hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異数倍数体および増殖能からみた大腸癌腫瘍細胞の転移形成能に関する研究

大腸癌では腫瘍細胞のDNA ploidyと予後との関連については必ずしも意見の一致をみていない。本研究では51例の大腸癌についてflow cytometric DNA analysisをおこない、DNA ploidyおよびproliferation index(PI)と臨床病理学的な因子との関連を検討した。病期の進んだものはaneuploidの腫瘍に多くみられたが、DNA polidyは患者の性、年令、腫瘍の占居部位、組織型、深達度、リンパ節転移、遠隔転移のいずれとも相関を認めなかった。PIは病理組織学的リンパ管侵襲との間に相関を認めたが、他の諸因子とは相関せず、DNA ploidyとの間にも相関を認めなかった。すなわち大腸癌のDNA ploidyおよびPIはそれぞれに、また他の臨床病理学的因子と独立した因子であり、aneuploidのもので病期の進行したものが多いことが知られた。次いで大腸癌培養細胞株3例および大腸癌臨床検体41例を対象としてBromodeoxyuridine(BrdU)標識DNA flow cytometryをおこなった。すなわち、FITC抱合BrdUモノクロナール抗体でS期細胞をin vitroにTITC標識し、さらに細胞核DNAをPropidium lodine染色して、フローサイトメーターにかけDNA ploidyを決定するとともに%Sを算出した。BrdUの取り込みは培養細胞株ではmiddle S phaseを中心に、臨床検体ではearlyおよびlate S phaseを中心にみられた。臨床検体の検討では、大腸癌部は正常平坦粘膜に比べ%Sが高く、深達度ss以上の群もpmまでの群に比し、有意に%Sが高かったが、%Sと他の臨床病理学的事項の間には有意な関連は見いだせなかった。DNA ploidyは臨床病理学的所見と特に関連はなく、diploid群とaneuploid群で%Sに有意差を認めなかった。51例の大腸癌について,フローサイトメトリーによるDNA解析を行い,増殖能(PI)と臨床病理学的諸因子との関係を検討した.PIは,腫瘍細胞中のS期およびG_2・M期にある細胞の占める比率とした. 51例中19例がdiploidであり, 32例がaneuploidであった.AneuploidのうちG0/G1 peakが2個またはそれ以上認められたものは14例であった.腫瘍細胞のPIは14.260.8%に分布し,平均32.9±9.6%であった. Diploid例のPIは平均33.27.6%であり, aneuploid例のPIは平均32.111.2%で,差を認めなかった.癌の組織型,占居部位,病期,壁深達度とDNA ploidyの間には有意な相関は認められなかった.PIと臨床病理学的事項の関連をみると,癌の占居部位,組織型,病期,壁深達度,リンパ節転移の有無との間には有意な相関は認められなかった.一方, ly因子とPIとの関係では, PIが30%を越えるものでは例外なくly(+)であった.リンパ管侵襲が進むにつれてPIは増加し, ly0,ly1,ly2の間には有意差が認められた.静脈侵襲とPIとの間には関連がなかった.

大腸癌の腫瘍マーカーとして, DNA ploidyとPIがそれぞれ独立した因子であるか否かを検定したところ,有意水準5%でそれぞれ独立した因子とみなされた.以上をまとめると,大腸癌における細胞核DNA量の臨床的意義としてはcytogenic abnormalityが高度で, aneuploidあるいは核DNA量の広い分散を示すものに病期の進行した例が多く,またPIが大きいものにリンパ管侵襲あるいはリンパ節転移が多いと考えられる.これはDNA aneuploidyで示されるような正常細胞からの逸脱の強さが,浸潤をよりaggressiveなものとし, PIの高い値に示されるような活発な増殖動態では,よりinvasiveなmutationの生み出される機会を多くしているものと考えられる.大腸癌では腫瘍細胞のDNA ploidyと予後との関連については必ずしも意見の一致をみていない。本研究では51例の大腸癌についてflow cytometric DNA analysisをおこない、DNA ploidyおよびproliferation index(PI)と臨床病理学的な因子との関連を検討した。病期の進んだものは、aneuploidの腫瘍に多くみられたが、DNA ploidyは患者の性、年令、腫瘍の占居部位、組織型、深達度、リンパ節転移、遠隔転移のいずれとも相関を認めなかった。PIは病理組織学的リンパ管侵襲との間に相関を認めたが、他の諸因子とは相関せず、DNA ploidyとの間にも相関を認めなかった。すなわち大腸癌のDNA ploidyおよびPIはそれぞれに、また他の臨床病理学的因子と独立した因子であり、aneuploidのもので病期の進行したものが多いことが知られた。次いで大腸癌培養細胞株3例および大腸癌臨床検体41例を対象としてBromodeoxyuridine(BedU)標識DNA flow cytometryをおこなった。すなわち、FITC抱合BrdUモノクローナル抗体でS期細胞をin vitroにTITC標識し、さらに細胞核DNAをPropidium lodine染色して、フローサイトメーターにかけDNA ploidyを決定するとともに%Sを算出した。BrdUの取り込みは培養細胞株ではmiddle S phaseを中心に、臨床検体ではearlyおよびlate S phaseを中心にみられた。臨床検体の検討では、大腸癌部は正常平坦粘膜に比べ%Sが高く、深達度ss以上の群もpmまでの群に比し、有意に%Sが高かったが、%Sと他の臨床病理学的事項の間には有意な関連は見いだせなかった。DNA ploidyは臨床病理学的所見と特に関連はなく、diploid群とaneuploid群で%Sに有意差を認めなかった。
多元的オミックス解析による化学物質ー細胞内受容体シグナル伝達撹乱の種差の解明

