hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機アニオン輸送体発現系を利用した医薬品の胆汁排泄、黄疸誘発性の種差評価系の確立

一方阻害親和性に見られた大きな種差は薬物による黄疸誘発性の種差がありうることを改めて示すものであり、本研究で得られた一連のMrp2発現系はこれらを簡便にスクリーニングするツールとして応用可能と思われる。
身体を基準とした操作座標系認知に関する神経科学的研究

身体を基準とした様々な操作座標系において認知しやすい操作対象の入力方向と出力方向との対応を、パフォーマンスの観点から検討してきた.本萌芽研究では、さらにこれら操作の過程における認知プロセスおよび認知負担を脳内活動の変化として捉える試みをしている.まず平成18年度から継続してfMRIを用いた脳内活動部位特定の検討を進めた.これまで10名近くの実験協力者のfMRI画像解析の結果、その個人差にいくつかのタイプが認められ、各操作座標系の認識の仕方や操作方略に違いがあるためと推測された.そのためこれら個人のタイプ分けを行ったうえで再度実験を継続されることとした.次に今年度は、操作時の時間的な脳内活動変化をより詳細に捉えるため、fMRIより時間分解能に優れたNIRSによる同様の検討を加えた.実験の共通する条件は以下の通りである.すなわち、操作具として上下左右4つのボタンを配列した装置を用いた.これを基に身体に対する位置や操作する手の向きを変えることにより、異なる操作座標系を設定し、スピーカーから提示される「うえ」「した」「みぎ」「ひだり」に該当するキーを押す操作を行う.その際の脳内ヘモグロビン濃度の経時変化を近赤外光計測装置の全34チャンネルからの情報をもとに解析し検討した.異なる操作座標系における認知負荷や脳内活動変化とその主要な部位を捉えることが目的であるが、そのための効率的で有効な解析手法自体を模索することも同時に行っている。これまで脳内ヘモグロビン濃度の経時変化パターンの特徴に関する一連の分析結果を学会等で報告しているが(研究発表参照)、その完了は次年度までかかる見込みである.今後はすでにデータがとられたfMRIの結果ともつき合わせ、操作座標系の違いによる認知負荷と脳内活動に関するより詳細な動態を明らかにしていく予定である.人は操作対象の入力方向と出力方向の対応を認識しながら機器の操作を遂行する.たとえばパソコン画面上のカーソルを下へ移動させるためにはマウスを手前に引き,AV機器の音量を上げるためにはノブを右に回すなど,入出力方向の対応関係が定められている.これらの対応は,ポピュレーションステレオタイプとして人間工学の分野で研究されてきたが,いずれも操作者と操作対象が正立方向に対面した状態で成り立つものである.しかし,操作機器の多様化に伴い,ウェアラブル機器や手のひらの中で操作する機械,あるいはロボットの遠隔操作など,操作者自身の身体を基準とした上下左右と操作対象のそれらが対応しない状況下では,操作方向の認知が困難となりエラーを誘発しやすい.この点に着目し,こうした状況下での認知しやすい入出力方向の対応関係や認知的負担を,主として操作成績に基づき明らかにしてきた.本研究は,それら認知的負担をさらに脳内の神経活動の変化から捉え,神経科学的レベルから自己の身体を基準とする操作方向の認知過程を明らかにするものである.実験は,身体に対して様々な位置や方向に設置された4つのキーのうち,コンピュータからランダムに発せられる「上」「下」「右」「左」の音声指示に対応したキーを押すという操作タスク遂行時の脳内での活性化部位をfMRIにより捉えようとするものである.上下反転座標系や左右反転座標系での方向指示操作は通常の座標系に比べて認知的負荷は高まり,そうした状況下での脳内活性化部位の同定を試みた.これまで4名の実験協力者による予備計測を終了し,解析を行っている.また,空間分解能に優れたfMRIに加え,あらたに時間分解能に優れたNIRSによる計測も試み,すでに予備的な実験も開始している.平成19年度はすでに実施したfMRI計測の解析を継続するとともに,さらに実験協力者を増やしての本実験を遂行する予定である.身体を基準とした様々な操作座標系において認知しやすい操作対象の入力方向と出力方向との対応を、パフォーマンスの観点から検討してきた.本萌芽研究では、さらにこれら操作の過程における認知プロセスおよび認知負担を脳内活動の変化として捉える試みをしている.まず平成18年度から継続してfMRIを用いた脳内活動部位特定の検討を進めた.これまで10名近くの実験協力者のfMRI画像解析の結果、その個人差にいくつかのタイプが認められ、各操作座標系の認識の仕方や操作方略に違いがあるためと推測された.そのためこれら個人のタイプ分けを行ったうえで再度実験を継続されることとした.次に今年度は、操作時の時間的な脳内活動変化をより詳細に捉えるため、fMRIより時間分解能に優れたNIRSによる同様の検討を加えた.実験の共通する条件は以下の通りである.すなわち、操作具として上下左右4つのボタンを配列した装置を用いた.これを基に身体に対する位置や操作する手の向きを変えることにより、異なる操作座標系を設定し、スピーカーから提示される「うえ」「した」「みぎ」「ひだり」に該当するキーを押す操作を行う.その際の脳内ヘモグロビン濃度の経時変化を近赤外光計測装置の全34チャンネルからの情報をもとに解析し検討した.異なる操作座標系における認知負荷や脳内活動変化とその主要な部位を捉えることが目的であるが、そのための効率的で有効な解析手法自体を模索することも同時に行っている。これまで脳内ヘモグロビン濃度の経時変化パターンの特徴に関する一連の分析結果を学会等で報告しているが(研究発表参照)、その完了は次年度までかかる見込みである.今後はすでにデータがとられたfMRIの結果ともつき合わせ、操作座標系の違いによる認知負荷と脳内活動に関するより詳細な動態を明らかにしていく予定である.
乾癬の上流遺伝子同定と試験管内表皮ー血球細胞間クロストークによる乾癬表皮形成

