hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状記憶合金を用いた位置およびトルク制御システムの構築と設計支援ツールの開発

結晶方位と変態面方位および変態方向を直接参照することなく、材料のマクロの相変態挙動を予測する多結晶形状記憶合金の相変態挙動推定モデルを開発し,形状記憶効果を含む種々の温度・応力変動負荷に対する形状記憶合金の応答を計算できることを確認した.制御距離を大幅に増大できる単軸インチワームの機構を開発し,良好に動作することを確認した.設定抵抗値と測定抵抗値との間の偏差をフィードバックして設定抵抗値を調節する「位置+トルク」制御システムを開発し,同制御システムによってSMAの過負荷を防止することができた.1.前年度にSMAアクチュエータの「位置+トルク」制御システム用試験装置本体および制御回路の製作を行い,SMAが過負荷になるのを防ぐための電流制限値とアクチュエータの最大移動量および移動速度との関係,さらに,アクチュエータが途中で拘束された際にSMAに生じる損傷量(塑性ひずみ量)との関係について調べた結果,電流制限値を適切に設定することでSMAの損傷を防ぐことが可能であるが,電流を常に制限する方法では電流制限値の低下に伴いアクチュエータの最大移動量および移動速度が低下し,目標値まで移動させることが出来ないことがわかった.そこで,SMA自体を荷重センサーとして使用し,アクチュエータが拘束を受けている状態の時のみに電流を制限する方法を検討したが,制作した制御回路ではそのような制御を行うことが困難であることが判明したため,新たにPCと入出力ボードを購入し,ソフトウェアで制御システムを構築した.新たに製作した制御システムと従来の制御システムとで位置精度,制御速度等の比較を行い,新たに製作した制御システムの制御アルゴリズムと制御パラメーターの調節を行った.その結果,新たに製作したソフトウェアによる制御システムでも従来のものと位置,速度ともに同等に制御できることを確認できた.2.SMA自体を荷重センサーとして使用する制御システムを構築するために,新たに製作した制御システムを用いて,アクチュエータが途中で拘束された際の電圧,電流,抵抗値の変化を調べた.その結果,アクチュエータの移動とともに抵抗値はほぼ一定速度で変化するが,拘束を受けると一定期間,一定の値を示すことがわかった.3.今後は,「位置+トルク」制御システムを構築し,マイクログリッパーの制御システムを完成させるために,剛性の高いものや低いものに接触した状態を模した試験を実施し,その際の電圧,電流,抵抗値の変化を詳細に調べる.結晶方位と変態面方位および変態方向を直接参照することなく、材料のマクロの相変態挙動を予測する多結晶形状記憶合金の相変態挙動推定モデルを開発し,形状記憶効果を含む種々の温度・応力変動負荷に対する形状記憶合金の応答を計算できることを確認した.制御距離を大幅に増大できる単軸インチワームの機構を開発し,良好に動作することを確認した.設定抵抗値と測定抵抗値との間の偏差をフィードバックして設定抵抗値を調節する「位置+トルク」制御システムを開発し,同制御システムによってSMAの過負荷を防止することができた.1.SMAアクチュエータの設計支援ツールを開発するため,アコモデーションモデル用いて引張ー除荷過程などにおける応力ーひずみ関係の計算を行い,実験結果との比較・検証を行った.計算結果と実験結果とは定性的には一致しているが,定量的には不十分であった.今後この点を改善し計算精度を高めるために,計算に必要な材料定数の決定方法を検討するとともに,アコモデーションモデルの改良を行う予定である.2.単軸インチワーム機構の製作を行い,良好に動作することを確認した.位置制御性能などの性能評価は平成25年度に実施し,制御方法の最適化を図る.3.平成25年度に実施予定であったSMAアクチュエータの「位置+トルク」制御システム用試験装置本体および制御回路の製作を行い,SMAが過負荷になるのを防ぐための電流制限値とアクチュエータの最大移動量および移動速度との関係,さらに,アクチュエータが途中で拘束された際にSMAに生じる損傷量(塑性ひずみ量)との関係について調べた.その結果,電流制限値を適切に設定することでSMAの損傷を防ぐことが可能であるが,電流を常に制限する方法では電流制限値の低下に伴いアクチュエータの最大移動量および移動速度が低下し,目標値まで移動させることが出来ないことがわかった.今後はSMA自体を荷重センサーとして使用し,アクチュエータが拘束を受けている状態の時のみに電流を制限する方法を検討する.具体的にはアクチュエータが拘束を受けた際に,抵抗値ー時間関係,電流値ー時間関係などにどのような変化が見られるかを詳細に調べ,SMAを用いて荷重を検出する手法を開発する.1.SMAアクチュエータ設計支援ツールを開発するため,既に提案したアコモデーション挙動を考慮した応力ーひずみ関係を表す計算手法を基に,伝熱モデルを組合あわせた位置制御システムの変位ー時間関係を高精度にシミュレートできる設計支援ツールを開発してきたが,これを用いて材料の変態挙動を知るためには,材料中に含まれるすべての結晶粒の方位およびそれぞれの結晶粒における変態面と変態方向(24通りの組合わせがある)における分解せん断応力の値を計算し、変態および逆変態発生の判定をすることが必要であり,それによる計算負荷が大きい。そこで,結晶方位と変態面方位および変態方向を直接参照することなく、材料のマクロの相変態挙動を予測する技術を開発し,形状記憶効果を含む種々の温度・応力変動負荷に対する形状記憶合金の応答を計算できることを確認した.2.SMAアクチュエータを機能劣化が少なく,かつ,長寿命とするためにはSMAに付与する変形量は双晶変形領域である5%以下に限定され,1回の駆動で制御できる距離は数mm程度である.

