hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
茶・柑橘類を中心とする照葉樹林文化作物の利用、開発に関する研究

本課題の共同研究は、照葉樹林作物の典型である茶と柑橘を最も重要な農産物として有する中国・浙江省と日本・静岡県にそれぞれ位置する浙江大学と静岡大学が共同して、当該作物(茶、柑橘)の持続的生産の可能性、遺伝資源の探索、食品機能の増進・開発、流通構造の解析等を目指して行おうとするものである。本課題は茶と柑橘を中心に取り上げるものであるが、照葉樹林文化の1つの根幹をなす森林育成や稲作についても必然的に考察を加えることとなり、森林や稲に関わる研究者も参加することになった。当共同研究を通して現時点で得られた主な成果は次のとおりである。(1)水稲の育種事業とその栽培普及の実態が明らかとなり、両大学の保有する有望形質を持つ遺伝資源の交換が可能となった。(2)茶については、中国茶の品種分類、機能性成分が明らかとなり、茶機能成分の商品開発が進められた。また、両国品種の栄養特性について比較研究し、その違いが明らかになった。(3)柑橘については、各種環境(寒さ、酸性雨)耐性に関する品種間差異、気候要因(温度、水)による果実品質への影響が明らかとなった。(4)中国における植林事業や農産物の物流の実態調査を踏まえ、森林施行管理や流域環境管理の計画、ならびに流通機構の改善の必要性が明らかとなった。これらの研究成果に加えて、各地農業の視察・調査によって、中国における環境問題の深刻化、それに伴う環境保全意識の浸透ならびに持続型農業への取り組みの高揚を見ることができた。同時に、21世紀における農業形態として低投入持続型農業の体系化が何よりも必要であることが両国研究者間で認められ、それが今後の共同研究の最重要課題になることが確認された。本年度は研究代表者以下4名を中国・浙江農業大学へ派遣し、中国側研究分担者と合同ゼミナールを行い、杭州市・浙江省西部中山間地域の試験研究機関や栽培地を視察研修し、情報の交換を行った。チャのAlに対する応答の品種間差異を明らかにする一環として、従来から日本で育成されているチャの49品種(日本種)と、中国種と日本種の雑種を含む中国種17品種を用いて、Al.Mn及びリン(P)の含有量を調べた。日本種のAl含有量に大きな違いがみられなかったのに対して、中国種では16gkg-1の含量を示し、中国種にAl蓄積に関する多様性が認められた。P含量も中国種で品種間の違いが大きく、日本種に比べて含量の低い品種が認められた。Mn含量に関しては日本種と中国種の間に大きな違いがみられなかった。日中両国のウンシュウミカン栽培は高品質果実、特に糖濃度の高い果実生産が求められている。そこで、果実への糖集積の機構及び糖集積に及ぼす各種要因の解明を目的とした実験を行った。先ず、気象・土壌環境や栽培技術の異なる栽培下での果実品質を比較するためには単純な実験系の確立が必要であり、食味成分の集積器官である砂じょうのlnvtro培養を試みた。その結果、開花後50日以降のさじょうを、糖濃度10%以上の固形培地あるいは液体培地で長期培養することによって樹上着生果実と同様な糖集積が生じることを明らかにした。ついで、培地の水ポテンシャルの低下やABAの添加によって糖集積が促進されることを明らかにした。照葉樹林帯である浙江省の西部山間地域・千島湖流域ではすでに伐採一植林が進んでいたが、主要樹種は広葉杉であり、豊かな照葉樹林は消え、広葉杉の植林地は不成績造林地化しており、森林施業管理計画と流域環境管理計画が必要であることが判明した。

本課題は、静岡県の重要な農作物である茶、柑橘を中心に、これら作物の持続的生産の可能性、遺伝資源の探索、食品機能の増進・開発、流通構造等の解析を目的としているが、今年度は共同研究者である中国浙江大学研究者6名を招聘して下記のテーマについて、金谷町お茶の郷博物館および静岡大学農学部においてセミナーを開催した。1.茶の有機栽培の現状と流通2.茶の機能成分と商品開発3.茶の起源と茶樹の分類4.カンキツ園における酸性雨の影響と対策5.カンキツ品種の耐寒性6.水稲の育種事業と栽培普及セミナーには、大学関係者以外に関連研究機関、栽培農家の人達の参加も得て有意義な意見交換が行われ、研究者間の交流も拡大した。これらの意見交換を通じて、日中双方における環境保全意識の浸透、持続型農業への取り組みの高揚、研究成果の産業への移転などが急速に進行していることを実感した。具体的には、中国における有機農法茶の栽培技術と流通、茶の機能成分を用いた医薬品の開発、酸性雨による土壌の劣化と植物の生理・生態異常、育成品種の国家的規模での普及事業、茶消費の拡大事業などが明らかとなった。次年度は、本邦研究者が浙江省に赴き、自然農法における品種・育種、環境要因と果実品質、茶の機能性成分などに関するこれまでの成果をもとにセミナーを開催するとともに本課題の総括を行う予定である。本課題は、静岡県の重要な農作物である茶、柑橘を中心に、これら作物の持続的生産の可能性、遺伝資源の探索、食品機能の増進・開発、流通構造等の解析を目的として、隔年度に日本人研究者,中国人研究者が相手国に赴き、資料の収集,品種の交換、調査を行うとともに,本課題に関する研究成果の発表及びセミナーを行ってきた.その結果,水稲の育種事業とその栽培普及の実態が明らかとなり,両大学の保有する有望形質を持つ遺伝資源の交換が可能となった.茶については,中国茶の品種分類,機能性成分が明らかとなり,茶機能成分の商品開発が進められた.また両国品種の栄養特性について比較研究し,その違いが明らかとなった.柑橘については,各種環境(寒さ,酸性雨)耐性に関する品種間差異,気候要因(温度,水)による果実品質への影響が明らかとなった.さらに,中国における植林事業や農産物の物流の実態調査を踏まえ,森林施行管理や流域環境管理の計画,ならびに流通機構の改善の必要性が明らかとなった.これらの研究成果に加えて,各地農業の視察・調査によって,中国における環境問題の深刻化,環境保全意識の浸透ならびに持続型農業への取り組みの高揚を実感した.同時に21世紀における農業形態として低投入持続型農業の体系化の必要性について,両国研究者間で意見の一致をみ,研究プロジェクトの計画を確認した.
計算D-加群の研究

この研究では,ワイル代数,その同次化,巾級数を係数とする微分作用素環,その同次化,にたいする代数的,解析的なグレブナ扇の相互関係を明らかにし,また各種のグレブナ扇を構成するための効率的アルゴリズムを確立した。上記の各種のグレブナ扇を構成するための効率的アルゴリズムのアイディアがすでにいろいろと得られていたが、細部の証明を詰め、数学的な正しさ証明し,Risa/Asirおよびkan/smlに実装し有効性を確かめた.グレブナ扇と特異点を特徴づける多項式系であるBernstein-Sato多項式系との関連が研究分担者によりあきらかにされている.グレブナ扇を用いた新しいBernstein-Sato多項式の計算方法を確立した。A-超幾何系の解析的グレブナ扇は代数的グレブナ扇に一致することもgenericに正しいことを証明した。
GSK3βを介した神経原線維変化形成におけるプレセニリンの役割

