hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水環境中におけるレチノイン酸受容体アゴニスト汚染の実態解明およびリスク評価

このことから、汚泥微生物の特性が変化したと考えられ、また、未知のRARアゴニストの生成条件は非常に限定的であると考えられた。レチノイン酸(RA)受容体(RAR)は核内受容体の一つであり、all-trans RAの結合を介して、脊椎動物の視覚や形態形成、発生、細胞分化など、多様な機能を制御している。一方、RARシグナルが過剰に発現されると、催奇形性作用をもたらすことが知られている。近年、北米や中国の水環境中において、RARアゴニストによる汚染が確認されている。これまでの既往研究ではヒトの受容体を用いた試験系により評価されており、水環境汚染によって直接的な影響を受けやすい水生生物に対するアゴニスト作用については不明である。同じ受容体であっても、生物種ごとにリガンドへの応答性や特異性等は異なることが予想されるため、RARアゴニスト汚染による水生生物への影響を明らかにするためには、水生生物の受容体を用いた試験系での評価を行うことが必要である。そこで本研究は、相模川水系において、河川水中のメダカおよびヒトRARに対するアゴニスト汚染の実態調査を行った。ヒトのRARに対してアゴニスト活性を示す化学物質は河川水中に時期や場所によらず普遍的に存在し、存在濃度は時期により変動する可能性が示唆された。この結果は、これまでに実施していた淀川水系における調査の結果と併せ、ヒトRARアゴニスト汚染は局所的なものではなく、日本の水環境中では普遍的にみられる可能性を指摘できたと言える。他方、メダカのRARに対してアゴニスト活性を示す化学物質は局所的に検出され、時期に依存しない、または複数存在する可能性が示された。これらの結果から、ヒトRARに作用し得るアゴニストがメダカRArに比べてより広範かつ高濃度に存在することが示唆された。本研究は、水生生物のRARを用いて調査を実施した世界では初めての報告であり、RARアゴニストによる水環境汚染における水生生物への生体影響およびリスク評価を行う上で非常に意義のある結果を見いだせた。下水中のRARアゴニストとして特定されたRA類および4-oxo-RA類の活性汚泥処理による除去特性を明らかにし、その処理過程で未知のRARアゴニストが生成することも明確に示すことができた。この未知のRARアゴニストの特定には至らなかったが、生成条件は非常に限定的である可能性を見出すことができた。これまで、水環境中におけるRARアゴニスト汚染の実態については、ヒトのRARを用いた試験系によって評価されていた。本研究では、RARアゴニストによる水環境汚染により直接的な影響を受けやすい水生生物にタイ末うアゴニスト作用を評価するために、水生生物の受容体を用いた試験系での評価を行った。調査水域である相模川水系において、ヒトおよぶメダカのRARアゴニストによる汚染状況の一端を把握することができた。昨年度に引き続き、今年度も、4-oxo-RA類の活性汚泥処理過程において生じる未知のRARアゴニストの生成条件の検討および特定を行う。また、活性汚泥処理におけるRA類および4-OXO-RA類の除去の詳細を明らかにするため、水相および汚泥相中のマスバランスを確認する。さらに、河川水中のRARアゴニストの候補物質を挙げるために、LC/MSまたはGC/MS/MSを用いて、MSデータの取得を行う。MSデータを取得する際に、影響を及ぼす來雑物を除去するため、精製条件の検討も行う。
トーリックトポロジー，シューベルトカリキュラスと組合せ論

平成25年度前半は前年度に得た結果(一般化されたDyckパスの数え上げ)について積極的に研究集会やセミナーで発表した。その後大阪市立大学の堀口氏とシュプリンガー多様体のコホモロジーに関する研究を行った。シュプリンガー多様体は旗多様体の部分多様体であり,我々はある特別なシュプリンガー多様体のコホモロジー環の環構造を組合せ論的に決定した。この研究は現在、堀口氏が進めている研究のモチベーションになる研究であった。(抄録なし)・旗多様体のグラフコホモロジーについて旗多様体のGKMグラフの整数係数コホモロジー環の構造は,A,C型では決定できていたが,B,D型では,整数環に1/2を付加しないと不明であったが、これを予定通り改良し、B型、D型についても整数係数グラフコホモロジーの環構造を求めた。(大阪市立大学の枡田幹也氏と特別研究員の石田裕昭氏との共同研究。)また、GKMグラフに対して行った議論を推し進めて,部分旗多様体や例外型旗多様体のGKMグラフのコホモロジー環の構造を,組合せ論的に決定することを計画していたが、例外G_2型旗多様体については解決でき、G_2型旗多様体の整数係数グラフコホモロジー環の環構造を決定することができた。これはG_2型旗多様体の同変コホモロジー環の新しい計算を与える。これらの内容についての講演を国内外の9つの研究集会等で行った。旗多様体の部分多様体であるシュプリンガー部分多様体やヘッセンバーグ部分多様体についても同様の問題を考察したが、こちらはまだ証明の途中である。・トーリックトポロジーについてトーリック多様体の"一般化"である位相的トーリック多様体についての論文を大阪市立大学の枡田幹也氏と特別研究員の石田裕昭氏との共同研究として発表した。トーリック多様体には3種の構成方法があることが知られているが、我々の論文は、そのうちの1つの方法について一般化したものである。他の構成法の一般化を、大阪市立大学の畑中美帆氏との共同研究として着手し始めた。私はシューベルトカリキュラスに関する研究を行っているが,この分野ではトーラス群の作用を有効に用いた研究が盛んに行われている.旗多様体やグラスマン多様体のコホモロジー環は,加群としての基底を与えるシューベルト類という特別な類を持ち,シューベルト類を使えば幾何的な現象を,組合せ論的対象を使って説明することができ非常に面白い.最近では特に,旗多様体におけるシューベルトカリキュラスがHessenberg多様体と呼ばれる旗多様体の部分多様体上ではどのような挙動を見せるのかという研究も進んでおり,Hessenberg多様体のトポロジーに注目が集まっている.私は,2011年に1か月間McMaster大学に滞在し,GKM理論の専門家である原田芽ぐみ氏と議論を行い,それを元にHessenberg多様体の特別な類であるPeterson多様体のコホモロジー環を決定した.Peterson多様体は,旗多様体の量子コホモロジーと関連するなど,非常に重要な多様体であることが認識されている.私は指導教員である枡田教授と,高校生および数学愛好家向けに格子を題材とした本(格子からみえる数学,亀書房,2013年7月出版予定)を執筆した.格子は,トーリック幾何・トポロジーやシューベルトカリキュラスに関連のある組合せ論の対象で,初学者に馴染み易い.この本の執筆がきっかけ申請者は、Fuss-Catalan numberの1つの解釈であるDyck pathの個数という解釈をさらにDyck pathの定義を拡げることで一般化し,その個数を与える公式及び一般化されたカタラン数の漸化式を与えた.つまり終点が(m,n)であるDyck pathの個数C(m,n)を与える公式を得た.平成25年度前半は前年度に得た結果(一般化されたDyckパスの数え上げ)について積極的に研究集会やセミナーで発表した。当初の予定通り、旗多様体の整数係数のコホモロジー環の環構造をGKM理論を使って求めることができたため。カタラン数の一般化という当初予定していた内容以上の新たな結果が得られ,今後の展望が広がったため.採用当初の予定には無かったが、位相的トーリック多様体についての研究を大阪市立大学の畑中美帆氏とともに行う。旗多様体のグラフコホモロジーについては、未解決の問題が残っているので、それらの解決を当面の課題とする。Hessenberg多様体のコホモロジー環については今後も引き続き研究していく.共同研究者である原田芽ぐみ氏(McMaster大学)が,2013年12月から2015年1月までの1年余り,学振の「外国人招へい研究者」として大阪市立大学に滞在されることになっているので,その期間を利用して議論を重ねる予定である.上と平行して一般化されたカタラン数とシューベルトカリキュラスの新たな関係について考察していく.(抄録なし)
グラフェン量産プロセスの開発と超高強度ナノ複合材料の創製

