hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血液脳関門（ＢＢＢ）を突破するナノ抗体の創出

脳疾患治療における重要課題は、薬剤が脳内に移行し難いことである。これは、毛細血管から脳実質への物質移動が、血液脳関門(BBB)によって厳しく制限されていることによる。本研究では、数nmサイズのナノ抗体を用いてBBBの突破を試みた。主に1)ヒト型ナノ抗体ライブラリーの作製と合成、2)微量分析系の確立、3)in vitro BBB透過性試験を行い、BBBの透過率は分子サイズに従い、ナノ抗体単量体(25 kDa)、ナノ抗体二量体(50 kDa)、完全抗体(150 kDa)の順であることが判明した。これにより、25 kDa程度のナノ抗体に脳治療の機能を持たせれば、脳疾患の治療が可能であると考えられた。1,ヒト型ナノ抗体ライブラリーの発現・精製方法の改良:野生型軽鎖ナノ抗体は、C末端にCysを有しているために、精製過程で二量体化が起こる。BBB透過性という観点では単量体の方が有利と考えられるが、がん細胞傷害性試験においては単量体よりも二量体、二量体の中にも比較的効果の高い画分と、それ程強くない画分があることが分かってきた。単量体は、CysをAlaなどの他のアミノ酸残基に変えることで取得可能なため、がん細胞傷害性の高いFormとして取得するための精製方法を検討した。精製過程で酸化促進のための微量金属の添加とインキュベーション時間を設けることで、目的とするFormの割合を上げることが出来、同時に精製の再現性も向上した。また、大腸菌BL21(DE3)pLysSを用いる発現において、発現誘導を行う前の段階から低温培養することで、最終的なナノ抗体タンパク収量が約1.5倍に向上することが分かった。2,ヒト型ナノ抗体ライブラリーの評価:これまでの検討より、現在取り扱っているヒト型ナノ抗体ががん細胞の増殖抑制能を示す場合には、特定のがん細胞に対して効果を示すというよりは、複数のがん細胞に対して効果を示すことが分かっている。そこで、数種類の上皮性がん細胞を用いるがん細胞傷害性試験を実施した。また、昨年度までのライブラリーは、生化学的な機能を有す可能性の高い一群から作ったライブラリーであった。この一群はBBB透過性という観点からは適していない可能性もあるので、ライブラリーを拡張して試験を進行中である。3,BBB透過性試験の準備:BBB透過性試験はキットを用いる計画であるが、血管側から脳側へ移行したナノ抗体の検出系が別途必要となる。酵素免疫測定法による分析系の構築を開始した。1,ヒト型ナノ抗体ライブラリーの作製:狂犬病ワクチン接種健常人ボランティア由来のリンパ球からRNAを抽出してcDNAを合成した。これを鋳型としてV geneがSubgroup IIに分類されるkappa型軽鎖全長遺伝子をクローニングした。この遺伝子を選んだ理由は、これまで実施してきた抗体軽鎖タンパクの生物学的性質に係わる検討で、軽鎖単独でがん細胞傷害性を示すクローンを得ているためである。BBBを通過した後の効果が期待出来る遺伝子群を選んだ。2,ナノ抗体の大腸菌での発現系の構築:クローニングした遺伝子を培地への発現が可能とされるpIgベクターとペリプラズム発現用のpET20b(+)ベクターに組み換えて小スケール発現を行い、発現パターンを比較した。当初はpIgベクターを用いる計画であったが期待した培地への発現は殆ど認められなかった。また、菌体中の発現パターンはpET20b(+)ベクターとほぼ同じであり、特に可溶性画分への発現が増えている様子も認められなかった。pIgベクターではprotein A-tagを付加して発現され、これを取り外す作業が必要になることから、本研究ではpET20b(+)ベクターに変更することとした。3,ナノ抗体の発現と精製:pET20b(+)ベクターに組み込んだナノ抗体遺伝子の大腸菌BL21(DE3)pLys Sにより発現し、半自動タンパク質精製装置Maxwell 16による精製を開始した。しかしながら、半自動精製装置によるナノ抗体収量はカタログ記載値の1/31/10程度であり、量・質ともに評価試験に用いるには不十分であった。そこで発現を1 Lスケールに増やし、精製方法もNi-NTA(QIAGEN)カラムクロマトグラフィーとSP5PWカラム(TOSOH)を用いる陽イオン交換クロマトグラフィーによる精製に変更した。1,ヒト型ナノ抗体の構造制御:マウス腹水からProtein A精製したモノクローナル抗体を二次元電気泳動すると、Ureaで変性しているにも関わらず、重鎖・軽鎖ともに同一分子量でpIの異なる多くのスポットが検出される。

本研究で取り扱っているのは、未変性状態の抗体鎖であることから、構造多様性に富むことは容易に想像出来、完全抗体から分離・精製した場合、遺伝子工学的に単独で発現させた場合、ともにこれを示唆する傾向が現れていた。昨年の検討で、精製過程で金属イオンを用いることで、大腸菌で発現・精製したナノ抗体の構造均一化傾向が認められたことから、金属イオンの効果について重点的に検討し、金属イオンの取り込みでナノ抗体の電荷が均一化されることが分かった。2,軽鎖定常領域ドメイン(CR)の発現:現在取り扱っているナノ抗体は、抗体サブユニットであり、単独で取り出すことで完全抗体では見られない機能を示している。抗体ドメインの中で重鎖定常領域には、エフェクター作用という役割があるが、軽鎖定常領域の役割は分かっていない。また、(1)の検討において、金属イオンが定常領域に取り込まれている可能性が示唆されたことから、定常領域ドメインを単独で発現させた場合の構造多様性や機能についての検討を進めた。3,ナノ抗体によるがん細胞傷害性試験:本研究で取り扱っているナノ抗体は、複数のがん細胞に対して効果を示すことが分かっているので、上皮系の細胞を用いたスクリーニングを行った。4, BBB透過性試験:(1)(2)の検討によりナノ抗体のサイズ制御に関して、多くの知見を得た。これらを踏まえてナノ抗体のBBB透過性試験に着手しており、現在は予備的な実験を進めている。抗体工学平成25年度の当初計画に従って述べる。1)H24年度までにクローニングしたナノ抗体遺伝子の大量培養・高純度精製:ナノ抗体の精製を進める中で、ナノ抗体が高純度に精製された複数の分画に分かれることが分かってきた。これは、ナノ抗体の構造多様性に起因すると推察されたことから、高いがん細胞傷害性を示すFormに均一化させる検討を行い、この問題はほぼクリア出来た。この検討に時間を費やしたために、以下の項目の進捗がやや遅れているが、Formを揃えて再現性良く精製することが可能になったことから、全体的には効率は上がっている。2)BBB透過性試験:前項の検討を優先し、精製ナノ抗体の評価(生物学的活性の高い分画が得られているか否か)をがん細胞傷害性試験により実施したために、本試験の着手が遅れている。透過性試験の準備として、BBBキットの血管内皮を透過したナノ抗体の酵素免疫測定法による検出を試みている。必要とする測定感度の系がほぼ出来上がった段階である。3)バイオアッセイ:1)項での精製ナノ抗体分画の評価と新しいナノ抗体クローンに対するスクリーニングを兼ねてWST assayによるがん細胞傷害性試験を行ってきた。当初に計画していた一群のナノ抗体から、さらに範囲を広げた検討を進めることが出来ている。以上のことから、BBBキットを使った透過性試験がやや遅れているものの、精製ロットのバラツキが殆どない形で精製出来る様になったために、複数のロットを精製・評価する必要が無く(スクリーニングとしては2ロットで良いと考えている)、効率は上がった。従って、全体としては「おおむね順調に進展している」と判断した。平成24年度計画の柱は、ヒト型ナノ抗体ライブラリーの作製と効率的な発現・精製系の構築であった。まずライブラリー作製では、クローニングしたナノ抗体遺伝子数の観点からは順調に進んでいるが、希にLB plateへ画線した菌体がライン状に増え始めたところで増殖が極端に落ちるものや、プラスミド抽出過程でプラスミドが分解してしまうものがあった。
新奇マヨラナ粒子発見に向けたInSb量子ポイントコンタクトの伝導特性研究

