hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
主鎖剛直・柔軟性とメソゲン側鎖稠密度の組合せがもたらす高分子液晶の相変化挙動

本研究では、折れ曲がりや絡み合いが無い剛直主鎖を持つ新規な一連の主鎖/側鎖型高分子液晶を合成し、主鎖/側鎖の構造的要因を変化させ、相変化挙動をはじめとする各種物性との相関原理を明らかにした。これまでは、柔軟主鎖でかつまばらにメソゲン側鎖基を有する構造での検討のみがなされており、主鎖/側鎖の構造的要因と液晶性発現の相関を独立に明らかにする研究は成されてこなかった。これにより、高分子液晶の分子設計原理の中で大きく欠如していた一連のblack box部を補い、総合的な知見が得られる。当該高分子液晶は、側鎖構造を様々に制御でき高分子積層膜や高次規則構造を発現する新規高分子材料としての応用も期待される。研究計画書に書かれている内容のほぼ全てに当たる内容とそれ以外の内容について、達成できたため、研究は当初の計画以上に遂行していると言える。達成項目は下記の6点である。(1)メソゲン側鎖基のスペーサー長効果を検討するために、m = 35, 79, 1114, 16, 18のHOCH(CH3)CH2O(CH2)mOMを必要量合成した。(2)フマル酸とのエステル化反応により相当するbis-Fフマレートモノマーを、同様の手法により相当するbis-Nノルボルネンジカルボキシレートモノマーを合成した。(3)bis-Fはラジカル重合、bis-Nは配位アニオン重合によりポリマーへ導いた。(4)各ポリマーの分子量分画を行い、分散度が1.1以下の各種分子量の試料を確保した。またそれぞれの試料についてキャラクタリゼーションを行った。(5)上記(4)で得られた試料について、液晶相変化の温度特性を求め、XRD測定などを実施した。(6)ロジウム錯体を用いたジアゾ酢酸エステルの重合によるシンジオタクチックポリ置換メチレンの合成を行った。具体的には(1)(4)記載の試料以外に側鎖基がアルキレンないしフェニルアルキレンのポリ置換メチレンを重合し、液晶としてのキャラクタリゼーション((5)を中心に)を行った。特にアルキレン側鎖を持つポリ置換メチレン群について、一定長以上の側鎖炭素数条件でヘキサゴナルカラムナー相を発現し、主鎖がポリマーのシンジオタクチック性に由来したらせん構造を取る事をそれぞれ明らかにした。2013年度は以下4つの項目を達成した。(1)スペーサー長の異なる2つのメソゲン側鎖基を持つ非対称bis-Fを、マレイン酸無水物と第一のメソゲン側鎖基原料を反応させて半エステルとし、第二のメソゲン側鎖基原料とエステル化して得た。なお、bis-F合成における、マレエートからフマレートへの塩基触媒異性化反応経路の確立も実施した。(2)bis-Fをラジカル重合によりポリマーへ導いた。各ポリマーの分子量分画を行い、分散度が1.1以下の各種分子量の試料を確保した。(4)上記(2)で得られた試料について、液晶相変化の温度特性を偏光顕微鏡観察とDSC測定より求め、XRDなどを実施、液晶相を決定した。結果、対称系では温度依存性(メソゲンの熱揺らぎに由来する値の低下)が見られたが、非対称系では室温付近から約0.5の値を維持し、温度依存性はほとんど観測されなかった。またX線回折像より、スペーサー長の異なる2つのメソゲン側鎖基を持つモノマーから成るポリ置換メチレンについて周期的な歪みを持つ層構造を確認した。本現象は、ポリ置換メチレンの特徴である剛直主鎖と高い置換基密度に起因しており、異なるスペーサー長により生じる相の不安定性を、昇温に伴う主鎖の運動性の増加によって緩和するため起こると考える。(5)前年に引き続きロジウム錯体を用いたジアゾ酢酸エステルの重合によるシンジオタクチックポリ置換メチレンの合成を行った。具体的にはフェニルアルキレン側鎖を持つポリ置換メチレンを重合し、液晶としてのキャラクタリゼーションを行った。結果、本ポリマーについて液晶相を確認し、一定長以上の側鎖炭素数でアルキレン側鎖を持つポリマー同様のヘキサゴナルカラムナー相の発現が見られた。アルキレン側鎖が長い場合は低温側で二次元格子構造が確認された。本結果は、側鎖のパッキングに起因して主鎖による格子構造が変化することを示唆する。本研究は、主鎖の折れ曲がりや絡み合いが無い「剛直主鎖/稠密メソゲン側鎖基」型の新規な一連の高分子液晶を合成し、主鎖/側鎖の構造的要因を独立に変化させ、相変化挙動をはじめとする各種物性との相関原理を明らかにする。

これまでは、柔軟主鎖でかつまばらにメソゲン側鎖基を有する構造での検討のみがなされており、主鎖/側鎖の構造的要因と液晶性発現の相関を独立に明らかにする研究は成されてこなかった。これにより、側鎖型高分子液晶の分子設計原理の中で大きく欠如していた一連のblack box部を補い、総合的な知見の完結を図る。得られる「剛直主鎖/稠密メソゲン側鎖基」型高分子液晶は、側鎖液晶メソゲン部の構造を様々に制御できることが期待されるため高分子積層膜等への応用も期待される。本年度は、「剛直主鎖/稠密メソゲン側鎖基」型の一連の高分子液晶を合成する為に、スペーサーをヘキサメチレンとデカメチレンに固定し、シアノビフェノキシないしペンチルシクロヘキシルフェノキシメソゲンの液晶性モノマー・ポリマーの合成とキャラクタリゼーション(液晶相変化の温度特性、重合度分布(分子量分散)測定等)を行った。また上記研究の進捗が良かった為、更に高い分子量の高分子液晶を得るために、ロジウム錯体を用いた置換メチレンの重合についても検討を行った。当初予定したフマレートモノマーから始まったポリ置換メチレンの重合/評価以外にもロジウム錯体をベースとしたジアゾ酢酸エステルからのポリ置換メチレン重合とそのキャラクタリゼーションも達成しているため。研究計画書に書かれている内容のほぼ全てに当たる内容とそれ以外の内容について、達成できたため研究は当初の計画通り遂行していると言える。達成項目は下記の6点である。(1)枝分かれアルキレン=イソプロピレン,スペーサー=ヘキサメチレンまたはデカメチレン、メソゲン=シアノビフェノキシまたはペンチルシクロヘキシルフェノキシである4種のメソゲン側鎖基原料を合成した。(2)モノイソプロピルフマル酸とのエステル化反応により、メソゲン側鎖基を1個有するフマレートモノマー(mono-Fと略)とノルボルネンジカルボキシレートモノマー(mono-Nと略)を合成した。(3)フマル酸とのエステル化反応により、メソゲン側鎖基を2個有するフマレートモノマー(bis-Fと略)とノルボルネンジカルボキシレートモノマー(bis-Nと略)を合成した。(4)mono-F, bis-Fはラジカル重合により、mono-N, bis-Nは配位アニオン重合により相当するポリマーへ導いた。(5)各ポリマーについて、IR,NMR測定などのキャラクタリゼーションを行った。また液晶相変化の温度特性を偏光顕微鏡観察とDSC測定より求め、液晶相同定の為に小角X線回折測定(XRD)を実施した。(6)ロジウム錯体を用いた置換メチレンの重合を採用し、フマレートモノマーの系に比べ高い分子量の目的高分子液晶を得て、上記(5)の検討を行った。下記5項目について、研究を行う。(1)スペーサー長の異なる2つのメソゲン側鎖基を持つ非対称長bis-Fあるいはbis-Nの合成経路を、次のいずれかの方法で確立する。a)フマル酸またはノルボルネンジカルボン酸のモノt-ブチルエステルを得て、第一のメソゲン側鎖基原料とエステル化した後にt-ブチル基を除去し、第二のメソゲン側鎖基原料とエステル化して目的の「非対称長メソゲン側鎖基を持つbis-Fあるいはbis-N」を得る。b)マレイン酸無水物あるいはノルボルネンジカルボン酸無水物と第一のメソゲン側鎖基原料とを反応させて半エステルとし、第二のメソゲン側鎖基原料とエステル化して目的の「非対称長メソゲン側鎖基を持つbis-Fあるいはbis-N」を得る。なお、bis-F合成においては、途中、マレエートからフマレートへの塩基触媒異性化反応経路の確立も実施する。
アルキル化DNA修復欠損株を用いたDNA修復及び突然変異機構の解析

