hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物由来シグナルを介した病原菌と共生菌の感染戦略の解明

イネの最重要病害であるいもち病菌の防除には、抵抗性品種の育種・導入が必須である一方、その抵抗性を回避して感染する病原力の理解が不可欠である。また、菌根菌は植物の根に共生し養分交換により宿主植物と相利的な関係を保持し、イネもその宿主のひとつである。本研究では、根への人工接種が可能なイネいもち病菌と共生菌である菌根菌との感染戦略の類似性に着目し菌根菌の感染機構を明らかにする。特に、病原菌と共生菌における植物由来シグナルの認識を介した植物組織侵入メカニズムを明らかにする。イネOsRAM2の機能解析のため、先に、CRISPR/Cas9発現ベクターを用いてイネOsRAM2変異体を作出した。本年度はイネOsRAM2変異体のT1世代の変異部位を解析し、A塩基の挿入変異個体とC塩基の挿入変異個体の2種を選抜した。これらの挿入変異ヘテロ個体に菌根菌Rhizophagus irregularis胞子懸濁液を接種し、4週間後、各個体の根をWGA-FITCを用いて染色し、共焦点レーザー顕微鏡により観察した。その結果、OsRAM2変異体では、菌足(Hyphopodium)、内生菌糸、樹枝状体の形成率が野生型イネ個体と比較し顕著に低下し、明らかな菌根感染率の低下が確認された。2種の1塩基挿入イネ変異体を出穂させ、それぞれT2種子を得た。イネいもち病菌のGFP恒常発現株を用いイネ野生型および2種の1塩基挿入変異体T2世代への感染過程を観察した。播種後3日の野生型およびOsRAM21塩基挿入変異体イネ実生を滅菌土壌に移植し、イネいもち病菌GFPラベル株の胞子を接種した。2週間後、イネいもち病菌の感染を共焦点レーザー顕微鏡により観察したところ、いずれのOsRAM21塩基挿入変異体においてもイネいもち病菌の感染も菌足(Hyphopodium)の形成率が低下し、感染率が顕著に低下した。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、根への人工接種かが可能なイネいもち病菌と共生菌である菌根菌との感染戦略の類似性に着目し、病原菌の根への感染機構の解析で得られた情報をもとに、これまでほとんど解析例のない菌根菌の感染機構を明らかにする。イネOsRAM2変異体の作出イネOsRAM2の機能解析には、先に当研究室にて作出したサイレンシング個体の使用を計画していたが、イネの遺伝子変異個体の作出に必要なCRISPR/Cas発現ベクターが入手可能になったことから、まず、CRISPR/Cas発現ベクターを用いたイネOsRAM2変異体の作出に取り組んだ。イネOsRAM2遺伝子配列20 bpを発現ベクターにクローニングし、イネカルスに形質転換した。ベクターの挿入されたハイグロマイシン耐性個体を滅菌土壌に移植し、出穂誘導条件に置き育成した。得られた5個体の葉の一部からPCRにより、変異部位を検出し、これらがOsRAM2遺伝子内に1塩基挿入の変異を有することを確認した。各個体から、菌根菌やイネいもち病菌の接種実験に必要な十分量の種子を得た。また、播種後、3日のイネ実生を滅菌土壌に移植し、同時に菌根菌胞子を接種した。4週間後、菌根菌感染根を水酸化カリウム処理による透明化後、DAB溶液を1時間処理した。染色された根を光学顕微鏡により観察し、感染率を計測した。イネOsRAM2変異体では、菌根菌の感染率の低下が観察され、OsRAM2が、イネにおける菌根菌の感染誘導に不可欠であることが示された。イネOsRAM2変異体の作出を完了した。感染率の測定に必須の染色法も改善することができた。

イネいもち病菌のGFP恒常発現株を用いイネ野生型および2種の1塩基挿入変異体T2世代への感染過程を観察した。播種後3日の野生型およびOsRAM21塩基挿入変異体イネ実生を滅菌土壌に移植し、イネいもち病菌GFPラベル株の胞子を接種した。2週間後、イネいもち病菌の感染を共焦点レーザー顕微鏡により観察したところ、いずれのOsRAM21塩基挿入変異体においてもイネいもち病菌の感染も菌足(Hyphopodium)の形成率が低下し、感染率が顕著に低下した。イネの最重要病害であるいもち病菌の防除には、抵抗性品種の育種・導入が必須である一方、その抵抗性を回避して感染する病原力の理解が不可欠である。また、菌根菌は植物の根に共生し、養分交換により宿主植物と相利的な関係を保持する。本研究では、根への人工接種かが可能なイネいもち病菌と共生菌である菌根菌との感染戦略の類似性に着目し、菌根菌の感染機構を明らかにする。特に、病原菌と共生菌における植物由来シグナルの認識を介した植物組織侵入メカニズムを明らかにする。イネOsRAM2の機能解析のため、先に、CRISPR/Cas9発現ベクターを用いてイネOsRAM2変異体を作出した。本年度は、イネOsRAM2変異体を用いて菌根菌を接種し、菌根菌感染時におけるイネOsRAM2の機能を解析した。菌根菌Rhizophagusirregularis胞子懸濁液を野生型およびOsRAM2変異体イネ実生に接種し、チャンバーにて生育させた。4週間後、各個体の根をWGA-FITCを用いて染色し、共焦点レーザー顕微鏡により観察した。その結果、OsRAM2変異体では、菌足(Hyphopodium)、内生菌糸、樹枝状体の形成率が野生型イネ個体と比較し顕著に低下し、明らかな菌根感染率の低下が確認された。感染過程のより詳細な観察のため、イネいもち病菌GFPラベル株を作出した。イネいもち病菌にGFP恒常発現ベクターを形質転換した。得られた形質転換体をイネに接種し、野生株と同等な病原性を保持していることを確認した。野生型およびOsRAM2変異体イネ実生を滅菌土壌に移植し、イネいもち病菌GFPラベル株の胞子を接種した。2週間後、イネいもち病菌の感染を共焦点レーザー顕微鏡により観察したところ、OsRAM2変異体ではイネいもち病菌の感染も低下することが明らかとなった。イネOsRAM2変異体を用いた菌根菌の接種試験を完了した。イネいもち病菌のGFPラベル株の作出を完了し、イネへの接種法についても確立した。材料、および手法が調い、今後は接種実験を進め、微生物感染におけるOsRAM2の機能を明らかにしたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は、得られた変異体の変異部位の詳細を解析し、変異の種類の違いによる表現形質への影響を調査する。
胃由来の新しい消化管ホルモン、アペリンの生理学的、生化学的特性に関する研究

