hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2-アラキドノイルグリセロール(カンナビノイド受容体リガンド)の生理的役割

3.CB1受容体リガンドとして知られているCP55940やHU-210,WIN-55212-2はCB2受容体にも強い活性が認められた。以上の結果から、2-アラキドノイルグリセロールが真のCB2カンナビノイド受容体リガンドであることが証明された。次にCB2受容体の細胞内情報伝達機構を研究した。同じくHL-60細胞を用い、2-アラキドノイルグリセロールのp42/44MAPキナーゼ活性化作用をElk-1リン酸化反応により調べ、2-アラキドノイルグリセロールはMAPキナーゼを活性化することを見出した。これらのことはCB2受容体の細胞情報伝達機構の中にMAPキナーゼ経路が存在することを示している。2-アラキドノイルグリセロールは、我々のグループと、イスラエルのMechoulamのグループが1995年に独立に見い出した新しいタイプの脂質メデイエーターである。2-アラキドノイルグリセロールは、これまでの研究で、マリファナの受容体であるカンナビノイド受容体に結合することが明かとなっている。今年度の研究では以下の点を明らかにした。1.2-アラキドノイルグリセロールの作用をHL-60細胞を用いて解析を行い、2-アラキドノイルグリセロールがIL-8やMCP-1などのケモカイン産生を増大させることなどを明らかにした。ケモカイン産生の増大は、LPSで刺激した細胞で特に顕著であった。2-アラキドノイルグリセロールは免疫・炎症系で重要な役割を演じているメディェーターである可能性がある。2.次に、2-アラキドノイルグリセロールを蛍光誘導体にし、HPLCを用いて定量を行った。その結果、ピクロトキシニン等の中枢神経興奮薬を投与したラットの脳では、2-アラキドノイルグリセロールのレベルが著しく上昇していることが明かとなった。同様の結果は、断頭したラットの脳でも観察された。また、脳ホモジネートをカルシウムイオンの存在下インキュベートすることにより、2-アラキドノイルグリセロールが速やかに生成することが分かった。2-アラキドノイルグリセロールは神経系において刺激に応じて産生され、神経伝達の調節等において重要な役割を演じているメディエーターである可能性が高い。3.2-アラキドノイルグリセロールを動物に投与することにより、血圧の低下が起きることがわかった。血圧低下作用は2-アラキドノイルグリセロールの安定なアナログであるエーテル型アナログで特に顕著に観察された。一方、摘出したラットの心臓の血管においては、ノルエピネフリンの放出を増大させることなどが明かとなった。2-アラキドノイルグリセロールは血管系においても、何らかの重要な役割を演じている物質である可能性がある。
電気回路印刷技術の融合による紙流体チップの革新的高機能化

新しい携帯型生化学分析用の流体チップとして注目されている紙流体チップの高機能化を目指した研究を実施した.具体的には紙流体チップに電気回路を組み込むことで,単体の紙流体チップでは実現が困難であった分析の実現を目指した.特に紙への電気回路印刷技術に着目することで,安価,軽量,低体積といった紙流体チップの利点を損なうことなく高機能化を実現することを目指した.本研究では,電気回路印刷技術によって紙上へ導電性インクの塗布を行い電気素子として機能させた.また紙上での電気泳動による物質分離手法の開発を実施した.これにより紙流体チップ単体では難しかった分析を大きな周辺機器を使用せずに実現できる可能性を示した.研究代表者は,紙流体チップの機能向上のため,電気回路印刷技術の紙流体チップへの適用を提案している.初期段階として,銀ナノ粒子インクを市販のインクジェットプリンターを用いて紙面上へプリントすることで電気回路とした.この手法により,イラストレーションソフトを使ってデザインした回路パターンを紙面上にプリントすることで,紙面上でのヒーターを作成することに成功している.これにより,紙流体チップ上で困難とされてきた反応熱の必要な化学反応分析の実現や,試料の濃縮が簡便に実現可能であることを示している.しかし,市販のインクジェットプリンターでは,各メーカーの純正インクを塗布する前提で設計が行われており,銀ナノ粒子インクを塗布するのに最適化されていないため,ノズルの目詰まりや塗布精度・再現性の低さが課題点として判明した.そこで,研究開発用のインクジェットプリンターを導入することで回路印刷の精度と再現性を向上させることを目指した.具体的には銀ナノ粒子インクに最適なインクジェットノズル径の選定を行うと共に,ピエゾ素子の駆動周波数などのインクジェット塗布条件の選定を実施した.今年度以降は,選定した条件下において電気回路をインクジェット塗布し,引き続き紙流体チップの機能向上に向けた研究を実施していく予定である.現在まで予定した研究を順調に実施している.本年度は,紙流体チップ上での電気泳動に関しての実験を実施した.まず,準備した複数の試料が一般的な電気泳動槽において電気泳動が可能であることを確認し,それらの電気泳動後のバンド幅などの確認を行った.その後,それらの試料を紙流体チップ上で電気泳動を実施し,電気泳動の実現性やバンド幅の評価を実施した.このとき,紙上で電気泳動を行う際には,紙の乾燥、温度調整に特に留意する必要があることを確認し,これらの抑止策の検討を実施した.その結果,紙上での試料の電気泳動が実現できることを確認した.ただし,バンド幅は電気泳動槽における電気泳動に比べて太くなってしまい,分離能には劣るという結果であった.次に,紙流体チップ上において等電点電気泳動を実施した.等電点電気泳動を実現するにあたっては紙上の流路にそってpH勾配を形成することが極めて重要である.本研究では主に紙流体チップ上にpH勾配を形成する手法に関して検討を実施した.当初は,流路両サイドから異なるpH溶液を浸透させることで,pH勾配の形成を試みたが,溶液のpHや浸透量を調整するだけでは簡便にpH勾配を形成することは困難であった.そこで紙上にそれぞれ異なるpH勾配を有する溶液を順に滴下することで,求めるpH勾配を形成する手法を提案した.ただ,この手法では事前に複数のpHを有する溶液を作成し準備する必要があるために,より簡便にpH勾配を形成する手法の検討が課題として残っている.また形成されたpH勾配は,通電や紙の乾燥により変化しうるために,形成したpH勾配を長時間維持するための手法の開発が必要であることも確認した.以上の課題点は残るものの,本研究で提案した手法によって,紙流体チップ上での等電点電気泳動が実現できることが確認でき,その有用性を示すことができた.新しい携帯型生化学分析用の流体チップとして注目されている紙流体チップの高機能化を目指した研究を実施した.具体的には紙流体チップに電気回路を組み込むことで,単体の紙流体チップでは実現が困難であった分析の実現を目指した.特に紙への電気回路印刷技術に着目することで,安価,軽量,低体積といった紙流体チップの利点を損なうことなく高機能化を実現することを目指した.本研究では,電気回路印刷技術によって紙上へ導電性インクの塗布を行い電気素子として機能させた.また紙上での電気泳動による物質分離手法の開発を実施した.これにより紙流体チップ単体では難しかった分析を大きな周辺機器を使用せずに実現できる可能性を示した.本年度は,電気回路印刷技術を用いた紙流体チップの機能向上に取り組む.具体的には下記の研究を推進することを目指す.疎水性の物質を印刷した流路パターン中に,試料流体を浸透させると,毛細管現象により試料流体が紙に浸透していく.通常の紙流体チップでは,この流れは制御することができないが,本研究ではインクジェットプリントにより作製したヒーターを用いて試料流体を加熱することで流量調整を実現する.Lucas-Washburnの式によると,流体の浸透速度は流体の粘性率が低下すると速くなり,表面張力が低下すると遅くなる.一般に流体を加熱することで,粘性率,表面張力は共に低下する.多くの液体で表面張力の温度依存は粘性係数の温度依存に比べて小さく,流体を加熱することで,紙ベース流体チップ中を浸透する流体の見かけ速さを大きくすることができるため,この原理にもとづいた流量制御手法を実現する.またヒーターで強く加熱することで,試料流体中の溶媒を蒸発させることが可能である.すなわち,流路パターンのある箇所で強く加熱し,溶媒を蒸発させることで,加熱時間に比例して溶質を濃縮することが可能となる.

