hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
爬虫類と鳥類におけるゲノム構造進化に関する分子細胞遺伝学的研究

さらに、ニワトリZ染色体はスッポンの6番染色体に対応し,カメ類は鳥類と分岐した後も約2億5千万年にわたり鳥類Z染色体の祖先型の染色体構造を保持してきたことが明らかとなった。一方、ヘビでは2番染色体がニワトリZ染色体に対応し、ヘビ類と鳥類の性染色体は起源が異なり独立に分化したことが判明した。これまでカメ類は無弓類に分類され,ヘビ・トカゲ類(鱗竜類)や烏類・ワニ類(主竜類)を含む双弓類とは別系統とされていたが,最近のミトコンドリアDNAや核遺伝子の塩基配列の解析から,カメ類はヘビ・トカゲ類よりも鳥類とワニ類に近縁であると推定されている.我々の研究結果は,この説を支持するものとなった.爬虫類のカメ類やヘビ・トカゲ類では鳥類と同様にマイクロ染色体が存在し,本研究で用いているスッポンとシマヘビではZZ/ZW型の性染色体の分化がみられる。一方、ワニは系統進化学的に最も鳥類に近縁であるにもかかわらず、マイクロ染色体をもたず性染色体の分化もみられない。そこで、今年度は、ワニとニワトリ間の染色体の相同性とマイクロ染色体染色体の消失の過程を明らかにする目的で、ヒト-シャムワニ-ニワトリ間の比較染色体地図の作製を試みた。まず、シャムワニの脳からcDNAライブラリーを作製し、4,948個のnon redundant cDNAクローンを単離して部分配列を決定した。次に、得られたESTクローンについてblastxを用いて相同性検索を行い、49個のヒトオーソログ遺伝子のワニホモログを同定した。そして、ダイレクトR-バンドFISH法を用いて45個の機能遺伝子をワニ染色体上にマッピングすることに成功した。45遺伝子中35遺伝子は5対の大型染色体に、残りの10個は10対の小型染色体上にマップされた。現在、これらの結果に基づいて詳細な比較染色体地図を作製中である。シャムワニ染色体地図を昨年度に本研究で作製されたスッポンとシマヘビの染色体地図と比較し、さらにそれらをヒトとニワトリの染色体地図と比較することによって、有羊膜類における核型進化の過程が明らかにできると予想される。次に、鳥類の性染色体に対応するワニ染色体を同定する目的で、ニワトリZ連鎖遺伝子であるGHR、RPS6、ACO1、CHD1遺伝子をRT-PCR法を用いてシャムワニよりクローニングし、FISH法を用いて染色体マッピングを行った。その結果、全ての遺伝子はシャムワニの3番染色体短腕にマップされ、ニワトリZ染色体と高い相同性を有することが明らかとなった。平成15,16年度には、スッポンとシマヘビから得られた大量のESTクローンからヒトとニワトリの爬虫類ホモログを単離し、FISH法を用いてそれらをスッポンとシマヘビの染色体上にマッピングすることによって、世界初の爬虫類の比較染色体地図の作製に成功した。その結果、カメ類と鳥類の染色体は非常に相同性が高く、両者間で遺伝子連鎖群が高度に保存されていることを明らかにした。今年度は、シャムワニの脳のcDNAライブラリーから単離されたニワトリ遺伝子のワニホモログを用いて、85個の機能遺伝子よりなるシャムワニ-ニワトリ間の比較染色体地図を作製した。その結果、ニワトリ-ワニ間でも高い染色体相同性がみられた。ニワトリ1番染色体の短腕と長腕はそれぞれワニの4番長腕と1番の短腕、ニワトリ2番染色体の短腕と長腕はワニの5番長腕と3番長腕、ニワトリの3番染色体はワニ1番の長腕にそのまま対応し、ニワトリ4番染色体と5番染色体はワニ2番の長腕と短腕、そしてニワトリZ染色体はワニの3番短腕に対応した。また、ニワトリのマイクロ染色体上の遺伝子は、ワニではマイクロ染色体が動原体融合してできたと考えられる小型染色体にマップされた。
二次医療圏を単位とした医療供給と受療行動の決定要因に関する研究

国民健康保険全保険者のうち市町村保険組合の老人医療給付対象者における1人当たり費用などを1994年10月現在の時点で制定された342ヵ所の二次医療圏単位および都道府県を単位として分析した。説明変数として、産業別就業人口割合、1人当たり所得、医師数、病院一般病床数などを用いた。二次医療圏単位の情報が利用できない老人保健及び老人福祉に関する因子は都道府県単位でのみ分析した。二次医療圏単位でみた年間の老人1人当たり医療費は入院32.1万円、入院外26.7万円であり、最大値と最小値の格差は、入院医療費3.9倍、入院外医療費2.6倍であった。入院医療費を目的変数とした重回帰分析の結果、病院一般病床数、医師数及び三次産業就業人口割合、平均世帯人員及び1人当たり所得が有意とされ、これらの5変数により、入院医療費の変動の57.4%を説明できた。入院外医療費では、病院一般病床数、一次産業就業人口割合及び平均世帯人員が有意であり、これら3変数により入院外医療費の変動の21.4%を説明できた。都道府県単位でみた医療費の地域格差は、入院医療費2.4倍、入院外医療費2.0倍であった。重回帰分析の結果、病院一般病床数、二次及び三次産業就業人口割合、老人保健施設通所数、1人当たり所得が有意とされ、このモデルにより入院医療費の変動の85.1%が説明することができた。入院外医療費では、無床診療所数、医師数、被訪問指導実人員、特別養護老人ホーム定員及び基本健康診査受診率が有意とされた。これら5変数により入院外医療費の変動の53.4%が説明可能であった。二次医療圏を単位とした分析は都道府県単位よりも地域格差が大きい傾向にあった。これは都道府県内格差が考慮されたためと考えられる。「平成5年患者調査」による各二次医療圏の病院入院患者推計数と医療供給因子としての一般病床数、診療所病床数、有床診療所数、無床診療所数、医師数および社会経済因子としての平均世帯人員数および65歳以上人口割合、各産業就業人口割合、人口密度、1人当たり所得の関連を検討した。社会経済因子は市町村毎に公表されているデータを二次医療圏別に人口などによる加重平均を行って再集計したものを用いた。各因子の分布の目安として上位25パーセンタイル値と75パーセンタイル値との比をとった場合、医師数、病院一般病床数、診療所総数、無床診療所数は1.41.7であった。診療所病床数、有床診療所数ではそれぞれ2.9、2.1と他より偏りが大きい傾向であった。人口10万対入院患者数については最大値と最小値の格差は約4.8倍、上位25パーセンタイル値と75パーセンタイル値との比は1.7であった。一次産業人口割合および人口密度は、上位25パーセンタイル値と75パーセンタイル値との比が医療供給因子や他の社会経済因子のそれより大きく、地域格差がより大きい傾向を示した。他の社会経済因子では上位25パーセンタイル値と75パーセンタイル値との比は医療供給因子より小さく、分布はより均一と考えた。統計学的分析として、二次医療圏の人口あたり入院患者数を目的変数とした重回帰分析を行った。その結果、人口あたり入院患者数の変動の約70%が65歳以上人口割合、平均世帯人員数一人あたり収入、人口あたり一般病床数の4個の変数で説明可能であたっ。これは一般病床精神・結核病床を除く病院入院患者の患者住所地による二次医療圏内受療割合の全国平均71.4%とほぼ等しかった。今年度は入院患者数について断面的な検討を行ったのみであったが、次年度は医療費の分析および、時系列的な分析による検討を計画している。
膵・消化管神経内分泌腫瘍の転移機構の解明

