hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スプライシングの違いにより同一遺伝子から作られる新規代謝型受容体と分泌蛋白の解析

同一の遺伝子からスプライシングの違いにより新規familyC代謝型受容体Prrt3-Longとその細胞外領域のみからなる分泌蛋白Prrt3-Shortの両方が作られるが、どちらも機能未知である。我々は、特異抗体を作成してマウス組織における発現を解析し、-Longが下垂体隆起葉等に発現していること、-Shortが脳室脈絡膜に発現し脳脊髄液中に分泌されていること等を明らかにした。この発現パターンから、-Longがメラトニン受容体と協働し光周性に寄与する可能性と、-Shortが液性に脳機能の調節に寄与する可能性が示唆された。Prtt3は、リガンドが未同定のいわゆるorphan受容体で、長い細胞外領域と7つの膜貫通部位を持つfamily Cに属する代謝型受容体と考えられる。極めて特徴的なこととして、スプライシングの違いにより、上記代謝型受容体(Prrt3-Long)と、その細胞外領域のみからなる分泌蛋白(Prrt3-Short)の両方が作られることが知られている。その機能的意義にアプローチするために、まず、Prrt3-LongのN端に対する(Prrt3-Shortをも認識する)抗体N2と、C端に対する(Prrt3-Longのみを認識する)抗体C1を作成し、マウスにおけるこれらの蛋白の発現パターンを免疫組織化学的に解析した。その結果、以下のことが明らかになった。(1)Prrt3 Shortは脳室の脈絡膜上皮細胞に発現している。(2)Prrt3 Shortは、脳脊髄液中に確かに分泌されている。(3)Prrt3 Longは、小脳プルキンエ細胞の直下の層に、プルキンエ細胞を包むように発現している。Pinceauと呼ばれる、Basket細胞のプレシナプス終末であると考えられる。(4)Prrt3 Longは、心筋細胞の介在版に強く発現しており、Connexin43と共局在している。(5)Prrt3 Longは、膵臓において大小の膵管壁に発現している。(6)Prrt3 Longは、精巣において、精原細胞に発現している。現在、より詳細な解析を継続している。(1)昨年度に引き続き免疫組織化学的解析を進め、受容体型Prrt3(Prrt3-Long)が、マウス脳の正中隆起表層にある下垂体隆起葉に強い発現していることを見いだした。下垂体隆起葉は、概日リズムの形成に重要な役割を果たすメラトニン受容体(MelR1a)が発現している場所であるため、Prrt3-Longが、MelR1aと協調して概日リズムの形成に寄与している可能性を示唆する。(2)スプライシングの違いにより同一遺伝子からつくられる、Prrt3-Longの細胞外領域のみからなる分泌蛋白をコードするPrrt3-Shortについても解析を進めた。Prrt3-Shortは脳脊髄液中に分泌されているので、その機能的意義を探るために、レコンビナントのPrrt3-Short蛋白、もしくは特異抗体をマウス脳室に注入する実験を行ったが、急性には、行動の著明な変化は見られなかったので、次のステップとして慢性投与実験を計画している。(3)Prrt3の、上述の概日リズムを含め、個体における機能的意義を明らかにするために、遺伝子破壊マウスの作成を開始した。全エクソンを破壊し代わりにlacZが入るコンストラクトを用いて相同組み替えを行ったES細胞をマウス初期胚に注入し、キメラマウスを得ることに成功した。今後、遺伝子改変ヘテロ、そしてホモマウスを得て、概日リズムを含む行動解析およびシナプス機能の電気生理学的解析を進める。昨年度までに、免疫組織化学的解析により、Prrt3が、メラトニン受容体が発現する下垂体隆起葉に発現していることを明らかにし、その結果から、Prrt3が、メラトニン受容体と共働して概日リズムの形成に寄与している可能性を想定した。また、Prrt3の有する、上述の概日リズム形成等の個体における機能的意義を明らかにするために、遺伝子破壊マウスの作成を開始した。全エクソンを破壊し代わりにlacZが入るコンストラクトを用いて相同組み換えを行ったES細胞をマウス初期胚に注入し、ES細胞の寄与率の高いキメラマウスを得た。今年度、キメラマウスから遺伝子破壊ヘテロマウスを得ることに無事、成功した。ヘテロマウスは、体が小さめではあるものの正常に生育した。その後、ヘテロマウス同士の交配により遺伝子破壊ホモマウスを得ることを試みたが、当初全く得られなかった。生後1週間程度で死亡する生育の悪いマウスがいることに気づき、死亡した個体のgenotypingを行ったところホモマウスが含まれていた。同腹の仔に比して母乳の摂取が下手であることによる生育不良の可能性を想定して、生後1週間前にgenotypingを行い、ホモマウスのみを残したところ、成人まで生育させることに成功した。

現時点において、3匹のオスの成人の遺伝子破壊ホモマウスを得ている。次ステージの研究として、遺伝子改変ホモマウスの個体数を増やして、野生型で観察された免疫染色のシグナルが失われていることを確認して免疫染色のパターンが正しいことを最終確定し、また、概日リズムを含む行動解析およびシナプス機能の電気生理学的解析を進めることを計画している。
神経膠細胞内トリプトファンの中枢性／精神性疲労の誘発機構に関する実験心理学的解明

