hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
FEAとCAD/CAM技術の応用によるインプラント間歯槽骨に対する応力伝達の解明

歯科インプラント治療において,インプラント間の歯間乳頭の再建は最も困難な治療の一つであり,インプラント間歯槽骨は審美性の維持に必要不可欠である.インプラント治療終了後に生じやすい周囲骨吸収の力学的原因として,過重負荷とマイクロギャップが挙げられている.しかし,狭い領域であるインプラント間歯槽骨に対する解析は困難であるため,力学的報告はなされていなかった.インプラントの3次元有限要素解析(FEA)モデルの作製から解析までを1つのCADソフトウェアで行うことで解析の計算コストを大幅に削減することが可能となり,アバットメント連結様式や埋入条件がインプラント間歯槽骨に与える力学的影響を解析することを可能とした.2本のインプラント体を使用し、3種類のアバットメント連結様式と、埋入条件として埋入深度とインプラント間距離の2つのパラメータをで解析し、力学的影響を比較検討した。また、それらの結果を模型実験で検証するため、まずは1本の既製のインプラント体を使用して模型実験を行った。有限要素解析で用いた3種類のアバットメント連結様式の中でコニカルコネクションタイプが力学的に有利であったため、模型実験ではすべてコニカルコネクションタイプのアバットメントを採用した。チタンベースを介するタイプと介さないタイプのアバットメントを使用し、静荷重の条件下でアバットメントデザインの違いがアバットメントの強度に及ぼす力学的影響を検討した。有限要素解析で静的、かつ線形解析ですべての解析を行うことが可能であったが、当初目標としていた非線形解析で実験を進めることができなかった。非線形解析では設定条件が複雑で、解析が途中で破綻してしまったためである。模型実験に関しては、当初は2本のインプラント体を使用する予定であったが、研究協力者と相談の結果、まずは1本のインプラント体で模型実験を始めることとした。有限要素解析をより臨床条件に近い非線形で行うことはできなかったが、結果の数値は違うと思われるが線形解析と結果の傾向は変わらないと想定されるため、模型実験をすすめることとする。1本のインプラントに対する静荷重での模型実験は終了しているため、今後はより臨床条件に近い繰返し荷重での模型実験をすすめていくこととする。繰り返し荷重下でプレテストを行っている最中である。当初、有限要素解析ソフトウェアの最新版を購入しようとしていたが、旧バージョンのものとでは解析結果の数値が異なることを知り、解析を途中まですすめていた旧バージョンで解析を続行することにした。また、模型実験のプリテストがまだ終了していないため、インプラント体が何本必要か目処がたたないため、模型実験に使用するインプラント体の購入を最小限に控えている。さらに、参加予定であった国際学会に冠婚葬祭で参加できなかった。
プロセス・ライティング指導が大学生のライティング能力に及ぼす影響

平成17年度は、英語による論証文に焦点を当て、学習者が論証文作成過程にいて、どのような問題に直面しているかについて分析した。分析には、Toulmin's model of argumentを使用し、学習者が書いた論証文を以下の五つの要因から評価し、弱点は主にどこにあるのかを調査した。(1)claim(主張);(2)reason(理由);(3)warrant(根拠、理由の裏づけ);(4)development(展開);(5)language(言語)である。分析の結果、明らかになったことは以下の通りである。学習者が論証文の中で最も難しいと感じている点、また、最も弱いと評価された要因は、「根拠、理由の裏づけ(warrant)」である。つまり、多くの学習者は、主張をしてその理由を述べることは(claim→reason)は比較的容易にできるが、その埋由を裏付ける十分な根拠を示すことができない。この裏づけの欠落により、全体の展開(development)が、論理を欠いたものになってしまう。今後、日本人に向けた論証文指導においては、この「根拠、裏づけ」の方法を具体例などを示しながら十分に指導する必要がある。根拠や裏づけは、自身の主張をサポートする上で最も重要になる部分である。裏づけの力をしっかりと身につけることができれば、それは様々な情報があふれる昨今において自身の研究に必要なデータを収集できる力(information literacy)につながるであろうし、広く、論理的思考能力を育成することにもつながるはずである。
網膜神経節細胞を利用したON型-OFF型光受容システムの構築

アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)へ改変型ボルボックス由来チャネルロドプシン1遺伝子(mVchR1)、並びにハロロドプシン遺伝子(NpHR)を挿入し、発現ベクターを作製した。キャプシドタンパク質を改変したAAV2M型は高い発現効率をもたらした。NpHRはタンパク質発現が低いことが分かり、その膜移行配列を改変し機能を調べた。しかし、in vivo, in vitro共に大きな改善は見られなかった。そこでタンパク質の三次元構造のモデリングを行ってきた。その過程において、イオンを細胞膜に透過させる経路にも問題があり、イオン透過率、すなわちチャネルとしての機能が低いことが分かった。アデノ随伴ウイルス2型(AAV2)のベクターに赤方型チャネルロドプシン(mVChR1)と光応答性クロライドイオンチャネルであるハロロドプシン(NpHR)を組み込んだ。既存のクラミドモナス由来のチャネルロドプシン2 (ChR2)を発現させるAAV2型を含め、全ての遺伝子は可視化するために、蛍光タンパク質VenusまたはCherryと融合発現させるようデザインされた。このプラスミドを用い、AAV2型ウイルスを作製した。また、AAV2型及び8型の細胞への透過性を高めた改変型(AAV2M及びAAV8M)を作製した。AAV2-ChR2またはその2型および8型の改変体をノーマルな視機能を有するSDラットと視細胞変性モデルであるRCSラットの硝子体へ投与を行った。その結果、RCSラットでは遺伝子発現効率がSDラットと比較し、顕著に高い事が認められた。また、RCSラットにおいてAAV2M型で高い発現が認められた。更にAAV2型では投与部位にその発現の偏りがみられたのに対し、予想通りAAV2M型では全域に広がっている事が認められた。以上の事からAAV2M型は広範囲への遺伝子導入には適していると考えられる。今回は網膜伸展標本で解析を行ったが、今後、凍結組織標本を用いて網膜での局在を確認する予定である。また、2M型でRGCsへの特異性が高く見られた場合には、AAV2M-ChR2とAAV2M-NpHRの組み合わせ、及びAAV2M-mVChR1とAAV2M-NpHRの組み合わせで投与を行い、各遺伝子の発現を凍結網膜組織標本を用いて調べる。更に同時にVEPの反応を様々な波長光を用いて測定する。対照としては、AAV2M-ChR2のみを遺伝子導入した群を用いる。前年度、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)へ改変型ボルボックス由来チャネルロドプシン1遺伝子(mVchR1)、並びにハロロドプシン遺伝子(NpHR)を挿入し、発現ベクターを作製した。また、AAV2およびAAV8型のウイルス産生プラスミドに加えて、発現を高める為にキャプシドタンパク質を改変したAAV2M、AAV8Mを作製した。これらAAVを用いて、視細胞変性モデルであるRCSラットへ硝子体内投与を行った。その結果から、AAV2M型で、導入遺伝子発現効率が高い事が分かった。本年度は、網膜組織標本を用いて、導入遺伝子発現細胞を確認したところほぼ網膜神経節細胞である事がわかった。そこで、今後はこのAAV2M型を実験に用いる事とした。また、我々は、IOGであるハロロドプシン(NpHR) (Zhang,F et al., Nature, 2007)の機能について、パッチクランプ法を用いて確認した。その結果、このNpHRは光に対する応答性が低い事がわかった。また、このタンパク質は細胞内で上手く発現できない事が分かった。そこで、膜移行配列を付け加えたハロロドプシン遺伝子を作製した。この配列により、細胞内での発現効率を上げる事ができた。しかし、その機能をパッチクランプ法により解析したが、やはり光に対する応答性が低いことが認められた。前年までに、AAV2型のキャプシド改善型、AAV2Mを硝子体への投与に用いると、網膜神経節細胞に高効率で投与遺伝子の発現が見られることを明らかにした。また、NpHRを細胞に発現させた場合、その発現効率がかなり低いことも確認できた。そこで、膜移行性配列をハロロドプシン(NpHR)に付加し、発現を改善できることを示した(mNpHR)。本年はin vivoでの発現と機能を確認することを目的とし、視細胞変性モデルであるRCSラットの硝子体へ目的遺伝子を含んだウイルスベクターの投与を行った。詳細には、AAV-CAG-mNpHR-VenusとAAV-CAG-mVChR1-mCherryを同率同力価で混在させて投与を行った。その結果、mVChR1の発現は網膜全域に確認できたが、mNpHRの発現はかなり低く確認が困難であった。この理由として、2種類の遺伝子を導入する際に干渉が起きている可能性が示唆された。そこで、AAV-CAG-VenusとAAV-CAG-mCherryを同様に混在させて投与し、発現を確認した。しかし、その結果では両遺伝子の発現が十分に確認できた。このことから、NpHRそのものに問題があると考えられた。NpHRの本来の発現局在である細胞膜への移行性が極めて低いことが、細胞での遺伝子発現が低い原因であると考えられた。そこで、NpHRの局在を改善させるため、タンパク質の三次元構造のモデリングを行ってきた。

