hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規膜電位プローブの、細胞内局所タ-ゲット

細胞膜電位の信頼性の高い時空間測定法を確立することは、現在の神経生理学の重要な課題の一つである。我々は、ホヤゲノムから新しく発見した電位センサーをもつ酵素蛋白質であるVSP (voltage sensitive phosphatase)、及び独自の新規蛍光蛋白質を巧みに組み合わせ、従来にない優れた性能を持つFRET(蛍光エネルギー移動)型の膜電位プローブを開発してきた。このようなプローブを用いた膜電位の時空間測定を、例えば、低倍率の光学系のもとで、多数の神経細胞に対して適用しようとした場合には、特定の細胞集団の入力と出力とが混在した信号が発生してしまうなどの問題が生じる場合がある。この新規膜電位プローブを、initial segment、軸索、樹状突起といった神経細胞の機能コンパートメントに特異的にターゲットさせる技術の開発を行うことが出来れば、このような問題をクリアする事ができる。さらに、従来、生理的条件下で膜電位を測定する手段が存在していなかった、ER (endoplasmic reticulum)、輸送小胞などといった細胞内膜系も重要な対象になりうる。さまざまな遺伝子の、さまざまな局在シグナル・モチーフを導入した遺伝子コンストラクトを作製し、膜電位プローブの局在化を試みたが、十分な局在効果は観察されなかった。機能蛋白質の局在機構は、そのシグナル・モチーフのみで単純に制御されているわけではなく、蛋白質物性の多様な因子の総合的な結果であることが改めて解り、この戦略の難しさを実感した。ただし、局所ターゲットは発現量にも依存するはずで、例えば適切なプロモータを選択することで局在効果が得られる可能性も残っている。また、ミトコンドリアやERといった細胞内膜へのターゲットについては、時間の制約から、十分に追求することができなかった。今後もこの点においては深く追求していきたい。申請者がこれまで開発してきた膜電位プローブは、通常、細胞膜に一様に発現する。今回、極性細胞などにおいて、一部のコンパートメントに局在させる各論的方法を探索することにした。まず、神経細胞において、主要な神経インパルスの発生部位であるinitial segmentに局在させることを第一目標と定めた。ここで、Initial segmentには、電位依存性ナトリウムチャネルや、KCNQ2, 3チャネルが局在することに着目した。それらは、アンキリンGという足場となる蛋白質と相互作用して局在を実現していることが知られている。KCNQ2, 3チャネル内に存在する、アンキリン結合ドメインを、膜電位プローブに癒合したコンストラクトを作成し、ラット海馬由来の初代培養神経細胞へLipofection法を用いて遺伝子導入した。23日後にレーザー走査共焦点顕微鏡で観察したところ、期待に反して、アンキリン結合ドメインがない場合と同様に、細胞膜に一様な発現様式を観察した。足場であるアンキリンが摂動を受けた可能性を検討するために、細胞をパラフォルムアルデヒドで固定後、抗アンキリンG抗体で免疫組織化学を行い、その局在を調べた。アンキリンGの発現は、遺伝子導入されていない細胞と同様に、initial segmentに局在していた。このことから、膜電位プローブに導入したアンキリン結合ドメインが、正しく相互作用できていない可能性が考えられる。また、アッセイ糸での発現量が多すぎて、initial segmentに局在できる容量を超えてしまっているのかもしれない。今後はこれらの点を検討していく。
ケモカインならびにレセプターの分析法の開発とその病態検査学的意義の検討

本研究を通して以下の研究成果を得た。1)マウス・メスの排卵後にIL-8の機能的ホモログであるマクロファージ炎症性蛋白(MIP)-2が、膣上皮で一過性に産生され、膣上皮への好中球浸潤を引き起すことを明らかにした。2)IgA腎症の急性型では尿中1L-8濃度が高く、尿中MCP-1濃度が検出感度以下であった。腎不全への移行が多い慢性型では、尿中MCP-1濃度が上昇しているのに対して、尿中IL-8濃'度の上昇は軽度であった。半月板形成性糸球体腎炎では、腎臓内で産生されるMIP-1αが半月板形成に、MCP-1が間質病変に関与していることを示唆する結果を得た。糖尿病腎症においては、間質のマクロファージがMCP-1陽性であり、尿中MCP-1濃度も上昇していた。3)IL-8遺伝子導入した癌細胞株を接種すると、血管新生と腫瘍形成が亢進した。癌病巣の低酸素状態の壊死近傍部位でIL-8蛋白・mRNAの発現が認められた。種々の癌細胞株を低酸素状態に暴露したところ、NF-κBとAP-1の2種類の転写因子が協調的に活性化され、IL-8遣伝子の転写が亢進していた。さらに、胃癌細胞株ではIL-8レセプターを発現していて、IL-8に反応して転移関連遺伝子の発現が誘導されていた。4)肝癌細胞株では、PEA3とAP-1とが協調的に恒常的に活性化されることによって、IL-8遺伝子転写が恒常的に起こっていた。C型肝炎ウイルス感染患者では、血清1L-8濃度のみが、慢性肝炎ならびに肝硬変患者に比べて、肝癌患者において上昇していた。さらにC型肝炎ウイルスのnonstructural protein(NS)5A蛋白遺伝子導入によって、IL-8遺伝子の転写と蛋白産生が誘導された。5)臍帯血中においてCD34陽性CCR1陰性細胞に赤芽球系の前駆細胞のほとんどが含まれることを明らかにした。すでに作成している、ケモカイン・ファミリーに属するインターロイキン8(IL-8)・単球走化因子(MCP-1)などに対する抗体や酵素免疫学的測定法ならびにケモカイン・レセプターに対する抗体を用いて、ケモカインならびにそのレセプターの動態について検討を加え、以下の結果を得た。1)マウス・メスにおいて、排卵後に一過性にIL-8の機能的ホモログである、マクロファージ炎症性蛋白-2(MIP-2)が、膣上皮にて周期的に産生され、しかも産生されたMIP-2が、排卵後に認められる膣上皮への好中球浸潤を引き起こしていることを明らかにした。同様の現象がヒトにおいても起きるかについて、検討を加えている。2)モノクロタリン投与ラットに認められる肺高血圧症病変の発生に先行して、肺においてMCP-1の産生が認められ、抗MCP-1抗体投与によって肺へのマクロファージ浸潤が抑制されるとともに、肺高血圧病変の発生も抑制された。3)IgG腎症の急性型では尿中IL-8濃度が高く、尿中MCP-1濃度が検出感度以下であった。これに対して、腎不全への進行が多い慢性型では、尿中MCP-1濃度が上昇しているのに対して、尿中IL-8濃度の上昇は軽度であった。

