hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規脳内ペプチドによるゴナドトロピン分泌調節機構と各種ストレスによる影響の検討

RFRPの発現は幼弱期にはエストロゲンにより促進されることがわかった。(2)RFRPの思春期発来における意義Wistar系幼弱雌ラットを用い、RFRPの受容体拮抗薬RF9を浸透圧ミニポンプで14日間にわたり慢性脳室内投与を行った。腔開口日はコントロール群との間に差を認めなかった。幼弱期ラットにおいては、RFRPの性機能抑制作用はまだ未発達であり、思春期発来機構に関与していないことが示唆された。2)各種ストレスによるゴナドトロピン分泌抑制へのキスペプチンの関与8週齢Wistar系成熟雌ラットを用い、72時間絶食、自由摂食の2群で検討した。性周期は絶食で延長し、血中LHは低下した。キスベプチンmRNA発現は、後方(弓状核)では低下し、視床下部前方(AVPV)では不変であった。NKBとその受容体mRNAも不変であった。絶食による性機能抑制には、弓状核キスペプチンの発現低下が関与していることを明らかにした。3)ストレスが長期的に性機能と摂食調節機構に及ぼす影響妊娠ラットに自由摂食または摂食制限を行い、出生仔の雌を更に生後の通常栄養、過栄養に分けて、合計4群で性成熟を検討した。仔の膣開口は妊娠中の摂食制限により遅延したが、生後の栄養状態に影響を受けなかった。胎生期に低栄養ストレスを受けたラットの性機能抑制は、生後の十分な栄養によっても改善できないことを明らかにした。
初期宇宙における元素合成とビッグバンモデルの検定

ビッグバン元素合成は宇宙のバイオリン密度の良き指針である。これまで寺沢と非一様宇宙での元素合成により、宇宙のバリオン密度にたいする制限がどの程度緩和されるかを調べて来たが、クオークハドロン相転移直後からの詳しい進化計算をしても、バリオン数に対する制限は一様な場合と本質的に同じである、あることが確認出来た。これらの結果はスタンフォード大学で開催された、マ-セル・グロスマン会議での招待講演で詳しく報告した。又、近年軽元素の観測が観測技術の進歩に伴い、飛躍的に進みつつある。太陽系近傍の星間ガス中の重水素の観測はハッブル望遠鏡によって、極めて精度の良い測定が可能となった。またQSO吸収線による始源的組成に近いと考えられるガス中の重水素の測定も進みつつある。しかし観測の結果、特に観測家の示すような厳しい誤差範囲を信ずるならば、もっとも単純なビッグバン元素合成の理論は観測と矛盾が生じる。ビッグバンの危機と呼ぶ研究者もいる。最近、郡、川崎と宇宙のレプトン数が非対称である宇宙での元素合成を、理論の誤差をモンテカルロ計算によって統計的に評価しながら調べた。その結果、現在の観測値をもっとも説明できる量は、ニュートリノの縮退パラメータが0.043【+-】0.040、またバリオン密度パラメータが、0.015_<+0.006-0.003>であることが95%の確かさでいえることがわかった。佐藤は1997年12月にシカゴで開かれたテキサスシンポジウムにおける、ビッグバン元素合成ワークショップの組織委員長をつとめたが、これらの成果に基づき冒頭で総合報告をおこなった。申請者もその提唱に寄与したインフレーション理論は現在宇宙論のパラダイムとなっている。この理論は宇宙が平坦であることを予言し、もし宇宙定数Λ=0の通常のモデルをとるならばこれは宇宙の密度パラメータがΩ=1であることを示唆する。しかしΩ=1であり、且つビッグバン元素合成と矛盾しないためには、正体不明の非バリオン的暗黒物質が宇宙に満ちていなければならないことになる。しかしここで用いられた元素合成の計算は宇宙がまったく一様と仮定した場合のものであって、非一様の場合には結果が大きく変わる可能性がある。この数年、申請者をはじめとする多くの研究者によって、非一様宇宙での元素合成が精力的に研究されてきたが、それらの研究はネットワークの大きさにおいても、計算の開始時刻などにおいても十分ではなかった。寺沢と申請者は、詳細な計算を続け、宇宙の凸凹の振幅の度合い、その空間的スケールなどのパラメータ空間で系統的に研究を進め、それらに対する、かなり信頼できる結果を得た。また最近、QSOの吸収線の中に重水素線が2、3の観測グループにより発見され、その値が従来の観測値より数倍大きいという値が1、2のグループで得られている。非一様宇宙での密度ゆらぎの統計性を考慮し、ビッグバンに対する検定を進めている。近年軽元素の観測が観測技術の進歩に伴い、飛躍的に進みつつある。これはヘリウムの観測を信じるなら宇宙のバリオン数密度は小さくなければならないのに対して,星間ガス,太陽系の観測から求められた重水素の観測からはバリオン密度は小さくなければならない。この事態をビッグバンの危機と叫ぶ研究者もいる。最近、郡,川崎と共同で宇宙のレプトン数が非対称である宇宙での元素合成を、理論の誤差をモンテカルロ計算によって統計的に評価しながら調べた。

その結果、現在の観測値をもっとも説明できる量は、ニュートリノの縮退パラメータが0.043±0.040、またバリオン密度パラメータが、0.015+0.006-0.003であることが95%の確かさでいえることがわかった。この様にレプトン数の非対称性があるとこの危機を救える事を誤差評価を定量的に明らかにしながら示す事が出来た。しかし,宇宙のレプトン数の破れがこの様にバリオンの非対称性以上に大きいことは,現在素粒子論的宇宙モデルでは適当な起源を考えるのは難しそうである。
菌根菌の活用による重金属汚染土壌のファイトレメディエーション技術の高度化