不登校の成因には慢性的な睡眠障害を基盤とした中枢性/精神性疲労が関与している。これまで申請者は、中枢性疲労の誘発機構には血中トリプトファンとキヌレニンの脳内相乗取り込みが起源となり、視床下部と海馬組織のグリアーニューロン回路間でトリプトファンーキヌレニン経路の代謝亢進が生じた結果、認知機能を抑制することを明らかにしてきた。今回、中枢性疲労の誘発機構について、組織化学的手法による解析を試みた。(1)中枢性疲労時の血液脳関門の透過性に関する検討末梢で増加したトリプトファンやキヌレニンは、血液脳関門上の中性アミノ酸トランスポーターを介し、脳内へ移行・制御されている。Esposito et al.(2001)は精神性ストレスにより、血液脳関門の透過性が上昇することを報告している。即ち、中枢性疲労時、末梢で増加したトリプトファンやキヌレニンは透過性を増した血液脳関門を直接、通過するかもしれない。そこで、申請者が開発した睡眠障害型中枢性疲労(CFSD)モデルラットを用い、血液脳関門の透過性を解析した。その結果、CFSDモデルラットの脳にエバンズブルー投与の青染色が認められた。即ち、中枢性疲労状態では血液脳関門の透過性が上昇している。(2)中枢性疲労時のニューロンの可塑性に関する検討Guzman-Marin et al.(2003)はトレッドミル走行を96時間課した断眠ラットを用い、断眠が背側海馬歯状回のニューロン増殖を抑制することを報告している。即ち、不登校児童の睡眠障害を基盤とした中枢性疲労状態ではニューロン新生・維持の崩壊に繋がる可能性がある。現在、University of Leicester(UK)との国際共同研究により、免疫組織化学法によるニューロンの可塑性を検討している。28年度が最終年度であるため、記入しない。従来の中枢性疲労研究ではラットの運動後疲労モデルを用いて、トリプトファン脳内取り込みに伴うセロトニン亢進仮説に重きを置くものであった。これに対して、申請者が開発した睡眠障害型中枢性疲労(CFSD)モデルラットの実験心理学的研究から、トリプトファン脳内取り込みに伴うキヌレン酸生成の増幅効果が中枢性疲労の成因に関与することを明らかにした。しかし、この研究成果ではキヌレン酸生成の前駆物質となるキヌレニン自体が中枢性疲労の引き金となるのか、また、中枢性疲労の誘発機構が神経膠細胞(グリア)ー神経細胞(ニューロン)間相互機構の役割を含めた末梢ー中枢連関の特性によるものかが不明瞭であった。本研究では中枢性疲労の誘発機構を解明するため、末梢ー中枢連関でのトリプトファン代謝産物動態を網羅的に解析した。(1)キヌレニンの行動薬理学的操作による空間認知記憶の成立過程の検討キヌレニンの末梢投与は海馬内キヌレン酸生成を有意に亢進し、それは保持した空間認知記憶の想起の抑制と関連することを明らかにした。即ち、末梢由来のキヌレニンとトリプトファンの脳内取り込みがキヌレン酸生成を亢進し、それらの増幅効果が中枢性疲労の成因に関与し、認知機能不全のトリガーとなることが推測される。(2)中枢性疲労時のニューロンシナプス前トリプトファンとモノアミン動態の検討CFSDモデルから、視床下部と海馬組織のニューロンシナプス前トリプトファン濃度は有意に上昇し、セロトニンとモノアミン代謝産物(ノルアドレナリン、ドーパミン、3,4-ヒドロキシフェニル酢酸、5-ハイドロキシインドール酢酸)濃度は有意に減少した。以上から、ニューロンシナプス前で過剰状態にあるトリプトファンはセロトニン経路ではなく、キヌレニン経路への代謝亢進を誘導することを示唆する。当該年度においてまず、申請者は研究課題を遂行するための基礎データを国際誌International Journal of Tryptophan Researchに論文投稿し受理された。この研究成果は中枢性疲労の誘発機構に関する従来のセロトニン亢進仮説を棄却し、新たにトリプトファンとキヌレン酸の増幅仮説を提唱するものである。また、中枢性疲労の誘発メカニズムと行動・認知機能との関連性をInternational Congress of Applied Psychology(Paris, July 2014)、International Australasian Winter Conference on Brain Research(Queenstown, August 2014)、World Congress of Psychophysiology(Hiroshima, September 2014)で発表した。この基礎データを軸に、キヌレン酸の前駆物質となるキヌレニンの行動薬理学操作を行うことで、末梢由来のキヌレニンとトリプトファンの脳内取り込みの促進が脳内キヌレン酸生成を亢進し、それらの増幅効果が中枢性疲労の誘発の引き金となることを明らかにした。この研究成果は第19回認知神経科学会学術集会(東京,2014年7月)にて若手奨励賞を受賞した。さらに、申請者は中枢性疲労の誘発機構に関するグリアーニューロン回路間のトリプトファン代謝産物動態の網羅的解析を行うべく、ニューロンシナプス前の摘出に成功した。その解析により、海馬と視床下部組織のニューロンシナプス前トリプトファン濃度の上昇を伴うが、セロトニン生成は亢進しないことを明らかにした。現在、グリア内のトリプトファン解析を進めており、更なる研究成果を加速させている。

従来の中枢性疲労研究では、トリプトファンーセロトニン経路やトリプトファンーキヌレニン経路の亢進仮説が報告されてきた。しかし、従来の脳機能解析では末梢に存在するトリプトファンとキヌレニンがどのような疲労認知回路で中枢性疲労を誘発しているのかが不明瞭であり、神経膠細胞(グリア)ー神経細胞(ニューロン)回路応答の役割を含めた末梢ー中枢連関で解明する必要がある。本研究では睡眠障害型中枢性疲労(CFSD)モデルラットを用い、末梢ー中枢連関でのトリプトファン代謝産物動態の網羅的解析を行い、認知機能との関係性を検討した。(1)中枢性疲労における認知機能の検討衝動性は高架式一字迷路課題で、空間認知記憶と多動性はY字迷路課題で測定した。その結果、CFSDモデルは空間認知記憶の想起が不正確であり、多動性と衝動性を有した。(2)末梢ー中枢連関のトリプトファン代謝産物動態の検討CFSDモデルの血中トリプトファンとキヌレニン濃度は有意に上昇した。また、CFSDモデルにおいて視床下部と海馬組織のニューロンシナプス前トリプトファンーキヌレニンーキヌレン酸経路の代謝亢進が生じたが、セロトニン濃度は有意に減少した。さらに、CFSDモデルの視床下部と海馬由来オリゴデンドロサイトには、トリプトファン濃度の上昇傾向が認められた。このように、中枢性疲労の誘発機構には血中トリプトファンとキヌレニンの脳内への相乗取り込みの促進が起源となり、視床下部と海馬組織のグリアーニューロン回路間でトリプトファンーキヌレニンーキヌレン酸経路の代謝亢進が生じた結果、認知機能を抑制すると考えられる。中枢性疲労の具体的な誘発機構について、グリアーニューロン回路応答の役割を含めた末梢ー中枢連関の実験心理学的解明により、トリプトファン感受性疲労認知回路の特定に成功した。これは他の研究が追随できない独創的視点である。この研究成果はInternational Australasian Winter Conference on Brain Research(Queenstown, August 2015)や日本心理学会第79回大会(名古屋,2015年9月)に発表した。現在、得られた実験データは国際誌に論文投稿するべく、執筆作業を進めている。不登校の成因には慢性的な睡眠障害を基盤とした中枢性/精神性疲労が関与している。これまで申請者は、中枢性疲労の誘発機構には血中トリプトファンとキヌレニンの脳内相乗取り込みが起源となり、視床下部と海馬組織のグリアーニューロン回路間でトリプトファンーキヌレニン経路の代謝亢進が生じた結果、認知機能を抑制することを明らかにしてきた。今回、中枢性疲労の誘発機構について、組織化学的手法による解析を試みた。(1)中枢性疲労時の血液脳関門の透過性に関する検討末梢で増加したトリプトファンやキヌレニンは、血液脳関門上の中性アミノ酸トランスポーターを介し、脳内へ移行・制御されている。Esposito et al.(2001)は精神性ストレスにより、血液脳関門の透過性が上昇することを報告している。
生体指標を用いたがん一次予防のための効果的な栄養指導アプローチの確立

