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内分泌攪乱物質汚染の評価と浄化:酵素P450を利用した生体影響評価法及び汚染環境のバイオリメディエーション法の開発

本研究では、P450のバイオマーカーとしての有用性を確立し、これを利用した評価法の確立、環境浄化への利用を目的とした。対象生物として、食物連鎖の頂点にたち、海洋汚染の影響を受けやすい海生哺乳類に着目した。我々は、北海道沿岸の魚類を捕食するゴマフアザラシに表層海水の一億倍の濃度のPCB、10億倍の濃度のDDTが蓄積し、このPCB蓄積レベルに相関してP450分子種であるCYP1ファミリーの発現量が増加していることを明らかにした。そこで、P450のバイオマーカーとしての利用のために、海棲哺乳類からP450をクローニングし、その酵素の基質特異性などについて研究を行った。アザラシ2種、トド、イルカ2種、ミンククジラより、P450分子種であるCYP1A、CYP3AのcDNAを世界で初めて単離することに成功した。また、食物連鎖下位生物の魚類について、ダイオキシン類による汚染が問題となった藤沢市の引地川水域に棲息するコイを、環境省の安全宣言後に採集し、肝膵臓における異物代謝能や生殖腺への影響の有無を汚染水域の上流に棲息するコイとの比較から検討した。化学分析から、引地川の藤沢工場下流域より採集したコイではダイオキシン類が生体に高濃度に蓄積されていることが明らかとなった。汚染域棲息の雌コイでは、上流域棲息群に比べて、P450量、CYP1A発現量、CYP1A依存の代謝活性が増加していた。また、雌個体においては、生殖腺重量や血中エストロゲン量について、下流域のコイでは減少が見られた。エストロゲン及びCYP1A誘導の関係については、培養細胞を用いた研究から共役因子の関与などを明らかにした。以上の環境汚染物質の蓄積とP450との関係に関する研究は世界的にも高い評価を受け、1999年にNZで開かれたバイオマーカーシンポジウム、2000年に仙台で開かれた国際P450シンポジウム、2001年東京の日本獣医学会においてそれぞれ講演に招待された。異物代謝酵素P450(CYP)は、体外より侵入してくる汚染物質などの異物にたいする生体防御機構として、微生物から高等動物まで広く生物界に分布している。生体は、ダイオキシンやPCB等の環境ホルモンや異物に対して、異物代謝酵素の誘導という形で応答する。本年度は、海洋生態系食物連鎖の最上位に位置し、生物濃縮による環境汚染物質を体内に蓄積する海棲哺乳動物をモデルとして、それらがもつ異物代謝酵素CYPの変動を複合的汚染のモニター指標物質として用いることの有用性を検討した。ゴマフアザラシおよびクラカケアザラシとも、皮下脂肪に海洋表面濃度の10億倍、1億倍に濃縮されたPCB、DDTが検出された。これらの汚染とCYP1A1依存の活性には正の相関が認められ、CYP1A1およびその活性は動物のPCB汚染の指標となることが示された。更に、アザラシではCYP2Bがほとんど無く、ラットでCYP2B依存の酵素活性が、アザラシではCYP1A1が触媒していることが明らかになった。この様に幅広い解毒能力を持つ酵素は汚染物質の除去に応用可能であると考えられる。海棲哺乳類の肝臓においてCYP1AおよびCYP3Aサブファミリーに属する分子種の存在を遺伝子レベルで確認した。

予想されるアミノ酸配列を用いて他の動物種のCYPを交えた系統解析を行ったところ、鯨類CYPは偶蹄類CYPと、鰭脚類CYPはイヌのCYPと近縁の関係にあることが明らかとなった。更に、クラカケアザラシCYP1A1とイシイルカCYP1A1の代謝能には有意な差がみられ、CYP活性を生体の汚染の指標として用いるにあたり、動物種差、系統差を考慮することの重要性が示された。北海道産アザラシ類、北海道々東に生息する猛禽類および藤沢市引地川ダイオキシン汚染地域に生息するコイを対象として、環境汚染物質の生態影響評価法と汚染環境のバイオリメディエーション法を検討した。1.ゴマフアザラシ、クラカケアザラシにおいて、同程度のコプラナPCBが検出されたにも関わらず、P450 1A様分子種の発現量は全く異なっていた。特にゴマフアザラシにおけるP450 1A様分子種の発現は、種特異的機構による誘導が示唆された。一方、血中甲状腺ホルモンの年齢変動は、加齢によるそれを明らかに越えており、環境汚染物質が成長や繁殖に深刻な影響を与えていることが予想された。2.1998-1999年に回収したオオワシ、オジロワシの胸筋での残留環境汚染物質を測定した。他の有機塩素系化合物に比べ、10-100倍高濃度のPCBおよびDDT類蓄積が観測された。また、PCB異性体の蓄積パターンに年齢による変動が見られた。これら猛禽類のPCB汚染源と考えられるロシアSovolのPCB異性体組成と比較し、より難分解性の多塩素化PCB類がP450を始めとする異物代謝酵素によって代謝されることなく成長過程で蓄積されていることが考えられた。3.1992-2000年に引地川水系に排出されたダイオキシン類は、TEQ値3.0gにも上る。排出流域に棲息するコイについて、肝膵臓におけるERODの高活性とCYP1A様蛋白の発現増加が明らかとなった。また、雌個体での生殖腺重量、血中エストロゲン量の減少と、卵巣中の二次卵母細胞の割合の減少も観測された。ダイオキシン類曝露がコイの産卵数や繁殖率等へ影響を及ぼしている可能性が考えられた。昨年の調査においてダイオキシン類など平面構造を持つ環境汚染物質が野生動物の内分泌に影響を与えていることが明らかとなった。本年度はこれらの化学物質が結合するAh受容体の作用メカニズムに関して、エストロゲン類との相互作用を中心に明らかにした。また、「環境ホルモン」曝露が、性特異的なP450(CYP2C11など)分子種にどのような影響を与えるかを明らかにし、新たな「環境ホルモン」バイオマーカーを検索した。Ah受容体機能へのエストロゲン類の影響の解明肝癌由来HepG2細胞や乳癌由来MCF7細胞を用いた研究から、17βエストラジオールがエストロゲン受容体を介してAh受容体機能を抑制すること、その抑制メカニズムに転写共役因子が関与することを明らかにした。また、雌性ホルモン・エクイレニンはB環不飽和型エストロゲンであるが、Ah受容体に結合すること、また、Ah受容体介在性及び非介在性にCYP1A1、CYP1A2の発現レベルを上昇させることを明らかにした。P450分子種に対する「環境ホルモン」の影響ジブチルフタル酸・DBPは、オスラットではエストロゲンの代謝排泄を抑制し、エストロゲンの産生を亢進することが生殖器及び肝臓に発現するP450の活性及び発現レベルの変動から明らかになった。実際、DBP曝露によって血中エストロゲンレベルは有意に増加した。また、エストロゲン受容体と弱親和性を有するビスフェノールAをラットに投与したところ、発現レベルや代謝活性が顕著に減少する酵素群は、CYP2C11やCYP2C12など性特異的なP450分子種であることが明らかとなった。
持続的な事業成長と価値獲得を実現する事業ドメインの再定義と事業システムの革新