研究計画にそって成果をまとめた。1.O^6-メチルグアニンと突然変異の生起ニトロソグアニジン(MNNG)耐性HeLaS_3細胞(MR10-1)よりニトロソウレア誘導体であるACNUに抵抗性細胞(AC^r41、AC^r42)を分離した。これらのAC^r細胞はO^6-メチルグアニンDNAメチルトランスフェラーゼ(MT)活性が回復していた。AC^r細胞と親株のMNNGによる6-チオグアニン及びウワバイン耐性細胞の出現頻度を比較して、AC^r細胞が突然変異誘発に抵抗性があることがわかった。2.O^6-メチルグアニン以外の細胞死に関係するアルキル化塩基の同定大腸菌のalkA遺伝子を動物細胞用発現ベクター(p500)に組込み、リン酸カルシウム沈殿法でBHK細胞に導入する事ができた。現在ヒト培養細胞にエレクトロポレーシンでalkAの導入を試みている。3.O^6-メチルグアニンと細胞死の関連HeLaS3Mer^-細胞からACNUに抵抗性細胞を分離した。AC^r細胞はMT活性が著明に増加していた。このAC^r細胞は親株に比し、MNNGによる致死に抵抗性であった。MR10-1細胞のMNNG耐性機構MNNG耐性細胞、MR株の中に、自然突然変異率の高い細胞(MR10-1、MR1-3)と親株(HeLaS3Mer^-)と変わらない細胞の二種の細胞が存在していた。前者の細胞株は6-メチルメルカプトプリン及び6-メチルメルカプトプリンリボシッドに親株に比し抵抗性であった。1、3の成果からO^6-メチルグアニンがMNNGによる突然変異及び細胞致死に関係していることが強く示唆された。今後、O^6-メチルグアニンと発がんとの関係、MR10-1及びMR1-3を用いての自然突然変異のメカニズムの解明をおこなう計画である。
イネ人工染色体を用いた多色FISH法によるイネ科穀類の染色体彩色とシンテニー解析

1.イネまたはタルホコムギのバクテリア人工染色体(BAC)クローンを染色体別にプールしてプローブとして、タルホコムギやパンコムギなどのイネ科穀類の染色休に対して、多色FISH法で染色体ペインティング(彩色)を行った。3種類の蛍光色素を組み合わせることによって、各染色体由来のプローブを異なった色ですべてを区別するような標識-検出系のシステムの開発に成功した。また。この染色体彩色の技術によって、イネ科穀類の1つであるシコクビエあるいはピーナッツやコーヒーなどの4倍性有用植物ののゲノム提供種を同定することができた。2.タルホコムギのBACライブラリーから500クローン(一部は各種病虫害低抗性遺伝子、種子貯蔵蛋白質遺伝子、澱粉生合成系遺伝子などの有用遺伝子を含む)選び、コムギおよび他の穀類の中期染色体に多色FISHを行い、染色体上のシグナルの位置からシンテニー解析を行った。重要遺伝子の多くは、染色体の末端にマップされ、タンデムに重複して存在していることがわかった。また、一部の遺伝子では種を超えて、シンテニーが保存されていた。3.イネ科穀類のDNAファイバーにタルホコムギ由来の人工染色体(BAC)クローンを位置付ける方法を開発した。これによって、コンティグ作成の可視化が可能となった。4.セントロメア領域を含むタルホコムギのBACクローンを多数単離することができ、これらクローンの詳細な解析を行ったところ、イネ、ソルガム、オオムギ、トウモロコシで報告されたセントロメア配列とホモロジーをもつ配列がみつかった。また、BACクローンやサブクローンされたものを用いてイネ科穀類の染色体にFISHを行った。さらに、DNAファイバーFISHによって各種セントロメア配列の構造を明らかにした。また。1.YACライブラリーとBACライブラリーの比較検討イネのYACライブラリーは、平均挿入サイズ350kbの約7000個のYACクローンからなり、そのうち各染色体に割当てられているクローンは約5、000個で、染色体1本あたり平均400である。一方、BACライブラリーは、平均挿入サイズ150kbの13000クローンで、染色体1本あたり1000クローンほどになる。YACシステムのほうが取り扱う数が少なくてすむことと、コンティングがかなり明らかになっているので、このシステムを用いることにした。また、コムギの人工染色体を比較対象とするためにコムギに対するDゲノム親であるタルホコムギのBACライブラリーの作成に取り掛かり、これまでたくさんのクローンを得、現在それらのサイズなどを調べている。2.イネの染色体別巨大DNAクローンのイネ科穀類他ゲノムでの分布染色体1本あたり400YACクローンからお互いにオバ-ラップしないクローンを100選択した。本年度購入したパルスフィールド電気泳動装置を用いて、各クローンのチェックとインサート部分の抽出を行った。イネの第1染色体に所属する約100クローンをプールしてジゴキシゲニン-dUTPで標識して、イネ、コムギ、オオムギの中期染色体上にFISHを行い、イネの各染色体部分が他の植物のどの染色体のどの部分に相当するか視覚化した。なお、他種植物の染色体同定には染色体マーカーである反復配列DNAをビオチン標識したものを同時FISHした。3.イネ科穀類におけるフィジカルマッピングによるシンテニ-解析澱粉枝付け酵素I遺伝子、5SrRNA遺伝子およびAfalファミリーについて、FISH法で染色体上でのシンテニ-解析を行った。これらの結果は3論文にまとめられた。1.イネの染色体別クローンを用いた多色FISH

