hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
改良型アデノウイルスベクターを用いた脂肪毒性の抑制による糖尿病の遺伝子治療の開発

近年、2型糖尿病の発症および重篤化の要因として、脂肪毒性に大きな注目が集まっている。肝臓は、普段より脂質代謝の中心臓器でもあることから、肝臓は脂肪毒性による2型糖尿病治療の重要な標的臓器であると考えられる。そこで本研究では、マウスの肝臓に脂質代謝に関与する遺伝子を高発現させることで脂肪毒性を抑制し、2型糖尿病への治療効果を試みることとした。研究代表者が独自に着目した3種類の脂質代謝関連遺伝子を、研究代表者らが開発した、肝障害性が低く、長期に発現が可能な改良型アデノウイルス(Ad)ベクターにそれぞれ搭載し、大量にAdベクターを調製することに成功した。作製した脂質代謝関連遺伝子を発現するAdベクターのひとつを、健常マウスおよび2型糖尿病モデルマウスに投与した。2週間後にマウスの肝臓を採取し、当該遺伝子の発現量を定量的RT-PCRおよびウェスタンブロッティング法を用いて検討した。その結果、作製したAdベクター投与群は、コントロール群と比較して当該遺伝子の発現が顕著に増大していた。次に、当該遺伝子の過剰発現が耐糖能に対してどのように影響するかを調べるため、健常マウスおよび2型糖尿病モデルマウスにAdべクターを投与し、数週間後に糖負荷試験を行った。その結果、当該遺伝子を発現するAdベクター投与群は、コントロール群と比較して、血糖値の上昇が有意に抑制された。したがって、着目した脂質代謝関連遺伝子を過剰発現させることにより、耐糖能が改善することが示された。本研究結果より、当該遺伝子は2型糖尿病治療薬の新たなターゲットとなる可能性が見出された。研究代表者が独自に着目した脂質代謝関連遺伝子のひとつが、耐糖能の改善に関与することを見出し、学会発表を行った。耐糖能の改善への関与が見出された遺伝子を搭載したアデノウイルスベクターを、2型糖尿病モデルマウスに投与し、2型糖尿病に対する治療効果およびそのメカニズムを詳細に検討する。具体的には、体重測定、耐糖能試験、生化学検査(血糖値、中性脂肪値、ALT値など)、内分泌学的検査(インスリン値など)等を実施する。さらに、インスリンシグナリングの変化を、ウェスタンブロッティング法を用いて検討する。研究の遂行に必要な試薬を、試薬が通常よりも安価で購入できる期間に購入できたため、次年度使用額が生じた。次年度の助成金は、実験用動物、遺伝子発現解析試薬(定量的RT-PCR試薬、合成オリゴ、抗体等)、生化学検査用試薬(血糖値測定用センサー、血清中インスリン値測定用ELISA等)、学会発表用の旅費等を中心に使用する計画である。
気体試料導入装置を用いたナノマテリアル含有製品に対する革新的曝露評価

ナノマテリアルを含む実製品(コーティングタイルや化粧品、樹脂材など)を耐候性試験し、その試験体をテーバー試験機にて摩耗させることで、負荷試験時のナノマテリアル発生量とその変化を、耐候性試験の有無で比較・評価することが本研究の目的である。平成30年度には、この発生したナノマテリアルの同定、定量及び、摩耗試験時における副次的に発生したナノマテリアル(樹脂に混練させたCNT製品の場合には、摩耗によるナノサイズの樹脂を指す)と、原材料として使用されたナノマテリアル(樹脂に混練させたCNT製品の場合には、CNTやCNT含有樹脂を指す)の選別方法を、金属(ICP/MS)と個数濃度(SMPS、FMPS、CPC)に着目した検出により検討した。ICPのプラズマに導入されたエアロゾルを検出するには、1ミリ秒以内のイオン化が求められ、ある一定以上の大きさではこれが完結せず、分析精度の低下を生じる。また粒子の組成によってもイオン化率は変化し、金属酸化物は沸点・融点が高いため完全なイオン化が行われない傾向がある。そこで、粒径が明確なAg(銀)ナノ粒子懸濁液を気相に噴霧し、粒径とカウント値の相関を調べ、組成毎/粒径毎の定量性についての基本情報を得た。その結果、粒径が150nm以上の粒子においては、DLS (動的光散乱法)を用いて測定した溶液中の粒径分布と、ICP-MSを用いて測定した気体中の粒径分布とではピークの位置が完全には一致せず、気体中の粒子を測定した際に、粒径が大きくなる傾向を得た。DMAにおける分級誤差は考えにくいことから、発生粒子に粒径変化が生じた可能性が考えられた。一方で、150nm以下の粒子では、良好な相関が得られたことから、ICPにおけるイオン化量も一因であると考えられた。本研究では、ナノマテリルを含む実製品の曝露評価を実施するために、1)対象とする試験体の選定と物性等基本情報の測定、2)耐候性試験、3)摩耗試験方法の条件設定と摩耗試験、4)発生したナノマテリアルのサンプリングと重量濃度及び個数濃度の評価、5)ICPによる含有元素の同定と定量、6)気体試料導入装置を用いた経時的な元素濃度分析と、個数濃度との比較、の6過程を計画している。これにより、実製品から発生する、a)CNTやTiなどのナノマテリアルそのものの、b)ナノマテリアルが含まれる樹脂などのナノマテリアル以外の物質、c)aとbの複合的な物質の選別と同定、定量を試みる。平成30年度には、6過程の5、6)に着目し、実製品ではなく、Agナノ粒子懸濁液を用いることで、発生した粒径と濃度との関係を求めることができた。一方で元素分析は、元素種や元素の形態(酸化物であるかどうかなど)によっても、イオン化率が異なることが予測されるために、市場に出回る他の元素種においても、その値を求める必要がある。今年度は、Ag懸濁液を、102000nmの間で、複数準備することで発生を試みたが、発生そのものの再現性がやや低かったことから、他の元素種での試験ができなかった。この課題以外は、計画通りに進んでいることから、上記の区分とした。現在までの進捗で述べた通りに、本研究は6つの過程からなる。初年度は5、6)に着手することで、ナノマテリアルの定量方法を検証できた。本年度は、3、4)である摩耗試験方法の条件設定と摩耗試験、発生したナノマテリアルのサンプリングと重量濃度及び個数濃度の評価を試みる。同時に、平成30年度の課題でもある、Ag以外の元素における検証を進め、実製品を用いた摩耗試験との関係性を得る。

