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動物行動の分子生物学的解析-遺伝的睡眠障害動物作成への挑戦-

研究課題

研究課題/領域番号 07558108
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 神経科学一般
研究機関(財)大阪バイオサイエンス研究所

研究代表者

裏出 良博  (財)大阪バイオサイエンス研究所, 第2研究部, 副部長 (10201360)

研究分担者 金岡 禧秀  (財)大阪バイオサイエンス研究所, 研究員 (40271514)
松村 人志  (財)大阪バイオサイエンス研究所, 副部長 (50173886)
早石 修  (財)大阪バイオサイエンス研究所, 所長, 部長 (40025507)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
17,800千円 (直接経費: 17,800千円)
1997年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1996年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1995年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
キーワード睡眠 / 覚醒 / プロスタグランジンD2 / プロスタグランジンD合成酵素 / 遺伝子工学 / ノックアウトマウス / トランスジェニックマウス / X線結晶解析 / 遺伝子ノックアウト / リポカリン / プロスタグランジン / クモ膜 / 脳脊髄液 / テレメトリー
研究概要

プロスタグランジンD2は、ラットおよびヒト脳における主要プロスタグランジンであり、現在までに同定された数十種類の睡眠物質の中で最も強力な睡眠誘発作用を示し、ヒトの睡眠病や肥満細胞増多症の患者の睡眠発作にも関与すると考えられている。
本研究では、内在性睡眠物質であるプロスタグランジンD2の生合成を遺伝子工学の手法を用いて操作し、遺伝的な睡眠障害動物の作成を試みた。まず、プロスタグランジンD2の生合成反応を触媒する二種類のプロスタグランジンD合成酵素、すなわち、中枢神経系や雄性生殖器に局在し生理的睡眠調節の鍵を握ると考えられているリポカリン型酵素と、免疫系や消化器・皮膚などの末梢臓器の抗原提示細胞や肥満細胞に分布する造血器型酵素のマウスとヒトのcDNAおよび遺伝子のクローニングを行った。その結果、両酵素のアミノ酸配列には全く相同性が認められず、リポカリン型酵素は各種の分泌蛋白質で構成されるリポカリンファミリーに属する唯一の酵素であり、造血器型酵素は脊髄動物で発見された最初のシグマ型のグルタチオン転移酵素であることを見いだした。従って、両者は異なる起源から進化し、その過程で活性中心アミノ酸の空間的相同性を獲得し同じ触媒機能を果たすようになった「機能的相似」の新しい例であると考えられる。さらに大腸菌を用いて発現させた遺伝子組換え型両酵素の結晶化に成功し、X線結晶解析により造血器型プロスタグランジンD合成酵素の三次元構造座標を決定した。又、ヒト型の両酵素を大量発現するトランスジェニックマウスおよびリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素遺伝子を欠損したノックアウトマウスの作製を行い、これら遺伝子変異マウスの睡眠量や睡眠内容の判定を行うマウス用の睡眠バイオアッセイシステムを完成させた。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (89件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (89件)