本研究は膵神経内分泌腫瘍(PanNEN)の新規肝転移関連タンパク質を発見することを目的とした。PanNENの切除標本をサンプルとして、膵原発腫瘍と肝転移巣のタンパク質発現を同一症例間で網羅的に比較解析し、肝転移巣で発現が相対的に高いANXA6、CNPY2、RAB11B、TUBB3を転移関連タンパク質の候補タンパク質として選択した。PanNEN切除例70例の膵原発腫瘍において、これら4種類の候補タンパク質の発現を免疫組織化学で評価し、その発現と臨床病理学的因子との関連性を統計学的に解析したところ、CNPY2がPanNENの新規肝転移関連タンパク質であることが明らかになった。<目的>本研究の目的は、膵・消化管神経内分泌腫瘍(gepNET)の同一症例間の原発巣と転移巣のタンパク発現の比較をプロテオミクスにより網羅的に解析し、gepNETの転移関連因子を明らかにすることである。<方法>当科で膵神経内分泌腫瘍(pNET)の膵原発巣と肝転移巣(同時性あるいは異時性)を両方切除したホルマリン固定パラフィン包埋組織から膵原発巣と肝転移巣の腫瘍細胞をレーザーマイクロダイセクション(LMD)により選択的に回収し、LC-MS/MSによるショットガン解析(網羅的解析)でサンプルのペプチドのプロファイルを行う。Mascot algorithm、Sequest algorithmを介し、Protein date baseに基づき、検出されたペプチドから構成されるタンパクを推測する。DAVID Bioinformatics Resources 6.7で、それぞれのサンプルに発現していたタンパクを群間比較し、発現に差のあるタンパクの候補を絞る(Gene Ontology analysis、Pathways analysisなど)。候補タンパクに関して、当科の切除標本で免疫組織化学を行い腫瘍組織、正常組織での発現の差を検証する。<結果>2000年1月から2014年12月までに当科でpNETと診断された101症例のうち、同時性または異時性に肝転移を伴った症例を17例認め、そのうち、膵原発巣と肝転移巣の標本から十分量のサンプルを回収できた症例が7例あった(NET G2が4例、NECが3例、ガストリノーマ1例、非機能性6例)。7症例の膵原発巣、膵正常組織、肝転移巣、肝正常組織の計28サンプルに対してLMDを行い、LC-MS/MSでショットガン解析を行った。LC-MS/MSの測定は完了しており、現在転移関連タンパクをin silicoで解析中である。LC-MS/MSの測定が平成27年度内に完了しており、おおむね順調に進展していると考えられる<目的>本研究の目的は、膵・消化管神経内分泌腫瘍(gepNET)の同一症例間の原発巣と肝転移巣のタンパク発現の比較をプロテオミクスにより網羅的に解析し、転移関連因子や薬剤治療の新規ターゲットを発見することである。<方法>膵神経内分泌腫瘍(pNET)の原発巣に加え肝転移巣を切除した症例のホルマリン固定パラフィン包埋組織(FFPE)から膵腫瘍部、肝腫瘍部をレーザーマイクロダイセクション(LMD)により選択的に回収する。LC-MS/MSによる網羅的解析でプロファイルを行い発現タンパクを群間比較し発現に差のあるタンパクを抽出する。抽出したタンパクの発現をpNET切除標本で免疫組織化学で検証する。<結果>2000年から2014年までに当科で切除したpNET101例のうち、同時性または異時性に肝転移を伴った症例を17例認めた。そのうち、膵原発巣と肝転移巣両方から十分量のサンプルを回収できた症例が7例あった(ガストリノーマ1例、非機能性6例)。7例の膵腫瘍部、膵正常組織、肝腫瘍部、肝正常組織をLMDで選択的に回収し、LC-MS/MSにより膵腫瘍部2622種類、膵正常組織2502種類、肝腫瘍部2993種類、肝正常組織2306種類のタンパクを同定した。膵腫瘍部と肝腫瘍部の群間比較で、膵腫瘍部で33種類、肝腫瘍部で76種類が相対的に2倍以上発現しており、そのうち10種類を候補タンパクとして選択した。LMDを行った7症例で膵腫瘍部と肝腫瘍部において免疫組織化学を行い候補タンパクの発現を検討中である。転移に関連する候補タンパクを10種類抽出でき、現在免疫染色でその発現を検証中であり、おおむね順調に進展していると考えられる。<目的>本研究は膵神経内分泌腫瘍(pNET)の同一症例間の膵腫瘍部と肝転移巣のタンパク発現をプロテオミクスにより網羅的に比較解析し、新規肝転移関連タンパクを発見することである。<方法>前年度まで:プロテオミクスの網羅的解析から新規肝転移関連タンパクの候補タンパクを10種類に絞り込んだ。今年度:プロテオミクスの対象とした症例の膵腫瘍部と肝転移巣において絞り込んだ候補タンパクの発現を免疫組織化学で検証し、さらに候補タンパクを絞り込むことにより候補タンパクを決定した。pNET切除症例の膵腫瘍部において、上記で選択した候補タンパクの発現を免疫組織化学で評価した。これらの候補タンパクの発現と肝転移無再発生存期間の関係を検討した。候補タンパク質の発現を含めた臨床病理学的因子と膵切除後肝転移再発との関係をCox比例ハザードモデルによる多変量解析で検討した。<結果>免疫組織化学による検証から、ANXA6、CNPY2、RAB11B、TUBB3を候補タンパク質に決定した。CNPY2陽性群は陰性群に比べて、肝転移無再発生存期間が有意に不良であった(p=0.012)。