塩化カドミウムを添加した人工汚染土壌でペレニアルライグラス(イネ科)またはミヤコグサ(マメ科)を栽培した。土壌はあらかじめオートクレーブ滅菌し、菌根菌接種区では栽培開始時に菌根菌胞子を添加した。菌根菌にはGlomus intraradices(実験室株)、実際の汚染土壌より採取した株を純化せずに用いた。栽培後の植物体は乾燥/粉砕後、熱硝酸による湿式灰化を行い、ICP-MSでカドミウム濃度を測定した。土壌中の低濃度のカドミウム(土壌乾重量ベースで2-20ppm)は実験に用いた宿主植物の生育や菌根菌の生育・感染には顕著な影響を与えなかった。ミヤコグサを宿主に用いた場合、菌根菌の感染は培土の低リン酸条件下ではカドミウムの吸収促進、高リン酸条件下では吸収抑制の方向に働くことが示唆された。低リン酸条件下での吸収促進は、ペレニアルライグラスでも認められたがミヤコグサでより顕著であり、ミヤコグサの方が生育やリン酸吸収における菌根菌依存性が高いためと考えられた。菌根菌による土壌中カドミウムの吸収促進(低リン酸条件下)と吸収抑制(高リン酸条件下)は、生育量に有為な差が生じていない短期間の栽培においても認められたことから、これらは菌根菌による宿主の生育促進がもたらした二次的影響ではなく、菌根共生の直接の効果であると考えられる。しかしながらこれらの影響は20ppm汚染土壌で数10ppm、2ppm汚染土壌では数ppmの範囲であり、カドミウム汚染土壌の修復などに活用しうるレベルではないと考えられた。一方、フィールド調査ではカドミウム汚染レベルの異なる複数の汚染地土壌サンプルから菌根菌が検出されたことから、少なくともある種の菌根菌はカドミウム汚染環境に耐性があると考えられた。これらのうち、実験室内での増殖に成功したToyama株については宿主のカドミウム吸収への影響について実験室株と同様の傾向を示した。菌根菌のカドミウム耐性を評価するために、カドミウム存在下における菌根菌胞子の発芽を検討した。供試したGigaspora margarita及びGlomus intraradicesとも、カドミウムとして1mg/Lを含む塩化カドミウム水溶液中で50%程度阻害された。またこれ以上のカドミウム濃度では以上な発芽形態を示す胞子が観察された。イネ科のバヒアグラスおよびマメ科のミヤコグサをカドミウムとして0・2・5・10mg/kgを含む土壌を用い、菌根菌未接種・G.margarita接種・G.intraradices接種条件下で栽培したところ、いずれの区でも植物の生育および菌根菌の感染にカドミウムによる阻害は認められなかった。栽培後の植物体カドミウム濃度は土壌カドミウムの増加に伴い増加した。菌根菌接種区のカドミウム濃度は非接種区より低かった。しかし菌根菌接種区では接種効果による植物生育の著しい促進が認められたため、カドミウム吸収総量としては逆に非接種区より高くなった。従って今年度の試験結果からは菌根菌が宿主のカドミウム吸収に及ぼす影響を考察することは難しい。そこで次年度は菌根菌非接種区にリン酸を施用し植物体の生育を揃えた上でカドミウム吸収量を比較する。またメッシュを用いて培土中に菌糸が存在し植物根は存在しないコンパートメントを設定し、そこにカドミウムを施用することで菌糸のカドミウム吸収を評価する。さらに重金属に長期暴露された環境からより重金属耐性の高い菌根菌株を分離する。カドミウム(Cd)の人工汚染倍土(Cdとして2pp)で栽培した植物(ミヤコグサおよびペレニアルライグラスを使用)について、本研究室で所蔵している菌根菌標準株(Gigaspora margaritaおよびGlomus intraradices)接種の有無が宿主のCd吸収に及ぼす影響について検討した。予備試験では菌根菌によるCd吸収促進が認められたものの、本試験でその結果を再現することは出来なかった。接種区においてCd吸収総量の増加が認められたが、この効果はリン酸施肥によって代替可能であったため、菌根菌を経由した吸収促進(直級効果)ではなく菌根菌による成長促進がもたらす二次的効果であると考えられた.Cd汚染フィールドからCd汚染環境に馴化した菌根菌を分離することを目的として2カ所の汚染フィールドの植生調査を行ったところ、土壌Cd濃度の高いフィールドに生育する植物の根に菌根菌の感染を認めた。そこで、冬季にこれらのフィールドの土壌を採取し、菌根菌胞子密度の測定と同時に胞子の分離を行った。現在分離菌株のCd吸収促進能を測定するための栽培試験を行っている。また実験室株のCd環境への馴化試験を継続中である。Gi.margaritaまたはGl.intraradicesを接種したCd汚染土壌(Cdとして5ppm)でミヤコグサおよびペレニアルライグラスを栽培した。10週間の栽培の後、土壌から回収した胞子または感染根を接種源として再度植物の栽培を行う、という操作を繰り返し実施している。

菌根菌にはGlomus intraradices(実験室株)、実際の汚染土壌より採取した株を純化せずに用いた。栽培後の植物体は乾燥/粉砕後、熱硝酸による湿式灰化を行い、ICP-MSでカドミウム濃度を測定した。土壌中の低濃度のカドミウム(土壌乾重量ベースで2-20ppm)は実験に用いた宿主植物の生育や菌根菌の生育・感染には顕著な影響を与えなかった。ミヤコグサを宿主に用いた場合、菌根菌の感染は培土の低リン酸条件下ではカドミウムの吸収促進、高リン酸条件下では吸収抑制の方向に働くことが示唆された。低リン酸条件下での吸収促進は、ペレニアルライグラスでも認められたがミヤコグサでより顕著であり、ミヤコグサの方が生育やリン酸吸収における菌根菌依存性が高いためと考えられた。菌根菌による土壌中カドミウムの吸収促進(低リン酸条件下)と吸収抑制(高リン酸条件下)は、生育量に有為な差が生じていない短期間の栽培においても認められたことから、これらは菌根菌による宿主の生育促進がもたらした二次的影響ではなく、菌根共生の直接の効果であると考えられる。しかしながらこれらの影響は20ppm汚染土壌で数10ppm、2ppm汚染土壌では数ppmの範囲であり、カドミウム汚染土壌の修復などに活用しうるレベルではないと考えられた。一方、フィールド調査ではカドミウム汚染レベルの異なる複数の汚染地土壌サンプルから菌根菌が検出されたことから、少なくともある種の菌根菌はカドミウム汚染環境に耐性があると考えられた。これらのうち、実験室内での増殖に成功したToyama株については宿主のカドミウム吸収への影響について実験室株と同様の傾向を示した。
実験生態系による環境汚染物質の生態影響の研究