そこで,制御距離を大幅に増大できる単軸インチワームの機構を開発し,良好に動作することを確認した.3.抵抗値フィードバック制御のSMAアクチュエータを目標位置まで変位させるために設定抵抗値を連続的に減少させると,通電加熱によってSMAの測定抵抗値は設定抵抗値の変化に追従して連続的に減少する.しかし,SMAアクチュエータがその途中で拘束を受けた場合は,測定抵抗値は設定抵抗値に追従せずに逆に増加し,設定抵抗値と測定抵抗値との間に偏差が生じる.すなわち,SMAが受ける負荷の増加に伴って偏差が増加することがわかった.そこで,設定抵抗値と測定抵抗値との間の偏差をフィードバックして設定抵抗値を調節する「位置+トルク」制御システムを構築し,同制御システムによってSMAの過負荷を防止できることを確認した.機能材料あらかじめ電流値を制限する方法では,「位置+トルク」制御できないことが明らかになったことと,新たに制御システムを製作したために遅れが生じた.また,「位置+トルク」制御システムを構築し,マイクログリッパーの制御システムを完成させるためには,剛性の高いものや低いものに接触した状態を模した試験を実施し,その際の電圧,電流,抵抗値の変化を詳細に調べる必要がある.1.アコモデーションモデルを用いた計算結果と実験結果との比較では定性的には一致していたが,定量的に不十分であった.しかしながら,材料定数の決定方法の改善とアコモデーションモデルの改善で計算精度を高めることは十分可能であると考えている.2.単軸インチワーム機構の製作し良好に動作することを確認できた.3.平成25年に実施予定であったSMAアクチュエータの「位置+トルク」制御システム用試験装置本体および制御回路の製作を行い,基本的な試験を終えることが出来た.マイクログリッパーの制御システムを完成させるために,剛性の高いものや低いものに接触した状態を模した試験を実施し,その際の電圧,電流,抵抗値の変化を詳細に調べて,「位置+トルク」制御システムを構築する.設計支援ツールの開発,インチワーム機構の製作に関しては概ね予定通りに進んでいるといえる.SMAアクチュエータの「位置+トルク」制御システムの開発に関しては,電流を常に制限する方法では目標値まで移動させることが出来ないことが明らかになったため,SMA自体を荷重センサーとして使用し,アクチュエータが拘束を受けている状態の時のみに電流を制限する制御システムを開発する.SMA自体を荷重センサーとして使用するのが困難であった場合はひずみゲージを用いてSMAが受ける負荷を検出し,アクチュエータが拘束を受けている状態の時のみに電流を制限する制御システムを完成させる.初年度に購入予定であったレーザー変位計が,既存のレーザー変位計を流用して「位置+トルク」制御用試験装置本体を製作することが出来たことが,次年度使用額が生じた主な理由である.マイクログリッパーを搭載した2軸SMAアクチュエータを製作するために,研究費を使用する.既存のレーザー変位計を流用して「位置+トルク」制御用試験装置本体を製作することが出来たので,新たにレーザー変位計を購入する必要がなくなったこと,材料費および旅費が予定よりも少額で済んだことなどにより当該助成金が生じた.
子宮内膜症におけるB-1 cells(CD5^+B cells)の分子免疫学的解析

CD5分子を発現したB cell(B-1細胞)は多くは腹水中に存在し自己抗体を高頻度に産生し原始免疫系に属すと考えられ自己免疫性疾患において末梢血中に増加する。1)末梢血におけるB-1/total B細胞率;正常非妊婦の末梢血のB-1細胞率は21.2+/-7.5であり内膜症患者全体のB-1細胞率は26.5+/-17.7%であった。抗核抗体陽性の内膜症患者(n=14)のB-1細胞率は36.2+/-22.5%であり抗核抗体陰性の内膜症患者(n=13)は、19.8+/-8.8%であった。内膜症患者末梢血中のB-1細胞率は抗核抗体陽性群では陰性群、非内膜症患者群に比較し有意に上昇していた(p<0.05).同一症例において、danazolによる治療前後で臨床所見の改善と末梢血のB-1細胞率の著明な低下をみた。2)内膜症患者(n=16)の腹水細胞中のB-1細胞率は51.3+/-25.5%であり非内膜症子宮筋腫25.0+/-12.9%(n=10)に比較し有意の上昇を認めた。3)内膜症患者の末梢血のB-1細胞率はCA19-9とは相関を認めず、CA125との間に弱相関を認めた。以上より内膜症患者の自己抗体はB-1細胞由来の可能性がある。これは内膜症病巣、腹水に増加するIL-6がpolyclonal B cell activationを起こしている結果を見ている可能性がある。B-1細胞の自己抗体産生はestrogenにより促進することより、自己免疫異常を伴う内膜症に対してもGn-RH analogの効果が期待される。病巣局所に存在するB-1細胞が自己抗体を介しRAFSの病態形成に重要な役割をもつ可能性が示唆された。今後B-1細胞が産生する自己抗体が組織細胞障害活性をもつのか、どのようなmechanismでclass switchをおこし病原性の高いIgG抗体を産生するのか検討したい。
新規ケモカインCXCL16を介する関節リウマチ病態形成の分子機構の解明

新規ケモカインCXCL16の関節リウマチ(RA)滑膜組織での発現を解析したところ、RA線維芽細胞様滑膜細胞、およびマクロファージ様滑膜細胞よりCXCL16の発現がみられた。RA線維芽細胞様滑膜細胞からのCXCL16の発現は、TNF-α,IL-1β刺激により亢進し、TGF-β刺激で抑制された。CXCL16のレセプターであるCXCR6の発現をフローサイトメーターで解析したところ、末梢血と比較して、RA滑膜組織のCD4 T細胞およびCD8 T細胞において、CXCR6の発現頻度は上昇していた。またT細胞の活性化マーカーであるCD154,ICOSは、滑膜組織のCXCR6陽生T細胞でその発現頻度が亢進していた。IL-15で末梢血T細胞を刺激するとCXCR6の発現亢進がみられ、そのT細胞は可溶型CXCL16により細胞遊走され、また固層化したCXCL16により抗CD3抗体刺激によるIFN-γの産生が亢進された。抗CXCL16抗体を関節炎モデルマウスである、コラーゲン誘導関節炎マウスに投与したところ、コントロール抗体投与群と比較して、モデルマウスの関節炎は有意に軽減され、組織学的に炎症細胞浸潤、および骨破壊が抑制された。これらの研究結果より、CXCR6陽性の活性化されたT細胞は、CXCL16との相互作用によりRA滑膜組織へ浸潤していると考えられる。またCXCR6陽性T細胞はtype-1型のサイトカインを産生することが報告されており、CXCL16刺激によりそれらのサイトカイン産生が亢進されていることが推測され、RAの病態形成に深く関与していると考えられる。以上よりCXCL16/CXCR6相互作用阻害剤は、T細胞の浸潤・活性化抑制によりRAに対する新規治療薬となりうることが示唆された。新規ケモカインCXCL16の関節リウマチ(RA)病態形成への関与について解析することを目的に本研究を施行した。RA滑膜組織におけるCXCL16の発現を、免疫組織染色、およびwestern blotにて解析したところ、RA滑膜組織ではCXCL16の発現が認められた。CXCL16の発現は、変形性関節症患者の滑膜組織と比較して、RA滑膜組織でより亢進していた。RA滑膜組織より細胞を単離し、CXCL16発現細胞を同定したところ、RA線維芽細胞様滑膜細胞、およびマクロファージ様滑膜細胞よりCXCL16の発現がみられた。また、in vitroにおいてRA線維芽細胞様滑膜細胞よりCXCL16は発現され、その発現は正常皮膚線維芽細胞よりも亢進していた。またRA線維芽細胞様滑膜細胞からのCXCL16の発現は、TNF-α,IL-1β刺激により亢進し、また逆にTGF-β刺激で抑制された。CXCL16のレセプターであるCXCR6の発現をフローサイトメータで解析したところ、末梢血と比較して、RA滑膜組織のCD4T細胞およびCD8T細胞において、CXCR6の発現頻度は上昇していた。これらのことより、CXCL16はCXCR6陽性細胞のRA滑膜組織への浸潤に関与していると考えられる。CXCR6陽性T細胞はtype-1型サイトカイン産生能があることが報告されており、type-1型T細胞の滑膜への浸潤に関与している可能性がある。今後は、CXCL16によるT細胞刺激に関する研究、また関節炎モデル動物を用いて、CXCL16阻害による関節炎抑制効果について解析をすすめていく予定である。以上よりCXCL
情報空間ネットワーク上におけるヒトの食行動・心理状態の伝播機構の解明とその制御

