hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インターネットによる観測情報の相互利用と教材化に関する研究

(1)地域の気象や環境データを定時的に一定期間収集することで教材化が見込まれる。また、このデータをインターネットを使って相互利用する事により更に発展的な学習利用が見込まれる。本年度は気象分野での教材開発を中心に行った。(2)ネット対応観測装置の試作では気温、湿度、気圧、日照の計測を10秒間隔で行い、インターネットを通じてリアルタイムで公開する機能と15分間隔で1週間分の観測データを保存する機能を実現した。(3)ネット対応観測装置の試験運用を開始した。試験運用ではインターネットのブラウザを使った気象データの利用が可能となった。1.平成13年度に実施したインターネットによる観測情報の相互利用と教材化に関する研究の流れ(本研究で開発するインターネット接続機構を持つ観測装置をここではネット対応観測装置と呼ぶ)(1)ネット対応観測装置に求められる仕様の検討ネット対応観測装置を利用した情報収集の可能性、問題点、授業展開、実現すべき機能等について検討した。検討にあたっては教材開発委員会(地方教育センター、小中高等学校の教職員から構成)の協力を得て実施した。(2)ネット対応観測装置の仕様検討とソフトウエア開発及び第二次試作第一次の試作(平成12年度実施)で製作した装置を国立教育政策研究所内に設置して実際に観測を行いながら評価し、これを基に第二次試作を行った。第二次試作に際して配慮した点は長期間の観測に耐えるための堅牢性、停電対策、及び計測部とインターネット接続部の一体化等である。また、仕様の変更に伴い基本ソフトウエアの変更及び新規開発を行った。(3)観測データフォーマットの検討観測データの公開用書式、装置設定用の書式等について検討した。(4)ネット対応観測装置を使った教材の開発小中高等学校の教材としてどのようなデータが使えるか、現行の指導書を参考に採取の可能性のあるデータを挙げた。また、環境情報(降雨の酸性度、Nox、Cox)や震度、放射線量など従来の指導要領に含まれないデータの教材化についても検討した。(5)研究成果の発表観測装置の機能や性能、観測データの公開用書式について海外での科学教育関係者に意見を聞いた。ネット対応観測装置開発における研究成果の発表を行った。2.本年度実施した研究により得られた知見(1)ネット対応観測装置に求められる仕様は小型、堅牢、容易な操作性、耐停電、メンテナンスフリーな観測などが挙った。反面、この仕様を満たすことで観測データの蓄積や多様な要求に対する機能は削減する必要がある。また、観測データの信頼性に関しても永年変化への対応が危倶される。(2)(1)から、ネット対応観測装置を統合的に管理する管理サーバーの必要性が明らかになった。管理サーバーは各地に置いたネット対応観測装置を間欠的にアクセスし、収集したデータを1週間、一ヶ月、一年単位で蓄積する機能を持たせる。また、ネット対応観測装置に対して時刻の設定、測定精度の確認と補正を行う機能を持たせる。
畜産系パイオマスを対象とした磁気力援用型嫌気消化プロセスの確立

合成培地で馴養させたメタン生成菌への磁気シーディング法に関する知見を基に、畜産糞尿を投入源とするメタン発酵における磁気力を利用した菌体固定化法について検討した。乳牛糞尿を固液分離および希釈した低SS濃度廃水を投入源とし、シーディング剤としてマグネタイトを添加した上で、菌体固定部材としてマグネットシートを配置したメタン発酵リアクタの運転を行った。マグネットシートの代わりにゴムシートを配置したリアクタと比較したところ、磁気力によるメタン生成菌等の固定化はパイオガスの生成速度の向上に寄与することを確認した、特に、酢酸資化性と考えられる小荷物状のメタン生成菌に対して磁気シーディングの効果が得られやすいことが判明した。メタン生成菌は基質によって菌体形状が大きく異なることを考慮すると、本手法のような磁気力によるメタン生成菌の固定化は、リアクタへの投入材料が大きな支配要因であることが示唆された。嫌気消化プロセスの主役を担うメタン生成菌は絶対嫌気性であることから増殖速度は遅く、反応速度の向上の大きな阻害要因となっている。解決策としてリアクタ内における菌体の高密度化が挙げられる。リアクタ内に高い菌体密度を保つために、大量の微生物担体を用いる方法は、リアクタのスタートアップ時に高度な技術を必要とし、現場で運転する大型リアクタには不向きである。本研究ではメタン生成菌をリアクタ内に磁気力によって保持することを目的として、マグネタイトを用いた磁性付与法の検討を行った。畜産糞尿を主たる投入源とするフルスケールのメタン発酵プラントから排出された消化液を種汚泥とし、酢酸を基質として数ヶ月間の馴養を行った。メタン生成菌および嫌気性汚泥へ磁性を付与するために、リアクタから採取したサンプルに対し強磁性物質であるマグネタイトを添加した。メタン生成菌への磁性付与を確認するために、位相差蛍光顕微鏡による観察を行った。嫌気性汚泥にマグネタイトが絡むことを確認した。蛍光観察を行ったところ、マグネタイトの黒色粒子が補酵素F420の働きによって自己蛍光する小荷物状のメタン生成菌に直接絡んでいることが判明した。磁気力による菌体保持の可能性を調べるため、ネオジム磁石を菌体周辺に近接させたところ、嫌気性汚泥およびメタン生成菌いずれも磁気力で移動した。実際のメタン発酵では、生ごみや畜産糞尿が投入され、より高い懸濁物質濃度になる。嫌気性汚泥にメタン生成菌が絡んでいる場合が多いことから、嫌気性汚泥を含んだ形での磁気力によるメタン生成菌の保持は可能であると判断できた。前年度に得られた、合成培地で馴養させたメタン生成菌への磁気シーディング法に関する知見を基に、畜産糞尿を投入源とするメタン発酵における磁気力を利用した菌体固定化法について検討した。マグネットシートの代わりにゴムシートを配置したリアクタと比較したところ、磁気力によるメタン生成菌等の固定化はバイオガスの生成速度の向上に寄与することを確認した。特に、酢酸資化性と考えられる小荷物状のメタン生成菌に対して磁気シーディングの効果が得られやすいことが判明した。
外国為替市場のオーダーブック解析と確率過程に基づくミクロモデルの構築

