hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体デバイスを応用した分析チップ用高解像度化学イメージングシステム

本研究では、微小流体デバイスに組み込み可能な半導体化学センサとして期待されるlight-addressable potentiometric sensor (LAPS)の空間分解能を向上させる新しい原理の実証と装置の開発を行った。LAPSは、画素構造や配線を形成することなく、光照射位置ごとにpHやイオン濃度の読み出しが行える光アドレス機能を有しており、1枚のセンサチップ上で複数の検体やイオンを測定したり、空間分布を画像化することができる。LAPSは、半導体センサ裏面の光照射で発生した電子・正孔対が、センサ表面のイオン濃度に応答して形成される空乏層で電荷分離される際に生じる電流を信号として検出する。このとき、面内方向への電荷の拡散によって空間分解能が決まる。本研究では、光をパルス状に照射し、過渡電流を時間分解的に測定することによって、照射点近傍のイオン濃度を高い空間分解能で測定する方法を開発した。前年度までの研究でこの原理の実証が行えたので、最終年度はさまざまなパラメータを変化させて測定条件の最適化を行った。実験により、パルス照射後の電流信号の積分時間に対する空間分解能の依存性を得ることができた。例として、積分時間2μsおよび10μsにおける空間分解能はそれぞれ110ミクロンおよび240ミクロンであった。積分時間を2μsより短くすることによって空間分解能をさらに向上できることが示されたが、S/N比との間にトレードオフ関係が認められた。実際にこの方法を用いて微細テストパターンのイメージングを行い、高解像度の化学イメージが得られることを確認した。また、pH感度については、従来法と本質的に同じ値を得ることができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、LAPSと呼ばれる半導体センサを応用した化学イメージングシステムと、微小流体デバイスを組み合わせて新しい化学分析システムを開発しようとするものであり、本年度は以下の結果を得た。まず、化学イメージセンサの各ピクセルからの読み出しにパルス状の光を用いる「高速パルスLAPS」の原理実証実験を行うため、ハードウェアおよびソフトウェアの開発を行った。LAPSにおいては光照射位置で生成されたフォトキャリアが横方向に拡散することによって面内空間分解能が低下することがわかっているが、従来の連続的な変調光照射に替えてパルス状の光照射を行い、パルスに対する光電流応答を時間分解測定して遅延成分を取り除くことによって、空間分解能が向上することが期待される。このために必要な光照射系および測定系を設計・試作し、高速パルスLAPSの基本動作について確認を行った。その結果、この測定系の構成において、光電流信号の時間分解測定を行うことができ、その積分値をバイアス電流に対してプロットすることによって、通常のLAPS測定と同様のI-V特性曲線が得られ、さらにセンサ面と接する溶液のpHに依存してI-V特性曲線がバイアス電圧軸方向にシフトすること、すなわちpH感度を有することが確認できた。さらに、今後、空間分解能の向上を確認するための実験系の設計・製作および、マイクロ流路と組み合わせるための基本的なデザインを行った。微小流体デバイス等に組み込み可能なイオンセンサとして期待されるlight-addressable potentiometric sensor (LAPS)を用いた化学イメージングシステムにおいて、空間分解能を向上させる新しい原理の実証を行った。従来のLAPSでは、半導体センサ基板上の光照射位置で発生したフォトキャリアが面内方向に拡散するために空間分解能が制限されていた。本研究で提案する方法では、単一パルス光照射後、電流波形を時間分解的に取得する。パルス照射後、光照射点を中心としてフォトキャリアの拡散が起こるため、初期の電流波形は照射点近傍のイオン濃度のみを反映したものとなることが期待される。本年度は、半導体センサ基板に200 nsのパルス光を照射して、サンプリング周波数125 MHzで電流波形を記録できるシステムを完成させ、これを用いて空間分解能向上の原理実証実験を行った。パルス照射後、10μs後までの電流波形のみを用いてイメージングを行ったところ、従来に比べて空間分解能を約7.5倍向上させることができた。さらにデバイスシミュレータを用いた計算においてもこの効果を確認することができたので、今後さまざまなパラメータをデバイスシミュレータ上で変化させることにより、空間分解能をさらに向上させるための指針を得ることができるものと期待される。開発した新原理のイメージングシステムを微小流体デバイスに応用するため、半導体センサ基板上に微小流体デバイスを構築するリソグラフィプロセスを開発した。本研究の最も重要な着眼点であった、新しい原理によるセンサ空間分解能の向上を実験およびシミュレーションによって実証できた。さらに、これを微小流体デバイスに適用する準備も整ったため、最終年度に所期の目的を達成できるものと期待される。

前年度までの研究でこの原理の実証が行えたので、最終年度はさまざまなパラメータを変化させて測定条件の最適化を行った。実験により、パルス照射後の電流信号の積分時間に対する空間分解能の依存性を得ることができた。例として、積分時間2μsおよび10μsにおける空間分解能はそれぞれ110ミクロンおよび240ミクロンであった。積分時間を2μsより短くすることによって空間分解能をさらに向上できることが示されたが、S/N比との間にトレードオフ関係が認められた。実際にこの方法を用いて微細テストパターンのイメージングを行い、高解像度の化学イメージが得られることを確認した。また、pH感度については、従来法と本質的に同じ値を得ることができた。本研究の着眼点の1つである、パルス光照射に対するLAPSの信号電流の時間分解測定が可能な測定系を試作し、空間分解能の実験を行う準備が整った。化学イメージングシステムの空間分解能をさらに向上させるため、デバイスシミュレータを用いて各種パラメータの最適化を行う。また、開発した高分解能システムを微小流体デバイス内の化学イメージングに応用し、その有用性を実証する。28年度が最終年度であるため、記入しない。時間分解測定による空間分解能向上の効果について、キャリア拡散を考慮した物理モデルによるシミュレーションとの比較を行う予定である。
膵β細胞におけるKeap1-Nrf2システムによる酸化ストレス応答機構の解明

