hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウェーブレット変換を用いた類似・概略画像の検索方式と歴史民俗画像データへの適用

本研究の目的は文様・絵画などの静止画像データベースを対象に、スケッチ画や断片的な部分画像およびこれらの合成画像を入力として、入力画像に類似した原画像を検索する方式を確立することである。そのため、本研究ではウェーブレット変換と局所自己相関特徴判別関数に基づいた統一的な類似画像検索方式を提案し、歴史民俗資料カード(国立歴史民俗博物館所蔵)の日本古典絵画、文様、土器などの写真データベース(約10ギガバイト)を対象に実働システムを開発した。主要な研究成果は以下の通り:1:ウェーブレット変換と局所自己相関特徴判別関数に基づいた統一的な類似画像検索方式を提案し、この方式によってエッジなどの輪郭情報と背景テクスチャ、縮小画などの部分画像各々による類似画検索が効果的に実現できることを示した。また、スケッチ画と部分画像との合成による質問画に対しても、検索時に解像度を識別する、などの手法により類似画が効果的に検索できることを示した。(平成7、8年度)2:上記提案方式による大規模画像データベース検索システムをマルチプロセッサ・ワークステーション上に試作し、歴史民俗資料画像データ10GBまでを用いた類似画検索環境を稼働させた。(平成8年度)3:ウェーブレット変換によって得られる多重解像度分解を元にしてテクスチャ情報を抽出する技術を開発した。これにより、原画像をいくつかの基本テクスチャ領域に分割してテクスチャ情報による類似画も検索できるようになった。(平成7、8年度)上記研究成果により、ウェーブレット変換を用いることで大容量の原画像データベースに対しその輪郭情報、部分画情報、テクスチャ情報による類似画像検索インデクス・ファイルを自動的に生成でき、効果的な類似画検索が簡単で統一的なシステム構成で実現できることが明らかになった。これまでに提案してきた「ウェーブレット変換による縮小画像と輪郭画像による統一的な画像検索原理」に基づいて以下の検索方式を検討、開発した。本年度は、特に、背景画の削除・指定、検索対象オブジェクトの指定、などの検索意図をより適切に反映した検索入力画像の指定方式への対応に重点をおいた。本年度の主な成果は以下のとおりである。1.ウェーブレット変換によって得られる縮小画像群と輪郭画像群から背景、テクスチャと対象とを分離する算法を開発した。112枚の民俗画像データに対して適用したところよい結果が得られた。本アルゴリズムは従来のテンプレートを用いる方式などに比べて計算の手間が格段に少ない。2.ウェーブレット変換によって得られる縮小画像群と輪郭画像群に対して、種々の変換を施して検索者の意図に合った質問画像を構成する方式を開発しつつある。3.画像データベース検索システムの試作。昨年度までの提案方式にによるウェーブレット変換を用いた画像データベース検索システムをワークステーション上に試作しつつなる。縮小画像、輪郭画像、部分画、劣化画像などを質問画像とする検索実験がウインドウ上でできるようになった。4.歴史民俗資料カード(国立歴史民俗博物館所蔵)の日本古典絵画、文様、土器などの写真データベース(約10ギガバイト)のDATオートローダ上への移植バックアップ作業がすみ、本格的な実験のための準備が進んだ。本研究の目的は文様・絵画・出土品・民具などからなる静止画像データベースを対象に、写真・スケッチ画や断片的な部分画像、およびそれらの合成画像を入力として、入力画像に類似した原画像を検索する方式を確立することである。そのため、本研究ではウェーブレット変換と局所自己相関特徴判別関数に基づいた統一的な類似画像検索方式を提案した。さらに、歴史民俗資料カード(国立歴史民俗博物館所蔵)の文様・土器などの写真データベース(約10ギガバイト)を対象に、提案方式による実働システムを開発した。平成8年度においては、平成7年度に提案・評価してきたウェーブレ-ット変換に基づく類似画検索方式を元にした大規模画像データ類似検索システムをマルチプロセッサ・ワークステーション上に試作し、歴史民俗資料画像データ(10GB)を用いて評価実験を行なった。その結果、以下の二点が明らかになった:

1:提案方式によって、エッジなどの輪郭情報と背景テクスチャ、縮小画などの部分画像からつくった質問画像に対して類似画検索が満足のいく程度の検索率で実現できる。2:ウェーブレット変換によって得られる多重解像度分解を元にしてテクスチャ情報を抽出する技術を開発した。これにより、原画像をいくつかの基本テクスチャ領域に分割してテクスチャ情報による類似画も検索できるようになった。上記1、2の研究成果により、ウェーブレット変換を用いることで大容量の原画像データベースに対しその輪郭情報、部分画情報、テクスチャ情報による類似画像検索インデクス・ファイルを自動的に生成でき、効果的な類似画像検索が簡単で統一的なシステム構成で実現できることが明らかになった。
導電性高分子とその電力応用(導体、二次電池)に関する研究

共役系の発達した導電性高分子を導体、二次電池等種々の電力応用という立場から作製し、その基本的な性質を調べ次に記す様な成果を得た。(1)ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン等及びそれらの各種置換体、例えばポリ(3-アルキルチオフェン)、ポリ(2,5-ジエトキシ-p-フェニレンビニレン)等各種導電性高分子を触媒法、電解重合法、前駆体を熱処理する方法等で作製する方法を確立した。(2)ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン等とその置換体ではアルキル鎖長、アルコキシ基の種類により電子状態が大きく変化する事、特に価電子帯の上端が規則的に変化する事を見い出した。これにより、二次電池として用いた場合の自己放電,安定性に対する設計指針を得た。また、電子状態は温度により特異な変化をし、応用にも影響する。(3)触媒重合法によるものと電解重合法によるものではド-ピング特性に大きな差がある事を見い出した。これはド-パントの拡散係数に導電性高分子の作製法によるモルフォロジ-の違いが影響を与えているためである事を明らかにすると共に、高エネルギ-密度と共に高出力密度の二次電池を実現するための指針を得た。(4)鎖状導電性高分子の分子構造、高次構造がP型ド-パントの安定性、従って金属としての安定性に大きな影響をおよぼす事を明らかにした。(5)赤外線を使ってCVD法で酸素を含む炭化水素から高導電性のグラファイトフィルムが得られ、これにFeCl_3、K等のインタ-カレ-ションが可能で10^5S/cmに近い導電率が達成できるので導体として利用可能であることを明らかにした。(6)高導電率状態の導電性高分子を導体として実用化するには更に安定化が必要であること接地抵抗用材料としても応用可能な事を明らかにした。共役系の発達した導電性高分子を導体、二次電池等種々の電力応用という立場から作成し、この基本的性質を調べ次に記す様な成果を得た。(1)ポリピロール、ポルチオフェン、ポリアニリン等とこれらの誘電体薄膜を電解重合法、触媒重合法で作成しその最適条件を明らかにした。(2)ポリチオフェン、ポリ(3ーアルキルチオフェン)薄膜の禁止帯幅は電解重合法に比べて触媒重合法によるものが小さい。(3)二次電池応用で重要となる価電子帯上端のエネルギーを電気化学的方法、即ちサイクリックポルタモグラムの測定から評価した。特に、ポリ(3ーアルキルチオフェン)の場合、アルキル鎮長とともに価電子帯上端のエネルギーが高くなる事が明らかとなった。これは、二次電池としてドーピング充電時のドーパントがアルキル鎖が長くなる程安定となる事を示すものである。(4)ポリ(3ーアルキルチオフェン)の真空中での光電子放出スペクトル測定から価電子帯上端のエネルギーを評価した。この結果、アルキル鎖が長いもの程、このエネルギーが高い事がわかった。これは(3)のサイクリックボルタモグラムの測定結果と一致する。(5)電解重合の際の電圧、溶値となる電解質濃度に得られる導電性高分子のモルフォロジーが強く依存する事、特別の条件ではフラクタル成長する事が明らかとなった。これらの事から、二次電池としての充放電の速度、電力密度等を改善する指針を得た。

