hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非接触型視線モニタ装置による因果知覚時の自閉症児眼球運動特性の研究

初年度は非接触型モニター装置と刺激提示用コンピュータとの連携技術開発を完了し、2年度に健常成人・児童での眼球運動モニターから問題点を整理し、因果知覚の有無に関する反応とビジランス課題を両立させた事態で眼球運動モニターを行なった。児童において移動刺激Aを注視させるために刺激をアニメーションとした場合、アニメーションへの関心の強さのためか凝視点が刺激Bに移動しにくくなる傾向が認められた。本年度、同様の実験設定を自閉症児で試行錯誤的に実施したところ、Aへの凝視固着傾向が高い者が多く観察されたので、刺激をアニメーションでない四角形A、Bにて同様の実験を試みたがAに対する固着傾向はまだ高く、AB衝突を繰り返した場合、健常児では<予測的に>Bに凝視点がジャンプする例が増えるのに対して、自閉症児ではBへの追随が遅れる傾向が目立った。健常児では<エネルギー>がBに移って移動することが予測できるのに、自閉症児ではこうした予測が成り立たないような印象で、ビジランス課題の遂行に困難がある例もあることになる。このため、実験事態を更に単純化して、12個の四角刺激を知覚的な連続性のあるように配置し(例えば円状あるいは一直線上に配置し)、これらを一定時間毎に順次変色させ(刺激1が変色し元に戻り、刺激2が変色し元に戻り、以下同様)変色が起きたときに反応することを求めるような実験設定で眼球運動モニターを試みた。法則性のある継時的変色を繰り返した場合、そこに予測性(次にどの刺激が変色するか)が生まれる可能性がある。このような順次変色条件1と、その予測を破るような刺激変色(例えば、刺激1、2、3,4と変色した後刺激7が変色するような跳躍条件2、再度1が変色するような後戻り条件3の3条件を6:2:2の率でランダムに与え眼球運動モニターを行なっているが、健常児と自閉症児の間にかなり統一性のある差異が観察されつつある。心理学的な各種刺激提示時の眼球運動特性から自閉症児の基礎的な知覚のあり方を探る第一歩として、初年度は、非接触型眼球運動モニター装置の性能を検討し、同装置と別のコンピュータによる刺激提示との連携を図るための技術開発を中心とした。LCTechnologies社のEyegaze Development Systemはデモ機能として眼球運動追尾のための簡単な刺激提示ができるが知覚的実験には使えないため、別のコンピュータ上で汎用のプレゼンテーション用ソフトウェア(Macromedia Director6J)によって刺激(較正刺激を含む)を提示し、これに同期させてモニター装置側からデータを受け取ることができるようインターフェイスを作成した。また、健常成人と児童において各種の刺激を提示するとともに眼球運動モニターを試みた。1)モニター装置は十分な精度と追随速度で凝視点を測定でき、瞳孔径の変化も同時に測定できる。2)凝視点の位置および瞳孔径データをリアルタイムに刺激の提示内容にフィードバックすることができるようにした(凝視点や軌跡の表示、凝視点での刺激変化)。3)凝視によって作動するソフトウェア・ひらがなキーボードなどを作成し、凝視によって提示刺激を変えることができることを確認した。4)成人、児童とも較正のための時間を1,2分に短縮でき、較正用の刺激を児童の関心を引くような動画にすることもできるようにした。5)頭部の自由な動きはある程度可能であるが、長時間に及ぶ測定の場合には背もたれやピローのある椅子に座るほうが安定した測定結果が得られることがわかった。6)予備的な段階であるが、健常成人と児童において、因果知覚事態での凝視点移動の特性を検討し、動体Aを最初は追っているが、AがBに衝突する際に追尾に独特の揺れが見られ、次いでBの追尾に移ることが分かり、準備段階をほぼ完了したと考える。非接触型眼球運動モニター装置の性能を検討し、同装置と刺激提示用コンピュータとの連携技術開発を初年度に完了した。今年度は半年間に2度の研究室改築が実施され非講義期間が十分に利用できず進展が遅れているが、健常成人と児童における眼球運動モニター実験から問題点を整理し最終的実験要因を絞りこんだ。健常成人と児童において、因果知覚事態で凝視点移動の特性を検討したが、「最初は動体Aを追っているがA・Bが衝突する際、追尾に独特の揺れ(A・B間のサッカード?)が見られ、次いでBの追尾に移る」という初期の結果は、まだ例数が少ないもののある程度一般的であった。その詳細は成人と児童でやや異なっており、少数の自閉症例を含む児童では、A・Bが衝突してBが動き始めた後も凝視点がAに留まるか減速・変向するものがあった。この揺れとBの検出との時間関係、またその因果知覚との関係はまだ明瞭ではない。児童において移動刺激Aを注視させるためにAをアニメーションとした場合、Aに対する関心の強さのためか凝視点が刺激Bに移動しにくくなる傾向が認められた。実験手法上この注視要求は必要であるが、条件をそろえるためにBもアニメーションにすると知覚レベル以上の要因が入りこんでしまう恐れがある。そこで因果知覚の有無に関する反応を実験から一旦はずし追視のみさせ、刺激A、Bいずれも任意の時点で色が変ったときに反応を求め(ビジランス課題を含んだ因果知覚事態)、行動的な注意点の移動と凝視点移動との関係を見たところ、刺激位置毎のビジランス得点と凝視点の間に関連性が示唆された。また、それらは刺激A、Bの衝突前後の速度(極端な条件ではAが停止する)やBの刺激変化時点(衝突前か後か)により影響される傾向にあった。

これらを踏まえて、眼球運動モニターとは別にビジランス課題を含んだ因果知覚実験を実施しつつ、因果知覚の有無に関する反応とビジランス課題を両立させた事態での眼球運動モニター実験を模索している。初年度は非接触型モニター装置と刺激提示用コンピュータとの連携技術開発を完了し、2年度に健常成人・児童での眼球運動モニターから問題点を整理し、因果知覚の有無に関する反応とビジランス課題を両立させた事態で眼球運動モニターを行なった。児童において移動刺激Aを注視させるために刺激をアニメーションとした場合、アニメーションへの関心の強さのためか凝視点が刺激Bに移動しにくくなる傾向が認められた。本年度、同様の実験設定を自閉症児で試行錯誤的に実施したところ、Aへの凝視固着傾向が高い者が多く観察されたので、刺激をアニメーションでない四角形A、Bにて同様の実験を試みたがAに対する固着傾向はまだ高く、AB衝突を繰り返した場合、健常児では<予測的に>Bに凝視点がジャンプする例が増えるのに対して、自閉症児ではBへの追随が遅れる傾向が目立った。健常児では<エネルギー>がBに移って移動することが予測できるのに、自閉症児ではこうした予測が成り立たないような印象で、ビジランス課題の遂行に困難がある例もあることになる。このため、実験事態を更に単純化して、12個の四角刺激を知覚的な連続性のあるように配置し(例えば円状あるいは一直線上に配置し)、これらを一定時間毎に順次変色させ(刺激1が変色し元に戻り、刺激2が変色し元に戻り、以下同様)変色が起きたときに反応することを求めるような実験設定で眼球運動モニターを試みた。法則性のある継時的変色を繰り返した場合、そこに予測性(次にどの刺激が変色するか)が生まれる可能性がある。このような順次変色条件1と、その予測を破るような刺激変色(例えば、刺激1、2、3,4と変色した後刺激7が変色するような跳躍条件2、再度1が変色するような後戻り条件3の3条件を6:2:2の率でランダムに与え眼球運動モニターを行なっているが、健常児と自閉症児の間にかなり統一性のある差異が観察されつつある。
ナノバブル生成器の開発：バブル投与下超音波照射によるソノポレーション効果での検証