液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。黒鉛を液相プロセスにおいて剥離し、グラフェンに変換するための基礎研究を行った。具体的には、高出力の超音波分散機を用いて、投入する黒鉛の量、界面活性剤、溶媒、溶媒の容量など、多岐のプロセス変数を最適化した。その結果、グラフェンの生産能力は1時間あたり0.3g程度であることを明らかにした。これは、超音波で消費する電力に比べて、グラフェンの生産量が著しく低く、生産されるグラフェンはコスト高になることを意味しており、超音波を利用した剥離処理は研究ベースでは数多くなされているものの、グラフェン生産の工業化をはかるためには適さないことが明らかとなった。以上を踏まえて、バリア放電分散や、超高せん断付与による剥離など、様々な装置を用いて黒鉛の剥離処理を試みた。その結果、圧力ホモジナイザーを用いで高せん断力を付与することで、グラフェンの生産能力は、高出力超音波と比較して1桁以上改善することが分かった。圧力ホモジナイザの内部流れをシミュレーションした結果、流れは乱流ではなく層流となっており、100m/sを超える高速流れで高せん断を付与できることが分かった。流れを層流とすることで、黒鉛をずらすように剥離することができ、よりサイズの大きなグラフェンを量産化できるものと期待できる。また圧力ホモジナイザはスケールアップが容易であるため、大型装置を用いることで、グラフェンの生産能力は1kg/hを超えることが可能となる。本年度は様々な装置を用いて、グラフェンの生産能力をそれぞれ定量化することが目的であった。高出力超音波や圧力式ホモジナイザ、高速撹拌機などを試した結果、圧力式ホモジナイザが最も有効であることを実証した。この理由を検討するために、圧力式ホモジナイザの内部流れをシミュレートした結果、高速層流状態となっており、おそらくこの流動条件が黒鉛の剥離に有効であろうと目星をつけることができた。前年度では、高出力超音波や圧力ホモジナイザ、高速撹拌機など、様々な黒鉛剥離装置におけるグラフェンの質と生産量について、検討を行ってきた。その中で、圧力ホモジナイザが最も生産能力が高く、剥離装置としてもっとも性能が高いことを明らかにした。2016年度では、圧力ホモジナイザを利用した黒鉛の剥離について、溶媒の種類を300種類以上試し、どの溶媒がグラフェンの分散・剥離に有効であるかを検討した。水系の溶媒ではイオン性、非イオン性の界面活性剤を用いた。また有機溶媒では、低沸点のアルコール系や、グラフェンの分散に有効であると報告されているNMPやDMFの溶媒を用いた。さらに有機溶媒を水と混合し、溶媒の表面張力を変化させて剥離処理を行った。界面活性剤はグラフェンの剥離・分散に有効であるが、解砕処理中にグラフェンへの吸着プロセスが必要となる。そのため、有機溶媒系に比べると、グラフェンの生産能力は半減することが明らかとなった。また、有機溶媒では、水と混合することで、グラフェンの生産能力をさらに高めることが可能となる。これはグラファイトと溶媒の表面張力が一致することで、凝集力を弱めて剥離しやすくなるからであり、従来報告されている結果を再確認した。本研究では、混合する水のpHを変化されることで、生産能力をさらに30%以上高めれることを見出した。このメカニズムとしては、溶媒のpHを変えることで、グラフェンの液中での静電反発力を高めることができ、分散・剥離効率が高まる結果となった。様々な剥離処理を行い、最適な剥離装置について提案することができた。また液中プロセスにおける、溶媒についても検討を行うことができ、表面張力と静電反発力をコントロールすることで、グラフェンの生産能力を高めれることを見出した。装置と溶媒について、いずれもオリジナルなアイデアに基づく世界に先駆けた研究である。論文は質の高いジャーナルであるCarbon誌に3報掲載されている。以上の理由により、当初の計画以上に研究が進展している。層状鉱物である黒鉛を剥離することで、グラフェンを量産することに挑戦した。具体的には黒鉛を溶媒に混ぜ、超音波、高速撹拌、圧力式ホモジナイザなど、様々な剥離装置を検討した結果、圧力式ホモジナイザが最も生産能力が高く、高品質なグラフェンができることを実証した。圧力ホモジナイザの内部流路を独自に設計し組み込んだところ、層流領域がより長い流路となる方が層状鉱物の剥離に有効となることを見出した。しかしながら、圧力ホモジナイザでもラボレベルの生産能力は高々3.6g/L程度であったために、この生産能力を飛躍的に向上させるために、黒鉛との相性のよい溶媒、そして黒鉛構造そのものを剥離しやすい構造とする手法について検討を行った。溶媒の最も重要なパラメータは表面張力であることは知られていたが、我々の研究では表面張力に加えてグラフェン同士の静電反発を高める因子を追加させることで、生産能力が更に10-30%程度向上することを新たに発見した。

具体的にはアルコール溶媒にpHをアルカリ側にした水を添加することで、表面張力のみならず静電反発力も制御することができ、グラフェンの生産能力を向上させることができた。また、黒鉛の構造として粒径、層間距離、結晶径などの因子があるが、粒子径と結晶径を小さくすることで、グラフェン生産能力を10倍程度大きくすることに成功した。さらに、分散性を向上させる化学物質を結合させることで、2-3倍の剥離分散性の向上がみられた。またこの物質は水やアルコールにも分散が可能であり、これらの溶媒では100-1000倍の生産能力の向上がみられた。以上の研究より、黒鉛からグラフェンへの変換率が大幅に改善され、実用化に大きく前進した。この分散液を用いてナノコンポジットを作製したところ、引張強度は10-20%、伸びは100%の改善がみられた。液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。黒鉛をグラフェンに剥離するための最適な装置について目星をつけることができた。さらにグラフェンの生産能力を向上させるためには、用いる溶媒を工夫することや、黒鉛を前処理して構造制御することで、さらなる生産能力を改善できるものと期待できる。次年度では様々な溶媒において、圧力ホモジナイザにて剥離処理を行い、その剥離効率とグラフェンの質について検討を行う。本年度は超高強度複合材料の作製にチャレンジをする。グラフェンの強度を複合材料として発揮させるには、グラフェンの分散が最も重要なファクターとなる。これまでにグラフェンの利用した複合材料の強度向上に関する研究は100報以上報告されているが、普通に樹脂にグラフェンを混ぜるだけでは強度は低下する。アセトンなどの有機溶媒にグラフェンを予備分散させて、樹脂と混合する溶媒ブレンド法が唯一強度向上につながる作製方法である。しかしながら、アセトン中のグラフェンの分散は悪く、分散も大幅に改善されているとはいえない。予備実験において、界面活性剤の添加やグラフェンの表面処理などを従来の手法を試しているが、分散改善には至っていないのが現状である。そこで本研究では、オリジナルなアイデアでもって、グラフェンをアセトン中で分散させる手法を新しく提案する。前年度までの高品質グラフェンの量産化技術と、ナノコンポジットの作製技術を融合することで、グラフェン添加率1%以下で、強度倍増を目標とする。29年度が最終年度であるため、記入しない。材料力学29年度が最終年度であるため、記入しない。
補体により誘発される肺血管障害に関する研究

