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早産によるネフロン形成早期終止におけるHIFの役割解明と治療の試み

本研究の目的は、早産児におけるネフロン数の減少の発生機序の解明である。早産児は子宮外での相対的高酸素に暴露されることから、hypoxia inducible factor (HIF)の発現・活性低下がネフロン形成早期停止に影響するという仮説を立てた。低酸素環境下で飼育した新生児マウスのネフロン形成とHIF発現、活性の比較検討を予定したが検証に値する期間の飼育は困難であった。早産モデルマウスの飼育も困難で、ネフロン形成早期停止が示唆された個体もあったが、全体として有意差は出なかった。生きながらえても全身状態不良で、HIFの発現・活性以外の因子の影響が強いと判断し、十分な結果を得られなかった。慢性腎臓病発症の根底をなすネフロン数減少は子宮内発育遅延に加え早産によっても生じる。ヒトの剖検所見により早産児では1)ネフロン形成が早期に終止し、2)生後形成された糸球体には血管の侵入がみられないことが知られている。さらに3)生後の呼吸障害、腎毒性物質、低栄養、急性腎障害などがネフロン形成障害を増悪すると考えられる。本研究ではこれらの原因が子宮外相対的高酸素によるhypoxia inducible factor (HIF)の発現・活性低下であるという仮説を検証する。HIFはネフロン前駆細胞の維持、血管新生、および腎障害因子による酸化ストレスの抑制に必要であると推測する。最終的にはHIFの分解酵素prolyl hydroxylase (PHD)の阻害薬を用い、早産によるネフロン数減少の治療をマウス、ラット早産モデルおよび器官培養系を用い試みることを目標としている。平成27年度は、HIFがネフロン前駆細胞と相関して発現することの確認、低酸素状態でHIFの発現を刺激することでネフロン前駆細馬に起こる変化の評価を計画した。さらに、早産モデルマウスの作成、腎形態の経時的観察(nephrogenic zoneの厚さ、糸球体原基のステージ毎の比率、形成された糸球体の形態)を予定した。また腎溶解液のウェスタンブロットにより腎ネフロン前駆細胞のマーカーCited 1の発現を正期産マウスと比較することを予定した。早産児のネフロン数が少ない原因として酸素濃度が低い子宮内から予定より早く相対的に高酸素の子宮外環境への曝露が考えられる。これを支持するデータとして低酸素環境で発現するHipoxia-inducible Factor (HIF)の発現がネフロン前駆細胞と相関して血管の発達とともに減少することが示されている。ネフロン前駆細胞はマウスでは生後3日で消失するが、低酸素環境においてはその消失時期が延長される可能性がある。妊娠ICRマウスを低酸素チャンバー(酸素10%)に妊娠18日より収容し、出生した(妊娠19日)新生仔の腎臓を摘出、バッファーに融解、ウェスタンブロットによりネフロン前駆細胞のマーカーであるCited 1の発現を対照の新生仔と比較した。マウスは通常妊娠20日であり、また生後もネフロン形成が持続するため、妊娠19日の新生仔はヒトの早産児と同等と考えている。まず低酸素環境では胎仔の死亡率が高く、経時的に腎臓を採取する予定であったが生後0.5日と2.5日のサンプルしか採取できなかった。また活動度は低く、全身状態が不良と考えられ、その影響が腎臓に及ぶ可能性も懸念された。Cited 1のウェスタンブロットによる検討では日齢の一致した対照との差は認められなかった。また日齢3日以降のサンプルが得られなかったため低酸素によりネフロン前駆細胞消失が延長するか否かは不明である。予定していた、後半の実験においては、まだ十分なデータが得られていていない。本年度はマウス早産モデル作成を試みた。結果として母体帝王切開により成長可能な最も早い胎齢は胎生17日であった(通常18日で出生)。胎生16日で蘇生する新生仔もあったが哺乳できず1-2日で死亡してしまった。早産マウスではネフロンが形成されるnephrogenic zoneが生後7日まで観察され、8日(修正日齢7日)には消失した。対照マウスでは生後8日に若干nephrogenic zoneがみられ、完全に消失するのは9日であった。したがって早産マウスでは本来予想される日より1-2日前にネフロン形成が終止することが示された。ネフロン前駆細胞のマーカーcited1の発現はnephrogenic zone消失に先立ち約日齢3日前で消失すると言われている。現在cited1発現をwestern blotにより検討中である。一方、申請者は早産により相対的に早期に子宮内に比し高酸素濃度に曝露されることによりネフロン形成が早期に終止するとの仮説を検証する予定である。そのため低酸素のマーカーHIF1a、HIF2a発現を評価する予定であったが、これらはwestern blotでは検出できなかった。低酸素にした胎仔をサンプルとし複数の抗体を用いて検討したものの不可能であった。マウスでの早産モデルが想定していたようには作成するのが困難であった。ヒトで早産による糸球体減少がおきると考えられる週数は在胎2630週の早産である。よって、妊娠1516日くらいでの早産胎仔マウス作成を試みたが、哺乳がうまくいかず、生後12日程度で新生児死亡してしまった。