本研究では、アペリンの組織における局在をイムノアッセイ法、免疫組織化学的手法などを用いて検討し、また、アペリンの生理作用について研究した。まず、アペリンイムノアッセイを確立し、アペリンが肝臓、脾臓、膵臓、乳腺、肺、腎臓、脳、脊髄、胃、腸、心臓などの広範囲な組織に分布していることを明らかにした。また、アペリンの組織における分子形態を測定し、肺、腎臓、腸、脳ではアペリン17、脾臓においてはアペリン36、一肝臓ではアペリン13およびアペリン17に相当する分子を主成分として検出した。免疫組織化学的研究では、ラット膵臓、肝臓、脾臓、肺、心臓、胃腸、腸間膜などで動脈内皮などを中心にアペリンの免疫染色を検出し、アペリンが胃粘膜細胞および脂肪細胞にも局在していることを見いだした。また、我々はアペリンの摂食行動に対する作用を検討するため、脳室内にガイドステンレスチューブを挿入固定した雄性ラットを用い、自由運動下のもとでアペリンを投与したところ、アペリンの摂食促進効果を観察した。さらに、アペリンが高濃度でミルク中にも存在することを見いだし、アペリンがミルクのなかの外因性CCK遊離因子として新生児の消化機能を補助する役割を担うことを示唆した。また我々は、APJ受容体がエイズ感染におけるコレセプターの一つであることから、アペリンの抗エイズウイルス作用について検討し、アペリンがエイズウイルス感染を阻止することを見いだした。エイズウイルス感染阻止作用は、アペリン36が最も強く、アペリン12より低濃度で感染を阻止した。さらに我々は、アペリンがマウスBALB/c脾臓細胞のインターフェロンおよびインターロイキンの産生を抑制することを見いだし、アペリンがAPJ受容体を介してサイトカイン産生を修飾することを示唆した。これらの結果から、アペリンが生体防御機構においても何らかの生理的役割を演じているものと考えられた。本研究では、アペリンの組織における局在をラジオイムノアッセイ法、免疫組織化学的手法などを用いて検討し、また、アペリンの生理作用について研究した。まず、アペリンに対するラジオイムノアッセイ(RIA)を確立しウシ各種組織におけるアペリンの含有量を測定した。そして、アペリンが肝臓、脾臓、膵臓、乳腺、肺、腎臓、脳、脊髄、胃、腸、心臓などの広範囲な組織に分布していることを明らかにした。また、アペリンの分子形態を測定し、肺、腎臓、腸、脳ではアペリン17、脾臓においてはアペリン36、肝臓ではアペリン13およびアペリン17に相当する分子を主成分として検出した。生理作用に関する研究では、アペリンが強力な血圧降下作用を有することを見いだし、アペリン12が最も高い活性を示すことを明らかにした。また、肥満ラットに対するアペリンの血圧降下作用を検討し、肥満ラットに対するアペリンの効果が、正常ラットのそれよりも弱いことを見いだした。さらに、NO合成阻害剤であるL-NAMEの存在化でアペリンの血圧降下作用がほぼ完全に阻害されることを見だした。そこで、アペリンはNO合成を促進し、NOを介して血圧降下作用を現す可能性を示唆した。

また、我々はアペリンーが腸内分泌細胞からコレシストキニン(CCK)を極めて低濃度で遊離することを見いだした。アペリンは高濃度でミルク中にも存在することから、アペリンがミルクのなかの外因性CCK遊離因子として新生児の消化機能を補助する役割を担うことを示唆した。我々は、免疫組織学的研究によりアペリンが胃や腸粘膜組織に局在していることを明らかにしている。また、RIA法によりアペリンが肝臓、胃、腸などの組織に分布していることも見いだしている。また、アペリンmRNAが胃粘膜細胞やT細胞などに発現していること、アペリン受容体mRNAが小腸、大腸、白血球などに存在していることなどを観察している。そこで、我々はアペリンの消化器における生理作用を検討し、アペリンが単離された腸内分泌細胞からコレシストキニン(CCK)を低濃度で遊離することを見いだした。また、アペリンが腸由来のSTC-1細胞からもCCKを低濃度で遊離することを見いだした。アペリンは胃粘膜や脂肪組織から分泌され、CCKを遊離する作用を有することから、レプチン分泌などを介した食欲調節因子として消化器と脂肪組織からのシグナルを脳に伝達してエネルギー代謝のバランスに生理的な役割を担っている可能性を検討している。また、我々はアペリンをラット脳内に投与し摂食量が増加することを観察した。一方、循環呼吸中枢に密接な関連をもつ延髄腹外側領域におけるアペリンの作用をラットで測定したところ、アペリンの投与により血圧上昇および心拍数の増加が見いだされた。アペリン抗体による免疫染色では、延髄腹側表面に顕著なアペリン染色が観察された。これらの結果から、食欲中枢および循環中枢に対するアペリンの関与が示唆された。また、アペリンは肝臓のKupffer細胞にも局在し、サイトカイン産生を調節する作用を有するので、生体防御機構においても何らかの役割を演じていることが推測される。そこで、アペリンを通した消化器の生体防御機構への関与についても検討している。
複合型事故災害に対する責任ルールの比較制度分析：実験「法と経済学」による制度設計