1)屋外の大型水槽(5.1×4.1×1.5【m^3】)2基に霞ヶ浦の底泥を基とした実験生態系を作成し、この系に対するカーバメイト系殺虫剤,NACの影響を検討した。実験は夏期と冬期の2回行い、生態影響における季節的要因も合せて調べた、底泥により霞ヶ浦の多くの動植物プランクトンが系内に出現した。【i】)夏期の実験:実験系の作成後24日と36日目に、1ppmのNACを一方の水槽に投入した。対照における生態系の変動パターンはミジンコ類の出現、エサ条件の悪化と補食者であるフサカ幼虫の出現によるミジンコ類の消滅、それに伴うワムシ類の増加が基本であった。ところが殺虫剤を投入した水槽では投入後に対照ではミジンコ類が消滅している時期なのに反してミジンコ類の増加が起った。そのためにミジンコに対して競争関係で劣るワムシ類の増加が抑制された。従来の報告や我々の実験では、殺虫剤や除草剤投入後の生態系の変化としてはミジンコ類の消滅とワムシ類の増加が起ることが一般的であった。今回の結果の原因として、夏期の水温によりミジンコ類の増殖が早かった事、捕食者であるフサカ幼虫が実験系に加わっていた事、エサ条件の悪化として硅藻の1種Melosiraの増加などが考えられた。【ii】)冬期の実験:系の回復過程における季節的要因を検討するため夏期と同様の実験を行った。殺虫剤の投入によりほとんどすべての動物プランクトンは消滅した。対照ではワムシ類,ミジンコ類,ケンミジンコ類の消長が見られるが、殺虫剤投入区では60日後でも動物プランクトンの回復はほとんど認められず、わずかにケンミジンコの幼生が認められるだけであった。冬期には生態系の回復が著しく遅れる事が明らかとなった。2)河川モデル(250m×80m)では殺虫剤投入後、系の回復過程が水生昆虫の流下、そ上、産卵の面から検討された。
スーパーハプティクスの基礎的研究

スーパーハプティクスとは、従来の触覚インタフェースが必須要件としていた「デバイスと人間との機械的接触」を排除することにより、触覚を通した人間支援の可能性を大幅に拡大する概念である。具体的にはまずその要素技術として、超音波を用いて触覚を非接触で刺激する技術および人間の筋肉が発生している力を遠隔計測する技術を確立した。それらの要素技術に基づいて、空中映像のボタンを、触覚を伴って操作できる空中触覚タッチパネル、離れたワークスペースにいる二者間で、お互いの高忠実な3次元映像に触れあうことができる視触覚クローン、触覚刺激によって手の動作誘導を行うシステムなど、従来にないインタフェースを具体化した。平成25年度は、遠隔ハプティックセンシングと遠隔ハプティックアクチュエーションの仕様を確定する研究を行った。平成25年度の具体的な研究内容は以下の通りである。<超音波放射面の試作>本研究開始前に試作されていたユニットを9ユニット(3×3)結合し、良好な触覚刺激が可能であることを実証した。触覚と視覚の刺激を皮膚表面に同時投影することにより、従来にない感覚提示が可能であることを立証し、IEEE World Haptics等の学会でデモンストレーションを行った。また、空中での触覚インタラクションによって人間の動作意志を読み取る実験システムを試作し、効果的な空中インタラクションを実現するための要件を明らかにした。<遠隔ハプティックセンシング>皮膚表面の硬さから人間の筋肉が発生する力の状態を遠隔計測するシステムを試作し、検証実験を行った。超音波で表面を励振し、その際の変位をレーザー変位計で計測することで表面硬さを計測するシステムの高精度化と高速化をはかり、把持動作時の筋力の変化によって皮膚表面のコンプライアンスが顕著に変化すること、それによって筋力状態を良好に推定できるための条件を明らかにした。平成26年度までの研究で、当初の計画どおり1000台規模の結合が可能な超音波フェーズドアレイユニットの設計・実証に成功し、3×3ユニットの超音波フェーズドアレイを結合した大規模アレイを実現した。また、皮膚表面の硬さを計測することにより、遠隔から筋肉緊張度を計測する遠隔ハプティックセンシングの要素技術を実現し、空中触覚タッチパネル、遠隔硬さ計測システムなどのデモ展示を通して国内外で高い評価を得た。また、空間に3次元音響エネルギ分布を再現し、ユーザーが空中の3次元物体を自由に触って体感することができるシステム(HORN)の開発にも成功した。これまでの研究で、スーパーハプティクスの可能性を十分示すことができたものと考えている。1.非拘束触覚提示によるテレイグジスタンス---当初の目標どおり、センサ皮膚と対象物体が接触しているときにセンサ皮膚が受ける力を計測し、それを忠実に再現することで触感を伝送するシステム、空中に浮遊する映像に、複数の人間が自由に触ることができるシステムを実現することができた。なおこれらのインタラクションによるコミュニケーションについては次年度以降に取り組む予定である。2.非拘束触覚VR ---当初の目標どおり、空中映像と触覚提示のクオリティを改善し、空中で触覚を感じながらタッチパネルを操作できる空中触覚タッチパネルを実現した。3.瞬時的運動誘導---空中ボタン操作の際に、接触瞬間だけでなくアイコンドラッグ時に継続的な振動刺激を与えることによって空中に仮想面を再現し、快適なボタン操作を可能にするシステムを実現した。4.他人の目の前でもパスワードを伝達できるパーソナル情報伝達---人間の皮膚表面に映像と触覚刺激を同時提示することによって他人の目の前でもパスワードなどの秘匿情報を伝達できるシステムを実証した。本年度は「視触覚クローン」すなわち光学的な手法で忠実度の高い3次元リアルタイム空中映像を再現しながら3次元音響エネルギ分布をリアルタイム重畳できるシステムを実現した。従来のテレイグジスタンスでは完全な双方向性の実現が難しかったが、視触覚クローンでは高忠実に再現した空中映像を介して互いの手に触れあうことができる。一方がマスター、他方がスレーブという非対称な構成ではない、完全対称なシステムであり、離れた二者がそのままの姿でインタラクションおよびコミュニケーションできる。また一定の制約のもとで、物体と人間、あるいは物体同士のインタラクションも実現できる。このようなテレイグジスタンスの効果はSIGGRAPHをはじめとした展示会のデモによっても実証することができた。視触覚クローンを実現するための要素技術開発も本年度行われた。まずワークスペースを取り囲むように配置された超音波デバイスによって3次元触覚像をリアルタイムで再現するアルゴリズムを確立した。また触覚提示に伴って可聴音が発生してしまうことが問題となっていたが、従来法に比べて可聴音を抑制できる手法を開発した。さらにテレイグジスタンスの実現だけでなく、空中超音波を用いた触覚刺激によって、視覚を用いずに所定の位置に手を誘導する技術についても検討を行った。誘導刺激の方法として複数のカテゴリを提案し、ある条件下で手の運動を誘導できることを実証した。これらの研究に対しIEEE World Haptics Conference 2015におけるBest Demo Awardをはじめとして複数の学術賞が授与され、視触覚クローンのデモは国内外の多数のメディアで報道された。本研究課題での研究によって、スーパーハプティクスすなわち超音波を活用した非接触でのハプティクス技術の有効性を実証することができた。

