hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管繊維化のコラーゲン産生細胞の解析とTGF-βシグナル制御による新規治療戦略

HSc025の投与により容量依存的に腸管線維化の重症度は改善を示した。これは、コラーゲン定量評価でも示された。また、本薬剤が直接効果を与えるColA2遺伝子発現も低下が確認された。次に分子学的評価を行うために腸管局所のサイトカインの解析を行った。するとTGF-βの腸管局所の産生量が薬剤投与により低下を認めた。一方、抗線維化効果が報告されているIFN-γについては、薬剤投与により上昇している傾向がみられた。この傾向をより詳細に示すために所属リンパ節よりリンパ球を取り出しTNBSによる抗原特異的なin vitro刺激を行ったところ、IFN-gの産生量が薬剤投与により上昇していることが示された。炎症性腸疾患(IBD)における腸管合併症である線維性狭窄は、内視鏡的拡張術や外科手術が唯一の治療手段であり、非侵襲的な内科学的な抗線維化治療の開発を目的に研究を行っている。これまでの予備検討で、2,4,6-トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)の連続8週投与によって腸管線維化モデルマウスが作成できることを明らかにしている。同モデルに対して、IFN-γの細胞内伝達シグナル物質であるYB-1の核内移行を促すことで、直接的または間接的にTGF-β/Smad 3シグナルを抑制し抗線維化効果を示すHSc025の経口投与を行い、抗線維化効果を検討した。その結果、線維化の増生する6週目より毎日経口投与を行うことで、用量依存的に腸管線維化が抑制されることを見出した。また、COL1A2の遺伝子発現量が下がることを定量PCRでも証明している。以上の結果より、TGF-β/Smadシグナルの抑制が腸管抗線維化治療につばがることを示し、今後はどのようなコラーゲン産生細胞に作用が働くのか、または経時的な炎症性サイトカインの変化についても検討していく。IFN-γの細胞内伝達シグナル物質であるYB-1の核内移行を促すことで、直接的または間接的にTGF-β/Smad 3シグナルを抑制し抗線維化効果を示すHSc025の経口投与が、腸管線維化モデルに対して抗線維化効果が認められたことをすでに明らかにしており、おおむね計画通りに順調に進展している。HSc025の投与により容量依存的に線維化の改善がみられた。これはsircol collagen assay法でも同様の結果が得られた。また腸管切片を用いたリアルタイムPCR法では、同薬剤投与によるCOL1α2の発現低下を確認した。続いて、抗線維化効果に伴う腸管局所のサイトカインの変化を調べた。すると、HSc025投与群では容量依存的にTGF-βの産生低下が示された一方、TNF-α、およびTGF-βの上流とされているIL-13についてはHSc025の薬剤処理による影響はみられなかった。一方、IFN-γについはHSc025投与群の一部に上昇がみられたが有意な所見でなかった。そのため、IFN-γ上昇の反応の確証をみるために大腸所属リンパ節を用いたin vitroでの検討を行った。すなわち、仙骨リンパ節より分離したリンパ球をTNBSを用いた抗原特異的なin vitro刺激を行い、72時間後の細胞上清中のIFN-γの測定を行った。その結果、HSc025 15mg/kg, 75mg/kg群においてIFN-γの高値がみられた。YB-1の核内移動を誘導する作用を持つHSc025の投与により、容量依存的に腸管線維化モデルに対する抗線維化効果が示された。そのメカニズムにおいて腸管局所のTGF-βの産生量を抑制させ、また所属リンパ節においてIFN-γの作用を増強させることが示された。またTGF-β/Smad signalの本来の役割である抗炎症効果を抑制することによる炎症悪化等の合併症は確認されなかった。既存の分子学的治療法では治療対象外と考えられていたクローン病の線維性腸管狭窄に対して、本研究成果は新規の治療戦略へとつながる可能性を示した。今後は、TGF-β/Smadシグナルの抑制が腸管抗線維化治療につながる理由の解明として、どのようなコラーゲン産生細胞に薬理作用が働くのか、または経時的な炎症性サイトカインの変化にどのように影響を与えるのかついて検討していく。消化器内科マウス飼育数を予定よりも少なく済んだため、購入費及び飼育費が削減できた。消耗品(ELISAや定量PCRのプライマー)の購入費に充てることとする。
毒素原性大腸菌の産生する耐熱性エンテロトキシンの高次構造と毒性発現

熱帯地方の発展途上国への旅行者が往々患う急性の下痢、いわゆる旅行者下痢は毒素原性大腸菌の感染が主な原因とされている。これまでに、筆者らと欧米の研究者らによって毒素原性大腸菌の産生する病原因子、耐熱性エンテロトキシン(ST)には、19および18個のアミノ酸残基からなる2種存在することが明かにされた。本研究は、STの立体構造および毒素発現構造を解明することを目的として行い、以下に述べる成果を得た。1)STには3個の分子内ジスルフィド結合が存在するが、化学的手法を駆使して、その架橋位置を決定した。また、毒素原性大腸菌以外の腸管感染細菌であるエルシニア・エンテロコリチカ、non-01コレラ菌の産生するSTについても分子内ジスルフィド結合の架橋位置を決定し、これらのSTは全て同じ分子内ジスルフィド結合をもっていることを明かにした。2)STに存在する3個の分子内ジスルフィド結合のうち、いずれがSTの立体構造の形成、すなわち、毒性発現に重要であるかを明かにするため、3個のジスルフィド結合のうち1個または2個のジスルフィド結合をもつ多数のアナログを合成し、毒性を調べた結果、3個のジスルフィド結合のうちの特定の1個が欠落すると活性が全く消失すること、すなわち、このジスルフィド結合がSTの毒性発現に最も重要であることがわかった。3)STp(毒素原性大腸菌豚由来株の産生するST)を構成するアミノ酸残基を1残基づつ対応するD-アミノ酸残基で置換したアナログを合成し、それらの毒性を調べたところ、5位をD-Cysに置換したアナログはSTpと同等の強さの活性をもち、かつ、STpと比較し長時間毒性を示す、すなわち、活性持続型アゴニストであることがわかった。4)STpおよび5位をD-Cysに置換したSTアナログのNMRスペクトルの解析からSTpの溶液中での立体構造を明かにした。熱帯地方の発展途上国への旅行者が往々患う急性の下痢,いわゆる旅行者下痢は毒素原性大腸菌の感染が主な原因とされている.これまでに,毒素原性大腸菌の病原因子の1つである耐熱性エンテロトキシン(ST)は,筆者らと欧米の研究者によって, 19及び18個のアミノ酸残基からなる2種存在することが明かにされた.また, Yersinia enterocolitica,Vibrio cholerae nonー01,Vibrio mimicusから分離されたSTについても,それらのアミノ酸配列が明かにされている.本研究では, 1)これらのSTは分子内ジスルフィド結合をした6個のCysを含む13残基のアミノ酸配列によって形成される立体構造が毒性発現に重要であることから,ジスルフィド結合を選択的に結合させて, STを化学的に合成し,合成STと天然STとの性質を比較するという合成化学的な方法によって,毒素原性大腸菌の産生する2種のST,Y.enterocoliticaのST, V.cholcrae nonー01のSTの計4種のSTの分子内ジスルフィド結合の位置を決定した.そして,全てのSTは同じ架橋様式をもったジスルフィド結合をもっていることを明かにした.2)STは分子内に存在する3個のジスルフィド結合によって安定化された構造をとっていると考えられるが, 3個のジスルフィド結合のうち,いずれがSTの立体構造すなわち毒性発現構造に重要であるかを明かにするため, 3個のジスルフィド結合のうち1個または2個のジスルフィド結合をもつ多数のアナローグを合成し,それらの毒性を調べた.