健常女性を対象としたEcological Momentary Assessmentによる調査の結果、過食に先立ち、気分や食欲、社会的関係性に特徴的なゆらぎがみられ、食行動変調の予測可能性が示唆された。並行して、食行動・行動心理状態の伝播特性の解明に向け、セキュアな通信を確保した情報空間ネットワークを構築した。伝播の制御可能性の検討は今後の課題として残されたが、実証実験を行うための環境が整った。ヒトの食行動や喫煙のような生活習慣に係る行動や心理状態、疾病などの伝播は、社会的ネットワークの構造と密接な関係があることが知られている。また、ネットワークの構成要員とその相互関係を操作することにより、それらの伝播を促進・抑制できることが知られている。本研究では、この社会的ネットワークが持つ特徴をインターネット上の情報空間ネットワークに拡張し、食行動とそれに関連する心理状態がネットワークを介して伝播する機序を実験的な情報空間ネットワークを構築することにより明らかにし、その制御可能性を検証することを目的としている。H27年度は、過食行動などを規定する個人の中での心理・社会・生理要因の解明および、食事制限の継続・失敗に関する食行動の動的機序を明らかにすることを目的に、健常女性を対象としたEcological MomentaryAssessment(EMA)による調査を開始した。日常的に食事制限を行っている群(制限群:4週間)と行っていない群(非制限群:2週間)を対象に、日常生活下における食事内容や自覚症状、行動、生理状態の同時計測を実施した。一方、実験的な情報空間ネットワークを構築するための準備として、実時間でEMA記録がサーバに送信され、その結果に基づき同一ネットワークに属する構成要因へ情報を提供できるシステムを構築した。過食など食行動における健康上望ましくない習慣的行動とそれに関連する心理状態を評価するための調査を開始した。また、情報空間ネットワークにおける食行動とそれに関連する心理状態の伝播特性を解明するため、実験的な情報空間ネットワークを構築している。また、ネットワークの構成要員とその相互関係(つながり)を操作することにより、それらの伝播を促進・抑制できることが知られている。本研究では、この社会的ネットワークが持つ特徴をインターネット上の情報空間ネットワークに拡張し、食行動とそれに関連する心理状態がネットワークを介して伝播する機序を、実験的な情報空間ネットワークを構築することにより明らかにし、その制御可能性を検証することを目的としている。H28年度は、過食行動などを規定する個人の中での心理・社会・生理要因の解明および、食事制限の継続・失敗に関する食行動の動的機序を明らかにすることを目的に、健常女性を対象としたEcological MomentaryAssessment(EMA)による調査を継続した。予備的な解析結果では、過食行動に先立ち、気分や食欲、社会的関係性に特徴的なゆらぎ(予兆)がみられることが明らかになった。過食など食行動における健康上望ましくない習慣的行動とそれに関連する心理状態を評価するための調査を行ってきたが、被験者の集まりが思いの他悪く、調査に若干の遅れが生じている。一方で、情報空間ネットワークにおける食行動とそれに関連する心理状態の相互依存性を解明するための実験的な情報空間ネットワークは予定どおり構築した。ヒトの食行動や喫煙のような生活習慣に係る行動や心理状態、疾病などの伝播は、社会的ネットワークの構造と密接な関係があり、その伝播はネットワークの構成要員とそのつながりを操作することにより促進・抑制できることが知られている。本研究では、この社会的ネットワークが持つ特徴をインターネット上の情報空間ネットワークに拡張し、食行動とそれに関連する心理状態がネットワークを介して伝播する機序を実験的な情報空間ネットワークを構築することにより明らかにすると共に、その制御可能性を検証することを目的とした。食行動と関連心理状態の伝播特性を明らかにするための第一歩として、まずは、過食などの食行動を規定する心理・社会・生理的要因を同定することを目的として、健常女性を対象としたEcological Momentary Assessment(EMA)による調査を行った。分析の結果、過食行動に先立ち、気分や食欲、社会的関係性に特徴的なゆらぎ(予兆)がみられることが明らかになった。これと並行して、情報空間ネットワークにおける食行動とそれに関連する心理状態の相互依存性を解明するための実験的な情報空間ネットワークを構築した。EMAにより得られた食行動や心理状態のデータがクラウド上のサーバーに定期的に送信・蓄積され、かつ、サーバーから個人に対し情報を送ることもできる、ネットワーク対応型のシステムである。本システムの構築により、個人の端末にダウンロードした専用のアプリを用いてEMAを実施することが可能となったが、その際、個人情報を取得せずにスマートフォンの端末IDだけを認識してデータの送受信ができるようになっている点が大きな特徴である。セキュアな通信を確保するなどシステムの構築が非常に挑戦的であったため、伝播の制御可能性の検討については今後の課題として残されたが、その実証実験を行うための環境を整えることができた。

伝播の制御可能性の検討は今後の課題として残されたが、実証実験を行うための環境が整った。H27年度に開始した調査を規模の拡大を図りながら引き続き実施する。マルチレベル解析などにより、過食や食事制限の失敗などと関連する心理・社会・生理要因を同定し、食行動動態の解明を行う。さらに、構築した実験的な情報空間ネットワークを用いた食行動の制御可能性について検討する。引き続き、マルチレベル解析などにより、過食や食事制限の失敗などと関連する心理・社会・生理的要因を同定し、食行動動態の解明を行う。さらに、EMAによる過食の徴候を実時間でサーバーに送信し、その結果に基いてメールや相互通信などを介して食行動を制御するようなシステムの構築を目指す。健康情報学調査、分析を次年度も継続的に行う必要があるため。データ分析を次年度も継続的に行う必要があるため。追加調査のための物品費および調査、分析補助の人件費として使用する計画である。追加分析のための物品費、分析補助の人件費として使用する計画である。
製品デザインを実現するネットワークと知識創造の研究