近年、急激に増加している我が国の大腸や乳房などのがんは、食生活の欧米化、特に、脂肪摂取の増加、脂肪酸摂取の不均衡と関連があると考えられているが、十分に検討されていない。本研究代表者らは、これまでに、1)食物摂取頻度調査票の開発、脂肪酸摂取の生体指標の確立に従事し、2)世界に先駆け、生体試料中の脂肪酸レベルを微量、簡易、迅速、安価、高精度に多くの検体を定量的に測定する新規方法を独自に発明した。そして、3)中長期の青身魚の摂取の生体指標として、赤血球膜中のDHAレベルが高い者は、低い者と比較して、大腸、乳房、胃のがんの危険度が低いことを示した。本年度、愛知県がんセンターを受診した膵臓がん罹患者71症例と、症例群の性、年齢、受診季節を1:3でマッチングした213人を非がん患者から無作為抽出した対照群に対し、赤血球膜中の脂肪酸レベルと膵臓がん危険度との関連を検討した。膵臓がん危険度は、赤血球膜中の脂肪酸構成割合を3分位に分け、交絡要因で補正したオッズ比(OR)とその95%信頼区間(CI)で評価した。その結果、膵臓がん危険度は魚摂取と関連がなかったが、赤血球膜中のDHAレベルが高い者で高かった(OR=2.18, 95%CI, 1.12-4.25; ptrend<0.01)。魚摂取量と赤血球膜中のDHAを含む脂肪酸レベルの相関行列は、症例群と対照群で異なっていた。膵臓がんには適切なスクリーニング方法がないことから、症例群の食生活は本研究の参加時点で既に変化していただけでなく、膵臓機能の低下が進み脂質代謝機能の低下が引き起こされていたのではないかと考えた。現在、地域の性別年齢構成別人口分布に基づいた住民モデルに対する赤血球膜中の各種の脂肪酸レベルの正常値とその範囲を設定するため、地域住民を対象にした食生活習慣調査(採血を含む)などを進めている。
必須ミネラルの次世代型同位体による栄養段階の新指標

生物の生体必須常量元素は一般に必須ミネラルと呼ばれる。必須ミネラルは細胞の浸透圧,膜電位の調節・維持・決定をはじめ多様な生化学プロセスを駆動する。本研究では動植物に含まれる主要な必須ミネラル(Mg,Ca,K,Cl)に着目し,食物連鎖に伴う各種元素の安定同位体比の変化を検証し,必須ミネラルの食性解析ツールの新規確立を目指す。
加齢黄斑変性の病態解明-視細胞における脂質酸化とマクロファージの役割

光照射により網膜におけるリン脂質酸化、MCP-1発現誘導、マクロファージ集積が見られることを見出した。また、invitroで酸化リン脂質がMCP-1発現を誘導していることを確認した。さらに、網膜下に酸化リン脂質を投与したところ、加齢黄斑変性の特徴的病変である脈絡膜新生血管を誘導することに成功した。MCP-1ノックアウトマウスへの投与では、脈絡膜新生血管は生じなかったことより、光ストレス→リン脂質酸化→MCP-1発現→マクロファージ集積→脈絡膜新生血管誘導と言う機序が存在する可能性を示唆できた光照射により網膜におけるリン脂質酸化、MCP-1発現誘導、マクロファージ集積が見られることを見出した。MCP-1ノックアウトマウスへの投与では、脈絡膜新生血管は生じなかったことより、光ストレス→リン脂質酸化→MCP-1発現→マクロファージ集積→脈絡膜新生血管誘導と言う機序が存在する可能性を示唆できた加齢黄斑変性(AMD)の発症に関し、酸化ストレスの関与を示す報告は多いが、現象間の関連はまだ不明な点が多い。本年度は、光照射による酸化ストレスを、網膜におけるリン脂質酸化と、それにより惹起されると考えられる炎症反応の2点について検討した。2ケ月、12ケ月のマウスに、青色LED光(2mW/cm^2)の下で1週間飼育したところ、マウス網膜全層に酸化リン脂質が誘導され、青色光照射により有意に(p<0.001)増加していることが免疫染色、ELISAで判明した。それらの増加は2ケ月マウスと比べ、12ケ月マウスで著明であった。2か月の若年マウスに比べ12ケ月の中高齢マウスで有意に酸化リン脂質が増加していたことは、加齢に伴い抗酸化作用が減弱し、光による酸化作用を受けやすくなっていることを示していると考えられる。慢性炎症反応で重要な働きをしているmonocytechemoattractant protein-1(MCP-1)も光照射により増加しており、その増加は2ケ月マウスと比べ、12ケ月マウスで著明であった。これらの結果は加齢黄斑変性の発症が年齢と共に増加することの説明になると思われる。次に、培養ヒト網膜色素上皮細胞に酸化リン脂質を投与すると、添加容量に依存してMCP-1の発現上昇を認めた。このことより、光照射により酸化リン脂質が誘導され、その結果、MCP-1が増加するという一連の現象が起こっていると推測できた。MCP-1はマクロファージの誘導に重要な分子である。動脈硬化でもその役割が注目されており、同じ慢性炎症性疾患と考えられる加齢黄斑変性でも重要な役割を担っている可能性があると思われた。以上より、加齢に伴い、光照射によるリン脂質酸化が増強され、炎症が惹起されることが判った。酸化リン脂質はMCP-1の発現増加を介して、AMDの発症に関わっている可能性が示唆された。加齢黄斑変性(AMD)の発症に関し、酸化ストレスの関与を示す報告は多い。我々は、AMD病巣が網膜で最も集光する部位の黄斑部であること考慮し、光による酸化ストレスとそれによって引き起こされる炎症反応が、病態に関わっていると言う仮説を立て実験をすすめてきた。これまでに、青色光照射(10001ux)によるマウス網膜全層での酸化リン脂質誘導、monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)の増加を見出し、培養ヒト網膜色素上皮細胞に酸化リン脂質を投与するとMCP-1の発現上昇を認めることを報告した。本年度は、低照度長期間の青色光照射により炎症が惹起されるか、局所投与した酸化リン脂質が生体内で炎症を引き起こすかを検討した。青色LED光(500lux)の下で3ヶ月間飼育したところ、通常飼育したマウスと比較し脈絡膜にマクロファージが集積していることを確認した(p<0.001)。酸化リン脂質、コントロールとしてリン脂質を網膜下注入すると、1ヵ月後、コントロールでは、組織変化を認めなかったが、酸化リン脂質注入眼では、MCP-1の上昇(p<0.001)、マクロファージの集積(p<0.001)、脈絡膜新生血管を認めた。これらの成果より、光による酸化リン脂質の増加、酸化リン脂質によるMCP-1の発現上昇、マクロファージの集積、脈絡膜新生血管の発生という一連の現象が生体内で起こっている可能性があり、加齢黄斑変性の病態に深く関与していると推測された。
半合理的なゲノム進化デザインを可能とする自己進化型ゲノム編集システムの創成