転写因子であるNrf2は酸化ストレスなどにより活性化され、数多くの抗酸化酵素を増加させることで、ストレス防御に重要な役割を果たしている。Keap1はストレスセンサーを感知してNrf2の機能を制御しており、Keap1-Nrf2システムとして生体の環境維持に重要な役割を果たしている。本研究では、Keap1-Nrf2システムの膵β細胞における役割について解析を行った。膵ランゲルハンス島において、Nrf2標的遺伝子群は、酸化ストレス等によって誘導され、Nrf2遺伝子ノックアウトマウスの膵ランゲルハンス島ではNrf2標的遺伝子の発現は低下していた。さらに、膵β細胞障害モデルマウスにおけるNrf2遺伝子ヘテロノックアウトは、膵ランゲルハンス島の障害を悪化させ、血糖値を上昇させた。以上より、Keap1-Nrf2システムは膵β細胞におけるストレスに対する防御機構に重要な役割を果たしており、その破綻は糖尿病発症に結びつくことが明らかとなった。マウスから単離した膵ランゲルハンス島におけるKeap1遺伝子およびNrf2遺伝子の発現量を解析したところ、両者とも肝臓と同程度の発現を認めた。単離膵ランゲルハンス島を、Nrf2活性化作用を持つ親電子性物質であるジエチルマレイン酸で刺激したところ、Nrf2標的遺伝子であるHmox1遺伝子、Nqo1遺伝子、Gstp1遺伝子、Txnrd1遺伝子、Gpx2遺伝子、Txnrd1遺伝子などの発現誘導を認めた。Hmox1遺伝子発現を、Nrf2活性化作用を持つ物質で比較したところ、親電子性物質であるtert-ブチルヒドロキノンおよび15-Deoxy-Δ12,14-Prostaglandin J2、活性酸素種である過酸化水素水、一酸化窒素ドナーであるSIN-1およびNOR3にも同様作用を認めた。Nrf2ノックアウトマウスから単離した膵ランゲルハンス島におけるNrf2標的遺伝子の発現量を解析したところ、野生型マウスと比較して、Nrf2標的遺伝子であるGstp1遺伝子、Gpx2遺伝子、Txnrd1遺伝子、Hmox1遺伝子の発現量が低かった。以上から、Keap1-Nrf2システムは膵ランゲルハンス島で酸化ストレスに対して応答機構を担っていることが明らかとなった。酸化ストレスや薬剤による膵β細胞障害モデルマウスに、Nrf2遺伝子欠失および膵β細胞特異的Keap1遺伝子欠失を導入し、その解析を行った。誘導型一酸化窒素合成酵素を膵β細胞特異的に過剰発現させたトランスジェニックマウスにおける膵β細胞障害において、Nrf2遺伝子欠失は膵臓切片におけるランゲルハンス島面積を大幅に縮小させ、Nrf2遺伝子ヘテロ欠失は、ブドウ糖負荷試験で耐糖能異常とインスリン分泌低下を認めた。さらに同マウスに対する膵β細胞特異的Keap1遺伝子欠失によるNrf2活性化は、酸化ストレスによる膵β細胞障害を大幅に改善し、膵臓のインスリン含有量の低下も著明に抑制した。また、膵β細胞特異的Keap1遺伝子欠失はストレプトゾトシンによる膵β細胞障害を軽減した。このことより、酸化ストレスやアルキル化剤による膵β細胞障害においてはKeap1-Nrf2システムは重要な防御機構を担っており、その活性化は膵β細胞障害の進行を予防する作用を持つ事が明らかとなった。
患者の医薬品備蓄とセルフメディケーションの実態からみた災害・精神医療に関する研究

医療機関等の災害用医薬品備蓄の状況と市民の医薬品の備蓄の現状を調査するため、アンケート調査を行った。その結果、1医師、薬剤師、介護職が各職場で備蓄すべきと考える医薬品の種類に相違があること、2健康的な回答者が多い一般市民と日常的に服薬を行っている市民とでは医薬品備蓄に対する考え方等に相違があること、3医療系専門職と一般市民の間には、市民が備蓄しておくべき医薬品の種類について相違があることが明らかとなった。2011年3月11日に東日本大震災が発生し,多くの医療支援が被災地に対して行われた。しかし,災害拠点病院の多くが備蓄在庫の設置に大きな負担を感じており,在庫の使用ルールを定めていない医療機関が多いことが先行研究から明らかとなっている。また,東日本大震災で需要が高かった医薬品は生活習慣病系医薬品や睡眠導入剤等であったことが報告されている。そこで,初年度は災害時における支援物資や医薬品の過不足,医療機関や製薬会社の対応について重点的に国内外の報告書や論文を調査した。主に国内の論文であるが,被災地の人工透析患者について如何に対処するかという問題提起が複数みられた。また,災害の種類や時期によって独特の病態(Tsunami LungやDisaster Hypertensionなど)があり,被災からの経過時間によって医療者が対処すべき疾病の種類が異なるという報告も複数あった。また,大きな災害を経験した自治体と経験していない自治体では備蓄物資の保管状況が異なるという指摘もあった。次年度は一般市民のセルフメディケーションと医薬品の自宅での備蓄状況についてアンケート調査を行う予定であり,その分析のためのPCなどを購入した。またアンケートで問うべき調査項目や調査対象について検討を行った。このアンケート調査については,バイアスを減らして調査の質を高めるという点について疫学者からアドバイスがあり,調査票による調査だけでなく,薬局のデータベースを用いた調査,医療記録データベースを用いた調査などの実施についても検討を行っている。次年度は残りの文献調査を継続して行うとともに,上記のアンケート調査等の企画について倫理審査を行い,秋ごろを目途に調査に着手する予定である。前年度に実施した文献調査の結果,市民の医薬品の備蓄傾向やセルフメディケーションの現状把握によって,「災害医療」および「精神医療」のあり方について検討するためには,複数の視角から分析することの重要性が示唆された。特に,1医薬品の性質(患者にとっての緊急度,入手難度など),2地域差(大規模災害の経験の有無,高齢化率や世帯構造といった人口構成の特徴,医療機関等へのアクセスしやすさ,薬剤師の在宅医療への関与の有無など)に着目した分析を行うことが重要であると考えられた。そこで,予定しているアンケート調査にもそのような意図を反映させた。なお,本年度実施する予定であったアンケート調査については,前年度に調査実施方法の内的妥当性について課題が見えたため,調査方法を一部見直すことになった。当初は,一般市民の医薬品の処方状況およびセルフメディケーションのための医薬品購入状況について調査を行う際,薬局を訪れた一般市民に調査票を配布して回答を得る予定だった。しかし,上記の課題を考慮し,一般市民対象の調査を取りやめ,薬局調査の対象を日本保険薬局協会の正会員全体に変更することで,一般市民への医薬品の調剤傾向と店舗でのOTC医薬品の販売傾向などについて把握することにした。そのため,再度,調査票の作成作業を行った。前年度にアンケート調査作業用のパソコンを購入したが,統計解析を行うためにIBMSPSSを購入して研究環境を整えた。次に,初年度から続けている文献調査の資料を整理した。特に,日本の人口高齢化や地域包括ケアシステムといった我が国の医療を取り巻く変化を無視した医薬品の備蓄はあり得ないため,そのような観点から公的な医薬品の備蓄の社会保障的な位置づけについて諸外国の制度も参考に検討を続けている。また,関連領域における英文論文も執筆し,現在は投稿準備中である。当該年度は,これまでに集約および分析した基礎資料をまとめる作業を行った。東日本大震災は諸外国においてもインパクトがあったと考えられるため,本研究の下地となる東日本大震災時の医療機関の対応および備蓄品に関するデータをまとめ,英文にした。一部は論文として投稿中である。過去の国内外の先行研究や資料において,災害時用品の備蓄場所と備蓄品の運搬の在り方に関して警鐘を鳴らすものは少なからず存在するが,本年4月に発生した熊本地震でも備蓄倉庫から避難所へ物資が届かないなどの問題が生じている。生活用品と医薬品,医療材料とでは目的と緊急性はそれぞれ異なりはするが,本研究によって医薬品を中心とした備蓄の在り方を提示することにより,災害時における生活用品や医療材料の備蓄の望ましい姿も描出できる可能性がある。また,日本医療・病院管理学会などの学会に参加し,市民のセルフメディケーションに関する研究を行う他施設の研究者の発表から知見を得た。更に,その研究者から研究報告書を送付して頂き,最終年度に予定しているアンケート調査の質問項目を改良するための参考にした。これらの知見をもとにアンケート調査の対象,規模など具体的方法を確定し,調査票の作成を行った。調査対象地域および対象団体を選定し,アンケート送付先のリストアップを現在行っているところである。次年度(最終年度)は,上記のアンケート調査の印刷・配布・回収・入力作業を専門業者に委託し,入力データを納品していただく予定であり,学会発表と論文執筆を行いたいと考えている。以前,研究代表者を務めた若手研究(B)の研究課題(以下,前課題ということにする。課題番号:23790582)は当初は2012年度で終了予定であったが,補助事業期間を2013年まで延長した。