GSK 3βとタウ蛋白発現や蓄積と関係を明らかにするため、第一に、ニューロンに特異的発現するmouse Thy-1プロモーターを有し、GSK-3βcDNAを組み込んだGSK-3βTgマウスを作製した。脳組織における変化を免疫細胞化学的方法にて3ヵ月、6ヵ月、12ヵ月と経時・的検討を行なった。活性型・抗GSK-3β(pY216)抗体では、マウス大脳の皮質と白質の神経細胞内にGSK-3βの免疫反応が認められ、大脳における広範なGSK-3βの発現を認めた。一方、同月齢でTgマウスと同系統である野生型FVBマウス脳では、GSK-3βの免疫陽性構造物はみられなかった。また不活性型・抗GSK3-β(pSer9)抗体では、どの月齢のTgマウスにも野生型FVBマウスにも反応は認められなかった。ダブルTgマウス脳では、免疫細胞化学的検討により、タウとGSK-3βの広範な部位での神経細胞内発現を認めた。ELISA法による検討では、GSK-3β(+)/tau(+)(P301L)ダブルTgマウス脳はタウ(P301L)単独Tg脳に比べ、リン酸化タウ(pSer199,pSer396)は8週、12週で有意に高値を示した。これらの検討は現在も進行中で、今後も継続する予定であり、神経病理学的変化とリン酸化タウ値の関係については今後の結果が期待される。これらのことから、GSK-3βはマウスを用いたin vivoにおいてリン酸化タウ(pSer199、pSer396)の増加を誘導し、NFT形成を促進している可能性がある。GSK-3βとタウ蛋白発現や蓄積との関係を明らかにするため、第一に、ニューロンに特異的発現するmouse Thy-1プロモーターを有し、GSK-3βcDNAを組み込んだGSK-3βTgマウスを作製した。脳組織における変化を免疫細胞化学的方法にて3カ月、6カ月、12カ月と経時的検討を行なった。これらのダブルTgマウス脳について、免疫細胞化学的検討とELISA法を用いたリン酸化タウの測定を行なった。ダブルTgマウス脳では、GSK-3βおよびタウが遺伝子レベルで確認され、免疫細胞化学的検討により、タウとGSK-3βの広範な部位での神経細胞内発現を認めた。ELISA法による検討では、GSK-3β(+)/tau(+)(P301L)ダブルTgマウス脳はタウ(P301L)単独Tg脳に比べ、リン酸化タウ(pSer199,PSer396)は8週、12週で有意に高値を示した。

アルツハイマー病(AD)は、アミロイド沈着と神経原線維変化が病理学的特徴であり、原因遺伝子である変異PS1とNFT形成の関連について大きな関心が向けられている。我々はすでに変異PS1(A260V)患者脳において老人斑・アミロイドアンギオパチー、NFTだけでなくPick小体が出現することを初めて報告した(Ikeda M, Bird TD, St George-Hyslop PH.Ann Neurol 1996)。またタウ蛋白の蓄積には、GSK-3betaが関連しているとの報告があり、NFT形成過程において変異プレセニリン、GSK-3betaが果たす役割を明らかことを目的とした。変異タウR406W Tgマウスのrotarodtestによる検討では生後10ヶ月齢、12ヶ月齢にて運動機能の著明な低下を認めた。Passive avoidancetestでは10ヶ月齢マウスで記憶保持障害が出現した。各種タウ抗体を用いた免疫細胞化学的検討では前頭葉、側頭葉の皮質、海馬の神経細胞と突起に著明なタウ蛋白の蓄積を認め、前頭葉、側頭葉では神経細胞数の低下とGFAP染色により著明なグリオーシスが認められた。GSK-3beta Tgマウス脳についてGSK-3beta抗体を用い免疫細胞化学的検討を行い、中枢神経組織・細胞におけるGSK-3betaの発現局在が明確となり、広範な大脳皮質領域、海馬、扁桃体に分布が認められた(Ikeda M, Shoji M, Kawarai T, et al.Am J Pathol.2005,166:521-31)。変異タウP301L/GSK-3betaのダブルTgマウス脳においてELISAにてSer199、Ser396に加えThr181、Ser214部位のリン酸化タウの増加を認めた。これらの所見から変異タウはGSK-3betaを介してリン酸化タウ構造物形成に役割を果たす可能性が示唆された。
5員環ヘテロサイクルとC_<60>からナノ発光体の創製

従来とられてきた強発光体化は発光性物質の化学修飾によるもので、本研究のように無蛍光体(Φ_f<10^<-5>)の強発光体化(Φ_f)10^<-2>)の研究は殆ど見られなかった。球状60π系のC_<60>は光照射により励起三重項状態を作り易いため、実質上無蛍光性(Φ_f:10^<-5>10^<-6>)である。C_<60>の強発光体化に関する本研究者のコンセプトは、C_<60>のOctahedra1位二重結合へのシクロ付加により生じる48π系(1)の発光性をシクロ付加により生じる環の電子状態によりmanipulateし、発光性(Φ_f)の増大を計ろうとしたものである。ピロリジン環縮合C_<60>発光体をアゾメチンイリドによるC_<60>への1,3一双極子付加反応により創製した。その結果、モノ、テトラ、ヘキサ付加体へと縮環数が増加しC_<60>の球状共役系における共役性が低下(58π→52π→48π)するにつれて、蛍光波長は短波長側へシフトし(58π→52π;Δλ=105nm,52π→48π;Δλ=60nm)、その蛍光強度も強くなり量子収率は劇的に増大した(58π系に比べ52π系は約12倍、48π系は約67倍)。事実、52π系(Φ_f=2,2×10^<-3>,Em=599nm)は、無蛍光TLC上でUVランプ(254nm)のもと橙赤色発光として観測され、48π系(Φ_f=1,2×10^<-2>,Em=539nm)は、同一条件下、淡黄色発光として観測された。特に、48π系はこれまで報告されているヘテロ環縮合C_<60>誘導体の中では最も強い発光体刎つである。以上のように、本研究では新しいコンセプトに基づくヘテロ環縮合C_<60>新規発光体の分子設計を行い、ヘテロ環として対称構造を有するピロリジン環を6個導入した新規C_<60>強発光体(量子収率0.012)の合成に成功した。これは、無蛍光性であるC_<60>を強発光体に変換する新しい技術と実用上待望されている強力白色発光体の開発に道をつけたものと言える。従来とられてきた強発光体化は発光性物質の化学修飾によるもので、本研究のように無蛍光体(Φ_f<10^5)の強発光体化(Φ_f>10^<-2>)の研究は殆ど見られなかった。球状60π系のC_<60>は光により励起三重項状態を作り易いため、実質上無蛍光性(Φ_f:10^<-5>10^<-6>)である。

