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糸球体足細胞の突起形成過程における微小管の役割及びその制御機構についての研究

腎糸球体足細胞は、形態学的にもっとも分化した細胞の一つである。本研究では、足細胞の培養株を用いて、この細胞の持つ複雑な突起の形態がどのようにして形成されてゆくかを明らかにしようとしている。本年度には特に、微小管の機能を制御する因子について研究した。細胞質内で伝達される情報としては、蛋白質のSer/Thr残基におけるリン酸化が足細胞における微小管機能調節の鍵を握ることが明らかになった。すなわち、蛋白質キナーゼの阻害剤(H-7,K-252a)は突起形成を促進するのに対し、脱リン酸化酵素の阻害剤(okadaic acid)はこれを抑制した(kobayashi et al.,投稿中)。また、細胞外からの情報としては、さまざまな細胞外マトリックス蛋白がそれぞれ異なった影響を与えることが明らかとなった。すなわち、ラミニン(正常な糸球体基底膜の構成分子の一つである)は突起形成を促進したが、フィブロネクチン(通常は糸球体基底質に含まれない)はこれを抑制した(kobayashi et al.,投稿中)。これに関連して、細胞外マトリックスに関する総説を発表した(小林&坂井,2000)。微小管の機能、特にその重合を直接調節しているのは、微小管関連蛋白MAPsと呼ばれる一群の蛋白である。足細胞に発現している微小管関連蛋白としてこれまでに、MAP3とMAP4が別々に報告されていた。我々は分子レベルの解析により、その二つの蛋白が同一であることを示して論文として報告した(kobayashi et al.,2000)。また、足細胞における微小管の機能についての総説(小林ら,1999,1999)や、足細胞全般に関して考察した総説を発表した(小林&坂井,1999)。さらに本研究に関連して、突起形成に共通する機構を考察した総説を発表した(小林ら,1999;Matsuda et al.,1999,1999)。糸球体足細胞は、形態学的にもっとも分化した細胞の一つである。本研究では、この細胞の持つ複雑な突起の形態がどのようにして形成されてゆくかを明らかにするため、最近樹立された足細胞の培養株を用いて、突起形成過程における微小管の役割を研究している。本年度は、まず研究代表者の異動(順天堂大学→愛媛大学)に伴い、新たに購入した細胞培養装置を所属研究室にセットアップし、細胞培養を開始した。また、培養足細胞を、ドイツ・ハイデルベルグ大学のW.Kriz教授・P.Mundel助教授より供与していただいた。培養足細胞の突起は、微小管・アクチン線維・中間径線維を含んでいた。突起の形成途上にある培養足細胞に、微小管形成阻害剤を添加したところ、足細胞の突起形成は抑制された。この結果は、足細胞の突起形成が微小管に依存することを示している。現在、微小管機能を調節する機構に関して、蛋白質リン酸化に注目して研究を続行中である。また、微小管の極性を電子顕微鏡を用いて調べたところ、培養足細胞の突起では微小管が双方向性の極性を持っていることがわかった。さらに、この双方向性の極性が、微小管依存性のモーター蛋白であるCHO1/MKLP1によって形成されることを、アメリカ・ミネソタ大学のR.Kuriyama教授との共同研究により明らかにし、論文として公表した(Kobayashi N et al.,1998)。微小管の極性に関しても、微小管の細胞質内での移動に注目して、解析を継続している。継続中の研究は、平成11年度には終了し、論文として公表する予定である。本研究に関連して、足細胞と神経細胞の比較から、突起形成に共通する機構を考察した総説を発表した(Kobayashi N and Mundel P,1998;松田ら,1998)。また、足細胞全般に関して考察した総説の執筆にも、共同執筆者として参加した(Kriz et al.,1998)。

我々は分子レベルの解析により、その二つの蛋白が同一であることを示して論文として報告した(kobayashi et al.,2000)。また、足細胞における微小管の機能についての総説(小林ら,1999,1999)や、足細胞全般に関して考察した総説を発表した(小林&坂井,1999)。さらに本研究に関連して、突起形成に共通する機構を考察した総説を発表した(小林ら,1999;Matsuda et al.,1999,1999)。
長大土木構造物のインテリジェント化に関する研究

土木構造物の耐震設計に際して用いるべき設計加速度が最近,次第に高く設定される傾向にあり,構造物の長大化とあいまって従来の設計法では,部材の設計が不可能になったり,既存の土木構造物の耐震性能に不足が生ずるような事態が発生している。そこで,本研究では設計外力を大幅に減少できる構造として,制震構造を適用する場合に有効な制震構造とはどのようなものであるか,長大橋梁や原子力発電施設,さらには海上浮体空港などに制震構造を適用する場合にどのような制震装置が必要であるか,さらにそれを制御するためのアルゴリズムの問題点を抽出するとともにその解決法を提案することを目的としている。本研究による研究成果を以下に列挙する。1.浮体構造物に対して各種の制震機構を考案し,浮体構造の波浪に対する振動制御効率の相互比較を行った。2.大規模構造物系を対象とした構造物の弾塑性領域における耐震性の検討を目的として,種々の制震容量の下での数値実験を実施した。3.不規則外乱の振幅特性のみならず,位相特性が,制震装置を有している構造系の応答におよぼす影響を詳細に検討した。このために入力の影響を実時間で評価できる制御則を新しく誘導するとともに,可変減衰装置を試作して減衰力の制御システムを構築した。このシステムを用いて実時間ハイブリッド震動実験を実施し,震動制御が有効であることを確かめた。4.以上より,長大構造物,浮体構造物等に対する有効な震動制御即に関する知見を取りまとめた。土木構造物の耐震設計に際して用いるべき設計加速度が最近しだいにに高く設定される傾向にあり、構造物の長大化とあいまって従来の設計法では、部材の設計が不可能になったり、既存の土木構造物の耐震性能に不足が生ずるような事態が発生している。そこで、設計外力を大幅に減少できる構造として、制振構造を取り上げ、長大橋梁や原子力発電施設さらには海上浮体空港などに制振構造を適用する場合に、どのような制振装置が必要であり、それを制御するためのアルゴリスムの問題点を抽出すると共に、その解決法を提案することを目的としている。本研究では制御系の設計が不可欠となるが、これは、構造系の動特性の同定過程と、それに基づいた最適制御過程に分けて行われ、いずれも詳細なモデル化が必要になる。そこで、自己学習アルゴリズムを利用することにより、構造系の振動応答の観測値を利用して構造系の動特性のみならず制御系に組み込まれている制御則を、時々刻々修正しながら最適な振動制御を実行できる制御装置を開発する。本年度は研究の初年度であり、橋梁の支承や原子力発電施設の支持機構にバリアブルダンパーを制振構造として用いる場合を想定し、必要とされるバリアブルダンパーの動特性を明確にするとともに、実用化を目的としたバリアブルダンパー実験装置を開発し、検証実験を実施した。その結果バリアブルダンパー実験装置の動特性を抽出し、その構成則を作成した。これを用いてバリアブルダンパーを制御し、任意の履歴特性を描かせることが可能であることを確認した。土木構造物の耐震設計に際して用いるべき設計加速度が最近しだいに高く設定される傾向にあり、構造物の長大化とあいまって従来の設計法では、部材の設計が不可能になったり、既存の土木構造物の耐震性能に不足が生ずるような事態が発生している。そこで、本研究では設計外力を大幅に減少できる構造として、制震構造を取り上げ、長大橋梁や原子力発電施設さらには海上浮体空港などに制震構造を適用する場合に、どのような制震装置が必要であり、それを制御するためのアルゴリズムの問題点を抽出すると共にその解決法を提案することを目的としている。本年度の研究成果を以下に列挙する。1.浮体構造物に対して各種の制震機構を考案し、浮体構造の波浪に対する振動制御効率の相互比較を行なった。2.橋梁系を対象として、構造物の弾塑性領域における耐震性の検討を目的として、種々の制震容量の下での数値実験を前年度に引続き実施した。

