hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
破骨細胞分化に対するトロンボポエチンの抑制効果についての研究

Thrombopoietin(TPO)は巨核球系前駆細胞に作用し、血小板への分化を誘導するcytokineで、巨核球、血小板系細胞に特異的に作用すると思われていたが、TPOの受容体であるc-mplは種々の造血細胞に発現しており、TPOが好中球機能を刺激すること、赤芽球系細胞の増殖、分化を刺激すること、多能性幹細胞を維持することなど、TPOが種々の細胞に作用する可能性が報告されてきた。MTT法を用いて、白血病細胞増殖刺激作用を検討すると、急性白血病患者の39%がTPOによりin vitroでの増殖が刺激された。またTPOのtransgenic mouseでは骨硬化症が認められている。骨代謝は、骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収のバランスで調節されており、破骨細胞は、造血細胞と同じ起源の細胞より分化することから、破骨細胞分化に対するTPOの作用を検討した。方法はC3H/HeNマウスより非付着性骨髄細胞を採取し、骨髄間質細胞株ST2と1,25(OH)2D3及びdexamethasone存在下で共培養し、破骨細胞を分化誘導し、TPO添加による影響を検討した。TPOは破骨細胞を用量依存性に低下させた。TPO投与時期をずらしたところ、培養開始時から添加した場合のみ有意な抑制効果が認められた。また、この抑制効果は抗TPO抗体の同時添加により阻害された。上記共培養をウシ大腿骨から作成した骨薄片上で行い、吸収窩を観察した。TPO添加群では吸収窩の数及び面積が減少した。これらの作用が血小板産生刺激による間接作用の可能性について、血小板より産生される(TGF-β、PDGFについて検討した。破骨細胞培養系にTPOとともにTGF-β、PDGFの中和抗体を添加したところ、TPOの破骨細胞分化抑制効果が低下した。さらに、TGF-β、PDGFは破骨細胞分化を用量依存的に抑制した。以上より、TPOはTGF-β、PDGFを介して破骨細胞の分化誘導を初期の分化段階において形態的にも機能的にも抑制すると考えられた。方法はC3H/HeNマウスより非付着性骨髄細胞を採取し,骨髄間質細胞株(ST2)と1,25(OH)2D3及びdexamethasone存在下で共培養し、破骨細胞を分化誘導し、TPO添加による影響を検討した。TPOは酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ陽性多核細胞数を用量依存性に低下させた。次に、TPOが破骨細胞の分化のどの時期に作用するかを評価するため、培養開始時、培養4日目、7日目からTPOを添加したところ、培養開始時から添加した場合のみ有意な抑制効果が認められた。破骨細胞の骨吸収能に対する影響を検討するため、上記共培養をウシ大腿骨から作成した骨薄片で行った後、トルイジンブルー染色を施行し、吸収窩を観察した。これらの作用が血小板産生刺激による間接作用の可能性について、血小板より産生されるTransforminggrowthfactor(TGF)-β、Platelete derived growthfactor(PDGF)について検討した。以上より、TPOはTGF-β、PDGを介して破骨細胞の分化誘導を初期の分化段階において形態的にも機能的にも抑制すると考えられた。

さらに、TGF-β、PDGFは破骨細胞分化を用量依存的に抑制した。以上より、TPOはTGF-β、PDGFを介して破骨細胞の分化誘導を初期の分化段階において形態的にも機能的にも抑制すると考えられた。
血流型トリパノソーマにおけるGPI生合成能欠失による致死性の解析

Trypanosoma bruceiにおいてGPIアンカーの3番目のマンノース転移に関与する遺伝子TbGPI10及びGPIアンカーをタンパク質に結合させる酵素であるGPIトランスアミダーゼのサブユニットの1つTbGPI8を、媒介昆虫であるツェツェバエの中腸内でのステージであるプロサイクリック型においてノックアウトし、ツェツェバエ中腸内での増殖能を検討した。TbGPI10ノックアウト変異株(10KO)は野生株の約半分の感染性を保持していたのに対し、TbGPI8ノックアウト変異株(8KO)はツェツェバエ内での増殖能がほとんど失われていた。この現象を理解するため、GPIアンカー型タンパク質の一つであるトランスシアリダーゼに着目しその挙動を解析したところ8KOでトランスシアリダーゼ活性はほとんど消失してしまっていたのに対し、10KOでは培地中に分泌される形で検出された。更にこれらのトリパノソーマの表面に存在するシアル酸を定量した結果、10KOは野生株の約半分、8KOでは検出限界以下と、細胞表面のシアル酸量はトランスシアリダーゼ活性と、またツェツェバエへの感染能とよく相関する結果が得られた。また最近トリパノソーマ表面にはGPIアンカー型タンパク質以外にタンパク質"フリー"のGPIが存在することが明かとなったので、各変異株よりそれらを精製し構造を解析したところ、やはり8KO表面のGPIにはシアル酸が付加されていないことがわかった。そこで8KOにGPIシグナルペプチドを持たない分泌型変異トランスシアリダーゼを導入したところ、細胞表面のシアル酸及びツェツェバエへの感染性の両方が回復した。以上の結果よりトリパノソーマのツェツェバエへの感染には表面をコートしているタンパク質であるプロサイクリンによるコートよりむしろ、glycocalyx部分とそのシアル酸による修飾の方が重要であると考えられた。申請者らは、GPIアンカーをタンパク質に結合させる酵素であるGPIトランスアミダーゼのサブユニットの1つTbGPI8をクローニングし、更にその遺伝子をノックアウトしたプロサイクリック型トリパノソーマを作製した。このノックアウト変異株は以前作成したGPI生合成の別のステップに関与するTbGPI10のノックアウト変異株と同様に、付着細胞用の表面処理をした培養器具の内壁に強く密着し細長く伸びた形態を示し、増殖が著しく阻害されたが、TbGPI10の変異株と異なり死滅することはなかった。また、無処理の培養器具内での増殖能もTbGPI10の変異株と、その変異をプラスミドにより相補したクローンの中間的な値を示し、TbGPI8のノックアウト変異株はTbGPI10ノックアウト変異株と比較してマイルドな表現型を示した。そこでこれらの変異株のツェツェバエ内での増殖能を検討した結果、in vitroでの結果とは異なり、TbGPI10ノックアウト変異株は野生株の約半分の感染性を保持していたのに対し、TbGPI8ノックアウト変異株はツェツェバエ内での増殖能がほとんど失われていた。この現象を説明するために、GPIアンカー型タンパク質の一つであるトランスシアリダーゼに着目してその挙動を解析した。TbGPI8ノックアウト変異株でトランスシアリダーゼ活性はほとんど消失してしまっていたのに対しTbGPI10ノックアウト変異株では培地中に分泌される形で検出された。更にこれらのトリパノソーマの表面に存在するシアル酸量を定量した結果、TbGPI10ノックアウト変異株は野生株の約半分、TbGPI8ノックアウト変異株では検出限界以下と、トランスシアリダーゼ活性とよく相関する結果が得られた。現在トリパノソーマ表面へのシアル酸の付加とツェツェバエへの感染性の関係を検討中である。
老化によるシグナル伝達の破綻とその制御に関する分子薬理学的研究