その結果, 3個のジスルフィド結合のうちの特定の1個が欠落すると毒性を示さないこと,すなわち,このジスルフィド結合がSTの毒性発現に必要な立体構造を形づくる上で最も重要であること,また, STの毒性発現には,この特定のジスルフィド結合ともう1個のジスルフィド結合が必要であることが明らかになった.熱帯地方の発展途上国への旅行者が往々患う急性の下痢、いわゆる旅行者下痢は毒素原性大腸菌の感染が主たる原因とされている。これまでに毒素原性大腸菌の病原因子の一つである耐熱性エンテロトキシン(ST)は、筆者らと欧米の研究者らによって、19及び18個のアミノ酸残基からなる2種存在することが明かにされた。また、エルシニア・エンテロコリチカ、non-01コレラ菌、Vibriomimicusから分離されたSTについても、それらのアミノ酸配列が決定されている。また、筆者らの研究から、これらのSTの毒性発現には、分子内ジスルフィド結合を形成している6個のCysを含む13個のアミノ酸配例によって形成される立体構造が必要であることが明かとなっている。本年度は、STの毒性発現構造並びに作用発現を解明することを目的として、STを構成するアミノ酸残基を1残基づつ対応するD-アミノ酸残基に置換したSTアナログおよびN-末端のアミノ基を水素に置換したアナログ合せて19種を合成し、それらの生物活性について調べた。その結果、1)毒素原性大腸菌豚由来株の産生するST(STp)の5位をD-Cysに置換したアナログはSTpと同等の強さの毒性を示す。また、他のSTにおいても、同様のアナログは対応する天然STと同等の強さの活性を示す。2)5位をD-Cysで置換したSTpアナログはSTpより毒性が長時間持続する活性持続型アゴニストである。3)STpおよびD-Cysで置換したSTpアナログの核磁気共鳴スペクトルの解析からSTpは5位から9位、10位から14位、14位から17位のアミノ酸配列にターン構造をもち、STpの毒性発現には、10位のCys残基から14位のCys残基に至るループ構造が重要な役割を果たしていることが明かとなった。
過敏性肺炎におけるIL-17、好中球の慢性化を含めた経時的な役割の検討

慢性過敏性肺炎は特発性肺線維症同様に予後不良であり、Th2系免疫応答が優位とされている。一方、急性過敏性肺炎に関してはTh1系免疫応答が優位とされてきたが、IL-17や好中球などの関与も報告されている。しかし、慢性期移行における評価はされておらず、本研究では、急性期から慢性期にかけてのIL-17、好中球の関与を検証する。本研究の特徴は、同一抗原で急性、慢性共に確立できているモデルを使用する点、抗原が慢性過敏性肺炎において最多原因である点である。また、IL-17阻害薬が他疾患で既に臨床応用されている為、本研究結果により治療につながる可能性が考えられる。
ロボットのための音声・環境音・背景音同時認識システムの開発

ロボットに装備されたマイクロホンで、音声・環境音・背景音を同時に扱うことが可能な仕組みを構築しました。複数の音の方向を検出し、各方向の音に分離します。分離した音が音声か非音声かを判定後、音声であれば音声認識、非音声であれば環境音認識する機能を実現しました。更に、方向性の有る音を全て差引き、残った音を背景音とし、どのような背景音であるかを識別する機能も実現し、3種の音を同時に扱う事が可能になりました。本研究課題は、ロボットによる聴覚機能を実現しようとする試みである。平成25年度の研究目標は、同時発話音声認識・環境音認識・背景音認識を統合したシステムの機能アップと認識性能改善であった。平成24年度に開発したシステムには、提示音に対し、音源分離後、分離音をどのサブシステムで認識させるかの判別が、自動化されていない課題があった。平成25年度は、提示音を3つのサブシステム内の、どのサブシステムが認識処理すべきかを自動判別する課題に取り組んだ。2段階判定により、音声・環境音・背景音のいずれであるかを自動判別する手法を開発した。まず、音声か非音声かを判別し、音声であれば、音声認識サブシステムにより音を文字化する。非音声であれば、当該音源が方向性を有する場合に、特定音源の音響イベントであると判断し、環境音として音を文字化する。方向性を有しない場合、つまり無指向性音源であると推定される音は、背景音と考え、背景音認識を行うシステムを構築した。これにより、音声・環境音・背景音が混在する環境での、音声認識・環境音認識・背景音認識を同時に行うことが可能になった。音声と非音声の判定に、基本周波数とスペクトル傾斜を用い、約85%の識別が可能であることを確認した。環境音または背景音に分類される音についての識別率は、未確認であるものの、背景音について、オフィス、廊下、エレベータホール、階段の踊り場の4ヶ所の背景音を識別する実験を行った。長時間スペクトルの変動量を測ることで背景音を約90%の精度で識別できることを確認した。その他、音だけでは解決できない状況に対処するために、ロボットにGPSを追加した。ロボットの位置情報を利用するシステムを開発した。この位置情報収集技術は、低床式路面電車の位置情報通知システムとして路面電車上で実証試験も行われた。本研究課題による成果の社会還元の一例となっている。ロボットが、音声・環境音・背景音を同時認識するための方法を開発することが本研究の目的である。ロボットが、実環境で人間とスムーズに音声を通じて対話するためには、音声認識機能に加え、一般の音を含む、様々な音を認識する必要があるためである。平成24年度の研究実施計画では、同時認識するためのプロトタイプシステムを構築することが目標であった。具体的には、音声認識部分、環境音認識部分、背景音認識部分から構成される。これらのシステムを実ロボットに構築することが目標であった。そこで、Robovie-R3というロボットに、マイクロホンを16本搭載し、音源定位・音源分離・分離音声認識可能なシステムを試作した。現在、3つの認識部分が実装され、3つの認識結果をどのように処理するべきかという認識結果の選択手法を研究する段階に入っているため、概ね、計画通りに研究が進んでいると考えている。音声認識部分は、既存の音声コーパスを用い、ロボットの形状や、周囲の環境を考慮した認識モデルを構築し、分離音声を認識する音声認識を実装した。環境音部分は、環境音コーパスを作成し、既存の環境音コーパスと合わせて、環境音認識モデルを作成した。音響特徴量の違いによる認識性能の差を評価した。この部分は、平成25年度に実施する予定であったことから、計画が前倒しで進んでいる部分である。背景音認識部分については、プロトタイプを実装したものの十分な評価が行えていない。全体としては概ね計画通りに進んでいると考えている。このプロトタイプシステムを評価のベースラインとして、平成25年度以降は、ロボットに各種センサーを取り付け、機能拡張し、認識性能の改善とそれらの手法の性能評価を行っていく計画である。これまで、音声・環境音・背景音を同時に認識するシステムを開発してきた。音声認識、環境音認識、背景音認識を個別に開発し、それらを統合するアプローチを取った。統合アプローチを採用したことから、入力音を音源分離し、分離音声が音声・環境音・背景音のいずれであるかを識別する必要があり、識別手法を開発した。ここまでの開発で、同時認識が可能になったことから、本研究の最小目標を達成できたと考えている。その後、背景音の認識精度の改良を通じ、同時認識システム全体のパフォーマンス向上を目指した。

