hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トキシコリピドミクスを基盤とした環境化学物質の新たな毒性軽減因子の探索

その結果、マウス小脳は大脳に比べ、膜リン脂質として多価不飽和脂肪酸を含むホスファチジルエタノールアミン(PE)を多く含み、マウスにメチル水銀を経口投与したところ、このPEの減少が他のリン脂質の減少より顕著であることを明らかにした。また、iPLA2γの遺伝子欠損(KO)マウスにメチル水銀を投与したところ、野生型マウスと比べ、投与8日目における死亡率の上昇に加え、3日目における歩行障害の増悪が観察された。多価不飽和脂肪酸を含むPEがメチル水銀の毒性標的となり、iPLA2γが毒性軽減因子となりうる可能性が示唆された。2.アシルCoA合成酵素4(ACSL4)に関する解析:ACSL4のKOマウスから各組織および初代培養細胞を調製し、膜リン脂質組成を検討したところ、いずれの組織・細胞においても、多価不飽和脂肪酸を含むリン脂質が減少していた。ACSL4を欠損させると、酸化ストレスを惹起し過酸化脂質を産生させる化学物質に対し、より耐性になる可能性を示唆している。現在、様々な化学物質曝露を検討中である。3.プロスタグランジン(PG)最終合成酵素に関する解析:PGI2合成酵素により産生されるPGI2のアナログが培養がん細胞の増殖を抑制する傾向を示すことを明らかにした。一方、膜結合型PGE合成酵素-1の阻害剤CIIIの大腸および皮膚化学発がんへの効果をin vivoで検討したが、有意な効果は認められなかった。化学物質の中には、メチル水銀やカドミウムのように、酸化ストレスを惹起惹起し過酸化脂質を産生させることにより、特定臓器に毒性を示すと考えられるものが少なくないが、本年度は、マウスを用いたin vivoの系において、iPLA2γが実際に過酸化脂質除去能を介し、このような化学物質に対する毒性軽減因子として働いている可能性を示すことができた。この点においては順調に研究が進んだが、iPLA2γが作用する上での実際の分子機構については未だ不明な点が多く、この点を明らかにする必要がある。また、メチル水銀以外の化学物質の効果については検討できなかった。一方、ACSL4は膜リン脂質の不飽和度を増し、iPLA2γとは逆に、酸化ストレスを惹起する化学物質に対する脆弱性を増す方向に働いている可能性も示唆できた。今後は、ACSL4のKOマウスの各化学物質に対する感受性も検討する必要がある。一方、PG最終合成酵素に注目した発がん性化学物質の毒性軽減因子の探索については、PGI2アナログのin vitroにおける効果の検討が進んだものの、未だ不十分であり、さらに進展させる必要がある。本研究では、化学物質曝露により生じる脂質組成の変化・生理活性脂質の産生に注目し、これらの変化を網羅的に解析するトキシコリピドミクスを展開することにより、環境化学物質の新たな毒性軽減因子の探索を行うことを目的としている。本年度は以下の点を明らかにした。1.カルシウム非依存性ホスホリパーゼA2γ(iPLA2γ)に関する解析:昨年度、マウスにメチル水銀を投与した際にみられる毒性が、iPLA2γの遺伝子欠損(KO)マウスでは増悪化することを明らかにしたが、本年度は、メチル水銀曝露により大脳および小脳でホスファチジルコリン(PC)のヒドロペルオキシド量が増加することを明らかにした。
北九州曽根毒ガス弾製造所旧従業員の健康障害に関する研究

広島県の忠海毒ガス製造所において毒ガス製造に従事した者についての健康障害はほぼ明らかにされてきたが,毒ガス充填作業者の健康障害については全く不明であった。本研究は,北九州曽根毒ガス弾製造所において砲弾に毒ガスを充填する作業に従事した者における健康障害を明らかにすることを目的としたものである。2年度にわたる健康診断受診者は307名(男129名・女178名)であり,332名の対象者からみた受診率は92.5%であった。受診者の男の平均年齢は70.4±4.2歳,女は68.9±3.7歳であった。工場就業時の平均年齢は男が18.8±3.9歳,女は17.3±2.5歳,平均勤務時間は男が32.7±14.0カ月,女は33.3±16.9カ月であった。健康診断成績では,男は数人の背部皮膚に俗称“毒ガス斑"が観察され,毒ガスによる急性皮膚傷害のあったことが裏付けられた。ほかには一般老人健診に較べて男にやゝ貧血が目立ったように思われ,女は肥満型が多く,高脂血症が多いようであった。毒ガス傷害の主要疾患である慢性気管支炎の有病率は,男48.1%,女33.1%であり,対象症例の忠海工員の男76.0%,女39.3%より低率ではあったが,諸家の報告と比較するとはるかに高率であった。もう一つの主要疾患である気道癌は,死因調査からみる胃癌の14例に対して肺癌11例は多いように思われ,気道癌の多発も推測された。以上の結果から,毒ガス充填作業においても毒ガス製造作業ほどではないが,毒ガスによる後遺症が明らかに存在することが判明した。本研究の基礎は,旧従業員の健康診断の実施とその結果の解析である。現有把握している旧従業員310名のうち,地区を考慮して今回は2月4・5日に164名の健康診断の呼び出しを行った。健康診断受診者は,男60名,女95名の合計155名で,受診率は94.5%であった。今回受診者についての基本データの概略を報告するが,忠海工場経験者の11名(男)は今回の報告から除いた。その結果,男49名の平均年齢は70.2±4.8歳,女95名のそれは68.3±3.8歳であり,男女差は余りないが高齢化がうかがわれた。なお,最高齢は男86歳,女79歳,下は男63歳,女62歳で,最多年齢層は男女とも6569歳であった。これらの工場就業年齢をみると,女18.7±4.2歳,女17.0±2.6歳で男が約2歳就業年齢は高かった。就業時の最高,最低年齢は男は34歳,14歳,女は25歳,13歳であった。健康診断結果の概要では,Aの「今回の検査に異常を認めなかったもの」は2.1%,Bの「軽度の異常を認めるも,日常生活に差し支えなし」としたものは5.6%で,ほとんどの人がC「医師の指示をうけること」,D「医師の治療を受けること」の指示者で,かつ,その多くは合わせてE「再検または精密検査を受けること」の指示をした。毒ガスの後遺症としての検討は,次年度の健診結果と合わせて行う。継続研究2年目の本研究は,昨年度に引き続き同様の健康診断を実施し,健康調査・死因調査を継続した。