法によるイネ科ゲノムの染色体彩色イネの人工染色体クローン(YAC、BAC)を染色体別にプールしてプローブとし、別のイネ科植物であるコムギおよびタルホコムギの染色体に対して、多色FISH法で染色体ペインティングの実験を行った。3種類の蛍光色素を組み合わせることにより、イネの12本の染色体由来のプローブを色ですべて区別するような標識-検出系のシステムの開発に成功した。しかし、他のイネ科植物に対しては、プールしたクローンの量が少なかったので、標識可能なシグナルを染色体上に得るには至らなかった。今後、クローン数をさらに増やすなどの工夫が必要と思われる。2.タルホコムギの人工染色体クローンを用いたFISHによるシンテニー解析タルホコムギのバクテリア人工染色体(BAC)ライブラリーからランダムに400クローン選び、タルホコムギおよび他のイネ科植物パンコムギ、オオムギ、ライムギ、イネ、トウモロコシの中期染色体に多色FISHを行い、染色体上のシグナルの位置からシンテニー解析を行った。タルホコムギのBACクローンは高度反復配列を含むので、明瞭なシグナルを示さない場合が多かったが、1クローンはタルホコムギ、パンコムギ、ライムギ、オオムギの動原体領域のみにシグナルを示し、他のイネ科では全くシグナルを示さなかった。このことは、動原体構造はムギ類では類似しているが、その他のイネ科ではかなり異なることが分かった。一方、5SrRNAや18S-26SrRNAを含むクローンは、イネ科ばかりか、マメ科(ピーナッツ)やコーヒーなどの双子葉植物のrDNAと非常に高いシンテニーを保っていることがFISH解析から明らかになった。3. DNAファイバー上における人工染色体クローンを用いたFISH解析コムギのDNAファイバーにタルホコムギ由来の人工染色体(BAC)クローンを位置付ける方法を開発した。2と3の研究成果は、6編の学術論文に発表された。1.多色FISH法を用いたフィジカルマッピングによるシンテニー解析イネ染色体上に並んでいる巨大DNAクローンを7種選び、7色FISH法により微細マッピングを行い、他ゲノム染色体ではどのような順に並んでいるのかを調べた。イネ科植物では、各種病気抵抗性遺伝子、種子貯蔵蛋白質遺伝子、澱粉成合成系遺伝子などの重要遺伝子の多くは、染色体の末端にマップされ、タンデムに重複して存在していることなどの知見を得ることができた。また、一部の遺伝子では種を超えて、シンテニーが保存されていることが明らかにされた。2.タルホコムギの染色体別クローンを用いた多色FISH法による染色体彩色タルホコムギのバクテリア人工染色体(BAC)DNAクローンを染色体ごと(第1、第5及び第7染色体)にプールし、3種類の蛍光色素、FITC(緑)、ローダミン(赤)、AMCA(青)で区別するように標識し、イネ科穀類6種の中期染色体上にFISHを行ってペインティングした。しかし、膨大な量の反復配列のために明瞭に染色体を彩色することはできなかった。3.イネ科セントロメア構造の比較セントロメア領域を含むタルホコムギのBACクローンを多数単離することができ、これらクローンの詳細な解析を行い、イネ、ソルガム、オオムギ、トウモロコシで報告されたセントロメア配列とホモロジーをもつ配列がみつかった。
環境メタゲノムスクリーニングによる新規ラッカーゼの探索と機能性材料合成への応用

本研究では、環境試料から直接DNAを抽出してメタゲノムライブラリを作製し、ラッカーゼ活性を指標としたスクリーニングによる新規ラッカーゼの獲得を目指した。さらに、基質スクリーニングを行った後、基質材料開発を目指した酵素の高性能化・高機能化を行った。本研究により、高活性を有するラッカーゼの高効率発現に関する知見が得られ、これを利用した進化工学によって本酵素の優良変異体を得ることに成功した。ラッカーゼは様々な芳香族化合物を酸化する能力を有しており、染色・脱色・エンジニアリングプラスチック合成などに活用されているが、反応によっては大量の酵素が必要である。主要な市販ラッカーゼは真菌(カビ・キノコ)由来であり、異種発現による大量生産や遺伝子工学による高活性化・高機能化が難しい。さらに現在使用可能な全ての酵素は、環境中の培養可能な1 %未満の微生物から得られたものであり、残り99 %の微生物資源の有効利用が望まれている。そこで本研究では、環境試料から直接DNAを抽出してメタゲノムライブラリを作製し、ラッカーゼ活性を指標としたスクリーニングを行い、難培養微生物由来新規ラッカーゼの獲得を目指す。さらに、基質スクリーニングを行った後、機能性材料開発を目指した酵素の高性能化・高機能化を行う。本年度は、難培養微生物由来新規ラッカーゼ獲得を目指した大腸菌を宿主としたスクリーニング系を構築した。まず、竹林を初めとする様々な環境サンプルから環境DNAを抽出・増幅した後、5 kbp程度に断片化した。次いで、断片化DNAを発現ベクターに導入した後、大腸菌を形質転換してライブラリを作製した。ラッカーゼの異種発現において、銅濃度等の発現条件の最適化が重要であるため、ラッカーゼ発現に最適培養条件の検討を行った。その後、最適条件下で培養したライブラリを用いて、ラッカーゼ活性を指標としたスクリーニングを行った。その結果、いくつかのポジティブクローンを得ることに成功した。現在、これらクローンの遺伝子解析を実施している。本申請研究では、メタゲノムスクリーニングによって難培養微生物由来の新規ラッカーゼを獲得するとともに、この酵素の進化工学による高性能化を計り、得られた人工進化酵素による機能性材料の合成反応を行うことを目標としている。本研究では、「目的とするラッカーゼ反応に特化したスクリーニング系の構築」が重要となるが、「宿主が有するラッカーゼ活性の影響の排除」及び「培養法などのスクリーニングの最適化」に予想以上に時間がかかってしまったため、当初の予定よりやや遅れていると判断している。本年度は、平成27年度に構築したライブラリを用い、(1)ラッカーゼ活性を指標にしたスクリーニング、及び(2)PCRによるスクリーニングを実施した。その結果、(2)PCRによるスクリーニング手法で目的酵素遺伝子の獲得を試みたところ、部分配列ではあるもののラッカーゼと思われる配列を有するクローンが得られた。また平成27年度において、大腸菌由来ラッカーゼも有用な触媒になり得ることが示唆された。そこで、本酵素の基質スクリーニングを行ったところ、本酵素は様々な芳香族化合物の酸化反応を触媒できることが明らかとなった。本申請研究では、メタゲノムスクリーニングによって難培養微生物由来の新規ラッカーゼを獲得するとともに、この酵素の進化工学による高性能化を計り、得られた人工進化酵素による機能性材料の合成反応を目標としている。本年度は2種類のスクリーニング法による目的酵素遺伝子の取得を試みたが、構造遺伝子全長を得るまでには至らず部分配列の獲得にとどまったため、当初の予定よりやや遅れていると判断している。ラッカーゼは様々な芳香族化合物を酸化する能力を有しており、染色・脱色・エンジニアリングプラスチック合成などに活用されているが、反応によっては大量の酵素が必要となる。さらに現在使用可能な全ての酵素は、環境中の培養可能な1%未満の微生物から得られたものであり、残り99%の微生物資源の有効利用が望まれている。さらに、基質スクリーニングを行った後、基質材料開発を目指した酵素の高性能化・高機能化を行う。平成28年度において、大腸菌由来ラッカーゼが様々な芳香族化合物と効率よく反応することから有用な触媒となり得ることが示唆された。そこで本年度は、平成27年度に構築した組換え発現系を用い、高活性化を目指した大腸菌由来ラッカーゼの進化工学を実施した。まず、ランダム変異導入によって変異酵素ライブラリを作製した。次いで、酸化活性を指標として第1次スクリーニングを行った。