その結果,前課題の最終年度と本研究課題の初年度が重複することになった。エフォートへの影響もあるため,本研究課題についても補助事業期間の延長を視野にいれながら進めてきた経緯もあり,当初の交付申請書に記載した研究計画と比較するとやや遅れているといえる。また,アンケート用紙印刷・発送等の作業場所と見込んでいた部屋を学内に確保していたが,その部屋のある建物がキャンパス整備の一環として取り壊し対象となり,使用不可となってしまったため,アンケート実施に関する作業が遅れることになった。最終年度はこれまでの文献調査などの成果を踏まえ,ネットリサーチ専門業者の協力を得て「災害時の医薬品の備蓄状況」について7種類の調査を行った。実施した調査は医師調査(300名:回収率42.2%),薬剤師調査(300名:回収率36.9%),介護職調査(200名:回収率23.8%),高齢化率高エリアの市民調査(300名:回収率25.3%),高齢化率低エリアの市民調査(300名:回収率32.0%),慢性疾患薬服薬市民調査(2型糖尿病,高血圧症,喘息,アトピー性皮膚炎の市民400名:回収率25.6%),向精神薬服薬市民調査(うつ病,不眠症の市民400名:回収率28.8%)の7種類である。医師調査では,病院で災害用に備蓄すべき医薬品として「強心剤,昇圧剤,抗不整脈剤,狭心症治療剤,降圧剤,気管支拡張剤,解熱剤・鎮痛・総合感冒薬,抗てんかん剤,副腎皮質ステロイド剤,糖尿病治療剤,抗菌剤」が上位であった。また,市民が備蓄すべき医薬品として「降圧剤,整腸止痢剤,解熱剤・鎮痛・総合感冒薬」が上位となっていた。薬剤師調査は医師調査の結果と傾向が似ていたが,市民が備蓄すべき医薬品として「糖尿病治療剤,抗てんかん剤」も上位となっていた。介護職調査では要介護者に慢性疾患等の服薬者が多いという回答が66.0%あったが,施設での備蓄医薬品としては「解熱剤・鎮痛・総合感冒薬」のみをあげる回答が多かった。高齢化率の高低で分けた2つの市民調査では回答に大きな差は見られないが,高齢化率低エリアの市民は身近な2次災害のリスクとして「帰宅難民」の回答が多かった。市民は自ら備蓄しておくべきものとして「解熱剤・鎮痛・総合感冒薬」をあげていた。慢性疾患薬服薬市民調査と向精神薬服薬市民調査の結果,いずれも処方薬を使い切っている者は半数以下であり,30%以上が備蓄していた。今後,分析を進め,学会報告と論文執筆を行う予定である。医療機関等の災害用医薬品備蓄の状況と市民の医薬品の備蓄の現状を調査するため、アンケート調査を行った。その結果、1医師、薬剤師、介護職が各職場で備蓄すべきと考える医薬品の種類に相違があること、2健康的な回答者が多い一般市民と日常的に服薬を行っている市民とでは医薬品備蓄に対する考え方等に相違があること、3医療系専門職と一般市民の間には、市民が備蓄しておくべき医薬品の種類について相違があることが明らかとなった。予定よりもやや遅れている部分と進展している部分が混在している。
インジェクション型アルギン酸/TCPビーズ複合体を用いた新規骨再構築法の開発