3.不規則外乱の振幅特性のみならず位相特性が、制震装置を有している構造系の応答に及ぼす影響を詳細に検討した。このために入力の影響を実時間で評価できる制御則を新しく誘導し、支持地盤あるいは液体との間の相対変位についてその大きさを推定するための方法論を展開した。土木構造物の耐震設計に際して用いるべき設計加速度が最近、次第に高く設定される傾向にあり、構造物の長大化とあいまって従来の設計法では、部材の設計が不可能になったり、既存の土木構造物の耐震性能に不足が生ずるような事態が発生している。そこで、本研究では設計外力を大幅に減少できる構造として、制震構造を適用する場合に、どのような制震構造をとりあげ、長大橋梁や原子力発電施設、さらには海上浮体空港などに制震構造を適用する場合に、どのような制震装置が必要であり、それを制御するためのアルゴリズムの問題点を抽出するとともにその解決法を提案することを目的としている。本年度の研究成果を以下に列挙する。1.浮体構造物に対して各種の制震機構を考案し、浮体構造の波浪に対する振動制御効率の相互比較を行った。2.大規模構造物系を対象として、構造物の弾塑性領域における耐震性の検討を目的として、種々の制震容量の下での数値実験を前年度に引き続き実施した。3.不規則外乱の振幅特性のみならず、位相特性が、制震装置を有している構造系の応答におよぼす影響を詳細に検討した。このために入力の影響を実時間で評価できる制御則を新しく誘導するとともに、可変減衰装置を試作して減衰力の制御システムを構築し、実時間ハイブリッド震動実験を実施して、震動制御が有効であることを確かめた。1.浮体構造物に対して各種の制震機構を考案し、浮体構造の波浪に対する振動制御効率の相互比較を前年度に引き続き実施した。4.これまでの研究成果をとりまとめ,本研究で得られた制御法等を整理した。
南蛮美術研究-東家本「マリア十五玄義図」の模写と描画技法の研究

東家本「マリア十五玄義図」は大正9年に大阪の民家から発見された。イエズス会セミナリオ画派による彩色絵画で、当時の描画技法を伝える数少ない作品の一つである。本研究は画材研究と模写により描画技法を解明し、西洋画受容のあり方を探る。作品調査で支持体を竹紙とほぼ特定し、近似紙を復元した。竹は硬く紙原料にする過程で叩くと短繊維になる。表面は均一だが、実験で部分的な"抜け"が起きる。ドーサを引いても、周辺部より絵具を多く吸い、一部暗色化して滑らかにグラデーションが描けない。日葡辞書に"提げ槌:紙を打ち叩くもの"とあることから、復元紙に打紙を施した。すると紙は締まり"抜け"が減少し鮮明で長い線が引けた。この紙に、蛍光エックス線分析結果を参考にした顔料を用いて、混合技法で模写した。その結果本図は原田家本の作者とは異なる可能性が高いことが解った。このような作品が複数人により計画的に量産されたと考えられよう。年末には長崎でローマジェズ教会の油絵が公開された。「元和五年殉教図」、「元和八年殉教図」、「イエズス会士殉教図」を調査した結果、従来油絵といわれる「元和五年殉教図」と「元和八年殉教図」が本研究と同じく竹紙様に描かれた混合技法であることが確認できた。「イエズス会士殉教図」はキャンバスに油絵で異なる。そして「元和」殉教図2点の中央の殉教者の顔や服に、特に京大本「マリア十五玄義図」と極めて近似した描法が見られた。「元和」殉教図は、長崎のセミナリオ画家らがマカオで描いたといわれ、長崎と大阪との作品関連性も注目に値する。現存数の少ない当時の作品の、物質面からの基礎情報は確実で貴重な資料となる。先行研究が少ない分野であり、記録資料との並行研究で描画技法史上空白部分であるキリシタン時代の描画技法の具体的情報が集積されたと考える。東家本「マリア十五玄義図」は大正9年に大阪府の民家から発見された、17世紀前半のイエズス会セミナリオ画派の手による彩色絵画で、キリシタン時代の描画技法を伝える数少ない絵画のひとつである。本研究では、東家本の状態観察と現状記録、画材の研究と模写により描画技法を解明し、当時の西洋画の受容のあり方を探る。研究手順は以下を予定しており、19年度までに(1),(2)を完了した。(1)経年や修復による損傷や変退色など、現状の観察と記録。(2)画材と描画技法の研究(顔料や画材の塗布実験・文献資料による調査を含む)(3)模写(描画技法を解明し、原本に忠実な図像を作成。欠損分は推定復元。)。(4)先行研究「原田家本『マリア十五玄義図』」との比較により、本図の描画技法を考察。*また、研究期間中は当時の時代背景把握のため、関連作品や史跡の情報収集も随時行う。(1)は、大阪府茨木市立文化財史料館において本図の2度(計4日)の特別閲覧を行った。閲覧では現状の観察と記録写真撮影、蛍光X線による顔料分析を行った。(2)は、(1)の結果をもとに支持体、顔料をほぼ特定した。支持体は損傷が大きく修復が行われているため情報量が限られ、かつ混乱する状態を呈していたが、先行研究の原田家本の支持体との比較により原本の支持体は竹紙であると特定した。この結果を元に竹紙漉き職人の方と共同で、厚口大判竹紙を復元製作した。顔料は、XRFによる分析の結果、赤、白、橙、黒、青、緑、褐色、黄色、肌色など各色のデータが揃った。また、情報収集のためタイへの出張も行った。以上の成果は報告書の形で取りまとめ、2008年1月中旬に、東京芸術大学にて報告会を行った。前記のように当時の作品は現存数が少いため、作品からの基礎情報は貴重な資料となる。先行研究が少ない分野であり、記録資料との並行研究で、描画技法史上空白部分であるキリシタン時代の描画技法の具体的情報が集積されると考える。

「元和五年殉教図」、「元和八年殉教図」、「イエズス会士殉教図」を調査した結果、従来油絵といわれる「元和五年殉教図」と「元和八年殉教図」が本研究と同じく竹紙様に描かれた混合技法であることが確認できた。「イエズス会士殉教図」はキャンバスに油絵で異なる。そして「元和」殉教図2点の中央の殉教者の顔や服に、特に京大本「マリア十五玄義図」と極めて近似した描法が見られた。「元和」殉教図は、長崎のセミナリオ画家らがマカオで描いたといわれ、長崎と大阪との作品関連性も注目に値する。現存数の少ない当時の作品の、物質面からの基礎情報は確実で貴重な資料となる。先行研究が少ない分野であり、記録資料との並行研究で描画技法史上空白部分であるキリシタン時代の描画技法の具体的情報が集積されたと考える。
咬み合わせと咬合力の電気的同時測定装置「オクル-ザルマルチスキャナ」の試作研究