1)道路粉塵中マイクロプラスチック(MP)粒子に含まれる添加物質を分析し、路面標示と同種の紫外線吸収剤・リン系難燃剤・フタル酸系可塑剤等を検出した。甲状腺ホルモンシグナル伝達系撹乱の指標となる血中遊離型甲状腺ホルモン(THs)の高精度機器分析法について検討し、多様な生物種に適用可能な分析法の確立に成功した。ネコを対象に、臭素化ジフェニルエーテルBDE209の長期曝露試験を実施し、ネコのBDE209の代謝過程は脱臭素が主体であることがわかった。2)ゼブラフィッシュを用いて多様なビスフェノール類(BPs)の抗エストロゲン作用を評価した。その結果、部分アゴニスト作用を示したBPsは、エストラジオール(E2)誘導性のCYP19A1b遺伝子の発現を濃度依存的に抑制した。部分アゴニスト作用を示したBPsの抗エストロゲン作用は、少なくとも一部は、エストロゲン受容体とのin silicoドッキングシミュレーションによって予測できることが明らかとなった。3)ニワトリ胚へトリクロサンを暴露し、肝臓プロテームを解析した結果、トリクロサンは脂質やエネルギー代謝関連タンパク質の発現に影響することがわかった。この結果はトランスクリプトーム解析の結果と一致した。4)PCBs曝露したネコ肝臓のトランスクリプトームを解析した結果、炎症・感染症・脂肪酸代謝に関連する遺伝子の変化が認められ、免疫系および脂質代謝系への影響が示唆された。バルト海産サケの肝臓のトランスクリプトーム・プロテオームを解析し、両プロファイルと残留性有機汚染物質濃度に強い相関関係を見出した。5)In vitroレポーター遺伝子アッセイ系を用いて臭化ジフェニルエーテル(PBDEs)のバイカルアザラシペルオキシソーム増殖因子活性化受容体αの転写活性化能を調べた。一部のPBDEsの転写活性化能は、有機フッ素系化合物より高いことがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の実績の概要は以下の通りである。1)ビスフェノール類(BPs)の分析法を確立し、一部のBPsは衣類中に高濃度に含まれ、洗濯排水が主要な環境汚染源になっている可能性を示した。また、GCxGC-HRTOFMSを用いた多環芳香族炭化水素の同定法を確立し、アルキル化ベンゾ[a]アントラセン・クリセンの一部異性体が環境中で難分解であることを明らかにした。さらに、動物組織を対象とした12種のリン酸エステル系難燃剤の新規分析法開発を試み、10種の高精度分析に成功した。2)鳥類3種のダイオキシン受容体AHRのin silicoホモロジーモデルを構築し、AHR1とダイオキシン類との結合には、ニワトリAHR1の324Ileと380Serに相当するアミノ酸残基の分子動力学シミュレーションによって説明できることを明らかにした。また、バイカルアザラシのシトクロムP450(CYP)のin vitro発現系およびin silicoホモロジーモデルを構築し、CYP1A2は進化の過程でヘム近傍のスレオニンがプロリンに変異したため代謝能が失われたことを示した。3)バイカルアザラシを対象に、PCBsとその水酸化代謝物(OH-PCBs)の蓄積濃度とトランスクリプトームの関係を解析した。その結果、PCBs・OH-PCBs曝露によって活性化されたAHRを介して慢性肝炎が誘導され、脱ヨウ素化酵素によるT4からT3への代謝経路が撹乱されている可能性が示された。また北太平洋産ミンククジラを対象にしたトランスクリプトーム解析でも、ダイオキシン様PCBsの曝露によってビタミンD受容体シグナル伝達系の抑制や内因性AHRリガンドであるキヌレニンの合成促進が示唆された。4)プレグネノロン曝露したゼブラフィッシュ胚を用いて、核内受容体PXR発現依存的に100を超える遺伝子の発現量が増加することがわかった。さらに、ダイオキシンに対して感受性の異なるマウス2系統を用いて感受性規定因子を探索し、hnRNP-A2/B1を同定することに成功した。実績の概要は以下の通りである。1)多環芳香族炭化水素類の発生源を探るため、重油燃焼実験をおこない、Benzo[c]phenanthreneなどのメチル化体が燃焼過程で生成されることがわかった。またナイロン製品等に含まれるビスフェノールSのヒト暴露経路として、衣類が主要な汚染源であることを突き止めた。多くの日本産野生鳥類がハロゲン系難燃剤Dechlorane plusで汚染されていることも明らかにした。2)バイカルアザラシ肝ミクロソームを用いて各PCB成分の代謝率を解析し、本種は代謝力が弱いことを証明した。さらに、各シトクロムP450(CYP)分子種とPCBとの結合状態をin silico解析し、主なPCB成分の代謝はCYP2A・2Bのヘム鉄とPCBビフェニル環炭素原子間の距離に依存することを示した。3)ゼブラフィッシュ胚にビスフェノール類(BPs)を曝露したところ、BPA・BPF・BPAFは顕著にCYP19A1b mRNAを発現誘導した。また、OH基の置換位置が異なる3種類のBPFについて曝露試験したところ、パラ位置換型はCYP19A1bの発現量を濃度依存的に増加させたことから、この影響はエストロゲン受容体との結合能に起因すると考えられた。

さらに、ニワトリ卵・妊娠ラットにBPAを投与して雛・仔ラットの各臓器を採取し、トランスクリプトーム解析の準備をした。4)PCBsを投与したイヌの脳組織のOH-PCBs濃度とメタボロームを測定し、OH-PCBsの影響について解析した。その結果、4OH-CB107・4OH-CB202濃度は、主にミトコンドリア内で生成されるメタボロームに対して負の関係を示したことから、OH-PCBsが脳細胞内で脱共役剤として働き、ミトコンドリア内のATP生合成を低下させたと推察した。さらにベトナムのヒ素汚染地域住民を対象に、尿中ヒ素化合物とメタボロームを解析した結果、2-ketohaxanoic acid・anthranilateがそれぞれ無機ヒ素の酸化・還元に関与することが示唆された。理由は以下のように要約され、得られた結果は二年目の研究成果としては十分で、研究は計画通り順調に進んでいると判断した。1)ビスフェノール類(BPs)や多環芳香族炭化水素(PAHs)・リン酸エステル系難燃剤を含め多様な化学物質のエクスポゾーム解析を進めている。一部の化学物質については・発生源・曝露源の推定にも取り組んだ。2)バイカルアザラシ肝ミクロソームを用いて各PCB成分の代謝率を解析し、アザラシのPCB代謝力が弱いことを示した。さらに、各シトクロムP450(CYP)分子種とPCBとの結合状態をin silico解析し、弱いPCB代謝力の原因となるCYP分子種の推定にも成功した。3)多様なエストロゲン受容体活性化能を示すBPsをゼブラフィッシュ胚に暴露して、そのトランスクリプトーム解析をおこない、BPs曝露濃度およびBPsの化学構造と遺伝子発現プロファイルとの関係についても一定の成果が得られつつある。4)アザラシおよびヒトを対象に、化学物質曝露量とメタボロームプロファイルの関係を解析し、曝露もしくは影響のバイオマーカーを見つけることに成功した。実績の概要は以下の通りである。1)淡水魚について47種の医薬品類を分析し、トリクロサンの血中濃度が高値であることを明らかにした。また日本産野生鳥類からデカブロモジフェニルエタン・ビストリブロモフェノキシエタン・デクロランプラスを定量することに成功した。2)ゼブラフィッシュ胚を用いて9種のビスフェノール類についてin vivo曝露試験をおこない、エストロゲン受容体標的遺伝子であるシトクロムP450 19A1bのmRNA発現に対する影響を評価した。その結果、フェニル環のpara位にOH基が置換した物質が高い誘導能を示した。3)PCBsをin vivo曝露したイヌの肝臓を対象に、トランスクリプトームとメタボロームを解析し、曝露の影響と作用機序の解明を試みた。その結果、PCBs曝露群では、アセチルCoAから脂肪酸合成過程で働く不飽和化酵素の発現量が減少し、伸長酵素の発現量が増加していたことから、長鎖飽和脂肪酸合成が亢進されることによる非アルコール性脂肪性肝疾患様症状の誘導が示唆された。4)マダイAHR2遺伝子の5'上流域をクローン化して機能解析した結果、本領域にはAHR応答配列が含まれ、その配列はマダイAHR1およびAHR2タンパク質によって活性化されることがわかった。このAHR1・AHR2によるAHR2遺伝子の自己誘導機構がAHRシグナルを増幅し、マダイのダイオキシン感受性を高めていると予測した。
抑制性免疫補助受容体PD-1の新規制御メカニズムの解明

