hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高圧下比熱測定によるウラン超伝導化合物における秩序相の共存及び競合についての研究

超伝導及び磁気秩序相が共存・競合するセリウム・ウラン化合物に注目し、試料育成、試料評価を行った。すでに試料育成・試料評価が終了しているウラン化合物(UGe_2、URu_2Si_2)においては、NMR測定や中性子散乱実験などの実験が共同研究として行われた。UGe_2では、強磁性秩序状態下の超伝導相と未解明の相転移の関係、圧力相図を決定し(H.Nakane et al.: JPSJ 74(2005)L855)、さらにその未解明の相転移に新しい提案をした(N.Aso et al.: submitted to PRL)。URu_2Si_2においては、新しい超伝導・磁気秩序相図を完成させた(S.Uemura et al.: submitted to PRL)。これらは試料評価が良く行われているため、様々な実験において成果が得られた。CePt_3Siは新しく発見されたセリウム化合物で磁性と超伝導が共存していると期待されているが、否定的な見方もある。これは試料育成が難しく、試料依存性が強毛、からである。このため試料評価がこの系において最も重要であり、本研究においても、重点を置くことになった。強い試料依存性の原因として、結晶構造及びCe、Pt、Siの組成比に注目した。Ptの割合が多いと超伝導転移温度が急激に下がることを明らかにし、国際会議で発表した(G.Motoyama et al.: to be published in Physica B)。また、いろいろなグループによっていくつかの磁気転移温度があることが言われてきたが、これは組成比や熱処理方法によるもので、これを作り分けることに成功した。これらの試料において、磁化測定及び新しく作製した比熱測定装置を用いて比熱測定を行った。この結果を日本物理学会(第60回年次大会)で報告した。また、この結果については論文投稿準備中である。本研究の目的の達成には、純良な試料の育成は欠かせない課題である。まず、単結晶育成のための炉の製作に取り組んできた。この課題は既に達成され、URu_2Si_2、PrPd_2Al_3等の単結晶を育成した。申請時にも述べているように試料の準備は育成だけではなく、その評価が重要である。試料の評価を行うための電気抵抗測定装置、交流磁化率測定装置の作成もほぼ終了した。また、本研究で汎用として使用可能な圧力セルの作成も終了した。直流磁化率測定用の圧力セルは改良中であるが、その途中結果は日本物理学会(2003年秋季大会)にて報告した。交流比熱測定は常圧・^4He温度領域において、本研究で用いているクライオスタットの熱伝導度・熱容量の情報を集め、測定の準備を行っている。今後、圧力下・希釈冷凍機温度にまで拡張していく予定である。また2004年になってから、新しいCe超伝導化合物がヨーロッパのグループによって発見された。このCePt_3Siは超伝導性・反強磁性を示すとともに、結晶構造に対称性を欠いた新しい超伝導化合物であると報告されており、U化合物ではないが、本研究の内容とも一致し、非常に興味をひかれる発見である。結晶構造に特徴があるため、我々は試料育成の観点から研究を開始した。我々はこの物質の反転対称性に置換効果がどのような影響を与えるか、それによって超伝導性・反強磁性がどのような影響を受けるかを調べた。SiをPtにわずか5%置き換えると超伝導は消失するが、PtをSiに置き換える場合では15%の置換でも超伝導は消失しないことが我々の研究から明らかになった(日本物理学会2004年春季大会報告予定)。
有機化学資源の再評価と高度利用を目指す基礎的研究

本特定研究は,炭素資源,特に芳香族資源の高度利用を目指して,解決の方針を設定することを目的として発足したものである.小林はこの特定研究の代表者として,かつ総括班班長として,特定研究全体の研究計画の立案と推進の責任を負っている.初年度には6つの計画研究班構成で出発したが,第2年次より,研究者数が多く,研究目的も多岐にわたる3班を, 3A班(有機炭素資源高度利用のための高選択性有機合成反応の開発), 3B班(有機炭素資源高度利用のための高選択性触媒反応の開発)の2班に分割し,研究の集約化をはかった.昭和62年度には,第1年次, 2年次における公募研究者の研究業績を審査の上,計画研究班員として,該当する各班に繰入れた.また,昭和62年度は,本特定研究のまとめの年でもあるので,各班の研究の活性化をはかるため,研究成果が顕著と審査された研究班員に対し,研究費の特別配分を行った.昭和62年度の公開シンポジウムは2回(第6, 7回目)開催した.第6回シンポジウムは大阪クラブにおいて,昭和62年9月29日, 30日に開催し,成果報告12件を主体とする講演を行った.第7回シンポジウムは,東京ガーデンパレスにおいて,昭和63年1月20日, 21日に開催し, 12件の研究発表講演を行い,延べ400名の参加者による活発な討論が行われた.両シンポジウムとも,多数の一般参加者があったことは,本特定研究に対する社会の関心の高さを示すものと考えられる.総括班としてのその他の活動は次の通りである.1)2回の総括班会議, 3回の班長会議の開催,3)昭和62年10月8日に文部省において,学術審議会による研究成果に関するヒヤリングが行われ,研究代表者(小林)および飛田,廣部両幹事が出席し,説明を行った.3)シンポジウム要旨集(No.6, 7)および昭和62年度成果報告書の発行.本特定研究は,炭素資源,特に芳香族資源の高度利用を目指して,解決の方針を設定することを目的として発足したものである.小林はこの特定研究の代表者として,かつ総括班班長として,特定研究全体の研究計画の立案と推進の責任を負っている.初年度には6つの計画研究班構成で出発したが,第2年次より,研究者数が多く,研究目的も多岐にわたる3班を, 3A班(有機炭素資源高度利用のための高選択性有機合成反応の開発), 3B班(有機炭素資源高度利用のための高選択性触媒反応の開発)の2班に分割し,研究の集約化をはかった.昭和62年度には,第1年次, 2年次における公募研究者の研究業績を審査の上,計画研究班員として,該当する各班に繰入れた.また,昭和62年度は,本特定研究のまとめの年でもあるので,各班の研究の活性化をはかるため,研究成果が顕著と審査された研究班員に対し,研究費の特別配分を行った.昭和62年度の公開シンポジウムは2回(第6, 7回目)開催した.第6回シンポジウムは大阪クラブにおいて,昭和62年9月29日, 30日に開催し,成果報告12件を主体とする講演を行った.第7回シンポジウムは,東京ガーデンパレスにおいて,昭和63年1月20日, 21日に開催し, 12件の研究発表講演を行い,延べ400名の参加者による活発な討論が行われた.両シンポジウムとも,多数の一般参加者があったことは,本特定研究に対する社会の関心の高さを示すものと考えられる.総括班としてのその他の活動は次の通りである.1)2回の総括班会議, 3回の班長会議の開催,3)昭和62年10月8日に文部省において,学術審議会による研究成果に関するヒヤリングが行われ,研究代表者(小林)および飛田,廣部両幹事が出席し,説明を行った.3)シンポジウム要旨集(No.6, 7)および昭和62年度成果報告書の発行.
筋原性心臓動物における心臓拍出及び血管血流調節の神経連関機構