複合型事故災害は自然災害を直接的な起因とし,人為的な要因によりその損害を拡大する.複合型事故災害に対する当事者のリスク認識バイアスに対応した責任ルールの基礎となる科学的知見を提供することを目指し,本研究では個人のリスク選好,損失選好,予防行動と社会経済的な背景を検証するため,フィールドと実験室での経済実験手法を用いて,次のような結果を得た.(1)サイクロンのリスクに直面するバングラデシュ沿岸農村部では責任ルールの設定がなく,被災からの回復にはマイクロクレジットや国内送金が重要となる.(2)被災家計のうち,所得回復に成功した家計はリスク愛好的であり,所得回復に失敗した家計は損失回避的である.複合型事故災害は,自然災害を直接的な起因としつつ,人為的な要因によってその損害を拡大する.その人為的要因の本質は,当事者の自然災害リスクに対する認識と,それに基づいた予防行動とその相互作用である.本研究では,経済実験手法によって当事者のリスク認識とその予防行動とその相互作用を分析することで当事者間のリスク認識バイアスに対応した責任負担ルールの新設計とその検証実験を行うことを目指す.2013年度は,責任分担ルールがない状況下において,当事者間のリスク認識バイアスを検証するためのベンチマーク実験を行った.特に個人のリスク・損失選好を顕示させるために従来よりもシンプルな実験手法を開発し,予備的な実験室実験を経て修正を行った後,フィールド実験を行った.フィールド実験では,サイクロンという大規模な自然災害リスクに直面しているバングラデシュ沿岸部の農村家計を対象に,リスク・損失顕示選好実験と家計行動調査を行い,各家計のリスク・損失選好データと,2009年の大規模なサイクロン災害の家計行動に対する影響調査データ(災害前後の世帯構成・収入・収入源・資産の変化および居住地選択など)を入手した.これらの家計データを分析することで責任分担ルールがない状況下での自然災害のケースにおいて,個々の当事者のリスク認識にバイアスがどれだけ生じているか,またそこでどのような予防行動を選択しているかを分析し,それらの関係性を明らかにする.複合型事故災害は,自然災害を直接的な起因としつつ,人為的な要因によってその損害を拡大する.その人為的要因の本質は,当事者の自然災害リスクに対する認識と,それに基づいた予防行動とその相互作用である.本研究では,経済実験手法によって当事者のリスク認識とその予防行動とその相互作用を分析することで当事者間のリスク認識バイアスに対応した責任負担ルールの新設計とその検証実験を行うことを目指す.2013年度は,責任分担ルールがない状況下において,当事者間のリスク認識バイアスを検証するためのベンチマーク実験を行った.特に個人のリスク・フィールド実験では,サイクロンという大規模な自然災害リスクに直面しているバングラデシュ沿岸部の農村家計を対象に,リスク・損失顕示選好実験と家計行動調査を行い,各家計のリスク・損失選考データと,2009年の大規模なサイクロン災害の家計行動に対する影響調査データを入手した.2014年度は,2013年に入手したフィールド実験と家計調査データを取りまとめ,データベースとして構築した.次にそれを用いて計量分析を行い,今後の分析において基礎情報となるいくつかのファクト・ファインディング(FF)を得た.なお,これらのFFについて,9月にバングラデシュのJahangirnagar Universityにおけるワークショップで報告を行った.またこれらFFを別のサンプルデータで確認するために,バングラデシュ内陸部の農村家計300世帯を対象にリスク・損失顕示選好実験と家計行動調査を行った.また,実験室実験のデザインと被験者募集サイトの作成を同時に行い,潜在的被験者が実験参加へ応募する時点で,個人のリスク選好を実験室実験前に予め顕示させるオンライン応募フォームを完成させた.これを用いて被験者を募集し,効率的に実験を展開することが可能となった.複合型事故災害は,自然災害を直接的な起因としつつ,人為的な要因によってその損害を拡大する.その人為的要因の本質は,当事者の自然災害リスクに対する認識と,それに基づいた予防行動とその相互作用である.本研究では,経済実験手法によってこれらの人為的要因の本質を分析することで当事者間のリスク認識バイアスに対応した責任負担ルールの新設計を行うことを目指す.2015年度までに以下の実績を得た.責任分担ルールがない状況下において,当事者間のリスク認識バイアスを検証するためのベンチマーク実験を実施した.特に個人のリスク・フィールド実験では,サイクロン災害リスクに直面しているバングラデシュ沿岸部の農村家計を対象に,顕示選好実験と行動調査を行い,各家計の選好データと,2009年のサイクロン災害の家計行動への影響調査データを入手した.これらの計量分析により,次のような基礎的分析結果を得た.(1)サイクロン災害からの家計の所得回復では,マイクロクレジットや国内送金へのアクセスが重要な要因となる.(2)サイクロン被害を被った家計の内,所得回復に成功した家計は,リスク愛好的である.(3)サイクロン被害を被った家計の内,所得回復に成功していない家計は,損失回避的である.Jahangirnagar Universityで開催された国際ワークショップにおいて,これらを報告し,現地の研究者との意見交換を行った.

2015年度には以下の実績を得た.結果(2)と(3)は,サイクロン災害リスクの高い沿岸農村の家計特性だという点を確認するために,内陸農村の家計調査を実施しデータを入手し比較分析を行った.また実験室実験を効率的に展開するための手法開発を試みた.また本研究の遂行過程において,個人行動の相互作用を分析するための理論モデルに関する様々なアイデアを獲得し,本研究の副産物として3本の学術論文を国際誌に発表できた.複合型事故災害は自然災害を直接的な起因とし,人為的な要因によりその損害を拡大する.複合型事故災害に対する当事者のリスク認識バイアスに対応した責任ルールの基礎となる科学的知見を提供することを目指し,本研究では個人のリスク選好,損失選好,予防行動と社会経済的な背景を検証するため,フィールドと実験室での経済実験手法を用いて,次のような結果を得た.(1)サイクロンのリスクに直面するバングラデシュ沿岸農村部では責任ルールの設定がなく,被災からの回復にはマイクロクレジットや国内送金が重要となる.(2)被災家計のうち,所得回復に成功した家計はリスク愛好的であり,所得回復に失敗した家計は損失回避的である.2014年度は,2013年度のフィールド実験データの収集と解析に関する遅れを取り戻し,計画していた通り実験室実験への展開ができたことから,研究の目的に対する進捗状況としては概ね順調に進展していると判断する.特に実験室実験については,実験室実験のデザインと被験者募集サイトの作成を同時に行い,潜在的被験者が実験参加へ応募する時点で,個人のリスク選好を実験室実験前に予め顕示させるオンライン応募フォームを完成させたことにより,効率的に実験データを得ることが可能となった.環境経済学,法と経済学,開発ミクロ経済学最終年度となる2015年度は,再度,実験室実験を実施し,頑健な結果を得るためにサンプル数を十分に確保すると共に,実験室実験データを取りまとめ,当事者のリスク認識とその予防行動とその相互作用を分析することで当事者間のリスク認識バイアスに対応した責任負担ルールの新設計とその検証実験を行う計画である.被験者を募りやすい6,7月に実験室実験を行い,夏期休業中の8,9月にそのデータの分析を行い10月を目処に論文として取りまとめる予定である.12月からは,成果を発表するために学会やワークショップへの参加を積極的に行う.2013年度は,ベンチマーク実験だけでなく,その評価まで終わらせる予定であった.ただし厳密な評価については完了しておらず,初年度の成果としては若干ではあるが進捗が遅れていると判断する.進捗状況に遅延が生じた理由は2つある.1つは災害の各当事者に自分のリスク・損失選好を顕示させるための実験手法の開発に手間取ったためである.大規模な自然災害リスクに直面している途上国沿岸農村地域でのフィールド実験に耐えうる程度に簡単・簡素な手法でありつつ,同時に国際的な学術水準を保持するものであるという,一見対立する課題を同時に解決するために時間を費やした.もう1つの理由は,今回のフィールド実験・調査地であるバングラデシュで国政選挙に伴う政治的暴動(ハルタル)が多発し,実験・調査の開始を1月中旬まで延期せざるを得なかったためである.なお,当事者間のリスク認識バイアスやその予防行動とその相互作用に対して,責任分担ルールがどのような影響を及ぼすかに関する実験室実験については,2014年度の実施に向けて着実にその設計を進めてきた.
スキー回転運動を模倣した重心回りトルク自動生成型チェアスキーの基盤開発

