hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メカノシグナル依存的な細胞の形質転換におけるFarp1の機能解明

細胞外マトリクス(ECM)は細胞・組織の支持体として働くだけでなく、その硬さ依存的な力学的シグナルは細胞の増殖・分化の制御や癌の悪性化にも関与する。本研究において、ECMの硬さ依存的な細胞の形質転換に関与するRho-GEFとしてFarp1を同定し、Farp1がインテグリンシグナルの下流でアクチン骨格の再構築を調節することにより、細胞接着と細胞移動に役割を果たすことを明らかにした。細胞外マトリクス(ECM)は細胞・組織の支持体として働くだけでなく、その硬さ依存的な力学的シグナルは細胞の増殖・分化の制御や癌の悪性化にも関わっている。乳腺上皮由来MCF-10A細胞を正常組織と同程度の硬さのECM内で3次元培養すると内腔を持つシスト(嚢胞)を形成するが、より硬いECM内で培養すると上皮-間葉転換様の形質転換が起こり、細胞増殖能が亢進し、頂底極性が崩壊した無秩序な細胞塊が形成される。私達はECMの硬さ依存的なMCF-10A細胞の形質転換に関与するRhoGEFを網羅的に探索し、Farp1(CDEP)を同定している。本研究は、ECMの硬さ依存的な形質転換におけるFarp1の活性化機構と作用機構を解明することを目的としており、当該年度に以下の成果を得た。(1)正常組織と同程度の硬さの軟らかいゲルで培養したコントロール細胞は内腔を持つ極性化したシスト構造を形成し、正常組織より硬いゲルでは内腔を持たず極性が崩壊した細胞塊を形成したが、Farp1の発現抑制により、硬いゲルでも内腔を有するシストを形成する細胞が増加した。また、正常組織と同程度の硬さで培養した細胞では、Farp1の発現抑制による影響は見られなかったことから、Farp1は通常の細胞増殖やシスト形成には必須ではないが、ゲルの硬さ依存的な細胞の形質転換に必要であることが示唆された。(2)プロテオーム解析によりintegrin-α8をFarp結合蛋白質として同定し、その結合部位がFarp1のFERMドメインであることを明らかにした。また、integrin-α8との結合は、Farp1の細胞内局在を制御しFarp1を活性化させる可能性が示唆された。これらの結果はFarp1がインテグリンシグナルの下流で力覚応答に関与することを示唆しており、新規シグナル伝達経路の解明につながることが期待される。乳腺上皮由来MCF-10A細胞を正常組織と同程度の硬さのECM内で3次元培養すると内腔を持つシスト(嚢胞)を形成するが、より硬いECM内で培養すると上皮-間葉転換様の形質転換が起こり、細胞増職能が亢進し、頂底極性が崩壊した無秩序な細胞塊が形成される。本研究はECMの硬さ依存的な上皮細胞の形質転換におけるFarp1の活性化機構と作用機構を解明することを目的としており、以下の成果を得た。1. Farp1の発現抑制により正常組織より硬いゲルにおいても内腔を有するシストを形成した。また、正常組織と同程度の硬さで培養した細胞ではFarp1の発現抑制による影響は見られなかったことから、Farp1は通常の細胞増殖やシスト形成には必須ではないが、ゲルの硬さ依存的な細胞の形質転換に必要であることが示唆された。2. b1およびa8 integrinをFarp1結合蛋白質として同定し、その結合部位がFarp1のFERMドメインであることを明らかにした。また、integrinとの結合は、Farp1の細胞内局在を制御し、Farp1を活性化させる可能性が示唆された。3. Farp1の発現抑制は細胞移動を抑制し、また、ECMによって促進される細胞接着と細胞増殖を抑制することを明らかにした。これらの結果から、Farp1がインテグリンシグナルの下流で力覚応答に関与する新規シグナル伝達経路が示唆された。細胞生物学当該年度にFarp1の活性化機構と作用機構を解析することを目標としており、現在までにFarp1がインテグリンにより活性化されることや、細胞外マトリクスの硬度依存的な形質転換に働くことを明らかにしていることから順調に進展していると考える。細胞外マトリクスの硬度依存的な形質転換におけるFarp1の機能の解明を目指し、以下の解析を行なう。(1)力学的刺激によるFarp1の活性化機構a)ECM硬度依存的なFarp1とRhoAの活性化: ECMの硬度の増加に依存してFarp1とRhoAが活性化されるかを検証する。

b) ECM硬度依存的なFarp1の局在変化: ECMの硬度変化によりFarp1が細胞-基質間接着部位や細胞間接着部位に移行・集積する可能性を検討する。c) Farp1のリン酸化の変化: ECMの硬度変化によりFarp1がPyk2やFak, Srcによりリン酸化されるか検討する。リン酸化部位を同定しECMの硬度依存的な形質転換におけるリン酸化の意義を解明する。d) Farp1結合蛋白質の機能解析:プロテオーム解析によりFarp1結合蛋白質を探索し、integrin-α8の他にPyk2, radixinを同定している。これらの蛋白質との結合によって、Farp1のGEF活性が変化するか、ECM硬度によってFarp1とこれらの蛋白質との結合量や局在が変化するかを検討する。また、これらの蛋白質の発現抑制を行ない、ECM硬度依存的な形質転換に対する効果を解析する。(2) Farp1による形質転換機構の解析Farp1による形質転換のシグナル伝達経路の解析:ECM硬度依存的な細胞の形質転換においては、増殖シグナルの上昇、アポトーシスの抑制、運動能の亢進、頂底極性の崩壊、細胞間接着性の低下など様々な細胞応答が引き起こされる。これまでにFarp1の発現抑制によって形質転換が抑制されることを見出しているが、各素過程に対する効果を検証する。
子ども時代の「心に残る」読書に関する実証的研究：読書体験の形成要素と長期的効果

公共図書館で実践されている「楽しみのための読書」の効果について,これまで十分なデータによって実証されたことはほとんどない。本研究では,特に効果の高いと思われる成人になっても記憶に残る読書体験に着目し,これを「心に残る」読書と定義する。本研究の目的は,大学生の「子ども時代の読書」についてのレポート調査と社会人に対するフォーカス・グループ・インタビュー調査の結果に基づいて,子ども時代の「心に残る」読書がどのような要件をもって形成されるか,そしてその「心に残る」読書が,成人になってからの意識や行動にどのように影響をもたらすかを明らかにすることである。
レーザー光放射圧による核燃料粉末の固気分離・回収システムの開発

