hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネットワーク上の資源共用における情報の不完全性／非対称性を考慮した需給調整最適化

イ:システム運用上,必ず満たさなければならない制約集合に属し,かつ、システム利用者からの多様な要求を満たす多くの候補解の中で,システム利用者がシステムを利用することで得ることのできる総満足度を最大化できる(一意な)最適解を見つけるための,システム運用者主導型の制御手法を考案した.また,本手法が最適解へ収束することを保証するための条件を理論的に与えた.システム運用者は,この収束条件を満たすように制御手法を容易に実装することができ,その結果,システム運用者は,最適解を見つけることが可能となる.課題ア:平成23年度に検討したユーザ単位での需給関係を表すユーザ行動モデルから,システム単位でのマクロ的(平均的)な需給関係を表すユーザ行動モデルを導出するための基本的な枠組を構築することができた.これは,本研究で対象とするシステム形態(P2Pデータストレージシステム等)に共通する特徴を踏まえたものであるため,汎用的な需給関係モデルの構築に資するものである.また,平成23年度に検討した無線周波数資源の需給関係を調整するためのチャネル選択手法を適用可能なユーザ行動(移動)パターンをさらに拡張するための改善手法を構築することができた.これは,本研究で対象とするコグニティブ無線システムの特徴を踏まえたものであるため,汎用的な需給調整手法の構築に資するものである.課題イ:平成23年度に検討した資源配分最適化問題に関するシステム利用者主導の制御手法の基礎検討を行い,各システム利用者が解くことができる部分最適化問題の合成が資源配分最適化問題と一致することを示した.この結果,全システム利用者が協力して最適な資源割り当てを決定できる手法の具体的かつ詳細な検討を平成25年度に行うことが可能となる.以上に示す通り,課題ア,イの双方について,当初の予定通り研究が進捗している.課題アについては,個別の利用者がネットワーク上に提供する記憶資源を不特定多数の利用者間で共用するというP2Pデータストレージシステム上の資源取引における情報の不完全性/非対称性を考慮したユーザ行動モデル,ならびに,ネットワーク内のセカンダリユーザが利用可能な周波数資源をユーザ間で共用するというコグニティブ無線ネットワークにおける利用可能なチャネル情報の不完全性/変動性を考慮したチャネル選択手法について検討した.また,課題イについては,システム運用者及び利用者からの多様な要求に対応した複数の目的関数と複数の制約集合からなる最適化問題を解くためのシステム運用者主導型の制御手法について取り組んだ.以上に示す通り,課題ア,イの双方について,当初の予定通り研究が進捗している.課題ア:平成24年度までに検討してきたミクロ的/マクロ的な需給関係モデルの挙動や,本研究で対象とするシステムにおける資源共用の挙動が,システム運用に用いることのできる情報の特性等によってどのように影響を受けるかを調べる.課題イ:平成24年度に検討した結果を踏まえ,システム利用者主導型による需給関係の調整に適した手法を提案するとともに,その有用性を検証する.
ヒトマスト細胞・好塩基球におけるサイトカイン産生とその制御

Iヒト培養マスト細胞株の確立ヒト培養マスト細胞株を次の方法により作製した。i)ヘパリン加臍帯血(15ml)をMg^<2+>,Ca^<2+>フリーPBSにて約60mlに希釈した。iii)血清をaspirateした後、単核細胞層を採取し、Mg^<2+>,Ca^<2+>フリーPBSで2回洗浄した後、MACSによりマスト前駆細胞の分離を行った。v)1週間毎に培養液の交換を行い、3ケ月間培養し、成熟した培養マスト細胞を得た。IIケモカインによるヒト培養マスト細胞からのヒスタミン遊離についての検討Iの方法により得られた成熟したヒト培養マスト細胞をIgEにて一晩感作した後、IL-8,eotaxin,RANTES,MIP-1α,MCP-1,MCP-3などのケモカインと一定時間反応させて、ヒスタミン遊離を測定した。また、ケモカインと反応させた後、抗IgE抗体で刺激し、ヒスタミン遊離を測定した。ケモカイン単独ではマスト細胞からのヒスタミン遊離は見られず、いずれのケモカインも抗IgE抗体により引き起こされたヒスタミン遊離に対しプライミング作用を示さなかった。
基底膜構成分子の誘導制御による低侵襲角化歯肉獲得療法の確立

天然歯や口腔インプラント義歯が長期的に良好な予後を維持するためには,歯や口腔インプラント周囲に十分な幅の「角化した付着歯肉」が必要であると考えられている。歯肉組織は上皮組織と間葉組織から形成されるが,我々の研究グループは既に角化歯肉の分化・維持には,間葉組織より上皮に向けて発現されているシグナルが関与する可能性を掴んでいる.本研究では上皮細胞の角化を維持・促進するための間葉組織由来シグナルの分子基盤を同定し,そのシグナルがどのような間葉細胞から産生され,どのように上皮細胞に伝搬されるかを明らかにする。ひいては,付着・角化歯肉を生物学的に誘導する方法を開発する一助とする。
内因性神経保護物質キヌレン酸の栄養的増加によるアルツハイマー病予防及び治療の試み

