hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨軟部悪性腫瘍の生体内蛍光イメージング -原発巣から転移,治療まで

蛍光をつかった生体内の肉腫イメージングに関して研究した。骨代謝に関連するアルカリフォスファターゼの抗体など用いることで、骨肉腫を蛍光標識できることがわかった。蛍光色はGFP(緑)が広く使われるが、直視下での観察の際は自家蛍光による問題があり、赤色または、赤外線を用いることでより良好な観察ができた。マウス肺転移モデルでのリアルタイムイメージングを行い、肺転移早期と免疫細胞の関係をみた。また、液体窒素処理を行った腫瘍による免疫活性作用を樹状細胞の培養を行い、抗腫瘍効果の増強を確認した。蛍光をつかった生体内のイメージングを以下の4つのテーマにわけ,平行して研究した。1)蛍光抗体を使った生体内の腫瘍のイメージングとして、腫瘍特異的な抗体と蛍光二次抗体を利用し,骨軟部腫瘍を蛍光標識することを目的とした。骨代謝で増加するALPを使用し,培養細胞を抗ALP抗体で免疫染色すると、抗体は陽性であった。この抗体と蛍光二次抗体を使用し、骨肉腫培養細胞を標識した。通常のAlexaFluor蛍光抗体で標識されることが確認されたが、可視化が不明瞭であり、蛍光標識の方法をZenon法に変えたところ、標識が良好となった。これを今後in vivoに応用する予定である。2)骨軟部腫瘍のマーカーの検索.骨肉腫の細胞を主に使用している。Her2は、乳癌などで発現が報告されているが、骨肉腫でも3割程度陽性である。これに着目し、蛍光イメージングに応用を予定している。また、遺伝子の検索で、接着因子であるプラコグロビンの発現が、骨軟部肉腫の悪性度に相関する結果が得られている。3)マウス肺転移モデルでのリアルタイムイメージング.マウスを人口呼吸下で開胸し,呼吸や心拍の振動をおさえて肺転移のイメージングを行った.これまで,高輝度の蛍光発現細胞,高感度カメラなどを使用することで、連続8時間の肺の観察や、同一マウスでの数回の開胸と閉創の繰り返しに成功している。免疫マウスと免疫不全マウスでの比較を行い、肺転移の初期の反応としては、T細胞の関与が薄く、他の要因が大きいことが示唆された。4)液体窒素処理腫瘍の免疫増強反応.マウスに生育した腫瘍を摘出、液体窒素処理して腫瘍細胞を殺したのち、マウスに接種することで、癌免疫が高まることを確認する目的とした。蛍光標識したリンパ球を用いることで、液体窒素処理した群でリンパ球の集積が期待されたが、有意差がなく、現在は、樹状細胞による抗原提示も併用して行っている。蛍光をつかった生体内の癌イメージングを以下のテーマにわけ,研究した。(1)蛍光抗体を使った生体内の腫瘍のイメージング.骨代謝に関連するアルカリフォスファターゼの抗体を用いることで、骨肉腫培養細胞が標識できることは確認された。in vivoの実験の橋渡しとして、in vitroで線維肉腫HT-1080株と共培養して骨肉腫細胞の特異度をみたが、蛍光抗体がHT-1080にもやや停溜する蛍光があり、偽陽性の問題があると考えられた。今後、コントラストの改善が必要と考えられた。(2)骨軟部腫瘍のマーカーの検索。当院で手術を行った骨肉腫患者の免疫染色の結果でKi-67抗体は悪性度が強い症例で陽性度が高かったため、これをマーカーとして検討することが示唆された。また、接着因子の解析を行っているが、プラコグロビンmRNAの発現がdownregulateされている傾向があり、カドヘリン、カテニンの発現を含め、今後検討していく。(3)マウス肺転移モデルでのリアルタイムイメージング。マウス挿管モデルにより、肺転移の観察を経時的に観察可能となった。尾静脈から蛍光標識した腫瘍細胞を注射し、開胸して直視下に観察すると、トラップされた細胞が観察可能である。これを繰り返し日をかえて観察することで、同一個体で経時的な腫瘍の転移が観察された。ヒト線維肉腫細胞とマウス由来乳癌細胞を尾静脈注射して0、1、7病日に観察したところ、ヒト線維肉腫細胞はマウス乳癌細胞に比ベトラップされる数は多いが、7病日ではほとんど消えていた。これは細胞がトラップされる際は、接着因子などの関与、その後の生着は免疫などの関与が示唆された。(4)液体窒素処理腫瘍の免疫増強反応。蛍光トランスジェニックマウスの牌臓から採取したリンパ球をイメージングに使い、癌の免疫応答を観察した。移植した腫瘍を摘出して液体窒素凍結処理して再投与した群がリンパ球の応答が強い傾向が観察された。1.蛍光抗体を使った生体内の腫

癌のイメージング.骨代謝に関連するアルカゾスォスファターゼの抗体や細胞分裂の高い細胞に発現するKi-67抗体を用いることで、骨肉腫を蛍光標識されることがわかった。蛍光色は、一般にGFP(緑)が広く使われるが、直視下での観察の際は自家蛍光による正常組織の蛍光の問題があり、最適な波長のものを選択する必要があった。赤色または、赤外線を使用することで自家蛍光の問題は解消され、観察が可能とかんがえたであった。2.骨軟部腫癌のマーカーの検索。当院で手術を行った骨肉腫患者の免疫染色の結果でKi-67抗体は悪性度が強い症例で陽性度が高く、また、ALPやVimentinもマーカーとして有用と考えられた。3.マウス肺転移モデルでのリアルタイムイメージング。マウス挿管モデルにより、肺転移の観察を経時的に観療可能となった。尾静脈から蛍光標識した腫瘍細胞を注射し、開胸して直視下に観察すると、トラップされた細胞が観察可能である。これを繰り返し観察することで、同一個体で経時的な腫瘍の転移が観察された。肺、肝臓、筋肉内のトラップされた腫瘍を継時的に観察し、それぞれ細胞の生存の特徴が観察きれた。肺の細胞は、多臓器に比べ速やかに消失し、.かっ免疫不全マウスと正常免疫マスでの差は認められず、転移早期には免疫細胞の関与は少ないと考えた。4.液体窒素処理腫瘍の免疫増強反応。液体窒素処理を行った腫瘍による免疫活性作用を研究しているが、さらにその作用を増強する方法にとりくんだ。腫瘍抗原の認識を高めるため、樹状細胞の培養を行い、抗腫瘍効果の増強を確認した。樹状細胞は単球から成熟させるが、OK432を用いることで効率よく分化を誘導することができた。
近赤外分光分析法による脳機能の評価法の確立とその臨床的応用

