hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Xeエキシマランプを使用した象牙質接着システムの開発

Xeエキシマランプを使用した象牙質接着システムの開発を目的として、Xeエキシマランプにて大気中で表面処理を行った象牙質にボンディング処理後、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡で形態観察を行い、さらに元素分析を行って表面性状の分析を行った。その結果、同手法により象牙質表面の炭素の量がボンディング層より移行的に増加しており、ボンディング材が象牙質内に侵入していることが推測された。同手法で得られた象牙質処理面のコンポジットレジンとの接着強さを検討するため、Xeエキシマランプにて大気中で表面処理を行った象牙質にボンディング処理後、コンポジットレジンを築盛し、せん断接着試験を行った。その結果、約40%の試験片の応力ひずみ曲線上に著しい塑性変形後に低強度破断が生じていることが観察された。そこで、せん断接着試験後の破断面を光学顕微鏡での観察・分析のをしたところ、ボンディング材が重合不完全となっていることが明らかとなった。その原因としてはXeエキシマランプ照射により発生するオゾンの重合阻害作用が考えられため、Xeエキシマランプ照射野をポンプで吸引し、陰圧下でXeエキシマランプ象牙質表面処理を行った後にボンディング処理を行ったところ、応力ひずみ曲線上に観察される塑性変形領域は減少し、システム改良の糸口が見つかった。一方、せん断接着強さは従来のプライマーとボンディング材を用いてえら得たせん断接着強さの64.1%にとどまり、接着強さを低減させている要因がすべては解決されていないことが考えられた。さらなるオゾン除去のために、活性炭や薬液を用いる方法を検討したが、口腔内で使用可能で有効なものが見つからなかった。オゾンの吸着は露出した象牙細管が、多孔質でちょうど活性炭がオゾンを吸着するのと同じ原理で生じると思われる。そこで、今後は被接着面の微小形態と接着強さの検索を行うこととした。Xeエキシマランプを利用した象牙質接着システムの開発の端緒として、今年度は同ランプの象牙質表面改質効果について、照射象牙質表面のぬれ性の変化を計測することで、検討を行った。実験には抜去後冷蔵保存した牛下顎第一切歯(月齢30月以下、保存期間抜去後4か月以内)15本を用いた。各牛歯より、低速切断機(Isomet 1000, Buehler)を用いて、唇面から1-2 mmの深さから厚さ1mmの歯質平板を歯軸と平行に切り出した。同歯質平板の唇側平面を耐水研磨紙(#1200)で研磨し接触角測定用試験片とした。次に、試験片唇側平面の象牙質の接触角を、紫外光照射直前と照射直後に計測した。接触角の測定は以下のように行った。唇側平面の象牙質を切縁から根尖にかけて5等分し、それぞれの領域に1μlの精製水を滴下した。5つ水滴の接触角を接触角計(STD100II,エキシマ)を用いて計測し、その平均を当該条件の接触角とした。紫外光照射はXeエキシマランプ(Min-Excimer SUS713,ウシオ電機)を用い、試験片唇面を光源から2mmの位置に固定して行った。照射時間は、最初の5本は180秒(グループA)、次の5本は60秒(グループB),最後の5本は20秒(グループC)とした。得られた照射前後の接触角の変化について、統計解析ソフト(SPSS ver 20, IBM)を用いpaired-t検定にて解析した。その結果、Xeエキシマランプ照射後の接触角は照射前と比べて小さくなり、その差はすべての照射条件で統計的に有意なものとなった(P<0.01)。また、照射時間が長くなるほど、接触角は小さくなる傾向を示した。以上のことから同ランプが歯科における接着処理に有用である可能性が示唆された。Xeエキシマランプ照射象牙質表面のTEM、SEM観察およびEDSを用いた元素分析を行い、その表面形態に与える影響を検討した。その結果、以下のことが明らかになった。TEM観察により、Xeエキシマランプ180秒照射後の象牙質表面に厚さ250nmの境界明瞭な層が形成されているのが明らかとなった。同層の内部はコラーゲン線維などの構造は観察されなかった。Xeエキシマランプ180秒間紫外光照射後にボンディング処理を行った条件では、表層の電子密度は大きくなっていることが確認され、層の境界は不明瞭となり、またその層の厚さは250nmより厚くなっていた。以上の結果より、Xeエキシマランプ180秒照射により、象牙質表面のマトリクスコラーゲンが分解・変性していることが考えられた。また、ボンディング処理後に電子密度が大きくなったことより、象牙質表面のXeエキシマランプ作用部にボンディング材が浸透していることが示唆された。さらに、SEM観察とEDSの結果を考慮に入れ、同ランプ照射が象牙質に及ぼす影響について考察をすすめている。象牙質エキシマランプ照射面の形態観察、元素分析についてデータ収集は完了し、新年度歯科保存学会等で発表の予定である。現在、接着試験の準備を遂行しており、おおむね予定通りである。Xeエキシマランプ照射象牙質表面のTEM, SEMおよびEDSを用いた分析を行ったところ照射表面TEM像に厚さ250nmの境界

明瞭な層が形成されているのが明らかとなった。同層の内部はコラーゲン線維などの構造は観察されなかった。したがって、Xeエキシマランプ照射により、表層の象牙質マトリクスコラーゲンが分解、変性していることが考えられた。Xeエキシマランプ180秒間照射後にボンディング処理を行った条件では、TEM像にて表層の電子密度が大きくなっていた。またEDSよりXeエキシマランプ照射象牙質において炭素元素が象牙質内に進入していることが観察された。したがって、Xeエキシマランプの作用により生じたマトリクスコラーゲン変性部位にボンディング材が浸透していることが推測された。Xeエキシマランプ照射象牙質とコンポジットレジンの接着せん断試験を行ったところ、50%の試験片に通常の接着試験では観察されない粘弾性挙動を示しながら破断が生じる現象が観察された。Xeエキシマランプを空気中に照射するとオゾンが発生する。オゾンはレジンモノマーの重合阻害作用を有する。したがって、Xeエキシマランプによって発生したオゾンの影響で接着界面のボンディングレジンに未重合領域が生じ、応力ーひずみ曲線状に粘弾性挙動が顕著に表れる結果となったことが考えられた。現在、接着試験を継続して行い、オゾンの影響が生じない照射条件を検索している。Xeエキシマランプを使用した象牙質接着システムの開発を目的として、Xeエキシマランプにて大気中で表面処理を行った象牙質にボンディング処理後、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡で形態観察を行い、さらに元素分析を行って表面性状の分析を行った。その結果、同手法により象牙質表面の炭素の量がボンディング層より移行的に増加しており、ボンディング材が象牙質内に侵入していることが推測された。同手法で得られた象牙質処理面のコンポジットレジンとの接着強さを検討するため、Xeエキシマランプにて大気中で表面処理を行った象牙質にボンディング処理後、コンポジットレジンを築盛し、せん断接着試験を行った。その結果、約40%の試験片の応力ひずみ曲線上に著しい塑性変形後に低強度破断が生じていることが観察された。そこで、せん断接着試験後の破断面を光学顕微鏡での観察・分析のをしたところ、ボンディング材が重合不完全となっていることが明らかとなった。その原因としてはXeエキシマランプ照射により発生するオゾンの重合阻害作用が考えられため、Xeエキシマランプ照射野をポンプで吸引し、陰圧下でXeエキシマランプ象牙質表面処理を行った後にボンディング処理を行ったところ、応力ひずみ曲線上に観察される塑性変形領域は減少し、システム改良の糸口が見つかった。一方、せん断接着強さは従来のプライマーとボンディング材を用いてえら得たせん断接着強さの64.1%にとどまり、接着強さを低減させている要因がすべては解決されていないことが考えられた。現在までのところ、Xeエキシマランプによる表面処理が象牙質とコンポジットレジンの接着処理に使用可能であることが確認されている。しかし、得られたせん断接着強さは従来法の64%程度であるため、接着システムとして臨床に用いるにはさらなる改良が必要である。
造血前駆細胞におけるムチン型糖鎖とラクト系1型糖鎖発現の解析