1.ヒザラガイ(Liolophura japonica)は軟体動物の主要分類群のうち最も原始型の原始腹足類に属している。軟体動物を用いた多くの循環系に関する研究は上位に位置する腹足類、二枚貝類、頭足類に属する種に限って進められてきたので、このヒザラガイを用いた研究は特筆に値する。(1)心臓は筋原性拍動を行うが、中枢である側神経索および内蔵神経索からそれぞれ興奮性および抑制性の二重神経支配を受けている。(2)囲心嚢は律動的拍動を示し、心臓同様両神経索からそれぞれ興奮性および抑制性二重神経支配を受けている。囲心嚢の活動電位は緩徐脱分極性電位に先行されるので囲心嚢の律動は筋原性であると結論される。この囲心嚢の筋原性律動は軟体動物で初めてで他に知られていない例である。(3)心臓および囲心嚢の興奮性神経支配はUMLによって阻害される。心臓および囲心嚢にセロトニン様免疫陽性神経プロセスが明瞭に観察された。これらのことは興奮性神経筋伝達がセロトニンによって介在されることを示している。(4)心臓および囲心嚢の抑制性神経支配はアセチルコリン阻害剤投与によって消失するので、アセチルコリン作動性神経によるものであると推定した。一方FMRFamide、CARPは心臓、囲心嚢の活動を抑制した。両組織内でFMRFamide様およびCARP様免疫陽性神経プロセスを発見した。従って両ペプチド作動性神経が心臓および囲心嚢の抑制神経である可能性、またはアセチルコリンとペプチドの共存する神経による支配の可能性も否定できない。2.アメフラシの循環系に関わる腹部神経節内のニューロンL7の鰓神経節ニューロンへの接続を証明した。またこのニューロンによる鰓筋肉の活性化を抑制するニューロンを腹部神経節内で同定した。3.軟体動物腹足類ウミフクロウの心臓興奮性神経の伝達物質と推定されるセロトニン含有ニューロンの発生過程における消長を免疫細胞化学的方法で分析した。4.カイコの順行性心臓拍動は筋原性であるが、逆行性拍動を惹起するニューロンを前頭神経節内で同定した。軟体動物後鰓類のウミフクロウ(Pleurobranchaea)とアメフラシ(Aplysia)および原始腹足類のヒザラガイ(Liolophura)を用いて心臓循環系の神経支配について次のような研究を行った。1.ウミフクロウの前行大動脈、肝動脈の神経支配について、抗セロトニン抗体を用いて全載標本におけるセロトニンの局在を免疫細胞化学的に研究した。足神経節から前行大動脈に伸びる免疫陽性神経を発見した。この神経の中枢内での細胞体の同定は今後の課題である。2.アメフラシ(A.kurodaiとA.juliana)の鰓血管を支配する鰓神経節および腹神経節ニューロン(AGN)との関係を明らかにした。米国産アメフラシ(A.californica)においてL7は鰓出血管の運動神経であり、鰓神経節ニューロン(BGN)にはシナプス結合していないと報告された。これは上記日本産2種のアメフラシでは両者にシナプス結合があるとする我々の報告の反論でもあったが、A.californicaを用いて再試験した結果L7はAGN同様BGNにもシナプス結合をしていてEPSPを発生することを証明した。3.原始腹足類に属するヒザラガイ類は軟体動物中最も原始的動物群に属する。この心臓循環系を材料として軟体動物の心臓循環系の神経支配の起原を明らかにする目的で、免疫細胞化学的方法、電気生理学的方法により研究を行った。ヒザラガイは心臓を囲む囲心のうも筋原性自動能を持ち、心臓と共役して血液循環の駆動力を提供しているという点で他の軟体動物と大きく異ることを発見した。心臓および囲心のうの両者とも中枢である内臓および側神経索から二重神経支配を受けていることを発見した。一方はコリン作動性心臓抑制神経であり、他方はセロトニン作動性心臓興奮性神経であることを証明した。

両組織内でFMRFamide様およびCARP様免疫陽性神経プロセスを発見した。従って両ペプチド作動性神経が心臓および囲心嚢の抑制神経である可能性、またはアセチルコリンとペプチドの共存する神経による支配の可能性も否定できない。2.アメフラシの循環系に関わる腹部神経節内のニューロンL7の鰓神経節ニューロンへの接続を証明した。またこのニューロンによる鰓筋肉の活性化を抑制するニューロンを腹部神経節内で同定した。3.軟体動物腹足類ウミフクロウの心臓興奮性神経の伝達物質と推定されるセロトニン含有ニューロンの発生過程における消長を免疫細胞化学的方法で分析した。4.カイコの順行性心臓拍動は筋原性であるが、逆行性拍動を惹起するニューロンを前頭神経節内で同定した。軟体動物後鰓類のウミフクロウ(Pleurobranchaea)とアメフラシ(Aplysia)および原始腹足類のヒザラガイ(Liolophura)を用いて心臓循環系の神経支配について次のような研究を行った。1.ウミフクロウの前行大動脈、肝動脈の神経支配について、抗ヒスタミンおよび抗オクトパミン抗体を用いて全載標本におけるヒスタミンとオクトパミンの局在を免疫細胞化学的に研究した。足神経節から前行大動脈に伸びる免疫陽性神経を発見した。2.アメフラシ(A.kurodaiとA.juliana)の鰓血管を支配する鰓神経節および腹神経節ニューロン(AGN)との関係を明らかにした。L7は鰓出血管を支配する運動神経であり、鰓神経節ニューロン(BGN)にシナプス結合している。上記2種のアメフラシでL7が惹起する鰓運動をシナプス前抑制的に抑圧するニューロンを腹部神経節内で発見した。ニューロンの同定を行ったが、その抑制機構については今後の課題である。3.原始腹足類に属するヒザラガイ類は軟体動物中最も原始的動物群に属する。この心臓循環系を材料として軟体動物の心臓循環系の神経支配の起原を明らかにする目的で、免疫細胞化学的方法、電気生理学的方法により研究を行った。ヒザラガイは心臓を囲む囲心〓も筋原性自動能を持ち、心臓と供役して血液循環の駆動力を提供しているという点で他の軟体動物と大きく異なることを発見した。心臓および囲心〓の両者とも中枢である内蔵および側神経索から二重神経支配を受けていることを発見した。抑制性神経はコリン作動性神経であること、興奮性神経はセロトニン作動性神経であることを証明した。1.ヒザラガイ(Liolophura)心臓、囲心嚢において電気生理学、薬理学および免疫細胞化学的方法を用いて詳しい研究を進め、神経伝達物質を推定した。囲心嚢が律動的自動能を持ち二重神経支配を受けていることを昨年までに明らかにしたが、これについても神経伝達物質を心臓の場合と同様の方法で推定した。心臓、囲心嚢ともに興奮性伝達物質はセロトニン、抑制性伝達物質はアセチルコリンであると推定した。(1)機械曲線の記録によって推定されていた心臓、囲心嚢の二重神経支配機構の存在を細胞内電位を記録することに成功し、これを確証した。(2)アセチルコリンは両部域の筋細胞を過分極させこの過分極電位はマイトロンおよびメチルキシロコリンで阻害された。心房の過分極電位はツボクラリンによっても阻害された。(3)セロトニンによる脱分極電位はメチルキシロコリンによって阻害された。
パーキンソン病原因遺伝子DJ-1が関与する尿酸合成系路の解明

