hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軸対称ベクトルビームによる真空中での第3高調波発生に関する研究

超高強度レーザー光を用いた真空非線形光学現象の観測実験に向けて指針を示すために,軸対称ベクトルビームの照射によって真空中から生じる放射光の第3高調波成分を観測するための最適な実験条件を理論的に導くことを目的として研究を行った.入射光を集光する角度(開口角)やパルス幅などを変数として第3高調波を求める計算コードを作成して放射光を計算した結果,真空中の分極の第3高調波成分は基本波成分と同程度の大きさの振幅をもつにもかかわらず,放射光の光子数に関しては開口角をどのように変えても4光子過程における運動量保存則が満たされず,第3高調波成分は基本波成分に対して無視できるほど小さくなることが分かった.当初の予定では放射光の第3高調波成分を計算した後に真空中の残留気体による散乱光を計算して,それらを比較する予定だった.しかしながら,上で述べたように1ビームの照射では観測可能な第3高調波成分を発生させることができないということが明らかになったため,散乱光の計算はしなかった.その代わりに,ビーム数を増やした場合の非線形光学現象の変化を調べた.具体的には,反対方向に伝搬する2本の直線偏光のレーザー光を真空中の1点に集光した場合に生じる放射光を計算した.この計算により,レーザー光の強度や出力は変わらないにも関わらず,分極と磁化の振幅は1ビームの場合と比べて非常に大きくなり,その結果として放射光の光子数も1ビームの場合と比べて3桁以上増加するという結果が得られた.これにより,真空とレーザー光の相互作用の大きさは,光の強度やエネルギーだけでなく照射するビームの幾何学配置に大きく依存することが分かった.当初の計画通り軸対称ベクトルビームの照射により真空から生じる放射光を計算して単一周波数の軸対称ベクトルビームを用いても真空から第3高調波がほとんど発生しないことを示すと同時に,ビームを対向照射した場合についても計算を行い,真空中の分極と磁化の振幅と放射光子数がビームの幾何学配置に強く依存することを示したため.超高強度レーザー光を用いた真空非線形光学現象の観測実験に向けて指針を示すために,軸対称ベクトルビームの照射によって真空中から生じる放射光の第3高調波成分を観測するための最適な実験条件を理論的に導くことを目的として研究を行った.入射光を集光する角度(開口角)やパルス幅などを変数として第3高調波を求める計算コードを作成して放射光を計算した結果,真空中の分極の第3高調波成分は基本波成分と同程度の大きさの振幅をもつにもかかわらず,放射光の光子数に関しては開口角をどのように変えても4光子過程における運動量保存則が満たされず,第3高調波成分は基本波成分に対して無視できるほど小さくなることが分かった.当初の予定では放射光の第3高調波成分を計算した後に真空中の残留気体による散乱光を計算して,それらを比較する予定だった.しかしながら,上で述べたように1ビームの照射では観測可能な第3高調波成分を発生させることができないということが明らかになったため,散乱光の計算はしなかった.その代わりに,ビーム数を増やした場合の非線形光学現象の変化を調べた.具体的には,反対方向に伝搬する2本の直線偏光のレーザー光を真空中の1点に集光した場合に生じる放射光を計算した.この計算により,レーザー光の強度や出力は変わらないにも関わらず,分極と磁化の振幅は1ビームの場合と比べて非常に大きくなり,その結果として放射光の光子数も1ビームの場合と比べて3桁以上増加するという結果が得られた.これにより,真空とレーザー光の相互作用の大きさは,光の強度やエネルギーだけでなく照射するビームの幾何学配置に大きく依存することが分かった.当初の計画通り軸対称ベクトルビームの照射により真空から生じる放射光を計算して単一周波数の軸対称ベクトルビームを用いても真空から第3高調波がほとんど発生しないことを示すと同時に,ビームを対向照射した場合についても計算を行い,真空中の分極と磁化の振幅と放射光子数がビームの幾何学配置に強く依存することを示したため.
腫瘍増殖と薬剤耐性を標的とした癌の遺伝子治療

平成11年度、河野および鮒博士の直接討議を北九州で行った。薬剤耐性の観点からMDR1遺伝子の発現に着目し、その発現調節を検討した。MDR1遺伝子のプロモーター領域にはCCAATモチーフがあり、このモチーフに結合する転写因子YB-1と会合する因子の同定を北九州で、転写因子NF-Yと会合する因子の同定をスウェーデンで行った。YB-1と会合する因子としてPCNAを既に報告している。今回、YB-1と会合する他の因子として新たにp53が明らかになった。現在、YB-1とp53に会合部位と、p53によるYB-1を介したMDR1遺伝子の発現調節を検討している。スウェーデンではNF-Yと会合する因子として、c-Mycを同定しその結合部位および転写調節機構の解明を行った。また、NF-Yはp53とも会合しており、その会合部位および転写調節機構を現在スウェーデンにて検討中である。一方、薬剤ストレス応答によって発現が亢進する遺伝子のうち、HMG1およびSTAT3に着目して解析した。その結果、HMG1遺伝子の発現はプロモーター領域に結合する転写因子CTF/NF1によって調節されていることが示唆された。また、HMG1はp53と会合すること、およびシスプラチンによる損傷DNAを認識することを観察し、この認識能力はp53によって増大することも観察した。STAT3遺伝子の発現亢進はクロマチン構造の変化に伴う転写の亢進が関与していることが示唆される結果を得た。今後、薬剤ストレス応答によって発現が亢進する遺伝子へのなかでも特に障害DNA認識蛋白や障害DNA修復蛋白に焦点を絞って、その耐性獲得へのメカニズムを解明し、遺伝子治療の標的分子となる因子の同定を来年度も進めていきたい。平成10年度、河野及び鮒博士間での直接討議をスウェーデン及び北九州で行った。薬剤耐性からの遺伝子治療の対象として、CCAAT結合転写因子群及び腫瘍増殖からはc-myc蛋白を取り上げることとした。現在CCAAT結合転写因子としては、YB-1、NF1/NF-Yの発現プラスミドc-mycの発現プラスミドを用いたトランス活性について薬剤関連遺伝子のプロモーターをレポーターとして検討を開始した。大腸菌での発現も行い、会合分子の探索も始めている。YB-1に関しては会合分子がいくつか判明し、PCNAがC末に結合することを見いだし報告した。スウェーデンではNF-Yとc-mycの会合を明らかにしている。一方DNA損傷に伴い発現が上昇する遺伝子群6種についてゲノムクローンを単離し、プロモーター構造を決定した。更にin vivoフットプリント法により転写因子の結合状態を明らかにし、その転写因子の同定作業が進行中である。この結果は薬剤による耐性形質発現及び増殖抑制のメカニズムを転写レベルで明らかにする上で重要である。最近薬剤ストレス応答にヒストンアセチラーゼ(HAT)の上昇が見いだされており、我々も転写因子自身のみならずその修飾にも目を向け3種のHATを大腸菌で発現させ、アセチル化を受ける転写因子をはじめとする核内蛋白のアセチル化の検討を進めている。このことにより、遺伝子治療の分子標的となる因子の同定を来年度進めたい。