CD36陽性、sialyl-Tn陽性の赤芽球系細胞株を樹立し、EEBと名付けた。EEBは、0.5%牛胎児血清を含むKLS培地に10%牛胎児血清を添加した培地で、約2年間継代培養している。細胞の形態は、細胞質の好塩基性が強く、未熟な赤芽球様細胞である。表面抗原検査では、CD36陽性でglycophorin Aは弱陽性である。モノクローナル抗体を用いた糖鎖発現の検討では、sialyl-Tn陽性、sialyl-T陽性、Tn陰性、T陰性であった。また、胎児型赤血球に発現するi陽性であった。電顕での検討では、myeloperoxidase陰性、plateletperoxidase陰性で、ferritin顆粒陰性であった。染色体分析では、46,XYと正常核型を呈した。分化能の検討では、TPA添加によって、付着しmacrophage様形態を呈した。retinoic acid添加では変化しなかった。heminとbutyric acid添加によって、ベンチジン陽性細胞の誘導を認め、赤芽球への分化能が保持されていることが判明した。サイトカインへの反応性を検討したところ、IL-6とGM-CSF添加によって細胞数の増加を認めたが、G-CSF,IL-3,TNFα,IL-4,Epoの添加では細胞数に変化を認めなかった。また、これらのサイトカインの添加によって、細胞分化は誘導されなかった。
フッサールを中心とした現象学的倫理学および社会理論の研究

2008年度から継続して、フッサールを中心とした初期現象学における倫理学と行為論の研究を行なってきた。2008年度後半からは研究指導委託によりドイツに滞在し、ケルン大学フッサール文庫で調査・研究を行なった。今年度前半も引き続き、同地でディーター・ローマー教授の指導のもと、研究を続けた。フッサール文庫では、主に未公刊草稿群『意識構造の研究』を題材として、フッサールの価値論および行為論の全体像を見定める作業を行なった。同草稿は以前からその重要性が指摘されているものの、未公刊ということもあり、十分な研究がなされてこなかった。今回の滞在中にその全体に目を通すことができ、大きな成果を得ることができた。その成果の一部は研究発表(2)-2および(2)-3に含まれているほか、現在執筆中の博士学位申請論文に盛り込まれる予定である。帰国後は、現代のメタ倫理学および規範倫理学と照らし合わせつつ、フッサールの倫理学上の立場を明確化する作業を行なった。研究発表(1)-1では、彼のメタ倫理学上の立場が、超越論的観念論に立脚した一種の道徳的実在論であることを示した。研究発表(1)-2では、彼の規範倫理学上の立場が、個別主義的でありながら非相対主義的な義務論であることを明らかにした。行為論に関しては、引き続き『意識構造の研究』などを題材にフッサールの行為論の理解を深める一方で、フッサールの影響を受けつつ独自の現象学的行為論を構築したヒルデブラントの著作をはじめとして、初期現象学派の行為論を研究した。これらの成果をまとめるかたちで、博士学位申請論文「道徳的行為の現象学(仮題)」を執筆中である。作年度までは、因果性と動機づけ、理性と責任といったキーワードに注目しつつ、フッサールを中心とした初期現象学における倫理学と行為論の研究をおこなってきた。今年度も引き続き、同様のテーマで研究を続行した。特に、行為における因果性と動機づけの問題に関する理解を深めるため、現代英語圏の行為論や心の哲学の様々な文献を読み、現象学の伝統における当該テーマに関する議論と対比させる作業をおこなった。また、新たに刊行されたフッサール全集第39巻『生活世界(Die Lebenswelt)』には、後期フッサールの実践哲学に関する重要なテクストが含まれているため、これを重点的に研究した。その成果をふまえて、行為に関するフッサールの考えの変化を初期から後期まで跡付ける作業を進めた。2008年9月からは研究指導委託によりドイツ・ケルン大学に客員研究員として滞在し、同大学のフッサール文庫(Husserl-Archiv)で、ディーター・ローマー(Dieter Lohmar)教授の指導のもと調査・研究をおこなった。同文庫では、意志と行為に関する重要な洞察を含む未公刊の草稿群『意識構造の研究(Studien zur Struktur des Bewusstseins)』をはじめとして、行為論や倫理学に関する多くの重要なテクストを閲覧することができた。これらのテクストをも利用しながら、フッサールの行為論の全体像を描く作業を現在も継続中である。なお、2009年4月には、フィンランド・タンペレで開かれる北欧現象学会(Nordic Society for Phenomenology)年次大会でフッサールの作用概念の変遷に関する研究発表を英語で行う予定である。
脳毛細血管構築制御に関わるエストロゲン受容体サブタイプの遺伝子改変動物による解明

閉経後女性へのホルモン補充療法(HRT)は、虚血性心疾患に対する保護作用については確信的な証拠が提供されているが、脳卒中のような脳血管疾患の発症を予防しその程度を軽減するかについては相矛盾した報告がなされている。HRTによる脳保護作用のメカニズムの一つとして考えられている脳血流保持のための証拠として、我々は、血管内皮増殖因子(VEGF)が、その血管増殖および抗アポトーシス作用により、脳毛細血管網の構築を促進させることを見出した。このエストロゲンによるVEGFを介した脳毛細血管構築作用が、現在知られている二つのエストロゲン受容体サブタイプ(ERα、ERβ)のどちかを介しているかを特定するために、ERαあるいはERβを選択的にノックアウトした遺伝子改変マウスを用いて検討した。対照群に比較し、大脳微小血管のVEGFおよびその血管増殖作用を介する受容体KDRの発現は、ERαノックアウトマウスとERβノックアウトマウスで、同程度に有意な減少を示していた。さらに、eNOSおよびeNOS活性に重要なAktの大脳微小血管での発現も、VEGFの減少とパラレルに低下していた。一方、caspase-3活性は変化なかったことから、アポトーシスpathwayに関してはERノックアウトにより影響は少ないと考えられた。血中エストロゲン濃度は、ERノックアウトにより変わらなかった。以上の結果から、脳毛細血管構築メカニズムには、ERαおよびERβの両者のレセプターサブタイプが関与してVEGFシグナリングを調節しているものと推測される。
オゾン処理によるN-ニトロソジメチルアミン前駆物質の構造的特徴

