hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心血管病予防に向けた摂取栄養素とアディポサイトカインに基づく効果的栄養指導の確立

本研究成果は脂質の質や腸内細菌叢を標的とした心血管病リスク低減のための効果的な栄養指導指針確立に貢献できると考えられる。1、2014年4月時点で肥満症・糖尿病の多施設前向きコホート登録数が目標例数・1000例を超え、1334例に達し大規模データベース構築に成功している。また、研究計画にあった評価項目の検討も順調である。また、追跡調査においても80%前後の追跡率を維持し、5年追跡症例数も650例に達している。5年間での脳心血管イベント発症は29例確認している。また、コホート研究の主要観察項目の1つである簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)についても調査・回収が順調に進行しており、データ化の完了次第解析可能な段階に達している。2、エクオールの臨床試験においても、クロスオーバー試験が完了しており、エクオール投与による代謝マーカーの変化、動脈硬化指標の改善を確認し、さらに単球中の炎症性M1/抗炎症性M2マーカーとの関連解析も完了し、エクオールによるCVDリスク改善効果を示唆する結果を得ている。以上より、次年度の研究計画へ勧めていく事が可能であり、また最終目的でもある各栄養素のCVDリスク改善作用・遺伝素因・ストレス・腸内細菌の影響を踏まえた、CVD発症予防の為の効果的なオーダーメイド栄養指導プログラムの確立を行うためのデータの集積が十丁に行われているものと考えられる。肥満症I.肥満・MetSにおける臨床研究:平成26年度に得られた結果を基にして、長期的な縦断研究・介入研究を行う。さらに各効果の機序解明の為に基礎実験も施行する。具体的には1)各脂肪酸の食事負荷による検討:肥満・糖尿病患者に脂肪酸組成の異なる食事を摂取させ、血中脂肪酸24分画の変化を測定し、MetS・CVDリスク・動脈硬化への影響を検討する。2) EPA投与によるCVDリスク改善作用と作用機序の解明:肥満合併脂質異常症においてEPA 1.8g/日投与し、長期的なCVDリスクや単球・マクロファージ機能(接着能/遊走能、質的変化・M1/M2比)の変化を検討する。3)各脂肪酸の効果に対する遺伝素因の影響:脂肪酸の標的分子と想定される核内受容体・GPCR, TLR遺伝子や肥満・リポ蛋白関連SNPsを解析し、各SNPs別に各脂肪酸の効果の違いを検討する。4)肥満者への低脂肪食と低炭水化物食負荷による糖脂質代謝含めたCVDリスク指標への影響の違いを検討する。II.摂取栄養素とアディポサイトカインに基づく肥満・MetSのオーダーメイド栄養指導の確立:上記の成績より、摂取栄養素率、脂肪酸、エクオールの有無、アディポサイトカイン値や遺伝素因に応じた各肥満・MetSのCVD予防の為のオーダーメイド治療プログラムを数パターン考案し、その方法に基づいた指導を行い、その効果の違いを半年後にCVDリスク指標の変化により判定し、CVD予防の為の至適指導指針を確立する。III.肥満・糖尿病モデルマウスや脂肪細胞・単球細胞THP-1を用いて、上記の栄養素について基礎検討する。肥満・糖尿病マウスにおいて、各摂取栄養素や低脂肪・低炭水化物食の投与を行い、糖脂質代謝やアディポサイトカインなどCVDリスク改善効果や腸内細菌叢への影響の違いを比較検討する。以上より、各栄養素のCVDリスク改善作用・遺伝素因・ストレス・腸内細菌の影響を踏まえた、CVD発症予防の為の効果的なオーダーメイド栄養指導プログラムの確立を目指す。平成26年度中に実施を予定していた研究計画のうち、一部の生理活性物質の測定が期間内に終了しなかったため、当該計画の実施に必要な経費を次年度使用分とした。以下の計画に基づいて研究費を使用し次年度研究計画を推進する。
イオンチャンネルバイオセンサーの単一神経細胞解析への応用

プレーナー型パッチクランプ技術を単一神経細胞の機能解析に応用する目的で、要素技術開発を進めた。培養型のプレーナー型素子を開発しホールセルモードでのリガンド刺激電流の観測、高効率光感受性イオンチャンネルをHEK293に遺伝子導入しクローニングを達成、神経細胞ネットワークを形成しChR2の遺伝子導入技術を確立、高嘆声電極を開発、レーザー光刺激による活動電位発生技術を開発、と必要な要素技術をすべて達成。これまで研究代表者のグループで開発したイオンチャンネルバイオセンサーにおいて、素子内で神経細胞ネットワークを培養し形成する技術を開発し、従来からの膜電位観測に加え、これまでになされたことのないイオンチャンネルによる神経伝達物質観測を加え、神経細胞の機能の解析を行う。特に生体系の場合新陳代謝や成長という回路構成の時々刻々の変化がある点がSi電子回路系との大きな違いで、このような構造と機能の経時変化の観測に着目して研究を行う。さらに、開発した素子の神経変性疾患機構解明、や創薬への応用を目指す。小型、超寿命な神経細胞ネットワーク解析素子の開発をめざして、平成19年度は以下の研究をすすめ、成果を達成した。1)培養型プレーナーイオンチャンネルバイオセンサーの開発に成功。プレーナー型イオンチャンネルバイオセンサーは、小型化が困難、多点同時計測が困難などのピペットパッチクランプの問題点を解決する素子として欧米で活発な研究が展開されている。本提案代表者のグループでも18年度に開発に成功したが、動作寿命が短い(30分)、動作が不安定、などの問題があることが判明した。この問題を解決するものとして、19年度において、細胞培養機能を素子に付与し、この問題を解決することを提案し、その開発に成功した。SiのS0I其板を用いることで低雑音素子とし、其板表面を細胞外マトリックスの一種であるフィブロネクチンをコートし、TRPV1チャンネルを発現したHEK293細胞を微細貫通孔に設置した構成で細胞培養に成功した。この状態でカプサイシンをリガンドとして添加し、リガンドゲート型のホールセル電流を良好なS/Nで検出できることを確認した。Analitical and BioanalyticalChemistry誌に論文として投稿した。2)ホトリソグラフィでレジストパタンを形成しPDMSに転写する方法でマイクロ流路を形成する技術を開発し、流路内でPC12細胞を培養することに成功した。また、PDMSは弾性材料であるため、機械加工による微細加工ができない。このような加工技術が開発されると多様なマイクロ流路を作ることが可能となり、高機能イオンチャンネルセンサーの開発に応用できる。本研究では、放射光エッチングによるPDMSの微細加工を試み、XeF_2ガス存在下で、PDMSが十分実用となる早さでエッチングできることを初めて確認した。3)パッチクランプ増幅器のSi集積回路設計に着手した。1.平成19年度に開発した培養型プレーナーイオンチャンネルバイオセンサーについて、雑音基本特性を解析し、細胞と基板との間隙を流れる1/f特性を持つ過剰電流雑音が大きく影響することを明らかにした。2.培養型プレーナーイオンチャンネルバイオセンサーの技術的課題は、直径12μmの基板の微細貫通孔のところに細胞を設置することであったが,マイクロコンタクトプリンテイング技術を開発し、これにより細胞外マトリックスを貫通孔の周辺に所定の形状で印刷することにより,細胞を高い確率で孔の位置に誘導することに成功した。3.多点測定に有利でかつ神経細胞の軸索や樹状突起の伸長方向に制約を加えない細胞体の位置決めのできるマイクロ流路素子をモールド法と放射光エッチングでPDMSを材料として作製した。4.ワークステーションなどSi集積回路設計に必要な装置について準備を進めた。1.高性能神経細胞ネットワーク素子の開発1-1.グリア細胞の制御:単一チャンネルSi基板素子内でマウス大脳皮質初代培養細胞のネットワーク形成を行ない,神経細胞とグリア細胞の存在比を制御して培養することに成功した(図1)。この技術は,光受容体チャンネルChR2の遺伝子導入や、シナプスの成熟化に今後必要となる技術である。また、グリア細胞を制御することにより、シンドビスウイルスをベクターとするChR2の素子内での遺伝子導入に成功した1-2,長期計測の可能性の実証:培養型プレーナーパッチクランプ素子は長時間培養ができること、および、平面型であるので液交換が容易であることから,長時間の経過観察が可能である。痛みや温度に感応してチャンネルを開くイオンチャンネルTRPV1を発現したHEK293細胞を用い、カプサイシン刺激によるチャンネル電流応答の長時間経過観察をし、その有用性を実証した。発表論文を執筆中1-3素子応探索としてアルツハイマー病発症原因の研究:GM1/SM/Cho1脂質二重膜表面でのAβ凝集反応を調べ、GM1分子のヘッドグループが折れ曲がってシアル酸基が表面に現れると凝集反応が大幅に加速されることを発見し解明し。これらの解析を通して,アルツハアイマー病の機構解明には,細胞核関連の反応解析が重要であるとの認識を一層強め、素子の応用実験の方向がより明確となった。培養型プレーナーパッチクランプ技術を基盤とする、世界初の神経細胞ネットワーク素子の製作と応用を目指して進めた。