C_<60>の強発光体化に関する本研究者のコンセプトは、C_<60>のOctahedral位二重結合へのシクロ付加により生じる48π系(1)の発光性をシクロ付加により生じる環の電子状態によりmanipulateし、発光性(Φ_f)の増大を計ろうとしたものである。ピロリジン環縮合C_<60>発光体をアゾメチンイリドによるC_<60>への1,3一双極子付加反応により創製した。その結果、モノ、テトラ、ヘキサ付加体へと縮環数が増加しC_<60>の球状共役系における共役性が低下(58π→52π→48π)するにつれて、蛍光波長は短波長側へシフトし(58π→52π;Δλ=105nm,52π→48π;Δλ=60nm)、その蛍光強度も強くなり量子収率は劇的に増大した(58π系に比べ52π系は約12倍、48π系は約67倍)。事実、52π系(Φf=2.2×10^<-3>,Em=599nm)は、無蛍光TLC上でUVランプ(254nmのもと燈赤色発光として観測され、48π系(Φ_f=1.2×10^<-2>, Em=539nm)は、同一条件下、淡黄色発光として観測された。特に、48π系はこれまで報告されているヘテロ環縮合C_<60>誘導体の中では最も強い発光体の1つである。以上のように、本研究では新しいコンセプトに基づくヘテロ環縮合C_<60>新規発光体の分子設計を行い、ヘテロ環として対称構造を有するピロリジン環を6個導入した新規C_<60>強発光体(量子収率0.012)の合成に成功した。従来とられてきた強発光体化は発光性物質の化学修飾によるもので、本研究のように無蛍光体(Φ_f<10^<-5>)の強発光体化(Φ_f:10^<-2>)の研究は殆ど見られなかった。球状60π系のC_<60>は光照射により励起三重項状態を作り易いため、実質上無蛍光性(Φ_f:10^<-5>10^<-6>)である。事実、52π系(Φf=2.2×10^<-3>,Em=599nm)は、無蛍光TLC上でUVランプ(254nm)のもと橙赤色発光として観測され、48π系(Φ_f=1.2×10^<-2>,Em=539nm)は、同一条件下、淡黄色発光として観測された。さらにX-線分析による絶対構造を決定するため、ヘキサキスピロリジン環縮合C_<60>の単結晶化を種々行いX-線分析に挑戦している。また、脱トリチル化、酸ハライドによるアミド化について研究を行っている。これは、無蛍光性であるC_<60>を強発光体に変換する新しい技術と実用上待望されている強力白色発光体の開発に道をつけたものと言える。
多系統萎縮症の病因に関する臨床的および基礎的研究

本来は多系統萎縮症患者(MSA)の剖検症例を用いて研究すべき所であったが、当該年度中にMSA剖検例を経験しなかった。しかしながら、同じく神経変性疾患である皮質基底核変性症(CBD)の剖検例を経験した。これに関しては、主に免疫組織学的に検討したが、この中で特筆すべき点は以下の通りである。生前より萎縮が顕著であった前頭葉においてDNA断片化を検出するTUNEL法により染色される核が、後頭葉に比較して顕著に多かったことと、蛍光二重免疫染色によりTUNEL染色陽性細胞は神経細胞のみならずアストロサイトやオリゴデンドロサイトにも認められたこと。Ballooned neuronにsmall shock proteinの一種であるαB crystallinの発現が亢進していたこと。神経原線維変化・astrocytic plaque・coiledbodyにおいて従来の報告通りリン酸化タウが確認されたが、二重染色によりcyclin-dependent kinase 5とリン酸化p38の共存も確認されたため、これらのリン酸化酵素がタウの異常リン酸化に関与していることが強く示唆されたこと。また、今後研究を発展させていく上で、系統的な細胞死シグナルの生化学的・組織学的解析は必須であるが、これに関してはマウス脳虚血モデルを用いて検討を加えた。脳虚血あるいは脳虚血再灌流により、ミトコンドリアや小胞体から別個に細胞死に関連したシグナルが作動されることが確認された。BH3-only proteinの一種であるBimがダイニンの急速な分解に伴いミトコンドリアに局在するようになり、シトクロームcの放出とカスパーゼ9の活性化を介して細胞死を促進させることが判明した。また、虚血再灌流に伴い、小胞体ストレスが惹起され、これがカスパーゼ12を活性化させることで細胞死を促進させることも明らかになった。本年は多系統萎縮症の剖検例がなかったが、皮質基底核変性症の剖検例があり、これについて詳細な検討を加えた。ヘマトキシリン・エオジン染色では、大脳皮質に多数のballooned neuronを認め、かつ細胞消失が明らかであった。また、Gallayas染色では多数のneurofibrillary tangleとastrocytic plaqueやcoiledbodyなどのグリア細胞内封入体を認めた。Ballooned neuronについてsmall heat shock proteinであるαB crystallinで免疫染色を行ったところ、すべての細胞の細胞質に陽性であった。しかし、正常細胞には明らかな染色性を認めなかった。このことは、ballooned cellの発生機構にαB crystallinが関与していることを示唆しているものと考えられた。次に、αB crystallinの病的状態における役割を検討することを目的として、マウス一過性局所脳虚血・再灌流モデルにおいて、Western blot法と免疫染色の両者を行った。αB crystallinは通常の状態では脳梁のオリゴデンドロサイトにしか明らかな染色性を認めなかったが、虚血再灌流後には虚血側線条体と大脳皮質の神経細胞に染色性を認めた。Western blotでも正常状態ではごくわずかな発現しか確認できなかったが、再灌流6-48時間において蛋白質レベルでの発現上昇が確認された。同時に、Hsp70とHsp40のWestern blotでも同時期に発現上昇を認めた。このことは虚血再灌流の病態においてαB crystallinが重要なmolecular chaperoneとして働いていることを示唆するものと考えられた。本年も多系統萎縮症の剖検例がなく、前年度の皮質基底核変性症の剖検例についてさらなる検討を加えた。

タウ蛋白のリン酸化について、リン酸化タウに対する特異的な抗体であるAT8を用いて免疫染色を行った、その結果Gallyas染色陽性の構造物に類似した形で染色性が認められた。このことから、AT8陽性の構造物はneurofibrillary tangleやastrocytic plaqueに一致する物と考えられた。タウのリン酸化に関わるリン酸化酵素を同定するため、いくつかのリン酸化酵素に対する抗体とAT8を用いた免疫二重染色を施行した。その結果、Cdk5とp38の染色性はリン酸化タウと共存することが観察された。一方、ERK1/2とGSK(glycogen synthase kinase)βに関しては明らかな共存を認めなかった。Cdk5の活性化機構にp35及びp25が関与することが知られているため、抗p35/p25抗体の免疫染色も施行した。その結果、大脳皮質ニューロンでp35/p25の染色性の増強が認められた。このことは、本疾患においてp35/p25がCdk5活性化に関与していることを示唆するものと考えられた。以上まとめると、皮質基底核変性症において、以上タウリン酸化にCdk5とp38が関与していることとCdk5活性化にp35/p25が関与していることの2点が今回の結果から示唆された。
アメリカ及びフランスの介護関係労働力の確保に関する比較研究

