hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
病原性放線菌ノカルジアのマクロファージ細胞障害性に関する研究

Nocardia farcinica IFM 10152のマクロファージ細胞への感染により誘導される細胞傷害性の分子メカニズムを検討するために、野生株と細胞傷害性を示さない遺伝子変異株をそれぞれ宿主細胞に感染させ、遺伝子発現を比較検討した結果、宿主側の因子として、細胞接着関連因子の関与が示唆された。細菌感染による細胞傷害性の分子メカニズムは、細菌の有する病原性の一旦を示している場合が多数存在する。本研究は、Nocardia farcinica IFM10152のマクロファージ細胞への感染により、誘導される細胞傷害性の分子メカニズムの解明を目的とする。本年度は、1.N.farcinica IFM 10152の野生株と細胞傷害性を示さないノコバクチン生合成遺伝子破壊株をそれぞれマクロファージ細胞に感染させた場合の網羅的遺伝子発現変化を検討した。2.ノコバクチン生合成遺伝子破壊株を用いた細胞傷害性の分子メカニズムの検討をした。1. N.farcinica野生株とノコバクチン生合成遺伝子破壊株をそれぞれ、マクロファージ様細胞J774A.1細胞に感染させた場合の宿主細胞の遺伝子発現の変化を、アジレント社製、全マウスゲノム遺伝子発現カタログアレイを用いて検討した。その結果、非感染細胞をコントロールとした時に、2倍以上の発現変化があった3219遺伝子のうち、野生株と遺伝子破壊株との比較でP>0.1の有意差があった遺伝子は121遺伝子だった。今後、これらの候補遺伝子について、リアルタイムRT-PCRで発現の再現性およびパスウェイ解析等の詳細を検討する予定である。2.細胞傷害性を示さないノコバクチン生合成遺伝子破壊株に、鉄あるいはノコバクチンを添加し、J774A.1細胞に感染させたところ、細胞傷害性が野生型と同レベルまで回復した。このことより、ノカルジアの細胞傷害性に鉄が重要であることが示された。宿主細胞への細菌感染が誘導する細胞傷害性の分子メカニズムは、細菌の有する病原性の一旦を示している場合が多数存在する。本研究は、Nocardia farcinica IFM 10152のマクロファージ細胞への感染により、誘導される細胞傷害性の分子メカニズムの解明を目的とする。本年度は、1.N.farcinica IFM 10152の野生株と細胞傷害性を示さないノコバクチン生合成遺伝子破壊株をそれぞれマクロファージ細胞に感染させた場合の網羅的遺伝子発現変化、2.GO解析、3.定量的RT-PCRによる発現変化の検討を行なった。1.N.farcinica野生株とノコバクチン生合成遺伝子破壊株をそれぞれ、マクロファージ様細胞J774A.1細胞に感染させた場合の宿主細胞の遺伝子発現の変化を、アジレント社製、全マウスゲノム遺伝子発現カタログアレイを用いて検討した。2.1で得られた結果をGO解析した結果、発現量に有意差があった遺伝子のうち121遺伝子は細胞接着関連遺伝子であることが示された。3.細胞接着関連遺伝子の発現変化を定量的RT-PCRにより検討した結果、感染後3時間で既に発現量に差が認められ遺伝子が見出された。ノカルジア感染が誘導する細胞死は感染20時間前後に検出されるため、これらの遺伝子発現変化は早期のイベントと言える。以上より、ノカルジアの誘導するJ774A.1細胞傷害活性のシグナルの1つとして、感染初期における細胞接着分子の遺伝子発現変化を伴う、細胞接着系の破綻を介するメカニズムの存在が示唆された。
遠隔操作のための眼内視差と運動視差を考慮した立体呈示法

本研究では,遠隔操作に見られるような緻密な操作時を想定し,疲労の少ない立体呈示法について検討を進めてきた.本年度では,まず,11年度に行ってきた眼内視差と運動視差を考慮した立体呈示システムの開発を継続して取り組んだ.11年度には,カメラの回転による奥行き計測と遠隔にあるディスプレイへの呈示という基本的な処理を行えるようにシステムを構成した.本年度では,この基本システムに対して奥行き計測精度を高める方法について取り組んだ.カメラの回転運動量を生成する方針について検討した.移動量の異なる回転運動を組み合わせることを試みた.これによるサブサンプリングの効果によって,計測精度を高めることが可能となった.また,計算量の削減のため,特徴領域の対応を探索する範囲の制限,対応技法の検討も試みた.一方,試作システムによる遠隔操作時の奥行き判別支援能力の評価を行うため,心理実験を行った.遠隔地にいる操作者を想定し,カメラから送られた映像のみの観察から,マニピュレータ操作を行うことによって,二つの物体の位置合わせを行う課題を行った.その結果,本システムの支援により,本システムの支援なしで位置合わせを行った時よりも,位置合わせの精度が向上する結果が得られた.しかしながら,本システムでは,視差の算出に際してカメラの回転運動を複数回実施するため,カメラの姿勢制御に時間が必要であり,システム全体の動作速度の低下が見られたことは課題としてあげられる.本研究では,遠隔操作に見られるような緻密な操作時を想定し,疲労の少ない立体呈示法について検討する.本年度では,まず,眼内視差と運動視差を考慮した立体呈示システムの開発について取り組んだ.視差の生成は,カメラの回転によって行い,回転ステージと一体となったカメラを用いた.このカメラの基本的な動きは,眼内視差を利用するための固視微動に相当する小さな動きとした.従来,ワークステーションで画像処理とカメラステージの制御を行っていたが,システムの小型化を図るため,パーソナルコンピュータでの実装を試みた.そして,遠隔操作を想定したネットワークを介して操作者(観察者)側にあるパーソナルコンピュータに処理結果を伝達し,操作者に情報を呈示することを試みた.カメラの小さな動きにより,対象の奥行き判定が行われ,操作者に適切に呈示を行うことができた.一方,疲労の少ない呈示法を考慮する上で,映像呈示装置の検討も重要である.そこで,立体映像の呈示によく用いられるヘッドマウントディスプレイを使用した時に,視線の移動に伴う眼内視差を考慮した補償を行うことを想定した.視線の移動を行った際に,眼内視差の補償による指標の微小移動を与えた時の知覚に関して測定を行った.その結果,視線移動に伴って,指標移動の検出限界領域に不均衡が見られ,眼内視差の補償の有効性を示唆する結果が得られた.今後は,立体呈示システム開発において,観察者の頭部の移動による運動視差を補償するための頭部移動量計測系の開発を行い,システム全体での操作者の使用感の評価,ならびに各種の映像呈示装置を用いた時の視知覚の評価について検討を行っていく予定である.本研究では,遠隔操作に見られるような緻密な操作時を想定し,疲労の少ない立体呈示法について検討を進めてきた.本年度では,まず,11年度に行ってきた眼内視差と運動視差を考慮した立体呈示システムの開発を継続して取り組んだ.11年度には,カメラの回転による奥行き計測と遠隔にあるディスプレイへの呈示という基本的な処理を行えるようにシステムを構成した.本年度では,この基本システムに対して奥行き計測精度を高める方法について取り組んだ.カメラの回転運動量を生成する方針について検討した.移動量の異なる回転運動を組み合わせることを試みた.これによるサブサンプリングの効果によって,計測精度を高めることが可能となった.また,計算量の削減のため,特徴領域の対応を探索する範囲の制限,対応技法の検討も試みた.一方,試作システムによる遠隔操作時の奥行き判別支援能力の評価を行うため,心理実験を行った.遠隔地にいる操作者を想定し,カメラから送られた映像のみの観察から,マニピュレータ操作を行うことによって,二つの物体の位置合わせを行う課題を行った.その結果,本システムの支援により,本システムの支援なしで位置合わせを行った時よりも,位置合わせの精度が向上する結果が得られた.しかしながら,本システムでは,視差の算出に際してカメラの回転運動を複数回実施するため,カメラの姿勢制御に時間が必要であり,システム全体の動作速度の低下が見られたことは課題としてあげられる.
PWM型入力による完全追従制御

