hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞接着の制御過程におけるaPKC基質蛋白質の同定

aPKC (atypical protein kinase C)-PAR-3/ASIP-PAR-6を含むPAR複合体は、腺虫からほ乳類に至るまで保存されたシステムであり、細胞の極性形成や維持に関わる。ほ乳類の上皮細胞では、これらはtight junction (TJ)に局在し、aPKCλのkinase deficient mutant (λKN)や変異PAR-3の高発現がMDCK細胞のTJの再構成を阻害することから、TJの構築を伴う細胞極性形成におけるaPKC-PAR複合体やaPKC活性の重要が認められているが、その詳細な分子機構は未だ不明である。本研究では、細胞極性形成過程に於けるaPKC-PAR-3の機能を分子レベルで明らかにすることを目標とし、以下のことを明らかにした。aPKC結合蛋白質として知られる14-3-3蛋白質は、aPKCやPAR-3と同様に線虫初期胚の極性形成の過程に必須であることが報告されている。本研究では、ほ乳類PAR-3と14-3-3とが結合することを突き止めた。この結合は、PAR-3上の特定のSer残基のリン酸化依存的であることが明らかになった。実際にこの部位のリン酸化を特異的に認識する抗体を作製し、MDCK内在性PAR-3のリン酸化について検討した所、細胞の極性化に伴いリン酸化の程度が変動していることを見い出した。この部位を有するGST融合ペプチドを作製し、in vitroでrecombinant aPKCを用いたkinase assayを行ったところ、aPKCがPAR-3上のこのSer残基をリン酸化しうることが明らかになった。即ち、aPKCはPAR-3のこのSerをリン酸化することにより、PAR-3と14-3-3の結合を制御している可能性が示唆された。現在、PAR-3と14-3-3の結合の動的変化と、その生理的な意義について検討中である。aPKC(atypical protein kinase C)-ASIP(aPKC secific interacting protein)を含むPAR複合体は、腺虫からほ乳類に至るまで保存されたシステムであり、細胞の極性形成や維持に関わる。ほ乳類の上皮細胞では、ASIP、及びaPKCはtight junction(TJ)に局在し、aPKCλのkinase deficient mutant(λKN)の高発現がMDCK細胞のTJの再構成を阻害することから、aPKCによるリン酸化反応がTJの構築に重要であると考えられている。しかし、その基質蛋白質はもちろん、aPKC-ASIP複合体がTJの構築過程にどのように寄与しているか、その詳細は不明である。本研究では、TJの構築過程に於けるaPKC-ASIPの機能を分子レベルで明らかにすることを目標とし、以下のことを明らかにした。これまでその機能が不明であった、ASIPの進化的に保存された領域CR1が、ASIP同士の結合による多量体形成に寄与していること、またASIPの多量体形成がASIPのみならず、共に複合体を形成するaPKCやPar-6のTJへの安定的な局在に必要であることを明らかにした。更にCR1領域のみのmutantを薬剤依存的に高発現する細胞株を作製し、CR1 mutantの高発現がTJの初期形成過程の進行を遅らせることを明らかにした。即ち、ASIPはscaffold proteinとしてaPKCを含むPARタンパク質群をTJにリクルートすることにより、TJの形成過程に寄与している可熊性が示唆される。今後、aPKCの基質蛋白質の同定を行うにあたって、CR1 mutantの誘導発現株は有効なツールとなると考えられる。

aPKC(atypical protein kinase C)-ASIP(aPKC specific interacting protein)を含むPAR複合体は、腺虫からほ乳類に至るまで保存されたシステムであり、細胞の極性形成や維持に関わる。ほ乳類の上皮細胞では、ASIP、及びaPKCはtight junction(TJ)に局在し、aPKCλのkinase deficient mutant(λKN)の高発現がMDCK細胞のTJの再構成を阻害することから、aPKCによるリン酸化反応がTJの構築に重要であると考えられている。しかし、その基質蛋白質はもちろん、aPKC-ASIP複合体がTJの構築過程にどのように寄与しているか、その詳細は不明である。本研究では、TJの構築過程に於けるaPKC-ASIPの機能を分子レベルで明らかにすることを目標とし、以下のことを明らかにした。これまでに、aPKCに結合することが報告されている14-3-3蛋白質は、aPKCやASIPと同様に線虫初期胚の極性形成の過程に重要な働きをしていることが報告されている。我々は、ほ乳類の上皮細胞において、ASIPと14-3-3が結合することを突き止めた。この結合は、ASIP上の特定のSer残基のリン酸化依存的であることが明らかになった。この部位を有するGST融合ペプチドを作製し、in vitroでrecombinant aPKCを用いたkinase assayを行ったところ、aPKCがASIP上のこのSer残基をリン酸化しうることが明らかになった。即ち、aPKCはASIPのこのSerをリン酸化することにより、ASIPと14-3-3の結合を制御している可能性が示唆された。現在、ASIPと14-3-3の結合の動的変化と、その生理的な意義について検討中である。aPKC結合蛋白質のひとつとして知られる14-3-3蛋白質は、aPKCやASIPと同様に線虫初期胚の極性形成の過程に必須であることが報告されている。本研究では、ほ乳類ASIPと14-3-3とが結合することを突き止めた。実際にこの部位のリン酸化を特異的に認識する抗体を作製し、MDCK内在性ASIPのリン酸化について検討した所、細胞の極性化に伴いリン酸化の程度が変動していることを見い出した。
ネットサーチエンジンにおける表構造の索引化と意味的多義性解消への応用