外科治療に伴う周術期に肺微小血管透過性亢進が病態の本体であると考えられる成人呼吸促迫症候群(ARDS)を発症する事があり、その治療が困難であるため致命的な合併症のひとつとしてその予防法の確立が急がれている。その発生機序として多核白血球がサイトカインやアナフィラトキシンにより活性化され肺血管障害を来す事が注目されてきた。研究代表者は補体活性経路の最終産物である可溶性後期複合体(SC5b-9)が肺微小血管の透過性亢進を来す知見を得て、これが微小血管内皮細胞上のインテグリン受容体を介する細胞内シグナル伝達によるものあることを発表してきた。ヒト生体で外科手術周術期に、血中SC5b-9がどの程度変化するものか、動物実験で示された肺血管障害を来す濃度にまで達するのかを、肺に直接手術操作のおよぶ肺切除例で検討した。患者血漿中のSC5b-9濃度をELISAを用いて定量した。肺葉切除後に肺血管抵抗値の上昇(平均肺動脈圧40mmHg)を来した例では術後1日め、2日めに3.1、3.3μg/mlと高値を示した。通常の術後経過をとった肺葉切除、肺部分切除では冠動脈バイパス術を同時に行った例でも0.20.3μg/mlと上昇は認められなかった。肺全摘では、術後1日め、3,7、3.5μg/ml2日めに2.4、1.6μg/mlと高値であった。胸膜肺摘除の1例では、術直後、術翌日は上昇を認めなかったが、2日めに3.7μg/mlと上昇した。また肺部分切除例でも複数箇所に手術操作の及んだものでは1.2μg/mlと軽度上昇を示した。手術侵襲の程度に応じ後期補体成分形成の亢進する可能性が示唆される。しかしながら、動物実験で示した肺血管障害を来す濃度に比してその濃度上昇は軽度であった。この臨床結果からは、SC5b-9が更に形成される様な感染等の併存や、肺静脈圧上昇などが加わらないと肺微小血管透過性亢進は起こらないと考えられる。成人呼吸促迫症候群(ARDS)を代表とする肺微小血管透過性亢進による呼吸不全は、外科治療に伴う周術期にも致命的な合併症として認識されている。その発生機序にはサイトカインやアナフィラトキシンにより活性化された多核白血球の関与が研究されてきた。研究代表者は補体の可溶性後期複合体(SC5b-9)が肺微小血管の透過性亢進を来す知見を得て、その機序が微小血管内皮細胞上のインテグリン受容体を介するものであることを発表してきた。外科侵襲が加わったヒト生体において、SC5b-9の形成がどの程度なのか、術後の呼吸不全の発症にどの程度関与しているのかを、肺に直接手術操作のおよぶ肺切除例で検討した。患者血漿を、ELISAを用いてSC5b-9濃度を定量した。通常の術後経過をとった肺葉切除、肺部分切除では0.20.3μg/mlと、健康正常人値と差はなかった。肺全摘では、術後1日め、2日めに3.7、2.4μg/mlと高値であり、また肺部分切除例でも複数箇所に手術操作の及んだものでは1.2μg/mlと軽度上昇を示した。手術侵襲の程度に応じた後期補体成分の形成が認められた。術後に肺血管透過性の亢進した呼吸不全準備状態といえる病態が形成され、感染などが加わるとARDSを発症する機序のひとつとなる可能性が示唆された。アナフィラトキシンと膜攻撃型後期補体成分複合体との関連を解析していく必要性がある。

肺全摘では、術後1日め、3,7、3.5μg/ml2日めに2.4、1.6μg/mlと高値であった。胸膜肺摘除の1例では、術直後、術翌日は上昇を認めなかったが、2日めに3.7μg/mlと上昇した。また肺部分切除例でも複数箇所に手術操作の及んだものでは1.2μg/mlと軽度上昇を示した。手術侵襲の程度に応じ後期補体成分形成の亢進する可能性が示唆される。しかしながら、動物実験で示した肺血管障害を来す濃度に比してその濃度上昇は軽度であった。この臨床結果からは、SC5b-9が更に形成される様な感染等の併存や、肺静脈圧上昇などが加わらないと肺微小血管透過性亢進は起こらないと考えられる。
妊婦・胎児専用模型(ファントム)の開発と被曝線量低減

近年、骨系統疾患を患う胎児の出生前診断においてCT検査の有用性が示された。しかし、CT検査には被曝の問題は避けられない。放射線の影響を受けやすい胎児や妊婦の被曝線量を可能な限り低減することは重要である。本研究は妊婦・胎児専用模型(ファントム)を開発し、胎児や妊婦が受ける被曝線量を正確に測定し、被曝線量低減が目的である。ファントムの腹囲サイズは数種類を設計する。また、ファントム内に線量計を配置し、胎児や妊婦が受ける被曝線量を測定できるようにする。本研究のファントム開発によって妊婦・胎児が受ける正確な被曝線量測定が可能となる。臨床現場で放射線被曝に悩む医師、妊婦の一助となりえる。
4足ロボットの走行制御と解析・設計・実装ツールの開発