介護者と介護労働力への関心は、ここ10年に高まりをみせている。本研究は、アメリカ,フランス及びイギリスの高齢者を家庭で介護する人々について概観したものである。人口の高齢化をはじめ家族工程の変化それに女性の労働力率の上昇が、介護者への大きな圧力として働いている。介護者は、次の想定すなわち高齢者が地域でくらすということと密接につながっている。今日、平均的な女性は、育児に17年,両親の介護に18年をついやすといわれている。公共部門と私的部門は、ともに介護者の支援にむけてさまざまな取組みをおこなっている。しかし、そうはいっても介護者は、長期にわたる介護を主として担っており、今後とも高齢者介護の主な担い手であり続けることになる。介護者は主として女性であり、働く女性が介護と職業とのあつれきに悩まされることが少なくない。フランスでは、介護を市場サービス化する為の政策が90年代に入って手がけられ、この雇用効果とあわせて関心をよんでいる。アメリカとフランスの介護関係労働力について、(1)賃労働としての介護関係労働力,(2)非賃労働,すなわち家事・育児労働の一環としての介護を担う労働力の2つに区分したうえで作業を進めた。このうち前者の賃労働としての介護労働力については特にアメリカについて一次資料にそって,その規模と構成,賃金と労働時間,交替制,労働力不足の状況と対策などについて検討したところである。後者については、アメリカとフランスの両国ともにその規模の推計,労働力の構成上の特徴と要求,介護労働を担ううえでの経済的技術的な障害などにかかわる調査結果及び議会レポートの収集につとめた.また、フランスで92年から採用された家庭での介護労働にかかわる租税措置とその雇用効果について検討したところである。本研究は、アメリカ、フランス及びイギリスの高令者を家庭で介護する人々について概観したものである。人口の高令化をはじめ家族構成の変化それに女性の労働力率の上昇が介護者への大きな圧力として働いている。介護者は、次の想定すなわち高令者が地域でくらすということと密接につながっている。今日平均的な女性は、育児に17年、両親の介護に18年をついやすといわれている。しかし、そうはいっても介護者は、長期にわたる介護を主として担っており、今後とも高令者介護の主な担い手であり続けることになる。介護者は、主として女性であり、働く女性が介護と職業とのあつれきに悩まされることが少なくない。フランスでは介護を市場サービス化する為の政策が90年代に入って手がけられ、その雇用効果とともに関心を呼んでいる。
緑色半導体レーザの研究

緑色半導体レーザの開発を目指しInP基板上のII-VI族半導体材料の開拓を進めた。BeZnSeTeを活性層とするダブルヘテロ構造(DH)では室温において緑色黄色光励起発振に成功し、BeZnSeTeが緑色黄色レーザの活性層材料として高い性能を有していることを示した。BeZnSeTeを活性層とするDHレーザ構造を作製し、電流注入により評価したところ550560nmにおいて黄緑色の発光が観測された。(1)BeZnCdSe活性層材料の検討BeZnCdSeを分子線エピタキシー(MBE)法を用いてInP基板上に成長させ特性を評価した。その結果、レーザの活性層として実績のあるZnCdSeと遜色のない発光特性が得られた。また、BeCdSeのボーイングパラメータが2.5eVであると見積もられた。(2)MgZnSeTe nクラッド層材料の検討従来のBeZnSeTe活性層とMgSe/ZnCdSe超格子nクラッド層の組み合わせにおけるヘテロバリアの問題を解決するために、新たなnクラッド層としてMgZnSeTeを提案した。MgZnSeTeをMBE法を用いてInP基板上に作製し評価したところ、Mg組成が0.55以上で3.OeV以上の広い禁制帯幅が得られ、また塩素を用いたn型ドーピングにより10^16cm^-3台の実効ドナー濃度が得られた。これによりMgZnSeTeのnクラッド層としての可能性が示された。(3)BeZnSeTeレーザ構造の解析活性層をBeZnSeTe量子井戸、バリア層をMgSe/BeZnSeTe超格子、nクラッド層をMgSe/ZnCdSe超格子、pクラッド層をMgSe/BeZnTe超格子としたレーザ構造において、導波路解析及びレーザ利得の理論解析によりしきい値電流密度の計算を行った。その結果、活性層厚を4nmとすることで800A/cm^2の低しきい値電流密度が見積もられ、実用レベルのレーザが実現できることが予測された。(4)BeZnSeTe発光素子の作製と長寿命動作上記理論解析で用いた構造を実際に作製し、電流注入により評価した。その結果、530nm帯の緑色発光が得られ、直流電流駆動での寿命試験では4800時間の長寿命動作が確認された。これより、本研究で開発した材料及び素子の高い信頼性が示された。1.レーザ発振に向けた検討BeZnSeTe層をMgSe/BeZnTe超格子クラッド層で挟んだダブルヘテロ(DH)構造を作製し、光励起による発振特性を評価したところ、活性層の組成を変えることで538nm(緑色)から570nm(黄色)のレーザ発振が得られた。しきい値励起光強度は25-43kW/cm^2であり、これよりしきい値キャリア濃度はおよそ13x10^18cm_<-3>と見積もられた。また、発振特性の温度依存性を調べたところ80°Cの高温においても安定した発振が得られ、優れた特性が示された。更に、得られたしきい値励起光強度より電流注入型のレーザダイオード(LD)を想定した場合のしきい値電流密度を見積もったところ0.41kA/cm^2となり、充分な性能が得られることが予測された。以上より、BeZnSeTeは緑色LDの活性層材料として優れた特性を有していることが分かった。2。導波路作製技術の検討レーザ導波路の作製技術について検討した。デバイスウェハ上にSiO_2絶縁膜をスパッタ形成し、化学エッチングによるストライプ加工を行った。素子の電圧電流特性を評価したところ加工による劣化は見られず、一連の技術がレーザ素子加工に有効であることが分かった。一方、水酸化ナトリウム水溶液によるエッチング特性を調べた結果、nクラッド層材料(MgZnCdSe)はエッチングされないのに対し、活性層材料(BeZnSeTe)やpクラッド層材料(BeZnTe)が選択的にエッチングされることが分かった。これにより新たな素子加工技術が見出された。3.素子寿命の評価DH試料をしきい値の数倍程度の強励起下で長時間光励起発振させ、寿命特性を調べた。ZnCdSeを活性層としたDH試料と比較した結果、BeZnSeTe DHは数十倍の長寿命特性を示し、優れた耐劣化特性を有していることが分かった。
高分解能土砂災害警戒情報の確率的指標作成と活用に関する研究

