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アルツハイマー病をはじめとする変性性痴呆疾患と糖脂質異常

我々はこれまで遺伝性アルツハイマー病(FAD)の原因遺伝子の一つであるプレセニリン1(PS1)の突然変異がもたらす脂質とくに糖脂質代謝への影響を明らかにし、それが神経細胞の情報伝達に如何なる影響を与えるのかを主に脂質ラフトの観点から研究を展開してきた.その結果現在まで下記のような事実を明らかにした.1)変異PS1の発現する神経芽細胞腫では、グルコシルセラミドのsteady state levelが著減しており、したがって全ての種類のガングリオシドもまた著減している.2)この異常は、同じ変異PS1を発現するトランスジェニックマウス脳組織を用いた解析でも確認された.3)これら異常の原因を詳細に調べたところ、グルコシルセラミド合成酵素蛋白量が変異PS1の発現により著明に減少することが明らかとなり、この変異PS1の有するγ-セクレターゼ活性が前記酵素を切断・分解している可能性が示唆された.4)さらに、最終年度ではこうした変異PS1を発現する神経芽細胞腫を用いてパッチクランプ法でイオンチャネル機能を及ぼす影響を調べたところ、変異型細胞ではNaチャネル機能大きな異常が存在することを見出した(論文作成中)5)また、上記のグルコシルセラミドの本症病態発現に於ける意義を探るため、この中性糖脂質に対する自己抗体を有する疾患を同定するためのスクリーニングを神経患者血清を用いて実施し、陽性となる疾患を同定した.これら疾患は何れも亜急性の記憶・認知機能障害を呈する疾患であった(FEBS Lett 2006)昨年度までの本研究班で明らかにした本症に於ける糖脂質組成の異常が,細胞内外での情報伝達に如何なる影響を与えるかをラフト構造に常に念頭におきながら実験を進めた。変異型PS1を発現するヒト神経芽細胞腫SH-SY5Yに発現する高親和性NGF受容体のTrkの細胞内伝達系への影響を調べると、1)モックでは、リガントであるNGFに反応してTrkのチロシン自己燐酸化反応がみられたものの、変異型ではNGFに反応せずまた無刺激でもTrkの自己燐酸化状態は明らかに亢進していた.2)変異型で反応が見られなかった理由の一つにはTrkが正常に細胞膜上にターゲッティングされず、細胞内に留まっていた.3)また、野生型を発現するstable transfectantでも、モックに比しTrkのNGFに対する反応性は低下していた.4)こうした変異型、野生型PS1を強発現する細胞では、モックに比し酸化ストレスに対する脆弱性をこの順に示した(Mol Brain Res 2005).さらに、ラットhippocampal neuronの初代培養形を用い同細胞系にapoptosisを惹起させることが知られた神経毒であるアミロイドペプチド(25-35) (Abeta)を同細胞培養系に添加し、脂質への影響を調べた.その結果、1)Abeta投与後一定時間まではphospholipids, gangliosidesの合成は有意に増加すること、2)その時間を過ぎると急激にこれら脂質のsteady-state levelは減少した.3)減少を始めると共にカスパーゼの活性化が観察され、また同時に細胞にユビキチン化蛋白の増加が観察された.しかし、4)細胞内コレステロール含量は全てのtime pointで変化せず、ある特定の脂質の合成・代謝に影響を与えることを見いだした(論文投稿中).さらに、本研究遂行中に中性糖脂質に対する自己抗体を有する患者を発見し、この自己抗体のもつ細胞生物学的な機能について解析を始めた.この自己抗体は神経細胞に於ける中性糖脂質の機能解明研究に非常に有益なツールを提供する可能性があり次年度ではさらに詳しく調べる予定である.我々はこれまで遺伝性アルツハイマー病(FAD)の原因遺伝子の一つであるプレセニリン1(PS1)の突然変異がもたらす脂質とくに糖脂質代謝への影響を明らかにし、それが神経細胞の情報伝達に如何なる影響を与えるのかを主に脂質ラフトの観点から研究を展開してきた.その結果現在まで下記のような事実を明らかにした.1)変異PS1の発現する神経芽細胞腫では、グルコシルセラミドのsteady state levelが著減しており、したがって全ての種類のガングリオシドもまた著減している.2)この異常は、同じ変異PS1を発現するトランスジェニックマウス脳組織を用いた解析でも確認された.3)これら異常の原因を詳細に調べたところ、グルコシルセラミド合成酵素蛋白量が変異PS1の発現により著明に減少することが明らかとなり、この変異PS1の有するγ-セクレターゼ活性が前記酵素を切断・分解している可能性が示唆された.4)さらに、最終年度ではこうした変異PS1を発現する神経芽細胞腫を用いてパッチクランプ法でイオンチャネル機能を及ぼす影響を調べたところ、変異型細胞ではNaチャネル機能大きな異常が存在することを見出した(論文作成中)5)また、上記のグルコシルセラミドの本症病態発現に於ける意義を探るため、この中性糖脂質に対する自己抗体を有する疾患を同定するためのスクリーニングを神経患者血清を用いて実施し、陽性となる疾患を同定した.これら疾患は何れも亜急性の記憶・認知機能障害を呈する疾患であった(FEBS Lett 2006)
レム睡眠リズムの発現機序に関する生理心理学的研究

従来の筆者らの研究により、ヒトのレム睡眠リズムは、中途覚醒によって一旦リセットされ、再入眠後にレム睡眠リズムは新たにスタ-トすることが明らかになった。再入眠後のレム睡眠リズムは、通常のレム潜時をとる場合(nonーSOREMP)と、入眠直後にレム睡眠が出現する場合(SOREMP)とに二分される(Modified Reset仮説)。後者は入眠時レム睡眠期といわれ、ナルコレプシ-患者に特有なものとされてきたが、健常者でも、中途覚醒法によって容易にSOREMPが出現する。本研究の目的は、中途覚醒法でSOREMPを出現させ、その出現率がどんな要因によって変化するか検討し、レム睡眠リズムの発現機序を明らかにすることであった。平成1年度は睡眠周期内のどの時点で覚醒させるかで4条件設定した。その結果、第2睡眠周期で中途覚醒させた場合、覚醒までのノンレム睡眠の持続時間が長くなるにしたがい、再入眠後のSOREMPの出現率は有意に増加した。平成2年度は、SOREMPの出現率に影響する要因として、サ-カディアンリズムの位相を取り上げた。その結果、SOREMP出現率は第2周期(深夜)より第4周期(明け方)の方が有意に高く、体温などに認められるサ-カディアンリズムがSOREMP出現率にも影響することを示した。平成3年度は、SOREMP出現時の生理的背景を検討する目的で、直腸温をとりあげ検討した。また、SOREMP出現時の主観的体験を内省報告、質問紙、及び生理的指標により検討した。まず、SOREMP出現時の直腸温は、非出現時より低い傾向があり、生理的背景の違いが示唆された。つぎに、SOREMP出現時の主観的体験を聴取したところ、夢見の体験のほかに、入眠時幻覚や睡眠麻痺を体験した報告があった。このことは、健常者でもSOREMP出現時には、ナルコレプシ-患者の症状と同じ現象が現われ得ることを示している。本報告書は平成3年度の知見を中心に記述している。ヒト夜間睡眠中のレム睡眠は、周期的に出現する。このレム睡眠リズムの機序については、Basic Rest Activity cycle仮説を基とする、睡眠非依存説(Sleepーindependent仮説)と、睡眠依存説(Sleepーdependent仮説)とが対立している。しかし、夜間睡眠中に中途覚醒させるという筆者の独自な方法によって、両仮説ともこのレム睡眠リズムを充分に説明できないことが明らかになった。筆者は、レム睡眠リズムは、覚醒によってリセットされ、再入眠後は、新たにリズムがスタ-トする事を明らかにした。また、そのとき通常の睡眠経過をとる場合と、入眠直後にレム睡眠が出現するという、特異な出現形態とがある。後者は入眠時レム睡眠期(Sleep Onset REM Period:SOREMP)といわれ、ナルコレプシ-に特有なものとされてきたが、健常者でも、夜間睡眠の中断によって容易にSOREMPを出現させえた。SOREMPの出現率を左右する要因が、レム睡眠リズムを検討する上で重要な要因となることが予想される。本研究の目的は、中途覚醒法でSOREMPを出現させ、その出現率が何によって左右されるか検討し、レム睡眠リズムの発現機序を明らかにすることであった。今年度は覚醒させるタイミングに4条件を設定した。