本研究では、ナノマテリルを含む実製品の曝露評価を実施するために、1)対象とする試験体の選定と物性等基本情報の測定、2)耐候性試験、3)摩耗試験方法の条件設定と摩耗試験、4)発生したナノマテリアルのサンプリングと重量濃度及び個数濃度の評価、5)ICPによる含有元素の同定と定量、6)気体試料導入装置を用いた経時的な元素濃度分析と、個数濃度との比較、の6過程を計画している。これにより、実製品から発生する、a)CNTやTiなどのナノマテリアルそのものの、b)ナノマテリアルが含まれる樹脂などのナノマテリアル以外の物質、c)aとbの複合的な物質の選別と同定、定量を試みる。平成30年度には、6過程の5、6)に着目し、実製品ではなく、Agナノ粒子懸濁液を用いることで、発生した粒径と濃度との関係を求めることができた。一方で元素分析は、元素種や元素の形態(酸化物であるかどうかなど)によっても、イオン化率が異なることが予測されるために、市場に出回る他の元素種においても、その値を求める必要がある。今年度は、Ag懸濁液を、102000nmの間で、複数準備することで発生を試みたが、発生そのものの再現性がやや低かったことから、他の元素種での試験ができなかった。この課題以外は、計画通りに進んでいることから、上記の区分とした。現在までの進捗で述べた通りに、本研究は6つの過程からなる。初年度は5、6)に着手することで、ナノマテリアルの定量方法を検証できた。本年度は、3、4)である摩耗試験方法の条件設定と摩耗試験、発生したナノマテリアルのサンプリングと重量濃度及び個数濃度の評価を試みる。同時に、平成30年度の課題でもある、Ag以外の元素における検証を進め、実製品を用いた摩耗試験との関係性を得る。
多層指導モデルによる学習困難への地域ワイドな予防的支援に関する汎用性と効果持続性

多層指導モデル(MIM)は,通常の学級において様々なニーズを有する学力層の子どもたちに指導・支援の多様性をもって対応する学力指導モデルである。学習につまずく前にまたはつまずきが重篤化する前に指導・支援する予防的支援を理念としている。本研究により,自治体レベルでMIMを導入し,早期からの効果的支援を施策に取り入れているところは20地域を超えた。また,MIMの指導法の一部は小学校第一学年国語科の教科書にも採用された。MIMを効果的に機能させるために不可欠なMIM-PMというアセスメントにおいては,1年生の年間を通じての結果が,年度末,さらには6年生時の読みの総合的な力を示唆する可能性も示された。1.多層指導モデルMIMの地域ワイドでの実践の拡大:本研究の最大のテーマである「地域ワイド」にて多層指導モデルMIM(学習困難を中心とした通常の学級における様々なニーズに対応しようとする予防的支援モデル)に取り組むことをめざし,教師らにその意義・手法について理解・啓発を促すことを一つの目的とした。具体的には,実際に地方自治体(A市,B市)で研修を行ってきた知見を基に「研修システム」のモデル案を作成した。加えて,各学校でのMIMの実践をいかに地方自治体として支えていくかについても検討し,その体制整備に向けた条件および効果・課題の整理を行った。2.読みの流暢性に関する多層指導モデルMIMの効果の追跡:A市では,市内全小学校(22校)でMIMを導入しているが,小学校1年生時にMIMを受けた児童が,現在,2,3年生になっている。そこで,これらの児童に対し,追跡調査を行っている。具体的には,年度末に実施している効果検証にあたって,当該学年である1年生だけでなく,MIMによる指導が1年間経過した2年生,および2年間経過した3年生についても,効果検証の対象とし,分析を行っている。さらには,次年度からMIMを地域内全小学校で導入予定のB市(17校)についても,1年生から3年生に対して対照群としての参加を促し,MIM実践地域との比較対照群としてのデータ収集が実現できた。このデータは,比較対照群としてだけでなく,次年度から実施する自地域内でのMIMの効果検証のためのプレテストとしての意義も持たせた。3.Web上での多層指導モデルMIMに関する広場(フォーラム)の開設:フォーラムのコンテンツとなるMIMを実践している学校や教師から寄せられた質問や,それに対する回答,実践校による活用実践の工夫例について収集および整理を行った。多層指導モデルMIMは,平成18年度からの科研費による研究で開発に至った学力指導モデルである。具体的には,通常の学級において,まずは効果的指導を全ての子どもを対象とする授業で行い,それでも習得が難しい子どもに対しては,第2段階として通常の学級内での補足的指導,それでも困難な場合には第3段階としてより個に特化した指導を行う。これまでの研究(平成22-24年度の科研費による研究)では,市内全小学校(22校)で多層指導モデルMIMを導入するといった一地域での実践事例がある。そこで本研究では,この事例で明らかになった成功要因と課題要因を整理し,条件の異なる地域での汎用性を検証していくことを目的とする。学校内における校内体制としてのMIMの取組,加えて,各学校でのMIMの取組を自治体が支援する「地域ワイドでのMIMの実践」が叶えば,取組の継続性や安定性が保障されると考える。その他にも,「1年生時にMIMによる指導を受けた子どもの追跡調査」「Web上でのMIMに関する広場(フォーラム)の開設」,「異教科MIMの汎用化」等を目的としている。今年度(平成26年度)の成果としては,異なる条件を有する13の自治体(人口規模にして約17,000人から964,000人の範囲)より,自治体として行ったMIMの取組に関する情報収集をすることができた。これにより,MIMの実践を通常の学校に導入するに際し,地域としていかに体制整備を行うかについての具体的要因(支援体制の構築,研修の在り方等)が明らかになった。また,地域ワイドでのMIMの取組を研究者側が支える仕組みの一環として「Web上でのMIMに関するフォーラム」の開設に向け,コンテンツ(例:「MIMとは」「MIMに関するQ&A」「地域におけるMIM」「MIMの関連資料」等)の準備がほぼ整い,あとはシステムの構築を待つのみとなっている状況である。多層指導モデルMIMでは,通常の学級において,まずは効果的指導を全ての子どもを対象とする授業で行い,それでも習得が難しい子どもに対しては第2段階として通常の学級内での補足的指導,なおも困難な場合には第3段階としてより個に特化した指導を行う。これまでMIMを自治体内全ての小学校(22校)に導入した事例がある。本研究では,さらに自治体としてMIMに取り組む地域を拡大し,汎用性のあるモデルとしての昇華を図っていくことを目的としている。特に,実践に関する成功および課題要因を整理することで,子どものニーズに合わせた効果的指導の提供をめざすMIMの継続的,安定的な取組が達成されると考える。そこで今年度の成果としては,昨年度に引き続き,MIMを自治体として導入する12地域(人口規模にして約17,000人から964,000人の範囲)から,MIMの取組に関する情報収集(実態および成果と課題)を行った。これらの自治体は少なくともMIM実施2年目以降の自治体であり,初年度の課題を受け,より継続可能なシステムとして,さらには昨年度提供した他地域の情報から好事例を参考にしつつ,独自の実践の実現化を図っている様子が窺えた。