本年度の研究においては、二通りの核燃料粉末の固気分離方式を提案し、原理実証のための数値シミュレーション解析を実施した。一つは集光した可視レーザー光または炭酸ガスレーザー光を粉末に照射し、焦点近傍で分離する方式(方式1)であり、もう一方は炭酸ガスレーザーを照射して粉末をビーム中心軸上に二次元的に光トラップしながら前方に加速し、適当な場所で分離する方式(方式2)である。一般化ローレンツ・ミー理論により二酸化ウラン粉末に作用する放射圧を解析した結果、いずれの方式においても粉末には想定した通りの向きに光放射圧が作用し、両方式による核燃料粉末の固気分離の可能性が示された。・方式1において、ビーム進行方向の散乱力に関しては、焦点近傍ではアルゴンイオンレーザー光の方が大きくなり、炭酸ガスレーザー光を用いるメリットは小さいが、ビーム中心軸方向への復元力に関しては炭酸ガスレーザー光を用いた場合の方が大きい。・方式2は炭酸ガスレーザー光を用いる必要があるが、ビーム焦点近傍で粉末を分離する必要がない。さらには、原理的にはビームを集光する必要もなく、操作領域が広くとれ、光学系もシンプルになるといったメリットがあるが、より高出力の炭酸ガスレーザー光が必要と考えちれる。レーザー光放射圧を利用した気流輸送中の核燃料粉末の固気分離の可能性を実証するための実験装置を設計し、基礎的な実験を実施した。光源にはアルゴンイオンレーザー(波長488mm、最大出力300mW)を用いた。はじめに、出力光をビームエキスパンダーで直径10mmの平行ビームとして照射部に導入した。照射部は透明な密閉ガラス容器でできており、空気ポンプにより試験粉末を気流にのせ導入できるようになっている。レーザー光に照射された粉末は前方に加速されて粉末回収部に到達する。照射後に、粉末回収部の様子を光学顕微鏡で観察した。次に、圧電性セラミックスを接着したスライドグラスに試験粉末をのせ、音響振動により粉末を浮遊させた後、これに顕微鏡対物レンズで集光した入射レーザー光を照射する実験体系を構築し、回収実験を行った。いずれの場合にも、試験粉末には二酸化ウランや二酸化プルトニウムと同様に可視域で吸収係数が大きい二酸化マンガン粉末(粒径数百ナノメートル-2ミクロン)を用いた。両実験とも、回収部を光学顕微鏡で観察した結果、粉末は入射レーザー光により前方に加速され回収されていることがわかった。これにより、レーザー光放射圧による核燃料粉末の固気分離の可能性が示された。ただし、平行ビームを照射した場合には、レーザー光強度が小さいため回収量は微量であり、一方、集光ビームを照射した場合には、回収された粉末はスライドグラス上に密集していたが、回収可能領域は小さくなる。また、数値シミュレーションの結果、高い回収率を得るためには、少なくともキロワットクラスのレーザー光を照射することの必要性が示された。平成12年度からは本年度の研究成果を踏まえ、幾何光学モデルや波動光学モデルに基づく数値シミュレーション解析により、回収効率や各種パラメータの影響を解析する。
ドーラン・ムカームの分析的研究

本研究の目的は、中国新疆ウイグル自治区西南部に伝承されるドーラン・ムカームの音楽様式の具体相を分析的に明らかにし、あわせてドーラン・ムカームに対する他の音楽文化の影響を考察することにある。アブドセミ研究員が2011年度に同自治区アワット県ホルチュル村とメケット県ヤンタグ村でドーラン・ムカームの調査を行った結果、ドーラン・ムカームの一般的様式として、(1)速く複雑なリズム、(2)構造や素材が異なる独自の楽器、(3)歌と器楽の多声的関係によるテクスチュア、(4)叫ぶような歌唱法、(5)集団による上演と舞踊の存在、(6)即興演奏と歌詞の即興的な入れ替え、などを指摘できることがわかった。各曲はそれぞれ異なる旋法を持つが、どの旋法においても、五音音階を基礎としていること、テトラコードの四音音列の上にペンタコードの五音音列の枠をのせる形を基礎としていることが明らかになった。一方、ドーラン・ムカームにおいては、曲の長さや楽器の調弦法の面で、伝承地ごとの特徴が見られる。さらにドーラン地方の弦楽器では、一地域のなかでも曲によって共鳴弦の調弦法を変更する点に、他地域と異なる特徴が見いだされる。ドーラン・ムカームの成立過程を考えるために、他地域のムカームとの比較を行ったところ、カシュガル・ムカームの一部(ジュラ、セネム)は、むしろドーラン・ムカーム(あるいはその祖型)からの刺激を得て成立したものではないかとの推論をするに至った。一方、ドーラン・ムカームの歌唱法や上演スタイルから、古いシャーマニズムやスーフィーの宗教音楽からの影響が推測されるが、その解明には分析的な観点以外からのアプローチが必要であると考えられる。本研究の目的は大きく二つある。一つは中国新疆ウイグル自治区の、カシュガル地方やアクス地方の一地域を中心に伝承されてきたドーラン・ムカームの演奏実態を考察することで、その音楽様式が具体的にどのようなものかを明らかにすること、もう一つは、このムカームはいかなる音楽文化の影響を受けて確立してきたかを考察することである。本年度は、筆者が2003年以降に行ってきた取材で得た録音、映像資料に基づいて、ドーラン・ムカームの音組織、テクスチュア、リズムについて第一段階の分析を行った。2004年から2006年までに多数回にわたって行ったフィールドワークと2010年の調査結果では、これらの中で実際にムカームが伝承されているのはメケット県、マラリベシ県、アワット県の3箇所のみであった。これらの旋法の進行と一部の採譜譜例を詳細に分析するとマラリベシムカームの音階構造はメケットムカームの音階構造に類似していることが認められた。また、メケットドーランムカームとマラリベシドーランムカームの音域は、ほとんどC2より上の音域で歌われる。これに対して、アワティドーランムカームはやや低い音域で歌われる。また、各旋法からも分かるように、F音とC音は頻繁に現れ、ドーラン・ムカームにとって、非常に重要な役割を担う。一方、筆者は2006年8月のフィールドワークの録音に基づいて、マラリベシドーランムカームとアワティのドーラン・ムカームについても調べたが、多くの曲はメケットドーランムカームと近似していることが分かった。いいかえればメケットのものが原型に近く、他の2つはそれらの簡略型ともいえる。しかし、曲が同じでも、曲名は異なることもある。また、ムカームに採り入れた歌詞も各地方によって、その相違はしばしば見られる。さらに曲の長さや楽器調弦法の違いなども見られる。これまでの研究は西洋音楽理論をムカームに無批判に取り入れているため、旋法的な解釈を考慮していない場合がある。従って本研究は従来の研究とは異なる重要な意義をもつものとなった。

一方、ドーラン・ムカームの歌唱法や上演スタイルから、古いシャーマニズムやスーフィーの宗教音楽からの影響が推測されるが、その解明には分析的な観点以外からのアプローチが必要であると考えられる。
糖尿病患者への早期看護介入による学習支援プログラムの構築