本研究全体の目的は高密度CO2ナノバブル含有液生成器の実用機を制作し、この器具による生体内ナノバブル投与が、生体内で利用できるキャビテーション効果を生じさせることを動物実験で証明することである。H30年度までに特許出願のため試作したバブル生成器を実用的なものに改良し製作した。またこの生成したナノバブルが生体内で有効に使用可能であると確認することを目的とし、生理食塩水内にナノバブルを生成し目視で確認することを終了した。これは我々が所有する循環ファントムで生理食塩水を循環させ試作したナノバブル生成器で生成したナノバブルを注入し、チューブポンプを使用した拍動のある(圧変動のある)循環液体中でもバブルを保つことが可能であると確認した。さらにナノバブルを循環させた後、超音波発生装置(SZ-100、ミナト医科学)で超音波を照射するとキャビテーションを生じさせることが可能であることを確認した。本年度には血液循環でも同様のキャビテーションを生じさせることを可能と判断する実験を進めた。動物実験にて生体内に血栓を生じさせこの血栓をキャビテーションで破砕、溶解させる実験を行う予定であるが、人新鮮血液の循環回路で代替実験が可能であれば使用する動物を減らすことができると考えられた。したがって本年度は血液内にナノマイクロバブルを注入し、超音波を照射しキャビテーションを生じさせる実験をインビトロで行うための人新鮮血を用いた循環回路を製作した。これにより生じた人新鮮血流内で生じた血栓に対してナノマイクロバブルを注入し、超音波を照射しキャビテーションを生じさせ血栓を溶解させる実験系を確立した。この実験回路は本研究に限らず、他の研究でも使用できる人新鮮血液循環回路として使用できる。人新鮮血液での循環回路を今後使用するにあたり、本実験で使用できる設備を有し借用できる施設を選定した。施設はテルモ株式会社愛鷹工場内の実験室とした。回路は医療用延長チューブSFET5527×2セット,SFET3825L、Y型コネクター(APXYC15S)、ネラトンカテーテル18Fr.(SF-ND1810)、三方活栓(TS-TR2K)で作成。血液バッグを回路内に接続しこのバッグをプールとした。血液バッグは恒温水槽に沈め37度に保つように設定した。チューブSFET5527の両端にY型コネクター(APXYC15S)を設置しここから血管に模したチューブSFET5527Yにカテーテルを挿入できるようにした。使用したカテーテルはポリウレタン製カテーテル(LG61X16SS)を使用した。この回路にボランティアから採取した新鮮血液100mLにヘパリンを5000単位混和したものを循環させた。Yコネクターからカテーテルを挿入した。3時間循環させて循環の持続が可能であることが確認できた。また血栓の形成状態も確認した。この実験には研究代表者を含む6人のボランティアがドナーとなり実験施設まで出向き新鮮血を供血した。ナノバブル注入、超音波照射による生体内でのキャビテーションが実現できる可能性が高まったのでソノポレーションによる薬剤の細胞内取込みを検証する実験の検討を開始した。実験計画では放射性同位元素の取り込みとしたが現在まで製作した機器からすると実験動物は家兎でなく豚を用いることが望ましいと予測している。しかし豚は大きく本学所有のSPECT検査ができない。経カテーテル的にシスプラチンを豚肝動脈にナノバブルと同時に注入し、超音波照射の有無での比較実験を検討している。循環回路内に人新鮮血液を循環させ、Yコネクターからカテーテルを挿入する。カテーテルからナノバブルを注入する。超音波照射を行う回路と行わない回路で一定時間循環させる。回路内、カテーテルに付着の血栓量を比較する。これはキャビテーション効果による血栓溶解を見る実験である。このインビトロの実験と並行して豚を用いたソノポレーションによる細胞内薬剤取り込みの実験を行う。豚を全身麻酔下で開腹し、さらに大腿動脈からアプローチし肝動脈にカテーテルを挿入する。このカテーテルから開発したナノバブルとシスプラチンを同時に注入する。開腹し露出した肝臓のナノバブルとシスプラチンを注入した領域の一部に超音波照射を行う。この照射した領域の肝組織を切り出し、シスプラチン濃度を測定する。同じく注入した領域内の照射していない領域の肝組織を取り出しシスプラチン濃度を測定する。一部に本年までにナノバブル精製、生体内投与、キャビテーションの発生に成功していると考えインビトロとインビボの両実験を並行して行うことにより有意な実験結果を得る可能性を高めることにした。インビトロでの実験で成果を得ることも本研究における部分的な成功と言える。インビボでの成功が得られれば計画通りの成果が得られたと言える。H29年度では特許出願のため試作したバブル生成器を実用的なものに改良し製作すること、またこの生成したナノバブルが生体内で有効に使用可能であると確認することを目的とした。動物実験では血液内投与のため本生成器で生成したナノバブルを注入しても目視では確認できない。また生体内でキャビテーションが生じたことも画像診断で証明することは難しい。したがってまず生理食塩水内にナノバブルを生成し目視で確認することとした。我々が所有する循環ファントムで生理食塩水を循環させ試作したナノバブル生成器で生成したナノバブルを注入した。