その結果、第1世代の変異酵素群から、野生型に比べ分解活性が向上しているものが数クローン得られた。今後これらの解析を行い高活性化の要素因子を解明して、高い合成活性を有する生体触媒開発につなげていきたい。本研究では、環境試料から直接DNAを抽出してメタゲノムライブラリを作製し、ラッカーゼ活性を指標としたスクリーニングによる新規ラッカーゼの獲得を目指した。さらに、基質スクリーニングを行った後、基質材料開発を目指した酵素の高性能化・高機能化を行った。本研究により、高活性を有するラッカーゼの高効率発現に関する知見が得られ、これを利用した進化工学によって本酵素の優良変異体を得ることに成功した。平成27年度において「環境DNAメタゲノムを用いたラッカーゼスクリーニング系の構築」がほぼ達成できている。そこで、今後の研究推進方策として、当初の計画通り本システムを利用して「ラッカーゼのメタゲノムスクリーニング」を実施する。また、予備実験において大腸菌由来ラッカーゼも有用な触媒となり得ることが分かったので、本酵素の利用も平行して検討する。本年度は、PCRを用いたメタゲノムスクリーニングによって、ラッカーゼ遺伝子部分配列が得られたことから、平成29年度は引き続き構造遺伝子全長の獲得を目指す。また、大腸菌由来ラッカーゼの系についても、高機能高分子材料合成を目的とした高性能化・高機能化を試みる。複合新領域平成27年度において研究がやや遅れ気味であった結果、本年度実施予定であったハイスループットスクリーニング等に必要な機器や消耗品の購入を平成28年度に延期したために残額が生じた。平成28年度においてやや遅れ気味であった結果、本年度実施予定であった実験に必要な機器や消耗品の購入を平成29年度に延期したために残額が生じた。平成28年度では、ラッカーゼのメタゲノムスクリーニングを行うとともに、得られた酵素の反応特性を明らかにする。そのために必要な活性測定装置や反応物精製装置を購入する予定である。一方、消耗品については比較的高額な生化学試薬が必要となる上、使い捨てのプラスチック器具を多用することになる。さらに、多数のDNA配列解析が必須であることから、その解析に使用する生化学試薬及び消耗部品の購入費用を消耗品費として計上した。このほか、成果報告発表の旅費や論文投稿費を計上している。平成29年度では、PCRを用いたラッカーゼのメタゲノムスクリーニングを行うとともに、大腸菌由来ラッカーゼの高機能化・高性能化を実施する。そのために必要な遺伝子増幅装置を購入する予定である。一方、消耗品についてはランダム変異導入用試薬など高額な生化学試薬が必要となる上、使い捨てのプラスチック器具を多用する予定である。さらに、多数のクローンに対して遺伝子解析が必須であることから、その際に使用する生化学試薬及び消耗部品の購入費用を計上した。
腸管寄生性:原虫であるブラストシスチスの分類・系統に関する分子生物学的研究

ブラストシスチスは、ヒトだけでなく種々の動物から分離・株化されており、ヒトとヒト以外の動物由来の分離株との異同が困難であるため、ヒトヘの感染源の同定を困難としている。我々は、PCRを応用した遺伝子ゲノム解析から、ヒトから分離された株間にゲノムの多様性が存在すること、そしてニワトリ由来の分離株に人畜共通株が存在することを証明し、ヒト-動物間の伝播が存在することを示してきた。本研究では、ゲノムの異同を容易に検出する特異的遺伝子プライマーを設計し、これまでに分離・株化されたブラストシスチス株間のゲノムの異同を把握し、現在保有している約100株のブラストシスチスついて体系的な分類と人畜共通性の株同定を行った。種々のブラストシスチス株をサブタイプに分類するための特異的遺伝子プライマーを、ヒト由来株から7種類、ヒト以外の動物由来の分離株から2種類、合計9種類設計し検査した。約50株のヒト由来分離株は、4種類の遺伝子型にサブタイプ分けできることが判明した。さらに、遺伝子型の解析により、同じ施設に滞在する患者間、あるいは患者-職員間でブラストシスチスの伝播が生じることが判明した。一方、動物由来の約50株について検査したところ、我々の以前のゲノム解析から人畜共通株と同定されたニワトリ由来株だけでなく、ウズラ由来の3株、ニワトリ由来の2株、サル由来の2株がヒト由来分離株から作製した特異的プライマーで検出された。従って、これらウズラ由来、ニワトリ由来、サル由来の合計7株は人畜共通性の株であることが判明した。今後、多種多様な動物からブラストシスチスを分離し、そのゲノム解析を行い、人畜共通性の株を同定し、ヒトへの感染源となりうる動物を見つけだすことは衛生上からも重要であると考える。消化管寄生性の原生動物であるブラストシスチスは、ヒトだけでなく種々の動物から見いだされている。これらは抗原性・生育温度・核型などの相違から異なる種類のブラストシスチスが存在すると考えられている。我々は、PCR法を応用した遺伝子ゲノム分析からヒトから分離された株間にゲノムの異同が存在することを証明している。本研究では、ゲノムの相同な株を検出するための特異的遺伝子ブライマ-を設計し、これまでに分離・株化されたブラストシスチス株間のゲノムの異同を把握するだけでなく、今後分離・株化されるブラストシスチス株間の体系的な分類と人畜共通性の株同定を目的としている。大阪市内在住のヒトから分離された15株についてPCR法によるゲノム分析を行い、増幅された遺伝子断片の中から相同性の高い遺伝子断片を切り出し、塩基配列を決定した。これを基にブラストシスチスに特異的な部位の塩基配列を増幅させるプライマーの設計を行い、ブラストシスチス遺伝子ゲノムの一部を増幅させるプライマーを二種類作製した。これらのプライマーを用いてPCR法にて大阪市内のヒトからの15株について検査したところ、14株に増幅された遺伝子断片が得られた。増幅されなかった一株は、ゲノム分析でもゲノムの相同性が見られなかったことから、大阪市内在住のヒトから分離された15株において、14株のゲノムは相同牲が高いと考えられ、残りの一株はこれらの株とは異なったゲノムを有する株であると思われた。以前我々が設計した異なるヒト由来株を同定する3種類の遺伝子プライマーを用い、これら15株のブラストシスチスを検査したところ、いずれのプライマーでも遺伝子は増幅されなかった。

