hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ストレス環境が根端成長に及ぼす影響の数理モデル解析

本年度は、環境ストレスの1つであるアルミニウムが根端成長に及ぼす影響の数理モデル解析と解析手法そのものの改善に取り組み、主に以下の2つの研究成果が得られた。まず、アルミニウムが根端成長に及ぼす影響を明らかにするため、中濃度の塩化アルミニウムを含む寒天培地上で育成したシロイヌナズナの根端を細胞動力学的手法(期間成長を細胞レベルで定量化する解析手法)で解析した。その結果、アルミニウムを含まない培地上の根端と比べて、体積増大速度には大きな影響はなかった。一方で、細胞体積は根端全域で最大20%程度減少しており、それにともない細胞増殖率については根端全体で若干の上昇が見られた。しかし、細胞増殖域の大きさには顕著な違いは見られなかった。さらに、こうして得られた根端成長のデータに対して独自の数理モデルによる解析を行い、ゲノム複製、体積増大、器官維持の各コスト値(大きいほど各成長側面の効率が低いことを示す)を算出した。その結果、アルミニウムを含む培地の根端ではゲノム複製コストが20%程度低下したものの、体積増大コストは約3倍、器官維持コストは約2倍と大きく増加していた。細胞動力学的解析の結果も合わせて考えると、アルミニウムを含む培地上で育成した根端では、体積増大コストが上昇しているにもかかわらず、アルミニウムを含まない培地上の根端とほぼ同じ体積増大速度を維持していることになる。これはアルミニウムにより体積増大の面でより負担の大きい根端成長となっており、その後の伸長阻害につながっていることが示唆される。成果の2つめは、数理モデル解析のための根端伸長速度の測定ソフトウェアを新たに開発したことである。この新規に開発したソフトウェア"Neo Measure"では、従来のソフトウェアに比べて計算の精度及び時間が顕著に改善された。このソフトウェアはインターネット上で公開予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、(1)解析手法の改善、(2)環境応答に関与すると考えられる遺伝変異体(myb3r1/3/5およびmyb3r4)の解析、(3)アルミニウムが根端成長に与える影響についての解析を行った。具体的な実績は以下の通りである。(1)については、これまでの数理モデル解析では、皮層細胞列では核内倍加が1回だけ起きると仮定してゲノム複製を定量化していた。しかし、様々なストレス環境下の根端を解析した結果、この仮定条件では一部の根端で数理モデルによって算出されるコストが異常な値を示すことが分かった。そこで、2回の核内倍加を条件として数理モデルに組み込み、再解析を行った。この結果、異常なコスト値は算出されなくなり、信頼性の高い解析が可能となった。(2)については、G2/M期遺伝子の転写活性化因子の変異体myb3r4の根端では、細胞増殖の活性が野生型よりも持続せず、体積増大のピークは根端の先端側にシフトしていることを明らかにした。一方、転写抑制因子の三重変異体myb3r1/3/5では、野生型よりも細胞増殖の活性が持続し、体積増大のピークは基部側にシフトしていることが分かった。これらの結果は、Myb転写因子が細胞増殖から核内倍加への移行を調節していることを示唆する。また数理モデルによる解析の結果、myb3r1/3/5ではゲノム複製コストがわずかに上昇する一方、体積増大コストは低下することが明らかになった。これは、MYB3R1/3/5が細胞増殖だけではなく、体積増大にも関与していることを裏付けている。(3)については、成長解析の結果、アルミニウムイオン600 uMを含む寒天培地で育成した場合、根端の細胞増殖、体積増大がともに低下していることが分かった。特に、細胞増殖域が縮小していたことから、アルミニウムによる根端伸長の阻害は細胞増殖の抑制にも起因していることが示唆された。

このソフトウェアはインターネット上で公開予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に記載したホウ素が成長に与える影響の解析については既にほぼ完了しており、アルミニウムが与える影響については25年度中に一定の成果が得られたことから、順調に進展していると言える。また、ストレス環境応答に関与する遺伝子群の変異体の解析については、当初予定していた遺伝子とは異なるものの、myb3r1/3/5、myb3r4について解析を進め、成果が得られていることから、おおむね順調に進展していると言える。今後は、現在解析を行っているmyb3r1/4変異体の解析を完了させ、MYB3Rが根端成長に及ぼす影響を包括的に明らかにすることを目指す。また、研究計画にあるCKS RNAi株の解析についても完了させる。同時に、これら以外の環境応答に関わる遺伝子の変異体についても可能な限り解析に取り組む。アルミニウムの解析については低濃度の影響についても解析を行い、低濃度から高濃度までのアルミニウムが根端成長に及ぼす影響を明らかにする。以上と平行して、これまでの研究成果をまとめ、領域内他班で行われている分子生理学的解析の結果と本研究で取り組んできた数理モデル解析の比較を行い、両者の融合を目指す。
抗精神病薬の作用基盤における脂質修飾の役割-脂質代謝関連酵素ACTE IIIによる細胞内情報伝達機構の解明を中心に-

ACTE III cDNAに対して特異的なRNAプローブを作製し、ヒトの脳外科切除神経組織をクライオスタットを用いて凍結薄切切片とし、上述のプローブとともにハイブリダイゼーションに供した。その結果脳組織内に、広範にACTE III mRNAが発現していることがわかった。さらにハイブリの条件を検討し、また免疫染色を行って、脳内のACTE IIIの発現分布を詳細に検索したところ、ACTE IIIは、脳内の様々な組織切片に広範に発現しており、部位特異性は有意には認められないことがわかった。2.ACTE III高発現培養細胞内における細胞内情報伝達調節分子の局在・機能変化に関する実験ACTE III遺伝子を導入、大量発現させた細胞を用いて、ACTE IIIがG蛋白質αサブユニットやSrc型チロシンキナーゼを基質とするか検討した。この方法を用いた実験結果からは、ACTE IIIが、これらの情報伝達にかかわる蛋白のCys残基にチオエステル結合したアシル基を加水分解するという証明は得られなかった。しかしながら、ACTE IIIは細胞内小器官のミクロソーム分画に存在し、ACTE IIIをtransfectionした細胞では、電子顕微鏡的に脂肪滴が著しく増大することから、脂質の貯蔵や代謝に重要な役割を担っていることが示唆され、細胞の老化や細胞死などの臨床病態との関連について、今後も発展的に検討していく意義があると考えられた。1.抗ヒトACTEIIIポリクローナル抗体と抗ラットACTEIIIポリクローナル抗体の作製ヒト由来のACTEIII cDNA全長をサブクローニングしたpGEXベクター(Pharmacia社製)を用いて大腸菌内でGST-ACTEIII融合蛋白の大量発現を行い、SDSポリアクリルアミド電気泳動法(SDS-PAGE)で分離精製した。これを抗原として家兎に免疫した。2カ月後に採血、抗血清を採取し、in vitroの系で、Western blottingを行ったところ、37kDの単一のバンドを確認できた。2.培養細胞でのACTEIIIの高発現による細胞内小器官の形態変化ヒト由来のACTEIII cDNA全長をpBSK-CMV発現ベクターにサブクローニングして作製したコンストラクトを、カルシウムリン酸法を用いてCos細胞にTransfectionし、ACTEIII蛋白を強発現させた。この細胞をパラフィン固定して切片を作り、走査型電子顕微鏡で細胞内小器官の変化を検討した。この結果、この酵素を高発現した細胞では、マイクロソーム様の脂肪顆粒の増加とミトコンドリアの形態変化が認められた。これらの知見から、ACTEIIIが、細胞内小器官の形態維持や、脂質代謝に普遍的な機能を果たしていることが推定された。3.ACTEIIIの脳局在に関する検討ACTEIII cDNAに対して特異的なRNAプローブを作製し、ヒトの脳外科切除神経組織をクライオスタットを用いて凍結薄切切片とし、上述のプローブとともにハイブリダイゼーションに供した。その結果脳組織内に、広範にACTEIII mRNAが発現していることがわかった。現在さらにハイブリの条件を検討し、また免疫染色を行って、脳内のACTEIIIの発現分布を詳細に検索している。
再循環渦に拘束された衝突噴流の非定常渦構造の解明