平成5年度の健康診断は,8月20・21日に実施したが,呼び出し対象者は前回のものを除いた残りと,新規登録者を加えた181名(男98名,女83名)である。今回の健康診断受診者は,男80名,女83名の合計163名で受診率は90.1%であったが,女子は100%であった。男は福岡県以外のものが多く,台風と重なったために全体としては前回の受診率より約5%の低下であった。今回の受診者の男80名の平均年齢は70.5±3.8歳,女83名のそれは69.6±3.5歳であり,前回とほぼ同じ年齢層で,最高齢は男84歳,女81歳,下は男65歳,女62歳であった。これらの工場就業時年齢や勤務期間についても前回とほぼ同じであった。健康診断の結果については,昨年度と特に変わった所見は認められなかったが,ただ,男の貧血症例が一般の検診に較べて多いように思われた。問題の慢性気管支炎については研究報告書においてまとめて報告するが,曽根の有病率は一般住民のそれに較べて非常に高いものであった。健康調査では,比較対象資料として適当なものがないが,忠海症例で同じ調査を行っているのでそれと比較すると,既往歴においては忠海症例に結核性疾患がやゝ多いようであったが,他疾患では余り違いはなかった。現病歴においては,忠海症例に較べて元気なものはやゝ少なかったが,何らかの治療中のものはほぼ同じであった。死因調査では,悪性腫瘍による死亡が50%以上を占めているのが注目され,胃癌の14例に対し,肺癌の11例は多いように思われ,今後の収集・検討が必要と思われた。
Wntシグナルの新規標的制御異常による大腸腫瘍の発生機序の解明

平成30年度は、古典的Wntシグナル(β-catenin/TCF7L2)により転写抑制されるinterferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 2 (IFIT2)について、その発現調節メカニズムの詳細な解析を行った。IFIT2の転写開始点のすぐ上流の-20+20に、Wntシグナルで調節される転写調節領域があることを発見した。さらにその領域に結合する候補転写因子としてinterferon regulatory factors 1-9 (IRF1-9)が予測された。これらの候補転写因子を細胞内に過剰発現させ、IFIT2のレポーター活性や発現を変化させるか検討したところ、IRF1とIRF7がレポーターの活性化と共に発現上昇を引き起こすことが示された。また、このうちIRF1だけがWntシグナルにより発現抑制されることが判明した。これらの結果からWntシグナルの活性化によるIFIT2の発現低下には、IRF1の発現低下が関与することが示唆された。次にIRF1の発現低下に、転写や翻訳、タンパク分解が関係するかどうか調べたところ、Wntシグナルの活性化によるIRF1タンパク質の不安定化が関与していることが明らかとなった。また別の解析でIRF1の過剰発現がアポトーシスを誘導することから、IRF1の発現低下は腫瘍細胞の細胞死回避に寄与していることが示された。上記の結果に加えて、古典的Wntシグナルにより発現誘導される新規遺伝子Xについて、その転写調節領域の探索を行ったところ、Xの5'-flanking領域にWntシグナルにより転写が活性化される領域を同定した。さらにこの領域内にTCF7L2結合モチーフを複数同定し、これらのモチーフが転写活性化に重要であることも突き止めた。昨年度(平成29年度)は、古典的Wntシグナルにより転写が抑制される候補遺伝子としてinterferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 2 (IFIT2)遺伝子を同定した。またその発現調節機序の解析により、IFIT2プロモーター領域にWntシグナルで抑制される領域があることを見出した。平成30年度は、その領域に結合する候補分子の解析から、IRF1がIFIT2の転写に関わっていること、さらにIRF1がWntシグナルによって負に制御されることを発見した。またWntシグナルによるIRF1の抑制には、タンパク質の安定性の低下が関わっていることを見出した。この発見は、Wntシグナルの活性化がβ-カテニンタンパク質の安定性を増加させその発現を誘導する一方で、IRF1タンパク質の安定性を低下させその発現を減少させていることを示したもので、Wntシグナルの下流分子の新たな調節機序を示すものである。またこれらの結果は、論文(Ohsugi T, et al. Oncotarget 8(59):100176-100186, 2017.)として報告されたほか、Oncogeneにアクセプトされ現在印刷中である。さらにWntシグナルにより発現が誘導される遺伝子の解析では、FRMD5が新たな下流遺伝子であること、その発現がDNA複製や細胞周期、細胞外マトリクスとの関連に関与することを明らかにし報告している(Zhu C, et al. Cancer Sci, 108(4): 612-619, 2017.)。以上のことから、研究は計画以上に順調に進んでいると思われる。今後(2019年度)は、β-catenin/TCF7L2により転写抑制される調節転写因子として同定されたInterferon Regulatory Factor 1 (IRF1)について、その調節メカニズム検討を行う。平成30年度までの研究から、IRF1がWntシグナルにより抑制されていることが明らかになった。そこで、どのような機序によりWntシグナルがIRF1を抑制するのかを解明する予定である。さらにIRF1以外に同様のメカニズムで負に抑制されている分子がないか、候補分子の探索も実施する。候補分子が発見された場合には、それらの機能や下流分子の同定も試みる。またβ-catenin/TCF7L2により発現誘導される新規遺伝子Xの上流で、Wntシグナルにより制御される転写調節領域にβ-catenin/TCF7L2複合体が結合するかどうか検討する。さらにXがどのような機能を有しているのかを、がん細胞におけるsiRNAによる機能阻害や、非発現細胞における遺伝子導入によりどのような遺伝子発現、あるいは表現型に変化をもたらすのかを調べる。そして、Xの抑制ががん細胞の新規治療法候補となるか、あるいは腫瘍のバイオマーカーとなるかどうかも調べる予定である。平成29年度は、β-catenin/TCF7L2により直接発現誘導されるFRMD5 (FERM-domain-containing protein 5)について、FRMD5をノックダウンした細胞を用いた機能解析を行った。その結果、細胞周期に関してはHCT116細胞ではS期細胞の減少が認められたが、DLD1やLS174T細胞では細胞周期に有意な変動は認められなかった。またEMTの指標であるE-cadherinの発現低下や、細胞運動への一致した影響は認められなかった。そこでFRMD5のノックダウンによる網羅的な遺伝子発現解析とパスウェイ解析を行った。発現解析では、発生過程で細胞移動に関与するLEFTY1などの発現増加と、がん化関与するMYBなどの発現低下、パスウェイ解析ではDNA複製、細胞周期、細胞外マトリクスに有意な相関を認めた。これらの結果は、FRMD5の更なる機能解析に役立つものと期待される。大腸がん組織でのFRMD5の発現と臨床情報との相関では、FRMD5の発現が高い腫瘍ほど予後不良であることが判明した。