これにより,ターゲット物質が検出限界以下であっても,試料濃縮することで分析が可能となり,紙流体チップの応用範囲を大きく拡げる.また,ターゲット物質が荷電している場合,電気泳動によって試料分離や濃縮が行える.本研究では,プリント電気回路を適切に設計することで,紙流体チップ上で電気泳動を実現する.流体工学当初,昨秋において国際会議などでの成果発表を予定していたが,その時点での研究進捗が予定より遅れており,成果発表を回避したため.なお,その後は研究計画を見直すことで年度での研究目標は十分に達成できている.本年においては,上記のように成果発表できなかった国際会議などに積極的に参加することで当初予定の使用計画を,全研究期間を通じて達成できるようにしたい.
サイバーフィジカルシステム論的アプローチによる高信頼な自律分散協調制御

本課題では、エージェントの物理制約やエージェント間の情報伝達の際の通信制約を考慮し、各エージェントがCPUのオーバーロードやネットワークの輻輳による制御性能の低下を防ぐ信頼性の高い分散協調制御法を提案した。まず、ネットワークの無線規格による通信制約を考慮した協調制御に関する研究を行った。また、事象駆動型の協調制御則や分散最適化アルゴリズムを提案し、制御性能やアルゴリズムの収束性を保ちつつエージェント間の通信回数を低減する手法を提案した。さらに、提案した協調制御則や分散最適化アルゴリズムのセンサネットワークへの応用について検討した。本研究の目的は、システム制御理論と情報通信理論の分野横断型アプローチにより、物理制約と情報通信制約を考慮した高信頼な自律分散協調制御法を確立することである。平成25年度は、ロボットの物理制約とIEEE 802.15.4ネットワークによる通信制約を考慮した協調制御に関する研究を行った。まず、全てのロボットを同じ地点に集合させる合意形成問題を考え、コンセンサスダイナミクスとリアプノフの安定性理論を用いて各ロボットの目標軌道を与えるタスクと目標軌道に追従するようにモータを制御するタスクを導出した。また、ロボット間の通信体系としてIEEE 802.15.4ネットワークを考え,協調制御を実現するネットワーク帯域割り当てアルゴリズムについて考察した。GTS (Guaranteed Time Slot)を用いた時分割方式によりPANコーディネータが無線ネットワーク帯域を割り当て、合意形成が実現できるようにエージェント間の情報伝達を完了する無線通信アルゴリズムを導出した。本研究の目的は、システム制御理論と情報通信理論により、物理制約や情報通信制約を考慮した高信頼な自律分散協調制御法を確立することである。平成26年度は、ネットワークによる通信制約を考慮した協調制御に関する研究を行った。まず、リアプノフの安定性理論により、非周期的にエージェントの状態を更新するイベントトリガ型合意ダイナミクスについて考察した。連続時間のイベントトリガ型ダイナミクスとして、エージェントの出力を合意させるダイナミクスや収束速度を向上させるダイナミクスを提案し、合意を達成するための十分条件を導出した。離散時間のイベントトリガ型合意ダイナミクスについても同様に、合意を達成するための十分条件を導出した。また、移流拡散方程式に支配される拡散現象において、拡散物質の発生源を突き止めるセンサネットワーク問題に、合意問題を応用する手法を提案した。本年度はこの他にも、変化点検出や電力ネットワークの発電機起動停止問題への協調制御の応用、耐故障性を考慮した合意問題に関する研究にも取り組んだ。本研究の目的は、物理制約や情報通信制約を考慮した高信頼な自律分散協調制御法を確立することである。平成27年度は、ネットワーク通信の帯域に関する制約を考慮した協調制御の基礎研究を行った。まず、必要なときにのみエージェントの状態を更新する事象駆動型合意ダイナミクスについて考察し、リアプノフの安定性理論や勾配アルゴリズムの収束性に関する議論を用い、通信回数を削減しつつ合意を達成するための十分条件を導出した。また、代表的な被覆制御の一つであるボロノイ被覆制御についても考察し、事象駆動型の制御則で被覆が実現できることを示した。さらに、これらの基礎研究の成果を応用したカメラセンサネットワークを提案した。カメラセンサネットワークによる協調追跡では、カメラのターゲットへの割り当てと割り当てられたターゲットの追跡を行う必要がある。このうち、ターゲット割り当て問題を解くためには、カメラやターゲットの位置などの大域的な情報が必要であり、また計算量も大きくなるため、限られた計算資源しかもたないカメラエージェントのみで解くことは一般に困難である。そこで、提案手法では大域的な情報を扱うことができるコーディネータを導入した2-レベル階層型のカメラセンサネットワークを提案し、複数のカメラがターゲットを協調して追跡できることを示した。本年度はこの他にも、収束速度の向上を目的としたマルチホップ通信や通信の量子化制約を考慮した合意制御、ネットワーク化通信におけるスケジューリングに関する研究にも取り組んだ。平成27年度はおおむね順調に研究を進めることができた。当初の研究計画の通り、エージェント間の通信制約を考慮した事象駆動型の制御則や量子化誤差を考慮した制御則を導出することができた。また、提案制御法の応用例として、カメラセンサネットワークによる協調追跡に関する研究も行った。これらの研究により、提案手法が幅広い分野に応用できることを示すことができた。平成27年度はこれらの成果をもとにした学術論文誌3本が採録され、招待講演1件、国際学会3件、国内会議8件(チュートリアル、ワークショップ講演3件を含む)の発表を行うことができた。また、マルチエージェントシステムの協調制御に関する教科書を同分野に関する複数の研究者とともに共著として発刊した。平成28年度はネットワーク通信の帯域に関する制約を考慮した協調制御の基礎研究を行った。一般的な離散時間の合意制御では、ある一定のサンプリング周期ごとに他のエージェントとの通信を行う必要がある。このような制御法は時間駆動型制御と呼ばれ、合意制御に関する既存の多くの研究はこの時間駆動型制御を対象にしている。しかし、時間駆動型制御では、他のエージェントとの状態の差が小さい時など、それほど他のエージェントとの通信が必要ではない場合においても、常にサンプリング周期毎に通信が行われてしまう。このように、時間駆動型制御ではエージェント間の通信に関して不必要に電力やネットワーク帯域を消費してしまうため、バッテリを搭載した小型のモバイルエージェントを用いたフォーメーション制御など各エージェントの電力資源が限られている状況や限られたネットワーク帯域のみしか使用できない無線通信による情報伝達が必要な状況といった現実的な場面での適用を考える上では望ましくないことも多い。