背景音から、ロボットがどの場所にいるかを推定する試みであった。異なる場所では背景音が異なるという仮定は、常に成り立つとは限らない。GPSを併用し、得られる位置情報と背景音のパターンから場所を特定する方法を開発した。その他、混合音を各音源要素に分離する手法が万能ではない点に注目し、十分に音源分離できていない音の音響パターンをパターンマッチングする方法について検討した。特に、音声信号と音楽信号が混合した音を用いてパターンマッチングのための音響特徴量設計とパターンマッチング手法を検討した。これは、音源分離システムが全く分離でいなかった場合という極端なケースを想定したもので、音源分離しない混合音響信号のパターンから、各構成音の音響信号パターンにマッチングさせる課題である。混合音であることを想定した音響特徴量設計により、マッチング精度の向上を確認できた。同時認識システムへ組み込むことで、システム全体のパフォーマンスを改善できると考えられる。音情報処理本課題は、ロボット聴覚の研究として、音環境を理解するために行われている。特に同時発話音声認識・環境音認識・背景音認識を同時にかつ自動的に行うシステムを開発してきた。これら3つの認識サブシステムの統合が行われ、システムプロトタイプが稼働しており、認識実験のデータも順調に積み上げられている。当初は、ロボット搭載のカメラを、認識の補助情報に使用する計画であった。しかし、GPSとレーザ距離計による情報を用いて、ロボット周囲の情報を補助情報として利用可能な所まで開発が進んでいる。カメラによる画像処理情報を利用していない点では、当初計画と相違があるものの、認識機能アップという目的は、達成されている。更に、本研究課題のために開発したGPSによる位置情報収集システムが、公共交通の運行車両位置情報通知システムとして実証試験に使用され、当初計画を超えた成果が生まれている。以上の結果から、本研究課題は、おおむね順調に進展していると考えている。音源定位・音源分離・分離音声認識可能なシステムを試作し、音声認識、環境音認識、背景音認識機能を実装した。実装した機能の中で、特に環境音認識部分に新規性があるため、その点を中心に報告する。環境音認識をHidden Markov Modelに基づく音声認識の枠組みを用いて開発した。環境音の統計モデルを作成するために、環境音データベースを作成し、それらの環境音を聞いた時に人間がどのような擬音語に聞き取るかを調査した。その調査に基づき環境音と擬音語を結び付けた。この様にモデル化した擬音語モデルに、環境音を入力すると擬音語が生成される仕組みである。従来研究では、環境音をクラス判別する方法が主流であったため、区別できる環境音は、設計したクラス数となる。一方、本手法は、環境音を擬音語で表現することから、音節の組み合わせで表現できるクラス数の環境音を区別できる。これは事実上無数のクラスを区別できることを意味する。計画通りに音声認識、環境音認識、背景音認識機能を実装した他、従来の対話における表現の自由度を改善しており、研究は順調に進んでいると考えている。
芳香族化合物をアクセプタとするプレニルトランスフェラーゼの構造及び機能解析

本研究では、芳香族化合物にプレニル基を転移する二次代謝系プレニルトランスフェラーゼの構造、発現調節および酵素化学的性質の解明を目的としている。ムラサキからクローニングしたプレニルトランスフェラーゼのcDNA (LePGT-1および-2)を用い、両分子種を個別に検出したところ、両者とも暗黒下においては非常に強く発現が誘導されるのに対し、光照射下では逆に強く抑制されることを明らかにした。また同様の発現抑制は、NH^+_4、および2,4-Dにおいても認められた。これに対し本遺伝子の発現は、ジャスモン酸メチルや酸性多糖で誘導された。これらの発現調節は、ゲラニルトランスフェラーゼ活性の変動と極めて良く一致していた。次いで、酵母のプレニルトランスフェラーゼ遺伝子Coq2の破壊株において、LePPTcDNA2種を発現させた。その結果、形質転換酵母のミクロソーム画分において明らかな4-hydroxyben zoic acid (4HB): geranyltransferase活性が認められ、ムラサキの本遺伝子産物が確かに4HBのゲラニル化酵素をコードしていると証明した。またこのリコンビナント酵素は、プレニルドナーとしてgeranyldiphosphateのみを特異的に基質として認識することを明らかにした。ムラサキ植物体において、シコニンは根の表皮細胞にのみ特異的に局在する。この代謝産物蓄積の組織特異性について、in situ hybiridizationにより検討を加え、LePGT遺伝子の生理的役割を検定した。その結果、LePGT-1は根の表皮細胞と根毛のみで強く発現しており、シコニン蓄積部位との良い一致を見た。このことより、少なくともLePGT-1の発現様式が、シコニン生合成の鍵酵素酵素として、その最終二次代謝産物の表皮細胞特異的発現に対して大きな寄与をしていることが裏付けられた。本研究では、芳香族化合物にプレニル基を転移する二次代謝系プレニルトランスフェラーゼの構造を植物で初めて明らかにし、その発現調節および酵素化学的解析を通じて、本酵素の生理的役割並びにドナーとアクセプタの二種の基質の認識と反応機構を解明することを目的としている。本年度は、ムラサキにおけるプレニル・トランスフェラーゼの発現パターンの解析を行った。クローニングしたcDNA(LePGT-1および-2)はDNAレベルで互いに74%の相同性が認められたが、そのN-末端の断片を用いたノーザンブロットにおいて、両分子種を個別に検出した。その結果、両者とも暗黒下においては、シコニン生産培地で非常に強くその発現が誘導されるのに対し、光照射下ではその発現が強く抑制されることが明らかにされた。また同様の発現抑制は、アンモニウムイオン、および合成オーキシンの2,4-Dにおいても認められた。これに対し本遺伝子の発現は、エリシターとして働くジャスモン酸メチルやオリゴガラクツロン酸で誘導された。これらの発現調節は、従来知られるムラサキのゲラニルトランスフェラーゼのそれと同一であり、実際に各調節因子の投与下、培養細胞でモニターした本酵素活性は、最終代謝産物であるシコニンやエキノフラン類の蓄積と共に、極めて良く一致する変動様式を示した。次いで、酵母をホストとしたヘテロな発現系を構築するため、バックグラウンドとなり得る酵母内在のプレニルトランスフェラーゼ遺伝子Coq2の破壊を行った。Coq2遺伝子産物がターゲティングするのはミトコンドリアであるが、遺伝子破壊株(Δcoq2)では、ミトコンドリアを始め、小胞体でもプレニルトランスフェラーゼ活性が認められなかった。このΔcoq2をホストとし、シャトルベクターにサブクローニングしたLePPT cDNA2種を発現させた。