マヨラナ粒子とはそれ自身が粒子と反粒子の性質を持つ特異な粒子である。この粒子を利用した量子コンピュータが提案されており、近年盛んに研究されている。本研究ではインジウムアンチモン(InSb)を加工した量子ポイントコンタクト(QPC)構造を持つ試料を作製し、超伝導薄膜を取り付ける。作製した試料を極低温環境で電気測定することにより詳細な電気伝導特性を把握し、マヨラナ粒子検出に臨む。
河川合流部の地形の成因と水生生物の生息状況に基づく環境配慮型河川改修技術の構築

本年度は主に,合流点における水生生物の分布パターンと河床地形の出現パターンの現地調査と,水理模型実験による合流条件と河床地形の関係解明に関する研究を進めた.現地調査の結果(n=42),合流区間は,非合流区間に比べて,生息する在来の魚種数や多様性,河床地形(瀬,淵など)の多様性が有意に多かった.特に,魚類種数と河床地形の多様性には強い正の相関があったことから,河川の合流点区間は,様々な河床地形に生息する魚類(例えば,淵に生息する遊泳魚や早瀬に生息するヨシノボリ類など)が同一区間内で採捕しやすいためと考えられる.魚類の保全を考えるうえで,合流点は,多様な種を効率よく保護できる区間として注目に値する.合流点における河床地形の出現パターンから,合流区間でハビタットの多様性が増加する要因として,二つの事由が考えられた.一つは,合流点特有の水理によって,ハビタットが形作られることである.具体には,合流点における逆流域が合流河川の間や合流により流れが偏寄した箇所に出現し,よどみやワンドを形作る.合流する支流が合流後に川幅が増加することにより土砂を堆積し,合流直前に瀬を形作る.流れのぶつかる箇所に洗堀領域が出現し淵を形成するなどのパターンが観察された.また,水理模型実験により,対称型(Y型)の合流と非対称型(ト型)の合流において,合流河川の流量比に対する河床地形の形成パターンが異なることが分かった.対称型の合流の場合,合流する河川の流量比が同程度の時,流れの偏奇が少なく平面的に単調な河道となった.一方で非対称型の合流の時,流量比が一方に偏る場合に流れの偏奇が少なく平面的に単調な河道となった.他方,洗堀による淵の深さは,対称型の合流の場合も非対称型の合流の場合も,合流する河川の流量比が同程度の時最も大きくなった.当初予定していた現地調査による生物種と河床地形の観測は実施できている.ただ,堰などの人為的改編を受けた合流点が想定より多く,合流によって形成される河床地形パターンが実測にて十分なサンプル数が得られない恐れが出てきたため,合流河川の水理模型実験により合流条件と河床地形の関係を解明することとした.今年度は,当初予定にない模型実験の実施を組み込んだ.今後は,合流点の合流条件と河床地形の関係の解明と,それに伴う生物の生息状況の関係解明とモデル化を行う.依然サンプル数が不足している現地調査の継続と,水理模型実験による合流条件と河床地形の関係解明についても,洪水時などの実験ケースを追加していく予定である.本年度は主に,合流点における水生生物の分布パターンと河床地形の出現パターンの現地調査と,水理模型実験による合流条件と河床地形の関係解明に関する研究を進めた.現地調査の結果(n=42),合流区間は,非合流区間に比べて,生息する在来の魚種数や多様性,河床地形(瀬,淵など)の多様性が有意に多かった.特に,魚類種数と河床地形の多様性には強い正の相関があったことから,河川の合流点区間は,様々な河床地形に生息する魚類(例えば,淵に生息する遊泳魚や早瀬に生息するヨシノボリ類など)が同一区間内で採捕しやすいためと考えられる.魚類の保全を考えるうえで,合流点は,多様な種を効率よく保護できる区間として注目に値する.合流点における河床地形の出現パターンから,合流区間でハビタットの多様性が増加する要因として,二つの事由が考えられた.一つは,合流点特有の水理によって,ハビタットが形作られることである.具体には,合流点における逆流域が合流河川の間や合流により流れが偏寄した箇所に出現し,よどみやワンドを形作る.合流する支流が合流後に川幅が増加することにより土砂を堆積し,合流直前に瀬を形作る.流れのぶつかる箇所に洗堀領域が出現し淵を形成するなどのパターンが観察された.また,水理模型実験により,対称型(Y型)の合流と非対称型(ト型)の合流において,合流河川の流量比に対する河床地形の形成パターンが異なることが分かった.対称型の合流の場合,合流する河川の流量比が同程度の時,流れの偏奇が少なく平面的に単調な河道となった.一方で非対称型の合流の時,流量比が一方に偏る場合に流れの偏奇が少なく平面的に単調な河道となった.他方,洗堀による淵の深さは,対称型の合流の場合も非対称型の合流の場合も,合流する河川の流量比が同程度の時最も大きくなった.当初予定していた現地調査による生物種と河床地形の観測は実施できている.ただ,堰などの人為的改編を受けた合流点が想定より多く,合流によって形成される河床地形パターンが実測にて十分なサンプル数が得られない恐れが出てきたため,合流河川の水理模型実験により合流条件と河床地形の関係を解明することとした.今年度は,当初予定にない模型実験の実施を組み込んだ.今後は,合流点の合流条件と河床地形の関係の解明と,それに伴う生物の生息状況の関係解明とモデル化を行う.依然サンプル数が不足している現地調査の継続と,水理模型実験による合流条件と河床地形の関係解明についても,洪水時などの実験ケースを追加していく予定である.現地調査に基づき,合流点の合流条件と河床地形の解明のために水理模型実験をすることとした.その計画や作成のために期間を取られたため,当初予定よりやや現地調査地点数が減少した.減少した現地調査地点数については,今年調査を行う予定である.
妊娠中毒症におけるexaggerated natriuresisの研究

