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リン酸塩ガラス膜の電気化学的特性とその電位差検出器えの応用

本課題の研究成果の主要点はつぎの如くである.無アルカリ・リン酸塩ガラスはアルカリシリケイトガラスと異なり,陰イオンにのみ応答するといふ特異的性質を示す.また多量の重金属酸化物を含有してもガラス化する特長を持っているので,このガラス膜をイオンクロマトグラフの電位差検出器に応用した場合,次に記載する所期の成果が得られた.1)陰イオン応答性無アルカリ・リン酸塩ガラスの組成としてAg_2O:P_2O_5:PbO:Al_2O_3の各成分を変えて検討した結果, 10Ag_2O:55P_2O_5:25PbO:10Al_2O_3ガラスが軟化点が比較的低く,各種陰イオンに対する電位応答も大きく,応答時間も速い有用なガラス膜であることがわかった.2)本ガラス膜をフローセルにセットしTSKGellCアニオンSWカラムを用いる陰イオンクロマトグラフの電位差検出器に応用したところ,クエン酸塩溶離液pH=5.0でCl^-, NO^-_2, Br^-, NO^-_3, I^-, SCN^-, ClO^-_4の順に溶離することができ,ノンサプレッサー系で行なった場合それぞれピークの分離,ディップピークからの分離も良く陰イオン定量の最適条件である.3)このように,その組成中に常温で動きやすい銀イオンを含むガラス膜は電位差検出器に応用した場合,よう素イオンに対する感度が伝導度検出器を用いたときに比較して約100倍の高感度を得られた.このことは溶離してきたよう素イオンが検出器ガラス表面で銀イオンと反応して特異吸着を起こし,濃縮された後おくれて1度に溶離してくるためではないかと考えている.この検出器を用いて海水中のよう素イオンの定量に応用したところ,ダブルカラム法で前処理なしに微量のよう素イオンを定量することができた.本課題の研究成果の主要点はつぎの如くである.無アルカリ・リン酸塩ガラスはアルカリシリケイトガラスと異なり,陰イオンにのみ応答するといふ特異的性質を示す.また多量の重金属酸化物を含有してもガラス化する特長を持っているので,このガラス膜をイオンクロマトグラフの電位差検出器に応用した場合,次に記載する所期の成果が得られた.1)陰イオン応答性無アルカリ・リン酸塩ガラスの組成としてAg_2O:P_2O_5:PbO:Al_2O_3の各成分を変えて検討した結果, 10Ag_2O:55P_2O_5:25PbO:10Al_2O_3ガラスが軟化点が比較的低く,各種陰イオンに対する電位応答も大きく,応答時間も速い有用なガラス膜であることがわかった.2)本ガラス膜をフローセルにセットしTSKGellCアニオンSWカラムを用いる陰イオンクロマトグラフの電位差検出器に応用したところ,クエン酸塩溶離液pH=5.0でCl^-, NO^-_2, Br^-, NO^-_3, I^-, SCN^-, ClO^-_4の順に溶離することができ,ノンサプレッサー系で行なった場合それぞれピークの分離,ディップピークからの分離も良く陰イオン定量の最適条件である.3)このように,その組成中に常温で動きやすい銀イオンを含むガラス膜は電位差検出器に応用した場合,よう素イオンに対する感度が伝導度検出器を用いたときに比較して約100倍の高感度を得られた.このことは溶離してきたよう素イオンが検出器ガラス表面で銀イオンと反応して特異吸着を起こし,濃縮された後おくれて1度に溶離してくるためではないかと考えている.この検出器を用いて海水中のよう素イオンの定量に応用したところ,ダブルカラム法で前処理なしに微量のよう素イオンを定量することができた.
西-東ゴンドワナ大陸の衝突と超高温変成作用

マダガスカル南部において地質調査を行い、超高温変成岩が広範囲に分布すること明らかにした。超高温変成岩石類の岩石学的解析とジルコンU-Pb同位体年代分析を行い、変成温度圧力条件と変成年代についての新しい知見を得た。約5.5億年前の東ゴンドワナ大陸と西ゴンドワナ大陸の大陸衝突と、それに伴うマントルからの熱移送により、地殻下部において1000°Cを超す条件下で超高温変成岩が形成されたことをマダガスカル南部で初めて明らかにした。海外調査概要:(1)研究代表者(有馬)と3名の研究分担者(本吉、白石、石川)が、アンタナナリボ大学R. Rambeloson教授の協力を得てマダガスカル南部の調査を30日間実施し構造地質的データの採取と岩石試料の採集を行なった。アンタナナリボ大学の協力を得て研究開始のための講演会をマダガスカルで開催した。横浜国立大学大学院生(日本人大学院生1名とマダガスカル人文部科学省国費留学生1名が同行した。(2)有馬の指導で、横浜国立大学大学院生(カメルーン人文部科学省国費留学生)1名が、カメルーンに分布するゴンドワナ大陸起源岩石の野外調査を行なった(3月)。研究成果概要:(1)マダガスカルおよび南部アフリカの原生代変動帯に分布する下部地殻起源の超高温変成帯が30x100kmにわたり分布することを明らかにし、変成温度と圧力条件に解析を行ない最大950°C、0.65GPaの値を得た。下部地殻フルイドによる交代作用により希少鉱物Hogbomiteが広範囲に生成したことが新たに確認された。これら岩石の変成年代を正確に決定するため、ジルコンの分離を行ない予察的分析を行なった。(2)超高温変成帯に分布する塩基性火成岩越源変成岩の地球化学的特徴を明らかにした。(3)マダガスカル南部に分布する数百kmにおよぶ大規模な下部地殻断裂帯(シェアーゾーン)において、炭酸塩岩起源変成岩、石墨、黒雲母、サファイア鉱床の調査を行なった。予察的研究から、これらマントル起源マグマあるいは流体相と下部地殻岩石の相互作用によりサファイア鉱床等が生成されていることが明らかになった。(4)カメルーンに分布する花崗岩類から初期太古代35億年のジルコンU-Pb年代を得た。これは従来中期太古代と考えられていた中央アフリカ、コンゴ・クラトンから初めて得られた初期太古代年代である。(5)これら成果を学会発表:岩石鉱物鉱床学会・地質学会・地震学会など学会・シンポジウムにおいて発表した。(6)研究成果を学術雑誌に投稿準備中である。海外調査概要:(1)研究代表者(有馬)と3名の連携研究者(石川)が、アンタナナリボ大学R.Rambeloson教授と、R.Rakotondrazafyの協力を得てマダガスカル南部および東部の調査を10-11月に30日間実施し構造地質的データの採取と岩石試料の採集を行なった。アンタナナリボ大学の協力を得て国際セミナーをアンタナナリボで開催した(10月26-29日)参加者100名)。研究成果概要:(1)マダガスカルおよび南部アフリカの原生代変動帯に分布する下部地殻起源の超高温変成帯が30xlOOkmにわたり分布することを明らかにし、変成温度と圧力条件に解析を行ない最大950°C、0.65GPaの値を得た。下部地殻フルイドによる交代作用により希少鉱物hogbomiteが広範囲に生成したことが新たに確認された。(2)超高温変成帯に分布する塩基性火成岩起源変成岩の地球化学的特徴を明らかにした。(3)マダガスカル東部に分布する変成岩および花崗岩の調査を行なった。予察的研究から、これら岩石が東一および西ゴンドワナ大陸の衝突帯に分布することが認められた。成果をJ.Mineral.Petrol.Sciences(日本鉱会誌)に発表した。有馬の指導で、カメルーン人文部科学省国費留学生が、カメルーンに分布するゴンドワナ大陸起源岩石の研究を博士論文にまとめ,横浜国立大学から博士の称号を授与された。(5)これら成果を学会発表:岩石鉱物鉱床学会・地質学会など学会・シンポジウムにおいて発表した。海外調査概要:研究代表者(有馬)が、マダガスカル・アンタナナリボ大学R.Rambeloson教授と、R.Rakotondrazafyの協力を得てマダガスカル南部において地質調査を9-10月に約4週間実施し構造地質的データの採取と岩石試料の採集を行なった。