最終年度として"素子の実用化"実現に必要な技術課題の解決に重点を置き、安定電極の開発、マイクロ流路による細胞配列制御技術開発、多チャンネル化技術開発、電流計測用集積電子回路開発、高効率光感受性イオンチャンネルの開発、レーザー励起による活動電位発生技術開発を重点的に進めた。特に、(1)従来パッチクランプ電流計測の成功確率を落としている原因が、電極が励起光に応答することおよび電極と計測溶液との界面電位変動にあることを見いだしこの問題を解決した電極として、ソルトブリッジ型のAgCl/Ag電極の開発に成功した。また、(2)マイクロ流路技術について、両面ホットエンボスに必要な電鋳モールド製作と、その後のDeep Xray Lithography (DXL)のによる微細貫通孔形成に必要な高精度X線露光マスクの製作に見通しを得、実際マイクロ流路構造によりセンサーの微細貫通孔部に細胞を設置し、レーザ励起によりチャンネル電流を計測することに成功した。また、(3)HEK293細胞に高効率光受容体チャンネルを遺伝子導入しクローニングすることに成功した。さらに(4)ChR2を発現したC2C12細胞を用いレーザー励起による活動電位の発生に成功した。これにより、プレーナーパッチクランプ法により単一神経細胞機能解析素子を製作するに必要な要素技術をすべて開発することを達成した。
高齢者施設を利用する高齢者の足爪ケアアセスメントツールの開発

高齢者の寝たきり予防のためのフットケアは重要視されている。しかし、自立度が低い高齢者の場合、足爪は変形を起こしやすく、歩行困難な高齢者の爪変形の予防は極めて困難である。また伸びた足爪が寝衣・寝具に引っ掛かり剥離や出血等の損傷を起こす危険がある。足爪ケアは、主に看護・介護職が実施しているが、足爪ケア時の爪損傷やほかの外傷を発生する危険も伴い、ケアは敬遠されがちである。そこで、日常生活自立度の低い高齢者の足爪の形態的特徴を質的記述的に明らかにし、安全に足爪ケアを提供するために、足爪ケアのアセスメントツールを開発することは意義がある。平成30年度は、[足趾・足爪・足部の実態調査]と[足爪ケアの参加観察・面接]に着手した。[足趾・足爪・足部の実態調査]について、高齢者施設において足趾・足爪・足部の実態を明らかにするため、対象の観察および撮影した写真から足趾・足爪を質的スケッチ技法にて言語化に取り組んだ。現在、明らかになっているのは、日常生活自立度の低い高齢者では、第1趾の足爪と、第24趾の足爪の特徴は異なるということである。これらの点について、皮膚科医にスーパーバイズを受け、質的スケッチ技法の言語化に反映させた。現在のところ明らかになている実態を、学術集会にて報告する予定(2019年5月)である。また、足爪が伸びたまま放置されていることが非常に多く、爪切りをいつ実施したのかも記録がない状況で、施設職員が非常に困っていることがわかった。そのため、足部・足爪の調査だけではなく、調査後に足爪ケアの実施が必要であることがわかった。また、対象の大半が認知症であるため、観察するまでに施設職員の協力を得ながら時間を要することが多いことがわかった。[足爪ケアの参加観察・面接]については、足爪等の実態調査を優先していたために、参加観察のみで、面接はまだ実施できていない。初年度は、[足趾・足爪・足部の実態調査]と[足爪ケアの参加観察・面接]をに着手した。[足趾・足爪・足部の実態調査]を実施するにあたり、対象リクルートに時間を要すること、および、質的スケッチ技法による言語化に時間を要するために、対象数を増やせていないことである。[足爪ケアの参加観察・面接]については、参加観察は可能であるが、施設職員への面接については、日程調整が困難で実施できていない。2019年度は、[足趾・足爪・足部の実態調査]と[足爪ケアの参加観察・面接]の対象者数を増やせるよう、対象施設管理者と日程調整しすすめていく。特に、高齢者の対象をリクルートするために、施設入所時に研究同意が得られるよう調整の予定である。[足趾・足爪・足部の実態調査]の質的記述についてのスーパーバイズをうけ、足趾・足爪・足部の特徴を自立度別に検討していく。これらの検討結果から、安全に足爪ケアを提供してよい足爪のパターンを見出す。