目的:妊娠中毒症における高血圧の発症因子を知ることは本症の解明の上できわめて重要である。そこで今回、容量増加の見られる妊娠中に高血圧を発症したとき、exaggerated natriuresisが非妊娠時より起こりやすくなっている可能性を想定してその事実の確認と、機序について検討した。成績:ヒトにおいても、ラットにおいても、生理食塩水あるいはアルブミンによる容量負荷で、非妊娠コントロールと比べてNa利尿反応が有意につよく見られた。つまり、圧-利尿曲線の傾きが強くなる傾向を示した。また、容量減少が見られると考えられている妊娠中毒症では、Na排泄率(FENa)が著しく低下していた(1.0%以下)。この妊娠中毒症例で、著しい高血圧が持続する例に容量負荷を行なうと、非妊娠時と全く逆に、血圧が著明に低下し、圧-利尿曲線の傾きの変化を見なかった。つまり、exaggerated natriuresisが著しく抑制されていた。ラットに妊娠させ、その後期に持続血圧測定下に電磁血流計により腎血流量を測定して腎血流のautoregulationを観察したところ、妊娠により腎血流のautoregulationは保たれていたが、右へ約20mmHg変移していた。つまり妊娠時は、非妊娠時より低い血圧で腎血流が増加しやすい傾向にあった。renin活性は妊娠により著しく亢進するが、妊娠中毒症では逆に低下する。またhANPは妊娠中毒症で低下傾向にあるが、バラツキが大きく、一定の結論は得られなかった。結論:妊娠中毒症を引き起こしやすい女性は、なんらかの理由により、腎血流のautoregulation調節機構が障害しているか、あるいは変移しており、これが軽い高血圧でも妊娠時容量負荷によりexaggerated natriuresisを引き起こしやすい要因となって、容量減少を招き、妊娠中毒症特有の病変の発症につながっているものと考えられた。renin-angiotensin系、hANP、prostaglandinなどが関与しているものと思われるが、今回はその関連性について明らかにし得なかった。
寄生虫感染時における多クローン性B細胞活性化機構の解析

静止期マウスB細胞のなかにはすでにわずかではあるが高新和性、中間親和性、あるいは低親和性のIL-2Lセプターを発現しているものがある。静止期B細胞をIL-4単独、あるいはIL-2単独ζ36時間刺激すると、IL2Rβ鎖mRNAの発現はそれぞれ約8倍、16倍に増強されるが、α領のmRNA発現には変化はみられない。そして、このIL-2Rβ鎖の発現が増強したB細胞は、IL-2に対する応容性を獲得しており、IL-2濃度依存性に増殖反応を示す。次に申請者は、生体内で産生されたIL-4がinvivoでもB細胞に作用してIL-2Rβ鎖発現を増強するか否かを検討した。その目的のため、IL-4の産出誘導の認められる蠕虫感染マウスの〓を用いた。その結果、Ia抗原発現増強に一致して感染8日目にIL-2Rβ鎖発現が約3倍に増強すること、またB細胞のIL-2に対する増殖反応と検討したところB鎖の発現強度に一致したIL-2濃度依存性増殖反応と示した。そして更に、蠕虫感染後1日目にマウス一匹あたり約20mgの抗IL-4抗体を静注したところ、8日目のIa抗原およびIL-2Rβ鎖の発現増強は、それぞれ約90%と60%に抑制された。以上から、蠕虫感染マウスプは産生されたIL-4がB細胞を刺激してIL-2Rβを発現増強する結果、ポリクロナールB細胞の活性化がおこるものと推測される。次に外来性にIL-2を授与した時の〓〓における〓〓、IgG_1産生を測定した。感染後14日以内にIL-2をマウス1匹あたり5pg授与を連日施行した所、これらの〓何産生は芳朋に抑制された。このことから、寄生虫感染時には、IL-4、IL-5を産生するTh_2細胞の異常活性化と平行して、1FVrやIL-2を産生するTh_1細胞の不活性が起こっている為、FgE産生かえ進することが推測された。そしてIL-4によるポリクロナール活性化と考えられるIL-2Rβ鎖の発現増強は、IL-2のなた抑制シグナルを伝達するものである一方、〓〓や〓〓以外の〓〓〓の〓〓産生を〓等する上で重安であることが示唆された。
成層圏突然昇温現象発生期における力学的上下結合の解明と予測可能性

成層圏突然昇温現象(SSW)発生期前後における成層圏-対流圏間の力学的上下結合のメカニズムとその予測可能性を解明することは,対流圏循環の中長期予報の精度向上にとって極めて重要である.本研究では,気象庁一ヶ月アンサンブル予報データや長期間の全球気象データの解析,あるいは大気大循環モデルや気象庁現業一ヶ月予報モデルを用いた数値実験の結果を解析することにより,SSW発生期における成層圏-対流圏間の力学的上下結合の力学と予測可能性に関し,以下の知見を得た.1.2001年12月に生じたSSWのように,比較的単純な振る舞いを示すSSWの発生は,少なくとも2週間以前から予測することが可能である.この予測可能な期間は,対流圏循環の予測可能な期間に比べ2倍以上長い.2.SSWのオンセット時には,SSWの予測の初期値依存性が極めて大きくなる.3.SSWを引き起こす前駆現象として,対流圏内のブロッキング現象に伴う循環偏差が重要であることが統計的に確かめられた.さらに,予報実験を実施することにより,この循環偏差が実際にSSWを引き起こすことが確認された.また,成層圏循環は,この循環偏差の大きさに非線型的に応答する.4.SSWの発生直後に発生する帯状風偏差の下方伝播の予測可能な期間は一週間程度である.また,帯状風偏差の下方伝播は,対流圏から上方伝播する波数2の惑星規模波に伴うE-P fluxの収束によって引き起こされる.また,この波数2の伝播特性は,対流圏高緯度域における圏界面付近の帯状風分布に強く依存する.5.2004年1月に生じたSSWのように,より複雑な時間発展を示すSSWの予測可能な期間は9日程度と短い.6.冬季成層圏における環状変動モードが卓越する年に,成層圏の環状変動モードの予測可能性は大きくなる傾向にある.成層圏突然昇温現象(SSW)発生期前後における成層圏-対流圏間の力学的上下結合のメカニズムとその予測可能性を解明することは,対流圏循環の中長期予報の精度向上にとって極めて重要である.本研究では,気象庁一ヶ月アンサンブル予報データや長期間の全球気象データの解析,あるいは大気大循環モデルや気象庁現業一ヶ月予報モデルを用いた数値実験の結果を解析することにより,SSW発生期における成層圏-対流圏間の力学的上下結合の力学と予測可能性に関し,以下の知見を得た.1.2001年12月に生じたSSWのように,比較的単純な振る舞いを示すSSWの発生は,少なくとも2週間以前から予測することが可能である.この予測可能な期間は,対流圏循環の予測可能な期間に比べ2倍以上長い.2.SSWのオンセット時には,SSWの予測の初期値依存性が極めて大きくなる.3.SSWを引き起こす前駆現象として,対流圏内のブロッキング現象に伴う循環偏差が重要であることが統計的に確かめられた.さらに,予報実験を実施することにより,この循環偏差が実際にSSWを引き起こすことが確認された.また,成層圏循環は,この循環偏差の大きさに非線型的に応答する.4.SSWの発生直後に発生する帯状風偏差の下方伝播の予測可能な期間は一週間程度である.また,帯状風偏差の下方伝播は,対流圏から上方伝播する波数2の惑星規模波に伴うE-P fluxの収束によって引き起こされる.また,この波数2の伝播特性は,対流圏高緯度域における圏界面付近の帯状風分布に強く依存する.5.2004年1月に生じたSSWのように,より複雑な時間発展を示すSSWの予測可能な期間は9日程度と短い.6.冬季成層圏における環状変動モードが卓越する年に,成層圏の環状変動モードの予測可能性は大きくなる傾向にある.成層圏突然昇温現象(SSW)発生期前後における成層圏-対流圏間の力学的上下結合のメカニズムとその予測可能性を解明することは,対流圏循環の中長期予報の精度向上にとって,極めて重要である.今年度はまず,SSW発生やSSWと関連して発生する可能性のある帯状風偏差の下方伝播を誘起する前駆現象と,その予測可能性を解明するため,気象庁一ヶ月アンサンブル予報データと客観解析データを用いて,2001年12月末に北半球で生じた波数1型のSSWと,2002年9月末に南半球で初めて生じた極渦分裂型SSWに関して事例解析を行い,以下のような研究成果を得た.(1)2001年12月末のSSWの発生は少なくとも2週間前より予測可能であり,SSWオンセット時には,成層圏循環の予測の初期値依存性が極めて高くなる.(2)このSSWの前駆現象として,対流圏内の帯状風が特徴的な子午面分布を示す.(3)これまでの統計的研究に基づく結論とは異なり,このSSW直後に生じた対流圏内における帯状風偏差の力学的な予測可能性は低い.(4)2002年9月末に南半球で生じた極渦分裂型のSSWの前駆現象として,対流圏における総観規模擾乱の高い活動性が重要である.一方,より長期間での,成層圏-対流圏間の力学的結合の振る舞いを調べるため,南半球成層圏惑星波の構造と波-波相互作用の年々変動について,対流圏からの波活動度に着目したデータ解析を行った.また,赤道域QBOの位相によるSSW現象の特徴の違いを大気循環モデルによるパラメータ走査数値実験で調べた.