尋常性乾癬は、皮膚の慢性炎症性角化疾患で、その病因は未だ明らかになっていない。SLURP-2(secreted Ly-6/uPAR related protein 2)は、尋常性乾癬皮疹部で発現亢進している分泌蛋白である。SLURP-2を正常ヒト表皮角化細胞で強制発現させたところ、乾癬で発現亢進している炎症性サイトカインや抗菌ペプチドの発現亢進を認めた。SLURP-2強制発現細胞と、健常人から採取した血球細胞を共培養し、その上清を用いて表皮角化細胞の3次元培養を施行したところ、表皮の肥厚が認められた。SLURP-2は、乾癬の病態に関与している可能性がある。本研究は、Ly-6 superfamilyの一員で分泌蛋白であるSLURP-2が尋常性乾癬皮疹部で有意に発現亢進していることから、1SLURP-2の乾癬病態形成における上流遺伝子としての可能性の有無、2in vitroでの表皮-血球細胞クロストークによる3次元培養系の構築とSLURP-2誘導による乾癬表皮形成の有無を目的とする。1を明らかにするため、SLURP-2/FLAG発現ベクターを作製し、正常ヒト表皮角化細胞に遺伝子導入後、乾癬の病態形成において重要な役割を果たしている炎症性サイトカイン、ケモカインおよび抗菌ペプチドの発現に与える影響について検討した。その結果、SLURP-2は、表皮角化細胞からのIL-1β、IL-6、IL-8、IL-23p19などの炎症性サイトカインやCAMP/LL-37, human beta-defensin-2などの抗菌ペプチドの発現を亢進させる事が明らかになった。2に対しては、SLURP-2/FLAG遺伝子を導入した表皮角化細胞と正常表皮角化細胞のそれぞれに、健常人の血球細胞を共培養し、その上清を3次元培養表皮角化細胞に添加し、2週間培養後、表皮の厚さについて組織学的に比較検討した。培地のみおよび正常表皮角化細胞と血球細胞の共培養上清を添加した3次元培養表皮に比べて、SLURP-2/FLAG導入細胞の共培養上清を添加した3次元培養表皮の肥厚が認められた。これらの結果から、SLURP-2が乾癬病態形成において上流遺伝子として働いている可能性が示唆された。本研究は、申請者が同定したLy-6 superfamilyの一員で分泌蛋白であるSLURP-2が尋常性乾癬皮疹部で有意に発現亢進していることから、1SLURP-2の乾癬病態形成における上流遺伝子としての可能性の有無、2ヒトの細胞を用いたin vitroでの表皮-血球細胞クロストークによる3次元培養系の構築とSLURP-2誘導による乾癬表皮の作製を目的とする。1を明らかにするため、SLURP-2/FLAG発現ベクターを作製し、ヒト正常表皮角化細胞に遺伝子導入し、乾癬の病態形成において重要な役割を果たしている炎症性サイトカイン、ケモカインおよび抗菌ペプチドの発現に与える影響についてRT-PCR, cytokine array, dot blotを用いて検討した。その結果、SLURP-2発現細胞ではコントロール細胞に比べて、IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-8, IL-23p19, GM-CSF, CCL20, CAMP/LL-37, human beta-defensin-2などの発現を亢進させる事が明らかになった。また、SLURP-2発現細胞では、TLR9の発現を誘導し、IFN-βを表皮角化細胞から発現させる事が示された。これらの結果から、乾癬病変部の特徴の一つであるMunro's microabscessやKogojの海綿状膿疱といった表皮内好中球集積や現在解明されているTh17/IL23を軸とした表皮角化細胞と血球細胞とのクロストークによる乾癬病態形成の一連の流れをSLURP-2が誘導できる可能性があることが示唆された。よって、本遺伝子は乾癬病態形成において上流遺伝子である可能性が極めて高いと考えられた。SLURP-2が分泌蛋白であることから、SLURP-2/FLAG融合蛋白発現ベクターを作製後、ヒト表皮角化細胞に遺伝子導入し、その上清を用いてこの融合蛋白の精製を施行したが、十分な量を得られる事ができなかったため。SLURP-2分泌蛋白を安定的かつ十分量得るため、SLURP-2/FLAG融合蛋白安定形質発現株の樹立をヒト表皮角化細胞株であるHaCaT細胞あるいはヒト正常表皮角化細胞を用いて作製する。得られた精製蛋白を用いて、SLURP-2の血球細胞への作用についての解析を、当初予定していたT細胞、plasmacytoid DCのみでなく、好中球も含めて、cytokine array membraneの他にRT-PCR, ELISA, dot blot等を用いて、サイトカイン、IFN,ケモカインなどの発現について検討する。

T細胞については、FACSで血球分類を行なう。乾癬患者組織を用いた免疫染色で、SLURP-2が好中球でも発現している事が新たに判明したことから、好中球に対するSLURP-2の機能解析が必要と考えられたため、蛍光多重染色法を用いてSLURP-2とIL-17およびLL-37との関連性について検討することを新たに加える。SLURP-2誘導による表皮角化細胞ー血球細胞のクロストークによるin vitroでの3次元培養を用いた乾癬表皮形成については、T細胞や樹状細胞のみでなく、好中球も含めた培養系を構築して検討する。SLURPー2の発現を抑制した場合の正常表皮に及ぼす影響については、当初の予定通りsiRNAを作製しヒト正常表皮角化細胞を用いて検討する。当初予定していた実験の多くが施行できなかったため、研究費がかなり残ることとなった。SLURP-2/FLAG融合蛋白の精製、RT-PCR,サイトカインアレイ、FACSを用いた血球細胞に対するSLURP-2の作用解析、3次元培養表皮角化細胞を用いた血球細胞とのクロストークによる乾癬表皮形成の検討の他、好中球におけるSLURP-2の機能解析に対する蛍光多重染色および、siRNAを用いたSLURP-2発現抑制による表皮角化細胞への影響についての検討をするため、これらの実験に必要な試薬、培地、培養細胞、抗体、プライマー、サイトカインメンブレンなどの物品購入に使用する予定である。また、論文にかかる費用や謝金などにも使用する予定である。
治療抵抗性統合失調症におけるグリア-ニューロン回路網異常の解明