この研究は写真産業に立地する企業に対して、彼らの事業ドメインの定義、事業システム、製品ラインアップの変遷を調査分析した。そのなかで明らかになったことは、企業は急激な競争環境の変化に直面した場合でも、事業ドメインを軽微な変更にとどめる一方で、事業システムは補完企業を活用するなど抜本的な革新を加えることで環境変化に適応する製品ラインアップを提供し、そのことが持続的な事業成長と価値獲得に結び付くということであった。まず、年度初めに研究体制の整備を進めた。調査協力企業の担当者とインタビュースケジュールの確認、先行研究・参考資料の収集を行った。そのうえで、ドイツ市場の製品ライン戦略およびそれらの販売促進につながる補完企業との関係構築に関するインタビュー調査をPhotokina@ケルンで実施し、先行研究・参考資料を整理検討した。これらの研究活動の成果の一部を学会と議論する為、日本経営学会関西部会第610回例会にて報告した。また、他産業において同種の事柄に関心をもっている研究者と情報交換を行った。平成27年度は、大きく以下の2つの事柄に取り組んだ。まず、第1に、事例研究の執筆および学会報告である。平成26年度から取り組んできたインタビュー調査の結果について整理し、それをベースに4つの学会報告を行った。特に、日本経営学会全国大会(熊本学園大学)で「時間サイクルの組み合わせと競争優位:デジタルカメラ産業の事例」と題した報告では、3つの企業の事例研究を紹介し、フロアとのディスカッションを行うことができた。また、日本経営史学会全国大会のパネルディスカッションでは「日本自動車産業の委託生産の生成と展開」において、デジタルカメラ産業の各企業との比較検討を行った。第2に、中国市場における製品ライン戦略および補完企業との関係構築に関するインタビュー調査を行った。各国市場の特徴を把握することができた。それに加え、各国市場に対する本社の統括機能に関する聞き取り調査を行い、各企業の実態を把握することができた。調査対象企業に当初計画通りに協力を得ることができている。平成27年度までにデジタルスチルカメラ産業でビジネスを展開する企業に対して、事業ドメインの再定義、事業システムの再構築に関してインタビュー調査や文献調査を行い、これらに関連する理論的到達点について先行研究の整理を行ってきた。最終年度は、以下の3点を行った。ひとつは、劇的な環境変化に直面しながらも持続的な事業成長と価値獲得を行ってきた下記企業に対して、日本、欧州、北米、アジアの各地域の市場でどのような事業を展開してきたのかを包括的に把握した。調査対象企業は、カメラを製造・販売する6社(リーディング企業2社、中堅企業2社、ニッチ企業2社)と、レンズを製造・販売する1社、完成品を持たない関連企業3社である。そして、これらの企業がどのように事業システムを構築、革新してきたかについて、これまでの調査研究を補強するインタビュー調査をフォトキナ2016(2016年9月:ドイツ・ケルン)、カメラ技術セミナー(2016年11月:東京都渋谷区)、CP+(2017年3月:神奈川県横浜市)などキーパーソンが集まる機会や、再度の企業訪問などを設定し、行った。ふたつ目に、デジタルカメラメーカー各社および関連企業各社の事業ドメインの変容について、社内外(従業員、取引先、最終消費者)との間で、コンセンサスがどのように形成されたのかについて、インタビュー調査、文献調査によって分析した。最後に、上記の把握事項を結合することで各社の事例研究としてまとめた。具体的には、(1)如何に事業ドメインの再定義を行い、(2)そのドメイン修正についてコンセンサスを得るためにどんな取り組みを行い、(3)それが事業システムの革新のエンジンとして如何なる役割を発揮したのかについて、各社の異同について分析している(調査対象企業へのフィードバックとその後のブラッシュアップを行っている段階であり、平成29年度中に刊行予定)。調査協力企業の担当者や、当初予定していなかった研究者仲間との交流の結果、計画していた調査研究予定が着実に実施できている。本年度は最終年度であるため、研究成果を発表とそのフィードバックに専念する。経営学計画を遂行するうえで構築すべき実施体制が確立されているので、これを維持、発展させることで2015年度以降も着実に推進していく。転籍に伴い年度末に研究活動が若干停滞した。予定していた文献複写の納品が遅れたため。転籍後スムーズに研究活動に入っており、昨年度末に計画していた調査研究活動に使用する。2015年度に文献複写費として使用する計画である。
センチニクバエを利用した簡便なトランスジェニック個体作成法の開発