1.生体酸素モニター装置による測定。ペントバルビタールと笑気を用いた麻酔下でラットの気管にチューブを挿入し強制呼吸下にPulsinelliand Brierleyの方法で頭部への血流を遮断し虚血状態にした時の虚血前後の近赤外光(6001000nm)の吸収を測定したところヘモグロビンの脱酸素化型の増加を示す吸収変化が認められた。また、脳血流改善剤の投与は脳内のヘモグロビンによる吸収増加を引き起こした。2.近赤外線CT装置による測定。X線CT装置のX線を半導体レーザーからの近赤外光(780、805と830nm)に、X線ディテクターを光電子増倍管に、取り替えた近赤外線CT装置を用いて検討した。(1)解像度の検討。吸収の異なる一辺が10mmのファントムを用いて検討した結果、このCT装置の解像度は10mm以下であることが明かとなった。(2)ラット腹部のCT画像。ラットの780nmでの2次元像をとると腹部と頭部に強い吸収が認められた。腹部のCT像を撮影したところ、表面反射と周辺強調効果により細部の情報は得られなかった。そこで、780nmと805nmの波長の光の吸収差により画像構成を行ったところ、この方法で肝臓の左葉を描出することに成功した。(3)ラット脳のCT画像。Pulsinelliand Brierleyの方法にて頭部を虚血状態にし、780nmと805nmを用いる2波長法で両波長の差画像(主にヘモグロビンの酸素化、脱酸素化及びヘモグロビン量を反映する)により虚血後、代用血しょうで血液を置換した時の頭部の脳と左右の筋肉の描出に成功した。更に、血液を代用血しょうに置換し、低酸素、低血糖条件下で805nmと830nmの2波長計測による差画像(主にシトクローム酸化酵素a,a_3の還元型の量を反映する)を構成し、頭部の脳と筋肉の画像を得ることに成功した。これらの事実は本CT装置を用いて脳の血流量、酸素濃度やシトクローム酸化酵素の酸化還元状態を測定することが可能であることを示している。(1)解像度の検討。ペントバルビタ-ルにて麻酔状態に陥らせ、笑気で麻酔状態に維持したラットの気管に挿管し、強制呼吸下に大腿動脈及び大腿静脈にカテ-テルを、側脳室にカニュ-レをそれぞれ挿入し、試作した生体用酸素モニタ-装置を使用して頭部における近赤外光(600ー1000nm)の吸収を測定することによって、ヘモグロビンの酸素化型、脱酸素化型及びシトクロ-ム酸化酵素の酸化還元状態を検討した。1)先ず、脳の虚血状態での変化を検討するために、予め両側の総頚動脈と脊椎動脈に結紮用の糸を掛けておいて、それらを全て結紮し脳への血流を遮断するプルシネリ法を行うと血流にはほとんど変化が認められないが、予想どうりヘモグロビンの脱酸素化型の増加が認められた。2)次に、脳のエネルギ-に必須なグルコ-スの利用を阻害する2ーデオキシーDーグルコ-ス(2DG)を側脳室内に投与し、脳にエネルギ-欠乏状態を引き起こした時のシトクロ-ム酸化酵素の酸化還元状態を検討した。

2DGを脳内に投与すると血中の酸素分圧及び二酸化炭素分圧の変化なしにシトクロ-ム酸化酵素の電子伝達に関わる銅(Cu_A)の還元型が増加した。この時同時に心拍数及び血圧の低下も認められたが、保温することによって、これらは、ほぼ、消失した。しかしながら、シトクロ-ム酸化酵素のCu_Aの還元型は保温しても変化しなかった。また、2DGの脳内投与によるシトクロ-ム酸化酵素の還元型の増加には時刻依存性があり、12時間毎の明暗周期下で飼育したラットでは暗期よりも明期にこの反応は強く出現した。そこで、これらのシトクロ-ム酸化酵素のCu_Aの還元型の増加が脳神経の如何なる変化を反映するのかについても、今後検討したいと考えている。平成3年度は光源を近赤外線半導体レ-ザ-とし受光部に光電子倍増管を使用した近赤外CT(NIRCT)装置を用いた検討を中心に行った。1.近赤外CT装置による脳機能評価。(1)頭部虚血効果。ペントバルビタ-ル麻酔下にラットの気管にチュ-ブを挿入し、笑気麻酔下に前頭断面におけるCT像を測定した。最初の測定をNIRCT装置を使用して行った後、Pulsinelli and Brierleyの方法にて両側の脊髄動脈を電気メスにて閉塞し、両側の総頚動脈を結紮して頭部を虚血状態にし10分後に2回目のNIRCT装置による測定を行った。本NIRCT法ではラットの頭部を360度スキャンして得られた780nmとヘモグロビンの等吸収点である805nmの2波長における吸光度の差を計算して脳の虚血状態に伴う変化を捕捉することが出来た。1回目の対照条件下では頭部の背側にある脳と腹外側部にある筋肉は明るく、血液の少ない骨などの組織は暗い画像として得られた。2回目の虚血状態にすると血液の多い腹外側の筋肉と背側の脳はヘモグロビンの脱酸素化を示すより明るい画像として得られた。(2)頭部虚血後の代用人工血しょう(FC43)注入効果。頭部虚血後、血流の残った部分にFC43を注入して上記と同様の方法でNIRCT装置による測定を行ったところ、FC43は近赤外領域での吸収が少ないため、血流が遮断され血液の残っている部分の筋肉と脳の部分の像が明らかに認められるようになった。2.酸素シトクロ-ムモニタ-装置による脳機能評価。(1)脳血流改善剤投与効果。上記と同様の方法で市販の脳血流改善剤を投与すると末梢の血圧降下に伴って脳内血液量の増加を示すヘモグロビンの近赤外光の吸収増加が認められた。3.レ-ザ-光の脳細胞傷害効果の検討。(1)小脳細胞への傷害効果の検討。半導体レ-ザ-(最大200mW)を15分間新生児ラットの小脳に照射したが、小脳外顆粒層神経細胞の細胞死の増加を示す知見は得られなかった。平成4年度は780、805と830nmの3つの波長の光源を持つ近赤外線CT装置を用いて以下の検討を行った。1.ファントムによる検討。吸収物質としての色素、散乱物質のカオリンとシリコンラバー樹脂からなる吸収の等しい一辺が10mmの4つのファントムと吸収の異なる1つのファントムのCT像を780nmと805nmの光源を用いて測定したところこの両者の区別が出来たので、このCT装置の解像度は10mm以下であることが判明した。2.ラット腹部の測定。麻酔下で気管挿管し、強制呼吸下にあるラットの腹部の2次元像を780nmの光源で撮影すると腹部と頭部に近赤外光の吸収が強いことが明かとなった。そこで、腹部のCT像を測定したところ、表面反射と周辺強調効果により細部が明かではなかった。そこで、780nmと805nmの波長の光の吸収度差による画像構成の2波長法を以下使用し、これらのアーティファクトを除去することとした。
亜熱帯・中高緯度の気温構造の季節的遷移が大気循環・降水帯の形成と変動に果たす役割

