hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原始的な花粉媒介システムにおける花および果実の香り成分とその生態学

ハナバチの働かない有用植物であるAnnona属果樹のなかで、チェリモヤおよびアテモヤの花香成分および果実の香気成分を、ガスクロマトグラフィー(GC-MS)を用いて解明し、花香が果実の香りに類似していることを定性的に確認するとともに、雌性先熟のこれらの花の花香成分の経時的な変化を定量的に明らかにすることが目的である。本年度は昨年度までに十分に得られなかった花香成分の詳細な経時的変化を明らかにするために補足的なサンプリングおよび解析を行ったが、信頼に足るデータが得られなかったので、これまでに得られたデータを詳細に解析して、花香放出のピークを形作っているのは特定の物質ではなく、各成分が一斉に増加していることを明らかにした。花香を構成する主要な成分に対するクリイロデオキスイの反応を調べたが、単一成分に対してはこれまでのところ誘引効果は認められなかった。果実の香りについてもサンプリングを行ったが、これについてもやはり信頼に足るデータが得られなかったので、既存のデータを活用して花香との比較を行った。この結果、チェリモヤやアテモヤの花香は一般の花の香りとは大きく異なり、果実の香り、特にチェリモヤやアテモヤ自身の果実の香りに近いということが明らかとなった。半導体センサを利用して調査した結果、アテモヤの花香放出には12時間のサイクルがあり、朝と夕方にピークがあることが明らかとなった。チェリモヤでは夕方のみにピークがあるので、大きく異なっているといえる。アテモヤはチェリモヤとバンレイシの雑種であり、もしかしたらバンレイシが朝に花香を放出するのかもしれない。これについては今後調べる必要がある。
睡眠障害と性欲／勃起障害の関連における脳由来ニューロステロイドの役割は何か

平成25年度までに睡眠障害モデル雄性ラットの性行動の減弱が観察された。ただ脳波、筋電図にて有意な睡眠障害の所見を確認することができず、睡眠障害モデル作成過程の心理ステレス負荷に基づく性行動減弱と考えられた。また追加実験で雄性ラットへの心理ストレス負荷は性行動抑制と共に血中レプチン値低下を引き起こし、両者は相関した。レプチンの視床下部での作用はメラノコルチン系を介することが知られており、雄性ラットにおいて心理的ストレスで抑制された性行動をメラノコルチン作動薬が部分的に改善させた。心理的ストレスによるレプチン減少、雄性性行動抑制にメラノコルチン系の関与が示唆された。平成24年度は既に報告された方法に従い睡眠障害モデルラット(雄)を作成し、雌性ラットとの性行動を評価し、性行動の減弱が観察された。ただ、単なる心理ステレス負荷下の性行動減弱と同様な変化であり、本当に睡眠障害が生じているのかを確認する必要が生じた。脳波、筋電図にて有意な睡眠導入潜時の延長、覚醒時間の増加、ノンレム睡眠時間およびレム睡眠時間の減少などの睡眠障害の所見を確認する作業を追加して行っている。上記のように当初の予定にはなかった睡眠障害の確認の作業を追加したため、若干遅れ気味になっている。睡眠障害の確認ができれば、その後は計画通りの手順で研究を遂行する。当初の計画通り、試薬・実験動物等に使用する予定である。
癌におけるDNAメチル化の生理的・病理的意義の再検討と臨床応用への模索

本研究は癌化の過程で生じるDNAメチル現象の普遍性と、その生理的・病理的意義を明らかにすることを目的とした。初めに公共データベースと自施設のデータを統合的に解析し、各種癌で共通して高頻度にメチル化を認める領域を探索した。その解析結果をもとに、各種癌細胞株におけるメチル化状態を実際に検証し、癌化の過程で普遍的にDNAメチル化を生じる候補領域を同定した。そのゲノム上の分布様式の特徴から、この普遍的な現象にはクロマチン高次構造の変化が関与しているものと推測された。また同様の解析から、一部の癌で脱抑制のため発現亢進を認める33遺伝子を同定し、それらの臨床的・機能的意義についての検証作業を進めている。初年度は本研究の大前提となる仮説を検証するべく、まず現在利用可能なゲノムワイドなメチル化データをできる限り多く収集し、その解析を行うためのプラットフォームの構築を行った。特にENCODEプロジェクトで公開されているRRBS(Reduced Representation Bisulfite Sequencing)データやTCGA(The Cancer Genome Atlas)で公開されているメチル化アレイデータ(Infinium Human Methylation 450k)を詳細に解析し、大腸癌で普遍的にメチル化されている領域とそのゲノム上における分布様式を明らかにした。それらの解析データを詳細に検討した結果、おそらくこの普遍的なDNAメチル化減少にはクロマチン高次構造の変化が関与しているものと推測された。その予備的知見を基にさらに他種類のオミックスデータを統合解析し、その生理的・病理的意義に関しての仮説を構築することを試みている。次にこの仮説を検証する細胞モデルを確立するための準備としてゲノム編集や細胞不死化の予備的実験を開始している。初めに現在公共データベースとして利用可能なゲノムワイドなメチル化データをできる限り多く収集し、自施設に蓄積しているメチル化データと合わせ、その統合解析を行うためのプラットフォームの構築を行った。特にENCODEプロジェクトで公開されているRRBS(Reduced Representation Bisulfite Sequencing)データやTCGA(The Cancer Genome Atlas)で公開されているメチル化アレイデータ(Infinium Human Methylation 450k)を詳細に解析し、各種癌で普遍的にメチル化されている領域とそのゲノム上における分布様式を明らかにした。それらの解析結果をもとに、各種癌細胞株におけるエピゲノム状態を実際に検証した。正常組織から癌が発生し進展する過程において、普遍的にDNAメチル化を起こすような候補領域を同定することができた。それらの領域のゲノム構造的な特徴や近傍遺伝子の機能的特徴等も詳細に解析した。これら一連の解析結果から、この普遍的なDNAメチル化現象にはおそらくクロマチン高次構造の変化が関与しているものと推測した。次にこの仮説を検証するためのモデルとして正常上皮細胞の培養を試み、そのメチル化データや発現データを取得し解析を行った。現在は各種刺激や遺伝子導入によるメチル化の変化をスクリーニングするとともに、普遍的なDNAメチル化が生じる分子メカニズムやその生理的・病理的意義についての検証を進めている。腫瘍生物学、分子生物学当初目標としていた、癌化の過程で必ずメチル化を起こすようなゲノム上の特定の領域をデータ解析により同定する、という点は達成できた。次の段階である機能的検証を行うためのモデル実験系の構築という意味では、予備的な実験が進められており、本年度に更に本格的な解析を行っていく予定である。本年度は癌におけるDNAメチル化の生理的・病理的意義を探るべく、細胞モデルを用いて機能的な実験を進めていく。すなわち初年度の解析によって同定された「癌化の過程で必ずメチル化を起こすような候補領域」に焦点を当て、適切な細胞に種々の刺激を加えた際に、実際にその候補領域にメチル化が誘導されるかどうかを検証する。そのような誘導系を構築しそれをモニターする手段を確立した後に、DNAメチル化を誘発する因子を同定し、更にはそこに関与する重要な分子の候補を同定することを目指す。そこで得られた知見を基に、既存の臨床検体データや公共データベースを再度解析しなおしてみることを試み、その知見と臨床病理学的特徴、他の遺伝子異常(KRASやp53の変異等)との関連、CIMP表現型との関連、治療反応性や予後との関連を調べ、これが臨床的に有用な分子マーカーとなりうるか検討する。本年度は公共データベースや自施設にこれまで蓄積された臨床データの解析、バイオインフォマティクスによる解析を中心に行ったため、助成金に未使用額が生じた。また予備的実験に関しては、培養細胞や実験試薬等他の研究プロジェクトと共用のものを使用することが可能であったため、本助成金はより特異的なものに使用するべく、次年度に繰り越すこととした。