近年、社会科学系で「ビッグデータ」と呼ばれる高精度データが入手可能になった。そのため、これらを活用することで社会科学系を科学的に理解する気運が高まっている。特に、外国為替市場では「オーダーブックデータ」と呼ばれる高精度データが手に入るようになった。オーダーブックデータとは、外国為替市場における注文情報である。外国為替市場では、ディーラー達が売り・買いについての希望価格を提示し、それらがマッチした場合取引が成立する。ここでの、売り・買いについての希望価格と注文量との関係を分布として保存したデータがオーダーブックデータである。オーダーブックデータは価格が形成される以前の情報を含んでおり、ディーラー達の行動戦略を調べるのに有益だと期待される。そこで研究執行者は、オーダーブックデータの観点から外国為替市場を微視的にモデル化する研究を行った:(1)外国為替市場についての平均場近似オーダーブックデータを特徴付ける量として、平均注文分布に関する理論的性質を調べた。ここでいう平均注文分布とは、売値と買値についての注文量の分布に対して集団平均を取ったものを指すとする。まず、山田等の考案した確率的ディーラーモデル(K. Yamada et al., PRE2009)をベースに、多体系の確率的ディーラーモデルを導入する。更に、確率的ディーラーモデルに対して、分子運動論の計算手法(cf. BBGKY縮約)を用いて平均場方程式を導出する。最後に、平均注文分布の解析解を導出した。その解析解は多体ディーラー系の直接数値計算と整合的な性質を示した。(2)安定レヴィ過程の運動論的導出安定レヴィ過程の導出を運動論の観点から研究した。為替市場には異常輸送と呼ばれる現象が存在し、価格差の分布がべき分布になる。その基礎論として、運動論から導出可能なレヴィ過程を、長距離相互作用するアクティブ系の観点から研究した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
腫瘍親和性RI標識分子を用いたセンチネルリンパ節転移のin vivo診断法の開発

1)腫瘍親和性RIのリンパ系への移行について腫瘍親和性RIが血管外に漏出した症例を対象として、リンパ節への移行を検討した。^<99m>Tc-MDP, ^<18>F-FDGともに、腋窩リンパ節の描出率は1217%と低値にとどまった。腫瘍親和性RIのリンパ系への移行は単独では良好ではないため、コロイド製剤と混和あるいは結合が必要と考えられた。2)コロイド粒子のリンパ系移行の促進について乳癌症例を対象にスズコロイドの粒子径を変更させて検討した結果、小粒子化スズコロイドの導入によりSLNの描出率が改善し、粒子径の最小化はリンパ系移行の重要な因子と考えられた。3)SLNへのRI標識分子の停滞率腫瘍親和性核種^<67>Ga-ci.trate,^<201>TlClについてコロイド製剤,^<99m>Tc-tin colloid, ^<99m>Tc-phytateと混合させ、これらの核種のコロイドへの吸着をフィルター濾過法により検討したが、いずれの核種もコロイドへの吸着は不良であった。4)SLNに移行したRIの移行を高感度に画像化する技術について少量のRIの画像化にあたっては、投与部位からの散乱線を除去する技術の確立が必要と考えられた。Goris法により、68%の症例でSLNの数が増加した。ABS法では、80%の症例でコントラストの改善が認められた。1次線成分と散乱線成分の除算による方法では、全例でSLNと体輪郭の良好な描出が得られたが、微小転移の描出にはコントラスト不十分であった。5)小型ガンマカメラの導入微小転移の画像化には、検出器の感度の改善が必要であるため、半導体検出器を利用した小型ガンマカメラの応用を検討した。小型ガンマカメラは、シンチレータ利用の従来型ガンマカメラに比して、画像のコントラストが良好であった。しかし、半導体検出器においてもコリメータの装着が必須で、感度の有意な改善を認めなかった。1)RIのリンパ系への移行について動物を用いた実験先立ち、臨床症例においてRIが血管外に漏出した症例を対象として、RIのリンパ節への移行を検討した。^<99m>Tc MDP,^<99m>Tc-MIBI,^<18>F-FDGについて、上肢の所属リンパ節が存在する腋窩領域のリンパ節描出を検討した。しかし、腋窩リンパ節の描出率は、^<99m>Tc MDPで17%、^<18>F-FDGで12%と低値にとどまった。また、^<99m>Tc-MIBIに関しては、RIの血管壁への付着の影響で評価が困難であった。これらの結果から、腫瘍親和性RIのリンパ系への移行は単独では良好とはいえず、コロイド製剤と混和あるいは結合させての検討が必要と考えられた。2)RIのリンパ系移行の促進についてコロイド製剤の粒子径を変更することにより、移行が促進するか否かについて、乳癌症例を対象にスズコロイドの粒子径を変更させて検討した。

その結果、中心粒子径が400-1000nmの標準標識のスズコロイドでのセンチネルリンパ節描出が70%であったのに対して、200-400nmの小粒子化スズコロイドでは100%の描出率を得た。粒子径の最小化はリンパ系移行の重要な因子と考えられた。3)センチネルリンパ節に移行したRIの移行を高感度に画像化する技術について少量のRIの画像化にあたっては、投与部位からの散乱線を除去する技術の確立が必要と考えられた。このために、シンチグラム上でバックグランドのカウントを数学的に除去する方法を検討した。センチネルリンパ節が存在する局所のバックグランドを部分的に除するGoris法により、68%の症例において描出されるセンチネルリンパ節の数が増加した。1)センチネルリンパ節へのRI標識分子の停滞率前年度の結果をふまえ、RI標識分子の停滞率の改善に関して検討した。血管壁への親和性を有する^<99m>Tc-MIBIを除いた腫瘍親和性核種^<99m>Tc MDP,^<18>F-FDG,^<67>Ga-citrateについてコロイド製剤^<99m>Tc-tin colloid,^<99m>Tc-phytateと混合させ、これらの核種のコロイドへの吸着をクロマトグラフィにより検討した。何れの核種においてもコロイド製剤との混合によりピークの変化は有意ではなく、コロイドへの吸着は不良と考えられた。2)センチネルリンパ節へ移行したRI標識分子の画像化の工夫センチネルリンパ節へ停滞する腫瘍親和性分子の量が非常に少量であったことから、従来の画像処理では微小転移の画像化は困難と考えられる。バックグランドを除去する方法として、新たに尾川らが発表したABS法について検討した。食道癌症例20症例を対象とした検討で、80%の症例でセンチネルリンパ節のコントラストの改善が認められたが、同時に偽陽性所見も増加した(手術症例が少ないため偽陽性頻度の算出は困難であった)。体輪郭とセンチネルリンパ節との同時描出について、1次線成分と散乱線成分の除算による方法を検討した。全例でセンチネルリンパ節と体輪郭の良好な描出が得られたが、微小転移の描出にはコントラスト不十分であった。3)小型ガンマカメラの導入微小転移の画像化には、検出器の感度の改善が必要であるため、半導体検出器を利用した小型ガンマカメラの応用を検討した。小型ガンマカメラは、シンチレータ利用の従来型ガンマカメラに比して、画像のコントラストが良好であった。しかし、半導体検出器においてもコリメータの装着が必須で、感度の有意な改善を認めなかった。
心臓移植のdonorになり得る脳死患者における心機能の評価に関する研究