具体的にはまずその要素技術として、超音波を用いて触覚を非接触で刺激する技術および人間の筋肉が発生している力を遠隔計測する技術を確立した。それらの要素技術に基づいて、空中映像のボタンを、触覚を伴って操作できる空中触覚タッチパネル、離れたワークスペースにいる二者間で、お互いの高忠実な3次元映像に触れあうことができる視触覚クローン、触覚刺激によって手の動作誘導を行うシステムなど、従来にないインタフェースを具体化した。当初の想定以上にクオリティの高い空中触覚提示が可能になり、国内学会の論文賞、インターフェース分野のトップコンファレンスでの最優秀展示賞、BCIアワードの最優秀賞、経済産業省Innovative Technologies 2014における2つの特別賞をはじめとした多数の賞を受賞した。これらの触覚体験のインパクトは、申請者自身の予想をも上回るものであった。27年度が最終年度であるため、記入しない。ハプティクス、バーチャルリアリティ、計測工学今後この技術をさらに飛躍させるために、当初の計画に加え、デバイスを薄型・軽量かつ安価に製造できる形態にすること、これまでに実現されている40kHz以外の周波数でも駆動でき、より高い周波数の超音波を発生できるデバイス開発を行う。すなわち本年度は新たなテーマとして、超音波発生機構まで立ち戻った超音波フェーズドアレイの開発に着手する。またこれと並行して当初から計画していた触覚インタラクションシステムの提案・開発も進める。具体的な計画は以下の通りである。1.軽量・薄型・高効率・広帯域振動子アレイの開発空中に十分な放射圧を高効率に発生でき、軽量・薄型で安価に製造できる空中超音波振動子アレイはこれまで開発されていない。空気と固体とでは固有音響インピーダンスが著しく異なり、技術的困難が大きいこと、このようなデバイスに対する明確なニーズが認識されておらず、空中超音波デバイスの研究開発は衰退傾向にあることがその原因と考えられるが、申請者の20年以上におよぶ超音波研究で得られた知見と、近年急速に発達したシミュレーション技術とに基づき、音圧、効率ともに従来の圧電型デバイスを大きく上回り、軽量、薄型、低コスト、かつ広帯域の振動子アレイは十分開発可能であると見込んでいる。そこで27年度は新たにこのテーマに取り組む。2.触覚インタラクションによる、行動支援およびコミュニケーション支援の研究平成26年度までに開発されているデバイスを用い、新たにリアルタイムでの行動支援、およびコミュニケーション支援の実証システム開発に取り組む。超音波進行波を用いた触覚提示だけでなく、超音波定在波を用いた触覚提示法についても提案・実証することができた。
虚血心筋におけるGAPDH遺伝子発現の分子機構と細胞死(アポトーシス)誘導機序

心筋虚血による細胞傷害・細胞死のメカニズムの解明を目的として、特に解糖系(グルコース代謝)の細胞死への関与を中心に研究を行った。ラット心筋由来細胞株H9c2細胞を用い虚血のモデルとして低酸素ストレスを細胞に負荷したところグルコース存在下の低酸素においては、代謝性アシドーシスに起因するネクローシスが起こり、またグルコース代謝を促進する作用を持つphosphatidylinositol 3-kinase(PI 3-kinase)がネクローシスを促進することを見いだした。この研究は強力な生存促進因子と言われているPI 3-kinaseが条件によっては細胞死を促進することもあるということを初めて示したものである。又、アシドーシスがNa^+/H^+交換体,Na^+/Ca^<2+>交換体を通じたCa^<2+>流入を介してCa^<2+>依存性プロテアーゼであるカルパイン活性化を引き起こし、細胞膜の障害を起こすことも明らかにした。アシドーシス及びCa^<2+>流入はまた、H^+ATPase、Ca^<2+>ATPaseによるATP消費を促しATP depletionによるネクローシスを助長していることもわかった。更に、グルコース非存在下の低酸素ではアポトーシスになることがわかった。次に解糖系酵素グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)の低酸素ストレスにおける動態を調べたところ発現が上昇していることがわかった。グルコース存在下の低酸素による細胞死におけるGAPDHの発現亢進は、従来いわれていたGAPDHのアポトーシス促進因子としての役割を反映しているというより、低酸素下の解糖系の亢進を反映しているものであると思われる。心筋虚決による細胞傷害・細胞死のメカニズムの解明を目的として、特に解糖系酵素グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)の細胞死への関与を中心に研究を行った。まず、ラット心臓を摘出し灌流した系で既にGAPDH及び熱ショック蛋白質が細胞骨格へと移行することがわかっていたので、ラット心筋由来細胞株H9c2細胞を用い虚血のモデルとして代謝阻害緩衝液に細胞をさらしたところ、やはり熱ショック蛋白質の一つであるHSP27が細胞骨格へと移行する事がわかった。更にやはり虚血のモデルとして低酸素ストレスを細胞に負荷したところHSP27が細胞死と平行して消失することを確認した。これはHSP27が低酸素ストレスに対して細胞を保護する役割を果たしていることを示していると考えられた。次にGAPDHの低酸素ストレスにおける動態を調べたところ発現が上昇していること及び核へと移行していることがわかった。解糖系の阻害剤である2-deoxy glucoseを細胞に投与したところ低酸素による細胞死を顕著に抑制することができた。このことから解糖系の低酸素による亢進が細胞死に寄与していることがわかった。更に細胞死はネクローシスの特徴を呈し、細胞死の直接の引き金はpHの低下であった。従ってこの細胞死におけるGAPDHの発現亢進は、従来いわれていたGAPDHのアポトーシスの促進因子としての役割を反映しているというより、低酸素下では解糖系の亢進が酸化的リン酸化の欠如と相まってpHの低下による細胞死を引き起こすものであり、その際の解糖系の亢進を反映しているものであることがわかった。
無限次元タイヒミュラー空間における退化現象の研究