平成5年度において以下に示す項目について研究を実施した.1まず,円筒面に衝突する二次元噴流の安定性を調べるため,分岐した噴流外縁に着目して,渦の発生する様子を可視化する.その際,購入主要設備であるストロボビジョンスコープと長時間スモークワイヤ法により流れを可視化する.ここで,充分な画素数で高速演算が可能な高画質動画解析システムにより可視化画像の輪郭抽出やフィルタ処理を実施した.その結果,噴流外縁でレイノルズ数により同位相と逆位相の振動モードを有する渦構造が判明した.2周波数シフタ付LDV計測システムにより,噴流外縁部に発生する渦を計測した.ここでは,噴流のよどみ点近傍よおける圧力変動,マイクロフローセンサによる壁面せん断力の変動に着目し,これらの変動波形をトリガーに選び,条件付サンプリングによる位相平均渦構造を求め,再循環渦内部の再付着点近傍領域にさらに付加的な渦構造が存在し,この渦の非定常運動が再付着点の揺動や乱流せん断エネルギの生成に寄与していることが判明した.3円筒面ばかりでなく,半球面に衝突する三次元噴流に対する実験をするため実験装置の製作を完了し,スモークワイヤ法を用いて噴流外縁の渦構造を可視化し,併せて,噴流が半球面に衝突した後の半球面上の壁面噴流の速度と変動速度分布を熱線流速計により計測し,時間平均速度分布が噴流の半値幅で無次元化すると下流方向に相似性を有することが判明した.以上により,2次元噴流の非定常渦構造ならびに3次元噴流の定常流動機構が明らかになり,本年度得られた成果と併せて,残された問題点が明確にされているので,引続き研究を実施することにより,先に提出した本研究計画の目的は短期間に達成されると考えられる.平成5年度において以下に示す項目について研究を実施した.1まず,円筒面に衝突する二次元噴流の安定性を調べるため,分岐した噴流外縁に着目して,渦の発生する様子を可視化する.その際,購入主要設備であるストロボビジョンスコープと長時間スモークワイヤ法により流れを可視化する.ここで,充分な画素数で高速演算が可能な高画質動画解析システムにより可視化画像の輪郭抽出やフィルタ処理を実施した.その結果,噴流外縁でレイノルズ数により同位相と逆位相の振動モードを有する渦構造が判明した.2周波数シフタ付LDV計測システムにより,噴流外縁部に発生する渦を計測した.ここでは,噴流のよどみ点近傍よおける圧力変動,マイクロフローセンサによる壁面せん断力の変動に着目し,これらの変動波形をトリガーに選び,条件付サンプリングによる位相平均渦構造を求め,再循環渦内部の再付着点近傍領域にさらに付加的な渦構造が存在し,この渦の非定常運動が再付着点の揺動や乱流せん断エネルギの生成に寄与していることが判明した.3円筒面ばかりでなく,半球面に衝突する三次元噴流に対する実験をするため実験装置の製作を完了し,スモークワイヤ法を用いて噴流外縁の渦構造を可視化し,併せて,噴流が半球面に衝突した後の半球面上の壁面噴流の速度と変動速度分布を熱線流速計により計測し,時間平均速度分布が噴流の半値幅で無次元化すると下流方向に相似性を有することが判明した.以上により,2次元噴流の非定常渦構造ならびに3次元噴流の定常流動機構が明らかになり,本年度得られた成果と併せて,残された問題点が明確にされているので,引続き研究を実施することにより,先に提出した本研究計画の目的は短期間に達成されると考えられる.
インフルエンザA型ウイルスの増殖を制御するNA遺伝子の機能解明