レチナール結合部位は保存し、膜への移行性を高める方法を検討してきた。その過程において、イオンを細胞内に透過させる経路にも問題があり、イオン透過率、すなわちチャネルとしての機能が低いことがわかった。NpHRは神経細胞にOFF応答を引き起こすために、今後Keyとなると考えられ、本遺伝子を改変できればオプトジェネティクスにおいて、重要なツールと成り得ると考えられる。アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)へ改変型ボルボックス由来チャネルロドプシン1遺伝子(mVchR1)、並びにハロロドプシン遺伝子(NpHR)を挿入し、発現ベクターを作製した。キャプシドタンパク質を改変したAAV2M型は高い発現効率をもたらした。NpHRはタンパク質発現が低いことが分かり、その膜移行配列を改変し機能を調べた。しかし、in vivo, in vitro共に大きな改善は見られなかった。そこでタンパク質の三次元構造のモデリングを行ってきた。その過程において、イオンを細胞膜に透過させる経路にも問題があり、イオン透過率、すなわちチャネルとしての機能が低いことが分かった。本年度は追加実験を行い、硝子体投与ではAAV2M型を用いた場合、遺伝子導入効率が高い事を確認した。また、網膜組織標本を用いて、導入遺伝子発現細胞を確認したところ、ほぼ網膜神経節細胞に遺伝子が導入されている事がわかった。この局在は、AAV2型を用いた遺伝子導入と同様に網膜神経節細胞が主である事が分かった。従って、今後の実験ではこのAAVM2型を用いる事とした。網膜神経節細胞に導入するIOG遺伝子、mVchR1は既に我々の研究で機能を明らかにしている。しかしながら、もう一つのIOG遺伝子であるハロロドプシン(NpHR)については、その機能を確認しておらず、遺伝子導入前に調べる必要があった。そこで、NpHRを恒常的に発現させた細胞株を作製し、パッチクランプ法を用いて、光に対する応答性を調べた。その結果、光に対する応答性が低い事がわかった。この応答性では、モデル動物に発現させたとしても、機能するか疑問が生じた。我々が使用していたNpHRはZhangらの報告に従った遺伝子であり、可視化し発現させると細胞内で顆粒状を示し、よく発現しなかった。そこで、膜移行配列を付け替えたNpHRを新たに組み込み、発現ベクターを作製し、安定発現株を作製した。しかし、パッチクランプ法を用いてこの細胞の光応答を調べた結果、やはり応答性が低かった。眼科学今後は当初予定していたNpHR遺伝子とmVChR1遺伝子を同時にRCS(rdy/rdy)ラットに導入し、反応性を調べる。mVChR1のみを遺伝子導入した場合と比較し、光に対する応答に変化が起こるか、視覚誘発電位測定等で調べたい。NpHRは、光に応じてクロライドチャネルを開け、イオンの流入をもたらす。したがって、クロライドチャネルを発現した細胞はOFF center様の反応を引き起こすと考えられる。これにより、より優れたコントラスト感度を得られるのではないかと考える。NpHRの反応性が低いとしても、mVChR1のみの場合と比較し、光反応性にOFF反応様の影響を与えられるのか、調べたい。また、NpHR遺伝子についても、光感受性を高める為に遺伝子改変を行い、その機能を調べたいと考えている。
新生児仮死における遅発性脳エネルギー代謝不全の脳循環、代謝動態の基礎的検討