横浜国立大学大学院生(マダガスカル人文部科学省国費留学生)2名が同行した。研究成果概要:1.マダガスカル南部に、下部地殻起源の超高温変成帯が30x100kmにわたり分布することを明らかにし、変成温度と圧力条件に解析を行ない最大950°C、0.65GPaの値を得た。下部地殻フルイドによる交代作用により希少鉱物hogbomiteが広範囲に生成したことが新たに確認された。これら岩石の変成年代を正確に決定するため、ジルコンの分離を行ないU-Pb-Th同位体測定を行い原生代の年代を得た。2.超高温変成帯に分布する塩基性火成岩起源変成岩の地球化学的特徴を明らかにした。これら岩石が東-および西ゴンドワナ大陸の衝突帯に分布することが認められた。有馬の指導で、マダガスカル人文部科学省国費留学生が、マダガスカル南部の調査地域に分布する岩石学的研究を博士論文にまとめ,横浜国立大学から博士の称号を授与された。3.これら成果を学会発表:米国地質学会、日本鉱物科学会・地質学会など学会・シンポジウムにおいて発表した。4.研究成果を学術雑誌にJournal of Petrology (ISI Impact F=4.289), Journal of Mineralogical and Petrological Sciences (ISI IF=0.796)などに4編発表した。
アノマリーとしての五角数定理の函数解析的研究

Eulerの五角数定理と,その一般化を,無限サイズの行列に関する跡等式と捉え,二つの行列のトレースの差がアノマリーとして析出する様子を函数解析的枠組み,特に,総和法との関連で見直すというのが,研究の主目的であった.この部分に関して,現在まで判っていることを昨年度の数理解析研究所の研究集会({『組合せ的表現論の世界」2005.11.8-11.11)で講演発表したが(「跡等式としての五角数定理」),その講演に基づいた報告を,数理解析研究所の講究録に発表した.また,深く関連する内容として,非可換変数の多項式の計算に現れる,超幾何型及び二項型多項式に関して考察をした.非可換化に伴って『差分的」世界が出現する理由を明らかにすることができ,この方面の様々な和公式と,その背後にある非可換世界のつながりを明確にすることができた.これは一種の双対性の出現であるが,もともとdual pairに由来する枠組みが次第に全貌を現してきたと思われる.また,佐藤のソリトン理論との関係も明らかな射程に入ってきた.このように萌芽的研究の目的であった,当初の期待を裏切ることなく,研究が進み,さらに多重ガンマなどとのつながりを示唆する現象に出会って,この方向性の正しさを確信することができた.今後は,この成果に基づき,五角数定理とさまざまな和公式を双対性の観点から統一的に捉える方向で研究を進めることが可能になったと思う.Eulerの五角数定理と,その一般化を,無限サイズの行列に関する跡等式と捉え,二つの行列のトレースの差がアノマリーとして析出する様子を函数解析的枠組み,特に,総和法との関連で見直すというのが,研究の主目的であった.これと関係して,有限群,特に対称群と有限体上の線型群,の共軛類の箇数について,その類似性と双対性に着目しつつ考察を加えるという「萌芽的視点」に重点をおいて,本年度の研究をすすめた.双対性という観点からは,表現の誘導という概念について,その一般化の基礎に考察の中心をおいた.これは冪剰余記号の定義を含むtransfer概念の一般的枠組みを与えるが,その定式化自体に,誘導表現を大きく一般化する内容を蔵しており,dual pairの原始形というべき双対性が潜んでいる.今年度の研究はこの点に重点をおいた.特に,ここではwreath積という群構成がきわめて重要であることを見出し,定式化の明快な理解を得た.これによってある種の双対性が広範囲に取り込める.これを五角数定理とその一般化に生かすところまでは至っていないが,関連していくつかの観察を得た.一つはごく簡単なwreath積にも超幾何的多項式(Jacobi多項式)が現われること(これ自体は古くから知られ,最近では一般化もなされている)であり,もう一つはPainleve方程式のBaecklund変換を表わす双有理変換が,上記の「誘導」の枠組みで捉えられることである.この観察をさらに深めれば,五角数定理自体に見られる双対性の由来を,新たな視点から解明できる可能性が生じてきた.この興味深いテーマは本研究の収穫である.もともとの研究動機であったdual pair理論との関係解明が,ここで佐藤のソリトン理論(無限次元Grassmann多様体)を媒介としてつながるのではないかという当初の目論みに一歩近づいたと言える.Eulerの五角数定理と,その一般化を,無限サイズの行列に関する跡等式と捉え,二つの行列のトレースの差がアノマリーとして析出する様子を函数解析的枠組み,特に,総和法との関連で見直すというのが,研究の主目的であった.この部分について,現在までに判っていることを2005年11月に行なわれた研究集会"組合せ論的表現論の世界",(数理解析研究所11.8--11.11代表:水川裕司)において「跡等式としての五角数定理」として講演発表した(2005.11.9).またそれの記録は対応する数理解析講究録に掲載予定である.また,深く関係する内容として,非可換変数の多項式の計算に現われる.超幾何型の多項式や二項型の多項式について考察を深めた.非可換化に伴って「差分的世界」が出現する理由が或る程度理解できた.その結果,それに関して登場する興味深い差分関係式が,五角数定理の類似物,または拡張を与えるものへつながる可能性がでてきた.昨年度には,五角数定理自体に見られる双対性の由来を,新たな視点から解明できる兆候を見たが,そのもともとの研究動機であったdual pair理論との関係解明が,ここで佐藤のソリトン理論(無限次元Grassmann多様体)を媒介としてつながるのではないかという当初の目論みにさらに一歩近づいたと言える.これはまた多重ガンマ函数などの研究に対し,新たな観点をもたらす期待がもてる.Eulerの五角数定理と,その一般化を,無限サイズの行列に関する跡等式と捉え,二つの行列のトレースの差がアノマリーとして析出する様子を函数解析的枠組み,特に,総和法との関連で見直すというのが,研究の主目的であった.