1.統合失調症死後脳の病歴調査及びデータベース作成。対象:島根大学精神医学講座及び解剖学講座保存管理されている統合失調症死後脳(15例)及び性差及び年齢が一致した健常人死後脳(15例)を選定した。検討事項:統合失調症死後脳に関する一般情報として、性別、生活歴(アルコール、喫煙、依存症薬物摂取歴等)死亡時の年齢、死因、死亡時の状況、死亡後脳組織固定及び凍結までの時間、解析に用いられるまでの組織固定及び凍結されていた期間を調査する。臨床情報として生前の病状の経過、死亡時の精神状態、治療歴、合併症の影響、薬物治療反応性について診療録をもとに調査した。健常人死亡脳についても同様に一般情報を調査した。2.統合失調症死後脳の海馬領域の活性化ミクログリア等の分布状況の解析(光学顕微鏡)対象:島根大学精神医学講座及び解剖学講座にて保存管理されている統合失調症死後脳(5例)及び性差及び年齢が一致した健常人死後脳(5例)を対象とした。検討事項:海馬領域を含む凍結切片を作成し、抗Ibal抗体、抗CD11b抗体、抗GFAP、抗MBP抗体、抗NewN抗体等を用い、活性化ミクログリア細胞、アストログリア細胞、オリゴデンドロ細胞の分布状況について光学顕微鏡下で詳細な検討を行った。3.結果上記手法が可能であることが明確となったので、島根大学医学部において医の倫理委員会へ申請及び承認を得た。観察検体の集積を継続しておこなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.統合失調症死後脳の病歴調査およびデーターベース作成。対象:島根大学精神医学講座および解剖学講座保存管理されている統合失調症死後脳(15例)および性差および年齢が一致した健常人死後脳(15例)を選定した。検討事項:統合失調症死後脳に関する、一般情報として、性別、生活歴(アルコール、喫煙、依存性薬物摂取歴など)、死亡時の年齢、死因、死亡時の状況、死亡後脳組織固定および凍結までの時間、解析に用いられるまでの組織固定および凍結されていた期間を調査する。臨床情報として、生前の病状の経過、死亡時の精神状態、治療歴、合併症の影響、薬物治療反応性について診療録をもとに調査した。健常人死後脳についても同様に一般情報を調査した。2.統合失調症死後脳の海馬領域の活性型ミクログリア等の分布状況の解析(光学顕微鏡)対象:島根大学精神医学講座および解剖学講座にて保存管理されている統合失調症死後脳(5例)および性差および年齢が一致した健常人死後脳(5例)を対象とした。検討事項:海馬領域を含む凍結切片を作成し、抗Iba1抗体、抗CD11b抗体、抗GFAP抗体、抗MBP抗体、抗NeuN抗体等を用い、活性型ミクログリア細胞、アストログリア細胞、オリゴデンドロ細胞の分布状況について光学顕微鏡下で詳細な検討を行った。3.結果:上記手法が可能であることが明確となった。今後、観察検体を集積する。研究手法が確立したことが確認出来た。今後、さらに観察検体を集積し、統計解析が可能となると判断した。1.統合失調症死後脳の病歴調査及びデーターベース作成。検討事項:統合失調症死後脳に関する一般情報として、性別、生活歴(アルコール、喫煙、依存性薬物摂取歴等)死亡時の年齢、死因、死亡時の状況、死亡後脳組織固定及び凍結までの時間、解析に用いられるまでの組織固定及び凍結されていた期間を調査する。2.統合失調症死後脳の海馬領域の活性型ミクログリア等の分布状況の解析(光学顕微鏡)対象:島根大学精神医学講座及び解剖学講座にて保存管理されている統合失調症死後脳(5例)及び性差及び年齢が一致した健常人死後脳(5例)を対象とした。検討事項:海馬領域を含む凍結切片を作成し、抗Ibal抗体、抗CD11b抗体、抗GFAP抗体、抗MBP抗体、抗NewN抗体等を用い、活性型ミクログリア細胞、アストログリア細胞、オリゴデンドロ細胞の分布状況について光学顕微鏡下で詳細な検討を行った。現在観察検体の集積を開始した。本研究は、統合失調症という未だ病因不明の精神疾患の病態解明へつなげ、新規治療薬の開発および治療戦略を確立することができ、難治性統合失調症患者の治療や根治に貢献できる可能性のある社会的に重要性が高い研究である。研究手法が確立したことが確認できたので、島根大学医学部において、医の倫理委員会へ申請、承認後観察検体を集積する。具体的には研究分担者である県立広島大学津森教授が定期的に来学し、研究機関である島根大学医学部精神医学講座において、標本作成及び組織染色指導を担当し、電気顕微鏡による標本作成及び解析も同様に行い、統計解析へ導いていく。

対象:島根大学精神医学講座及び解剖学講座保存管理されている統合失調症死後脳(15例)及び性差及び年齢が一致した健常人死後脳(15例)を選定した。検討事項:統合失調症死後脳に関する一般情報として、性別、生活歴(アルコール、喫煙、依存症薬物摂取歴等)死亡時の年齢、死因、死亡時の状況、死亡後脳組織固定及び凍結までの時間、解析に用いられるまでの組織固定及び凍結されていた期間を調査する。臨床情報として生前の病状の経過、死亡時の精神状態、治療歴、合併症の影響、薬物治療反応性について診療録をもとに調査した。健常人死亡脳についても同様に一般情報を調査した。2.統合失調症死後脳の海馬領域の活性化ミクログリア等の分布状況の解析(光学顕微鏡)対象:島根大学精神医学講座及び解剖学講座にて保存管理されている統合失調症死後脳(5例)及び性差及び年齢が一致した健常人死後脳(5例)を対象とした。検討事項:海馬領域を含む凍結切片を作成し、抗Ibal抗体、抗CD11b抗体、抗GFAP、抗MBP抗体、抗NewN抗体等を用い、活性化ミクログリア細胞、アストログリア細胞、オリゴデンドロ細胞の分布状況について光学顕微鏡下で詳細な検討を行った。3.結果上記手法が可能であることが明確となったので、島根大学医学部において医の倫理委員会へ申請及び承認を得た。現在観察検体の集積を継続している。本研究は、統合失調症という未だ病因不明の精神疾患の病態解明へつなげ、新規治療薬の開発および治療戦略を確立することができ、難治性統合失調症患者の治療や根治に貢献できる可能性のある社会的に重要性が高い研究である。研究手法が確立したことが確認できたので、島根大学医学部において、医の倫理委員会へ申請、承認後観察検体を集積する。具体的には研究分担者である県立広島大学津森教授が定期的に来学し、研究期間である島根大学医学部精神医学講座において、標本作成及び組織染色指導を担当し、電気顕微鏡による標本作成及び解析も同様に行い、統計解析を進行している。1.統合失調症死後脳の病歴調査及びデータベース作成。観察検体の集積を継続しておこなった。
パッシブダイナミック制御理論の展開とパワーアシストシステムへの応用

