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判断の基礎としての化学教育

本研究の目的は、人文・社会科学系の学生に、化学の講義や実験を通じて正しい自然科学的思考法を学ばせることにある。具体的には、ものごとを鵜呑みにせず、時には疑問を持ってみる態度を養うことであり、同時にその疑問から生じた幾つかの結果をもとに、自らが総合的に判断する能力を養成することである。化学反応には必ず反応条件が存在している。ある物質の合成に適した条件が全ての反応に適するわけではない。同じグループでも、周囲のグループや原子いかんによって反応性は異なる。また、同じ物質でも反応条件が異なると生成物が異なる場合がある。そこで反応温度、時間、溶媒、濃度等の変化が反応生成物に顕著な変化をおよぼす反応の研究を行なった。そのような化学合成を通じて、一つの結論を他の物に応用するには、充分な検討が必要であることを学生に学ばせることができると考えたからである。具体的にはα-テトラロンおよびβ-テトラロンとハロゲン化銅(II)との反応を研究した。その結果、両者の反応性の相違、ハロゲンの種類や反応温度の変化による生成物の相違等の結果を得ることができた。この反応の変化はTLCを用いて観察することが可能であり、したがって、展開溶媒や発色方法の違いによる分析結果への影響を学ぶことも出来る。講義では、なるべく学生と共に考えるようにした。表や図を表示し、それらからどのようなことが考えられるかを質問あるいは討論させた。この方法は、思考の訓練となると同時に、学生と教師の間に対話が生じ、一体感のある講義が展開できた。また、講義ではなるべく学生に身近な物質、現象を対象とした(繊維、洗う、染める等)。この内容は実験と講義を巧く組み合わせることが可能であり、研究の目的(考える癖の養成、総合的判断力の養成)にあった試みであると考えている。平成4年度は一般講義と教養演習を通じて研究を行なった。一般講義は、文学部2コマと経営学部1コマであった。授業では、物質を理解する化学、日常現象を理解する化学を中心に講義をすすめた。前者では、繊維やゴム、プラスチックを中心に、各々の物質が、その物質として要求される性質がその分子構造とどのように関係するのかを中心に講義を展開した。繊維では、天然繊維を分析し、その繊維の特長や弱点を発現する原因がどこにあるのか、また、同様のことを合成繊維についても行ない、新繊維を開発するにはどんな点を考慮する必要があるか等について話をすすめた。日常現象を考える化学では、主に濡れるという現象を中心に、界面活性剤と分子構造との関係、流浄、接着等について、また染めるということに関連して、色と分子構造との関係、染色剤と繊維との関係等について講義を行なった。共に実験を数回行なった。また、小テストを随時行い、学生の理解度を不慮しながら講義を進めた。教養演習ではスダチの芳香成分の分析を行なった。GLC,LC,GC-MS,NMR等の機器を使用し、ある物質をある物質であると同定するための一連の過程を学ばせた。一般講義、教養演習ともに、一つの決定をするためにはどんな手順が必要であるかを中心に話をした。また、反応を通じて本研究の目的を理解させるために有効な反応の開発を試みた。α-テトウロンとβ-テトウロンのエチレンガリコール中での反応である。共に触媒量の塩化銅(II)を加えて加熱したところ、予想どうり、共役ケトンである前者はアセタール形成せず、後者はアセタールを形成した。本反応の講義への応用性についてはさらに検討中である。

平成5年度の講義では、「物質を理解するための化学」、「日常現象を理解するための化学」、「生命現象を理解するための化学」の三つのテーマを用意した。講義においては、表や図をしめし、そこからどんなことが考えられるかということを質問あるいは議論させる方法を多く取り入れた。学生にまず考えてみる癖を養うためである。一例として「日常現象を理解する化学」を上げる。5年度は「染める」という講義を中心に話を進めた。「染める」は、色と分子構造、色とスペクトル等を考えることから、電子やそのエネルギー状態の話に結びつけることができ、染色からは、染色浴における平衡、染料と被染色体との間の分子間力の話をすることも可能であり、かなり面白い講義が出来た。また、このテーマでは、染色実験、染料合成、染料のスペクトル測定等幾つかの実験の導入が行えた。それらの実験や講義を通じて、化学における結論の導き方を学ばせた。一方教養演習では金柑の芳香成分の分析実験を行なった。GLCを用いて分析する場合に、測定温度や使用するカラムの液層が分析結果にどの様な影響を与えるかを実験させた。また、芳香成分の分離方法の相違にそる分析結果への影響等についても検討させた。さらに、芳香成分の一つを合成させ、その変化をTLCでおわせた。展開溶媒や検出方法を変化させ、TLC分析におけるそれらの重要性を認識させた。一つの分析手段、あるいは一つの分析方法から得られたデータだけで結論を導き出す危険性を学ばせることが出来た。これらの実験による学習は、総合的判断力の養成にはかなり有効な方法である。しかし、この方法を取るためには、限られた人数の講義である必要がある。
癌関連細胞周期調節遺伝子のソマティックノックアウト細胞の作成とその解析

細胞周期調節機構であるRB経路の構成因子の一つであるp27^<Kip1>は、予後不良の癌において分解が亢進しているのが確認されているが、その因果関係は未だ不明である。本研究ではRB経路の崩壊による細胞悪性化のメカニズムの解明を目標とする。本研究におけるヒト遺伝子の細胞レベルでの機能解析はノックアウトマウスや臨床検体を材料とするのでは困難であると考られたため、「ヒト細胞を用いたヒト遺伝子のコンディショナルソマティクノックアウト細胞」を作成して解析材料とすることにした。まずp27^<Kip>欠失細胞を得るためのターゲッティングベクターを構築した。ベクター中には相同組み換え体を効率よく選択するためにpositive/negative selectionが可能となる遺伝子を、またコンデショナルなノックアウトのために標的領域両端にloxP遺伝子を導入した。現在p27^<Kip1>の分解が亢進していない大腸癌細胞HT116にターゲッティングベクターを導入し、相同組み換え体をスクリーニングしている。またp27^<Kip1>存在量の低下モデルとして、p27^<Kip1>の分解実行因子であるSkp2の恒常発現HCT116細胞を樹立した。マイクロアレイによってSkp2高発現によって発現変動する遺伝子の同定を試みたところ、9種の候補遺伝子が同定された。今後はそれらの発現変動の有無をin vitroおよびin vivoレベルで再検証のうえ、臨床の癌検体における発現変動を調べるとともに、癌形質の変化への関与を分子レベルで検討する。また上記の組み換え体が得られ次第、これも対象にして同様に解析を進める。一連の研究成果からは新しい分子標的をターゲットとした癌の悪性度の診断法、予後不良の癌の治療法の開発、並びに癌の悪性化の予防薬の開発への発展が期待される。
ディボンディング後の残留レジンに関する研究