センチニクバエに対する簡単な遺伝子導入法を検討し、エレクトロポレーション法により成虫の胸部背筋に一過的に遺伝子を導入することができた。センチニクバエ固体において、外来遺伝子を強制発現させたのはこれが初めてである。次に、卵胎生であるセンチニクバエの胚をメス体内から取り出してガラスキャピラリーを用いた微量注入法による遺伝子導入をココロみた。当初、水のみの微量注入でも胚は発生しなかったが、条件検討を行ない胚が正常に発生する条件を設定することができた。これまでに胚への遺伝子導入は実現していないが、今後更なる検討を行う予定である。蛋白質の多品種大量生産が産業上のニーズとして存在し、遺伝子組換え個体の簡便な作成法ならびに生産性の高い蛋白質発現が求められるようになってきた。貯蔵蛋白質はセンチニクバエ幼虫の体液中で7割を占めるため、そのプロモーターを利用することにより目的の蛋白質を高い効率で得ることが出来ると考えられる。本研究では、体内への遺伝子導入にpiggyBac transposonを利用することにより、一部が生殖系列の細胞に取り込まれる条件を検討し、センチニクバエのトランスジェニック個体作製法を確立することを目的とする。この手法によって、微小な卵へのインジェクションなどの手間が省け、効率的に遺伝子組み換え個体が作成できるようになることが期待できる。遺伝子組換え個体作製にあたり、まず飼育施設の整備を行った。飼育環境を一定にするため、日本医化器械製作所の動物個別飼育装置を購入し設置した。昆虫は飼育容器(虫かごやタッパウェア)の中で飼育することとし、この容器を二重扉の付いている動物個別飼育装置内に持ち込むことにした。個体の逃亡防止のため、装置の前面にナイロンメッシュで二重の蚊帳空間を作った。以上のようにして遺伝子組換え個体作製実験が出来る環境を整えることが出来た。遺伝子導入に利用するpiggyBac transposonプラスミドベクターは、University of Notre DameのMalcolm J. Fraser, Jr.博士に分与していただいた。大腸菌とのシャトルベクターとして配布されており、大腸菌で大量に増やし、材料とするプラスミドを準備することが出来た。以上のような準備の後、センチニクバエの飼育を開始した。遺伝子導入部位を検討するため、個体を解剖し、卵巣の位置を確認することが出来た。次年度は実際に遺伝子個体作製のための遺伝子導入検討を行う。産業界では多くのタンパク質が利用され、その大量生産がニーズとして存在している。大量生産の一つの方法として個体によるタンパク質生産が注目されている。多くのニーズに応えるためには、効率よく遺伝子組換え個体を作製する方法の開発が必要である。センチニクバエの貯蔵タンパク質は幼虫の体液中で7割を占めるほど大量に発現している。そのプロモーターを利用することにより貯蔵タンパク質の代わりに目的の蛋白質を高い効率で得ることが出来ると考えられる。そこで本研究では、センチニクバエを用いて遺伝子組換え個体の簡便な作製を行うための方法を検討した。昨年度は、遺伝子組換え個体作製のための飼育施設の整備とpiggyBac transposon遺伝子の入手を中心に行った。今年度は、センチニクバエでは遺伝子の導入検討がほとんど行われていないことから導入の検討を中心に行った。まず最初に幼虫に対して遺伝子導入を検討した。これは幼虫体内には体液に囲まれて組織があるため、体液中にDNAを注入すれば組織に取り込まれることを期待してのものであったが、結果的には発現が認められなかった。想定以上にDNAが希釈されたことが原因と考えられた。そこで、次にDNA溶液の拡散がほとんどないと考えられる成虫の胸部背筋に対して注射を行い、注射した領域を挟んで電気穿孔刺激を行った。その結果、導入した遺伝子の発現を2日目に観察することが出来た。センチニクバエ個体において遺伝子の発現ができたのは我々の知る限りではこれが初めてである。今後は宿主ゲノムDNAに挿入されるようにするため、piggyBac transposon遺伝子を含むプラスミドを構築し、transposase遺伝子とともに遺伝子を導入し発現の持続が見られるようになるか検討を進めることや、発現させる新規遺伝子の取得を目指す予定である。
音楽嗜好・経験と共感性ー心理学・社会学・行動遺伝学的研究

近年、他者の“心"を推察する能力である“共感性"の欠如に起因する、対人関係や社会生活上のトラブルが社会問題化している。そのため国内外を問わずヒトの共感性についての研究が急速に増加しており、分野を超えて学問の中心テーマになりつつある。特に、生物の行動や情動反応に、遺伝子多型(遺伝子配列の個体差)が影響を及ぼしていることが明らかになっている。本研究は、ヒトが社会を維持していくために不可欠の能力である共感性と音楽嗜好との関係を明らかにすることを目的としたパイロットスタディである。音楽と共感性の関係を心理学・社会学および行動遺伝学的に調べた。共感性の生物学的指標としてオキシトシン受容体遺伝子の多型を用い、音楽嗜好やパーソナリティ、音楽行動(音楽経験等)との関係を分析した。その結果、音楽嗜好とパーソナリティ(外向性、勤勉性)には有意な差があり、音楽嗜好の程度が強いほど、外向性や勤勉性が高いとの結果になった。また、オキシトシン受容体遺伝子多型のタイプとパーソナリティ得点にも有意な差があった。共感性の高いタイプの遺伝子型をもつ被験者は、パーソナリティ得点も高い値を示した。本研究の結果により、音楽嗜好とパーソナリティとの関係、またパーソナリティとオキシトシン受容体遺伝子との関係が明らかになった。一方、オキシトシン受容体遺伝子多型と音楽嗜好との間には、有意差はなかった。本実験では、分析対象としたサンプル数が少なく結果を一般化するには至らない。今後は、性別や年齢構成に配慮してサンプル数を増やし、さらなる検証を重ねていく必要がある。本研究の目的は、社会の形成と維持に不可欠な共感性に音楽が果たす役割(機能)を、心理・社会学および行動遺伝学的に調べ、学校・社会教育における音楽の役割を明らかにし、活用することである。実験は、大学生被験者を対象とし、音楽嗜好・音楽行動の質問紙調査、および共感性を測定する心理テストを実施すると同時に、遺伝子解析用の唾液サンプルを採取する。研究期間は3年で、初年度である平成28年度は、実験準備を中心に作業を実施した。実験準備として、研究代表者の所属する大阪樟蔭女子大学、および研究分担者の所属する奈良教育大学の各大学において、本研究についての倫理審査を受けた。遺伝子解析については、奈良教育大学に設置されている「遺伝子解析研究倫理審査委員会」の審査を受けた。いずれの審査も承認され、研究の実施が認められた。また、遺伝子解析に使用する等温増幅傾向測定装置(ニッポンジーンGenieII)を導入し、解析のための環境整備も終了している。さらに、実験で使用する質問紙、心理テスト等の準備も行っている。現在、被験者の募集にも着手している。被験者は大学生を対象としているため、研究代表者および分担研究者の所属する、大阪樟蔭女子大学および奈良教育大学の2大学を中心に募っている。募集方法は、メールや掲示などにより行っており、今後も随時追加して募集し、目標の被験者数を集めていく予定である。平成28年度に実施予定の作業は、おおよそ完了した。各大学に於ける倫理審査も終了し承認を得ている。また機器等の設備についても整えることができた。さらに被験者の募集にもとりかかっており、おおむね順調に進展している。本研究の目的は、社会の形成と維持に不可欠な共感性に、音楽が果たす役割(機能)を、心理・社会学および行動遺伝学的に調べ、学校・社会教育における音楽の役割を明らかにし、活用することである。研究の概要は、音楽への嗜好、音楽行動、共感性・社会性などの行動が、遺伝的要因とどのような関係があるかを検証することである。具体的には、大学生を対象に、遺伝子サンプルと、各種心理テスト(音楽嗜好、共感性、音楽行動)との相関を分析する。調査する遺伝子は、社会性や共感性と関連の深いホルモンとして明らかになっているオキシトシンに注目し、そのオキシトシン受容体遺伝子の多型などを調べる。研究期間は3年で、実施2年目にあたる平成29年度は、被験者への実験の実施を中心に進めた。奈良教育大学および大阪樟蔭女子大学で募集した被験者(大学生)に、インフォームドコンセントを実施し、同意を得られた被験者から、音楽嗜好・音楽行動の質問紙調査、および共感性を測定する心理テストを実施した。また同時に、遺伝子解析用の生体サンプルを採取した。データ採取した被験者の数は、当初予定の7割である。現在の被験者群には、男女の比率に偏りがあるため、今後、さらに追加のデータ採取を行う予定である。本年度メインの作業である被験者への実験実施(サンプル採取)は、被験者の性別バランスを調整するためにさらにデータを追加する必要があるが、おおむね予定通り進んだ。しかしながら、H29年度末より、研究分担者の所属する奈良教育大学から研究遂行を妨げる行為を受けている。・研究分担者が退職し名誉教授となった。科研応募者資格を付与し、研究分担者としての研究継続を奈良教育大学に求めたが認められなかった。・そのため、別の研究者(奈良教育大学教授)に新たに分担者を依頼し、本人からは承諾を得て申請手続きをしたが、その研究者の専門性に問題があるとして承諾書の押印を拒んでいる。・本科研採択時に、本学および奈良教育大学の倫理審査により認められた計画では、分析を奈良教育大学の実験室で実施する事になっているが、使用を拒否している。・また、倫理審査で認められた遺伝サンプルの保管方法を無視し、奈良教育大学から移動させる等のことを要求されている。