(6)導電性高分子の高次構造が、これらを熱焼成して得られるポリアセン系材料の導電特性に強く影響を与える事を明らかにした。高配向したものを熱焼成した材料にFeCl_3、K等のインターカレーションにより10^5s/cm以上の導電率を達成した。(7)Li電池としての応用にも高次構造の制御が重要である事を見出した。共役系の発達した導電性高分子を導体、二次電池等種々の電力応用という立場から作製し、その基本的性質を調べ次に記す様な成果を得た。(1)ポリチオフェン、ポリ(3ーアルキルチオフェン)、ポリ(3,4ージアルキルチオフェン)、ポリ13ーアルキルセレノフェン)、ポリピロ-ル、ポリフルオレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラジメトキシフェニレンビニレン、ポリパラジエトキシフェニレンビニレン、ポリアルキルフルオレン等各種導電性高分子を触媒法、電解重合法、前駆体を熱処理する方法等で作製する方法を確率した。(2)ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン等とその置換体ではアルキル鎖長、アルコキシ基の種類により電子状態が大きく変化する事、特に価電子帯の上端が規則的に変化する事を見い出した。これにより、二次電池として用いた場合の自己放電、安定性に対する設計指針を得た。(3)触媒重合法によるものと電解重合法によるものではド-ピング特性に大きな差がある事を見い出した。これはド-パントの拡散係数に導電性高分子の作製法によるモルフォロジ-の違いが影響を与えているためである事を明らかにすると共に、高エネルギ-密度と共に高出力密度の二次電池を実現するための指針を得た。(4)鎖状導電性高分子の分子構造、高次構造がP型ド-パントの安定性、従って金属としての安定性に大きな影響を与える事を明らかにした。(5)赤外線を使ってCVD法で酸素を含む炭化物から高導電率のグラファイトフィルムが得られ、これにFeCl_3、K等のインタ-カレ-ションが可能で10^5S/cmに近い導電率が達成できるので導体として可である。(6)高導電率状態の導電性高分子を導体として実用化するには更に安定化が必要である事、接地抵抗用材料としても応用可能な事を明にした。
超音波による分子標的治療増強効果の臨床応用に関する研究

【目的】分子標的治療薬は、腫瘍細胞に関連する標的分子に特異的に作用し、従来の殺細胞性抗腫瘍剤に比べ血液・消化器毒性などの臓器毒性は低いが、単独投与での抗腫瘍効果は必ずしも十分とはいえない。研究者らは、in vitroでCD20陽性B細胞性リンパ腫培養株に対して抗ヒトCD20抗体リツキシマブと低強度の超音波照射を併用することにより抗腫瘍効果が増強されることを示し、今回の予備実験でも確認している。新たな試みとして、EGF受容体(EGFR)発現頭頸部扁平上皮癌由来細胞株(HSC-3およびHSC-4)を用いて、in vitroで抗EGFR抗体製剤セツキシマブ(C-mab)による抗腫瘍効果が超音波照射により増強されるか、検討を行った。【結果および考察】頭頸部扁平上皮癌由来細胞株における、増殖抑制効果、アポトーシス誘導効果の上昇は、C-mab投与単独および超音波照射単独と比較して、C-mab添加後に超音波照射を行うことにより有意な増強を認めた。この結果、既に検証されたリンパ腫細胞におけるリツキシマブと超音波照射併用による抗腫瘍効果の増強と同様に、EGFR発現頭頸部癌細胞においても、分子標的治療剤であるC-mabと低強度の超音波照射を併用することで、より効果的な抗腫瘍効果が得られる可能性が示唆された。以上の実験結果に基づき、今後はin vivoにおいて、超音波照射がC-mabの抗腫瘍効果を増感できるか、さらに検討を重ねる予定である。モノクローナル抗体を用いた分子標的治療は、リンパ腫のみならず複数の固形がんにおいて実地臨床で使用されているが、抗がん剤を併用しない単独投与では必ずしも満足な治療効果は得られていない。これまでに行ってきた研究成果を踏まえて、BCL-2を発現しているCD20陽性B細胞性リンパ腫細胞株SU-DHL-4細胞に対して、超音波照射、抗ヒトCD20モノクローナル抗体rituximab、および両者によるアポトーシス誘導が相乗効果を発現する至適条件を検討した。この結果、超音波強度は2.5W/cm^2・1MHzで、rituximabの添加濃度は10^<-2>μg/mlで24時間培養することにより、両者によるアポトーシス誘導に相乗効果を認めた。至適条件であるかの結論には至っていないが、今後研究を推進するうえでの基礎的な設定条件となる。今後は大腸がんに対するcetuximabなど固形がん細胞での同様の検討を計画している。将来の臨床応用に向けては、臨床的に抗CD20抗体を用いた分子標的療法の実地医療についても精通しておく必要があり、B細胞性リンパ腫の化学療法において、入院ならびに外来化学療法として多数例でrituximabの投与を行っているところである。とりわけ平成21年度は、マウス抗ヒトCD20モノクローナル抗体ibritumomabにキレート剤であるtiuxetanを結合したibritumomab tiuxetanに^<90>Yを標識してβ線を放出する放射免疫療法薬^<90>Y-ibritumomab tiuxetan(ゼヴァリン[○!R])について、奈良県立医科大学附属病院において臨床使用された投与症例4例についての患者背景、治療効果および経過を解析して、研究会ならびに誌面において報告した。モノクロナール抗体を用いた分子標的治療は、悪性リンパ腫や複数の固形がんにおいて実地臨床で使用され、その適応が拡大しつつある。しかし、殺細胞性抗がん剤を併用しない単独投与において、その効果はしばしば限定的である。頭頚部扁平上皮癌の臨床においても、抗ヒト・マウスキメラ化EGF受容体モノクローナル抗体セツキシマブは、放射線あるいは抗がん剤との併用により一定の効果は認めるものの、単独投与などではセツキシマブ耐性による治療抵抗性が指摘されるようになってきている。