トリプトファンは必須アミノ酸の一つである。トリプトファンを摂取すると、生体内で分解される代謝過程で神経保護物質であるキヌレン酸と神経毒性のあるキノリン酸に作り変えられる。生体内で産生されるこれらの化合物の比率は脳神経疾患に影響を及ぼすと考えられる。しかしながらトリプトファン栄養の変化が脳内キヌレン酸、キノリン酸比に与える影響についてはほとんど明らかではない。そこで本研究ではマウスに濃度の異なるTrpを含んだ飼料を与えた。その結果、脳内KYNA/QA比が減少し、神経保護能の低下が示唆された。このため、極端なTrpの摂取は脳神経疾患発症の一因子となる可能性が示唆された。本研究はトリプトファン(Trp)摂取によって脳内で増加する内在性神経保護物質キヌレン酸(KYNA)がアルツハイマー病(AD)の病態に及ぼす影響を調べ、新たなADの予防及び治療法の開発に資する科学的基盤の提供を目的としている。KYNAはN-メチル-Dアスパラギン酸レセプター(NMDAR)とα7ニコチン様アセチルコリンレセプター(α7nAChR)のアンタゴニストとして働き、神経保護作用を示す。一方でADによって脳内で増加するアミロイドβペプチド(Aβ)とキノリン酸(QA)はNMDARとα7nAChRを介して神経細胞毒性作用を示す。これらのことより、KYNAによるAβ及びQAの神経毒性抑制作用をin vitroで調べるための実験を行った。具体的には、マウス初代神経細胞を培養し、そこにQAもしくはAβを添加し、72時間後の神経細胞の生存度を調べる。そのために様々な実験で汎用される細胞の還元力を測定するMTTアッセイを用いたが、織像で明らかな細胞障害を認めていても、MTTアッセイの結果と一致しなかった。これは神経細胞障害によって神経突起等に影響が出ていても神経細胞の還元力に変化が無かったためであると考えられた。いくつかの方法を試した結果、ATPアッセイを用いることで、組織の障害による突起の変化とATPの測定値がほぼ一致した。この方法で求められた神経細胞におけるAβとQAの50%効果濃度はそれぞれ約5μmol/Lおよび200μmol/Lであった。これによりin vitroでのKYNAによるAβ及びQAの神経毒性抑制作用を検討するための実験系が確立された。本研究は食事によってADを予防、治療する試みである。このことは今後ますます増加する高齢者の健康寿命を延長し、超高齢化社会を迎える日本の医療費の削減に貢献できると考えられ、社会的重要性は高い。本研究はトリプトファン(Trp)摂取によって脳内で増加する内在性神経保護物質キヌレン酸(KYNA)がアルツハイマー病(AD)の病態に及ぼす影響を調べ、新たなAD予防および治療法の開発に資する科学的基盤の提供を目的としている。KYNAは興奮性神経伝達物質のレセプターである、N-メチル-Dアスパラギン酸レセプター(NMDAR)とα7ニコチン様アセチルコリンレセプター(α7nAChR)のアンタゴニストして働く内在性の神経保護物質である。一方、AD患者の脳内で増加するアミロイドβペプチド(Aβ)ならびにキノリン酸(QA)はNMDARおよびα7nAChRを介して神経細胞毒性を示す。以上のことより、AD患者の脳内でKYNAを栄養的に増加させることで神経細胞を保護することができると考えた。それを調べるためにまず、マウスを用い、KYNAの前駆物質であるTrpを0 - 5%の割合で添加した飼料を摂取させ、どの程度のTrp摂取量まで生体に悪影響無く脳内KYNAを増加させられるか調べた。その結果、5% Trp添加食では他群に比べ約10%体重が減少し、明らかな健康障害が認められた。2% Trp添加食では体重減少は認められず、脳内KYNAは約2.2倍に増加していた。しかしながらQAは約4.7倍に増加していた。QAはNMDARのみならず、Aβのクリアランスに関連する終末糖化産物受容体(RAGE)に結合することも知られており、アミノ酸栄養がアルツハイマー病に影響を及ぼす可能性を示している。今後QAがこれらの受容体を介して脳神経系に及ぼす影響を慎重に調べる必要がある。ほ乳類の脳内におけるトリプトファン(Trp)異化代謝は、主にキヌレニン(KYN)経路によって行われることが知られている。面白いことにこのキヌレニン代謝経路内には内在性の神経保護因子であるキヌレン酸(KYNA)と、同じく内在性の神経毒であるキノリン酸(QA)が代謝産物として存在する。上記のうちKYNAはアルツハイマー病やハンチントン病などの神経変性性疾患における治療ターゲット因子と考えられ、一方、QAは増悪因子とされている。これら因子の体内における濃度は、必須アミノ酸であるTrpの摂取量に依存して変化することから、栄養学的にTrp摂取は神経変性疾患に影響を及ぼすと予想される。本年度においては、0.5、1.0、2.0、5.0%トリプトファン含有飼料をマウスに与え、30日後に脳内KYN、KYNA、Trp濃度について高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した。また脳内QA濃度をGC/MSで測定した。その結果Trp2%以上の投与で脳内KYNA濃度が増加し、またTrp1%以上の投与で脳内QAの量が増加することを見出した。

この原因として2.0、5.0%Trp添加食における血中の炎症性サイトカイン(IFN-γ)濃度の上昇と、それによる腸管Trp代謝酵素の活性化が見出された。結論として、マウスにおけるTrpの経口投与では脳内KYNA/QA比が減少したため、極端な高Trp食はAD発症の一因子となる可能性が示唆された。これまでアミノ酸栄養がAD発症の一因となるという報告はほとんど無いため、本知見はADにおける新たな発症因子および病態発展因子である可能性が示唆された。トリプトファンは必須アミノ酸の一つである。トリプトファンを摂取すると、生体内で分解される代謝過程で神経保護物質であるキヌレン酸と神経毒性のあるキノリン酸に作り変えられる。生体内で産生されるこれらの化合物の比率は脳神経疾患に影響を及ぼすと考えられる。しかしながらトリプトファン栄養の変化が脳内キヌレン酸、キノリン酸比に与える影響についてはほとんど明らかではない。そこで本研究ではマウスに濃度の異なるTrpを含んだ飼料を与えた。その結果、脳内KYNA/QA比が減少し、神経保護能の低下が示唆された。このため、極端なTrpの摂取は脳神経疾患発症の一因子となる可能性が示唆された。初年度の遅れはまだ完全には取り返してはいないが、in vivo試験に入り、ほぼ当初の予定通りの進行状況である。基礎栄養学今後は脳内Aβ、およびQA投与マウスや、ADモデルマウス(Tg2576)等の病態モデルマウスを用い、Trp摂取がアルツハイマー病に及ぼす影響について調べていく。昨年の研究によって5% Trp添加飼料の摂取によって脳内のKYNAは約20倍に増加し、QAは30倍程度に増加していた。当初の仮定とは異なり、Trp摂取は神経保護物質KYNAよりも神経毒QAを優先的に増加させることが分かった。このことはADの発症原因は現在まで完全に明らかにされてはいないが、日々の食生活がAD発症原因の一端となる可能性を示唆する。Trp摂取によって急激に増加する脳内QAの影響を慎重に調べる必要がある。申請者が初めて行う神経細胞の初代培養は論文にも書かれていないノウハウが多くあり(培地交換や試薬添加時の物理刺激に対する脆弱性等)、結果が安定しない原因を追究するために予定よりも多くの時間を費やした。また、神経細胞障害の生化学的指標に関しても本研究に適した方法を複数検証する必要があった。これらのことから、今年度はin vitroでの実験系が確立されたところで、実際の検討実験はこれからであり、研究には若干の遅れが出ている。2015年3月までにマウスに与えるトリプトファン添加飼料を調製する予定であったが、飼料作成用の機器の納入が間に合わず、飼料を調製することができなかった。よってその分経費の支出が少なくなり、差額が生じた。現時点まででin vitroでの実験系の確立が終わっているため、今後は予定通りin vitroでの検討実験実験を行い、ADモデルマウス、脳内Aβ投与マウス、およびQA投与マウスを用いたin vivo実験に移行する。昨年度の予算は飼料を作成に充て、予定通りin vivoの動物実験に進む。今年度分の予算で脳内QA投与マウス、脳内Aβ投与マウス、ならびにADモデルマウスを用いた研究を実施する。そのためのマウス、試薬、測定キット等の購入のため費用を計上する。
低酸素環境が運動神経適応に及ぼす影響