[足爪ケアの参加観察・面接]については、参加観察は可能であるが、施設職員への面接については、日程調整が困難で実施できていない。2019年度は、[足趾・足爪・足部の実態調査]と[足爪ケアの参加観察・面接]の対象者数を増やせるよう、対象施設管理者と日程調整しすすめていく。特に、高齢者の対象をリクルートするために、施設入所時に研究同意が得られるよう調整の予定である。[足趾・足爪・足部の実態調査]の質的記述についてのスーパーバイズをうけ、足趾・足爪・足部の特徴を自立度別に検討していく。これらの検討結果から、安全に足爪ケアを提供してよい足爪のパターンを見出す。参加予定であった学術集会での旅費が、予定よりも安価となったこと、謝金の発生がほぼなかったため。
先天性心疾患モデルラット全胚培養による冠動脈奇形発生と心筋細胞成長障害の機序解明

(1)妊娠10.5日のWistar系母ラットを屠殺し全胚培養を開始し、実体顕微鏡下で経時的に観察し心膜の発生時期を確認した。培養開始12時間(胎生11日相当)から横中隔(transverse septum、横隔膜の原基)よりシート状の心膜が出現し心臓を覆い始めるのが観察された。培養開始36時間(胎生12日相当)後に心臓はほぼ完全に心膜で覆われ、その後、心膜と心臓が時間とともに接近していった。心筋では肉柱の発達が目立ってくるが、心筋層の厚さには大きな変化はみられなかった。(2)妊娠10.5日のWistar系母ラットにビスダイアミン200mgを胃ゾンデにて注入、投与終了後3時間後に屠殺して全胚培養を開始した。この胚では心膜の出現が遅く、さらに培養開始後36時間でも心臓は心膜で完全に覆われず、最終的に一部欠損しているのがみられた。その後の観察では、心膜で覆われた部位でも心膜と心筋の接近が確認できなかった。また、これらの心臓では心室や流出路の拡大を伴っていた。肉柱の発達や心筋層の厚さはコントロールと明らかな差を認めなかった。(3)妊娠10.5日のWistar系母ラットにビスダイアミン200mgを胃ゾンデにて投与し、冠循環が始まる妊娠14.5日から17.5日に母ラットを屠殺して胎仔を摘出した。また摘出1時間前に母ラットにBrdUを腹腔内投与し胎仔心のDNA合成を観察した。この結果、ビスダイアミンを投与しないコントロールにおいて妊娠15.5日頃から肉柱領域に比して心室壁でのBrdUの取り込みの増加が認められたのに対して、ビスダイアミン投与群では心筋の菲薄化が著しく、心筋壁でのBrdUの取り込みの減少が認められた。以上の結果から、ビスダイアミンは心膜の発生とその心筋への接近を遅らせて冠循環の成立が遅延し、冠循環で栄養されるべき心筋細胞も発達しないことが示唆された。(1)妊娠10.5日のWistar系母ラットを屠殺しNew(1973)の方法により全胚培養を開始した。培養胚を実体顕微鏡下で経時的に観察し心膜の発生時期を確認した。培養開始12時間(胎生11日に相当)から横中隔(transverse septum、横隔膜の原基)よりシート状の心膜が出現し心臓を覆い始めるのが観察された。培養開始36時間(胎生12日に相当)後に心臓はほぼ完全に心膜で覆われ、その後、心膜と心臓が時間とともに接近していった。この間に、心臓ではループ形成が行われ、動脈幹、心球部、心室、心房の各部位の分化が鮮明となり、動脈幹中隔、心室中隔と心房一次中隔の出現が観察された。心筋では肉柱の発達が目立ってくるが、心筋層の厚さに大きな変化はみられなかった。(2)妊娠10.5日のWistar系母ラットにビスダイアミン200mgを胃ゾンデにて注入、投与終了3時間後に屠殺し、(1)と同様の方法で全胚培養を開始した。この胚では心膜の出現が遅く、さらに培養開始36時間後でも心臓は心膜で完全に覆われず、最終的に一部欠損しているのがみられた。

また、これらの心臓では心室や流出路の拡大を伴っていた。肉柱の発達や心筋層の厚さはコントロールと明らかな差を認めなかった。(3)培養開始36時間の心臓において、血管内皮誘導因子(V-CAM)および細胞の形態変化を誘導する因子(テネイシンX、bFGF)の発現はビスダイアミン投与胚で心膜と心筋との空間に強く発現していた。これは、心膜と心筋の接近を促進し、冠血管形成を促すための代償的な反応と考えられた。以上の結果から、ビスダイアミンは心膜の発生や心筋への接近を遅らせ、冠血管の形成を障害することが示唆された。次年度は、冠血管形成の遅れが冠循環や心筋の生長に与える影響について検討したい。(1)妊娠10.5日のWistar系母ラットにビスダイアミン200mgを胃ゾンデにて投与し、冠循環が始まる妊娠14.5日から妊娠17.5日に母ラットを屠殺し胎仔を摘出した。また摘出1時間前に母ラットにBrdUを腹腔内投与し胎仔心のDNA合成を観察した。この結果、ビスダイアミンを投与しないコントロールにおいては妊娠15.5日胚頃から肉柱領域に比して心室壁でのBrdUの取り込みの増加がみられたのに対してビスダイアミン投与群では心筋の非薄化が著しく、心室壁でのBrdUの取り込みの減少が認められた。妊娠16.5日以降でもその傾向が認められた。(2)妊娠9.5日目の妊娠マウスより胎仔を取り出し観察すると、心臓の裏側にあるPEO(proepicardial organ)からシート状の心膜が出現し心臓を覆い始めるのが観察される。これを取り出しゲル上で細胞培養を行うと、血管様の管腔構造を形成した。これによりPEOは管血管の原基となりうることが示唆された。以上のような結果から、ビスダイアミンは神経堤細胞のみならず、心筋の発生を遅らせることが明らかとなった。その原因として、冠血管の原基となる心外膜の発生が遅れることにより冠循環の成立が遅れ、冠循環で栄養されるべき心筋細胞も発達しないことが示唆された。今後、PEOを用いて冠循環発生について発生早期からの成立過程や心筋細胞成長との関連について検討する。また、ビスダイアミンを用いた催奇形モデルにおいて冠動脈奇形の発生機序にっき詳細な検討を行う予定である。
牛クリプトスポリジウム症制圧に向けたリポソームワクチンの開発