チューブポンプを使用した拍動のある(圧変動のある)循環液体中でもバブルを保つことが可能であると確認した。したがって生体動脈内、静脈内でもバブルを保つことができる結果を得ることができた。またバブルは多量に長時間維持できることも明らかになった。ナノバブルを循環させた後、超音波発生装置(SZ-100、ミナト医科学)で超音波を照射するとキャビテーションを生じさせることが可能であることを確認した。したがって生体血管内でもキャビテーションを生じさせることが可能と言う結果を得ることができた。観察のため生理食塩水を使用したが血液循環でも同様のキャビテーションを生じさせることを可能と判断することができた。人新鮮血液での循環回路を今後使用するにあたり、本実験で使用できる設備を有し借用できる施設を調査し決定した。動物実験にて生体内に血栓を生じさせこの血栓をキャビテーションで破砕、溶解させる実験を行う予定であるが、人新鮮血液の循環回路で代替実験が可能であれば使用する動物を減らすことができると考えられた。我々が所有する循環ファントムで生理食塩水を循環させ試作したナノバブル生成器で生成したナノバブルを注入した。以上より、H29年度では特許出願のため試作したバブル生成器を実用的なものに改良し製作すること、またこの生成したナノバブルが生体内で有効に使用可能であると確認することを達成し、おおむね順調に進展していると判断した。本研究全体の目的は高密度CO2ナノバブル含有液生成器の実用機を制作し、この器具による生体内ナノバブル投与が、生体内で利用できるキャビテーション効果を生じさせることを動物実験で証明することである。H30年度までに特許出願のため試作したバブル生成器を実用的なものに改良し製作した。またこの生成したナノバブルが生体内で有効に使用可能であると確認することを目的とし、生理食塩水内にナノバブルを生成し目視で確認することを終了した。これは我々が所有する循環ファントムで生理食塩水を循環させ試作したナノバブル生成器で生成したナノバブルを注入し、チューブポンプを使用した拍動のある(圧変動のある)循環液体中でもバブルを保つことが可能であると確認した。さらにナノバブルを循環させた後、超音波発生装置(SZ-100、ミナト医科学)で超音波を照射するとキャビテーションを生じさせることが可能であることを確認した。本年度には血液循環でも同様のキャビテーションを生じさせることを可能と判断する実験を進めた。
近藤系における部分近藤スクリーニングによる自己組織化と新奇な磁気伝導現象

伝導電子と局在スピンが相互作用する近藤格子系において、幾何学的フラストレーションがもたらす効果を理論的に調べた。特に、磁性と非磁性が共存した部分無秩序状態のユニークな例である部分近藤スクリーニング形成に着目し、この現象に特有の磁性現象や伝導現象を明らかにした。関連して、フラストレート伝導系特有の興味深い物理として、異常ホール効果の要因であるスカラーカイラリティの発現機構や、局所スピン相関による非自明な伝導現象などの研究も行った。備品としてPCクラスタ計算機システムを導入し、研究計画遂行のための計算機環境の構築を行い、同時に計算用のプログラムコードの整備を進めた。三角格子上の近藤ネックレス模型および近藤格子模型の基底状態を、高精度変分モンテカルロ法を用いて調べ、磁気秩序相と近藤スピン液体相の間に、部分近藤スクリーニング(PKS)相が現れることを見出した。PKS相の安定化に、量子揺らぎとスピンの異方性が重要な寄与をしていることを明らかにした。また伝導電子が、磁気秩序相を相対的に安定化するとともに、PKS相において電荷分離を引き起こすという重要な働きをしていることを見出した。これらの結果は、量子的な計算を通じて初めてPKS相の出現を示した重要なものであり、最近盛んに議論されている近藤系における量子臨界点にまつわる物理において新しい視点を切り拓くものである。パイロクロア格子上の古典的な局在スピンと結合した近藤格子模型の性質をモンテカルロシミュレーションを用いて調べ、相競合の様子を明らかにした。古典スピン間の反強磁性交換相互作用を強くしておくと、二重交換相互作用で安定化していた強磁性金属相が徐々に不安定化し、フラストレーションによって反強磁性が強く抑制された常磁性金属相へと転移することを見出した。この常磁性金属相は、強いスピン揺らぎによって電気伝導がインコヒーレントであり、特に臨界点付近では温度依存性がほとんどない非フェルミ液体状態となる。また、相競合領域では金属状態間の相分離状態が現れることも見出した。これらの結果は、Moパイロクロア酸化物において最近見出された圧力下の奇妙な振る舞いを良く説明するため、この物質系の理解を進めていく上で重要なものである。伝導電子と局在スピンが相互作用する系において幾何学的フラストレーションがもたらす新しい物性を明らかにする目的で、部分磁気秩序を中心とした自己組織化現象の発現機構とそれらに起因した新奇物性を対象とした理論的な研究を行った。成果として以下の結果を得た。(1)フラストレート近藤格子系における部分近藤シングレット相の研究:前年度の三角格子上の近藤ネックレスモデルおよび近藤格子モデルに対する計算をさらに発展させ、フラストレーションがより強いカゴメ格子上の近藤ネックレスモデルに対する計算を行った。その結果、カゴメ格子においても部分近藤シングレット相が現れることを明らかにした。三角格子との比較を通じて、フラストレーションが部分近藤シングレット相の安定化に与える影響を調べた。(2)古典局在スピンをもつ近藤格子モデルにおけるスカラーカイラル秩序:三角格子上の強磁性近藤モデルの基底状態を調べ上げ、特異な非共線的な4副格子秩序構造をもったスカラーカイラル秩序が生じることを見出した。特に、これまで知られていた3/4フィリング相に加えて、1/4フィリング近傍に広い領域にわたってスカラーカイラル秩序が安定化することを明らかにした。(3)アイスルールに従う自由度と結合した伝導電子系における金属絶縁体転移:フラストレーションに特有な局所拘束条件として、正四面体上のアイスルールに着目し、アイスルールに従う自由度と相互作用する伝導系の基底状態を調べた。パイロクロア格子をはじめとするフラストレート格子に対する数値計算と、伏見カクタス格子に対する厳密解による研究を相補的に組み合わせて、電荷アイスと呼べるような特異な絶縁体状態への相転移の様子を明らかにした。(1)周期的アンダーソンモデルにおける部分無秩序相:三角格子上の周期的アン+B9ダーソンモデルに対して平均場近似による基底状態の計算を行い、部分無秩序相の発現可能性を調べた。その結果、ハーフフィリングにおいて、非共線的な反強磁性金属相と近藤絶縁相の間に、部分無秩序相が現れることを明らかにした。この部分無秩序相は、ハニカムネットワーク上の共線的な反強磁性状態と、残ったサイトの常磁性状態が共存した状態である。以前得た近藤格子モデルにおける結果との比較を通じて、アンダーソンモデル特有の局在電子がもつ電荷の自由度が重要な役割をしていることを明らかにした。(2)近藤格子モデルにおけるスカラーカイラル秩序の起源:前年度に得た1/4フィリング近傍のスカラーカイラル秩序の起源を調べ、フラストレーションのもとでのフェルミ面効果(高次のコーン異常)が重要な役割を果たしていることを明らかにした。