冬季東アジアモンスーンを変動させる気圧の南北振動「西太平洋パターン」が特徴的な気温異常を持ち,西風ジェット気流に伴う南北気温差,並びにアジア大陸と太平洋との東西気温差を調整して自身の気温異常を効率的に維持できることを解明した.また,関東沖の東流する黒潮続流の変動に伴う水温変動が海上風の分布や冬季の雲・降水帯を変動させる傾向を発見した.さらに,南半球では暖流と寒流の境界である水温前線に沿って,移動性高低気圧が繰り返し発達し,その効果で維持される海上の偏西風が水温前線の影響を強く受ける状態とそうでない別の状態との間を揺らぐことが,南半球で最も卓越する循環変動の本質であることを見出した.まず,冬季モンスーンの変動をもたらす「西太平洋(WP)パターン」の力学特性について,JRA55月平均データに基づきエネルギー収支解析から明らかにした.他海洋域で卓越する偏差とは異なり,偏西風ジェット気流の出口付近での運動エネルギーの変換効率は高くなく,寧ろ有効位置エネルギー変換が極めて効率的であり,これには偏西風ジェット気流に伴う南北気温傾度のみならず,寒冷なアジア大陸と比較的温暖な太平洋との海陸気温差を反映した東西温度傾度も重要で,これと整合的にWPパターンに伴う気圧偏差は高さと共に南西に傾く特徴を発見した.一方,JRA55月平均データを用いた解析から,夏季小笠原高気圧の勢力を左右するPJパターンの振幅が顕著な長期変調を示すことを見出した.故新田教授が30年以上前の限られたデータから発見した時期がPJパターンの最盛期であったのに対し,近年はPJパターンが減衰する一方,別な変動パターンが卓越してきたことを見出した.一方,梅雨期に比べて解明の遅れている日本周辺の秋雨期についてもJRA55データに基づく解析を進めた.月平均降水分布の循環場の特徴を調査したところ,梅雨期における先行研究と同様に対流圏中層の水平暖気移流が鉛直流を引き起こすことによって降水が維持されていることを示した.但し,秋雨期の暖気移流は梅雨期に比べて水平規模が小さく,日本付近に限定される.これを反映して,IPCC第4・5次評価報告書に関与した多くの気候モデルの気候平均場においては,この水平暖気移流のモデル内の表現が東アジア域の平均的な降水分布のばらつきの一要因となっていることも見出した.冬季東アジアモンスーンの変動をもたらす「西太平洋(WP)パターン」に特徴的な3次元構造やそれに由来する気候平均場からのエネルギー変換の特徴について,前年度までに得られた解析結果をとりまとめた論文は投稿準備がほぼ整った.さらに,冬季東アジアモンスーンの経年変動と熱帯域の海面水温変動の関連を改めて調査したところ,従来の認識とは異なり,海面水温変動とは同時相関をもたない熱帯太平洋の降水活動の経年変動成分がモンスーンの経年変動と統計的に有意な相関を有することが見出され,モンスーン変動の予測可能性について新たな知見が得られつつある.一方,前年度に引き続き,日本周辺に秋雨をもたらす大気大循環場の特徴を調査し,梅雨期に伴う場との詳細な比較を行った.その結果,秋雨をもたらす気候平均循環場のみならず,経年変動においても亜熱帯ジェット気流に伴う対流圏中層における暖気移流が秋雨降水帯の経年変動に関わることを見出した.ただし,暖気移流をもたらす亜熱帯ジェット気流の蛇行に伴っては,地表の亜熱帯高気圧の変動とも連動するため,台風の発生や移動経路にも大きく影響する.そこで,日々の循環場を詳細に解析し,熱帯低気圧に伴う降水とそれと無関係な降水への分離を試みたところ,秋雨降水帯の平均場やその経年変動においても熱帯低気圧からの寄与がかなり大きいことを見出した.これらの成果については現在論文への取り纏めを進めている.さらに同様な観点から,IPCC評価報告書に関わる全球気候モデルにおける秋雨降水帯の再現性や将来変化について調査を開始した.なお,日本の夏季天候に大きな影響をもたらす「太平洋・日本(PJ)パターン」に見られる長期変調については,その3次元構造の長期変化とそれに伴う気候平均場からのエネルギー変換の長期変化の観点からどの程度長期変調のメカニズムを説明できるかについて現在解析を進めている.冬季東アジアモンスーンを変動させる「西太平洋(WP)パターン」の力学特性を観測データに基づき解析し,高さとともに気圧偏差軸が南西に傾くという特徴的な傾圧構造や,それに由来する気候平均場から有効位置エネルギーの高い変換効率とそれによる循環偏差の効率的な維持過程を見だした.こうした結果をとりまとめ,米国気象学会専門誌に論文投稿し,査読コメントに対応した改訂版を再投稿し,最終判断を待っている状態である.加えて,大気大循環モデルや線型傾圧大気モデルの実験から,冬季オホーツク海の海氷減少に伴う海面からの加熱偏差への線形大気応答が,北西太平洋域の大気循環での卓越自然変動のWPパターンに類似することを示した.さらに,従来の認識とは異なり,海面水温変動とは同時相関をもたない海洋大陸や豪州北部の降水活動の経年変動成分が冬季東アジアモンスーンの経年変動と統計的に有意な相関を有することが見出され,この新知見の論文化を進めている.一方,引き続き,日本周辺に秋雨をもたらす大気大循環場の特徴を調査し,梅雨期に伴う場との詳細な比較を行った.さらに,亜熱帯・暖候期中緯度に現れる降水帯の形成に関わる力学を調べるため,客観解析データに対して渦度移流やQベクトル収束による強制を計算した.