これまでの研究で、CD20陽性B細胞性リンパ腫細胞株SU-DHL-4細胞に対して、超音波照射および抗ヒトCD20モノクローナル抗体リツキシマブ併用により、超音波強度2.5W/cm^2・1MHz、リツキシマブ添加濃度10^<-2>μg/mlで24時間培養することにより、両者によるアポトーシス誘導の相乗効果を認めることを報告してきた。今回、これらの成果を踏まえて、EGF受容体を発現している頭頸部扁平上皮癌細胞(HSC-3、HSC-4など)が、リンパ腫細胞株と同様に、超音波照射、セツキシマブにより誘導されるアポトーシスが、両者を併用することによる相乗効果を発現する至適条件について検討した。超音波強度は2.5W/cm^2・1MHzで、セツキシマブの添加濃度は20nMで24時間培養することにより、両者によるアポトーシス誘導に相乗効果を認める可能性が示唆された。リンパ腫と同様に、至適条件であるかの結論には至っていないが、今後研究を推進するうえでの基礎的な設定条件として検討を続ける。今後は、さらにその相乗効果のメカニズムを解明するとともに、放射線あるいは、抗がん剤との併用による増感効果についても検討していく予定である。モノクロナール抗体を用いた分子標的治療は、悪性リンパ腫のみならず複数の固形がんにおいて実地臨床で使用されているが、抗がん剤を併用しない単独投与では必ずしも満足な治療効果は得られていない。また、頭頸部がん領域においても手術治療、化学療法、放射線治療に加えて分子標的薬治療が導入されつつある。現時点では欧米において承認されている分子標的薬はEGF受容体(EGFR)を標的とした抗ヒト・マウスキメラ化EGFRモノクローナル抗体セツキシマブのみで、放射線治療との併用で一定の効果は認められるものの、現在の標準治療であるシスプラチンを中心とした化学放射線治療を越える効果は見出されていないのが現状である。これまでにCD20陽性B細胞性リンパ腫細胞株SU-DHL-4細胞に対して、超音波照射および抗ヒトCD20モノクローナル抗体リツキシマブによるアポトーシス誘導の相乗効果を認めることを報告してきた。今回、頭頸部扁平上皮癌細胞に対して超音波照射を付加することによりセツキシマブの抗腫瘍効果が増強されるかをin vitroで検討した。その結果、セツキシマブ単独では細胞増殖抑制効果を認めるものの、アポトーシスの有意な促進を認めなかった。しかしながら、超音波照射によりEGFRのリン酸化の抑制化の促進とCaspase-3の活性化の増強を示し、殺細胞効果(アポトーシス)の増強が認められた。これらの結果から頭頸部癌細胞に対してセツキシマブに超音波照射することで、より効果的に抗腫瘍効果が得られることが示唆された。今後、これらの研究結果に基づき、ヌードマウス等を用いてin vivoで超音波照射がセツキシマブの抗腫瘍効果が増感できるかを検討していく予定である。このように今回の研究成果は超音波照射治療の臨床応用への基盤となる重要な基礎データとなると考えられる。
抗体を用いた魚類性成熟制御法の開発

平成30年度はまず、既報のニジマス濾胞刺激ホルモン受容体(FSHR)、および黄体形成ホルモン受容体(LHR)の細胞外領域のアミノ酸配列より抗原領域を予測し、これら領域をコードする合成ペプチドを準備しウサギを免疫した。得られた抗血清を用い、ニジマス生殖腺を免疫染色したところ、抗FSHR抗血清を用いた場合、発生段階の卵巣においてシグナルが検出された。また、各受容体をコードする遺伝子断片の増幅を試みたところ、未熟な生殖腺ではいずれの遺伝子も発現が観察されず、発生途中の卵巣ではFSHR遺伝子のみ発現がみられるものの、LHR遺伝子の発現はみられなかった。増幅したFSHR遺伝子の配列をもとに、真核生物の細胞内で発現するベクターの構築を試みた。FSHRは6回膜貫通型の受容体であり、N末端側に長い細胞外領域が存在する。そこで、N末端側の細胞外領域と一回目の膜貫通ドメインをコードする遺伝子断片を増幅し塩基配列を決定した。今後、本断片にGFP遺伝子を融合し、真核細胞内で発現可能なベクターを構築する。また、受容体のみならず、ホルモンそのもので免疫した際に性成熟を抑制できるかどうかを明らかとするため、ニジマス濾胞刺激ホルモン(FSH)をコードする遺伝子を用いたDNAワクチンを調製し、個体へ投与した。投与後、DNAワクチン接種区では抗体価の上昇がみられたものの、コントロール区と比べて差は小さく、生殖腺の成長に及ぼす影響もあまり見られなかった。すでに、FSHRおよびLHRに対する抗血清を調製し、FSHRについては組織における発現を確認した。しかしながら、遺伝子発現解析により、FSHR遺伝子は発生段階の卵巣で発現が確認されたものの、LHR遺伝子については発現を確認することができなかった。すなわち、FSHR遺伝子の発現は生殖腺の発生が十分進んだ段階でのみ観察され、LHR遺伝子については発現を確認できなかったことから、これらの受容体を標的として抗体により機能を阻害することは困難である可能性が示唆された。令和元年度は、これら遺伝子の発現動態を把握するため、異なる発生ステージにある卵巣および精巣の組織サンプルを対象に、免疫染色および遺伝子発現解析を行う。また、現在FSHRの細胞外領域を発現するベクターを構築しており、これを培養細胞にトランスフェクションすることで、抗体の評価が可能な細胞とする予定である。平成30年度に調製した抗血清を用い、FSHRおよびLHRの組織発現動態を様々な生殖腺の発生ステージで確認するとともに、遺伝子レベルでの発現解析も行う。また、FSHRについては発現ベクターを構築し、培養細胞を用いた受容体と抗体の結合解析を行う。さらに、本抗血清から抗体を分画し、ニジマス個体への投与を試みる。先にも述べたように、各受容体の発現は限られたステージでのみ見られることが考えられるため、経時的な投与を試みる。抗体を投与した個体について、成長を観察し生殖腺の発達を解析する。
合体加熱による球状トカマクプラズマの超高ベータ化の実験的検証