本研究は,スキー回転運動で重要となる重心回りトルクを自動生成する機構を開発し,それを用いた新しいコンセプトのチェアスキーの基盤開発を行うものであった.研究の手順・方法は,1)新しいチェアスキーコンセプト構築・提案のためのスキー回転運動の再考2)提案コンセプトの有効性の検証3)チェアスキー試作機の製作であった.1)では,上級者の回転運動に重心回りトルク生成動作を確認した.2)では,重心回りトルク生成機構が少ない筋力で回転に必要な大きなトルクを生み出すことを確認した.3)では,重心回りトルク自動生成型チェアスキー・プロトタイプの製作を行うとともに,滑走実験からターンが容易に行なえることを確認した.本研究は、スキー回転運動で重要となる重心回りトルクを自動生成する機構を開発し、それを用いた新しいコンセプトのチェアスキーを開発するものである。この機構によって、操作性が容易になると考えられ、チェアスキーは障がい者だけのスポーツに留まらず、多くの人を対象としたスポーツに変容するとともに、チェアスキー人口の増大からチェアスキーの価格低減が図られるという好循環が期待できるものである。当該年度は計画どおり、モデルとするスキー回転運動の再検証(雪上実験)および重心回りトルク自動生成型チェアスキーの基盤開発を行った。スキー回転運動の検証は、スキー回転時の重心回りトルクの確認(立ち上がり動作によってトルクを発生させた場合と、トルクを発生させない場合のスキー回転の運動解析)を行った。また、新しいチェアスキーの基盤開発のために、チェアスキー回転運動の運動解析(現行のチェアスキーの回転運動の仕組み)を行った。以上の結果より、スキー回転運動時に重心回りトルクの有無が回転のしやすさに影響することを確認した。さらに、現行のチェアスキー回転運動の解析を行い、トレーニングを十分に積んでいない被験者には非常に操作がむずかしいことも確認した。あわせて、スケートボードを利用した実験用のチェアスキーのコンセプト基盤を作成し、フォースプレート上で回転トルクを模擬的に発生させる実験から小さな筋力でのチェアスキー操作が可能となることを確認した。以上の成果の一部については、日本機械学会2014年度年次大会講演論文集のなかで発表している。本研究はスキー回転運動で重要となる重心回りトルクを自動生成する機構を開発し,それを用いた新しいコンセプトのチェアスキーを開発するものである.この研究成果によって,チェアスキーは障がい者だけのスポーツに留まらず多くの人を対象としたスポーツに変容し,チェアスキー人口の増大からチェアスキーの価格低減が図られるという好循環が期待できるものである.研究開始時,機構的に容易で回転操作性も向上すると考えていたとおり,研究初年度の実験システムを用いた実験ではそれらの見解が証明できたが,当該年度チェアスキーを作製するに当たり以下のあらたな課題が発生した.1当初考えていたチェアスキーの座面を動かすジョイント機構の搭載がむずかしい2座面を動かすことが,チェアスキー熟練者には大きな問題とはならないが,初心者にはむずかしい.そのため当該年度は,コンセプトデザインを見直し,1受動型スキーロボットの回転機構の追加2重心回りトルク自動生成を行うスタビライザー搭載型チェアスキーを基盤として再設計した.当該年度チェアスキーを作製するに当たり発生した1当初考えていた,チェアスキーの座面を動かすジョイント機構の搭載がむずかしいこと2座面を動かすことが,チェアスキー熟練者には大きな問題とはならないが,初心者にはむずかしいことに対応するため,コンセプトデザインを見直し,1受動型スキーロボットの回転機構の追加2重心回りトルク自動生成を行うスタビライザー搭載型チェアスキーを基盤として再設計したことが遅れの大きな理由である.また,昨年度の実績報告書で述べた連携企業が,チェアスキーの製造を行っていなかったため,別企業との連携を諮ったが,当該企業が離れた立地であったため,密な打ち合わせができず研究の遅れを挽回するには至らなかった.本研究は,スキー回転運動で重要となる重心回りトルクを自動生成する機構を開発し,それを用いた新しいコンセプトのチェアスキーの基盤開発を行うことを目的とした.この機構によって,チェアスキー操作が容易になると考えられ,チェアスキーは障がい者だけのスポーツに留まらず,多くの人を対象としたスポーツに変容する.そしてその結果、チェアスキー人口の増大からチェアスキーの価格低減が図られるという好循環が期待できる.本研究は,以下の手順・方法で進められた.1)新しいチェアスキーのコンセプト構築・提案のためのスキー回転運動の再考2)提案コンセプトの有効性の検証実験3)チェアスキー・プロトタイプの製作新しいチェアスキーのコンセプト構築・提案のためのスキー回転運動の再考では,上級スキーヤーが回転運動時に重心回りトルクを生成して,スキー回転運動を容易にしていることが伺えた.この結果に基づき提案されたコンセプトの有効性の検証実験では,重心回りトルク自動生成機構がチェアスキーの回転時に,小さな力でより大きな回転トルクを発生させることが確認され,提案コンセプトのチェアスキー回転における有効性が確認された.さらに,この結果に基づき重心回りトルクを自動生成するために座面の回旋運動を可能とした新しいコンセプトのチェアスキー・プロトタイプを製作した.プロトタイプでは,安定性を考慮して,一般的に市販される1本スキータイプではなく,2本スキータイプを採用した.このチェアスキーを用いた実滑走実験では,安全かつ容易にチェアスキーのターンが行なえることが確認された.本研究は,スキー回転運動で重要となる重心回りトルクを自動生成する機構を開発し,それを用いた新しいコンセプトのチェアスキーの基盤開発を行うものであった.研究の手順・方法は,1)新しいチェアスキーコンセプト構築・提案のためのスキー回転運動の再考

2)提案コンセプトの有効性の検証3)チェアスキー試作機の製作であった.1)では,上級者の回転運動に重心回りトルク生成動作を確認した.2)では,重心回りトルク生成機構が少ない筋力で回転に必要な大きなトルクを生み出すことを確認した.3)では,重心回りトルク自動生成型チェアスキー・プロトタイプの製作を行うとともに,滑走実験からターンが容易に行なえることを確認した.研究実績の概要でもあげたように、ほぼ研究計画通りにスキー回転運動の再検証(雪上実験)および重心回りトルク自動生成型チェアスキーの基盤開発を行うことができた。さらにそれらの結果より、スキー回転運動時に重心回りトルクの有無が回転のしやすさに影響することを確認し、本研究の開発コンセプトが有効となることを再検証した。また、現行のチェアスキーの運動解析からトレーニングを十分に積んでいない被験者には操作が非常にむずかしいことを確認した。加えて、スケートボードを利用した実験用のチェアスキーのコンセプト基盤を作成し、フォースプレート上で回転トルクを模擬的に発生させる実験から小さな筋力でのチェアスキー操作が可能となることを確認した。以上の理由から、研究はおおむね順調に進展していると判断する。チェアスキーの基本コンセプトの見直しによる研究進捗の遅れから,当該年度(研究2年目)中の基盤モデル完成には至らなかった.そのため研究3年目(最終年度)は,基盤モデルの完成を早い段階で行う.そのため前年度の反省を受け,企業連携のやり方を変更,チェアスキーならびに搭載機構の基盤・部材を大学が立地する近郊企業より確保し,大学で基盤モデルの試作機を作製,それに基づき再度選定する連携企業と協力しチェアスキーの基盤モデルを開発していく.すでに,当該年度(研究2年目)中にチェアスキーおよび搭載機構の基盤づくり,部材調達を行っていることから,最終年度に研究の遅れを十分に挽回できる.その上で,12月以降従来のチェアスキーとの操作性の比較・検証を行う予定である.スポーツ工学当該研究2年目からは、本格的に新しいコンセプトのチェアスキーの基盤開発を行うが、構造を若干簡略化するとともに、1年目の実験結果より、1本スキーとするのではなく、2本スキーとすることでより安定感を増したチェアスキーを構築する。また、実際にチェアスキー開発を行うことから、チェアスキー開発企業としてB・T・Gならびにオーエックスエンジニアリングとの協力連携を取った研究体制を構築する。当該年度チェアスキーを作製するに当たり発生した1当初考えていた,チェアスキーの座面を動かすジョイント機構の搭載がむずかしいこと2座面を動かすことが,チェアスキー熟練者には大きな問題とはならないが,初心者にはむずかしいことに対応するため,コンセプトデザインを見直し,
プロラクチン放出ペプチドの神経内分泌学的機能解析