現在、YB-1とp53の会合部分と、p53によるYB-1を介したMDR1遺伝子の発現調節を検討している。スウェーデンではNF-Yと会合する因子として、c-Mycを同定しその結合部分および転写調節機構の解明を行った。また、NF-Yはp53とも会合しており、その会合部位および転写調節機構を現在スウェーデンにて検討中である。一方、薬剤ストレス応答によって発現が亢進する遺伝子のうち、HMG1およびSTAT3に着目して解析した。その結果、HMG1遺伝子の発現はプロモーター領域に結合する転写因子CTF/NF1によって調節されていることが示唆された。また、HMG1はp53と会合すること、およびシスプラチンによる損傷DNAを認識することを観察し、この認識能力はp53によって増大することも観察した。STAT3遺伝子の発現亢進はクロマチン構造の変化に伴う転写の亢進が関与していることが示唆される結果を得た。今後、薬剤ストレス応答によって発現が亢進する遺伝子のなかでも特に障害DNA認識蛋白や障害DNA修復蛋白に焦点を絞って、その耐性獲得へのメカニズムを解明し、遺伝子治療の標的分子となる因子の同定を来年度も進めていきたい。
「源氏物語」の計量分析-統計分析に基づく作者および成立過程に関する新研究-

池田亀鑑編『源氏物語大成』をテキストとし、すべての文章を単語分割し、品詞情報を付けた『源氏物語』54巻(約38万語)のデータベースを完成し、自立語約21万語、付属語約17万語に関して、それぞれ語彙用例総索引を出版した。また、紫式部日記に関しても、同様のデータベースを完成し、語彙用例総索引を出版した。更に、『源氏物語』関連文献として、『山路の露』、『雲隠六帖』、『手枕』の文章を単語分割し、品詞情報を付けたデータベースも作成した。加えて、文章データを処理するための種々のプログラムを開発した。また、これらのデータベースを用いて、『源氏物語』の各巻の文章を統計的に分析し、他作家説のある『源氏物語』の後半の10巻の文章が、品詞の使用率、言葉の使用率等の多くの点で前半の44巻と異なること、また会話文と他の文では、助動詞の用い方に明らかな差があることなど、新しい知見を得た。また、助詞の使用率の変化から、『源氏物語』の執筆開始時期の推定も試みた。本研究は、「源氏物語」の作者、成立過程をめぐる諸問題を、従来の成立過程論論争ではなく、コンピュータを用いてより詳細でかつ正確な計量分析を行い、解決を試みようとするものである。研究初年度の今年は(1)すでに本研究の代表によって作成されていた、中央公論社の「源氏物語大成」(池田亀鑑編著)を底本とし、単語分割し品詞情報を付加した「源氏物語」54巻のデータベース(約40万語)について、単語認定、品詞認定などの最終的なチェックを行い、自立語(約22万語)に関して語彙用例総索引(約5500頁)を作成し出版した。(2)作者に関する問題を解決するため、「源氏物語」を模倣して書かれたとされる「手枕」、「雲隠六帖」及び「山路の露」を入力し、単語分割し、品詞情報を付加する作業を行った。(3)成立過程に関する問題を解決するため、「紫式部日記」及び「紫式部集」を入力し、(2)と同様なデータベースを構築する作業を行った。(4)「源氏物語」54巻のデータベースを用い、各巻の初出単語の分布、延べ語数に対する異なり語数の割合など、次年度以降の研究に必要となる基礎的な統計量を算出した。池田亀鑑編「源氏物語大成」をテキストとし、すべての文章を単語分割し、品詞情報を付けた「源氏物語」54巻(約38万語)のデータベースを完成し、付属語約17万語に関して、語彙用例総索引(全5巻、5300頁)を刊行した。また、「源氏物語」関連文献として、「山路の露」、「雲隠六帖」、「手枕」の文章を単語分割し、品詞情報を付けたデータベースも作成した。更に「紫式部日記」のデータベース化も進めた。これらのデータベースを用いて54巻の各巻ごとに品詞の使用率や、単語の使用率等の基礎的な統計量を算出し、統計的分析を開始した。特に54巻の中の後半の10巻(一般に「宇治十帖」と呼ばれる)が紫式部の作でないという宇治十帖他作家説を中心に分析を進めた。昨年度までに作成した『源氏物語』54巻のデータベース376,232語と、『源氏物語』関連文献の『山路の露』、『雲隠六帖』、『手枕』のデータベースに加え、今年度に作成した『紫式部日記』のデータベースを用いて、『源氏物語』54巻の成立や著者に関する疑問を解決するため、『源氏物語』の文章を統計的観点から分析した。この分析を通じて、『源氏物語』の各巻の文章の特徴を計量的な観点から明かにし、古来から他作家説のある『源氏物語』の後半の10巻の文章が、品詞の使用率、言葉の使用率等の多くの点で前半の44巻と異なること、また会話文と地の文では、助動詞の用い方に明らかな差があることなど、新しい知見を得た。また助詞の使用率の変化から、『源氏物語』の執筆開始時期の推定も試みた。なお、本年度に作成した『紫式部日記』のデータベースを用いて、『紫式部日記語彙用例総索引』(564ページ)を作成し、科研費研究成果公開促進費の援助を受け勉誠社より出版した。
顎関節・咬合形態および咬合接触の非対称と顎関節負荷の関連についての生体力学的研究

