hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小管と微小繊維の機能の細胞磁気計測と蛍光抗体法および微分干渉顕微鏡による研究

細胞磁気計測,蛍光顕微鏡,微分干渉顕微鏡,共焦点レーザ顕微鏡など多くの手段で,生きた細胞の細胞内運動について研究した.細胞磁気計測は我々が開発した手法であり,生きた細胞の細胞内運動や細胞骨格の機能や性質を調べる数少ない方法のひとつである.本報告では,主に細胞磁気計測によって細胞内の運動のエネルギーを計測し,それを蛍光抗体法による細胞骨格の観察や,微分干渉顕微鏡による細胞内運の観察と関連づけようとした.細胞骨格としては微小繊維と微小管に注目して,それらを破壊する薬剤を投与したときの,各実験結果の比較などを行ってきた.残念ながら結果をまだ統一的に説明するに至っていない.これら2つの繊維の関係も単純ではないのかも知れないが,もう一つの細胞骨格の要素でみる中間径繊維を今までは無視してきたことも,結果の説明が困難である理由である可能性もある.今後取り組むべき課題である.本報告の細胞磁気計測では,微小繊維や微小管が細胞内の運動,具体的には磁性粒子を含んだ食胞の運動に関わる様子が,過去の磁気計測より明確に現れた.それは主に細胞内運動のエネルギーの連続測定を行うようになってからである.この方法が,なぜ従来我々が用いてきた方法よりも,薬剤に対する反応の差が大きく出るなどの結果を生むのか,まだよく分からない.この点も今後の課題である.細胞内運動は細胞にとってきわめて本質的な重要性を持つものであるから,結果の解釈に当たって慎重さが求められる.本報告ではわずかに触れただけであるが,血管内皮細胞の細胞膜をそれに接着させた粒子で回転の捻りを与える実験は,細胞膜と細胞骨格との関連を調べる面白い方法だと考えられる.細胞磁気計測,蛍光顕微鏡,微分干渉顕微鏡,共焦点レーザ顕微鏡など多くの手段で,生きた細胞の細胞内運動について研究した.細胞磁気計測は我々が開発した手法であり,生きた細胞の細胞内運動や細胞骨格の機能や性質を調べる数少ない方法のひとつである.本報告では,主に細胞磁気計測によって細胞内の運動のエネルギーを計測し,それを蛍光抗体法による細胞骨格の観察や,微分干渉顕微鏡による細胞内運の観察と関連づけようとした.細胞骨格としては微小繊維と微小管に注目して,それらを破壊する薬剤を投与したときの,各実験結果の比較などを行ってきた.残念ながら結果をまだ統一的に説明するに至っていない.これら2つの繊維の関係も単純ではないのかも知れないが,もう一つの細胞骨格の要素でみる中間径繊維を今までは無視してきたことも,結果の説明が困難である理由である可能性もある.今後取り組むべき課題である.本報告の細胞磁気計測では,微小繊維や微小管が細胞内の運動,具体的には磁性粒子を含んだ食胞の運動に関わる様子が,過去の磁気計測より明確に現れた.それは主に細胞内運動のエネルギーの連続測定を行うようになってからである.この方法が,なぜ従来我々が用いてきた方法よりも,薬剤に対する反応の差が大きく出るなどの結果を生むのか,まだよく分からない.この点も今後の課題である.細胞内運動は細胞にとってきわめて本質的な重要性を持つものであるから,結果の解釈に当たって慎重さが求められる.本報告ではわずかに触れただけであるが,血管内皮細胞の細胞膜をそれに接着させた粒子で回転の捻りを与える実験は,細胞膜と細胞骨格との関連を調べる面白い方法だと考えられる.本研究では、細胞内運動について従来行われている顕微鏡観察による生細胞中の細胞運動の観察の方法に、本研究者が開発してきた細胞磁気計測方法を援用して、前者の方法の結果の定量的な解釈や、その機構の推定を可能にすることを目的とする。研究は3年間計画で行われる。本年度は購入予定であった微分干渉顕微鏡の新製品の発売が遅れたこともあり、微分干渉顕微鏡の観察はこれからの課題として、細胞磁気計測と蛍光抗体法による観察とを行った。細胞磁気計測については、特に、磁性粒子を取り込んだ小器官である食胞に対して、細胞内から加わるエネルギーの大きさを推定する実験を行った。これはかつて本研究者によって提案された方法である。これにより食胞に働くエネルギー(E_r)の大きさは、熱擾乱kTの大体1000倍の大きさであることが分かる。実験材料の細胞はJ774.1と呼ばれる培養細胞で強い貪食性を持つ。この方法により、細胞内ATP濃度をMIA(モノヨード酢酸)で低下させたときのE_rを調べたところ、予想に反してE_rは増した。この原因を調べるため、同様に処理した細胞を微小繊維および微小管に対する蛍光抗体染色を行って観察した。その結果、ATP欠乏により微小繊維が破壊されている様子が分かった。しかしながら微小繊維を破壊する薬剤として知られるサイトカラシンBで処理しても、E_rの増加は見られなかったので、単に微小繊維の破壊がE_rの増加の原因でないことが分かった。現在のところ、ATP欠乏によって一部の微小繊維が破壊されるとともに、他方では微小繊維とミオシンなどの運動蛋白との強い結合が同時に起こり、細胞骨格の何らかの再構築(蓄えられていた弾性エネルギーなどの放出の方向の)が起こり、その結果細胞磁気計測によって観察されるE_rの増加が見られたのではないかと考えている。微小管と微小繊維は、中間径繊維と呼ばれるもう一種類のタンパク質の繊維とあわせて細胞骨格と呼ばれ、細胞内の物質輸送、細胞形態の保持その他重要な役割を担っている。これらの働きにより細胞内小器官が動く様子を、細胞磁気計測によって調べる。