ダイレクトボンディング材は、他の歯科領域の接着材料と異なり矯正治療終了時にはディボンディングを行いダイレクトボンディング材を歯質から取り除く必要がある。エナメル質中に残留したレジンタグについては、耐齲蝕性の向上に対して有効とした報告も認められるが、着色や変色等を含めた影響について詳細に検討した報告は認められない。そこで本研究では、残留レジンタグの消長およびその影響について検討した。MMA-PMMA系ダイレクトボンディング材、Bia-GMA系無機質フィラー配合ダイレクトボンディング材およびBis-GMA系有機質フィラー配合ダイレクトボンディング材の3種の光重合型ダイレクトボンディング材を試作した。この3種の試作ダイレクトボンディング材にハロゲン化メタクリレートモノマーを合成し、添加して、EPMA分析用ダイレクトボンディング材を試作した。試作ダイレクトボンディング材を用いて牛歯エナメル質に接着を行い、その後通法によりディボンディングを行い、次にこの歯面を食用色素溶液中に保存し、歯面の着色試験を行った結果、いずれのダイレクトボンディング材においても接着面に着色が認められた。着色試験と同様にディボンディングを行った後歯面に紫外線照射を行い、その変色状態について検討した結果、いずれのダイレクトボンディング材においても変色は認められなかった。残留レジンの経時的変化としてEPMA分析用ダイレクトボンディング材を用いて、ディボンディング後に歯ブラシ式磨耗試験機を用いて磨耗試験を行いその歯面のEPMA分析を行った。その結果、Bia-GMA系無機質フィラー配合ダイレクトボンディング材が最も長く残留する事が確認された。
ヒト破骨細胞形成系および骨吸収活性における関節リウマチ特異自己抗原の解析

ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を用いた破骨細胞形成系の確立およびRA自己抗原の発現3)上記、ヒトPBMCからの成熟破骨細胞形成系において、RA自己抗原であるカルパイン・カルパスタチン,c-myc・FBPの発現をRT-PCRで確認した。ウサギ破骨細胞骨吸収におけるカルパイン阻害蛋白・抗ヒトカルパスタチン抗体の影響1)7日齢ウサギ長管骨をαMEM/5%FBSで細切した上清を、Unfractionated Bone Cells(UBC)とした。dentin slice上でUBCが骨吸収活性(pit formation)を有する系で、カルパイン阻害物質であるヒトCPSドメインI・カルパインインヒビターペプタイドが、骨吸収活性を抑制する可能性があることを確認した。2)ウサギUBCの系で、抗ヒトカルパスタチン抗体がコントロールIgGと比し、骨吸収活性を亢進する可能性があることを確認した。3)ウサギUBCの系で抗カルパスタチン抗体陽性RA患者血清は骨吸収活性に影響しないことを確認した。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を用いた破骨細胞形成系の確立2)Ficoll-Paqueを用いて健常人協力者よりPBMCを回収し、マグネットビーズと抗ヒトCD14モノクローナル抗体を用いてCD14(+)細胞を分離し、10%FBS・M-CSF(25ng/ml)入りαMEMにて培養を行い、Trypsin-EDTA処理して、dish付着細胞を回収し、再度10%FBS・M-CSF(25ng/ml)入りαMEMに浮遊させ,ODFの濃度を変えて添加した。(5-100ng/mlの範囲)その結果、ODFの濃度依存性に多核巨細胞への分化が誘導された。
変形性膝関節症患者の足部形態・機能と膝関節のメカニカルストレスの関係の解明

足部の形態や機能の変化は膝関節の動きの変化と関連するが、膝関節にどのようなストレスを与えるのかは明らかでない。また膝関節に加わるストレスは膝関節の動きだけでなく膝関節周囲の筋の作用による影響も考慮する必要がある。しかし、従来膝関節に加わるストレスを測定する際に用いられる指標では、筋の作用の影響を考慮して膝関節に加わるストレスを検討できない。そこで本研究では膝関節に加わる機械的なストレスを筋の作用を考慮し、かつ膝関節の内・外側の各関節面への分布を明らかにできる、筋骨格シミュレーション解析を用いて算出し、足部形態・機能との関係を定量的に解明する。
血液細胞の増殖・分化におけるイオンフラックスの役割

〔目的〕血液細胞はすべて血液幹細胞から分化し、1個の幹細胞が赤血球、白血球、血小板等の多種類の細胞系列に増殖・分化していく。本研究では、血液細胞の増殖・分化に対する陽イオンの制御機構の有無を検索するため、未分化細胞にパッチクランプ法を適用してイオンチャンネルを調べ、また、各種増殖因子を作用させた際のイオンフラックスを解析することを目的とした。〔方法〕マウス白血病細胞株FDC-P_2、ヒト血液幹細胞の培養から増殖させた赤芽球系細胞及び顆粒球-マクロファージ系前駆細胞のコロニーをひろい集め、実験皿に再播布して、個々の単一細胞に於て、whole cell clamp法により細胞膜を介するイオン電流を記録した。〔結果〕上記の各細胞は、細胞膜の物理的性状が一つ一つ異なり、また、培養条件や日数によって変化するため、パッチクランプ法の適用は困難を極め、時間を費やしてしまった。これまでに得られた結果によると、これらの細胞にはKチャンネルは存在するが、興奮性は無く、NaチャンネルやCaチャンネルはとらえられなかった。イオン電流の膜電位依存性も無かった。pCD-P_2細胞にインターロイキンを投与した場合、及び赤芽球系細胞にエリスロポエチンを投与した場合、膜電位の有意な変化は未だ得られていない。これらの未分化細胞にはイオンチャンネルが発達しておらず、チャンネルを介するイオンフラックスが機能しない可能性があり、今後さらに検討を要す。他方、増殖因子が細胞膜を作用し、細胞内Caイオンが増加して第二又は第三メッセンジャーとなって増殖を誘発する可能性がある。赤芽球系細胞にCa結合性螢光試料Fura-IIをとりこませ、螢光顕微鏡下の個々の細胞を高感度テレビカメラでとらえた。エリスロポエチン投与により、細胞内Caイオン増加を示唆する細胞がとらえられている。細胞周期のステージにより反応性が異なることも考えられ、現在研究を進めているところである。
素構造分子膜から発生する変位電流パルスとその機能