パッシブダイナミック制御PDCは、本質的安全設計の考え方に基づく制御方式である。本研究では、PDCの適用を広げる方策を提案し、鉛直面内の空気圧人工筋2リンクマニピュレータに適用して有効性を示した。さらに、PDCを理論面で発展させた本質安全制御に関する考察を行った。同時に、その理論に基づき、ばねを用いる上下方向のダイレクトハンドリング可能なパワーアシストシステムを開発した。さらに、そのシステムを応用したパワーアシスト台車を提案し、試作機により、基本原理の動作確認を行った。1.空気圧ゴム人工筋2リンクマニピュレータの持ち上げ制御に関する研究:申請者らが研究を進めているパッシブダイナミック制御(PDC)を適用した空気圧ゴム人工筋2リンクマニピュレータ実験装置を用いて、提案した改良PDCの有効性を確認した。本研究成果を元に、PDCの新たな展開を検討している。2.上下方向パワーアシストシステムの開発:開発を目指す装置は、重量物に直接手で力を加えることで上下方向の移動を実現するダイレクトハンドリング可能な装置である。PDCに基づき、受動要素であるばねを使用し、ばねのトルクと対象物によるトルクとが釣り合っている平衡状態を基本状態とする。ばねによる平衡状態であるため、高負荷の対象物であっても、小さな操作力で変位させることができる。その変位から移動方向を検出し、モータを制御することで、通常の定トルク装置と同様の動作を実現する。さらに、ブレーキ機構によって停止と位置保持を行う。これまでの研究成果に基づき、本年度は、巻きばねを用いる装置を新たに製作した。さらに、研究協力者の杉本旭氏(当時、明治大学)が開発したコイルばねを用いる装置を引き継いだ。これら2種類のパワーアシスト装置の評価実験を行い、基本メカニズムの有効性を確認した。3.力センサを用いるシステムとの比較検証:パワーアシストシステムの多くは、装置にロードセルなどの力センサが使われている。しかし、力センサは一般にノイズの影響を受けやすく、信頼性に問題がある。また、対象物の質量が大きいと手で加える操作力も大きくなる。開発した回転ポテンショメータを用いるシステムと、従来の力センサを用いるシステムとの比較検証実験を行い、有効性と問題点を調べた。1.PDCを包含する安全な制御に関する理論の構築:パッシブダイナミック制御(PDC)を発展させた改良PDCの有効性を、2リンク空気圧人工筋マニピュレータの持ち上げ制御により、検証した。さらに、研究協力者の杉本旭氏らが提唱している本質安全制御とPDCの関係について考察を行った。2.鉛直上下方向パワーアシストシステムの開発と評価:「研究実績の概要」で述べたとおり、これまでに2種類のばねを用いた実験装置を開発し、それぞれで基本メカニズムの有効性を確認した。力センサを用いる装置との比較実験により、安全性評価も行った。コイルばねを用いる装置は開発の手間が省けて、当初の計画よりも進んでいる。3.パワーアシストシステムの搬送装置への応用:コイルばねを用いる基本システムを、水平搬送装置へ適用した。まず、上下方向パワーアシスト装置を、水平方向の移動にも対応できるように改良し、基本設計と装置の製作を終えた。動作確認はこれからであるが、おおむね順調に進んでいる。1.パッシブダイナミック制御(PDC)理論の展開:PDCは、本質的安全設計の考え方を取り入れた機械システム制御法であり、移動操作と平衡操作を分けて行うなどの特徴がある。しかし、マニピュレータによる持ち上げ制御では、移動に伴って平衡状態が崩れてしまう。この問題への対策として、PDCにPID制御を併用する改良PDCを提案し、空気圧ゴム人工筋2リンクマニピュレータ実験装置を用いて、その有効性を検証し、制御性の向上を行った。また、装置の改良設計を行った。さらに、1リンク装置を用いて、平衡装置と移動装置を別にすることで安全性を保ちつつ制御性の向上を図る方法を検討し、昨年よりも良好な成果が得られた。2.上下方向パワーアシストシステムの開発:PDCの考え方を適用し、重量物に直接手で力を加えることで上下方向の移動を実現するダイレクトハンドリング可能な装置の開発を進めた。北九大で改良を重ねた巻きばねを用いる装置と、研究協力者が明治大学で開発したコイルばねを用いる装置の両方を用いて、安全性検証実験を行い、揺れや衝撃や電源喪失などに対しての有効性を確認した。さらに、小型化に関する検討を行った。3.水平搬送システムの開発:開発したパワーアシストシステムを、水平方向の移動にも対応できるよう拡張する研究を行った。市販の台車に開発した装置を取り付けたパワーアシスト台車の試作機を製作した。本システムは、傾斜の増加に伴う負荷増加の分だけをばねとモータによって補償する構造であり、傾角が変わっても、平坦な水平面と同程度の操作力で操作できることに特徴がある。基本メカニズムの有効性を確認した。1.PDCを包含する安全な制御に関する理論の構築:従来のPDCの問題に対し、対策を検討して、空気圧人工筋マニピュレータの持ち上げ制御実験により、効果を確認した。また、装置の問題点に対し、改良設計を行った。さらに、制御性の向上を検討中である。また、研究協力者らが提唱している本質安全制御とPDCの関係について考察を行い、パワーアシスト装置への適用を検討した。2.鉛直上下方向パワーアシストシステムの開発と評価:これまでに2種類のばねを用いた実験装置を開発し、力センサを用いるシステムに対する優位性を示すと共に、両タイプの比較を行った。現在は、制御性と操作性を向上させるための方法とシステム改良について検討を進めている。

3.パワーアシストシステムの搬送装置への応用:コイルばねを用いる基本システムを利用した、パワーアシスト台車の試作機を製作し、基本原理の有効性を確認した。ここまでは、おおむね計画通りに進んでいる。まだ検討すべき課題は多く、改造と改良型の設計について検討を進めている。最終年度の成果:上下方向パワーアシスト装置は、モータ変更などの改良を行うことで、操作性の向上を実現した。さらに、巻きばねを用いるシステムとコイルばねを用いるシステムの比較評価を行った。パワーアシスト台車は、試作機の評価検証と改良設計を行った。安全な制御理論の展開に関しては、パッシブダイナミック制御(PDC)と本質安全制御に関する考察を行った。さらに、空気圧ゴム人工筋マニピュレータに関しては、アーム先端におもりを取り付けた状態での円軌道追従制御実験により、良好な結果を得た。計画に対する期間中全体の成果1)PDCを包含する安全な制御に関する理論の構築:本質的安全設計の考え方を制御に取り入れることで安全な制御を実現しようとするパッシブダイナミック制御(PDC)と本質安全制御について考察を行い、パワーアシストシステムへの適用について検討した。2リンク空気圧ゴム人工筋マニピュレータに対し、PDCの適用を広げる成果を上げた。2)鉛直上下方向パワーアシストシステムの開発と評価:重量物に直接手で力を加えることで上下方向の移動を実現するダイレクトハンドリング可能なパワーアシストシステムを開発し、変位センサを用いることで力センサを用いるシステムよりも安全性が高いことを実証した。さらに、2タイプのシステムを開発し、改良を検討した。3)パワーアシストシステムの搬送装置への応用:パワーアシストシステムの上下方向の移動メカニズムを水平方向にも対応できるように検討した。そして、傾斜の増加に伴う負荷増加の分だけをばねとモータによって補償し、傾角が変わっても平坦な水平面と同程度の操作力で操作できるパワーアシスト台車を提案し、試作機を開発した。基礎実験により、基本原理の有効性を確認した。パッシブダイナミック制御PDCは、本質的安全設計の考え方に基づく制御方式である。本研究では、PDCの適用を広げる方策を提案し、鉛直面内の空気圧人工筋2リンクマニピュレータに適用して有効性を示した。さらに、PDCを理論面で発展させた本質安全制御に関する考察を行った。同時に、その理論に基づき、ばねを用いる上下方向のダイレクトハンドリング可能なパワーアシストシステムを開発した。さらに、そのシステムを応用したパワーアシスト台車を提案し、試作機により、基本原理の動作確認を行った。1.上下方向パワーアシスト装置の評価と改良:ばねを用いる2タイプのシステムとロードセルを用いるシステムの詳細な評価を行う。その結果に基づき、装置の小型軽量化に取り組む。2.水平搬送システムの開発:まず、試作した台車を用いて、基本メカニズムの有効性を検証する。
急性好酸球性肺炎におけるオステオポンチン上昇の意義