  • [文献書誌] Vesin, M: "Neuronal and glial prostaglandin D synthase isozymes in chick dorsal root ganglia:a light and electron microscopic immunocytochemical study." J.Neurosci.15. 470-476 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Urade, Y.: "Structural and functional significance of cysteine residues of glutathione-independent prostaglandin D synthase.Identification of Cys^<65> as an essential thiol." J.Biol.Chem.270. 1422-1428 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mutakami, M.: "c-Kit ligand mediates increased expression of cytosolic phospholipase A_2,prostaglandin endoperoxide synthase-1,and hematopoietic prostaglandin D_2 synthase and increased IgE-dependent proataglandin D_2 generation in immature mouse mast cells." J.Biol.Chem.270. 3239-3246 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murakami, M.: "Interleukin-4 suppresses c-Kit ligand-induced expression of cytosolic phospholipase A_2 and prostaglandin endoperoxide synthase-2,and their roles in separate pathways of eicosanoid synthesis in mouse bone marrow-derived mast cells." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 6107-6111 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Beuckmann, C.T.: "Lipocalin-type prostaglandin D synthase(β-trace)is located in pigment epithelial cells of rat retina and accumulates within interphotoreceptor matrix." J.Neurosci. 16. 6119-6124 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oda, H.: "Quantitative sandwich immunosorbent assay of human secrtetory prostaglandin D synthase(β-trace)." Proc.Japan Acad.72. 108-111 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Melegos, D.N.: "immunofluorometric assay of prostaglandin D synthase in human tissue extracts and fluids." Clin.Chem.42. 1984-1991 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Blodorn, B.: "Choroid plexus: the major site of mRNA expression for the β-trace protein (prostaglandin D synthase)in human brain." Neurosci.Lett.209. 117-120 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamashima, T.: "Prostaglandin D synthase(β-trace)in human arachnoid and meningioma cells,roles as a cell marker or in cerebrospinal fluid absorption, tumorigenesis,and calcification process." J.Neurosci.17. 2376-2382 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Dieter, P.: "Arachidonic acid cascade in kupffer cells." Cells Hepatic Sinusoid. 6. 355-356 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kanaoka, Y.: "Cloning and crystal structure of hematopoietic prostaglandin D synthase." Cell. 90. 1085-1095 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mahmud, I.: "Prostaglandin D synthase in human megakaryoblastic cells." J.Biol.Chem.272. 28263-28266 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eguchi, Y.: "Expression of lipocalin-type prostaglandin D synthase(β-trace)in human heart and its accumulation in the coronary circulation of angina patients." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 14689-14694 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiraoka, A.: "Analysis of low molecular mass proteins in cerebrospinal fluid by sodium dodecyl sulfate capillary gel electrophoresis." J.Chromatogr.697. 141-147 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, T.: "Lipocalin-type prostaglandin D synthase(β-trace)is a newly recognized type of retinoid transporter." J.Biol.Chem.272. 15789-15795 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Garcia-Fernandez, L.F.: "Hypothyroidism alters the expression of prostaglandin D_2 synthase/β-trace in specific areas of the developing rat brain." Eur.J.Neurosci.9. 1566-1573 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokugawa, Y.: "Lipocalin-type prostaglandin D synthase in human male reproductive organs and seminal plasma." Biol.Reprod.58. 600-607 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gerena, R.L.: "Identification of a fertility-associated protein in bull seminal plasma as Iipocalin -type prostaglandin D synthase." Biol.Reprod.58. 826-833 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gerashchenko, D.Y.: "Localization of lipocalin-type prostanoid D synthase(β-trace)in iris,cilliary body,and eye fluids." Invest. Ophthalmol.Vis.Sci.39. 198-203 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiraoka, A.: "Sodium dodecyl sulfate capillary electrophoretic analysis of molecular mass heterogeneity of β-trace protein in cerebrospinal fluid from patients with central nervous system diseases." J.Chromatogr.(in press.). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Garcia-Femandez, L.F.: "Identification of a thyroid hormone response element in the 5′-flanking region of the rat Iipocalin-type prostaglandin D2 synthase(β-trace)gene." Mol.Brain Res.