hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重いハドロンの分光学と未知なるチャーム／ボトム原子核の探索

近年、高エネルギー加速器研究機構での実験において、これまでにはない新しいタイプの粒子が数多く発見されている。これらの粒子の共通した特徴として、重いクォーク(チャームクォーク・ボトムクォーク)を含むということが挙げられる。本研究では、重い中間子を取り扱う有効理論を用いて、これらの粒子のスペクトラム、束縛可能性、核媒質中での振る舞いなどを、理論的に計算・検討した。結果、重いクォークの物理は、従来の軽いクォークを含む粒子とは質的に異なるという知見を得た。KEKやJ-PARCで行われるであろう今後の実験に対しても、定量的な予言・示唆を与えられるものとして重要であると考えられる。ほぼ予定通りに進んでいる。ジャーナルへ投稿した論文(2本)の査読が遅れていることから、今年度中に発行する予定が少しずれこんでいるが、すでに再投稿を済ませており、特に問題はないと思われる。25年度が最終年度であるため、記入しない。現在のことろ、予定した計画は順調に進展している。D中間子やB中間子の核媒質中での振る舞いを調べる予定である。ハイパー核と呼ばれるストレンジクォークを含んだ系の媒質効果と、重いクォークを含む系の媒質効果の相違を議論することにより、ハドロン間相互作用に理解に努めたい。特に、重いクォークを含む系では、第一原理である量子色力学に比較的近い有効理論が存在するので、本研究をもとに量子色力学の理解にも役立つと考えられる。これまでの研究の定量性をさらに高めるために、高次の補正効果である1/M(M:粒子の質量)の1次のオーダーまで取り込んだ計算を行う。同時に、質量の異なるチャームクォークとボトムクォークを比較し、1/M展開の手法がどの程度うまく機能しているかを見積もる。
減数分裂に異常を呈するミュータントを用いた染色体異常(異数性)モデル動物の作出

異数性等の染色体異常は、ヒトではダウン症候群等の疾患を引き起こすだけでなく、多くの早期の流産の原因となっているにも関わらず、その病態や発生メカニズムの解明は必ずしも十分に進んでいない。我々は、最近、免疫抑制剤FK506に対する結合タンパク質FKBP6を欠損したマウスおよびラットにおいて減数分裂時の相同染色体の対合に異常を生じることを明らかにした。そこで、本研究は、Fkbp6遺伝子を欠損したマウス、ラットを用いて染色体異数性のモデル動物を確立することを目的として行われた。Fkbp6遺伝子を欠損したマウス、ラットのホモ個体は雄では不妊であるが、雌では正常に卵形成が進行する。そこで、本研究では過排卵処理によりホモ雌より未受精卵を回収し、多数の未受精卵の染色体標本を作製し、それぞれの染色体数をカウントすることで、卵形性における異数性発生の頻度を求めた。Fkbp6+/+とFkbp6-/-の染色体標本を観察した結果、核が二つ見られる減数分裂第二分裂中期まで進行している正常な卵の比率はFkbp6+/+(45%)に比べてFkbp6-/-(21%)では有意に低かった。それに対し、核が一つしか見られず、第一減数分裂中期で停止していると思われる卵はFkbp6-/-(79%)の方がFkbp6+/+(55%)より高かった。さらにFkbp6-/-では染色体が極端に凝集した異常な卵(Fig.9.C)の出現頻度(26%)がFkbp6+/+(6%)より高かった。未受精卵染色体標本の観察から、第一減数分裂中期で停止していると思われる卵はFkbp6-/-の方が多く、また染色体が著しく凝集した卵が多かったため、雌の卵形成の過程でも雄の精子形成過程と同様に、相同染色体の対合異常が起き、その結果、卵形成が正常に進行していない卵の頻度が高くなる可能性が示された。染色体の異数性の発生頻度にについては、現在、サンプル数を増やして検討中である。
光触媒表面処理ＩＯＬによる新たなる後発白内障抑制方法の検討

摘出IOL表面への細胞付着は、年代ごとの検討では、以前の摘出IOLと比較して少なくなっている傾向があった。しかし、眼内炎が原因で多数の細胞が付着し、視力低下を引き起こすような特殊な例もあった。摘出IOLの摘出理由は脱臼・偏位の症例が多いが、水晶体嚢の収縮に伴い、嚢内に固定されているIOLの支持部が捻れ変形を起こし、脱臼に至った症例も認めた。光触媒表面処理に関しては、ペルオキソチタン酸ゾル水溶液又は酸化チタン+銅のハイブリットの製品を用いてコーティングした培養シャーレとIOLを作成する予定であり、それぞれ、培養豚水晶体上皮細胞による培養実験、家兎眼内への移植実験を近日中に施行する計画である。また、摘出眼内レンズと同時に送付されてきたデータシートを確認し、1)挿入されている眼内レンズの形状、2)眼内レンズが眼内に挿入されていた期間、3)眼科的疾患(糖尿病網膜症、ぶどう膜炎等)の有無、4)全身的疾患(糖尿病等)の有無との関連性についても検討を行った。これらの検討を行う事で、後発白内障抑制につながる因子の解析につながる可能性があり、また光触媒による表面処理を施行した眼内レンズを用いた実験を行う際に、光触媒の作用によって細胞付着が抑制されるのか、どの程度抑制されるのかを評価する為の基準の設定につなげる事が期待できる。また、摘出眼内レンズと同時に送付されてきたデータシートを確認し、1)挿入されている眼内レンズの形状2)眼内レンズが眼内に挿入されていた期間、3)眼科的疾患(糖尿病網膜症、ぶどう膜炎等)の有無4)全身的疾患(糖尿病等)の有無との関連性についても検討を行った。これらの検討を行う事で、光触媒による表面処理を施行した眼内レンズを用いた実験を行う際に、光触媒の抗菌作用によって眼感染症に関連する種類の細胞の付着が抑制されるのか、どの程度抑制されるのかを評価する為の基準の設定につなげる事が期待できる。また、摘出IOLに同封されているデータシートを確認し、1)挿入されているIOLの材質、形状2)IOLが眼内に挿入されていた期間、3)眼科的疾患(糖尿病網膜症、ぶどう膜炎等)の有無4)全身的疾患(糖尿病等)の有無との関連性についても検討を行った。また、細胞性の沈着物の付着を繰り返していた症例の眼内レンズについても免疫組織化学的検討を行った。これらの検討を行う事で、表面処理を施行した眼内レンズを用いた実験を行う際に、細胞の付着が抑制されるのか、どの程度抑制されるのかを評価する為の基準の設定につなげる事が期待できる。眼科学会などでの発表には至っていない為。学会などでの発表には至っていない為。各施設より和歌山医大に送付された摘出眼内レンズ、付着した水晶体嚢についての検討を行い、後発白内障抑制につながる因子の解析をすすめる。各施設より和歌山医大に送付された摘出眼内レンズ、付着した水晶体嚢についての検討を行い、後発白内障抑制につながる因子の解析を進める。免疫染色関連薬品、RNA抽出キット、マイクロアレイ解析用キットの購入に使用予定である。
関連性理論と音声言語科学を統合した対話理解モデル