また,平成23年7月の前線に伴う大雨について,領域モデルを用いたSST感度実験を行った,これらの成果については現在論文への取り纏めを進めている.さらに同様な観点から,IPCC評価報告書に関わる全球気候モデルにおける秋雨降水帯の再現性や将来変化について調査を開始した.なお,日本の夏季天候に大きな影響をもたらす「太平洋・日本(PJ)パターン」に見られる長期変調については,その3次元構造の長期変化とそれに伴う気候平均場からのエネルギー変換の長期変化の観点からどの程度長期変調のメカニズムを説明できるかについて現在解析を進めている.当該年度には大気大循環モデル実験結果の解析を主におこなったため,秋雨期の降水帯の気候モデル中での再現性や将来変化,そして梅雨・秋雨が卓越する東アジア域以外の地域における亜熱帯降水帯のメカニズムに関する研究が不十分となった.また,分担者の1人がその所属機関における他プロジェクト等のため、計画したエフォートが取りづらかった.南北両半球の中高緯度対流圏大気大循環の季節内長期変動に卓越し,広範な地域に地表気温や地上風,降水量の変動をもたらす「環状モード変動」は,「ストームトラック」で頻繁に発達する移動性高低気圧からのフィードバック強制により駆動される偏西風「極前線ジェット:PFJ」の緯度のゆらぎとして観測される.現実の南半球環状モード(SAM)を意識して,大気大循環モデルの下方境界条件として現実的な海面水温の南北分布を与えた水惑星実験から,水温前線帯の緯度に対する冬季対流圏環状モード変動の依存性を包括的に調査した.その結果,水温前線を現実的な緯度帯に与える限り,環状モードの正位相では海上偏西風を伴うPFJは常に水温前線帯のやや高緯度側に位置するのに対し,負位相ではPFJが逆に低緯度側に変位するものの,その緯度は水温前線の緯度に依らずほぼ一定という明瞭な位相依存性を発見した.しかも,実際に観測される冬季SAM変動に伴っても,その正位相においては海盆間の水温前線の緯度差を反映してPFJの緯度が決まるため海上偏西風の東西一様性が低下するのに対し,負位相においてはPFJの緯度が海盆に依らず一定で海上偏西風の東西一様性が高まるという,水惑星実験と整合性の高い位相依存性を発見した.これに基づき,環状モード変動に関して次の新解釈を提示した.即ち.冬季中高緯度対流圏大気大循環には,水温前線帯からの熱力学的影響を強く受ける凖定常状態の他に,その影響が弱まって大気内部力学の影響が支配的となる別の凖定常状態が存在し,両者間の遷移過程こそが環状モード変動の本質である.この斬新な解釈を提示した成果論文は米国気象学会J.Climate誌に27年度に投稿され,必要な改訂を経て,28年度に掲載された(Ogawa et al.,2016: J. Climate, 29,6179-6199).冬季東アジアモンスーンを変動させる気圧の南北振動「西太平洋パターン」が特徴的な気温異常を持ち,西風ジェット気流に伴う南北気温差,並びにアジア大陸と太平洋との東西気温差を調整して自身の気温異常を効率的に維持できることを解明した.また,関東沖の東流する黒潮続流の変動に伴う水温変動が海上風の分布や冬季の雲・降水帯を変動させる傾向を発見した.
企業的農家の成立条件と政府・農業団体の役割

日本農業をめぐる内外の諸環境は大変きびしい.1988年2月2日,日本はガット勧告を受諾し, 8品目の農産物の輸入自由化をせざる状況にある.もし農産物の輸入自由化が全面的に行なわれると,日本の零細な低生産性農業は全面的に崩壊せざるを得ない.このため日本農業の生産性を高め,国際的な競争力のある企業的農業の成立が必要となる.本研究は企業的農業の成立条件と政府,農業団体の役割を検討したものである.研究成果をまとめると次のようになる.福岡,佐賀,熊本,大分,宮崎,鹿児島の諸県における代表的な企業的農家にアンケート調査を行ない,また,愛知,千葉,茨城,栃木の諸県における代表的農家に面接調査を行なった.さらに農林水産省,農林漁業金融公庫,全国農業協同組合連合会,全国農業協同組合中央会等にて企業的農業の育成対策及びそれを講ずる際の問題点を研究した.その結果企業的農業を成立させるためには政府,農業団体は次の諸政策の推進に格別のサポートを必要とすることが明らかになった.1.基盤整備事業の推進, 2.農地の流動化の促進, 3.大型機械の効率的利用による生産費の節減, 4.乳用牛,肉用牛の多頭化と生産費節減, 5.情報化への対応と市場開拓, 6.資金の活用と制度融資の拡充,総合施設資金への利子補給, 7.企業的能力の開発と研修活動等である.現在,日本ではバイオテクノロジーやエレクトロニクスなどが著しく進展してきた.また情報のシステム化も盛んに行われている.このような状況の下で,農民が技術革新をとり入れ,自ら企業者に変革することは特に大切であり,必要である.日本農業をめぐる内外の諸環境は大変きびしい.1988年2月2日,日本はガット勧告を受諾し, 8品目の農産物の輸入自由化をせざる状況にある.もし農産物の輸入自由化が全面的に行なわれると,日本の零細な低生産性農業は全面的に崩壊せざるを得ない.このため日本農業の生産性を高め,国際的な競争力のある企業的農業の成立が必要となる.本研究は企業的農業の成立条件と政府,農業団体の役割を検討したものである.研究成果をまとめると次のようになる.福岡,佐賀,熊本,大分,宮崎,鹿児島の諸県における代表的な企業的農家にアンケート調査を行ない,また,愛知,千葉,茨城,栃木の諸県における代表的農家に面接調査を行なった.さらに農林水産省,農林漁業金融公庫,全国農業協同組合連合会,全国農業協同組合中央会等にて企業的農業の育成対策及びそれを講ずる際の問題点を研究した.その結果企業的農業を成立させるためには政府,農業団体は次の諸政策の推進に格別のサポートを必要とすることが明らかになった.1.基盤整備事業の推進, 2.農地の流動化の促進, 3.大型機械の効率的利用による生産費の節減, 4.乳用牛,肉用牛の多頭化と生産費節減, 5.情報化への対応と市場開拓, 6.資金の活用と制度融資の拡充,総合施設資金への利子補給, 7.企業的能力の開発と研修活動等である.現在,日本ではバイオテクノロジーやエレクトロニクスなどが著しく進展してきた.また情報のシステム化も盛んに行われている.このような状況の下で,農民が技術革新をとり入れ,自ら企業者に変革することは特に大切であり,必要である.
水中微生物を利用したスギの乾燥性改善に関する研究

