hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
紅藻由来フィコエリスリンの脳機能改善作用とそのメカニズムの解明

紅藻ダルス(Palmaria palmata)の色素タンパク質「フィコエリスリン(PE)」の脳機能改善作用を、促進老化マウス「SAMP10」を用いて検討した。SAMP10へのダルスPEの長期投与により、加齢に伴う概日リズムの減衰が有意に抑制され、また、空間学習記憶能の低下も有意に抑制された。これらの効果は、ダルスPEがSAMP10の酸化ストレスを軽減したことに由来すると考えられた。高齢化の進行に伴い認知症(5060%がアルツハイマー型)罹患者が急増しており、深刻な社会問題となっている。認知症対策において脳の老化予防は重要な戦略と考えられ、老化予防の研究として食品由来の抗酸化物質の効果に関するものもある。我々は、紅藻ダルスPalmaria palmataが光合成補助色素の一種フィコエリスリン(PE)を豊富に含有し、それが抗酸化機能を有することを見出した。そこで本研究では、ダルス由来PEが脳機能改善作用を示すと予測し、その効果を明らかにすることを目的とした。本年度は、まず、正常老化マウスSAMR1および促進老化マウスSAMP8を用いてダルスPEの脳機能改善作用を検討した。また、ダルスPEの遺伝子構造特性とその生合成経路の解明を試みた。SAMR1(PE投与)群、SAMP8(蒸留水投与)群およびSAMP8(PE投与)群に対して86日間試料投与を行い、各群の学習・記憶能をモーリス水迷路試験により評価した。その結果、予測に反して、SAMR1群の学習・記憶能がSAMP8群よりも悪かった。また、SAMP8の蒸留水投与群とPE投与群との間で学習・記憶能に差異が認められなかった。しかし、SAMP8のPE投与群の血中過酸化脂質濃度は蒸留水投与群より有為(p<0.01)に低かった。現在、両SAMP8群の脳および肝臓における遺伝子発現解析をDNAマイクロアレイにより進めている。一方、PEα鎖とβ鎖のアポタンパク質の遺伝子は葉緑体DNAにコードされる。そこで、ダルスから葉緑体DNAを精製し、その構造を次世代シーケンサにより分析した。その結果、ダルス葉緑体DNAの全構造を解明することに成功した。現在、ダルスPEのγ鎖のアポタンパク質および発色団合成酵素群の構造を明らかにするため、トランスクリプトーム解析を行っている。認知症対策において脳の老化予防は重要な戦略と考えられ、老化予防研究の研究として食品由来の抗酸化物質の効果に関するものもある。本年度は、昨年度に引き続き、促進老化マウスSAMP8を用いてダルスPEの脳機能改善作用を検討した。SAMP8・AIN-93G投与群、SAMP8・AIN-93G+レスベラトロール投与群およびSAMP8・AIN-93G+PE投与群に対して、17週齢から43週齢まで試料投与を行い、各群の生存率、モーリス水迷路試験、生体生化学成分分析等により各個体の老化および学習・記憶能を評価した。その結果、AIN-93G+レスベラトロール投与群およびAIN-93G+PE投与群の生存率は約90%で、AIN-93G投与群(約80%)よりわずかに高かった。また、モーリス水迷路試験の結果、3群間で逃避潜時に統計的な差は認められず、脳重量および血中過酸化脂質濃度に関しても3群間で統計的な差は認められなかった。現在、3群の海馬および肝臓における遺伝子発現解析をDNAマイクロアレイにより進めている。一方、ダルスPEγ鎖のアポタンパク質および発色団合成酵素群の構造を明らかにするため、トランスクリプトーム解析を行った。現在、得られたデータの解析を行っている。また、ダルス以外の紅藻類としてツルシラモの葉緑体DNAの解析を行い、約90%の配列を得ることに成功した。昨年度は、促進老化マウスSAMP8を用いてダルスPEの脳機能改善作用を検討したが、良好な結果が得られなかった。そこで本年度はSAMP10を用いてダルスPEの脳機能改善作用を検討した。蒸留水投与群、カテキン溶液投与群およびPE溶液投与群に対して、8週齢から44週齢まで試料投与を行い、各群の生存率、モーリス水迷路試験等により各個体の老化および学習・記憶能を評価した。その結果、蒸留水投与群、カテキン溶液投与群およびPE溶液投与群の生存率はいずれも70%であった。しかし、モーリス水迷路

試験の結果、3群間で逃避潜時に統計的な有意差が認められた。すなわち、蒸留水投与群の逃避潜時と比較して、カテキン溶液投与群およびPE溶液投与群のそれらは有意に短い結果が得られた。また、10週齢から40週齢においてサーカディアンリズムの測定を行った。その結果、20週齢から40週齢の間の摂餌量(暗期/明期)の減少が、蒸留水投与群と比較してカテキン溶液投与群およびPE溶液投与群において有意に抑制された。一方、ダルス以外の紅藻類としてツルシラモの葉緑体DNAの解析を行い、完全長の配列を得ることに成功した。促進老化(短寿命)マウスをSAMP8からSAMP10に変更してダルス由来フィコエリスリンの脳機能改善作用を検討したところ、当初予測した結果を得ることができた。高齢化の進行に伴い認知症(5060%がアルツハイマー型)罹患者が急増しており、深刻な社会問題となっている。認知症対策において脳の老化予防は重要な戦略と考えられ、老化予防の研究として食品由来の抗酸化物質の効果に関するものもある。我々は、紅藻ダルスPalmaria palmataが光合成補助色素の一種フィコエリスリン(PE)を豊富に含有し、それが抗酸化機能を有することを見出した。そこで本研究では、ダルスPEの脳機能改善効果を明らかにすることを目的とした。昨年度、促進老化マウスSAMP10に、蒸留水、カテキン溶液およびダルスPE溶液を844週齢の間投与したところ、ダルスPE投与群において加齢に伴う概日リズムの減衰および空間学習記憶能の低下が抑制されるという結果が得られた。本年度は、昨年度試験したSAMP10の解剖後の血しょうを用いて、その抗酸化能をABTSラジカル消去活性の測定により評価した。その結果、ダルスPE投与群の血しょうの抗酸化能は蒸留水投与群に比べて高く維持されていた。また、血しょうの脂質過酸化をMDA濃度の測定により評価したところ、ダルスPE投与群の血しょう脂質過酸化も有意に抑制されていた。以上のことから、投与したダルスPEがSAMP10の体内で消化・吸収され、血しょう中のラジカルを消去し、酸化ストレスを軽減したことにより、脳機能の低下が抑制されたものと考えられた。そこで、解剖後のSAMP10の肝臓および海馬における遺伝子発現の群間差異を検討するため、DNAマイクロアレイによるクラスター解析を行った。その結果、ダルスPE投与群は蒸留水投与群と別のクラスターを形成したことから、ダルスPEの長期摂取による酸化ストレスの軽減が、SAMP10の肝臓および海馬での遺伝子発現に影響を及ぼしたと考えられた。紅藻ダルス(Palmaria palmata)の色素タンパク質「フィコエリスリン(PE)」の脳機能改善作用を、促進老化マウス「SAMP10」を用いて検討した。SAMP10へのダルスPEの長期投与により、加齢に伴う概日リズムの減衰が有意に抑制され、また、空間学習記憶能の低下も有意に抑制された。これらの効果は、ダルスPEがSAMP10の酸化ストレスを軽減したことに由来すると考えられた。促進老化(短寿命)マウスSAMP8を用いてダルス由来フィコエリスリンの脳機能改善作用を検討したが、当初予測した結果を得ることができなかったため。
現代中国人の歴史意識に関する研究―族譜編纂活動の分析から