この部分に関して,現在まで判っていることを昨年度の数理解析研究所の研究集会({『組合せ的表現論の世界」2005.11.8-11.11)で講演発表したが(「跡等式としての五角数定理」),その講演に基づいた報告を,数理解析研究所の講究録に発表した.また,深く関連する内容として,非可換変数の多項式の計算に現れる,超幾何型及び二項型多項式に関して考察をした.非可換化に伴って『差分的」世界が出現する理由を明らかにすることができ,この方面の様々な和公式と,その背後にある非可換世界のつながりを明確にすることができた.これは一種の双対性の出現であるが,もともとdual pairに由来する枠組みが次第に全貌を現してきたと思われる.また,佐藤のソリトン理論との関係も明らかな射程に入ってきた.このように萌芽的研究の目的であった,当初の期待を裏切ることなく,研究が進み,さらに多重ガンマなどとのつながりを示唆する現象に出会って,この方向性の正しさを確信することができた.今後は,この成果に基づき,五角数定理とさまざまな和公式を双対性の観点から統一的に捉える方向で研究を進めることが可能になったと思う.
次世代のマウスの遺伝子発現に影響を与える転写因子ATF-7の役割

低蛋白食で飼育したマウスの雄親の子供の肝臓でのコレステロール生合成系の遺伝子16遺伝子中10遺伝子が2倍以上の発現上昇を示し、Carone B.のCellの論文の結果はほぼ再現された。そこで、ATF-7のヘテロKOの雄親を試した結果、2倍以上に発現上昇する遺伝子は無く、最高でもHmgcr遺伝子の1.67倍で有意差は無かった。この結果、マウスでは雄親の食べた餌の情報が精子を介して子供に伝わるメカニズムが存在しており、この現象には転写因子ATF-7が深く関与していることが明らかになった。1、マウスの精巣を材料にして、ATF-7の特異抗体を用いてChIP法でコレステロール生合成系17遺伝子のATF-7の結合領域を調べた。その結果、約3分の2の遺伝子の転写開始点から上流1.5 Kb以内でATF-7の結合が確認できた。また、コレステロール生合成系の遺伝子の発現を一括して調節するSrebf2の発現も有意に上昇している事が分かった。マウスの自然免疫系を担うマクロファージでは、ATF-7はヒストンH3K9のジメチル化酵素G9aをリクルートしてCxcl2やStat1の転写を抑制している。マウスをLPSで刺激するとATF-7がリン酸化されてプロモーター領域から外れ、H3K9のジメチル化が減少して転写が活性化される。この活性化は少なくとも三週間以上持続して、細菌感染を抑制することを発見した。これまで、自然免疫には記憶のような現象は無いと考えられてきたが、長期に渡って細菌感染を抑制する効果から、部分的な記憶に相当するのではないかと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。1、マウスの雄を離乳直後から12ヶ月間低蛋白質の餌で飼育して栄養ストレスを与えると、通常の餌の場合と比較して、その子供の世代の肝臓でのコレステロール生合成系の遺伝子発現が上昇することが報告された(Carone B, Cell, 2010)。そこで、ATF-7ヘテロノックアウトマウスの雄で同様の実験を行った結果、このコレステロール生合成系の遺伝子の発現上昇が見られず、雄親の餌の違いを区別して子供の肝臓での遺伝子発現に影響を与える機構にATF-7が関与していることが明らかになった。2、この現象のメカニズムを探るために、マウスの精巣を材料にして、ATF-7の特異抗体を用いたChIPを行った。先ず、コレステロール生合成系の遺伝子17遺伝子の内、ATF-7の結合がプロモーター領域近傍に見られる遺伝子があるかどうか調べた。3、次に、マウスの精巣を材料にして、ヒストンH3K9のジメチル化とトリメチル化の量を野生型とATF-7ノックアウトマウスで比較した。その結果、いずれにおいてもATF-7ノックアウトマウスで有意に低下していることが明らかに成った。4、1の実験をより厳密にコントロールするために、自然交配と人工授精を比較した。その結果、人工授精によって特異的に遺伝子発現が変動する遺伝子が多数見られ、コレステロール生合成系の遺伝子がピックアップされないことが判明した。1、コレステロール生合成系の遺伝子の約3分の2の遺伝子の転写開始点から上流1.5 Kb以内でATF-7の結合が確認できた。2、ヒストンH3K9のジメチル化とトリメチル化の量がATF-7ノックアウトマウスで有意に低下していることが明らかに成った。

1、次世代シークエンサーを用いてマウスの精巣及び精子を材料にATF-7のChIPシークエンスを行い、ATF-7の結合している遺伝子と遺伝子内領域を調べる。2、次にATF-7が結合している領域でのDNAのメチル化とヒストンのメチル化が低蛋白質でどのように変化するかを調べたい。3、免疫組織染色法で精巣のどの細胞で低蛋白質によってヒストンのメチル化が変化するのかを確認する。4、また、酸化ストレスマーカーを用いて、変化が見られる細胞を特定する。
コーヒー細胞の増殖と物質生産に及ぼす水力学的及び気泡破裂によるストレスの影響

植物細胞は一般に流体によるあるいは界面での気泡の破裂による物理的ストレスに対して弱いために,植物細胞を培養するリアクターのスケールアップを困難にしている。そこで,本研究では気泡吹き込み撹拌槽における懸濁培養コーヒー細胞の増殖及び物質生産生産に及ぼす流体及び界面での気泡の破裂による物理的ストレスの影響を明らかにした。(1)気泡吹き込み撹拌槽の撹拌速度とガス吹き込み速度を変化させて暗所で一定時間培養後の細胞濃度と細胞の生存率を測定し、回分しん振培養におけるこれらのデータとの比較により細胞増殖に及ぼす物理的ストレススの影響を明らかにした。(2)また、気泡吹き込み撹拌槽の撹拌速度とガス吹き込み速度を変化させて光照射下で一定時間培養後の細胞内と培養液中の生産物(プリンアルカロイド)の濃度を測定し、回分しん振培養におけるこれらのデータとの比較により物質生産に及ぼす物理的ストレススの影響を明らかにした。
金属置換反応の速度差を利用した電気透析法による有価金属の分離