本研究の目的は、対話の意味理解もしくは意味解釈のモデルを、言語学的、論理学的、音声言語科学的手法を統合して構成することにあった。西山は、一方では生成文法理論の枠組み内での文の意味の問題を研究し、他方では、語用論モデルである関連性理論(Relevance Theory)の立場から発話解釈の問題を研究した。とくに日本語の変化文やその変種である「増える」構文、さらには「Aが分かる」構文の曖昧性に着目し、その種の構文の多様な意味解釈のうち、どこまでが意味論的なものであり、どこからが語用論的なものであるかを研究した。そこそから、名詞句Aが指示的であるばあいと非指示的であるばあいとで、解釈に大きな差が生じ、後者の読みは、疑問文の意味と密接な関係をもつこと、などを明らかにした。これは、疑問文の意味がかならずしも発話行為として具現化していないケースといえる。対話文を理解するモデルを開発するためには、文の形成から得られる情報を明示的に表示する必要がある。そのばあい、文の形式から得られる情報のなかには、概念的意味(conceptual meaning)ばかりでなく、手続き的意味(procedural meaning)も存在するはずである。岡田は、可能世界モデルの立場から、文の論理形式を明示する方法を研究した。決定的なことは言えないが、この方法では、概念的意味の規定はともかく、手続き的意味を規定するには種類の難点があり、限界があることが判明した。対話の意味解釈にとって、重要な情報のひとつに対話時の音声情報がある。この情報は、文の論理形式とコンテクスト情報のいわば中間に位置すると思われるが、その正確な位置づけは微妙である。須藤は日本語の終助詞「か」に注目し、まず、対話におけるこの助詞には多様な解釈があること、そして、それらの解釈とこの助詞の音響特性との間に顕著な関係があることを音声科学的な実験で解明した。本研究の目的は、対話の意味理解もしくは意味解釈のモデルと、言語学的、論理学的、音声言語科学的手法を統合して構成することにあった。西山は、生成文法論理のアプローチを発展させながらも、その意味能力と語用論的能力の接点にかかわる問題を関連性理論の立場から研究した。とくに日本語のある種の構文(例えば、変化文やその変種である「増える」構文、さらには疑問文)に注目し、その種の構文の多様な意味解釈のうち、どこまでが意味論的なものであり、どこからが語用論的なものであるかを明らかにしようと試みた。その種の構文の解釈にとって、聞き手が、名詞句の指示性・非指示性を判断し、文脈に隠されている変項名詞句を復元することが不可欠であるが、その際、聞き手は、関連性の原理に基づき、この作業を行っていることを具体例で明らかにした。対話文を理解するモデルを開発するためには、文の形式から得られる情報をより明示的に表す必要がある。岡田は、文の論理的意味論に可能世界モデルの考え方を導入して、高階内包論理の知識表現により、文の論理形式を明示する方法を研究した。対話理解においては、概念的意味(conceptual meaning)のみならず、それとは異質の手続き的意味(procedural meaning)の把握が重要であるとされるが、可能世界モデルによって、後者の側面がどこまで捉えることができるかが、残された問題となった。これは、文の論理形式とコンテクスト情報の中間に位置する情報であろうが、その正確な位置づけは微妙である。

須藤は日本語の終助詞「か」の多様な解釈の分類を試み、それらの解釈とこの助詞の音響特性との間に顕著な関係があることを実験的に証明した。この音響特性が対話におけるコンテクスト情報といかに関わるかを解明することが、次年度の課題である。本研究の目的は、対話の意味理解もしくは意味解釈のモデルを、言語学的、論理学的、音声言語科学的手法を統合して構成することにあった。西山は、一方では生成文法理論の枠組み内で文の意味の問題を研究し、他方では、語用論モデルである関連性理論の立場から発話解釈の問題を研究した。とくに日本語の「Aが分かる」構文の曖昧性に着目し、その種の構文の多様な意味解釈のうち、どこまでが意味論的なものであり、どこからが語用論的なものであるかを研究した。そこから、名詞句Aが指示的であるばあいと非指示的であるばあいとで、解釈に大きな差が生じ、後者の読みは、疑問文の意味と密接な関係をもつこと、などを明らかにした。これは、疑問文の意味がかならずしも発話行為として具現化していないケースといえる。対話文を理解するモデルを開発するためには、文の形式から得られる情報を明示的に表示する必要がある。そのばあい、文の形式から得られる情報のなかには、概念的意味(conceptual meaning)ばかりでなく、手続き的意味(procedural meaning)も存在するはずである。岡田は、可能世界モデルの立場から、文の論理形式を明示する方法を研究した。決定的なことは言えないが、この方法では、概念的意味の規定はともかく、手続き的意味を規定するには種種の難点があり、限界があることが判明した。対話の意味解釈にとって、対話時の音声情報を無視するわけにはいかない。この情報は、文の論理形式とコンテクスト情報のいわば中間に位置すると思われるが、須藤は日本語の終助詞「か」に注目し、まず、対話におけるこの助詞には多様な解釈があること、そして、それらの解釈とこの助詞の音響特性との間に顕著な関係があることを実験的に解明した。
III族窒化物系ナノアンテナ・フォトニック結晶を用いた紫外光制御