本年度は、東京大学東洋文化研究所図書室所蔵の「沙田文献」の中の族譜資料を集中的に閲覧し、その内容のPCへの入力を精力的に行うとともに、それを用いて前近代から近代初期に至る中国南部地域の族譜の中の家族形態の特色や、男子の実子が無かった場合の養子の手配などの措置による父系出自の系譜の継承について具体的に分析した。そして、それらの成果を、学術論文として執筆し、年度末までに公表した。同論文で明らかにした主要な点は、族譜に表されている系譜の連続性の本質が、各々の祖先についての祭祀義務を負う者を特定しその義務を完遂しようとする意志の集積であると理解することができるという点である。「無嗣者」すなわち祖先祭祀の香火の継承者がいない者が生み出されることを極力回避しようとする意図が、族譜を記録し続けることの根本的動機として存在すると考えられる。本年度の研究では、香港新界沙田W氏という1つの宗族が、明代中期から清代後期にかけて記録した族譜を分析対象とし、それを編纂した人々ならびにそこに記録された人生を生きた人々が、一体何に基本的価値を認め何を目的として族譜を記録し続けていたのかについて克明に分析することができた。また、それを通じ、族譜を編んだ人々が世代や時間を越えた連続性というものに対し抱いていた価値意識について、特にその儀礼化され慣習化された実践の中から理解することを可能にした。それは従来の族譜研究にはない詳細さでもって族譜本体の系譜記録部分に対して分析を加えたものである点で特筆すべきものである。当初に目指していた「沙田文献」の中の香港新界沙田W氏一族関連の2つの族譜のPC入力と、表計算等を用いたその分析は、すべて完了することができた。そして、その資料を用いて、当該一族の前近代における人口増減や、平均寿命、子供の数、婚姻率などの基礎的な人口動態についてと、父系出自の系譜の継承を目指した「承継」養子の手配、「無嗣者の死後の祭祀を継続するための「附祭」の委託措置について、詳細に分析した論文「連続性への希求ー香港新界沙田W氏族譜の内容分析を通してみる系譜意識」を完成させ、査読付き学術雑誌『東北アジア研究』に投稿して受理され、2019年3月25日に発行となった。したがって、これら年度当初に策定した計画をすべて実行し、その成果を年度内に論文化できたことから、当初に目指した目的を十二分に達成できたと考えられる。今後は、当年度の研究成果を基礎に、さらなる分析を進める。東京大学東洋文化研究所図書室所蔵の「沙田文献」所収の他の族譜のPC入力も継続しつつ、これまでに入力し得たW氏一族の「総譜」「支譜」を使用して、さらなる別側面の分析、たとえば寡婦・寡夫のライフ・ステージについての分析や、「承継」養子、「附祭」の個別具体ケースの分析などを展開し、最終的には族譜という記録を通じて前近代中国社会における「家族」の形態とその動態がどの程度まで描き出せるのかという挑戦的試みを実施するとともに、そこに仮定されている系譜の連続性に関する意識の分析から、彼らの歴史意識の具体像に迫りたい。そして、それらを一冊の学術書としてまとめることを期したい。

したがって、これら年度当初に策定した計画をすべて実行し、その成果を年度内に論文化できたことから、当初に目指した目的を十二分に達成できたと考えられる。今後は、当年度の研究成果を基礎に、さらなる分析を進める。東京大学東洋文化研究所図書室所蔵の「沙田文献」所収の他の族譜のPC入力も継続しつつ、これまでに入力し得たW氏一族の「総譜」「支譜」を使用して、さらなる別側面の分析、たとえば寡婦・寡夫のライフ・ステージについての分析や、「承継」養子、「附祭」の個別具体ケースの分析などを展開し、最終的には族譜という記録を通じて前近代中国社会における「家族」の形態とその動態がどの程度まで描き出せるのかという挑戦的試みを実施するとともに、そこに仮定されている系譜の連続性に関する意識の分析から、彼らの歴史意識の具体像に迫りたい。そして、それらを一冊の学術書としてまとめることを期したい。
ヒト末梢神経突起における軸索輸送メカニズムの解明