電気透析槽内で有価金属-EDTA錯体と銅との金属置換反応を行いながら,反応によって生じる有価金属イオンを膜分離する手法により,金属の相互分離を行った。なお本年度は特にニッケルとコバルトについて実験を行った。実験装置は電極室,フィード室,反応室,ストリップ室,電極室の5室からなる回分循環型電気透析槽であり,反応室の両側は旭硝子社製陽イオン交換膜SELEMIONCMVで仕切られている。実験はフィード室に塩化銅水溶液を,反応室にはコバルト,ニッケル-EDTA錯体水溶液を流し,所定の液速度及び電流密度の下で行った。コバルトあるいはニッケル-EDTA単成分錯体を用いて実験を行った結果,いずれの系においても時間の経過と共に銅イオンがフィード室から反応室へ透過し,反応室内では金属置換反応によって生じたフリーな金属イオンが生成した。また,その一部がストリップ室へ透過し,EDTAから金属が分離・回収される結果を得た。しかし,反応室内で生じる両金属の生成量を比較した場合,ニッケルの方がコバルトイオンの約30%程度と低く,コバルトとニッケルでは銅との金属置換反応速度に大きな違いがあることがわかった。次に,単成分系における知見を基に,コバルトーニッケル-EDTA錯体を用いてコバルトとニッケルの相互分離を行った。その結果,コバルトイオンは時間の経過と共にストリップ室へ透過するがニッケルイオンの透過には約6時間もの長い誘導期が存在し,この間両金属の分離が良好に進行することがわかった。また,このような各金属イオンの膜透過特性は主に銅との金属置換反応の速度差によって生じているものと考えられるため,金属置換反応が十分に平衡に達した溶液を用いて電気透析を行い,分離係数を比較した。その結果,金属置換反応を生じさせながら電気透析を行った方が分離係数が高くなる傾向を示した。これらの結果より,本手法による金属の高度な分離は主に銅との金属置換反応の速度差によって生じていることが明らかになった。
マルセル・プルーストと大衆化の力学：小説の生成過程と受容過程をめぐる表象史研究

計画どおり、初年度は小説『失われた時を求めて』の生成過程における大衆文化・大衆化の役割の検討に取り組んだ。坂本と小黒は、最新の研究動向をめぐって定期的に情報交換をしながら、それぞれがプルーストの作品、草稿ノート、書簡集の索引などを活用して大衆的なものへの言及を調査し、主要な分析対象を限定したうえで幅広い文献収集をおこない、個別の分析に着手した。大衆文学に着目する坂本は、科学技術をめぐる大衆啓蒙的な言説について、ジュール・ヴェルヌに代表される未来予想小説とプルーストの作品との関係を、同時代の雑誌記事などと対照しつつ再考した成果を発表した。それにくわえ、犯罪行為と犯罪捜査の表象について、文学史上の主要な先行作品(ギリシャ悲劇、ポー、ドストエフスキーなど)をふまえつつ、近年の文化史研究を出発点にして、より広範な資料収集を進めた。視覚文化をとりあげる小黒は、19世紀末の大衆的な写真技術(スナップショット、連続写真、映画)が実現した可視性とプルーストとの関係に焦点を当てつつ、映像史における「科学の通俗化」(ブリュノ・ベゲ)の射程の検証をはじめるいっぽう、同時代の広告ポスター文化の熱狂にも調査対象を広げて、フランス国立図書館で補完的な資料収集をおこなった(パリ市、2019年3月18日29日)。このほか、坂本が立教大学で企画し、司会をつとめる連続公開セミナー「新訳でプルーストを読破する」をつうじて、社会還元をおこなった(全14回のうち第4回から第10回を開催し、第10回に小黒が講師として登壇した)。当初の予定どおり、本格的な研究成果をまとめるのは次年度以降になるが、重点的に取り組んだ資料収集によって、問題設定の豊かな可能性を確認し、研究の幅を広げることができた。予定していた小規模な研究会は、発表予定者との日程調整が難しく、来年度に持ち越すことになったが、すでに2名の発表予定者の業績を検討し、議論の準備を進めている。連続公開セミナーは、予定どおり開催し、新鮮かつ活発な議論をおこなうことができた。2年目は、予定どおり、『失われた時を求めて』の受容過程における大衆化の本格的な調査に着手しながら、小説の生成過程の検討を継続する。美術作品の大衆化(複製と普及)が小説の生成過程におよぼした役割について、専門家(パリ=ソルボンヌ大学教授、ソフィー・バッシュ氏)の講演会を開催し、公開討論する機会をもうける。ほかにも、小規模な研究会を企画して国内の専門家を招き、(1)プルーストと科学啓蒙小説、(2)プルーストと文化遺産(教会建築など)について、大衆化の観点から議論をおこなう予定である。小規模な研究会の発表予定者との日程調整がつかなかったため。研究会は次年度に開催する予定である。
手動車いすの操作特性に対する認知福祉工学的検討