そこで、本研究では、必要なときにのみ他のエージェントと通信を行う事象駆動型合意ダイナミクスについて考察し、反復アルゴリズムの収束性やリアプノフの安定性理論に関する議論を用い、通信回数を削減しつつ合意を達成するための十分条件を導出した。また、平成28年度は分散協調制御のカメラセンサネットワークへの応用について検討し、複数のカメラがターゲットを取り囲むように追跡を行う協調取り囲み制御法を提案した。平成28年度は、この他にも離散時間協調制御とグラフ信号処理との理論的関連性に着目し、信号間のネットワーク構造を考慮して効率的に画像の平滑化が実現できるバイラテラルフィルタを提案した。平成28年度はおおむね順調に研究を進めることができた。当初の研究計画の通り、エージェント間の通信制約を考慮した事象駆動型の合意制御や分散最適化アルゴリズムを導出した。これらの研究成果により、個々のエージェントの電力資源やネットワーク帯域が限られる場合など、より実システムの運用状況に近い場合における合意制御や分散最適化の手法を示すことができた。また、合意制御に基づくカメラセンサネットワークによる分散取り囲み追跡に関する研究も行った。平成28年度はこれらの成果をもとにした学術論文5本が採録された。また、招待講演2件、国際学会1件、国内会議7件の発表を行うことができた。以上より、平成28年度までの研究により本研究の目的はほぼ予定通り遂行されたと考える。本研究の目的は、物理制約や情報通信制約を考慮した高信頼な自律分散協調制御法を確立することである。平成29年度は複数のエージェントから構成されるマルチエージェントシステムを対象とし、各エージェントが他のエージェントとの通信を行うことでシステム全体としての最適解を分散的に推定する合意制御に基づく分散最適化に関する基礎研究を行った。一般的な離散時間の分散最適化アルゴリズムでは、一定のサンプリング周期で他のエージェントと通信を行う。しかし、時間駆動型通信では他のエージェントとの状態の差が小さい時など、通信が必要ではない場合においてもサンプリング周期毎に通信が行われ、不必要に電力やネットワーク帯域を消費してしまう。本研究で対象とするようなマルチエージェントシステムでは、ネットワークの輻輳の観点からもできる限りエージェント間の通信の回数は抑えることが望ましい。そこで、本研究ではエージェント間の状態の差があるしきい値を超えたときのみ他のエージェントと通信を行う事象駆動型通信による分散最適化アルゴリズムについて考察した。
生体機能物質の合成

本特定研究の最終年度として本班は下記のような研究実績を挙げた。1)第2班中嶋暉躬班長との共同研究としてパプアニューギニア産クモの毒素NSTXー3の全合成を行い、その活性構造を調べた。また日本産ジョロウグモより得られた昆虫殺虫物質クラバミンの全合成を行った。さらにグラ陰性菌のバルジ(膨出部)形成を誘因するバルジシンAの全合成を行った(芝)。2)活性型ビタミンD_3の生理活性に対する22位炭素原子の立体配置およびA環の立体配座の関係について合成化合物を用いて研究した(池川)。3)ムチン型糖タンパク質の合成研究の一環として酸性血糖とレーセリンとの縮合物の合成を行った(小川)。4)医学生物学的重要性がますます高まっているガングリオシドGM3の誘導体のモノクロナール抗体との反応性について調べた(永井)。5)抗ウイルス作用を有するオイデストミンLの合成に成功し、また海産天然物Nーラウロイルーエリスロードコサスフィンがー48ージエニンの合成を行った(日野)。6)セカンドメッセンジャー機能を有するイノシトール(1、3、4、6)テトラリン酸などの化合物の合成を行った(尾崎)。7)白血球に対する血管透過性など種々の生理活性を示す酸化型不飽和脂肪酸の合成を行った(加藤)。8)海洋産環状ペプチドのユリチアサクラマイド、アシジアササイクラマイド、ユリサイクラマイドの合成物についてその殺細胞性の内容について検討し、またカリブ海産ホヤの生産する抗腫瘍性デプシペプチドダイデムニン類について活性と構造との関係を調べた(塩入)。9)1α、25ージヒドロキシビタミンD_3の全合成研究を進め、その重要中間体の合成を終った(橋本)。10)ペプチドホルモンであるブタコレシストキニンの全合成研究を進めた(藤井)。
データ駆動型アプローチによるエピゲノムを介したイネ胚乳の遺伝子発現制御機構の解明

本研究では胚乳特異的な遺伝子発現に関与するエピジェネティック制御因子を同定する。また、DNAメチル化やヒストン修飾といった各エピゲノムが相互に制御し合っている可能性を検証する。加えて、chromatin accessibilityと転写因子の結合部位を同定することにより転写因子-ゲノム-エピゲノムの相互作用を明らかにする。これらの結果を組み合わせることによって、イネ胚乳の物質貯蔵に関わる複合的な遺伝子発現制御ネットワークの解明を行う研究である。
重力健康科学の基盤創成