次年度はその助成金と合わせ、細胞の高次培養、遺伝子導入、ゲノム編集、DNAメチル化パターンの網羅的な解析等に必要な経費として使用する。また一部を実験補助員への謝金として使用し、研究の迅速な進展を目指す。
低速電子顕微鏡における相対論的スピン散乱の実験的検証

(1)スピン偏極した電子と試料との相互作用評価のため、ディラック方程式から始めスピン相互作用項を導出し、マルチスライス法に適した波動関数を求めた。結果、TEMの像コントラスト評価のシミュレーション中に相対論的スピン相互作用項を入れ込むことに成功。(2)短電子パルスを発生する2通りの方法を試みた。1音響光学素子と連続レーザーにより、25nsのパルス電子線を発生させ、その時間特性を調べた。2パルスレーザーを使って20psのパルス電子線を発生。このパルス巾精密測定のためストリークカメラ法を開発。(3)スピン反転による位相像差分を検出する方法も開発し、1.5rad以下の位相差の検出に成功。ナノ構造材料や生体物質の微細構造観察のため、低加速エネルギーの透過電子顕微鏡法が注目されている。本研究では60keV20keV程度の相対論と非相対論の双方の効果を考慮する必要があるエネルギー領域における、スピンを考慮した相互作用効果について実験・理論の両面から研究を進める。本年は(1)スピン偏極電子を用いた散乱実験と(2)時間変調電子線による計測系の構築の2項目について実施した。まず、前年度に準備を行ったスピン偏極電子を用いて散乱実験を実施した。特に電子エネルギー損失分光と散乱角度に対するスピン依存性を測定を開始した。このうち散乱断面積については、装置をローレンツ顕微鏡に改良した後、パーマロイ薄膜中の磁壁を用いて、ローレンツ力と不均一磁場によるスピンによる偏向力の比較を行った。これにより測定可能であるのか検証を行った。また、スピン偏極電子線発生用レーザーに時間変調をかけることで電子線の時間構造を制御することに成功した。また、結像系に設けてある偏向器とドライブレーザーの同期を実現し、ロックイン測定が可能な測定系の構築に思考した。これにより、S/Nの向上と時間変調した電子線による微小電流計測が可能であることを確認した。近年、ナノ構造材料や生体物質の微細構造観測の際のダメージ低減のために、低加速エネルギーの透過電子顕微鏡法が注目されている。これらは収差補正技術の向上ならびにクライオ試料ホルダーを備えることにより可能となってきている。特に60keV20keV程度の電子線では、その振る舞いは相対論と非相対論の中間に位置する。このため、クーロン相互作用のみならず、スピンとの相互作用の効果が現れてくるエネルギー領域となり非線形性が出現することが期待できる。このために相対論を考慮した電子スピンと物質の相互作用を、まずは理論的アプローチから進めた。これにより弾性散乱におけるハミルトニアンからシミュレーション(マルチスライス法)が可能な形を導くことに成功した。また実験的探求をも可能にするため、透過電子顕微鏡にて広角散乱を用いた磁気散乱項の測定を可能にするための装置・測定系の構築を行った。磁性体薄膜試料を用いて磁気散乱効果の抽出について実験を開始した。スピン偏極電子線による干渉縞の取得を可能にすることで、位相変化抽出を実現した。これは磁気散乱による効果を位相から抽出するという新しい切り口である。次に、スピン偏極方向の反転により、位相像の差分を取得し解析を進めた。次に無偏極電子線による位相像を用いてバックグラウンド成分を削除し、そのデータにスピン依存の差がどの程度出るのかを確認した。この結果、1.5rad以下の位相変化を抽出することに成功した。この結果はスピンによるゼーマン分離を抽出することが可能なところまで来ていることを示していおり、物理的議論ができるところまで手法を向上することに成功した。ナノ構造科学、電子顕微鏡学当初計画通りの実験装置の構築に成功しており、実験的検証を妨げる障害はない状態である。考えられる障害は検出時のS/Nの悪さであるが、これについても時間変調スピン偏極電子線により低減が可能であることを実証している。さらに前倒しで理論的アプローチについてもスピンを考慮したシミュレーションコード作成にも着手しており、順調に進んでいると言える。1磁気散乱項の測定を可能にするための装置・測定系の構築:透過電子顕微鏡にて広角散乱を用いた磁気散乱項の測定を可能にするための装置・測定系の構築を行った。2スピンとの相互作用を入れた数値計算:また、平行して、スピン軌道相互作用、双極子-双極子、スピンの交換相互作用を取り入れた議論を行っていき、スピンとの相互作用を入れた数値計算を行った。次に相対論効果を取り入れた場合の磁気散乱について、まず解析的手法により計算を進めた。また、これに伴い、シミュレーションコードの作成を開始した。3透過電子顕微鏡において広角散乱実験条件を詰める:実験については、透過電子顕微鏡において広角散乱実験条件を最適化した。そして、プローブビームが無偏極電子線の場合で磁気散乱が観測されるのかどうかを確認した。一方、既存のスピン偏極電子源を用いて、広角散乱における非対称度を測定する実験系を構築した。