本研究の目的は、ネコのように低速である歩行と高速である走行(ギャロップなど)を自由に切り替えて移動することができるロボットを実現することにある.本研究のアプローチの特色と独創的な点は,複雑なロボットを数式モデル(運動方程式)で表現し、そのモデルを近似や単純化することはせず,そのかわり計算機パワーと計算ツールを使って短時間,小労力で計算しようという試みである.また、制御系設計においてもニューラルネットや神経振動子に代表されるようなヒューリスティックな手法を用いることを避け、解析的な手法を用いてできるだけ理論的に制御系設計を行う点である。制御系設計に使うのが提案してきた可変拘束制御というものであり、これは求められた数式モデルからさらにロボットの重心と角運動量を導き出し、それを微分方程式であらわした動物の走行パターンに一致させるように制御するものである.14年度ではワイヤ駆動型の4足ロボットと実験環境の製作と整備を行い,制御系設計のためのソフトウエアを開発した.このソフトウエアはMATLAB・Simulinkを用いて,自動モデリング・シミュレーション・モーション解析・実装などを行えるものである.また,「可変拘束制御による4足ロボットの走行制御方法」を提案し,この理論に基づいてトレッドミル上で走行実験を行った.2003年3月現在で,歩行・バウンス・トロット・ペースなどの運動を実現した.とくにバウンス走行は,移動速度0.9[m/sec]を達成した.これは実際のネコのトロットと同等の移動速度を実現したことを意味しており,本研究での有効性を示しているものと考えている.なお,これらの研究成果(実験データや実験映像)は、我々の研究プロジェクトのホームページ(http://www.runbot.jp)で公開している.本研究の目的は、ネコのように低速である歩行と高速である走行(ギャロップなど)を自由に切り替えて移動することができるロボットを実現することにある.本研究のアプローチの特色と独創的な点は,複雑なロボットを数式モデル(運動方程式)で表現し、そのモデルを近似や単純化することはせず,そのかわり計算機パワーと計算ツールを使って短時間,小労力で計算しようという試みである.また、制御系設計においてもニューラルネットや神経振動子に代表されるようなヒューリスティックな手法を用いることを避け、解析的な手法を用いてできるだけ理論的に制御系設計を行う点である.制御系設計に使うのが提案してきた可変拘束制御というものであり、これは求められた数式モデルからさらにロボットの重心と角運動量を導き出し、それを微分方程式であらわした動物の走行パターンに一致させるように制御するものである.14年度ではワイヤ駆動型の4足ロボットと実験環境の製作と整備を行い,制御系設計のためのソフトウエアを開発した.このソフトウエアはMATLAB・Simulinkを用いて,自動モデリング・シミュレーション・モーション解析・実装などを行えるものである.また,「可変拘束制御による4足ロボットの走行制御方法」を提案し,この理論に基づいてトレッドミル上で走行実験を行った.平成15年3月現在で,歩行・バウンス・トロット・ペースなどの運動を実現した,とくにバウンス走行は,移動速度0.9|m/scc|を達成した.これは突際のネコのトロットと同等の移動速度を実現したことを意味しており,本研究での有効性を示しているものと考えている.なお,これらの研究成果(実験データや実験映像)は、我々の研究プロジェクトのホームページ(http://www.runbot.jp)で公開している.本研究の目的は、ネコのように低速である歩行と高速である走行(ギャロップなど)を自由に切り替えて移動することができるロボットを実現することにある.本研究のアプローチの特色と独創的な点は,複雑なロボットを数式モデル(運動方程式)で表現し、そのモデルを近似や単純化することはせず,そのかわり計算機パワーと計算ツールを使って短時間,小労力で計算しようという試みである.また、制御系設計においてもニューラルネットや神経振動子に代表されるようなヒューリスティックな手法を用いることを避け、解析的な手法を用いてできるだけ理論的に制御系設計を行う点である。制御系設計に使うのが提案してきた可変拘束制御というものであり、これは求められた数式モデルからさらにロボットの重心と角運動量を導き出し、それを微分方程式であらわした動物の走行パターンに一致させるように制御するものである.14年度ではワイヤ駆動型の4足ロボットと実験環境の製作と整備を行い,制御系設計のためのソフトウエアを開発した.このソフトウエアはMATLAB・Simulinkを用いて,自動モデリング・シミュレーション・モーション解析・実装などを行えるものである.また,「可変拘束制御による4足ロボットの走行制御方法」を提案し,この理論に基づいてトレッドミル上で走行実験を行った.2003年3月現在で,歩行・バウンス・トロット・ペースなどの運動を実現した.とくにバウンス走行は,移動速度0.9[m/sec]を達成した.これは実際のネコのトロットと同等の移動速度を実現したことを意味しており,本研究での有効性を示しているものと考えている.なお,これらの研究成果(実験データや実験映像)は、我々の研究プロジェクトのホームページ(http://www.runbot.jp)で公開している.
脂質摂取による大腸癌発生促進機序の解明

これまでの研究で,発癌誘導物質アゾキシメタン(以下AOM)を投与したラットにおいて,牛脂およびコーン油を混合した食餌を摂取した群では発癌作用が増強され,対照的に魚油やオリーブ油を混合した食餌を摂取した群では発癌作用の抑制が見られることを突き止めた.一因としてWnt signalingの亢進に伴う増殖能亢進が考えられた.また,大腸粘膜の脂質酸化度,DNA障害の増加が促進作用の一因と考えられ,酸化ストレスの関与についても興味深い結果が得られた.そこで,発癌作用を増強させた牛脂を混合した食餌を摂取したラットに対し,共役脂肪酸や抗酸化剤,NSAIDなどを摂取させ発癌抑制効果を検討した.ラットを,(1)10%牛脂混合食餌,(2)10%牛脂混合食餌+0.12%COX-1選択的阻害剤(Mofezolac),(3)10%牛脂混合食餌+1%還元型グルタチオン(以下GSH)水,(4)10%牛脂混合食餌+1%G-80(共役リノール酸中性脂肪タイプ),(5)10%牛脂混合食餌+1%80HGR(共役リノール酸遊離脂肪酸タイプ)の5群に分け,それぞれにAOMを投与した.ACF数は(1)群では平均185個のACFを認めたのに対し,(2)で96個,(3)で98個,(4)で114個,(5)で49個といずれの群でも牛脂単独群と比較して有意にACFの発生を抑制することができ,遊離脂肪酸投与群では特に顕著であった.また,12週時における血清TBARSによる酸化ストレスの検討では,グルタチオン投与群で牛脂単独群と比較して有意に酸化ストレスが軽減されており,発癌との関係が示唆された.AOM投与から44週間飼育を続けたラットにおける大腸癌や腫瘍発生数の検討では10%牛脂混合食餌群では多数の腫瘍発生を確認され,Mofezolac群ではAOMを投与した6匹中2匹,80HGR群では6匹中3匹で発癌を認めず,腫瘍の増殖進展において有意な抑制効果が確認できた.これまでの研究で,発癌誘導物質アゾキシメタン(以下AOM)を投与したラットにおいて,牛脂およびコーン油を混合した食餌を摂取した群では発癌作用が増強され,対照的に魚油やオリーブ油を混合した食餌を摂取した群では発癌作用の抑制が見られることを突き止めた.一因としてWnt signalingの亢進に伴う増殖能亢進が考えられた.また,大腸粘膜の脂質酸化度,DNA障害の増加が促進作用の一因と考えられ,酸化ストレスの関与についても興味深い結果が得られた.そこで,発癌作用を増強させた牛脂を混合した食餌を摂取したラットに対し,共役脂肪酸や抗酸化剤,NSAIDなどを摂取させ発癌抑制効果を検討した.ラットを,(1)10%牛脂混合食餌,(2)10%牛脂混合食餌+0.12%COX-1選択的阻害剤(Mofezolac),(3)10%牛脂混合食餌+1%還元型グルタチオン(以下GSH)水,(4)10%牛脂混合食餌+1%G-80(共役リノール酸中性脂肪タイプ),(5)10%牛脂混合食餌+1%80HGR(共役リノール酸遊離脂肪酸タイプ)の5群に分け,それぞれにAOMを投与した.ACF数は(1)群では平均185個のACFを認めたのに対し,(2)で96個,(3)で98個,(4)で114個,(5)で49個といずれの群でも牛脂単独群と比較して有意にACFの発生を抑制することができ,遊離脂肪酸投与群では特に顕著であった.また,12週時における血清TBARSによる酸化ストレスの検討では,グルタチオン投与群で牛脂単独群と比較して有意に酸化ストレスが軽減されており,発癌との関係が示唆された.AOM投与から44週間飼育を続けたラットにおける大腸癌や腫瘍発生数の検討では10%牛脂混合食餌群では多数の腫瘍発生を確認され,Mofezolac群ではAOMを投与した6匹中2匹,80HGR群では6匹中3匹で発癌を認めず,腫瘍の増殖進展において有意な抑制効果が確認できた.我々は今までの研究で,発癌誘導物質アゾキシメタン(以下AOM)を投与したラットにおいて,牛脂およびコーン油を混合した食餌を摂取した群では大腸発癌作用が増強され,対照的に魚油やオリーブ油を混合した食餌を摂取した群では発癌作用の抑制が見られることを突き止めた.今年度は,引き続き共役脂肪酸や抗酸化剤,NSAIDなどを摂取させ発癌抑制効果を検討した.ラットを,(1)10%牛脂混合食餌,(2)10%牛脂混合食餌+0.12%COX-1選択的阻害剤,(3)10%牛脂混合食餌+1%cc水,(4)10%牛脂混合食餌+1%共役リノール酸(脂肪酸タイプ),(5)10%牛脂混合食餌+1%共役リノール酸(中性脂肪タイプ)の5群に分け,それぞれにAOMを投与した.投与12週後に解剖し大腸粘膜に存在する前癌病変(aberrant crypt foci以下ACF)の数を測定した.