1目的咀嚼システムの筋骨格系や咬合状態を計算機上で再現した数理モデルを構築し、同時入力した下顎運動データ、動的咬合圧データをモデルに入力することにより、顎関節内で生じている、動的な生体力学的事象について予測し、顎関節に対する負荷が、関節窩・下顎頭および咬合形態の非対称と、どのように関連しているかを明らかにする。2方法高精度下顎6自由度運動記録システムと、咬合圧、咬合接触部位・面積計測システムを用いて、咀嚼時、上下歯のガイド時、およびかみ締め時の下顎頭の6自由度運動を記録する。上下歯のガイド時およびかみ締め時については下顎頭の6自由度運動と咬合圧、咬合接触部位・面積の経時変化を同時記録する。披検者一人につき、これらのタスクを10回繰り返しさせる。患者には咬合圧計測システムのモニターに表示される咬合圧とその左右バランスを見てフィードバックさせ、上下歯のガイドおよびかみ締めタスクの再現性を確認しておく。咀嚼タスクとしては被検食品を片側の習慣性咀嚼側である臼歯部にて咀嚼させる。次に咬合干渉物を片側臼歯部に装着し、反対側にて咀嚼運動を行わせ、干渉があるときとないときとの間にて下顎頭の運動を記録した。これらの検査と同じ日に、顎顔面部のCT/MRI画像を記録する。MRI画像は、あらかじめ用意しておいた下顎運動計測用のプラスチック製フェースボウに造影剤を含んだ運動計測マーカーを被験者に装着した状態で画像を記録し、咀嚼時の下顎頭表面と関節窩表面との間の距離のダイナミックな変化を記録した。3結果咬合干渉物を装着すると咀嚼運動中の咬合相において、顎顔面座標系の前後軸の周りの回転運動(Roll運動)の角速度が上昇し、咀嚼時の下顎頭表面と顎関節窩表面のうち、特に内外側方向での変動が大きくなることが明らかとなった。4結論以上の結果から、咀嚼時のバランシングコンタクトの変化は、顎関節内の構造的変化をひき起こし易いことが示唆された。

次に咬合干渉物を片側臼歯部に装着し、反対側にて咀嚼運動を行わせ、干渉があるときとないときとの間にて下顎頭の運動を記録した。これらの検査と同じ日に、顎顔面部のCT/MRI画像を記録する。MRI画像は、あらかじめ用意しておいた下顎運動計測用のプラスチック製フェースボウに造影剤を含んだ運動計測マーカーを被験者に装着した状態で画像を記録し、咀嚼時の下顎頭表面と関節窩表面との間の距離のダイナミックな変化を記録した。3結果咬合干渉物を装着すると咀嚼運動中の咬合相において、顎顔面座標系の前後軸の周りの回転運動(Roll運動)の角速度が上昇し、咀嚼時の下顎頭表面と顎関節窩表面のうち、特に内外側方向での変動が大きくなることが明らかとなった。4結論以上の結果から、咀嚼時のバランシングコンタクトの変化は、顎関節内の構造的変化をひき起こし易いことが示唆された。1目的咀嚼システムの筋骨格系や咬合状態を計算機上で再現した数理モデルを構築し、同時入力した下顎運動データ、動的咬合圧データをモデルに入力することにより、顎関節内で生じている、動的な生体力学的事象について予測し、顎関節に対する負荷が、関節窩・下顎頭および咬合形態の非対称と、どのように関連しているかを明らかにする。2方法高精度下顎6自由度運動記録システムと、咬合圧、咬合接触部位・面積計測システムを用いて、咀嚼時、上下歯のガイド時、およびかみ締め時の下顎頭の6自由度運動を記録する。上下歯のガイド時およびかみ締め時については下顎頭の6自由度運動と咬合圧、咬合接触部位・面積の経時変化を同時記録する。披検者一人につき、これらのタスクを10回繰り返しさせる。患者には咬合圧計測システムのモニターに表示される咬合圧とその左右バランスを見てフィードバックさせ、上下歯のガイドおよびかみ締めタスクの再現性を確認しておく。咀嚼タスクとしては被検食品を片側の習慣性咀嚼側である臼歯部にて咀嚼させる。
大災害の予測理論の試み、とくに災害による社会変動予測モデル

1)予測理論の構築まず多数成分の協同現象の力学的取扱いとしてのSynergeticsを基礎とし,Weidlichらの理論の適用から,社会構造の確率的運動方程式を求め,それがFokkerーPlanckの方程式で表されることを利用し,これに外力としての自然力(時間の関数としての表現)および自然力の制御項など「時間おくれを考慮した時間の関数)を導入して,災害による社会構造変化の予測モデルを定式化した。この運動方程式の数値解から,カオスの発生として大災害が表現されることになるが,その特性はこれらの外力項に依存する。2)予測理論の適用性江戸時代の初期における人口増加から,18世紀に入ってから自然災害の頻発に伴って人口が停滞,減少した事実をこの予測モデルによって追算した。とくに,自然力の入力としての災害の対策例の作成とそれによる人口の減少割合を推定し,これらを用いて確率的運動方程式の表現として得られる平均値としての人口の変化を評価することができた。3)予測理論の一般化基礎となる運動方程式において外力項のポテンシャル表示を検討し,災害ポテンシャルの力学的な表示を試み,その時間的変化から災害ポテンシャルの増大の可能性を調べた。より一般的な災害ポテンシャルの表示を与えた場合の本予測理論の展開を試み,適当な初期・境界条件の場合の解を検討した。長期のタイムスケ-ルにおける実例として,縄文時代および弥生時代における人口の増加とその停滞および減少について,本予測理論を適用し,災害ポテンシャルとの関係を明らかにした。
膀胱癌細胞と血管内皮細胞の細胞間コミュニケーションに対する抗癌剤の作用の解析

膀胱癌細胞の細胞間コミュニケーションに対する抗癌剤の効果:抗癌剤は比較的低濃度で腫瘍細胞のみならず血管内皮細胞の増殖抑制およびICの抑制を生じるという結果を得、これは5-FluorouracilやDoxorubicinの副作用として広く知られている心血管障害の一因を想定させるとともに腫瘍血管新生障害による抗腫瘍効果および抗癌剤使用による癌細胞の悪性進展の可能性を示唆するものと考えられる。
各種ガスハイドレート構造における水素包接能力に関する研究