このときのスピン依存の広角散乱した電子信号は微小であると予想された。よって、入射電子線に時間変調をかけ、ロックインアンプを通すことで微小電流計測が可能な測定系の構築を行った。スピン偏極電子を用いた散乱実験に適したサンプルを選定し本格的な実験に入る。また、この実験結果を速やかに理論的知見と比較検討が出来るように、開発中のシミュレーションコードを完成させ、本年度用意したシミュレーション用PCを用いて様々パラメータにおけるシミュレーション結果を出しておく。これにより、実験結果を効果的に考察することで本研究の推進速度を加速する。相対論効果を低加速エネルギー透過電子顕微鏡へ導入し、スピンとの相互作用を含めた散乱因子の振る舞いを解明する。スピン偏極電子を用いた散乱実験を本格的に進め、その散乱断面積を見積もる。これと平行してシミュレーションを行い、実験・理論の両面から研究を推進する。これにより、相対論と非相対論の中間に位置する低加速エネルギーの透過電子顕微鏡法での振る舞いを、スピンとの相互作用を含めたアプローチで解明する。1前年度に準備を行ったスピン偏極電子を用いた散乱実験を開始する。これにより、散乱断面積のスピン依存性について、電子エネルギー、散乱角度に対する振る舞いを測定する。また、散乱起因物質による散乱断面積の違いについても、フェロ磁性やフェリ磁性体の磁化方向や転移温度(キュリー温度)に対する物性的変化を測定可能であるのか検証する。2スピン偏極電子線はレーザー誘起型の電子源であるので、ドライブレーザーに時間変調をかけることで容易に電子線の時間構造を変えることが可能である。このため、電子源を制御しているレーザーに時間変調をかける光学系の構築を進める。次にロックイン可能な変調時間を決定し、S/Nの向上に努め、時間変調した電子線による微小電流計測系の確認を行う。3実験としてはスピン偏極電子線を用いた場合に、磁気散乱による効果が顕著に現れるか測定を行う。このとき広角散乱において、方位による電子線信号の偏りに注視して計測を進める。この時、電子顕微鏡における測定方法として、明視野と暗視野の二通りある。よってまず通常の明視野像において、スピン偏極方向の反転により、像強度の差分をとることでクーロン相互作用項を差し引く。このときに非対称度が確認されるか、ある場合には相互作用の強さが如何程かを測定する。次に暗視野像を取得し、先程と同様にスピン偏極方向の反転によりバックグラウンド成分を削除し、そのデータにスピン依存の差がどの程度出るのかを確認する。この効果をより詳しく、また物理的議論ができるよう、散乱角依存についても測定を行う。
グレーディングを持つ作用素環を用いた量子統計力学,量子情報理論の数理

グレーディングを持つ作用素環で表される量子系の研究を行う.グレーディングとはボーズ-フェルミオン系においては,ボーズ状態およびフェルミオン状態を区分し,フェルミオン系ではフェルミオン数の偶奇の状態を区分する.格子フェルミオン系の平衡状態(温度状態)においては,超選択則を破る病的な例が排除されることが,局所変分原理から保障される.CAR系においての独立性の概念を考察した.グレーディングで捩じれた微分のヒルベルト空間での生成子としての実現を作用素代数の手法を用いて解析した.グレーディングを持つ作用素環で表される量子系の研究を行う.グレーディングとはボーズ-フェルミオン系においては,ボーズ状態およびフェルミオン状態を区分し,フェルミオン系ではフェルミオン数の偶奇の状態を区分する.格子フェルミオン系の平衡状態(温度状態)においては,超選択則を破る病的な例が排除されることが,局所変分原理から保障される.CAR系においての独立性の概念を考察した.グレーディングで捩じれた微分のヒルベルト空間での生成子としての実現を作用素代数の手法を用いて解析した.超選択則とはヒルベルト空間の射線で実現可能な物理状態をきめる量子論の基本原理である.平成18年度はフエルミオン系で本質的なユニバレンス超選択則を取り上げた.これは実験事実であるが,量子論の基礎的な問題として古くから認識されている.代数的にはJordan-Klein変換により同型であるパウリ代数とフェルミオン代数が無限次元では異なる統計力学的性質を持つことを得た.前者のパウリグレーディングを破る例としてはXYモデルなどが得られている.ここでの結果はこれと相補的であり,フェルミオングレーディングはいかなるモデルでも本質的な自発的対称性の破れが存在しないことを主張する.「本質的」というのは局所系に対する条件として定式さえていることを指し、病的な例が排除される。証明にはこれまで研究してきたフェルミオン系での状態を拡張性,状態相関に関する成果を使った.さらに格子系では平行移動不変性の仮定無しで、Araki-Sewell型局所変分原理がフェイルミオングレーディングを必ず保つことを要求することを証明した.他には量子的マルコフ性を研究した.系が捩れたグレーディングがある場合で「マルコフ性」「条件付期待値の可逆性」「エントロピー強加法性」の同値性を得た.フェルミオン代数とパウリ代数を比較すると,Jordan-Wigner変換でマルコフ状態の空間は一対一に対応するが,フェルミオンマルコフ状態にはテンソル糸にはない非局所的な特質があること示した.グレーディングを持つ系の量子統計力学の研究を行った.フェルミオン系において注目する系(とくに熱平衡系においては注目系への制限はGibbs状態になる)と外形(熱浴と解釈できる)へのカノニカルな分離方法について考察を進展させた.フェルミオン系のはフェルミオンの領域上の代数をとるべきであり注目系のcommutantをとるべきではない.前者はあたえられたグレーディングを尊重しているが,後者は注目系のグレーディング作用素を形odd元にテンソル積している.前者の定式では熱力学的考察から超選択則の破れを最初から排除する.これは物理法則に合致し,前年に研究したフェルミ代数の量子状態の混合和の研究の観点から自然である.しかし後者では原理的にeven時間発展での熱力学局所変分性が破れを(そもそも広いevenポテンシャルクラスで破れは存在しないことを予想しているがこの証明は難しい)排除できない.フェルミオン系とテンソル系は有限系では互いに移り合う.しかし無限系では局所構造の違いが本質でevenの上での時間発展自己同型群の拡張性などについての違いが知られている.またテンソル系ではグレーディングが破れる例がQuantum symmetries on operator algebrasなどに紹介されている.一方フェルミオン系でのグレーディングの破れるevenハミルトニアンからなるモデルは(物理法則が示唆するように)存在しない.しかしここで微妙な問題があり数学的には破れる例がある。これがいかに非物理的であるかを示したといえる.本年度当該の若手研究Bの研究に関連した論文(数理物理と関数解析)の査読を依頼されレフェリーレポートをJ.Math.Phys,およびJ.Oper.Theoryに提出した.是までの二年間で予定が順調に進み,当初の目標がほぼ完成したため,本年は研究計面を新しい観点から見直し,発展や用応用を探求する年となった.筆者の"On separablestates for compositesystems of distinguishable fermions"(Journal of pnyslcs. A, mathematical and general)ではフェルミオンのグレーディングと独立性の概念を明確に位置づけた.こうした考え方が最近他の研究者の目にとまり.例えばキールらの論文Phys. Rev. A(2008)やまた同じくPhys. Rev. Aにてシラックらに引用された.申請当初の計画が達せられたといえよう.そこで本年はユニバレンス選択性をフェルミオン系に限らず超対称性系で考察することにした.近年の動向や背景について言えば超対称性系の作用素環を用いた研究がブッホルツらにより研究され, 1次元空間上のカイラルフェルミオンーボソンモデルが構成された.これは当研究課題のグレーディングを用いた作用素環の設定で行われている.c*環のグレーディング微分や超対称性状態のモデルに因らない一般的な性質を明らかにするため.フェルミオン対称性の生成