本研究は、免疫担当細胞への抗原搬送能に優れるリポソームにpH感受性膜融合能を持たせ、牛クリプトスポリジウム感染症予防に効果的なpH感受性膜融合リポソームワクチンの開発を目指した基礎的研究を目的として行われた。その結果、pH感受性膜融合リポソームは、クリプトスポリジウム抗原に対して高い免疫誘導能を持つことが明らかとなり、牛クリプトスポリジウム症に対するリポソームワクチン開発の可能性が示された。平成19年度においては、pH感受性膜融合リポソームについて検討するとともに、pH感受性膜融合リポソームによる免疫誘導実験を行い、下記の研究成果を得た。(1)pH感受性膜融合リポソームの調整:pH感受性膜融合脂質を新規に開発し、新規pH感受性膜融合脂質を再構成したリポソームの膜融合能を調べた。その結果、新規pH感受性膜融合脂質修飾リポソームは、高い膜融合能を示す事が明らかとなった。さらに、封入マーカーとしてFITC標識卵白アルブミン(FITC-OVA)を封入し、マウス樹状細胞株の細胞質内へのFITC-OVAの導入実験を行った。その結果、新規pH感受性膜融合脂質修飾リポソームは、樹状細胞質内へ効果的に封入抗原(FITC-OVA)を送達出来ることが示された。(2)pH感受性膜融合リポソームによる免疫誘導実験上記で明らかにされた樹状細胞内に抗原を送達できるpH感受性膜融合リポソームに、モデル抗原として卵白アルブミン(OVA)を封入し、免疫用リポソームを作製した。作製した免疫用リポソームをマウスに経鼻投与し、免疫応答について調べた結果、全身のみならず粘膜局所にも免疫を誘導出来る事が示された。また、誘導される免疫応答について解析した結果、液性免疫のみならず細胞性免疫の誘導が確認された。以上の結果から、免疫応答を効率良く誘導できるpH感受性膜融合リポソームワクチンが開発できる可能性が示された。平成20年度においては、pH感受性膜融合リポソームについて検討するとともに、pH感受性膜融合リポソームによる免疫誘導実験を行い、下記の研究成果を得た。(1)pH感受性膜融合リポソームの最適化pH感受性膜融合リポソームに封入された抗原の免疫原性を高めるために、抗原提示細胞内に封入抗原を効率よく搬送できるpH感受性膜融合リポソームの脂質組成の検討を行った。その結果、リポソームの構成脂質として相転移温度の低いリン脂質を用いることによりリポソームの膜融合能が高まり、抗原提示細胞内に封入抗原を効率よく搬送できることが明らかとなった。このことにより、免疫誘導を強く促すことのできるpH感受性膜融合リポソームの最適化が図れた。C. parvum感染牛の糞便からC. parvumオーシストを精製し、凍結融解・超音波処理により免疫用C. parvum不活化・破砕抗原を得た。最適化リポソームに調整されたC. parvum抗原を封入し、マウスに経鼻免疫を行い、全身ならびに粘膜局所に抗C. parvum抗体の誘導を強く促すことができるか検討した。その結果、経鼻免疫後、血清ならびに腸管にC. parvum抗原に対する抗体(IgGならびにIgA抗体)の産生が確認された。以上の結果から、牛クリプトスポリジウム症に対するリポソームワクチン開発の可能性が示された。
生体内組織工学における血管柄付き再生脂肪の研究-1. 再生脂肪細胞の由来を確かめる

マウス鼠径部にチャンバーを取り付け、チャンバー内に再生される組織を検討したが、現時点では組織の形成状況は良好ではなく、改善を重ねる必要がある。一方、ヒト脂肪組織からの体性幹細胞の分離には成功したが、継代培養が困難でチャンバー内に移植することは難しい状況である。更なる研究が必要と考えられた。組織や臓器を研究室や工場の培養室で創り出す組織工学Tissue Engineeringは、すでに培養皮膚や培養軟骨に応用され臨床で患者に使われ始めている。しかしながら、多くの器官や臓器は複数の細胞からなる複雑な構造を持っていることと組織への血行が必要であるため、現在のTissue Engineeringの手法を用いてシャーレの中で作ることはできていない。そのため、組織や臓器を生体内で再生させるin situ Tissue Engineeringの研究も散見される。生体の複雑な構造がいかに形成され維持されているのかは、分子生物学的なメカニズムの解明が行なわれているにも関わらず、依然よくわからないのが現状である。生体が持っている再生と維持のメカニズムを全体として利用して組織を再生させることをめざしているのがin situ Tissue Engineeringである。さらに複雑な構造を持つ組織には血行が必要であるが、再生臓器に血行を付加することは生体内で組織を再生させることが不可欠であると考えられる。脂肪細胞は血行が保持されなければ移植できない組織であることは形成外科的には常識であるが、顔面半萎縮症や乳房切除術後の患者をはじめとして整容的に脂肪移植を必要とすることものは多い。本年度はマウスの大腿にチャンバーを取り付け、チャンバー内に再生される組織を検討した。現時点では組織の形成状況は良好ではなく、改善を重ねる必要がある。一方、患者脂肪細胞からの体性幹細胞の分離には成功した。次年度からは分離された脂肪由来幹細胞を用いて、異所性の骨再生や血管柄付組織再生の実験を行う予定である。マウスの大腿にチャンバーを取り付け、チャンバー内に再生される組織をさらに検討した。一方、患者脂肪細胞からの体性幹細胞の分離には成功したが、継代培養が困難でチャンバー内に移植することは難しい状況である。
地図総描技法の情報可視化への導入に関する研究

地図は,様々な用途のおいて異なる縮尺のものが必要となるが,一般的にその縮尺や用途の違いに応じて,地図要素の配置や表現に転位(移動),簡単化(単純化),集約(併合),取捨選択(省略)なども様々な操作が施される.これらは,地図学において長きに培われきた,地図総描技法として知られている.本研究は,この地図総描技法を情報可視化の視覚表現に適用することで,データの詳細度やユーザの分析意図に応じた対話的な可視化環境を構築する.これは,近年の情報可視化が直面している,計算機環境の高性能化による大規模かつ複雑なデータの処理においても効果的な解決策を提供する.地図は,様々な用途のおいて異なる縮尺のものが必要となるが,一般的にその縮尺や用途の違いに応じて,地図要素の配置や表現に転位(移動),簡単化(単純化),集約(併合),取捨選択(省略)なども様々な操作が施される.これらは,地図学において長きに培われきた,地図総描技法として知られている.本研究は,この地図総描技法を情報可視化の視覚表現に適用することで,データの詳細度やユーザの分析意図に応じた対話的な可視化環境を構築する.これは,近年の情報可視化が直面している,計算機環境の高性能化による大規模かつ複雑なデータの処理においても効果的な解決策を提供する.
高温超伝導体における量子化磁束のダイナミックスと不可逆曲線に関する研究

酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_7において,その不可逆曲線の発現機構を実験的に解明した.微小交流磁界重畳法によって,超伝導体の臨界電流密度とピンニングポテンシャルを同時に測定した.また,各磁界における臨界電流密度の温度依存性から不可逆温度を見積もった.不可逆温度付近では,ピンニングポテンシャルの大きさが,おおよそ量子化磁束の活性化エネルギーk_BTに等しいことを示した.つまり,この温度領域ではピンニングポテンシャルがピンとして働いていないために,臨界電流密度が零になることが明らかとなった.また,ピンニングポテンシャルが大きくなると不可逆曲線が高磁界側に移動することを確かめた.このことは,不可逆曲線が試料の作成条件で変化するものであり,熱力学的相転移によって一意的に決定される境界線でないとを示している.次に,量子化磁束の振る舞いを明らかにするために,Maxwell方程式を数値的に解くことにより,磁化緩和のシミュレーションを行った.この際,磁束クリープにおけるピンニングポテンシャルの電流密度依存性として,U(J)=(U_0/μ)[(J_c/J)μ-1]を採用した.ここで,U_0とJ_cは熱活性を無視した時のピンポテンシャルエネルギーと臨界電流密度である.このピンニングポテンシャルの表式を使って,実験的に観測された磁束クリープの初期過程での非対数的な時間依存性を再現した.さらに,磁化緩和曲線を実験結果と比較することによりμの値を求め,その温度依存性から量子化磁束のダイナミクスのメカニズムについて議論した.その結果,μの値は負を示し,ほとんど温度に依存しなかった.これは,電流が零の極限でvortex-glass状態が実現していないことを示している.酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_7において,その不可逆曲線の発現機構を実験的に解明した.微小交流磁界重畳法によって,超伝導体の臨界電流密度とピンニングポテンシャルを同時に測定した.また,各磁界における臨界電流密度の温度依存性から不可逆温度を見積もった.不可逆温度付近では,ピンニングポテンシャルの大きさが,おおよそ量子化磁束の活性化エネルギーk_BTに等しいことを示した.つまり,この温度領域ではピンニングポテンシャルがピンとして働いていないために,臨界電流密度が零になることが明らかとなった.また,ピンニングポテンシャルが大きくなると不可逆曲線が高磁界側に移動することを確かめた.このことは,不可逆曲線が試料の作成条件で変化するものであり,熱力学的相転移によって一意的に決定される境界線でないとを示している.次に,量子化磁束の振る舞いを明らかにするために,Maxwell方程式を数値的に解くことにより,磁化緩和のシミュレーションを行った.この際,磁束クリープにおけるピンニングポテンシャルの電流密度依存性として,U(J)=(U_0/μ)[(J_c/J)μ-1]を採用した.ここで,U_0とJ_cは熱活性を無視した時のピンポテンシャルエネルギーと臨界電流密度である.このピンニングポテンシャルの表式を使って,実験的に観測された磁束クリープの初期過程での非対数的な時間依存性を再現した.さらに,磁化緩和曲線を実験結果と比較することによりμの値を求め,その温度依存性から量子化磁束のダイナミクスのメカニズムについて議論した.その結果,μの値は負を示し,ほとんど温度に依存しなかった.これは,電流が零の極限でvortex-glass状態が実現していないことを示している.
アダプティブ位相マスクによるナル干渉型ステラコロナグラフの開発

恒星近傍にある暗い系外惑星を観測する方法として、恒星からの光のみを極端に減光するハイコントラスト撮像法がある。このために、望遠鏡焦点面に位相マスクを置き、瞳像内で恒星光を打消し合う(ナル)干渉状態とし、リオストップ(瞳像面絞り)で恒星光を遮断するのが、位相マスク型ステラコロナグラフである。本研究では、副鏡およびスパイダーがあっても恒星光をほぼ完璧に遮光できる位相マスクを開発した。位相マスクの位相分布は、光軸光を瞳の透過部分で零となるように逐次型位相回復アルゴリズムを用いて数値的に求めた。このようにして得られた位相マスクによれば、10桁以上のコントラスト比を達成できることを示した。本研究では、太陽系外惑星を直接検出するナル干渉型ステラコロナグラフにアダプティブ(適応型)位相マスクを導入することを提案し、計算機シミュレーションおよび試作器により、その性能を実証することを目的としている。今まで、ナル干渉型ステラコロナグラフに開発されてきたのは、静的かつ堅牢な位相マスクであった。本研究で目指すのは、観測条件・環境の変化に柔軟に適応でき、かつ、雑音成分に埋もれがちな太陽系外惑星像を明確に検出できるように、アダプティブな位相マスクを考案し装置開発することである。これにより、恒星近傍にあり恒星に比べて極めて暗い地球型惑星をも直接検出できるようにする。アダプティブな位相マスクとすることで、時間的変調も可能となり太陽系外惑星像をスペックル雑音と分離して検出可能となる。本年度においては、アダプティブ位相マスクの設計を行うために、計算機シミュレーションを重点的に行った。位相マスクにおける適切な位相分布を定めるために、瞳面の強度分布から像面での位相再生を行う必要がある。この位相再生にGerchberg-Saxtonのアルゴリズムをベースとして実行したが、未だ所要の成果が得られていない状況である。位相マスク型コロナグラフでは、副鏡やスパイダーの陰が問題となるが、補正板の使用で解決する目途がある程度得られた。補償光学(AO)における波面残差エラーと位相マスクでの位相補正については、連携研究者でAO専門家の北見工大三浦教授と協議を行った。アダプティブな位相マスクは液晶で作製することを想定している。この液晶素子をデザインするにあたっては、計算機シミュレーションの成果を踏まえながら検討を進めている状況にある。このために、望遠鏡焦点面に位相マスクを置き、瞳像内で恒星光を打消し合う干渉状態とし、リオストップで恒星光を遮断するのが、位相マスク型ステラコロナグラフである。望遠鏡焦点面に掩蔽板を置くよりも、優れた消光性能と恒星のより近くにある系外惑星を検出できる能力を有している。位相マスクとしては、4分割型(各象限の位相を0、π、0、πとする)、8分割型、ボルテックス型(φ=2nθ)などが提案されており、これらは円形開口の場合に恒星光を完全に遮光できることが解析的に明らかにされている。しかし、これらの位相マスクは、副鏡やスパイダーを有する通常の望遠鏡の場合には開口が完全な円形とならないために、その消光性能が著しく損なわれてしまう。副鏡やスパイダーの影響を除く方法としては、副鏡の影を除去するような補正光学系の導入、コロナグラフの多段化、入射瞳面にアポダイザーの挿入などがあるが、焦点面に位相マスクを単に置くことよりも煩雑となる。本年度の研究では、副鏡およびスパイダーがあっても恒星光をリオストップでほぼ完璧に遮光できる位相マスクを見い出した。このようにして求められた位相マスクによれば、10桁以上のコントラスト比が得られることを示した。太陽系外惑星を直接検出するために種々のステラコロナグラフが開発され、観測が行われてきている。しかしながら、現在まで直接検出できているのは、恒星から遠く離れた大型の惑星のみである。いわゆる第2の地球を検出できていない。地球型惑星の直接検出を阻む要因としては、ハビタブルゾーンにある系外惑星は恒星から比較的近傍に位置すること、および、恒星に比べて極めて暗い(強度比で10のマイナス10乗程度)ためである。太陽系外惑星の直接検出用に色々なステラコロナグラフが考案されてきたが、地球型惑星を検出する有望な方法として、恒星の光を打消し合う干渉状態とするナル干渉型ステラコロナグラフがある。このナル干渉型ステラコロナグラフは、望遠鏡が完全な円開口で恒星光が波面の乱れなく焦点面においてエアリー回折像を形成する場合、恒星光を完璧にブロックできる。しかし、実観測ではこのような理想的な状況とはならない。本研究では、実観測の状況下で使用できるような位相型マスクコロナグラフの開発を目的とした。本年度の研究においては、望遠鏡に副鏡やスパイダーの影の影響があっても恒星光を十分に消光できる位相マスクの開発をハイブリッド・インプット・アウトプット法を駆使して行った。ハイブリッド・インプット・アウトプット法の適用に当たっては、ヒィードバックコンスタントの取り方が結果に大きく作用することが分かった。得られた位相マスクでは、消光性能が10のマイナス13乗となるものの、かなり複雑なパターンとなっており、液晶などで作製できるかが問題となる。位相マスクの設計に、種々の拘束条件を課する良い方法を見出すのが今後の課題になると思われる。

