hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
上皮シートの折れ曲がり運動から解明する原腸陥入の仕組み

原腸胚形成は胚葉間における細胞間相互作用とそれに伴う細胞分化や頭尾軸・背腹軸・左右軸といった体軸の形成などに深く関わる。その意味で多細胞動物体の形態形成にとって極めて重要な過程である。この現象は細胞変形、細胞運動、細胞増殖などの複数の細胞生物学的現象の複合現象であることから、そのしくみには今なお満足のいく説明が成されていない。本研究では、原腸胚形成に必須の過程である原腸陥入について、細胞形態の変化及び細胞骨格の役割などについてイモリ胚を用いて調べた。イモリ初期原腸胚を化学固定後、原腸周辺部の細胞の形態を観察したところ、原腸先端部の細胞ばかりでなく、原腸を取りまくほぼ全ての細胞が細長く伸長していた。これはさながらマーガレットの花のようであった。この細胞伸長現象は胚から解離した細胞においても再現することが可能であった。予定中胚様細胞及び一部の予定内胚葉細胞はバラバラに解離されてもなお伸長した。伸長した細胞の形態的特徴は一端にドアノブのような形態を有することであった。解離胚細胞の伸長現象をタイムラプス顕微鏡で撮影して調べたところ、細胞表面において細胞の長軸と直行する向きで細かい波打が同時に複数箇所において存在することが分かった。波打は見かけ上ドアノブに向かって進行し、細胞自体はこれとは反対の向きに運動していた。これらの運動はサイトカラシンで完全に阻害されたが、ノコダゾールでは全く阻害されなかった。また、蛍光ファロイジンで染色し蛍光顕微鏡観察した結果、太いアクチン線維が細胞の長軸と直行する形で細胞周囲をぐるっと取りまいていることが明らかになった。「原腸胚形成」はほとんど全ての動物の体の「形づくり」に必須の重要な過程である。すなわち、3つの体軸の決定、中胚葉形成の開始、胚葉間相互作用による細胞分化など、形態形成過程にとって重要な現象と深く関係しているにもかかわらず、そのメカニズムに関しては満足のいく説明はほとんどなされていない。本研究は「原腸胚形成」においてもひときわその鍵を握る「原腸陥入」のしくみを、外胚葉という上皮シートの異なる2種類の折れ曲がり運動という視点で捉え、細胞骨格と細胞接着の面から解析することを試みた。原腸陥入開始直後の胚を固定後、凍結切片を作成し、抗チューブリン抗体あるいはTRITC-phalloidinで染色し、蛍光顕微鏡でその局在を調べた。その結果、F-actinについては、陥入部の細胞も予定外胚葉部位の細胞も共に、細胞全体にわたり細胞膜直下に存在することが分かった。一方、微小管の局在はF-actinのそれとは異なっていた。胚を球と考えると、球の半径に一致する方向、別の表現をとるならば、上皮シートのapical-basalを結ぶ向きに配向していた。イモリ胚を胞胚期から、tubulinの重合阻害剤であるnocodazoleで処理すると、原腸陥入のタイミングが遅れることが分かった。また、多くの細胞において、細胞分裂、細胞運動などには細胞内カルシウムイオンが重要な役割を果たすことが知られているので、初期胚におけるイノシトール3リン酸受容体の局在を調べた。その結果、このタンパク質の局在は部位によって異なることを見出した。現在、実験を繰り返し行い、信頼性を高めているところである。さらに、胞胚から切り出した予定外胚葉シートの湾曲という現象を用いて上皮シートの湾曲と細胞外液のイオン組成との関係を調べたところ、上皮シートの湾曲は細胞外液のイオン強度と密接に関係していることも明らかになった。原腸胚形成は体軸の決定、中胚葉細胞形成開始、胚葉間相互作用による細胞分化などと深く関わるため、多細胞動物体の形態形成にとって重要な過程である。しかしながら、現代においても、そのメカニズムはほとんど明らかになっていない。

本研究では、原腸胚形成に必須の過程である原腸陥入の仕組みについて、細胞の形態変化および細胞骨格の役割についてイモリ胚を用いて調べた。イモリの初期原腸胚を化学固定した後、様々な向きで割断し、予定中胚葉細胞、予定内胚葉細胞および予定外胚葉細胞の形態を観察したところ、原腸を構成する細胞、すなわち陥入した細胞および原腸近傍に位置する予定内胚葉細胞の多くが細長く伸張していることが明らかになった。これまでは、このような細胞の伸張は原腸先端部に位置するブラスコ細胞において特徴的に見られる現象であるとされていたが、イモリという有尾両生類胚を用いることにより、これらの細胞の挙動を細胞伸張という視点から統一的に扱うことが可能であることが分かった。これらの細胞に見られる細胞伸張という現象が自律的な現象であるのか受動的な現象であるのかを明らかにする目的で、初期原腸胚から予定中胚様細胞と予定内胚葉細胞を切り出し、個々の細胞に単離した後、タイムラプス顕微鏡で間欠記録撮影した。バラバラに解離された細胞においても、細胞伸張が観察されたことから、この伸張運動はこの時期の細胞に備わった自律的運動であることが分かった。伸張運動をさらに詳細に調べると、細胞表面において細胞の長軸と直行する向きで細かい波打が複数箇所において観察された。細胞伸張運動および波打運動はアクチン重合阻害剤であるサイトカラシンによって完全に阻害されたが、微小管重合阻害剤であるノコダゾールでは全く阻害されなかった。また、解離胚細胞をローダミンファロイジンで染色し、落斜蛍光顕微鏡で観察したところ、細胞の長軸に直行する向きに太いアクチン線維が複数配向していることが明らかになった。これらの結果はこの運動がアクトミオシン系によって引き起こされていることを強く示唆している。イノシトール3リン酸受容体の局在を調べた前年度の結果を踏まえ、この細胞伸張運動と細胞内カルシウムイオンとの関係を明らかにすることが今後の重要な課題である。
侵害情報受容系とその調節系のニューロン連絡、特にペプチドとその受容体との関連