2・3の結果から、MCP-1がマクロファージ依存性に起きる慢性炎症反応の成立に重要な役割を果たしていることが示唆された。4)IL-8レセプターの一つであるCXCR2の好中球上での発現が、腫瘍壊死因子によって低下するとともに、好中球のIL-8への反応も低下することを明らかにした。5)ヒトT細胞白血病ウイルスのTax蛋白、RSウイルスが、異なる転写因子であるNF-κBとAP-1とを協調的に活性化させることによって、IL-8遺伝子転写を引き起こすことを明らかにした。本年度の主な研究成果は以下の通りである。1)IL-8遺伝子を導入した癌細胞株を接種すると、接種部位での血管新生とともに腫瘍形成が更新する事から、IL-8の血管新生作用を確認した。がん病巣でのIL-8の発現を、免疫染色ならびにin situ hybidizationにて検討した。その結果、腫瘍の壊死部の近傍でIL-8蛋白・mRNAの発現が認められた。壊死部の近傍は低酸素状態であると考えられるので、種々のがん細胞株を低酸素状態に暴露したところ、IL-8遺伝子の転写ならびに産生が誘導された。低酸素状態によるIL-8遺伝子の発現誘導は、NF-_κBならびにAP-1という異なる2種類の転写因子の活性化を介していることが明らかになった。さらに胃癌組織中の癌細胞そのものが、IL-8レセプターを発現していることも明らかになった。2)活性化補体第5成分(C5a)刺激によって、単球細胞株でNF-_κBならびにAP-1が活性化されることによって、IL-8遺伝子転写ならびに蛋白産生が誘導されることが明らかになった。3)種々の腎疾患でのケモカインの動態を検討したところ、半月板形成性腎炎では、腎臓内で産生されるmacrophage inflammatory protein-1α(MIP-1α)が半月板形成に関与するのに対して、monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)が間質病変の成立に関与していることを示唆する結果を得た。さらに、好酸球浸潤の認められた間質性腎炎では、好酸球遊走能を保有するエオタキシンの腎臓内で選択的に亢進している結果を認めた。1)IL-4遺伝子導入細胞株の腫瘍拒絶過程において、所属リンパ節で内因性に産生されるインターフェロンγのみならず、ケモカインの一つである単球走化因子(MCP-1)が必須の役割を果たしていることを明らかにした。さらに、肺癌転移モデルにおいて、MCP-1がナチュラル・キラー細胞の活性を高めることによって、肺への転移を抑制することを明らかにした。2)肝癌細胞株では、異なる2種類の転写因子であるPEA3とAP-1とが協調的に活性化されることによって、ケモカインの一つであるインターロイキン8(IL-8)遺伝子の転写が恒常的に起き、その結果恒常的に産生されることを明らかにした。さらに、C型肝炎患者血清中の種々のケモカイン濃度を測定したところ、血清IL-8濃度のみが、慢性肝炎・肝硬変患者に比べて、肝癌患者において選択的に上昇していることも確認した。これらのことは、IL-8が肝細胞の悪性形質転換時に肝癌細胞株から産生される可能性を強く示唆している。3)サイトメガロウイルスによるIL-8遺伝子転写の誘導は、サイトメガロウイルスのintermediate early gene product 1によることを明らかにした。1)C型肝炎ウイルス患者血清中のインターロイキン8(IL-8)濃度が上昇していることを認めた。C型肝炎ウイルスのnonstructural 5A(NS5A)
西洋近代観念説の論理――自然主義的枠組みとその解体のダイナミックス

西洋近代観念説は、原子論(粒子仮説)的な仮説的アプローチを基盤とする、外なる物そのものと内なる観念との区別に基づいて成立した「自然主義」的営みであった。その基本的枠組みは、デカルトとロックによって整えられたが、ロック以降、バークリやヒュームやカントは、それぞれの仕方でこの自然主義的観念説の枠組みを解体する。バークリは物そのものを廃棄することによって観念論を成立させ、ヒュームは、この物そのものを懐疑的に見ることによって自然主義的枠組みを歪めた。またカントは、表象が内的なものとして扱われるために不可欠な物そのものを認識不可能な物自体とするとともに、硬直した認識観・人間観を前面に出すことになった。平成25年度は、ロックにおける「知覚表象説」的契機(三項関係的認識論の枠組み)と「直接実在論」的契機(日常的・二項関係的観点)との関係を再検討し、観念本来の自然主義的論理空間の重層構造を再確認することから研究を開始した。日常的に「物」と見なされているもの(これを「経験的対象」と呼ぶ)の向こう側に新たな粒子仮説的な「物そのもの」を措定することによって、経験的対象は、心の内なる「観念」として、他のすでに「内的」とされてきたものとともに「心の中」に位置づけ直され、それによって物そのもの/観念/心からなる三項関係的枠組みが構成される。この基本的な見方をより明確にするため、日常的にすでに「内的」とされているもの、例えば痛みの感覚や狭義の心像と、経験的対象が身分を代えて観念とみなされるようになったものとの関係を、明確にするよう努めた。平成25年度後期は、冨田の見解を理解する上で研究者にとってしばしば躓きの石となっているものーすなわち、日常的な「物」を構成する要素的観念のうちからあるものを選んでそれらから新たな粒子仮説的「物そのもの」の「観念」を作るという言い回しが、物そのものと観念とを峻別するロックの基本的立場とどう整合するかという問題ーについて、その答えを明晰に示す方途を探った。ロックが「観念」を広狭二義に用い、「物そのもの」ですら「観念」とする場合があることをどのように捉えるかという、これまで十分に検討されてこなかった問題が、ここではとりわけ重要となる。バークリの観念論とは異なる意味ですでにある種の観念論的な性格を示していたこのロックの立場を十全に理解するには、いわゆる「志向性」という、その論理を十全に把握することの極めて困難な現象に立ち向かう必要がある。25年度後期の研究はこの志向性の問題に特に重点を置き、その視点からロックをどう読むかにつき一定の成果を得た。研究代表者がこれまで提示してきた観念説に関する見解を理解する上で一般の研究者にとってしばしば躓きの石となってきたものーすなわち、日常的な「物」を構成する要素的観念のうちからいくつかのものを選び、それらから新たな粒子仮説的な「物そのもの」の「観念」を作るという研究代表者の言い回しが、「物そのもの」と「観念」とを峻別するロックの基本的立場とどう整合するかという問題ーについて、その答えを明確に示す方途を探ることが、平成25年度に続き試みられた。その際、ロックが「観念」を広狭二義に用い、「物そのもの」ですら「観念」とする場合があることをどう捉えるかが、とりわけ重要な課題となった。バークリの「観念論」とは異なる意味で、すでにある種の「観念論」的な性格を示唆していたロックの立場を十全に理解するには、「志向性」という、その論理を十全に把握することの難しい現象に関わらざるをえない。この「志向性」の問題を前年度に引き続いて扱うとともに、ロックに先行して17世紀観念説の原型を与えたデカルトの見解を取り上げ、17世紀の自然主義的観念説の原型が持つ論理を可能な限り明晰に再提示するよう努めた。研究を進めるにあたって注意しなければならなかったことの一つに、デカルトの自然学的著作と第一哲学に関する著作との関わりがある。デカルトは公式的には第一哲学(形而上学)をもって自然学の支えとし、第一哲学に自然主義的論理を持ち込まない反自然主義的・基礎づけ主義的立場を採っている。そうした彼の第一哲学と、そうした性格づけにも拘わらずそれが実質的に持っていた「自然主義」的基盤との関係に留意しながら、デカルトの「観念」の論理空間を検討し、それとの関係において冒頭に挙げたロックの問題により十全な回答を与えるよう努めた。平成27年度は、バークリの観念説の再検討を進めた。バークリは、ロック的三項関係のうちの観念と心との関係を例えばesse is percipiという表現のもとに保持し、その一方で「似たもの原理」等々を用いてロック的「物そのもの」を否定しようとする。しかも、「直接的知覚」の対象となるものとしての「物」、つまりロック的な「経験的対象」に関しては、そのあり方とさらなる諸観念の生起との関係を「自然法則」として捉えようとする。もとより、バークリにとっても、ロック同様、「経験的対象」は観念の集合体にほかならず、したがってバークリがここで言うところの「自然法則」は、観念間に認められる記号的法則性にほかならない。ヒュームを想起させるこうした自然法則の捉え方を解明し、それをロックの場合と比較することによって、バークリの観念説の論理のなお一層の明確化を図ることが平成27年度の研究の主眼となった。