手動車いすの安全な利用には,車いすの大きさと環境との空間関係を知覚すること(いわゆる車両感覚)が不可欠である.これまでの研究の結果,車いすの車両感覚を獲得するためには長期の車いす利用経験が必要であり,利用経験が少ない場合,たとえ健常者であっても車幅を過小評価することがわかっている.この結果は,手にカバンや買い物袋を持つことで環境との空間関係が変わっても,瞬時に適応して安全に歩行できることを考えれば,意外な結果であった.そこで今年度は,車いすへの適応が難しい理由を探るため,歩行中に車いす利用時と同様の身体拘束を加え,狭い通過口を通り抜ける際の動作特性と眼球運動を,通常の二足歩行時,および車いす利用時と比較した.身体拘束の方法として,車いすと同じ幅の平行棒を持たせ,さらに通過口の通過時に肩の回旋が出来る条件と出来ない条件の2条件を設定した.なお実験はWaterloo大学(カナダ)Kinesiology専攻,Gait and Posture研究室にておこなった.実験の結果,通過口の通過時に肩の回旋が出来る場合,通常の二足歩行じとほぼ同一の動作・眼球運動を示すことがわかった.これに対し,肩の回旋が出来ない場合,適応的な動作パターンの変化が見られるものの,通過口に接触してしまう場合があることがわかった.さらに車いす利用時は,通過口との接触頻度がさらに高くなった.以上の結果から,歩行中に有効な身体拘束に対する適応能力は,肩の回旋の自由度がある場合にのみ機能することがわかった.すなわち,車いすの利用時にこの適応能力が発揮されない1つの要因は,肩を回旋して衝突を回避できないという運動の拘束にあるといえる.手動車いすの利用者にとって,車いすの寸法や推進動作中の腕の位置を正確に理解することは,安全な空間移動に不可欠である.そこで本研究では,健常者が初めて手動車いすを利用した時,安全な移動に必要なスペースを正確に判断できるか,またその判断は車いすの利用経験によってどの程度向上するかについて,心理物理学の手法を用いた実験をおこなった(Higuchi et al.,2004).実験参加者の2.8m前方にドア型の通過口を設置し,様々な大きさで呈示した.参加者は呈示された通過口を車いすで通過した場合,および二足歩行で通過した場合に,接触することなく通過できるかどうかをYes-No形式で回答した.実験の結果は以下のように要約される.1,車いす利用初心者は接触することなく通過するために必要なスペースを過小評価した.2,この結果は二足歩行時に必要なスペースを過大評価し,接触回避に役立てていることと対照的であった.3,過小評価傾向は練習によって有意に改善されるものの,8日間の練習では完全に改善しなかった.4,参加者は練習中に手を頻繁に接触させており,手先位置の知覚の不正確さが過小評価をもたらしている可能性を示唆した.以上の結果,手動車いすを自分の身体の一部として知覚し,安全な空間移動を実現していく過程には,長期の利用経験が必要とされる可能性が示唆された.近年,道具の身体化に関する神経機序について様々な成果が報告されており,その多くは道具がその使用直後に身体化されることを示している.しかし本研究結果はこのような急速な身体化の背景には長期の道具利用があることを示唆する.また本研究は,車いす利用者の知覚的・認知的な問題が事故原因となりうることを示すものであり,初心者の知覚判断を早期に向上させる手法を確立する必要がある.手動車いすを利用して空間を移動する場合,障害物などに接触せず移動するために必要なスペースを正確に判断する必要がある.その判断には,車椅子のハンドリムを把持している際に上肢から得られる自己受容感覚が重要と考えられる.本研究では,上肢に知覚・運動麻痺が見られる頚髄損傷者が,どの程度正確に必要なスペースを判断できるかについて,心理物理学の手法を用いた4つの実験を行った.実験には手動車いすの利用経験が平均3.6年の頚髄損傷者と,利用経験の無い健常者が参加した.その結果,車椅子の利用に熟練した頸髄損傷者の場合,たとえ初めて使用する車椅子であっても必要なスペースを正確に判断できることがわかった.一方,健常者は二足歩行に対して必要なスペースを正確に判断したが,車いすに対して必要なスペースを過小評価した.また,頸髄損傷者は健常者に比べて上肢の位置知覚が不正確であったものの,空間のサイズを視覚的に判断した際にはより正確に判断できることがわかった.以上の結果,車椅子の利用に熟練した頸髄損傷者の場合,視覚的な情報を効率よく利用して空間移動に必要なスペースを正確に判断できること,また車いすの寸法が変わっても柔軟に対応できることが示唆された.これに対して二足歩行者の場合,車椅子に必要なスペースを過小評価することが明らかになり,障害物に対する接触事故の原因となりうることが示された.平成16年10月より,Waterloo大学(カナダ)Kinesiology専攻,Gait and Posture研究室にて研究を遂行した.健常者を対象に,車椅子と二足歩行で狭いドアを通過する際の動作特性,及び眼球運動を測定し,健常者が車椅子に必要なスペースを過小評価してしまう要因を探った.この研究は現在も継続中である.手動車いすの安全な利用には,車いすの大きさと環境との空間関係を知覚すること(いわゆる車両感覚)が不可欠である.これまでの研究の結果,車いすの車両感覚を獲得するためには長期の車いす利用経験が必要であり,利用経験が少ない場合,たとえ健常者であっても車幅を過小評価することがわかっている.

この結果は,手にカバンや買い物袋を持つことで環境との空間関係が変わっても,瞬時に適応して安全に歩行できることを考えれば,意外な結果であった.そこで今年度は,車いすへの適応が難しい理由を探るため,歩行中に車いす利用時と同様の身体拘束を加え,狭い通過口を通り抜ける際の動作特性と眼球運動を,通常の二足歩行時,および車いす利用時と比較した.身体拘束の方法として,車いすと同じ幅の平行棒を持たせ,さらに通過口の通過時に肩の回旋が出来る条件と出来ない条件の2条件を設定した.なお実験はWaterloo大学(カナダ)Kinesiology専攻,Gait and Posture研究室にておこなった.実験の結果,通過口の通過時に肩の回旋が出来る場合,通常の二足歩行じとほぼ同一の動作・眼球運動を示すことがわかった.これに対し,肩の回旋が出来ない場合,適応的な動作パターンの変化が見られるものの,通過口に接触してしまう場合があることがわかった.さらに車いす利用時は,通過口との接触頻度がさらに高くなった.以上の結果から,歩行中に有効な身体拘束に対する適応能力は,肩の回旋の自由度がある場合にのみ機能することがわかった.すなわち,車いすの利用時にこの適応能力が発揮されない1つの要因は,肩を回旋して衝突を回避できないという運動の拘束にあるといえる.
アジュバント内蔵型家禽用コンポーネントワクチンの開発

本研究は、従来より免疫能(免疫原性)が高く、安全かつ低コストのアジュバント内蔵型家禽用コンポーネントワクチンを、遺伝子工学的手法を用いて開発することを目的とする。そのため、ボツリヌス毒素の細胞結合部分をキャリア蛋白質とするリコンビナント蛋白質による免疫付与試験を行う。ボツリヌス毒素重鎖全長のうちC末端側の分子量5万のフラグメントがボツリヌス毒素の完全分子の毒性を阻害したことから、このC末端側の領域に細胞結合ドメインが存在することが示唆された。しかしながら、大腸菌でのリコンビナント蛋白質の発現量は、重鎖の全長が優れていたため、鶏への投与試験には重鎖全長を用いることとした。続けて、ワクチン抗原選択のため、家禽インフルエンザウイルス、ニューカッスルウイルス、七面鳥鼻気管炎ウイルスおよびマレック病ウイルス(MDV)について株間変異、抗体との反応性等に関する知見を得た。さらに、リコンビナント蛋白質による免疫試験のための抗原としてMDVの糖タンパクB(gB)を選択し、大腸菌内でボツリヌス毒素重鎖の全長およびMDVgBを発現するためのプラスミドを構築した。このプラスミドを用いて産生されたリコンビナント蛋白質の投与試験は、ボツリヌス毒素重鎖、マレック病ウイルスB抗原およびボツリヌス毒素重鎖-マレック病ウイルスB抗原融合蛋白質の3種のリコンビナント蛋白質投与群を設けて実施した。4回の投与後、鶏卵中への移行抗体のタイタ-を測定したが、ボツリヌス毒素が存在することによる抗ウイルス抗体産生の増強は認められなかった。本研究の目的は、より免疫能(免疫原性)が高く、安全かつ低コストのアジュバント内蔵型家禽用コンポーネントワクチンを、遺伝子工学的手法を用いて開発することである。そのため、ボツリヌス毒素の細胞結合部分をキャリア蛋白質として用いて、コンポーネントワクチンの免疫原性を高める試みを行う。抗原遺伝子としてはマレック病のB抗原およびニューカッスル病ウイルスのHN抗原を用いる。これらの抗原はいずれも遺伝子のクローニングに加えて、組み換えワクチンとしての効用が確認されている。このために、本年度においてはボツリヌス毒素蛋白質のうち、細胞表面に吸着する事の可能な最小の分子を同定を目指した。同時に、マレック病のB抗原およびニューカッスル病ウイルスのHN抗原について、大腸菌により合成ご精製する方法を確立した。大腸菌発現用プラスミドとして発現量と精製度の高さからpET32ベクターを選択した。本ベクターはキャリア蛋白質としてヒスチジン親和性ペプチド、S蛋白質親和性ペプチドおよびチオレドキシンとのキメラ蛋白質として抗原蛋白質を発現させる。ボツリヌス毒素蛋白質の細胞吸着領域を同定するため、毒素蛋白質重鎖全体、C末端側300アミノ酸残基およびC末端側120アミノ酸残基を上記のキャリア蛋白質とのキメラ蛋白質として発現させるクローンを作出し、続けて、上記のキャリア蛋白質と親和性を持つアフィニティーカラムを用い、組み換え蛋白質を高度に精製した。マレック病のB抗原およびニューカッスル病ウイルスのHN抗原についても、上記のキャリア蛋白質とのキメラ蛋白質として発現させるベクターを作出し、組み換え蛋白質を精製した。マレック病のB抗原については、組み換え蛋白質とマレック病感染鶏血清との反応により、組み換え蛋白質がエピトープの一部を保存している事が示唆された。本年度は前年度までに構築したワクチン抗原蛋白質発現用ベクターを用いて鶏への投与試験用リコンビナント蛋白質の大量精製をはかる遺伝子構成をベクター上で再構築した。前年度に作出したボツリヌス毒素遺伝子断片をベクターと連結させた発現用プラスミドは、精製用の蛋白質発現の効率が低く、また、ボツリヌス毒素の哺乳動物細胞膜表面への結合を阻害する抗体との反応が弱い点で問題点が明らかになった。一方、重鎖の全長を発現させるベクターついては適切な融合蛋白質とのキメラとしての発現により、蛋白質の発現量・細胞への結合能ともに良好な結果が得られた。