奈良県救命救急センターにおいて、心臓移植のdonorとなり得る脳死患者総数は昭和61年度では11例であった。これらのうち家族の了解の得られた2例につき以下の検査を行った。これらの2例は脳死判定4日後に心停止した。1.Swan-Ganzカテーテルを挿入した右心房圧,肺動脈圧,肺動脈楔入圧,心拍出量をモニターし、その他動脈圧,心電図をモニターした。脳死状態に陥った時点ではそれ以前の状態と比較して、収縮期血圧で4060mmHgの低下がみられるが、その他の指標はほとんど変化がない。血圧を上昇させるためにカテコラミンが使用されるが、その効果は一時的であり心係数は漸次低下し1日以内に再び血圧も低下する。カテコラミンの増量は同様の現象を操り返しやがて心停止に至る。2.先端にトランスデューサーのついたカテーテルを経動脈的に左心室内に挿入し、正確な圧記録を行いmax dp/dtを求め脳死前後における変化をみた。脳死後は軽度ながら収縮性の低下がみられしかもカテコラミン投与下であることを考慮すれば心収縮性は経時的に低下を示していく可能性がある。3.心機能に与える内部環境の影響をホルモンの動態より評価するため経時的にインスリン,グルカゴン,【T_3】,【T_4】,コルチゾール,アドレナリン,ノルアドレナリンを定量した。グルカゴンは脳死後時間とともに著明に増加したが、その他のホルモンでは一定の傾向が認められなかった。4.心エコー法を用いて血行動態的検索を行った。左室容積はTeichholz法により求めた。左室駆出率,fractional shorteningは脳死後も低下せず、カテコラミン投与による影響と考えられた。現状ではカテコラミンを使用し心機能指標が正常に維持されている可能性があり、donor heartの心虚血時間の耐久性をみる意味からも、今後カテコラミンの非使用例での検討を要する。
東欧世界の成立と日本：日本・東欧関係史の再構築と新たなスラブ・ユーラシア史

ヨーロッパからシベリアを経て極東へと至るユーラシア大陸の北半分はEU、ロシア、東アジアという異なる地域名で区分されるが、歴史的にはモンゴル帝国、ロシア帝国、社会主義体制、近年の「一帯一路」政策など、様々な文明が交錯する場である。日本は明治以降、東アジアへと進出するだけでなく、次第にロシア東欧への関心と関与を深め、満州政策は北ユーラシア全体を視野に収めるものだった。本研究では東欧と日本という北ユーラシアの両極から北ユーラシアを結びつけた人々のネットワークに注目し、トランスナショナルな地域史として北ユーラシア史現代史を構想した。本研究の最終目標はスラブ・ユーラシア地域形成に日本が果たした役割を提示することだが、出発点として東欧地域に軸足を置き、日本・東欧関係史を双方向から再構築すること、及び日本・東欧関係史を世界史的文脈の中に位置づけることが目指される。初年度は1)研究会の立上げ、論点の整理、本研究に係わる研究内容をホーム頁上において公開すること、2)日本で開催される国際学会で問題提起を行ない、国際的共同研究網を組織すること、3)国内外の文書館で史料調査を行ない、公刊資料の再評価を行うことを掲げた。1)について。「日本と東欧・スラブ・ユーラシア関係史研究会」を立ち上げ、三回の研究会を開催した。ホームページ開設は予算配分額の削減を受け、既存のホームページ(「スラブ・ユーラシア研究センター」、及び「スカラー・エラント」)上に研究成果を掲載することにした。2)について。平成27年8月の国際学会で問題提起を行ない、国際的な研究者ネットワークの組織化を開始した。3)について。ハンガリー国立文書館で本研究に関連する文書調査を開始した。東京大学、敦賀市、名古屋市等に所蔵されている資料調査を行なった。以上の他にロンドン大学、及びブダペスト大学で研究報告を行い、国際的協力体制を構築した。また、シリア難民問題を機に、バルカンや中東研究者と国際シンポジウムを開催し、本研究を世界史研究と関連づける手掛りを得た。1)国際的協力体制の構築が予定以上に進行した。すなわち、日本での国際学会における呼びかけだけでなく、ロンドン大学とブダペスト大学において講演を行ない、より深いレベルで意見交換をすることができ、多くの協力者を得ることができた。2)他地域の研究者との協力体制が構築され、最終目標である日本東欧関係史の再構築を世界史的な文脈に於いて検討することが可能となった。すなわち、欧州でのシリア難民問題の歴史的な解明を争点として、西欧、バルカン及び中東研究者と連携して平成27年12月及び平成28年3月に国際シンポジウムを開催し、今後、研究協力を始めることで合意した。3)1)で構築した協力関係を基に平成28年度中に若手研究者の国際的な育成を図るワークショップを開催する企画が生まれ、現在はそのための準備を行なっている。平成28年度はテーマ別の研究会を積み重ねると同時に、日本と東欧スラブ関係を概観する視点から敦賀が両大戦間に果たした重要な役割に注目し、現地調査を行なった。この結果、杉原千畝関連の東欧ユダヤ人の受け入れだけでなく、ポーランド孤児やチェコスロヴァキア軍団の受け入れに関連する人の流れが判明した。神戸大学の大津留厚のオーストリア=ハンガリー捕虜研究を通じた日本と東欧の関係史研究グループとも連携を始めた。この結果、本研究が契機となって、新しい東欧研究の見直しが視野に入り、29年度に向けた新規の科研費研究を申請することになった。1956年のハンガリー事件をめぐる東欧と日本、及び東欧と東アジアとの関係史がスラブ研究者や東アジア研究者によって研究されていることが判明したため、1956年事件の60周年を期してハンガリーや中国の研究者を招聘した国際シンポジウムを開催した。このシンポジウムにより、社会主義運動における路線論争がハンガリー事件の推移により大きく影響を受けたことが明らかとなった。これは挑戦的萌芽研究にふさわしい分野融合的な(日本史、東洋史、西洋史など)新しい知見であり、成果を出版する価値があるとの認識が生まれ、29年度に向けて研究をさらに進めることにした。ロンドン大学とハンガリーのセゲド大学の研究者と日本と東欧スラブの関係史について共同研究を行うことで合意が成立した。萌芽的研究にふさわしい新しい研究や融合的な研究の方向性が生まれた。1)東欧史の見直し研究グループとの連携が生まれ、新規の大型科研費申請に結びついた。2)1956年ハンガリー事件研究との連携が生まれ、日本と東欧に限らず、東アジアと東欧との関係史の再構築が視野に入ってきた。史資料調査により、国際連盟だけでなく、国際議員連合関連の史料の存在が明らかになり、これにより日本と欧州との関係を多面的に研究する可能性が可能になった。スラブ・ユーラシア(旧ソ連東欧)地域は第一次世界大戦、ロシア革命とソ連の成立、東欧諸国の独立という一連の世界史的出来事によって誕生する。同時期に日本は明治以来の近代化の中で帝国形成を明瞭に自覚し、有力なグローバル・パワーとして行動し始め、東欧地域は日本に強い関心を抱き、実際に国際連盟等を通して互恵的関係が築かれた。本研究では第二次世界大戦と冷戦により中断された日本・東欧関係を再構築し、スラブ・ユーラシア地域形成に日本が果たした役割を提示することである。最終年度の本年は調査対象を文化芸術面に広げ、二回の研究会を行なった(越村勲「「メシュトロヴィッチと構造社:クロアチィアと日本の彫刻家たちをつないだ夢」、柴理子「「日本・東欧文化交流史への序曲:音楽家カテリーナ・トドロヴィチの足跡」。