また、バークリが物質に代えて持ち出す「神」が、どのような論理のうちにあるかを、併せて明らかにするよう試みた。ロックの観念説でも、神は重要な役割を果たすが、バークリは、物質ないし物そのものを拒否することと引き替えに、神に対してより重大な役割を担わせる。バークリにおけるこの神の役割に検討を加え、物質否定によって空白になった論理空間が、その神への役割付与によって十全に満たされたと言えるかどうかについても、併せて検討した。上記に加えて、「物」(経験的対象)の「外在性」の認知に関するバークリの見解の再検討も進めた。『新たな視覚理論のための試論』における彼の議論は、知覚に関するロックの見解をさらに発展させたものとして捉えられるが、その議論においてバークリが行う外在的認知の説明が、外界を心の中にある観念からなるものとする彼の見解とどのようにかみ合っているかを明らかにした。当初の研究実施計画に沿って予定通りの研究を十全に進めることはもとより、その成果を基に、次年度以降に予定されているカントの表象説の読み直しの準備を十二分に行うことができたため。前年度までの研究成果を念頭に置きつつ、まず、カントの観念説(表象説)の読み直しを行った。その基本的方向性はすでに'Locke's "Things Themselves" and Kant's "Things in Themselves"'(2008)に示していたが、今年度の研究ではさらに独断的観念論や懐疑論的観念論に対するカントの批判の真意を考察するとともに、「心の中」の意味を再度明らかにするよう試みた。その結果、ロックの遺産の継承とその論理の変質過程の実際が、より明確になった。本年度は、上記の予定されていた作業に加えて、カント研究をさらに進めた。『純粋理性批判』に見られるカント哲学を、科学史も含めた西洋精神史の文脈の中に置いて見たとき、いくつかの歪んだ論理が明らかになる。その実際を、伝統的論理学の歴史の確認も含めて、明確にするよう試みた。それと同時に、『純粋理性批判』が全体として「超越論的観念論」の論理をどのような形で示しているかを、再度明確にするよう試みた。その結果、例えば、カントの「構成」の考え方に見られる一般観念説の論理が、ロック、バークリ、ヒュームのそれとの比較においてどのような特徴を持つかが明らかとなり、それと密接に関わる彼の「図式」論の意味の明確化を図ることができた。こうした作業とともに、ロックの反生得説がしばしば「タブラ・ラサ」という言葉とともに言われていることの是非を、プラトン・アリストテレスにまで遡って検討し、『人間知性論』で実際に使用された「白紙」という言葉の歴史的背景を探る作業も、あわせて進めた。当初の計画では、「物自体」をめぐるカントの論理に焦点を当て、それと表象の世界としての心との関係を明らかにするよう努めるとともに、デカルトやバークリとの関連と差異に目を向けることが目指されていたが、実際に進められた研究では、それらの問題への対処とともに、カントの判断表やカテゴリー表、また、それらと関連する諸原則を、論理学史を踏まえながら検討し、カントの「不当な」論理を抉剔するところまで考察を進めることができたため。本年度は、これまでの研究成果がどのような人間観の変更を求めることになるかを検討した。本研究のこれまでの研究成果は、次の通りである。西洋近代観念説は、復活した原子論(粒子仮説)もしくはそれに類する自然科学上の仮説的アプローチを基盤として、外なる物そのものと内なる観念との区別に基づいて成立した。
LHDにおけるマイクロ波イメージング計測法の開発

LHDにおいてイメージング反射計(MIR)の実験を行った。これはプラズマによるXモード波の反射を利用する物で,周波数は66,69GHzであり,半径方向の密度揺動伝播を測定できる。空間的には,また中心点とポロイダル方向,トロイダル方向それぞれ10cm離れた2点の,合計3点が測定される。反射計では送り出したマイクロ波をプラズマが反射する物で,写真で例えれば,フラッシュ撮影に相当する。フラッシュ波は広がり,受信波はピントが合っていなければならない。MIRではしかし写真と異なり送信と受信は同一のアンテナで行う。本研究では光学設計コードZEMAXを駆使して,それを満足する光学設計を行い,また,九州大学で開発した電磁波シミュレーション用FDTD法(Finite Difference Time Domain Method)コードを用いて,それを確認した。このようにして設計した光学系を核融合科学研究所技術部製作技術課で製作し,LHDに取り付けた。また,45度ダイクロイックプレートを同課で製作し,ベクトルネットワークアナライザで試験し,ECEIとMIRを周波数領域で分離した。MIRをNBI加熱した低密度プラズマに応用した結果,低周波(2-3kHz)振動がプラズマ中心部で観測された。ポロイダル方向には2.5msの相関があり,ポロイダル速度が40m/sであることがわかった。しかし,高密度プラズマでは反射信号を受信できなかった。これはトカマクと異なりヘリカルプラズマは複雑な三次元構造をしているため,わずかな角度変化が反射波の強度を大きく減じてしまうためである。今後,容器内アンテナに角度可変機構を取り付ける必要がある。本研究は世界初のヘリカルプラズマにおけるMIR実験となる。
地理情報システムと住民アンケートによる都市vs農村の健康の社会的決定要因の解明

