hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
沈み込み帯のマグマの成因：最初は一つの玄武岩マグマか？

マリアナ弧火山フロントのパガン火山において一つの火山に二つの初生マグマ(マントルが溶けた、できたてのマグマのこと)を見いだした。火山フロントで初生マグマを発見したのは世界でも珍しく、それらの初生マグマを用いて、沈み込み帯のマグマ成因論を大きく進展させた。火山の地下100キロに沈み込んでいる太平洋プレートから不混和な流体(炭酸塩メルトと珪酸塩メルト)が発生すること、そのためにマントルにおいて2種の初生マグマが生成すること、マントルが最大40%も部分融解していること、およびマントルの溶け残りには金雲母が存在することなど、誰も予測をしていなかった、新たな知見がいくつも得られた。マリアナ弧のNW Rota-1火山で、一つの火山に二つの初生玄武岩マグマを見いだした。これは、一つの火山が一つの玄武岩マグマの分化によって生じるというこれまでのパラダイムを塗り替えるものである。この成果はJournal of Petrologyに出版された(Tamura et al.,2011)。また、2011年5月30日の朝日新聞の科学欄に掲載された。この成果の普遍性を検証し、さらに発展させるため、マリアナ弧火山フロントのパガン火山の未分化玄武岩の分析・解析を進めた。初生マグマの多様性の解析を可能とするには、未分化玄武岩溶岩が必要である。一方、海面上のパガン島には未分化玄武岩溶岩は噴出していない。しかし、我々はパガン火山の海底下の火山斜面(水深1500-2000m)を無人探査機で調査し、貴重な未分化玄武岩溶岩を採取した。さらに、その解析結果は驚くべきものであった。1)パガン火山の初生マグマは少なくとも二種以上存在する。2)異なる初生マグマは数百メートル離れた距離でほぼ同時期に噴出している。つまり、地下のマントルにおいて、近接した場所において異なる初生マグマが発生したことになる。島弧のマントルでどのようにしてマグマが生成しているのか。我々はすでに玄武岩マグマの生成に関してほとんど理解していると考えてきた。しかし、この事実は、我々に島弧玄武岩マグマの成因に関しての再考を促している。さらに、興味深いことは、火山フロントから40km背弧側にあるNW Rota-1の二つの初生マグマ間の違い(COBとPOB(Tamura et al,2011))と火山フロントのパガンの二つの初生マグマ間の違いは同等ではない。つまり、火山フロント直下のマントルと、背弧側マントルにおいては、マグマ生成に関して、異なることが生じている。現在、新しい仮説を準備してパガンの成果をまとめている。典型的海洋島弧の一つであるマリアナ弧の火山フロント(パガン火山)の海底山腹を海洋研究開発機構の無人探査機ハイパードルフィンで探査した。その結果、マントルで生成されてからほとんど分化していないマグマ(初生マグマ)を発見した。その成果をJournal of Petrologyに発表すると同時に、プレス発表を行った。初生マグマ発見はNHKニュースや西ノ島噴火に関する番組(ガリレオX)などに取り上げられた。またJSTのサイエンスニュース2013「地球の謎に挑む初生マグマ採取に成功」としてYouTubeなどで公開されている。パガンにおいては、二つの異なる初生マグマがすぐ近傍に溶岩流として噴出していた。これらの二種の初生マグマを詳細に分析・解析することにより下記の新しい仮説を提出した(Tamura et al., 2014)。1火山の下(およそ100キロ下)に沈み込んでいるプレートからの物質(水と堆積物メルト)が予想外の液体不混和現象をおこしている。つまり、従来水と考えられていたものは、単純な水ではなく、大量の水を含んだ炭酸塩メルトである。炭酸塩メルトとケイ酸塩(堆積物)メルトは混和しない。その結果、溶け合わない、水と堆積物メルトがそれぞれ別々にマントルの部分融解をひきおこし、その結果として二種の初生マグマの生成がおこった。この考えを「Mission Immiscible(ミッション・イミッシブル)」と名付けている。2沈み込み帯のマントル(マントルウエッジ)の部分融解度は最大40%にも達し、その解け残りはほぼ橄欖石のみからなるダナイトである。3部分融解を起こしたマントルウエッジ内に金雲母が残留している。このことは沈み込み帯のマグマが大陸地殻生成に深く関与していること、および沈み込み帯における大陸地殻生成に関する新しい知見を与えるものである。パガンはマリアナ弧最大の火山の一つであり,その山頂部はパガン島を形成しているが,山腹斜面は水深3000mまで続く。我々はパガン火山の北東海底部を調査し,水深2000-1500mにおいて新鮮な枕状溶岩を採取した。

それらは10-11 wt % MgOをもち、これまでマリアナで採取された最も未分化な玄武岩溶岩である。これらは化学組成から二種類の溶岩(COB1とCOB2)に分けることができた。この二種類の本源マグマは,ほぼ同時期に,近接した地点(<500m)で噴出している。よってこの違いは地下のマントル物質の不均質に由来するとは考えられない。一方,COB1とCOB2溶岩の違いは,マリアナに沈み込んでいる太平洋プレートに由来することがわかってきた。沈み込むプレートは島弧の下で高温高圧状態になる。このようなプレートからの脱水及びプレート表層が融解することにより,「水に富んだ成分」と「堆積物メルトの成分」がマントルウエッジに付加される。従来は,「水と堆積物メルト成分が混合したもの」がマントルウエッジに付加してマグマを生じると考えられてきた。ところが,COB1は「水に富んだ成分」を多く含む一方,COB2は「堆積物メルトの成分」に富んでいる。COB1とCOB2マグマが共存していることは,これらを生じた2種の沈み込み成分(水と堆積物メルト)も共存し,別々にマントルウエッジに付加されて別々のマグマを同時期に発生したことになる。つまり沈み込むプレートからマントルに付加される成分は不混和(イミッシブル)であることを示している。未分化な溶岩を解析することにより,火山の下深さ100kmに存在するプレートからの寄与が明らかになってきた。この新しい沈み込み帯のマグマ発生に関する仮説を「ミッション・イミッシブル」と呼び、二つの国際学会で招待講演をおこなった。論文はJ.Petrologyに投稿・査読中である。当初の計画ではNW Rota-1火山で起こっていることは、他の火山でも起こっているはずだ、と考えて分析解析を進めてきた。しかし、火山フロントのパガン火山からは予想外の結果が出てきた。この結果は、火山フロントと背弧火山のマグマの成因に対して、従来考えられているより深く、さらに斬新な考察が必要であること、を示唆している。この予想外の結果、およびそれらから導き出される新しい結論に大変エキサイトしている。現在論文を準備中である。全体的にみると、マリアナ弧の他の火山の解析を含め、順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。この研究のモチベーションとなったのは、マリアナ弧のNW Rota-1火山で、一つの火山に二つの初生玄武岩マグマを見いだしたことである(Tamura et al., 2011)。これは、一つの火山が一つの玄武岩マグマの分化によって生じる、というこれまでのパラダイムを塗り替えるものであった。この事実を伊豆小笠原マリアナ島弧・沈み込み帯の広範囲の火山において検証する、というのが本研究の目的であった。具体的にはマリアナ弧の火山フロント最大の火山の一つであるパガンに噴出しているマグマを検証した。その結果は、我々の予想を越えていた。「パガン火山は一つの玄武岩初生マグマから導かれたのか」、「パガン玄武岩初生マグマはNW Rota-1のように二つ存在するのか」、または「パガン初生マグマには二つ以上の多様性が存在するのか」。
接着分子応用による付着上皮接着機構制御