本研究は、申請者の開発した変位電流計測法を用いて、表面圧力刺激にともなう水面上分子膜(脂質分子および液晶分子)の変位電流パルスを検出すること、ついで、膜の圧縮と拡張の可逆的な圧力刺激による変位電流パルス列の発生を試みることを第1の目的とした。特に、光異性化にともなって発生する分子膜の膨張、収縮を前述の生体膜との混合単分子膜を形成して、変位電流パルスの発生が膜構造の観点からどのように変化するかを明らかとすることを目指した。これまでに得られた成果を要約すると以下のようになる。(1)水面上生体膜分子膜の誘電緩和現象の解析水面上に生体分子膜分子膜を形成させ、表面圧力が極めて低い領域での変位電流を計測し、この膜にみられる誘電緩和現象から単分子膜の緩和時間τを評価する手法を確立した。(2)アゾ系色素分子と生体分子混合膜の変位電流の発生アゾ系色素分子は、光異性化によりその構造を変えるので、その変化を可能とするためには適切な空間が必要となる。本研究では、脂質分子膜中にアゾ系色素分子を混入させ、脂質分子膜のわずかな構造の違が変位電流の発生にどのような影響を及ぼすかを調べた。脂質分子として直鎖DOLPCおよびDLPCの2種を選び、アゾ基を含む直鎖飽和脂肪酸(8A5H)を(9:1)に混合して水面上単分子膜として、可視光および紫外光の交互照射によって得られるる変位電流波形を計測し,脂質分子の側鎖の飽和・非飽和の違いにより、変位電流波形および水面上の表面圧力変化にに著しい違いが現れることが明らかとなった。
超伝導マグネットによる超高エネルギー宇宙線の組成とその相互作用の研究

本研究では、大立体角且つ大容積均一磁場の超伝導マグネットと荷電粒子の位置分解能の優れた測定器(エマルション・スペクトロメーター、プラスチック・ビームテレスコープ)とを連動させた装置によって、カット・オフエネルギーから100TeV/nまでの一次宇宙線の電荷と運動量を測定して従来にない質の良い宇宙線データを収集することを目指している.それによって銀河宇宙線の起源と伝播に関するモデルの検定に必要な十分な統計資料が提供できると考えている.また一方、強力な磁場内で高エネルギー重一次宇宙線が引き起こす核反応を直接観測することによって、生成される二次粒子の電荷及び運動量を知ることができる.それによって生成粒子の粒子相関、揺らぎ、荷電クラスター、運動量解析等の多角的な解析が可能になり、QCDから期待される高温・高密度核物質の解明に威力を発揮するものと期待している.平成3年より準備に取り掛かり、本年(平成6年)秋に本実験が行えるところまでにこぎ着けた.この実験で使用する装置のうちで最も重要でコストのかかる部分は粒子軌道分析用の超伝導マグネットである.気球に搭載して使用するために、いろいろと厳しい制限が課せられ設計、製作に予定以上の時間がかかった.超伝導マグネットは、超伝導コイルと断熱・冷却系のクライオスタットの二つの主要な部分から成っている.そのうちのコイルの部分はすでに完成していたので、平成4年度は主にクライオスタットの製作に主力を注いだ.気球搭載用超伝導マグネットは翌平成5年3月に組み立てを完了して東芝鶴見工場より納入された.そして高エネルギー物理学研究所において様々な性能テストが行われた.クエンチ試験の後、励磁テストを行ったところ、定格電流520アンペアで設計通りの安定した磁場1.2テスラが得られることが確認された.また液体ヘリウムの消費量(0.51/h)、クエンチ温度(7.0K)から、この超伝導マグネットの持続時間は約200時間であることも確認された.将来、南極周回の長時間バルーンに搭載して観測を行う場合には、200時間を越える持続時間が要求されるので液体ヘリウムの貯液量を増す必要があるだろうが、当面のアメリカ大陸内でのフライト実験にはそれで十分である.以上の地上での性能テストの結果には満足している.昨年の夏日米の関係者が集まって、超伝導マグネットの受け入れ態勢、バルーン基地の整備、実験のスケジュール等について打ち合わせを行った.その後のアメリカ側の準備の遅れで、平成5年度に行う予定であった超伝導マグネットを実際に気球に搭載しての成層圏での性能、耐久テスト及びそれに引き続いて予定されていた本実験は平成6年の秋以降に延期になった.現在、地上テストの済んだ超伝導マグネットを、アラバマ州ハンツビルのNASA/MSFCに送り出す準備をしているところである.本研究では、大立体角且つ大容積均一磁場の超伝導マグネットと荷電粒子の位置分解能の優れた測定器(エマルション・スペクトロメーター、プラスチック・ビームテレスコープ)とを連動させた装置によって、カット・オフエネルギーから100TeV/nまでの一次宇宙線の電荷と運動量を測定して従来にない質の良い宇宙線データを収集することを目指している.それによって銀河宇宙線の起源と伝播に関するモデルの検定に必要な十分な統計資料が提供できると考えている.また一方、強力な磁場内で高エネルギー重一次宇宙線が引き起こす核反応を直接観測することによって、生成される二次粒子の電荷及び運動量を知ることができる.それによって生成粒子の粒子相関、揺らぎ、荷電クラスター、運動量解析等の多角的な解析が可能になり、QCDから期待される高温・高密度核物質の解明に威力を発揮するものと期待している.平成3年より準備に取り掛かり、本年(平成6年)秋に本実験が行えるところまでにこぎ着けた.この実験で使用する装置のうちで最も重要でコストのかかる部分は粒子軌道分析用の超伝導マグネットである.気球に搭載して使用するために、いろいろと厳しい制限が課せられ設計、製作に予定以上の時間がかかった.超伝導マグネットは、超伝導コイルと断熱・冷却系のクライオスタットの二つの主要な部分から成っている.そのうちのコイルの部分はすでに完成していたので、平成4年度は主にクライオスタットの製作に主力を注いだ.気球搭載用超伝導マグネットは翌平成5年3月に組み立てを完了して東芝鶴見工場より納入された.そして高エネルギー物理学研究所において様々な性能テストが行われた.クエンチ試験の後、励磁テストを行ったところ、定格電流520アンペアで設計通りの安定した磁場1.2テスラが得られることが確認された.また液体ヘリウムの消費量(0.51/h)、クエンチ温度(7.0K)から、この超伝導マグネットの持続時間は約200時間であることも確認された.将来、南極周回の長時間バルーンに搭載して観測を行う場合には、200時間を越える持続時間が要求されるので液体ヘリウムの貯液量を増す必要があるだろうが、当面のアメリカ大陸内でのフライト実験にはそれで十分である.以上の地上での性能テストの結果には満足している.昨年の夏日米の関係者が集まって、超伝導マグネットの受け入れ態勢、バルーン基地の整備、実験のスケジュール等について打ち合わせを行った.その後のアメリカ側の準備の遅れで、平成5年度に行う予定であった超伝導マグネットを実際に気球に搭載しての成層圏での性能、耐久テスト及びそれに引き続いて予定されていた本実験は平成6年の秋以降に延期になった.現在、地上テストの済んだ超伝導マグネットを、アラバマ州ハンツビルのNASA/MSFCに送り出す準備をしているところである.