本研究では、価値獲得につながる意味的価値の創造にとって重要な意味をもつ製品開発におけるデザインの実現に関して、デザイン・マネジメントの巧拙に影響する関係構造(ネットワーク)とコミュニケーションに関する知見を明らかにすることを目的としていた。成果としては、ネットワークの構造とデザイン成果、および知識創造とデザイン成果の関係をそれぞれ直接に扱った研究は実施できなかった。その代わりに、ネットワーク構造のうち密な関係性に関わりの深い信頼や、主体的な知識創造にとって重要になると申請者が考えている当事者意識について探索的な研究を行った。また、本研究の土台と位置づけられるワーキングペーパー(2008年に執筆)を論文の形に整理した。申請書提出の時点では、貢献として、技術経営論の領域に対してはデザイン開発プロセスにおけるブラックボックスを明らかにすることを想定していた。この点については、個人的な人脈、つながりでは調査協力を十分に得られず、開発プロセスに関する聞き取り調査などを実行することができなかった。そこで、インターネット調査会社のサンプルを利用してネットワークに関するデータを収集し、デザイン成果との因果関係を探索的に分析する研究を計画した。しかし、データ収集までは期間内に実施したが、論文の形にはまとまっていない(研究期間終了後、引き続き取り組む)。そして、もう一つの貢献の可能性として、デザイン部門と技術部門(製造、研究開発部門等)という組織間の相互作用を分析対象とすることで、既存の組織理論に示唆を与えることも目論んでいた。この点について、査読付きの学術論文という結果は得られなかったが、『小さな会社でぼくは育つ』を上梓した。出版社からの依頼に基づいて、企業の若手従業員の啓蒙を意図したビジネス書である。これには、知識創造や信頼など、本研究の過程で得た知見を多く含んでいる。実施計画に記したように、平成27年度は既存のデザインの創出に関する議論、知識創造、およびネットワークと信頼に関する理論的研究を行い、計画時に記したように多くの既存文献を精読した。また、この分野に詳しい研究者と様々なディスカッションを行うことができた(特に、信頼概念の測定に関してマルティン・ルター大学ハレ・ヴィッテンベルクのSchreck教授と議論できたことは有意義であった)。しかし、日本の主要な情報家電メーカーを対象としたインタビュー調査は予定したようには進めることができなかった。本科研採択前から手掛けていたものであるが、本科研を用いた調査の内容も加味した論文が、現在『組織科学』に投稿中であるが、残念ながら年度内に採択されることはできなかった(今後も継続して改稿する)。文献のレビューの結果も所属機関の学内紀要への投稿を予定しているが、これもまだまとめることができていない。これは、単にタイムマネジメントの稚拙さに帰するものである。「研究実績の概要」にも記したが、先行研究に関する文献調査、および他の研究者とのディスカッションは進めているものの、それらを具体的な成果としてまとめたり、発表したりすることが全くできていない(「実績の概要」で述べたように、論文1本が投稿中、1本が執筆中という状況にとどまっている)。その理由は、端的に述べれば単にタイムマネジメントの稚拙さに帰するものである。具体的には、本務校における教育業務にかかる時間が多大であることによる。本務校では、半期に8コマ(演習(ゼミ)を含む)を担当している。また演習における担当学生は1学年に20名おり、彼らへの日々の指導(メール等)にかかる時間は少なくない。その他の業務もあり、1週間のうち、研究に割くことができる日は1日あるかないかであり、その日も週に1度であるから集中を継続させることが難しい。夏期、および春期の休暇中にまとまった時間を確保するように努めたが、この間にも細かい業務が入り、論文をまとめるには至らなかった(以上のことは研究代表者に限ったことではなく、全ての大学教員である研究者に共通することとは理解している)。本研究では、価値獲得につながる意味的価値の創造にとって重要な意味をもつ製品開発におけるデザインの実現に関して、デザイン・マネジメントの巧拙に影響する関係構造(ネットワーク)とコミュニケーションに関する知見を明らかにすることが目的である。実施計画では、平成28年度は既存のデザインの創出に関する議論をはじめとする文献調査を継続し、意見交換とさらなるワーキングペーパーの執筆を進める予定であった。また、アンケート調査の実施も目論んでいた。日々の講義等の合間に、多くの既存文献に目を通すことはできた。また、時折出張によって協力者とのディスカッションも行った。しかし、本科研採択前から手掛けていたものであるが、本科研を用いた調査の内容も加味した論文を、『組織科学』誌に投稿し、査読者との間で修正に励んだが、残念ながら不採択となってしまった。さらに、平成27年度の計画を予定通りに遂行できなかったことに伴い、学会報告にも至らなかった。これらは、単にタイムマネジメントの稚拙さに帰するものである。デザイン・マネジメントに関するものではないが、平成29年1月に『小さな会社でぼくは育つ』を上梓した。出版社からの依頼に基づいて、企業の若手従業員への啓蒙を意図したビジネス書である。

「研究実績の概要」にも記したように、先行研究に関する文献調査、および他の研究者とのディスカッションは進めているものの、それらを具体的な成果としてまとめたり、発表したりすることが全くできなかった(「実績の概要」で述べたように、1本の論文を執筆中という状況にとどまっており、学会等での研究報告も行えていない)。その理由は、端的に述べれば、タイムマネジメントの稚拙さに帰するものである。具体的には、本務校における教育業務にかかる時間が多大であることによる。本務校では、半期に8コマ(演習(ゼミ)を含む)を担当している。また演習における担当学生は1学年に20名おり、彼らへの日々の指導(メール等)にかかる時間は少なくない。その他の業務もあり、1週間のうち、研究に割くことができる日は1日あるかないかであり、その日も週に1度であるから集中を継続させることが難しい。夏期、および春期の休暇中にまとまった時間を確保するように努めたが、この間にも細かい業務が入り、論文をまとめるには至らなかった(以上のことは研究代表者に限ったことではなく、全ての大学教員である研究者に共通することとは理解している)。本研究では、価値獲得につながる意味的価値の創造にとって重要な意味をもつ、製品開発におけるデザインの実現に関して、デザイン・マネジメントの巧拙に影響する関係構造(ネットワーク)とコミュニケーションに関する知見を明らかにすることを目的としている。そのために、デザイン、ネットワーク特性、知識創造などをキーワードとした理論研究と、聞き取り、およびアンケート調査による理論の妥当性の確認を計画していた。実施計画では、平成29年度は、前の2年の理論研究から派生する関連概念に焦点を当てた、さらなる理論構築に取り組む予定であった。しかし、前年度までの研究が不十分であり、派生する関連概念を含んだ検討には至らなかった。成果として得られたのは、まず本研究課題のきっかけとなったワーキングペーパーを論文として整理し直したことである(神吉・長内, 2018)。これは、日本の携帯電話端末メーカーA社のインハウスデザイナー(当時)に対して実施した聞き取り調査に基づく、スマートフォン登場前のフィーチャーフォンにおける携帯電話のデザイン開発の事例研究である。事例の紹介を通じて、工業デザインの開発において、工業デザインと機能設計を統合して考えることの重要性を探索的に論じた。また、組織間の調整(コミュニケーション)の事例として、万年筆インクの開発に関する聞き取り調査を実施した。知識創造理論に関連づけることはできなかったが、開発プロセスを記述した(神吉, 2018)。実施計画では、成果を基に国際学会で報告することを予定していたが、論文の完成時期の遅れ等により、実現することはできなかった。「研究実績の概要」にも記したように、現在までの進捗状況は申請時の実施計画からは遅れていると言わざるを得ない。
小胞体ストレス応答経路を介した骨格筋の機能保全システムの解明

