効果によりスピン分裂した金属的表面状態バンドを有する系において、巨視的な電流がスピン偏極するか否かについての実験的検証を行った。本研究者らが開発した高精度電気伝導度測定システムを用いて、Pb/Ge(111)系の電流のスピン偏極度を測定した。考えうるあらゆる偽の異方性を排除するために7端子法を用いた。その結果、表面電流のスピン偏極度は10 Kにおいて0.001以下であると結論した。第二に、Pb/Ge(111)系の電気伝導度について精密測定を行った。デバイ温度80 Kより下でシート抵抗率は温度に比例して減少し、フォノン散乱により支配されていることがわかる。10 Kでのシート伝導率は10 mSであった。これはSi(111)表面上のPb多層膜(約8層)と同程度であり、単原子層における特異的伝導特性が発現していることを示している。その原因を理解するために、電子-フォノン結合定数の決定を進めた。輸送特性から求めた電子-フォノン結合定数は非常に小さく、予備的な角度分解光電子分光実験により求めたものの約半分である。このことは、この系において伝導電子の後方散乱が抑制されていることを示しており、Rashbaスピン分裂した系に特有の現象であると理解される。現時点では、2つの方法で求めた電子-フォノン結合定数の差が有意であることを検証する必要があるが、スピン偏極方向の異なる状態間の散乱確率について、従来の素朴な理解を越えてより厳密な理論が必要となる可能性がある。Rashbaスピン分裂が電子輸送にもたらす効果を検討することを目的として、Ge(111)表面上のPb単原子層について、室温から9 Kまでの温度範囲での精密電気伝導度測定を行った。このPb層は2次元自由電子的電子状態を有し、この電子状態バンドは巨大Rashba効果による大きくスピン分裂している。伝導測定は本研究において新たに開発した高精度表面電気伝導度測定装置を用いて行った。Pb単原子層は室温から9 Kまでの温度範囲で金属的状態を保つことを見出した。この系の2次元フェルミ面は正六角形状をしており、一般にはフェルミ面ネスティングによる不安定性を生じ易いが、この系のフェルミ面はスピン分裂しているために、フェルミ面不安定性から保護されていると考えられる。9 Kにおける直流電気伝導度は10.2 mS/sqであった。これは類似の2次元金属系に比べて1桁から2桁大きな値である。単原子層の電気伝導度は表面ステップの伝導度に支配されていると考えられるので、微傾斜表面基板を用いて、ステップ伝導度を決定した。

Pb/Ge(111)のステップ伝導度は類似の2次元金属に比べて2桁程度大きく、きわめて異常であることが明らかとなった。一方、電気伝導率の温度依存性から求めた電子フォノン結合定数は0.16であり、バルクPbの値1.11.5に比べて極めて小さい。角度分解光電子分光により求めた値も同様に小さかった。Ge(111)表面上のPb単原子層は、テラスにおいてもステップにおいてもきわめて高い電気伝導度を有し、また、電子フォノン散乱も抑制された非常に良い2次元金属性を有することを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。表面科学26年度が最終年度であるため、記入しない。重元素を必要としないスピン偏極状態を発見するなど、当初計画の通りに順調に進展している。Pb/Ge(111)表面の電気輸送に関する精密測定により、この系が予想外に大きな電気伝導度を有すること明らかにし、しかも、それがスピン依存した後方散乱確率の異常に由来することを示せた。これは、当初の計画を上回る重要な成果である。当初計画に従って、Rashba系半導体表面、トポロジカル絶縁体表面に関してスピン輸送実験を行うとともに、Rashba系半導体表面における近藤効果、スピン偏極超伝導等の可能性についても検討する。第一に、角度分解光電子分光による電子-フォノン結合定数の精密決定を完成させ、輸送特性から求めた値との間に有意な差があるか否かを確定する。もし差が有意であれば、スピン依存後方散乱確率について理論家との共同研究等を通して明らかにする。第二に、表面2次元金属における近藤効果について検討する。表面の2次元電子系に微量の磁性不純物を加えた際の近藤効果については実験的に明確な結論が得られていない。とくに、Rashbaスピン分裂した系において近藤効果が生じるか否かについては、理論家の間でも見解の対立がある。この問題について実験的に明確な結論を得たい。表面伝導プローブの設計を見直した結果、製作費用および寒剤消費量が低減され、次年度助成金が生じた。次年度は当初計画に沿ってより一層研究を推進するため、計測装置の製作、消耗品費、寒剤費等で使用する。当初予定していたターボ分子ポンプ等の物品について、既存の物品を流用することができたために、一部を次年度使用額とした。また、H25年度の結果を踏まえて、次年度より実験装置の構成を変更する必要が生じ、これに必要な額についても次年度使用額とした。翌年度分として請求した研究費と合わせて、H26年度においてUHV蒸着源等の購入などに使用する。