抑制性の免疫補助受容体であるPD-1とCTLA-4を標的としたがん免疫療法が多様な種類のがんに対して劇的な治療効果を示したことから、免疫補助受容体が大きな関心を集めている。PD-1は自己免疫やがん免疫を効率的に抑制するが、通常の感染免疫を無力化することは無い。本研究では、独自に作製した遺伝子改変マウスを用いた免疫学的解析により、PD-1が有益な免疫応答を無力化しないメカニズムの解明を試みる。本研究は、抑制性免疫補助受容体PD-1制御機構としてCD80に着目し、その分子を介したPD-1機能制御機構を明らかにするとともに、自己免疫や癌免疫、感染免疫などにおよぼす影響を調べることで、免疫チェックポイント分子としてのPD-1の制御機能の解明を目指している。PD-1による有益な免疫応答の誘導と有害な免疫応答の回避という至適な免疫応答調整メカニズムとして、CD80分子とPD-L1分子との結合がPD-1による免疫系の制御に関与することを見出している。また、これまで研究代表者が独自に開発したcis-PD-L1/CD80結合能欠損マウスを用いて解析することにより、今後、PD-1の新たな機能解明が期待される。
微小電場における表面活性化現象と超精密加工面創成過程の研究

(1)微小電場における表面活性化現象と極微小切りくず生成機構の解明微粉砥粒を用いた超精密研削加工においても,砥石作用面上の砥粒の通過軌跡つまり砥粒の切込み深さはゼロから次第に増加し,ある点で最大値をとったのち,再びゼロへ減少する機構は変化していない。しかも,微小電場内の金属材料の表層部は活性化され,電場における活性化層深さは,負荷電圧すなわち電場深さによって変化するため,最大砥粒切込み深さを活性化層深さ内外で変化させた単粒研削を行い,砥粒切れ刃の上すべり現象,切りくず生成開始条件,単粒研削溝の形状,切りくず形態,切削抵抗の変化を解析することによって微処電場中での切りくず生成機構を解明することができる。また,負荷電圧を微小化することによって,微小電場を発生させて発生化深さを極めて薄くし,最大砥粒切込み深さが極めて小さい場合の切りくず生成機構をも解明した。(2)微小電場の表面活性現象下における超精密研削加工面創成機構の実験的・理論的研究超精密研削加工における創成加工面は,砥石作用面に存在する砥粒一つひとつが生成する表面創成溝曲線の集合体として生成されるが,砥石作用面上での砥粒は3次元的に分布し,しかも砥粒支持剛性がそれぞれ変化しているので個々の最大切込み深さは一定ではない。この要因ならびに微小電場による表面活性化層深さは,電場強さに対応した一定値に固定されることのために,各々の砥粒が生成する表面創成曲線は複雑に変化しているものとわかった。また,研削加工においては,設定砥石台切込み量と実砥石切込み量とは,砥石摩耗及び研削抵抗による弾性変位が存在するために一致せず,実砥石切込み量と寸法生成量lとは,接触剛性に起因する切残し量が存在するために異なる。砥石作用面のトポグラフィ及び表面活性化層深さと最大砥粒切込み深さによって決定される砥粒の表面創成曲線を組み合わせることにより微小電場における研削加工面創成機構の実験的・理論的解明を行った。
数論的光点特異点の研究

自己共役錐体のゼータ関数に関して、その収束、留数、関数等式等の研究をジョルダン環、概均質空間論等を使って行い、今まで除外されていたdが奇数の場合についても精しい結果を得た。また新しいL-関数を導入し、その留数、特殊値等の間の関係を檢べた。これらは対応する数論的多様体(志村多様体ともいう)の光点特異点の幾何学的不変量と深い関係があることが知られている。これと関連して対称領域の有理構造に関する研究も行い、その代数的な分解定理、有理点の快定等の結果を得た。
経路選択シミュレーション実験に基づく動的交通情報提供の定量的評価に関する研究

本研究は,動的交通情報に関する定量的評価システムの構築を目的としていた.特に,利用経路に関する出発地選択モデルと経路変更モデルをシミュレーションに組み込み,個々人の提供情報に対する反応を明示的に考慮可能な評価システムの構築を目指している.本年度は以下の手順に従い,ドライバーの経路選択行動モデル構築ならびにシミュレーションによる情報提供の影響評価を行った.1)平成9年度に収集した屋内実験データを利用して,出発時経路選択モデルと走行途中の利用経路変更モデルを構築した.主として非集計行動モデルの考え方に基づくモデルであり,経路選択機構における各説明要因(例えば,経路選択時の提供情報への依存の程度等)のウェイトを明らかにできるものとして構築した.ドライバーのネットワークに関する知識量によりセグメント分けを行い,各々について経路選択モデルの推定を行った.その結果,ネットワークに関する知識が相対的に乏しい被験者に,渋滞情報の様な情報メッセージの詳細度の点で劣る情報を提供すると,被験者が情報に対して過剰反応する等の知見を得ている.2)既に開発済みの情報提供の影響評価のための動的交通シミュレーションシステムに,上記1)で得られた経路選択モデルを組み込み,ネットワークフローの点から情報提供の影響の定量的評価を試みた.ネットワーク上を走行しているドライバーの知識量の分布状況を把握することは難しいので,ここではネットワークに対する知識量を体系的に想定して,シナリオ型のシミュレーションを実施した.提供情報の種類・メッセージの詳細度を体系的に変化させてシミュレーションを実施し,その計算結果を踏まえて,高度交通情報システムが有する正負とものポテンシャルを明らかした.本研究では,経路選択シミュレータを用いた動的交通情報提供の定量的評価システムの構築を目指している.平成9年度は,経路選択シミュレータの構築,ならびに,それを用いたドライバーの行動把握のための屋内実験を実施した.最初に,携帯型パーソナルコンピューターを利用した経路選択シミュレータを構築した.この経路選択シミュレータは,被験者に仮想道路ネットワーク上での運転を疑似体験させ,そこでの逐次的な経路選択をデータとして収集するものである。すなわち,被験者はモニターに表示される運転席から見た前方の交通状態,スピードメーター等の数値,所要時間等に基づき,自身の選択の結果として現在遭遇している交通状態を擬似的に体感できるものとする.また,提供情報の種類,表示形態および情報の精度については,実験者側でコントロール可能なものとしてシミュレータを構築した.次にこの経路選択シミュレータを用いて,提供情報とドライバー行動の関係を把握するための経路選択実験を実施した.この実験では,被験者の出発時の経路選択と走行途中での逐次的な利用経路の再考・変更に関するデータを収集した.特に、ネットワークに対するドライバーの知識量の差異が,情報提供下の経路選択行動に及ぼす影響について検討した.また,情報システムから提供されるメッセージのレベルと被験者の知識量との相互作用についても検討するため,実験内で提供される情報メッセージの詳細度を体系的に変化させた.現在までのところ,この経路選択実験を通して,走行経験の豊富さと提供情報の影響力との関係の一端が明らかにされている.例えば,渋滞情報と旅行時間情報を比較した場合,意思決定の判断材料としてより直接的な後者の方が,ドライバーの走行経験の差異による影響を受けにくい等の知見を得ている.本研究は,動的交通情報に関する定量的評価システムの構築を目的としていた.特に,利用経路に関する出発地選択モデルと経路変更モデルをシミュレーションに組み込み,個々人の提供情報に対する反応を明示的に考慮可能な評価システムの構築を目指している.本年度は以下の手順に従い,ドライバーの経路選択行動モデル構築ならびにシミュレーションによる情報提供の影響評価を行った.1)平成9年度に収集した屋内実験データを利用して,出発時経路選択モデルと走行途中の利用経路変更モデルを構築した.主として非集計行動モデルの考え方に基づくモデルであり,経路選択機構における各説明要因(例えば,経路選択時の提供情報への依存の程度等)のウェイトを明らかにできるものとして構築した.ドライバーのネットワークに関する知識量によりセグメント分けを行い,各々について経路選択モデルの推定を行った.その結果,ネットワークに関する知識が相対的に乏しい被験者に,渋滞情報の様な情報メッセージの詳細度の点で劣る情報を提供すると,被験者が情報に対して過剰反応する等の知見を得ている.2)既に開発済みの情報提供の影響評価のための動的交通シミュレーションシステムに,上記1)で得られた経路選択モデルを組み込み,ネットワークフローの点から情報提供の影響の定量的評価を試みた.ネットワーク上を走行しているドライバーの知識量の分布状況を把握することは難しいので,ここではネットワークに対する知識量を体系的に想定して,シナリオ型のシミュレーションを実施した.提供情報の種類・メッセージの詳細度を体系的に変化させてシミュレーションを実施し,その計算結果を踏まえて,高度交通情報システムが有する正負とものポテンシャルを明らかした.
ｅラーニング・コミュニティの活性化に向けた初期段階の発話を促す仕組みの実験的検討