その結果、形質転換酵母のミクロソーム画分において、LePGTに依存する明らかな4-hydroxybenzoic acid(4HB):prenyltransferase活性が認められ、ムラサキの本遺伝子産物が、確かに4HBにプレニル基を転移する活性を有する酵素をコードしていることが証明された。さらに、基質特異性を調べたところ、ムラサキのリコンビナント酵素はC10のプレニルドナーであるgeranyl diphosphateのみを特異的に基質として認識することが明らかにされた。本研究では、芳香族化合物にプレニル基を転移する二次代謝系プレニルトランスフェラーゼの構造を明らかにし、その発現調節、およびその反応機構と生理的役割を解明することを目的としている。本年度は、in situ hybridizationによるLePGT-1の組織特異的発現を調べた。遺伝子特異的なRNA probeを用い、ムラサキの毛状根とハイブリダイズさせたところ、本遺伝子は根の表皮細胞特異的に強く発現していることが明らかにされた。ネガティブコントロールのセンス・プローブでは全くシグナルは得られなかった。このことは、表皮細胞特異的であるシコニンの蓄積パターンに対して、LePGT-1の発現特異性が果たす役割が大きいことを示唆している。LePGT-1および-2は、geranyl diphosphateに対して明確な基質特異性を示したため、これらがシコニン生合成酵素をコードすることは推定されていたが、ユビキノン生合成に関与するものではないことを確認するため、ミトコンドリア局在のヘキサプレニルトランスフェラーゼ(遺伝子:Coq2)を破壊した酵母を用い、相補実験を行った。この破壊株は炭素源としてグリセロールのみを含む培地では生育できないが、Coq2を導入することで再び生育できるようになる。しかし、LePGT-1およびLePGT-2はこの酵母破壊株のフェノタイプを相補することはできなかった。これにより、両遺伝子はムラサキ二次代謝に関与するprenyltransferaseであると結論づけた。さらに、活性発現に必要なドメインの絞り込みを行うため、ループを形成している5箇所に関して、5アミノ酸のデリーションクローンを各々作成した。これを酵母に発現させて活性検定をした結果、NDXXDモチーフやKSTALなどの保存配列以外にも、C-末端の非保存配列も活性発現に必須であることが示された。
利用者指向に基づく障害者福祉関連ホームページ検索のためのシソーラス辞書の作成

インターネットでは、利用者の情報発見を支援するためにさまざまなサーチエンジンなどが開発されてきたが、ヒット数が多すぎて必要な情報を得るのが困難になってきている。さらに、検索に関しては利用者の立場によって用いるキーワードが異なり、同義語・類義語の置き換えを行うシソーラス検索の必要性があるためである。そこで本研究では、障害者支援分野のホームページのシソーラス検索を行うための辞書作成が目的であるが、同義語・類義語を並べた一般的な辞書ではなく、専門用語を一般的な語や解説に置き換えることで、障害者本人や一般の人などの非専門家でも検索が容易な辞書作成の可能性を探った。本研究では、「社会福祉用語集における同義語/類義語」、「テクノエイド協会による福祉用具呼称と一般的呼称の対応付け」、「福祉用具の解説」という異なるタイプのシソーラス辞書を作成し、これを用いてのオームページ検索を行った。シソーラスによる検索語の拡大が大きすぎると、該当数が多く、検索性が悪くなるため、すべてのシソーラスを用いるのではなく、利用者が取捨選択できる方式にすることで、適切なレベルでの拡張が可能になり、比較的良好な検索結果が得られた。ただし、今回用いた実験用サーバにおける検索アルゴリズムが効率的に作成されたものではなかったため、検索に時間がかかる問題点もあった。今後は、検索アルゴリズムの改良及び、シソーラス辞書の拡大により、実用化を目指すこととする。
マイクロ電子デバイスの薄膜堆積に伴う残留応力の発生とその改善

電子デバイス部品の進歩は著しく、多機能、高性能化と共に更なるコンパクト化が望まれている。同時に、製品の安定性を高めることに主眼をおいた技術開発がなされている。本研究は薄膜堆積により製造された電子デバイスに生ずる残留応力を、X線を利用して精度高く測定することを第1目標として研究を進めた。また研究を実施するに当たっては、従来から検討を加えているアルミニウムの表面残留応力を測定する際に手法を参考に実験を進めた。今回用いた試料は、実際に加速度計として用いられている電子デバイスと同様な膜構成を有するものでありる、シリコン・ウエハ-(厚さ:525mum)上にSiO_2酸化膜(厚さ:0.1mum)およびSi_3N_4窒化膜(厚さ:0・050.15mum)を堆積したものである。先ず残留応力を測定する適切な回析面を決定するために試料のX線プロファイルを通常の方法により測定した。測定結果に依れば、基板であるシリコンの回析ピークは確認できたものの、酸化膜あるいは窒化膜に対応する回析ピークは測定できなかった。このことは、本研究で用いた堆積膜の厚さが非常に小さいためであり、通常の測定方法では残留応力の測定に十分な回析強度が得られないことが明らかとなった。そこでX線を低角で入射させ(低角度入射法)、表面部のみで回析を生じさせることにより、堆積膜のみの回析線を得ようと試みた。このような観点から堆積膜による回析線を得ようとしたが、用いたX線回析装置の仕様とも関連して、実施した総てのX線入射角で堆積膜による回析線を測定することはできなかった。この原因として、堆積膜が強度の優先方位を有することも考えられるが、膜の堆積厚さが非常に小さいことが最も大きく影響しているものと思われた。薄膜の残留応力を測定した報告は幾つかみられるが、それらの報告は何れも堆積膜の厚さが数mumである試料を対象としている。本研究で用いたような堆積膜の厚さが非常に小さい試料(0.1mum程度)に対しては、従来薄膜の応力測定に採用されている低角度入射法を用いてもプロファイルを測定できないため、別の観点から検討することが必要と思われた。
製糖工場の未利用熱蓄熱輸送システムの研究