上記要求は、国の「ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針(平成13年3月29日)」(以下、指針)、および「国立大学法人奈良教育大学ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する規則(平成17年)」の明確な違反行為である。文部科学省生命倫理・安全対策室に相談し、遺伝サンプルの取り扱いについての見解を奈良教育大学へ伝えたにもかかわらず、状況の改善は図られていない。現在、本学(大阪樟蔭女子大学)の研究担当職員を通して、奈良教育大学と交渉を継続しているが、解決の目途がたっておらず、研究の遂行が大幅に遅れている。近年、他者の“心"を推察する能力である“共感性"の欠如に起因する、対人関係や社会生活上のトラブルが社会問題化している。そのため国内外を問わずヒトの共感性についての研究が急速に増加しており、分野を超えて学問の中心テーマになりつつある。特に、生物の行動や情動反応に、遺伝子多型(遺伝子配列の個体差)が影響を及ぼしていることが明らかになっている。本研究は、ヒトが社会を維持していくために不可欠の能力である共感性と音楽嗜好との関係を明らかにすることを目的としたパイロットスタディである。音楽と共感性の関係を心理学・社会学および行動遺伝学的に調べた。共感性の生物学的指標としてオキシトシン受容体遺伝子の多型を用い、音楽嗜好やパーソナリティ、音楽行動(音楽経験等)との関係を分析した。その結果、音楽嗜好とパーソナリティ(外向性、勤勉性)には有意な差があり、音楽嗜好の程度が強いほど、外向性や勤勉性が高いとの結果になった。また、オキシトシン受容体遺伝子多型のタイプとパーソナリティ得点にも有意な差があった。共感性の高いタイプの遺伝子型をもつ被験者は、パーソナリティ得点も高い値を示した。本研究の結果により、音楽嗜好とパーソナリティとの関係、またパーソナリティとオキシトシン受容体遺伝子との関係が明らかになった。一方、オキシトシン受容体遺伝子多型と音楽嗜好との間には、有意差はなかった。本実験では、分析対象としたサンプル数が少なく結果を一般化するには至らない。今後は、性別や年齢構成に配慮してサンプル数を増やし、さらなる検証を重ねていく必要がある。次年度へ向けて、随時被験者の募集を行い、サンプルを採取していく予定である。今後も、当初計画に基づき研究を進めていく。H30年度は、遺伝サンプルの解析、心理質問紙の分析、さらに結果の総合的分析を行い、成果についての情報発信を行うことが中心となる研究最終年度である。まずは遺伝サンプルの解析を行い、論文投稿や学会発表などを通して、成果の公表を行う予定である。しかしながら、項目7(現在までの進捗状況)にも記したが、H29年度末よりの研究分担者所属の奈良教育大学が、遺伝サンプルの取り扱いに関し、国の倫理指針に違反する事柄を要求しており、その対応に追われているため、H30年度予定しているサンプルの分析、及び追試のための再サンプル採取作業等は、大幅に遅れている状況である。既述のように、本学(大阪樟蔭女子大学)の研究担当職員を通して、奈良教育大学と研究継続について交渉しているが、今後どのようになるのか危惧している。追試の際の被験者への謝金用として、物品費を減らし次年度へ残した。
アルツハイマー病の治療効果を高めるアミロイドβ・タウ連結ワクチン開発の新手法

アルツハイマー病の進行と深い関わりを持つ脳内Aβ、tauを削減することが、本疾患の治療に効果的と考えられる。本研究では、tau単独、及びAβ・tau同時標的DNAワクチンを作製し、Aβ・tau・プレセネリン1がヒトアルツハイマー型変異遺伝子に置換されたトリプルトランスジェニックマウスを用い、生体投与試験を行った。その結果、マウス血漿中の抗tau、抗Aβ抗体価上昇と共に、脳内tau、Aβ蛋白の減少が観察された。即ち、本ワクチンが抗tau、抗Aβ抗体の産生を促し、これらが脳内に蓄積しつつあるtau、Aβを削減して疾患の進行を抑制する可能性が示唆された。本ワクチンは臨床開発に向け特許出願中である。そこで平成26年度は、採取したサンプルを用い、脳内Aβ・Tau削減効果を中心に本ワクチンの投与効果を解析した。脳組織切片を用いた免疫組織化学的検討では、特にTauの定量的解析が困難であったため、評価法の検討が必要であった。我々は、凍結脳の一定部位を切り出して蛋白を抽出し、ELISAキットによりAβ、Tau、リン酸化Tauの各蛋白量を定量し比較する方法を採用した。これらの分子は不溶性が高いため、強変性剤を添加した緩衝液で蛋白を抽出し、検出分子それぞれに適切な使用抽出液量を検討して評価試験方法を確立した。本試験の結果、Aβ・Tau同時標的ワクチンを投与したトランスジェニックマウス群では、対照群に比していずれの分子も脳内蛋白量の減少傾向が示された。即ち、本ワクチンを投与することにより、生体内で抗Aβ・抗Tau抗体の産生が促され、これらが脳内に蓄積されつつあるAβ・Tauを削減してアルツハイマー病の進行を抑制する可能性が示唆された。今年度までの成果を踏まえ、本研究課題におけるAβ・Tau同時標的ワクチンは、臨床開発に向けて現在特許出願準備中である。神経免疫学
フローベール『ブヴァールとペキュシェ』草稿の解読と批評的読解