酸素が薄い環境(低酸素環境)では、神経系に様々な影響が生じることが報告されている。本研究は、運動学習(動作の習熟)に対しても低酸素環境は影響を及ぼすのかを検討した。自転車エルゴメータに乗り、提示されたターゲットにあわせて力発揮をしながらペダリングする課題を、通常酸素と低酸素(標高3,000m相当の酸素濃度)の環境下で行い、ターゲットにあわせた力発揮が上達していく過程を比較した。どちらの環境においても上達は見られたが、その程度に差は認められなかったことから、標高3,000m程度の低酸素環境であれば、運動学習には影響を及ぼさないことが明らかとなった。自転車ペダリング運動を用いて運動学習を評価する手法の構築のためには、まず筋電図とクランク角度とを同期して取得し、その対応関係をとらえることが可能なシステムを構築する必要を考え、これを制作することにまず着手した。筋電図計は、ペダリング動作への影響を極力小さくするために、無線型の機器を用いることとした。クランク角度の取得には、角速度センサを利用した方法を当初考えていたが、センサから得られる角速度を積分する方法では、長時間測定時にセンサ値に生じるドリフトの影響で誤差が生じてしまうことが課題として浮上した。これを解決するために、センサを加速度・地磁気も取得できる多軸センサに変更し、角速度以外のデータ(重力加速度など)も併せて利用することで、クランク角度算出の精度を高めることができた。筋電図とクランク角度との同期は、両測定器の計測開始トリガ信号を合わせることで調整した。以上により、筋電図とクランク角度とを対応させながら測定するシステムを構築することができた。続いて、筋電図波形からペダリング動作学習過程の評価を行うための手法を確立するための基礎データとして、一般健康男性5名を対象として、一定ペダリングレート(80、120、160 rpm)、一定負荷(2.0 kp、体重×0.075 kp)の条件(計6条件)で各2分間ずつ、ペダリングを実施した。筋電図は下肢4筋(外側広筋、大腿直筋、大腿二頭筋長頭、腓腹筋内側頭)から取得した。2分の運動時間のなかでの筋電図波形の変化には個人差があったが、一部の被験者では、波形がある一定のパターンに収束していく傾向が認められ、この収束過程をとらえることで、運動学習の評価を行える可能性を確認した。自転車ペダリング運動を用いた運動学習評価のシステム構築として、多軸無線センサ(クランク角度算出用)と無線型筋電図(筋電図取得用)を用いたものを昨年度構築し、これを用いてデータ収集を進めていたが、地磁気センサを含む多軸無線センサからの信号は、測定環境によって細かく影響を受けることがわかり(例えば天候、測定用PCの位置、照明や空調の運転設定など)、精度良いデータが必要である本実験には性能的に十分でないとの結論に至った。そのため、クランク角度をリアルタイムで取得可能である他の自転車エルゴメータを使用した新システムを再度構築し、以降これを用いてデータ収集を進めることとした。同機器は高額であり利用可能な台数が限られるが、データの信頼性を重視することとした。新システムを用いて、昨年度と同様に、一定ペダリングレート(80、120、160 rpm)、一定負荷(2.0 kp、体重×0.075 kp)の条件(計6条件)でペダリングを実施し、その間にの筋電図(外側広筋、大腿直筋、大腿二頭筋長頭、腓腹筋内側頭)から、時々刻々の運動学習の様子を確認する実験を行った。昨年度は運動時間を2分間としたが、本年度は5分間とした(負荷が大きすぎて運動を維持できない一部条件を除く)。疲労により動作が乱れ、筋電図波形が一定パターンに収束しない場合もみられたが、条件によっては、多くの被験者で運動学習過程を捉えることができるものがあることを確認した。低酸素環境下での運動学習過程を検討するトレーニング実験に先立ち、常酸素環境下での運動学習過程を明確に捉えることができるかを検討する予備実験を行った。一定ペダリングレート(120 rpm)、一定負荷(1.5 kp)の条件での10分間の自転車エルゴメータのペダリングを週3回、2週間実施し、ペダリング中の下肢筋電図(外側広筋、大腿直筋、大腿二頭筋長頭、腓腹筋内側頭)を記録した。筋電図波形が一定パターンに収束していく過程を学習過程として捉える考えであったが、日間比較した筋電図波形は予測していたほど一定パターンに収束せず、長期的な運動学習過程を捉えるためには筋電図波形に影響を与える他の要因(筋温や、被験者のペダリング姿勢など)をかなり厳密に統制する必要があると考えられた。また、自転車ペダリング動作は誰もが経験のある動作であるため、すべての被験者がその動作にある程度習熟しているということも、学習過程を捉えることを困難にしている要因のひとつとなっている可能性も考えられた。これらの状況を踏まえ、単純にペダリング動作を行う運動課題ではなく、ペダリングの際の力発揮を既定のものにあわせる運動課題(リアルタイムにペダリングトルクを表示し、規定のトルク波形に合わせるよう指示する)を新たに考案し、運動学習過程を明確に捉えられるようすることを考えた。この課題を用いるためにはトルクメータからリアルタイムにデータを取り出し表示する測定システムが必要であり、現在これの構築を進めている。

本来計画していた方法では運動学習過程を捉えることが難しいと判断し、運動課題の見直し等を続けたため、低酸素環境下での運動学習過程について検討する本実験の実施が遅れた。ペダリング時のトルク発揮をターゲットにあわせる学習課題を、常酸素下および常圧低酸素下(酸素濃度14.5%)にて行わせ、両条件での運動学習過程を比較した。運動にはリアルタイムにペダリングトルクをモニタすることが可能な自転車エルゴメータ(Wattbike社製)を用い、ペダリング速度50rpmにて運動強度が120W相当となるよう負荷を設定した。アプリケーション画面に1サイクル毎に表示されるクランク角度ートルクのレーダー図上に、トルクターゲット曲線が描かれクリアシートを重ねることで、学習課題を提示した。各条件にて5種類ずつ、異なる形状のトルクターゲットをランダムに準備し、これを2分間ずつ提示した。ターゲットと発揮トルクとの絶対誤差について30秒時間窓の移動平均をとり、その初期値に対する最小値の比を学習率(トルク誤差学習率)とした。なお、同一のターゲットに対しても被験者によって得意、不得意が存在することから、被験者間で課題の難易度を揃えるために、5種類のターゲットの試行のうち学習率が最大および最小の2試行を除く中間3試行の学習率平均値を、最終的な学習率とした。また、運動中の左右外側広筋の表面筋電図も併せて記録し、20°毎に分割したクランク角度域ごとの平均振幅がサイクル毎に見せる変動性の推移(30秒時間窓の移動標準偏差)からも、同様の方法で筋電図学習率(トルク誤差学習率を算出した3試行での平均値)を算出した。その結果、トルク誤差学習率(常酸素条件;0.83±0.07、低酸素条件;0.85±0.07、平均±標準偏差、以下同様)、筋電図学習率(常酸素条件;0.81±0.08、低酸素条件;0.80±0.05)ともに、条件間での有意な差は認められなかった。このことから、少なくとも本実験で設定した条件下においては、運動学習過程に対して低酸素環境は影響しないことが示唆された。酸素が薄い環境(低酸素環境)では、神経系に様々な影響が生じることが報告されている。本研究は、運動学習(動作の習熟)に対しても低酸素環境は影響を及ぼすのかを検討した。自転車エルゴメータに乗り、提示されたターゲットにあわせて力発揮をしながらペダリングする課題を、通常酸素と低酸素(標高3,000m相当の酸素濃度)の環境下で行い、ターゲットにあわせた力発揮が上達していく過程を比較した。どちらの環境においても上達は見られたが、その程度に差は認められなかったことから、標高3,000m程度の低酸素環境であれば、運動学習には影響を及ぼさないことが明らかとなった。測定システムの見直しを行い、再構築したシステムを用いて再度データ収集を行ったため。単純なペダリング動作を行うだけの運動課題、および筋電図波形のみを基にした運動学習効果の評価では、運動学習の過程を明確に検出することが困難であり、この方法では本実験において常酸素下と低酸素下での学習過程を比較検討することはできないと判断した。学習過程の検出力を高めるために、運動課題にペダリングトルクの制御を追加すること、また筋温等に左右されがちな筋電図のみでなく、ペダリングトルクの制御誤差も指標として用いることとし、運動学習の過程を明確に検出できるよう工夫する。研究計画の遅れを鑑み、短期的な(1回の運動セッションにおける)運動学習の過程に対する低酸素環境の影響について検討することを研究課題の主目的とし、長期的な運動学習効果の検討については事例的に(少数の被験者を対象として)検討する。
前方後円墳の設計原理の解明と王権構造の研究