本年度の研究計画に従い、正常上皮および創傷治癒時における歯-上皮接着部のタンパク発現を正確に捕らえることを目的とした。具体的にはIn vivoにおける接着・移動関連タンパクの検索において、特に正常組織における接着タンパクおよび細胞移動に関わるタンパク(laminin-5、integrinα6β4、integrinα3β1)について検索を行ない、同タンパク質についてはレーザーマイクロダイセクションによる基底細胞の採取によりその発現量が基本的な基底細胞である結合織-上皮問のものと異なり、1aminin-5および細胞の異動に関与するintegrinα3β1の発現が高いことを証明した。この際laminin-5の発現量が多いという事実は、collagen Type4等の基底膜の基本的な構成要素を欠く歯一歯肉上皮、つまり無機質と有機質という特殊な接着部位における接着タンパクの構成量は通常の基底膜とは異なることを示している。なお歯周組織の病態ごとの発現検索においてはマウス臼歯歯間部に対して縫合糸を挿入することにより歯周疾患を誘発し、その破壊過程における細胞間接着タンパク、基底膜状上の接着タンパクおよび細胞間接着タンパク(コネキシン、カドヘリン)に関して検索を進めた。この際、観察時期は1日、3日、1週、2週、1ヶ月2ヶ月とし、実験動物にはICRマウス(56w)を用いた。この実験については本年度は免疫組織学的な検索を中心に行ない、方法としては免疫蛍光染色を用いた。同検索においては炎症波及時の接着の破壊および治癒時におけるlaminin-5の多量の分泌が観察された。これらの結果については来年度予定している培養細胞での検索においてさらに検討する予定である。
可変速風力発電システムにおける最大出力制御

1.研究の背景可変速風力発電システムは固定速風力発電システムと比較して風エネルギーの捕獲量の増大、瞬時的電力変動の低減、風車軸機械的振動の低減が期待され、今後の発電方式として有望な方式である。現在までに導入された可変速風力発電システムの発電機は巻線形誘導発電機や同期発電機である。一方、かご形誘導発電機の可変速風力発電システムへの採用実績は未だ殆ど無い。かご形誘導発電機は堅牢でブラシレスであるため無保守性に優れている。本発電機を可変速風力発電システムへ導入することによって、システムの信頼性や無保守性の向上が期待できる。2.本年度の研究実績本研究は可変速風力発電システムにおけるかご形誘導発電機の電力制御方式に関するものである。本年度は昨年度に引き続き、かご形誘導発電機の電力制御に関して実験を行った。その実績は以下のとおりである。(1)かご形誘導発電機は同期発電機とは異なり、自己励磁ができない。そこで、本研究では、PWMコンバータで誘導発電機を励磁し、PWMコンバータの電圧と周波数をV/f制御し、電力制御を行った。制御器はPI制御器を採用した。実験的に検討した結果、変動風速下において実用的に十分な精度で電力制御が可能であることを確認した。(2)変動風速下において、風速に応じて最大出力を風車から取り出すために、電力を風車軸速度の3乗に比例させる制御を行った。本制御も実用的に十分な精度で可能であることを実験的に確認した。3.今後の課題(1)今後の検討課題の一つは大容量高効率のPWMコンバータの開発である。電力系統に連携される風車規模は数百kWMWである。この規模に適合するPWMコンバータの開発が必要である。(2)駆動軸のギアレス化は信頼性の向上と騒音の低減、さらにエネルギー変換効率の向上のために重要である。ギアレス化を実現するために発電機は多極化されたものが必要である。多極形かご形誘導発電機の開発も重要な課題である。1.研究の目的風速に応じて風車速度を最適速度に変動させる可変速風力発電システムは、年間発電量が増大する可能性を持つ。我々は、可変速発電システムにおける有効な電力制御法として、発電機出力を風車軸速度の3乗に比例させる制御法を提案している。本研究はその制御法における動的な特性を実験的に調査し、本制御法の有効性を明かにしようとするものである。2.平成11年度の実績平成11年度は上記目的を達成するため、模擬風車系および発電系の実験システムを構築した。ハードウェアの構築は完了し、制御ソフトウェアは模擬風車系は完了、電力制御系は次年度に継続する。また、実験システムの構築とは別に以下の制御方式の提案を行い、コンピュータシミュレーションにより、有効性を確認している。(1)軸速度センサを不用とする出力制御方式の提案速度3乗則で風車出力を制御する場合、風車軸速度を知る必要がある。本提案は軸速度センサを不用とするもので、本方式の実用化によりシステムの経済性および信頼性が向上する。(2)風車ピッチ角制御と電気的出力制御を併用した過風速対策制御の提案定格以上の風速で運転されている場合でも、本提案により、システムへのストレスを軽減した制御が可能である。3.平成12年度における研究予定可変速システムの速度3乗則に従った電力制御方式の実験的検証を完了させる。さらに上記(1),(2)の追加提案につき実験的検証に着手する。1.研究の目的風速に応じて風車速度を最適速度に動作させる可変速風力発電システムは、年間発電量の増大が期待される。我々は、可変速発電システムにおける有効な電力制御法として、発電機出力を風車軸速度の3乗に比例させる電力制御法を提案している。本研究はその制御法におけるシステムの動特性を実験的に調査し、本制御法の有効性を明らかにしようするものである。2.平成12年度の実績平成11年度は実験システムのハードウェア(模擬風車および誘導発電機系)を完成し、模擬風車はその制御ソフトウェアも完成した。以下に平成12年度の実績を示す。(1)定格以下の風速入力時における最大電力制御のソフトウェア構築を試みてきた。実験の結果、電力制御時に動作が不安定であった。この不安定性は電力センサの遅れ時間に起因するものと考えられ、この対策も含めた制御アルゴリズムの再検討を次年度に引き継ぐ。(2)定格以上の風速入力における軸速度制限・電力制限法についてその検討を行った。その中で、本年度はトルク変動を最小とする制御法も提案した。さらにシミュレーションによる動作検証を行った結果、軸速度変動抑圧において改善の余地があり、制御性能の向上を目指して次年度に研究を持ち越す。3.平成13年度以降の研究計画(1)電力制御の制御アルゴリズムを再構築し、模擬風車を用いた実験的検証を行う。平成12年度は一般的なPI制御法を試みたが、13年度は必要に応じて制御法の範囲を広げ、極配置法や状態フィードバックなどの現代制御法についても試みる。本項目の研究は平成13年度の最優先研究目標におく。(2)過大風速時に風車翼のピッチ角制御により軸速度変動を抑圧することを検討する。平成12年度からの継続であるが、次年度以降はより精度の高い制御が得られるように制御法に工夫を加える。提案方式について先ずコンピュータシミュレーションにより動作を検証し、次いで前記の模擬風車を用いて実験的検証を行う。