本研究は,WWW空間上に存在するHTML形式の表構造から言語学的な知識を自動獲得することを目的としている.従来,WWW空間上のデータを対象にしたネットサーチエンジンに代表される全文検索技術では,HTMLタグ情報を考慮していないため,表構造内の単語については,各項目間の関係が無視されていた.しかしながら,表構造内の各項目には,属性と属性値の関係が成り立つものが多数存在しており,大規模な表構造を収集すれば,言語学的な知識が抽出できると考えている.本研究の平成13年度の実施計画目標であった「表構造から各項目の位置情報を生成する表構造解析アルゴリズムの確立と効率的な索引化手法の考案・評価」に対しては,位置情報をコンパクトなビット列で表現する手法を考案した.本手法を用いると,位置情報がコンパクトに表現できるだけでなく,表構造内において縦横の位置に存在する項目を高速に検索することが可能になった.また,本研究の平成14年度の実施計画目標は「表構造内に存在する固有名詞の意味情報を特定する表内容解析アルゴリズムの確立とその結果を用いた検索質問が有する意味的多義性を考慮したネット検索エンジンの開発」であった.これに対して,各項目の意味情報は,各項目の縦横上位下位方向に存在する項目内容(これを表内の文脈と呼ぶ)に反映されている点に着目し,教師データを用いて相互情報量により文脈間の類似性を計算し,表内容解析を行うアルゴリズムを提案した.また,応用システムとして,表内の情報を問い合わせるシステム,ホームページ内に存在する表を読み上げるシステム等を開発し,その有効性を確認した.本研究成果は,情報処理学会の自然言語処理研究会およびデータベースシステム研究会にて口頭発表しており,情報処理学会論文誌にも投稿中である.本研究は,WWW空間上に存在するHTML形式の表構造から言語学的な知識を自動獲得することを目的としている.従来,WWW空間上のデータを対象にしたネットサーチエンジンに代表される全文検索技術では,HTMLタグ情報を考慮していないため,表構造内の単語については,各項目間の関係が無視されていた.しかしながら,表構造内の各項目には,属性と属性値の関係が成り立つものが多数存在しており,大規模な表構造を収集すれば,言語学的な知識が抽出できると考えている.そこで,上記の目的を実現するため,本研究の実施計画として,1年目には,「表構造から各項目の位置情報を生成する表構造解析アルゴリズムの確立と効率的な索引化手法の考案・評価」を計画していた.位置情報の表現方法に関しては,領域分割のセグメンテーション法を応用し,位置情報をコンパクトなビット列で表現する手法を考案した.本手法を用いると,位置情報がコンパクトに表現できるだけでなく,表構造内において縦横の位置に存在する項目を高速に検索することが可能になる.また,単純な表構造だけでなく,COLSPANやROWSPANが使用された複雑な表構造にも対応可能である.更に,WWW空間上の表構造は,ブラウザーでの表示形式の関係から,横には短いが,縦には長い構造を持つ.特に,組織表のように大規模な表構造に対しては,位置情報を表すビット列が非常に長くなるが,本手法では,表構造を階層的に分割管理することにより,その問題点を解決している.本手法により作成した位置情報を研究代表者が以前に考案したPaCB-treeと呼ばれる索引に格納することで,より高速な検索を可能にした.本研究成果は,情報処理学会の自然言語処理研究会およびデータベースシステム研究会にて既に口頭発表しているが,研究成果をまとめ,情報処理学会論文誌に投稿する予定である.本研究は,WWW空間上に存在するHTML形式の表構造から言語学的な知識を自動獲得することを目的としている.従来,WWW空間上のデータを対象にしたネットサーチエンジンに代表される全文検索技術では,HTMLタグ情報を考慮していないため,表構造内の単語については,各項目間の関係が無視されていた.しかしながら,表構造内の各項目には,属性と属性値の関係が成り立つものが多数存在しており,大規模な表構造を収集すれば,言語学的な知識が抽出できると考えている.本研究の平成13年度の実施計画目標であった「表構造から各項目の位置情報を生成する表構造解析アルゴリズムの確立と効率的な索引化手法の考案・評価」に対しては,位置情報をコンパクトなビット列で表現する手法を考案した.本手法を用いると,位置情報がコンパクトに表現できるだけでなく,表構造内において縦横の位置に存在する項目を高速に検索することが可能になった.また,本研究の平成14年度の実施計画目標は「表構造内に存在する固有名詞の意味情報を特定する表内容解析アルゴリズムの確立とその結果を用いた検索質問が有する意味的多義性を考慮したネット検索エンジンの開発」であった.これに対して,各項目の意味情報は,各項目の縦横上位下位方向に存在する項目内容(これを表内の文脈と呼ぶ)に反映されている点に着目し,教師データを用いて相互情報量により文脈間の類似性を計算し,表内容解析を行うアルゴリズムを提案した.また,応用システムとして,表内の情報を問い合わせるシステム,ホームページ内に存在する表を読み上げるシステム等を開発し,その有効性を確認した.本研究成果は,情報処理学会の自然言語処理研究会およびデータベースシステム研究会にて口頭発表しており,情報処理学会論文誌にも投稿中である.
随意運動および言語の中枢制御に関する無侵襲的研究

1。運動関連脳電位の発生源の解明術前てんかん患者の硬膜下電極から手指の随意運動に先行する脳電位を記録し、運動開始の約2秒前から補足運動野と一次運動野のそれぞれ手の領域が両側性に活動し始め、約300ミリ秒前からは運動と反対側が優位に活動することを明らかにした。2。運動関連脳磁図の記録正常者の手指の随意運動に伴って大脳皮質から発生する磁場を記録し、運動開始時点の直前直後に現われる電位の発生源の一部を明らかにした。3。単純な運動と複雑な運動の比較正常者を対象として、手指の複雑な運動として中指と示指を順番に動かす課題を、単純な運動として両指を同時に動かす課題を用いて、それぞれの運動開始時点に先行する脳電位の頭皮上分布を比較した結果、複雑な運動では、従来唱えられてきた補足運動野に加えて、両側の一次運動野も重要な働きをなすことが推測された。また、中指だけを動かす課題と中指と示指を同時に動かす課題を比較したところ、運動前陰性電位が中指の単独運動の方でより大きいことから、繊細な運動に際して一次運動野が重要な役割を果たすことを示唆した。4。PETによる脳血流を用いた機能画像正常者が手指の運動課題施行中に酸素15で標識した水(H2^<15>O)を静脈注射し、PETにより脳血流画像を解析した結果、複雑な運動では補足運動野のほかに一次運動野が、しかも片手の運動でも両側性に活動することが判明し、上記脳電位の成績を支持する結果を得た。以上、3年間の本研究の結果、ヒトの手指の随意運動の中枢制御に果たす一次運動野と二次運動野の役割の一端が解明された。特に複雑な運動の制御に関して、従来重要視されてきた補足運動野に加えて、一次運動野の果たす機能が明らかになった。1。2。3。4。脳電図、脳磁図および脳血流測定からなる無侵襲的検索法を用いして、ヒトの手の随意運動に関する高次脳機能を統合的に明らかにすることを目的として研究を進め、以下のような成果を得た。1.単純な運動と複雑な運動における運動関連脳電位正常者を対象として、右手の単純な運動と複雑な運動に先行する脳電位を頭皮上から多チャネル同時記録し、その頭皮上の分布を比較し、複雑な運動では、従来言われてきた補足運動野のみでなく、一次運動野が両側性に興奮することを初めて明らかにした。2.運動関連脳電位の発生源の究明クリ-ブランドクリニックとの共同研究で、てんかん患者における硬膜下電極からの記録により、手の随意運動に先行して、補足運動野および一次運動野の中でそれぞれその運動に直接関連した部位が、運動開始の約2秒前から限局性に興奮することを初めて明かにした。3.運動関連脳磁図の記録NIH(米国)および国立生理学研究所(岡崎)との同共研究により、手の随意運動に先行する脳磁図の記録に成功した。そのデ-タの詳細な解析は今後行う予定である。4.随意運動時の脳血流変化の画像化手の随意運動を反復している間に、H_2^<15>Oを静注してPETによって局所脳血流の変化を画像化し、単純な運動と複雑な運動を比較した。その数量的解析は今後に残された課題である。1.運動関連脳電位の発生源の究明初年度に、ヒトの手指の複雑な運動と単純な運動の間で運動関連脳電位を比較して、複雑な運動では補足運動野だけでなく一次運動野も両側性に活動が増強することを見いだした。