現在通常の妊娠期間より1日早い妊娠日数での胎仔を用いた実験となっているが、その在胎日齢でも、nephrogenic zoneが12日早く消失することが確認できている。マウスは出生後もネフロン形成が持続するので、現在の条件でもヒトの早産児のモデルとして有用と考えている。試みていたやHIF1a、HIF2aのウエスタンブロットでの検出が困難で、実験を繰り返すこととなった。昨年度に引き続きマウス早産モデル作成を試みた。平成28年度は、結果として母体帝王切開により成長可能な最も早い胎齢は胎生17日であった(通常18日で出生)。早産マウスではネフロンが形成されるnephrogenic zoneが生後7日まで観察され、8日(修正日齢7日)には消失した。対照マウスでは生後8日に若干nephrogenic zoneがみられ、完全に消失するのは9日であった。したがって早産マウスでは本来予想される日より1-2日前にネフロン形成が終止することが示された。平成29年度の早産マウスは帝王切開後の呼吸障害を脱しても、代理母からの授乳がうまくいかないせいか、数日間生存する仔の数は限られた。また最も早い時期に生存可能なのはE18.5であった。自然分娩のばらつきの範囲内であり、対照と差が認められたとしても出生時間の差なのか、呼吸、栄養の差によるのか判定不能である。かろうじて12時間早く生まれて生き延びた新生仔腎を対照仔と比較したところnephrogenic zoneは日齢8でほぼ消失、対照と変わらなかった。すなわち早産ではネフロン形成が早期に終止するという仮説を立証することはできなかった。ネフロン前駆細胞のマーカーcited1、nephrogenic zone消失に先立ち発現し約日齢3日前で消失する、経時的に比較したが、早産、対照ともに生後9日まで発現していた。生後3日でcited1発現が消失するという過去の報告と異なる理由は、ウェスタンブロットで評価したため過去に用いられた免疫組織染色より感度がよく後期まで検出できたためと考えられた。結論としてマウスで対照と明らかな差がみられる早産モデルを作成するのは難しい。本研究の目的は、早産児におけるネフロン数の減少の発生機序の解明である。早産児は子宮外での相対的高酸素に暴露されることから、hypoxia inducible factor (HIF)の発現・活性低下がネフロン形成早期停止に影響するという仮説を立てた。低酸素環境下で飼育した新生児マウスのネフロン形成とHIF発現、活性の比較検討を予定したが検証に値する期間の飼育は困難であった。早産モデルマウスの飼育も困難で、ネフロン形成早期停止が示唆された個体もあったが、全体として有意差は出なかった。生きながらえても全身状態不良で、HIFの発現・活性以外の因子の影響が強いと判断し、十分な結果を得られなかった。以上から、新生仔を低酸素環境におくことは全身状態への影響を考えると現実的でないと考えられた。今後はHIFを分解するprolyl hydroxylases(PHD)阻害薬を新生仔に投与し、Cited 1発現、ネフロン形成終止時期への影響を検討する。それとともに早産モデルにおけるCited 1の発現、ネフロン形成終止時期を検討し、比較的高酸素環境への曝露がメフロン前駆細胞の消失を加速するのか否かを検討する。
冠動脈攣縮の成因と攣縮による冠動脈硬化巣内出血の誘発に関する実験的研究

〔冠動脈攣縮の成因としての血管壁過剰収縮要因の多様性〕(1)内膜傷害の急性効果:冠動脈内模をバル-ンカテ-テルで剥離すると3分後から同部は自発的に狭窄し、6分で61±5%の内径狭窄に達する。本反応はヘパリンの大量投与(3000VS500単位)やケタンセリンの前処置で抑制出来る。従って、内膜傷害急性期の過剰狭窄は血小板の付着凝集と血小板の活性化によって放出されるセロトニンに刺激されて生じた現象と考えられる。(2)X線照射による血管壁の反応性の活性化:内膜剥離後3、4か月目に、1500ラドのX線を2回剥離部に照射するとセロトニンに対する収縮反応性が亢進した。この様な現象は内膜傷害を行わない場合にも生じた。血管壁標本を作り過剰収縮の発生機序を検索した所、内皮細胞依存性弛緩の減弱と中膜平滑筋の収縮反応亢進を認めた。〔冠動脈攣縮部血管壁内出血と心筋梗塞との関連性〕コレステロ-ルを2%含む半合成飼料でゲッチンゲン種ミニ豚を飼育し、300400mg/dlの高コレステロ-ル血症の条件下に内膜をバル-ンカテ-テルで剥離した。動脈硬化性変化を進展させる為にX線を内膜剥離部に範囲を絞って2回照射した。同部はX線照射から1か月後、冠動脈の器質的狭窄が進行し、かつ、セロトニンに対し過剰に狭窄反応を示すようになったので、攣縮と血管壁の器質的変化の関連性を形態学的に検索した。昭和63年度、セロトニン冠注1回群と5回群とを対比した所、5回群では壁内出血を認めたが、1回群には無かった。又、出血部の内膜は他の部位に比べ肥厚が著明であった。血管壁内の毛細血管はいずれの群にも認めた。平成元年度は急速に冠攣縮を誘発した場合と徐々に冠狭窄を強めた場合を比較した所、前者に高頻度に壁内出血を認めた(P<0.01)。又、75%以上の冠狭窄を120分以上持続させると、心筋梗塞が発生することを確認した。目的:心表面の冠動脈は生理的には血液供給の導管としての役割しか果していない。冠動脈攣縮や心筋梗塞の原因とされている閉塞性血栓はいずれも冠動脈の主たる枝に好発する。冠動脈攣縮や器質的冠動脈狭窄進展の成因は虚血性心臓病の発生機序を解明する上で重要な課題と考えられるが、殆んど検討されていない。本研究では冠動脈攣縮動物モデルを用いて、(1)冠動脈攣縮の成因を内皮細胞と中膜平滑筋の機能変化(2)冠動脈攣縮によって内腔狭窄度が急進展する機序。(3)心筋梗塞の発症に占める冠動脈攣縮の役割について検討した。方法・結果:ゲッチンゲン種ミニ豚の冠動脈内膜を機械的に剥離し、同部にX線を照射するとオータコイドによって冠動脈攣縮は誘発される。

冠動脈造影で攣縮部と非攣縮部とを同定し、中膜平滑筋標本を作製、等尺性張力を測定した。攣縮の成立には外液のCa^<2+>は必須であるが収縮蛋白に著変を認めなかった。オータコイドの受容体と情報伝達系の異常が示唆された。高コレステロール血症、内膜剥離、X線の照射を併用すると強い攣縮と内膜肥厚を起こした。更に攣縮を5回連続して誘発すると壁内出血とそれに伴う冠動脈の閉塞が生じた。走査・透過電顕を行った所内皮細胞の立ち上り、白血球の粘着を認めた。出血は粥腫内に新生した毛細血管の破碇によるものと考えられた。この様な粥腫内出血部では高度の内腔狭窄が出血によって急に発生したことが示唆されたので、現在、その確認の為の研究をつづけている。尚攣縮と硬化病変と内皮依存性弛緩反応との関係を検討している。考察:X線は粥腫の形成を促し、粥腫同の毛細血管新生を促進したものと思われる。攣縮という機械的刺激が毛細血管破碇の重要な一因をなしている事が示唆された。血管局内出血が冠動脈の閉塞を招来したのか、出血に伴い閉塞性血栓の形成がありうるのか今後検討が必要である。〔内皮細胞傷害直後の過剰狭窄について〕ゲッチンゲン種ミニ豚を麻酔し、バル-ンカテ-テルを用いて閉胸下に左冠動脈の内膜剥離を行った。ヘパリン500単位静注群では剥離後6分で61±5%狭窄し、2030分で対照値に戻った。血管径の自発的過剰狭窄は、ヘパリンを3000単位静注すると抑制された。ヘパリン500単位であってもケタンセリンを前処置として加えても過剰狭窄を抑制した。したがって、血管内腔の傷害部に付着した血小板からセロトニンが放出され、血小板付着部直下の平滑筋を過剰に収縮させたと考えられる。本成績はPTCAに併発する再狭窄機序の要因の1つとして血小板が重要な役割を果していることを示唆する。〔攣縮による血管壁内出血と心筋梗塞の発生〕高コレステロ-ル血症の条件下に内膜を剥離し1500radのX線を1か月間隔で2回照射し、さらに1か月後に冠攣縮の誘発をセロトニンで行った、20頭のミニ豚を2群に分けた。A群では75%以上の冠狭窄を急速に誘発し25分間維持した。B群ではセロトニンの量を0.1mug/kgから徐々に増量し4回目の刺激以降は110mug/kg冠注し75%以上の冠狭窄を誘発した。B群10頭のうち4頭は25分、6頭は120分冠狭窄を維持した。冠攣縮誘発中A群6例、B群2例は心室細動で頓死した。壁内出血はA群9例、B群3例に認めた(p<0.01)。壁内出血を認めた12例中2例は冠動脈造影で、5例は病理組織学的に器質的な冠動脈狭窄度の進行が疑われた。120分間75%以上の冠狭窄を生じた6例は、冠攣縮誘発後灌流域の壁運動が低下し、7日後も回復しなかった。うち2例では灌流域に相当する部位にQ波が出現した。以上の成績は急激に冠攣縮が生じると高頻度に壁内出血が生じること、攣縮の持続のみで心筋梗塞を発症することを意味する。
翻訳と共役して起こる新生タンパク質の動的過程の系統的調査