種子島の製糖工場からの未利用熱発生と,熱需要地における化石燃料による熱需要の時空間ギャップを解消するために,ゼオライトの水蒸気吸脱着サイクルを用いた蓄熱輸送システムの導入を検討している.システムは出熱,輸送,蓄熱の3ステップに大別でき,出熱側では主に食品プロセスで用いるため,連続的な加圧蒸気生成が求められる.安価な常圧容器で加圧蒸気の連続生成を実現するために,これまでに考案した移動床・間接熱交換方式を採用した「ゼオライトボイラ」を実験と数値解析の両面から検討した.これまでに設計・製作したゼオライトボイラ実証設備において各種熱損失を低減し,ゼオライト流量10 kg/hで試験した結果, 0.2 MPaの過熱蒸気を連続的に生成することに成功した.また,ゼオライトの吸脱着特性については,水蒸気に対して不活性なアルミナボールでゼオライトを希釈し,発熱の影響を抑制した等温反応器を用いて吸脱着に伴う物質移動現象のみを抽出した試験を実施し,吸着速度モデルを組み込んだ一次元数値解析モデルで解析することにより,定式化した.また,伝熱特性については充填層反応器を用いてゼオライト層周方向の温度分布を非定常で計測し,円筒二次元数値解析モデルによる結果と比較検討することで,既報モデルの妥当性を確認した.以上,吸脱着特性および伝熱特性を,ゼオライトボイラを模擬した擬似二次元数値解析モデルに組み込み,性能を予測した.数値解析結果は試験結果の温度分布および熱バランスを概ね模擬できており,開発した数値解析モデルの妥当性を確認した.妥当性を確認した数値解析モデルを用いて実スケールのゼオライトボイラの性能曲線を求め,仕様,運転条件を決定し,経済性評価に落とし込んだ.コスト構造分析の結果,蓄熱側における熱交換器,出熱側におけるゼオライトボイラに内装する熱交換器,輸送コスト等がコストの支配要因であることがわかった.研究の最大のハードルであったゼオライトボイラによる加圧蒸気の連続生成は,熱回収量に課題があるものの,成功した.さらに物質移動現象は発熱の影響を抑制した等温反応器で,熱移動現象は充填層反応器でそれぞれ試験し,数値解析することによりモデル化に成功し,ゼオライトボイラを模擬した擬似二次元数値解析モデルに組み込んた.ゼオライトボイラの数値解析モデルは試験結果を概ね模擬できており,その妥当性を確認することができた.特にゼオライトボイラによる加圧蒸気の連続生成成功のインパクトは大きい.吸着材を用いた蓄熱利用研究はこれまで欧州を中心に研究開発が進められてきたが,温湯生成が主であり,住居等の暖房や地域熱といった用途の枠を脱していなかった.しかし産業界は温湯ではなくプロセス蒸気を多く使用しており,蓄熱技術を利用した加圧蒸気の連続生成の成功は,産業界への適用可能性向上に大きく貢献したといえる.また,妥当性を確認した数値解析モデルを用いて実スケールのゼオライトボイラの性能予測を実施し,性能曲線を描くことにより,ゼオライトボイラの運転条件を具現化することができた.実スケールの仕様や運転条件からシステムの経済性評価を実施し,コスト構造分析,感度解析の結果,システムコストの支配要因が蓄熱側,出熱側双方の熱交換器,輸送コストであることを特定することができ,また感度解析の結果からゼオライトボイラと協調運転する既設ボイラの燃料削減量の増大がシステムの経済性に大きく影響することがわかり,次年度への研究につなげることができた.これは当初の計画通りであり,概ね順調に研究が推移しているといえる.昨年度の結果を受け,ゼオライトボイラにおける燃料削減率の増大(熱回収量の増大)に着目し,主に以下3つの課題に取り組む.(1)昨年度に実施した試験では,伝熱面積不足が示唆された.実装型のゼオライトボイラは限られたスペースに広大な伝熱面積を確保する必要がある.そこで今年度は実装型ゼオライトボイラの完全縮小版として,プレートフィン型熱交換器の設置を検討する.これまでに開発した擬似二次元の数値解析コードを拡張し,各プレート間のゼオライト層内の温度,水蒸気分圧変化等を予測可能な二次元数値解析モデルを開発する.開発した数値解析モデルは試験により妥当性を確認し,実スケールの性能予測に用いる.(2)これまで多くのゼオライトが蓄熱材として研究開発されてきた.しかし多くの吸脱着特性は,トレードオフの関係にある.例えばより強い吸着力・吸着熱を持つ材料は,出熱側でより多くの既設ボイラの燃料を削減できるが,蓄熱時により多くの熱が必要となり,蓄熱ステーションでのコスト上昇を引き起こす可能性がある.経済的に最適な材料の選定には,マテリアルレベルからシステムレベルまで一貫した評価が必要である.そこで今年度はゼオライトの吸脱着特性の違いをゼオライトボイラの数値解析モデルに組み込み実スケールの性能を予測,それぞれの材料において経済性評価を実施することで,経済的に最適な材料を選定する.(3)澱粉工場等,乾燥プロセスを導入している工場では湿潤空気が排出されており,この湿潤空気をゼオライトボイラに噴射することで,既設ボイラ由来の噴射蒸気の一部を代替し,大幅に燃料削減率が向上する可能性がある.昨年度までは蒸気のみをゼオライトボイラ上部から噴射していたが,今年度は一部空気を混合し,湿潤空気噴射プロセスを模擬した蒸気発生試験を実施する.実験と数値解析の両面から湿潤空気噴射プロセスを評価する.種子島の製糖工場からの未利用