PrRPは下垂体前葉のプロラクチンの分泌を促すことから新規の向下垂体性視床下部因子の候補として注目されたが、我々の形態学的研究からPrRPの神経繊維は向下垂体性視床下部因子が投射する部位である正中隆起外層には投射せず、少なくとも解剖学的には古典的な向下垂体性視床下部因子では無いことが明らかになった。しかし、PrRPの神経繊維は中枢神経系に広く分布し、PrRPが脳に於いて重要な機能を持つことが予想された。我々は特にPrRPが視床下部の室傍核の大細胞および小細胞神経分泌細胞に投射することに着目した。そして、このペプチドがCRHを介し、下垂体のACTHの分泌刺激を促進することを明らかにした。一方、PrRPの陽性神経は延髄のA1,A2ノルアドレナリン細胞に共存し、CRHを介してACTRの分泌を促すこと事を明らかにした。さらに、延髄のA1,A2ノルアドレナリン細胞および視床下部の背内側核のPrRP神経細胞はストレスを負荷すると特異的に反応することを明らかにし、このペプチドがストレスを仲介する新しい重要な因子であることを解明した。さらに本研究では、副腎的除すると最後野にPrRP陽性神経細胞が新たに出現すること、副腎を培養するとPrRP陽性細胞が出現すること、また、この細胞がアドレナリン細胞であることを明らかにした。また、延髄A2におけるPrRP細胞のストレス反応がエストロゲンによって抑制されることや、この部位のPrRP細泡の活性は清秋期によって変化することを明らかにした。さらに、PrRP神経が血圧調節などに関わる青斑核に投射し、PrRPは血圧を上昇させることを明らかにした。また、ノックアウト動物を使用してPrRPがパーキンソン病と関係があるとの重要な発見を行った。プロラクチン放出ペフチド(PrRP)は、延髄のA1およびA2のノルアドレナリン細胞および背内側核で産生される。これまで我々はPrRPがストレスを仲介するペプチドであることを明らかにしてきた。本年度は特にPrRP陽性神経細胞の機能制御に関する研究を行った。この結果以下のような事が明らかになった。1,副腎摘除動物におけるPrRP陽性細胞体の最後野での出現:副腎摘除動物において正常動物では存在しないPrRP陽性の細胞が最後野で出現した。この細胞は副腎からのステロイドホルモンの投与によっても消失しなかった。最後野はおう吐、浸透圧調節、血糖調節などの重要な機能があることから、副腎摘除とこれらの機能との関連が調べられたが、現在までの所、最後野におけるPrRP産生細胞が出現する機構は明らかになっていない。2,副腎におけるPrRP陽性細胞の同定:PrRPは副腎でも発現する事が明らかになっていたが、産生細胞の同定はされていなかった。副腎組織では免疫細胞化学およびin situ hybridizationの何れでも陽性反応に成功しなかった。これに対し、副腎髄質を構成する細胞を単離し、培養するとPrRP免疫陽性細胞が出現した。これらの細胞はカテコラミン産生細胞で、酵素の局在からPrRP陽性細胞はアドレナリン細胞の一部であることが明らかになった。3,性腺との関係:延髄におけるPrRP陽性細胞は性周期によって機能が周期的に変わることが明らかになった。この変化は性ステロイドホルモンによって制御されていることが予想されたためにエストロゲン投与実験を行った。この結果、エストロゲンはPrRP陽性細胞の機能を抑制する事が明らかになった。

特にストレスを負荷した動物におけるPrRP陽性細胞の機能亢進はエストロゲンの投与によって顕著に抑制されることが明らかになった。これらの発見はPrRPによるストレス反応の仲介がエストロゲンによって修飾されることを示している。本研究はプロラクチン放出ペプチド(PrRP)の神経内分泌学的機能解析をめざした。我々はこれまでの研究からPrRPは、延髄のA1およびA2のノルアドレナリン細胞および背内側核で産生され,ストレスを仲介するペプチドであることを明らかにしてきた。本年度は下記の項目の研究を行い以下のような結果を得た。1,孤束核のPrRP細胞のストレス反応は30分間の拘束ストレスでも十分に反応することが明らかになった。また、このストレス反応はエストロゲンの投与により顕著に抑制されることが明らかになった。2,孤束核のPrRP神経にproopiomelanocortin(POMC)神経が投射することを明らかにした。このことはPOMCの最終産物であるendorphinなどによってPrRP細胞のストレス反応が制御されることを示している。この現象はヒトを含む動物のストレス反応に生体麻薬物質が影響する事を示しており重要である。3,PrRP神経細胞の神経線維が最後野に多く投射することから、最後野の機能として考えられている浸透圧や血糖調節とPrRPとの関連を調べた。浸透圧や血糖を種々の薬剤で変化させ孤束核のPrRP細胞のc-Fos活性を調べた。しかし何れの変化においても孤束核のPrRP細胞は変化しなかった。4,PrRP細胞のストレス反応とニコチンとの関連を解明するために、ニコチン投与及びストレス負荷との組み合わせでPrRP細胞のc-Fos反応を調べた。この結果、ニコチンによりPrRP細胞の内c-Fos陽性細胞は増加したが顕著でなかった。これに対し、孤束核の非ドーパミン、非PrRP細胞の中でストレスとニコチン投与により顕著にc-Fosが上昇する細胞が見られた。この細胞の詳細については現在検討中。7回膜貫通型のオーファン受容体の内因性リガンドとして発見されたプロラクチン放出ペプチド、PrRPの神経内分泌学的な機能解析を目指して研究を行った。これまでの研究からPrRPは孤束核のノルアドレナリン産生神経細胞で産生され、ストレスを仲介し、コルチコトロピン放出ホルモン(CRH)を介して下垂体のACTHを分泌することが明らかにされた。しかし、PrRPの受容体は下垂体に多く存在することや、下垂体の培養細胞に作用させるとプロラクチンの放出が促進されるなど神経内分泌学的に興味ある機能を持つことが明らかになっている。しかし、下垂体への作用経路や、PrRP産生神経の機能の制御機構などは明らかにされていない。このため、本年度は特にPrRPの下垂体への作用機構を中心にして研究を進めた。これまでの研究からPrRPは副腎でも産生されていることが知られている。このため、下垂体へは副腎から分泌されるPrRPを介して作用する可能性を明らかにするために、下垂体前葉においてプロラクチンの放出を促すエストロゲン刺激などを施した後、副腎におけるPrRP mRNAを定量PCRにて検討した。しかし、副腎のPrRP mRNAは変化しなかった。一方、下垂体前葉でPrRP受容体を持つ細胞はプロラクチン産生細胞であった。さらに下垂体のPrRP受容体mRNAはエストロゲンによって発現が減少した。これらの現象からPrRPは下垂体のプロラクチン細胞の機能制御に関わる生理活性物質であることが予想される。
マッチング市場設計における情報収集・開示と選好内生化に関する研究