本研究では,小規模な土砂災害が頻発している宇宙航空研究開発機構の施設を対象にして,詳細な斜度,雨量,土壌水分量の計測と土/水/空気連成有限要素解析による数値計算を通して斜面危険度を指標化して災害危険度の閾値をベイズ推定法を用いて算出するアルゴリズムを実証した.さらにレーダーなどによって得られる広域的な関連変数と詳細な測定との偏差を確率変数とみなして,斜面一つずつの斜面危険度と地域全体の斜面危険度を算出して表示する方法を実装した.平成30年度は雨量,傾斜,累積流量の三つのパラメータを使用し,斜面崩壊を予測する指標を提案した.既往の研究と比較して,斜面崩壊を比較的精度よく予測することができていると考えられる.また,標高データを高解像度化させる手法として,mono-RAISRを導入した.mono-RAISRにより,より地形の特徴を捉えた地形データを作成することができると考えられる.勝浦市での土砂災害の発生事例について,斜面崩壊の発生指標を適用した.その結果,算出された崩壊指標が相対的に高い箇所で土砂災害が発生しており,降雨の分布により,地域ごとの危険度の違いを効果的にとらえることができることが示唆された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,小規模な土砂災害が頻発している宇宙航空研究開発機構の施設を対象にして,詳細な斜度,雨量,土壌水分量の計測と土/水/空気連成有限要素解析による数値計算を通して斜面危険度を指標化して災害危険度の閾値をベイズ推定法を用いて算出するアルゴリズムを実証する.さらに人工衛星やレーダーなどによって得られる広域的な関連変数と詳細な測定および数値解析との偏差を確率変数とみなして,斜面一つずつの斜面危険度と地域全体の斜面危険度を算出して表示する方法を実装する.実装した斜面危険度情報の向上と活用を図るために,施設管理者などと合同でワークショップを開催して情報の活用についてとりまとめることを目標に研究を行っている.平成28年度はレーダーなどによって得られる広域的な関連変数と詳細な測定および数値解析との偏差を確率変数とみなして,斜面一つずつの斜面危険度と地域全体の斜面危険度を算出して表示する方法を実装した.具体的に,平成28年度はフリーのGISであるQGISを利用して衛星データを整理して土壌雨量指数と詳細な土壌水分量データの比較検討を行った.具体的には,ALOS DEMの対象領域を整理して対象域の地形モデルを作成した.現地TDR土壌水分観測と転倒マス雨量観測を実施した.土壌水分量とCLラインから土砂災害危険度を算出するGISアプリケーションを構築した.平行して,平成29年度からレンタルするXバンド偏波ドップラーレーダーの設置準備を行った.設置場所を定め,場所提供者と設置業者との四者間で設置交渉を行って,おおむね設置目処が立った.Xバンド偏波ドップラーレーダーが設置されるまでの期間の解析雨量の取得も行った.またDACSARに地形モデルや境界値としての土壌水分値を代入してテストランを実施した.平成28年度の研究実施計画についてはほぼ達成した.一部未達成であるのは偏差モデルに代入する水文変数の一部の導入である.具体的には現地RTKGPS測量と,AMSR-Eの土壌水分量データの取得が未達成である.これらの未達成項目は平成29年度に実施する.一方で,研究に興味を持った企業が独自に傾斜計を設置するなど研究に広がりが出てきた.本研究では,小規模な土砂災害が頻発している宇宙航空研究開発機構の施設を対象にして,詳細な斜度,雨量,土壌水分量の計測と土/水/空気連成有限要素解析による数値計算を通して斜面危険度を指標化して災害危険度の閾値をベイズ推定法を用いて算出するアルゴリズムを実証する.さらに人工衛星やレーダーなどによって得られる広域的な関連変数と詳細な測定および数値解析との偏差を確率変数とみなして,斜面一つずつの斜面危険度と地域全体の斜面危険度を算出して表示する方法を実装する.実装した斜面危険度情報の向上と活用を図るために,施設管理者などと合同でワークショップを開催して情報の活用についてとりまとめることを目標に研究を行っている.平成28年度はレーダーなどによって得られる広域的な関連変数と詳細な測定および数値解析との偏差を確率変数とみなして,斜面一つずつの斜面危険度と地域全体の斜面危険度を算出して表示する方法を実装した.平成29年度はJAXAの斜面を試験地にして土壌水分量と土壌間隙水圧などを測定するとともに,レーダーに代えて2次元ビデオディスドロメーターを設置してレーダーが計測する偏波情報を算出できるようにして,そのメインテナンスも行った.また,土/水/空気連成有限要素解析による数値計算に加えてスーパーコンピュータで利用可能な粒子法による斜面解析プログラムを実装して,2次元で斜面の状態と崩壊に至るときに傾斜計などに前兆が出やすい場所を推定した.さらに,過去の勝浦市での土砂災害発生履歴を対象に,XRAINによる雨量データを用いて広域の土壌雨量指数を250mメッシュで算出した.また,降雨の他に土砂災害の因子として斜度と人工構造物の存在を加味し,地図上で発生確率を色分けすることで,市民が一目見てわかる土砂災害危険度提供システムを構築した.平成28年度はフリーのGISであるQGISを利用して衛星データを整理して土壌雨量指数と詳細な土壌水分量データの比較検討を行った.具体的には,ALOS DEMの対象領域を整理して対象域の地形モデルを作成した.現地TDR土壌水分観測と転倒マス雨量観測を開始して,土壌水分量とCLラインから土砂災害危険度を算出するGISアプリケーションを構築した.さらに,土/水/

空気連成有限要素解析による数値計算に加えてスーパーコンピュータで利用可能な粒子法による斜面解析プログラムを実装した.一方で,レンタルするXバンド偏波ドップラーレーダーの設置準備を行ったが,電波法改正などの影響があって,電波送信免許がおりる見通しが立たなかったため,当初の変更方針通り2次元ビデオディスドロメーター(2DVD)をJAXAの施設内に設置した.それによって偏波レーダーのマルチパラメーターを2DVDデータから算出できるようにした.本研究では,小規模な土砂災害が頻発している宇宙航空研究開発機構の施設を対象にして,詳細な斜度,雨量,土壌水分量の計測と土/水/空気連成有限要素解析による数値計算を通して斜面危険度を指標化して災害危険度の閾値をベイズ推定法を用いて算出するアルゴリズムを実証した.さらにレーダーなどによって得られる広域的な関連変数と詳細な測定との偏差を確率変数とみなして,斜面一つずつの斜面危険度と地域全体の斜面危険度を算出して表示する方法を実装した.平成30年度は雨量,傾斜,累積流量の三つのパラメータを使用し,斜面崩壊を予測する指標を提案した.既往の研究と比較して,斜面崩壊を比較的精度よく予測することができていると考えられる.また,標高データを高解像度化させる手法として,mono-RAISRを導入した.mono-RAISRにより,より地形の特徴を捉えた地形データを作成することができると考えられる.勝浦市での土砂災害の発生事例について,斜面崩壊の発生指標を適用した.その結果,算出された崩壊指標が相対的に高い箇所で土砂災害が発生しており,降雨の分布により,地域ごとの危険度の違いを効果的にとらえることができることが示唆された.今後はリアルタイムの人工衛星データをとりこみ,雨量と土壌水分量の観測値のそれぞれの局地偏差も求めて,ある時点での斜面の動的安全度を算出しておくといった確率的変数の取り扱いについて実装する.また,レンタルするXバンド偏波ドップラーレーダーの設置を行う.Xバンド偏波ドップラーレーダーの費用が大幅に軽減されたので,勝浦独特の大粒の雨の観測のために降水粒子観測装置を導入して大粒の雨が土砂災害に与えるインパクトについても検証する.また本研究の成果について,一連の定式化の整理と論文化を行う.
歯牙喪失のリスクに関連する成人の歯科健康指標の開発に関する研究

