hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎尿細管イオンチャネルの分子制御機構

腎尿細管に存在するイオンチャネル、とくに近位尿細管基底側膜のK^+チャネルの制御機とその生理学役割について検討した。食用蛙近位尿細管細胞を用いた実験にて、基底側膜には約50pSのコンダクタンスを有するK^+チャネルが存在し、そのK^+チャネル活性がpH感授性を有すること、ならびにATP依存性を示すを明らかにした。とくにK^+チャネル活性のpH感受性に関しては膜電位のpH感受性と有意に相関したことより、このK^+チャネルは膜電位形成の大きな要因となっていると考えられた(Kubokawa,et al.,1998)。また、培養オポッサム腎近位尿細管細胞を用いた研究にて、dibutyryl-cAMPの投与で活性が上昇し、細胞内Ca^<2+>の増加により活性が低下することを見いだし、これらについて詳細に検討した結果、このK^+チャネルがcAMP依存性キナーゼ(PKA)によって活性化し、Ca^<2+>依存性のあるCキナーゼ(PKC)で不活性化することが解った。即ち、このK^+チャネルは2種類の異なった蛋白燐酸化により調節されていることが解り、それらの結果を報告した(Kubokawa et al,1997)。その後、心房性Na^+利尿ペプチドが培養オポッサム近位尿細細胞のK^+チャネル活性を上昇させ、それがcGMP依存性キナーゼによる蛋白燐酸化によるものであることを明らかにした(Kubokawa et al,1998)。さらに心房性Na^+利尿ペプチド(ANP)がcGMP系を化介してK^+チャネル活性を上昇させることも明らかにした。一般に、K^+チャネル活性の上昇は膜を過分極させ、Na^+再吸収の駆動力を増加させると考えられてきた。しかし、K^+チャネルを活性化するANP等と尿細管でのNa^+再吸収とは必ずしも一致せず、今後の課題としてさらに検討する必要がある。腎臓は生体における水、電解質等の恒常性を維持するという重要な役割を担っているが、それは糸球体濾過、尿細管での再吸収ならびに分泌の総合的作用により調節されている。とくに尿細管での各種電解質輸送には尿細管細胞の膜電位がその駆動力として重要であり、その膜電位の形成ならびに調節はイオンチャネル機能に大きく依存している。本年度の研究ではとくに糸球体濾液の約80%を再吸収する近位尿細管機能の調節メカニズムについて、膜電位形成に重要な尿細管基底側膜に存在するK^+チャネルの分子制御機構を明らかにし、近位尿細管全体の機能調節について検討した。まず、培養オポッサム腎近位尿細管細胞を用い、膜電位形式に重要であると考えられた約90pSのコンダクタンスを有する内向き整流性でATP依存性を有するK^+チャネルの調節機序について実験を行なった。その結果、このチャネルの活性はcAMP依性キナーゼ(Aキナーゼ)による蛋白燐酸化で上昇し、Ca^<2+>依存性Cキナーゼにより低下することが解った。このことより、近位尿細管機能はcAMPや細胞内Ca^<2+>濃度を変化させる因子によて調節されていることが示唆された。さらに最近では、心房性Na^+利尿ペプチドがこのチャネル活性を上昇させ、それがcGMP依性キナーゼ(Gキナーゼ)による蛋白燐酸化の結果であることも明らかになった。また、近位尿細管の膜電位は細胞内pHの影響を大きく受けるが、食用蛙近位尿細管細胞を用いた実験にて、pH変化にともなう膜電位変化がATP依存性を示すK^+チャネルがpH

感受性を有するためであることも解った。今後、さらに遠位尿細管のイオンチャネルについても検討し、チャネルの分子制御機構と生体全体における体液調節との関連性を明らかにして行きたい。腎尿細管での各種電解質輸送には尿細管細胞の膜電位がその駆動力として重要であり、膜電位の形成ならびに調節はイオンチャネルの機能に大きく依存している。本研究ではとくに近位尿細管細胞の膜電位形成に重要な尿細管基底側膜のK^+チャネルの分子制御機構を明らかにし、近位尿細管全体の機能調節について検討した。まず、培養オポッサム腎近位尿細管細胞を用いた研究にて、このK^+チャネルがcAMP依存性キナーゼ(PKA)によって活性化し、Ca^<2+>依存性のあるCキナーゼ(PKC)で不活性化することを見いだした。即ち、このK^+チャネルは2種類の異なった蛋白燐酸化により調節されていることが解り、それらの結果を報告した(Kubokawa et al,1997).また、食用蛙腎近位尿細管を用いた実験にて基底側膜のK^+チャネルがpH感受性を有すること、ならびにこのK^+チャネルが膜電位を決定する要因になっていることを証明した(Kubokawa et al,1998).その後、心房性Na^+利尿ペプチドが培養オポッサム近位尿細管細胞のK^+チャネル活性を上昇させ、それがcGMP依存性キナーゼによる蛋白燐酸化によるものであることを明らかにした(Kubokawa et al,1998).以上より、食用蛙近位尿細管基底側膜の膜電位は主にpH感受性K^+チャネルによって形成さていること、ならびにオポッサム近位尿細管細胞を用いた実験にて、基底側膜のK^+チャネルは少なくとも3種類の蛋白燐酸化酵素によって調節されていることが解った。最近、オポッサム近位尿細管細胞のK^+チャネルについて脱燐酸化酵素による調節についても検討し、フォスファターゼ1型および2A型がPKAによる蛋白燐酸化に拮抗してK^+チャネルを不活性化することを見いだした。今後、PKCに拮抗するフォスファターゼについても検討し、その調節機序の全貌を明らかにしたい。
岩石ー水反応と物質移動による階層的構造を読み解く超解像イメージング

