hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉄過剰・欠乏状態が実験肺気腫形成に及ぼす影響の検討

喫煙耐性に血清鉄が関連していることが報告されている。血清鉄低値は喫煙による急速呼吸機能減衰と関連することも知られている。本研究においては、何故、血清鉄低値が呼吸機能の低下をもたらすのかを、喫煙曝露マウス肺気腫モデルにて検討した。マウスに鉄欠乏食を投与した後、マウスに喫煙曝露装置にて2週間喫煙曝露を行ったところ、鉄欠乏食摂取群では通常食摂取群に比して肺胞マクロファージの有意な集積が観察された。また、両群のマウスに8週間喫煙曝露を行い、呼吸機能検査ならびに肺摘出/病理標本作成を行い、肺気腫形成を評価したところ、鉄欠乏食群で通常食群よりも肺気腫形成が進展していることが理解された。本研究の目的は生体内における鉄の濃度の変化が、喫煙暴露時の肺の気腫化形成にどのような影響を与えるかを検討することである。45週齡雄のC57BL/6Jマウスを2群に分け、鉄を除いた鉄欠乏食と通常量の鉄を含んだコントロール食を与えた。鉄欠乏食投与群ではコントロール群と比べ、有意に血清鉄が低下しており、鉄欠乏状態が誘導されていた。臓器から鉄を抽出し、単位重量あたりの鉄を比較したところ、鉄欠乏食投与群では肝臓や脾臓、肺の鉄濃度の有意な低下が認められた。肺および肝臓からRNAを抽出し、逆転写にてcDNAを作成してPCRにて鉄関連因子を比較した。肝臓では、鉄欠乏食投与群でTransferrin receptor 1の上昇を認めたが、肺では鉄欠乏食投与群とコントロール群とで有意な変化は認められなかった。また鉄欠乏状態ではHepcidinの発現が低下することが知られており、今回の研究でも鉄欠乏食投与群の肝臓のHepcidinの低下を認めたが、肺のHepcidinは鉄欠乏状態にも関わらず発現していた。以上から肺の鉄代謝は肝臓を中心とする鉄代謝とは異なると考えられた。ヒト気道上皮細胞由来のBEAS-2B細胞を用いて、in vitroでの研究を行った。鉄キレート剤であるDeferoxamineにより鉄欠乏状態を誘導し、Bleomycin刺激後の培養上清中IL-8を検討した。Deferoxamine投与群では非投与群と比べて、Bleomycin刺激後のIL-8は有意に増加しており、またDeferoxamineの濃度依存性にIL-8は増加した。以上から鉄欠乏状態により肺の炎症が増強される可能性が示唆された。本研究の目的は生体内における鉄の濃度の変化が、喫煙暴露時の肺気腫形成にどのような影響を与えるかを検討することである。続いて鉄欠乏状態下での喫煙暴露の影響について検討した。鉄欠乏食およびコントロール食を3週間投与した後、タバコ10本/日、10日間(週5日)で喫煙暴露を行った。最終暴露から24時間後に気管支肺胞洗浄を行ったところ、鉄欠乏食投与群でのみ喫煙暴露後で有意な細胞増加が認められた。このことから鉄欠乏状況下では喫煙暴露の炎症が増強される可能性が示唆された。またコントロール食群投与群では喫煙暴露によって赤血球増多の傾向と血清鉄の有意な低下がみられたのに対し、鉄欠乏食投与群ではそのような変化がみられなかった。鉄欠乏状態での肺における鉄代謝の変化が、肝臓などの他臓器と大きく異なっていることが理解できた。さらに細胞実験で鉄を欠乏させることによって、刺激時に過剰な炎症反応が惹起される現象が観察された。マウスを用いた検討においては、鉄欠乏状態にすることで、喫煙曝露という刺激によって、炎症が増強することが確認された。以上、細胞と動物を用いた両方の研究にて、生体に刺激が加えられた際に、鉄欠乏状態が過剰な炎症反応を惹起する可能性を示したものと考えられる。すなわち、これらの結果は、我々の仮説を裏付けているものと考えられ、今後の成果につながることが期待される。疫学研究において、血清鉄濃度低値は喫煙者において、呼吸機能低下の危険因子であることが報告されている。しかし、その機序は不明である。本研究の目的は生体内における鉄の濃度の変化が、マウス喫煙暴露時の肺気腫形成にどのような影響を与えるかを検討することである。45週齡雄のC57BL/6Jマウスを2群に分け、鉄欠乏食およびコントロール食を3週間投与した後、タバコ10本/日、10日間(週5日)で喫煙暴露を行った。

最終暴露から24時間後に気管支肺胞洗浄を行ったところ、鉄欠乏食投与群でのみ喫煙暴露後で有意なマクロファージ主体の細胞増加が認められた。このことから鉄欠乏状況下では喫煙暴露の炎症が増強される可能性が示唆された。それに応じて、気管支肺胞洗浄液中のinterleukin-6濃度は、鉄欠乏食下では有意に増加するが、コントロール食下では有意に増加しないことが示された。さらに、鉄欠乏食およびコントロール食を与えながら、喫煙曝露を8週間施行した。鉄欠乏食喫煙曝露マウスとコントロール食喫煙曝露マウスで、肺組織におけるmean linear interceptを比較したところ鉄欠乏食喫煙曝露群で有意に増大していた。さらに、マウス呼吸機能検査装置を用いて総肺気量、機能的残気量を測定したところ、鉄欠乏食喫煙曝露群にてこれらの有意な増大が観察された。鉄欠乏食喫煙曝露マウスにおいては、気道上皮におけるhypoxia inducible factor-alpha (HIF1alpha)の発現が亢進していることが、免疫染色にて確認された。すなわち、鉄欠乏状態がマウスの気腫化肺形成を促進していることが証明され、その機序として低酸素ストレス応答が鉄欠乏状態では亢進していることが、何らかの役割を果たしていることが示唆された。喫煙耐性に血清鉄が関連していることが報告されている。血清鉄低値は喫煙による急速呼吸機能減衰と関連することも知られている。本研究においては、何故、血清鉄低値が呼吸機能の低下をもたらすのかを、喫煙曝露マウス肺気腫モデルにて検討した。マウスに鉄欠乏食を投与した後、マウスに喫煙曝露装置にて2週間喫煙曝露を行ったところ、鉄欠乏食摂取群では通常食摂取群に比して肺胞マクロファージの有意な集積が観察された。また、両群のマウスに8週間喫煙曝露を行い、呼吸機能検査ならびに肺摘出/病理標本作成を行い、肺気腫形成を評価したところ、鉄欠乏食群で通常食群よりも肺気腫形成が進展していることが理解された。鉄欠乏状態における肺における鉄代謝の変化が、肝臓とは大分異なっていることが理解できた。さらに細胞実験で鉄を欠乏させることによって刺激時に過剰な炎症反応が誘発される現象が観察され、今後の研究の理解に役立つ知見が得られたものと考えられる。本研究の目的である血清鉄濃度の変化が、肺気腫形成にどのような影響をあたえるのか、さらに検討を進める。I.短期喫煙曝露実験1鉄欠乏マウスとコントロールマウスに対して1か月間喫煙曝露を施し、以下について比較検討する。1)肺における炎症細胞の浸潤程度を病理学的に定量評価する。2)肺組織からRNAと蛋白を抽出し、炎症性サイトカイン、マトリックスメタロプロテアーゼ、鉄代謝因子、ストレス関連因子の発現について評価する。2鉄過剰投与マウスとコントロールマウスに対して1か月間喫煙曝露を施し、以下について比較検討する。II.長期喫煙曝露実験1鉄欠乏マウスとコントロールマウスに対して6か月間喫煙曝露を施し、以下について比較検討する。1)肺におけるマクロファージをはじめとした炎症細胞浸潤の程度並びに気腫化の程度を病理学的に定量評価する。2)呼吸機能の評価を行う。
CD19によるB細胞活性化シグナルの制御メカニズム