1.兵庫県A市にて実施した歯科診療室における抜歯に関連する要因調査から、4059歳が最も抜歯の頻度が高く、その主な要因は歯周疾患であること、70歳以降においては再び齲蝕が抜歯の主要因となることが明かとなった。2.歯科診療室の診療録をもとにした調査により、39歳以下では適切な清掃指導の実施、4059歳では定期健診による喪失傾向の者の発見と指導、60歳以降では全住民の定期的な専門家による個別指導と予防処置の実施が、歯の喪失の予防として効果的であることが示唆された。3.大阪府下S市成人歯科健診の結果の分析、およびN市におけるアンケ-ト調査結果から、「夜にも磨く」、「普通」あるいは「硬い」歯ブラシを使用している等の口腔清掃習慣、「料理の甘さを控える」、「甘いものを食べないようにする」、「食後に歯を磨く」、「痛みや異常を感じたら必ず歯科治療を受ける」などの等の生活習慣が、歯の喪失状況と関連を有すること、「歯科医院で定期的に診査を受ける」、「歯科衛生士に指導をうける」「夜にも磨く」、「1日2回以上磨く」、「歯ブラシを1ー3か月ごとに交換する」などの習慣がう蝕や歯周疾患の有病状況と関連があることが明かとなった。4.上記の結果などから、広範な住民を対象として成人の歯の喪失を予防する対策としては、歯の喪失のリスクとしての歯周疾患や生活要因にたいして、早期の適切な処置や指導に結びつけるためのスクリ-ニングが重要であることが示唆される。またそのための効果的なスクリ-ニング方法としては、集団健診の受診者を対象とする歯周疾患の部分診査法の他、自覚症状に関する問診、唾液潜血反応検査、口腔清掃状態についての視診などが有用であることが、兵庫県N町、A市、大阪府S市における成人歯科健診結果から、示された。1成人の歯牙喪失の原因に関する調査の分析兵庫県A市の、歯科医師会会員の診療所55か所において、2週間の期間における永久歯の抜歯について、抜歯の適応と判断された主症状、臨床所見、口腔衛生状態など、抜歯の原因に関連する要因について調査、分析を行なった。1,007本の抜歯の報告があったが、そのうち、智歯を除く永久歯の62%が4059歳において抜歯され、そのうち51%は歯周疾患を主要因とし、64%が歯周疾患に罹患していた。この結果により、最も急速に歯の喪失が進行する年代において、喪失の主要な原因は歯周疾患であることが判明した。2歯科受療状況別の歯の喪失状況についての調査分析10か所の歯科医院の診療録をもとに、同一の歯科診療所を受診している患者の歯の喪失状況について、受診形態別に分析した。その結果、定期的な診査、予防処置、指導を受けた者の平均喪失歯数は年あたり0.098本で年齢による差は見られなかったが、主に症状がある時にのみ不定期に受診する者の歯の喪失は年平均0.372本と有意に高く、年齢が高くなるにつれて年平均歯の喪失数も多くなる傾向を認めた。3健診形態別の成人歯科健診受診者の内訳A市およびN町における集団歯科健診結果と、大阪府S市において昭和62年度以降実施されている個別成人歯科健診の結果をもとに、受診者の属性や有病状況、衛生状態を比較分析した。個別健診方式をとっている地域においては、集団健診方式を採用している地域の受診者よりも軽症群が多い結果が得られた。

これは、診査方式により、受診者の偏りがあらわれるためであると考えられる。今後さらに、性・年齢群別の分析ならびに問診内容について詳細な検討を進めることにより、受診者の特性を把握することができるものと期待される。1.大阪府下S市が40ー49歳の市民を対象として実施している成人歯科健診の昭和62年度から平成元年までの結果(受診者830名)をもとに、歯科保健に関する生活習慣と歯の喪失状況の関連について分析した。歯口清掃習慣について、「夜にも磨く」と回答した者、「普通」あるいは「硬い」歯ブラシ、およびナイロン製歯ブラシを使用している者において、喪失歯数が3本以上ある者の割合が有意に少なかった。また、歯科受診の状況については、「歯科医院で定期的に診査を受ける」、「歯科衛生士に指導をうけたことがある」とする者、口腔清掃について「夜にも磨く」、「1日2回以上磨く」、「歯ブラシを1ー3か月ごとに交換する」と回答した者において、未処置う蝕が3本以上ある者、CPITN3以上の者が少ない傾向がみられた2.大阪府下N市において住民3000人を対象とした調査を行ない(回収総数1,713件、回収率58.3%)、日常生活における歯科衛生習慣や歯科受療の状況と、喪失歯数との関連について分折した。「料理の甘さを控える」、「甘いものを食べないようにする」、「食後に歯を磨く」、「痛みや異常を感じたら必ず歯科治療を受ける」などの日常的な生活状況を実行している者に、男女とも70歳以上において現在歯数が多い区分に属する者が有意に多いか、あるいはその傾向が認められた。また、「1年に1度くらい歯科医院で定期的な診査を受ける」、「定期的に歯科医院で歯の清掃をしてもらう」という行動に関しては、30歳台あるいは50歳台において、現在歯数との有意な関連が認められた。3.兵庫県N町およびA市における成人歯科健診結果から、成人の歯の喪失のリスクとして歯周疾患の効果的なスクリ-ニング方法としては歯周疾患の部分診査法の他、自覚症状に関する問診、唾液潜血反応検査口腔清掃状態についての視診などが有用であることが示された。
生体分子統合データベースの構築とそれに基づく情報解析

現在、生命現象に関する多様な情報がゲノム配列、分子構造、相互作用、細胞、組織、固体などの各階層から多量に発生しており、これらの情報から知識を体系化するための研究にすすみつつある。しかし,これらの情報の多くはばらばらにデータベース化されており、研究の多様化に対応できる付加価値データベースや知識ベースの開発や知識を抽出するための情報解析技術の開発が切望されている。そこで本研究では、生命現象にかかわるさまざまな情報を分子レベルに集約しお互いの関係を解析できるような統合データベースを構築し、そこから知識を抽出するための技術を開発した。これまでに、配列、構造、機能、物性データを統合したバックボーンデータベース、3DinSight、を開発したが、データの収集・統合を継続するとともに、検索や可視化インターフェイスなどの機能強化を行った。機能情報については、新たに発生した病気に関連するアミノ酸変異情報を収集し、蛋白質3次元構造上にマップした。また、検索機能の改良を行った。蛋白質の熱力学データに関しては、本年度約2,200件を収集し、全体で15,500件余りとなった。蛋白質と核酸の相互作用データに関しては、本年度約500件を収集し、全体で3,500件余りとなった。これらのデータを用いて、構造と熱力学量との相関についての研究を行った。また、配列、相互作用、構造情報を用いた転写因子のターゲット予測法の開発を行った。蛋白質・リガンド相互作用データに関しては、本年度約2,000件を収集し、全体で22,000件余りとなった。これらのデータを用いて構造・活性相関の研究を行った。また、文献からのデータ抽出の効率化、自動化や、データの標準化、オントロジーなどの研究をすすめた。
強酸性ナノ構造体触媒の創製と固固反応への展開

