hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
p53ノックアウトマウスを用いた神経膠腫発生機序の解析

2.現在までにp53(+/-)の3匹(5%)とp53(-/-)の1匹(10%)に脳腫瘍の発生が認められた.p53(+/-)の3匹の脳腫瘍発生時の週令は9,27,28週で,p53(-/-)の1匹では10週であった.組織はいずれもグリオーまであった.3.p53(+/-)の2匹とp53(+/+)の1匹にBUdRを腹腔内投与してラベルした後、屠殺して脳の切片を作成,抗BUdR抗体で染色した.その結果,BUdR陽性の分裂期細胞が極めて少ないことを確認した.次に,研究計画通り,p53(+/-)同士を交配し,ENUを腹腔内投与した後出産させ,経時的に屠殺して,脳切片のBUdR labeling indexを観察する予定である.1.研究計画に沿ってp53knockout mouse(C57BL/6J backtround,勝木元也教授供与)の交配を91回まで行った.原因は不明であるがp53の欠失のある仔の出生する割合が低下し,特にp53(-/-)の仔の出生する率の低下が著しかった,p53(+/-)8匹に対してp53(-/-)1匹の割合であった.4.MIB-1染色はマウス脳に対しては抗体の非特異的反応が強くでるために判定が出来なかった.従って,同様の増殖細胞マーカーと考えられるPCNAに対する染色法を確立した.5.現在までに観察した範囲ではPCNA陽性細胞は脳室脈絡叢を中心に見られたが,脳実質内には極めて少数観察されるのみであった.P53(-/-)マウスにおいてもp53(+/-)マウス,あるいはp53(+/+)マウスと比べて有意の相違は認められなかった.
ALMAを見据えた近傍銀河のサブミリ波観測

マゼラン銀河および近傍銀河に対して、ASTEを中心としたサブミリ波観測に基づき、巨大分子雲の高密度領域の温度、密度を精度よく決定、これら物理量と星形成の活発さに関連があることを定量的に示すことに成功した。また、巨大シェル構造によるガスの掃き集め効果が分子雲形成に重要な役割をはたす一方、局所的な電離水素領域が分子雲における2次的な大質量星形成に直接的な影響を与えていることを明らかにし、局所的な星形成と大局的な現象を結びつけた。マゼラン銀河については、Mopra望遠鏡による12CO/13CO(1-0)輝線による観測を推進、NANTENCO(1-0)サーベイで検出した巨大分子雲を10pc以下の高角分解能で分解して捉えた。12CO(1-0)のデータからは、個々の分子雲のサイズ、質量、線幅等の物理量を導出、環境(紫外線放射場、金属量、星形成活動)との相関を比較研究したが、驚くべき事に、銀河系-LMC-SMCの間で、巨大分子雲スケールでは、その性質に大きな相違がないことが明らかになった。そこで、より星形成と密接に関連した高密度領域の温度、密度といった物理量とそこでの星・星団形成活動を比較するため、ASTEサブミリ波望遠鏡による12CO/13CO(3-2)の観測を進めた。既存のミリ波データと合わせた輻射輸送モデルとの比較からは、巨大分子雲の高密度領域の温度、密度を精度よく決定、これら物理量と星形成の活発さに関連があることを定量的に示すとともに、巨大分子雲の進化と関連付けた解釈ができることを大小マゼラン両銀河について示唆した。そのほかの近傍銀河についても、NANTEN2によるCOサーベイを開始、NGCO235をはじめ10数個の様々なタイプの銀河でCOスペクトルを検出している。また、ASTE望遠鏡に搭載したAzTEC電波カメラによる大小マゼラン銀河のサーベイ観測のデータ解析も進めている(大量のデータを解析するため、22年度に購入したRAIDディスクを利用)。これら銀河のガスとダストの性質を星形成活動と関連づけて解明するためである。サブミリ波の観測のためには、望遠鏡の性能(特に鏡面精度)を高い精度で維持する事が大切である。高地における火山性の塵が望遠鏡の性能にどのような影響を与えるのか、サンプルを取得、調査を開始した。多数の超新星爆発等によって形成された膨張シェルは周囲の低密度ガスを圧縮、誘発的に星、分子雲を形成すると考えられている。大マゼラン雲(LMC)には、スーパージャイアントシェル(SGSs)と呼ばれる1kpcを超えるシェル構造が同定されており、銀河全体の大質量星や星団、巨大分子雲の形成効率や銀河の構造にも大きく寄与していることが観測的にも示唆されてきた。今回、我々はLMCでも最大のSGSL MC4に付随したHII領域N48,49に着目した。この領域は、2つのSGS LMC4,5に挟まれた領域であり、二つのシェルの衝突によって、効率的に巨大分子雲や大質量星形成が誘発されている可能性もあり、30 Doradus(LMC2,3が衝突)の形成起源の理解にも繋がる興味深い領域である。この領域に対して、ASTE望遠鏡によるCO,13CO(3-2)輝線による高分解能観測を実施した。衝突領域に付随していると思われる複数の高密度ガス塊は、高いCO(3-2/1-0)比を示し、SPITZER望遠鏡で検出された複数の若い天体(YSO)の付随も確認され、シェルの衝突による誘発的星形成の現場を初めて捉えたといえ、投稿論文としてまとめている。一方、様々な形態・性質をもつ銀河に対する分子ガスのサーベイ観測は、大局的な銀河スケールでの星形成、分子ガスの性質を統計的に研究する上で大変重要である。NANTEN2望遠鏡を用いたCO(1-0)による近傍銀河のサーベイ観測をさらにすすめ、31個の銀河について中心の一点観測を行い、18個の銀河でCOを検出、うち13個については初検出であった。開発面では、サブミリ波帯でのミラーの反射効率測定を150GHzから900GHzまで実施した。特に、鏡面の面精度、素材、金めっき等の鏡面処理が、ロス等にどのような影響があるかも調査し、高い周波数では、オーミックロスの影響が無視できないことや純金めっきの重要性を示した。分子ガスと星形成の関係を星形成領域のスケール(10pc)から銀河スケール(1kpc)まで総合的に解釈することを目指し、大マゼラン銀河(LMC)の「スーパージャイアントシェル」と呼ばれる巨大膨張シェルに着目して研究を進めた。LMCの北部に位置する巨大膨張シェルLMC4とLMC5に付随する分子雲をASTE, Mopra望遠鏡により観測、ミリ波データとサブミリ波データを比較、特に2つのシェルの衝突領域にある分子雲で顕著な温度、密度上昇のあることを示した。

