hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
短期間低酸素処理による青果物の品質保持効果とその機構解明に関する研究

アルコール脱水素酵素タンパクについて電気泳動した結果、1%O_2処理ではバンドが濃く現れたのに対し、0%O_2処理は無処理と同じように1%O_2処理に比べて、バンドの濃さは薄かった。貯蔵7日の低酸素処理解除後は、0および1%O_2処理ともに低酸素処理中と同様の濃さを維持した。これらの傾向は以前行った3日間の低酸素処理と同様であり、低酸素の処理期間は影響しなかった。ピーマン以外の青果物として、0.5および2%O_2と空気を加湿して通気しながらバナナ緑熟果を20°C暗所で7日日間貯蔵した。その後、短期間低酸素処理を解除し、100ppmエチレン処理を24時間行った後、空気下で20°C暗所にさらに6日日間貯蔵した。低酸素処理期間中では0.5%O_2処理ではアルコール発酵が発達したのに対し、2%O_2処理と空気はあまり変化がなかった。しかし、いずれの処理も果皮色は緑色が維持され、低酸素障害の発生もなかった。低酸素処理解除後の追熟中では呼吸の生成ピークが0.5および2%O_2処理では空気に比べて出現が遅くなったが、生成量には差がなかった。また、香気成分量やアルコールアシルトランスフェラーゼ活性は0.5および2%O_2処理では空気に比べて少なく、果皮色の黄化の進行も空気下に比べて遅延された。バナナ緑熟果への0.5および2%O_2の短期間低酸素処理はその後の追熟の進展を遅延することがわかった。
活性化グリアの観点から試みる電気けいれん療法の効果発現メカニズムの解明

電気けいれん療法は薬物抵抗性、難治性精神疾患に有効だが、その効果発現メカニズムについては、未だ仮説程度の解明状況である。我々は活性化グリアの観点から、電気けいれん療法の効果発現メカニズムを実験的に解明する試みを行った。Gunnラットに電気けいれんを施行すると、統合失調症様、およびうつ病様の異常行動は改善し、海馬におけるマイクログリオーシス、およびアストロサイトーシスも有意に抑制された。以上の結果より、電気けいれんの治療効果は、活性化ミクログリア、および活性化アストロサイトを抑制することによって発現している可能性が示唆された。電気けいれん療法は、薬物抵抗性・難治性のうつ病、統合失調症に有効な身体療法である。しかし、その効果発現メカニズムについては、未だ仮説程度の解明状況である。そこで我々は、活性化グリアの観点から、電気けいれん療法の効果発現メカニズムを実験的に解明する一環として、Gunnラットに電気けいれん(ES; electroconvulsive shock)を施行し、統合失調症様およびうつ病様の異常行動の変化と、活性化グリアの形態的および機能的変化の相関を詳細に検討した。Gunnラットにおける統合失調症様の異常行動については、プレパルス抑制試験を用い、ES施行群と未施行(Sham)群を比較した。その結果、GunnラットSham群では、プレパルス抑制が阻害され、統合失調症と同じパターンを示したが、GunnラットES群では、阻害されたプレパルス抑制が有意に抑制された。更に、Gunnラットの脳における、ミクログリオーシス、つまり活性化ミクログリアをIBA-1を用いて、免疫組織化学的に定量分析したところ、海馬領域にてGunnラットSham群は、健常コントロールであるWistarラットに比べ、有意にIBA-1発現が亢進しており、ミクログリアの活性化が示唆された。Gunnラット海馬におけるIBA-1発現亢進はESによって、有意に抑制され、ESによる活性化ミクログリアの抑制効果が示唆された。以上の結果から、電気けいれんの治療効果は、活性化ミクログリアを抑制することによって発現している可能性が示唆された。H27年度は主に行動系の解析を行い、上記のように順調に進展させることができた。行動評価後ラット脳を用いた、免疫組織化学的手法による海馬グリオーシスの評価、特にGFAPを用いたアストログリオーシスの定量的評価は現在進行中である。更に、Gunnラットの脳における、ミクログリオーシスおよびアストログリオーシス、つまり活性化ミクログリアおよび活性化アストロサイトを、それぞれCD11b、GFAPを用いて、免疫組織化学的に定量分析したところ、海馬領域にてGunnラットSham群は、健常コントロールであるWistarラットに比べ、有意にCD11b、ならびにGFAPの発現が亢進しており、ミクログリアならびにアストロサイトの活性化が示唆された。Gunnラット海馬におけるCD11b、ならびにGFAPの発現亢進はESによって、有意に抑制され、ESによる活性化ミクログリア、および活性化アストロサイトの抑制効果が示唆された。以上の結果から、電気けいれんの治療効果は、活性化ミクログリア、および活性化アストロサイトを抑制することによって発現している可能性が示唆された。H27年度に行った行動評価、および免疫組織化学的手法による海馬ミクログリオーシスの評価に引き続き、H28年度は、GFAPを用いたアストログリオーシスの定量的評価を遂行することができた。昨年度はGunnラットに電気けいれん(ES; electroconvulsive shock)を施行し、統合失調症様およびうつ病様の異常行動の変化と、活性化グリアの形態的および機能的変化の相関を詳細に検討したが、本年度はGunnラットにおけるうつ病様の異常行動について、強制水泳試験と尾懸垂試験を用い、健常ラットであるWistarラットと比較し、詳細に検討した。その結果、両試験において、Gunnラットの無動時間はWistarラットに比べ有意に長かった。更に、Gunnラットの脳における、ミクログリオーシスおよびアストログリオーシス、つまり活性化ミクログリアおよび活性化アストロサイトを、それぞれIba1、S100bを用いて、免疫組織化学的に定量分析したところ、海馬領域にてGunnラットSham群は、健常コントロールであるWistarラットに比べ、有意にIba1、ならびにS100bの発現が亢進しており、ミクログリアならびにアストロサイトの活性化が示唆された。以上の結果から、Gunnラットにおけるうつ病様の異常行動は、活性化ミクログリア、および活性化アストロサイトと関連している可能性が示唆された。

Gunnラットに電気けいれんを施行すると、統合失調症様、およびうつ病様の異常行動は改善し、海馬におけるマイクログリオーシス、およびアストロサイトーシスも有意に抑制された。以上の結果より、電気けいれんの治療効果は、活性化ミクログリア、および活性化アストロサイトを抑制することによって発現している可能性が示唆された。ラット脳における免疫組織化学的手法による海馬グリオーシスの評価を行い、行動解析結果との相関性を解析し、電気けいれん療法の効果発現メカニズムを明らかにしていく。電気けいれんの治療効果、ならびに活性化グリアに対する抑制効果の経時的変化を調べ、電気けいれんの効果がいつまで持続するのか解明する。精神科学H25年度は国際学会への参加がなく、また試薬に関しても、品質を保っている既存のものを一部使用することができたため繰越金が生じたが、おおむね計画通りの使用状況と思われる。H28年度以降も繰越金を合わせ、動物代、試薬品代等に使用する予定である。
メチル化遺伝子を用いた早期肝癌診断システムの開発