1.ラット三叉神経脊髄路核および脊髄より中脳中心灰白質に直接投射するニューロンのうち、P物質受容体(NK-1)様免疫活性を示すものは主として三叉神経脊髄路核尾側亜核I層、外側脊髄核、脊髄後角I層に、また一部は脊髄V層とX層に分布する。2.ヒト新生児および成人の脊髄において、NK-1様免疫活性の分布を調べた。3.三叉神経脊髄路核尾側亜核I層とII層、および脊髄後角I層とII層において、P物質様ないしCGRP様免疫活性を示す軸索終末のなかに、ミューオピオイド受容体様免疫活性を示すものがあることをラットで証明した。4.視床に投射線維を送る三叉神経脊髄路核尾側亜核ニューロンのなかにプレプロダイノルフィン様免疫活性を示すものがあることをラットで証明した。5.スライス実験により、ラット三叉神経脊髄路核尾側亜核II層のニューロンの膜特性と形態を細胞内電位記録法と細胞内標識法により検索し、投射ニューロンのほか、局所回路ニューロンほ2型に分類した。また、一群の局所回路ニューロンがカルビンディンD28k様免疫活性を示すことを発見した。6.結合腕傍核、視床、ないし視床下部に投射線維を送る三叉神経脊髄路核尾側亜核ニューロンのなかにパルブアルブミン様、カルレチニン様、ないしカルビンディンD28k様免疫活性を示すものがあること、また、これらのなかに、痛覚刺激を与えると、c-Fos様免疫活性を発現するものがあることをラットで証明した。1.三叉神経脊髄路核および脊髄から中脳中心灰白質に直接投射するニューロンのなかにsubstance P受容体(SPR)を発現するものがあるかどうかを調べた。実験動物はラット。方法は、Fluoro-gold(FG)を標識物質とする逆行性標識法とSPRの蛍光(Texas Red:TR)免疫組織化学を用いる二重標識法によった。SPR様免疫活性(TR陽性)を示すニューロンのうち、中脳中心灰白質に注入されたFGによって逆行性に標識されるものは主として外側脊髄核、脊髄I層、および三叉神経脊髄路核尾側亜核I層に分布していた。また、さらに一部は脊髄V層・X層に分布していた。2. SPないしCGRPを発現する三叉神経節ニューロンおよび脊髄後根神経節ニューロンがmu-opioid受容体(MOR)を発現するかどうかを調べた。三叉神経脊髄路核尾側亜核I層とII層、および脊髄I層とII層において、SP様ないしCGRP様免疫活性を示す軸索終末のなかにMOR様免疫活性を示すものが観察された。1.視床に投射線維を送る三叉神経脊髄路核尾側亜核ニューロンのなかにプレプロダイノルフィン様免活性を示すものがあることをラットを用いて証明した。2.ヒト新生児および成人の脊髄について、P物質受容体様免疫活性を示すニューロンの分布を調べた。3.スライス実験により、ラットの三叉神経脊髄路核尾側亜核II層(膠様質)のニューロンの膜特性と形態を細胞電位内記録法と細胞内標識法により探索した。投射ニューロンのほか、局所回路ニューロンを2型に分類した。4.ラットのスライス実験により、三叉神経脊髄路核尾側亜核II層(膠様質)において、一群の局所回路ニューロンがカルビンディンD28K様免疫活性を示すことを発見した。5.結合腕傍核、視床、ないし視床下部に投射線維を送る三叉神経脊髄路核尾側亜核ニューロンのなかに、パルブアルブミン様、カルレチニン様、ないしカルビンディンD28K様免疫活性を示すものがあること、また、これらのなかに、痛覚刺激を与えると、c-Fos様免疫活性を発現するものがあることをラットで証明した。
子供の存在と多様な意思決定形態とを考慮した世帯単位の交通行動に関する研究

本研究は,子供の存在を考慮しつつ,世帯の交通行動に与える影響を分析することを目的とするものである.ここで,分析対象地域として,我が国の東京圏,富山市ならびにスリランカの農村地区とする.我が国の世帯単位の行動データを分析することにより,子供の人数,性別,年齢によって,単独外出行動,共同外出行動における時間や費用が異なることが明らかとなった.また,スリランカの農村地区における世帯調査より,近隣に医療施設が存在するにもかかわらず,遠距離の医療施設にアクセスする世帯が多数いることが示された.本研究は,子供の存在を考慮しつつ,世帯の交通行動に与える影響を分析することを目的とするものである.ここで,分析対象地域として,我が国の東京圏,富山市ならびにスリランカの農村地区とする.我が国の世帯単位の行動データを分析することにより,子供の人数,性別,年齢によって,単独外出行動,共同外出行動における時間や費用が異なることが明らかとなった.また,スリランカの農村地区における世帯調査より,近隣に医療施設が存在するにもかかわらず,遠距離の医療施設にアクセスする世帯が多数いることが示された.今年度は,まず,世帯単位の意思決定に関する既存研究のレビューを行った,その結果,世帯単位の効用関数を設定し,世帯効用最大化問題を定式化している研究,世帯内に家長が存在し,世帯の意思決定に大きな影響を及ぼすことを前提とする研究,協力ゲーム理論を用いた研究非協力ゲーム理論を用いた研究等があることがわかった.そこで,これらの既存研究をベースとして,父,母,子から構成される核家族の世帯交通行動を表現するためのモデルの定式化を行った.次に,スリランカ南部の農村部であるHanbantota地区を対象として行った,病院等への医療施設への交通行動に関する世帯調査データをもとに,特に医療サービスの選択行動に着目して,世帯内の各構成員の過去の医療施設の選択行動を,病気の種類,個人属性,入手可能な交通手段,医療機関のサービス水準等のデータを用いて分析した,ここでは,病気のタイプ別の病気発生,医療機関の選択ならびに医療機関までの移動手段の選択を同時に考慮できるネスティッド・ロジットモデルを推定した.その結果,10歳未満の子供のいる世帯では,循環器系ならびに心臓に関わる病気に罹る可能性が高いこと,女性は,ぜんそくなどの呼吸器系の病気に罹る可能性が高いこと,医療機関へのアクセス交通時間価値は,現地の平均世帯の賃金率よりもかなり高いことなどが明らかとなった.また,通院目的の交通発生頻度を推定する回帰モデルを構築した.その上で,これらの推定されたモデルを用いて,病院までの交通サービスが改善された場合の経済的便益をケーススタディとして試算した.まず,既に我が国で収集したデータを再整理し,必要に応じてデータのスクリーニングを行った.具体的には,富山市および東京都で収集された世帯単位の活動ダイアリーデータについて,データの精度を確認し,交通サービスデータ等の必要なデータを付加した.また,明らかに不合理なデータ等がある場合には,その修正あるいは除去を行った.次に,夫,妻,子からなる世帯を対象として,世帯内に家長が存在し,世帯の意思決定に大きな影響を及ぼす場合の世帯交通行動モデルを推定した.モデルの推定に当たっては,統計処理ソフトを活用した.次に,我が国の世帯単位の行動特性を,他国と比較するために,スリランカですでに入手済みのデータの活用可能性を検討した.しかし,ここで得られたデータが,我が国の結果と直接的な比較を行うためには,精度が十分でないことが判明したことから,別途,インドネシアにおけるデータの入手可能性について検討を行うこととした.既存研究・調査のレビューを行ったところ,一部の活動データを入手できたため,それをもとにジャカルタ居住者の世帯単位での買い物行動の分析を行った.しかし,さらなる精査の結果,既存の統計データでは,我が国の結果との直接的な比較が困難であることが判明した.そこで,現地で新たに我が国の調査と同様の調査を実施することとした.ここでは,インドネシアのジャカルタに居住する夫,妻,子からなる世帯を対象とした独自のアンケート調査を実施する計画としている.来年度,調査を実施して必要なデータを入手し,分析結果を東京,富山と結果の比較を行うことによって,我が国の世帯単位の活動に関する特性の理解を深める予定である.今年度は,インドネシア・ジャカルタ都市圏を対象として,個人行動や意識に関するアンケート調査を実施した.調査では,世帯属性,個人属性に加えて,一日の活動内容,社会活動等の活動実績と,生活の満足度などの意識についても尋ねた.調査は,2011年11月12月に現地関係者の協力を得て実施し,ジャカルタ都市圏全域から無作為抽出によって,調査票の配布対象を選定し,最終的に,948人から回答を得ることに成功した.次に,これらのデータを用いて,個人のトリップ頻度,個人の目的への交通機関選択,目的地での時間消費について分析を行い,世帯特性が個人の行動に与える影響について実証的な検討を行った.分析に当たっては,土地利用の特性も考慮するため,土地利用の混在度を表す指標も導入している.個人のトリップ頻度の分析に当たっては,オーダードロジットモデル,交通機関選択の分析に当たっては,ミックスドロジットモデル,目的地での時間消費の分析については,時間配分モデルをそれぞれ用いて,統計的に検定を行った.その結果,男性は女性よりトリップ発生頻度が高いこと,自動車保有者は非保有者よりトリップ頻度が高いこと,高齢者ほど徒歩を選択する傾向があること,高所得者ほど自動二輪車を選択すること,高所得者ほど活動時間に関する限界効用が低下することなどが明らかとなった。ところが,いずれのモデルにおいても子供の存在に関しては,統計的に有意な結果を得ることはできなかった.
酸化触媒反応による難分解性有機塩素化合物の無害化促進に寄与する腐植物質の機能解明

