hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マツノザイセンチュウの病原性分化過程の研究

マツ材線虫病の病原体マツノザイセンチュウ(Bursaphelenchus xylophllus)の日本国内での分化程度を調べるため、国内各地から採集した9つのアイソレイト間の特性比較を行った。まず、DNAのITS2(504bp)、及びHSP70A(378bp)領域の塩基配列を比較した。これらの領域は変異の蓄積しやすい領域であり、アイソレイト間比較には有効な領域であると考えられた。しかし、今回調査した9アイソレイト間ではいずれの領域でも塩基配列は完全に一致し、変異は認められなかった。また、これら9アイソレイトの塩基配列をこれまでの研究から明らかになっている海外のアイソレイトの塩基配列と比較すると、アメリカの1アイソレイトとITS2領域はすべて一致し、HSP70A領域でも高い相同性(99%)が得られ、日本国内のアイソレイトとアメリカのアイソレイトの近縁性が認められた。これは、日本国内のマツノザイセンチュウがアメリカからの侵入種であるという従来の仮説を支持するものであった。同時に、国内のアイソレイトがほぼ単一起源に近く、また、大きな分化のまだ起きていないかなり均質なものなのではないか、と考えられた。続いて、このように近縁なアイソレイトの形態や生理的特性に変異が生じていないのかどうかということを調査するために、これらの9アイソレイトに関して、形態を比較したところ、それぞれの値に関してアイソレイト間に有意差があることが明らかになり、形態においてはアイソレイト間に分化が認められた。次に,胚発生における発育ゼロ点に着目して温度に対する適応性をアイソレイト間で比較したところ、発育ゼロ点は710°Cとなり、アイソレイト間に差があることが明らかになった。最後に、各アイソレイトの病原力に対する温度の影響を調べた結果、枯死実生の乾重、線虫数にはアイソレイト間差はみられなかった。一方、接種から枯死に至る所要日数に関しては、温度の影響、アイソレイト間差、それらの交互作用ともに有意性が認められた(二元配置分散分析)。さらに、100日目の段階における枯死率では、20、25°Cの区でアイソレイト間差が認められた(カイ二乗検定)。マツ材線虫病、いわゆる′′マツ枯れ′′の病原体マツノザイセンチュウは今から1世紀程前に北米より侵入したと考えられている。九州を皮切りに広がったこの森林流行病は現在では本州の北端近くまで被害分布を広げるに至った。この間、この線虫は絶えず分布域の先端で新たな環境条件への適応を果たしてきたはずで、その大きな増殖力を考慮すると既に様々な種内変異を遂げていることが想定される。そこで、日本各地から採集した9つのアイソレイトを対象に種内変異の有無を調査することにした。まず、DNA上に生じている可能性のある変異を明らかにするためリボゾームDNAのITS領域の塩基配列を比較したところ、これら9つのアイソレイト間には全く変異が生じていなかった。つぎに、分布拡大に伴い病原線虫が遭遇することが想定される環境条件の変化のうち温度に着目して各アイソレイトの発育ゼロ点と病原力発揮に及ぼす温度の影響を比較したところアイソレイト間に変異が見出された。しかし、その差は採集地の環境温度を反映していなかった。さらに、これらアイソレイト間には体長・体型上にも変異が生じていることが明らかになった。このように、DNA上には変異は発見されなかったものの生理的形質や形態上に種内変異が生じていることが明らかになった。これらの変異は現在までのところランダムに発生しているようで、まだそれぞれの分布域に適応的になるまでの淘汰は受けていないが今後の時間経過の中で適応を遂げていくものと考えられる。

最後に、各アイソレイトの病原力に対する温度の影響を調べた結果、枯死実生の乾重、線虫数にはアイソレイト間差はみられなかった。一方、接種から枯死に至る所要日数に関しては、温度の影響、アイソレイト間差、それらの交互作用ともに有意性が認められた(二元配置分散分析)。さらに、100日目の段階における枯死率では、20、25°Cの区でアイソレイト間差が認められた(カイ二乗検定)。
大質量星形成領域のX線・サブミリ波観測

巨大分子雲(Giant Molecular Cloud:GMC)は銀河の分子雲の質量の90%を占め、かつ、大質量星を生成する領域である。マゼラン雲では30Dorのような巨大質量星が生成されているため、銀河系内の大質量星生成領域との比較研究が有効である。我々はX線衛星ASCAや富士山頂サブミリ波望遠鏡をもちいて、巨大分子雲の観測的研究をおこなった。日本ではサブミリ波を観測する適地がなかったことによりこれまでにサブミリ波が観測できなかった。我々はサブミリ波(>300GHz,<1mm)を高感度で観測することを目的とした富士山頂サブミリ波望遠鏡(口径1.2m)を製作した。1998年7月末に望遠鏡を富士山頂に輸送し設置調整をしたのちに9月には、日本で初めての中性炭素原子線の観測に成功している。また、10月より衛星通信をもちいた遠隔制御による運用を開始している。中性炭素原子線(C_I)によりオリオン星雲、オメガ星雲などの巨大分子雲の広域観測をおこない、中性炭素原始が豊富に存在することをあきらかにした。X線観測とサブミリ波観測から、XDR(X-ray dissociation region)の比較検討をおこなった。巨大分子雲内の電離度や構造などの物理状態の研究をおこない、マゼラン雲での大質量星生成領域の理解を深める。X線衛星「あすか」による代表的巨大分子雲S140(距離0.9kpc),M17(2.2kpc),CepA(0.7kpc)の観測をおこなった。これらの天体から、NGC6334と同様の高温プラズマの存在を明かにしている。
骨形成タンパク質(BMP)を応用した歯周組織の生物学的再建に関する研究