歯槽骨再生を目的としてβ-Tricalcium Phosphate(β-TCP)スラリーを均一なサイズの球状粒径ビーズに調整する技術によって顆粒間隙も調整できる補填材の作製が可能となった.そこでアルギン酸をバインダーとして新生骨形成に最適な間隙を有する操作性に優れたインジェクタブルな三次元複合体骨補填材を開発した.さらに,in vivoならびにin vitro両試験において良好な生体適合性を確認したことから複合体は,局所注入可能な骨補填材ならびに間葉系幹細胞などの三次元培養担体として骨再生医療に応用可能なことが示唆された.歯槽骨再生を目的としてβ-Tricalcium Phosphate(β-TCP)スラリーを均一なサイズの球状粒径ビーズに調整する技術によって顆粒間隙も調整できる補填材の作製が可能となった.そこでアルギン酸をバインダーとして新生骨形成に最適な間隙を有する操作性に優れたインジェクタブルな三次元複合体骨補填材を開発した.さらに,in vivoならびにin vitro両試験において良好な生体適合性を確認したことから複合体は,局所注入可能な骨補填材ならびに間葉系幹細胞などの三次元培養担体として骨再生医療に応用可能なことが示唆された.顎骨再建を目的としてβ-Tricalcium Phosphate (β-TCP)スラリーを均一なサイズの球状粒径ビーズに調整する技術によって顆粒間隙も調整できる局所注入型骨補填材の作製が可能となった.そこでアルギン酸ナトリウムをバインダーとして新生骨形成に最適な間隙を有するインジェクタブルな三次元複合体骨補填材を開発した.そこで,それらをin vitro, in vivo生体適合性試験によって評価し,臨床モデル試験を経て実用化へ導くことが研究の目的である.1.β-TCPビーズ/アルギン酸複合体(以下複合体)の作製ならびに形態観察SEM観察において,β-TCPビーズが球状で有孔構造のあることが確認できた.さらに,複合体についてもSEMならびにマイクロCT観察によってアルジネートをバインダーとしてほぼ一定の均一な気孔を持つことが明らかとなった.2.in vitro生体適合性試験1)細胞毒性試験細胞毒性試験の結果,複合体を6, 24時間にわたって作用させても両作用時間とも細胞生存率は100%を示し,細胞毒性は認められなかった.2)細胞分化試験ヒト間葉系幹細胞については,培養1, 2週目でタンパクの定量が可能となり,細胞の存在が明らかとなった.また,ALP活性発現は認められたものの2週間で低下することが明らかとなった.骨分化関連のオステオカルシンmRNAの発現は1週から2週目で上昇することが明らかとなった.3.in vivo試験生体適合性試験1)ラット皮下埋植試験埋植部位では,コントロール群を含むほぼ全例に共通した所見として,毛細血管の増加を伴う結合組織の増生が観察されたが複合体とコントロール群間で差異は認められなかった。その他,埋植部周辺に発現した変化の頻度及び度合いに関しても陰性物質との間に大きな差異は認められなかった.顎骨再建を目的としてβ-Tricalcium Phosphate(β-TCP)スラリーを均一なサイズの球状粒径ビーズに調整する技術によって顆粒間隙も調整できる局所注入型骨補填材の作製が可能となった.そこでアルギン酸ナトリウムをバインダーとして新生骨形成に最適な間隙を有するインジェクタブルな三次元複合体骨補填材を開発した.そこで,それらをin vitro, in vivo生体適合性試験によって評価することが研究の目的である.サイズ粒径によるβ-TCPビーズの粒径を,300500(小径),500700(中径),700850μm(大径)に調整し,CaCl_2溶液に浸漬・乾燥させた.β-TCPビーズを1ml注射用シリンジ内に填入し,KUSA/A1を混ぜたアルジネートハイドロゲルを注入・ゲル化させ,KUSA/A1+β-TCPビーズ/アルジネート複合体を作製した.これを骨分化培地にて3,7,14日間培養し,SEM像の観察とALP活性を測定した.SEMにおいて,7日目以降に骨基質様の小結節がビーズ表面に観察された.ALP活性においては,培養3日目に中径サイズでALP活性が有意に増加したが,7,14日目では有意差は認めなかった.KUSA-1をトリプシン処理後に,細胞浮遊液を各粒径の足場材料に播種した.さらにヌードマウスの背部皮下に移植した.4,8,12週後にヌードマウスを安楽死させ,足場材料と細胞から得られた組織を取り出し,脱灰標本を作製し,ヘマトキシリンエオジン染色にて組織像の観察を行った.小径でKUSA-1と足場材料からなる組織のHE染色の結果,4週でアパタイトビーズ間に骨様組織が観察され,8週でアパタイトビーズが吸収し骨組織となった.
腫瘍血管の病理学的特殊性-樹脂鋳型走査型電子顕微鏡法による3次元的観察-

これまで、我々はラット繊維肉腫、ラット繊維腺腫、ラット乳頭状腺腫、イヌ扁平上皮癌イヌ可移植性性器肉腫、チャイニーズハムスター肝細胞癌、イヌ肝臓癌のそれぞれの血管系について観察してきた.それぞれの腫瘍に共通する特徴として、1)腫瘍血管には血流調節装置であるintra-arterial cushionが存在しない、2)腫瘍に分布する動脈では、血管中膜を構成する平滑筋細胞に退行性変化が見られる等を確認した。2000-2002年度の研究では研究範囲をさらに広め、観察の目的を、ラット乳癌の血管構築を明らかにすることとした、観察の主眼を腫瘍組織内での血管新生過程と血管系の退行過程(中心壊死の形成過程)とした。研究方法は以下のとおりである.1)7,12dimethylbenzanthraceneをラットに投与し乳癌を得て、2)乳癌の血管系の樹脂鋳型標本を作成し、3)得られた標本を走査型電子顕微鏡で観察する。観察結果は以下のとおりである.乳癌での血管新生は次の過程を経ることが解明された。1)既存の血管に新しい細い血管が刺状に発達(buddingの形成)する。2)隣接する同様のの血管から同様のbuddingが進展する、3)buddingが次第に進展し先端付近で互いに連結し、一つのhair-pinを形成する、4)それぞれのhair-pinが互いに連結し複雑な血管網を形成する。また、血管系の退行は以下の過程を経ることが解明された。1)腫瘍動脈の平滑筋細胞に変性(形質溶解、空胞化)が起きる.2)動脈壁が薄くなり血管腔が拡張し静脈化する.3)腫瘍中心部では血管腔の狭窄、扁平化、断裂が起き、本来の血管構築が消失する.今回の研究により、腫瘍血管の新生過程および退行過程(中心壊死の形成過程)を三次元的に詳細に示して、腫瘍血管の特性を明らかにすることができた。本研究の成果は、現在Veterinary Pathology(USA)に投稿中である。研究目的:腫瘍に至る血管と腫瘍内の微細血管の性状を観察し、正常な血管との相違を明らかにすることにした。材料と方法:SD系ラット(♀)に、12 dibuty1benzanthracen(DMBA)を投与し、乳癌を発生させた。得られた乳癌にアクリル樹脂を注入し、血管鋳型を作成し走査型電子顕微鏡で観察した。また、血管壁構造を光学および電子顕微鏡を用いて詳細に観察した。癌の血管系の変化を、癌発生時の血管新生(癌の増殖期)から中心壊死による血管崩壊(癌の退行期)までを幅広く観察した。結果:血管新生は次の過程を経ることが解明された。1)既存の血管に微細な棘状の突起が出現し進展し、(budding)、2)隣接する血管からも同様のbuddingが起き、3)両buddingは次第に進展し先端で連結しhair-pin loopを形成し、4)このhair-pin loopからさらにbuddingが起き、5)hair-pin loop同士が結合し複雑な微細血管網を形成する。癌の増殖がピークを過ぎ中心壊死が認められる血管では、新生血管は拡張し、血管の狭窄、血管腔の扁平化・断裂が起き、本来の血管構築が消失する。