目的:新生児仮死における遅発性脳内エネルギー代謝不全の病態生理を理解するため、初年度には、新生仔豚を用い遅発性脳内エネルギー代謝不全のモデルを作成し、仮死負荷時のPCr/Pi比減少率が高く、仮死後のPCr/Pi回復率が低いほど遅発性脳内エネルギー代謝不全時のPCr/Pが低値であった。このため脳エネルギー代謝状態の回復が遅延する程、重度の遅発性エネルギー不全を引き起こすことが証明された。今年度は遅発性脳内エネルギー代謝不全をもたらす新生児仮死モデルを用い、^<31>P-MRSにより脳内エネルギー代謝状態と同時に近赤外分光測定を利用して脳循環動態を検討した。対象および方法:対象は生後24時間以内の新生仔豚5頭。人工呼吸管理を行い、仮死負荷として頚部のマンシェットを用いた圧迫(300mmHg)、FiO_2を0.1から0.6まで低下、トラゾリンを用いた負荷後の血圧上昇を防止し、Piのpeakが一定となった25分後に蘇生を行なった。脳内エネルギー代謝は^<31>P-MRS(大塚電子社製,BEM250/80,2.0Tesla)、直径3cmのsurface coilを用いて頭頂部より測定し、負荷後54時間後まで経時的に測定を行なった。ICGを用いた脳血流測定にはIMUC-7000(大塚電子社製)を使用し、頭頂側頭部上に光ファイバーを設置し、ICG0.1mg/kgを静脈内投与し、脳組織のスペクトルを0.2秒毎で測定、ICGの増加減衰曲線からfirst orderkineticsのone compartment modelにて解析を行い、増加相と減少相の速度定数を算出し検討した。結果および考案:脳血流量の指標となるICGの増加相の速度定数は、蘇生後6時間までは前値より減少し、以後30時間までは前値以上に一過性に増加した。これは蘇生後の血圧低下に依存して脳血流量が低下し、以後血圧上昇と自動調節能の破綻により脳血流量が増加したためと考えられた。また30時間以降は減少する傾向を認め、脳浮腫の進行による血流低下が考えられた。さらに蘇生後18時間での速度定数の前値比が高値であるほど、蘇生後4254時間でのPCr/Pi最低値が低値を示した。以上の結果より、遅発性脳内エネルギー代謝不全が進行する時期においては脳血流増加を認め、この現象が2次的脳エネルギー代謝不全を助長している可能性が示された。目的:新生児仮死における遅発性脳内エネルギー代謝不全は、生後一週間以内に進行性を引き起こされ、重篤な後遺症を残す臨床的に重要な病態であり、生後からこの病態に至るまでの数時間は、2次性神経細胞障害の治療時期が存在すると考えられる。今回は新生仔豚を用い、遅発性脳内エネルギー代謝不全のモデルを作成した。人工呼吸管理を行ない、仮死負荷として頚部の血圧測定用マンシェットを用いた圧迫(300mmHg)、吸入酸素濃度(FiO2)を0.06まで低下、トラゾリンを用いた負荷後の血圧上昇防止し、PCrのpeakが消失した20分後にFiO2を0.6とし、エピネフリン投与にて蘇生を行なった。以後血圧低下およびアシドーシスの補正を行い、抗生剤も定期的に投与した。脳内エネルギー代謝状態は^<31>P-MRS(大塚電子社製、BEM250/80,2.0Tesla)、直径3cmのsurface coilを用いて頭頂部より測定し、持続的に負荷1時間前から3時間後まで、以後54時間後まで継続して測定を行なった。スペクトルの分析はピーク高より算出した。結果および考案:仮死負荷継続時間は55-135分であった。蘇生後2-3時間で全例PCr/Pi比が1以上となり、その後進行的にPCr/Piの減少を認めた。負荷後4254時間では、低血糖、低酸素、低血圧状態がないにもかかわらず、PCr/Pi最低値は0.1-0.7であり、この値は仮死負荷時のPCr/Pi減少率が高く、仮死後のPCr/Pi回復率が低いほど低値であった。このため脳エネルギー代謝状態の回復が遅延する程、重度の遅発性エネルギー不全を引き起こすと考えられた。以上の結果よりこの新生仔豚を用いた本研究法は、臨床的に認められる遅発性脳内エネルギー代謝不全を引き起こす新生児仮死のモデルに成り得ると考えられた。

脳内エネルギー代謝は^<31>P-MRS(大塚電子社製,BEM250/80,2.0Tesla)、直径3cmのsurface coilを用いて頭頂部より測定し、負荷後54時間後まで経時的に測定を行なった。ICGを用いた脳血流測定にはIMUC-7000(大塚電子社製)を使用し、頭頂側頭部上に光ファイバーを設置し、ICG0.1mg/kgを静脈内投与し、脳組織のスペクトルを0.2秒毎で測定、ICGの増加減衰曲線からfirst orderkineticsのone compartment modelにて解析を行い、増加相と減少相の速度定数を算出し検討した。結果および考案:脳血流量の指標となるICGの増加相の速度定数は、蘇生後6時間までは前値より減少し、以後30時間までは前値以上に一過性に増加した。これは蘇生後の血圧低下に依存して脳血流量が低下し、以後血圧上昇と自動調節能の破綻により脳血流量が増加したためと考えられた。また30時間以降は減少する傾向を認め、脳浮腫の進行による血流低下が考えられた。さらに蘇生後18時間での速度定数の前値比が高値であるほど、蘇生後4254時間でのPCr/Pi最低値が低値を示した。以上の結果より、遅発性脳内エネルギー代謝不全が進行する時期においては脳血流増加を認め、この現象が2次的脳エネルギー代謝不全を助長している可能性が示された。
工業化を指向した,原子状水素を用いる選択的水素添加反応の開発

