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ソリューションロス反応後におけるコークスの摩耗強度

高炉内のソリュウーションロス反応に伴うコークスの粉化挙動を解明するため,反応率と摩耗強度の関係を回転円板法を使用し,求めた.従来のドラム回転法では,コークス同志の衝突による機械的破壊と摩耗の2つの機構が同時に作用し,摩耗に対する強度を独立に評価できないが,本方法はこのような欠点が無いばかりか,試料表面を0.1mm以内研磨するだけで強度が求められるため,反応率分布を有する試料のローカルは強度の評価も可能である.そこで高炉内コークスの平均サイズの試料に強制的に反応率分布をつけ,その摩耗強度分布を測定した.一方向に反応率分布を有する試料作成のためには,円柱試料の一面のみを残し,他の面からの酸化性ガスの侵入を防ぐ必要がある.そのためには高温でガス機密性を保障する接着剤の開発が必要であり,高温において固-液共存相となるように組成調整したNa_2O-SiO_2系セメントは熱膨張率の差に起因する応力を緩和するできるため,高温でもセメント内にクラックが生成せず当研究に使用可能なことを見出した.このセメントを使用し,治金および成型コークスを高炉炉胸部のガス成分に類似した混合ガス中で一方向から酸化させ,耐摩耗強度と反応率の関係を求めた.その結果, 1)耐摩耗強度を表すために提案した指数,酸化性ガスの種類あるいは反応温度によらず,反応率と一次の関係にあり,2)気孔を含むコークス試料全体の耐摩耗強度と基質強度は,本研究で提案された指標により各々独立して評価され,3)気孔を含むコークス試料全体の耐摩耗強度は反応率が増大するにつれて急激に低下するが,基質強度はそれ程大きく減少しないことがわかった.したがって高炉内におけるコークスの粉化の原因は,気孔の拡大による試料バルクの摩耗抵抗の減少によるところが大であるという結論を得た.高炉内のソリュウーションロス反応に伴うコークスの粉化挙動を解明するため,反応率と摩耗強度の関係を回転円板法を使用し,求めた.従来のドラム回転法では,コークス同志の衝突による機械的破壊と摩耗の2つの機構が同時に作用し,摩耗に対する強度を独立に評価できないが,本方法はこのような欠点が無いばかりか,試料表面を0.1mm以内研磨するだけで強度が求められるため,反応率分布を有する試料のローカルは強度の評価も可能である.そこで高炉内コークスの平均サイズの試料に強制的に反応率分布をつけ,その摩耗強度分布を測定した.一方向に反応率分布を有する試料作成のためには,円柱試料の一面のみを残し,他の面からの酸化性ガスの侵入を防ぐ必要がある.そのためには高温でガス機密性を保障する接着剤の開発が必要であり,高温において固-液共存相となるように組成調整したNa_2O-SiO_2系セメントは熱膨張率の差に起因する応力を緩和するできるため,高温でもセメント内にクラックが生成せず当研究に使用可能なことを見出した.このセメントを使用し,治金および成型コークスを高炉炉胸部のガス成分に類似した混合ガス中で一方向から酸化させ,耐摩耗強度と反応率の関係を求めた.その結果, 1)耐摩耗強度を表すために提案した指数,酸化性ガスの種類あるいは反応温度によらず,反応率と一次の関係にあり,2)気孔を含むコークス試料全体の耐摩耗強度と基質強度は,本研究で提案された指標により各々独立して評価され,3)気孔を含むコークス試料全体の耐摩耗強度は反応率が増大するにつれて急激に低下するが,基質強度はそれ程大きく減少しないことがわかった.したがって高炉内におけるコークスの粉化の原因は,気孔の拡大による試料バルクの摩耗抵抗の減少によるところが大であるという結論を得た.高炉内におけるコークスは、ソリューョンロス反応によりその強度が低下し、粉化する。この反応に伴う粉化の機構は非常に複雑であり、衝撃による破壊と摩耗が同時に進行する。本研究では、後者の摩耗強度に焦点を当て、回転円盤法を利用した強度評価法の研究を継続中である。この研究の特徴としては、特に一次元方向に反応率分布を有する試料の作成と、試料内摩耗強度分布の測定が可能である点にある。現在このような試料作成の方法として、【Na_2】O-Si【O_2】系高温セメントによりコークスの反応面以外を覆い、被覆面からの酸化性ガスの浸入を防止している。しかし、セメントに含まれる【Na_2】Oはカーボンソリューションロス反応に強い触媒効果を有するので、試料内の気孔率分布を正確に制御するには、問題点もある。したがってAl【H_3】【Po_4】-Si【O_2】系あるいはその他の高温用セメントの炭材との接着またはぬれ性の観察を高温顕微鏡で行い、実験に適する組成を模索中である。本研究で開発した【Na_2】O-Si【O_2】系高温用セメントを使用し作成した試料により、以下のような結論を得た。1)本試験法は限られた条件下では摩砕の原理に従うので、一定条件下ではコークスを始めとする多孔質脆性体の摩耗強度測定の基準的方法として使用可能である。2)本試験法による摩耗強度指標は反応率に対し、酸化性ガスの種類や温度によらず、おおよそ1次の関係のあることがわかった。3)基質の摩耗強度の評価方法を提案し、基質強度は反応率によらず、ほとんど低下しないことを明らかにした。したがって、反応にともなう摩耗強度の低下は、細孔壁が薄くなることによると結論される。
血管リモデリングを制御する血流刺激と細胞挙動