2型糖尿病と診断された患者の特徴を明らかにし、診断後3年以内の早期患者を対象とした学習支援プログラムについて検討した。その結果、糖尿病の受けとめに特徴がみられ、積極的受けとめと消極的受けとめがあり、受けとめがその後の自己管理に影響することが示唆された。学習支援プログラムは、患者が気持ちを表出しやすいように、グループアプローチをとりいれたが、早期の患者では糖尿病による経験が浅いことや、外来受診患者を対象としたためメンバーの関係を築きにくく、グループアプローチ機能の活用は困難であった。1.学習支援プログラムに関する文献検討目的:糖尿病診断後早期にある患者に対する学習支援プログラム案を作成するための基礎資料とする。結果:学習支援プログラムについては、個人教育と集団教育では成果に差がなく、コスト面では集団教育が優れていること、集団教育においてはプライバシーの保護とファシリテータとしての教育者の役割について考慮すべきことが明らかとなった。また、現在米国では、プライマリーケアにおける糖尿病教育の重要性と意義、方法が研究的に明らかにされており、今後日本においても、開業医レベルでの糖尿病教育の展開の必要性が示唆された。さらに、プログラムの開発について、米国では保険償還の対象とするにはADA (America Diabetes Association)の基準に基づいてプログラムを構成する必要があり、プログラム開発においてADAの基準が参考になることが示唆された。2.プログラムの評価に関する文献検討目的:糖尿病診断後早期にある患者に対する学習支援プログラム案の評価指標を作成するための基礎資料とする。結果:教育プログラムの評価指標としては、身体面では「空腹時血糖値」「HbAlc」「LDLコレステロール値」「体重」「BMI」、セルフケア面では「糖尿病知識テスト」「セルフケア行動」、心理面では「健康QOL」が用いられていた。評価する時期によって用いる尺度が異なるため、本研究期間内で評価しうる尺度を用いる必要性が示唆された。以上1.2.に基づき学習支援プログラム案および評価尺度案を作成した。1.学習支援プログラムと評価表の作成文献検討の結果を踏まえて、学習支援プログラムを作成した。プログラムは月1回、1回1時間、4回シリーズとした。内容は1)糖尿病と合併症について、2)健康食品の有効性と糖尿病の治療について、3)セルフケアの目安について、4)フットケアと歯周病予防について、とした。配布資料を作成し、パワーポイントや食品模型、カロリーブックなどの教材を使用した。評価指標としては、代謝コントロールにHbA1cを、QOLにRAIDを用い、セルフケアの状況や知識については、研究者が設問を作成した。2.学習支援プログラムの実施1)目的:糖尿病診断後早期の患者を対象に学習支援プログラムを実施し、その効果を検討する。2)対象:2型糖尿病と診断されて概ね3年以内の内科診療所通院患者。3)方法:平成19年8月11月、(1)講義形式、(2)グループディスカッション形式の2通りのプログラムをそれぞれ、毎月第1、第3火曜日に分けて実施した。4)結果:(1)対象者の概要:プログラム(1)男性6名、女性3名、平均年齢:68.6±6.78歳、経口糖尿病薬使用者7名。プログラム(2)男性2名、女性2名、平均年齢:68.5±3.70歳、インスリン使用者1名、経口糖尿病薬使用者2名。(2)プログラムの実際:プログラム(2)では参加者のディスカッションを促したが、意見は個別の治療に関わることに終始した(3)代謝コントロール、QOL、知識、自己管理行動について、プログラム開始前と終了時では変化がなく、2群間でも差は認められなかった。5)結論:外来患者では、患者同士の関係性を築くことは容易ではなく、短時間のプログラムの場でディスカッションを行うことは困難であった。グループダイナミクスを考慮した学習支援プログラムの再検討が必要である。1.学習支援プログラムの修正パイロットスタディの結果を踏まえて、学習支援プログラムを修正した。プログラムは月1回、1回1時間3回シリーズとし、内容は1)糖尿病と合併症について、2)糖尿病の治療とセルフケアについて、3)フットケアと歯周病予防について、とした。ディスカッションを促進するために、施設の看護師がファシリテータとして参加することにした。3)方法:平成20年5月7月、グループディスカッション形式のプログラムを実施した。4)結果:(1)対象者の概要:男性4名、女性3名(2)参加者のディスカッションの発展プロセス:対象の治療やセルフケア状況を理解している診療所の看護師が参加することで、対象の緊張がほぐれ学習テーマに関連させたディスカッションを促進することができた。

(3)プログラムにより知識の確認や自己管理を振り返り意識する機会とはなっていたが、代謝コントロールや自己管理行動の変化はなかった。しかし、患者同士が交流することでピアサポートとしての機能の芽生えがみられた。5)結論:ディスカッション活用した学習支援プログラムによる自己管理上の成果を見出すことは困難であった。ディスカッションによるピアサポートの機能を自己管理上の成果につなげられるような学習支援のあり方について対象・期間・内容など、どのように組みあわせることが有効であるか更なる検討が必要である。
論理体系の意味論と文法的性質の関係