前年度までの研究にて、骨格筋特異的Ire1 alpha欠損マウスの骨格筋組織では、筋繊維の萎縮が起きていることが観察されていた。また筋委縮に関与していると考えられているfoxo1遺伝子の発現を確認してみたところ、foxo1遺伝子の発現が野生型のマウスと比較して有意に増加していることも確認されていた。また、免疫組織化学的解析から、筋組織では筋小胞体と小胞体ストレスセンサーの存在する小胞体は明確に区分けされていることも強く示唆されていた。以上のような実験結果を基に、小胞体ストレス応答経路のうちの一つであるIRE1alpha-XBP1経路は、筋繊維の保全のために特化しており、ストレス刺激により活性化を受けると、foxo1の働きを転写レベルで抑制し、筋繊維の委縮を防止する働きがあるのではないかと予想された。そこでfoxo1遺伝子とその周囲のゲノム構造を探索したところ、転写開始点の上流にXBP1結合様配列の存在が複数確認された。IRE1alpha-XBP1経路によるfoxo1遺伝子の転写調節について検討をおこなうために、foxo1遺伝子のプロモーター領域とXBP1を用いてレポーターアッセイを行い、XBP1によるfoxo1遺伝子の点転写調節機能の確認を行った。その結果、仮設とは異なりXBP1はfoxo1遺伝子の転写を有意に活性化することが確認された。今後、この詳細を明らかにするため、XBP1と共役して機能する因子の探索が必要と考えられる。骨格筋における小胞体ストレス応答経の機能を確認するために、骨格筋特異的な遺伝子欠損マウスを用いて機能解析を行った。遺伝子欠損マウスは、hmuscleactinのプロモーターにCreを持つマウスと、小胞体ストレスセンサーの一つをloxpで挟んだアレルを持つマウスを交配させることによって作成されている。このマウスの骨格筋の組織切片を作成して、観察してみると、筋繊維の萎縮が起きていることが観察された。一方、小胞体ストレスセンサーの筋細胞の分化に果たす役割を確認するためC2C12細胞を用いて1)小胞体ストレスセンサー分子の筋細胞における局在の確認と2)分化過程における小胞体ストレス応答の活性化の確認を行った。1)C1C12の培地の血清を10%から2%に変えて、筋細胞への分化刺激を行い12週間培養を行い、筋管の形成を行った。この分化した筋細胞に対して免疫組織化学染色を実施した土師ところ小胞体ストレスセンサー分子の局在はリアノジン受容体とは重ならないことが分かった。このことから、小胞体ストレスセンサーは筋小胞体とは異なる部位に局在している可能性が高いことが分かった2)C2C12の分化刺激による筋管への形成過程において、小胞体ストレスセンサーが活性化することがわった。特に分化段階の中期から後期で活性化することが分かった。研究機器の整備に関して遅れがあり、そのため若干、ペースが遅れている。小胞体ストレス応答経路と筋委縮の関係について検討を行った。野生型の成獣マウスの後肢の片方を固定化し、もう片方の後肢は自由にして三日間飼育した。そのマウスから作成された両足の筋肉組織のサンプルを用いて実験を行った。このサンプルは、前年度までにすでに作成され、凍結保存されていたサンプルであり、RNAの抽出とcDNAの作成まで終わっているものである。今年度、定量的PCR装置が導入されたため、xbp1sのRNA産生量を測定した。3日間固定化された後肢のsoleus muscleとtibialis anteriormuscleは筋委縮を起こしていた。さらに固定化された後肢では、xbp1sの発現が、自由肢と比較し優位に高く、小胞体ストレスが発生していることが、確認された。同時に筋委縮に関わるとされているfoxo1の発現を確認したところ、Foxo1遺伝子の発現が有意に増加していることがわかった。本研究ではXBP1がfoxO1遺伝子の発現を、直接制御しているのではないかと仮説を立て、foxO1のプロモーター領域を探索したところ、数か所のXBP1結合様領域の存在が確認された。現在、この領域を介してXBP1がfoxO1遺伝子の発現をコントロールしているのかどうか、確認を行っている。初年度に研究機関が移動し、実験体制が若干遅れたこと、また実験機器導入の遅れが、まだ響いている。

IRE1alpha-XBP1経路によるfoxo1遺伝子の転写調節について検討をおこなうために、foxo1遺伝子のプロモーター領域とXBP1を用いてレポーターアッセイを行い、XBP1によるfoxo1遺伝子の点転写調節機能の確認を行った。その結果、仮設とは異なりXBP1はfoxo1遺伝子の転写を有意に活性化することが確認された。今後、この詳細を明らかにするため、XBP1と共役して機能する因子の探索が必要と考えられる。今後は筋細胞分化の際に、小胞体ストレスセンサーの阻害剤を添加し、その影響の確認を詳細に行っていく。遺伝子改変マウスの分析を詳細に行う。筋細胞における小胞体ストレスセンサーの局在を明らかにするとともに、共役して働くタンパク質分子の同定を行っていく。XBP1がfoxo1遺伝子の発現を直接制御について検討を行っていく予定である。foxo1のプロモーター領域を用いたレポーターアッセイを、筋原細胞様細胞であるC2C12を用いて行う。C2C12に人工的に小胞体ストレスを発生させ、レポーター遺伝子の発現量の測定を行い、筋肉細胞において小胞体ストレスによfoxo1遺伝子の発現が制御されているかどうか、確認を行う。また今回、同定したfoxo1のXBP1結合様領域に、XBP1が結合するのかどうか、検討を行っていく予定である。大学の移動後の研究環境の整備に遅れがあり、実験の実施に遅れが出た。細胞培養に用いるウシ血清の使用量が、予想より下回った分、見込み額より少なくたった。初年度の後期に、現所属にて予定している研究機器の整備が行われたため、研究の急速な取り組みを行う予定である。また今年度、前所属である慶應義塾大学医学部の共同利用施設の申請を行い、最新機器を用いても迅速に研究を進める計画である。
パイオニア植物が撹乱跡地に侵入・定着する際の共生菌類の役割の解明