血管ネットワークの形成初期過程では、原始血管網が血管リモデリングと呼ばれる過程を経て、最終的に明瞭なパターンを獲得する。血管リモデリングには血流刺激が必要なことは古くから知られていたが、そのしくみはほとんどわかっていない。本研究では、血管リモデリングを支える細胞挙動とその制御機構の理解に向けて、新規実験系を確立した。2次平面上でリモデリングが進行するトリ胚卵黄動脈をモデル系として、血流速度が内皮細胞の挙動変化に密接に関係していることを見出した。そこで、生体内微小環境における血流の定量化法を開発したところ、血管リモデリングの過程で、微小環境血流が刻々と変化する様子を捉えることができた。生体機能の根幹をなす血管ネットワークの形成過程では、最初ランダムに作られた原始血管網が、血管リモデリングと呼ばれる過程を経て、最終的に明瞭なパターンを獲得する。本研究では、血流刺激が血管内皮細胞に及ぼす影響を解析し、それがいかにして巨視的な血管リモデリングというダイナミックな形態変化を引き起こすのかを解明することを最終目標と定め、そのために必要な新規実験系を確立することを目的とする。本年度は、ニワトリ胚卵黄動脈のリモデリングを解析系として確立し、リモデリング過程における血管内皮細胞の挙動を解析するための遺伝子導入法の開発を試みた。GFP遺伝子などで血管内皮細胞を特異的に操作できれば、内皮細胞の挙動を高解像度で解析出来るからである。マウスやゼブラフィッシュでは、血管内皮細胞の遺伝子操作は可能ではあるが、これらの場合、すべての内皮細胞がGFPで標識されるため、細胞挙動の詳細な解析は困難であるなどの問題があった。ニワトリ胚卵黄動脈は2次元平面状でリモデリングが進むことから、これらの問題を克服できると考えて、血管内にモザイク状に遺伝子導入することを試みた。さまざまな遺伝子導入試薬を試すと共に、導入するDNAプラスミド濃度なの最適化を行い、内皮細胞のモザイク遺伝子操作にほぼ成功した。これらの成果により、内皮細胞ライブイメージング解析などの基盤が整備された。卵黄動脈への遺伝子導入法の検討については、計画どおりのプロセスで正しいことがわかったが、解析の途中でニワトリ胚の発生の調子が安定せず、同じ条件の胚を用いた条件検討に当初よりも時間がかかった。養鶏場における天候不順や若雌鶏などが原因である可能性が考えられた。本研究では、血流刺激が血管内皮細胞に及ぼす影響を解析し、それがいかにして巨視的な血管リモデリングというダイナミックな形態変化を引き起こすのかを解明することを最終目標と定め、そのために必要な新規実験系を確立することを目的としている。本年度は、トリ胚を用いた血管内局所的遺伝子導入法を確立すると共に、この技術を用いた血管形成のライブイメージング解析を進めた。血管内局所的遺伝子導入法については、従来はワークしないと思われていた市販のトランスフェクション用試薬を用いたところ、2日目トリ胚の右側卵黄動脈形成領域において、局所的にGFP遺伝子が導入され、モザイク状ではあるが、GFP蛍光蛋白質の発現が認められた。またこの方法をさらに発展させ、RNAi法による遺伝子機能ノックダウン法の開発を試みた。血管内皮細胞に発現し、かつ血管形成に必須であることが知られているVE-cadherin遺伝子のRNAiを、右側卵黄動脈形成領域において施したところ、この領域の血管リモデリングが特異的に阻害された。これらのことから、本研究で開発したトリ胚血管内局所的遺伝子導入法は、遺伝子機能のノックダウンにも有効な方法であることがわかった。血管形成のライブイメージング解析に関しては、1日目2日目のニワトリ胚を卵殻から取り出して、ex vivoで10時間にわたりコンフォーカル撮影できる条件を検討した。血流依存的に移動する血管内皮細胞の様子が観察されている。血管形成のライブイメージング解析において、1日目2日目のニワトリ胚を卵殻から取り出して、ex vivoで10時間にわたりコンフォーカル撮影することが必要であるが、非常に初期の胚を用いた場合、途中で発生がストップする例も少なくない。コンフォーカル顕微鏡下におけるex vivo培養の条件検討が必要であることがわかった。本年度は主に、生体内微小環境における血流の定量化法の開発を進めた。注入した蛍光ビーズを用いた測定や、胚内ですでに分化している赤血球の血流内移動などを指標にして高解像度ビデオ撮影を行ったところ、特に胚体外血管の形成が進む過程において、微小環境血流が刻々と変化する様子を捉えることができた。またこれらの微小環境血流の変化と、Pillarの変化との密な相関が見えてきた。

Pillarは非血流領域であり可塑性にとむ細胞集団として振る舞うことから、Pillarの挙動が血流によって制御される結果として、血管内皮細胞の動態が変化する様子がわかってきた。血管リモデリングという極めて重要であるにもかかわらず、これまで捉えどころのなかった現象について、それを支える細胞機能とその制御機構の一端が理解された。血管ネットワークの形成初期過程では、原始血管網が血管リモデリングと呼ばれる過程を経て、最終的に明瞭なパターンを獲得する。血管リモデリングには血流刺激が必要なことは古くから知られていたが、そのしくみはほとんどわかっていない。本研究では、血管リモデリングを支える細胞挙動とその制御機構の理解に向けて、新規実験系を確立した。2次平面上でリモデリングが進行するトリ胚卵黄動脈をモデル系として、血流速度が内皮細胞の挙動変化に密接に関係していることを見出した。そこで、生体内微小環境における血流の定量化法を開発したところ、血管リモデリングの過程で、微小環境血流が刻々と変化する様子を捉えることができた。ニワトリ胚卵黄動脈前駆体への遺伝子導入法がほぼ最適化できたので、今後はGFP遺伝子を導入された血管内皮細胞の挙動をライブイメージング解析法などを用いて調べる予定である。すでに、血流との相関を示す興味深い予備的データもで始めており、当初の予定どおり研究を進めたい。10時間にわたるexvivo培養に耐える条件を探索すると共に、もっと短時間でのライブイメージング解析に主軸を移し、GFP遺伝子導入された血管内皮細胞の挙動が、血流によってどのように変化するのかについて解析する予定である。発生生物学、細胞生物学、分子生物学、血管生物学解析の途中でニワトリ胚の発生の調子が安定せず、同じ条件の胚を用いた条件検討に当初の予定よりも時間がかかったため、当初予定していたライブイメージングに係る費用が未使用となった。10時間ex vivo培養法を用いたコンフォーカルライブイメージング解析の効率が期待したほど高くなく、再現性の高いデータを得るのに時間がかかった。次年度使用額は、これらの解析にあてる。より短時間のex vivo培養を用いたコンフォーカルライブイメージング解析に主軸を移し、遺伝子導入GFP陽性内皮細胞の挙動を高解像で解析し、血流との相関を観察する予定である。次年度使用額はこれらの解析にあてる。
難治性炎症性肺疾患の病態形成におけるプロスタグランジンD2とその受容体の関与