モーションコントロールの制御対象として取り扱うことの多い二重積分系は,零次ホールド離散化すると不安定零点を生ずる。しかし,申請者らの最近の研究により, PWM(Pulse width modulation)入力系の場合,PWMパルスの生成方法を工夫すると,その不安定零点を安定化できることがわかった。このことは,PWM型入力系の場合,安定な逆モデルから構成したフィードフォワード制御器によって完全追従制御が実現できることを意味する。そこで,本研究では,PWM入力系において完全追従制御を達成するための具体的な設計法を確立し,実機実験によりその有効性を検証する。
微小球共振原理を用いたマイクロスケール3次元形状標準計測の原理確立への挑戦

本研究は、直径1mm以下のマイクロ球の直径を10nmの精度で計測することを目的としている。そのための手法として、Whispering gallery mode共振を用いた手法を提案している。本手法は、球円周の測定を基にした直径計測手法である。球表面に沿って伝搬する光の波長の整数倍が光路長となり、屈折率を乗算することで円周長が推定できる。本研究課題では、まずこの整数倍となるモード番号の推定を行った。励起されるWGMはモード番号によって共振波長が異なる、つまり、光の伝搬定数が異なる。一方で、光供給する光ファイバー内の伝搬定数は一定である。そこでまず、数値解析により、伝搬定数が一致する条件でのWGMが最も強く励起されることを確認した。これによって、光ファイバーの伝搬定数を求めることで、対応するWGM共振のモード番号を限定できた。光ファイバー伝搬定数の推定不確かさと球直径が未知であることに起因する不確かさによって一意には決定できていないが、最終的にはフィッティングにより計測が可能であった。これを実験的に検証し、その成果をMeasurementScience and Technology誌に投稿し、受諾された。本手法で推定したものは、横モードであり、球内部に広がる伝搬モードであるため、外部からの測定は難しい。一方で、縦モードは球表面に沿って広がるため外部からでも原理的に計測が可能である。そこでSNOMプローブを用いて縦モード番号の直性計測を試みる。そのための数値解析を行った。SNOMプローブでSN比を高く測定しようと思うと、プローブの存在がWGM共振の外乱となり共振状態が乱れる。そこでその最適条件を検討した結果、プローブと球の適切なギャップが存在することが明らかになった。この成果は2019OPIC@横浜で発表予定である。また、今後は実験装置を構築し、モード番号の計測を試みる。WGMの励起計測システムを発展させ、極めて安定にWGM共振波長を測定可能となった。それによって、スペクトル解析の精度が飛躍的に向上した。これによって、半径モード番号を特定可能という大きな成果を得ることができた。これを利用することで今後の屈折率補正や形状計測への大きなステップとなる。また、SNOMプローブによるモード番号の計測特性についてを行い、興味深い成果を得ることができた。今後は、屈折率の補正を行い、超精密な球の直径計測を実施することを予定している。また、得られた計測結果に対する不確かさの解析および、他の手法との比較計測により本計測手法の精度確認を行うことを予定している。テーパファイバーの加工機を今年度中に導入予定であったが、メーカーとの調整の結果、来年度に持ち越しとなったため。
胸腺上皮細胞における脂肪酸結合タンパクの生体機能と作用機構の解明

胸腺上皮細胞における表皮型(E-)FABPの発現・機能解析、及び他分子種の発現解析を、主に組織学的手法により実施した.野生型およびE-FABPKOマウスとの比較解析の結果、E-FABP分子の欠損は胸腺上皮細胞の機能においては大きく影響しないことが判明した.また今回、胸腺内に分布する血管内皮細胞、並びに胸腺ナース細胞(TNC)に脂肪細胞型(A-)FABP分子が局在することを新たに見出した.胸腺上皮細胞における表皮型(E-)FABPの発現・機能解析、及び他分子種の発現解析を、主に組織学的手法により実施した.野生型およびE-FABPKOマウスとの比較解析の結果、E-FABP分子の欠損は胸腺上皮細胞の機能においては大きく影響しないことが判明した.また今回、胸腺内に分布する血管内皮細胞、並びに胸腺ナース細胞(TNC)に脂肪細胞型(A-)FABP分子が局在することを新たに見出した.1.胸腺器官形成期におけるFABPの発現解析胎生(E)10.5日目から成体期(10週齢)の胸腺組織においてE-FABP発現を検討したところ、胎生14.5日目からその発現が検出された。胸腺原器内で胸腺細胞の増殖が始まる時期はE12.5であることから、胸腺上皮細胞でのE-FABP発現には胸腺細胞との相互作用が必要である可能性が示唆された。また同時に他のFABP分子の発現も検討したところ、成体胸腺の皮質領域において脂肪細胞型(A-)FABPを発現する上皮様細胞を新たに見出した。この細胞はE16.5から出現し、多数の胸腺細胞を取り囲む胸腺ナース細胞様の形態を示し、また細胞表面マーカー解析から皮質上皮細胞の一群と考えられた。成体胸腺でのA-FABP発現は血管内皮細胞と今回新たに見出した上皮様細胞に限局していることから、A-FABP陽性上皮様細胞は胸腺内で非常に特殊な役割を担っている可能性が考えられた。2.胸腺上皮細胞の増殖におけるE-FABPの関与成体マウスの胸腺上皮細胞を磁気標識抗体で精製し、細胞数と増殖中の上皮細胞数をフローサイトメトリーで定量したところ、E-FABP KOマウス胸腺と野生型マウス胸腺の間に大きな差はなかった。今回行った磁気標識抗体による精製法では多量の胸腺細胞が混入し、解析が困難であったことから、補体を使用した胸腺細胞の除去法等によって上皮細胞を純化し、更に詳細な解析を施行する必要がある。3.胸腺細胞の分化におけるE-FABPの機能胸腺細胞の分化にE-FABPが関与するか否かを検討するため、抗CD4,CD8抗体を使用したフローサイトメトリー解析を行った結果、E-FABP KOマウス胸腺においてCD8単陽性胸腺細胞数が野生型マウスよりも少ない傾向にあることが判明した。この結果から、E-FABPはCD8単陽性胸腺細胞の分化に関与する可能性が示唆された。1.胸腺における脂肪細胞型(A-)FABPの発現解析前年度報告に記載した、胸腺皮質に存在するA-FABP陽性上皮様細胞のより詳細な組織学的解析を行った。この細胞は、組織内での形態から胸腺ナース細胞(TNC)である可能性が示唆されていたことから、TNCの単離を行い、マーカー分子の発現解析を行ったところ、E-FABP陽性胸腺上皮細胞と同様であった。更にDex(dexamethasone)投与により胸腺細胞のアポトーシスを誘導し、TNCによるアポトーシス胸腺細胞の貪食を観察したところ、Dex投与後8時間でTNCによる貪食像が確認された。また当該細胞が取り囲む胸腺細胞の分化段階の解析を行ったところ、これらはCD4CD8共陽性の胸腺細胞であることが判明した。従って、A-FABP陽性上皮細胞はTNCである可能性が非常に強く示唆された。2.胸腺細胞の分化におけるE-FABPの機能(前年度から継続)前年度のpreliminaryな解析に続き、抗CD45、CD3、CD4、CD8及びαβTCR抗体を使用し、WT及びE-FABP KOマウス胸腺におけるより詳細な胸腺細胞の分化解析を行った。その結果、E-FABP KOマウスにおいてCD4単陽性胸腺細胞の割合が多い傾向がみられたが、統計学的な有意差は検出されなかった。従って、E-FABPは胸腺細胞の分化誘導には関与しないと考えられた。3.胸腺上皮細胞特異的な液性因子産生におけるE-FABP分子の関与胸腺上皮細胞が特異的に産生するIL-7について、WTおよびE-FABP KOマウス胸腺で遺伝子発現を半定量RT-PCR法で比較したところ、E-FABP KO胸腺においてWTよりも亢進している可能性を見出した。SCFやIL-6等他のサイトカインでも検討する必要があるが、E-FABPは胸腺上皮細胞における液性因子産生の制御分子である可能性が示唆された。
齲蝕プロセス連続画像定量システムの開発