無限型リーマン面に対し、そのタイヒミュラー空間内における退化現象を研究する。無限個の穴を空けた複素平面は無限型リーマン面の典型例を与えるが、この場合には申請者によっていくつかの結果が得られている。本研究では「無限個の穴を空けた複素平面に対する研究」を一般化できるような無限型リーマン面のクラスを設定し議論を行う(下記研究課題A)。またその上で退化現象の分布を調べるために、適切なタイヒミュラー空間の理想境界を構成する。そのために退化現象をその特徴によって分類することも本研究における課題の一つとする(下記研究課題B)。本研究計画における一つの研究ステップである、「タイヒミュラー空間を極小ラグランジュ擬等角写像のベルトラミ係数の空間として、本質的有界関数全体の空間に埋め込み理想境界を構成する」という研究について幾つかの進展が得られた。ボンサンテ・シュレンカーの結果によって、普遍タイヒミュラー空間は極小ラグランジュ擬等角写像の全体、および3次元反ド・ジッター空間内のガウス曲率が一様負な極大グラフの全体と1対1対応する。従って、極小ラグランジュ擬等角写像のベルトラミ係数を内在的に(ベルトラミ係数の性質によって)特徴付けることが本研究の目標ということになる。申請者の過去の研究によって、ラグランジュ擬等角写像が極小性を持つための必要十分条件がベルトラミ係数の条件として得られている。従ってあとは擬等角写像がラグランジュ性を持つための条件を求めれば良い。一方で極小ラグランジュ擬等角写像の非自明な具体例は知られておらず、それ故具体例を用いた観察を行うことができなかった。当該年度では、反ド・ジッター空間内の極大曲面の具体例を構成することによって極小ラグランジュ擬等角写像の具体例の構成を行った。ローソンによる線織極小曲面の構成法を参考にすることによって、3次元反ド・ジッター空間内においてもある種の線織極大曲面の族を構成することができた。特に、このようにして構成した極大曲面の族は、(ガウス曲率が恒等的にー1となる曲面である)全測地的平面と、(ガウス曲率が恒等的に消えているものである)双曲シリンダーを結ぶものである。これは、普遍タイヒミュラー空間内で境界に発散する曲線が得られたということにもなり、本研究において重要な具体例を与えている。さらに、この曲面族に対応する極小ラグランジュ擬等角写像をパラメータ表示で与えた。またその他の極大グラフについても、一般的な構成法として表現公式を構成するに至った。当初計画において大きな位置を占めているのは、退化現象を記述するのに適した「理想境界の構成」である。これに対し、種々の擬等角拡張定理(例えばアールフォルス・ブーリン拡張など)に対し、対応する擬等角拡張のベルトラミ係数全体としてタイヒミュラー空間を有界関数全体の空間に埋め込むという方法を考えた。特にボンサンテ・シュレンカーによる極小ラグランジュ擬等角拡張について研究を進める計画であった。これは他の擬等角拡張定理と比較して、擬等角拡張自体の性質、即ち極小ラグランジュ擬等角写像自体の性質がはっきりとしたものであるという利点があった。一方で、境界値関数(タイヒミュラー空間の元)から具体的に擬等角拡張を計算することは困難であり、それ故極小ラグランジュ擬等角写像の具体例が全く知られていないという欠点があった。以上の問題点に対し、研究実績の概要欄で述べた通り、極小ラグランジュ擬等角写像の具体例を計算可能なレベルで構成できた。特にその具体例はタイヒミュラー空間の基点となる恒等元から典型的な境界点を結ぶ1径数族となっているため、重要な具体例が得られたと言える。従って、当該年度に得られた具体例を解析することによって研究の進展が見込まれる。即ち、極小ラグランジュ擬等角写像のベルトラミ係数の特徴付けに対して足がかりが得られた(今後の研究の推進方策欄参照)。またこれ以外においても、上述の具体例は反ド・ジッター空間内の極大グラフにおいて典型例ともいえる退化現象に対応しており、それ故ボンサンテ・シュレンカー対応自体を観察する有用な具体例が得られたと考えられる。従って、曲面論的に意味のある退化現象(変形族)に対し、対応するタイヒミュラー空間での退化現象(曲線)がどのように対応しているか観察可能となるのである。以上の理由から、本研究課題の進捗はおおむね順調であると自己評価する。研究実績の概要欄に記した通り極小ラグランジュ擬等角写像の具体例が得られたため、これらを用いて数値的な観察を行うことが可能となった。まずはこの数値計算による観察によって、擬等角写像がラグランジュ性を持つための条件を調べる。ラグランジュ性が局所的な性質であることを考えると、求めたい性質は各点周りのベルトラミ係数の挙動によって現れることが期待される。例えば各点周りでのある種の積分量に関して関係式(積分方程式)が得られた場合、アールフォルス・ベアスあるいは柳原による標準擬等角写像の公式に当てはめることによってラグランジュ性に対応するか確かめる。また当初計画の通り、Z.Heによる擬等角写像の近似的構成法の双曲化についても研究を進める。この場合、双曲円板を(双曲)三角形分割し各三角形毎に標準的なラグランジュ擬等角写像を割り当てることになる。ここで、その標準的ラグランジュ写像の構成において上記の研究が重要な役割を果たす。

実際、標準的ラグランジュ写像が三角形の頂点および辺において満たすべき必要十分条件が必要であるが、これは上記研究から導かれるものである。以上までの、「擬等角写像に対する極小ラグランジュ性のベルトラミ係数による特徴付け」あるいは「極小ラグランジュ擬等角写像の近似的構成」を用いて、無限次元タイヒミュラー空間内の退化現象について研究を行う。この場合、まずは整数点全体を除いた複素平面などの擬等角変形をモデルに具体的な計算を行い、これまでに得られている退化現象について対応するベルトラミ係数の退化現象を観察する。その上で、具体例による観察をもとに退化現象の分類を定式化する。可能であれば、理想境界上で(良い)測度が定義されるか研究を行い、分類された退化現象ごとの分布を調べる。あるいは理想境界上に定まる相対位相に関して、分類された退化現象ごとの位相的性質を調べる。無限型リーマン面に対し、そのタイヒミュラー空間内における退化現象を研究する。無限個の穴を空けた複素平面は無限型リーマン面の典型例を与えるが、この場合には申請者によっていくつかの結果が得られている。本研究では「無限個の穴を空けた複素平面に対する研究」を一般化できるような無限型リーマン面のクラスを設定し議論を行う(下記研究課題A)。またその上で退化現象の分布を調べるために、適切なタイヒミュラー空間の理想境界を構成する。そのために退化現象をその特徴によって分類することも本研究における課題の一つとする(下記研究課題B)。本研究計画における一つの研究ステップである、「タイヒミュラー空間を極小ラグランジュ擬等角写像のベルトラミ係数の空間として、本質的有界関数全体の空間に埋め込み理想境界を構成する」という研究について幾つかの進展が得られた。ボンサンテ・シュレンカーの結果によって、普遍タイヒミュラー空間は極小ラグランジュ擬等角写像の全体、および3次元反ド・ジッター空間内のガウス曲率が一様負な極大グラフの全体と1対1対応する。従って、極小ラグランジュ擬等角写像のベルトラミ係数を内在的に(ベルトラミ係数の性質によって)特徴付けることが本研究の目標ということになる。申請者の過去の研究によって、ラグランジュ擬等角写像が極小性を持つための必要十分条件がベルトラミ係数の条件として得られている。従ってあとは擬等角写像がラグランジュ性を持つための条件を求めれば良い。一方で極小ラグランジュ擬等角写像の非自明な具体例は知られておらず、それ故具体例を用いた観察を行うことができなかった。当該年度では、反ド・ジッター空間内の極大曲面の具体例を構成することによって極小ラグランジュ擬等角写像の具体例の構成を行った。ローソンによる線織極小曲面の構成法を参考にすることによって、3次元反ド・ジッター空間内においてもある種の線織極大曲面の族を構成することができた。特に、このようにして構成した極大曲面の族は、(ガウス曲率が恒等的にー1となる曲面である)全測地的平面と、(ガウス曲率が恒等的に消えているものである)双曲シリンダーを結ぶものである。これは、普遍タイヒミュラー空間内で境界に発散する曲線が得られたということにもなり、本研究において重要な具体例を与えている。さらに、この曲面族に対応する極小ラグランジュ擬等角写像をパラメータ表示で与えた。またその他の極大グラフについても、一般的な構成法として表現公式を構成するに至った。
時間意識の比較文化史的研究