2cm以下の肝細胞癌(HCC)の診断は困難である。そこで、血清cf-DNAにおけるDNAメチル化異常をマーカーとした診断システムを開発した。手術標本によりDNAメチル化異常を検索し、7遺伝子のDNAメチル化異常がHCC特異的に起こっていた。SPINT2とSRD5A2遺伝子のDNAメチル化異常とAFPとPIVKA-IIを組み合わせた我々独自のhybriddetectorは、血清によるHCC診断において優れた性能(曲線下面積0. 868)を示した。(1)早期肝癌検出システムの開発1)セルフリーDNAの定量法の確立:セルフリーDNA量に影響を及ぼす因子の解明を行い、末梢血からの血清回収条件および血清からの安定したセルフリーDNAの抽出、定量法を確立した。2)血中短鎖・長鎖セルフリーDNAの測定法の確立:短鎖・長鎖セルフリーDNAを測定し、integlityを求めるために、GSTP1遺伝子をターゲットとした測定系を確立した。3)定量的メチル化測定法による血中メチル化遺伝子の同定:肝癌において明らかにメチル化している7遺伝子(RASSF1, CCND2, SPINT2, RUNX3, GSTP1, APC and CFTR)を用いて、これらメチル化遺伝子が定量的に測定できることを確認した。健常者、慢性肝炎、肝硬変、肝癌患者の末梢血にて、7種類のメチル化遺伝子の比較を定量的に行い、肝癌において各メチル化遺伝子が高値であることを観察した。(2)早期肝癌診断システムの開発リアルタイムRT-PCR法を用いて2cm以下かつ高分化型肝癌30サンプル、2cm以上かつ中・低分化型肝癌30サンプルとHCV感染肝40サンプルの計100サンプルで53遺伝子の発現解析を行い、我々独自のアルゴリズム(Fisher criterion ; Cancer Res 2002, Lancet 2003)を用いて、ランキングを行い高分化型肝癌と非癌部肝臓との識別に有用な遺伝子5個程度までに絞り込みを行った。3)定量的メチル化測定法による血中メチル化遺伝子の同定:肝癌において明らかにメチル化している7遺伝子(RASSF1,CCND2,SPINT2,RUNX3,GSTP1,APC and CFTR)を用いて、これらメチル化遺伝子が定量的に測定できることを確認した。(2)早期肝癌診断システムの開発高分化型肝癌30サンプル、中・低分化型肝癌30サンプルとHCV感染肝40サンプルの計100サンプルで53遺伝子の発現解析を行い、我々独自のアルゴリズム(Fisher criterion; Cancer Res 2002, Lancet 2003)を用いて、ランキングを行い高分化型肝癌と非癌部肝臓との識別に有用な遺伝子5個程度までに絞り込みを行った。HCC患者112例、肝炎患者146例を用いて、血中のメチル化遺伝子(SPINT2,SRD5A2)と腫瘍マーカー(AFP,PIVKA-II)の4因子を組み合わせるバイオマーカーを確立した。新たなHCC258例での本バイオマーカーのaccuracyは84.6%,sensitivityは72.2%,specificityは87.7%であり、極めて良い性能を示した。高分化型肝癌30サンプル、中・低分化型肝癌30サンプルとHCV感染肝40サンプルの計100サンプルで53遺伝子の発現解析を行い、我々独自のアルゴリズム(Fisher criterion; Cancer Res 2002, Lancet 2003)を用いて、ランキングを行い高分化型肝癌と非癌部肝臓との識別に有用な遺伝子5個程度までに絞り込みを行った。以上から、HCV陽性の肝癌において、血清中のメチル化遺伝子(RASSF1A,SPINT2,CCND2,BASP1)を測定することは、再発並びに予後予測に有用であることが示された。
新規OVと分子標的薬の併用療法

本研究は、まず腫瘍微小環境をターゲットとした分子標的薬と新規腫瘍溶解ウイルス(OV: 34.5ENVE)との併用による治療効果についての実験を行う。次に分子標的薬と新規OV治療との併用療法による相乗効果についてのメカニズムを調べ、OVの効果をさらに増強させる因子を探していく。過去に、我々はOVをより効果的な治療戦略とするため悪性グリオーマに対するOVを用いた腫瘍微小環境についての研究を行ってきた。この研究で我々が得た結果では、新規分子標的薬cRGDペプタイド(Cilengitde)を用いて炎症を抑え、OVによる抗腫瘍効果をより増強し、治療効果を高めることができた。さらに我々は抗血管新生作用を持つvasculostatinという蛋白を発現する新規OVであるRAMBO (for Rapid Antiangiogenesis Mediated By Oncolytic virus)を使用し、単独の治療効果、Cilengitideとの併用効果を得ることができた。共同研究施設においてYooらは新規OVである34.5ENVE(viral ICP34.5 Expressed by Nestin promotorandVstat120Expressing)を作製した。Nestin promoterにてICP34.5がドライブされることにより増殖が促進される。また、同時に血管新生作用を持つvasculostatinを発現する。彼らはこのウイルスを用いてヒト脳腫瘍マウスモデルにおいて有意な治療効果を得た。現在、本研究のセットアップを行っているところである。併用にて使用するインテグリン阻害剤に関しては、bevacizumab誘導脳腫瘍浸潤性変化に対する浸潤抑制効果を示すことができた。今後、OVのセットアップを行う。さらに、新規OV34.5ENVEの効果について検証し、インテグリン阻害剤との併用効果について検討する。本研究では、腫瘍微小環境をターゲットとした分子標的薬と新規腫瘍溶解ウイルス(OV: 34.5ENVE)との併用による治療効果について実験する。応募者らは過去に、OVをより効果的な治療戦略とするため悪性グリオーマに対するOVを用いた腫瘍微小環境についての研究を行ってきた。この研究で我々が得た結果では、新規分標的薬cRGDペプタイド(Cilengitde)を用いて炎症を抑え、OVによる抗腫瘍効果をより増強し、治療効果を高めることができた。最近の報告では、YooらはOVである34.5ENVE(viral ICP34.5 Expressed by Nestin promotor and Vstat120 Expressing)を作製している。また、同時に血管新生作用を持つvasculostatinを発現するOVである。我々は新規分子標的薬(Cilengitide)と併用によりOV治療の効果を増強することができたが、この結果を発展させるために、オンコリティックウイルスや薬剤について、本研究のセットアップを行っている。第二種使用等拡散防止措置確認の再申請をしているところである。第二種使用等拡散防止措置確認の再申請をしているところであり、慎重な審査が行われているためである。代替実験として、RAMBOを使用した、抗浸潤作用の実験を行っており、34.5ENVEのコントロール実験とする予定である。第二種使用等拡散防止措置確認の申請を行い、審査を通過した。代替実験として、RAMBOを使用した、抗浸潤作用の実験を行っており、Cilengitideの抗浸潤効果とRAMBOの抗浸潤効果の相乗効果が得られた。さらに、Bevacizumab誘導性浸潤モデルにてRAMBOを使用することにより抗浸潤効果を得ることができた。34.5ENVEのコントロール実験とする予定である。昨年度はオンコリティックウイルスや薬剤について、本研究のセットアップを行った。

