hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虚血性神経細胞傷害と興奮性神経伝達物質の役割

前年度までに得られた標本につき、詳細な形態学的観察を行なった。得られた標本のうち、10分間の脳虚血(頭蓋内圧を体血圧より上昇させることによる)の後の標本では、虚血後3時間から4日の全ての標本について正常とは異なる変化が見出された。3時間では約1/4のプルキンエ細胞がtoluidine blueやhematoxylinなどの塩基性色素に濃く染まった。6時間後にはさらにこの傾向が強くなり、全体の1/2以上が濃染した。染色性はプルキンエ細胞の細胞体・核・樹状突起などほとんど全域にわたっていた。濃染したプルキンエ細胞の内部の構造はよく保たれていた。細胞内小器官に高度の膨化や萎縮などの破壊を示唆するよううな所見はなかった。虚血後12時間になると、濃染するプルキンエ細胞は減少し、1日目には更に減少した。一方、細胞崩壊の所見を示さないプルキンエ細胞の総数は虚血後1日目までは有意な減少を示さず、濃染するプルキンエ細胞は、形態上で見るかぎり回復したと判断された。虚血後2日以降では、プルキンエ細胞の約25%の減少を認めた。従って、プルキンエ細胞は虚血後1日目から2日目にかけて崩壊することが明らかとなった。顆粒細胞層の神経細胞には変化が認められなかった。しかし高度に膨化した構造が散見された。これはプルキンエ細胞の細胞体と連続性があり、周囲にミエリン鞘をかぶっていることから、水胞状となったプルキンエ細胞の軸索と考えられた。その微細構造をみると軸索内の細胞骨格の破壊と膜状の細胞内小器官の集積が虚血後3時間ですでに認められた。この病変の詳細については現在検討中である。ラット大槽内に人工髄液を強制的に注入し全脳虚血を負荷した。注入にはペリスタルティックポンプを使用した。注入速度を約2ml/分の速度で頭蓋内圧は100mgHg以上に容易に上昇した。注入開始直後に反応性の血圧上昇を認めるため、ハロセン麻酔とアルフォナードの注入により血圧を低下させた。頭蓋内圧が収縮期血圧より25mmHg以上高い時間を全脳虚血時間と考えた。この間血圧のみならず呼気ガスの炭酸ガス分圧、動脈血の酸素、炭酸ガス分圧(pO_2>100mmHg、30<pCO_2<40)、体温をモニターした。呼吸は人工呼吸器によって調節した。10分間の全脳虚血の後、30分間動物の全身状態を観察した後に気管内挿管を抜去した。全脳虚血後の後3h、6h、12h、1d、2d、4d後に動物を経心的に灌流固定し、光顕・電顕標本とした。4d群では全てのラットにおいて海馬CAIに錐体細胞の脱落が認められた。従って、全脳に対してたしかに虚血が加わっているものと考えられた。小脳病変の観察は小脳虫部の矢状断面を対象にして行なった。プルキンエ細胞の約1/2が10分間の虚血によって破壊された。しかし、その病変の進行速度はいわゆる「遅発性神経細胞壊死」とは異なるものであった。虚血後3時間6時間でほとんど全てのプルキンエ細胞は濃染し、その後この染色性は消失した。従って、虚血後大部分のプルキンエ細胞には染色性の亢進を伴なう変化が発生することが明らかとなった。しかし全てのプルキンエ細胞が壊死におちいるわけではなく、そのうちの1/2以上が回復し、虚血4日目に観察した時には正常の形態を示していた。従って、虚血性プルキンエ細胞の虚血性壊死に至る変化には、これまでに明らかにされていない変化が含まれている可能性が示された。今後さらに、詳細な観察をつづけていく予定である。

その微細構造をみると軸索内の細胞骨格の破壊と膜状の細胞内小器官の集積が虚血後3時間ですでに認められた。この病変の詳細については現在検討中である。ラット大槽内に人工髄液を強制的に注入し全脳虚血を負荷し、その3h,6h,12h,1α,2α,4α後に経心的灌流固定を行なった。この動物に対して形態学的観察を行なった。病変は全動物の小脳に認められた。虚血後3時間ではプルキン工細胞が塩基性色素に濃染する所見が見られた。虚血後6時間ではこの傾向が強くなり、全プルキン工細胞の半数以上が強く染まって見えた。この濃染するプルキン工細胞は6時間をピ-クに減少し、12時間では24%、1日目には13%となった。この時点までには、全標本の中に明らかに細胞死を示すプルキン工細胞が稀に見られるものの、数の上で有意な減少を認めなかった。従って1日目までに濃性する神経細胞は回復した。一方、顕粒細胞層内には、プルキン工細胞の軸索が高度に膨化した所見が虚血後3時間より一貫して認められた。従って、虚血後12時間1日の標本も明らかな虚血による損傷を受けていると、考えられた。1日目までに一過性に増加する染色性の亢進の意味は、必ずしも明白ではないが、細胞内小器管の形態はよく保たれたまま濃染しているので、一時的に細胞内に色素親和性の物質が集積するものと考えられた。虚血より2日4日におけてプルキン工細胞の数の有意な減少が観察された。プルキン工細胞は正常より25%少なくなった。減少の時期は虚血より1日2日の間と考えられた。一過性の脳虚血に発生する病変は主としてシナプス後部に集中しており、このことが神経伝達物質による細胞死という仮説を支持する大きな根拠となった。しかしプルキン工細胞ではその軸索近位部に特有の病変が認められた。海馬と小脳では興奮性神経伝達物質に対する受容体の分布に大きな違いがあるといわれている。本実験で観察された形態上の差異がこのような伝達物質受容体の差異を反映しているのか今後検討を加えていく予定である。脳虚血により神経細胞が破壊されることはよく知られている。その中でもテント上の構造では海馬錐体細胞、テント下の耕造では小脳プルキンエ細胞は、特に虚血に対して脆弱である。小脳プルキンエ細胞の虚血による細胞死にはまだ不明のことも多い。海馬の錐体細胞とプルキンエ細胞には共通の面と、非常に異なった面がある。そこでプルキンエ細胞の細胞死の研究を海馬の実験と対比する目的で実験を行なった。ラットの大槽に2本の針を刺入し、1本より人工髄液を注入しもう一本より頭蓋内圧の測定を行なった。頭蓋内圧を血圧より30mmHg高い状態で10分間維持し全脳虚血を負荷した。その3,6,12時間後および1,2,4日後に動物を潅流固定し小脳虫部から得られた標本のプルキンエ細胞の病変を観察した。プルキンエ細胞層の標本上の長さ1mmあたりのプルキンエ細胞密度は正常では14.7±0.3であった。この数は虚血後1日目はで有意な変化を認めなかった。しかし虚血の2日4日後には約25%の減少が発生した。従ってプルキンエ細胞の虚血性神経細胞壊死も遅発性のものであることが明らかとなった。しかしながら、プルキンエ細胞には明らかな形態学的変化が発生した。虚血の3時間12時間にかけて細胞の染色性が著明に亢進したのである。この変化は虚血の6時間後には全プルキンエ細胞の57%に認められた。しかし、その後の細胞死は全体の1/4に発生したことから、病変は可逆性のものであると考えられた。
作業管理システムがヒューマンエラーの発生に与える影響に関する研究