本研究の目的は、トリインフルエンザウイルスと同様にシアリダーゼ活性のlow-pH安定性を保持する1957年(アジアかぜ)と1968年(香港かぜ)のパンデミックウイルスに見出されたNAの性質が、新型インフルエンザウイルスの出現や伝播にどのように関与しているのかを明らかにするものである。昨年度までにスペインかぜウイルスNA遺伝子のcDNA遺伝子を用いて発現ベクターを構築し、このNA発現細胞によるシアリダーゼ活性の解析からスペインかぜウイルスNA遺伝子が、10w-pH安定性を保持することを見出している。そこで、シアリダーゼ活性のlow-pH安定性を保持していないH1N1型エピデミックウイルス株のNA遺伝子と塩基配列を比較し、部位特異的アミノ酸変異により作製したNA発現細胞を用いて、スペインかぜNAのlow-pH安定性を規定するアミノ酸領域を明らかにした。さらに、NAタンパク質を単独でlysosome内に導入した場合でも、細胞のアポトーシスが誘導されるのか調べるために、昨年度に引き続き、NA遺伝子のcDNA遺伝子を用いて、バキュロウイルス発現系による可溶性NA糖タンパク質の作製を試みた結果、NA糖タンパク質を大量に作製する方法を確立することに成功した。また、シアリダーゼ活性のlow-pH安定性のみが異なるNA遺伝子を有し、他の遺伝子は同一である組換えウイルスの増殖性を3種類の細胞株間で比較した結果、loW-pH安定性が異なるNAを有するウイルス株間の増殖性の差は、宿主細胞側のファクターに依存することが示唆された。哺乳動物のインフルエンザA型ウイルスは、カモなどの野生水鳥の腸内ウイルスに由来することが明らかになっているが、どのような分子機構によりインフルエンザウイルスが異種動物間で宿主域を越えて感染伝播し、病毒性を獲得することができるのか完全には解明されていない。本研究は、アジアかぜ、香港かぜ、あるいはスペインかぜのヒトパンデミックウイルス株や高病原性トリインフルエンザウイルス株NAの性質が、新型インフルエンザウイルスの出現や伝播にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的とする。そこで、本年度はインフルエンザウイルス感染細胞に誘導されるアポトーシスやサイトカイン産生等の細胞応答にendosomeやlysosome内のウイルスシアリダーゼ活性が、どのように関与しているのかを分子レベルで解明するため、1)トリインフルエンザウイルスと同様にシアリダーゼ活性のlow-pHを保持するA/Hong kong/1/68(H3N2)株のNA遺伝子と部位特異的変異法により2箇所(344番目と466番目)のアミノ酸部位を変異させることでシアリダーゼ活性のlow-pHを消失させたNA遺伝子を用いてバキュロウイルス発現系による可溶性NA糖タンパク質を作製した。さらに、2)1918年(スペインかぜ)のパンデミックウイルスも1957年(アジアかぜ)と1968年(香港かぜ)のパンデミックウイルスと同様に、シアリダーゼ活性のlow-pH安定性を保持しているのかを明らかにするために、ペインかぜウイルスNA遺伝子のcDNA遺伝子を用いてNAの細胞発現ベクターを構築した。そこで、本年度は1)1918年(スペインかぜ)のパンデミックウイルスが、シアリダーゼ活性のlow-pH安定性を保持しているのかを明らかにするために、ペインかぜウイルスNA遺伝子のcDNA遺伝子を用いてNAの細胞発現ベクターを構築し、1933年以降に分離されているH1N1ウイルス株NAやカモウイルスNAのシアリダーゼ活性のlow-pH安定性と比較した。2)昨年度に引き続き、トリインフルエンザウイルスと同様にシアリダーゼ活性のlow-pHを保持するA/Hong kong/1/68(H3N2)株のNA遺伝子と部位特異的変異法により2箇所(344番目と466番目)のアミノ酸部位を変異させることでシアリダーゼ活性のlow-pHを消失させたNA遺伝子を用いてバキュロウイルス発現系による可溶性NA糖タンパク質を作製した。その結果、これらキメラNA糖タンパク質がウイルス同様にlow-pH安定性を保持していることを確認した。

また、シアリダーゼ活性のlow-pH安定性のみが異なるNA遺伝子を有し、他の遺伝子は同一である組換えウイルスの増殖性を3種類の細胞株間で比較した結果、loW-pH安定性が異なるNAを有するウイルス株間の増殖性の差は、宿主細胞側のファクターに依存することが示唆された。
脊髄損傷急性期における体内埋め込み型局所低温装置の開発

【目的】我々はラット脊髄損傷モデルを作成し、33°C程度の軽度低体温が脊髄損傷の障害程度を軽減することを報告してきた。この低体温療法を更に効率的に、しかも安全に行うために、脊髄を局所的に低温に保つための装置の開発を手がけてきたが、今回その装置(小動物用)が完成し、その機能を検証した。【方法】局所低体温装置は、電気的に温度勾配を作成するペルチエ素子を椎弓切除を行った部分の硬膜近傍に、低温部分を留置し、高温部分を体外で冷却するというシステムで、脊髄近傍に留置した温度センサーで、自動的に指定した温度に冷却維持されるようになっている。この装置を用いると損傷した脊髄周辺のみを指定した温度に冷却することができる。ラット脊髄損傷は20gの重錘で脊髄を硬膜上から圧迫する事によって行った。低温処理群では損傷の1時間後よりこの装置で損傷脊髄近傍が28°Cになるように48時間冷却し、更にその24時間後に運動機能、感覚機能を対照動物(37°C)と比較して評価した。【結果と考察】ラットの運動機能として、1時間当たりの平面上での移動量をモニターしたが、低温処置ラットでは対照動物(の約2倍の移動能力を示した。また、1時間あたりの立ち上がり回数(下肢機能を反映する)も2-2.5倍に増加していた。脊髄損傷ラットでは損傷後、下肢足底部に温度感覚の知覚過敏が出現する。足底部に熱刺激を加えてから回避動作を取るまでの時間を痛覚域値としてモニターしたところ、対照動物では正常値12-14秒に対し、9.5秒と痛覚域値低下が見られたが、低温処置ラットでは12.07秒と正常範囲内にあり、知覚過敏が有意に抑制されていた。今後は低温の程度や、処理の時間を変えて至適条件を探る検討が必要である。低温処理群では損傷の1時間後よりこの装置で損傷脊髄近傍が28°Cになるように48時間冷却し、更にその24時間後に運動機能、感覚機能を評価した。【結果と考察】ラットの運動機能として、1時間当たりの平面上での移動量をモニターしたが、低温処置ラットでは対照動物より明らかに優れていた。脊髄損傷ラットでは損傷後、下肢足底部に温度感覚の知覚過敏が出現するが、低温処置ラットではこの知覚過敏が有意に抑制されていた。【方法】

局所低体温装置は、電気的に温度勾配を作成するペルチエ素子を椎弓切除を行った部分の硬膜近傍に、低温部分を留置し、高温部分を体外で冷却するというシステムで、脊髄近傍に留置した温度センサーで、自動的に指定した温度に冷却維持されるようになっている。この装置を用いると損傷した脊髄周辺のみを指定した温度に冷却することができる。ラット脊髄損傷は20gの重錘で脊髄を硬膜上から圧迫する事によって行った。低温処理群では損傷の1時間後よりこの装置で損傷脊髄近傍が28°Cになるように48時間冷却し、更にその24時間後に運動機能、感覚機能を対照動物(37°C)と比較して評価した。【結果と考察】ラットの運動機能として、1時間当たりの平面上での移動量をモニターしたが、低温処置ラットでは対照動物の約2倍の移動能力を示した。また、1時間あたりの立ち上がり回数(下肢機能を反映する)も2-2.5倍に増加していた。脊髄損傷ラットでは損傷後、下肢足底部に温度感覚の知覚過敏が出現する。足底部に熱刺激を加えてから回避動作を取るまでの時間を痛覚域値としてモニターしたところ、対照動物では正常値12-14秒に対し、9.5秒と痛覚域値低下が見られたが、低温処置ラットでは12.07秒と正常範囲内にあり、知覚過敏が有意に抑制されていた。今後は低温の程度や、処理の時間を変えて至適条件を探る検討が必要である。
共感の個人差を形成する文化・心理・生物学的要因に関する認知科学的研究