熱発生と,熱需要地における化石燃料による熱需要の時空間ギャップを解消するために,ゼオライトの水蒸気吸脱着サイクルを用いた蓄熱輸送システムの導入を検討している.システムは出熱,輸送,蓄熱の3ステップに大別でき,出熱側では主に食品プロセスで用いるため,連続的な加圧蒸気生成が求められる.安価な常圧容器で加圧蒸気の連続生成を実現するために,これまでに考案した移動床・間接熱交換方式を採用した「ゼオライトボイラ」を実験と数値解析の両面から検討した.これまでに設計・製作したゼオライトボイラ実証設備において各種熱損失を低減し,ゼオライト流量10 kg/hで試験した結果, 0.2 MPaの過熱蒸気を連続的に生成することに成功した.また,ゼオライトの吸脱着特性については,水蒸気に対して不活性なアルミナボールでゼオライトを希釈し,発熱の影響を抑制した等温反応器を用いて吸脱着に伴う物質移動現象のみを抽出した試験を実施し,吸着速度モデルを組み込んだ一次元数値解析モデルで解析することにより,定式化した.また,伝熱特性については充填層反応器を用いてゼオライト層周方向の温度分布を非定常で計測し,円筒二次元数値解析モデルによる結果と比較検討することで,既報モデルの妥当性を確認した.以上,吸脱着特性および伝熱特性を,ゼオライトボイラを模擬した擬似二次元数値解析モデルに組み込み,性能を予測した.数値解析結果は試験結果の温度分布および熱バランスを概ね模擬できており,開発した数値解析モデルの妥当性を確認した.妥当性を確認した数値解析モデルを用いて実スケールのゼオライトボイラの性能曲線を求め,仕様,運転条件を決定し,経済性評価に落とし込んだ.コスト構造分析の結果,蓄熱側における熱交換器,出熱側におけるゼオライトボイラに内装する熱交換器,輸送コスト等がコストの支配要因であることがわかった.研究の最大のハードルであったゼオライトボイラによる加圧蒸気の連続生成は,熱回収量に課題があるものの,成功した.さらに物質移動現象は発熱の影響を抑制した等温反応器で,熱移動現象は充填層反応器でそれぞれ試験し,数値解析することによりモデル化に成功し,ゼオライトボイラを模擬した擬似二次元数値解析モデルに組み込んた.ゼオライトボイラの数値解析モデルは試験結果を概ね模擬できており,その妥当性を確認することができた.特にゼオライトボイラによる加圧蒸気の連続生成成功のインパクトは大きい.吸着材を用いた蓄熱利用研究はこれまで欧州を中心に研究開発が進められてきたが,温湯生成が主であり,住居等の暖房や地域熱といった用途の枠を脱していなかった.しかし産業界は温湯ではなくプロセス蒸気を多く使用しており,蓄熱技術を利用した加圧蒸気の連続生成の成功は,産業界への適用可能性向上に大きく貢献したといえる.また,妥当性を確認した数値解析モデルを用いて実スケールのゼオライトボイラの性能予測を実施し,性能曲線を描くことにより,ゼオライトボイラの運転条件を具現化することができた.実スケールの仕様や運転条件からシステムの経済性評価を実施し,コスト構造分析,感度解析の結果,システムコストの支配要因が蓄熱側,出熱側双方の熱交換器,輸送コストであることを特定することができ,また感度解析の結果からゼオライトボイラと協調運転する既設ボイラの燃料削減量の増大がシステムの経済性に大きく影響することがわかり,次年度への研究につなげることができた.これは当初の計画通りであり,概ね順調に研究が推移しているといえる.昨年度の結果を受け,ゼオライトボイラにおける燃料削減率の増大(熱回収量の増大)に着目し,主に以下3つの課題に取り組む.
超臨界状態におけるアルカリ金属の静的・動的構造の研究

本研究の目的は、超臨界状態におけるアルカリ金属流体のミクロ構造を、放射光を用いて究明することである。しかしながら、反応性の高いアルカリ金属を高温高圧条件下で安定に保持する試料セルの開発例は従来なく、本研究の目的達成のためには試料セルの開発が極めて重要な課題であった。そこで本研究では、アルカリ金属との反応性の低いモリブデンを材質とした試料セルの開発に着手し、その開発を成功させることができた。試料セルは透過型であり、X線透過窓として電解研磨により40μmまで薄膜化した二つの単結晶モリブデンディスクを用い、それを0.4mmの試料保持部を間に挟んで配置することを大きな特徴とする。流体試料はその二つのモリブデンディスクの間に保持される。このように薄膜化した単結晶モリブデンを採用したことで、セルからのバックグランドを大幅に低下させることが可能となり、流体密度が低下する超臨界領域でも高精度な構造解析実験を行うことができた。実際に、流体ルビジウムを測定対象として、1850°C、210barまでのX線回折測定を世界で初めて実現した。その結果によると、二体分布関数より求めた最近接原子間距離が、金属-非金属転移領域に相当する臨界点近傍(0.3g/cm^3)から遠く離れた金属領域(1.0g/cm^3)において、極めて早い段階から減少し始めるという非常に興味深い結果が得られた。金属領域ですでに原子間距離の短い流体構造(例えば二原子分子など)が存在することを示唆するこの結果は、アルカリ金属の膨張様式に対する従来の認識を大きく変え、さらには、金属化した流体水素の大部分が二原子分子構造を保持しているという推測に対しても極めて重要な知見を与えるものである。
Short Tandem Repeat領域の多型性を用いた古人骨のDNA解析

本研究の目的は、STR多型による古人骨DNAの解析を、複数の遺跡集団間における遺伝的系統関係を解明するための方法として確立することである。この方針に基づいて、以下の具体的手順により研究を実施した。1.古人骨への実用可能なSTR座位の選択古人骨集団の解析を行なうに先立って、既に現代日本人DNAから多型検出が可能であることを確認済みである30座位について、実際に古人骨サンプルを用いてその検出性(検出感度・再現性など)についての検討を行なった。その結果、古人骨由来の超微量かつ断片されたDNAにも実用可能と考えられた、基本単位25塩基対のSTR10座位を選択した。2.古人骨集団におけるSTR多型の解析九州北部の3箇所の弥生遺跡(花浦・託田西分・志波屋六本松)より出土した古人骨サンプル(各3040個体)よりDNAを抽出し、上述のSTR10座位のそれぞれについて多型頻度を算出した。その頻度分布を現代日本人のもとの比較すると、3遺跡とも個々のアリル頻度に有意差のある座位はあったものの、頻度分布の分散そのものはほぼ共通であった。また3遺跡間の頻度分布を比較すると、1座位中4座位で花浦遺跡と託田西分及び志波屋六本松遺跡との間で出現頻度に有意差のあるアリルが存在した。この結果から花浦遺跡と託田西分及び志波屋六本松遺跡集団との間の系統に違いのある可能性が示唆された。今後被検サンプル数を増やし、更に周辺遺跡についての検討も加えることにより統計学的データを蓄積し、これらの古人骨集団間の系統関係について検討を進めていく計画である。
天然生薬資源からの新規抗マラリア薬候補の探索及びその作用機序の解析研究