(1)群では平均196個のACFを認めたのに対し,(2)で87個,(3)で95個,(4)で105個,(5)で46個といずれの群でも牛脂単独群と比較して有意にACFの発生を抑制することができ,遊離脂肪酸投与群では特に顕著であった.また,グルタチオン投与群では牛脂単独群と比較して酸化ストレスが軽減されており,発癌との関係が示唆された.今後は44週間の飼育の後,大腸癌や腺腫の発生を比較し,発癌抑制効果およびそのメカニズムの解明を行う予定である.これまでの研究で、発癌誘導物質アゾキシメタン(以下AOM)を投与したラットにおいて、牛脂およびコーン油を混合した食餌を摂取した群では発癌作用が増強され、対照的に魚油やオリーブ油を混合した食餌を摂取した群では発癌作用の抑制が見られることを突き止めた。一因としてWnt signalingの亢進に伴う増殖能亢進が考えられた。また、大腸粘膜の脂質酸化度、DNA障害の増加が促進作用の一因と考えられ、酸化ストレスの関与についても興味深い結果が得られた。そこで、発癌作用を増強させた牛脂を混合した食餌を摂取したラットに対し、共役脂肪酸や抗酸化剤、NSAIDなどを摂取させ発癌抑制効果を検討した。ラシトを、(1)10%牛脂混合食餌、(2)10%牛脂混合食餌+0.12%COX-1選択的阻害剤(Mofezolac)、(3)10%牛脂混合食餌+1%還元型グルタチオン(以下GSH)水、(4)10%牛脂混合食餌+1%G-80(共役リノール酸中性脂肪タイプ)、(5)10%牛脂混合食餌+1%80HGR(共役リノール酸遊離脂肪酸タイプ)の5群に分け、それぞれにAOMを投与した。ACF数は(1)群では平均185個のACFを認めたのに対し、(2)で96個、(3)で98個、(4)で114個、(5)で49個といずれの群でも牛脂単独群と比較して有意にACFの発生を抑制することができ、遊離脂肪酸投与群では特に顕著であった。また、12週時における血清TBARSによる酸化ストレスの検討では、グルタチオン投与群で牛脂単独群と比較して有意に酸化ストレスが軽減されており、発癌との関係が示唆された。AOM投与から44週間飼育を続けたラットにおける大腸癌や腫瘍発生数の検討では10%牛脂混合食餌群では多数の腫瘍発生を確認され、Mofezolac群ではAOMを投与した6匹中2匹、80HGR群では6匹中3匹で発癌を認めず、腫瘍の増殖進展において有意な抑制効果が確認できた。
性器のヒロパローマウイルス感染とその子宮頸部悪性化への関与

子宮頸部異形成のリスクファクターに関わる因子を、臨床系の10機関の症例を集め疫学的並びにウイルス学的に検討した。対象としては、生検によって子宮頸部異形成と診断されたケースと背景をなるべくそろえたコントロールを用いた。検査の精度を同一にするために、子宮頸部異形成の病理組織学的診断、ヒトパピローマ(HPV)の検出、血清抗体の測定は、それぞれ一班員が全ての検体について検討した。(1)生活習慣に関するアンケート調査ケースとコントロール97ペアについて、生活習慣に関する項目を質問形式で調査した。その結果、子宮頸部異形成と有意な関連性または、量・反応関係が認められたのは、1.出産回数2.初回妊娠年齢または初産年齢3.性的パートナーの数であった。以上の変量を含む多変量解析でも、補正後の相対危険度の大きさは特に変わらずこれらが独立した危険因子であることが示唆された。(2)感染性因子と関連性93ペアについて、PCRによるHPVの検出、HPV16、18、58、6型に対する血清抗体価、単純ヘルペスウイルスに対するIgG,IgM抗体、サイトメガロウイルスに対するIgG,IgM抗体、クラミジア・トラコマチスに対するIgG,IgA抗体を測定して、両群間の比較を行った。その結果、相対危険度を計算し有意な関連性が認められたものは、1.HPV陽性(OR 18.50) 2.HPV6型に対する血清抗体検出(OR 2.30) 3.クラミジア・トラコマチスIgG抗体陽性(OR 2.43)であった。これらの結果は、子宮頸部異形成の発症においても、性生活因子とHPVが深く関連していることを示唆する。今後これらの症例を追跡調査し、その悪性進展に関連する因子を明らかにしたい。
相変化を利用した冷エネルギーの保存・輸送・利用技術に関する総合的研究