共感に関わる日本語版尺度を開発し,共感の認知/感情的側面について,行動,遺伝子多型ならびに脳活動を指標として包括的に検討した。まず文化比較の観点から,顔を刺激とした共感課題を日本と香港において実施し,人種バイアスは右VLPFCが賦活するほど強くなることを個人内変数ならびに遺伝子多型との関わること,そうした右VLPFCの向社会的行動への関わりも示した。さらには泣いている乳児への行動変容に,共感的関心および認知負荷との関わりのもとで生じること,ならびに環境感受性との関わりが見出されているオキシトシン受容体(OXTR)と被養育経験との関わりのものとで生じること等を見出した。主な研究実績として以下の二点が挙げられる。1.共感と援助行動に関わる新たな認知心理学的モデルの構築に,工夫に富んだ課題と多彩な指標により貢献している点。2.近赤外分光法という神経科学的技法により、行動実験のみでは捉えられない共感の過程を視覚化するとともに、その個人差を遺伝子の多様性と関連づけ、明らかにした方法論上の新規性。具体的な成果としては、1)共感の感情的側面のセロトニン2A受容体遺伝子多型,および関わる心理特性が脳の前頭前野外側部を介し,他者への援助行動へと影響すること、また、2)共感の認知的側面として,他者の視点を理解する過程を支える前頭前野外側部の関与を明らかにし,一方ではそうした過程は不快感情により阻害され,オキシトシン受容体遺伝子多型により調整されうることなどを見出した。これはオキシトシンという環境への感受性の高いホルモンが,脳を介して認知的共感に関与すること見出した点で,共感を形成する遺伝と環境との関わり解明する上での意義をもつ。また、3)認知的負荷により乳児の泣き声に対する養育意図の減少、ネガティブな行動意図の増加、そうした変化がは共感によって媒介・調整されることを示した。これとは別の研究課題として、4)共感に関わる遺伝子発現を修飾する環境入力のマーカーとしての遺伝子メチル化の解析系の大枠を確立した。上記のような複数の実験の結果をまとめるとともに、次年度以降の解析系を確立したことから、研究課題の初年度の成果としては以上のように評価できる。1.認知的負荷がニグレクトに及ぼす影響を「認知的共感」および「情動的共感」が媒介することを示した。実験では、乳児の泣き声の視聴中に、アルファベットの綴りを保持するよう教示された。綴りの長短に応じて認知負荷が操作され、高負荷条件において,泣き声に対する援助意図が阻害されること,さらに,そうした影響は,乳児への共感的関心を媒介することが明らかとなった。関連して、共感性に関わる重要な心理尺度(IRI: Interpersonal Reactivity Index)の日本語版を開発した。いずれも確証的因子分析等を行い、尺度の因子構造・信頼性・構成概念妥当性を確認した。2.「畏敬の念」を喚起する映像視聴中に,見知らぬ人物の「怒り顔」をランダムに提示する実験操作により,これに伴う自己の縮小の程度と,攻撃行動の強度との正の相関関係を見出した。これは畏敬の影響が大きいほど,特定の条件下で,攻撃性が高まる可能性を示唆する結果である。これに加えて重要なこととして,かりに畏敬の念が喚起されたとしても,先行して怒りの刺激が提示されると,攻撃行動との相関性が非有意になることもわかった。怒りの矛先が当事者ではなく,これとは関連のない先行事象に向く(帰属される)ということである。すなわち1)先だって怒りの帰属対象をもうけることにより,来たる攻撃行動,ないしはそのトリガーとなる怒り感情を緩和できること、2)怒りの帰属対象が,本来自身の怒りの源泉となんら関連のない場合であっても,そちらに転化される可能性を明らかにした。計画していた実験データを採取し、成果も公刊しつつあり、おおよそ順調に進展していると評価できる。・共感や環境感受性との関わりが見出されているオキシトシン受容体(OXTR)と,状況要因は個別に泣き声への反応に対する影響が検討されてきたが,従来不明であったそれら二次の交互作用に着眼しOXTR Gアレル保有者は適切な養育行動を示すが,被養育経験がネガティブなOXTRGGアレル保有者は情動制御の能力が低く,特性的な制御能力の低い個人は状況的な負荷の影響を受けやすい(Dodge, 2011)等と一致する知見を見出した。得られた結果は,被養育経験がネガティブなGアレル保有者は特性的な自己制御が低く,泣き声への処理が困難であり,状況的な負荷の影響を受けやすくなった可能性が示唆された。・愛着不安が高い母親において,配偶者が同室することで,泣き声聴取時のストレスが低下することが示された。愛着不安が高い個人は泣き声に対してストレスを感じやすく,育児にリスクを抱える個人に対して,配偶者が傍にいることが効果的な介入として成立する可能性が示された。一方で,接触は泣き声によるストレスを高めていた。その理由としては,泣き声聴取中に手を塞がれることが適切なサポートではなかった可能性が考えられる。・人種のカテゴリー知覚課題を行わせ,課題中のPFC活性を測定すると同時に,人種に対する偏見態度を測定することで,脳活動と心的態度の両側面から人種のカテゴリー知覚が生じるメカニズムについて検討した。その結果白従来示されてきた知覚バイアスが再現された。加えてこのバイアスは右VLPFCが賦活するほど強くなること,および右VLPFCの賦活はアジア人の能力を高いとみなす態度とも関連が示された。

共感に関わる日本語版尺度を開発し,共感の認知/感情的側面について,行動,遺伝子多型ならびに脳活動を指標として包括的に検討した。まず文化比較の観点から,顔を刺激とした共感課題を日本と香港において実施し,人種バイアスは右VLPFCが賦活するほど強くなることを個人内変数ならびに遺伝子多型との関わること,そうした右VLPFCの向社会的行動への関わりも示した。さらには泣いている乳児への行動変容に,共感的関心および認知負荷との関わりのもとで生じること,ならびに環境感受性との関わりが見出されているオキシトシン受容体(OXTR)と被養育経験との関わりのものとで生じること等を見出した。海外の研究者と連携し、国外のデータを収集するとともに、認知・感情的共感の両者の促進にかかわる技法の開発、個人差の心理・生理学的機構の解明、および遺伝子のメチル化解析を随時推進する。1)引き続き、共感性や攻撃性の個人差に及ぼす心理特性、および生物学的基盤(ドパミン,セロトニン神経系の遺伝子の個人差等)とのかかわりを検討する。2)畏敬は,寛容性をもたらす一方で,外集団への懲罰動機を強め,対決姿勢を促進し,紛争の発生・激化の一因となりうる可能性が示唆された。今後は、そうした過程にかかわる様々な心理特性について,例えば気質,認知,態度・信念(政治的態度,信仰心)等)の影響について細かやかに検討する。実験心理学、社会脳科学、遺伝学遺伝子メチル化の解析系がほぼ確立したが、一部未完了であり、そのために解析の実施環境が未整備であったことから、使用予定であった試薬等消耗品、付属機器類等の予算を次年度に繰り越すこととなった。上記の解析系を確立し、解析に要する付属機器類、消耗品等の購入に宛て、研究推進の基盤とする。
還元環境堆積物からの古地磁気強度変動の高解像度復元