人間は、衛生環境の改善により寿命を倍に延長させたが、肝心な自分の身体の生存維持原理を明らかにする視点を持ち得ていない。本研究では、「重力場における生命原理:"動的不安定性"の適切(軸・中心を定義)・適度(ホメオスタシス成立範囲内)な維持を、多細胞動物であるヒトへ適用するために、個体(身体)と細胞の二階層での対応策を考え、かつ両レベルを適切、適度に動物のシステム原理と人間原理の両軸から対応させる必要があることを明らかにし、それらを統合する方策を提案することを目的とする。今年度はH22年度に実施できなかった細胞実験を行った。当初の予定では細胞骨格の外乱剤、Ca2+の時空間的変化及び強度などの解析を行う予定であったが、農工大・渡辺研究室との共同研究が可能になったので、ファインな細胞力学評価系を用いた独創性の高い研究を行った。すなわち身体運動時に細胞外基質の分泌能力の高い間充織由来細胞のうち、L6筋芽細胞を用い細胞骨格の分子シャペロン・αB-クリスタリンの多寡による細胞接着・ダイナミクスを三次元マイクロ加工アクリルアミド剣山上で行い、細胞が接着時に発揮する力(接着細胞の健康度の指標になる)を定量的に評価した。その結果、アンチセンスαB-クリスタリンを発現するL6細胞は、対照のL6細胞に比較して接着力が弱く、細胞形態も異なり、αB-クリスタリンが筋芽細胞の健康度に大きく関わっていることが示唆された。このことは宇宙での微小重力下で引き起こされる廃用性筋萎縮の問題との関連が予想されるため、今後さらに追求していきたいと考えている。以上をもって2年間にわたる「重力健康科学の基盤創成」は完了したが、細胞およびヒトレベルにおいて一定の成果を得ることができ、いまだ抜本的な対策がとられていない超高齢社会における身体問題について科学的根拠を打ち出す新規学術領域創成への芽を育むことができたと考えている。進化の頂点に位置する人間の生存基本原理を、「重力」というキーワードで再構築し、心を含む「人間」の健康を評価する方法を開発する。主に反射動作で動く動物としての「ヒト」でなく、きわめてファインに構成されかつ意識や心の影響を受けやすい「人間」の身体の基本戦略を明らかにする。本研究は、そのため立位時の重心が位置する体幹の制御や横隔膜呼吸の調節が可能な姿勢や運動に注目する。<ヒト実験>身体重心の不安定性制御に関する内部モデルの神経機構を検討する目的で、不安定なバランスボード上でバランス保持課題を行っている動画を提示した際の脳活動をfMRIにて計測した。被検者自身がバランス課題を遂行し、その動画を提示した際の脳活動を検討した結果、下肢・体幹を中心とした運動制御系と、危機認知及び自律神経系の制御系を含む神経機構が関与していることが示された。この結果はH21年度日本臨床神経生理学会、H22年度ICCN2010にて発表した。<細胞実験>細胞のみならず、細胞から成る身体にも、細胞(生命)原理を適用し、なおかつヒトの身体のかたちや身心の連携の特殊性に考慮して、細胞を活性化させる形態・構造を尊重したストレス応答・適応理論を用いる。心筋細胞を対象にして実験したtaxolとnocodazoleをいれたときにaB-crystallinとtubulinが共局在して局在を変化させるので、拍動毎に、細胞外からのCa2+の流入が考えられ、それにともない本研究の仮説である「細胞レベルでの動的不安定性が適応に必須な分子シャペロン・aB-crystallinの局在を変化させて動的不安定性を維持している可能性がある」。共焦点レーザー顕微鏡の修理の必要があったためCa2+のイメージングは、H23年度に行う予定。

以上をもって2年間にわたる「重力健康科学の基盤創成」は完了したが、細胞およびヒトレベルにおいて一定の成果を得ることができ、いまだ抜本的な対策がとられていない超高齢社会における身体問題について科学的根拠を打ち出す新規学術領域創成への芽を育むことができたと考えている。
Ｈｉｐｐｏシグナル経路による細胞間コミュニケーションの解析

今年度は、前年度に引き続き、モザイク胚において、細胞競合が生じるメカニズムを明らかにすること、に取り組んできた。具体的には、薬剤(タモキシフェン)誘導型のCre/loxPシステムを利用し、導入遺伝子の発現細胞をモザイク状にもつ胚(モザイク胚)を作製した。導入遺伝子として、Rosa26遺伝子座から、Tead活性化型もしくはTead不活性化型をGFPと共に発現誘導し、さらに、正常細胞の指標とするため、同じ遺伝子座から核移行型mCherryを発現誘導した。実際には、これらのマウス胚(E7.5)を培養下で薬剤誘導して、モザイク胚を作製し、共焦点顕微鏡を用いて24時間程度のタイムラプス・ライブイメージングをおこなった。その結果、Tead活性化型、不活性化型共に、Tg細胞が出現するタイミングが、正常細胞に比べて遅く、誘導直後からTg細胞が排除されていることが予想された。そこで、誘導直後の胚をより詳細に観察していくと、細胞が断片化されて、組織内に取り込まれていくような現象が複数観察された。また、遅いながらも出現してきたTg細胞が、その後どのような運命をたどるのか(排除されるのか否か)を確認するために、誘導4日後の胚(E6.5で薬剤投与し、E10.5で固定)でもTg細胞と正常細胞の割合を観察した。現在のところ予備的な結果ではあるが、Tg細胞の存在がある程度認められており、必ずしも全てのTg細胞が排除されるわけではないことが確認できた。このことから、研究計画で提案してきた、異質なものもある程度は許容する「細胞協調」の仕組みが備わっていることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、Hippoシグナル経路を改変した細胞を、マウス胚においてモザイク状に発現させ、隣接する野生型細胞との間でおこる動的なふるまいの変化(増殖、細胞死、形態変化など)を観察する。これにより、組織形成におけるHippoシグナルの役割を明らかにし、胚発生における協調的な組織形成のメカニズム解明を目指す。今年度は、モザイク胚において、細胞競合が生じるメカニズムを明らかにすること、に取り組んできた。具体的には、まず、薬剤(タモキシフェン)誘導型のCre/loxPシステムを利用し、導入遺伝子の発現細胞をモザイク状にもつ胚(モザイク胚)の作製を可能にした。導入遺伝子として、Rosa26遺伝子座から、Tead活性化型もしくはTead不活性化型をGFPと共に発現誘導し、さらに、正常細胞の指標とするため、同じ遺伝子座から核移行型皿Cherryを発現誘導した。実際には、これらのマウス胚を培養下で薬剤誘導して、モザイク胚を作製し、共焦点顕微鏡を用いて24時間程度のタイムラプス・ライブイメージングをおこなった。その結果、Tead活性化型、不活性化型共に、発現してくる細胞数は正常細胞に比べて明らかに減少していた。また、予備的な結果ではあるが、Tead活性化型、不活性化型共に、GFP発現細胞が胚表層から飛び出てくるようなサンプルが複数得られており、apicalからの放出による生細胞の排除が推測された。これらの結果をもとに、今後は、空間的・時間的により分解能の高い観察を実施し、排除の仕組みの理解へとつなげていく予定である。マウス胚における細胞競合のライブイメージングの系が確立されつつあるため。今後は、空間的・時間的により分解能の高い観察を実施し、排除の仕組みの理解へとつなげていく予定である。
セラミックスの高靭化に関する基礎的研究