パーキンソン病(Parkinson's disease; PD)では、血中尿酸値の低下がPD重症度と相関することが報告されているが、詳細は不明である。尿酸合成が異常なカイコ変異体の遺伝子発現を解析したところ、PD責任遺伝子DJ-1を上流とする新規な尿酸代謝経路を見出した。本研究ではこれに関与する分子の機能を解析した。DJ-1と尿酸合成の関係を調べるために、RNAiによりDJ-1遺伝子の発現を抑制したところ、尿酸合成において中心的役割を果たす酵素遺伝子の発現も低下した。また、変異体カイコの原因遺伝子領域を解析したところ、DJ-1と結合する可能性が予測されたmiRNAを同定した。カイコガ(Bombyx mori)の幼虫には油蚕(あぶらこ)と呼ばれている尿酸代謝に異常を持つ変異体が存在する。申請者はドパミンを合成に必須であるチロシンハイドロキシラーゼの脳内発現量が著しく低下し、体が震える、食欲および性欲低下の異常行動を示すこれまでの油蚕とは一線を画す変異体系統opを発見した。申請者は昨年度、カイコガ変異体opおよび野生型の超並列(次世代)シーケンサーHiseq 2500での全ゲノム配列および各組織におけるRNA-seq解析を実施した。op変異体には油の形質に個体差があることが申請者等の先の研究で明らかになっている。そこでカイコガ幼虫1個体より主要な組織(中腸、絹糸腺、マルピギー管、精巣、卵巣)を摘出し、RNAの精製を試みたところRNA-seq解析ライブラリーの準備のために十分な量のRNAを得ることができなかった。そこで、RNAの精製手法を一部改変し、ライブラリー作製に臨んだため、この準備に時間を要した。続いてカイコガ変異体opならびに野生型のゲノムサンプルおよびRNA-seq解析を行い、分担研究者が配列解析ならびにデータベース作成を行った。本研究の目的はカイコ変異体opの野生型とは異なるゲノム上の違いを見出し、原因遺伝子を確定することであるが、当初の予定では全ゲノム配列解析においてすでにリリースされているリファレンス配列データを用い、迅速にゲノム上の違いを見いだせる予定であった。ところが、実際に解析データをマッピングしてみると、野生型ゲノム配列の約半分程度しか当てはまらず、リファレンスデータとの間に大きな差があることが明らかになった。そこで、配列解析方法を既存の手法から変更するとともにopゲノムのポジショナルクローニングで23番染色体上にあるとされる候補部位を絞込み、新たに作成し直したデータベースとの照合から原因遺伝子を同定する手法に変更し、本年度も継続して配列解析を遂行することとする。申請者はライフサイエンス統合データベースセンターの坊農博士を中心とするグループとの共同研究により、新型シーケンサーで解読したカイコガ変異体opおよび野生型の全ゲノム配列および各組織におけるRNA-seq解析データの解析を引き続き行った。ところが、得られたゲノム配列、RNA-seqデータの比較解析では野生型と変異体の違いを見いだすことが出来なかった。これまでに様々な配列解析の手法を用いて解析を行っていたが、opの原因遺伝子を同定できずにいた。そこで、本年度はカイコmiRNAの公共データベースから得られたデータを新たに解析に加えた。その結果、ポジショナルクローニングで絞り込んだ原因遺伝子候補領域に存在するmiRNAを見出した。現在この候補に関して定量RT-PCRおよびルシフェラーゼアッセイ等を用いた解析により、更なる原因遺伝子の絞り込みを行っている。また、先の研究によりMicroarray解析で同定した尿酸合成経路を調節すると思われる遺伝子群についてもRNAiにより尿酸合成との関連を調査する目的で機能解析を継続している。来年度末頃には、これらの経路について最終的なデータを得られる予定である。これまでに目標であった、原因遺伝子候補を同定できつつあるため。カイコ(Bombyx mori)の幼虫は皮膚の真皮細胞に尿酸を蓄積し、光の反射により白く彩られた体色に見える。日本には皮膚の尿酸蓄積量が少ないカイコ幼虫変異体(通称:油蚕)が26種類存在し(ナショナルバイオリソースプロジェクトKAIKO)、その系統が保存・維持されている。しかしながら未だ多くの油蚕原因遺伝子の産物は不明である。申請者は哺乳類と同等のカイコ大規模遺伝子発現解析の研究基盤を整備し、本研究で用いた油蚕変異体系統opの遺伝子発現をMicroarrayにより解析した。その結果、パーキンソン病原因遺伝子DJ-1を上流とする新規な尿酸合成経路を発見した。本年度はMicroarray解析で同定した尿酸合成経路の上流を調節すると思われるDJ-1についてRNA干渉により遺伝子発現を抑制し、尿酸合成経路に関連する分子との関連を調査した。まずはじめにDJ-1のノックダウンのための条件検討を行った。DJ-1の配列から複数のdsRNAを合成し、ノックダウン効果を安定的に得られるdsRNA標的配列および条件を詳細に決定した。次いでBmDJ-1タンパク質およびmRNAレベルが十分に低下した状態において、これまでに同定した尿酸合成経路に関与する遺伝子群のmRNAの発現を検討したところ、尿酸合成の鍵酵素においてmRNAの発現が顕著に低下したことが分かった。他にも関連する遺伝子群についてタンパク質およびmRNAレベルにおける発現およびそれらのタンパク質のリン酸化の有無について検討中である。また、opの原因遺伝子候補と推定されるmiRNAについて機能解析を行った。