海底堆積物では鉄還元境界以深では磁性鉱物の溶解が起きるため、還元環境の堆積物は過去の地磁気変動復元の研究の対象外とされてきた。一方、珪酸塩鉱物中に包有された磁性鉱物の存在が最近注目され、これらはホスト鉱物の保護により溶解を免れるため、古地磁気記録を担い得ると考えられる。本研究は、還元環境の堆積物においても磁性鉱物包有物が相対古地磁気強度の情報を保持している可能性を、ピストンコアとIODP掘削コアを用いて検証することを目的とする。成功すれば、堆積速度が大きい故に海底下浅部で鉄還元境界に達し磁性鉱物の溶解が起きている堆積物から、高解像度の、また古い時代の古地磁気強度変動を求めることが可能となる。
PCグリッドによる高信頼・高効率な分散仮想ストレージの研究

既存アプライアンス製品により大容量ストレージを構成する方法は耐費用効果が低い。本研究では、PCグリッドの空き容量を集約することで容量効率の優れた大容量ストレージを構成する方法を提案する。本研究では50%以上の容量効率を目標とする。このようなPCデータグリッドでは高い信頼性が求められる。そのため階層型RAIDなど高度な信頼化技法を適用することで要求に応える。本研究では、ネットワーク仮想ディスクによる階層型RAID構成技術を用いて、高信頼、高効率な大容量ストレージをPCグリッド上に実現した。ここで、高信頼性とはSANと同程度の信頼性を指し、高効率とは50%以上の容量効率と優れた価格性能比を指す。基盤となるPCグリッドが不安定なためSANより高い信頼性が要求される。そこで階層型RAIDを用いて高信頼性を実現した。平成19年度では、25TBのテストベッド上で、仮想的に70TBストレージ・サーバを構築した。ディスクの低価格化が進行したため当初より大容量のストレージを構築できた。このテストベッド上で、RAID6クラスを実装し、RAID0-6クラスの性能特性を評価した。これによりSW RAIDの特性が明らかになった。また、2階層RAID6(RAID66)を実現し、システム評価を行った。その結果、従来非階層RA工Dより高信頼な8耐故障を実現できた。また、仮想ディスクを表現するVDMLを提案し、これを実装した。その遠隔制御を行う管理システムを試作したが、今後も改良を続ける。これらは当初研究計画通り進行した。平成20年度では、以下の成果を得た。(1)3耐故障RAIDとしてNaryRAIDを提唱し、3耐故障である既存階層RAID(RAID55)と比較した。NaryRAIDはN進数に基づきパリティグループを形成するマルチパリティ方式の拡張RAIDである。NaryRAIDはRAID55に比べて容量効率がよい。アルゴリズムの検証が終了し、今後は実装を行う予定である。(2)複数の組織からなる遊休資源を効果的に統合するためにオンラインWebストレージを構築した。Webサービスに基づくオンラインディスクWebDiskを開発して、これを実現した。(3)データグリッドのための基盤をPCグリッド上で実現し、性能および機瀧を検証した。(4)仮想ディスクを効率的に管理するために仮想ディスクモデリング言語を提案し、それに基づく遠隔管理システムの実装を進めた。遠隔管理システムは現在実装中である。平成21年度では、以下の成果を得た。(1)3耐故障RAIDとしてNaryRAIDを実装した。(2)資源の全体最適化と管理の容易化を実現するため仮想ディスクモデリング言語と、それに基づく管理方式を提案した。(3)サーバの負荷を分散するため単一の大規模ストレージ方式から複数の小規模ストレージ方式に切り替えた。
歯科定期健診の受診行動に関する研究

わが国では、歯科定期健診(早期発見)による口腔疾患(とくに歯周疾患)の予防システムの確立が十分ではないのが現状である。しかも集団歯科検診等を含めた歯科定期健診のしくみが、地域においてうまく機能するかどうかは、サービスを受ける側、すなわち地域住民の自主的な行動に依存する面が大きい。今回の申請の目的は、地域住民のニーズに合った、より現実性のある歯科医療サービスを提供するシステムを確立するための一助として、歯科健康診断を受診するという行動(受診行動)について多角的な検討を行なうことである。本年度は、広島旧市内に在住の年齢20歳以上の人から無作為に抽出した1,200人を対象に、歯科健診を含めた歯科の受診状況及び歯科受療に対する意識についての郵送調査を行なった.(回収率53.4%)。対象者は、旧市内各区より4投票区を無作為抽出し、さらに登録者数を勘案して1区合計300人を乱数により無作為抽出をして、合計1200人となるようにした。調査票は、KaslとCobbによる保健行動モデルにもとづき、保健行動に関する質問、現在の歯科受診状況についての質問を作成した(計46問)。その結果、全体の約7割が『かかりつけの歯科医がある』と答えた。一方、『定期的に(1年に1回以上)歯科健診を受けたり、歯石を取ったりしている。』と答えたのは全体の約24%であった。さらに、『あなたが、歯科医院を受診する主な動機は何ですか。』という質問に対して、約8割の人が“口の中に痛みやトラブルが生じた場合のみ"と答え、“口の中がサッパリして気持ちいいので(積極的に)行く"と答えた者は、わずか2%にすぎなかった。現在、歯科受診における保健行動モデルを提案するために、これらの因子を目的変数、歯科受療に対する意識や受診行動を説明変数として、これらの因子を分析中である。
ラット前立腺におけるエンドセリン濃度・レセプターの加齢に伴う内分泌機能による変化