固体である地球内部において、少量の流体が化学反応を劇的に促進させるため,ダイナミックな地球現象の理解には,マクロな流体移動とミクロな反応過程を結びつけた全体像を把握する必要がある.X線断層撮影(CT)は岩石の3次元構造をみる手法として期待されているが,通常の試料サイズでは細かい反応組織まで観察する解像度が得られないなど,定量的な解析には限界があるのが現状である.本研究では,X線CTのスパース超解像を軸に,ミクロとマクロをつなぐ新しい岩石の解読方法を開発し,地球内部の階層的な反応性流路の発達過程の解明に挑戦することを目的とする.本年度は、その軸となるスパース超解像のアルゴリズムの開発と、適用対象である蛇紋岩化試料の試料準備と解析を進めた。スパース超解像技術では、高解像度において基底学習を行い、低解像度におけるスパース係数を高解像度に展開する。係数にL1正則化を加えることで,できるだけ少数の基本画像で高解像度画像を記述できるように学習する。きれいに復元したいパターンに応じてパッチサイズや学習の仕方をカスタマイズする必要があり、本年度は蛇紋岩のなかでもっとも特徴的なマグネタイトに着目した。現状では、2倍超解像まで成功して、4倍超解像を試みている。海洋底の地殻ーマントル境界を明らかにするための国際プロジェクトオマーン掘削プロジェクトに参加し、そのコア記載を行なった。オマーン掘削では、掘削船「ちきゅう」の医療用CTスキャナで400mにもおよぶX線CT画像が得られている。一方で、その一部の試料を持ち帰り、より高精度のX線CT画像を実験室のマイクロフォーカスX線CTで取得し、それを用いて超解像技術を進めている。両者には解像度のギャップがあるために、一度に高解像にすることは困難であるが、複数の解像度で取得したデータを用いることで、段階的な超解像にチャレンジする予定である。本年度は,岩石のX線CT画像に適用するための超解像技術の開発を進めるとともに、その技術を適用する蛇紋岩化作用が進んだ海洋底岩石試料の収集を行なった。スパース超解像では,高解像度において基底学習を行い,低解像度におけるスパース係数を高解像度へ展開する.係数にL1正則化を加えることで,できるだけ少数の基本画像で高解像度画像を記述できるように学習するのが「スパース」超解像の特色である.本年度は、マントル岩石が変質した蛇紋岩に着目して、直径10mmのコアを用意した。岩石組織のなかでも、他の鉱物と比べて高いCT値を示し、特徴的な空間分布を示すマグネタイトについての超解像を適用するために、マグネタイトの形状の特徴的なパターン(球形粒子形や脈状の並びなど)を表現できる辞書をつくる必要があり、学習データの数や、パッチサイズなどの試行錯誤を行っている。現状では、ボクセルサイズ20ミクロンメールから10ミクロンメールへの2倍超解像が成功している。7月に掘削船「ちきゅう」において、国際プロジェクトであるオマーン掘削プロジェクトのコア記載に参画した。このプロジェクトでは、ちきゅうの実験室の中の医療用X線CTスキャナーを用いて、地殻とマントルを貫く400 mの連続コアCTデータ(ボクセルサイズ160μm)が取得されており、同時に深度にそった様々な物性、岩石学的データが取得された。本課題では、この貴重なコアの一部をX線CT用に採取し、東北大学のマイクロフォーカスX線CTスキャナをもちいて、ボクセルサイズが10, 20, 40, 80ミクロンメールのデータを取得した。申請書段階では、オマーン掘削データを用いて解析できるかどうかが定かでなかったため、海洋底の地殻ーマントル境界の変質作用を知るうえで極めて重要なコアを使って本研究を進められているのは大きな進捗である。一般的な超解像技術では2ー4倍超解像が普通であり、低解像度だが広範囲のちきゅうでの医療用X線CTスキャナによる画像(ボクセルサイズ160ミクロンメール)と、実験室のマイクロフォーカスX線CTスキャナによる画像を結びつけることは、魅力的であるが非常に困難である。本研究では、同一試料に対して、様々な解像度のデータ(ボクセルサイズ10, 20, 40, 80ミクロンメール)を取得していることを利用して、段階的な超解像を行うことによって、様々なスケールの組織の超解像を行い、この障壁を超えることを試みる。まずは、4倍超解像と2倍超解像を2回行うことでどれだけ表現力が変化するかを評価するところから始める。最終的には、実験室に持ち帰れる少量のコア試料で学習することで、ちきゅうのX線CTデータの膨大なデータに超解像を試みることを目指す。また、現状ではXY断面(コアの円形断面)をもちいた2次元の超解像を行っている。一方、コアのデータは深さ方向(Z方向)変化が重要なのにも関わらず、ちきゅうのコアデータは、Z方向の解像度の方が倍以上粗くなっている。本課題では、動画などの時間データを用いた超解像技術を応用して、Z方向の超解像を試みる。また、高解像度のデータから特徴的な鉱物(マグネタイトのみ)を抽出し、その空間構造を定量的に評価する方法論の確立を進める。さらに、開発した同技術を多様な岩石(ざくろ石斑状変晶を含む変成岩、炭酸塩化したマントルかんらん岩、変質したはんれい岩など)に適用することで、その技術の有効性と利用の仕方を明らかにする。また、人工的に水熱実験で作成した変質岩にも適用する。

そのなかで、岩石ー水相互作用によって作られる階層的な反応組織(き裂、変質鉱物分布、空隙)について、スケール依存性、不変性を明らかにすることで、そのプロセスを明らかにする。固体である地球内部において、少量の流体が化学反応を劇的に促進させるため,ダイナミックな地球現象の理解には,マクロな流体移動とミクロな反応過程を結びつけた全体像を把握する必要がある.X線断層撮影(CT)は岩石の3次元構造をみる手法として期待されているが,通常の試料サイズでは細かい反応組織まで観察する解像度が得られないなど,定量的な解析には限界があるのが現状である.本研究では,X線CTのスパース超解像を軸に,ミクロとマクロをつなぐ新しい岩石の解読方法を開発し,地球内部の階層的な反応性流路の発達過程の解明に挑戦することを目的とする.本年度は、その軸となるスパース超解像のアルゴリズムの開発と、適用対象である蛇紋岩化試料の試料準備と解析を進めた。スパース超解像技術では、高解像度において基底学習を行い、低解像度におけるスパース係数を高解像度に展開する。係数にL1正則化を加えることで,できるだけ少数の基本画像で高解像度画像を記述できるように学習する。きれいに復元したいパターンに応じてパッチサイズや学習の仕方をカスタマイズする必要があり、本年度は蛇紋岩のなかでもっとも特徴的なマグネタイトに着目した。現状では、2倍超解像まで成功して、4倍超解像を試みている。海洋底の地殻ーマントル境界を明らかにするための国際プロジェクトオマーン掘削プロジェクトに参加し、そのコア記載を行なった。オマーン掘削では、掘削船「ちきゅう」の医療用CTスキャナで400mにもおよぶX線CT画像が得られている。一方で、その一部の試料を持ち帰り、より高精度のX線CT画像を実験室のマイクロフォーカスX線CTで取得し、それを用いて超解像技術を進めている。両者には解像度のギャップがあるために、一度に高解像にすることは困難であるが、複数の解像度で取得したデータを用いることで、段階的な超解像にチャレンジする予定である。本年度は,岩石のX線CT画像に適用するための超解像技術の開発を進めるとともに、その技術を適用する蛇紋岩化作用が進んだ海洋底岩石試料の収集を行なった。スパース超解像では,高解像度において基底学習を行い,低解像度におけるスパース係数を高解像度へ展開する.係数にL1正則化を加えることで,できるだけ少数の基本画像で高解像度画像を記述できるように学習するのが「スパース」超解像の特色である.本年度は、マントル岩石が変質した蛇紋岩に着目して、直径10mmのコアを用意した。岩石組織のなかでも、他の鉱物と比べて高いCT値を示し、特徴的な空間分布を示すマグネタイトについての超解像を適用するために、マグネタイトの形状の特徴的なパターン(球形粒子形や脈状の並びなど)を表現できる辞書をつくる必要があり、学習データの数や、パッチサイズなどの試行錯誤を行っている。現状では、ボクセルサイズ20ミクロンメールから10ミクロンメールへの2倍超解像が成功している。7月に掘削船「ちきゅう」において、国際プロジェクトであるオマーン掘削プロジェクトのコア記載に参画した。このプロジェクトでは、ちきゅうの実験室の中の医療用X線CTスキャナーを用いて、地殻とマントルを貫く400 mの連続コアCTデータ(ボクセルサイズ160μm)が取得されており、同時に深度にそった様々な物性、岩石学的データが取得された。
三次元剥離流の定常領域と渦構造の研究