本年度も11月初めに10日間程、科学研究費を用いてフランスへの調査旅行を行なった。おもにフランス国立図書館において19世紀医学に関する文献調査を行い、『ブヴァールとペキュシエ』執筆準備のためにフローベールが読んだ医学文献の書誌情報を確認した。またフランス滞在を利用して、フランス国立科学研究センター(CNRS)、近代テクスト・草稿研究所(ITEM)のメンバー達とも打ち合わせを行い、フローベール「読書ノート」のデータベース化の作業の進行状況と今後の進め方を検討した。この研究プロジェクトの最終的な成果は、2006年6月にスリジー・ラ・サルで開かれる国際フローベール・シンポジウムにおいて発表する予定である。この2年間のまとまった研究成果としては、「フローベールと同時代の医学」という観点から『ブヴァールとペキュシェ』第3章の一節を分析した論文を、ルーアン大学フローベール・センター発行の雑誌『Revue Gustave Flaubert』に掲載し、そこにフローベールの読書ノート9ページの転写を付録として加えた。また、9月には日仏哲学会主催のシンポジウム「ミシェル・フーコーの現在」においてフローベールとフランス現代思想との関連について発表。なお、この発表の原稿は2005年8月末に刊行予定の『フランス哲学・思想研究』に掲載されることになっている。さらに、12月には東京大学先端科学技術研究センターで開催されたワークショップ「エミール・ゾラの自然主義と当時の科学文化」において、19世紀文学一般と医学の関わりに関する発表を行なった。本年度は6月と3月に2度、それぞれ10日間程、科学研究費を用いてフランスに調査旅行を行い、おもにフランス国立図書館において19世紀医学および哲学に関する文献の調査を行った。また、現地のフローベール研究者達と打ち合わせを行い、『ブヴァールとペキュシェ』の「読書ノート」データベース化のための研究プロジェクトを、フランス国立科学研究センター(CNRS)の近代テクスト・草稿研究所(ITEM)を母体に本格的に始動させた。さらに、そのまとまった研究成果発表の場として、2006年6月にフローベール・シンポジウムを1週間開催することを決定、そのための企画委員会を立ち上げ、私自身も日本側通信員として委員会に参与することとなった。6月の滞仏の際には、パリの高等師範学校で開かれた国際シンポジウム「フローベール、影響とレフェランス」に参加、フローベールの日本における受容について「フローベールと日本の文芸批評」という題の発表を行った。なお、この発表の原稿は本年度の立教大学フランス文学科の紀要に掲載されている。また。3月の滞仏の際には、おもに19世紀前半のフランス医学を代表するビシャに関連する文献を調査、その研究成果は2004年9月に刊行予定の『雑誌ギュスターヴ・フローベール4号』(ルーアン大学「フローベール・センター」)に発表の予定である。さらに19世紀の文学空間・医学空間とフランス現代思想との関係も考察中であり、やはり2004年9月に日仏哲学会において「ミシェル・フーコー、フローベール、ビシャ」(仮題)と題した発表を行うべく現在準備を進めている。
付着歯肉の分化に関連した特異的遺伝子・蛋白の同定とその機能解析

1.付着歯肉組織と遊離歯肉組織の遺伝子発現解析前年度のマウスならびにラット歯肉組織の組織学的検討をもとにして,成体マウスの口腔内から実態顕微鏡下で付着歯肉と遊離歯肉をそれぞれ採取した、この組織からmRNAを抽出し,cDNAマイクロアレイを行い,両者の遺伝子発現を比較・検討した.2,ヒト歯肉上皮細胞の培養倫理委員会の許可を得て,抜歯時に得られたヒト歯肉サンプルから歯肉上皮細胞を分離し,同時に得た歯原性上皮細胞とその差異を比較,検討した.その結果,歯肉上皮細胞は培養条件下では寿命が短く,cumulative population doubling(cPD)は平均8であった。一方,歯原性上皮細胞は平均16のcPDを示した.また,両者ともに上皮細胞のマーカーであるサイトケラチン14とE-cadherinを遺伝子レベルで発現していたが,amelogeninの発現は歯肉上皮細胞では認めなかった.すなわち,歯肉上皮細胞は歯原性上皮細胞と比較して,明らかに異なるフェノタイプを有していることを明らかにした.1,マウス口腔歯肉の組織学的観察成体マウス(7週齢)の口腔内から歯肉を摘出,パラフィン切片を作製し,組織学的観察を行い,既存の報告通りに付着歯肉は可動粘膜と比較して,上皮の角化層肥厚化が観察されることを確認した。この組織学的な観察の結果と,歯肉組織の肉眼所見とを総合し,付着歯肉と可動粘膜を分離してサンプリングする基礎的なデータとした。2,マウスからの付着歯肉細胞および可動粘膜細胞の分離と培養本年度は付着歯肉の角化層肥厚化に注目し、それらの作用を観察するため,(1)の結果をふまえ,付着歯肉と可動粘膜,各々の組織より上皮細胞と間葉細胞の分離を行った。本学動物実験委員会の承認の元,マウスの付着歯肉および可動粘膜を別々に採取し,それぞれをトリプシン処理により表皮と真皮に分離した。それぞれ表皮と真皮からさらなる酵素処理により,細胞を分離した。その結果,表皮から分離した細胞群は上皮細胞特有の敷石状の形態を示し,真皮から分離した細胞群は繊維芽細胞様の間葉系細胞に特徴的な形態を示す細胞であった。また付着歯肉・可動粘膜より採取した細胞間の形態に差異は認められなかった。これらの細胞群は継代,培養が可能であることを確認した。しかし,得られる組織量,ならびに細胞数が少ないため,当初の予定であるcDNAマイクロアレイや,細胞培養に際しての困難が予測されたため,用いる実験動物をラットに変更することとした。3,ラットからの付着歯肉、可動粘膜のサンプリング一匹のラットから得られる付着歯肉と可動粘膜組織を計量し,予定している,cDNAマイクロアレイを行うに十分な量を得られることを確認した.同様に,これらの組織からもマウスと同様にして,細胞を分離・培養できることを確認した。一方,歯原性上皮細胞は平均16のcPDを示した.また,両者ともに上皮細胞のマーカーであるサイトケラチン14とE-cadherinを遺伝子レベルで発現していたが,amelogeninの発現は歯肉上皮細胞では認めなかった.すなわち,歯肉上皮細胞は歯原性上皮細胞と比較して,明らかに異なるフェノタイプを有していることを明らかにした.
アニオン促進型分子内 Diels-Alder 反応の合成的展開