ラット前立腺におけるエンドセリンレセプターのテストステロンによる変化(1)動物については中間報告したように以下に示す6群に分け、モデルラットを作製した。1〕Castration群:外科的に徐睾術を行う。2〕Castration+テストステロン3mg/kg補充群:徐睾術後にテストステロン(2週毎3mg/kg皮下注)を投与する。4〕Castration+テストステロン5mg/kg補充群:徐睾術後にテストステロン5mg/kgを投与する。5〕Castration+テストステロン10mg/kg補充群:徐睾術後にテストステロン10mg/kgを投与する。6〕コントロール群摘出した前立腺重量は1〕群<2〕群<3〕群<4〕群<5〕群<6〕群であった。エンドセリン-1濃度に各群に有意差はなかった。エンドセリンレセプターのサブタイプは上記1、2、3、4、5群のいずれの群でも同様にエンドセリンレセプターサブタイプはETA receptor subtypeが優位で約80%でありETB receptor subtypeが約20%であった。エンドセリンレセプターの濃度測定では2〕群>3〕群>4〕群>5〕群>6〕群であった。各群の血清LH濃度は1〕群>2〕群>4〕群>3〕群>6〕群>5〕群であった。各群の血清テストステロン濃度は1〕群<2〕群<3〕群<4〕群<5〕群<6〕群であった。我々の一連の研究よりエンドセリンレセプターをレギュレートしているホルモンはLHではなくテストステロンであり、このレギュレーションはダウンレギュレーションであることが示された。またそのサブタイプや前立腺組織中のエンドセリン濃度にはテストステロンの影響はみられなかった。(1)動物:8週齢SD雄性ラットを以下に示す3群に分け、モデルラットを作製した。1〕コントロール群2〕Castration群:外科的に除睾術を行う。(2)組織:上記3群のラットを8週間処置した後、断頭屠殺し血液は採取後遠沈した。前立腺は摘出し、重量を測定した。その結果、前立腺重量は1〕コントロール群では1.7±0.0045g、2〕Castration群では0.0031±0.05g、3〕Medical Castration群では0.903±0.141gであった。(3)各群の血清LHおよびテストステロン濃度をRIAkitを用いて測定した。その結果、血清LH濃度は1〕コントロール群では1.18±0.14ng/ml、2〕Castration群では26.23±2.66ng/ml、3〕Medical Castration群では1.33±0.21ng/mlであった。また血清テストステロン濃度は1〕コントロール群では1.35±0.41ng/ml、2〕Castration群では0.04±0.01ng/ml、3〕Medical Castration群では0.31±0.10ng/mlであった。(4)エンドセリン濃度測定(各群の血中および前立腺組織中のエンドセリン濃度をRIAを用いて測定する。)(5)エンドセリンレセプターの測定(各群の前立腺エンドセリンレセプターをRadio-labelled binding assayを用い、レセプターの濃度およびサブタイプの割合を測定する。)については以下の理由でまだ測定できていない。1.科学研究費の交付が昨年12月と遅れたため急速吸引濾過装置をはじめとする設備等の準備が終わっていない。2.Castration群の前立腺重量は0.031±0.05gと予想以上に萎縮していたためこの組織を用いて前立腺組織中のエンドセリン濃度やエンドセリンレセプターを測定するには組織量が不足であり、このためCastration群のラットモデルそのものを工夫し、検討中である。

各群の血清テストステロン濃度は1〕群<2〕群<3〕群<4〕群<5〕群<6〕群であった。我々の一連の研究よりエンドセリンレセプターをレギュレートしているホルモンはLHではなくテストステロンであり、このレギュレーションはダウンレギュレーションであることが示された。またそのサブタイプや前立腺組織中のエンドセリン濃度にはテストステロンの影響はみられなかった。
高圧力下共鳴X線散乱による電荷・軌道秩序の研究

昨年に続き以下の実験課題を遂行し成果を挙げる事が出来た。1.圧力下における(alkil-ammonium)_2CuCl_4の反強軌道秩序融解過程及び強軌道秩序化過程の研究昨年までに高圧下共鳴散乱実験から、(alkil-ammonium)_2CuCl_4においてはJT歪量(δ)と共鳴散乱強度(I)が必ずしも∝δ^2の関係にはない事が示された。この結果を裏付けるために高圧力下吸収測定を行い追認する事に成功した。これらの事実をすべてまとめて、現在、学術雑誌へ投稿準備中である。2.電荷・格子・スピン結合系NaV_2O_5の圧力下における「悪魔の階段」的電荷秩序の直接観測昨年度、NaV_2O_5の低温高圧力下における電荷秩序状態を直接観測する事に成功した。その結果NaV_2O_5に見られる「悪魔の階段」的振る舞いが、格子と電荷が深く相互作用した結果現れている事が分かった。今年度は、高圧力下でのX線構造解析を行い電荷系と格子系を分離して議論する事で、NaV_2O_5においてイジング変数は電子系で発生する2パターンの秩序状態であり、面間で競合する相互作用の起源は電子-格子結合によるもりである事が分かった。これらの成果は、現在、学術雑誌へ投稿準備中である。また、本研究を行ってきた過程で派生した研究テーマがある。3.本申請で培われた高圧技術を利用して、MgドープCuGeO_3や、MEM-(TCNQ)_2の高圧実験が行われた。4.将来的に多重極限環境(低温・高圧・強磁場)への布石となるパルス強磁場の実験が開始された。5.本手法を、ナノスケール分極が本質的役割を果たすリラクサー強誘電物質へ応用する為の基礎実験が開始された。実際、高圧力下でリラクサー特性が消えるなどの物性が多数報告されており興味深い。現在は、6.本手法をウラニウム化合物や共鳴非弾性散乱へ適用すべく更なる最適化が進行中である。本年度初めに掲げた以下の4つの技術達成目標は3.を除いて達成された^<(注)>。1.セルの設計製作2.最適Beガスケット形状の探索3.Heガス圧力媒体の採用4.試料整形法の確立(注)超高圧Heガス充填装置が、本研究所から(財)高輝度光科学研究センターへ移管される関係で使用出来なかった為。上記の技術を確立した事で、以下の実験課題を遂行し成果を挙げる事が出来た。1.圧力下における(alkil-ammonium)_2CuCl_4の反強軌道秩序融解過程及び強軌道秩序化過程の研究(C_2H_5NH)_2CuCl_4において詳細なX線回折実験を行ないこれまで確認されていなかった4GPa(約4万気圧)での相転移を構造的に直接検証した。その転移圧力に向けてCuCl_6八面体のJahn-Teller(JT)歪が緩和されていく事を構造解析から見出した。さらに共鳴散乱実験を行ないJT歪量(δ)と共鳴散乱強度(I)が必ずしもI∞δ^2の関係にはない事を示した。但しこの事実に関しては更なる研究が必要である。まだ強軌道秩序化の観測には成功していないが、来年度には達成できる見込みである。これらの成果は2003年春の日本物理学会(仙台)で報告され、現在、学術雑誌へ投稿準備中である。2.電荷・格子・スピン結合系NaV_2O_5の圧力下における「悪魔の階段」的電荷秩序の直接観測NaV_2O_5の低温高圧力下における電荷秩序状態を直接観測する事に成功した。これらの成果は2002年の高圧討論会(松山)、2003年春の日米中性子ワークショップ(Brookhaven National Lab.)で報告され、2002年固体物理特集号「放射光X線による構造物性研究の最前線」(p640-641)で一部紹介された。現在、学術雑誌へ投稿準備中である。※実験はSPring-8のBL02B1とPFのBL-4C及びBL-16A2で行なった。