エネルギー分散型X線解析法による珪酸塩融体の構造解析

半導体検出器(SSD)を用いたエネルギー分散型X線回折(EDXD)法は、高温および高圧などの特殊条件下における構造解析の有力な手段の一つである。白色X線を用いて回折角を固定し強度測定を行なうEDXD法は、(1)広い波数ベクトル領域(Q=4πEsinθ/1.24(nm^<-1>)、2θ(^0)=回折角、E(kev)=X線のエネルギー)の強度測定に基づいた解析を可能とする。たとえば、2040keVのX線を使用して測定を行なえば、200nm^<-1>を越える波数ベクトル領域の構造情報を得ることができ、MoKα線(17.447keV)を用いた通常の回折(ADXD)法で解析可能な波数ベクトルの領域が高々150nm^<-1>であることを考慮すると、構造情報が大幅に増大する。(2)異なるエネルギーを持つX線の計測を同時に行なうため、広範囲の波数ベクトル領域の情報を一括して得ることが可能である。したがって、X線源の強度変動は結果に全く影響せず、実験室系の測定において高い再現性が期待できる。などの特徴を持ち、特に非晶質系物質の構造解析に極めて有効な手段と考えられる。しかし、主として解析プロセスが複雑であることに起因し現在のところ汎用されているとは言い難い。本研究では、構造解析手段としてEDXD法を確立し、さらに酸化物系非晶質物質の高分解能動径分布関数を得る目的のため、新たにエネルギー分散型X線回折装置を製作した。本システムを用いて、SiO_2ガラスおよび(Ca,Sr,Ba)P_2O_6ガラスの構造解析を行なった。干渉関数には、波数ベクトルの大きい領域まで強度の強い振幅が明瞭に観測される。これは、結合力の強い局所構造単位の存在を示唆しており、本試料の場合、SiO_4およびPO_4四面体がこの構造単位に相当する。フーリエ変換を行なって得られた動径分布関数には、通常の角度分散型X線解析法によって得られた分布関数に比べて、0.30.5nm付近の相関の分解能が格段に向上した。これは、EDXD法が高分解能の動径分布関数を得るために効果的な手段であることを示唆している。
環境圧力の変化を受ける血漿中の気泡核分布と気泡塞栓に関する研究

潜水病に代表される減圧症は、高圧環境から常圧に戻る際、高圧下の生体中で溶解したガスが環境圧の低下により気泡化し、細動静脈などの末梢循環系障害を引き起こすものと理解されている。しかし、その発症機序に関する知見は乏しい。減圧症の発生因としては、液中の過飽和な溶存ガスが気泡核を激増させ、血管内の気泡塞栓を誘起するものと考えられる。本研究では、液中の気泡核分布に及ぼすガス加圧力、ガスの種類等の影響を明らかにすることを目的として、高液圧制御容器にコールターカウンターを組み込んだ圧力可変型液中気泡核計測装置を製作し、実験を行った。供試液体は水、血漿および血液、また供試ガスは空気、二酸化炭素、酸素、ヘリウムである。その結果、ガス加圧力の増加と共に、直径10μ以上の気泡核が有意に増加することが明らかにされた。二酸化炭素の気泡核数は他のガスに比べて最も多くなるのに対して、ヘリウムの気泡核数は少ない。血漿中の気泡核は水中よりも増加し、血液中では比較的大きなサイズの気泡核数が増加することなどを究明した。次いで、管内オリフィスを有するガス過飽和液体流動装置を試作し、オリフィス背後における気泡核分布に及ぼす加圧力および液流速の影響について検討した。その結果、流動中の気泡核数は、静止条件下に比べて14オーダ増加し、流速の増加と共に核数も増大することなどが明らかにされた。以上の結果より、減圧症の発症をもたらす気泡塞栓機構を明らかにすると共に、減圧症防止と生体の安全性について論究した。しかし、その発症機序に関する知見と乏しい。減圧症の発生因としては、液中の過飽和な溶存ガスが気泡核を激増させ、血管内の気泡塞栓を誘起することが考えられる。従って、液中の気泡核分布に及ぼすガス加圧力、ガスの種類等の影響を明らかにするために、ここでは、既設の高液圧制御容器に本年度購入したコールターカウンターを組み込んだ圧力可変型液中気泡核計側装置を制作し、実験を行った。なお、実験条件としては、液体は水および山羊の血漿、ガスの種類は空気および二酸化炭素、ガスの加圧力は0.22.8MPaである。