G蛋白質は、GDP/GTP結合活性とGTPをGDPに加水分解する活性(GTPase活性)を有する一群の蛋白質である。神経組織は細胞間の情報伝達がその主な機能であるので、種々の情報伝達系がもっとも発達した組織であり、G蛋白質がもっとも高濃度に存在する組織である。神経組織にその存在が報告されているG蛋白質には、Gs,Gil,Gi2,Gol,Go2,Gq familyなどがある。神経組織又は神経性細胞においてG蛋白質を介して引き起こされる細胞応答は、アデニリルシクラーゼの活性化や抑制、ホスホリパーゼCの活性化や抑制、K^+チャネルの活性化、Ca^<2+>チャネルの抑制などが知られている。なかでも一部のG蛋白質が神経成長やシナプス形成と関連すること、さらに記憶という脳高次機能への関与の可能性が示唆されている。先に我々は、ラット大脳皮質のGiα,Goα,GqαおよびGβ蛋白質量は生理的老化で変化しないことを報告した。そこで今回は、脳内G蛋白質mRNA発現の加齢に伴う変化をマウスおよびラットで比較検討した。本研究では、3,12および24か月齢の雄性ddy系マウスおよび3,6および24か月齢の雄性Wistar系ラットを使用した。マウスおよびラット大脳皮質において、加齢に伴う総RNA量/組織重量に有意な変化は認められなかった。マウスおよびラット大脳皮質では、Gsαおよびβ-actin mRNAが検出された。マウス大脳皮質の加齢に伴うGsαmRNAおよびβ-actin mRNAの変化を検討したところ、両mRNA量の発現レベルは加齢とともに増大していた。しかし、ラット大脳皮質のGsαmRNAおよびβ-actin mRNA量の発現レベルに加齢変化は認められなかった。これらの成績から、生理的加齢に伴う脳内Gsα蛋白質の遺伝子発現は、動物の種差により著しく異なった挙動を示していることが明らかとなった。蛋白質発現との関係を含め、脳内に特異的にかつ高濃度存在するGoα発現と加齢との関連は今後の課題である。近年、神経系に直接作用するステロイドをニューロステロイド(ニューロアクティブステロイド)と呼び、従来のステロイドホルモンと別のカテゴリーとして取り扱われる様になってきた。ニューロステロイドをコレステロールから合成する酵素の存在が脳内グリア細胞に、また末梢からプロゲステロンを代謝する酵素がグリア細胞と一部の神経細胞に存在する事が報告されており、中枢の神経系活動調節におけるニューロステロイドの役割が注目されている。一方、学習・記憶障害モデルは、抗痴呆薬を開発・研究するために最も重要なウエイトを占める。これまで若齢あるいは成熟動物を用いた種々の学習・記憶障害動物が作成され抗痴呆薬の開発・研究に応用されているが、より臨床像に近いモデルとしての老齢動物を用いた評価が要求されている。これらの現状を踏まえ、比較的長命な生理的老化マウス(C57BL/6J)の学習・記憶障害の程度と生体膜老化に伴う情報伝達機構破綻との関連に焦点をあて、ニューロステロイドの効果を検討した。

受動的回避試験により、比較的長命な生理的老化C57BL/6Jマウスでの被ショック体験は、1)成熟マウスで高く保存されていること、2)記憶保持率は加齢と共に低下する事、3)老齢マウスにおける記憶保持:記憶消失の割合はほぼ5:5である事から、これらC57BL/6Jマウスが老年期痴呆解明のモデルとしてばかりでなく痴呆関連治療薬の研究・開発に有用である可能性が示唆された。ニューロステロイドとしてのデハイドロエピアンドロステロン(DHEAS)あるいはプレグネノロン(PS)は、受動的回避試験において老化に伴う記憶障害を共に改善したが、PS投与群での改善作用の方が顕著であった。これまでニューロステロイドは、GABA_A受容体・Clチャネルの開口頻度の増加と開口時間の延長を引き起こすばかりでなく、NMDA受容体・Ca^<2+>チャネル電流をμM濃度で抑制すること、nM濃度で百日咳毒素感受性G蛋白質連関機構を介して電位依存性Ca^<2+>チャネルを抑制することなどが報告されている。またニューロステロイドの行動に対する効果としては、催眠・麻酔作用、抗痙攣作用ならびに記憶保持作用などが知られている。ヒト・サル・マウス血漿DHEASレベルは加齢とともに著しく減少することは周知の事実であるが、このメカニズムはよくわかっていない。これらの事実からニューロステロイドは中枢神経系において種々の神経情報伝達を調節している可能性があり、老化に伴う情報伝達機構破綻との関連について今後検討すべき課題であると思われる。G蛋白質は、GDP/GTP結合活性とGTPをGDPに加水分解する活性(GTPase活性)を有する一群の蛋白質である。神経組織は細胞間の情報伝達がその主な機能であるので、種々の情報伝達系がもっとも発達した組織であり、G蛋白質がもっとも高濃度に存在する組織である神経組織にその存在が報告されているG蛋白質には、Gs, Gi1, Gi2, Go1, Go2, Gq familyなどがある。神経組織又は神経性細胞においてG蛋白質を介して引き起こされる細胞応答は、アデニリルシクラーゼの活性化や抑制、ホスホリパーゼCの活性化や抑制、K^+チャネルの活性化、Ca^<2+>チャネルの抑制などが知られている。なかでも一部のG蛋白質が神経成長やシナプス形成と関連すること、さらに記憶という脳高次機能への関与の可能性が示唆されてる。先に我々は、ラット大脳皮質のGiα, Goα, GqαおよびGβ蛋白質量は生理的老化で変化しないことを報告した。そこで今回は、脳内G蛋白質mRNA発現の加齢に伴う変化をマウスおよびラットで比較検討した。本研究では、3,12および24か月齢の雄性ddy系マウスおよび3,6および24か月齢の雄性Wistar系ラットを使用した。マウスおよびラット大脳皮質において、加齢に伴う総RNA量/組織重量に有意な変化は認められなかった。マウスおよびラット大脳皮質では、Gsαおよびβ-actin mRNAが検出されたマウス大脳皮質の加齢に伴うGsαmRNAおよびβ-actin mRNAの変化を検討したところ、両mRNA量の発現レベルは加齢とともに増大していた。しかし、ラット大脳皮質のGsαmRNAおよびβ-actin mRNA量の発現レベルに加齢変化は認められなかった。これらの成績から、生理的加齢に伴う脳内Gsα蛋白質の遺伝子発現は、動物の種差により著しく異なった挙動を示していることが明らかとなった。蛋白質発現との関係を含め、脳内に特異的にかつ高濃度存在するGoα発現と加齢との関連は今後の課題である。
好酸球分化に関与する新規転写因子のクローニングとその機能解析