(3)パイロクロアスピンアイス近藤モデルにおける特異な磁気構造と抵抗極小現象:スピンアイス的な異方性をもったイジングスピンと相互作用する伝導電子系の有限温度の性質を、多項式展開モンテカルロ法とクラスター動的平均場法を用いて調べた。その結果、これまでに知られていなかった32幅格子構造をもった特異な磁気構造が現れることを示した。また、アイスルール的な短距離相関によって電気抵抗が増大する特異な振舞いも明らかにした。
SCFユビキチンリガーゼを制御するユビキチン様蛋白質Rub1の解析

I型に属するユビキチン様蛋白質はユビキチンシステムと類似した独自の酵素系で標的蛋白質に共有結合する.ユビキチンと最も相同性の高いRub1/NEDD8のE1様酵素はAPP-BP-1とUba3の異種複合体であり,E2様酵素はUbc12である.NEDD8の標的蛋白質はCullinファミリー蛋白質であり,それは多様なE3ユビキチンリガーゼのコアサブユニットである.NEDD8修飾系は真核生物を通じて保存されており,その生理学的意義を明らかにする目的で以下の実験を行なった.(1)Uba3のノックアウトマウス作製とその解析:Uba3欠損マウスは早期胎生致死であり,NEDD8修飾系はホ乳動物の細胞周期制御や形態形成シグナルの制御に必須であることが判明した.(2)分裂酵母における遺伝学的機能解析:NEDD8修飾系がCullinファミリー蛋白質の機能に必須であることを明らかにした.(3)試験管内ユビキチン化反応系の構築によるNEDD8の機構解析:Cullin1をコアとするSCFユビキチンリガーゼを組み換え蛋白質として精製し試験管内ユビキチン化反応系を構築した.そしてNEDD8修飾系によるユビキチンリガーゼ活性制御を解析した.これらの結果からNEDD8修飾系はE2酵素をSCF複合体にリクルートし,ユビキチンリガーゼ活性を促進することを明らかにした.I型に属するユビキチン様蛋白質はユビキチンシステムと類似した独自の酵素系で標的蛋白質に共有結合する.ユビキチンと最も相同性の高いRub1/NEDD8のE1様酵素はAPP-BP-1とUba3の異種複合体であり,E2様酵素はUbc12である.NEDD8の標的蛋白質はCullinファミリー蛋白質であり,それは多様なE3ユビキチンリガーゼのコアサブユニットである.NEDD8修飾系は真核生物を通じて保存されており,その生理学的意義を明らかにする目的で以下の実験を行なった.(1)Uba3のノックアウトマウス作製とその解析:Uba3欠損マウスは早期胎生致死であり,NEDD8修飾系はホ乳動物の細胞周期制御や形態形成シグナルの制御に必須であることが判明した.(2)分裂酵母における遺伝学的機能解析:NEDD8修飾系がCullinファミリー蛋白質の機能に必須であることを明らかにした.(3)試験管内ユビキチン化反応系の構築によるNEDD8の機構解析:Cullin1をコアとするSCFユビキチンリガーゼを組み換え蛋白質として精製し試験管内ユビキチン化反応系を構築した.そしてNEDD8修飾系によるユビキチンリガーゼ活性制御を解析した.これらの結果からNEDD8修飾系はE2酵素をSCF複合体にリクルートし,ユビキチンリガーゼ活性を促進することを明らかにした.I型に属するユビキチン様蛋白質はユビキチンシステムと類似した独自の酵素系で標的蛋白質に共有結合する.ユビキチンと最も相同性の高いNEDD8のE1様酵素はAPP-BP-1とUba3の異種複合体であり,E2様酵素はUbc12である.NEDD8の標的蛋白質はCullinファミリー蛋白質であり,それは多様なE3ユビキチンリガーゼのコアサブユニットである.NEDD8修飾系は真核生物を通じて保存されており,その生理学的意義を明らかにする目的で,まずUba3のノックアウトマウスを作製し多細胞生物における役割を解析した.また分裂酵母を用いた遺伝学的な解析も行ない,NEDD8修飾系がCullinファミリー蛋白質の機能に必須であることを明らかにした.その分子機構については,まずCullin1をコアとするSCFユビキチンリガーゼを組み換え蛋白質として精製し試験管内ユビキチン化反応系を構築した.そしてNEDD8修飾系によるユビキチンリガーゼ活性制御を解析した.これらの結果からNEDD8修飾系はSCFユビキチンリガーゼ活性を促進し,Cullinファミリー蛋白質の機能に必須であることを明らかにした.またノックアウトマウスの解析からNEDD8修飾系はCullinファミリー蛋白質による蛋白質分解を制御し,細胞周期制御のみならず個体の形態形成に必須であることが明らかとなった.I型に属するユビキチン様蛋白質はユビキチンシステムと類似した独自の酵素系で標的蛋白質に共有結合する.ユビキチンと最も相同性の高いRub1/NEDD8のE1様酵素はAPP-BP-1とUba3の異種複合体であり,E2様酵素はUbc12である.NEDD8の標的蛋白質はCullinファミリー蛋白質であり,それは多様なE3ユビキチンリガーゼのコアサブユニットである,NEDD8修飾系は真核生物を通じて保存されており,その生理学的意義を明らかにする目的で,まずUba3のノックアウトマウスを作製し多細胞生物における役割を解析した.また分裂酵母を用いた遺伝学的な解析も行ない,NEDD8修飾系がCullinファミリー蛋白質の機能に必須であることを明らかにした.その生化学的な分子機構については,まずCullin1をコアとするSCFユビキチンリガーゼを組み換え蛋白質として精製し試験管内ユビキチン化反応系を構築した.そしてNEDD8修飾系によるユビキチンリガーゼ活性制御を解析した.これらの結果からNEDD8

修飾系はE2酵素をSCF複合体にリクルートし,ユビキチンリガーゼ活性を促進することを明らかにした.またノックアウトマウスの解析から,Uba3欠損マウスは早期胎生致死であり,NEDD8修飾系はホ乳動物の細胞周期制御や形態形成シグナルの制御に必須であることが判明した.
超並列計算機の要素プロセッサのための細粒度並列実行方式の基礎研究