パイオニア植物が撹乱跡地に侵入・定着する際の共生菌類の役割を明らかにするため、北海道襟裳岬でクロマツに、植林後どのような菌類が感染し、時間と共に変化するのかを明らかにした。また、北海道亜高山帯針葉樹林地域の撹乱跡地に成立した、エゾマツ、トドマツの実生に感染している菌類についても、どのような菌が感染しているか調べると共に、純粋分離を行い接種試験からその菌の働きを明らかにした。襟裳岬の調査は、植林後1年後・35年後・10年後の3つの齢のクロマツの区画からクロマツの根を採取し、菌根の形成率と形態観察と分子生物学的手法による菌根のタイプ分けを行った。また、植林が行われる前の土壌中の菌根菌を調べるため、植林の行われる前の区画から土壌を採取し実生を植えつけ、菌根形成率の測定と菌根のタイプ分けを行った。その結果、植林直後は、苗畑から苗木とともに持ち込まれた種との共生関係が優勢で、クロマツの襟裳岬への初期の定着に関係している可能性があった。そして、植林後数年で植林地周辺から、何らかの形で感染源が侵入していると考えられる種に変化していると思われた。さらに、人工クロマツ林が森林として成立し、有機物の多い黒色土壌の層ができる約50年後には種構成はさらに変化していると考えられた。亜高山帯針葉樹林の調査では、自然に成立している林内の実生と、人為的に植え付けられた実生の両方を対象にした。その結果、これら両者の菌根菌は全く異なった菌が感染しており、自然林では日本国内でこれまで記録の無かったTylospora属の菌が特異的に優占して感染していることが明らかとなった。一方、人為的に植えられた実生では、一般的に樹木の菌根菌の多くを占める担子菌類ではなく、子嚢菌類による菌根が多くを占めていた。これら菌根菌を実験条件下で実生に接種した結果、Tylosporaなど自然条件で見られた菌類は、実生生長を著しく良くした一方で、人為条件で見られた子嚢菌に関しては、目立った効果を示すことは無かった。パイオニア植物が撹乱跡地に侵入・定着する際の共生菌類の役割を明らかにするため、今回は、河川の流量変化によって頻繁に攪乱が起こる河原と、そこに定着するヤナギを対象に攪乱とパイオニア植物の定着と根系共生菌の関係を調べた。調査地は北海道の札内川河畔とし、乾燥した石礫地に主に生育するケショウヤナギと、湿った砂地にも生育するオノエヤナギの、外生菌根とアーバスキュラー菌根の定着を、攪乱の状態の異なる5カ所について調べ、菌根の定着と宿主生育地の特性との関係を検討した。その結果、全ての調査地において、ケショウヤナギ、オノエヤナギともに、外生菌根の形成が主に見られ、一般に攪乱初期に多いと言われるアーバスキュラー菌根の形成はきわめて少なかった。また、ケショウヤナギ実生では、川に近い湿った場所に比べ乾いた場所で、より多くの外生菌根の形成がみられた。一方、オノエヤナギは湿った条件と乾燥した条件の両方で、同程度の外生菌根の形成がみられた。また、どの条件の場所でも、3つの外生菌根形態タイプが優占して出現し、外生菌根菌の多様性は低いと考えられた。以上から、河畔環境に適応した外生菌根菌が、これら2種のヤナギの定着時に影響を及ぼしていると考えられ、ケショウヤナギとオノエヤナギの生育適地の違いの原因の1つである可能性が示された。また、今回対象の一つとしたケショウヤナギは、日本では北海道十勝川流域と本州の上高地のみに局所的に分布する特異な植物で、絶滅が危倶されている種である。本研究の成果が本植物の保護にも役立つ情報を提供していると考えられる。パイオニア植物が撹乱跡地に侵入・定着する際の共生菌類の役割を明らかにするため、今年度は主に砂漠化してしまった海岸部に人工的に植え付けられた本来の植生ではないクロマツと、周辺に自然に定着したカシワの根系に共生している外生菌根菌の形成量と多様性を明らかにした。その結果、外生菌根の全細根長にしめる割合は、クロマツで約6080%、カシワで約5080%と共に高い形成率を示した。出現した菌根形態タイプについて見てみると、クロマツについては採取土壌の地表から5cmまでで12タイプ、510cmまでで10タイプが確認され、両土壌層をあわせて12タイプの外生菌根が確認できた。カシワについて見てみると、採取土壌の地表から5cmまでで17タイプ、510cmまでで15タイプが確認され、両層をあわせて19タイプの外生菌根が確認できた。出現した外生菌根の形態タイプを、クロマツとカシワの間で比較すると、2タイプが両方の樹種に共に出現していたが、出現頻度が10%以下と低く、優占種ではないと考えられた。また、植付け前のクロマツ苗木からは3タイプの菌根が確認され、うち1タイプがクロマツの森林で見られたタイプと同じ形態的特徴を持ち、同一種によって菌根形成されていると考えられた。しかし、このタイプはすべての調査区で4%以下の構成比しか示さず優占種ではなかった。

両樹種の外生菌根菌の多様性を比較するために、採取サンプルに含まれた各樹種の細根系の長さと、出現した外生菌根のタイプ数の相関関係をみた結果、カシワの方がクロマツに比べて根系あたりに出現するタイプ数が多い傾向が見られ、自然に定着したカシワの方が外生菌根菌の多様性が比較的高いようだった。以上から、今回調べたクロマツ人工林地では、造林から40年の間にクロマツにも、多様な外生菌根菌の種が定着していることが明らかとなった。パイオニア植物が撹乱跡地に侵入・定着する際の共生菌類の役割を明らかにするため、北海道襟裳岬でクロマツに、植林後どのような菌類が感染し、時間と共に変化するのかを明らかにした。また、北海道亜高山帯針葉樹林地域の撹乱跡地に成立した、エゾマツ、トドマツの実生に感染している菌類についても、どのような菌が感染しているか調べると共に、純粋分離を行い接種試験からその菌の働きを明らかにした。襟裳岬の調査は、植林後1年後・35年後・10年後の3つの齢のクロマツの区画からクロマツの根を採取し、菌根の形成率と形態観察と分子生物学的手法による菌根のタイプ分けを行った。また、植林が行われる前の土壌中の菌根菌を調べるため、植林の行われる前の区画から土壌を採取し実生を植えつけ、菌根形成率の測定と菌根のタイプ分けを行った。その結果、植林直後は、苗畑から苗木とともに持ち込まれた種との共生関係が優勢で、クロマツの襟裳岬への初期の定着に関係している可能性があった。そして、植林後数年で植林地周辺から、何らかの形で感染源が侵入していると考えられる種に変化していると思われた。さらに、人工クロマツ林が森林として成立し、有機物の多い黒色土壌の層ができる約50年後には種構成はさらに変化していると考えられた。亜高山帯針葉樹林の調査では、自然に成立している林内の実生と、人為的に植え付けられた実生の両方を対象にした。その結果、これら両者の菌根菌は全く異なった菌が感染しており、自然林では日本国内でこれまで記録の無かったTylospora属の菌が特異的に優占して感染していることが明らかとなった。一方、人為的に植えられた実生では、一般的に樹木の菌根菌の多くを占める担子菌類ではなく、子嚢菌類による菌根が多くを占めていた。これら菌根菌を実験条件下で実生に接種した結果、Tylosporaなど自然条件で見られた菌類は、実生生長を著しく良くした一方で、人為条件で見られた子嚢菌に関しては、目立った効果を示すことは無かった。
ヘパリン結合性EGF様増殖因子によるウシ子宮内膜細胞の増殖機構の解析