また、miRNAは複数の標的を持つことが知られており、先に作成したデータベースを活用し、バイオインフォマティクスにより、その標的遺伝子の探索も行っている。最終的には、ルシフェラーゼアッセイ等の実験により結合を確定する。パーキンソン病(Parkinson's disease; PD)では、血中尿酸値の低下がPD重症度と相関することが報告されているが、詳細は不明である。尿酸合成が異常なカイコ変異体の遺伝子発現を解析したところ、PD責任遺伝子DJ-1を上流とする新規な尿酸代謝経路を見出した。本研究ではこれに関与する分子の機能を解析した。DJ-1と尿酸合成の関係を調べるために、RNAiによりDJ-1遺伝子の発現を抑制したところ、尿酸合成において中心的役割を果たす酵素遺伝子の発現も低下した。また、変異体カイコの原因遺伝子領域を解析したところ、DJ-1と結合する可能性が予測されたmiRNAを同定した。新型シーケンサーによる遺伝子解析および遺伝子発現解析が終了し、配列データ解析もおおむね順調に進むとともに、原因遺伝子が存在する部位周辺のデータ情報も得ているため。平成28年度は得られた候補カイコmiRNAについて詳細にその機能を解析することを目標とする。現在この候補に関して定量RT-PCRおよびルシフェラーゼによる標的配列結合アッセイ等を用いた解析により、更なる原因遺伝子の絞り込みと、その標的遺伝子の探索を行っている。具体的には、RNA-seqでopにおいて発現が低下した遺伝子群を抽出し、miRNAの標的配列と結合する遺伝子を抽出し、実験により確定する。また、先の研究によりMicroarray解析で同定した尿酸合成経路を調節すると思われる遺伝子群についてもRNAiにより尿酸合成との関連を調査する目的で機能解析を継続している。最終年度はこれらのデータを総合し、尿酸経路の全貌解明にむけたデータを得られる予定である。生化学本年度は配列解析方法を既存の手法から変更する。また、opゲノムのポジショナルクローニングも同時に行い、23番染色体上にあるとされる候補部位を絞込む。現段階では23番染色体上の候補部位には生物資源研が作成したカイコガデータベース上には4つの遺伝子しかマップされていないが、RNA-seqのデータをマッピングすることで新たに作成し直したデータベースとの照合から原因遺伝子を同定する手法に変更する。従って本年度も継続して配列解析を遂行することとする。また、DJ-1と尿酸合成経路の検討のため、DJ-1のノックダウンしたカイコガ系統の作製方法を検討中である。培養細胞を用いた実験ではおおむね良好な結果が得られているので、本年度は個体においてDJ-1をノックダウンした系統を作製する予定である。年度末まで原因遺伝子が特定できず、旅費やデータ解析用のアプリケーションを購入しなかったため。ゲノムおよびトランスクリプト解析に使用するためのハードディスクが購入予定額よりも安価で購入することが可能となったため、次年度使用額が生じた。未使用額は次年度物品費に組み込み計画通りに全て使用する。
自然カテゴリの概念における属性間の因果関係についての信念に関する研究

自然カテゴリの属性間の因果的関連についての信念の構造について調べるために、以下の4調査を行った。用いたカテゴリ語は、複雑な人工物、単純な人工物、生物(自然種)、非生物(自然種)、それぞれ熟知度の高い項目と低い項目を3語ずつ24語である。被験者は、すべて男女大学生である。[調査1]機能、専門家の意見、外見、本当に○○であること、の4属性のうちの2属性の組み合わせについて、一方が肯定的で他方が否定的になっているものの記述を作り、そのようなものが現実にあり得るかどうかの評定を行った。[調査2]調査1において、被験者は専門家としてどのような知識の所有者をイメージしたかを調べるために、それぞれのカテゴリ語の専門家について、売る人、作る人、売る人、内部の仕組みを知っている人、使い方を知っている人、外見を知っている人、ある場所を知っている人の6個の記述について、それぞれの項目の専門家が、どの程度イメージに合うかについての評定を行った。[調査3]調査2で調べた専門家が、本当に○○かどうかをどの程度知っていると考えるかについて、評定を行った。[調査4]それぞれの専門家の知識の相互関係についての信念を調べるために、ある専門家がそれ以外の専門家の属性を持っている程度についての評定を行った。以上の4調査の結果を総合的に検討し、属性相互の因果関係について、大学生の持つ信念の構造を考察した。その結果、自然カテゴリの概念には、属性相互の関連の強さの違いと因果的方向性が存在すること、専門家イメージはカテゴリ領域によって異なるが、専門家のイメージに近い知識の所有者ほどその事物のカテゴリ所属についての真実を知っていることなどの信念の構造が示唆された。
脱落膜リンパ球とトロフォブラストが構築する妊娠免疫系の再構築

今年度の実績は、以下の通りである。(1)CD16およびCD56に対する抗体を用いて、マーモセット胎盤中にCD4/CD8 T細胞に加えてCD16/CD56double-positiveのuNK細胞の存在を確認した。ヒトと比較してマーモセットCD8T細胞の比率が高くuNK細胞の比率は低い事が示された。(2)マーモセット胎盤においては、ヒトと同様、妊娠後期において脱落膜にアポトーシスが誘導されていることをTUNEL法を用いた組織化学染色で明らかにした。(2)GFPマーモセット胚を野生型マーモセット母体に移植して得られた妊娠後期のGFPマーモセット新鮮胎盤中のトロフォブラストと野生型母体胎盤血リンパ球をGFPの発現の有無およびTrkB, CD3, CD4, CD8の発現を指標にセルソーターで精製し、共培養系を確立した。トロフォブラストとCD4T細胞あるいはCD8T細胞の共培養を行ったところ、上皮間葉転換に関連するTrkB分子のアイソフォームの発現が変化する事が示された。(3)重度免疫不全マウスであるNOGマウスにヒト末梢血単核球を移入し、ヒト免疫系を再構築した後、交配して得た妊娠ヒト化マウスについて、胎盤および末梢血中のヒト血液細胞を解析し、これらのマウスにおいてCD8T細胞が胎盤に集積する一方で、末梢ではCD4T細胞の割合が非妊娠ヒト化マウスと比較して高くなる事を明らかにした。以上の結果から、GFPマーモセットおよびヒト化マウスはヒト妊娠免疫を模倣する優れたツールに成る事が示唆された。また、新たな系である為に最終的に相互作用による免疫学的変化について新たな知見を得る点まで到達できなかったが、方法論はある程度確立できたと考える。26年度が最終年度であるため、記入しない。実績の概要:今年度は胎盤トロフォブラストの調製法の確立、CD56特異的モノクローナル抗体の作製といった基盤整備に加え、胎盤血、臍帯血、脱落膜、絨毛組織を用いてヒト・マーモセット間の共通の性質を、実験動物中央研究所で採取されたマーモセット胎盤と東海大学病院産婦人科にて採取した胎盤を用いて検索した。それにより以下の結果を得た。(1)マーモセット胎盤の組織化学的解析:胎盤組織を抗GFP抗体および抗ヒトHLA抗体で染色する事により、母体と胎仔の組織の識別が可能となった。これに加えて、トロフォブラストに発現する分子として、TrkBの解析を行い、この分子がヒト・マーモセット間でcDNAレベルで95%のホモロジーを持つ事、マーモセット絨毛組織にもTrkBタンパク質が発現する事を明らかにした。(2)マーモセット脱落膜中のリンパ球の解析:マーモセット脱落膜よりコラゲナーゼ処理によりリンパ球を採取し、フローサイトメトリーによりリンパ球各画分の割合を明らかにした。これに加えて、絨毛組織、胎盤血、臍帯血についても同様の解析を行い、胎盤組織においてヒト同様休止期CD4T細胞の割合が低い事を明らかにした。(3)in cilicoでのヒト胎盤発現遺伝子の解析については、一部データ解析を行い、TrkB, HLA-Gの発現等がトロフォブラストで亢進する事を確認した。さらに、マーモセットの主要組織適合性抗原については共同研究者である椎名等とともにHLA-GオーソログであるCaja-G遺伝子構造を明らかにした。これにより、HLA-Gオーソログのマーモセットモノクローナル抗体を作製するための情報が得られた。

