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京都大学霊長類研究所　＞　年報のページ　＞　2003年度　-　III　研究活動　器官調節分野

京都大学霊長類研究所

年報　Vol.34　2003年度の活動

III 研究活動

器官調節分野

林基治・目片文夫・大石高生・清水慶子

研究概要
A) 霊長類脳内生理活性物質－分布特性と発生・発達・加齢

林基治・森琢磨（大学院生）・託見健（大学院生）・伊藤麻里子（日本学術振興会特別研究員）清水慶子

1）マカクサル小脳におけるBDNFとその受容体（TrkB）の発達動態を酵素免疫測定法とウエスタンブロット法で調べた．その結果，BDNF量は胎生期から生後2ヶ月までに約3倍増加し，その後成熟期（10才）までほとんど変量しなかった．一方TrkBの中でチロシンキナーゼを持つTK+と持たないTK-は新生児期から成熟期までほぼ同量存在し，さらに生後3.5ヶ月においてTK+とTK-間のダイマー形成様式は成熟期と同じであった．従ってBDNFとTrkBの観点から見ると，マカクサルの小脳は，生後約3ヶ月において成熟期と同程度に完成されていることが示唆された．

2）マカクサル小脳におけるBDNF，NT-4/5，NT-3とNT-3の受容体TrkCの分布と発達を免疫組織化学法で調べた．その結果，生後から成熟期までBDNFはほとんど全ての神経細胞に存在していた．従ってBDNFは霊長類の小脳の発達にもっとも重要な神経栄養因子と考えられる．また，新生児期から生後1ヶ月のバーグマングリア細胞線維にNT-3の強い免疫活性が認められ，さらに一部の外顆粒層細胞がTrkC陽性であることから，外顆粒層細胞の内顆粒層への移動にNT-3とTrkCが関与することが示唆された．

B) イオンチャネルの開閉機構

目片文夫

細胞膜に存在し，細胞内外の電位差の保持の役割をするイオンチャネルの開閉がいかなる機構により行われるかは，現在の電気生理学上の最大の注目点である．本機構の解明のために，パッチクランプ法による平滑筋細胞膜 MaxiK チャネル単一電流の解析を行っている．

C) プロテインキナーゼC基質の遺伝子の脳内発現に関する研究

大石高生・林基治

脳の神経伝達に重要な役割を果たす酵素プロテインキナーゼCの三種類の基質(GAP-43, MARCKS, neurogranin)の遺伝子発現をマカク属サルの小脳で調べた．GAP-43遺伝子は分子層，顆粒細胞層，下オリーブ核で強く発現していたが，プルキンエ細胞層や小脳核では発現していなかった．すなわち，小脳からの出力系ではGAP-43遺伝子が発現していなかった．MARCKS遺伝子は上記全ての部位で発現しており，逆にneurogranin遺伝子は幼若期の下オリーブ核を除くとほとんど発現していなかった．GAP-43とMARCKSの遺伝子に関しては小脳皮質内の小葉間で発現量に差があり，前庭小脳に多く発現していた．この遺伝子発現の部域差は幼若期には見られず，成熟期でのみ顕著であった．プロテインキナーゼ基質の遺伝子発現の部域間，細胞間の違いは小脳の各部域，細胞の可塑性など，機能の違いと関わっている可能性がある．

D) MRIを用いた脳画像データベース作成

大石高生

ニホンザルは神経科学における重要な研究対象であるが，大脳皮質を記載した脳アトラスが出版されていない．我々は非侵襲的手法であるMRIを用いて，装置やソフトウエアの開発を行いつつ，ニホンザルの大脳を含んだ電子的脳アトラスを作成中である．今年度は，2003年に生まれた二頭を一ヶ月おきに霊長類研究所で，2001年に生まれた二頭を三ヶ月おきに産業技術総合研究所で撮影し，データを蓄積した．撮影には，小型コイル用頭部固定装置を新たに開発し，使用した．

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E) 霊長類の生殖リズムの発現に関する研究

清水慶子・伊藤麻里子（日本学術振興会特別研究員）・林基治

1）各種霊長類の成長に伴う性腺系の変化および季節繁殖リズムの発現機構を知る目的で，視床下部－下垂体－性腺系に着目し，胎生期から性成熟に達するまでの血中生殖関連ホルモン動態を調べた．本年度はマカクザルにおいて，繁殖期，妊娠期のインヒビンA及びBとアクチビンの血中動態を調べ，生殖リズムの発現への関わりについて調べた．さらにレプチンと季節繁殖との関連について検討をおこなった．また，併せて視床下部，下垂体，性腺，胎盤の組織学的解析を行った．