eラーニングは学習が継続されにくいことが古くからの課題である。この問題に対し,澤山・寺澤(2014)では,eラーニングにツイート機能等を付与し,eラーニングコミュニティが形成されることで学習が継続されやすくなることを示している。ただし追試の結果,ツイート機能を用いた発話量が少ない場合には,学習継続効果が低下することも示唆されている。すなわち,eラーニングコミュニティが学習継続効果をもつためには,当該コミュニティがある程度活性化している必要があると考えられる。本研究ではeラーニングコミュニティの活性化を目的とし,とくにコミュニティの形成初期段階の発話を促す仕組みに焦点を当て,その効果を検討する。
樹木根の高温ストレス応答機構の解明

高温が根の通水機能に与える影響を高温耐性種のAcacia mangiumと高温感受性種のA. melanoxylonで比較するため、根の通水コンダクタンスを測定する際の温度を変えることによって通水コンダクタンスの温度依存性を調べた。A.mangiumでは、アクアポリン依存の通水コンダクタンスが35°Cで25°Cに比べて約2倍近くに増大することを明らかにした。高温処理によってこの温度依存性が強まり、その結果、高温処理をしたA.mangiumの35°Cでの根の通水コンダクタンスは高温処理前の25°Cでの根の通水コンダクタンスに比べて大きかった。一方、A.melanoxylonでは通水コンダクタンスの温度依存性がほとんど認められず、高温処理をしたA.melanoxylonの35°Cでの根の通水コンダクタンスは高温処理前の25°Cでの通水コンダクタンスに比べて小さかった。A.mangiumの通水コンダクタンスの温度依存性は水の粘性の温度依存性だけでは説明できないものであり、高温によってアクアポリンの活性が増大することを示唆した。A.mangiumでは根が高温にさらされるとアクアポリンの活性が誘導され、根の通水機能が維持されるために地上部に十分な水分が供給され、成長を維持することができたのだと考えられる。一方、A.melanoxylonでは根が高温にさらされるとアクアポリンの活性が阻害されて根の通水機能が阻害されるために地上部への吸水が不足し、気孔閉鎖を通じて光合成が抑制され、成長が阻害されたと考えられる。葉の光合成機能の高温耐性だけでなく、根の吸水機能の高温耐性も高温環境下での個体の生育にとって重要であることが明らかにした。マメ科のAcacia mangiumとフタバガキ科樹木のShorea roxburghiiとHopea odorataを供試材料として、地下部の温度を変えた時の通水抵抗の変化や電解質溶出量を測定した。まず、3種の供試苗をまとめ植えした素焼き鉢の周りに巻き付けたホースの中を流す水の温度を変えることで地温を3545°Cの範囲で制御して栽培し、40°C以上で蒸散速度の低下や葉の萎れが生じることを明らかにした。3種の中ではH.odorataが最も高温ストレスの影響を受けやすいごとを示唆した。次いで、30°Cに設定した恒温水槽で栽培した水耕苗を供試し、3450°Cまで4°Cおきの温度に設定した恒温水槽で供試苗の根を30分間高温処理した後、細根の電解質溶出速度を測定した結果、38°C以上では温度が高いほど電解質溶出量が高まることを明らかにした。高温処理を継続した時の順化は明確でなかった。3042°Cまで4°Cおきの温度で6日間水耕栽培し、毎日、日中に蒸散速度を測定し、根の通水性の変化を調べたところ、38°Cで低下が認められ、42°Cでは葉が萎凋し、通水抵抗が著しく増大することが明らかになった。通水抵抗から評価した根の通水性が低下する温度は、電解質溶出から評価した膜機能が著しく低下する温度とほぼ一致することを明らかにした。高温ストレスによる通水性阻害機構をA.mangiumを材料として調べた。38°Cで24時間水耕栽培し、その前後で、塩化水銀でアクアポリンの機能を阻害した場合としない場合の通水抵抗を比較し、高温による通水性低下がアクアポリンの機能阻害によることを明らかにした。
糖代謝異常妊婦に最適な糖質摂取量の決定と糖質管理のための栄養指導方法の確立