また、ANXA6陽性群は陰性群に比べて肝転移無再発生存期間が不良な傾向にあった(p=0.099)。多変量解析では、肝転移に対する独立した不良因子は、CNPY2陽性(HR: 5.16, 95%CI; 1.33-33.92, p=0.016),腫瘍径42mm以上(HR: 4.38, 95%CI: 1.26-14.22, p=0.022)、リンパ管浸潤(HR: 3.25, 95%CI: 1.01-11.29, p=0.048)であった。<研究成果>pNETの新規肝転移関連タンパクとしてCNPY2を発見した。ANXA6はpNETの肝転移に関与している可能性が高いことが明らかにされた。本研究は膵神経内分泌腫瘍(PanNEN)の新規肝転移関連タンパク質を発見することを目的とした。PanNENの切除標本をサンプルとして、膵原発腫瘍と肝転移巣のタンパク質発現を同一症例間で網羅的に比較解析し、肝転移巣で発現が相対的に高いANXA6、CNPY2、RAB11B、TUBB3を転移関連タンパク質の候補タンパク質として選択した。PanNEN切除例70例の膵原発腫瘍において、これら4種類の候補タンパク質の発現を免疫組織化学で評価し、その発現と臨床病理学的因子との関連性を統計学的に解析したところ、CNPY2がPanNENの新規肝転移関連タンパク質であることが明らかになった。現在転移関連候補タンパクをin silicoで解析中であるが、膨大なデータであるため合理的かつ円滑に解析が進むよう生物統計専門家に相談することを考えている。免疫染色の評価に関して病理組織学の専門家と相談しながら研究を進めていく。消化器外科学
火炎と乱流渦の相対スケール関係に着目した乱流燃焼メカニズムの解明

予混合乱流燃焼特性に及ぼすスケール効果を明らかにするために,出口直径が14 mm,20 mm,40 mmおよび60 mmの様々な大きさのバーナーを用いて,乱流燃焼実験を大気圧下から加圧下まで行った.その結果,乱れ強さと層流燃焼速度との比が同程度の条件においては,バーナーの出口直径が大きい条件の方が,すなわち火炎の代表スケールが大きい条件の方が乱流燃焼速度は大きくなる事が明らかとなった.球状に伝播する予混合乱流火炎の燃焼速度は,火炎が伝播するにつれて増大することが知られており,本研究で明らかにした定在火炎の乱流燃焼速度特性との間に関連性が見られた.平成26年度は,出口径40mmを有する円形ノズルバーナーの設計ならびに製作を行った.このノズルバーナーを用いて,イソオクタン/空気予混合火炎の乱流燃焼実験を行った.実験条件として,混合気温度を340K,当量比を0.8から1.4まで変化させた.雰囲気圧力は0.1MPaとした.OH-PLIFを用いて火炎の瞬時断面構造の観察を行った.その結果,当量比が大きくなるにつれて火炎面の構造は複雑になり,未燃混合気が既燃部へ突き刺さるように深く入り込んでいるカスプ構造が多く見られるようになった.イソオクタン/空気予混合気火炎のマークシュタイン数は当量比が大きくなるにつれて小さくなる.このことから,当量比が大きくなるにつれて火炎の固有不安定性が顕著に現れるようになったため,火炎構造が複雑になったものと考えられる.また,特に過濃混合気条件において,既燃部に凸(負の火炎伸長)の部分のPLIF信号強度は非常に弱かった.これはイソオクタン/空気予混合気のルイス数は過濃側で1以下であるため,火炎伸長の効果により生じたものと考えられる.また,当量比が1以下の条件においては乱流燃焼速度を求めることができた.乱流燃焼速度と層流燃焼速度の比であるST/SLは,当量比が大きくなるにつれて小さくなった.これは当量比が大きくなるにつれて乱れ強さと層流燃焼速度の比であるu'/SLが小さくなったためと考えられる.また本研究により取得したST/SLを,球状伝播火炎から求められたそれと比較した.その結果,バーナー火炎から求められたST/SLの値は球状伝播火炎から求めたそれに比べ,乱れ強さu'が弱いにも関わらず4倍以上大きいことが明らかとなった.本研究は,火炎および乱れの相対スケール関係が乱流燃焼特性に及ぼす影響を解明するものである.昨年度はイソオクタンを燃料として使用していたが,出口径20mm以下の小型バーナーを用いた実験を行うにあたり,微小流量の液体燃料の流量制御が当初の想定以上に困難であることが明らかとなった.そのため燃料を,当研究室でこれまで実績があり,乱流燃焼特性が明らかになっているメタンに変更し,乱流燃焼実験を行った.燃料計測に先立ち,昨年度実施が不十分であった大気圧下および,最大で5気圧までの高圧下における乱流計測を実施し,乱れ強さu'などの乱流特性を取得した.計測した乱流特性に基づき,乱れ強さと層流燃焼速度との比u'/SLが1.61の条件に揃え,大気圧下と5気圧の高圧下において乱流燃焼試験を実施した.その結果,高圧下においてはいずれのバーナー直径においても,火炎面に細かい凹凸を有する複雑な火炎構造を有することが明らかとなった.また,乱流燃焼速度と層流燃焼速度の比ST/SLは高圧条件の方が大きくなった.しかしながら,ST/SLと火炎スケール(バーナー直径)との関係を見ると,大気圧下と高圧下で異なる挙動が観察された.この点について,異なる乱れ強さやバーナー直径において乱流燃焼実験を行い,詳細に検討する必要がある.平成27年度中に5気圧までの高圧下におけるOHーPLIF計測を実施し,乱流燃焼速度を取得した.この点では当初の計画通りである.しかしながら,燃料を変更したため乱流計測や乱流燃焼実験の再実施を要したこと,さらに乱れ強さや乱流発生板条件を変化させた実験を十分に行うことができていないことから,乱流燃焼特性の解明が十分行えていない.以上のことを総合的に評価し,やや遅れていると評価する.ガソリンエンジン筒内における燃焼のような,火炎が非定常に伝播する予混合乱流火炎の乱流燃焼速度は火炎が伝播するにつれて,すなわち乱流火炎のスケールが大きくなるにつれて大きくなる.そこで本研究では,バーナー火炎のような定常火炎において,火炎のスケールが変化した際に乱流燃焼速度特性がどのように変化するかについて検討を行った.まず,大気圧下においてガソリンのサロゲート燃料の一つと考えられるイソオクタンを燃料としてイソオクタン/空気予混合乱流火炎を形成し,当量比を変化させた際の乱流燃焼特性について検討した.その結果,燃料希薄条件においては,当量比が大きくなるにつれて乱流燃焼速度と層流燃焼速度の比は小さくなった.燃料過濃条件においては,熱ー拡散効果の影響が顕著に現れ,鋭いカスプが数多く現れる複雑な形状となった.このカスプ先端においてはOH-PLIFの蛍光強度が著しく低下したことから,局所消炎が現れている可能性がある.次に,メタン/空気予混合乱流火炎を対象として,火炎スケールならびに圧力を変化させた際の乱流燃焼特性について検討を行った.この際,火炎スケールは口径の異なるノズルバーナーを用いて変化させた.本研究で用いたノズルバーナー口径は14 mm, 20 mm, 40 mmおよび60 mmである.