子(チャージ)のヒルベルト空間の作用素としでの意味づけを研究した.そこでユニバレンス選択性やそれに関連するテクニカルな数学的な評価が本質的に利いてくることが分かってきた.また作用素論で行われてボゾシーフォック空間での作用素の性質が超対称性状態のGNSヒルベルト空間でもかなり一般的に言えることを明らかにした.こうした内容を摂南大学で行われた数理物理の研究集会で発表した.
エンドトキシン誘発モルモットイレウスモデルにおける内因性カンナビノイドの関与

エンドトキシン誘発麻痺性イレウス実験モデルを用い、麻痺性イレウス発現の生体内情報伝達機構における、内因性カンナビノイドの関与について検討した。意識下・無拘束モルモットの腸管張力を、結腸紐に取り付けた圧トランスデューサーを介したテレメトリー法で観察した。エンドトキシン(リポポリサッカライド,LPS)腹腔内投与およびカンナビノイド(アナンダミド,AEAおよび2-アラキドノイルグリセロール,2-AG)腹腔内投与により、濃度依存性の結腸紐張力低下が観察された。LPSおよびカンナビノイド投与による結腸紐張力低下反応は、いずれも、カンナビノイドCB1受容体拮抗薬であるAM281前処置により抑制されたが、CB2受容体拮抗薬AM630により抑制されなかった。また、LPS投与後のモルモット血漿中の内因性カンナビノイド濃度をLC/MS/MS分析により測定した。LPS投与後の内因性カンナビノイド濃度は、2-AG濃度がLPS投与後1時間で有意に上昇したが、AEA濃度は検出限界以下だった。以上、LPS誘発麻痺生イレウスがCB1受容体拮抗薬により改善されたことから、LPS作用発現の情報伝達系にカンナビノイドCBI受容体を介する系が関与していることが示唆された。また、LPS投与後1時間で血中2-AG濃度が上昇したことから、エンドトキシン血症における内因性カンナビノイド系の関与が考えられた。意識下・無拘束モルモットへの、アナンダミド(AEA)、2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)腹腔内投与は、直ちに一過性の腸管張力低下を起こさせた。この反応は、エンドトキシン(lipopolysaccharide, LPS)投与23時間後における反応と非常に類似し、LPSがカンナビノイド受容体を介する可能性を示した。AEA,2-AGあるいはLPSによる意識下・無拘束モルモットの腸管張力低下作用は、カンナビノイドCB1受容体アンタゴニストの前処置により、いずれも有意に阻害されたが、CB2受容体アンタゴニストにより影響を受けなかった。カンナビノイド(AEA,2-AG)およびLPSの腸管に対する直接作用を検討するために、モルモットの摘出腸管を用いた実験を行った。オーガンバス中に懸垂した摘出腸管にAEA,2-AGあるいはLPSを投与しても、腸管張力に変化は認められなかった。この結果から、AEA,2-AGあるいはLPSによる腸管弛緩の作用点は、腸管平滑筋上にはないことが示唆された。以上、エンドトキシン誘発麻痺性イレウス発現の生体内情報伝達機構に、内因性カンナビノイドが関与し、カンナビノイド受容体を介した病態発現であることが示唆された。しかしながら、カンナビノイドが直接腸管平滑筋に作用して弛緩を起こさせたわけではなく、神経系を介した作用である可能性が考えられた。意識下・無拘束モルモットへの、アナンダミド(AEA)、2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)、エンドトキシン(lipopolysaccharide,LPS)腹腔内投与は、いずれも一過性の腸管張力低下を起こさせた。LPSによる腸管張力低下作用がカンナビノイドCB1受容体アンタゴニストの前処置により阻害されたことは前年度に報告したが、後処置によっても阻害された。LPS投与後に内因性のカンナビノイドが産生・遊離され、それによって腸管弛緩が起こることが推測された。そこで、LPS投与後のモルモット血中カンナビノイド濃度をLC/MS/MS分析により測定した。その結果、LPS投与後1時間における血中2-AGの濃度が上昇していたが、AEAの血中濃度は検出限界以下だった。

以上、エンドトキシン誘発麻痺性イレウス発現の生体内情報伝達機構に内因性カンナビノイドが関与し、カンナビノイド受容体を介した病態発現であることが示唆された。エンドトキシン刺激により内因性のカンナビノイドの産生・遊離が促進し、それが腸管弛緩等の作用を引き起こすと考えられる。また、カンナビノイド受容体拮抗薬が敗血症性の麻痺性イレウス治療薬になり得る可能性が示唆された。
α-トコフェロール立体異性体の生体内における分布と識別

ビタミンEの同族体の中で最も生理活性の高いα-トコフェロールについて,その立体異性体の生体内識別について検討した。最初に、平成6年度においては,ラットに長期間経口投与した時の各種臓器への分泌と短期間での動態を調べるために,尾静脈から注入した時の各臓器中でのα-トコフェロール立体異性体の濃度を測定した。α-トコフェロールの立体異性体のうち、4つの2S体(SSS,SRS,SRR,SSR)は短時間での肝臓を除き,全ての臓器で極めて低濃度であり、2R体で8090%を占めた。しかし、短時間(24時間までの)の肝臓では2R体に比べ,2S体の濃度が極めて高かった。そこで、肝臓でα-トコフェロールに立体異性体の識別が行なわれているものとを推定されたため,平成7年度では,α-トコフェロール立体異性体の識別が,小腸での消化・吸収時に行われるか否かについて,リュバカニュレーションとCaCo-2モデル細胞系で検討した。その結果、この2方法共に小腸での吸収時及びリンパ液への分泌時とは立体異性体の識別が全く起きていないことが明らかになった。それは、リンパ液中及びCaCo-2細胞分泌液中の2R/2S体比がほぼ1:1であったからである。これらの結果をふまえると,現在予備的に検討を行っている肝臓中に存在するα-トコフェロール結合タンパク質が,α-トコフェロール立体異性体の識別に大きく関与しているものと推定される。この結合タンパク質は既に分泌精製されているが,東大の新井氏との共同研究により,α-トコフェロール立体異性体の中で,天然に存在するRRR-αトコフェロールと最も親和性が高い。このことは,α-トコフェロール立体異性体の識別に肝臓中のこの結合タンパク質が関与し,VLPL分泌時に識別が起こるものと推定される。申請書の研究計画・方法でも述べたように、平成6年度においてはラットを用いてα-トコフェロールの立体異性体、特に2R体と2S体の臓器内分布をまず解明し、短期投与では肝臓内で2S体が2R体を上回って保持されるが、時間経過と共にこの比が逆転し2R体がより高い濃度で存在していることを突き止めた。更に、消化吸収経路を介さない尾静脈からall-rac-α-Tocopherol或いは2-ambo-α-Tocopherol,SRR-α-Tocopherolを投与した時の各異性体の挙動を解明した。この結果によれば、尾静脈から投与すると、最初はall-rac-α-Tocopherolの組成比を反映して血液中に分布していた各異性体が時間と共に、各臓器に取り込まれていくが、その際2R体が2S体よりも速やかに各臓器に移行していくことが認められた。また、肝臓でも最初2S体の存在量が高いが次第に2R体の濃度が高くなり、前述の結果と一致した。また、2-ambo-α-TocopherolやSRR-α-Tocopherolを胃から直接ラットに投与すると、いずれの場合においてもSRR-α-Tocopherolの血清、赤血球、各臓器中の濃度は肝臓を除いて極めて低く、2-ambo-α-Tocopherolを投与した場合でも同様で肝臓を除く臓器や血液中ではRRR-α-Tocopherolのみが検出され、SRR-α-Tocopherolの濃度は短時間内に殆ど消失することが確かめられた。このような結果は既に井上らが肝臓にその存在を認めたα-Tocopherol結合タンパク質がα-トコフェロール立体異性体の識別を行っている可能性を示唆するものである。このことについては、本年度検討を行う予定にしている。ビタミンEの同族体で最も活性の高いのはα-トコフェロールである。