今年度は症例数をあまり増やせなかったため、前年度までに収集した糖代謝異常妊婦の栄養摂取状況調査において未着手のあった食事写真のデータ解析を行い、血糖コントロールや児のアウトカムとの関連を明らかにすることを目的に解析を行った。食事写真は平日2日、休日1日の計3日間の提出を依頼し、管理栄養士2名が分析を行った。これらの情報と診療録より得た血糖指標、血中脂質および母児アウトカムとの関連について検討を行った。対象者の摂取エネルギー量に対する脂質エネルギー比は平均33.2%と日本人の食事摂取基準(2015年版)における目標量の上限値30%を上回った一方で、炭水化物エネルギー比は平均49.1%と同基準の下限値50%をやや下回り、炭水化物摂取量が相対的に少ない傾向が示唆された。さらにHbA1cとグリコアルブミンの基準値で2群分けを行い、栄養摂取状況を比較検討した。両群において炭水化物エネルギー比に有意な差は認められなかったが、食物繊維摂取量はHbA1c、グリコアルブミンともに高値群において少ない傾向が認められた。国民健康栄養調査結果より妊孕世代女性の食物繊維摂取量は約12gであるが、12g以上の群は平均⊿食後血糖(mg/dl)が有意に低く、血糖上昇が抑制されていた。この結果は先のHbA1c、グリコアルブミンの結果と符合ふるものと考えられる。また、母体の分娩時体重増加が過多であった群は、食物繊維摂取量が有意に少なく、児の出生体重SD値が1.5以上の群も同様に少ない傾向が見られた。炭水化物は血糖上昇をきたす糖質と血糖上昇を抑制する食物繊維から成るが、前者の血糖上昇効果を敬遠して摂取量を制限するケースが見られる。しかし、本研究の結果では炭水化物の中でも食物繊維は血糖上昇抑制、分娩時体重を適正に保つ効果が示唆され、糖代謝異常妊娠においては積極的に摂取することが推奨される。症例数が増えず、既存データの解析にとどまったため。提携病院を増やし、糖代謝異常妊婦とともに対照群の健常妊婦のデータ収集に注力する。良好な血糖コントロールを行うには血糖値にもっとも大きく影響する糖質の摂取量を把握、管理することが重要であるが、食品および料理中の糖質量を見積もることは難しいとされている。妊娠中は厳格な血糖管理、糖質管理が必要となるが、糖代謝異常妊婦の糖質の見積もり能力を評価した研究はない。そこで本研究では糖代謝異常妊婦および妊娠前管理女性を対象に糖質量の見積もり能力を調査し、糖質量の見積もりに影響する因子を明らかにすることを目的とした。研究参加に同意の得られた対象者に30種あるいは15種類の食品および料理の糖質量とエネルギー量の回答を依頼した。回答された糖質量とエネルギー量は真値との差を算出し、真値との差が±10%以内であったものを正解として正答率を算出した。さらに、糖質量の正答率に基づき見積もり良好群と不良群に群分けし、それぞれの対象者の身体計測値、血糖指標、カーボカウント実施の有無を比較した。対象は糖代謝異常妊婦21名、妊娠前管理女性9名の計30名であった。全対象者の糖質量の正答率は23.5 ±17.6%、エネルギー量は15.6 ±12.8%であり、食品や料理の種類に関わらず、エネルギー量が高くなるほど糖質量を多く見積もる傾向がみられた。炭水化物、たんぱく質を含む食品は糖質が過度に見積もられ、たんぱく質食品は調理の付加によりさらに過大に見積もられた。糖質量の過大見積もりは、摂取する糖質量に応じてインスリンを調整する場合にはインスリンの単位数が多くなり低血糖をきたす可能性がある。糖質を多く含む間食、過大見積もりが顕著であったたんぱく質、またその調理による付加(揚げ衣、砂糖やみりんなどの調味料)について、糖質量を正しく把握できるよう栄養指導することが必要であることを見出した。糖質量の見積もりに関する検討は完遂でき、論文にまとめることができた(現在投稿中)。糖代謝異常妊婦の糖質摂取量の調査と身体活動量の調査は倫理審査を受けている最中であり、研究実施許可が得られ次第、進めていきたい。今年度は糖代謝異常妊婦のべ15名の栄養摂取状況と身体活動状況を調査した。栄養摂取状況はBDHQ(簡易型自記式食事歴法質問票)を用いて、妊娠中期と後期の2回にわたり回答を依頼し、回答を専用ソフトに入力することでエネルギーおよび栄養摂取状況を把握した。同時に食事写真の撮影も依頼し、平日2日、休日1日の計3日間の食事記録をとってもらい、写真から栄養摂取状況を推測した。さらに、身体活動状況については3軸加速度センサーを内蔵した活動量計を妊娠中期および後期の期間中に2週間装着してもらい、エネルギー消費量、歩数、3メッツ以上の活動時間、1週間の総活動量および身体活動レベルを評価した。これらの情報と診療録より得た血糖指標との関連について検討を行った。血糖値にもっとも影響する炭水化物について、グリコアルブミン(GA)15.8%未満群と15.8%以上群でエネルギー比を比較したが、有意な差は認められなかった。たんぱく質エネルギー比、脂質エネルギー比、体重あたりのエネルギー摂取量についても同様の比較を行ったが、有意な差は認められなかった。しかし、脂質エネルギー比についてはGA15.8%以上群の方が高い傾向にあった。次に、身体活動状況を基点に低値群と高値群に分け、血糖指標を比較したところ、高値群においてGAが有意に低かった。このことから、身体活動により良好な血糖コントロールが得られることが示唆された。

一部のデータで有意な結果が得られたものの、例数が少ないため明確な結論に至るこことができなかった。今後は例数を増やすとともに、食事と身体活動を組み合わせた総合的な解析を行うことが課題である.糖代謝異常妊婦の糖質摂取量と身体活動状況の調査にかかる研究倫理審査の許可がおりたのが7月であり、年度初めにスタートすることができなかった。また、研究に参加してくれる妊婦の数が少ない状況にあり、今年度は30名エントリーの予定が15人にとどまった。今年度は症例数を増やし、糖代謝異常妊婦のべ38名の栄養摂取状況と身体活動状況を調査した。栄養摂取状況は妊娠中期および後期にBDHQへの回答、食事写真の提出を依頼し、それらを分析することで把握した。身体活動状況については3軸加速度センサー搭載の活動量計を妊娠中期および後期にそれぞれ2週間装着を依頼し、エネルギー消費量、歩数、3メッツ以上の活動時間、1週間の総活動量、座位時間および座位時間割合を評価した。これらの情報と診療録より得た血糖指標、血中脂質および母児アウトカムとの関連について検討を行った。炭水化物摂取量および摂取割合はHbA1c、グリコアルブミンと相関しなかったが、食後血糖値とは正に相関した。また、総コレステロール値およびLDL-コレステロール値とは負に相関した。このことから、炭水化物を減らすことで食後血糖値は下がるものの、相対的に増える脂質摂取により血中脂質が増えることが示唆された。しかし、児体格との相関は認められなかった。炭水化物の中でも食物繊維は摂取量を増やすことで食前・食後血糖値が下がり、分娩時体重増加量と児の出生体重も適正範囲内で小さくなることが認められた。身体活動との関連については、3メッツ以上の身体活動が23メッツ・時/週以上の場合、血糖コントロールが良好であることが示唆された。また、座位時間が長くなると血糖コントロールが不良で、かつ分娩時体重増加量が増え児の出生体重SD値が高くなる傾向が認められた。したがって、適切な身体活動を行い、座位時間を短くすることで良好な血糖コントロールと母児アウトカムが得られることが推察される。糖代謝異常妊婦のエントリーは増えたが、対照群の健常妊婦が少ない状状況にある。今年度は症例数をあまり増やせなかったため、前年度までに収集した糖代謝異常妊婦の栄養摂取状況調査において未着手のあった食事写真のデータ解析を行い、血糖コントロールや児のアウトカムとの関連を明らかにすることを目的に解析を行った。食事写真は平日2日、休日1日の計3日間の提出を依頼し、管理栄養士2名が分析を行った。対象者の摂取エネルギー量に対する脂質エネルギー比は平均33.2%と日本人の食事摂取基準(2015年版)における目標量の上限値30%を上回った一方で、炭水化物エネルギー比は平均49.1%と同基準の下限値50%をやや下回り、炭水化物摂取量が相対的に少ない傾向が示唆された。さらにHbA1cとグリコアルブミンの基準値で2群分けを行い、栄養摂取状況を比較検討した。両群において炭水化物エネルギー比に有意な差は認められなかったが、食物繊維摂取量はHbA1c、グリコアルブミンともに高値群において少ない傾向が認められた。
室内環境質改善のための脳内酸素代謝を用いた知的生産性評価