インドール2位、3位に1,6-ジインが結合した基質を調製し、DMSO溶媒中、Triton Bを作用させてアニオン促進型分子内Diels-Alder反応を検討した。さまざまな条件検討を行ったが、目的とする反応はごく低収率でしか進行しないことが明らかとなった。一方で、これらの基質を加熱条件に付すことで比較的穏和な条件で、分子内dehydro Diels-Alder反応が進行し、置換カルバゾールが選択的に得られることを見出した。この反応系では、比較的温和な加熱条件下、良好な収率で反応が進行し、置換基の位置を制御してカルバゾールの合成が可能である。本研究課題では、申請者の開発したアニオン促進型分子内Diels-Alder反応の反応系の拡張と合成的展開を検討する。具体的には、アリール-1,6-エンイン系での反応の詳細な検討とジイン末端にヘテロ芳香族化合物であるピロール、インドールを導入した基質を用いたインドール、カルバゾール合成を行う。また、多環芳香族化合物合成法としての応用に重要となる、環化生成物中のリンカー部分の効率的官能基変換を検討する。その後、本反応系を活用して重要な生理活性を有するアリールナフタレンリグナン、インドールアルカロイド、カルバゾールアルカロイドの効率的合成に取り組む。平成26年度は、インドールがアルキン末端に結合した1,6ージインを用いてカルバゾール合成の検討を行った。得られたインドール結合1,6ージインをDMSO溶媒中、Triton Bを用いて環化反応を行ったところ、低収率ではあるが目的カルバゾールが得られた。塩基の種類、当量などを検討して収率の改善を検討したが、顕著な改善は達成できなかった。これについては次年度引き続き検討を継続予定である。一方、このインドール結合1,6ージインをハロゲン化インドールと1,6-ジインのSonogashira Couplingで合成した際、副生してくるインドールが両ジイン末端に結合したインドール結合ジインが温和な条件で熱的分子内Diels-Alder反応することを見出した。この反応についても反応性、合成反応としての有用性について次年度以降検討していく。平成27年度は、平成26年度に見出したインドール結合1,6-ジインの分子内dehydro Diels-Alder反応による新規カルバゾール合成法を中心に検討を行った。この反応システムでは、1,6-ジインのうち、インドール結合アルキンがジエンとして作用し、もう一方のアルキンがジエノフィルとして分子内Diels-Alder反応が進行し、置換カルバゾールが得られる。平成27年度は、この新規カルバゾール合成法の基質適用限界とリンカー部分の官能基変換に取り組んだ。アルキン末端部分に水素、アルキル基、エステル、置換ベンゼン、フランを有する基質を合成し、反応を検討したところ、共役系置換基では反応性が高く、特に電子求引基であるエステルでは非常に反応性が高い傾向があることが分かった。一方で末端置換基が水素、アルキル基では反応性が低く、150度まで加熱すると末端水素のものでは中程度の収率で置換カルバゾールが得られた。しかし、アルキル置換基を持つものは期待したカルバゾールは得られず、基質の分解が起こった。ジエンとして作用するインドール上の置換基についても検討を行った。その結果、インドール窒素の保護基が反応性に大きな影響を及ぼし、電子求引基を導入すると著しく反応性が低下することが分かった。リンカー部分であるテトラヒドロフラン環部分の官能基変換では、文献既知の方法であるクロム酸を触媒として用いた酸化反応により、位置選択的にラクトンへと変換出来ることを確認した。今後、さらなる条件検討を行い、収率等の改善を行う予定である。これまでに本反応の基質適用限界、置換基の反応性に及ぼす影響など基礎的な検討は、おおむね完了した。今後さらに一般的なカルバゾール合成法として確立し、論文としてまとめていくために必要な反応例の追加とリンカー部分の官能基変換について検討を行う。昨年度までの検討により、インドール-3位結合-1,6-ジインを用いた検討が終了した。今年度は、インドール-2位結合-1,6-ジインを用いた検討を行った。この基質を用いると4位置換カルバゾールが選択的に合成可能となる。また、得られた置換カルバゾールのリンカー部分の官能基変換についても検討を行った。さらにはリンカー原子の変更を行い、分子内デヒドロDiels-Alder反応の反応性への影響も検討した。各種置換基を持つインドール-2位結合-1,6-ジインを合成し、分子内デヒドロDiels-Alder反応の検討を行った。その結果、4位に種々の置換基を持つ置換カルバゾールが中程度から良好な収率で得られた。また、インドール-2位結合-1,6-ジインの方がインドール-3位結合-1,6-ジインよりも全般的に反応性の良いことも明らかとなった。得られた置換カルバゾールのリンカー部分の官能基変換に関しては、酸化反応によるジヒドロフラン環のラクトンへの検討を行った。その結果、クロム酸触媒を酸化触媒として用いることで、目的とする官能基変換が中程度の収率で進行することを見出した。リンカー原子の影響については、窒素、イオウをリンカーとする基質を合成し、検討を行った。

その結果、リンカー原子は分子内デヒドロDiels-Alder反応の反応性に大きく影響することが明らかとなった。また、インドール-2位結合-1,6-ジインではインドール-3位結合-1,6-ジインでは進行しなかった塩基によるアニオン促進型分子内Diels-Alder反応が良好な収率で進行することも見出した。インドール2位、3位に1,6-ジインが結合した基質を調製し、DMSO溶媒中、Triton Bを作用させてアニオン促進型分子内Diels-Alder反応を検討した。さまざまな条件検討を行ったが、目的とする反応はごく低収率でしか進行しないことが明らかとなった。一方で、これらの基質を加熱条件に付すことで比較的穏和な条件で、分子内dehydro Diels-Alder反応が進行し、置換カルバゾールが選択的に得られることを見出した。この反応系では、比較的温和な加熱条件下、良好な収率で反応が進行し、置換基の位置を制御してカルバゾールの合成が可能である。インドール結合1,6ージインを用いた分子内アニオン促進型Diel-Alder反応は低収率ではあったが、反応が進行し置換カルバゾールが得られた。この反応に用いる基質合成の検討過程にて、副生成物であるインドールが両ジイン末端に結合したインドール結合ジインが熱的分子内Diels-Alder反応において高活性であり、温和な条件で加熱することで置換カルバゾールが選択的に得られることを見出した。これは反応性の高さが興味深いのみならず、新規なカルバゾール合成法として合成化学的にも非常に興味深い結果である。今後、基質適用限界、反応性について詳細に検討し、新規なカルバゾール合成法として確立する。本研究課題の最終年度である平成28年度は、本反応をカルバゾール合成法として論文にまとめる。また、この合成法を用いた生物活性天然物合成や有機電子材料の開発への応用も視野に入れ、研究のさらなる発展を検討する。さらには、本反応系をより一般化することを検討し、電子豊富ジエンによるDiels-Alder反応の活性化法として展開するための分子設計も検討する。有機合成化学アニオン促進型分子内Diels-Alder反応による置換カルバゾール合成については次年度も引き続き検討していく。またインドール結合1,6ージインの熱的分子内Diels-Alder反応については、基質適用限界、反応性について今後さらに検討を継続する。平成27年度は新たな検討課題として1,6-ジインの新たなリンカーの検討とアリールナフタレンリグナン類の効率的合成法についても検討を行う。使用を予定していた溶媒、試薬の見積もり量より少ない購入量で研究を遂行することが出来たため、わずかに残額が発生した。学会発表旅費として計上していた旅費、その他経費として計上していた論文投稿料、英語校閲料が、予定額より支出が少なかった。予定していたよりも使用試薬、有機溶媒が少なかったため、消耗品支出が少なくなった。これらは平成26年度に限った一時的なものである。今年度は、研究最終年度であり、研究をまとめるため、予算を全額使用する予定である。平成27年度は当初計画に従い、研究を実施し、予算執行する予定である。
非平衡動的平均場理論による強相関系の非線形・非平衡状態の理論