CD19によるB細胞活性化シグナルの制御メカニズムを多角的に解析した。まずCD19が抗原受容体シグナルを制御する機序をPI3キナーゼとの関係を重点に検討し,CD19がPI3キナーゼ・Btkのシグナル伝達経路と独立した系と依存した系の双方をもっていることを明らかにした。また,CD19がCD19/CD21複合体として補体系のシグナル伝達ユニットとして抗原受容体シグナルを増幅する際にCD22抑制経路を遮断することがその主たる分子機序であることを明らかにした。また,CD19は抗原受容体以外のシグナル伝達も制御しているが,CD19がLPSシグナルを調節するRP105受容体架橋によりリン酸化を受け,JNKの活性化を誘導することによりLPSシグナル伝達を制御していることを示した。さらに,CD19の自己免疫疾患病態における役割を強皮症モデルマウス(Tight-skinマウス)において検討した,CD19欠損Tight-skinマウスは自己抗体の産生が抑制されたのみならず皮膚の線維化も著明な改善を示し,こうした病態の形成にも深く関与していることが示唆された。CD19は,Lyn,Vav,PI3キナーゼ,CD22など様々なシグナル伝達系を制御している。BCRシグナルのearly phaseにはCD19はLynの活性化増強に重要な役割を果たしており,一方BCRシグナルのlate phaseではPI3キナーゼの活性化維持に重要な役割をもっていると考えられた。CD19はまた抑制性フィードバック経路であるCD22の活性化にも必須であり,BCRとCD19の共刺激ではこのCD22経路が抑制されることによりシグナルが増幅されると考えられた。B細胞活性化におけるCD19の役割を検討した。まず、CD19/CD21複合体の刺激は抗原受容体シグナルを増幅することが知られているが、そのメカニズムは明らかでないため検討を加えた。野生型マウスの脾臓B細胞を抗CD19抗体および抗IgM抗体で刺激したところ、抗CD19抗体は10ug/mlの濃度で抗IgM抗体刺激によるカルシウム動員やMAPキナーゼ活性化を著明に増強することが確認された。SykやPLCγ2の活性化には有意差は認められなかった。この増強効果はPI3キナーゼの阻害剤を加えた場合や、Xidマウス由来のB細胞を用いた場合には同程度に認められたが、CD22欠損マウスやLyn欠損マウス由来のB細胞を用いた場合には全く認められなかった。従って、CD19刺激による抗原受容体シグナルの増幅はPI3キナーゼやBtkの系ではなくCD22の系を制御することによって制御していることが明らかになった。これに一致して、抗CD19抗体および抗IgM抗体で同時刺激した場合、抗IgM抗体単独刺激では認められるCD22の活性化が著明に減弱していた。すなわちCD19の刺激によりLynがCD22をリン酸化する系が阻害され、これにより抑制経路が破綻することにより抗原受容体シグナルが増幅されることが示された。また、CD19をB細胞上に過剰に発現するマウスのB細胞でもこれに一致してCD22のリン酸化の著明な減弱が認められた。さらに、このようなCD19によるCD22の機能の制御はCD19のリン酸化チロシン基によるLynのリクルートが関与していることが示された。
多種感覚入力の統合と出力形成機構

ザリガニの前脳内に存在する3対のスパイク非発火型の巨大介在ニューロン(NGI)は、視覚刺激に緩電位応答し,動眼ニューロンの前運動ニューロンとしての機能をもつことがこれまでに明らかにされていたが、本研究はこのようなニューロンについてさらに解析を行い、以下のような成果を得た。NGIは、暗黒中で体を細胞体と同側へ傾けると、脱分極性の緩電位応答を、反対側へ傾けると、過分極性緩電位応答を示す。同側の平衡胞を除去した個体では、反対側へ傾けた場合のみに過分極性の緩電位応答をしめすが、反対側の平衡胞を除去した個体では、同側へ傾けた場合のみに脱分極性の緩電位応答を示す。両側の平衡胞を除去した個体では、NGIはなんら応答を示さないが、上方に光源がある場合には、同側及び反対側へ傾けると、NGIはそれぞれ脱分極性緩電位応答及び過分極性緩電位応答を示す。光刺激に対する応答の振幅は体の傾きに対する応答(重力刺激に対する応答)の振幅と関連して変動する。一方、水平に保たれた正常個体では、NGIは歩脚の上げ下げに対してほとんど応答しないが、両側の平衡胞を除去した個体では、暗黒中で、同側及び反対側の歩脚を上に持ち上げると、NGIはそれぞれ脱分極性緩電位応答と過分極性緩電位応答を示す。これらの結果は、1)NGIは複眼、平衡胞及び歩脚の自己受容器から流入する感覚情報を統合し、体平衡を駆動する運動ニューロンへの出力を形成すること、2)左右から流入する同一または異なるモダリティの感覚入力の相互作用によって、NGIの方向選択的応答がより明瞭になることなどを明示している。なお、多種感覚入力の統合と出力形成機構に関連して、コオロギの感覚、運動系でも種々の実験を行い、それぞれ興味深い成果を得ることができた。ザリガニ脳内のノンスパイキング巨大介在ニュ-ロン(NGls)を用いて、歩脚のロ-リング刺激に対するNGlsの応答性を解析するとともに、複眼、平衡器及び自己歩容器入力間の相互作用についても解析を試みたものである。得られた結果を要約すると次のようになる。1)両側の歩脚の正弦波状ロ-リング刺激に対して、全てのNGlsは緩電位応答を示す。細胞体と同側の歩脚の上方への動きに対して包分極性緩電位の発制が、下方へ動きに対して過分極性緩電位の発生がそれぞれ観察される。2)両側の歩脚を正弦波状ロ-リング刺激に対するNGlsの緩電位応答の位相は、脚の位置位相よりむしろロ-リング速度位相に対応する。3)両側の歩脚にステップ状の刺激を与えると、NGlsは刺激の方向にしたがって脱分極性あるいは過分極性の緩電位応答を示す。この応答は、刺激の最初に現れる過渡的な成分と、続いて現れる定常的な成分よりなり、過渡応答の振幅は通常、定常応答の振幅より大きい。定常応答の大きさは、刺激の振幅に比例する。4)歩脚のロ-リング刺激で発生する緩電位応答の振幅は、明条件下では減少し、暗条件下では増大する。また、その振幅は、正常固体に比べて、平衡胞除去個体では有意に大きい。すなわち、歩脚のロ-リングで発生する緩電位応答の振幅は、背景光および平衡胞等の定常刺激が存在すると抑制され、特に平衡胞の存在の影響が強い。