ウイルス気道感染によって喘息が悪化するメカニズムに関与している分子(プロスタグランジンD2とその受容体CRTH2)とを発見し、それを阻害する薬が喘息悪化の予防に使用できる可能性を明らかにした。また、これらの分子が別の肺疾患(肺線維症)の病態を修飾していることも明らかにしたが、その詳細な機序については引き続き検討中である。喘息患者の生命予後、QOLに大きな影響を与える増悪因子であるRNAウイルス感染が、ウイルス複製時に生じる二本鎖RNA(dsRNA)を介して気道炎症を増悪させる機序について検討した。その結果、自然免疫系とプロスタグランジンD2(PGD_2)およびその受容体CRTH2との興味深い接点が見出された。実験モデルとしては、卵白アルブミンを抗原として感作・曝露したラットあるいはマウスに合成dsRNAであるpoly(I:C)を気道内投与する系を用いた。この系では気道好酸球数が増加するとともに、メサコリン気道過敏性が亢進する。Th2サイトカイン、CCケモカイン濃度の変化は認められず別の好酸球遊走因子の関与が示唆されることから、脂質メディエーターの産生を検討したところ、PGD_2産生がpoly(I:C)存在下で増加することが明らかとなった。このPGD_2産生は抗原曝露肺特異的であり、抗原曝露で誘導されるシクロオキシゲナーゼ-2(Cox-2)の発現依存性である。PGD_2受容体にはDP1とcRTH2の2つの受容体があるが、cRTH2アゴニストは好酸球性気道炎症を増悪させ、逆にCRTH2拮抗薬投与やCRTH2ノックアウトマウスではpoly(I:C)による好酸球数増加が抑制された。以上から、ウイルス感染時の自然免疫系活性化は、脂質メディエーター系であるCox-2/PGD_2/CRTH2経路を介して気道炎症の増悪に関与していることが明らかとなった。これらの新しい分子を標的とした薬剤が、ウイルス感染にともなう気道疾患の急性増悪予防・治療に有効であることが期待される。われわれはPGD_2/CRTH2経路が気道感染に伴う喘息の増悪と肺線維症の病態を修飾していることを明らかにした。ウイルス感染による喘息の増悪モデルとして、抗原感作・暴露したラット・マウスの気道に2本鎖RNAを投与することで好酸球性気道炎症と気道過敏性の増悪をきたすモデルを作成した。次に、抗原感作・暴露によって生じたアレルギー性気道炎症の存在下ではシクロオキシゲナーゼ2が誘導されており、自然免疫系活性化に伴いPGD_2産生が亢進することを確認した。さらにPGD_2がCRTH_2経路を介して好酸球性気道炎症と気道過敏性の増悪をきたすことをCRTH2阻害薬、CRTH2ノックアウトマウスを用いて証明した(JImmuno1誌、2008)。このことから、CRTH2阻害薬が喘息の増悪予防薬として使用できる可能性が示唆された。一方、ブレオマイシン肺線維症モデルにおいてCRTH2が欠損していると、肺の炎症が遷延し、結果的に線維化が促進されることを見出した(論文準備中)。これは何らかの炎症抑制性分子あるいは細胞の機能調節にPGD_2/CRTH2経路が重要な役割を果たしていることを示唆しているが、その本態は不明であり、今後の検討課題として残された。
抗酸菌(マイコバクテリア)における発現ベクターの構築

抗酸菌・大腸菌シャトルベクターの構築を行った。遅発育菌M.bovis BCG及び、迅速発育菌M.smegmatis J15csで複製できるシャトルベクターとして、カナマイシン耐性マーカーを有するpYT923とクロラムフェニコール耐性を有するpMT923を構築した。また、遅発育菌M.bovis BCGでのみ複製できるシャトルベクターとして、カナマイシン耐性を有するpYT937,クロラムフェニコール耐性を有するpMT933を構築した。pMT933はpAL5000と共存でき、30代まで安定に保持され、遺伝学的研究に有用であると思われる。これらの抗酸菌での複製に必要な領域の解析を行った。その結果、BCGでの複製には、上流に繰り返し構造の多数存在する領域と、約29kdのrep蛋白質をコードする1つのopen reading frame(ORF)を含む約1.6kbが必要であるが、M.smegmatis J15csでの複製には、更にその上流の領域が必要であった。この領域には、約29kdの蛋白質をコードするORFが存在した。この蛋白質の機能は不明である。今後の興味ある研究課題である。これらの断片をプローブにして、サザンハイブリダイゼーションを行った結果、親株のM.scrofulaceumの3株にのみhomologousな遺伝子が存在し、他の8種類の抗酸菌にはhomologousな遺伝子は存在しないことが明らかとなった。この遺伝子は菌種に特異的であることが示された。これらのM.scrofulaceum3株に存在するhomologousな遺伝子の解析も今後の課題である。またこのベクターに、カナマイシン耐性のプロモーターの下流にHBs抗原遺伝子を連結したものを挿入して、BCGでの発現を見たが、発現しなかった。この発現も今後の課題である。抗酸菌と大腸菌のシャトルベクタ-pYT937を構築した。このベクタ-は、有効なクロ-ニングサイトとして、PstI,HincII,XbaI,BamHI,BbvII,AatII,ScaI,GsuIの8ヶ所のサイトを有し、選択マ-カ-として、大腸菌ではアンピシリン耐性とカナマイシン耐性を、抗酸菌ではカナマイシン耐性を有するものである。このベクタ-の抗酸菌での複製に必要な遺伝子部分の塩基配列を決定した。2294塩基対で、70.1%の高いGC含量を有し、多くの繰返し配列が認められた。遺伝子配列、アミノ酸配列のホモロジ-検索の結果、既報の抗酸菌プラスミド及びデ-タバンクに登録されているいずれの遺伝子ともホモロジ-は認められなかった。260個及び311個のアミノ酸をコ-ドするオ-プンリ-ディングフレ-ムが認められた。このうち260個のアミノ酸からなる蛋白質に、DNA結合蛋白質に特有の性状が認められた。マキシセル法により、大腸菌での発現をみた実験では、いずれも発現されている可能性を強く示唆する結果が得られ、現在欠損変異株を分離し、さらに詳しく解析すると共に、BCG菌体内での発現を検討中である。ハイブリダイゼ-ション実験の結果、スクロフラシュウム菌、カンサス菌、スメグマ菌の染色体に類似の塩基配列があることが判明した。これらについてはさらに解析中である。このベクタ-にB型肝炎ウイルスのC抗原の遺伝子を挿入し、BCG菌での発現を検討したが、発現は認められなかった。発現に必要なプロモ-タ-部の組み込み、他の微生物