特に磁性粒子を取り込んだ食胞がランダムな回転をする原因となるエネルギーErの大きさを測定した。その新しい測定法として弱い磁界を長時間かけたままにして、一定間隔を置いて細胞からの磁界を測定する方法を開発し、その性能を確かめた。これにより、ゆっくり変化するErを追跡することが出来る。細胞内ATP濃度をMIAによって下げると、30分後以降にErが上昇した。これはATPがすべてのエネルギーの源であることを考慮すると奇妙な現象である。この原因を調べるため、蛍光抗体法によってMIA投与後の微小繊維や微小管の様子を調べると、微小繊維が減少し、微小管は減少しないが細胞の周辺部での配列が乱れたり不自然に伸張している様子が観察された。さらに微分干渉顕微鏡で観察すると、細胞周辺部の大きな形態変化が極めて明瞭に観察された。これらの結果から、次のような予想を立てている。微小繊維と微小管は特に細胞周辺部において相互に結合部位を持ち、それによって細胞の形態保持をしている。特に微小繊維は細胞膜に張力を与えて細胞を丸く引き締めており(アメーバ運動をするときには逆に伸張する役目も持つが)、微小管は中心体から周囲に伸張しようとする弾性エネルギーを蓄えている。MIAによってATP濃度を低下させると、Gアクチンの重合が阻害され微小繊維が減少する。すると微小管のたががはずれたような状況になり、蓄えられていた弾性エネルギーが開放され伸張する。このとき微小管と結合した食胞に大きな運動エネルギーが与えられ、Erの増加として計測される。細胞磁気計測は本研究者の開発した方法である.その原理は,細胞内に磁性粒子を取り込ませ,その後細胞に外部から磁界をかけることにより粒子を磁化し,細胞から発生する磁界(細胞磁界)を計測することを基本とする.細胞磁界の減衰(緩和)は粒子を取り囲む細胞内小器官である食胞の運動を直接反映したものとなるので,この方法により細胞内運動を直接計測することができる.この緩和に対抗するように,弱い磁界をかけることにより,細胞内運動のエネルギー(E_rとする)を測定することも出来る.そこで細胞磁気計測の方法を用いて,微小繊維や微心管などタンパク質繊維の細胞内運動に対する役割を調べることを目的としてこの研究は始められた.補助的な手段として蛍光顕微鏡と微分干渉顕微鏡による観察を用いた.細胞内ATP濃度を低下させる薬剤としてMIAを,微小繊維を破壊するものとしてサイトカラシンBを,微小管を破壊するものとしてコルヒチンを用いた.これらの薬剤を投与した後,E_rの時間経過の測定を行ったり,上記顕微鏡観察を行った.MIAは細胞内ATP濃度を低下させることにより,細胞の多くの機能の低下を招くと思われるが,微小繊維の合成ができず減少することが知られており,実際それが観察されたが,その際60分くらい時間が経過するとE_rが増大するという奇妙な現象が現れた.サイトカラシンBを加えた場合には,E_rは減少した.これは細胞内運動を起こす微小繊維が減少するのが原因だと思われる.コルヒチンを加えた場合にはE_rは増大した.その際顕微鏡ににより微小繊維の増加することが定量的に検証された.以上をまとめると,細胞磁気計測によって細胞骨格に対する薬剤やATP合成阻害剤の細胞ない運動に対する影響が定量的に測定された.結果には尚説明が困難な点が残っているが,当初の目標は達成したと考えている.
幼児期ストレスの記憶・学習と神経新生への影響:特にヒスタミン神経系の役割について

幼児期のストレスは認知行動等にリスクを伴うことが知られている。離乳直後(21-28日)の動物への社会的隔離は、統合失調症の陰性症状のモデルとして用いられている。アセチルコリンとヒスタミン神経系は、学習/記憶に関した機能を持つことがこれまでの研究から報告されていたが、精神神経疾患への関与に関しては、まだ明らかにされていない部分が多い。この研究では次の6つの項目から検討を行った。1.ヒスタミン神経系に関与する遺伝子改変動物の作成、2.若期ストレスモデルマウスの作成と行動薬理学実験、3.定型または非定型(SDAまたはMARTA)抗精神病薬の効果の検討、4.マイクロPIXEによる神経新生のイメージングと評価、5.神経新生のイメージングと幼若期ストレスの神経新生に与える影響、6.神経伝達物質からみた幼若期ストレスの神経系への影響。2と3の項目の実験から、幼児期の社会的隔離ストレスは、自発行動量を減少させ、認知能力を低下させたが、ヒスタミンH1受容体欠損マウス(H1KO)では野生型(WT)に比べ幼児期の社会的隔離ストレスの影響が有意に少ないことが明らかになった。非定型抗精神病薬はH1受容体拮抗作用を持っているので、ヒスタミンH1受容体拮抗作用は、非定型抗精神病薬の治療効果の一つであることが示唆された。海馬の神経新生を大気マイクロPIXE田分析法で調べるために、BrdUをH1KOとWTマウスに投与して、海馬における臭素の集積量を比較した。H1KOの海馬の臭素集積量はWTに比較して少なかった。ヒスタミン神経系の生命への関与については、ヒスタミンH1,H2 H3受容体を三重に欠損させたマウスと、H1,H3受容体の二重欠損マウスが誕生し、その生命を継続できることが分かったが、ヒスタミンH2受容体の関連する欠損マウスの誕生と生命維持にはまだ不明な点が多い。1.ヒスタミン神経系に関与する遺伝子改変動物の作成:既に入手飼育していたヒスタミン受容体(H1,H2,H3)欠損マウスを掛け合わせることによって、多重ヒスタミン受容体欠損マウスの作製を試みた結果、H1,H3受容体二重欠損マウスの純系の作製に成功した。現在その特徴を行動薬理学的に観察している。H1,H2受容体二重欠損マウス、H1,H2,H3受容体三重欠損マウスとそれらの野生型マウスの純系は確立しつつある。簡便な遺伝子型の決定のためのPCR条件は今までのプライマーの設計を一部変更することにより、市販のキットを利用することで確立できた。2.若期ストレスモデルマウスの作成と行動薬理学実験:社会的隔離:離乳直後のマウスを一匹づつ個別のケージで飼育し、行動薬理学的方法で検査した結果、自発運動が個別飼育により有意に減少した。個別飼育4週間後のマウスに覚せい剤精神病モデルマウスを作成し、個別飼育のみの認知機能に対する影響と覚せい剤慢性投与による変化を驚愕反応、物体認識、条件付け、空間認知、受動回避試験を行った結果を比較したところ、物体認識、受動回避に関する障害は個別飼育の影響が覚せい剤投与で助長されないことが明らかになった。3.マイクロPIXEによる神経新生のイメージングと評価:アレルギーのI型モデルであるラット好塩基球性白血病(RBL-2H3)細胞を用いて、抗原刺激前後の変化をマイクロPIXEでイメージが捉えられるかどうか検討した。目安として細胞内カルシウムの動き、ヒスタミン遊離などの主任研究者所有の基礎データーを重視して行った。

その結果脱顆粒が起こった瞬間と見られるイメージを捉えることに成功した。現在PIXE分析に適した脳スライスの作成条件を模索し、画像処理を試みている。4.神経伝達物質からみた幼若期ストレスの神経系への影響:測定条件は確立しているが、まだ測定継続の状態である。犯罪を起こした統合失調症患者では、幼少期から情報処理能力・認知能力に障害がある場合があり、また、一般的現象として感情表現の欠如、引きこもり現象は幼少期のエピソードとのつながりが示唆されている。そこで、幼若期のストレスが記憶/学習や認知機能に及ぼす影響、幼児期ストレスと神経の新生と定型あるいは非定型抗精神病薬での改善効果の有無をヒスタミン神経系に焦点を当てて明らかにすることを目的として、次に挙げる1-4の実施計画に基づき本研究を行った。1.ヒスタミン神経系に関与する遺伝子改変動物の作成では、現在までに報告されている4つのヒスタミン受容体(H1,H2,H3,H4)のうち、H1,H2,H3に関しては一つ一つのヒスタミン受容体の遺伝子欠損マウスが作成されている。それらのマウスを用いた研究結果からは、各受容体同士の機能の相互関係があることが示唆されていた。そこでヒスタミン受容体多重遺伝子改変動物を作成した。同時に一般薬として多種販売され自己責任で同時に服用可能なヒスタミン受容体拮抗薬の存在から、ヒスタミン神経系の生命への重大な関与の有無を明らかにする必要があった。2.若期ストレスモデルマウスの作成と行動薬理学実験では、幼若期の社会的ストレス負荷により記憶・学習能が低下することが明らかになった。このようなマウスへの覚せい剤投与は、さらに記憶・学習能を低下させる結果を引き起こした。強いヒスタミンH1受容体拮抗作用のある非定型抗精神病薬は、記憶・学習能力改善させる可能性がある。3.マイクロPIXEによる神経新生のイメージングと評価では、ストレス負荷マウスで海馬神経の新生が、減少されている可能性があった。4.神経伝達物質からみた幼若期ストレスの神経系への影響では、H1受容体の有無が、ドパミン神経系の機能に影響を与えていることが示唆された。現在まだ研究は継続中である。
一八世紀オランダ都市における救貧活動および移民からみた「衰退」期社会の構造分析