つまり、第一睡眠周期終了直後、第一睡眠周期終了直後20分、40分、60分とし、約1時間の覚醒後、再入眠させ、SOREMPの出現率を検討した。その結果、覚醒させるタイミング(睡眠周期内の位置)によって、再入眠後のSOREMPの出現率に差が認められ、第一睡眠周期終了直後、20分後、40分後、60分後の順で、SOREMPの出現率が小さかった。また、中途覚醒による中断の無い基準夜のレム睡眠リズムと、実験夜における睡眠の中断が、再入眠後のレム睡眠リズムに、どのような影響を与えるかをみた。その結果、筆者らの提唱した、中途覚醒のRENEWAL(RESET)仮説が、中途覚醒のタイミングを変えても成立することが明らかになった。ヒトの睡眠時のレム睡眠は、周期的に出現する。このレム睡眠リズムの機序について、Basic Rest Activity Cycle仮説を基とする、睡眠非依存説(Sleepーindependent仮説)、睡眠依存説(Sleepーdependent仮説)、リセット仮説とが対立している。しかし、夜間睡眠中に中途覚醒させるという筆者の独自な方法によって、これら仮説ではレム睡眠リズムを十分に説明できないことが明らかになった。筆者は、Modified Reset仮説を提唱した。つまり、レム睡眠リズムは、覚醒によって一旦リセットされるが、再入眠後に新たにスタ-トするリズムは、通常のレム潜時をとる場合と、入眠直後にレム睡眠が出現する場合と二分されるというものである。後者は入眠時レム睡眠期(SOREMP)といわれ、ナルコレプシ-に特有なものとされてきたが、健常者でも、中途覚醒法によって容易にSOREMPが出現した。ここで、SOREMPの出現率を左右する要因は、レム睡眠リズムを検討する上で重要である。本研究は、中途覚醒法でSOREMPを出現させ、その出現率が何によって左右されるか検討し、レム睡眠リズムの発現機序を明らかにすることであった。前年度は覚醒させるタイミング(睡眠周期内の位置)を4条件設定し、第2周期でのノンレム睡眠の持続時間を0、20、40、60分とした。その結果、再入眠後のSOREMPの出現率は、上記の条件順で、有意に増加した。また、Modified Reset仮説が、中途覚醒のタイミングを変えても成立することが明らかになった。今年度は、SOREMPの出現率に影響するであろう要因として、サ-カディアンリズムの位相を取り上げた。つまり、中途覚醒の時期を第2睡眠周期(深夜)と第4周期(明け方)とし、SOREMP出現率を比較した。その結果、SOREMP出現率は第2周期より第4周期の方が有意に高かった。このことは、レム睡眠の出現量に認められるサ-カディアンリズムが、SOREP出現率にも影響することを示している。ヒトのレム睡眼リズムについて、睡眼非依存説(Sleepーindependent仮説)、睡眼依存説(Sleepーdependent仮説)、リセット仮説とが対立している。しかし、夜間睡眼中に中途覚醒させる筆著の独自な方法によって、これらの仮説ではレム睡氓リズムを説明できないことが明らかとなった。そこで、筆者はModified Reset仮説を提唱した。つまり、レム睡眠リズムは、覚醒によって一旦リセットされ再入眠後に新たにスタ-トする。再入眠後のレム睡眠リズムは、通常のレム潜時をとる場合と、入眠直後にレム睡眠が出現する場合とに二分されるというものである。
遺伝子工学の手法を用いた糖輸送担体の構造と機能の解析

糖輸送担体の構造と機能の解析のため、GLUT1糖輸送担体のC末端細胞内部分の42個のアミノ酸の大部分、37個のアミノ酸が欠如した変異糖輸送担体のcDNAを作製し、これを発現ベクタ-pMTHneaに組み込み、カルシウム・リン酸沈殿法にてチャイニ-ズハムスタ-オバリ-(CHO)細胞に発現させた。大量の変異糖輸送担体の発現が細胞表面に認められたにもかかわらず、糖輸送活性の上昇はほとんど認められなかった。この糖輸送活性喪失の機構解析のため、種々のグルコ-スアナログを用いて検討したところ、糖輸送担体の細胞内側のグルコ-ス結合部位は障害を受けていないが、細胞外側のグルコ-ス結合部位に対しグルコ-スが結合できないと考えられた。このような機構の解析から、糖輸送担体は一種のグルコ-スの通り道を形成するチャンネルであり、外側と内側にゲ-トがあり、内部にグルコ-スを認識する結合部位があると考える。外側と内側のゲ-トが交互に開閉をし、外側のグルコ-スをはさみ込み、次いで細胞内部に放出するという「洗濯バサミ」様のモデルを提唱した。さらに、GLUT1の412位のトリプトファンをロイシンに置換した変異糖輸送担体cDNAを作製し、CHO細胞に発現させてその糖取り込み機構を解析した。この変異糖輸送担体の糖輸送活性は正常GLUT1の約15%であり、この解析から、412位のトリプトファンが内側のグルコ-ス結合部位、あるいはその極めて近傍に存在することが明らかとなった。
非晶質高分子の分子構造と高次構造の制御による高い圧電性の発現