したがってFRMD5は新たな大腸がん予後マーカーとして有用であるかもしれない。FRMD5については研究成果の一部を、論文として発表することができた。またIFIT2についても、その調節機序とWnt活性化によるIFIT2の発現抑制ががん細胞に及ぼす影響について明らかにすることができ、論文として発表できた。平成30年度は、古典的Wntシグナル(β-catenin/TCF7L2)により転写抑制されるinterferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 2 (IFIT2)について、その発現調節メカニズムの詳細な解析を行った。IFIT2の転写開始点のすぐ上流の-20+20に、Wntシグナルで調節される転写調節領域があることを発見した。さらにその領域に結合する候補転写因子としてinterferon regulatory factors 1-9 (IRF1-9)が予測された。これらの候補転写因子を細胞内に過剰発現させ、IFIT2のレポーター活性や発現を変化させるか検討したところ、IRF1とIRF7がレポーターの活性化と共に発現上昇を引き起こすことが示された。また、このうちIRF1だけがWntシグナルにより発現抑制されることが判明した。これらの結果からWntシグナルの活性化によるIFIT2の発現低下には、IRF1の発現低下が関与することが示唆された。次にIRF1の発現低下に、転写や翻訳、タンパク分解が関係するかどうか調べたところ、Wntシグナルの活性化によるIRF1タンパク質の不安定化が関与していることが明らかとなった。また別の解析でIRF1の過剰発現がアポトーシスを誘導することから、IRF1の発現低下は腫瘍細胞の細胞死回避に寄与していることが示された。上記の結果に加えて、古典的Wntシグナルにより発現誘導される新規遺伝子Xについて、その転写調節領域の探索を行ったところ、Xの5'-flanking領域にWntシグナルにより転写が活性化される領域を同定した。さらにこの領域内にTCF7L2結合モチーフを複数同定し、これらのモチーフが転写活性化に重要であることも突き止めた。昨年度(平成29年度)は、古典的Wntシグナルにより転写が抑制される候補遺伝子としてinterferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 2 (IFIT2)遺伝子を同定した。またその発現調節機序の解析により、IFIT2プロモーター領域にWntシグナルで抑制される領域があることを見出した。平成30年度は、その領域に結合する候補分子の解析から、IRF1がIFIT2の転写に関わっていること、さらにIRF1がWntシグナルによって負に制御されることを発見した。またWntシグナルによるIRF1の抑制には、タンパク質の安定性の低下が関わっていることを見出した。
江戸時代の神奈川県域における絵図の出版状況および浮世絵との関係についての研究

現在の神奈川県域における江戸時代の名所(金沢八景、鎌倉、江の島、大山、箱根、東海道の宿駅ほか)を題材として出版された絵図について調査を行い、出版資本や各名所の絵図の種類などを整理し、絵図出版についての名所の性格を分析した。その結果を前提に、中央(江戸)で出版された神奈川県域を題材とする錦絵と表現、出版された地域を比較し、浮世絵と地方で出版された絵図との違いや影響関係などについて考察した。江戸時代の現神奈川県域(地方)において出版された絵図の所在とそれらの絵図と江戸(中央)で出版された当該地の風景を題材にした浮世絵版画の比較により、江戸時代の地方における出版状況について明らかにすることを研究の目的とする。三年計画の初年度にあたる25年度は、江戸時代に現在の神奈川県域にあった寺社や観光地などでお土産品として出版された絵図の所在調査と資料調査を以下の機関で行った。国文学研究資料館、東京都立中央図書館、東京大学総合図書館、慶應義塾大学三田メディアセンター、川崎市立中原図書館、名古屋市蓬左文庫、西尾市岩瀬文庫。調査途上で、絵図よりも寺社縁起の方が数多く出版されたらしいということが判明したので、縁起類も情報収集および調査の対象に加えることとした。観光地の視覚的にあらわす絵図と文字だけで語る縁起はお土産的な出版物とはいえ性格も異なるので、出版地や出版資本などを比較することで県域の出版状況を包括して分析することができ、江戸の出版に対する在地出版の性格をより明らかにできると考える。調査で収集したデータはデータベースソフト、ファイルメーカーproに蓄積した。いずれも一例あたりの残存数が少ないことが調査を困難にしているが、今後も引き続き所在を探して調査した上で県域のなかでの地域性ほかについて分析を行う。浮世絵版画との比較については、所属の神奈川県立歴史博物館で所蔵する江戸時代の神奈川県域を取り上げた浮世絵のまとまったコレクションについて蓄積してきたデータをもとに、それ以外の浮世絵版画、さらには版本の挿絵の作例について所在を調査してデータを収集する。おもに景観表現について比較および分析を行い、浮世絵版画にはあまり見られない鳥瞰図が地方出版の絵図に多くみられる理由について考察する。基本的には25年度に引き続き、現在の神奈川県域で江戸時代に出版された絵図および縁起の類の所在確認と資料調査を行った。年度の前半は25年度までに調査済みであり、対象資料の中でも重要な資料であると考える神奈川宿の茶屋が出版した『三五景一覧』について、資料紹介「石崎源六版『三五景一覧』の絵師たち-「人名録」を手がかりに-」(『神奈川県立博物館研究報告(人文科学)』第四十一号、26年10月発行)にまとめる作業を優先し、後半に資料の所在確認と調査を行った。資料調査をさせていただいた機関は慶應義塾三田メディアセンター、国立公文書館(以上、東京都内)、神奈川県立図書館、神奈川県立金沢文庫(以上、神奈川県内)。また、今回の調査をきっかけに、奉職する神奈川県立歴史博物館にも自身が十分に調査していない資料があることに気づいたため、まず、館蔵資料を整理し、他館のものと比較することを26年度は優先した。27年度は最終年度であり前年度までに終了しなかった、江戸時代に現在の神奈川県域で出版された絵図類の所在確認と調査を各所蔵機関が発行している資料目録を手がかりに実見した。紙の質や版木の摩滅の有無の確認、複数機関の所蔵例を類例として結びつけるなど、実見しなければわからない知見を得ることができた。また、出版物において常識的なことではあるが、摺によって異なる文字情報も確認できた。結果、近世の神奈川県内の絵図出版について、以下の知見を得ることができた。1出版システムについて:絵が同じで一見、同じ絵図に見えるものであっても出資元が違う資料があった。同じ絵で出資元の部分だけ版木を入れ替えるシステムの例を見出した。2江戸で出版された錦絵の名所絵と取り上げる名所の比較:錦絵の名所絵で盛んに取り上げられた場所≠絵図出版が盛んな場所ではないことが判明した。絵図は名所の知名度や人気に拘わらず、出資者がいれば出版される。また、従前から指摘されているが鎌倉は絵図の出版がさかんな地域であるが、錦絵は殆ど刊行されないことを再度確認した。3絵図と錦絵の表現の比較:絵図の出版は錦絵名所絵の出版に先行するが、絵図は今回の調査では鳥瞰図形式の例が多く、錦絵は狭い範囲を取り上げることが多いため、影響関係が直接認められる例はなかった。が、今後、細部の表現も詳しく分析していくことで、影響関係を新たに見いだせるかもしれない。以上のような結果をまとめ、平成28年3月に調査報告書を作成した。【概要】にも記したが26年度前半に途中経過報告として、資料紹介「石崎源六版『三五景一覧』の絵師たち-「人名録」を手がかりに-」(『神奈川県立博物館研究報告(人文科学)』第四十一号、26年10月発行)をまとめたが、そのために予想以上の長い時間をとってしまい、調査、データ整理、研究が計画よりも遅れている。