今年度はこれをさらに多数の部位から同時記録してその頭皮上分布を明らかにすることを目的として、多チャンネル同時記録したデータを加算平均する方法を、電算機を用いて開発した。さらに米国のクリーブランドクリニックとの共同研究により、てんかん患者の術前に硬膜下電極によって運動関連脳電位を記録し、一次運動野と補足運動野が随意運動の開始前にほぼ対等に準備を始めることを明らかにした。2.運動関連脳磁図の記録運動関連脳電位の発生源を究明する目的で、岡崎の生理学研究所との共同研究を行い、運動開始寸前の電位についてはその発生源を反対側の一次運動野にほぼ求めることができた。しかし陰性緩電位(準備電位)のような低周波数成分については、記録条件が安定せず、その同定にはまだ成功していない。3.ポジトロン断層法(PET)による局所脳血流の測定ヒトの手指の単純な運動と複雑な運動に際して、経静脈的にH_2 ^<15>Oを投与して、PETによって脳血流画像を求め、同一被検者の脳MR画像に重畳する方法の開発に一応成功した。その結果、複雑な運動では、補足運動野のほかに、一次運動野も両側性にその活動が増すことを明らかにした。平成5年度は、次のような研究実績をあげるとともに、3年間にわたる本研究の総括を行った。1。運動関連脳磁図の記録国立生理学研究所、米国国立衛生研究所(NIH)およびヘルシンキ工科大学との共同研究により、正常者の手指の随意運動に伴って大脳皮質から発生する磁場を記録し、運動開始時点の直前直後に現われる電位の発生源の一部を明らかにした。2。単純な運動と複雑な運動における中枢制御機構の比較正常者の手指の複雑な運動と単純な運動に先行する頭皮上脳電位を比較し、複雑な運動では補足運動野のほかに両側の一次運動野も重要な働きをなすことを明らかにした。また中指と示指の同時運動に比べて中指の単離運動の場合に一次運動野が重要な役割を果たすことを明らかにした。3。ポジトロン断層撮影(PET)による脳血流測定を用いた機能画像正常者を対象として、手指の運動課題施行中に酸素15で標識した水(H2^<15>O)を静脈注射してPETにより脳血流を測定し、その血流画像を同一被検者のMR画像に重畳して脳の活動部位を求めたところ、上記の電気生理学的研究に基ずく結果を支持するデータを得た。4。随伴陰性変動の発生源の検討感覚認知と運動反応の連関を反映すると考えられる脳電位、随伴陰性変動(CNV)を随意運動に先行する準備電位と比較すると、小脳遠心路の傷害を示す患者では後者は消失するが、前者は正常に保たれ、両電位の発生機序の相違の一端を明らかにした。
新規脳刺激法を用いたヒト運動野皮質の興奮調節機構の解明

脳波周期活動が一次運動野興奮性もたらす影響を解析し、その神経基盤を基に経頭蓋交流電気刺激による新しい脳刺激法を開発することを目標とした。脳波と一次運動野興奮性の関連性を評価するため、M1上にTMSを行い、TMS前の脳波とMEPを同時計測した。C3においてTMS時刻を基準として-500 ms前後でMEP振幅が高い試行の脳波はM振幅の低い試行に比較しα・β帯域でパワー値が高い結果が得られた。またこの結果は刺激強度に依存することが示唆された。M1上に電極を配置し経頭蓋交流電気刺激によるM1興奮性の変化を評価した。周波数により影響されるのみならず、位相によっても興奮性が修飾されることを見出した。平成25年度は健常成人14名を対象に安静開眼、あるいは閉眼でM1上にTMSを行い、TMS前の脳波とMEPを同時計測する。得られた脳波とMEPの振幅、潜時の関連を網羅的に評価し、MEPの振幅や潜時に与える脳活動の因子とその脳内基盤を検討した。安静で座位をとり、左M1上から単発TMSを行い右手第一背側骨間筋(FDI)からMEPを記録した。TMSは1 mV前後のMEPが得られる強度を用いて5-7秒ごとに各50回TMSを行い、各刺激時のMEPを記録した。同時に頭皮上に10-20法に従い19箇所に電極を配置しTMS前の脳波を記録する。TMSの時刻を基準に-10000 msの脳波を切り出し、ウェーブレット変換、あるいはヒルベルト変換、temporal spectral evolution (TSE)により時間周波数解析を行った。各チャンネルで時間周波数ごとの振幅あるいは位相を取り出し、MEP振幅が高い試行と低い試行とで分け、それぞれの条件で脳波の差を検討した。ウェーブレット変換を用いて8-50 Hzのα-γ帯域を検討した結果としてはC3において-500 ms前後でMEP振幅が高い試行の脳波はMEP振幅の低い試行に比較しαからβ帯域でMEP振幅が高い試行のパワー値が低い傾向を示す可能性が示唆された。位相を検討した条件では開眼時にC3電極においてMEP振幅が高い条件と低い条件の間に位相差が生じる可能性が示唆された。また経頭蓋交流電流刺激(tACS)による大脳皮質の影響を見る準備として、MEPの変化を評価し、tACSの位相、周期によりMEP振幅に変化が生じることが示された。計画の中で計測筋の安静状態の程度による相互作用で興味深い結果が得られ、それを積極的に統制した共収縮状態でのMEP変化についても新たな知見を得ることができた。平成26年度は前年度行った健常成人を対象としたTMSと脳波の関係を更に評価するために磁気刺激の強度を変えて計測した。TMSの刺激強度は2種類を用い、低強度(安静時閾値)、もしくは高強度(1mVの振幅が得られる強度)を用いた。被検者には安静、開眼状態を指示した。脳波を連続して記録しながら5-7秒毎にTMSを行い右手第一背側骨間筋よりMEPを得た。TMSは低刺激強度条件、高刺激条件ともに100回ずつ記録し、計200回刺激を行った。MEPは振幅を各試行毎に計測し、TMS直前の脳波との対応を評価した。脳波の解析のためTMS時刻を基準に0.5秒前からデータを切り出した後周波数分析した。周波数分析にはウェーブレット変換を用い、8-30 Hzまでを関心周波数帯域とした。この解析によりMEP振幅に影響を与える脳活動の状態を解析し、またMEP振幅に影響する脳の状態がTMS強度が高い時と低い時で異なるかを検討した。TMS強度が高い条件ではMEP振幅が高い時はMEP振幅が低い時に比べ左C3 (TMS直下の電極)でα-β帯域のパワー値が高い傾向が見られた。一方TMS強度が低い条件ではMEP振幅が高い時(MEPが観察出来た時)はMEP振幅が低い時(MEPが観察できなかった時)に比べ脳波C3のα-β帯域のパワー値が低い傾向が見られた。TMS強度が高い時の結果は前年度で行った、開閉眼による脳波-MEPの関連を検討した研究に於ける開眼時の条件と概ね一致した。すなわちTMS強度が高い時にはM1周囲のαーβ帯域のパワー値が高い時にMEP振幅が高くなる傾向を確認することができた。一方TMS強度を低くすると脳波のパワー値とMEP振幅の結果がTMS強度が高い条件と異なることが示唆された。このことは今まで指摘されていなかった観察結果で、TMS強度によりMEP振幅が高くなりやすい脳の状態が異なることを示唆する。前年度までにM1上にTMSを行い、TMS前の脳波α、β帯域パワー値の高低によりMEP振幅が変化しており、α、βパワー値が高い時にMEP振幅が高くなることが示された。本研究は過去の報告と比較し示された結果ではパワー値が低い時によりMEPが出現する結果となっており、一致しない結果となった。この理由として過去の報告では比較的低い刺激を用いており刺激条件が異なっていた点に注目した。この点を評価するためにTMSの強度を変えて計測した。