申請者らが先に開発したX線カメラの歯牙切片鼠料ホルダーを改変し,歯牙切片と反応溶液を封入可能なホルダーを開発した。同ホルダーでのマイクロラジオグラフの撮影条件を最適化した。その条件で反応溶液として0.1M乳酸溶液を適用した結果,健全状態から脱灰が進行する過程のマイクロラジオグラフを連続的に,最短30秒間隔で長期間にわたって撮影可能であった。次に反応溶液が歯牙切片周辺を通過可能なフローセルタイブの鼠料ホルダーを開発した。同様の脱灰実験をフローセルで行い,得られたマイクロラジオグラフのデジタル画像(TIFFフォーマット)から,独自に開発したソフトウエアによりミネラル濃度を計測した結果,従来のマイクロデンシトメーターによる計測と誤差のないミネラルパラメータ計測値(脱灰深度ld,ミネラル喪失量ΔZ)が得られることが確認された。また,画低計測による計測解像度は1.28μmで,光学的なデンシトメーターの解像度(4-6μm)よりも高精度であった。このフローセルに乳酸溶液を適用して,脱灰状態を連続的に撮影した結果,定量的なミネラル等価圃像のムービーとしてエナメル質の脱灰を経時観察することが可能であった。申請者らが先に開発したX線カメラの歯牙切片試料ホルダーを改変し,歯牙切片と反応溶液を封入可能なホルダーを開発した。同ホルダーでのマイクロラジオグラフの最適撮影条件は,試料切片の厚さ:150-400オm,管電圧:25kV,管電流:24mA,X線照射時間:14秒であった。この条件で反応溶液として0.1M乳酸溶液を適用した結果,健全状態から脱灰が進行する過程のマイクロラジオグラフを連続的に,最短30秒間隔で長期間にわたって撮影可能であることが確認された。この検討結果から,マイクロラジオグラフ連続撮影と定量的な解析が可能であることが確認されたことから,次に反応溶液が歯牙切片周辺を通過可能なフローセルタイプの試料ホルダーを開発した。同様の脱灰実験をフローセルで行い,得られたマイクロラジオグラフの8bitデジタル画像(TIFFフォーマット)から,独自に開発したソフトウエアによりミネラル濃度を計測した結果,従来のマイクロデンシトメーターによる計測と誤差のないミネラルパラメータ計測値(脱灰深度1d,ミネラル喪失量ニZ)が得られることが確認された。また,画像計測による計測解像度は1.28オmで,光学的なデンシトメーターの解像度(4-6オm)よりも高精度であった。本年度で条件の最適化が完了したことから,今後,このフロ-セルに各種反応液を適用して,様々な条件別に脱灰・再石灰化状態を定量的なミネラル等価画像のムービーとして経時観察する予定である。
赤色蛍光タンパク質を用いた脳腫瘍マウスモデルの生体イメージング法の開発

「研究目的」脳腫瘍のマウスモデル(RCAS/tv-aシステム)を用い、赤色蛍光タンパク質(mKate2)による簡便かつ正確な生体イメージング法の開発を目的とする。1年間の研究期間で、赤色蛍光タンパク質を癌遺伝子と共にウイルスでマウス脳細胞へ導入し、マウスの脳から発生した腫瘍が緑色励起光で光るシステムを確立する事を目的とする。「研究方法」RCAS/tv-aシステムで用いるRCASvectorは、挿入可能な遺伝子の大きさが2.5kbまでであり、複数の遺伝子をベクターに組み込む事が困難なため、gag-po1、envを欠失させたRCASベクターを作製し、Gatewayシステムを用い、複数の遺伝子を同時に組み込むベクターを構築。癌遺伝子(PDGFB)、mKate2を組み込んだ発現ベクター(RCAS Δpe DV-PDGFB-mKate2)を構築。タンパク質発現ベクターを用い、gag-po1,envタンパク質が高発現しているDF-1細胞をクローニング。ウイルスを産生するDF-1パッケージング細胞をマウス脳内に注入。脳腫瘍の発生したマウスを生体イメージング用機器で観察する。「研究成果」Gatewayシステムを用い、gag-pol、envを欠失させたRCASデスティネーションベクター(RCAS Δpe DV)を作製。RCAS Δpe DV-PDGFB-mKate2ウイルスを作製したが、転写干渉により、複数の遺伝子を同時に発現する事は出来なかった。その代替案として、RCASBPとRCAS Δpe DV-E2F1-mKate2を同時に導入したDF-1細胞、RCAS DV-PDGFBを導入したDF-1細胞をマウス脳内に打ち込む事により、マウス脳内にて、赤色蛍光を観察する事が出来た。この結果は、マウスモデルで、非侵襲的な生体イメージングを可能にする大変有意義なものである。
網膜リボンシナプスにおける視覚情報伝達の分子メカニズムの研究