フォトニック結晶は、その内部に波長程度または波長以下のオーダの周期的な屈折率分布を設けた結晶であり、フォトニック結晶が持つ周期性により、光学定数(透過率、反射率、吸収係数などの)や偏波方向の制御の可能性がある。本研究では、ワイドバンドギャップで可視光及び紫外光に対して透明であるため、紫外線の発光や受光デバイス用材料として盛んに研究がなされている窒化物半導体で,フォトニック構造との組み合わせにより紫外光の透過率・反射率の制御および、偏向特性を明らかにして、紫外線受光素子によりナノアンテナの紫外光制御の有効性について検証する。このような目的の下で、研究を行った結果以下の知見を得ることができた。(1)反応性イオンエッチングによるGaN及びSiO_2のNanotips作製と可視光の制御(2)反応性イオンエッチングを用いたSiのピラッミッド構造の作製(3)AlNのストライプ構造作製と高品質AlGaNエピタキシャル層の作製(4)GaN及びAlGaNを光吸収層に用いた紫外線受光素子の作製と受光特性評価(5)電子線リソグラフィ技術によるナノオーダーのパターン作製(6)電子線リソグラフィを用いた高分子フィルムへの回折格子構造の作製とLED光の面発光化これらの研究成果を踏まえ、窒化物半導体を用いた発光ダイオードや紫外線受光素子の素子表面にナノフォトニック結晶を作製すれば、紫外光の伝播を制御できる高性能な光デバイスが実現できるものと考えられる。フォトニック結晶は、その内部に波長程度または波長以下のオーダの周期的な屈折率分布を設けた結晶であり,フォトニック結晶が持つ周期性により、光学定数(透過率、反射率、吸収係数などの)や偏波方向の制御の可能性がある。本研究では,ワイドバンドギャップで可視光及び紫外光に対して透明であるため、紫外線の発光や受光デバイス用材料として盛んに研究がなされてい窒化物半導体で,フォトニック構造との組み合わせにより紫外光の透過率・反射率の制御および,偏向特性を明らかにする。平成15年度は,以下の3点を中心に研究を行った。(1)反応性イオンエッチングを用いた自然形成法によるナノ針状結晶の作製と光学特性の評価:反応性イオンエッチングにより自然形成されたGaN Nanotipsは、100nm以下の周期で表面に一様に分布していることが確認された。また,禁制帯幅に対応する360nmの紫外域から可視域までの広い波長範囲で、反射率が低減、透過率が向上する特性を有していた。さらに,GaN Nanotipsの高さ・密度制御を行い、光の反射防止・透過向上効果の更なる改善を目指した。エッチング条件を変化させることによりNanotipsの高さと密度をそれぞれ0.1-2.0μm、10^9-10^<11>cm^<-2>のように制御が可能になった。(2)電子ビームリソグラフィによる周期性を有するドット型及びストライプ型ナノアンテナ作製:FDTD法によるフォトニックバンドギャップの計算により、ナノアンテナの設計を行い、電子ビーム描画によるパターン作製と反応性イオンエッチングによるナノアンテナ作製を開始した。直径50-100nmのドット構造について,電子ビーム描画条件を確立した。(3)深紫外受光素子への応用:ナノアンテナによる反射防止・透過向上効果を応用するため,AlGaN系深紫外受光素子の真空紫外域での受光特性をUVSORを用いて調べた。窒化物半導体はワイドバンドギャップで、可視光及び紫外光に対して透明であるため、紫外線の発光や受光デバイス用材料として盛んに研究がなされているため,フォトニック構造との組み合わせにより紫外光の透過率・反射率の制御が非常に重要となっている。平成16年度は,微細化構造作製技術に焦点をしぼって以下の3点を中心に研究を行った。(1)Siのピラミッド構造の作製:Si(100)基板上にマスクとしてSiO2を堆積させ、5μm/5μmのドットパターンを作製した。Cl2ガスを用いてRIEを行い、Siを表面から2.4・m程度の深さまでエッチングした。

その後、フッ酸・硝酸・酢酸の混合酸を用いてピラミッド構造にウェットエッチングした。また、バッファードフッ酸(BHF)によるSiO2マスクのエッチング時間を長くすることで生じるアンダーカットを利用して、マスクをピラミッドの形にエッチングした。その後RIEを行い、Siのピラミッドを作製した。(2)AlNの三角ストライプ構造の作製:ファイア(0001)上にMOVPE法により成長させた厚さ1・mのAlN上にSiO2を堆積させ、<11-00>方向に2・m/2・mのストライプパターンを作製した。Siの場合と同様にウェットエッチングのアンダーカットにより、マスクを三角ストライプにエッチングした(図2)。その後、RIEによりAlNの三角ストライプ構造を作製し、これをMOVPE法によるAlGaN成長の下地として利用した。(3)SiO2 Nanotipsの作製:実験に用いたSiO2は、レンズ用の溶融石英板である。CF4とArプラズマによりRIEを行い、SiO2表面上にNanotipsを自然形成した。試料の下においたサファイアトレー(Al2O3)と反応ガスのCF4によりAlF系の化合物が生成され、これがSiO2表面に付着して微小マスクとして作用することを明らかにした。AIF系の化合物はエッチング後も付着したまま残り透過率を低下させるが、水で希釈したBHFでエッチングが可能でありSiO_2がNanotipsが形成できた。フォトニック結晶は、その内部に波長程度または波長以下のオーダの周期的な屈折率分布を設けた結晶であり,フォトニック結晶が持つ周期性により、光学定数(透過率、反射率、吸収係数などの)や偏波方向の制御の可能性がある。本研究では,ワイドバンドギャップで可視光及び紫外光に対して透明であるため、紫外線の発光や受光デバイス用材料として盛んに研究がなされている窒化物半導体で,フォトニック構造との組み合わせにより紫外光の透過率・反射率の制御および,偏向特性を明らかにする。平成17年度は,周期構造による可視光及び紫外光の制御に関する知見を得るために,回折格子を用いて可視の発光ダイオードの光を面状に広げる方法について検討した。電子線リソグラフィ技術を用いてポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム上に描画した周期2.00.8μmのライン&スペースパターンを適切な描画条件を設定することで設計どおりの回折格子構造を作製することができることを確認した。得られた回折格子にHe-Neレーザ(波長632nm)の光を入射したところ、回折パターンを確認できた。さらに発光波長が515nmである緑色LEDから回折格子を通して20mm離れた拡散板に光を照射したときの拡散板表面での発光強度分布を調べたところ、1次回折光に対応する光拡散が観察された。0次光による拡散と1次光による拡散を合わせると、回折格子が無い場合に比べ、光が広がることが明らかになった。以上の結果から、発光ダイオードの表面に周期構造を作製することで、可視光の伝播を制御できることが明らかになった。この知見を基にすることで、窒化物半導体を用いた発光ダイオードや紫外線受光素子の素子表面にナノフォトニック結晶を作製すれば、紫外光の伝播を制御できる高性能な光デバイスが実現できるものと考えられる。
24時間生活サイクルを考慮した交通需要管理施策の評価に関する研究