6対象物質について、オゾン処理によるN-ニトロソジメチルアミン(NDMA)変換率を検討したところ、(CH_3)_2N-Nの構造はNDMAに変換しやすいこと、その周辺の構造も変換率に影響していることがわかった。オゾン処理によるNDMAへの変換は、共存物質やラジカル類に影響を受けにくい対象物質と、それらによって大きく影響を受ける対象物質が存在することが示された。オゾン処理によるNDMAへの変換のしやすい物質と結合塩素処理によるNDMAへの変換のしやすい物質は、異なることがわかった。N-ニトロソジメチルアミン(NDMA)は、発がん性物質として知られている。近年、一部の化学物質は、オゾン処理によるNDMA前駆物質であることが報告されているが、その化学構造についての情報は限定的である。本研究では、市販あるいは合成した6物質をオゾン前駆物質候補として選定し、NDMA変換率について検討を行った。マトリックスとして地下水を用い、対象物質濃度は1μM、PHは7の条件で、回分式の実験で検討を行った。対象6物質のいずれの場合も、オゾン注入率0.25、0.50mg/Lで、NDMAの変換率はほぼ一定であったことから、今回のオゾン注入率は反応に十分であった。両注入率の結果を平均したところ、対象6物質の変換率は8%89%であり、選定した対象物質は全てオゾン処理におけるNDMA前駆物質であることが示された。中でも、ホルムアルデヒドジメチルヒドラゾン、2-ホルミル-1,1-ジメチルヒドラジン、アセトンジメチルヒドラゾンの3物質のNDMA変換率は、既往の研究より高く、それぞれ89%、85%、84%であった。また、それ以外の3,3-ジメチルカルバジン酸メチル、1,1,4,4-テトラメチル-2-テトラゼン、1,1-ジメチルセミカルバジドの3物質は、比較的NDMA変換率は低かったが、それでも、それぞれ8%、19%、21%であった。しかし、1,1,4,4-テトラメチル-2-テトラゼンは、その構造からすると、NDMA前駆物質としての反応部位が2つ存在していると考えられたが、それほど大きな値ではなかった。2-ホルミル-1,1-ジメチルヒドラジンと3,3-ジメチルカルバジン酸メチルのNDMA前駆物質としての反応部位は類似しているが、変換率が大きく異なったことから、反応部位の周辺の化学構造が、変換率に影響していることが示された。N-ニトロソジメチルアミン(NDMA)は、発がん性物質として知られている物質である。今年度は、昨年度対象とした6物質(ホルムアルデヒドジメチルヒドラゾン、2-ホルミル-1,1-ジメチルヒドラジン(FDMH)、3,3-ジメチルカルバミン酸メチル、1,1,4,4-テトラメチル-2-テトラゼン(TMT)、1,1-ジメチルセミカルバジド、アセトンジメチルヒドラゾン)を対象に、オゾン処理によるNDMA変換に及ぼす共存物質の影響について検討した。OHラジカル捕捉剤である、t-BuOHの共存影響について地下水を対象に検討したところ、TMT以外は、NDMA変換率への影響は認められなかった。この結果から、これら5物質は、オゾン分子との反応によってNDMAへと変換していることが分かった。一方、TMTの場合、t-BuOHの共存により、変換率は19%から47%へと増加し、またt-BuOHを添加しない場合と添加した場合で、pH7と8で比較したところ、t-BuOHの有無によらず、その変換率は変わらなかった。したがって、TMTのオゾン処理によるNDMAの生成では、OHラジカルが生成抑制反応に関与していると推測されたが、pHの影響も考慮すると、OHラジカル以外の物質の関与も推測された。FDMHとTMTについて、対象水の差異(地下水と河川水)やt-BuOHの影響について検討を重ねたところ、FDMHはこれらの影響によらずNDMA変換率は8090%でほぼ一定であった。一方、TMTの変換率は対象水とt-BuOHの組み合わせによって19%55%に変化した。得られた結果から、TMTの変換率の上限は、60%弱であると考えられた。このとき、対象水が地下水の場合、t-BuOHを添加することでTMTのNDMA変換率は増加したが、河川水では変化しなかった。したがって、オゾン処理によるNDMAの生成に対し、FDMHは共存物質やラジカル類に影響を受けにくく、TMTはそれらによって変換率が影響を受ける場合があることがわかった。
プリン代謝酵素欠損を標的とした選択的癌化学療法の開発に関する研究

病気の原因が遺伝子レベルで議論される時代となり、癌の病態解明も遺伝子・分子を対象に進められている。正常細胞との違いを標的にした分子標的治療が臨床に応用されつつある。本研究で計画した癌細胞に特異的なプリン代謝酵素欠損を標的とする治療法も、分子標的療法の一つと位置付けられる。さて、正常細胞と癌細胞での核酸代謝における違いを利用した選択的化学療法には、プリン代謝酵素であるMethylthioadenosinephosphorylase (MTAP)欠損の正確な診断が不可欠である。我々は、MTAP酵素欠損細胞株を用いてMTAP遺伝子の構造解析を行い、1例を除く全例で遺伝子欠失がMTAP酵素欠損の原因であり、しかも常に3'末端の第8エクソンが消失していることを発見した。この成果を基に、3番染色体長腕に存在するMTAP偽遺伝子をコントロールに用いたReal-time PCRによる遺伝子診断法を開発した。この方法を用いてAdult T-cell leukemia (ATL)患者検体を検討したところ、末梢血液中の白血病細胞が30%以上であれば正確にホモ接合性欠失が診断できることを証明した。また、遺伝子欠失の無いMTAP酵素欠損細胞を詳細に検討したところ、脱メチル化剤による処理で、MTAP mRNA発現が回復することが確認され、プロモーター領域のメチル化によって転写が阻害されていることがわかった。このことは、酵素欠損が、遺伝子欠失以外の機序に因っても起こることを示しており、MTAP酵素タンパク質の有無を調べる免疫組織染色法の開発が進行中である。一方、プリン代謝の違いを標的にした化学療法は、臨床応用に耐えうる抗プリン代謝拮抗剤の開発を待たねばならないが、坦癌マウスでの実験に使用したL-alanosineは、MTAP酵素欠損癌に対する臨床治験薬の候補と考えられる。正常細胞との代謝の差違を利用した選択的治療の実施には、MTAP欠損の正確な診断が不可欠である。従来、MTAP酵素欠損の診断は、酵素活性を直接測定して行っていた。しかし、この方法は、市販されていない放射標識MTAを自前で製造しなければならない為、煩雑で研究室レベルの測定法であった。研究代表者により開発されたウエスターン・ブロット法は、原発肺癌組織での有用性が証明された。その後、研究代表者は、MTAP遺伝子の構造解析を行い、MTAP酵素欠損は遺伝子欠失に起因し、しかも常に3'末端の第8エクソンが消失していることを報告した。更に、MTAP偽遺伝子が3番染色体長腕に存在することを発見し、偽遺伝子をコントロールにしたpolymerase chain reaction(PCR)法による遺伝子診断が可能となった。平成11年度には、多くの検体を定量的に処理できるようにTaqman chemistryに基づくreal-time PCRを用いた遺伝子診断法を開発した。方法を簡略に述べると、MTAPエクソン8と偽遺伝子それぞれのPCR増幅部位に内部プローブ(Taqmanプローブ)を設計し、PCR反応を行う。各サイクル毎にTaqmanプローブから遊離した蛍光が励起されるので、PCR産物を定量的に測定できる。偽遺伝子からのPCR産物の量と比較して、遺伝子欠失の診断を行う。この方法を用いてAdult T-cell leukemia(ATL)患者検体を検討したところ、白血病細胞比率が30%の検体でも正確にホモ接合性欠失を診断できた。正常細胞と癌細胞での核酸代謝における違いを利用した選択的化学療法には、MTAP欠損の正確な診断が不可欠である。研究代表者は、MTAP酵素欠損細胞株を用いてMTAP遺伝子の構造解析を行った。MTAP酵素欠損は、1例を除く全例で遺伝子欠失が原因であり、しかも常に3'末端の第8エクソンが消失していることが判明した。