また、館内の資料調査、分析を優先したことも、館外所蔵機関における調査の遅れの要因となっている。したがって、27年度は遅れを取り戻すべく、職場における研究以外の仕事に割く時間を減少できるように努力する。分野人文学分科史学細目日本史細目表文化史与えられた3年間の研究期間で第一に行いたいのは館外各所蔵機関における資料調査である。そのために、調査に出て行けるように、職場における他の仕事の効率化をはかることが必須である。館外調査は対象とする資料数が多いが、出来うる限り行いたい。第二は調査で得た資料のデータ(デジタル画像を含む)の整理とデータベースの構築である。資料中の文字資料の読解などは、同僚の協力を得るが、それらの整理のために賃金でアルバイトを雇用する。データベースは25年度に構築をはじめ、データを蓄積中である。さらに27年度は公開用に体裁を整える必要がある。必要に応じて、アルバイト雇用日数を予定より増やし、自身は資料の分析に専念できるようにする。27年度は成果をまとめる年ではあるが、本研究は今後も神奈川県立歴史博物館で浮世絵担当者として研究するための基盤であり、継続するものであるので、基本となる資料の調査、情報収集に重点をおきたい。25年度は絵図と縁起資料の所在調査からはじめ、後半からは実物調査も並行して進行させた。マイクロフィルムで閲覧可能な資料は閲覧、複写の上で実物調査に臨んだところ、効率よく調査することができた。しかし、事前準備に時間をかけたため、実物調査の進行が予定より少し遅れている。26年度は実物調査、特に神奈川県外など遠隔地への調査に重きをおきたい。浮世絵については25年度に整理した所在調査をもとに、26年度より県内、東京都内の他機関を中心に調査を開始する。収集した資料データのデータベース化もデータベースソフトを購入し、入力アルバイトを雇用したため順調に行えた。26年度は引き続いて、実物資料の調査、特に遠方への調査を行うと同時に、前年度以上に収集した資料の分析作業の時間を配分する。近年、各資料所蔵機関がWEB上で資料のかなり高精細なデジタル画像を全ページにわたって公開するようになった。そのため、カラーインクジェットプリンタを使って自身でプリントアウトすることができたこと、26年度の閲覧先の多くで自身による資料撮影が許可されたことにより、資料複写に係る費用(使用料)が発生しなかった。また、資料調査は神奈川県内および都内を優先したため、旅費に残額が生じた。計画が遅れ気味であるため、資料整理およびデータベース構築のためのアルバイトを雇用することを見送ったことで、謝金に残額が生じた。25年度の研究過程で江戸時代の神奈川県域で出版された寺社の縁起類も調査対象に加えたので、絵図、縁起双方の調査を並行して行う。縁起資料に記された文字を効率よく分析するために賃金、謝金を用いることを検討する。また、神奈川県外など遠方への調査は26年度中におおむね終了できるような計画を立てる。浮世絵については今年度から、絵図・縁起類と平行しての調査を開始する。いずれも収集したデータは25年度同様に賃金を使って整理する。
山陰地方における縄文時代農耕の存否に関する実証的研究

本年度の屋外における調査研究としては,夏期に島根県匹見町内に所在する石ヶ坪遺跡の発掘調査を行ない,縄文後期から晩期にかけての包含層を検出すると共に,この包含層中から検出した遺構確認面付近の土壌をウォーターセパレーションにかけ,炭化物の抽出を行なった。これらの炭化物を年代測定したところ大体縄文時代後期の年代が示されている。この炭化物の内容については,材がその多くを占め,炭化種子を検出することはできなかった。さらに石ヶ坪遺跡から検出された墓と考えられる土坑内の土壌をリン酸分析にかけ,土坑が貯蔵穴であった可能性についても比較検討を行なうと共に,昨年度の調査で課題となった土坑の性格をより慎重に考古学的に再検討するために,層位毎の土壌サンプリングを行ない,これを比較検討した。これらの新知見と昨年度までの知見を総合して,石ヶ坪遺跡における居住形態および生業形態の復元を行なった。その結果,石ヶ坪遺跡においては一時期に二棟程度の住居が存在し,これら居住域と墓域がかなり明確に分離されていたらしいこと,貯蔵穴に相当するような土坑が見当たらず,通年的な定住生活をおこなっていたかどうか疑わしいこと,などが明らかにされた。石ヶ坪遺跡はその規模からみて,当該地域の拠点的性格を持つ集落であり,その遺跡でさえも通年的な定住をしていなかった可能性を指摘しえたことは,山陰地方における縄文時代の生業形態,ひいては「農耕」のあり方について,一定の示唆を与えることとなった。また,本年度は最終年度にあたるために,研究調査の報告書を作成した。屋外における調査研究としては,夏期に島根県匹見町内に所在する石ヶ坪遺跡の発掘調査を行ない,縄文時代後晩期の住居跡を1棟検出すると共に,この住居跡内部に存在した土坑内の土壌をウォーターセパレーションにかけ,炭化物の抽出を行なった。現在この炭化物は鑑定中である。また,住居跡内における俵化物の広がり方を検証するために複製土器による煮沸実験を行ない,そのデータを収集した。さらに石ヶ坪遺跡から出土した石器の使用痕分析を,島根大学所蔵の金属顕微鏡によって行ない,当時の人々がイネ科植物を集中的に切断していることを突き止めた。また発掘調査によって九州地方よりもたらされたと推定される土器が多量に出土したため,この土器の製作地を究明すべく,土器内に含まれている鉱物の分析を行なっている。これについては,在地の粘土を使用した可能性もあるとの結果が出ている。これらの発掘調査の結果は2004年2月に行なわれた考古学研究会岡山例会および3月に行なわれた島根考古学会例会において発表をしている。発掘調査以外では,山陰地方とくに島根県域における石器の資料収集を行ない,その使用痕のあり方および各遺跡における石器組成のあり方について検討を加えている。これらの成果は2003年6月に開催された第14回中四国縄文研究会においてロ頭発表し文章化されている。また,石器組成の検討については,島根考古学会誌第20・21号に発表をしている。本年度は屋内調査の比率が高く,多くの時間を出土土壌の洗浄および炭化物の抽出と分析にかけた。これは,栽培作物を特定しようとしたためである。屋外における調査研究としては,夏期に島根県匹見町内に所在する広戸遺跡の試掘調査を行ない,縄文中期から弥生時代後期にかけての包含層を検出すると共に,この包含層中から検出した焼土面付近の土壌をウォーターセパレーションにかけ,炭化物の抽出を行なった。炭化物を年代測定したところ大体弥生時代後期の年代が示されている。現在この炭化物の内容およびその種類については検討中である。さらに石ヶ坪遺跡から検出された墓と考えられる土坑内の土壌をリン酸分析にかけ,土坑が貯蔵穴であった可能性についても,比較検討を行なった。その結果,墓などに見られるような高濃度のリン酸の存在は確認されず,土坑の性格をより慎重に考古学的に再検討する必要性も出てきた。また,石ヶ坪遺跡から検出された各土坑内および住居跡内より出土した炭化物をAMS法によって年代測定を行なった結果,2σ歴年代範囲として2820BC-2560BCの値を得ることができた。この値はおおよそ縄文時代中期末から後期前半頃にかけての年代とほぼ一致するものと思われ,今後の出土土器及び遺跡,遺構の年代付けに対して,さらなる検討を促するものとなった。以上の研究に加えて,昨年度以来継続している石ヶ坪遺跡から出土した石器の使用痕分析を,島根大学所蔵の金属顕微鏡によって行ない,当時の人々がイネ科植物を集中的に切断していることをほぼ明らかにした。ただし,このイネ科植物の内容については,平成17年度の調査において,さらなる検討を重ねる予定である。