TMS強度が高い条件ではMEP振幅が高い時はMEP振幅が低い時に比べ脳波-MEP振幅の関係がほぼ逆の関係となった。すなわち刺激強度により脳波α、βパワー値とMEP振幅の関係が変化することが示された。刺激強度により脳波-MEPの関係が変化する理由として刺激強度によりTMSにより誘発されるI1、I3の出現度が変化することや、刺激の及ぶ範囲が異なることが影響するという仮説を立てた。これを踏まえてI1、I3の出現度の差によるという仮説を検証するためTMSコイルを通常の向き(PA)と逆向き(AP)により脳波-MEP連関を検討した。結果としては両条件による明らかな差は観察されなかった。一方刺激の及ぶ範囲の差によるという仮説を検証するため通常サイズのコイル(70mm)と比較のためより小さな50mmコイルで刺激を行った。小さなTMSコイルでは刺激範囲が小さくなるため刺激強度を下げたときと同様の結果が得られることを予想した。小数例での検討であるが50 mmコイルを用いた脳波-MEPの関係は予想に近い脳波パワー値が低い時にMEP振幅が高くなる傾向が得られた。このことより脳波-MEP連関を評価する上でTMSの刺激の及ぶ範囲が影響することが示唆された。脳波周期活動が一次運動野興奮性もたらす影響を解析し、その神経基盤を基に経頭蓋交流電気刺激による新しい脳刺激法を開発することを目標とした。脳波と一次運動野興奮性の関連性を評価するため、M1上にTMSを行い、TMS前の脳波とMEPを同時計測した。C3においてTMS時刻を基準として-500 ms前後でMEP振幅が高い試行の脳波はM振幅の低い試行に比較しα・β帯域でパワー値が高い結果が得られた。またこの結果は刺激強度に依存することが示唆された。M1上に電極を配置し経頭蓋交流電気刺激によるM1興奮性の変化を評価した。周波数により影響されるのみならず、位相によっても興奮性が修飾されることを見出した。前年度では開閉眼で脳波とMEP振幅の解析により、M1を中心とした脳活動と、そこにTMSが加わった際の筋電図応答の関係を評価し開眼・閉眼といった視覚入力の差によっても運動野の応答性が変化することが示唆された。この際開閉眼ともにC3電極のα-βパワー値が高い時の方がMEP振幅が高くなる傾向が示されたが、この結果は過去のいくつかある報告と異なり、本研究の問題点と考えられた。この問題は計画当初予想していなかったことだが、過去のいくつかの報告では本研究で当初用いた刺激強度(1mVのMEP振幅が得られる強度)よりも小さな刺激強度(安静時閾値)を用いたものが多く、このことが結果に影響しているという仮説を立てた。この仮説を検証するためにTMS強度を2水準設定して脳波-MEPの関連を評価した。この研究結果まだ8名と少数だがTMS強度が高い条件では前年度と同様に脳波パワー値が高い時にMEP振幅が高くなるのに対し、TMS強度が低い条件では脳波パワー値が低い時にMEP振幅が高くなる傾向が示され、仮説を支持する結果が得られたとかんがえられる。並行して脳波位相や電極間の位相差によりMEP振幅が影響されるかを検討しているが、これについては現在までのところ明らかな傾向は見られず、次年度の検討課題として残されている。また脳波位相や電極間位相差については現時点での結論は見いだせていないが経頭蓋交流電流刺激によりM1を刺激しMEP振幅の変化が生じるか準備を開始し、次年度詳細な検討を行う。臨床神経生理学平成27年度は平成26年度の検討を更に進める。一つは脳波-MEPの関係を明らかにするため被検者数を更に増やす。現時点で8名ほどのため15-20名を目標として計測、解析を行う。また経頭蓋交流電流刺激(tACS)によるM1興奮性の修飾を検討する。
ヒト末梢血・培養細胞を用いた大気汚染物質の免疫毒性評価法の開発