急速に進歩する測量技術により、従来の測量図よりもはるかに精度高く墳丘の形状を把握できるようになっている。倭国王墓の変遷については、測量図による従来の比較作業から推移が見通され、また研究代表者は2系列があることや、さらに第3の系列の存在を指摘している。しかし倭国王墓の築造には、本来、個々に具体の割り付け設計があり、また数字による寸法が与えられたはずであり、精度の高い墳丘データがえられるようになったことで、設計仕様レベルでの比較検討が可能となっている。本研究は、最新データにもとづき前方後円墳の設計の実際を解明すること、また複数系列の存在を証明することで当時の王権構造に迫ることをめざすものである。
自律神経系を介して脳が統御する糖・エネルギー代謝調節機構の解明

マウスの肝臓選択的にグルコキナーゼ(GK)を過剰発現させたところ、褐色脂肪組織(BAT)において、UCP1などの熱産生関連遺伝子の発現抑制が生じ、適応熱産生が低下し、体重増加が促進した。この肝臓GK-BAT組織間連関は、神経切断実験や脳内諸核の発現検討により、迷走神経肝臓枝を含む神経経路を介して生じることが示唆された。さらに、この肝GK発現によって、中枢レプチン作用のうちエネルギー消費亢進作用を選択的に抑制することも明らかとなった。本研究課題では、末梢臓器、特に肝臓における代謝の変化が自律神経を介した個体の代謝調節に及ぼす影響を検討することを目的としている。従来、我々は肝臓の代謝状態を代表する分子に着目して、臓器間相互作用を解析してきた。例えば、肝でのエネルギー蓄積過剰の状態を代表する遺伝子発現変化の一つであるPPARγに着目した解析では、迷走神経求心路を介して脳に伝達され、交感神経を活性化することで基礎代謝を亢進させるという機序を解明した。これは、過栄養摂取に対応してエネルギー消費を増やすという新たなエネルギー代謝恒常性維持機構の存在を発見したものであり、その機序に自律神経ネットワークが重要な役割を果たしていることを示した。今回は同様に肝臓のエネルギー代謝、特に解糖系の律速酵素であるグルコキナーゼ(GK)に着目して、PPARγとの相同差異を検討した。GKは高脂肪食負荷により、肝臓での発現がPPARγに比し早期に亢進していることを我々のモデルにおいても確認した。そこで、GKをアデノウイルスベクターを用いて肝臓に後天的に導入し、末梢臓器生じる変化を解析したところ、PPARγで認められた褐色脂肪組織での代謝の亢進と相反する結果が得られた。次に視床下部のニューロンの活性化をc-fosのmRNA発現をメルクマールに、レーザーマイクロダイセクション法で神経核特異的に採取したサンプルを用いて検討したが、著明な変化は認められなかった。以前にPPARγで得られた結果とは、異なる表現型であり肥満形成時に肝臓から発信される神経シグナルの多様性を支持すると思われる。個体は過栄養に対して、摂食抑制やエネルギー消費を亢進するという体重の恒常性維持機構を内在していることが示されてきた。そして、この機構が厳格に機能するならば、体重増加は生じないはずである。ところが、肥満人口が増加し続けている現状を鑑みると、体重の恒常性維持機構は、体重増加に関しては実に"寛容"であることを目の当たりにするが、過栄養時に体重増加が生じるメカニズムは、いまだに不明な点が多い。そこで本研究では、肥満2型糖尿病患者の肝臓において活性が上昇していることが報告されているグルコキナーゼ(GK)に着目した。アデノウイルスベクターを用いてマウスの肝臓選択的にGKを過剰発現させたところ、褐色脂肪組織(BAT)において、UCP1などの熱産生関連遺伝子の発現抑制が生じ、適応熱産生が低下し、体重増加が促進した。さらに、肝GK発現によっても、摂餌量には有意な変化は見られず、レプチン投与による視床下部におけるNPY発現抑制・POMC発現亢進作用には影響を与えなかったが、延髄吻側縫線核におけるc-fos発現は著明に減少し、中枢レプチン作用のうちエネルギー消費亢進作用を選択的に抑制することも明らかとなった。肝でのGK発現の変化が、臓器間神経ネットワークを介してBATにおける熱産生を調節していることが明らかとなった。最近、ヒト成人においても代謝活性のあるBATが存在し、BATの量はBMIと逆相関の関係にあることなどが報告された。肥満患者の肝臓GKが上昇していること併せると、ヒト成人においても、この肝臓-BAT組織間連関機構に介入し、肥満者では機能低下しているBATを再活性化することは、過栄養時代における肥満症治療のターゲットになりうるものと考えられる。
HNK-1糖鎖抗原に関する分子生物学的研究