正常な動脈では、血管の分枝部分にintra-arterial cushion(血管内膜の肥厚により形成され、括約作用があり、分枝部での血流調節作用があると言われている)が認められるが、腫瘍動脈にはこのcushion構造は認められなかった。また、腫瘍動脈壁の平滑筋細胞には変性(形質溶解、空胞化)が認められた。これまで、我々はラット繊維肉腫、ラット繊維腺腫、ラット乳頭状腺腫、イヌ扁平上皮癌、イヌ可移植性性器肉腫、チャイニーズハムスター肝細胞癌、イヌ肝臓癌のそれぞれの血管系について観察してきた。それぞれの腫瘍に共通する特徴として、1)腫瘍血管には血流調節装置であるintra-arterial cushionが存在しない、2)腫瘍に分布する動脈では、血管中膜を構成する平滑筋細胞に退行性変化が見られる、等を確認した。1999-2000年度の研究では研究範囲をさらに広め、観察の目的を、ラット乳癌の血管構築を明らかにすることとし、観察の主眼を腫瘍組織内での血管新生過程と血管系の退行過程(中心壊死の形成過程)とした。研究方法は以下のとおりである。1)7,12imethyl-benzanthraceneをラットに投与し乳癌を得て、2)乳癌の血管系の樹脂鋳型標本を作成し、3)得られた標本を走査型電子顕微鏡で観察する。観察結果は以下のとおりである。乳癌での血管新生は次の過程を経ることが解明された。1)既存の血管に新しい細い血管が刺状に発達(buddingの形成)する。2)隣接する同様の血管から同様のbuddingが進展する、3)buddingが次第に進展し先端付近で互いに連結し、一つのhair-pinを形成する、4)それぞれのhair-pinが互いに連結し複雑な血管網を形成する.また、血管系の退行は以下の過程を経ることが解明された。1)腫瘍動脈壁の平滑筋細胞に変性(形質溶解、空胞化)が起きる。2)動脈壁が薄くなり血管腔が拡張し静脈化する。3)腫瘍中心部では血管腔の狭窄、扁平化、断裂が起き、本来の血管構築が消失する。今回の研究により、腫瘍血管の新生過程および退行過程(中心壊死の形成過程)を三次元的に詳細に示して、腫瘍血管の特性を明らかにすることができた。これまで、我々はラット繊維肉腫、ラット繊維腺腫、ラット乳頭状腺腫、イヌ扁平上皮癌イヌ可移植性性器肉腫、チャイニーズハムスター肝細胞癌、イヌ肝臓癌のそれぞれの血管系について観察してきた.それぞれの腫瘍に共通する特徴として、1)腫瘍血管には血流調節装置であるintra-arterial cushionが存在しない、2)腫瘍に分布する動脈では、血管中膜を構成する平滑筋細胞に退行性変化が見られる等を確認した。2000-2002年度の研究では研究範囲をさらに広め、観察の目的を、ラット乳癌の血管構築を明らかにすることとした、観察の主眼を腫瘍組織内での血管新生過程と血管系の退行過程(中心壊死の形成過程)とした。研究方法は以下のとおりである.1)7,12dimethylbenzanthraceneをラットに投与し乳癌を得て、2)乳癌の血管系の樹脂鋳型標本を作成し、3>得られた標本を走査型電子顕微鏡で観察する。観察結果は以下のとおりである.乳癌での血管新生は次の過程を経ることが解明された。2)隣接する同様のの血管から同様のbuddingが進展する、3)buddingが次第に進展し先端付近で互いに連結し、一つのhair-pinを形成する、4)それぞれのhair-pinが互いに連結し複雑な血管網を形成する。また、血管系の退行は以下の過程を経ことが解明された。
曖昧な態度とはなにか:態度の動態的測定と2重態度理論による両面性の理解

本研究の目的は、態度の両価性について、複雑系理論の枠組みに基づいた態度の動態的性質として概念化を行い、現在社会心理学において盛んに研究が行われている顕在的態度・潜在的態度の2分法に基づく2重態度理論の視点から検討を試み、統合的に理解することである。マウス・パラダイムによって動態的測定を行う本実験においては、態度の両価性が高い場合において、システマティックな処理がより促進されるという仮説の元に、上記のような認知的処理の水準の深さに影響を与える要因の効果を実験的に検討した。まず、CMCにおけるDSITの適用を検討するに当たって前提となるアイデンティティの問題について、アイデンティティの多様な定義とそれに基づく心理学的なアプローチについて検討した。対人間コミュニケーション・メディアとしてのインターネットの特徴がどのように人間行動に影響を与えるのか、という問題提起に始まり、脱個人化作用や、社会的アイデンティティ、自己開示、自己同一性といったテーマにおいて、オンラインにおける人々の行動を扱う心理学的研究が行われてきた。インターネットにおけるアイデンティティを考えるためには、アイデンティティがない状態である匿名性について検討する必要がある。インターネットにおける匿名性とは決して単一の現象ではなく、単に相手を見ることができない、という視覚的匿名性から、ハンドルネームなどを使って代理人格を作り上げるアイデンティティの乖離、さらには人々の行動がまったく区別できない識別性の欠如まで、階層的な構造をとっていると考えることができる。様々な水準の匿名性のもとでコミュニケーションを行う場を提供することができるインターネットは、まさしく「アイデンティティ実験室」であり、親和と自律という2つの相反する目標に対して、自らの欲求に応じて自在にアイデンティティを使い分けることができる場でもある。協同の場、創造の場としてインターネットが今後活用されていくためには、様々な活動の根幹にある人間心理の動機に与える匿名性の効果について今後研究を続けている必要がある。次に、インターネットにおける態度変容を検討するにあたって、予備調査としてネットリサーチを利用した社会調査を行った。この調査では、たばこの値上げに対する心理的反応について、さまざまな側面から測定を行うことにより、実験による検討を行う際に必要なパラメータの測定の推定の道具とした。前年度において行ったオンライン・コミュニケーションにおけるアイデンティティと匿名性の役割に関する理論的検討、および喫煙行動に対するオンライン調査の結果を踏まえて、実験室実験の実施準備を行った。具体的には、喫煙行動をテーマとした説得的コミュニケーションにおいて、態度の両価性が態度変容に及ぼす影響を検討するための実験計画を立案し、実施に必要な材料・道具の作成を行った。この実験では、自身および他者の喫煙行動についての様々な言説をメッセージとして受け取ったのち、認知的反応をマウス・パラダイムによって測定し、その後、態度を測定することにより、メッセージの説得的効果を調べる。マウス・パラダイムによって測定されるのは、認知的反応のうち、特に動態的性質であり、従来の紙と鉛筆による測定では得られない態度の両価性についての情報が得られる。さらに、比較文化的研究の視点から、特に日本人の認知的反応において弁証法的思考が見られるかどうかを検討するため、英語圏における実験実施の準備を行った。実験の教示や手続き、刺激の英語への翻訳の手続きにおいては、バック・トランスレーションを行うことにより、通文化的な比較が行えるように注意した。また、前年度において行ったオンライン・コミュニケーションにおける理論的検討の成果は、さらに一般の読者を対象とした書籍の一部として出版された。本研究の目的は、この態度の両価性について、複雑系理論の枠組みに基づいた態度の動態的性質として概念化を行い、現在社会心理学において盛んに研究が行われている顕在的態度・潜在的態度の2分法に基づく2重態度理論の視点から検討を試み、統合的に理解することである。説得研究や態度変容研究において現在中心的な位置を占めるのが、精緻化見込みモデルや、ヒューリスティック・システマティック・モデルといった認知処理の2重過程モデルである。このパラダイムの元で、関与や認知的負荷の高低、ムードなどが認知処理の水準の深さに影響を与えることが数多くの研究によって示されている。本年度は、昨年度作成した実験材料を用いて、マウス・パラダイムによって動態的測定を行う本実験を行った。この本実験においては、態度の両価性が高い場合において、システマティックな処理がより促進されるという仮説の元に、上記のような認知的処理の水準の深さに影響を与える要因の効果を実験的に検討した。また、比較文化的研究の視点から、同デザインの実験を欧米圏において実施し、結果の比較・検討を行うための準備を行った。本年度は、海外の共同研究者の協力を得て、まず刺激材料の翻訳を行った。曖昧さへの寛容性について東アジアと欧米の対比を行うことにより、東アジア的認知スタイルの特徴であるとされる弁証法的思考法を個人差として尺度を用いて測定し、潜在的・顕在的態度の変容との関連性を検討することが可能となる。
人類における肩甲難産の進化：胎児・生後骨格成長との関連を探る種間比較研究

