hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
霊長類における生物学的および時間的サリエンス検出の神経機構

3.前内側前頭葉ニューロンによる生物学的サリエンス注意機構:本研究では、標準画像(ヘビ画像4種類、サルの顔画像4種類、サルの手画像4種類、および単純幾何学図形4種類)だけでなく、ヒトの顔画像4種類、肉食動物(豹、虎など)4種類、非肉食動物4種類(げっ歯類、家兎、鶏)、および猛禽類(ワシなど)4種類を視覚刺激(合計8カテゴリー32種類)として用い、サルに遅延非見本合わせ課題を遂行させた。H29年度は、以上の視覚刺激に対する内側前頭前野の腹側部(前部帯状回膝前部を含む)のニューロンの視覚応答を解析し、特に前部帯状回膝前部においてヘビ応答性が高いことが判明した。昨年度に研究棟の耐震改修後の実験室再整備が終了したため、今年度は実験室をほぼ通常通り使用できるようになった。このため今年度の目標であるサル上丘及び内側前頭前野ニューロン活動の記録を予定通り行なうことができた。研究成果については、特に内側前頭前野の研究において、同領域の特に前部帯状回皮質膝前部ではヘビ画像およびサル顔画像に対する応答性が高いことが判明した。これら内側前頭前野の結果については、昨年度の研究結果と合わせて論文投稿し、受理されている。また、本研究に関連してこれまで行ってきた研究結果についてもデータの再解析を行い、論文投稿した状況である。1.上丘ニューロンによる生物学的サリエンス注意機構:上丘に顔の鋳型が存在するか神経生理学的に明らかにするため、顔輪郭内の目、鼻、口などの位置変更、顔輪郭の形状、および画像の明暗反転などを操作した種々の顔様線画あるいは顔と認識できない非顔様線画(合計40種類)に対する、サル上丘ニューロンの応答を記録した。本年度は、下視野ニューロンの領域の活動記録を主に行ない、同ニューロンが視覚刺激の上下反転、白黒反転ならびに顔輪郭の形状に関係なく、非顔様線画と比較して顔様線画に対する応答性が高いことが明らかになった。さらに、以前に記録した中心視野および上視野ニューロンと下視野ニューロンのデータを比較・解析した結果、中心視野ニューロンの顔応答性が他ニューロンと比較して有意に高いことが明らかになった。2.上丘ニューロンによる時間的サリエンス注意機構:昨年度は、固定した報酬下(ジュース0.5 ml)にて、遅延非見合わせ課題における見本刺激数を3-5および遅延期間を1-3秒にランダムに設定し(課題3)、課題は遂行できるが見本刺激およびターゲットの出現時間を推測できない状況にすると、遅延期の報酬量依存性漸増性応答が消失することが明らかになった。本年度は、課題3の対照課題として、見本刺激数を3に、遅延期間を1または3秒に固定して課題を行なわせて記録した結果(課題4)、遅延期漸増応答が認められた。しかし、課題に関係なく、突然報酬を与えた場合は(課題5)、遅延期漸増応答が認められなかった。以上の結果を総合的に比較・解析した結果、上丘ニューロンはサルが報酬刺激を予測できる場合に遅延期漸増応答を示し、時間的サリエンス注意機構に関与することが明らかになった。3.前内側前頭葉ニューロンによる生物学的サリエンス注意機構:本研究は、昨年度に論文投稿し受理されている。所属研究室のある研究棟が耐震改修を行ったため研究が一部遅れたが、研究を動物実験施設で行うことにより予定通り遂行できた。今年度内に耐震改修後の研究棟の整備並びに実験室の再セットアップが完了したため、今後、所定の計画にしたがって計画を執行していく予定である。
小学校学級におけるスタンディングデスクの導入が児童の血中脂質項目に及ぼす影響