原子ガスと分子ガスの分布、速度構造の比較からも巨大膨張シェルによるガスの掃き集め効果により、分子雲が形成されたことを示す一方、局所的なHII領域が分子雲における大質量星形成に直接的な影響を与えていることも示唆している。以上の結果は、銀河における星形成について局所的な星形成と大局的な現象を結びつける試みである。巨大星団形成機構の解明については、銀河系内に存在する若い大質量星団である[DBS2003]179に対するNANTEN2による観測を実施、視線速度が20km/s以上離れた2つの異なる速度成分からなる巨大分子雲の存在を明らかにした。赤外線放射と二つの速度成分ともに空間的によい形状の一致を示しており、両成分ともに分子雲の星団やHII領域への物理的な付随を示唆している。同様の特徴は、Wd2, NGC3603, RCW38といった大質量星団周辺においても見られ、巨大分子雲同士の衝突が若い大質量星団の形成に重要な役割を果たしていることを意味する。また、ALMAの科学運用(cycle 1)にもマゼラン銀河に対するALMAを用いた超高分解能観測を共同研究者と提案書を提出、3件で観測時間を確保した。24年度が最終年度であるため、記入しない。巨大分子雲中で星団がどのように形成され、進化していくのかを理解することは、銀河全体の星形成率を何がコントロールしているのか、さらには宇宙の星形成率の歴史という問題に対する理解にもつながり、天文学上、大変重要である。最終年度は、これまで得られた観測データをもとに、大局的な星形成則を局所的な星形成の物理過程として理解する試みをマゼラン銀河について実施する。また、銀河系やその他の近傍銀河とも星形成則を比較、何が銀河全体の星形成率を支配しているのか、銀河のタイプや環境との関係を定量化し、これを遠方の銀河にフィードバックし、銀河進化の研究へ貢献することを目指すとともに、ALMAの観測時間の獲得を目指す。
信号系活動の分化・統合過程に関する実験心理学的・障害学的研究

(1)開眼受術者・弱視者班は、先天性白内症の手術を受けた開眼者TOMとKTおよび先天性角膜被覆症に対する角膜移植を受けた開眼者MOについて、主観的輪郭線図形の認知を検討し、晴眼者とは異なり、輪郭線の認知がまれなことが明かにした。またMOについては、自己鏡映像の定位とその認知に関する実験を試み、訓練によって可能になることを明らかにした。(2)脳損傷者班は、右側の膨大後部皮質から楔前部の下部にかけて限局性の出血病変を持つ2例について詳細に検討した結果、環境失認を伴わない地誌的記憶喪失を示すことが明らかとなり、この部位と広い地域内での空間的な位置に関する記憶との関連が示唆された。またCT上は病巣がきわめて類似している2例の右利き交叉性失語の失文法症状の分析から、一方には語順の混乱や統語能力の低下がみられないのに他方にはそれがみられるなど、症状に大きな違いがあることが明らかにされた。(3)新生児・乳児班は、新生児・乳児における両眼視・空間視機能についてこれまでおこなった研究をまとめるとともに、注意機能・図地分化機能について、非侵襲的な心理学的方法を具体的に提案し、公刊した。また、約1歳齢における乳児と養育者との間のいわゆるジョイント注意(養育者の視線の動きなどを手がかりにして対象に注意を向ける)の現象について、VTR、EOGなどを用いたシステマティックな実験を継続中である。(4)発達遅滞班は、18歳の自閉症児の数行動学習に双六ゲームを導入し、さいころの目の即時読み取りと読み取った数だけこまを進める順序性の学習が可能になってきている。また重度の運動障害を伴う遅滞児にたいしては、眼球、手、首の随意運動の高まりを背景とした選択的行動の発現を促して効果をあげた。(1)開眼受術者・弱視者斑は、先天性白内症の手術を約18年前に受けた開眼者TOMについて、色、形などを短時間提示や遠距離観察の条件でも識別出来るようにするための実践研究を試み、当初は困難だったのが次第に可能な段階に近づきつつある。また先天性角膜被覆症に対する角膜移植を受れた開眼者MOについては、自己鏡映像の定位とその認知に関する実験を試み、これも当初は困難であったものが、次第に可能となってきている。(2)脳損傷者斑は、漢字に選択的な障害を示す純粋失読患者について、障害がどのレベルにあるのかを検討するために、AVタキストを用いて瞬間提示実験をおこない、複数の要素から成る漢字の場合に、個々の要素は明確に知覚出来ているのに、それらを統合することが出来ないことを明らかにした。また仮名に選択的な障害を示す患者についても瞬間提示実験をおこない、複数の仮名を同時に知覚出来ないことを明らかにした。同様の障害は、発達遅滞斑が接触を続けている先天性読字障害の子供でも認められており、同時知覚を促進する訓練が試みられている。(3)新生児・乳児斑は、新生児・乳児における両眼視・空間視機能についてこれまでおこなった研究をまとめるとともに、注意機能・図地分化機能について、非侵襲的な心理学的方法を具体的に提案し、公刊した。また、約1歳齢における乳児と養育者との間のいわゆるジョイント注意(養育者の視線の動きなどを手がかりにして対象に注意を向ける)の現象について、システマティックな実験を継続中である。(4)発達遅滞班は、18歳の自閉症児の数行動学習に双六ゲームを導入し、さいころの目の即時読み取りが可能になってきている。

また重度の運動障害を伴う遅滞児にたいしては、眼球、手、首の随意運動の高まりを背景とした選択的行動の発現を促している。(1)開眼受術者・弱視者斑は、先天性白内症の手術を受けた開眼者TOMとKTおよび先天性角膜被覆症に対する角膜移植を受けた開眼者MOについて、主観的輪郭線図形の認知を検討し、晴眼者とは異なり、輪郭線の認知がまれなことを明かにした。またMOについては、自己鏡映像の定位とその認知に関する実験を試み、訓練によって可能になることを明らかにした。(2)脳損傷者斑は、右側の膨大後部皮質から楔前部の下部にかけて限局性の出血病変を持つ2例について詳細に検討した結果、環境失認を伴わない地誌的記憶喪失を示すことが明らかとなり、この部位と広い地域内での空間的な位置に関する記憶との関連が示唆された。またCT上は病巣がきわめて類似している2例の右利き交叉性失語の失文法症状の分析から、一方には語順の混乱や統語能力の低下がみられないのに他方にはそれがみられるなど、症状に大きな違いがあることが明らかにされた。(3)新生児・乳児斑は、新生児・乳児における両眼視・空間視機能についてこれまでおこなった研究をまとめるとともに、注意機能・図地分化機能について、非侵襲的な心理学的方法を具体的に提案し、公刊した。また、約1歳齢における乳児と養育者との間のいわゆるジョイント注意(養育者の視線の動きなどを手がかりにして対象に注意を向ける)の現象について、VTR、EOGなどを用いたシステマティックな実験を継続中である。(4)発達遅滞班は、18歳の自閉症児の数行動学習に双六ゲームを導入し、さいころの目の即時読み取りと読み取った数だけこまを進める順序性の学習が可能になってきている。また重度の運動障害を伴う遅滞児にたいしては、眼球、手、首の随意運動の高まりを背景とした選択的行動の発現を促して効果をあげた。
スギ花粉症根治療法のための新規減感作作動性放出制御製剤の設計と評価