さらに,大気海洋結合モデルを用いて大規模山脈の高さを変えた数値実験結果を解析し,環状変動におよぼす地形の影響を調べた.成層圏突然昇温現象(SSW)発生期前後における成層圏-対流圏間の力学的上下結合のメカニズムとその予測可能性を解明することは,対流圏循環の中長期予報の精度向上にとって,極めて重要である.今年度は,SSWと関連して発生する帯状風偏差の下方伝播の予測可能性と,その前駆現象を解明するため,気象庁一ヶ月アンサンブル予報データと客観解析データを用いて,2003年1月に生じた波数1型のSSWに引き続いて発生した帯状風偏差の成層圏から対流圏へ下方伝播について解析を行い,以下のような研究成果を得た.1.SSWの発生をうまく再現している予測値の全てが,SSWに引き続いて生じた帯状風偏差の下方伝播を必ずしも再現していないことが示された.したがって,成層圏循環の変化が,直接的に対流圏下部での帯状風偏差を誘起する可能性は小さい.2.観測された帯状風偏差の下方伝播は,対流圏から上方伝播する波数2の惑星規模波に伴うEP-fluxの収束によって引き起こされる.また,この波数2の伝播特性は,成層圏中ではなく,高緯度の対流圏界面付近の帯状風分布に強く依存する.3.圏界面付近での帯状風偏差の形成には,対流圏中での波数2の惑星規模波と総観規模波動が重要な役割を果たしている.一方,より長期間での,成層圏-対流圏間の力学的結合の振る舞いを調べるため,全球気象データを用いて,中高緯度成層圏-対流圏統合システムの変動に対して赤道域QBOが及ぼす影響の統計的有意性を調べた.さらに,2003年1月のSSW発生期間について,気象庁現業予報モデルを用いた予備的な予報実験を行った.また,この予報システムに初期摂動を取り入れて時間積分を実施する手法について検討を行った.まず、Mukougawa et al.(2005)で示された、2001年12月に生じた成層圏突然昇温現象(SSW)の対流圏における前駆現象、すなわち、北大西洋域におけるブロッキングとSSWとの因果関係をより詳細に吟味するための準備として、気象研究所の大気大循環モデルを用いて、気象庁1ヶ月アンサンブル予報結果を再現する手法の開発を行った。来年度は、この手法を活用して、初期値を様々に変えて気象研究所大気大循環モデルを積分することにより、SSWと対流圏前駆現象との関連を明らかにする予定である。また、2004年1月に生じたSSWの予測可能性について、気象庁1ヶ月アンサンブル予報結果を用いた解析を行った。その結果、このSSWは、2001年12月に生じたSSWに比べ、予測可能な期間は10日程度と短いことが示された。また、2004年の場合もSSWが発生する前に、北大西洋域の対流圏でブロッキングが発生していたことが示された。これは、ブロッキングとSSWとの密接な関連を示唆している。なお、この両者の関連は、2006年1月のSSWの発生期にも存在することが、2005/2006年冬季の気象庁1ヶ月アンサンブル予報の初期解析結果からも明らかになった。来年度は、日本付近で厳冬となった、2005/2006年冬季のデータについてさらに詳しい解析を行う予定である。一方、季節変化する気候値の海面水温分布を与えて、気象研究所大気大循環モデルの長時間積分を行い、モデルで再現されるSSWと、現実のSSWとのライフサイクルの違いを吟味した。その結果、両者は概ねよく似た性質を持っているが、モデルでは、現実にはSSW前後に明瞭に出現する数ヶ月程度の時間スケールを持つ低温信号が不明瞭であることが示された。気象研究所大気大循環モデルを用いた予報実験を行い、Mukougawa et al.(2005;以下M5)で報告された2001年12月に生じた成層圏突然昇温(SSW)の予測可能性について吟味した。
国際化社会におけるリスク管理の経済分析