今回の研究で、急性好酸球性肺炎患者の気管支肺胞洗浄液には高濃度のオステオポンチンが検出されることを明らかにした。他の臨床病型である好酸球性肺炎でも高値であり、好酸球性炎症に特異的と考えられた。オステオポンチン濃度は、好酸球性炎症を惹起すると考えられているサイトカインと正の相関を示した。蛍光二重染色法では好酸球に強いオステオポンチンの発現が認められた。以上より、好酸球由来のオステオポンチンが急性好酸球性肺炎の病態形成を促進している可能性が示唆された。まず、ELISA法にて各種疾患の気管支肺胞洗浄液(BALF)中オステオポンチン(OPN)濃度を測定し、急性好酸球性肺炎ではBALF中OPN濃度が著明に高値であるものの、慢性好酸球性肺炎および薬剤性好酸球性肺炎といったBALF中に好酸球が増加する疾患では同様にBALF中OPN濃度が著明高値を呈することが判明した。したがって各種好酸球性肺炎では薬剤性間質性肺炎、過敏性肺炎、特発性肺線維症およびサルコイドーシスと比較してBALF中OPN濃度が優位に高値という事実が得られた。好酸球性肺炎の経過との関連性では、急性期にBALFで高濃度認められたOPNは寛解期には低値に戻っており、病勢と関連して増加していることが判明した。急性好酸球性肺炎でBALF中のOPN濃度とその他のサイトカイン濃度との関連を検討すると、BALF中のOPN濃度はIL-5,IL-10,CCL11,CCL17,CXCL10の濃度と相関していた。OPNは急性好酸球性肺炎の血清中にも多量に認められたが、BALF中OPN濃度とは相関しなかった。次に、BALF貼り付け細胞に対して、蛍光二重染色法でOPNの産生細胞を検討した結果、急性好酸球性肺炎のBALF中好酸球に強いOPNの発現が認められた。以上より、好酸球由来のOPNが急性好酸球性肺炎の病態形成に関与していることが明らかになった。昨年までの研究から、Th2型炎症を示す急性および慢性好酸球性肺炎において、Th1型炎症の典型であるサルコイドーシスや過敏性肺炎などと比較しても、気管支肺胞洗浄液(BALF)中および血清中のオステオポンチン濃度が有意に高値で、また、オステオポンチンの産生細胞として好酸球が重要であることが明らかとなった。さらに今年度、アレルギー性気管支肺アスペルギルス症、アレルギー性肉芽腫症においてもBALF、血清中のオステオポンチン値は高値であることが判明した。急性期と安定期を比較すると、急性期において有意に高値であったが、BALFあるいは末梢血中好酸球数との有意な正の相関は得られなかった。一方、喀痰中オステオポンチン濃度は測定感度以下であった。次に、アレルギー性炎症のマスタースイッチであるTSLP (thymic stromal lymphopoietin)、TARC (thymus- and activation-regulated chemokine)との関連について検討した。BALF中のTSLPは健常者、サルコイドーシスや過敏性肺炎患者では検出されず(全症例で感度以下)、一方、好酸球性肺疾患では25例中10例に検出可能であった。血清中TSLPも同様に好酸球性肺疾患でのみ検出された。TARCは好酸球性肺疾患の検体で高濃度検出された。好酸球性肺炎において、オステオポンチン濃度はTSLP濃度、TARC濃度と正の相関関係を示した。さらに、健常者、各種疾患患者から得られた肺胞マクロファージからのTSLP、TARC産生を検討した。その結果、オステオポンチン添加により肺胞マクロファージからのTSLP、TARC産生は亢進しなかった。以上の検討から、オステオポンチンは好酸球性炎症に関わる分子であることが明らかになり、臨床的に好酸球炎症のバイオマーカーとなる可能性が考えられる。本研究では、気管支肺胞洗浄液中のオステオポンチン濃度は、急性好酸球性肺炎だけでなく、慢性好酸球性肺炎、アレルギー性気管支肺アスペルギルス症、アレルギー性肉芽腫症においても有意に高値であることが判明した。特に急性期で高値で、病状の安定化とともに低下することは好酸球性炎症との深い関わりを意味するものと思われる。免疫二重染色では、好酸球とマクロファージにオステオポンチンの発現がみられた。しかしながら末梢血より分離した好酸球を喫煙刺激した際のオステオポンチンの産生亢進は確認できなかった。

好酸球性肺炎の病態におけるオステオポンチンに役割を明らかにするために、TSLP(thymic stromal lymphopoietin)、TARC(thymus- and activation-regulated chemokine)との関連について検討した結果、オステオポンチン濃度はTSLP濃度、TARC濃度と正の相関関係を示し、好酸球性炎症を促進する機能をゆうするものと考えられたが、好酸球の遊走、寿命に対するオステオポンチンの作用は確認できなかった。次に、好酸球性肺炎の好酸球炎症の進展機序に関わる分子ネットワークを明らかにするために、樹状細胞の遊走に関する分子(CCL19, CCL21)について検討した。その結果、気管支肺胞洗浄液中のCCL19,CCL21濃度ともコントロール群と比較して好酸球性肺炎では有意に高値であったが,活動期と比較して寛解期に有意に低下したのはCCL19であった。また、喫煙関連好酸球性肺炎1例,薬剤性好酸球性肺炎では、抗原暴露後にCCL19濃度のみ有意な上昇を認めた。免疫染色で樹状細胞とマクロファージがCCL19陽性を示した。一方、CCL21陽性細胞は検出できなかったことから、樹状細胞遊走に関与するリガンドはCCL19と考えられた。臨床検体を用いた研究では、ほぼ予定通りの測定が行えており、その他のサイトカインとの関連、病態との関連など、オステオポンチン測定の臨床的意義については概ね明らかになってきている。今後は、基礎的研究を進めて、産生調整などを明らかにする必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。基礎的研究を進めるうえで、好酸球性肺炎患者からの好酸球がなかなか入手できないことが問題として挙げられる。すでに治療を開始して紹介された患者ではオステオポンチンをはじめサイトカイン産生が抑制されている。健常者からの好酸球を使用せざるを得ない。今後、オステオポンチンの臨床的意義を明らかにするため、病態との関連、特に、肺胞上皮障害や血管内皮細胞障害との関連について検討するために、それらのマーカーであるHMGB-1,RAGEやangiopoietinとの関連についても検討したいと考えている。
漏斗胸切除胸肋軟骨に対する遺伝子解析による研究