ガスハイドレートを利用した水素貯蔵技術について、貯蔵の可否、ならびに貯蔵量、貯蔵条件に対するガスハイドレート結晶構造の影響を研究した。特に、水素貯蔵の可否は、ハイドレート構造に大きく依存し、ハイドレート骨格を分解することなしに加圧・減圧の圧力操作のみで利用可能な特定のハイドレート結晶構造が存在することを明らかにした。ガスハイドレートの特性を活かした新規水素貯蔵プロセスの基礎研究として、既知の各種ガスハイドレート結晶構造への水素包蔵能力について検討した。本年度は、すでにハイドレートの結晶構造が明らかとなっているガスおよび環状エーテル、アンモニウム塩に水素を添加した系からなるクラスレートハイドレートの高圧相平衡測定、ラマン分光分析を行った。氷点から常温付近、数MPa程度の圧力では、エタン、シクロプロパンなど構造I型結晶構造をとるゲスト分子から生成するハイドレートには水素は包接されず、プロパンやテトラヒドロフランなど構造II型結晶構造をとるゲスト分子であれば、数MPa程度の比較的低い圧力域であっても、水素がハイドレート籠の一部を占有することを明らかにした。また、ハイドレート構造が不明、もしくは既報間に差異が認められる第4級アルキルアンモニウム塩について、アルキル鎖の長さをC2からC4まで変化させて水素包蔵能力を検討した。その結果、テトラブチルアンモニウム塩を用いた場合に水素を包蔵することを見出した。また、対アニオンを変えることで熱力学的安定性が向上すること、圧力によって構造が相転移することを見出し、この構造相転移の結果、水素の包蔵量が急激に増加することを見出した。また、ハイドレート構造が構造II型であれば、ハイドレート籠の水素結合ネットワークを破壊することなく、水素の加圧・減圧(圧力スイング)によって、水素の吸収・放出が可能であることを見出し、その吸収・放出速度を測定した。放出速度は実用面で考えても良好な速度であるが、吸収速度は放出速度と比較してかなり小さい。本年度の数多くのゲスト分子を用いた研究から、次年度における水素吸蔵量の増加、吸蔵速度の向上を目的とした水素包蔵を助ける新規ゲスト分子の探索指針が得られたのではないかと思われる。平成20年度は、主に有機溶媒+水、水溶性ゲスト分子水溶液に水素分子を加えて、水素を含む混合ガスからなるクラスレートハイドレート、セミクラスレートハイドレートの高圧相平衡測定、ラマン分光分析を行った。クラスレートハイドレートでは、窒素、フラン、テトラヒドロチオフェンを用いて水素包接性の研究を行った。すでに平成19年度の結果で、立方晶の構造I型と構造II型間で水素包接能力に違いが見られることを見いだしており、本年度も昨年度の結果を支持する研究成果が得られた。しかしながら、同じ構造II型であっても、ゲスト分子によって、水素取収速度に顕著な差が見られたことから、僅かなハイドレート構造の歪みや、ゲスト分子がもつ物理化学的性質が水素の吸収速度に影響を与えることが示唆される。セミクラスレートハイドレートでは、第4級アンモニウム塩やアミンを用いて研究を行った。水素加圧下で水溶液からセミクラスレートを調製した場合、水素が小さい籠のみに包接され、高圧力域では、水素が包接される小さい籠の数がより多い構造に相転移することを明らかにした。一方、あらかじめ調製したセミクラスレートに、後から水素を加圧した場合、低圧力域では水素が吸収されず、40MPa以上の高圧力が必要であることを見いだした。このように各結晶構造における水素包接能力・速度、には、ハイドレート結晶内の水素分子の拡散性に起因すると思われる相違点が存在し、ハイドレートの結晶構造の選定がハイドレートを利用した水素貯蔵において重要な要因の一つとなりうることを明らかにした。以上の研究成果を5報の論文にまとめ、すでに3報が掲載、2報が審査・投稿準備中である。
大腸菌O157の増殖に対する食品成分の影響に関する研究

大腸菌O157は、血便と腹痛を主症状とする出血性大腸炎を起こす危険な細菌である。本病原体は経口感染で胃を通過するために高い酸耐性を有すると共にベロ毒素を生産する。大腸菌O157の酸耐性とベロ毒素生産性の変動を、実際の感染源となる食品毎に調べることは、食品の安全性評価の観点から重要な課題である。本研究では、まず各種調味料が大腸菌O157の増殖と生存に及ぼす影響を検討した。大腸菌O157と非病原性大腸菌の注目すべき違いとして、大腸菌O157は醤油に対する耐性がきわめて高いことを見いだした。また、醤油含有培地が、大腸菌O157の選択培地として有用であることを示した。これらの成果は、大腸菌O157の迅速分離に、きわめて有用な知見を与えると考えられた。続いて、種々のスパイスの大腸菌O157および非病原性大腸菌に対する抗菌作用を明らかにした。全体として、大腸菌O157は、非病原性大腸菌よりも、スパイスの抗菌作用に対して高い耐性を示したが、ナツメグのエタノール抽出画分に対しては大腸菌O157が高い感受性を示し、容易に殺菌されることを見いだした。この結果は、大腸菌O157による食中毒の発生防止にきわめて有用な情報を与える成果と考えられた。また、各種食品中で増殖した大腸菌O157の酸耐性とベロ毒素生産性の変動、並びに酸耐性機構について検討した。その結果、食品に混入した大腸菌O157の酸耐性は食品の保存時間の延長と共に増加するが、低温で保存した食品中においては、増殖段階にかかわらず低い酸耐性を示すことを明らかにした。従って、大腸菌O157によって汚染された食品の危険性は、保存温度の低下により軽減されると考えられる。また、大腸菌O157のベロ毒素生産性に関しても種々の食品について検討を行い、タマネギの抽出液がベロ毒素生産性を低下させることを見いだした。これらの成果は大腸菌O157による食中毒の発生防止に有用な知見と考えられた。大腸菌O157には、生産する毒素の種類等において異なる様々な菌株が存在するため、まず、多様な大腸菌O157株を分離した。牛枝肉、健康牛の糞便、下痢症患者から、約100株の大腸菌O157を分離した。これらの菌株の遺伝子解析及び生産する毒素タイプの分析によって多様な大腸菌O157が得られたことを確認した。また、研究代表者等が開発したアラニンラセマーゼ遺伝子を標的とする大腸菌の迅速検出法が、多様な大腸菌O157を検出可能なことを確認した。分離した大腸菌O157を用いて、種々の食品中での大腸菌O157の増殖曲線を調べた。多くの食品は冷蔵庫に一時保存されるため低温での増殖を検討した。その結果、牛肉・豚肉・鳥肉の中では、豚肉中での増殖が最も早く、次いで、鳥肉、牛肉の順であった。野菜類や乳製品では、食品の種類によって増殖速度がことなり、また、野菜の表面と内部でも増殖速度が異なっていた。また、じゃがいもにおいては、保存初期に増殖抑制効果が見られたが、後に急激な増殖が認められた。現在、大腸菌O157の増殖を抑制するじゃがいも成分を解析すると共に、各種の保存性の高い食品や伝統食品等の中から、大腸菌O157の増殖に阻害的な食品を検索中である。