以上のことから、今回新たに分離された15株は、以前分離された株とは異なった遺伝子ゲノムを有することが判明した。さらに、今回分離された15株には、二種類のゲノムの異なる株が存在することがわかった。消化管寄生性の原生動物であるプラストシスチスは、ヒトだけでなく種々の動物から分離・株化されている。これらの株は抗原性・生育温度・核型などの相違から異なる種類のプラストシスチスが存在すると考えられている。我々は、PCRを応用した遺伝子ゲノム解析から、ヒトから分離された株間にゲノムの多様性が存在することを報告してきた。本研究では、ゲノムの異同を容易に検出する特異的遺伝子プライマーを設計し、これまでに分離・株化されたプラストシスチス株間のゲノムの異同を把握し、現在保有している約100株のプラストシスチスついて体系的な分類と人畜共通性の株同定を目的としている。種々のプラストシスチス株をサブタイプに分類するための特異的遺伝子プライマーを、ヒト由来株から7種類、ヒト以外の動物由来の株から4種類、合計11種類設計した。ヒト由来50株のうち48株は、ヒト由来のプラストシスチス株ゲノムから設計したプライマーで検出された。残りの2株は、これら7種類のプライマーでは検出されず、また、動物由来のプラストシスチス株ゲノムから設計した4種類のプライマーでも検出されなかった。従って、検出されなかった2株のゲノムは他のプラストシスチス株と著しく異なっていると思われる。一方、ヒト以外の動物由来株ゲノムから設計した4種類のプライマーを用い、動物由来の17株について検査したところ、いずれもプライマー設計由来株のみが検出され、他の株は検出されなかった。この事から、種々の動物由来株は、それぞれ異なるゲノム遺伝子を有していると考えられる。一方、ヒト由来株から設計された7種類のプライマーで動物由来の17株について検査したところ、我々の以前のゲノム解折から人畜共通株と同定されたニワトリ由来株だけでなく、ウズラ由来の3株が別のプライマーで検出された。従って、ウズラ由来の3株は人畜共通性の株であることが判明した。ブラストシスチスは、ヒトだけでなく種々の動物から分離・株化されており、ヒトとヒト以外の動物由来の分離株との異同が困難であるため、ヒトヘの感染源の同定を困難としている。我々は、PCRを応用した遺伝子ゲノム解析から、ヒトから分離された株間にゲノムの多様性が存在すること、そしてニワトリ由来の分離株に人畜共通株が存在することを証明し、ヒト-動物間の伝播が存在することを示してきた。本研究では、ゲノムの異同を容易に検出する特異的遺伝子プライマーを設計し、これまでに分離・株化されたブラストシスチス株間のゲノムの異同を把握し、現在保有している約100株のブラストシスチスついて体系的な分類と人畜共通性の株同定を行った。種々のブラストシスチス株をサブタイプに分類するための特異的遺伝子プライマーを、ヒト由来株から7種類、ヒト以外の動物由来の分離株から2種類、合計9種類設計し検査した。約50株のヒト由来分離株は、4種類の遺伝子型にサブタイプ分けできることが判明した。さらに、遺伝子型の解析により、同じ施設に滞在する患者間、あるいは患者-職員間でブラストシスチスの伝播が生じることが判明した。一方、動物由来の約50株について検査したところ、我々の以前のゲノム解析から人畜共通株と同定されたニワトリ由来株だけでなく、ウズラ由来の3株、ニワトリ由来の2株、サル由来の2株がヒト由来分離株から作製した特異的プライマーで検出された。
中脳神経回路ダイナミクスによる行動予測形成機構

中脳で報酬、覚醒、持続的注意、意思決定に関係する、アセチルコリン作動性核「脚橋被蓋核」のサル眼球運動課題中に得られたニューロン活動について報酬と強化学習に対する役割、ダイナミカルな情報表現を明らかにした。手がかり刺激によってジュース報酬を予期させる眼球運動課題をサルに行わせたところ、脚橋被蓋核において、正負両方の符号で時間経過の類似した、課題遂行中に持続的な課題報酬の予測に関係するニューロン活動がみつかった。この結果は、アセチルコリンのような全脳に作用するいわゆるニューロモジュレーターによって正負の報酬情報といった「相反する」情報が比較的時間的に長いタイムスケールで表現されていることを示唆する。視野内のある一点を見つめているときでさえ、われわれの眼球は止まることなく、常に小さく揺らいでいる。この小さな揺らぎは「固視微動(こしびどう)」と呼ばれ、おもに「ものを見ること」に関係すると考えられてきた。また、これまで固視微動はわれわれの意思とは無関係に起こると思われていた。われわれは阪大医学系研究科、カナダクイーンズ大学との共同研究により固視微動が運動意思などの脳の状態によってダイナミックに変化することを発見した。25年度が最終年度であるため、記入しない。中脳アセチルコリンシステムが報酬に基づく強化学習に対する役割を明らかにするモデルを提唱しようとしている。強化学習や学習に必要な誤差信号の脳内計算過程において様々な信号の時間微分、積分が必要となるが、情報の受け手、送り手のニューロンの物理的な過渡特性を利用したニューロン上の情報集約過程での微分積分が起きているのか、異なる信号の線形加算による微分積分が起きているのかよくわかっていない。手がかり刺激によってジュース報酬を予期させる眼球運動課題をサルに行わせ、ドーパミン細胞に投射するアセチルコリン作動性のニューロン核脚橋被蓋核でニューロン活動を記録すると正負両方の符号で持続的(ゆっくりとした時間変化で)に、課題による予測報酬量を符号化するニューロン群がみつかった。このニューロン活動は外的刺激による報酬期待のみならず、課題開始に関わる内的動機付けの情報も符号化することがわかった(論文投稿中)。最近、応用展開として眼球運動計測に基づく報酬予測、行動予測研究を、ヒトを被験者にしてさらに進めている(阪大病院との共同研究)。さまざまな神経疾患によって生じるヒトの「こころの戸惑い、震え」を眼球運動から読み解こうとしている。具体的にはサッケードの反応時間(標的が呈示されてから眼球が動き始めるまでの時間)を行動遂行の指標にし、運動を準備している注視中の固視微動から、適切な運動制御に必要な運動準備状態を読み取ることを試みている。健常被験者にアンチサッケードと通常のサッケード(プロサッケード課題)課題を行わせ、サッケード、あるいは注視中の固視微動を記録し、サッケードの反応時間、課題の成功失敗、固視微動の頻度、大きさ、瞬きの頻度、瞳孔径などを運動準備の度合い、衝動性の指標として定量解析を行った。手がかり刺激によってジュース報酬を予期させる眼球運動課題をサルに行わせ、ドーパミン細胞に強力な興奮性入力を送る脚橋被蓋核のニューロン活動を記録すると、正負両方の符号で持続的に、課題による予測報酬量を符号化するニューロン群がみつかった。この結果は、強化学習におけるドーパミン細胞での報酬予測誤差の計算過程において、正負両方向の外的内的な報酬予測情報の関与を示唆し、さらに報酬予測信号の微分が異なる信号間の微分で起きていることを示唆する(論文投稿中)。これで、脚橋被蓋核の機能がはっきりしてきたのでいよいよ、薬物の微量注入で可逆的に脚橋被蓋核,ドーパミン細胞の活動をブロックした時のドーパミン細胞,脚橋被蓋核の活動変化(脚橋被蓋核-ドーパミン細胞神経回路に対するニューロン活動停止によるそれぞれのfeedforward/feedbackの効果の検討)の実験を行う準備が整った。得られた生理実験結果を動的神経回路モデルレベルに落とし込んで強化学習を理解していきたい。ヒト心理物理実験においては、あらかじめ反射抑制の運動準備が必要なアンチサッケード課題では、サッケードの反応時間が遅くなることが確認され、さらにアンチサッケードの準備状態の注視中は、プロサッケードの時と比べて固視微動が減少していることがわかった。