核融合炉の実現には高温高圧のプラズマを長時間閉じ込める必要があり、その閉じ込め配位として30-40%の高いベータ値を持ちつつ、トカマクの安定性を引き継いだ球状トカマクが注目を集めている。しかし、球状トカマクはその形状からトカマクと同様の、中央ソレノイドコイルによる立ち上げを行うことができない。本研究では外部コイルの誘導により生成した2個の球状トカマクを合体させることにより高ベータ球状トカマクを立ち上げる手法を提案している。本年度は球状トカマクを含むコンパクトトーラスの合体加熱実験において、2次元磁場揺動を得るために、アンプ回路の設計、構築を行った。この結果、得られた磁場揺動は単体コンパクトトーラスの生成時、および合体時において著しく生じることが示され、合体後、5μsで生成時の1/10まで減衰する。この揺動は250kHz前後と低い周波数を持っており、また合体前から生じることから圧力駆動型不安定性由来の揺動ではないと推測される。また、1次元で対向させた光ファイバによる分光計測を用いて、流速を計測し、流速による補正を加えたイオン温度を算出した。その結果、イオン温度は60eV程度であった。磁気リコネクションでの磁場から熱への変換効率は100%近いことが報告されており、本実験では理論的には200eV程度が予測される。この損失は前述の揺動によるもの、すなわち合体後の配位完成までの間の熱損失が原因と考えられ、初期コンパクトトーラス形成、移送時の平衡、安定性についての議論が今後の課題である。核融合炉の実現には高温高圧のプラズマを長時間閉じ込める必要があるが、その閉じ込め配位として3040%の高いベータ値を持ちつつ、トカマクの良い安定性を引き継いだ球状トカマクが注目を集めている。しかし、球状トカマクはその形状から、従来のトカマクと同様の、中央ソレノイドコイルによる立ち上げを行うことができない。本年度はまずTS-3装置での球状トカマクの合体加熱実験において、水素原子スペクトルのドップラー広がりからイオン温度を求めた。その結果、合体時の磁気リコネクションを介した加熱により、10μsの間に70100eV程度の温度上昇があり、1MWを超える急速な加熱効果が得られることを示した。また、同実験における磁場計測より、初期球状トカマクの移送時に、q=0.5の磁気面付近でΔB/B>0.5の大きな磁場揺動が生じることを示した。この揺動と同時に100200kHz程度の磁気軸位置の振動も観測されることや、常磁性のトロイダル磁場を増加させ、q_axis>0.5とした場合にはこの揺動が計測されないことから、q=0.5の磁気面上で成長するm=1、n=2のキンクモードが生じていると考えられる。このモードにより内部でリコネクションが生じ、熱、粒子的損失が予想されることから、密度計測による損失の解明および外部磁場の増減による抑制の検討が課題である。
長期間の低線量放射線被曝が魚類に及ぼす遺伝的影響に関する研究

福島県内の阿武隈山地に生息するヤマメにおける放射線被曝の影響を調べた結果以下のことが明らかとなった。1)ヤマメ筋肉中の137Cs濃度が高い個体ほど脾臓で範囲のメラノマクロファージが観察された。同様に鰓における形態異常も観察された。2)血液性状ではヘモグロビン濃度が低下する傾向が見られた。この現象は給餌実験でも観察された。3)真野川で採捕された雌親魚から得られた仔魚におけるmtDNAを調べたところ親魚とは異なる配列が観察された。福島内水試で継代飼育されている系統では観察されなかった。4)アポトーシスに関連する遺伝子の発現低下が観察された。これらの現象には放射線被曝が影響していると考えられる。昨年度の研究実施内容は以下のとおりである。1)ギンブナにおける被曝実験:クローンギンブナを用いて100Bq/kg、1000Bq/kg、10000Bq/kgの放射性セシウム(137Cs)を含む餌を与え成長、血液性状、遺伝子発現、環境適応能力の変化を調べた。今年度は3か月飼育区と6か月飼育区の2種類の飼育期間の比較を行った。その結果、3か月飼育区では10000Bq/kg区はコントロールとほぼ同じ環境適応能力を示したが、100Bq/kg区と1000Bq/kg区はコントロールよりも優位に適応能力が低下していた。6か月飼育区では10000Bq/kg区とコントロール区の比較を行った。3か月区と同様に両試験区で環境適応能力の差は観察されなかった。2)天然ヤマメの放射能汚染状況調査と遺伝的影響調査:福島県内の河川、阿武隈川、請戸川、真野川とコントロールとして宮城県仙台市の広瀬川よりヤマメを採集し、放射能汚染状況、血液性状、遺伝子発現状況を調べた。福島県内の河川で採集されたヤマメは広瀬川で採集されたヤマメに比べ高い放射線が検出された。特に請戸川で採集されたヤマメの放射性セシウム量は最大5070Bq/kgとかなり高い値が検出された。河川底泥はさらに高い値を示し最大19000Bq/kgの放射性セシウムが検出された。原発事故以降2年以上が経過しても汚染が継続していることが明らかになった。サブトラクション法を用い阿武隈川と北海道石狩川、見市川のヤマメで発現量に差のある遺伝子を検出し、阿武隈川、請戸川、真野川、広瀬川間で比較を行った。その結果、Polyubiquitinが福島県内の河川で発現量上昇傾向が、C1-inhibitorとEBI-3で低下傾向が観察された。これらの遺伝子は免疫系に関与する遺伝子であることから、長期間の放射線被曝が生体防御に関与する遺伝子の発現に影響を与える可能性が示唆された。平成26年度は以下の課題に取り組み成果が得られた。1)福島県の三河川(阿武隈川、真野川、請戸川)よりヤマメを採集し、筋肉中の放射性セシウム量、血液性状、各臓器組織の観察。その結果、1筋肉中の放射性セシウム量は阿武隈川、真野川で低下傾向が観察されたが、請戸川では観察されなかった。2血液性状と放射性っセシウムとの関係を調べたところ赤血球平均容積(MCV)、血球当りヘモグロビン量(MCH)と血球当りヘモグロビン濃度(MCHC)との間に有意な負の回帰が観察され、放射性セシウムによる被曝が赤血球の性状に影響を与えている可能性が示唆された。3各臓器を観察したところ高濃度の放射性セシウムが検出されたヤマメの脾臓においてメラノマクロファージセンターが観察され。メラノマクロファージセンターの組織切片中の面積と放射性セシウム濃度との間には正の有意な相関が観察された。また、鰓において浮腫や剥離などの形態異常が観察され、それらの出現頻度と筋肉中の放射性セシウム濃度との間に有意な正の相関が観察された。これらの結果はヤマメ個体において放射性セシウムによる被曝が何らかのストレスを与えている可能性を示唆している。2)クローンギンブナを用い放射性セシウムを含有する餌(10000Bq/kg、1000Bq/kg)を給餌することによる影響を調べた。給餌は平成25年8月から開始され、平成27年3月で1年半となった。その結果、1放射性セシウムを高濃度に含む餌を与えられたこたいは通常餌を与えられた個体と比べ高温に対する耐性が弱かった。2各臓器の組織を観察したが鰓や脾臓においてヤマメで観察されたような異常は観察されなかった。これらの結果は高温耐性の低下は何らかの環境適応能力の低下を表しているが臓器に異常が観察されるほど餌中の放射性セシウムの影響は大きくなかったと考えられる。平成27年度は福島県内阿武隈山地の河川に生息する野生ヤマメの放射能汚染状況と血液性状、発現遺伝子の状況の調査とギンブナを用いた放射性セシウム含有餌の給餌実験、およびヤマメにおける給餌実験のためのクローンヤマメの作成を行った。福島県内の請戸川、真野川における河川底質の放射性セシウム濃度の測定を行ったが、前年度と比較し低下する傾向はみられなかった。