近年,都市の交通需要を適切に管理する目的のもとに,各地でさまざまな社会実験が試みられている.その結果について,ある場合は相応の効果が認められたと報告されているが,別の場合必ずしも有効ではないと見られるものがある.これは,社会実験が短い試行期間に限られているという事情のほか,通勤者のおかれた社会的な条件や生活上の必要性を的確に考慮していないためである可能性がある。研究者らは,これまで交通行動が24時間の生活サイクルのもとで行われることに着目し,その効果を表現するモデル化の方法を検討してきた.本研究は,主としてパークアンドライド,ライドアンドライドを念頭に,24時間生活サイクルのもとで行われる時間領域の行動モデルと,それに基づく経路・モードの選択行動モデルを作成し,交通需要管理施策の評価に適用しようとしたものである.本研究によって明らかとなったのは、以下のような点である.1)通勤者の時間領域の行動(出・退勤時刻の決定)は,出勤時の遅刻確率を測度とする非効用を用いて記述することができる.出勤と退勤における非効用の相対的な重みは5:1の程度である.2)通勤交通のモード選択には,出・退勤の時間領域で定義される非効用とともに,交通手段に応じた消費時間の「質」を考慮する必要がある.3)P&Rなどの管理施策には,通勤者の日々の支出である駐車料金を的確に制御することが重要である.近年,都市の交通需要を適切に管理する目的のもとに,各地でさまざまな社会実験が試みられている.その結果について,ある場合は相応の効果が認められたと報告されているが,別の場合必ずしも有効ではないと見られるものがある.これは,社会実験が短い試行期間に限られているという事情のほか,通勤者のおかれた社会的な条件や生活上の必要性を的確に考慮していないためである可能性がある。研究者らは,これまで交通行動が24時間の生活サイクルのもとで行われることに着目し,その効果を表現するモデル化の方法を検討してきた.本研究は,主としてパークアンドライド,ライドアンドライドを念頭に,24時間生活サイクルのもとで行われる時間領域の行動モデルと,それに基づく経路・モードの選択行動モデルを作成し,交通需要管理施策の評価に適用しようとしたものである.本研究によって明らかとなったのは、以下のような点である.1)通勤者の時間領域の行動(出・退勤時刻の決定)は,出勤時の遅刻確率を測度とする非効用を用いて記述することができる.出勤と退勤における非効用の相対的な重みは5:1の程度である.2)通勤交通のモード選択には,出・退勤の時間領域で定義される非効用とともに,交通手段に応じた消費時間の「質」を考慮する必要がある.3)P&Rなどの管理施策には,通勤者の日々の支出である駐車料金を的確に制御することが重要である.都市の交通混雑のピークを緩和するための理論的研究、交通需要管理に関する社会的実験の成果に関する文献調査、それらに関する学会発表・討議を通じて、研究の具体的な方針を策定、交通行動モデルの構成に関する理論的検討を実施した。出・退勤を全体として考慮した通勤交通における行動モデルを作成して、各種の交通需要管理施策に対する通勤者の応答を予測し、これら施策の効果を評価しようという研究目的に沿って、まず、1)出・退勤の時間領域における通勤者の行動モデルの作成から着手し、これを交通機関選択行動の予測モデルに拡張する、2)通勤者の行動に影響する要因を少数に絞った基礎的モデルを作成し、ついでこれを他の要因の効果を考慮できるものに順次拡張する、という基本的な方針を決定した。この方針に基づいてモデルの骨格を決定し、学会において公表、討議のうえ、大規模な実事業所(将来、交通需要管理の施策の効果を実証する見地から、この施策を推進している北九州市役所を選定した。)の就業者全員を対象として、自宅の出発・帰宅時刻、出・退勤時刻、利用交通モード・経路、交通費用、業務の種類、などに関する詳細な調査を実施した。実施日は平成13年10月17日、調査票配布数1665、有効回答604であった。この調査結果のうち公共交通機関を利用する通勤者のデータを用いて基礎的モデルを数量的に表現することに成功し、今後これを学会発表する予定である。引き続き、自動車通勤者について主要経路の交通渋滞に関する補足調査の実施方策、機関選択モデルの構成方法に関する理論的検討を進めている。昨年度、出・退勤の時間領域における通勤者行動モデルを作成した。これは、通勤者の行動に影響する要因を少数に絞った基礎的モデルで、最初に公共交通機関利用者に適用し、次いで交通機関選択モデルに拡張するとともに、自動車利用通勤者の時間領域の行動モデルを作成するのが本年度の予定であった。すでに、大規模な実事業所(将来、交通需要管理の施策の効果を実証する見地から、この施策を推進している北九州市役所を選定した。)の就業者全員を対象とする自宅の出発・帰宅時刻、出・退勤時刻、利用交通モード・経路、交通費用、業務の種類、などに関する詳細な調査を実施のうえ、鉄道・モノレール利用者の時間領域の行動を記述するモデルを作成している。このモデルと共通の基礎的構造を持つ一方、バス固有の条件を追加的に考慮するように修正したバス利用者の時間領域行動モデル、ついでこれを拡張した公共交通機関選択モデルを作成した。また、自家用車利用者については、遅刻確率・交通渋滞を考慮して時間領域の行動を決定するモデルを作成した.

これらのモデルに代入するバスや自家用車の交通サービスに関する入力情報を得るため、平成14年10月17日の終日、北九州市の道路網のうち都市高速道路を含む主要な区間14地点においてナンバープレート対照法を用いた交通流調査をおこない、自家用車および路線バスの交通速度の5分ごと(午前)あるいは15分ごと(午後)の平均値と分散を計測した。今後これを学会発表するとともに、自動車と公共交通機関の選択行動を予測するモデルの開発、各種交通需要管理の評価を進める予定である。昨年度までに、出・退勤を含む全時間領域域における公共交通機関利用通勤者の行動モデルを作成し、次いで交通機関選択行動のモデルに拡張、さらに自動車利用通勤者の行動モデルを作成するとともに、ある大規模な事業所(将来、交通需要管理の施策の効果を実証する見地から、この施策を推進している北九州市役所を選定している。)の就業者全員を対象とする交通行動に関する詳細な調査に合わせて、このモデルに代入するバスや自家用車の交通サービスに関する入力情報を得るための交通流調査をおこなって、自家用車および路線バスの交通速度の5分ごと(午前)あるいは15分ごと(午後)の平均値と分散を計測している。これらの調査結果を適用して、自動車通勤者の行動を分析し、その善事か領域の行動予測と自動車・公共交通機関の選択行動モデルの開発を行った。この間に得られた知見は、次のようなものであった。1)通勤者の交通機関選択行動に与える出勤と退勤の相対的な比重は、5:1の程度であると推定される。2)自動車通勤者の出勤時刻決定は、(1)勤務先での遅刻確率を小さくすることと出発時刻を遅くする欲求の間で決まる時刻、(2)交通渋滞を避ける欲求で決まる時刻、のうち、早い時刻が選ばれるとみなせる。3)公共交通機関と自動車との間の利用手段選択行勤では、通勤所要時間のうち、徒歩時間、待ち時間、乗車時間などの区別に応じた時間の質を考慮する必要がある。4)交通需要管理の重要な施策であると位置づけられるパーク・アンド・ライドでは、それを選ぶ通勤者の性格が単交通手段利用者とは有意に異なる、すなわち全通勤者の一部である。5)パーク・アンド・ライドを多くの通勤者が利用するためには、自動車通勤とのコスト差4500円必要である。今後は、パーク・アンド・ライドを選んだ通勤者の性質と通勤者全体の性質の相違を交通サービスや勤務実態との関係で分析すること、サイド・アンド・ライドなどの他の施策の効果を考慮することなどが必要である。
新生児期肺における脂質代謝機構の解析