数種のシアン化ビニリデン(VDCN)系の非晶質共重合体および単量体組成の異なる一連の微生物由来の3-ヒドロキシ酪酸-3-ヒドロキシ吉草酸共重合体P(HB/HB)について微細構造,固体状態での形態および動的性質をおもに高分解能核磁気共鳴法、熱分析法,分子力学計算により調べ、これら高分子材料が圧電性を発現する機構を明らかにするとともに、より優れた高分子圧電体を得るための分子設計上の指針を得た。VDCN系共重合体の高い圧電性はVDCN単位の大きなC-N双極子モーメントに由来することは明白であるが、酢酸ビニル,安息香酸ビニルなどとVDCNの共重合体は分極処理すると高い圧電性を示し、一方,スチレンなどとの共重合体は分極理処理してもほとんど圧電性を示さない。NMR構造解析から、検討したVDCN系共重合体の間に,微細構造上の特徴の差異を認めることはできなかった。NMR緩和などの測定と分子力学計算から,高い圧電性を示すVDC共重合体は圧電性をほとんど示さないVDCN共重合体に比べて主鎖屈性が高いことを認めた。VDCN共重合体の高い圧電性は延伸,熱/分極処理すると発現する。この処理に際して,主鎖屈曲性の高い共重合体ほどそのC-N極性基が空間的により高度に配向しやすく,結果としてより高い圧電性を発現するものと結論した。発酵合成したHV組成095モル%の光学活性,半結晶性,圧電性共重合体P(HB/HV)の微細構造と結晶形態を調べた。これらの共重合体はランダム共重合体で,固体高分解能^<13>C-NMRの測定から,融点が極小になるHV組成約40%を境にして、結晶転移が起こり、またHB/HV共結晶化が起こることを見出だした。P(HB/HV)の結晶形態と単量体組成に依存した圧電活性の関係は今後の研究課題である。
非晶質金属の塑性加工と結晶化による複合超微細結晶金属材料の製造の基礎的研究

純チタニウムと純銅をTi-43mo1%Cuの割合で配合し、t=50ks以上MAすると、非晶質合金となった。これを加熱処理すると、T=640Kで結晶化が開始し、T=670Kで結晶化による発熱反応が最大となった。この非晶質合金粉末を室温で圧粉成形後、焼結しても非晶質の熱的安定性は変化しない。そこで、結晶化開始温度より低い温度で押出成形した。その結果、非晶質相の一部が結晶化し、配合組成のTiCu相が形成した。これは、押出し成形のような、粒子に圧縮応力とともにせん断応力が作用する圧粉成形では、粒子表面の皮膜が破壊し、新生面での原子の拡散が活発となるためと考察した。延性の高い純アルミニウムと混合し、押出し加工すれば、非晶質合金粒子に作用する応力は静水圧的となり、その大きさも軽減される。しかし、結晶化はやや抑制されるものの、成形力が高くなると結晶化は進行した。また、粒子間の結合強度も低い。非晶質合金と純アルミニウムとの混合粉末をMA処理すると、α-Alマトリックスが微細組織になるとともに、非晶質相とα-Al相の界面でアルミニウム系の金属間化合物が生成し、両相間で拡散、接合して、α-Alマトリックス中に非晶質合金粒子が微細に、均一に分散する複合組織を有する粉末が得られた。この粉末を結晶化開始温度より低い温度で押出し加工すると、高強度、高靭性の複合材料となるとの結論に至った。微細結晶粒を得る方法として非晶質状態からの結晶化の過程で、それらが得られる可能性を考え、研究を行い、次の成果を得た。(1)メカニカルアロイング(MA)により作製した非晶質Ti-Cu合金粉末の結晶化についてMA法により平衡共存相がTi_2Cu,TiCuである共晶組成のTi-43at%Cu非晶質合金粉末を純Ti、純Cu粉末により作製した。この非晶質粉末の結晶化温度は約630Kであった。この粉末を種々の温度で加熱し、生成相をX線回折的に検討した結果、結晶化の初期にTiCu相が先ず生成、成長し、この成長が終わりに近づくとTi_2Cuの成長が盛んになる。これらの結果は、2段階で結晶化が進行していることを示している。また、この時の結晶子径は最大で40nm程度であった。(2)MAにより作製した非晶質Ti-Cu合金粉末の結晶化に及ぼす押出し加工の影響Ti-43at%Cu非晶質合金粉末の結晶化は静水圧的圧力により抑制されるが、工業的塑性加工の影響については明らかでない点があるので、非晶質合金粉末を押出し加工し、結晶化過程について研究した。結晶化開始温度より低い温度で押出しを行うと、押出し比が低いときは結晶化が起きていないが、押出し比が高くなると結晶化が生じる。またこの時の結晶子径は15nm程度であった。(3)非晶質合金粉末と結晶金属粉末のMAの研究微細粒子分散合金を作製する場合を考え、非晶質合金粉末と結晶金属粉末を混合し、MAし、その合金化過程を研究した結果、非晶質と結晶との間で表面で拡散が生じて非結晶化する。これを加熱すればMA時間による界面の組成に従い、種々の合金相が生じることが実験的に示された。前年度までの研究で、純チタニウムと純銅をTi-43mol%Cuの割合で配合し、t=50ks以上MAして作製した非晶質合金を結晶化開始温度より低い温度で押出し成形した。

そこで、本年度では、延性の高い純アルミニウムと混合し、押出し加工すれば、非晶質合金粒子に作用する応力は静水圧的となり、その大きさも軽減されると考え、押出し加工材の組織変化を調べた。しかし、結晶化はやや抑制されるものの、成形力が高くなると結晶化は進行した。また、粒子間の結合強度も低いことが明らかになった。非晶質合金と純アルミニウムとの混合粉末をMA処理すると、α-Alマトリックスが微細組織になるとともに、非晶質相とα-Al相の界面でアルミニウム系の金属間化合物が生成し、両相間で拡散、接合して、α-Alマトリックス中に非晶質合金粒子が微細に、均一に分散する複合組織を有する粉末が得られたことが、判明したので、この粉末を結晶化開始温度より低い温度で押出し加工した。その結果、高強度の複合材料となることが判明した。
上顎洞病変の画像診断に関する研究-パノラマX線撮影による上顎洞診断の可能性を求めて-