クロロキンをはじめとする既存抗マラリア薬に対する耐性熱帯熱マラリア原虫が出現し、既存の抗マラリア薬では治療できない状況になりつつある。そのために新しい抗マラリア薬の開発研究はマラリアに関する最優先研究事項である。私は、薬用天然資源の中から薬剤耐性マラリアを克服できる新規マラリア治療薬を開発し、マラリア制圧に寄与することを研究目的として本研究を進める。本研究では今までの研究で得られた新規構造を有する天然生薬成分、及び天然薬用資源中の薬効成分をリード化合物とし、熱帯熱マラリア原虫における抗マラリア薬候補の最適化、薬効を示す分子標的の同定、及び、その遺伝子機能を解析する。また、アフィニティ法とプロテオミクスを用い、高い確率で抗マラリア薬のターゲットになりうる分子標的を選抜する。さらに、薬剤耐性のメカニズム解析を行い、薬剤耐性を克服するための基盤研究を行う。平成17年度の研究成果を下記に示す。1.メフロキン高度耐性熱帯熱原虫(R/24株)を用い、pfmdr-1遺伝子の変異ヵ所が実際のマラリア流行地の患者でも見られるかどうか、マラリア流行地の血液サンプルを用いて解析した。タイのマラリア患者、及びタンザニアの患者由来のサンプルを用いてR/24株で見られる変異ヵ所を調べた結果、変異ヵ所は見られなかった。今後、メフロキン耐性が流行する地域の患者サンプルを増やして検討する。また、プロテオミックスとトランスクリプトームを駆使してメフロキン耐性メカニズムの解析を開始した。2.生薬天然資源由来の租抽出分画由来のサンプルを用いて校マラリア活性を検討した結果、6種類の天然資源由来より強い抗マラリア活性が見られた(EC_<50>=<1μg/ml)。現在これらサンプルを更に分画して活性化合物を見出す研究を進めている。3.生薬アルテミシニン誘導体の研究を行い、10^<-8>M程度で強い抗マラリア活性を示す種々の抗マラリア活性を示す誘導体を得たので、構造-活性の関連性を検討している。クロロキンをはじめとする既存抗マラリア薬に対する耐性熱帯熱マラリア原虫が出現し、新しい抗マラリア薬の開発はマラリアに関する最優先研究事項である。下記に今年度の研究成果を期記する。(1)我々の独自の研究で得られた新規構造を有する常山アルカロイド誘導体、及び韓国産天然薬用資源よりベルベリン誘導体、およびニンジン粗成分に強い抗マラリア活性を見いだした。(2)抗マラリア活性を有するロダシアニン系色素化合物のアフィニティカラムを用い、マラリア原虫特異的なたんぱく質を単離し、2次元電気泳動後の断片をMALDI TOF/MSでアミノ酸分析を行った、その結果、マラリア原虫のアクチンとHeat Shock Protein 70であった。この二つのたんぱく質はマラリア原虫の増殖時に発現するたんぱく質のパターンとロダシアニン系色素を作用させて原虫のトロポゾイト期の形態異常の結果と一致したことからロダシアニン系色素の標的分子である可能性が高い。現在、こられたんぱく質以外にも5つの新しいたんぱく質スポットを解析中である。(3)常山リード化合物の選抜実験より毒性を示さない常山誘導体を見いだし、マラリア原虫に対する抗マラリア活性は1×10^<-6>M程度であった。現在、抗マラリア活性を上昇させるための誘導体の研究を行っている。(4)マラリア原虫の作用メカニズムの解析研究のため、2次元電気泳動でマラリア原虫たんぱく質を分離できる泳動条件を決定した。この分離条件を用いて天然抗マラリア薬用資源作用前後の培養熱帯熱マラリア原虫のたんぱく質パターンを2次元電気泳動で比較したところ、10個のたんぱく質スポットが得られた。現在これらスポットのアミノ酸を分析している。(5)選抜された抗マラリア候補化合物の分子標的を解析するための研究を行った。予備実験でマラリア原虫が栄養源を摂取する際に重要な役割をしている原虫の食胞オルガネラが膨張した結果を基に、候補化合物作用後の原虫内ヘモグロビン蓄積変化を精査したところ、ヘモグロビンの取り込み量は変化しないものの、原虫内グロビンが分解されてアミノ酸にして栄養源を獲得するステップを阻害していることがわかった。

タイのマラリア患者、及びタンザニアの患者由来のサンプルを用いてR/24株で見られる変異ヵ所を調べた結果、変異ヵ所は見られなかった。今後、メフロキン耐性が流行する地域の患者サンプルを増やして検討する。また、プロテオミックスとトランスクリプトームを駆使してメフロキン耐性メカニズムの解析を開始した。2.生薬天然資源由来の租抽出分画由来のサンプルを用いて校マラリア活性を検討した結果、6種類の天然資源由来より強い抗マラリア活性が見られた(EC_<50>=<1μg/ml)。現在これらサンプルを更に分画して活性化合物を見出す研究を進めている。3.生薬アルテミシニン誘導体の研究を行い、10^<-8>M程度で強い抗マラリア活性を示す種々の抗マラリア活性を示す誘導体を得たので、構造-活性の関連性を検討している。
眼球運動発現におけるFS細胞の役割の解明

前頭眼野(FEF)から細胞外記録した細胞の発火パターンを検討し、以下の4つの細胞タイプを区別した。(1)FS細胞(Fast Spiking cell):1つのバースト内のスパイク数が多く、バースト中のスパイク間隔、スパイクサイズがほぼ一定に保たれる。(2)FRB細胞(Fast Rhythmic Bursting cell):バースト中のスパイク間隔、スパイクサイズがほぼ一定で、バースト内のスパイク数は3-6発程度と比較的少なく、バースト発火が一定の時間間隔で繰り返される傾向にある。(3)IB細胞(Intrinsic Bursting cell):バースト内のスパイク数は3-6発程度と比較的少なく、バースト内のスパイクの1発目から2発目、3発目とスパイクサイズの減少とスパイク間隔の延長が見られる。(4)RS細胞(Regular Spiking cell):バースト発火を示さない細胞。これらの細胞の内、FS細胞は抑制性介在ニューロンであることが知られており、バースト内のスパイク数の多さから見ても強力な抑制効果を持つと予測される。遅延サッカード課題遂行中のサル前頭眼野(FEF)から細胞活動を記録し解析した結果、FS細胞はRS細胞、FRB細胞、IB細胞に比較してつぎの2つのタイプの活動パターンが顕著であった。(1)サッカード目標刺激呈示直後の短潜時かつ短時間の興奮性活動(2)サッカード眼球運動前後の抑制性活動または興奮性活動。つぎに、同時記録した2つの細胞の相互相関を調べた結果、FS細胞からRS細胞への抑制性結合が顕著であった。サッカード前後のFS細胞の活動停止と開始は、眼球運動の開始と停止を制御していることが予測される。FS細胞からRS細胞への抑制性結合を示す相互相関が顕著であったことは、FS細胞の眼球運動制御におけるこうした役割を示唆する。
運動による免疫増強作用と免疫調節性サイトカインの遺伝子発現に関する研究