1.情報伝達経路の解析とノン・ズパイキング巨大ニューロン(NGI)の機能同定:ザリガニの前脳に存在する5対のNGIは、視覚入力と重力入力に対してのみならず、歩脚の自己受容入力に対しても緩電位応答を示す。本年度はこの自己受容入力に対する応答性を詳細に解析し、次の結果を得た。(1)NGIが細胞体と同側の歩脚の上方への動きに対して脱分極性緩電位応答が、下方への動きに対して過分極性緩電位応答がそれぞれ発生する。(2)歩脚の運動振幅の大きさに比例して緩電位応答が増減する。(3)歩脚の運動速度が早ければ早いほど緩電位の振幅が増大する。(4)左右の歩脚を互いに反対方向に動かすと、緩電位応答に相乗作用が現れるが、互いに同方向に動かすと拮抗作用が現れる。(5)自己受容入力で発生する緩電位の振幅は、正常個体より平衡胞除去個体で、また明条件下より暗条件下で大きい。2.歩脚の自己受容入力で駆動される補償運動:歩脚の自己入力で駆動される眼柄、大触覚、尾扇肢の補償運動を解析し、次の結果を得た。(1)歩脚にローリング刺激を与えると、歩脚を上げた側の眼柄には上方への、下げた側の眼柄には下方への補償運動が現れる。また、歩脚の上がる側では、大触角が水平面内で体の長軸となす角度が増加し、尾扇肢が体の前後軸となす角度が増加する。(2)平衡胞から定常的な重力感覚が入力している正常個体では、歩脚のローリング刺激に対する眼柄、大触角、尾扇肢の応答は強く抑制される。複眼への光入力は眼柄の補償運動を強く抑制するが、大触角や尾扇肢の補償運動には弱い抑制効果のみ与える。ザリガニの前脳内に存在する3対のスパイク非発火型の巨大介在ニューロン(NGI)は体平衡反射の前運動ニューロンである。これらのNGIは、同側の複眼への光照射で過分極性の、反対側への光照射で脱分極性の緩電位応答をそれぞれ示す。これらの緩電位応答の振幅は重力感覚入力によって変化し、重力感覚入力によってNGIの膜電位が脱分極しているときには視覚刺激による過分極性の応答は大きく、脱分極性の応答は小さくなる。膜電位が過分極している場合は逆のことが生じる。片側の平衡胞を除去した個体においてはNGIは体のローリングに対して暗条件下では脱分極性あるいは過分極性の緩電位応答のみを示すが、明条件下では脱分極性および過分極性の両成分を含んだほぼ正常な緩電位応答を示す。自己受容入力で発生する緩電位応答の振幅は、正常個体より平衡胞を除去した個体で、また明条件より暗条件で大きく、重力感覚入力や視覚入力はNGIの自己受容感覚入力に対する応答を抑制する。これらの結果は、1)NGIの緩電位応答の大きさはそれぞれの感覚入力によって駆動される緩電位応答の単純な代数和ではないことや、2)各種感覚入力は相互作用を示すが、重力感覚入力は他の感覚入力のNGIに対する刺激効果を抑える作用をもつことを示唆している。なお、「多種感覚入力の統合と出力形成機構」に関連して、ザリガニのスパイク非発火型ニューロン以外にも、コオロギ尾葉の機械受容器からの入力に応答し歩行、飛翔または遊泳運動をトリガーする巨大介在ニューロン系やコオロギ生殖器官の運動制御系等についても実験を行い、それぞれ興味深い成果を得た。
高強度と成形性の両立を実現する層界面組織制御を施した日本刀型鋼板の試作

構造用金属材料において成形性を有しつつ強靭化を図ることは、安全性向上や小型化を通じて、環境規制への対応や資源節約を実現する方策であり、工業分野の基本課題である。この課題に対する解決策として、高強度で成形性に優れた金属材料を得るための組織の革新的理想像として、日本刀の造り込みから着想した「日本刀型鋼板」を新たに提案した。ここでは日本刀型鋼板を、「サブミリメートルスケールの層厚さを有する軟質低炭素鋼層と硬質高炭素鋼層からなるサンドイッチ型複合材料」と定義する。日本刀型鋼板の室温引張変形特性における、(i)硬質層体積率の影響、(ii)硬芯材と軟芯材の違いが生じるメカニズムを、特に層界面の塑性拘束効果に注目した実験と数値計算により明らかにし、高強度や延性・成形性を最大化する積層設計指針を獲得することを目的とした。材料創成として、低炭素鋼と高炭素鋼の、板幅25mm×長さ45mmであり1mmから4mmまでの各種板厚を用いた。板厚中心部に軟質の低炭素鋼を配置し、表層部に硬質の高炭素鋼を添えた軟芯材および逆の配置を有する硬芯材を作製した。高温圧縮はオーステナイト単層高温域で実施したため、また、薄板であり冷却速度は板厚方向に均一であったため、圧縮材の組織は、冷却中の相変態により決まり、高炭素鋼部はマルテンサイト組織を含む硬質組織が形成された。また、一部の試作材では、接合界面に切削によりあらかじめ凹凸を形成させたものも試作した。実験と有限要素法解析等の結果、これまでに、日本刀型鋼板として強度と成形性を良好なものにするための構造設計指針として、(1)軟質層の体積率は半分より少ない方が強度を得るため、(2)表層に軟質層を配置する構造が成形性を得るために、(3)界面形態は平坦なほうが延性確保のために、それぞれ有利であることが明らかとなっている。当初計画に沿って研究を遂行することができた。界面形態の影響のほか、界面拘束に起因する相変態挙動の変化など、当初の予定になかった新しい知見も取得し発表することができた。当初計画に沿って実施するほか、新知見に関してメカニズムを深堀し、その応用も検討する。高炭素鋼層として、昨年度(0.45%C)よりも含有量を増大させた0.65%C鋼を用いる。高炭素鋼と低炭素鋼のサンドイッチ型積層構造を有し、幅25mm×長さ45mmであり1mmから4mmまでの各種板厚を実験に供する。接合体を得るための圧縮条件は昨年度と同様オーステナイト域圧縮を基本とし、ガス急冷により得られるサンプルの組織を光学顕微鏡や背面反射電子線回折図形(EBSD)測定により詳細に明らかにする。また、冷却中の組織変化の詳細を明らかにするために、構成層の個々の炭素鋼の連続冷却変態図(CCT図)を測定し、変態熱や変態ひずみと積層材組織の関係について明らかにする。さらに、高炭素鋼を中心に配置し、低炭素鋼を表層に配置した幅100mm程度の板材を熱間プレスおよび圧延により試作する。得られた材料の組織と引張変形挙動等を調査し、日本刀型積層構造を利用することにより得られる新規な特性の探求も併せて行う。