本研究の目的は、脳内酸素代謝を用いた知的生産性評価手法の精度を向上し、室内環境質が知的生産性に与える影響のメカニズムを解明することである。客観的評価を用いて、室内環境質が知的生産性に与える影響について定量評価することにより、室内環境質の具体的な改善策に関する知見を得ることを目的としている。前年度までの研究成果の追加解析を行い、成果発表を行うとともに、室内環境質との関係を調べる為に課題として挙がった、脳内酸素代謝の継時的変動、測定対象位置(左右差)、呼吸影響を明らかにするために、健康な成人男性8名、女性8名を被験者とし、作用温度24°C、相対湿度50%、静穏気流に調整した、オフィスの室内環境を模擬した人工気候室における被験者実験を行った。熱的中立状態となるように、被験者は適宜着衣調整を行った。作業成績による評価とともに、作業時の心理量、生理量を同時に測定し、疲労、精神的努力、満足度などの観点に着目し、総合的に評価を行った。脳内酸素代謝測定には、近赤外線酸素モニタを用いた。近赤外線酸素モニタは、近赤外分光法を利用した、生体内酸素代謝測定システムである。測定プローブは、半導体レーザーを光源とした近赤外線照射プローブおよび光検出プローブからなる。生体組織を通った吸収変化を測定し、Modified Beer-Lambert則に基づき、ヘモグロビンの酸素濃度変化(単位:μmol/l)を求めた。難易度を変えた精神作業時(n-back作業)では、0-back作業、1-back作業、2-back作業と難易度が高いほど、作業時の左額側の総ヘモグロビン濃度が高くなった。右額側では、2-back作業が、他の作業よりも総ヘモグロビン濃度が増加したが、左額側に比べると増加量は小さかった。呼吸パターンを4秒ごとに吸気と吐気を繰り返すよう統制した場合に、総ヘモグロビン濃度は、不快な臭いが存在すると想像した条件では、快適な空気環境を想像した条件に比べて、左右ともに総ヘモグロビン濃度が高くなった。脳内酸素代謝測定には、近赤外分光法による生体内酸素代謝測定システムを用いた。前額にて測定した総ヘモグロビン濃度変化量を精神的努力等の指標とした。平成20年度は、作業の種類や室内環境要素等に対する脳内酸素代謝の反応特性に関する基礎的データを収集し、精神的努力の程度との関連を調べ、評価精度を向上することを目的とした。3種類の異なる作業内容を課した被験者実験結果から、総ヘモグロビン濃度変化量は相対値である為、評価精度の向上には相対値を算出する際の基準値の測定方法に関する検討が必要であることがわかった。そこで、濃度変化が安定する、安静種類と課す時間を選定する事を目的として被験者実験を行い、総ヘモグロビン濃度変化量が安定する補正基準として、閉眼安静が適しており、課す時間は2分間が妥当であることを示した。次に、熱的中立より高温の温熱環境を対象とした被験者実験を行った。温熱環境を作用温度25.5°C、28.5°C、31.5°Cに制御し、3桁の乗算作業を二段階の作業負荷(通常速度と最高速度)で課し、精神的努力の程度と総ヘモグロビン濃度変化量の関係を調べた。その結果、28.5°C、31.5°C条件で、最高速度時の総ヘモグロビン濃度変化量が通常速度時よりも高かった。また、通常速度時と最高速度時の差を用いた場合、主観申告による精神的努力の程度と総ヘモグロビン濃度変化量の間に正の相関が認められた。その他、道路交通騒音環境等の被験者実験結果について、疲労や精神的努力の観点から再解析を行った。総ヘモグロビン濃度変化量と疲労の訴え率との関係を示し、騒音の有無および作業の種類(計算および記憶)により脳内酸素代謝状態が異なることを示した。脳内酸素代謝を用いた知的生産性評価手法の精度の向上および室内温熱環境が知的生産性に与える影響のメカニズムに関する知見をまとめ、成果発表を行った。これらの手法を用い、室内環境質の具体的な改善策に関する知見を得ることを目的とし被験者実験を行った。タスクファンを用いた執務者周りの室内温熱環境の改善が、脳内酸素代謝に与える影響を検討する為に、被験者実験を行った。作用温度28°Cの環境下で、着衣量を0.7cloとし、上半身へのタスク気流の有無に関する、精神作業時の脳内酸素代謝測定を行った。総ヘモグロビン濃度変化量は、左右の額にて測定した。精神作業として3桁の乗算作業を課した。タスクファン有りの条件は、タスクファン無しの条件よりも温熱満足度が高く、作業中の総ヘモグロビン濃度が有意に低かった。

なお、被験者実験において、実験条件の設定は、通常のオフィス環境を想定し日常的にあるような環境設定とし、被験者の健康・安全性を最優先とし確保しながら行った。また、デンマーク工科大学にて、脳内酸素代謝と呼吸深度および室内空気質との関連について被験者実験データの解析を行い、議論を行った。本研究の目的は、脳内酸素代謝を用いた知的生産性評価手法の精度を向上し、室内環境質が知的生産性に与える影響のメカニズムを解明することである。客観的評価を用いて、室内環境質が知的生産性に与える影響について定量評価することにより、室内環境質の具体的な改善策に関する知見を得ることを目的としている。前年度までの研究成果の追加解析を行い、成果発表を行うとともに、室内環境質との関係を調べる為に課題として挙がった、脳内酸素代謝の継時的変動、測定対象位置(左右差)、呼吸影響を明らかにするために、健康な成人男性8名、女性8名を被験者とし、作用温度24°C、相対湿度50%、静穏気流に調整した、オフィスの室内環境を模擬した人工気候室における被験者実験を行った。熱的中立状態となるように、被験者は適宜着衣調整を行った。作業成績による評価とともに、作業時の心理量、生理量を同時に測定し、疲労、精神的努力、満足度などの観点に着目し、総合的に評価を行った。脳内酸素代謝測定には、近赤外線酸素モニタを用いた。近赤外線酸素モニタは、近赤外分光法を利用した、生体内酸素代謝測定システムである。測定プローブは、半導体レーザーを光源とした近赤外線照射プローブおよび光検出プローブからなる。生体組織を通った吸収変化を測定し、Modified Beer-Lambert則に基づき、ヘモグロビンの酸素濃度変化(単位:μmol/l)を求めた。難易度を変えた精神作業時(n-back作業)では、0-back作業、1-back作業、2-back作業と難易度が高いほど、作業時の左額側の総ヘモグロビン濃度が高くなった。右額側では、2-back作業が、他の作業よりも総ヘモグロビン濃度が増加したが、左額側に比べると増加量は小さかった。呼吸パターンを4秒ごとに吸気と吐気を繰り返すよう統制した場合に、総ヘモグロビン濃度は、不快な臭いが存在すると想像した条件では、快適な空気環境を想像した条件に比べて、左右ともに総ヘモグロビン濃度が高くなった。
高齢者の失禁ケアに関わる生理的加齢変化についての検討