我々はラット大腿神経を用いた解析で、α-synuclein (αSyn)が13本のプロットフィラメント(protofilaments: pfs)で構成された従来の微小管骨格とは異なる14-pfsで形成された可動性微小管を形成することを発見し、神経軸索輸送時“荷台"として機能することを報告した。また、イヌ、ブタとヒトの坐骨神経を用いて構造解析を行ったところ、14-pfsの微小管以外にも特異なフック構造を持つものが確認され、高度な神経機能をもつ大型哺乳類になるにつれて増加する傾向を見せていた。これらの結果は、従来の微小管とは異なる構造を取っているunconventional微小管が哺乳類の高度な神経機能の維持に重要であることを示唆している。そこで、ブタ脳抽出液から微小管結合タンパク質を精製し、LC-MS/MS解析でフック構造の形成に関わる有力な候補としてTau, TPPP1, CRMP2とMAP1のLC2を同定した。これらの微小管結合タンパク質とαSynを用いてin vitro再構築実験を行い、unconventional微小管を重合させるかどうかを電子顕微鏡で解析を行った。また、マウス脳抽出液とヒト脳腫瘍組織の抽出液から微小管結合タンパク質を精製、2次元電気泳動で移動パターンを解析し、ヒト中枢神経系に特異的に発現している微小管結合タンパク質を同定するためLC-MS/MSで解析を行っている。我々は、哺乳類の神経組織におけるunconventional微小管の形成機構と神経の軸索輸送における生理的な役割を明らかにし、神経軸索輸送異常により発症する神経変性疾患の原因究明を目指す。従来の神経細胞における微小管構造は13のプロトフィラメント(13-pfs)を持つ単純な微小管構造が想定されていた。我々は家族性パーキンソン病の原因遺伝子であるα-synuclein (αSyn)が結14-pfsを持つ微小管の形成に関わり、機能的にも細胞骨格とは異なる細胞内物質輸送に必要な荷台として機能する可動性微小管であることを報告した。Unconventional微小管がどのような生理的機能を発揮するかについて明らかにするために、まずはブタ脳抽出液から微小管結合タンパク質を精製し、unconventional微小管形成に関わる因子を同定した。具体的には、ブタ脳抽出液で微小管重合の際に微小管結合タンパク質も一緒に共沈させ、質量分析を行なった。Unconventional微小管を形成する候補タンパク質としてTPPP, Tau, MAP1 LC2, CRIMP2を同定することができた。次に、これらのタンパク質とαSynを用いてin vitroでの微小管重合実験を行い、溶液濁度の変化からチューブリンの重合に与える影響を解析した結果、αSynと同様にTPPP, Tau, MAP1 LC2, CRIMP2がチューブリンの重合を促進する効果を示した。さらに、ヒト脳腫瘍組織の抽出物から微小管結合タンパク質を精製し、2次元電気泳動を行い、ヒト中枢神経系に特異的に発現する微小管結合タンパク質を同定しているところである。同定された候補タンパク質を様々に組み合わせて微小管重合実験を行い微小管結合タンパク質同士の相互作用を明らかにした。同時に、微小管の形状に与える効果を解析するため微小管結合タンパク質存在下で重合した微小管を樹脂包埋し電子顕微鏡で解析を行った。ブタ脳組織とヒト脳腫瘍組織から同定された微小管結合タンパク質を用いて、unconventional微小管形成因子を同定する。しかし、ヒト脳腫瘍組織に関しては手術後に回収した実験サンプルであるため、十分な解析サンプルを手に入れるのに時間がかかる。この問題を解決するため、ヒトと類縁関係が非常に近いニホンザル脳組織を用いた解析も進める計画を立てた。この研究は、京都大学霊長類研究所との共同研究で進めることになっていて、現在手続き中である。今後は、ブタ、ヒトとニホンザルの脳組織から同定した微小管結合タンパク質を用いてin vitroでの微小管重合の促進効果及びunconventional微小管の構築機構を解析する。

我々は、哺乳類の神経組織におけるunconventional微小管の形成機構と神経の軸索輸送における生理的な役割を明らかにし、神経軸索輸送異常により発症する神経変性疾患の原因究明を目指す。従来の神経細胞における微小管構造は13のプロトフィラメント(13-pfs)を持つ単純な微小管構造が想定されていた。我々は家族性パーキンソン病の原因遺伝子であるα-synuclein (αSyn)が結14-pfsを持つ微小管の形成に関わり、機能的にも細胞骨格とは異なる細胞内物質輸送に必要な荷台として機能する可動性微小管であることを報告した。Unconventional微小管がどのような生理的機能を発揮するかについて明らかにするために、まずはブタ脳抽出液から微小管結合タンパク質を精製し、unconventional微小管形成に関わる因子を同定した。具体的には、ブタ脳抽出液で微小管重合の際に微小管結合タンパク質も一緒に共沈させ、質量分析を行なった。Unconventional微小管を形成する候補タンパク質としてTPPP, Tau, MAP1 LC2, CRIMP2を同定することができた。次に、これらのタンパク質とαSynを用いてin vitroでの微小管重合実験を行い、溶液濁度の変化からチューブリンの重合に与える影響を解析した結果、αSynと同様にTPPP, Tau, MAP1 LC2, CRIMP2がチューブリンの重合を促進する効果を示した。さらに、ヒト脳腫瘍組織の抽出物から微小管結合タンパク質を精製し、2次元電気泳動を行い、ヒト中枢神経系に特異的に発現する微小管結合タンパク質を同定しているところである。同定された候補タンパク質を様々に組み合わせて微小管重合実験を行い微小管結合タンパク質同士の相互作用を明らかにした。同時に、微小管の形状に与える効果を解析するため微小管結合タンパク質存在下で重合した微小管を樹脂包埋し電子顕微鏡で解析を行った。ブタ脳組織とヒト脳腫瘍組織から同定された微小管結合タンパク質を用いて、unconventional微小管形成因子を同定する。しかし、ヒト脳腫瘍組織に関しては手術後に回収した実験サンプルであるため、十分な解析サンプルを手に入れるのに時間がかかる。この問題を解決するため、ヒトと類縁関係が非常に近いニホンザル脳組織を用いた解析も進める計画を立てた。この研究は、京都大学霊長類研究所との共同研究で進めることになっていて、現在手続き中である。今後は、ブタ、ヒトとニホンザルの脳組織から同定した微小管結合タンパク質を用いてin vitroでの微小管重合の促進効果及びunconventional微小管の構築機構を解析する。
炭素固定酵素ルビスコの高機能化と活性化促進による光合成リミットブレイク