また圧力は0.1 MPa, 0.3 MPaおよび0.5 MPaとした.また,3種類の乱流発生板を用いて乱れを発生させた.その結果,大気圧下において,発生させる乱れが最も弱い乱流発生板を用いた場合の乱流燃焼速度は,同じ主流速条件において,14mm,20mm,60mmとバーナーサイズが大きくなるにつれて大きくなった.これは,バーナーサイズが大きくなるにつれて火炎面に大きなスケールの凹凸が生じ,火炎面積の増加率が大きくなったためであると考えられる.予混合乱流燃焼特性に及ぼすスケール効果を明らかにするために,出口直径が14 mm,20 mm,40 mmおよび60 mmの様々な大きさのバーナーを用いて,乱流燃焼実験を大気圧下から加圧下まで行った.その結果,乱れ強さと層流燃焼速度との比が同程度の条件においては,バーナーの出口直径が大きい条件の方が,すなわち火炎の代表スケールが大きい条件の方が乱流燃焼速度は大きくなる事が明らかとなった.球状に伝播する予混合乱流火炎の燃焼速度は,火炎が伝播するにつれて増大することが知られており,本研究で明らかにした定在火炎の乱流燃焼速度特性との間に関連性が見られた.本年度は,新たに製作したバーナー上にイソオクタン火炎を安定に形成し,またOH-PLIF計測により火炎構造の観察を行った.さらに次年度実施予定であった高圧下における試験を前倒しで試み,実験を行う上での課題を見出した.このように燃焼実験においては概ね順調に進展している.一方,乱流計測については十分に実施できておらず,継続して行う必要がある.以上を総合して評価し,やや遅れていると判断する.本年度に引き続きメタンを燃料として実験を継続し,当初計画からの遅れを取り戻すべく研究を行う.具体的には,本年度より広い乱れ強さ,当量比範囲において乱流燃焼試験を実施し,火炎構造の解明ならびに球状伝播乱流予混合火炎とバーナー火炎との間に存在する一般的な燃焼形態の抽出ならびに有効乱れ強さのより詳細な理解につなげる.また当初の予定とおり,バーナー火炎を対象としたPIV計測を行い,乱流渦と乱流火炎面とが作用した場合における,乱流火炎面挙動についてより詳細に検討を行う.燃焼工学PLIF計測を実施した結果,とくに燃料過濃の条件においては負の火炎伸長を受けている部分のPLIF信号が著しく弱く,乱流燃焼速度を求めるのが困難であることが明らかとなった.そのため,今後は化学量論以下の条件を中心に実験を進める予定である.また,乱流計測も引き続き実施する.さらに,高圧下における燃焼実験も実施し,大気圧下からの火炎構造の変化についても検討する予定である.研究代表者が長期海外出張であったため,旅費を使用することができなかったため.本年度計上分と併せ,研究成果発表ならびに研究打ち合わせ等に使用する.
in vitro実験を用いたマウス初期胚におけるSCE誘発の時期特異性

科学物質の発生初期胚への影響の検討の一環として、Cyclophosphamide(CP)がマウス初期胚に与える影響の発生段階における差異を、姉妹染色分体交換(SCE)を指標として、in vitro用いて観察し、われわれがすでに得ているin utero実験系の結果と比較検討した。交尾後5.5日9.5日の胚を母胎から取り出し、それぞれCPの最終濃度が10mg/kgの環境で細胞分裂2周期を経た物のSCE頻度を集計した。in vitro実験系では7.5日胚において最も高頻度のSCE誘発が認められた。また8.5日胚よりも6.5日胚においてより高頻度のSCE誘発が観察された。7.5日胚で観察されたSCE頻度は19.2/cell±7.0でCPによって誘発されたSCE頻度は、5,5日胚および9.5日胚の約23倍である。in utero実験系における結果では、同様に7.5日胚においてCPにより特異的に高頻度のSCE誘発が観察されたが、6.5日胚においてよりもむしろ8.5日胚において高頻度のSCE誘発が認められた。二つの実験系を比較すると、どちらも胚の発生段階による誘発されるSCE頻度の変化が認められ、そのピークは7.5日胚である。しかしながら、in vitro実験系では、in utero実験系よりもその裾野は前にずれて観察されている。我々の実験では便宜上、母胎から取り出した時点での発生段階によって発生段階を定義しているが、実際にはin utero実験系では、母胎から胚を取り出す前にCPによる処理が行われ、in vitro実験系ではその後に行われている。すなわちcpによる処理が受精後6.57.5日目において行われる時に、有意に高頻度のSCEが誘発されるという説明が可能である。
ST合剤内服薬による副作用発現に対する危険因子の検討と適正使用への貢献

[目的]膠原病の治療においてステロイド薬は中心的な役割を担う薬剤である。しかし、ステロイド薬は顕著な有効性を示す反面、多種多様で時に重篤化し得る副作用があり、特にステロイド薬の大量投与を行う際には、ニューモシスチス肺炎(PCP)を合併することがある。同肺炎はときに致死的になることから、スルファメトキサゾール/トリメトプリム(ST)合剤の内服薬を予防的に少量で投与することが推奨されている。しかし、副作用発現によりST合剤の中止を余儀なくされることが頻回に認められた。これまでに、ST合剤の予防投与による副作用発現率および副作用発現の危険因子は明らかとなっていないのが現状であるため、本研究では、ステロイドを投与している膠原病患者を対象として、ST合剤の予防投与による、副作用発現の危険因子を検討することで、ST合剤の適正使用に貢献することを目的とする。[研究成果]千葉大学医学部研究院倫理審査委員会の承認を得て(承認番号991)、2001年4月から2011年12月に当院第一内科、またはアレルギー膠原病内科において膠原病の治療目的で高用量のステロイド薬が投与され、かつPCP予防目的でST合剤を投与された入院患者におけるST合剤による副作用の発現状況を調査した。対象者は289名であり、予防投与中にPCPを発症した患者はいなかった。薬剤による副作用が認められた患者は127名(43.9%)であり、そのうちST合剤によるものと考えられる副作用の発現した患者は47名(16.3%)であった。発現頻度の高かった副作用は肝機能障害17件(5.9%)、皮疹15件(5.1%)、血小板減少10件(3.4%)であり、ST合剤承認時における副作用発現率に比べ、明らかに高い結果となった。また、ST合剤による副作用発現群と非発現群を比較したところ、年齢、性別、ステロイド薬の初期投与量、他の薬剤(免疫抑制剤、イソニアジド、抗凝固剤、シクロホスファミドパルス、ステロイドパルス、胃薬)の併用の有無、ST合剤の用法用量による有意差は見られなかった。また、対象患者を主要疾患ごとに分類し、副作用発現率の比較を行ったところ、有意差は見られなかったが、Wegener肉芽腫(26.7%)、成人Still病(22.2%)で副作用発現率が高くなる傾向が見られた。
化学計算による環境化学物質の毒性評価の新手法の開発