新生児期の肺における脂質代謝機構の解析は、新生児期に特有の肺機能の理解に重要である。特に肺サーファクタントや気管支粘液などでは脂質が重要な構成成分であるため、これらの脂質生成に関係する因子は特に需要であると考えられる。今回細胞内脂質輸送を促進するlipid-binding/transfer proteinファミリーに属するSuper natant factor (SPF)の新生児期での発現の変化を検討した。(周産期肺におけるSPFタンパクの発現変化)妊娠17日、19日、21日および生後1日、4日、7日、14日の胎児・新生児ラットを用いた。肺を摘出後、ホモジェナイゼーションを行い、遠心にて不可溶成分を取り除き、可溶成分をタンパク定量後SDS-PAGE(12%)を行った。ニトロセルロース膜にトランスファー後、抗SPF抗体にてimmunoblottingを行った。結果、胎児では肺でのSPF発現は比較的少量で、生後徐々に増加していた。生後約2週間にてadultレベルに達していた。(周産期肺におけるSPF特異的RNAの発現変化)上記と同じタイムポイントにてSPF-mRNAの発現の変化も検討した。SPF-mRNAはタンパクの発現パターンと同様に生後より徐々に発現量が増加していた。SPFはいくつかの同族体の存在が知られている。今回比較的肺での発現量が多いSPF2を検討した。SPF2は現在まで、明らかなリガンドが明らかにはなっていないが、細気管支上皮に多く発現しており、粘液産生における役割が示唆されている。今回の検討より、生直前直後において大きな発現の変化は見られず、胎内から胎外への適応化には大きな役割を果たす可能性は認められなかった。しかし、気管支粘液は生直後よりも、加齢に伴ってその役割が増すものと考えられ、粘液産生機構への関与が支持された。今後、発現の調節機構についての検討を行い、生体内での機能解析を行っていく必要があると思われる。(緒言)ビタミンEは脂溶性の抗酸化物質であるが生体内含量も多く、生体内において重要な役割を果たしていると考えられる。肺においても肺サーファクタントには一定量のビタミンEが含まれており、肺における前線での抗酸化機構に寄与している。ビタミンEは肝臓中にあるビタミンE輸送タンパク質(TTP)により生体内での含量が調節されていると考えられているが、近年脳や肺にも微量ながらも存在することが明らかになった。今回このTTPノックアウトマウスを使って肺の抗酸化機構におけるビタミンEの機能の解析を行った。(方法)911週令のwild-type(WT)およびα-TTP^<-/->マウス(KO)に高濃度酸素(FiO2>95%)の負荷を行った。両群とも酸素負荷3日までは普通コルク食にて負荷72時間前よりWTには普通食;α-tocopherol(α-toc)36mg/kg,20%ビタミン除去カゼイン/25%ブドウ糖/25%ショ糖/5%コーンスターチ、KOには同飼料からα-tocを除去したビタミンE食にてそれぞれ飼育した。TTPのタンパク、遺伝子発現はwesternおよびnorthern blot法にて、過酸化脂質定量はTBARS法およびLPO assay法にて行った。酸化ストレスの程度を免疫組織学的にも検討した。(結果および考察)高酸素負荷3日前より、ビタミンE欠乏食にて飼育したKO群では、負荷後32時間より死亡し始め、72時間での生存率はコントロールに比して統計学的に有意に低かった。同じKO群でもVEを摂取させた群では有意差を認めなかった。これは食餌に含まれるVEが腸管から吸収され全身を循環する際に、一定量のVEが末梢組織に移行するためと考えられた。KO群では肺の組織中のTBA値が酸素負荷72時間にてコントロールに比し有意に上昇しており、肺におけるビタミンEの効果は主に酸化ストレスに対するものと思われた。

今回の検討より、生直前直後において大きな発現の変化は見られず、胎内から胎外への適応化には大きな役割を果たす可能性は認められなかった。しかし、気管支粘液は生直後よりも、加齢に伴ってその役割が増すものと考えられ、粘液産生機構への関与が支持された。今後、発現の調節機構についての検討を行い、生体内での機能解析を行っていく必要があると思われる。
TREX2複合体機能不全の誘導は抗がん剤感受性亢進の標的になるのか

出芽酵母TREX2複合体は、mRNA核外輸送において中心的役割を果たし転写に共役したDNA傷害に関与する。哺乳動物で同様な機構が働いているのかは不明である。申請者らは、ヒト乳癌細胞株においてTREX2複合体構成分子の一つDSS1をノックダウンすることでDNA傷害が誘導され、化学療法との組み合わせでその感受性が亢進することを明らかにした。本研究では乳癌細胞株によるin vitro解析と乳癌コホート解析により複合的にアプローチした。DSS1はBRCA2安定化因子として同定され、DSS1の発現を低下させるとBRCA2の発現も激減する。DSS1発現低下がBRCA2発現低下を誘導し化学療法感受性を亢進させる可能性も考えられる。この可能性を検証するために、siDSS1処理とsiBRCA2処理を種々の乳癌細胞株で行い化学療法感受性の亢進が見られるか比較したが、BRCA2は抗癌剤の感受性に関与しないことが分かった。次に、TREX2複合体構成分子の機能不全による化学療法感受性を検討した。DSS1はTREX2複合体を構成する分子のPCID2と結合している。siDSS1処理細胞もsiPCID2処理細胞もコメットアッセイによりDNA傷害が誘導されていることから、TREX2複合体構成分子の機能不全は化学療法感受性を亢進させる可能性がある。MCF7細胞を用いてPCID2ノックダウン細胞と高発現細胞株の作製を行い、PCID2も薬剤感受性に影響を与えることを検討したところDSS1と同様に化学療法への感受性に影響を与えることが明らかになった。また、名古屋市立大学の乳癌患者コホートを用いて、PCID2高発現群と低発現群における予後の比較を検討した。PCID2もDSS1と同様に高発現している群が予後が悪い傾向にあった。以上よりTREX2複合体が化学療法の感受性に関与していることを明らかにした。DSS1はBRCA2安定化因子として同定されている。DSS1が相同組換えに重要であるという既報の結果を考え合わせ、DSS1発現低下がBRCA2発現低下を介して化学療法感受性を亢進させる可能性が考えられた。そこでsiDSS1処理とsiBRCA2処理を種々の乳癌細胞株で行い、ドキソルビシン、パクリタキセル、シスプラチンなどを用いて化学療法感受性の亢進を比較検討した。siDSS1処理細胞株では薬剤感受性が亢進したが、siBRCA2処理細胞株においては薬剤感受性に変化を認めず、DSS1発現低下による薬剤感受性亢進はBRCA2非依存的なメカニズムによることが考えられた。DSS1は26Sプロテアソーム構成分子としても同定されている。そこでプロテアソーム阻害剤として汎用されるMG132で処理した乳癌細胞において、抗がん剤の効果に影響がみられるかを検討した。プロテアソーム阻害剤は薬剤感受性には大きな影響を与えず、DSS1発現低下による薬剤感受性亢進はプロテアソームの機能とは相関しないと考えられた。さらにDSS1はTREX2複合体構成分子であるため、他のTREX2複合体構成分子の機能不全が同様に化学療法感受性を亢進させるのかを検証した。TREX2の構成分子であるPCID2ノックダウン乳癌細胞株ではDSS1ノックダウン同様化学療法感受性の亢進を認めた。この結果はTREX2複合体の機能不全によるRループ形成が薬剤感受性に関わることを示唆した。名古屋市立大学乳腺外科の乳癌患者コホートを用いた、PCID2の発現解析でもPCID2高発現群は低発現群とくらべて予後不良の傾向をみとめ、TREX2複合体が薬剤感受性に影響を与える可能性を支持した。DSS1発現低下がBRCA2発現低下を誘導し化学療法感受性を亢進させる可能性の検証は概ね順調に進み、様々な角度から検討した結果このメカニズムはBRCA2非依存性であることが判明した。本年は薬剤感受性の評価として主としてFACSによる死細胞の検出を用いたが、他のアッセイによる確認も必要であり、薬剤感受性を解析する時に汎用されるclonogenic survival assayの予備実験を行っており、近日中に解析を開始する予定である。最近DSS1がユビキチン受容体であるという結果が報告されたため、ユビキチン結合能を失ったDSS1変異体をレトロウイルスベクターにより安定発現株を樹立した。しかし、これらの樹立した細胞株は抗がん剤に対する感受性自体を喪失してしまい、安定発現株を樹立する際に用いたPuromycinによる薬剤選択が薬剤抵抗性を誘導した可能性が考えられた。そこでこの解析に関しては方針変更を余儀なくされ、プロテアソーム阻害剤を用いてDSS1の薬剤感受性への影響を検出した。その結果プロテアソーム阻害剤の有無で薬剤感受性に変化はみられず、DSS1発限低下による薬剤感受性にはプロテアソ=ムの機能自体は関係ないことが示唆された。DSS1はTREX2複合体を構成する一員であるので、PCID2のノックダウン細胞や過剰発現細胞を用いて化学療法感受性の亢進を検討した。その結果、DSS1同様にPCID2の発現により薬剤感受性に影響がみられた。TREX2複合体機能不全は転写共役型DNA傷害を誘導するため、このことが薬剤感受性亢進に影響を与えている可能性がある。現在までの解析で、DSS1発現低下における薬剤感受性亢進のメカニズムはTREX2複合体の機能不全によることが強く示唆された。