一六八三年以降、ロッテルダムには二つの孤児収容施設が存在した。市民権を有する孤児を収容する孤児院、もう一つは片親が存命である場合や市民権を有しない孤児、捨て子、庶子を収容する救貧院である。本研究では両施設を題材に、孤児の待遇に市民と非市民で大きな格差がみられたとする従来の説を検証した。分析では両施設の一人あたり収容コストには格差が見られたものの、死亡率や逃亡率の点で、あるいは職業訓練の点で大きな違いのないことが判明した。なぜか。説得的な理由として両施設の収容者にみられる共通性がある。教区に属さない「都市貧民」が救貧院へ流れたという従来の見解は分析から否定された。さらに両施設の収容者の社会的出自に共通する点が見られた。救貧院収容者の少なくとも1/6は、片親だけでは養育に必要な人手、収入を確保できない市民の子であった。両施設の対象者は共に改革派教会に属する教区民の子供であり、その社会階層にも互いに重複する点が見られたといってよい。とすれば両施設は退所後に孤児を経済的に自立させるという点で目的に違いがなかったことになる。おそらくサービス格差(救貧院サービスの低さ)は増大する救貧コストへの対策であり、収容基準の甘い救貧院に子供が殺到する「モラルハザード」を防止する対策だった。しかしこれは孤児を市民権に有無に基づいて社会的に分離しようとするものではなかった。退所後に関しては、就業先が東インド会社の船員であった場合のみ、孤児たちのその後を追うことができる。これによると一七七〇年前後まで東インドに向かう子供たちの待遇に施設の別を認めることができなかった。ここでも両施設の「平等性」が確認された。もっともその後は、救貧院出身者の待遇が相対的に低下し、その劣悪な環境にも関わらず、東インドに向かう救貧院出身者の数は急増する(孤児院の場合はほぼ一定)。しかし、これは市民権の社会的重要性が増大したということを意味しない。オランダの経済的「衰退」がいよいよ末期的な段階に達したことで、救貧院収容者の数が増大し、施設としては可能な限り早めに退所させたかったが、優良な就業先を確保できなかったのである。一方、孤児院の収容条件には両親の死亡と市民権の保持があったため、経済衰退の影響を受けることが少なかった。以上から一七七〇年を境として、それ以前までオランダ都市社会の救貧が教区に基づく非身分的性質をもっていたこと、その後は経済的「衰退」によりその性質が変質、喪失していったことを確認した。本年度は、18世紀後半におけるロッテルダム市救貧院の若年収容者記録を収集、入力、およびデータベース化した後、救貧行政の実態と特徴の把握に努めた。この作業の中で、従来、貧民向けに特化していたとされる、公的な都市救貧施設が、実は改革派教区民以外の受け入れを許可することがほとんどなく、また退所後の就業についても、市民専用の孤児院収容者のそれとあまり差がないことが判明した。これまで、オランダ都市(院内)救貧制度は、市民=中産層に属する孤児と、それ以外の「都市貧民」とに分化していたとする図式に疑問符がつくこととなるが、これは、具体的には何を意味するのだろうか。第一に「市民・非市民」との区分は、建前としては存在していたとしても、事実上意味を成していなかった、ということが指摘されうる。市民権は、一度付与されればその者が零落しても剥奪されるような規定はなく、またロッテルダムにやってきた富裕層が、必ずしも市民権を得ようとしなかったこともあって、「市民=富裕・中産層」との図式はかなり崩れていたのである。第二に、市民身分による区分に代わって機能していた区分が、宗派-すなわち教区一による分類であったことが注目される。ロッテルダム救貧院が「貧民」むけとして設立した1680年前後の状況とは異なり、一八世紀後半には、孤児院、救貧院ともに改革派教会(プロテスタント)の教区民専用の施設として機能し、その両施設の区分も、「市民」身分の空洞化により、曖昧なものになっていった。一方、カトリックその他の宗派は、独自の救貧活動を公式に許可されると同時に、公的救貧サービスから一部排除されていった。こうした救貧の「宗派化」は、その直接的な要因が宗教にあるにせよ、経済停滞のなか、救貧コストの急増に頭を悩ませていた政治エリートにとって魅力的な方策であったことは間違いない。この流れは、おそらく一九世紀の状況一教会勢力に対し、中央集権的・公的救貧の浸透が進まない-の主たる要因ともなり、「衰退」期が社会のその後に及ぼした影響の大きさを物語っているのであろうが、この仮説はさらなる調査・分析を必要とするだろう。なぜか。

教区に属さない「都市貧民」が救貧院へ流れたという従来の見解は分析から否定された。さらに両施設の収容者の社会的出自に共通する点が見られた。救貧院収容者の少なくとも1/6は、片親だけでは養育に必要な人手、収入を確保できない市民の子であった。両施設の対象者は共に改革派教会に属する教区民の子供であり、その社会階層にも互いに重複する点が見られたといってよい。とすれば両施設は退所後に孤児を経済的に自立させるという点で目的に違いがなかったことになる。おそらくサービス格差(救貧院サービスの低さ)は増大する救貧コストへの対策であり、収容基準の甘い救貧院に子供が殺到する「モラルハザード」を防止する対策だった。しかしこれは孤児を市民権に有無に基づいて社会的に分離しようとするものではなかった。退所後に関しては、就業先が東インド会社の船員であった場合のみ、孤児たちのその後を追うことができる。これによると一七七〇年前後まで東インドに向かう子供たちの待遇に施設の別を認めることができなかった。ここでも両施設の「平等性」が確認された。もっともその後は、救貧院出身者の待遇が相対的に低下し、その劣悪な環境にも関わらず、東インドに向かう救貧院出身者の数は急増する(孤児院の場合はほぼ一定)。しかし、これは市民権の社会的重要性が増大したということを意味しない。オランダの経済的「衰退」がいよいよ末期的な段階に達したことで、救貧院収容者の数が増大し、施設としては可能な限り早めに退所させたかったが、優良な就業先を確保できなかったのである。一方、孤児院の収容条件には両親の死亡と市民権の保持があったため、経済衰退の影響を受けることが少なかった。以上から一七七〇年を境として、それ以前までオランダ都市社会の救貧が教区に基づく非身分的性質をもっていたこと、その後は経済的「衰退」によりその性質が変質、喪失していったことを確認した。
細胞極性キナーゼPAR1bの新規制御分子の同定および機能解析