本年度は、酸処理を行うことにより、歯根面自体をグロースファクターの供給源、及びBMPの担体として用いることを試み、イヌに水平性骨欠損を伴う歯周炎を惹起させ、水平性骨欠損部の根面をルートプレーニング、および酸処理後にBMPを応用し歯周組織の反応について検討した。実験には現在までに成体のビーグル犬3頭を用い、その下顎左右第3、第4前臼歯を使用した。まず実験的に歯周炎を惹起させるため,歯根周囲の骨を分岐部を含めCEJより根尖方向に5mm削除後、歯頚部、骨欠損底部に矯正用ワイヤーを結紮し歯肉弁を縫合した。4週後にワイヤーを除去し、口腔清掃により急性炎症を消退させた後、歯肉弁を剥離し露出根面のルートプレーニング後、クエン酸にて3分間処理した。生理食塩水にて十分洗浄したのち、rhBMP-2(20μg)を塗布し実験群とし、その反対側には溶媒のみ塗布し対照群とした。両群とも歯肉弁を歯冠側に牽引し縫合した。術後は週に2回プラークコントロールを行い、8週後に安楽死させ、通法に従い組織標本作製後、光顕観察を行った。結果、臨床所見に関しては、観察期間中ほとんどの部位で良好であった。しかし対照群の2部位で観察され軽度の炎症が認められた.組織学的には、BMPを塗布した実験群では、著明な骨再生が観察された。対照群においても骨の再生が観察されたが、実験群に比べ少ない傾向が認められた。しかし、両群ともに根吸収や骨性癒着観察され、セメント質の形成はほとんど認められなかった。これらの結果から、水平性骨欠損において根面を担体としてBMPを応用することによって、骨の再生が促進されることが示唆された。しかし骨性癒着も多く観察されたことから、今後さらなる検討が必要と思われる。本年度は、ヒト下顎大臼歯部のIII度分岐部骨欠損への応用を想定して、サル下顎大臼歯の根分岐部歯槽骨に外科的に骨欠損を作製した後、rhBMP-2の移植を行い、歯周組織再生を検討した。実験には、成体のカニクイザル2頭の下顎両側第1、第2大臼歯の根分岐部、計8部位を用いた。麻酔下で全層弁を剥離後、頬舌側の歯槽骨および分岐部内の骨を削除してIII度の分岐部骨欠損を作製し、露出させた根面のセメント質をバ-とスケーラーで除去した。rhBMP-2の担体には、(株)山之内製薬より提供をうけたスポンジ状のゼラチン・ポリ乳酸グリコール酸複合体を用いた。実験群にはrhBMP-2溶液を担体に含浸(100μg/100μl)させ凍結乾燥して移植し、対照群は何も移植せず外科処置のみとした。観察期間は12週間とし、術後各週毎に臨床的診査および規格X線撮影をによる骨再生の評価を行った。実験期間終了後被験動物をsacrificeし、通法に従って組織標本を作製して光顕観察を行った。その結果、臨床所見:観察期間中の治癒はほとんどの部位で良好であった。しかし実験群の1部位で分岐部の露出が観察され軽度の炎症が認められた。X線所見:実験群、対照群ともにX線不透過性の亢進が観察された。しかし両群間には、不透過性亢進の速度および観察期間終了時の不透過度に明らかな差は認められなかった。組織学的所見:rhBMP-2を移植した実験群では骨、セメント質の著明な再生が観察された。さらに再生した骨と歯根面とのアンキロ-シスは観察されなかった。一方対照群においても、骨およびセメント質の再生が観察されたが、その程度には差が認められなかった。これらのことから下顎根分岐部III度の骨欠損にrhBMP-2PLGA/ゼラチン複合体を担体として応用する治療法が有効であることが示唆された。しかし対照群の2部位で観察され軽度の炎症が認められた.

組織学的には、BMPを塗布した実験群では、著明な骨再生が観察された。対照群においても骨の再生が観察されたが、実験群に比べ少ない傾向が認められた。しかし、両群ともに根吸収や骨性癒着観察され、セメント質の形成はほとんど認められなかった。これらの結果から、水平性骨欠損において根面を担体としてBMPを応用することによって、骨の再生が促進されることが示唆された。しかし骨性癒着も多く観察されたことから、今後さらなる検討が必要と思われる。
小説類と挿図版画による明清家具とその使用様式の研究

本研究は、『金瓶梅』を中心とした小説類にみられる記述、および文学作品の挿図版画から、明清時代における家具使用の様相を理解し、また同時に家具や建築など住生活に関わる物質文化が挿図ではいかに描かれているかを明らかにすることで、挿図の画像を読み解く上での判断基準を獲得することを目的としている。本年度の研究活動としては、文学作品にみられる家具や住生活に関する記述、同じく家具や住居が描かれた挿図版画について調査・収集を継続しておこない、明清時代における住生活の諸相について検討した。また、昨年度に引き続き、文学作品の挿図をそれに対応する記述部分と併せて総合的に解釈する作業もおこない、これによって、より正確な家具使用の様相をつかむだけでなく、記述された内容からみて、家具や建築といった住空間の様子がどの程度正確に描かれているか、また何が描かれていないのかなどの点に留意して考察を加え、データを蓄積、挿図版画における住生活の描かれ方についても検討をおこなった。蓄積したデータとその検討による成果については、論文として公表する準備をしている。実地調査では、府中家具木工資料館(広島県府中市)等において家具史、木工技術史に関する資料調査をおこなった。本研究では『金瓶梅』を中心に史料を収集したことから、民間の邸宅における住生活史料が多数を占めた。明清時代の生活空間を総合的に理解するためには、やはり宮殿、庭園、寺廟などでの家具使用や生活文化について、さらなる史料の充実が必要であり、比較検討してその異同を確認することが欠かせない作業である。また、地域差や階層差など、さらに史料や検討の必要な課題も少なくない。今後は本研究で得られた史料、知見に基づき、研究の対象を宮殿、庭園、寺廟などでの家具使用の様相に広げることで、より総合的な生活空間の理解につながる研究への発展を試みたい。本研究は、『金瓶梅』を中心とした小説類、および文学作品の挿図版画から、明清時代における家具使用の様相を総合的に理解し、また同時に家具や建築など住生活に関わる物質文化が挿図ではいかに描かれているかを明らかにすることで、挿図の画像を読み解く上での判断基準を獲得することを目的としている。本年度は、『金瓶梅詞話』をはじめとする『金瓶梅』の主要各本から、家具とその使用方法および住生活に関連する記述を抽出して記述を比較検討し、また、その他文献史料にみえる住生活史に関する記述についても収集をおこなった。本研究では、生活全般についてより詳細に述べる『金瓶梅詞話』を中心に住生活関連部分を読み込むことにしているが、詞話本にはすでに日本語訳があるものの、家具や建築等についてはまだ十分な解説がなされていない。これらに関しては、住生活史研究の観点から、適切な訳文および解説を提供できるよう準備している。また挿図についても、『金瓶梅』挿図のほか、家具や住居が描かれたその他の挿図版画の収集・整理を継続中である。上記作業のために京都大学の各図書館、東京大学総合図書館、東洋文化研究所、国立公文書館、国会図書館等にて、『金瓶梅』各種版本および関連文献の調査、閲覧、複写をおこなった。そのほか、『金瓶梅』の舞台は山東省であるが、挿図に描かれた生活は、舞台となった山東省よりもむしろ江南地方の風俗が反映されているように見うけられ、これは出版地に関わるものと考えられる。挿図に描かれた生活風俗理解のために、以前に実施した江蘇・浙江両省を中心とする実地調査を補完・比較検討することを目的として、今年度は福建省にて伝統的生活空間における家具の使用・配置、および生活文化に関する実地調査をおこなった。また国内でも九州国立博物館、家具の博物館、藤井有鄰館等にて明清家具をはじめとする生活文化史に関する調査をおこなった。前年度に引き続き、『金瓶梅』の主要各本より、家具とその使用方法、および住生活に関連する記述を抽出し、各本の記述を比較検討する作業をおこなった。また、その他の文学作品にみられる家具に関する記述についても継続して収集、同じく挿図についても家具や住居が描かれた挿図版画を調査・収集し、明清時代における住生活を検討する作業を継続している。上記作業とともに、本年度は挿図をそれに対応する記述部分と併せて総合的に解釈する作業も開始し、この作業によって、より正確な家具使用の様相をつかむだけでなく、記述された内容からみて、家具や建築など住空間の様子がどの程度正確に描かれているか、また何が描かれていないかなどの点についてデータを蓄積、挿図版画における住生活の描かれ方について検討している。収集した『金瓶梅』等の文学作品にみえる家具に関する記述、および家具や建造物が描かれた挿図版画について、蓄積したデータとその検討による成果は、最終年度に論文として公表する予定である。また、本年度は時間的制約により海外調査は実現しなかったが、横浜美術館等において住生活史に関する資料調査をおこなった。