申請者は電解法により生成させた高活性パラジウム触媒を利用し,一般汎用性のある反応手法と,工業化を視野に入れた耐久性と再活性化に優れた担持型触媒の開発を行うことを目的とし,以下の研究を行ない,それぞれ対応する結果を得た.1.各種アルケンの合成と高活性パラジウムの反応性の精査.各種アルケン10種を合成し,それぞれに対して高活性パラジウムブラックを用いて反応を行なったところ,全ての基質においてベンゼン溶媒中で極めて高い水素添加反応選択性が見い出された.現在までの所,一般性高く明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる触媒の報告はなく,有機合成化学的に非常に有用なインフォメーションを与える結果が得られた.2.溶媒効果や反応効率などの反応傾向の検証と条件の最適化.反応溶媒についても10種程度に対して検討を行なった.この結果,ベンゼンに対する特異的反応性が確認された.すなわち,明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる溶媒はベンゼンであり,その他の溶媒では著しい選択性の低下が見られた.また,研究対象である担持型触媒は一般的に市販されている触媒と同等の反応性を有することも確認された.3.触媒の耐久性向上とスケールアップに対応できる担持型触媒の開発.触媒活性は実践反応を1000時間以上行なった後でも活性に衰えは見られなかった.現在,スケールアップに対する検討を行なうため,共同研究を行なってもらえる企業を探索中である.さらにこれらの結果を含む研究成果は2編の欧文学術論文にして投稿し受理された.申請者は電解法により生成させた高活性パラジウム触媒を利用し,一般汎用性のある反応手法と,工業化を視野に入れた耐久性と再活性化に優れた担持型触媒の開発を行うことを目的とし,以下の研究を行ない,それぞれ対応する結果を得た.1.各種アルケンの合成と高活性パラジウムの反応性の精査.各種アルケン10種を合成し,それぞれに対して高活性パラジウムブラックを用いて反応を行なったところ,全ての基質においてベンゼン溶媒中で極めて高い水素添加反応選択性が見い出された.現在までの所,一般性高く明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる触媒の報告はなく,有機合成化学的に非常に有用なインフォメーションを与える結果が得られた.2.溶媒効果や反応効率などの反応傾向の検証と条件の最適化.反応溶媒についても10種程度に対して検討を行なった.この結果,ベンゼンに対する特異的反応性が確認された.すなわち,明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる溶媒はベンゼンであり,その他の溶媒では著しい選択性の低下が見られた.また,研究対象である担持型触媒は一般的に市販されている触媒と同等の反応性を有することも確認された.3.触媒の耐久性向上とスケールアップに対応できる担持型触媒の開発.触媒活性は実践反応を1000時間以上行なった後でも活性に衰えは見られなかった.現在,スケールアップに対する検討を行なうため,共同研究を行なってもらえる企業を探索中である.さらにこれらの結果を含む研究成果は2編の欧文学術論文にして投稿し受理された.本研究の,第一目標としている「加水素分解を伴わない水素添加反応」に関して,基礎的条件の検討をほぼ完了した.すなわち,分子内にベンジルオキシ基を含む10種のアルケンに対し,2種の異なった条件で調製したパラジウムブラックが「加水素分解を伴わない水素添加反応」を行うことを見い出した.この高い選択性と一般性は,申請者が調べた限り,未だ報告がない.また,当初必要条件と思われていた,還元システムやこのシステムで生成する原子状水素は,選択的反応に本質的には必要無いことも判明した.この結果は,選択的反応の本質が,当初予想していた電気化学的手法を用いた還元システムにあるのではなく,触媒の調製方法の違いによる材質の差異に起因していることを強く示唆している.さらにこの選択的反応は,溶媒効果を強く受けることも見い出された.分子内にベンジルエーテルあるいはベンジルエステルを含むアルケン2種を基質とし,4種の異なった調製方法で作成したパラジウムブラックを触媒として溶媒10種類に対して反応を行った.この結果,総じてベンゼン以外に於いては選択性は見られず,溶媒が反応におよぼす影響が大きいことが確認された.本研究結果は論文として発表を予定しているが,これに先立って結果の一部を学会で発表を行ったところ,多くの企業から高い感心を集めた.これを受けて,実践的反応にグレードアップするため,医薬品などの実用的化合物に対応した試験基質の合成を現在行っている.また第二目標である「二重結合同士の選択的水素添加反応の一般的手法の開発」に関しては,現在まで全く報告例が無く不可能と思われていたが,これに対しても有力な手がかりを得ている.申請者は電解法により生成させた高活性パラジウム触媒を利用し,一般汎用性のある反応手法と,工業化を視野に入れた耐久性と再活性化に優れた担持型触媒の開発を行うことを目的とし,以下の研究を行ない,それぞれ対応する結果を得た.1.各種アルケンの合成と高活性パラジウムの反応性の精査.各種アルケン10種を合成し,それぞれに対して高活性パラジウムプラツクを用いて反応を行なったところ,全ての基質においてベンゼン溶媒中で極めて高い水素添加反応選択性が見い出された.現在までの所,一般性高く明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる触媒の報告はなく,有機合成化学的に非常に有用なインフォメーションを与える結果が得られた.

2.溶媒効果や反応効率などの反応傾向の検証と条件の最適化.反応溶媒についても10種程度に対して検討を行なった.この結果,ベンゼンに対する特異的反応性が確認された.すなわち,明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる溶媒はベンゼンであり,その他の溶媒では著しい選択性の低下が見られた.また,研究対象である担持型触媒は一般的に市販されている触媒と同等の反応性を有することも確認された.3.触媒の耐久性向上とスケールアップに対応できる担持型触媒の開発触媒活性は実践反応を1000時間以上行なった後でも活性に衰えは見られなかった.現在,スケールアップに対する検討を行なうため,共同研究を行なってもらえる企業を探索中である.さらにこれらの結果を含む研究成果は2編の欧文学術論文にして投稿し受理された.
原子力と核不拡散をめぐる日米関係に関する多角的歴史分析と今日的政策含意の検討

昨年度に引き続き史資料調査を進めながら、研究成果を発表する準備に取り組んだ。その成果を発表するため、学会での口頭報告や論文の作成を行った。史資料調査は国内外で行った。米国で在外研究を続けていた今年度5月までは、米議会図書館及び国立公文書館にて米国の史資料の調査に取り組んだ。日本では入手できない政府文書その他の関連資料を調査することができた。在外研究を終えた6月以降は、国内で史資料調査を継続した。国会図書館では日本の原子力開発や日米原子力協力、日本の国内政治、日米関係に関する文献・資料を調査した。また、外務省外交史料館では戦後外交記録の調査を行った。米国側の史料からは得られない貴重な情報を含んだ外交文書を調査することができた。史資料調査と並行して、研究成果の公開にも努めた。具体的な成果としては、10月に開催された日本政治学会研究大会における口頭報告が挙げられる。この報告では、国際原子力協力が核拡散能力の拡散に与えた影響を検討するため、日本の再処理能力開発に焦点を合わせ、それに国際原子力協力が与えた影響について考察した。また、この報告のためにフルペーパーを作成し、学会員に向けて公開した。その後、報告に対するコメントを踏まえて同ペーパーに修正を加え、研究論文として公表するための準備を進めた。さらに、在外研究中の研究成果の一部を研究論文(英文)としてまとめ、海外査読誌に投稿した。本年度末の時点で修正・再投稿のプロセスが継続中である。論文としてまとめるには至らなかったが、史資料調査の成果を踏まえて本研究全体の分析枠組みに関する論文の作成に取り組んだ。史資料調査の面では、概ね目標を達成できた。在外研究中は米議会図書館や米国立公文書館で米国側の史資料をかなり広範に渉猟した。その結果、当初の予想以上に多くの関連文書を発見、調査することができた。また、国内での史資料調査の結果、本研究の遂行に有益な文献や一次資料を多く収集、調査できた。研究成果発表するための準備にも進展があった。海外に向けて積極的に研究成果を発表することをめざして本研究課題に取り組んできたが、在外研究の成果の一部を英文の研究論文にまとめ、海外査読誌に投稿した。また、日本の国内学会で研究報告を行い、そのために用意したフルペーパーを研究論文として公表する準備を進めた。以上の通り、史資料調査は着実に進み、国内外で研究成果を公表するための準備にも進展があった。研究全体を取りまとめるための分析枠組みも固まりつつあり、本研究は全体として概ね計画に沿って順調に進展していると評価できる。平成31年度は、これまでの研究成果を踏まえて本研究を取りまとめる作業に取り組む。具体的な目標として、本研究の分析枠組みや、ウラン濃縮をめぐる日米関係に関する研究論文の作成を進め、国内外の査読誌に投稿する。また、すでに作成した研究論文を国内外に向けて公表するための準備を進める。そのために必要な史資料の調査は国内外で継続する。国内では主に国会図書館及び外務省外交史料館で史資料調査を行う。また、米国での史資料調査も予定している。本年度は史資料調査を進めながら、研究成果を発表する準備に取り組んだ。その成果の一部として論文一編を作成し、海外の英文雑誌に投稿した。さらに、米国の研究機関が開催した大学院生・若手研究者向け短期研修プログラムでの講義に研究成果の一部を生かした。史資料調査は国内で実施した。海外での史料調査を予定していたが、育児休業を取得したため、これを中止し、国内での文献資料調査に専念した。日本の原子力開発や日米原子力協力、日本の国内政治、日米関係に関する文献を主な調査対象として、関連文献を広範に渉猟した。その結果、さらに調査が必要な国内の資料を新たに発掘することができた。また、海外の文献の調査も進めた。そのために所属機関の図書館や国会図書館を利用した。主な成果として、1960年代に日本国内で行われた核武装研究を米国政府の分析や日本の原子力開発と比較して再検証し、日本の核政策決定構造が原子力開発や核政策に与えた影響を考察した英文論文を作成し、軍縮研究分野の著名な海外ジャーナルに投稿した。査読の結果、論文の掲載が決定しており、平成29年度年中に発表される予定である。まず、史資料調査の面では、育児休業取得のため、平成28年度の重要な研究活動として計画していた海外史料調査が実施できなかった。その結果、一次資料の調査が遅れることになった。その一方で国内の文献調査に精力的に取り組み、予定よりも国内の文献調査は進んだ。ただ、その過程で新たに調査が必要な文献資料が見つかり、その調査は来年度以降の課題として残された。また、研究成果の発表に関しては成果があった。まず、英語圏に向けて発表するため、論文をまとめ、海外ジャーナルの査読を通すこともできた。この論文の作成を通じて、1960年代の日本国内の核武装研究や日本の原子力開発、日本の核政策決定構造について研究を進めることができた。また、海外ジャーナルに投稿するため、海外の先行研究の調査にも取り組み、核拡散問題に関する歴史研究、理論研究、政策研究を広範に調査し、歴史研究と理論研究、政策研究をつなげるための分析の視角について検討を進めた。以上の通り、一次資料の調査に遅れが生じたが、国内の文献調査や研究成果の発表、研究全体を取りまとめるための分析の視角の検討では進捗があった。