(in press.). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Urade, Y.: "Prostaglandin D,E,and F synthases." J.Lipid Mediators Cell Signallin. 12. 257-273 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Urade, Y.: "Molecular mechanism of sleep regulation by prostaglandin D_2." J.Lipid Mediators Cell Signalling. 14. 71-82 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toh, H.: "Glutathione-independent prostaglandin D synthase as a lead molecule for designing new functional proteins." Protein Engineering. 9. 1067-1082 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 裏出 良博: "生理活性物質と睡眠のメカニズム-内因性睡眠物質「プロスタグランジンD_2" Academia, 1-15 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 裏出 良博: "分泌型プロスタグランジンD合成酵素(ベータ-・トレース)の多機能性-脳脊髄液中の新たな輸送蛋白質としての可能性-Various Problems at the Meninges" SciMed Publications,Tokyo, 92-99 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Beuckmann, C.T.: "Immunohistochemical detection of prostaglandin D synthase in rat leptomeninges.Various problems at the Meninges" SciMed Publications,Tokyo, 108-113 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 江口 直美: "プロスタグランジンD合成酵素の最近の研究成果" Isotope News, 6-11 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 裏出 良博: "日本臨床(Jpn J.Clin.Med.)" 睡眠研究における遺伝子工学的アプローチ(Gene engineering studies on sleep), 488-492 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Vesin, M., Urade, Y., Hayaishi, O., and Droz, B.: "Neuronal and glial prostaglandin D synthase isozymes in chick dorsal root ganglia : a light and electron microscopic immunocytochemical study." J.Neurosci.15. 470-476 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Urade, Y., Tanaka, T., Eguchi, N., Kikuchi, M., Kimura, H., Toh, H., and Hayaishi, O.: "Structural and functional significance of cysteine residues of glutathione-independent prostaglandin D synthase. Identification of Cys^<65> as an essential thiol." J.Biol.Chem.270. 1422-1428 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murakami, M., Matsumoto, R., Urade, Y., Austen, F., and Arm, J.: "c-Kit ligand mediates increased expression of cytosolic phospholipase A_2, prostaglandin endoperoxide synthase-1, and hematopoietic prostaglandin D_2 synthase and increased IgE-dependent prostaglandin D_2 generation in immature mouse mast cells." J.Biol.Chem.270. 3239-3246 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murakami, M., Penrose, J., Urade, Y., Austen, F., and Arm, J.: "Interleukin-4 suppresses c-Kit ligand-induced expression of cytosolic phospholipase A_2 and prostaglandin endoperoxide synthase-2, and their roles in separate pathways of eicosanoid synthesis in mouse bone marrow-derived mast cells." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 6107-6111 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Urade, Y., Watanabe, K., amd Hayaishi, O.: "Prostaglandin D,E,and F synthases." J.Lipid Mediators Cell Signalling. 12. 257-273 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Beuckmann, C.T., Gordon, W.C., Kanaoka, Y., Eguchi, N., Marcheselli, V.L., Gerashchenko, D.Y., Urade, Y., Hayaishi, O., and Bazan, N.G.: "Lipocalin-type prostaglandin D synthase (beta-trace) is located in pigment epithelial cells of rat retina and accumulates within interphotoreceptor matrix." J.Neurosci. 16. 6119-6124 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oda, H., Eguchi, N., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Quantitative sandwich immunosorbent assay of human secrtetory prostaglandin D synthase (beta-trace)." Proc.Japan Acad.72. 108-111 (1996)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Melegos, D.N., Diamandis, E.P., Oda, H., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Immunoflurometric assay of prostaglandin D synthase in human tissue extracts and fluids." Clin.Chem.42,12. 1984-1991 (1996)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Blidorn, B., Mader, M., Urade, Y., Hayaishi, O., Felgenhauer, K., and Bruck, W.: "Choroid plexus : the major site of mRNA expression for the beta-trace protein (prostaglandin D synthase) in human brain." Neurosci.Lett.209. 117-120 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Urade, Y., Hayaishi, O., Matsumura, H., and Watanabe.K.: "Molecular mechanism of sleep regulation by prostaglandin D_2." J.Lipid Mediators Cell Signalling. 14. 71-82 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toh, H., Kubodera, H., Nakajima, N., Sekiya, T., Eguchi, N., Tanaka, T., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Glutathione-independent prostaglandin D synthase as a lead molecule for designing new functional proteins." Protein Engineering. 9. 