本研究では、まず、国内政策としてのリスク管理政策を、社会保障制度改革、貿易摩擦での国内競争産業への保障政策などを中心として、理論的、実証的に分析を進めた。そのために、各国の再分配政策、社会保障制度の現状について、主として、利害関係者間での再分配制度の評価という視点から、調査と研究を行った。また、政府によるセーフティー・ネットとしてのリスク管理政策と民間部門によるNPOなどの自発的な対応との比較を、いくつかの国の事例を調査しながら、理論的にも研究を進めた。さらに、日米間の国際的な相互依存関係を中心として、リスク管理のための多国間調整メカニズムのあるべき姿の政策分析も行った。そのために、防衛費、援助費、地球温暖化対策支出などの国際公共財の分担問題についてのこれまでの実証的な研究結果を整理するとともに、本研究の理論的枠組みから得られる政策提言の分析結果を、実証的に検討する手法を考察した。さらに、研究全体の包括的なまとめを行うために、平成14年度に東京大学にて研究分担者、外国の共同研究者が参加する国際コンファレンスを開催した。このコンファレンスの報告論文は、その他の公刊論文とともに成果物としてまとめた。本研究の内容は多岐に及ぶが、以下のような成果が重要なものである。まず、国際公共財の理論分析では従来の中立命題を拡張し、所得分配のみならず経済成長が経済厚生に効かない状況をモデル化した。これは、地球環境問題の対応にも重要な政策的示唆を与える。また、各国がリスクの発生する確率を軽減するために、支出すると定式化すると、リスク分散に関する選好如何でリスク回避の行動が劣等財的な正確をもつことが理論的に示された。これはナッシュ均衡の安定性に疑問を提示しており、従来の政策提言に修正を迫るものである。本年度は外生的なリスク、戦略的なリスクのそれぞれについて、その大きさと国際社会に及ぼす影響について、調査した。とくに、地球環境保全技術やWTOに代表される国際自由貿易の利害調整体制に実際上の相克が起こる事例およびその対応策について、資料の調査と評価を行なった。これらの目的のために、アメリカ・ECなどへの調査、研究の打ち合わせを行なった。また、そうしたメカニズムを説明できる理論的なモデルを構築した。特に、日本サイドの研究者は、外生的なリスクの分析を担当した。たとえば地球環境汚染の不確実性が上昇したとき、多国間での国際公共財の負担のあり方がどのように変化するのか、また、国際公共財の相対的な価格が上昇したとき、どのような影響が日本の経済厚生におよぶのかを、国際保険市場と国際公共財を考慮した一般均衡モデルを用いて分析した。また、海外研究分担者サイドでの研究者は、戦略的なリスクの研究を分担した。たとえば、先進諸国の対外経済援助が、戦略的に相手国での政府や国民、さらには地球環境に与える効果について、理論的に研究した。特に、それを相手が予想している場合とそうでない場合とで、どのように影響されるのかをゲーム論の枠組みを用いて検討した。また、国際間のリスク管理のあり方を環境問題の政策協調の視点から研究するために、取引可能な移出権、炭素税、補助金などの環境保全政策の実施例の収集と評価も行なった。さらに、日本サイドの研究者との研究打ち合わせを行なった。外生的なリスク、戦略的なリスクのそれぞれについて、その大きさと国際社会に及ぼす影響について、調査した。とくに、地球環境保全技術やWTOに代表される国際自由貿易の利害調整体制に実際上の相克が起こる事例およびその対応策について、資料の調査と評価を行った。これらの目的のために、アメリカ・ECなどへの調査、研究の打ち合わせを行った。ついで、そうしたメカニズムを説明できる理論的なモデルを構築した。

たとえば、外生的なリスク要因が上昇したとき、どのような影響がマクロ経済におよぶのかを、国際保険市場と国際公共財を考慮した一般均衡モデルを用いて分析した。なかでも、経済成長に与える効果を理論的に解明したことが、1つの研究成果といえる。たとえば、2国間で異質性が拡大している場合には、世界共通のリスク要因が上昇しても、それが各国の経済厚生に与える効果は長期的に異なり得る。さらに、国内政策としてのリスク管理政策を、社会保障制度改革、貿易摩擦での国内競争産業への補償政策などを中心として、理論的、実証的に分析を進めた。そのために、各国の再分配政策、社会保障制度の現状について、主として、利害関係者間での再分配制度の評価という視点から、調査と研究を行った。また、財政運営に関するリスク要因として、財政破綻の問題を取り上げて、その現実性を実証分析するとともに、利益団体間でのゲーム的な行動がどのように財政危機を加速させ得るかについて、理論的な検討を加えた。本年度は、3年間め研究期間のまとめを行った。まず、国内政策としてのリスク管理政策を、社会保障制度改革、貿易摩擦での国内競争産業への補償政策などを中心として、理論的、実証的に分析を進めた。また、政府によるセーフティー・ネットとしてのリスク管理政策と民間部門によるNPOなどの自発的な対応との比較を、いくつかの国の事例を調査しながら、理論的にも研究を進めた。さらに、日米間の国際的な相互依存関係を中心として、リスク管理のための多国間調整メカニズムのあるべき姿の政策分析も行った。そのために、防衛費、援助費、地球温暖化対策支出などの国際公共財の分担問題についてのこれまでの実証的な研究結果を整理するとともに、本研究の理論的枠組みから得られる政策提言の分析結果を、実証的に検討する手法を考察した。さらに、研究全体の包括的なまとめを行うために、8月2日に東京大学にて研究分担者、外国の共同研究者が参加する国際コンファレンスを開催した。このコンファレシスの報告論文は、その他の公刊論文とともに成果物としてまとめた。本研究の内容は多岐に及ぶが、以下のような成果が重要なものである。まず、国際公共財の理論分析では、従来の中立命題を拡張し、所得分配のみならず経済成長が経済厚生に効かない状況をモデル化した。これは、地球環境問題の対応にも重要な政策的示唆を与える。また、各国がリスクの発生する確率を軽減するために、支出すると定式化すると、リスク分散に関する選好如何でリスク回避の行動が劣等財的な性格をもつことが理論的に示された。これはナッシュ均衡の安定性に疑問を提示しており、従来の政策提言に修正を迫るものである。
原生的自然地域における自然保護と地域振興の調和に関する研究

本研究では、まず、諸外国の環境社会学の動向、とくに原生林保護と地域振興との関連を明らかにした文献研究をおこなった。その結果「持続可能な発展」概念をめぐって、多くの議論がなされており、本研究では、とくに、「共生性」「自律性」「持続性」の諸概念の理論的展開がまとめられた。つづいて、上述の理論研究にもとづき、原生的自然地域での実態調査のための作業仮説とデータ分析法が検討された。本研究では、北海道知床半島の斜里町、とくにウトロ地区を中心に面接調査を行なった。まず、自然資源をめぐる社会的対立を焦点に、林業労働者、観光業者、農業者、漁業者、役場担当者、および、環境省での担当者から資料収集とインタビューを行なった。その結果、知床論争がさかんであった時期に比して、明らかに、人々の環境意識は低下しており、開発派が優位となっている。また、町長も自然保護志向から地域振興志向へと転換しており、都市部の環境団体の支援がなくなった現在、地元の環境団体や地元住民の環境保護運動は極めて低調となっていることが明らかになった。現在、上述の調査結果にもとづき、本格的な住民意識調査を実施するための調査枠組、調査票、データ分析法について最終的な検討をおこなっている。その際、国際比較の視点から、ギャロップ国際研究所が実施した『地球環境の健康診断』の調査や、環境省が実施した環境意識調査を参考しながら、自然環境の評価、伐採による社会的影響評価、地域づくりのニーズ、アセスメントに関する調査項目を検討している。今後の課題としては、知床半島や道東を含めた、より広汎な地域を対象とするインタビューと他の原生的自然地域との比較研究も予定されている。これらの研究を通して、原生的自然地域における自然保護と地域振興の調和に関する政策提言が可能となると考えている。
小規模住民組織を単位としたまちづくりに関する比較研究