平成3年度に観測装置の要となる気球搭載用軽量ソレノイド型超伝導マグネットを設計し、マグネット本体のうち超伝導コイルの巻線部、Kス電流スイッチ等を作製した。本年度の計画は残りの構成部分(クライオスタット、圧力容器、サポートシリンダー等)を準備し総合組み立てを行い超伝導マグネットを完成させることであった。製作は予定通りに進み、総合組み立ては東芝川崎工場で行われ平成4年末にはほぼ完了し調整を行った後マグネットは2月22日に納入された。このマグネットの諸元は内径1m、コイル長1.3m、定格電流520A、インダクタンス6.03H、中心磁場1.2テスラ、蓄積エネルギー815KJ、持続時間100時間である。製作されたマグネットが設計通りの性能をもっているかどうか、安定性はどうか、落下時の衡撃に十分耐えられるかどうか等の地上でのテストを行った後アメリカに送られこの秋には実際に気球に搭載して成層圏環境下での耐久性テスト、測定装置の性能テストを行う。超伝導マグネット内に組み込まれる測定器の較正実験を、CERN-SPSの重イオンビームを用いて行う予定であったがビームが出なかった為め取り止めざるを得なかった。この計画が予定通りに進めば、本格的な宇宙線観測は1994年より始まりアメリカでのフライト実験で、クォーフ・グルーオンプラズマ生成の目安と言われているエネルギー密度が2Gev/fm^3を超える宇宙線による重イオン反応事例を数例期待している。それに引き続いて南極での周回長時間(100時間以上)バルーンに搭載しての観測を予定している。それによりカットオフから10Tev/核子までの一次宇宙線の組成を測定して宇宙線の起源と伝播に関するモデルの検定に足る十分な統計資料を同一実験によって確定し、所期の目的を達成したいと考えている。
自己抗体マーカーによる脳梗塞発症予測の精緻化に関する疫学研究

血清自己抗体は個人の病歴を反映しており、疾患が発症する前に存在する抗体が明らかになれば、疾患の発症予測マーカーとしての活用が期待される。既にがんや自己免疫疾患については特異的な自己抗体が出現することが報告されているが、動脈硬化性疾患については自己抗体が関与するという着想はこれまで乏しく、厳密な疫学手法を用いた脳梗塞の発症に関与する自己抗体マーカーの包括的な解明は皆無であった。そこで本研究では、日本人において最も多い動脈硬化性疾患である脳梗塞の症例と一般健康住民である対照について、過去の凍結保存血漿中の動脈硬化候補マーカーの抗体レベルを高感度ELISAであるAlphaLISA法によりハイスループットに測定する。そして、nested case-control studyの手法を用いて、従来の危険因子や生活習慣の影響を考慮して、脳梗塞の発症との関連を分析する。最終的には、脳梗塞の予測能を従来の危険因子に基づくモデルと比較し、抗体マーカーを含めた予測モデルの優位性を検証した上で、新たな脳梗塞発症予測モデルを開発することを目標とする。本研究課題の達成のため、血漿が保存されている脳梗塞の発症375例と、性、年齢、地域をマッチさせ、1対1の割合で無作為選定した対照375例について、AlphaLISA法により、血清と抗原の2種類のビーズを混合してから7日後、14日後、21日後の血清の抗体レベルを測定しており、平成30年度は次の成果が得られた。(1)動脈硬化候補マーカーと脳梗塞リスクとの関連分析:動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連について解析を進めている。特に顕著な関連が見られた一部のマーカーについては特許申請を行った。(2)古典的危険因子の影響を考慮した、動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連分析:生活習慣や健診成績の影響を統計学的に調整した分析を進めている。動脈硬化候補マーカーと脳梗塞リスクとの関連分析については、昨年度までの予備解析により有用なマーカー候補が一部発見されたことから、脳梗塞の発症予測マーカーとしての技術と信頼性の確立のため、特許申請を行っている。また、今年度実施予定であった古典的危険因子の影響を考慮した、動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連分析については、生活習慣(喫煙、飲酒)や健診成績(高血圧、糖尿病、高脂血症、Body Mass Index、CRP、ホモシステイン)の影響を統計学的に調整した分析を進めているところである。さらに例数を増やした測定と分析を検討している。分析の状況に応じて、検出力によっては症例・対照を増やす計画である。並行して、既に測定済みの症例375例・対照375例に対して、脳梗塞を穿通枝型(日本人に伝統的に多い細動脈硬化を主体とする病型)と皮質枝型(欧米に多い大血管の粥状硬化を主体とする病型)に分けた分析を行う。上記の分析を通して、脳梗塞発症予測マーカーを同定し、どのようなマーカーが存在することで脳梗塞発症のリスクが高くなっているのかを検証し、脳梗塞の発症確率予測モデルの開発を目指す。そこで本研究では、日本人において最も多い動脈硬化性疾患である脳梗塞の症例と一般健康住民である対照について、過去の凍結保存血漿中の動脈硬化候補マーカーの抗体レベルをハイスループットELISAであるAlphaLISA法により網羅的に測定する。本研究課題の達成のため、平成29年度は次の成果が得られた。(1)脳卒中の発症の把握:全脳梗塞の発症992例のうち、血漿が保存されている375例を同定し、対照を性、年齢、地域をマッチさせ、症例1に対し対照1の割合で無作為選定した。(2)動脈硬化候補マーカーの測定:上述の症例・対照の375例については、AlphaLISA法により、血清と抗原の2種類のビーズを混合してから7日後、14日後、21日後の血清の抗体レベルの測定が完了した。(3)動脈硬化候補マーカーと脳梗塞リスクとの関連分析:(1)(2)で得られた成果から、動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連について予備解析を進めている。今年度実施予定であった脳梗塞の発症把握を計画通りに遂行した。また、把握された症例とその対照について、動脈硬化候補マーカーの測定を行った。動脈硬化候補マーカーと脳梗塞リスクとの関連については、予備解析により有用なマーカー候補が一部発見されたことから、脳梗塞の発症予測マーカーとしての技術と信頼性の確立のため、特許申請を行ったところである。