この成果を基に、3番染色体長腕に存在するMTAP偽遺伝子をコントロールにを用いたReal-time PCRによる遺伝子診断法を開発した。方法を簡略に述べると、MTAPエクソン8と偽遺伝子それぞれのPCR増幅部位に内部プローブ(Taqmanプローブ)を設計し、PCR反応を行う。各サイクル毎に反応が進むと、Taqmanプローブから遊離した蛍光が励起されるので、PCR産物を定量的に測定できる。同時に測定した偽遺伝子のPCR産物量と比較して、遺伝子欠失の診断を行う。この方法を用いてAdult T-cell leukemia(ATL)患者検体を検討したところ、末梢血液中の白血病細胞が30%以上であれば正確にホモ接合性欠失が診断できることを証明した。また、遺伝子欠失の無いMTAP酵素欠損細胞を詳細に検討したところ、プロモーター領域のメチル化によって転写が阻害されていることがわかった。脱メチル化剤による処理で、MTAP mRNAが発現されることが確認された。このことは、酵素欠損が、遺伝子欠失以外の機序に依っても起こることを示しており、MTAP酵素タンパク質の有無を調べる検査法の開発が重要であることを示唆している。病気の原因が遺伝子レベルで議論される時代となり、癌の病態解明も遺伝子・分子を対象に進められている。正常細胞との違いを標的にした分子標的治療が臨床に応用されつつある。本研究で計画した癌細胞に特異的なプリン代謝酵素欠損を標的とする治療法も、分子標的療法の一つと位置付けられる。さて、正常細胞と癌細胞での核酸代謝における違いを利用した選択的化学療法には、プリン代謝酵素であるMethyl thioadenosinephosphorylase(MTAP)欠損の正確な診断が不可欠である。我々は、MTAP酵素欠損細胞株を用いてMTAP遺伝子の構造解析を行い、1例を除く全例で遺伝子欠失がMTAP酵素欠損の原因であり、しかも常に3'末端の第8エクソンが消失していることを発見した。この成果を基に、3番染色体長腕に存在するMTAP偽遺伝子をコントロールに用いたReal-time PCRによる遺伝子診断法を開発した。また、遺伝子欠失の無いMTAP酵素欠損細胞を詳細に検討したところ、脱メチル化剤による処理で、MTAP mRNA発現が回復することが確認され、プロモーター領域のメチル化によって転写が阻害されていることがわかった。このことは、酵素欠損が、遺伝子欠失以外の機序に因っても起こることを示しており、MTAP酵素タンパク質の有無を調べる免疫組織染色法の開発が進行中である。一方、プリン代謝の違いを標的にした化学療法は、臨床応用に耐えうる抗プリン代謝拮抗剤の開発を待たねばならないが、坦癌マウスでの実験に使用したL-alanosineは、MTAP酵素欠損癌に対する臨床治験薬の候補と考えられる。
中空にタグを生成する技術の開発

本研究では隣接た複数の光送信器のうちのひとつから、混信の影響を避け所望した信号を選択する手法を提案し、数値シミュレーションによって評価した。送信手法は光学的なパート、信号処理、符号復号化のパートから成る。光学的なパートによって、非所望信号の実効的な電力を実用的な環境で60%以上低減させ、符号復号化のパートによって、所望信号の100%程度の電力の非所望信号が混入した場合でも2x10のー4乗以下のビット誤り率(BER)で復号できることが確認された(符号化率50%時)。この結果から、信号の受信範囲を例えばタイル状に敷き詰め、ポイントによって受信する信号を選択するような環境を構築できることが示された。本年度は主に同期反転信号の変復調/符号復号化手法の提示と,コンピュータシミュレーションによる検証を行った.提案したシステムの構造では,受信器の備える二つの受光器から受信信号が出力される.二つの受光器には所望信号と非所望信号が混合して入射しており,出力はその和である.変復調機構は,この信号の中から所望信号だけを復調しなければならない.ここで,所望信号だけが備える特徴とは,二つの受光器に互いに反転した信号が入射しているということである.復調機構はこの特徴を手がかりに復調する.この特徴は,2つの受光器から出力される信号のうち,所望信号同士の相互相関は常に負の値をとるということである.一方,非所望信号同士は独立した情報源から出力されているので,相互相関の時間的平均は0に近づく.そこで,本年度は各送信器からの送信信号に,各送信器間で相互相関が低くなるように設計された拡散符号を乗じて出力する手法を考案した.この信号を受信している受信器の二つの受光器の出力を,HPFに通してから乗ずると,所望信号の送信信号の正負が逆転したものが出力され,非所望信号は長期平均が0の信号として出力される.前年度までのシミュレーション結果から,多くの使用環境では,非所望信号の振幅は所望信号の振幅より大きくならない.この環境下で通信を行った際に,どの程度の符号誤り率を達成することができるかを,シミュレーションで評価した.適切な誤り訂正符号を用いた場合,受光器の両側から,所望信号の振幅の6割程度の振幅の非所望信号を加えた場合であっても,10の-4乗以下程度の誤り率で通信を行うことができることが確認された.考案した方法は,多元接続環境下での低い誤り率での通信を可能にしたとともに,拡散符号を送受信側で共有しないで行うCDMA通信を提案したと考えることもでき,高速な実世界情報配信環境の構築に寄与したと考えられる.本年度は,受信器の光学系による受信信号電力の変化の評価および,受信信号電力と変復調/符号複合化方式と通信品質の関係の評価を,それぞれモンテカルロ光線追跡法および,数値シミュレーションによって実施した.本研究では2つの発光器から受信器に入射する光空間信号が,受光器の2つの象限に別々に,あるいは一緒に入射するということが最も重要なポイントである.本年度までの研究は,受信器の光学系を理想的なものと考え,光学系に入射した放射束は受光器の一点に収束し,受光面は,2つの別々の点に収束した光束を必ず弁別できるものとしていた.しかしこの想定は実際のレンズ系には適用できない.受光面に達するのは入射した放射束の一部分で,収束する場所も一点にはならず,一定の範囲となる(錯乱円).また多象限受光器では,2つの象限がある程度の間隔をもって隔てられたり,移行帯をもつものが多い.間隙や移行帯と錯乱円が重なることは避けるべきで,そのため,ある光学系には,2つの点光源を異なる象限に分解しうる最小の角度が存在する(分解能).分解能を求めるためには,入射光線群の受光面における入射位置を調べる必要がある.複数のレンズで構成される光学系を考えた場合,光線追跡によって調査を行うのが一般的である.本年度は,実際のレンズの数値モデルを用いて光線追跡を行い,受信器の分解能を調べた.またモンテカルロ法と光線追跡を組み合わせて入射した放射束を算定する,モンテカルロ光線追跡法を用いて,この光学系における入射放射束を算定した.この数値モデルを用いて,さまざまな使用状況で発光器の分解能や入射放射束がどのように変化するのか評価を行った.この結果を昨年度行った変調系の評価実験と組み合わせることで,実際的な環境における受信器の振る舞いを算定できるようになり,ユーザビリティの評価もある程度行うことができるようになった.本研究では隣接た複数の光送信器のうちのひとつから、混信の影響を避け所望した信号を選択する手法を提案し、数値シミュレーションによって評価した。本研究は,光空間通信器の光学系の部分に注目し,従来に無い機能を実装しようとする試みである.