本年度研究目標:末梢血では前年度までの全例で異常を検索できなかったため、今年度は切除肋軟骨のみによる染色体バンド配列異常に対して検索し、異常バンドからクーロニング、DNA解析を目標とした。漏斗胸患者の家族歴における統計学的解析を試みた。対象および方法:遺伝子研究においてインフォームドコンセントが必要となり2例のみ施行。1999年7月に漏斗胸手術を行った2例で、いずれも4歳男児(漏斗胸GradeIII)であり右第五肋軟骨を用いて染色体検索をした。また前年までに得られた染色体からクローニングした小児漏斗胸10例に対してDNA解析を実施した。漏斗胸患者遺伝背景については前年度家系調査を行った30例中よりの15例に対し家族歴から患児出生時の両親の年齢や体重、身長などについて同数の他疾患患者と比較し多変量解析を行った。結果:手術例2例ではその1例に染色体異常を認めた。染色体バンド異常は46XY,inv(9)(p11;q13)を認めた。この症例に対しクローニングした遺伝子よりDNA解析を行ったが異常は認めなかった。また10例のDNA解析でいずれも異常は認めなかった。多変量解析の結果はいずれのパラメーターも統計学的有意差はみられなかった。考案および研究結果:本研究では平成9年度から今年度までの3年間に計17例の漏斗胸患者に対し遺伝子検索を行い、染色体バンド異常を認めたのは2例であった。DNA解析をバンド異常の2例および、異常のみられなかった10例行ったが漏斗胸での異常性も明らかにできなかった。遺伝背景は強いと考えられたが遺伝形式確定には至らず、他疾患と比較しても特異性を見いだせなかった。漏斗胸では遺伝因子的な異常は存在すると考えられるが、本研究時点では確定できなかった。本年度研究目標:漏斗胸患者の遺伝背景をみるために入院病歴からの家族歴等を検索する。末梢血および切除肋軟骨を用いて染色体バンド配列の異常の有無を検討する。以上について行った。対象および方法:当科に手術を目的入院した小児漏斗胸患者11人に対して術前の白血球と切除肋軟骨を用いて染色体検索を行った。対象年齢は48歳で、男女比10:1。いずれの症例も漏斗胸Grade III度以上で手術適応であった。手術では過成長した左右第IIIVII肋軟骨をそれぞれの症例に応じて37cm切除した。右側第V肋軟骨末梢側生長点約1cmを標本とした。染色体解析は術前白血球と右側第V切除肋軟骨で行い、肋軟骨はファイブロブラストをPHA未添加で2週間前後培養し、60°Cの0.3M NaCl、0.03Mクエン酸ナトリウムで前処理した後ギムザ染色を行ってGバンド結果:家族歴について過去の漏斗胸患者カルテより検索を行っているが、詳細な家族歴がとられていない症例が多く未だ遺伝形式を決定するには至っていない。Gバンドによる遺伝子バンド検索では、白血球では異常は認められなかった。肋軟骨では11例中1例で染色体バンド異常46XY,t(3;8)(q21;p23)を認めた。考案および今後の研究方針:本年度の研究では末梢血よりも病変本体である肋軟骨での遺伝子異常が認められた。まだ1例のみであり確定には至らないが、来年度以降、症例を重ね検討を加えたい。さらにクローニングした遺伝子でDNA解析を行う予定である。本年度研究目標:前年度に継続し末梢血および切除肋軟骨を用た染色体バンド配列の異常の有無を調べ、異常を認めた染色体からクーロニングした遺伝子よりDNA解析を行った。また漏斗胸患者の遺伝的背景を明らかにするため入院病歴から家族歴の検索を行った。対象および方法:1998年79月に手術目的で入院した小児漏斗胸患者4人(漏斗胸GradeIII度以上)に対して術前の白血球と切除肋軟骨を用い染色体検索を行った。対象年齢は36歳で、男女比2;2。前年度同様に右側第V肋軟骨末梢側成長点約1cmを標本とし、染色体解析も同様にファイブロブラストをPHA未添加で2週間前後培養しGバンド検索を行った。遺伝背景については過去の漏斗胸患者カルテより30例に対し家族歴の検索を行った。結果:今回の4症例では白血球および切除肋軟骨でのGバンドによる遺伝子バンド検索ではいずれも異常は認められなかった。前年度に肋軟骨で染色体バンド異常を認めた46XY,t(3:8)(q21:p23)の症例ではクローニングした遺伝子よりDNA解析を行ったが異常を明らかにできなかった。家族歴からの検索では明らかに同一家系内での発生が多かった。考案および今後の研究方針:本年度の研究では小児漏斗胸症例が4例と少ないこともあり末梢血および肋軟骨での遺伝子異常は認められなかった。昨年度から計15例に対し検索したが、現在までに異常例は1例のみである。その1例でクローニングした遺伝子のDNA解析を行ったが漏斗胸での異常性を明らかにできなかった。家系的な遺伝背景は家族歴より強いと考えられたが遺伝形式確定には至っていない。来年度はさらに症例を積み重ね、DNA解析については方法論も再考する必要があると思われ専門家の指導も仰ぎ検討を加えたい。本年度研究目標:末梢血では前年度までの全例で異常を検索できなかったため、今年度は切除肋軟骨のみによる染色体バンド

配列異常に対して検索し、異常バンドからクーロニング、DNA解析を目標とした。漏斗胸患者の家族歴における統計学的解析を試みた。対象および方法:遺伝子研究においてインフォームドコンセントが必要となり2例のみ施行。1999年7月に漏斗胸手術を行った2例で、いずれも4歳男児(漏斗胸GradeIII)であり右第五肋軟骨を用いて染色体検索をした。また前年までに得られた染色体からクローニングした小児漏斗胸10例に対してDNA解析を実施した。漏斗胸患者遺伝背景については前年度家系調査を行った30例中よりの15例に対し家族歴から患児出生時の両親の年齢や体重、身長などについて同数の他疾患患者と比較し多変量解析を行った。結果:手術例2例ではその1例に染色体異常を認めた。染色体バンド異常は46XY,inv(9)(p11;q13)を認めた。この症例に対しクローニングした遺伝子よりDNA解析を行ったが異常は認めなかった。また10例のDNA解析でいずれも異常は認めなかった。多変量解析の結果はいずれのパラメーターも統計学的有意差はみられなかった。考案および研究結果:本研究では平成9年度から今年度までの3年間に計17例の漏斗胸患者に対し遺伝子検索を行い、染色体バンド異常を認めたのは2例であった。DNA解析をバンド異常の2例および、異常のみられなかった10例行ったが漏斗胸での異常性も明らかにできなかった。遺伝背景は強いと考えられたが遺伝形式確定には至らず、他疾患と比較しても特異性を見いだせなかった。漏斗胸では遺伝因子的な異常は存在すると考えられるが、本研究時点では確定できなかった。
衝撃波と燃焼反応の干渉とそれによる高速燃焼