また明治政府がオーストリ・ハンガリーの植民地統治のあり方に関して抱いた問題意識に迫る「台湾総督府官僚の見たハプスブルクの植民地統治ー『ボスニイン・ヘルツイゴヴイナ國拓殖視察復命書』を手がかりにー」(村上亮)が報告され、日本と東欧地域に関する関係史に新しい視角が提示され、今後の研究の発展に繋がる展望が開けた。ポーランド日本関係史に関してアイヌ文化の保存継承に関する調査研究について研究成果の取りまとめが行われた。また杉原千畝研究に関連して両大戦間の日本が欧州大戦に強い関心を示していたこと、とりわけ当時の報道や旧制中学生の認識において東欧地域やスラブ・ユーラシア地域が一体として理解されるようになっていたことが明らかになった(家田修「杉原千畝の愛知五中時代ー1912ー1917年」)。「1956年ハンガリー事件と日本・東アジア」に関する国際シンポジウムの成果の取りまとめを行なった。ヨーロッパからシベリアを経て極東へと至るユーラシア大陸の北半分はEU、ロシア、東アジアという異なる地域名で区分されるが、歴史的にはモンゴル帝国、ロシア帝国、社会主義体制、近年の「一帯一路」政策など、様々な文明が交錯する場である。日本は明治以降、東アジアへと進出するだけでなく、次第にロシア東欧への関心と関与を深め、満州政策は北ユーラシア全体を視野に収めるものだった。本研究では東欧と日本という北ユーラシアの両極から北ユーラシアを結びつけた人々のネットワークに注目し、トランスナショナルな地域史として北ユーラシア史現代史を構想した。1)当初の予定通り、平成28年度、平成29年度も研究会を積み重ね、継続的に東欧及び国内で文書館調査を行なう。最終的な研究成果を『東欧世界の成立と日本:国際関係上の知られざる日本外交の足跡』(仮題)として刊行する2)初年度の調査で発掘した敦賀市での資料などをもとに、同市で東欧スラブと日本をつなぐ難民問題シンポジウムを開催する。3)ロンドン大学やブダペスト大学との連携による国際的な若手研究者の育成ワークショップを開催し、本研究の将来的な研究の世界的裾野を形成する。4)国際研究集会を開催し、本研究成果の検証と討議を行なう。日本と東欧スラブ関係史研究会を継続的に開催する。28年度の研究の成果をふまえ、東アジア史、西欧史、北米史などの専門家と連携し、絞り込んだ論点について議論を深める。クロアチア史やポーランド史の専門家など協力を得て、文書館などでの史資料調査を行ない、その成果を研究会などを通して発表してもらう。日本の外交文書館などで継続して史資料調査を行う。敦賀で国際研究集会を開催し、本研究の成果の検証と討議を行う。ホームページなどで研究成果を随時公表する。最終的な研究成果を『東欧世界の成立と日本:知られざる日本外交の功績』(仮題)として刊行する。東欧地域研究残額20,535円は、平成27年12月に開催した難民シンポジウムへの招へい旅費を節約することができた為、生じたものである。残額20,535円は、書籍購入に充てる。
食品成分による生体防御の機作

食品成分の生体防御系に対する作用を、免疫応答系とそれ以外の作用を介した系で解析した。免疫応答系に関するものでは、経口投与によって誘導される寛容現象を解析するために、無菌マウスのパイエル板より抗原特異的な調節性T細胞のクローン化を行ない、目的とするLy-2^+細胞を得ることに成功した。また代表的な牛乳アレルゲンであるαS1-カゼインを免疫したマウスより,Ly-2^+細胞をクローン化することに成功し、この細胞が抗体産生を抑制することを明らかにした。ついで、食品成分の自己免疫疾患におよぼす影響を検討した結果、低カロリー食が自己免疫疾患の治療に効果のあることを示唆する成果を得た。さらに食品によるアレルギーの制御を目的として、患者に造血因子GCSFを投与すると、好中球数が増加することを明らかにした。また、生体の防御ポテンシャルを増強する目的で、ハイブリドーマを検定細胞として、食品中に抗体産生を促進する成分を検索し、卵黄リポタンパク質、スキムミルク、ラクトフェリンなどにその効果のあることを明らかにした。つぎに、好中球、マクロファージなどの白血球の局部浸潤を調べる方法を用い、植物性食品を中心に、免疫賦活作用を持つ成分を検索し、キノコ類、緑黄野菜類にその活性のあることを明らかにした。免疫系以外による生体防御では次のような成果が得られている。ゼノバイオティクス(有機人工化学成分)に対する生体防御機構の解明を試み、ゼノバイオティクスの解毒、排泄に必須である肝薬物代謝物質の誘導に食餌タンパク質の量、質が大きく影響することを明らかにした。また生体防御において重要な役割を果たしているビフィズス菌の増殖因子であるβ-Dフコシルグルコースを酵素的に合成した。さらに、生体防御系に重要な役割を果たしているカルシウムプロテアーゼについて、その構造と機能について分子生物学的研究が行なわれている。
多様な光合成様式がマンネングサ属の種多様化をもたらしたことを検証する