本研究では、ゲノム配列の特定の領域に変異を導入する改変DNAグリコシラーゼを利用して自己進化システムを構築することを目的として、まず酵母、バクテリア、ウイルス、植物それぞれに由来するものを改変型としてCRISPR-dCas9との融合によって標的化した。これらを酵母細胞内で機能発現させてゲノム特定領域への変異導入を解析し、変異導入効率および標的範囲がそれぞれで顕著に異なることを見出した。これにより変異の幅を操作することができるようになり、進化範囲や速度をより高度に制御することが可能となった。本研究の目的はゲノム中の特定の領域の進化速度を高速化する分子システム、およびそのシステムが自身を標的とすることによって自己進化するようなシステムを構築し、その分子進化過程の系統解析を行うことによって、機能強化に至る変異の同定を行い、強力な自己進化人工酵素を獲得することである。本年度はDNA脱塩基反応を行うglycosylaseにDNA配列認識能としてCRISPR-Cas9のヌクレアーゼ活性を失活させたdCas9を結合することにより、任意の特定配列の近傍に点変異を導入する人工酵素を作成し、実際に酵母細胞内にて発現させて、標的遺伝子への変異導入効率を検証した。薬剤によるカウンターセレクション可能なCan1遺伝子変異を指標に、数%程度の変異導入が可能な条件を見出すことが出来た。そしてこの人工酵素が自らのコード遺伝子を標的とすることで、細胞内において自己進化を行うようなベクターを設計して構築を進めている。同時に次世代シーケンサーによる配列解析と変異系統解析を行うことができるパラメーターの検討と計算プラットフォームを構築した。人工進化酵素の基となるDNAグリコシラーゼ活性についてモデルケースでの検証を行うことが出来、実際の人工進化ベクターの設計を完了することができた。また解析プラットフォームを整備してパラメータの検証も進めることが出来た。本研究の目的はゲノム中の特定の領域の進化を加速させるような分子システムおよびそのシステム自体が自身を標的とすることによって自己進化するような機構を構築し、その分子進化過程の系統解析等によって機能変化に至る変異の推移を明らかとし、強力な自己進化システムを構築することである。昨年度までに、DNA脱塩基反応を行うDNA Glycosylase(酵母由来)とCRISPR-Cas9システムを融合させたTarget-Gシステムを構築し、酵母細胞内で標的配列近傍に様々な変異を導入する標的進化加速を実現し、また実際に得られる導入変異データの解析手法として次世代シーケンサーを用いた一連の解析パイプラインの整備を完了することができた。本年度は、進化と酵素の特性との相関性を導きだし、有用な性質の効率的な探索と改良、および進化工学を実現するため、様々な生物由来の、異なる進化段階にあるDNA Glycosylaseを比較することとした。具体的にはウイルス、大腸菌および植物由来のGlycosylaseの配列をデータベースより取得、人工遺伝子としてコドン最適化を加えてクローニングした。ウイルス由来のものは、変異導入幅が狭く、よりフォーカスした変異導入に有効と考えられた。また別のコンポーネントが活性に必要であった。大腸菌由来は活性が高いが細胞毒性も強く、クローニング操作が困難であったが、活性のポテンシャルが高いため、進化母体として有望と思われた。植物由来は概して活性が低く、これは本来の性質なのか、あるいは宿主に依存する追加のファクターが必要である可能性が示唆され、応用性は低いと判断された。これらより、異なる由来の酵素を母体とすることによって変異導入領域の幅を調整できるようになり、進化領域の幅設定の自由度を上げることができた。また実際にこれらの異なる酵素を自己進化系に組み込むためのベクター構築も行い、実際に酵母細胞での自己進化遺伝子実験の基盤を構築することができた。実際に設計された人工進化ベクターを細胞内で動作させ、NGS解析プラットフォームによって解析試験を行い、想定するようなデータ取得および解析作業が行えるかどうかを検証し、必要に応じて改変を行う。さらに得られる人工進化酵素についてその酵素活性の変化を検証する。合成生物学
非圧縮流体の力学的諸問題の数理的研究

解の爆発に関する新しい差分法を開発した。高次元空間において、数値解の安定性を保証し、なおかつ、爆発時刻での漸近挙動が再現される差分法を開発した。これによって爆発の後に正則性を回復するような解の数値シミュレーソンも可能になった。2層の渦ありの流れの水面波を東海林まゆみ氏とともに数値計算した。よどみ点が出る場合でも数値計算できるようになった。得られた分岐図式はかなり複雑であるが、相当大きな振幅の波も計算できている。よどみ点が流れのどのあたりに発生するのかが少しずつわかってきた。Kolmogorov流の高レイノルズ数における漸近挙動を考察した。Proudman-Johnson方程式にunimodal solutionがあることを精度保証計算で証明した。これは京都大学の宮地智行宇治との共同研究である。一方、韓国のChung-Ang大学のKim Sun-Chul教授との共同研究では、多くの円形渦をベッセル関数で説明する理論を開発した。理論と数値結果はよく一致しており、高レイノルズ数流れにおける準普遍的な性質として、面白い発見であると思っている。また、ウィーン大学のヘルマン教授と共同で、Fornberg-Whitham方程式の解の研究を行った。同方程式の解をGodunovの差分法で数値計算し、多くの知見を得た。弱解の存在を証明し、特異点を持つ解の数値計算を行った。一方で、時間的に大域的な解の存在も示唆された。これらの結果はは2019年8月にDiscrte and Continuous Dynamical Systems Aに出版される予定である。非線形熱方程式を高次元で考え、差分法による解の爆発方法を開発した。渦ありの流れの上の水面波を考え、自由表面の計算を行った。その中で多数の新しい系を得たが、同時に困難もいくつか発見した。overhangingのある場合には計算ができていないので、これをなんとかする方法を思案中である。Kolmogorov流では円形渦の解析を行った。渦の分布がベッセル関数で表現できることが判明しつつある。論文を2編出版し、さらに3編準備中である。Prandtl-Batchelor理論をKolmogorov流に応用して、円形渦を理論的に理解したい。楕円右図にも使える理論がほしいが、今のところわかっていない。また、overhangする渦ありの水面波を計算する方法を開発したい。水面波のモデル方程式であるFornberg-Whitham方程式には多くの未解決問題が横たわっていることがわかった。特に問題なのは進行波の安定性の問題である。本研究での数値計算によると、安定性は間違いないものと思える。問題は証明であるが、現状ではどうしてよいかわからない。また、周期境界条件ではなく、コーシー問題でも同様の問題を考えてみたい。