木材乾燥の前処理として古くから行われている水中貯木処理が、乾燥性や水分透過性の改善に寄与する理由を科学的に解明し、難乾燥材とされるスギ材の実用的な乾燥前処理技術として利用するために、6年間に及ぶ長期間の研究を行った。得られた結果は以下の通りである。(1)水中微生物の木材への活性水中貯木過程において、3ヶ月ごとに貯木池より回収したスギ素材丸太内における水中微生物の消長を追跡観察した。その結果、水中および散水貯木の開始とともに、まず辺材含水率が増加し、続いて移行材のそれが増加し、18ヶ月後には心材含水率が約150%近くまで増加し、水中微生物を含んだ貯木池の水分が丸太内部まで浸透したことを意味している。(2)貯木処理開始とともに辺材への水中微生物の侵入が観察された。移行材への浸入は貯木処理開始後2週間で観察され、辺材および移行材へ水中微生物が容易に浸入することが明らかになった。しかし、心材への浸入にはばらつきが見られた。水中貯木期間の長期化に伴って、すなわち、水中微生物の素材丸太中への浸入に伴って、参謀内のデンプン粒の減少、有縁壁孔の崩壊など木材組織に変化が生じた。(3)水中あるいは散水貯木処理期間に比例して、遠心分離機による脱水性の向上が見られた。とくに辺材と心材におけるそれの増加が大きく、含水率増加、組織構造の変化と関連があることが推測された。しかし、繊維方向あるいは放射方向のいずれにおいても吸液量の大きな増加は見られなかった。(4)長期間にわたって水中貯木されたスギ丸太内から7種類の水中微生物が観察され、それらが細胞内容物の消滅あるいは有縁壁孔壁の崩壊に関与している様子が確認された。水中微生物をスギ材にアタックさせると乾燥性が改善されることが明らかになった。とくに3年以上の貯木処理によって乾燥速度が著しく増加した。水中貯木期間の増加に比例して乾燥速度が増加した。とくに、48ヶ月以上の処理によって乾燥日数は約1/2に短縮された。(5)乾燥期間が長くなることによって、材色の変化が観察された。明度が向上するが赤みが減少し、また、黄味が増加した。したがって、長期間の貯木処理はスギ特有の心材色を失うことになる。しかし、長期間の水中貯木処理による強度の低下はほとんど観察されなかった・木材乾燥の前処理として古くから行われている水中貯木処理が、乾燥性や水分透過性の改善に寄与する理由を科学的に解明し、難乾燥材とされるスギ材の実用的な乾燥前処理技術として利用するために、6年間に及ぶ長期間の研究を行った。しかし、長期間の水中貯木処理による強度の低下はほとんど観察されなかった・水中貯木処理によって乾燥性や物質注入性が改善されるメカニズムを科学的に追求し、それを応用したエコロジカルかつエコノミカルな加工前処理技術を開発することを目的に、以下の項目を検討した。(1)水中貯木中に作用すると予想される微生物の、木材中での動態を生態的に観察するために、伐倒直後のスギ樹皮付丸太(直径約30cm、長さ1m)をpH7-9程度の淡水池に浸漬した。これを所定期間毎に取り出して、木材中に生存する細菌類を無菌的に分離した。

分離した細菌については常法に従って、その存在数、グラム染色性などを調査した。正常な辺材および心材ともに、立木時には材中にバクテリアが存在せず、水中貯木開始とともに辺材、移行材にはすみやかに侵入することが明らかになった。このとき、貯木池中に存在する数種類のバクテリアのうち12種が侵入するにすぎず、その選択性が何に起因するのかを追跡中である。また、侵入菌種のサクセッションの兆候が認められるが、この詳細をも検討中である。今後、実験室的規模も含めて、バクテリア種の同定、木材細胞の形態変化に与える影響を検討する予定である。(2)水中貯木による乾燥性の改善効果を確認するために、伐倒直後のスギ樹皮付丸太(直径約30cm、長さ3.65m)を淡水池に貯木した。これらを6ヶ月毎に取り出して製材し、水中貯木期間と水分透過性との関連を確認するとともに、乾燥速度、水分傾斜などの乾燥性についても確認する。また、水中貯木処理の簡易的方法として散水貯木処理を行い、同様な点を検討する。古くから行われている水中貯木処理によって、木材の乾燥性や水分透過性が改善される理由を科学的に究明してメカニズムを明らかにすることにより、難乾燥材とされるスギ材の実用的な乾燥前処理技術を開発することが、本研究の目的である。そのために、本年度はいかの点を検討した。(1)乾燥性の検討:3ヶ月問および6ヶ月間の手中貯木処理を行ったスギ丸太材について、乾燥速度、乾燥による狂いおよび割れなどの損傷発生程度を確認し、無処理材との比較を行った。その結果、3ヶ月処理で狂いの減少効果が、6ヶ月材では乾燥速度の向上が認められた。(2)水中微生物の生態的観察:乾燥性の検討に使用した材について、昨年と同様の処方を用いて水中貯木処理期間の長さと微生物の生態的な消長を追跡した。特に木材細胞の形態的変化の進行度合いと水分通導性向上との関連について検討した。(3)強度性能の確認:長期間の水中貯木処理が材質劣化におよぼす影響を確認するために、上記の処理材の静的曲げ強度、曲げ衝撃強度および圧縮強度を測定し、3ヶ月および6ヶ月処理材にはそれらの劣化が見られないことを確認した。(4)処理による色調変化の確認:上記の処理材について、長期間の水中貯木処理が材色の変化の有無を検討した。とくにスギ材特有の赤紅色の心材が、処理によって暗色系に劣化する現象がいつ生じるかが問題になるが、6ヶ月では心材色はむしろ改善されることが確認された。(5)散水貯木処理の実用性の検討:水中貯木の簡易法として、地上においてスプリンクラーで散水して、その効果を水中貯木材と比較した。その結果、散水貯木処理は水中貯木よりも効果の発現が遅れることが確認された。平成9,10年度に設定した水中貯木処理および散水貯木処理したスギ実大丸太材について以下の項目を検討し、処理と乾燥性改善効果との関連を確認した。(1)処理期間、処理条件と組織構造の変化との関連性2年間の水中貯木処理及び散水貯木処理をしたスギ丸太材の微生物の消長、壁孔の変化などを観察し、処理期間と組織構造の変化との関連を考察した。その結果、水中微生物の心材へのアタックが弱く、辺材に比べて組織構造の変化が少ないなどが明らかになった。(2)処理期間、処理条件と水分透過性及び乾燥性との関連性水分透過性を遠心分離による自由水の離脱性から、処理丸太から製材した正角材を熱気乾燥した場合の乾燥速度から、処理による水分透過性改善効果および乾燥性改善効果を評価した結果、心材の改善効果が弱く、処理条件の整備が必要であると判断された。
前立腺癌組織内Dihydrotestosterone分布とアンドロゲン除去後のDihydrotestosteroneおよび標的分子の変化の検討