(3)模擬風車は平成11年度に既に完成している。しかし、その応答性能にまだ改善の余地がある。模擬風車の制御方式の再検討を行う。(4)風車は氷雪の付着等によって一時的にその性能が低下するものと考えられる。その性能低下によって最大電力も低下するものと考えられる。この性能変化に対応できるロバストな制御法について検討を開始する。1.研究の背景可変速風力発電システムは固定速風力発電システムと比較して風エネルギーの捕獲量の増大、瞬時的電力変動の低減、風車軸機械的振動の低減が期待され、今後の発電方式として有望な方式である。現在までに導入された可変速風力発電システムの発電機は巻線形誘導発電機や同期発電機である。一方、かご形誘導発電機の可変速風力発電システムへの採用実績は未だ殆ど無い。かご形誘導発電機は堅牢でブラシレスであるため無保守性に優れている。本発電機を可変速風力発電システムへ導入することによって、システムの信頼性や無保守性の向上が期待できる。2.本年度の研究実績本研究は可変速風力発電システムにおけるかご形誘導発電機の電力制御方式に関するものである。本年度は昨年度に引き続き、かご形誘導発電機の電力制御に関して実験を行った。その実績は以下のとおりである。(1)かご形誘導発電機は同期発電機とは異なり、自己励磁ができない。そこで、本研究では、PWMコンバータで誘導発電機を励磁し、PWMコンバータの電圧と周波数をV/f制御し、電力制御を行った。制御器はPI制御器を採用した。実験的に検討した結果、変動風速下において実用的に十分な精度で電力制御が可能であることを確認した。(2)変動風速下において、風速に応じて最大出力を風車から取り出すために、電力を風車軸速度の3乗に比例させる制御を行った。本制御も実用的に十分な精度で可能であることを実験的に確認した。3.今後の課題(1)今後の検討課題の一つは大容量高効率のPWMコンバータの開発である。電力系統に連携される風車規模は数百kWMWである。この規模に適合するPWMコンバータの開発が必要である。(2)駆動軸のギアレス化は信頼性の向上と騒音の低減、さらにエネルギー変換効率の向上のために重要である。ギアレス化を実現するために発電機は多極化されたものが必要である。多極形かご形誘導発電機の開発も重要な課題である。
近代日本における「生活教育」概念形成の特質－Ｏ．ドクロリーと上沼久之丞を中心に－

本研究の目的は、日本における「生活教育」概念形成の特質について、ヨーロッパ的な「生」の概念との関係性に注目しながら、解明することである。とりわけ、本研究では、オヴィド・ドクロリーと上沼久之丞の教育思想に注目する。平成27年度は、以下の2点を中心的に検討した。1.O.ドクロリーの“vie"概念についての検討:本研究の目的の遂行において、ドクロリーの思想を手がかりとして、ヨーロッパ的な「生(vie)」概念を把握することは重要な位置を占めている。従来の研究においてドクロリーの“vie"は、日常的・特殊的な観点から理解されることが多かった。本研究では“vie"を観念的・思想的な観点から検討することによって、“vie"には、日常的・特殊的な「生活」という意味だけでなく、生物学的「生命」、倫理的「生」という意味もあることを明らかにし、“vie"概念を重層的に捉える必要性を指摘した。ドクロリーの“vie"概念の検討は、昨年度から引き継いだ課題である、19世紀末から20世紀前半のヨーロッパの思潮の中にドクロリーの思想、とりわけ「全体化」概念を位置付けるという作業の一部をなすものである。ドクロリーの“vie"概念について検討した一部を、フランス教育学会で口頭発表した。2.上沼久之丞の教育思想における「表現」概念の検討:上沼と同時代の教育(学)者や哲学者の思想を比較検討することを通して、上沼の思想の特質を浮かび上がらせるという作業は、昨年度から引き継いだ課題である。これに取り組むために、今年度は上沼の「表現」概念に注目しながら、ドクロリーはもちろん、木下竹次や西田幾多郎の思想との比較検討をすすめた。また、本年度は、木下竹次と上沼の交流に関する資(史)料調査(於、奈良女子大学附属小学校)を実施した。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、以下の2点を中心的に検討した。1.O.ドクロリーの教育思想における「全体化」概念についての検討:従来の研究において、十分に明らかにされてこなかったドクロリーの教育思想の要である「全体化」について検討するために、「全体化」概念の理論的基礎である「心的発生」研究の観点から、「全体化」の把握を試みた。19世紀末から20世紀初頭のフランス精神医学の影響下で着手された「心的発生」研究の特質に鑑みて、「全体化」概念について検討した。19世紀末から20世紀にかけての「全体性」への志向という時代潮流の中に、ドクロリーの「全体化」概念を位置付け、より検討を深めることが、現在の課題である。2.上沼久之丞の教育思想における「実際家」概念についての検討:これまで注目されてこなかった上沼の教育思想、とりわけ「実際家」概念に注目して検討した。上沼家に所蔵されている資(史)料を駆使して、上沼の教育思想を欧米教育視察との関係から明らかにすることを試み、その成果を教育史学会で口頭発表した。従来の研究蓄積が殆どない人物を対象としたため、使用した資(史)料の多くが上沼家所蔵文書であり、上沼に関する個人史的な傾向の強い研究となった。上沼と同時代の教育(学)者の思想を比較検討することを通して、上沼の思想の特質についてより詳細に把握することが現在の課題である。また、本年度は、上沼家所蔵文書に関する調査(於、長野県)、ドクロリーに関係する資(史)料の調査(於、スイス・フランス・ベルギー)を実施し、貴重な資(史)料の数々を入手することができた。