視覚情報は神経伝達物質の高速で持続的なリリースにより伝達され,刺激を受けた時のみ伝達物質を放出する普遍的な神経情報伝達とメカニズムが明らかに異なる.網膜では,シナプス小胞膜回収(エンドサイトーシス)に必須のアンフィファイシンIに580アミノ酸残基の挿入された新規バリアント,アンフィファイシンIr(amph Ir)が発現していることを我々は2002年に報告したが,本研究でamph Irが視覚情報伝達の根幹となる網膜リボンシナプスのプレシナプスに特異的に局在し,持続的な神経伝達物質放出に対応した効率的なエンドサイトーシスの分子メカニズムに密接に関与して機能している事を明らかにした.(Eur.J.Neurosci.,2004 in press)1,amph Ir抗体による免疫電子顕微鏡観察,および各種シナプス関連タンパク質に対する特異抗体との二重蛍光組織染色・共焦点レーザー顕微鏡観察で,amph Irがリボンシナプスに特異的で,しかもプレシナプスにのみ発現していることを明らかにした.2,amph Irは従来型amph Iの2カ所に挿入を持つバリアントであるが,amph Iのドメイン構造は保たれている.抗amph Ir特異抗体による免疫沈降で,amph Irはin vivoでamph II (アンフィファイシンII,amph Iのアイソフォーム)とヘテロコンプレックスを形成し,エンドサイトーシス関連タンパク質ダイナミン,クラスリン,α-アダプチンと複合体を構成していることを証明した.Amph Ir複合体構成タンパク質はリボンシナプス内でamph Irと共局在することが示された.視覚情報は神経伝達物質の高速で持続的なリリースにより伝達され,刺激を受けた時のみ伝達物質を放出する普遍的な神経情報伝達とメカニズムが明らかに異なる.網膜では,シナプス小胞膜回収(エンドサイトーシス)に必須のアンフィファイシンIに580アミノ酸残基の挿入された新規バリアント,アンフィファイシンIr(amph Ir)が発現していることを我々は2002年に報告したが,本研究でamph Irが視覚情報伝達の根幹となる網膜リボンシナプスのプレシナプスに特異的に局在し,持続的な神経伝達物質放出に対応した効率的なエンドサイトーシスの分子メカニズムに密接に関与して機能している事を明らかにした.(Eur.J.Neurosci.,2004 in press)1,amph Ir抗体による免疫電子顕微鏡観察,および各種シナプス関連タンパク質に対する特異抗体との二重蛍光組織染色・共焦点レーザー顕微鏡観察で,amph Irがリボンシナプスに特異的で,しかもプレシナプスにのみ発現していることを明らかにした.2,amph Irは従来型amph Iの2カ所に挿入を持つバリアントであるが,amph Iのドメイン構造は保たれている.抗amph Ir特異抗体による免疫沈降で,amph Irはin vivoでamph II (アンフィファイシンII,amph Iのアイソフォーム)とヘテロコンプレックスを形成し,エンドサイトーシス関連タンパク質ダイナミン,クラスリン,α-アダプチンと複合体を構成していることを証明した.Amph Ir複合体構成タンパク質はリボンシナプス内でamph Irと共局在することが示された.
沖縄周辺都市における社会変動と宗教的意識の変容に関する研究

本研究は、沖縄周辺都市である石垣市を中心に取り上げ、その歴史性を含んだ社会変動と宗教的意識について考察したものである。具体的には、主として「豊年祭」という同地最大の祭祀の構造と変容について、さらには祭祀担当者である「ツカサ」という女性司祭者の現代的展開について着目し、八重山諸島の宗教的世界の特徴について分析した。本研究は,沖縄における戦後の社会変動と宗教的意識の動態について,民俗学的視点から解明することを目的する。そのため,最南西部のいわば周辺都市である石垣市,及び八重山諸島を調査地として,村落祭祀と祭祀担当者の現状と動態について,政治、経済的変化,その影響とを合わせて考察していく。具体的には,現地でのフィールドワークをもとに,村落祭祀と女性司祭者に注目し,その役割、機能,輩出原理,就任過程などを,社会変動との関わりにおいて考察していく。昨年度は調査計画に基づき石垣市の四箇(新川,石垣,大川,登野城)と呼ばれる中心地,及び波照間島(竹富町)などにおいて,豊年祭(石垣),盆のアンガマー(石垣),ムシャーマ(波照間)という村落祭祀の参与観察調査を行なった。石垣市の四箇はそれぞれ字ごとにある聖地としての御嶽を中核とした個別の豊年祭を遂行するとともに,四箇全体としての豊年祭が宗教的連関のもと開催されていることが明らかになった。あわせて,村落祭祀を執行する石垣市と竹富島(竹富町)の女性司祭者であるツカサにインタビュー調査を行なった。そこでは,石垣市の各字にある御嶽とツカサの役割分担,ツカサの継承の経緯,シャーマン的資質と宗教的世界観が明らかになった。また,ツカサ同士の宗教的世界観の相違,輩出に関わるコンフリクトを見出すことが出来た。さらには,ツカサとユタと呼ばれる個人的祭祀の依頼を受けるシャーマンとの接点も見出した。石垣市の祭祀と司祭者の在り方は,旧士族が政治、経済の中心であった時代である近世期までその姿を追うことが出来る。今日における村落祭祀とツカサの宗教的意識は近世期から連続するものと,社会変動による動態が予測出来る。本年度は,歴史的経緯に留意しながら,引き続きインタビュー調査,村落祭祀の参与観察,あわせて文献他の資料収集を行ない,分析を試みていきたい。本研究は、沖縄における戦後の社会変動と宗教的意識の動態について、民俗学的視点から解明することを目的する。そのため、最南西部のいわば周辺都市である石垣市、及び八重山諸島を調査地として、村落祭祀と祭祀担当者の現状と動態について、政治・経済的変化、その影響とを合わせて考察していく。具体的には、現地でのフィールドワークをもとに、村落祭祀と女性司祭者に注目し、その役割・機能、輩出原理、就任過程などを、社会変動との関わりにおいて考察していく。調査計画に基づき、前年度にひきつづき石垣市の四箇(新川、石垣、大川、登野城)と呼ばれる中心地において、豊年祭という村落祭祀の参与観察調査を行なった。2年目の調査であるため、前年のインタビューをもとに祭祀担当者の役割や移動がより明らかになった。あわせて、村落祭祀を担ってきたツカサや地域の郷土史研究家にインタビューを行なった。また、石垣市の市街地との比較のため、竹富島(竹富町)の村落祭祀である種子取祭の参与観察調査を行なった。ここでは、石垣市の「地域(各字)=御嶽祭祀集団」としての区分より、芸能の差異から表出する玻座間対仲筋という御嶽帰属集団を超えた地域的アイデンティティの方がより鮮明に浮き彫りになることがわかった。八重山諸島の女性司祭者であるツカサのインタビュー調査、役割分析からは、(1)就任過程におけるシャーマン的資質の共通性、(2)就任後の共同体の祭祀の遂行の共通性、(3)就任後のシャーマン的な個人的祭祀の遂行に関する異同、(4)ツカサ同士の宗教的世界観の異同、の4点が明らかになった。とりわけ、(4)ないし(3)は石垣市の四箇、つまり地方都市部のツカサ間に顕著にみられる現象であった。成果を公にするには2年間の研究期間は短かった。次年度、本研究に関する口頭発表、論文作成を行ないたい。
食生活と環境化学物質は子ども達の情動を左右するか?ー穏やかな学校生活のためにー