ベンケイソウ科マンネングサ属は東アジア地域を一つの多様性の中心に持つ。中でも亜熱帯・熱帯域に位置し、発達した高山を有する大陸島台湾は著しく同属種の固有種率が高く、特に高地環境の異なる光・水分環境に生育し、種分化を遂げている。本研究課題ではこれらの種多様化の要因を探るため、分子系統解析を用いた詳細な種間関係の推定と、多様な光合成様式をもつ本属の特徴に着目した適応形質の探索、それに関連する遺伝子群を検出・配列比較を行った。核・葉緑体複数領域に基づく東アジア産同属種の系統解析の結果、台湾固有種は2系統からなり、それぞれ類似したニッチシフトと急速な種多様化を遂げていた。さらにRAD-seqを用いた配列比較の結果、より明瞭に種間の関係性を認識できた。分岐年代推定の結果、2系統の急速な種多様化は、特に高地性の種でほぼ同時期の約80万年前に開始しており、山脈形成に伴う爆発的な種多様化の成立を示唆した。祖先形質復元の結果、各系統はそれぞれ中国東部と日本の系統が独立的に移入したことを示唆した。適応形質の探索のため、安定炭素同位体比解析を用いて光合成特性の評価を行った結果、明乾燥環境種はweak CAM型、暗湿潤環境種はC3型光合成を駆動している可能性があり、光合成特性と環境の関連が示唆された。葉形態比較では、異なる環境に生育する種間で、乾燥ストレスや光合成効率の点から各環境に適応的な葉断面構造などの葉形態を持つことが明らかになった。適応形質に関連した遺伝子群の探索については、現在データ解析を行っており、一定の結果を得ている。以上より、台湾産マンネングサ属種は2つの系統が独立的に急速な種多様化をとげ、湿度や光環境に対して適応的な光合成特性や葉形態を獲得した特殊な平行適応放散が起きたと考えられる。またその成立には高山を有する大陸島という台湾の環境特性が深く関与していると考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。中でも亜熱帯・熱帯域に位置する台湾は、九州と同程度の面積の大陸島でありながら著しくマンネングサ属種の固有種率が高い。核ITS及び葉緑体trn L-F領域に基づく東アジア産マンネングサ属の網羅的な系統解析の結果、特に高地環境の多様な光・水分環境に生育する台湾固有のマンネングサ属種は2系統からなり、それぞれ類似したニッチシフトと急速な種多様化を遂げていた。この著しい種多様化の要因を明らかにするため、多様な光合成様式をもつ本属の特徴に着目した適応形質の探索とそれに関連する遺伝子群を検出・配列比較することで種分化メカニズムの検証を行うことを目的とした。2016年度には、適応形質としての光合成様式の推定のため、安定炭素同位体分析を重点的に行った。結果として生育環境により適応的な光合成様式を各種が行っている可能性が示唆された。更に台湾固有のマンネングサ属種について各種サンプル数を大幅に追加し、葉緑体5領域(合計6000bp程度)を追加シーケンスしたものをML法を用いて再系統解析を行った。しかしながら、台湾固有種の種間関係は系統樹上の支持率が低く、不明瞭なままであった。一方で*BEASTを用いたMultispecies coalescent解析と分岐年代推定の結果、2つの台湾固有のマンネングサ属の急速な種多様化は、特に高地性の種においてほぼ同時期の約80万年前に開始していることが明らかにり、約100万年前の山脈形成に伴い爆発的な種多様化は成立したことを示唆した。また、Bayesian Binary MCMC解析を用いて祖先形質復元を行った結果、放散を遂げた各系統はそれぞれ中国東部と日本の系統が独立的に移入したことも示唆されており、大陸島であるがゆえに複数系統の移入を可能にして平行放散が成立したと考えられる。サンプリングに時間を費やしてしまったために本来予定していた計画の順番は前後しているものの、本研究結果を国際誌・学会にて発表することができたため、全体として得られた成果としてはおおむね順調に進展していると考えられる。

適応形質の探索のため、安定炭素同位体比解析を用いて光合成特性の評価を行った結果、明乾燥環境種はweak CAM型、暗湿潤環境種はC3型光合成を駆動している可能性があり、光合成特性と環境の関連が示唆された。葉形態比較では、異なる環境に生育する種間で、乾燥ストレスや光合成効率の点から各環境に適応的な葉断面構造などの葉形態を持つことが明らかになった。適応形質に関連した遺伝子群の探索については、現在データ解析を行っており、一定の結果を得ている。以上より、台湾産マンネングサ属種は2つの系統が独立的に急速な種多様化をとげ、湿度や光環境に対して適応的な光合成特性や葉形態を獲得した特殊な平行適応放散が起きたと考えられる。またその成立には高山を有する大陸島という台湾の環境特性が深く関与していると考えられる。引き続き台湾産マンネングサ属について適応形質を探索すべく、葉や茎の構造および葉のリンゴ酸含量の変動を計測していき、各種の葉形態および光合成様式データを得る予定である。今後は光合成様式や形態、生態の異なるモデル2種におけるRNAseqデータを基にした具体的な適応遺伝子の探索をし、得られた適応形質データと合わせて適応進化メカニズムの検証を進めていく予定である。また、適応放散を起こした種群全体についてRADseq解析を用いてゲノムワイドデータを得ており、詳細な種間関係と適応遺伝子座の推定も併せて行っていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
多発性硬化症における髄鞘再生不良因子TIP30発現誘導機構の解明

神経難病多発性硬化症の経過において、脱髄軸策の髄鞘自然再生は不十分であり、患者の神経学的後遺症は残存することが多い。本症において髄鞘の自然再生が不良である原因は不明であったが、本研究代表者は多発性硬化症患者脳に残存するオリゴデンドロサイト前駆細胞にTIP30と呼ばれる因子が異常発現し、細胞質から核への転写因子等の輸送を妨げているのがその要因であることを特定した(Nakahara J et al.J Clin Invest 119:169-81(2009))。本研究課題は、多発性硬化症においてオリゴデンドロサイト前駆細胞にTIP30が異常発現する機構を解明し、将来的な新規治療薬開発に結び付けることを目的としている。平成21年度には、これまで多発性硬化症において病巣に高発現していることが判明しているサイトカイン等の各種因子をデータベースより抽出し、既存のシグナル伝達経路よりして、TIP30を発現誘導せしめる可能性が高いものをリストアップし、それら各々について、培養オリゴデンドロサイト前駆細胞を使用して実際にTIP30の発現誘導が為されるかを評価することを計画した。平成21年度研究実施可能期間は実質的に約6ヵ月であった。TIP30を発現誘導せしめる可能性が高い因子のリストアップは終了し、順次各種因子の培養オリゴデンドロサイト前駆細胞におけるTIP30発現誘導能の評価を実施しているが、平成21年度内に完全には終了しておらず、評価を継続中である(平成22年度以降に引き続き実施する予定である)。当該年度成果として、学会発表(招待講演)を1件行った。
体内時計の分子機構を基盤にしたがん診断法の開発