これに取り組むために、今年度は上沼の「表現」概念に注目しながら、ドクロリーはもちろん、木下竹次や西田幾多郎の思想との比較検討をすすめた。また、本年度は、木下竹次と上沼の交流に関する資(史)料調査(於、奈良女子大学附属小学校)を実施した。平成26年度においては、おおむね計画通り研究をすすめることができた。本年度は以下5点について検討・実施する予定であった。1ヨーロッパにおけるドクロリー研究の成果の検討、2生命科学及び社会科学領域の研究とドクロリーの教育思想の関係性についての検討、3収集済のドクロリーの論考、関連資料の読解・分析、4ヨーロッパにおける資(史)料の調査・収集、5ドクロリー学校の訪問、ドクロリー研究者との交流。これら5点、すべてに着手することができたが、1、2で検討して明らかになったことを発表し、論文としての掲載を目指すという点は達成できなかった。ドクロリーの「全体化」概念として、1、2についてまとめることが現在及び今後の課題である。しかし、ドクロリーの「全体化」概念と並行して検討してきた上沼の「実際家」概念については、学会での口頭発表をすることができた。これは、平成27年度の研究計画の達成につながるものであると考える。3、4、5は、これからも継続的に検討・実施していく必要があるものであるが、とりわけ、4、5については十分な成果を得ることができたと考える。ヨーロッパでの資(史)料調査を通して、海外にも研究のネットワークを広げることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度における研究課題の達成度に鑑みて、平成27年度においては、以下の2点に中心的に取り組みたい。I研究成果の発表平成27年度においては、第一に、平成26年度中に達成することができなかったドクロリーの「全体化」概念にかんする論文の発表を目指す。第二に、予定通り、上沼の教育思想についてまとめたものを発表することを目指す。平成26年度に口頭発表したものを軸にして、論文としての掲載を目標にしたい。また、平成26年度に実施した資(史)料調査の成果を活かして、教育思想・教育史研究の観点から、積極的に研究成果の発表をしていきたい。II博士論文の準備予定通り、博士論文としてまとめる準備を始める。
核内受容体によるエネルギー代謝調節の分子メカニズムに関する研究

新規甲状腺ホルモン受容体(TR)-β4の基礎的・臨床的検討を行った.TRとRXRや転写共役因子の結合性と転写活性の関係を明らかにした.また,一部のARBがチアゾリジン誘導体とは異なった様式でPPARγ活性化作用を発揮することを示した.さらに,長鎖脂肪酸がTRの転写に及ぼす影響,フィブラートやイルベサルタンによるPPARs活性化,漢方薬構成生薬中のPPARs活性化成分の探索,GH/IGF-1下流の転写因子群と核内受容体間のクロストーク,TRやVDRによる骨,糖・脂質・エネルギー代謝に関わる遺伝子の転写調節について研究した.甲状腺ホルモン受容体(TR)、ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体(PPAR)、レチノイドX受容体(RXR)は、全て核内ステロイドホルモン受容体ファミリーのメンバーである。TR及びPPARは、各々RXRと2量体を形成して、標的遺伝子の上流にある特定の部位に結合(共通のDNA配列AGGTCAを認識)し、当該リガンドに応答して各々の標的遺伝子の転写を活性化する。各受容体には、複数のアイソフォームが存在するが、その明確な役割分担は不明である。各受容体、各アイソフォームは、お互いに相互作用しうることから、その組み合わせは膨大となり、標的遺伝子毎に極めて多様な作用を発揮していることが想定される。本研究では,これら受容体間、アイソフォーム間の複雑なクロストークを、我々が最近同定した新規TRアイソフォームも含めて、主としてエネルギー代謝と骨代謝の観点から解明することが目的である。さらに、共通のプラットフォームを用い、受容体アイソフォームをベイトとして、生薬の中からアイソフォーム特異的リガンドを新規に同定する。新規甲状腺ホルモン受容体(TR)-β4の基礎的・臨床的検討を行った.TRとRXRや転写共役因子の結合性と転写活性の関係を明らかにした.また,一部のARBがチアゾリジン誘導体とは異なった様式でPPARγ活性化作用を発揮することを示した.さらに,長鎖脂肪酸がTRの転写に及ぼす影響,フィブラートやイルベサルタンによるPPARs活性化,漢方薬構成生薬中のPPARs活性化成分の探索,GH/IGF-1下流の転写因子群と核内受容体間のクロストーク,TRやVDRによる骨,糖・脂質・エネルギー代謝に関わる遺伝子の転写調節について研究した.本研究の目的は,甲状腺ホルモン受容体(TR)、ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体(PPAR)、レチノイドX受容体(RXR)などの核内ステロイドホルモン受容体間、アイソフォーム間の複雑なクロストークを、我々が最近同定した新規TRアイソフォームも含めて、主としてエネルギー代謝と骨代謝の観点から解明することである。さらに、共通のプラットフォームを用い、受容体アイソフォームをベイトとして、生薬等の中からアイソフォーム特異的リガンドを新規に同定する。本年度の研究実施計画に対し、以下の成果を得た.1.新規TRアイソフォームに対する特異抗体の作成a)新規TRアイソフォーム(TRβ4)に対する特異抗体(抗TRβ4)の作成を試みた。特異配列に相当するポリペプチドを合成し、家兎に免疫した。合成ポリペプチドに対する抗体価をELISA法により確認した。b)既存のTRに対する抗体を用いて、各種TR遺伝子をトランスフェクションすることにより発現した培養細胞の核抽出蛋白ならびに網状赤血球用いて転写翻訳した各種TR蛋白を、ウエスタンブロット法によって検出した.2.薬剤特異的に関与するアミノ酸部位の同定を目的とした変異PPARの作製a)PPARγの結晶解析結果に基づいて,PPARα,γ,δのリガンド結合領域(LBD)の特徴的な部位に遺伝子変異を導入し,アミノ酸置換を含む各種PPAR発現ベクターを新規に作製した.培養細胞に種々の変異PPAR蛋白発現ベクターを,PPAR応答配列(PPRE)で駆動されるルシフェラーゼ発現リポーター遺伝子と共に発現させ,培養液に薬剤を添加してルシフェラーゼ活性を測定したところ,アミノ酸変異により各種薬剤(チアゾリジン系:TZD、フィブラート系、ARB、レチノイン酸等)による各PPAR活性化に相違が観察された.本年度の研究実施計画に対し,以下の成果を得た.1.新規TRアイソフォーム(TRβ4)の細胞内発現1)GFP-TRを作成し,培養細胞内発現分布を蛍光顕微鏡で観察した.T3の有無にかかわらず,核内局在が確認された.2)TSH産生下垂体腺腫と非機能性下垂体腺腫のRNAにおいて,TRβ1やTRβ2に対する新規アイソフォームTRβ4mRNAの発現比率をリアルタイムPCR法で定量比較した.TRβ4の比率が前者で増加しており、T3に対するTSHの反応性低下との関与が示唆された.2.変異PPARに対する薬剤の効果培養細胞に,PPAR応答配列(PPRE)で駆動されるルシフェラーゼ発現リポーター遺伝子とアミノ酸変異を導入したPPARα,γ,δ蛋白発現ベクターを発現させ,培養液に各種薬剤(チアゾリジン系:TZD、フィブラート系、ARB、レチノイン酸等)を添加した,ベザフィブラートは全てのPPARを活性化したが(パンアゴニスト),いずれのアミノ酸変異でもその活性は低下した.3.PPARを介した転写調節に対するTR発現の影響薬剤によるPPARを介した転写刺激(遺伝子発現の活性化)に対し,TRを共発現させると転写は抑制され,さらにT3を加えるとその抑制は解除された.ヘルペス転写活性化配列(VP16-AD)にTRを繋いだキメラ蛋白発現ベクターのVP-TRを用いたmammalianone hybrid法による解析で、TRはPPREに直接結合することが示唆された.甲状腺ホルモン受容体(TR)、ペルオキシソーム