(目的)年齢とともに血液中のテストステロン濃度が低下する報告があるが、アンドロゲン依存性に増殖を示す前立腺癌の発症頻度が年齢とともに上昇する原因はいまだに未解明である。前立腺癌の組織内アンドロゲン濃度を測定するにあたり、まず我々は、アンドロゲン依存性に転写活性を認めるアンドロゲン受容体(AR)の前立腺癌組織内発現量を免疫組織学的に定量し、腫瘍の悪性度に相関する様々な病理学的因子、分子生物学的因子との相関を統計学的に解析した。(方法)1997年から2001年までに京都大学で根治的手術を施行した80例前立腺癌患者のホルマリン固定パラフィンブロックを用いて、約320スポットの前立腺癌組織マイクロアレイを作製し、ARの発現とともに、Ki67、p53の免疫組織学的解析をおこない、術後のPSA再発との関連性を検討した。(結果)術前ホルモン療法を施行しておらず、1症例あたり癌スポット3カ所すべてにおいて分子マーカーの解析が可能であった52例を対象に、ARの発現を半定量的に解析行ったところ、その3スポットでのAR発現の平均は術後PSA再発と有意に相関を示した。また各癌スポットでのARとKi67、p53の発現量との相関を解析したところAR発現量はKi67、p53のそれと正の相関を示した。(考察)ARの癌組織内での発現が限局性前立腺癌の術後再発予後と有意に相関した。アンドロゲン受容体がアンドロゲン依存性に転写支配されることから、限局性前立腺癌においては癌組織内のアンドロゲン濃度が予後と関連性を示唆する所見であると考えられる。アンドロゲン非依存性癌においてもARの発現を認めるため、前立腺癌発症早期からアンドロゲン非依存性癌の存在を示唆する論文もあり、今回の結果が即、組織内のアンドロゲン濃度と予後との関連性を示すことにはならず、今後の研究課題と考える。本年1年間で、主にヒト前立腺癌の標本の収集を行った。対象は術前病期Bの前立腺癌で前立腺全摘除術を行ったものである。術前内分泌療法は施行例、非施行例ともに対象となるが、特にTlc症例では、前立腺癌の体積が小さく、癌部、から十分なサンプルの収集が困難であるため、比較的PSA高値の症例、病期B症例を対象にサンプリングしている。前立腺組織をティッシュテックに保存し、HEで癌部、非癌部をマッピングした。一部形態が崩れている部分もあるが、癌部と非癌部を分離するには十分な程度に形態は残り、今後のマッピング、サンプリングにあたって特に問題とはならないことがわかった。現在、8例に対してサンプリングを行い、組織内DHT濃度を測定している状況である。今回の測定から、測定系の誤差、測定に必要な組織の最低量等が明らかとなり、次回以降のサンプリングに対して精度を上げることが可能であると考えられる。細胞については、LNCaP細胞株を対象として、様々なアンドロゲン除去状態で培養し、アンドロゲン依存性の低い株を作成中である。短期培養では、現段階で測定実験の対象となるような細胞を得るにいたっているが、長期的に低アンドロゲン状態でも安定して成長する細胞株は今後更に検討しながら作成する必要のある状態である。研究全般としては概ね予定通り進行している。本研究の骨子である、ヒト前立腺癌の手術標本が順調に蓄積されており、次年度の解析に支障なく移行できる状態である。

前立腺癌の組織内アンドロゲン濃度を測定するにあたり、まず我々は、アンドロゲン依存性に転写活性を認めるアンドロゲン受容体(AR)の前立腺癌組織内発現量を免疫組織学的に定量し、腫瘍の悪性度に相関する様々な病理学的因子、分子生物学的因子との相関を統計学的に解析した。(方法)1997年から2001年までに京都大学で根治的手術を施行した80例前立腺癌患者のホルマリン固定パラフィンブロックを用いて、約320スポットの前立腺癌組織マイクロアレイを作製し、ARの発現とともに、Ki67、p53の免疫組織学的解析をおこない、術後のPSA再発との関連性を検討した。(結果)術前ホルモン療法を施行しておらず、1症例あたり癌スポット3カ所すべてにおいて分子マーカーの解析が可能であった52例を対象に、ARの発現を半定量的に解析行ったところ、その3スポットでのAR発現の平均は術後PSA再発と有意に相関を示した。また各癌スポットでのARとKi67、p53の発現量との相関を解析したところAR発現量はKi67、p53のそれと正の相関を示した。(考察)ARの癌組織内での発現が限局性前立腺癌の術後再発予後と有意に相関した。アンドロゲン受容体がアンドロゲン依存性に転写支配されることから、限局性前立腺癌においては癌組織内のアンドロゲン濃度が予後と関連性を示唆する所見であると考えられる。アンドロゲン非依存性癌においてもARの発現を認めるため、前立腺癌発症早期からアンドロゲン非依存性癌の存在を示唆する論文もあり、今回の結果が即、組織内のアンドロゲン濃度と予後との関連性を示すことにはならず、今後の研究課題と考える。
電気エネルギーの有効利用と高密度化に関する研究(総括班)

本研究課題は計画研究4件、公募研究10件を総括している。極低温・超電導技術の応用では、試作した超電導発電機を模擬送電線を介して商用電源に連系し、系統急変時の過渡特性を明らかにした。また20m、20kV交流超電導ケーブルの製作を終え、冷却課電・通電試験を実施し、更に極低温ケーブルの耐電圧特性の基礎的考察を行った。超電導コイルエネルギー貯蔵では、系統安定化制御に関して、有効・無効電力同時制御の実験を行いSMESは安定化制御に有効であることを示した。高温熱エネルギーによる直接発電(MHD)では、プラズマのシード原子密度、電子温度、導電率のレーザ測定法を開発し、また石炭燃焼ガスプラズマから生成される微粒子の挙動の理論的、実験的検討を行い、一方アークと拡散放電との間の遷移現象に関しては数値シミュレーションによる解析を行い、更に二成分磁界MHD発電機について流路内の電気・熱・流体連成現象についてその特性を明らかにした。エネルギーシステムの運用・消費・輸送の効率改善では、空間利用効率改善のため従来電線配置と異なる送電線を提案し、その送電特性について検討し最も有効な形式を選出し、またエネルギー貯蔵設備の評価手法として、電力需要特性の地域別特徴を表わすパラメータを新たに提案し、また電力系統の最適電源決定手法、信頼度を考慮した貯蔵設備計画法について開発を行った。エネルギー変換用電極材料では、反応性クラスターイオンビーム技術のもつ特徴を生かして、高出力熱電変換素子として期待できる鉄シリサイドのアモルファス半導体を開発し、また高性能指数をもつ高温度熱電材料を検討するためBP単結晶、B系材料の作成を行い、その基礎的物性や熱電材料としての有効性を調べた。公募研究はそれぞれの特長・独創性を生かして多彩で有用な成果をあげている。
RNA腫瘍ウイルスの内因化機構に関する研究

申請者は未分化テラトカルシノーマ(EC)細胞に感染したモロニー白血病ウィルス(Mo-MuLV)が内在化する機序として、この細胞ではMo-MuLVLTRに働くtrans-actingな制御が存在し、抑制されたMo-MuLV遺伝子は宿主細胞内で徐々にメチル化されるとの仮説を提唱した。Mo-MuLV LTR下流にバクテリア由来の薬剤耐性遺伝子neoをつないだ組織体を作り、これを未分化EC細胞にトランスフェクトしたところ、発現が抑えられたのでMo-MuLV LTRに対する抑制機構は事実存在すると思われる。neo遺伝子とのコトランスフェクションで導入したMo-MuLV遺伝子は未分化EC細胞中でメチル化されないにも拘らず抑えられるので、この抑制にはDNAのメチル化が必要でないことが判る。未分化EC細胞で遺伝子発現に及ぼすDNAメチル化の影響を調べる目的で、dihydrofolate reductase(dhfr)遺伝子のプロモーター下流にneo遺伝子をつないだ組織体を作成した。これをバクテリアのDNAメチル化酵素M・Hpa【II】とM・Hha【I】でメチル化して線維芽細胞へトランスフェクトしたところ、メチル化をしないものに比べ活性は20%に低下した。一方同じものを未分化EC細胞で調べると、メチル化による抑制はみられなかったので、この細胞ではDNAメチル化が積極的な意義を全くもたぬことが明かになった。線維芽細胞等ではDNAメチル化はその部位のクロマチンの凝縮シグナルとして働いている。未分化EC細胞についてメチル化されて転写活性のないMo-MuLV遺伝子やαグロビンと、メチル化がなく転写されているdhfr遺伝子のクロマチン構造をDNase【I】感受性によって検討したところ、これらの遺伝子はどれも同じ感受性を示した。一方、分化したEC細胞では前二者はDNase【I】に抵抗性であった。以上をまとめると、未分化EC細胞ではDNAメチル化や転写の有無に拘らず全ての遺伝子は等しいクロマチン構造をもち、転写はtrans-acting制御でのみなされている可能性が明らかになった。
熊本地震による地下水環境変化の全容解明