今年度は、高圧力下でのX線構造解析を行い電荷系と格子系を分離して議論する事で、NaV_2O_5においてイジング変数は電子系で発生する2パターンの秩序状態であり、面間で競合する相互作用の起源は電子-格子結合によるもりである事が分かった。これらの成果は、現在、学術雑誌へ投稿準備中である。また、本研究を行ってきた過程で派生した研究テーマがある。3.本申請で培われた高圧技術を利用して、MgドープCuGeO_3や、MEM-(TCNQ)_2の高圧実験が行われた。4.将来的に多重極限環境(低温・高圧・強磁場)への布石となるパルス強磁場の実験が開始された。5.本手法を、ナノスケール分極が本質的役割を果たすリラクサー強誘電物質へ応用する為の基礎実験が開始された。実際、高圧力下でリラクサー特性が消えるなどの物性が多数報告されており興味深い。現在は、6.本手法をウラニウム化合物や共鳴非弾性散乱へ適用すべく更なる最適化が進行中である。
外科侵襲が影響する転移性腫瘍の付着、増殖の機序の解明

ラットにおける開腹モデルを用いて,侵襲刺激が如何に癌細胞の転移・増殖に影響を及ぼしているかを侵襲が少ない小切開群と大切開群に分けて検討した.大切開群では明らかに炎症性サイトカインの発現が増加しており,それに伴い腫瘍の重要な接着因子であるE-selectinの発現も増加していた.また,門脈から注入した腫瘍の肝への付着も大切開群で明らかに付着が増加していることをアイソトープ標識癌細胞ならびに肉眼的な肝転移巣のカウントを行うことによって確認した.以上の結果から,大侵襲は腫瘍の転移・増殖に対してそれらを亢進させることが判明した.さらに,これらの結果に基づき,サイトカイン産生抑制作用があるメチルプレドニゾロン投与群(MP群)とコルチコトロピン産生因子受容体拮抗剤投与群(CRF-ant群)を作成し,大切開を加えて腫瘍の転移の状況をみると,各々の群で大切開群と比較して有意にサイトカインの産生は抑制され,接着因子も同様に抑制されているにもかかわらず,MP群では腫瘍の転移巣の数が有意に増加していることが判明した.さらにCRF-ant群では予想通りに腫瘍の転移は抑制されていることが判明した.MP群では,サイトカインならびに接着因子の発現は明らかに低減しているにもかかわらず転移が増えた原因を調べるべく,免疫能の指標としてNK cell活性とリンパ球数を測定したところ,MP群では有意にNK cell活性とリンパ球数が低下していることが分かった.以上の研究結果から,外科的侵襲は腹部手術時に血中の腫瘍細胞の転移・付着を促進し,過大侵襲を抑制することが血行性転移を減少させるために重要なこと.さらに,血中における免疫能が血行性転移には重要な役割を演じていることが判明した.今後,侵襲を抑制し,かつ,免疫能を高める治療法の開発が肝要であると考えられる.1.癌の付着について術後のサイトカインや内因性グルココルチコイドの産生は術後の免疫能や臓器における接着分子の産生に関与し、腫瘍の転移の形成に深く関与していると考えられる。雄のDonryu ratを1)小切開による開腹群2)大切群による開腹群,3)大切開+術前メチルプレドニソロン(MP)腹腔内投与、4)大切開+術前corticotropine releasing factor受容体拮抗剤(CRF-at:日本たばこ産業株式会社JTC-017)投与群の4群に分け、開腹術後に125I-deoxyuridineで標識したAH-109A細胞(ラット肝癌腹水細胞)を門脈注入し、術後5時間に犠死せしめた。血液、肝臓、肺を採取し、放射線量をγカウンターで計測した。MP(10mg/kg)とCRF-at(10mg/kg)の投与は術前30分前に施行した。【結果】肝臓においては大侵襲群が小侵襲群より腫瘍細胞の付着率が有意に増加した。血液や肺への癌細胞の付着率は4群間に差異を認めなかった。MP群は肝臓の腫瘍細胞の付着率が他の3群に比べて有意に増加した。CRF-at群の肝臓への腫瘍付着率は大切開群やメチルプレドニゾロン投与群に比べて有意に減少した。2.癌の付着に対する免疫能の影響上記4群における癌細胞の付着に対する免疫能を評価するため、全群のNatural Killer(NK)細胞活性を測定した。全群の術後30分、5時間後の脾臓を摘出し細切した後、chromiumで標識した標的細胞Yac-1を用い、NK細胞活性を評価した。【結果】術後30分では、癌細胞の付着率と同様に大切開群は小切開群より有意に低下し、MP群ではさらに抑制されていた。しかしCRF-at群ではNK細胞活性は小切開群と同様に維持されていた。術後5時間後には各群間に有意差を認めなかった。【今後】手術侵襲により生体における癌細胞の付着率が増加する事が示され、それらはNK細胞活性の抑制による事が示唆された。NK細胞活性には、ステロイドホルモンの影響の可能性が示された。ラットにおける開腹モデルを用いて,侵襲刺激が如何に癌細胞の転移・増殖に影響を及ぼしているかを侵襲が少ない小切開群と大切開群に分けて検討した.大切開群では明らかに炎症性サイトカインの発現が増加しており,それに伴い腫瘍の重要な接着因子であるE-selectinの発現も増加していた.また,門脈から注入した腫瘍の肝への付着も大切開群で明らかに付着が増加していることをアイソトープ標識癌細胞ならびに肉眼的な肝転移巣のカウントを行うことによって確認した.以上の結果から,大侵襲は腫瘍の転移・増殖に対してそれらを亢進させることが判明した.さらに,これらの結果に基づき,サイトカイン産生抑制作用があるメチルプレドニゾロン投与群(MP群)とコルチコトロピン産生因子受容体拮抗剤投与群(CRF-ant群)を作成し,大切開を加えて腫瘍の転移の状況をみると,各々の群で大切開群と比較して有意にサイトカインの産生は抑制され,接着因子も同様に抑制されているにもかかわらず,MP群では腫瘍の転移巣の数が有意に増加していることが判明した.