しかし、筋肉中の放射性セシウム濃度は阿武隈川と真野川では低下する傾向が観察された。このことから汚染状況が比較的軽かった河川ではヤマメの汚染状況は改善する傾向にあることが分かった。一方、請戸川のヤマメでは低下する傾向は観察されず、餌等を通じての放射性セシウムのヤマメ体内への移行が継続しているものと考えられる。血液性状を調べたところ筋肉中の放射性セシウム濃度の上昇に伴い血球容積が増加する一方、血球当りヘモグロビン量と血球当りヘモグロビン濃度が低下する傾向が観察された。これは筋肉中の放射性セシウム濃度の高い個体が貧血傾向にあることを示している。また、いくつかの遺伝子が筋肉中の放射性セシウム濃度の上昇に伴い特異的に上昇、あるいは低下していることが今年度の採集サンプルでも観察された。また、鰓組織の異常や脾臓におけるメラノマクロファージの増加も昨年度と同様に観察された。これらの結果は放射能汚染地域のヤマメは何らかのストレスを受けていることを示している。放射線の直接の影響かどうかはさらなるモニタリングが必要である。また、請戸川に遡上するサケの遺伝的多様性を5歳魚(震災前生)、4歳魚(震災年生)、3歳魚(震災後生)間で比較したところ、減少傾向は観察されなかった。このことはシロサケ集団に及ぼす震災の影響は限定的だったことを示唆している。今後、北海道で採集されたサケで得られているデータとの比較を行う予定である。本課題は4年間の実施期間を予定していた。平成27年度までにこのうちの3年間が終了した。この間に阿武隈川、真野川、請戸川においてヤマメ筋肉中の放射性セシウム濃度、血液性状、発現遺伝子の変化等を継続して調査することができた。これら調査はほぼ計画通り行うことができた。これらの調査結果から放射性セシウムが及ぼす影響についておおよその傾向を把握することができたといえる。平成27年度の調査において阿武隈川と真野川において筋肉中放射性セシウム濃度の減少傾向を確認できたことは今後のそれら河川における漁の再開に向けて明るい材料といえる。また、現在得られている結果からはヤマメ自体は何らかのストレスを受けていると考えられるものの、致命的なものではなく、状況が改善されれば通常の状態に復旧するものと考えられる。ギンブナへの給餌実験では10000Bq/kg(高濃度セシウム給餌区)とコントロールとの間で、遺伝的変異性、環境適応能力等における差異は観察されなかったことから、このレベルの放射性セシウム濃度では当初予想されたDNAの損傷や次世代へ影響する大きな事象は生じていないことが明らかとなった。このことは真野川で採集されたヤマメから雌性発生を用いた作成した次世代においても大きな遺伝的変化は観察されなかった。これらのことから当初心配された大きな変化は生じていないものと予想される。最終的にはヤマメにおける給餌実験との比較を行う必要がある。一方で報文としての成果の公表作業がやや遅れ気味である。最終年度に可能な限り成果を報文として公表してゆきたいと考えている。全体としておおむね順調に進展しているといえる。平成28年度は阿武隈川、真野川、請戸川の放射能汚染状況のモニタリングを継続したとともに、それぞれの河川で採集されたヤマメの汚染状況の調査を継続した。また、昨年度作成したヤマメクローンを用いた飼育実験から放射線の影響を調べた。ヤマメ筋肉中の放射性セシウム濃度は低下傾向を示したが福島第一原発に近い請戸川では依然として高い値を示していた。また、真野川、請戸川における河川底泥中の放射性セシウム濃度に低下する傾向はみられず、河川底泥中では定着傾向にあるものと考えられた。
多元的貨幣流通形成過程の実証的研究