本研究では胃発がんの原因であるピロリ菌がんタンパク質CagAの標的宿主タンパク質であるPAR1bキナーゼの新たな相互作用因子を同定し、その因子を通してPAR1bの未知なる生理機能を明らかにし、胃発がんのメカニズムを解明することを目的としている。PAR1bの多量体化はCagAの病原性を増強する役割を担うが、その本質は不明なままであった。FY2017では培養細胞内でPAR1bがRNAを介して多量体化していることを発見したが、FY2018ではその生化学的特性を中心に研究を実施した。まず、大腸菌から精製した組み換えPAR1bタンパク質を用いて、RNAを介したPAR1b多量体の試験管内再構成を試みることにした。再構成を実施するためにはヌクレアーゼを除去した組み換えPAR1bタンパク質が必須である。今までの精製法では、大腸菌由来のRNAがPAR1bと強く結合し、精製を妨げてしまうため、RNAをヌクレアーゼで分解除去していた。しかしながら、この方法では残存ヌクレアーゼ活性でRNAが分解されてしまうため、ヌクレアーゼを利用しない全長PAR1b精製法を新たに確立し、大量精製に成功した。精製したヌクレアーゼフリーなGST-PAR1bおよびPAR1bを用いて、GSTプルダウン法で多量体の再構成を試みたところ、RNA存在下でPAR1bは多量体化することが判明した。また、FY2017で特定した多量体化責任領域を欠失させた変異PAR1bの発現ベクターを作成し、その組み換え変異PAR1bタンパク質を精製した。この変異PAR1bタンパク質はRNA存在下でも多量体化できなかったことから、この領域がRNAと特異的に相互作用をすることにより、PAR1bが多量体化することが示唆された。本研究は胃がんを引き起こすピロリ菌がんタンパク質CagAの標的タンパク質であるPAR1bの新たな相互作用分子を同定し、PAR1bの生理的機能を解明することを目的としている。FY2017の主要な研究成果はPAR1bの新規相互作用分子としてRNAを同定したことである。PAR1bの多量体化はCagAの病原性を増大することが知られていたが、その実態は不明であった。これまでの当研究室の研究からPAR1bを培養細胞内で一過性発現させると多量体化することが知られていたが、組換え型全長PAR1bを大腸菌で発現させ精製し、SEC-MALS解析したところモノマーであった。これは、PAR1bが翻訳後修飾、あるいは未知の相互作用因子Xを介してが多量体化することを示唆していた。一方で、組換え型全長PAR1bを精製する際に大量のRNA夾雑物が混入することから、ヒト培養細胞内でもPAR1bがRNAと結合する可能性があると考え、細胞抽出液をRNase処理したところ、PAR1bの多量体は喪失した。このことから、PAR1bがRNAを介して多量体化していることを新たに発見した。また、PAR1bの多量体化責任領域を特定した。PAR1bがRNAと結合しているというのは予想外の新たな展開であり、当初は非特異的な結合の可能性を考えたが、PAR1b発見の歴史を遡っていくと、C. elegansやDrosophilaの発生において、ホモログであるPar1がmRNAの局在制御に関与しているという報告があり、非常に興味深い。分化した哺乳類細胞においてRNAがPAR1b多量体化の足場として機能しているだけでなく、RNAの局在等に関与している可能性があるのではないかと考えている。当初の計画ではPAR1bの相互作用分子としてタンパク質を同定する予定だったが、想定外にRNAを同定したことは大きな発見である。PAR1bは多様な生理的機能を示すが、その制御機構はほとんどわかっていない。今後PAR1bと結合するRNA配列を決定すれば、PAR1bの生理的機能を理解する上で大きな展開が期待できると考えている。また、ピロリ菌CagAによる胃発がん機構を理解する上でも重要な意味をもつと考えている。

また、FY2017で特定した多量体化責任領域を欠失させた変異PAR1bの発現ベクターを作成し、その組み換え変異PAR1bタンパク質を精製した。この変異PAR1bタンパク質はRNA存在下でも多量体化できなかったことから、この領域がRNAと特異的に相互作用をすることにより、PAR1bが多量体化することが示唆された。まずは細胞抽出液からPAR1b-RNA複合体を免疫沈降法により精製し、次世代シーケンサーにかけてそのRNA配列を決定したいと考えており、現在条件を検討中である。また、細胞レベルでPAR1bをノックダウンしたときにそのRNA分子の局在やコードするタンパク質の発現が変化するかを検討したい。くわえて、ピロリ菌CagAがPAR1bの生理的機能にどのような影響を及ぼすかを検討したい。さらに、そのRNA配列と組換え型PAR1bを用いて、ピロリ菌CagAの病原性を増大させる上で重要なPAR1bの多量体化を再現する予定である。
反転シクロデキストリンの創製

反転シクロデキストリンを合成するための基礎研究として,嵩高いシリル基の導入によるグルコースの環立体配座を制御する方法を詳細に調べた結果,グルコースの2,3位あるいは3,4位水酸基にTBDPS基を導入した化合物や2,3位にTBS基を導入したベータ体では環反転が起こりアキシアルリッチないす型で存在することを明らかにした.このうち,2,3-ジシリル体での環反転は初めての知見である.また,このような2,3位水酸基への嵩高いシリル保護基導入によって環反転させたグルコース誘導体を用いたグルコシル化反応ではβ選択的な反応が進行した.この反転糖を用いたβ選択的グルコシル化反応は従来の2位アシル基の隣接基関与によるβ選択性発現法の別法となる新しいタイプのβグルコシド合成法である.しかし反転シクロデキストリンの合成にはα選択性が必須であり,本法は本目的には使用できないことも同時に明らかになった.そこで糖のピラノース環を反転させ,かつα選択的なグリコシル化反応を行う基質を調整するため,3,6位を架橋したタイプの化合物を天然物であるコリラジンを参考にデザインし,その合成法を確立した.なお,研究の途上で数種類の脱離基を有する糖供与体を単一の活性化剤でグルコシドとする手法,チオグルコシドの位置選択的な保護法も開発した.反転シクロデキストリンを合成するための基礎研究として,嵩高いシリル基の導入によるグルコースの環立体配座を制御する方法を調べた.従来の嵩高いシリル基の立体反発によるピラノース環の配座反転例をみると,隣接した1,2トランスの関係にある水酸基に嵩高いシリル基を導入すると反転が起こることが予想される.グルコースの場合3,4位水酸基に容易に入手できる最も嵩高いシリル保護基,tert-ブチルジメチルシリル基を導入したときには環立体配座が反転した.しかし,2,3位水酸基への嵩高いシリル保護基導入による環反転は困難であることも明らかになった.反転シクロデキストリンの合成には,シリル保護基による反発を利用するなら2,3位水酸基への導入による反転が必須である.そのため,本手法は目的化合物の合成には適用できないと判断し,別法である3,6位を架橋することによる環反転を検討し,フタロイル基を用いることで架橋化が可能であることを確認した.また,研究の途上で数種類の脱離基を有する糖供与体を単一の活性化剤でグルコシドとする手法を開発した.反転シクロデキストリンを合成するための基礎研究として,嵩高いシリル基の導入によるグルコースの環立体配座を制御する方法を詳細に調べた結果,グルコースの2,3位あるいは3,4位水酸基にTBDPS基を導入した化合物や2,3位にTBS基を導入したベータ体では環反転が起こりアキシアルリッチないす型で存在することを明らかにした.このうち,2,3-ジシリル体での環反転は初めての知見である.また,このような2,3位水酸基への嵩高いシリル保護基導入によって環反転させたグルコース誘導体を用いたグルコシル化反応ではβ選択的な反応が進行した.この反転糖を用いたβ選択的グルコシル化反応は従来の2位アシル基の隣接基関与によるβ選択性発現法の別法となる新しいタイプのβグルコシド合成法である.しかし反転シクロデキストリンの合成にはα選択性が必須であり,本法は本目的には使用できないことも同時に明らかになった.そこで糖のピラノース環を反転させ,かつα選択的なグリコシル化反応を行う基質を調整するため,3,6位を架橋したタイプの化合物を天然物であるコリラジンを参考にデザインし,その合成法を確立した.なお,研究の途上で数種類の脱離基を有する糖供与体を単一の活性化剤でグルコシドとする手法,チオグルコシドの位置選択的な保護法も開発した.
遺伝性肝疾患における肝細胞アポトーシスと発癌の解明と遺伝子導入による治療の研究