乾燥頭蓋骨の上顎洞に破壊性病変を実験的に設定し、パノラマX線撮影、ウオータース法、およびCT検査を行い、破壊性病変の診断におけるパノラマX線撮影の価値と限界を追求した。破壊性病変の設定部位は、上顎洞後壁の中央部、上顎洞後壁の翼口蓋窩前方部、上顎洞後壁の上顎結節上方部、上顎洞後壁の頬骨突起部、および頬骨下稜とした。破壊性病変の大きさはそれぞれ直径5mm、7mm、10mmとした。本研究により得られた結果を要約すると以下のとおりである。1.CTは、各部位における直径5mm以上の破壊性病変の検出にすぐれている。2.パノラマX線撮影では、上顎洞後壁の上顎結節上方部と頬骨下稜における直径5mm以上の破壊性病変の検出が可能であった。上顎洞後壁の翼口蓋窩前方部においては、直径7mm以上の破壊性病変の検出が可能であった。3.ウオータース法では、頬骨下稜における直径5mm以上の破壊性病変のみが検出可能であった。以上のように、パノラマX線撮影は上顎洞の破壊性病変の検出に関しては明らかにCTには劣るが、ウオータース法よりもすぐれているという結果が得られた。臨床的にも上顎洞病変に対して、パノラマX線撮影、ウオータース法、およびCT検査を行い、病変の描出能を比較した。パノラマX線撮影は、上顎洞底から上顎洞後壁にかけての部位の破壊性病変や膨隆性病変の検出には有用であったが、上顎洞前壁の破壊性病変や骨折の症例においては、有効な検査法とはならなかった。上顎骨骨折の症例のパノラマX線所見においては、上顎洞はび慢性のX線不透過像を呈していたが、この様なX線所見を、骨折による所見とは断定できなかった。乾燥頭蓋骨の上顎洞に破壊性病変を実験的に設定し,パノラマX線撮影,ウオータース法,およびCT検査を行い,破壊性病変の診断におけるパララマX線撮影の価値と限界を追求した.破壊性病変の設定部位は,上顎洞後壁の中央部,上顎洞後壁の翼口蓋窩前方部,上顎洞後壁の上顎結節上方部,上顎洞後壁の〓骨突起部,および〓骨下稜とした.破壊性病変の大きさはそれぞれ直径5mm, 7mm, 10mmとした.本研究により得られた結果を要約すると以下のとおりである.1.CTでは,各破壊性病変の設定部位ともに,直径5mm以上の破壊性病変の検出にすぐれている.2.パノラマX線撮影では,上顎洞後壁の上顎結節上方部と〓骨下稜において直径5mm以上,上顎洞後壁の翼口蓋窩前方部においては直径7mm以上の破壊性病変の検出が可能であった.3.ウオータース法では,〓骨下稜における直径5mm以上の破壊性病変のみが検出可能であった.以上のように,パノラマX線撮影は上顎洞の破壊性病変の検出に関しては明らかにCTには劣るが,ウオータース法よりもすぐれているという結果が得られた.しかしながら,今回の研究は乾燥頭蓋骨の使用により行われたものであり,生体にみられる軟組織などは全く無視されている.

今後は正常軟組織を実験的に設定した上で,各種X線検査法による破壊性病変の検出能につき追試すべきと思われる. X線画像の処理方においても,通常の諧調処理から周波数処理に変換することにより,破壊性病変の検出能に差が生じることが予測される.今後はパノラマX線撮影に,コンピューター・ラジオグラフィーを導入することにより,更にパノラマX線撮影の特徴が生かされるように思われる.乾燥頭蓋骨の上顎洞に破壊性病変を実験的に設定し、パノラマX線撮影、ウオータース法、およびCT検査を行い、破壊性病変の診断におけるパノラマX線撮影の価値と限界を追求した。破壊性病変の設定部位は、上顎洞後壁の中央部、上顎洞後壁の翼口蓋窩前方部、上顎洞後壁の上顎結節上方部、上顎洞後壁の頬骨突起部、および頬骨下稜とした。破壊性病変の大きさはそれぞれ直径5mm、7mm、10mmとした。本研究により得られた結果を要約すると以下のとおりである。1.CTは、各部位における直径5mm以上の破壊性病変の検出にすぐれている。2.パノラマX線撮影では、上顎洞後壁の上顎結節上方部と頬骨下稜における直径5mm以上の破壊性病変の検出が可能であった。上顎洞後壁の翼口蓋窩前方部においては、直径7mm以上の破壊性病変の検出が可能であった。3.ウオータース法では、頬骨下稜における直径5mm以上の破壊性病変のみが検出可能であった。以上のように、パノラマX線撮影は上顎洞の破壊性病変の検出に関しては明らかにCTには劣るが、ウオータース法よりもすぐれているという結果が得られた。臨床的にも上顎洞病変に対して、パノラマX線撮影、ウオータース法、およびCT検査を行い、病変の描出能を比較した。パノラマX線撮影は、上顎洞底から上顎洞後壁にかけての部位の破壊性病変や膨隆性病変の検出には有用であったが、上顎洞前壁の破壊性病変や骨折の症例においては、有効な検査法とはならなかった。
環境工学に何ができるか

環境工学分野の使命と方向性の模索を行うことが最大の目標であった。次のような問題点があり、次年度以降基盤研究の企画調査で引き続き行いたいと願っているものである。1.環境という用語が不透明になりつつある。デザインや都市計画分野でも使われるし、環境汚染や地球環境という分野でも使われる。2.研究内容が企業の時流に乗りすぎており、本来の研究者の使命が忘れられようとしている。3.電算機普及に伴い、解析の質より量的な方に傾きつつあり、工学的積み上げが疎かにされている。またソフトウェアの管理も公開の場が少なく一研究者のみのソフトウェアになりがちである。4.設備設計もパッケージかが進み、個別化の方向へ偏りすぎである。ニューセントラル方式などの開発が待たれる。5.省エネルギーが叫ばれて久しいが、イニシャルコスト重視の設計業界とLCC,LCCO2などを研究する研究者との意識差は大きい。6.実用的と称する研究者層が増えているが、実のところそれ程実用的ではない。実務者を教育できる実用的研究が必要である。結果として、基礎研究はが減少しつつあるのも問題である。これらのことの解決のために多くの研究者と議論を交わしたが、さらに広範に実務者、教育界、マスコミ、役所、一般主婦層などとの意見交換が重要と考えている。インターネットを通した世界的討議も重大となる。
液晶光バルブにおける非線形パターンダイナミクスとカオス同期の研究