タイのコミュニティ開発は従来、コミュニティ全体を対象とするものであり、オンサイトの開発では、土地分有事業や区画整備等を応用した様々な手法がコミュニティの状況に応じて展開されてきた。これに対し、小規模住民組織(SG)を単位とした開発手法は、こうした都市貧困層に対する公共事業(CODI:Community Organizations Development InstituteのBaan Mankong Program)を円滑に行う目的で新たに2003年に導入されており、いわば開発整備事業を遂行するためのツールとして位置づけることができる。本研究では、こうしたコミュニティ開発でみられる「目的遂行型SG」の事例や、コミュニティベースドツーリズム(Community Based Tourism:CBT)等でみられる「テーマ型SG」の事例比較を通したSGの特性を明らかにし、計画論的視点からその有効性について分析する。最終的には、アジアにおける小規模住民組織を通したまちづくりの手法について構築することが本研究の主な目的である。2018年度の現地調査は、I2018年5月26日から6月3日(7日間、移動日除く)、II2019年3月16日24日(7日間、移動日除く)Iの現地調査ではスラータニー県のバーン・バイ・マイ村におけるCBTを調査対象とした。また、IIの現地調査では、バンコクのクロントイ・スラムで事業展開しているプロプアー・ツーリズムの補完調査とボンガイのBMP実施地区の目的遂行型SGの現状把握を試みた。いずれの現地調査においても、それぞれのSGの特性を明らかにすることを主な調査目的とした。具体的には、(1)展開事例の事業内容や歴史背景を整理し、事業化するに至った経緯及び、その理由を明らかにする、(2)展開事例におけるSGの活動状況を明らかにすることを調査目的とした。CODIが関与するコミュニティ開発は、従来コミュニティ全体を対象とするものであったが、小規模住民組織を通したオンサイトの開発では土地分有事業(Land Sharing)、区画整備(Blocking)等を応用したさまざまな開発手法に対して、コミュニティの状況や住民の経済的能力に応じて展開されている。こうした小規模住民組織を単位とした開発手法は、住民参加による住環境整備事業を円滑に行う目的で、新たに2003年に導入された試みであり、いわば開発整備事業を遂行するためのツールとして位置づけられる。本研究ではこれを目的遂行型の小規模住民組織として位置づけており、これまでの現地調査で調査対象としたBMP実施地区において確認している。また、2003年に実施されたBMPのパイロットプロジェクトの一つであるボンガイ地区における現地調査を2019年3月に実施し、小規模住民組織の現状を把握することができた。加えて、2018年5月下旬から6月上旬にかけて実施した現地調査では、自立的発展を目的とした「テーマ別の小規模住民組織」の活動(バーン・バイ・マイ村のコミュニティベースドツーリズム)や事業(クロントイ地区のプロプアー・ツーリズム)に焦点を当てて調査を実施することができた。2017年度に得られた本研究の成果については、2018年10月に開催された2018年度余暇ツーリズム学会全国大会で「小規模住民組織とプロプアー・ツーリズムに関する基礎的研究」と題して口頭報告している。次年度以降は、バーン・バイ・マイ村の小規模住民組織が村特有の地域資源を活用して事業展開しているコミュニティベースドツーリズムの展開事例にみる小規模住民組織を単位としたコミュニティ開発の特性を明らかにしていく予定である。今後の研究の推進方策として、これまでの現地調査で回収したアンケート調査票(310票)については、引き続き統計処理・分析を行い、年度内には学術論文として取りまとめていきたいと考えている。2019年度の現地調査は、これまでに実施しているバンコクのクロントイで事業展開している「Cooking with Poo & Friends」での補完調査や目的遂行型小規模住民組織の展開事例であるボンガイ地区における住環境整備事業での現地調査を継続して実施していくことに加えて、コミュニティが地域資源を活用して事業展開しているコミュニティベースドツーリズムの展開事例(バーン・バイ・マイ村,スラータニー県)の現地調査を実施して、(1)展開事例の歴史背景を整理し、小規模住民組織を組織化するに至った経緯及び、その理由を明らかにする、(2)展開事例へ参加している住民の経済的・社会的属性を明らかにする、(3)展開事例における小規模住民組織の組織化の目的と方法を明らかにする、(4)以上により、展開事例にみる、目的遂行型小規模住民組織とテーマ型小規模住民組織を単位としたコミュニティ開発の特性を明らかにしていきたいと考えている。これに対し、小規模住民組織(SG)を単位とした開発手法は、こうした都市貧困層に対する公共事業(CODIのBaan Mankong Program)を円滑に行う目的で新たに2003年に導入されており、いわば開発整備事業を遂行するためのツールとして位置づけることができる。本研究では、こうしたコミュニティ開発でみられる「目的遂行型SG」の事例や、コミュニティ・ベースド・ツーリズム(CBT)等でみられる「テーマ型SG」の事例比較を通したSGの特性を明らかにし、計画論的視点からその有効性について分析する。初年度である2017年度は、2017年6月(4日間)、11月(7日間)、2018年3月(6日間)にタイ・バンコクで現地調査を実施した。

2017年度における現地調査では、「Cooking with Poo & Friends(タイ料理教室)」を調査対象とし、バンコクのクロントイ・スラムで事業展開しているプロプア・ツーリズムに焦点を当てて、テーマ別SGの特性を明らかにすることを主な目的とした。主な調査目的は、(1)展開事例の事業内容や歴史背景を整理し、事業化するに至った経緯及び、その理由を明らかにする、(2)展開事例の参加者の社会的属性や参加理由とその満足度を明らかにすることであり、2017年11月から2018年2月末までCooking with Poo & Friendsの協力を得て、参加者に対するアンケート調査を実施している。このアンケート調査の有効回答数は299票であった。2018年3月の調査において、CODIを訪問し、当該機関の関与するコミュニティ開発は、従来コミュニティ全体を対象とするものであり、オンサイトの開発では土地分有事業(Land Sharing)、区画整備(Blocking)等を応用したさまざまな手法がコミュニティの状況に応じて展開されてきたことを再確認することができた。このCODIの関与するコミュニティ開発の中で、小規模住民組織を単位とした開発手法は、住民参加による住環境整備事業を円滑に行う目的で、新たに2003年に導入された試みであり、いわば開発整備事業を遂行するためのツールとして位置づけられる。本研究ではこれを目的遂行型の小規模住民組織として位置づけており、2018年3月の現地調査で調査対象としたスアンプルーBMP地区でも再確認することができた。加えて、初年度である2017年度の調査では、自立的発展を目的とした「テーマ別の小規模住民組織」の活動や事業に焦点を当てて調査を実施することができた。具体的には、バンコクのクロントイに居住する住民をはじめとする貧困状況にある人々に、観光事業を通じて貧困改善や経済的自立を促すことを目的としたプロプア・ツーリズムの展開事例である。次年度以降は、コミュニティ(または村落)が地域資源を活用して事業展開しているコミュニティ・ベースド・ツーリズムの展開事例の現地調査を実施して、展開事例にみる小規模住民組織を単位としたコミュニティ開発の特性を明らかにしていく予定である。タイのコミュニティ開発は従来、コミュニティ全体を対象とするものであり、オンサイトの開発では、土地分有事業や区画整備等を応用した様々な手法がコミュニティの状況に応じて展開されてきた。これに対し、小規模住民組織(SG)を単位とした開発手法は、こうした都市貧困層に対する公共事業(CODI:Community Organizations Development InstituteのBaan Mankong Program)を円滑に行う目的で新たに2003年に導入されており、いわば開発整備事業を遂行するためのツールとして位置づけることができる。
唾液中アミラーゼを指標としたストレス評価とストレスマネジメントへの応用