鉄ポルフィリン触媒の活性低下は、主として触媒自身の自己分解に起因することを見出した。まず、腐植物質の疎水部分のモデル化合物としてシクロデキストリン(CD)を用いたところ、触媒の自己分解がCDと触媒との超分子生成により抑制され、それがペンタクロロフェノール(PCP)の酸化促進に寄与することを明らかにした。特に用いたCDの中で、ヒドロキシプロピル-β-CD(HP-β-CD)の添加がPCPに対する酸化脱塩素化に大きな効果を示し、25%程度ではあったが鉄ポルフィリン触媒系では困難とされてきたCO_2までの無機化を達成するに至った。次に、鉄ポルフィリン触媒および鉄フタロシアニン触媒の自己分解速度に及ぼす腐植物質の添加効果を検討した。その結果、泥炭腐植酸のような疎水的な腐植物質の添加が、PCPの酸化分解促進に対して効果を示し触媒の自己分解抑制に有用なことを明らかにした。腐植物質と鉄ポルフィリン触媒との相互作用を紫外可視吸収スペクトルおよび^1H NMRスペクトルにより解析した結果、腐植物質の芳香族部位と鉄ポルフィリン触媒中のメソーフェニル基との疎水的な結合により超分子生成していることを明らかにした。さらに、効果のあった泥炭腐植酸に関して分子量分画を行った。各分画について芳香族成分を分析しPCPに対する酸化率、触媒に対する超分子生成能そして触媒の自己分解速度を評価した結果、最も多く芳香族成分を含む分画がPCPの酸化率および触媒との生成定数が大きく、触媒の自己分解速度が最も小さくなることがわかった。したがって、酸化触媒によるPCPなど難分解性有機塩素化合物の分解促進に寄与する腐植物質の効果は、触媒との超分子生成による触媒自身の安定化に起因すると結論づけた。鉄ポルフィリン酸化触媒系で低腐植化度の腐植酸(HAs)を加えると、ペンタクロロフェノール(PCP)の分解促進がみられた。そのような促進効果の解明を目的とし、HAs中のポリサッカロイド部位のモデルとしてシクロデキストリン(CDs)を用いその影響も評価したが、β-CDやヒドロキシプロピル-β-CD(HP-β-CD)などのCDsではHAsと同様なPCPの分解促進効果が見られた。まず、鉄ポルフィリン触媒の活性低下の原因として触媒の自己分解が考えられる。そこで、鉄ポルフィリン触媒の自己分解速度に及ぼすHAsとCDsの添加効果について検討を行った。測定した擬一次速度定数(s-1)は以下のようになった:none,0.16;α-CD,0.14;β-CD,0.048;γ-CD,0.13;HP-α-CD,0.15;HP-β-CD,0.004;HP-γ-CD,0.11;CM-β-CD and SO_4-β-CD,0.24;新篠津泥炭HA(SHA),0.066;美唄泥炭HA(BHA),0.057。最もPCPの分解促進に寄与したHP-β-CDの添加が触媒の自己分解抑制に有効であり、比較的効果の大きかったβ-CDやHAsでも何も加えない場合に比べ一桁低くなり自己分解の抑制効果を示した。このようなHAsやCDsの添加による触媒の安定化には、触媒とHAsまたはCDsとの錯形成が関与すると考えた。そこで、触媒とHAsあるいはCDsとの錯形成反応について分光学的解析を行った。鉄ポルフィリン錯体のソーレー帯の吸収に及ぼすHAsまたはCDsの影響を調べた結果、吸光度はHAsまたはCDsの濃度に伴い減少する傾向を示した。この結果は文献からHAsあるいはCDsと鉄ポルフィリン触媒との錯形成に起因すると考えられる。そこで、HAあるいはCDと鉄ポルフィリン錯体とのの1:1の錯形成を仮定し、条件生成定数を評価した。

その結果、生成定数の大きなものほどPCPの分解促進効果が大きく、そして、触媒の自己分解速度定数も小さくなることが明らかになった。ゆえに、HAsあるいはCDsの効果は、触媒との錯形成による触媒の安定化とそれによる触媒の自己分解抑制に起因することと考えた。平成16年度は、腐植物質の疎水部分のモデル化合物としてシクロデキストリン(CD)を用い、触媒活性の低下の一因となる鉄ポルフィリン触媒の自己分解がCDと鉄ポルフィリン触媒との超分子生成により抑制され、それがペンタクロロフェノール(PCP)の酸化促進に寄与することを明らかにした。特に用いたCDの中で、ヒドロキシプロピル-β-CD(HP-β-CD)の添加がPCPに対する酸化脱塩素化に大きな効果を示し、25%程度ではあったが鉄ポルフィリン触媒系では困難とされてきたCO2までの無機化を達成するに至った。一方、鉄ポルフィリン触媒および鉄フタロシアニン触媒の自己分解速度に及ぼす腐植物質の添加効果を検討した。その結果、泥炭腐植酸のような疎水的な腐植物質の添加が、PCPの酸化分解促進に対して効果を示し触媒の自己分解抑制に有用なことを明らかにした。腐植物質と鉄ポルフィリン触媒との相互作用を紫外可視吸収スペクトルおよび1H NMRスペクトルにより解析した結果、腐植物質の芳香族部位と鉄ポルフィリン触媒中のメソ-フェニル基との疎水的な結合により超分子生成していることを明らかにした。さらに、効果のあった泥炭腐植酸に関して分子量分画を行った。各分画について芳香族成分を分析しPCPに対する酸化率、触媒に対する超分子生成能そして触媒の自己分解速度を評価した結果、最も多く芳香族成分を含む分画がPCPの酸化率および触媒との生成定数が大きく、触媒の自己分解速度が最も小さくなることがわかった。したがって、酸化触媒によるPCPなど難分解性有機塩素化合物の分解促進に寄与する腐植物質の効果は、触媒との超分子生成による触媒自身の安定化に起因すると結論づけた。
日本統治時代の台湾に築造された日本式庭園の保存状況と空間的特徴に関する研究