相変化を利用した冷エネルギーの保存・輸送・利用技術の確立を目指して、それぞれの分担課題につき検討を進め、以下のような成果を得た。潜熱カプセルを用いた冷エネルギー気体搬送技術に関する研究(岡崎、佐藤、山田)では、従前に別課題で検討を加えた冷エネルギーのカプセル搬送時の性能とカプセル製作に要するコストを評価するために、カプセルを用いず氷晶を直接空気搬送したときの冷熱損失・輸送動力を実験的に評価し、その結果をもとに冷熱カプセル搬送の有効性を検討した。その結果、カプセルを用いずに氷晶を直接空気搬送すると、搬送時の冷熱損失は増大するが、氷晶融解に伴う水による潤滑作用によって輸送動力はさほど増大しないことが明らかとなった。電子デバイス冷却用マイクロチャンネル内の固液混相熱輸送特性(中山)では、集積回路チップの裏面に微細溝つきチャンネルを設けて、チャンネル高さを0.53mmに変化させて伝熱と圧力損失のデータを得た。データの物理的解釈を行った結果、マイクロチャンネル内の固液二相流による伝熱促進に関する指針を得た。過冷却を含む固液相変化現象の機構の解明(斉藤)では、大気圧下における過冷却領域を含む水の物性値を分子動力学(MD)法を用いて計算した。実験値の得られている常温域において計算と試験の結果を比較検討した。また、凝固核発現に及ぼす電場の影響について実験的に検討を行い、氷の発生確率を明らかにした。生体の凍結と保存(林)では、小麦のプロトプラストの凍結実験とinvitroな浸透圧実験とにより、細胞内外で生じる溶液効果や氷晶形成のミクロ挙動と障害の関係を明らかにした。また、これらの結果より冷却速度を生体状態との連関を得た。液状氷の融解と輸送特性(福迫)では、水平管内流路を流れるリキッドアイスの融解挙動に関する実験的検討の結果、(1)流速の増加に伴い流路下流における熱伝達率の低下は小さくなる、(2)初期水溶液濃度が高いほど局所熱伝達率は低下する、という事実が明らかになった。研究計画の初年度にあたる本年度にはそれぞれの分担課題について検討を行い、以下のような知見を得た。(1)潜熱カプセルを用いた冷エネルギーの気体搬送(黒崎、佐藤、山田)に関しては、潜熱カプセルを微細化していったときに顕著になる相変化物質の過冷却現象のメカニズムとその解除手法を探るため、物質の相変化現象を分子動力学法によって検討して、凝固後の物質のエネルギー状態、すなわち物性が冷却速度や冷却方法に強く依存することを明らかにした。(2)電子デバイス冷却用マイクロチャンネル内の固液混相熱輸送特性(中山)に関しては、マイクロチャンネル内の相変化伝熱を調べる実験を行い、チャンネル寸法、流量、サブク-ル度などのパラメータが伝熱特性に及ぼす影響を明らかにした。(3)過冷却を含む固液相変化現象の機構の解明(斎藤)では、分子動力学法を用いた数値解析を行い、固液相変化現象をミクロな観点からとらえ、マクロな現象と対応させた。さらに、過冷却水の熱物性測定を行い、数値解析結果と比較した。(4)生体の凍結と保存(林)に関しては、小麦のプロトプラストおよび赤血球と人工セルを組み合わせて組織細胞の凍結のシミュレーション実験を行い、細胞外でのステップ的な凍結や細胞の脱水・収縮などのミクロ挙動と凍結障害の桟序が伝熱に対する寸法効果と関連づけて明らかにされた。

(5)液状氷の融解と輸送特性(福迫)に関しては、上下加熱面を有する水平ダクト内をリキッドアイスが流動する場合、上部加熱面では常に接触融解が、下部加熱面では融解液相を通して融解が進行することが明らかになり、そのため、上部面の熱伝達は下部のそれの約1.5倍であることが示された。相変化を利用した冷エネルギーの保存・輸送・利用技術の確立を目指して、それぞれの分担課題につき検討を進め、以下のような成果を得た。潜熱カプセルを用いた冷エネルギー気体搬送技術に関する研究(黒崎、佐藤、山田)では、従前に別課題で検討を加えた冷エネルギーのカプセル搬送時の性能とカプセル製作に要するコストを評価するために、カプセルを用いず氷晶を直接空気搬送したときの冷熱損失・輸送動力を実験的に評価し、その結果をもとに冷熱カプセル輸送の有効性を検討した。その結果、カプセルを用いずに氷晶を直接空気搬送すると、搬送時の冷熱損失は増大するが、氷晶融解に伴う水による潤滑作用によって輸送動力はさほど増大しないことが明らかとなった。電子デバイス冷却用マイクロチャンネル内の固液混相熱輸送特性(中山)では、集積回路チップの裏面に微細溝つきチャンネルを設けて、チャンネル高さを0.53mmに変化させて伝熱と圧力損失のデータを得た。データの物理的解釈を行った結果、マイクロチャンネル内の固液二相流による伝熱促進に関する指針を得た。過冷却を含む固液相変化現象の機構の解明(斎藤)では、大気圧下における過冷却領域を含む水の物性値を分子動力学(MD)法を用いて計算した。実験値の得られている常温域において計算と実験の結果を比較検討した。また、凝固核発現に及ぼす電場の影響について実験的に検討を行い、氷の発生確率を明らかにした。生体の凍結と保存(林)では、小麦のプロトプラストの凍結実験とinvitroな浸透圧実験とにより、細胞内外で生じる溶液効果や氷晶形成のミクロ挙動と障害の関係を明らかにした。また、これらの結果より冷却速度と生体状態との連関を得た。液状氷の融解と輸送特性(福迫)では、水平管内流路を流れるリキッドアイスの融解挙動に関する実験的検討の結果、(1)流速の増加に伴い流路下流における熱伝達率の低下は小さくなる、(2)初期水溶液濃度が高いほど局所熱伝達率は低下する、という事実が明らかになった。
不定胚形成におけるホメオボックス遺伝子の役割

1CHB2を除く全てのCHB遺伝子mRNAの不定胚分化過程における詳細な発現パターンを明らかにすることができた。CHB4とCHB5のmRNAはいずれも魚雷型胚の最内層の皮層細胞に発現したが、CHB5が茎頂から根端にかけての皮層最内層に発現したのに対して、CHB4は茎頂側に限って発現していた。CHB6mRNAは心臓胚以降の前形成層細胞に特異的に発現していた。このような発現様式から、CHB1遺伝子は頂端の分裂組織の分化を、CHB3遺伝子は不定胚形成過程を通じて皮層細胞の分化を、CHB4とCHB5遺伝子は魚雷型胚以降の皮層細胞以降の皮層細胞の分化を、そしてCHB6遺伝子は維管束組織の分化を制御しているとが示唆された。2CHB遺伝子の胚形成における役割を明らかにするために、CHB遺伝子を不定胚内に導入した。その結果、35Sプロモータ支配下でCHB1のセンスRNAを過剰発現させた形質転換体では子葉に形態異常が見られ、CHB2のアンチセンスRNAを過剰発現させた形質転換体では胚軸部位に形態異常が見られた。3CHB3, 4, 5, 6のmRNAは不定胚とニンジン芽生えの維管束組織にも発現が見られる。このことはCHB36のタンパク質が不定胚形成時の維管組織形成に関連した遺伝子発現を制御する可能性を示唆している。そこで、CHBタンパク質によって発現制御を受ける遺伝子の候補として、維管束組織の分化に伴って発現するヒャクニチソウTED2遺伝子のニンジンホモログ(dTED2)を単離し、その発現様式を調べた。その結果、dTED2mRNAは、球状胚では胚全体に、心臓型胚では基本分裂組織と前形成層の一部を含む胚の中心領域に、初期魚雷型胚では前形成層・皮層など中心柱の周辺領域に、そして後期魚雷型胚では未成熟な道管に強く発現することが分かった。
ラット嗅内野の連合性神経回路の形態学的解析