それゆえ、本研究は着実に前進しているものの、やや遅れていると評価できる。昨年度に引き続き史資料調査を進めながら、研究成果を発表する準備に取り組んだ。その成果を発表するため、国際会議での口頭報告や論文の作成を行なった。史資料調査は国内外で行った。今年度前半は国内での調査に専念した。日本の原子力開発や日米原子力協力、日本の国内政治、日米関係に関する文献・資料を主な調査対象とした。外交史料館にて外交記録の調査も行った。9月からは米国の研究機関ウィルソン・センター(Wilson Center)を拠点として在外研究に入り、米議会図書館及び国立公文書館にて米国の史資料の調査に取り組んだ。史資料調査と並行して、研究成果の公開にも努めた。まず、日本の核政策決定構造が原子力開発や核政策に与えた影響を考察した英文論文が、軍縮研究分野の著名な査読付きの海外ジャーナルに掲載された。5月にはワシントンDCで開催された国際会議にて口頭報告を行い、同会議の報告書のために英文論文を作成、提出した。また、国内外で調査した史資料を利用して、日本の再処理能力開発への米国の対応をまとめた論文を作成した。史資料調査の面では、概ね目標を達成できた。国内での史資料の調査の結果、本研究に有益な文献や一次資料を多く収集、調査することができた。在外研究中は米議会図書館や米国立公文書館で米国側の史料をかなり広範に渉猟した。当初の予想以上に多くの関連文書を発見、調査することができたのは、大きな収穫であった。研究成果発表の面でも成果があった。英語圏に向けて積極的に研究成果を発表することをめざして研究に取り組んできたが、査読付き海外専門誌に投稿した英文論文が掲載された。また、5月に開催された国際会議において、研究成果の一部を口頭報告の形で発表した。なお、この報告に基づいて作成した英文論文は、同会議の報告書に掲載される予定である。以上の通り、史資料調査は着実に進み、海外に向けた研究成果の発表にも成果があった。研究全体を取りまとめるための分析の視角の検討も進み、本研究は全体として概ね計画に沿って順調に進展していると評価できる。その成果を発表するため、学会での口頭報告や論文の作成を行った。米国で在外研究を続けていた今年度5月までは、米議会図書館及び国立公文書館にて米国の史資料の調査に取り組んだ。日本では入手できない政府文書その他の関連資料を調査することができた。在外研究を終えた6月以降は、国内で史資料調査を継続した。国会図書館では日本の原子力開発や日米原子力協力、日本の国内政治、日米関係に関する文献・資料を調査した。また、外務省外交史料館では戦後外交記録の調査を行った。米国側の史料からは得られない貴重な情報を含んだ外交文書を調査することができた。具体的な成果としては、10月に開催された日本政治学会研究大会における口頭報告が挙げられる。
嗅内皮質を介した海馬への感覚情報伝達経路 - 最新技術から回路構造を探る