スギ花粉症特異的減感作療法を目指した徐放性製剤の開発を見据え,本法に有効な日本スギ花粉主要アレルゲン抗原Cry J1のアレルゲン量・放出速度の検討,徐放性マイクロスフェアの調製とCry j 1長期安定性評価を行った.CryJ1を感作したマウスにおいて,132 ng/dayの速度でCryJ1を4週間持続投与することで免疫寛容が起こる可能性が示唆された.また,ゼロ次で徐放性を示すPLAPEG9604Hを用いたマイクロスフェアの調製に成功し,長期インキュベート後惹起されるCryJ1の構造変化は体内の減感作に影響を及ぼさないことが示唆された.【目的】本研究は,"花粉症根治療法のための新規減感作作動性徐放性製剤"を開発するため,新規合成高分子を用いたマイクロスフェア製剤を設計,評価することを目的に企図された.本年度は,精製スギ花粉抗原(Cryj1)を定速で放出するAlzet浸透圧ポンプを花粉症モデルマウスに1カ月埋め込み,マウス体内免疫反応の詳細を検討することを目的としている.【実験方法】6週齢, BALB/cマウスに, 1.0 μg Cryj1/Alum溶液を週1回, 2週間腹腔内投与後, 0.5 μg Cryj1/CholeraToxin B溶液を7日間連続経鼻投与し,最終投与直後から10分間,くしゃみ・鼻掻き回数をカウントし,翌日に採血して血清中の抗体価を測定した.それらの結果から感作度の高いマウスをスクリーニングした後,生理食塩水または25, 50, 100 μg/mLのCry j1を充填したALZETポンプを各3匹ずつに皮下移植して4週間減感作治療を行った後, ALZETを摘出した.摘出の2週間後に1.0 μg Cryj1/水酸化アルミニウムゲル(Alum)溶液をアジュバントとして,週1回, 2週腹腔内投与した.血清中のCryj1特異的IgE, IgGおよびIgG2aをELISA法にて定量した.【結果】ALZETに内封したCry j 1濃度依存的に, Cryj1特異的IgEは低下し,生食と比較して,特に50及び100 μg/mLではIgE量はが約1/2まで抑制された.これらの結果から,アレルゲンを132 ng/dayで持続投与できれば,免疫寛容を引き起こせる可能性が示唆された.【目的】本研究は,"花粉症根治療法のための新規減感作作動性徐放性製剤"を開発するため,新規合成高分子を用いたマイクロスフェア製剤を設計,評価することを目的に企図された.本年度は,液中乾燥法に種々の新規合成高分子を適用し,主要アレルゲンCryJ1とJ2内封マイクロ粒子を調製し,粒子の物理化学的性質を詳細に検討した.【方法】新規合成高分子としては,分子量,分子量分布が異なる3種類の乳酸重合体(PLA), 4種類の乳酸-グルコール酸重合体(PLGA), 8種類の乳酸-ポリエチレングリコールブロック重合体(PLAPEG)を用いた.これらを600 mg秤量しアセトニトリル溶液3 mLで溶解させた後, 50 mg HSA及びCryJ1/Cryj2水溶液を加え,粗乳化,乳化することで得られたW/O/W溶液を凍結乾燥することでマイクロス粒子を得た.得られた粒子の粒度分布,平均粒子径,タンパク質内封率,粒子の収率,表面形状も評価した.また, PBSを用いたin vitro放出性についても検討した.【結果】モデルタンパク質としてHSAを用いて,高分子に対する重量比率,超音波ホモジナイザーの振幅強度など最適な製造条件を見出した.種々の高分子を用いて調製した粒子はいずれも数十μmの平均粒子径であったが,PLAPEG9604Hが高いタンパク質内封率を示し,かつ,最もゼロ次放出挙動に近い徐放特性を示した.そこで, PLAPEGを用いてCry j1/J2内封マイクロスフェアの調製したが, HSAを内封した際と同様な粒子径,粒度分布,徐放性を示した.以上のことから,生体内分解性合成高分子PLAPEGにスギ花粉症原因アレルゲンを内封することで,アレルゲンを長期間持続放出させる製剤が調製できることが明らかとなった.H27年度計画したことが概ね完了しており,順調に進展していると考える【目的・方法】本研究は,花粉症根治療法のための新規減感作作動性徐放性製剤を開発するため,スギ花粉タンパク質CryJ1を新規合成高分子により調製したマイクロスフェアに内封させ,その基礎的知見を得るために企図された.最終年度は,長期保存中のCryJ1の構造変化を調べるため,CO2 INCUBATORにてCryj1をPBSに100 μg/mlの濃度に溶解したものを37°Cで4週間保存し,円二色性分散計J-600を用いてCDスペクトルを測定した.また,免疫遠原性の有無をマウスにより評価した.【結果・考察】CDスペクトルの結果,native Cryj1において,228 nm付近にピークが認められ,Cryj1がαへリックス構造を有していることがわかった.その後,2週間,4週間とインキュベートした際,その時間依存的に,ピークがβシートへ構造を示す218 nmへシフトすることが明らかとなった.

これらのことから,長期保存中に,αへリックスからβシートへ構造がシフトすることが示唆された.しかしながら,分子間βシート構造等が形成され,露出したIgEエピトープが埋没するかどうかは不明であり,我々が得ている過去のin vivoにおける効果を考えると,例え構造変化が惹起されたとしても,生体内で減感作を誘導できる可能性が考えられた.また,マウスを用いて,マイクロスフェアを皮下投与し,免疫原性の有無を評価したが,体重減少や炎症性マーカーの増加等,特徴的な副作用は観察されず,免疫原性は低いことが示唆された.スギ花粉症特異的減感作療法を目指した徐放性製剤の開発を見据え,本法に有効な日本スギ花粉主要アレルゲン抗原Cry J1のアレルゲン量・放出速度の検討,徐放性マイクロスフェアの調製とCry j 1長期安定性評価を行った.CryJ1を感作したマウスにおいて,132 ng/dayの速度でCryJ1を4週間持続投与することで免疫寛容が起こる可能性が示唆された.また,ゼロ次で徐放性を示すPLAPEG9604Hを用いたマイクロスフェアの調製に成功し,長期インキュベート後惹起されるCryJ1の構造変化は体内の減感作に影響を及ぼさないことが示唆された.本年度予定した実験は,トラブルなく,滞りなく進めることができた長期保存中のCryJ1/J2の構造変化や免疫原生について検討を行う.具体的には, CryJ1/J2内封粒子を37度でincubation後,免疫寛容が認められた期間内におけるタンパク質自身の二次・三次構造変化の詳細をCDスペクトル(日本分光)で調べると同時に, DSCを用いて熱安定性を検討する.また,マウス,ラット,犬を用いて,マイクロスフェアを皮下投与し,免疫原性や細胞毒性などについて詳細に検討する.製剤学次年度には,実際にCryj1をマイクロスフェアに封入して実際の製剤を作製し,本年度明らかにしたCryj1放出速度を達成できる製剤の開発を、またそのin vivo治療効果を精査していく予定であり,将来的には副作用を抑えた減感作療法を目指した徐放性製剤の開発に繋がるものと考えている.
副腎皮質刺激ホルモン分泌に関わる新規因子の同定と下垂体腺腫の新たな治療法の確立