さらに石ヶ坪遺跡から検出された墓と考えられる土坑内の土壌をリン酸分析にかけ,土坑が貯蔵穴であった可能性についても比較検討を行なうと共に,昨年度の調査で課題となった土坑の性格をより慎重に考古学的に再検討するために,層位毎の土壌サンプリングを行ない,これを比較検討した。これらの新知見と昨年度までの知見を総合して,石ヶ坪遺跡における居住形態および生業形態の復元を行なった。その結果,石ヶ坪遺跡においては一時期に二棟程度の住居が存在し,これら居住域と墓域がかなり明確に分離されていたらしいこと,貯蔵穴に相当するような土坑が見当たらず,通年的な定住生活をおこなっていたかどうか疑わしいこと,などが明らかにされた。石ヶ坪遺跡はその規模からみて,当該地域の拠点的性格を持つ集落であり,その遺跡でさえも通年的な定住をしていなかった可能性を指摘しえたことは,山陰地方における縄文時代の生業形態,ひいては「農耕」のあり方について,一定の示唆を与えることとなった。また,本年度は最終年度にあたるために,研究調査の報告書を作成した。
形態・構造が制御された金属ナノ粒子を駆使した高効率個体触媒の創製

本研究では、噴霧乾燥法と含浸法を用いて、中空ポーラス構造を持つ白金担持カーボン微粒子の合成を行い、電極触媒性能を測定した結果、開発された触媒が市販の触媒粒子よりも優れた性能を示すことが明らかとなった。さらに、白金がドープされたロッド状の酸化タングステンナノ粒子を合成し、光触媒性能を評価した結果、0.12wt%という少量の白金添加量で優れた性能を持つことを明らかにした。(1)酸化タングステン光触媒性能に及ぼす結晶子径と比表面積の相関性の調査レアメタルであるタングステンの有効利用のため、光触媒性能へ及ぼす最適な比表面積と結晶子径を求めた。これにより、光触媒と結晶子径、比表面積の定量的関係を明らかにした。本研究では、温度、流体の速度を精密に制御できる新たな噴霧合成装置を作製し実験を実施した。その結果、同一の粒子外径(200nm)で、結晶子径を1840nmで制御でき、さらに同一の結晶子径(30nm)で、粒子外径を50839nmで制御可能となった。さらにこれらの触媒特性を評価することで、粒子径と触媒性能および結晶子径と触媒性能の相関性について定量的に評価をすることに成功した。(2)白金担持カーボン系触媒の構造制御と合成プロセスの改良白金担持カーボン触媒において、より比表面積が増大し導電率が高くなるカーボン材料の開発を目指し、中空ポーラス構造を持つカーボン材料および表面が窒素にドープされたカーボン材料を合成し、この後で白金ナノ粒子を担持することで触媒粒子の調製を行った。特に窒素がドープされたカーボンにより調製された触媒粒子の質量活性は、564 mA/mg-Ptであり、市販の触媒粒子の場合の220 mA/mg-Ptと比べて2.5倍高い結果が得られた。また、これまで2段階プロセスであった合成法を改良し、ワンステップでカーボン系触媒材料が合成できるプロセスを開発した。また触媒の耐候性についても評価を行い、市販の触媒粒子よりも優れた性能を示した。1)構造が制御された白金担持カーボン触媒粒子の合成と燃料電池性能評価:噴霧乾燥法と含浸法の組み合わせにより、白金が担持された多孔質中空構造を持つカーボン粒子を合成し、固体高分子燃料電池としての触媒性能を評価した。40nmのカーボンナノ粒子を出発溶液として、多孔質中空構造を持つカーボン粒子凝集体を合成し、その後で含浸法により白金ナノ粒子(4nm以下)を析出させた。合成した粒子の触媒性能として、触媒有効表面積と質量活性を評価し、市販のPt担持カーボンブラック(Pt:46wt%担持)と比較した。その結果、比活性において、市販の触媒の2.5倍の性能が得られることを明らかにした。この研究から、触媒材料における担体の精密な構造の制御により、レアメタルなどの貴重な資源を有効に活用できる可能性が見出された。2)テンプレートを用いる酸化物中空粒子の合成:液相法を用いて単分散で球状のポリスチレン粒子を表面電位を制御して合成することに成功した。また、そのポリスチレンをテンプレート材料として用いてTEOSにより中空シリカ粒子の合成に成功した。TEOSの添加量を制御することで、シェルの厚みを3-22nmまで制御できることが明らかとなった。またローダミンBによる吸着量の分析や、比表面積の分析から、今回合成した中空シリカ粒子にはシェル層に穴が少ないことが確認できた。3)白金担持酸化タングステンの合成と光触媒特性評価:本研究では、光析出法(光照射下で光触媒が金属イオンを分解し、光触媒表面に金属を析出させる方法)を用いて、粒子径の異なる白金担持酸化タングステンナノ粒子を合成し、さらに光分解特性評価を実施した。その結果、光分解作用が最も高い酸化タングステンの粒子径は18-26nmであることが示された。初年度の計画は、主にナノ粒子の合成であったが、合成だけにとどまらず各種粒子の触媒特性の評価まで実施するに至った。これにより、最適な粒子径や金属ナノ粒子の担持量などが明らかとなると同時に、新たに興味深い現象も確認された。よって今年度は、更なる触媒特性へ影響を及ぼす粒子の形態・構造化の最適化について実験を進めていく予定である。しかし、用途の幅の観点から現在は酸化物材料の合成がメインになっているため、金属ナノ粒子材料の合成やそのプロセス開発についても今後は検討していく。今後は以下の内容について検討する。1)酸化タングステン光触媒性能に及ぼす結晶子径と比表面積の相関性の調査レアメタルであるタングステンの有効利用のため、光触媒性能へ及ぼす最適な比表面積と結晶子径を求める。これにより、光触媒と結晶子径、比表面積の定量的関係を明らかにする。更に、これについては温度が精密に制御された新たな噴霧合成装置を作製する予定である。全ての固液反応において、反応速度定数、触媒有効係数、触媒の時間あたりの反応性を示すTOFを導出し、触媒の活性を評価する。