構造用金属材料において成形性を有しつつ強靭化を図ることは、安全性向上や小型化を通じて、環境規制への対応や資源節約を実現する方策であり、工業分野の基本課題である。この課題に対する解決策として、高強度で成形性に優れた金属材料を得るための組織の革新的理想像として、日本刀の造り込みから着想した「日本刀型鋼板」を新たに提案する。ここでは日本刀型鋼板を、「サブミリメートルスケールの層厚さを有する軟質低炭素鋼層と硬質高炭素鋼層からなるサンドイッチ型複合材料」と定義する。熱間加工により日本刀型鋼板の試作し、力学特性評価と組織評価を実施し、強度と延性・加工性と組織の対応を明らかにした。サンプル作製を行い、不明な点が多い組織評価を行うとともに、層界面を比較的シンプルな構造とした場合の有限要素解析を行なった。材料創成として、低炭素鋼と中炭素鋼の、板幅25mm×長さ45mmであり1mmから4mmまでの各種板厚を実験に供した。板厚中心部に軟質の低炭素鋼を配置し、表層部に硬質の高炭素鋼を添えた軟芯材および逆の配置を有する硬芯材を作製した。積層したものはボルトなどで仮止めした上で、アンビルを用いた高温平面ひずみ圧縮した。高温圧縮は下部組織の残存しにくいオーステナイト単層高温域で実施するため、また、薄板であり冷却速度は板厚方向に均一であるため、圧縮材の組織は、冷却中の相変態により決まる。積層材を評価するため室温引張試験、硬さ試験および背面反射電子線回折図形(EBSD)測定システムを備えた走査型電子顕微鏡により行った。数値計算により界面に生じる力学的相互作用の定量的評価を試みた。積層材の引張試験片モデルを作成し、各層単独の応力ひずみ曲線を各層の構成方程式として割り当てて、準静的引張変位を与えた際の界面近傍の応力状態を有限要素計算等により求めた。当初計画通りに進捗しており、本研究の最大の不確定要素であった日本刀型鋼板の作製方法を確立できた。当初計画に沿って実施するほか、新知見に関してメカニズムを深堀し、その応用も検討する。高炭素鋼層として、昨年度(0.45%C)よりも含有量を増大させた0.65%C鋼を用いる。高炭素鋼と低炭素鋼のサンドイッチ型積層構造を有し、幅25mm×長さ45mmであり1mmから4mmまでの各種板厚を実験に供する。接合体を得るための圧縮条件は昨年度と同様オーステナイト域圧縮を基本とし、ガス急冷により得られるサンプルの組織を光学顕微鏡や背面反射電子線回折図形(EBSD)測定により詳細に明らかにする。また、冷却中の組織変化の詳細を明らかにするために、構成層の個々の炭素鋼の連続冷却変態図(CCT図)を測定し、変態熱や変態ひずみと積層材組織の関係について明らかにする。さらに、高炭素鋼を中心に配置し、低炭素鋼を表層に配置した幅100mm程度の板材を熱間プレスおよび圧延により試作する。得られた材料の組織と引張変形挙動等を調査し、日本刀型積層構造を利用することにより得られる新規な特性の探求も併せて行う。研究実績で示した結果を論文等により公表する。また、界面に関して形態等を制御する方法の確立を目指し、研究の深化を図る。
甲状腺ホルモンによる視覚中枢の可塑性に関する研究

目的:古くから甲状腺機能低下症(粘液水腫)では、運動、感覚、高次神経活動が低下することがよく知られている。この変化はクレチン症にみられる不可逆的な神経系の発達不全とは異り、可逆的である。このような神経機能に対する甲状腺ホルモンの作用をみるために、光刺激による誘発電信の可塑性変化を研究する。方法:体重200gのWistar系オス・ラットの甲状腺を外科的に摘除し、血中【T_4】濃度が5ng/ml以下のものを用いた。摘除311週後に実験に用い、甲状腺ホルモン(【T_4】)の補充は、0.1mg/kgを隔日に注射した。ネンブタール麻酔下にラットを脳定位固定装置に固定し、クセノン光刺激を与えた(2ジュール,25cm,5秒間隔)。誘発電位は大脳皮質視覚電(Bragma-8.59.5,l3.0,d0.20.5mm),外側膝状体(LGB)から測定した。結果と考察:工視覚重における変化正常ラットの第1次誘発電位の潜時は27.7±0.73(m±SE,n=フ)msecであったが、甲摘ラットでは34.7±1.66msec(6)と28.0%の延長をました。【T_4】補充後2日には正常レベルに回復した。【T_3】(0.05mg/kg)の補充の場合は僅か1日後には正常に回復した。II:LGBにおける変化LGBにおける第1次誘発電位の変化は視覚電における変化と類似しており、正常ラットの潜時は23.4±0.1(7)であり、甲摘後30.2±2.93(4)msecと延長した。(29.1%)。【T_4】補充2日後には正常レベルに回復した。同一ラットで視覚電とLGBの両方から測定した潜時の差(LGB-視覚電)は3.64±0.68(+)と5.03±1.86(4)と延長(+38.2%)をましたので、網膜視細胞-LGB,LGB-視覚電錐体細胞の両径路において、〓〓の伝達と伝導のスピードは同じ程度で甲状腺ホルモンに依存していることが明らかとなった。また【T_3】補充効果の出現は著しく速やかで、投与24時間後にすでにみられたことは興味深い。またこれに対応する視床下部・正中隆起ソマトスタチンも敏感に変化した。(29.1%)。
柔構造架橋配位子をもつ高反応活性複核金属錯体の創製と触媒反応開発

本研究は、金属-金属相互作用や複数の金属による基質活性化を経由した特異的な触媒作用が期待される高反応活性複核有機金属錯体を、柔構造をもつ架橋配位子を用いて創製することを目的として、π供与性金属フラグメント、ルイス酸性を示す金属フラグメントを含む複核錯体を、それぞれ、アミジナートとアミノホスフィンを利用して創製した。さらに、複核構造特有の反応性を開拓するとともに、触媒反応への応用を図った。今年度の研究では、架橋アミジナート配位子を有する複核ルテニウム錯体の新しい誘導体の合成と、その構造、動的挙動解析をおこなった。さらに、関連するアルコキシド架橋複核ルテニウム錯体との反応性の比較検討を含めた、これらをラジカル型反応、ラジカル重合の2つの触媒反応へ応用する研究を実施し、その反応に関する全体像と機構に関する知見を明らかにした。また、チタンと白金で合成経路を確立している架橋アミノホスフィンをもつヘテロバイメタリック錯体について、金属の種類を前周期遷移金属としてチタンからジルコニウムへ、後周期遷移金属として白金からパラジウム、ニッケル、ロジウム、ルテニウムへと変えて、構造の異なる錯体の設計、合成をおこなった結果、複数の新規錯体の合成に成功した。また、これらの新規錯体による有機基質の2つの金属による活性化を検討した。アルケンの化学変換への応用として、関連したヘテロバイメタリック錯体でのエチレン重合を研究し、架橋アミノホスフィンをもつヘテロバイメタリック錯体を触媒の当該反応への触媒活性を検討した。本研究は、金属-金属相互作用や複数の金属による基質活性化を経由した特異的な触媒作用が期待される高反応活性複核有機金属錯体を、柔構造をもつ架橋配位子を用いて創製することを目的とする。とくに重点目標として、π供与性金属フラグメント、ルイス酸性を示す金属フラグメントを含む複核錯体を、それぞれ、アミジナートとアミノホスフィンを利用して創製し、複核構造特有の反応性を開拓するとともに、触媒反応として、有機合成(2量化、ラジカル型反応)、高分子合成(配位重合、ラジカル型重合)双方の観点からアルケンの化学変換を図る。アミジナートを架橋配位子とする新規ルテニウム2核錯体の合成に成功し、その動的挙動の解明と配位不飽和化を達成した。これを用いて、ラジカル環化反応、ラジカル付加反応、ラジカル重合を検討し、原子移動型の触媒反応の開発に成功した。架橋アミジナート配位子と比較対照するために、アルコキシドを架橋配位子とする複核ルテニウム錯体を合成し、原子移動型ラジカル反応を検討し、環化反応においてアミジナート錯体を上回る効率を達成した。また、性質の異なる複核錯体として、これまでの検討で問題があった架橋アミノホスフィン配位子をもつチタンー白金、チタンーパラジウム、チタンールテニウム複核錯体の合成経路を確立し、その構造、動的挙動を解明した。また、その反応性や触媒作用を、別のプロジェクトで研究しているアルコキシド配位子をもつチタンー金属カルボニル複核錯体と比較し、複核効果を明らかにした。これらの成果はいずれも投稿中、投稿準備中の新規な成果であり、次年度にこれらをもとにした錯体設計による効率的な触媒反応への展開をおこなう素地を築いた。
共著情報を用いた研究成果の評価指標開発とその検証