DSS1が相同組換えに重要であるという既報の結果を考え合わせ、DSS1発現低下がBRCA2発現低下を介して化学療法感受性を亢進させる可能性が考えられた。そこでsiDSS1処理とsiBRCA2処理を種々の乳癌細胞株で行い、ドキソルビシン、パクリタキセル、シスプラチンなどを用いて化学療法感受性の亢進を比較検討した。siDSS1処理細胞株では薬剤感受性が亢進したが、siBRCA2処理細胞株においては薬剤感受性に変化を認めず、DSS1発現低下による薬剤感受性亢進はBRCA2非依存的なメカニズムによることが考えられた。DSS1は26Sプロテアソーム構成分子としても同定されている。そこでプロテアソーム阻害剤として汎用されるMG132で処理した乳癌細胞において、抗がん剤の効果に影響がみられるかを検討した。プロテアソーム阻害剤は薬剤感受性には大きな影響を与えず、DSS1発現低下による薬剤感受性亢進はプロテアソームの機能とは相関しないと考えられた。さらにDSS1はTREX2複合体構成分子であるため、他のTREX2複合体構成分子の機能不全が同様に化学療法感受性を亢進させるのかを検証した。TREX2の構成分子であるPCID2ノックダウン乳癌細胞株ではDSS1ノックダウン同様化学療法感受性の亢進を認めた。この結果はTREX2複合体の機能不全によるRループ形成が薬剤感受性に関わることを示唆した。名古屋市立大学乳腺外科の乳癌患者コホートを用いた、PCID2の発現解析でもPCID2高発現群は低発現群とくらべて予後不良の傾向をみとめ、TREX2複合体が薬剤感受性に影響を与える可能性を支持した。DSS1発現低下がBRCA2発現低下を誘導し化学療法感受性を亢進させる可能性の検証は概ね順調に進み、様々な角度から検討した結果このメカニズムはBRCA2非依存性であることが判明した。本年は薬剤感受性の評価として主としてFACSによる死細胞の検出を用いたが、他のアッセイによる確認も必要であり、薬剤感受性を解析する時に汎用されるclonogenic survival assayの予備実験も終了し、FACSと同様の結果が得れれた。最近DSS1がユビキチン受容体であるという結果が報告されたため、ユビキチン結合能を失ったDSS1変異体をレトロウイルスベクターにより安定発現株を樹立した。しかし、これらの樹立した細胞株は抗がん剤に対する感受性自体を喪失してしまい、安定発現株を樹立する際に用いたPuromycinによる薬剤選択が薬剤抵抗性を誘導した可能性が考えられた。そこでこの解析に関しては方針変更を余儀なくされ、プロテアソーム阻害剤を用いてDSS1の薬剤感受性への影響を検出した。その結果プロテアソーム阻害剤の有無で薬剤感受性に変化はみられず、DSS1発限低下による薬剤感受性にはプロテアソ=ムの機能自体は関係ないことが示唆された。DSS1はTREX2複合体を構成する一員であるので、PCID2のノックダウン細胞や過剰発現細胞を用いて化学療法感受性の亢進を検討した。その結果、DSS1同様にPCID2の発現により薬剤感受性に影響がみられた。TREX2複合体機能不全は転写共役型DNA傷害を誘導するため、このことが薬剤感受性亢進に影響を与えている可能性がある。
琉球列島における農耕社会形成過程の解明に向けた実証的研究-5〜7世紀を中心に

本研究の目的は、先史時代終末期の琉球列島の生活の実態を把握して、その後沖縄を中心に急激にすすむ変化への理解を深めようとするものである。具体的には、58世紀の琉球列島を対象に、(1)奄美地域と沖縄地域の差を明らかにすること、(2)遺跡の調査において考古学と自然科学の共同作業を実現し、生活復元の効果を高めること、(3)78世紀のヤコウガイ交易の仮説を検証すること、の3点である。以下に、これについておこなった研究の成果をのべる。1.琉球列島の砂丘に立地する3遺跡(伊江島のナガラ原東貝塚、奄美大島の安良川遺跡・マツノト遺跡)において発掘調査を実施し、紀元前2世紀から紀元10世紀にいたる生活の跡を検出した。2.3遺跡で採取した土壌をもとに、文化層における植物遺体、動物遺体、貝類遺体の分析を行い、68世紀におけるに奄美と沖縄の生業の差を明らかにした。差異は自然環境に原因するものと文化の違いに原因するものが区別された。3.2遺跡において根成孔隙の調査を行ない、いずれにもその存在を認めることができた。4.奄美大島における2遺跡の自然環境を、地理学と堆積学から調査した。遺跡の形成をサンゴ礁の形成過程ならびに砂丘の形成過程と関連させて説明することができた。5.奄美大島と沖縄本島の58世紀における土器編年をまとめた。6.78世紀、ヤコウガイが大量に意図的に集められていることを、奄美大島における3遺跡について、具体的に検証することができた。ヤコウガイを交易していたとする考えの可能性が高まった。7.堆積学調査と考古学の調査を組みあわせることで、これまで無遺物層としてよく把握できなかった白砂層にも文化層の存在することを論理的に説明できるようになった。1.沖縄県伊江島ナガラ原東貝塚で第5次発掘調査を実施期間:2002年8月2日から16日調査結果:包含層である貝層を彫り上げ、一部でその下の文化面を検出した。脊椎動物遺体、植物遺体、貝類遺体についてコラムサンプリング調査、土壌の化学的性質にかんする調査を実施する。2.研究会の開催(2回)期日:2002年8月1214日、2003年3月1517日参加者:共同研究者5名、研究協力者3名議題:前回の共同研究報告書の批評、新たな共同研究実施の方針、調査方法の問題点を出し合う(8月)。夏の調査成果、土器編年の試案、農耕社会形成過程研究の視点等について各自研究成果を発表(3月)。3.ナガラ原東貝塚包含層出土炭化籾のC14年代測定と結果の検討測定:出土位置の確かな、保存状態のよい3例についてAMS測定を実施し、そのすべてにおいて現代イネ(1990年代)であることが判明した(9月)。炭化籾は土器型式から6世紀前後であると予測された資料である検討:原因を共同研究間で検討し、徳永光一氏の指導を受けて原因を究明し、初歩的結論に達する。4.成果の公表(報告書以外)期日:2003年3月1日場所:沖縄県立埋蔵文化財センター普及講座臨時企画フォーラム発表:基調報告「ナガラ原東貝塚発掘調査の成果と課題」(木下尚子)1.安良川遺跡調査の実施2003年4月26日から5月4日まで、鹿児島県大島郡笠利町用(奄美大島)所在の安良川(アラゴー)遺跡において、調査を実施した。発掘調査は笠利町教育委員会が主体で行ない、これに合わせて、植物、貝類、脊椎動物遺体のコラムサンプリングを実施した。