近年の子ども達の学習障害や情緒障害の原因は何か?私たちは環境中の化学物質である安息香酸亜鉛が脳ミトコンドリアのモノアミンオキシダーゼA(MAOA)を阻害することを報告している。本研究では亜鉛や安息香酸亜鉛、安息香酸ナトリウムがMAOAに及ぼす影響をin vitroで検証した結果、亜鉛で阻害が見られた。さらに、これらを含む食餌で飼育・繁殖させた子マウスの脳組織の遺伝子発現を網羅的に解析したところ、カルシウムシグナルや神経伝達系に明らかな変動が見られた。研究目的;近年の子ども達の学習障害や情緒障害の原因は何か?私たちは偶然に安息香酸亜鉛が脳においてセロトニン代謝系を乱す可能性があることを発見し、さらに脳神経系を構築するn-3系高度不飽和脂肪酸の不足が、神経伝達系に異常をもたらすことも見いだしている。化学物質過剰な生活環境と偏った食生活が、脳神経系にもたらす相乗的なリスクを生化学的な手段を用いて検証する。I.ラットより組織試料の調製ラットより、脳および肝臓を摘出し、ミトコンドリア画分の調製を行った。さらに、この画分より、膜画分を抽出し、MAOA(モノアミンオキシダーゼA)を含む画分を調製した。II.ラット脳ミトコンドリアMAOA(モノアミンオキシダーゼA)画分を含むミクロドメインの解析得られたそれぞれの画分の電気泳動を行い、タンパク質の確認を行ったさらに二次元電気泳動を行い、プロテオームマップを得た。MAOA抗体を用いて、ウェスタンブロッティングを行い、MAOAの存在とその他のタンパク質の存在との相関を見た。I、ラット脳ミトコンドリアMAOA(モノアミンオキシダーゼA)画分を含むミクロドメインの解析ラット肝臓および脳よりミトコンドリア画分を調製した。本画分からさらに膜画分を分離するため、いくつかの画分を得た。MAOA抗体を用いたウェスタンブロット法により、MAOAが存在する画分を調製することに成功した。二の膜画分から総脂質を抽出し、薄層クロマトグラフィー(TLC)で脂質の定性分析を行った。II.安息香酸亜鉛がマウス子どもの脳神経系に与える影響の検証本目的のために、点突然変異と欠失突然変異の検出が可能なトランスジェニックマウスgpt deltaの飼育を既に始めている(本マウスは国立医薬品食品衛生研究所の能美健彦博士により開発され、繁殖許可を得ている)。雄雌でペアリングを行い、安息香酸亜鉛を水に混ぜて給水させ、母マウスの妊娠を現在、待っているところである。妊娠すれば、胎内にいる段階から安息香酸亜鉛に暴露されているはずであり、出産後の仔マウスの飼育期間中の様子を観察し、生化学的、組織学的な手段を用いて検証する予定である。近年の子ども達の学習障害や情緒障害の原因は何か?私たちは環境中の化学物質が脳において正常な神経伝達系を乱す可能性があり、さらに脂質栄養学の研究から脳神経系を構築する重要な成分である高度不飽和脂肪酸の不足が、神経伝達系に異常をもたらすことを報告している。本研究では脂肪酸や亜鉛がモノアミンオキシダーゼA(MAOA)の酵素反応に及ぼす影響をin vitroで検討する一方、実際にマウスに食餌で与え影響を検証する。まずin vitroの系で、リコンビナントMAOAと結合することにより発光する基質を用いて、MAOA活性の評価を行った。酵素と基質存在下にクロルジリン(MAOAの特異的阻害剤)、安息香酸亜鉛、塩化亜鉛を濃度をふって加えた時の発光値を測定し、阻害効果をみた。この結果、クロルジリンは1nM1uMで特異的に阻害が認められ、安息香酸亜鉛は1mMでやや阻害が見られた。塩化亜鉛はこの中間で1uM1mMで明らかにMAOAを阻害した。現在この系にn-3/n-6系脂肪酸を加え、MAOA活性に与える影響を検証中である。今後はMAOAが局在するミトコンドリア外膜の環境を模して、リポソーム中のMAOAで脂肪酸の影響を調べる。さらに、安息香酸亜鉛、安息香酸ナトリウム、塩化亜鉛が及ぼす影響をマウスを用いて検証した。それぞれを含む飼料でマウスを飼育し、産まれた子マウスが57週令に達したところで迅速に断頭、脳より視床下部、扁桃体、海馬を分取して直ちに液体窒素にて保存した。各部位よりミトコンドリアを調製し、MAOA活性を測定した結果、海馬、扁桃体に活性が強く、ウェスタンブロット法でもっともMAOAの存在量が多かった視床下部での活性は低かった。

また、これら3部位よりRNAを調製し、マイクロアレイ法にて、飼料中の安息香酸亜鉛、安息香酸ナトリウム、塩化亜鉛が子マウスに与える影響を解析中である。MAOAの活性を測定する評価系の確立が遅れている。が、本課題中、もっとも時間がかかるマウスの飼育実験を先に立ち上げたためで、おおむね、遅れは取り戻される予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.脳および肝臓のミトコンドリアMAOA画分をそれぞれし調製する。2.安息香酸亜鉛によるMAOA活性の阻害に影響を与えるものとして下記の物質を準備する。脂肪酸(n-6系;リノール酸、アラキドン酸)微量金属(亜鉛等)3.MAOA活性阻害評価系に2.の影響を与える物質を加え、活性阻害の様子を検証し、統括する。II.マウスgpt deltaを用いた安全性試験本マウスは点突然変異と欠失突然変異の検出が可能なトランスジェニックマウスである。このマウスの母親に安息香酸亜鉛を与え、胎児期より安息香酸亜鉛に暴露する。まず、生存率を検証し、影響が出た時点で、組織よりDNAを抽出し、変異の有無や変異部位の検出を行う。同時に組織より抽出したmRNAよりマイクロアレイ解析を行い、DNA発現パターンを解析する。(gpt deltaマウスは国立医薬品食品衛生研究所の能美健彦博士により開発されたもので、繁殖の許可を得ている。)24年度が最終年度であるため、記入しない。
昼間観測のためのナトリウム温度ライダー用超狭帯域光学フィルタの開発と特性測定