本研究は,生物試験を実施することなく論理的かつ系統的に環境化学物質の毒性を評価するための新手法を開発することを目的とした.近年飛躍的に進歩している薬物分子設計のための化学計算手法を活用すれば,作用機構を同一にする一連の環境化学物質について統括的な毒性評価が可能になると考えられる.環境発がん物質として多くの情報(構造と毒性)が入手可能なニトロ多環芳香族化合物(ニトロアレーン)について,半経験的分子軌道化学計算により導出される三次元最安定構造と基底状態及び励起状態のエネルギーレベルを解析し,ニトロ基と縮合芳香環とが作る二面角の大きさ,及び,最低空軌道のエネルギーレベルが,毒性を決定する重要な因子であることを明らかにした.これらは,代謝活性化にかかわるニトロ還元酵素との相互作用,及び,活性体と標的生体分子であるDNAと相互作用に係わる因子と考えられる.化学計算によって得られるこれら二つの価を用いることにより,ニトロアレーンについて統括的に毒性を評価することが可能になることを明らかにした.環境化学物質の毒性評価におけるもう一つの重要な因子として解毒酵素との相互作用がある.そこで,解毒代謝酵素(グルタチオンS-トランスフェラーゼ,GST)について化学物質との相互作用を化学計算によって解析することを試みた.GSTについてはプロテインデータバンクに登録されている三次元構造データを用いた.分子力場計算および分子動力学計算により種々の化学物質との相互作用を解析した結果,半径約7Åのフラーレンが二量体構造を持つGSTと特異的に相互作用することを明らかにした.さらに,この結果を酵素阻害実験によって実証することにも成功した.解毒酵素との相互作用の解析による環境化学物質の毒性評価は未だ研究の途についたばかりであり,今後更に各種化学物質との相互作用を解析し,毒性評価のための指標を得ることが必要である.本研究は、生物試験をすることなく論理的かつ系統的に環境化学物質の毒性を評価するための新手法を開発することを目的とする。具体的には、近年飛躍的に進歩している薬物分子設計のための化学計算手法を活用し、環境化学物質と生体分子との分子間相互作用をコンピュータ計算化学の手法で解析し、作用機構を同一にする一連の環境化学物質群について統括的な毒性評価を可能にするための方法論を開発することを目的とする。研究対象化合物としては、多環芳香族化合物として近年特異な構造と生物作用が注目されているフラーレン、及び、大気中に含まれ環境発がん物質として多くの化合物情報(構造と毒性)が入手可能なニトロ多環芳香族化合物(ニトロアレーン)を選んだ。ニトロアレーン類に関しては、WHO IARC Monographs及び、Environmental Health Criteria収載の化合物データに、新たに合成したフェナンスレンのモノ、ジ、トリニトロ体の構造と毒性データを加え、半経験的分子軌道化学計算(PM3法)により三次元最安定構造の導出を行うと共に基底状態及び励起状態のエネルギーレベル計算を行い、毒性と構造との相関を解析した。その結果、化学計算によって求めた、ニトロ基と縮合芳香環とが作る二面角の大きさ、及び、最低空軌道のエネルギーレベルが、生物活性を決定する因子として重要であることが明らかになった。これらの因子は、ニトロ還元酵素との相互作用及び標的生体分子であるDNAとの相互作用に係わる因子と考えられる。一方、フラーレン類については、生物作用として、GSTを非拮抗的に阻害すること、光照射下で変異原性を発現すること、光励起によりDNA損傷を引き起こすこと等を明らかにした。今後は、化学計算によりフラーレン類と生体分子との相互作用を解析する。本研究は,生物試験を実施することなく論理的かつ系統的に環境化学物質の毒性を評価するための新手法を開発することを目的とした.近年飛躍的に進歩している薬物分子設計のための化学計算手法を活用すれば,作用機構を同一にする一連の環境化学物質について統括的な毒性評価が可能になると考えられる.環境発がん物質として多くの情報(構造と毒性)が入手可能なニトロ多環芳香族化合物(ニトロアレーン)について,半経験的分子軌道化学計算により導出される三次元最安定構造と基底状態及び励起状態のエネルギーレベルを解析し,ニトロ基と縮合芳香環とが作る二面角の大きさ,及び,最低空軌道のエネルギーレベルが,毒性を決定する重要な因子であることを明らかにした.これらは,代謝活性化にかかわるニトロ還元酵素との相互作用,及び,活性体と標的生体分子であるDNAと相互作用に係わる因子と考えられる.化学計算によって得られるこれら二つの価を用いることにより,ニトロアレーンについて統括的に毒性を評価することが可能になることを明らかにした.環境化学物質の毒性評価におけるもう一つの重要な因子として解毒酵素との相互作用がある.そこで,解毒代謝酵素(グルタチオンS-トランスフェラーゼ,GST)について化学物質との相互作用を化学計算によって解析することを試みた.GSTについてはプロテインデータバンクに登録されている三次元構造データを用いた.分子力場計算および分子動力学計算により種々の化学物質との相互作用を解析した結果,半径約7Åのフラーレンが二量体構造を持つGSTと特異的に相互作用することを明らかにした.さらに,この結果を酵素阻害実験によって実証することにも成功した.解毒酵素との相互作用の解析による環境化学物質の毒性評価は未だ研究の途についたばかりであり,今後更に各種化学物質との相互作用を解析し,毒性評価のための指標を得ることが必要である.
非小胞輸送型オートファジーの生理・病態生理的意義

培養細胞レベルの解析、動物個体レベルでの解析など、ほぼ計画通りに研究が進んでいる。引き続き、RNautophagyの生理機能解明に向けてSIDT2 KOマウスの解析、RNautophagyにより分解される細胞内基質の同定、神経変性疾患関連RNAへのRNautophagyの影響などについて研究を進める。また、論文投稿を行う。RNautophagy/DNautophagy (RDA)は、我々が以前見いだした新しい細胞内分解システムである。RDAにおいては、RNAやDNAがATP依存的に直接リソソームに取り込まれ、内部で分解される。また昨年度までに、リソソーム膜におけるRNAトランスポーター候補分子として、SIDT2を同定し論文報告した(Aizawa et al. Autophagy. 2016)。SIDT2がDNautophagyも仲介することも見いだしている(Aizawa et al. Autophagy. 2017)。SIDT2は、線虫においてRNA transporterとして機能することが報告されているSID-1のオルソログの1つであり、RDAにおけるキー分子である。昨年度に引き続き、SIDT2 KOマウスの解析、ウイルス感染におけるRDAの役割の解析を行った。また、RNautophagyにより分解される細胞内基質の同定、栄養状態の変化によるRNautophagy活性の変化、SIDT2を過剰発現するトランスジェニック・マウスの作出、神経変性疾患関連RNAへのRNautophagyの影響についても進め、良好な結果が得られている。SIDT2 KOマウスの解析、ウイルス感染におけるRDAの役割の解析、RNautophagyにより分解される細胞内基質の同定、栄養状態の変化によるRNautophagy活性の変化、SIDT2を過剰発現するトランスジェニック・マウスの作出、神経変性疾患関連RNAへのRNautophagyの影響について進め、良好な結果が得られている。SIDT2 KOマウスの解析、ウイルス感染におけるRDAの役割の解析、RNautophagyにより分解される細胞内基質の同定、栄養状態の変化によるRNautophagy活性の変化、SIDT2を過剰発現するトランスジェニック・マウスの解析、神経変性疾患関連RNAへのRNautophagyの影響などについて引き続き進めることにより、RDAの意義を明らかにする。
不活動による筋インスリン抵抗性惹起の分子メカニズムの解明と予防法の開発