新生タンパク質はリボソームのトンネル出口から細胞質に出現するにつれて、各々の運命に従ってフォールディングや膜局在化といった成熟化を始める。しかしどのタンパク質がどのタイミングでどのような成熟化を開始するかといった具体的な情報は、それを研究する手法が限定されていることもあり、一部のモデルタンパク質について以外は明らかにされていない。本研究では、翻訳と共役した新生鎖の動的挙動をプロテオームワイドで系統的に捕捉することを目的とする。そのために、新生鎖に加わる物理的力を感知できる枯草菌MifMのシステムを利用し、新生鎖の動的挙動を枯草菌プロテオームから系統的にスクリーニングする。
電解析出法によるBi-Sb熱電半導体の作製とその熱電特性の研究

目的1;(平成10年度)ポテンショスタットによるBi-Sb合金の電解析出条件の検討を行った。この実験において、強酸性塩酸不雰囲気下でのBi-Sb合金電析の可能性が確認され、適正浴組成が決定できた。研究目的2;(平成11年度)作製したSb含有量の異なる各種Bi-Sb合金の、室温からヘリウム温度までの熱電特性を検討した。その結果、(1)室温ホール測定により、電気抵抗、キャリヤー移動度、キャリヤー密度の決定をした。8at%Sb付近で最大の熱電特性を示した。室温における電流と温度差の測定から求めた合金のペルチェ係数も、8at%Sb合金が最大のペルチェ係数を示した。(3)室温から液体He温度までゼーベック係数と電気抵抗温度依存性の測定した。その結果、Bi-Sb合金はいずれも室温から70Kの範囲で優れたゼーベック係数を示した。その温度以下では急激に特性が低下した。(4)以上の測定から、最も優れた熱電特性を示す合金組成(約8at%Sb)とその温度範囲(RT70K)が決定できた。研究目的3;(平成11年度)作製したBi-Sb合金に対し、PN制御の可能性を探る実験を行った。熱力学的に見てBi-Sb合金にはPbやTeはほとんど固溶しないのであるが(状態図)、電解法では強制的な非平衡相としての固溶体形成が行われたことがわかった。しかしながらPN制御の可能性は、著しく困難なことがわかった。研究実績の概要目的1:(平成10年度)ポテンショスタットによるBi-Sb合金の電解析出条件の検討を行った。(1)浴温度の検討;10°C60°Cの範囲では最適の温度は40-50°Cであることがわかった。(2) pHの検討;pH0以下の強酸塩酸雰囲気で最適の合金が得られた。(4)電流密度の検討;0.01A/dm^210A/dm^2の範囲では1-3A/dm^2の電流密度で結晶性の良い異方性の少ない良質粗大合金が得られた。(5)析出電位と合金組成の関係;電解電位が低いほどSb含有量が増大すること、逆に電解電位が高いほどSb含有量が顕著に減少する異常共析機構により析出することがわかった。研究目的2; (平成11年度)作製したSb含有量の異なる各種Bi-Sb合金の、室温からヘリウム温度までの熱電特性を検討した。その結果、(1)室温のホール測定により、電気抵抗、キャリヤー移動度、キャリヤー密度の決定をした。研究目的3; (平成11年度)作製したBi-Sb合金に対し、PN制御の可能性を探る実験を行った。
肝疾患患者におけるサルコペニアの関連要因と術後経過

目的1肝疾患患者の筋肉量と実際の運動機能,およびアミノ酸代謝の関係性を調査する.対象は肝疾患患者51名(男30名,女21名, 62.1±14.1歳).筋肉量はインピーダンス法での骨格筋量(SMM)と, CT撮影での骨格筋面積(SMA),運動機能は握力,歩行速度,膝伸展筋力,血中アミノ酸はBCAAとチロシンのモル比であるBTRとした.以上の項目の相関関係を統計解析すると,握力,膝伸展筋力は, SMM, SMAと強い正の相関を示した.歩行速度は,握力,膝伸展筋力は, SMM, SMAと中等度の正の相関を示し, BTRと弱い正の相関を示した.以上より,肝疾患患者への運動機能評価は,筋肉量減少や血中内のBCAA低下を反映する簡便な指標になりうることが示唆された.目的2AWGSのサルコペニア基準は,肝疾患患者において術後の経過を予測する一助となりうるか.対象は生体肝移植術前の非代償性肝硬変患者43名. AWGSのサルコヘニア運動基準(握力:男性26kg未満,女性18kg未満or歩行速度: 0.8m/sec以下)で対象をsarco群と対照群に分類した.検定変数は,術後から抜管までの日数(抜管), ICU退床までの日数(ICU),初回歩行までの日数(歩行),退院までの日数(退院),転院率とし, Student's t-testで両群間の有意差を統計解析した.対象43名中, sarco群は10名(年齢54.9歳:男性5名,女性5名),対照群は33名(年齢56.1歳:男性18名,女性15名)であった.また,両群間(sarco群/対照群)の術前MELDスコアは(14.4±4.1/14.9±5.0 : n. s.)であり,肝機能は同等であった.検定変数の有意差は,抜管(1.3±0.5/1.4±0.9日: n. s.), ICU(4.1±4.9/2, 8±1.2日: P<0.05),歩行(6.5±10.0/3.8±1.5日: P<0.01),退院(51.7±41.2/31.2±24.9日: P<0.05),転院率(30.0±0.5/6.9±0.3% : P<0.01)となった.なお,両群間の年齢および性別に有意差は認めなかった,以上より, AWGSのサルコペニア基準で運動機能が低下している患者は,術前の肝機能が同等であっても術後経過が対照群よりも有意に延長していた.非代償性肝硬変患者は,肝血流を低下させる懸念から安静が基本とされているが,その一方で過度な安静は筋力及び筋肉量を低下させ,術後の早期離床を困難としている可能性が示唆された. AWGSのサルコペニア基準は,肝疾患患者の運動機能評価として有用であり,非代償性肝硬変であっても,十分な栄養補給下で運動療法を検討する一助となりうる.目的1肝疾患患者の筋肉量と実際の運動機能,およびアミノ酸代謝の関係性を調査する.対象は肝疾患患者51名(男30名,女21名, 62.1±14.1歳).筋肉量はインピーダンス法での骨格筋量(SMM)と, CT撮影での骨格筋面積(SMA),運動機能は握力,歩行速度,膝伸展筋力,血中アミノ酸はBCAAとチロシンのモル比であるBTRとした.以上の項目の相関関係を統計解析すると,握力,膝伸展筋力は, SMM, SMAと強い正の相関を示した.歩行速度は,握力,膝伸展筋力は, SMM, SMAと中等度の正の相関を示し, BTRと弱い正の相関を示した.以上より,肝疾患患者への運動機能評価は,筋肉量減少や血中内のBCAA低下を反映する簡便な指標になりうることが示唆された.目的2AWGSのサルコペニア基準は,肝疾患患者において術後の経過を予測する一助となりうるか.