この研究の重要課題は、(1)高温ナトリウム蒸気に耐えうる安定なナトリウムセルを製作すること、(2)ブァラデーフィルタの透過率測定の技術を確立すること、(3)そのためのナトリウムセルを用いた絶対波長計測手法を確立させること、(4)ライダー受信系でフィルタを組み込むための準備をすること、である。通常の分光計を用いては不可能な、ファラデーフィルタ(半値幅10pm)の超高分解能透過率測定のために、首都大学東京の色素リングレーザ(589nm)を光源に用い、フィルタのスキャン観測を行ってきた。ナトリウムセル温度を170°Cに設定して得られた透過率は、シミュレーションでの160°Cの結果とほぼ一致した。このため、セル実効温度は設定値よりも10°C低い状態と考えられた。また、絶対波長測定は、セルからの共鳴散乱光計測により特定の波長での特徴的な散乱光強度の計測に成功した。ただし、いずれも光源の出力安定性が悪いためノイズの大きい結果となり、安定な別光源での精密な計測が課題となった。ファラデーフィルタを製作する際のコア技術となるナトリウムセルを、高温ナトリウム蒸気に対して極めて安定な単結晶サファイアで製作した。ボディと窓は、サファイアでは従来不可能だったオプティカルコンタクトという接着剤を全く使わない接合技術を用いた。外形の製作は完成したがその特性評価、安定姓評価には至らなかった。一方、ライダー受信系にファラデーフィルタを組み込むための改良を行ってきた。光ファイバーを用いたシステムにより、簡易にフィルタの着脱が可能となる。一方、ファイバーを用いた場合の透過率評価を更に行う必要性がある。ナトリウム温度ライダーの昼間観測のために、太陽光による強い背景光をカットし、高信号対雑音比で観測を行うための磁気光学フィルタ(ファラデーフィルタ)の開発を行っている。問題点はフィルタの心臓部であるナトリウムを封じたガラスフィルタ(市販品はパイレックスガラス製、直径25mm長さ25mm)の安定性に集約し、そのため高温ナトリウムに対して耐食性のある材質での新型セルの製作を進めている。問題点としては、耐食性の高い材質でかつ否磁性であること、製作までの加工性、製作時に行う真空引きに適した材質/構造などである。初年度としては対ナトリウム耐食性の高い材質の調査、選定とそれによる試作品の評価を行ってきた。調査の結果、最も優れていると思われる材質は単結晶サファイアで、円筒形のボディと光学窓の全体をサファイアで製作するのが理想であることがわかった。しかしダイアモンドに次ぐ硬度を持ち更に融点が2000°Cにもなる材質でセルを製作するには一部の企業しかもち得ない極めて特殊な技術が必要で、製作費は現実的ではないと判断した。そこで発想を変え、次の2種類のタイプでセルを試作している。(1)窓:単結晶サファイア(無偏向)、ボディ:サファイア粉末を焼き固めたアルミナセラミックス、真空への引き口:アルミナセラミックス(2)窓:単結晶サファイア(無偏向)、ボディ:インコネル(ニッケル系合金)、真空への引き口:インコネル異なる材質の接合で問題になるのは熱膨張係数であるが、上記に関しては既に接合技術があり試作品を通して問題ないことを確認している。今年度はナトリウムを封じてセルの製作まで行う。ファラデーフィルタの透過率測定光学システムを組んだ。またその計測ソフトウエアも完成した。今年度は仮のセルを用いてテストを行い、新型セルの完成に備える。1.ファラデーフィルタの製作前年度からの検討の結果、ファラデーフィルタを製作する際のコア技術となるナトリウムセルを、インコネル合金またはサファイアで製作することを検討してきた。サファイアはナトリウム上記に対して最も安定であるとの調査結果を得たが、加工が極めて困難である。近年、これを解決する技術が開発されたためサファイアでセルを製作できる可能性が示され、設計・製作を開始した。

ボディと窓はオプティカルコンタクトという接着剤を全く使わない接合方法で接合するため、使用温度である180C程度に加熱、室温への冷却を繰り返しても熱ひずみの問題がほとんど生じない。2.ファラデーフィルタ透過率測定実験干渉フィルタの半値幅(1nm)の1/100というファラデーフィルタ(半値幅10pm)の透過率測定は、ライダーでの温度計測に必要不可欠となる。ところが通常の分光計では計測できない分解能のため、この計測システム自体の構築が一つの研究テーマとなりうる。これを超狭帯域光源である首都大学東京のリングレーザを用いて計測システムを組み実験を行った。ファラデーフィルタとは別にナトリウムセル(市販品)を用意し、そこからの共鳴散乱光を絶対波長モニターとして用い、PCによる外部コントロールで波長スキャンを行い、フィルタの透過率を測定した。共鳴散乱光モニターにより波長の同調は確実だが、信号は確認できたがS/Nが悪く絶対波長モニターと透過率プロファイルが不完全であった。次回の計測での課題となった。この研究の重要課題は、(1)高温ナトリウム蒸気に耐えうる安定なナトリウムセルを製作すること、(2)ファラデーフィルタの透過率測定の技術を確立すること、(3)そのためのナトリウムセルを用いた絶対波長計測手法を確立させること、(4)ライダー受信系でフィルタを組み込むための準備をすること、である。通常の分光計を用いては不可能な、ファラデーフィルタ(半値幅10pm)の超高分解能透過率測定のために、首都大学東京の色素リングレーザ(589nm)を光源に用い、フィルタのスキャン観測を行ってきた。ナトリウムセル温度を170°Cに設定して得られた透過率は、シミュレーションでの160°Cの結果とほぼ一致した。このため、セル実効温度は設定値よりも10°C低い状態と考えられた。また、絶対波長測定は、セルからの共鳴散乱光計測により特定の波長での特徴的な散乱光強度の計測に成功した。ただし、いずれも光源の出力安定性が悪いためノイズの大きい結果となり、安定な別光源での精密な計測が課題となった。ファラデーフィルタを製作する際のコア技術となるナトリウムセルを、ナトリウム蒸気に対して極めて安定な単結晶サファイアで製作した。ボディと窓は、サファイアでは従来不可能だったオプティカルコンタクトという接着剤を全く使わない接合技術を用いた。外形の製作は完成したがその特性評価、安定性評価には至らなかった。一方、ライダー受信系にファラデーフィルタを組み込むための改良を行ってきた。光ファイバーを用いたシステムにより、簡易にフィルタの着脱が可能となる。一方、ファイバーを用いた場合の透過率評価を更に行う必要性がある。
冷却イオン列の超放射ダイナミクス制御