由来の遺伝子の発現の有無などについて現在検討中である。抗酸菌と大腸菌のプラスミドから作成したシャトルベクターpYT937の抗酸菌における複製領域について更に検討を行った。まず複製に必要な最少の領域を決定するため、既に報告した複製領域を含む2294塩基対をもつ断片の両端から種々な長さの欠損を起こさせ、それらの複製能について調べた。その結果、複製に必要な最少の領域は約1.5kbのDNAに含まれることが明かとなった。この約1.5kbの断片には260個のアミノ酸をコードする遺伝子1個を含むが、この遺伝子はDNA結合蛋白に特有な構造を有している。一方、この遺伝子の上流部分(断片の左端部分)には、繰り返し配列(20塩基前後の)に富む部分があり、恐らくこの部分が複製開始領域であろうと考えられた。この部分の構造が複製に重要な役割を果たしていることは、繰り返し配列内に位置する制限酵素(Sph I)部を利用して、4塩基対の欠損を起こさせると、このものの複製能力が失われることになることからも明かである。またこの遺伝子部分と繰り返し配列の部分を同じ分子内ではあるが離れて存在するように構造を変化させたプラスミドを作成したところ、複製能が失われることが明かとなった。従ってこの両者の位置関係も複製のために重要であることが知られた。なお、このプラスミドはBCG以外でもM.phlei,M.smegmatis,M.fortuitum,M.intracellulareなど、多くの抗酸菌で複製可能であることが明かとなった。また、これまでにこのベクターを用い、M.tuberculosis,M.bovis,M.Kansasii,M.fortuitum,M.smegmatisの遺伝子ライブラリーを作成した。抗酸菌・大腸菌シャトルベクターpYT937の抗酸菌の宿主域について更に検討を行った。このベクターは、M.bovis BCG,M.phlei,M.fortuitumでは複製できるが、M.smegmatisでは複製できなかった。次に、このpYT937の持つ2.3kbの他に、その近傍の断片を有する種々の欠損断片を、pACYC177に挿入し、組み換え体プラスミドを作成し、各菌を宿主として、形質転換能を調べた。その結果、pYT937の持つ2.3kbの他に、その上流の1.6kbを有する場合は、M.smegmatis J15csで複製できた。しかし、このベクターでも、M.smegmatisR株,P株,F株,mc^2155では複製できなかった。この1.6kbの塩基配列を決定し、open reading frameを検索した。その結果、約30kdの蛋白質をコードする遺伝子を見出した。M.bovis BCG,M.phlei,M.fortuitumでの複製には、この1.6kb断片は必要ではなかったので、これらの菌の場合、この遺伝子の機能を補佐する遺伝子を染色体上に有している可能性があると考えられる。そこで、この1.6kbをプローブにして、サザンハイブリダイゼーション実験を行った。しかしこの遺伝子にhomologousな遺伝子は、M.bovis BCG,M.phlei,M.fortuitumにも、M.smegmatisにも見出さなかった。M.scrofulaceumには4株中3株にhomologousな遺伝子が存在した。この遺伝子の特異性が認められた。
種に固有な音認識を担う神経回路基盤の解明

多くの動物は求愛行動の際に、その種に固有の「鳴き声」などの特徴的な音を使って同種認識を行う。本研究は、このような「種に固有の音を認識してその意味を理解する」、といった聴覚情報処理が、どのような特性を持つ神経細胞のどのような組み合わせで達成されるのか、その神経回路機構を理解することを目的とする。そのための研究モデルとして、ショウジョウバエの求愛行動を用いた解析を進めた。前年度までの解析から、、AMMC-B1, AMMC-LNと呼ばれる2種類のニューロンが、AMMC-B1ニューロンに対してフィードフォワード神経回路を形成しており、それにより、、AMMC-B1ニューロンのバンドパス特性の形成を担うことを見出した。そこで今年度は、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンそれぞれの応答特性を、カルシウムイメージング法により決定した。その結果、これら2種類のニューロンは速いリズムの求愛歌により強く応答することを発見した。また、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンの神経伝達を分子遺伝学的手法により阻害し、得られた個体の聴覚行動を解析することで、様々なリズムの求愛歌に対する応答行動の発現における寄与を決定した。その結果、速いリズムの求愛歌に対する応答が、他のリズムの歌に比べてより顕著に増強した。また、これまでに進めてきた、脳の連続電子顕微鏡画像を用いたコネクトーム解析のに関して、プルーフリード作業をほぼ終えた。これにより、聴感覚ニューロンとAMMC-B1ニューロンとの神経接続を定量的に評価することが可能なデータベースを整備した。研究計画で予定した内容通りに、AMMC-B1ニューロンのリズム応答性に関与する2種類の抑制性介在性ニューロンであるAMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンについて、それぞれのニューロンの応答特性を、カルシウムイメージング法により決定することができた。またその過程で、様々なリズムの音に対する応答特性を比較するための解析手法も確立し、今後の解析をスムーズに進めるための方法論が整った。また、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンの、様々なリズムの求愛歌に対する応答行動の発現における寄与も決定できた。以上一連の結果により、ショウジョウバエが持つ、求愛歌を構成する音のリズムを識別するための脳内メカニズムを明らかにすることができた。求愛歌のリズムは種によって異なっており、そのリズムの識別は種に固有の音認識の根幹を構成するプロセスである。現在までに、ショウジョウバエを用いてそのプロセスを担う神経機構を解明することができた。よって、現在まで、本研究課題は順調に進捗していると評価できる。これまでの解析から、AMMC-B1ニューロンは、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロン以外にも、様々なニューロンと神経接続することがわかっている。そこで、AMMC-B1ニューロンのリズム応答性を制御する、他の因子についてさらに探索を進める。また、AMMC-B1ニューロンの上流に位置する聴感覚ニューロンについても、AMMC-B1ニューロンと同様の抑制性制御がかかっている可能性を考え、制御を担う可能性があるニューロンを、解剖学的特徴から絞り込み、同定後に機能解析を行う。また、これまで継続して進めている、Janelia Research Campusとの共同研究先である、脳の連続電子顕微鏡画像を用いたコネクトーム解析の結果を分析し、まとめる。これまでの解析結果を確認するプルーフリード作業はほぼ終了したため、今後はシナプス分布の解析を体系的に行う。次年度が最終年度であるため、ここまでの研究成果を論文発表する。本研究は、キイロショウジョウバエをモデル生物として用いることで、「種に固有の音を認識してその意味を理解する」といった高度な聴覚情報処理が、どのような特性を持つ神経細胞のどのような組み合わせで達成されるのか、その神経回路機構を理解することを目的とする。当該年度では、これまでに私たちが単一細胞レベルで同定した二次聴覚神経細胞の機能解明を目的として、分子遺伝学的手法を用いた各神経細胞の機能操作、並びに操作個体の聴覚行動解析を実施した。まず、単独個体で解析可能な新規行動解析法「SMART」を用いて解析を試みたところ、実験個体の遺伝的背景によって行動にばらつきが大きいことが判明した。そこで集団個体で解析を行う従来の「ChaIN」法を用いて解析を進めた。聴覚行動を惹起する音刺激としては、ショウジョウバエの求愛歌を構成するパルスソング、という音を模した人工求愛歌を用いた。まずはすでに人工求愛歌の時間要素を識別するシステムを構成する重要な要素であることが報告されているAMMC-B1と呼ばれる二次聴覚神経細胞を阻害したところ、予想通りに聴覚行動が低下した。そこで次にAMMC-B1への投射を持つことが解剖学的に推測される2種類の局所介在神経細胞をそれぞれ機能阻害して聴覚行動を解析した。その結果、AMMC-LNと呼ばれる局所介在神経細胞の阻害時には聴覚行動は増加する傾向が見られた。一方でAMMC-B2と呼ばれる局所介在神経細胞の阻害時には明確な変化は見られなかった。また、別の二次聴覚神経細胞であるGFN, AMMC-A1と呼ばれる2種類の細胞群の機能阻害でも、聴覚行動はほとんど変化しなかった。以上の結果により、AMMC-B1、AMMC-LNの2種類のニューロンが、人工求愛歌の時間要素を識別するシステムをそれぞれ正、負の方向に制御している可能性が示された。当初予定していた方法「SMART」での聴覚行動解析は実施できなかったが、代わりの行動解析法「ChaIN」を用いることで、当該年度の実施目標は達成できた。