現在までに、牛枝肉、健康牛の糞便、下痢症患者の糞便から、約100株の大腸菌O157を分離し、これらの菌株を用いて、食品中での大腸菌O157の増殖特性を検討した。大腸菌O157を接種した種々の野菜類の抽出液を室温で1日間放置した時、試験したすべての野菜抽出液中において大腸菌O157が増殖した。しかしながら、野菜抽出液を121°Cで15分間加熱した場合、トマト抽出液中では大腸菌O157の細胞数が減少した。トマトの何らかの成分が加熱により抽出されたか、または加熱により構造変化を受けた物質が大腸菌O157の生存率に影響を与えたものと考えられた。この加熱したトマト抽出液中での大腸菌O157の生存率を経時的に測定したところ、保存3日目以降は細菌数が増加することが判明した。従って、大腸菌O157は、トマト域分による殺菌作用を受けるが、次第にその成分に対する耐性を獲得すると考えられる。種々の調味料では、食塩、しょ糖、食酢、醤油、ソース、ケッチャプに増殖抑制効果が見られたが、みりんには効果が見られなかった。ケチャップの増殖抑制効果は、トマト成分と食塩の両者の作用によるものと考えられた。各種香辛料の効果についても検討を行ったところ、一般に抗菌作用を有することが知られている香辛料は、大腸菌O157に対しても増殖抑制効果を示した。遺伝的に多様な大腸菌O157を用いて、野菜、肉類、牛乳、調味料、香辛料中での増殖特性を検討した。大腸菌O157の牛肉中での増殖は、10°C以上の温度では1日で約10倍以上、3日間で1000倍以上、7日間で約10万倍以上に増殖した。同様に牛乳中での大腸菌O157の増殖では、初期の生育速度が牛肉中よりも遅いものの、大腸菌O157は非病原性大腸菌より増殖速度が早いことが判明した。各種野菜中での大腸菌O157の増殖では、野菜の種類によって増殖速度に違いが見られ、特にキュウリやショウガでは1日間で1,00010,000倍に細菌数が増加した。調味料、香辛料中では、大腸菌O157の生存率が非病原性大腸菌に比べて高く、特に14%前後の醤油中では、非病原性大腸菌の生菌数が低下するにもかかわらず、大腸菌O157は増殖することが判明した。アルコール、有機酸、食塩等の一般に微生物の増殖を抑制する物質を含む醤油中においても、大腸菌O157は高い耐性を示すことが明らかとなった。遺伝的に多様な大腸菌O157を用いて、食品中での増殖挙動と本病原菌の高い感染力と相関する酸耐性について検討を行った。各種食品中の中で香辛料であるナツメグ抽出液中において、非病原性大腸菌の生細胞は影響を受けず、大腸菌O157の生細胞数が著しく低下するという興味深い結果が得られた。逆に、オールスパイス、スターアニス、シナモンの水抽出液に対して、大腸菌O157株は非病原性大腸菌より高い耐性を有することも明らかとなった。牛肉、野菜類中での増殖においては、大腸菌O157と非病原性大腸菌の間に有意な差は見られなかったが、食品の種類によって増殖曲線は異なった。牛乳では、各大腸菌細胞を接種して10°Cでインキュベーションした時、保存3日目以降に大腸菌O157は非病原性大腸菌に比べ著しく増殖した。大腸菌O157の酸耐性は、増殖温度と増殖段階の違いによって大きく変動した。増殖温度25°Cでは野菜類、牛肉、牛乳のいずれの食品中でも、大腸菌O157の酸耐性は培養時間の延長と共に増加したが、増殖温度10°Cでは、増殖段階にかかわらず低い酸耐性を示した。
金融機関の経営と含み益

戦後、わが国の銀行と生保は多くの含み益を形成してきた。なぜなら、持ち合い構造のもとで株式を大量に抱えるとともに、経済成長と共に日経平均株価が一貫して上昇を続けたからである。しかし、1990年のバブル崩壊以後、株式を中心とする含み益は大幅に減少し、わが国金融機関の経営は変化しようとしている。当然のことながら株式持ち合いの意味も薄れている。本研究はそのようなわが国金融機関の特色でもある株式含み益に注目し、経営にいかなる影響を及ぼしているかを分析している。周知のようにある事件が銀行株価に及ぼす伝染効果(Contagion Effects)には純粋パニック効果(Pure Panic Effects)と情報効果(Information-BasedEffects)の2種類がある。最近の研究ではこれらの効果を識別するモデルがさまざまな研究者によって展開されている。本研究では銀行ばかりでなく生保会社も対象にしながら、この現象をいろいろな角度から見ている。まず第一に銀行分析では銀行株価に注目し、生保では契約高の動きに関心を寄せている。これらの動きを見ることによって伝染効果の有無を判断している。次に伝染効果が存在していることを確認したうえで、純粋パニック効果なのか、それとも情報効果なのか、それを識別する作業が展開されている。このことを明らかにするため、「純含み益」を計測している。これは含み益から不良資産を差し引いたものである。その結果、銀行であれ、生保であれ、ともに情報効果が作用していることを明らかにしている。わが国の銀行はバブル期まで日経平均株価の上昇とともに含み益を大幅に増やしていたが、1989年末をピークに翌年以降、日経平均株価の下落から含み益を急激に減らすことになった。これはわが国の銀行が株式を大量に保有しているためである。このことは銀行のバランスシートから明らかなように銀行それ自身の株価に影響を及ぼすことになる。つまり、保有資産である株式の時価が下がり含み益が減少すれば、それに応じて銀行株も下落することになる。それゆえ、日経平均株価が下落する場合、銀行株もほぼ同じ割合で下落していくと予想される。だが、実際には銀行株の変動は銀行ごとに異なっている。しかも、その変動は銀行の含み益の状況と密接な関係にあることも見い出された。本年度の研究では含み益の減少と銀行株の下落に注目し、いかなる関係が存在するかを、全国銀行(都銀11行、長期信用銀行3行、信託銀行7行、地方銀行10行の合計31行)を対象に分析し、含み益が薄い銀行ほど株価下落が大きいことを見い出した。その理由として、第1に含み益のバッファー機能に注目し、含み率の低下はリスク吸収能力の低下に結びつき、株価下落をもたらすことを明らかにした。そして、第2の理由として相互持ち合い構造の崩壊に注目し、銀行株の下落が従来の持ち合い構造を揺さぶり、安定株主の保有比率を低めた結果、株価をさらに引き下げたことを示した。平成9年度の研究では、金融機関のなかでも生保会社に注目し、分析を進めた。いままでは銀行を対象にしながら、含み益を求め、それが銀行株に反映されていることを見い出してきた。本年度は生保会社の含み益を求め、それが生保経営にいかなる影響を与えているかをみた。生保会社は相互会社であるため、経営の内容を要約した株価がないため、いままでのような銀行を対象とした株価分析は不可能である。そこで、生保契約高と解約・失効に注目し、分析を試みた。それは含み益と契約高および解約・失効の関係をみるものである。生保上位16社を対象に両者の関係をみると、含み益の低い生保会社ほど契約高の伸びは低く、しかも解約・失効も高いことが明らかにされた。前年度では含み益の薄い銀行ほど株価の伸びは低いことが見い出されたが、生保会社の場合はそのことが契約高や解約・失効に表われていることが示されたと言える。平成10年度はいままでの2ヵ年にわたる成果をまとめる年度としている。