このα-トコフェロールの合成品には8つの同族体がある。これらの同族体の生体内での識別について、昨年度までの研究で合成のall-rac-α-トコフェロールを短期間投与すると肝臓内だけでは、2R体に比べて2S体の含量が高くなるが、長期間投与では他の臓器同様2R体の濃度が2S体より高くなることを確かめた。本年度はα-トコフェロールの小腸からの吸収時に識別が起こるか否かについて、リンパカニュレーション法と小腸吸収のモデル細胞系としてCaCo-2培養細胞を用いて検討を行った。その結果は別紙投稿論文に記載されているように、小腸吸収時には2-ambo-α-tocopherol,all-rac-α-tocopherolを投与しても経時的にリンパ液中の2R体と2S体の濃度比はほぼ1:1で変化せず、消化吸収時ににはα-トコフェロール同族体の識別は起こらないことが確かめられた。また、CaCo-2細胞株を用いた研究でも、ほぼ同様な結果が得られた。このことからα-トコフェロール立体異性体の識別は消化吸収時には起こらず、リンパ管を経て血液に合流し、肝臓に運ばれてから起こるものと考えられる。肝臓には昔よりビタミンE結合タンパク質の存在が知られている。このタンパク質は肝臓にのみ存在する。我々の最近での予備的な]研究から、この肝臓の存在する結合タンパク質がビタミンE同族体やα-トコフェロール立体異性体の識別を行い、肝臓からVLDL(超低密度リポタンパク質)の分泌時に肝臓中でVLDLへのビタミンEの輸送の際にα-トコフェロール立体異性体の識別しているものと推定している。
高齢者タウオパチーの臨者分子病理学的研究

τisoform特異抗体を用い、進行性核上性麻痺の黒質病変を検討した。4%パラフォルム48時間固定材料が得られた、病理学的に典型的なPSP13例(80.2±8歳)、疾患コントロールとしてアルツハイマー病(AD)5例(83.4±5.2)、正常コントロールとしてτ・aシヌクレイン・Aβ沈着のいずれもが軽微である5例(76.6±11歳)を採用した。パラフィン包埋6μm厚連続切片を用い、抗リン酸化t (AT8)、4 repeat (R)t (RD4)、3Rt (RD3)抗体を用い、Ventana NX20自動免疫染色装置により染色し、Gallyas-Braak鍍銀染色と比較した。症例の神経病理学的診断は、高齢者ブレインバンクプロトコール(Saito Y et al J Neuropath Exp Neurol 2004)に従った。PSP群黒質では、RD4陽性の神経細胞、グリア細胞、微細細胞突起が多数描出され、AT8に一部陽性、RD3に陰性であり、PSP型神経原線維変化(PSP-NFT)とglial tangle病変と解釈された。その他、嗜銀顆粒(AG) Stage II以上の例では、RD4陽性AGの混在を全例に認めた。BraakのNFT stage III以上の例では、RD3、RD4、AT8陽性のAlzheimer型神経原線維変化(AD-NFT)が少数ながら並存した。AD群ではAD-NFTが主体で、PSP例と同様一部にRD4陽性のAGの併存をみた。AT8陽性、RD4陽性、RD3陰性の神経細胞、グリア細胞を一部に認めたが、それぞれpretangle、thorn-shaped astrocytesに相応し、PSP型変化と形態的に鑑別可能であった。以上より、RD4免疫組織化学でPSPの黒質特異病理が検出でき、PSP病変のスクリーニングに、特異度・感度ともに高く、有用であることが示された。(795字)τisoform特異抗体を用い、進行性核上性麻痺の黒質病変を検討した。(795字)
熱ショックタンパク質・シャペロンによる新しい関節リウマチ(RA)治療法の開発

本研究の目的は、ヒト小胞体シャペロン(Bip)による慢性関節リウマチ(RA)患者の関節炎抑制効果を検討することにある。一昨年度は、BipのRA滑膜細胞増殖能に対する抑制効果を観察し、Bip投与群では対照のHSA投与群に比べて有意にその重量が減少、また組織の炎症の程度はBiP投与群で有意に低いという結果を得た。昨年度はその作用機序を解明すべく、Bipはin vitroでヒト末梢血中の単球からの抗炎症性サイトカインであるIL-10の大量分泌を引き起こすことが明らかになっているので、IL-10抗体の同時投与によりBipの効果が抑制されるかどうかを検討した。SCID-HuRAgマウスの作成は、既報に従い行った。RA患者滑膜組織を移植4週間経過後、BiPを静脈注射により投与した。IL-10抗体の投与はBiPの投与直前と48時間後、96時間後の3回行い、Bip投与後8日で移植組織を摘出した。摘出した移植組織の重量を測定し、摘出したヒトRA滑膜組織は4%パラフォルムアルデヒドにより固定し、パラフィン切片または凍結切片を作成した。パラフィン切片標本はHE染色後、病理評価を行った。摘出した移植組織の一部はウェスタンブロッティング又はRT-PCRによる各種サイトカインの検出用に凍結保存した。また、移植組織摘出時にSCID-HuRAgマウスより採血し、血清中のヒト型IL-10,IL-6をELISA法により測定した。その結果、前回と同様血清中にIL-10の分泌量増加は見られなかったが、IL-6についてはBip+IL-10抗体投与群に比べてBip投与群ではその分泌を抑制する傾向が見られた。以上の結果より、BipはRA滑膜細胞増殖能に対する抑制効果を示し、その作用機序としてRA滑膜組織中のT細胞によるIL-10の分泌を介したものであることが示唆された。本研究の目的は、ヒト小胞体シャペロン(BiP)による慢性関節リウマチ(RA)患者の関節炎抑制効果を検討することにある。本年度は、BiPのRA滑膜細胞増殖能に対する抑制効果を観察した。RA患者滑膜組織は摘出後氷冷して研究室へ運び速やかにSCIDマウス背部へ移植した。12日後、摘出した移植組織の重量を測定し、移植前と比較した結果、BiP投与群では対照のHSA投与群に比べて有意にその重量が減少した。摘出したヒトRA滑膜組織は4%パラフォルムアルデヒドにより固定し、パラフィン切片または凍結切片を作成した。評価にはKoizumiらの方法と、Roonyらの方法を用いた。いずれの方法においても組織の炎症の程度はBiP投与群で有意に低かった。また、BiPはin vitroでヒト末梢血中の単球からの抗炎症性サイトカインであるIL-10の大量分泌を引き起こすことが明らかになっているので、移植組織摘出時にSCID-HuRAgマウスより採血し、血清中のヒト型IL-10,IL-6,IL-4をELISA法により測定した。その結果、BiP投与群で有意にIL-10の分泌量増加は見られなかったが、IL-4についてはHSA投与群に比べてその分泌を抑制する傾向が見られた。