また、被験者がアンチサッケードを失敗するときには、準備中の固視微動が異常に増加していることがわかった。固視微動を随意的に押さることが、アンチサッケードなどの反射抑制を適切に行うときに必要なことがわかった(論文投稿中)。脚橋被蓋核の機能がはっきりしてきたのでいよいよ、薬物の微量注入で可逆的に脚橋被蓋核,ドーパミン細胞の活動をブロックした時のドーパミン細胞,脚橋被蓋核の活動変化(脚橋被蓋核-ドーパミン細胞神経回路に対するニューロン活動停止によるそれぞれのfeedforward/feedbackの効果の検討)の実験を行う準備が整った。得られた生理実験結果を動的神経回路モデルレベルに落とし込んで強化学習を理解していきたい。ひと心理実験は興味深い結果が得られてきたので、なるべく早い段階で患者さんの眼球運動記録を目指したい。25年度が最終年度であるため、記入しない。
19世紀フランスにおける「共和国モデル」の形成の研究

本研究は、従来ジャコバン的性格が強調されてきたフランス共和国モデルの再検討の動向を踏まえ、その特質と現代的変容を理解するために、フランス革命前後から、共和国モデルの確立した19世紀末までに時期を設定し、政治思想史的観点からアプローチしたものである。具体的には、ヴォルテール、コンドルセを初めとして、19世紀末のA.フイエ、E.デュルケムまで、反ジャコバン的共和主義の系譜を辿り、ロザンヴァロンが言う「修正されたジャコバン主義」としての「改革された共和国モデル」の特質を明らかにしたものである。平成19年度は、研究計画にしたがい、フランス革命期のJ.-P.ブリッソ、コンドルセ、D.ド・トラシたちイデオローグを、彼等が、ルソー=ジャコバン・モデルとローマ共和政モデルからどのように脱却しようとしたかを、検討した。この過程において、以上の思想家の研究の前提としてヴォルテールと共和主義という問題を、モンテスキューやルソーとの対比においてまず扱うことにし、未刊行であるが、論文「ヴォルテールと共和義」にまとめる作業を行った。次いで、J.-P.ブリッソ、コンドルセの共和主義思想、さらにイデオローグたちのフランス共和国モデル形成への影響を扱った論文を刊行予定である。また、この間、日本政治学会において「フランス共和国モデルの現在」と題する報告を行った。この報告では、フランス共和国モデルの再検討の動向を紹介しつつ、19世紀におけるフランス共和主義を思想史的に検討し、さらに、共和国モデルと植民地帝国との関係、今日のフランスにおけるライシテと移民の「統合」問題等のテーマを扱った。いわば、本研究のエッセンスにあたる部分をコンパクトにまとめた報告を行ったことになる。平成20年度は、研究計画にしたがい、19世紀前半期から第三共和制期にかけて共和主義思想の橋渡し役となったE.キネ、J.バルニ、C.ルヌーヴィエたちの思想を検討し、特にカント哲学のフランスにおける受容と共和主義思想の革新がどのように行われだかわ検討した。この研究の一部は、『思想』誌(2009年4月)に発表した論文「フランス共和国モデルの現在」の執筆に活かした。また、前年にまとめた論文「ヴォルテールと共和主義」を発表し、後続のコンドルセやD・トラシに関する論文を作成中である。本研究は、18世紀の啓蒙哲学の代表者、ウォルテール及びコンドルセから始めて、イデオローグたち、カント派共和主義者、実証主義的社会学を経由して、19世紀末の共和主義者たちにいたる、反ジャコバン派の「共和国」像に焦点を絞り、ラランス「共和国モデル」の形成を思想史的に検討したものである。従来、フランス共和主義研究においては、ルソー=ジャコバン的要素を強調する傾向が強く、そこから「非自由主義的傾向」が強調されるきらいがあった。本研究では、19世紀末に確立するフランス「共和国モデル」が、オポルチュニスト、カント派共和主義者、実証主義的社会学者たち反ジャコバン主義の系譜の共和主義者たちによって形成されたことに着目し、ジャコバン・モデルを修正する要素を組み込んでフランス「共和国モデル」が確立したこと、及びその特質を明らかにしようとした。また、フランス「共和国モデル」の確立過程が同時にフランス植民地帝国が形成されたことも踏まえて、両者の関係を問う作業も行った。さらに、現第五共和制におけるフランス「共和国モデル」の変容についても、定住移民の統合問題を中心として検討するための基礎研究も行った。研究成果としては、「ヴォルテールと共和主義」(山形大学『法政論叢』,43号、2008年)、「フランス共知国モデルの現在」(『思想』、1020号、2009年)、「多様性に開かれた共和国-A.ルノーの応用政治哲学」(『彦根論叢(滋賀大学)』、383号、2010年)を公表し、現在、コンドルセ、カント派共和主義の「共和国像」を対象とした論稿を準備している。
近世日本における災害甘受型防災機構の社会経済史的研究－信濃川流域を事例として－