ヒトは霊長類の中で、一般に難産であるとされている。ヒトの難産は、大脳化と直立二足歩行による骨盤形態の変容に起因すると考えられている。しかし、ヒトでは広い肩幅も分娩の大きな制約となるうえ、猿人の存在を考えれば、広い肩幅は大脳化よりも進化的な起源が古い可能性がある。本研究では、肩幅が分娩に及ぼす影響を明らかにするため、肩幅を含む胸郭形態、児頭骨盤不均衡の度合い、ロコモーションが互いに異なる、ヒト、チンパンジー、マカクザルを対象として、比較分析を行う。その結果より、頭部と肩の成長のパターンの類似点・相違点を明らかにする。本年度は、2種類の解析を平行して進めた。まず、昨年度からの継続として、マカクを材料とした児頭と骨盤の形態学的な共変異分析を行った。これにより、マカクにおいては、児頭と骨盤の形態は出産の難度を緩和させるための共変異パターンを示すことが明らかになった。ヒトにおいて示唆されていた仮説を、同様に児頭骨盤比が大きいマカクにおいて実証的に示した点で注目すべき結果である。さらに、産道形態のデータから、マカクの分娩では産道の出口が入口より大きな制限要因となっていることを示した。加えて、ヒト、チンパンジー、マカクザルのX線CT(コンピュータ断層)データを用いて、計算機上で各部位の大きさを計測するための標識点を設定し、各部位の成長過程を種間比較した。これにより、それぞれの種に特異的な成長パターンが存在することが明らかになりつつある。ヒト上科の大腿骨の成長に関する関連研究論文を発表した。分析にデータについては必要な個体数をほぼ確保し、マカクを用いて産道形態のランドマーク分析を予備的に試みた。その結果、マカクにおいて産道の出口が入口より分娩に強い制限を与えること、その制限の強さに関する新知見を得ることができた。現在、骨格各部の成長変化を計測している。今年度前期に、肩幅の成長変化パターン分析を完了できる見込みであり、10月に予定されている学会において予報を発表予定である。今年度は計画の最終年であるが、年度内に結果をまとめ目的が達成できる見込みである。現在行っている計測を継続する。それを修了した後、統計的解析により、これら3種において難産を回避するために頭部・肩幅の成長に抑制が働いているという解釈が支持されるかどうかを検証する。成長抑制の解釈のために、産道形態の種間差についても分析を進める予定である。ヒトが一般に難産であることは周知の通りである。しかし、ヒトでは広い肩幅も分娩の制約となっているうえ、進化的に見れば広い肩幅は大脳化よりも古い時代(いわゆる猿人段階、あるいはそれ以前の類人猿段階)に起源をもつ。分娩上の制約と産道形態・胎児骨格の成長様式の関連を明らかにし、ヒトにおける分娩の進化史解明に迫るのが本研究の目的である。本研究では、肩幅が分娩に及ぼす影響を明らかにするため、肩幅を含む胸郭形態と頭部サイズについて、胎児期の成長変化に注目した。対象はヒト、チンパンジー、マカクザルである。これらは、頭部・体幹の骨格形態が互いに異なる点で比較分析に適している。本年度は主に、形態解析の基礎データとなる三次元ボリュームデータの取得を行った。ヒト、チンパンジー、マカクにおいて、液浸標本をX線コンピュータ断層(CT)撮影し、全身骨格データを取得した。肩幅を含めた体成長の定量化のためには、各部位の大きさを計測するための標識点を計算機上の骨格データに設定し、予備分析を開始した。マカクザルはヒトと同程度の難産を示すことが以前から示唆されているが、児頭骨盤不均衡については詳しく調べられていない。そこで、分娩時における胎児の回旋、ロコモーションと容易な分娩のトレードオフといったヒトに特異的な出産の特徴が、マカクザルにも存在するのかを明らかにするため、母親マカクの骨盤と子供の頭蓋骨との間の共変動を明らかにする分析も平行して行った。予備的な分析の結果、児頭骨盤にも一定の共変動パターンがみられる可能性が示唆された。霊長類胎児資料の入手は一般的に困難であり、本研究では、信頼できる分析に必要な標本数が確保できるかが最も重要な鍵であった。しかし、ヒト、チンパンジー、マカクにおいて、十分な数の試料を得ることができ、データセットを作成した。当初の予定通り、初年度内に予備分析を開始することができた。マカクザルにおける児頭骨盤不均衡の分析については、計画の2年目に追加データが得られる見込みである。

これにより、マカクにおいては、児頭と骨盤の形態は出産の難度を緩和させるための共変異パターンを示すことが明らかになった。ヒトにおいて示唆されていた仮説を、同様に児頭骨盤比が大きいマカクにおいて実証的に示した点で注目すべき結果である。さらに、産道形態のデータから、マカクの分娩では産道の出口が入口より大きな制限要因となっていることを示した。加えて、ヒト、チンパンジー、マカクザルのX線CT(コンピュータ断層)データを用いて、計算機上で各部位の大きさを計測するための標識点を設定し、各部位の成長過程を種間比較した。これにより、それぞれの種に特異的な成長パターンが存在することが明らかになりつつある。ヒト上科の大腿骨の成長に関する関連研究論文を発表した。分析にデータについては必要な個体数をほぼ確保し、マカクを用いて産道形態のランドマーク分析を予備的に試みた。その結果、マカクにおいて産道の出口が入口より分娩に強い制限を与えること、その制限の強さに関する新知見を得ることができた。現在、骨格各部の成長変化を計測している。今年度前期に、肩幅の成長変化パターン分析を完了できる見込みであり、10月に予定されている学会において予報を発表予定である。今年度は計画の最終年であるが、年度内に結果をまとめ目的が達成できる見込みである。当初の予定通り研究を進める。取得した胎児標本の三次元ボリュームデータから、骨格の抽出を行い、頭部、胸郭の成長パターンの類似点・相違点を3種の間で明らかにする。マカクザルにおける児頭骨盤不均衡については、京都大学霊長類研究所の共同利用研究として、X線CT撮影を行い試料数を増加し、予備分析の結果の検討を進める。現在行っている計測を継続する。それを修了した後、統計的解析により、これら3種において難産を回避するために頭部・肩幅の成長に抑制が働いているという解釈が支持されるかどうかを検証する。成長抑制の解釈のために、産道形態の種間差についても分析を進める予定である。当初の予定より消耗品の使用量が少なかったため次年度使用額が発生したが、次年度とあわせ消耗品購入費として使用する。当初の予定より消耗品の使用量が少なかったため次年度使用額が発生した。次年度とあわせ消耗品購入費として使用する。
中国語の音調と強勢に関する実験的研究