新規OV34.5ENVEの効果について検証し、インテグリン阻害剤との併用効果について検討する、という目的であった。併用療法として使用するインテグリン阻害剤の追加データはでているものの、OV34.5ENVEのセットアップが遅れている。新規OV34.5ENVEの効果について検証し、インテグリン阻害剤との併用効果について検討する。腫瘍はU87dEGFRなどのヒト脳腫瘍細胞系列や脳腫瘍患者から承諾を得て採取した腫瘍由来細胞を用いて、脳腫瘍マウスまたはラットモデルを作製し、生存期間や腫瘍径を調べる。さまざまな脳腫瘍モデル(幹細胞もモデルも含む)を用い、同様の効果がえられるか否かを検討する。アルキル化剤テモゾロミドや他の分子標的薬Bevacizumabとの併用について検討する。さらには血管透過性の亢進を調べ、OV単独群とOVと薬剤との併用におけるウイルス力価の評価、ウイルス由来のgene量または、mRNA量を調べる。医歯薬学、外科系臨床医学、脳神経外科学オンコリティックウイルスや薬剤について、本研究のセットアップを行う。具体的には、共同研究施設であるオハイオ州立大学のDr. Kaurと連携し、新規OV34.5ENVEを使用する準備を進めていく。さらに当初の予定を行う。・さまざまな脳腫瘍モデル(幹細胞もモデルも含む)を用い、同様の効果がえられるか否かを検討する(担当、黒住、安原)。・アルキル化剤テモゾロミドや他の分子標的薬Bevacizumabとの併用について検討する。さらには血管透過性の亢進を調べ、OV単独群とOVと薬剤との併用におけるウイルス力価の評価、ウイルス由来のgene量または、mRNA量を調べる(担当、黒住、安原、伊達)。
新味食品開発のための代謝物キラリティーを考慮した呈味性予測モデルの構築

本研究では代謝物のキラリティーを考慮した新規呈味性予測モデルの構築を行った上で、それらの呈味への寄与の有無についての解析を行うことを目的としている。研究対象となる食品を官能試験に供する一方で、申請者が開発した新規分析法を利用して、代謝物のキラル分離分析を行う。そして、官能評価で得られた情報と分析によって得られた代謝物データを多変量解析によって統合し、従来より正確な呈味性モデルを構築する。従来の分析法はアミノ酸をターゲットにしていたが、より多くの代謝物を分析することを目的に、本手法の適応範囲を拡げた。まず、主要代謝経路に含まれる第一級キラルアミンおよびその前駆体を対象とした分析法の構築を目指した。従来の手法ではキラル分離することが困難だった第二級アミンなども分析対象として加えるため、カラムのスクリーニングを行い、分離に最適なカラムを検討した。結果的に、分析対象化合物はタンパク質構成アミノ酸に加えて、非構成タンパク質構成アミノ酸、核酸塩基、生理活性アミンなどを含み、計115種類の化合物の一斉分析が可能となった。その後、当該手法に用いる質量分析計の検出パラメーターの調整を行い、分析対象化合物の感度の最適化を行った。次に、構築した新規液体クロマトグラフィー質量分析法の性能を評価するために、標準品溶液を用いて検量線を作成し、検出限界・再現性・直線性などの項目を吟味した。最後に構築した当該手法を食品分析(チーズ)に応用した。現状のメタボローム分析の殆どが代謝物のキラリティーを議論せずに結果を解釈する中で,本手法を活用したキラルメタボローム分析の意義は非常に大きく、食品分野だけではなく様々な分野で応用し得る新規分析手法をして大きな可能性を有する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。研究対象となる食品を官能試験(外部委託あるいは研究室内の実施)に供する一方で、申請者が開発した新規分析法を利用して、代謝物のキラル分離分析を行う。また、多変量解析の結果からD-アミノ酸を含む代謝物のモデル構築への寄与の有無について吟味し、寄与が確認されたD-アミノ酸については、食品への添加実験や試料溶液ベースの簡素な模擬食品を作成することにより、更に詳細に解析を行う。最終的に得られた知見は、食品の品質設計や製造理論へのフィードバックに資することで、新規性および独創性の高い食品開発に貢献することができると考えている。申請者は上記を研究目的とし、キラルアミノ酸の高感度一斉分析メソッドの構築を行った。まず質量分析計の測定パラメーターの最適化を行った。標準品アミノ酸を用いて、特にインターフェースパラメーター(電圧、ガス流量など)を仔細に検討することにより、nmol/mLオーダーの極低濃度アミノ酸の検出が可能なメソッドの構築に成功した。また、そのメソッドは幅広い定量範囲を示し、微量のD-アミノ酸の定量分析に有用であることを示した。次に、既に申請者の研究室で開発したHPLC分離システムと本メソッドを組み合わせて、実際に実サンプルの測定を行った。サンプルとしては過去にD-アミノ酸の測定報告例がある黒酢を対象にし、結果的に全14種類のD-アミノ酸の検出および定量分析に成功した。平成29年度は研究員が既に構築した分析法の改良をベースに研究を展開した。分析したチーズは熟成期間の異なる3種類のチーズで、本手法による代謝物プロファイリングの結果、熟成期間によって、含まれている代謝物は大きく異なり、熟成期間が増えるに従って特にD-アミノ酸の存在量は増加した。また、一方でヌクレオシド類は熟成期間の増加につれて減少していた。このような代謝物のキラル情報を反映した代謝物の精密なプロファイリングの報告は類が無く、国内外問わず学会発表では高い評価を受けた。