16世紀から17世紀日本における貨幣流通秩序の構造および時間的な変容について、史料の蒐集と分析によって、具体的な実態を明らかにしました。具体的には、当時の京都における公家や寺社の日記における貨幣の使用記事を蒐集し、貨幣を使用する傾向の分析を行いました。その結果、16世紀後半に目立つようになった高額商品の流通に応じて金や銀が貨幣として用いられるようになり、16世紀末期になると、京都では銀が主要な貨幣として使用されるようになったことを明らかにしました。また各地の貨幣使用に関する史料も分析し、17世紀前半の西日本の各地では、地域独自の貨幣流通秩序が存在していたことを明らかにしました。本年度は1617世紀における貨幣の使用実態を明らかにするため、関連史料の網羅的な蒐集に取り組んだ。かつ一部地域を対象としてその分析を行い、研究成果として発表した。分析した対象は16世紀末期の陸奥国会津を中心とした、豊臣秀吉による奥羽仕置前後における貨幣流通事情の具体像の分析を行った。それによると、奥羽仕置後の会津では「永楽銭」を基準とした知行体系が採用されていたが、その背景には検地を早急に完了させたい政権の意向が強く働いており、必ずしも当地における貨幣流通事情に配慮したものではなかったことが明らかとなった。また、ここで採用された「永楽銭」も永楽通宝そのものではなく、知行の基準額として採用された“空位化"した基準であったことを指摘した。このほか公家を中心とした日記類の分析を進め、『言経卿記』『義演准后日記』『時慶記』『多聞院日記』などの16世紀末期にかかる史料から貨幣流通・貨幣使用に関する記事の抽出作業を行った。以上の史料は京都・奈良を中心とした地域に偏っているため、東国に関する記事の蒐集も進めるべき、『大和田重清日記』『家忠日記』などの史料のほか、17世紀初頭の鉱山開発(主に銀)と貨幣流通との関係も精査するため、『梅津政景日記』の調査も進めている。以上の史料は既に斯界において周知されているものであり、新たな史料の発掘も進めている。これについては、主に東京大学史料編纂所や国立公文書館において調査を行ったが、各地の図書館・文書館等への調査を進める準備も進めた。本年度は昨年度に引き続き1617世紀日本における貨幣流通の実態を明らかにするための史料収集を行い、その分析を進めた。具体的には、16世紀後半に発布された織田信長による撰銭令に関するものとして、四天王寺やキリシタン関係に関する史料の分析を進めており、近く論考として発表する予定である。また、16世紀末期から17世紀初頭における関東、とりわけ房総地域における貨幣政策や検地に関わる史料の蒐集と分析を進めることにより、徳川家康による関東支配開始時期の貨幣政策について検討をすすめている。それによって、17世紀の江戸幕府成立後における一連の貨幣政策へと繋がる政策の基調について、新たな知見を明らかにすることができるであろう。また昨年度に引き続き、公家を中心とした日記などの記録類の調査を進めることにより、貨幣流通の具体的事例を蒐集して分析を進める予定である。そのほか、検地史料を中心に各種自治体史の調査を行うことにって、貨幣流通に関わる史料を洗い出して分析を行った。このほかに、これまでの研究代表者の研究蓄積を総括するため、中世後期日本における信用取引の盛衰と貨幣流通との関係について、「匿名性」という語句をキーワードとして分析を行った。その結果、16世紀においては従来信用取引が退行すると考えられてきたことは必ずしも正確ではなく、15世紀までとは異なる形で信用取引が広く行われていたことを明らかにした。従来は16世紀を信用取引の「断絶」と考えてきたために17世紀以降(近世)への展開については不明瞭なままとなっていたが、今後は16世紀の実態をより具体的に明らかにする必要性が明らかになったとともに、近世への連続性について検討する素地を提供することとなった。本年度は、16世紀後半から17世紀前半にかけての日本における貨幣使用に関する記事を網羅的に蒐集し、その分析を行った。具体的には、『言経卿記』、『義演准后日記』、『時慶記』、『舜旧記』など、京都の公家や寺社関係者の日記類における貨幣使用記事を蒐集して分析した。その結果、1590年代の京都では銀が貨幣として使用される傾向が定着していったことが確認された。またその傾向は17世紀前半にかけて続いていることも明らかになった。一方で金も貨幣として使用される場合が少ないながらも存在していたが、17世紀になると主に贈答手段として用いられる場面が多くなる傾向も明らかになった。これらの成果は一部で論文を通じて公表しているが、未成刊のものもあるので、単著や論文などの媒体によって早急に公開する予定である。一方、蒐集した事例はデータベース化してインターネット上で公開することとしており、そのためのホームページを開設し、公開を行っている。このホームページは現在無料の商用サイトを便宜的に使用しているが、早急に所属大学のサーバへ移転する。このほか、九州を中心に、日記類以外の16世紀から17世紀にかけての貨幣使用に関する文書史料、とりわけ織豊政権期の貨幣政策に関する史料を蒐集して分析を進めた。また、当該期の東アジア世界の動向と日本の貨幣流通秩序との関連性についての検討も進めた。以上の成果は、学会報告および論文、さらには単著を刊行することによって近く公表する予定である。

以上の成果により、当該期の日本における貨幣流通の特質を明らかにする課題について、所期の目的を概ね達成することができたものと考えている。しかしまだ事例発掘は完全に終了していないため、九州以外の地域にも広げて史料発掘を進める予定である。16世紀から17世紀日本における貨幣流通秩序の構造および時間的な変容について、史料の蒐集と分析によって、具体的な実態を明らかにしました。具体的には、当時の京都における公家や寺社の日記における貨幣の使用記事を蒐集し、貨幣を使用する傾向の分析を行いました。その結果、16世紀後半に目立つようになった高額商品の流通に応じて金や銀が貨幣として用いられるようになり、16世紀末期になると、京都では銀が主要な貨幣として使用されるようになったことを明らかにしました。また各地の貨幣使用に関する史料も分析し、17世紀前半の西日本の各地では、地域独自の貨幣流通秩序が存在していたことを明らかにしました。本研究は1617世紀日本における貨幣流通の実態をできうる限り実証的に分析することを課題としているが、そのためには一次史料から使用実態を明らかにしうる貨幣の使用事例記事を網羅的に蒐集することが欠かせない。現時点ではその作業は順調に進んでおり、その一部は研究成果として公表することもできた。また、事例蒐集を行う中で、織田信長の撰銭令発布に関わる新たな問題関心が浮上し、その分析を進めることができた。日本中世史今後も本年度に引き続き史料蒐集をできうる限り推進するとともに、その成果を公表することによって、研究成果の周知徹底を図ることにしている。次年度は最終年度に当たっており、本研究において行った個々の研究成果を総括する形での論考ないしは著書の出版に繋がるよう研究を進めることとする。また、これまでの研究成果を広く海外の研究者に周知させるため、英語での研究発表を行う準備を進めており、近く発表する予定である。それにより、日本内外の貨幣流通史についての情報交換を進め、地球規模での比較史的検討の可能性を高めることとする。当初の計画通り、研究遂行に必要な関連史料の発掘調査を順調に進めることができた。また、それに留まらず一部地域を対象として分析を行い、発表することができた。関連図書について、当初予定において購入するものとしていたもののうち、現時点において未購入のものがあることや、購入予定であったが図書館等の利用によって購入を見送ったものがあるため。また、調査においては研究代表者が一人で行ってきたため、人件費を支払う必要が生じなかった。中近世移行期の日本列島全体における貨幣流通構造を見通すことを目指しているため、各地に所在する関連史料の蒐集および分析をさらに進めていく必要がある。また日本国内のみならず、東アジア・東南アジア地域まで包摂した形で当該期の貨幣流通構造を明らかにすることを目標としているため、当該地域を研究する国内外の研究者と意見交換・交流を進めるべく準備をしている。次年度において当初予定通りに使用する予定である。未購入の書籍を購入して調査研究に役立てるとともに、データベース作成作業における人件費の支出を予定している。また次年度では海外における研究発表を予定しており、旅費の適切な支出を行うこととしている。主要な理由は下記の二点である。
3次元VLSI配線並列アルゴリズムに関する研究