前年の成果である新指標の更なる改良を行い、“組織単位の評価"をモデル適用の対象に取り込んだ。そして、その適用範囲の枠組みを複数の組織に適用して新指標の一般化を進めた。“理論構築"は、水上が担当して、Mizukami et al.(2015)[]の拡張型媒介中心性指標のさらなる改良を行い定量的に分析結果を評価できるようになった。そして、その改良した拡張型媒介中心性指標を用いて分析をおこなった。また、2つ目の指標として、研究分野の連携具合を見えるかする指標を確立した。この指標を用いると、建暦的に研究分野間の共同研究の推進を進めることができるようになり、イノベーションによる新しい技術等の創出に貢献できる可能性があると考えられる。なお、分析は作業量が多いため、水上と本多の両名にて行った。“検証"では、事例研究を通じてそのモデル有効性を検証した。分析データは、クラリベイト・アナリティクス社の協力のもと、過去30年の全世界の論文を網羅しているWeb of Science Core Collectionデータベースを用いた。検証では、事例研究を行い、“宇宙科学分野の研究動向"、“環境科学分野の研究動向"、“電気自動車分野の研究動向"、“国内86国立大学における中心的研究者と3つの枠組み"を分析した。最後の“HPC構築と運用"については、プログラミング作業が完了しており、分析ができる環境が整っている。なお、“HPC -運用"は、研究日程の全期において改良作業が発生すると考えられる。主な取り組みである“理論構築"、“検証"、“HPC構築と運用"全てにおいて、おおむね予定通りに進んでいる。また、来年度行う予定の“一般化"に関しても一部研究を始めている。前年の成果である新指標の適用範囲の枠組みを複数の組織に適用して新指標の一般化をさらに進めて、新指標の盤石化を目指す。<主な取り組み>“分析-一般化"では、新指標のモデルをさらに多くの組織に適用して、効果確認の盤石化を目指す。その結果、事例研究論文を輩出することになる。なお、HPC "運用"は、研究日程の全期において作業が発生する。“枠組み構築"は、水上(代表者)が担当した。本研究のスコープとマイルストーンを明確にした。次の“文献検索"では、作業量が多くなったため、水上と本多(分担者)の両名にて行った。検索の分野は、理論では、主に計算機統計学、書誌学、コンピュータサイエンス、IRの分野を検索した、事例では、分野を限定せず広い分野で検索を試みた。続く“理論構築"は、水上が担当して、Mizukami et al.(2015)[5]の拡張型媒介中心性指標の改良を行った。そして、その改良した拡張型媒介中心性指標を用いて分析を行った。また、2つ目の指標として、研究分野の連携具合を見える化する指標を導出した。この指標を用いると、戦略的に研究分野間の共同研究の推進を進めることができるようになり、イノベーションによる新しい技術等の創出に貢献できる可能性があると考えられる。検証では、事例研究を行い、“ホスピタリティ分野の研究動向"、“国内86国立大学における中心的研究者と3つの枠組み"、“日本大学3工学系学部の業績比較"、“IoT分野における日米中における国際比較"を分析した。また、日本語の論文に関してもCiNiiを用いて試行を行っている。最後の“HPC構築と運用"では、HPC上でのプログラミング作業が完了していない状況にあるが、一般的なコンピュータでの試作プログラムが完成しており、計算時間を要するが、分析と機能検討が可能な環境が整っている。現在、HPC上でのプログラミング作業を急ピッチで進めている。おおむね順調に進んでいると考えられる。本研究のスコープである“枠組み構築"、“文献検索"、“理論構築"、“検証"において、計画通りに作業が進んでいる。一方、“HPC構築と運用"では、プログラミング作業が完了していない状況にあるが、試作プログラムが完了しており、時間を要するが、分析ができる環境が整っている。

この指標を用いると、建暦的に研究分野間の共同研究の推進を進めることができるようになり、イノベーションによる新しい技術等の創出に貢献できる可能性があると考えられる。なお、分析は作業量が多いため、水上と本多の両名にて行った。“検証"では、事例研究を通じてそのモデル有効性を検証した。分析データは、クラリベイト・アナリティクス社の協力のもと、過去30年の全世界の論文を網羅しているWeb of Science Core Collectionデータベースを用いた。検証では、事例研究を行い、“宇宙科学分野の研究動向"、“環境科学分野の研究動向"、“電気自動車分野の研究動向"、“国内86国立大学における中心的研究者と3つの枠組み"を分析した。最後の“HPC構築と運用"については、プログラミング作業が完了しており、分析ができる環境が整っている。なお、“HPC -運用"は、研究日程の全期において改良作業が発生すると考えられる。前年の成果である新指標の更なる改良を行い、“組織単位の評価"をモデル適用の対象に取り込んだ。そして、その適用範囲の枠組みを複数の組織に適用して新指標の一般化を進めた。主な取り組みである“理論構築"、“検証"、“HPC構築と運用"全てにおいて、おおむね予定通りに進んでいる。また、来年度行う予定の“一般化"に関しても一部研究を始めている。当初予定されていた通り、“理論構築"において、組織単位の評価とその定量的分析手法の確立が挙げられ、いくつかの事例分析を予定しており検証を進める。また、“HPC構築と運用"については、プログラミング作業が完了していない状況にあるため、引き続き開発を進める。なお、一般的なコンピュータでの試作プログラムが完了しており、時間を要するが、分析ができる環境が整っている。なお、“HPC -運用"は、研究日程の全期において改良作業が発生すると考えられる前年の成果である新指標の適用範囲の枠組みを複数の組織に適用して新指標の一般化をさらに進めて、新指標の盤石化を目指す。<主な取り組み>“分析-一般化"では、新指標のモデルをさらに多くの組織に適用して、効果確認の盤石化を目指す。その結果、事例研究論文を輩出することになる。なお、HPC "運用"は、研究日程の全期において作業が発生する。当初予定していた国内研究会発表において、主催者側の受入れ数に限りが出たため、日本行動計量学会・行動計量学岡山地域部会に参加できなかった。そのため、その旅費相当分が次年度繰越となっている。(統計学の分野では、岡山大学を中心に統計学者のグループが形成されており、積極的な研究活動が行われている。)この金額については、本年度、その国内研究会に参加することで消化予定。次年度使用額が生じた理由:2018年度、物品の一部購入を見送った為に未使用額があった。使用計画:2019年度、見送った物品購入等の為に使用する。
スラリー相におけるFT合成用バイモダル触媒の機能制御