本年度の研究活動としては、文学作品にみられる家具や住生活に関する記述、同じく家具や住居が描かれた挿図版画について調査・収集を継続しておこない、明清時代における住生活の諸相について検討した。また、昨年度に引き続き、文学作品の挿図をそれに対応する記述部分と併せて総合的に解釈する作業もおこない、これによって、より正確な家具使用の様相をつかむだけでなく、記述された内容からみて、家具や建築といった住空間の様子がどの程度正確に描かれているか、また何が描かれていないのかなどの点に留意して考察を加え、データを蓄積、挿図版画における住生活の描かれ方についても検討をおこなった。蓄積したデータとその検討による成果については、論文として公表する準備をしている。実地調査では、府中家具木工資料館(広島県府中市)等において家具史、木工技術史に関する資料調査をおこなった。本研究では『金瓶梅』を中心に史料を収集したことから、民間の邸宅における住生活史料が多数を占めた。明清時代の生活空間を総合的に理解するためには、やはり宮殿、庭園、寺廟などでの家具使用や生活文化について、さらなる史料の充実が必要であり、比較検討してその異同を確認することが欠かせない作業である。また、地域差や階層差など、さらに史料や検討の必要な課題も少なくない。今後は本研究で得られた史料、知見に基づき、研究の対象を宮殿、庭園、寺廟などでの家具使用の様相に広げることで、より総合的な生活空間の理解につながる研究への発展を試みたい。
アストロサイトにおける代謝型GABA_B受容体の発現とGABA輸送体との機能的連関

2年研究の最終年度となる本年度は、ラット大脳皮質アストロサイト初代培養細胞に発現するGABAトランスポーターの新規輸送活性調節機構を中心に検討を進めた。本申請者が用いたラットアストロサイト初代培養の系では主としてGAT2が発現していることが確認された。輸送の親和性を示すK_t値は9.3±2.8μM、capacityを示すV_<max>値は0.12±0.01nmol/mg protein/minであった。これらの結果は、GABAtransporter (GAT1-3)各々のに対する選択的な阻害剤を用いた検討結果からも支持されるとともに、Western blottingや免疫組織染色によっても確認できた。また、非常に興味深いことにラットアストロサイトでのGABAの輸送はZn^<2+>によって濃度依存的に阻害され、そのK_i値は5.6±1.7μMであった。さらにこの初代培養細胞より調製した細胞膜画分を用いて、GABA_B受容体の機能解析を行った。ラットアストロサイトにおいては、これまで9種のisoformsが報告されているadenylylcyclase (AC1-9)のうちAC1とAC8を除く7種のACが発現していることがRT-PCRにより示され、抑制性Giタンパク質とcoupleしているAC5とAC6の機能的な発現も1μM forskolinで上昇したcAMPの生成が、GABA_B受容体のagonistであるbaclofenにより濃度依存的に抑制されたことから明らかとなった。この抑制は、GABA_B受容体の選択的なantagonistにより濃度依存的にreverseされた。さらに、RT-PCRおよびWestern blotting、蛍光免疫染色によってもラット大脳皮質アストロサイトにGABA_B受容体が発現していることが確認でき、これまで機能的にはほとんど報告がなされていなかったアストロサイトでのGABA_B受容体の発現を明らかに出来た。本年度は、ラット大脳皮質アストロサイト初代培養細胞を用いて、GABAの輸送活性およびGABA_B受容体の発現と機能解析を中心に検討を進めた。GABAのラットアストロサイト内への輸送は、Na^+依存的かつCl^-依存的であり、その化学量論比はGABA:Na^+:Cl^-=1:2:1であった。また、その輸送のkinetic parameterは、K_t=9.3±2.8μM、V_<max>=1.74±0.17nmol/mg-p/15minであった。RT-PCRの結果より、ラットアストロサイトにはGAT1、GAT2、GAT3の3種のGABA transporterの発現が確認されたが、おのおののtransporterに対する選択的な阻害剤を用いた検討より、ラット大脳皮質アストロサイト初代培養細胞には、GAT2もしくはGAT3がpredominantに機能発現していることが明らかとなった。1μM forskolinで上昇したcAMPの生成は、GABA_B受容体のagonistであるbaclofenにより濃度依存的に抑制された。この抑制は、GABA_B受容体の選択的なantagonistであるCGP-54626およびCGP-55845により濃度依存的にreverseされた。さらに、RT-PCRおよびWestern blotting、蛍光免疫染色によってもラット大脳皮質アストロサイトにGABA_B受容体が発現していることが確認できたことから、これまでほとんど報告がなされていなかったアストロサイトでのGABA_B受容体の機能発現を本研究により、初めて明らかに出来た。一方、我々の研究とは独立して、ごく最近glia系細胞にGABA_B受容体が機能発現しているとの報告がなされている。したがって、来年度は、その発現調節機構も含めた詳細な機能解析を進めていく予定である。

さらに、RT-PCRおよびWestern blotting、蛍光免疫染色によってもラット大脳皮質アストロサイトにGABA_B受容体が発現していることが確認でき、これまで機能的にはほとんど報告がなされていなかったアストロサイトでのGABA_B受容体の発現を明らかに出来た。
ヒト認知機能を障害させる遺伝子異常を持つモデル動物の作出とその病態解析