増殖剤活性化受容体(PPAR)、レチノイドX受容体(RXR)は、全て核内ステロイドホルモン受容体ファミリーのメンバーである.TR及びPPARは、各々RXRと2量体を形成して、標的遺伝子の上流にある特定の部位に結合(共通のDNA配列AGGTCAを認識)し、当該リガンドに応答して各々の標的遺伝子の転写を活性化する.各受容体には、複数のアイソフォームが存在するが、その明確な役割分担は不明である.各受容体、各アイソフォームは、お互いに相互作用しうることから、その組み合わせは膨大となり、標的遺伝子毎に極めて多様な作用を発揮していることが想定される.本研究では,これら受容体間、アイソフォーム間の複雑なクロストークを、我々が最近同定した新規TRアイソフォームも含めて、主としてエネルギー代謝と骨代謝の観点から解明することが目的である.さらに、共通のプラットフォームを用い、受容体アイソフォームをベイトとして、生薬の中からアイソフォーム特異的リガンドを新規に同定する.本年度は以下の成果を得た.1.新規TRアイソフォームの生理的・病理的機能解析を行った.3.一部の脂肪酸がTRに対して抑制的に作用する(アンタゴニスト)ことおよび,一部の降圧薬,高脂血症治療薬さらには生薬が,PPARγやδに対して刺激活性をもつ(アゴニスト)ことを見出した.以上のように,各受容体アイソフォームに対する各種薬剤の影響を個別に検討した.また,生薬のうち桂皮にPPARγおよびδ活性化作用をもつ成分を見出した.これらの成果をふまえ,今後は受容体間,アイソフォーム間のクロストークを検討する.すなわち,各受容体アイソフォームの標的遺伝子発現に及ぼす各種薬剤および生薬成分の影響をリアルタイムPCR法で解析する,また,各受容体アイソフォームを共発現し各標的遺伝子のプロモーターに対する薬剤の影響を検討しクロストークのメカニズムを明らかにする.核内ステロイドホルモン受容体ファミリーの甲状腺ホルモン受容体(TR)及びペルオキシソーム増殖剤活性化受容体(PPAR)は,それぞれレチノイドX受容体(RXR)と2量体を形成し,標的遺伝子の上流にある特定の部位に結合し,当該リガンドに応答して転写を活性化する.各受容体には複数のアイソフォームが存在するが,その明確な役割分担は不明である.各受容体,各アイソフォームは,相互作用しうることから,組み合わせは膨大となり,標的遺伝子毎に極めて多様な作用を発揮していることが想定される.本研究では,これら受容体間,アイソフォーム間の複雑なクロストークを,我々が最近同定した新規TRアイソフォームも含め,主としてエネルギー代謝の観点から解明することが目的である.さらに,受容体アイソフォームをベイトとして,生薬などの中からアイソフォーム特異的リガンドを同定し,既存の薬剤の副作用を克服した新薬の開発に繋げる.本年度は以下の成果を得た.1.新規甲状腺ホルモン受容体アイソフォームβ4の細胞内局在に関する基礎的検討を行った.TRβ1のNLS1と2はいずれか一方で核への局在が行われること,TR4はC宋端が欠失しているがNLS1,2は保存されており核局在化シグナルとして機能していることが明らかとなった.
金属空気二次電池用金属酸化物触媒の高活性化および利用率向上

本研究では、電解法を応用することで、高活性な金属空気二次電池用正極触媒層を創製する。触媒としては、アルカリ水溶液中で酸素発生および酸素還元活性が高いランタン系ペロブスカイト型金属酸化物に注目した。さらに、導電助剤であるカーボン粉を触媒形成時に同時に固定させることで内部抵抗が低く利用率の高い触媒層を実現する。本年度は、LaMn酸化物、LaMnSr酸化物、LaMnCa酸化物について組成制御およびカーボン粉の同時固定に成功した。研究の結果、酸化物の組成は、析出電位、析出時間、電解液組成に大きく依存することが明らかになり、これらのパラメータをそれぞれ変化させることで目的の組成を得ることが可能となった。また、吸引ろ過技術を組み合わせることで、カーボン粉を酸化物形成時に巻き込ませて同時に固定することにも成功した。さらに、作製した触媒は、一次電池の触媒で用いられているMn酸化物触媒よりも高活性であることも判明した。これまで、電析法を用いたランタン系ペロブスカイト型金属酸化物の析出を行った例はいくつが見られるが、組成の制御を系統的に行った研究はない。また、カーボン粉を同時に析出させた例も見られない。この技術は、新たな触媒作製方法の提案につながると考えられる。次年度以降では、LaCo系酸化物においても、同様の研究を行い、酸化物の組成制御およびカーボン粉の同時固定を試みる。さらに、作製した触媒の電気化学特性および電池特性を調査し、最も高活性な組成の触媒を提案する。また、各種分析を行い、触媒反応のメカニズムの提案も行う。当初の計画では、まず始めにランタン系ペロブスカイト型金属酸化物の電析条件を確立し、その後、確立した析出条件を元にしてカーボン粉と同時固定を行い、最終的に高活性な触媒層の作製を行う予定であった。しかし、研究を進める過程で、カーボン粉を同時に固定する場合とカーボン粉が存在しない場合では電析条件が異なることが明らかとなった。カーボン粉の存在しない場合で析出条件を確立したとしても、その条件がそのままカーボン粉が存在する場合に適用できないため、現在は、酸化物のみとカーボン粉が存在する場合の双方において析出条件の確立を進めている。酸化物の析出に関しては、LaMn系、LaCo系の2種類を予定しており、LaMn系においてはほぼ析出条件の確立ができたが、LaCoについては現在検討中である。LaCo系について析出条件の探索は今後の課題であるが、カーボン粉の同時析出については予定より先に検討できたため、全体としてはおおむね順調に進展していると考える。LaMnSr、LaMnCa酸化物の場合は、析出電位と電気量を固定し、溶液中のSrやCaの濃度をコントロールすることで目的の組成を得ることができた。LaCoSr、LaCoCa酸化物の場合も同様の手法で組成のコントロールができると考えられるため、まず、Coの濃度変化と析出の関係を調査する。さらに、カーボン粉の同時析出も試み、多孔質触媒層の作製に取り組む。今後は、作製した触媒の電池特性評価および電気化学評価も行い、最も活性が高い組成を明らかにする。さらに形状観察や表面分析を行うことで、表面形態・組成・電子状態と触媒活性の関係を調べて、酸素発生および酸素還元反応のメカニズムの考察を行う。