本研究では、体内時計の分子機構を基盤にしたがん診断法開発することを目的とし、以下の実験を行った。実験1 DNA修復遺伝子のリズムを指標にした発がん診断法の開発。実験2がん細胞の増殖リズムを指標にした抗がん剤感受性リズム診断法の開発。本年度は実験2を中心に実施した。種々の腫瘍を移植したマウスを対象に、血小板由来増殖因子受容体チロシンキナーゼ阻害薬および血管新生阻害薬は、暗期(活動期)投薬と比較して時期(休息期)投薬において、有意に高い抗腫瘍効果を示すことが明らかとなった。また癌細胞の増殖および血管新生に関わる増殖因子(PDGF-A, VEGFなど)も明期に高値および暗期に低値を示す有意な日周リズムを示すことが明らかとなった。すなわち、チロシンキナーゼ阻害薬および血管新生阻害薬、腫瘍の増殖が活発な時間帯に投薬することでより強い抗腫瘍効果を示すことが明らかとなった。また増殖因子の日周リズムは、時計関連遺伝子により制御されていることを明らかにした。一方、薬物動態学的側面より薬物代謝酵素およびトランスポーターが日周リズムを示すことを明らかにした。それらの薬物動態関連因子の日周リズムは、時計関連遺伝子により制御されていることを明らかにした。以上のことから、増殖因子の日周リズムの成因を体内時計の分子機構の側面から解明することにより、それらを生体リズムマーカーとして、抗腫瘍効果を増強するための至適投薬タイミングを設定できることが明らかとなった。本研究では、体内時計の分子機構を基盤にしたがん診断法を開発することを目的とし、以下の実験を行った。実験1に関しては、wild typeマウスにおいて、DNA修復酵素N-methylpurine-DNA glycosylase(MPG)のmRNA発現量は、日周リズムを示した。一方、Clock変異マウスのリズムは消失した。また、マウスMPG遺伝子のプロモーター配列にはE-boxが存在し、時計関連遺伝子の促進因子と抑制因子により制御されていることを明らかにした。さらに、MPGプロモーターの転写開始部位付近のE-boxが転写制御に重要であることが明らかとなった。一方、発癌性物質であるDiethylnitrosamine(DEN)による肝発癌ラットを対象に、各種時計遺伝子およびMPGのmRNAおよびタンパク発現量の日周リズムは、DEN投与により変容することを明らかにした。これまでに時計遺伝子の変異や生体リズムの変容が発癌リスクを高めることが知られており、時計遺伝子リズムの変容が発癌過程において重要であると考えられる。実験2に関しては、種々の腫瘍を移植したマウスを対象に、血小板由来増殖因子受容体チロシンキナーゼ阻害薬や血管新生阻害薬は、明期投薬において、暗期投薬と比較してより高い抗腫瘍効果を示した。その機序として、癌細胞の増殖および血管新生に関わる増殖因子の日周リズムが関与し、時計遺伝子により制御されていることを明らかにした。また薬物動態学的側面より種々の薬物代謝酵素およびトランスポーターが日周リズムを示し、時計関連遺伝子により制御されていることも明らかにした。今後種々の標的分子の日周リズムの成因を解明することにより、投薬タイミングを設定するための生体リズムマーカーを抽出することも可能となろう。
フッ素化脂肪酸化合物を認識する新規細胞膜輸送体の検索とそのクローニング

フッ素系界面活性剤であるペルフルオロ脂肪酸類(PFCA)は齧歯類に強いペルオキシソーム増殖や、肝脂肪蓄積をおこす。本研究者は、ラットに対する作用の強さが炭素数の異なるPFCA間で大きく異なり、炭素数の長いPFCAほど強い作用を示すことを明らかにしてきた。また、ペルフルオ口オクタン酸(PFOA)は雄ラットには効果を示すものの雌ラットには全く効果を示さないという性差があった。このようなPFCAの炭素鎖長、性による差は初代培養肝細胞においては全く認められなかったことからPFCAの体内動態が異なる可能性が示唆されてきた。本年度はHPLCを用いた微量のPFCA定量法を開発する事によって、GLC法より20倍程度感度が高く、また、GLCでは測定できなかった炭素鎖長の短いPFCAの定量法を開発した。この方法を用いて肝臓のPFCA濃度を測定したところ、炭素鎖長の長いPFCAほど肝臓への残存性が高く、また、PFOAやペルフルオロノナン酸(PFNA)は雌より雄の肝臓に高濃度蓄積していた。血清中のPFCA濃度も肝臓とほぼ同様の傾向を示した。PFCの種類、性によらずPFCAの肝濃度とペルオキシソーム増殖作用の間には高い相関関係が認められた。PFCAの排泄を検討したところ、炭素数7-10のPFCAはいずれも投与後60時間で3-6%が糞中へ排泄され、PFCAの炭素鎖長や性による鎖はほとんど認められなかった。これに対し、尿中ヘの排泄量はPFCA間で大きく異なり、炭素鎖長の長いPFCAほど尿中へは排泄されにくいことが判明した。また、PFCAの尿中排泄はプロベネシドにより阻害された。以上の結果から、炭素鎖長の短いPFCAは尿細管分泌によって体外に排泄されるのに対し、炭素鎖長の長いPFCAはこの輸送系には認識されないものと考えられる。現在、この輸送系の性質を検討中である。ペルフルオロ脂肪酸類(PFCA)はフッ素系界面活性剤として広く利用されている化合物で、齧歯類に強いペルオキシソーム増殖や肝脂肪蓄積をおこす。本研究者らは、これらのPFCAはその炭素数によってラットにおける上記の作用の強さには著しい差があり、炭素数7以下のPFCAはほとんど作用を示さないのに対し、炭素数8以上の化合物には強い作用を持つことをこれまでに明らかにしてきた。本研究では、炭素鎖長の異なるPFCAが肝細胞に対して直接ペルオキシソーム増殖を誘導する作用がどの程度異なっているかをrat hepatocyte primary cultureを用いて検討した。その結果、炭素数6から10のペルフルオロ脂肪酸はいずれもペルオキシソーム増殖誘導能を有していた。また、化合物間の作用の強さを比較したところ、炭素数10の化合物のペルオキシソーム増殖誘導能がやや低くいほかは、ほとんど差がなかった。そこで、ECDを用いたガスクロマトグラフィーによるPFCAの定量法を開発し投与後の肝臓中の濃度を定量したところ、in vivoにおける作用の弱いPFCAは肝臓にほとんど残留していなかった。これらの事実からペルフルオロ脂肪酸は炭素鎖長によって排泄速度に差があることが示唆された。上記実験の結果からPFCAの排泄のメカニズムを詳しく検討する必要性が生じた。特に腎臓においては何らかのトランスポーターに認識されて能動的に輸送される可能性が高いものと本研究者は考えている。この点を明らかにするためその道具として放射標識PFCAの合成を試みた。CF3(CF2)6Iを原料とし、メチルリチウムで活性化し、Ba〔14C〕O3から発生させた〔14C〕O2と-100°Cで反応させた。硫酸酸性下で結晶化させて濾取し、さらにエーテル/ペンタン混液中で再結晶させた。合成した放射標識ペルフルオロオクタン酸を用いて今後、経細胞輸送やvesicular transportを調べる予定である。