本研究では、日本最長の河川である信濃川とその沿岸地域における近世期の治水と水害対処の制度と組織の実態を、災害甘受型村落社会組織として、社会経済史的に明らかにした。結果として、特に上流域(千曲川沿岸:上田市)と下流域(新潟市)の治水と水害対策を担った村落的共同組織について明らかにしえた。急勾配の水流域である上流域では水害が短期収束型だったために直接の水害当事者による治水と水害対策が行われた。それに対し、低勾配の水流域である下流域では水害が長期滞留型をとったため、水害治水と排水の組み合わせによる複雑なシステムが必要とされ、結果として多くの藩領に渡る村組と調整組織が治水と水害対策にあたったのである。本年度は本研究の初年度であることから、特に新たな史料の発掘調査を中心に研究を進めた。具体的には、信濃川上流の千曲川沿岸地域(長野県上田市旧上塩尻村)、および信濃川中流域の河川沿岸地域(長野市川中島旧今井村)、信濃川下流域の河川沿岸地域(新潟県新潟市西蒲区旧中郷屋村)の史料調査を中心に進めた。連携研究者の協力を得ながら各種史料存在状況の確認、情報の整理、ケースによっては目録作成、資料の写真撮影および分析等を行った。調査・研究成果としてあげられるのは、先ず第一に、上田市旧上塩尻村およびその周辺村落に残された治水および川普請関連の文書史料について追加史料の存在を確認して撮影をおこなうことができた。第二に、今回初めて調査に取り組んだ長野市川中島の旧今井村に関する近世村落に関する基礎資料(庄屋文書)について、長野市立博物館所蔵小林家文書および長野県立所蔵堀内家文書の調査と撮影作業を行い、複雑な残存状況にあった両者の史料群をつきあわせ、全体像を組み立てることに成功した。これによって、以後、近世および幕末明治初期にいたる今井村の村落構造を分析し、その上で治水と防水の地域組織やそれを支える社会構造について分析する基本的な枠組みを設計する準備が整った。また第三に新潟市中郷屋村に関しては、既に発見されている史料群の分析を進めることによって、同村の置かれている治水条件(洪水被害の流下型地域と湛水型地域の狭間に位置している)ことが判明し、それにあわせて治水・防水組織がどのような編成の仕方をしているか明らかにする、という課題を新たに確認することが出来た。年度末に研究実施の打ち合わせ会を開催し、調査計画実施に向けての打ち合わせを行い、以後、中間報告書をまとめてHPおよび諸学会等で逐次報告する予定である。本年度は、研究開始2年目として、前年に引き続いて、資料の発掘作業と発見された資料を利用しながら、徳川期信濃川流域の地域的防災機構に関する資料解読作業、分析作業、学会等での研究成果の好評を行った。史料調査は、信濃川上流の千曲川沿岸流域について名長野県上田市旧上塩尻村の村政史料(主として上田市立博物館所蔵の佐藤家文書、馬場四家文書、滝沢家文書、および上塩尻内清水家文書)、信濃川中流域の長野盆地千曲川沿岸ないし支流沿岸地域について長野市川中島旧今井村の村政史料(長野市立博物館所蔵小林家文書、長野県立歴史館所蔵堀内家文書)、信濃川下流域については新潟市西蒲区旧中郷屋村の村政史料(旧庄屋の笛木家の所蔵文書)および長野県立歴史館所蔵の各村文書(特に伊藤喜止男家文書、潟東村笹川家文書、中村大庄屋文書)等を中心に行った。そのほとんどについて、現在連携研究者および大学院生の協力を得ながらデジタル撮影、デジタル・アーカイブ作成、データ・ベース利用を可能とするシステム構築の作業を進行させつつある。今年度は特に、これまで本格的な分析作業をおこなってこなかった新潟市西蒲区(旧西蒲原郡)地域について検討作業に着手し、その成果を、まず中間報告として社会経済史学会全国大会(2014年5月京都同志社大学で開催)においてパネル報告した(長谷部担当部分は「近世越後平野における治水と防水の支配・管理構造」。さらに、その成果をとりまとめて『社会経済史学』に投稿中である。年度末に2回にわたって研究会を実施し(1月東京と2月新潟)、特に越後平野における防水組織の地域的特性に関して集中的な議論と検討を行い、新たな研究分野の開拓などの可能性を確認した。今年度は研究の最終年度であるため、従来の資料調査の成果を踏まえて、徳川期信濃川流域の地域的防災機構に関する資料調査、資料の解読とその大まかな位置付け、またそれらを利用した若干の分析成果について学会報告等を行った。調査実績としては、新たな資料調査の作業として、まず信濃川上流域(千曲川流域)について長野県上田市(上塩尻村)での文献資料について再度調査を行い、特にこれまで不十分であった藤本蚕業歴史館に所蔵されている藤本善右衛門家文書等に含まれている上塩尻村の村行政関連文書から、19世紀化政期から天保期にかけての村寄合記録を新たに発見し、村内の川除等災害時のの共同作業に関する行政運用処理についての事実関係を明らかにすることが出来た。また信濃川下流域にあたる新潟における治水関連資料については、新潟市西蒲区旧巻町の町史編纂資料の中に、近世期の河川災害関係の文書および調査資料が残されており、その撮影と整理作業を行った。なお、新潟県立文書館所蔵文書から治水(排水)関連の文書資料を多く取得することが出来た。