上下歯列の噛み合わせの状態と咬合力は、食品の粉砕能力を決定する二大要因である。不正咬合の治療だけでなく、歯科一般治療のもっとも重要な目的のひとつに、咀嚼機能の回復があげられるにもかかわず、機能測定法の確立は非常に遅れているといっても過言ではない。本研究は咬合面圧分布の電気的測定システムを確立し、機能的側面からの咬合の評価をめざすために開始された。昭和63年度は、1号機を開発し第47回日本矯正歯科学会に発表した。基本的構成は、感圧部として異方導電性の感圧導電ゴムを用い、これを上下面、ストライプ電極を配置した基板でサンドイッチ状にはさんだ咬合板をセンサ-とした。そして圧が加わった部分に発生した抵抗値変化を走査、読み込んだ後圧に変換、咬合の部位と各部の圧を色分けしてCRT画面に表示する方式をとった。平成元年度は、被検者の歯列印象石膏模型をビデオカメラから画像入力し、スキャナによる圧分布デ-タと重ね合わせる機能を加えた。また、咬合を始めて中心咬合位に至るまで、圧分布の時間的経過を検索するために、早期接触から、約0.01秒毎の連続サンプリング機能も付加した。これらの機能によって、早期接触部位の特定ができるようになり、顎機能障害者の咬合診断や治療への応用の可能性が広がった。現在、さらに感圧部の改良や、デ-タの立体表示などを計画しており、近い将来歯科臨床、あるいは咬合機能の研究に本測定、記録システムが登場するものと信じている。上下歯列の咬み合わせの状態と咬合面に加わる力は、食品の咀嚼粉砕能を決定する二大要素である。本研究は咬合部位(咬合接触点座標)とその各部に加わる力を測定できる装置、および分析システムの開発を目的として開始された。63年度で試作一号機を完成できたので、完成までの経緯をのべる。1.本装置専用の感圧導電ゴム(PCR)の開発従来のPCRは、圧に対する抵抗値変化は直線的でなく、主としてスイッチング機能を利用する用途に限られていた。本研究では咬合面圧分布測定を目ざしており、人の咬合力の範囲内で、単位面積当りの力を検出できる新しいPCRの開発を行った。これは圧一抵抗値特性回帰(3次式)の相関r=0.98(範囲5350g/mm^2)であった。2.電極内臓咬合板の設計・製作上面縦配線、下面横配線をした2板の基板の間にPCRを挟み、1cm^2当り10×10個、合計4096個のストライプ電極を構成する咬合板を設計、製作した。被検者がこの咬合板を咬むことによって、各点の圧が電気的に導出できる。3.スキャナーの設計、製作咬合板より導出された4096個の抵抗値変化をスキャンニングすると同時に、圧に変換するための装置(オクルーザルマルチスキャナ)を開発した。本装置は、リアルタイムで画面に圧分布を色分け表示でき、咬合の客観的評価が可能である。上下歯列の咬合部位と、その各部に加わる力を電気的に測定する装置、オクル-ザルマルチスキャナ(仮称)を、昭和63年度に試作した。その結果、臨床応用上もっと有用で、また咬合の記録、研究をより正確に行える測定装置にするために、以下にあげるような改良したい点がでてきた。すなわち、1.センサ-部電極基板の配線を、両面配線から片面配線へ変更し、咬合板の厚さを薄くして、できるだけ中心咬合位に近い状態での測定を可能にする。2.感圧ゴムを金属分散系からカ-ボンブラック系へ変異し、感圧領域を拡大する。3.被検者の歯列石膏模型をビデオカメラより画像入力する一方、スキャナを通してCRT画面へ表示された、咬合面圧分布デ-タとの重ね合わせ機能を付加する。

これら3点について改善することを、平成元年度の研究目標として現在、カ-ボンブラック系感圧ゴムを、片面配線の電極基板でサンドイッチ状にはさんだ試作品ができており、これらを接着する方法の検討にはいっている。平成2年4月頃には完成予定である。この新しいタイプの咬合板が完成すれば、厚さを薄くできるだけでなく製造コストの低下をもはかることができる。また画像重ね合わせ機能については、すでに完成し、その結果を平成2年10月、日本矯正歯科学会に報告を予定している。これによって、咬合面圧分布の患者歯列との対応が可能となり臨床への応用は、さらに進むものと考えている。
高温超伝導体におけるスピンと電荷のナノスケール相分離に関する研究

本年度は,電荷ストライプ秩序を示すLa_<2-x>Ba_xCuO_4(LBCO)超伝導体について,2種類のBa濃度について,ほぼ同程度の形状・大きさの試料を用いて放射光X線回折実験を行った.また,この実験に用いたものと同一の試料を用いて超伝導転移温度T_cを測定した.得られた結果は以下の通りである.1)x=0.1とx=0.125の電荷ストライプ秩序は結晶構造総転移温度T_<d2>の直下で起こる事が分かった.また,ストライプ秩序による格子変調の周期は,x=0.125の場合がBa濃度の逆数(4)と一致するのに対して,x=0.10の場合は,逆数よりも大きく,4倍周期に近づいている事が分かった.これは,ストライプ秩序の形成において,4倍の周期がより安定である事,つまり,結晶構造との整合性が重要である事を示している.2)x=0.1とx≡0.125について,ストライプ秩序の観測とともに,平均構造の結晶構造解析を行った.これにより,ストライプ秩序のによる格子変調の結晶構造因子を定量的に比較でき,更に,平均構造との関係も詳細に明らかにできた.x=0.1では結晶構造相転移の秩序変数がx=0.125のそれよりも大きい,即ち,結晶学的な観点からx=0.1の方がストライプ秩序が安定化しやすいにもかかわらず,実際にはx=0.125の方が安定に存在している事が分かった.これは,ストライプ秩序の形成と,結晶構造との整合性が重要である事を示す直接的な結果である.本年度は,電荷ストライプ秩序が存在すると強く信じられているLa_<2-x-y>Ba_ySr_xCuO_4(LBSCO)超伝導体について,4種類のSr濃度について,ほぼ同程度の形状・大きさの試料を用いて放射光X線回折実験を行った.また,この実験に用いたものと同一の試料を用いて超伝導転移温度T_cを測定した.得られた結果は以下の通りである.1)電荷ストライプ秩序は,結晶構造相転移とともに出現すると信じられていたが,今回の高精度実験の結果,構造相転移温度T_<d2>よりも高温から,短距離秩序として現れていることが分かった.2)電荷ストライプ秩序は,T_<d2>が消える組成で突如として消失する.一方,ストライプ秩序を競合する高温超伝導は,ストライプ秩序状態でも存在することが分かった.これは,電荷秩序と超伝導が本質的に共存する可能性を示す重要な結果である.3)電荷ストライプ秩序によって出現する超格子反射を100点以上観測することに成功した.今後は,得られた強度を定量的に解析し,電荷秩序に伴う原子変位パターンと,その変位量の絶対値を求める予定である.この解析により,ストライプ上にどの程度の電荷が局在しているかが明らかにできると考えている.本年度は,電荷ストライプ秩序を示すLa_<2-x>Ba_xCuO_4(LBCO)超伝導体について,2種類のBa濃度について,ほぼ同程度の形状・大きさの試料を用いて放射光X線回折実験を行った.また,この実験に用いたものと同一の試料を用いて超伝導転移温度T_cを測定した.得られた結果は以下の通りである.1)x=0.1とx=0.125の電荷ストライプ秩序は結晶構造総転移温度T_<d2>の直下で起こる事が分かった.また,ストライプ秩序による格子変調の周期は,x=0.125の場合がBa濃度の逆数(4)と一致するのに対して,x=0.10の場合は,逆数よりも大きく,4倍周期に近づいている事が分かった.これは,ストライプ秩序の形成において,4倍の周期がより安定である事,つまり,結晶構造との整合性が重要である事を示している.2)x=0.1とx≡0.125について,ストライプ秩序の観測とともに,平均構造の結晶構造解析を行った.これにより,ストライプ秩序のによる格子変調の結晶構造因子を定量的に比較でき,更に,平均構造との関係も詳細に明らかにできた.x=0.1では結晶構造相転移の秩序変数がx=0.125のそれよりも大きい,即ち,結晶学的な観点からx=0.1の方がストライプ秩序が安定化しやすいにもかかわらず,実際にはx=0.125の方が安定に存在している事が分かった.これは,ストライプ秩序の形成と,結晶構造との整合性が重要である事を示す直接的な結果である.
神経回路のモデュール構造の計算論的及び実験的研究