ヘパリン結合性EGF様増殖因子(HBEGF)はEGF受容体(EGFR)に結合することにより、さまざまな細胞に対して増殖効果や走化性を示す。本研究では,ウシ子宮内膜組織でのHBEGF及びEGFR遺伝子の発現動態を明らかにすると共に,着床や胎盤形成へのHBEGF/EGFR系の関与及びその分子機構を検討した。その結果,ウシ子宮内膜においても機能的なHBEGF/EGFR情報伝達システムが存在し,子宮内膜細胞への増殖活性を示すことから,ウシの着床や胎盤形成に重要な役割を果たしていることが示唆された。ヘパリン結合性EGF様増殖因子(HB-EGF)はチロシンキナーゼ型受容体であるEGF受容体(EGFR)に結合することにより、さまざまな細胞に対して増殖効果や走化性を示す。近年、HB-EGFの活性化プロセシング機構にメタロプロテアーゼが関与していることが明らかにされ、ヒト栄養膜細胞の生存性や病態時の心筋細胞肥大のシグナル伝達に重要な役割を果たしていることが明らかにされている。ウシでは子宮内膜組織と栄養膜におけるHB-EGF及びその受容体の局在については報告されているが、妊娠に伴う発現動態やその機能的役割の詳細については全く検討されていない。そこで本研究課題では、HB-EGFによるウシ子宮内膜細胞の増殖機構について、ヘパラナーゼという細胞外シグナル伝播介在因子に着目して明らかにすることを目的とする。本年度は胎盤及び妊娠子宮におけるHB-EGF、EGFRの発現をRT-PCRで調べると共に、in situハイブリダイゼーションと定量的PCR解析に使用する各cDNAを含むプラスミドの構築を実施した。さらに、培養ウシ子宮内膜細胞に対するHB-EGFの増殖効果の検証を行った。RT-PCRによる解析結果から、EGFR遺伝子の発現は子宮、胎盤の各組織で検出されたが、HB-EGF遺伝子は子宮小丘間内膜に特異的に認められた。また、得られたPCR産物をpGEMベクターにクローニングすることにより、各cDNAを含むプラスミドを構築した。妊娠に伴う子宮内膜及び胎盤組織におけるHB-EGFとEGFRの発現動態を定量的に解析するため、構築したプラスミドを使用して定量的PCRの条件検討を行ったところ、副産物を検出することなく良好な条件で解析できることがわかった。ヒト組換え型HB-EGF(0.1100ng/mL)を培養ウシ子宮内膜細胞に処理して増殖効果を検討したところ、濃度依存的な増殖促進効果が認められたことから、HB-EGFはウシ子宮内膜細胞に対して増殖活性を示すと共に、EGFR経路による増殖機構の存在が明らかとなった。ヘパリン結合性EGF様増殖因子(HB-EGF)はチロシンキナーゼ型受容体でるEGF受容体(EGFR)に結合することにより、さまざまな細胞に対して増殖効果や走化性を示す。本年度は妊娠に伴う子宮内膜及び胎盤組織におけるHB-EGFとその受容体の発現動態を定量的リアルタイムRT-PCR(QPCR)で調べると共に, in situハイブリダイゼーション法に各遺伝子の局在の検討に着手した。QPCRの結果から, HB-EGF遺伝子の発現は妊娠のて経過に伴い子宮内膜組織で増加したが,胎子側の絨毛叢や絨毛叢間胎膜では顕著な変動は認められなかった。一方, EGFR遺伝子の発現は子宮内膜において胎盤節を形成ずる子宮小丘で特異的に増加した。絨毛叢や絨毛叢間胎膜においても,妊娠60日以降で増加する傾向であった。in situハイブリダイゼーション法にて妊娠60日齢の子宮内膜組織における各遺伝子の局在を検索したところ, HB-EGF遺伝子は内膜上皮や腺上皮,子宮小丘の間質細胞に局在が認められた。EGFR遺伝子の発現も子宮小丘部位の間質細胞,内膜上皮細胞に認めれた。さらに, in vitroの解析を進めるため,発情期子宮から子宮内膜上皮細胞を分離して培養し,本細胞における各遺伝子の発現をRT-PCR法にで調べた。両遺伝子共に,本上皮細胞に発現していることが確認されたことから,本細胞と既に確立済みの内膜間質細胞を使用することで, in vitroにおけるHB-EGF・EGFRシステムへのメタロプロテアーゼおよびへパラナーゼー相互作用の解析が可能と考えられる。ヘパリン結合性EGF様増殖因子(HB-EGF)はEGF受容体(EGFR)に結合することにより、さまざまな細胞に対して増殖効果や走化性を示す。

近年、HB-EGFの活性化プロセシング機構にメタロプロテアーゼが関与していることが明らかにされ、ヒト栄養膜細胞の生存性や病態時の心筋細胞肥大のシグナル伝達に重要な役割を果たしていることが明らかにされている。ウシでは子宮内膜組織と栄養膜におけるHB-EGF及びその受容体の局在については報告されているが、妊娠に伴う発現動態やその機能的役割の詳細については全く検討されていない。今年度はin situハイブリダイゼーション法により,発情周期および妊娠初期の子宮内膜,受胎産物におけるHB-EGF,EGFR遺伝子の局在を詳細に検討した。発情周期の子宮内膜組織では上皮細胞および間質細胞にHB-EGFの局在が認められ,妊娠初期(19および20日齢)では内膜上皮および腺上皮において,その発現が著しく増加した。一方,EGFR遺伝子の発現は発情周期子宮内膜の上皮細胞と間質細胞に僅かに認められたが,妊娠初期では主に内膜上皮に発現していた。さらに,HB-EGFとEGFR遺伝子は妊娠初期の子宮内膜だけでなく,胎膜においても発現が検出されたことから,胎子組織での細胞増殖および胎子-母体間の情報伝達に重要な役割を果たしていることが推察された。HB-EGFの増殖効果に及ぼすヘパラナーゼおよびメタロプロテアーゼ系の関与を検討するため,artificial microRNA(miRNA)発現プラスミドの構築に着手した。まず,実験系検証のため,他遺伝子(POU5F1,IFNT)の発現プラスミドの構築およびノックダウン実験を実施したところ,効率よく目的遺伝子の発現を抑制することができた。本実験系を使用してヘパラナーゼおよびメタロプロテアーゼ系の関与を検討することが可能となった。
遺伝子改変動物を用いた糖尿病性神経障害の発症機構の解明