副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)に焦点をしぼり、分泌顆粒の形成と細胞内輸送、特に分泌に関わる新規因子の同定と抑制を目的とし、ACTH恒常的過剰発現細胞株を新規に作製した。蛍光タンパク(GFPとその変異型をさす)を融合した野生型ACTH cDNA、splicing variantである大分子量ACTH cDNAをepisomal vectorを用いて、AtT20細胞株へ導入した。共焦点レーザー顕微鏡を用いて、ACTH分泌顆粒の細胞内局在を観察した。CRHや細胞外高カリウム刺激で、ACTHの分泌が生じることを観察し、細胞膜直下の分泌顆粒の動態を、全反射顕微鏡を用いて観察した。昨年度に作成したACTHを恒常的に過剰発現する細胞株を用いた。ACTHをはじめとするペプチドホルモンは、細胞外からの分泌刺激に素早く応答するために顆粒上および細胞膜上に存在する分子が複合体を形成し、ホルモン顆粒を細胞膜に繋ぎとめていると考えられる。この複合体を形成している因子を同定するためにyeast two hybrid法を用いてscreeningを行い、関連分子について、この細胞株を用いて分泌細胞内における相互作用を免疫沈降法にて検討した。細胞膜直下に存在する、分泌顆粒については、SNARE機構との関連が示唆された。具体的には、共焦点レーザー顕微鏡下においてSNAP-25,syntaxinとの共存が示唆された。この共存は、分泌刺激下において、顕著に見られた一方で、分泌抑制下には、分泌顆粒とSNARE機構である、SNAP-25,syntaxinとの解離が示唆された。培養液中のACTH濃度を測定すると、それぞれの分泌刺激と抑制刺激下で、ACTH濃度の増減、つまり、分泌刺激下での増加と、抑制刺激下での減少が認められた。ついで問題となるのは、細胞内輸送によって細胞膜下に輸送される分泌顆粒である。この細胞内輸送については、これまでの研究により、微小管とその付随蛋白、さらにKIFなどのモータープロテインが関与していることが推察される。微小管の働きを薬物により阻害することや、アンチセンセスオリゴマーを用いて阻害することにより、これらの新規に細胞膜下に輸送される分泌顆粒が抑制されることが示唆された。機能性下垂体腫瘍、特に成長ホルモン(GH)や副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)産生下垂体腫瘍に対する従来の治療法はホルモン産生を抑制することを主眼としてきた。本研究では、ACTHに焦点をしぼり、分泌顆粒の形成と細胞内輸送、特に分泌に関わる新規因子を同定し、この抑制を行うことを目的とした。このことにより、機能性下垂体腺腫、ACTH産生下垂体腺腫の新規治療法の開発と大分子量ACTH産生腺腫の病態解析を目指すこととした。ACTH恒常的過剰発現細胞株を新規に作製した。発現vectorは、哺乳類細胞で自立複製可能なepisomal vectorを用いた。これは汎用されている発現vectorを用いて外来遺伝子を染色体への組み込む方法に比べ、短期間で安定な発現細胞株を得ることが可能であった。遺伝子導入と発現の確認は、薬剤添加による非導入細胞の排除、FACSを用いた蛍光タンパクの発現確認とイムノブロット法により行った。さらに、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、ACTHおよび大分子量ACTH分泌顆粒の細胞内局在を観察した。CRH刺激、細胞外高カリウム刺激で、ACTHの分泌が生じることを観察した。細胞膜直下のACTH分泌顆粒の動態を、全反射顕微鏡を用いて観察した。ACTHをはじめとするペプチドホルモンは、細胞外からの分泌刺激に素早く応答するために顆粒上および細胞膜上に存在する分子が複合体を形成し、ホルモン顆粒を細胞膜に繋ぎとめていると考えられている。この複合体を形成している因子を同定することに今後も精力を注ぎたいと考えている。本研究では、ACTHに焦点をしぼり、分泌顆粒の形成と細胞内輸送、特に分泌に関わる新規因子を同定し、この抑制を行う。このことにより、機能性下垂体腺腫、ACTH産生下垂体腺腫の新規治療法の開発と大分子量ACTH産生腺腫の病態解析を目指すものである。これまでに確立してきた、GFPーGHを導入する方法を用いて、ACTH恒常的過剰発現細胞株を新規に作製した。

これは汎用されている発現vectorを用いて外来遺伝子を染色体への組み込む方法に比べ、短期間で安定な発現細胞株を得ることが可能であった。蛍光タンパク(GFPとその変異型をさす)を融合した野生型ACTH cDNA、splicing variantである大分子量ACTH cDNAをepisomal vectorを用いてGH3、AtT20細胞株へ導入した。遺伝子導入と発現の確認は、薬剤添加による非導入細胞の排除、FACSを用いた蛍光タンパクの発現確認とイムノブロット法により行った。さらに、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、ACTHおよび大分子量ACTH分泌顆粒の細胞内局在を観察した。CRH刺激、細胞外高カリウム刺激で、ACTHの分泌が生じることを観察し、大分子量ACTHの分泌についてACTHとの差異を観察した。細胞膜直下のACTHおよび大分子量ACTH分泌顆粒の動態とその差異を、全反射顕微鏡を用いて観察した。計画に沿って進められているACTH恒常的過剰発現細胞株を新規に作製することができた。下垂体前葉ホルモンを含む分泌顆粒を細胞膜に繋ぎとめている分子をさらに検討し詳細を明らかにする。ACTHをはじめとするペプチドホルモンは、細胞外からの分泌刺激に素早く応答するために顆粒上および細胞膜上に存在する分子が複合体を形成し、ホルモン顆粒を細胞膜に繋ぎとめていると考えられている。この複合体を形成している因子を同定することが第一の目的である。試薬の購入が予定していた金額を下回ったため、繰越額が生じた。この際に、野生型ACTHと大分子量ACTHの差異についても確認する。明らかにされた分子についてはACTH分泌顆粒形成、分泌における役割をより明らかにするために、RNA干渉を用いた各タンパク発現抑制を行う。繰越額も試薬の購入に充当し、研究をすすめる。ACTHをはじめとするペプチドホルモンは、細胞外からの分泌刺激に素早く応答するために顆粒上および細胞膜上に存在する分子が複合体を形成し、ホルモン顆粒を細胞膜に繋ぎとめていると考えられる。この複合体を形成している因子を同定するためにyeast two hybrid法を用いてscreeningを行い、関連分子について、前に述べた方法で作製した細胞株を用いて分泌細胞内における相互作用を免疫沈降法にて確認する。
確率理論に基づく文書の自動分類に関する研究