2018年度については、(イ)日本統治時代における台湾の民間造園技術者の把握、(ロ)台北市旧昭和町における日式宿舎の悉皆調査、(ハ)数例の個別事例の現地調査、の3点を実施した。(イ)については、渡部泰輔編『全国著名園芸家総覧(第14版)』(1938)の記載内容を分析し、造園の設計や施工を手掛けた日本人技術者,31名を確認した。地域的な内訳は,台北市14名,台北市外1名,台中市4名,台南市6名,基隆市3名,嘉義市1名,高雄市1名,花連港庁吉野村1名である。上記の造園の設計施工を手掛けた技術者のうち,植木生産もおこなっていた人物は合計22名,それ以外で植木生産をおこなっていた人物は14名,合計で36名を確認した。植木生産業をおこなっていた日本人技術者の地域的な内訳は,台北市14名,台北市外1名,台中市7名,台南市6名,基隆市1名,高雄市2名,嘉義市3名,新竹市1名,花連港庁吉野村1名であった。(ロ)については、台北市旧昭和町(現・青田街、温州街、永康街、和平東路一段)を悉皆的に踏査し、合計62物件の日式住宅を確認し、番地等の記録(街名、巷、弄、號)、外観調査、写真撮影を実施した。上記物件についてはリストにて一覧表を作成し、研究協力機関(台北市政府、国立大学等)にて提出をおこない、現地調査のための申請をおこなった。(ハ)については、個別庭園の検討として、台北二二八和平公園日本庭園、台北州知事公邸庭園、青田七六、紀州庵等、日本統治時代に作庭された日本式庭園を10例程度、現地調査をおこなった。調査の結果、建造物が保存修理され、公開された事例は、庭園は改造を受けているものが確認でき、オリジナルの地割・意匠をとどめているかの判断がつきにくいものがあるものの、敷地規模、建造物の規模等によって庭園の地割・意匠も一定程度編成の違いがあるという知見の一端を得た。本研究の全体構想は、日本統治時代の台湾に築造された日本式庭園の保存状況、地割・意匠上の特色、庭園作者を把握し、日本の近代庭園が国際的に及ぼした影響の一端を明らかにすることである。この課題を達成するため、2018年度は台湾に渡った日本人造園技術者群を把握し、特に台北市旧昭和町の日式住宅の保存状況を確認でき、本研究を推進するうえでの基礎的な知見を整理することができた。台北市旧昭和町の日式住宅の所有は、中華民国の所有であり、管理は政府や国立大学がほとんどであることが判明した。今後は、この日式住宅について庭園の配置図を現地にて作成しつつ、地割・意匠上の特色を導きたい。また、日式住宅の庭園、旅館・料亭等の接客施設の庭園、公園内に造成された庭園は、それぞれ異なる地割で作庭されている感触を得ており、建物の用途によってどのように庭園の地割が異なるかも分析の必要がある。さらに、台湾政府文化部文化資産局には、古跡や歴史建築の一覧が掲載されており、庭園を有する事例も確認できる。今後は、古跡と歴史建築について日式建築を精査しつつ、庭園を有する事例の明確化を図ってゆく。

本研究の全体構想は、日本統治時代の台湾に築造された日本式庭園の保存状況、地割・意匠上の特色、庭園作者を把握し、日本の近代庭園が国際的に及ぼした影響の一端を明らかにすることである。この課題を達成するため、2018年度は台湾に渡った日本人造園技術者群を把握し、特に台北市旧昭和町の日式住宅の保存状況を確認でき、本研究を推進するうえでの基礎的な知見を整理することができた。台北市旧昭和町の日式住宅の所有は、中華民国の所有であり、管理は政府や国立大学がほとんどであることが判明した。今後は、この日式住宅について庭園の配置図を現地にて作成しつつ、地割・意匠上の特色を導きたい。また、日式住宅の庭園、旅館・料亭等の接客施設の庭園、公園内に造成された庭園は、それぞれ異なる地割で作庭されている感触を得ており、建物の用途によってどのように庭園の地割が異なるかも分析の必要がある。さらに、台湾政府文化部文化資産局には、古跡や歴史建築の一覧が掲載されており、庭園を有する事例も確認できる。今後は、古跡と歴史建築について日式建築を精査しつつ、庭園を有する事例の明確化を図ってゆく。
病原細菌の自然免疫克服戦略の解明とその応用

消化管粘膜には粘膜固有バリアーと自然免疫バリアーが幾重にも構築されている。しかし腸管病原細菌はバリアーを巧みに回避して粘膜へ定着する。本研究は赤痢菌をモデルにして、(1)病原細菌の自然免疫バリアー回避戦略の包括的な解明、(2)赤痢菌自然感染モデルマウスの開発、(3)抗生物質の代替創薬となる赤痢菌エフェクター機能阻害物質の探索を目的にして実施した。項目1.赤痢菌エフェクター機能と標的宿主因子の包括的解明:本研究では、赤痢菌よりIII型分泌装置を通じて宿主へ分泌される新規エフェクターの生物活性とその標的宿主因子を解明して、赤痢菌の自然免疫克服における普遍的・特異的な感染戦略を明らかにすることを目的としている。平成23年度は10種のエフェクターについて解析を実施した。その結果、菌の粘膜感染における新規感染機能に関わるエフェクターを以下に同定した。(i)マクロファージに対する赤痢菌の炎症性細胞死を促進する(論文投稿中)。(ii)上皮細胞侵入に伴うラッフル膜の制御を行う(論文準備中)。(iii)細胞侵入初期においてUBC13の脱アミド化によりTRAF6依存的な炎症応答を抑制する(Nature 2012)。(iv)細胞侵入に伴い破壊された形質膜のジアシルグリセロール(DAG)活性化を介したNF-κB活性化の抑制機構とその抑制因子。(v)感染初期の上皮細胞死誘導を抑制する因子とその抑制機構(論文投稿中)。項目II.赤痢菌自然感染マウスモデルの開発:本研究では、赤痢菌のオートファジー回避不能変異株およびその認識に重要なAtg5を解析ツールとして、選択的オートファジーの開始に関わる新規宿主たんぱく質としてTecpr-1を同定し、さらにそのノックアウト(KO)マウスを作製した(Cell Host Microbe 2011)。作製したTecpr1-KOマウスは、BALB/cおよびC57BL/6マウスへ10世代までバッククロスした。得られたマウスより調製したMEFを用いて、選択的オートファジーのレベルが低下していることを確認した。項目III.エフェクター機能阻害剤の同定:本研究では、エフェクター機能を特異的に阻害する化合物の探索のためのハイスループットスクリーニング方法を時間分解蛍光共鳴エネルギー転移検出法により確立した。東大創薬イノベーションセンターとの共同研究で、赤痢菌のIpaHのユビキチンリガーゼ活性を阻害する化合物の小規模スクリーニングを実施し、いくつかの候補化合物を得た。I赤痢菌エフェクター機能と標的宿主因子の包括的解明:今年度解析したエフェクターに関して以下の知見を得た。(1)赤痢菌感染に応答してカスパーゼ4依存的な細胞死が誘発されたが、赤痢菌は抗カスパーゼ4活性を有するエフェクターを分泌して細胞死を抑制していることを発見した。(2)赤痢菌のマクロファージ感染に伴う炎症性細胞死に関わる新規宿主因子及びNLRインフラマソームを同定した。(3)赤痢菌の細胞侵入に伴いPKC活性化を介してNF-κBの活性化が誘導されたが、菌はE3リガーゼ活性を有するエフェクターを分泌してPKC-NF-κB経路の因子であるTRAF2を標的にしてユビキチン化修飾して、炎症誘導を阻止することを解明した。II.赤痢菌自然感染マウスモデルの開発:前年度にはTecpr1-KOマウスは赤痢菌の自然感染モデルとして有効であることを確認した。そこでBALB/cマウスへの抗生剤投与により腸内細菌叢を変動させた群では、抗生剤未処理投与マウス群に比べ、腸管での著しい定着菌数増加および腸管粘膜剥離、炎症細胞増加が確認された。今後は赤痢菌易感染性に関わる腸内細菌叢および腸内代謝物を解明する。III.エフェクター機能阻害剤の同定:赤痢菌を含む広範囲のグラム陰性病原細菌が産生するIpaHファミリーに共通するユビキチンリガーゼを標的とする阻害化合物を同定する目的で、東大創薬オープンイノベーションセンターの化合物ライブラリーに対し、大規模・高効率スクリーニングを実施した。本年度は得られたヒット化合物を用いてIpaH活性阻害能(IC50)を測定し、さらにスクリーニング系とは異なる評価系を用いて精査し、阻害活性の強い化合物を得た。さらに得られた候補化合物のIpaH機能阻害特異性を調べるために、IpaHファミリータンパク質2種類、ヒトのユビキチンリガーゼに対する阻害活性を比較した。今後、より良いリード化合物を得るために、IpaHと化合物との相互作用様式をビアコアシステムや等温滴定熱測定(ITC)を用いて精査する。I.赤痢菌エフェクター機能と標的宿主因子の包括的解明:今年度解析した6種のエフェクターに関して、1マクロファージの炎症性細胞死誘導に関わっていた(論文準備中)。2感染時に生ずるファゴソーム膜断片がDAMPsとして認識され、その炎症応答を制御した(投稿中)。3感染に応答してカスパーゼ4依存的な細胞死が誘導され、これに対してカスパーゼ4活性を阻害した(投稿中)。4腸管感染でIgAの分泌量を調整した。5新たな炎症応答を阻害した。6OspIエフェクターの標的因子Ubc13との共結晶を作製し酵素-基質間の分子構造を解明した(JMB 2013)。