近年、PM2.5などの大気汚染による喘息やアレルギー性鼻炎の悪化が、統計調査や動物実験によって示唆されている。大気汚染に含まれる化学物質によって、花粉・ダニなどのアレルゲンが、よりアレルギーを起こしやすい形に変化したり、アレルギーに関与する細胞が影響を受けたりする可能性が考えられる。このような化学物質によるアレルギーの悪化のしやすさを、採取した血液を使って簡単に調べる方法の開発を試みた。近年、黄砂・PM2.5・ディーゼル排気粒子等の大気汚染物質が注目されており、その健康影響が懸念されている。これまでにマウス等を用いた動物実験で黄砂の気道投与によるアレルギーの増悪が報告されているが、マウスと人では特に免疫系、代謝系、遺伝的多系の点で違いがある。人に侵襲的な負担をかげずに人への化学物質の暴露影響を調べる方法として、末梢血を生体外で刺激するex vivo試験が注目されている。本研究では実際に大気粉塵を採取し、集塵フィルターを培地や血清で洗浄したものをヒト末梢血に対する刺激物質として用いることで、実際の暴露に近い状況を再現し、大気汚染物質の免疫毒性を評価する方法を開発することを目的に研究を計画した。まず、以前の黄砂飛来日の集塵フィルターから有機溶媒で抽出した成分で、ヒト末梢血中の好塩基球のアレルゲン応答が増強されるかどうかを2-3名から採取した末梢血を用いて調べた。好塩基球活性化の指標としてCD63陽性細胞の割合とCD203cの発現上昇をフローサイトメーターで解析した。アレルゲン(anti-IgE)単独で添加した場合とアレルゲンと抽出成分を添加した場合(終濃度で多環芳香族炭化水素1ng/mL以上含む)で違いはなく、アレルゲン応答への増強効果は見られなかった。また、大気汚染に関わる物質ではないが、薬剤や食品に含まれるアスピリンがアレルギー反応を増強させるとの説があるので、モデルとして、アスピリンによる好塩基球のアレルゲン応答の増幅を3名の末梢血で調べた。1mMのアスピリン添加でCD63陽性細胞の割合が上昇する例も見られたが、全体としてはアスピリン添加の有無で有意な違いは見られなかった。また、日を変えて同じ測定を繰り返した場合に再現性が悪く、末梢血好塩基球活性化試験では、化学物質のアレルゲン応答に対するわずかな増強効果を検出するのは難しいと考えられた。近年、黄砂・PM2.5・ディーゼル排気粒子等の大気汚染が問題となっており、その健康影響が懸念されている。これまでにマウス等を用いた動物実験で黄砂やディーゼル排気粒子の気道投与によるアレルギーの増悪が報告されているが、マウスと人では、特に免疫系、代謝系、遺伝的多型の点で違いがある。人に侵襲的な負担をかけずに人への化学物質の暴露影響を調べる方法として、採血した末梢血を用い、体外で化学物質を添加して反応を見るex vivo試験が注目されている。本研究では大気汚染関連の化学物質のアレルギー反応への直接の影響、あるいは化学物質が既知のアレルゲンによるアレルギー反応へ及ぼす影響を、末梢血を用いた体外検査によって検討し、大気汚染関連化学物質に対する個人の感受性を評価する系を開発することを目的として研究を計画した。ヒト末梢血中の好塩基球のアレルゲンに対する応答が多環芳香族炭化水素(PAH)などの化学物質によって増強されるか、どうかを調べた。アレルゲンとしてスギ花粉抽出物、化学物質としてピレン、フェナントラキノンを用いた場合に、スギ花粉症を持つ被験者3名の末梢血において、スギ花粉抽出物単独より、ピレン、フェナントラキノン(7.5nM)とスギ花粉抽出物を混合したものの方が好塩基球の応答が高く、これらの化学物質によるアレルギー応答の増強作用が示唆された。ダニ抽出物をアレルゲンとして用いた場合には、ダニアレルギーを持つ被験者の末梢血においても、この2つの化学物質によるアレルギー応答の増強は見られなかった。化学物質によるアレルギー応答への影響は、アレルゲンの種類によって違いがあり、環境化学物質がアレルゲン蛋白質に何らかの変化を与えることによって、アレルギー応答を増強させている可能性がある。近年、黄砂・ディーゼル排気粒子・PM2.5等の大気汚染が問題となっており、その健康影響が懸念されている。本研究では大気汚染関連の化学物質が既知のアレルゲンによるアレルギー反応へ及ぼす影響を末梢血を用いた体外検査によって検討し、化学物質に対する個人の感受性を評価する系を開発することを目的とした。ヒト末梢血中の好塩基球のアレルゲンに対する応答が、多環芳香族炭化水素(PAH)などの化学物質によって増強されるかどうかを調べた。好塩基球活性化の指標としてCD63陽性細胞の割合とCD203cの発現上昇をフローサイトメーターによって解析した。アレルゲンとしてスギ花粉抽出物、ダニ抽出物、化学物質としてピレン、フェナントラキノンを用いた。スギ花粉症を持つ被験者9名のうち、5名の末梢血において、終濃度80nMのピレン、フェナントラキノンによる、スギ花粉抽出物に対するアレルギー応答(CD63陽性細胞の増加)の増強が見られた。ダニアレルギーを持つ被験者6名のうち、2名の末梢血において終濃度

80nMのピレン、フェナントラキノンによる、ダニ抽出物に対するアレルギー応答(CD63陽性細胞の増加)の増強が見られた。本研究の結果からは、ピレン、フェナントレンキノンによるアレルギー応答の増強が一般的にあるとはいえない。化学物質に対する個人の感受性を評価する系として使用できる可能性はあるが、増強が見られた被験者についての詳細な検討が必要である。また、大気粉塵の分析と慢性咳嗽患者の疫学調査から、血清IgE濃度の低い患者の方が大気粉塵中の遷移金属の影響を受けやすいことが示唆されており、化学物質によるアレルギーの増悪以外のメカニズムを考える必要もある。近年、PM2.5などの大気汚染による喘息やアレルギー性鼻炎の悪化が、統計調査や動物実験によって示唆されている。大気汚染に含まれる化学物質によって、花粉・ダニなどのアレルゲンが、よりアレルギーを起こしやすい形に変化したり、アレルギーに関与する細胞が影響を受けたりする可能性が考えられる。このような化学物質によるアレルギーの悪化のしやすさを、採取した血液を使って簡単に調べる方法の開発を試みた。平成26年度は、(1)ハイボリュームエアサンプラーによる大気粉塵のフィルター捕集と捕集された粉塵に含まれるPAHの分析、(2)PAHによるアレルギー応答の増強効果を調べるための、アレルギー疾患患者の末梢血を用いた好塩基球活性化試験、(3)粉塵抽出物やPAHがヒト上皮細胞のサイトカイン分泌に及ぼす影響の解析を行なう予定であった。(1)大気粉塵のフィルター捕集と粉塵に含まれるPAHの分析については順調に進んでいる。平成26年度中に、粉塵採集地への黄砂の飛来、PM2.5濃度の高い日があり、その時期の粉塵をフィルター捕集することができた。(2)アレルギー疾患患者を対象とした好塩基球活性化試験については、スギ花粉症の被験者、ダニアレルギーの被験者の末梢血を用いた予備検討を行なうことができた。その結果、アレルゲンとしてスギ花粉抽出物、化学物質としてピレン、フェナントラキノンを用いた場合に、スギ花粉症患者の好塩基球でアレルギー応答の増強が示唆された。ダニアレルギー患者の好塩基球では、化学物質によるアレルギー応答への影響は、アレルゲンの種類によって違いがあり、化学物質がアレルゲン蛋白質に何らかの変化を与えることによって、アレルギー応答を増強させている可能性がある。この結果を踏まえて、喘息などのアレルギー疾患患者を対象とした患者・対照研究を計画し、金沢大学医学倫理審査委員会に倫理申請を行い、承認された。当初の計画よりは遅れているが、25年度には困難と思われた末梢血を用いた好塩基球活性化試験による化学物質のアレルゲン応答の増強効果の検出が可能となった。(3) PAHのアレルギー応答への影響が示唆されたため、アレルギーに関わる好塩基球・マスト細胞系への影響に限定して研究することにし、ヒト気道上皮培養細胞のサイトカイン分泌に対する粉塵抽出物やPAHの影響を調べる実験は中止した。環境生物学好塩基球活性化試験の結果、ピレン、フェナントラキノンによるアレルギー応答の増強作用が示唆される結果が得られたため、アレルギーに関わる好塩基球・マスト細胞系への影響に限定して研究することにした。
近現代中国東北地域の農業開発―満洲国期の農地開発とその戦後