それゆえ、論文の形で書き上げることに集中した。もちろん、過去2年間においても論文の形で表しているが、特に中心となる研究成果をまとめるように進めた。その一つが「生保の伝染効果」(『専修商学論集』)であり、もう一つが『銀行株の伝染効果』(『証券経済学会年報』)である。本研究の目的はわが国金融機関の特色である株式保有が株式含み益を形成し、そのことが経営にいかなる影響を及ぼしているかを分析している。その際、今日の最大の問題である不良債権問題を無視するわけにはいかない。そこで、株式含み益から不良債権を差し引いた「純含み益」という新しい用語を用いながら、経営分析を試みている。分析方法として多くの研究者によって進められているイベントスタディーを用いている。ある事件が発生した結果、銀行株価そして生保保有高にいかなる影響を与えているのか、そしてそれは根拠のある動きを展開しているのかを分析している。その結果、銀行であれ生保であれ、事件の影響を受けるが、それは純含み益の大きさに依存する動きを展開していることが明らかにされた。
大量処理を実現する複合型マイクロ細胞ソーティングシステムの開発と応用

非対称格子状流路構造,高密度2段格子状流路システム,改良型水力学的濾過法等の種々の新規細胞分離システムを提案し,希釈血液からの白血球の直接分離回収,血液中の単球のワンステップ・非標識濃縮,白血球除去・血小板除去・赤血球濃縮の同時実現等により,それらの有用性を示した。また,流路の高密度並列化,新規分離メカニズムの採用等により,希釈血液について最大で毎分15ミリリットルを越える高速分離を実現することもできた。さらに,細胞変形能を利用した細胞分離装置による循環がん細胞の効率的捕捉,多段階キャリア液交換用マイクロ流体デバイスによる「細胞プロセッサー」の開発等も行い,製品化のための共同研究も開始した初年度となる平成26年度は,主に細胞ソーティングの高処理量化を目指した基盤技術開発として,以下の課題に取り組み,成果を出すことができた。(1)これまでに開発を行ってきた水力学的濾過法について,臨床応用を視野に入れ,希釈血液からの白血球の除去・血小板の除去・赤血球の濃縮,という3つの課題を同時に可能とする流路システムの設計・作製を行い,赤血球濃縮の可能性を示すデータを得ることができた。(2)細胞ソーティング用並列化流路の作製を行い,最大で128流路が単一のデバイスに統合化された複合化流体デバイスを構築することができた。(3)非対称に配置した格子状の流路構造を用いた新規細胞分離・選抜装置を開発し,流路の形状や操作条件が細胞選抜に影響を与える要因を評価した。当デバイスは流路の閉塞という問題が起こりにくく,また分離サイズの制御が容易であるという点で優れている。主に標準粒子を用いて分離性能評価を行い,粒子の挙動を詳細に観察することで,分離に与える要因の評価と分離メカニズムの解明を行った。また,細胞分離については,特に希釈血液からの単球のワンステップ選抜が可能となることを,血球自動計測器や免疫蛍光染色による観察によって示した。(4)格子状流路を8個並列化した流路構造,そしてそれをさらに平面状に複数総積層化した流路構造の作製を行い,毎分1 mL程度の処理が可能であることを確認した。(5)段差のある格子状流路構造の設計と作製を行ったところ,平面的な格子状流路構造とは全くことなる原理による細胞分離の可能性が示唆された。これらのほかにも,ピラーアレイ構造流路・ハニカム状流路などの設計を検討したほか,エルトリエーション流路の開発を行った。また,培養細胞を中心として,多様な細胞の選抜への適用可能性を検討した。(1)前年度までに開発した格子状流路構造を用いた細胞分離システムについて,そのさらなる改良と応用を行った。特に,流路構造の形状パラメーターの影響を評価しつつ,マイクロPIVシステムを用いて流れの計測を行うことで,その分離機構の解明を行ったほか,具体的な応用として,希釈血球からの単球のワンステップ分離を実証することができた。特に格子状の流路構造を最大30ユニット程度並列することで,毎分数ミリリットルという比較的高い処理量を達成することができた。(2)段階的に深さの異なるマイクロ流路構造を利用した微粒子・細胞の分離について,新たな原理の創出とその分離機構の解明を行ったところ,深さの均一な格子状流路とは異なる分離メカニズムが存在することが明らかとなった。加えて,通常のHDF流路構造を単純化し並列化した流路構造を設計し作製した。最大128ユニットを並列化した流路構造について,その設計指針を構築するとともに,希釈血液の処理において最大毎分15ミリリットルを達成することができた。(3)マイクロ流路エルトリエーターシステムを用いた比重差分離技術については,特に血液中の小胞の分離に向けた基礎検討として,直径100500ナノメートルの粒子分級のための流路の設計と作製を行い,その応用可能性を実証することができた。(4)細胞のキャリア液交換による細胞処理システムについても,その有用性を実証する研究結果が得られ始めている。最終年度は,特に複数の原理に基づく分離法を直列に接続したマルチパラメーター手法の確立と,がん細胞をターゲットとした応用展開を中心に,研究開発を継続する予定である。流路構造の並列化・格子状流路構造の開発によって,最大毎分15ミリリットルという当初目的としていた処理量を達成し,また単球のワンステップ純化を行うことで,医療分野における応用可能性を実証することができた。さらに,マイクロ流体エルトリエーターシステムや細胞処理システムについても,当初の期待以上の成果を上げることができた。循環がん細胞の分離およびマルチパラメーター分離については,現在もその基礎的なコンセプトを実証中であるため,全体としては(2)であるとした。平成26・27年度に引き続き,細胞分離装置のさらなる機能化および高処理量化を目指しつつ,分離装置の実用性を示すためのバイオ・医療応用を目指した。まず,細胞の変形能に着目した新規細胞選別用マイクロ流体デバイスを開発し,平板状の流路構造を利用して,血液中にわずかに存在する循環がん細胞をターゲットとした細胞の分離および選抜を実証した。また,これまでに開発を行ってきた格子状流路を利用した粒子・細胞分離装置の更なる高処理量化およびその分離原理解明を目指した実験検討を行った。具体的には,より高処理量の分離を目指し,深さの異なる流路が交差した格子状流路構造を設計および作製し,その内部における流れの解析を行ったほか,サイズに応じた粒子・細胞の新規分離システムとしての利用を行なった。