好酸球は、アレルギー疾患・寄生虫疾患・悪性腫瘍など広範囲な病態において重要な役割を果たしている。骨髄細胞からの好酸球分化に関与する転写制御因子を明かにすることを研究の目的とし、好酸球に特異的に発現しているEosinophil majorbasic protein(MBP)の遺伝子発現の調節機序を解析した。MBPは、好酸球・好塩基球およびトロホブラストに発現している好塩基性顆粒蛋白質であり、喘息などの好酸球性炎症や寄生虫疾患に重要な役割を果たしている。MBP遺伝子は32kb離れてエクソン1とエクソン9の5'上流に各々P1およびP2の二つのプロモーター領域が存在するが、好酸球に特異的なプロモーターはP2であり、P1プロモーターはトロホブラストに特異的であることを明らかにした。このP2プロモーターの解析から、促進的に作用するシスエレメントを同定し、その中でGATA結合領域がMBP遺伝子発現に重要な領域であることを示した。さらに、GATA結合領域の7bp上流にC/EBP結合領域が認められ、そのうちC/EBPβがGATA-1と協調してMBP遺伝子発現を増強させることも明かにした。以上の結果から、GATA-1とC/EBPが好酸球分化の転写調節に関与することが明らかになった。GATA-1は、元来、赤血球系分化に重要な転写因子として単離され、数多くの報告がなされている。一方、好酸球分化においてGATA-1が重要な役割を果たしているという報告は、我々とThomas Grafの研究室からだけである。従来、好酸球は好中球・単球・好酸球の三系統に分化し得る前駆細胞から分化すると考えられていた。しかし、これらの研究結果から、骨髄系細胞だけからではなく、赤芽球と好酸球に分化できる前駆細胞からも好酸球が分化するということが予想される。したがって、好酸球分化には複数の経路が存在し、好酸球自体の異質性が存在することも考えられる。今後は、転写因子の使われ方により機能的に異なった好酸球が分化するか否かを明らかにする。好酸球は、アレルギー疾患・寄生虫疾患・悪性腫瘍など広範囲な病態において重要な役割を果たしている骨髄由来の顆粒球系細胞である。この好酸球の骨髄からの分化を決定する遺伝子を明かにするため、好酸球に特異的に発現しているEosinophil major basic protein(MBP)の遺伝子発現の調節機序の研究を計画し以下の成果を得た。(1) MBP遺伝子は32kb離れてエクソン1とエクソン9の5'上流に各々P1及びP2の二つのプロモーター領域が存在するが、好酸球に特異的なプロモーターはP2である。一方、P1プロモーターは、trophoblastに特異的なプロモーターであることが示唆された。(2) P2プロモーターの解析から、-117-67bpに促進的に作用するシスエレメントが存在し、その中でGATA結合領域(-76-71bp)がMBP遺伝子発現に重要な領域であることが明かになった。(3) GATA結合領域(-76-71bp)には、GATA-1及びGATA-2が結合することかゲルシフトアッセイで証明された。さらに、この領域に対する結合親和性はGATA-1の方がGATA-2に比して高かった。

機能的にはGATA-1かMBPプロモーター活性を促進的に増強させ、一方、GATA-2はMBPプロモーター活性を競合的に抑制した。(4) GATA結合領域(-76-71bp)の7bp上流にC/EBP結合領域が認められ、そのうちC/EBPβがGATA-1と強調してMBP遺伝子発現を増強させることが明かになった。以上の結果、好酸球分化においでGATA-1及びC/EBPβが重要な転写因子であることが示唆された。好酸球は、アレルギー疾患・寄生虫疾患・悪性腫瘍など広範囲な病態において重要な役割を果たしている。骨髄細胞からの好酸球分化に関与する転写制御因子を明かにすることを研究の目的とし、好酸球に特異的に発現しているEosinophil majorbasic protein(MBP)の遺伝子発現の調節機序を解析した。MBPは、好酸球・好塩基球およびトロホブラストに発現している好塩基性顆粒蛋白質であり、喘息などの好酸球性炎症や寄生虫疾患に重要な役割を果たしている。MBP遺伝子は32kb離れてエクソン1とエクソン9の5'上流に各々P1およびP2の二つのプロモータ領域が存在するが、好酸球に特異的なプロモーターはP2であり、P1プロモーターはトロホブラストに特異的であることを明らかにした。このP2プモーターの解析から、促進的に作用するシスエレメントを同定し、その中でGATA結合領域がMBP遺伝子発現に重要な領域であることを示した。さらに、GATA結合領域の7bp上流にC/EBP結合領域が認められ、そのうちC/EBPβがGATA-1と協調してMBP遺伝子発現を増強させることも明かにした。以上の結果から、GATA-1とC/EBPが好酸球分化の転写調節に関与することが明らかになった。GATA-1は、元来、赤血球系分化に重要な転写因子として単離され、数多くの報告がなされている。一方、好酸球分化においてGATA-1が重要な役割を果たしているという報告は、我々とThomas Grafの研究室からだけである。従来、好酸球は好中球・単球・好酸球の三系統に分化し得る前躯細胞から分化すると考えられていた。しかし、これらの研究結果から、骨髄系細胞だけからではなく、赤芽球と好酸球に分化できる前躯細胞からも好酸球が分化するということが予想される。したがって、好酸球分化には複数の経路が存在し、好酸球自体の異質性が存在することも考えられる。今後は、転写因子の使われ方により機能的に異なった好酸球が分化するか否かを明らかにする。
老人性全身性(心)アミロイドーシスの簡便かつ非侵襲的な診断法の確立に関する研究