近年、細胞表面や細胞外マトリックスの糖タンパク質や糖脂質に含まれる糖鎖が、神経細胞の細胞間相互作用に重要な働きをすることが示されてきている。なかでも、単クローン抗体HNK-1により認識されるHNK-1糖鎖抗原は、3-スルホ-グルクロン酸という他には見られない特徴的な糖鎖構造をエピトープとし、神経系に特異的な糖脂質、および、NCAMなどの神経接着分子に特徴的に発現することが示されている。申請者らは、その機能を分子レベルで直接的に証明する方向で研究を開始した。その結果、本糖鎖抗原エピトープは非常に高い基質特異性を持つ、グルクロン酸転移酵素及び硫酸基転移酵素の逐次的な働きによって合成されることを明らかにするとともに、グルクロン酸転移酵素(GlcAT-P)の単離、遺伝子のクローニングに初めて成功した。またごく最近、第二のグルクロン酸転移酵素(GlcAT-S)および硫酸基転移酵素の遺伝子クローニングにも成功した。さらに、GlcAT-P遺伝子を一過性に導入することによりCOS細胞やC6グリオーマ細胞の細胞表面にHNK-1糖鎖抗原の発現を誘導することができることを既に見いだしている。さら、GlcAT-PcDNAの安定形質導入細胞を作成し、HNK-1糖鎖抗原による細胞間の接着性への影響を解析した。その結果、HNK-1糖鎖抗原を発現している細胞はもとの細胞に比べ細胞間の相互作用が著しく弱まることが明らかとなった。本年度の研究により以下の2点が明らかとなった。1)HNK-1糖鎖抗原の生合成に係わるグルクロン酸転移酵素(GlcAT-PcDNA)を用いてHNK-1糖鎖抗原を安定発現する細胞株を作製し、細胞接着性に対する本糖鎖抗原の関与を解析した。HNK-1糖鎖抗原の発現細胞株と非発現細胞株の二群において、解離分散させた細胞が形成する凝集塊数の経時的変化を計測した(万能倒立顕微鏡を使用)。その結果、HNK-1糖鎖抗原発現株は非発現株と比較して、凝集塊形成が顕著に抑制された。また本糖鎖抗原に対する抗体をこの測定系に添加し、同様な実験を行うと、本糖鎖抗原発現細胞の凝集抑制の阻害がおこった。これらの結果よりHNK-1糖鎖抗原は細胞間相互作用において、抑制的に作用している可能性が示唆された。2)NCAM分子には7ヵ所のN-結合型糖鎖の付加部位が存在する。これらのうちどの部位にHNK-1糖鎖抗原が発現しているのかについて解析を行った。ラット脳よりNCAM精製し、種々のエンドペプチダーゼで消化を行った後、HPLCを用いてペプチド断片を精製した。得られたペプチド断片をプレートに固相化した後、HNK-1抗体を用いてHNK-1糖鎖抗原を発現しているペプチドを検出し、その部分アミノ酸配列を決定することによりHNK-1糖鎖の付加している部位を決定した(微量高速遠心機を使用)。その結果、ポリシアル酸の付加することの知られている第5番目の免疫グロブリン様ドメインにHNK-1糖鎖抗原が発現していることが明らかとなった。代表者らはすでにHNK-1糖鎖抗原の生合成に関わるグルクロン酸転移酵素のcDNAクローニングに成功しこれをGlcAT-Pと名付けている。本年度はGlcAT-P以外のHNK-1糖鎖抗原の生合成に関わる第二のグルクロン酸転移酵素の存在を予測し、ラット脳cDNAライブラリーをGlcAT-PcDNAをプローブとしてlow stringency条件でスクリーニングした結果、第二のグルクロン酸転移酵素のクローニングに成功し、これをGlcAT-Sと名付けた。GlcAT-Sは324アミノ酸残基よりなるII型の膜貫通タンパク質であり、GlcAT-Pとはアミノ酸レベルで49%のホモロジーを示した。Northcm blot解析によりGlcAT-S mRNAの分布を調べたところ、大脳・小脳などの神経系にのみ、2.3kbおよび1.1kbのmRNAが発現しており、HNK-1糖鎖抗原の細胞分布とよく一致していた。

さらに、GlcAT-S cDNAをCOS-1細胞に強制発現させると、細胞表面にHNK-1糖鎖抗原が発現するととも細胞の形態が変化し、神経細胞様の突起が観察された。これらの結果は、GlcAT-Pについてすでに報告した結果とよく一致しており、GlcAT-SがHNK-1糖鎖抗原の生合成に関わる第二のグルクロン酸転移酵素であることを示している。さらに、使用される糖転移酵素の種類に関わらず、HNK-1糖鎖抗原の発現がシグナルとなり細胞の形態変化を引き起こすという興味ある事実を証明したものである。なお、GlcAT-S cDNAをCOS-1細胞に強制発現させた細胞全体のWestemblotにより、80-208kDaの内在性タンパク質にHNK-1糖鎖抗原の発現が示されており、本酵素はタンパク質性の受容体にグルクロン酸を転移することが確認された。代表者らはすでにHNK-1糖鎖抗原の生合成に関わる二種のグルクロン酸転位酵素(G1cAT)のクローニングに成功しこれをGlcAT-PおよびGLcAT-Sと名付けている。本年度の研究においてGlcAT-P,GlcAT-Sの基質特異性を調べた。比活性を比較すると、糖タンパク質性基質および糖脂質性基質にいずれに対しても、GlcAT-PがGlcAT-Sの100200倍高い値をしめした。また、糖タンパク質性基質に対する活性は、GlcAT-Pの場合、スフィンゴミエリンの添加で、GlcAT-Sの場合、ホスファチジルイノシトールの添加で著しく増大した。なお、GlcAT-Pに対する親和性の指標として、アシアロオロソムコイド(糖タンパク質性基質)、パラグロボシド(糖脂質性基質)、UDP-グルクロン酸に対するKm値を求めたところ、それぞれ、4.3μM,47μM,65μMであった。二糖に対する転移活性を測定したところ、GlcAT-P,GlcAT-Sともに、N-アセチルラクトサミン(Galbeta1-4GlcNAc)に最も高い活性を示した。GlcAT-Pは特に厳密な特性を示し、Galbeta1-3GlcNAc、Galbeta1-3Glcに対してほとんど活性を示さなかった。また、種々の複合型N-グリコシド型糖鎖に対する活性を測定したところ、GlcAT-PはN-アセチルラクトサミンの数に比例して、二本鎖、三本鎖、四本鎖と強い活性を示したのに対し、GlcAT-Sは三本鎖の複合型糖鎖に対して最も強い活性を示した。
テレケリック高分子のダイナミクスに対する実験的考察