目的細胞を特異的に標識する分子遺伝学的系統が入手できた5種類の二次聴覚神経細胞について、それらの機能解析を終え、人工求愛歌の時間要素を識別するシステムを構成する重要要素の絞り込みをすることができた。また同定した重要要素がシステムをどのように制御するのか、その特性も解明できた。AMMC-LNについては、システムを負に制御する、という特性はこれまでに報告されていない。適切な情報処理を行う上で、システムを正に制御するだけでなく、負に制御する機構も必要と予想される。よって今回の成果により、キイロショウジョウバエだけでなく動物一般に共通する聴覚情報処理の神経回路機構の基本原理を理解する上での重要な知見が得られたと考えている。以上の理由により、本研究計画はこれまでは概ね順調に進展していると評価できる。多くの動物は求愛行動の際に、その種に固有の「鳴き声」などの特徴的な音を使って同種認識を行う。本研究は、このような「種に固有の音を認識してその意味を理解する」、といった聴覚情報処理が、どのような特性を持つ神経細胞のどのような組み合わせで達成されるのか、その神経回路機構を理解することを目的とする。そのための研究モデルとして、ショウジョウバエの求愛行動を用いた解析を進めた。前年度までの解析から、、AMMC-B1, AMMC-LNと呼ばれる2種類のニューロンが、AMMC-B1ニューロンに対してフィードフォワード神経回路を形成しており、それにより、、AMMC-B1ニューロンのバンドパス特性の形成を担うことを見出した。そこで今年度は、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンそれぞれの応答特性を、カルシウムイメージング法により決定した。その結果、これら2種類のニューロンは速いリズムの求愛歌により強く応答することを発見した。また、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンの神経伝達を分子遺伝学的手法により阻害し、得られた個体の聴覚行動を解析することで、様々なリズムの求愛歌に対する応答行動の発現における寄与を決定した。その結果、速いリズムの求愛歌に対する応答が、他のリズムの歌に比べてより顕著に増強した。また、これまでに進めてきた、脳の連続電子顕微鏡画像を用いたコネクトーム解析のに関して、プルーフリード作業をほぼ終えた。これにより、聴感覚ニューロンとAMMC-B1ニューロンとの神経接続を定量的に評価することが可能なデータベースを整備した。研究計画で予定した内容通りに、AMMC-B1ニューロンのリズム応答性に関与する2種類の抑制性介在性ニューロンであるAMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンについて、それぞれのニューロンの応答特性を、カルシウムイメージング法により決定することができた。またその過程で、様々なリズムの音に対する応答特性を比較するための解析手法も確立し、今後の解析をスムーズに進めるための方法論が整った。また、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンの、様々なリズムの求愛歌に対する応答行動の発現における寄与も決定できた。
アニオン性ヒドリド種を用いた錯体反応場の構築と対カチオン効果による反応制御

アルカリ金属と遷移金属をあわせもつ二官能性金属錯体の合成と反応について調査した。二官能性金属錯体の合成の出発原料として、4族元素のジルコニウムに4-の負電荷をもつトリ(フェノキシド)メチル配位子をもつ金属錯体(1)を用いた。この錯体1に種々のアルカリ金属試薬を反応させることで、アルカリ金属と遷移金属としてジルコニウムを含む二官能性金属錯体を容易に合成することができる。例えば、錯体1とカリウムナフタレニドを反応させることにより、ナフタレンにカリウムとジルコニウムが配位した複核錯体2を得た。錯体2はナフタレンを容易に放出することにより、低酸化状態とアルカリ金属が共存する反応場を作り出すことが可能である。この反応場において、カリウムはルイス酸として働くとともに、高い起分極力により反応分子を分極、活性化できる。さらに、低酸化数状態ジルコニウムの強い還元作用により、特異な反応性の出現が期待できる。例えば、錯体2と二酸化炭素との反応では、ナフタレンの脱離とともに二酸化炭素のC-O結合切断が一部進行し、オキソ中間体と一酸化炭素が生成する。この中間体はさらに二酸化炭素と反応し、オキソ配位子が炭酸配位子に変換される。錯体2は水素と反応し、ナフタレンがテトラリンに変換され、脱離するとともに、3つのヒドリド配位子が2つのジルコニウム金属間を架橋した錯体3が得られた。このヒドリド錯体も二官能性金属錯体として作用し、白リンを反応させるとPH3と環状P3配位子の生成が観測された。28年度が最終年度であるため、記入しない。高酸化状態の金属、フェノキシド配位子、ヒドリド配位子の組み合わせからなる電子欠損型ヒドリド錯体は、その金属中心の高いルイス酸性と大きく分極した金属&#8211;ヒドリド結合のため、特異な反応性を示すことが知られている。我々は、フェノキシド基を配位子骨格に組み込んだ多座配位子を利用した電子欠損型ヒドリド錯体につて研究を進めている。これらのヒドリド錯体の特徴の一つは、アニオン性ヒドリド錯体であり、対カチオンとしてアルカリ金属を分子内に取り込み、接触型イオン対を形成することである。本研究の目的は、対カチオンの選択、溶媒和によりヒドリド錯体の反応性を制御することである。今回、タンタルのヒドリド錯体と一酸化炭素の反応における対カチオン効果について検討した。対カチオンとしてカリウムをもつタンタルのヒドリド錯体(1-K)に一酸化炭素を反応させると、還元的カップリング反応が進行し、COの六量体が生成することを以前に報告している。この反応における対カチオン効果を検討するために、対カチオンにナトリウム(1-Na)とリチウム(1-Li)をもつヒドリド錯体をそれぞれ合成した。錯体1-Naとの反応では錯体1-Kと同様に反応が進行し、COの六量体が得られた。一方、錯体1-Liとの反応ではCOの三量体が生成した。この三量体の対カチオンをリチウムからナトリウムに交換すると、COの三量体の二量化が進行し、六量体が生成するのが観測された。アニオン性ヒドリド錯体の反応性が対カチオンの種類により大きく異なることを見出した。この結果は今後の研究を進める上で重要な指針を与えるものであり、研究はおおむね順調に進展していると判断した。(1)これまでの研究で得られたアニオン性ヒドリド錯体の反応について対カチオン効果を検討するために、対カチオン交換などにより、対カチオンの異なるアニオン性ヒドリド錯体を系統的に合成する。(2)上記の(1)で得られたヒドリド錯体の反応性を比較検討する。