老人性全身性アミロイドーシス(SSA)は高齢者の難治性心不全の原因となる。従来、本疾患の確定診断には心筋生検が必須とされているが、高齢者に対して必ずしも安全に施行できる方法ではない。本研究では心筋生検より安全に施行できる腹壁の皮膚生検を11名(男性6名、女性5名、年齢7097歳)に行い、8名にアミロイド沈着がみられた。以上より腹壁の皮膚生検は心筋生検に代わってSSAの簡便かつ侵襲の少ない診断法になりうると結論された。申請者が過去2年間に、生検組織におけるtransthyretin(TTR)由来アミロイドの沈着検出とTTR遺伝子に変異がないことを証明することで老人性全身性アミロイドーシスと確定診断した患者は14名(年齢6797歳、男女比:10:4)であった。臨床的には全例で心病変を認めたが、5例で両側の手根管症候群が先行していた。本疾患が60歳代から発症しうること、手根管症候群が初発症状となりうることが見出されたことが新たな知見であった。6例で腹壁の皮膚生検を施行して、5例でアミロイド沈着を証明した。このアミロイドはCongo red色素との親和性が弱く、偏光は微弱であったが免疫組織化学的染色では抗TTR抗体で特異的に染色された。また沈着部位が真皮深層の脂肪組織に限局していた。皮膚は全身性アミロイドーシスの生検部位として適しており、真皮表層の結合織、汗腺周囲などにアミロイド沈着を検出しやすいが、本研究の対象である老人性全身性アミロイドーシスではこれらの部位にはアミロイド沈着が見られなかった。いずれにしても腹壁の皮膚生検が老人性全身性アミロイドーシスの確定診断に際して、心筋生検に代わりうることが示唆される結果が得られた。平成20年度は老人性全身性アミロイドーシス(SSA)の診断における腹壁の皮膚生検の有用性について検討した。具体的には本疾患が疑われた6名(年齢6797歳)を対象に腹壁の外科的生検を施行し、5名において真皮脂肪組織へのtransthyretin(TTR)由来アミロイドの沈着が確認された。皮膚はTTR由来の家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)を含む全身性アミロイドーシスの生検部位として適しており、皮下の汗腺周囲、結合組織と脂肪組織に広汎なアミロイド沈着がみられやすい。一方、今回検索したSSA患者のアミロイドの沈着様式は皮下の汗腺、結合組織が侵されず、真皮深層の脂肪組織のみへ斑状に沈着していることが特徴であった。そこでこのアミロイド沈着様式の疾患特異性を検索する目的で、心アミロイドーシスを主徴とする71歳女性と76歳男性の原発性全身性ALアミロイドーシス患者の腹壁皮膚生検組織におけるアミロイド沈着様式との比較検討を行った。両患者の同生検組織には免疫グロブリン軽鎖由来のアミロイド(ALアミロイド)が表皮直下の結合組織、真皮の脂肪組織を中心にび慢性に沈着しており、SSA患者のアミロイドの沈着様式とは明らかに異なっていた。以上の所見から腹壁の外科的皮膚生検はSSA患者の臨床診断に非常に有用と判断した。平成22年度は過去3年間に施行した老人性全身性アミロイドーシス(SSA)の診断における腹壁の皮膚生検の有用性について検討した。被検者は本疾患が疑われた10名(年齢7097歳、男性5名、女性5名)を対象に腹壁の外科的生検を施行し、7名において真皮脂肪組織へのtransthyretin(TTR)由来アミロイドの沈着が確認された。SSAの確定診断には組織におけるTTR由来アミロイドの沈着を証明する必要があり、従来から生検法として右室心内膜生検が試みられている。しかし本法を高度な心機能低下がある高齢者に対して行うことは危険性が高い。そこで本研究では全身状態が不良な患者に対して安全に試行しうる直視下の腹壁の皮膚生検の有用性について検討し、70%の陽性率であることを証明した。本研究成果は国内外で初めての報告である。また人口の急激な高齢化により、SSAは高齢者の心不全の重要な原因となってきており、本法を用いることで適確な臨床診断ができうる。現在、SSAを含むTTRRアミロイドーシスに対しては有効な薬物療法の開発が進められており、近い将来、SSAの治療が可能になることが期待される。この点を踏まえて本研究の意義は大きい。
3.11後の市民のリスク対応行動と認知の構造，その変動に関する研究

福島第一原子力発電所事故後の市民の環境リスクへの対応行動と,それに関わる各種認知の現状と構造を明らかにすることを目的として調査を行った。その結果,1)事故前後の変化では,「原子力発電所」に関して,3.11後に安全性なしと判断する人,個人や社会に対するリスクがあると判断する人の割合が高くなり,震災6年後も震災前のレベルには戻らなかった2)原子力発電所や放射線リスクに関わる情報取得については,被災地や福島第一原発の現状,放射線の基準値や人体影響について,あるいは食品の線量に関わるデータなどの情報に関して67割の人が必要としたが,情報の要求と実際の取得状況に乖離があることなどを明らかにした。本研究の目的は,市民の環境リスクへの対応行動とそれに関わる各種認知の現状と構造を明らかにし,特に福島第一原子力発電所事故後の新たな合意形成に関わるリスクコミュニケーション資する情報収集を行うことである。リスクに関する行動や認知の構造を把握しようとする場合,対象とすべきリスク事象や,その検討の軸となる観点を慎重に見極める必要がある。そこで,平成27年度は日本内外の環境リスクに関わる事象,特に今後合意形成が重要となると思われる原子力発電所事故や大災害に関連するリスクに関わる文献や新聞記事等の内容分析から様々なリスクに関する最新の情報を収集し,現在の社会におけるリスクの取り扱われ方や先行研究の知見について子細に検討しレビューを行った。またこれらの結果を踏まえ,平成28年度に予定している市民の環境リスクへの対応行動に関わる全国を対象とした面接調査について,より適切であると考えられる要素を十分に検討し,必要と思われる調査項目を選定する作業を行うと共に調査票の作成に着手し,選定したリスク事象や調査項目の妥当性を測るために,ごく小規模の事前調査(インターネット調査)を実施した。また,全国調査からは取得が難しい具体的な環境リスクへの対応行動の状況とその問題点について明らかにするために,福島県内在住者等を対象とした質的なグループインタビュー調査を実施し,実際に日常的にリスク対応を行いながら生活している市民のリスクに対する評価や対応行動に関する現状を明らかにした。申請時の研究計画通りに進行しており,研究は順調である。ただし今年度の結果から,復興支援・被災者支援等の変化に伴いリスク対応やリスクコミュニケーションのあり方に変化が生じる可能性が示唆されており,特に具体的な被災地におけるリスク対応行動に関する情報収集等については慎重な対応が必要である。本研究の目的は,市民の環境リスク対応とそれに係わる各種認知の現状と構造を明らかにし,特に福島第一原子力発電所後の新たな合意形成に係わるリスクコミュニケーションに資する情報収集を行うことである。平成28年度は,全国の成人を対象とした,日本人全体のリスク事象に対する各種の認知と対応行動に係わる面接調査を実施し,単純集計により東日本大震災後の日本人のリスクに係わる認知の現状を明らかにすると共に,過去の調査結果との比較から認知等の変化について検討した。その結果,例えば,原子力発電所に係わるリスク認知は,震災前に比べ震災後に著しく高くなっており,震災後は震災後25年では殆ど変動はなく,震災後5年が経過しても認知は震災前の状況には戻っていないことなどを明らかにした。今後,これらの調査結果について詳細な解析を行っていく。また,全国調査からは取得が難しい具体的なリスクへの対応行動とその問題点について明らかにするために,自主避難からの帰還者を含め,福島県内在住者等を対象とした質的なインタビュー調査を実施した。実際の日常的なリスク対応を行いながら生活している地域住民のリスクに対する認知や対応行動,それらが影響するコミュニティにおける様々な困難に関する現状を明らかにした。特に,震災後5年を目処にした被災者支援制度の変化や,子どもの就学などの都合により自主避難から帰還した住民に対しては,新たなリスクコミュニケーションや,受け入れ体制のあり方やを考慮する必要性もある状況が観察されており,継続的な調査が必要と思われる。ただし,復興支援・被災者支援等の変化に伴い,特に被災地域におけるインタビュー調査については対象者の属性や環境に変化が生じており,一部研究対象について再検討を行って調査を実施している。平成29年度は,平成28年度に実施した,全国の成人を対象とした日本人全体のリスク事象に対する各種の認知と対応行動に係わる面接調査から得たデータについて,詳細解析を行った。その結果,例えば3.11の原発事故による個人や社会への影響については震災直後と比較して影響があるとの回答が減少していた一方,放射線に対する正しい知識を持っているとの回答,および放射線や原子力発電所の問題に対して情報収集行動をする割合はやや増加する傾向が認められることなどを把握した。また原発や放射線に対する知識が多く,生活との関連を意識し,恩恵を受けていると感じている回答者ほど情報の必要性を感じており,実際に情報を入手している情報も多いなど,リスクに関する認知と情報入手行動との関連が認められることを明らかにした。