得られた実験結果を要約すると次のようになる。(1)ガス加圧力の増大と共に、水中の気泡核数も有意に増加する。特に、二酸化炭素気泡核数の増加は、核直径d>20μmの範囲で著しい。(2)同加圧力条件下の水中における二酸化炭素気泡核数は、空気泡核の場合と比べて14オーダ増加する。(3)血漿中の気泡核数は、水中の場合と比較し、34オーダ増加する。(4)深度4060mで空気潜水した場合、大気圧状態と比べて、血漿中においては、5μm100μm程度の気泡核数は1.5倍から5倍程度増大する。このような核サイズは生体内の微小循環系の血管内径と比して十分大きいことから、末梢循環系における気泡塞栓を招き、潜水病の発症につながるものと考えられた。減圧症の予防法・治療方法を確立するためには、減圧症発症機序の物理的メカニズムを解明することが急務な課題となっている。常用される空気潜水の場合は、酸素と窒素の混合割合を固定するため、潜水深度が大きくなると窒素酔いや酸素中毒になる可能性が高くなる。そこで、潜水病発症を抑制する方法の一つとして、ヘリウム潜水が注目されている。しかしながら、潜水時にヘリウムガスを用いたときの安全性に関する流体力学的な言及はされていない。

本年度の研究は、液中にヘリウムガスまたは酸素を加圧溶解させ、気泡核分布を明らかにすることにより、ヘリウム潜水の安全性について論究することを目的とする。気泡核計測には、前年度購入したコールターカウンターを用いた。なお、実験条件となる、ガスの加圧力は0.54.1MPa、液温は285302Kである。得られた実験結果を要約すると次のようになる。(1)ヘリウムまたは酸素を加圧溶解させた液中における気泡核数Nは、気泡核直径dが小さいほど増加する。(2)加圧力の増加によってヘリウム気泡核数は、d<10μmの範囲で約1オーダ増大する。減圧後24時間経過した気泡核数Nは、減圧直後と比べて約1/21/10に減少する。(3)加圧力の増加によって酸素気泡核数Nは、数倍から約1オーダ増加する。減圧直後の核数Nは、減圧直後と比較して約1/21/7に減少する。(4)ガス過飽和液体中において気泡核数が最も少なくなる気体は、ヘリウムであり、次いで、空気、酸素、二酸化炭素の順になる。このことは、ヘリウム潜水の安全性を示唆するものと言える。血液循環系における気泡寒栓症は、減圧症の合併症として知られているが、その発症機構については不明なところが多い。本研究では、ガスを溶解させた液体の圧力を変化させることによって生成する気泡核について明らかにしてきた。生体内の血液循環系で局所的に圧力が減じた場合も、気泡形成の可能性が考えられる。最近、人工弁装着患者の脳動脈寒栓症の要因として、人工弁近傍で発生する微細気泡とする仮設が提示され、その妥当性が議論されている。そこで、本研究では、人工弁の中でも臨床上最も多用されているSJM型機械弁のモデルを試作した。次いで、定常流動型実験装置の測定部にそのモデル人工弁を取り付け、流動実験を行った。よって、人工弁まわりで発生する微細気泡および気泡核分布を、瞬間写真撮影法およびコールターカウンター法を用いて明らかにした。得られた結果を以下に示す。(1)人工弁後流において、直径0.050.4mmの大きさの微細気泡が発生する。気泡の数密度は、流量が大きいほど、また、弁解放角度が大きいほど、増加する。(2)人工弁後流で検出される気泡核は、約525μmで、その核数は流量が大きいほど増加する。(3)人工弁を逆流する場合の微細気泡数は、正流条件の場合と比べて、4074%減ずる。(4)ヒト動静脈の血管径は2040μm程度および毛細血管のサイズは数μであることを考慮すれば、人工弁まわりで発生する微細気泡や気泡核は、血管閉塞を誘発する要因となるものと考えられた。
VEGF-C-VEGFR3を標的とした口腔癌の分子標的治療の開発研究

1.MouseMelanoma細胞B16F10の亜株であるB16F1Od細胞100万個を100匹のC57マウス背部皮下に移植し、1週間後、増殖した皮下腫瘍を切除した。10匹のマウスは切除中の出血および麻酔の為に死亡したさらに30匹のマウスは,切除後2週間以内に局所再発で死亡した.残り60匹のマウスは3ケ月間生存した.生存したマウスより肺を摘出し、ホルマリン固定後,H-E染色を行い顕微鏡下で観察したところ、すべてのマウスの肺に腫瘍の微小転移が認められた。そこで切除皮下腫瘍を増殖型腫瘍とし、肺へ微小転移した腫瘍を休止型腫瘍と命名し、免疫組織化学的に比較検討した。2.ProliferationのマーカーとしてPCNA抗体を用いた免疫染色を,またapoptosisのマーカーとしてTUNEL染色を行った.