またレアメタルの使用量の削減へ向けたナノ構造体材料(ポーラス粒子およびコンポジット粒子)の作製についても検討する。触媒粒子が付着したテンプレート粒子、無機ナノ粒子を混合した溶液を噴霧乾燥法によって構造化する。実験操作因子(出発溶液濃度、テンプレート径、操作温度、滞留時間、噴霧液滴径、不活性ガスの種類)が金属ナノ粒子の粒子形態、担持量、純度、ポア径、比表面積に及ぼす影響を系統的に調査し、粒子形態の揃った金属ナノ粒子がポーラス構造担体に高収率で担持した触媒を合成する。ポーラス粒子合成では文献[Ferryら: Nano. Lett. 1, 231 (2001)]を参照する。2)白金担持カーボン触媒の構造制御と合成プロセスの改良これまでの白金担持カーボン触媒において、より比表面積が増大し導電率が高くなるカーボン材料の開発を目指す。またこれまで2段階プロセスであった合成法を改良しワンステップでカーボン系触媒材料が合成できるプロセスを開発する。同時に金属ナノ粒子の連続液相合成装置についても検討していく。燃料電池電極の触媒反応は、触媒の酸化還元反応および触媒有効表面積および質量活性比はサイクリックボルタンメトリーにより測定する。さらに触媒の耐候性についても評価する。今年度は、研究が予定以上に進行した事、既往の反応器を用いて粒子合成を実施した事などが理由で材料費などの消耗品を低く抑えることができた。また今後、新たな反応器および評価装置の作製を行うため意図的に消耗品の使用量を抑えた。よって、今後は、引き続き構造および形態が制御されたナノ粒子材料の合成と触媒性能に関する実験および評価のための原料および材料などの消耗品として、また本研究課題の最終年度であるため研究成果の国内外で発表、論文化のために研究費を使用する。
妊婦の腰骨盤痛における日常生活活動障害度の尺度開発および介入に対する評価

妊婦の腰骨盤痛はよくみられる症状であるが、その臨床的意義については不明な点が多く、複数の病態が含まれ、予後や病態の違いから少なくとも腰痛と骨盤痛を分類する必要性が明確になってきた。骨盤痛の判断は自覚症状だけでなく、骨盤痛誘発試験が推奨されているが、日本では実施されていない。そこで、骨盤痛誘発試験の信頼性と有用性を検証した。測定者内信頼係数をカッパ係数で算出した結果、0.609から0.866と中程度以上の信頼性であることが明確になった。腰骨盤痛は妊婦の約半数が訴え、日本ではマイナートラブルとして扱われている。また、その介入は妊婦体操、骨盤ベルト、マタニティビクス、マタニティヨガ、および妊婦水泳など多様だが、評価方法が存在しないため、有用性は明確でない。これまでの研究で妊婦の腰骨盤痛は日常生活活動に影響を及ぼすことが明確になった。しかし、腰痛の評価尺度は非特異的な腰痛を想定しており、かつ妊婦に適合しない項目が含まれている。そこで、腰骨盤痛を有する妊婦の日常生活活動障害度を測定する尺度へ改変するための基礎資料作成目的で、兵庫県下および大阪府下の2病院で腰骨盤痛を有する妊婦15人を対象にchnical test、質問紙調査、および腰骨盤痛のために障害された実際の日常生活活動について15分程度のインタビューを実施した。腰骨盤痛自覚のみの妊婦の日常生活活動があまり障害されていないことに対して、chnical testが陽性の腰骨盤痛を有する妊婦のほとんどは寝返りが辛いこと、睡眠が障害されること、長時間座ることや座った状態から立ち上がる動作が困難なことなどを訴えた。また、妊婦99人にプレテストを実施した結果、妊婦に適合しない項目が除外された。これらの結果から、産婦人科医、助産師および妊婦の腰骨盤痛を研究している理学療法士で従来使用していた腰痛による日常生活活動障害度の測定尺度であるQuebec Back Pain Disability Scaleを日本人の妊婦にも適応できるように改変した。今後この尺度の信頼性および妥当性を検証する。この尺度を作成することにより、妊婦の腰骨盤痛を日常生活活動の側面から評価し、生活に即した指導および介入に対する評価への活用が期待できる。腰骨盤痛は妊婦が訴えるマイナートラブルの中でも頻度が高い。腰痛と骨盤痛は日常生活活動へ影響を及ぼすことから、腰痛だけでなく骨盤痛にも着目する必要がある。骨盤痛を判断するには自覚症状だけでなく、客観的評価の必要性が示唆され、骨盤痛の客親的評価には骨盤痛誘発テスト(Posterior Pelvic Pain Provocation Test P4テスト)、骨盤機能テスト(Active straight leg raise test ASLR)および恥骨結合部の圧迫(以下、恥骨部の圧迫とする)などがある。これらの評価は簡便で時間かからず、妊婦に副作用なく実施することができるため、妊婦への負担はほとんどない。しかし骨盤痛の客観的評価は国内ではほとんど実施されていないため、実施にあたり信頼性の検証が必要である。そこで、P4テスト、ASLR、および恥骨部の圧迫の3つの客観的評価についてパイロットスタディを実施し、信頼性を検討した。妊娠35、36週の妊婦に対して骨盤痛の客観的評価であるP4テスト、ASLRおよび恥骨部の圧迫を実施し、約1週間後の妊婦健診来院時に同一の測定者が再テストを実施した。再テストに同意が得られ、追跡調査が可能であったのは15人であった。カッパ係数を計算の上、測定者内の再現性を検討した。3つのテストのカッパ係数はP4テスト右0.615、左0.773、ASLR右0.659、左0.526、恥骨部の圧迫が0.545であった(全てp<0.05)。したがって、ASLR左側と恥骨部の圧迫以外は中等度の一致率であった。骨盤痛客観的評価における測定者内信頼性は中等度を示しているため、今後は測定者間信頼性も検討し、信頼性をさらに検証する必要がある。腰痛と骨盤痛は日常生活活動へ影響することから、腰痛だけでなく骨盤痛にも着目する必要がある。骨盤痛を判断するには自覚症状だけでなく客観的評価の必要性が示唆され、客観的評価には骨盤痛誘発テスト(Posterior Pelvic Pain Provocation Test以下P4テスト)、骨盤機能テスト(Active straight leg raise test以下ASLR)および恥骨結合部の圧迫(以下恥骨部の圧迫)などがある。これらの評価は簡便で時間かからず、妊婦に副作用なく実施でき、負担はほとんどない。しかし骨盤痛の客観的評価は国内ではほとんどされていないため、実施にあたり信頼性の検証が必要である。