マッチング相手の属性等に関する情報が不完備であるために、自分自身の選好がまだ定まっていない段階で、各主体は面談等のコストのかかる情報収集活動を行い、その情報に基づいて選好が事後的に改訂されうるような環境を考える。そのような環境の下で最適なマッチング方式を理論・実験的に検討する。この場合、情報収集コストがかかるため、各主体はどの相手から先に面談に行くか、いつ情報収集活動を終了するかといった動学的問題に直面する。また、受入側もどのタイミングで相手の受け入れを確約するかというコミットメント問題に直面する。こうした問題を視野に入れたマッチング方式の設計を行い、実験室実験を通じて理論を検証していく。
遺伝子変換マウス作製の技術開発及び発がん研究

バクテリオファージP1由来のCre-loxPシステムを利用し、lox71/66システムによるES細胞における遺伝子挿入法を確立した。また、このlox71/66のシステムとスペーサー部分の変異型lox511の両者の併用により、同じくES細胞の系で遺伝子の挿入をより効率よく行なうことに成功した。ES細胞を浮遊培養して胚様体へ分化を誘導する系をスクリーニングシステムとし、lox71を組み込んだ可変型トラップベクターを用いた遺伝子トラップ法により、24系統のトラップマウスを樹立した。19系統については、トラップした遺伝子の解析を行ない、これらが転写、細胞周期、翻訳、核と細胞質のタンパクの転送等に関与する遺伝子であることを明らかにした。作製したトラップマウスのうち、CBPおよびc-crkの破壊マウスについて詳細な解析を行なった。CBPでは、creb binding domainの3'側にトラップベクターが組み込まれており、トランケートされたタンパクが産生され、ドミナントネガティブ型の変異を生じることが示唆された。CBP破壊マウスのヘテロは、ヒト常染色体優性遺伝病であるRubinstein-Taybi症候群のモデルであり、ヒト患者で見られる症状や所見の殆どを有しており、よいモデルと考えられた。ホモマウスでは、血球及び血管形成の異常により、胚性9.5日目頃に致死となることが分かった。c-crk破壊マウスでは、F1およびF2では特に異常は認められなかった。しかし、C57BL/6へ戻し交配することにより、生後1日目に致死となることがわかった。人工細菌染色体のマウス受精卵への導入法を確立し、34系統を樹立した。ま、Tミュータントおよびqkマウスに応用し、表現型をレスキューできることを実証した。がん研究においても、突然変異マウスは有力な手掛かりになるが、新しい遺伝子トラップ法を開発するとともに、その方法による変異マウス作製を行なった。遺伝子トラップ法による変異マウス作製において、欠点の一つはトラップの結果完全破壊はできても小さな変異を導入できないことである。バクテリオファージのCre-loxPシステムは、ファージの中では挿入と削除の反応が起こるが、ほ乳類細胞では通常loxPの挟まれた中間のDNAの削除しか利用できない。そこで、いったんDNAが挿入されれば削除できないような変異型loxPを用いれば、挿入も可能と考えられ、事実そのとおりであることが判った。約10%の細胞は組込まれたままであること、したがって変異型loxPにより遺伝子を挿入できることが判った。そこで、この変異型lox71をトラップベクターに利用することとした。これにより、トラップ後に、任意の遺伝子を挿入でき、小さな変異のみならあらゆる遺伝子をその部位に挿入できると期待された。従来のトラップベクターによる遺伝子トラップにより内在性遺伝子を単離し解析したところ、約4割が既知の遺伝子へ、4割がESTのデータベースに出ているものと相同性を有すること、残り2割が全く未知であることがわかった。これた未知のDNAであっても、発現パターンは特異性があるところから、遺伝子へトラップした可能性が高いと考えられる。以上から、胚葉体形成というスクリーニング系を用い、loxPを応用したトラップベクターを用いることにより、より効率的に遺伝子破壊マウスを作製し、かつ破壊した遺伝子を容易に単離し、その発現パターンを解析できることがわかった。今後、多数の変異マウス作製を試みる予定である。また、巨大DNAの導入は、遺伝子機能の解析に有力な方法であると考えられるが、酵母人工染色体と細菌人工染色体について、マウス受精卵への導入法を確立した。(1)変異型loxPによる遺伝子挿入系の確立:バクテリオファージP1由来のCre-loxPシステムを用いて、ES細胞の系でこれまで不可能であったDNAの挿入を行なうことに成功した。

これは、loxPの5'側の反復配列に変異を導入したlox71と、3'側に変異を導入したlox66を利用することにより、いったん組み込まれればCreにより切り出されなくなることを利用したものである。この方法により、ES細胞のレベルでは、10-20%の頻度で遺伝子挿入ができることが分かった。これを遺伝子トラップ法と組みあわせることにより、遺伝子トラップ法の欠点であった、小さな変異等のいかなる変異も随時導入できることとなった。(2)遺伝子トラップ法の確立:ES細胞を用いた相同遺伝子組換え法では、10万個と想定される遺伝子すべてについての破壊マウスの作製は極めて困難であると考えられそいる。そこで、ランダムミュータジェネシスの一つの方法である遺伝子トラップ法について研究を進めているが、興味がある領域、つまり発生とがんの領域に有用な遺伝子トラップマウスを効率よく作製できないかについて検討してきた。このため、ES細胞を浮遊培養して分化を誘導する系である胚様体形成をスクリーニングシステムとし、変異型loxPを持つトラップベクターを用いて、パイロットスタディーを行なった。その結果、効率よく転写、細胞周期、シグナル伝達等に関与する遺伝子破壊マウスを作製することができた。(3)人工細菌染色体:細菌人工染色体めマウス受精卵への導入法を確立した。また、大腸菌内で、相同組換えによる細菌人工染色体への変異導入法を確立した。細菌人工染色体をTミュータントマウスに応用し、表現型をレスキューできること、遺伝子の機能アッセイ系として用いうることを実証した。
歯髄組織における炎症治癒機構の解明―神経ペプチドの発現について―