新潟県内の3市町において高齢者に対する大規模アンケートを実施し、高齢者の健康の社会的決定要因について都市部と農村部を比較した。複数の健康アウトカムについての社会的要因を探索した中で、高齢者のQOLや死亡にも強く関連する低体重・やせ(BMI<18.5)とうつ(GDS:老年うつ尺度10点以上)の要因に着目し、それぞれ分析した。やせは年齢、性別、主観的健康感、社会経済状況(教育年数と学歴)と関連していた他に、近所づきあいがよくないことが特に農村部においてのみ関連していた。地理的加重解析による高齢者のうつの要因分析では農村部では趣味の有無、都市郊外では近所づきあいがより強く関連していた。3年計画の1年目にあたる平成26年度中に、都市部と農村部の高齢者に対するアンケート調査データを収集することができ、研究目的を達成するためのデータベースが整った。計画は順調に進んでいる。当初計画していた新潟県魚沼市での大規模アンケートは、他研究調査(魚沼コホート調査)と重なり、住民の混乱を招く可能性があるとのことで取りやめざるを得なくなった。そこで、新潟県内で魚沼市同様の中山間地豪雪地帯である十日町市と阿賀町において、高齢者の生活習慣と社会環境を調査するアンケート「くらしと健康の調査」を実施した。調査は本申請とは別の予算で施行した。阿賀町については4196名(介護認定を受けていない高齢者全数)に配布し、3112名より回収した(回収率74.2%)。データを入力後、粗集計と地図作成による見える化を行った。十日町市については、およそ14000名の介護認定を受けていない高齢者(全数)に対し調査票を配布した。現在、回収したデータを入力中である。同じ新潟県内で都市部にあたる新潟市ではすでに同様のアンケート調査(介護認定を受けていない高齢者8000名に配布し約5000名から回答を得た)を平成25年11月に行っており、今後、都市部と中山間地農村部の間での比較・解析が可能となる。1回目のアンケート調査を予定通り終えることができ、都市部と農村部の高齢者における健康の社会的決定要因を平成27年度に検討していく予定である。現時点までで研究目的である都市部と農村部の健康の社会的決定要因の違いを明らかにするためのデータベースはできあがった。今後、データを解析し都市部と農村部において、高齢者の健康の社会的決定要因がどのように異なるか検討していく。3年計画の2年目にあたる平成27年度は、データベースの整備と粗集計・解析を実行した。また、データに基づきGIS(Geographic Information System:地理情報システム)を用いた視覚化を行った。高齢者に対する大規模アンケート調査を実施した新潟県内の3市町(新潟市、十日町市、阿賀町)には粗集計と結果を視覚化した地図を含む報告書をすでに作成し、それぞれの健康福祉施策に資するデータを提供することができた(新潟市については科研費以外の研究費による)。健康の社会的決定要因の都市部と農村部の違いを検討するために、基礎解析を実行した。まず、都市部と農村部ではどちらが健康であるか、アンケートの集計から単純比較した。過体重、うつ傾向(GDS10点以上)、残歯数、肺炎罹患、転倒は農村部で不健康な傾向にあり、やせ(低体重=BMI18.5未満)は都市部で多かった。一方で、平均余命を強く予測する主観的健康感は差がなかった。健康指標ごとに都市部と農村部の健康度が異なり、貴重な比較データを得ることができた。その上で、それらの健康格差がどのような個人要因、ひいては社会的要因によるものか、現在、解析を進めている。1つの例として、低体重は、近隣との付き合いが悪いことと関連していることが分かった。この傾向は男性よりも女性で強かった。近隣との付き合いは地域のソーシャルキャピタルの指標の一つである。今回の解析結果からは、一般的にソーシャルキャピタルが豊かな農村部において、そのような地域の地縁等から外れた一部の高齢者が低体重というリスク下に置かれている可能性が考えられた。今後、他の健康指標についても社会的決定要因の都市部農村部比較を引き続き行う。一部の研究結果は、英語論文作成中であり、平成28年度には公表する見通しである。残りの解析についても早い時期に国内外の学会で発表し論文による公表を目指したい。すでに新潟県内での調査を終え、データベースを整備することができ、解析に着手している。ここまでは予定通りに研究を進めることができているため、概ね順調と考えている。健康には個人の生活習慣のみならず、社会環境や周辺環境が影響を及ぼすことが知られている。特に、健康を支える社会基盤としてソーシャルキャピタル(地域での助けあい・人々の結びつきの強さ)が注目されてきている。本研究では都市部である新潟市と典型的な農村部である新潟県十日町市と阿賀町の高齢者に対する大規模アンケート調査を実施し、都市部と農村部の健康の社会的決定要因の違いについて明らかにした。一般的に肥満は多くの心血管疾患や死亡のリスクである。しかし、高齢者では肥満とは反対に低体重(BMI18.5未満と定義、やせ)も死亡のリスクであることが分かっている。特にアジア人ではこの傾向が強く、肥満よりもむしろ低体重のほうがリスクである。本研究では、健康の社会的決定要因の1つとして、低体重の要因を都市と農村部という観点から検討した。

興味深い結果として、農村部でのみ、「近所づきあいがよくない」ことが低体重と関連していた。特にその傾向は女性で強かった。年齢、主観的健康感、収入、学歴、食生活、歩行時間、うつ状態、職歴等を調整した上でも、その傾向は変わらなかった。このことから、ソーシャルキャピタルが健康を支える社会的要因として注目されてきているが、都市部と農村部という社会環境が異なる状況ではソーシャルキャピタルが及ぼす個人への影響の度合いや性質が異なる可能性があり、今後、さらなる検討が必要と考えられた。本研究では、新潟県の都市部(新潟市)、農村部(十日町市、阿賀町)において高齢者に対する大規模アンケート調査を実施し、農村部と都市部における健康の社会的決定要因の違いについて、一定の知見を得た。今後、引き続き詳細な検討が必要である。新潟県内の3市町において高齢者に対する大規模アンケートを実施し、高齢者の健康の社会的決定要因について都市部と農村部を比較した。複数の健康アウトカムについての社会的要因を探索した中で、高齢者のQOLや死亡にも強く関連する低体重・やせ(BMI<18.5)とうつ(GDS:老年うつ尺度10点以上)の要因に着目し、それぞれ分析した。やせは年齢、性別、主観的健康感、社会経済状況(教育年数と学歴)と関連していた他に、近所づきあいがよくないことが特に農村部においてのみ関連していた。地理的加重解析による高齢者のうつの要因分析では農村部では趣味の有無、都市郊外では近所づきあいがより強く関連していた。計画していた農村部の代表である新潟県魚沼市における調査はやむを得ない事情により実現できなかったが、同じ新潟県内の中山間地である十日町市と阿賀町において調査を行うことができた。一方、都市部の代表である新潟市ではすでに平成25年に調査を行っている(本研究外)。阿賀町については4196名(介護認定を受けていない高齢者全数)に調査票を配布し、3112名より回収した(回収率74.2%)。データを入力後、粗集計と地図作成による見える化を行った。十日町市については、およそ14000名の介護認定を受けていない高齢者(全数)に対し調査票を配布した。現在、回収したデータを入力中である。予定通り、都市部と農村部における高齢者を対象に大規模アンケート調査を行うことができ、調査の進捗は順調である。今後、整いつつあるデータベースを元に、都市部と農村部の高齢者における健康の社会的決定要因を解明・比較していく計画である。これまでに都市部の代表である新潟市と農村部の代表である十日町市と阿賀町において高齢者に対する大規模アンケート調査を実施し、データをクリーニングしデータベースを整備することができた。データベースを用いた解析を平成27年度にすすめてきたが、平成28年度には次のように推進する。(平成28年度)新潟市において、平成25年度調査の追跡調査として、高齢者に対する大規模アンケート調査を計画している。本計画はJAGES(Japan Gerontlogical Evaluation Study:日本老年学的評価研究、代表・近藤克則)研究グループの全国調査JAGES2016の一環として行われる予定である。
婦人科悪性腫瘍におけるケラタン硫酸発現の検討