本研究の目的は、満洲国期に行われた農地開発の具体的な実施状況を明らかにし、さらに戦後中国国民政府、中国共産党による接収状況を明らかにすることによって、これを中国東北地域の農業開発史のなかに位置づけることである。満洲国期の農地開発はおもに日本人移民の入植地を確保するために実施された。本研究では、これまで検討を進めてきた満洲国期の日本人移民用地に関して、その制度の変遷と実施状況を整理した。すなわち、用地取得の主体は東亜勧業株式会社、満洲拓植株式会社・満洲拓植公社、満洲国へと移行し、満洲国は各地で「未利用地開発」を実施し、これらの用地が団地計画にしたがって移民に分配されたが、これを満洲国の法令と統計によって実証的にとらえた。盤山農場を事例とする国民政府の農地接収については、前年度に台湾や日本国内で収集した資料の分析を継続して進めた。戦後、国民政府水利委員会、水利部による接収は档案史料によって詳細に把握することができつつあるが、今後、可能な限り資料を補い、政府中央と現地との関係について分析を加えたい。また戦後「満洲」研究会が開催した梅村卓・大野太幹・泉谷陽子編著『満洲の戦後』(勉誠出版、2018年)の合評会においてコメントを行った。戦後満洲をめぐる論点を整理し、各地の資料状況について情報を共有することができた。同書には戦後満洲における国民政府側の研究が少なく、その意味でも本研究の意義が確認できた。台風の影響によって予定していた夏の中国東北調査が実施できなかったため、とくに中国共産党の接収についての資料収集が不十分である。2019年度は、国民政府の接収についての論文を完成させるとともに、中国共産党の接収についても資料収集と分析を進める。中国共産党の接収については、中国東北地域のほか、香港や引き続き日本国内でも資料調査を実施する。本研究の目的は、満洲国期に行われた農地開発を近現代中国東北地域史のなかに位置づけることである。具体的には、満洲国期の農地開発と戦後の接収状況を把握し、それらの実施を地域における具体的な事例から検討する。2016年度は、中国東北地域および台湾で関連する文献資料の所蔵状況およびその利用条件の把握に努めるとともに、事例の候補とする中国東北地域のフィールドのうち、斉斉哈爾市近郊に行った。まず日本国内で事例とする地域に関する資料を収集するとともに、京都大学人文科学研究所図書室、一橋大学経済研究所附属社会科学統計情報研究センター資料室などで満洲国期の開拓政策に関する資料を収集した。また黒龍江省図書館(哈爾濱市)、吉林省図書館(長春市)などで戦後中国の地方志、農業志などを閲覧した。中国ではとくに中華人民共和国建国前後の資料に関して、所蔵状況とその利用条件が確認できた。一方で、満洲国期の日本語資料に関しては、吉林省社会科学院満鉄資料館(長春市)の利用ができなかった。さらに台湾・中央研究院近代史研究所档案館(台北市)で国民政府の東北農業水利接収に関する档案史料を調査した。これらの調査によって、国民政府、中国共産党による農地接収を分析するための資料の目途をつけることができた。また個別の農地開発のみならず、満洲国期の水利建設・管理と戦後の接収についても検討する必要があることがわかった。以上の調査によって収集した資料の分析にも着手している。中国東北地域および台湾における調査で文献資料の所蔵が確認でき、2017年度以降、継続して調査、収集を進める予定である。ただし2016年度に予定していた資料の購入、分析には着手できなかった。本研究は、満洲国期の農地開発と戦後の接収状況を具体的に把握することを課題とする。国民政府と中国共産党による接収をそれぞれ明らかにするとともに、地域における具体的な事例を検討する。2017年度は、これまで収集した資料を分析し、研究報告を行ったほか、中国東北地域および日本国内で関連する文献資料の閲覧・収集を継続して実施した。二年目となる今年度はおもに国民政府と中国共産党による戦後の接収に重点を置いて、調査、分析を行った。第一に、国民政府による東北農業水利の接収については、これまでに収集した档案史料などの分析を進め、水利部と農林部の対応を中心に研究報告を行った。報告では新たな課題がみつかったが、今後、さらに東北行営や軍政部の資料を収集してこの検討を進める。第二に、中国共産党による接収については、吉林省図書館(長春市)、東北師範大学図書館(長春市)で、当該時期の定期刊行物などを集中的に調査、収集した。中国共産党の対応について、東北人民政府などの定期刊行物から農業政策のおおまかな状況について把握することができた。第三に、農地開発と接収の事例分析については、新潟県および山形県で黒龍江省甘南県に入植した開拓団に関する資料の調査を実施した。甘南県には入植した開拓団も多く、盤山県と並んで、日本国内にも比較的多くの資料が残されていることが確認できた。次年度は公刊された資料も含めて、さらに収集を進めていきたい。国民政府の接収について、分析にまだ課題があり、論文にまとめることができなかった。中国共産党の接収と事例分析については、次年度も継続して調査、分析を進める。

本研究では、これまで検討を進めてきた満洲国期の日本人移民用地に関して、その制度の変遷と実施状況を整理した。すなわち、用地取得の主体は東亜勧業株式会社、満洲拓植株式会社・満洲拓植公社、満洲国へと移行し、満洲国は各地で「未利用地開発」を実施し、これらの用地が団地計画にしたがって移民に分配されたが、これを満洲国の法令と統計によって実証的にとらえた。盤山農場を事例とする国民政府の農地接収については、前年度に台湾や日本国内で収集した資料の分析を継続して進めた。戦後、国民政府水利委員会、水利部による接収は档案史料によって詳細に把握することができつつあるが、今後、可能な限り資料を補い、政府中央と現地との関係について分析を加えたい。また戦後「満洲」研究会が開催した梅村卓・大野太幹・泉谷陽子編著『満洲の戦後』(勉誠出版、2018年)の合評会においてコメントを行った。戦後満洲をめぐる論点を整理し、各地の資料状況について情報を共有することができた。同書には戦後満洲における国民政府側の研究が少なく、その意味でも本研究の意義が確認できた。台風の影響によって予定していた夏の中国東北調査が実施できなかったため、とくに中国共産党の接収についての資料収集が不十分である。2017年度は当初の計画通り、中国東北地域で資料および現地調査を継続して実施するとともに、当該地域に入植した日本人開拓団に関する資料調査を日本国内で実施する。また台湾・中央研究院近代史研究所档案館で資料の補充調査を実施する。また成果発表の準備を進める。2018年度は、国民政府の接収について資料の補充調査を実施し、論文を作成するとともに、中国共産党の接収についても分析を進める。また日本国内および中国東北地域で事例分析のための資料・実地調査を継続して実施する。2019年度は、国民政府の接収についての論文を完成させるとともに、中国共産党の接収についても資料収集と分析を進める。中国共産党の接収については、中国東北地域のほか、香港や引き続き日本国内でも資料調査を実施する。2016年度に予定していた資料の購入、分析に着手できなかったため。2017年度に予定していた海外調査の一部が実施できなかったため。資料の購入および中国、台湾で調査を実施する。2018年度に予定していた海外調査が実施できなかったため。引き続き資料の購入および中国、香港などのほか、国内での資料調査に使用する。資料の購入および台湾での補充調査にあてる予定である。
植物と昆虫の分子系統から見た植食性昆虫の寄主選択様式の進化