会合数に分布がないモデル・テレケリック高分子系について,会合/解離反応の時定数が高分子鎖の大規模運動の速さと同程度の場合の,会合/解離反応が高分子の緩和ダイナミクスに与える影響を考察した.会合/解離反応を通じて単量体鎖と二量体鎖の形態がそれぞれに相互転写される.このため,単量体鎖と二量体鎖の粘弾性緩和は,会合/解離反応がない場合に比べてそれぞれ遅延,加速されること,誘電緩和にも絡み合いの有無により異なる影響があることを理論的に示した.この予測が正しいことを,実験的に確認した.片末端に会合基を有する非絡み合い鎖という最も単純なモデル系を想定し,その粘弾性緩和に対する会合/解離の影響について考察を行った.化学平衡にある単量体鎖と二量体鎖が会合と解離を繰り返す過程で,それぞれの鎖の運動モードに相関が生じる.これにより,会合・解離速度が鎖運動より速い場合には二量体鎖の緩和は加速されること,解離速度が鎖運動より遅ければ,単量体鎖の緩和は遅延されることなどを導いた.さらに,片末端にカルボキシル基を有するポリイソプレン鎖を合成し,その準希薄溶液について,種々の温度で線形粘弾性と赤外吸収スペクトルを測定した.この溶液中で,ポリイソプレン鎖は非絡み合い状態にあり,かつ会合/解離反応の平衡状態にあると考えられる.温度を変えることは,ポリイソプレン鎖自身の運動の速さと,会合/解離反応の速さのバランスを変化させることに対応する.赤外吸収スペクトルの解析から,それぞれの温度での単量体鎖と二量体鎖の割合を見積もり,ここから会合/解離反応の速さの比を求めた.このデータを用いて,各温度での線形粘弾性データを解析することにより,上記の理論的考察により導かれた,運動モードの相関による二量体鎖の緩和の加速と単量体鎖の緩和の遅延が実際に起こっていることを実験的に確認した.さらに,会合/解離反応の速さが,鎖の運動に強く影響を受けていることも明らかにした.上記の通り,片末端に会合基を有する非絡み合い鎖という最も単純なモデル系の粘弾性緩和に対する会合/解離反応の理論的考察と,それに対応する実験的考察を行った.その結果,化学平衡にある単量体鎖と二量体鎖が会合と解離を繰り返す過程で生じる運動モードの相関により,会合・解離速度が鎖運動より速い場合には二量体鎖の緩和は加速されること,解離速度が鎖運動より遅ければ,単量体鎖の緩和は遅延されることが実際の系で起こっていることが確認できた.この結果は,この理論的/実験的考察をさらに複雑な系へ拡張していくための布石となり,学術的に意義深い.平成27年度に検討した片末端会合性非絡み合い直鎖の系について,誘電緩和測定を行った.この系では,単量体鎖と二量体鎖の会合/解離平衡状態にあり,会合/解離反応を通じて単量体鎖と二量体鎖の運動モードにカップリングが生じているため,会合/解離反応がない場合の単量体鎖と二量体鎖のダイナミクスからそれぞれ異なっていることを理論的に示し,粘弾性測定でその予測が正しいことをすでに確認している.誘電緩和は,粘弾性緩和と同一の鎖の熱運動を,電気双極子の熱運動として検出する.このため,粘弾性緩和ではまったく異なっていた非絡み合い直鎖,会合/解離反応がない単量体鎖と二量体鎖の誘電応答が完全に一致することを実験的に示した.さらに,両末端に会合基を有する非絡み合いテレケリック直鎖高分子の可逆的な会合/解離反応とダイナミクスを理論的に検討した.希薄状態において,このモデル高分子は,鎖の両端が近傍に存在する場合にのみ,分子内会合により環状の形態をとりうる.すなわち,系は環状鎖と直鎖の会合/解離平衡状態にある.このとき,上述の片末端会合直鎖の系で検討したように,この会合/解離反応によって,環状鎖と直鎖の運動モードにカップリングが生じ,会合/解離反応がない場合の環状鎖や直鎖のダイナミクスとは異なることが予想された.実際,理論解析の結果,この運動モードのカップリングにより,環状鎖の配向緩和は遅延され,直鎖の配向緩和は加速されることが導かれた.この運動モードのカップリングは,環状鎖の対称性を破り,長時間域で環状鎖の配向異方性の振動を引き起こすこと,また,直鎖の鎖端と中央での配向異方性の差の減少をもたらすことを示した.上記の通り,化学平衡にある環状鎖と直鎖の会合/解離反応とダイナミクスを理論的に解析した.この結果は,絡み合ったテレケリック直鎖高分子のダイナミクスを検討する上での布石となるため,学術的に意義深い.また,粘弾性緩和と誘電緩和の併用により,会合性高分子ダイナミクスの詳細な知見を得ることができたことは,重要な結果である.本年度は,片端に会合基を有する絡み合い直鎖高分子のダイナミクスの検討を行った.片端会合性非絡み合い直鎖高分子系と同様,鎖は1対1で会合/解離し,解離した単量体と会合した二量体の平衡状態にある.会合/解離速度は鎖自身の運動の速度と同程度とする.また,高分子鎖はA型高分子であり,その誘電緩和は鎖の末端間ベクトルの配向記憶の消失過程を反映する.粘弾性緩和は鎖の配向異方性の消失過程を反映しており,鎖の平衡熱運動を誘電緩和とはまったく異なる形で検出する.

このような条件のもと,会合/解離反応をレプテーション機構に取りいれて会合鎖のダイナミクスの解析を行い,粘弾性緩和と誘電緩和がどのように表されるかを理論的に検討した.非絡み合い直鎖高分子系と同様,会合/解離反応により,単量体と二量体の形態は相互に転写される.これにより,配向異方性の減衰モードに複数のカップリングが生じ,その結果,解離で生じた単量体と会合で生成した二量体の粘弾性緩和剛性率は,会合/解離反応がない場合に比べて,それぞれ相当程度遅延,加速される.一方,単量体と二量体の記憶減衰モードは,一対一でのカップリングしか起こらない.このため,解離で生じた単量体と会合で生成した二量体の誘電緩和関数の遅延と加速の程度は,粘弾性緩和剛性率の遅延,加速の程度よりもかなり弱い.この粘弾性緩和と誘電緩和の差は,配向異方性と配向記憶の,鎖形態の平均の取り方の差に起因する.また,粘弾性緩和と誘電緩和の差は,非絡み合い直鎖高分子系でも見られたが,粘弾性緩和の遅延/加速の程度はRouse鎖の方がレプテーション鎖よりも弱い.これは,レプテーション機構では鎖端から緩和が起こるのに対し, Rouse鎖は鎖の全ての場所から配向緩和がおこるので,鎖端の会合基の影響が比較的少ないためである.会合数に分布がないモデル・テレケリック高分子系について,会合/解離反応の時定数が高分子鎖の大規模運動の速さと同程度の場合の,会合/解離反応が高分子の緩和ダイナミクスに与える影響を考察した.会合/解離反応を通じて単量体鎖と二量体鎖の形態がそれぞれに相互転写される.このため,単量体鎖と二量体鎖の粘弾性緩和は,会合/解離反応がない場合に比べてそれぞれ遅延,加速されること,誘電緩和にも絡み合いの有無により異なる影響があることを理論的に示した.この予測が正しいことを,実験的に確認した.今後は,鎖が絡み合う場合,複数の鎖が1点で会合する場合,両端に会合基を有する鎖の場合,などのさらに複雑な系に対して理論と実験の両面から拡張していく.具体的には,前駆体となる単分散直鎖ポリブタジエン(PB)を合成し,その化学修飾によって両端にジカルボン酸基をもつacid-end PB試料を調製する.さらに3分岐星型PBも合成し,前駆体直鎖PBとともに参照試料として用いる.これらの試料に対し種々の温度で粘弾性測定・誘電緩和測定を行う.得られたデータから, acid-end PB鎖端の解離/結合の時定数とPB鎖の運動についての情報を抽出する.これらの情報を元に,末端解離のダイナミクスと解離後の鎖運動の競合を考慮した分子運動モデルを構築し,さらに,会合点の力学的開裂が緩和に与える効果も検討する.両端にカルボキシル基を有するポリイソプレン(acid-end PI)を合成する.このacid-end PIが,環状鎖と直鎖が会合/解離平衡状態にあるような希薄溶液を調製し,そのダイナミクスを粘弾性測定,誘電測定を用いて実験的に検討する予定である.さらに,平成27, 28年度に合成したacid-end PIについて,大変形下での非線形応力緩和測定を行ない,速い過程の緩和時間τfastと遅い過程の緩和時間τslowの歪み(γ)依存性を検討する.直鎖PI,星形PIについても測定を行ない, τがγに依存しないことを確認する. acid-end PIのτfastとτslowのγ依存性を会合点の力学的開裂(会合点数減少)と対応付け,この減少を絡み合い鎖に対するMilner-McLeishモデル, Mead-Larson-Doiモデル,非絡み合い鎖に対するRouseモデルに導入して解析を行なう.その結果を末端解離ダイナミクスに由来する特徴的非線形性としてまとめ,論文発表,学会発表を行なう.高分子レオロジー本年度は、研究計画時に想定していたよりもはるかに効率的に実験(試料調製や測定など)が行えた。
実験的に出現させた異物巨細胞の細胞性格