抗ケラタン硫酸モノクローナル抗体5D4による免疫染色により、非腫瘍性女性生殖管上皮(子宮頸管腺、卵管、卵巣封入嚢胞、正所性もしくは異所性子宮内膜)は96.2%(25/26例)で陽性であり、消化器上皮(1/47例、2.3%陽性)や尿路上皮(0/6例、0%陽性)との判別に有用と考えられた。癌組織においても、女性生殖管由来の癌(子宮内膜癌、卵巣癌、卵管癌)では90.6%にケラタン硫酸陽性を示したが、消化管由来、肝臓、腎尿路系の癌では発現を認めず、これらの癌との鑑別に有用なマーカーと考えられた。一方、肺癌や乳癌、甲状腺癌、膵臓癌、悪性中皮腫ではケラタン硫酸陽性例が存在した。ケラタン硫酸は軟骨基質等の構成要素であるグリコサミノグリカンであるが、我々はこれまでに、ケラタン硫酸の婦人科腫瘍における新規診断補助マーカーとしての有用性について検討してきた。その結果、抗ケラタン硫酸モノクローナル抗体5D4による免疫染色により、正所性女性生殖管上皮(子宮頸部、子宮内膜、卵管、卵巣)および異所性子宮内膜(96.2%陽性)と、消化器上皮(2.3%陽性)や尿路上皮(0%陽性)とを容易に判別可能であることが示唆された。さらに癌組織においても、女性生殖管由来の癌(子宮内膜癌、卵巣癌、卵管癌)では90.6%と高率にケラタン硫酸陽性を示したが、胃癌や大腸癌など消化管由来の癌0%、肝臓癌0%、腎尿路系由来0%とケラタン硫酸発現を認めず、これらの癌との鑑別に有用なマーカーであると考えられた。次に転移性肝癌例、原発不明腹膜播種腫瘍例の針生検2例に対しケラタン硫酸免疫染色を行い、前例は陰性であることから結腸癌転移と診断し、後例は陽性であることから原発性腹膜癌と診断した。術後も同様の診断であり、症例数は少ないが新規診断補助マーカーとして今後も検討していく必要があると考えられた。培養細胞については、これまで子宮内膜癌細胞株であるIshikawa細胞、HHUA細胞でケラタン硫酸発現を確認した。我々は診断補助マーカーとしてだけではなく、ケラタン硫酸発現による子宮内膜癌細胞機能変化の可能性についても検討している。しかしながら、これまでケラタン硫酸分解酵素であるケラタナーゼを添加し、浸潤能(マトリゲル浸潤アッセイ)や遊走能(スクラッチアッセイ)、増殖能(WST-1アッセイ)の検討を行ったが、有意な変化は確認できていない。このため、現時点では婦人科癌におけるケラタン硫酸発現の意義は不明である。ケラタン硫酸は軟骨基質や角膜の重要な構成要素であるグリコサミノグリカンであるが、我々はこれまでに正所性および異所性子宮内膜腺上皮に発現することを見出した。そこでケラタン硫酸の婦人科腫瘍における診断補助マーカーとしての有用性を検討した。患者の同意を得て採取した102例の各種正常組織、110症例の各種悪性腫瘍組織に対してケラタン硫酸免疫染色を行った。正常組織においては正所性女性生殖管上皮(子宮頸部、子宮内膜、卵管、卵巣)および異所性子宮内膜では25/26例でケラタン硫酸陽性であったが、消化器上皮(消化管、すい臓、肝臓)は1/42例、尿路上皮0/6例と発現を認めなかった。一方、肺組織(7/10例)、乳腺組織(3/9例)、甲状腺(4/4例)ではケラタン硫酸発現を認めた。癌組織においては、女性生殖管由来の癌(内膜癌、卵巣癌、卵管癌)では29/32例と高率にケラタン硫酸陽性を示したが、胃癌や大腸癌など消化管由来の癌(0/17例)、肝臓癌(0/5例)、腎尿路系由来(0/11例)ではケラタン硫酸発現を認めなかった。しかし、肺癌や乳癌、甲状腺癌、膵臓癌、悪性中皮腫ではケラタン硫酸陽性であることがあった。また、腹腔内臓器癌である女性生殖管由来の癌、消化器癌、腎尿路系癌に限って考えると、女性生殖管由来の癌の診断に対する、ケラタン硫酸陽性の感度は79.5%(31/39)、特異度は92.9%(39/42)であった。以上から、ケラタン硫酸は腹腔内の癌における原発巣の診断に有用なマーカーであると考えられた。これまでに診断マーカーとしての有用性は十分に検討された。

しかしながら、診断に用いていた信頼性の高い抗ケラタン硫酸抗体が発売終了となり手に入らなくなった。このため、やや研究の進行が遅れている。今後、他の抗体での診断精度を再検討し、研究に用いる予定である。診断に用いていた信頼性の高い抗ケラタン硫酸抗体が発売終了となり手に入らなくなったため、新たな抗体での診断精度を再検討し、それを以後の研究に用いる。子宮内膜癌もしくは卵巣癌細胞株でのケラタン硫酸発現を確認する。ケラタン硫酸発現細胞株に対し、ケラタン硫酸合成酵素をsiRNA法等で抑制し、細胞機能の変化を確認する。また、ケラタン硫酸のコアタンパクを同定する。抗体、実験キット・試薬、細胞培養関連試薬等の物品の購入に用いる。
イオン感応性ケミカル・バイメタルの開発

(1)ペラルゴン酸、フタル酸ジオクチル(DOP)およびポリ塩代ビニ-ル(PVC)よりなる感応膜とポリエステルフィルムを用いたアルカリに応答するケミカル・バイメタルを用いて材質、組成、膜厚、製作法などの基礎検討を行った。この結果、ペラルゴン酸が15%、DOPが35%、PVCが50%の感応膜をポリエステルフィルム上にキャスティングで作成し、その後150°Cで15秒間ホットプレスして作成したケミカル・バイメタルが、感度と再現性が良かった。また、炭酸ナトルウム溶液に対する応答性は、0.0025Nから50.015Nの間で直線的に応答した。(2)長鎖アルキル基を持ったキレ-ト試薬であるKELEX100が20%、DOPが30%、PVCが50%のケミカル・バイメタルを作成した。銅イオンに対する応答性は0.2mMの濃度までは応答がなく、その後は1mMまで良好な応答性を示した。また、各種の金属イオンについて妨害を検討した結果、Ni(II)、Fe(III)、Al(III)、Cd(II)は妨害しなかった。Zn(II)は10%妨害した。Co(II)は測定時間が3時間では50%、24時間では120%の妨害を与えた。(3)エチレソ-アクリル酸共重合体は塩基性ではカルボキシレ-トに解離して分子鎖は広がるが、酸性溶液では、非解離のカルボキシル基になり、分子鎖は収縮するという現象を起こす。この現象をケミカル・バイメタルに応用いた。このケミカル・バイメタルは上記の2つのケミカル・バイメタルと異なり、可逆性があるため、酸に漬けて湾曲させた後、アリカリに漬けると真っ直ぐに戻った。しかし、長時間アルカリに浸漬しておくと未ケン化のアクリル酸エチル単位がさらに加水分解を受けるため、反対側に湾曲を起こした。このため、長期の耐用性を有するケミカル・バイメタルを作成するには、完全に加水分解をする必要があることがわかった。
不規則空気力を受ける箱型断面補剛桁のガスト応答の評価に関する研究