銅酸化物や有機導体に代表される強相関電子系は強相関デバイスとして今の半導体デバイスを置き換える可能性が議論されてる。本研究では、特に電場やレーザーによって誘起される非線形・非平衡現象の理論的な研究を行った。また、同時に、レーザーの磁場成分によって誘起されるスピンのダイナミクスにも着目した。これらの現象の基礎理論として、非平衡動的平均場理論の開発を行った。成果は原著論文9本(うち一本は総合報告)、日本語解説1本にまとめた。物性物理に現れる様々な非平衡相転移現象について新現象の発見と計算手法の開発を軸として研究を行っている。申請者の提案した光誘起トポロジカル相転移が世界的にも広く認識され、例えば光学系を用いた実現がNature誌に掲載された(Rechtsman et al. Nature, 496, 196 (2013))。光誘起電気伝導の研究:強力なレーザーを照射した電子系の電気伝導について調べた。系の電気伝導を正確に決めるためには電極との結合による緩和機構を考えた上で、大規模な系で計算を行う必要がある。この目的を達成するため「Floquet+Landauerの方法」という手法を開発し、グラフェンの光誘起伝導に応用した。研究成果はKitagawa et al. Ann. Phys. (2012)として論文にまとめた。強相関系の非平衡現象:レーザーを照射した相関電子系に現れる非平衡電子状態の解析を行った。結果はOka PRB 86, 075148 (2012)にまとめた。量子スピン系の光誘起相転移:円偏向レーザーを利用することで量子スピン系のスピン制御が可能であることを示し、それによってトポロジカル相を破壊できることを示した。さらに、固体物理系(トポロジカル絶縁体の表面にある二次元ディラック電子)に円偏光レーザーを照射してトポロジカルギャップが開く現象がN. GedikらMITグループによって報告された(Wang et al. Science 342, 453(2013))。その点で、本年度は申請者の研究が世界的にも認められた年といえる。本年度は代表者が主体の研究としては(i)モット絶縁体の光励起現象と関連した高エネルギー物理過程(Hashimoto Oka JHEP2013), (ii)高温超伝導体の光誘起現象(投稿準備中)を行い、同時に、共同研究として(1)量子磁性体の光誘起トポロジカル相転移(Takayoshi et al. arXiv:2013)、(2)多層型高温超伝導体の転移温度(Nishiguchi et al. PRB2013)についてまとめた。研究成果はMikami et al.として論文にまとめているとこである。銅酸化物などの強相関物質に強い電場をかけた時に誘起される非平衡状態についての基礎理論を構築することが本研究課題の目標である。そして、応用として、金属絶縁体(モット)転移や超伝導・磁性転移を電場や強力なレーザー光によってコントロールする方法について考察し,非平衡相転移の一般論を拡張する。併せて新奇計算手法の開発として、最近開発されたハバードモデルに対する非平衡動的平均場理論をさらに発展させていく。具体的には、以下のように手法開発とその物理への応用を研究の軸とする。(a)非平衡動的平均場理論の手法開発(b)非線形伝導ー実験と理論の矛盾の解消(c)非平衡相転移ー秩序の外場による制御クラスター化DMFT(d)冷却原子気体の非平衡ダイナミックス。平成23年度の研究内容は非平衡動的平均場を用いた研究がPhys. Rev. Lett.誌に掲載された(N. Tsuji, T. Oka, P. Werner, H. Aoki,Phys. Rev. Lett. 106, 236401 (2011)).

さらに、関連する研究として相関系の緩和現象についてK. Hashimoto, N. Iizuka, and T. Oka, Phys. Rev. D 84, 066005 (2011)、また、光誘起輸送現象に関してT. Kitagawa, T. Oka, A. Brataas, L. Fu, and E. Demler, Phys. Rev. B 84, 235108 (2011)に研究を発表した。第二年度の目標は電場をかけたモット絶縁体の非平衡状態の研究を行うことにあった。Phys. Rev.B誌で掲載された論文では、この目標にそった研究が行えた。具体的にはモット絶縁体に量子効果によって生成されるダブロンホロン分布の計算に世界で初めて成功した。重要な結論としてレーザー光の光子エネルギーによって注入される光キャリアの様子が定性的にも変化する。現在、テラヘルツ波を使った実験が計画されている。モット絶縁体のもう一つの側面は磁性である。量子スピン系のレーザー照射の影響についても、磁性体の光誘起相転移現象というこれまで考えられてこなかった現象を提案することができた。これは従来にはなかった、スピン系のレーザー物理という新しい分野を開きうるものであり、現在、複数の実験グループに働きかけ、実現を目指している。さらに論文投稿はまだであるが、2012年度の最大の成果はKeldyshグリーン関数法を用いた高温超伝導体の非平衡状態の解析に成功したことにある。この手法を用いることで今後光誘起相転移現象に関する新しい知見が得られることが期待されている。初年度の目標は非平衡動的平均場理論の拡張を行い、電場をかけたモット絶縁体の非平衡状態の研究を行うことにあった。Phys. Rev. Lett.誌で掲載された論文では、この目標にそった研究が行えた(N. Tsuji, T. Oka, P. Werner, H. Aoki,Phys. Rev. Lett. 106, 236401 (2011))。具体的には電場によって反転分布を実現した場合、非平衡系特有の相転移が起きることを明らかにした。一方、当初のもう一つの目標であった、Migdal-Eliashberg理論を用いた電子格子相互作用の導入につては現在計算手法の開発の段階にある。Migdal-Eliashberg理論は電子系と比較的弱く結合したフォノン系を取り扱う理論的手法であり、過去にはフォノン機構の超伝導体の理論(BCS理論など)において広く用いられててきた。Migdal-Eliashberg理論を非平衡系に対して拡張し、動的平均場理論と結合させるために、現在、Keldyshグリーン関数法の拡張を行っている。冷却原子の非平衡ダイナミクス:平成23年度にHarvard大学に滞在し、冷却原子の非平衡ダイナミクスに関してE. Demler氏らと研究打ち合わせをおこなった。動的に誘起されるトポロジカル効果(光誘起ホール効果)の冷却原子気体への応用を念頭に置いている。平成23年度の研究結果についてはT. Kitagawa, T. Oka, A. Brataas, L. Fu, and E. Demler, Phys. Rev. B 84, 235108 (2011)にまとめられた。平成25年の研究は非平衡動的平均場理論と平成24年度に作成した実時間揺らぎ交換近似の二つを軸に研究を進める。1.高温超伝導体の非平衡相転移:銅酸化物高温超伝導体にレーザーを照射すると準粒子が光注入されるが、その後のダイナミクスに対する理論的な理解は得られていない。この問題に対して時間依存揺らぎ交換似(FLEX)を用いて計算を行い、スピン揺らぎの時間ダイナミクスと超伝導秩序の関係について調べる。
摂食による学習・記憶促進機構に関する研究