本研究では、デミング賞受賞企業・職場を対象に、当該企業・職場におけるヒューマンエラーの発生状況および作業管理システムの実体に関する郵送調査を行い、両者の関係を明らかにすることを試みた。結果として、品質トラブルの中で作業ミスの起因しているものの割合が50%以上という職場が半数近くあり、作業ミスが工程管理の重要な課題の一つとなっていること、中でも「標準通り作業していない状況で発生するミス」が多くの職場で問題となっていること、これらのミスを防止することが有効であること、特に「標準を守らない」状況で発生するミスを防止するためには、作業を観察したり、不具合事例を用いて標準の重要性を教え、作業者に対する指導を徹底して行うことが有効である、などが分かった。また、職場の属性として、標準化の状況、品種の数、自働化の程度、応援作業者の数などを取り上げた上で、教育・訓練・動機付けの作業ミス防止に与える効果が、これらによってどのように変化するか解析した。結果として、教育・訓練・動機付けの効果は、職場の属性によって大きく異なり、各々の職場に応じた活動を展開することが重要であること、特に、標準化の状況は教育・訓練・動機付けの効果に影響を左右するため、それぞれ個別に考えるのでなく、連携をもって進めることが重要であること、教育の計画面や作業観察等の指導面を強化する場合には標準に含まれる手順と条件を区分することを合わせて考えるのがよいこと、訓練の効果を高めるためには作業者の標準作成へ関わらせた方がよいこと、など分かった。本研究では、デミング賞受賞企業・職場を対象に、当該企業・職場におけるヒューマンエラーの発生状況および作業管理システムの実態に関する郵送調査を行い、両者の関係を明らかにすることを試みた。ヒューマンエラーの発生状況については、「作業管理システムに対する対策を取る」という立場からのエラーの分類を与え、どのようなエラーがどのような割合で発生している調査した。また、作業管理システムの実態については、1)作業を標準化する方法(標準書を作成する基準、作成者、出来上がった標準書の確認方法、標準書の保管・改訂の方法など)、2)作業者を教育・訓練・動機付けする方法(標準書で決められた作業に関する教育・技能訓練・動機付けの方法、職場配置の決め方など)、3)作業をフールプルーフ化する方法(作業負荷や作業環境の評価方法、作業方法に潜むエラーの危険性の予測方法など)の3つについて自由書式により調査した。得られた結果をもとに、ヒューマンエラー発生状況のパターン分類を行うとともに、作業管理システムとヒューマンエラー発生状況の関係について統計的に解析した。結果として、品質トラブルの中で作業ミスに起因するものの割合が50%以上という職場が半数近くあり、作業ミスが工程管理の重要な課題の一つとなっていること、中でも「標準通り作業していない状況で発生するミス」が多くの職場で問題となっていること、これらのミスを防止するには、作業者の能力評価を行ったり、評価結果に基づく計画的な教育・訓練を実施し、個別の対応を強化することが有効であること、特に「標準を守らない」状況で発生するミスを防止するためには、作業を観察したり、不具合事例を用いて標準の重要性を教え、作業者に対する指導を徹底して行うことが有効であること、などが分かった。平成11年度は、昨年度の研究結果を踏まえ、多くの企業・職場で問題となっている「標準に従って作業していなかったミス」およびこれを防止するための「教育・訓練・動機付けの方法」に焦点を絞り、デミング賞受賞企業・職場を対象に調査・解析を行い、ヒューマンエラーと作業管理システムの間のより詳細な関係を明らかにすることを試みた。両者の関係に影響を与える職場の属性として、標準化の状況、品種の数、自働化の程度、応援作業者の数、非定常作業の割合等を取り上げた上で、教育・訓練・動機付けのミス防止に与える効果が、これらの職場属性によってどのように変化するか統計的に解析した。

結果として、教育・訓練・動機付けの効果は、職場の属性によって大きく異なり、各々の職場に応じた活動を展開することが重要であること、特に、標準化の状況は教育・訓練・動機付けの効果に影響を左右するため、それぞれ個別に考えるのでなく、連係をもって進めることが重要であること、教育の計画面や作業観察等の指導面を強化する場合には標準に含まれる手順と条件を区分することを合わせて考えるのがよいいこと、訓練の効果を高めるためには作業者を標準作成へ関わらせた方がよいこと、などが分かった。
スーパーオキシド・スーパーオキシドジスムターゼ国際会議開催準備のための総合研究

これまで5回、ヨーロッパ、米国において開催されてきたスーパーオキシド・スーパーオキシドジスムターゼ国際会議(SOD会議)の第6回会議を日本で1993年に開催するよう要請をうけた。これをうけて、まず開催日時(10月11日15日)、場所(国立京都国際会館)を決定し、ファーストサーキュラーを世界中の関係研究者に送付した。ついで、SOD会議の現時点で最も重要な課題が何であり、どのような演者を招請し、討論を行うのが最も有意義であるかについて、以下のようにシンポジウムを行い、それらを基にプログラム委員会を開催し、セカンドサーキュラーを作成し、世界の関係研究者に送付した。平成4年12月26日第1回プログラム委員会(京都)平成5年2月12日第2回プログラム委員会(京都)決定されたプログラムの主題は以下の通りである。1.活性酸素種の生成siteと機構、2.活性酸素種のin vivo及びin vivoにおける検出、測定、3.SODおよび抗酸化酸素の分子機構、4.酸素ストレスによるSODおよび活性酸素消去酵素の遺伝子発現と適応、5.脂質過酸化反応:原因か結果か?、6.活性酸素種による標的分子の酸化と検出、7.生体シグナルとしてのNOと活性酸素種、8.食糧と薬の抗酸化成分、9.SOD治療の展望、10.活性酸素種と疾患との関係、11.環境化学と環境生物学これまで5回、ヨーロッパ、米国において開催されてきたスーパーオキシド・スーパーオキシドジスムターゼ国際会議(SOD会議)の第6回会議を日本で1993年に開催するよう要請をうけた。1.活性酸素種の生成siteと機構、2.活性酸素種のin vivo及びin vivoにおける検出、測定、3.SODおよび抗酸化酸素の分子機構、4.酸素ストレスによるSODおよび活性酸素消去酵素の遺伝子発現と適応、5.脂質過酸化反応:原因か結果か?、6.活性酸素種による標的分子の酸化と検出、7.生体シグナルとしてのNOと活性酸素種、8.食糧と薬の抗酸化成分、9.SOD治療の展望、10.活性酸素種と疾患との関係、11.環境化学と環境生物学
グローバル化時代におけるイスラーム金融の動態とその多様性についての実証研究