1.乱流のアクティブシミュレ-ション橋梁のガスト応答に関する風洞実験では自然風の風洞内シミュレ-ションが重要な前提条件となる。本研究では、風路長の短い2次元模型実験用の風洞で任意の乱れパラメ-タを自由に設定できる乱流シミュレ-ション手法をサ-ボモ-タの利用による翼列ランダム制御により実現することを試みた。この方法により乱れのスペクトル、強度、スケ-ルを自由設定できた。2.空力アドミタンスに関する実験的研究橋梁断面のガスト応答の数値的取扱いのためには、断面形状にもとづく空力特性を特徴づける量である空力アドミタンスを知ることが重要である。上述の方法によりシミュレ-トされた乱流中で橋梁の2次元模型による応答実験を実施した。応答記録をもとに波形解析法による空気力の算定とともに空力アドミタンスの算定を行った。種々の乱れパラメ-タを有する乱流による実験結果を整理し、空力アドミタンスの特性を調べることができた。3.実橋のガスト応答吊橋に風速計と加速度計を設置し、強風時の吊橋の応答を実測した。その結果、約20m/sまでの強風により、吊橋のたわみ1,2次の応答が確認できた。4.実橋のガスト応答に対する安全性風洞実験で求められた空力アドミタンスおよび現地で観測された強風の乱れ特性を用いて吊橋のガスト応答量を算定した。さらに、設計風速までの強風および風向、風速の確率的特性を考慮して供用期間中に発生する部材応力とその頻度を求め、部材の疲労損傷度を算定した。1.橋梁の補剛桁の空力アドミタンスに関する研究本研究では,先ず乱れ強度,積分スケール,スペクトル形状などパラメータを十分に精度良く再現できる乱流発生法についての基礎調査を実施した.その結果,翼列をサーボモータで駆動させるアクティブ乱流シミュレーション法が最適の方法であるとの結論を得た.この方法により2次元風洞で十分スケールの大きい自然風と相似な乱流を得ることができた.次に橋梁の2次元模型をばね支持し,一様流および乱流を作用させたときの応答を調べた.その応答振動の波形を解析することにより空気力(非定常)の時系列を算定した.このときに同時に測定された気流の乱れと模型のメカニカルアドミタンスを用いて空カアドミタンスを推定することができるが,この解析作業は継続中である.2.ガスト空気力の橋軸方向空間相関に関する研究一様流中および乱流中に角柱模型(補剛桁を単純化したもの)を置き,それを気流直角方向に1自由度並進振動させた.自動中の角柱表面の非定定圧力を角柱表面に設けた圧力孔を用いて測定した.スパン方向の変動圧力の空間相関は気流の乱れにより低下すること.振動振幅の増大とともに高くなることが明らかとされた.1測点の圧力の性状のみならず,多点の圧力性状を同時に分析し,模型に作用する空気力としての性状について整理すること.および非定常圧力のうち,模型の振動数成分のみを取り出して分析することを試みることは次年度の課題としたい.1、乱流のアクティブシミュレーション模型に作用するガスト空気力を調べるための風洞実験では、自然風の乱れを再現することが要求される。本研究では、サーボモータによる乱流の2次元アクティブシミュレーション法を利用している。今年度は、従来のシミュレーション装置の欠点を補なうべく改良実験を行った。その結果、従来に比べ、より忠実な自然風乱流のシミュレーションが可能となった。2、空力アドミタンスに関する実験橋梁断面の空力アドミタンスに関する風洞実験を実施し、乱流中の模型に作用する空気力の時系列を算定した。また、乱れの特性値を変えたときの空力アドミタンスを求めた。

この結果、空力アドミタンスは、模型の振幅、乱れ特性値によらずほぼ一定の値をとることがわかり、橋梁のガスト応答の数値解折が十分信頼できる結果を与えるものとの確証を得た。3、実橋のガスト応答吊橋の強風時の応答を実測することにより、風の乱れ特性値と応答との関係を定量的に調べることができた。4,実橋のガスト応答に対する安全性実験で求められた空力アドミタンスおよび現地で観測された風速記録を用いて実橋のガスト応答計算を実施し、計算結果を実測応答と比較し本研究によるガスト応答解折の信頼性をチェックした。この成果をもとに設計風速までの高風速の応答を求め、その応答による部材応力を算定した。他に強風の確率特性を与え、共用期間中の応力度の発生回数を調べることにより部材の疲労に対する安全性を評価した。
脂肪性肝炎の発癌プロセスと小胞体‐ミトコンドリアストレス連関