本研究では、風胴において回転放物体まわりの速度分布を測定し剥離渦の構造や領域による非定常変動分布を考察する一方、水槽においては回転楕円体背中側に発生する渦の可視化を行い、渦構造等を解明することを目的とした。1.いくつかの実験から迎角40°以上では後部の表面付近の流れは2次元概念でほぼ説明できることが確認された。まず放物形状物体では油膜法による剥離線と物体表面静圧:Cpが比較され、先端以外の後部ではCpの極値をつらねるとほぼ剥離線と一致した。第2に迎角40度、Re=2.7×10^4での速度のパワースペクトルには約19Hzの強いスペクトルがみられた。これは円柱を想定したストローハル数による周波数15Hzに近く、この迎角でも円柱の渦放出と同様の状態の存在を推測させる。第3に3次元特有の剥離線OPEN部近辺のみは速度ベクトルが剥離線に接線的に合流する。しかしすぐ下流からその交差角がゼロといえない部分が多くなっている。迎角大でCLOSED剥離に至ると速度ベクトルは剥離線のほとんどの部分で2次元剥離と同様、ほぼ直交している。2.改良W型プローブによる測定:速度ベクトルの向きを瞬時的に精度よく測定できるこのプローブにより横断面の速度場が計測できた。その結果つぎの構造が確認できた。横断流れ成分が順流と逆流が交互に入れ替わり非定常性が大きいのはθ=135°を中心とした±10°の領域で、この構造が逆流速度場からも確認できた。RE=8000の水槽実験では縦渦の可視化から渦の軸の振動は数Hz以下でありα=20°程度ではその振動はなくなる事を確認した。3.楕円体だけでなく放物体でも共通に次が指摘できる。物体表面付近の可視化では2次剥離線の後ろ端近くから先端方向に向かってから腹側へ回り込み主剥離線に接する時計周りの渦パターンがα=50°程度までは見られた。以上のことが確認された。数値計算では三次元MAC法の経験を生かし国内では適用例の少ないリ-マン幾何による方法がまず楕円柱:2次元翼型に適用が試みられた.この方法は平成2年度に西川の指導で阿部が修士論文で円柱に用いて実験と良い一致を得たが楕円柱では現状では良い結果は得られていない.この原因は初期試行値が巧妙に選ばれないと良好な計算を進行させないことにあると思われる.そのため2次元MAC法の適用を今年度は行なって楕円柱については物体背後の剥離,波状壁について表面粗さ効果などが説明できるよう試みた.波状壁については盛りあがり背後の逆流領域の中に壁に付着した2次渦が示された.また平板上に2山の波状盛りあがりがある場合は1山より背後の流速が落ちず下流に渦が伸びる事も確認された.

一方,実験の主な目標は逆流領域や乱流領域の速度計測におき,レ-ザ-フアイバ-流速計を用いた.今年度は矩形断面の直管の流速分布が測定された.また多点の同時刻の速度デ-タが得られれば渦構造が正確に分かる.その目的および既述の流線パタ-ン認識のために連続画像処理を用いる.即ちこの画像はPIV(Particle Image Velocimetry)計測のデ-タ処理プログラムで処理された.今後度は複数画像間の粒子位置の座標デ-タ化はマウスに依在したが自動化にも着手している.以上の速度計測は管断面の渦が流動抵抗を増大させてしまう好ましくない事の原因の定量的解明にも用いた.圧力降下が微小な管のねじれや管のつなぎ目の微小な食い違いに影響されることも速度デ-タにより解析中である.可視化画像を得るためのトレ-サ-としては直径100ミクロンのポリエチレンビ-ズを用いたが高分子液や染料も試行中である.本年度は、昨年度着手した水槽での回転楕円体背中側の渦の可視化を行い、渦構造等を解明するることに加え風胴において回転放物体まわりの速度分布を測定し剥離渦の構造や領域による非定常変動分布を考察することを目的とした。1.いくつかの実験から迎角40゚以上では後部の表面付近の流れは2次元概念でほぼ説明できることが確認された。まず放物形状物体では油膜法による剥離線と物体表面静圧:Cpが比較され、先端以外の後部ではCpの極値をつらねるとほぼ剥離線と一致した。第2に迎角40度、Re=2.7×10^4での速度のパワースペクトルには約19Hzの強いスペクトルがみられた。これは円柱を想定したストローハル数による周波数15Hzに近く、この迎角でも円柱の渦放出と同様の状態の存在を推測させる。第3に3次元特有の剥離線OPEN部近辺のみは速度ベクトルが剥離線に接線的に合流する。しかしすぐ下流からその交差角がゼロといえない部分が多くなっている。迎角大でCLOSED剥離に至ると速度ベクトルは剥離線のほとんどの部分で2次元剥離と同様、ほぼ直交している2.改良W型プローブによる測定:速度ベクトルの向きを瞬時的に精度よく測定できるこのプローブにより横断面の速度場が計測できた。その結果つぎの構造が確認できた。横断流れ成分が順流と逆流が交互に入れ替わり非定常性が大きいのはのはθ=135゚を中心とした±10゚の領域で、この構造が逆流速度場からも確認できた。Re=8000の水槽実験では縦渦の可視化から渦の軸の振動は数Hz以下でありα=20゚程度ではその振動はなくなる事を確認した。3.楕円体だけでなく放物体でも共通に次が指摘できる。物体表面付近の可視化では2次剥離線の後ろ端近くから先端方向にむかってから腹側へ回り込み主剥離線に接する時計周りの渦パターンがα=50゚程度までは見られた。以上のことが確認された。
異種移植臓器に対するNK細胞活性の遺伝子工学的抑制方法の検討