このように,全国での情報を収集,整理,発信していくことで,各自治体の教育施策の立案・実施に貢献できたと評価する。また,地域ワイドでMIMの実践を行っている自治体の増加等に伴い,実践を支える仕組みの一環として,MIMに関するWebサイトを開設した。コンテンツ(「MIMに関するニュース」「地域におけるMIM」「MIMに関するQ&A」等)についても,現場の教師らのニーズを踏まえ,教育現場にとって有益となる情報の発信に努めた。なお,Webサイト上に「MIMの実践に関する情報提供」を求めるコーナーも設け,ユーザーとともに双方向で,今後のWebサイトを充実させていくような設計にした。本研究では4つの研究課題を設定している。「MIMの地域ワイドでの実践の拡大」では,昨年度に引き続き,MIMを自治体として導入する12地域に加え,新たに2地域加わっている(研究として連携している地域数)。それらの自治体から収集されたMIMの取組に関する情報(実態および成果と課題)を報告書としてまとめる。「読みの流暢性に関する多層指導モデルMIMによる指導を小学1年時に受けた児童の効果に関する(小学校2年生以降)追跡調査」では,福岡県および滋賀県内の一自治体において,MIMを導入して25年が経過した。つまり,1年生時にMIMによる指導を受けた児童が25年生になったことになる。そこで,指導の効果検証にあたっては,当該学年である1年生だけでなく,2年生以降についても効果検証の対象とし,縦断研究としての貴重なデータ収集を行うことができた。「MIMに関するWebサイトの開設」は,地域ワイドでMIMに取り組む自治体の増加に伴い,研究者側がこれらの実践を支える仕組みの一環として開設したものである。コンテンツも,現場の教師らのニーズを活かした構成になっており,有益となる情報の発信ができたと評価している。なお,このWebサイトは,双方向的な要素も加味しており,「MIMの実践に関する情報提供」も求めている。今後,ユーザーとともにこのWebサイトの有益性を高めていければと考えている。「異教科多層指導モデルMIMの汎用化」については,早期の段階での算数に焦点を当てたMIMのアセスメント(MIM-PM算数版)について,その妥当性と独自性をまとめた論文が受諾された。このアセスメントの活用により,算数にのみ顕著な困難さをみせる群(5.15%)が抽出された。MIM-PM算数版の活用で,より包括的なつまずきの早期把握の可能性が示唆された。以上,4点の目的に沿い,概ね順調に進展していると判断した。一つ目に「多層指導モデルMIMの地域ワイドでの実践の拡大」における成果では,地域ワイドでMIMを導入してきた14の自治体の報告(北九州市,飯塚市,嘉麻市,倉吉市,彦根市,大阪狭山市,伊那市,足立区,葛飾区,南房総市,いすみ市,鹿沼市,大田原市,三春町)を「多層指導モデルによる学習困難への地域ワイドな予防的支援」という実践成果報告書としてまとめた。MIMに取り組んでいる自治体はもとより,今後MIMを導入している自治体にとっても有益な情報に富む報告書となった。二つ目の成果は,研究成果の啓発・普及を目的とした多層指導モデルMIMに関するWebサイトでの情報発信,質的向上が図られた点である。
遺伝子発現系を利用した吸入麻酔薬の作用機序の解明

研究計画に従い,初年度はアフリカツメガエルの卵母細胞にKvLQT1あるいはminKの遺伝子情報と一緒に発現させ,吸入麻酔薬の影響について観察した.minKを同時に発現させた方がより大きな,本来のカリウムチャネル活性を観察することができた.それぞれのwhole-cell電流に対して吸入麻酔薬を曝露し,濃度依存性に抑制するのを観察した.吸入麻酔薬イソフルランとセボフルランで比較すると,イソフルランの方がより大きくカリウム電流を抑制した.次年度は,そのKvLQT1遺伝子のスプライスバリアントに関して検討した.補足遺伝子minKの同時発現が生理活性にとって重要であることを明らかにした.最近,我々は別の研究で,ラット心筋からβ_2サブユニットのスプライスバリアントをクローニングし,β_<2c>サブユニットと名づけた.Whole-cell patch-clamp法によって,β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>電流の不活性化率は,ラット心筋で測定されたものとほぼ同等であり,それらに比して,β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>電流のものは遅かった.これらの結果より,β_<2a>サブユニットがラットの心筋で機能するβサブユニットのひとつであると考えられた.最終年度は,β_<2a>サブユニットあるいはβ_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>チャネルと,ラット心筋のCa^<2+>チャネルの単一チャネル記録を行い,解析を加え,比較検討した.β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたL型Ca^<2+>チャネルの単一チャネル活動の特徴は,単離心筋で測定したnativeのCa^<2+>チャネルのものとほぼ同等であり,β_<2a>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>チャネルのものとは異なることを明らかにした.研究計画に従い,初年度はアフリカツメガエルの卵母細胞にKvLQT1あるいはminKの遺伝子情報と一緒に発現させ,吸入麻酔薬の影響について観察した.minKを同時に発現させた方がより大きな,本来のカリウムチャネル活性を観察することができた.それぞれのwhole-cell電流に対して吸入麻酔薬を曝露し,濃度依存性に抑制するのを観察した.吸入麻酔薬イソフルランとセボフルランで比較すると,イソフルランの方がより大きくカリウム電流を抑制した.次年度は,そのKvLQT1遺伝子のスプライスバリアントに関して検討した.補足遺伝子minKの同時発現が生理活性にとって重要であることを明らかにした.最近,我々は別の研究で,ラット心筋からβ_2サブユニットのスプライスバリアントをクローニングし,β_<2c>サブユニットと名づけた.Whole-cell patch-clamp法によって,β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>電流の不活性化率は,ラット心筋で測定されたものとほぼ同等であり,それらに比して,β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>電流のものは遅かった.これらの結果より,β_<2a>サブユニットがラットの心筋で機能するβサブユニットのひとつであると考えられた.最終年度は,β_<2a>サブユニットあるいはβ_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>チャネルと,ラット心筋のCa^<2+>チャネルの単一チャネル記録を行い,解析を加え,比較検討した.β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたL型Ca^<2+>チャネルの単一チャネル活動の特徴は,単離心筋で測定したnativeのCa^<2+>チャネルのものとほぼ同等であり,β_<2a>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>チャネルのものとは異なることを明らかにした.提出した研究計画に従い,本年度はラット心筋から摘出したカリウムチャネルとナトリウムチャネルのDNA抽出に取りかかった.抽出後,当DNAがそのチャネルのDNAであるかを確かめ,その後E.coliにその遺伝子を組み込み,十分な量のDNAを増殖させた後,mRNAを精製した.アフリカツメガエルの卵母細胞をアフリカツメガエルより摘出し,第4段階の卵母細胞を選んだ後,それらのmRNAを卵母細胞内に50μLずつ注入し,34日,室温にて放置した.その後,二極法のパッチクランプ法を用いて,卵母細胞膜表面上のそれぞれのチャネルの発現を確認した.現在は,それぞれのサブユニットごとのチャネル活動の特徴の解析に取り組んでいる.例えば,カリウムチャネルのαサブユニットだけを発現させた場合と,αとβを同時に発現させた場合のチャネル活性を観察し,βサブユニットのチャネル活性に対する作用を解明する.それが,終了し次第,現在臨床で使用されている吸入麻酔薬イソフルランとセボフルランを暴露し,その直接作用を観察し,それらの分子レベル的な作用機序の解明に取り組もうと考えている.提出した研究計画に従い,本年度は心筋細胞から得られたカルシウムチャネルのα_1サブユニット単独とα_1とβサブユニットを同時に発現させ,カルシウムチャネルの活性を観察している.これを行うことによりβサブユニットの補助的作用を明らかにできると考えている.さらに,それらの結果を踏まえた上で,吸入麻酔薬ならびに静脈麻酔薬を暴露してその影響を観察することにしている.これにより,麻酔薬のチャネルレベルでの作用機序をさらに解明できると考えており,それによりより安全な臨床麻酔への応用が可能と考えている.