植物の多様化とそれに対応した植物性昆虫の多様化の過程を調べる目的で、さまざまな陸上植物とそれを利用する植食性昆虫の採集と飼育、およびそのサンプルを使った分子系統解析を行なった。フィールド調査は琉球列島を含む日本国内各地とニューカレドニア、オーストラリア、フィjー、ニュージーランド、チリに及んだ。本研究で特筆すべき成果のひとつは、トウダイグサ科コミカンソウ亜科植物の分子系統とそれを利用するホソガ類の分子系統の解析から明かになった両者の絶対送粉共生の発見である。子房食性のホソガ類において非常に高い寄主特異性が認められ、ホソガ類と寄主植物との間に顕著な共種分化の関係が見い出された。集められた多くの試料のうち、さまざまな寄主植物を利用するハモグリバエ科の潜葉虫の分子系統樹を作成した。その結果、ハモグリバエ科は単系統であるがいくつかの亜科は単系統ではないこと、最も祖先的な種群はすでに被子植物食で、ハモグリバエ科は被子植物食者として適応放散したのちにシダ食やコケ食が生じたこと、潜葉性のものから虫えい形成性が1回起源したことなどが明かになった。双翅目で植食性が進化したのは、ハモグリバエ科、ハナバエ科、ミバエ科、ショウジョウバエ科などわずかな科に限られている。Pallopteridae(仮称ハレギバエ)は稀な科として知られており、日本からは1種だけ報告されていたが、今回京都芦生でPallopteridaeの1種(日本初記録)がトウゲシバの潜葉虫であることを発見した。これはヒカゲノカズラ綱の潜葉虫として世界初の発見であり、潜葉中の植食性の起源を考える上で重要な知見となった。植物の多様化とそれに対応した植食性昆虫の多様化の過程を調べる目的で、さまざまな陸上植物とそれを利用する植食性昆虫、特に潜葉虫の採集および飼育を行なった。調査は琉球列島を含む日本国内各地、および台湾、北米の東海岸と西海岸、南米チリに及んだ。これらの調査では、特に原始的な鱗翅目の採集を心掛けた。台湾では生活史が未知のムカシガが、南米チリではナンキョクブナの潜葉虫であるモグリコバネガが採集された。今年度、特に重点的に行なった調査は、トウダイグサ科植物の分子系統とそれを利用するさまざまな昆虫類の分子系統の解析である。琉球列島の各島をめぐり、さまざまなトウダイグサ科植物とその植食性昆虫、特に子房食性、潜葉性、および虫えい形成性のホソガ類を採集した。それらを研究室に持ち帰り、DNAを抽出し、植物では葉緑体DNAおよび核DNAの、昆虫ではミトコンドリアDNAの塩基配列を決定し、系統関係を推定しつつある。また一方で、さまざまな寄主植物を利用する潜葉虫および花粉・胞子・胚珠・子房食性昆虫の行動様式(潜孔様式を含む),寄主範囲,生活史について,調査を行なった.特に、シダ植物の胞子を利用する昆虫相の調査を集中的に行ない、またそれらを飼育することによって羽化成虫標本を得た。これらの昆虫はのちの分子系統解析のためにエタノール液浸標本として保存している。ソテツは裸子植物の一群であるが、その雌胞子葉に穿孔するカミキリムシを沖縄島で発見し、その生活史を調査した。ソテツ綱ではZamia科でゾウムシ媒が報告されているが、このカミキリムシはソテツの送粉には寄与していないようである。これは、潜葉性のカミキリムシとしても、ソテツの雌胞子葉の潜葉虫としても、世界初の例となった。

植物の多様化とそれに対応した植食性昆虫の多様化の過程を調べる目的で、さまざまな陸上植物とそれを利用する植食性昆虫、特に潜葉虫の採集および飼育を行なった。調査は琉球列島を含む日本国内各地、およびニューカレドニア、オーストラリア、ビルマに及んだ。これらの調査では、特に原始的な鱗翅目の採集を心掛けた。オーストラリアではナンヨウスギの潜葉虫であるカウリコバネガが採集された。今年度、特に重点的に行なった調査は、トウダイグサ科植物の分子系統とそれを利用するさまざまな昆虫類の分子系統の解析である。琉球列島の各島をめぐり、さまざまなトウダイグサ科植物とその植食性星虫、特に子房食性、潜葉性、および虫えい形成性のホソガ類を採集した。それらを研究室に持ち帰り、DNAを抽出し、植物では葉緑体DNAおよび核DNAの、昆虫ではミトコンドリアDNAの塩基配列を決定し、系統関係を推定しつつある。特にカンコノキ属の送粉様式に着目し調査した結果、この属の調査種すべてが種子食性ホソガと絶対送粉共生の関係にあることが判明した。またカンコノキ属とホソガ類それぞれの分子系統の調査により、両者が共種分化を遂げているらしいことが示唆された。また一方で、さまざまな寄主植物を利用する潜葉虫および花粉・胞子・胚珠・子房食性昆虫の行動様式(潜孔様式を含む),寄主範囲,生活史について,調査を行なった.特に、シダ植物やコケ植物の葉や茎、胞子などを利用する昆虫相やの調査を集中的に行ない、またそれらを飼育することによって羽化成虫標本を得た。これらの昆虫はのちの分子系統解析のためにエタノール液浸標本として保存している。植物の多様化とそれに対応した植食性昆虫の多様化の過程を調べる目的で、さまざまな陸上植物とそれを利用する植食性昆虫の採集と飼育、およびそのサンプルを使った分子系統解析を行なった。フィールド調査は琉球列島を含む日本国内各地とニューカレドニア、オーストラリア、ニュージーランドに及んだ。今年度、重点的に行なった調査は、トウダイグサ科植物の分子系統とそれを利用するさまざまな昆虫類の分子系統の解析である。琉球列島の各島をめぐり、さまざまなトウダイグサ科植物とその植食性昆虫、特に子房食性、潜葉性、および虫えい形成性のホソガ類を採集した。それらを研究室に持ち帰り、DNAを抽出し、植物では葉緑体DNAおよび核DNAの、昆虫ではミトコンドリアDNAの塩基配列を決定し、系統関係を推定した。その結果、子房食性のホソガにおいて寄主植物との共種分化の関係が見い出された。これまでに集められた多くの試料めうち、さまざまな寄主植物を利用するハモグリバエ科の潜葉虫の分子系統樹を作成した。その結果、ハモグリバエ科は単系統であるがいくつかの亜科は単系統ではないこと、最も祖先的な種群はすでに被子植物食で、ハモグリバエ科は被子植物食者として適応放散したのちにシダ食やコケ食が生じたこと、潜葉性のものから虫えい形成性が1回起源したことなどが明らかになった。双翅目で植食性が進化したのは、ハモグリバエ科、ハナバエ科、ミバエ科、ショウジョウバエ科などわずかな科に限られている。Pallopteridae(仮称ハレギバエ)は稀な科として知られており、日本からは1種だけ報告されていたが、今回京都芦生でPallopteridaeの1種(日本初記録)がトウゲシバの潜葉虫であることを発見した。これはヒカゲノカズラ綱の潜葉虫として世界初の発見であり、潜葉虫の植食性の起源を考える上で重要な知見となった。
高血圧自然発症ラットの循環動態に及ぼすβ遮断薬とエピネフリンの相互作用