恒星近傍にある暗い系外惑星を観測する方法として、恒星からの光のみを極端に減光するハイコントラスト撮像法がある。このために、望遠鏡焦点面に位相マスクを置き、瞳像内で恒星光を打消し合う(ナル)干渉状態とし、リオストップ(瞳像面絞り)で恒星光を遮断するのが、位相マスク型ステラコロナグラフである。本研究では、副鏡およびスパイダーがあっても恒星光をほぼ完璧に遮光できる位相マスクを開発した。位相マスクの位相分布は、光軸光を瞳の透過部分で零となるように逐次型位相回復アルゴリズムを用いて数値的に求めた。このようにして得られた位相マスクによれば、10桁以上のコントラスト比を達成できることを示した。昨年度は管理職としての職務が膨大であったため、やや遅れ気味であったが、今年度は特任教授となり、研究に割ける時間が多くなったためである。天文光学今年度の研究により、副鏡やスパイダーの影を有する瞳に適する焦点面位相マスクフィルターを設計できることが判ったが、この位相マスクフィルターは一義的ではない。パラメーターを変えることで多様な解がある。アダプティブな位相マスクとしての特性を出せるように研究を進める。最終年度となるので、研究の取り纏めに向けてインテンシブな研究討議を行う。工学研究院長としての職務が膨大であったため、研究に携わる時間が大幅に限定されたためである。平成26年度以降においては、職階が特任教授となるため、研究に専念できる時間が増える。年度末決済に間に合わなかったため。瞳面強度分布からの像面での位相再生に、Hybrid Input-Outputアルゴリズムの導入を図り、アダプティブ位相マスクの設計に役立てる。市販の液晶空間位相変調器の特性を調べるとともに、シチズンに新たな液晶空間位相変調器開発の可能性について打診する。AOの性能向上については、連携研究者の北見工大三浦教授と協議を重ねていく。光学実験については、連携研究者の村上助教と検討する。また、開発するシステム全体に関しては適宜連携研究者の田村教授と議論する。次年度における物品費、旅費、および謝金に繰り入れて有効に使用する。
高付加価値型歯周炎ワクチン―DNAオリガミとイミダゾキノリンによるIgA誘導―（国際共同研究強化）