文書の自動分類とは,入力として与えられた文書をその内容から判断し,あらかじめ決めれらたカテゴリに分類するタスクである.これまでに提案されている文書の自動分類の手法は大きく分けての以下の2つに分類できる.・ベクタスペースモデル・確率モデルベクタスペースモデルは,文書をその構成要素である語の頻度ベクトルとして表現し,同様に表現されたカテゴリとのベクトル間の距離計算によってカテゴリを決定する.一方,確率モデルは入力文書がカテゴリに分類される確率を確率理論に基づいて計算するものである.基本確率はやはり語の頻度から計算することが多いが,ベクタスペースモデルに比べると数学的な基礎がしっかりしており,計算された値の意味付けもはっきりしているという利点がある.これまでにもいくつかの確率モデルが提案されているが,その多くは不十分な訓練データで訓練する際にスムージングをおこなわなければならないという問題点をもっている.本研究では,この問題を克服する確率モデルの基礎を提案し,Wall Street Journalの3ケ月分に相当する約9000記事を用いて評価実験をおこなった.その結果従来のベクタスペースモデルに比べてBreakevenで評価したRecall-Precisionにおいて精度を約15%改善できることがわかった.文書の自動分類とは,入力として与えられた文書をその内容から判断し,あらかじめ決めれらたカテゴリに分類するタスクである.これまでに提案されている文書の自動分類の手法は大きく分けての以下の2つに分類できる.・ベクタスペースモデル・確率モデルベクタスペースモデルは,文書をその構成要素である語の頻度ベクトルとして表現し,同様に表現されたカテゴリとのベクトル間の距離計算によってカテゴリを決定する.一方,確率モデルは入力文書がカテゴリに分類される確率を確率理論に基づいて計算するものである.基本確率はやはり語の頻度から計算することが多いが,ベクタスペースモデルに比べると数学的な基礎がしっかりしており,計算された値の意味付けもはっきりしているという利点がある.これまでにもいくつかの確率モデルが提案されているが,その多くは不十分な訓練データで訓練する際にスムージングをおこなわなければならないという問題点をもっている.本研究では,この問題を克服する確率モデルの基礎を提案し,Wall Street Journalの3ケ月分に相当する約9000記事を用いて評価実験をおこなった.その結果従来のベクタスペースモデルに比べてBreakevenで評価したRecall-Precisionにおいて精度を約15%改善できることがわかった.
アフリカツメガエルDNAポリメラーゼδの構造と機能解析

本研究は、無細胞系でかつ、細胞内の因子のみでDNA複製反応を開始から終結まで試験管内で行うことのできるアフリカツメガエルを用いて、染色体DNA複製に関与するDNAポリメラーゼδおよびεの構造と機能解析を目的とした。まず、他の系でもその役割が未だはっきりしないDNAポリメラーゼε(Polε)の機能解析を行うことにした。ヒトPolεは触媒サブユニットであるp260および、p60、p17およびp12の4つのサブユニットからなり、各cDNAのクローニングがすでに報告されている。私は、アフリカツメガエルにおけるヒトPolεのp260、p60、p17およびp12サブユニットホモログcDNAを得た。これらサブユニットに対するポリクローナル抗体を作製し、アフリカツメガエル卵抽出液に対してウエスタンブロットを行ったところ、それぞれ反応するタンパクを検出できた。また、Polεp60抗体を用いて卵抽出液より免疫沈降したところ、p260、p17およびp12が共沈降したことより取得した各サブユニットはアフリカツメガエルPolεの構成因子であると考えられる。また、昆虫細胞においてこれら4つのPolεサブユニットcDNAを用いた発現系を構築し分画したところ、p260、p60、p17およびp12が同じフラクションに共溶出したことより、昆虫細胞内でもこれらのサブユニットが複合体を形成していることが示唆された。次に各サブユニット間の相互作用を解析したところ、p260はp60およびp12/p17とそれぞれ独立して結合できることがわかった。最後に、Polεを免疫除去した卵抽出液中で見られる複製異常を、昆虫細胞で発現した組換え型Polε複合体で回復させることができた。このことより組換え型Polεが機能的に再構成できたと考えられる。現在、変異型組換えPolεを用いて、染色体DNA複製に力けるPolεの機能について解析している。
平成5年8月豪雨による鹿児島災害の調査研究

1993年鹿児島地方では気象台の観測史上第1位の年間降雨があった。夏も異常気象であったが、その原因は第一義的には1991年に噴火したフィリピンのピナツボ火山起源のエアロゾルの増加にあることが明らかにされた。また、鹿児島では日雨量300mm程度の豪雨は175年に1回の確率で出現する可能性が高いことも明らかになった。入梅以来こうした豪雨が長期間続き地面がほぼ飽和状態に達していて保水能力が著しく低下していたところへ集中豪雨があったため、水害や土砂災害が発生したのである。鹿児島市内を流れる甲突川の水害は、ピーク時流量が580700m^3/sと見積もられた。現河川の流下能力は300m^3/sしかなく、抜本的な対策が望まれる。鹿児島の土砂災害というとシラス災害が著名であるが、今回のような未曾有の豪雨では地質の如何にかかわらず崩壊が発生した。すなわち、四万十層群・花崗岩・火山岩・溶結凝灰岩・第四紀堆積岩などである。こうしたシラス以外の地質のところでも防災対策を軽視してはいけないことを教えている。県都で大災害があったことから、道路・鉄道網の損壊、断水・停電・電話の不通といったライフラインの災害も目立った。都市化と災害の関係についても研究が行われた。行政機関の対応や市民の反応、自主防災組織の機能などソフト面での実態調査も行い、今後防災行政に生かすべき教訓も得た。人的被害も死者121名に達するなど重大であったが、経済的損失もまた甚大であった。鹿児島県災害対策本部の集計でもその被害額統計は3,000億円を突破している。
酸化物ナノファイバーの分子機能発現