不活動が骨格筋におけるインスリン抵抗性を惹起するメカニズムを明らかとすることを目的として、片側下肢を24時間固定するマウス不活動モデルを使用して、ヒラメ筋のインスリン感受性、骨格筋細胞内脂質組成、脂質代謝酵素量・活性を評価した。その結果、下肢固定は骨格筋インスリン抵抗性を惹起し、細胞内DAG蓄積と、DAG蓄積に関わる酵素の発現量・活性増加をもたらした。本研究の結果より、不活動による骨格筋インスリン抵抗性惹起の原因の一つに脂質代謝酵素の発現量・活性変化を介した細胞内DAG蓄積が関与する可能性が考えられた。I.研究開始当初の背景と目的:近年の研究の進歩により運動が骨格筋のインスリン感受性を増加させるメカニズムの解明が進んでいる一方、運動不足がどのようにインスリン抵抗性を惹起するか、そのメカニズムの解明はほとんど行われていない。そこで本研究では、不活動が骨格筋におけるインスリン抵抗性を惹起するメカニズムを明らかとすることを目的として研究を行った。II.研究の方法:8-9週齢C57BL6J雄性マウスに不活動のモデルとして片側下肢を24時間ギプス固定した。介入後に、インスン刺激時のヒラメ筋におけるグルコースの取り込み量を測定すると共に、インスリンシグナル伝達を調査した。さらに、LC-MSによる骨格筋細胞内脂質の組成と脂質代謝酵素量・活性を検討した。III.研究の成果(結果):24時間のギプス固定で、骨格筋のインスリン感受性は40%以上低下した。このインスリン感受性の低下は、IRS-1チロシンリン酸化、Aktセリンリン酸化減弱と関連していた。この原因を解明するために、骨格筋細胞内脂質の組成を観察した所、IRS-1チロシンリン酸化の低下に関わるdiacylglycerol(DAG)が2倍以上に増加していた。また、TAG合成酵素の一つであるDGAT1の発現量が50%減少し、de novo lipogenesisの律速酵素であるフォスファチジン酸脱リン酸化酵素(Lipin1)の発現量・活性が各々1.7、1.4倍に有意に増加していた。これらの結果より、不活動による骨格筋インスリン抵抗性惹起の原因の一つにLipin1などの脂質代謝酵素の発現量・活性変化を介した細胞内DAG蓄積が関与する可能性が考えられた。メタボリックシンドロームや2型糖尿病の最も重要な病態の一つであるインスリン抵抗性は身体不活動によりもたらされる肥満と密接に関わっているとされている。しかしながら、東洋人を始めとする非肥満者が多い民族では必ずしもこれは当てはまらない。この点に関して、不活動が肥満の発生とは独立してインスリン抵抗性を惹起する事象に対するメカニズムの解明は、非肥満者の病態を説明するのに重要である。これまでの我々のヒトにおける先行研究では、身体活動が少ない者ほど高脂肪食負荷による細胞内脂質の蓄積が大きく、インスリン感受性の低下が大きいことを明らかとしているが、身体活動量の減少と高脂肪食の骨格筋インスリン感受性に対する相加・相乗的な作用は不明である。そこで本研究では、短期間の不活動による筋インスリン抵抗性惹起の分子メカニズムを動物実験による機能解析で明らかにすることを目的として実験を行った。C57BL6J雄性マウスに対して、2週間の普通食あるいは高脂肪食負荷後に、不活動のモデルとして片側下肢を24時間ギプス固定し、骨格筋のインスリン感受性やインスリンシグナル伝達、LC-MSによる細胞内脂質組成を調査した。24時間のギプス固定は骨格筋のインスリン抵抗性を惹起し、高脂肪食負荷後にギプス固定を行った場合には、さらなるインスリン抵抗性を引き起こすことが確認された。これらのインスリン抵抗性の程度は、細胞内のDAGの蓄積量とインスリンシグナル伝達の減弱と関連していた。以上の結果より、マウスにおいて、不活動は24時間という極めて短時間でインスリン抵抗性を惹起させうることが明らかとなった。また、不活動と高脂肪食は骨格筋の相乗的なインスリン抵抗性惹起に関与し、その原因として骨格筋細胞内のDAG蓄積とインスリンシグナル伝達不全が重要である可能性が考えられた。近年の研究の進歩により運動が骨格筋のインスリン感受性を増加させるメカニズムの解明が進んでいる一方、運動不足がどのようにインスリン抵抗性を惹起するか、そのメカニズムの解明はほとんど行われていない。最近我々は、動物モデルを用いてわずか24時間の不活動がインスリン抵抗性惹起が、細胞内DAG蓄積と関連する可能性があることを明らかとした。そこで本年度は、これらに係るメカニズムを明らかとすることを目的として研究を行った。不活動のモデルとして、8-9週齢C57BL6J雄性マウスに対して片側下肢を24時間ギプス固定した。介入後に、代謝に関わる各脂質代謝酵素発現量・活性を評価した。その結果、24時間のギプス固定で、TAG合成酵素の一つであるDGAT1の発現量が50%減少し、de novo lipogenesisの律速酵素であるフォスファチジン酸脱リン酸化酵素(Lipin1)の発現量・活性が各々1.7、1.4倍に有意に増加していた。

さらに、in vivoでヒラメ筋にLipin1ドミナントネガティブ変異体をエレクトロポレーション法で導入した所、24時間のギプス固定によるDAGの蓄積とインスリン感受性の低下が部分的に軽減する傾向を認めた。以上の結果より、不活動による骨格筋インスリン抵抗性惹起の原因の一つにLipin1を始めとした脂質代謝酵素の発現量・活性変化を介した細胞内DAG蓄積がある可能性が考えられた。健康科学これまでの実験により得られた不活動によるインスリン抵抗性惹起の鍵遺伝子をin vivo, in vitroでの介入実験により機能を評価している。今後は、サンプル採取が終了している、不活動時のヒト骨格筋の解析を行う。これまでの研究結果より、身体活動量の減少と高脂肪食摂取の骨格筋インスリン抵抗性惹起の相乗効果について、一部分子機序が明らかとなってきた。今後、これをさらに発展させていく予定である。今後も連携研究者と緊密に連携を取り研究を行う。今後、ヒトに対する実験による機能解析を行う。(サンプルは採取済み)今回明らかとなった動物実験での結果を基にヒトでの検証を予定している。購入を予定していたものが当初の計画よりも安価で手に入ったため。来年度の補助金と合わせて使用する予定である。該当なし
アンデス文明形成期における神殿社会の成立・展開と地域間交流