平成68年度の研究において以下の知見を得た。1.摂食行動に対する酸性線維芽細胞成長因子(aFGF)フラグメント及びFGFレセプタ抗体の作用:aFGFのN端フラグメントaFGF(1-15)の脳室内投与は摂食を抑制したが、aFGF(1-20)やaFGF(1-29)の投与は無効であった。しかし、16番目のシステインをアラニンに置換し、s-s結合ができないようにした[Ala^<16>]aFGF(1-29)の投与は摂食を抑制した。一方、FGFレセプタ抗体を摂食中枢に投与すると摂食は有意に促進された。2.aFGFの学習・記憶促進作用:aFGFを脳内で遊離させるグルコースをマウス腹腔内に投与すると、受動的回避学習やモリス水迷路学習が有意に促進され、この促進は抗aFGF抗体の脳室内前投与で消失することが判明した。3.室傍核小細胞部ニューロン活動に対するaFGF及びフラグメントの作用:ラット脳切片標本を用いて室傍核小細胞部ニューロン活動に対するaFGF及びaFGF(1-15)の作用を検討したところ、両ペプチドは半数以上のニューロンの活動を促進した。室傍核小細胞部にはCRF含有ニューロンが多数存在することから、本結果はCRFを介する視床下部-下垂体-副腎系の活性化を示唆する。4.老化促進モデルマウス(SAMP8)の学習・記憶能力の低下に対するaFGF及びそのフラグメントの作用:SAMP8の学習・記憶能力の低下の原因が内側中隔コリン作動性ニューロンの脱落及びコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)活性の低下であること、またaFGF及びそのフラグメント[Ala^<16>]aFGF(1-29)の長期皮下投与がこの脱落及びChAT活性低下を阻止し、学習・記憶能力を改善することが判明した。平成6年度の研究において以下の知見を得た。1.摂食行動に対する酸性線維芽細胞成長因子(aFGF)フラグメントの作用:aFGFのN端フラグメントaFGF(1-15)が摂食抑制作用をもつことはすでに報告した。今回、より長いアミノ酸シークエンスをもつaFGF端フラグメントaFGF(1-20)およびaFGF(1-29)を第3脳室に投与し、摂食に対する作用を検討した。その結果、いずれのフラグメントも摂食にも無効であることが判明した。一方、aFGF(1-29)の16番目のシステインをアラニンに置き換えた[Ala^<16>]aFGF(1-29)の投与は摂食を抑制した.aFGFのN端フラグメントにおいては、システインの分子間結合によるコンフォメーション変化が摂食に対する作用を左右すると思われる。2.aFGFの副腎交感神経活動に対する作用:aFGFを静脈内に投与したところ、aFGFは副腎交感神経の活動を促進することが判明した。この交感神経活動の促進は副腎髄質からのアドレナリン遊離の増加を示唆するものである。3.aFGFの視床下部視索上核ニューロン活動に対する作用:aFGFは視索上核間欠形放電ニューロン活動を低濃度で促進、高濃度で抑制した。また、非間欠形放電ニューロン活動をいずれの濃度でも抑制した。これらの結果は、aFGFが視索上核ニューロン活動を修飾し、バゾプレッシンやオキシトシンなどのホルモン分泌に関与する可能性を示す。4.老化促進モデルマウスの学習・記憶に対するaFGFの効果:aFGF投与老化促進

モデルマウスの学習・記憶能力をモリス水迷路学習課題を用いて調べたところ、対照群に比べaFGF投与マウス群では学習・記憶能力の低下が阻止されることが明らかになった。平成7年度の研究において以下の知見を得た。1.摂食行動に対する抗線維芽細胞成長因子レセプター1(FGFR-1)抗体の作用:酸性線維芽細胞成長因子(aFGF)が摂食抑制作用をもつことはすでに報告した。今回、その作用部位を調べるため抗FGFR-1抗体を視床下部外側野(摂食中枢)に投与したところ摂食量の有意な増加が認められた。したがって、aFGFは摂食中枢に作用し、摂食を抑制すると考えられる。2.中枢神経細胞に対するaFGFの作用発現機序:aFGFを電気泳動的に黒質ドーパミンニューロンに投与したところ、aFGFは約4割のニューロンの活動を促進した。これはaFGFが線条体においてドーパミンを遊離させる可能性を示唆するものである。3.aFGFの内分泌系に対する作用:aFGFの脳室内投与は血漿コルチコステロンを有意に増加させることが判明した。コルチコステロンの遊離は副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)により、ACTHの遊離は副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)による。そこで、CRF含有細胞をもつ視床下部室傍核小細胞部ニューロン活動に対するaFGFの作用を低Ca^<2+>-高Mg^<2+>灌流液中で調べたところ、aFGFは約半数のニューロンの活動を促進した。したがって、aFGFは室傍核CRF含有細胞に作用してCRFの遊離を促し、ACTHを介して血漿コルチコステロンを増加させるものと推測される。4.老化促進モデルハウスの学習・記憶能力の低下に対するaFGFフラグメントの効果:aFGFフラグメント[Ala^<16>]aFGF(1-29)投与老化促進モデルハウスの学習・記憶能力を受動的回避学習及びモリス水迷路学習課題を用いて調べたところ、対照群に比べ[Ala^<16>]aFGF(1-29)投与マウス群では学習・記憶能力の低下が阻止されることが明らかになった。平成8年度の研究において以下の知見を得た。1.中枢神経細胞に対する酸性線維芽細胞成長因子(aFGF)の作用発現機序:内側手綱核の脳切片標本を用いてaFGFを灌流液中に投与したところ記録ニューロンの約25%が促進、約50%が抑制応答を示し、残りのニューロンは無反応であった。内側手綱核にはFGFレセプター1及び4があるとされることからこれらレセプタが応答の発現に関与していると考えられる。2.老化促進モデルマウス(SAMP8)の学習・記憶能力の低下に対するaFGF及びそのフラグメントの作用:SAMP8の学習・記憶能力の低下の原因が内側中隔コリン作動性ニューロンにおけるコリンアセチルトランスフェラーゼ活性の低下であること、またaFGF及びそのフラグメント[Ala^<16>]aFGF(1-29)の長期皮下投与がこの活性低下を阻止し、学習・記憶能力を改善することが判明した。3.SAMP8における海馬の長期増強に対するaFGF及びそのフラグメントの作用:無処置SAMP8の海馬における長期増強の程度が非常に減弱していること、一方、aFGF及びそのフラグメントaFGF(1-15)を皮下に長期投与したSAMP8では長期増強の程度は有意に改善されていることが明らかになった。4.学習・記憶促進作用に関与する遺伝子発現:海馬の長期増強時に転写因子zif/268のmRNAの発現がおこる。