エピネフリンとβ遮断薬との相互作用について,高血圧自然発症ラット(SHR)とWistar Kyotoラット(WKY)を用いて検討した。(研究1)ラットに8万分の1倍エピネフリン添加2%リドカインと非選択性β遮断薬のピンドロールを腹腔内に投与し,そのときの循環動態の変動を,悲観血的血圧測定装置により測定した。その結果,SHRに対してピンドロールとエピネフリンを併用すると,著しい拡張期血圧の上昇が見られた。一方,WKYでも同様の変化が認められたが,血圧の上昇の程度はSHRの場合に比べて有意に小さかった。血圧上昇の発生機序として,β遮断薬によってエピネフリンのβ作用が遮断され,α作用が相対的に有意となり,末梢血管抵抗の増大が起こったことが考えられる。また,SHRとWKYのα1作働薬,フェニレフリンに対する反応性を調べたところ,α1作用に対する感受性が,WKYよりもSHRの方が高いことが判明した。(研究2)プロポフォール麻酔下のラットにエピネフリンを持続静注し,非選択性β遮断薬のプロプラノロールを1回静脈内投与し,そのときの循環動態の変動を,観血的動脈圧測定法により測定した。その結果,プロプラノロールとエピネフリンを併用した場合,SHR,WKYともに有意な血圧上昇を認めた。研究1ではピンドロールとエピネフリンの併用時,SHRのみ有意な変化が認められたが,研究2ではSHRとWKYの血圧変動に差は無かった。プロポフォールの循環系に及ぼす作用として,血管拡張作用があげられるが, SHRの病態生理学的特徴により,SHRの方がWKYよりもプロポフォールによる血管拡張を起こしやすいことで,SHRとWKYの間に差が出なかったことが考えられた。本研究に先立って,非選択性のβ遮断薬であるピンドロールと,エピネフリンとの相互作用を調べた.有志の若年健康成人に対して,ピンドロール5mgを服用させ,1時間後に8万倍エピネフリン添加2%リドカイン3.6mlを上顎頬側歯肉に浸潤麻酔を行ったところ,有意な血圧の上昇と心拍数の減少を認め,被験者8人の中の1人は,40mmHg以上の収縮期血圧の上昇と,20回/分以上の心拍数の減少をきたし,頭痛を訴えた.ここで得られた結果は,若年の健康成人に認められたものであり,実際の高血圧症患者では,さらに著しい変化が起こることが予想された.そこで,この循環動態の変動のメカニズムを解明することを目的に,ヒトの本態性高血圧症のモデルとして最も広く利用されている高血圧自然発症ラット(SHR)およびその対照モデルである正常血圧ラット(WKY)を実験モデルとして,β遮断薬とリドカインに添加されたエピネフリンとの相互作用が,その循環動態におよぼす影響について検討を行った.その結果,非選択性のβ遮断薬とエピネフリンとを併用した場合に,SHRだけ著しい循環動態の変化(DBPの上昇,肺水腫の発生)がみられた.その発生機序として,エピネフリンのβ_2作用が遮断され,α_1作用が相対的に優位となり,末梢血管抵抗の増大が起こったことが示唆された.また,著しい循環動態の変化がSHRにだけみられたのは,相対的に優位となったα_1作用に対する感受性が,WKYと比較して,SHRの方が高いことに起因することが示唆された.なお,この有害な循環動態の変動のメカニズムを更に詳細に解明するため,血清生化学分析を行い,比較検討中である.

局所麻酔薬に添加されたエピネフリンとβ遮断薬との相互作用について,高血圧自然発症ラット(SHR)とWister-Kyotoラット(WKY)をもちいて検討した.無麻酔下のラットに2%リドカインに添加されたエピネフリン20μg/kgと非選択性β遮断薬のピンドロール0.7mg/kgを腹腔内に投与し,その時の循環動態の変動を,ラット・マウス用非観血式血圧測定装置により,尾動脈の脈波より観察した.その結果,SHRに対して非選択性β遮断薬ピンドロールとエピネフリンを併用すると,著しい拡張期血圧の上昇が見られた.一方,WKYでも同様の変化が認められたが,血圧の上昇の程度は,SHRの場合に比べて有意に小さかった.血圧上昇の発生機序として,β遮断薬によってエピネフリンのβ2作用が遮断されたため,残ったαl作用が相対的に優位となり,末梢血管抵抗の増大が起こったためと考えられる.また,SHRでより著しい変化の見られた原因を検討するため,SHRとWKYのフェニレフリンに対する反応性を調べたところ,α1作用に対する感受性が,WKYに比べSHRの方が高いことが判明した.さらに,以上の研究の問題点と考えられる,1)薬剤を腹腔内に投与しているため,血中濃度の変化が個体によりかなり異なっている可能性があること,2)リドカインに添加された形のエピネフリンを用いており,リドカインの循環に及ぼす影響も無視できない点を考慮し,現在,薬剤を腹腔内に投与するのではなく,静脈内投与による投与量と反応性との関連性についても討している.さらに,新しい静脈麻酔薬である,プロポフォール麻酔下でのエピネフリンとβ遮断薬の相互作用について検討中である.