さらにCRF-ant群では予想通りに腫瘍の転移は抑制されていることが判明した.MP群では,サイトカインならびに接着因子の発現は明らかに低減しているにもかかわらず転移が増えた原因を調べるべく,免疫能の指標としてNK cell活性とリンパ球数を測定したところ,MP群では有意にNK cell活性とリンパ球数が低下していることが分かった.以上の研究結果から,外科的侵襲は腹部手術時に血中の腫瘍細胞の転移・付着を促進し,過大侵襲を抑制することが血行性転移を減少させるために重要なこと.さらに,血中における免疫能が血行性転移には重要な役割を演じていることが判明した.今後,侵襲を抑制し,かつ,免疫能を高める治療法の開発が肝要であると考えられる.
血管作動性ペプチドの心筋微小循環の血流動態に及ぼす影響

近年注目されている血管作動性ペプチドである、エンドセリン(ET-1)とカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の心筋微小循環に及ぼす影響について検討した。【方法】1.生体顕微鏡下にラットのランゲンドルフ潅流心を用いて心筋の微小循環を可視化した。CGRPの血管拡張作用をET-1による前収縮(pre-contraction)を起こさせた心臓標本を用いて行った。ET-1の投与によって引き起こされた冠潅流圧の上昇が安定した後に、3pmoleから1000pmoleのCGRPを累積的に投与した。ET-1に対するCGRPの作用と比較するため、ニトログリセリン(NTG)およびイソブチルメチルキサンチン(IBMX)を同様に投与した。2.ET-1およびCGRPが心臓の収縮機能と心筋のエネルギー代謝動態に及ぼす影響を検討するため、ランゲンドルフ潅流心の冠潅流圧およびバルーン付きカテーテルにより左心室圧(LVP)とdP/dtを計測した。さらに、このランゲンドルフ潅流心を核磁気共鳴(NMR)装置のマグネット内において、^<31>Pの核磁気共鳴スペクトルの計測を行なった。【結果】1.CGRPを3pmoleから1000pmoleの投与量の範囲で、潅流液中に累積的に投与すると、冠潅流圧は用量依存性に低下した。CGRPは、冠潅流圧を低下させるとともに、心筋の細動脈を拡張させることが生体顕微鏡による観察の結果からも確かめられた。CGRP、NTX、IBMXの50%有効量(ED50)はそれぞれ、40pmole,200mole,10nmoleであり、CGRPの強力な血管拡張作用が確かめられた。冠潅流圧の上昇作用の点から評価したET-1のED50値は約30pmoleであり、CGRPはET-1とほぼ同じ用量効力をもつことが明らかになった。2.ET-1の投与により、心拍数は減少したのに対し、CGRP同時投与群では一過性に増加した後、高い値を示した。一方、dP/dtは、ET-1投与により陰性変力作用が観察されたのに対し、CGRP同時投与により、陽性変力作用を示した。NMRによる観察では、ATP量については両群とも減少傾向を示したが、CGRP同時投与群では、その程度は若干軽度であった。また、計算された心筋pH値は、ET-1投与群で低下した。以上、ET-1の投与により、心筋の微小血管が強い収縮を示す結果、心臓に強い虚血性の変化がもたらされることが示された。この作用は、CGRPによって拮抗された。微小循環の障害は、臓器・器管への血液の供給と物質交換を破綻させ、全ての循環器疾患の病因に第一義的に関わっている。

本研究では、血管作動性ペプチドの典型として特にエンドセリンに注目し、心筋の微小循環の血流動態についての薬理学的基礎データを得た。ラットのランゲンドルフ潅流心標本を作製し、生体蛍光顕微鏡下に心筋の微小循環を蛍光色素(FITC-albumin,FITC-dextran)を用いた血管造影法によって可視化して血管内径の測定を行った。その結果、エンドセリンの投与は、心筋の細動脈を用量依存性に収縮させ、その収縮の程度は、内径20μm以下の細動脈では内径40μm以上の細動脈より有意に大きいことを見出した。またエンドセリンは細静脈よりも細動脈を有意に強力に収縮させ、心筋の微小血管床に局所的に特異な血管攣縮(vasospasm)を誘発することも頻回に観察された。心筋の微小血管床の中でも特により細い細動脈にエンドセリンが強力に作用することは、正常時あるいは病態時の心筋の血流調節におけるこれらの血管の意義を強調するものである。また、特異な血管攣縮が生じることを見出したことは、狭心症やシンドロームXなどの病態にエンドセリンが関与することを示唆するものであり、また、この攣縮が心筋に特異的なものか否かを検討する必要があろう。次に、以上の結果に基づいて、血管拡張性のペプチドであるカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)に注目し、微小循環血流動態に及ぼすその用量反応特性について予備的に検討した。近年注目されている血管作動性ペプチドである、エンドセリン(ET-1)とカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の心筋微小循環に及ぼす影響について検討した。【方法】1.生体顕微鏡下にラットのランゲンドルフ潅流心を用いて心筋の微小循環を可視化した。CGRPの血管拡張作用をET-1による前収縮(pre-contraction)を起こさせた心臓標本を用いて行った。ET-1の投与によって引き起こされた冠潅流圧の上昇が安定した後に、3pmoleから1000pmoleのCGRPを累積的に投与した。ET-1に対するCGRPの作用と比較するため、ニトログリセリン(NTG)およびイソブチルメチルキサンチン(IBMX)を同様に投与した。2.ET-1およびCGRPが心臓の収縮機能と心筋のエネルギー代謝動態に及ぼす影響を検討するため、ランゲンドルフ潅流心の冠潅流圧およびバルーン付きカテーテルにより左心室圧(LVP)とdP/dtを計測した。さらに、このランゲンドルフ潅流心を核磁気共鳴(NMR)装置のマグネット内において、^<31>Pの核磁気共鳴スペクトルの計測を行なった。【結果】1.CGRPを3pmoleから1000pmoleの投与量の範囲で、潅流液中の累積的に投与すると、冠潅流圧は用量依存性に低下した。CGRPは、冠潅流圧を低下させるとともに、心筋の細動脈を拡張させることが生体顕微鏡による観察の結果からも確かめられた。CGRP、NTX、IBMXの50%有効量(ED50)はそれぞれ、40pmole,200mole,10nmoleであり、CGRPの強力な血管拡張作用が確かめられた。冠潅流圧の上昇作用の点から評価したET-1のED50値は約30pmoleであり、CGRPはET-1とほぼ同じ用量効力をもつことが明らかになった。2.ET-1の投与により、心拍数は減少したのに対し、CGRP同時投与群では一過性に増加した後、高い値を示した。一方、dP/dtは、ET-1投与により陰性変力作用が観察されたのに対し、CGRP同時投与により、陽性変力作用を示した。