対象は生体肝移植術前の非代償性肝硬変患者43名. AWGSのサルコヘニア運動基準(握力:男性26kg未満,女性18kg未満or歩行速度: 0.8m/sec以下)で対象をsarco群と対照群に分類した.検定変数は,術後から抜管までの日数(抜管), ICU退床までの日数(ICU),初回歩行までの日数(歩行),退院までの日数(退院),転院率とし, Student's t-testで両群間の有意差を統計解析した.対象43名中, sarco群は10名(年齢54.9歳:男性5名,女性5名),対照群は33名(年齢56.1歳:男性18名,女性15名)であった.また,両群間(sarco群/対照群)の術前MELDスコアは(14.4±4.1/14.9±5.0 : n. s.)であり,肝機能は同等であった.検定変数の有意差は,抜管(1.3±0.5/1.4±0.9日: n. s.), ICU(4.1±4.9/2, 8±1.2日: P<0.05),歩行(6.5±10.0/3.8±1.5日: P<0.01),退院(51.7±41.2/31.2±24.9日: P<0.05),転院率(30.0±0.5/6.9±0.3% : P<0.01)となった.なお,両群間の年齢および性別に有意差は認めなかった,以上より, AWGSのサルコペニア基準で運動機能が低下している患者は,術前の肝機能が同等であっても術後経過が対照群よりも有意に延長していた.非代償性肝硬変患者は,肝血流を低下させる懸念から安静が基本とされているが,その一方で過度な安静は筋力及び筋肉量を低下させ,術後の早期離床を困難としている可能性が示唆された. AWGSのサルコペニア基準は,肝疾患患者の運動機能評価として有用であり,非代償性肝硬変であっても,十分な栄養補給下で運動療法を検討する一助となりうる.
定点連続観測と地表面計測の融合による地すべり土塊の移動-変形機構の解明

地すべりの移動にともなう土塊の変形機構を明らかにするため、新潟県の再活動型地すべり地において、地上型レーザスキャナによる面的計測と多層移動量計による定点連続観測を用いて変形過程を解析した。その結果、地すべり土塊の運動は面的には周辺地形に規制され隆起帯と沈降帯が交互に現れることや、積雪前に活発な移動と引張変形を表していた土塊が、積雪期には積雪荷重の影響を受けて一体化して運動することが明らかとなった。1.計測方法新潟県上越市の伏野峠地すべり試験地を対象として、地上型レーザ計測を用いた地表面変位分布の現地計測を複数回実施した。計測に先立ち、地すべり活動の比較的活発な中部ブロックおよび下部ブロックにて5m刻みのメッシュおよび300点のメッシュ交点を設定した。この全交点に移動杭を打設したうえでその三次元座標を計測した。計測に当たっては移動杭先端に取り付けた球状の計測球を測り、逆算によって地表面の位置座標を求めた。計測は10月および12月の2回実施し、両期間の間に生じた地すべり地表面の変位方向、変位量を求めた。2.結果と考察求められた結果は以下の通りである。まず水平方向の変位については、全300点の地表面変位量は最小1mm-最大456mm、平均42mmとなった。変位方向は主として斜面下方に向けてやや「く」の字を描くように緩く屈曲しており、これは地すべり土塊の周辺地形に規制された運動を表していると考えられた。また下部ブロック末端のガリー付近では、地表面の一部がガリー方向へ大きく引っ張られるような大変位が認められた。この動きは地すべり全体の動きから独立していることから地すべりの全体的な動きを示すものではなく、地すべり土塊が細分化していく過程における予兆的現象と捉えることができた。次に鉛直方向の変位は、最大+34mm、最小-169mm、平均-3mmで全体としては沈下傾向にあった。しかし中部ブロックの末端および下部ブロックの中央では、斜面方向に直交する隆起帯が認められた。隆起帯の幅は15-20mで、沈下帯と隆起帯が交互に現れていることが確認できた。本研究の主要手法の一つである定点連続観測を用いた変形機構の解明を目的として、新潟県上越市の伏野地すべり試験地内に設置した2箇所の孔内多層移動量計の日観測結果を元に、地すべり土塊の変形過程を2年間にわたり解析し、以下の結果を得た。地すべり移動は、降雨と融雪の増加する秋期から積雪初期にかけて増大し、それにともなって土塊は引張側に変形(膨張)した。積雪期になり積雪層が発達すると地すべりは一時的に停止するが、続く融雪期には再び緩慢な変位が生じた。しかしこの時の変位量は、土塊の上部-下部間でほぼ等しく、地すべり土塊は変形せずに一体となってすべり面上を滑動した。このように地すべりの移動にともなう土塊の変形は、秋期から積雪初期にかけてと融雪期の2期間で対照的な様相を示した。移動にともなう地すべり変形特性が期間によって異なる要因を明らかにするため、降雨、融雪量と変形量の応答特性を全期間にわたって解析した結果、秋期から積雪初期にかけての引張変形の増大要因は、誘因である絶対降雨、融雪量に加え、降雨、融雪に対する応答変形が鋭敏化するためと考えられた。地すべりの変形が積雪環境に強く影響を受ける観測結果を踏まえ、その変形機構を無限長斜面の安定解析等による物理的側面から検討した。その結果、地すべりの変位、変形を抑制する要因は以下の3点によると考えた。1)積雪載荷がすべり面のせん断強度の増加をもたらし、積雪期の変位、変形を抑制する、2)積雪層が地表面を間接的に連結するネット効果を発揮し、積雪期の変形を抑制する、3)積雪期の長期的な積雪載荷がすべり面を圧密し、これにともなって回復したせん断強度の効果が春期から夏期にわたって継続的に発揮され、同期間の変位、変形を抑制する。我が国で発生する山地災害の中で地すべりは発生時の災害規模が大きいため、有効な対策は早期の警戒避難であるとされている。適切な警戒避難基準を確立するためには到達範囲の予測に結びつく、地すべり土塊の運動機構の解明が重要である。これまで地すべり土塊は運動時にほとんど変形しない剛体と見なされてきたが、実際は移動にともなって土塊が変形することが経験的に知られており、近年は調査、対策に資するため地すべり土塊の変形機構の解明が求められている。本研究では、新潟県上越市の伏野地すべり地の変形機構を解明するため、地すべり地内に設置した3基の孔内多層移動量計により得た10分間隔の観測データをもとに、一次元変形解析および軌跡解析によって新潟県中越地震発生時に運動した地すべり土塊の変形課程を解析した。