ヒトてんかんの常染色体優性夜間前頭葉てんかん(ADNFLE)で見いだされた、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)α4サブユニットをコードするCHRNA4遺伝子のS284L変異に相同する、ラットChrna4変異遺伝子を導入した、遺伝子組換えラット(S284L-TG)を作出した。このS284L-TGはヒトADNFLE患者と同等のてんかん発作特性を獲得していた。S284L-TGの発作焦点領域における神経伝達機能変異として、GABAA受容体機能を介したAMPA型グルタミン酸興奮性伝達の亢進を検出した。この機能変異は、ADNFLE発作獲得以前から認められていた。睡眠-覚醒リズムに伴う発作焦点領域の神経伝達機能の変化が、S284L変異型α4 nAChR機能変異との相互作用によって、睡眠誘発性のADNFLE発作を発現する可能性が示唆された。(1)同定された中枢神経系機能性疾患の責任遺伝子を導入した遺伝子改変モデル動物の作出。(2)作出された遺伝子改変モデル動物が、ヒト機能性疾患のモデル動物としての妥当性検証(3)モデル動物としての妥当性が検証された、ヒト中枢神経系機能性疾患の責任遺伝子導入遺伝子改変モデル動物を用いた、病態解析ヒトてんかんの常染色体優性夜間前頭葉てんかん(ADNFLE)で見いだされた、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)α4サブユニットをコードするCHRNA4遺伝子のS284L変異に相同する、ラットChrna4変異遺伝子を導入した、遺伝子組換えラット(S284L-TG)を作出した。家族性及び孤発性のてんかんと学習障害・精神発達障害を共存する患者から発見された遺伝子変異を導入した遺伝子改変モデル動物を作出し、行動学的解析と分子病態の解析を行った。各種解析では、本遺伝子改変モデル動物は、てんかん症状はヒトてんかんに類似した症状を獲得しており、表現的妥当性(てんかん発作症状が人てんかん患者の発作と同等であるか否か)が検証され、同時に、構造的妥当性(予測されるが病態が人と同等であるか否か)・予測的妥当性(人患者への治療反応性が同等であるか否か)も検証された。しかし、行動学的解析では、学習・記憶と情報近く機能への変異は検出できず、学習障害・精神発達障害としての、構造的妥当性は検出できなかった。以上の結果は、てんかんと学習障害・精神発達障害を共存する患者から同定された変異遺伝子は、てんかんの分子病態としては、責任遺伝子とての可能性を積極的に指示する結果であるが、学習障害・精神発達障害の責任遺伝shいを支持することは出来なかったが、否定する結果と断定する物でもない。今後、他の認知機能障害を共存する同一遺伝子内の変異遺伝子導入モデル動物の作出を行い、認知機能障害の責任遺伝子の検索を継続する。家族性及び孤発性のてんかんと学習障害・精神発達障害を共存する患者から発見された遺伝子変異を導入した遺伝子改変モデル動物を作出した。各種解析では,本遺伝子改変モデル動物は,てんかん症状はヒトてんかんに類似した症状を獲得しており,表現的妥当性(てんかん発作症状が人てんかん患者の発作と同等であるか否か)が検証され,同時に,構造的妥当性(予測される病態が人と同等であるか否か)・予測的妥当性(人患者への治療反応性が同等であるか否か)も検証された。しかし,行動学的解析では,学習・記憶と情報知覚機能への変異は検出できず,学習障害・精神発達障害としての,構造的妥当性は検出できなかった。以上の結果は,てんかんと学習障害・精神発達障害を共存する患者から同定された変異遺伝子は,てんかんの分子病態としては,責任遺伝子としての可能性を積極的に支持する結果であるが,学習障害・精神発達障害の責任遺伝子を支持することは出来なかった。以上から,本遺伝子改変モデル動物は,ヒトてんかんモデル動物としては,充分に病態解析に耐えうる実験動物であると判断し,発症に関わる分子メカニズムの解析を行った。人疾患と同等の症状獲得以前に,既に3種類の神経伝達機構の変異を確認したが,これらの伝達機能変異が個々に発症に対する直接的なトリガーとして機能している可能性を示す結果は得られなかった。しかし,この3種類の機能変異全てを補正することで,発症を防止出来る可能性を示唆する結果が得られた。家族性及び孤発性のてんかんと学習障害・精神発達障害を共存する患者から発見された遺伝子変異を導入した遺伝子改変モデル動物(S284L-TG)を作出した。各種解析では、本遺伝子改変モデル動物は、てんかん症状はヒトてんかんに類似した症状を獲得しており、表現的妥当性(てんかん発作症状が人てんかん患者の発作と同等であるか否か)が検証され、同時に、構造的妥当性(予測される病態が人と同等であるか否か)・予測的妥当性(人患者への治療反応性が同等であるか否か)も検証された。

しかし、行動学的解析では、学習・記憶と情報知覚機能への変異は検出できず、学習障害・精神発達障害としての、構造的妥当性は検出できなかった。S284L-TGのニコチン受容体機能変異は4週齢で既に獲得されていたが、てんかん関連性のフェノタイプは認められなかった。6週齢でinterictal dischargeを獲得し、8週齢でictal dischargeを獲得した。また、6週齢では認められなかった、前頭葉(発作焦点領域)の睡眠誘発性グルタミン酸遊離低下がS284L-TGでは認められなかった。以上の結果から、常染色体優性夜間前頭葉てんかんに、中枢性ニコチン性アセチルコリン受容体α4サブユニットの遺伝子変異に伴う、ニコチン性アセチルコリン受容体の機能変異が関与していることを明らかにするとともに、神経伝達機構の発達過程にこのタンパク機能変異が影響を及ぼし、健常システムの機能変異が加わることで、自発性てんかん発作を獲得することが示唆された。常染色体優性夜間前頭葉てんかん責任遺伝子S284L変異遺伝子に相同する変異遺伝子を導入したS284Lトランスジェニックラットは、4週齢で情報伝達機能変異を獲得していたが、てんかん関連性のフェノタイプは認められなかった。さらに、発症前段階で、機能性疾患の病態成熟を防止できるか否かを検証するために、S284L変異遺伝子に相同するラットS286L変異Chrna4遺伝子にloxP配列を挿入したコンストラクトに、Chrna4遺伝子のプロモーター領域も含めるイントロン領域もクロニーングし、トランスジェニックラット作出用プラスミドを作成を完了した。また、このLoxP配列に選択的なCre発現トランスジェニックラット作出用コンストラクトを組み込んだベクターも完成した。この2種類のベクターをラット受精卵ヘインジェクションし、2種類10系統のトランスジェニックラットの作出が完了した。
ガン組織のみを加温するRF誘導加温法によるターゲティング温熱療法