2）マカクザルおよび類人猿の尿，糞中プロゲステロン及びエストロゲン，テストステロン，コルチゾールに加え，尿中mCG，FSHの測定系を開発した．ついでヒトとマカク，類人猿のホルモン動態を調べ，その比較を行った．

3）メスマカクザルの育児行動や母子間関係と生殖関連ホルモン動態，また，オスマカクザルの社会関係と生殖関連ホルモン動態を調べ，ホルモンと行動との連関を検討した．

4）マカクザル脳，性腺におけるステロイドレセプターの局在を免疫組織化学的に調べた．血中内分泌動態と合わせ，マカクザルの内分泌系の特徴を検討した．

5）マカクザルにおける血中グレリンの分泌動態およびその役割について内分泌学的，組織学的，分子生理学的に調べた．

F) 内分泌攪乱物質と生殖生理

清水慶子・伊藤麻里子（日本学術振興会特別研究員）・林基治

内分泌攪乱物質の一種といわれる植物性エストロゲン様物質がマカクザルの生殖リズムおよび胎児発育に及ぼす影響について内分泌学的，分子生理学的に調べた．

G) 内分泌撹乱物質によるインヒビン分泌の変化

伊藤麻里子（日本学術振興会特別研究員）・清水慶子・林基治・竹中修（遺伝子情報分野）

成熟アカゲザル（オス）に内分泌撹乱物質の1つであるジエチルスチルベストロールを投与し，精子形成の指標となるインヒビンBの分泌について調べた．

H) 老齢ザルの認知機能に関する行動的評価と神経変性の検討

久保（川合）南海子（非常勤研究員）・林基治

加齢にともなう行動現象の変化とそれを担う脳神経などの変性について，老齢ザルと若齢ザルを対象に検討した．空間記憶や学習セットの形成，長期記憶などを調べる認知課題をおこなった後，潅流固定して大脳・小脳の標本を採取した．

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研究業績
論文
  1. Bardi, M., Shimizu, K., Barrett, G., Borgognini-Tarli, S., Huffman, M. (2003) Peripartum cortisol levels and mother-infant interactions in Japanese macaques. American Journal of Physical Anthropology 120(3): 298-304.
  2. Bardi, M., Shimizu K., Barrett, G., Borgonini-Tarli, S.M., Huffman, M. (2003) Peripartum Sex Steroid Changes and Maternal Style in Rhesus and Japanese Macaques. General and Comparative Endocrinology 133: 323-331.
  3. Bardi, M., Shimizu, K., Barrett, G., Huffman, M., Borgognini-Tarli, S. (2003) Differences in the endocrine and behavioral profiles during the peripartum period in macaques. Physiology and Behavior 80: 185-194.
  4. Bardi, M., Shimizu, K., Borgognini-Tarli, S.M. (2003) Mother-infant relationships and maternal estrogen metabolites changes in macaques (Macaca fuscata, M. mulatta). Primates 44: 91-98.
  5. Higo, N., Oishi, T., Yamashita, A., Matsuda, K., Hayashi, M. (2003) Cell type- and region-specific expression of protein kinase C-substrate mRNAs in the cerebellum of the macaque monkey. Journal of Comparative Neurology 467(2): 135-149.
  6. Itoh, M., Kondo, M., Kojima, C., Jin, W., Watanabe, G., Taya, K., Hayashi, M., Shimizu, K. (2003) Inhibin B is the major form of inhibin secreted from testes in male Japanese macaques (Macaca fuscata). Primates 44: 253-257.
  7. Kondo, M., Kishi, H., Kojima, C., Jin, W., Suzuki, J., Shimizu, K., Itoh, M., Ohkura, S., Tsukamura, H., Maeda, K., Watanabe, G., Taya, K. (2003) Lactation-associated infertility in Japanese Monkeys (Macaca fuscata) during the breeding season. Zoo Biology 22: 65-76.
  8. Kondo, M., Kojima, C., Watanabe, G., Shimizu, K., Itoh, M., Udono, T., Taya, K. (2003) Endocrinologic comparison of activin A secretion during pregnancy and early lactation in Japanese monkeys, Chimpanzees, and Humans. Endocrine 22(3): 239-243.
  9. Matsumoto-Oda, A., Oda, R., Hayashi, Y., Murakami, H., Maeda, N., Kumazaki, K., Shimizu, K., Matsuzawa, T. (2003) Vaginal fatty acids produced by chimpanzees during menstrual cycles. Folia Primatol 74: 75-79.
  10. Ohira, K., Hayashi, M. (2003) Expression of TrkB subtypes in the adult monkey cerebellar cortex. Journal of Chemical Neuroanatomy 25: 175-183.
  11. Ohira, K., Funatsu, N., Nakamura, S., Hayashi, M. (2004) Expression of BDNF and TrkB receptor subtypes in the postnatal developing Purkinje cells of monkey cerebellum. Gene Expression Patterns 4: 257-261.
  12. Shimizu, K., Udono, T., Tanaka, C., Narushima, E., Yoshihara, M., Takeda, M., Tanahashi, A., van Elsackar, L., Hayashi, M., Takenaka, O. (2003) Comparative study of urinary reproductive hormones in great apes. Primates 44: 183-190.