セラミックスに特有な脆性を克服るための基礎研究として, (1)微細構造の制御による高靭性セラミックスの製造化学的研究,並びに(2)脆性材料の破壊靭性評価の見直し,を行った.セラミックスの靭性は,焼結体組織に強く依存することが知られているので,本研究においては,炭化ケイ素ウイスカーを複合化した酸化物・非酸化物セラミックスの作製し,室温から高温までの広い温度範囲にわたって破壊靭性KIC,有効破壊エネルギーγeffの評価を行った.具体的な複合化の系はMgO-Sic(w)系, AlN-SiC(w)系であった.どちらの系においても,室温でのKIC値は単味の焼結体の1.5倍程度であり,その靭性向上機構は主にクラックの偏向に起因するものであった.一方, MgO-SiC(w)系では1000゚C以上, AlN-SiC(w)系では1400゚C以上で, KICの急増が認められた.破面観察から,この高靭性化は,昇温に伴うマトリックス相とウイスカーの弾性的性質の差,並びに両者の界面結合力の低下によってもたらされるウイスカーの引き抜き効果によるものであることが分った.破壊靭性評価法の見直しとしては,セラミックスの力学特性評価法として一般化してきた線形破壊力学的手法の修正と問題点の整理を行い,上述したKICやγeffなどの物理的意味を明確にする努力をした.アルミナや炭化ケイ素焼結体のような線形弾性体的挙動の顕著なセラミックス,耐火物,不焼成キャスタブルなどの非線形挙動をも含むセラミックスを破壊し,その結果を弾塑性破壊力学的手法で整理した.これらの作業により,弾塑性破壊力学によって得られる塑性散逸率は,ウンスカー引き抜き効果のようなプロセスゾーン内でのエネルギー吸収現象を定量化するための有力なパラメータとなり得ることを明確にした.セラミックスに特有な脆性を克服るための基礎研究として, (1)微細構造の制御による高靭性セラミックスの製造化学的研究,並びに(2)脆性材料の破壊靭性評価の見直し,を行った.セラミックスの靭性は,焼結体組織に強く依存することが知られているので,本研究においては,炭化ケイ素ウイスカーを複合化した酸化物・非酸化物セラミックスの作製し,室温から高温までの広い温度範囲にわたって破壊靭性KIC,有効破壊エネルギーγeffの評価を行った.具体的な複合化の系はMgO-Sic(w)系, AlN-SiC(w)系であった.どちらの系においても,室温でのKIC値は単味の焼結体の1.5倍程度であり,その靭性向上機構は主にクラックの偏向に起因するものであった.一方, MgO-SiC(w)系では1000゚C以上, AlN-SiC(w)系では1400゚C以上で, KICの急増が認められた.破面観察から,この高靭性化は,昇温に伴うマトリックス相とウイスカーの弾性的性質の差,並びに両者の界面結合力の低下によってもたらされるウイスカーの引き抜き効果によるものであることが分った.破壊靭性評価法の見直しとしては,セラミックスの力学特性評価法として一般化してきた線形破壊力学的手法の修正と問題点の整理を行い,上述したKICやγeffなどの物理的意味を明確にする努力をした.アルミナや炭化ケイ素焼結体のような線形弾性体的挙動の顕著なセラミックス,耐火物,不焼成キャスタブルなどの非線形挙動をも含むセラミックスを破壊し,その結果を弾塑性破壊力学的手法で整理した.これらの作業により,弾塑性破壊力学によって得られる塑性散逸率は,ウンスカー引き抜き効果のようなプロセスゾーン内でのエネルギー吸収現象を定量化するための有力なパラメータとなり得ることを明確にした.セラミックスの脆性を克服するために、炭化ケイ素ウイスカーを分散させた複合焼結体を作製し、室温から1400°Cまでの温度範囲にわたっての破壊靭性,有効破壊エネルギー値を評価した。このような複合セラミックスが高靭性を発揮するためには、ウイスカーとマトリックス材との均一な混合が不可欠である。本研究では、まず湿式混合粉末をロータリーエバポレータで急速に減圧乾燥する手法を導入し、ウイスカーの擬集や損傷を極力抑えて易焼結性の造粒粉体を作製できることを明確にした。また従来から指摘されてきたように、セラミックウイスカーの混合は複合焼結体の緻密化を阻害する。種々の割合でウイスカーを複合化させた場合について、ホットプレス法を導入して充分緻密化させたモデル試片を作製すると共に、普通焼成条件下における密度の測定を行い、その際の焼結助剤の添加効果についても検討した。得られた焼結体の有効破壊エネルギーを比較すると、室温付近では複合焼結体の値が単味の焼結体のそれのせいぜい2倍程度となり、その時の高靭化の機構はクラックの偏向によるものであった。いっぽう複合焼結体の破壊エネルギーは1000°C以上で上昇し、例えば1400°Cでは単味の焼結体を約1桁程度に向上した。その時の高靭化の機構は、昇温に伴なうマトリックス相とウイスカーの弾性率の差、ならびに炭化ケイ素ウイスカーとマトリックスとの界面の低下によって生じるウイスカーの引き抜き効果によるものであった。

以上のような複合系のセラミック材料の高靭化の機構をより定量的に評価するために、従来から熱衝撃損傷抵抗を大きくすることによって実用化に成功してきた耐火物を使って、弾塑性破壊力学的な手法で解析を行い、上述のウイスカー複合セラミックスの破壊挙動との比較検討を行っている。セラミックスの破壊靭性Kicは,クラック先端のプロセスゾーンでのエネルギー吸収機構の調節によって大きく変化させることができる.高靭化されたセラミっクスが巨視的にも弾塑性体的な挙動を示し易いのは,この理由による.そしてそれらのセラミックスでは,クラックの追展開始と伝播の過程とでクラック進展抵抗が異なり,Kicの物理的意味も不明確となり易い.本年度の研究では,複雑な組織制御によって高靭化が達成されてきた耐火物や不定形耐火モルタルを取り上げ,その破壊現象を弾塑性破壊力学的手法で整理することを試みると共に,本的的には線形弾性体と考えられてきたエンジニアリングセラミックスの高温での破壊靭性や有効破壊エネルギー評価上の問題点を検討した.シャモット質,グラファイト質の耐火レンガの破壊過程を非線形破壊力学的に解析し,上昇型のRー曲線挙動を観察すると共に,その結果を耐火物特有の組識と組成とに関係付けて解釈した.耐火モルタルにアランダム粉やグラスファイバーを混入したモデル複合材料を作り,添加物の形状と破壊挙動との関係を整理した.アルミナ,炭化ケイ素などの高強度セラミックスの破壊靭性,有効破壊エネルギー,ヤング率,硬度を広い温度範囲にわたって測定し,その温度依存性を焼結体の微視的構造と関連付けて説明し,これらのセラミックスの力学特性評価法として定着している線形破壊力学的手法の問題点を指摘した.
ウイルソン病モデルラット(LECラット)に見られる銅トランスポーターの機能異常