また考古学的な補充調査を、科学研究費で実施した。2.研究会の開催2003年5月3日、笠利町立歴史民俗資料館において研究会を開催した。発掘調査成果の整理・報告方法、研究内容、本年度の研究計画、共同研究の今後の方針について検討した。参加者:黒住耐二、高宮広土、樋泉岳二、中山清美(笠利町教育委員会)、岸本義彦(沖縄県教育委員会)、新里亮人(熊本大学)、木下尚子3.ナガラ原東貝塚における根成孔隙調査の実施2003年11月22日から11月25日まで、根成孔隙の有無を確認する作業を実施した。参加者:徳永光一(もと岩手大学)、佐々木長市(弘前大学農学生命科学部)、佐藤幸一(北里大学獣医畜産学部)、木下尚子4.『先史琉球の生業と交易(改訂版)』の刊行昨年刊行した報告書の報告内容について、イネの所属年代を改変する必要が生じたので、その年代測定報告を補充し、英語、中国語、韓国語訳を加えた改訂版を作成した。1.マツノト遺跡発掘調査の実施2004年10月25日から10月31日まで、鹿児島県大島郡笠利町(奄美大島)所在のマツノト遺跡において、発掘調査を実施した。発掘調査は笠利町教育委員会が主催するものに参加し、別に科学研究費調査として、植物、貝類、脊椎動物依存体のコラムサンプリングを実施した。このほか、本年の新たな試みとして、根成孔隙の調査、砂丘における包含層形成の調査を実施した。2.研究会の開催2004年10月29日、30日に笠利町歴史民俗資料館において研究会を開催した。テーマは以下のとおり。【】内は発表者名。参加者12名。1)安良川遺跡の分析結果(昨年度調査)と従前(ナガラ原東貝塚調査)の分析結果の比較。【黒住耐二、樋泉岳二】2)琉球列島の57世紀の土器編年【岸本義彦、中村愿、新里亮人、木下尚子】3)砂丘における根成孔隙【佐々木長市、佐藤幸一】4)今回の調査所見【松田順一郎】5)報告書作成にむけての意見交換3.マツノト遺跡補充調査西野望がマツノト遺跡のヤコウガイ整理作業を(3月4日7日)、高宮広土がマツノト遺跡土壌サンプルのフローテーション調査(3月14日18日)をそれぞれ実施した。1.マツノト遺跡の遺物整理2005年4月29日から5月3日、昨年秋に発掘調査したマツノト遺跡(鹿児島県大島郡笠利町)出土の遺物整理作業をおこなった。重点は土器とヤコウガイにおき、2班にわけて作業を進めた。ヤコウガイについては1991年の未整理の資料も整理対象とし、合計1200余個体について大きさなどのデータをとった。2.研究会の開催2005年11月3日、熊本大学文学部において研究会を開催した。これまでの調査結果について討論し、成果を総括して、報告書作成にむけて具体的な相談を行なった。出席者は、河名俊男、岸本義彦、甲元真之、黒住耐二、佐藤幸一、新里亮人、樋泉岳二、中村愿、中山清美、松田順一郎、小畑弘己、中村友昭、木下尚子。砂丘の形成、土壌の堆積、土器編年、ヤコウガイ交易について新たな展開があった。3.奄美大島遺跡出土ヤコウガイのデータ化作業2005年11月28日から12月5日、熊本大学と笠利町教育委員会保管の奄美大島出土のヤコウガイデータをとった。4.報告書作成4年間の調査・研究成果をまとめる報告書の作成を行なう。執筆者13名、A4版230頁の予定。
気道粘膜の遅発性細胞障害発現機序に関する分子生物学的研究

下記の問題点を検討中である。(1)目的の遺伝子が増幅されないのはprimerに問題がある可能性がある。(2)これまでの組織にiNOSやCOX2が発現量されていない又は発現量が少ない可能性がある。そのため組織から細胞系に変更し、PMA等でiNOSやCOX2を十分に発現させた後、PCRの条件を検討すべきである。(この際、Primerに問題があるかどうかを判定する)。これに関連して、固有鼻腔粘膜より副鼻腔の粘膜がNOの産生量が多い。下鼻甲介粘膜の検討(最近の免疫蛍光染色による報告)では、アレルギー性鼻炎患者の鼻粘膜は、無刺激状態でiNOS発現量が多いが、INF-γ、TNF-αの刺激によっても増量しない。正常人の粘膜ではこれらサイトカインの刺激によってiNOS発現が増強したなどの報告があるが、RT-PCRを用いた論文はまだない。現在までの結果:cytomixで刺激した培養鼻粘膜上皮細胞(10^6cells/mL)にXO mRNAの発現およびCOX-2 mRNAの発現を認めた。cytomixは鼻粘膜上皮細胞中にcontrol(PBS)と比較して25倍のiNOS proteinを増加させた。10^<-8>MLTD_4は鼻粘膜上皮細胞中にcontrolと比較して4倍6倍のiNOS proteinを増加させた。10^<-8>MPAFは鼻粘膜上皮細胞中にiNOS proteinをcontrolと比較して1.4倍に増加させた。培養液中にNOの増加を認めたが、培養鼻粘膜上皮細胞中にiNOS mRNAを検出出来ていない。したがって、primerを再度検討中である。最近、XOがNO産生に関与することが明らかにされた。従って、LTD_4やPAFがこの酵素を介してNO産生に関与している可能性が推察される。
痒みを特異的に伝達する脳－脊髄神経ネットワークの同定（国際共同研究強化）