そして、官能評価で得られた情報と分析によって得られた代謝物データを多変量解析によって統合し、従来より正確な呈味性モデルを構築する。従来の分析法はアミノ酸をターゲットにしていたが、より多くの代謝物を分析することを目的に、本手法の適応範囲を拡げた。まず、主要代謝経路に含まれる第一級キラルアミンおよびその前駆体を対象とした分析法の構築を目指した。従来の手法ではキラル分離することが困難だった第二級アミンなども分析対象として加えるため、カラムのスクリーニングを行い、分離に最適なカラムを検討した。結果的に、分析対象化合物はタンパク質構成アミノ酸に加えて、非構成タンパク質構成アミノ酸、核酸塩基、生理活性アミンなどを含み、計115種類の化合物の一斉分析が可能となった。その後、当該手法に用いる質量分析計の検出パラメーターの調整を行い、分析対象化合物の感度の最適化を行った。次に、構築した新規液体クロマトグラフィー質量分析法の性能を評価するために、標準品溶液を用いて検量線を作成し、検出限界・再現性・直線性などの項目を吟味した。最後に構築した当該手法を食品分析(チーズ)に応用した。現状のメタボローム分析の殆どが代謝物のキラリティーを議論せずに結果を解釈する中で,本手法を活用したキラルメタボローム分析の意義は非常に大きく、食品分野だけではなく様々な分野で応用し得る新規分析手法をして大きな可能性を有する。平成29年度における研究成果は既に投稿論文としてまとめ、提出済みである。また、今後はより網羅的な呈味成分分析系の構築を目的とし、本手法をジペプチドのキラル分析に応用する予定である。ジペプチドは2つのアミノ酸から生成され、N末端あるいはC末端でそれぞれの構造が異なる上に各々のキラリティーを考慮すると、対象とするジペプチドの数はジアステレオマーを計上せずとも1,500種類以上にものぼる。本システムで用いる液体クロマトグラフィー質量分析法の性質上、検出された化合物の同定にはターゲット化合物の標準品が必要であるが、それらを化学合成などの手段ですべて用意するのは経済的な限界から現実的ではなく、今後の検討には何かしらの工夫が待たれる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ヒト正常色素細胞培養系における色素生成の紫外線による誘発機構について

日光照射による皮膚の色素沈着はあまりにもありふれた現象であるが、その機構は不明である。つまり紫外線という"引き金"と色素沈着という"結果"の間のメカニズムについては何も知られていない。既に我々はメラニン産生酵素チロジナーゼ(Tase)に対するモノクロナール抗体(MoAb)を得て、また正常ヒト色素細胞の簡単な培養法を開発した。さて中波長紫外線(UVB)により皮膚でビタミン【D_3】(【VD_3】)がプロビタミン【D_3】(pro【VD_3】)より産生される事が古くから知られている。また【VD_3】は肝や腎で活性型ビタミン【D_3】(act【VD_3】)に代謝され、これはカルシウムのホメオスタシスに関与する。また紫外線照射後の紅斑を始めとする様々な皮膚の炎症において、皮膚のプロスタグランジンE(PGE)類の濃度が上昇する事から、炎症時におけるPGE類の役割について最近注目されている。本研究では、色素細胞に対する【VD_3】類およびPGE類の直接作用効果を、抗Tase-MoAbを用いた免疫組織染色により、Taseの量と細胞の形態変化を指標にして調べた。その結果(1)【VD_3】は培養色素細胞のTase量を増すばかりでなく、細胞を紡錘形から樹枝状の細胞へと変換する。なおこれらの変化は日光照射後に見られる皮膚の色素細胞の変化と同様である。(2)【PGE_2】はTase量を増す事なく色素細胞を樹枝状にする。(3)pro【VD_3】,act【VD_3】および【PGE_1】は培養色素細胞に何んの影響も与えなかった。以上の結果より日光による皮膚の色素沈着の機構は、UVBにより生成した【VD_3】が色素細胞に作用して、Taseを増し、それにより産生増加したメラニンを、【VD_3】および【PGE_2】により多数出現した樹枝状突起が活発に周囲の角化細胞に分泌する事がその機構と考えられる。なお本研究で、【VD_3】と【PGE_2】がヒト色素細胞に作用する事、そして日光による皮膚の色素生成および色素増加の機構が初めて明らかにされた。
重合度分布のないポリマー標準物質の合成・単離とその構造・物性研究への応用

1ポリマーの重合同族体を効率よく分離し、「均一ポリマー」を単離するための超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)自動分取システムを構築した。システムは、市販のSFC本体と、オートインジェクタおよび圧力解放バルブからなる試料注入部、ならびに、高圧六方バルブユニット3基を直列に接続した試料回収部から成り、それらをクロマトデータ処理装置により制御するものである。2分子量と化学構造の精密に規制されたイソタクチック(it-)およびシンジオタクチック(st-)なポリメタクリル酸メチル(PMMA)、st-ポリスチレン、ポリD-乳酸、ポリL-乳酸、ポリブチルイソシアナ-ト、および、ポリヘキシルイソシアナ-トをリビング重合等により合成し、そのSFC分別によって、15量体から50量体までをそれぞれ最大100mg程度単離した。これらのSFC分離は、固定相にシリカゲル、移動相に二酸化炭素と少量の極性化合物(アルコールなど)を用い、それぞれの分離に適した温度ならびに移動相組成を選ぶことによって達成できた。得られた均一ポリマーの分子量および純度は、飛行時間型質量分析ならびにNMRにより決定した。3サイズ排除クロマトグラフィーの分子量標準に均一PMMAを用いると、PMMAの分子量測定を精度良く行えることがわかった。MMAのit-およびst-な13量体から50量体までのガラス転移温度を測定し、その値と分子量の逆数との間に直線関係があることを明らかにした。均一なit-PMMA、ポリD-乳酸およびポリブチルイソシアナ-トは高い結晶性を示し、その7量体、9量体、12量体についてそれぞれ単結晶X線構造解析を行った。4水酸基等の反応性末端基を有する均一PMMAを単離し、2および3官能性化合物を用いてそれらをカップリングさせた後、再度SFC分別することにより、均一なブロックおよび星形PMMAを単離することができた。1交付申請書に記載した方法に従って、平均重合度が2080で化学構造の規制されたイソタクチックおよびシンジオタクチックなポリメタクリル酸メチル、オリゴオキシメチレンジアセテート、ポリヘキシルイソシアナ-ト、ならびに、ポリD-乳酸・ポリL-乳酸をそれぞれ得ることができた。ポリイソシアナ-ト類はNH-末端から解重合を起こして分解するため、クロマトグラフィーによる重合度分別が困難であるが、NH-末端をアセチル基でend-capすることによって、解重合に対して安定なポリイソシアナ-トの得られることを見出した。(i-PrO)_3Alを開始剤に用いたラクチドの開環重合では、環状二量体の開環重合であるにもかかわらず、乳酸単位を奇数個含むポリマー鎖が副生することが明らかになった。これに対して、(salen)AIOCH_3を開始剤に用いると重合反応中でのエステル交換反応が抑制され、奇数重合度の同族体をほとんど含まないポリ乳酸の得られることがわかった。このポリ乳酸を重合度分別することによって、均一ポリマーを効率よく単離できる。2上記の方法で得られたポリマー試料を、超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)で効率よく分離するための条件を調べた。固定相にはシリカゲル、移動相には二酸化炭素にエタノールなどの極性溶媒を添加したものを用い、その組成と流体の温度を試料に応じて調節することによって、重合度分離の条件を見出すことができた。3 SFCの試料回収部(背圧制御装置)に高圧六方バルブユニット2基を直列に接続して、これらを紫外吸収検出器の信号と連動させてパソコンから制御するシステムを製作した。