地震直後における地すべり土塊の変形課程は斜面の勾配によって異なった。急勾配斜面では地震直後に鋭い圧縮変形が生じたが、地震後1時間が経過すると逆に引張方向に転じ、約12時間後に4.0×10^<-5>程度の引張変形量をもって変形を停止した。これ対して緩勾配斜面では地震直後に大きな引張変形が発生し、その後のわずかな庄縮変形を経て約12時間後に約1.5×10^<-4>(引張方向)の総変形量をもって変形を終了した。中越地震による土塊変形量は秋期から積雪初期にかけての降雨、融雪による総変形量(約3×10^<-2>)の約0.5%であった。このように、地震時の地すべりの変形運動は地震後012時間にわたって継続し、若干の圧縮変形と引張変形の双方で構成されていることが明らかとなった。
超対称性の発見で構築する新たな時空像

平成28年度に収集した衝突エネルギー13TeV,36/fbのデータ解析を多チャンネルに渡り行った。一部の解析では29年度データも追加して80/fbの解析に着手した。本計画研究では5つの成果が得られた。(1)グルイーノ等を生成する強い相互作用による超対称性粒子生成チャンネルでの探索を引き続き進めた。グルイーノ、スカラー・トップそれぞれの質量下限2.03TeV,0.94TeVを得た。(2)電弱生成などの低断面積チャンネル等,データ量の増加に伴い有効となるチャンネルをレプトン数,中間の粒子種によりカテゴリー分けして系統的な探索を行った。2-3個の荷電レプトンと消失エネルギーを要求し,信号感度を高める事象再構成法を試みた解析において,3シグマの超過がみられた。電弱超対称性粒子については0.6TeVの質量下限を得ている。(3)Rパリティ非保存やRハドロン超対称性モデルを用いて,多数ジェットや準安定グルイーノ生成などの解析を進めた。荷電長寿命粒子が検出器内を低速でイオン化する模型の探索において,2.4シグマの超過がみられた。(4)LHC高輝度化に向けビーム分離用大口径超伝導双極磁石の2m長モデル磁石の開発を進めている。放射線(40MGy)並びに入熱量(3mW/cm3)の厳しい仕様を満たす必要がある。試作・試験した1号機を解体しコイル予備圧縮応力を100MPaまで増大させモデル1b号機として再試験を行なった。通電性能が劇的に改善され,合格基準を上回る13.55kAの励磁を実証できた。現在磁石断面を一新した電磁設計のもとモデル磁石2号機の試作を進めている。(5)次世代エネルギーフロンティア加速器に向けて,Nb3Sn超伝導線材の開発を開始した。従来の国内記録を大幅に上回る,外部磁界16Tにおける臨界電流密度1090A/mm2を達成することができた。超対称性粒子は発見されていないが,各種探索チャンネルで厳しい質量下限等の制限を課す成果をあげている。精度を向上のためにデータ量の増加を必要としていた電弱超対称性粒子生成に関しても本格的に探索を進めることが可能となってきた。同様にデータの統計量を要求する質量の縮退した領域の探索など,暗黒物質候補を説明する可能性の高いパラメータ領域においてもより強い制限をかけることができるようになってきた。概略でも報告したように,信号探索感度を高めるため新たな解析手法を導入した幾つかの解析では2-3シグマの超過がみられており,統計量と共に解析技術の向上がこれらの兆候に寄与している。実験が行われているCERNに多数の若手研究者・大学院生を長期派遣して現地での研究体制を整えている。国際研究グループの中で活動し,何名かは解析責任者に就任するなど,国際協力の中核となり研究を進めている。高輝度化アップグレードに向けた超伝導磁石の開発は計画通りに進んでいる。また、高臨界電流密度Nb3Sn超伝導線材の開発も順調に進んでいる。(1) 2017年度までに得られた80/fbのデータ量を用いた解析を推進する。特に,2-3シグマの超過が見られたチャンネルを中心に解析を進め,高統計でそれらの超過が新物理由来であるかどうかを確認する。データ量の増加に伴い重要となる,電弱生成など低断面積の超対称性生成プロセスを探索の中心に据える。また,これまでの単純な超対称性模型に従った解析方針から,より複雑な模型を扱うものに発展させ,高統計を有効に用いることでカテゴリー分けした解析を推進し各チャンネルでの感度を向上させる。(2)超対称性が検出上の理由から「隠れている」可能性を検討し,質量の縮退を仮定する模型や長寿命粒子の探索モード等幅広く探索チャンネルをカバーする。一部の解析では導入されている,機械学習を取り入れた事象選別手法を超対称性粒子探索へ広範囲に適用し,信号探索の感度を向上させる。(3) 2018年度には2mモデル磁石2号機を完成させ,磁石性能評価を行う。引き続き2mモデル磁石3号機を試作し,性能の再現性を検証する。2019年度からは,実機長実証機(プロトタイプ)の製造を開始する。並行して,Nb3Sn超伝導線材の開発を進め,さらなる高性能化を図る。平成28年度のLHCは前年度に引き続き13TeVで運用された。加速器の運転状況は大幅に改善され、積分ルミノシティ36fb-1に相当するデータを収集した。28年度前半(13fb-1)までのデータ解析を行った。本計画研究では3つの成果が得られた。(1)グルイーノ、スカラー・トップ生成チャンネルなど、断面積の大きな生成プロセスを重点的に攻め、超対称性粒子探索を推進した。27年度のデータ解析時に見られていた、超過チャンネル(1レプトンチャンネルや、Z+消失エネルギーチャンネル等、それぞれ有意度約2σ)を、28年度前半データで追認し、それぞれ有意度が1-2σまで下がることを確かめた。最終的に有意な超過はなく、グルイーノ、スカラー・トップそれぞれの質量下限1.8TeV、1.0TeVを得た。(2)電弱生成などの低断面積チャンネルや、質量スペクトルが縮退したシナリオ等、データ増加が見込まれる次年度以降に重要となるチャンネルに関して、事象選別の最適化や低運動量レプトンの検出手法の工夫など、詳細な検討を進めた。