有機分子や生体高分子では、個々の形ある「分子」が優れた機能を有する。独立した構造体である有機分子の特性を無機材料で再現できるならば、一つの新しい機能単位が得られる。本研究では、このような分子機能を金属酸化物のナノ物質に探求することを目的とした。具体的な研究成果としては、以下のものが挙げられる。1.水酸化カドミウムのナノストランドの構造の原子レベルでの解明2.ナノストランドと色素のバンドル様会合体の形成3.ナノストランドによるDNAの捕捉と解放4.水酸化銅や水酸化亜鉛のナノストランドの発見と構造解析5.無機ナノストランドのフィルム化、ナノ複合化6.無機ナノストランドを利用するナノ繊維状白金薄膜の作製7.ナノストランドの高分子コーティングとタンパク質分離への応用8.セルロースの高分子コーティングとタンパク質の捕捉著しく細長い無機ナノストランドは、その表面が著しく正に荷電しており、負電荷をもつ分子やポリマー、ナノ粒子などと多様なナノ複合材料を与えた。また、ナノストランドは著しく大きなアスペクト比を有し、ろ過により容易に分離できる。得られるナノ厚みの自立膜は、従来にない分離機能を示す。これらの成果は、新しい化学プロセスの確立やガス分離技術に進展に大きく貢献するであろう。コンフォメーションやキラリティーなどの独立した有機分子の特徴を無機材料で再現できるならば、一つの新しい機能単位が得られる。本研究では、金属酸化物のナノ材料をこのような機能単位として捉え、その分子機能を探求している。16年度は、水酸化カドミウムのナノファイバーの形成を手がかりに、他の金属水酸化物での合成を検討し、特に水酸化銅で大きな1000以上のアスペクト比を有するナノファイバーの合成に成功した。また、水中で形成されたナノファイバーを自己支持性のナノ薄膜として固定化する技術を開発した。この薄膜化の成功は、ナノファイバーの評価や表面特性を研究するために大きく貢献している。応用面では、短いDNAフラグメントをその極めて希薄な水溶液から分離する吸着剤として、水酸化カドミウムのナノファイバーを利用した。このナノファイバーは、硬直な二本鎖DNAを強力に吸着するだけでなく、EDTAを添加することでナノファイバー自体が消滅し、DNAを定量的に脱着する。ナノファイバーの表面でのDNAの吸着様式を高分解能の走査型ならびに透過型電子顕微鏡により詳細に検討された。さらに、本年度は、ナノファイバーを構成要素とする分子集合体の構築の検討を行った。我々は、ナノファイバーとアニオン性の色素分子との複合体を形成すると、両者が平行に配列したバンドル様の組織体が得られることを見出した。色素とナノファイバーは、約2ナノメートルの幅の縞模様を形成し、全体としてテープ状の会合体を形成する。このような高次の酸化物ナノ組織体は、エレクトロスピニング法で得られる高分子ファイバーのような柔軟な繊維質のフィルムを形成することが分かった。17年度は、水酸化銅のナノファイバーの合成条件の最適化を行い、10000に近いアスペクト比を有するナノファイバーの合成に成功した。また、高分解能電子顕微鏡による観察、電子線回折、色素の吸着実験により、このナノファイバーの原子レベルの構造推定を行った。水酸化カドミウムのナノファイバーは、自己支持性のナノ薄膜としてフィルター上に固定化できる。本年度は、これらの薄膜状のナノファイバーの構造を転写することで、ナノ多孔性の白金薄膜を作製した。ナノファイバーに白金を蒸着後、EDTA水溶液につけると、水酸化カドミウムのナノストランドが溶け出し、ネットワーク状の白金ナノ薄膜が得られる。4端子法による電気抵抗の測定から、自己支持性の白金ナノ薄膜の厚みと導電性の相関が詳細に検討された。多孔性の白金ナノ薄膜は、水素エネルギー利用のための触媒として興味が持たれる。

本年度は、水酸化銅のナノストランドがピロールの重合触媒として機能することが分かり、ナノストランドを鋳型とするファイバー表面での導電性高分子の重合が検討された。ポリマーの合成条件を制御すると、水酸化銅の回りに薄いポリピロールの薄膜を析出させることが可能であった。導電性高分子のコーティングの研究は、未だ改良の余地があり、次年度も条件の絞り込みを行う予定である。さらに本年度は、他の遷移金属イオンからなるナノファイバーやナノクラスターの探索的な研究も行った。コンフォメーションやキラリティーなどの独立した有機分子の特徴を無機材料で再現できるならば、一つの新しい機能単位が得られる。本研究では、金属酸化物のナノ材料をこのような機能単位として捉え、その分子機能を探求した。18年度は、合成条件を最適化することで直径2.3ナノメートルの水酸化亜鉛のナノファイバーが形成できることが見出され、高分解能電子顕微鏡による格子像の観察、電子線回折、色素の吸着実験、暗視野走査透過電子顕微鏡による結晶構造の解析を行い、ナノファイバーの内部構造を詳細に検討した。一方、水酸化カドミウムのナノファイバーは、自己支持性のナノ薄膜としてフィルター上に固定化できる。18年度は、ナノファイバーと様々なアニオン性物質とのナノ複合ファイバーを形成し、これらの自己支持性膜の作製を検討した。その結果、色素やタンパク質、ナノ粒子、カーボンナノチューブなどを含んだナノ繊維状薄膜の製造が可能となった。特に、色素を用いた場合、大きさが膜厚の1,000,000倍に達する大面積の自己支持性膜が作製された。これらのナノ薄膜は、様々な多孔性基板に移し取ることができる。さらに、18年度は、直径2.5ナノメートルの水酸化銅のナノファイバーの回りにポリピロールやポリアニリンを用いて数ナノメートルの高分子コーティングを行い、このコア/シェル状のファイバーを用いて自己支持性のナノ薄膜を作製した。この膜は、酸や塩基あるいは300°Cまでの熱処理に対して安定であり、タンパク質のサイズ選択的な分離膜として利用できる。厚みが40ナノメートルの膜では、10,000L/h m^2の濾過速度を維持しながら直径数ナノメートルのタンパク質を分離できることが分かった。
希土類錯体による新規な触媒反応の開発