歯髄組織における炎症治癒の機序を明らかにするために、ヒト歯髄細胞培養系で誘導される炎症性サイトカインに対する神経ペプチド、主にサブスタンスP(SP)の影響を調べたところ、以下の結果を得ている。2.SPは、多くの炎症性サイトカインの転写活性因子であるNF-κBの活性を増強した。3.SPは、炎症性サイトカインに対する調節因子(IFN-γ,IL-10)のレセプター発現に対して、前者には抑制的に、後者には増強に働いた(LPSのIL-10レセプターとIFN-γレセプターに対する影響と同じ)。5.SPは、血管内皮増殖因子(VEGF)の発現に対しては影響を及ぼさなかった。以上の結果から、歯髄細胞に対するSPの影響は、レセプターを介して炎症を促進する方向に働いていることが示唆された。3.SPは、炎症性サイトカインに対する調節因子(IFN-_γ,IL-10)のレセプター発現に対して、前者には抑制的に、後者には増強に働いた(LPSのIL-10レセプターとIFN-_γレセプターに対する影響と同じ)。
PUVA処理した制御性樹状細胞の更なる免疫抑制増強の試み：新たなGVHD治療戦略

制御性樹状細胞は、免疫寛容誘導能を示す抗原提示細胞として、造血幹細胞移植や自己免疫疾患、アレルギー性疾患に対しての新規の細胞療法になりうる可能性を秘めている。我々は、HLAの壁を乗り越える安全な造血幹細胞移植の開発を研究目標としている。私達は、手段としてマウス骨髄細胞からGM-CSFおよび培養液にて大量の未成熟樹状細胞を作製し、その後、psoralen(200ng/ml)と紫外線(UVA 2J)を用いて、制御性樹状細胞(PUVA-DCs)に大量かつ安価に作成する技術を開発した。In vitroでは、MHC非依存性(ドナータイプ、サードパーティー共に)にTリンパ球に対して強力な抑制性の作用を示したが、マウスGVHD移植モデルにおいては、免疫寛容を保持する事ができなかった。原因としてPUVA-DCsが生体内で効率的に生着できていないことが考えられた。そのため、生体内投与後においても、十分に生存でき、かつ免疫寛容を保持するPUVA-DCsの新しい作成方法を探索する必要性が生じた。平成29年度の実験では細胞傷害性のあるUVA照射をどれまで下げれるか、UVA照射の設定(0、0.2、0.5、1、2 J)を探索した。Balb/cによるPUVA-DCsの作製においては、UVA照射0.2から1Jでは十分な免疫寛容を有してはなく、これまで通りの2Jの照射が必要であることが判明した。平成30年度には、樹状細胞作製途中におけるday7およびday9にPUVA処理を行い、一部アポトーシスに陥る細胞を、樹状細胞作成中のday7および/もしくはday9に貪食させ免疫寛容誘導能を有するか検討を行ったが、免疫寛容誘導能を有していなかった.どのような細胞をPUVA処理して樹状細胞作製時のどの段階で貪食させるか新たなる検討する必要性が生じた。UVA照射量の調整もしくはPUVA処理した細胞の貪食では、これまで報告したPUVA-DCsの免疫寛容誘導能をこえる制御性樹状細胞の作製を行う事ができなかった。さらなる別のアプローチによる作製が必要となり計画がやや遅れる事になった.PUVA処理を行う細胞を、マウス骨髄細胞、マウス脾臓細胞、マウス胸腺細胞にも行い、樹状細胞にそれらを貪食させる事で、PUVS-DCsと同様な免疫寛容誘導能を有する事ができるか検討を行う。またPUVA-DCs作製時にアポトーシス阻害剤を使用する事で長期に生存可能かつ免疫寛容誘導能が保持する事が可能な細胞が作製できるかどうか検討を行う。このことはUVA照射の設定変更によるPUVA-DCsの作成条件が困難である事を示しており、アポトーシス阻害剤の併用等の作成方法の検討する必要性が生じた。UVA照射の減量によるPUVA-DCs作成方法が難しい事が判明したため、さらなる別のアプローチが必要となり、計画がやや遅れる事となった。

Balb/cによるPUVA-DCsの作製においては、UVA照射0.2から1Jでは十分な免疫寛容を有してはなく、これまで通りの2Jの照射が必要であることが判明した。平成30年度には、樹状細胞作製途中におけるday7およびday9にPUVA処理を行い、一部アポトーシスに陥る細胞を、樹状細胞作成中のday7および/もしくはday9に貪食させ免疫寛容誘導能を有するか検討を行ったが、免疫寛容誘導能を有していなかった.どのような細胞をPUVA処理して樹状細胞作製時のどの段階で貪食させるか新たなる検討する必要性が生じた。UVA照射量の調整もしくはPUVA処理した細胞の貪食では、これまで報告したPUVA-DCsの免疫寛容誘導能をこえる制御性樹状細胞の作製を行う事ができなかった。さらなる別のアプローチによる作製が必要となり計画がやや遅れる事になった.UVA照射がアポトーシスを誘導していると考えられ、アポトーシス阻害剤の併用によるPUVA-DCsの生存の延長、免疫寛容誘導能の保持の検討を行う。また最近の研究からマクロファージ等の貪食細胞は、死細胞を貪食、処理する事で、免疫調整能が変化する事が報告されている。このPUVA-DCs作成時においても、死細胞を貪食させる事で、免疫寛容誘導能が強化されるかどうか検討を行う。PUVA処理を行う細胞を、マウス骨髄細胞、マウス脾臓細胞、マウス胸腺細胞にも行い、樹状細胞にそれらを貪食させる事で、PUVS-DCsと同様な免疫寛容誘導能を有する事ができるか検討を行う。またPUVA-DCs作製時にアポトーシス阻害剤を使用する事で長期に生存可能かつ免疫寛容誘導能が保持する事が可能な細胞が作製できるかどうか検討を行う。理由UVA照射設定において、低照射0.2-1.0Jにおいても十分な免疫寛容を誘導するPUVA-DCsの作成ができず、低照射のPUVA-DCsを用いた基礎的実験ができなかったため。使用計画アポトーシス阻害剤を用いたPUVA-DCsの作成や、PUVA-DCs作成時に貪食させる死細胞(脾細胞、骨髄細胞、胸腺)の死細胞に至らしめる条件設定(放射線照射、温熱、薬剤)等に用いる。使用計画アポトーシス阻害剤によるPUVA-DCsの細胞治療における生体内での生着の促進や、PUVA-DCs作製時に貪食させる死細胞(脾細胞、骨髄細胞、胸腺)の死細胞におたらしめる条件設定(放射線照射、薬剤)等に用いる。
食道内酸還流時の食道知覚に関する研究、特にPETを用いた脳内反応の解析