1.研究目的脳の神経回路は、多数の基本的な回路(回路モデュール)を組み合わせることによって構成されている。したがって、この回路モデュールの動作特性が脳における情報処理の基礎をなすことになる。本研究はこのような認識のもとに、脳内神経回路モデュールの動作特性を実験的に明らかにすること、及びこのモデュールが如何なる原理によって脳の情報処理回路を構成しているのかを計算論的に明らかにすることを目的としている。2.研究経過津本班員は、幼若ネコの視覚野において、同時に記録した2個のニューロン活動の相互相関解析を行い、横方向の結合は生後46週令で広くなるが、その後縮小して成熟コラム構造が出来上がるらしいことを見い出した。山本班員は海馬の記憶回路のひとつであるCAIニューロンとSchaffer側枝シナプスにおいて、シナプス後細胞のNMDA受容体だけを賦活させても長期増強が起きること、及びこの長期増強の際にはシナプス前部からの伝達質放出増加が起きていることを示唆する結果を得た。塚田班員は、新皮質、内嗅野皮質及び海馬からなる3層の海馬一皮質記憶システムを提唱しその理論的考察を行った。水野班員は、免疫組織化学的手法によってラット線条体はアセチルコリンエステラーゼ様免疫活性の強いマトリックスと活性の弱いパッチの二種類の単位構造(モデュール)からなること、さらにはグルタミン酸合成酵素(グルタミナーゼ)活性はパッチに強いことを明らかにした。村上班員は、ネコの大脳一赤核投射において幼若期の一側性皮質損傷後に起きる交又性投射は対側の赤核に存在した軸索からの分枝による可能性が強いことを見いだした。臼井班員は、最大情報保持原理に基づいて自己組織的に構築した階層型神経回路モデルにおいて3種の錐体ユニットからなる入力を与えたところ、二重対立型色受容野に対応する受容野をもつものが出現し生理実験のデーターをよく説明する結果を得た。3.総括本年度は大脳新皮質、海馬や線条体におけるモデュール構造の存在及びその動作様式に関する重要な発見があった。また、計算論的モデルによるモデュール回路の構成・動作原理の理解も進展した。
特殊血管新生と免疫細胞動員による新規腫瘍抑制機構の解明

高内皮細静脈(HEV)は二次リンパ組織特異的に形成され、定常状態における免疫組織への選択的なリンパ球移行に不可欠なる特殊血管である。近年、癌組織においてもHEVの形態学的特徴や遺伝子発現様式を示す類似の血管が発見され、このHEV様血管(HEV-LV)が癌組織内に免疫細胞を動員することが示唆されている。私たちは腫瘍組織で形成されるHEV-LVを、二次リンパ組織HEV内皮細胞に発現することが知られているケモカインCCL21発現を介して検出することに成功した。Ccl21aプロモーターの制御下に蛍光タンパク質TdTomatoを発現するマウスに、メラノーマB16F10を皮内移植し組織解析をおこなった結果、HEV-LVの特徴をもつ腫瘍内血管が観察された。HEV-LV形成が抗腫瘍免疫に関与する可能性を検討するため、私たちが既に同定した新規HEV形成誘導因子Dach1の過剰発現マウスにB16F10を移植し、血管形成の変化を免疫組織解析により比較した。その結果、Dach1恒常発現マウスに形成させた腫瘍組織において、腫瘍細胞全体におけるI-B4陽性細胞の割合に有意な増加がみられた。また腫瘍サイズを比較したところ、野生型マウスに比べDach1恒常発現マウスの方が大きい傾向がみられた。以上のことから、腫瘍内HEV様血管形成がメラノーマ組織の増殖に重要である可能性が示唆された。今後、HEV-LVを介して腫瘍組織内部へどのような免疫細胞サブセットが動員され、腫瘍増殖に関与するかについて解析する必要がある。腫瘍内HEV様血管形成がメラノーマ組織の増殖に重要である可能性をさらに検討するため、Dach1遺伝子の時期・組織特異的欠損マウスを作出し、B16F10移植後の血管形成および腫瘍組織の免疫組織学的解析を解析する予定であったが、動物作出と遺伝子解析等に遅延が生じた。このため、上記の解析は年度を超えて行うことにした。HEV-LV形成が抗腫瘍免疫の調節と腫瘍増加に対して促進的に働くメカニズムは不明である。これについては、時期・組織特異的Dach1遺伝子欠損マウスあるいはDach1恒常発現マウス腫瘍組織に集積する免疫細胞サブセットをフローサイトメトリー解析することで、関与する免疫細胞サブセットの特定を試みる。また上記のマウスをccl21aプロモーター/TdTomatoマウスと交配し、得られた個体に形成された腫瘍組織を用いて免疫組織染色解析をおこない、TdTomato陽性HEV-LV周囲に集積する免疫細胞を特定する。高内皮細静脈(high endothelial venules : HEV)は血中からリンパ球をリンパ節へ誘導する機能をもち、リンパ節やパイエル板に限局して形成される特殊な血管である。最近の研究では、腫瘍や動脈硬化病変周囲の組織においても、HEV内皮細胞に選択的に発現するケモカインCCL21aや末梢リンパ節アドレッシン(PNAd)陽性の血管(HEV様血管:HEV-LV)が形成されることが明らかになっている。しかしHEV-LVが腫瘍形成に関与するのか、リンパ節HEVと同様の遺伝子発現パターンと機能を持つのかなど多くの点が不明である。本年度は、腫瘍組織のHEV-LV形成を観察し、HEV-LV内皮細胞を分離するため、Ccl21aプロモーター制御下で赤色蛍光タンパク質tdTomatoを発現するノックインマウスをレポーターとして利用する可能性を検証した。レポーターマウス皮下に、悪性黒色腫メラノーマ細胞B16F10、あるいは異種タンパク質としてヒトCCR7タンパク質を発現するB16F10を移植し、形成されたメラノーマ組織におけるCCL21a陽性HEV-LVの検出を試みた。免疫組織染色では、どちらの細胞株においてもtCCL21もPNAdの発現も極めて低いレベルであり、検出が困難であった。一方レポーターマウスでは、腫瘍組織内にtdTomato陽性、CD34陽性の管腔構造が観察された。このことから、レポーターマウスのtdTomatoを指標にHEV-LVの観察と解析が可能であることが示唆された。本年度は予備実験を中心に実験をおこなった。二次リンパ組織でのHEVのライブイメージングが将来的な目標であるため、CCL21のプロモーター制御下でtdTomatoを発現するCCL21a-tdTomatoマウスに癌細胞を移植した。CCL21はHEVに発現するケモカインであり、これまでの報告から、癌組織内HEV-LVにおいても発現が報告されている。遺伝子組換えマウスおよび野生型マウスの皮下あるいは腹腔内に癌細胞を移植し腫瘍を形成させ、癌組織内HEV-LV形成の観察をおこなったところ、CCL21a-tdTomatoホモおよびヘテロマウスにHEV-LVとみられる腫瘍内血管が観察できた。現在、腫瘍からHEV-LVを構成する細胞を細胞分離し、遺伝子発現解析を行なっているところである。一方、本年度は血管内皮細胞特異的Dach1欠損マウスおよび過剰発現マウスを担癌マウスとして使用し、Dach1の欠失あるいは発現亢進による癌組織内HEV-LV新生レベルの変化を対照群と比較解析する予定であったが、動物飼育スペースの拡大が困難であったため次年度に持ち越した。