HLA-Gが異種であるブタの血管内皮細胞に発現させ、ヒトNKcellを抑制することを、H10年度に報告した。引き続き、HLA-Eについて、同様な実験をおこなった。また、糖転移酵素により1)ヒトHLA-EのcDNAをヒトじゅうもう細胞よりRT-PCR法によりクローニングした。これらを動物細胞発現ベクターpCAGGS(brta-actin promoter)に組み込んだ。HLA-Eはシグナルペプチドを他のHLAのものを利用して発現することがしられているいため、HLA-EのそれをHLA-Gで置き換えたもの(HLA-GE)も合成し、同じくpCAGGSに組み込んだ。CHO細胞でのこれらの一過性の発現は、HLA-Eそのものでは殆ど発現をみないのに対して、HLA-GEでははっきりと発現した。次に、このHLA-GEをブタ血管内皮細胞(MYP30)へlipid法により遺伝子導入し、安定形質発現細胞株を数クローン得ることに成功した。これらのクローンは、ヒトのNK細胞による細胞傷害試験を行った結果、はっきりとNK細胞によるブタ血管内皮細胞の攻撃を抑制した。これらの高発現のクローンを樹立する。これにヒトのNK細胞を反応させてA.のごとくさまざまな細胞障害活性を調べ、コントロールのブタの血管内皮に対する反応との差を検討する。HLAの先祖型と考えられるHLA-Gを異種であるブタの血管内皮細胞に発現させ、ヒトNKcellに“自己"として抑制シグナルを伝達するかを探った。1)ヒトHLA-G1-4のうち、G1およびG3さらにβ2ミクログロブリンのcDNAをヒトじゅうもう細胞よりRT-PCR法によりクローニングした。2)これらを動物細胞発現ベクターpCAGGS(brta-actin promoter)に組み込んだ。そして、それらをブタ血管内皮細胞(MYP30)へlipid法により遺伝子導入し、ネオマイシンによって選択し、ヒトHLA-GのG1およびG3の安定形質発現細胞株を数クローン得ることに成功した。3)一方、HLA分子はβ2ミクログロブリン、ぺプチド抗原とでヘテロダイマーを形成することで細胞膜上に発現することが知られている。そこで、ブタ血管内皮細胞を使った、エレクトロポレーション法による一過性形質発現実験を行った。これにより、ヒトHLA-G分子はブタβ2ミクログロブリンと相互作用してブタ血管内皮細胞膜上に発現することを、FACSスキャンを用いて明らかにした。4)次に、ブタ血管内皮細胞に、NKcell line(YT細胞)やヒト正常末梢血単核球を反応させて細胞障害活性をLDH assayにより測定した。これにより、ヒトNK細胞がFcレセプター等を介さずに直接的にブタ血管内皮細胞を障害することを明らかにした。
生体肝移植のレシピエントとドナー間の相互作用と両者対象の全人的支援に関する研究

本研究は生体肝移植のレシピエントとドナーの入院中の交流と相互作用を明らかにし、具体的な看護介入への示唆を得ることを目的とした。結果、手術は【想像を超えた身体侵襲】であり、交流にはそれぞれの身体的症状が大きく影響していた。対象者は【押し寄せる後悔と跳ね返す我慢】を繰り返す中で、【相手の方がつらい】と思い、【相手を安心させる】ために時間を共に過ごしていた。【レシピエントの回復の実感】ができるようになると、【ドナーとなったことを肯定】していた。看護師は、ドナーができるだけ早期に【ドナーとなったことを肯定】するためにも、【レシピエントの回復の実感】につながるような、具体的な説明をし、術後に共に過ごせるような空間を提供することの重要性が示唆された。生体肝移植を受けるレシピエントとドナーの相互作用をあきらかにするために、平成20年度は、(1)相互作用に関する文献検討、(2)相互作用を明かにするための研究デザインの再検討、(3)インタビューガイドの作成、(4)研究協力移植施設との体制作り、(5)倫理委員会への申請書作成を行った。(1)相互作用に関する文献検討では、国内ではキーワード「相互作用」「移植」で検索したところ、生体移植の看護に関連するものはわずか3件であり、現時点では未開拓の分野であることが再確認された。海外文献では、圧倒的に脳死移植に関するものが多く、脳死で臓器を提供したドナーの家族とレシピエントとの交流に関する研究も散出してきている。本研究は、生体移植を対象としているため、生体移植に限定し検索を行ったが、海外では、生体移植のドナーを擁護するため、海外では移植コーディネータ、看護師ともにレシピエント担当者とドナー担当者は明確に区別されている場合が多く、相互作用を見る立場の者は限られている状況であった。これらの文献検討の結果からも、レシピエントとドナーの両者を対象としている本研究は意義あるものであることがわかった。(2)(3)は、看護分野に限定せず、心理学、社会学へ視野を広げ、検討を行った。生体移植のレシピエントとドナーは置かれている状況から心理・社会的問題が既存の論文でも明らかになっている。そのため研究デザインの再検討を行った。同時に(4)(5)を行い、実際のフィールドにてデータ収集を行う予定である。
中学生の読書指導における電子書籍端末利用の可能性についての実証的研究

中学生に1ヶ月間電子書籍端末を貸与し、一定額の範囲内で自由に電子書籍を購入することができるようにして、読書状況の変化を調べた。結果として、1読書冊数が増加した。2調査対象106人中53人の読書時間が増えた。3読書について肯定的な意識をもつ生徒数には変化がなかった。4電子書籍があると読書生活に変化があると回答した生徒が69人いた。5事前調査で読書嫌いの傾向があった生徒について、読書に対する意識、読書時間、読書冊数がやや好転した。また、大学生を対象に、『三四郎』第一章を8つに分割して電子書籍と紙の本で交互に読んで内容の記憶の状態を調べたところ、電子書籍と紙の本に明らかな差異は見られなかった。本研究は,中学生の読書指導における電子書籍端末利用するものである。使用する電子書籍端末はSONY製のRerder G1タイプを選択した。有害図書に一定のフィルタリングをかけられる点、本体のみで電子書籍販売サイトにアクセスして書籍を購入できる点を評価した。平成25年度は,沖縄県の中学校に協力を依頼して研究を進めた。第3学年生徒35人に電子書籍端末を貸与し,1ヶ月の間に一人5000円を上限として電子書籍を購入できるようにした(漫画を除く)。期間終了後に電子書籍による読書の状況を数値データとして得るとともに,期間の前後に読書に関する意識調査を実施し,その変化も分析できるようにした。さらに,特徴的な傾向を示した生徒について直接聞き取り調査を実施した。現時点では十分な分析は不可能だが,結果の例としては,期間中の読書の冊数が増加した生徒:23人,電子書籍が手元にあることで読書生活に変化があったこと答えた生徒:24人等が挙げられる。簡易に本を探して買うことができることが,読書活動に影響を与えているのではないかと推測できる。一方,期間中の読書冊数が期間前より減少した生徒が8人いた。平成26年度中に,更に1校の調査を行い,結果を分析する予定である。本研究は,中学生の読書指導における電子書籍端末利用の可能性について実証的に研究するものである。平成24年度は,札幌市の中学校に協力を依頼して研究を進めた。第1学年生徒31人に電子書籍端末を貸与し,1ヶ月の間に一人5000円を上限として電子書籍を購入できるようにした(漫画を除く)。現時点では十分な分析は不可能だが,結果の例としては,期間中の読書の冊数が増加した生徒:18人,電子書籍が手元にあることで読書生活に変化があったこと答えた生徒:22人等が挙げられる。読書の範囲についても,電子書籍端末上の「おすすめの本」「ベスト10」等の情報により,今まであまり読まなかったジャンルの本を読むようになったという回答が複数あった。一方,期間中の読書冊数が期間前より減少した生徒が5人いた。また,本を読むスピードが電子書籍だと遅くなると回答した生徒が1名いた。平成25年度,26年度で,他に3校の調査を行い,結果を分析する予定である。中学生に1ヶ月間電子書籍端末を貸与するとともに,一定額の範囲内で自由に電子書籍を購入することができるようにした場合,中学生の読書にどのような変化が見られるかを調査する。電子書籍端末貸与期間の前後で,読書の状況及び読書に関する意識調査を実施,その変化を分析する。平成24・25年度に,3つの中学校(各1学級)において調査を実施し,平成26年度はその結果を分析した。調査対象計106人について,主に以下の結果が得られた。1読書冊数の変化:1ヶ月の読書冊数の合計が,事前調査(625冊)→事後調査(877冊,うち電子書籍539冊)と変化した。また,調査対象106人のうち,事前の1ヶ月より事後の1ヶ月の方が読書冊数が増えた生徒が65人いた。2読書時間の変化:調査対象106人のうち,事前の1ヶ月より事後の1ヶ月の方が平日1日当たりの読書時間が増えた生徒が53人いた。3読書についての意識の変化:「読書は好きですか。」という質問に対して「当てはまる」「どちらかと言えば,当てはまる」と肯定的に回答した生徒は,事前調査(84人)→事後調査(85人)であった。4電子書籍による読書についての意識:事後調査「電子書籍は使いやすいと思いますか。」という質問に「はい」と回答した生徒が70人いた。また,「電子書籍が手元にあるのとないのとでは,あなたの読書生活に変化がありましたか。」という質問に,「あった」と回答した生徒が69人いた。5読書を苦手とする生徒の変化:事前調査で「読書は好きですか。」という質問に「当てはまらない」と回答した5人について見ると,読書に対する意識,読書時間,読書冊数において,やや好転している状況が見られた。