細粒度並列プロセッサとしてVLIW(超長命令語)プロセッサが有力であるが、(1)実行タイミング変動による性能低下、(2)不使用命令や最適化によるコード量増加、という問題があり、上記2要件を満たさない。そこで、VLIWを実行時にプロセッサ内で再構成することにより次点(1)(2)を解決することを目指した、要素プロセッサアーキテクチャV++を提案した。V++では、命令を再構成する方式として、規定型再構成と適応型再構成という2種類の方式を採用している。規定型再構成はコンパイラが指定した遅延サイクル数分の操作の個別遅延により行われる。これにより操作の実行順序を基本ブロックを越えて入換えられるので、基本ブロック間のオーバラップ実行が達成できる。適応型再構成は、各操作に埋め込まれたタグを用いて依存関係を動的に解決するものである。これにより、プログラムの小並列部分を埋めていた不要なNOPの除去が実現される。また、ユニットへの操作の割当てはコンパイラが行うが操作流間依存関係は高速なハードウェア同期機構が保証するので、実行時間の動的変動による他実行ユニットに対する影響を抑制できる。また、V++に関するソフトウェア側からのアプローチとして、バリアスケジューリング、及び、非均質並列プロセッサ用プログラムの実行時間の下界について研究を行った。バリアスケジューリングとは、V++に特徴的なソフトウェア技法であり、操作のユニット割り付けを行った後に、適応型再構成のために採用したバリア領域を効率的に設定する手法のことをさす。一方、そのようなV++に対するそのような技法も含めたスケジューリング方式自体の評価のために、従来使用されてきたFernandezの下界を上回る精度を有する下界計算式を考案し評価した。
多機能型微小電極によるターゲット細胞の遺伝子発現制御

本研究は、多機能型微小電極システムを用いて、具体的にストレス応答遺伝子であるイネキチナーゼ遺伝子を選び、イネ培養細胞の中の単一の細胞をターゲットし、このターゲット細胞におけるキチナーゼ遺伝子の発現制御を行うことを目的としている。本年度は最終年度であり、多機能型微小電極が安定した性能を示すための製作技術の向上、ターゲット細胞へ与える電気的ストレスの実効的な強さを精確に見積もり、キチナーゼ遺伝子の発現解析を行う。具体的な項目を以下に示す。1.多機能型微小電極の先端形状の精密制御:これまで用いてきた多機能型微小電極は、電極先端形状の再現性に問題があった。そこで電熱式プラーの加熱条件が先端形状に及ぼす影響を調べ、その結果に基づき先端形状を制御した。さらに作製した多機能型微小電極のインピーダンスを解析することで、先端形状の均一な電極を作製することが可能になった。2.ターゲット細胞への電気的シグナル印加によるキチナーゼ遺伝子の発現解析:イネプロトプラストの細胞膜に、5mV程度の電気的シグナルを印加すると、[Ca^<2+>]iが10倍以上増加することがわかっていたので、この程度の電気的シグナルの印加で、キチナーゼ遺伝子が発現するかどうか調べた。その結果、30個のプロトプラストのうち、1個のみからキチナーゼ遺伝子が発現したことが確認できた。以上のことから、多機能型微小電極を用いることで、ターゲット細胞のイネキチナーゼ遺伝子の発現を電気的に制御することが可能であることがわかった。
マルチエージェント環境における合意形成モデルの非単調論理に基づく形式化と実現

本研究では,まず,マルチエージェントシステムにおいて,各エージェントが持つ知識の間の無矛盾性を知識の最小限の変更により維持し,エージェント間の合意として形成できる知識,および,その合意形成操作を形式化した.特に,すべてのエージェントの知識を平等に扱う一般的なモデルを構築し,既存の知識変更モデルの自然な一般化であることを示した.このモデルでは,知識変更は知識の解釈の間の順序関係に基づいて定義される.また,この合意形成のための知識変更モデルを計算機上に実現するために,非単調論理のひとつであるマルチエージェント自己認識論理(MAEL)との論理的関連を明らかにし,MAELに基づく推論システムを提案した.特に,その推論を効率的に実行するために,MAELから論理プログラムへの変換手法を提案し,その変換の正当性を証明した.その際,マルチエージェントからシングルエージェントへ帰着する手法,論理的含意能力やメタ知識推論能力を論理プログラムに補完する手法を開発した.さらに,マルチエージェント環境における真理維持システムとしてDTMSが知られているが,その上での知識無矛盾性維持アルゴリズムを提案し,計算機上に実現した.以上の結果,既存の知識変更モデルを包含する一般的なモデルを得ることができ,マルチエージェントの合意形成のための理論的手法を実現するための基礎を構築することができたと考えられる.本研究では,マルチエージェントシステムにおいて,各エージェントが持つ知識の間の無矛盾性を知識の最小限の変更により維持し,エージェント間の合意として形成できる知識,および合意形成操作を形式化した.特に,すべてのエージェントの知識を平等に扱う一般的なモデルを構築し,既存の知識変更モデルを包含できることを示した.このモデルは,知識変更が知識の解釈の間の順序関係に基づいて定義されるものである.具体的には,まず,各知識の全てのモデルを平等に扱う弱仲裁操作を定義し,この操作がReveszのモデル(仲裁操作)の一般化であることを明らかにするとともに,仲裁操作より自然なモデルであることを示した.次に,各知識の記述を平等に扱い,知識を結合する操作として推定操作を定義し,さらに推定操作を一般化した集合修正操作を定義した.この集合修正操作はAGMモデルや勝野らのモデル(修正操作),およびReveszのモデル(仲裁操作)の一般化でもあることを明らかにした.また,上記の合意形成のための知識変更モデルを計算機上に実現するための準備として,非単調論理のひとつであるマルチエージェント自己認識論理(MAEL)に基づく推論システムを開発した.特にタブロー法と導出原理を利用して,効率的に推論を行う手続きを考案し,それを実現した.本研究の結果,既存の知識変更モデルを包含する一般的なモデルを得ることができ,マルチエージェントの合意形成のための理論的手法を確立するための基礎を構築することができたと考えられる.本研究では,まず,マルチエージェントシステムにおいて,各エージェントが持つ知識の間の無矛盾性を知識の最小限の変更により維持し,エージェント間の合意として形成できる知識,および,その合意形成操作を形式化した.特に,すべてのエージェントの知識を平等に扱う一般的なモデルを構築し,既存の知識変更モデルの自然な一般化であることを示した.このモデルでは,知識変更は知識の解釈の間の順序関係に基づいて定義される.また,この合意形成のための知識変更モデルを計算機上に実現するために,非単調論理のひとつであるマルチエージェント自己認識論理(MAEL)との論理的関連を明らかにし,MAELに基づく推論システムを提案した.特に,その推論を効率的に実行するために,MAELから論理プログラムへの変換手法を提案し,その変換の正当性を証明した.その際,マルチエージェントからシングルエージェントへ帰着する手法,論理的含意能力やメタ知識推論能力を論理プログラムに補完する手法を開発した.さらに,マルチエージェント環境における真理維持システムとしてDTMSが知られているが,その上での知識無矛盾性維持アルゴリズムを提案し,計算機上に実現した.以上の結果,既存の知識変更モデルを包含する一般的なモデルを得ることができ,マルチエージェントの合意形成のための理論的手法を実現するための基礎を構築することができたと考えられる.
氷河コア解析による北太平洋の気候・大気輸送物質変動の復元