近年、ヒトウィルソン病の原因遺伝子としてP-type ATPaseに属する、銅のトランスポーター蛋白をコードしているATP7B遺伝子が同定された。一方、ヒトウィルソン病と同様に肝臓内の銅異常蓄積を呈するLECラットにおいてもこの遺伝子の異常が見つかり、このラットが、ヒトウィルソン病の動物モデルでとして有用であることが明らかにされている。しかし、ATP7B遺伝子の異常が、銅代謝異常を引き起こしているという直接的な証拠は未だ示されておらず、また、この遺伝子産物である銅トランスポーターの細胞内での動態および機能も完全には明らかにされていない。そこで、まず、LECラットでは、銅の肝臓から血中への排出低下が見られることから、その障害部位を同定するために、肝細胞の細胞内分画を行った。この結果、ゴルジ装置において銅がセルロプラスミンに結合できず、銅を持たないセルロプラスミンが血中に分泌されることがわかった。次に、この銅トランスポーターの細胞内での局在を調べるために、ATP7B遺伝子を、リン酸カルシュウム法により培養細胞に導入した。一過性発現を見た場合、銅トランスポーターは、ゴルジ装置に局在していることが蛍光抗体法により明らかになった。以上のことより、ヒトウィルソン病の動物モデルであるLECラットでは、異常な銅トランスポーターがゴルジ装置にあるために、セルロプラスミンが銅を持たずに分泌され、銅が肝臓内に蓄積するものと考えられた。今後は、種々の変異を持ったATP7B遺伝子を細胞に導入し、銅トランスポーターの機能発現に必要な構造をより詳細に明らかにする。さらに、LECラットの肝臓にATP7B遺伝子をアデノウィルスを用いて導入し、ウィルソン病に対する遺伝子治療のモデルとする。
北シリアにおけるウバイド文化の社会復元

報告者は、北シリア(メソポタミア)におけるウバイド文化の社会復元を目的として研究を続けてきた。1988年に、北シリアのテル・カシュカショク遺跡で発掘調査を実施した際に、ウバイド期および後続期に属する墓壙群がテル一面に拡がっていることを確認した。同時期における墓地の発見は、今までに希有の例であり、ウバイド社会を復元するのに画期的な資料呈示となった。かつて、カシュカショク墓の副葬品(土器)を北シリアやメソポタミアのウバイド墓出土品と比較分析し、独自の器形分類に基づいた仮編年組列を構築した。また、本遺跡で見つかったウバイド墓の構造、掘り込みレヴェル、切り合い関係といった点に着目し、同墓壙群を自己完結的に(副葬品を用いずに)時間軸上で組列してみた。そして、この方法で案出された仮編年を、上述の副葬品の編年試案とクロスチェックしていき、体系的な編年を創出した。現在、同編年を基にして、北シリアにおけるウバイド墓の時空座標を検討し、特定の構造・葬法・副葬品がどのような地域に分布し(地域性)、どのようにして選択され(選択性)、どのようにして継承されていったのか(伝承性)といったテーマに切り込んでいる。さらに、「埋葬」という特異な視点から、ウバイド期の社会構造を探り、社会にどの程度階層化が看取されるのか、社会がどの位複雑になっていたのかを吟味している。今後は、独自に設定した地域圏を単位として、ウバイド社会が複雑化していくプロセスを墓の構造・葬法・副葬品といった諸側面からアプローチしていく。さらに、当時の人々の宗教観について微力ながらも推察を行い、宗教ネットワークとでも言うべき社会的機能が果たした役割も考察していく。
各種ポリフェノール類と微量栄養素の相互作用に関する栄養生理学的研究