以上の結果より、BiPはRA滑膜細胞増殖能に対する抑制効果を示し、その作用機序としてRA滑膜組織中のT細胞によるIL-10の分泌を介したものであることが予想されていたが、SCID-HuRAgマウスの血中では変化を検出できなかった。これはIL-10の分泌がごく微量であり移植組織内へとどまるためと考えられる。今後はIL-10R抗体の同時投与によりBiPの効果が抑制されるかどうかを検討する予定である。(公表を見合わせる必要有り)本研究の目的は、ヒト小胞体シャペロン(BiP)による慢性関節リウマチ(RA)患者の関節炎抑制効果を検討することにある。一昨年度は、BiPのRA滑膜細胞増殖能に対する抑制効果を観察し、BiP投与群では対照のHSA投与群に比べて有意にその重量が減少、また組織の炎症の程度はBiP投与群で有意に低いという結果を得た。昨年度はその作用機序を解明すべく、BiPはin vitroでヒト末梢血中の単球からの抗炎症性サイトカインであるIL-10の大量分泌を引き起こすことが明らかになっているので、IL-10抗体の同時投与によりBiPの効果が抑制されるかどうかを検討した。SCID-HuRAgマウスの作成は、既報に従い行った。RA患者滑膜組織を移植4週間経過後、BiPを静脈注射により投与した。IL-10抗体の投与はBiPの投与直前と48時間後、96時間後の3回行い、BiP投与後8日で移植組織を摘出した。摘出した移植組織の重量を測定し、摘出したヒトRA滑膜組織は4%パラフォルムアルデヒドにより固定し、パラフィン切片または凍結切片を作成した。パラフィン切片標本はHE染色後、病理評価を行った。摘出した移植組織の一部はウェスタンブロッティング又はRT-PCRによる各種サイトカインの検出用に凍結保存した。また、移植組織摘出時にSCID-HuRAgマウスより採血し、血清中のヒト型IL-10, IL-6をELISA法により測定した。その結果、前回と同様血清中にIL-10の分泌量増加は見られなかったが、IL-6についてはBiP+IL-10抗体投与群に比べてBiP投与群ではその分泌を抑制する傾向が見られた。以上の結果より、BiPはRA滑膜細胞増殖能に対する抑制効果を示し、その作用機序としてRA滑膜組織中のT細胞によるIL-10の分泌を介したものであることが示唆された。本年度はこれらの結果をさらに詳細に検討し、データの統計処理を行い、論文作成を行った。現在、投稿中である。
深紫外表面プラズモン共鳴による逆光電子分光の信号増強

昨年度までに、低エネルギー逆光電子分光法(LEIPS)に、真空蒸着法で作製した銀ナノ粒子を組み合わせることで、代表的な有機半導体である銅フタロシアニンからの信号強度を5倍に増強することに成功した。2018年度は、この成果を踏まえて、以下の課題に取り組んだ。(1)ステップ電圧印加による電解銀析出法により作製した銀ナノ粒子これまでは、真空蒸着法で作製した銀ナノ粒子を利用してきた。ナノ粒子の直径は20-200 nmと分布が広く、また形状も一定ではなかった。このため、形状・粒径とプラズモン共鳴波長の関係など、定量的な解析が困難であった。そこで、ステップ電圧印加による電解銀析出法により粒径が約20 nmにそろった球状の銀ナノ粒子を作製した。LEIPSを260 nm525 nmの範囲で測定波長を変えながら測定したところ、387 nmで増強度が最大となり、消光スペクトルともよい相関がえられた。次に、銅フタロシアニンを蒸着し、増強を試みた。434 nmで銀ナノ粒子がない場合の2倍の信号強度が得られた。さらに、銅フタロシアニンの膜厚を変えながら信号増強度を観測することにより、この銀ナノ粒子によるSPRの侵入長を見積もった。侵入長は、2.6 nm程度であり、膜厚が1 nm以下では消光することが分かった。(2)回折格子によるアルミニウムによる深紫外域表面プラズモン共鳴最もよく用いるLEIPSの測定波長は250300 nmである。この深紫外域ではアルミニウムのSPRが有効であるが、ナノ粒子の生成が難しい。そこで、回折格子を用いた伝搬型SPRに注目した。350 nmのピッチの回折格子にアルミニウムを蒸着し、LEIPSを光検出角度55°で測定したところ、波長193 nmで120%の増強を観測した。現在、増強度を高めるため、回折格子のピッチやアルミニウムの膜厚などの条件検討を進めている。逆光電子分光法は、試料に電子線を照射し、この電子が試料の空準位に緩和する際の発光を観測することで、空準位状態密度や電子親和力などを直接的に観測する実験手法である。光電子分光法の逆過程とみなされることが多いが、信号強度は光電子分光にくらべて3桁から5桁も低いため、適用範囲が限られる。この信号強度を増強するのに金属のプラズモン共鳴を利用しようというのが本研究である。これまでの逆光電子分光法では、金属のプラズモン共鳴波長よりも短い真空紫外光(波長130 nm程度)を検出するため、信号増強は不可能であった。研究代表者が2012年に開発した低エネルギー逆光電子分光法では、近紫外から可視光(200400 nm)を検出するため、初めてプラズモン共鳴による信号増強が期待できるようになった。本研究では、さらに、プラズモン共鳴による増強効果を活用するために、電子線のエネルギーを掃引しながら一定波長の光を測定するisochromat modeにより測定を行う。また、今年度は作製が容易とされる銀ナノ粒子の局在プラズモン共鳴を利用した。まず、既存の真空装置を活用して、金属蒸着装置を製作した。これを用いて、銀ナノ粒子の作製を試みた。基板には、シリコン自然酸化膜、石英ガラス、ITOガラスなどを用いて、膜厚や蒸着速度を系統的に変えながら、銀を蒸着した。一方、古い紫外ー可視分光光度計を整備しプラズモンによる光吸収を確認した。これにより、プラズモンによる吸収が350 nm400 nm付近に観測された。一方、別に行った原子間力顕微鏡による観測では、平均膜厚に応じて粒径20 nm170 nmのナノ粒子ができていることが確認された。このようにして作製した銀ナノ粒子について、測定波長を変えながら低エネルギー逆光電子分光を測定した。その結果、波長が350 nm付近で最大5倍程度の信号の増大が観測された。当初は、深紫外光に対して大きな増強効果が期待できるアルミニウムのナノ粒子の作製を試みる予定であった。蒸着装置や紫外ー可視分光光度計の整備に予想以上の時間を要したこと、また大気中でも安定で作製の容易な銀の蒸着膜についてテストを進めたところ、良好なナノ粒子が得られたため、銀ナノ粒子について研究を進め、一定の成果を得た。本研究は逆光電子分光法の信号強度を金属の表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて増強することを目指している。2016年度には、真空蒸着法で作製した銀ナノ粒子についてLEIPSを測定し、検出波長350 nmで5倍の増強度を得た。これを踏まえて行った2017年度の主な研究成果は以下の通りである。(1)増強度について定量的なデータを得ることで、信号増強がSPRによるものであることを確認した。まず、積分球を用いてナノ粒子の光吸収と反射を測定し、SPRによる消光スペクトルを求めた。一方、測定波長を260 nm525 nmの範囲の7波長でLEIPSを測定し、信号強度の波長依存性を求めた。これらがよく一致することから、LEIPSの信号増強がSPRによるものであることを確かめた。(2)銀ナノ粒子のSPRを用いて有機半導体のLEIPS強度の増強に成功した。本研究の最終目標は、有機半導体や表面に吸着した有機分子、生体関連物質などの高感度LEIPS測定である。