酸化物の析出に関しては、LaMn系、LaCo系の2種類を予定しており、LaMn系においてはほぼ析出条件の確立ができたが、LaCoについては現在検討中である。LaCo系について析出条件の探索は今後の課題であるが、カーボン粉の同時析出については予定より先に検討できたため、全体としてはおおむね順調に進展していると考える。LaMnSr、LaMnCa酸化物の場合は、析出電位と電気量を固定し、溶液中のSrやCaの濃度をコントロールすることで目的の組成を得ることができた。LaCoSr、LaCoCa酸化物の場合も同様の手法で組成のコントロールができると考えられるため、まず、Coの濃度変化と析出の関係を調査する。さらに、カーボン粉の同時析出も試み、多孔質触媒層の作製に取り組む。今後は、作製した触媒の電池特性評価および電気化学評価も行い、最も活性が高い組成を明らかにする。さらに形状観察や表面分析を行うことで、表面形態・組成・電子状態と触媒活性の関係を調べて、酸素発生および酸素還元反応のメカニズムの考察を行う。参加した学会が近隣で行われ、当初予定していたものと差額が生じたため。また、消耗品購入の際の差額が生じたため未使用額が生じた。次年度も、助成金は薬品や電極などの消耗品と各種学会の参加費に当てる。
ＳＣＡＤＡデータと高度化した空力弾性モデルを用いた洋上風力発電設備の動的応答予測

近年風車の大型化が急速に進んでいる一方で,日本国内において疲労による風車の倒壊事故が多発しており,設計荷重の合理化および疲労寿命の予測精度向上のために風車の動的応答予測の高精度化が必要不可欠となっている.本研究では,空力弾性解析における風車の構造パラメータおよび三次元風速場の乱流モデルについてそれぞれ観測値に基づいた精緻化を行うことにより風車の動的応答予測の精度を向上させるとともに,モデルの精緻化による風車荷重への影響として地震荷重および発電時変動荷重による疲労寿命について定量的に評価を行った.まず構造モデルの構造パラメータについて,大型風車を対象に加振試験を実施し1次および2次モードに関して希少価値の高いデータを得ることができ,ブレード振動に伴う渦の効果を再現した空力弾性解析により構造減衰の評価を行った.次に風速場モデルについて,カルマンモデルを拡張することによりスペクトルと相関関数が互換性を持つ乱流モデルの提案および洋上風況観測に基づいたモデル検証を行い,大気中立時の乱流の空間構造について乱れスケールの評価を行いモデル化を行った.得られた乱流モデルを用いて風車空力弾性解析を行ったところ,既往モデルを使用した時と比べ変動荷重が観測値とよく一致した.最後に,倒壊事故が発生した風車のタワー高力ボルトの疲労荷重を評価するとともに構造パラメータおよび乱流モデルの精緻化による疲労寿命への影響について系統的な評価を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,風力発電設備の損傷検知システムの構築を目的として,入力風速場モデルの高度化および風車構造モデルの精緻化を行うものである.2013年度の実施内容として,まず入力風速場モデルについて,従来のものよりも観測値とよく一致するスペクトルおよび相関モデルの提案を行った.また,銚子観測タワーにおける風速計のデータ整理を行い,これを用いて提案モデルの検証を行った.入力風速場の乱流モデルは風車の応答解析結果,とくに疲労寿命の結果に大きな影響を与えるものであり,本提案モデルを用いることで応答予測精度の向上が期待される.風車構造モデルの精緻化について, 2013年度は銚子沖洋上風車を対象に加振試験を実施し風車の1次固有振動および2次固有振動に対して構造パラメータの計測を行った.大型風車の1次固有振動については多くのデータが得られているのに対し, 2次固有振動のデータは希少であり,本研究において今後構造同定手法の精度検証とモデルの精緻化に用いるとともに,設計基準への反映も期待される.また,構造モデルの精緻化に加え,風車運転時の応答解析の際に必要となる制御モデルの作成も行った.以上の研究は全て銚子沖洋上風車を対象の行い, 2014年度も引き続きモデル化と検証の作業を行っていく予定である.一方, 2013年7月に京都府太鼓山において陸上風車が疲労破壊により倒壊する事故が発生したのを受けて,当初の目的に加えて疲労寿命評価を行うために,倒壊した風車と同じウィンドファームの風車において,加速度および基部モーメントの計測を行った.得られたデータは今後モデルの検証に用いる予定である.近年風車の大型化が急速に進んでいる一方で,日本国内において疲労による風車の倒壊事故が多発しており,設計荷重の合理化および疲労寿命の予測精度向上のために風車の動的応答予測の高精度化が必要不可欠となっている.本研究では,空力弾性解析における風車の構造パラメータおよび三次元風速場の乱流モデルについてそれぞれ観測値に基づいた精緻化を行うことにより風車の動的応答予測の精度を向上させるとともに,モデルの精緻化による風車荷重への影響として地震荷重および発電時変動荷重による疲労寿命について定量的に評価を行った.まず構造モデルの構造パラメータについて,大型風車を対象に加振試験を実施し1次および2次モードに関して希少価値の高いデータを得ることができ,ブレード振動に伴う渦の効果を再現した空力弾性解析により構造減衰の評価を行った.次に風速場モデルについて,カルマンモデルを拡張することによりスペクトルと相関関数が互換性を持つ乱流モデルの提案および洋上風況観測に基づいたモデル検証を行い,大気中立時の乱流の空間構造について乱れスケールの評価を行いモデル化を行った.得られた乱流モデルを用いて風車空力弾性解析を行ったところ,既往モデルを使用した時と比べ変動荷重が観測値とよく一致した.最後に,倒壊事故が発生した風車のタワー高力ボルトの疲労荷重を評価するとともに構造パラメータおよび乱流モデルの精緻化による疲労寿命への影響について系統的な評価を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。年次計画のうち,ブレード回転の解析は行っていないが,その他の入力風速場の作成システム同定,風車制御のモデル化は順調に完了しているため.今後の研究計画として,風速場モデル,風車構造モデルの精緻化を引き続き行う予定である.最終的な目的を損傷検知としていたが, 2013年7月に京都府太鼓山の陸上風車が疲労破壊により倒壊した事故を受け,損傷検知に加え風車の疲労寿命評価を研究に盛り込む予定である.疲労寿命評価には風速場の乱流成分の影響が非常に大きく,また,損傷検知で想定している数十分間より更に長期にわたるモデルが必要になることから,年分布のモデルを導入する予定である.
タンパク導入法を用いた遺伝子欠損の実験的治療