その後,それぞれ10箇所における陽性細胞数を数えその平均を算出した.その結果,増殖型腫瘍では、腫瘍細胞のほとんどがPCNA陽性を示したが、休止型腫瘍では増殖型腫瘍に比べてアポトーシス陽性細胞数は有意に上昇していた。3.休止型腫瘍と増殖型腫瘍の血管に着目し,VEGFやFGF-2などの血管新生因子の発現についてさらに検討を進めた.VEGF,FGF-2,EGF,TGF-alpha,MMP-2は両腫瘍で差は認めなかったがMMP-9発現は増殖型腫瘍で有意に増加していた.本年度は,Tumor Dormancy(腫瘍の休止状態)を解明するための動物モデルを開発し,in vivoにおけるDormantな状態にある腫瘍を制御する因子についての研究を進める目的で以下のとおり実施した.1.Mouse Melanoma細胞B16F10の亜株であるB16F10d細胞100万個を100匹のC57マウス背部皮下に移植し、1週間後、増殖した皮下腫瘍を切除した。10匹のマウスは切除中の出血および麻酔の為に死亡した.さらに30匹のマウスは,切除後2週間以内に局所再発で死亡した.残り60匹のマウスは3ヶ月間生存した.生存したマウスより肺を摘出し、ホルマリン固定後,H-E染色を行い顕微鏡下で観察したところ、すべてのマウスの肺に腫瘍の微小転移が認められた。このようなデータの結果を踏まえ最終年度となる来年度は休止型腫瘍と増殖型腫瘍の血管に着目し,VEGFやFGF-2などの血管新生因子の発現についてさらに検討を進めたい.1.Mouse Melanoma細胞B16F10の亜株であるB16F1Od細胞100万個を100匹のC57マウス背部皮下に移植し、1週間後、増殖した皮下腫瘍を切除した。3.休止型腫瘍と増殖型腫瘍の血管に着目し,VEGFやFGF-2などの血管新生因子の発現についてさらに検討を進めた.VEGF,FGF-2,EGF,TGF-alpha,MMP-2は両腫瘍で差は認めなかったがMMP-9発現は増殖型腫瘍で有意に増加していた.
アンチドット電子系の巨大負磁気抵抗と電子の粒子性・波動性

本研究の目的は、半導体アンチドット格子系が示す巨大な負の磁気抵抗効果の起源の解明とその制御方法の確立である。まず研究費を用いてMBE制御装置を購入し、現有のMBE装置本体と組み合わせて、アンチドット2次元電子系の母体となるGaAs/AlGaAsヘテロ接合(HEMT)基板の成長を効率良く行える研究環境を整備した。アスペクト比が大きく電子がアンチドット壁での散乱なしに長距離走行できないような系において、80%に及ぶ非常に大きな負性磁気抵抗が現れることを示した。これは窒素温度以上の高温(100K以上)まで存続した。このことから負性磁気抵抗の主な起源はバリスティックな古典的軌道効果であると予想された。そこで古典的軌道とボルツマン方程式を用いた数値計算を行ったところ、低温の磁気抵抗をほぼ完全に再現し、アンチドット系の負の磁気抵抗の主要因が軌道効果であることを明らかにした。これから軌道効果を助長する構造として「蝶ネクタイ型」アンチドット3角格子を考案し、実験を行ったところ、非常にシャープな負性磁気抵抗を得ることに成功した。一方、低温低磁場領域においては温度依存性を持つ負性磁気抵抗成分が存在することを見出したが、これは電子波の干渉で生じた一種の局在効果によるものであると考えられた。アンチドット系についてのバリスティック弱局在理論との比較を行ったが、必ずしも良い一致は得られなかった。これはアスペクト比の大きいアンチドット系ではバリスティック局在の度合いが強く、スケーリング的な弱局在領域を逸脱しているためであると考えられる。
白血病幹細胞の遺伝子発現プロファルに基づくAML新分類法の開発

急性骨髄性白血病(AML)における遺伝子発現を用いた分類を試みるため、(1)形態的異形成を有するde novo AML(AML/TLD)(2)形態的異形成のないde novo AML(AML/nonTLD)(3)骨髄異形成症候群より転化したAMLの三群についてそれぞれ11例、15例、11例を対象としてCD133陽性細胞を分離し、Affymetrix社のGeneChip HGU95Av2 microarraysを用いておよそ12000種の遺伝子発現を検討した。上記の(1)と(3)症例を遺伝子発現gene treeにより分類できたばかりではなく、仮想遺伝子発現3次元空間内で1例を除いて重複することなく分離することができた。細胞形態に異形成を伴い治療反応性が悪いという点ではこの両群は類似するが、CD133陽性未分化白血病細胞レベルの遺伝子発現で見る限りこの両者には生物学的に差があると考えられた。