様相部分構造命題論理のカット除去定理を証明し項を付与することによりカット除去操作を計算規則とみなす方法についての研究を行なった。直観主義的線型論理や直観主義的様相論理に項を付与して計算論的な意味を考祭する研究は各所で行われているが、様相部分構造命題論理は特別な場合として直観主義的線型論理や直観主義的様相論理を含むのでそれらに対する統一的な視点を与えるのが本研究の目的である。従来の多くの研究は自然演繹に基づいているが、本研究ではシークエント計算による体系に項を付与する。こうするとカットが明示的代入に対応するので、明示的代入に関して得た結果を利用して直観主義的様相論理に関する項の付与と計算規則としてのカット除去手順を得ることができた。一般の場合についてもカット除去可能定理は既に証明したが、具体的なカット除去手順を記述とその性質についてはさらに研究を継続する必要がある。また上記の研究と関連して、明示的代入を持つ体系の拡張についても研究を行ない、第一級文脈を持つようにした体系を構成したした。脈とは穴を持つλ項であり、文脈を体系内で扱えるように拡張することによりメタなレベルで行なっている操作を形式化できるようにするのが目的である。その体系では束縛変数は名前を持つので代入操作は従来の名前のα変換による方法を用いることができず、自由変数の名前を変更するという新しい代入の方法を与えた。そしてその体系は合流性や強正規化性という望ましい性質を持っていることを示し、単純型付λ計算に対する保守的拡大定理をα変換を考慮に入れることにより精密化した。研究計画調書の段階では、12年度には様相部分構造命題論理のカット除去可能定理の証明ができる意味論的な枠組みが成立するための条件を明らかにすることにより更に一般的なモデルを構成し、13年度にはより強力な証明図正規化定理を証明する、という目標を立てた。現在考えている様相部分構造命題論理体系はシークエント計算による形式化がされているFLという論理体系であり、この目標に到達するには自然演繹による同等の論理体系を作らなければならないと考えていた。そのためには様相!と?から作られる型を持つ項を作らなければならないが、?に関しては困難で先行研究も見られなかった。しかし、下で述べるexplicit substitutionに関する研究に関して参考にした論文("The Cut Rule and Explicit Substitutions"(R.Vestergaard))により、シークエント計算による体系に項を付与すればカットがexplicit substitutionに対応し、その項に対する計算規則を与えることができることがわかった。上記の研究と並行してexplicit substitutionに関する研究も行なっており、上記で述べた知見を得ることができたが、その他に、本年度はこれまでの成果を"Explicit Environments"(M.Sato,T.Sakurai,R.Burstall)という論文にまとめ、さらにそれを拡張してfirst-class contextを持つような体系を考えた。contextとはholeを持つλ項であり、contextを体系内で扱えるように拡張することによりメタなレベルで行なっている操作を形式化できるようにするのが目的である。我々が提案した体系では束縛変数は名前を持つので代入操作は従来の名前のα変換による方法を用いることができず、自由変数の名前を変更するという新しい方法を与えた。さらにその体系は通常のλ計算の自然な拡張になっており、合流性は強正規化性という望ましい性質を持っていることを示した。その成果は、"A Simply Typed Context Calculus with First-Class Environments"(M.Sato,T.Sakurai,Y.Kameyama)という論文として発表した。本年度は、様相部分構造命題論理のカット除去定理を証明し項を付与することにより計算規則とみなす方法についての研究を行なった。直観主義的線型論理や直観主義的様相論理に項を付与して計算論的な意味を考察する研究は各所で行われているが、様相部分構造命題論理は特別な場合として直観主義的線型論理や直観主義的様相論理を含むのでそれらに対する統一的な視点を与えるのが本研究の目的である。

従来の多くの研究は自然演繹に基づいているが、本研究ではシークエント計算による体系に項を付与する。こうするとカットが明示的代入に対応するので、明示的代入に関して得た結果を利用して直観主義的様相論理に関する項の付与と計算規則としてのカット除去手順を得ることができた。一般の場合についてもカット除去可能定理は既に証明したので、具体的なカット除去手順を記述するのは容易と思われたが、実はそうではなく様相!と?の扱いは明らかではないことが判明した。!に関してはBarberとPlotkinによる線型論理に項を付与する研究があるが、?に関してはいまだに不明であり、さらに研究を継続する必要がある。また前年度に引き続き、明示的代入を持つ体系を拡張して第一級文脈を持つようにした体系に関する研究も行なった。その体系では束縛変数は名前を持つので代入操作は従来の名前のα変換による方法を用いることができず、自由変数の名前を変更するという新しい方法を与えた。本年度は、単純型付λ計算に対する保守的拡大性をより精密に述べた定理を示すことにより従来のα変換との関係に関する性質を明らかにした。
低エネルギー陽電子蓄積リングの試作とその実用化

2次元で最も効率のよい低速陽電子蓄積装置としてSOSを改良した装置の実現を目標に開発をすゝめて来たが、本年度は以下の点に関して検討を行なった。1.計算機シミュレーションによる捕獲効率の改良:SOS収束円軌道上のベクトルポテンシャルの形状を工夫して安定軌道化する方法については前年度までに解決されたが、この軌道に効率よく捕獲するための計算機実験を行なった。方法は径方向および周方向に時間的に変化する電場の重畳で実現されるが、実験的には径方向の方が容易である。尚、周方向の電場はベータトロンの原理として知られるものである。2.電子ビームによる模擬試験:50200evのパルス電子流(パルス幅:100ns)を中心から径方向に射出し、約50ns後に捕獲用径方向電場(立上り時間:30ns以下)を卯加して捕獲効率を調べた。捕獲電場のタイミングは捕獲効率に可成り微妙に効くが、逆に、それによって蓄積ビームのエネルギー幅を調整することができる。一方、ビーム蓄積時間を引出しパルスのタイミングを変えながら測定した。ビーム強度は指数関数的に減少し、ビームの寿命が真空度で制限されていることがわかった。平均散乱断面積は〈σ〉=4×【10^(-16)】【cm^2】で、Blaauwらの実験値σ=6.2×【10^(-16)】【cm^2】(200ev)とよい一致をみた。3.低速陽電子源の試作と捕獲試験:よくアニールしたタングステン円板を積層したモデレータ付陽電子線源を試作し、fast-to-slow変換効率や捕獲効率の試験を行なった。放射性同位元素を使用する場合には、低速陽電子が射出される信号をとらえて捕獲電場を卯加しなくてはならないが、線型加速器の電子ビームを照射して対生成で陽電子を作る場合はその必要がない。4.陽電子消滅二次元角度相関測定装置の開発:同装置の試作を完了し、シリコン単結晶の格子欠陥を詳しく調べた。本研究は物性物理の研究、特に表面物性の有力な研究手段として、新しい陽電子スペクトロスコピーの開発を目的として行なわれている。本年度も昨年度に継き続き、そのために必要な低エネルギー陽電子の蓄積リングの試作を行ない、電子をテスト粒子として装置の性能試験を行なってきた。蓄積リングの原理は、2次元分析器の中では最も明るいβ線分析器であるSOS(Spiral Orfit Spectrometerの略)の原理と基本的には同じもので、装置の中心に置かれた陽電子源より2π方向に放出されたエネルギーの等しい陽電子を、全部渦状軌道に沿って収束円軌道上に集めようとするものである。両者の相違点は、SOSが分析器であるため収束軌道上におけるエネルギー分散が大きければ大きい程よいのに対し、蓄積を目的とした本装置の場合には、エネルギー分散を小にして収束軌道上でのアクセプタンスを出来るだけ大きくするように磁場の形状を工夫することである。検討の結果,ベクトルポテンシャルが集束円軌道の近傍で概ね平滑で僅かの凹部をもてば、通常の加速器のように、径方向(γ方向)にも軸方向(z方向)にも安定性をもたせることができ、アクセプタンスを大きくできることがわかった。この事実は計算機実験と電子ビームによる模擬実験によって確められた。また、このような任意の形状のベクトルポテンシャルは、3対の空芯コイルの励磁電流をマイクロコンピュータで制御することによって実現されるが、この自動電流制御システムはほゞ完成し順調に作動している。現在エミッタンスとアクセプタンスのマッチングを行なって収束円軌道に効率よくビームを蓄積するための捕獲機構を調べている。それには時間的に変化する電場か磁場を用いるが、実験の容易さを考慮して、時間的に変化する電場による捕獲を行なっている。一たんトラップされれば残留気体と衝突して軌道をはずれるまで蓄積される筈であるが、地磁気が微妙に影響する事がわかった。