【背景】「座りすぎ」が社会的な問題となっている一方で、我々の身の回りには「座らざるを得ない環境」が極めて多い。例えば、学齢期の児童は、1日の大部分を過ごす学校内において、体育実技を除けば基本的に「座って授業を受けること」が求められている。本研究では、小学校学級における立位で作業ができる机(スタンディングデスク)の導入が児童の座位活動パターンおよび血中脂質項目に及ぼす影響を検討することを目的とした。【方法】長野県佐久市に在住する小学6年生43名(11-12歳)を対象とした。介入クラスには、クラスの人数分(n = 22)のスタンディングデスクを提供し、できるだけ長時間の座位活動の継続を避けるよう依頼した。コントールクラスは(n = 21)、従来の環境(座位専用)での学校生活を継続した。介入期間は、2018年7月2019年3月(7ヵ月間)であり、介入前後に、座位活動の調査および学校血液検査を実施した(2019年度の測定は2019年5月に実施予定)。【結果】介入クラスにおいて、スタンディングデスク導入後、座位活動が有意に減少し(-18.3分/日)、中・高強度身体活動が有意に増加した(+19.9分/日)。主に、学校内での座位活動が有意に減少し、学校外での活動時間に有意な差は認められなかった。【結論】小学校学級におけるスタンディングデスクの導入は、学校内における児童の座位活動を有意に減少させる可能性が示唆された。計画通りにデータが採取でき、問題なく進めることができている。また、学会やシンポジウムの招待演者として得られたデータを発表しており、外部へ研究成果を発信することができている。現在、国際学術誌に論文として投稿するため、原稿を執筆している。2018年度では、スタンディングデスクの導入が児童の座位活動に及ぼす影響を検討し、スタンディングデスクの導入後、座位活動が有意に減少し(-18.3分/日)、中・高強度身体活動が有意に増加(+19.9分/日)することを明らかにした。2019年度は介入後のPOST測定として、学校血液検査の調査を実施する予定(2019年5月下旬実施予定)であり、血液データが得られた後、スタンディングデスクの導入が血中脂質項目に及ぼす影響を検討する。さらに、スタンディングデスクの使用に関する質的データの収集として、児童および教員を対象としたアンケートならびにインタビュー調査を実施する予定である。2018年度における繰り越し研究費が生じた理由として、当初本研究実施に必須であるスタンディングデスクの購入を予定していたが、企業より寄贈いただき、その費用がなくなったためである。繰り越し研究費は、協力者が必要となる研究であるため人件費もしくは研究成果発表に関する費用(論文掲載費、英文校正費)等での使用を考えている。
ナノスケール軟X線分光系の開発と電子線励起状態研究への応用

われわれは、透過型電子顕微鏡で特定した微小領域から価電子帯状態密度分布測定を可能とするため、透過型電子顕微鏡用の小型高分解能X線発光分光装置の開発を行い、BNやその関連物質の価電子帯状態密度分布測定や励起状態研究に適応してきた。開発した小型高分解能軟X線発光分光装置は、不等間隔回折格子とCCD検出器から構成されている。刻線密度1200l/mmと2400l/mmの二つの不等間隔回折格子を用いることで、60eVから1200eVのエネルギー範囲を測定できるようになっている。CCD検出器のサイズは27.6x27.6mm^2で、検出立体角は6.5x10^<-4>sr.となる。X線全反射ミラーを設計・製作して用いた結果、検出効率を2.2倍向上させることに成功した。したがって、ミラーを使用した場合の実行検出立体角は14x10^<-3>sr.となる。エネルギー分解能は、SiのL発光(約100eV)で0.1eV1、BのK発光(約180eV)で0.4eV、CuのL発光(約930eV)で1.4eVとなった。この分光器を用い、h, c, w-BN、α,β-Boron、Si、炭素同素体、準結晶などに応用した。とりわけ、h-BNへ応用し、EELS測定の結果と統合した総合的な電子状態解析に成功した。そこでは、励起状態の内殻ホール効果による吸収エネルギーの変化が明瞭となり、その実験的値が理論的予測とよく一致することを見出した。1.これまで放射光施設等で用いられてきた斜入射X線分光系を基に、電子顕微鏡用の軟X線分光系を設計した。電子顕微鏡に装着するためコンパクトな分光器が必要であることから、不等間隔回折格子を用いた平面結像型分光系を採用した。電子顕微鏡と分光器の間にゲートバルブを設けることで真空排気系を独立にし、電子顕微鏡本体への影響を最小限にとどめるようにした。2.コンパクトな分光器の難点は分散能が小さいことである。この難点を克服するため、大型の分光器で用いられている検出器よりも位置分解能に優れているCCD検出器を採用した。CCD検出器のタイプとしては、軟X線に感度のある背面照射型CCDとした。また、電子顕微鏡の真空の劣化を避けるため、高真空対応の容器を備えたCCDを採用した。さらに、微弱信号を捕らえるためにはCCDを冷却してバックグラウンドを低くする必要がある。そのため、CCDで通常用いられている2段の電子冷却ではなく、より冷却能力の高い3段電子冷却を用いた。3.製作したX線分光器を現有設備である透過型電子顕微鏡に装着してテストを行い、電子顕微鏡を用いたボロン、窒化ボロンの軟X線スペクトルの測定に成功した。電子顕微鏡を用いた価電子帯状態密度分布の測定に成功したのは本研究が初めてである。4.実験の結果、分光器に次の改善余地があることが明らかになった。1)回折格子・検出器の位置の微調機構の追加、2)検出器へ入る迷光等の外乱防止用のスリットの増設、3)検出効率等の向上のため、検出器の大型化とバックグラウンドを押さえるための冷却能力の向上、などが望まれる。1.分光器の改造により、問題点(CCDの位置調整範囲の拡大、回折格子の傾斜を調節できるようにする)を分光器の改造により解決した。また、測定エネルギー領域の異なる回折格子が装着できるように改造し、60-1200eVのエネルギー範囲が分析できるようになった。2.微弱信号をS/N良く検出するためにはCCDの暗電流をより低く押さえる液体窒素冷却装置を導入した。