メタン生成アーキアのルビスコが光合成カルビン回路と一部のみが異なる新規CO2固定回路で機能していることを明らかにした。これらの結果から、ルビスコが機能する光合成カルビン回路の進化的原型を発見した。高いCO2識別能を示す好熱性シアノバクテリアと常温性シアノバクテリアルビスコのラージとスモールサブユニットをスワップしたキメラルビスコの解析から、CO2識別能にスモールサブユニットが大きく関与していることが明らかになった。タバコにおけるルビスコアクチベース過剰発現が、光合成CO2固定速度を促進する傾向が見られた。好熱性シアノバクテリア2種と常温性シアノバクテリア一種のルビスコの大腸菌発現系を用いて解析した結果、好熱性ルビスコは常温性ルビスコと比較して高い発現量を示した。これは、好熱性シアノバクテリアのルビスコが高温耐性を示し、特徴的な構造を有しているからであると予想された。またこの特徴と低O2反応性の間に強い関連性があることが考えられた。新たに取得した好熱性シアノバクテリアルビスコの配列を加え、比較解析した結果、シアノバクテリアの熱耐性と酵素特性には、スモールサブユニットが関与している可能性が考えられた。植物生体内におけるルビスコ活性化機構を解析するために、タバコから2種のルビスコアクチベース遺伝子を単離し、それぞれタバコ葉緑体ゲノムに導入したルビスコアクチベース過剰発現葉緑体形質転換タバコの作製を進めた。その結果、それぞれの形質転換体候補を獲得した。ルビスコのCO2固定基質であるリブロースビスリン酸合成量を植物で増加させる新規代謝構築のため、アーキアにおけるリブロースビスリン酸合成代謝の解析を行い、これに関わる酵素・遺伝子の同定に成功した。好熱性シアノバクテリアのルビスコが高いCO2識別能力を発揮する原因を明らかにするために、これに関与するアミノ酸残基および構造が、ラージサブユニットとスモールサブユニットのどちらに存在しているのを明らかにするため、好熱性と常温性シアノバクテリアルビスコの両サブユニットを入れ替えたキメラルビスコの大腸菌発現系を構築した。ルビスコ活性化タンパク質であるルビスコアクチベース遺伝子をタバコ葉緑体ゲノムに導入して得られた形質転換体候補の中から、遺伝子がターゲット位置に導入されていることとルビスコアクチベース遺伝子の発現量がのコントロール株よりも増加している形質転換株を取得することができた。これら葉緑体形質転換株では、タンパク質レベルにおいてもルビスコアクチベース量が増加しており、本研究目的であるルビスコアクチベース過剰発現株の作製に成功した。ルビスコ祖先タンパク質と考えられたメタン生成アーキアルビスコのCO2固定反応の触媒活性の有無を解析した結果、ルビスコと同様のCO2固定反応触媒能を有することが明らかになった。さらに、ルビスコのCO2固定反応のCO2アクセプター基質を合成する遺伝子・酵素の同定と酵素学的特徴付けも行った。メタン生成アーキアにおけるルビスコの生体内機能を解析した結果、アーキア特有の新規CO2固定回路で機能していることが予想された。また、この回路で機能すると予想される鍵酵素の同定に成功し、これらの酵素学的解析を行った。研究実績の概要に記した通り、本研究目的であるルビスコの機能発現最適化のために必要となる、ルビスコのO2反応性機構と活性化機構の解明は、順調に進行している。好熱性シアノバクテリアのルビスコが常温性シアノバクテリアのルビスコよりも高いCO2識別能を示す原因を明らかにするために、好熱性シアノバクテリアと常温性シアノバクテリアルビスコのラージサブユニットとスモールサブユニットを入れ替えたキメラルビスコおよび両野生型ルビスコを大腸菌で発現させ、精製したものの酵素特性を解析した。その結果、異種サブユニット同士で会合し、機能的なルビスコを形成することが明らかになった。また、好熱性シアノバクテリアルビスコのスモールサブユニットの会合によりCO2識別能力が高くなり、常温性シアノバクテリアルビスコの会合によりCO2識別能力が低下したことから、CO2識別能にスモールサブユニットが大きく関与していることが示唆された。ルビスコ活性化機構を明らかにするために、ルビスコアクチベース過剰発現タバコの解析を行った。その結果、コントロール株と比較してルビスコアクチベース過剰発現株の光合成速度は、高い光強度において高くなる傾向が見られた。ルビスコの機能分子進化に着目し、メタン生成アーキアにおいてルビスコが関与する新規CO2固定代謝を明らかにするために、この代謝経路で機能する酵素の生化学的解析と13Cラベリングを利用したメタボローム解析を行った。その結果、メタン生成菌においてルビスコは光合成カルビンサイクルと一部のみが異なる新規CO2固定回路で機能していることを明らかにした。これらの結果から、ルビスコが機能する光合成CO2固定経路の進化的原型を発見した。これらの成果は、記者発表を行い、新聞やWebニュースなどで大々的に報道された。

研究実績の概要に記した通り、本研究目的であるルビスコの機能発現最適化のために必要となる、ルビスコのO2反応性機構と活性化機構の解明に関して、予定通りに進行している。好熱性シアノバクテリアのルビスコが高いCO2識別能力を発揮する原因を明らかにするために、本年度に作製した好熱性と常温性シアノバクテリアルビスコのラージサブユニットとスモールサブユニットを入れ替えたキメラルビスコの大腸菌発現系を用いて、キメラルビスコを発現・精製し、酵素学的性質を決定する。決定した特性から、どちらのサブユニットが好熱性シアノバクテリアルビスコの高機能性に関与しているのかを明らかにする。本年度獲得したルビスコアクチベース過剰発現タバコを用いて、ルビスコなどの光合成関連タンパク質の変化を調べるとともに、ルビスコアクチベース過剰発現による光合成特性や生育への影響を解析する。ルビスコ祖先タンパク質であるメタン生成アーキアルビスコの生体内機能を解析を解析するために、13C同位体CO2による代謝産物ラベリングとメタボローム解析を組み合わせることで、このルビスコが関与する代謝系の解析を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。光合成科学昨年度までに、好熱性光合成生物である好熱性シアノバクテリアと常温性シアノバクテリアのルビスコの詳細な酵素解析を行い、好熱性シアノバクテリアルビスコが常温性シアノバクテリアのものと比較して、低いO2反応性と高い熱安定性を示す原因がスモールサブユニットにあると予想された。そこで、本年度は、これらのスモールサブユニットを好熱性と常温性シアノバクテリアルビスコ間でスワップした変異酵素を作製し、解析することで、O2反応性と熱安定性の相関性を解析する。またルビスコの進化的基盤であるアーキアのルビスコの発現系を用い、それらの酵素特性を解析し、O2反応性の進化的原因を明らかにする。さらに、ルビスコアクチベース遺伝子を葉緑体ゲノムに導入した形質転換タバコの作製を行い、現在、形質転換候補が得られている。これら候補の遺伝子導入の有無を確認し、ルビスコアクチベース過剰発現葉緑体形質転換タバコのラインの確立を行う。完成した形質転換体は、ルビスコアクチベース発現量と光合成特性、植物生育の関係をコントロールと比較し、過剰発現効果の解析を進める。アーキアのリブロースビスリン酸合成代謝は、これら生物での生体内機能と代謝速度の解明が必要であるため、メタボローム解析を用いた機能解析を進める。進行している3つの研究項目のうち、1つの研究項目が予想よりもよく進展し、また本研究目的に対する重要度が高かったため、他項目よりも優先した結果、他項目使用予定であった額が次年度使用額として生じた。しかし、全体の研究進行が遅れた訳ではない。全研究項目を予定通り進めるとともに、本年度の研究計画を遂行する。次年度使用額と翌年度分請求研究費を合わせて、他項目を進めるとともに、本年度の研究計画である全ての研究項目を遂行する。
受容体チロシンキナーゼ阻害剤耐性肺癌細胞株の樹立と耐性機構の解明