液晶光バルブは,液晶,鏡,光導電物質を2枚の透明電極付ガラス板で挟んだものである。ガラス間に電圧を掛け,液晶側に光を入れた光を鏡で反射させ,その光を光導電物質に入れると,ある条件で液晶の向く方向にある構造(自己組織化構造)が現れる。この構造は,初めは静止しているが,電圧を増やすとある電圧から構造が揺らぎ始め,次第に揺らぎが強くなってカオス状態になる。本研究では,静止した自己組織化構造がどの様なメカニズムでカオス状態に移り変わるかを実験とシミュレーションによって明らかにした。また,カオス状態での構造の乱れの程度を定量的に分析した。先ず,液晶光バルブのwrite光と印加電圧に対する応答特性を評価するために,位相変調量の自動測定システムを作成した。そして,光フィードバックが無い状態において,印加電圧およびwrite光強度に対するread光の位相変調量の測定を行った。液晶光バルブの応答特性は,3つのパラメーターをもつ解析関数で近似的に表すことが可能であり,実験によってパラメーターを決定した。自己組織化パターンは,液晶の傾き角に双安定性が生じる実験環境で発生する。そこで,液晶光バルブに光フィードバックを課し,write光と印加電圧を変化させて位相変調量を測定し双安定条件を求めた。そして,干渉式光フィードバック下での液晶光バルブの位相変調量(液晶分子配向)の記述する現象論的モデルを作成した。このモデルでは,位相変調の時間変化は拡散型の減衰と応答特性を反映したフィードバックに依存する。実験で得られた特性パラメーターを用いて,位相変調量の線形安定性解析を行ったところ,先の実験とほぼ同じ条件で位相の双安定性を得ることができた。次に,このモデルで回転干渉型光フィードバック下での花弁状パターンを再現するシミュレーションを行った。フィードバック角度が360°と整合する場合,双安定領域で静的な花弁状パターンが出現し,電圧の増加と共にパターンが揺らぎ,時空カオスへと移り変わる。また,フィードバック角度が360°と整合しない場合には,回転する花弁状パターンが出現する。回転の各速度とフィードバック角依存性を調べたところ,不整合のフィードバック角の場合には,回転の方向の異なる2つの角速度の回転が存在し,フィードバック角に対するパターンの角速度に双安定性があることがわかった。これらの様子は,実験と定性的に一致しており,モデルの妥当性を示すことができた。液晶光バルブ(LCLV)を光フィードバック下で動作させると,多彩な非線形パターンを観測することができるため,非線形動力学の優れた実験系として興味が持たれている。回転光フィードバック下でLCLVに電圧を印加すると,ある電圧領域で花弁状パターンが出現する。電圧を増加させていくと,ある電圧で花弁が揺らぎ始め,時空カオス状態になる。さらに電圧を増加させると完全な乱流状態になり,その後再び均一な配向状態に戻る。電圧の増加に伴う静的な花弁状パターンの不安定化の過程を,実験および計算機シミュレーションによって調べた。30°回転の場合,6枚の花弁が形成された後,電圧の増加に従って基本構造が明瞭になり,ある閾値電圧で方位角方向の波数3の揺らぎが成長し,花弁の濃淡が一枚ごとに入れ替わる2色性花弁パターンへと変化した。その後,一つの花弁の中に配向の異なる斑状ドメインが現れ,それが方位角方向に伝播するようになった。一方,花弁数が奇数の場合は,静的な2色性花弁パターンは現れず,基本構造から直接伝播パターンへと変化した。この定常状態から時空カオス状態への遷移過程において,時空間パターンのパワースペクトル,時間相関関数,波数分解時間相関関数を測定した。パターンが放射状であることから,画像を極座標に変換して解析を行った。花弁の形成過程においては,基本波数が指数関数的に成長し,伝搬パターンが生じると基本波数は減衰し始めた。この分岐の前に,基本波数の半分のモードが一時的に成長し,2色性の静的花弁パターンが出現することがシミュレーションからわかり,これを実験で確認した。波数分解相関関数の解析から,基本波数が偶数の場合,半分のモードが基本波数のモードよりも低い電圧で不安定化することがわかった。パターンの時空揺らぎの特徴は,Karhunen-Loeve(KL)展開よって解析する計画であったが,現時点では解析ソフトが完成した段階であり,本格的な解析は次年度に行う。液晶光バルブに光フィードバックと電圧を課した系に出現する自己組織化パターンの時空カオスの動的特徴を定量的に解析し,この系でのカオスダイナミクスを考察した。また,2つの液晶光バルブの系についてカオス同期の実験を試みた。時空カオスは,Karhunen-Loeve(KL)展開によって解析した。この方法は,観測した動画像を互いに相関の無い動画像群に分離する。この動画像は,振幅,時間固有関数,空間固有関数の積で構成される動画像成分を積算したものである。

振幅の2乗(固有値)がn番目のKLモードのエネルギーに対応する。固有値の展開番号に対する減少率は固有値スペクトルと呼ばれ,この分布から動画像の揺らぎの複雑性を評価できる。静的な花弁状パターンでは,揺らぎのエネルギーは最低時のKLモードに集中し,分岐が起きてカオス状態へを移り変わると,低次のKLモードから高次のKLモードへとエネルギーが移り変わっていった。しかし,最も揺らぎの激しい時空カオス状態においても,約20個のKLモードが揺らぎ全体の90%程度を占めることがわかった。このとき,大域エントロピーは約0.5であり,かなり相関の残った時空揺らぎであることがわかった。また,分岐近傍で観測される,斑状ドメインの定常的伝搬のモードが,2つのKLモードに対応することが判明し,この2つのモードだけでこの運動を再現することに成功した。カオス同期の実験を試みるために,まず同じ規格の2つの液晶光バルブの特性を計測した。しかし,残念ながら,2つの素子の特性が僅かに違うことから,全く同じカオス状態が作り出すことができず,カオス同期の実験は断念せざるを得なかった。
古代日本語における連体形の機能とその変遷

本研究は、古代語の活用体系・連体形の機能の分析をおこない、古代語の連体形がいかなる文法形式であったのかを明らかにするものである。平安時代における連体形の基本的機能は、連体修飾機能と準体句形成機能である。係り結びは、現代語のスコープの「のだ」とほぼ同等の機能をもつと考えられ、係り結びの連体形も準体句を形成するものである。また擬喚述法の連体形も準体句と考えられる。連体形は、平安時代以降変遷するが、この準体句形成機能が退化し、それにより連体形終止の一般化と、係り結びの衰退が引き起こされたのだと考える。古代日本語が近代日本語に移り変わるその過程において、活用形としての連体形は大きく変化する。このような連体形に関わる一連の変化がなぜおこったのかということを考えるには、古代語の連体形という活用形がいかなる機能をもっているかを明確にした上で、その機能がどのように変化したのかということを分析することが必要になる。本研究は、古代語における連体形の機能の分析をおこない、古代語の連体形がいかなる文法形式であったのかという点を明らかにしようとするものである。そのために、本年度は中古文学作品の電子化された本文データを利用して、対象となる例文を収集した。その上で、平安時代の連体形がいかなる形式であり、また、いかなる基本機能もつかということについて明らかにすることをめざした。その結果は以下の通りである。1.連体形の基本的機能について。平安時代における連体形の基本的機能は、連体修飾機能と名詞句形成機能であるといえる。この点は、これまで連体形の機能の一部と考えられてきた機能につき、それが連体形の機能ではなく文の機能であるということを理論的に考察したことによって、より明瞭になったものである。2.連体形の機能変遷を考えるにあたっては、平安時代の連体形はいかなる形態であるかということを分析しておくことが、連体形変遷の意味を考えるにあたっては重要であるという帰結を得た。それにしたがい、平安時代における動詞の形態分析を連体形を中心に進めた。3.平安時代の係り結びの機能を検討した。おおよそ、名詞句形成機能を利用して、焦点を形成するという機能があると考えた。これは、現代語のいわゆるスコープの「のだ」とほぼ同等の機能を果たしていると考えた。古代日本語が近代日本語に移り変わる過程において、活用形としての連体形は大きく変化する。このような連体形に関わる一連の変化がなぜおこったのかを考えるには、古代語の連体形という活用形がいかなる機能をもっているかを明確にした上で、その機能がどのように変化したのかということを分析することが必要になる。本年度は中古文学作品の電子化された本文データを利用して、対象となる例文を収集した。その上で、平安時代の連体形について形態論的な分析を中心におこなった。その結果は以下の通り。1.連体形という形態の機能変遷を考えるには、平安時代の連体形がいかなる形であるのかという分析はもちろんのこと、他の活用形、いわゆる未然形・連用形・終止形・已然形・命令形それぞれが、形態論的にいかなる形であるかということを分析しておくことが、きわめて重要であるという帰結を得た。そのため、活用形の形態分析をおこなうための理論的な検討をおこなった。2.上記1.で得た結果をふまえ、平安時代における動詞活用形の形態分析をおこなった。また、同時に動詞の形態分析をおこなうにあたっては、いわゆる「動詞の活用形」だけを分析していたのでは不十分であるという帰結を得、このことから、平安時代における「動詞+助動詞・助詞」すなわち、動詞複合体についての形態分析をおこなった。以上のことは、平安時代における動詞の形態論的な分析をおこなったことになり、連体形という形態の位置付けと変遷を明らかにする基盤を形成することになった。古代日本語が近代日本語に移り変わるその過程において、活用形としての連体形は大きく変化することが知られている。このような、連体形に関わる一連の変化がなぜおこったのかということを考えるには、古代語の連体形という活用形がいかなる機能をもっているかを明確にした上で、その機能がどのように変化したのかということを分析することが必要になる。そこで、本研究は、古代語における連体形の機能の分析をおこない、古代語の連体形がいかなる文法形式であったのかという点を明らかにした。