SD系のラットの背部皮下組織内に埋入した各種のリン酸カルシウム系の化合物の異物(HAP,TCP,BP)に対して出現した多核の異物巨細胞の細胞性格を酵素組織化学的(ACP、TRAP,CCAP,CCTP等)細胞性格につき経時的に検索した.その際の対照としてコレステリン粉末を用いた.その結果,異物巨細胞は単核のマクロファージが癒合合体によるものと細胞質の分裂を伴わない核分裂によっても成立することを明らかにした.さらに,各種の酵素活性の強度変化について,画像解析装置を用いて埋入時から最大4週後まで検索した.その結果,陽性率は,HAPTCP,BPCHOL群の順であり,各群間には危険率1%で有意差が認められた.また,各種の酵素活性の出現は,埋入後1週から起こり,その極大値はそれぞれ2週から4週まで埋入異物によって異なっていた.すなわち各群における強度の経時推移では,HAPでは2週,TCPでは3週,BPでは4週CHOLでは1週でそれぞれ極大を示した.さらにそれぞれによって,その陽性の強度も異なっていた.これらは,増殖した異物巨細胞の細胞性格の多様性を示唆しており,これは貧食対象となる物質の大きさ,形状,溶解性,などの物理化学的諸性質に関連するものと考えられた.今回検索したHAP,TCP,BP等の燐酸カルシウム系の化合物に対して,さらにCHOLに対しても僅かではあるがTRAP陽性細胞が出現していたことから,一般的に破骨細胞のマーカーと考えられているTRAPも完全なものではないことが示された.以上の検索結果から,今回検索したHAP,TCP,BP等の燐酸カルシウム系の化合物に対して出現した多核巨細胞の病理学的な位置づけについて,たとえ破骨細胞に酷似した細胞性格を示したとしても,基本的には異物巨細胞としての範疇に入るものと認識された.SD系のラットの背部皮下組織内に埋入した各種のリン酸カルシウム系の化合物の異物(HAP,TCP,BP)に対して出現した多核の異物巨細胞の細胞性格を酵素組織化学的(ACP、TRAP,CCAP,CCTP等)細胞性格につき経時的に検索した.その際の対照としてコレステリン粉末を用いた.その結果,異物巨細胞は単核のマクロファージが癒合合体によるものと細胞質の分裂を伴わない核分裂によっても成立することを明らかにした.さらに,各種の酵素活性の強度変化について,画像解析装置を用いて埋入時から最大4週後まで検索した.その結果,陽性率は,HAPTCP,BPCHOL群の順であり,各群間には危険率1%で有意差が認められた.また,各種の酵素活性の出現は,埋入後1週から起こり,その極大値はそれぞれ2週から4週まで埋入異物によって異なっていた.すなわち各群における強度の経時推移では,HAPでは2週,TCPでは3週,BPでは4週CHOLでは1週でそれぞれ極大を示した.さらにそれぞれによって,その陽性の強度も異なっていた.これらは,増殖した異物巨細胞の細胞性格の多様性を示唆しており,これは貧食対象となる物質の大きさ,形状,溶解性,などの物理化学的諸性質に関連するものと考えられた.今回検索したHAP,TCP,BP等の燐酸カルシウム系の化合物に対して,さらにCHOLに対しても僅かではあるがTRAP陽性細胞が出現していたことから,一般的に破骨細胞のマーカーと考えられているTRAPも完全なものではないことが示された.以上の検索結果から,今回検索したHAP,TCP,BP等の燐酸カルシウム系の化合物に対して出現した多核巨細胞の病理学的な位置づけについて,たとえ破骨細胞に酷似した細胞性格を示したとしても,基本的には異物巨細胞としての範疇に入るものと認識された.一般に異物巨細胞はACPase活性が他界。また、骨組織に出現する破骨細胞もACPase活性が高く、しかも酒石酸に対して抵抗性を示すとされている。このことから酒石酸抵抗性ACPase(TRAP)が破骨細胞のマーカーと考えられ、現在広く用いられている。しかし、我々はこれに対し多少疑問視している.そこで、ラットの皮下に埋入した種々の異物,とくに今年度はコレステリンをラットの背部皮下組織内に埋入し、それに対し出現した異物巨細胞を病理学的に検索した。その結果、コレステリンに対して出現した多核巨細胞は、多くの文献で報告されているような燐酸カルシウム系の化合物、例えばヒドロキシアパタイトなどに対する巨細胞のものとほぼ共通の細胞性格を示した。とくに免疫組織化学的に食細胞系のマーカーが陽性を示した他、組織化学的にはACPase、耐熱性のACPaseの活性がみられた。ACPaseおよび耐熱性ACPaseとともに破骨細胞のマーカーであるはずのTRAPまでも一部の細胞が陽性を示すことを明らかにした。さらに、破骨細胞のより確実なマーカーであるはずの塩化シアヌルによる処理の後にも、その発現時期が限られているもののACPase(CCAP)活性が一部において検出された。なお、これらの各種酵素反応は燐酸カルシウム系の化合物に対して出現する多核巨細胞や破骨細胞のものと比較してみると、一般的には弱いようであった。そこで、今後はこれらの活性について埋入異物の種類を増やし、異物に対して形成される多核巨細胞成熟状態とそれに伴う酵素活性の経時的な強度変化に着目し、その染色画像を画像解析装置によって計測・統計分析しそれの強度について客観的に捉えたい。