アンデス形成期(紀元前3000年ー紀元前後)では、神殿をめぐる活動と地域間交流が社会変化に際して重要な役割をはたすとされる。しかし、その実証的研究は不十分である。そのため、本研究は、2005年から実施してきたペルー最北部ワンカバンバ川流域での調査を継続的に発展させることで、神殿社会の通時的変化と地域間交流との具体的な関係を解明することを目的としている。平成29年度には、ワンカバンバ川流域の調査データと比較検討するために、ナスカ市近郊で踏査を実施し、比較研究に役立つ詳細なデータを入手した。平成30年度は、ナスカ市近郊のデータを整理しつつ、ワンカバンバ川流域においてインガタンボ神殿遺跡とその近郊に位置するカニャリアコ遺跡で発掘調査を実施した。その結果は、主として以下の通りである。インガタンボ遺跡については、地表面から約5mの深さにある神殿建築の最下層まで達することで、その建設過程と神殿における諸活動に関するデータを獲得した。また、土器や貝製品など地域間交流を論じるための資料に加えて、遺跡の編年を精緻化するために必要な良好な炭化物をえた。カニャリアコ遺跡に関しては、小規模な発掘ながら、その年代的位置づけを明らかにすることができた。これまでの研究の蓄積をもとにして、2017年11月にペルー共和国でペルー人研究者とともに実施した国際シンポジウムを成果を編集し、平成31年度に出版予定である。なお、平成30年度の成果については、すでにその予備的考察をシンポジウムなどで発表してきた。平成31年度には、分析や考察をさらにすすめて、ペルーおよび日本の学会や研究会、シンポジウムなどで発表することを計画している。平成30年度には、当初の計画通り、ナスカ市近郊の調査データを整理しつつ、ワンカバンバ川流域において、インガタンボ神殿遺跡とその近郊に位置するカニャリアコ遺跡を発掘し、今後の研究に必要なデータを入手した。また、平成31年度に発掘予定のエクアドルのセロ・ナリオ遺跡を訪れ、現地関係者と発掘調査に関する調整を、順調に実施することができた。さらに、これまでの調査成果については、出版物やシンポジウム、学会などを通じて、発表をおこなってきている。これらのことから、本研究は、おおむね順調に進展していると考えられる。平成31年度は、エクアドル南部におけるセロ・ナリオ遺跡を発掘し、その出土遺物を整理・分析する。調査と関係する自治体や考古学者、出土遺物の専門家との調整はすでにはじめている。出土遺物の分析に関しては、専門家の協力を仰ぎながら同年度中におこない、日本での分析が必要な資料の国外持ち出し手続きは、9月までに遂行する。また、平成29年度と平成30年度に獲得したデータの整理・分析作業をすすめる。そのなかでもとくに、GISを用いたデータの整理・分析作業と、炭化物の年代測定は、平成31年度に重点的に実施していく。今後は、国内外の学会やシンポジウムで研究成果を随時発表しながら、様々な研究者との意見交換を通じて、本研究の精緻化に努める。そこで平成29年度には、ワンカバンバ川流域の調査データと比較検討するため、アンデスで荷駄獣として利用されるラクダ科動物の自然生息域であり、形成期以前からの利用が考えられるナスカ市近郊で調査を実施した。その結果、ペルー文化省に未登録の遺跡を複数登録しただけでなく、ラクダ科動物を伴うルートの選定と利用方法、その季節的変化、あるいは現代における徒歩移動ルートとの類似性や差異などについて、比較研究に役立つ詳細なデータを入手した。これは、環境的・文化的に特色の異なる地域との比較研究を通じて、より多角的な視点から神殿社会の成立・展開と地域間交流との動態的相互関係を実証的に明らかにするための、基礎データとなるものである。こうしたナスカ市近郊のデータは、日本でGISの専門家と連携しながら整理を進めている。また、平成28年度以前に実施したワンカバンバ川流域のインガタンボ遺跡とイェルマ遺跡の人骨および動植物遺存体の分析を実施中であり、動植物遺存体の同定は平成30年6月に終了予定である。人骨と動植物遺存体は、平成30年度以降にコラーゲンを分析するためのサンプリングをすませている。さらに、これまでの科研費による研究成果をもとに、2017年11月にペルー共和国でペルー人研究者とともに国際シンポジウムを企画、実施した。なお、平成29年度の成果については、平成30年度にペルーの学会での発表を予定している。平成29年度には、当初の計画通り、ナスカ市近郊で調査を実施し、重要な知見をえることができた。また、平成28年度以前にワンカバンバ川流域で発掘した二遺跡の出土資料を分析しながら、GISを用いて遺跡分布やルートに関するデータを整理・分析している。。

そのため、本研究は、2005年から実施してきたペルー最北部ワンカバンバ川流域での調査を継続的に発展させることで、神殿社会の通時的変化と地域間交流との具体的な関係を解明することを目的としている。平成29年度には、ワンカバンバ川流域の調査データと比較検討するために、ナスカ市近郊で踏査を実施し、比較研究に役立つ詳細なデータを入手した。平成30年度は、ナスカ市近郊のデータを整理しつつ、ワンカバンバ川流域においてインガタンボ神殿遺跡とその近郊に位置するカニャリアコ遺跡で発掘調査を実施した。その結果は、主として以下の通りである。インガタンボ遺跡については、地表面から約5mの深さにある神殿建築の最下層まで達することで、その建設過程と神殿における諸活動に関するデータを獲得した。また、土器や貝製品など地域間交流を論じるための資料に加えて、遺跡の編年を精緻化するために必要な良好な炭化物をえた。カニャリアコ遺跡に関しては、小規模な発掘ながら、その年代的位置づけを明らかにすることができた。これまでの研究の蓄積をもとにして、2017年11月にペルー共和国でペルー人研究者とともに実施した国際シンポジウムを成果を編集し、平成31年度に出版予定である。なお、平成30年度の成果については、すでにその予備的考察をシンポジウムなどで発表してきた。平成31年度には、分析や考察をさらにすすめて、ペルーおよび日本の学会や研究会、シンポジウムなどで発表することを計画している。平成30年度には、当初の計画通り、ナスカ市近郊の調査データを整理しつつ、ワンカバンバ川流域において、インガタンボ神殿遺跡とその近郊に位置するカニャリアコ遺跡を発掘し、今後の研究に必要なデータを入手した。また、平成31年度に発掘予定のエクアドルのセロ・ナリオ遺跡を訪れ、現地関係者と発掘調査に関する調整を、順調に実施することができた。さらに、これまでの調査成果については、出版物やシンポジウム、学会などを通じて、発表をおこなってきている。これらのことから、本研究は、おおむね順調に進展していると考えられる。平成30年度は、平成29年度に獲得したデータの整理・分析作業をすすめる一方で、ワンカバンバ川流域のインガタンボ遺跡とカニャリアコ遺跡で発掘調査を実施する予定である。調査と関係する自治体や考古学者、出土遺物の専門家との調整はすでにすませている。出土遺物の分析に関しては、専門家の協力を仰ぎながら平成30年度中にはじめ、日本での分析が必要な資料の国外持ち出し手続きは9月までにをおこなう予定である。今後は、国内外の学会やシンポジウムで研究成果を随時発表しながら、様々な研究者との意見交換を通じて、本研究の精緻化に努めていく。平成31年度は、エクアドル南部におけるセロ・ナリオ遺跡を発掘し、その出土遺物を整理・分析する。調査と関係する自治体や考古学者、出土遺物の専門家との調整はすでにはじめている。出土遺物の分析に関しては、専門家の協力を仰ぎながら同年度中におこない、日本での分析が必要な資料の国外持ち出し手続きは、9月までに遂行する。また、平成29年度と平成30年度に獲得したデータの整理・分析作業をすすめる。そのなかでもとくに、GISを用いたデータの整理・分析作業と、炭化物の年代測定は、平成31年度に重点的に実施していく。
in vitro実験系における顎・口腔運動および感覚機能の神経機構の解析