水中でも強い酸性を有し,分離回収が可能な新しい強酸性ナノ構造体の合成を行った.層状タンタルモリブデン酸化物およびそのナノシート凝集体が水中にて機能する新しい固体酸となることがわかった.また,ニオブとタングステンからなる複合酸化物のメソ多孔体を新たに合成し,このナノ構造体が優れた酸触媒活性を有することを明らかにした.さらに,スルホ基含有シリカで修飾した磁性ナノ粒子を合成し,セルロースの加水分解反応に応用した.水中でも強い酸性を有し,分離回収が可能な新しい強酸性ナノ構造体の合成を行った.層状タンタルモリブデン酸化物およびそのナノシート凝集体が水中にて機能する新しい固体酸となることがわかった.また,ニオブとタングステンからなる複合酸化物のメソ多孔体を新たに合成し,このナノ構造体が優れた酸触媒活性を有することを明らかにした.さらに,スルホ基含有シリカで修飾した磁性ナノ粒子を合成し,セルロースの加水分解反応に応用した.本研究課題の目的のひとつは、水中でも強い固体酸性を有し、分離回収が可能な新しい強酸性ナノ構造体触媒をデザインすることである。本年度は、これまでの研究で見出した層状金属酸化物およびナノシート凝集体のさらなる展開と、同様の組成からなるメソ多孔体の新規合成を行った。まず、これまでに開発してきた固体酸触媒HNbMoO6と同様の構造を有する層状HTaMoO6およびその剥離ナノシート凝集体が水中にて機能する新しい固体酸となることがわかった。TaMo層状酸化物はNbMoと同様にベンジルアルコールを層間にインターカレートし、アニソールとのフリーデルクラフツアルキル化反応において高い酸触媒活性を示した。また二糖類セロビオースの加水分解では、TaMoナノシート凝集体はNbMoよりも1.5倍高い分解速度を示した。また、NbとW、TaとW、NbとMoのそれぞれにおいて複合酸化物のメソ多孔体を新たに合成し、その酸触媒能の評価を行った。NbとWからなるメソポーラス酸化物は、その組成比によって表面積、細孔径等が大きく変化した。W含有量を増加させるとブレンステッド酸強度が増加した。Nb:Wが3:7のとき、最も高い酸触媒活性を示し、繰り返し使用可能であった。また、Wの含有率が80%を超えると細孔構造を有さないことがわかった。Ta-W、Nb-Moでも同様にメソ多孔体の合成に成功し、高い酸触媒活性を有することがわかった。来年度においては、それぞれの固体酸触媒の特性を明らかにし、得られた知見をもとに固固反応へと展開していく。本研究では、水中でも強い固体酸性を有する新しい強酸性ナノ構造体触媒を創製することをひとつの目的としている。前年度に引き続き、メソポーラス遷移金属酸化物についてさらなる検討を行った。ニオブとタングステンからなる複合酸化物メソ多孔体はニオブ/タングステン=3/7のときブレンステッド酸強度が最も高く、フリーデルクラフツアルキル化、糖類の加水分解において高い活性を示した。このメソポーラス酸化物において、ポスト処理として焼成温度を変化させることにより、細孔構造の制御および、酸触媒活性の向上に成功した。焼成温度が673Kの場合、平均細孔径は4.8nmであった。焼成温度の上昇に伴い、平均細孔径は大きくなり、873K焼成では9.2nmまでに拡張した。細孔容積、表面積および酸密度は減少したものの、アルキル化においてターンオーバー速度は単調に増加した。また、糖の加水分解反応においても活性の大幅な向上が見られた。もう一つの目的は、バイオマス原料であるセルロースの加水分解等の重要な反応を、固体酸触媒にて高効率に進行させることである。この反応は固固反応であり、別のアプローチにて当該反応を実現することを試みた。基質が固体の場合、ナノ粒子からなる触媒が最適であると考えた。しかし、そのままでは分離回収が困難となってしまうため、磁性材料との複合化を検討した。磁性を有するCoFe2O4ナノ粒子を合成し、これをスルポ基含有シリカで修飾した(CoFe2O4@SiO2-SO3H)。この磁性を有する強酸ナノ触媒は、二糖類のスクロース、セロビオースのみならず、多糖類でかつ固体のセルロースを基質とした場合でも水中にて加水分解が進行し、また触媒が磁石により容易に分離が可能であった。
虚血脳細胞死のメカニズムの解明と神経移植による機能の再建

平成78年度の2年間にわたり、中大脳動脈虚血・再開通ラットモデルを用い、虚血脳細胞死のメカニズムの解析と虚血部位へ神経移植を行うことにより障害された脳機能の再建を試み、以下の成果をあげた。1.カルパインの脳内分布、その活性化とニューロン死μ-カルパイン80KDのN末アセチル化ペプチドに対する抗体を作成した。本抗体はN末delete前のμ-カルパイン(プロエンザイム)を認識する。この抗体を用いてカルパインの分布とその活性化を調べると、カルパインプロエンザイムはニューロンの核内に多量に存在し、次いで細胞質中に分布すること、しかしニューロン以外では赤血球中に存在するだけで他の細胞には検出できず神経細胞特異的であった。虚血後(030分)にこのプロエンザイムのN末ペプチドが切断され、カルパインの活性化、Microtubule associated protein 2(MAP2)の消失、細胞骨格の障害そしてargyrophilicなdark neuron・(DN,障害されたニューロン)が出現することを明らかにした。一方、MAP2遺伝子を導入することによってMAP2を強制発現させたCOS7細胞はtubulin鎖の形成によって突起をもつ細胞に形質変化するが、この細胞は無グルコース/無酸素条件下でもargyrophilic(DN)にならないことが判明した。2.血液脳関門(BBB)の破綻虚血・再開通の23時間後には虚血のcore部位(腺条体外側部と隣接する大脳皮質)のアストログリア細胞の障害、これに引き続くBBBの破綻がおこり血漿成分(IgGや-補体C3など)が脳実質中に漏出し、免疫補体反応の高進とcytotoxicityの高進が認められた。虚血と同時にdexamethasoneを投与するとBBBの障害が減弱し以後の梗塞巣が縮小した。3.神経移植による機能の再建中大脳動脈の虚血・再開通の23週間後に、胎仔ラットより調整した線条体細胞をロ-ダミンで標識後、線条体の外側部に移植すると運動平衡異常が改善された。このような動物の脳を取り出し移植部を含む脳切片を作製するとロ-ダミンでラベルされた移植細胞を同定することができた。近傍の宿主大脳皮質あるいは線条体に電気刺激(train刺激)を加えると移植細胞内のCa^<++>濃度が上昇することが認められた。これは移植された細胞が宿主脳で生着するとともに宿主脳から機能的な入力を受けていることを意味し、移植による機能改善の一因となっていると考えられる。ハロセン麻酔下で、中大脳動脈起始部に寒栓子を挿入し、そして1時間後に抜去し、虚血・再開通モデルラットを作製した。再開通後の異なった時間帯にラットを灌流固定して、虚血細胞死の動態を解析し、以下のことを明らかにした。2.30分後には、μカルパインの活性化及びmicrotubule associated protein-2(MAP-2)の消失が認められ、これらはdark neuronの出現とよく対応した。