したがって、あらためてこのボツリヌス毒素重鎖遺伝子に抗原遺伝子(マレック病のB抗原)の断片を結合させ、融合蛋白質を作出した(伊藤・遠藤)。並行して、作出した融合蛋白質の、アフィニティクロマトグラフィーおよび高速液体クロマトグラフィー法の改善法を設定した。すなわち、ヒスチジンタグに対するアフィニティークロマトグラフィーのカラムをTALON樹脂に変更するとともに、つづく高速液体クロマトグラフィー精製のために処理速度が速く大量精製が可能なパフュージョンクロマトグラフィーカラムによる精製条件を検討した(桑原・牧)。さらに、ワクチン抗原に対する液性抗体産生量を予測するために鶏卵中の移行抗体の精製を行った(牧)。融合蛋白質の昆虫細胞での発現で量的な問題が予想されたため、真核生物細胞発現ベクターを用いたDNAワクチン法に代替することとし、そのためのベクターを構築した(服部)。本年度において、重鎖の細胞結合領域を再検討するため、重鎖中のC末端側の分子量5万のフラグメントと重鎖全長の投与による毒素の致死活性の阻害を検討したところ、C末端側のフラグメントに毒素の致死活性の阻害活性が高く認められ、細胞表面に蓄積されることが示唆された。このことから、C末端側のフラグメントが適していることが示唆されたが、発現ベクターに組み込んだ後に発現させた場合、C末端側のフラグメントの発現効率が、全長に比べきわめて悪かったため、鶏への投与試験には重鎖全長を用いることとした(首藤)。続けて、構築したワクチン抗原蛋白質発現用ベクターをリコンビナント蛋白質の大量精製および鶏への投与試験を実施した。ボツリヌス毒素重鎖の全長、マレック病ウイルスB抗原およびボツリヌス毒素重鎖とマレック病ウイルスB抗原の融合蛋白質のいずれについても発現リコンビナント蛋白質の溶解性が極めて低いため、投与のための分取に先立ち、精製法の検討を行った(伊藤・遠藤)。溶解性を高めるためには、1%Triton含有6Mグアニジン溶液中において70Wの超音波処理を行った。この溶液についてヒスチジンタグに対するTALON樹脂アフィニティークロマトグラフィーのカラムによりリコンビナント蛋白質を精製した。続いて、一次精製物から高速液体クロマトグラフィーにより目的のリコンビナント蛋白質を分離した(桑原・牧)。精製リコンビナント蛋白質の投与試験は、ボツリヌス毒素重鎖、マレック病ウイルスB抗原およびボツリヌス毒素重鎖-マレック病ウイルスB抗原融合蛋白質の3種のリコンビナント蛋白質投与群を設けて実施した。4回の投与後、血液中および鶏卵中の移行抗体の誘導が認められたが、反応最大希釈倍率には有意な差は認められなかった(牧)。
放射線照射傷害膀胱に対する自己骨髄由来細胞移植による機能的な膀胱再生の検討