当該年度は,通信環境を計算機上で再現し,1)意図した通りに動作しうるか,2)動作するとして,どの程度の性能を発揮しうるかを探ることを目標とした.計算機上で再現した理由は,通信システムのうち変復調,符号化,復号化の部分は様々な方法を試行錯誤する必要があるが,これをその都度実装によって試行していたのでは手間がかかりすぎるからである.当該年度はこれらの通信環境を計算機上で再現する作業を進めた.特に本研究が意図するような光空間通信環境を再現するソフトウェアは市販されていかったため,研究者がMATLAB/Simulinkをベースに構築を行った.構築した環境は,光空間通信を行う際の光学系のモデルと,通信器内のセンサ回路,変復調モデル(アナログ部分),および,符号復号化モデル(デジタル部分)である.当該年度12月初頭までに光学系モデルの構築をMATLAB上で行い,提案した光学系を用いる事で,この通信システムの使用が想定される状況内では充分と考えられる信号電力-ノイズ電力比を達成できることが分かった.この結果を情報処理学会論文誌(テクニカルノート)に投稿し,採択された.年明けからは,この光学系モデルに変復調/符号,復号化を含めた通信システムのモデルを接続し,全体のモデルでビットエラーレートを計測する作業を進めている.変復調(アナログ部分)および符号複合化(デジタル部分)を適切に組み上げる事によって,想定していたよりもはるかに大きいノイズが混入する場合でもそこそこのビット誤り率で通信ができることが発見された.現時点では,混信信号の受信電力の総量が目標信号の倍以上あっても,目標信号だけを復号化できるという結果を得ている.この結果は申請時には予想しておらず,システムの自由度を大幅に向上させると考えられる.最終年度は、提案した通信器の通信シミュレーションや光学系について、前年度までに行った解析の結果を評価および再解析し、論文化を行った。特筆すべき最終年度の研究環境の変化として、公益財団法人に就職したため、規定上アカデミックライセンスのソフトウェアの使用ができなくなり、1)新規システムのビット誤り率(BER)の計算(MATLAB/Simulinkの使用)、2)新規のレンズの設計および評価(CODEVの使用)、を行うことができなくなったということがある。このため、前年度までのデータを整理して再評価し、論文化する手法をとった。加えて光学系部分について光学的な観点から幾つかの考察を行った。通信シミュレーションでは、昨年まではMATLAB/Simulink上に通信器の信号処理の過程を再現し、このモデルを用いて通信を再現することでBERを算出していた。いままではこのように数値解析的にBERを求めていたが、本年度は信号処理の一部を数式化して評価することを試みた。この結果、なぜそのようなBERの分布になるのかを一定程度説明することができるようになり、これがBERの分布と一致していることを確かめることができた。光学系の解析については、昨年度まで実際の撮像系のモデルを使用し、モンテカルロ光線追跡を行うことで動作を再現していた。本年度システム動作に必要な要件を見直し、またレンズの働きについて調査し直したところ、実際の撮像系のモデルは過剰性能であり、より単純なレンズでも動作要件を満たすことがわかった。撮像用のレンズは平面の受像面のどの位置でも、光を一点に集光することを目的として設計されているが、本システムでは受光象限の境界線がある中央部近辺でのみ集光半径が小さければ動作でき、また単一波長の光を用いるため色収差の修正なども必要ない。
脳・腸ペプチドによる自律神経活動調節機構