培養肝細胞を用いた実験で、シス脂肪酸とトランス脂肪酸はいずれも肝細胞の脂肪滴蓄積を誘導するが、トランス脂肪酸は肝細胞のミトコンドリア由来の酸化ストレスを亢進させ、肝細胞死をきたしやすくすることを明らかにした。肥満モデルマウスを用いた実験では、シス脂肪酸摂取が単純性脂肪肝を誘導したのに対して、トランス脂肪酸摂取は肝細胞の小胞体ストレス、酸化ストレスを亢進させ、肝細胞膨化、肝細胞死を誘導することを示し、トランス脂肪酸が脂肪性肝炎の発症増悪因子である可能性を示した。本研究では脂肪性肝炎の発癌プロセスを解明するため、小胞体ストレスとミトコンドリアストレスの役割についての研究を進めている。本年度は、C57B1/6マウスより単離した初代培養肝細胞に脂肪酸を添加することにより肝細胞内に脂肪滴を誘導させ、酸化ストレスに対する応答性の変化とそれに関連したメカニズムについての検討を行った。これまでの研究で、オレイン酸(シス脂肪酸)を添加した場合よりもエライジン酸(トランス脂肪酸)を添加した場合の方が肝細胞内により多い脂肪滴が誘導され、t-BuOOHの添加による酸化ストレスに対する応答性が亢進していることを示してきたが、本年度の研究ではこの事象における鉄イオンの役割について検討を行った。初代培養肝細胞の培地中にdesferoxamineを添加することによって鉄イオンのキレートを行うと、エライジン酸による脂肪滴の蓄積が軽減し、t-BuOOHの添加による酸化ストレスに対する応答性も低下した。細胞内の鉄イオンはフェントン反応を介してラジカルの媒介になり、酸化ストレスを亢進すると考えられているが、今回の研究結果は鉄を介したラジカルの増加が細胞死にかかわるのみならず、脂肪滴の蓄積自体にも関与していることを示唆しており、ひいては小胞体ストレスの増加、発癌にも関与している可能性が考えられる。これらの結果の一部は平成20年の米国肝臓学会にて発表した。本研究では脂肪性肝炎の発癌プロセスを解明するため、小胞体ストレスとミトコンドリアストレスの役割についての研究を進めた。これまでの研究で、エライジン酸(トランス脂肪酸)を初代培養肝細胞に添加すると、オレイン酸(シス脂肪酸)を添加した場合と比較して肝細胞内の脂肪沈着が亢進し、酸化ストレス刺激に対する応答性の亢進が惹起されることを明らかにしてきた。本年度は、肥満マウスであるKK-A^yマウスに2%オレイン酸もしくはエライジン酸添加食を摂取させ、トランス脂肪酸摂取による脂肪性肝炎の病態の変化と小胞体ストレスの果たす役割についての検討を行った。オレイン酸とエライジン酸はいずれも肝重量を増加させたが、エライジン酸添加マウスでは血清ASTの上昇と肝細胞の膨化を認め、これらのエライジン酸による肝細胞障害は化学シャペロンの4ーフェニル酢酸の同時投与で抑制された。また、フルクトースの同時投与で脂肪肝を惹起しておくと、エライジン酸の投与によってJNKの活性化が誘導され、肝細胞のアポトーシスをきたした。これらの事象より、エライジン酸は小胞体ストレスを増大させることによって、肝細胞の膨化を介して肝細胞障害を惹起することが示唆された。これらの結果の一部は、平成21年の米国肝臓学会にて発表した。
紅参投与と運動負荷の併用による骨構造変化についての検討

平成30年度では、「骨粗鬆症における紅参投与と運動負荷の併用が骨微細構造劣化に及ぼす予防および相乗効果」について以下のように実験を行なった。実験には、Wistar系雌性ラットを用い、卵巣摘出(OVX)あるいは偽手術(Sham)を実施し、Sham・コントロール群(Sham-CON群)、OVX・CON群(OVX-CON群)、OVX・ジャンプ運動群(OVX-JUM群)、OVX・紅参投与群(OVX-RG群)およびOVX・JUM+RG群(OVX-JUM+RG群)の5群に分けた。ジャンプ運動は、1日10回、週5日の頻度で、6週間を実施した。紅参は、1日200mg/kg、週5日の頻度で、6週間経口投与した。実験終了後、大腿骨骨幹端海綿骨微細構造をマイクロCTにて撮像し、骨梁構造指標を求めた。大腿骨骨幹端海綿骨の骨量は、OVX-JUM群、OVX-RG群およびOVX-JUM+RG群のいずれもOVX-CON群より有意な高値を示した。一方、ジャンプ運動と紅参投与の併用は、骨量増加に対して相乗効果を認められなかった。骨梁幅は、OVX-JUM群とOVX-JUM+RG群がOVX-CON群より有意な高値を示した。骨梁数は、OVX-RG群およびOVX-JUM+RG群のいずれもOVX-CON群より有意な高値を示した。また、全てのOVX群は、Sham-CON群に比して、骨梁数が有意な低値を示した。紅参とジャンプ運動は骨粗鬆症モデルラットの骨量減少を維持させる結果を示した。しかしながら、紅参とジャンプ運動との併用によって、骨梁構造指標に対する相乗効果が認められなかった。これらの結果から、紅参投与は閉経または加齢などによる骨量減少の抑制をもたらす効果が示唆されたものの、運動負荷との併用によりその効果は、いずれも骨梁構造指標に交互作用を認めず、相乗的及び相加的な影響を与えるほどではないと考えられた。平成27年度では、「成長期ラットの骨微細構造および骨強度に対する紅参の効果:運動負荷による相違の検討」について検討し、以下のような成果が得られた。実験には10週齢のWistar系雄性ラットを用い、6週間安静群(CON)、6週間紅参投与群(RG)、6週間ジャンプ運動群(JUM)の3群に分けた。JUM群は、1日10回、週5日の頻度で、6週間のジャンプ運動を実施した。RG群には、1日100mg/kg、週5日の頻度で、6週間の経口投与を実施した。実験終了後、大腿骨遠位骨幹端領域の骨梁微細構造をマイクロCTにて撮像し、3次元骨量構造指標および骨密度を求めた。その結果、大腿骨骨幹端海綿骨の骨量、骨梁の厚さ、数および骨密度は、JUM群がCON群およびRG群に比して、有意な高値を示した。一方、RG群は、CON群に比して、骨量および数に有意な高値を示した。近年、紅参は卵巣摘出ラットの骨減少症を抑制する作用があるとの結果が報告されている。一方、本研究では、骨梁構造および骨密度はジャンプ運動による影響が大きく、成長期ラットでの紅参投与の効果は少ないことが示された。しかし、ジャンプ運動ほど大きな変化は認められなかったものの、紅参は骨梁数の増加に寄与して骨体積比を増加させる傾向を示しており、成長期ラットの大腿骨遠位骨端海綿骨の骨量を増加させる可能性は得られた。実験は予定通り終了している。しかし、解析までは長時間かかる有限要素解析法による骨強度測定は、現在も解析中である。また、骨組織形態計測に関しては、骨サンプルの固定に時間がかかるので、今後、伊藤骨形態計測研究所にて依頼分析する予定である。平成28年度の課題である「成長期ラットにおける紅参投与とる運動負荷の併用が骨微細構造および骨強度に及ぼす相乗効果」について以下のように実験を行なった。実験には10週齢のWistar系雄性ラットを用い、6週間安静群(CON)、6週間紅参投与群(RG)、6週間ジャンプ運動群(JUM)および6週間紅参投与+ジャンプ運動群(RG+JUM)の4群に分けた。JUM群は、1日10回、週5回の頻度で、6週間のジャンプ運動を実施した。RG群には、1日200mg/kg、週5日の頻度で、6週間の経口投与を実施した。現在、運動負荷および紅参投与は終了した。実験終了後、右大腿骨を摘出し、大腿骨遠位骨幹端領域の骨梁微細構造の3次元骨量構造指標および骨強度を求めるため、現在、マイクロCTを用いて撮像を行なっている。また、骨組織形態計測に関しては、伊藤骨形態計測研究所にて依頼分析中である。昨年度の研究で、私は、紅参は成長期ラットの骨梁数の増加を介して骨量を増加させること、骨梁厚および骨強度はジャンプ運動による影響の方が大きかったことを明らかにした。以上の結果より、紅参はジャンプ運動と異なった機序で骨量を増加させることが考えられ、紅参投与とジャンプ運動との併用は、大腿骨遠位骨幹端の骨梁微細構造に相乗効果を生み出す可能性が期待される。しかし、有限要素解析法による骨強度測定および骨組織形態計測には、解析まで長時間がかかるので解析にはやや遅れている。