ランゲル山のコアについて、表層から深度100mまでの解析・分析を実施した。内容は、水素同位体比(0-50m)、主要イオン(0-50m)、ダスト濃度(0-80m)、X線精密密度(0-100m)、トリチウム(0-50m)である。微量金属濃度については、ローガン山のコアについて測定した。以下、上記の解析・分析から明らかになったことを箇条書きでまとめる;1.ランゲル山コアの0-50mの深度では、水素同位体比、ダスト濃度、トリチウム濃度に明瞭な季節変動が見出された。濃度のピークは水素同位体比が夏、ダスト濃度とトリチウムが春と判断された。2.ランゲル山のX線精密密度の深度方向への偏差値は、水素同位体比の変動と良く一致し、水素同位体比の重いピークに偏差の小さいピークが重なる。このことは、春から夏にかけて生じる間欠的な降雪が密度変動を大きくしていると考えられ、密度のような物理シグナルでも季節変動を記録していることが明らかとなった。3.ランゲル山コアのダスト濃度は春に高く、その他の季節に低い季節変動を示す。ダストフラックスは2000年以降増加傾向にあり、これは日本で観測された黄砂現象の増加傾向と一致する。4.ランゲル山コアのトリチウム濃度は明瞭な季節変動を示し、濃度のピークが晩春に現れる。この変動は対流圏と成層圏の物質交換に起因すると考えられ、春の低気圧性擾乱の指標になる可能性が見出された。5.ランゲル山のNaの年フラックスは冬のPDOインデックスと良い相関があり、長周期気候振動の指標となることが示された。6.微量金属分析はローガンコアの1980-2000年にかけて実施された。年間の鉄フラックスは数μg/平方mから80μg/平方m程度で変動しており、その原因として黄砂と火山噴出物があることが示された。7.ローガン山と北部北太平洋の西側に位置するウシュコフスキー山の両方で得られコアの涵養速度を比較したところ、逆相関の関係が認められ、これがPDOと連動していることが明らかとなった。4月28日から6月3日にかけて、アメリカ合衆国アラスカ州ランゲル山に滞在し、全長216mの雪氷コア掘削を実施した。同時に、気象観測、エアロゾル観測、表層積雪調査、電波氷厚探査、GPS干渉測位による氷河流動測定、氷体内温度・傾斜測定を実施した。掘削された雪氷コアは、凍結状態のまま日本国内に輸送し、低温科学研究所の分析棟積雪試料室に保管した。8月から3月末にかけて、この雪氷コアの切断・分析を進めた。表層50mについては、2003年に試掘した雪氷コアを用いて分析を進め、水素同位体比、トリチウム、ダスト、X線精密密度の分析を完了した。その結果、表層50mは1991年から2003年にかけて堆積した積雪であることが、水素同位体比、トリチウム、ダストの季節的変動から判明した。なお、トリチウムの季節変動が雪氷コアに明瞭に記録された記録は世界的にも大変珍しく、貴重な試料と言える。

一方、X線密度については、その他の季節変動と異なる挙動を示し、新たな気候情報を示す可能性があると考え、現在、風速との関係から解析を継続している。216mコアについては、バルク密度の測定が終了した。これによれば、氷化深度が90-100mと極端に深く、これまで山岳氷河で記録された中では最深であることがわかった。その理由として、ランゲル山では極端に年間積雪量が多いこと、氷厚が800mと深く歪速度が小さいこと、山岳氷河としては氷温が低い(10m雪温:-17°C)こと、などが考えられる。氷河の流動測定の結果、掘削地点付近では約5cm/日の流動速度であることがわかった。この値は、1976年に測定された値とほぼ同等である。エアロゾル観測の結果は、大気場の状態によってエアロゾルの濃度ならびに粒径分布が大きく変わることがわかった。この結果は、コア中のエアロゾル濃度と粒径分布から堆積当時の大気場を推測できる可能性を示したことになり、大きな成果と言える。電波氷厚探査の結果、ランゲル山の中心部分では氷厚が800mに達することが世界ではじめて示された。しかし、今回得た測定点は限られており、今後更なる観測が必要である。以上の成果に基づき、2005年に再度ランゲル山を訪問し、掘削孔の温度・傾斜・鉛直歪測定、表層積雪調査、アイスレーダーを用いた表層付近の積雪構造探査を実施する予定である。これらの補足観測により、216mコアの解釈がより深くなることが期待される。216mコアについては、水素同位体比、主要イオン、微量金属、X線密度、ダストの測定を実施し、年度末までに成果をとりまとめる予定である。ランゲル山のコアについて、表層から深度100mまでの解析・分析を実施した。内容は、水素同位体比(0-50m)、主要イオン(0-50m)、ダスト濃度(0-80m)、X線精密密度(0-100m)、トリチウム(0-50m)である。微量金属濃度については、ローガン山のコアについて測定した。以下、上記の解析・分析から明らかになったことを箇条書きでまとめる;1.ランゲル山コアの0-50mの深度では、水素同位体比、ダスト濃度、トリチウム濃度に明瞭な季節変動が見出された。濃度のピークは水素同位体比が夏、ダスト濃度とトリチウムが春と判断された。2.ランゲル山のX線精密密度の深度方向への偏差値は、水素同位体比の変動と良く一致し、水素同位体比の重いピークに偏差の小さいピークが重なる。このことは、春から夏にかけて生じる間欠的な降雪が密度変動を大きくしていると考えられ、密度のような物理シグナルでも季節変動を記録していることが明らかとなった。3.ランゲル山コアのダスト濃度は春に高く、その他の季節に低い季節変動を示す。ダストフラックスは2000年以降増加傾向にあり、これは日本で観測された黄砂現象の増加傾向と一致する。4.ランゲル山コアのトリチウム濃度は明瞭な季節変動を示し、濃度のピークが晩春に現れる。この変動は対流圏と成層圏の物質交換に起因すると考えられ、春の低気圧性擾乱の指標になる可能性が見出された。5.ランゲル山のNaの年フラックスは冬のPDOインデックスと良い相関があり、長周期気候振動の指標となることが示された。6.微量金属分析はローガンコアの1980-2000年にかけて実施された。年間の鉄フラックスは数mg/平方mから80mg/平方m程度で変動しており、その原因として黄砂と火山噴出物があることが示された。7.ローガン山と北部北太平洋の西側に位置するウシュコフスキー山の両方で得られコアの涵養速度を比較したところ、逆相関の関係が認められ、これがPDOと連動していることが明らかとなった。
三次元培養系を用いた自家皮膚の再構築とその臨床応用