既にがんや自己免疫疾患については特異的な自己抗体が出現することが報告されているが、動脈硬化性疾患については自己抗体が関与するという着想はこれまで乏しく、厳密な疫学手法を用いた脳梗塞の発症に関与する自己抗体マーカーの包括的な解明は皆無であった。そこで本研究では、日本人において最も多い動脈硬化性疾患である脳梗塞の症例と一般健康住民である対照について、過去の凍結保存血漿中の動脈硬化候補マーカーの抗体レベルを高感度ELISAであるAlphaLISA法によりハイスループットに測定する。そして、nested case-control studyの手法を用いて、従来の危険因子や生活習慣の影響を考慮して、脳梗塞の発症との関連を分析する。最終的には、脳梗塞の予測能を従来の危険因子に基づくモデルと比較し、抗体マーカーを含めた予測モデルの優位性を検証した上で、新たな脳梗塞発症予測モデルを開発することを目標とする。本研究課題の達成のため、血漿が保存されている脳梗塞の発症375例と、性、年齢、地域をマッチさせ、1対1の割合で無作為選定した対照375例について、AlphaLISA法により、血清と抗原の2種類のビーズを混合してから7日後、14日後、21日後の血清の抗体レベルを測定しており、平成30年度は次の成果が得られた。(1)動脈硬化候補マーカーと脳梗塞リスクとの関連分析:動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連について解析を進めている。特に顕著な関連が見られた一部のマーカーについては特許申請を行った。(2)古典的危険因子の影響を考慮した、動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連分析:生活習慣や健診成績の影響を統計学的に調整した分析を進めている。動脈硬化候補マーカーと脳梗塞リスクとの関連分析については、昨年度までの予備解析により有用なマーカー候補が一部発見されたことから、脳梗塞の発症予測マーカーとしての技術と信頼性の確立のため、特許申請を行っている。また、今年度実施予定であった古典的危険因子の影響を考慮した、動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連分析については、生活習慣(喫煙、飲酒)や健診成績(高血圧、糖尿病、高脂血症、Body Mass Index、CRP、ホモシステイン)の影響を統計学的に調整した分析を進めているところである。さらに例数を増やした測定と分析を検討している。分析の状況に応じて、検出力によっては症例・対照を増やす計画である。並行して、今年度までに測定された症例375例・対照375例に対して、動脈硬化候補マーカーの抗体レベルと脳梗塞リスクとの関連について、生活習慣(喫煙、飲酒)や健診成績(高血圧、糖尿病、高脂血症、Body Mass Index、CRP、ホモシステイン)の影響を統計学的に調整して分析する。さらに、脳梗塞を穿通枝型(日本人に伝統的に多い細動脈硬化を主体とする病型)と皮質枝型(欧米に多い大血管の粥状硬化を主体とする病型)に分けた分析を行う。並行して、既に測定済みの症例375例・対照375例に対して、脳梗塞を穿通枝型(日本人に伝統的に多い細動脈硬化を主体とする病型)と皮質枝型(欧米に多い大血管の粥状硬化を主体とする病型)に分けた分析を行う。
神経栄養因子分泌細胞の蝸牛内導入による老人性難聴の治療・予防戦略

従来、積極的な治療法がなく、その聴覚障害に対しては補聴器などにたよらざるをえなかった老人性難聴に対する新たな治療戦略の可能性1つとして、加齢による聴覚系の変性の神経栄養因子遺伝子導入による軽減が考えられる。今回は、モルモットを用い、線維芽細胞に神経栄養因子を永久的に発現させることができるか、また、遺伝子導入された細胞の蝸牛内への移植により老化変性を防止するかができるか否かを検討する目的で、以下の研究を実施した。1モルモット線維芽細胞への遺伝子永久発現の試み臨床の老人性難聴の治療を考慮すると、遺伝子の永久発現が必須となる。今回は、ベクターとしてクロンテック社のpIREShrGFPをもちい、これにネオマイシン耐性遺伝子を選択マーカーとして導入し、個々のモルモットより採取した繊維芽細胞に永久的に遺伝子発現させるよう試みた。2レポータージーンを用いた細胞移植実験さらに、老人性難聴の退行変性に対し、遺伝子を長期に安定的に発現させるため、蝸牛内に移植した線維芽細胞を長期に生存させる方法、すなわち、外リンバ内移植、あるいは内リンパ内移植をGFPによる蛍光をレポーターとして検討した。現在までのところ、上記条件下の実験では、恒常的に永久的遺伝子発現を認めるには至らなかった。臨床応用を考えた治療戦略上、確実な遺伝子発現が必要となるであろう。
質量分析器を用いた匂いの記録再生システムの研究