唾液αアミラーゼ活性を用いたストレス評価の有用性を明らかにするために、大学生と事務系企業社員を対象として、種々のストレス負荷やリラクセーションの際の変動、入社後の変化や日常の職業性ストレスとの関係、職業生活における長期的な個人内変動などの観点から、唾液αアミラーゼ活性について検討した。厳密な安静や頻回な測定などの条件下では、唾液αアミラーゼ活性とストレスとの関連が認められた。しかし、測定値の個人差が大きく、個人内変動も少なくないことが問題であり、横断的調査よりも縦断的調査のストレス評価指標とする方が妥当と考えられた。31名の健常者に対して、コンピュータを用いたカラーワードテストによる10分間の心理的ストレス負荷(2.5分毎に測定)を実施し、その前中後での唾液中アミラーゼ分泌量を携帯型測定器(ニプロアミラーゼモニター)で経時的に測定するとともに、Profile of Mood States(POMS)による情動の変化についても検討した。ストレス負荷では、負荷前と比べて唾液アミラーゼ量は分散分析では有意な増加を認めたが、多重比較では負荷前と比較して有意な上昇ポイントはみられなかった。一方、POMSの不安・緊張、抑うつ、怒り・敵意、活力、疲労、混乱などの情動は、ストレス負荷では有意な変化はなく、唾液アミラーゼ量とPOMSの項目との間にも有意な相関を認めなかった。そのため、今回用いたカラーワードテストによる精神作業はそれほど強い負荷とは考えられず,それでも唾液アミラーゼ量は上昇を示したものの,統計的に強い検出力を発揮するほどのものではなかったと解された。また、別の実験系として、32名の健常者を無作為に2群に分け、内田・クレペリンテスト(暗算負荷)と自律訓練法によるリラクセーションを順序を交換して行った。その結果、POMSの否定的な情動は概してストレス負荷で増加し、リラクセーションで軽減する傾向が窺われたが、唾液アミラーゼ量は個人差が大きく有意な変化はなかった。その他、運動と唾液アミラーゼとの関係を調べるために、11名の被験者に対して、6分間の安静の後に高強度(12分間)と低強度(24分間)の自転車エルゴメータ運動負荷を行い、安静時から運動後まで12分毎に唾液を採取してアミラーゼ濃度の測定を行った。その結果、安静時と比べて、高強度運動12分時および低強度運動24分時でアミラーゼ濃度の有意な増加がみられ、運動が唾液アミラーゼ分泌の増加要因になることが認められた。事務系企業の275名の社員を対象として、唾液中アミラーゼ濃度と職業性ストレス関連要因に関する横断的調査を実施した。具体的には、午前の健診時にアミラーゼ濃度の測定を行い、属性や検査日当日の喫煙や朝食の有無、通勤方法、Framingham study.のTypeA評価尺度、緊張・不安、抑うつ、怒り・敵意、活力、疲労、混乱などの情動を表すProfile of Mood States(POMS)、過去1週間の抑うつ度を示すCenter for Epidemiologic Studies Depression Scale(CES-D)、全般的な精神的健康度を表すGeneral Health Questionnaire(GHQ)の28項目版、NIOSH版職業性ストレス調査票の中のストレス対処行動と社会的支援、厚生労働省の疲労蓄積度チェックリストなどの主な項目からなる自記式質問紙調査結果との関係について検討した。275名のうち、質問紙で有効回答がなされた227名(男性173名、女性54名)を解析対象者とした。その結果、アミラーゼ濃度とType A行動様式には正の相関が認められたものの、他の質問項目との間には有意な関連はなかった。アミラーゼ濃度が予想に反してほとんどのストレス要因と関連していなかったことから、アミラーゼ濃度と血清コルチゾール値に関する検討は実施しなかった。また、解析対象者のアミラーゼ濃度は1174KU/Lと個人差が大きかったため、横断的解析よりも縦断的解析の方が適していると考え、1名の被験者の協力を得て、100回以上アミラーゼ濃度、Visual analogue scaleによる自覚的ストレス度、血圧、脈拍の測定を試験的に行った。その結果、アミラーゼ濃度は自覚的ストレス度とのみ有意な正の相関を示した。ストレスとリラクセーションによる唾液アミラーゼ反応の差異について検討するために、70名の大学生を無作為に2つにグループ分けして、クロスオーバーデザインにより、内田・クレペリン検査による計算ストレス負荷と自律訓練法によるリラクセーションの誘導を行った。どちらも10分間別々の部屋で同時に実施し、前、5分後、10分後に、アミラーゼモニターを用いて唾液アミラーゼ活性を測定した。その結果、介入の前後でのProfile of Mood States(POMS)の変化からは、リラクセーション効果があるものと思われ、アミラーゼ活性もリラクセーションで低下する傾向がみられたものの、計算ストレス負荷では有意な変化はなかった。また、介入の前後の各種情動とアミラーゼ活性との間に有意な順位相関関係はみられなかった。

事務系企業社員に関する研究では、健常新入社員39名を対象として、入社目、その3日、8日後の3回、アミラーゼ活性を測定するとともに、POMSによる情動の変化について検討した。その結果、アミラーゼ活性は入社後に有意に低下し、初回と比べて3回目で有意な低下を認めた。また、初回においてアミラーゼ活性とPOMSの疲労との間に有意な正の相関がみられた。その他、17名の社員を対象として、月曜日から金曜日まで連続した5日間の午前10時における変動、月曜日、水曜日、金曜日の3日間での午前10時、午後0時、午後3時、午後5時の日内変動、1年間に及ぶ隔週(月2回)における月曜日の午前10時の変動について検討したが、いずれもアミラーゼ活性の有意な変化はみられなかった。以上の結果から、リラクセーションや入社後の慣れによるストレス低減が、唾液アミラーゼ活性の低下に結びつく可能性が示唆されたが、ストレス負荷との関係は定かではなく、明らかなアミラーゼ活性の勤務時間内の日内変動や勤務の曜日での変動、年間の変動は見いだせなかった。
原子的分解能での液体中の電気化学反応の観察と分析が出来る走査型電気化学顕微鏡の試作