近年、癌組織においてもHEVの形態学的特徴や遺伝子発現様式を示す類似の血管が発見され、このHEV様血管(HEV-LV)が癌組織内に免疫細胞を動員することが示唆されている。私たちは腫瘍組織で形成されるHEV-LVを、二次リンパ組織HEV内皮細胞に発現することが知られているケモカインCCL21発現を介して検出することに成功した。Ccl21aプロモーターの制御下に蛍光タンパク質TdTomatoを発現するマウスに、メラノーマB16F10を皮内移植し組織解析をおこなった結果、HEV-LVの特徴をもつ腫瘍内血管が観察された。HEV-LV形成が抗腫瘍免疫に関与する可能性を検討するため、私たちが既に同定した新規HEV形成誘導因子Dach1の過剰発現マウスにB16F10を移植し、血管形成の変化を免疫組織解析により比較した。その結果、Dach1恒常発現するマウスに形成させた腫瘍組織において血管形成が増加する傾向がみられた。現在、このマウスに形成された腫瘍組織におけるリンパ球浸潤を比較するため、免疫細胞マーカーを用いて解析を行なっている。さらに、Dach1遺伝子の時期・組織特異的遺伝子欠損マウスを作出し、B16F10移植後の血管形成および腫瘍組織の免疫組織学的解析をおこなっている。本年度は新規HEV形成誘導因子Dach1の過剰発現マウスに腫瘍細胞を移植し、HEV-LVを含む血管形成の増加を解析することができた。また時期・組織特異的遺伝子欠損マウスを作出し、担癌マウスとして使用可能な成体マウスを得ることができた。今後、これらのマウスを用いてHEV-LV形成と抗腫瘍免疫との関連について解析する基盤ができた。さらにこの研究の過程で、Ccl21aプロモーターTdTomatoのホモ個体(CCL21a遺伝子産物を欠損する)では、メラノーマの増殖が著しく抑制されるという新たな知見を見出した。このことから、HEV-LVから発現するCCL21aあるいはレシピエントマウスに発現するCCL21aが腫瘍増殖に関与する可能性が考えられた。高内皮細静脈(HEV)は二次リンパ組織特異的に形成され、定常状態における免疫組織への選択的なリンパ球移行に不可欠なる特殊血管である。その結果、Dach1恒常発現マウスに形成させた腫瘍組織において、腫瘍細胞全体におけるI-B4陽性細胞の割合に有意な増加がみられた。また腫瘍サイズを比較したところ、野生型マウスに比べDach1恒常発現マウスの方が大きい傾向がみられた。以上のことから、腫瘍内HEV様血管形成がメラノーマ組織の増殖に重要である可能性が示唆された。
Cblb関連遺伝子群の1型糖尿病発症における役割

本研究では、新規の1型糖尿病遺伝子として同定されたCblbのヒト1型糖尿病の発症における役割を明らかにすると同時に、Cblbが関与するシグナル経路を網羅的に解析することにより、ヒト1型糖尿病の遺伝素因を決定し、その発症機序を分子レベルで解明することを目的とする。具体的には、(1)ヒト1型糖尿病患者におけるCblb遺伝子変異の同定と機能解析、(2)Cblb遺伝子ハプロタイプとHLAハプロタイプとの関連解析、(3)Cblbが関与するシグナル経路の網羅的解析とCblb関連遺伝子群のヒト1型糖尿病患者における遺伝子解析、(4)Cblb関連シグナル経路の破綻によるヒト1型糖尿病発症機序の分子レベルでの解明を行う。今年度は下記の項目について研究を実施した。(1)ヒト1型糖尿病患者におけるCblb遺伝子変異の同定と機能解析約200例の1型糖尿病患者についてCblb遺伝子の塩基配列を決定し、遺伝子多型および変異を検索した結果、6個のアミノ酸置換を伴う変異を含む20個以上のSNP等の多型および変異を同定した。現在、同定した変異タンパクを作製し、PI3Kとのin vitroでの結合およびin vivoでのユビキチン結合活性を解析している。(2)Cblb遺伝子ハプロタイプとHLAハプロタイプとの関連解析上記(1)の結果をもとに、Cblb遺伝子座領域について日本人における連鎖不平衡ブロックを明らかにし、代表的なSNPを用いて相関解析およびハプロタイプ解析を行う。また、HLAハプロタイプとCblb遺伝子ハプロタイプの組み合わせと1型糖尿病発症との関連を検討する。
PRC連続はりの曲げ及びせん断耐荷特性とその定量化解析・設計法の研究