HIVのTATタンパクのアミノ末端11残基を任意のタンパクのアミノ末端に融合し、そのタンパクを細胞内に導入するという、protein transduction法が開発された。この方法を用いて、遺伝子欠損を実験的に治療する基礎的研究を、マウスの始原生殖細胞(PGC:primordial germ cells)の初代培養系を用いて行った。下に述べる結果のように、残念ながら、当初期待したような成果を得ることはできなかった。我々は、マウスPGCに遺伝子を一過的に導入するために、様々な遺伝子導入法を用いて条件検討を行っが、導入効率がよく、かつ細胞障害性の少ない方法を見出すことができなかった。そこで、protein transduction法がPGCにおいて有効かどうかを、レポーターとしてTAT-β-galactosidaseを用いることにより検討した。その結果、ほぼ100%のPGCがβ-galactosidaseの酵素活性を示し、細胞毒性もほとんど認めらなかったことから、マウスPGCにおいてもprotein transduction法の有用性が示された。次に、組換えタンパクCreとショウジョウバエにおいてPGCの形成に必須であるgerm cell-less(gcl)のマウス・ホモログについてTAT融合タンパクを作製しタンパク導入を試みた。しかし、TAT-Cre、TAT-gclともに大腸菌において発現させると細胞毒性を示した。培養条件、タンパク誘導の条件を検討したが改善せず、in vitroにおける大量タンパク発現系も行ったが、必要量のタンパクを得ることができなかった。TAT-Creについては、トランスフェクトしたレポーター・プラスミドにおいて組換えを誘導することから機能的なTAT融合タンパクができていることが示されたが、精製できる量が少ないので内在性の遺伝子における組換えは認められなかった。
光誘起電子移動によるビラジカロイドおよびビラジカルの発生

立体的に同旋開環が規制された双環性ベンゾシクロブテン誘導体の熱反応と光誘起電子移動反応を比較検討した。その結果、熱反応では開環反応は全く起きなかったが、光誘起電子移動によっては容易に逆旋開環し、オルトキノジメタン誘導体を与えることを見い出した。中間体オルトキノジメタンはレーザーフラッシュフォトリシスによる直接観測、またジエノフィルを用いた捕捉反応で確認した。オルトキノジメタン誘導体とジエノフィルとの反応で種々の環状化合物を合成できる。したがって光誘起電子移動を用いる双環性ベンゾシクロブテンの開環は合成的にも有用な反応である。2,3-ビス(1-フェニルビニル)フランおよびピロールの光誘起電子移動反応について検討した結果、それらの電子環状環化が起こりジメチレンフランおよびピロール型ビラジカルが発生することがわかった。各種アルケン類とビラジカルとの付加の立体化学についても検討した。アルケン類としてはフマロニトリル、ジメチルマレエ-トおよびフマレートを用いた。その結果、いずれの場合にもアルケンの立体が保持された付加体が得られることがわかった。このことよりビラジカルは一重項であると結論した。5,5-ジメチル-2,3-ビス(1-フェニルビニル)シクロペント-1,3-ジエンの光誘起電子移動反応についても検討した。その結果、基質の電子環状反応が容易に起こりテトラメチレンエタン型ビラジカルが発生することを発見した。レーザーフラッシュフォトリシスによる動的挙動の観測とジエノフィルを用いた捕捉実験の結果からビラジカルには2種類、すなわちスピン多重度が1重項のものと3重項のものが存在することが示された。3-メトキシ-4-メチルベンゾシクロブテンのトランス体(trans-1)およびシス体(cis-1)の電子移動による開環反応の立体選択性について検討した。基質とテトラシアノエチレンのCT錯体に光照射したところ、2,2,4,4-テトラシアノ-1-メトキシ-4-メチルテトラリン(trans-2およびcis-2)が生成することがわかった。trans-1からの反応では、2のtrans体とcis体の比が1:2で、cis-1からは5:1の比で得られることを見いだした。このことは、カチオンラジカル状態ではtrans-1およびcis-1は、同旋と逆旋開環を同時に起こすことを示している。1の熱的開環は立体特異的に同旋過程で進行するのに対し、対照的な結果である。2,3-ビス(1-フェニルビニル)フラン3の光誘起電子移動反応について検討した。その結果、3の電子環状環化がおこりジメチレンフラン型ビラジカル4が発生することがわかった。各種アルケン類とビラジカル4との付加の立体化学についても検討した。このことよりビラジカル4は一重項であると結論した。

5, 5-ジメチル-2, 3-ビス(1-フェニルビニル)シクロペント-1, 3-ジエンの光誘起電子移動反応について検討した。その結果、基質の電子環上反応が容易に起こりテトラメチレンエタン型ビラジカルが発生することを発見した。レーザーフラッシュフォトリシスによる動的挙動の観測とジエノフィルを用いた捕捉実験の結果からビラジカルには2種類、すなわちスピン多重度が1重項のものと2重項のものが存在することが示された。
モデルマウスを用いたNAFLD/NASH増悪に関する歯周病の包括的解析

非アルコール性脂肪肝炎(nonalcoholic steatohepatitis: NASH)は生活習慣病に強く関連し,肥満の増加に伴い増加している肝疾患である.非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の進展には、エンドトキシン(ET)が関連していることが報告されている.高脂肪食モデルマウスを用いた検討においてギンギバリス菌由来LPSによる肝障害は自然免疫系の受容体であるToll-like receptor 2,4を介し,また肝障害にはSTAT3を介したNF-kB経路が関与していた.臨床検討では歯周ポケット4mm以上が10か所以上あるNASH患者は有意にギンギバリス菌への感染が高いことを発見した。非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の進展には、グラム陰性桿菌が放出するエンドトキシン(ET)が関連しており、ヒトではendotoxin activity assayの測定値は肝組織学的炎症反応、風船様膨化のグレードと有意に相関していた。ETは、腸内細菌や歯周病菌より放出されることが知られており、NAFLD患者における歯周病菌ポリフォモナス・ギンギバリス菌の感染率の上昇、歯周ポケット4mm以上が10か所以上あるNASH患者は有意にギンギバリス菌への感染が高いことを発見した。動物実験においてギンギバリス菌が放出するETを用い普通食(BD)マウス(健常肝モデル)では肝障害を起こさず、12週間の高脂肪食(HFD)マウス(NASHモデル)では肝障害を起こす濃度を検討したところ、0.25mg/kgの1回投与でHFD負荷マウスにおいてALTの増加をきたした。さらにこの濃度のETをHFD、12週負荷後、投与したところ肝組織(炎症、線維化)の増悪を認める結果となり、ギンギバリス菌由来のETによる脂肪肝の増悪(脂肪肝炎への進展)を起こす結果となった。HFD負荷TLR2ノックアウトマウスとTLR4ノックアウトマウスを用いて検討したところ、TLR2およびTLR4ノックアウトマウスではALTや肝病理の増悪を認めなかった。さらに責任細胞を同定するため肝臓特異的STAT3ノックアウトマウス、マクロファージ特異的STAT3ノックアウトマウスを用いたところマクロファージ特異的STAT3ノックアウトマウスでは有意にALTの改善を認めたが、肝細胞特異的STAT3ノックアウトマウスではALTの改善を認めギンギバリス菌由来のETにはマクロファージに存在するSTAT3の関与が示唆された。非アルコール性脂肪肝炎(nonalcoholic steatohepatitis: NASH)は生活習慣病に強く関連し,肥満の増加に伴い増加している肝疾患である.非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の進展には、エンドトキシン(ET)が関連していることが報告されている.