本研究課題は、基盤研究B(高付加価値型歯周炎ワクチンーDNAオリガミとイミダゾキノリンによるIgA誘導ー;H27-29)を基課題とした発展課題である。唾液への分泌型IgA分泌またはその産生におけるメカニズムを検討するために, ENUマウスミュータジェネシスを応用することとした。ENUマウスミュータジェネシスの特徴は,既知の情報によらず,フェノタイプ(形質,疾患)と関連する遺伝子を同定することが可能なことである。本課題においては,ENU投与によりランダムに遺伝子変異の導入されたマウス群において,唾液・血清中IgA産生のHigh responder及びLow responderを形質にもつ変異個体を検出し,変異遺伝子(責任遺伝子)の同定を行うことにより,新規の分泌型IgA産生関連遺伝子を検索することとした。これを糸口として,IgA産生と分泌に関連する新たな知見を得るとともに,創薬ターゲットの発見を目指した。H30年度計画は,本研究期間は当初の研究計画を1年延長したものであり,H28-H29の研究成果である,唾液中SIgAに関して高産生フェノタイプをもつ変異体(Yummy)を研究試料として凍結精子を作成し,日本への輸送をおこなうことを主目的とした。並行して共同研究施設においての産仔の交配を実施し,採取したサンプルデータをもとにフェノタイプの確認作業,遺伝子機能についてのコンピュータ解析,機能予測を行った。今後は本遺伝子機能の解析を日本国内で実施し,唾液中の分泌型IgA産生を効果的に誘導することにより,感染症予防や歯周病医薬およびワクチンの開発することを目指した検討を行う。内定年度:2015本研究課題においては、基盤研究B(高付加価値型歯周炎ワクチンーDNAオリガミとイミダゾキノリンによるIgA誘導ー;H27-29)を基課題として発展させるために、ENUマウスミュータジェネシスを応用することとした。本アプローチをとる意義は既知の情報にとらわれずにフェノタイプ解析と関連遺伝子の新規同定を行うことにある。申請時計画として、P. gingivalis口腔感染及びDNAオリガミ体・イミダゾキノリン誘導体の口腔投与によりマウス遺伝子変異体群における唾液・血清中IgA産生のHigh responder及びLow responderの検出を行い、ポジショナルクローニングにより変異遺伝子(責任遺伝子)の同定・解析を行うこととした。これまで渡航後6か月間における研究結果として、約8,000頭のENUミュータントマウスにおける血清についてIgA濃度を測定し非感染時におけるIgA高産生マウス(Hygia, Luna)、低産生マウス(Tuberose)を発見し、責任遺伝子の同定を行ってきた。これらの遺伝子については、これまでIgA産生と関連する報告がなされておらず、KOマウスの作成によりその確認作業を行っている。また、唾液中Secreted IgA産生について高産生、低産生をフェノタイプとするマウスの検出作業も同時に行っている。ワクチン開発においては,その作用機序の重要性とともに反応の個体差が重要性を持つ。すなわち応答性をチューンする分子群が存在し多分にゲノム上のSNPが影響を与えていると予測される。これらの分子群の同定は患者における副作用の予測、ワクチンの構造,添加物の工夫による機能・効果のチューニングを可能とし、安全かつ効果的なワクチン・核酸医薬開発のみならず、新たな標的分子治療のターゲットについて情報をもたらす可能性を持つと考えられる。ENUミュータジェネシスによるマウス遺伝子変異体を渡航先研究室より受けている。当初P. gingivalis口腔感染及びDNAオリガミ体・イミダゾキノリン誘導体の口腔投与によりマウス遺伝子変異体群を投与し、唾液・血清中IgA産生のHigh responder及びLow responderの検出を行う予定としたが、ENUミュータジェネシスによるマウス遺伝子変異体のスクリーニングにおいて複数プロジェクトが同施設で進行していることから、細菌感染及びNAオリガミ体・イミダゾキノリン誘導体の投与が他のスクリーニング結果に影響を与えることが考えられた。それを回避し、同等の研究成果を得られる代替計画として、非感作状態下の血清中IgA及び唾液中Secreted IgA産生に関するフェノタイプを検出することで候補遺伝子を同定する実験計画に修正した。同時にポジショナルクローニングにより変異遺伝子(責任遺伝子)の同定・解析を行う予定であったが、これについては同施設に新たに導入されたMutagenetix programを用いてより速やかにポジショナルクローニングを経ずに変異遺伝子を検出することが可能となったため、それを応用することとした。最初の6ヵ月をスクリーニング期間とし、1日50匹,6ヵ月で6,000頭を解析することで陽性ミュータントを得ることを計画したが、計画変更の副次効果として、計画以上の約8,000頭のENUミュータントマウスにおける血清についてIgA濃度を測定し非感染時におけるIgA高産生マウス(Hygia, Luna)、低産生マウス(Tuberose)を検出し、唾液中SIgAに関しては高産生フェノタイプの変異体(Yummy)を検出するに至り、計画にて期待された以上の成果が得られている。本研究課題においては、基盤研究B(高付加価値型歯周炎ワクチンーDNAオリガミとイミダゾキノリンによるIgA誘導ー;H27-29)を基課題として発展させるために,ENUマウスミュータジェネシスを応用することとした。マウス遺伝子変異体群における唾液・血清中IgA産生のHigh responder及びLow responderの検出を行い,ポジショナルクローニングにより変異遺伝子(責任遺伝子)の同定・解析を行うこととした。

H29年度においては,唾液中Secreted IgA(SIgA)産生について高産生、低産生をフェノタイプとするマウスのスクリーニングを実施した。H28年度末からの検討において唾液中SIgAに関しては高産生フェノタイプの変異体(Yummy)を検出した。Yummyについては,Crispr-Cas9システムを用いたゲノムエディティングの手法を用いて,Yummyミューテーションを持つ責任遺伝子のKOマウスの作成を行った。目的遺伝子改変のためのCrispr-Cas9コンストラクトを作成し,C57BL/6Jマウス受精卵へのインジェクションを行った後,KOマウスの作製は成功した。産仔の交配を実施し,フェノタイプの確認作業を実施している。本遺伝子の同定は,唾液中のSIgAに着目した,感染症予防や歯周病医薬およびワクチンの開発に向けて,新たな標的分子治療のターゲットについて情報をもたらす可能性を持つと考えられる。ポジショナルクローニングにより変異遺伝子(責任遺伝子)の同定・解析を行う予定であったが、全個体のエクソームシークエンス解析とマシーンラーニングを導入したMutagenetix programを用いたことにより,速やかに変異遺伝子を検出することが可能となった。滞在期間を通して約1万頭以上のスクリーニングを行い,血清についてIgA濃度を測定し非感染時におけるIgA高産生マウス(Hygia, Luna)、低産生マウス(Tuberose)を検出した。唾液中SIgAに関しては高産生フェノタイプの変異体(Yummy)を検出するに至り,期待以上の研究成果が得られている。KOマウスの作成によりフェノタイプの確認作業をおこなうことに時間を要したため,研究期間の延長をおこなったことから,進歩状況としてはやや遅れている。本研究課題は、基盤研究B(高付加価値型歯周炎ワクチンーDNAオリガミとイミダゾキノリンによるIgA誘導ー;H27-29)を基課題とした発展課題である。唾液への分泌型IgA分泌またはその産生におけるメカニズムを検討するために, ENUマウスミュータジェネシスを応用することとした。ENUマウスミュータジェネシスの特徴は,既知の情報によらず,フェノタイプ(形質,疾患)と関連する遺伝子を同定することが可能なことである。本課題においては,ENU投与によりランダムに遺伝子変異の導入されたマウス群において,唾液・血清中IgA産生のHigh responder及びLow responderを形質にもつ変異個体を検出し,変異遺伝子(責任遺伝子)の同定を行うことにより,新規の分泌型IgA産生関連遺伝子を検索することとした。これを糸口として,IgA産生と分泌に関連する新たな知見を得るとともに,創薬ターゲットの発見を目指した。H30年度計画は,本研究期間は当初の研究計画を1年延長したものであり,H28-H29の研究成果である,唾液中SIgAに関して高産生フェノタイプをもつ変異体(Yummy)を研究試料として凍結精子を作成し,日本への輸送をおこなうことを主目的とした。
CD44-serglycin相互作用の生理機能は何か?