3.低速陽電子源の試作と捕獲試験:よくアニールしたタングステン円板を積層したモデレータ付陽電子線源を試作し、fast-to-slow変換効率や捕獲効率の試験を行なった。放射性同位元素を使用する場合には、低速陽電子が射出される信号をとらえて捕獲電場を卯加しなくてはならないが、線型加速器の電子ビームを照射して対生成で陽電子を作る場合はその必要がない。4.陽電子消滅二次元角度相関測定装置の開発:同装置の試作を完了し、シリコン単結晶の格子欠陥を詳しく調べた。
ライノおよびＲＳウイルス感染による喘息増悪メカニズムの解析と原因ゲノムアレイ検索

RSウイルス感染気道上皮を用いて、好酸球性顆粒蛋白の役割を検討した。ヒト気道上皮細胞(A549細胞)に、RSウイルスと好酸球性顆粒蛋白(MBP, EPO, ECP, EDN)を加えて実験を行った。MBPとEPOは、RSウイルス感染気道上皮の傷害と細胞死を誘導した。MBPは、RSウイルス感染A549細胞からGM-CSFとIL-17産生を亢進させ、Erk1/2, p38MAPK, JNKのリン酸化も誘導した。好酸球性顆粒蛋白、特にMBPは、RSウイルス感染気道上皮の傷害を引き起こすことから、RSウイルス感染喘息における好酸球性炎症の重要性が示唆された。小児のウイルス感染喘息の原因・誘因としては、我々や過去の報告からライノウイルスとRespiratory syncytial (RS)ウイルスが重要であると考えられる。本研究では、ウイルス感染気道上皮を用いて、特に好酸球性炎症の役割について検討することを目的とした。平成24年度は、RSウイルスを、ヒト気道上皮細胞に感染させ、さらにヒト好酸球由来の組織傷害性顆粒蛋白を曝露し、ウイルス感染喘息における好酸球性炎症機構についての解析を行った。その結果、好酸球性顆粒蛋白、特にMajor basic protein (MBP)は、RSウイルス感染気道上皮の傷害を増強すると考えられた。研究2年目の平成25年度は、RSウイルス感染およびる好酸球性顆粒蛋白による気道上皮傷害の機序解明のため、好酸球性顆粒蛋白のうち最も傷害性が強いことが証明されたMBPを用いて、気道上皮の上清中サイトカイン/ケモカイン解析を行った。すなわち、27種類のサイトカインおよびケモカイン(IL-1β, IL-1ra, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 15, 17, IFN-γ, TNF-α, GM-CSF, G-CSF, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, IP-10, Eotaxin, FGF Basic, PDGF-bb, RANTES, VEGF)をBio-Plexによるmicrobeads assay (Bio-Rad)により網羅的に測定した。その結果、RSウイルス感染単独またはMBP単独に比べて、両者により、GM-CSFとIL-17産生のみが有意に増加した。GM-CSFおよびIL-17は、すでに好酸球活性化を来たすことが知られており、RSウイルス感染喘息における好酸球性炎症増悪の病態に関与していることが示唆された。初年度である平成24年度は、RSウイルスを、ヒト気道上皮細胞に感染させ、さらにヒト好酸球由来の組織傷害性顆粒蛋白を曝露し、ウイルス感染喘息における好酸球性炎症機構についての解析を行った。方法は、HEp-2細胞を用いて増殖させたRSウイルスを、5,000rpm, 30分遠心後、上清をショ糖密度勾配超遠心分離法によって精製した。ヒト気道上皮細胞(A549細胞)に、RSウイルスを感染させ(0.1-10 MOI)、さらに4つの精製した好酸球性顆粒蛋白(MBP, EPO, ECP, EDN,各0.39-100μg/ml)を曝露し、実際の正常気道のウイルス感染および好酸球性炎症モデルを再現した。その後、RSウイルス感染、好酸球顆粒蛋白の浸潤による気道傷害の形態学的変化およびA549細胞のアポトーシス/ネクローシスについて検討した。RSウイルス単独では、高濃度(10 MOI)以外では、明らかな上皮細胞の形態学的変化は認めなかった。4つの顆粒蛋白のうち、MBPとEPOが、各々RSウイルス感染A549細胞に対して、形態変化と有意な細胞傷害性を示した。また、4つの蛋白の混合では、その効果はさらに増強した。好酸球性顆粒蛋白、特にMBPは、RSウイルス感染気道上皮の傷害を増強すると考えられ、ウイルス感染喘息の病態において、好酸球性炎症が重要な枠割を果たしていることが示唆された。

最終年度の平成26年度は、RSウイルス感染および好酸球性顆粒蛋白による気道上皮傷害とサイトカイン産生における詳細な機序解明のために、さらに、ヒト正常気道上皮細胞におけるRSウイルスの感染と好酸球性顆粒蛋白のうち最も傷害性が強いことが証明されたMBPを用いて、気道上皮細胞の細胞内シグナル伝達機構の解析を行った。すなわち、8種類のリン酸化蛋白質(ATF-2, Erk1/2, IkB-&#61537;, p38MAPK, JNK, STAT3, AKT, GSK-3a/b)をBio-Plexによるmicrobeads assay (Bio-Rad)により網羅的に測定した。その結果、MBPにより、RSウイルス感染A549におけるErk1/2, p38MAPK, JNKなどのリン酸化が有意に上昇した。以上より、好酸球性顆粒蛋白、特にMBPは、RSウイルス感染気道上皮の傷害を引き起こすと考えられ、そのメカニズムには、MAPK familyが関与している可能性が示唆された。なお、ライノウイルスについては、国内で実験を行っている数少ない施設である東北大学に依頼したが、種々の条件により共同研究には至らなかった。今後、ライノウイルスの感染実験については、他の施設との共同研究を含めて、今後の課題としたい。小児アレルギー学RSウイルスを用いてのウイルス感染喘息気道上皮細胞における好酸球性炎症の検討は、予定通り順調に進んでいるが、喘息発作の重要な原因ウイルスであるライノウイルスについては、精製が非常に難しく、研究が進んでいないのが現状である。RSウイルスを用いてのウイルス感染喘息気道上皮細胞における好酸球性炎症の検討は、概ね順調に進んでいるが、もうひとつの重要なウイルスであるライノウイルスについては、精製が非常に難しく進んでいないのが現状である。RSウイルスについては、ウイルス感染喘息における好酸球性気道傷害の機序解明をさらに進めるために、気道上皮細胞からの種々のシグナル伝達物質の解析を行う予定である。一方、ライノウイルスに関しては、当該施設での精製は困難と考えられ、現在、国内の他施設との共同研究を検討中である。ライノウイルスに関しては、我々の施設以外の他施設との共同研究を行わないと研究の遂行が難しいと考えられ、今後その方向で進めていく予定である。RSウイルスについては、さらに、ウイルス感染喘息における好酸球性気道傷害の機序解明を進めるために、気道上皮細胞からの種々のサイトカイン/ケモカイン産生や気道上皮細胞中のシグナル伝達物質の解析を行う予定である。RSウイルスを用いてのウイルス感染喘息気道上皮細胞における好酸球性炎症の検討は、ほぼ順調に進んでいるが、ライノウイルスについては、精製が困難であり、研究が進んでいないことから、予定の実験がすべて施行できなかったため。ライノウイルスに関しては、我々の施設以外の他施設との共同研究を行わないと研究の遂行が難しいと考えられ、現在、国内の他施設との共同研究を模索中である。また、ライノウイルス以外のウイルスも検討中である。
正標数の手法の特異点論と消滅定理への応用