平成12年度平成14年度(1)特異的加温装置の改良RF加温装置は加温物質が無い場合に最適化されている。このため、加温物質がある場合に最適化する必要がある。そこで、生体模擬材料を使って、電極の直径・電極出力の方法等について検討を行った。RF誘電加温における特異的加温物質として、マグネタイトの他、前年度の成果から酸化ニッケル(II)二鉄(III)、酸化マグネシウム二鉄(III)、酸化二鉄(III)銅(II)、酸化マンガン(II)二鉄(III)などを用いて調査した。その結果、電極直径などの加温条件は加温物質がない時と同等で良いことがわかった。また、電極出力は安全性の観点から徐々に上げて行く方が良いと判断した。一方、微粒子の被加熱体に対する分布がもっとも発熱に影響することがわかった。(2)生体適合性加温物質の調製生体内への投与を考慮した生体適合性の付加と組織への集積を目的として検討をおこなったところ、カルボキシメチルセルロースをバインダーとして、加温物質を針状に成型することにより容易に目的組織に多量の加温物質を集積できることがわかった。(3)特異的加温の効果の確認特異的加温物質を用いたRF誘電加温法をラット担ガンモデルに対して適用した。ラット脳腫瘍細胞株を後脚皮下に移植してガン組織を形成した後、加温物質を注入した。ガン組織への集積を確認した後、既存の実験動物用小型RF誘電加温装置にて加温を行い、特異的加温の効果を確認したところ、加温物質を注入する前に比べ、有意に温度上昇があることが確認された。続いて、発熱原理が誘導加温と同じであることが確かめられたため、小型誘導加温装置を用いた。方法はラット前立腺ガン細胞株を後脚皮下に移植してガン組織を形成した後、加温物質を注入する。ガン組織への集積を確認した後、実験動物用小型誘導加温装置にて加温を行った。その結果、特異的加温の効果を確認され、ガン組織に対する増殖抑制が確認された。また、ガンが完全に退縮する動物も観察された。(4)加温物質の安全性特異的加温物質のラットへの投与に対し、急性毒性・中長期毒性は観察されなかった。平成12年度は以下のような計画を行った。(1)特異的加温メカニズムの解明と特異的加温物質の探索RF誘電加温における特異的加温物質として、現在のところマグネタイトが見つかっているが、これ以外に市販のマグネタイト、酸化ニッケル(II)二鉄(III)、酸化マグネシウム二鉄(III)、酸化二鉄(III)銅(II)、酸化マンガン(II)二鉄(III)などの強磁性体やα-酸化鉄(III)(和光)、α-アルミナ、酸化銀(II)、酸化亜鉛酸化銅などの常磁性体などについても同様な特異的加温が起きるかどうか調査し、そのメカニズムについて解明を行った。その結果、特異的加温が起きる要因として、電場が作る磁界により誘起される、微粒子のヒステリシス損失であることがわかった。

また、この特異的加温が十分に起きるためには粒径が小さい必要があることがわかった。(2)生体適合性加温物質の調製生体内への投与を考慮した生体適合性の付加と組織への集積を目的として検討をおこなったところ、カルボキシメチルセルロースをバインダーとして、加温物質を針状に成型することにより容易に目的組織に多量の加温物質を集積できることがわかった。(3)特異的加温の効果の確認特異的加温物質を用いたRF誘電加温法をラット担ガンモデルに対して適用した。ラット脳腫瘍細胞株を後脚皮下に移植してガン組織を形成した後、加温物質を注入した。ガン組織への集積を確認した後、既存の実験動物用小型RF誘電加温装置にて加温を行い、特異的加温の効果を確認したところ、加温物質を注入する前に比べ、有意に温度上昇があることが確認された。平成13年度は以下のような計画を行った。(1)特異的加温装置の改良RF加温装置は加温物質が無い場合に最適化されている。このため、加温物質がある場合に最適化する必要がある。そこで、生体模擬材料を使って、電極の直径・電極出力の方法等について検討を行った。RF誘電加温における特異的加温物質として、マグネタイトの他、前年度の成果から酸化ニッケル(II)二鉄(III)、酸化マグネシウム二鉄(III)、酸化二鉄(III)銅(II)、酸化マンガン(II)二鉄(III)などを用いて調査した。その結果、電極直径などの加温条件は加温物質がない時と同等で良いことがわかった。また、電極出力は安全性の観点から徐々に上げて行く方が良いと判断した。一方、微粒子の被加熱体に対する分布がもっとも発熱に影響することがわかった。(2)特異的加温の効果の確認実験動物に対する特異的加温物質の発熱効果を調べるため、前年度小型RF誘電加温装置を用いていたが、前年度成果より、発熱原理が誘導加温と同じであることが確かめられたため、小型誘導加温装置を用いた。方法はラット前立腺ガン細胞株を後脚皮下に移植してガン組織を形成した後、加温物質を注入する。ガン組織への集積を確認した後、実験動物用小型誘導加温装置にて加温を行った。その結果、特異的加温の効果を確認され、ガン組織に対する増殖抑制が確認された。また、ガンが完全に退縮する動物も観察された。(3)加温物質の安全性特異的加温物質のラットへの投与に対し、急性毒性・中長期毒性は観察されなかった。次年度も引き続き毒性の調査を行う。RF誘電加温における特異的加温物質として、マグネタイトの他、前年度の成果から酸化ニッケル(II)二鉄(III)、酸化マグネシウムニ鉄(III)、酸化二鉄(III)銅(II)、酸化マンガン(II)二鉄(III)などを用いて調査した。
有機導体及び遷移金属酸化物における電子格子複合現象の理論的研究