ラットを使用(300400g),ウレタン・クロラローズ麻酔Tで開腹し,迷走神経胃枝,肝臓枝,腹腔枝,膵臓枝を切断して迷走神経からの反射入力を遮断後これら各枝の切断中枢側で神経フィラメントを分離し,双極銀線電極により遠心性神経活動を記録した.神経活動はウィンドゥディスクリミネーターによりピックアップし,スパイクカウンターを通してペン書きレコーダーにより記録した. 5秒のリセットタイムにより神経活動のタイムコースを観察した.各種ペプチドは下大静脈に挿入したカテーテルにより静脈内に投与した.使用したペプチドはペンタガストリン, CCK-8,ソマトスタチンとANPの4種である.実験結果:正常ラットでは10ng程度の静脈内投与で,ガストリンは主に迷走神経胃枝の, CCKは腹腔枝,膵臓枝の遠心性活動を促進し,ソマトスタチンは迷走神経胃枝,腹腔枝,膵臓枝,肝臓枝すべての遠心性活動を抑制した.除脳ラットではこれらペプチドの静脈内投与は無効であったがグルコース投与は効果があり,胃枝では遠心性活動の抑制,膵臓枝,腹腔枝では促進がみられた. ANPは1ng程度の静脈内投与で副腎神経,腎神経の遠心性活動の抑制を起すが除脳ラットでは起こさなかった.結論:生理的刺激により血流中に放出されたガストリン, CCK,ソフトスタチン, ANPなどのホルモンは血行を介して視床下部に至り,血液-脳関門の少ないといわれるSFO(脳弓下器官), OVLT(終板器官)などを通じて視床下部内の,上記ホルモンに対する受容体を持つニューカンに作用するのであろう.その結果我々が観察したように各種自律神経枝の遠心性活動で調節すると考えられる.またその結果,これらホルモンによる自律神経活動の修飾により機能調節が行なはれる.ラットを使用(300400g),ウレタン・クロラローズ麻酔Tで開腹し,迷走神経胃枝,肝臓枝,腹腔枝,膵臓枝を切断して迷走神経からの反射入力を遮断後これら各枝の切断中枢側で神経フィラメントを分離し,双極銀線電極により遠心性神経活動を記録した.神経活動はウィンドゥディスクリミネーターによりピックアップし,スパイクカウンターを通してペン書きレコーダーにより記録した. 5秒のリセットタイムにより神経活動のタイムコースを観察した.各種ペプチドは下大静脈に挿入したカテーテルにより静脈内に投与した.使用したペプチドはペンタガストリン, CCK-8,ソマトスタチンとANPの4種である.実験結果:正常ラットでは10ng程度の静脈内投与で,ガストリンは主に迷走神経胃枝の, CCKは腹腔枝,膵臓枝の遠心性活動を促進し,ソマトスタチンは迷走神経胃枝,腹腔枝,膵臓枝,肝臓枝すべての遠心性活動を抑制した.除脳ラットではこれらペプチドの静脈内投与は無効であったがグルコース投与は効果があり,胃枝では遠心性活動の抑制,膵臓枝,腹腔枝では促進がみられた. ANPは1ng程度の静脈内投与で副腎神経,腎神経の遠心性活動の抑制を起すが除脳ラットでは起こさなかった.結論:生理的刺激により血流中に放出されたガストリン, CCK,ソフトスタチン, ANPなどのホルモンは血行を介して視床下部に至り,血液-脳関門の少ないといわれるSFO(脳弓下器官), OVLT(終板器官)などを通じて視床下部内の,上記ホルモンに対する受容体を持つニューカンに作用するのであろう.その結果我々が観察したように各種自律神経枝の遠心性活動で調節すると考えられる.またその結果,これらホルモンによる自律神経活動の修飾により機能調節が行なはれる.ラットを使用(300400g)、ウレタン・クロラローズ麻酔下で開腹し、迷走神経胃枝,肝臓枝,腹腔枝,膵臓枝を切断して迷走神経からの反射入力を遮断後これらの各枝の切断中枢側において神経フイラメントを分離し、双極銀線電極により遠心性神経活動を記録した。神経活動はウィンドウデスクリミネーターによりピックアップしスパイクカウンターを通してペン書きレコーダーにより記録した。5秒のリセットタイムにより神経活動のタイムコースを観察した。脳腸ペプチドは下大静脈内にそう入したカテーテルにより静脈内に投与した。使用したペプチドは本年度においてはペンタガストリン,CCK-8,ソマトスタチンの3種である。1.ペンタガストリンの効果。10ngの静脈内投与により迷走神経胃枝において著明な遠心性活動の増強が観察される。他の迷走神経胃枝でははっきりした効果はみられない。10pg,100pg,1ng,10ngで効果をみると100pg以上の投与が有効であった。2.CCK-8の効果。10ngの静脈内投与で迷走神経腹腔枝あるいは膵臓枝で促進効果がみられたが、他の枝では著明な効果はみられなかった。有効濃度は100pgからであった。3.ソマトスタチン。5-10ngの静脈内投与で迷走神経胃枝,膵臓枝,肝臓枝において遠心性活動の抑制がみられた。ソマトスタチンは迷走神経の腹部内臓枝一般に抑制作用をもつようである。脳幹前端で除脳したラットでは上記のペプチドの静脈内投与効果は現れなかったので、作用場所としては血液,脳関門の欠落している視床下部に働くことが予想される。来年度の計画としてはNAP,VIPなどの効果、ならびに上記ペプチドの交感神経活動への効果を調べる予定である。
酸素発生型光合成系の反応機構-葉緑体タンパク質の系統性に基づく解析

光合成の反応機構の研究は,進化という新しい軸を設定することで,より本質的な理解に達する.酸素発生型光合成反応系の出現には大きな不連続性(例えば,酸素発生型光合成生物の出現水の酸化反応機構の起源,2次共生によるChla/c植物の出,)が多く残されている.これらの重要課題を明らかにするためには,酸素発生型光合成生物の幾つかの群についてそれぞれ性質を調べて互いに比較することは意義のあることである.(1)藍色細菌や紅藻では酸素発生に必須の成分であるシトクロムc550の局在性や反応中心あたりの量を解析した.紅藻Porphyridium cruentumでは量があまりにも少なくその局在性は明らかに出来なかった.一方,藍色細菌Synechocystis sp PCC6803では複数の遺伝子が存在することが明らかになった.(3)班員全員が一堂に会して今までの研究を総括し、次のステップへの足掛かりを求める作業を行った。光合成色素系、反応中心、色素合成系について、光合成細菌から高等植物に至る「系統性」を基礎に、それぞれの系がどのように変遷してきたかを、確実なデータに基づいて議論した。(1)光合成細菌の系統性では、緑色糸状細菌Chloroflexus aurantiacusが系統樹の上ではもっとも早い分岐をすることが知られていたが、光合成色素の合成経路から考えと、嫌気性細菌のHeliobacteriaが早い可能性が高いこと、(2)原核藻類の色素系は単純な組織ではなく、多くの色素を合成する能力を初期に獲得し、進化とともに単純化していく方向にあること、(3)渦鞭毛藻においては1ゲノム-1環状DNA構成であり、生物界全体でも極めて特異な構成であること、などが明らかになってきた。こうした議論を踏まえて、次の研究の進展の方向を探った。光合成の反応機構を精査するために、従来とは異なる視点、「系統性」を取り入れて解析することを始めた。今年度は初年度なので、以前から共同研究を行なっていた研究者間での研究を特に進めた。アラスカ大学のPlumley博士と東大の池内博士との共同研究結果を主に記す。[目的]Grossmanらによって報告されたhliA遺伝子群は真核生物に広く分布するアンテナクロロフィル結合タンパク質と相同性があり、原核生物における祖先型の遺伝子といわれている。一方、紅藻ではLHCとhliをともにもっており、両者は異なる生理的役割をもっていることが推測される。本研究では、シアノバクテリアにおけるhliの生理的生化学的性質を分子生物学的アプローチで明らかにすることを目指し、進化の過程で光合成の進化とどのように関わってきたかという問題の手がかりを得る事を目指した。[結果]Synechocystis sp.PCC6803のhli遺伝子群について、(1)遺伝子破壊および大量発現による変異株を作製し、生理的解析を行う研究、(2)大腸菌で大量発現させ、hliタンパク質のクロロフィル結合能をin vitro再構成によって解析する研究を開始した。(1)については、hliの一つ(ss12542)の遺伝子破壊株、ss12542,ss11633,ssr2595の本来のプロモータを強力なpsbA2プロモータに交換した大量発現株を作製した。現在、これらの変異株の単離を進めている。(2)については、4種のhli遺伝子をpETベクターに組み込み、誘導条件下で大腸菌で発現させた。しかし、hliが膜タンパク質のためか、大腸菌は死滅しタンパク質を得ることはできなかった。そこで、より温和な融合タンパク質の発現を現在進めている。また、(1)で作製したpsbA2プロモータをつないだhli遺伝子の大量発現