計画に沿って実験と数値解析の両面から研究を進めた。1.実験既存の装置による開放空間中での実験と新たなデトネ-ション管の作製と試験を行なった。(1)開放空間中におかれた水素酸素混合気中を火炎伝播させて、生成される衝撃波と火炎の挙動を観測した。混合気中に繰り返しおかれた障害物によって強く乱されると、そこで爆発が生じなくても強い乱流火炎だけで爆風が発生することを瞬間シュリ-レン写真と圧力測定から示すことができた。(2)デトネ-ション感度を調べるための装置を新たに製作した。この装置ではデトネ-ション管のテスト部の形状に工夫がなされており,また管全体の温度制御が可能になっており,燃焼特性の温度依存性が調べられるようになっている。本年度は基本的な性能試験を行なうことができた。2.数値解析二方向から進めた。化学反応に関するデ-タ及び計算法と、流体力学に関する計算法とである。(1)水素あるいは炭化水素の燃焼に現れる化学種の熱化学的性質のデ-タ、並びに反応速度の定数などのデ-タベ-スをつくり、数値解析に利用する手法について検討した。また燃焼反応は素反応の連鎖からなっているため化学種の生成速度の数値積分は硬い系になるため、高速で積分するための手法について検討した。(2)火炎により生成される圧縮波・爆風の性質について数値シミュレ-ションした。適当な無次元化を行なえば、そのピ-ク圧が火炎伝播速度にのみ依存することを見いだした。また火炎と圧縮波の干渉の直接数値計算の手法を開発し、適用を試みた。
ダイバータ模擬試験装置を用いた新しいヘリウム灰排出法の研究

ダイバータバイアスを利用したヘリウム灰選択排出に関する粒子シミュレーションモンテカルロ粒子シミュレーションコードにより、ヘリウム灰の選択排出特性の評価を行い、以下の結果を得た。(1)ACATコードによるイオン反射の計算から、ダイバータ板へのイオンの入射角が5060度を越えるあたりから反射粒子の角度分布が余弦分布からずれることが判明した。したがって、イオン温度が高い場合や、シース電圧によるイオンの加速エネルギーが低い場合にはダイバータ板へのイオンの斜め入射の効果を取り入れて粒子反射を扱う必要がある。(2)ダイバータバイアスによるイオン入射エネルギーの制御とダイバータ板及びポンプダクト構造の最適化により、燃料粒子である重水素、トリチウムとヘリウム灰との選択的排出が可能であることが示された。ポンプダクト部で得られたヘリウム灰粒子の濃縮率は約3であった。ダイバータ模擬試験装置を用いた粒子反射過程の解明に関する実験小型のダイバータ模擬試験装置Co-NAGDISにおいて、ダイバータ板を模擬するグラファイト又はモリブデン板からの反射中性粒子の反射角度分布を質量分析器により測定し、以下の予備的結果を得た。(1)ダイバータ板からの反射中性粒子数は、磁力線とダイバータ板面の法線とのなす角度が約45度の時にピークを持つ角度分布を有する。この結果は、反射粒子の角度分布を余弦分布としたときの結果と定性的に一致する。(2)ヘリウム、アルゴン等の動作ガス種とターゲット板材質の組み合わせを変えて、反射中性粒子数の相対的変化を調べた結果、重い金属であるモリブデン板の方が炭素板に比べて顕著な角度分布を示した。この結果は、固体表面におけるイオン反射の素過程が入射粒子とターゲット材料粒子との間の弾性衝突に基づくことから予測されるものと定性的に一致する。(1)磁場に垂直方向の分極ドリフトを誘起するためには、磁場に垂直な振動電場を励起する必要がある。我々は、ダイバータバイアスあるいはリミタバイアス等の電極バイアス法により径方向の振動電場をスクレイプオフ領域(SOL)に誘起する手法を検討し、小型のトカマク装置において、周波数10kHzから80kHzにわたる交流リミタバイアス実験を行いプローブ測定から振動電場形成過程を明らかにしつつある。(2)クーロン衝突を考慮した単一荷電粒子の運動方程式を用いた粒子シミュレーションにより、テスト粒子としてのヘリウム粒子の拡散過程を評価した。その結果、コヒーレントな振動電場により誘起される分極ドリフト運動は、クーロン衝突過程によりランダム化されず、結果として拡散過程はクーロン衝突に基づく古典拡散過程からの変化は小さい。ここで、外部から加える振動バイアス電圧の位相をある時刻間隔でランダムに変化させることにより、分極ドリフト運動にランダム性を持たせることが可能となる。数値計算の結果、分極ドリフトの半周期の寄数倍の周期で位相をランダム化することにより、磁場を横切る拡散の特徴的ステップ幅を分極ドリフト幅とすることができ、古典拡散に比べて約5倍程度拡散を増大させることが明らかになった。しかしながら、ヘリウム選択排気につながる拡散の質量依存性は、質量の増加と共に増大するものの分極ドリフトから予測されるものより弱く今後の検討課題として残されている。(3)今年度新規に購入したターボ分子ポンプを用いた差動排気の準備を進め、ダイバータ板における粒子反射がヘリウムを含む粒子リサイクリング過程におよぼす効果を明らかにするための実験を現在準備している。1ダイバータバイアスを利用したヘリウム灰選択排出に関する粒子シミュレーションモンテカルロ粒子シミュレーションコードにより、ヘリウム灰の選択排出特性の評価を行い、以下の結果を得た。。

したがって、イオン温度が高い場合や、シース電圧によるイオンの加速エネルギーが低い場合にはダイバータ板へのイオンの斜め入射の効果を取り入れて粒子反射を扱う必要がある。(2)ダイバータバイアスによるイオン入射エネルギーの制御とダイバータ板及びポンプダクト構造の最適化により、燃料粒子である重水素、トリチウムとヘリウム灰との選択的排出が可能であることが示された。ポンプダクト部で得られたヘリウム灰粒子の濃縮率は約3であった。2ダイバータ模擬試験装置を用いた粒子反射過程の解明に関する実験小型のダイバータ模擬試験装置Co-NAGDISにおいて、ダイバータ板を模擬するグラファイト又はモリブデン板からの反射中性粒子の反射角度分布を質量分析器により測定し、以下の予備的結果を得た。(1)ダイバータ板からの反射中性粒子数は、磁力線とダイバータ板面の法線とのなす角度が約45度の時にピークを持つ角度分布を有する。この結果は、反射粒子の角度分布を余弦分布としたときの結果と定性的に一致する。(2)ヘリウム、アルゴン等の動作ガス種とターゲット板材質の組み合わせを変えて、反射中性粒子数の相対的変化を調べた結果、重い金属であるモリブデン板の方が炭素板に比べて顕著な角度分布を示した。この結果は、固体表面におけるイオン反射の素過程が入射粒子とターゲット材料粒子との間の弾性衝突に基づくことから予測されるものと定性的に一致する。
北太平洋高緯度海域のDMSフラックスの動態解明に関する研究