さらにこうした解析の中で骨髄系細胞に特異的に発現するミエロペルオキシダーゼ(MPO)遺伝子が抽出されてきた。AML40症例よりCD133陽性細胞を集め、リアルタイムPCR法を用いて遺伝子発現を定量したところMPO遺伝子発現量の低い群にのみAML/TLDが見られた。更にこの細胞集団におけるMPO遺伝子発現量は白血病細胞の持つ染色体異常グループとも相関が見られた。またCD133陽性細胞におけるMPO遺伝子高発現群は低発現群と比較して有意に予後が良かった。またAML細胞のCD34陽性細胞分画におけるラミニン受容体発現とAML細胞の持つ染色体異常との関連が見られた。以上より白血病細胞の遺伝子発現パターンを用いた臨床的に有用な新たなAML分類の可能性が示された。急性骨髄性白血病(AML)における遺伝子発現を用いた分類を試みるため、(1)形態的異形成を有するde novo AML(AML/TLD)(2)形態的異形成のないde novo AML(AML/nonTLD)(3)骨髄異形成症候群より転化したAMLの三群についてそれぞれ11列、15例、11例を対象として遺伝子発現解析を行った。それぞれの患者検体をCD133マグネティックビーズ法によりCD133陽性細胞を分離した。そこからmRNAを抽出後必要に応じてRNAを増幅した。Affymetrix社のGene Chip HGU95Av2 microarraysを用いておよそ12000種の遺伝子について発現を検討した。その結果、それぞれの群に特徴的な遺伝子発現が観察された。コレスポンデンス解析を用いた結果、上記の(1)と(3)症例を遺伝子発現gene treeにより分類できたばかりではなく、仮想遺伝子発現3次元空間内で1列を除いて重複することなく分離することができた。今回の解析は、形態異常を伴うde novo AMLが存在すること、更にAML/TLDと骨髄異形成症候群より転化したAMLの二つは同一疾患を異なる時期に観察したものというより、生物学的に異なる疾患であるという仮説を支持するものである。また、遺伝子発現を用いたAMLの包括的な分類が、少なくとも一部では可能であることを明らかにした。急性骨髄性白血病(AML)における遺伝子発現を用いた分類を試みるため、(1)形態的異形成を有するde novo AML(AML/TLD)(2)形態的異形成のないde novo AML(AML/nonTLD)

(3)骨髄異形成症候群より転化したAMLの三群についてそれぞれ11例、15例、11例を対象としてCD133陽性細胞を分離し、Affymetrix社のGeneChip HGU95Av2 microarraysを用いておよそ12000種の遺伝子について発現を検討した。上記の(1)と(3)症例を遺伝子発現gene treeにより分類できたばかりではなく、仮想遺伝子発現3次元空間内で1例を除いて重複することなく分離することができた。細胞形態に異形成を伴い治療反応性が悪いという点ではこの両群は類似するが、CD133陽性未分化白血病細胞レベルの遺伝子発現で見る限りこの両者には生物学的に差があると考えられた。さらにこうした解析の中で骨髄系細胞に特異的に発現するミエロペルオキシダーゼ(MPO)遺伝子が抽出されてきた。AML40症例よりAC133陽性細胞を集め、リアルタイムPCR法を用いて遺伝子発現を定量したところ形態学的異形成の有無とMPO遺伝子発現料に有意な相関があった。すなわち遺伝子発現の低い群にのみAML/TLDが見られた。またAC133陽性細胞におけるMPO遺伝子発現量で症例を群分けすると高発現群は低発現群と比較して有意に予後が良かった。未分化、おそらくは白血病幹細胞を豊富に含むと考えられるAC133陽性白血病細胞集団におけるMPO遺伝子発現は形態的異形成ともに予後と相関した。急性骨髄性白血病(AML)における遺伝子発現を用いた分類を試みるため、(1)形態的異形成を有するde novo AML (AML/TLD)(2)形態的異形成のないde novo AML (AML/nonTLD)(3)骨髄異形成症候群より転化したAMLの三群についてそれぞれ11例、15例、11例を対象としてCD133陽性細胞を分離し、Affymetrix社のGeneChip HGU95Av2 microarraysを用いておよそ12000種の遺伝子について発現を検討した。AML40症例よりCD133陽性細胞を集め、リアルタイムPCR法を用いて遺伝子発現を定量したところ形態学的異形成の有無とCD133陽性白血病細胞におけるMPO遺伝子発現量に有意な相関があった。更にこの細胞集団におけるMPO遺伝子発現量は白血病細胞の持つ染色体異常グループとも相関が見られた。またCD133陽性細胞におけるMPO遺伝子高発現群は低発現群と比較して有意に予後が良かった。以上より白血病細胞の遺伝子発現パターンを用いた臨床的に有用な新たなAML分類の可能性が示された。