脊髄から脳への痒み伝達メカニズムの解明のため、今年度は痒みに高感受性を示すモデル動物を作出し、脊髄ガストリン放出ペプチド(GRP)神経系に機能変化がみられるか解析を実施した。まず、コントロール群に比べ、痒み高感受性ラットでは、末梢の起痒物質投与により有意な掻破行動の上昇を示した。また本ラットにおいて、脊髄後角に発現するGRP受容体発現細胞数の増加がみられた。さらに、in vivo細胞外記録では、痒み高感受性ラットにおいて、末梢の起痒物質投与に対し、脊髄後角のGRP応答ニューロンの発火がコントロール群と比べ長期持続することが明らかとなった。ここから、痒み高感受性ラットでは、神経細胞の活動と個体の行動で、痒みに対する応答性の上昇が一致していることが示唆され、GRP神経系の機能変化が確認された。次に、脳から脊髄に対する痒み伝達調節機構を明らかにするために、脊髄への投射が報告されている脳幹吻側延髄腹側部に着目し、この領域が痒み伝達に関わるか調べた。ターゲットペプチドを本領域に脳内投与すると、コントロールと比べ、末梢の起痒物質投与に対する掻破行動の減少が示された。また、ターゲットペプチド受容体発現ニューロンを化学遺伝学法により活性化させると、末梢の起痒物質投与に対する掻破行動の減少が示された。以上から、痒み感受性の変化が脊髄におけるGRP神経系の痒み伝達様式の変化に関与すること、また、脳からの脊髄への痒み調節機構が存在することが明らかとなった。内定年度:2015脊髄から脳への痒み特異的神経ネットワークを同定し、「痒み」と「痛み」の神経回路の共通点/相違点を明らかするために、H28年度は痒み伝達分子をターゲットとした遺伝子改変動物を用いた解析を行った。研究室で作出されたガストリン放出ペプチド(GRP)受容体遺伝子改変ラットはその蛍光シグナルを指標に、GRP受容体ニューロンの局在を解析できるが、GRP受容体発現が報告されている脳・脊髄の各領域において、蛍光シグナルを確認した。ジフテリア毒素を局所投与することによりGRP受容体発現ニューロンを時・空間特異的に破壊することができるため、今年度は、ジフテリア毒素投与の条件検討を実施し、毒素投与によるターゲット領域における蛍光シグナルの消失の確認を実施中である。また、三次元電子顕微鏡を用いて、痒みの伝達路である脊髄後角の神経ネットワーク解析を行い、痒みを伝達するシナプス構造の解析を実施した。痒み伝達分子をターゲットとした遺伝子改変動物を用いた組織学解析と毒素投与実験を開始することができ、今後、脊髄から脳への痒み特異的神経ネットワークを明らかにする上で、解析の基盤ができた。今年度は、昨年度に引き続き、ガストリン放出ペプチド(GRP)受容体遺伝子改変ラットを用い、標的細胞ノックアウト(toxin receptor-mediated cell knockout)法を用い、毒素投与によるGRP受容体発現ニューロン選択的破壊の条件検討を実施した。脊髄くも膜下腔にジフテリア毒素またはコントロールとして生理食塩水を投与し、投与濃度の検討を行い、脊髄後角におけるGRP受容体発現細胞数の計測を行い、破壊の評価を行った。その結果、ジフテリア毒素投与によるGRP受容体発現細胞の減少傾向がみられた。しかし、当初の予想よりも消失割合が少なかったため、平行して、GRP受容体阻害剤投与を用いた解析を実施した。末梢の皮膚に各種起痒物質を投与した後、脊髄くも膜下腔にGRP受容体阻害剤投与またはコントロールとして生理食塩水を投与し、痒みの指標となる掻破行動解析を実施した。その結果、いくつかの起痒物質投与において、GRP受容体阻害剤の濃度依存的な掻破行動の減少が示され、脊髄から脳への痒みの伝達へGRP受容体が関与していることが行動薬理学的に示された。また、この遺伝子改変ラットを用い、末梢の皮膚に各種起痒物質を投与し、掻破行動中に活性化する脳、脊髄領域を調べるために、c-Fos発現解析を行った。その結果、起痒物質投与ではコントロールに比べ、起痒物質投与部位のデルマト-ム支配を行う脊髄領域において、c-Fos発現細胞の有意な増加とGRP受容体発現細胞におけるc-Fosの発現増加がみられ、痒み伝達時にGRP受容体が活性化していることが示され、行動薬理学解析と一致する結果がえられた。また、健常時と慢性掻痒時における脳-脊髄における痒み伝達機構の変化を調べるために、ラットの慢性掻痒病態モデルの作製を実施した。留学先のカリフォルニア大学デービス校において、光遺伝学による痒み伝達制御の解析手法を学んだ。当初の予定よりも、標的細胞ノックアウト法の条件検討に時間を費やした。また、これまで報告されている慢性掻痒病態モデル(アトピー性皮膚炎モデル、ドライスキンモデル等)の多くはマウスを用いた解析が行われてきたため、マウスでの発症モデルを参考にラットにおける病態モデルの作製に取り組んだが、体重、皮膚の厚み、免疫応答の差等により、ラットでの発症が難しく、慢性掻痒病態モデルの作製に時間を費やした。

ここから、痒み高感受性ラットでは、神経細胞の活動と個体の行動で、痒みに対する応答性の上昇が一致していることが示唆され、GRP神経系の機能変化が確認された。次に、脳から脊髄に対する痒み伝達調節機構を明らかにするために、脊髄への投射が報告されている脳幹吻側延髄腹側部に着目し、この領域が痒み伝達に関わるか調べた。ターゲットペプチドを本領域に脳内投与すると、コントロールと比べ、末梢の起痒物質投与に対する掻破行動の減少が示された。また、ターゲットペプチド受容体発現ニューロンを化学遺伝学法により活性化させると、末梢の起痒物質投与に対する掻破行動の減少が示された。以上から、痒み感受性の変化が脊髄におけるGRP神経系の痒み伝達様式の変化に関与すること、また、脳からの脊髄への痒み調節機構が存在することが明らかとなった。今後は、GRP受容体遺伝子改変ラットを用いた毒素投与条件を確立させ、ターゲット領域のニューロンを時・空間特異的に破壊し、痒みの指標となる掻破行動解析と痛みの指標となる逃避行動解析を実施し、脊髄から脳への痒み特異的神経ネットワークの同定を行う。また、三次元電子顕微鏡を用いた痒みを伝達するシナプス構造解析を継続し、痒み特異的なシナプス構造の特徴を明らかにする。次年度から、海外研究機関で研究を実施し、形態学・行動薬理学・電気生理学解析を融合させ、痒みの伝達機構を明らかにする。カリフォルニア大学デービス校において、痒み伝達に関わる遺伝子改変動物を用い、光遺伝学と行動薬理学による脳-脊髄における痒み伝達機構の解析を実施する。また、三次元電子顕微鏡による痒みを伝達するシナプス構造解析を継続し、痒みを伝達するシナプス構造の特徴を超微形態レベルで明らかにする。