現在同時に,カルシウムチャネル活性のシングルチャネル活性を観察しており,これにより心筋の電位依存性カルシウムチャネルの特性をより解明できると考えている.一方,これらの研究を行うことによって得られた研究技術を,ブタの気管・気管支平滑筋ならびに妊娠ラットの子官平滑筋に応用した.これにより,吸入麻酔薬の気管・気管支平滑筋張力に対する抑制作用の違いを細胞内カルシウムイオン濃度ならびにカルシウムチャネル,さらにはカリウムチャネルやクロライドチャネルレベルで明らかにした。子宮平滑筋に対する影響は麻酔中に使用する静脈麻酔薬プロポフォールの弛緩作用機序を解明した.本研究課題により得られた研究技術ならびに研究結果を踏まえ,今後は脳神経細胞における各種チャネル活性に及ぼす麻酔薬の作用ならびにその機序解明に取り組もうと考えている.L型Ca^<2+>チャネルは心臓の興奮-収縮連関に重要な役割を果たしている.Ca^<2+>チャネルとしての基本的な機能はα_<1c>サブユニットが担っているが,補助サブユニットとくにβによってCa^<2+>チャネルの細胞膜への発現や電流のカイネティクスの調節が行われている.現在,4種類のβサブユニット(β_1β_4)とそれらのスプライスバリアントが同定されているが,ラットの心筋でβ_<2a>サブユニットが実際に発現し機能しているかは明らかでない.最近,我々はラット心筋からβ_2サブユニットのスプライスバリアントをクローニングし,β_<2c>サブユニットと名づけた.β_<2c>サブユニットのmRNAはラットの心臓と脳で豊富に認められ,β_<2a>サブユニットのものは脳では認められたが,心臓では検出されなかった.また,whole-cell patch-clamp法によって,β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>電流の不活性化率は,ラット心筋で測定されたものとほぼ同等であり,それらに比して,β_<2a>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>電流のものは遅かった.これらの結果より,β_<2c>サブユニットがラットの心筋で機能するβサブユニットのひとつであると考えられた.今回我々は,β_<2a>サブユニットあるいはβ_<2c>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>チャネルと,ラット心筋のCa^<2+>チャネルの単一チャネル記録を行い,解析を加え,比較検討した.β_<2c>サブユニットを用いて再構成されたL型Ca^<2+>チャネルの単一チャネル活動の特徴は,単離心筋で測定したnativeのCa^<2+>チャネルのものとほぼ同等であり,β_<2a>サブユニットを用いて再構成されたCa^<2+>チャネルのものとは異なっていた.以前の我々の報告とあわせて,β_<2c>サブユニットは心臓で発現し機能しているβサブユニットのひとつであると考えられた.
高分子膜電極による二酸化炭素の電気化学的固定

二酸化炭素を銅電極で電気化学的に還元すると、常温常圧でエチレンやアルコール類が効率よく生成する。この過程は金属電極上で進行する不均一系触媒反応であるが、これを基盤として新しいエネルギー貯蔵とリサイクルのシステムを構築することが出来る。そのために解決すべき主要な課題の一つは、電極へのCO_2の輸送速度を高めることである。本研究の目的は、二酸化炭素の電解還元プロセスに、高分子膜電極(イオン交換膜に多孔性金属電極をコーティングした電解システム)を適用することにより、上の課題の解決をはかることにある。これにより、工業電解に匹敵する反応速度でエチレン、アルコール類を得るプロセスの開発が可能になると期待される。高分子膜電極でCO_2の電解還元を行った研究例は数報見られるが、いずれも陽イオン交換膜を基体としており、短時間で電極活性は低下することが知られている。本研究では、カチオン交換膜/Ag電極およびアニオン交換膜/Ag電極を無電解メッキ法で作成し,CO_2の電解還元を行った。カチオン交換膜/Ag電極では、電極の活性は、過去の報告通り短時間で低下したが、アニオン交換膜/Ag電極では著しい向上が見られた。すなわち30mA cm^<-2>まではCO_2還元は100%に近い電流効率で進行し、50mAcm^<-2>でも60%程度の値が見られる。電極の活性はきわめて安定で,2時間の間全く活性の低下は見られなかった.以上により、CO_2の電気化学還元プロセスに,アニオン交換膜/Ag電極を用いることにより,電極へのCO_2輸送速度が顕著に改善され,しかも長時間にわたって活性が保持されることがわかった.二酸化炭素を銅電極で電気化学的に還元すると、常温常圧でエチレンやアルコール類が効率よく生成する。電極の活性はきわめて安定で,2時間の間全く活性の低下は見られなかった.以上により、CO_2の電気化学還元プロセスに,アニオン交換膜/Ag電極を用いることにより,電極へのCO_2輸送速度が顕著に改善され,しかも長時間にわたって活性が保持されることがわかった.
超高次元リモートセンシング画像における適応的定量解析手法の研究