本研究では、有機導体および遷移金属酸化物で発見された新規な相転移現象に対する理論的解明を行った。これらの物質系の性質を決定つけるのは、従来より認識されていた価電子帯の電子の間の強いクーロン力と、本研究で明らかにした原子核の自由度との結合-電子格子相互作用-との絡み合いであり、本研究によって電子の持つ電荷やスピンの自由度とともに格子自由度が秩序化する現象のメカニズムを明らかにした。本年度は1/4充填の伝導バンドを持つ電荷移動型の分子性導体に対する数値的理論研究を中心に遂行した。また、分子性導体における電荷秩序現象に関するレビュー論文をJournal of the Physical Society of Japan誌上のSpecial Topicsにおいて発表した。上記の数値的理論研究については:(A)θ-ET_2Xやα-ET_2Xなどの擬2次元系や、PrBa_2Cu_4O_8などの擬1次元系における電荷秩序や関連の現象において、サイト間クーロン力における幾何学的フラストレーション効果が重要であるという以前の我々の提案を元に、フラストレーションによって電荷秩序が量子融解を起こした結果実現する金属状態において低エネルギーの集団電荷励起が顕著に残る異常な振舞を見出した。これらの問題に対しては競合する異なる電荷秩序パターンを安定化させるサイト間クーロン相互作用を含んだ1次元および2次元拡張ハバードモデルに対して数値的厳密対角化(ランチョス法)を用いた。(B)TMTTF_2XやDCNQI_2Xなどの擬1次元分子性導体における強い電子相関および電子格子相互作用が絡んだ複合相転移現象を調べるため、擬1次元の拡張ハバードモデルに電子格子相互作用も考慮し、これに対して数値的量子転送法を用いて有限温度物性を相転移前後において計算した。その結果、ウィグナー結晶型の電荷秩序転移、ダイマーモット転移(格子2量体化)、およびスピンパイエルス転移(格子4量体化)を有限温度における数値的量子転送行列法によって再現し重要なパラメータを同定し、臨界温度領域での熱力学的物理量の振舞を直接計算して求めることによって相転移の性質を明らかにした。本年度は、1/4充填の伝導バンドを持つ電荷移動型の分子性導体に対する数値的理論研究、および新規分子性導体に対するモデル化およびその解析を行った。1.前年度に引き続き擬1次元分子性導体の有限温度物性と相図の数値的研究を行った。その結果、TMTTF_2XやDCNQI_2Xなどの擬1次元系における電子相関および電子格子相互作用が絡んだ相転移現象を、有限温度における数値計算によって再現することにより重要なパラメータを同定し、臨界温度領域での熱力学的物理量の振舞を計算することによって相転移の性質を明らかにした。また、低温領域で有効となる数値的手法であるモンテカルロシミュレーションを用いた計算も行うことにより、実際の物質での観測される物理量の温度依存性や実験相図との1対1の対応が付けられる段階まで到達した。また、これらの数値的手法と相補的に用いている、ボゾン化法および繰り込み郡の手法による解析的アプローチによって電荷秩序転移やダイマーモット絶縁体の有限温度物性の物理的解釈を与えることに成功した。2.単一成分分子性金属M(tmdt)_2(M=Ni,Au)の電子状態を理解するため、第一原理計算および分子軌道計算を元に、有効モデルを構築しその解析を行った。このモデルは分子内の"仮想"分子軌道、すなわち両tmdt配位子中のTTF骨格上の軌道と、金属原子および周りのS原子の反結合軌道、を基底とした3バンドハバードモデルである。これら2種の軌道は、Ni系では金属化自体に、Au系では磁性発現において、重要な寄与を果たすことがわかり、この新物質系が「多バンドπ-d系」であることを示した。本年度は、1/4充填の伝導バンドを持つ電荷移動型の分子性導体に対する数値的理論研究、および遷移金属酸化物に対するモデル化およびその解析を行った。1.擬1次元分子性導体の有限温度物性と相図の数値的研究を行った。TMTTF_2XやDCNQI_2Xなどの擬1次元系における電子相関および電子格子相互作用が絡んだ相転移現象を、低温領域で有効となる数値的手法である.モンテカルロシミュレーションを用いた計算も行うことにより、実際の物質での観測される物理量の温度依存性や実験相図との1対1の対応が付けられる段階まで到達した。2.擬1次元的電子状態を持つ遷移金属酸化物β-A_<1-3>V_2O_5に対して、第一原理計算を元に有効モデルを構築しその解析を行った。その結果この系が結合ラダー系であるという以前の他グループの提案を支持する結果を得た。またさらに、このモデルに対して電子相関効果を平均場近似で取り入れた結果、特異な電荷・スピン秩序状態が安定化することがわかり、A=Naの系の実験結果を説明した。
移動機構を導入した多眼カメラによるリアルタイム自由視点映像生成

人物等の動的な対象をリアルタイムに観察できる自由視点カメラにおいて,広範囲の視点移動の実現を目指した.この目的に向けて,カメラを電動プラットフォームに搭載して物理的に移動させるハードウェア的アプローチと,多眼カメラを通して取得される映像の補間によってリアルタイムに自由視点映像を生成するソフトウェア的アプローチを融合する枠組みの構築に取り組んだ.特に,多眼カメラの移動中に途切れることなく自然な映像を生成するため,カメラの自己位置推定に基づいて座標を補償する手法,および,多眼カメラを最適な位置に移動するため,電動プラットフォームをスムーズに制御する手法を開発し,実験によってその有効性を確かめた.本研究は,ユーザが対象を観察する視点位置を自由にコントロールできる自由視点カメラ技術の基礎の確立を目指すものである.ハードウェア技術からのアプローチとして,カメラを移動機構に搭載して位置を制御することが考えられるが,それだけでは視点移動の自由度や柔軟性が極めて限定される.そこで本研究では,ソフトウェア技術からのアプローチとして,多眼カメラ画像の補間に基づく自由視点映像生成技術を組み合わせることを提案する.平成24年度においては,研究代表者がこれまでに構築したリアルタイム自由視点画像生成技術を基盤に,多眼カメラが時々刻々と移動する条件下で自由視点映像を生成する技術を確立した.平成25年度には,平成24年度に確立した技術を,移動機構に搭載した多眼カメラに適用し,ハードウェアとソフトウェア技術を融合した自由視点カメラの基礎を構築した.移動機構としては,計算機から制御可能なX軸ステージを用いた.自由視点映像生成における視点位置に応じて、Xステージに制御命令を発行し,多眼カメラの移動を実現すると同時に,多眼カメラの移動中にも観察視点の一貫性を保つための仕組みを実現した.人物等の動的な対象をリアルタイムに観察できる自由視点カメラにおいて,広範囲の視点移動の実現を目指した.この目的に向けて,カメラを電動プラットフォームに搭載して物理的に移動させるハードウェア的アプローチと,多眼カメラを通して取得される映像の補間によってリアルタイムに自由視点映像を生成するソフトウェア的アプローチを融合する枠組みの構築に取り組んだ.特に,多眼カメラの移動中に途切れることなく自然な映像を生成するため,カメラの自己位置推定に基づいて座標を補償する手法,および,多眼カメラを最適な位置に移動するため,電動プラットフォームをスムーズに制御する手法を開発し,実験によってその有効性を確かめた.本研究は,ユーザが対象を観察する視点位置を自由にコントロールできる自由視点カメラ技術の基礎の確立を目指すものである.ハードウェア技術からのアプローチとして,カメラを移動機構に搭載して位置を制御することが考えられるが,それだけでは視点移動の自由度や柔軟性が極めて限定される.そこで本研究では,ソフトウェア技術からのアプローチとして,多眼カメラ画像の補間に基づく自由視点映像生成技術を組み合わせることを提案する.平成24年度においては,研究代表者がこれまでに構築したリアルタイム自由視点画像生成技術を基盤に,多眼カメラが時々刻々と移動する条件下で自由視点映像を生成する技術を確立した.具体的には,対象とする実世界に対する多眼カメラの位置・方向を推定する自己座標推定技術を開発し,さらに,推定された自己位置情報に基づいて多眼カメラが移動中でも矛盾のない連続的な視点移動を実現する自由視点映像生成アルゴリズムを開発した.多眼カメラは既有設備を用い,多眼カメラを手に持って動かしながら実験を行い,開発した技術の有効性を確認した.本研究は,ユーザが対象を観察する視点位置を自由にコントロールできる自由視点カメラ技術の基礎の確立を目指すものである.ハードウェア技術からのアプローチとして,カメラを移動機構に搭載して位置を制御する方法があるが,それだけでは視点移動の自由度が極めて限定される.そこで本研究では,ソフトウェア側からのアプローチとして,多眼カメラ画像の補間に基づく自由視点映像技術を組み合わせることを提案する.平成26年度には,平成24,25年度の研究を発展させ,ソフトウェアとハードウェアのより高度な融合に取り組んだ.移動機構の制御には,必然的に応答遅延や速度のゆらぎが発生するが,これらの要員がユーザの観察する自由視点映像に及ぼす影響を出来る限り抑制したい.そこで,ハードウェアの性能限界を考慮しつつ,円滑な視点移動を実現するための制御技術について詳細に検討した.結論として,理想的な多眼カメラの位置と現在の多眼カメラの位置との差分に基づいて移動速度を決定する,比例速度制御方式を用いることにした.さらに,多眼カメラを搭載するプラットフォームとして,水平ステージと回転ステージを組み合わせた装置を構築して実験を行い,提案手法の有効性を確かめた.情報学当初の目標の通り,移動機構(X軸ステージ)と多眼カメラを組み合わせ,観察視点の移動に対してハードウェアとソフトウェアの両面から対応する基礎的な仕組みを実現できた.具体的な制御方式は以下のようになる.多眼カメラは,空間を満たす光線を切り取る「窓」に相当する.ユーザの観察視点が「窓」の端に寄って来た場合には,Xステージに命令を送り,観察視点が「窓」の中央付近に来るように多眼カメラを移動することにより,ユーザの観察視点からの映像を生成できるようにする.本研究ではさらに,光線空間において上記の仕組みを理論的に説明可能であることを明らかにした.現状の実験では,X軸ステージのハードウェア性能の制約から,必ずしも理想的な動作特性が得られていないが,この技術分野における課題を明確にすることができた.平成24年度の実施計画に基づいて研究を実施し,予定通りの成果を得た.多眼カメラの自己座標推定の手段としては,追加のハードウェアが不要なアプローチとして,まずは,多眼カメラから取得される画像そのものを用いるビジョンベースの座標推定を採用した.