このようなことから、銀ナノ粒子に典型的な有機半導体である銅フタロシアニンを吸着させ、LEIPS信号強度の増強を試みた。この結果、検出波長434 nmで5倍の増強を観測した。銀ナノ粒子の場合と同様に、消光スペクトルとLEIPS信号強度の波長依存性が一致することから、この信号増強がSPRによるものであることを確認した。さらに、銅フタロシアニン層の厚さを変えながら増強度を測定し、SPR伝搬距離を10 nmと求めた。これらの結果は、SPRにより有機半導体などの逆光電子分光の信号強度の増強が可能であることを示す初めての実験データである。また、SPRによるLEIPS信号強度増強の研究手法を確立することができた。本研究で、目的としていたSPRによる有機半導体のLEIPS信号強度の増強に初めて成功したことは大きな成果である。また、LEIPS信号強度の波長依存性や膜厚依存性を定量的に測定することが可能になり、SPR増強メカニズムなどの詳細な議論が可能になってきた。これにより、本研究の手法も確立したといえる。今後、この研究手法を発展させていくことで、当初の目標達成が見えてきた。昨年度までに、低エネルギー逆光電子分光法(LEIPS)に、真空蒸着法で作製した銀ナノ粒子を組み合わせることで、代表的な有機半導体である銅フタロシアニンからの信号強度を5倍に増強することに成功した。2018年度は、この成果を踏まえて、以下の課題に取り組んだ。(1)ステップ電圧印加による電解銀析出法により作製した銀ナノ粒子これまでは、真空蒸着法で作製した銀ナノ粒子を利用してきた。ナノ粒子の直径は20-200 nmと分布が広く、また形状も一定ではなかった。このため、形状・粒径とプラズモン共鳴波長の関係など、定量的な解析が困難であった。そこで、ステップ電圧印加による電解銀析出法により粒径が約20 nmにそろった球状の銀ナノ粒子を作製した。LEIPSを260 nm525 nmの範囲で測定波長を変えながら測定したところ、387 nmで増強度が最大となり、消光スペクトルともよい相関がえられた。次に、銅フタロシアニンを蒸着し、増強を試みた。434 nmで銀ナノ粒子がない場合の2倍の信号強度が得られた。さらに、銅フタロシアニンの膜厚を変えながら信号増強度を観測することにより、この銀ナノ粒子によるSPRの侵入長を見積もった。侵入長は、2.6 nm程度であり、膜厚が1 nm以下では消光することが分かった。(2)回折格子によるアルミニウムによる深紫外域表面プラズモン共鳴最もよく用いるLEIPSの測定波長は250300 nmである。この深紫外域ではアルミニウムのSPRが有効であるが、ナノ粒子の生成が難しい。そこで、回折格子を用いた伝搬型SPRに注目した。350 nmのピッチの回折格子にアルミニウムを蒸着し、LEIPSを光検出角度55°で測定したところ、波長193 nmで120%の増強を観測した。現在、増強度を高めるため、回折格子のピッチやアルミニウムの膜厚などの条件検討を進めている。目標達成のため、以下の3つの方向を並行して進めていく。(1)蛍光やラマンなどの信号強度の増強例から考えて、少なくとも10倍程度の増強は見込める。今後、銀ナノ粒子について、より大きな増強効果が得られるように、ナノ粒子の作製法を検討していく。(2)有機分子をナノ粒子に付着させ、有機分子からの信号の増強を試みる。
発達ステージにおける中間周波電磁界曝露による生体影響評価