本研究は,超高次元リモートセンシング画像から定量的な情報を高精度に抽出する手法の開発を目的としている.本年度は,反射スペクトルにもとづく濃度定量アルゴリズムを開発した.従来,衛星リモートセンシングにおいては,経験的に選択された二つの観測波長の反射率の比から海洋のクロロフィル濃度を推定している.しかしこの方法は,クロロフィル以外の共存物質の影響を受けやすく,高精度な定量は困難であった.ここではまず,海中に存在するクロロフィル,溶存有機物,懸濁物質の3種の物質を考慮し,Sathyendranathのモデルにもとづいて,種々の濃度における分光反射率をシミュレーションで求めた.このデータをもとに,濃度定量に最適な特徴を抽出し,濃度を推定する実験をおこなった.反射スペクトルの高次元データを圧縮して低次元の特徴空間に表現し,つぎに,クロロフィルによる反射率変化を目的信号S,共存物質による反射率変化をノイズNとみなしたとき,SN比が最大となるように特徴空間の中に特徴軸を定めた.この特徴軸が,クロロフィル濃度の定量に最適な特徴に対応する.この処理には,すでに開発した目的指向型の特徴抽出アルゴリズムを適用した.特徴量とクロロフィル濃度との関係を定めておくことにより,未知試料のクロロフィル濃度が推定できる.シミュレーションデータを用いて従来法との精度比較をおこなった結果,共存物質の影響が大幅に低減され,推定精度が向上することが確かめられた.本アルゴリズムは,クロロフィル以外にも各種の対象へ適用が可能である.画素のカテゴリ分解を適応的に実現するアルゴリズムの研究をおこなった。異なるスペクトルをもつ数種の対象物を想定し、それらが画素中に種々の面積比で混在する場合を考える。観測条件により対象物の分光反射率が変化しても面積比に誤差を生じないように、データ自身から要素物質のスペクトルを推定しつつ、面積比を求めるアルゴリズムを開発した。N種の物質のスペクトルが混合して観測される分光データを、N次元の特徴空間で表現すると、混合過程を線形と仮定したとき、種々の比率で混合したスペクトルをは、要素物質のスペクトルを頂点としたのN次元単体の内部に存在する。まず、データ全体を主成分分析で圧縮してN次元の特徴空間に表現し、対象領域における画像の各点で得られた分光データに対して、それらを内部に含むN次元単体のうち体積が最小のものを決定し、要素物質のスペクトルを推定した。計算機シミュレーションで混合スペクトルを発生させて実験を行い、アルゴリズムの原理的な妥当性を確認した。要素数3から5までの場合について実験をおこない、正しいスペクトルが推定できることを確認した。さらに、トレーニングデータの代表性が低下する状況として、衛星のセンサからのルッキング角が画像内の領域ごとに変化する場合を考えて反射率の変化をモデル化し、シミュレーション実験をおこなった。要素スペクトルを固定して分解をおこなう従来のアルゴリズムを用いた場合と、本アルゴリズムを用いた場合について分解の精度を比較した結果、従来法では最大約10%程度の誤差が生じる場合においても、本手法では1%以内の誤差で面積比が推定できた。今後は、現実のデータに対して本アルゴリズムを適用した場合の精度や問題点を明らかにしていきたい。本研究は,超高次元リモートセンシング画像から定量的な情報を高精度に抽出する手法の開発を目的としている.本年度は,反射スペクトルにもとづく濃度定量アルゴリズムを開発した.従来,衛星リモートセンシングにおいては,経験的に選択された二つの観測波長の反射率の比から海洋のクロロフィル濃度を推定している.しかしこの方法は,クロロフィル以外の共存物質の影響を受けやすく,高精度な定量は困難であった.ここではまず,海中に存在するクロロフィル,溶存有機物,懸濁物質の3種の物質を考慮し,Sathyendranathのモデルにもとづいて,種々の濃度における分光反射率をシミュレーションで求めた.このデータをもとに,濃度定量に最適な特徴を抽出し,濃度を推定する実験をおこなった.反射スペクトルの高次元データを圧縮して低次元の特徴空間に表現し,つぎに,クロロフィルによる反射率変化を目的信号S,共存物質による反射率変化をノイズNとみなしたとき,SN比が最大となるように特徴空間の中に特徴軸を定めた.この特徴軸が,クロロフィル濃度の定量に最適な特徴に対応する.この処理には,すでに開発した目的指向型の特徴抽出アルゴリズムを適用した.特徴量とクロロフィル濃度との関係を定めておくことにより,未知試料のクロロフィル濃度が推定できる.シミュレーションデータを用いて従来法との精度比較をおこなった結果,共存物質の影響が大幅に低減され,推定精度が向上することが確かめられた.本アルゴリズムは,クロロフィル以外にも各種の対象へ適用が可能である.
気道リモデリングの予防における標的細胞と分子薬理療法

気管支喘息の難治化の主因である気道リモデリングにおける気道構成細胞の役割について、炎症細胞や上皮細胞と、平滑筋細胞との関連性に焦点を当て検討した。肥満細胞、好酸球、気道上皮から産生、放出される種々の化学物質により、気道平滑筋細胞は直接に影響を受けることで気道平滑筋収縮(気流制限)、ムスカリン受容体刺激に対する反応性増強(気道過敏性の亢進)、βアドレナリン受容体の反応性の低下(β耐性化)、気道平滑筋細胞の増殖、遊走能の増強(気道リモデリング)を生じる。これらの現象のすべてにRhoA/Rho-kinase由来のCa^<2+>感受性亢進は密接に関わっていた。以上の結果から、気道平滑筋細胞におけるRhoA/Rho-kinase系はこの疾患に対する病態解明、治療法の開発のためのあらたな標的分子と考えられる。気管支喘息、慢性閉塞性肺疾患など難治化の主因である気道リモデリングにおける気道構成細胞の役割を検討した。炎症細胞や気道上皮細胞と、気道平滑筋との関連性に焦点をあて、気道過敏性、βアドレナリン受容体の反応性低下(β耐性化)の機序の解明をおこなった。モルモット気管平滑筋をCa^<2+>蛍光色素であるFura-2で負荷し、等尺性張力と細胞内Ca^<2+>濃度を同時に測定した。気道上皮細胞が障害された時に放出されるATPを比較的低濃度(<10μM)で気管平滑筋に曝露すると、ムスカリン受容体刺激薬であるメサコリンの収縮反応が有意に増加した。この時細胞内Ca^<2+>濃度はほとんど増加しなかった。この現象はP2X受容体刺激薬で生じ、Rho-kinase阻害薬であるY-27632で濃度依存性に抑制された。上皮細胞障害に基づいて放出されたATPは、気道平滑筋に作用にし、気道過敏性を亢進させることが明らかとなった。その機序としてP2X受容体、Rho-kinase由来のCa^<2+>感受性の亢進が重要な役割を果たしている。肥満細胞から脱顆粒されるトリプターゼを気管平滑筋に曝露させると、濃度依存性にβアドレナリン受容体刺激薬であるイソプロテレノールの弛緩作用の著明な減弱(β耐性化)が生じた。このβアドレナリン作用の低下は細胞内Ca^<2+>濃度はほとんど影響を受けることはなく、Y-27632で抑制された。さらに、この現象は、プロテアーゼ活性型受容体2(PAR2)の刺激薬であるSLIGKV-NH_2を曝露させても同じように認められた。炎症時に肥満細胞から脱顆粒したトリプターゼにより、β耐性化が起こることが明らかとなった。このβ耐性化は同種型で、Rho-kinase由来のCa^<2+>感受性の亢進が関与している。そして、トリプターゼに由来した細胞傷害ではなく、PAR2受容体を介した細胞内情報伝達系が重要な役割を果たしている。気管支喘息難治化の主因である気道リモデリング予防の方法を確立するために、気道炎症と気道平滑筋との関連性に焦点をあて、気流制限、βアドレナリン受容体の反応性低下(β耐性化)、細胞遊走、細胞骨格再構築の機序の解明とその標的分子の検索をおこなった。酸化ストレスの指標であるイソプロスタンの異性体、8イソプロスタグランディンF_<2α>(8-iso-PGF_<2α>)をFura-2(Ca^<2+>蛍光色素)で負荷したモルモット気管平滑筋の切片に投与すると、濃度依存性に細胞内Ca^<2+>の上昇をともなって収縮した。この細胞内Ca^<2+>の上昇は、非特異的なCa^<2+>流入で起こり、PC-PLCが重要な役割を果たしている。そして、8-iso-PGF_<2α>による収縮は、RhoA/Rho-kinase由来の細胞内Ca^<2+>に対する感受性の亢進も関与している。気道平滑筋細胞の増殖を起こすPDGFを気管平滑筋の切片に投与した後、イソプロテレノール(β刺激薬)の弛緩作用は細胞内Ca^<2+>濃度の上昇をともない濃度依存性に減少した。この反応性の低下には電位依存性Ca^<2+>(VDC)チャネルを介したCa^<2+>流入の抑制が重要な役割を果たしている。