本年度は、電子書籍による読書が紙の本による読書よりも記憶に残りにくいのではないかという指摘に関して、電子書籍と紙の本による読書内容の記憶の差異について調査した。<調査方法>夏目漱石の『三四郎』第一章を、紙の本と電子書籍の両方で体裁を揃えて準備した。このテキストを8つの部分に分け、被験者は各部分を紙の本と電子書籍で交互に読み進めるようにした。読書後、それぞれの部分の内容の記憶を問う質問に回答し、正答(1点)、部分正答(0.5点)、誤答及び無回答(0点)で採点した。<調査結果>16人の大学生で調査を実施したところ、平均点は0.61点で、紙の本の部分は0.62点、電子書籍の部分は0.61点と差がなかった。紙の本と電子書籍の点数の差が0.2点以上になった部分が2つあったが、1つは「紙の本:0.63点、電子書籍:0.38点」、もう1つは「紙の本:0.56点、電子書籍1.00点」であり、どちらか一方の優位性を示すものではなかった。個人別に見ると、紙の本と電子書籍の点数の差が0.2点以上あった者が3人いたが、うち2人は電子書籍の点数が高く、他の1人は紙の本の点数が高かった。これらのことから、電子書籍による読書と紙の本による読書によって記憶の残り方に差異は見られなかった。<備考>調査後に電子書籍の読書についての感想を聞いたところ、被験者のうち6人が「目が疲れる」「紙の本の方が読みやすい」と回答した。昨年度までの調査により、中学生が電子書籍を利用することにより、読書冊数や読書時間の増加が見られた。一方、読書に対する意識には変化が見られなかった。読書に対する興味を喚起する上で電子書籍は有効と思われるが、基本的な読書指導と関連付けて活用を図ることが重要である。また、電子書籍による読書の問題点については、本年度開発した手法を他の文章(例えば図表が入ったもの)を用いて調査を進めることが望まれる。中学生に1ヶ月間電子書籍端末を貸与し、一定額の範囲内で自由に電子書籍を購入することができるようにして、読書状況の変化を調べた。結果として、1読書冊数が増加した。2調査対象106人中53人の読書時間が増えた。3読書について肯定的な意識をもつ生徒数には変化がなかった。4電子書籍があると読書生活に変化があると回答した生徒が69人いた。5事前調査で読書嫌いの傾向があった生徒について、読書に対する意識、読書時間、読書冊数がやや好転した。また、大学生を対象に、『三四郎』第一章を8つに分割して電子書籍と紙の本で交互に読んで内容の記憶の状態を調べたところ、電子書籍と紙の本に明らかな差異は見られなかった。当初予定の調査はほぼ終了したが,以下の課題について更に調査する必要がある。1公共図書館等における電子書籍貸し出しの現状と課題。2電子書籍と紙の本による,読書内容の記憶の差異の有無。国語科教育最終年度に当たり,特に以下の内容について調査研究する。1公共図書館等における電子書籍貸し出しの現状と課題(訪問と聞き取り)2電子書籍と紙の本による,読書内容の記憶の差異の有無(ペーパーテスト)平成25年度中に2校で調査を実施する予定であったが,学校の年間予定の中で,保護者等の理解を得ながら1ヶ月間の調査期間を設定することが難しく,1校の実施で終わった。
漿膜下カハールの介在細胞の構造および機能の解析