このシステムを用いて、平均重合度67.6MwMn=1.07のポリメタクリル酸メチルの自動分取の実験を行い、目的どおり4284量体をそれぞれ単離することに成功した。しかし、信号の検出と制御、ならびに、試料注入装置については、改良の余地が残されている1平均重合度45前後のイソタクチックおよびジンジオタクチックなポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ならびに、平均重合度32のポリブチルイソシアナ-トを、それぞれ310g合成した。いずれの場合も、Mw/Mn値1.2以下を示す分子量分布の狭いポリマーが得られた。これらのポリマーを、超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)で分離するための条件を調べた。SFCの固定相にシリカゲル、移動相に二酸化炭素とアルコールの混合物を用いた場合に、上記のポリマーをもっとも効率よく分離することができた。内径20mm以上のカラムを用いると分離能が低下したため、内径10mmのカラムを標準的に用いることにした。2前年度に製作した自動分取SFCシステムの試料回収部(背圧制御装置)に高圧六方バルブユニットを増設して合計3基とし、これらを紫外吸収検出器の信号と連動させてパソコンから制御した。また、そのためのソフトウェアを製作した。このシステムを用いて、前項(1)のSFC分取の予備的実験を行った。シンジオタクチックPMMAの場合、2747量体をそれぞれ単離することができた。しかし、SFC分離における各重合度成分の溶出時間には最大5%程度のばらつきがあること、確実なピーク検出が困難なことなど、当初の目的である全自動運転を行うにはハード・ソフト両面の改良が必要であり、次年度も引き続きこの点を検討する。3前項(2)で得られた2747量体の飛行時間型質量分析(MALDI-TOF MS)を行い、それぞれの分子量を確認した。また、前後の重合度成分はMALDI-TOF MSの検出限界以下であり、純度は99%以上であることがわかった。ブチルイソシアナ-ト12量体のエタノール溶液中からは単結晶が得られ、そのX線結晶解析に成功した。主鎖のアミド骨格は、規則正しい8/3らせん(周期5.2Å)を形成することが明らかになった。1合成高分子の重合同族体を超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)で分離する操作をくりかえすことによって均一ポリマーが単離できるが、その自動化にあたっては溶出時間の再現性を高める(1%以下)必要があることが前年度までの研究で明らかになった。本研究で製作した自動分取SFCシステムでは当初、溶出時間に5%以上のばらつきがみられたが、移動相の流路の改良、とくに、超臨界二酸化炭素と極性溶媒(アルコール等)との混合部の高効率化によって1%程度の再現性を達成することができた。2自動分取SFCシステムを用いてポリメタクリル酸メチル(PMMA)の重合度分別を行い、15量体から50量体までをそれぞれ最大100mg程度単離した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)における分子量較正曲線の作成に均一PMMAを用いると、PMMAの分子量測定を精度良く行えることを明らかにした。均一PMMAは飛行時間型質量分析の分子量標準としても有用で、その検出感度の分子量依存性の評価に役立つことがわかった。3ポリマー鎖の末端に水酸基を有するイソタクチックあるいはシンジオタクチックPMMAを立体特異性リビング重合法により合成し、これらをSFCで分別して2050量体をそれぞれ単離した。
複合現実技術による夜間農作業支援

夜間、トラクタやコンバインなどの走行車両を用いて安全に農作業を行うための技術について開発した。トラクタによる作業は、等間隔で決められた経路を走行することが多い。しかし、何も目印のない畑で正しい経路で走行することは大変困難である。まして夜間では、なおさらである。そこで、拡張現実技術を用い、トラクタの屋根に取り付けたカメラによって撮影された実際の画像に、バーチャルな圃場の地図を重ね合わせることで、直感的なナビゲーションシステムを開発した。夜間農作業支援システムの構築を行った。システムの概要は以下の通りである。まず、農作業を行うトラクタの前方環境情報を暗視カメラによって撮影する。暗視カメラは、光電子倍増管に、高感度CCDカメラを直結した構成となっている。得られた動画像をUSBタイプのキャプチャーインターフェースによってリアルタイムでノートブックコンピュータに取り込む。コンピュータの画面に表示された実際の画像にあらかじめ地理情報システム(GIS)を用いて作成した、境界線、走行パスを正確に重ね合わせて表示させる。そのため、リアルタイムキネマティックグローバルポジショニングシステム(RTK-GPS)により、まず、トラクタの正確な位置を検出する。GPSのアンテナとカメラは相対的には固定されているが、地上座標系に対するカメラの位置と姿勢はトラクタの三次元的な姿勢変化によって任意に変化しうる。そこで、トラクタの姿勢変化を慣性計測システム(IMU)によって計測する。GPSによって得られた位置情報と、IMUから得られるロール、ピッチ、ヨー角を基にして、トラクタの後車軸中心点を地表面に投影した車両原点と、カメラの取り付け位置の、地上座標系に対する位置を求める。次に、汎用的な三次元コンピュータグラフィックライブラリであるOpenGLを用いて、あらかじめ作成した仮想的な地形を、やはり仮想的なカメラによって撮影する。このとき、仮想カメラの焦点距離やアスペクト比等は、実際に用いるカメラと同様にする。また、その位置は、実際の位置と等しくする。この仮想的な画像を現実の画像に重ね合わせることによって、作業者は、実際には目印やラインのないところに、仮想的な目標を見ることができ、夜間作業の支援に役立つと考えられる。夜間作業支援システムの検証昨年度構築したシステムを実際に稼働させるため、実システムでのキャリブレーションと性能の評価を行った。まず、トラクタと、地図座標とカメラの精密な位置関係を調べるため、写真測量ソフトウェアを用い、カメラの位置と方向を推定した。同時にそのときの傾斜センサとGPSアンテナの位置を記録した。その結果、屋外でGPS信号の得られる場所であれば、どのようなトラクタの位置、姿勢であっても、カメラの位置と、姿勢をリアルタイムで推定することが可能となり、実画像と仮想画像の重ね合わせが可能となった。さらに、システムの性能を評価するため、GPSの位置精度、2つのGPSを用いることによる方位精度、画像から求めた位置、姿勢と、IMUとGPSから求めたものとの推定精度の比較、画像中に示された仮想マーカーと実画像との誤差評価、画像の更新速度、画像取得から、表示までの遅れなどの項目について調査を行った。その結果、本システムによるカメラの位置、方位推定誤差はrms誤差で、X=2.0cm、Y=2.7cm、Z=3.2cm、ロール角=0.4°、ピッチ角=0.22°、ヨー角=0.7°となり、センサ単独の精度と同等の満足行く値が得られた。仮想マーカーと実画像の誤差評価では、目標地点が遠ざかるにつれて、水平位置の誤差が増大する傾向が見られたが、最も必要とされる、トラクタ前輪位置での誤差は5cm以下と満足できる値となった。また、水平面の直線に対する誤差は、ヨー角と同じ0.7となり、これもナビゲーションを目的とした場合は十分な値であることが判明した。
三陸漁村地域における生活回復の個別性と復興支援活動の計画化