2年間の研究課題は「比較文化史的研究」であった。しかしながら、「時間意識」の多様性はヨーロッパ内部の「時代」と「地域」においても予想以上の広がりをみせ、総計4回なされた研究集会においてもその多様性を総括することは不可能であった。ヨーロッパ以外の地域や時代を対象とした「比較文化史的研究」は今後の課題とせざるをえなかった。以下においては両研究年度における成果の概要を、可能なかぎりの関連をつけながら記すことにしたい。1.滝浦報告は時間を時間「体験」から解明しようとする試みであり、きわめて重要な基礎的研究といえよう。これと関連した基礎的研究が丸山報告であった。ソシュールの通時態と共時態を手掛かりにして、文化の根底に潜む時間的構造に注意を促した。2.「時間意識の多様性」とはとりあえず近代ヨーロッパでの自然科学的時間概念への異議申し立てを念頭に置きながら、宮武報告はカントの時間概念を『純粋理性批判』に即して、榎木報告はヘーゲルのそれを彼の自然哲学に即して検討し、荒川報告は産業革命における労働時間の意味を考察した。3.近代的時間概念に対するアンチテーゼに注目したのが木田、福田、徳永報告であった。木田はハイデガーに即して、福田は前世紀から今世紀に至る表現主義の文学作品に即して、徳永はベンヤミンに即して近代的時間意識への再考を促した。4.歴史学の分野では、近代的時間意識成立以前の時代としてヨーロッパ中世を検討の俎上にのせたのが平城・堀越報告であった。また、近代的時間概念の社会的浸透を教育制度に即して例証したのが阪口報告であり、フランスでの「国王」の時間意識を解明してくれたのが志垣報告であった。以上の諸報告によって、時間意識の基礎的要素や多様性を総合的に研究するための着手点が獲得されたと言ってよい。本年度第一回の妙高高原集会においては,「時間意識の多様性」という点で共通の問題意識を確定した.第二回の大阪集会においては,その多様性の見取り図を画定すべく討論が展開された.以下に本年度の研究集会での成果の概要を記す. 1.「時間意識の多様性」とはとりあえず近代ヨーロッパでの自然科学的時間概念への異議申し立てを意味しているが,その意味を確認するためにも当該の時間概念を同定しておく必要がある.そこで,物理学出身の野家氏にヨーロッパの時間概念の変遷を講述していただいた. 2.そうした変遷を念頭に置きながら宮武がカントの時間概念を『純粋理性批判』に即して検討した.構造的にはニュートンと変わらぬカントの時間概念も認識論的には革命的なものであって,そうした時間意識が西欧哲学の真理概念に及ぼす影響を論じた.荒川報告においては,産業革命における労働時間の意味とニュートン的な均質な時間という着想との関連が指摘された.3.こうした時間概念に対するアンチテーゼに注目したのが木田と福田の報告であった.木田はキェルケゴールからニーチェを経てハイデガーに及ぶ反ニュートン的な時間意識に注意を促し,福田は前世紀から今世紀に至る表現主義の文学作品に即して同様にテーマを展開した.4.他方,歴史学の分野では,そのような時間意識の成立以前の時代としてヨーロッパ中世を検討の徂上にのせたのか平城報告であった.ニュートン的時間とはおよそ縁遠い中世農民の時間意識が史料に即して報告された.

近代におけるニュートン的時間概念の社会的浸透を例証したのが阪口報告である.近代ドイツにおける教育制度を取り上げて,社会史の観点から綿密な検討を加えたものであった.以上が本年度の研究実績の概要であるが,ここに欠けているのはヨーロッパ以外の地域との比較研究である.次年度はその欠を補うべく,しかるべき専門家の助言を仰ぐことにしたい.2年目を迎えた本年度は、敦賀と仙台において研究集会を開催した。敦賀集会においては前年度の研究成果を受けて「時間意識の多様性」をさらに検討し、仙台集会においてはヨーロッパ以外の地域との比較文化史的研究へ考察の範囲を広げていく、というのが当初の目論見であった。しかしながら、われわれが専門としているヨーロッパの時代と地域における時間意識ですら、その多様性が途方もないものであることが敦賀集会において確認され、仙台集会においてもその課題の追究に大半の時間が費やされることになった。以下は、本年度の研究実績の概要である。1.滝浦報告は、時間意識を時間「体験」から解明しようとする試みであった。時間意識が人間的「体験」から出発するのであってみれば、これは重要な基礎的研究と言えよう。これし関連した基礎的研究が丸山報告であった。ソシュールの言語理論の通時態と共時態の対概念を手掛かりにして、文化の根底に潜む時間的構造に注意を促したものである。2.近代哲学の体系的完成と言われるヘーゲルに即して時間を論じたのが榎木報告であった。ヘーゲルの自然哲学を手掛かりにして時間と弁証法の関係を論じたものであった。同じ弁証法と言ってもヘーゲルとは趣を異にするフランクフルト学派を素材にしたものが、徳永報告であった。フランクフルト学派のうちでも異彩を放っているベンヤミンの「歴史哲学」における時間意識を詳細に分析したものである。3.歴史学においては、堀越報告がヴイヨンを手掛かりにして、中世末期のフランス知識人の時間・空間意識を分析した。『遺言詩』に使われている時間的・空間的名辞による分析は刺激的であった。同じフランスでも近代盛期の「国王」の時間意識を解明したのが志垣報告であった。以上が概要であるが、ヨーロッパ以外の地域との比較文化史的研究は今後の課題とせざるをえなかった。
C型肝炎ウイルスの感染様式の解析と感染指示細胞株の樹立