特に,震災後5年を目処にした被災者支援制度の変化や,子どもの就学などの都合により自主避難から帰還した住民については,新たに放射線や放射性物質,除染などについての一からのリスクコミュニケーションが必要な場合がある一方で,既に自治体などではそのような対応については既に受け入れ体制が乏しい場合もあり,受け入れ体制のあり方などを考慮する必要性もある状況が観察され,今後も継続的に対応が必要と思われる。福島第一原子力発電所事故後の市民の環境リスクへの対応行動と,それに関わる各種認知の現状と構造を明らかにすることを目的として調査を行った。その結果,1)事故前後の変化では,「原子力発電所」に関して,3.11後に安全性なしと判断する人,個人や社会に対するリスクがあると判断する人の割合が高くなり,震災6年後も震災前のレベルには戻らなかった2)原子力発電所や放射線リスクに関わる情報取得については,被災地や福島第一原発の現状,放射線の基準値や人体影響について,あるいは食品の線量に関わるデータなどの情報に関して67割の人が必要としたが,情報の要求と実際の取得状況に乖離があることなどを明らかにした。今後も申請時の研究計画に従い,研究を進めていく。次年度は大規模調査を予定しており,そのための十分な準備を行っていく。申請時の研究計画に従い,研究を進める。平成29年度は前年度までに行ってきた全国調査結果について解析を進めると共に,インタビュー調査の内容解析を行って,現在の日本人や被災地域住民のリスク認知や対応行動について明らかにしていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。環境保健学,環境リスク学29年度が最終年度であるため、記入しない。
視覚野lateral interactionの解析による新たな視機能評価法の開発

分離度の識別閾値は、ヒト視覚野の側方調節機構(lateral interaction)ともつながるといわれておるため、まず矩形波格子縞の分離非分離連続刺激によって得られる分離度の識別閾値に関する研究とを、視覚誘発電位を用いて行った。また、正弦波格子縞の空間周波数連続変化刺激によって得られる視覚誘発電位の空間周波数閾値に関する研究も平行して行い、比較した。その成果については以下の学会で発表した。国際的には第70回のARVOでの「Evaluation of the vernier acuity and vernier contrastsensitivity by use of the sweep VEP method.」、国内では、第102回日本眼科学会総会での「スイープ視覚誘発電位による副尺視力(vernier acuity)の他覚的評価」、第54回日本弱視斜視学会での「スイープ視覚誘発電位によるvernier acuityとvernierコントラスト感度測定」、第34回日本眼光学学会での「心因性視力障害患者におけるスイープ視覚誘発電位による他覚的視力の検討」などである。まず、正常成人について、スイープ視覚誘発電位による空間周波数閾値および分離度識別閾値を記録する事に成功した。前者は後者よりも閾値が高いという、従来の心理物理学的手法による結果と矛盾しない結果が得られた。分離度識別閾値は通常の空間周波数閾値の示す、視機能と異なるシステムによって示される機能であると考察された。次に、同じくスイープ視覚誘発電位を用いて、正弦波格子縞のコントラスト感度と矩形波格子縞の分離非分離連刺激でのコントラスト感度とを測定することに成功した。各感度曲線は全く異なった曲線を示し、この生理学的、臨床的な意義については現在検討中である。
不確かさを有するグラフにおける確率的リスクの解明

29年度は、前年度に引き続き、巨大なネットワークにおける拡散過程を扱うデータ構造の省メモリ化、また、ランダムウォークにもとづく重要度に関するネットワーク構造最適化について取り組んだ。【拡散過程を扱うデータ構造の省メモリ化】数億辺以上を有する巨大なグラフデータを扱う際には、その処理に必要な計算時間及びメモリ使用量が問題となる。ネットワーク上の拡散過程を扱うためには、Reverse reachable (RR) setと呼ばれるデータ構造とその拡張が一つの主流となっている。RR setは理論的にはグラフサイズにほぼ比例した空間使用量で様々な問題に対して精度保証を持った計算結果を得られる一方、実用的には中規模のグラフデータにおいても膨大なメモリ使用量を必要とすることが問題とされてきた。本研究では、RR setを省メモリで保持するための手法を開発した。提案手法はRR setの表現形式を工夫しある種の圧縮を施す。実験的評価により、既存の実装に比較して、メモリ使用量が数千倍節約されることを確認した。この研究を遂行するにあたり、2018年2月にカナダに訪問し、University of Victoriaの共同研究者とともに議論を行った。【ランダムウォークにもとづく頂点重要度改善のためのネットワーク構造最適化方法の研究】ランダムウォークは、拡散と並び、グラフ上の代表的なダイナミクスである。特に、ランダムウォークにもとづき頂点重要度を測る重要度指標にPageRankがある。本研究では、特定頂点のPageRank値を改善するために、ネットワーク構造を最適化する方法の研究を行った。理論的な結果としては、この問題を厳密に計算することは困難な一方、PageRank値の高い頂点から改善対象の頂点へ辺を追加していくことで、効果的な改善に繋がることを実験的に検証した。29年度が最終年度であるため、記入しない。28年度は、情報拡散現象を対象に、計算効率・現実的モデル・実用的設定の観点から、以下のグラフアルゴリズム面の研究を行い、各々査読付き国際会議論文として採択され口頭発表を行った。【時間発展ネットワークにおける実時間追跡手法】実世界のネットワークは時間経過に伴い成長するため、効果的な解析には実時間処理という計算効率の課題が生じる。本研究は実時間拡散解析のための完全動的索引手法を初めて提案した。【時間減衰現象を導入した情報拡散モデル】多くの情報拡散モデルでは情報の伝わりやすさを表す辺確率が時間変化に関わらず一定だが、現実には減衰する。本研究は辺確率に時間減衰効果を導入した情報拡散モデルとその解析手法を開発した。【拡散現象の活用に伴うリスクを回避するためのポートフォリオ最適化手法】情報拡散は確率的現象であるため、既存の枠組みは情報拡散の大きさの期待値の最大化を目的としていた。期待値は最適化しやすい一方、実用上は"無視できない確率で情報流布失敗に繋がるリスク"がある。そこで、本研究は新たにConditional Value at Risk (CVaR)という金融経済・保険数理のリスク尺度を導入した。CVaRは連続最適化では扱いやすいが、離散最適化ではある種の困難性が知られている。そこで、CVaR最大化のための新たなポートフォリオ最適化手法を提案した。計算機実験により、提案手法がリスク回避の意味で既存の期待値最大化手法を上回る事を示した。【超巨大ネットワーク解析のための効率的なグラフ縮小手法】現実の巨大ネットワークはしばしば数百億辺以上を持ち計算機のメモリには乗り切らないため、既存手法の素朴な適用には限界がある。本研究は、拡散解析に関する性質を保ちつつグラフを縮小する操作とその効率的手法を提案し、計算機実験により数百億辺を有するグラフを効果的に縮小できることを確認した。グラフ上の基本的なダイナミクスである情報拡散現象の制御に関して、リスク指標(Conditional Value at Risk)を導入した新たな問題に対する最適化手法を開発し、計算機実験により既存の枠組みでは捉えきれないリスクを開発手法により改善できることを示した。これは目標の一つであった不確実性を有する実グラフにおけるリスク制御を達成している。さらに、計算効率に対する取組みとして、実時間処理を可能とする索引や超巨大データの縮小技術など、新しい方向性を打ち出した。以上は当初の計画以上の進展といえる。