生活要素の変化について世帯分離、廃業は生活活動全般の低下の要因、交流空間の喪失、客間の欠如、余暇空間、機会の喪失が余暇、交流の再生の阻害要因、特に、地区、仮設住宅、仮設店舗、仮設商店街の空間的分散が余暇、交流、買い物環境の再生の阻害要因である。また基本生活要素、ゆとり生活要素、健康生活要素に分類し、個人ごとの変化を見ると、生活要素全般が順調に回復する事例、要素全般に課題が残る事例、基本要素、ゆとり要素は回復するが健康要素に課題が残る事例が見られ、生活再建の個別性が指摘できる。商業施設、住宅、余暇施設を旧集落居住域に、特に空間的中心である津波跡地に商業、余暇施設を整備することが提言される。支援活動の計画化というテーマにおいて、北西イングランド地域の地域支援団体の状況をヒアリング調査で明らかにした。わが国と異なり、中間支援組織が重層的に地域組織に関わること、補助事業等の多様性、柔軟性、自治体や国からの独立性、横の組織との意思疎通の機会を設けていることなどが特筆され、わが国の支援活動の計画に資する知見であると言えた。しかしながら、わが国との地域社会構造との差異を考慮した分析にまでは至っておらず今後の研究課題が残った。また論文投稿までは至っておらず次年度の課題としたい。本年度の大きな成果としては、復興支援活動の参与観察的調査の一環として、大船渡市細浦地区において復興朝市を毎月開催したこと、この開催の際に、関係機関や地元住民、組織との調整を通じて、復興支援活動の計画化に資する知見を得たことである。具体的には、住民の自主性を尊重した提案や市・漁協との意思疎通の重要性、継続のための財政的検討などである。経済的持続性のために各種財団の助成金などを取り安定的運営を図ることの重要性が指摘できた。次年度には助成金の申請も行う予定である。また生活分析については、被災地ではないが、札幌市、松戸市の市街地と静岡市の農村部において、余暇と交流に関する生活分析を行い、学術論文として投稿し採用通知を得た。具体的成果としては、余暇・交流に関して都市部・農村部問わず個人化が進んでいて、こうした社会的背景は被災地の生活回復においても援用可能なものであると考える。さらにルーマニアにおけるEUのLEADER事業の調査を行った。これは地域の支援活動の計画化に関する知見を得るためのものであった。ルーマニアにおいては、支援活動は農業生産や技術、雇用などに注力されていおり、わが国においては、個人の財産形成につながる産業支援(特に自営業・個人事業主に対する支援)に慎重であるが、地域支援制度においてもこうした産業支援の重要性が改めて指摘できる。次年度には復興朝市に参加する被災者へのヒアリング調査を行うこととしたい。復興支援活動の計画化という点では復興朝市の立ち上げと分析を行ったことは地域の復興にとってあるいは研究の進捗にとって有意義なことであった。しかし、こうした復興朝市に関わる企画、運営、連絡、調整業務など雑務・実務作業に時間を使い、住民に対するヒアリング調査が次年度に繰り越しとなった。被災住民へのヒアリング調査は、仮設住宅、高所移転先住宅、復興公営住宅、自力再建住宅など場所もそれぞれの環境もばらばらのため準備に多くの時間と手間を要するので次年度に行うこととした。前年度までは、参与観察調査や他地域での支援活動の計画化に資する知見を得る調査を中心に行ってきたが、本年度は生活回復に関わる調査を行い、3年前に行った同様の調査とデータをつき合わせることで時系列的な回復の分析を行うこととした。つまり高台移転が完了した被災者に対するヒアリング調査を行った。高台移転により居住環境は落ち着いたものの、さらに被災後から健康を損なう者も見られた。概ね3年前の調査に比べても、生活回復は着実に進むが、全体的な状況としては3年前とは、仮設住宅か高台移転かという違い以外には大きな差異が見られない場合が多いとも言える。復興支援の計画化については、復興支援活動を進める中で、復興朝市の実証実験が順調に推移した。つまり、毎月1回の朝市を開催し、コミュニティの再生になるとともに、生活必需品の販売を行うことで、地域住民の生活の一助にもなった。同時に商業施設の基礎となる仮設の上屋の建設を行うことができた。これらについては、次年度には復興支援の計画化のスキームを提示できる見込みであり、実証実験では、仮設の上屋を使用し多くのイベントを開催することでコミュニティの再生につなげることとする。同時に、ヒアリング調査は高台移転が先に行われた一部住民に対してだけであり、次年度では、残りの被災者についてもヒアリング調査を行い、生活回復の全体像を明らかにする予定である。本年度で修了予定の科研であったが、延長申請を行い認められた。高台移転が対象地域において遅れていたため、ヒアリング調査を高台移転直後に行う形では、高台移転による環境変化が十分に調査に反映しづらいため、一部の被災者のヒアリング調査は次年度に行う方がデータの信頼性が上がると考えた。本研究では主に農村地域・被災地域など過疎地域における地域支援のあり方について、先進事例から検証することと、被災地における復興まちづくりへの参画から、参与観察的に復興支援計画策定に資する知見を得ようとするものである。日本における先進地をはじめ、英国におけるイングランド地域における多様な中間支援組織の分析、スコットランド地域における地域文脈を活かした地域支援のあり方について、農村政策との連携や多様な主体の参画、地域文脈を活かした空間形成等の知見が得られた。