株のチラコイド膜からhliタンパク質を単離生成することを検討している。2名の日本側研究者と1名の日本側研究協力者がアメリカへ行き研究を行なった。それぞれの今回の研究テーマは、(1)藍色細菌を用いたアンテナクロロフィル複合体(LHC)の起源の解析、(2)褐藻の光化学系の単離方法の確立、(3)光合成生物の大進化に関する討論であった。(1)シアノバクテリアSynechocystissp.PCC6803のhli遺伝子の機能から植物のLHCの進化と光合成における役割を明らかにする目的で、Hlipタンパク質(hli遺伝子産物)の機能解析を進めてた。形質転換体(OX-ssr2595,OX-ss12542)を得て生育に関する条件設定を確立した後,さらにその膜タンパク質を用いて、植物で確立されているクロロフィル結合タンパク質の再構成を試みたところ,部分的な再構成が推定された。(2)珪藻の光化学系II(PSII)に含まれるアンテナ色素蛋白質複合体のひとつであるCP47の基本的な性質の解析のために、珪藻Cylindrotheca fusiformisからこの複合体を単離・精製する方法の確立を行なった。この複合体は12%の濃度のLDS-PAGEを用いた時にのみ単離・精製ができた。その分光学的な性質は緑色植物のそれとは異なり、短波長側に吸収、蛍光の極大を持つ。更なる解析が必要となった。(3)藍色細菌の共生による葉緑体の獲得(誕生)から紅藻でのLHCIの獲得に至る経路をグロビンファミリー蛋白質を系統性を指標に討議した。当該研究とは異なる用件でアメリカ側研究者(Blankenship氏)が来日した折に全国から研究者を募って、「酸素発生型光合成生物の進化」に関するミニシンポジウムを開催し、意見の交換を行なった。平成11年度は最終年度になるために、この研究班のメンバーが一同に会し、アメリカで「光合成系の進化に関するミニシンポジウム」を開催することを決定し,日程調整を始めた。今年度は最終年に当るため、班員全員が一堂に会して今まで研究を総括し、次のステップへの足掛かりを求める作業を行なった。平成11年8月にアラスカ州立大学に8名が集まり、光合成色素系、反応中心、色素合成系について、光合成細菌から高等植物に至る「系統性」を基礎に、それぞれの系がどのように変遷してきたかを、確実なデータに基づいて議論した。その結果、従来の考え方を大きく変えることが必要となってきた。(1)光合成細菌の系統性では、緑色糸状細菌Chloroflexus aurantiacusが系統樹の上ではもっとも早い分岐をすることが知られていたが、光合成色素の合成経路から考えと、嫌気性細菌のHeliobacteriaが早い可能性が高いこと、(2)原核藻類の色素系は単純な組成ではなく、多くの色素を合成する能力を初期に獲得し、進化とともに単純化していく方向にあること、(3)渦鞭毛藻においては1ゲノム-1環状DNA構成であり、生物界全体でも極めて特異な構成であること、などが明らかになってきた。
河川生態系におけるメタ個体群の長期的安定性を支える要因の解明

生物集団はそれぞれが独立に維持されているわけではない。移動分散を通じ、個々の集団が連結したメタ個体群を形成している。このため、種の保全を考える場合、メタ個体群としての存続機構を明らかにすることが極めて重要である。しかし、これまでの研究は陸域生態系を中心として研究が進められており、河川におけるメタ個体群の存続機構はほとんどわかっていない状況にある。こうした背景を受けて、本研究課題では(1)河川のメタ個体群動態を記述する基本的な理論モデルを構築し、(2)さらには理論モデルから予測される結果を長期モニタリングデータで検証した。河川のメタ個体群動態を支える主要因の解明に向けて、理論モデルの構築を行った。この理論モデルでは、確率的な過程に基づいて河川ネットワークを再現し、その中でメタ個体群動態をシミュレートできる。解析の結果、河川のメタ個体群動態は、河川の分岐が複雑になる(分岐確率Pが高くなる)ほど安定することが予測された。一方、これまで重要とされてきた生態系サイズの効果は認められなかった。北海道の河川で1999年から集められている魚類の長期モニタリングデータを用い、理論モデルの予測の検証を行った。データセットの中で特に出現率の高かった4種(サクラマス、アメマス、ウグイ、フクドジョウ)に焦点を当て、分岐確率の高い河川ほどメタ個体群動態の安定性は高まるかどうかを検証した。その結果、理論から予測された通り、メタ個体群動態は分岐確率が高まるほど安定することが統計的に示された。また、生態系サイズ(流域面積として評価)の効果は認められず、この結果についても理論から予測される通りとなった。今後、河川の生物多様性の保全を論じる際には、河川ネットワークの複雑性の観点が必要になることを強く示唆している。
内リンパ嚢に関する電気生理学的および形態学的研究

(電気生理学的研究)微小ガラス電極を使用し、モルモットの内リンパ嚢から直流電位を記録し、その性質を知るために無酸素負荷・各種薬物の内リンパ嚢直流電位(ESP)に対する影響を調べた。1)ESPには酸素依存性および非依存性の部分が存在した。2)抗アルドステロン剤であるカンレノ酸により、ESPは量依存性に低下を示した。3)炭酸脱水酵素阻害剤であるアセタゾラマイドにより、ESPは量依存性に低下を示したが、大量ではその効果は飽和した。4)カテコ-ルアミンはβ作用により、ESPを量依存性に低下させた。5)ESPの酸素依存性の部分は、アセタゾラマイドおよびカテコ-ルアミンにより低下する2成分より成り立っていた。(形態学的研究)正常マウス内リンパ嚢における超微形態学的観察と高分子物質輸送の観察を行った。1)マウス内リンパ嚢はモルモットと同様に、近位部・中間部・遠位部の3部位に分けることができた。2)中間部上皮細胞は、その超微形態により2種類に分類できた。一つはミトコンドリア・微絨毛・被覆小胞・空胞・ライソゾ-ムに富む細胞であり、もう一つはこれらに乏しい細胞である。3)マウス内リンパ嚢には、孔あき型毛細血管と、閉じた毛細血管が分布しており、孔あき型毛細血管の方が多く、内リンパ嚢上皮細胞の直下に存在する傾向にあった。両者の毛細血管とも高分子物質(HRP)に透過性をもっており、内リンパ嚢上皮特に中間部上皮は高分子物質を基底側から取り込むと考えられた。(電気生理学的研究)微小ガラス電極を使用し、モルモットの内リンパ嚢から直流電位を記録し、その性質を知るために無酸素負荷・各種薬物の内リンパ嚢直流電位に対する影響を調べ、以下の結果を得た。1)内リンパ嚢直流電位は無酸素負荷にて低下を示すが、負荷終了後の回復のしかたは、他の内耳直流電位とは異なっていた。2)ル-プ系利尿剤では変化しないが、抗アルドステロン拮抗剤であるカンレノ酸により、量依存性に低下した。3)カテコ-ルアミンにより可逆的な低下がおこり、その変化はαブロッカ-では阻害されず、βブロッカ-で阻害された。4)バソプレシンでは変化はしなかった。5)炭酸脱水酵素阻害剤にて量依存性に低下した。以上より、内リンパ嚢直流電位は他の内リンパ直流電位(蝸牛・前庭)とはかなり異なった性質を持っていることが考えられた。(形態学的研究)正常マウス内リンパ嚢の超微形態学的観察を行い、以下の結果を得た。1)マウス内リンパ嚢はモルモットと同様に3部位に分けることができた。一つはミトコンドリア・微絨毛・coated pit・被覆小胞・空胞・ライソゾ-ムに富む細胞であり、もう一つはこれらに乏しい細胞である。3)従来、報告されている暗調細胞ならびに、極度に大きな細胞間障は固定時の人工産物の可能性が高いと考えられた。(電気生理学的研究)微小ガラス電極を使用し、モルモットの内リンパ嚢から直流電位を記録し、その性質夜知るために無酸素負荷・各種薬物の内リンパ嚢直流電位(ESP)に対する影響を調べた。2)抗アルドステロン放であるカンレノ酸により、ESPは量依存性に低下を示した。