(3)更に重い超対称粒子研究を進める上で、加速器の性能向上は必須となる。2024年に建設が始まるLHC高輝度化アップグレードに向けて、ビーム分離用大口径超伝導双極磁石の2m長モデル磁石1号機を試作した。積分ルミノシティは現行LHCの10倍を目標としており、超伝導磁石に対する放射線(40MGy)並びに入熱量(3mW/cm3)について、厳しい仕様を満たすことが求められる。モデル磁石には、新規開発した耐放射線ガラス繊維強化プラスチックを採用し、磁石構造にも冷却性能を向上する工夫を施した。1.9Kにおいて励磁試験を行い、定格電流を超える13.5kAまで通電できることを検証した。磁場計算結果と矛盾しない測定結果が得られ、基本的な磁石設計並びに製作方法を確立できた。超対称性粒子は発見されていないが、各種探索チャンネルで厳しい質量下限等の制限を課す成果をあげている。実験が行われているCERNに複数の若手研究者、大学院生を長期派遣し、現地での研究体制を整えた。国際研究グループの中で活動し、何名かは解析責任者に就任するなど、国際協力の中核となり研究を進めている。終状態に応じて解析手法を分類し、系統的に超対称性探索をカバーしている。また高輝度アップグレードに向けた超伝導磁石の開発も計画通りに進んでいる。平成28年度に収集した衝突エネルギー13TeV,36/fbのデータ解析を多チャンネルに渡り行った。一部の解析では29年度データも追加して80/fbの解析に着手した。本計画研究では5つの成果が得られた。(1)グルイーノ等を生成する強い相互作用による超対称性粒子生成チャンネルでの探索を引き続き進めた。グルイーノ、スカラー・トップそれぞれの質量下限2.03TeV,0.94TeVを得た。(2)電弱生成などの低断面積チャンネル等,データ量の増加に伴い有効となるチャンネルをレプトン数,中間の粒子種によりカテゴリー分けして系統的な探索を行った。2-3個の荷電レプトンと消失エネルギーを要求し,信号感度を高める事象再構成法を試みた解析において,3シグマの超過がみられた。電弱超対称性粒子については0.6TeVの質量下限を得ている。(3)Rパリティ非保存やRハドロン超対称性モデルを用いて,多数ジェットや準安定グルイーノ生成などの解析を進めた。荷電長寿命粒子が検出器内を低速でイオン化する模型の探索において,2.4シグマの超過がみられた。(4)LHC高輝度化に向けビーム分離用大口径超伝導双極磁石の2m長モデル磁石の開発を進めている。放射線(40MGy)並びに入熱量(3mW/cm3)の厳しい仕様を満たす必要がある。試作・試験した1号機を解体しコイル予備圧縮応力を100MPaまで増大させモデル1b号機として再試験を行なった。通電性能が劇的に改善され,合格基準を上回る13.55kAの励磁を実証できた。現在磁石断面を一新した電磁設計のもとモデル磁石2号機の試作を進めている。(5)次世代エネルギーフロンティア加速器に向けて,Nb3Sn超伝導線材の開発を開始した。従来の国内記録を大幅に上回る,外部磁界16Tにおける臨界電流密度1090A/mm2を達成することができた。超対称性粒子は発見されていないが,各種探索チャンネルで厳しい質量下限等の制限を課す成果をあげている。
ヒト情動視覚路のサブリミナル・プライミング効果：曖昧恐怖顔と脳電磁場反応

識閾下で処理された恐怖顔が直後に出現する標的顔(中立顔・曖昧顔・恐怖顔)処理に及ぼす情動サブリミナル・プライミング効果(SAPEs)について、128ch高密度脳波計(EEG)を用いて検討した。顔特異的事象関連電位(ERP)であるN170は、女性被験者では識閾下恐怖顔呈示後の中立顔刺激で振幅が増強したのに対し、男性被験者では識閾下中立顔呈示後の恐怖顔刺激で振幅が増強するという、情動不一致効果の性差を認めた。自閉症スペクトラム障害者では標的顔刺激に対する後期陽性成分の増強傾向を認めた。性別と精神神経学的障害は識閾下情動顔刺激の神経処理に影響し、多彩なSAPEsのパターンを示すことが示唆された。認知症患者は曖昧表情の判別が困難だが、表情と結びついた情動記憶は残存しやすい。この現象は識閾下(サブリミナル)で呈示された先行刺激がその直後の標的刺激の心理的評定に影響するサブリミナル・プライミング効果に関連している可能性がある。本研究では、健常成人を対象に情動視覚刺激によるサブリミナル・プライミング効果の脳内情動経路に与える影響について、モルフィング曖昧恐怖顔刺激に対する反応を128ch高密度脳波計と306ch脳磁図により解析し、その神経基盤を研究することを目的とする。初年度は健常若年・高齢者各15名を対象とした実験を計画した。曖昧恐怖顔刺激画像(50%恐怖表情)を標的刺激とし、サブリミナル顔刺激として情動顔刺激(恐怖顔)と中立顔刺激を使用した。標的顔刺激に対するサブリミナル・プライミング効果について後側頭部(紡錘状回)での活動を中心に128ch EEGで計測し、各プライミング条件における事象関連電位(ERP)を解析した。健常若年被験者5名(男性5名,平均年齢21.4±1.5歳)による予備実験ではプライミング条件間でERPのパターンに差は認められなかったため、顔を分割してランダムに配置した偽プライミング刺激をコントロール条件として追加し、被験者9名(男性6名、平均年齢24.1±2.0歳)で再実験した。その結果、曖昧恐怖顔刺激呈示後、約250msecに出現する陰性成分(N250r)の振幅が偽プライミング条件に比べ恐怖顔プライミング条件で有意に減弱した。N250rは同一人物や既知の人物の顔の反復呈示で振幅が増強することが報告されているが、サブリミナル情動顔刺激を用いて振幅が減弱したとする報告はない。この結果から、N250rは情動刺激によるサブリミナル・プライミング効果に鋭敏な成分と考える。本研究は、健常成人を対象に情動視覚刺激によるサブリミナル・プライミング効果の脳内情動経路に与える影響について、モルフィング曖昧恐怖顔刺激に対する反応を128ch高密度脳波計と306ch脳磁図により解析し、その神経基盤を研究することを目的とする。初年度の研究実績において、恐怖顔プライミング条件時の曖昧顔のN250r成分(標的顔刺激呈示後、約250msに出現する陰性成分)は、顔をランダムに分割した偽プライミング条件に比べ有意に減弱することを発見し、情動刺激によるサブリミナル・プライミング効果に鋭敏なERP成分として平成27年10月に北米神経科学会(Neroscience2015, Chicago)で発表した。しかし被験者数が9名(男性6名、平均年齢24.1±2.0歳)と少なかったことから7名(男性4名、平均年齢25.3±3.2歳)の追加実験を実施した結果、N250rの統計的有意性は認められず、予備実験の結果は被験者バイアスによる結果と推測された。より確固とした結果を得るため、中立顔プライミング条件との対比によるデザインに回帰し、改めて23名(男性14名、平均年齢22.8±3.3歳)の実験を実施した。データは解析途中であるが、センサーレベルの解析では標的顔刺激呈示約100msの前頭部成分に有意な恐怖顔プライミング効果が認められた。解剖学的には扁桃体から前頭部の表情認知関連領域への投射が確認されていることから、今年度は関心領域を前頭部に焦点化して解析を進める。当初計画では恐怖顔プライミング条件について健常若年被験者と健常高齢被験者との比較を行う予定であったが、実験デザインの修正と高齢被験者への負担を考慮し、前年度の段階で平成27年度は健常若年成人の脳波実験ならびに脳磁図実験のみを行う方向で計画を修正した。平成27年度については、被験者募集に関しては初年度の反省を活かし、九州大学大学院医学研究院臨床神経生理学教室や過去の被験者にご協力いただき、円滑にリクルートできたため、解析に十分耐えうる人数を確保できた。しかしプライミング3条件(中立顔、恐怖顔、偽顔)の7名分の追加実験の実施と、その結果を踏まえたプライミング2条件への実験デザイン再修正とそれに伴う実験プラグラム・解析スクリプトの修正、23名の再実験を実施したため、実験計画に遅延が生じた。さらに上記実験の結果、性差の傾向が認められたことから、男女の被験者数を同数にする必要があり、今後1415名の追加実験がさらに必要となったため、平成28年度まで前年度の実施計画がずれこむこととなった。