一方、RhoA/Rho-kinaseを介したCa^<2+>感受性の亢進は関与していない。培養ヒト気管支平滑筋細胞の遊走能は、エンドセリンの暴露により濃度依存性に増強した。この効果はエンドセリン受容体拮抗薬で抑制されるだけでなく、Rho-kinase阻害薬でも抑制される。エンドセリンはGTP-RhoA(活性化RhoA)の割合を増加させるだけでなく、F-actinの染色を増加させる。このストレスファイバー形成はRho-kinase阻害薬で抑制される。気管支喘息の治療の新たな標的として、RhoA/Rho-kinase系、VDCチャネルが挙げられる。
クローン病類似大腸炎モデルの作製と_<rs>CD4による新たな治療法の開発

クローン病は原因不明の炎症性腸疾患で、日本において最近患者数が急増しており,新しい治療法の開発は急務といえる。近年、クローン病におけるCD4陽性細胞の重要性が注目されており、炎症の中心を担うCD4陽性T細胞を念頭においたクローン病の実験モデルの作製は病因を解明する糸口となり,新しい治療法の開発に必須のものである。本年度の研究では、マウスにTNB-BSAをCFAとともに皮下免疫し(計2回)、TNBに対する抗体価の上昇を確認した。TNB10mgの注腸で組織学的な炎症所見が認められ、20mgまで増量すると、ほぼ全てのマウスで下痢を伴う全身的な消耗を来たした。これらのマウスの大腸では、ヒトクローン病に類似する、全層にわたる著明な炎症性細胞浸潤とびらんの形成を非連続的に認め、炎症は2週間以上持続し慢性炎症と考えられた(TNB免疫大腸モデル)。TNB免疫大腸炎群において浸潤リンパ球の表面抗原を酵素抗体法にて検討すると、CD4陽性細胞が優位であった。大腸LPLの細胞表面抗原の変化をflow cytometryにより検討したところ、TNB免疫大腸炎症群でCD45RBの発現に変動が認められ、CD45RB^<low>が増加し、CD45RB^<high>が減少していた。さらに大腸粘膜よりRNAを抽出し、PCR法によりIFN-γ,TNF-αのmRNAの発現が増加していることを確認した。以上よりTNB免疫大腸炎モデルではTh1 typeのCD4細胞が炎症形成に関与していることが示唆された。そこで、注腸後2日目に抗CD4抗体0.2mgを腹腔内投与することによる炎症抑制効果につき検討した。非投与群では6匹4匹が死亡したのに対し、抗CD4抗体投与群では死亡は6匹中1匹のみであり組織学的にも炎症は軽微であった。大腸LPLでは、抗CD4抗体投与群においてCD45RB^<high>が完全に消失しており、腸管粘膜局所におけるIFN-γ,TNF-αのmRNAの発現は減少していた。現在、同モデルにおいてrecombinant soluble CD4投与による炎症抑制効果を検討中であり、将来的にヒトのクローン病に対して臨床応用できるかを追求したい。
地球回転監視のためのVLBI太平洋ネットワーク構築の研究

1.研究目標の設定:(1)地球回転の高精度決定、(2)鹿島、リッチモンド間の高精度時刻同期、(3)データ解析ソフトウエアの整備、(4)太平洋ネットワーク運用の円滑化を主目標とした。2.研究目標達成のための実施計画:(1)昭和62年度:通信総合研究所と米国の3観測局による新しい太平洋ネットワークを構築し、その円滑な運用態勢を確立すること。独自に開発した解析ソフトウエアによるデータ解析の実行と結果の通信総合研究所や米国測地測量局の解析結果との比較。(2)昭和63年度:前年度の結果の検討に基づく観測スケジュールの見直し。解析ソフトウエアの改良。3.計画の実施:(1)観測:毎月1回、3名の観測員を通信総合研究所鹿島支所に派遣し、24時間観測を2年間で合計24回、当初予定通り実施した。(2)ネットワークの運用:米国の相関処理センターとの、磁気デープの往復、電子通信による観測局への観測指令などの態勢が、開始後半年で確立され、国際センターとしての円滑な運営が行なわれている。(3)ソフトウエア及び解析結果:国内的には通信総合研究所と協力し、昭和63年3月には、米国でのVLBI解析センター会議に真鍋研究分担者が出席し、ソフトウエアの改良を行なった結果、優秀な解析結果が得られるようになった。(4)観測スケジュールの改定:初年度の結果によると、太平洋ネットワークは最も優れた観測網であることが確認できたので、さらに高精度を目指して観測スケジュールを改定した。4.学術的成果:(1)地球回転変動が、1センチメートルを切る精度で決定できた。これは、世界最高の精度である。(2)銀河系外クエーサーの位置を高精度で決定した。(3)観測局の位置を高精度で決定し、そのプレート運動による変化を検出した。(4)日本と米国間の時刻同期を、100億分の一秒の精度で達成した。1.観測の実施:毎月1回,米国の3局と鹿島局の運用により24時間観測を滞りなく終了した.水沢から鹿島に毎回3名の観測要員を巡遣し,約20巻の磁気テープに準星からの電波を記録し,これを米国海軍天文台の相関処理センターに送付して相関処理を行い,得られた結果を磁気テープ1巻にまとめて水沢に返送し,水沢ではそれを解析して地球回転の変動を解析するという一連のルートを確立した.2.解析結果:水沢独自の解析ソフトウエアを開発して,太平洋ネットワークで取得されたデータを解析した.その結果,a)太平洋ネットワークは世界一の精度で地球回転の変動を決定できることが証明され,またb)米国のソフトウエアと水沢のソフトウェアでは,結果に一定の差を生じることが分った.目下原因を究明中である.3.観測局の位置変化:アラスカと鹿島は,想定した位置よりも10センチメートル程度ずれていることが分った.これはプレート運動によるものと考えられるので,その詳しい大きさの決定について検討中である.4.発表,出版:8月にカナダのバンクーバーにおける第20回国際測地学及び地球物理学連合総会,また10月に北京で開かれたおいて,太平洋ネットワークに関する報告を行った.また国際地球回転事業の中央局(パリ)には結果を報告した.5.通信システムの整備:VLBI観測においては,衛星通信が不可欠である.昭和62年度には,米国,ヨーロッパのみならず,中国との通信も可能にするシステムを整備した.1.研究目標の設定:(1)地球回転の高精度決定、(2)鹿島、リッチモンド間の高精度時刻同期、(3)データ解析ソフトウエアの整備、(4)太平洋ネットワーク運用の円滑化を主目標とした。