空間認知や連合記憶を実現する脳情報処理機構を理解する上で、嗅内皮質を中心とした感覚情報伝達経路の構造を明らかにすることは大変重要である。本研究では、様々な神経回路標識法を用いて、これまで見落とされてきた嗅内皮質表層(IIb)、または深層(Vb)ニューロンが形成する局所回路を調べ、これらのニューロンが嗅周囲皮質から海馬への感覚情報伝達経路の一端を担うことを示した。今後、これら嗅内皮質各層が形成する局所回路が相互にどのような情報処理を行なっているのか明らかにすることで、記憶形成機構の理解が大いに深まることが期待される。本研究の目的は、嗅内皮質表層に分布するカルビンジン陽性(CB+)ニューロンの入出力関係を調べ、嗅周囲皮質(PER)/嗅後部皮質(POR)から海馬への情報伝達経路を明らかにすることである。近年、このCB+ニューロンの分布が空間情報処理を担う内側嗅内皮質と非空間的なオブジェクト情報を担う外側嗅内皮質で異なることが報告された。このことから、CB+ニューロンの結合関係がこの2領域で異なる可能性が考えられたが、CB+ニューロンの結合関係はこれまで見落とされており明らかにされていない。そこで当該年度は、CB+ニューロンの出力路が外側嗅内皮質と内側嗅内皮質においてどのように違うのか調べた。その結果、CB+ニューロンの投射先は外側嗅内皮質と内側嗅内皮質で大きく異なることが明らかになった。内側嗅内皮質のCB+ニューロンは海馬に投射を送るのに対し、外側嗅内皮質のCB+ニューロンは海馬には投射せず、内側前頭前野に投射していた。また、外側嗅内皮質のCB+ニューロンは内側嗅内皮質にも投射を送り、嗅内皮質内で局所回路を形成していた。これは、嗅内皮質表層ニューロンが海馬への入力路、深層ニューロンが海馬の出力路を担うとしてきたこれまでの解剖学的知見と大きく異なる。このCB+ニューロンが形成する神経回路の構造と機能を明らかにすることで、外側嗅内皮質と内側嗅内皮質の機能差を生む神経基盤を明らかにできるのではないかと期待される。嗅内皮質のCB+ニューロンの投射経路については計画以上に研究が進んだ。一方、PER/PORから嗅内皮質CB+ニューロンへの入力路の解析は遅れている。その原因は、入力路同定に用いる予定であった狂犬病ウイルスベクターがPER/PORのニューロンには感染しないことが判明したことによる。現在、狂犬病ウイルスベクターを用いたトレーシング法に代わる手法として、mGRASPを用いたシナプス接続可視化法の開発に取り組んでいる。本研究の目的は、嗅周囲皮質(PER)から外側嗅内皮質(LEC)を介した海馬への感覚情報伝達経路を明らかにすることである。海馬-嗅内皮質脳スライス標本を用いた光計測実験から、PERから海馬への情報伝達において嗅内皮質深層が重要な役割を果たすことが報告されている(Koganezawa et al., 2008)。しかし、嗅内皮質から海馬への投射は主に表層(II/III層)に起始し、深層(V層)からの直接投射は非常に弱いことが知られている。そこで、嗅内皮質深層から海馬への投射経路を明らかにするため、本年度はCtip2陽性細胞が分布するLECVb層が形成する局所回路構造を調べた。2つのウイルスベクターを用いてLECVb層ニューロンを選択的に標識したところ、Vb層ニューロンが海馬投射ニューロンが分布する嗅内皮質表層に軸索を伸ばしていた。また、狂犬病ウイルスベクターを海馬に注入したところ、LECVb層ニューロンが経シナプス的に逆行性標識された。この結果は、Vb層ニューロンがLEC表層を介して海馬に投射していることを示唆している(日本神経科学大会2016, LBA3-023)。さらに、PERへの順行性トレーサー注入によりLECV層で標識軸索が確認されたことから、LECVb層ニューロンを介した海馬への入力回路が感覚情報伝達に関与していると考えられる。海馬への情報伝達経路の全容を明らかにするためには、本研究で明らかにしたLECVb層経路に加え、LEC表層ニューロンが形成する局所回路、具体的にはカルビンジン陽性ニューロンが形成する回路(日本神経科学大会2016, P3-201;北米神経科学大会2016, 84.13)との相互関係を明らかにしていくことが今後求められる。現在取り組んでいるmGRASPを用いたシナプス接続可視化法を用いて、PER/PORからの入力を受けて取っている嗅内皮質ニューロンを同定する。さらに、「投射ニューロン選択的遺伝子導入法」を用いて嗅内皮質CB+ニューロンを選択的に標識し、CB+ニューロンがどのような経路で海馬に情報を送っているのか明らかにする。

システム神経科学当初は海外学会の出張旅費の支出を考えていたが、別の外部資金で賄うことができたため出張旅費分は使用しなかった。論文の英文添削・投稿費、及び消耗品に使用予定。
胸腺の発育と萎縮に関与するリンパ球増殖促進因子と細胞死促進因子の加齢変化

T細胞の増殖・分化に必須の胸腺は、生後早くからその能力が低下し始める。その能力低下は胸腺微小環境の細胞構成が変化するか、或は産生される因子が量的・質的に変化することが原因だと考えられる。この能力低下をin vitroで解析する目的で、T細胞の増殖能力が低下し始める5週齢のC57BL/6マウス胸腺から主要構成細胞の上皮細胞株TEC103を樹立した。TEC103の培養上清は、ConA、Rat ConA sup及び抗CD3抗体で刺激した胸腺Tリンパ球の増殖を抑制し、無刺激で培養した胸腺Tリンパ球のアポトーシスを促進する効果も有していた。本年度はこの増殖抑制因子の同定に絞って研究を実施し、次の結果を得た。刺激後増殖中の胸腺Tリンパ球にTEC103培養上清を加えても、恒常的に増殖しているミエローマ細胞に加えても増殖抑制効果が認められ、増殖抑制効果は細胞周期を停止する効果であると考えられた。細胞周期を停止する効果を有するサイトカインであるTGF-betaに対する抗体と反応する分子量約14kDaの因子が、ウェスタンブロッティング法によりTEC103培養上清中に検出された。また、この抗体をTEC103培養上清に加えた場合、増殖抑制効果は中和された。さらに、ノザンブロッティング法により、TEC103の全RNA中にTGF-betaのmRNAを検出し、TEC103がTGF-betaを産生することを確認した。以上のことからTEC103の培養上清中の増殖抑制の主因子はTGF-betaであると考えられた。TGF-betaの細胞周期の停止効果を考えると、胸腺Tリンパ球の成熟過程に於いては、TGF-betaは未熟胸腺Tリンパ球を生存・成熟させるのかあるいはアポトーシスさせるのかという選択段階で未成熟胸腺Tリンパ球の増殖を一旦停止させて次の過程への移行を促進する役割を果たしていると考えられる。また、胸腺の加齢に伴う萎縮に於いては、胸腺内に於けるTGF-beta産生量の加齢変化が胸腺の加齢に伴う萎縮に関与していると考察された。
クロマチン構造変換の及ぶ領域を調節し局限化する機構