名古屋大学呼吸器外科で治療された胸部悪性腫瘍の切除標本や胸水を用いて初代培養を開始した。2年間で20症例から切除標本を得ることができ、そのうち中皮腫と胸腺腫3症例で細胞株の樹立に成功した。しかし、予定していた2年間の間にEGFR-TKIに対する耐性を獲得した肺癌臨床症例の組織標本を得ることができず、予定していた耐性細胞株の樹立ができなかった。初代培養に成功したのは中皮腫と胸腺腫のみであり、細胞株を用いたEGFRに関連する遺伝子異常の有無の解析を行うことができなかった。しかしながら肺癌以外の胸部悪性腫瘍細胞株は比較的稀であり、免疫染色などを行い細胞株の樹立を確認した。日本人肺癌の約40-50%には上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子の活性型変異が認められ、変異を有する症例では高率にEGFRチロシンキナーゼを阻害する薬剤(EGFR-TKI)が有効であることがわかり臨床応用されているが、、TKI治療にて初期には奏効したほとんどすべての症例が、後には抵抗性となることがわかっている。この耐性の獲得機序を解明するため耐性細胞株の樹立を試み、それらの細胞株を用いてEGFRやその下流経路の遺伝子異常の有無について解析を行うこととした。平成24年度から細胞株の樹立にとりかかった。名古屋大学呼吸器外科で治療(手術)された胸部悪性腫瘍の切除標本あるいは胸水を用いて従来の培養法あるいは新しく開発された細胞培養法であるCTOS法を用いて微量な検体から細胞株を樹立する予定であったが、CTOS法は物品の整備が間に合わず従来の液体培地を用いた初代培養を開始した。約1年間で胸部悪性腫瘍20症例から切除標本を得ることができ、そのうち中皮腫と胸腺腫3症例で細胞株の樹立に成功した。また現在も継代しつづけている標本もある。しかし、当施設において予定していた2年間の間にEGFR-TKIに対する耐性を獲得した肺癌臨床症例の切除標本を得ることができず、予定していた耐性細胞株の樹立ができなかった。よって、初代培養に成功したのは中皮腫と胸腺腫のみであり、細胞株をもちいたEGFRに関係する遺伝子異常の有無の解析を行うことができなかった。しかしながら、肺癌以外の胸部悪性腫瘍(中皮腫、胸腺腫など)細胞株樹立は比較的稀であり、免疫染色やマウスでの移植片作成などを行い、樹立を確認した。今年度われわれはまず細胞株の樹立にとりかかった。約半年間で20症例から切除標本を得ることができ、そのうち3症例で細胞株の樹立に成功した。しかし、本年度はEGFR-TKIに対する耐性を獲得した肺癌症例の切除標本を得ることができず、耐性細胞株の樹立ができなかった。今後は引き続き症例の集積、初代培養を継続し耐性獲得した細胞株の樹立を目指し、また樹立に成功した細胞株をもちいてEGFRに関係する遺伝子異常の有無の解析を行う予定である。また肺癌以外の胸部悪性腫瘍(中皮腫、胸腺腫など)についても細胞株の樹立を試みていく予定である。平成24年度から勤務先が愛知県がんセンターから名古屋大学に変更となった。これに伴い、研究体制(指導、研究設備)も大きく変化し、特に研究室は大幅な縮小となった。研究継続のためまず環境整備から開始し細胞培養を開始するために5,6ヶ月を要した。また名古屋大学呼吸器外科では肺癌に対するEGFR-TKI治療をしておらず、耐性獲得後の標本を得るのが困難であった。新たな検体が得られた場合には、前年度に引き続き細胞株の樹立をおこなう。また耐性に関わる候補遺伝子解析をおこなう。TKI治療に関わっている呼吸器内科とも情報を共有し、耐性獲得症例について標本を得るべく努力する。肺癌以外の胸部悪性腫瘍に関しても初代培養を開始し同様に細胞株の樹立を目指す。

昨年度に引き続き研究室の整備(クリーンベンチの整備、CO2インキュベーターの維持)を継続するためにも一部の研究費を使用する。細胞培養に必要な培地や免疫染色のための抗体など試薬の購入に研究費を使用する予定である。また樹立に成功した細胞株に関してはマウスを用いた動物実験を行い目的達成を目指す。さらに情報収集や細胞株樹立の報告、遺伝子解析結果を発表するために海外を含む各種学会等に出向く予定である。
選択的シナプス結合形成過程でのCNRファミリーの機能解析

脳の発生や再生過程で生じるシナプス形成は、適切なシナプス後および前細胞とが選択的に結合することにより生じる。本研究では多様化したプロトカドヘリンファミリーであるCNRファミリーを、その多様性と発現様式からこの選択的なシナプス形成の分子機構を担う候補分子であると考え、仮説の検証を行っている。本年度は、これまでにCNR蛋白質の発現レベルが高いことがわかっている嗅・鋤鼻神経において、各CNRファミー蛋白質の発現解析と遺伝子改変マウスを用いた機能解析を行った。CNRv4,v9およびv11のみを特異的に認識する抗体を用い、生後2週令のマウス嗅球に対して免疫組織化学を行った。CNRv4抗体では嗅および鋤鼻神経軸索の両者に発現が認められたが、CNRv9およびv11抗体では嗅神経のみ標識され、鋤鼻神経はほとんど標識されなかった。さらに主嗅球内でのCNRv9およびv11蛋白質のそれぞれの発現部位を嗅球の連続切片を用いて検討した結果、両者ともそれぞれ発現が低下している領域が認められ、嗅球内での発現様式が一様ではないことが示唆された。この結果は、CNRファミリーがその多様性を用いて嗅・鋤鼻神経の標的(糸球体)決定に、軸索ガイダンスあるいは選択的シナプス形成の段階で関与している可能性を示唆する。次にCNRの主要なsplicing variantであるCNR-Aに特異的な領域を欠損させた遺伝子改変マウスを用いて、嗅・鋤鼻神経の投射異常が存在するかどうか、嗅・鋤鼻神経マーカーにより検討したが、大きな異常はみいだせなかった。このため、より大きな欠損を細胞内領域に導入した遺伝子改変マウスの作製を行った。また、CNR-A遺伝子改変マウスの嗅神経軸索投射異常をより詳細に検討するため、特定の匂い受容体を発現する嗅細胞の軸索を可視化できるマウスとの交配を進めた。
容器内面材と食品成分の相互作用に関する研究