7赤痢菌の上皮細胞間拡散のルートとしてtricellular junctionを同定し、クラスリン依存的なエンドサイトーシスにより隣接細胞へ菌が取り込まれることを発見した(Cell Host Microbe 2012)。II.赤痢菌自然感染マウスモデルの開発:本研究で同定した、選択的オートファジー開始に関わる新規宿主因子、Tecpr-1のKOマウス由来MEFで、赤痢菌感染に対するオートファジー誘導能低下が確認された(Cell Host Microbe 2011)。Tecpr-1KOマウスへ赤痢菌を経口投与すると、菌が腸粘膜へ定着し、粘膜破壊・炎症応答が誘導された。即ち赤痢菌自然感染モデルとして有望であることが認められた。III.エフェクター機能阻害剤の同定:前年度は、IpaHファミリーのユビキチンリガ-ゼ活性を抑制する化合物を探索するためのスクリーニング系を確立した。1今年度は、確立したスクリーニング法を用いて東大創薬オープンイノベージョンセンターの化合物ライブラリーを用いて高効率スクリーニングを実施した。2得られた候補化合物のIpaH機能阻害特異性を調べるために、IpaHファミリータンパク質2種類を用いて阻害能を測定、比較検討を行った。1.赤痢菌エフェクター機能と標的宿主因子の包括的理解:1)赤痢菌IpaH7.8エフェクターはマクロファージ感染において、Glomulin蛋白質分解を通じてNLRインフラマソーム活性化と細胞死を誘導した。(2)菌感染において宿主細胞内で菌体より遊離されたDNAは自然免疫に認識され、I型インターフェロン産生により菌の感染を妨げた。これに対し赤痢菌はIpaH5エフェクターを分泌し、自身のE3リガーゼ活性依存的にシグナル因子であるXをユビキチン化、タンパク分解へと導くことでI型インターフェロン活性化を抑制した。(3)IpaH4.5は宿主のプロテアソーム構成因子と結合し、分解することにより、赤痢菌感染においてプロテアソームの活性を制御した。2.赤痢菌自然感染マウスモデルの開発:赤痢菌のマウスに対する易感染性に関わる腸内細菌叢および腸内代謝物を探索した結果、抗生物質処理によりマウス腸管内で特定の短鎖脂肪酸Eの量が減少していた。In vitro解析の結果、短鎖脂肪酸Eは赤痢菌の病原性を抑制していたことから、マウス腸管内の短鎖脂肪酸E量が減少することにより病原性抑制が解除され感染が成立する可能性が示唆された。Tecprl-KOマウスでは、ATPの産生、β酸化のレベルの低下によりミトコンドリアの機能変化が見られた。これらが原因で脂肪肝を発症すると考えられた。3.エフェクター機能阻害剤の同定:これまで赤痢菌のユビキチンリガーゼ(IpaHファミリー)を標的とする阻害化合物を探索し、いくつか阻害化合物を同定した。得られた個々の化合物を細胞に投与し、IpaHの標的基質蛋白質の分解を調べた結果、化合物(X)が基質の分解を阻害した。より良いリード化合物を得るために、IpaH蛋白質と得られた阻害化合物の相互作用および阻害効果を等温滴定型熱量測定、表面プラズモン共鳴法を用いて解析を進めている。1.赤痢菌エフェクター機能と標的宿主因子の包括的理解:Glomulin(GLMN)はインフラマソーム活性化に必須なE3ユビキチンリガーゼcIAP1及びcIAP2に結合しその活性を抑制した。赤痢菌はマクロファージ内でIpaH7.8E3
覚醒剤依存における慢性脳障害の解明-脳PET画像解析による研究-