26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の研究においては、研究計画に特に記述をしていなかった胎盤トロフォブラストの調製法の確立、CD56特異的モノクローナル抗体の作製といった基盤整備や、脱落膜のみならず胎盤血、臍帯血、絨毛組織を用いてヒト・マーモセット間の共通の性質の解明を行った上で、研究実績が異様に示した結果を得ている。(1)上皮間葉転換に関連した分子としては、腫瘍との関連性が明らかになっており、膜表面に発現する受容体型チロシンキナーゼであるTrkBをトロフォブラストマーカーとして精製等に用いる事が可能であり、胎盤の浸潤に関連する上皮間葉転換の指標ともなる事が明らかとなった。これは研究計画を大きく進展させる結果となった。(2)妊娠免疫に関連した分子としてHLA-Gオーソログを選択し、この分子の遺伝子構造を共同研究者らと明らかにした。さらに、ヒト胎盤で先行して、抗HLA-G抗体を用いて、この分子が胎盤血や脱落膜に存在するCD4+細胞に発現する事を明らかにした。マーモセット胎盤においても類似の細胞を認めたが、HLA-G抗体の特異性に十分な信頼性がない為、HLA-Gオーソログに対するモノクローナル抗体作製に着手した。これらの結果は、研究計画にはない研究の進展により得られたものである。(3)既に培養系や妊娠CBーNOGマウスの作製等についても手がけており、パイロット実験による方向修正の見通し等が立っている。(4)一方、VT, EVT発現プロファイルについては、両細胞の精製法を検討中であり、完全に精製した標品を得るにはもう少し時間が必要である。これらの研究を総合して考えると、本研究は、おおむね順調に進展していると考えられる。現在まで、ほぼ予定通りに研究が進んでいる。今年度は、マーモセットおよびヒトトロフォブラストおよびリンパ球の精製法が確立し、培養が可能となった事から、in vitroでの両者の相互作用について上皮間葉転換遺伝子発現、各種サイトカイン等免疫関連遺伝子発現の解析を行う。以下の点のみに変更を行う。(1)胎盤の浸潤に関連する上皮間葉転換関連分子として、TrkBが胎盤絨毛に発現し、ヒトとのホモロジーが95%あることからヒト抗体が使用可能である事が明らかとなった。このため、TrkBは精製や共培養、また、免疫との相互作用の指標として優れていると考えられる。そこで発現アレイによる全般的な遺伝子探索を行う必要がないと考えられ、むしろTrkBに関連する遺伝子発現プロファイルをin silicoで確認し、解析すべき遺伝子を決定することとする。(2)モノクローナル抗体としては、Caja-G遺伝子が明らかになった為、最も頻度の高いハプロタイプについてモノクローナル抗体作製を行い、これを用いて共培養系の研究を行いたいと考えている。(3)重度免疫マウスにおける妊娠免疫系再構築については、当初、臍帯血由来CD34陽性細胞を移植して用いる予定であった。しかし、パイロット実験により、臍帯血移植では免疫系再構築には時間がかかる上に不完全である為、ヒト末梢血単核球を妊娠NOGに移植し、免疫担当細胞の動態を解析する、という方法に変更する予定である。マーモセット末梢血を妊娠NOGに移植する実験系でも同様に末梢血単核球を移植する事とする。
カリシフィリンAの合成研究

カリシフィリンA型ダフニフィラムアルカロイド群の合成を目的として、第1にダフェニリンを合成ターゲットととして選択し、合成研究を開始した。そして、共通骨格であるABC環を1,3-双極付加環化反応によって構築する手法を見出し、ダフェニリンの全合成を達成することが出来た。ここで見出した共通骨格構築法を、その他のカリシフィリンA型ダフニフィラムアルカロイドに適用し、その実用性を証明するべく、次にカリシフィリンAを合成ターゲットに設定した。カリシフィリンAがダフェニリンと異なる点は、DEF環の構造であり、このDEF環構築が本化合物の合成において、最も困難が予想される点である。DEF環構築法を確立した後は先と同様のABC環構築を達成することで全合成が達成できると考えられる。この計画に従って、まずはDEF環構築に向けて研究を開始した。その具体的な計画として、申請者はDF環を起点として、E環をC-H挿入反応によって構築することを考えた。しかし検討の結果、本手法ではE環を構築することが困難であると思われる知見が得られたことから、本合成手法によるE環構築は断念することと判断した。つぎに、DF環を起点とすることは変更せず、E環をSn2反応によって構築することを考えた。そして、現在までにそのSn2反応を行うのに必要な基質の合成法を確立することができており、今後Sn2反応によるE環構築を検討する段階である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
日常生活における算数の学校算数の文化差に関する研究

たとえば,「ボール6個とボール3個がありました.かけるといくつになるでしよう.」とか「小学生一人の体重が6〓でした.5人で何〓になるでしょう.」といった意味がなかったり非現実的な問題をネパールの農民,商人,小学生,中学生,日本の小学生に与えた.その結果を要約すると以下のようになる.まず,ネパールの農民,商人の70-80%以上が,ほぼ全ての項目で,問題が,意味がない,あるいは,非現実的であることを自発的に指摘する.一方,ネパールの小学生(5年生),中学生(7,9年生)の90%以上は,ほとんどの項目で,算数問題の問題点を指摘することなく解いてしまう.これは,日本の小学生(5,6年生)の反応と類似している.つまり,ネパールの農民や商人は,算数問題の現実性に敏感だが,それと対照的に,ネパールの小,中学校の生徒は,日本の小学生と同じように算数問題を機械的に解いてしまう.その傾向は日本の小学生より高い.このことから,第一に,学校で算数の問題を解くときには,その意味や現実性をモニターしないという傾向は,文化的な普遍性を持つことが明らかになった.第二に,ネパールの小,中学生が算数問題の意味や現実性をモニターしない度合が日本より高かった理由は,ネパール小学校での算数授業のほとんどの時間が機械的に問題を解くということにさかれていることによると考えられる.なお,すでに研究計画で述べた通り,ネパールの農民,商人,小,中学生のデータは,トヨタ財団研究助成によって本研究研究代表者らによって行われた調査によるものを用いた.たとえば,「ボール6個とボール3個がありました.かけるといくつになるでしよう.」とか「小学生一人の体重が6〓でした.5人で何〓になるでしょう.」といった意味がなかったり非現実的な問題をネパールの農民,商人,小学生,中学生,日本の小学生に与えた.その結果を要約すると以下のようになる.まず,ネパールの農民,商人の70-80%以上が,ほぼ全ての項目で,問題が,意味がない,あるいは,非現実的であることを自発的に指摘する.一方,ネパールの小学生(5年生),中学生(7,9年生)の90%以上は,ほとんどの項目で,算数問題の問題点を指摘することなく解いてしまう.これは,日本の小学生(5,6年生)の反応と類似している.つまり,ネパールの農民や商人は,算数問題の現実性に敏感だが,それと対照的に,ネパールの小,中学校の生徒は,日本の小学生と同じように算数問題を機械的に解いてしまう.その傾向は日本の小学生より高い.このことから,第一に,学校で算数の問題を解くときには,その意味や現実性をモニターしないという傾向は,文化的な普遍性を持つことが明らかになった.第二に,ネパールの小,中学生が算数問題の意味や現実性をモニターしない度合が日本より高かった理由は,ネパール小学校での算数授業のほとんどの時間が機械的に問題を解くということにさかれていることによると考えられる.なお,すでに研究計画で述べた通り,ネパールの農民,商人,小,中学生のデータは,トヨタ財団研究助成によって本研究研究代表者らによって行われた調査によるものを用いた.
表面形状フラクタルによる表面触媒反応の解析