1.EVA及びLDPEフィルムに対して20Mradまでの低線量の電子線を照射すると、ある特定香気成分に対してのみ収着抑制効果が発現することが判明した(20Mrad-LDPEではオクタン、エチルヘキサノエートで収着が抑制されたものの、逆にオクタノール、オクタナールでは収着促進となった)。本抑制効果発現は一部フィルム内に導入された架橋ー緩やかな三次元網目構造化に基づいていることをすでに前年度までに報告してきた。そこで、化合物間での収着挙動の相違を香気成分及びフィルム双方の分子凝集エネルギー密度の差に基づいて熱力学的に解析したところ、Fedors理論から算出したSP値(溶解度パラメーター)が本効果現に深く関与していることが判明した。すなわち、電子線照射フィルムに対する香気成分の収着の増減は、香気成分と照射フィルムのSP値の比1.09を境として明瞭に二分され、その比よりも小さい香気成分に対してのみ収着抑制効果が発現した。従って、電子線照射によるEVA及びLDPEフィルムでの香気成分に対する収着の抑制は、フィルムと香気成分間の分子相互作用力に基づいて発現していることが初めて明らかとなった。2.フィルム表面での香気成分との親和性ー分子相互作用力が収着に深く関与するとの知見をもとに、LDPEフィルム表面にアクリル酸モノマーをUVグラフト化し、表面極性化フィルムを作製した。この結果、0.70mol%アクリル酸グラフト化フィルムに対して低極性化合物のみ収着が抑制され、本概念ー本面のみの極性化がシーラント材として使用されている内面材の有効な収着低減化法であると判断された。今後は親和性を数値化し、目的とする香気組成に基づき表面極性度を制御し、香気成分を収着し難い内面フィルムの設計を行っていく。1)電子線照射前後の直鎖状低密度ポリエチンフィルム(LLDPE)、エチレンー酢酸ビニル共重合(EVOH)フィルム及び熱可塑性ポリエステル(PET)フィルムのキャラタリゼ-ションを行なった。2)香気成分の溶解度パラメ-タ(SP1値)と供試ポリエチレンフィルムのSP2値を求め、これを極性成分と非極性成分に分割した後、SP1とSP2の二次元的距離(d)と香気成分の収着挙動との関係を求めた。水溶液系(液体食品)ではdが小さいほど、気相系(個体食品)では逆にdが大きいほど収着が著しいことが明らかとなった。即ち、気相系ではフィルム表面への香気成分の吸着が、水溶液系では吸着ではなくフィルムへの溶解過程が律速であることを明らかにした。3)凝集エネルギ-密度が大きい非結晶性ナイロン(PA)、PET及びEVOHフィルムを用いて、香気成分の収着挙動を解明した。なお、対照として中密度ポリエチレン(MDPE)を用いた。PAでは香気成分の官能基の影響をほとんど受けず、いづれの成分に対しても収着量は僅かであった。(対MDPE比:炭化水素、1/341/48、エステル、アルデヒド、1/31/19)PETでは、エステルとの親和性が特異的に高かった。(対MDPE比:1.79.1)EVOHは、PAと似た挙動を示した。4)EVOHフィルムを電子線照射(520Mrad)したところ、照射直後には収着抑制効果は認められなかったが、4か月後には収着が40%抑制された。これはフィルム中に生成されたラジカルの消失と同じTimeーcourseを示した。収着のエンタルピ-変化は未照射フィルムでー48.1KJ/molであるのに対し、5Mrad照射フィルムではー18.0KJ/molと顕著に減少しており、熱力学的にも照射により収着が抑制されることが明らかとなった。

1)エチレンー酢酸ビニル共重合(EVA)フィルムに対して20Mradまでの電子線を照射したところ、液状食品と対応付けられる水溶液系では分子サイズの大きい化合物ほど、また極性の低いものほど顕著に収着が抑制された。それに対して、気相系測定では極性の高い化合物ほど顕著な抑制効果を示し、オクタノ-ルでは未処理フィルムの45%まで減少した。すなわち、電子線照射EVAフィルムを内面材として用いた場合、食品形態によって香気成分に対する収着抑制効果の発現機構が異なることを明かにした。2)照射EVAフィルムのキャラクタリゼ-ションを行った。この結果、EVAフィルム内の非結晶領域では主としてアセトキシ基末端のメチレン基と主鎖との間で架橋が起こっていることを、また結晶領域ではエチレン鎖間で切断反応が起こっていることを明かにした。さらに、切断・架橋比は1.09と1以上であったことから、電子線照射EVAフィルムは切断優先型ポリマ-であることが判明した。ゲルの生成は酢酸ビニル含量の増大とともに増加し、15%EVAー5Mrad照射フィルムでは架橋密度55.8%であった。伸び率、ヒ-トシ-ル強度は照射により低下し、破断強度は逆に増大したが、その程度は僅かであり、加工特性を損なうものではなかった。3)ポリエチレンの中で唯一長鎖分岐を有する低密度ポリエチレン(LDPE)フィルムに対して同様に電子線照射を行った。気相系測定では、最も分子量分布の大きい(Mw/Mn=9.0)LDPEフィルムで最大12%エチルヘキサノエ-トの収着が抑制され、さらに高極性化合物ほど抑制効果が高いことが判明した。一方、水溶液系では抑制効果発現は化合物の極性の程度に依存しており、炭素数8の化合物ではオクタン(22%)、エチルヘキサノエ-トに対してのみ抑制効果を示すことが明かとなり、EVAフィルムの場合とは極めて異なる挙動を示した。1.EVA及びLDPEフィルムに対して20Mradまでの低線量の電子線を照射すると、ある特定香気成分に対してのみ収着抑制効果が発現することが判明した(20Mrad-LDPEではオクタン、エチルヘキサノエートで収着が抑制されたものの、逆にオクタノール、オクタナールでは収着促進となった)。本抑制効果発現は一部フィルムに導入された架橋ー緩やかな三次元網目構造化に基づいていることをすでに前年度までに報告してきた。そこで、化合物間での収着挙動の相違を香気成分及びフィルム双方の分子凝集エネルギー密度の差に基づいて熱力学的に解析したところ、Fedors理論から算出したSP値(溶解度パラメーター)が本効果発現に深く関与していることが判明した。すなわち、電子線照射フィルムに対する香気成分の収着の増減は、香気成分と照射フィルムのSP値の比1.09を境として明瞭に二分され、その比よりも小さい香気成分に対してのみ収着抑制効果が発現した。従って、電子線照射によるEVA及びLDPEフィルムでの香気成分に対する収着の抑制は、フィルムと香気成分間の分子相互作用力に基づいて発現していることが初めて明らかとなった。2.フィルム表面での香気成分との親和性ー分子相互作用力が収着に深く関与するとの知見をもとに、LDPEフィルム表面にアクリル酸モノマーをUVグラフト化し、表面極性化フィルムを作製した。この結果、0.70mol%アクリル酸グラフト化フィルムに対して低極性化合物のみ収着が抑制され、本概念ー表面のみの極性化がシーラント材として使用されている内面材の有効な収着低減化法であると判断された。
腎臓病および腎不全発症に対する組織カリクレイン遺伝子の役割