4)カテコ-ルアミンはβ作用により、ESPを量依存性に低下させた。5)ESPの酸素依存性の部分、アセタゾラマイドおよびカテコ-ルアミンにより低下する2成分より成り立っていた。(形態学的研究)正常マウス内リンパ嚢における超微形態学的観察と高分子物質輸送の観察を行った。1)マウス内リンパ嚢はモルモットと同様に、近位部・中間部・遠位部の3部位に分けることができた。2)中間部上皮細胞は、その超微形態により2種類に分類できた。一つはミトコンドリア・微繊毛・被覆小胞・空胞・ライソゾ-ムに富む細胞であり、もう一つはこれらに乏しい細胞である。3)マウス内リンパ嚢には、孔あき型毛細血管と、閉じた毛細血管が分布しており、孔あき型毛細血管の方が多く、内リンパ嚢上皮細胞の直下に存在する傾向にあった。両者の毛細血管とも高分子物質(HRP)に透過性をもっており、内リンパ嚢上皮特に中間部上皮は高分子物質を基底側から取り込むと考えられた。
有用微生物を用いた乳腺の感染防御能の誘導と乳腺感染の制御に関する研究

牛の乳房炎の制御を目的に乳酸菌の乳腺内注入に対する乳腺の細胞・免疫反応および治療効果を検討した。乳酸菌B. breve注入後の乳体細胞数および化学発光の有意な増加および免疫グロブリンや抗菌性蛋白の増加がおよびサイトカイン遺伝子の発現が認められた。B.breve乳房内注入による治療の試みにおいて環境性乳房炎の制御効果が認められた。乳酸菌の注入により免疫細胞の乳腺への誘導とその機能の増高が微生物排除に関与しているものと推察された。本研究は、乳腺感染の効果的な制御を目標に、乳腺感染の病態を把握するとともに修飾物質としての乳酸菌およびその産物としてのバクテリオシンの乳腺内投与による乳腺内への白血球誘導とその機能増強による乳腺感染の制御を意図したものである。乳腺感染牛および正常泌乳牛の白血球機能および細胞情報伝達系の解析を実施するとともに有用微生物に対する乳腺の反応性を検討した。黄色ブドウ球菌に自然感染した乳房炎牛の血液および乳腺中の白血球機能および関連遺伝子の発現解析から、乳中好中球のL-セレクチンおよびCD18発現は血液のそれらに比較して有意に低下していた。またリンパ球の表面抗原であるCD4,CD8の発現は感染分房のそれらは正常ならびに血液のそれらに比較して増加していた。感染牛の血好中球の活性酸素生成(O_2-)能およびリンパ球の幼若化反応の低下が認められた。血液および乳中からの分離白血球のサイトカイン関連遺伝子の発現:インターロイキン(IL)1-β,腫瘍壊死因子(TNF-α),IL-6,IL-8,IL-12のmRNAの増加が検出された。これらの成績から黄色ブドウ球菌による乳房炎牛では免疫抑制的な面と防御対応型の反応が進行している可能性が示唆された。また有用な修飾物質としての乳酸菌の施用条件、乳腺への施用に伴う白血球反応および感染防御の把握を目的として正常および潜在性乳房炎分房へ調整乳酸菌(食品グレード)を注入し経時的に体細胞の誘導に伴う異物排除能が認められたことから白血球機能の増強が示唆された。牛の乳腺感染の制御を目的として候補有用微生物(probiotics)を乳腺感染分房へ投与(注入)し、乳腺の免疫応答性を評価すると共に感染防御能の誘導を検討した。また、有用微生物を乳腺感染分房へ注入しその効果の評価を試み下記の成績を得た。(2)グラム陰性菌感染のモデルとしてのK.pneumoniae感染牛の病態把握を目的として、血清および乳中の急性相蛋白であるHpおよびα1-AGならびにIL-1betaおよびIL-6濃度を血清中および乳中で測定した。感染牛の血清および乳中のHpならびにα1-AG濃度は正常牛のそれらに比較して有意に増高していた。IL-1betaおよびIL-6濃度はK.pneumoniae感染回復牛で有意な増高が認められた。K.pneumoniae感染牛の血中HpとIL-6濃度間に有意な正の相関が認められたことから両指標は病態把握に有用と考えられ有用微生物の乳腺への適用評価に活用可能とみられた。(3)難治性ならびに原因菌分離陰性の乳腺分房へのBifidobacterium breve注入による乳腺の反応性と適用効果を検討し、乳の微生物学的・免疫的性状として供試分房乳の乳体細胞数および免疫関連指標は有用微生物の注入により有意な変化が認められたことから感染分房への適応効果が認められた。(4)S. aureusおよびE. coliに対する有用微生物の代謝産物であるbacteriocin-NicinAの影響の検討から、グラム陽性菌に対しては用量依存的に原因菌の増殖抑制が認められたがグラム陰性菌に対しては明らかな阻止効果は認められなかった。有用微生物の乳腺内注入で誘起される乳腺内の体細胞の反応性および感染分房に対する微生物排除能を検討し下記の成績を得た。また関連で乳環境の制御について予備試験を行った。1.乳酸菌(LAB)注入により誘導された乳体細胞のサイトカインmRNA発現LAB注入に伴う分房乳の体細胞に発現する炎症性およびTh1&Th2サイトカインならびに核内調節遺伝子NF-κBのmRNA発現を注入前および注入後1、6日の動態を検討した。LAB注入後1日で増加したサイトカインmRNAは,IL-1β,IL-8,TNFα,IFNγ,IL4,IL6であり、6日後ではIL8,TNFα,IFNγ,IL4およびIL6はさらに増加した。NF-κBのmRNAも6日で増高した。これらの結果からLAB注入により乳腺の免疫系が刺激され免疫機能の活性化が招来されることが認められた。2.感染乳腺へのLAB注入による乳腺感染制御能の評価潜在性乳房炎牛の微生物学的治癒に及ぼすLAB(B.breve)乳房内注入効果を検討した。