平成29年度では、「成長期ラットに対する紅参投与と運動負荷の併用による相加的あるいは相乗的効果の有無」について以下のように実験を行なった。Wistar系雄性ラットを安静群(CON)、紅蔘投与群(RG)、ジャンプ運動群(JUM)およびRG+JUM群(R+J)の4群に分けた。ジャンプ運動は、1日10回、週5日の頻度で、6週間を実施した。紅蔘は、1日200mg/kg、週5日の頻度で、6週間経口投与した。実験終了後、大腿骨遠位骨幹端領域の海綿骨微細構造をマイクロCTにて撮像し、骨梁構造指標を求めた。大腿骨骨幹端海綿骨の骨量は、RG群、JUM群およびR+J群のいずれもCON群より有意な高値を示し、さらにJUM群とR+J群は他の2群より有意な高値を示した。一方、R+J群はJUM群に比して、骨量が高値の傾向を示したが、統計学的な有意差は認めなかった。骨梁幅は、JUM群とR+J群がCON群とRG群より有意な高値を示した。骨梁数は、RG群、JUM群およびR+J群のいずれもCON群より有意な高値を示した。また、R+J群は、JUM群に比して、骨梁数が高値の傾向を示したが、統計学的な有意差は認めなかった。紅蔘は成長期ラットの骨梁数の増加を介して骨量を増加させる結果を示しており、一方、ジャンプ運動では、主に骨梁幅を増加させて骨体積比を増加させることが認められた。また、紅蔘とジャンプ運動の併用は、骨量および骨梁数に対して僅かな差しか見られないものの、それぞれの単独よりも有用であることが示唆された。実験はおおむね順調に進展している。しかし、有限要素解析法による骨強度測定および骨組織形態計測には、解析まで時間がかかるのでやや遅れている。また、昨年度の研究では、各グループの設定が多かった為、サンプルを十分に集める事が出来ず実験を行なった。そこで、サンプルを増やし追加実験を継続している。平成30年度では、「骨粗鬆症における紅参投与と運動負荷の併用が骨微細構造劣化に及ぼす予防および相乗効果」について以下のように実験を行なった。実験には、Wistar系雌性ラットを用い、卵巣摘出(OVX)あるいは偽手術(Sham)を実施し、Sham・コントロール群(Sham-CON群)、OVX・CON群(OVX-CON群)、OVX・ジャンプ運動群(OVX-JUM群)、OVX・紅参投与群(OVX-RG群)およびOVX・JUM+RG群(OVX-JUM+RG群)の5群に分けた。紅参は、1日200mg/kg、週5日の頻度で、6週間経口投与した。実験終了後、大腿骨骨幹端海綿骨微細構造をマイクロCTにて撮像し、骨梁構造指標を求めた。大腿骨骨幹端海綿骨の骨量は、OVX-JUM群、OVX-RG群およびOVX-JUM+RG群のいずれもOVX-CON群より有意な高値を示した。一方、ジャンプ運動と紅参投与の併用は、骨量増加に対して相乗効果を認められなかった。骨梁幅は、OVX-JUM群とOVX-JUM+RG群がOVX-CON群より有意な高値を示した。骨梁数は、OVX-RG群およびOVX-JUM+RG群のいずれもOVX-CON群より有意な高値を示した。また、全てのOVX群は、Sham-CON群に比して、骨梁数が有意な低値を示した。紅参とジャンプ運動は骨粗鬆症モデルラットの骨量減少を維持させる結果を示した。しかしながら、紅参とジャンプ運動との併用によって、骨梁構造指標に対する相乗効果が認められなかった。
視床神経核形成における領域特異性決定機構の解明

脊椎動物の間脳領域に位置する視床では、多数の神経細胞が神経核とよばれる組織構築をとって存在している。これらの神経核では、同じ特性を持つ神経細胞が集合体を形成し、性質の異なる神経細胞の集合体から分離して存在している。本研究では、このような視床の各神経核の個性が、どのようなメカニズムによって決定されているかを解き明かすことを目的としている。これまでの研究により、視床核形成の早期から視床核特異的に発現する4種類の転写制御因子を同定し、このうち一部の発現が細胞間シグナル因子であるSonic Hedgehog(SHH)によって制御されていることを明らかにした。本年度は、SHHによる細胞形質の決定機構についてさらに詳しく解析を行い、その作用濃度の違いによって少なくとも2種類の幼若神経細胞の形質を規定することを明らかにした。さらに、このSHHの異なる作用は、SHHシグナルの細胞内伝達因子であるGliファミリー因子の種類の違いによってもたらされていることを、初めて実験的に示した。また、このように規定される転写制御因子Sox14を発現する幼若神経細胞は、視床内の非常に特徴的な経路を通って移動し、最終的に神経上皮上の生誕地から離れた場所に集積することを見いだした。この集合体は、解剖学的に同定される視床神経核の一つに一致すると考えられる。このような移動様式は視床のごく一部の神経細胞に特異的であることを確認した。したがって、二次元上に展開する視床原基の位置に依存して異なった形質の神経細胞が産み出され、それらの神経細胞はおそらくそれぞれに特徴的な移動様式をとることにより、立体的に整然と配置された神経核構造が形成される可能性が考えられた。脳の主要な組織形態である神経核構造の形成機構は、その大部分が未解明であるが、今回の発見はその解明に向けての重要な手がかりとなることが期待される。以上の結果を論文にまとめ、現在投稿中である。これまでの研究により、視床核形成の早期から視床核特異的に発現する4種類の転写制御因子を同定し、一部の発現が細胞間シグナル因子であるSonic Hedgehog(SHH)によって制御されていることを明らかにしている。本年度は、SHHが視床の神経細胞の他の形質を変化させるかどうかについて検討を行った。SHHの異所的な発現により、細胞接着因子、神経伝達分子などの発現に変化が見られた。また、そのような検体の組織学的解析により、視床神経核の形態形成に著しい異常が生じることが明らかとなった。したがって、SHHは視床原基のパターン形成のみならず、おそらく神経核細胞の移動、集合などのプロセスにも作用して、神経核の形態形成を制御していることが示唆された。次に、同定した転写因子が実際に視床神経核の特異性決定に関与しているかどうかについて検討を行った。まず、発現パターンの経時的解析により、視床発生の早期にこれらのマーカーの発現によって規定される神経細胞の集団が、のちの特定の神経核の細胞系譜となっていることが示唆された。また、このような解析を通じて、ある一群の神経細胞のきわめて特徴的な移動経路を明らかにした。さらに、これらの因子の役割を直接的に調べるため、より生理的な条件で外来遺伝子の発現をもたらす発現ベクター、および機能阻害型の変異体の作成を行った。

脳の主要な組織形態である神経核構造の形成機構は、その大部分が未解明であるが、今回の発見はその解明に向けての重要な手がかりとなることが期待される。以上の結果を論文にまとめ、現在投稿中である。