2005年末の維持透析患者は25万人を超えた。透析患者の一人当たりの医療費が年間約500万円であることを考えると、透析療法に使われる医療費は年間、1兆2000億円にも達し、医療経済的にも医療費の高騰という面から大変な問題になっている。その根本的な対策は、透析が必要になる腎不全の発症を減らすことにある。我々は、カリクレイン-キニン系が腎障害と密接な関係にあることを証明してきた。そこで、ヒト組織(腎)カリクレインの遺伝子多型が、腎不全の発症に関連するかどうかを明らかにし、腎不全発症抑制につながる治療法開発に寄与できるか検討した。そこで本研究では、まず当院および関連施設にて健康診断を受けた人(健康ボランティア)あるいは透析中の患者様(腎不全)に参加していただき、遺伝子採血および臨床データを収集させていただいた。その結果、2000名を超える健康ボランティアと1000名近い腎不全患者様に参加いただくことができた。これらの遺伝子の抽出および臨床データの蓄積、前向き検討による生命予後予測のためのデータ等を継続的に調査させていただいている。次に、我々はカリクレイン遺伝子発現量に、関係している可能性のある5'上流域のSNPとエクソン4のSNPの発現頻度を健常者と慢性腎臓病患者・腎不全患者で比較検討した。しかし、今回の成績ではこれらのSNPsと腎不全発症との関連を認めなかった。一方、我々はKLK1遺伝子の5'上流域のSNPとエクソン4のSNPが連鎖することを発見した。さらに、エクソン4遺伝子多型と維持透析患者の約3年の前向き検討において、Kaplan-Meier法による生存分析で有意な関連を認め、また、多変量解析においても死亡との関連が示唆された。以上より、KLK1遺伝子多型は、腎臓病発症との強い関連は示されなかったが、維持透析患者の生命予後とは関連する可能性があり、今後その病態生理的意義と役割について更なる検討が必要と思われた。近年、慢性腎不全により透析療法を半永久的に受けなければならない患者が増加し、その数も22万人に達している。さらに、その数は増加の一途であり患者のQOLの低下のみならず、医療経済的にも医療費の高騰という面から大変な問題になっている。そこで、いわゆる生活習慣病から腎不全にならない為の治療法および遺伝学的診断(臓器合併症の感受性や薬剤感受性の差)法の確立が急務である。食塩感受性高血圧症患者および同動物では尿中カリクレイン排泄量の低下が報告されている。我々は、ラットの尿中より精製したカリクレインを静脈注射することにより腎硬化が抑制されカリクレイン-キニン系が腎障害と密接な関係にあることを証明してきた。これらの結果から、ヒト組織(腎)カリクレインの遺伝子多型および点変異が腎炎・腎不全の成因あるいは合併症発症に関連する可能性があると考えた。そこで本研究では当院および関連施設にて健康診断を受けた人あるいは透析中の患者様を対象にヒト組織(腎)カリクレインの遺伝子の多型および点変異について検討した。初年度は、主に患者様のリクルート(説明と同意)および遺伝子の抽出、一部の検体についてすでに平成13年度中に高血圧患者様を対象として検討したSNPSの確認を行った。SNPS解析に関しては現在進行中であるが、現在すでに約900例の腎不全患者の検体を採取した。さらに遺伝子解析を続けているが、1000検体を目標に検体採取を続ける予定である。

今後はさらに多くの症例でSNPSの出現頻度を確認すること、そして前向きに患者群を観察し、その血管合併症や予後との関連を検討していく予定である。さらに腎不全患者における他の遺伝子のSNPSとKLK1遺伝子のSNPSの関連やハプロタイプの作成等を検討中である。末期腎不全により透析療法を導入される患者が近年増加し、医療経済的にも医療費の高騰という面から大変な問題になっている。また、腎不全により維持透析を施行することは患者にとって大幅なQOLの低下を伴い、さらに合併症との戦いも日々続くことになる。そこで、生活習慣病や腎炎から腎不全にならない為の治療法および遺伝学的診断(臓器合併症の感受性や薬剤感受性の差)法の確立が急務である。食塩感受性高血圧症患者および同動物では尿中カリクレイン排泄量の低下が報告されている。我々は、ラットの尿中より精製したカリクレインを静脈注射することにより腎硬化が抑制されカリクレイン-キニン系が腎障害と密接な関係にあることを証明してきた。これらの結果から、ヒト組織(腎)カリクレインの遺伝子多型および点変異が腎炎・腎不全の成因あるいは合併症発症に関連する可能性があると考えた。そこで本研究では当院および関連施設にて健康診断を受けた人あるいは透析中の患者様を対象にヒト組織(腎)カリクレインの遺伝子の多型および点変異について検討した。平成14年度は、主に患者様のリクルート(説明と同意)および遺伝子の抽出、一部のSNPSの確認を行った。平成15年度は研究参加者のさらなる追加と対照群として正常者の参加を募り、腎不全患者935名(参加中止者を除く)、正常者2000名以上の参加を得ることができた。現在、各症例のSNPS解析を施行中であるとともに、臨床データの収集および収録中である。また、KLK1遺伝子の5'上流域のSNPとエクソン4のSNPが連鎖することを発見し、現在その意義を検索中である。今後は各SNPSの出現頻度を症例-対象研究にて確認すること、そして前向きに患者群を観察し、その血管合併症や予後との関連を検討していく予定である。2003年末の維持透析患者は23万7000人を超え、また、同年には約3万4千人の新規患者が透析導入された。透析患者の一人当たりの医療費が年間約500万円であることを考えると、透析療法に使われる医療費は年間、1兆2000億円にも達し、医療経済的にも医療費の高騰という面から大変な問題になっている。我々は、カリクレインーキニン系が腎障害と密接な関係にあることを証明してきた。これらの結果から、ヒト組織(腎)カリクレインの遺伝子多型は、腎不全・腎不全合併症発症に関連する可能性があると考えた。そこで本研究では当院および関連施設にて健康診断を受けた人あるいは透析中の患者様を対象に組織カリクレイン遺伝子の多型および点変異について検討した。
遷移金属錯体による多重結合のビスメタル化を機軸とした新規触媒的不斉環化反応の開発