3次元VLSI設計に関して種々の理論的観点から調査・検討を行ない,問題点を明らかにした.更に並列配線アルゴリズムの理論的基礎を与え,そのプロトタイプを設計し,理論的に解析した.1.VLSIの配線経路を求める問題は,格子グラフで素な道を求める問題に帰着できる.本研究では,2つの入れ子になった長方形上に端子対が置かれたときに,それらの長方形で囲まれた平面格子グラフ内で各端子対を結ぶ辺素な道を求めるO(klog k)時間のアルゴリズムを与えた.kは端子対数である.平面格子グラフ上の辺素な道は4層格子グラフ上の点素な道(4層配線)に変換できるので,3次元VLSI上では有用なアルゴリズムである.また,種々の問題を解く上で有用となる新しいデータ構造Variable-Priority Queueを開発した.2.スケジューリング問題などに応用を持つが一般には解くことが困難とされているグラフの辺彩色問題が,直並列グラフに限定するとO(n△)時間で解けることを示し,そのアルゴリズムを設計した.nはグラフの点数,△は最大次数である.3.平面グラフの2つの面の周上にだけ端子対がある場合に,各端子対を結ぶ最短非交差道を求めるO(n log n)時間のアルゴリズムを与えた.nはグラフの点数である.非交差道とは辺や点を共有するかもしれないが交差はしない道の集合である.非交差道問題はVLSI設計において概略配線を求める際に解くことが必要となり,特に,配線領域を減少させたい場合には最短非交差道を求めることが有用である.4.1つの長方形上に端子対が置かれたときに,その周囲の格子グラフ内で辺素な道を求めるO(k log k)時間のアルゴリズムを与えた.kは端子対数である.また,外境界が長方形ならばそれを2層配線に変換でき,任意の形状の場合でも3層配線に変換できることを示した.また,最小の領域面積で配線する手法も与えた.3次元VLSI設計に関して種々の理論的観点から調査・検討を行ない,問題点を明らかにした.更に並列配線アルゴリズムの理論的基礎を与え,そのプロトタイプを設計し,理論的に解析した.1.VLSIの配線経路を求める問題は,格子グラフで素な道を求める問題に帰着できる.本研究では,2つの入れ子になった長方形上に端子対が置かれたときに,それらの長方形で囲まれた平面格子グラフ内で各端子対を結ぶ辺素な道を求めるO(klog k)時間のアルゴリズムを与えた.kは端子対数である.平面格子グラフ上の辺素な道は4層格子グラフ上の点素な道(4層配線)に変換できるので,3次元VLSI上では有用なアルゴリズムである.また,種々の問題を解く上で有用となる新しいデータ構造Variable-Priority Queueを開発した.2.スケジューリング問題などに応用を持つが一般には解くことが困難とされているグラフの辺彩色問題が,直並列グラフに限定するとO(n△)時間で解けることを示し,そのアルゴリズムを設計した.nはグラフの点数,△は最大次数である.3.平面グラフの2つの面の周上にだけ端子対がある場合に,各端子対を結ぶ最短非交差道を求めるO(n log n)時間のアルゴリズムを与えた.nはグラフの点数である.非交差道とは辺や点を共有するかもしれないが交差はしない道の集合である.非交差道問題はVLSI設計において概略配線を求める際に解くことが必要となり,特に,配線領域を減少させたい場合には最短非交差道を求めることが有用である.4.1つの長方形上に端子対が置かれたときに,その周囲の格子グラフ内で辺素な道を求めるO(k log k)時間のアルゴリズムを与えた.kは端子対数である.また,外境界が長方形ならばそれを2層配線に変換でき,任意の形状の場合でも3層配線に変換できることを示した.また,最小の領域面積で配線する手法も与えた.
GLP-1産生L細胞の分化・増殖機構の解明とそれに基づく新規糖尿病治療法の開発

糖尿病におけるインクレチン治療で注目される消化管ホルモンGLP-1(glucagon-like peptide-1)は多面的な生理活性により薬効を発揮し、インクレチン作用に加え、ヒトでは実証されていないが膵β細胞量維持増加作用の存在が期待されている。そこで、GLP-1産生L細胞機能や細胞数の制御機構を解明するため、L細胞の発生・分化および糖尿病状態における変化について検討した。マウスにおいてGLP-1陽性細胞は胎生期に殆ど存在せず、多くは授乳期後半に発生してくることが明らかにしたが、胎生期よりも分化誘導機構は複雑でその詳細は不明であり、GLP-1分泌促進因子(GLP-1-secretory factors:GLPSF)およびL細胞増殖促進因子(L-cell proliferation factors:LCPF)の最終的な同定には至らなかった。ヒト糖尿病におけるL細胞数の変化については不明であるが、マウスにおいては糖尿病状態の持続によりL細胞が増加する可能性が高いことを明らかにした。日本人における食後のインクレチンホルモンの動態についての検討においては、GLP-1はGIPと異なりインクレチン作用よりむしろグルカゴン分泌抑制や消化管運動抑制作用により、血糖を含めたエネルギー摂取・蓄積の制御に関わっているものと考えられた。(1)GLP-1産生L細胞の発生・分化機構の解析L細胞はβ細胞などと同様に内胚葉由来ではあるが、未だその発生・分化機構は明らかにされていない。マウス胎生期消化管における免疫組織学的検討を行ったところ、GLP-1活性は膵組織には確認されるが消化管構成細胞にはほとんど見い出せず、L細胞の発生・分化は出生直前ないし新生児期に急激に起こるものと考えられた。このような時期に焦点を絞り、Wntシグナルおよび転写因子TCF-4(T cell factor-4)の発現とL細胞の発生・分化機構との関連等を明らかにする予定である。(2)糖尿病動物におけるL細胞の数的・質的変動とGLP-1分泌能の解析ヒト2型糖尿病においては内因性GLP-1分泌能が低下していると言われているが、成因については未解明であり、かつ、最近では低下しないとの報告もみられる。現在、糖尿病モデルマウス(db/dbマウスおよびNODマウス)を用いて、長期糖尿病状態における消化管L細胞の変動を観察中であるが、糖尿病による明らかな消化管L細胞の減少は存在しない可能際を見出しており、機能的異常の有無も含め検討中である。(3)消化管内分泌細胞由来NCI-H716細胞株および分離L細胞を用いた増殖促進因子の検索エルートリエーター等による成体消化管よりL細胞を単離したL細胞の分離は困難で未だ成功していない。そのため、消化管内分泌細胞由来NCI-H716細胞株を用いて同細胞の分化維持・増殖活性に関わる因子群を検索中である。インクレチンホルモンであるGLP-1産生消化管L細胞のの発生・分化様式を解明することは、糖尿病の治療法開発につながるとともに成因解明に寄与する可能性がある。マウスを用いた検討では、GLP-1産生細胞は胎生18日頃まで存在出生直前、すなわち、経口(授乳)前にすでに存在していることが明らかとなった。引き続き出生直前に発現の変動する増殖・分化因子や転写因子等を検索し、発生・分化機構を解析中である。GLP-1分泌促進因子(GLP-1-secretorv fctors : GLPSFs)およびL細胞増殖促進因子(L-cell proliferation factors : LCPFs)については糖尿病治療応用可能な強力な因子を見出せていない。ヒトL細胞株を用いた検討によると、経口糖尿病薬の一部がGLP-1分泌促進作用を有することを明らかにしており、論文作成中である。2型糖尿病モデルマウス(db/dbマウス)を用いて、長期糖尿病状態における消化管L細胞の室的・量的変化を検討したところ、糖尿病状態の持続によりL細胞が増加することを明らかにした(投稿予定)。現在、糖尿病におけるL細胞増殖機構について検討中である。また、ヒトL細胞株を用いたGLP-1分泌および分化維持・増殖活性に関わる因子群についての検索を行い、モデルマウスとの比較検討を行っている。