I強勢を中心として(1)中国語は声調(高さアクセント)と強さアクセントの双方を有する.「軽声」は無強勢音節であると同時に固有の声調を失う.かつ通常短い.中国語のプロソディーを記述するに際して遭過する大きな問題の一つは,高さ強さ長さの特異性が交叉して現れる「軽声」をいかに処理するかということである.従来の考え方は概ね次の3種に分けられる(i)強さアクセントに伴う現象と考える. (ii)声調と強さアクセントの双方に関連する現象と考える. (iii)声調の1種と考え,中国語には5種の声調があると見なす. 50年代になると,「軽声」の特徴は強さにあるのではなく,長さにあることを実験に基いて主張する説が出された.また,「軽声」は強勢音節に前接する音節であると一般に考えられているが,強勢音節が後接する場合もあるという説が出された.これは,実験的に確められる.(2)2音節語は通常第2音節が強勢されるが,ある文の中では第1音節に強勢が移動することがある.それは対比的な目的ではなく,リズム強勢であると考えられる.II音調を中心として(1)四声のうち,第2声と第3声の類似がしばしば指摘される.日常の談話においては,両者の音響的形が逆になることが少なくない.さらに,実験によれば,日常の談話の中では,四声のいずれも平坦調すなわち第1声と同じ形となる可能性があることが判った.(2)声調と文音調との関係は,趙元任教授によれば,同時的付加と継起的付加の2方式がある.実験によれば,前者は認められるが後者は確認できない.声調が文音調にどのような影響を受けるのかは,現在まだ事実を十分明らかにすることができていない.I強勢を中心として(1)中国語は声調(高さアクセント)と強さアクセントの双方を有する.「軽声」は無強勢音節であると同時に固有の声調を失う.かつ通常短い.中国語のプロソディーを記述するに際して遭過する大きな問題の一つは,高さ強さ長さの特異性が交叉して現れる「軽声」をいかに処理するかということである.従来の考え方は概ね次の3種に分けられる(i)強さアクセントに伴う現象と考える. (ii)声調と強さアクセントの双方に関連する現象と考える. (iii)声調の1種と考え,中国語には5種の声調があると見なす. 50年代になると,「軽声」の特徴は強さにあるのではなく,長さにあることを実験に基いて主張する説が出された.また,「軽声」は強勢音節に前接する音節であると一般に考えられているが,強勢音節が後接する場合もあるという説が出された.これは,実験的に確められる.(2)2音節語は通常第2音節が強勢されるが,ある文の中では第1音節に強勢が移動することがある.それは対比的な目的ではなく,リズム強勢であると考えられる.II音調を中心として(1)四声のうち,第2声と第3声の類似がしばしば指摘される.日常の談話においては,両者の音響的形が逆になることが少なくない.さらに,実験によれば,日常の談話の中では,四声のいずれも平坦調すなわち第1声と同じ形となる可能性があることが判った.(2)声調と文音調との関係は,趙元任教授によれば,同時的付加と継起的付加の2方式がある.実験によれば,前者は認められるが後者は確認できない.声調が文音調にどのような影響を受けるのかは,現在まだ事実を十分明らかにすることができていない.1.昭和60年度の後半から61年度にわたって、中国における音響学的研究の資料が比較的大量に公表され、またこれまで入手不能であった'80年代初期の実験的研究の資料も入手することができた。それらを検討した結果、本研究が当初計画していた、通常の自然な発話におけるプロソディーの音響学的研究が、中国でも進められつつあること、また測定結果を合成音声の聴取実験によって検証する作業が行われていることが判明した。2.本年度においては、昨年度に引続き音声資の測定を進める一方、上記中国側の研究結果および従来発表されてきた主観的観察に基く研究を整理し、音響学的測定結果と言語情報伝達との関連性の中で、プロソディーがいかなる形によってその役割りを果たしているかという点を主として考察し、中国語のプロソディー体系を立てるための基礎的研究を行った。その中、主として強勢に関する部分を「中国語のプロソディー」としてまとめ公表した。3.語強勢に関して、従来とりあげられていない次のような現象について測定し、ほぼ事実を確認した。(1)軽声を含まない2音節語は一般に〔中・強〕型であるが、リズム強勢の影響を受けた場合、〔強・中〕型に変化する。(2)軽声を含まない3音節語は、一般に第2音節が弱、第3音節が強であるが、このような原則から外れ〔強・弱・中〕及び〔中・強・強〕となる語が存在する。これは語の文法構造または声調排列によるものである。4.文強勢・音調に関してもいくつかの、従来注意されなかった事実を確認したが、これらは測定データを整理中で、62年度に発表の予定である。

1.61年度末に発表された許毅の論文(「中国語文」第5期)に,人工知能コンピューターへの自然言語の入力と出力の技術的研究が重要な課題である,と述べられているように,最近の中国における音響音声学的は新しい段階にはいっている.自然言語の情報処理のためには,音声の識別と合成による研究が必要であるが,音声合成装置を欠く本研究では,中国側の研究発表を待たなければならない部分がある.また本年度は研究経温報告書に述べた理由によって,当初計画の進行が遅延した.2.本年度においては,中国側の研究が基礎的データを得るために極めて作為的な発話を分析しているのに対して,本研究では自然な発話の中から中国側の発表する研究結果に相当するものを選び出すことに作業の重要をおいた.その結果,次に述べるいくつかの間題についてその解明に努めた.(イ)声調と文音調とのかかわり方に,従来の定説となっていたいわゆる同時的付加と継起的付加の2方式で処理することが妥当か否か.(ロ)文音調によっても声調の型は変らないとする新説が現われたが,そうであるとすれば,文音調はいかなる音響学的特徴によって知覚されるのか.(ハ)声調の型の変化は,文強勢によって生ずる,とするのであれば,それはどのようなものか,またそれが聴覚的に本来の型と知覚されるのは,いかなるファクターによるものであるか.上記について,自然な発活の中から該当する場合を選び出し,音響学的特微を測定した.その結果については,研究成果報告書に述べる.
大麻成分カンナビノイドの毒性発現機構とアルコールの影響に関する研究

現在、世界で最も乱用されている違法薬物である大麻の主要活性成分Δ9-テトラヒドロカンナビノール(THC)には、認知機能障害や心筋梗塞などの心血管疾患の発症リスクがあることが報告されているが、それらのメカニズムは明らかとなっていない。本研究では、大麻草由来のTHCを用いて、THC毒性の分子機構を明らかにすることを目的とする。合わせて、申請者がこれまで研究対象としてきたアルコールは、大麻と併用して摂取されることが多いことから、THCの毒性との相互作用についても検討を行う。
波長スペクトルの異なる膜電位感受性色素の二重染色による興奮旋回の光学的三次元解析