私たちは、近年私たちが見いだした新しいCD44リガンド、セルグリシンとCD44の生理機能を明らかにし、その分子機構の詳細を解明することを目的として本研究を計画し、以下の項目について成果を得た。(1)CD44リガンドとしてのセルグリシンの分布、局在(投稿準備中)新規CD44リガンドであるセルグリシンの産生細胞種を解析した結果、免疫造血系のほとんどすべての培養細胞、リンパ腫瘍細胞がセルグリシンを産生、分泌していることが明らかになった。正常組織では抹消成熟リンパ球(脾臓およびリンパ節リンパ球)ならびに骨髄において、CD44リガンドとしてのセルグリシンの産生が認められ、成熟リンパ球ではマイトジェン刺激によってその分泌は増強した。胸腺細胞ではCD44によって認識されるセルグリシンは産生されていなかった。これらの結果は、このCD44リガンドはT細胞の成熟に伴って産生されるようになること、抹消においてリンパ球が抗原に応答する際に機能する可能性を示唆している。(2)免疫系細胞の活性化におけるCD44-セルグリシン相互作用の役割脱顆粒反応を活性化の指標としてCTL活性化におけるCD44-セルグリシン相互作用の関与を検討した。CTLに精製セルグリシンを添加した場合、添加するセルグリシンの濃度に依存してCTLの活性化が認められ、既知のCD44リガンドであるヒアルロン酸を添加した場合には活性化は認められなかった。このことは、免疫造血系細胞に限局して産生されるCD44リガンドであるセルグリシンは、ヒアルロン酸とは異なるCD44機能を媒介しうるリガンドであることを示唆している。CD44-セルグリシン相互作用によるCTL活性化はCD3を介した刺激存在下で引き起こされることから、CD44-セルグリシン相互作用は抗原依存性細胞障害の活性化に関与する可能性が示唆された。(3)新規CD44リガンドの同定(投稿準備中)セルグリシン以外に新規に2種類の組織特異的CD44リガンドを同定した。現在、その生化学的性状を解析している。
二次代謝シグナルを介した放線菌潜在能の合理的覚醒

放線菌は、30種以上もの二次代謝クラスターを保有するにもかかわらず、クラスターの9割が休眠状態にある。これらの潜在能力を活用できれば、新たな生理活性物質を、限られた生物資源より効率的に発見できると考えられる。この休眠二次代謝を覚醒するには、二次代謝シグナル系のスイッチを強制的にオンすることが重要であると考えた。本研究では、二次代謝シグナル系の操作を介して、放線菌の休眠二次代謝能を包括的に覚醒させ、新規有用物質を創出することを主たる目的としている。本年度は、まず、研究代表者が見出したブテノライド型シグナル活性を示すStreptomyces bambergiensisの二次代謝系に着目した。ブテノライド型シグナルの生合成に必須と考えられる酵素遺伝子をPCR法により探索したところ、既知の酵素遺伝子と高い相同性を示すDNA領域を獲得した。次に、本DNA領域を基にして、その遺伝子欠損株を作成し、その二次代謝物の生産プロファイルを解析した結果、複数の代謝物の生産性が変化することが明らかとなった。したがって、ブテノライド型シグナルが関与すると推定される新たな二次代謝系の存在が示唆された。2つ目に、Kitasatospora setaeの低生産性物質であるキタセタリンに着目した。これまでに、キタセタリン生合成に関与する各遺伝子をStreptomyces avermitilis SUKA22株に順次、導入したところ、新規トリプトリン化合物の生産覚醒に成功している。そこで、新規トリプトリン化合物の異種生産株に基質アナログであるフッ素化トリプトファンを添加したところ、そのフッ素化トリプトファンが取り込まれた新規トリプトリン化合物の創出に成功した。この手法を他の異種生産株にも適用することにより、新規有用物質を創出することができると考えられる。新たな二次代謝制御系を有する放線菌種を見出したこと、また潜在覚醒化物質の生合成系を活用して、非天然型の有用分子を創出したことから、おおむね順調に進展していると判断した。S. bambergiensisが、新たなブテノライド型シグナル二次代謝制御系を有する可能性が示唆されたことから、その詳細な機構を明らかにする。フッ素化トリプトファンもしくはトリプトファン類縁体のキタセタリン/トリプトリン化合物の添加により、新規有用物質を創出し、その生理活性を検討する。HPLCポンプ購入費を計上していたが、接続するHPLCが故障し、その購入を見送ったため。HPLCポンプ購入に向けて、HPLCを修理し、次年度使用額を有効に使用する予定である
継続的な運動がストレス性高血圧に及ぼす影響とその脳内機構

本研究では,継続的な自発走運動が慢性的なストレスにより生じる安静時の血圧上昇に及ぼす影響を検討した。また,運動による高血圧の予防や改善に,視床下部におけるGABAを介した神経活動の抑制や視床下部室傍核の一酸化窒素合成酵素(NOS)の関与が指摘されているので,これらの点についても検討した。実験には,雄の境界型高血圧ラットを用い,尾部電気ショックによる慢性ストレス負荷を9週間加えるストレス負荷(St)群,慢性ストレス負荷と同時に自発走運動を行わせるストレス負荷+運動(St+Ex)群,いずれも行わない対照(Cont)群に分けた。ストレス負荷開始後,毎週ストレス負荷を行わない日の24時間の平均血圧(MBP)を,無線式テレメトリーシステムを用いて測定した。また,GABA受容体拮抗薬の脳室内投与による血圧の変化や室傍核のNOS含有神経細胞数についても検討を試みた。St群のMBPは,慢性ストレス負荷により有意に(p<0.05)上昇したが,St+Ex群,Cont群では,MBPの有意な上昇は認められなかった(St群(n=6):0週明期105±4,暗期110±5,9週明期114±7,暗期119±4mmHg,St+Ex群(n=6):0週明期105±4,暗期112±10,9週明期109±9,暗期116±8mmHg,Cont群(n=5):0週明期98±3,暗期105±3,9週明期103±4,暗期110±5mmHg)。しかし,GABA受容体拮抗薬の脳室内投与による血圧の変化や室傍核のNOS含有神経細胞数には,St群とSt+Ex群の間で明らかな差は見られなかった。したがって,継続的な自発走運動により,慢性ストレス負荷による安静時の血圧の上昇は抑制されることが示唆された。しかし,この抑制効果に対する脳内のGABAを介した神経活動の抑制や室傍核のNOSの関与は明らかではなかった。本研究では、回転車輪を用いた自発走運動を運動の手段とし、継続的な運動が、慢性的なストレスにより誘発されると考えられるストレス性高血圧に対してどのような影響を及ぼすかについて検討を試みた。実験には、ストレス性高血圧を引き起こすモデル動物と考えられている10週齢の雄の境界型高血圧ラットを用い、慢性ストレス群(S群)、慢性ストレス+自発走運動群(S+Ex群)、コントロール群(ストレス、自発走運動なし:C群)の3群に分けた(各群3匹)。血圧を無線式テレメトリーシステムにより無麻酔、無拘束の状態で測定するために、血圧測定用の送信機を埋め込む手術を行い、その手術からの回復後(1週間)、S群とS+Ex群には、1日2時間、週5日の頻度で、拘束ストレスを10週間負荷した。また、S+Ex群は、その期間、自発走運動が行えるよう回転車輪の付いたケージで飼育し、C群及びS群は、通常のケージで飼育した。C群、S群、S+Ex群ともに、血圧、心拍数は、実験期間を通じて昼間低く、夜間高いという日内変動を示したが(平均血圧:昼間105120mmHg、夜間110135mmHg、心拍数:昼間250300bpm、夜間300400bpm)、それらの値には3群間で明らかな差はなかった。