研究課題である、漿膜下カハールの介在細胞(ICC-SS)が分布する組織層について、モルモット近位結腸を用い、Fluo-4によるCa^<2+>イメージングを行った。これらの細胞のうち、AChに反応するものは少なく、主にATPに反応し、著しいCa^<2+>の上昇を示した細胞がほとんどであった。また、ここでのATPの反応については、P2Y receptor、特にP2Y1 receptorを介したものであることも明らかにした。ATPへの顕著な反応を示した細胞は、ICCの特異的マーカーであるc-Kitに対して陰性である一方、vimentinやSK3で標識される細胞と似た形態学的特徴を示した。このことから、これらの細胞はICC-SSではなく、Fibroblast-1ike cells(FLCs)である可能性が示唆された。このように、漿膜下には、P2Y1を介してATPを主たる興奮様式とする、FLCsに代表されるようなinterstitial cellsが存在することを明らかにした。このことは、研究課題の中で、ICC-SSが伸展受容器として機能した後、ATPの放出によって、周囲の細胞と情報伝達を行うのではないかと提唱していたが、この層の細胞がATPを伝達物質として利用する可能性について支持し得るものと考えている。さらに、1年目に実施した、粘膜下神経叢カハールの介在細胞(ICC-SP)についても、形態学的解析に引き続き取り組み、消化管各部における領域差を解析した。その結果、ICC-SPは、近位結腸で著しく発達していたのに対し、遠位結腸での分布はまばらであり、小腸には分布しないことなどを明らかにした。このICC-SPの分布における差異と、消化管各部位の粘膜面との機能に注目し、ICC-SPの機能の推定に取り組んでいる。また、ICC-SSと同様、近位結腸で特に発達しているICC-SPを理解することで、水分・電解質吸収を主に行う部分である近位結腸の運動調節機構の解明につながり、臨床への応用も期待できる。ICC-SSとICC-SPのいずれも、未だほとんど研究がなされていない、ICCの新規サブタイプであり、今後のICC研究に新たな展開を示しうるものと考えている。研究目的のうち、研究対象とする細胞が分布する組織層の興奮伝達の様式について、生理学的に明らかにし、推定機能を支持しうる所見を得ることができた。また、筋層外ICCの形態学的解析について、さらに解析を深め、これら新規サブタイプの理解へつなげることが期待できる。以上の内容は、2本の雑誌論文への投稿中、および準備中である。研究課題である、漿膜下カハールの介在細胞(ICC-SS)の発達が著しいモルモット近位結腸において、粘膜下神経叢(Submucosal Plexus)に分布するサブタイプ(以降ICC-SP)の存在が予備実験で明らかになった。このICC-SPについては、これまでほとんど研究がなされていない。そこで、ICC-SSと同様、近位結腸の筋層外に分布するサブタイプであるICC-SPを形態学的に解析することで、ICC-SSを含む近位結腸のICCの理解につなげることを目的とした。研究方法としては、ICC-SPの分布や微細構造上の特徴などを明らかにするため、c-Kitによる免疫組織化学的手法、さらに電子顕微鏡観察を用い、細胞組織学的に解析を行った。ICC-SPは近位結腸の粘膜下神経叢の位置で非常に発達したネットワークを構成しており、粘膜下神経節周囲のみならず、結合組織中、粘膜筋板直下、血管の近傍に位置することが明らかになった。電子顕微鏡によって観察された微細構造上の特徴は、カベオラ、中間径フィラメント、発達したミトコンドリア、大きなgap junctionなど、これまで報告されてきた筋層内の典型的なICCのものと共通しており、c-Kit陽性であることのみならず、微細構造レベルでも、この位置でのICCの存在が明らかなものとなった。近位結腸は、水分、電解質の吸収が盛んな部位であり、ICC-SSがその調節に関わるものとして推定しているが、ICC-SPは、とくに粘膜面での吸収、分泌の調節を行う神経系である粘膜下神経叢に位置し、また、血管の近傍に位置することからも、ICC-SSと同様に、水分、電解質の吸収の調節との関与が推定された。また、粘膜筋板に近接することから、それらの収縮への関与も考察された。さらに、近位結腸では、固有のペースメーカー細胞として筋層下神経叢のICC(ICC-SMP)が報告されているが、それらとも近い位置関係にあることも示唆され、近位結腸の運動調節機能のより詳細な解明にもつながるものと考えられる。本研究内容について、国際誌への論文投稿、国内での学会発表を行った。

このように、漿膜下には、P2Y1を介してATPを主たる興奮様式とする、FLCsに代表されるようなinterstitial cellsが存在することを明らかにした。このことは、研究課題の中で、ICC-SSが伸展受容器として機能した後、ATPの放出によって、周囲の細胞と情報伝達を行うのではないかと提唱していたが、この層の細胞がATPを伝達物質として利用する可能性について支持し得るものと考えている。さらに、1年目に実施した、粘膜下神経叢カハールの介在細胞(ICC-SP)についても、形態学的解析に引き続き取り組み、消化管各部における領域差を解析した。その結果、ICC-SPは、近位結腸で著しく発達していたのに対し、遠位結腸での分布はまばらであり、小腸には分布しないことなどを明らかにした。このICC-SPの分布における差異と、消化管各部位の粘膜面との機能に注目し、ICC-SPの機能の推定に取り組んでいる。また、ICC-SSと同様、近位結腸で特に発達しているICC-SPを理解することで、水分・電解質吸収を主に行う部分である近位結腸の運動調節機構の解明につながり、臨床への応用も期待できる。ICC-SSとICC-SPのいずれも、未だほとんど研究がなされていない、ICCの新規サブタイプであり、今後のICC研究に新たな展開を示しうるものと考えている。筋層外のICCのサブタイプとして、漿膜下のICCのみならず、粘膜下神経叢にもその存在を見出し、さらには、電子顕微鏡による微細構造の特徴を初めて明らかにした。ICC-SSの推定機能を含む、今後のICCの機能解析へと大きくつながるものと考えられる。研究目的のうち、研究対象とする細胞が分布する組織層の興奮伝達の様式について、生理学的に明らかにし、推定機能を支持しうる所見を得ることができた。また、筋層外ICCの形態学的解析について、さらに解析を深め、これら新規サブタイプの理解へつなげることが期待できる。以上の内容は、2本の雑誌論文への投稿中、および準備中である。カルシウムイメージングを用いて、ICC-SSへの直接的なアプローチを進め、推定機能の証明につなげる。さらにICC-SSの受容体に関する形態学的な解析を進めると共に、有力な手掛かりとして、同じ部位に発達して存在するICC-SPについても引き続き取り組み、近位結腸におけるICCの機能について、特に水分・電解質の吸収との観点から、統合的に考察を進める。
キャリヤ注入型マイクロ光スイッチの作製とメカニズムの解明

(1)複素屈折率変化量測定用IIIVヘテロ構造サンプルの作製現有のMBE装置で、IIIV族ヘテロ構造を作製した。λ_g=1.255μmのInGaAsPを持つサンプルはすでに保有しているので、新たにλ_g=1.3μm,1.55μmのサンプルを作製した。さらに、高効率の注入を行うために,InGaAs/InAlAs系MQWサンプルを作製した。(2)円形埋め込み構造の実現注入されたキャリヤを効率良く閉じ込めるために、円形埋め込み構造を実現した。これは、直径10-100μm程度のもので、エッチングで周囲を除去した後、現有のLPE装置を用いてInPで埋め込む。これまでの実験の結果、高効率な埋め込み構造が実現でき、キャリヤの閉じ込め効果も測定によって実証された。(3)誤差の少ない複数屈折率変化測定方法の開発光のマイクロブリッジを構成し、両光路の位相差から屈折率変化量を導くが、これまで非対称な光路であったため、波長のゆらぎが屈折率変化量の誤差となって現れていた。1/2波長板を挿入することでこの光路を対称とし、これによって測定誤差を大幅に減少させることができた。
極限プラズマ中の電磁量子過程の研究

天体プラズマやレーザープラズマでは、電子密度10^<20>10^<25>/cm^3,温度100eV100keVのプラズマが研究対象となる。この様な極限プラズマの発生は、新しいレーザー技術(周波数変調パルス増幅法;CPA法)の発明とその高出力化技術開発により可能となった。すなわち、超短パルス・超高強度レーザーを用いて瞬時にターゲットを加熱することにより、広範囲の温度・密度領域のプラズマが発生可能となっている。また、超高強度レーザーによる加熱のターゲットとして、レーザー爆縮により生じる10^<25>/cm^3を超える高密度プラズマの利用も可能となっている。この調査研究は、以下の三つの研究分野に関し、研究の現状を明らかにし、今後の研究の進め方を策定する目的で開始された。すなわち、極限プラズマ[1Mbarを超高圧じじぃじぇぢ密度)のプラズマ]中での、(1)多価イオン原子物理学(2)超高強度レーザーと高密度プラズマとの相互作用に関する量子電磁力学(3)超短パルスレーザーと固体ターゲットとの相互作用を対象として調査を行なった。その結果、研究分野「高輝度量子ビームによる高エネルギー密度物質の生成と応用」を設定した。
ヒトMDR1遺伝子機能の制御を目指したmiRNA機能解析