係り結びにおける連体形に加え、連体形が形成する準体句の機能についても検討し、その上で、連体形の機能と上述のような連体形に関わる言語変化現象の要因を考えた。本年度は、活用成立期および院政鎌倉期以降の連体形の位置づけを明らかにし、連体形機能の変遷とその日本語史上の位置付けを検討した。その結果、得られた成果は次のようなものである。1.平安時代の動詞活用体系を整理した。あらためて同期の連体形の機能を確認した。この時期の連体形は、連体修飾句形成機能および名詞句形成機能を持つという帰結を得た。2.活用成立期および院政鎌倉期以降の連体形の位置づけを検討した。活用成立期から平安期、平安期から院政鎌倉期以降のいずれにも機能退化の現象が見られると考えた。3.前年度までに検討してきた係り結びの機能とその連体形の機能、および連体形の準体句連体形の機能の分析をふまえ、古代日本語から近代日本語への連体形機能の変遷を明らかにした。そこには、準体句形成機能の退化という機能退化があったことが明らかになった。4.これまでのまとめとして、以上の成果および前年度までの成果をまとめ、報告書を作成した。
NASH(非アルコール性脂肪肝炎)の病態解明と治療法の確立

【目的】現在NAFLDが臨床上注目され、モデル動物などでの病態解明が進められているが、実際のヒトでの病態に関しては不明な点が多い。そこでNAFLD症例における脂肪酸代謝をその関連遺伝子の発現を検討することにより病態の解明を試みた。【方法】NAFLD26症例(うちNASH4症例)および健常者10症例の肝生検材料よりRNAを抽出し、リアルタイムRT-PCR法により脂肪酸代謝関連遺伝子の発現を比較検討した。【結果】脂肪酸代謝は(1)脂肪酸合成・取り込み系、(2)脂肪酸酸化系、(3)ROS消去系、(4)中性脂肪合成系の部分に分かれるが、おのおのにつき関連する代表的遺伝子の発現を検討した。(1)脂肪酸合成系:de novo合成系であるACC1とFASの発現は増強していた。また取り込みに関与するADRPの発現も亢進していた。脂肪酸合成は転写因子SREBP1cにより正に制御されているが、その発現は亢進していた。さらにSREBP1はAMPKにより負へ、インスリンシグナルにより正へと制御されているが、AMPKの発現は低下しており、インスリンシグナル系のひとつであるIRS2の発現も低下していた。(2)脂肪酸酸化系:ミトコンドリアにおいてはCPT1aの発現は低下しており、脂肪酸のミトコンドリア内への輸送が低下していることが示唆されたが、一方LCAD、HADHαやUCP2の発現は亢進しており、ミトコンドリアでのβ酸化は低下もしくは飽和しているものと考えられた。ペロキシゾームやミクロゾームではACOX、BOX、CYP2E1、CYP4A11はいずれも亢進しており、β酸化とω酸化が亢進していた。(3)ROS消去系:SODおよびカタラーゼの発現は亢進していた。(4)中性脂肪合成系:DGAT1は亢進しHSLは低下しており、中性脂肪の合成が促進していた。脂肪酸代謝全般に関与する転写制御因子であるPPARαおよびPPARγは各々低下と増加を示した。検討したすべての遺伝子の発現パターンはNAFLDとNASHにおいて相違はなかった。【考察】NAFLDにおいては脂肪酸の蓄積にもかかわらず、更なる脂肪酸の合成と取り込みが行われていた。蓄積した脂肪酸は中性脂肪(脂肪滴)として貯蔵されるとともに、酸化による分解も亢進していた。ミトコンドリアでの酸化は低下または飽和しており、代償的にペロキシゾームやミクロゾームでの酸化が亢進していた。これら亢進した酸化により生じたROSに対してその消去系が誘導されていた。NAFLD(Nonalcoholic fatty liver disease)においては、脂肪酸の取り込み亢進、合成促進、分解(酸化)抑制のために、肝での脂肪酸の蓄積が生じ、結果的に中性脂肪の蓄積(脂肪滴の形成)が生じると考えられている。