芳香族イミンと希土類金属(Yb)を室温で撹拌するだけで容易に調整できる希土類-イミン錯体[Yb(η^2-Ar_2CNAr^1)(hmpa)_n]1の触媒活性について検討した。この錯体1はヒドロシランの触媒的脱水素オリゴマー化反応を促進し,その際にYb-Si,Yb-Hが活性種となっていることが明かとなった。そこでこれらの活性種を利用する反応を探索したところ,希土類触媒では初めてのイミンのヒドロシリル化反応に成功した。さらにオレフィンの反応ではYb-Hが活性種となり通常のヒドロシリル化が起るのに対して,共役ジエンの反応では逆にYb-Siが活性種となり脱水素ビスシリル化反応が進行して1,4-ビスシリル-2-ブテン誘導体が選択的に生成する。これらの反応についてDラベル実験やNMRトレース実験を行い,機構的な検討も併せて行った。希土類-イミン錯体1は強い塩基性を有しているのでヒドロホスフィンと反応してホスフィド錯体Ar_2CHN(Ar^1)-Yb-PR_2を発生することが明かとなった。この活性種の反応性を調査する目的でジフェニルホスフィンによるアルキンのヒドロフホスフィン化を検討したところ非常に収率よく触媒反応が進行することを見出した。位置選択性に関しては,芳香族アルキンではAr基の反対側より,また脂肪族アルキンでは立体障害の少ない側よりPh_2Pが導入される。立体選択性に関しては,前者の基質では(E)体が,後者では(Z)体が優先的に生成する。さらにこの反応は共役ジイン,ジエンやアレン等の基質にも適用できる。
光学シースルー頭部搭載型ディスプレイと視覚適応画像処理による視覚拡張技術の発展

【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】に関して、位相変調による可焦点光学系の研究を進め、光学シースルーのプログラマブル可焦点システムを試作した。これは視界の対象物体の奥行きに応じて動的に光学的にレンズと等価な光位相勾配を作成することにより、視界にあたかも自由な形状のレンズをビデオレートで形成することができる。試作システムに関して論文を執筆し、国際ジャーナルへ投稿した段階である。【視覚特性適応画像処理】について、昨年度実施した、色覚異常をOST-HMDによって補助するシステム(国際共著論文)を飛躍させた、新しい基礎研究として、光の減算に基づく新しいOST-HMDの方式を提案し、国際論文誌に掲載された。更に、学内の審査に合格し、国内特許出願を行った。【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】前述の試作システムでは視界の物体の奥行きに応じたレンズ生成が可能であり、視力に応じた補正システムとしての応用例を模索している。また、眼球計測に関しては、角膜反射手法よりも計測が容易な、網膜投影式のOST-HMDを流用した計測システムを構想した段階であり、今後安全上の検討を行う。【視覚特性適応画像処理】光の減算に基づく新しいOST-HMDの方式として、光位相変調をカラーフィルターとして応用したディスプレイを作成した。また上述の通り、研究成果の国内特許出願を行った。【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】前述の試作システムでは視界の物体の奥行きに応じたレンズ生成が可能であるが、実際のユーザーの視線を活用していないため、そうした情報を取得するより柔軟な視覚拡張システムを検討する。表示系の研究が推進できたため、引き続き眼球計測の方法について検討を続ける。特に網膜投影を組み合わせる方法は眼球内の直接計測が可能であるため有望であるが、安全面との兼ね合いから、模擬眼等の眼科機器を用いた基礎実験を念頭に置く。【視覚特性適応画像処理】試作システムの活用方法など、より実社会に近い場での応用を検討する。OST-HMD)を用いた拡張現実感(AR)応用において、視覚特性適応画像処を用いた視覚の拡張技術の実現に向けて、今年度は下記の進捗があった。【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】について、眼球内部の反射モデルに基づき、頭部装着型の眼球計測カメラにより単眼の焦点距離を計測する手法を検討開始した。本手法はカメラに取り付けた光源による眼球内での第3プルキンエ反射の観測位置を入力、観測時の眼の焦点距離を出力とした回帰モデルを学習する。焦点距離は映像を正しく提示するための重要な手がかりである。更に、焦点距離を推定できた場合に備えた、OST-HMD使用者の視力を動的に補正する仕組みを検討した。そのために位相限定の空間光変調器を用いて動的に焦点距離を補正する光学シースルーシステムを試作した。これにより、人の焦点距離に応じて、背景の奥行を光学的に制御できるようになる。更に、空間校正に関する80余本の既存論文を包括的に調査し、今後の空間校正研究の基盤となる調査論文を発表した。【視覚特性適応画像処理】について、OST-HMDとプロジェクタを用いて、人の視覚により自然な映像提示を行うシステムを検討した。提案システムでは人の視点に応じて質感を再現する表示手法を実現した。更に、色覚異常をOST-HMDによって補助するシステムを構築した。OST-HMDに組み込まれた同軸光学系カメラによって撮影した視野の映像を、ユーザーの色覚異常に応じて画像処理を施し、視界に重畳する。画像は色覚異常を軽減するように計算されており、色覚異常者による評価試験の結果、色覚が正常な場合と同程度の色弁別性が実現できることを示すことができた。【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】について、当初計画通り水晶体での光源反射から焦点距離推定を行う手法を検討し、おおむね順調に進展した。眼球の回転時に光源反射が困難な問題が残るため、今後の改善が必要である。また、焦点距離に応じた映像処理が可能になるよう、位相変調による可焦点光学系の初期検討を開始することができた。執筆した調査論文によって空間校正の現状と今後に関する指針を作成することができた。全体として、おおむね順調に進展している。【視覚特性適応画像処理】について、当初計画にあった視力に応じた映像処理手法は検討できなかったものの、当初計画より前倒しで視覚に応じた映像提示を検証するためのOST-HMDとプロジェクタを統合した映像提示システムを実現した。更に、同じく当初計画より前倒しで、色覚異常をOST-HMDによって補助するシステムを構築し、応用例の前倒し実証を行った。本システムOST-HMDに組み込まれた同軸光学系カメラによって撮影した視野の映像を、ユーザーの目の色覚異常に応じて、画像処理を施し、視界に重畳することで、色覚異常による色の弁別性低下を抑制することができた。またトップ国際会議で優秀論文賞を獲得するなど、学会からも高い評価を得た。

【視覚特性適応画像処理】について、昨年度実施した、色覚異常をOST-HMDによって補助するシステム(国際共著論文)を飛躍させた、新しい基礎研究として、光の減算に基づく新しいOST-HMDの方式を提案し、国際論文誌に掲載された。更に、学内の審査に合格し、国内特許出願を行った。【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】前述の試作システムでは視界の物体の奥行きに応じたレンズ生成が可能であり、視力に応じた補正システムとしての応用例を模索している。また、眼球計測に関しては、角膜反射手法よりも計測が容易な、網膜投影式のOST-HMDを流用した計測システムを構想した段階であり、今後安全上の検討を行う。【視覚特性適応画像処理】光の減算に基づく新しいOST-HMDの方式として、光位相変調をカラーフィルターとして応用したディスプレイを作成した。また上述の通り、研究成果の国内特許出願を行った。【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】について、検討開始した焦点距離推定の手法にはまだ計測の不安定性が課題として残るため、光学系の再設計も視野に入れた検討を行う。また今年度の空間校正調査の結果を元に、より高精度な空間校正技術を検討する。【視覚特性適応画像処理】について、前年度に進展のなかった眼の視力に応じた適応画像処理を改めて実施する。そのために今年度検討した焦点距離補正システムの成果を組み合わせる。【超高精度空間校正手法&視覚特性の推定】前述の試作システムでは視界の物体の奥行きに応じたレンズ生成が可能であるが、実際のユーザーの視線を活用していないため、そうした情報を取得するより柔軟な視覚拡張システムを検討する。表示系の研究が推進できたため、引き続き眼球計測の方法について検討を続ける。特に網膜投影を組み合わせる方法は眼球内の直接計測が可能であるため有望であるが、安全面との兼ね合いから、模擬眼等の眼科機器を用いた基礎実験を念頭に置く。【視覚特性適応画像処理】試作システムの活用方法など、より実社会に近い場での応用を検討する。
新しい遺伝性白内障ラット(SCR)の生化学的およびラマン分光学的研究