本研究では、イスラーム金融の実践への取り組みが新たに活発となっている新興市場(ヨルダン、インドネシア、英国)に着目し、それらの国におけるイスラーム金融の理論と実践の多様性のあり方についてフィールドワークにもとづいた調査を行った。その結果、本研究が対象とした上記3カ国では、イスラーム金融の世界的拠点である中東湾岸地域およびマレーシアの実態を意識しながらも、それぞれが異なる形でそのような世界的拠点との相互関係を結んでいることが解明された。研究プロジェクト1年目である本年度は、下記の2点について研究を行った。(1)イスラーム金融の最新動向の調査と調査対象国のイスラーム金融の国際的プレゼンスについてのデータ収集本研究が対象とする3カ国(ヨルダン、インドネシア、イギリス)のイスラーム金融の規模と国際的プレゼンスを理解するために、英語・アラビア語文献の収集を精力的に行った。また、2011年12月には、世界各国のイスラーム金融統計・データの収集を精力的に行らているイスラーム金融機関一般評議会(通称CIBAFI:本部、バハレーンのマナーマ)に赴き、研究に必要な統計・データを収集した。また、次年度開催予定であったハーバード大学における国際学会(ハーバード・イスラーム金融フォーラム)が2012年3月に繰り上げられたため、本年度予定していたインドネシアでのフィールドワークに代えて、同学会に出席し、イスラーム金融の最新動向に関する情報収集を行った。これらの収集したデータ・情報・文献の解析を踏まえて、イスラーム金融の理論と実践の現状を歴史的視野からの検討を行った。その成果については、2011年12月にカタルで開催された第8回イスラーム経済学国際学会、2012年2月に京都大学で開催された国際ワークショップで発表を行うとともに、国内学術誌『アジア・アフリカ地域研究』(11巻2号)に英語論文として公表した。(2)ヨルダン、トルコにおけるフィールドワーク本研究が調査対象としている3カ国のうち、本年度はヨルダンを訪れ、フィールドワークを行った。フィールドワークでは、ヨルダンの主要イスラーム銀行2行および首都アンマン市内の専門書店を訪れ、資料調査、聞き取り調査を行った。調査からは、ヨルダンのイスラーム金融は、実践(商品のラインナップ、資金)および理論(イスラーム法解釈、法学者ネットワーク)の双方において、イスラーム金融のハブである中東湾岸地域の影響を大きく受けていることが判明した。その中での興味深い知見は、同国のイスラーム金融の実践と理論が、ヨルダンの需要に応じてカスタマイズされているのではなく、中東湾岸地域が推し進めているイスラーム金融の標準化志向に(同地域以上に)沿った形で展開されていることが明らかになった。また、別資金で渡航する機会を得たトルコにおいても、ヨルダンと同じように近年イスラーム金融が急成長していることから、急遽、調査対象国に加えることにし、同様の調査を実施した。同国での調査では、国内の主要イスラーム銀行での調査を行うとともに、イスラーム金融に関するトルコ語文献・資料が膨大に存在していることが判明したため、これらの文献の収集を精力的に行った。以上、2カ国のフィールドワークおよび分析の成果については、2012年1月に開催された国際セミナーにて成果構想を発表し、具体的な成果を2012年7月に英国ケンブリッジ大学で開催される国際会議にて公表予定である。研究プロジェクト最終年の本年度は、下記の2点について研究を行った。(1)イギリス、インドネシアにおけるフィールドワーク本研究が調査対象としている3カ国のうち、本年度はインドネシア、イギリスを訪れ、フィールドワークを行った。そこでは、両国のイスラーム金融監督官庁および現地の複数のイスラーム銀行での聞き取り調査、および現地の大学図書館・書店での資料収集を行った。調査からは、イギリスのイスラーム金融は、理論(イスラーム法解釈、法学者ネットワーク)およびの実践(商品のラインナップ)双方において、欧米の従来型金融機関の存在感が大きく、それとの競争力の向上を最優先課題として、新しい商品開発に必要な理論的発展および法解釈の革新が行われていることが判明した。一方、インドネシアのイスラーム金融については、隣国でかつイスラーム金融の世界的拠点の1つであるマレーシアの影響力を受けながらも、理論および実践の両面において独自の商品開発や法解釈の実践を行おうとする取り組みが存在することが判明した。(2)研究のまとめと成果公表本年度および昨年度のフィールドワークを踏まえて、新たに取り組みが活発になっている新興地域におけるイスラーム金融の理論と実践の多様性のあり方について研究成果にまとめる作業に着手した。そこでは、本研究が対象とした3カ国では、イスラーム金融の世界的拠点である中東湾岸地域およびマレーシアの実態を意識しながらも、それぞれが異なる形でそのような世界的拠点との相互関係を結んでいることが解明された。このような結論は、イスラーム金融の理論と実践が世界的に標準化・画一化していく流れにあるとする昨今の研究潮流に対して、地道な現地調査から一石を投じるものであるといえる。以上の成果については、2013年10月に京都大学で開催される国際ワークショップで報告し、その後、英語論文の形で公表する予定である。1年目の研究計画において実施予定であったデータ収集、および現地でのフィールドワークはおおむね計画通りに実施できた。

当初は、ヨルダン、イギリス、インドネシアの3カ国を対象として比較研究を行う予定であったが、トルコについてもこれらの国とイスラーム金融の発展段階が同様であることが判明したため、調査対象国に加えることにした。これにより、より深みのある研究が可能になった。成果の公表についても、順調に公表、公表準備が進められている。とりわけ、国際学会への発信(英語論文執筆、国外の会議での発表)をする機会を多く得ることができたのは今年度の特筆すべき成果である24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度も、当初の計画通りフィールドワークを踏まえた分析を行っていく。また、国際学会への発信も引き続き積極的に行うために、英語論文の執筆、国外の会議での発表に力を注ぐことにする。地域間比較を軸とした最終成果のまとめについても、次年度下半期から取り組むことにし、年度内あるいは2012年度上半期までの成果公表をめざすことにしたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
癌細胞における抗癌剤によるストレス応答を介した細胞死と耐性の分子機序