イオントラップで原子イオンをレーザー冷却すると、イオン特有の精密光周波数を取り出すことが可能である。単一イオン光時計はこの特徴を生かしたものだが、これまでは複数個を用いた性能改善の方法が明らかではなかった。本研究課題では千個以上のイオンを用いた超放射光時計や、数十個イオンを用いた複数個イオン光時計が原理的にも実装上でも可能であることを明らかにした。将来のGPS精度向上や光通信の高速化に大きく寄与すると期待される。交付申請書に記述した実施計画(1)から(4)について、以下の実施結果を得た。(1)イオン集団超放射に関する数値シミュレーションでは、Tavis-Cummingsハミルトニアンを用いたマスター方程式の時間発展を解くことにより、8個までの小数個Ca+イオンの系でも共振器のパーセル効果による放射寿命変化と超放射による放射寿命変化を識別できることが分かった。計算に使用したソフトウエアの制限により、イオン個数は8個までに限定された。また、計画には無かった半古典的近似による多数個イオンの超放射に関する計算を実施し、1000個程度のCa+で超放射発振が観測できることが分かった。(2)線形トラップおよび共振器の設計では、数値シミュレーションをもとに、Ca+の超放射による放射寿命の観測が可能な長さ25mmの光共振器と、この内部に収納されるイオントラップ電極の設計を完了した。(3)(4)イオントラップ電極の製作が予定よりも遅れたために、現存するイオントラップ電極でCa+のトラップ、レーザー冷却実験を実施した。実験の結果、(a)16個までのCa+が直線状に配置すること、(b)Ca+イオン間隔がDC電圧により理論通りに制御可能であること、(c)Ca+イオンが遷移波長729nm以下に局在されていることが、確認できた。また、計画には無かった2D5/2遷移の放射寿命の測定実験を実施し、誤差0.7%の精度で放射寿命が測定できること、光共振器無しの状態で複数個イオンを配置しただけでは放射寿命の変化が観測されないことを確認した。以上のとおり、小数個イオンでも超放射現象が理論的に観測できると予測できることが明らかになり、超放射による放射寿命の変化が観測できる実験系を構築することができた。また、1000個程度までのイオン系が実現できると、超放射発振が期待されることが理論的に明らかになった。交付申請書に記述した実施計画4項目は、(1)イオン集団超放射に関する数値シミュレーション、(2)線形トラップおよび共振器の設計、(3)イオントラップ電極の製作、(4)イオントラップ実験、であった。この4項目のうち、イオントラップ電極の設計を慎重に行ったため、(3)イオントラップ電極の製作、はH28年度以降で実施することとなったが、(1)(2)および、代替のイオントラップ電極を用いて実施した(4)は計画どおりに完了した。また、(1)では計画には無かった多数個(100個以上)のイオンでの計算を、計画には無かった手法で実施することにより、1000個程度のイオン集団により超放射発振が起こる可能性があるという新しい知見を得ることができた。さらに(4)では計画を前倒しして、Ca+の2D5/2状態の放射寿命測定法の実装および検証実験を行うことができ、超放射による放射寿命変化が0.7%以上あれば観測できることが実験的に明らかになった。以上により、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。当課題はイオントラップに配置したレーザー冷却Ca+イオンの超放射を自然放出寿命の変化として測定し、超放射ダイナミクスを制御する手法を確立するを目的とする。H28年度は以下の成果を得た。(1)2D5/2準位の寿命変化測定法の実装と評価:数値シミュレーションと合わせて最も短時間で最も精度の高い寿命変化測定法を見出し、実験装置を構成して実験を実施したところ、超放射による寿命変化をPurcell効果による寿命変化から区別するためには測定回数10,000回、所要時間4時間以上の測定が必要であることが明らかになった。(2)2D5/2-2S1/2遷移用周波数安定化光源の実装:Ca+集団に超放射を起こさせるための光共振器長を(1)で判明した所要時間に渡って安定化するための周波数安定化光源(波長729nm)を、1458nm外部共振器半導体レーザーの第二高調波として生成した。実際にCa+集団の2D5/2-2S1/2遷移に周波数ロックし、4時間以上の安定動作を確認した。(3)多数個Ca+を光共振器に結合させる平面トラップの設計:超放射による放射寿命変化は共振器への結合イオン数をNとした際にNの二乗に比例する。そのため、多数個を共振器に結合させることが超放射の観測に有利であるが、従来のリニア型イオントラップではイオンが等間隔に配置しないために、共振器モードの腹に配置するイオン数が制限される。イオンが等間隔に配置するポテンシャル形状を発見し、10,000個のCa+が共振器モードの腹に配置する平面型トラップを設計した。本課題は(1)イオン集団による超放射を放射寿命により計測する理論の構築、(2)単一イオンの放射寿命の精密計測、(3)単一イオンと光共振器の結合、(4)複数個イオンと光共振器の結合により生じる超放射ダイナミクスの寿命変化による観測、からなる。

これまでに(1)(2)を完了したが、(2)を実施した結果、当初想定したより長時間にわたる光共振器の安定動作時間が必要であることが判明し、当初計画にはなかった周波数安定化光源構築が必要となった。そのため、当初H28年度までに完了予定であった(3)が未達成となっている。一方、従来型イオントラップの1000倍以上のイオン数を光共振器に結合させる平面型トラップ構造の発見により(4)の達成条件が従来より大幅に緩和された。そのため、(4)は当初予定より短期間で実施可能と想定される。以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断される。当課題はイオントラップに配置したレーザー冷却Ca+イオンの超放射を自然放出寿命の変化として観測し、超放射ダイナミクスを制御する手法を確立することを目的とする。H29年度には以下の成果を得た。(1)おおよそ1000個以上のイオンを共振器モードに結合させた際には、当初予定していた自然放出寿命の変化による超放射の観測よりも、イオン集団から発生する光子統計を観測する方が実験的に有利であることを見出した。このため、後者の可能性を検討したところ、このような物理系は平面型トラップによって実現可能であることが理論的に明らかとなった。(2)上記物理系を実現するために必要な等間隔に配置したイオン列は従来型イオントラップでは生成できない。そのため、新しい電極配置の平面型トラップを設計、製作し、イオンを等間隔に配列する実験を実施した。その結果、イオン列のイメージからトラップ電場を評価して駆動電圧にフィードバックを加えることにより、20個程度までのイオンを等間隔に配置するための手法を開発することに成功した。この等間隔イオン列の個数の拡張や配列化によって1000個以上のイオンを共振器モードに結合する見通しを得た。(3)上記実験で得られたイオン列の特徴として、個々のイオンの電気四重極シフト不均一性を厳密に消去できることを理論的に明らかにした。これは、従来型のイオントラップでは電気四重極シフトの不均一性により原理的に不可能であった多数イオン光時計や狭線幅の超放射発振が平面型トラップを用いると可能であることを示す成果である。イオントラップで原子イオンをレーザー冷却すると、イオン特有の精密光周波数を取り出すことが可能である。単一イオン光時計はこの特徴を生かしたものだが、これまでは複数個を用いた性能改善の方法が明らかではなかった。本研究課題では千個以上のイオンを用いた超放射光時計や、数十個イオンを用いた複数個イオン光時計が原理的にも実装上でも可能であることを明らかにした。将来のGPS精度向上や光通信の高速化に大きく寄与すると期待される。今後も申請時の計画通り以下の研究を継続する。(a)光共振器の製作と特性評価:イオン集団の超放射の起源となる量子力学的な不可識別性を導入するための光共振器を製作し、フィネス、透過率、共鳴周波数ロックの安定性、等の特性評価を実施する。(b)光共振器と新イオントラップ電極の組合せ:H27年度に設計した新イオントラップ電極に、上記(a)の光共振器を組合せ、実際にCa+イオン列をトラップしレーザー冷却を行う。課題として、光共振器を構成するミラーによるイオン運動の擾乱が懸念されるが、顕在化した場合にはイオンを遮蔽する補助電極の導入等を検討したい。(c)イオン列の光共振器への結合実験:光共振器中に弱いレーザー光でモードを励起し、モードとの結合によりCa+の共鳴蛍光強度が変化することを用いて、モードと結合するイオン個数を特定する実験を実施する。
アルコール性膵障害の病態の解明と治療法の開発