申請者らは,従来の保存的治療では治療に抵抗する難治性皮膚潰瘍への応用を目指し,三次元培養系を用いた自家皮膚の再構築に関する基礎的研究を行ってきた.平成12年度に以下の研究結果を得た.1)同一ドナーの皮膚から線維芽細胞と表皮細胞を別個に初代培養して凍結保存する方法を確立した.2)これらの細胞を保存状態から再び培養系に戻した後,線維芽細胞をL-アスコルビン酸添加DMEM培養液中で三次元構造を構築させ,その上に表皮細胞を播種することで,紡錐形類円形の表皮細胞が生着するヒとを確認した.3)表皮細胞の重層化には表皮細胞用のDefined Keratinocyte Serum Free Mediumが必須であることを明らかにした.平成13年度は臨床応用前の基礎研究として,難治性皮膚潰瘍の重要な成因の1つである低酸素状態下(主に血流障害に起因)での細胞外基質関連遺伝子のmRNA発現の変化をnorthern blot法で解析するとともに、移植皮膚の生着率を向上させるための血流改善を目的とする治療法についても検討した.その結果,1)低酸素状態では有意にIおよびIII型collagenのmRNA発現が低下し,matrix metalloproteinase 1のmRNA発現が上昇することを再確認した.2)さらに、低酸素状態から正常の酸素濃度に培養条件を変更することによって,これらのmRNA発現が元のレベル近くまで復することを確認した.3)末梢循環不全により皮膚温低下,レイノー現象,皮膚潰瘍を示した全身性強皮症患者では,ニトログリセリン含有テープ貼布により,有意の皮膚温上昇が見られ,血流改善のための治療法の1つの選択肢となり得ることを証明した.申請者らは,従来の保存的治療では治療に抵抗する難治性皮膚潰瘍への応用を目指し,三次元培養系を用いた自家皮膚の再構築に関する基礎的研究を行ってきた.平成12年度に以下の研究結果を得た.1)同一ドナーの皮膚から線維芽細胞と表皮細胞を別個に初代培養して凍結保存する方法を確立した.2)これらの細胞を保存状態から再び培養系に戻した後,線維芽細胞をL-アスコルビン酸添加DMEM培養液中で三次元構造を構築させ,その上に表皮細胞を播種することで,紡錐形類円形の表皮細胞が生着するヒとを確認した.3)表皮細胞の重層化には表皮細胞用のDefined Keratinocyte Serum Free Mediumが必須であることを明らかにした.平成13年度は臨床応用前の基礎研究として,難治性皮膚潰瘍の重要な成因の1つである低酸素状態下(主に血流障害に起因)での細胞外基質関連遺伝子のmRNA発現の変化をnorthern blot法で解析するとともに、移植皮膚の生着率を向上させるための血流改善を目的とする治療法についても検討した.その結果,1)低酸素状態では有意にIおよびIII型collagenのmRNA発現が低下し,matrix metalloproteinase 1のmRNA発現が上昇することを再確認した.2)さらに、低酸素状態から正常の酸素濃度に培養条件を変更することによって,これらのmRNA発現が元のレベル近くまで復することを確認した.3)末梢循環不全により皮膚温低下,レイノー現象,皮膚潰瘍を示した全身性強皮症患者では,ニトログリセリン含有テープ貼布により,有意の皮膚温上昇が見られ,血流改善のための治療法の1つの選択肢となり得ることを証明した.手術時などに得られた正常皮膚をディスパーゼを用い真皮から表皮を剥離し線維芽細胞,角化細胞それぞれを初代培養を行った.角化細胞は細胞数が増えた時点で,後に増殖能を有する未分化な角化細胞を線維芽細胞シート上に播種するため凍結保存した.線維芽細胞は単層培養し,細胞数が十分増えたところでL-アスコルビン酸を添加しDMEM培養液に換え,約2週間かけ三次元構築を形成させた.この線維芽細胞シート上に凍結保存しておいた角化細胞を融解,播種した.位相差顕微鏡による観察で,重層化し錯綜した線維芽細胞上に紡錐形類円形の角化細胞が生着したことが確認できた.ここで角化細胞用培養液と線維芽細胞用培養液とを用いた場合での,播種した角化細胞の増殖の相違について検討した.角化細胞用培養液を用いたものでは,播種時より角化細胞は増殖し、シートを形成するのに十分な細胞数が得られた.これに対し,線維芽細胞用培養液を用いたものでは,角化細胞のシート状の重層化は確認できなかった.そこで,角化細胞の密度が70%に達するまで角化細胞用培養液を用い,その後,線維芽細胞培養液に変更し角化細胞の分化,重層化をはかった.変更後より塊状となっていた角化細胞はシート状に増殖し,三次元線維芽細胞上での角化細胞の重層化を認めた.培養液変更後一週間程度培養しシャーレよりの剥離した.これは肉眼的にもシート状となっており,線維芽細胞と角化細胞がそれぞれ三次元の構築を持った皮膚モデルが作成できた.この皮膚モデルをホルマリン固定し,ヘマトキシリン・エオジン染色を行い光顕的にその三次元構造について検討した.23層の三次元線維芽細胞上に塊状,一部でシート状の角化細胞が認められた.また,アポトーシスしたと思われる角化細胞は散見されたが,層状の角化は見られなかった.

申請者らは,従来の保存的治療では治療に抵抗する難治性皮膚潰瘍への応用を目指し,三次元培養系を用いた自家皮膚の再構築に関する基礎的研究を行ってきた.平成12年度に以下の研究結果を得た.1)同一ドナーの皮膚から線維芽細胞と表皮細胞を別個に初代培養して凍結保存する方法を確立した.2)これらの細胞を保存状態から再び培養系に戻した後,線維芽細胞をL-アスコルビン酸添加DMEM培養液中で三次元構造を構築させ,その上に表皮細胞を播種することで,紡錐形類円形の表皮細胞が生着することを確認した.3)表皮細胞の重層化には表皮細胞用のDefined Keratinocyte Serum Free Mediumが必須であることを明らかにした.平成13年度は臨床応用前の基礎研究として,難治性皮膚潰瘍の重要な成因の1つである低酸素状態下(主に血流障害に起因)での細胞外基質関連遺伝子のmRNA発現の変化をnorthern blot法で解析するとともに,移植皮膚の生着率を向上させるための血流改善を目的とする治療法についても検討した.その結果,1)低酸素状態では有意にIおよびIII型collagenのmRNA発現が低下し,matrix metalloproteinase 1のmRNA発現が上昇することを再確認した.2)さらに,低酸素状態から正常の酸素濃度に培養条件を変更することによって,これらのmRNA発現が元のレベル近くまで復することを確認した.3)末梢循環不全により皮膚温低下,レイノー現象,皮膚潰瘍を示した全身性強皮症患者では,ニトログリセリン含有テープ貼布により,有意の皮膚温上昇が見られ,血流改善のための治療法の1つの選択肢となり得ることを証明した.
ビッグダイノルフィンの痛覚異常に関する行動薬理学的および細胞・分子生物学的研究