(3)アルカリ金属を効果的に取り込める部位(クラウンエーテルなど)を組み込んだ配位子を設計し、アニオン性ヒドリド錯体の合成に適用する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
医療及び福祉ロボットの体系化と安全性

本研究では、医療・福祉分野でのロボットの研究開発に関し、各関連学会における本分野の研究者により医療福祉ロボットの定義・分類、安全性設計等について議論を進め、国内における研究を促進させるとともに、我が国の研究成果を国際的に広めていくことを目的として、以下を行った。(1)各関連学会での医療・福祉ロボットに関する研究報告から我が国における本分野の研究開発現状を調査した結果、これまでは医療や福祉の現場で生じたニーズに対応して個別に研究開発が行われてきており、体系化は成されていないことが明らかとなった。特に福祉ロボットについては設計開発の理念も定まっておらず、実用化・普及に結びつく研究はわずかであった。(2)上記調査結果及び「メディカル・ヒューマンケアロボティクス連合研究会」の協力により、特に福祉ロボットの設計開発の理念の確立が現状での最重要課題であることが明らかとなった。具体的テーマとしては、安全性、ユーザ・インターフェイス、ユーザへの個別対応と大量生産の両立などが挙げられた。(3)海外における研究開発現状として、「第4回リハビリテーションロボティクス国際会議」、「第1回医用ロボットと計算機支援外科手術に関する国際会議」などにおける発表・討論内容について情報を収集・調査した結果、国際的にも医療・福祉ロボットは新しい研究テーマであり、その設計開発理念の確立が現在注目を集めているテーマとなっていることが明らかにされた。(4)以上に基づき、福祉ロボットに重点をおいて研究を行った結果、対象となる日常生活動作において「ユーザが実行可能な能力レベル」と「環境の要求する能力レベル」に差がある場合に福祉ロボットが有効に用いられるため、この2つのパラメータによる体系化が有効であった。さらに安全性については、必要な細目を列挙し安全規格としてまとめることが必要であることが明らかとなった。
A群レンサ球菌毒素蛋白質発現機構の網羅的解明とその制御に関する研究

劇症型レンサ球菌感染症発症には、菌が産生する毒素が重要な役割を果たす。毒素産生の機序について様々な角度から解析を行った。1.A群レンサ球菌の代表的な発現制御因子mgaの近傍に位置するmga-associated geneのノックアウト株を樹立した。Sicの発現の亢進が二次元電気泳動とノザン法にて確認された。ゲルシフト法にてプロモーターへのMgaの結合に関与する可能性が示唆された。2.転写終結関連遺伝子nusGノックアウト株を樹立した。二次元電気泳動法によりNga蛋白質(Nga)、ストレプトリジン0(Slo)、Sic蛋白質の増加が認められ、ノザン法においても同様の結果が確認された。3.劇症型レンサ球菌感染症において使用が推奨されているクリンダマイシンの効果を検討した。クリンダマイシン存在下で菌の分泌蛋白質の多くは減少したが、Nga、Slo、Sicが逆に増加した。その作用は菌のどの増殖時期に抗生物質を投与するかによって大きく影響された。毒素発現変化のメカニズムにNusG、二成分制御因子CsrSの関与が示唆された。4.signal peptidaseをコードする3つの遺伝子SPy0127、sipCおよびlspのノックアウト株を作製し、上清蛋白質を二次元電気泳動により解析した。LspはSec pathwayに深く関与、すなわちシグナル配列を認識し、作用すると考えられたがSipCは異なる役割を担っていることが示唆された。しかしながら両者がともに関与すると考えられる毒素の存在も明らかとなった。5.劇症型感染症の頻度が高いM1株において、分泌毒素蛋白質プロファイルが複数存在し、それが二成分制御因子CsrSのアミノ酸変異が関与していることを、分離時期の異なる種々の臨床分離株の塩基配列の検討と、ノックアウト変異株の作成によって明らかにした。劇症型レンサ球菌感染症は再興感染症として問題となっており、その病態には菌が産生する毒素が重要な役割を果たしている。その毒素産生の機序4について様々な角度から解析を行い、以下の知見を得た。1.A群レンサ球菌の病原因子発現調節に最も重要であるmgaの近傍に位置するmga-associated geneのノックアウト株を複数のM1臨床分離株において樹立した。その株においてはSic蛋白質の発現が亢進することが二次元電気泳動とノザン法にて確認された。またゲルシフト法にて転写に影響を及ぼす可能性が示唆された。2.転写終結に関連する遺伝子nusG遺伝子ノックアウト株を複数のM1臨床分離株において樹立した。得られた株の細胞外分泌蛋白質を二次元電気泳動法により分離、同定したところ、Nga蛋白質、ストレプトリジンO、Sic蛋白質の増加が認められ、ノザン法によりmRNAレベルでも同様の結果が確認された。3.劇症型レンサ球菌感染症において毒素蛋白質発現阻止の目的で使用が推奨されているクリンダマイシンの効果を検討した。クリンダマイシン存在下で菌から分泌される蛋白質の多くは従来の報告のように減少したが、Nga蛋白質、ストレプトリジンO、Sic蛋白質が逆に増加することが明らかになった。このことから十分量の抗生物質の投与の必要性が確認された。その毒素産生の機序について様々な角度から解析を行い、以下の知見を得た。