さらにまた,末梢血に存在する血球を分離・選抜するための流路設計について,その更なる機能化と高処理量化をめざし,実際に最高で希釈血液に換算して毎分15 mL程度の処理量を達成した。このようなシステムは,手術時の血液成分の濃縮システムとして,あるいはアフェレーシスのための細胞分離装置として有用であることが示唆された。また培養細胞の分離・濃縮が可能であることを示したほか,企業との共同研究を通じて,本技術の製品化および実応用への展開を図った。さらにまた,多段階溶液交換マイクロ流路を設計・作製し,細胞分離のみならず,細胞の多段階プロセッシング(染色や機能解析)を効率的に行う手法を開発し,その有用性を示したほか,生体由来サブミクロン微粒子の分離・選抜への応用として,細胞よりもサイズの小さい粒子の分離挙動の観察を行った。これらの検討を通して,マイクロ流路システムをベースとした細胞選抜・処理システムの有用性を実証することができたと考えられる。非対称格子状流路構造,高密度2段格子状流路システム,改良型水力学的濾過法等の種々の新規細胞分離システムを提案し,希釈血液からの白血球の直接分離回収,血液中の単球のワンステップ・非標識濃縮,白血球除去・血小板除去・赤血球濃縮の同時実現等により,それらの有用性を示した。また,流路の高密度並列化,新規分離メカニズムの採用等により,希釈血液について最大で毎分15ミリリットルを越える高速分離を実現することもできた。さらに,細胞変形能を利用した細胞分離装置による循環がん細胞の効率的捕捉,多段階キャリア液交換用マイクロ流体デバイスによる「細胞プロセッサー」の開発等も行い,製品化のための共同研究も開始した単一の流路構造については,特にサイズに依存した分離を達成する流路構造について,水力学的濾過法を用いた血球分離の実証および新規に開発した格子状流路構造の有用性をそれぞれ実証することができた。なお,処理量の向上については,当初の予定より前倒しで,並列化流路の作製による毎分1ミリリットルのサンプル処理を実現でき,実用化にむけた大きな課題の一つをクリアできたと言える。また,単球の分離といった,既存の手法では通常困難であった細胞選抜を高精度かつ簡便に可能とするシステムの開発に成功したことは特筆すべきことであると考えられる。ただし,表面マーカーを用いた分離法については,細胞を磁気標識した場合の分離は可能であるものの,流路表面は標識され細胞は標識されていない場合の分離は完全には達成されていないため,2年度目以降の課題としたい。これまでに引き続き,高機能な細胞分離装置の開発を行うほか,分離装置の実用性を示すための種々の医療応用を目指す。細胞分離装置としては,特に循環がん細胞の選抜をターゲットとして,マルチパラメーター(サイズに加え,変形能・表面マーカーなど)に基づいた分離手法の開発を引き続き行い,それらのシステムにおいても,毎分10ミリリットル程度の処理量が達成できるかどうかについて検討を行う予定である。また,これまでに開発した格子状流路構造についても,その分離メカニズムのさらなる解明と,分離対象の性質に応じたユニバーサルな流路設計指針に関する知見を得たい。さらに,実際のバイオ・医療応用を目指した展開を行う予定である。
腫瘍溶解性ウイルスHF10吸着化リンパ球による新規治療法の開発

本研究は、HF10を抗腫瘍リンパ球に吸着させることでリンパ球を運び屋として利用し、HF10の全身投与法の確立を目的とした。模擬的な癌抗原としてovalbuminを発現するマウスメラノーマ細胞の皮下腫瘍モデルマウスに対して、HF10吸着リンパ球を尾静脈投与したところ、他の治療群と比較してHF10吸着ovalbumin抗原特異的T細胞治療群において最も高い抗腫瘍効果が示された。癌抗原特異的T細胞がovalbumin抗原提示している腫瘍内に選択的に集族し、T細胞に吸着したHF10が不活化されることなく腫瘍まで搬送され抗腫瘍効果を発揮した事が示唆され、臨床応用への基礎データを得た。本研究は、臨床研究が進められる腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスHF10の全身性癌や転移癌への適応拡大も視野に入れ、腫瘍特異性を持たせたリンパ球の表面にHF10を吸着させ(ヒッチハイク法)、腫瘍溶解性ウイルスを血管内投与して腫瘍まで到達させる新規バイオ製剤の開発を目的としている。また本研究で用いるovalubminアレルギーの特殊なTransgenic mouse (OT-1マウス)の安定した繁殖にも成功し、脾臓からリンパ球(OT-1 T-cell:ovalbumin産生細胞に集束し障害)の採取を行った。採取されたリンパ球はSIINFEKLペプチド(ovalbimin抗原)で刺激し、抗原特異的なCTLを誘導し、フローサイトメトリーを用いてCD8 T cellの存在を確認した。本研究は、臨床研究が進められる腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスHF10の多発性転移癌への適応拡大も視野に入れ、腫瘍特異性を持たせたリンパ球の表面にHF10を吸着させ(ヒッチハイク法)、腫瘍溶解性ウイルスを血管内投与して腫瘍まで到達させる新規バイオ製剤の開発を目的としている。本研究は、臨床研究が進められている腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスHF10の多発性転移癌への適応拡大を視野に入れ、腫瘍特異性を持たせたリンパ球の表面にHF10を吸着させ、腫瘍溶解性ウイルスを血管内投与して腫瘍まで到達させる新規のDrug delivery開発を目的としている。B78H1nectin-ovaの皮下腫瘍モデルマウスに対してcontrol T cell、OT-1 T cell、HF10、HF10吸着control T cell、HF10吸着OT-1 T cellの5種類の異なる治療群の組み合わせを用い、全身投与(尾注)による抗腫瘍効果を検討した。その結果、他の治療群と比較してHF10吸着OT-1 T cell治療群において最も高い抗腫瘍効果が示された。OT-1 T cellが腫瘍内に選択的に集族し、吸着HF10が不活化されることなく腫瘍まで搬送され抗腫瘍効果を発揮したと考えられる。本研究結果から腫瘍特異的リンパ球を用いた腫瘍溶解性HSVの血管内投与法の有効性が示唆され、原発巣のみならず転移巣への効果も期待され、今後、難治癌の新たな治療戦略に繋がるものと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。消化器外科学平成26年度に得られた結果を基にして、4種類の異なる性質のB78H1派生細胞を皮下投与して作製した腫瘍モデルマウスに対してOT-1 T-cell、HF10、HF10吸着OT-1 T-cellの3種類の異なる治療群の組み合わせを用いたin vivoでの全身投与(尾注)の評価を行う。OT-1マウスCTLはova抗原提示しているB78H1wt-ova, B78H1nectin-ovaの腫瘍内には集族し、CTLに吸着して搬送されたHF10はB78H1nectin-ovaの腫瘍内で認められるが他のB78H1細胞では認められない。その結果、HF10吸着OT-1 T-cell治療群において最も強い抗腫瘍効果を示し生存曲線を改善することを確認する。ウイルスの腫瘍内の存在はin vitroの実験と同様に定量PCRで計測する。生存率改善群と非改善群を比較して腫瘍内と脾臓のリンパ球中のTreg、MDSCの変化についてFACSにて計測し、生存率改善にTregやMDSCの抑制が関わっていることを示す。ウイルスタンパクを介したHIF1α、HIF1βとangiogenesisの関係、Caspase3を介したapoptosisの誘導なのか別の回路を介しているのかRT-PCRにてactivationを調べる。HF10がOT-1 T-cellに非感染性であることをtiteringによりpfuを計測すると共に、定量PCRで計測する。HF10が吸着したOT-1 T-cellはウイルスの接触刺激によってさらにリンパ球が活性化し、ウイルス感染に抵抗性を示すB78H1wt-ovaに対してHF10吸着前よりも強い殺細胞効果がある事を示し、FACS, ELISpot assayにてリンパ球の活性化とサイトカインの変化を調べ、宿主免疫の抗腫瘍効果に関して新規の知見を得る。