各種微量元素、有害金属などの腸管吸収におけるポリフェノール類の吸収促進、阻害作用を明らかにするため、マルチトレーサー法およびラット反転腸管実験法を用い、タンニン酸が微量元素の吸収に及ぼす影響を検討した。7週齢のWistar系雄性ラットをネンブタール麻酔下で開腹し、十二指腸、空腸および回腸を摘出して反転腸を作成し、漿膜側に緩衝液を注入した。反転腸は、マルチトレーサーを含み、鉄として0.5mgに相当する硫酸第一鉄を添加した緩衝液、またはマルチトレーサーおよび硫酸第一鉄を含みタンニン酸2mgを添加した緩衝液に入れ、37°Cで1時間インキュベートした。その間、酸素95%:二酸化炭素5%混合ガスをバブリングした。インキュベート後、漿膜側液を採取し、溶液中に含まれる放射能を高純度ゲルマニウム半導体検出器で測定・解析した。マルチトレーサー、硫酸第一鉄およびタンニン酸を添加した緩衝液でインキュベートした群は、マルチトレーサーおよび硫酸第一鉄を添加した緩衝液でインキュベートした群に比べ、空腸および回腸において、鉄の取り込みが有意に低値を示した。亜鉛の取り込みでは、タンニン酸を添加した群はタンニン酸を添加していない群に比べ、空腸において有意に低値であった。コバルトの取り込みでは、タンニン酸を添加した群は、タンニン酸を添加していない群に比べ、十二指腸および空腸において有意に低値であった。バナジウムおよびセレン、有害金属であるヒ素の取り込みは、タンニン酸の作用を受けなかった。これらのことから、タンニン酸は鉄、亜鉛およびコバルトなどの腸管吸収に影響を及ぼす可能性が示唆された。さらに、ポリフェノールと鉄の錯体形成能および結合定数について、現在検討を行っている。ポリフェノール類と微量元素、有害金属の代謝における相互作用について検討するため、理研リングサイクロトロンを用いてマルチトレーサーを製造した。ラットにマルチトレーサーおよびポリフェノールとしてタンニン酸2mgを投与し、経時的に解剖して臓器を摘出し、臓器中に含有される放射能をゲルマニウム半導体検出器で測定した。タンニン酸投与群はコントロール群に比べ亜鉛およびルビジウムの臓器への取り込みが低値を示した。マンガン、セレン、ヒ素、コバルトおよびナトリウムの各臓器への取り込みは、タンニン酸による著しい阻害が認められなかった。これらの結果から、タンニン酸は亜鉛、ルビジウムの吸収を阻害する可能性が示唆された。マンガン、セレン、ヒ素、コバルトおよびナトリウムの吸収はタンニン酸の影響を受けにくいことが示唆された。タンニン酸投与群の鉄の取り込みは、コントロール群に比べ顕著な差は認められなかったが、実験に用いたマルチトレーサーに含有される鉄が微量であり検出・解析が困難であったことから、カニュレーション法を用い鉄吸収に及ぼすタンニン酸の影響について検討した。ラツトの頚静脈および胃にカニューレを挿管固定し、それぞれ採血用、および試料投与用とした。術後回復期間を設けた後、ラットに鉄0.5mgおよびタンニン酸2mgを投与して経時的に採血し、血清鉄濃度を測定した。タンニン酸を投与した群は、試料投与4時間半後にコントロール群に比べ血清鉄濃度が有意に低値を示したことから、タンニン酸は鉄の吸収を抑制する傾向が認められた。これらの結果から、タンニン酸は鉄の吸収に影響を及ぼす可能性が示唆された。さらに、カテキンが鉄吸収に及ぼす影響について同様に実験を行った結果、鉄の摂取量が充分であれば緑茶2杯分に含まれる量に相当するカテキンは、鉄の吸収に著しい影響を及ぼさないことが示唆された。ポリフェノール類は、その機能性について多くの研究が行われ、生体に対する様々な作用が報告されている。しかしながら、他の栄養素に及ぼす影響などについては不明な点が多い。ポリフェノール類の錯体形成能や凝集沈殿効果などの化学的性質を考慮すると、ポリフェノールが生体必須元素や有害金属、微量栄養素などの代謝過程に大きく影響を与えていると考えられる。そこで、昨年度に引き続き、カニュレーション法を用い鉄吸収に及ぼすカテキンの影響について検討した。ラットの頚静脈および胃にカニューレを挿管固定し、それぞれ採血用、および試料投与用とした。試料は、鉄として5mgに相当する硫酸第一鉄、または硫酸第一鉄にカテキン0.2mgを加えたものを0.5mlに調整した。術後回復期間を設けた後、ラットに試料を投与して経時的に採血を行った。採取した血液は遠心分離を行い、血漿より鉄吸収の指標として血清鉄濃度を測定した。硫酸第一鉄およびカテキンを投与した群は、試料投与15分後および30分後において硫酸第一鉄のみを投与した群に比べ血清鉄濃度が高値を示し、試料投与15分後においては、両群間で有意な差が認められた。しかし、血清鉄濃度の経時的変化より曲線下面積を求め、鉄の吸収について検討したところ、硫酸第一鉄およびカテキンを投与した群は、硫酸第一鉄のみを投与した群と比較し有意な差は認められなかった。このことから、鉄の摂取量が多い場合、カテキンは鉄吸収を阻害せず、むしろ鉄の吸収速度を促進する可能性が示唆されたが、カテキンが鉄吸収に及ぼす影響について考察するためには、他の栄養素が存在する場合における検討が必要であると考えられる。現在、鉄濃度を変化させた場合のカテキンが鉄吸収に及ぼす影響の変化について検討中である。

各種微量元素、有害金属などの腸管吸収におけるポリフェノール類の吸収促進、阻害作用を明らかにするため、マルチトレーサー法およびラット反転腸管実験法を用い、タンニン酸が微量元素の吸収に及ぼす影響を検討した。7週齢のWistar系雄性ラットをネンブタール麻酔下で開腹し、十二指腸、空腸および回腸を摘出して反転腸を作成し、漿膜側に緩衝液を注入した。反転腸は、マルチトレーサーを含み、鉄として0.5mgに相当する硫酸第一鉄を添加した緩衝液、またはマルチトレーサーおよび硫酸第一鉄を含みタンニン酸2mgを添加した緩衝液に入れ、37°Cで1時間インキュベートした。その間、酸素95%:二酸化炭素5%混合ガスをバブリングした。インキュベート後、漿膜側液を採取し、溶液中に含まれる放射能を高純度ゲルマニウム半導体検出器で測定・解析した。マルチトレーサー、硫酸第一鉄およびタンニン酸を添加した緩衝液でインキュベートした群は、マルチトレーサーおよび硫酸第一鉄を添加した緩衝液でインキュベートした群に比べ、空腸および回腸において、鉄の取り込みが有意に低値を示した。亜鉛の取り込みでは、タンニン酸を添加した群はタンニン酸を添加していない群に比べ、空腸において有意に低値であった。コバルトの取り込みでは、タンニン酸を添加した群は、タンニン酸を添加していない群に比べ、十二指腸および空腸において有意に低値であった。バナジウムおよびセレン、有害金属であるヒ素の取り込みは、タンニン酸の作用を受けなかった。これらのことから、タンニン酸は鉄、亜鉛およびコバルトなどの腸管吸収に影響を及ぼす可能性が示唆された。さらに、ポリフェノールと鉄の錯体形成能および結合定数について、現在検討を行っている。
家族の性・年齢を定量的に組み込んだ家族歴による生活習慣病のリスク予測と標価

2316名の高校生の24,071人の生活習慣病の既往歴調査データから家族の性・年齢別虚血性心疾患既往割合を算出し、そのロジスティック解析から家族の性、年齢の違いによる既往割合への影響を定量的に検討した。性差のオッズ比は1.61、年齢差のオッズ比は1.07で性差、年齢差とも全年齢層にて有意であったが、70歳未満で双方とも大きく、そのリスク因子としての家族歴評価では性.年齢を考慮すべきであることが示された。家族の年齢のみならず、家族歴陽性者が女性家族である場合にはより大きなリスク要因として評価すべきであることを初めて明確に指摘した。次いで生活習慣病の家族歴の再現性を検討した。虚血性心疾患、脳卒中、糖尿病では、家族の性および年齢を定量的に考慮した方法を考案しその有用性を検討した。1584名の高校生の17,127人の両親、祖父母、おじおばの虚血性心疾患既往歴のロジスティック解析から家族の性、年齢の違いによるオッズ比1.60および1.06を得た。性差オッズ比年齢のオッズ比の8乗に近く、性差は年齢8歳の違いに相当することになる。そこで、各家族既往歴の高校生への負荷を各家族毎に(30/リスク年齢)の4乗で計算した。リスク年齢は10歳区分発症年齢または未発症では現在または死亡年齢である。年齢別既往割合は年齢の4乗に最も近いので4乗を用いた。年齢30歳未満は30とした。ここで女性家族ではリスク年齢から8歳を減じた。各家族のリスク値を両親では2倍、おじおばは父母方別に2人相当とし、祖父母を加えて12で除した。この家族リスク値と(総コレステロール-HDLコレステロール)/HDLコレステロールで定義される高校生の動脈硬化指数とのオッズ比をみたところ、家族歴リスク値を中央値で2分すると1.50、最低4分位と最高4分位では1.84といずれも有意となった。従来の家族歴評価法よりハイリスク高校生の把握能が優れていた。生活習慣病発症には遺伝要因と生活習慣を含む環境要因が関与しているため、その双方を反映する家族歴は重要なリスク因子となっている。特に小児期に判明するリスク因子では最も重要である。このため家族歴の評価は欠かせないが、ほとんどの研究において、家族の性別や年齢を考慮せず、家族に生活習慣病の既往者があればリスクありとする評価法を用いている。生活習慣病の発症には男女差があり、しかも年齢の指数関数的に高くなるので、これではリスクとしての正しい評価はできない。従来のこの方法の問題点を指摘し、どの程度問題となりうるかを虚血性心疾患を対象として定量的に論じた。このような解析は世界でも初めてのものである。2316名の男子高校生を対象に健康診断の一環としてアンケート調査を実施した。アンケートは両親に記載を依頼し、両親、祖父母、おじ・おばについて、年齢または死亡年齢、虚血性心疾患既往の有無と既往のある場合はその10歳区分の発症年代を尋ねた。情報の得られた家族24,071人のデータから性・年齢別既往割合を算出し、従属変数を既往割合、独立変数を性、年齢としたロジスティック解析を行った。