本研究での数値計算によると、安定性は間違いないものと思える。問題は証明であるが、現状ではどうしてよいかわからない。また、周期境界条件ではなく、コーシー問題でも同様の問題を考えてみたい。
好塩、好アルカリ・ハロモナス菌による化成品原料生産に向けた極限菌との代謝比較解析

Halomonas sp.KM-1の異なる培養条件による菌体内、外の代謝物の分析バイオデーゼル製造に副生するグリセロールを基質として、Halomonas sp.KM-1を培養した。バイオプラスチックPHAを著量に蓄積する条件と蓄積しない条件それぞれにおいて、培養初期から定常期までのサンプリングをおこない、菌体内、菌体外に蓄積、分泌される化合物をGC-MSにて分析し、主成分分析などにより、PHA産生に関連する化合物を検討した。ハロモナス菌間の代謝比較解析カルチャーコレクションのハロモナス菌15株と、KM-1株の代謝分析を行い、PHAの産生とそれに関連する代謝中間体をGC-MSにて分析した。持続可能型社会実現にはエネルギー・リファイナリーの非食用バイオマス資源化が必要である。我々が発見したHalomonas sp. KM-1は高塩、高pH環境で、ほぼコンタミなく生育し、各種の余剰バイオマスを利用し、バイオプラスチックPHAを生産する。将来の工業利用に向けて、本菌と、他のハロモナス菌や好塩、好アルカリ菌との代謝物の違いを分析することで、好塩性、好アルカリ性、さらにPHA等リファイナリー原料の生産の関連を明らかにすることを目的とし、以下の2課題を追求した。まず、バイオデーゼル製造の際に余剰となるグリセロールを基質として、Halomonas sp.KM-1を培養した。NITE等のカルチャーコレクションにあるハロモナス菌の代謝分析をこない、Halomonas sp.KM-1と比較する。本年度は定常期の15株のハロモナス菌について、代謝分析を行い、PHAの産生とそれに関連する代謝中間体について、GC-MSにて分析した。1. Halomonas sp.KM-1の培養条件による菌体内、外の代謝物の分析まず、バイオデーゼル製造の際に余剰となるグリセロールを基質として、Halomonas sp.KM-1を培養した。バイオプラスチックPHAを著量に蓄積する条件と蓄積しない条件それぞれにおいて、培養初期から定常期までのサンプリングをおこない、菌体内、菌体外に蓄積、分泌される化合物をGC-MSにて分析し、主成分分析などにより、PHA産生に関連する化合物を検討し、論文化の準備をしている。2.ハロモナス菌、好塩菌、好アルカリ菌の代謝とHalomonas sp.KM-1と比較解析NITE等のカルチャーコレクションにあるハロモナス菌の代謝分析をこない、Halomonas sp.KM-1と比較する。本年度は複数の条件でPHAの産生について検討を行い、結果を論文発表した。その中で、Halomonas sp.KM-1のPHA生産能力が最も優れていることが明らかになった。

さらに、代謝改変を目指して、PHA産生条件と異なる微好気の条件での代謝物の分析を行った結果、予想外にPHBのモノマーが大量に分泌することを見いだし、特許出願を行った。今後、PHA、リファイナリー中間体の製造にむけ、他の極限微生物との比較により、本ハロモナス菌の特長を明らかにしていく。検討中の課題ごとに述べる。1. Halomonas sp.KM-1の培養条件による菌体内、外の代謝物の分析バイオデーゼル製造の際に余剰となるグリセロールを基質として、Halomonas sp.KM-1を培養した。バイオプラスチックPHAを著量に蓄積する条件と蓄積しない条件それぞれにおいて、培養初期から定常期までのサンプリングをおこない、菌体内、菌体外に蓄積、分泌される化合物をGC-MSにて分析し、主成分分析などにより、PHA産生に関連する化合物を検討し、論文を提出し、受理された。NITE等のカルチャーコレクションにあるハロモナス菌の代謝分析をこない、Halomonas sp.KM-1と比較する。本年度は定常期の15株のハロモナス菌について、代謝分析を行い、PHAの産生とそれに関連する代謝中間体について、GC-MSにて分析した。PCA分析の結果、PHAを多量に生産する株と、ほとんど生産しない株の間で明らかな差が認められた。現在この差について明らかにすべく検討している。Halomonas sp.KM-1の培養条件による菌体内、外の代謝物の分析を行い、主成分分析などにより、どの代謝物がPHAの蓄積に関連しているか検討を進めている。分析には、主にガスクロマトグラフィー質量分析装置を用い、論文にする準備検討を行っている。ハロモナス菌、好塩菌、好アルカリ菌の代謝とHalomonas sp.KM-1と比較解析については、ハロモナス菌のタイプ株でPHAの生産の有無について検討を行い、その結果を論文投稿し、出版した。さらに、PHAのモノマーの分泌について、特異的な条件を見つけ、その結果を特許出願した。Halomonas sp.KM-1の培養条件による菌体内、外の代謝物の分析については、より詳細な代謝物の解析を行い、化成品原料生産に向け、有望な化合物を検討、分泌条件を検討する。ハロモナス菌、好塩菌、好アルカリ菌の代謝とHalomonas sp.KM-1と比較解析については、平成23年度に得られたデータを基に、ハロモナス菌種でのPHA生産の相違について論文化を行う。さらに、NITE等のカルチャーコレクション好塩菌、好アルカリ菌などの代謝分析をおこない、Halomonas sp.KM-1と比較することでそれぞれの代謝系の特徴を明らかにする。Halomonas sp.KM-1の培養条件による菌体内、外の代謝物の分析については、より詳細な代謝物の解析を行い、化成品原料生産に向け、有望な化合物を検討する。ハロモナス菌、好塩菌、好アルカリ菌の代謝とHalomonas sp.KM-1と比較解析については、平成23年度に得られたデータを基に、ハロモナス菌種でのPHA生産の相違について、何らかの違いがあるか確認する。さらに、NITE等のカルチャーコレクション好塩菌などの代謝分析をおこない、Halomonas sp.KM-1と比較することでそれぞれの代謝系の特徴を明らかにする。
分子生物学的手法を用いた胎盤増殖・抑制因子の解明及び子宮内胎児発育遅延病態の解析