3.3時間後には外側線条体及び大脳皮質にIgGの強い漏出がおこり、ミクログリアの侵潤は24h以後認められた。これらの部位は、1週間以後の慢性期には梗寒巣となり空洞化した。4.Dexamethasoneを処置すると、IgGの漏出は強く抑制され、慢性期の梗寒巣は縮小した。5.虚血・再開通の2週間後に、胎仔ラットの線条体からえたニューロンを、先づロ-ダミンビーズでラベルし、その後梗寒巣に移植した。6.移植をうけた動物の約1/3は、メタンフェタミン誘起回転運道(平衡運動異常)が改善された。これらの動物の線条体にはロ-ダミンビーズをもった移植細胞が生着してることが確認された。このように、虚血・再開通の極く早期(数分後)に、先づ細胞骨格の障害がはじまること、また数時間後には、血液脳関門の破綻によるIgGをはじめとする免疫・補体系物質の侵潤がおこり、細胞死を増強することを明らかにした。移植された細胞は生着し、一部の動物では機能の改善が認められたので、現在、この機能改善のメカニズムを、神経回路の再建という観点から解析をつづけている。平成7年度に引き続き虚血脳細胞死のメカニズムの解析及び神経移植による機能の再建につき研究を行い以下のことを明らかにした。1.細胞骨格障害虚血再開通直後(030分)より虚血部分にcorkscrew様の蛇行した樹状突起をもつdark neuronが出現することは既に報告したが、このDNの形態は細胞骨格の障害を強く示唆する。そこでDNの出現と細胞骨格の障害の関係を明らかにするため、microtubule associated protein 2 (MAP-2)及びカルパインの免疫活性の変化を調べた。その結果、1) DNの出現部位では、ニューロンの核内及び細胞質中に存在するカルパインプロエンザイム(不活性型)のN末ペプチドが切断され、不活性剤カルパインが活性型に変換され、2) DNの出現部位では、MAP2免疫活性が消失した。従って、微小管を形成するtubulin鎖をたばねるMAP2の消失により樹状突起の形態異常(DN)が生じることが想定された。一方、MAP2を強制発現させたCOS7細胞では無酸素/無グルコース(虚血と類似条件)にさらしても形態異常(DN)をおこさなかった。2.ラジカルの関与虚血と同時にラジカル消去作用をもつdimethylsulfoxide (DMSO)あるいは和漢薬(当帰芍薬散)を投与するとBBBの破綻が減弱し、梗塞巣が小さくなった。一方、ATPの枯渇による細胞性虚血時には血管周囲のグリア様細胞にiNOSの発現が認められ、NOの産生が高進していることが明らかになった。3.神経移植による機能の再建中大脳動脈の虚血・再開通の23週間後に、胎仔ラットより調整した線条体細胞をロ-ダミンで標識後線条体の外側部に移植すると運動平衡異常が改善された。このような動物の脳を取り出し、移植部を含む脳切片を作製すると、移植細胞をロ-ダミンのラベルによって同定することができた。近傍の宿主大脳皮質あるいは線条体組織に電気刺激(train刺激)を加えると移植細胞内のCa^<++>濃度が上昇することが認められた。これは移植された細胞が宿主脳で生着するとともに宿主脳から機能的な入力を受けていることを意味し、移植による機能改善の一因となっていると考えられる。
ヒト青斑核の加齢変化の定量的組織病理学的研究

青斑核神経細胞の加齢変化を知るために必要な脳標本を2年間で13例選択した。標本は年齢による変化が分かりやすいように、20歳から70歳まで幅広く選択し、神経疾患による修飾を防ぐため、神経疾患以外の疾患で死亡した症例とした。また、性差による違いを防ぐため、症例はすべて男性とした。また、アルツハイマー病例2例も解剖し同様に検索した。標本はホルマリンで固定し、中脳下端から橋中央部までを1ブロックとして取り出し、パラフィンに包埋した。その後、各症例およそ1000枚から1200枚の水平断連続切片を作成し、50枚ないし100枚ごとにニッスル染色、H-E染色、ホルツアー染色、ボディアン染色、GFAP染色、GFAP染色、K-R染色などの神経特殊染色を施した。検鏡はデジタイザーを応用したコンピューター処理により青斑核神経細胞の面積測定を中心に施行した。(結果)1.青斑核神経細胞は各水平断面でその数が一定せず、尾側端付近にピークを持つ分布を示した。2.青斑核神経細胞はおおむね60歳代なかばを境に数が減少していた。3.青斑核神経細胞面積も数と同じく60歳代なかばを過ぎた症例では縮小傾向を示した。4.60歳代なかば以降の症例の多くにはレビ-小体やアルツハイマー原線維変化などの細胞体内封入体を有した細胞が認められた。5.アルツハイマー病の2例では、同年代対照正常標本に比べて明らかに青斑核神経細胞が減少していた。6.海馬体では内嗅領皮質とCAI領域で神経細胞脱落がみられた。扁桃体では基底外側核群で神経細胞脱落がみられた。尚、現在家族性のアルツハイマー病についても同様の検索を進め、比較検討中である。青斑核神経細胞の加齢変化を知るために必要な脳標本を10例選択した。標本は年齢による変化が分かりやすいように、23歳から79歳まで幅広く選択し、神経疾患による修飾を防ぐため、神経疾患以外の疾患で死亡した症例とした。また、性差による違いを防ぐため、症例は全て男性とした。その後、各症例および1000枚から1200枚の水平断連続切片を作成し、50枚ないし100枚ごとにニッスル染色、H-E染色、ホルツアー染色、ボディアン染色、GFAP染色、K-B染色などの神経特殊染色をほどこした。4.60歳代なかば以降の症例の多くにはレビー小体やアルツハイマー原線維変化などの細胞体内封入体を有した細胞が認められた。以上、かなりまとまった結果を得ることができたが、今後は、処理の自動化とともにパラフィン処置による面積誤差の改善にも調査を進めなければならないと考えている。1)アルツハイマー病群の検討:剖検したアルツハイマー病例について中脳下部から橋中央部までの脳幹部の水平連続切片(ホルマリン固定、パラフィン包埋)を作成した。