2.研究目標達成のための実施計画:(1)昭和62年度:通信総合研究所と米国の3観測局による新しい太平洋ネットワークを構築し、その円滑な運用態勢を確立すること。独自に開発した解析ソフトウエアによるデータ解析の実行と結果の通信総合研究所や米国測地測量局の解析結果との比較。(2)昭和63年度:前年度の結果の検討に基づく観測スケジュールの見直し。解析ソフトウエアの改良。3.計画の実施:(1)観測:毎月1回、3名の観測員を通信総合研究所鹿島支所に派遣し、24時間観測を2年間で合計24回、当初予定通り実施した。(2)ネットワークの運用:米国の相関処理センターとの、磁気テープの往復、電子通信による観測局への観測指令などの態勢が、開始後半年で確立され、国際センターとしての円滑な運営が行なわれている。(3)ソフトウエア及び解析結果:国内的には通信総合研究所と協力し、昭和63年3月には、米国でのVLBI解析センター会議に真鍋研究分担者が出席し、ソフトウエアの改良を行なった結果、優秀な解析結果が得られるようになった。(4)観測スケジュールの改定:初年度の結果によると、太平洋ネットワークは、最も優れた観測網であることが確認できたので、さらに高精度を目指して観測スケジュールを改定した。4.学術的成果:(1)地球回転変動が、1センチメートルを切る精度で決定できた。これは、世界最高の精度である。(2)銀河系外クエーサーの位置を高精度で決定した。(3)観測局の位置を高精度で決定し、そのプレート運動による変化を検出した。(4)日本と米国間の時刻同期を、100億分の1秒の精度で達成した。
トリステトラプロリンなどmRNA結合性蛋白と関節リウマチの病態の関連

1)RA患者末梢血単核球におけるTTP,TIA-1,HuR遺伝子発現。TTP,TIA-1,HuR遺伝子の生物製剤投与前後での変動と生物製剤有効性との間には明らかな関係はみられなかったが、ACR50%を達成した症例で投与前TIA-1/HuRがACR20を達成できなかった症例より高い傾向が見られた。2)関節リウマチ(RA)患者の末梢血単核球および関節滑膜組織におけるBRF-1遺伝子発現。末梢血単核球での発現はRA患者と健常人間で差はみられなかったが、関節滑膜ではRA患者において変形関節症患者よりむしろ発現が低い傾向が見られた。RA患者末梢血単核球においてBRF-1遺伝子発現とTNFα遺伝子発現との間には有意な正の相関がみられ、RA患者のTNFα産生制御機構においてBRF-1が何らかの役割を果たしている可能性が示された。3)TTP遺伝子プロモーター領域(-194G/A)に存在する一塩基多型の検討。アリール頻度は健常人、RA患者間で有意な差は認めなかった。RA患者155名における検討では遺伝子型GGの患者でやや病勢が強い傾向を認めた。この遺伝子多型を含むプロモーター領域をクローニングし、プロモーター活性を比較したところ、Gアリールを含むプロモーター領域はAアリールのものより有意にプロモーター活性が低く、臨床データよりの予測と一致する結果であった。4)RA患者におけるIL-17遺伝子発現とTTP及び関連遺伝子発現との関連の解析。IL-17遺伝子発現は関節滑膜ではRA患者と変形性関節症患者でほぼ同等であったが、末梢血単核球ではRA患者で健常人より有意に高度であった。生物製剤投与前の末梢血単核球IL-17遺伝子発現と生物製剤有効性とのあいだに明らかな関連は見られなかったが、IL-17/TNFα遺伝子発現比が低い患者では投与開始2週におけるDAS28の改善度が高い傾向が見られた。
ヒトpIgR遺伝子発現における3'-非翻訳領域の役割について

ヒトpIgR cDNAを用い,dbESTを検索した。その結果,約10種類のESTクローンを得た。これらのクローンのアラインメントを行ったところ,非翻訳領域(UTR)約1.6kbの塩基配列を得ることができた。この中にはpoly Aシグナル配列を1個含み,poly A配列も含まれることからほぼ完全長であると推測できた。得られた配列をもとに,5'プライマーとして終止コドンより3'側の塩基配列を含むプライマー及び3'プライマーとしてpolyA signal近辺の塩基配列を含むプライマーを合成し,RT-PCR法により3'UTRを含むフラグメント約1600bpを増幅した。このフラグメントをハイブリダイゼーションにより正しく増幅されたものであることを確認し,pT7-Blue vectorにサブクローニングした後,-775/pGL3(ヒトpIgR遺伝子5'上流域775bpがluciferase遺伝子の上流に組みこまれているベクター)のpolyAシグナル領域と置換した。このベクターをHT-29細胞にトランスフェクションし,luciferase assayによりプローモーター活性に影響を及ぼすか否かを検討した。その結果,3'UTR約1600bpを挿入したベクターでは挿入しないものと比較してプロモーター活性の減少が認められた。しかしながらこの減少は3'UTR約400bpを挿入したものと同程度であったため,定常状態においてプロモーター活性を減少させるcisのエレメントは,終止コドンより約400bp以内に存在することが示唆される。また,両者ともTNF-α刺激によってプロモーター活性は有為に上昇しなかった。以上の結果は,TNF-α刺激時には,ヒトpIgR遺伝子3'UTRが5'flanking regionと協調してプロモーター活性を増加させるのではなく,mRNAを安定化させる役割を持つ可能性を示唆するものである。今後RNA結合タンパク質の同定を行うことにより,3'UTRの機能が明らかになると考えられる。pIgR 3' UTR領域のクローニングを3'-RACE法で行い、sequencingを行った結果、primer siteは完全に一致していたが増幅された内部はすでに知られている配列と一致していなかった。同一の実験をくり返したが結果は同じであった。したがって条件の検討などの再考が必要であると判断した。2.3'-UTR(約450bp)のプロモーター活性におよぼす影響について3'-UTRのfragmentを選択的に増幅する目的で、ヒトpIgR cDNAをtemplateとしてプライマーの5'側にそれぞれXba IおよびSal Iを付加したprimerで増幅し、約450bpのPCR productをpBluescriptのXba I/Sal I siteに組み込んだ。このplasmidよりXba I/Sal Iでfragmentを切り出した。さらにヒトpIgR遺伝子5'上流域約775bpをpGL3-Basicのluciferase遺伝子5'側に組み込んだベクター(-775/pGL3)のpoly A signal siteをpIgR3'UTR fragmentに置き換えた。この発現ベクターをHT-29細胞にtransfectionし、48時間培養したところ、3'-UTRが組み込まれていないものと比較してプロモーター活性の定常レベルの低下がみられた。このことより、pIgR 3'-UTRは刺激のない状態においては転写を抑制する機能があると予想された。
ストレス負荷時の中枢神経系のバゾプレッシン1b・α1アドレナリン受容体の機能解明