なお、TRAPやCCAPが破骨細胞の真のマーカーでないこと、さらに塩化シアヌル処理後のTRAPの有用性、最終的にはこの研究を通してこれら各種の異物巨細胞の細胞性格を明らかにすることで、各種の異物巨細胞および破骨細胞の位置づけについても考察を深めたい。各種の条件下において生体内に出現する異物巨細胞の細胞性格について,同じく多核巨細胞である破骨細胞と比較した研究はほとんど行われていない.そこで,多核巨細胞の1つである異物巨細胞に着目し,これの組織発生を始め,免疫組織化学的,組織化学的,並びに電子顕微鏡的な諸性格について詳細に検索した.今年度は特に,ラットの背部皮下組織内に埋入した各種の異物に対して発現した異物巨細胞の細胞性格を各種のマーカーについて経時的・定量的に詳細な検索を行った.すなわち,SD系のラットの背部皮下組織内に各種の異物:ヒドロキシアパタイト,トリカルシウムフホスフェイト,牛骨焼成粉末,コレステリン等を埋入し,以後経時的に4週まで埋入部の組織を採取し,各種のマーカーについて検索した.その結果,とくに画像解析的な手法によって各種のマーカーの発現度について把握することが出来た.しかし,これらの巨細胞の微細構造について検索を進める予定であったが,これについてはデータを蓄積することが出来なかった.そこで,今後は特に微細構造について追究し,さらに今回の実験的研究から得られたデータを総合して異物巨細胞の細胞性格を明らかにするとともに,その成立機序などについても考察を進めたい.SD系のラットの背部皮下組織内に埋入した各種のリン酸カルシウム系の化合物の異物(HAP, TCP, BP)に対して出現した多核の異物巨細胞の細胞性格を酵素組織化学的(ACP, TRAP, CCAP, CCTP等)細胞性格につき経時的に検索した.その際の対照としてコレステリン粉末を用いた.すなわち,各種の酵素活性の強度変化について,画像解析装置を用いて埋入時から最大4週後まで検索した.その結果,陽性率は,HAPTCP, BPCHOL群の順であり,各群間には危険率1%で有意差が認められた.また,各種の酵素活性の出現は,埋入後1週から起こり,その極大値はそれぞれ2週から4週まで埋入異物によって異なっていた.すなわち各群における強度の経時推移では,HAPでは2週,TCPでは3週,BPでは4週CHOLでは1週でそれぞれ極大を示した.さらにそれぞれによって,その陽性の強度も異なっていた.これらは,増殖した異物巨細胞の細胞性格の多様性を示唆しており,これは貧食対象となる物質の大きさ,形状,溶解性,などの物理化学的諸性質に関連するものと考えられた.今回検索したHAP, TCP, BP等の燐酸カルシウム系の化合物に対して,さらにCHOLに対しても僅かではあるがTRAP陽性細胞が出現していたことから,一般的に破骨細胞のマーカーと考えられているTRAPも完全なものではないことが示された.以上の検索結果から,今回検索したHAP, TCP, BP等の燐酸カルシウム系の化合物に対して出現した多核巨細胞の病理学的な位置づけについて,たとえ破骨細胞に酷似した細胞性格を示したとしても,基本的には異物巨細胞としての範疇に入るものと認識された.
調節が眼内微小循環に及ぼす生理・形態学的研究

調節が眼内循環に及ぼす影響について,猿眼で樹脂を注入して検索する方法で主として毛様体部の血管構築及び房水循環の微小循環を調べると共に,人眼での調節時の変化についても検討した.1.猿の頚動脈から樹脂を注入した所,毛様体は長後毛様動脈と前毛様動脈の二系の血管系で支配されていて,夫々の分布や支配領域,吻合の頻度,生理的役割について或程度解明出来た.この血液循環系の調節による影響は今回の薬物による刺激では不明であり,今後は新しい調節刺激法を開発し検討する必要がある.2.房水循環系は主排出路と副排出路がある.従来,房水排出路の樹脂鋳型標本は頚動脈から樹脂を注入した逆行性のものであった.しかし,本研究では猿眼の前房内樹脂を注入し順行性に樹脂を入れる方法を完成確立した.3.以上の方法を用いて,主排出路である角強膜線維柱帯と内皮網の移行部の詳細を明らかにした.特に,副排出路であるuveosclcraloutflow routesに関しては興味ある知見が得られた.すなわち,前房隅角から侵入した樹脂は毛様体筋束間に入り筋層間を後方へ移動し,これは次々と外側の筋層間に移行していた.この筋層の筋束間には楕円形のporeが存在しこれを通過していることもわかった.そして,この樹脂は毛様体下腔から脈絡膜下腔へ及んだ.4.調節と非調節状態を想定して,猿眼にピロカルピンあるいはアトロピンを点眼して上述の筋束間のporeを観察した所,両者でporeは狭細化していた.この意義に関しては今後の検討課題である.5.人間で前面開放型オプトメータを用いて調節微動と心博の周期を調べた所,近視では正視のそれにくらべ小さかった.調節が眼内循環に及ぼす影響について,猿眼で樹脂を注入して検索する方法で主として毛様体部の血管構築及び房水循環の微小循環を調べると共に,人眼での調節時の変化についても検討した.1.猿の頚動脈から樹脂を注入した所,毛様体は長後毛様動脈と前毛様動脈の二系の血管系で支配されていて,夫々の分布や支配領域,吻合の頻度,生理的役割について或程度解明出来た.この血液循環系の調節による影響は今回の薬物による刺激では不明であり,今後は新しい調節刺激法を開発し検討する必要がある.2.房水循環系は主排出路と副排出路がある.従来,房水排出路の樹脂鋳型標本は頚動脈から樹脂を注入した逆行性のものであった.しかし,本研究では猿眼の前房内樹脂を注入し順行性に樹脂を入れる方法を完成確立した.3.以上の方法を用いて,主排出路である角強膜線維柱帯と内皮網の移行部の詳細を明らかにした.特に,副排出路であるuveosclcraloutflow routesに関しては興味ある知見が得られた.すなわち,前房隅角から侵入した樹脂は毛様体筋束間に入り筋層間を後方へ移動し,これは次々と外側の筋層間に移行していた.この筋層の筋束間には楕円形のporeが存在しこれを通過していることもわかった.そして,この樹脂は毛様体下腔から脈絡膜下腔へ及んだ.4.調節と非調節状態を想定して,猿眼にピロカルピンあるいはアトロピンを点眼して上述の筋束間のporeを観察した所,両者でporeは狭細化していた.この意義に関しては今後の検討課題である.5.人間で前面開放型オプトメータを用いて調節微動と心博の周期を調べた所,近視では正視のそれにくらべ小さかった.本年度は研究初年度であり、各種研究機器の設置が必要事項であったが早期に完了し研究計画は、順調に進展している。計画の骨子を成す前眼部の微小循環系としての毛様体・虹彩の血管構築の解明では猿眼を用いた研究モデルを使用し多くのデータが集積されて居り引き続き実験の推進と共に解析を行っている。毛様体・虹彩の血管系は、後毛様動脈系と前毛様動脈系の二系の血管系で支配されて居り、それぞれの分布や支配領域・吻合の頻度・生理的役割について解明を行っている段階である。又、調節や散瞳・縮瞳に対するこれらの血管の対応様式も併せて解析を加えている。負荷に使用している薬剤は、ピロカルピン、フォスフォリンアイオダイドなどである。本研究は、前眼部の血液循環に関するテーマと房水循環に関するテーマがあり、後者についても鋭意研究中であり、現在、房水排出ルートの立体構築の解明を急いでいる。現在行っているのは、房水排出路の中での抵抗の局在性についての検討であり、角強膜線維柱帯と内皮網の移行部が最も重要と考えられ、実験を展開中である。このテーマでも同様に薬剤負荷も行って居り、多くのデータが集積している。以上の一連の研究の中で、購入した走査電子顕微鏡は、樹脂注入法による標本観察に欠くべからざるもので、極めて有効に使われて居り、現在までに集積・解析されたデータは、本年5月にローマで開かれる、国際眼科学会と本年9月に名古屋で行われる国際眼研究会議に発表の予定であり、その他の学会にも順次発表の予定である。以上の如く本研究は、初年度より極めて有効な実施がなされて居り今後も鋭意研究の継続、発展を行うものである。1.猿眼を用いた樹脂注入標本をもとに調節と関係が深い毛様体や虹彩の血管構築について咋年に引き続き詳細な検討を行っている。