本研究は,代数幾何と可換環論とりわけtight closure理論,あるいは標数0と正標数の世界における各々の理論の相互関係を,標数0からpへの還元等の翻訳手段を用いて記述し,応用することを目的としている.このことの一つの顕著な例として,論文'Geometric interpretaton of tight closure and test ideals'においては,標数0の正規Q-Gorenstein環のmultiplier idealが,標数p≫0への還元の後,test idealと一致することが証明された.この結果は,環のF-正則性と対数的端末特異点との対応を一般化するものと考えられるが,対数的端末特異点,対数的標準特異点の概念は,代数多様体とその有理係数因子の'組'(pair)に対しても定義することができる.そこで,これらの特異点に対応するべき正標数の環のF-正則,F-純の概念を,環AとSpec A上の有理係数因子の'組'に拡張して定義した.この'組のF-特異点'に対して,'組'の対数的端末特異点等において知られている諸性質と類似の性質が成り立つことを証明し,渡辺敬一氏(日大)との共著論文'F-regular and F-pure rings vs.log terminal log canonical singularities'にまとめた.この結果に関して,CIRM(フランス),タタ基礎研究所等において講演した.また,C.Hunekeにより定義されたstrong test idealの概念と,test idealとの一致の問題について,K.E.Smithとの共著論文'The strong test ideal'を執筆した.さらに'F-特異点'に関しては,考察する環の対象をRees環に絞ったときに現れる固有の現象に関して,吉田健一(名大),渡辺敬一両氏との共同研究が進行中である.以上,tight closureあるいは正標数の問題との直接的な関係はないが,川内毅氏により定義された2次元正規特異点の不変量を,2次元有理特異点の局所環(A,m)の任意のGorenstein m-準素イデアルに対して拡張し,この不変量の評価と,有理特異点をもつ曲面の随伴束の高次埋め込みへの応用を試みた.本研究は,代数幾何と可換環論とりわけtight closure理論,あるいは標数0と正標数の世界における各々の理論を,標数0からpへの還元等の翻訳手段を用いて,互いに対し有効にフィードバックすることを目的としており,本年度においては以下の結果を得た.上記の結果は,環のF-正則性と対数的端末特異点との対応を一般化するものと考えられるが,対数的端末特異点,対数的標準特異点の概念は,代数多様体とその上の有理係数因子の'対'(pair)に対して定義することができる.そこで,これらの特異点に対応する(と期待される)正標数の環のF-正則,F-純の概念を,環AとSpec Aの上の有理係数因子の'対'に拡張して定義した.この'対のF-特異点'に対して,'対'の対数的端末特異点等において知られている諸性質と類似の性質が成り立つことが予想され,現在,渡辺敬一氏(日大)と共同で研究を進めている.C.Hunekeにより定義されたstrongtest idealの概念に関して,これがtest idealと一致するかという問題について,K.E.Smithとの共著論文を執筆中であり,10月に米国出張した際に,この論文に関する幾つかの問題点に関して議論し,また上述の'対のF-特異点'に関してMichigan大学のセミナーで講演した.本研究は,代数幾何と可換環論とりわけtight closure理論,あるいは標数0と正標数の世界における各々の理論の相互関係を,標数0からpへの還元等の翻訳手段を用いて記述し,応用することを目的としている.このことの一つの顕著な例として,論文'Geometric interpretaton of tight closure and test ideals'においては,標数0の正規Q-Gorenstein環のmultiplier idealが,標数p≫0への還元の後,test idealと一致することが証明された.この結果は,環のF-正則性と対数的端末特異点との対応を一般化するものと考えられるが,対数的端末特異点,対数的標準特異点の概念は,代数多様体とその有理係数因子の'組'(pair)に対しても定義することができる.そこで,これらの特異点に対応するべき正標数の環のF-正則,F-純の概念を,環AとSpec A上の有理係数因子の'組'に拡張して定義した.この'組のF-特異点'に対して,'組'の対数的端末特異点等において知られている諸性質と類似の性質が成り立つことを証明し,渡辺敬一氏(日大)との共著論文'F-regular and F-pure rings vs.log terminal log canonical singularities'にまとめた.この結果に関して,CIRM(フランス),タタ基礎研究所等において講演した.また,C.Hunekeにより定義されたstrong test idealの概念と,test idealとの一致の問題について,K.E.Smithとの共著論文'The strong test ideal'を執筆した.さらに'F-特異点

'に関しては,考察する環の対象をRees環に絞ったときに現れる固有の現象に関して,吉田健一(名大),渡辺敬一両氏との共同研究が進行中である.以上,tight closureあるいは正標数の問題との直接的な関係はないが,川内毅氏により定義された2次元正規特異点の不変量を,2次元有理特異点の局所環(A,m)の任意のGorenstein m-準素イデアルに対して拡張し,この不変量の評価と,有理特異点をもつ曲面の随伴束の高次埋め込みへの応用を試みた.
日本列島周辺の暖温帯・亜熱帯の表層花粉整備-第四紀後期の間氷期の古気温定量復元-