ABCB1遺伝子は抗がん剤を含む多くの薬物の体内動態に寄与する。ABCB1遺伝子機能の個人差要因解明に向けて、一塩基多型などの遺伝子多型を中心に積極的な研究が進められてきたが十分な解明には至っていない。前年度までに、P-gp発現量と逆相関を示すmiRNAを1種類(miR-106a)、正相関を示すmiRNAを2種類(miR-34c,miR-372)同定した。今年度はこれらmiRNAの作用機序を明らかにするため、in vitro機能解析を行った。in SilicoによるABCB1遺伝子を標的とするmiRNA予測を行った結果、前年度に同定されているmiRNA以外に新たに1つのmiRNAとしてmiR-451を同定した。miR-451はseed領域(miRNAの5'側から27塩基)において、ABCB1遺伝子3'UTRと完全に相補的であった。miR-451についてもP-gp発現との関連を検討したところ、有意な逆相関が認められた。これら、miRNAの機能解析を目的にHepG2,Bewo,Caco2細胞を用いて、内因性miRNAによるABCB1遺伝子3'-UTRへの影響をLuciferase assayにより評価した。その結果、miR-34cとmiR-451がABCB1遺伝子発現制御に一部作用している可能性が示された。miR-451は、胎盤における発現量も比較的高く、P-gp発現量と有意な逆相関を示したことからABCB1遺伝子発現抑制を行う可能性が高いと考えられる。本結果は、ABCB1遺伝子発現調節にmiRNAが寄与することを初めて示したものである。miRNA発現量には大きな個人差が存在していたことよりmiRNAはP-gp発現量の変動要因であることが予想される。MDR1遺伝子発現と相関が認められるmiRNAの同定研究に先立ち、日本人由来胎盤100検体について、Real time PCR法やWestern Blotting法によりMDR1 mRNA、P-gp発現量を同定した。測定の結果、mRNA発現量には最大140倍、P-gp発現量については最大50倍もの個体差が認められた。これら検体を用いて、mature miRNA 160種類をReal-timePCR法にて網羅的に測定した。その結果、P-gp発現量と逆相関を示すmiRNAを1種類、正相関を示すmiRNAを2種類同定した。逆相関を示すmiRNAについては、MDR1 mRNAに対する直接的な抑制を行っていることが予想され、正相関を示すmiRNAについては、間接的な作用による脱抑制が予想される。同定したmiRNAについて、MDR1 3'UTRとのホモロジー解析を行ったところ、targetとなるmRNAの選択に重要となるmiRNA上の"seed"配列と高い相同性を示す領域を同定した。miRNAとの相補性が重要であるMDR1遺伝子の3'UTRの遺伝子変異解析ABCB1遺伝子は抗がん剤を含む多くの薬物の体内動態に寄与する。
マダガスカルにおける損失の回復をめぐる観念の歴史的過程と共時的生成の統合的研究

2018年7月23日同年10月8日の間、マダガスカル現地における研究を実施した。アンタナナリヴ大学文明研究所考古ー芸術博物館の研究員から現在のマダガスカルの治安状況とそれに対する治安機関と住民双方の対策についての情報を収集した。国立公文書館において、19世紀のImerina王国が布告した法令についての文書情報を収集した。北西部の町Majungaにおいて、特定の地区における治安状況と家宅侵入犯等に対する対策状況を調査すると共に、北西部において組織化が進んでいるBe Saboha<たくさんの槍>と称される住民の自主治安対策組織についての聞き取り調査を行った。2019年1月21日同年3月5日の間、マダガスカル現地における研究を実施した。アンタナナリヴ大学文明研究所考古ー芸術博物館の研究員から、首都における治安対策、とりわけ住民の間での自主的取り組みについての情報を入手した。また、国立公文書館において引き続き、19世紀のImerina王国が布告した法令についての文書情報を収集した。北西部の町Majungaにおいて、引き続き特定の地区における治安状況と家宅侵入犯等に対する対策についての情報を収集した。北西部の町AntsohihyおよびPort-Bergerにおいて、上記のBe Sabohaの組織化についての情報の聞き取り調査を実施した。日本とマダガスカルにおいて、ネットからfitsaram-bahoaka<民衆の裁判>と呼ばれる犯罪者に対する住民等による非公式な制裁についての公開情報を収集し、それが生じた状況の比較検討を行っている。マダガスカルの国家警察・憲兵隊・地区警察と地区住民との間には、国家が死刑制度の廃止を決定した事に伴う緊張状態が存在し、その点に自主治安組織や私刑的制裁の発生源があるものと推測され、調査を継続してゆく計画である。2018年11月12月の間に大統領選挙が実施されたにもかかわらず、当初予想されたそれに伴う混乱等もほとんど起きる事がなく、当初予定していたマダガスカル現地における調査を二回、計三ヵ月ほど実施する事ができた。マダガスカル現地における聞き書きに基づく臨地調査と公文書館や図書館における文献調査の双方を継続してゆき、住民の自主的治安対策や損害に対する賠償の具体的な事例を蓄積する事によって、「負債の回復をめぐる観念」を明らかにしてゆきたい。
電気化学成膜法による誘電体ナノキューブの3次元集積に関する研究

水溶液からBaTiO_3ナノクリスタルを合成するために、前駆体を検討した。TiO_2前駆体を用いた場合は、TiO_2とBa(OH)_2の反応によってBaTiO_3が合成されるが、Ti^<4+>イオンの加水分解速度の制御が肝心である。適切な出発原料を注意深く選択し、反応条件を詳細に調節しなければならない。(NH_4)_3TiF_6は安定な錯体であり、H_3BO_3の添加と電位/電流の調節によって、その加水分解速度を制御することができる。この原料を用いた予備的な実験により、初めて、TiO_2ナノチューブアレイを電気化学的成膜法によって一段階で低温合成することが可能になった。この様な基礎的結果に基づき、BaTiOF_4ナノロッドアレイを合成するための新たな手法を検討した。BaTiOF_4はBaTiO_3を合成するための単一原料分子前駆体である。この錯体はバリウムとチタンを1:1の化学量論比で含み、固体構造は八面体的に配位したバリウム原子と八面体配位したチタン原子に密接に関係し、この配位構造はBaTiO_3のペロブスカイト構造におけるそれら原子配置とよく一致している。実験の結果、平均直径230nmの結晶性BaTiOF_4ナノロッドが-0.8V,90°C,30min,0.025M Ba^<2+>の条件下で形成することが分かったが、600°C,1時間の焼成後には、BaTiOF_4ナノロッドはBaTiO_3ではなく、BaF_2に結晶化した。上述の結果を考察することにより、(NH)_4TiF_6を前駆体として用いることによってBaTiO_3を合成することは困難であることが分かった。そのため、TiCl_4,Titanium bis (ammonium lactato) dihydroxide (TALH)などの前駆体を再検討した。生成物の形態は、前駆体、合成温度、pH値、印加電流に依存して変化した。特に、TALHを用いると、高電位(-1.6V)では、マイクロチューブのような生成物が生成し、硝酸存在下、-1V,90°C,30minの条件下では、平均サイズ200nmのBaTiO_3ナノキューブを合成することができた。我々の理解では、100°C以下の電気化学的成膜法によるBaTiO_3ナノキューブの合成は初めてである。以上を総括すると、研究提案で計画したように、立方晶系で狭いサイズ分布をしたBaTiO_3ナノキューブを一段階で低温の電気化学成膜法によって合成することが可能になった。
炎症性発癌におけるヒスタミンの役割および予防・治療への応用