本研究では、液体中でも使用可能な唯一の高分解顕微鏡である走査型トンネル顕微鏡(STM)と電気化学セルを組み合わせた走査型電気化学顕微鏡を製作して、局所的な電気化学反応のその場観察と原因解明を行った。また、吸着や電気化学反応に伴う電極表面の凹凸変化のその場観察も行い以下の結果等を得た。1.局所的な電気化学反応のその場観察と原因解明(1)局所的な電気化学反応に伴い観測されるファラディ電流がトンネル電圧の増加、STM探針の走査速度の増加、フィードバック・ゲインの増加やSTM探針の露出面積の増加と共に大きくなることを見いだした。この結果から、STM測定に伴うSTM探針の三次元運動が試料表面の活性サイトにポテンシャル・ステップ的効果を引き起こし、その結果、活性サイトに電気化学反応を引き起こしているというモデルを提出した。(2)0.1モルKCl溶液中の銀試料の実験で、AgClが出来ている場合は、銀表面の突起部で電気化学反応が観測されることより、突起部がAgClの生成に対して活性で有ることを示した。また、AgClの還元後の銀表面は全表面で電気化学反応が観測されることより、還元後の銀表面は全面が活性であることを示した。2.電極表面の凹凸変化のその場観察(1)0.1モルのKCl溶液中の銀試料の実験では、銀表面の電位を還元側に変化させることにより、活性サイトに特異吸着したCl^-イオンの脱着に伴い、銀表面の凹凸の再編が起こり、その結果、銀表面の凹凸が滑からになることをその場観察で見いだした。
舌咽神経切断後の有郭乳頭味蕾の細胞死について

味蕾は支配神経を切断すると、数が減少し、10日後位までに消失する。そして神経が再生すると味蕾は再生する。すなわち味蕾は神経依存性であり、支配神経は味蕾の分化、増殖、維持に働く栄養因子を持つと考えられる。培養中の交感神経細胞は、神経栄養因子である神経成長因子(NGF)を除くと、アポトーシスにより死ぬことが報告されている。そこで支配神経切断により、味蕾細胞がアポトーシスに陥るかどうかを検索した。さらに、チュブリンと結合し、微小管の構築を阻害するコルヒチンを投与すると、味蕾細胞の一部は変性に陥るが、この時の細胞死もアポトーシスかどうかを調べた。成熟dd-マウスの舌咽神経を切断し、1日から11日後までの舌有郭乳頭の味蕾の変化を観察した。アポトーシス細胞を検出するTUNEL(DNA nick end labeling)反応陽性核は、controlでも時折見られたが、神経切断後1日目で急激に増加し、以降、味蕾の減少とともに減少し、11日目には消失した。透過電子顕微鏡観察では、神経切断後の味蕾にアポトーシス細胞に特有の核のクロマチンの凝集像や、アポトーシス小体が認められた。またdd-マウスの腹腔内に4mg/kgのコルヒチンを投与し、15時間から5日後の有郭乳頭を調べると、TUNEL陽性核は15時間後と1日後で、味蕾内と、重層偏平上皮細胞の基底層とその上の層に多数出現し、3日以降急速に減少した。電顕でも、TUNEL陽性核の出現する部位に一致して核の濃縮像、断片化が認められた。以上より、支配神経切断後の味蕾の細胞死はアポトーシスによるものであり、支配神経が分泌する味蕾の栄養因子はアポトーシスを抑制する効果を持つと考えられた。また、味蕾細胞はコルヒチン投与により微小管が減少し障害を受けることに加えて、支配神経線維の微小管減少によるアポトーシス抑制物質の流入途絶により、アポトーシスに陥ると推測された。味蕾は神経依存性であり,支配神経は味蕾の発達,維持のため栄養因子(trophic factor)を分泌することが推測されている。マウスの左右両側の舌咽神経を切断すると,有郭乳頭の味蕾は次第に小型化し,減少していった。この時の細胞死の過程を調べ,その死の機構についてアポトーシスの可能性を含め,検討した。成熟dd-マウスの舌咽神経を切断し,切断後1日から11日までの味蕾の変化をTUNEL (DNA nick end labeling)法と,電顕により観察した。その結果,核のクロマチンがヌクレオソーム単位で断片化してアポトーシスを起こした細胞(apoptotic cells)は,神経を切断していない味蕾でも時折見られたが,神経切断後1日目で,数が急激に増加し,controlの5倍となり,以降,味蕾数の減少とともに減少した。11日目には,ほとんどの味蕾は消失した。透過電顕像でも,神経切断後1日から5日目の味蕾で,アポトーシス細胞に特有の核のクロマチンの凝集像や,アポトーシス小体が周囲の味蕾細胞に食べられている像が,観察された。以上より,支配神経切断後の味蕾の細胞死は,アポトーシスによるものと考えられた。

支配神経切断後の味蕾の変性,消失については,従来,多数の研究があるが,その細胞死がアポトーシスか,ネクローシスかは不明であった。今回の研究で,これがアポトーシスであることが初めて証明された。また正常の味蕾は,9-10日間の寿命で交代しているが,この寿命死もアポトーシスによるものであることがわかった。このことから,味蕾の支配神経が,分泌すると推測される味蕾の栄養因子は,味蕾のアポトーシスを抑制する効果を持っているものと考えられた。昨年度の研究で、支配神経を切断された味蕾細胞はアポトーシスによって死ぬことから、味蕾の支配神経はアポトーシスを抑制する物質を持つことを報告した。今回は微小管の構築、伸長を阻害するコルヒチン投与により、舌上皮、および味蕾の細胞にアポトーシスがおこることを観察した。dd-マウスに4mg/kgのコルヒチンを腹腔内投与後、15時間から5日目の舌有郭乳頭を摘出し、観察した。アポトーシス細胞を示すTUNEL陽性核は、無処置例では殆んど見られないが、コルヒチン投与後15時間と1日目で、味蕾内と上皮細胞基底層と、そのすぐ上の層に多数出現した。そして3日以降急速に減少した。電顕でも、TUNEL陽性細胞核の出現する部分に一致して核の濃縮像、断片化が認められた。微小管を構成するチュブリンに対する抗体を用いた免疫組織化学では、コルヒチン投与により味蕾および上皮細胞、結合組織の神経線維の反応が減弱した。以上より、基底層の上皮細胞はコルヒチン投与により微小管が形成出来ず、細胞分裂が前中期で停止しアポトーシスに陥るものと思われる。味蕾細胞は、微小管を多く含むので、その減少により細胞が障害を受けることに加えて。支配神経の軸索の微小管減少によるアポトーシス抑制物質の流入途絶によりアポトーシスに陥るものと推測される。