花粉ベースのモダンアナログ法(MAT)は第四紀後期の古気温を定量復元することにより、IPCCなど今後数十年後の気温上昇予測に対する規制値を提供できる。しかし復元結果が年平均16°C以上で振り切れるため、現在より2°C以上高い温度域を復元できない欠点があった。そこで本計画では、現在の年平均気温が16°Cを超える日本列島の暖温帯・亜熱帯に対して表層花粉整備をおこない、データ空白を埋めることにより上記の振り切れ問題を解消することを目指した。具体的には、紀伊半島南端から南四国南九州種子島奄美大島沖縄八丈島青ヶ島にいたる暖地帯(年平均気温1623°C)を調査し、得られた計200点以上の表層花粉試料を持ち帰って室内分析することにより、既存のモダンアナログ資料の空白を埋める作業を繰り返した。その結果、関東から近畿にいたる日本列島主要部(年平均15°C前後)における5°Cから最大7°Cまでの温度上昇曲線が、振り切れることなくMAT描画できる環境が整えられた。花粉学的には、南四国より南方に位置する暖温帯下部亜熱帯のほぼ全てにおいて、圧倒的なシイ属(Castanopsis)の優占が確認された。カシ類(Cyclobalanopsis)の多産は年平均16°C未満の暖温帯上部に限定されており、日本列島における照葉樹種の表層花粉分布が整合的に示された。さらに既存の表層花粉データの枠内での整備効果を確認する試行作業もおこなわれた(過去78万年花粉データに対するMAT法の試行)。以上の成果は2本の英語原稿(Okuda et al;Tarasov et al.)にまとめられ、NCommおよびEarth Sci Revへ投稿された。さらに計画調書作成時点に未構想だったテーマとして、日本列島海洋底の表層花粉整備を新たに企画し、実施した。具体的にはIMAGESなどにより掘削され、日本各地のコア倉庫に保存されている海洋掘削コア70本あまりから最上部の泥試料を収集し、陸上表層と同じ手法で分析し、データセット化する作業を繰り返した。これにより日本列島周辺海洋の表層花粉分布が、陸上と同様の方法論で解明された。その他、著しい都市化を経ている東京湾岸において表層花粉群を得るための手段として、歴史時代のボーリング試料を花粉分析して表層試料の代替とする試みをおこなった。日本列島周辺の年平均気温16°C以上の地域として(1)南西諸島(2)四国九州南岸(3)中国雲南高原にて野外調査を実施し、合計300点前後の表層花粉試料を採取、室内分析しデータセットに追加したのち、化石花粉データ(別途採取済み)へMAT法を適用、MIS11を含む第四紀後期の間氷期の古気温値を数学的な検定のもとに再計算する花粉ベースのモダンアナログ法(MAT)は第四紀後期の古気温を定量復元することにより、IPCCなど今後数十年後の気温上昇予測に対する規制値を提供できる。いわゆる「温暖化後の地球」によく似た過去の時代(=アナログ)を統計的に捜し求めるには、日本列島周辺の暖温帯亜熱帯の表層花粉整備が必要である。この研究計画にかかる初年度調査として、沖縄周辺(屋久島奄美大島沖縄本島)の野外調査を交付申請書の記載にそって実施し、約60点の表層花粉試料を採取した。これらの表層試料は年平均気温2024°Cにあたる温度域をカバーし、モダンアナログベースの古気温復元範囲を高温方向に最大7°C拡大することができる。

これらは過去に実在した温暖期(=間氷期)の気温レベルの上限ならびに中央値の算出精度を向上させることができる。初年度の成果公表として、上記の研究趣旨を、日本列島の表層花粉整備の現状紹介とともに日本第四紀学界刊行の研究誌(=第四紀研究)の50周年記念シンポジウム特集号に出版した(研究成果欄参照)。なお当研究計画の前身にあたる房総半島の化石花粉生物相調査が、日本第四紀学界の2007年論文賞を受賞したことにともない、9月1日の総会会場における授賞式に参列した。また第四紀通信に受賞の言葉を記した。またこれと平行して、日本列島周辺海洋底の表層花粉整備計画を立ち上げた。これは厳密には当初の研究計画調書に新しく付加された内容であるが、陸上の表層データセットを周辺に拡張できる意義が大きいこと、また試料には既に採取ずみのピストンコア試料を用いることにより比較的僅かな研究予算で実施できる目処がついたことから、陸上整備との関連計画として企画したものである。試料採取と分析作業については、研究指導の態をとるかたちで茨城大学の修士課程2年、小林結が代行した(研究成果欄参照)。なおこの成果は関連研究集会において代表者奥田により口頭発表もされている(学会発表欄参照)。いわゆる「温暖化後の地球」によく似た過去の時代(=アナログ)を統計的に捜し求めるには、日本列島周辺の暖温帯亜熱帯の表層花粉整備が必要である。この研究計画にかかる次年度調査として、種子島九州山陽方面の野外調査を実施し、約50点の表層花粉試料を採取した。これらの表層試料は年平均気温1419°Cの温度域をカバーし、初年度の調査区域(奄美大島沖縄島、2024°C)の北につながる関係にある。また表層花粉試料の性質を調べる基礎調査として、代表者の職場の比較的近場(千葉県鴨川市・野田市、大多喜町)に何度かおもむき、試料採取と分析をおこなった。なお当研究計画の前身にあたる、滋賀県琵琶湖の化石花粉群に対する古気温復元の試みが好成績をおさめたことから、米国地質学会発行の国際誌(Geology)に研究成果を出版した(論文欄参照)。また日本第四紀学会の古気候変動復元部会で口頭発表した(学会発表欄参照)。いっぽう、本年度に予定していた中国雲南省四川省の海外調査については、5月12日に四川大地震が発生して渡航不能となったため、実施延期して予算も繰り越し、平成21年度におこなうこととした。(*2010年7月付記:繰越計画の通り、平成21年9月2日から9月14日までの13日間、中国渡航調査を実施した。概要は、昆明植物研究所の協力のもと4名の現地調査パーティを組み、雲南省昆明から四川省得栄巴糖理糖渡口の内陸部を、借上ジープにて踏査した。作業内容は表層花粉試料の採取である。詳細は21年度実績報告書および旅費精算書類、旅程地図類を参照のこと。)いわゆる温暖化後の地球によく似た過去の時代(アナログ)を統計的に捜し求めるには、日本列島周辺の暖温帯亜熱帯の表層花粉整備が必要である。この研究計画にかかる三年目の調査として、九州南部沖縄周辺の野外調査を実施し、計75点の表層花粉試料を採取、室内分析しデータ化した。
抗酸化物質が運動記憶へ及ぼす影響の解析とその分子機構の解明