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総説
  1. 久保（川合）南海子 (2003) 老齢ザルにおける学習と記憶?老化によって失うものと現れてくること?. 行動科学 42 (2): 77-88.
  2. 清水慶子 (2004) 野生動物の生殖内分泌学 「ニホンザルの生殖と内分泌」. アニテックス 16 (2): 19-24.

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分担執筆
  1. 林基治 (2003) 霊長類の神経発達と可塑性. “新世紀の精神科治療6巻，認知の科学と臨床” : pp.404, (松下正明等 編) 中山書店, 東京.

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学会発表等
  1. Bardi, M., Shimizu, K., Barrett, G., Borgognini-Tarli, S., Huffman, M. (2003) A comparative approach to assess changes in the peripartum sex steroid profiles and maternal behavior in macaques. American Primatological Society (Oct. 2003, Calgary, Canada).
  2. Fujita, S., Shimizu, K. (2004) Activity, diet, fecal steroids and reproductive parameters in female chimpanzees: Comparisons between Mahale (Tanzania) and Bossou (Guinea). COE類人猿シンポジウム (Mar. 2004, 京都).
  3. Higo, N., Oishi, T., Yamashita, A., Matsuda, K., Hayashi, M. (2003) Developmental changes in the distribution of MARCKS mRNA in the cerebral cortex of the macaque monkeys: molecular basis of high plasticity in the infant brain. 33rd Annual Meeting of Society for Neurosciece (Nov. 2003, New Orleans, USA) Society for Neuroscience, 2003. Online (2003 Abstract Viewer): Program No. 459.6.
  4. Higo, N., Oishi, T., Yamashita, A., Matsuda, K., Hayashi, M. (2003) Developmental changes of MARCKS mRNA in the cerebral cortex of the macaque monkeys. 第26回 日本神経科学大会 (Jul. 2003, 名古屋 ) Neuroscience Research 46(Supplement 1 ): S140.
  5. Higo, N., Murata, Y., Takao, O., Yamashita, A., Matsuda, K., Hayashi, M. (2004) Rehabilitative training after brain injury induced GAP-43 mRNA expression in the monkey brain: a molecular basis of motor recovery. The 31st NIPS International Symposium: Multidisciplinary Approaches to Sensorimotor Integration － Old Questions Meet New Concepts － (Mar. 2004, 岡崎 ).
  6. Kubo-Kawai, N. (2003) Age-related changes in cognition; Behavioral compensations in positional learning and memory by aged monkeys. COE International Symposium, (Sep. 2003, 京都 ).
  7. Mori, T., Hayashi, M. (2003) Age-related changes in neurotrophins in the macaque brain. 第80回日本生理学会大会 (Mar. 2003, 福岡 ). The Japanse Journal of Physiology 53(Supplement): S298.
  8. Mori, T., Hayashi, M. (2003) Quantitative analysis of neurotrophin in the cerebral cortex, hippocampus and cerebellum of aged macaques. 第26回日本神経科学大会 (Jul. 2003, 名古屋 ). Neuroscience Research 46(Supplement 1): S171.
  9. Oishi, T. (2004) Use for Scientific Research of Brains Retrieved from Chimpanzees Which Died in the Zoo. The first HOPE International workshop: Evolutionary neighbors: from genes to mind (Mar. 2004, 京都 ).