我々のグループは、熊本地震に伴い地域地下水環境にどのような変化が生じたのかを統合的に理解することを目的に、日本随一の地下水都市であり極めて密な地下水観測網を有する本地域から抽出した水位、水質、同位体比、水温、菌叢データを駆使し、以下の班を設けることで、地下水流動変動と水質変化機構の全貌の解明に挑戦する。全体の2年目を修了した時点において各班について以下のような研究を計画・実施している。●水位班:観測井戸地下水位データを4つの異なる管轄(国交省、熊本県、熊本市、上下水道局)からそれぞれ入手した。得られた水位データは、国土地理院の地震後の標高データが公表されてから地盤沈降の影響を補正し、震災前後2年間分の地下水位データを全て収集・整理した。昨年度までにこうした水位変化を及ぼしたメカニズムを解明し、論文化を着手した。●水質班:初年度は熊本地域の観測井戸や民間井戸約100地点において採水を行うと同時に、3つの異なる管轄(国交省、熊本市、上下水道局)における行政から水質観測データを入手した。昨年度は行政データの解析を進めながら、特に水質分析を実施し、地震前後を比較できるデータを完備させた。●地震予知班:これまでに採水した水試料の分析を継続し地震前後の水位・水質データベースの構築を継続している。●新湧水班:阿蘇地域に出現した新湧水の起源や湧出メカニズムについて、現場調査ならびに既存文献の整理を完了させ、昨年までに国際論文にて発表を行っている。●微生物班:昨年同様、本年度も同地点において継続調査を実施し、地震後2年以降の推移を追跡した。●汚染班:水質班ならびに微生物班と連携して、基本水質の変化から汚染に関連する項目をピックアップして実態の調査を継続した。主な研究成果として、上記国際誌への掲載の他、国内学会(地球惑星科学連合大会)と国際学会(国際水文地質学会)のそれぞれに熊本地震が地下水環境に及ぼした影響をテーマとした特別セッションを設け、申請者が共著となるそれぞれ11件と9件の合計20件の発表を実施し、国内外に広く研究や成果内容の重要性を公表したことが挙げられる。当初計画していた各班における実施計画は全て実行し、それに対する結果も整理されてきた。既に一部の結果はScientific Reports誌に掲載された。また、論文化を目指した原稿執筆も精力的に進めており、現在2編の論文が国際科学雑誌に投稿中となっている。初年度もそうであったが、2年目が終了した現時点において、当初の達成目標を上回る結果と高いモチベーションで研究が進んでいる。今後取りまとめに入るうえで十分な準備ができている状態にある。水位班:今後は、必要に応じて補足調査を実施しつつ、これまで整理したデータを基に論文掲載を目指す。水質班:今後は、補足分析を実施しつつ、これまで整理したデータを基に論文作成に着手する。地震予知班:これまでに採水した水試料の分析を継続し地震前後の水位・水質データベースの構築を図る。新湧水班:阿蘇市狩尾地域において認められた地震活動によって湧出した深部流体(論文で報告済み)の面的分布特性をより明らかにするため、地点数を増やして試料採取を実施する。微生物班:昨年同様、本年度も同地点において継続調査を実施し、地震後3年以降の推移を追跡する。また、これらの結果をとりまとめ、国際雑誌投稿までこぎ着けたい。汚染班:昨年度に引き続き、水質班ならびに微生物班と連携して、基本水質の変化から汚染に関連する項目をピックアップして実態の調査を継続する。今後は、それらの成果について、国際科学雑誌に論文投稿を目指す。熊本は日本随一の地下水都市であり、極めて密な地下水観測網を有する。我々のグループはこれを利用し、以下の班を設けることで、熊本地震による地下水流動変動と水質変化機構の解明に挑戦する。初年度であるH29年度は各班について以下のような研究を計画・実施した。水位班:観測井戸地下水位データを4つの異なる管轄(国交省、熊本県、熊本市、上下水道局)からそれぞれ入手することを計画し実施した。得られた水位データは、国土地理院の地震後の標高データを基に地盤沈降の影響を補正し、震災前後1年間分の地下水位データを全て収集・整理した。水質班:H29年度は地域に分布する100を超える地点で採水を行うと同時に、異なる行政管轄(国交省、熊本市、上下水道局)から水質観測データを入手することを計画しこれを実施した。地震予知班:熊本平野、南阿蘇、九重地域の3つの地域で地震前後の時系列水試料を収集することを試みた。このうち、南阿蘇と九重地域の2地域については実施できたが、熊本平野ではそのような試料を採取することができなかった。これとは別に、地震前の水位変動を解析するためのデータ抽出を試みた結果、一部の井戸で地震前の変調が検出された。新湧水班:熊本平野と阿蘇市狩尾地域において地震後に湧出した新湧水を対象として月に一度の採水を実施し、水質分析と同位体分析を計画しこれを実施した。その結果、阿蘇市狩尾地域において地震活動によって湧出した深部流体の存在が明らかとなった。一方、熊本平野において出現した湧水は人的なものであった。微生物班:地震以前の地下水中の菌叢特徴が分かっている代表地点において、地震後に比較できるデータを抽出するため同地点におけるサンプリングと分析を計画し、それを実行した。汚染班:水質班ならびに微生物班と連携して、基本水質の変化から汚染に関連する項目をピックアップして実態の調査を計画し、これを実行した。