以上の結果から、炭素鎖長の短いPFCAは尿細管分泌によって体外に排泄されるのに対し、炭素鎖長の長いPFCAはこの輸送系には認識されないものと考えられる。現在、この輸送系の性質を検討中である。
次世代にわたるガス状化学物質による脳への毒性影響の評価-リスク評価をめざして

有害化学物質が子や孫の健康にどのような影響を及ぼすか不明な点が多い。本研究では、生まれる前に化学物質に曝露された場合に、その影響が生後の脳機能発達にどのような影響を及ぼしうるのかを動物モデルで調べた。その結果、幼若期から成熟後におよぶ長期にわたって脳への種々の影響が認められた。本実験手法を用いて、種々の産業化学物質について次世代影響を精査する必要性が示唆された。【背景と目的】労働衛生の分野において大量に使用されながらも中枢神経系への影響評価が不明なガス状化学物質について、胎児期曝露による次世代への影響を検討している。本申請課題初年度は、次世代脳への影響評価を確立する目的で、1-プロモプロパン(1-BP)を胎児曝露された仔ラット幼若脳を電気生理学的に調べ、さらに授乳曝露の影響を調べた。また、中枢神経への影響が懸念されつつも毒性情報がほとんどなく、トルエンにならって許容濃度が50ppmに定められたエチルベンゼン(EB)について亜慢性曝露をマウスに実施し脳への影響を調べる実験を開始した。【方法】1-BP:妊娠ラットのday1-20の20日間1-BP(700ppm)を曝露したのち、PND1において対照群と曝露群の仔を入れ替えて哺育させた(Cross-fostering)。曝露指標として脳・乳汁・肝臓のBr濃度を生後1週間にわたり測定し、1-コンパートメントモデルで脳内Br濃度への授乳曝露影響を解析した。EB:雄性BALB/Cマウス(5週令)に濃度1000ppmで4週間(3時間/日、5日/週)吸入曝露した。4週曝露による体重増加、摂食量、摂水量への影響、行動の変化、血液生化学を調べ、神経毒性については脳内海馬スライス標本で刺激応答性、抑制系、LTPへの影響を解析した。【結果と考察】生後第2週の海馬CA1領域では日ごとにシナプス応答や神経興奮の同期性ができてくる。1-BPを胎児曝露した仔ラットの海馬ではPND14において興奮性発達が亢進しており発達の時計が早まることが示唆された。また曝露ラット群の体重増加の抑制は授乳の影響であり、1-コンパートメントモデルの解析によって乳汁内Brにより第2週以降まで脳内にBrが残る可能性が示唆された。また、成熟期海馬での興奮性の抑制は授乳というよりも胎児期曝露の影響であることが示唆された。今後は授乳曝露による脳への影響の有無を検討する。EBについては、ACGIHの勧告が100ppmであることから、1000ppm濃度で暴露を開始したが、初日の4-5時間曝露で約1割のマウスが歩行失調から痙攣発作をおこした。これより、曝露時間を3時間に短縮した。体重増加の亢進、抑制の減弱が見られた。1000ppmでけいれんという報告はかつてなく、さらに脱抑制との関連性の検討をすすめる。【結論】体重増加の抑制には1-BPの授乳曝露の影響が明確になった。来年度は海馬興奮性の亢進についても授乳曝露の影響を明らかにする。EBについて曝露1日目にけいれんを有するマウス個体があったことは報告がない。したがって来年度は濃度・週令などを加味して、今後はけいれんと脱抑制との関連性を検討する必要がある。次世代脳への影響評価を確立する目的で,昨年度は,1-プロモプロパン(1-BP)を胎児曝露された仔ラット幼若脳を電気生理学的に調べた結果,海馬興奮性発達時期に影響があることがわかった。その影響は700ppmで明らかであったが400ppmでは傾向を示すにとどまった。今年度は,その興奮性の変化に授乳の影響がどのくらいあるのか調べる目的で,cross-fosteringを行い,従来の曝露群と対照群に加えて,胎児期のみ曝露された『胎児期曝露群』と曝露された母ラットから授乳された『授乳曝露群』を作成した。胎児期曝露群と授曝露群は,いずれもPDN14で興奮性発達が冗進する傾向を示しつつも対照群との有意な差には至らなかった。つまり,胎児期と授乳期連続して代謝産物等などに曝露されるということが,海馬における興奮性発達時期をずらしたものと考えられる。脳の神経発達の重要な時期は出生前後1週間くらいと考えられており,本結果はこの仮説に矛盾しないと考えられた。来年度は,この興奮性発達時期の変化の毒性学的意義を検討し,関与する脳内分子の検索するとともに幼若期の行動変化を解析する。中枢神経への影響が懸念されつつも神経毒性情報がほとんどないエチルベンゼン(EB)について,ACGIHの定める100ppmの10倍濃度である1000ppmと500,250ppmで亜慢性曝露をマウスに実施した。