家庭用IH調理機器が普及する中、その使用における電磁界曝露の生体影響を懸念する声がある。ここでは、Merritt type coilを用いた成獣マウスあるいは妊娠マウスへの電磁界曝露を行い、種々の生体影響評価を行った。その結果、国際非電離放射線防護委員会が定める国際ガイドラインを越える磁界強度で電磁界曝露を行った際に、何らかの中枢神経系へのリバーシブルな刺激作用を有する可能性が示唆されたが、器質的な変化は観察されなかった。電磁界曝露による生体影響については,社会的にも関心が高く懸念を抱く人も多い。最近では、家庭内においてIHクッキングとして電磁誘導を利用した調理器具が普及してきている。IH調理器の利用においては、年齢層の幅広い人の利用、中でも妊娠女性が機器と面した場所での利用などが有り心配されている。WHOの環境保健クライテリアにおいても、研究の推進がうたわれている。我々は、これまでに共同研究にて、低濃度化学物質をマウスに曝露した際の神経・免疫・内分泌ネットワークへの影響評価を幅広く進めてきており,妊娠時の胎児から成獣まで種々のタイミングで曝露を行い各発達ステージでの感受性の相違などについても検討してきた。これらの経験を生かし、まずはIH調理器に相当する中間周波電磁界の曝露装置を作成し、曝露中の温度管理、曝露強度評価など物理的な環境整備が予定通り実施できた。初年度は、主に成獣マウスを用いた実験に実施したところ、電磁界曝露時の拘束ストレスによると思われる体重増加の抑制などがsham exposure群で認められたが、電磁界ばく露の影響は認められなかった。なお、中枢神経系の影響評価に関しては、東日本大震災の影響による停電でサンプルが解析不能となったため、2年目に再度実験を予定する。あわせて、アッセイ系の確立を目指し、実施していたPig-A遺伝子座突然変異検出系は、陽性コントロールとしての放射線照射の系において予定通り確立することが出来た。2年目以降は主に妊娠時マウスに電磁界曝露を実施し、生まれてきた仔マウスに対する影響評価を検討していく予定である。IHクッキングとして電磁誘導を利用した調理器具が普及してきている。申請者らは、低濃度化学物質をマウスに曝露した際の神経・免疫・内分泌ネットワークへの影響評価を幅広く進めてきた経験を生かし、IH調理器に相当する中間周波電磁界の曝露装置を作成し、生体影響評価について系統的に実施した。本研究においては、IH調理器に使用される周波数20kHz前後の変動磁界の曝露を行った。全身曝露装置にはMerritt type coilを使用し1辺約30cm四方の空間において均一な磁界曝露ができる環境を設けた曝露装置を初年度に準備した。ICNIPR国際非電離放射線防護委員会によるガイドライン値の数十倍から百倍のレベルである14mTまでの曝露が可能である。磁界発生においては、同時に発熱などが想定されたので、工学系の専門家の設計のもとでこれらをコントロールし交絡要因を排除し曝露した。成獣C57BLマウスを用いて21kHz,3.8mT磁界を1日1時間、2週間にわたって全身曝露実験を実施した結果、中枢神経系への影響評価として、神経の成長・分化にかかわる神経栄養因子(NGF)、海馬における記憶に関連する遺伝子群であるNMDA受容体NR1,NR2AのmRNAの発現が、磁場曝露以外は同様な処理を行ったSham曝露群とは有意でないものの、無処置コントロールマウスより有意に、増加した。また一週間のリカバリー期間をおくとコントロールレベルに復した。磁界曝露が、何らかの中枢神経系へのリバーシブルな刺激作用を有する可能性が示唆されたが、今後詳細な検討が必要である。本年度研究においては、IH調理器に使用される周波数20kHz前後の磁界の曝露を行った。

昨年度までに引き続き、妊娠C57BLマウスを用いて21kHz, 3.8mT磁界を1日1時間、妊娠7日目から10日間にわたって、さらに仔マウスの一部にも離乳後の4週齢から7週齢までの全身曝露実験を実施した。アッセイは胎児期曝露のみの3週齢時、および離乳後の曝露を含む7週齢時に行った。中枢神経系への影響評価として、海馬における記憶に関連する遺伝子群であるNMDA受容体などのいくつかのmRNAの発現が、3週齢時ではほとんど変化を認めなかったが、7週齢時においてはコントロール群に比し曝露群で有意に増加した。また最終曝露翌日解剖し1日のリカバリー期間をおくとコントロールレベルに復した。磁界曝露が、何らかの中枢神経系へのリバーシブルな刺激作用を有する可能性が示唆されたが、今後詳細な検討が必要である。今年度の実験において、変異原性試験においては、特定遺伝子座のPig-A遺伝子の突然変異を検出する系を確立し,陽性コントロールとして電離放射線誘発の突然変異は検出されたが、電磁界曝露では変異の増加は認めなかった。これらの結果も含め、ほぼ順調に進展したといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。12年度は、曝露系・アッセイ系の確立を行い成獣マウスを用いた曝露実験を実施した。最終年度は、全身曝露実験の繰り返しに加え、妊娠マウス曝露により生まれてきた仔マウスに対する影響評価を検討していく予定である。
皮質性視覚障害を伴う重症心身障害児の視覚評価と治療効果に関する研究

目的:皮質性視覚障害(Cortical visual impairment:CVI)を呈する重症心身障害児・者(以下、重症児・者)の視覚評価方法を確立し、リハビリテーションの手法を導くこと。方法:日常的には視覚をほとんど用いていないとされているCVIを呈する重症児・者9例(435歳:平均年齢13.8歳)に対して、各空間周波数(0.125,0.25,0.5,1,2,4 cycles/deg)ごとのコントラスト感度をOKN(optokinetic nystagmus)法と一窓式TAC(Teller Acuity Cards)法を用いて測定した。OKN法は、視察法とENG(electronystagmography)による記録の2種類の方法によって施行した。また、OKN法の妥当性を検討するために3例に同様の刺激に対する瞳孔近見反応による測定を試みた。結果:OKN法は8例で測定可能であったが、一窓式TAC法は一例のみ可能であった。ほとんどの症例において、コントラスト感度曲線は低空間周波数領域と高空間周波数領域で低下を示し、中等度空間周波数領域では比較的良好であった。また、ほとんどの例で視察法とENGによる記録では、後者の方がより高い感度を示していた。さらに、OKN法による結果は、瞳孔近見反応の結果ともほぼ一致していた。考察:OKN法によるコントラスト感度の測定は、9例中8例に施行でき、これらの重症児・者に視覚能力が存在することが確かめられた。視覚のリハビリテーションでは、コントラスト感度の測定結果から高い感度を示した特定の周波数成分を豊富に含む刺激を用いることによって、CVI児にとって見やすい刺激環境を提供することができると考えられた。皮質性視覚障害(Cortical Visual Impaiment:以下CVI)を伴う重症心身障害児(以下、重症児)10例20眼に対して、その残存視覚能力を詳細に評価するために正弦波縞パターンを用いたコントラスト感度の測定を行った。コントロール群として明らかな視覚障害を示さない重症児10例20眼と健常コントロール20例40眼が参加した。CVIの診断基準については、1,画像診断により外側膝状体から一次視覚野に至る損傷が確認されること、2,瞳孔反応(対光反射)が出現すること、3,眼科的異常が無い若しくは極めて軽度であること、4,両側性の一時的でない視覚障害を有していること、とした。刺激装置にはCambridge Research System Ltd製VSG2/3を、呈示モニターにはSONY製21型マルチスキャンディスプレイ(CPD-21GS2)を用いた。モニターに呈示された各空間周波数(0.5,1,2,4,8 c/deg)の正弦波縞パターンを横方向に移動させながら段階的にコントラストを変化させた。EOGを測定することによってOKN(optokinetic nystagmus)が認められるかどうかによってその正弦波縞パターンが見えているかどうかを判断した。安定した測定環境を得るために暗幕によって覆われたテントの中で測定を行った。その他の情報として、被験者の日常的な視覚能力を評価するためにKatsumiらによるVisualAbility Score(VAS)を用い、また発達レベルを評価するために津守式乳幼児精神発達質問紙やBirchらのスキルに関する評価表を用いた。これらの検査から得られた評価を基にリハビリテーションを実施し、効果についても険討してゆきたい。