本研究課題においては、GLP-1産生L細胞の発生・分化・増殖機構の解明を試み、その機構に関わる因子を明らかにして経消化管的(経口的)な投与手段による、L細胞の増殖ないしは分化・新生促進機構に基づいた、糖尿病に対する膵β細胞再生促進療法の可能性を検討することを目的としている。(2)糖尿病状態における腸管-膵島軸(entero-insular axis)の変化に関する検討については、長期間高血糖状態にある2型糖尿病モデルマウス(db/dbマウス)において、L細胞は増加することを見出し、血糖、インスリン以外で候補となりうる因子について検討中である。一方、日本人2型糖尿病においては、インスリン分泌障害が病態の前面に出てくる場合が多く、インクレチン分泌反応は血糖コントロールに重要である。そこで、健常者の糖負荷時のGLP-1およびGIPの分泌パターンを解析し、血糖、インスリン分泌との関連を明らかにした。現在までに、GLPSFsおよびLCPFsについて、臨床的に重要と考えられる因子を同定できていないため、それらを経口投与するためのdrug deliverysystemは開発実施に至っていない。
腹部大動脈瘤の進展・破裂を予防しうる食生活関連要因に関する研究

大動脈瘤の破裂および解離による死亡は日本人の死因の第9位に位置する(2015年厚生労働省統計)。この中でも最も一般的な形成部位である腹部大動脈に形成される大動脈瘤を腹部大動脈瘤(Abdominal aortic aneurysm: AAA)という。AAAは腹部大動脈の進行的な拡張を主病変とする疾患であり、拡張した血管は最終的には破裂に至る。AAA破裂は致死的で大量出血により患者の約89割が死に至る。AAAの破裂予測は不可能なため、患者は常に精神的なストレスを抱えて生活しなければならない。現時点でステントグラフト内挿術や人工血管置換術が破裂を予防する唯一の方法であり、薬物による治療法や食事による予防法は確立されておらず、特に食生活がAAA進展に及ぼす影響に関する研究は皆無に等しい。血管組織の代謝異常がAAAの進展に影響を及ぼすと考えられているが、AAA形成に関係する代謝異常に対して食生活がどのような影響を及ぼすのかという知見が非常に乏しい事が問題である。本研究では、食品科学の観点からAAAに関する基礎的な知見を得ることを目的とした。これまでに、申請者らはラットを用いて新たなAAAモデルを作出した。本研究では、作出したAAAモデルを用いて、1AAAの進展・破裂に関係していると考えられる血管壁内脂肪細胞の出現機構の解明、2破裂を抑制または促進する食生活関連因子を明らかにするための研究を行い、脂肪細胞の出現に関する知見を得ると同時に、腹部大動脈瘤の進展を抑制しうる機能性成分の発見ならびにその作用機序の明らかにした。初年度の達成目標としていた脂肪細胞の出現機構の解明に関しては、仮説を支持するデータが得られ、順調に進展している。腹部大動脈瘤に影響を及ぼしうる食品成分に関しても知見が集積しつつあり、全体的に研究は順調に進展していると考えられる。脂肪細胞の出現機構に関する研究においては、不足しているデータを収集し、論文化を目指す。また、腹部大動脈瘤を抑制しうる機能性成分に関する研究のデータも追加し、論文化を目指す。
Pentosan polysulfateの血液脳関門保護効果:抗痴呆薬の可能性

血液脳関門(BBB)in vitro再構築系を用いたpentosan polysulfate(PPS)のBBB保護効果とin vivoでの海馬CA1神経細胞死阻止効果を検討した。6時間の低酸素負荷後に経内皮細胞電気抵抗、および経内皮細胞透過性をEvans blue(EB)法とsodium fluorescein(Na-F)法で測定した。低酸素負荷により電気抵抗は約50%に減少し透過性は亢進し、BBBの機能低下が著明であった。PPS 100μg/ml存在下での6時間低酸素負荷は経内皮細胞電気抵抗を有意に低下させた。Na-F法とEB法で透過性の亢進が抑制された。PPSは、低酸素負荷によるBBBのin vivo機能的破綻を防御する。14-16週令の脳卒中易発症高血圧自然発症ラット(SHRSP)の両側頸動脈を10分間結紮し再還流7日後の遅発性海馬CA1錐体神経細胞死の発症を検証した。また神経細胞死にいたるまでの7日間のin vivo BBB機能をNa-F法とEB法で評価した。虚血再還流後6時間と24時間の早期に側頭葉、海馬、視床、被殻尾状核および小脳で、著名なEBの漏出が認められた。PPSを10分間結紮の30分前および直後に投与すると、側頭葉、海馬、視床でEBの漏出が抑制される傾向にあった。PPSの腹腔内投与は、虚血再還流7日後の海馬CA1錐体細胞死を完全には阻止できなかったが、我々の神経細胞死スコアでは、有意に軽症化していた。PPSのin vivoでの遅発性海馬CA1神経細胞死抑制効果が明らかになった。BBB保護効果によるものと思われる。血液脳関門(BBB)in vitro再構築系を用いたPentosan polysulfatcの血液脳関門(BBB)保護効果を検証した今年度の成果として、本研究の基盤をなすBBB in vitro再構築系の改良に成功した。生体では、BBBは内皮細胞、ペリサイト、およびアストロサイトより構成されているが、これら3種類の細胞共存培養系から成るBBB in vitro再構築系を,初めて確立した。この系を用いて,第1段階の実験として低酸素によるBBB機能低下に対するPentosan polysulfateの効果を調べた。3週令Wistarラットより前脳を摘出後,酵素・遠心処理し、毛細血管片を分離した。fibronectinとconagen type4をコーティングしたdishに培養することにより内皮細胞を分離し、コーティングをしていないdishに培養することでペリサイトをovergrowthさせた。アストロサイトは2日令Wistarラットよりshaking methodを用いて分離した.これらの細胞を2腔培養系transwellを用いて培養し,BBB in vitro再構築系を作成した。低酸素キットを用いて、6時間の低酸素負荷後に経内皮細胞電気抵抗、経内皮細胞透過性(Evansblue, Sodium fluorescein)を測定した.低酸素負荷により、電気抵抗は約50%に減少し、透過性は亢進しBBBの機能低下が著明であった。6時間の低酸素負荷を、内腔側Prntosan polysulfate 100μg/ml存在下に行ったところ、経内皮細胞電気抵抗の低下が有意に抑制された。また、Sodium fluorcscencc(大分子のparaccllular transport)、およびEvan's blue-albumin(小分子のtransendothelial transport)の透過性の亢進が抑制された。