昨年度報告したように,濃度1000ppmでは曝露初日にBALB/Cマウス64匹中5匹に失調性歩行が観察されたが,C57BL/Cマウスには見られなかったことから影響には系統差があることが判明した。白血球数の低下が両系統に見られたが,500ppmでは失調性歩行や白血球数の変化などの影響は見られな一かった。EBはNMDA受容体機能を抑制することが報告されているが,1000ppmでの亜慢性曝露において,刺激応答性、フィードバック抑制、LTP増強度は変化しなかった。血中EBの半減期は約30分だったことから,誘導酵素による代謝が速いことが予想さ一れた。NOAELは500ppmであった。【目的】本研究課題は「ガス状化学物質による脳の次世代にわたる影響を明らかにし、脳障害リスク評価の基礎的データを得る」ことを目的とした。最終年度は、脳スライス、薬物感受性、不安情動行動など、成長を追って調べ、総合的に評価できるデータを得ることを目的とした。【最終年度の結果と考察】1. 1-ブロモプロパン胎児曝露群では、生後14日めにシナプス伝達と集合スパイク電位の応答性の亢進が再現性よくみられ、Naチャネルの発現量増加を伴っていた。さらにスパイク電位の応答比が低下していた。しかし、12-14週令では刺激応答性と比にみられた影響は消失した。胎児曝露の脳興奮性への影響は成長とともに修復され中枢神経系の可塑的潜在能力が示唆された。2.生後14日の両群の仔ラットにペンチレンテトラゾール(60mg/kg)を投与したところ、ミオクローヌスを呈した個体の割合と潜時は両群で差はなかったが、曝露群では15分の観察時間内では全般化発作はなかった。薬物への反応性が胎児曝露によって修飾された可能性が高く、さらに、海馬での受容体分布密度が高いカイニン酸を使って全般化の違いを調べる必要がある。3.高架十字迷路を5週令と13週令に行ったが、胎児曝露の影響はみられなかった。オープンフィールド試験では、4週令では活動性の増加傾向が見られたが顕著な差は見られなかった。しかし、12週令では、対照群に比べて活動運動量の著しい低下がみられた。成長後に胎児曝露の影響が顕著に現れる行動指標があることが判明した。4.出生直前と生後2日における血中テストステロン濃度には両群で差はなかった。よって、観察された上記の影響は、性ホルモンを介した発達の変化というよりも、中枢神経系の発達そのものへの影響と解釈された。【結論】1-ブロモプロパン胎児曝露による影響が次世代の幼若期から成長後にわたって長期にわたる可能性が示唆された。影響指標が多岐にわたることから、次世代の脳への影響評価については、メカニズムベースで多角的に行う必要がある。
流れの条件下で培養した血管細胞の配向と物質透過性に対する細胞骨格の役割

ブタ大動脈から採取した内皮細胞を継代培養して行ない,以下の結果を得た。1.流れによるせん断応力の負荷によって細胞形状及び骨格構造(マイクロフィラメント:MF)が変化することを明らかにした。細胞骨格が形状する以前に既に流れに反応を示しており,その過程の詳細を蛍光測光顕微鏡を用いて解析した。2.培養内皮細胞の力学的性質にはたす細胞骨格の役割をマイクロピペット法を使った粘弾性試験によって検討した。その結果,MFの粘性及び弾性特性が細胞全体の力学的性質に強く影響を及ぼしていることが明らかになった。せん断応力をうけた培養内皮細胞の粘弾性特性の実験についても同様に検討した。3.細胞培養の基質として細胞外マトリックスであるへパラン硫酸,コンドロイチン硫酸,コラ-ゲン線維を混在させて,内皮細胞を培養すると著しく細長い形態をもつようになることが明らかとなった。しかしながら,これら個々の成分ではこのような効果は得られず,成分を混合した条件でのみ見られた。これらの細胞にせん断応力を加わえても,形態変化の時間経過はガラス上で培養した場合よりも遅かった。4.せん断応力を負荷しながら培養内皮細胞と血小板多血漿を接触させ,かつ血漿中に蛍光色素を入れて励起光を照射すると,照射領域にのみ血小板が粘着・凝集してくる現象が新たに見つかった。これは,培養内皮細胞を用いた血小板血栓モデルとして利用可能であると考えられた。5.せん断応力負荷下における培養内皮細胞の物質透過性の検討については、細胞に均一なせん断応力を負荷する方法と,培養液の漏れをなくして透過性のみを計測するための方法に改良が必要であることがわかった。今後この改良を続けていく予定である。静置培養下での透過性については基本的な測定を終えた。ブタ大動脈から採取した内皮細胞を継代培養して以下の実験に使用した。実験装置としては円錐平板型あるいはチャンバ型のものを用い、培養内皮細胞にせん断応力を負荷した。1.せん断応力の負荷によって培養内皮細胞の形状と配向が変化するが、そのときの細胞骨格特にマイクロフィラメント(MF)の形態変化に注目した。その結果、20dyne/cm^2のせん断応力に反応してMFは1時間以内に既に配向を変えているこが明らかとなった。このとき、細胞自体の形状及び配向性は有意の変化を示していなかった。細胞形状の変化と関連して、培養する細胞の基質を変えると細胞の形状が極端に変化することを新たに見いだした。その詳細な機構については現在検討中である。その結果、MFの粘性及び弾性特性が細胞全体の力学的性質に強く影響を及ぼしていることが明らかとなった。せん断応力をうけた培養内皮細胞の粘弾性特性の実験についても同様に検討中である。3.せん断応力を負荷しながら培養内皮細胞と血小板多血漿を接触させ、かつ血漿中に蛍光色素を入れて励起光を照射すると、照射領域にのみ血小板が粘着・凝集してくる現象が新たに見つかった。これは、培養内皮細胞を用いた血小板血栓モデルとして利用可能であると考えられた。4.培養内皮細胞にせん断応力を加えながら物質透過性を調べる装置については、現在改良を加えながらさらに検討中である。静置培養系での透過性の実験は比較的容易であるが、せん断応力を負荷すると、その実験は極端に難しくなる。トレ-サとしては、蛍光物質をラベルしたデキストラン及びアルブミンを使用する予定である。

ブタ大動脈から採取した内皮細胞を継代培養して,以下13に示す実験に用いた.1.流れによるせん断応力の負荷によって細胞形状及び骨格構造が変化することは昨年度の研究によって明らかにしたが,本年度は細胞骨格の変化の過程を蛍光測光顕微鏡を用いてさらに詳細に解析し,次のことを明らかにした.コントロ-ル状態で細胞周囲にあった細いマイクロフィラメントはせん断応力負荷によって時間経過とともに線維が太くなる.続いて細胞中央部に細い線維が現れ流れに沿って配向する.その後この配向した線維が太くなるという経過をたどっていた.2.細胞培養の基質として細胞外マトリックスであるヘパラン硫酸,コンドロイチン硫酸,コラ-ゲン線維を混在させて,内皮細胞を培養すると著しく細長い形態をもつようになることが明らかとなった.しかしながら,これら個々の成分ではこのような効果は得られず,成分を混合した条件でのみ見られた.これらの細胞にせん断応力を加かても,形態変化の時間経過はガラス上で培養した場合よりも遅かった.3.せん断応力負荷下における培養内皮細胞の物質透過性の検討については,細胞に均一なせん断応力を負荷する方法と,培養液の漏れをなくして透過性のみを計測するための方法に改良が必要であることがわかった.今後この改良を続けていく予定である.静置培養下での透過性については基本的な測定を終えた.4.上記13と異なり生体内での内皮細胞内の細胞骨格構造と流れの関係を調べるための,ウサギの大動脈を用いてアクチンフィラメントの形態学的観察を行った.その結果,血行動態と細胞骨格の発達の間には密接な関係があることが明らかとなった.