肝臓細胞に特異的に発現しているmicroRNA-122(miR-122)を種々のヒト肝臓由来細胞株に導入し、HCVの感受性を検討した。miR-122を発現させたHep3B細胞にHCVの実験室株を感染させると、Huh7細胞と同等のゲノム複製と粒子産生能を示した。また、この細胞でレプリコンが樹立可能で、さらに薬剤でウイルスゲノムを排除させると、ウイルスの複製効率が上昇していた。C型肝炎ウイルス(HCV)に感染すると高率に慢性化し、慢性肝炎、肝硬変を経て肝臓癌を引き起こす。ようやく培養細胞で複製可能なHCVの実験室株が確立されたが、HCV研究の最大の問題点は、患者の体内に存在するウイルスを人為的な馴化過程を経ずに、直接分離できる培養細胞系が無い点である。本研究では、レポーター遺伝子の発現を指標に、HCVの感染を高感度に検出可能な指示細胞株の樹立を試みた。ルシフェラーゼ遺伝子をレポーターとして持つ指示細胞株は、実験室株の複製を定量的に検出可能であった。この指示細胞株を用いて、約1300種類の化合物をスクリーニングし、数種類の抗HCV活性を示す化合物を同定できた。また、細胞表面マーカー遺伝子を発現する指示細胞株では、実験室株に感染した細胞だけを単離することが可能であった。本研究で樹立した指示細胞株は、HCVの感染を高感度かつ定量的に検出できることから、抗HCV薬のハイスループットスクリーニングだけでなく、患者血清中に存在するHCVの野生株を人為的な馴化過程を経ずに分離可能な、培養系の確立にも応用できるものと思われる。C型肝炎ウイルス(HCV)の実験室株であるJFH-1ウイルスの細胞培養系が確立されたが、病原性を保持した患者血清由来のHCV (HCVser)を培養できる方法は未だ確立されていない。本研究は、不死化ヒト肝細胞株であるHc細胞のHCVの増殖に必須な宿主因子の発現と、ウイルス感染により惹起される自然免疫応答能を検討し、HCVserに感受性を示す細胞培養系の確立を目的とした。Hc細胞は全てのHCVのレセプター候補分子の発現が認められたが、miR122やApoEの発現は認められなかった。一方、VSV感染やIFN-α刺激に対する自然免疫応答はHuh7細胞と同等であった。通常の培養条件で、Hc細胞にHCVserを接種しても、接種後5日目以降にはHCV-RNAを検出できなかったが、細胞内蛋白質導入試薬(PIDR)を用いると、接種後25日目までHCV-RNAが検出可能であった。また、IFNの転写因子であるIRF3/7のドミナントネガティブ変異体(DN-IRF3/7)をHc細胞に強制発現させ、PIDRによってHCVserを感染させた場合に、HCV-RNAの有意な上昇が認められた。miR122やApoEをHc細胞に強制発現させても増殖効率の改善は認められなかった。DN-IRF3/7を全て発現させたHc細胞では、接種後約80日間に渡ってHCV-RNAの検出が可能であった。不死化ヒト肝細胞株であるHc細胞には既報のHCV感染受容体候補分子が全て発現しており、PIDRを用いた強制導入や自然免疫の抑制によってHCVserの感染を許容できる可能性が示唆された。今後さらに長期培養を試みるとともに、新たなHCV複製に必須な宿主因子を導入することによってHCVserの増殖効率の改善を進めたい。C型肝炎ウイルス(HCV)の研究に必須なin vitro培養系としては、実験室株である遺伝子型2aのJFH1株(HCVcc)と、ヒト肝癌由来細胞株であるHuh7細胞の組み合わせに限定されている。HCVの感受性細胞株が一つだけでは、ウイルス感染によって惹起される宿主遺伝子の変動を正確に解析するのは難しい。従って、比較対照となるHCVの感染性細胞株が必要である。近年、HCVの複製に肝臓細胞に特異的に発現しているmicroRNA-122(miR-122)が重要であることが明らかになってきた。実際、このmiR-122を過剰発現すれば、HCVのレプリコンを様々な細胞で樹立できることが報告されている。そこで今回、miR-122を過剰発現させることで、HCVccに感受性を示す新しいヒト肝細胞株の樹立を試みた。レンチウイルスベクターを用いてmiR-122を種々のヒト肝臓由来細胞株に導入し、HCVの感受性を検討した。調べたヒト肝細胞株の中で、miR-122を発現させたHep3B細胞(Hep3B/miR-122)にHCVの実験室株を感染させると、Huh7細胞と同等のゲノム複製と粒子産生能を示した。また、Hgp3B/miR-122細胞でHCVレプリコンが樹立可能で、さらに薬剤でウイルスゲノムを排除させた"Cured細胞"は、ウイルスの増殖効率が上昇していた。
神経可塑性モデルとしての神経因性疼痛の発症・認識機構の体系的研究