本研究では、断面の平均プレストレス量を約3N/mm^2、プレストレッシング度を約0.5とした2スパンPRC連続はり供試体の載荷試験を実施し、その曲げ耐荷特性とせん断耐荷特性を同一鋼材配置のRCはり(PC鋼材非緊張)と比較し、非線形解析を行った。本研究から得られた主な結果をまとめると、以下のとおりである。(1)曲げひび割れ幅に関しては、PRCはりはRCはりに比べてかなり減少し,アンボンドはりはボンドはりより多少大きくなることが示された。それらはf'_c=40、80N/mm^2のいずれも鉄筋応力の非線形解析値と土木学会示方書のひび割れ幅式から大略推定できた。(2)最大曲げ耐力は、PRCはりではRCはりより約8%大きく、アンボンドはりではボンドはりより最大10%程度小さいが、いずれも極限解析法でかなり精度よく算出できた。(3)PRCはりはRCはりに比べて剛性が大きいが、PC鋼材付着の有無による影響は非常に小さかった。また、f'_c=80N/mm^2の部材はf'_c=40N/mm^2より高い剛性を示した。(4)荷重の増加に伴う中間支点や載荷点モーメントの増加挙動は、PC鋼材付着の有無によらず、PRCはりとRCはりの間で、またf'_c=40、80N/mm^2の両部材間で顕著な差はみられなかった。また、その増加挙動は非線形解析法によって比較的よく推定できた。(5)せん断補強筋を有しない場合、終局せん断耐力は、全体平均で、PRCでは同一配筋のRC部材より約55%大きく、またアンボンド部材ではボンド部材より約15%低下した。(6)せん断補強筋を有しない場合の終局せん断耐力は示方書式で部分安全係数を全て1.0とした値と比べ全体平均で約60%大きく、PRCではRCよりこの傾向が顕著であった。(7)PRCはりのせん断補強筋ひずみは修正圧縮場理論によりかなりよく推定できた。本年度は、2スパンPRC連続はりの曲げ荷試験を実施し、曲げひび割れ幅、たわみ、鋼材やコンクリートひずみ、終局耐力、曲げひび割れ発生以降からの曲げモーメント再分配などを同一鋼材配置のRC連続はりと比較し、非線形解析による検討を実施した。本研究から得られた主な結果を要約すると以下のとおりである。(1)断面の平均プレストレス量をほぼ3N/mm^2としたPRCはりはRCはりに比べて曲げひび割れ幅がかなり減少したが、それらの値はf'c=40、80N/mm^2の両強度コンクリートはりともに非線形解析による鉄筋ひずみと土木学会示方書式を用いて大略推定できた。(2)全鋼材配置を同一とした場合、PRCはりはRCはりに比べ最大曲げ耐力が78%大きかった。また、f'c=40、80N/mm^2のPRCはりとRCはりともに最大曲げ耐力は極限解析法の適用によりかなり精度よく算定できた。(3) PRCはりはRCはりに比べ同一荷重下のたわみやコンクリートひずみが小さく、剛性が大きい。また、高強度コンクリートはりは普通強度のものより高い剛性を示した。(4)終局時の最大曲げモーメントは多少異なるが、荷重の増加に伴う中間支点や載荷点モーメントの増加挙動は、PRCはりとRCはりの間で、またf'c=40N/mm^2と80N/mm^2のコンクリート間で特に顕著な差異はみられなかった。

(5)精度的にはさらに検討を要するが、ここで用いた簡易な非線形解析法によってPRC連続はりの終局時までの曲げ耐荷挙動をかなりよく推定できた。なお、設備備品として購入したパソコンはこれらの非線形解析による計算に用いた。本年度は、プレストレッシング度を約0.5とした2スパンPRC連続はり供試体の載荷試験により、曲げ耐荷特性とせん断耐荷特性に及ぼす主にPC鋼材付着とコンクリート強度の影響について検討した.本研究の主な結果をまとめると、以下のとおりである。(1)アンボンドPRCはボンド部材に比べ曲げひび割れ幅が多少大きくなるが、f'_c=40、80N/mm^2とも鉄筋応力の非線形解析値と土木学会示方書のひび割れ幅式で大略推定できた。(2)ボンド部材に対するアンボンド部材の曲げ耐力低下率は最大10%程度で、またf'_c=80N/mm^2の高強度コンクリートによる耐力増大率は後者の方が大きい。(3)PRC部材の鉄筋降伏前のたわみに及ぼすPC鋼材付着の影響は非常に小さい。(4)PC鋼材付着の有無によらず類似のモーメント再分配挙動を示し、その挙動はPC鋼材に対する変形適合係数を用いた簡易な本非線形解析法で比較的よく推定できた。(5)せん断補強筋を有しない場合、終局せん断耐力は、全体平均で、PRCでは同一配筋のRC部材より約55%大きく、またアンボンド部材ではボンド部材より約15%低下した。(6)せん断補強筋を有しない場合の終局せん断耐力は示方書式で部分安全係数を全て1.0とした値と比べ全体平均で約60%大きく、PRCではRCよりこの傾向が顕著であった。
胃癌腹膜播種における腹腔内マクロファージの機能解析と造腫瘍性についての実験的検討