具体的には,画像から自動的に抽出できる自然特徴点を,視点間および時刻間で対応付け,その移動の軌跡から多眼カメラの自己位置の変化を推定するアルゴリズムを構築し,実際の装置を用いて約10fpsの速度でのオンライン処理に成功した.また,カメラの自己位置の変化を補償するように,自由視点映像を生成する仮想視点の位置をコントロールする,擬似的なstabilization手法も実装した.これによって,多眼カメラが時々刻々と移動する状況での自由視点映像生成が達成された.これらの成果は,平成24年度中に,国内の学会で口頭発表するとともに,研究速報として国内の査読付き論文誌に投稿した.平成26年度には,これまでの2年度の検討を発展させ,ソフトウェアとハードウェアのより高度な融合に取り組む.移動機構の制御には,必然的に応答遅延や速度の揺らぎが発生するが,これらの要因が,ユーザの観察する自由視点映像に及ぼす悪影響を出来る限り抑制したい.そこで,観察される映像が不必要に揺らいだり,不連続に飛んだりしないようにするために,ハードウェアの性能限界を充分に考慮しつつ,滑らかな視点移動を実現する技術の開発に取り組む.また,上記のような制御方式を,光線空間理論の枠組みで記述し最適化するための理論を整理し,さらに自由度の高い制御機構を用いた場合の議論へと結び付けたい.平成24年度に得られた結果をもとにして,ソフトウェア(自由視点映像生成技術)とハードウェア(多眼カメラの移動)と組み合わせた自由視点カメラ技術の基礎の確立をめざす.平成25年度には,多眼カメラを移動機構の上に搭載し,ソフトウェアによる自由視点映像生成と,ハードウェアによる多眼カメラの移動を組み合わせた自由視点カメラ技術のプロトタイプを構築する.実験用の移動機構として,X軸ステージのような,可動範囲が限定されていても,精密な制御が可能なものを用い,基礎的な知見を得ることを目指す.具体的な制御方式は以下のようになる.多眼カメラは,空間を満たす光線を切り取る「窓」に相当する.ユーザの観察視点が「窓」の端に寄って来た場合には,観察視点が「窓」の中央付近に来るように多眼カメラを移動すれば,ユーザの視野が窓から外れるのを防ぐことができる.平成26年度には,自由視点カメラ技術のプロトタイプの仕上げとして,ソフトウェアとハードウェアのより高度な融合に取り組む.移動機構の制御には,必然的に応答遅延や速度の揺らぎが発生するが,これらの要因が,ユーザの観察する自由視点映像に悪影響を及ぼさないようにしたい.観察される映像が不必要に揺らいだり,不連続に飛んだりしないようにするために,ハードウェアの特性を補償するように,ソフトウェア的に観察視点を制御し,滑らかな視点移動を実現する技術の開発に取り組む.平成25年度には,物品費として,多眼カメラを搭載するための移動機構を購入を予定している.また,最新の研究動向の調査および研究成果の発表のため,国内・海外の学会への参加を予定している.
Wntシグナルを介した聴神経再生の分子基盤の解明

前任地で行ったトランスクリプトーム解析のデータを用い、らせん神経節に高発現する遺伝子の抽出を行った。Wntシグナルに関連する遺伝子では、内耳形成期に耳包の細胞運命を決定づけるWntシグナル-Pax2遺伝子の経路を抑制する遺伝子であるTle4が高発現するというデータが得られた。生後1日目のマウス内耳切片のin situ hybridizationで、Tle4が実際に発現することが確認された。Tle遺伝子群はTle1,2,3,4,5,6のサブタイプが知られているが、生後1日目のマウス内耳で遺伝子発現を確認できたものはTle4のみであった。他のサブタイプの発現の確認、およびTle4の時空間的な発現遷移について今後検討が必要である。その他、らせん神経節において高発現する遺伝子が、今後の研究に使用可能なマーカー遺伝子として機能するかを確認するため、発現量の多い5遺伝子を抽出して免疫染色を行った。Spock3、Lypd1の2つのタンパクがらせん神経節細胞に局在することが確認された。Wntシグナルの蛍光レポーターマウスを用いた研究は目立った進捗が得られなかった。一方で、免疫染色の実験の過程で、らせん神経節細胞の増殖に関する興味深いデータが得られている。研究協力者の行った内耳への薬物投与の実験から、らせん神経節における細胞増殖と、ある遺伝子の関係について既報と異なる結果が得られた。現在の実験系では細胞運命系譜の追跡が行えず確証が得られないため、新たな実験系を構築する必要がある。前任地で行ったトランスクリプトーム解析のデータ(生後1日目のマウス内耳よりRNA抽出)を用い、in silicoでらせん神経節に高発現する遺伝子の抽出を行った。Wntシグナルに関連する遺伝子では、内耳形成期に耳包の細胞運命を決定づけるWntシグナル-Pax2遺伝子の経路を抑制する遺伝子であるTle4 (Grouchoのマウスにおけるhomolog)が高発現するというデータが得られた。Spock3、Lypd1の2つの遺伝子の産物がらせん神経節細胞に局在することが確認された。研究協力者の行った内耳への薬物投与の実験から、らせん神経節における細胞増殖とある遺伝子の関係について既報と異なる結果が得られた。Wntシグナルの蛍光レポーターマウスを用いた研究は予定通り実施するが、平成31年度より研究代表者が主研究施設へ異動したため、実験環境の整備にやや時間を要するものと思われる。上記と並行し、現時点で遂行可能なデータベースを用いた検討と免疫染色の実験を推進する。さらに、昨年度は研究協力者が主体となって行ってきたらせん神経節の細胞増殖の実験にも注力していく予定である。トランスジェニックマウスを購入することにより検証が可能になるが、本研究課題からは乖離するため、年限を1年延長したうえでの計画変更も視野に入れて検討中である。当初予定していた実験に必要な数のR26-WntVisマウスが用意できなかったため(研究者の所属する大学の他部門で繋養中)、in vivoでは市販の野生型マウスを用いて抗体による免疫染色法で検証を行うのみにとどまった。その一方で、研究者が主体となって行ってきたラセン神経節ニューロンとグリア細胞、そしてグリア細胞から分化させたニューロン様細胞の3者の遺伝子発現様式をトランスクリプトーム解析にかけた実験系のデータ解析が大きく進展し、前述の論文として出版することができた。Wntシグナルに関わる因子も複数変動を認めており、神経細胞の誘導に何らかの役割を果たしていることが示唆され、今後の研究に活かせる解析となった。