高齢社会の日本にとって慢性疼痛の適切な管理が患者本人の生活の質の向上だけでなく、慢性疼痛による経済的損失という社会面からも求められている。これまで帯状疱疹後神経痛をはじめとする神経因性疼痛は痛覚伝達系の形質転換や神経回路網の再構築といった非可逆的な器質的変化のため難治性と信じられてきた。本研究では神経損傷部位からの持続的入力によるタンパクのリン酸化や生理活性物質の産生亢進などの可塑的、機能的変化で神経因性疼痛が発症・維持されていることを明らかにした。慢性疼痛が治療可能であると考え、客観的診断法の確立、治療に向けた末梢神経の再生などのトランスレーショナル研究を推進した。神経可塑性モデルとして神経因性疼痛の発症機序を明らかにするために、NMDA受容体、PACAP、Fynキナーゼなどのノックアウトマウスに神経因性疼痛モデルを作製し、疼痛行動を解析した。その結果、神経因性疼痛の維持にFynキナーゼによるNMDA受容体NR2BサブユニットのTyr1472のリン酸化と一酸化窒素合成酵素(nNOS)の活性化と必要であること、nNOSの細胞質から細胞膜へのトランスロケーションがnNOSの活性化に関与することがわかった。PGE_2はnNOSの活性化機構に関与し、EP1受容体を介してFynキナーゼによるNR2Bのリン酸化、EP3を介してRhoキナーゼの活性化に伴うMARCKSのリン酸化によりnNOSの活性化に関与することを明らかにした。NR2Bのリン酸化は海馬での神経可塑性と関係することが指摘されているので、NR2B Y1472Fのノックインマウスを用いて疼痛行動解析を行った。さらに、nNOSの活性化機構を生化学的に明らかにするために、電気生理学的に使用している摘出脊髄標本(大塚モデル)とNADPHジアホラーゼ活性を組み合わせて、nNOSの活性化のシグナルを解析するin situ系の確立を行った。神経可塑性に関与する機能分子の探索のため野生型マウスとこの上記のノックインマウスからシナプス後肥厚(PSD)を調製して解析すべく、1000匹を目標に繁殖を進めている。疼痛マーカーの探索を行うためにPSDだけでなく、脳脊髄液をEttan-DIGE二次元電気泳動を行い疼痛マーカーとなるタンパクの同定を進めている。さらに、PETによる疼痛の分子イメージングを行うためにサルを用いて神経因性疼痛モデルの作製を行った。炎症、組織障害、神経損傷により生じる侵害刺激は後根神経節(DRG)に細胞体が存在する一次求心性線維を介して脊髄後角の2次ニューロンに伝達され、大脳皮質で痛覚と認識される。本研究では神経可塑性モデルとして神経因性疼痛の伝達・認識機構を分子レベルから個体レベルまで体系的に解明するために、研究代表者・伊藤は研究の総括を行うとともに、疼痛モデル動物の行動解析とプロテオミクスを分担した。研究分担者の芦高は分子生物学と細胞生物学的手法による神経可塑性、神経因性疼痛に関与する分子の探索と機能解析、松村は疼痛関連分子の形態学的解析と脊髄での神経回路網のex vivo解析、塚田は大型動物を用いた痛覚反応のPET計測を分担し、以下の知見を得た。1.疼痛行動モデルの行動解析と疼痛関連分子の解析:NMDA受容体遺伝子改変マウスにさまざまな神経因性疼痛モデルを適用し、NR2BのY1472のリン酸化が神経因性疼痛に関与することを確定、一般化して、現在、その情報伝達機構を解明している。1)摘出脊髄標本とNADPHジアホラーゼ染色を組合せたnNOS活性測定系を確立し、神経ペプチドノシセブチンのnNOS活性化機構の解明とNOが逆行性メッセンジャーであることを示した。2)培養細胞でPACAPによるnNOSの細胞膜へのトランスロケーションのシグナルを解明した。3.神経可塑性疼痛・神経可塑性関連因子の探索と機能解析:プロテオミクス解析により、シナプス後肥厚での機能分子、末梢神経でのperiCRMP-2の同定を行った。4.PET等による分子イメージング:大型動物で神経因性疼痛モデルの作製に成功し、脊髄後角でのNADPHジアホラーゼ活性の上昇が認められた。[^<18>F]FDGや[^<11>C]NOS阻害薬では集積が見られず、現在、PET用リガンドとして高親和性NOS阻害薬を新規に合成している。神経因性疼痛はな器質的変化のため難治性と信じられてきた。

本研究は神経損傷部位からの持続的入力によりグルタミン酸受容体のリン酸化やトラッフィキングなど痛覚伝達経路の機能的変化で病態が発症・維持されることを体系的に解明し、研究成果を診断・治療に反映させることを目指す。今年度、慢性疼痛に伴う機能的変化について以下の興味ある知見が得られた。1)慢性疼痛の発症・維持機構の解明(1)PACAPとNMDAの共刺激によりトランスロケーションが生じ、nNOSのN末側部分(1-299)がNO産生にドミナントネガティブに作用すること、さらに、トランケーション変異体を作製してnNOSのN末側のβ-fingerがPSD-95の会合とトランスロケーションに関与することを明らかにした。(2)炎症モデルラットの遷延期の腰部脊髄からPSD画分を精製し、プロテオミクス解析をしてAMPA受容体のトラッフィキングに関与するNSF(N-ethylmaleimidesitive fusion protein)が低下すること、in vitoPatch-clamp(九州大学・医・吉村恵教授と共同研究)で電気生理的にCa^<2+>透過型AMPA受容体が痛覚伝達に関与する脊髄膠様質細胞で増加していることを明らかにした。2)Thy-1-YFPマウスを用いた神経再生神経損傷に伴う神経変性・神経再生過程をin vivoで可視化するために、神経選択的に蛍光タンパクYFPが発現するThy-1-YFPマウスで神経再生モデルを確立した。我々は、神経損傷1週間後でも、グルタミン酸NMDA受容体NR2Bサブユニットの1472番目のTyr残基(Y1472)のリン酸化、神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)の活性化による機能的変化により維持されていること、一酸化窒素(NO)が順行性・逆行性メディエーターが脊髄における神経可塑性に重要な役割をすることを明らかにしてきた。神経損傷に伴う神経変性・再生過程をin vivoで可視化するために、神経選択的に蛍光タンパクYFPが発現するThy-1-YFPマウスで神経再生モデルを確立し、軸索-Schwann細胞の相互作用を解明した。2)慢性疼痛の発症・維持機構の解明(1) NOの下流のカスケードとしてcGMP/PKG系とS-ニトロシル化がそれぞれ神経伝達物質の遊離に関与し、脊髄後角での中枢性感作に関与することを明らかにした。(2) nNOSのトランスロケーションを可視化するために、PDZドメインを含むN末端部分(1-299残基)とYFPの融合タンパクnNOSNT-YFP nNOSを用いてATPがnNOSの活性化に関与することを明らかにした。(3) NR2Bのコンディショナルノックインマウスに神経因性疼痛モデルを作製後、脊髄後角を摘出しPSD画分の群(各140匹)間比較をプロテオミクスで解析し、機能分子を同定した。(4)プロスタグランジンF2αとATPの機能的カップリング3) PET用リガンドとしてNOS阻害薬の有機合成と評価、アクロメリン酸誘導体を合成した。本研究は、難治性疼痛の大きな要因である神経因性疼痛に焦点を当て、神経因性疼痛の発症・認識機構を体系的に解明すること、さらにヒトへの応用を視野に入れた痛みの診断法、治療法の開発も目指した。今年度は膜型PGE合成酵素-1ノックアウトマウス(大阪バイオサイエンス研究所裏出良博博士との共同研究)、NMDA受容体NR2BサブユニットのTyr1472