1:ポリオール代謝と糖尿病性神経障害ポリオール代謝と糖尿病性神経障害の関係を明らかにするため、ARノックアウトマウス(KO)およびARトランスジェニックマウス(Tg)に糖尿病を発症させ、神経障害が生じるか検討した。AR活性は、KOでは検出感度以下で、Tgでは対照(Wt)の2倍に亢進していた。神経内ソルビトールは糖尿病KOで正常対照以下に抑制され、糖尿病Tgでは、糖尿病Wtに比し2倍の蓄積がみられた。神経伝導速度は、糖尿病Tgで対照に比し有意に遅延したが、糖尿病KOでは、'非糖尿病Wtとの間に有意な差はみられなかった。形態計測では、糖尿病Tgでは、対照に比し有意な有髄神経線維径の低下がみられたが糖尿病KOでは変化がみられなかった。糖尿病Tgに見られた変化は、何れもAR阻害剤により有意に改善された。以上の結果より、ポリオール代謝の亢進が、糖尿病性神経障害の発症、進展に重要な役割を持つことが明らかとなった。2:ポリオール代謝亢進に伴う神経PKC活性異常の解析ポリオール代謝亢進に伴う細胞障害機構として、神経に生じたPKC活性異常について、Tgを用いて解析した。その結果、糖尿病Tgでは、有意な神経伝導速度の低下と共に、神経膜分画PKC活性の有意な低下を示し、これは、AR阻害剤の投与により有意に改善された。PKCアイソザイム発現量変化の検討から、これらは主としてPKCαの発現量変化によりもたらされていると考えられた。このことから、高血糖により惹起されたポリオール代謝亢進と連動して、PKCα発現量変化により神経PKC活性は低下し、このことが糖尿病性神経障害の発症に重要な働きを果たしている事が明らかとなった。3:今後の予定今後は、本モデル動物を使用し、より詳細な糖尿病性合併症の発症機構の解明をはかり、成因に基ずく糖尿病性合併症治療法の開発をめざす予定である。1:ヒトAR発現マウス、ARノックアウトマウスの作製雄性ARノックアウトSDHmutantマウス3匹を香港大学Chung博士より供与され、雌性BDF1マウスと交配し、heterozygousマウス35匹(雄性16匹、雌性19匹)を得た。ヘテロマウス同士を交配し、得られた産仔の尾部よりDNAを抽出し、PCR法によりARおよびSDH遺伝子の検索を行った結果、ARノックアウトマウス(KO)9匹(雄性3匹、雌性6匹)が得られた。次いで、雄性ヒトAR発現トランスジェニックマウス(Tg)と雌性KOを交配し産仔を得(雄性)、PCR法によりヒトAR遺伝子とマウスAR遺伝子のスクリーニングを行い、ヒトAR遺伝子およびマウスAR遺伝子パターンがheterozygousの雌雄を選別し(雄性4匹、雌性3匹)、交配させた。得られた産仔を同様にヒトAR遺伝子とマウスAR遺伝子をスクリーニングし、KO(15匹)およびTg(16匹)を得た。2:神経機能、形態評価生後8週令でTgおよびKOにストレプトトゾトシンの腹腔内投与(200mg/kg)を行い、2週後に血糖を測定し、350mg/dl以上のマウスを糖尿病群として実験に使用した。対照には、未処置のTg、KO群を使用した。運動神経伝導速度は、糖尿病Tg群で対照に比し有意に遅延したが、糖尿病KO群では、値阿庄との間に有意な差はみられなかった。

腓腹神経の形態計測では、糖尿病Tg群では、対照に比し有意な有髄神経線維径の低下がみられたが、糖尿病KO群では、対照との間に有意な変化は観察されなかった。3:今後の予定AR遺伝子発現が糖尿病性神経障害の発症、進展に重要な役割を果たしていることが確認された。今後は、AR阻害薬やAGE阻害薬の投与など、治療効果を検討すると共に、より詳細な発症機構の解明をめざす予定である。1:ポリオール代謝と糖尿病性神経障害ポリオール代謝と糖尿病性神経障害の関係を明らかにするため、ARノックアウトマウス(KO)およびARトランスジェニックマウス(Tg)に糖尿病を発症させ、神経障害が生じるか検討した。AR活性は、KOでは検出感度以下で、Tgでは対照(Wt)の2倍に亢進していた。神経内ソルビトールは、糖尿病KOで正常対照以下に抑制され、糖尿病Tgでは、糖尿病Wtに比し2倍の蓄積がみられた。神経伝導速度は、糖尿病Tgで対照に比し有意に遅延したが、糖尿病KOでは、非糖尿病Wtとの間に有意な差はみられなかった。形態計測では、糖尿病Tgでは、対照に比し有意な有髄神経線維径の低下がみられたが、糖尿病KOでは変化がみられなかった。糖尿病Tgに見られた変化は、何れもAR阻害剤により有意に改善された。以上の結果より、ポリオール代謝の亢進が、糖尿病性神経障害の発症、進展に重要な役割を持つことが明らかとなった。2:ポリオール代謝亢進に伴う神経PKC活性異常の解析ポリオール代謝亢進に伴う細胞障害機構として、神経に生じたPKC活性異常について、Tgを用いて解析した。その結果、糖尿病Tgでは、有意な神経伝導速度の低下と共に、神経膜分画PKC活性の有意な低下を示し、これは、AR阻害剤の投与により有意に改善された。PKCアイソザイム発現量変化の検討から、これらは主としてPKCαの発現量変化によりもたらされていると考えられた。このことから、高血糖により惹起されたポリオール代謝亢進と連動して、PKCα発現量変化により神経PKC活性は低下し、このことが糖尿病性神経障害の発症に重要な働きを果たしている事が明らかとなった。3:今後の予定今後は、本モデル動物を使用し、より詳細な発症機構の解明をめざし、成因に基ずく糖尿病性合併症治療法の開発をめざす予定である。