まず、胃癌腹膜播種におけるM2マクロファージの機能解析を行ったところ、播種患者では大量のM2マクロファージが腹腔内に存在した。M2マクロファージと胃癌細胞株をヌードマウスに移植すると、胃癌細胞単独よりも有意に腫瘍サイズが増大した。次いで、癌性腹水中に存在するα1酸性糖蛋白(AGP)は全身投与されたパクリタキセルが腹水中に移行した際に結合し、その抗腫瘍効果を阻害する。エリスロマイシンはAGPと競合し、濃度依存性にパクリタキセルを再活性化させる。マウス腹膜播種モデルにおいて、パクリタキセル単独投与に比較し、エリスロマイシン併用群は有意に腫瘍増殖抑制効果を認めた。1癌性腹膜炎患者におけるα1-acid glucoprotein (AGP)濃度の検討したところ、健常ボランティアから採取した血清中AGP値に比し、胃癌患者のそれは有意に高値であり、腹水中のAGP値も834μg/mlと高値であった。2パクリタキセル通常臨床使用量80mg/m2を静脈投与した際の腹水中の濃度は0.01μMであることが知られているので、この濃度における胃癌細胞株OCUM2MD3に対する殺細胞効果を検討したところ、AGP添加において濃度依存性に殺細胞効果は減弱した。3ステージI, II患者の腹腔洗浄液中(コントロール)にはほとんどマクロファージは存在しないが、癌性腹水中には大量のマクロファージが存在した。また、コントロールに比し癌性腹水中には有意に高率にM2マクロファージが存在し、癌性腹膜炎の病態にM2マクロファージが関与している可能性が示唆された。4健常人から採取した末梢血から単球を分離し、サイトカイン(GM-CSF, LPS, IFN-γ)投与によってM1マクロファージにを作成した後、胃癌細胞株MKN45, TMK1とそれぞれ共培養したところ、いづれにおいてもM1マクロファージはM2マクロファージ表面抗原であるCD163を発現し転写因子であるStat3が活性化された。以上から、胃癌細胞との共培養によって、M1マクロファージはM2マクロファージへ形質転換することが証明された。1ヌードマウスの腹腔内に腹膜播種高転移株であるOCUM-2MD3を1x107個注入し、無処置で観察する群(コントロール群)、パクリタキセルを5mg/kgを尾静脈から7日目および14日目に全身投与する群(パクリタキセル単独投与群)、およびパクリタキセルに加え、7日目から16日目まで連日エリスロマイシン5mg/kgを皮下投与(全身投与を想定)する群(エリスロマイシン併用群)の3群を作成し、17日目に犠牲死させ、腹膜播種結節数と腫瘍重量を測定し比較検討した。パクリタキセル併用群のみ、コントロール群に比較して有意に腫瘍重量の減少を認めた(p=0.011)。以上より、エリスロマイシンによるパクリタキセル投与における抗腫瘍増強効果をin vivoにおいても確認した。2ヒト単球細胞株THP1をPMA (Phorbol-12-myristate-13-acetate)で処理することでM2マクロファージを誘導した。このTHP1由来M2マクロファージを胃癌細胞株MKN45およびTMK1と共培養(非接触)したところ、western blottにおいてM2マクロファージマーカーであるCD204の高発現が確認されたが、M1マクロファージマーカーであるNOS2の発現に変化を認めなかった。CD204の発現はMKN45の培養上清の添加においても増強することを蛍光免疫染色においても証明しえた。さらに、STAT系シグナル(signaling transducer and activator of transcription pathway)において、STAT1は増殖抑制的に、STAT3は増殖促進的に作用すると考えられているが、THP1由来マクロファージとTMK1を共培養すると、THP1由来マクロファージにおけるSTAT3のリン酸化が誘導され、増殖促進的に機能することが示唆された。以上より、腫瘍に遊走してきたマクロファージが微小環境下における癌細胞との相互作用によってM2マクロファージへ形質転換し腫瘍増殖促進的に作用すると考えられた胃癌癌性腹膜炎における腹腔内マクロファージ(MΦ)およびMΦが産生すると考えられているα1酸性糖蛋白(AGP)の機能について解析した。胃癌癌性腹膜炎を有する患者と、有しない患者(control)の腹腔内MΦを採取し検討を行ったところ癌性腹膜炎患者の腹腔内にはcontrolと比較して多量のMΦが集積しており、それらの表面マーカーをフローサイトメトリーで調べたところ、そのほとんどがM2MΦであることが分かった。さらにRT-PCRの解析では癌性腹膜炎患者のMΦでIL-10、VEGF-A、VEGF-C、MMP-1、amphiregulinの産生が増加していた。in vitroの検討ではM2MΦと胃癌細胞株との共培養により有意な増殖能の増加を認めた。さらに胃癌細胞との共培養によりamphiregulinの産生上昇を認めた。in vivoにおいて、マウス皮下にMKN45とM2MΦの共投与を行ったところ、MKN45単独投与と比較して有意に腫瘍の増大を認めた。また、癌性腹水中のAGP濃度は高値を示し、一般臨床で用いられるパクリタキセル(PTX)の全身投与によって腹水中に移行するPTXと結合することによって抗腫瘍効果が減弱すると推察された。

in vitroにおいて、胃癌細胞株に対するPTXの抗腫瘍効果はAGP添加によって濃度依存性に抑制され、このPTXとAGPの結合はエリスロマイシン(EM)と競合し、EM濃度依存性にAGPによって阻害されていたPTX活性は再活性化した。さらに、マウス腹膜播種モデルにおいて、PTX単独投与群に比し、EM併用群で有意に腫瘍重量が低値だった。以上の結果より、胃癌癌性腹膜炎の病態ではM2MΦが腫瘍の進展に関与するため、MΦを標的とした治療法の開発が望まれる。また、AGPがPTXの抗腫瘍効果を減弱させるため、EMの併用で治療効果の向上が期待できる。まず、胃癌腹膜播種におけるM2マクロファージの機能解析を行ったところ、播種患者では大量のM2マクロファージが腹腔内に存在した。M2マクロファージと胃癌細胞株をヌードマウスに移植すると、胃癌細胞単独よりも有意に腫瘍サイズが増大した。次いで、癌性腹水中に存在するα1酸性糖蛋白(AGP)は全身投与されたパクリタキセルが腹水中に移行した際に結合し、その抗腫瘍効果を阻害する。エリスロマイシンはAGPと競合し、濃度依存性にパクリタキセルを再活性化させる。マウス腹膜播種モデルにおいて、パクリタキセル単独投与に比較し、エリスロマイシン併用群は有意に腫瘍増殖抑制効果を認めた。大学院生2名が精力的に実験を推進しており、さらに当初の仮説におおむね即した実験結果が得られているため。胃十二指腸外科学最近になり、パクリタキセルがTLR4 (Toll like receptor 4)のアゴニストになりうることが報告された。TLR4の活性化がマクロファージの表現型に関与することが知られているため、今後、パクリタキセル存在下におけるマクロファージの表現型の変化について検討を続ける。また、研究結果を国内外の学会発表および論文発表するための準備にとりかかる。大学院生が2名担当し、実験補助員も1人充当可能であったことなど、研究環境整備が充実していたため当初の仮説通りの実験結果を求めることができたためAGPによるパクリタキセルの抗腫瘍効果減弱作用をin vitroで証明できたため、今後はin vivoにおけるエリスロマイシンによる減弱作用の解除を証明する予定である。また、癌性腹水内のマクロファージのサブタイプおよび各種サイトカイン産生能についての解析に続き、抗がん剤治療に伴う腹水中のマクロファージのサブタイプやサイトカイン産生能の変化(推移)について検討する。さらに、THP細胞株を用いてM2マクロファージを誘導し、胃がん細胞との共培養による癌細胞に及ぼす形質変化の詳細を検討する。効率的な執行により端数が生じ、次年度使用額(繰越金)となった。次年度助成金とあわせて、試薬、小動物、等々、実験計画に基づいた使用を心がけます。
高周波ジュール放電によるヘリアック・プラズマ生成と電子閉じ込め時間計測の研究

東北大学ヘリアック装置において、真空容器外部に巻いたRFコイルを用いて、ヘリアック磁界配位中に高周波ジュール放電によるプラズマを生成することに成功した。周波数520KH_Zのジュール放電により、電子密度10^<10>10^<12>cm^<-3>、電子温度510eVのプラズマがヘリアック配位中に安定に維持されることが実験的に確証された。RFコイル電流を変えることにより密度制御が可能であり、また、磁界の大きさは、ECHプラズマの様に共鳴磁界で制限されることなく自由に変更して放電を行うことが可能である。高周波ジュール放電プラズマの径方向圧力分布は、種々のヘリアック配位に依存して分布し、局所的な放電は起きていないことも確認された。電子密度の減衰から求めた粒子閉じ込め時間は、電子温度に反比例し、磁界の大きさに比例している。実験より求めた閉じ込め時間は新古典拡散から予想される値の約1/100倍、ボーム拡散から予想される値の約10倍である。高周波ジュール放電プラズマの立ち上がり時間が注入ガス圧に逆比例することが確認でき、この立ち上がり時間から電子の閉じ込め時間を導き出せる可能性が明らかとなった。
異方性材料における熱物性値の2階テンソル成分の測定法に関する研究