これまで経験的に高齢者に頻尿が多いことが知られていたが、実験動物を用いた本研究により、加齢とともに膀胱の収縮機能が一様に衰え頻尿傾向になるという仮説の実証には至らなかった.実験動物においても飼育環境やその環境変化によるストレスが飲水行動等に深く影響し、排尿頻度もその影響を受けていると考えられた.つまり、加齢とともに必ず頻尿傾向になるわけではなく、ストレスと飲水行動が頻尿に関わる可能性を明らかにしていくことが、多くの高齢者が持つ排尿に関わる悩みを解決するための診断指標や新たな治療、看護援助につながる可能性があると考えている。多くの高齢者を悩ませ看護介入の頻度も高い排尿機能の加齢変化に着目し,それにかかわる様々な修飾因子を排除するために,実験動物を用いて排尿機能の加齢変化の有無を明らかにし,根拠に基づいたより良いケア技術の確立,および効果的な治療方法の開発のための基礎的データを得ることを目的として以下の研究を行っている.自然老化モデル動物であるFischer344ラット雄性young(3ヶ月齢、以下Y),young-adult(56ヶ月齢、以下y-A)をそれぞれ1匹づつ代謝ケージに飼育し,1日総排尿量と1回尿量および排尿回数を測定し,ラットの活動時間にあたる暗期と休息時間にあたる明期で排尿間隔を比較した.その後これらの動物は解剖し膀胱の状態を観察した.その結果,排尿間隔はいずれの月齢においても活動時間に当たる暗期よりも休息時間に当たる明期の方が長い傾向にあったが,排尿回数と1回排尿量を比較するとYとy-Aでは排尿パターンが異なる可能性が示唆された.今後はAged(26ヶ月齢以上)ラットでも同様の実験を行い,加齢変化を明らかにしていく.ただし解剖の結果,今回使用したFischer344ラットでは膀胱内に結石様物を認めた動物が多く,今後例数を重ね結石による影響と加齢変化を区別して解析していく予定である.また加齢による過活動膀胱などの原因としてムスカリン受容体以外が多く関連しているとの報告もあり,アトロピン抵抗性収縮の機序を明らかにするため摘出膀胱による収縮機能実験も行っている.しかし,上述の通り,結石様物を保有している動物が多く,結石による影響を区別して解析していく予定としている.最終年度では,老齢ラットについて実験を行った。老齢ラットの排尿リズムを代謝ケージにて測定した結果、測定前の飼育環境の違いによって老齢動物では特に個体差が大きかった.これまで測定した若齢,成熟齢との比較では,1日飲水量は若齢に比べ成熟齢と老齢で少なく,特に飼育前に複数飼育していた動物では顕著に飲水量が少なく体重比では有意差を認めた.1回尿量の平均は若齢に比べ成熟齢と老齢で有意に増加,1日総排尿量の平均は加齢とともに増加傾向にあったが,体重比ではいずれも各群間で有意差を認めなかった.排尿回数は若齢に比べ成熟齢と老齢では少ない傾向にあったが,有意差は認めなかった.一方,摘出膀胱平滑筋短冊標本における収縮機能実験の結果,これまで行った若齢や成熟齢と比べても、老齢で収縮力の低下や過活動膀胱を示すような反応は確認できなかった。以上の結果から,加齢により排尿量は有意に増加するが体重比で比較すると有意差を認めず,体重差によるものと考えられた.そして,排尿頻度は加齢によって頻尿ではなく,むしろ減少傾向となる可能性が示された.また,老齢では飼育環境によって排尿機能に関わる飲水量が大きく影響をうけており,単純な比較が難しい事が明らかとなった。つまり,老齢では飼育環境による個体差が大きいものの、加齢に伴い頻尿を呈する確率は低く,膀胱平滑筋自体の収縮力の低下や,過活動膀胱を示す所見も認めなかったため,加齢によって過活動膀胱傾向になる可能性は低いことが示唆された。高齢者の多くを悩ませている排尿機能の加齢変化に着目し,効果的な失禁ケアを行う上で加齢による排尿パターンの変化やその原因を探る事が重要だと考えた.そこで,まず排尿機能に関わる様々な修飾因子を排除し,加齢による影響のみをみるために実験動物を用いて排尿パターンの変化の有無,加齢に伴う失禁原因の一つとして重要な過活動膀胱の機序を明らかにする事を目的として実験研究を行う予定としていた.しかし,本年度は産前産後休暇取得に伴い平成23年9月より研究を中断したため,関連資料の収集と一部の実験用物品の購入,実験施設との調整を行うに留めた.今後は研究期間延長申請を行い,平成24年8月頃に研究を再開し,順次実験を進める予定である。