高チロシン血症(フマリルアセト酢酸ヒドラーゼ欠損症)では重篤な肝障害を生じるとともに高率に肝細胞癌を合併する。そこで、本疾患における細胞障害と癌発生の機序の解明を動物モデルを用いて試みた。まず以前の研究で、フマリルアセト酢酸ヒドラーゼ欠損症マウス(アルビノ致死マウス)に変異Hpdを導入することで、アルビノ致死マウスの致死型質の救済を達成した、このマウスをモデルとして肝細胞障害と発癌の機序の解明を試みた。本研究によって、Fah欠損細胞はホモゲンチジン酸存在下で急速なアポトーシスに陥ることが判明した。またヒトHPDを発現する組み換えアデノウイルスを投与することで同様の細胞死が生じることも判明した。その後、(i)本疾患におけるアポトーシスはICE阻害剤、およびapopain阻害剤により完全に防止できること(ii)障害を受けた細胞はG2で停止することを明らかにし、in vivoおよびin vitroにおける細胞障害を制御することが可能になった。(iii)さらに2重欠損マウス由来培養肝細胞における遺伝子導入の方法の検討とその効果の観察を行った。この研究ではヒトFAH発現組み換えアデノウイルスを作成し、培養細胞での遺伝子発現と細胞障害の制御にできた。さらにin vivoにおいてもヒトFAH発現組み換えアデノ随伴ウイルスを投与し、肝障害の発生を防止できた。(iv)発癌の研究ではホモゲンチジン酸長期投与による肝臓の変化を観察した。その結果肝臓細胞の一部が、形態変化し、不規則に増殖することを見出した。様々なプロトコールによってホモゲンチジン酸を投与したが、長期投与によってマウスが死亡する例が多く、新たな工夫が必要と考えられた。遺伝性高チロシン血症(フマリルアセト酢酸ヒドラーゼ欠損症)では高率に肝細胞癌が発生する。そこで、本疾患における肝癌発生の機序を明らかにする目的で、その遺伝的マウスモデルを作成し、チロシン代謝異常と細胞における変化の関連について観察した。マウスではFAHが欠損すると周産期に死亡するために、チロシン分解系でFAHよりも上位に位置するHPDの欠損を導入し、FAHとHPDの双方を欠損するマウスを作成したところ、この2重欠損マウスは無症状で生存した。そこで、HPD発現組み換えアデノウイルスを用いてチロシン分解系を再開通すると肝では急激なアポトーシスが生じ、肝細胞死が生じる。2重欠損マウス由来培養肝細胞を用いてin vivoと同様にチロシン分解系を再開通するとアポトーシスが生じた。次にカスパーゼの前投与によってアポトーシスを免れ生存した肝細胞を長期間観察したところ、細胞の一部は異常な形態を示したが、癌化の確認には至らなかった。これはNTBCを投与してHPDを酵素学的に阻害した状態で生存させたFAH欠損マウスにおいては肝細胞癌の発生することと比較すると対照的であった。一方、アポトーシスにいたらしめた臓器およびマウスにおいて尿中8-oxoguanineレベルを検討したが有意の増加は無かった。腎臓においては、同時に腎近位尿細管上皮細胞においても同様にアポトーシスが生じた。同時に近位尿細管機能が著しく低下し、ファンコニ症候群を示した。尿細管細胞のアポトーシスはカスパーゼ阻害剤でほぼ完全に阻止できたが、尿細管機能障害は防止できなかった。このことから、尿細管細胞の機能障害は細胞死とは独立して生じていることが示唆された。今後は、発癌にいたる過程での染色体の異常やDNAの変化を検討する予定である。遺伝性肝疾患における肝細胞アポトーシスと発癌の機序の解明の研究を行った。

本研究で用いている遺伝性肝疾患モデルはフマリルアセト酢酸ヒドラーゼを欠損するマウスであるが、このマウスの肝臓ではフマリルアセト酢酸が細胞内に蓄積し、その結果細胞がアポトーシスに陥ることが判明している。そこで今年度の研究では肝細胞以外の細胞においてアポトーシスが生じるかどうかを検討することで普遍的なシグナルによるアポトーシスか否かを検討した。その結果、腎尿細管上皮細胞細胞においてもアポトーシスが生じることが判明した。このとき、カスパーゼ3阻害することでアポトーシスは回避できた。しかし、細胞機能をin vivoで検討したところ、アポトーシスを回避にもかかわらず細胞膜における転送能などは傷害されていた。このことからフマリルアセト酢酸によるアポトーシスは普遍的に生じること、また細胞期脳障害も普遍的に生じることが判明した。発癌著の関連ではフマリルアセト酢酸の細胞分裂に対する影響を観察した。線維芽細胞用いてフマリルアセト酢酸の影響を調べたところ細胞はG2/Mで細胞周期を停止することが判明した。このとき細胞ではゴルジ装置の構造が破綻していることが観察された。このことから細胞分裂の阻害はフマリルアセト酢酸によって特異的に生じていることが推定された。
大学における教員養成の改善に関する総合研究ー日米共同プロジェクト