本年度の研究実施計画に従い、モリブデン窒化物の吸着特性、表面構造、水素化脱硫反応に対する表面反応フラクタル次元を求め、触媒の反応に対する幾何学的因子について考察した。(1)粒径・表面積測定と水素化脱硫反応速度500、700、900°C窒化処理により、モリブデン窒化物の粒径は2.4、3.3mmと増加するが表面積は減少した。また各々の窒化物触媒によるジベンゾチオフェンの水素化脱硫反応速度Vは1.9×10^<-4>、1.7×10^<-4>mol/h・gであった。(2)表面構造特性の解明t-、αs-プロットにおいてP/Po=0.1および0.55付近に屈曲点を持つことから、各温度で窒化処理した窒化物はミクロ孔とメソ孔の両方の細孔を有することが示唆された。細孔分布(Dollimoro-Heal法)解析から、窒化温度にかかわらず窒化物は30A^^°の細孔が多く存在していると思われる。さらにDRプロットのln^2(Po/P)=10で、lnWが大きく上方にずれることから、窒化温度上昇にともなう表面積の減少はミクロ孔の消滅ではなく、比較的浅い大きなメソ孔が数多く成長したためであると考えられた。(3)フラクタル解析モリブデン窒化物表面における水素化脱硫反応の速度Vは表面積Sに依存し(V∝S)、表面積Sと粒径Rには、S=R^<D-3>の関係が成立する(Dは表面反応フラクタル次元)ので、lnVとlnRのプロットからフラクタル次元を求めると、D=2.64の値を得た。この値は、ベンゼンの水素化反応が約2、COのメタネーションが約3、アンモニア合成反応では約5.8との報告に比べると、それほど大きくなく中間的な値である。従って、モリブデン窒化物触媒による水素化脱硫反応は、表面反応に対してそれほど幾何学的因子による効果は大きくないことが示唆された。本年度の研究実施計画にしたがい、以下の研究を行った。(1)真空系で各種分子の吸着量測定実験を行うために、先ず真空ラインに作動トランス・変位計を取り付け、微量天秤を製作した。この装置を用いて現在予備実験を行っている。(2)昇温脱離、SEM,XPS,XRD,CHN,BET,inーsitu拡散反射FTIRにより反応前後の触媒表面の変化を測定した。触媒はモリブデン触媒特に反応が触媒表面構造によって敏感である窒化モリブデンと硫化Co・Mo/A1203触媒を用いた。触媒活性はカルバゾ-ル・ジベンゾチオフェンの水素化脱窒素・脱硫反応から調べた。(3)(2)の実験から、裏面の研究発表を行い、さらに春季日本化学会で発表する予定である。以下、アルミナ担持モリブデン窒化物触媒についておもに要約する。この触媒の組成および表面構造について、まずBET比表面積は500°Cおよび700°C窒化処理前後で酸化物に比べ約40倍に増加した。このように表面積が小さくなっても活性は増加する。FTIR分析の結果、窒化触媒上に配位不飽和サイトとプロトン酸点が観察され、窒化処理により表面上のMoと結合している酸素は窒素に置換されA1と結合した酸素は置換されない、触媒表面が歪んだ構造になっていると考えられた。またNH3ーTPD分析から、700°C窒化処理により生成した窒化物の酸性度は500°C還元触媒よりかなり小さい。このように、触媒の表面積や表面上の活性種と、触媒活性の関係は単に相関関係があるのでなく、表面不均一性と関係があると予想され、フラクタル解析が重要になってきた。(4)触媒活性の種々の触媒表面の値の関係からフラクタル次元を求める作業は次年度に本格的に行う。(3)フラクタル解析

モリブデン窒化物表面における水素化脱硫反応の速度Vは表面積Sに依存し(V∝S)、表面積Sと粒径Rには、S=R^<D-3>の関係が成立する(Dは表面反応フラクタル次元)ので、lnVとlnRのプロットからフラクタル次元を求めると、D=2.64の値を得た。この値は、ベンゼンの水素化反応が約2、COのメタネーションが約3、アンモニア合成反応では約5.8との報告に比べると、それほど大きくなく中間的な値である。従って、モリブデン窒化物触媒による水素化脱硫反応は、表面反応に対してそれほど幾何学的因子による効果は大きくないことが示唆された。
（－）－テトロドトキシンの合成研究