信頼性は同一測定者が1週間後に再テストを実施し測定者内信頼係数を、1回目の測定者とは別の測定者が1週間後に再テストを実施し、湖定者間信頼係数をカッパ係数で算出した。測定者内信頼性は26人から結果が得られ、P4テスト、ASLR、および恥骨部の圧迫のカッパ係数はそれぞれ0.755(p=0.000)、0.609(p=0.002)、0.742(p=0.000)で中程度の一致率であった。測定者間信頼性は17人の結果から、それぞれ0.549(p=0.022)、0.850(p=0.000)、-0.085(p=0.707)とASLRの再現性は高かったものの、P4テストは中程度であった。恥骨部の圧迫は測定者間の再現性を認めなかった。これは測定者によって負荷のかけ方が異なったことが要因だと考える。P4テストやASLRは測定者内および測定者間信頼係数が中程度以上を認めたため、今後大規模調査で信頼性を検討する必要がある。
CD8 KOマウスでの同種皮膚移植片の拒絶反応のエフェクター細胞の同定

1移植腎においてthyroidizationを認める症例では感染、尿路のうっ滞、逆流など何らかの尿路系合併症を有している症例もみられる。このような症例では移植腎機能の予後に影響する可能性もあり無視できない所見と考えられる。2移植腎針生検の本数が多いほど情報が多く正確な診断が可能であった。検体が1本での病理診断は正診率が低く、2本以上の検体が必要と考えられた。臨床材料を用いてプロトコール腎生検の臨床病理学的検討を行った。腎組織におけるthyroidizationは慢性腎孟腎炎や閉塞性腎症でよくみられる、Tamm-Horsfall glycoprotein ()によるコロイド様硝子円柱形成をさす所見である。移植腎組織に於いてもこのような所見はしばしば見られるが、これらの所見を検討し病理学的検討を行った。対象は2006年1月から2008年4月までに施行した移植後腎生検251例(のべ患者数103名)。16症例にthyroidizationを認めた。そのうち4例でTHPのボウマン嚢への逆流、3例でTHPの間質への逆流,4例で尿細管間質炎を認めた。これらの症例の中で3例ではVURの合併、6例では尿路感染症の既往を認めておりthyroidizationやそれに随伴する所見を認めるものではsubclinicalな尿路合併症の存在を疑わせた。またこれらの所見を有する症例では移植腎の予後にも影響する可能性があり厳重な管理が必要と考えられた。また、移植腎生検の生検本数に関する検討では、3本を診断した結果を正診とした場合、1本、2本での診断の正診率は78.9%、88.2%と本数が少ないほど不正確な診断となった。移植腎内での組織変化がfocal、localであることもしばしばであり、より多くの検体採取が正確な診断につながると考えられた。しかし多数回の生検が腎組織に与える影響(その後の生検での誤診も含め)も考慮する必要があると考えられた。
ハイブリッドシミュレーションによる双腕ロボットの次世代遠隔操作技術の獲得

本研究では,研究代表者がこれまで培ってきたハイブリッドモーションシミュレーション技術を核として,双腕宇宙ロボットの次世代遠隔操作技術の獲得を目指す。具体的には,双腕宇宙ロボットによるトラス構造物組立作業と人工衛星の回収作業を対象とし,これらの作業を研究室内で模擬する双腕宇宙ロボット遠隔操作作業模擬システムを構築し,この作業模擬環境において,これらの作業の実現を目指す。研究の成果は,以下のように要約される。1. 2自由度のX-YテーブルとHEXA型パラレル機構による6自由度のモーションテーブル、無限回転物体の模擬が可能な1自由度スピンテーブルの組み合わせによる9自由度構成とした運動提示機構を導入し,新たな双腕ロボット遠隔作業模擬実験システムを構築した。2. 1で開発されたシステム用いて,時間遅れを伴った状態での組立技術の開発を行った。この過程で,組立手順の一部自律化、視覚センサによる作業支援などの方法を提案した。これらの方法をロボットに実装し,5秒の時間遅れを伴った場合での遠隔操作によるトラス構造物の組立を実現した。3.遠隔操作シミュレーションの特徴の一つであるハイブリッドモーションシミュレータの信頼性にかかわる力学的整合性について,解析を行った。数値モデルの反発係数を指標としての評価方法を確立し,整合性に大きく影響するサーボ誤差やサンプリング周期によるシステムの遅れ時間を報償する方法を提案した。4.開発された次世代双腕遠隔作業模擬システムの応用として,双腕宇宙ロボットによるスピン衛星捕獲作業を想定し,双腕宇宙ロボットによる回転体把持作業模擬を行った。この作業模擬実験の結果をもとに,微小重力環境下での双腕回転体把持という高度な作業の把持戦略の検討を行い,実際の模擬実験から提案した戦略の有効性を確認した。これにより,システムの全体の有効性を証明した。平成16年度は、宇宙環境下での作業模擬を実現するため、申請者らが研究を進めている双腕宇宙ロボット遠隔操作システムとハイブリッドモーションシミュレーションシステムの二つの技術を融合した新たな双腕ロボット遠隔操作作業模擬実験システムの設計・構築することを目的とした。まず、このシステム設計・構築に事前に必要となる各要素技術研究を進め、その成果を基に双腕ロボット遠隔操作作業模擬実験システムを完成させる取り組みを行った。双腕宇宙ロボットの遠隔操システムでは、様々な組立作業を実現するための基礎となる部品の組立作業を取り上げ、実際の作業として、トラス部品の組み立てを遠隔操作によって実現することを行った。視覚機能の追加による部品の形状認識からロボットに適用している運動・力混合制御則の制御パラメータの変更を自律的に行い、作業を達成した。また、ハイブリッドモーションシミュレーションの研究においては、接触・衝突時の力・モーメントを計測する力覚センサの配置、センサ計測データへのフィルタの適用、モーションテーブルへの動的制御の導入などを行い、小型衛星の捕獲作業実験の模擬を実施した。これについては現在、結果の理論的解析からモーションシミュレーション方法の定式化への取り組みを続けている。次に、新双腕ロボット遠隔操作作業模擬実験システムの設計・構築を行った。モーションシミュレーションを行うテーブルは、2自由度のX-YテーブルとHEXA型パラレルロボットによる6自由度のモーションテーブル、無限回転物体の模擬が可能な1自由度スピンテーブルの組み合わせによる9自由度構成とした。これを用いて、双腕宇宙ロボットと作業対象物との相対6自由度を提示する。また、双腕宇宙ロボットの架台を人間の腕の作業領域を考慮したものに作り変え、オペレータによる遠隔操作の柔軟性を向上させた。現在は、制御システムの開発を行っている。本研究では、研究代表者らがこれまで培ってきたハイブリッドシミュレーション技術を核として、前述した宇宙開発構想を実現するような、次世代に必要とされる双腕ロボット遠隔作業技術の獲得を目指す。