一方で、免疫染色の実験の過程で、らせん神経節細胞の増殖に関する興味深いデータが得られている。研究協力者の行った内耳への薬物投与の実験から、らせん神経節における細胞増殖と、ある遺伝子の関係について既報と異なる結果が得られた。現在の実験系では細胞運命系譜の追跡が行えず確証が得られないため、新たな実験系を構築する必要がある。前任地で行ったトランスクリプトーム解析のデータ(生後1日目のマウス内耳よりRNA抽出)を用い、in silicoでらせん神経節に高発現する遺伝子の抽出を行った。Wntシグナルに関連する遺伝子では、内耳形成期に耳包の細胞運命を決定づけるWntシグナル-Pax2遺伝子の経路を抑制する遺伝子であるTle4 (Grouchoのマウスにおけるhomolog)が高発現するというデータが得られた。生後1日目のマウス内耳切片のin situ hybridizationで、Tle4が実際に発現することが確認された。Tle遺伝子群はTle1,2,3,4,5,6のサブタイプが知られているが、生後1日目のマウス内耳で遺伝子発現を確認できたものはTle4のみであった。その他、らせん神経節において高発現する遺伝子が、今後の研究に使用可能なマーカー遺伝子として機能するかを確認するため、発現量の多い5遺伝子を抽出して免疫染色を行った。Spock3、Lypd1の2つの遺伝子の産物がらせん神経節細胞に局在することが確認された。Wntシグナルの蛍光レポーターマウスを用いた研究は目立った進捗が得られなかった。研究協力者の行った内耳への薬物投与の実験から、らせん神経節における細胞増殖とある遺伝子の関係について既報と異なる結果が得られた。Wntシグナルの時空間的解析を行う計画が遅延した一方で、トランスクリプトーム解析に進展があり、ラセン神経節再生への関与が予想される因子が複数ピックアップされた。H30年度は、可能な範囲でWntシグナル関連の解析を進めるとともに、研究協力者が進めているAdultマウスの神経障害後の神経再生についての解析を、自ら構築したデータベースと比較しつつ行っていきたい。Wntシグナルの活性が出生後一定期間で失われることと、神経の可塑性との関係を究明できれば、当初の研究計画における年次目標が達成できるものと思われる。Wntシグナルの蛍光レポーターマウスを用いた研究は予定通り実施するが、平成31年度より研究代表者が主研究施設へ異動したため、実験環境の整備にやや時間を要するものと思われる。上記と並行し、現時点で遂行可能なデータベースを用いた検討と免疫染色の実験を推進する。さらに、昨年度は研究協力者が主体となって行ってきたらせん神経節の細胞増殖の実験にも注力していく予定である。トランスジェニックマウスを購入することにより検証が可能になるが、本研究課題からは乖離するため、年限を1年延長したうえでの計画変更も視野に入れて検討中である。
マルチタグ導入可能化合物を利用した光アフィニティーラベル法による迅速機能解析

生理活性物質機能解析法の一つである光アフィニティーラベル(photoaffinity label, PAL)においてラベル後の検出の為タグを導入する必要があるが、母核構造に大きな化学修飾を施した場合親和性等への影響が心配される。近年PAL後にタグを導入するポストファンクショナル法がよく利用されているが、1種類の検出タグの利用するにとどまっている。PALのもう一つの利点とされている、光ラベルされた活性部位の単離・精製・同定への展開するためには、導入後切断可能な部位を持つ、複数タグ導入可能な骨格が有用と考えた。近年申請者が確立したα-アミノ酸から導かれるα-アミノフェニルケトン骨格が、ここで求められる分解・切断の特徴を持つことを見出したことから、アミノ酸の官能基を利用した、この骨格を用いた新規複数タグ導入可能ポストファンクショナル法の開発並びにPAL活性部位単離への利用の検討を立案した。今年度は前年度に合成に成功したα-アミノフェニルケトン骨格の光照射による側鎖切断反応を検討した。実際の生体分子の解析を視野に入れ、リジン由来のα-アミノフェニルケトン誘導体を用い希薄水溶液中における光照射反応に供したところ、主鎖の切断よりもすばやく側鎖の切断が観察され、これまでに無い効率的な解離方法が可能である事を明らかとした。他のアミノ酸由来のα-アミノフェニルケトンも同様な切断が可能ですあることもあわせて確認した。切断後に残存する化合物の構造はグリシン骨格を有することからこれを利用した再検出タグの導入を検討中ですある。今回立案した手法はαーアミノ酸から誘導されるαーアミノ芳香族ケトンの主鎖と側鎖を区別する事が重要であるが、水溶液中での切断検討により側鎖選択的に切断が可能であることが明らかとなったためαーアミノ芳香族ケトンの芳香族上に置換基を導入して置換基効果による目的とする効率的な切断に最も適した骨格のチューニングを検討する必要がある生理活性物質機能解析法の一つである光アフィニティーラベル(photoaffinity label, PAL)においてラベル後の検出の為タグを導入する必要があるが、母核構造に大きな化学修飾を施した場合親和性等への影響が心配される。初年度は効率的なα-アミノフェニルケトン骨格、ならびに光反応性基の簡略合成法を検討した。その結果これまでペプチド合成に利用されていたスクシンイミドエステルが、そのよい脱離能を利用することで、フリーデルクラフト反応のアシルドナーとして利用可能であることを見出した、これを一般的に利用される酸クロライドとの比較検討を行ったところ、大きな反応性の違いは認められず、安定性・保存性を考慮した際にスクシンイミドエステルが優れた前駆体として利用可能であることを明らかとした。今回立案した手法はαーアミノ酸の立体をそのまま利用することが可能であることから合成においてもその立体に関し注意深く検討する必要があったが、この点を分子内に不斉中心を2つ持つイソロイシンとその立体異性体を利用することで、簡便な方法で不斉中心の立体を認識する手法の確立を達成し、合成反応自身が不斉保持の特徴を持つことを明らかとし、学術論文として報告することができた。