また、ウイルス療法耐性癌細胞の遺伝子発現変化についてmicroarray法にて確認し、今後のウイルス療法に重要な基礎データを得る。当初予定していた細胞株(B16)をB78H1細胞株に変更して再実験したこと、脾臓からのリンパ球の採取法をFicoll conray液比重分離法からmagnetic beads法にてより純粋にCD8優位に選別する方法も検討する事としたため、やや遅れているとの評価を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた細胞株(B16)をB78H1細胞株に変更して再実験したことで細胞株の準備段階でやや時間がかかった事と、計4種類の異なる性質のマウスメラノーマ細胞株(B78H1wt, B78H1wt-ova, B78H1nectin, B78H1nectin-ova)に対するHF10ウイルスによる細胞株ごとの感染親和性の違いの比較、殺細胞効果の違いは確認出来たが、リンパ球の細胞障害性を確認するための実験は、脾臓からのリンパ球の採取法をFicoll conray液比重分離法からmagnetic beads法にてより純粋にCD8優位に選別する方法も検討する事としたため、ovalubminアレルギーの特殊なTransgenic mouse (OT-1マウス)のリンパ球(OT-1 T-cell:ovalbumin産生細胞を障害)を使用してリンパ球による殺細胞効果をin vitroで示す所までは平成25年度内に進める事ができなかった。
直交性人工核酸を用いた、誤作動の無いロバストなシグナル増幅回路の設計

HCR回路は、二種類のヘアピン鎖(HP1, HP2)とInput鎖(SNAインターフェースを通じて出力されるD-aTNA)で構成される。Input鎖が不在の場合、二つのヘアピンは互いに相互作用せず閉じた状態を保つが、Input鎖を添加すると、HP1のToehldとInput鎖の結合を介した鎖交換反応により、まずHP1が開く。開いたHP1がHP2と結合することで、HP2が開く。開いたHP2は更にHP1と結合することができるため、カスケード的に反応が進行する。そこでモレキュラービーコンの様な蛍光色素(Cy3)と消光色素(Nitromethyl Red)の対をステムに導入したHP1を合成し、種々の配列で検討を行った結果、Input非存在下では蛍光増幅しなかったのに対し、37°Cで増幅反応が進行するHP1とHP2の組み合わせが得られた。この組み合わせに対し、増幅回路の0.1等量のInput(D-aTNA)を加えたところ、7倍程度のシグナル増幅が観測された。このように、D-aTNAでもDNAと全く同様にHCR回路が設計できることを明らかにした。当初の計画通り、D-aTNAでもDNAと同様のHCR型増幅回路が問題なく設計できたから。この結果は、DNAと同様の配列設計が可能なことを示しており、miR21のみならず様々なRNAに対応できることを示している。D-aTNAでHCR型増幅回路が問題なく起動することが確認できたので、計画通りmiR21入力でD-aTNAを出力するSNAインターフェースの設計を行い、2018年度に設計したD-aTNA増幅回路と接続し、miR21入力→D-aTNA増幅回路の起動を行う。
延髄呼吸性ニューロンのパッチクランプ法によるイオンチャネル解析

本研究の目的は,ほ乳動物延髄呼吸性ニューロンにおける膜のイオンチャネルをパッチクランプ法を用いて解析することであった.このため、新生ラット摘出脳幹一脊髄標本を用いて、呼吸リズム形成に重要であると考えられる吸息先行型(Pre-I)ニューロン、吸息性(Insp)ニューロン及び持続的呼息性(Exp)ニューロンの、特にCaチャネルを中心に解析した。これらの呼吸性ニューロンは、延髄吻側腹外側部において記録された。TTXによるNaチャネルのブロック及びCs^+、TEA^+によるKチャネルのブロック下で、少なくとも4種類のCa^<2+>依存膜電位応答が明らかにされた:1)高閾値Ca^<2+>スパイク(HTS);閾値が-40-20mVであり、解析を行なったすべてのニューロンで観察された。2)低閾値Ca^<2+>スパイク(LTS)を含むリバウンド応答;とくにLTS(-50mV以下の保持電位で過分極電流パルス終了時に発生する脱分極応答)は、標準灌流液またはTTX存在下で、持続的発火(トーニックペースメーカ)活動を示す傾向のある、Pre-I,Insp,Expニューロンにおいて多く見られた。3)低閾値Ca^<2+>後脱分極(L-ADP);-50mV以下の保持電位で発生し、その大きさは膜電位が深くなるほど大きくなった。これは、少数のInspニューロンにおいて観察された。4)中間閾値Ca^<2+>プラト一電位(ITP);閾値が-50-40mVにあり、静止電位(約-50mV)付近からのわずかの脱分極で誘発される緩徐脱分極応答及び、脱分極性電流パルスの終了時に見られる後脱分極によって特徴付けられた。後脱分極の大きさは、保持電位を深くすると小さくなった。これは約半数のPre-Iニューロン及びタイプIII Inspニューロン(Pre-Iから抑制性入力を受けるもの)において観察された。またITP発生に、Pタイプ(そしておそらくNタイプ)Caチャネルが関与することが示唆された。これらのCa^<2+>依存性膜電位応答の呼吸リズム形成における役割に関しては、LTSがトーニックペースメーカ活動の発生に関わるのに対し、ITPは呼吸性ニューロンのバーストの発生と維持に重要であると考えられた。本研究の目的は、哺乳動物の延髄呼吸性ニューロンにおけるイオンチャネルをパッチクランプ法を用いて解析することである。新生ラット摘出脳幹-脊髄標本を用いて、呼吸リズム形成に重要と考えられる吸息先行型(Pre-I)ニューロン、吸息性(I)ニューロン及び、吸息性(E)ニューロンのCa及び、Kチャネルを中心に解析した。1.Caチャネルについて延髄物側腹外側部の呼吸性ニューロンからホールセル記録を行い、TTXによりNaチャネルをブロックし、KチャネルをCs+及びTEAによりブロックした。解析したすべてのニューロンは高閾値Caスパイク(HTS)を発生した。