平成6年度については、(1)転写因子の面から、薬剤によるMDR1プロモーター誘導に関与する因子について2つの方法を用いて解析した。(論文1、2)。(2)DNAトポイソメラーゼIIα遺伝子についてエトポシド耐性細胞を用いて解析し、突然変異の存在については論文8に報告した。(3)脳腫瘍培養株の薬剤感受性について論文4に、酵母を用いた系では、論文5に報告した。(4)シスプラチン耐性細胞株の樹立と解析については論文7に報告した。現在、エトポシド及びテニポシド耐性細胞を用いてDNAトポイソメラーゼIIα遺伝子の発現制御について解株を行ない、耐性細胞でのDNAトポイソメラーゼIIαの発現低下が、転写レベルよりおこっていることを見い出し、ニューヨーク大学で行なわれた、第5回DNAトポイソメラーゼ国際シンポジウムでの招待講演で発表するとともに、論文も投稿中である。多剤耐性遺伝子MDR1の構造とその発現については、現在酵母人工染色体(YAC)ライブラリーより、7番染色体長腕より1.5Mbのコンティグマップの作成を進めるとともに、約580Kbのヒト遺伝子を、マウス細胞に導入し、その発現と遺伝子増幅について論文投稿を行なっているが、そのためいくつかの準備実験を行ない、論文5、8にその基礎データをまとめて発表した。現在、シスプラチンに対する感受性及び耐性に関与する因子についての解析、薬剤による種々の転写因子の活性化と細胞死について研究を進めており、興味ある結果を得ている。一部は論文準備中である。今後は、アンチセンス法の導入を含め、実験事実を確実に実証すべく研究を展開していこうと考えている。(論文1、2)。
生活関連化学物質の生体曝露評価・内分泌撹乱作用の解明

内分泌かく乱化学物質は低用量での用量-作用関係が未だ明らかにされておらず、暴露量の把握を含めて正確なリスク評価を導き出せない状況にある。精度の高いリスク評価を実施するためには、人体暴露量評価が重要であり、このためには血液等の生体試料の分析や様々な暴露媒体を分析して存在量を推定する必要がある。本研究事業では、生活関連製品に由来し、様々な媒体を介して体内に取り込まれる可能性が危倶されている内分泌かく乱物質を取り上げ、リスク評価に資するデータを取得することを目的とした。(1)内分泌かく乱化学物質の生体試料の分析と体内動態の解明(中澤・加藤・井之上・吉村)フタル酸エステル類、ビスフェノールA(BPA)等について血液、尿等の生体試料中の当該化学物質及びその代謝物の分析法について、LC/MS、LC/MS/MS等を用いた高精度かつ高感度な定量法を構築し、体内における動態を解明した。(2)生活環境並びに生活関連製品中におけるフタル酸エステル類、BPA及び関連化合物の動態解明(井之上・吉村・加藤・中澤)河川水、飲料水中に含有されるBPAを含むフェノール製化合物を測定した。また、食品用容器包装資材等から食品に移行するフタル酸エステル類、BPA等の分析法をLC/MS等を用いて構築した。開発した分析法を用いて蜂蜜等の食品中のBPAおよび関連物質を測定した。更に食品に移行したフタル酸ジ2エチルヘキシル(DEHP)の食品中における分解挙動や塩化ビニル製医療用具から溶出され、血液や輸液等への移行が危惧される。DEHPについて分析法を開発し、実試料を分析して、動態を明らかにした。また、当該化学物質の動物実験を用いた生体影響の評価データには飼育環境からの汚染が懸念されており、バックグランドレベルを把握した。(3)内分泌かく乱作用の評価について(井之上・吉村・加藤・中澤)内分泌かく乱作用の評価にエストロゲン受容体結合試験、乳がん細胞増殖試験を駆使して、食品用塩化ビニル製ラップフィルム中の残留化学物質やBPA関連化合物のエストロゲン活性を評価した。(1)植物エストロジェンの動態解明本年度は大豆食品中に含有されるイソフラボン類について、キャピラリー電気泳動法を用いて分離し、検出にはフォトダイーオードアレイ検出器と質量分析計(MS/MS)を用い、6種のイソフラボンの一斉分析法を検討した。構築した分析法を、味噌、きなこ、豆乳、醤油の分析に応用した。今後はより高感度な分析法を構築し、生体試料への応用を検討する。(2)植物エストロジェンの内分泌系及び免疫系に及ぼす影響についてE-SCREEN assayは、Estrogen Receptor(+)ヒト乳癌細胞であるT47D細胞を10%FBS含有DMEMで培養し、試験にはフェノールレッドフリーのDMEMに低タンパク質溶液を添加し、実験を行った。試験溶液による細胞の増殖能をWST-1法により測定した。その結果、植物エストロジェンの存在で内分泌かく乱化学物質によるヒト乳癌細胞の増殖が抑制され、この作用はレセプターに対する競合反応が推測された。(3)生活関連化学物質の生体に及ぼす影響の解明

食品包装及び保存に使用されるポリ塩化ビニル製ラップフィルムに使用されている添加剤には、ヒト乳癌細胞であるMCF-7細胞を増殖させる等、エストロゲン様作用を有することが報告されており、安全性の評価法の確立が要求されている。そこで、ポリ塩化ビニル製ラップフィルム中に残存するとされているノニルフェノール、ビスフェノールA等の標準試験溶液についてBinding assayを検討したところ、Estrogen Receptor-αへの結合能が確認された。またE-SCREEN assayを検討したところ、標準試験溶液においてエストロゲン活性が見られ、本法の有用性が確認された。試験溶液についても同様に検討したところ、Binding assayにおいて一部の試験溶液でEstrogen Receptor-αへの結合能が確認された。E-SCREENassayについても検討を加えた。本年度の目標は、内分泌撹乱化学物質に対するin vitro assayの構築と応用であり、最近、注目されている高分子素材由来合成化学物質を対象に検討した。特に可塑剤は、その生産量、使用量、プラスチック中での残留量等からヒトが最も曝露されうる化学物質であると考えられている。又、平成12年度には厚生省が、玩具や食品容器包装資材への一部可塑剤の使用について法的な規制を実施した。そこで、本研究ではin vitro assayを利用して、先ず生殖系の核内受容体(エストロゲンα、エストロゲンβ、アンドロジェン)結合試験を実施して可塑剤の活性を測定した。その結果、最も使用されているフタル酸ジエチルヘキシル(DEHP)及びその他のアジピン酸系、トリメット酸系、クエン酸系の可塑剤には、その結合能は認められなかった。又、E-SCREEN assayを実施した際も同様に顕著な活性は観察されなかった。(2)雄性生殖系へのフタル酸ジエチルヘキシル(DEHP)の影響評価in vitro assayで検討した結果、明らかなエストロゲンな活性は観察されなかったが、DEHPには、主に雄性生殖への影響が懸念されている。しかし、その影響を評価するin vitro試験はほとんど報告されていない。そこで、マウス精巣細胞を用いたテストステロン産生能を利用した新規試験法を構築した。本法を用いて、DEHPを評価した際、テストステロン産生能に影響することが判明した。この知見に基づき、実験動物を用いて、雄性生殖系(特に精子形成)に関して調査研究を進めた。その結果、精子形成能に影響を与えることが明らかとなった。(3)可塑剤(フタル酸ジエチルヘキシル)に新規分析法(1)及び(2)で検討し、生体の内分泌系に影響することが判明したDEHPは、生活環境、実験室、保存容器等から検出され、測定段階においても汚染されることが、本研究でも明らかになった。ヒトがDEHPに曝露された場合の暴露量の解析やリスク評価には、DEHPに対する精度及び信頼性の高い機器分析法を確立する必要がある。そこで、我々は、カラムスイッチング-LC/MS法を構築し、生体試料の測定や総合的曝露評価の解析を可能とする測定法を構築した。内分泌かく乱化学物質は低用量での用量-作用関係が未だ明らかにされておらず、暴露量の把握を含めて正確なリスク評価を導き出せない状況にある。精度の高いリスク評価を実施するためには、人体暴露量評価が重要であり、このためには血液等の生体試料の分析や様々な暴露媒体を分析して存在量を推定する必要がある。
流体力学に現れる非線型偏微分方程式の解の構造の研究