炎症によって大腸癌を引き起こすモデルマウスにおいて、生理活性物質ヒスタミンの役割を調べた。ヒスタミンを作ることができないマウスでは、正常のマウスに比べて腫瘍の増殖が促進されたことから、ヒスタミンは炎症性発癌において抑制的に働いていることがわかった。そのメカニズムとして、骨髄由来抑制細胞という腫瘍に対する免疫反応を抑制する細胞が関与している可能性がある。多くの臓器において、癌は慢性炎症をベースに発症することが知られている。例えばヘリコバクターピロリによる慢性胃炎からの胃癌、ウイルス性肝炎による肝細胞癌、炎症性腸疾患からの大腸癌などである。一方で、生理活性物質であるヒスタミンは、炎症や癌の増悪因子であるという報告がある。本研究では、発癌性化学物質であるアゾキシメタンと大腸炎誘発物質であるデキストラン硫酸ナトリウムによる炎症性大腸がん発生モデルを用いて、ヒスタミン受容体拮抗薬の腫瘍発生・増殖に対する予防および治療効果を調べる。まず予備実験として、飲水中に含ませるデキストラン硫酸ナトリウムの濃度を決定した。ICRマウス(オス、6週令、一群5匹)に、0%、1%、2%、3%、4%、5%のデキストラン硫酸ナトリウムを、5日間自由に飲水させ、便の性状および体重の変化を観察した。デキストラン硫酸ナトリウム濃度2%以上の群で、軟便、下痢、肛門からの出血が5日目以降に認められた。また、4%と5%の群で、5日目以降、最大で-15%の体重減少がみられた。次に、これらのマウスを2週間通常飲水で飼育した後、再びデキストラン硫酸ナトリウムを飲水させ、同様に便の性状の観察と体重測定を行った。2回目のデキストラン硫酸ナトリウム開始から7日後以降に、濃度3%以上の群で、過度の体重減少による死亡が認められた。以上の結果から、デキストラン硫酸ナトリウムの濃度が3%以上では、腫瘍が発生する前に、大腸炎が原因で死亡してしまうので、腫瘍発生モデルでは、濃度を2%以下にすることとした。現在、アゾキシメタン(10mg/kg、デキストラン硫酸ナトリウム飲水開始5日前に腹腔内投与)を併用して、実際に腫瘍が発生するか実験を継続中である。平成22年度は、ヒスタミンH2受容体拮抗薬である、シメチジンの炎症性発癌に対する効果を調べた。5週齢のメスICRマウスに、まず発癌性化学物質アゾキシメタンを10mg/kg腹腔内投与した。1週間後、大腸炎誘発物質であるデキストラン硫酸ナトリウムを2%の濃度で5日間自由飲水させた。その後は実験期間を通して、水道水を飲水させた。実験開始10週間後から、H2拮抗薬シメチジンを5週間、一日一回0.12mg/kgを皮下投与した。対照群には生理食塩水を投与した。生理食塩水投与群では腫瘍が個体あたり7.3+/-2.9個であったのに対し、ジメチジン投与群では5.3+/-0.7個であった。シメチジン投与群の方が個体あたりの腫瘍発生数がやや少なかったが、統計学的に有意な差は認められなかった。また、腫瘍の病理組織像はどちらの群も腺癌であり、差は認められなかった。以上の結果から、H2受容体拮抗薬シメチジンは、炎症性大腸がんの発生に対して単独では効果がないといえる。1.ヒスタミン生合成酵素欠損マウスを用いた炎症性大腸癌の検討炎症性発癌におけるヒスタミンの役割を検討するため、アゾキシメタン(AOM)及びデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)を用いた大腸癌モデルをヒスタミン合成酵素(ヒスチジン脱炭酸酵素)欠損マウス(Hdc-/-)及び野生型マウス(Balb/c)を用いて作製し比較検討した。遺伝子毒性を持つAOMを投与後、大腸炎誘発物質DSS(3%)を1週間自由飲水させ、その後2週間通常水を飲水させた。3% DSSと通常水のサイクルをあと2回繰り返し、マウスを安楽死させた。DSSによる大腸炎は、1回目のDSS投与時より2回目の方が、2回目より3回目の方が症状が重かったが、野生型マウスとHdc-/-マウスで症状の程度に有意な差はなかった。以上の結果から、ヒスタミンはDSS誘発大腸炎においては炎症メディエータとして機能していない可能性がある。大腸に生じた腫瘍数は、野生型マウスで平均14.3個(標準誤差2.5、n=7)、Hdc-/-

マウスで18.5個(標準誤差1.3、n=4)であり、Hdc-/-マウスでやや多い傾向が見られたが、有意な差ではなかった。1個の腫瘍の大きさ(面積)は、野生型マウスで平均28.0平方mm(標準誤差2.4、n=109)、Hdc-/-マウスで47.4平方mm(標準誤差5.5、n=56)であり、Hdc-/-マウスに生じた腫瘍の方が、有意に大きかった。以上の結果は、炎症性発癌において、ヒスタミンが腫瘍の発生に防御的に働くことを示唆する。2.担癌状態における各種免疫細胞の比較上記炎症性大腸癌モデルマウスより脾臓を摘出し各種免疫細胞の割合をフローサイトメトリーで比較検討した。樹状細胞、ナチュラルキラー細胞、及びNKT細胞が、野生型マウスよりもHdc-/-マウスで有意に減少していた。逆に、骨髄由来抑制細胞が野生型マウスよりもHdc-/-マウスで有意に増加していた。以上の結果から、ヒスタミンが生合成されないと、何らかのメカニズムで腫瘍免疫が抑制され発癌が促進される可能性が考えられる。これらの知見は、ヒスタミンやヒスタミン受容体アゴニストが炎症性発癌を抑制する予防薬や治療薬となる可能性を示唆している。