本研究では、侵害伝達機構における脊髄ダイノルフィン系の役割を解明することを目的に検討を行った。得られた結果は以下の通りである。1.プロダイノルフィン由来のビッグダイノルフィン(ダイノルフィンAとダイノルフィンBとが-Lys-Arg-で連結されたペプチド)をマウスの脊髄クモ膜下腔内(i.t.)へ投与した際、3fmolといった極めて低用量において後肢による下腹部への引っ掻き行動のscratchingおよび後肢や尾部を噛んだり舐めたりする行動のbitingやlickingなどの侵害行動を誘発した。2.ビッグダイノルフィンと同様にポリカチオニックペプチドであるポリ-L-リジン(12および36pg)も侵害行動を誘発した。3.ダイノルフィンを分解するシステインプロテアーゼの阻害薬であるN-エチルマレイミド(NEM)もビッグダイノルフィンやポリ-L-リジンと同様に侵害行動を誘発した。4.これらの化合物による侵害行動はNMDA受容体イオンチャネル複合体ポリアミン調節部位の拮抗薬によって抑制された。5.NEMおよびビッグダイノルフィン誘発性侵害行動はダイノルフィンAおよびBに対する抗体の前処理によって抑制された。6.プロダイノルフィン欠損マウスにNEMを投与した際、野生型マウスで認められた侵害行動は観察されなかった。以上の結果から、i.t.に投与されたビッグダイノルフィンおよびNEMによって分解が阻害された内因性ビッグダイノルフィンは、このペプチドが有している多陽性電荷のためNMDA受容体イオンチャネル複合体上のポリアミン調節部位に作用し、その結果この複合体の機能が亢進して侵害行動を誘発することが示唆された。ダイノルフィン類の脊髄疼痛伝達機構における役割を明らかにすることを目的として、プロダイノルフィン由来のペプチドをマウスの脊髄クモ膜下腔内へ投与し、行動薬理学的に検討を行なったところ以下の結果が得られた。1.ビッグダイノルフィン(0.3-3fmol)は投与後5-15分をピークとする疼痛関連行動を誘発した。2.ダイノルフィンAも300fmolの用量において有意な疼痛関連行動を誘発したが、ダイノルフィンBは1000pmolの用量においても有意な痔痛関連行動を誘発しなかった。3.ビッグダイノルフィン誘発性疼痛関連行動はNMDA受容体イオンチャネル複合体ポリアミン調節部位の拮抗薬であるイフェンプロジル(2-8nmol)、NMDAイオンチャンネル遮断薬であるMK-801(0.25-4nmol)およびNMDA受容体拮抗薬であるD-APV(1-4nmol)よって用量-依存的に抑制された。以上の結果から、ビッグダイノルフィンはNMDA受容体イオンチャネル複合体上のポリアミン調節部位に作用し、その結果この複合体の機能が亢進して疼痛関連行動が発現することが判明した。また、この疼痛関連行動の発現にはNMDA受容体イオンチャネル複合体グリシン調節部位、非NMDA受容体機構およびタキキニン系は関与しないことが判明した。平成14年度科学研究費補助金の助成によりプロダイノルフィン由来オピオイドペプチドのビッグダイノルフィン(BD)が、脊髄NMDA受容体イオンチャネル複合体上のポリアミン調節部位に作用し、その結果この複合体の機能が亢進して疼痛関連行動を誘発することを明らかにした。また、先の研究でBDと同じくポリカチオニック化合物であるスペルミンもBDと同様の機序で疼痛関連行動を誘発することを報告している。従って、BD誘発性疼痛関連行動はこのペプチドが有している陽性電荷に基づいている可能性が推察される。そこで、この点を明らかにする目的で典型的なポリカチオニック化合物であるポリ-L-リジンをマウスの脊髄クモ膜下腔内へ投与し検討を行なったところ以下の結果が得られた。

1.ポリ-L-リジン(12および36pg)は投与直後10分間をピークとし、50分後においても観察される持続的な疼痛関連行動を誘発した。2.ポリ-L-リジン誘発性疼痛関連行動はポリアミン調節部位の拮抗薬であるイフェンプロジルをはじめとするNMDA受容体関連拮抗薬によって有意に抑制された。3.ポリ-L-リジン誘発性疼痛関連行動に対し、NMDA複合体のグリシン調節部位の拮抗薬、非NMDA受容体の拮抗薬およびタキキニン受容体の拮抗薬は無影響であった。以上の結果から、BDはこのペプチドが有している陽性電荷のためポリアミン調節部位に作用し、疼痛関連行動を誘発することが示唆された。脊髄疼痛伝達機構における内因性ダイノルフィン系の役割を明らかにすることを目的として、ダイノルフィンの分解に関与しているシステインプロテアーゼの阻害薬であるN-エチルマレイミド(NEM)をマウスの脊髄クモ膜下腔内(i.t.)へ投与し、検討したところ以下の結果が得られた。1.NEM(6.7-15nmol)をマウスのi.t.へ投与した際、投与後10-25分をピークとする疼痛関連行動を用量-依存的に誘発した。2.NEM誘発性疼痛関連行動はダイノルフィンA抗体(1:200-1:8)およびダイノルフィンB抗体(1:5000-1:40)によって希釈倍率に依存して抑制された。3.プロダイノルフィンノックアウトマウスにNEMを投与した結果、野生型マウスで認められた疼痛関連行動は観察されなかった。4.NEM誘発性疼痛関連行動はNMDA受容体イオンチャネル複合体ポリアミン調節部位の非選択的拮抗薬であるイフェンプロジル(0.25-4nmol)、選択的拮抗薬であるアルカイン(62.5-125pmol)やアグマチン(3-30pmol)およびイオンチャネル遮断薬であるMK-801(0.04-4nmol)によって用量-依存的に抑制された。以上の結果から、NEMによって分解が阻害されたダイノルフィン類がNMDA受容体複合体のポリアミン調節部位に作用し、この複合体の機能が亢進され疼痛関連行動を誘発することが示唆された。なお、上記に示した結果はPain,113,301-309(2005)に公表した。