(1)ポジトロン標識MAPを用いたPET実験1.PET研究の際、ハロペリドールによる麻酔は、MAP集積性を顕著に抑制することを見いだした。この現象はMAP逆耐性モデルマウスを用いても認められた。2.PETにおいて有用な簡易な画像fusionおよび解析programの開発を行った。すなわち、PET画像とMRI画像のfusionを行い、機能画像と形態画像、機能画像と機能画像の統合をはかり、得られた画像に対してtissue reference modelをあてはめた画像を作製し、それぞれの要素(BPなど)をfusion画像として提示するシステムを開発し、これにより、このprogramの上で、kinetic analysisを可能とした。(2)MAP逆耐性モデル動物を用いた検討1.GC-SIM法とMAP-d_jを用いる内部標準法とを組み合わせ、かつ前処理として保持能力の高い固相抽出法を採用することで化合物選択性の高いMAP測定法を確立した。本法を用いた検討から、MAPの脳内集積はドパミン神経投射部位への集積が高いことを明らかにした。MAP逆耐性形成ラットにおけるMAP脳内過剰集積は、肝臓、腎臓及び筋肉におけるMAPの集積変化が見られず、末梢臓器の影響は乏しいことを明らかにした。また、脳以外に心臓においても動態変化の生じることを新規に見いだした。2.空間学習や記憶に関連が深いとされるEphA5受容体のmRNAの変化をin situ hybridization法を用いて検討した。その結果(1)EphA5 mRNAは帯状回、前頭葉皮質、海馬CAI領域、手綱核でMAP投与後に20-25%有意に減少、唯一扁桃体でのみ約25%有意に増加していた。(2)手綱核ではMAP投与後1時間からEphA5 mRNAの発現変化を認めたのに対して他の脳部位では投与後9-24時間後に変化が認められる、という新規知見を得た。大脳皮質、海馬、扁桃体はPapezやMacLean回路の重要な構成部位であり、記憶や情動と密接に関連することから、覚醒剤はEphA5受容体の変化を介して記憶や情動に関与する神経回路の可塑的変化を引き起こす可能性を示した。(3)脳内ヒスタミン系検討1.受容体ノックアウトマウス研究:ヒスタミン受容体遺伝子ノックアウトマウスを用いてヒスタミン神経系の中枢での役割を明らかにした。2.ヒスタミンH3受容体とヒスタミン・トランスポーターの特徴を明らかにした。特にH3受容体の新しい創薬について新しい応用の可能性を提唱した。本研究では、positron emission tomography (PET)を用い、視覚的に覚醒剤の脳障害機構を解析することを目的として、種々の検討を行い、以下の成果を得た。本研究では、positron emission tomography(PET)画像解析法を用い、視覚的に覚醒剤の脳障害機構を解析することを目的として、MAPの脳内集積性の変化を逆耐性モデルを用いたPET画像解析により検討するとともに、脳内ヒスタミン系の変化などのMAP集積性の変動や脳機能に影響を及ぼす生化学的因子の検討を行っている。本年度は以下の成果を得た。(1)ポジトロン標識MAPを用いたPET実験

1.MAPの体内動態をPETにより測定する目的で、^<11>C標識化を行い、PET画像化に必要な200MBq以上の放射能量を供給できる合成条件を確立した。製剤化までに要した時間は約40分、放射化学的純度99%以上であった。2.逆耐性サルを用いたPET条件の検討を行った。その結果、サルの麻酔をハロペリドールで行った場合、ハロタンで行った場合に比して顕著なMAP集積性の抑制が認められることを明らかにした。3.MAP逆耐性モデルマウスを用いても、ハロペリドールによるMAP集積性の抑制が認められることを明らかにした。(2)MAP逆耐性モデル動物を用いた検討1.逆耐性現象動物で、新しい行動評価スケールとして断崖反応の変化について検討した。2.逆耐性現象は生後発達依存性なので、発達に伴って脳内発現が変化する新規遺伝子の解析を行った。3.覚せい剤とストレスとの互換性に注目し、覚せい剤投与に伴う脳内コルチコステロン受容体の発現変化を解析した。(3)脳内ヒスタミン系検討1.ヒトの非侵襲的脳機能イメージング法の開発:ヒト脳における神経受容体測定法を開発し、加齢、てんかんなどにおける神経受容体の役割を明らかにした。さらに本法を正常加齢、アルツハイマー病、複雑部分発作症例に応用して、その特異的な変化を調べた。2.ヒトにおける眠気の発生メカニズム研究:抗ヒスタミン薬による眠気と認知機能障害を例に、ヒトにおける眠気発生メカニズムをH_2^<15>Oと3次元PETを用いて明らかにした。3.受容体ノックアウトマウス研究:ヒスタミン受容体遺伝子ノックアウトマウスを用いてヒスタミン神経系の中枢での役割を明らかにした。4.ヒスタミンH3受容体とヒスタミン・トランスポーターの特徴を明らかにした。特にH_3受容体の新しい創薬について、新しい応用の可能性を提唱した。5.3次元PETを用いたヒト高次脳機能の研究方法の開発した。6.ストレスとメタアンフェタミン覚醒剤におけるヒスタミン神経系の役割について明らかにした。本研究では、positron emission tomography (PET)画像解析法を用い、視覚的に覚醒剤の脳障害機構を解析するため、メタンフェタミン(MAP)の脳内集積性の変化を逆耐性モデルを用いたPET画像解析による検討と、MAP集積性の変動や脳機能に影響を及ぼす生化学的因子の検討を行っている。本年度は以下の成果を得た。(1)ポジトロン標識MAPを用いたPET実験1.MAPの体内動態をPETにより測定する目的で、^<11>C標識化を行い、PET画像化に必要な200MBq以上の放射能量を供給できる合成条件を確立した。製剤化までの時間は約40分、放射化学的純度99%以上であった。
多方向触覚伝達技術に基づくハプティックスキルトレーニングシステムの開発研究

本研究は、医療・福祉分野や生産・加工分野をはじめとして様々な分野で切望されている実世界触覚技術に基づいたハプティックスキルトレーニングシステムの開発を目的としている。本年度は21年度に試作したハプティックスキルトレーニングシステムに対して、多方向触覚伝達技術を実装し、実証実験を行った。1つ目に、動作を構成する要素ごとに力制御を行う技術を、多方向触覚伝達技術と融合させ、ハプティックスキルトレーニングシステムに適用した。また、スキルの特徴量抽出手法とスキル獲得評価指標を用いることで、開発したハプティックスキルトレーニングシステムの有用性を定量的に評価した。2つ目に、ネットワーク上での触覚伝達を物理レベルで模擬するネットワークエミュレータを用いた実験、及び物理的に距離の離れた地点間(慶應義塾大学矢上キャンパス(横浜市)-K2タウンキャンパス(川崎市))での遠隔実験を行い、開発した多方向触覚伝達技術と通信遅延補償法の検証を行った。ネットワーク上での通信遅延、ジッタ、パケットロス、輻輳は触覚伝達に致命的な悪影響を与えることが知られていたが、これまでこれらの影響を定量的に実験解析する例が少なかった。そこで、各種通信プロトコルを用いた比較実験を行うことで多方向触覚伝達におけるフロー制御・再送制御・順序制御の効果に関して知見を得た。さらに、得られた成果を国内外に広く発信した(国内会議論文2編、国際会議論文3編(内、招待講演1編))。これらの成果は、開発したハプティックスキルトレーニングシステムを今後e-ビジネスやハプティック放送などのマルチメディアに応用する可能性を示した。本研究では、医療・福祉分野や生産・加工分野をはじめとして様々な分野で切望されている実世界触覚技術に基づいたスキルトレーニングシステムの開発を目的としており、次のような成果を得ることができた。ここで、取り上げるハプティックスキルトレーニングシステムの基本設計と試作機の開発と多方向触覚伝達技術の検討をまず行ったが、この二つは切り離せない側面を持つ。そこで、今年度は非干渉化手法をハプティックトレーニングシステムに適用し、制御系設計を容易にすることを考える。特に、応用として重要である外科手術用のハプティック鉗子を用いたスキルトレーニングシステムをターゲットにして研究開発を行った。一般に人間の動作は多自由度動作になるので、特異姿勢や飽和などの特有の問題点がある。これらは個別の問題点として認識されており、対処療法的な解決法が提案されてきた。しかし、斜交座標の概念を導入することにより加速度制御系の持つ優れたロバスト性を損なうことなく解決可能であることを理論的にも、実験的にも示すことができた。斜交座標それ自身は、物理的には非干渉手法の一つと考えることが出来るため、飽和などに対しても有効である。人間の動作は極めてダイナミックであり、斜交座標に対数的な飽和要素を導入して、系全体を安定化させることが出来る。このような理論を実験的にも検証した。成果は電気学会論文誌に発表することが出来た。この手法を用いることにより、加速度次元において、モード分解手法による動作検出が可能になることが示された。
免疫学的劇症肝炎モデルマウスにおける新たな細胞治療の基礎的検討