ヘテロクロマチン化は遺伝子転写に対して抑制的に働くクロマチン構造変換のひとつの典型であり、染色体形態を凝集型へと大きく変化させる。ヘテロクロマチン化反応は本質的に可逆的であるため、ヘテロクロマチン領域の成立にはクロマチン構造の確立と維持の二つの作用が必要とされる。一方ヘテロクロマチン領域は、ヌクレオソーム構造の共通性を分子基盤に近隣のクロマチン領域へと拡大していく潜在能力を持つ。分裂酵母ではそのようなヘテロクロマチン領域の形成もしくは拡大に細胞性のRNAi装置が必要なことが判明しており、拡散能力を備えたRNAi装置がヘテロクロマチン構造変換の及ぶ領域の局限化に機能していると考えられる。これまで、セントロメアヘテロクロマチン領域に由来するノンコーディングRNAがsiRNAに変換される過程の分子レベルでの解析を継続して行ってきた。本年度はそれら内在性のノンコーディングRNAに共通する配列要素SIREに結合するタンパク質因子の探索を行った。核抽出液を用いたゲルシフトアッセイによって、SIREや類似配列RNAに対するバンドシフトが得られ、分裂酵母のタンパク質精製をすすめることによって、その少なくとも一部は細胞性RNAi装置のエフェクター複合体であるRITSによって生み出されていることが判明した。SIRE類似RNAへの結合は、RITSの必須コンポーネントであるago1の変異株に加え、細胞内のsiRNA生成が不能なdcr1やrdp1など他のRNAi装置変異株から精製したRITSでは失われ、siRNAとの塩基配列依存的な結合を検出していると考えられる。その特異性に関する解析はさらに深められている。クロマチンの構造変換の一つの代表であるヘテロクロマチン化は、遺伝子発現の抑制を引き起こし染色体形態を凝集型に大きく変化させる。それは本質的には可逆的な反応であるため、ヘテロクロマチン領域の形成にはクロマチン構造の確立と維持の二つの作用が必要である。一方で、ヘテロクロマチン領域自身は特異的なピストン修飾やその修飾依存的結合タンパク質の凝集などによって特徴づけられており、ヌクレオソーム構造の共通性故にヘテロクロマチン化は近隣のクロマチン領域に伝播していく潜在能力を持つ。分裂酵母ではヘテロクロマチン形成にRNAi装置が必要なことが判明しており、siRNAを含んで拡散能力を有するRNAi装置がヘテロクロマチン構造変換の及ぶ領域の局限化に機能している可能性が挙げられる。そこで、分裂酵母セントロメアのヘテロクロマチン領域より産生されるsiRNA前駆体RNA分子の転写プロモーター部位について、リポーターアッセイを用いて解析を行った。その結果、同一領域の双方向転写を起こすようなプロモーターの配置が確認され、RNAi反応の引き金となる二本鎖RNAの生成経路の一端が提示された。しかし、前駆体RNAの辿る運命についてRNAi装置の変異株を用いてマッピング解析を行った結果、個別に転写されたRNA2分子の会合による二本鎖RNA形成はRNAi経路の主要な引き金ではないことが判明した。むしろ、前駆体RNAに特異的に存在する配列(SIRE)が二本鎖RNAの形成とsiRNA産生およびその後のヘテロクロマチン確立に積極的に働くことを、SIREを用いた異所的な転写アッセイによって示すことに成功した。またセントロメアヘテロクロマチンの拡大及び局限化にsiRNA配列の貢献は小さいことも異所的転写アッセイによって明らかにし、RNAi経路は主にヘテロクロマチンの新規確立に貢献していると結論づけた。
広範囲な熱的非平衡状態における蒸気の相変化現象に関する分子流体力学的研究

本研究は,平成11年度から平成13年度の3年間にわたり,上記研究課題についてそれを遂行するための初期温度制御可能な衝撃波管の製作,メタノール蒸気を対象とした気液非平衡状態での相変化の実験と凝縮係数の値の決定,さらにメタノールの相変化過程に関する分子動力学シミュレーションを行ったものである.実験は,主に,蒸気の初期温度が,I:常温(286.3K299.6K)およびII:それより高い場合(323.3K324.4K)について行われた.メタノール蒸気の凝縮係数の値は,気液界面での液体温度<T_l>に対するそこでの蒸気温度<T_v>の比<T_v>/<T_l>および液体温度での飽和蒸気数密度<n^*_v>に対する界面での蒸気数密度<n_v>の比<n_v>/<n^*_v>に依存していることが明らかになった.これら温度比および数密度比と凝縮係数の値との間には以下のような関係があることがわかった:(1)メタノール蒸気の凝縮係数の値は,気液界面での液体温度が高いIIの場合の方がIの場合よりも小さい.(2)I, IIいずれの場合にも,温度比<T_v>/<T_l>が大きいほど,凝縮係数の値は大きい.(3)I, IIいずれの場合にも,同一温度比に対して,数密度比<n_v>/<n^*_v>が大きくなると,凝縮係数の値は小さくなる.さらに,分子動力学シミュレーションにより,蒸気分子が凝縮する瞬間,凝縮点近傍存在する液体分子のエネルギーが上昇して,すべての場合についてではないが,分子交換が行われていることが明らかにされた.本研究は,平成11年度から平成13年度の3年間にわたり,上記研究課題についてそれを遂行するための初期温度制御可能な衝撃波管の製作,メタノール蒸気を対象とした気液非平衡状態での相変化の実験と凝縮係数の値の決定,さらにメタノールの相変化過程に関する分子動力学シミュレーションを行ったものである.実験は,主に,蒸気の初期温度が,I:常温(286.3K299.6K)およびII:それより高い場合(323.3K324.4K)について行われた.メタノール蒸気の凝縮係数の値は,気液界面での液体温度<T_l>に対するそこでの蒸気温度<T_v>の比<T_v>/<T_l>および液体温度での飽和蒸気数密度<n^*_v>に対する界面での蒸気数密度<n_v>の比<n_v>/<n^*_v>に依存していることが明らかになった.これら温度比および数密度比と凝縮係数の値との間には以下のような関係があることがわかった:(1)メタノール蒸気の凝縮係数の値は,気液界面での液体温度が高いIIの場合の方がIの場合よりも小さい.(2)I, IIいずれの場合にも,温度比<T_v>/<T_l>が大きいほど,凝縮係数の値は大きい.(3)I, IIいずれの場合にも,同一温度比に対して,数密度比<n_v>/<n^*_v>が大きくなると,凝縮係数の値は小さくなる.さらに,分子動力学シミュレーションにより,蒸気分子が凝縮する瞬間,凝縮点近傍存在する液体分子のエネルギーが上昇して,すべての場合についてではないが,分子交換が行われていることが明らかにされた.本研究は,蒸気中を伝ぱする衝撃波が衝撃波管管端で反射したとき,管端面で生ずる蒸気の相変化(凝縮)現象(凝縮液膜の形成)に着目して,相変化速度および凝縮係数に関して,常温から50°C付近までの温度範囲で測定を行ったものである.常温から200°Cまでの温度範囲で衝撃波管内の蒸気の初期温度を設定できる衝撃波管試験部(長さ約2m,内直径70mmの円管)を製作し,性能試験を行った.その結果,アルゴンガスを試料気体として用いた場合,設定温度110°Cに対して,試験部の軸方向の温度差は約6°C,半径方向の温度差は約5°Cであり,試験部はほぼ一様な温度になっていることを確認した.凝縮の実験を行う衝撃波管管端と反射衝撃波間の圧力に関して,実験値と理論値の一致は良好であった.メタノールを試料気体として、常温から50°Cの範囲で凝縮の実験を行い,凝縮速度および凝縮係数を測定した.凝縮係数は,0.07から0.52の範囲で,界面での蒸気温度の増加とともに増加し,数密度の増加とともに急激に減少することを明らかにした.また,平衡状態近傍において約0.1程度の値をとることがわかった.本結果は,本報告者によるこれまでの実験結果および分子動力学シミュレーションの結果とも整合しており,さらに広い温度範囲で実験データを取得した点において,当該研究を発展させる上で極めて有用なものである.今後,本研究の最終目標であるメタノール蒸気の臨界点(512.58K)付近までの凝縮係数を測定するとともに,凝縮機構のモデル化を行う予定である.本研究は,気液界面での蒸発・凝縮の速度および温度に関する境界条件の中にあらわれる凝縮係数を,メタノール蒸気に対してできる限り広い温度範囲で測定することを目的としてなされたものである.メタノールを選んだ理由は,その強い水素結合のために,単純液体とは大きく異なる表面物性を示し,蒸発・凝縮が著しく影響を受けると予想されたためである.