具体的には、双腕宇宙ロボットによる構造物組立作業や軌道上での保守・保全作業を例として、これらを研究室内で再現する双腕ロボット遠隔操作作業模擬実験システムを構築する。そして、1.双腕マニピュレータおよび高機能ハンドを同時に操るマンマシンインタフェース、2.操作者の作業意図理解とそれに基づく部分的自律機能、3.動力学フィルタリングによる無反動マニピュレーションの三つの独創的な要素からなる、全く新しい次世代遠隔操作技術を開発し、微小重力環境下での作業シミュレーションにおいて、提案する新技術を検証する。本年度は、この作業模擬実験システムのソフトウェア開発を進め、さらにこれと並行して、双腕ロボット遠隔操作システムによる作業範囲拡大を目的としたオペレータに柔軟な操作環境を提示するマンマシンインタフェースを開発することを進めてきた。具体的には、独自開発してきた6自由度ハプティックインタフェースおよびそのシステム技術を基にハンド操作デバイスを独自開発し、スイッチによる開閉動作のみが可能な現有設備のハンドとマニピュレータを器用に操作することが可能なヒューマンインタフェースの開発に取り組んだ。また、来年度以降に予定している双腕ロボットへの作業モデルおよび部分的自律機能の導入を視野に入れ、双腕ロボットの作業行動モデルの生成とそのコンピュータソフトウェアの開発、ロボットの視覚センサ、ハンド用力覚センサの利用の効率化を図ってきた。このセンサ情報と作業モデルソフトウェアの融合が提案する次世代遠隔操作技術の基盤となる。しかし、年度末に本研究の最も重要な装置である2本の7自由度マニピュレータが共に不具合を起こし、修理を行うという予期できなかった事態が起こった。この修理の際に、経年劣化による慢性的な故障の可能性を持っていること、装置の保守期間が過ぎておりメーカー側に保守部品が保管されていないことが明らかになった。この2本のアームがなければ本研究は成立せず、今後の計画遂行も不可能である。よって、本年度のヒューマンインタフェース開発費の中から購入費用を捻出し、2本のロボットアームを新規購入した。したがって、本年度は予定していた計画を完全に達成できなかったが、次年度前半に作業を行うことが可能であるので、研究計画全体への影響はない。本研究では、研究代表者らがこれまで培ってきたハイブリッドシミュレーション技術を核として、宇宙開発構想を実現するような双腕ロボットの次世代遠隔作業技術の獲得を目指す。具体的には、双腕宇宙ロボットによるトラス構造物組立作業と人工衛星の回収作業を例とし、これを研究室内で再現する双腕ロボット遠隔操作作業模擬実験システムを構築し、これら作業を遠隔操作によって実現することを目的としている。
リン脂質の細胞膜内ダイナミックスによる末梢神経軸索伸長の制御

本研究では、細胞膜リン脂質の一種であるホスファチジルエタノールアミン(PE)の細胞膜内動態が、末梢神経細胞の軸索再生を制御する機構を明らかにするために解析を行ってきた。初代培養神経細胞を用いた実験より、細胞内カルシウム濃度の上昇がPEの細胞膜内移動を制御し、軸索の伸長を誘導することを示唆する知見を得た。また、細胞膜リン脂質に結合するMatrix metalloproteinaseの制御因子であるTissue inhibitor of metalloproteinase (Timp)の発現を検討し、末梢神経損傷ではTimp-3サブタイプが、脳梗塞ではTimp-1の発現が上昇することを見出した。本研究では、神経軸索再生におけるホスファチジルエタノールアミン(PE)の細胞膜内動態の役割について解析を行っている。申請者はこれまでに、初代培養海馬神経細胞を用いた研究により、IV型ATPaseにより誘導されるPEの細胞膜内動態が神経突起の伸長に関与することを示してきた。また、この現象には低分子量G蛋白質のCdc42が関与することを明らかにしてきた。本研究では、これらの成果をDRG神経細胞に適用することにより、末梢神経の軸索再生における細胞膜脂質のダイナミックスが持つ重要性を明らかにすることを目的とした。研究計画13ではDRG神経細胞を用いた分子生物学的な解析を計画しており、これまでDRG神経細胞の培養を試みてきたが、安定した培養結果を得られてこなかった。様々な培養条件を検討し、ディッシュのコーティング剤を変更したところ改善が見られたので、現在この条件で実験を進めているところである。一方、個体レベルの実験については、軸索障害モデルの作成を行い、坐骨神経挫滅モデルおよび大脳皮質損傷モデルの実験系を立ち上げることに成功した。現在、坐骨神経の完全切断ー神経端再縫合モデルの立ち上げを行っているところである。研究計画4については、上記のようにDRG神経細胞の実験系の立ち上げが遅れたため、初代海馬培養神経細胞を用いた解析で進めてきた。その結果、いくつかの軸索ガイダンス分子がPEの細胞膜内動態を制御する可能性を見出した。これらのガイダンス分子は、細胞内カルシウム濃度の上昇を介してPEの細胞膜内動態を制御していることが分かった。個体レベルでの実験系を立ち上げるために、昨年度までにマウス坐骨神経挫滅モデルの実験系を立ち上げてきた。しかし、解析の結果、現在行っている挫滅モデルでは神経軸索再生が明確に観察できないなどの問題が散見されたので、坐骨神経の完全切断ー神経端再縫合モデルの立ち上げを行った。このモデルにおいては、抗GAP43抗体による再生する神経軸索の可視化が可能であることを確認したので、現在、この系を用いてPEのフリップ・フロップを検討しているところである。また、この現象には低分子量G蛋白質のCdc42が関与することを見出してきた。本研究では、これらの成果を基に、末梢神経細胞(脊髄後根神経節(DRG)神経細胞)に適用することにより、末梢神経の軸索再生に細胞膜脂質のダイナミックスがどのような役割を果たしているのかを明らかにすることを目的とした。今年度までの実験により、成体マウス由来の培養DRG神経細胞における実験系は確立できた。現在、IV型ATPaseのトランスフェクションにより神経軸索の伸長がどのように影響されるかを検討しているところである。また個体レベルの実験として、坐骨神経の完全切断ー神経端再縫合モデルの立ち上げに成功した。現在、このモデルを用いてPEの細胞膜内動態を検討しているところである。平成27年度中に、神戸薬科大学への異動があり、筑波大学での実験を途中でストップした。また、筑波大学の全学停電による電気設備点検の際に、冷凍庫の電源喪失事故があり、試薬のチェックに時間を割かなければならなかった。私たちは、ホスファチジルエタノールアミン(PE)の細胞膜内動態が神経軸索の伸長にどのように関与するかの解析を行ってきている。前回までの科研費の研究によって、IV型ATPaseにより誘導されるPEの細胞膜内動態が神経突起の伸長が、海馬神経細胞の軸索伸長に重要な働きを持つことがわかっていたので、本研究では末梢神経細胞(脊髄後根神経節(DRG)神経細胞の損傷後に起きる末梢神経の軸索再生にどのような役割を果たしているのかを明らかにすることを目的とした。昨年度までの実験により、坐骨神経の完全切断ー神経端再縫合モデルの実験系が確立できたので、この系でPEの細胞膜内動態を検討することを試みてきた。しかし、再伸長中の神経線維先端(成長円錐)を選択的に可視化することが困難であり時間を取られてしまった。現在も検討を続けているところである。