放射線照射によって膀胱組織に傷害を与え、排尿障害を誘発させたラット膀胱を用いて、骨髄由来細胞移植による機能的な膀胱の再生について検討した。骨髄由来細胞を移植すると、移植した細胞が分化した平滑筋細胞や神経細胞からなる膀胱組織が再生した。また、規則正しい一回排尿間隔時間、残尿量の低下など排尿障害が改善した。放射線照射療法後に生じた排尿障害の治療として、骨髄由来細胞移植は有益な治療となる可能性を示した。これまでの再生医療研究において、治療過程で生じる副次的な傷害によって機能障害を受けた臓器、器官組織の再生を目指した研究は、ほとんど皆無である。われわれは、膀胱癌や前立腺癌、あるいは、子宮癌等の放射線治療によって排尿障害が生じた膀胱に対して、骨髄由来細胞を用いて正常な膀胱組織の再生、あるいは、排尿障害を改善させることを目指している。本研究では、ラット放射線照射障害膀胱モデルを作製し、骨髄由来細胞移植は、有効な治療となり得るのか検討する。本年度の研究成果としては、ラット放射線照射障害膀胱モデル作製において、個体差がなく、再現性が得られる条件を見出した。このモデル作製条件は、全身麻酔をかけた10週齢雌SDラットを保定台に乗せ、鉄版(自作)をあて全身を保護する。恥骨に接する直径1cm円内に2グレイの放射線照射量を一週間に1回照射する。これを5サイクル行った後、2週間通常飼育を行う。この条件によって作製された動物の膀胱内圧測定を行うと、放射線照射しなかった正常ラットと比較して、膀胱収縮圧のパラメーターには変化がなかったが、排尿間隔時間と残尿量において統計学的有意な遅延と増大が認められた。また、組織学的解析において、放射線照射した膀胱では、一部の平滑筋層が損傷しており、また、神経特異的抗体に陽性な細胞が著しく減少していることを確認した。次年度は、放射線照射によって障害をきたした膀胱に骨髄由来細胞を移植し、健常な平滑筋や神経組織を有する膀胱が再生するかどうか検討を行う。また、正常な膀胱機能と同等のレベルに回復するのかも検討を行う。本研究によって、放射線治療後の膀胱機能障害の回避に伴うQOLの向上など、患者にとって有益となる新たな展開が期待できる。再生医療研究において、治療過程で生じる副次的な傷害によって機能障害を受けた臓器、器官組織の再生を目指した研究は、ほとんど皆無である。骨盤内臓器癌の放射線治療によって排尿障害が生じた膀胱に対して、骨髄由来細胞移植による機能的な膀胱の再生を目指している。昨年度の研究成果として、個体差がなく、再現性が得られるラット放射線照射障害膀胱モデル作製の確立に成功した。本年度は、そのラット放射線照射障害膀胱モデルを用いて骨髄由来細胞移植の効果について検討した。細胞を移植するモデル(レシピエント)は、全身麻酔をかけた10週齢雌SDラットを保定台に乗せ、鉄版(自作)をあて全身を保護し、恥骨結合部に接する直径1cm円内に2グレイの放射線照射量を毎週1回の照射を5回繰り返した後、2週間通常飼育を行ったものである。この放射線照射障害膀胱モデルは、放射線照射しなかった正常ラットと比較して、膀胱収縮圧のパラメーターには変化がなかったが、一回排尿間隔時間と残尿量において統計学的有意な遅延と増大などの排尿障害が認められた。また、組織学的解析において、放射線照射した膀胱では、平滑筋層と、神経線維が有意に減少した。この放射線照射障害膀胱モデルを作製するとともに、骨髄由来細胞を移植し、組織が再生されるのか、排尿障害が改善するのか検討した。骨髄由来細胞を移植すると、平滑筋層と神経線維が再生され、また、再生された組織には、移植した一部の細胞で、平滑筋細胞、あるいは、神経細胞への分化を認めた。膀胱内圧測定において、細胞を移植した膀胱では、一回排尿間隔時間が正常な膀胱機能と同等のレベルに回復し、残尿量が細胞を移植しなかった対照群と比較して、有意に低下することを確認した。本研究によって、放射線治療後の膀胱機能障害に対して、骨髄由来細胞移植は、排尿障害の改善に伴うQOLの向上など、患者にとって有益な治療となり得る可能性を見いだした。
バラ科植物における自家不和合性の分子機構と多様性の解析

我々は以前に、配偶体型自家不和合性の花粉S遺伝子を初めて同定し、SFBと命名した。SFBはバラ科・サクラ亜科・サクラ属に属するアーモンド、オウトウ、ウメといっていくつかの植物種から同定されているが、ナシ・リンゴといったナシ亜科植物など他の属からは見出されていない。様々な分類群の種から花粉S遺伝子を同定し、自家不和合性分子機構の多様性を解明する目的で、ナシ亜科に属するリンゴのS遺伝子座の解析を行った。リンゴのBACライブラリーを用い、S-RNase遺伝子を基点とした染色体歩行を行って構築したS9ハプロタイプ領域約300kbをカバーするコンティグについて、BACクローンのショットガンシーケンスにより、その全塩基配列を決定した。この解析により、互いに相同性の高い新規のF-Box遺伝子を2つ見出し、SFBB(S locus F-box brothers)と命名した。SFBB遺伝子とサクラ属のSFBとの配列相同性は2030%であった。発現様式を解析したところ、花粉特異的に発現していることが確認された。また、この遺伝子は同一Sハプロタイプに2つあるいはそれ以上存在する事が見出された。相同な遺伝子はリンゴと同様ナシ亜科に属するナシからも単離され、やはりそれらも花粉特異的発様式式を示し、単一Sハプロタイプから複数の遺伝子が単離された。花粉特異的発現は花粉S遺伝子の特徴と一致するが、花粉S遺伝子は通常単一ハプロタイプに1コピーであるため、SFBB遺伝子が花粉S遺伝子であるかどうかは即断できず、更に解析を進める必要があると考えられた(Sassa et al.(2007) Genetics)。バラ科などの自家不和合性反応はS遺伝子座にコードされる雌ずい側因子(S-RNase)と花粉側因子(SFB)との特異的相互作用が中心的役割を果たしていると考えられているが、同時に、S遺伝子座の因子だけでは自家不和合性反応を完結するのは不十分であり、様々な補助因子(非S因子)が必要なことも明らかにされている。しかしながら、非S因子についての知見は極めて限られている。今年度は、非S因子の同定・解析のためのアプローチとして、S-RNaseに結合する雌ずいタンパク質の解析を行った。S-RNase型の自家不和合性を示すナス科植物では、TTS、PELP、120Kといった雌ずいのアラビノガラクタンタンパク質がS-RNaseに結合する性質を持つことから、非S因子の一種として自家不和合性に関与している可能性が指摘されている。バラ科果樹であるナシ・リンゴにおいてもナス科のTTS類似のアラビノガラクタンタンパク質が雌ずいに存在することを明らかにし、これらをPpPRPおよびMdPRPと命名した。また、プルダウンアッセイにより、PpPRPおよびMdPRPがS-RNaseに結合することを見出した。これらのアラビノガラクタンタンパク質はバラ科の自家不和合性における非S因子である可能性があり、このことからバラ科とナス科は系統関係は遠縁であるものの、S因子だけでなく、非S因子にも共通点が見られる可能性が示唆された。SFBはバラ科・サクラ亜科・サクラ属に属するアーモンド、オウトウ、ウメといったいくつかの植物種から同定されているが、ナシ・リンゴといったナシ亜科植物など他の属からは見出されていない。リンゴのBACライブラリーを用い、S-RNase遺伝子を基点とした染色体歩行を行ったところ、現在までにS遺伝子座領域約300kbをカバーするコンティグが構築された。コンティグを構成するBACクローンの塩基配列の解析を進めているが、この過程で、新規のF-Box遺伝子を見出した。このF-Box遺伝子とサクラ属のSFBとの配列相同性は2030%であった。花粉特異的発現は花粉S遺伝子の特徴と一致するが、花粉S遺伝子は通常単一ハプロタイプに1コピーがであるため、見出された新規F-box遺伝子が花粉S遺伝子であるかどうかは即断できず、更に解析を進める必要があると考えられた。

この解析により、互いに相同性の高い新規のF-Box遺伝子を2つ見出し、SFBB(S locus F-box brothers)と命名した。SFBB遺伝子とサクラ属のSFBとの配列相同性は2030%であった。発現様式を解析したところ、花粉特異的に発現していることが確認された。また、この遺伝子は同一Sハプロタイプに2つあるいはそれ以上存在する事が見出された。相同な遺伝子はリンゴと同様ナシ亜科に属するナシからも単離され、やはりそれらも花粉特異的発様式式を示し、単一Sハプロタイプから複数の遺伝子が単離された。花粉特異的発現は花粉S遺伝子の特徴と一致するが、花粉S遺伝子は通常単一ハプロタイプに1コピーであるため、SFBB遺伝子が花粉S遺伝子であるかどうかは即断できず、更に解析を進める必要があると考えられた(Sassa et al.(2007) Genetics)。
前庭-自律反射系における視床下部・小脳核・孤束核ニューロンの応答とその相互連関