本研究は名古屋市立大学大学院ヒトゲノム倫理委員会へ申請し、平成15年12月に承認を得ている。充分なインフォームドコンセントののち、経膣または帝王切開分娩後の胎盤絨毛検体(子宮内胎児発育遅延5症例、正常5症例)よりそれぞれmRNAを抽出し、昨年に引き続きクローンテック社のcDNA subtractionキットを用いて、dT primerにてcDNAを合成して、一本鎖cDNAと二本鎖cDNAを合成した。続いて、子宮内胎児発育遅延症例の検体由来の二本鎖cDNAにAdaptorをつけて、両方の検体由来の二本鎖cDNAを2日間Hybridizationさせた。PCR続いてNested PCRを行ってアガロースゲルで電気泳動した。cDNA subtractionされたものが検出される。しかし、胎盤増殖・抑制因子に関係すると思われる遺伝子の明らかな発現を認めなかったため、現在は再びNCBI(National Center for Biotechnology Information)homepageで子宮内胎児発育遅延に有意に発現を認めるクローンを検索中である。本研究開始より約2年を経て、当科で分娩された症例において、分娩中あるいは術中に臍帯静脈より胎児血を採取し、子宮内胎児発育遅延22症例、妊娠高血圧腎症合併子宮内胎児発育遅延11症例、コントロール26症例を血清分離してフリーザーに保存しており、有意に血管増生に関与している因子をELISA法で分析する方針である。それらの因子が発見出来れば、子宮内の胎児-胎盤発育に関与している可能性が示唆される。また、我々は過去の症例を解析し妊娠初期発症の妊娠高血圧腎症合併の子宮内胎児発育遅延症例の母体血清で、有意にインヒビン濃度が上昇していることを本年度に報告した。今後、母体血清においても、子宮内胎児発育遅延症例で有意に上昇する因子を調べ、早期診断や疾患の予知に有用か否かを分析していく方針である。我々は昨年度に重篤な子宮内胎児発育遅延を認める症例を経験し、それが胎児異常を認め、出生前診断により9番トリソミーであり、子宮内胎児発育と関連していることを症例報告した。本年度は非常に稀な胎児に結合体という胎児異常がある症例2例の出生前診断を報告した。今後、更に胎児異常症例においても詳しく解析し、報告していく方針である。充分なインフォームドコンセントののち、経膣または帝王切開分娩後の胎盤絨毛検体(子宮内胎児発育遅延3症例、正常3症例)よりそれぞれmRNAを抽出した。その後クローンテック社のcDNA subtractionキットを用いて、dT primerにてcDNAを合成して、一本鎖cDNAと二本鎖cDNAを合成した。しかし、胎盤増殖・抑制因子に関係すると思われる遺伝子の明らかな発現を認めなかったため、現在はNCBI (National Center for Biotechnology Information) homepageで子宮内胎児発育遅延に有意に発現を認めるクローンを検索中である。今後の候補クローンの解析のため手術症例より胎盤組織(妊娠初期妊娠後期)をサンプリングしている。それらを用いて胎盤における局在や発現パターンを解析する方針である。更に分娩に臍帯より胎児血を採取し、血清分離してフリーザーに保存しており、有意に増加あるいは減少している因子を今後ELISAで分析する方針である。これらの因子が発見出来れば、子宮内の胎児一胎盤発育に関与している可能性が示唆される。我々は本年度に重篤な子宮内胎児発育遅延を認める症例を経験し、それが胎児異常を認め、出生前診断により9番トリソミーであり、子宮内胎児発育と関連していることを症例報告した。今後も臨床的に子宮内胎児発育遅延を認める症例があった場合、分子生物学的に解析する方針である。充分なインフォームドコンセントののち、経膣または帝王切開分娩後の胎盤絨毛検体、母体血、臍帯血を、現在までに約70症例を対象としてサンプルを管理している。昨年に引き続き、クローンテック社のcDNA subtractionキットを用いて、胎盤増殖・抑制因子に関係すると思われる遺伝子を検索しているが、有意に発現を認めるクローンが見つからなかった。このためNCBI(National Center for Biotechnology Information) homepageで、ヒトの子宮内胎児発育遅延症例に有意に発現を認めるクローンを検索したところ、Adiponectin、ENA-78などの血管増殖因子が有意に発現の増強あるいは滅弱を認める可能性がわかってきている。また、現時点において、子宮内胎児発育遅延症例21例、妊娠中毒症合併子宮内胎児発育遅延症例12例、妊娠中毒症症例10例、正常妊娠症例25例で、分娩時に臍帯より胎児血を採取し、血清分離してフリーザーに保存している。それらのサンプルを用いて、現在、胎児血清中のAdiponectin、ENA-78などの血管増殖因子の濃度をELISAで解析している。臍帯血は子宮内胎児の状態や環境を反映しており、子宮内胎児発育遅延の病態を解析するのに適切であると考えられており、近年、インヒビンなどが子宮内胎児発育に深く関係することが報告されている。