1067-1082 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamashima, T., Sakuda, K., Tohma, Y., Yamashita, J., Oda, H., Irikura, D., Eguchi, N., Beuckmann, C.T., Kanaoka, Y., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Prostaglandin D synthase (beta-trace) in human arachnoid and meningioma cells, roles as a cell marker or in cerebrospinal fluid absorption, tumorigenesis, and calcification process." J.Neurosci.17. 2376-2382 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Dieter, P., Ambs, P., Fitzke, E., Creminon, C., Maclouf, J., Kanaoka, Y., and Urade, Y.: "Arachidonic acid cascade in kupffer cells." Cells Hepatic Sinusoid. 6. 355-356 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kanaoka, Y., Ago, H., Inagaki, E., Nanayama, T., Miyano, M., Kikuno, R., Fujii, Y., Eguchi, N., Toh, H., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Cloning and crystal structure of hematopoietic prostaglandin D synthase." Cell. 90. 1085-1095 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mahmud, I., Ueda, N., Yamaguchi, H., Yamashita, R., Yamamoto, S., Kanaoka, Y., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Prostaglandin D synthase in human megakaryoblastic cells." J.Biol.Chem.272. 28263-28266 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eguchi, Y., Eguchi, N., Oda, H., Seiki, K., Kijima, Y., Matsu-ura, Y., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Expression of lipocalin-type prostaglandin D synthase (beta-trace) in human heart and its accumulation in the coronary circulation of angina patients." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 14689-14694 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiraoka, A., Arato, T., Tominaga, I., Eguchi, N., Oda, H., and Urade, Y.: "Analysis of low molecular mass proteins in cerebrospinal fluid by sodium dodecyl sulfate capillary gel electrophoresis." J.Chromatogr.697. 141-147 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, T., Urade, Y., Kimura, H., Eguchi, N., Nishiakwa, A., and Hayaishi, O.: "Lipocalin-type prostaglandin D synthase (beta-trace) is a newly recognized type of retinoid transporter." J.Biol.Chem.272. 15789-15795 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gracia-Fernandez., L.F., Rausell, E., Urade, Y., Hayaishi, O., Bernal, J., and Munoz, A.: "Hypothyroidism alters the expression of prostagladin D_2 synthase/beta-trace in specific areas of the developing rat brain" Eur.J.Neurosci.9. 1566-1573 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokugawa, Y., Kunishige, I., Kubota, Y., Shimoya, K., Nobunaga, T., Kimura, T., Saji, F., Murata, Y., Eguchi, N., Oda, H., Urade, Y., and Hayaishi, O.: "Lipocalin-type prostaglandin D synthase in human male reproductive organs and seminal plasma." Biol.Reprod.58. 600-607 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gerena, R.L., Irikura, D., Urade, Y., Eguchi, N., Chapman, D.A., and Killian, G.J.: "Identification of a fertility-associated protein in bull seminal plasma as lipocalin-type prostaglandin D synthase." Biol.Reprod.58. 826-833 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gerashchenko, D.Y., Beuckmann, C.T., Marcheselli, V.L., Gordon, W.C., Kanaoka, Y., Eguchi, N., Urade, Y., Hayaishi, O., and Bazan, N.G.: "Localization of lipocalin-type prostanoid D synthase (beta-trace) in iris, ciliary body, and eye fluids." Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.39. 198-203 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiraoka, A., Arato, T., Tomoinaga, I., Eguchi, N., and Urade, Y.: "Sodium dodecyl sulfate capillary electrophoretic analysis of molecular mass heterogeneity of beta-trace protein in cerebrospinal fluid from patients with central nervous system diseases." J.Chromatogr.(in press). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Garcia-Fermandez, L.F., Urade, Y., Hayaishi, O., Bernal, J., and Munoz, A.: "Identification of a thyroid hormone response element in the 5'-flanking region of the rat lipocalin-type prostaglandin D_2 synthase (beta-trace) gene." Mol.Brain Res.(in press). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshihiro Urada: "Lipid Mediators Cell Signalling" J.Neurosci.257-273. 12. 257-273 (1995)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Murakami: "Interleukin-4 suppresses c-Kit ligand-induced expression of cytosolic phospholipase A2 and prostaglandin endoperoxide synthase-2,and their roles in separate pathways of eicosanoid synthesis in mouse bone marrow-derived mast sells." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 6107-6111 (1995)

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      1997 実績報告書
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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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