特に、ランダムウォークにもとづき頂点重要度を測る重要度指標にPageRankがある。本研究では、特定頂点のPageRank値を改善するために、ネットワーク構造を最適化する方法の研究を行った。理論的な結果としては、この問題を厳密に計算することは困難な一方、PageRank値の高い頂点から改善対象の頂点へ辺を追加していくことで、効果的な改善に繋がることを実験的に検証した。まず、その他のリスク尺度の検討が挙げられる。Conditional Value at Riskという一つの代表的リスク指標のポートフォリオ最適化が可能であることを示した一方、問題設定の妥当性は応用先・文脈に大きく依存する。得られた研究成果を基に、「どのような解表現・リスク指標が望ましいか」をさらに吟味し、より汎用的な枠組みを視野に入れつつ、その最適化手法の開発を目指す。次に、最適化指標そのものの計算効率化が挙げられる。確率的ダイナミクスを含む最適化指標の計算問題の多くは困難性を伴い、これは本研究にも当てはまる。最適化指標を近似的に推定するためには依然としてナイーブなシミュレーションが用いられているが、それらは巨大なデータを扱いきれない。したがって、効率的高精度計算手法の開発を目指し、データ全体が手に入らない現実的な設定に対応しうる局所的計算も検討していく。29年度が最終年度であるため、記入しない。
脊髄Iaシナプスの可塑的機構の電気生理学的検索

ラットの内側腓腹筋神経を筋の近傍で切断し,術後の日数を追ってシナプス伝達効率を調べた.軸索を切断されたIa感覚線維由来の興奮性シナプス後電位(EPSP)は術後翌日から増大し, 3日目に最大になることが観察された.ついでEPSPは減弱し術後2週目には正常の約1/3と著しい減少が見られた.即ち, Ia感覚線維の末梢側の軸策が切断されると初期のEPSP増大ついで減弱とシナプスの伝達効率が2相性に変化することが見い出された.術後のEPSP増大はアクチノマイシンD投与により阻止された.軸索切断後の2相性の伝達効率の変化は軸索損傷という刺激に対する感覚細胞の反応(axon Reaction)の結果である可能性を以下の様に検討した.神経に触れることなく神経の電気的活動発生を抑えるために,ラットの脊髄を脳髄のレベルで切断した.術後後肢の動きは認められず,感覚線維に電気的活動の発生はないと思われたが,予想に反して,脊髄切断後3日目のEPSPは正常と変わらなかった.脊髄切断後の動物の行動を詳細に観察すると,後肢の自発的な動きは認められないものの,下肢と足が屈曲位にあることがしばしば観察された.下肢と足が屈曲位にあると腓腹筋が受動的に伸展され,腓腹筋を支配するIa感覚線維はdisuseでないと考えられる.そこでこの受動的な電気的活動発生を抑える目的で,脊髄を切断し更に下肢にプラスチックのチューブを装着し下肢と足が伸展位にあるように固定したところ, EPSPは軸索切断後3日目と同程度に増大した.即ち,この結果は,軸索切断後のシナプス伝達効率増強は軸索反応によるものではないことを示し,仮説(神経の電気的活動の消失とある種の因子の存在)を支持する.ラットの内側腓腹筋神経を筋の近傍で切断し,術後の日数を追ってシナプス伝達効率を調べた.軸索を切断されたIa感覚線維由来の興奮性シナプス後電位(EPSP)は術後翌日から増大し, 3日目に最大になることが観察された.ついでEPSPは減弱し術後2週目には正常の約1/3と著しい減少が見られた.即ち, Ia感覚線維の末梢側の軸策が切断されると初期のEPSP増大ついで減弱とシナプスの伝達効率が2相性に変化することが見い出された.術後のEPSP増大はアクチノマイシンD投与により阻止された.軸索切断後の2相性の伝達効率の変化は軸索損傷という刺激に対する感覚細胞の反応(axon Reaction)の結果である可能性を以下の様に検討した.神経に触れることなく神経の電気的活動発生を抑えるために,ラットの脊髄を脳髄のレベルで切断した.術後後肢の動きは認められず,感覚線維に電気的活動の発生はないと思われたが,予想に反して,脊髄切断後3日目のEPSPは正常と変わらなかった.脊髄切断後の動物の行動を詳細に観察すると,後肢の自発的な動きは認められないものの,下肢と足が屈曲位にあることがしばしば観察された.下肢と足が屈曲位にあると腓腹筋が受動的に伸展され,腓腹筋を支配するIa感覚線維はdisuseでないと考えられる.そこでこの受動的な電気的活動発生を抑える目的で,脊髄を切断し更に下肢にプラスチックのチューブを装着し下肢と足が伸展位にあるように固定したところ, EPSPは軸索切断後3日目と同程度に増大した.即ち,この結果は,軸索切断後のシナプス伝達効率増強は軸索反応によるものではないことを示し,仮説(神経の電気的活動の消失とある種の因子の存在)を支持する.
子宮内膜症への網羅的TCRレパートリー解析の導入；新規子宮内膜症治療戦略に向けて