この目的を達成するために,蒸気の初期温度を200°Cまで設定することが可能な衝撃波管を製作し,これを用いて,今回は,常温から80°Cまでの温度範囲において凝縮係数を測定した.得られた結果をまとめるとつぎのようになる.1.製作した衝撃波管は,初期温度を管内で一様に設定でき,一般に,蒸気の凝縮係数に及ぼす温度変化の影響を調べるのに十分な性能を有する.2.メタノール蒸気の凝縮係数は1より有為に小さな値を示す.気液界面での蒸気温度と液面温度の比の増加とともに大きくなり,同じく数密度比の増加とともに小さくなる.3.同程度の温度比および数密度比においては,蒸気の初期温度が高いほど凝縮係数は小さくなる.さらに,平衡状態においてメタノールの蒸発・凝縮に関する分子動力学シミュレーションを行い,常温から臨界温度までの温度範囲で気液界面での分子の動的挙動を調べた.その結果,初期温度の上昇にともない,液相から蒸気相に飛び出す分子が多くなる現象が観察された.これは,上記の実験結果(3)のメカニズムを解明する手がかりとなるものである.本研究代表者は,衝撃波管を利用する蒸気の凝縮係数決定のための新しい実験技術を開発し,昨年度までにメタノール蒸気の凝縮係数を決定してきた。その結果,気液界面での液体温度<T_1>に対するそこでの蒸気温度<T_v>の比<T_v>/<T_1>が大きいほど凝縮係数の値が大きく,液体温度での飽和蒸気数密度<n^*_v>に対する界面での蒸気数密度<n_v>の比<n_v>/<n^*_v>が大きいほどその値が小さくなることを明らかにした.この場合,凝縮係数の値はこれらの比に依存して0.090.52の範囲で変化していた.以上述べたことを背景として,本年度は凝縮係数の値の温度および数密度依存性を詳細に調べるために、蒸気の初期温度を正確に制御することのできる衝撃波管を用いて初期温度がI:常温(286.3K299.6K)およびII:それより高い場合(323.3K324.4K)についてメタノール蒸気の凝縮係数を測定した.結果をまとめると以下のようになる.(1)メタノール蒸気の凝縮係数の値は,気液界面での液体温度が高いIIの場合の方がIの場合よりも小さい.(2)I,IIいずれの場合にも,温度比<T_v>/<T_1>が大きいほど,凝縮係数の値は大きい.(3)I,IIいずれの場合にも,同一温度比に対して,数密度比<n_v>/<n^*_v>が大きくなると,凝縮係数の値は小さくなる.
レプチンおよびTNFαによるオレキシン産生神経の制御機構とその生理的意義の解明

レプチンは視床下部のニューロンに作用しい摂食行動の制御に重要な役割をしている。視床下部にはNPY、POMC、MCH、オレキシン、CRHなど摂食行動の制御に非常に重要な役割を果たしている神経ペプチドを産生するニューロン群が存在している。レプチンはこれらのニューロンを介して摂食行動を制御していると考えられており、これらのニューロンのレプチンによる制御機構を解明することは摂食行動を理解するうえで重要である。本研究では、レプチンがこれらの視床下部ペプチド作動性ニューロンを制御するメカニズムを細胞レベルおよび個体レベルで検討することを目的とした。われわれはレプチンが、オレキシン神経のみならずエネルギーホメオスタシスの維持機構にかかわる他の視床下部神経へ及ぼす作用とその細胞内機構の解明を目的に解析を行った。スライスパッヂクランプ法を用いた電気生理学的解析により、レプチンはオレキシンニューロンやNPYニューロンに対してJAK2およびPI3Kの活性化を介してK-ATPチャネルを活性化することにより抑制的に働いていることを明らかにした。一方、POMC神経に対してはJAK2およびMAPKKの活性化を介して非選択的カチオンチャネルを活性化すること忙より活性化を引き起こすことを見いだした。さらに、TNFαがPI3Kの活性化を介してK-ATPチャネルを活性化することにより抑制を引き起こすことを見出した。これらのメカニズムは、個体においてエネルギーバランスに応じた覚醒レベルの調節や、感染症にともなうノンレム睡眠の増加に関与している可能性があり、現在、オレキシン欠損マウスを用いて検討を行っている。オレキシンは摂食中枢として知られる視床下部外側野に散在する神経細胞群により産生される神経ペプチドであり、弓状核のニューロペプチドY作動性神経の活性化などを介して摂食行動を亢進させる。一方、オレキシン神経は、睡眠・覚醒状態を適切に維持するという重要な機能を持っている。これらの機能からオレキシンは睡眠・覚醒状態を適切に保つことにより摂食行動などの行動を支える機能を持っていると考えられる。今年度は、レプチンなどのサイトカインがオレキシン産生神経の活動を制御する細胞内機構を解明するために、電気生理学的な方法を用いて解析を行った。オレキシン神経特異的にGFPを発現するトランスジェニックマウスの脳から作製した視床下部のスライス標本を用い、パッチクランプレコーディングを行い、レプチン、CNTF、IL-6、TNFαがそれぞれの神経の活動に与える影響を調べ、それらの作用機構について考察した。オレキシン神経のほとんどはレプチン、CNTF、IL-6、TNFαによって抑制された。この作用はトルブタミド、PI3K阻害剤(Ly294002)、JAK2キナーゼの阻害剤(AG490)によってそれぞれ完全に阻害されることが明らかになった。また、逆転電位より、どれもK^+チャネルの活性化を介していることが示唆された。さらに、STAT-3をオレキシン神経特異的に欠損させたマウスにおいても、レプチンによるオレキシン神経の抑制は観察された。したがって、レプチンはJAK2の活性化、PI3Kの活性化、K-ATPチャネルの開口を介してオレキシン神経を抑制し、この作用にはSTAT-3を必要としないということが明らかになった。GFPをオレキシン神経特異的に発現するトランスジェニックマウスを用いて、スライス標本を作製し、蛍光顕微鏡観察下でパッチクランプを行うことにより、オレキシン神経の電気生理学的な性質と、様々な生理活性物質に対する応答をモニターした。この系に様々な阻害薬を添加し、レプチンによるオレキシン神経の抑制機序を解析した。パッチクランプ実験により、オレキシン神経の100%(n=29)はレプチンによって抑制された。この作用は、逆転電位からK^+チャネルの活性化を介していることが示唆された。