テトロドトキシン(TTX)はフグ毒として知られる海洋性アルカロイドであり、Navを強力かつ選択的に阻害する。哺乳類のNavには、10個のサブタイプ(Nav1.1-1.9、Navx)が存在し、それぞれ発現時期や組織および薬理学的役割は異なっている。また、そのうちTTXはNav1.1,1.2,1.3,1.4,1.6,1.7を阻害すること、TTXの構造類縁体である4,9-anhydroTTXはNav1.6を選択的に阻害することが明らかとされている。それゆえにTTXは、わずかな構造変換によって活性に大きな違いを生み出せる可能性を秘めており、TTXを基盤としたNavの研究が期待できる。しかし、TTXは小分子ながら非常に多くのヘテロ原子が密集した複雑な構造を有しているため、TTXから半合成によって構造類縁体を供給することは極めて困難である。そこで我々は、類縁体の合成も見据えたTTXの実用的な合成経路の確立を目指し、研究に着手した。採用2年目においてはTTXの不斉全合成を達成した。採用3年目では合成経路の短工程化と反応条件の最適化を行い、TTXの効率的で、かつ大量合成可能な合成経路を確立した。続いて、合成終盤の中間体を用いて、天然物である11-norTTX-6-(R)-olと4,9-anhydro-11-norTTX-6-(R)-olに加え、その他8種類の構造類縁体の全合成を達成した。これによりTTXの構造類縁体にも適用可能な合成経路の確立、ならびにTTXを基盤としたケミカルバイオロジー研究の土台作りを完了した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究はテトロドトキシンの最も短工程で大量合成可能な合成経路の確立を目的として行う。テトロドトキシンに対する逆合成解析を述べる。TTXのオルトエステルおよびグアニジン部位は合成の終盤で導入することとすると、中心骨格である6置換シクロヘキサンを重要中間体として設定できる。4a位炭素原子、5位酸素原子は分子内1,3-双極子付加環化反応によってイソキサゾリンとして導入することを計画した。さらに、シクロヘキサン上の官能基は、Diels-Alder反応により合成可能であると考えられる4のビシクロ[2.2.1]骨格の三次元的特性を利用して立体選択的に導入することを計画した。文献記載の方法に従って調整したエンジオンから三段階の変換を経てエノンを合成した。これに対し、ヒドロキシメチル基の1,2-付加、およびジヒドロキシル化を行ったところ、反応は三環性骨格のconvex面である紙面手前側から立体選択的に進行し、トリオールを良好な収率で得ることに成功した。続いて水酸基の保護、増炭反応、およびシクロペンタジエンの除去を行うことでウレタンとした。次にウレタンを市川転移反応の条件に伏したところ、二環性骨格のconvex面より窒素原子を導入することができ、カーバメートへと導いた。続いてビニル基の酸化的開裂と生じたアルデヒドに対して立体選択的にアルキンを付加させることでC9位の立体化学の制御、および1,3-双極子付加環化反応に必要なリンカーの導入を行った。さらに、アルキンの部分還元と所属研究室で開発されたオキシム合成法を行うことにより付加環化反応前駆体を調整した。そしてオキシムを酸化したところニトリルオキシドが発生し、6員環上の二重結合と1,3-双極子付加環化反応を起こすことでイソキサゾリンを単一の立体異性体として与えた。これにより重要中間体のシクロヘキサン環上のすべての立体化学の制御を完了した本研究はテトロドトキシンの最も短工程で大量合成可能な合成経路の確立、およびテトロドトキシンの誘導体合成を目的として行う。テトロドトキシンは電位依存性ナトリウムチャネルを選択的に阻害する作用があることが知られている。しかしながらその詳細な分子機構は明らかにされておらず、化学合成による標識を施した誘導隊の合成が望まれている。現在までに4例の全合成が報告されているがそれらは大量合成が困難であり、また誘導体合成が可能な柔軟な合成経路とは言えない。そこで私は大量合成可能で、かつ誘導体合成を視野に入れた合成経路の確立を目指し研究に着手した。採用2年目においては1年目で得られた知見を活かし、テトロドトキシンのラセミ体全合成を達成した。また、合成序盤において不斉反応を適用することで、ラセミ体の合成中間体を単一の光学異性体として合成することに成功し、形式的な不斉全合成も達成した。本年度は、まず光学的に純粋なテトロドトキシンの全合成と、その合成経路の更なる短工程化および最適化を検討する予定である。また、合成終盤において誘導体合成へと展開可能な中間体を得ることに成功した。その中間体を種々変換し、テトロドトキシンの新規誘導体を多数合成する計画である。テトロドトキシンが作用する電位依存性ナトリウムチャネル(Nav)は興奮性神経細胞における活動電位の発生と伝導において中心的な役割を果たし、痛み、筋収縮などと関わりが深いことが明らかとされている。Navは9つのサブタイプが知られており、それぞれの発現場所と薬理学的作用が異なっている。つまりサブタイプ特異的な分子を合成することができれば、新規医薬品の創出へ大きく貢献することができる。

そこで私は、テトロドトキシンの誘導体の活性評価を行い、特定のサブタイプへ選択性の高い分子の設計を繰り返すことで、サブタイプ特異的なテトロドトキシン誘導体の合成を検討する。採用2年目の計画は、テトロドトキシンのラセミ体での全合成を達成することであった。申請者は当初の計画を達成するだけではなく、誘導体合成へと展開可能な中間体の合成も達成した。現在は活性評価に向けて共同研究先と準備を行っている。以上の理由より、当初の計画以上に進展していると考えている。テトロドトキシン(TTX)はフグ毒として知られる海洋性アルカロイドであり、Navを強力かつ選択的に阻害する。哺乳類のNavには、10個のサブタイプ(Nav1.1-1.9、Navx)が存在し、それぞれ発現時期や組織および薬理学的役割は異なっている。また、そのうちTTXはNav1.1,1.2,1.3,1.4,1.6,1.7を阻害すること、TTXの構造類縁体である4,9-anhydroTTXはNav1.6を選択的に阻害することが明らかとされている。それゆえにTTXは、わずかな構造変換によって活性に大きな違いを生み出せる可能性を秘めており、TTXを基盤としたNavの研究が期待できる。しかし、TTXは小分子ながら非常に多くのヘテロ原子が密集した複雑な構造を有しているため、TTXから半合成によって構造類縁体を供給することは極めて困難である。そこで我々は、類縁体の合成も見据えたTTXの実用的な合成経路の確立を目指し、研究に着手した。採用2年目においてはTTXの不斉全合成を達成した。採用3年目では合成経路の短工程化と反応条件の最適化を行い、TTXの効率的で、かつ大量合成可能な合成経路を確立した。続いて、合成終盤の中間体を用いて、天然物である11-norTTX-6-(R)-olと4,9-anhydro-11-norTTX-6-(R)-olに加え、その他8種類の構造類縁体の全合成を達成した。これによりTTXの構造類縁体にも適用可能な合成経路の確立、ならびにTTXを基盤としたケミカルバイオロジー研究の土台作りを完了した。テトロドトキシンの有する8つの不斉点のうち7つの制御を完了し、主骨格の構築にも成功した。また、大量合成できるように合成経路の最適化も完了しているので計画以上に進展したと言える。まず、光学活性体のテトロドトキシンの合成を完了する。より効率的な合成経路へ仕上げるために短工程化についても検討を行う。その後、様々な誘導体の合成を行い、それらの活性を評価する。置換基や立体化学の違いによって活性が異なる場合には、より選択性の高い分子を設計し、医薬品候補化合物の創出を達成したいと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。1,3-双極子付加環化反応によって得られたイソキサゾリンの開裂とグアニジンの導入について検討を行い、ラセミ体でのテトロドトキシンの全合成を達成する予定である。
膜輸送体OCTN1による神経細胞内制御機構解明と精神・神経疾患バイオマーカー探索