本年度は作年度に引き続き、(1)教員養成の制度および基準、(2)教員養成のカリキュラムとその基盤となる知識内容、(3)教員および教職志望者の質の、3つのサブ・テ-マの下に共同研究を進めた。第1の制度および基準に関しては、ちょうど教員免許法が改訂され、新免許法にもとづく教職課程の改編が各大学で進行中であったこともあり、ナショナルなレベルでの政策の形成とそれを受けた個々の大学での対応とが検討された。さらにそうした法制上の変化の背景として、変動する社会およびその中での青少年の行動、価値観の変化が教師の役割や社会的な期待の上に大きな変化をもたらしていること、それにもかかわらず教員養成がそうした変動に対応したカリキュラムを用意していないことが指摘された。第2のカリキュラムに関しては、それがどのような知識基盤の上につくられているかが検討された。その場合、教職の「専門性」がなりたつ「専門的知識」についての省察が、授業・学習論にもとづいてなされた。また授業の臨床的研究を通して、理論と実践との専門的な結びつきをはかることの実験も行われた。とくにこの臨床的な養成・研修の必要は特殊教員養成・研修において望まれている。第3の教員および教職志望者の質に関しては、現在教育を受けている学生の教職指向および教職観についての国立・私立の2大学での調査、中堅教員の教員適性に対する意識調査、研修中の教員の研修への期待の調査、総合大学出身教員の教職観・教員養成観等についての調査が行われた。これらの結果からの観察を一口でいうことは難しいが、教員の養成・研修を個々の学生・教員のライフステ-ジにあわせた発達的な観点から、別な表現をとれば生涯学習的な観点から再編成する必要があるように思われる。本研究は、大学が関係する教員養成の種々の課題について、教員養成に関わりある国・私立10大学・学部の研究者が共同で調査研究を行い、これらの課題についての現状の分析とその改善の方途について明らかにすることを目的としている。2年度にわたる研究の第1年度として、本年度では問題の所在と各大学・学部単位の研究グループの研究課題の設定を目標とし、なお予備的調査の実施も目標においた。これらの作業は、7月47日間に開催された「教員養成の研究に関する日米国際シンポジウム」における討議にもとづいて進められた。このシンポジウムには、本研究分担者である日本側の研究者と、それに対応するアメリカ10大学からの研究者が参加し、問題領域として、教員養成制度の構造、教職課程及び免許の基準、カリキュラム内容と方法、教員ならびに教職志望者の質、養成の人的物的条件等をまず設定し、そこに含まれる諸問題について討議を行った。またその結果、日米両側での共同体制として共通課題をとりあげるチームを組み、互いに情報を交換しあって研究を進めることとした。その後、本研究参加10大学・学部の研究グループがとり組んでいる研究テーマは次の通りである。(1)一般大学における教員養成の改善のための基礎データとして教職就業卒業生にアンケート調査を行う。(2)教員の生涯教育における大学の役割、とくに初任者研修との関わりについての研究。(3)教員免許の授与基準と教職課程の認定基準についての研究。(4)教職の専門性の開発と授業研究の意義の研究。(5)教員養成カリキュラムの知的基盤に関する研究(6)教師教育内容の知的基盤に関する原理的研究。(7)特殊教育教員養成・研修における知的基盤の研究。(8)理科及び社会科教師の資質向上に関する研究。(9)日米教師の使命感についての比較研究。(10)中堅教員の教員適性に対する意識の研究。本年度は昨年度に引き続き、

(1)教員養成の制度および基準、(2)教員養成のカリキュラムとその基盤となる知識内容、(3)教員および教職志望者の質の、3つのサブ・テ-マの下に共同研究を進めた。第1の制度および基準に関しては、ちょうど教員免許法が免許法にもとづく教職課程の改編が各大学で進行中であったこともあり、ナショナルなレベルでの政策の形成とそれを受けた個々の大学での対応とが検討された。さらにそうした法制上の変化の背景として、変動する社会およびその中での青少年の行動、値価観の変化が教師の役割や社会的な期待の上に大きな変化をもたらしていること、それにもかかわらず教員養成がそうした変動に対応したカリキュラムを用意していないことが指摘された。第2のカリキュラムに関しては、それがどのような知識基盤の上につくられているかが検討された。その場合、教職の「専門性」がなりたつ「専門的知識」についての省察が、授業・学習論にもとづいてなされた。また授業の臨床的研究を通して、理論と実践との専門的な結びつきをはかることの実験も行われた。とくにこの臨床的な養成・研修の必要は特殊教員養成・研修において望まれている。第3の教員および教職志望者の質に関しては、現在教育を受けている学生の教職指向および教職観についての国立・私立の2大学での調査、中堅教員の教員適性に対する意識調査、研修中の教員の研修への期待の調査、総合大学出身教員の教職観・教員養成観等についての調査が行われた。これらの結果からの観察を一口でいうことは難してが、教員の養成・研修を個々の学生・教員のライフステ-ジにあわせた発達的な観点から、別な表現をとれば生涯学習的な観点から再編成する必要があるように思われる。
トランスサイレチンアミロイドーシスの早期診断及び新規の非侵襲的治療の確立