フィッシャー・トロプシュ合成(FT合成)の触媒活性の向上には,触媒の内部の物質拡散を速くし,かつ触媒の高表面積と金属粒子の高分散化が必要である。しかしこの要求は相反するものである。この両方の要求を満足させる触媒として,大きな細孔と小さな細孔の両方持つバイモダル触媒がある。大きな細孔は反応ガスの触媒粒子内の拡散と、生成した炭化水素の触媒外部への拡散を促進し、小さな細孔は高比表面積と金属粒子の高分散状態を維持する。本研究により,任意の大きさのメソポアを有するシリカ担体にシリカゾル,ジルコニアゾルを含浸させて,バイモダル担体を安全で,簡単に調製する方法を確立した。バイモダル担体からCo担持触媒を調製し,液相FT合成に対する性能を調べたところ,バイモダル担体に期待される性能を持つ事がわかった。本年はこのバイモダル担体調製法をより一般的にするため,適当な金属ゾル溶液の調製できない金属でバイモダル担体を調整する方法として,マイクロエマルジョン法を用いて,バイモダル担体の調製を行った。マイクロエマルジョン法としてポリエチレングリコール(平均分子量200)水溶液に硝酸アルミニウムを溶解させた溶液をシリカゲルQ-50に含浸させてバイモダル担体を調製し,Coを10wt%含浸させて触媒調製した。アルミナバイモダル担体は5.5と30nmの細孔径を持ち,表面積もQ-10の70から101m^2/gへと増加したことから,バイモダル担体が生成したと推察された。FT合成ではCO転化率はQ-50の13.5から47.9%へと大きく増加し,高活性を示した。小さい細孔径がバイモダル担体とほぼ同じ,Q-3(3.0nm)と比較してCH_4選択率は18.1から10.2%,CO_2選択率は16.8から1.3%へと大きく低下し,バイモダル担体に期待される性質を示した。本研究により汎用性が高く,安全で,調製法も容易なバイモダル担体の調製方法を開発した。高機能性触媒用の担体として大小2種類の細孔(メソとミクロ径)を持つバイモダル担体の作成研究を行い,作成したバイモダル担体からコバルト担持触媒を調製し,その液相フィツシャートロプッシュ合成反応(FT合成)に対する触媒活性を調べた。バイモダル触媒のメソポアは触媒細孔内での反応物と生成物の拡散速度を向上させ,ミクロポアは高比表面積と活性金属の高分散を促進させると考えられ,このようなバイモダル担体が生成できれば,今までにない高機能な触媒が調製できると考えられる。メソポア(細孔径50nm)を持つ市販のシリカゲルにシリカゾルを含浸させ,分解させることにより,バイモダルシリカゲル担体の調製を行った。生成したバイモダル担体には細孔径が6nmと45nmの2つの細孔が存在した。45nmの細孔は元のシリカゲルに由来し,6nmのものはシリカゾルから新たに生成したものと考えられた。比表面積も元のシリカゲルの70m^2/gから106m^2/gへと大幅に増加した。これは担体細孔内に新たに生成したミクロポアによるものと推察された。シリカ担体のメソポア内にミクロポアが生成すると,細孔容積は減少すると予想されたが,バイモダル担体の細孔容積は元のシリカゲルの1.0ml/9から0.4ml/9へと大きく減少しており,ミクロポアはメソポア内で生成したことを強く示唆していた。これらのことから調製した担体はバイモダル構造を持つと考えられた。バイモダル担体の調製に成功したため,この担体にコバルトを坦持させて触媒を調製し,温度制御のし易い液相FT合成での触媒活性を調べた。コバルト担持バイモダル触媒はコバルト担持後もバイモダル構造を持ち,表面積が高く,コバルト金属粒子径は小さいという特徴を持っていた。FT合成ではバイモダル触媒はCO反応率が32%と,元のシリカゲルや小さい細孔径(6nm)のみを持つシリカゲルから調製した触媒よりも2から3倍触媒活性が高く,メタンとCO2選択率は5%以下とバイモダル触媒に期待された高性能を示すことが分かった。これらのことから,バイモダル触媒は理論から予想されたような高機能性触媒であることが明らかになった。大小の異なる細孔径を持つバイモダル触媒の開発を行った。大きな細孔は反応ガスの触媒粒子内拡散と,生成する炭化水素の触媒外部への拡散を促進し,小さな細孔は高比表面積と金属粒子の高分散状態を維持する。これらの大小の細孔径により,原料の拡散律速の制限なく,液相での高い活性と高い物質移動効率を実現できる。本年はメソポアを有するシリカ担体Q-50にジルコニアを含浸させて担体を調製した後,コバルトを担持させ,コバルト触媒のフィッシャートロプシュ(FT)合成反応への性能を調べた。ジルコニアバイモダル担体でも3.2nmと45nmの2つの細孔径が存在し,担体はバイモダル構造を持つ事が分かった。すなわちこの調製法により任意のバイモダル担体を作れることが分かった。

ジルコニアはFT反応に対して化学的な作用を持つ事が知られているため,ジルコニアバイモダル担体を用いたコバルト触媒はシリカバイモダルのものよりもはるかに高い活性を持つと予想されたため,ジルコニアバイモダル触媒の液相FT合成反応を行い,触媒の性能を調べた。ジルコニアバイモダル触媒ではCO反応率が86%とシリカバイモダルの33%よりはるかに高く,今回の反応では最高の反応率となった。シリカバイモダル触媒とジルコニアバイモダル触媒はそのバイモダル構造がほとんど同じことから,CO反応率の違いは新たに生成したジルコニアによる化学的な作用によるものと考えられた。これらのことからジルコニアバイモダル触媒はバイモダル構造によるだけでなく,ジルコニアの化学的な作用により触媒活性が高くなったことを示している。本年開発したジルコニアバイモダル触媒は,メタンとCO_2選択率が低く,CO反応率が高いという,バイモダル触媒に期待される性質を示し,且つジルコニアの化学作用のため非常に反応率が高いという優れた性能を示した。フィッシャー・トロプシュ合成(FT合成)の触媒活性の向上には,触媒の内部の物質拡散を速くし,かつ触媒の高表面積と金属粒子の高分散化が必要である。しかしこの要求は相反するものである。この両方の要求を満足させる触媒として,大きな細孔と小さな細孔の両方持つバイモダル触媒がある。大きな細孔は反応ガスの触媒粒子内の拡散と、生成した炭化水素の触媒外部への拡散を促進し、小さな細孔は高比表面積と金属粒子の高分散状態を維持する。本研究により,任意の大きさのメソポアを有するシリカ担体にシリカゾル,ジルコニアゾルを含浸させて,バイモダル担体を安全で,簡単に調製する方法を確立した。バイモダル担体からCo担持触媒を調製し,液相FT合成に対する性能を調べたところ,バイモダル担体に期待される性能を持つ事がわかった。本年はこのバイモダル担体調製法をより一般的にするため,適当な金属ゾル溶液の調製できない金属でバイモダル担体を調整する方法として,マイクロエマルジョン法を用いて,バイモダル担体の調製を行った。マイクロエマルジョン法としてポリエチレングリコール(平均分子量200)水溶液に硝酸アルミニウムを溶解させた溶液をシリカゲルQ-50に含浸させてバイモダル担体を調製し,Coを10wt%含浸させて触媒調製した。アルミナバイモダル担体は5.5と30nmの細孔径を持ち,表面積もQ-10の70から101m^2/gへと増加したことから,バイモダル担体が生成したと推察された。FT合成ではCO転化率はQ-50の13.5から47.9%へと大きく増加し,高活性を示した。小さい細孔径がバイモダル担体とほぼ同じ,Q-3(3.0nm)と比較してCH_4選択率は18.1から10.2%,CO_2選択率は16.8から1.3%へと大きく低下し,バイモダル担体に期待される性質を示した。本研究により汎用性が高く,安全で,調製法も容易なバイモダル担体の調製方法を開発した。
腎糸球体上皮細胞足突起間のスリット膜の透過性制御機構の解析