本研究では、カルニチン/有機カチオントランスポーターOCTN1を介した水溶性抗酸化物質ergothioneine(ERGO)の脳内分布がどのような作用機序で抗うつ効果を発揮するのかを、ERGOの神経分化やシナプス形成制御メカニズムの解析から明らかにする。また、ストレスによるOCTN1の腎尿細管上皮細胞における発現変動に着目し、ERGOがストレス性精神・神経疾患のバイオマーカーとなる可能性について検討を加える。マウス培養神経幹細胞および神経細胞を用いてOCTN1による神経分化および神経成熟促進の細胞内メカニズムについて検討したところ、OCTN1を介した細胞内へのERGOの取り込みは神経栄養因子の誘導およびmTORやTrkBシグナルの活性化を介して神経分化および神経成熟を促進することが示された。マウスにERGOを経口摂取させたところ、培養細胞と同様のメカニズムで神経分化および神経成熟が促進された。ERGOによる神経分化および神経成熟促進の細胞内メカニズムが解明されたことにより、ERGOをシード化合物とする精神・神経疾患の新規治療薬開発への発展が期待される。ヒト腎尿細管上皮細胞へのストレスホルモンであるコルチゾール曝露により、OCTN1の機能的な発現が増加することが示された。ERGO含有餌を摂取させたマウスにおいて、ERGOとクレアチニンの腎クリアランス比がストレス負荷群では非負荷群と比べて低下していたことから、ストレス負荷により腎尿細管からのERGO再吸収が亢進することが示唆される。さらに、うつ病患者検体を用いた検討により、うつ症状の重症度と血中ERGO濃度の間に正の相関傾向が示された。以上より、ERGOがストレス性精神・神経疾患のバイオマーカーとなる可能性が示された。今後さらに研究が進むことにより、ERGOがストレス性精神・神経疾患の早期診断に利用されることが期待される。研究代表者は、カルニチン/有機カチオントランスポーターOCTN1が脳において機能的に発現しており、神経細胞の分化や成熟に関与することを明らかとし、OCTN1の良好な生体内基質ergothioneine(ERGO)が抗うつ作用を有する可能性を示した。本研究では、OCTN1を介したERGOの脳内分布がどのような作用機序で抗うつ効果を発揮するのかを、ERGOの神経分化やシナプス形成制御メカニズムの解析から明らかにする。さらに、ストレスによるOCTN1の腎尿細管上皮細胞における発現変動に着目し、ERGOがストレス性精神・神経疾患のバイオマーカーとなる可能性について検討を加える。先ず、OCTN1による神経分化促進の細胞内メカニズムについて検討したところ、OCTN1を介したERGOの細胞内への取り込みはmTORやTrkBシグナルの活性化を介して神経分化を促進することが示された。次に、OCTN1が神経成熟に及ぼす影響ついて検討したところ、OCTN1はERGOの細胞内への取り込みを介してシナプス形成を促進する可能性が示された。今後はOCTN1による神経分化促進に加えてシナプス形成促進の細胞内メカニズムについても解明し、培養細胞で明らかとなった細胞内メカニズムと同様のメカニズムでマウスにおいても神経分化及びシナプス形成が促進されるのかについて検討を加える。一方、ヒト腎尿細管上皮細胞株HK-2細胞へのストレスホルモンであるコルチゾール曝露により、OCTN1の機能的な発現が増加することが示された。今後はストレス負荷マウスにおいて、腎臓におけるOCTN1発現が増加し、血中ERGO濃度が増加することおよびERGOクリアランスが変動するのかについて検討を加える。本研究は、OCTN1を介したERGOの脳内分布がどのような作用機序で抗うつ効果を発揮するのかを、ERGOの神経分化や神経成熟制御メカニズムの解析から明らかにすることを目的として行っている。初年度は、培養細胞を使用してOCTN1による神経分化促進の細胞内メカニズムを明らかとし、神経成熟についてもOCTN1がERGOの細胞内への取り込みを介してシナプス形成を促進することを見出した。一方、本研究は、ストレスによるOCTN1の腎尿細管上皮細胞における発現変動に着目し、ERGOがストレス性精神・神経疾患のバイオマーカーとなる可能性を明らかにすることも目的としている。本年度は培養細胞を使用した検討により、腎尿細管上皮細胞がストレスホルモンに曝露されることにより、OCTN1の機能的な発現が増加することを見出した。いずれの目的においても、次年度以降に培養細胞で得られた知見がマウス個体でも見られるかの検討に着手する。以上はおおむね予定通りの進行であり、本研究計画の現在までの達成度は「おおむね順調に進展している。」と考えられる。マウス海馬由来初代培養神経細胞を用いてOCTN1による神経成熟促進の細胞内メカニズムについて検討したところ、OCTN1を介したERGOの細胞内への取り込みは神経栄養因子NT3, NT5の誘導およびmTORやTrkシグナルの活性化を介して神経成熟を促進することが示された。

マウスにERGOを経口摂取させたところ、培養細胞で明らかとなった細胞内メカニズムと同様のメカニズムで神経分化および神経成熟が促進されることが示された。一方、うつ病患者検体を用いた検討により、うつ病患者において、うつ症状の重症度と血中ERGO濃度の間に正の相関傾向が示された。今後はストレス負荷マウスにおいて、腎臓におけるOCTN1発現が増加し、血中ERGO濃度が増加することおよびERGOクリアランスが変動するのかについて検討を加える。本研究は、OCTN1を介したERGOの脳内分布がどのような作用機序で抗うつ効果を発揮するのかを、ERGOの神経分化や神経成熟制御メカニズムの解析から明らかにすることを目的として行っている。本年度は、培養細胞を使用してOCTN1による神経成熟促進の細胞内メカニズムを明らかにした。さらに、in vivoにおいてもin vitroで得られた結果と同様の細胞内メカニズムを介して神経新生および神経成熟が促進されることも明らかとした。一方、本研究は、ストレスによるOCTN1の腎尿細管上皮細胞における発現変動に着目し、ERGOがストレス性精神・神経疾患のバイオマーカーとなる可能性を明らかにすることも目的としている。本年度はうつ病患者検体を用いた検討により、うつ病患者において、うつ症状の重症度と血中ERGO濃度の間に正の相関傾向があることを見出した。本年度はOCTN1による神経分化・成熟の細胞内制御メカニズムの解明が大いに進んだので、次年度はERGOがストレス性精神・神経疾患のバイオマーカーとなる可能性の解明を中心に検討を行う。以上はおおむね予定通りの進行であり、本研究計画の現在までの達成度は「おおむね順調に進展している。」と考えられる。本研究では、カルニチン/有機カチオントランスポーターOCTN1を介した水溶性抗酸化物質ergothioneine(ERGO)の脳内分布がどのような作用機序で抗うつ効果を発揮するのかを、ERGOの神経分化やシナプス形成制御メカニズムの解析から明らかにする。また、ストレスによるOCTN1の腎尿細管上皮細胞における発現変動に着目し、ERGOがストレス性精神・神経疾患のバイオマーカーとなる可能性について検討を加える。マウス培養神経幹細胞および神経細胞を用いてOCTN1による神経分化および神経成熟促進の細胞内メカニズムについて検討したところ、OCTN1を介した細胞内へのERGOの取り込みは神経栄養因子の誘導およびmTORやTrkBシグナルの活性化を介して神経分化および神経成熟を促進することが示された。マウスにERGOを経口摂取させたところ、培養細胞と同様のメカニズムで神経分化および神経成熟が促進された。ERGOによる神経分化および神経成熟促進の細胞内メカニズムが解明されたことにより、ERGOをシード化合物とする精神・神経疾患の新規治療薬開発への発展が期待される。ヒト腎尿細管上皮細胞へのストレスホルモンであるコルチゾール曝露により、OCTN1の機能的な発現が増加することが示された。ERGO