平成11年度13年度の間に、WGA-HRPおよびPHA-L標識法と大脳半球伸展標本の海馬長軸横断切片を用いて、海馬体から嗅内野へ記憶情報を運ぶ出力路の投射および連合性結合様式について解析し、以下の結果を得た。1海馬体から嗅内野への帰還回路には、CA1、海馬台からの直接投射路のほか、前海馬台、傍海馬台、脳梁膨大後皮質を経由する間接投射路がある。これら領域への投射起始細胞は、海馬台錐体細胞層にあり、乳頭体内側核、中隔側坐核、視床下部に下行性に投射する細胞と同じ細胞群から起こっており、視床投射細胞群からは皮質性の投射はなかった。2海馬台から嗅内野、前海馬台、傍海馬台、脳梁膨大後皮質への投射を二次元展開図上にプロットした結果、長軸(中隔ム側頭葉軸)、横断軸(近位ム遠位軸)に沿った局所対応投射が明らかになった。長軸方向では、海馬台の側頭葉側は前海馬台、傍海馬台、脳梁膨大後皮質の側頭葉側へ、内側・外側嗅内野では嗅脳溝より遠い部分(内側部)投射した。横断軸方向では、海馬台近位部(CA1に近い側)の細胞群は、前海馬台、脳梁膨大後皮質の近位部へ投射し、嗅内野では、内側・外側嗅内野の境界領域に投射した。3海馬台、前海馬台の中には、領域を長軸方向につなぐ連合性結合が認められた。海馬台では乳頭体投射細胞群から連合性線維が側頭葉方向に向け投射していた。前海馬台では、主にII層細胞が連合性投射に関与し、中隔側から側頭葉方向への投射が見られ、特に遠位部の結合が優勢であった。本研究によって、海馬体から嗅内野へ至る複数の経路には、それぞれ局所対応結合がみられた一方、海馬台、前海馬台、嗅内野には長軸方向につなぐ連合性結合が存在し、海馬台の一点からでた情報が嗅内野にどのように拡散するのか、あるいは局所対応投射に準じて限局した反応を呈するのかは、今後の課題である。本年度は、WGA-HRPとPHA-L標識法により大脳半球進展標本の海馬長軸横断切片を用いて、ラットの前海馬台から嗅内野への投射様式を形態学的に調べた。前海馬台からは専ら内側嗅内野へ投射し、外側嗅内野へは投射しなかった。投射は、前海馬台III層細胞から起こり、II、V、VI層細胞はほとんど関与しない。内側嗅内野への終止は特にIII層に濃密であったが、I層深部にも終末を認めた。II、V、VI層への投射は少なかった。各注入例で嗅内野III層の二次元展開図上に前海馬台からの終末分布範囲をプロットすると、投射は嗅脳溝にほぼ平行して背腹側方向に広がる細長い帯状をなすことがわかった。分布は内外方向へは比較的狭い。この投射には部位対応が見られ、前海馬台の中隔側(背側)ほど内側嗅内野の外側部(嗅脳溝に近い部位)へ、側頭葉側(腹側)ほど内側部へ投射した。この結果、前海馬台の背腹方向でのレベルの違いは、明確に内側嗅内野内に再現されていることがわかった。また同レベルでの前海馬台の近位側(海馬台側)は内側嗅内野の腹側部へ、遠位側は背側部へ投射したが、かなり重なり合いが見られた。反対側の内側嗅内野への投射は、量的にはやや少ないが、同側と同様の部位対応投射が認められた。海馬体で形成された記憶情報が嗅内野へ帰還する皮質性回路には複数の投射経路があり、本研究による前海馬台からIII層への投射のほか、CA1からVI層に、海馬台からV層に、そして傍海馬台からII層に終止する。また、海馬体から皮質下へ出力された信号もPapez回路経由で嗅内野深層へ帰還しており、海馬体からの出力情報は嗅内野において複雑に混合されている。嗅内野内部でこれらの信号がどの様に関連しているのかを知るため、次年度以降、嗅内野の内部回路、海馬周辺皮質やPapez回路系の乳頭体と視床前核群内部の局所結合などを形態解析する。

長軸方向では、海馬台の側頭葉側は前海馬台、傍海馬台、脳梁膨大後皮質の側頭葉側へ、内側・外側嗅内野では嗅脳溝より遠い部分(内側部)投射した。横断軸方向では、海馬台近位部(CA1に近い側)の細胞群は、前海馬台、脳梁膨大後皮質の近位部へ投射し、嗅内野では、内側・外側嗅内野の境界領域に投射した。3海馬台、前海馬台の中には、領域を長軸方向につなぐ連合性結合が認められた。海馬台では乳頭体投射細胞群から連合性線維が側頭葉方向に向け投射していた。前海馬台では、主にII層細胞が連合性投射に関与し、中隔側から側頭葉方向への投射が見られ、特に遠位部の結合が優勢であった。本研究によって、海馬体から嗅内野へ至る複数の経路には、それぞれ局所対応結合がみられた一方、海馬台、前海馬台、嗅内野には長軸方向につなぐ連合性結合が存在し、海馬台の一点からでた情報が嗅内野にどのように拡散するのか、あるいは局所対応投射に準じて限局した反応を呈するのかは、今後の課題である。記憶情報は海馬体で処理されたのち複数の投射路によって嗅内野へ帰還する。この帰還回路は、皮質性の回路と視床核群を介する皮質下の回路に大別され、皮質性投射路には、CA1・海馬台から直接嗅内野へ投射する直接投射路と、海馬台から起こり前海馬台、傍海馬台、顆粒性脳梁後部皮質を介して嗅内野へ終止する間接投射路がある。本年度は、ラット海馬体から嗅内野への皮質性投射路の結合様式について、WGA-HRPおよびPHA-L標識法を用いて、解剖学的に解析した。1)嗅内野での終止層は、直接投射路は深層(V-VI層)に終止し、間接投射路は浅層(II-III層)に終止した。特に、CA1からは主にVI層、海馬台からはV層に終止する。前海馬台を経由する間接投射路の終止層は主にIII層、傍海馬台を介する投射路はII層に終止し、顆粒性脳梁後部皮質を介する投射路は主にV層に終止していた。それぞれの投射路よって嗅内野内の終止層が異なることがわかった。2)直接・間接投射路に共通して、皮質性投射路の嗅内野終止域は嗅脳溝に平行な帯状をなし、中隔側頭葉軸の高さに応じて終止帯が異なる。中隔側の部分は嗅脳溝に近い帯状領域へ、側頭葉側の部分は嗅脳溝から遠い帯状領域に終止した。さらにその帯状領域内には、各起始皮質領域内の横断軸上の近位ム遠位に応じた局在投射が認められた。3)海馬体から間接投射路に関与する皮質領域への投射は、専ら海馬台から起こり、CA1やCA3からの投射は見られなかった。これらの起始細胞の位置は、海馬台錐体細胞層の中で、乳頭体内側核に下行性投射する細胞群と同じあった。これら複数の皮質性投射路の起始細胞が海馬台錐体細胞層の中でどのように分布しているの、分離しているのかあるいは複数の同時投射があるのかについて、今後解析する必要がある。本年度は、ラット前海馬台から内側嗅内野への投射の局所対応結合様式について解剖学的に解析した。まず、大脳半球伸展標本の海馬長軸横断切片で作成したニッスル染色標本を基に前海馬台と内側嗅内野を含む皮質領域の二次元展開図を作成した。次に、前海馬台から内側嗅内野への投射をWGA-HRPおよびPHA-Lで標識し、それぞれの実験例で二次元展開図上に投射分布を表現した。1)二次元展開図上では、前海馬台は中隔側頭葉方向に延びる海馬台との境界線を底辺として頂点が後方に向かう三角形をなし、内側嗅内好は外側嗅内野との境界線を底辺として頂点が背側に向かう三角形をなしていた。この結果、2領域の三角形の頂点は傍海馬台を挟んで対峙しており、傍海馬台の長軸を折れ線とする鏡像関係にあることがわかった。2)前海馬台III層細胞から内側嗅内野III層への投射をみると、海馬台との境界に近い部分の前海馬台(近位部)からは、つねに外側嗅内野との境界に近い部分の内側嗅内野に投射が見られた。反対に、海馬台の遠位部からは、内側嗅内野のうち外側嗅内野との境界線から遠い部分に投射が見られた。3)前海馬台の中隔側(背側)ほど内側嗅内野の背外側部(嗅脳溝に近い部位)へ、側頭葉側(腹側)ほど内側部へ投射した。すなわち、海馬台の中隔ム側頭葉軸は内側・外側嗅内野の境界線の軸に対応することがわかった。
腸管寄生虫症におけるグルコーストランスポート及びアポトーシス発現の分子機構