本研究は,情動顔視覚刺激によるサブリミナル・プライミング効果の脳内情動経路に与える影響について,モルフィング曖昧恐怖顔刺激に対する健常成人の脳活動を128ch高密度脳波計と306ch脳磁図により解析し,その神経基盤を研究することを目的として実施した.平成27年度までに23名(男性14名,平均年齢22.8±3.3歳)の健常成人被験者のデータの計測・解析を実行していたが,より精度の高い結果を得るため23名の追加実験を実施し,計46名(男性24名,平均年齢23.1±3.1歳)の結果について解析を行った.行動データは,先行するサブリミナル恐怖顔のプライミング効果により,標的顔の情動価をその表情に関わらず「恐怖」と判断する確率が優位に上昇する結果を示した.脳波計測から得られた事象関連電位(ERP)は,後頭側頭部の顔特異的成分であるN170振幅に恐怖顔プライミングによる変調効果を認めたが,当初予想していなかった性差を認めた(第46回日本臨床神経生理学会で演題発表).この結果は,扁桃体を中心とする皮質下情動経路における情動顔情報の感度の性差を反映している可能性を示唆するものであり,双極性障害などの気分障害や特性不安傾向を有する被験者ではさらに感度の偏向性が助長されることが予測される.とりわけ,統合失調症や自閉症スペクトラム障害(ASD)などの著しい社会性の障害をきたす疾患・症候群では扁桃体活動の異常性が報告されており,本実験系において健常成人とは異なる特異的反応を示す可能性がある.今後の展望として,今回の健常成人での成果を成人ASD者と比較することで,ASDの社会的認知障害のメカニズム解明につながる研究に発展させたいと考える.平成27年度の段階で実験デザインの修正とそれに伴う追加実験が必要になったため,平成28年度は健常成人の23名分の追加実験で終了した.前年度までの成果において,顔特異的ERP成分であるN170振幅に対する恐怖顔プライミング効果の性差が明らかとなった結果を受け,これまでの計画を修正し,皮質下情動経路の異常に基づく社会的認知障害を呈する成人ASD者のデータ計測を実施することとなったことから,さらに研究期間を1年延長することとなった.本研究課題は,モルフィング曖昧恐怖顔刺激に対する健常成人の脳活動を128ch高密度脳波計と306ch脳磁図により解析し,その神経基盤を研究することを目的として実施した.前年度までの研究実績として,顔特異的な脳波の事象関連電位であるN170成分のサブリミナル・プライミング効果の性差を明らかにした.この結果は扁桃体を中心とする皮質下情動経路における情動情報処理の性差を示唆しており,社会的コミュニケーション障害を呈する自閉症スペクトラム障害(ASD)ではより特異的な反応を示すと考え,申請期間を1年間延長し,同一の実験条件でASD被験者を対象とした実験を計画した.当初,心療内科クリニックの協力のもとASD被験者・健常コントール各3名で実験を計画したが,成人ASD被験者のリクルートに難渋し,最終的にASD被験者1名(男性,22歳),健常コントロール3名(男性3名,平均年齢28.3±6.3歳)のデータを得た.今回は男性被験者のみだったため性差の検討はできなかったが,すべての標的顔刺激において識閾下恐怖顔刺激顔条件時に,刺激呈示後約100msで出現する後頭葉視覚野のP1成分の振幅の増加を認めた.また表情弁別に鋭敏とされる刺激呈示後約300800 msに出現する後頭・側頭葉の後期成分(LPP)の平均振幅は,識閾下顔刺激の種類に関わらず識閾上標的刺激が曖昧顔の時に大きくなる傾向が認められた.
脂溶性リガンド受容体シグナルからの骨格筋線維制御に関する研究