健康維持に重要な運動は、多量の活性酸素種(ROS)を産生させて細胞障害や老化を引き起こす。"悪役"とされるROSがNO(一酸化窒素)と共同で新規セカンドメッセンジャー(8-ニトロ-cGMP)を生成して種々の生理機能を制御することが最近明らかにされた。そこで本研究では、スポーツ飲料や食品に広く用いられる添加物であり、内在性抗酸化物質であるアスコルビン酸に着目して、「アスコルビン酸の摂取がROS-8-ニトロ-cGMPシグナル系及び運動記憶に影響を与える」という仮説を検証する。さらに、抗酸化物質とROSの下流分子群の解析を行い、これらの分子群が長期運動記憶に関与する機構を融合的な研究で明らかにする。「ROSそしてROSシグナルにより生じるセカンドメッセンジャーが長期記憶に関与する」という仮説を検証する。本年度は以下の研究を行った;1)生体内でROSスカベンジャーとして働くアスコルビン酸及びビタミンEを通常餌より2倍量含む餌を投与したマウスを解析し、視規性眼球応答(OKR)の記憶及びローターロッドテストによる四肢の協調性を解析した。その結果、アスコルビン酸及びビタミンEの過剰投与がOKRの短期記憶には影響を与えないが、長期記憶を障害すること、また、協調性を障害することを明らかにした。2)アスコルビン酸を合成できないマウス(SMP30遺伝子欠損マウス)の繁殖を行い、実験群の構築を終えた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。運動は健康維持に重要であるが、一方で運動は多量の活性酸素種(ROS)を産生させて、細胞傷害や老化を引き起こす。“悪役"とされるROSがNO(一酸化窒素)と共同で新規セカンドメッセンジャー(8-ニトロ-cGMP)を生成して種々の生理機能を制御することが最近明らかにされた。また、ROSを消去するアスコルビン酸が運動能力の低下を招く事やその他の抗酸化物質の悪影響も報告されている。そこで本研究では、スポーツ飲料や食品等に広く用いられる添加物であり、内在性抗酸化物質であるアスコルビン酸に着目して、「アスコルビン酸の摂取がROSー8-ニトロ-cGMPシグナル系および運動記憶に影響を与える」という仮説を検証するための研究を行っている。本年度は運動記憶のモデルとして視機性眼球応答(OKR)測定システムの確立を行い、様々なトライアル間間隔を用いて長期記憶への影響を解析した。長期記憶の効率的な形成には30分以上のトライアル間隔が必要であり、0分(集中学習)、15分のトライアル間隔よりも有意に長期記憶が形成される事を明らかにした。さらに、8-ニトロ-cGMPおよび8-ニトロ-cGMPによりグアニル化されたタンパク質がOKRを担う小脳、特に小脳プルキンエ細胞に高濃度で存在することを組織化学的解析で明らかにした。連携研究者の産休育休のために、全体に研究が遅れ気味である。運動は健康維持に重要であるが、一方で運動により産生される多量の活性酸素種(ROS)は細胞障害や老化を引き起こす。“悪役"と考えられているROSがNO(一酸化窒素)と共同で新規セカンドメッセンジャー(8-ニトロ-cGMP)を生成して様々な生理機能を制御することが最近明らかにされた。また、ROSを消去するアスコルビン酸が運動能力低下を招くことやその他の抗酸化物質の悪影響も報告されている。本研究ではスポーツ飲料や食品等に広く用いられる添加物であり、内在性抗酸化物質であるアスコルビン酸に着目して、アスコルビン酸とROS-8-ニトロ-cGMPシグナル系が運動記憶に果たす役割について明らかにする。本年度は運動記憶のモデルとして視規性眼球応答(OKR)を制御する小脳片葉への物質投与システムを確立した。小脳片葉は極めて小さい(約0.5mm)ことや脳定位固定装置を利用した投与位置決定ができないなど数多くの困難があったが、コンスタントに70%前後の確率で小脳片葉への両側性投与を達成できるようになった。OKRは小脳依存性記憶である。小脳依存性記憶に重要な役割を果たす神経可塑性である長期抑圧(LTD)に対する、ROSスカベンジャー(スーパーオキサイドジスムターゼ(SOD)、カタラーゼ)の役割を検討した。SODとカタラーゼを投与したプルキンエ細胞では、LTDが阻害されており、むしろ、LTP(長期増強)の方向に神経可塑性が向いていた。生体ではROSがプルキンエ細胞のLTPを抑制していた可能性、あるいは、SODやカタラーゼにより除去されるROSがLTDの惹起に関与する可能性を明らかにした。今年度は産休明けの研究者がもどり、順調に進んだ。本年度は以下の研究を行った;

1)運動記憶のモデルとして視規性眼球応答(optokinetic response, OKR)を用いてアスコルビン酸(ビタミンC)などの運動記憶への関与を解析するために、アスコルビン酸を合成できないマウス(SMP30遺伝子欠損マウス)の繁殖とその特徴づけを行った。2)小脳機能や小脳依存性運動記憶を支える神経可塑性である小脳長期抑圧(long-term depression, LTD)に対するROSの関与を解析し、以下のことを明らかにした。ROSスカベンジャー(SOD及びカタラーゼ)存在下ではLTDが惹起されないこと。また、ROSスカベンジャー存在下では、むしろ、LTD惹起刺激によりLTPが惹起されること。研究開始当初予期していなかった担当者の産休育休による長期不在で生じた研究上の遅れを未だに回復できていない。健康維持に重要な運動は、多量の活性酸素種(ROS)を産生させて細胞障害や老化を引き起こす。"悪役"とされるROSがNO(一酸化窒素)と共同で新規セカンドメッセンジャー(8-ニトロ-cGMP)を生成して種々の生理機能を制御することが最近明らかにされた。そこで本研究では、スポーツ飲料や食品に広く用いられる添加物であり、内在性抗酸化物質であるアスコルビン酸に着目して、「アスコルビン酸の摂取がROS-8-ニトロ-cGMPシグナル系及び運動記憶に影響を与える」という仮説を検証する。さらに、抗酸化物質とROSの下流分子群の解析を行い、これらの分子群が長期運動記憶に関与する機構を融合的な研究で明らかにする。「ROSそしてROSシグナルにより生じるセカンドメッセンジャーが長期記憶に関与する」という仮説を検証する。本年度は以下の研究を行った;1)生体内でROSスカベンジャーとして働くアスコルビン酸及びビタミンEを通常餌より2倍量含む餌を投与したマウスを解析し、視規性眼球応答(OKR)の記憶及びローターロッドテストによる四肢の協調性を解析した。その結果、アスコルビン酸及びビタミンEの過剰投与がOKRの短期記憶には影響を与えないが、長期記憶を障害すること、また、協調性を障害することを明らかにした。2)アスコルビン酸を合成できないマウス(SMP30遺伝子欠損マウス)の繁殖を行い、実験群の構築を終えた。翌年度には人員がそろうので、鋭意研究を進めたい。OKRと電気生理学的な解析を進めて、ROSの小脳における生理的役割を明らかにする。また、ビタミン欠損マウスの繁殖を開始して、今年度そして翌年度の研究に備える。進捗状況に述べた理由により、全体の進捗が遅れているが、他機関の研究者と共同研究などを進めることで当初の目標を達成できるよう努力する。また、電気生理学的解析から、ROSが運動機能を支える神経可塑性に関わるという知見を得られたので今後電気生理学的な解析にも力を入れていきたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。