トランスサイレチン(TTR)アミロイドーシス早期確定診断方法としては,家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)では腹壁脂肪生検,老人性全身性アミロイドーシス(SSA)では,心筋生検と胃十二指腸生検が最も診断感度が高かった.SSAで全身状態不良のため上記生検が施行困難な場合には皮膚生検も診断に有効であった.DiflunisalのFAPに対する効果に関しては,ランダム化比較試験を実施し,diflunisalがFAP患者の末梢神経障害の進行を有意に抑制することを明らかにした.更に長期間のオープンラベル試験を実施しdiflunisalの効果は治療開始後2年以降も維持されることを明らかにした.H24年度は,これまでにTTRアミロイドーシスと診断した患者にTTR四量体を安定化する薬剤(diflunisal, tafamidis)を投与した有効性と安全性の途中経過を評価した.これまでに,家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)44名,老人性全身性アミロイドーシス(SSA)8名のTTRアミロイドーシス患者に対してTTR四量体構造を安定化する新規治療薬の治療介入を開始しているが,H24年度はこのうち過去の症例との比較対象が可能なTTR遺伝子のVal30Met変異を有する高齢発症FAP患者18名(ATTR Val30Met FAP患者,男性15名,女性3名,平均年齢66.3+-7.3歳)に対するdiflunisalの有効性を評価した.対象患者としてdiflunisalの投与を受けていない27名の高齢発症ATTRVal30Met FAP患者(男性23名,女性4名,平均年齢67.6+-6.4歳)の検討を行った.尺骨神経の複合筋活動電位(CMAP)の振幅の低下率は,diflunisal投与群で6.6%+-14.7%/年,対照群で30.5%+-15.2%/年であり,diflunisal投与群で優位に低下率が小さかった(p = 0.0003).また,対照群ではBaselineで脛骨神経のCMAPが検出可能であった10名全員が経過観察期間中にCMAP検出不能となったが,diflunisal投与群では,経過観察期間中に脛骨神経のCMAPが検出不能となったのは,12名中4名(33.3%)であった(p = 0.002).以上から,diflunisalは高齢発症ATTRVal30Met FAP患者における末梢神経機能の悪化を抑制する可能性が示唆された.安全性については,diflunisalに関連する重篤な有害事象の発生は認められなかった.H25年度は,これまでにTTRアミロイドーシスと診断した患者にTTR四量体を安定化する薬剤を投与した有効性と安全性の最終的なまとめを行った.TTR四量体安定化薬であるDiflunisalの家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)に対する効果に関しては,ボストン大学,メイヨクリニック,ウメオ大学などと共同で,国際的な医師主導型臨床試験(ランダム化比較試験,試験期間2年間)を行い,diflunisalがFAP患者の末梢神経障害の進行を有意に抑制すること(NIS+7の悪化がdiflunisal群で8.7,プラセボ群で25.0, p<0.01),およびFAP患者の生活の質を改善させること(SF-36mentalがプラセボ群では1.1悪化,ジフルニサル群で3.7改善,p=0.02)を明らかにした(Berk et al, JAMA 310, 2013).有害事象の出現率は,diflunisal群とプラセボ群で有意な差を認めなかった.更に,これとは別に信州大学独自にdilunisalの長期間のオープンラベル試験を実施した.投与期間は2ヶ月116ヶ月で平均観察期間は38ヶ月であった.その結果,Clinical FAP score,尺骨神経及び脛骨神経のCMAPの振幅,心筋壁厚,血清BNPおよびhANP,Ejection fractionの増悪率は,FAPの自然経過に比べ緩徐であり,更にdiflunisalの効果は治療開始後2年以降も維持されることを明らかにした.Diflunisalに関連した有害事象としては,2名で腎機能障害の悪化を,1名で血小板減少を認めたが,diflunisalの中止により有害事象は速やかに改善した.Tafamidisに関しては4名の患者に投与を行いNISの増悪率がFAPの自然経過に比べ緩徐であることを明らかにしたTafamidisに関連した有害事象は認められなかった.老人性全身性アミロイドーシス(SSA)に関しては,8名の患者に対してdiflunisalの投与を行った.1名で腎機能障害の悪化を認めたがdiflunisalの中止により速やかに改善した.SSA患者の臨床症状は安定しているが,有効性の評価にはより長期間の経過観察が必要である.トランスサイレチン(TTR)アミロイドーシス早期確定診断方法としては,家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)では腹壁脂肪生検,老人性全身性アミロイドーシス(SSA)では,心筋生検と胃十二指腸生検が最も診断感度が高かった.SSAで全身状態不良のため上記生検が施行困難な場合には皮膚生検も診断に有効であった.DiflunisalのFAPに対する効果に関しては,ランダム化比較試験を実施し,diflunisalがFAP患者の末梢神経障害の進行を有意に抑制することを明らかにした.

更に長期間のオープンラベル試験を実施しdiflunisalの効果は治療開始後2年以降も維持されることを明らかにした.まず,これまでに我々が診断した家族性TTRアミロイドーシス症例を解析した.その結果1980年から2011年までに281名の家族性TTRアミロイドーシス患者を診断しており,内243名(86.4%)がVal30Met (p.Val50Met)変異であることが明らかになった.発症年齢は20歳代後半と60歳代前半の二峰性のピークを呈し,男性で罹患率が高く発症年齢が若いことが明らかになった.生検部位では腹壁脂肪吸引生検が最も多く,発症者のほとんどでアミロイド沈着が検出されていた.次に,これまでに我々が診断した老人性全身性アミロイドーシス(野生型TTRアミロイドーシス)16症例を解析した.診断時の平均年齢は76.6歳であったが発症年齢は70.8歳と比較的若く,60代での発症も半数の8例存在した.性別では男性11例に対して女性5例と男性の頻度が高かった.基本的に心臓へのアミロイド沈着を認めた症例のみを老人性全身性アミロイドーシスと診断しているため,全例で心臓関連の症状を認めているが,手根管症候群の頻度も非常に高く,16例中12例で認められ内10例では初発症状であった.アミロ度沈着の確認部位は,心筋生検が12例で最も多く,胃十二指腸生検が10例と続いた.老人性全身性アミロイドーシス患者11例に皮膚生検を行ったところ,陽性は8例で感度は73%と家族性アミロイドーシスに比べ低かった.更に,これまでに我々の施設で心筋生検の免疫染色およびTTR遺伝子解析で診断した心アミロイドーシス50症例を解析した.心アミロイドーシスの原因としては,TTRアミロイドーシスが30例(60%)と最も多く,次いでALアミロイドーシスが18例(36%)であり,両者で96%を占めた.TTRアミロイドーシスの内訳は家族性TTRアミロイドーシスが10例,老人性全身性アミロイドーシスが11例,遺伝子解析未施行が9例であった.H24年度までに我々の施設で診断した家族性TTRアミロイドーシス(FAP)患者281名および老人性全身性アミロイドーシス(SSA)患者16名の臨床像,診断方法に関する解析を終了した.また,H24年度までにFAP44名,SSA8名のTTRアミロイドーシス患者に対してdiflunisalやtafamidisなどのTTR四量体構造を安定化する新規治療薬の治療介入を開始している.これまでのところ,治療薬に関連する重篤な有害事象は認められておらず,長期的な経過観察が可能である.以上から,研究の期間内に新規治療の有効性および安全性の評価が可能であると予想される.H23年度は,当初の計画通り,H23年度までに我々の施設で診断した家族性TTRアミロイドーシス患者281名および老人性全身性アミロイドーシス患者16名の解析を終了した.また,H23年度に新規に診断した患者には,発症早期のTTRアミロイドーシス患者も含まれており,これらの患者に対してdiflunisalやtafamidisなどのTTR四量体構造を安定化する新規治療薬の治療介入を開始している.これまでのところ,治療薬に関連する有害事象は認められておらず,今後長期的な経過観察が可能と考えられる.これまでの研究で,家族性TTRアミロイドーシスには腹壁脂肪吸引生検の感度が高く,一方,老人性全身性アミロイドーシスでは,心筋生検や胃十二指腸粘膜生検の感度が比較的高いことが明らかとなった.また,侵襲性の高い心筋生検の代わりに,99mTc-ピロリン酸心筋シンチを診断に用いる事も可能と考えられた.
霊長類の下顎骨にみられる骨隆起の形態学的研究