さらに復興支援計画策定については、自治体、NPO,大学組織等の連携はもちろんのこと、迅速な計画と実施が重要であり、特に防潮堤とこれに伴う土地利用の策定が進まないと空間整備が進まないこと、高台移転の用地取得の遅延が住民生活の回復の速度を遅らせていることが明らかになった。復興支援の計画化は、復興課題をあらかじめ分節化し、これに基づいて支援者を割り当てながら柔軟に自治体と協議していくとが提言される。最終年度には、復興庁の支援による多目的広場整備について、住民ワークショップを開催、設計支援を行った。これにより、専門性を活かした支援の重要性、さらには未来を検討することでの被災者の心理的好影響も確認することができた。旅費を使用して現地に行くと共に、最後に報告書作成のために関連書籍を購入した。生活要素の変化について世帯分離、廃業は生活活動全般の低下の要因、交流空間の喪失、客間の欠如、余暇空間、機会の喪失が余暇、交流の再生の阻害要因、特に、地区、仮設住宅、仮設店舗、仮設商店街の空間的分散が余暇、交流、買い物環境の再生の阻害要因である。また基本生活要素、ゆとり生活要素、健康生活要素に分類し、個人ごとの変化を見ると、生活要素全般が順調に回復する事例、要素全般に課題が残る事例、基本要素、ゆとり要素は回復するが健康要素に課題が残る事例が見られ、生活再建の個別性が指摘できる。商業施設、住宅、余暇施設を旧集落居住域に、特に空間的中心である津波跡地に商業、余暇施設を整備することが提言される。研究成果を順調に得ることができたという点では、順調である。しかし論文投稿が遅れているが次年度の課題としたい。遅れた理由としては、復興まちづくりが予想以上に進捗したため情報収集など被災地での復興事業への対応に追われたためである。次年度にするべきことを先取りして行っているとも解釈できる。仮設住宅・高所移転住宅において被災者に対するヒアリング調査を進め復興支援課題の再整理を行いたい。具体的には震災2年後の生活回復調査と比較して5年後の生活回復の状況を相対化・客観化することである。同時に研究分担者の行う福祉支援の活動も研究的分析により客観化し、異分野支援の連携の可能性について考察を深めたい。また市と連携しながら復興支援の活動助成金(本研究費は研究のための助成金であるため)を申請し、さらなる復興朝市の定着と拡大を行いたい。高台移転が遅れていた被災者の生活回復調査を進め、支援活動の計画化のスキームを完成させ、投稿論文を執筆したい。都市計画・農村計画学仮設住宅、高台移転住宅において被災者に対するヒアリング調査を進め、復興支援の課題を再整理するとともに、4年間の生活復興の到達度を客観的に指標化したい。その際は、福祉的視点から体の状態や心の状態も研究分担者と相談しながら指標化していきたい。生活回復の実態と復興支援の実態の齟齬を指摘しながら計画的提言を考えていく。しかしながら、復興事業の進捗や復興まちづくりの進捗を見ながら調査を進めることを基本とした。また遅れている昨年度の研究成果発表を行いたい。2万円程度の端数が生じたため。
レーザー核融合における高速点火用ドライバ粒子の最適化

高速点火レーザー核融合の統合実験は,大阪大学において2009年6月より開始されたため,圧縮された燃料コアを加熱するドライバ粒子の特性を最適化し,効率良くコアを加熱できるようにすることが急務である.そこで,ドライバ粒子として高エネルギー電子を考えた場合,外部印加磁場や自己生成磁場を用いて,電子をコアまでガイディングする最適化を行った.また,代替のドライバ粒子として水素イオンと炭素イオンを考え,統合シミュレーションにより追加熱の特性を評価した.高速点火レーザー核融合の統合実験は,大阪大学において2009年6月より開始されたため,圧縮された燃料コアを加熱するドライバ粒子の特性を最適化し,効率良くコアを加熱できるようにすることが急務である.そこで,ドライバ粒子として高エネルギー電子を考えた場合,外部印加磁場や自己生成磁場を用いて,電子をコアまでガイディングする最適化を行った.また,代替のドライバ粒子として水素イオンと炭素イオンを考え,統合シミュレーションにより追加熱の特性を評価した.高速点火において超高強度レーザー照射で爆縮プラズマ加熱に必要な高速電子を効率よく生成するために,コーン内部のプリプラズマ生成を2次元放射流体計算により評価した.また,コーン入口に薄膜を置いてプレパルスの進入を妨げ,プリプラズマの生成を抑制する手法を提案した.薄膜はプレパルスを吸収してプラズマ化・膨張し,コーン内に非常に密度の低いプラズマとして充満する.プレパルスは,このプラズマ中で吸収されてコーン内壁には到達できず,スケール長の大きなプレプラズマは生成されない.この結果,加熱用レーザーのメインパルスは,非常に長尺な希薄プラズマ中を伝播することになる.そこで,このような加熱用レーザーの伝播が,生成される高速電子のビーム強度およびスペクトルに与える影響を1次元粒子コードにより調べた.そして,この手法の有効性を示した.更に,プレプラズマが加熱レーザーのポインティングや生成される高速電子の特性に与える影響を評価するとともに,コア加熱効率の向上を目的とした自己磁場および外部印加磁場による高速電子ビームのガイディングについて,その特性を2次元粒子コードおよび2次元フォッカープランクコードコードを用いたシミュレーションにより評価した.一方,コーン付爆縮においてコーン先端を通過する電子流が爆縮コアに効率的に到達するためには,コーン先端が低Z物質であることが望ましい.そこで,2次元コーン付シェルの爆縮シミュレーションを2次元輻射流体コードにより行い,コーン形状・材質の違いによる爆縮性能への影響を調べた.その結果,低Z物質でも先端を尖らせることにより,コーン破断の遅延が可能であることが明らかになった.加熱用レーザーにより生成される高速電子ビームが大きな発散角を持つ原因の一つとして,ワイベル不安定性により誘起される準静的磁場の存在が考えられている.そこで,磁場が誘起される場所を固定することにより発散を抑制できる穴あきターゲットを考案した.シミュレーションの結果,3MeV以下のエネルギーの高速電子については,発散角を改善できることがわかった.また,抵抗率の異なる物質間に高速電子が流れると抵抗率の空間勾配に起因して,自己生成磁場が誘起される.先端部をコア近くまで延長し,かつ絞り込んだコーン(とんがりチップコーン)を用いると,この機構により,コーン材と爆縮プラズマ間に磁場が誘起され,発散角の大きい高速電子ビームをコア近くまでガイディングできる.そこで,このとんがりチップコーンを用いた統合シミュレーションを行った結果,比較的Zの小さいDLCやAlをコーン材に用いることで,通常のフラットトップ金コーンに比較して,加熱効率が30%以上向上することが示された.一方,高強度短パルスレーザーのプリパルス/ペデスタル成分によりコーンターゲット中に生成されるプリプラズマレベルを輻射流体計算により解析した.その結果,大阪大学で実施されているFIREX実験では,3050μmのスケール長を持つプリプラズマが生成されていることがわかった.また,プリプラズマのコーン材料依存性を調べ,低Zコーンに高Zの物質をコーティングしたコーンが,最適であることを見出した.更に,高密度コア形成方法として,流体力学的不安定性の影響を受けにくい低速爆縮について2次元輻射流体シミュレーションを実行し,その特性を評価した.その結果,比較的安定して高いρRを達成できるだけでなく,従来爆縮より長時間コアを存続させることが可能であることを明らかにした.コーン付きターゲットを用いた高速点火レーザー核融合では,生成される高速電子が大きな発散角を持つため,コア加熱効率の著しい低下が懸念される.このため,加熱効率の向上には,高速電子のガイディングが不可欠である.そこで,外部印加縦磁場による高速電子ガイディング法について,2次元相対論的電磁粒子コードによりレーザープラズマ相互作用に対する縦磁場の影響および生成される高速電子の特性を評価した.その結果,3kTの外部縦磁場を印加した場合,高速電子は,ほぼ完全にガイディングされることがわかった.高速電子が大きな発散角を持つ一方,超高強度短パルスレーザーにより,生成効率は悪いものの発散角の小さいイオンビームが生成できる.そこで,イオンビームを生成するターゲット材をCHとし,電子およびイオンエネルギーの違いによるコア到達時刻の差を小さくするために,そのターゲットをコーン内のできるだけコア近傍に設置し,2次元相対論的電磁粒子コードにより生成されるイオンビームの特性を調べ,高速点火に応用できるか検討した.その結果,加熱用レーザーからイオンへのエネルギー変換効率は,1%程度であることがわかった.更に,統合シミュレーションの結果より,イオンは,6682%のエネルギーをコアに付与し,加熱に対して1732%の寄与があり,コア電子温度は610%上昇することが明らかになった.