胎児血清において有意に子宮内胎児発育遅延病態症例で上昇あるいは下降している物質が見つかった場合、それに対する抗体を用いて、免疫組織染色法やWestern blot法にて胎盤における局在や発現パターンを解析する方針である。今後、子宮内胎児発育遅延病態症例に関係する因子が発見出来れば、子宮内の胎児-胎盤発育に関与している可能性が示唆される。我々はこれからも子宮内胎児発育遅延症例、妊娠中毒症合併子宮内胎児発育遅延症例、妊娠中毒症症例から検体をサンプリングして、今後、更に症例数を増やして、胎児-胎盤発育や妊娠中毒症に関する因子について分子生物学的に解析する方針である。本研究の更なる発展により、子宮内胎児発育遅延や妊娠中毒症の病態のみならず、その診断や治療に結びついていくものと信じている。本研究は名古屋市立大学大学院ヒトゲノム倫理委員会へ申請し、平成15年12月に承認を得ている。充分なインフォームドコンセントののち、経膣または帝王切開分娩後の胎盤絨毛検体(子宮内胎児発育遅延5症例、正常5症例)よりそれぞれmRNAを抽出し、昨年に引き続きクローンテック社のcDNA subtractionキットを用いて、dT primerにてcDNAを合成して、一本鎖cDNAと二本鎖cDNAを合成した。続いて、子宮内胎児発育遅延症例の検体由来の二本鎖cDNAにAdaptorをつけて、両方の検体由来の二本鎖cDNAを2日間Hybridizationさせた。PCR続いてNested PCRを行ってアガロースゲルで電気泳動した。cDNA subtractionされたものが検出される。しかし、胎盤増殖・抑制因子に関係すると思われる遺伝子の明らかな発現を認めなかったため、現在は再びNCBI(National Center for Biotechnology Information)homepageで子宮内胎児発育遅延に有意に発現を認めるクローンを検索中である。本研究開始より約2年を経て、当科で分娩された症例において、分娩中あるいは術中に臍帯静脈より胎児血を採取し、子宮内胎児発育遅延22症例、妊娠高血圧腎症合併子宮内胎児発育遅延11症例、コントロール26症例を血清分離してフリーザーに保存しており、有意に血管増生に関与している因子をELISA法で分析する方針である。それらの因子が発見出来れば、子宮内の胎児-胎盤発育に関与している可能性が示唆される。また、我々は過去の症例を解析し妊娠初期発症の妊娠高血圧腎症合併の子宮内胎児発育遅延症例の母体血清で、有意にインヒビン濃度が上昇していることを本年度に報告した。今後、母体血清においても、子宮内胎児発育遅延症例で有意に上昇する因子を調べ、早期診断や疾患の予知に有用か否かを分析していく方針である。我々は昨年度に重篤な子宮内胎児発育遅延を認める症例を経験し、それが胎児異常を認め、出生前診断により9番トリソミーであり、子宮内胎児発育と関連していることを症例報告した。本年度は非常に稀な胎児に結合体という胎児異常がある症例2例の出生前診断を報告した。
地方機械工業の発展とアメリカ

本研究の目的は,日本=アメリカ=アジアの多様な工業化について,地方機械工業の視点から検討することにあり,本研究により,戦前期の日本機械工業の柔軟性が明らかとなった。1930年代に三井物産や三菱商事,その他中小商社を媒介として,原動機や工作機械などを中心に日本機械工業は,アジア市場に進出した。高級機械を擁する欧米製品の市場を侵食するまでには至らなかったものの,現地の中小工場などを中心にある程度の市場を確保した。その際に重要となるのが,商社と連携して構築したメインテナンスなどのアフターサービス事業であった。本研究の目的は,20世紀を代表する生産システムである"大量生産体制'を相対化し,工業化過程の多様な経路・側面を解明することである。特に本研究では,20世紀前半のアメリカ-日本-東アジアの地方機械工業の歴史的展開過程に焦点を当て,各地域間の発展の異同を確認する。具体的には,まず米国の中小農業機械メーカー分析からスタートし,続いて,国際関係・比較史的な視点から日米の中小機械工業の特徴を浮き彫りにしたい。本研究では,市場=生産=流通の各側面において日本(広く東アジア)機械工業とアメリカ機械工業が相互にどのような関係(支配・従属・依存・補完)を構築していたのかについて,アメリカ側資料,日本側資料の両面から複眼的な視点で捉え,研究をまとめる予定である。研究初年度の平成22年度は,当初,研究目的の大きな柱である米国の中小農業機械工業の資料調査を進めるため,海外調査を重点的に実施し,その他,国内資料の収集を進める予定であった。しかし,平成23年3月の東日本大震災の影響を受け,同年3月中旬に予定していた北米資料調査が実施不可能となり,2年度目に予定していた資料の購入を進めるなど,国内の資料調査に力を注いだ。その結果,日本の中小機械工業,特に農業機械工業において,技術面や販売システム米国機械工業から少なからざる影響を受けていたことが判明した。次年度以降は,これまで不明な点の多い米国側資料から日本と米国の関係を探っていきたい。平成23年度は,1年目同様に基本資料の充実と海外調査・国内調査を中心に研究を進めた。平成24年2月に北米資料調査を実施し,米国国立公文書館の接収資料(商社史関係)の閲覧・撮影を実施した。同公文書館での調査は,平成23年度3月に予定していたが,3月11日の東日本大震災により中止となったため,研究計画の進展上,必要不可欠な調査であった。今回の調査では,これまでの共同研究等で蓄積された接収資料の目録をベースに,三菱商事・安宅商会の機械関係の資料について十分に調査することができた。特に安宅商会の資料には,北米内での日本商社間の取引状況を示す資料があり,そこから日本商社の海外取引の状況を確認できた。国内調査では,三菱史料館,立教大学での調査を進め,特に三菱史料館では,三菱商事機械部,各在外支店に関する資料を閲覧・複写した。その他にも,英国公文書館,オランダ公文書館など,在外資料の状況について,専門の研究者やアーキビストに所蔵や利用状況の確認を行った。本研究は,国際関係史・比較的な視点を取り入れながら日本=アメリカ=アジアにおける多様な工業化のあり方・経路を実証的に明らかにすることが大きな目的の一つである。研究期間の2年目となる本年度までに,日本=アメリカの商社を中心とした取引関係について資料調査および検討を実施し,多くの成果を得ることが出来た。また国内の各研究会,学会等での報告も行い,問題関心を共有する専門研究者交流を行った。最終年度となる平成25年度は,これまでの研究計画を踏まえ,補充的な国内外の資料調査を実施し,研究の総括のための資料・文献の収集を実施した。また本年度は各関連学会の全国大会に積極的に参加し,研究成果の共有と相対化をめざした。本研究の目的は,日本=アメリカ=アジアの多様な工業化について,地方機械工業の視点から明らかにすることにあり,本研究により次の3点が明らかになった。第一は日本機械工業の柔軟性である。1930年代に三井物産や三菱商事などの商社を媒介として,原動機や工作機械などを中心に日本の機械工業はアジア市場に進出し,高級機械からなる欧米機械製品の市場を侵食するまでには至らなかったものの,現地の中小工場などを中心にある程度の市場を確保した。その際に重要となるのが,商社と連携して構築した修理やメインテナンスなどのアフターサービス事業であった。第二はオーストラリア市場の重要性である。従来の中国および東南アジアだけでなく,1930年代中盤以降,日本の機械工業はオーストラリア市場への展開を開始する。特に今回,オーストラリア国立公文書館資料により,日産自動車のオーストラリア進出を実証的に明らかにすることができた点は大きな成果であろう。第三はアジア間貿易の多様性である。