骨格筋に発現する脂溶性リガンド受容体(GPCR)について、骨格筋細胞C2C12においてRT-PCR法によって発現解析を行った。また、C2C12および筋サテライト細胞(SC)における筋線維分化過程でのGPR30およびGPR81の発現とエストロゲンおよび乳酸感受性との関係について,筋線維分化への検討を進めた。さらに、GPR30およびGPR81からのシグナル伝達系の調節について検討を進めた。また、生体系に近い骨格筋モデルを構築するため,in vitroでの骨格筋筋線維分化モデルの開発を進めた。また,SCと骨格筋細胞との共培養系の構築も行い、筋線維への分化過程について観察することができた。本研究では、骨格筋に発現する脂溶性リガンド受容体(GPCR)について、発現データベースにより検索を行った。その結果、多数のGPCRの発現が見出された。それらのGPCRの中で一例として、GPR30、GPR40、GPR120、GPR81、GPR41、GPR43、GPR109AおよびGPR109Bについて、骨格筋モデル細胞C2C12およびL6についてRT-PCR法による発現解析を行ったところ、特にGPR30が高発現を示した。他のGPCRについてはリアルタイムRT-PCR法を用いて、現在詳細な発現様式について進めているところである。C2C12、L6を用いて、受容体のリガンドとなる化合物を添加し、シグナル伝達からの細胞の応答性を解析を行った。GPR30のリガンドである17β-エストラジオールを刺激することによって、受容体からのシグナル伝達系の作用のうち、細胞内ERKのリン酸化が認められた。また、17β-エストラジオールを刺激することによって、WST-1アッセイによる細胞増殖性の促進が認められた。骨格筋細胞は分化機能を有するので、分化過程への作用に関する検討については現在進めているところである。細胞組織染色を施し、受容体のリガンドとなる化合物を添加し、分化の程度を評価を行っているところである。本研究課題の採択が半年遅れたので、本来行うべき計画より遅れが生じた。次年度以降は遅れを取り戻すべく、研究を加速ししてゆきたい。昨年度に引き続き,骨格筋に発現する脂溶性リガンド受容体(GPCR)について,骨格筋モデル細胞C2C12においてRT-PCR法によって発現解析を行った。昨年度から継続して,膜型エストロゲン受容体であるGPR30のC2C12の細胞内シグナル伝達系に関する検討を行ってきた。筋サテライト細胞(SC)について,GPR30のシグナル伝達系解析を行う予定であったが,SC単離回収率が非常に悪いため,継続検討を行うこととする。今年度は,新たにLactic Acidの受容体であるGPR81の発現が認められた。現在,筋線維の分化過程におけるGPR81の発現とLactic Acid感受性との関係について,細胞増殖性,筋線維分化への検討を進めている。また,GPR81からのシグナル伝達系の調節による筋線維タイプ変化についても検討を始めている。一方で,脂溶性リガンドの筋線維分化作用を検討する上で,生体系に近い骨格筋モデルを構築するため,in vitro骨格筋筋線維モデルの開発を進めている。いくつかの三次元培養モデルを検討し,脂溶性リガンドの筋線維分化の評価を行っている。また,SCと骨格筋細胞との共培養により,生体系により近いモデル構築を進めているところである。さらに,サルコペニア肥満予防を目指して,骨格筋と脂溶性リガンド刺激による高機能化SCとの共培養を進めることにより,骨格筋筋線維の高機能増殖・分化の検討も進めているところである。骨格筋における脂溶性リガンド受容体の機能解析について,おおむね計画通りに進捗していると考える。昨年度から引き続き,骨格筋に発現する脂溶性リガンド受容体(GPCR)について、骨格筋モデル細胞C2C12においてRT-PCR法によって発現解析を行った。また、マウスのひらめ筋より単離・初代培養をした筋サテライト細胞(SC)について、膜型エストロゲン受容体のGPR30およびLactic Acid受容体のGPR81の発現について検討した。C2C12およびSCにおける筋線維の分化過程でのGPR30おおよびGPR81の発現とエストロゲンおよびLactic Acid感受性との関係について,細胞増殖性,筋線維分化への検討を進めた。一方で,脂溶性リガンドの筋線維分化作用を検討する上で,生体系に近い骨格筋モデルを構築するため,in vitroでの骨格筋筋線維分化モデルの開発を進めた。本研究では、マトリゲル法およびアルギン酸のゲル化を応用したアルギン酸ビーズ法による三次元培養モデルを構築した。また,SCと骨格筋細胞との共培養系も構築することができた。筋線維への分化過程についての評価については、一部の発現解析(MyoDおよびMyogenin)により分化について観察することができた。本研究のモデルは、骨格筋と脂溶性リガンドを含めた各種生理刺激による骨格筋筋線維の高機能増殖・分化の検討に向けての応用が可能となり、サルコペニアおよび代謝異常に関連するサルコペニア肥満の予防に向けた、骨格筋機能性向上を目指した研究について追求することができると期待される。

さらに、GPR30およびGPR81からのシグナル伝達系の調節について検討を進めた。また、生体系に近い骨格筋モデルを構築するため,in vitroでの骨格筋筋線維分化モデルの開発を進めた。また,SCと骨格筋細胞との共培養系の構築も行い、筋線維への分化過程について観察することができた。筋サテライト細胞(SC)の単離が未だ成功していないので、連携研究者とともにSCを単離培養し、脂溶性リガンド受容体の機能解析を加速させたい。また他の脂溶性リガンド受容体についても、27年度と同様な方法で機能解析を進めるとともに、受容体ノックダウンおよび過剰発現させることによって、リガンド刺激によるシグナル伝達系への作用について評価を行う。また、細胞機能性への作用についても同様に試験を行う。特に骨格筋細胞やSCは分化機能を有するため、ノックダウンおよび過剰発現の効果持続性のために、いくつかの遺伝子導入ベクターを検討することが必要となる。細胞の増殖および生存性や分化への影響のない遺伝子導入系を選び出し、受容体からのシグナル伝達系への作用と分化におよぼす影響について評価を行う。筋サテライト細胞(SC)の単離を進めているところであるが,回収率が非常に悪いため,引き続き連携研究者とともに高効率なSC単離を試み,脂溶性リガンド受容体の機能解析を進めていく予定である。骨格筋細胞およびSCにおいて発現が明らかとなった脂溶性リガンド受容体については,その受容体のノックダウンおよび過剰発現を行うことによって,脂溶性リガンドおよびその受容体が筋線維タイプにおよぼす作用について,詳細な検討を進めていきたい。脂溶性リガンド刺激による高機能化骨格筋細胞およびSCを見出していく予定である。また,in vitro骨格筋筋線維モデルの開発を継続的に進め,SCと骨格筋細胞との共培養により,生体系により近いモデル構築を進めていく予定である。応用健康科学半年遅れの研究スタートであったため、当該年度で行うべき細胞単離実験系が次年度に移動したため。昨年度半年遅れでの研究スタートであり,今年度に研究加速を進めたが,一部が次年度継続課題となったため。当該年度に進められなかった研究項目について、次年度において研究進め、さらなる研究加速させる予定である。次年度に研究加速させる予定である。特に,SC細胞の高効率単離回収の加速を目指す。