1.A群レンサ球菌の病原因子発現調節に最も重要であるmgaとその近傍に位置するmga-associated geneのノックアウト株をM1臨床分離株において樹立した。毒素蛋白質SICの発現に影響を及ぼし、その機序として、プロモーターへのMga蛋白質の結合に関与する可能性を示した。2.劇症型感染症に使用が推奨されているクリンダマイシンの毒素発現への影響について、発現が増大する毒素の存在を16年度に示したが、その作用は抗生物質の投与時期、すなわち菌のどの増殖時期に投与するかによって大きく影響されることを明らかにした。また毒素発現を変化させるメカニズムのひとつに転写終結因子NusG、二成分制御因子CsrSの関与が示唆された。3.A群レンサ球菌SF370株のゲノム上に存在する二つのシグナルペプチダーゼIノックアウト変異株の作成に成功した。それらはシグナルシークエンスを切断する毒素にかなりの特異性があるが、両者がともに関与すると考えられる毒素の存在が明らかとなった。4.劇症型感染症の頻度が高いM1株において、分泌毒素蛋白質プロファイルが複数存在し、それが二成分制御因子CsrSのアミノ酸変異が関与していることを、分離時期の異なる種々の臨床分離株の塩基配列の検討と、ノックアウト変異株の作成によって明らかにした。
植物生長調節物質コチレノールの合成化学的修飾

本研究は植物ホルモン類似の生長調節作用を有するコチレノール類縁体を合成化学的に創製し,構造活性相関に対する基本的な知見と,将来植物ホルモンの作用機能解明に有用な誘導体へ展開するための指針を得ることを目的とした。まず,コチレノールの3位水酸基の役割解明を目的とし,相当するメチルジチオカーボネート体と,その8,9-ジエピ体を合成し,レタス種子の発芽試験を指標としてそれらの生理活性を評価した。後者には全く活性が見られず,グリコール部の立体化学もしくはそれによって誘起される中央の8員環部分の立体配座が活性発現に重要であることが判明した。一方,前者は一定の猶予期間が観察されるものの,明らかに種子の発芽を誘起する。この猶予期間は,真の活性種,たとえば相当するチオール体が生体内で形成されることに対応していると思われ興味深い。次いで,将来の機能化への展開を意識し,15位に酸素官能基を有する誘導体を設定し,その合成研究を行った。すなわち,申請者が既に確立していたコチレノールの全合成ルートに従い,相当位置に水酸基を持つシントンを用いて合成を検討した。現時点で合成を完了してはいないが,合成上問題となる部分はなく,近い将来目的を達成できるものと考えている。ところで,その合成中間体,すなわち9位水酸基を導入する前段階で活性試験を行ったところ,コチレノールと同程度の活性がある。このことは,9位水酸基の存在は活性発現に必須ではなく,8員環の立体配座が天然物と同一であり,8位β水酸基が存在すれば十分であることを示しており,今後の誘導体の設計に極めて重要な示唆を与えている。もちろん,15位の酸素官能基が9位水酸基の役割を担っていることも考えられるが,その点の確認は今後の展開にゆだねる。以上,本研究の目的はほぼ予定通り達成され,同時に今後の指針となる新たな知見を得ることもできた。
ワーケーションを推進するための地域観光資源の活用に関する研究

仕事(Work)と休暇(Vacation)を融合させたワークスタイルである「ワーケーション(Workation)」について、ワーケーションを実施する企業、ワーカーの期待に対して、地域においては、既存の観光資源の活用や新たな観光資源の開拓・開発が重要な課題となっている。この課題を解決するためには従来のツーリズムとワーケーションとの違いを踏まえて検討する。具体的には、ワーケーションの類型化・モデル化、および地域、企業、ワーカーそれぞれの相互作用の中で観光資源が果たす機能を明らかにし、ワーケーションに適合する観光資源はどのようなものなのか、それらはどのように開拓・開発されるべきなのかを解明する。
HPV関連頭頸部癌とREV7発現の検討

近年、頭頸部領域のHPV関連癌が注目されている。特に化学放射線療法ではHPV非関連癌と比較して予後が良好であることが知られている。一方、化学放射線療法はDNA損傷を起こし抗癌作用を来す。癌はそれに対抗しDNA損傷の修復を停止する機構を持ち治療抵抗性を示す。本研究では、HPV関連癌と非関連癌で、DNA損傷の修復にどのような違いがあるのかについてp16、p53、Rev7の阻害による化学放射線療法増感作用をHPV status別に検討する。これらの因子は細胞周期やがん抑制遺伝子の制御、DNA修復に関与しており、本研究により頭頸部癌において、治療成績を落とさず強度を低減した治療法の開発を目指す。
歯科診療室内における微生物汚染状況監視システムの開発

測定1:診療開始前(Base時)の空中浮遊菌数の測定。測定条件時間:AM8:309:00場所:診療室各チェア-の診療用カート上、床より約1m、チェア-のヘッド中心より50cmの位置。サンプリング時間:1回2分(80l)、同一場所で計2回測定室内状況:人員:3名ドア開放窓閉エアコンなし測定日:平成6年7月4日7月8日、7月11日7月15日計10日結果:平均コロニー数12.95(S.D2.368)測定2:診療室内の空中浮遊菌数の経時的変化。測定条件時間帯1:AM8:309:00 2:PM12:0012:30 3:PM15:3016:00場所:測定1と同様サンプリング時間:測定1と同様結果:診療の経過と共に空中浮遊菌数の増加が認められた。測定3:プラッシング指導前後の空中浮遊菌数の変化。1)指導前(Base時):診療開始時に2分間サンプリング2)20分後に2分間サンプリング3)処置内容は記録しておく結果:経時的変化に比べ浮遊菌数の増加が多く認められた。この増加はその後次第に減少することが認められた。測定4:超音波スケーリングの前後の空中浮遊菌数の変化。1)スケーリング前:スケーリング開始前に2分間サンプリング2)10分後にサンプリング3)処置内容は記録しておく結果:経時的変化に比べ浮遊菌数の増加が多く認められた。
トレハロースの長寿機能と加齢性アミロイド形成への影響