ConA投与における急性肝不全モデルマウスにおけるLASC(低血清培養脂肪由来幹細胞)群ではcontrol群に比較して投与8時間でのALT値の上昇を抑えた。肝内において、LASC投与群でIL-6,IL-10,IFN-γのmRNA発現低下とTGF-βの発現上昇、またCD3、CD4,CD8,CD11b,CD11cの発現低下を認めた。ConAで刺激した脾細胞をLASCと共培養することにより、CD3の発現低下を認めたが、NK1.1,CD19の発現は変わらなかった。以上よりLASCは免疫調整作用による急性肝不全モデルにおける炎症抑制作用、特にT細胞系の調整作用があることが示唆された。LASC(低濃度血清培養脂肪由来幹細胞)は、当初通常濃度の血清培養下においてよりもHGFの産生が有意に多いことがラットモデルにより示された。我々は当初これを、特に本邦の急性肝不全の理由として最も多いと考えられる免疫学的肝炎であるHBVトランスジェニックマウスへのCTL移入モデルへの効果の検証を目的として研究を開始した。LASCにおいても下記に示す一定の効果は認められたものの、その効果は通常培養のASC(脂肪由来幹細胞)の方が高かったため、以後の検討を通常培養ASCにて行った。1.In vitroにおけるASCの免疫調整効果:各種mitogenで刺激した脾臓から採取したリンパ単核球とASCを共培養。ASCとリンパ単核球の比を変えることによるリンパ単核球の増殖抑制効果を見ると、ASCの濃度性にPHA,ConAで刺激したリンパ単核球は増殖抑制効果を示したが、LPS刺激ではその抑制効果は見られなかった。またこれらの抑制効果は培養上清を加えるだけでは起こらず、細胞-細胞間の相互作用が必要であると考えられた。2.実際の急性肝不全モデルマウスにおけるASCのin vivoでの効果を検証するため、ConA肝障害モデルマウスにおけるASC投与群と非投与群を比較検討。ConA投与8時間後においては有意にASC投与群の方がALTが低値であり、その効果は24時間後には見られなくなった。今年度についてはまずLASC(低血清培養脂肪由来幹細胞)の肝不全モデルにおける肝細胞障害抑制効果につき次の2点から検討を行った。(方法)ConA肝障害モデルマウスにおいて、ConA投与後30分後にLASC投与する群と非投与群に分け、8時間後、24時間後の血清ALT値を測定、また24時間後における肝内免疫系細胞表面マーカー、サイトカインmRNAを測定した。また、四塩化炭素投与マウスにおいて24時間後の血清ALT値、肝内免疫系細胞表面マーカー、サイトカインmRNAをLASC投与群と非投与群で比較、検討した。(結果)ConAモデルマウスにおいては血清ALT値は投与8時間後での血清ALT値がLASC投与群で有意に低値であったが、その差は24時間後には見られなくなった。一方、肝内mRNAレベルはCD3,CD4,CD8は抑制されているものの、TNF-α,IFN-γ,IL-1α等の炎症性サイトカインの抑制は見られなかった。四塩化炭素モデルマウスにおいては、24時間後の血清ALT値はLASC投与群で有意に低値、またCD3,CD4,CD8,CD11b,CD11cとリンパ球系のみならず、抗原提示細胞系のマーカー、またTNF-α,IFN-γ,IL-1α等の炎症性サイトカインのmRNAも抑制されていた。本研究において、昨年度までに我々は以下の点を明らかにしてきた。1ConA急性肝障害モデルマウスにおいて、投与8時間後においてLASC投与群の方がcontrolと比較して血清ALT値の上昇が有意に抑えられていたが、その効果は24時間後には見られなくなった。224時間後の肝組織を比較すると、LASC投与群においてConA投与によるCD3,CD4,CD8の発現が抑制されていた。3in vitroにおいて、PMA,ConA刺激下脾細胞との共培養において、LASCは濃度依存性に刺激脾細胞の増殖を抑制した。これらの効果からLASCの免疫調整作用が示唆された。今年度は上記に加えて以下の検討を行った。1In vitroでの単核球成分のpopulationの変化を見ると、ConA刺激下で刺激なしの状態より刺激下でCD3,CD4,CD8陽性細胞の比率が増加、それに対し、CD19、NK1.1陽性細胞の比率には変化がなかった。ConA刺激下脾細胞をLASCと共培養することによりCD3,CD4,CD8陽性細胞の比率は低下、CD19,NK1.1陽性細胞では変化は見られず、in vivoにおける肝障害抑制効果はT細胞を介していることの裏付けとなった。

2LASCのCharacterを明らかにするためにLASCから抽出したmRNAを検討、IL-1α、TNF-α、iNOSの炎症性サイトカインと共にIL-10,TGF-βの抑制性サイトカインの発現が認められた。このことからLASC自身に何らかの免疫調整作用があることが示唆された。これら3年間の研究成果をまとめ、現在論文投稿準備中である。現在論文投稿準備中。肝臓病学当初LASCについてはラット血管炎モデルにおいて、著明な免疫調整、再生促進効果、および通常培養ASCと比べてHGF、SDF-1α等の肝再生に重要な液性因子が多いことが示されていた。またマウスにおいてもLASC作成については準備できており、通常培養ASCと比較して強い効果が期待されていた。ただ種間の違いなのか、マウスLASCにおいては一定の効果は認めたものの、ラットほどの著明なものではなく、むしろ通常培養におけるASCの方が効果を示したため、現在は通常培養ASCにて検討を行っている。通常培養ASCにおいては、in vitroでのリンパ単核球の増殖抑制効果、およびin vivoではConA誘発による免疫学的急性肝不全モデルにおいて効果が示され、現在論文投稿準備中である。また別の肝障害モデルとして中毒性急性肝不全モデルであるCCl4誘発急性肝不全モデルにおいても有意な肝障害抑制効果を示している。本モデルにおいても中毒性以外に肝壊死によって引き起こされる免疫反応が急性肝不全の促進因子となることも報告されており、現在そのメカニズムについて検討中である。また、HBVトランスジェニックマウスへのHBs特異的CTL移入による急性肝不全モデルにおける効果については、CTLの成長因子であるEL-4 supのトラブル等があり、しばらくうまく機能していなかったが、この点も徐々に解決されつつあり、今後検証可能となると考えている。今年度は少し細かい条件設定(幹細胞分離、特にConAモデルマウスにおけるマウス間のばらつきの調整、モデルマウスによるLASC投与のタイミング、BrdU incoporation assayの条件設定)にかなりの時間を費やしたため、まだ24時間で結果が見られる系での検討にとどまっている。また当初の主要目的であった、HBVによるモデルマウスにおいてもCTLの培養系のトラブルでまだ着手できていない。またさらに現在進んでいる免疫学的検討のみならず、GFPトランスジェニックマウス由来の幹細胞を用いた分化程度の検討についてもまだ着手できていない。ただ、免疫系の抑制効果にはある一定の結果が得られていること、また系の安定化に伴い今後は上記計画も進めることは十分可能であり、現在系の安定化に向けて鋭意改善中である。(1)マウスLASCにおけるラットLASCとの違いの検討:マウスにおいてはラットほどの明確なLASCの効果が現れておらず、またマウスASCよりも著明な効果が出ていない。その原因について検討を行っていく。また、最悪うまく行かない場合はマウスの場合は通常培養ASCの検討に切り替えていく。(2)HBVトランスジェニックマウスモデルにおけるCTLの安定化、LASC(ASC)の免疫調整効果、肝再生促進効果:本来の主目的であるヒトの急性肝炎、肝不全に最も近いモデルである本モデルにおいて、LASC(ASC)の効果、およびメカニズムを検証していく。
発熱ブロックが取り付けられた平行平板流路の流動および熱伝達に関する研究