高速点火レーザー核融合の前半過程では,コーン付爆縮によって高密度爆縮コアは形成しなければならないが,ホットスポットは形成する必要がないため,低速でエントロピーを低く抑えた爆縮の可能性が考えられる.そこで,輻射・流体コードにより,FIREX-I実験における低速爆縮について検討した.その結果,擾乱がある場合でも安定に爆縮できることがわかったが,爆縮速度が遅いことからコーン先端が長時間高圧に曝される等の懸念される現象もみられた.コア加熱効率に大きな影響を与える高速電子ビーム発散角の抑制については,ターゲット構造の工夫による生成時における抑制および自己生成磁場による高速電子のガイディングが評価された.また,プレパルス/ペデスタル成分に起因するプリプラズマの生成シミュレーションを行って実験結果と比較し,最適なコーン材料を見出した.更に,低速爆縮についても,従来の爆縮と比較した特性評価を行い,その優位性を明らかにした.24年度が最終年度であるため、記入しない。コア加熱効率を更に向上させるため,外部印可した磁場を圧縮することで磁場強度を高め,高速電子ビームをガイディングする手法について,その効果および特性をシミュレーションにより明らかにする.また,大きな発散角を本質的に持たず,容易にコアに到達できると考えられている陽子ビームを用いた高速点火方式の評価も行う.この場合,加熟用レーザーから生成された高速電子のエネルギーを陽子ビームに変換する効率が重要となる.そこで,効率良く陽子ビームが生成されるようターゲット構造を工夫する.次に,その生成された陽子ビームによるコア加熱を統合シミュレーションし,高速電子を用いたコア加熱と比較・検討する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
消化管カハール細胞での自発活動発現機序に関する生理学及び分子学的研究

以前よりsmall conductance Ca^<2+>-activated K^+ (SK) channelの選択的遮断薬であるapaminにより消化管の自発運動が影響を受けることが明らかにされていた。申請者はマウスおよびラットの消化管におけるSK channelの発現をRT-PCRにより検討した。その結果、主にSK2,SK3およびSK4が発現することを明らかにした。このうちSK2およびSK3がapamin感受性であることから、申請者はこれら2遺伝子に対する抗体を作成し消化管での発現細胞を検討した。その結果、両チャネルともに平滑筋細胞には発現せず、SK2細胞はアウエルバッハの神経叢に分布する神経細胞体に発現し、SK3はカハールの介在細胞(interstitial cells of Cajal;ICC)とよく似た形態を持つ細胞に発現することがわかった。さらに免疫電子顕微鏡を利用することによりSK3チャネルはfibroblast様細胞に発現し、その細胞は平滑筋細胞とgap junctionで結合していることを明らかにした(発表論文)。このことから消化管の自発運動調節にはfibroblast様細胞に発現するSK3チャネルが関与することが示唆された。最近、消化管に存在するICCが心臓でみられるような歩調とり細胞(ペースメーカー細胞)様の働きを行い、消化管の自発性運動においてICCが中心的な役割をすると考えられるようになってきている。今回の実験結果から申請者はこのICCに加えてfibroblast様細胞も消化管自発運動の制御に関与すると考えている。さらに申請者はこの細胞を単離しSK3の発現を免疫染色法で検討したところ、単離直後は発現が認められるものの、2時間培養すると発現がなくなることが明らかになった。さらに培養皿をプロネクチンでコートした後に培養した場合は2時間培養後もSK3の発現は保持されていた。このことから、SK3の発現には細胞外マトリックスの調節を受けていることが予想される。現在この減少の詳細な検討を行っている。申請者は消化管の自発運助がsmall conductance Ca^<2+>-activated K^+(SK)channelの選択的遮断薬であるapaminにより影響を受けることに注目し、マウスおよびラット消化管におけるこのapamin感受性SK channelの発現を検討した。現在までにその遺伝子が単離されているSK channelのうちSK2およびSK3がapamin感受性であることから、申請者はこれら2遺伝子に対する抗体を作成し消化管での発現細胞を検討した。その結果、両チャネルともに平滑筋細胞には発現せず、SK2細胞はアウエルバッハの神経叢に分布する神経細胞体に発現し、SK3はカハールの介在細胞(interstitial cells of Cajal ; ICC)とよく似た形態を持つ細胞に発現することがわかった。さらに免疾電子顕微鏡を利用することによりSK3チャネルはfibroblast様細胞に発現し、その細胞は平滑筋細胞とgap junctionで結合していることを明らかにした(発表論文)。最近、消化管に存在するICCが心臓でみられるような歩調とり細胞(ペースメーカー細胞)様の働きを行い、消化管の自発性運動においてICCが中心的な役割をすると考えられるようになってきている.今回の実験結果から申請者はこのICCに加えてfibroblast様細胞も消化管自発運動の制御に関与すると考えている。