本研究課題では、糸球体上皮細胞足突起間のスリット膜の構造、機能の解析を目的として研究を行い、(1)スリット膜と緒合し、蛋白尿惹起能をもつ5-1-6抗体は、フィンランド型先天性ネフローゼ症候群の責任遺伝子の遺伝子産物として同定されたネフリンの細胞外ドミナントを認識していること。(2)ネフリンはスリット膜の構成蛋白であること。(3)蛋白尿出現時、ネフリンの発現量が低下していること。(4)ネフリンは、糸球体透過性制御の維持には重要であるが、スリット膜構造維持には、不可欠ではないこと。(5)蛋白尿発症時、ネフリンだけでなくスリット膜の基部に存在するZO-1、並びに家族性ステロイド抵抗性ネフローゼ症候群の原因遺伝子の遺伝子産物であるポドシンの発現が低下していることなどを明らかにした。これらは、主にラットモデルを用いた検討であるが、ラットでの検討の際に不可欠であるネフリン、ポドシンのラットホモログのクローニングを行い、Gen Bank登録を行った(Gen Bank AF161715,AY039651)。また、ネフリン、ポドシンの分子性状の理解のため、ラット胎児を用いた発生機序の解析を行った。また、糸球体上皮細胞機能低下と増殖性腎炎進展との関わりについての検討を行い、ネフリン発現が早期に低下している群では、増殖性腎炎は増悪し、進行性の経過をたどることを明らかにした。これらの研究成果は、1999,2000,2001年の米国腎臓学会、日本腎臓学会で報告し、Kidney Int2000年5月号、同2001年12月号などに発表した。本研究課題での一連の検討で、スリット膜の透過性制御機能維持には、ネフリン、ZO-1、ポドシンの協調的発現が重要であることが明らかになった。糸球体上皮細胞足突起間のスリット膜の構造、機能の解析を目的として研究を続けてきた。これまでの検討で、(1)蛋白尿惹起抗体5-1-6認識抗原がスリット膜上に存在すること、(2)蛋白尿出現時、5-1-6認識抗原、並びにスリット膜の基部に存在するZO-1の蛋白発現量が低下していること、(3)これら分子の発現低下はCa++依存性のcalmodulin-cytoskeletonの系を介したtubuline非依存性、actin依存性の変化であること、などを明らかにしてきた。本年度(平成11年度)は、スリット膜構成蛋白の性状についてさらなる検討を行うため、1998年にフィンランド型先天性ネフローゼ症候群の責任遺伝子の産物として同定され、スリット膜構成蛋白の1つではないかと報告されたネフリンのラットhomologueのcloninngを行ない(GenBank AF161715)、その詳細な局在、5-1-6抗体認識抗原、ZO-1との異同、各種実験モデル、成熟途上期の糸球体におけるネフリンの発現の解析を行った。金粒子を用いた免疫電顕法により、ネフリンは、スリット膜部に存在することを明らかにした。また、各種病態、発生時期において、ネフリンの局在が5-1-6抗体認識抗原と一致したこと、抗ラットネフリン抗体が5-1-6抗体/抗原complexを認識したことなどから、5-1-6抗体は、ネフリンのextracellular siteを認識していると考えられた。また、5-1-6抗体により誘導される蛋白尿、PAN腎症において、抗体(薬剤)投与直後、蛋白尿の発症以前に既にネフリンのmRNA量が著しく低下していることを観察し、ネフリンがこれら病態発症の原因として関わっていることを明らかにした。

これら一連の研究成果はKidney Int2000年5月号に掲載予定である。糸球体上皮細胞足突起間のスリット膜の構造、機能の解析を目的として研究を続けてきた。これまでの検討で、(1)蛋白尿惹起抗体5-1-6認識抗原がスリット膜上に存在すること、(2)蛋白尿出現時、5-1-6認識抗原、並びにスリット膜の基部に存在するZO-1の蛋白発現量が低下していること等を明らかにしてきた、昨年度は、先天性ネフローゼ症候群の責任遺伝子の産物として同定され、スリット膜構成蛋白の1つではないかと報告されたネフリンのラットhomologueのcloninngを行ない、その詳細な局在、5-1-6抗体認識抗原、ZO-1との異同、各種実験モデル、成熟途上期の糸球体におけるネフリンの発現などの解析を行い、5-1-6抗体は、ネフリンのextracellular siteを認識しているとの結論に達した。本年度(平成12年度)は、Westem blot法での定量法を用い各種病態でnephrin発現変化と透過性制御能との関係の検討を行い、一連の研究結果をKidney Int2000年5月号にまとめた。さらに、nephrin発現とスリット膜構造維持との関係を検討するため、各種病態モデルの糸球体上皮細胞スリット膜構造を電子顕微鏡を用い詳細に検討し、足突起間距離の定量を行なった。Nephrin発現は、糸球体透過性制御の維持には重要であるが、スリット膜構造維持には、不可欠ではないとの結論を得た。これら一連の研究結果は、2000年10月にトロントで開催された北アメリカ腎臓学会に報告した。また、ネフリン分子各fragment cDNAをCOScellにtransfectionさせる系を用い、5-1-6抗体認識eiptopeの同定を進めている。これまでの検討でepitopeは、nephrinのextracellular site中央部の400アミノ酸からなる部位にあると考えられる。本研究課題のこれまでの検討で、(1)蛋白尿惹起抗体5-1-6は、先天性ネフローゼ症候群の責任遺伝子の産物として同定されたネフリンのextracellular siteを認識していること。(2)蛋白尿出現時、ネフリン、並びにスリット膜の基部に存在するZO-1の発現量が低下していること。(3)ネフリン発現は、糸球体透過性制御の維持には重要であるが、スリット膜構造維持には、不可欠ではないことなどを明らかにしてきた。本年度(平成13年度)は、(1)5-1-6抗体認識エピトープの同定、(2)ネフリン発現低下と増殖性腎炎進展との関係についての解析、(3)ネフリン同様スリット膜の透過性制御に関与しているのではないかと考えられているポドシンの機能解析を行った。(1)5-1-6抗体は、ネフリンのextracellular site中央部の400アミノ酸からなる部位にあることをCOScell expressionの系で確認した。この部位は、ネフリンの分子機能上極めて重要な部位であると考えられる。一連の検討結果はNephrology Dialysis Transplantation(in press)に発表した。(2)ネフリン発現が低下している群では、増殖性腎炎は増悪し、進行性の経過をたどることをラットモデルで明らかにした。
虚血性神経栄養因子の分離精製と脳血管性痴呆の治療への試み