1)吸啜リズム発生器の活性化のシナプス機構.ラット新生仔のin vitro脳幹-脊髄標本の潅流液にNMDAを加え、舌下神経に呼吸リズムとはまったく相違する周期、振幅、群発発射パタンを有するリズム活動K誘発に成功した。また、顎・口腔構造物・舌を付けた脳幹-脊髄標本で,NMDAによって誘発される舌運動をCCDカメラを用いて記録し、そのパタンが吸啜運動時の舌運動パタント基本的に同一のパタンを示すことを見いだした。2)吸啜リズム発生器の局在部位の同定ラット新生仔のin vitro脳幹-脊髄標本で、脳幹正中切断あるいは延髄-脊髄境界レベルでの横切断後も、NMDAによって誘発される舌下神経のリズム活動は両側性に出現し、顔面神経核の吻側レベルでの切断後も残存した。また、この吸啜様運動の中枢性リズム形成に関与するニューロンの局在部位を検索する目的で、活動電位の発生にともなってニューロンに取り込まれる蛍光物質sulphorhodamine S-101を、NMDAで誘発した舌下神経のリズム活動が出現中に灌流液中に投与したところ、標識されたニューロンが顔面神経核レベルの巨大細胞網様核に特異的に見いだされた.3)口腔内感覚受容器の符号化過程の解析ラットin vitro下顎-下歯槽神経標本で、von Frey hairによる歯根膜の限局性の機械的刺激に対するスパイク応答を下歯槽神経の単一感覚神経線維から記録し、(1)切歯歯根膜刺激に対しては、速順応性、遅順応性応答の両者が見られるが、臼歯歯根膜刺激では速順応性応答のみがみられる、(2)臼歯支配の感覚線維には、受容野を1本だけのの歯の歯根膜に有する単一歯支配のものと2本以上の歯の歯根膜刺激に応答する多歯支配のものとがある、(3)臼歯ではすべてが速順応タイプであるのに対して、切歯では遅順応タイプが存在する、(2)臼歯ではon-offタイプが過半数であるのに対して、切歯では希である、(4)機械刺激に対する応答閾値は、切歯ではほぼ一定値を示したが、臼歯ではいろいろである、ことを、明らかにした.4)三叉神経節ニューロンに存在するkainate型グルタミン酸受容体(GluR)の生後発達ラット三叉神経節ニューロンに存在するkainate型GluRの生後発達を、生後2-28日のラットから単離した三叉神経節ニューロンで解析した。その結果、kainate電流応答の変化とGluRのサブタイプの発現量および多様性の増大が、生後1週間まで並行して認められた。本研究は、in vitro実験系において、咀嚼運動の基本的特徴であるリズム運動の司令を形成する中枢性パタン発生器のニューロン機構ならびに顎口腔領域からの感覚情報によるこの中枢司令の変調のニューロン機構の解析を目的としている。

今年度は、ラット新生仔in vitro脳幹-脊髄標本でNMDAの潅流液中への投与により吸啜運動に対応するリズム活動を舌下神経、三叉神経に誘発する手法を確立した。ついで、この方法によって誘発された吸啜リズム活動を指標にして、吸啜リズム発生器の局在を検索し、それが延髄に位置することを実証するとともに、舌下神経運動ニューロン自体ではリズムは形成され得ないことを証明した。また、脳幹の正中切断後も左右の舌下神経にリズム活動が誘発されることを見いだし、脳幹に左右独立の吸啜リズム発生器が存在することを確証した。これとともに、歯髄、歯根膜、口腔粘膜をつけた下顎骨と下歯槽神経とから成る下顎-下歯槽神経標本を開発した。このin vitro標本において、下歯槽神経の単一神経線維が2本以上の歯の歯根膜に枝を送ることを見いだし、複数歯の器械刺激に応答を示す歯根膜機械受容器由来の単一感覚神経線維の応答は、1本の歯の歯根膜に位置する機械受容器が他の歯の機械刺激によってその歯の歯根膜に歪みが生ずることによって誘発されるだけなく、実際に複数歯の歯根膜に分枝を送る神経線維終末受容器の刺激によっても誘発されることを証明した。さらに、三叉神経節においては、脊髄神経節とは異なり、テトロドトキシンに非感受性のNaチャネルを有するニューロンが成熟動物でも存在することを見いだした。1)ラット新生仔のin vitro脳幹-脊髄標本においてNMDAによって誘発される吸啜様運動の中枢性リズム形成に関与するニューロンの局在部位を検索する目的で、活動電位の発生にともなってニューロンに取り込まれる蛍光物質sulphorhodamine S-101を、NMDAで誘発した舌下神経のリズム活動が出現中に灌流液中に投与した。NMDAを投与せず、舌下神経にリズム活動が認められない場合にも橋・延髄の諸核に標識されたニューロンが見いだされたが、これと比較して、リズム活動誘発群では、これらの諸核で標識されたニューロンの数が増加していたのに加えて、顔面神経核レベルの巨大細胞網様核にS-101で標識されたニューロンが特異的に見いだされた。in vitro脳幹-脊髄標本における吸啜リズム発生器の局在に関する脳幹切断による解析結果と合わせると、ラットでは中枢神経系の生後発達にともなって、吸啜リズム発生器の局在ならびに構成が変化する可能性が想定される。2)ラットin vitro下顎-下歯槽神経標本で、切歯と臼歯の歯根膜機械受容器の応答特性を比較し、両者で以下の相違を見いだした。(1)臼歯ではすべてが速順応タイプであるのに対して、切歯では遅順応タイプが存在した。(2)臼歯ではon-offタイプが過半数であるのに対して、切歯では希であった、(3)機械刺激に対する応答閾値は、切歯ではほぼ一定であったが、臼歯では切歯に比して低い閾値を示すものを含めていろいろであった。3)ラット三叉神経節ニューロンに存在するグルタミン酸受容体(GluR)の大多数を占めるkainate型受容体の生後発達を、生後2-28日のラットの三叉神経節ニューロンを単離して、電気生理学的ならびに分子生物学的手法を併用して解析した。その結果、kainate電流応答の変化とGluRのサブタイプの発現量および多様性の増大が、生後1週間までに並行して認められた。この時期は、神経突起の伸張などニューロンの発達が盛んな時期であるので、kainate型受容体がニューロンの成長になんらかの役割を果たす可能性が想定される。