若齢期からの継続的な運動がマウス腹腔マクーファージおよび脾細胞のサイトカイン産生およびその遺伝子発現に及ぼす影響について検討した。生後4週齢のBALB/c系雄性マウスを用い、運動群と安静群の2群に区分した。運動は自由運動(回転ケージ:20:00-8:00に実施)とし、8週間にわたって実施し。結果の概要は以下のようであった。1.体重、食餌摂取量、胸腺重量、副腎重量および前頸骨筋重量:(1)体重、相対胸腺重量および相対副腎重量では、両群ともに同様な値を示し差異は認められなかった。(2)食餌摂取量と相対筋重量では、安静群と比較して運動群が有意に高値(P<0.01)を示した。2.マクロファージ機能について:(1)NO_2産生能では、運動群が有意に高値(P<0.01)を示した。運動群のL-1β、IL-12およびGM-CSFが高値を示し、安静群と比較して有意差(P<0.05-P<0.01)が認められた。(2)遺伝子発現能では、運動群のNO_2、GM-CSFおよびIL-12が有意に高値(P<0.05)を示した。3.脾リンパ機能について:(1)サイトカイン産生能(ConA刺激)では、運動群でIL-2が高値を示し、安静群と比較して有意差(P<0.05)が認められた。インターフェロン-γ(IFN-γ)は運動群で高い傾向を示した(P<0.1)。(2)遺伝子発現能では、運動群のIL-2が有意(P<0.05)に高値を示した。一方、IL-10は、運動群が対照群より低値を示し、有意差(P<0.01)が認められた。以上のように、習慣的な運動はマウス腹腔マクロファージと脾細胞のサイトカイン産生能およびその遺伝子発現の一部を亢進するものと考えられた。このことから、若齢期からの継続的な運動はマクロファージおよびT細胞機能を増強し、生体防御機能の促進に有用であることが示唆された。若齢期からの継続的な運動がマウス腹腔マクロファージのサイトカイン産生およびその遺伝子発現に及ぼす影響について検討した。生後4週齢のBALB/c系雄性マウスを用い、運動群(n=15)と安静群(n=15)の2群に区分した。運動は、運動量測定装置を用いた自発運動を暗期の12時間、週3日、8週間にわたって実施した。1.一日あたりの平均走行距離(m/day)について:実験期間中、運動群の一日あたりの平均走行距離は、約6,00010,000mを推移した。運動開始4週間まで漸次増加し、その後低下傾向を示した。2.体重、食餌摂取量、胸腺重量、副腎重量および前頸骨筋重量:(1)体重、相対胸腺重量および相対副腎重量では、両群ともに同様な値を示し差異は認められなかった。

(2)食餌摂取量と相対筋重量では、安静群と比較して運動群が有意に高値(P<0.01)を示した。これらの結果から本研究で用いた運動は、マウスにとって負のストレスではなかったことが推察された。3.腹腔マクロファージ機能について:(1)貪食能と酵素活性では、運動によりグルコース消費能およびlysosome酵素活性は有意に高値(P<0.01)を示した。(2)一酸化窒素(NO_2^-)産生能(LPS刺激)では、安静群と比較して運動群が有意に高値(P<0.01)を示した。一方、NO_2^-産生抑制薬であるL-NMMA刺激により運動群のNO_2^-産生を完全に抑制した。(3)サイトカイン産生能(LPS刺激)では、運動群でIL-1β、IL-12およびGM-CSFが高値を示し、安静群と比較して有意差(P<0.05-P<0.01)が認められた。TNFαは運動群で高い傾向を示した(P<0.1)。(4)遺伝子発現能では、運動群のNO_2^-、GM-CSFおよびIL-12が有意に高値(P<0.05)を示した。IL-1βとTNFαでは両群同様な値を示した。以上の結果から若齢期からの継続的な運動は、マウス腹腔マクロファージの貪食機能、LPS刺激に対するNO_2^-産生能およびサイトカイン産生能を増強することが明らかとなった。さらに、継続的な運動はマクロファージが産生するサイトカイ遺伝子発現の一部に影響を及ぼすことが明らかになった。若齢期からの継続的な運動がマウス脾細胞のサイトカイン産生およびその遺伝子発現に及ぼす影響について検討した。生後4週齢のBALB/c系雄性マウスを用い、運動群(n=15)と安静群(n=15)の2群に区分した。運動は、運動量測定装置を用いた自発運動を暗期の12時間、週3日、8週間にわたって実施した。結果の概要は以下のようであった。1.一日あたりの平均走行距離(m/day)について:実験期間中、運動群の一日あたりの平均走行距離は、約6,50010,400mを推移した。運動開始4週間まで漸次増加し、その後低下傾向を示した。2.体重、食餌摂取量、胸腺重量、副腎重量および前頸骨筋重量:(1)体重、相対胸腺重量および相対副腎重量では、両群ともに同様な値を示し差異は認められなかった。3.T細胞系免疫機能について:(1)ConA刺激に対する脾細胞増殖反応では、安静群と比較して運動群が有意に高値(P<0.01)を示した。(2)脾リンパ球のグルコース取り込み量では、対照群より運動群が高値傾向(P<0.1)を示した。(3)サイトカイン産生能(ConA刺激)では、運動群でIL-2が高値を示し、安静群と比較して有意差(P<0.05)が認められた。インターフェロン-γ(IFN-γ)は運動群で高い傾向を示した(P<0.1)。(4)遺伝子発現量では、運動群のIL-2が有意に高値(P<0.05)を示した。一方、IL-10は、運動群が対照群より低値を示し、有意差が認められた。以上のように、若齢期からの運動は、ConA刺激に対する脾細胞増殖反応やIL-2産生能を高めることから、T細胞の分裂予備能力を亢進するものと考えられた。さらに、IL-2産生能の亢進は遺伝子レベルでも観察された。このことから、習慣的な運動はT細胞機能を増強し、生体防御機能め促進に有用であることが示唆された。