本研究では、都合により研究開始後の平成29年7月に東北大学病院倫理委員会より承認を得た。研究参加者のリクルートは平成29年8月より開始され、検体採集は平成30年1月から開始した。平成31年3月までに40名から研究参加の同意を取得した。当初の研究計画で研究サンプル候補として挙げた月経血については、サンプリングが不安定であったため、研究サンプル候補より削除した。また、腹水についても細胞サンプリングの不安定さがあり、研究サンプル候補より削除した。平成31年2月までに40症例より研究参加に同意を取得した。平成30年12月までに38症例より末梢血(単核球に分離した状態)、正所子宮内膜がサンプリングされた。さらに38症例中10症例において子宮内膜症を有しており、内膜症病変を同時にサンプリングされた。すべての症例について病歴(基礎特性や子宮内膜症の所見など)のデータを収集した。TCRレパートリー解析について、平成30年12月よりサンプリングされた末梢血とOCT包埋標本と正所子宮内膜の組織より開始した。腹水については、細胞数にばらつきがあり遅延したものの研究開始から順調に症例数の蓄積がされているが、子宮内膜症症例については想定外にリクルートできなかったことから、目標とするサンプリング数の確保が難しくなっている。最終年度となる平成31年度中には、症例データの蓄積を継続する。特に子宮内膜症のリクルートを重点的に行う。同時にTCRレパートリー解析を行い、検討を行う。倫理委員会の承認が平成29年7月まで遅延したことに伴い、研究参加へのリクルートは8月から開始となった。実際の研究検体のサンプリングは、平成30年1月からの開始となった。その後、順調にデータを蓄積しているが、想定外に子宮内膜症症例の検体を得ることができなかった。試験的TCRレパートリー解析はできたのものの、本格的な解析が遅延していた。平成31年度については、目標症例数を解析可能な症例数に再設定を行い、子宮内膜症症例については、20症例を目標とし、子宮内膜症症例について重点的にデータ蓄積を行う。平成30年度中に施行予定であったTCRレパートリーの本解析については、平成31年度序盤に開始する予定である。本研究では、当初平成28年度中に東北大学病院倫理委員会より承認を得て、平成29年度初めより研究参加者のリクルートを開始する予定であったが、都合により、平成29年7月に倫理委員会の承認を得ることとなった。同時に倫理委員会での指摘により研究体制の再調整を行った。実際の研究参加者のリクルートは8月より開始され、検体採集は平成30年1月から開始した。平成30年2月までにすでに10名から研究参加の同意を取得した。当初の研究計画で研究サンプル候補として挙げた月経血については、研究協力者より同意を得られない、また同意を得たとしても十分なサンプル量を収集できないということから、参加同意された全ての方において月経血を収集することが不可能であった。研究同意された10症例中7症例については平成30年3月前半までにサンプリングを開始している。その7症例全てについて末梢血(単核球に分離した状態)、腹水、正所子宮内膜がサンプリングされた。さらに7症例中4症例において子宮内膜症を有しており、内膜症病変も同時にサンプリングされた。研究開始時期の遅延による影響によって初年度はリクルート期間が短くなったが、その期間に対して順調に症例数を蓄積できている。全体の研究機関において、目標とするサンプリング数の確保は可能と判断している。TCRレパートリー解析について、初年度の中には数症例を解析に回す予定であったが、検体収集を開始した時期の遅延から、2年目に当たる平成30年度の序盤に行う予定とした。その結果を基に平成30年度中に、サンプルの選定および検討を行う。倫理委員会の承認は、研究申請時当初には平成28年度中の取得を予定していたが、倫理委員会との調整に伴い、平成29年7月まで遅延した。それに伴い、研究参加へのリクルートは8月から開始となった。そのため、サンプリング数は当初の初年度予定数の約1/3程度となった。また、計画していた数例の検体を用いた試験的TCRレパートリー解析は初年度中には施行しなかった。

TCRレパートリー解析について、平成30年12月よりサンプリングされた末梢血とOCT包埋標本と正所子宮内膜の組織より開始した。腹水については、細胞数にばらつきがあり遅延したものの研究開始から順調に症例数の蓄積がされているが、子宮内膜症症例については想定外にリクルートできなかったことから、目標とするサンプリング数の確保が難しくなっている。最終年度となる平成31年度中には、症例データの蓄積を継続する。特に子宮内膜症のリクルートを重点的に行う。同時にTCRレパートリー解析を行い、検討を行う。倫理委員会の承認が平成29年7月まで遅延したことに伴い、研究参加へのリクルートは8月から開始となった。実際の研究検体のサンプリングは、平成30年1月からの開始となった。その後、順調にデータを蓄積しているが、想定外に子宮内膜症症例の検体を得ることができなかった。試験的TCRレパートリー解析はできたのものの、本格的な解析が遅延していた。初年度の経験から、月経血以外の検体の収集はスムーズに行えることが分かり、3年の研究期間において、目標とする症例数に到達できると見込んでいる。初年度終盤に施行予定であったTCRレパートリーの試験的な解析については、平成30年度序盤に施行し、その内容について検討することにより、本解析を平成30年度中から開始する予定である。平成31年度については、目標症例数を解析可能な症例数に再設定を行い、子宮内膜症症例については、20症例を目標とし、子宮内膜症症例について重点的にデータ蓄積を行う。平成30年度中に施行予定であったTCRレパートリーの本解析については、平成31年度序盤に開始する予定である。次年度使用額は今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。平成30年度請求額と合わせ平成30年度の研究遂行に使用する予定である。次年度使用額は今年度に予定していた研究を次年度に見送ったことに伴い発生した未使用額である。平成31年度請求額と合わせ平成31年度の研究遂行に使用する予定である。
大槽内マイクロバルーンによる新たなラット水頭症,水髄症,キアリ奇形モデルの開発