宇宙物理学から出た流体の運動方程式であるEuler-Poisson方程式,Navier-Stokes方程式についての研究を遂行したが,球対称Navier-Stokes方程式の真空と接する解の漸近挙動について一定の結論を得(岡田,平成9年6月公刊予定),また一般相対論における対応する問題について,球対称解の構造について一定の結論を得(牧野,投稿中)たが,当初の課題の多くは未解決のままである.本年度に形に現れているのは,問題の周辺に関連する確率論的研究成果である.本年度の研究実績が陽の目を見るには少し時間が必要と思われる.宇宙物理学から出た流体の運動方程式であるEuler-Poisson方程式,Navier-Stokes方程式についての研究を遂行したが,球対称Navier-Stokes方程式の真空と接する解の漸近挙動について一定の結論を得(岡田,平成9年6月公刊予定),また一般相対論における対応する問題について,球対称解の構造について一定の結論を得(牧野,投稿中)たが,当初の課題の多くは未解決のままである.本年度に形に現れているのは,問題の周辺に関連する確率論的研究成果である.本年度の研究実績が陽の目を見るには少し時間が必要と思われる.
共鳴送電による無線電力供給から発生する電磁環境の安全性評価

細胞曝露装置の作製については、共鳴周波数12.6MHz、伝送効率72.4%を主ピークとした伝送特性を示した。さらに送電伝送効率の改善に取り組み、培養条件である温度37°C、湿度100%、二酸化炭素濃度5%等を満足し、伝送効率85.4%の単一ピークを示す伝送特性に改善した。磁界強度は、電磁界シミュレータにより、最大送電時に約170A/mであった。また、電界強度は約160V/m、比吸収率は約24W/kgであった。培養環境の安定性については、細胞基本動態の評価に取り組んだ。細胞の遺伝毒性評価については、コメットアッセイおよび小核試験に取り組み、その結果、共鳴送電下において有意な影響は観察していない。平成23年度は共鳴送電装置の設計・製作に取り組んだ。先ず、共鳴送電装置を設計するにあたり、電磁界シミュレータHFSS Ver 13.0.2(Ansoft, USA)を用いて数値解析を行った。コイル形状には一般的な円形コイルであるヘリカルコイル、スパイラルコイルを選定し、各コイルの半径、各コイルの長さ、送受信コイルの間隔、各コイルの巻き数、各コイル線の直径、送受信コイルに接続するキャパシタなどをパラメータとして数値解析を行い、S11,S21パラメータおよび磁界分布により送受信コイルの特性を推定した。共鳴送電装置は、上記パラメータ、特に各コイルの巻き数や送受信コイルの間隔等に影響されることから、事前に数値解析により推定することは重要である。この数値解析において、送受信コイルの間隔が近い場合には、共鳴周波数は双峰性を示すこと、送受信コイル間中央等における磁界強度は国際非電離放射線防護委員会(ICNIRP)のガイドライン値程度となる等の特性を確認することが推定することが出来た。この数値解析を基に、次に共鳴送電装置の製作に取り組んだ。細胞培養環境のCO2インキュベータ内に送受信コイルを設置することとし、コイル形状は、数値解析の結果からヘリカルコイルを選定、コイル材料には冷却水の通水を考慮して銅パイプを選定した。また、送受信コイルを固定する架台にはアクリル材を活用した。この送受信コイルのS11,S21パラメータをネットワークアナライザにより測定した結果、数値解析により得られた結果とほぼ同等であり共鳴送電装置設計に関する数値解析の有用性を確認した。また、実際に高周波電力を送信コイルに印加して共鳴受電コイルへの伝送実験を行い、共鳴周波数においてのみ高周波電力が伝送されること等を確認した。現在、CO2インキュベータ内温度の安定化に取り組んでおり、その後に細胞の基本導体等の基礎実験に取り組んでいく。平成24年度に構築した共鳴送電細胞曝露装置では、動作共鳴周波数12.6MHz、伝送効率72.4%を主ピークとし、13.9MHz、伝送効率50.9%の副ピークを伴うブロードな伝送特性を示していた。このため、平成25年度はこの共鳴送電伝送効率の改善から取り組み、その結果、これまでの細胞曝露装置と同様に、細胞培養に必要となる温度37°C、湿度100%、二酸化炭素濃度5%等の条件を満足するとともに、動作共鳴周波数12.5MHzにおいて伝送効率85.4%の単一ピークを示す伝送特性に改善することができた。この動作共振周波数における共鳴送電時の細胞曝露磁界強度は、電磁界シミュレータHFSS Ver 13.0.2(Ansoft, USA)により、最大送電時に約170A/mと推定された。この磁界強度は国際非電離放射線防護委員会(ICNIRP)が2010年に公表したガイドライン中で述べられている指針値80A/mのおよそ2倍に相当する。また、電界強度は約160V/m、比吸収率(SAR)は約24W/kgであった。我々は、この細胞曝露装置の細胞培養環境の安定性を確立させるため、細胞増殖および細胞周期分布といった細胞基本動態の評価に取り組み、曝露装置内部の細胞培養環境が適切であることを確認した。さらに、動作共鳴周波数12.5MHz、入力高周波電力200Wにおいて、実際の共鳴送電下における細胞基本動態への影響評価に取り組んだ。その結果、共鳴送電下において細胞基本動態に有意な影響は見られなかった。その後、細胞の遺伝毒性評価を行うべく、コメットアッセイおよび小核試験に取り組み、これらの結果においても、共鳴送電下において有意な影響は見られなかった。共鳴送電技術については、実用化が期待されるものの、その生体影響について直接的な評価が行われた例はなく、本研究課題の成果は非常に大きな意義を持つと考える。平成24年度は、共鳴送電方式による無線電力伝送時の生体への安全性を直接的に評価することが可能となる細胞曝露装置を構築するとともに曝露装置の電磁環境評価を完了した。