ラット右心房標本に活動電位の光学的多チャンネル同時測定法を適用し、電気刺激によって誘発された旋回性興奮の伝播パターンを解析した。成体ラットから右心房を摘出し、シリコンゴムのチャンバの底にピンで展開し、膜電位感受性色素(メロシアニン・ロ-ダニン系のNK2761またはオキソノール系のWW781)で染色し、心筋の活動電位を光学的(吸光)シグナルとして128の微分画領域から連続的に同時記録をおこなった。筋収縮によるアーチファクトを抑制するため、2,3-butanedione monoxime(BDM)を外液中に投与した。標本の周辺部に置いた刺激電極により電気刺激を与え、心房標本に旋回性興奮を誘発した。光学的シグナルの立ち上がりのタイミングのずれ(delay)から、興奮伝播パターンのマッピングをおこない、興奮旋回のパターンを解析した。その結果、興奮波は、caval zoneを中心として旋回しており、回転方向は標本によって異なっていた。このことから、この旋回性興奮現象は、いわゆる「マクロリエントリ-」型の興奮旋回であることが明らかとなった。さらに、この興奮旋回の開始(Initiation)と終了(Termination)の興奮伝播パターンについてもマッピングをおこない、解析を進めた。さらに、心内膜側と心外膜側を上の二種類の色素で染め分けた標本を作製し、心内膜側と心外膜側での旋回性興奮の伝播パターンの違いを三次元的に解析する実験をおこない、そのデータを現在解析中である。
高地トレーニングに関する基礎研究:低酸素環境下における高血圧動物の化学受容機構

高血圧動物の頚動脈小体(血液中の酸素と炭酸ガス濃度を感知する頚動脈分岐部に存在する小器官)は、正常圧動物に比べ伸張・扁平化し有意に肥大する。頚動脈小体内の血管拡張は著明ではなく、血管周囲組織の増加が認められた。頚動脈小体は低酸素暴露動物でも肥大するが、そのメカニズムは異なることが確認された。高血圧動物の化学受容細胞ではノルアドレナリン(神経伝達物質)合成能が増強していることが示唆された。頚動脈小体は、慢性低酸素暴露により拡張するが、前述のごとく肥大のメカニズムは明らかではない。一方、高血圧ラットの頚動脈小体も肥大すると言われているが、正確に組織計測された所見は報告されていない。本実験では高血圧自然発症ラット(SHR)の頚動脈小体について、その小体内血管の径を組織計測するとともにペプチド性神経線維の分布を調べ、その形態学的特徴を対照群ラット(NWRおよびWKY)と比較検討した。低酸素環境および高血圧という異なる病理学的状況における頚動脈小体の形態学的特徴を比較することで肥大のメカニズムの一端を解明するための手がかりを得ようとした。得られた結果は次の3項目に要約される。1)SHRの頚動脈小体はNWRおよびWKYに比べ大きく、長径で約1.3倍(P<0.05)大きかった。2)SHR頚動脈小体は肥大しているが、小体内には拡張した血管の割合は低く、その割合いはNWRとWKYに比べ差は認められなかった。3)SHR頚動脈小体内のSP、CGRPおよびNPY線維は、血管周囲および化学受容細胞間に認められ、その分布様式および密度はNWRとWKYと同様であったが、VIP線維は低かった。これらの結果から、SHRの頚動脈小体における肥大のメカニズムはこれまでに報告されている低酸素暴露ラットの頚動脈小体の肥大メカニズムとは異なるものと考えられる。高血圧症の病態モデルである高血圧自然発症ラット(SHR)における頚動脈小体の形態変化ならびにカテコラミン合成の関連酵素であるtyrosine hydroxylase (TH)とノルアドレナリン合成酵素であるdopamine β-hydroxylase (DBH)の発現の動態変化について、コントロール・ラット(WKY)と比較検討した。得られた結果は次の2点に要約される。1)頚動脈小体の三次元像を連続切片をもとに作成した立体再構築で比較すると、昨年度報告したように、SHRの頚動脈正体は肥大拡張していたが、三次元解析により内頚動脈に沿って伸長ならびに扁平化していることがより鮮明になった。2)頚動脈小体におけるTH・DBH蛍光染色像を比較すると、THはWKYとSHRの頚動脈正体において化学受容細胞および神経線維にみられ、両系統のTH染色性に大きな違いは認められなかった。DBHのに関しては、WKYでは主に血管周囲の神経線維に陽性反応がみられ、DBH陽性の化学受容細胞はほとんど観察されなかったが、SHRではWKYに比べてDBH陽性神経線維は減少し、DBH陽性の化学受容細胞の数は増加した。これらの結果から、高血圧状態においては低酸素環境とは無関係にノルアドレナリン合成能が高まっていることが示唆された。ノルアドレナリンは肥大拡張した頚動脈小体の興奮を抑制し、SHRの分時換気量はWHYと変わりないということを考慮すると、定常酸素濃度において肥大拡張したSHRの頚動脈小体の興奮はノルアドレナリンによって抑制的に調節されている可能性がある。頚動脈小体に存在する化学受容細胞はドーパミンやノルアドレナリンを合成し、刺激受容を抑制的に制御している。高血圧症の病態モデルである高血圧自然発症ラット(SHR)の頚動脈小体でチロシン水酸化酵素(TH)とドーパミンβ水酸化酵素(DBH)の発現について検討を加えた。高血圧ラット(SHR)と対照ラットWistar-Kyoto strain(WKY)、を常法に従い灌流固定後、頚動脈小体を採取し凍結連続切片を作成した。頚動脈小体の形態変化を確認するため、HE染色およびTHに対する抗体を用いて免疫染色を行なった。また、頚動脈小体におけるDBHの発現変化を調べるために、DBHに対する抗体と化学受容細胞のマーカータンパク質であるシナプトフィジンに対する抗体を用いて二重免疫蛍光染色を行なった。免疫染色後、画像解析ソフトを用いて化学受容細胞におけるDBH免疫反応性を数値化した。さらに、化学受容細胞内のDBH陽性線維の分布を検討するために、画像解析により単位面積当たりにおけるDBH陽性神経線維の割合を計測した。THの免疫反応性はSHRとWKYの頚動脈小体において化学受容細胞とその周囲の神経線維に認められ、両者間には大きな差は認められなかった。一方、DBHの免疫反応性に関しては、WKYでは、主に血管周囲に陽性線維の分布が見られたが、DBH陽性の化学受容細胞はほとんど認められなかった。SHRではWKYに比べDBH陽性神経線維は減少するが、DBH陽性の化学受容細胞の数は増加した。化学受容細胞でDBHの発現が増強することから、高血圧状態においては低酸素環境とは無関係に化学受容細胞におけるノルアドレナリン合成能が増強していることが示唆された。

さらに、正常酸素濃度環境におけるSHRでは、頚動脈小体の興奮はノルアドレナリンによって抑制的に調節されている可能性が考えられた。