本研究を進める過程で,蘭領インドを基軸として,欧州ー日本ー中国ー豪州ー米国が,産業・貿易の各側面で相互に強く関係していることが,新たな資料から明らかになった。その結果,アジア間貿易が環太平洋貿易へと変化していく1930年代に日本機械工業がどのように変化したのかが次なる課題として浮かび上がった。平成25年度は,最終年度ということを意識して,関連する研究会との連携を強化した点も重要な成果であり,今後の海外資料の調査・閲覧に際して,重要な人的関係を築くことができた。本研究3年度目となる平成24年度は,基本的に昨年度までの研究計画を踏まえ,国内外(北米・東京・関西他)の資料調査を積極的に実施し,研究の基礎となる資料および文献を収集した。特に本年度は三菱史料館(東京都)の調査を中心に,商社の機械取引と地方機械工業の関係を検討し,日本=アメリカ=アジアの多様な工業化について,国際関係史・比較史的な視点に基づく実証的な研究を進めた。三菱史料館(東京)における三菱商事関連資料の調査・研究では,三菱商事の引継書,取締役会議事録の閲覧・複写を実施した。両資料は,国内における戦前の三菱商事研究の基本となるものであり,特に海外支店の引継書は商社の機械取引を明らかにする上で大変重要な資料となった。その他,本年度は,関西(大阪府立中之島図書館,同中央図書館,神戸市立中央図書館等)地区の機械工業関係資料の調査研究,北海道(北海道大学)地区の機械工業関係資料の調査研究を実施したが,特に北海道に関しては,一部地域であるものの,アメリカ製の大型農業機械が導入されており,本研究の中で重要な柱となる資料を入手できた。また本年度は研究成果の発表にも力を注ぎ,「三菱商事在米支店の対アジア機械取引」を第81回社会経済史学会全国大会(名古屋大学,2012年5月13日)で報告するとともに,1930年代の三菱商事と日産自動車の北米取引に関する論文をまとめた。1年目に東日本大震災で中止した北米調査を実施し,また国内調査においても三菱史料館で機械取引に関する資料を閲覧・複写できた。その結果,1年目に予定していた研究計画からみてやや遅れ気味であった状況も大きく改善し,当初の予想を超えて資料収集が順調に推移したため。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究3年度目を終えて,三菱商事関係の国内資料については,重要資料である引継書および取締役会議事録の閲覧・複写を実施し,資料面で大きな進捗を達成できた。また北海道調査では,従来資料的に不十分であったアメリカ製農業機械の普及および展開過程に関する資料を発見し,本研究の主目的である日本ーアメリカの国際関係・比較史的研究の進展に一定の目処がついた。さらに,本年度は学会全国大会での報告も実施し,専門研究者からのコメントを得て,研究最終年度の取り纏めに向け,重要な示唆を得ることができた。平成24年度からは日本=アジアの関係史に研究および資料収集の重点を移す予定である。アジア地域に関しては,先行研究の厚い蓄積があり,研究史の理解や史料の状況についても不明な点が多い。それを補うため,アジア史の専門家から適切な助言を受ける必要がある。そこで本年度は積極的にアジア関係の学会や研究会に参加し,専門研究者との交流を深めていきたい。
侵害受容ニューロンにおける神経活性物質の機能ー急性及び炎症痛におけるサブスタンスPの役割

無髄のC線維にあることが証明されていて,従来は痛覚の伝達物質と考えられてきたが急性の痛みの伝達物質としては疑問視されてきているsubstance P (SP)の機能的役割を同定する.その方法は:(1)麻酔したラットの脊髄を露出して,非動化後,金属微小電極を刺入した.(2)単一の体性感覚ニューロンの活動電位を記録し,各ニューロンについて顔面・口腔等へ機械,熱,電気刺激を与え,入力一次求心性神経線維を同定した.(3)C線維の入力があると推定されるニューロンから各種刺激に対する反応を記録し,記録部位を含む微小領域を抗体および新しいNK-1 receptor antagonistであるCP-96,345で潅流して反応の経時的変化を追跡した.(4)鉄イオンによる記録位置のマークからニューロンの局在を明らかにした.その結果,(1)脊髄後角侵害受容ニューロンの末梢刺激応答,特にC線維入力によると考えられる長潜時発射,を記録した.(2)33個のニューロンのうち8個(NS;4,WDR;4)は抗血清5-10μl投与後,10-30分ぐらいで末梢電気刺激に対する長潜時発射(110-500ms)が減少し始め,投与後1時間前後で最低に達したが,完全な消失はみられなかった.残りのニューロンは全く変化しないか,逆に暫増するものもあった.(3)一方,CP-96345(20-50nmol)は抗SP血清よりも短時間で長潜時発射を抑制し投与後ACSFによる灌流を早めることで回復開始時間も短縮された.また,完全に長潜時発射が消失するニューロン,全く抑制効果のみられないニューロンもみとめられた.(4)これまでSPが侵害受容ニューロンでの神経伝達/調節に関与することが示唆されてきたが,以上の結果は,一部のニューロンではSPが関与していることを示すものと考えられる.無髄のC線維にあることが証明されていて,従来は痛覚の伝達物質と考えられてきたが急性の痛みの伝達物質としては疑問視されてきているsubstance P (SP)の機能的役割を同定する.その方法は:(1)麻酔したラットの脊髄を露出して,非動化後,金属微小電極を刺入した.(2)単一の体性感覚ニューロンの活動電位を記録し,各ニューロンについて顔面・口腔等へ機械,熱,電気刺激を与え,入力一次求心性神経線維を同定した.(3)C線維の入力があると推定されるニューロンから各種刺激に対する反応を記録し,記録部位を含む微小領域を抗体および新しいNK-1 receptor antagonistであるCP-96,345で潅流して反応の経時的変化を追跡した.(4)鉄イオンによる記録位置のマークからニューロンの局在を明らかにした.その結果,(1)脊髄後角侵害受容ニューロンの末梢刺激応答,特にC線維入力によると考えられる長潜時発射,を記録した.(2)33個のニューロンのうち8個(NS;4,WDR;4)は抗血清5-10μl投与後,10-30分ぐらいで末梢電気刺激に対する長潜時発射(110-500ms)が減少し始め,投与後1時間前後で最低に達したが,完全な消失はみられなかった.残りのニューロンは全く変化しないか,逆に暫増するものもあった.(3)一方,CP-96345(20-50nmol)は抗SP血清よりも短時間で長潜時発射を抑制し投与後ACSFによる灌流を早めることで回復開始時間も短縮された.また,完全に長潜時発射が消失するニューロン,全く抑制効果のみられないニューロンもみとめられた.(4)これまでSPが侵害受容ニューロンでの神経伝達/調節に関与することが示唆されてきたが,以上の結果は,一部のニューロンではSPが関与していることを示すものと考えられる.