シリコン製のマイクロバルーン3種を製作した.小;短径0.7mm,長径1.5mm,バルーン最大容積0.3ml,以下同様に,中;0.9mm,2.5mm,0.5ml,大;1.35mm,2.5mm,0.6ml.各サイズにつき5匹の成熟ウイスターラットを用いた.ネンブタール腹腔内注射による麻酔下,後頭骨に小孔を穿ち,マイクロバルーンを挿入し大槽に留置させたのちに膨張させた.バルーン内注入物質の選択については,ゆっくり膨張させることができかつレントゲンによる位置確認のためのradio-opaqueな物質として,リビオドールが最適であった.注入量については,頭蓋内では,小;0.03ml-,中;0.05ml,大;0.06mlが限度あった.それ以上の拡張はバルーンの破裂か脳幹圧迫によるラットの死亡をきたした.急な拡張はCushing現症を来たすことがわかったため,注入には1分以上かけることが必要であった.第三週目まで生存でき,histologyを得られたラットは小サイズでは1匹,中では2匹,大では4匹であった.レントゲン撮影ではバルーンは後頭骨下縁直下に存在していたものの,ミクロレベルではバルーンの正確な留置は難しく,左右上下方向へのずれにより,必ずしも第四脳室出口を圧迫しておらず,小脳実質の圧迫に留まる例が多かった.頭蓋骨上ではバルーンチューブを確実に固定したが,頭蓋内では生存期間中にドレーンの遊操がおきているためと考えられた.このため十分な脳室拡張や脊髄中心管の開大を得ることはできなかった.病理標本では,圧迫による細胞の壊死化を認めた.今後,パルーンの形状を改良し長期間の確実な留置をめざしたい.シリコン製のマイクロバルーン3種を製作した.小;短径0.7mm,長径1.5mm,バルーン最大容積0.3ml,以下同様に,中;0.9mm,2.5mm,0.5ml,大;1.35mm,2.5mm,0.6ml.各サイズにつき5匹の成熟ウイスターラットを用いた.ネンブタール腹腔内注射による麻酔下,後頭骨に小孔を穿ち,マイクロバルーンを挿入し大槽に留置させたのちに膨張させた.バルーン内注入物質の選択については,ゆっくり膨張させることができかつレントゲンによる位置確認のためのradio-opaqueな物質として,リビオドールが最適であった.注入量については,頭蓋内では,小;0.03ml-,中;0.05ml,大;0.06mlが限度あった.それ以上の拡張はバルーンの破裂か脳幹圧迫によるラットの死亡をきたした.急な拡張はCushing現症を来たすことがわかったため,注入には1分以上かけることが必要であった.第三週目まで生存でき,histologyを得られたラットは小サイズでは1匹,中では2匹,大では4匹であった.レントゲン撮影ではバルーンは後頭骨下縁直下に存在していたものの,ミクロレベルではバルーンの正確な留置は難しく,左右上下方向へのずれにより,必ずしも第四脳室出口を圧迫しておらず,小脳実質の圧迫に留まる例が多かった.頭蓋骨上ではバルーンチューブを確実に固定したが,頭蓋内では生存期間中にドレーンの遊操がおきているためと考えられた.このため十分な脳室拡張や脊髄中心管の開大を得ることはできなかった.病理標本では,圧迫による細胞の壊死化を認めた.今後,パルーンの形状を改良し長期間の確実な留置をめざしたい.
小児の完全静脈栄養における間歇的投与方法に関する研究

乳児難治性下痢の1女児例におけるcyclic TPN施行時の糖・エネルギ-代謝の年齢的推移を示した。低年齢(3歳,4歳)では再開直前、すなわちTPN中断後89時間で血糖が4045mg/dl程度まで下がり、血中NEFAが著しい高値をとり、脂肪の動員が起こっていることが示されたが、5歳6ヵ月では、血糖の下がりはより緩やかで、脂肪の動員も抑えられていた。またTPN再開後の血糖、インスリンの変動も5歳6ヵ月時は3歳時に比べ小さく、糖代謝に関しては、TPN中断・再開に対する適応が進んでいることがうかがわれた。また各年齢時とも、TPN施行中の安静時熱消費量は、各年齢相当の健常小児に比べても高く、かつTPN中断中は低下することからTPN施行中はエネルギ-消費の亢進が存在することが明らかとなった。これは、いわゆるnutrients induced thermogenesis(NIT)によるものと考えられる。TPN施行中の呼吸商は輸液漸減前には3歳6ヵ月、5歳とも1を超えているが、TPN中断中は1を切り、輸液再開前に最低値をとる。このことは、TPN中には脂肪合成に傾いていた代謝が、輸液中断とともに脂肪の合成から燃焼に転じ、しかも輸液再開前になるにつれ、すなわちグルコ-スの補給がとだえている時間が長くなるにつれ脂肪の燃焼する割合が増えてくるということを示すものと考えられる。低年齢時では、TPN中断後89時間で、明らかな臨床症状は伴わないが血糖がかなりの低値になり、著しい血中NEFAの動員が起こってくる。われわれは血中ケトン体を測定していないが、このときには、かなりのケト-シスが招来されていることが予想され、糖代謝から考えると、低年齢時ではTPN中断時間は長くしすぎないようにすることが必要であると考えられた。実際、われわれも、3、4歳のころにはこの日内変動施行後、輸液中断時間を若干短縮したり、中断中に特殊ミルクを補ったりの工夫を行った。
生後初期における社会的隔離が生後後期の経験依存的AMPA受容体のシナプスへの移行に及ぼす影響とその分子機構の解明

本研究は社会的隔離が経験依存的AMPA受容体シナプス移行に及ぼす影響を調べるというものであり、本研究費を用いて以下の事が明らかになった。1)経験依存的AMPA受容体シナプス移行が社会的隔離によって阻害される。2)社会的隔離による経験依存的AMPA受容体シナプス移行阻害がストレスホルモン受容体のアンタゴニストによって阻害される。3)ストレスホルモン受容体のアゴニストの投与によってAMPA受容体シナプス移行阻害が観察される。4)社会的隔離を施したラットにおいてはひげーバレルのマップの乱れが観察される。5)社会的隔離を施したラットにおいてひげーバレルのマップ依存的な行動に異常が見られる。これらの成果により、ストレスがシナプスの成熟に及ぼす影響の分子メカニズムの一端が明らかになった。今後はそのシグナルメカニズムにさらに踏み込んで解析を進めていく。本研究はトラウマの分子細胞メカニズム解明につながる非常に重要なものである。本研究では発育期の社会的隔離がバレル皮質における経験依存的AMPA受容体シナプス移行に及ぼす影響を調べ、さらにその分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。申請者は本課題を申請した時にすでに、生後4日から7日の問の一日6時間の社会的隔離が生後8日から10日におけるGluR4の経験依存的シナプスへの移行を阻害すること、生後12日から14日の期間におけるGluR1の経験依存的シナプス移行を阻害すること、さらに生後7日から11日の問の一日6時間の社会的隔離が生後12日から14日におけるGluR1の経験依存的シナプス移行を阻害することを見出していた。申請者は平成18年度に横浜市立大学大学院医学研究科教授に就任し、本研究費を研究室立ち上げ、申請研究推進のために使用してきた。電気生理学的実験は円滑に進むようになり、以下のような結果を得た。1)社会的隔離の効果のメカニズムとして二つの可能性が考えられる。一つは社会的隔離により細胞内のシグナル系に生化学的に不可逆な変化がおこり、AMPA受容体のシナプス移行に必要なシグナル系が動かなくなっているという可能性で、もう一つは細胞内の生化学的な特性には変化がないが、行動が変化することなどにより通常とは違ったひげ入力があるために正常なAMPA受容体のシナプスへの移行が起こらないという可能性である。前者の場合は細胞そのものが可塑性を失っているということであり、後者の場合は細胞自体が可塑性を保持していると考えられる。この二つの可能性を見極めるために当該研究者はLTP実験を行った。その結果、生後4日から7日の間の社会的隔離により生後9日および13日におけるLTPが阻害された。さらに生後7日から11日の期間の社会的隔離により生後13日におけるLTPが阻害された。2)グルココルコイドアンタゴニストの投与により社会的隔離の効果が阻害された。