肝生検材料をもとにした脂肪酸代謝関連遺伝子の発現の検討では、(1)脂肪が蓄積しているにもかかわらず、脂肪酸合成酵素であるACC1、FAS遺伝子の発現が亢進しており、de novo脂肪酸合成が亢進していた。(2)中性脂肪合成酵素であるDGAT1遺伝子発現は増加している一方、HSL遺伝子発現は低下しており、中性脂肪合成の亢進とその分解の抑制が認められた。(3)ミトコンドリでのβ酸化においては、その律足段階であるCPT1遺伝子の発現が抑制されており、ミトコンドリアでのβ酸化は抑制されていると考えられた。その一方でペルオキシゾームでのβ酸化の亢進とミクロゾーム(滑面小胞体)でのω酸化の亢進が示唆された。(4)ペロキシゾームやミクロゾームでの酸化により生じたROS(Reactive oxygen species)に対する消去系であるカタラーゼ、SOD遺伝子の発現は増加していた。この発現形式はNASH(Nonalcoholic Steatohepatitis)でも同様であり、酸化亢進に伴ったROSの産生増加に対して、SODやカタラーゼなどの消去系が対応できずに細胞障害が惹起されていると想像される。また、興味あることに、これらの発現形式はアルコール性肝障害の際にみられるものと同じであり、両者が極めて類似する組織像を示すのは当然の帰結であるとも考えられた。次に、de novo脂肪酸合成が脂肪の蓄積にもかかわらずに亢進しているメカニズムについて検討を行った。脂肪酸合成遺伝子はその上流に位置する転写因子SREBP1によりその遺伝子発現が制御されている。NAFLD症例ではSREBP1遺伝子の発現は亢進しており、病態の本質であることが示唆された。SREBP1遺伝子はインスリンシグナル系により正に、AMPKシグナル系により負に制御されているが、現在、NAFLDにおける両シグナル系の関与につき検討中である。【目的】現在NAFLDが臨床上注目され、モデル動物などでの病態解明が進められているが、実際のヒトでの病態に関しては不明な点が多い。そこでNAFLD症例における脂肪酸代謝をその関連遺伝子の発現を検討することにより病態の解明を試みた。【方法】NAFLD26症例(うちNASH4症例)および健常者10症例の肝生検材料よりRNAを抽出し、リアルタイムRT-PCR法により脂肪酸代謝関連遺伝子の発現を比較検討した。【結果】脂肪酸代謝は(1)脂肪酸合成・取り込み系、(2)脂肪酸酸化系、(3)ROS消去系、(4)中性脂肪合成系の部分に分かれるが、おのおのにつき関連する代表的遺伝子の発現を検討した。(1)脂肪酸合成系:de novo合成系であるACC1とFASの発現は増強していた。また取り込みに関与するADRPの発現も亢進していた。脂肪酸合成は転写因子SREBP1cにより正に制御されているが、その発現は亢進していた。さらにSREBP1はAMPKにより負へ、インスリンシグナルにより正へと制御されているが、AMPKの発現は低下しており、インスリンシグナル系のひとつであるIRS2の発現も低下していた。(2)脂肪酸
ヒト肝細胞増殖因子と動脈硬化および環境因子との関連解明

特定健診受診者1486人を対象として肝細胞増殖因子(HGF)を測定した。また骨髄機能指標としてヘモグロビン値に着目し、ヘモグロビン値は高血圧及び動向硬化に有意な正の関連を有することを認めた。HGFは高血圧罹患者において高血圧関連血管障害程度の指標に成り得ると報告があることから、ヘモグロビンとHGFの関連の検討も行った。男女ともにヘモグロビン値は有意な正の関連を高血圧罹患者で認め、日常診療において容易に測定可能なヘモグロビン値が高血圧関連血管障害の指標に成り得る事が示唆された。平成25年度に五島市で行った住民基本健診の受診者のうち、文書による同意の得られた参加者325人を対象にデータとサンプルの収集を行った。血液検体は、血球成分と血清、血漿に分離し、後の分析に備えて-30°Cに保存した。マルチサスペンジョンアレイを使い、平成26年3月31日現在、76検体についてhHGFの測定が終了した。また、当研究参加者全員に対して年齢、性別、身長、体重、末梢血造血幹細胞(CD34陽性細胞)数、血算、一般血液生化学検査、尿検査を行った。さらに、動脈硬化の臨床的評価を目的として、頸動脈超音波検査と心臓足首血管指数(CAVI)の測定を行い、中心血圧測定装置を用いて中心動脈圧の推定値を算出した。食習慣や趣向歴、運動習慣、病歴などの生活習慣や既往歴については、対面のアンケート形式で調査し、得られたデータをデータベースに入力した。平成25年度の調査・研究によって、血管内皮細胞修復能の指標である末梢血造血幹細胞(CD34陽性細胞)数と推定一日尿中ナトリウム量の間に有意な正の相関関係があることを突き止め学術雑誌で報告した(J Gerontol Geriat Res 2014;3:2)。この結果は、食塩摂取量と相関関係があることで知られる推定一日尿中ナトリウム排泄量が内皮細胞障害と関係するため、その修復を目的として末梢血造血幹細胞が動員されていることを示すものであり、hHGFが血管損傷の指標になる可能性が示唆され、本研究課題の仮説を指示している。平成25年度に引き続き、平成26年度も五島市で行った住民健診受診者のうち、文章による同意が得られた参加者1,598人(平成25年は325人)を対象に健診データ及び血液サンプル収集を行った。血液検体は、血球成分と血清、血漿に分離し、その後の分析に備え-30°Cに保存。マルチサスペンションアレーを用いて、平成27年4月27日現在において、1137検体についてhHGFの測定が完了した。また、当該研究参加者全員に対して食習慣や趣向歴・運動習慣・病歴・睡眠状態・疾患既往歴など、熟練した健診スタッフによる対面での問診聴取を行い、さらに年齢・性別・身長・体重・血算・一般血液生化学検査・尿検査・頸動脈超音波検査のデータを採取した。上記研究対象者のうち一部の研究参加者にはさらに、末梢血造血幹細胞(CD34陽性細胞)数測定・心臓足首血管指数(CAVI)及び中心血圧測定装置を用いて中心動脈圧の推定値を算出した。このように得たデータをデータベースに入力した。平成2527年度に五島市で行った住民基本健診受診者のうち研究協力の同意を得ることが出来た者を対象にデータ及び血液サンプルの採取を行った。ヒト肝細胞増殖因子(HGF)については、1661人(平成25年度:228人、平成26年度:1357人、平成27年度:76人)の研究協力者から採取した検体を用いて、マルチサスペンションアレイによって測定した。健診時に研究協力者全員の年齢、性別、趣向歴、運動習慣、病歴などの問診データを取得した。また、身体測定(身長、体重など)、一般検血、一般血液生化学検査、尿検査、動脈硬化の臨床的評価(頸動脈超音波検査や心臓足首血管指数(CAVI))を行い、中心血圧測定装置を用いて中心動脈圧の推定値を算出した。全てのデータをデータクリー二ング施行後に地域コホート研究用データベースへ入力し、このデータを用いて統計学解析を行った。HGFは高血圧関連血管障害のバイオマーカーとして知られる。一方、我々は先行研究において、ヘモグロビン値が既知の心臓血管病リスク因子から独立し高血圧並びに、動脈硬化罹患に正の関連があることを報告している。本研究において、非過体重者でヘモグロビンは有意にHGFと正の関連を有する事を認め、国際誌にて論文報告した(Acta Med Nagasaki 2016; in press)。さらには、男女ともに高血圧罹患者においてヘモグロビンとHGFは正の関連を有するも、非高血圧罹患者ではそのような関連は認めず、本研究結果も国際誌にて論文報告した(J Physiol Anthropol 2016;35:4)。これらの研究は、ヘモグロビン高値が高血圧や動脈硬化に関連を示す背景メカニズムとして、高血圧などによる血管内皮障害により惹起される血管内皮修復の過程に骨髄での造血能亢進が関与しているという本研究課題の仮説を指示するものである。