医薬品合成の鍵中間体複素環化合物のヒトと環境に優しいワンポット合成法の開発研究

申請者はイミダゾール、チアゾール及びオキサゾール類に関して、スチレン類からのワンポット合成の検討を行った。しかし、いずれの場合もフェナシルハライド類の生成は観察されるものの、目的の複素環化合物を得るには至らなかった。中間体であるフェナシルハライド類が相当量生成していることから、カップリングの原料であるアミジン、チオアミド、アミド類の反応系中における不活性化が原因と推定している。今後、反応場の精査によるカップリング原料の活性化により、当該複素環合成への展開を見いだせるものと考えている。申請者は既に、スチレン類から光酸素酸化反応によりフェナシルハライド類を一端合成し、同一フラスコ内で連続してアミジン誘導体と反応させることで、ワンポットでイミダゾール誘導体の合成を行うことに成功している。この結果は、光酸素酸化の際に生じる副生成物(ヨードヒドリン類、アルデヒド類)や消費されなかったハロゲンが複素環合成を阻害しないことを示しており、触媒量のハロゲンソースを用いた光酸素酸化/カップリングによる複素環合成が可能であることを示唆している。そこで、アミジン類の代わりにチオアミド類を添加することで同様にフェナシルハライド類を経由するチアゾール類のワンポット合成を試みたところ、良好な収率で目的のチアゾール類を与えることが分かった。そこで、イミダゾール類及びチアゾール類に関して、スチレン類からのワンポット合成の検討を行った。しかしながら、いずれの場合もフェナシルハライド類の生成は観察されるものの、目的の複素環化合物(イミダゾール、チアゾール)を得るには至らなかった。中間体であるフェナシルハライド類が相当量生成していることから、カップリングの原料であるアミジン類或いはチオアミド類が、反応系中において不活性な状態に変換されているものと推定している。一方申請者は、本反応の検討過程において、スチレン類からフェナシルヨーダイド類を経由して、遷移金属を用いることなくアセトフェノン類をワンポットで直接得ることに初めて成功した。本反応では、ワンポット条件下、反応場(溶媒)を代えることで、単体ヨウ素にヨード化剤及びルイス酸触媒としての2種類の機能を発現させている。今回、触媒量のハロゲンソースによるスチレン類からのワンポット複素環合成を行うことができなかったが、反応場の変換によるカップリング原料の活性化等についてさらに精査することにより、当該複素環合成への展開を見いだせるものと考えている。我々は既に、スチレン類から光酸素酸化反応によりフェナシルハライド類を一端合成し、同一フラスコ内で連続してアミジン誘導体と反応させることで、ワンポットでイミダゾール誘導体の合成を行うことに成功している。そこで、アミジン類の代わりにチオアミド類を添加することで同様にフェナシルハライド類を経由するチアゾール類のワンポット合成を試みた。反応条件の精査の結果、スチレンと48%臭化水素酸(1.1当量)、水(50 μL)を酢酸エチル(5 mL)に溶解し、酸素雰囲気中、22W蛍光灯4つを7時間外部照射した後にチオベンズアミド(1当量)、炭酸水素ナトリウム(10当量)と水(500 μL)を加えることで良好な収率で目的のチアゾール類を与えることが分かった。一方、求核剤としてアミド類を用いたオキサゾール類のワンポット合成についても検討を行ったが、フェナシルヨーダイド及びフェナシルブロマイドいずれを経由する方法においても、現時点では目的物を得るには至っていない。そこで、これまで合成に成功したイミダゾール類ならびにチアゾール類に関して、スチレン類からの、段階を踏まないワンポット合成法の検討を行った。すなわち、最初からスチレン類と求核剤ならびに添加剤を反応容器内に入れ、光酸素酸化条件下、反応を検討した。しかしながら、いずれの場合もフェナシルハライド類の生成は観察されるものの、目的の複素環化合物(イミダゾール、チアゾール)を得るには至っていない。我々が既に得ている情報から、触媒量のハロゲンソースを用いた光酸素酸化/カップリングによる複素環合成が可能であることが示唆されている。しかしながら、実際に反応を行ったところ、目的物である複素環化合物は全く得られない結果となった。しかも、目的物が得られていないにも係わらず、反応終了時のNMR測定から、未反応の求核剤が確認できなかった。この事実は、光酸素酸化条件において求核剤が分解してしまったため反応が進行しなかった可能性が考えられる。求核剤として用いているアミジン、チオアミド、アミド類の分解は予想外であり、求核剤の保護や光源の再検討など反応条件を最初の段階から精査する必要がある。このような理由により、現時点での進捗状況は当初の予定より若干遅れていると言わざる終えない。