平成8年度は、当初の計画どおり、測定装置を設計・製作し、常温域において、熱物性値測定法の基本原理の健全性について研究した。以下に、具体的な内容を示す。(1)境界要素法を用いた熱物性値測定原理に関する研究:異方性材料を長方形2次元物体と仮定し、初期温度一様な初期条件、試料表面の一辺に光加熱による表面熱流束が存在する境界条件およびその四辺に熱伝達が存在する境界条件における主軸変換されていない非定常2次元熱伝導方程式の境界要素法と有限差分法による数値解析プログラムを作成した。等方性材料の温度履歴について、理論解、境界要素法による近似解および有限差分法による近似解とを比較した結果、同じ分割数では、境界要素法による近似解は、有限差分法のそれに比べて精度が悪いことが明かとなった。そこで、有限差分法による近似解を測定原理式とし、熱拡散率を求める逆問題解析のアルゴリズムに2分割探索法を用いた。そして、ステンレス鋼の熱拡散率を決定することに成功し、均質材料に対する測定原理の健全性を確認した。(2)異方性材料への応用:炭素繊維強化炭素複合材料の繊維が織り込まれた面内で切り出し角度の異なる直方体試料を測定した結果、ほぼ等方性であり、繊維が織り込まれた面方向とその面が積層された方向との間に異方性のあることが明かとなった。今後、繊維が織り込まれた面方向とその積層方向と間の熱拡散率の2階テンソル成分について研究を進める。(3)光加熱による測定装置の設計・製作:光源、光路設定装置、熱電対およびデジタル・マルチメータから構成される測定装置を設計・製作した。光源は、ハロゲンランプとし、その光を試料表面の一辺にのみ照射させるように光路設定装置を設計・製作した。また、試料表面の3点の温度履歴をデジタル・マルチメータにより観測できるように測定装置を製作した。
網膜内のホメオスタシス維持における網膜血液関門とアクアポリンの相互作用

発生中のラット網膜におけるタイトジャンクションを構成するタンパク質と水イオンチャネルタンパク質であるアクアポリン(AQP)の相互作用を調べるため,Sprague-Dawley(SD)系ラットを交配し,胎仔および新生仔を得た。成体としては8週齢のラットを使用した。採取した眼球組織から凍結切片を作製し,各種抗体を用いて免疫染色を行った。ZO-1は、胎生期には外顆粒層および内顆粒層に点状に局在し,発生が進んで網膜細胞が増えるにつれ陽性反応も増加した。また,未分化な視細胞外節にも強い反応が見られた。Occldin-1の陽性反応は網膜細胞の分化が始まっていない胎生16日目では網膜全層に点状に局在していた。胎生18日目に外顆粒層と内顆粒層が形成されると、内顆粒層でより強い反応が見られるようになった。しかし,ZO-1で見られたような,視細胞外節部位の反応は観察されなかった。AQP-1は,眼杯唇部でのみ非常に強い反応が見られ,細胞の周囲を縁取るように局在していた。発生が進み,眼杯唇部から毛様体が形成され始めると反応は更に強くなり,出生後は毛様体上皮細胞に極めて強い反応が見られたが、神経網膜内には反応は観察されなかった。AQP-4は胎生期および新生仔期の網膜では観察されなかった。成体の網膜では、AQP-1は外顆粒層の視細胞周囲を縁取るように局在しており、また,AQP-4は主にミュラー細胞に局在していた。網膜内でのAQPの発現は,各細胞が分化して特徴的な機能を持つようになって以降の事であることが明らかとなった。網膜細胞の分化が生じる段階から発現していたZO-1とOccludin-1は,発生段階の網膜のホメオスタシス維持において主要な役割を担っている可能性があると考えられたが、AQPと異なる部位に局在しており、網膜のホメオスタシス維持という点においては各々独立した機構を構築していると考えられた。発生中のラット網膜におけるタイトジャンクションを構成するタンパク質とアクアポリンの発現変化を調べるため,Sprague-Dawley系ラットを交配し,胎仔を得た。膣栓が確認出来た日の朝を胎生0.5日とした。16日,18日,20日目の胎仔および生後1日目,3日目の新生仔より眼球を採取して切片を作製し,免疫染色を行った。ZO-1は外顆粒層および内顆粒層に点状に局在し,発生が進んで網膜細胞が増えるにつれ点状の陽性反応も増加した。水イオンチャネルであるアクアポリン-1は,眼杯唇部でのみ非常に強い反応が見られ,細胞の周囲を縁取るように局在していた。発生が進み,眼杯唇部から毛様体が形成され始めると反応は更に強くなり,出生後は毛様体上皮細胞に極めて強い反応が見られた。アクアポリン-4は胎生期および新生仔期の網膜では観察されなかった。アクアポリン-1は成体の網膜では外顆粒層に,アクアポリン-4は主にミュラー細胞に局在していることがこれまでの研究で明らかとなっている。今回の結果より,網膜内でのアクアポリンの発現は,各細胞が分化して特徴的な機能を持つようになって以降の事であることが明らかとなった。また,網膜細胞の分化が生じる段階から発現していたZO-1とOccludin-1は,発生段階の網膜のホメオスタシス維持において主要な役割を担っている可能性があると考えられた。

成体の網膜では、AQP-1は外顆粒層の視細胞周囲を縁取るように局在しており、また,AQP-4は主にミュラー細胞に局在していた。網膜内でのAQPの発現は,各細胞が分化して特徴的な機能を持つようになって以降の事であることが明らかとなった。網膜細胞の分化が生じる段階から発現していたZO-1とOccludin-1は,発生段階の網膜のホメオスタシス維持において主要な役割を担っている可能性があると考えられたが、AQPと異なる部位に局在しており、網膜のホメオスタシス維持という点においては各々独立した機構を構築していると考えられた。
重金属に同時暴露された人間集団における複合健康影響の解析

某鉄鋼関連企業の労働現場において,酸化鉄をはじめクロム,ニッケル等の粉じん又はフュ-ムに同時暴露される労働者の間で,特に腎の尿細管機能に対する早期影響が認められるか否かを,尿中重金属の排泄動態と関連させて解析した。上記暴露群(82名)及び対照群(31名)より,作業終了時のスポット尿を収集し,腎尿細管機能異常の早期指標である尿中NアセチルーBーDーグルコサミニダ-ゼ(NAG)活性並びに尿中鉄,クロム,ニッケル排泄量を測定して,得られた測定値を両群間で比較検討した。暴露群から得られた尿中NAG活性の測定値は全て正常レベルであったが,集団間で比べると,暴露群の方が対照群よりも有意に高値を示した。また尿中鉄,クロム,ニッケル排泄量を両群間で比べると,当然のことながら暴露群の方が高値を示した。暴露群のうちで尿中クロム及びニッケルが検出された者(検出群,36名)と,そうでない者(不検出群,46名)との間で尿中NAG活性値を比較したところ,検出群の方が若干高値を示した。次に,これら検出群36名の間で,尿中NAG活性と尿中鉄,クロム又はニッケル排泄量との相関々係を調べたところ,尿中鉄排泄量との間には有意な相関がみられたが,他の重金属との間には有意な相関はみられなかった。これらの結果から,今回の調査対象者(暴露群)において,腎の尿細管機能に対する鉄,クロム,ニッケルの複合影響の可能性が示唆されたものの,説得力のある結論を得るに至らなかった。今後は,当該労働者を追跡調査するとともに,対象者を更に増やして数百名の規模とし,より信頼性の高い解析が出来るよう,デ-タの収集を図りたい。