性差のオッズ比および95%信頼区間は1.611および1.418-1.831で、年齢差のオッズ比および95%信頼区間は1.067および1.063-1.072であった。このことは、同年齢では男は女の1.611倍、また家族の年齢がn歳違えば1.067のn乗倍既往が増えることを意味する。家族の性、年齢を無視すれば、リスクの誤分類や調査対象の選択バイアスが起こり、前者では解析で得られる関連を誤って弱め、後者では関連を誤って強める可能性が高くなる。したがってこのような家族の性、年齢を無視した定性的な家族歴評価は不適切であることが分かった。2316名の高校生の24,071人の生活習慣病の既往歴調査データから家族の性・年齢別虚血性心疾患既往割合を算出し、そのロジスティック解析から家族の性、年齢の違いによる既往割合への影響を定量的に検討した。性差のオッズ比は1.61、年齢差のオッズ比は1.07で性差、年齢差とも全年齢層にて有意であったが、70歳未満で双方とも大きく、そのリスク因子としての家族歴評価では性・年齢を考慮すべきであることが示された。家族の年齢のみならず、家族歴陽性者が女性家族である場合にはより大きなリスク要因として評価すべきであることを初めて明確に指摘した。次いで家族の性および年齢を定量的に考慮した方法を考案しその有用性を検討した。1584名の高校生の17,127人の両親、祖父母、おじおばの虚面性心疾患既往歴のロジスティック解析から家族の性、年齢の違いによるオッズ比1.60および1.06を得た。性差オッズ比年齢のオッズ比の8乗に近く、性差は年齢8歳の違いに相当することになる。そこで、各家族既往歴の高校生への負荷を各家族毎に(30/リスク年齢)の4乗で計算した。リスク年齢は10歳区分発症年齢または未発症では現在または死亡年齢である。年齢別既往割合は年齢の4乗に最も近いので4乗を用いた。年齢30歳未満は30とした。ここで女性家族ではリスク年齢から8歳を減じた。各家族のリスク値を両親では2倍、おじおばは父母方別に2人相当とし、祖父母を加えて12で除した。この家族リスク値と(総コレステロール-HDLコレステロール)/HDLコレステロールで定義される高校生の動脈硬化指数とのオッズ比をみたところ、家族歴リスク値を中央値で2分すると1.50、最低4分位と最高4分位では1.84といずれも有意となった。従来の家族歴評価法よりハイリスク高校生の把握能が優れていた。
ヒトエイズ剖検脳における、脳血管関門の破綻に関する研究

HIV感染末期のヒト剖検脳のうち、全身の日和見感染が脳に波及している群と、そうでない群(すなわちHIV脳症)の代表例を1例ずつサンプリングして、エポン樹脂包埋トルイジンブルー染色の準超薄(約0.5ミクロン厚)連続切片を50-100枚作り、再構築して三次元構造解析を試みた。サンプリング部位は後頭葉白質より、白質の微小血管周囲と皮質白質移行部を主として10カ所ずつで、組織学的に線維性グリオーシスの有無が確認されている部位である。再構築中に判明したことだが、エポン樹脂よりも、水溶性エポキシ樹脂(Quetol 651)による方が、グリア細胞を免疫染色しながら同定したり細胞と細胞の接着性がよく観察できることが判明した。その過程で、三次元粒体の計量分析を目的とした三次元形状係数に関する基礎的データが得られたので、この分野で比較的認知されているリンパ腫細胞でのデータを同時にとり、こちらを先に論文化した。現在、脳血管関門に関しての正常対照例を追加処理して、データの計量分析も含めて行っており、平成11年2月25日までには論文の受理に至っていない。研究は今後も継続していく予定である。方法論的には時間が予想以上にかかる事がわかったが有効であることはすでに示した通りである。本研究は、8例のHIV感染末期のヒト剖検脳を検索すると、全身の日和見感染が脳に波及している群と、そうでない群とにわけた場合、前者には、fiber gliosisが認められない=つまりastrocytesが先に侵される可能性があり、後者には、概ねfibergliosisを認める事から、HIVの脳への侵襲は、astrocyte-trophicな経路と、そうでない経路が示唆された事から、BBBへの関与が問題であることから始まった。本年度の形態学的解析からは、いずれの群にも、細小血管の内皮細胞が、同年齢対象と比べ、あきらかし腫大し、重層化していること、過去の古い繰り返された出血にともなうhemosiderinの沈着を認めた点で(いずれも未公開データー)、やはり、脳血管関門の少なくとも細小血管の内皮細胞には、ほぼ同等の、微生物の侵襲にともなう通常認められない変化であり、1)全身的には、細小血管の内皮細胞はどうか?2)準超微形態的に、三次元での細小血管の内皮細胞とastrocytesの関連を解析できないか?を考え、現在方針を少し修正して、検索中である。本研究は、自験例8例のHIV感染末期のヒト剖検脳の検索から、全身の日和見感染が脳に波及している群には、脳にfibergliosisを認めない、脳には波及しない群には、fibergliosisを認める事から、HIVの脳への侵襲はアストログリアを標的にする経路としない経路の二つの経路の存在が示唆された事から始まった。脳の微細血管の内皮細胞の肥厚は、光顕的にはどちらの群でも認められた。そこで、血管内皮とアストログリア双方の準超微形態的に三次元形態解析を予定し、解析準備にとりかかったが、今の所決定的なデータを見いだせていない。現在、解析は継続中である。平成9年度は、この2つの経路の存在に関して、第13回国際神経病理学会において問題提起し、あわせて他国のヒトHIV脳の剖検例での情報交換を行った。