当初youngとagedラットを使用する計画としyoungの実験はほぼ予定通り行えたが,agedはその月齢に達するまで長期間の飼育が必要のため,現段階ではagedの実験は行えていない.しかし,その代替えとしてyoung-adult(5-6ヶ月齢)についても研究中であり,agedについても2013年6月以降に順次実験可能となる.また,収縮機能実験には各月齢ラットから採尿した尿を使用する予定としていたが,新鮮尿の採尿手技自体も困難な上,今回使用している動物では膀胱内に結石様物を保有している確率が高くさらに採尿が困難な状況のため尿を使用した収縮機能実験は断念した.その代りにアトロピン抵抗性収縮に関わっている可能性のある物質としてセロトニンに対する収縮機能実験を行っている.上述のとおり多少の研究計画の変更はあったが代替えの実験も行っており,おおむね順調に進展していると考える.本年度は産前産後休暇取得に伴い平成23年9月より研究を中断したため。今後はyoungとyoung-adultに加えagedラットの排尿回数等の測定と,摘出膀胱を用いた収縮機能実験を引き続き行う予定としている.収縮機能実験では加齢による過活動膀胱に関連していると考えられているアトロピン抵抗性収縮について,その可能性のあるセロトニンを用いて引き続き実験を行う予定である.また,その機序を明らかにしていくために各種antagonistsも使用して検討する予定であり,さらに受容体結合実験により受容体数の比較実験なども計画している.また,膀胱に結石様物を保有していた割合が高かったため,組織学的評価も行う予定である.平成24年8月頃より研究活動を再開する予定としている.再開後は加齢による排尿パターンへの影響を多角的に検証するため,老化実験モデル動物を用い以下のように研究を進めていく.若齢(3ヵ月齢),老齢(28ヵ月齢以上)の雄性Fischer344ラットを用い食事・飲水量測定,排尿回数と1回尿量および1日総量の解析を行う.また定時尿検査により腎機能などを測定する.さらに,加齢による不随意の膀胱収縮にはムスカリン受容体以外が多く関連しているとの報告もあり,尿中に何らかの収縮原因物質が含まれてないか,各月齢ラットより摘出した膀胱平滑筋を用い,若齢および老齢ラットの尿存在下での収縮機能実験を行う.なお,これらの実験を行うに当たり,必要時実験の補助者を雇用し効率的に進めていく.今後も排尿回数等の測定,摘出膀胱での収縮機能実験,受容体結合実験,組織学的実験等を行う計画としており,それらに使用する各種試薬と消耗品に加え,使用している動物は結石様物の保有率が高く,排尿回数や収縮機能がその影響を受けている可能性もあるため,使用する動物の数を増やすなどして実験を行う必要があり,追加の動物を購入する予定である.また,現在非常勤講師であるため,自宅の埼玉から研究室の山形までの交通費と学会発表のための出張費等にも使用する計画である.平成23年度は9月より研究を中断したため研究費の大部分が未使用となっている.そのため,研究期間の延長申請を行う予定である。平成24年8月頃に研究再開後,当初平成23年度に行う予定としていた排尿パターンと尿中物質の解析および収縮実験のため,解析用PCと統計ソフト,実験に必要な備品や動物の購入および飼育管理費,実験補助者への謝金,検体検査費用等に研究費を使用する計画である.
アンドロゲン依存性誘導物質の研究

前立腺は,アンドロゲンによって活性化された尿生殖洞間充織から出されるパラクライン様物質が,その上皮に働いて誘導されるとの我々の仮説を検証するため,本年度は,アンドロゲン非存在下に,いろいろな増殖因子を尿生殖洞に与えてインビトロで培養し、アンドロゲンなしで誘導できるか否かを検討した。1.前立腺形成を誘発する増殖因子の探索胎齢16.5日雌・雄ラット胎児および胎齢15.5日雌・雄マウス胎児よりとり出した尿生殖洞を,アンドロゲン非存在下で,50ng/ml HGF,KGF,aFGF,bFGF,EGFなどの増殖因子の単独存在下でインビトロ培養した。増殖因子を加えなかった対照群では,いずれの場合も前立腺の発生はみられなかったが,調べた増殖因子のうち有効なものは,KGFおよびEGFであり,雌・雄にかかわらず前立腺芽の誘導が見られた。また,KGF+EGFでは,誘導効果は加算的であった。HGF,aFGF,bFGFは無効。2.前立腺とDNA合成細胞核の分布BrdLi法によりS期の核を検出したところ,誘導された前立腺芽中には,尿生殖洞上皮中に比し,多数のS期細胞が存在するのが確認された。無効の増殖因子を加えたものでは、上皮細胞の増殖は促進されても,前立腺芽の誘導はおこらないことがわかった。結論:本研究により,少くもEGFおよびKGFは,アンドロゲンの代りに,ラットおよびマウス雌・雄胎児尿生殖洞で,前立腺芽を誘導しうることが明らかにされた。
成体新生ニューロンの移動・再生を制御するシリア・中心体系

シリア及び中心体は、様々な細胞において重要な役割を担っていることが知られている。胎生期の脳において、シリア中心体が神経幹細胞や新生ニューロンの動態を制御することが示唆されているが、その意義や制御メカニズムについては未だ多くの点で不明である。我々は、成体脳でニューロン新生が生じている脳室下帯に着目し、上衣細胞のシリア形成(Development 2010)や新生ニューロンの中心体動態の調節(Nat Neurosci 2012; Nat Commun 2014)について報告してきた。本課題では、モデル動物としてゼブラフィッシュとマウスを用いて、成体脳のニューロン新生における中心体及びシリアの動態及び制御メカニズムを明らかにすることを目的とし、実験を計画した。まず、ゼブラフィッシュを用いて、神経幹細胞のシリア中心体について経時的変化を解析した。その結果、成魚の脳室面は一次繊毛を持つ神経幹細胞で構成されていたが、老魚では多繊毛を持つ細胞に変化していることが分かった。多繊毛を持つ細胞の特徴をさらに解析するために、電子顕微鏡解析及びライブイメージングを行った結果、この細胞は上衣細胞の特徴を有しており、多数の繊毛が協調的に運動して液流を発生させることが分かった。マウスでは上衣細胞が出生直後に出現することから、神経幹細胞から上衣細胞への分化は種間を超えて保存された現象であり、その時期が種によって異なることが示唆された(J Comp Neurol 2016)。次に、マウスの新生ニューロンのシリア中心体について解析するために、移動中の新生ニューロンにおけるシリア及び中心体の細胞内分布や特性と足場との関係を、正常脳及び傷害脳を比較しながら評価した。以上の実験から、成体脳のニューロン新生の様々な局面において、中心体やシリアの動態が重要な役割を担う可能性が示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。シリア・中心体は、様々な細胞において重要な役割を担っていることが知られている。胎生期の発生中の脳において、シリア・中心体が新生ニューロンの制御に関わっている可能性が示唆されている。成体脳においてニューロンが移動する際にも、中心体が重要な働きを担っていることが報告されているが、その制御機構や意義には不明な点が多い。また、これらのニューロンにおけるシリアの役割については未解明である。本研究では、成体マウスの正常脳および脳傷害モデルを用いて、脳内で生まれるニューロンが移動する際の、中心体の動態と制御メカニズムを明らかにすることを目的とする。ニューロンが傷害部位へ移動する際のシリア・中心体系の制御機構の解明は、神経再生の技術開発にも役立つ可能性がある。当該年度においては、移動するニューロンにおけるシリア・中心体を、複数の方法を用いて観察した。マウス脳室下帯の細胞を培養し、固定後にシリアに局在する蛋白質の抗体と細胞タイプ特異的なマーカーを用いて二重染色を行なった。ニューロンが移動しやすい条件と移動しにくい条件で培養を行い、比較を行なった。次に、マウス脳の切片を作製し、シリア局在する蛋白質の抗体と新生ニューロン特異的なマーカーの抗体を用いて二重染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察を行なった。さらに、電子顕微鏡を用いて細胞内における中心体とシリアの構造を観察した。さらに、脳に傷害を与えたモデルマウスの脳切片を作製し、傷害部位へ移動する新生ニューロンのシリア・中心体を同様に観察した。これらの観察から、シリア・中心体の動態は、移動するニューロンの周囲の環境やニューロン自体の状態によって変化する可能性が示唆された。培養細胞や脳障害モデルを用いてシリア・中心体を観察する実験方法が確立され、結果が得られた。