食道知覚、特に胃酸逆流に対する知覚過敏の病態を明らかにすることを目的に、健常者の食道内に塩酸および蒸留水を灌流し、その際の脳活動(脳血流変化)についてPETを用いて解析した。その結果、食道酸知覚には島、帯状回、側頭回の関与が強く、体性感覚野、前頭前野の関与は少ないこと、灌流液のpHが低い場合、不快感などの情動形成に関わる脳領域が強く活性化されること、さらに酸の反復刺激に伴う知覚感作に眼窩前頭野が関連している可能性があることが示された。【背景】食道知覚過敏は胃食道逆流症、特に非びらん性逆流症の重要な病因の一つとして注目され、食道局所および中枢レベルの両面から検討が行われている。近年、中枢レベルにおける食道知覚過敏の病態がfMRIやPETなどを用いた脳画像解析により徐々に明らかにされつつある。しかし、これまで報告では圧刺激を中心とした検討が多く、酸刺激に関して詳細に検討した報告は少数である。さらに国内からの報告は極めて少ない。【目的】食道内酸還流時の脳血流をPETを用いて測定することにより、症状と脳内反応との関連について検討すること。【方法】中部食道に留置したカテーテルより酸度の異なる3種の水(pH1、pH2のHC1およびpH7の蒸留水)を還流し、3D-PETにより脳血流を測定した。試薬の投与順はpH1-7-2-7-1、pH2-1-7-7-1、pH7-1-1-7-2の3通りをランダムに用いた。還流速度は10ml/min、計5分間とし、計10分間の休止時間をおいた。また、各還流時の症状を010段階のanalog scaleにて評価した。【成果】右利き健常成人男性15名に施行した結果では、胸やけ症状の出現率、平均スコアはpH2,pH7投与時に比べ、pH1投与時で高値を示した,安静時の脳画像をbaselineとした場合、右島、左側頭回、帯状回はpH1,pH2,pH7を通して全体的に賦活を認めた。帯状回の賦活は前後とも認められ、左右差にも一定の傾向はなかった。一次体性知覚野、視床の賦活は少なく、pH1還流時のみ海馬傍回の賦活を認めた。還流液の酸度の違いに関して検討した結果、pHの差が大きい時(pH1-pH7,pH2-pH7)に島および小脳の賦活が顕著であった。【意義・重要性】実際の患者に対しての検討には健常者での解析結果が不可欠であり、これを踏まえて実際の患者のデータを集積・解析する予定である。これにより中枢レベルにおける食道知覚のメカニズムあるいは知覚過敏の病態が明らかになり、新たな治療法の確立へつながることが期待される。【背景】食道知覚過敏は胃食道逆流症(GERD)、特に非びらん性逆流症の重要な病因の一つとして注目されている。近年、大脳レベルにおける食道知覚過敏の病態がfMRIやPETなどを用いた脳画像解析により検討されているが、食道伸展刺激を中心とした検討が多く、酸刺激に関して検討した報告は少ない。【目的】食道内酸灌流時の脳血流をPETを用いて測定し、誘発症状と脳活動について検討すること。【方法】対象は右利き健常成人男性15名(平均26歳)およびGERD患者10名(平均61歳)である。中部食道に留置したカテーテルよりpH1、pH2の塩酸とpH7の蒸留水を灌流し、PETにより脳血流を測定した。灌流法は健常者ではpH1-7-2-7-1、pH2-1-7-7-1、pH7-1-1-7-2の3通り、GERD患者ではpH7-1-2の1通りとした。還流は10ml/min、5分間行い、10分の休止時間をおいた。症状評価は010段階のanalogscaleで行なった。【成果】健常者では誘発された胸やけ症状の出現率とスコアは灌流液のpHが低いほど高くなる傾向を示した。各灌流時から安静時の脳画像を減算解析した結果、島、側頭回、前・後帯状回の賦活を多く認めた。特にpH1、pH2では前帯状回前方と上側頭極の賦活を認めた。一方、1次体性感覚野・運動野、前頭前野の賦活は低頻度であった。また、pH1の2回目は1回目より有意に症状スコアが高値であり、pH1 ; 2回目-1回目の画像解析で眼窩前頭野の強い賦活を認めた。一方、GERD患者では症状誘発が弱く、とくにpH7で帯状回や島の賦活が健常者より低頻度であった。【結論】

食道酸知覚には島、帯状回、側頭回、小脳の関与が重要であり、体性感覚野、前頭前野の関与は少ないことが示された。特に、灌流液のpHが低い場合、情動反応の形成に関わる脳領域が強く活性化された。また、酸の反復刺激に伴う食道知覚の感作には眼窩前頭野の賦活が関連している可能性が示唆された。また、GERD患者では非酸性刺激に対する脳内応答が健常者と異なる可能性が示唆された。
接合界面での反応を用いたp型Ti基透明導電膜の作製

40nm厚のITO膜を有するITO/ガラス基板上にCu(10at.%Ti)合金膜を300nm厚成膜し、400°Cで約6時間真空中で熱処理することにより、合金膜中のTiとITO膜が反応し、ITO膜が全て消失してガラス基板上に透明なTi酸化物膜を形成できた。この膜はTiO2を主構成相とするアモルファス膜であった。その透過率は可視光域で約70%を示し、ITO/ガラス膜の約80%と同等であった。その膜のシート抵抗は約1.0×10^3 Ω/sq.とITO膜より約一桁高い値を示し、ホール係数が正のp型伝導を示した。p型伝導の起源は1価の不純物Cuによると考えられる。これまでにCu(Ti)合金膜と種々の酸化物基板の界面反応で形成したアモルファスTiOx基反応層の構成相とその体積分率、電気・光学特性を明らかにし、p型TiOx透明導電膜形成の可能性を提案した。本研究では、ITO/ガラス基板を用いて、Cu(Ti)膜中のTiとITO膜が反応し、TiSiなどの金属相を含まないp型TiOx透明導電膜をガラス基板上に作製する成膜条件の確立と、その電気・光学特性を明らかにすることを目的とした。40 nm厚ITO膜/ガラス基板上に、RFマグネトロンスパッタリング法でCu(210 at.%Ti)合金膜を約300 nm厚成膜した。その試料を、超高真空雰囲気中、400°C600°Cで保持時間を変えて熱処理を行った。その結果、Cu(10 at.%Ti)合金膜を用いて400°C、6時間熱処理することで、Cu(Ti)/ITO界面に形成した反応層が成長することによりITO膜が消失し、ガラス基板上に透明膜が形成した。この透明膜はこれまでの他の基板との反応と同様に約80%以上のTiO2と残りがTi2O3からなるアモルファスTiOx膜であった。TiOx膜の可視光に対する透過率は約70%で、シート抵抗は室温で約1.0×103Ω/sq.、p型伝導を示し、キャリア密度は約1.0×1022 cm-3であった。XPS測定により、反応により溶け出したITO膜中のInやSnはTiOx膜には固溶していなかった。Cu合金膜中に拡散し、硝酸によるCu合金膜選択溶解にて除去されたと考えられる。また、Cu LMNナロースペクトルでは、金属CuとCu2O由来のピークが共存しており、TiOx膜中にCu合金膜由来のCuが少量固溶していた。このCu2O由来のCu+がp型伝導の起源と考えられる。以上、Cu(Ti)合金膜とITO/ガラス基板を用いてガラス基板上にp型Ti基透明導電膜の形成に成功した。