本研究では、質量分析器を用いた匂いの記録再生システムの研究を行った。匂いの記録再生システムではセンサアレイの応答パターン(この場合はマススペクトル)が一致するように複数の要素臭の調合比を決定し、その調合比を用いて匂いの再生を行う。他の研究で多数の精油マススペクトルから基底ベクトルを抽出して要素臭を調合する実験を行った。本研究では、その研究で調合した要素臭の測定を行ったが、一部の試料に関して感度が十分に得られなかった。揮発性の低い精油に関しては十分な感度が得られなったために、精油を気化させる方法を検討した。面ヒータに液体を滴下して気化させる方法を当初検討したが、匂いが広がって実際に質量分析器に気化したすべての匂いがはいるわけではないので十分ではなかった。そこで、ステンレスのT型コネクタにヒータ線を巻いた気化器を製作して注入した液体を気化させて質量分析器に導入するようにした結果、匂いを質量分析器に注入する効率が増して低揮発性の精油に対する感度が向上した。また、開発した気化器と実時間質量分析器を用いて料理の香りの記録実験を行った。マーボー豆腐の香りを同じ7つの要素臭を用いて記録した。記録の際は、液体試料を小型気化器を用いて蒸発させて実時間質量分析器で測定した。匂いの調合にはオートサンプラを用いた。あらかじめ各要素臭のマススペクトルを測定し非負拘束最小二乗法を用いて対象臭の構成比を求めた。記録した構成比の誤差はすべて5%以下であった。本年度は実時間質量分析器及び質量分析器に匂いを供給する系統を準備して、匂いの供給と測定をできるようにした。あらかじめ決められたレシピの匂いを匂い調合装置で作り出し、実時間質量分析器に対象臭として供給する。また、各要素臭の匂いのマススペクトラムをあらかじめ測定しておく。そして、対象臭のレシピを非負拘束最小二乗法で決定する。実時間で匂いの測定、レシピ決定を行うプログラムを開発し、その動作を確認した。そして、7成分で構成されるりんご臭について実際のレシピ決定実験を行い、十分な精度でレシピ決定できることがわかった。しかし、匂い調合装置で実現できる匂いの濃度範囲(ダイナミックレンジ)が十分でないために、あらかじめ要素臭の液体サンプルを不揮発性の液体(ODO)で希釈しなければならず、その希釈比を決めるのに労力を費やしたので、次年度改善したい。また、沸点が200°C以上の低揮発性香気成分に関して十分な感度が得られるかを検討した。これらの成分は濃度は低いが香りの質に大きく影響を与えるので重要な成分である。通常の測定を行うだけでは不十分であるが、液滴を小型ヒータで加熱したり、導入部のキャピラリチューブをヒータ加熱し、その温度を最大350°Cにできるように装置改良を行った。導入部の加熱はそこに匂いが停留するのを防ぐためである。その結果、citralやeugenol等の低揮発性香気成分のマススペクトルを測定することに成功した。この場合も高濃度のサンプルを長時間導入すると装置内にcontaminationが発生するために、それを防ぐ方法が必要である。しかし、まだ始めて半年であるにもかかわらず、匂いの記録再生の実験が可能な実験系の基本部分を確立することができた。匂いの記録再生システムでは、匂いを再生させるために匂い調合装置を用いる。従来、この装置で実現できる濃度範囲(ダイナミックレンジ)が十分でなかったが、調合装置内で用いている電磁弁のスイッチング時間を短くすることによりダイナミックレンジ拡大が可能である。そこで、電磁弁のスイッチング時間をどこまで短くできるかを検討した。その結果、電磁弁のスイッチング時間を従来の1/5程度に低減できることがわかり濃度範囲を拡大することができた。それから、実時間質量分析器で測定して対象臭のレシピ決定を非負拘束付き最小二乗法を用いて行い、そのレシピに基づいてその場ですぐに匂いを調合するソフトウエアを作成した。その結果、測定後すぐに再生臭を発生することができるようになり、対象臭との比較を容易にできるようになった。改良した装置を用いてりんご臭のレシピ決定実験を行った。9成分で構成される匂いのレシピ決定を行い、対象臭のレシピを精度よく求められることがわかった。そして対象臭と調合臭の違いが区別できるか3点識別法により確認し、人が両者を区別できないほど類似した香りが再生できたことがわかった。また、質量分析器で得られるマススペクトルは、そのイオン化電圧を変えることにより変化し、情報量の増加が期待できる。そこで、イオン化電圧を3070eVの間で変化させて高次センシングができるかどうかを調べた。柑橘系の類似した匂いの測定を行い、イオン化電圧を可変にすることによりそれらのパターン分離が向上することを確かめた。

面ヒータに液体を滴下して気化させる方法を当初検討したが、匂いが広がって実際に質量分析器に気化したすべての匂いがはいるわけではないので十分ではなかった。そこで、ステンレスのT型コネクタにヒータ線を巻いた気化器を製作して注入した液体を気化させて質量分析器に導入するようにした結果、匂いを質量分析器に注入する効率が増して低揮発性の精油に対する感度が向上した。また、開発した気化器と実時間質量分析器を用いて料理の香りの記録実験を行った。マーボー豆腐の香りを同じ7つの要素臭を用いて記録した。記録の際は、液体試料を小型気化器を用いて蒸発させて実時間質量分析器で測定した。匂いの調合にはオートサンプラを用いた。あらかじめ各要素臭のマススペクトルを測定し非負拘束最小二乗法を用いて対象臭の構成比を求めた。記録した構成比の誤差はすべて5%以下であった。
拡散法によるビスマス系酸化物高温超伝導体の導体化に関する研究

ビスマス系2212酸化物高温超伝導体(Bi_2Sr_2CaCu_2O_x)を拡散法により作製し、その特性と導体化について研究を行った。拡散法は、高融点の酸化物基盤と低融点の酸化物塗布材との拡散反応により、所望の超伝導相を得る方法であるが、本研究では、中空円筒(外径/内径:20/16mm,長さ:55mm)の内外周部に、厚さ約150μmの超伝導層を合成した。このBi-2212超伝導拡散層の臨界電流密度(Jc)は、4.2K,自己磁場下で,20,000A/cm^2を越えるバルク体としては高い値を示したが、これは、緻密で均質かつ配向した組織が拡散法により得られたためと考えられる。試料の全拡散層面積で換算した臨界電流(Ic)は、約4,000Aに相当することから大電流用の導体として有望である。また、本科学研究費補助金により設置した雰囲気熱処理炉を用いてアルゴン等の不活性ガス中でアニーリングすることにより、臨界温度(Tc)は、約10K上昇した。Tcの向上は、比較的高温域特に40K以上の温度におけるJcの向上に寄与する。酸化物高温超伝導体を電流導体として応用する場合、超伝導バルク体と通電電極部との接触抵抗の低減が望まれるが、本研究では拡散対の塗布材側に添加した銀の試料表面への析出効果により、1-10nΩcm^2の極めて低い接触抵抗値が得られた。これは、1,000Aの通電に対してわずか1mW程度のジュール発熱に相当し、拡散法により作製するバルク導体のユニークな特長の一つである。さらに、本研究ではビスマス酸化物(Bi_2O_3)と銅酸化物(CuO)の共晶組成である、Bi:Cu=2:0.136の融体中に高融点基盤を直接浸漬・被覆後、拡散熱処理を行う新しい拡散プロセスを試みた。生成した超伝導拡散相のJcは25,000A/cm^2と、従来の方法とほぼ同様の高い値が得られた。この様な低融点酸化物の融体中に高融点拡散基盤を浸漬して塗布する方法は、形状の制約を受けにくく、塗布時間も短時間で済むのでより実用的な方法と言える。Bi系2212酸化物高温超伝導体の拡散法を用いた作製方法とその導体化について研究を行った。拡散法は、高融点の酸化物基盤と低融点の酸化物塗布材との拡散反応により所望の超伝導相を得る方法であるが、平成9年度は、中空円筒基盤(外/内径:20/16mm)の内外周部に厚さ約150μmの超伝導拡散層を合成し、実用上重要な臨界電流特性と組織との関係を主として調べた。生成したBi系2212