本年度は、従来からの分散型のレーザーラマン分光器を用いる研究のほかに、新しい近赤外励起フーリエ転換(FT)ラマン分光器を用いた。この装置はレンズ表面にレーザー光を照射するやり方で表面近くのラマンスペクトルが測定される。従来型のラマン分光法でSCRラット白内障では、水晶体核を中心に水晶体たんぱく質のS-S結合が減少していたが、FTラマン分光法では水晶体表面からのスペクトル上には異常は見いだせなかった。が、SCR白内障水晶体を分割して水晶体核を調べてみるとS-S結合の減少が確認された。同時に行なったAKR bs/bsマウス白内障ではチロシンのピークが他に比べ異常に低く、たんぱく質のチロシンが減少していていることを示唆している。このようにFTラマン分光法も白内障研究に有用であることが分かった。生化学的研究ではalpha,beta,gamma-の三種のクリスタリンと26Kたんぱく質のポリクローナルとモノクローナル抗体を作成を試みた。beta,gamma-クリスタリンの抗体は特異性と抗体価とも使えるものが得られた。対角線二次元電気泳動法でたんぱく質の分子間S-S結合が著しく減少していたが、そのたんぱく質の一部はgamma-クリスタリンであることが免疫染色法で同定された。SRCラット水晶体からメッセンジャーRNAを分離抽出して、試験管内で赤芽球からのライセイトでたんぱく質合成を行なわせると、gamma-クリスタリンが著しく合成されにくいという変化が認められた。さらに二次元電気泳動したプレート上で正常では見られないスポットにつき免疫染色を行なったところ、異常なスポットはbeta-クリスタリンと反応するかとが分かった。SCRラットとは別に新たな優勢遺伝を示す遺伝性白内障ラットUPLを発見、系統を確立すべく開発中である。そしてラマン分光学的に解析を進めている。
電界電子放出中におけるカーボンナノチューブからの光放出の特性解明

カーボンナノチューブ(CNT)は、従来の電子源材料に比べて低電圧で電界電子放出するエミッタ材料として注目されている。最近、電界放出中にCNTから電子だけでなく光も放出されることがわかった。この特性を利用したCNTエミッタの光・電子素子の創生につなげることを目的に、その場透過電子顕微鏡法に基づく構造観察・物性計測によりCNTの構造と電界電子放出および発光の関係を明らかにし、発光の基礎特性、発現機構を解明することを目指す。
炎症性疼痛および神経因性疼痛における末梢でのセロトニンの役割

疼痛行動には様々な炎症性メディエーターが関与しているがその中でもセロトニンに注目した。セロトニンが実際にホルマリンの濃度依存性に末梢に放出されることを確認した。肥満細胞膜安定剤、5-HT2A、5-HT2C受容体拮抗薬を用いてホルマリンテストとc-fosの染色を行った。いずれの薬剤もホルマリンテストの疼痛行動とc-fosの発現を抑制した。以上から炎症の際には主に末梢の肥満細胞から5-HTが放出され、1次求心性神経線維の末梢終末に存在する5-HT2A・5-HT2C受容体を介して、痛みを引き起こしていると考えられた。末梢組織に炎症が起こると、様々な炎症性メディエーターが局所に放出される。セロトニン(5-HT)は末梢で痛みを惹起し、他の発痛性物質の作用を増強することが知られている。炎症性疼痛の場合は、末梢の5-HT2A受容体を介した作用が重要であると考えられている。今回の研究では、ラットホルマリンテストの疼痛関連行動に及ぼす、末梢での5-HTとその受容体の関連について検討した。まず、マイクロダイアリシス法によって、ラットの足底にホルマリンを投与した後の、局所の5-HTの変化を測定した。その結果、ホルマリンの濃度依存性(1.25-5%)に5-HTが上昇し、投与後18分にピークを示した。5-HTの増加は肥満細胞膜安定化薬(cromolyn:800μg)の局所への前処置によって抑制することができた。次に、2.5%ホルマリン投与後のflinch数を数えた。5-HT2A拮抗薬(katanserin)と5-HT2C拮抗薬(RS102221,SB242084)の局所への前処置によって、投与量依存性に第2相のflinch数が減少した。また、cromolynの前処置では第1・2相のflinch数がともに減少した。そこで、これまで使用した薬剤が脊髄レベルでも疼痛抑制を行っているのかを確認するため、c-fosの免疫染色を行った。c-fosはimmediate early geneであり、数分レベルで痛み刺激に応じて発現するため疼痛の指標をして用いられている。c-fosの免疫染色では、脊髄後角の浅層(I,II層)部分に発現が認められる。いずれの薬剤もコントロールに比較し、発現が抑制されていた以上の結果から、ホルマリン投与後には主に末梢の肥満細胞から5-HTが放出され、1次求心牲神経線維の末梢終末に存在する5-HT2Aならびに5-HT2C受容体を介して、痛みを引き起こしていると考えられた。また、その際に5-HTは肥満細胞から放出されていると思われる。炎症性疼痛では、末梢の5-HT2A受容体を介した作用が重要であると考えられている。マイクロダイアリシス法にて、ラットの足底にホルマリンを投与した後の、局所の5-HTの変化を測定した。5-HTの増加は肥満細胞膜安定化薬(cromolyn : 800μg)の局所への前処置によって抑制することができた。5-HT2A拮抗薬(katanserin)と5-HT2C拮抗薬(RS102221, SB242084)の局所への前処置によって、投与量依存性に第2相のflinch数が減少した。次に、これまで使用した薬剤が脊髄レベルでも疼痛抑制を行っているのかを確認するため、c-fosの免疫染色を行った。c-fosは数分レベルで痛み刺激に応じて脊髄後角の浅層部分に発現するため疼痛の指標をして用いられている。いずれの薬剤もコントロールに比較し、発現が抑制されていた。以上より、ホルマリン投与後には主に末梢の肥満細胞から5-HTが放出され、1次求心性神経線維の末梢終末に存在する5-HT2Aならびに5-HT2C受容体を介して、痛みを引き起こしていると考えられた。