α1b-アドレナリン受容体(α1b-AR)は、血圧・神経内分泌・情動・学習記憶行動に深く関連し、α1d-ARは、視床下部室傍核に認められ、視床下部-下垂体-副腎系と密接に関連していることが示されている。しかし、作業記憶・不安行動におけるα1b-AR・α1d-ARの機能差については十分に明確にされていないため、α1b-ARノックアウト(KO)マウス、α1bd-AR-KOマウスを用いて、廊下式Y字型迷路実験や高架式十字迷路実験により検討した。次に、バゾプレッシンV1b受容体(V1bR)は、不安や攻撃的行動と関連し、視床下部-下垂体-副腎系をストレス時にコントロールしていることが明らかにされ、V1bR拮抗薬は、抗不安作用や抗うつ作用を有することが示唆されている。しかし、V1bRが不安行動とどのように関連し、機能しているかはまだ十分に解明されていないため、V1bR-KOマウスを用いて、廊下式Y字型迷路実験や高架式十字迷路実験により検討した。さらに、不安行動においてV1bRとセロトニンの関連を検討するために、SSRIまたはSNRIをV1bR-KOマウスに投与して、その効果を調べた。α1b-AR-KOマウスの自発的交替行動率は、WTマウスやα1bd-AR-KOマウスより有意に高く、中央部滞在時間はWTマウスよりも有意に長かった。これらのことより、α1b-AR-KOマウスは、中央部に滞在後、効率よくアームの選択を行っている可能性が示唆された。α1b-A-KOマウス、α1bd-AR-KOマウス、WTマウスの間では、高架式十字迷路実験において、有意差は認められず、不安行動と受容体のサブタイプ間には、機能差は認められなかった。Y字型迷路実験では、自発的交替行動率・進入回数に関して、V1bR-KOマウスとWTマウスの間には、有意差はみられなかった。高架式十字迷路実験では、V1bR-KOマウスは、WTマウスに比較して、open arms滞在時間、open arms/total arms進入回数%が有意に増加したが、total arms進入回数に有意差は認められなかった。また、WTマウスにパロキセチンまたはミルナシプランを投与した群では、コントロール群と比較して、open arms滞在時間、open arms/total arms進入回数%が有意に増加したが、total arms進入回数に有意差は認められなかった。V1bR-KOマウスにパロキセチンまたはミルナシプランを投与した群では、コントロール群と比較して、open arms滞在時間、open arms/total arms進入回数%、total arms進入回数に有意差はみられなかった。これらのことより、V1bRは、セロトニンと密接に関連しながら、不安行動をコントロールしている可能性が示唆された。

V1bR-KOマウスにパロキセチンまたはミルナシプランを投与した群では、コントロール群と比較して、open arms滞在時間、open arms/total arms進入回数%、total arms進入回数に有意差はみられなかった。これらのことより、V1bRは、セロトニンと密接に関連しながら、不安行動をコントロールしている可能性が示唆された。近年、α1-アドレナリン受容体(AR)は、学習・記憶に深く関与することが報告されている(Sirvio et al.,1994)。α1-ARには、3つのサブタイプ(α1a,α1b,α1d)が分子クローニングによって同定されている(Lomasney et al.,1991)が、サブタイプの脳内における機能差については十分に明らかにされていない。作業記憶におけるα1-ARのそれぞれのサブタイプの役割を検討するため、α1b-ARノックアウト(KO)、α1bd-ARダブルKOマウスを用い、Y字型迷路における自発的交替行動法により検討した。実験は、宮崎大学動物実験委員会の承認を得て行った。被験体には、国立成育医療センター薬剤治療研究部分子薬理研究室より供与された野生型マウス(wild)、α1b-ARKOマウス(α1b-KO)、α1bd-ARダブルKOマウス(α1bd-KO)の3種の12週齢の雄性マウスを用いた。マウスを一匹ずつ廊下式Y字型迷路の中央部にいれ、3つのアームへ出入りする様子を10分間観察した。空間的作業記憶を評価する指標として自発的交替行動率を算出した。また、各マウスの総移動距離、総活動時間などを計測した。α1b-KOの自発的交替行動率が、wildおよびα1bd-KOよりも有意に高かったことから、野生型マウスよりα1b-ARKOマウスにおいて作業記憶がよく保持されていた可能性が示唆された。一方、総移動距離、総活動時間等においては、wild、α1b-KO、α1bd-KOの3つの群間に有意な差はなかったことから、本課題の遂行におけるα1b-ARKO、α1bd-ARダブルKOマウスの一般活動性は野生型マウスの水準と異ならないことが示唆された。近年、バゾプレッシンは、セロトニンと密接に関連しながら、攻撃的行動をコントロールしていることが示されている(Raap DK,1999,Ferris CF,2000)。その上、バゾプレッシンVlb受容体(VlbR)は、不安や攻撃的行動と関連していること、そして視床下部-下垂体-副腎系をストレス時にコントロールしていることが明らかにされた(Wersinger SR,2002,Tanoue A,2004)。また、選択的VlbR拮抗薬は、抗不安作用や抗うつ作用を有することが示唆されている(Griebel G,2002)。このように最近、VlbRが不安やストレスに密接に関連し、選択的VlbR拮抗薬は新規の抗不安薬として注目されている。そこで、今回、不安行動におけるVlbRとセロトニンとの関連を調べるために、VlbRノックアウト(KO)マウスの不安行動に対する選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)および選択的セロトニン・ノルアドレナリン再取り込み阻害薬(SNRI)の効果を調べた。WTマウスにパロキセチンあるいはミルナシプランを投与した群では、コントロール群と比較して、open arms滞在時間、open arms/total arms進入回数のパーセントが有意に増加したが、total arms進入回数に有意差は認められなかった。