研究実施計画に基づき、平成5年度はプリント板に取付けられた半導体素子をモデル化した矩形のブロックが置かれたモデル流路を作製し、パール顔料を用い流れを可視化した。実験をおこなったモデル流路の形状は当初予定していた形状で、流路にはブロックが流れ方向に20段、流れに直交する方向に5列配置されている。ブロックの形状はブロック長をL,ブロック高さをB,ブロックの間隔をS,流路高さをHとしたとき、B/L=3/8,S/L=1/4,H/L=2/85/8である。可視化実験の結果、Re数が10001500程度で流れが乱流に遷移することが判明した。ついで、取扱いが容易なLB1低レイノルズ・タイプの2方程式モデルを用い、Re=19005000の範囲の流れおよび熱伝達について周期発達領域および入口助走区間の3次元解析をおこない、圧力損失、熱伝達の特性を明らかにした。また、入口助走区間の圧力損失および断熱ヌセルト数を実験結果と比較し、解析モデルの妥当性を検討した。平成6年度はモデル流路の周期発達領域を対象に、LB1低レイノルズ・タイプの2方程式乱流モデルを用い、Re=1002500の層流から乱流への遷移領域について3次元数値解析を行い、遷移Re前後の流れおよび熱伝達の特性を明らかにした。計算を行なった流路形状はB/L=3/8,S/L=1/4,H/L=1/45/8である。その結果、摩擦損失とRe数の関係および乱流エネルギーkの値から、H/L=5/8の場合、約Re=700から乱流への遷移が始まっていることが明らかになった。また、流れを層流と仮定した場合には、熱伝達、摩擦損失ともに低く予測することが明らかになった。研究実施計画に基づき,本年度はモデル流路を用いた流れの可視化実験および低レイノルズ・タイプの2方程式モデルを用いた周期発達領域の3次元数値解析プログラムと入口助走区間の3次元数値解析プログラムを作製し,Re=1900以上の範囲の流れおよび熱伝達の解析をおこなった.1流れの可視化実験プリント板に取付けられた半導体素子をモデル化した矩形のブロックが置かれたモデル流路を作製し,パール顔料を用い流れを可視化した.実験をおこなったモデル流路の形状は当初予定していた形状で,流路にはブロックが流れ方向に20段,流れに直交する方向に5列配置されている.ブロックの形状はブロック長をL,ブロック高さをB,ブロックの間隔をS,流路高さをHとしたとき,B/L=3/8,S/L=1/4,H/L=2/85/8である.可視化実験の結果,Re数が10001500程度で流れが乱流に遷移することが判明した.このRe数は平行平板流路のそれに比べ若干低いが,波形流路のそれに比べるとかなり高い.周期発達領域および入口助走区間の3次元数値解析取扱い容易なLB1低レイノルズ数2方程式モデルを用い,Re=19005000の範囲の流れおよび熱伝達について周期発達領域および入口助走区間の3次元解析をおこない,圧力損失,熱伝達の特性を明らかにした.

また,入口助走区間の圧力損失および断熱ヌセルト数を実験結果と比較し解析モデルの妥当性を検討した.研究実施計画に基づき、平成6年度はモデル流路(直方体の発熱ブロックが片方の平板上に取り付けられた並行平板流路)の周期発達領域を対象に、Lam-Bremhorstが提案した取り扱いが容易なLBI低レイノルズ・タイプの2方程式乱流モデルを用い、Re=1002500の層流から乱流への遷移領域について3次元数値解析を行い、遷移Re前後の流れおよび熱伝達の特性を明らかにした。計算を行った流路形状は発熱ブロックの一辺をL、高さをB.ブロック上方の流路高さをH、ブロック間のスペースをSとしたとき、B/L=3/8,S/L=1/4,H/L=1/45/8である。その結果:1.摩擦損失とRe数の関係および乱流エネルギーkの値から、H/L=5/8の場合、約Re=700から乱流への遷移が始まっていることが明らかになった。2.流れを層流と仮定した場合には、熱伝達、摩擦損失ともに低く予測することが明らかになった。これらの結果と前年度の流れの可視化の結果と比較検討を加えた。
低濃度フッ化物の炎症に対する機能解析

フッ化物(F)は、我々の身体にとって必要な元素であり、むし歯予防手段として多くの国で用いられている。近年では水道水にFを添加した地区住民において進行した歯周炎患者が少ないのとの疫学報告もある。本研究では、実験動物ラットに歯周病菌であるP.gingivalis菌液を直接口の中に投与し歯周病を惹起させたモデルを用いて、フッ化物飲用の歯周炎に及ぼす影響を検討した。F飲用は、NaF粉末にて調整したイオン交換水を常時摂取させることによってFを全身的に投与した。我々は、これまでに細胞培養研究より、μMレベルの低濃度Fは上皮細胞の増殖を促進する一方、mMレベルでは抑制することを明らかにしているため、本研究のF濃度はμMレベルに設定した。P.gingivalis投与最終日から28日で屠殺後、顎骨を採取し、歯槽骨吸収状態を評価するためマイクロCT解析およびメチレンブルー染色による形態学的解析を行った。その結果、P.gingivatis投与群は非投与群に比べて、明らかに骨吸収量が増加した。また、P.gingivalisおよびF投与群では、明らかに骨吸収が抑制されたことより、FはP.gingivalisによる歯槽骨吸収を抑制することが示唆された。Fによる歯槽骨吸収抑制のメカニズムを解析すべく、実験的歯周炎モデルラットの歯肉組織よりmRNAを抽出後、炎症性サイトカイン(IL-1β、IL-6、TNF-α)の遺伝子発現を解析したが、F投与による変化は認められなかった。さらに、細胞培養研究にて歯肉上皮細胞、単球細胞株(U937)の炎症性サイトカイン産生に対するFの効果を明らかにすべく、各細胞をRgingivalis由来のLPSで刺激し、炎症性サイトカイン産生に及ぼすFの影響を解析したが、F投与による変化は認められなかった。来年度は、Fによる歯槽骨吸収抑制のメカニズムを他方面から解析していく予定である。