エタノール(EtOH)の慢性摂取によって惹起されるアルコール性膵障害の病態解明のために、まずin vivoの検討として、Tsukamotoの方法でラットに恒久的胃瘻を作製してEtOHを投与したところ、比較的高濃度である18g/kg/日までのEtOHを12週間投与することが可能であったが、膵の光顕像では膵炎像は認めず、腺房細胞の形態はよく保たれていたことから、ラットにおいてはin vivoでEtOHを単独投与してもヒトに比べて膵障害は軽微であると考えられた。次にin vitroの検討として、ラットから分離培養した膵星細胞(PSC)にEtOHを添加したところ、またPSCの細胞増殖とαSMA発現増加が認められたことから、EtOHはPSCを活性化した。またEtOHはPSCからのコラーゲン分泌も刺激した。抗酸化剤であるEGCGはEtOHによるPSC活性化、コラーゲン分泌、活性型TGF-β分泌を抑制した。EGCGはp38MAPKのリン酸化を抑制し、さらに総SOD活性、細胞膜過酸化脂質産生、Mn-SOD及びCu/Zn-SOD遺伝子発現を抑制した。また静止期のPSCは培養で活性化PSCへと形質転換したが、EGCGは、PSCは形質転換せず静止期に留まった。次にPSCを通常の非コートプレートあるいはマトリゲルバイオコートプレート上で培養し、PDGF-BBあるいはEtOHで刺激したところ、PSCはPDGF-BBあるいはEtOHのいずれの刺激においても、細胞増殖能および遊走能が上昇した。PDGF-BBあるいはEtOH刺激下にmatrixmetalloproteinase(MMP)inhibitorを添加したところ、PSCの細胞増殖能と遊走能は低下し、活性型MMP-2蛋白活性も低下していた。以上のことから、抗酸化剤であるEGCGやMMP inhibitorは膵線維化を抑制する可能性が示唆された。エタノールの慢性摂取によって惹起されるアルコール性膵障害における膵腺房細胞の外分泌に関与する蛋白の役割を明らかにする目的で、まずTsukamotoらの方法に準じ、ラットに恒久的胃瘻を作製し、これにアルコール投与を行った。従来の恒久的胃瘻によるアルコール慢性投与ラットでは、緩徐にアルコール投与量を増やして行く方法であるが、膵において腺房細胞の壊死や線維化を起こすラットは約3割と少ないことから、膵障害の病態解明には、より安定化したアルコール性膵障害モデルが必要である。最近、恒久的胃瘻を使って8週の間にアルコール濃度を17-18g/kg/日と高濃度まで投与した雌性ラット膵に線維化が起こると報告された(Kono et al. Am J Physiol 280:G1178-G1186:2001)。我々は恒久的胃瘻を作製した雄性Wistarラット(体重約250g)に12週の間にアルコール濃度を18g/kg/日まで投与した。アルコール投与中に約4割(16/43)のラットが死亡した。12週間投与を行ったラットを脱血死させ、膵の組織学的検討(光顕)を行ったところ、全てのラット膵において、炎症細胞浸潤や浮腫などの膵炎の変化はなく、腺房細胞の形態はよく保たれていたが、コントロール群にはわずかしか認められない腺房細胞への脂肪沈着の増加が認められた。前述の短期間高濃度アルコール投与ラット膵において認められた小葉間の膠原線維の増加は、我々のモデルではごくわずかしか認められなかった。

我々は恒久的胃瘻を作製した雄性Wistarラット(体重約250g)に比較的高濃度である18g/kg/日までのアルコールを12週間投与することが可能であった。膵の光顕像では膵炎像は認めず、腺房細胞の形態はよく保たれていたことから、腺房細胞内の外分泌に関与する蛋白の検討を行う必要がある。平成15年度にはエタノールの慢性摂取によって惹起されるアルコール性膵障害の病態解明のために、Tsukamotoらの方法に準じてラットに恒久的胃瘻を作製し、これにアルコール投与を行ったところ、比較的高濃度である18g/kg/日までのアルコールを12週間投与することが可能であったが、膵の光顕像では膵炎像は認めず、腺房細胞の形態はよく保たれていた。このため、実験系をin vivoからin vitroに変更した。本年度では、アルコールによる膵星細胞刺激における酸化ストレスの役割と、抗酸化物質の効果を検討した。雄性Wistarラットから分離、培養した膵星細胞にエタノールを添加したところ、総スーパーオキサイド・ジスムターゼ(SOD)活性の低下が認められたことから、エタノールは膵星細胞に酸化ストレスを誘導した。また膵星細胞では細胞増殖とalpha-smooth muscle actin(SMA)発現の増加が認められたことから、エタノールは膵星細胞を活性化した。さらに培養上清中のコラーゲン濃度が上昇したことから、エタノールは膵星細胞からのコラーゲン分泌を刺激した。抗酸化剤であるエピガロカテキンガレートやアスコルビン酸をアルコールと同時に膵星細胞に添加したところ、総SOD活性の低下、細胞増殖やalpha-SMA発現の低下、コラーゲン分泌の低下が認められたことから、抗酸化剤はアルコールによる膵星細胞の活性化を抑制し、膵線維化を抑制する可能性が示唆された。平成16年度に行った研究から、アルコールによって刺激された膵星細胞の活性化が、抗酸化剤であるエピガロカテキンガレート(EGCG)やアスコルビン酸によって、抑制され、膵線維化を抑制する可能性が示唆された。本年度は、エタノール摂取によって惹起されるアルコール性膵障害の機序を明らかにし、アルコール性膵障害の新たな治療ターゲットを探索する目的で、エタノールおよびEGCGの膵星細胞への酸化ストレスの影響および細胞機能への影響について検討を行った。膵星細胞の細胞膜の過酸化脂質の産生はエタノール添加30分後から24時間後まで観察された。EGCGはエタノールによって誘導される細胞膜の過酸化脂質の産生を濃度依存性に抑制した。24時間のエタノール添加により、膵星細胞内の総superoxide dismutase(SOD)活性はコントロールの64.6%まで減少したが、EGCG添加によりSODの消費は濃度依存性に抑制された。一方、膵星細胞内のMn-SODおよびCu/Zn-SOD遺伝子発現は、エタノールにより増強され、EGCG添加により濃度依存性に抑制された。α-SMA蛋白発現はエタノール添加で41%増加し、EGCG添加で濃度依存性に抑制された。I型プロコラーゲン蛋白発現、上清へのコラーゲンおよび活性化TGF-β1分泌量もエタノールにより増加し、EGCGにより濃度依存性に抑制された。コラーゲン合成、α-SMA蛋白合成に重要な役割を果たしているp38MAPKのリン酸化は、エタノール添加により有意に増加し、EGCG添加により抑制された。さらに、静止期の膵星細胞を5日間培養すると活性化星細胞へと形質転換したが、EGCG(最終濃度25μM)を添加すると膵星細胞は形質転換せず、静止期に留まった。