まず、反応条件下において、各種求核剤が分解しないように新たな光源の検討を行う。現在は蛍光灯からの可視光を照射しているが、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプおよびキセノンランプ等を用いて同様のワンポット反応を検討することで、求核剤を酸化(分解)せず、基質とハロゲン化水素のみを選択的に酸化することができる光源を確定する。一方、求核剤自体の反応条件下での分解を抑えるべく保護基を導入するなどの検討を行う。さらに、反応系中において求核剤が長時間、光酸素酸化条件下に晒されないように、シリンジポンプを用いて反応溶液中への求核剤のslow addition検討などを行う。これまでは、専ら蛍光灯による反応を検討してきたが、残念ながら反応が進行しなかったため、使用光源の検討を行う。具体的には、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンランプなどによる反応検討を行う予定であるが、これらはいずれも高価(高圧水銀ランプ@20万円、キセノンランプ@10万円)であるため、次年度に購入する。その他、消耗品(各種試薬、溶媒、ガラス器具)ならびに旅費等は当初の計画通りに使用する予定である。
kirrelファミリーによる神経回路網形成の制御と高次脳機能

kirrel3の高次脳機能における役割を検討するため、kirrel3欠損マウスを作製し、そのヘテロマウスを用いて中枢神経系や感覚器系における詳細な発現解析を行った。その結果、kirrel3が生後の発達過程の脳や網膜、嗅上皮等に強く発現していることを見いだした。成獣の脳では、嗅覚(嗅球、嗅皮質、扁桃体)大脳辺縁系(海馬、線条体、前頭前皮質)回路、聴覚路小脳前庭系回路等に強い発現がみられたまたkirrel3欠損マウスの行動学的解析の結果、新規環境における行動異常が認められたことから、kirrel3が神経回路の形成とその機能の維持に重要な役割を果たしていることが示唆された。β-ガラクトシダーゼ(β-gal)遺伝子をkirrel3の遺伝子座に挿入したkirrel3ヘテロ欠損マウスを用いてのLacZ染色により、成獣神経系におけるkirrel3の発現を検討したところ、嗅覚路(嗅球、嗅皮質、扁桃体)、聴覚路(蝸牛神経節、下丘、内側膝状体、聴覚皮質)、大脳辺縁系(海馬、線条体、前頭前皮質)、小脳(分子層、顆粒細胞層、一部のプルキンエ細胞)などにおいて強い発現が認められた。大脳皮質では、二次体性感覚皮質、聴覚皮質、島皮質ではII層からV層の神経細胞に広く発現していたのに対して、前頭前皮質、運動皮質、視覚皮質、一次体性感覚皮質ではII層とV層に発現が認められた。抗β-gal抗体と種々のマーカー抗体を用いた二重免疫染色により、嗅球ではReelin陽性の僧帽細胞やcalretinin陽性の介在神経細胞、GAD67陽性の顆粒細胞にkirrel3の発現がみられた。海馬歯状回においては、顆粒細胞の大部分にその発現が認められたが、nestin及びdoublecortin陽性の神経前駆細胞には発現を認めなかった。大脳皮質及び線条体では、大部分がGluR2/3陽性の投射神経細胞に発現していたが、小脳では主に分子層のparvalbumin陽性の介在神経細胞や顆粒細胞層のNeuN陽性の顆粒細胞に発現が認められた。抗kirrel1抗体、抗kirrel2抗体を用いた免疫染色により、kirrel1は小脳のプルキンエ細胞に、kirrel2は小脳の分子層、海馬の分子層、嗅球の糸球体層などのシナプス部に発現を認めた。さらに、野生型と比較してkirrel3ホモ欠損マウスでは、オープンフィールドテストでは中心区画滞在時間の有意な短縮を認め、明暗選択テスト及び高架式十字迷路テストでは運動量は有意に亢進していたものの、不安傾向の指標となる明室・オープンアーム滞在時間では差は認められなかった。kirrel3ヘテロ欠損マウスを用いて、発達過程の脳におけるLacZの発現を検討した結果、胎生9.5日齢で後脳の神経上皮の辺縁層において発現を認め、嗅球、線条体、大脳皮質、小脳では胎生13.5日齢から、海馬では胎生17.5日齢から、主に分化した神経細胞が分布する部位に発現を認めた。海馬、及び小脳では、増殖細胞の分布する脳室帯や外顆粒細胞層の一部の領域においても発現が認められた。