当初計画していた各班における実施計画は全て実行し、それに対する結果も整理されてきた。論文化を目指した原稿執筆も精力的に進めており、当初の達成目標を上回る結果と高いモチベーションで研究が進んでいる。我々のグループは、熊本地震に伴い地域地下水環境にどのような変化が生じたのかを統合的に理解することを目的に、日本随一の地下水都市であり極めて密な地下水観測網を有する本地域から抽出した水位、水質、同位体比、水温、菌叢データを駆使し、以下の班を設けることで、地下水流動変動と水質変化機構の全貌の解明に挑戦する。全体の2年目を修了した時点において各班について以下のような研究を計画・実施している。●水位班:観測井戸地下水位データを4つの異なる管轄(国交省、熊本県、熊本市、上下水道局)からそれぞれ入手した。得られた水位データは、国土地理院の地震後の標高データが公表されてから地盤沈降の影響を補正し、震災前後2年間分の地下水位データを全て収集・整理した。昨年度までにこうした水位変化を及ぼしたメカニズムを解明し、論文化を着手した。●水質班:初年度は熊本地域の観測井戸や民間井戸約100地点において採水を行うと同時に、3つの異なる管轄(国交省、熊本市、上下水道局)における行政から水質観測データを入手した。昨年度は行政データの解析を進めながら、特に水質分析を実施し、地震前後を比較できるデータを完備させた。●地震予知班:これまでに採水した水試料の分析を継続し地震前後の水位・水質データベースの構築を継続している。●新湧水班:阿蘇地域に出現した新湧水の起源や湧出メカニズムについて、現場調査ならびに既存文献の整理を完了させ、昨年までに国際論文にて発表を行っている。●微生物班:昨年同様、本年度も同地点において継続調査を実施し、地震後2年以降の推移を追跡した。●汚染班:水質班ならびに微生物班と連携して、基本水質の変化から汚染に関連する項目をピックアップして実態の調査を継続した。主な研究成果として、上記国際誌への掲載の他、国内学会(地球惑星科学連合大会)と国際学会(国際水文地質学会)のそれぞれに熊本地震が地下水環境に及ぼした影響をテーマとした特別セッションを設け、申請者が共著となるそれぞれ11件と9件の合計20件の発表を実施し、国内外に広く研究や成果内容の重要性を公表したことが挙げられる。既に一部の結果はScientific Reports誌に掲載された。また、論文化を目指した原稿執筆も精力的に進めており、現在2編の論文が国際科学雑誌に投稿中となっている。初年度もそうであったが、2年目が終了した現時点において、当初の達成目標を上回る結果と高いモチベーションで研究が進んでいる。今後取りまとめに入るうえで十分な準備ができている状態にある。水位班:本年度は得られた水位データに基づき水位変化を及ぼしたメカニズムを解明し、論文化に着手する。また、水位変化についての統計的解析を実施する。水質班:今年度は得られた水試料の分析ならびに行政データの解析を進めながら、地震前後を比較できるデータを完備させる。地震予知班:南阿蘇と九重地域の2地域について得られた水質のデータを解析してみる。
聴覚中枢線維損傷後の機能的回復に関する神経生理学的研究

聴覚中枢損傷後の機能的な回復に関する基礎的な情報を得ることを目的として、脳の中でも再生した神経線維が再びシナップスを形成するかどうか、もしシナップスが再形成された場合には、その機能的性質は正常なシナップスと比べてどのような違いがあるのかという点について、マウスの下丘交連を矢状断し、その後の神経線維の再生の現象を利用して形態学的および生理学的な方法により検討した。その結果、次のことが明らかとなった。(1)金属およびガラス電極を用いた微小電極法による実験から、切断された交連線維は再生し、タ-ゲットである下丘で再びシナップスを形成することが確認され、再形成されたシナップスの機能的性質については、音刺激に対する応答を抑制するものが主で、加算的なものも少数認められた。(2)抑制性シナップスが認められることは再生した交連線維が下丘に対して抑制性の介在ニュ-ロンにも結合することを示している。(3)再形成されたシナップスは正常群と比べると下丘の比較的表層に分布する。(4)再生した下丘交連の神経細胞をペロキシダ-ゼでラベルすると、正常群に比べて軸索の走行はかなり乱れていた。(5)以上の結果は下丘において再形成されたニュ-ロン・ネットワ-クが多様であることを示唆する。シナップスの機能に関しては正常群と比べて大きな違いは統計学的にはないと思われるが、再生した軸索は走行が乱れるので、下丘のシステムとしての機能には微妙な変化が起こっていると考えられる。哺乳類の中枢神経系では切断された軸索は再生しないというカハール(1928)の説が信じられてきたが、最近になって脳でも神経の再生が起こりうることが報告されるようになった。しかし、脳での再生現象の多くは損傷されずに残った正常な神経の終末から側枝が発芽する広義の再生によるもので、この研究で問題とした狭義の再生とは異なる。1982年に我々は4週齢のマウスの下丘交連の切断すると、3週間後には両側の下丘に向かって交連線維の再生が起ることを形態学的に確認した。今回は聴覚中枢損傷後の機能的な回復に関する基礎的な情報を得ることを目的として、再生した神経線維が再びシナプスを形成するかどうか、もしシナプスが再形成された場合には、その機能的性質は正常なシナプスと比べてどのような違いがあるのかという点について、微小電極法により、単一ニューロンの応答を記録し、神経生理学的に検討した。その結果、次のことがわかった。1.切断された交連線維は再生し、ターゲットである下丘で再びシナプスを形成する。2.再形成されたシナプスの機能的性質については、音刺激に対する応答を抑制するもの(約60%)、加算的なもの(約10%)、同定できなかったもの(約30%)に分類できた。これらの比率は正常群と比べて僅かに異なっていた。3.抑制性シナプスが認められたことから、再生した交連線維が下丘に存在する介在ニューロンにも結合することを示している。4.再形成されるシナプスは正常群と比べて下丘の比較的表層に分布することが、下丘ニューロンの最適周波数の分布から認められた。以上の結果に基づいて、シナプス・レベルの機能的回復を細胞内記録により、さらに詳細に検討する計画である。両側の下丘を連絡する下丘交連を矢状断すると、マウスの場合、約一ヵ月で交連線維の再生がおこり、しかもそのタ-ゲットである下丘でシナップスの再形成も起こりうることがわかった。この事実は下丘ニュ-ロンの音刺激に対する活動が対側下丘への電気刺激によって種々の修飾を受けることから明らかになった。これをさらに別の方法で確認した。(1)下丘

ニュ-ロンの自発放電にトリガ-していろいろな遅延時間をもった電気刺激を対側下丘に与えたところ殆どの場合、順方向に刺激され、交連線維上でインパルス同士の衝突は起こらなかった。即ち下丘ニュ-ロンとのシナップスの再形成が起こったことを示す。(2)ガラス微小電極を用いて細胞内記録により、シナプス電位の記録を行うと、既に報告した細胞外記録による結果から推測されたことが裏付けられ、しかもシナップス・レベルでの非常に複雑な機序に関する情報が得られた。(3)再生した下丘交連の神経細胞をペロキシダ-ゼでラベルすると、正常な対照のものに比べて軸索の走行はかなり乱れていた。(4)これまでの実験結果を基にして、下丘において再結成されたニュ-ロン・ネットワ-クを推測すると、シナップスの機能に関しては正常な対照の下丘におけるニュ-ロン・ネットワ-クと大きな違いはないと思われるが、前者の場合、再生しても軸索の走行が乱れるために下丘のシステムとしても機能に微妙な変化が起こっていることは充分考えられる。