本曝露装置は、細胞培養に必要となる温度37°C、湿度100%、二酸化炭素濃度5%等の条件を満足するとともに、動作共鳴周波数12.6MHzにおいて、共鳴送電時の細胞曝露磁界強度は最大送電時に80A/mを上回る。この磁界強度は、国際非電離放射委員会(ICNIRP)が1998年に公表した周波数0300GHzを対象とするガイドラインにおける12.6MHzの指針値の50倍、2010年に公表した、周波数100kHzまでを対象とするガイドライン中で述べられている10MHzでの指針値に等しい。我々は、この細胞曝露装置の細胞培養環境の安定性を確立させるため、細胞増殖能評価、細胞周期評価に取り組み、曝露装置内部の細胞基本動態が適切であることを確認した。さらに、実際の共鳴送電時における細胞増殖能評価、細胞周期評価に取り組み、共鳴送電方式による無線電力供給時の直接的な生体影響評価を開始した。共鳴送電技術については、実用化が期待されるものの直接的な生体影響評価は行われていない状況において、安全性を直接的に評価できる細胞曝露装置を世界で初めて構築し、その評価を開始したことは、非常に大きな意義を持つ。なお、引き続き、細胞の遺伝毒性評価を行うべく、コメットアッセイおよび小核形成試験実施のための実験環境構築を完了しており、平成25年度にこれらの評価から取り組んでいく。共鳴送電の細胞ばく露用装置の設計と製作を行ったが、理論的ばく露環境のシミュレーションと製作した装置の実測値が優位にずれており、その原因について検証を重ねていたため、細胞の正常環境保持と基本動態試験に進むことができなかった。25年度が最終年度であるため、記入しない。曝露装置構築にあたり、細胞培養に必要となる温度等の条件確保のため、インキュベータ内という限られた空間内で共鳴送電装置の構築が必要であり、その設計等に時間を要した。電磁波の細胞ばく露環境がほぼ正常に働くことを確認できたので、24年度には、製作した装置における細胞の基本動態試験を実施し、当初の研究計画より遅れているが、共鳴送電により発生する電磁波の細胞遺伝毒性への影響評価を実施予定である。研究計画に基づき、構築した曝露装置を用いて、遺伝毒性、細胞機能、ストレスタンパクを含む遺伝子発現評価に取り組む。また、並行して、より高効率、高磁界強度の曝露装置の構築に取り組む。
心臓性急死の死因解明への分子遺伝学的アプローチ

遺伝性QT延長症候群の原因遺伝子のうちKVLQTとHERGに関して検討した。KVLQT,HERGそれぞれのPCRに用いたプライマーはIto etal.の報告に従った。得られた増幅産物についてポリアクリルアミドゲルによるSSCP分析を行った。昨年度に続き、本年度も急性循環不全と判断せざるを得なかった若年者の急死例について死因究明のための診断の意味も含めて分析したが、KVLQTの異状として報告されている1塩基欠失やミスセンス変異は検出されなかった。HERG遺伝子のミスセンス変異、複数塩基欠失も検出されなかった。また、乳幼児突然死例5例についても診断に意味も含めて、KVLQTおよびHERG遺伝子の分析を行ったが、変異を見いだすことはできなかった。西尾らは6例の若年者・若年成人急死例についてKVLQT,HERG遺伝子に加え、SCN5A遺伝子の分析を行ったがいずれの既知の変異も検出されなかったことを報告しており(DNA多型,7:265-269)、木山らは乳幼児突然死例30例についてHERG遺伝子の分析を行ったところ、乳幼児突然死とHERG遺伝子は相関せず、HERG遺伝子領域においては遺伝的リスクを示さないことを報告している(DNA多型,8:53-58)。本研究でも成人、乳幼児を問わず、KVLQT,HERG遺伝子に変異をみいだすことはできなかったが、他のイオンチャンネル遺伝子(GIRK,MAXIK遺伝子等)も含めて知見の積み重ねが必要と考えられる。心臓性急死例における心臓イオンチャンネル遺伝子の変異について検討を行った。健常対照群25名と東北大学法医学分野で剖検された心臓性急死あるいは急性循環不全と判断された4例について分析した。QT延長症候群の原因となるKVLQTの異状として1塩基欠失やミスセンス変異が報告されているが、どちらの群でもこれらの変異は検出されなかった。HERG遺伝子についてはミスセンス変異や複数塩基欠失等が報告されているが、どちらの群でもそれらの変異は検出されなかった。DNA抽出用の試料を凍結保存していなかった症例についてはパラフィン包理ブロックからDNA抽出を行ったが、目的領域をうまく増幅できないことが多く、また、増幅されたとしても再現性に問題があった。(そのため、4例のみの検討に留まった)。そこで、固定にアセトンを用いるAmex法を用いたところ、ホルマリン固定に比べ、比較的高分子のDNAを得ることができ、PCR法でも安定した結果を得ることができた。また、組織切片の染色性にも問題がなく、DNA分析をも考慮にいれた組織ブロック作製法としてAmex法は優れていることが明らかになった。
関節リウマチのパンヌス形成に関与する分子機構解明