本研究は、基本的に信濃川流域の災害の実態および治水と防水の地域住民組織にかかわる文書資料の調査を行うことが目的であるが、結果として洪水災害ダメージに対する村落社会の対応とその組織の一端が明らかになったので、上田領における天保の凶作への組織的対応との関わりで、それら洪水対応組織の実例を含む内容での学会報告を行った(スペイン、ジローナで開催されるヨーロッパ農村史学会=2015International Conference of the European Rural History)。なお、年度末研究会(於新潟大学)において収集した資料の状況と新潟における治水組織の実態についての報告検討会を実施した。この研究成果は、今後、基礎資料データのまとめとその公開、またそれらを利用した研究プロジェクトの策定を計画している。本研究では、日本最長の河川である信濃川とその沿岸地域における近世期の治水と水害対処の制度と組織の実態を、災害甘受型村落社会組織として、社会経済史的に明らかにした。結果として、特に上流域(千曲川沿岸:上田市)と下流域(新潟市)の治水と水害対策を担った村落的共同組織について明らかにしえた。急勾配の水流域である上流域では水害が短期収束型だったために直接の水害当事者による治水と水害対策が行われた。それに対し、低勾配の水流域である下流域では水害が長期滞留型をとったため、水害治水と排水の組み合わせによる複雑なシステムが必要とされ、結果として多くの藩領に渡る村組と調整組織が治水と水害対策にあたったのである。前年度は信濃川中流域における史料調査が新たな史料発見により作業進展が遅れたが、今年度は、上流域、中流域、下流域、それぞれの領域で代表的かつ良質の水害関連資料の存在が確認され、調査、デジタル撮影、整理、分析の作業を本格的に進める事ができた。存在の確認を為しえた史料の量はは膨大であるため、作業は引き続き次年度に繰り越されるが、研究全体の達成度は「おおむね順調」であると判断している。日本経済史次年度は最終年度であるため、研究成果のとりまとめに向けて作業を進める予定である。研究の推進方策は、基本的に今年度の枠組みを踏襲しながら、連携研究者や大学院生の協力を得ながら、さらなる史料調査とすでに調査整理した資料のデジタル化を進め、同時に信濃川上流域、中流域、下流域の地域的な地理的環境と治水構造の特性を明確に打ち出す作業として構想している。一連の作業によって、それぞれの地域的防水・治水のための社会組織に関するパノラマを描き出し、随時学会報告や論文投稿によって成果の公表を行っていく予定である。信濃川上流域の上田周辺の村落調査についてはプロジェクト以前からの蓄積があったため、新たな家別文書の発見等もあって予想以上の資料調査が進んだが、中流域の河川沿岸地域(長野市川中島旧今井村)については資料館の資料調査は未だ完結させることができておらず、未完成の状態である。改めて既存の二つの史料群以外の文書史料を探す必要があることが確認できたが、それにあわせた現地調査を実施する事が叶わなかった。また、信濃川下流域の河川沿岸地域(新潟県新潟市西蒲区旧中郷屋村)については、個人の家の所蔵資料である、という性質も影響して、調査と史料撮影等の基本的な作業を終了させることができなかった。以上、基本的に調査現場の事情による計画執行作業の遅延が大きな理由である当初予定していた信濃川下流域の関係文書の調査において、所蔵者(伊藤家、笹川家等)との調整が叶わず、新潟県立歴史館所蔵のマイクロ撮影文書を利用することになったため、大規模な調査撮影作業を年度内に実現したかった。
高血圧自然発症ラットの中枢性血圧調節機構に関する研究

ブラジキニンおよび精製膵臓キニノゲナ-ゼ脳内投与によるアセチルコリンならびノルアドレナリン関連化合物含量の変動本実験において、まず正常ラットのアセチルコリンとコリンの脳内含量について検討した。8ー10週令のラットの頭部にマイクロウェ-ブ照射をし、脳を大脳皮質、小脳、海馬、中脳・視床、視床下部、線条体および延髄・橋に分割後重量を測定した。アセチルコリンとコリンは過塩素酸で抽出し、HPLCで分離後電気化学検出器でそれぞれの量を測定した。線条体以外の部位のコリン含量ま20.0nmol/g前後の値を示したが線条体は26.5nmol/gで少し高かった。アセチルコリンはそのような均一性は見られず、線条体で67.2nmol/g、中脳・視床では約40.0、皮質、海馬そして延髄・橋ではほぼ30.0、小脳では約8.5nmol/gであった。しかしながら、キニノゲナ-ゼ投与用のカニュ-レ装着により、コリンやアセチルコリン含量は各部位ともに40ー50%減少していた。次にキニノゲナ-ゼ8KUを脳室内に投与すると、10分後には各部位共にアセチルコリン量は、正常ラットで見られた値にまで上昇していた。しかし、コリンの含量にはさほど大きな影響は見られなかった。このような効果は、30分後でも観察された。2.脳内キニン精製酵素活性とその性質全脳を試料としてキニノゲナ-ゼ活性を測定したところ、組織性のキニノゲナ-ゼ活性のみが検出された。また2種類のキニノゲナ-ゼが分離され、Km値は各々9.1と4.4uM^<-1>であった。1.末梢血圧に対する中枢性キニノ-ゲン・キニノゲナ-ゼ・キニン系の作用について無麻酔無拘束状態でWKYおよびSHRの頸動脈平均血圧を測定した。WKYにブラジキニン(BK)1-5nmolを脳室内に投与すると用量依存性の血圧の上昇がみられた。この反応は2峰性の上昇であるが、高用量になるにしたがって、上昇度は小さくなった。また0.5nmol以下では昇圧反応は見られなかった。一方SHRにおいては、5nmolのBK脳室内投与ラットの血圧が上昇したが、2nmol以下では著明な血圧の変動を引き起こさなかった。次に、キニンを精製させる組織性の精製ブタキニノゲナ-ゼを両ラット脳室内に投与し、末梢血圧反応を同様に検討した。2-16KUキニノゲナ-ゼ脳室内投与により、WKY及びSHRともに用量依存性の血圧の上昇が見られた。しかし上昇した血圧の持続性は、WKYよりもSHRにおいて長かった。また昇圧の大きさはWKYにおいて、4KU以上のキニノゲナ-ゼでは著明な用量依存性のある変動量を示さなかった。以上のことから、WKYとSHRラットの中枢性キニノ-ゲン・キニノ-ゲナ-ゼ・キニン系の感受性に差異があることが明らかになった。すなわち低用量のBKでは、もともと血圧の高いSHRの血圧を上昇させなかったことから、SHRラットの脳内キニン系が、WKYに比べ遺伝的に活性であることにより、中枢性血圧調節機構は末梢血圧を上昇させる方向に傾いていることを示唆している。さらに興味あることには、組織性のキニノゲナ-ゼの脳室内投与でWKYよりもSHRにおいての血圧上昇量が大きく、WKYでは4KU以上ではややプラト-になった。これはキニノゲナ-ゼの活性調節機構がSHRにおいて十分に機能していないことを意味するものかもしれない。2.脳内キニン量の測定WKYとSHRの脳内キニン含量について検討したところ、SHRラットの大脳皮質で2倍、中脳、視床下部や小脳では1.2-1.7倍高い値を示した。しかし線条体では、WKYのそれの約60%の量であった。この結果は、1.の実験で得られた結果に基ずく推測を裏付けるものであった。

2.脳内キニン精製酵素活性とその性質全脳を試料としてキニノゲナ-ゼ活性を測定したところ、組織性のキニノゲナ-ゼ活性のみが検出された。また2種類のキニノゲナ-ゼが分離され、Km値は各々9.1と4.4uM^<-1>であった。
遺伝性脳小血管病CADASILのin vitro病態モデルを用いた新規治療法開発

CADASILは、血管壁細胞の変性などの血管病変と大脳白質障害を特徴とする優性遺伝性の若年性血管性認知症である。原因遺伝子が壁細胞(血管平滑筋細胞・ペリサイト)特異的な細胞膜受容体NOTCH3に特定されて以来、多くの研究がなされてきたが、未だに病態発生メカニズムは不明であり、有効な治療法が存在しない。申請者は、CADASIL患者のiPS細胞を用いて研究を進め、世界に先駆けてCADASILの病態を再現できるin vitroモデルを確立した。本申請課題では、このモデルを用いて、各種阻害剤や中和抗体、核酸医薬品などのスクリーニングを行い、CADASILの新規治療薬の候補を絞り込む。