下顎骨の外側面に見られる隆起の形態的特徴と機能を明らかにするために非ヒト霊長類778個体を観察した。比較検討のために下顎骨外側面に見られる窩を同時に観察した。マカク属,サバンナモンキー属,マンガベイ属では隆起と窩の両方が見られた。隆起は緻密骨から成り,ヒトの下顎隆起に類似していた。発達の良い隆起は頬袋の入り口に近接していた。深く大きい窩はヒヒ属,ゲラダヒヒ属,マンドリル属の全個体に見られた。窩は第一大臼歯部が最も深く,この部位では骨質が薄くなっていた。隆起より前方に位置した。隆起と窩は下顎骨を補強する,あるいは負荷の軽減の機能をもち,咀嚼に対する適応的な形態と考えられる。下顎骨外側面にみられる骨隆起および凹みの存在を明らかにする目的で,昨年度に引き続き,数種の霊長類の下顎骨を肉眼的に観察した。当初は下顎体に見られる隆起あるいは凹みを観察する目的であったが,観察中にそれ以外の頭顔面部に骨隆起が認められる個体に遭遇した。アカコロブス属(アカコロブスとオリーブコロブス)およびコロブス属(キングコロブス)の下顎体中央部には骨隆起が認められなかったが,下顎技前縁の斜線の延長上に骨隆起を認めるものがあった。昨年度までに観察してきたマカク属(ニホンザル,アカゲザルなど)に見られた典型的な下顎鯛中央部に見られる骨隆起とは別のものである。隆起が認められた部位は咬筋付着部の前縁に相当する。キングコロブスにおける隆起をCT画像で確認したところ,緻密骨で構成されていることが分かった。このような隆起はニホンザル,アカゲザルにも認められる。このため,系統的に出現するのではなく,咬筋の付着に関連した適応的な骨改造によるものと推測される。この隆起の発達程度に個体差が認められるので,今後はどのような個体において隆起が発達するか検討したい。ムーアモンキーにおいて眼窩上隆起が通常より肥厚した個体に遭遇した。この個体をCT画像によって検討したところ,隆起部は緻密骨で構成されていることが分かった。眼窩上隆起は機能的に負荷のかかる部位とはいえないので,この隆起の成因は推測できないが,他の隆起と同様に緻密骨であったことから何らかの生理的な要因によるものと思われる。本年度は骨隆起と平行して下顎神経の経路となる卵円孔の形態も観察した。ニホンザルでは卵円孔の後壁は側頭骨で形成されるが,類人猿とヒトでは蝶形骨で形成される。マカクから類人猿,ヒトへと進化するとともに翼所突起外側板の前後径が短くなり,翼状突起外側板の孔は大型類人猿とヒトでは見られなかった。霊長類の下顎骨外面に見られる窩または隆起を調査した。材料はマカク属(ニホンザル,アカゲザル,タイワンザル),オナガザル属(サバンナモンキー),マンガベイ属,ヒヒ属(マントヒヒ),マンドリル属(マンドリル),小型類人猿(テナガザル),大型類人猿(チンパンジー)の頭蓋骨標本で,肉眼およびCTを用いて観察した。マカク属とサバンナモンキー属では種によって頻度は異なるものの隆起および窩の両者が見られた。窩・隆起ともに1020%程度の出現率であった。ヒヒ属およびマンドリル属では隆起は見られず、観察した個体では100%に窩が見られた。小型類人猿やコロブス属では窩のみが認められた。大型類人猿では隆起も窩も見られなかった。隆起は第三大臼歯萌出後,窩は第二大臼歯萌出後に出現した。隆起は下顎体中央部に見られるもの,下顎底に見られるもの,斜線に連続するものの3パターンの個体変異が認められた。CT観察により隆起部は緻密骨から成ることが分かった。ヒヒ属やマンドリル属では下顎体部が薄くなって窩となるものが見られ,マカク属やサバンナモンキー属では下顎骨の外板が湾曲することによって窩となるものが見られた。小型類人猿やコロブス属では下顎底が肥厚して窩となるものが認められた。マカク属の隆起の成因を検討する目的で,ニホンザルの解剖を行った。隆起が見られる部位には頬筋が構成する頬袋が認められた。ヒトの下顎隆起は咬合に下顎骨にかかる力を緩和するはたらきがあると考えられてきた。とくに下顎体中央部から斜線に至る部位には下顎骨の力線が存在し,隆起はこの力線に沿って存在することから,従来からの考察は妥当と考えられる。解剖の結果から,マカク属の隆起は頬袋に溜め込まれた食餌の刺激による局所的な要因も検討されるべきであろう。

隆起と窩は下顎骨を補強する,あるいは負荷の軽減の機能をもち,咀嚼に対する適応的な形態と考えられる。霊長類の下顎骨外側面にみられる骨隆起および凹みの存在を明らかにする目的で,数種の下顎骨を肉眼的に観察した。また,隆起あるいは凹みの見られた個体についてはCT撮影を行ない,骨の内部構造を検討した。観察した種と個体数は以下の通りである。すべて成獣のみを観察した。ニホンザル261個体,タイワンザル29個体,アカゲザル95個体,カニクイザル109個体,ブタオザル34個体,サバンナモンキー61個体,マントヒヒ22個体,ゲラダヒヒ1個体,マンドリル1個体。骨隆起はニホンザル,タイワンザル,アカゲザル,カニクイザル,ブタオザル,サバンナモンキーに認められた。隆起の発達程度は肉眼的に明確に認められるものから触診のみによって存在が確認できるものまで様々であった。触診によって確認できたものも含めた出現頻度は1.620.0%であった。タイワンザルを除く種では凹みが認められる個体も見られ,凹みの発達程度も様々であったが,ほとんどが肉眼的に確認でき,その頻度は8.241.2%であった。マントヒヒではすべての個体で凹みが認められた。また,1個体しか観察できなかったが,ゲラダヒヒ,マンドリルでも凹みが見られた。隆起も凹みも出現する位置は小臼歯から大臼歯の周辺であった。隆起の大きさは様々で,形も個体によって違いがあったが,種間の系統的な違いが認められるかについては十分検討できておらず,今後の課題である。CT画像による観察から隆起部分は緻密骨であった。凹みの部分は必ずしも骨が薄くなっているわけではなく,全体が凹んでいるように見えた。今後は加齢変化,性差について検討していきたい。霊長類の下顎骨外側面には隆起が見られる種と窩が見られる種がある。本年度は窩が見られるマントヒヒの成長過程を観察した。観察した乳歯列から永久歯列完成後までのすべての個体に窩が見られた。その内訳は乳歯列2個体,最後臼歯が第一大臼歯のもの7個体,第二大臼歯のもの15個体,第三大臼歯のもの25個体である。CTにより下顎骨内部構造を観察したところ、乳歯列・混合歯列期では窩に相当部位の下顎骨に厚みがあるが、第三大臼歯萌出後に骨質が薄くなった。以前に調査した隆起の出現時期はタイワンザルでは第二大臼歯萌出以後,ニホンザルでは第三大臼歯萌出後であった。以上の結果から,(1)隆起の出現時期(第二大臼歯萌出以後)と比べて窩の出現が早いこと,(2)窩の部分の下顎骨厚が加齢的に薄くなることが明らかとなった。生物学研究代表者が,愛知学院大学から日本大学に移籍し,講座責任者となった。そのため,教育・研究の負担が大きくなり,自分自身の研究時間を確保することが難しくなったため。また,研究材料が保管されている京都大学霊長類研究所から所属機関までの距離が遠くなったため,頻繁に出張することが難しくなったことも研究がやや遅れている理由である。昨年度、研究代表者が所属機関を移籍して、講座責任者となったため、研究環境が従来とはことなった。これにより研究がやや遅れていた。今年度はやや取り戻して、かなりの種の観察を増やすことが出来た。しかし、種によっては個体数が少ないものがあり、データの充実に努める必要がある。教授の定年により講座の教員が1名減り,教育負担が増えたため,研究時間が十分に確保できなかった。このため,当初の予定より研究が遅れている。