高脂肪食モデルマウスを用いた検討においてギンギバリス菌由来LPSによる肝障害は自然免疫系の受容体であるToll-like receptor 2,4を介し,また肝障害にはSTAT3を介したNF-kB経路が関与していた.臨床検討では歯周ポケット4mm以上が10か所以上あるNASH患者は有意にギンギバリス菌への感染が高いことを発見した。以前の我々の結果から、大腸菌由来のETではレプチンによってTLR4受容体の共受容体であるCD14発現を亢進させること、またレプチン-STAT3-NFkBシグナルが肝障害に関与していることを報告しており、またギンギバリス菌由来のETでは自然免疫啓としてSTAT4のみならずSTAT2が関与していることが報告されているため、本研究ではメカニズムを解明するため、HFD負荷TLR2ノックアウトマウスとTLR4ノックアウトマウスを用いてギンギバリス菌由来のETを投与し、ギンギバリス菌由来のETが脂肪肝の増悪(脂肪肝炎への進展)をきたすメカニズムの検討を行う。さらに責任細胞を同定するため肝臓特異的STAT3ノックアウトマウス、マクロファージ特異的STAT3ノックアウトマウスを用いてギンギバリス菌由来のETにマクロファージに存在するSTAT3の関与を検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。非アルコール性脂肪肝炎29年度が最終年度であるため、記入しない。
脳幹シナプス前ATP受容体による神経伝達物質放出制御機構の解明

ラットおよびマウス延髄スライスを作成し、孤束核ニューロンからホールセル・パッチクランプ法で微小興奮性シナプス後電流(mEPSC)を記録した。平成13年度は、下記の事実を証明した。(1)ATPおよびα,β-methyleneATP(αβmeATP)がmEPSC頻度を約400%まで有意に増加、(2)この効果は10-40μMのPPADS、1.01μMのTNP-ATPによって消失、(3)この効果は、細胞外Ca除去によって消失しCd^<2+>存在下に残存、および、(4)αβmeATPは、孤束刺激誘発EPSCのfailure rateを増大しない。平成14年度は、さらに以下の知見を得た。(1)αβmeATP投与によって80%のニューロンにおいて自発性のものよりも高振幅のmEPSC(large mini)が発生した、(2)cyclopiazonic acid,ryanodine,2APBはこのlarge miniの発現に影響を及ぼさなかった、(3)これらのlarge miniは、Cd^<2+>存在下でも発生し、Cd^<2+>存在下TTX非存在下にシナプス後ニューロンに活動電位を発生させた、(4)αβmeATPは孤束核ニューロンの自発ならびに微小抑制性シナプス後電流には影響を及ぼさなかった、さらに、マウスにおいて、(5)αβmeATPによるmEPSC頻度増加は、GAD67陰性細胞のすべてで生じ、GAD67陽性細胞では50%でしか生じなかった。以上から、孤束核興奮性および一部の抑制性小型ニューロンに投射する興奮性ニューロン線維の終末にはP2X受容体(P2X_<4/6>、P2X_<1/5>型もしくは未同定のヘテロ受容体)が発現し、その活性化はP2X受容体からの直接的Ca流入によって、活動電位および電位依存性Caチャネル活性化に依存しないグルタミン酸放出を誘発し、シナプス伝達を誘発する事実が証明された。ラット延髄スライスを作成し、孤束核小型ニューロンからホールセル・パッチクランプ法で膜電流を記録した。孤束一次求心性線維を電気刺激した。Picrotoxin、strychnineおよびtetrodotoxin存在下、微小興奮性シナプス後電流(mEPSC)を記録した。1.ATPおよびα,β-methyleneATP(α,βmeATP)はmEPSC頻度を約400%まで有意に増加した。前者および後者の効果のEC50はそれぞれ、330μMおよび80μMであった。2.この効果は10-40μMのPPADS存在下に消失した。TNP-ATPによる抑制のIC50は1.01μMであった。20μM Reactive blue、Zn^<2+>(10-100μM)およびivermectin(10μM)は、α,βmeATPのmEPSC頻度増加作用に影響しなかった。3.ATPおよびα,βmeATPによるmEPSC頻度増大効果は細胞外Ca除去によって消失した。4.ATPおよびα,βmeATPによるmEPSC頻度増大効果は、Cd^<2+>存在下でもほぼ同程度観察された。5.促進したグルタミン酸放出の起源が孤束終末である可能性を検証するため、tetrodotoxin存在下、孤束を刺激し、failure rateを計測した。α,βmeATPがEPSC頻度を増大させた時も、failure rateは増大しなかった。

以上の結果から、孤束核小型ニューロンに投射する興奮性介在ニューロン線維の終末にはP2X受容体(P2X_<4/6>型もしくは未同定のヘテロ受容体)が発現し、その活性化はP2X受容体からの直接的Ca流入によって、活動電位および電位依存性Caチャネル活性化に依存しないグルタミン酸放出を誘発する事実が証明された。ラットおよびマウス延髄スライスを作成し、孤束核小型ニューロンからホールセル・パッチクランプ法で微小興奮性シナプス後電流(mEPSC)を記録した。昨年度は、(1)ATPおよびα,β-methyleneATP(α,βmeATP)がmEPSC頻度を約400%まで有意に増加、(2)この効果は10-40μMのPPADS、1.01-μMのTNP-ATPによって消失、(3)この効果は、細胞外Ca除去によって消失しCd^<2+>存在下に残存、および、(4)α,βmeATPは、孤束刺激誘発EPSCのfailure rataを増大しない事実を証明した。本年度は、さらに以下の知見を得た。(1)α,βmeATP投与によって80%のニューロンにおいて自発性のものよりも高振幅のmEPSC(large mini)が発生した、(2)cyclopiazonic acid, ryanodine,2APBはこのlarge miniの発現に影響を及ぼさなかった、(3)これらのlarge miniは、Cd^<2+>存在下でも発生し、Cd^<2+>存在下TTX非存在下にシナプス後ニューロンに活動電位を発生させた、(4)α,βmeATPは孤束核ニューロンの自発ならびに微小抑制性シナプス後電流には影響を及ぼさなかった。さらに、マウスにおいて、(5)α,βmeATPによるmEPSC頻度増加は、GAD67陰性細胞のすべてで生じ、GAD67陽性細胞では50%でしか生じなかった。以上から、孤束核興奮性および一部の抑制性小型ニューロンに投射する興奮性ニューロン線維の終末にはP2X受容体(P2X_<4/6>、P2X_<1/5>型もしくは未同定のヘテロ受容体)が発現し、その活性化はP2X受容体からの直接的Ca流入によって、活動電位および電位依存性Caチャネル活性化に依存しないグルタミン酸放出を誘発し、シナプス伝達を誘発する事実が証明された。