線虫でトレハロースによる顕著な老化遅延・寿命延長を示したが、トレハロースがマウスにおいても老化遅延・寿命延長を起こすかを明らかにする。トレハロースをマウスに与えて加齢指標と寿命を測定した。C57BL/6Jマウスではトレハロースによる有意な寿命延長が見られた。トレハロースにより尿中アルブミンの加齢に伴う上昇が抑制された。老化促進マウスSAMP10の脳におけるユビキチン化封入体の加齢に伴う蓄積がトレハロースにより抑制された。これらの結果はトレハロースがマウスの老化を抑制することを示す。正常マウスC57BL/6J雄に10ヶ月齢よりグルコース二糖のトレハロース2%を飲料水を通して与えて、対照の無添加飲料水を与えられているマウスと生存率を比較検討している。現在970日齢まで達している。対照の無添加のマウスと比べてトレハロース投与のマウスでは明白な平均寿命の延伸が観察されている。トレハロースによる水飲量および摂食量の変化は認められていない。またトレハロースによる体重の影響も見られていない。死亡時に解剖し死因を記載しているが、トレハロースによる悪性腫瘍の頻度に差は認められていない。尿検査の結果、加齢に伴うタンパク尿の出現がトレハロースにより低下し、トレハロースによる老化速度の遅延が認められる。また尿中のアルブミン量がトレハロースにより低下した。血液検査および組織検査を現在実施中である。老化促進マウスSAMP10雄に37日齢よりトレハロース2%を飲料水を通して与えて、対照の無添加飲料水を与えられているSAMP10マウスと生存率を比較検討している。現在570日齢まで達している。対照の無添加のSAMP10マウスと比べてトレハロース投与のSAMP10マウスでは明白な平均寿命の延伸が観察されている。学習・記憶検査および血液検査、組織検査を現在実施中である。トレハロースを飲料水を通してマウスに与えて長期間飼育し、加齢指標と寿命を測定した。マウスは当研究所で供給され、飼育条件等が確立されているC57BL/6Jおよび老化促進マウスSAMP10、SAMR1の♂を使用した。トレハロースはC57BL/6Jでは10ヶ月齢から、SAMP10、SAMR1は37日齢より2%で与えた。長期間の飼育を行い、生存、体重、飲料量、餌摂取量を記録した。体重、飲料量、餌摂取量はC57BL/6J、SAMP10、SAMR1でトレハロースの影響は見られなかった。C57BL/6Jでは中央値、25パーセンタイルにおいてトレハロースによる有意な寿命延長が見られ、トレハロースが中年期での生存率を上昇させる効果を持つことを示した。尿検査を経時的に行ったところ、尿中アルブミンおよび尿中タンパク質の加齢に伴う上昇が見られたが、トレハロースにより抑制された。約30ヶ月齢において一部サクリファイスし、脳、心臓、肝臓、腎臓、膵臓の各組織切片を作製し観察し、若齢マウスと比較した。腎臓における糸球体硬化や糸球体面積の増大が見られ、トレハロースにより抑制された。これらの結果からトレハロースは腎臓における老化を抑制することが示された。SAMP10、SAMR1における脳組織の加齢変化を観察した。神経細胞におけるユビキチン化封入体の蓄積が加齢SAMP10において顕著であるという報告があるが、確認できた。トレハロースにより抑制された。この結果はトレハロースがSAMP10における脳の老化を抑制することを示す。現在、記憶、学習能力の加齢に伴う変化におよぼすトレハロースの影響を明らかにする実験を進めている。トレハロースをC57BL/6J CrSlcマウス♂および老化促進マウス(SAM-P10)♂に与えて長期間飼育し、加齢指標と寿命への影響を研究した。トレハロース投与群(飲料水添加2%)、対照の無投与群で実験を行った。現在のところC57BL/6Jマウス♂は20ヶ月齢、トレハロース投与期間は10ヶ月である。トレハロース投与群と対照群の飲水量に違いは認められなかった。体重は投与9ヶ月目の測定でトレハロース投与群の方が有意に大きかった。生存率はトレハロース投与群が99.0%、対照群が89.7%である。対照群の値は「老化動物開発施設データ集I.生存曲線と体重曲線」財)東京都老人総合研究所実験動物研究室編(昭和60年7月)の記載とほぼ一致する。SAM-P10マウスは一度に供給される個体数に制限があり、現在のところ6ヶ月齢から7ヶ月齢の間の5群を飼育している。

トレハロース投与期間は56ヶ月である。最も投与期間が長い群におけるトレハロース投与群と対照群の飲水量と体重には有意な差は認められなかった。この群において生存率はそれぞれ93.3%であったが、全体的にはトレハロース投与群が89.3%、対照群が90.7%であった。死亡したほとんどの個体には外傷が認められた。両マウス共に平均寿命に達していないため、侵襲的な老化指標の測定はまだ行なっていない。現在測定準備中である。トレハロース(α-D-グルコピラノシル-(1,1)-α-D-グルコピラノシド)を飲料水を通してマウスに与えて長期間飼育し、加齢指標と寿命を測定した。マウスは当研究所で供給され、飼育条件等が確立されているC57BL/6Jマウスおよび老化促進マウスSAMP10およびSAMR1のオスを使用した。トレハロースはC57BL/6Jマウスでは10ヶ月齢から、SAMP10、SAMR1マウスでは37日齢より2%で与えて、長期間の飼育を行った。C57BL/6Jマウスではトレハロース投与により平均寿命の若干の延伸が見られた。C57BL/6Jマウスでは加齢に伴う尿タンパク質および尿アルブミン漏出の増加がトレハロースにより軽減された。SAMP10マウスの大脳細胞における加齢に伴うユビキチン封入体形成の増加がトレハロースにより低下した。C57BL/6Jマウスを約30ヶ月齢において腎臓を、またSAMP10マウスにおける脳の遺伝子発現をDNAマイクロアレイ解析により測定し、それぞれの若齢マウスと比較した。加齢に伴って発現が増大するが、トレハロース処理によりその増大が抑えられる遺伝子、および加齢に伴って発現が減少するが、トレハロース処理によりその減少が抑えられる遺伝子のリストを作成した。これらの中に老化を制御することが知られているものがないか、またヒトの疾患の原因になるものがないか検討しトレハロースの作用について考察した。基礎老化学当初予定の加齢の指標である骨密度およびリンパ球の解析は、生化学検査を優先することにより、加齢マウスの実験に供する匹数や血液量が不足し実施が遅れている状況である。トレハロースのC57BL/6Jマウスの寿命への影響がおおむね明らかになっている。特に中年期での生存率低下をトレハロースが顕著に抑えることが示された。トレハロースの老化への影響が、腎臓においては糸球体の硬化と容量の増加の抑制、および脳においては神経細胞におけるユビキチン化封入体の蓄積の抑制が明らかになった。SAM-P10マウスは一度に供給される個体数に制限があり、現在のところ6ヶ月齢から7ヶ月齢の間の5群を飼育している。正常マウスC57BL/6J雄および老化促進マウスSAMP10雄にさらにトレハロースを与えて飼育を続け最大寿命を測定する。