  10. Shimizu, K., Udono, T., Tanaka, C., Narushima, E., Yoshihara, M., Takeda, M., Tanahashi, A., van Elsackar, L., Hayashi, M., Takenaka, O. (2003) Non-invasive measurements of reproductive cycle in non-human primates. 4th European Conference of Mammalogy (Jul. 2003, Brno, Czech Repblic).
  11. Shimizu, K., Itoh, M., Takumi, K., Mori, T., Hashida, S., Kimura, N., Katakami, H. (2003) Ghrelin in macaque monkeys: tissue localization, dynamics and source of circulating ghrelin in both plasma and cerebrospinal fluid. 8th International Pituitary Congress (Jun. 2003, New York, U.S.A.).
  12. Takumi, K., Mori, T., Shimizu, K., Hayashi, M. (2003) Changes in distribution of neurotrophins in monkey cerebellum during development. 第80回日本生理学会大会 (Mar. 2003, 福岡). The Japanese Journal of Physiology 53(Supplement): S298.
  13. Takumi, K., Mori, T., Shimizu, K., Hayashi, M. (2003) Developmental changes in concentrations and distributions of neurotrophins in the cerebellum of macaque monkeys. Society for Neuroscience (Nov. 2003, New Orleans, USA) Society for Neuroscience, 2003. Online (2003 Abstract Viewer): Program No. 38.8.
  14. 足立幾磨, 桑畑裕子, 藤田和生, 石川悟, 友永雅己, 加藤朗野, 釜中慶朗, 清水慶子, 松沢哲郎 (2003) マカクザル乳児における生物的運動の知覚. 日本心理学会第67回大会 (2003年9月, 東京). 発表論文集 : 761.
  15. 藤田志歩, 清水慶子 (2003) チンパンジーのメスにおける生殖生理学的特徴と活動パターン：マハレとボッソウの比較. 第19回日本霊長類学会大会 (2003年6月, 仙台).
  16. 古市剛史, 橋本千絵, 清水慶子 (2003) ボノボの雌雄の交尾に対する態度の違いと性周期の関係について. 第19回日本霊長類学会大会 (2003年6月, 仙台).
  17. 伊藤麻里子, 清水慶子, 林基治, 児嶋千尋, 渡辺元, 田谷一善 (2003) オスマカクサル精巣における内分泌撹乱物質の影響. 第19回日本霊長類学会大会 (2003年6月, 仙台).
  18. 伊藤麻里子, 清水慶子, 託見健, 森琢磨, 林基治, 竹中修 (2003) 内分泌撹乱物質がオスマカクサル内分泌機能に及ぼす影響 その1：組織学的検索. 第30回日本神経内分泌学会 第18回日本下垂体研究会 (2003年9月, 横浜).
  19. 片上秀喜, 清水慶子, 奈須和幸, 橋本務, 大橋京子, 橋田誠一, 木村伯子 (2003) アカゲザルのGhrelinのcloning，組織濃度，局在と成長ホルモンとの相関. 第30回日本神経内分泌学会・第18回下垂体研究会 (2003年9月, 横浜).
  20. 久保（川合）南海子, 中村克樹 (2003) 老齢ザルにおける位置探索課題の検討?反応系列と選択ルートの分析から?. 第67回日本心理学会大会 (Sep. 2003, 東京).
  21. 久保（川合）南海子 (2003) 老齢ザルの位置再認における付加手がかりの効果. 日本動物心理学会第63回大会 (Nov. 2003, 筑波) 動物心理学研究 63(2): 90.
  22. 清水慶子, 託見健, 橋田誠一, 大橋京子, 片上秀喜 (2003) ニホンザルにおける血中グレリンの分泌動態（1）：食物投与による血中濃度の変化. 第76回日本内分泌学会学術総会 (2003年5月, 横浜).
  23. 清水慶子, 伊藤麻里子, 託見健, 森琢磨, 奈須和幸, 橋本務, 木村伯子, 片上秀喜 (2003) マカクザルにおける血中および髄液中グレリン分泌動態とその分泌源. 第30回日本神経内分泌学会・第18回下垂体研究会 (2003年9月, 横浜).
  24. 清水慶子, 鵜殿俊史, 田中ちひろ, 成島悦雄, 吉原正人, 竹田正人, 棚橋篤, van Elsackar, L., 林基治, 竹中修 (2003) 尿中ホルモン動態から見た類人猿の繁殖特性. 第19回日本霊長類学会大会 (2003年6月, 仙台).
  25. 清水慶子, 伊藤麻里子 (2003) 植物性エストロゲン様物質が霊長類の神経内分泌機能に及ぼす影響. 2003年特定研究班会議 (2003年7月, 札幌).
  26. 劉成淑, 平井啓久, 平井百合子, 竹中修, 清水慶子, 伊藤麻里子, 野瀬俊明 (2003) ニホンザルの生殖細胞におけるVASA発現. 分子生物学会大会 (2003年12月).

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講演
  1. Hayashi, M. (2003) Neurotrophins and their receptors in the developing monkey cerebral cortex. 理化学研究所脳科学総合研究センターセミナー (Jun. 2003, 和光).
  2. 林基治 (2003) 霊長類の脳にみる神経発達と加齢の分子基盤. 第35回 脳の医学・生物学研究会 (2003年7月, 名古屋).
  3. 林基治 (2003) 霊長類の脳にみる神経発達と加齢の分子基盤. 慶応義塾大学21世紀人文科学COEプログラム (2003年12月, 東京).

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