北太平洋高度海域の沿岸・外洋において、地球温暖化抑制物質であるDMS(ジメチルサルファイド)濃度について、植物プランクトン・クロロフィル・色素データと炭酸物質等とともに、世界で初めての周年規模の時系列観測を試みた。その結果、DMSの北太平洋における月別の詳細な空間分布を描き出すことに成功し、さらに、北太平洋全体でその表層濃度ならびに大気への逃散速度がここ30年で増加して傾向にあることを明らかとした。H18年度は、以下の項目を実施した。(1)西部北太平洋高緯度海域における広域観測の実施北海道大学おしょろ丸、北海道区水産研究所北光丸、ロシア観測船等を用いて、西部北太平洋高緯度海域における季節観測ならびにオホーツク海を含む広域生物化学物理観測(観測項目:1)生物群の同定、(2)サイズ別クロロフィル量、(3)ケイ酸、(4)リン酸、(5)亜硝酸、(6)硝酸、(7)アンモニア、(8)全炭酸、(9)アルカリ度、(10)DMSとその前駆体、(11)溶存酸素、(12)N_2O、(13)CH_4、(14)酸素同位体、(15)炭素同位体)を実施し、DMSの関係を定式化するための基礎データとしての生物化学物理パラメータの収集に行った。(2)DMSの長期保存に関する検討現場海域から研究室に持ち帰るDMSの保存についての新規技術として、海水中のDMSを固体吸着剤に吸着・液体窒素保存等の検討を着手した。その結果、液体窒素を用いたSPME法(Solid-Phase Microextraction Method)よる保存がDMS保存には有効であることを明らかにした。(3)(1)で得たデータを相互検定を実施し、データ確定を行った。さらに、これらの生物化学物理パラメータとのDMS濃度との相互関係の解析に着手した。その結果、DMS濃度は、栄養塩濃度、光強度、クロロフィル濃度との相関が良く、これらを用いて多変量解析による定式化が可能であることを明らかとした。H19年度は、以下の項目を実施した。(1)西部北太平洋高緯度海域における広域観測の実施北海道大学おしょろ丸、北海道区水産研究所北光丸等を用いて、西部北太平洋高緯度海域における季節観測ならびにオホーツク海周辺を含む広域生物化学物理観測(観測項目:1)生物群の同定、(2)サイズ別クロロフィル量、(3)ケイ酸、(4)リン酸、(5)亜硝酸、(6)硝酸、(7)アンモニア、(8)全炭酸、(9)アルカリ度、(10)DMSとその前駆体、(11)溶存酸素、(12)N_2O、(13)CH_4、(14)酸素同位体、(15)炭素同位体)を実施し、DMSの関係を定式化するための基礎データとしての生物化学物理パラメータの収集を行った。(2)DMSの長期保存に関する検討(3)(1)で得たデータを相互検定を実施し、データ確定を行った。さらに、これらの生物化学物理パラメータとのDMSの鉛直構造との相互関係の解析に着手した。その結果、DMS濃度の鉛直構造は、栄養塩濃度、光強度、クロロフィル濃度、表面混合層深度との相関が良く、これらを用いて多変量解析による定式化が可能であることを明らかとした。H20年度は、以下の項目を実施した。1)モデル海域におけるDMS・炭酸物質の高頻度観測昨年度よりは規模は縮小するものの、親潮海域おいて、北海道区水産研究所北光丸ならび北海道大学おしょろ丸を用いて海洋観測を実施した。観測項目としては、それぞれの航海において、混合層内で鉛直12層から、DMS、DMSP、炭酸物質、2μm-10μmサイズ分画クロロフィル、HPLCデータ、開閉式プランクトンネットによる植物プランクトン採取、ならびに基本海洋気象環境パラメータ(S, T. DO.栄養塩類、風速等の気象データ)であった。このうち、DMS測定に関しては本グループが開発したSPME-GCMS法を用いて、船上にて固相抽出・保存し、研究室にてGC-MS測定を行った。(2) DMS濃度・アルカリ度定式化昨年度に引き続き、H18年度の早い段階からDMS濃度・アルカ度定式化に着手した。特に、特にDMSフラックスに重要なDMS濃度の鉛直構造のアルゴリス化について重点的に実施し、このアルゴリズム化を用いて、西部北太平洋のDMSフラックスの時空間変動について評価を行った。
内在性カンナビノイド受容体リガンドの急性及びアレルギー性炎症における役割の解明

本研究では、カンナビノイド受容体とその内在性リガンドである2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)が、急性炎症やアレルギー性炎症に関与しているのか、そうであればどのような役割を担っているのか明らかにするために、種々の免疫担当細胞を用いた検討および炎症の動物モデルを用いた検討を行い、以下の知見を得た。1.2-AGが単球・マクロファージ系の細胞の細胞外マトリックスや細胞接着分子に対する接着を促進することを明らかにした。2.12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate(TPA)をマウスの耳介に塗布することにより誘導される急性炎症のモデルを用いて、炎症部位で2-AGの産生が増大することやTPAで誘導される耳介の腫脹がCB2受容体アンタゴニストで抑えられること、2-AGを皮膚に塗布することにより炎症が引き起こされることなどを明らかにした。一方、カンナビノイド受容体アゴニストでもTPAで誘導される炎症が抑えられることも明らかにした。この現象は、生物学的に安定な合成アゴニストが炎症性細胞の持続的な脱感作を引き起こすことによって本来の内在性リガンドの働きを抑制してしまうために起こることを示した。3.2-AGおよび生体内で分解されないエーテル型の2-AG(2-AG ether)がヒトの好酸球を遊走させることを示した。4.マウスの接触性皮膚炎モデルに対するCB2受容体アンタゴニストの影響について調べ、アレルギー性炎症の惹起や増悪化にCB2受容体とその内在性リガンドである2-AGが関与していることを明らかにした。このアレルギー性炎症モデルにおいて、CB2受容体アンタゴニストは好酸球の浸潤も抑制することを確認した。5.2-AGが単球・マクロファージ系の細胞や好酸球だけでなく、ヒトのナチュラルキラー細胞の遊走を引き起こすことも明らかにした。以上のように、2-AGはCB2受容体の活性化を介して、急性炎症やアレルギー性炎症といった炎症反応の惹起・増悪化に促進的な役割を演じていることが示された。研究代表者はこれまでに、内在性カンナビノイド受容体リガンドである2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)が、カンナビノイドC82受容体を介して単球・マクロファージ系の細胞の遊走やサイトカインの産生捉進を引き起こすことを明らかにし、2-AGがCB2受容体を介して免疫応答や炎症反応に関与する可能性を示唆してきた。本年度は、さらに2-AGが単球・マクロファージ系の細胞の細胞外マトリックスや細胞接着分子に対する接着も促進することを明らかにした。この接着の促進はCB2受容体、Gi/oタンパク質を介して起こり、細胞内カルシウムイオン濃度の増加によるβ_1インテグリンの活性化が関与することが示された。さらに、その他の免疫担当細胞に対する2-AGの作用について調べ、2-AGがCB2受容体を介してヒトのナチュラルキラー細胞の遊走を引き起こすことも明らかにした。もう一つの内在性カンナビノイド受容体リガンドであるアナンダミドは遊走活性を示さなかった。このことから、2-AGが自然免疫系に関与している可能性が強く示唆された。