腸管寄生虫感染にともなう消化吸収障害の背景病変とその発生機序を明らかにする目的で感染小腸の上皮細胞における変化を主にアポトーシス発現およびグルコーネトランスポータやアミノ酸トランスポータ発現の視点からin vivoおよびin vitroで解析した.Nippostrongylusbrasiliensis感染ラット小腸には上皮細胞障害とともに絨毛萎縮が生じることが見出された.胸腺欠損rnu/rnuラットおよびマスト細胞欠損Ws/Wsラットを用いた研究により,絨毛萎縮はT細胞依存性に生じるがマスト細胞は関与せず,上皮細胞のcaspase-3依存性アポトーシスの亢進がその発現に関与していると推測された.またT細胞依存性絨毛萎縮の発現には,強力なアポトーシス誘導因子であるgranzyme Bを発現する細胞の増加が密接に関連していることが見出された.一方,TNFはT細胞非依存性細胞障害に関与することが示唆され,さらにin vitroの研究によりN.brasiliensisはFas発現促進因子およびアポトーシス誘導因子を産生分泌することが見出され,これらの因子もT細胞非依存性細胞障害に関与すると推測された.N.brasiliensis感染極期に低アルブミン血症および低血糖が生じるが,その時期には吸収上皮細胞のグルコース吸収に重要な役割を果たすSGLT1およびGLUT5,アミノ酸トランスポータのLAT2およびペプチドトランスポータのPepT1の発現が低下することが見出された.これらの結果から,線虫感染はT細胞依存性,非依存性に各種のトランスポータ発現の低下を伴う吸収上皮細胞障害とアポトーシス亢進を生じ,そのことによって管腔内からの吸収低下を発現すると考えられた.ヒトにおけるトランスポータ発現の変化については今回明確な結論は得られず,今後明らかにしていく必要がある.腸管寄生虫感染にともなう消化吸収障害の背景病変とその発生機序を明らかにする目的で感染小腸の上皮細胞における変化を主にアポトーシス発現およびグルコーネトランスポータやアミノ酸トランスポータ発現の視点からin vivoおよびin vitroで解析した.Nippostrongylus brasiliensis感染ラット小腸には上皮細胞障害とともに絨毛萎縮が生じることが見出された.胸腺欠損rnu/rnuラットおよびマスト細胞欠損Ws/Wsラットを用いた研究により,絨毛萎縮はT細胞依存性に生じるがマスト細胞は関与せず,上皮細胞のcaspase-3依存性アポトーシスの亢進がその発現に関与していると推測された.またT細胞依存性絨毛萎縮の発現には,強力なアポトーシス誘導因子であるgranzyme Bを発現する細胞の増加が密接に関連していることが見出された.一方,TNFはT細胞非依存性細胞障害に関与することが示唆され,さらにin vitroの研究によりN.brasiliensisはFas発現促進因子およびアポトーシス誘導因子を産生分泌することが見出され,これらの因子もT細胞非依存性細胞障害に関与すると推測された.N.brasiliensis感染極期に低アルブミン血症および低血糖が生じるが,その時期には吸収上皮細胞のグルコース吸収に重要な役割を果たすSGLT1およびGLUT5,アミノ酸トランスポータのLAT2およびペプチドトランスポータのPepT1の発現が低下することが見出された.これらの結果から,線虫感染はT細胞依存性,非依存性に各種のトランスポータ発現の低下を伴う吸収上皮細胞障害とアポトーシス亢進を生じ,そのことによって管腔内からの吸収低下を発現すると考えられた.ヒトにおけるトランスポータ発現の変化については今回明確な結論は得られず,今後明らかにしていく必要がある.腸管寄生虫感染における吸収上皮細胞のグルコーストランスポートの変化及びアポトーシスの発現機構を明らかにするために,下記の研究を実施した.感染ラット小腸単離上皮細胞のsemi-quantitative RT-PCRによる解析で,感染7,14日後にGLUT-5の有意の低下,GLUT-1の有意の上昇を認めた.このことから,線虫感染局所の小腸においては,グルコーストランスポータの発現パターンが著しく変化していることが示唆された.感染ラット小腸上皮細胞においては,アポトーシス実行酵素のcaspase-3活性が有意に上昇していることが明らかになった.さらにRT-PCR法によるFasL, Fas, TNF, TNFR, Bax, Bak, Bcl-2, granzyme B, perfolin等の発現解析の結果,granzyme B及びperfolin発現がcaspase-3活性とよく相関して上昇することが明らかとなり,上皮内及び粘膜固有層内リンパ球の上皮細胞アポトーシス発現への関与が示唆された.3.腸管寄生虫感染者におけるグルコーストランスポーター解析の基礎検討タイ王国ノンカイ病院消化器内科医S.Lertanekawattana博士との共同で,消化器症状を有し来院した35名からinformed consentを得た後に十二指腸生検を実施し,日本へ運搬しRT-PCR法でグルコーストランスポーターの発現解析を行った.その結果,GLUT-1発現がヘモグロビンレベルに逆相関して上昇することが明らかとなった.しかし上記検体中には寄生虫感染者が4名しか含まれておらず,腸管寄生虫症における変化を明らかにすることができなかった.腸管寄生虫感染における吸収上皮細胞のグルコーストランスポートの変化及びアポトーシスの発現機構を明らかにするために,本年度は下記の研究を実施した.前年度,感染ラット小腸上皮細胞においては感染7,14日後にGLUT-5遺伝子発現の有意の低下,GLUT-