本研究の目的は、関節リウマチ(以下、RA)におけるPEA3の発現とその意義を検討することである。昨年度のウェスタンブロッティング、RT-PCRによる検討ではRAにおけるPEA3の発現は症例による発現差が大きかったため、本年度はreal-time PCRとcDNAマイクロアレイを用いて更に詳細な検討を行った。人工関節手術の際に得られたRA滑膜組織(5例)から滑膜細胞を分離・抽出し、primary cultureの滑膜細胞からmRNAを抽出した。対照として変形性関節症(以下、OA)患者由来の滑膜細胞(5例)を用いた。これらのmRNAにおけるPEA3、MMP-3の発現をreal-time PCR法で検討したところ、RAの2症例において特にPEA3が高発現であった。これら2症例はMMP-3も同様に高発現しており、臨床的にRAのstageが進行し、かつ術前のCRP値、MMP-3値が高い症例と一致していた。(2)PEA3高発現症例における遺伝子プロファイル解析(cDNAマイクロアレイを用いて)PEA3の発現が高かったRA2症例、低かったRA2症例、OA2症例のmRNAを用いてcDNAマイクロアレイ解析を行った。なお、t-testでp-value<0.05をcut off値とし、統計解析を施行した。RA群とOA群の比較から、RA特異的にup-regulateされる87の遺伝子と、RA特異的にdown-regulateされる12の遺伝子を明らかにした。更にRA特異的にup-regulateされる87の遺伝子中よりPEA3高発現症例でup-regulateされる20の遺伝子を検索した。この中には今までRAの炎症反応や病態形成に関与することが報告されているHLA-DRB1、clusterin、CD53遺伝子も含まれていた。特にHLA II型遺伝子であるHLA-DRB1は、自己抗体の産生に関与するとの報告もあり、PEA3がMMP-3やHLA-DRB1と密接に関わりながらRAの病態形成に関わっている可能性が示唆された。1.滑膜細胞の培養とPEA3のウエスタンブロッティング手術時に採取した滑膜組織から滑膜細胞を抽出し、37回継代した滑膜線維芽細胞を用いてPEA3の発現をウエスタンブロッティングを用いて検討した。TNFαによる刺激で有効な細胞増殖能が得られなかったため、bFGFを用いて刺激を行った。関節リウマチ(以下、RA)由来の滑膜細胞においては、恒常的にPEA3が発現しており、bFGFを用いた刺激により、濃度依存的にPEA3の発現が上昇していた。変形性関節症(以下、OA)由来の滑膜細胞においては、恒常的なPEA3の発現は認めなかったものの、bFGFを用いた刺激により、一部でPEA3の発現を認めた。2.ゲルシフトアッセイ滑膜線維芽細胞から抽出した核蛋白を用いてゲルシフトアッセイを行った。手技の未熟さもあり、濃度依存的なPEA3発現の上昇は確認出来ず、現在RT-PCRを用いて更に検討中である。3.パンヌス形成組織の免疫染色RA滑膜組織においては炎症細胞の浸潤とともにPEA3陽性細胞の集簇を認めた。パンヌス形成組織においては、骨-滑膜境界部にPEA3陽性細胞が多く見られていた。4.細胞増殖・浸潤アッセイの確立細胞計数法、MMTアッセイを用いた細胞増殖アッセイでは、bFGF濃度依存的に細胞増殖能が亢進する事を確認できた。また、マトリゲルチャンバーを用いた浸潤アッセイでは、bFGF濃度依存的に細胞浸潤能が亢進する事を確認できた。5.現在の進捗状況RT-PCRによるPEA3発現の検討を行う一方、MAP kinaseを介したシグナル伝達系に及ぼす影響を明らかにするため、抑制系の実験を行っている。1.滑膜細胞の培養とPEA3のウエスタンブロッティング前年度より更に症例数を増やしてPEA3の発現を検討した。関節リウマチ(以下、RA)由来の培養滑膜細胞において、恒常的にPEA3が発現している症例が多くみられ、bFGFを用いた刺激により、濃度依存的にPEA3の発現が上昇していた。変形性関節症(以下、OA)由来の滑膜細胞においては、いずれも恒常的なPEA3の発現は認めなかった。2.RT-PCRによるPEA3発現の検討RT-PCRにおいてはPEA3の発現はまちまちであり、現在手技の見直しも含めて再検討中である。3.パンヌス形成組織、滑膜組織の免疫染色前年度より更に症例数を増やして検討した。RA滑膜組織においては炎症細胞の浸潤とともにPEA3陽性細胞の集簇を認める症例が多かった。OA滑膜組織においてはPEA3陽性細胞は認められなかった。4.現在の進行状況RT-PCRによるPEA3発現を証明するため、現在手技の見直しも含めて再検討中である。細胞増殖・浸潤アッセイが確立されたため、OA滑膜細胞へのPEA3遺伝子導入、PEA3陽性細胞へのPEA3ドミナントネガティブ変異体導入による細胞増殖・浸潤への影響を検討している。

人工関節手術の際に得られたRA滑膜組織(5例)から滑膜細胞を分離・抽出し、primary cultureの滑膜細胞からmRNAを抽出した。対照として変形性関節症(以下、OA)患者由来の滑膜細胞(5例)を用いた。これらのmRNAにおけるPEA3、MMP-3の発現をreal-time PCR法で検討したところ、RAの2症例において特にPEA3が高発現であった。これら2症例はMMP-3も同様に高発現しており、臨床的にRAのstageが進行し、かつ術前のCRP値、MMP-3値が高い症例と一致していた。(2)PEA3高発現症例における遺伝子プロファイル解析(cDNAマイクロアレイを用いて)PEA3の発現が高かったRA2症例、低かったRA2症例、OA2症例のmRNAを用いてcDNAマイクロアレイ解析を行った。なお、t-testでp-value<0.05をcut off値とし、統計解析を施行した。RA群とOA群の比較から、RA特異的にup-regulateされる87の遺伝子と、RA特異的にdown-regulateされる12の遺伝子を明らかにした。更にRA特異的にup-regulateされる87の遺伝子中よりPEA3高発現症例でup-regulateされる20の遺伝子を検索した。この中には今までRAの炎症反応や病態形成に関与することが報告されているHLA-DRB1、clusterin、CD53遺伝子も含まれていた。特にHLA II型遺伝子であるHLA-DRB1は、自己抗体の産生に関与するとの報告もあり、PEA3がMMP-3やHLA-DRB1と密接に関わりながらRAの病態形成に関わっている可能性が示唆された。
細胞の力学的性質と細胞骨格ネットワークの関係の解明