超伝導層の臨界電流密度(Jc)は、4.2K、自己磁場下で20,000A/cm^2以上のバルク体としては高い値を示したが、これは、さきの中実円筒試料における拡散層と同様に、均一で緻密かつ配向した組織が中空円筒試料にも生成できたためである。試料の全拡散層面積で換算した臨界電流(Ic)は、約3,000Aに相当することから大電流用の導体として有望であろう。また、本年度設置した雰囲気熱処理炉を用い、拡散反応後の試料をアルゴン等の不活性ガス雰囲気において500600°Cでアニールすると、臨界温度(Tc)が約10K向上した。Tcの向上は、温度マージンの増加となるため、特に、45K以上の高温域の磁場下におけるJcを向上した。酸化物高温超伝導体を大電流導体として応用する場合、超伝導バルク体と通電電極部との接触抵抗の低減が求められるが、本研究では拡散対の塗布材側に添加した銀の試料表面への析出効果により、110nΩcm^2の極めて低い接触抵抗値が得られた。これは、300Aの通電に対して、わずか1mW程度のジュール発熱に相当し、拡散法により作製するバルク試料のユニークな特長の一つである。今後は、拡散基盤や低融点塗布材の組成等最適な拡散対の組み合わせや、さらに実用的な塗布方法等のプロセス改善について研究するとともに、展開研究等において、本拡散法で作製したBi系2212超伝導体の大電流導体としての有用性を実証したいと思う。拡散法によりビスマス系2212酸化物高温超伝導体を作製し、電流リード等への導体化について研究を行った.拡散法は、高融点の酸化物基盤と低融点の酸化物塗布材との拡散反応により所望の超伝導相を得る方法であるが、本年度は、ビスマス酸化物(Bi_2O_3)と銅酸化物(CuO)の共晶組成である、Bi:Cu=2:0.136の融体中に高融点基盤を浸漬・被覆後、拡散熱処理を行う新しい拡散プロセスを試みた.生成した超伝導拡散相は、厚さ約120μmで、臨界温度:Tcは78K、臨界電流密度:Jcは、4.2K、自己磁場下で25,000A/cm^2を越えるバルク体としては高い値が得られた.さらに、実用上重要なJcについて、Jc-温度-磁場特性を評価した.この様な低融点酸化物の融体中に高融点拡散基盤を浸漬して塗布する方法は、低融点酸化物のスラリーを塗布する従来の方法に比べ、形状の制約を受けにくく、塗布に要する時間も30秒程度の短時間で済むことからより実用的な塗布方法と言える。一方、従来の塗布法により比較的大きい中空円筒バルク試料(外/内径:20/16mm,長さ=55mm)を作製し、臨界電流特性を主として調べた。本試料を16分割したバルク体において、4.2Kで255Aの臨界電流:Icが得られたが、これを試料の全拡散層面積で換算すると、約4,000Aに相当することから大電流用導体として有望である.酸化物超伝導体を導体として用いる場合、超伝導バルク体と通電電極部との接触抵抗の低減が求められるが、本試料では拡散対の塗布材側に添加した銀の試料表面への析出効果により、10^<-8>Ωcm^2オーダーの極めて低い接触抵抗値が得られた。これは、1,000Aの大電流通電に対して、わずか1mW程度のジュール発熱に相当し、拡散法により作製する本バルク試料のユニークな特長の一つである。また、室温一液体窒素温度(77K)間の熱サイクル試験では、300回の熱サイクルに対しても接触抵抗率の劣化はほとんど認められなかった。
3DCGを活用した点字学習支援システムの開発と評価

視覚障害者の支援者が、彼らとのコミュニケーションの手段の一つとして点字の読み書きが出来る必要がある。そこで、点字の直観的理解を促すため、3DCGを用いた学習支援システム「点字といっしょ!」を開発した。学習者らに同システムでの自習を促した。テストの結果から、特に、凹面での点字の理解に関する問題点を明らかにした。本年度は、前年度に開発した晴眼者向け点字学習支援システム「点字といっしょ!」に、(1)「3DCGで表現した点字画像」と「点字の鏡像関係を表すGIFアニメーション」を搭載することにより「読み点字」に加えて「書き点字」の学習が可能な機能を追加し、(2)学習者からの評価と(3)改善点を得た。(1)2次元の表現では特定できない点字の表裏だが、3DCG(3次元コンピュータ・グラフィックス)で点字を表現することにより、学習者は一目で「読み点字」と「書き点字」を見分けることが出来る様になった。点字の鏡像関係(「読み点字」と「書き点字」が表裏一体である関係)を表現したGIFアニメーションを作成し、システムへ搭載した。これらは今までに無い点字や鏡像関係の表現方法である。(2)学習者からの評価として、点字の表現として3DCGの方が2Dよりも分かりやすいという回答が68%であったことが分かった。(3)改善点として、3DCGで表現した鏡像関係のGIFアニメーションを提供することは出来たが、一部学習者において不適切な理解があり、システムや授業内容の改善が望まれる。上記の結果について、国際会議1件・国内会議1件の学会発表を行った。本年度は、前年度に開発した晴眼者向け点字学習支援システム「点字といっしょ!3D」に、(1)「点字の鏡像関係を表すVRML(Virtual Reality Modeling Language)ファイル」と「しりとりを活用した学習機能」を搭載することにより、点字の凸面と凹面の間を学習者が自由に回転させ確認することが出来るようになり、(2)学習者からの評価と(3)改善点を得た。(1)3DCG(3次元コンピュータ・グラフィックス)で点字を表現することにより、学習者は一目で「読み点字(凸面)」と「書き点字(凹面)」を確認することが出来る様になった。点字の鏡像関係(「凸面」と「凹面」が表裏一体である関係)を学習者自身が自由に確認できる機能(VRMLファイルの参照)をシステムへ搭載した。(2)昨年度の結果得られた確認テストにおける誤答とは異なる種類の新しい誤答が発見された。(3)改善点として、3DCGで表現した鏡像関係のVRMLファイル参照機能としりとりを活用した学習機能を提供することは出来たが、新たな種類の誤答がみつかり、システムや授業内容の改善が望まれる。上記の結果について、国内会議1件の学会発表を行った。加えて、昨年度の結果に基づいた研究論文2本(査読有り1本、査読無し1本)が掲載された。本年度は、継続して開発している晴眼者向け点字学習支援システム「点字といっしょ!」に、(1)「点字問題の出題レベル制御機能」と「自由記述文を用いた点字3DCG変換機能」を搭載することにより、学習者が挑戦する点字のレベル(難易度)をシステムが制御すること、そして学習者が自由に墨字を入力し、それを点字3DCGに変換することが出来るようになった。(2)テスト結果やアクセスログの分析結果からの評価。(3)改善点がみつかった。(1)「システムによる点字問題の出題レベル制御機能」と「学習者が入力した自由記述文(墨字)を用いた点字3DCG変換機能」をシステムへ搭載した。(2)システムで学習後のテスト(確認テスト)と課題による点字変換マス長において中程度の負の相関(R=-0.56;p<.05)が認められ、学習者の学習機会を阻害した可能性が指摘された。(3)改善点として、課題と点字3DCGの連関を低くしつつ、システムでの点字学習を進めるべく、機能や授業内容の改善が望まれる。上記の結果について、国内会議3件の学会発表を行った。加えて、昨年度の結果に基づいた研究論文1本(査読有り1本)が掲載された。当初の予定通り、点字の鏡像関係を学習者が自由に確認できる機能(VRMLファイル参照)としりとりを活用した学習機能を作成し、点字学習支援システムを開発した。新機能を搭載したシステムを使って授業実践を行った。テストとアンケートを実施し、定性的・定量的評価を実施した。加えて、次年度以降の改善点を得た。教育情報学本年度の研究実績を踏まえ、以下の3点に重点をおいて本研究を推進していく。