男女ともにヘモグロビン値は有意な正の関連を高血圧罹患者で認め、日常診療において容易に測定可能なヘモグロビン値が高血圧関連血管障害の指標に成り得る事が示唆された。当初の予定通り健診は実施されており、毎年200サンプルの調査計画を立てていたが、既に初年度(平成25年度)及び平成26年度で1441人分のサンプルを得る事が出来、平成27年4月27日現在において、1137検体についてhHGFの測定が完了した。平成25年度ではマルチサスペンションによる学内での測定体制構築に時間を要したが、平成25年度末にはこの測定体制が確立し、平成26年度においては測定開始時点から順調に測定が進んだ事によると考えられる。応用人類学五島市が実施する特定健診と連携した研究体制は平成27年度以降も引続き維持する。平成27年度も新たに800人程度のデータ・サンプル数を得る事が出来ると思われる。平成26年度に採取した残り304サンプルに関しては、現時点(平成27年4月27日)において、まだhHGF測定は行っていない。これに関しては、平成27年度住民健診において血液サンプルを採取し、それらを測定するときに一緒に測定を行うことを予定している。また、これらのデータが揃った時点においてデータをデータベースに入力してからhHGFと他の心臓血管病リスク因子との間の関連に関して解析を行うことを予定している。当初の予定通りに健診は実施されており、毎年200サンプルの調査計画を立てていたが、すでに初年度において325人のサンプルを得ることができた。さらに、平成25年度に得られたデータを活用し、関連する学術雑誌において論文発表を行うことができた。しかしながら、平成25年度末におけるhHGFの測定件数が76検体と少なく、今後データの拡充が望まれる。hHGFの測定に関しては、マルチサスペンジョンアレイによる学内の測定体制を構築するのに時間を要したことから、測定開始時期が遅くなったため十分なデータ収集ができなかった経緯がある。平成25年度末にはhHGFの測定体制、測定方法ともに確立しており、順調に測定されていることから、今後は検体処理とデータの拡充が進むものと考えられる。当初計画していたよりも研究協力者の人件費を抑えることができたため、未使用額が生じた。五島市が実施する特定健診と連携した研究体制は平成26年度以降も引き続き維持するが、平成26年度からは新たに開設した予防医科学研究所の協力を得て研究人員を増員し、また、研究フィールドを拡大してデータ・サンプル数を増やす予定である。平成25年度においては当初計画を超えるデータ・サンプル数を確保することができたが、平成26年度以降はマルチサスペンジョンアレイによる測定方法が確立されたため、蓄積されたサンプルを活用してさらにデータの拡充を進める予定である。こうした研究規模の拡大と平行して、hHGFとCIMTやCAVIなどの動脈硬化データとの解析についても開始する予定である。27年度における研究協力者の雇用経費に充当する予定である。hHGFを測定するためのマルチサスペンジョンアレイの導入が遅れた上に、測定体制と測定方法を確立させるのに時間を要したため、測定開始が遅れてしまった。また、各種の関連因子は、まとめて測定した方が効率的であるため、血液サンプルを蓄積しておいて一括して測定を進める計画に変更した。平成26年度以降に研究対象と研究フィールドを拡大させる予定であり、研究員の旅費の増額を計画している。
腫瘍抗原の発現と免疫系の認識に関する分子免疫学的解析

下記に述べる3大テーマを掲げ目的達成のため努力した。1.腫瘍抗原の生化学的解析とその関連遺伝子:(1)RSV誘発腫瘍系で可溶性膜蛋白中に宿主抵抗性を誘導できる抗原(分子量66K)があることを同定。アミノ酸配列決定のため大量精製中(藤原)。(2)マウスメラノーマからの可溶性分泌抗原はGM3と蛋白の複合体であるが、これは押制T細胞を選択的に誘導する。この蛋白分子の発現をコードするgenomicDNA(PD2-7)をクローン化した。このDNAはNIH3T3細胞をトランスフォームする活性も同時に持つ。PD2-7上には13Sと18SmRNAをコードする2つの遺伝子が隣接して存在することも判明(谷口克)2.細胞の活性化分化脱分化に伴なう坑原発現とその遺伝子:(1)脱分化(腫瘍化)に伴なって変異する分子として36KD(カルパクチン)、235KD(フォドリン)のリン酸化亢進を発見。これらはアクチン・ケーブル又はそれに結合する分子であるので腫瘍坑原性の獲得消失に重要と考えられた(角永)。(2)フィブロネクチンの細胞結合ドメイン中にはGRGDS配列が保存されている(平野)。(3)分化に伴なう抗原発現調節をフレンドts変異株感染赤白血病細胞系で調べた。DMSOによる分化誘置前後の膜蛋白の発現は経時的に調節されていること。それらはC-mgC遺伝子の発現とも相関する(帯刀)。(4)細胞活性化機構の研究のためにIL-2/IL-2R系を用いた。IL-2Rの構造での新知見は、新らたな分子としてβ鎖を同定し、他にも付隨分子の存在を示唆した(上出)。II-2/IL-2R遺伝子の5'上流に特異的発現調節領域が存在することを同定。これら遺伝子導入の腫瘍化実験からIL-2/IL-2Rのオートクリン・ループによる腫瘍化機構を証明した(谷口維)。3.キラーT細胞の抗原認識。活性発現のプロセスに必要なマクロファージ由来因子を同定した。分子量70KD pI3.94.3の分子で、IL-1やΥ-INFとは異なる新らしい因子である。この因子の標的はLyt-2 L3T4陽性キラーT細胞であった(藤本)。
空間的注意が上丘局所神経回路の信号伝播様式と衝動性眼球運動に与える作用

眼球運動課題を訓練したニホンザル2頭の上丘中間層に1mMのニコチンを1mL注入すると、注入前は視覚誘導性サッケードの反応時間は140-150ミリ秒だったが、注入後、注入部位の符号するベクトルのサッケードの反応時間は大半が100ミリ秒以下のexpress saccadeとなり、中間層のニコチン受容体の活性化が実際にexpress saccadeの発現を促進することが明らかになった。また上丘中間層へアセチルコリン作動性線維を送る起源である脚橋被害蓋核ニューロンの視覚誘導性サッケード課題遂行中の活動をニホンザル1頭において記録した。これまでに記録された計28個のニューロンのうち、17個のニューロンは注視点の消灯後、ターゲットの点灯までの間にギャップを導入すると、ギャップ期間中に活動を増加させた。このギャップ効果は、視覚ターゲット現れる可能性のある点が8個という状況より、4個、2個、1個へと減るにつれて増大した。このことは、ギャップによって脚橋被蓋核ニューロンに誘発される活動の増加(buildupactivity)が、動物がどのくらい来るべきターゲットの位置を確からしく知っているか(certainty)inty)に依存していることが明らかになった。また、10個のニューロンはギャップ期間中に活動を減少させた。うち4個のニューロンにおいてはサッケードの開始に先行しても活動のポ-ズが見せれた。このことから、脚橋被蓋核にはギャップ同入後上丘ニューロンのバースト活動を促通するようなbuild up activityを送るニューロンと、上丘最吻側部にあってattention engagementに関連してサッケード運動の生成を抑制することが知られているfixation neuronの活動を駆動するようなニューロンも存在することが明らかになった。以上の結果から、注意のモードに依存して上丘ニューロンの活動を調節するような入力がアセチルコリン作動性ニューロンの起源である脚橋被蓋核から上丘へ送られていることが明らかになった。