海馬歯状回では、生後7日齢で分化した神経細胞が存在する表層部にのみ発現が認められ、生後14日齢から21日齢にかけて、歯状回の深層にもその発現が認められるようになり、成獣においては、歯状回の全層にLacZの発現が認められた。小脳では、生後7日齢から14日齢にかけて、分子層、顆粒細胞層におけるLacZ発現細胞数が増加した。さらに、発達過程の網膜では胎生15.5日齢で発現を認め、胎生17.5日齢では多くの網膜神経節細胞に認められ、内顆粒細胞層の一部にも発現が認められた。生後7日齢から14日齢にかけては、内顆粒細胞層における発現が増加し、成獣においても発現が持続していた。また、kirrel3ホモ欠損マウスは野生型マウスと比べ、ホームケージにおける活動量に差はみられなかったが、新規環境下での運動量の有意な増加を認めた。さらに、明暗選択テスト、及び高架式十字迷路テストを行ったところ、ホモ欠損マウスは総移動距離、及び明室・暗室間横切り回数が有意に増加していたが、不安傾向の指標となる明室滞在時間、及びオープンアーム滞在時間には差はみられなかった。受動的回避テストにおけるショック強度を検討するためのショック感受性テストを行ったところ、ホモ欠損マウスにおいて暗鳴反応が有意に低下していた。超音波音声反応における異常の有無を検討するため、新生仔、及び成獣マウスを用いて超音波音声を誘導する条件を決定し、現在、解析中である。

1. kirrel3ヘテロ欠損マウスの網膜において、生後7日齢では、LacZ発現細胞はBrn3b陽性、syntaxin-1陽性、Chx10陰性、calbindin陰性であったことから、kirrel3発現細胞は網膜神経節細胞、アマクリン細胞であることが同定された。生後14日齢から成獣おいては、LacZの発現はChx10陽性の双極細胞にも認められた。2. kirrel3ヘテロ欠損マウスの海馬においては、生後7日齢以降でNeuNやcalbindinが陽性の成熟顆粒細胞にLacZの発現は認められ、Ki67陽性の増殖細胞やdoublecortin陽性の神経前駆細胞には認められなかった。また、kirrel3ヘテロ欠損マウスの小脳においては、胎生13.5日齢の小脳原基で、Ki67陽性の増殖細胞にLacZの発現は認められず、βIII-tubulin陽性の分化した神経細胞に認められた。胎生15.5日齢から成獣にかけては、Tbr-1陽性の小脳深部核投射神経細胞、及びFoxp2陽性のプルキンエ細胞の一部においてLacZの発現がみられた。LacZ陽性のプルキンエ細胞は縦縞状領域様に局在していた。生後から成獣にかけて、NeuN陽性の顆粒細胞やparvalbumin陽性の介在神経細胞においてもLacZの発現を認めた。3.成獣の脳におけるkirrel3蛋白の局在を免疫染色法により検討した。野生型マウスにおいて、嗅球の嗅神経や糸球体、前頭前皮質、海馬の苔状線維や貫通線維、小脳のピンソー等に強い染色像を認めた。kirrel3ホモ欠損マウスにおいては、これらの染色像は認められなかった。4. kirrel3ホモ欠損マウスは、食料探索テストにおける嗅覚機能は正常であったが、3チャンバー社会性行動テストにおいて、新規マウスに対する探索性の低下傾向を認めた。kirrel3ヘテロ欠損マウスの脳や感覚器官におけるLacZ発現細胞の解析、及びkirrel3ホモ欠損マウスの行動解析結果より、kirrel3が発達過程、及び成獣の高次脳機能の獲得・維持に重要な役割を果たすことが示唆された。さらにショックに対する啼鳴反応の低下という非常に興味深い行動異常を発見したこと、及びkirrel3ヘテロ欠損マウスを用いた全組織の発現解析により、非常にマイナーな細胞群ではあるが、神経系以外の組織においてもいくつかのkirrel3発現細胞を検出したことなどから当初の計画以上に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、1.kirrel3ヘテロ欠損マウスを用いたLacZ発現細胞の詳細な解析、2.発達過程や成獣の脳、及び感覚器官におけるkirrelファミリーの発現の検討、3.kirrel3遺伝子ホモ欠損マウスの組織学的解析(神経回路網の発達異常、シナプスの形成異常等)、4.kirrel3遺伝子ホモ欠損マウスの生化学的解析、及び5.kirrel3遺伝子ホモ欠損マウスの行動学的解析(高次脳機能異常の検討)を行う。さらに、薬剤投与による行動異常の変化の検討を行い、注意欠陥・多動性障害、双極性障害、自閉症、統合失調症等の精神疾患モデルマウスとなる可能性を探索することにより、kirrel3の神経回路網形成における役割とその異常が精神疾患の発症に関与する可能性を検討する。