金属-金属結合を有するバイメタリックな化合物は遷移金属錯体によって活性化され多重結合へ付加し、新たに炭素-金属結合を含む化合物を与える(ビスメタル化反応)。本研究課題はこのビスメタル化反応を機軸とする環状化合物の効率的な不斉合成反応を新たに開発することを目的とする。その開発研究を進めるに辺り、当該年度はニッケル触媒による1,3-ジエンとアルデヒドとのカップリグ反応に、有機ボロン酸や有機ケイ素化合物を用いだ三成分縮合反応の検討を行った。(E)-1-[4-(methoxymethyoxy) methylphenyl]buta-1,3-diene、アニスアルデヒドおよびフェニルボロン酸をニッケル-トリフェニルホスフィン錯体存在下、CPME中で反応させたところ、1,3-シンの関係に立体化学が制御された(1S^*, 3R^*,E)-5-[4-(methoxymethoxy) methylphenyl]-1-(4-methoxyphenyl)-3-phenylpent-4-en-1-olが収率良く生成した。さらにこの反応の適用範囲の拡大を目指し検討を行ったところ、様々な基質においてもシン体の化合物のみが生成することが明らかとなった。一方、フェニルボロン酸の代わりに2-(diphenylsilyl)phenylmethanolをトランスメタル化として用い、1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl) imidazoium配位子及び炭酸セシウム存在下で反応を行ったところ、1,3-アンチの立体化学を有する三成分カップリング体が収率良く得られることが分かった。またこのケイ素試薬を用いた反応においては、試薬の滴下速度が収率に大きく影響することがわかり、また様々な基質に適用可能であった。以上の結果より、ニッケルーホウ素、ニッケル-ケイ素間での元素相乗作用の違いによって反応経路が変化することが明らかとなった。
光学分割に関する研究

セルロースやアミロースなどの多糖はそれ自身ではあまり高い光学分割能を示さないが、水酸基を化学的に修飾することで高い光学分割能を発揮する。これまでに、数多くの多糖誘導体が合成され、HPLC用のキラル固定相としてその能力が評価されてきたが、導入できる側鎖は様々であり、新しい官能基や部位を導入することでこれまで見いだされていなかった機能や、高い光学分割能を示す可能性も考えられる。本年度は、新規多糖誘導体として、シクロデキストリンを側鎖に有するセルロース誘導体の合成を行い、その光学分割能の評価を行った。合成は、水酸基の一部をフリーでf残したままシクロデキストリンのフェニルカルバメート誘導体をセルロースの6位の水酸基に位置特異的に導入する方法(I)、セルロースをDMA/LiClに膨潤させてシクロデキストリンをジイソシアナートで化学結合させる方法(II)、また、セルロースをピリジン中、不均一のままシクロデキストリンとジイソシアナートと反応させる方法(III)の3種類の方法で誘導体合成を試み、シクロデキストリンを側鎖に有するセルロースを得た。その光学分割能の評価を行ったところ、IとIIの方法で合成した誘導体が同じ溶出順序で比較的高い光学分割能を示した。シクロデキストリンを側鎖に有する誘導体の光学分割能について検討を行ったのはこれが初めてであるが、今後、合成方法について詳細に検討し最適化を行うことで、より高い光学分割能を示すキラル固定相を調製可能であると考えられる。高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による光学分割は、化学、医・薬学など、光学活性化合物を取り扱う分野において欠くことの出来ない分離・分析法であり、これまでに様々なキラル固定相が開発されてきている。その中でも、セルロースやアミロースなどの多糖誘導体は広範囲のラセミ体に対して高い光学分割能を示すことから、広く様々な分野で用いられている。本研究は、これらすでに市販もされ高い光学分割能を示すキラルカラムのさらなる有用性を見いだすために、HPLCで使用する際に、溶離液にもう一つのキラル化合物を添加して、そのカラムの光学分割能がどのように変化するか検討することを目的としている。本年度は、キラル添加剤として、ヘプタキス(2,3.6-トリ-o-メチル)-β-シクロデキストリン(TM-β-CD)を用いた。シクロデキストリンにヨードメタンを反応させて得られたTM-β-CDをヘキサン/2-プロパノール(9/1)の溶液に加えて1mmol/L、10mmol/Lの溶液を調製し、これを溶離液としてセルロースの3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体のカラム(Chiralcel OD)で光学分割を行った。その結果、10mmol/Lの溶液を用いることで光学分割の結果に影響がみられたが、分析を行ったラセミ体のほんとんどについて、分離係数値は低下し、効果的にChiralcel ODの光学分割能を上昇させることはできなかった。しかし、光学分割能が添加剤を加えることで変化したという結果は、キラルカラムの能力を変えられるという点では興味深いものであると言える。
二種類の運動系神経回路の異同に関する実験形態学的研究

運動機能の中枢制御を司どる、小脳系と基底核系の二種類の神経回路について、各々の中継核である視床外側腹側核(VL)と前腹側核(VA)ニューロンにおいてシナプスのレベルで両者の異同を、軸索輸送標識物質を用いて三次元的再構築の手法で精査した。1.小脳核からVLへの投射線維終末(CbT)は連続切片から推定すると平均5.4μmの径であり、円形のシナプス小胞を含み、非対称型のシナプスを作っていた。これらのシナプス後要素は視床大脳皮質投射ニューロン(TCN)やVL内の介在ニューロン(TIN)で、特にCbTは前者では一次または二次の樹状突起上にシナプス結合していた。3.TINのシナプス前樹状突起(PSD)は多形成のシナプス小胞を含み、CbTに対してシナプス後要素となる一方、TCNの樹状突起に対してシナプス前要素となっていた。一個のCbTに対してPSDが0-6個接していた。CbT、TCNの樹状突起、TINのPSDの三種の突起がシナプス複合体であるtriadを形成していた。4.脚内核からVAへの投射線維終末(EPT)は多形性のシナプス小胞を含み、対称型のシナプスを作っていた。5.シナプス後要素はTCNやVAのTINのPSDであったが、CbTと異なり、EPTはTCNの細胞体にも一断面で1-2個のシナプスを作っており、情報伝達の効率の良さが考えられた。同じ視床の運動核群の中でありながら、VLとVAの主たる入力線維終末はTCNの異なった部分に終止することが明らかになった。これはCbTが興奮性、EPTが抑制性である性質によるものと推定できる。