前庭神経核亜核電気刺激に対するモルモット後視床下部(PH)ニューロンの応答について検討した。上核刺激では両側性に興奮性に応じ、外側核刺激では対側性に応じるが、内側核、下核刺激には応じなかったので、視床下部に上行する前庭情報は上核、外側核を経由すると考えられた。カロリック刺激を加えたときにPHと室傍核(PVN)のニューロン応答について検討した。60%が興奮性あるいは抑制性に応答し、温刺激でも冷刺激でも反応の方向性は一致していた。よって視床下部ニューロンは回転方向の検知は行わず、刺激の有無のみを検知していると思われる。また、これらの反応は前庭神経切断、前庭迷路破壊によって消失することから、前庭由来と考えられる。またH_1, H_2ブロッカー静注によって70%の例でその反応が減弱・消失・逆転し、これは前庭中枢路を情報が上行する過程に脳内ヒスタミン作動系が関与することを示唆している。回転刺激を連続的に与えると63%のPHニューロンにおいてその自発放電頻度が刺激開始数分後より変化した。刺激終了後も数分間変化は持続した。このことは動揺病症状の発現および消失過程の経過と合致する。カロリック刺激時の血圧変動とPVNニューロン活動変化との関係についても検討した。神経活動が変化した例では血圧低下がほぼ全例におこったが、神経活動の変化がなかった例では血圧低下は少数例に留まり、PVNニューロンの活動性変化と血圧変動に代表される自律神経活動とは密接な関係にあることが示唆された。またこの反応は視床下部破壊で消失したが小脳核破壊では変化しなかった。よって前庭-自律反射の発現には前庭神経核から脳幹網様体を介して視床下部へ上行する経路が最も重要と考えられた。カロリック刺激に対する迷走神経背側核ニューロンの応答は70%において興奮性である、その反応も同側および対側刺激で同様であった。前庭神経核亜核(上核、外側核、内側核、下核)電気刺激後に後視視床下部(PH)ニューロンの応答について検討した。上核刺激では同側刺激で30%に、対側刺激で25%に興奮性反応がみられた。外側核刺激では60%が反対側刺激に、12%が同側刺激に応じた。また、内側核、下核刺激に応じるニューロンはほとんど認められなかった。以上から視床下部に上行する前庭情報は上核、外側核経由すると考えられ、亜核間に投射様式の差があることがわかった。次にカロリック刺激を加えたときのPHと室傍核(PVN)のニューロンの応答について検討した。右側中耳骨胞に冷水(10°C)または温水(44°C)を注入するとPHニューロンは温刺激に16%が興奮性に、27%が抑制性に反応し、冷刺激には28%が興奮性に、32%が抑制性に反応した。PVNニューロンについても応答率・様式ともPHと類似した結果であった。PVNにおいて温刺激、冷刺激を加えた際の血圧の変動とニューロン活動の変化との関係についても検討した。PVNニューロンの活動が変化した例では血圧低下がほぼ全例におこったが、神経活動の変化がなかった例では血圧低下はほぼ65%の例にとどまった。このことからPVNニューロンの活動性の変化と血圧変動に代表される自律神経活動とは何らかの関係があることが示唆された。

またフェニレフリンまたはニトロプルシッドを投与して抹消性に血圧を変動させても神経活動に変化はなかったことから神経活動の変化は血圧変動に起因するものではないと考える。またPHおよびPVNにおいては温刺激で興奮するものは冷刺激でも興奮し、温刺激で抑制されるものは冷刺激でも抑制された。よって半規管刺激が加えられた際、視床下部ニューロンは回転方向の検知は行わず、刺激の有無を検知しており、これは自律神経反応の発現機構を理解する上で合理的な結果であると思われる。回転刺激をモルモットに連続的に与えると63%の後視床下部ニューロンにおいてその自発放電頻度が変化した。回転周期に同期した活動は示さなかった。カロリック刺激を加えると60%のニューロンが応答を示した。またカロリック温刺激で興奮するものはカロリック冷刺激でも興奮し、温刺激で抑制されるものは冷刺激でも抑制された。温刺激と冷刺激では迷路のリンパ流は反対になることが知られており、前庭神経核などの中枢路においても両刺激の反応の方向性は逆となることが多い。この点で後視床下部ニューロンのカロリック刺激に対する反応は特異的といえる。視床下部室傍核ニューロンでは血圧を測定しながら同様の実験を行ったところ、血圧変動を示した場合にはニューロン活動も変化するとが多く、血圧が変化しない場合はほとんどのニューロンでその活動変化を認めなかった。このことは前庭刺激を加えた際には、代表的な自律神経出力である血圧と室傍核ニューロンの活動との間には密接な機能的連関があることを示している。また、室傍核ニューロンのこの反応は70%の例でH_1ブロッカー静注により減弱あるいは消失したが、H_2ブロッカー静注ではほとんど変化しなかった。このことは前庭-自律反射系の情報伝達はH_1レセプターを介しており、抗ヒスタミン薬の抗動揺病効果は中枢性であることを示唆している。前庭刺激に対する孤束核ニューロンの応答は現在着実に得られつつあるが、その応答様式はおおむね興奮性であった。1)カロリック刺激に対する迷走神経背側核ニューロンの応答は検討した例の70%において興奮性であり、その反応も同側および対側刺激で同様であった。2)視床下部室傍核ニューロンはカロリック刺激に対して興奮性あるいは抑制性に応じるが、これらの反応は前庭神経切断または前庭迷路破壊によってほぼ消失することから、これらの反応は前庭由来のものであると判断された。またH_1ブロッカー静注によって70%の例でその反応が減弱・消失あるいは逆転し、H_2ブロッカー静注では、50%が反応減弱をきたした。このことは前庭神経核から視床下部へ前庭情報が上行する過程で前庭情報処理に脳内ヒスタミン作動系が関与していることを示唆している。3)代表的な自律神経出力である血圧変動と室傍核ニューロンの活動とはカロリック刺激時に密接な関係を持つことが判明したが、視床下部前部・中部を電気破壊するとカロリック刺激を加えても血圧変動はほとんど認められなくなった。このことは前庭-自律反射の遂行には視床下部が不可欠であることを示している。また小脳室頂核を電気破壊前後にカロリック刺激を加え、血圧変動を比較したが、両者間には有意の差異を認めず、前庭-自律反射の発現には前庭神経核から脳幹網様体を介して視床下部へ上行する経路が最も重要であると考えられた。