1.本年度で得た改善点を踏まえ、システムや授業内容の改善を行う2.自由記述文に基づく点字3DCGの作成機能の搭載3.正しいかつ学習者に合わせた点字学習推進の為、問題推薦機能の搭載当初の予定通り、(1)点字を表現する3DCGの作成と(2)点字の鏡像関係を表現するGIFアニメーションの作成を実施し、点字学習支援システムに当該データを搭載した。(1)及び(2)で作成したデータを搭載したシステムを使って授業実践を行った。テストとアンケートを実施し、定性的・定量的評価を実施した。加えて、次年度以降の改善点を得た。上記の結果について、国際会議1件・国内会議1件の学会発表を行った。システムの機能開発の進捗が予定より若干遅れ、そちらに注力するため、研究成果発表や情報収集のための出張を控えたため。本年度の研究実績を踏まえ、以下の3点に重点をおいて本研究を推進していく。1.本年度で得た改善点を踏まえ、システムや授業内容の改善を行う3.学習者の内発的・外発的動機付けを喚起するための機能の強化を実施するために、システムでの出題形式に「ことば遊び」の要素を加える・次年度での成果を元に、国内外での会議で発表を予定している。・次年度で開発するシステムに投入する3DCGやGIFアニメーション等データを追加作成する。海外での国際会議で発表を予定していたが、予定とは異なる国際会議が国内で開催され、そちらで発表をしたため。・次年度での成果を元に、国内外での会議で発表を予定している。・次年度で開発するシステムに投入する3DCGやGIFアニメーション等データを作成する。
シェディング調節因子による血管収縮と透過性制御機構の解明

血管収縮・拡張には、カテコラミンやNOなどが関わる。我々は、HB-EGFの結合タンパクとして同定したナルディライジン(NRDc)が、ADAMの活性化を介して膜タンパクのシェディングを増強することを明らかにした。さらに最近、NRDc欠損マウスが、髄鞘低形成を呈することを報告した。同マウスは著明な低血圧を呈するが、交感神経活動は亢進していることから、低血圧の原因は末梢血管収縮不全であると考えられた(未発表)。その原因として、血管平滑筋におけるカテコラミン受容体のシグナル伝達不全が考えられた。そこで、カテコラミン受容体の下流にあるPKAやERKの活性化を生体内で可視化できる、FRETバイオセンサーを発現するトランスジェニックマウス(PKAchuやEKAREV)と、血管平滑筋特異的NRDc欠損マウスを交配し、抵抗血管におけるカテコラミンへの反応性をin vivo imagingで観察し、NRDcによる血管収縮・拡張や炎症時の血管透過性亢進の制御機構解明の一助とすることを目的とした。しかしながら、血管平滑筋特異的NRDc-CKO(sm22α-NRDc-CKO)の血圧は、対照群と比較して有意な変化を認めなかったため、交感神経特異的NRDc-CKO(DBH-NRDc-CKO)の解析を行ったところ、有意な血圧低下を認めた。以上より、NRDc欠損による血圧低下の原因は、血管平滑筋そのものよりも、交感神経に寄与する部分が大きいと考えられた。そこで、in vivo imagingについての方針を変更し、PKA-Sm22αNRDcCKOマウスに加えて、PKA-DBH-NRDcCKOマウスの解析を開始した。二光子励起顕微鏡を用いて、PKA-Sm22αNRDcCKOマウスとコントロールマウスにおける血管収縮の様子を観察したが、両群で血管収縮率に差を認めなかった。今後は、PKA-DBH-NRDcCKOマウスとコントロールマウス間でも同様の検討を行い、血管収縮率に差を認めるようであれば、FRETの解析を進めてつつ、分子メカニズムの解明に迫る。26年度が最終年度であるため、記入しない。膜型増殖因子HB-EGFの結合蛋白質として同定したメタロプロテアーゼnardilysinが、血管平滑筋細胞、血管内皮細胞においてどのような生理的・病理的役割を持つかを明らかにすることを目的とした。血管収縮・拡張および透過性、炎症細胞の遊走・浸潤といった時間的・空間的にダイナミックに変化する現象におけるNRDcの役割を、リアルタイムイメージングを用いて明らかにし、「血管収縮調節機構」「血管透過性と炎症」という古典的テーマにおける新たな調節機構解明を目指している。今年度は血管平滑筋特異的NRDc欠損マウスを作製し、血圧測定、組織学的解析を行った。血管内皮特異的NRDc欠損マウスの作製も予定している。今後は、血管収縮・拡張及び炎症惹起時の血管透過性におけるNRDcの役割をin vivoで解析するために、FRETバイオセンサー発現マウスとの交配を行い、血管収縮の様子をリアルタイムin vivo imagingで解析する。また炎症惹起時における血管を介した炎症細胞浸潤の様子を解析する予定である。

26年度が最終年度であるため、記入しない。血管平滑筋特異的NRDc欠損マウス作製のため、NRDc-floxedマウスとSm22αプロモーターCre-transgenicマウスの交配及び繁殖を行った。血管平滑筋特異的NRDc欠損マウスの匹数は得られ、血圧測定や組織学的解析は行えたが、FRETバイオセンサーマウスとの交配はまだ行えていない。よって、当初の計画通りに進展していると考える。FRETバイオセンサーマウスとの交配を進め、in vivo real-time imagingを行う。血管収縮の様子を観察するため、カテコラミンや血管拡張薬の投与を行い、血管透過性亢進の様子を観察するため、腸炎モデルを作製し腸間膜動脈における炎症細胞の遊走・浸潤を観察する予定である。in vivo imagingの前に、各種薬剤に対する反応条件を決定するため、予備実験を行っておく。