生体内の器官・組織は常に荷重を受け、変形している。また、生体が受ける力学的刺激は、組織・器官の形状や生理的機能に影響を及ぼす。したがって、生体の生理ならびに機能を理解するためには、生体組織やその構成要素である細胞の力学的性質を明らかにする必要がある。本研究では細胞骨格に着目し、その状態と細胞の力学的性質の関係を明らかにすることを目的とした。はじめに、力学的刺激が細胞骨格形成量・接着斑占有面積及び細胞接着特性に及ぼす影響を調べた。ガラス表面にフィブロネクチンを被覆し、ヒト正常線維芽細胞HEL299を播種、48h培養後、平行平板流路を用いて剪断流れを3h負荷した。その後、細胞骨格形成状態を観察し、さらに剪断接着力・剥離エネルギーを測定、細胞骨格の発達方向依存性を調べた。その結果、剪断流れ負荷により、細胞骨格形成量は有意に増加した。剪断接着力・剥離エネルギーは剥離方向に対し細胞骨格が垂直に交差する方が、平行に発達している細胞よりも有意に高かった。剪断接着力・剥離エネルギーの細胞骨格発達方向依存性は、無負荷の状態よりも剪断流れ負荷後の方がより明確に現れた。剪断接着力・剥離エネルギーの細胞骨格発達方向依存性が現れた理由を解析するために、生細胞における細胞骨格の可視化を行い、材料表面からの剪断剥離過程における細胞骨格の変形挙動観察を行った。その結果、細胞骨格発達方向と剥離力負荷方向により、細胞骨格の破断機構が異なることが判明した。細胞骨格発達方向に対し垂直方向に力を加えた場合、細胞骨格は接着斑を起点に大きく変形後、破断した。しかし、細胞骨格発達方向と平行に力を加えた場合、細胞骨格はすぐに破断した。前者の場合、細胞骨格に加えられた力は骨格全体に伝わり、両端の接着斑部で反力が生じたと推測される。後者の場合、チップ接触部より剥離方向後端の接着斑には引張力が加わったが、チップ接触部から剥離方向前端の接着斑には圧縮力が加わったと推測され、そのため剥離方向前端の接着斑には力が伝わらず、結果として剪断接着力・剥離エネルギーが前者よりも小さくなったと考えられる。まず初めに、細胞外マトリックスタンパク質でガラス表面を被覆し、その上でマウス線維芽細胞L929を培養し、接着斑・細胞骨格形成量を変化させ、その量と細胞剪断接着力・剥離エネルギーの関係を検討した。その結果、フィブロネクチン被覆表面では接着斑・細胞骨格形成量が増加し、接着力・剥離エネルギーも増加した。一方、ラミニン被覆表面では、接着斑・細胞骨格形成量が減少し、接着力・剥離エネルギーも減少した。ビトロネクチン被覆表面では、接着斑は変化しなかったが、細胞骨格形成量が増加し、接着力・剥離エネルギーも増加した。細胞剥離後のガラス表面を干渉反射顕微鏡で観察したところ、接着斑タンパク質に結合して細胞骨格と思われる繊維状物質が、剥離方向に整列して残されていた。次に、細胞骨格の方向性と接着力・剥離エネルギーの関係について検討した。ガラス表面に幅約10μm、深さ約5μmのV字型の溝を約10μm間隔で作成した。この溝付ガラス表面でL929を培養し、接着力・剥離エネルギーを測定し、平滑表面の結果と比較した。その結果、細胞の伸展方向によって接着力・剥離エネルギーは異なること、また溝付表面の方が、平滑表面よりも細胞骨格形成量が少なく、それゆえ接着力・剥離エネルギーが小さいことを明らかにした。このことから、今回用いた溝付ガラス表面は、細胞の伸展方向の制御には有効だが、細胞骨格の形成方向の制御にはあまり有効でないことが判明した。はじめに、細胞骨格形成量と細胞剪断接着力の骨格発達方向依存性の関係を検討した。ガラス表面に細胞外マトリックスであるフィブロネクチンを被覆後、ヒト正常線維芽細胞HEL299およびNHDFを培養した。細胞骨格形成状態をローダミンファロイジンで染色により観察し、さらに、剪断接着力・剥離エネルギーを測定、細胞骨格の発達方向依存性を調べた。得られた結果を、マウス線維芽細胞L929の結果と比較した。その結果、細胞の種類により細胞骨格形成状態が異なることが判明した。HEL299では細胞上部・下部のいずれにも細胞骨格が形成されたが、NHDFでは細胞上部にのみ、L929では細胞下部にのみ細胞骨格が形成された。剪断接着力・剥離エネルギーの細胞骨格発達方向性依存性は、細胞骨格形成量が大きい細胞の方が明確に現れた。剪断接着力・剥離エネルギーは剥離方向に対し細胞骨格が垂直に交差する方が、平行に発達している細胞よりも大きくなる傾向が認められ、細胞骨格形成量が大きいHEL299において、顕著であった。

剪断接着力・剥離エネルギーの細胞骨格発達方向依存性が現れた理由を解析するために、生細胞における細胞骨格の可視化を行った。そのために、HEL299へのEYFP-アクチン融合遺伝子のリポソーム法による導入を行い、一過性ではあるがEYPF-アクチン融合タンパク質によるアクチン線維・ストレスファイバーの可視化に成功した。生体内の器官・組織は常に荷重を受け、変形している。また、生体が受ける力学的刺激は、組織・器官の形状や生理的機能に影響を及ぼす。したがって、生体の生理ならびに機能を理解するためには、生体組織やその構成要素である細胞の力学的性質を明らかにする必要がある。本研究では細胞骨格に着目し、その状態と細胞の力学的性質の関係を明らかにすることを目的とした。はじめに、力学的刺激が細胞骨格形成量・接着斑占有面積及び細胞接着特性に及ぼす影響を調べた。ガラス表面にフィブロネクチンを被覆し、ヒト正常線維芽細胞HEL299を播種、48h培養後、平行平板流路を用いて剪断流れを3h負荷した。その後、細胞骨格形成状態を観察し、さらに剪断接着力・剥離エネルギーを測定、細胞骨格の発達方向依存性を調べた。その結果、剪断流れ負荷により、細胞骨格形成量は有意に増加した。剪断接着力・剥離エネルギーは剥離方向に対し細胞骨格が垂直に交差する方が、平行に発達している細胞よりも有意に高かった。剪断接着力・剥離エネルギーの細胞骨格発達方向依存性は、無負荷の状態よりも剪断流れ負荷後の方がより明確に現れた。剪断接着力・剥離エネルギーの細胞骨格発達方向依存性が現れた理由を解析するために、生細胞における細胞骨格の可視化を行い、材料表面からの剪断剥離過程における細胞骨格の変形挙動観察を行った。その結果、細胞骨格発達方向と剥離力負荷方向により、細胞骨格の破断機構が異なることが判明した。細胞骨格発達方向に対し垂直方向に力を加えた場合、細胞骨格は接着斑を起点に大きく変形後、破断した。しかし、細胞骨格発達方向と平行に力を加えた場合、細胞骨格はすぐに破断した。前者の場合、細胞骨格に加えられた力は骨格全体に伝わり、両端の接着斑部で反力が生じたと推測される。後者の場合、チップ接触部より剥離方向後端の接着斑には引張力が加わったが、チップ接触部から剥離方向前端の接着斑には圧縮力が加わったと推測され、そのため剥離方向前端の接着斑には力が伝わらず、結果として剪断接着力・剥離エネルギーが前者よりも小さくなったと考えられる。