1)虚血性神経栄養因子の分離:ラット中大脳動脈閉塞による局所脳梗塞モデルを作成し、12日後に虚血周囲皮質と体側皮質、両側視床を取り出した。これをすりつぶし、超遠沈、硫安塩析し、さらにFPLCシステムでゲル濾過した。神経栄養活性の検討には、胎仔大脳皮質と視床より得たニュ-ロンを無血清培養し、これに抽出物を添加するシステムを用いた。その結果梗塞周囲の皮質抽出液には67k,32k,12.4付近の分画に、皮質および視床ニュ-ロンに対する神経栄養活性がみられたが、他の部位には活性はみられなかった。このことは皮質梗塞後視床ニュ-ロンのみが逆行性変性に陥ることをよく説明する。この活性の一部は抗bFGF抗体により容量依存的に中和されることから、活性の一部はbFGFによると判断された。2)治療実験:ラットの中大脳動脈閉塞後1、8、15、22日後にbFGF1μgを大槽内に注入することにより、対照溶楳投与群と比べて有意に視床の逆行性変性が防止された。3)bFGF遺伝子と蛋白の発現:bFGFによる視床変性防止のメカニズムを明らかにする目的で、梗塞周囲脳組織でのbFGF遺伝子の発現をin situ hybridizationにより、bFGF蛋白の発現を免疫染色により検討した。その結果虚血後1日ではbFGF遺伝子の発現はみられず、3日後に梗塞周囲脳でニュ-ロン、アストロサイトとも強い発現がみられた。また7日後には発現は消失しており、一過性の発現であることが明らかになった。蛋白の出現も遺伝子の発現とほぼ平行していた。4)bFGFレセプタ-遺伝子の発現:in situ hybridization法により検討したところ、虚血1日後にすでに梗塞周囲ではニュ-ロン、アストロサイトともにレセプタ-遺伝子の発現がみられ、3日後にも梗塞側の大脳半球全体に強いレセプタ-遺伝子の発現がみられた。しかし全経過を通じて、梗塞後変性に陥る視床ニュ-ロンにはbFGFおよびそのレセプタ-の発現はみられなかった。5)まとめ:以上のことから皮質梗塞後の視床変性に内因性bFGFの供給障害が関与することが示唆され、外因性bFGFの髄腔内投与が変性を改善することのメカニズムの1つと判断された。1.虚血性神経栄養因子の分離:ラット中大脳動脈閉塞による局所脳梗塞モデルを作成し、12日後に虚血周囲皮質と対側皮質、および両側の視床をサンプリングした。これらをすりつぶした後、超遠沈し上清を硫安で塩析して粗分画とした。これをさらにFPLCシステムでゲル濾過し各分画を得た。神経栄養活性の検定は、胎仔の大脳皮質と視床ニュ-ロンを培養し、これに各分画を添加してその生存延長効果を検索することによった。その結果67k、32k、12.4k付近の分画に神経栄養活性が認められた。この活性は梗塞周囲皮質にのみ認められ、対側皮質や、両側の視床にはみられなかった。また活性は皮質と視床の両方のニュ-ロンに対して認められた。このことは梗塞周囲皮質

ニュ-ロンと梗塞側視床ニュ-ロンのどちらも虚血性軸索損傷を受けるにもかかわらず、視床ニュ-ロンのみが逆行性変性に陥ることをよく説明する。この神経栄養活性が既知の成長因子によるか否かを明らかにするため、bFGF、EGF、NGFに対する抗体を用いて、抽出粗分画のWestern blottingを行った。その結果bFGFのみが検出可能であり、かつ梗塞周囲皮質に他の部位よりも明らかに多くのbFGFが存在することを明らかにした。また免疫染色ではbFGFはニュ-ロンと反応性アストログリアの両方に存在するが、梗塞周囲のアストログリアに梗塞後1ー2週間して明らかにbFGF陽性のものが増加した。ついで抗bFGF中和抗体(3T3)を用いて、神経栄養活性の中和試験を行ったところ、32k付近の分子を含む分画での活性の一部が抗bFGF抗体により用量依存的に抑制された。このことから神経栄養活性の一部はbFGFによることが明らかとなった。2.治療実験:胎仔ニュ-ロンの培養系を用いたin vitro低酸素負荷モデルでEGFとbFGFが用量依存的に効果を示すことを明らかにした.さらにラットの中大脳動脈閉塞モデルで,緩徐に起こる視床の萎縮がbFGFの大槽内投与により防止しうることを明らかにした.1)bFGF遺伝子と蛋白の発現:昨年度の研究で梗塞周囲皮質には内因性のbFGFが発現していることを明らかにした。そこでこの発現の時間経過と発現細胞の同定にin situ hybridization法を用いた。その結果bFGF遺伝子の発現はニュ-ロン、アストロサイトとも一日後にはみられず、3日後には強い発現がみられ、1週間後には再び発現は消失した。ニュ-ロンでの発現は梗塞周囲皮質を中心に、虚血性軸索損傷などをうけた細胞体に強い発現が見られた。またグリア細胞においては、梗塞周囲の反応性アストロサイトに強い発現がみられた。一方bFGF蛋白の発現を免疫染色で同定したところ、虚血後1日ではbFGFの免疫染色性はなく、3日後にはニュ-ロン、アストロサイトともにbFGFの発現が見られた。ニュ-ロンでの発現は3日をピ-クとし、その後低下するが、2週間後まで低いレベルながら発現は持続した。一方アストロサイトにおける発現は3ー7日後にピ-クとなり、2週間後には発現は見られなくなった。これらの事実からbFGFの発現はニュ-ロン、アストロサイトとも損傷後しばらくして一過性に出現することが明かとなった。(2)bFGFレセプタ-遺伝子の発現:in situ hybridization法によりbFGFレセプタ-遺伝子の発現を検討したところ、虚血1日後にすでに梗塞周囲ではニュ-ロン、アストロサイトともにレセプタ-遺伝子の発現が認められた。3日後には梗塞側の大脳半球全般にレセプタ-遺伝子の発現が見られ、顕微鏡的にはニュ-ロン、アストロサイトともに発現が見られた。この発現は、7日後、14日後には梗塞周囲に限局されることも明かとなった。しかし全経過を通じて、梗塞後変性に陥る視床ニュ-ロンにはbFGFおよびそのレセプタ-の発現は見られなかった。