その結果、これまでよりも長時間測定が可能となり、スペクトルのSNを向上させることができた。3.Cubic BN、hexagonal BNの内殻発光スペクトルの測定を行い、BNのそれぞれの結合様式の違いに基づく価電子状態密度分布の違いの検出に成功した。また、単結晶wurtzite BNの価電子状態密度分布の測定に初めて成功した。そして、同じsp3結合だけからなるcubic BNの結果と比較し、周期性の違いに起因すると思われる差異をみいだした。1.開発した分光器の排気ポンプ(ターボ分子ポンプ)を、これまで使ってきた機械的な軸受け方式のポンプから振動の発生しない磁気軸受け方式かつ排気量の大きなポンプ(購入)に置き換えた。それにより、振動の低減および約1桁の真空度の向上が行えた。2.単層カーボンナノチューブの束からX線発光スペクトルの測定に成功した。炭素同素体であるグラファイトやダイヤモンドの測定も行って比較した結果、カーボンナノチューブから得たスペクトルのσ結合に起因する状態密度のピークエネルギーが、グラファイトとダイヤモンドのピークエネルギーの中間に位置することを見出した。3.スペクトル処理の迅速化を図るため、ファイル形式の変換およびメディアンフィルターを備えたソフトを製作した。これにより、スペクトルの処理作業が簡単となり、かつ、これまで手作業で取り除いていたスパイクノイズ除去作業を自動で行えるようになった。4.研究成果を電子線用いた分析手法に関する国際会議(国外2回、国内1回のうち招待講演2回)で発表した。また、国内学会等で4回の一般講演と2回の招待講演を行った。
TRPCチャネル抑制アルカロイドを用いた創薬シードの創製

TRPC6/ TRPC3とアドレナリンα1受容体遺伝子を導入した細胞を用いた評価系により、活性化合物および活性を含む植物エキスを探索したが、直接的にTRPC6/3に阻害作用を示す化合物は見出せなかった。血管弛緩作用を示したdecipic acid (DA)についてその作用機序を解析した。ラット平滑筋初代培養細胞において、DAは血管収縮に関与するMLCとMYPT1のリン酸化に変化を与えた。また、DA処理はAKTのリン酸化抑制を介した間接的なcAMP上昇とPKAの活性化を誘導することが示されたことから、DAはAKT-PKA-MYPT1-MLCシグナルに関与し血管弛緩作用を示すことが明らかとなった。近年、新しいカルシウムチャネル群として明らかになってきたTRPチャネルファミリーは有望な創薬ターゲットと目されているが、生物学的な知見も乏しく、特異的な阻害剤の開発は十分ではない。本研究課題の初年度の計画に沿って、TRPCチャネルに対して抑制効果を持つ天然物を見いだす為の評価システムの構築を試みた。マウス血管平滑筋のcDNAライブラリーより、TRPC6遺伝子およびアドレナリンα1受容体遺伝子をクローニングし、HEK293細胞に一過性に発現させた。α1アゴニストであるフェニレフリンの添加により細胞内カルシウムレスポンスの増強を認めた。この測定には研究経費で購入したFluoroskan Ascent FLを使用した。次に安定細胞株樹立の為にCHO細胞に両遺伝子を共導入した。数クローンを単離後、継代中に導入遺伝子が欠落するなどのトラブルも生じたが、現在では比較的安定なクローンが得られている。しかしながら、HEK293細胞に一過性に発現させた場合と比較して、フェニレフリンに対する細胞内カルシウムレスポンスが鈍く、測定感度が十分ではないことが問題点となっている。試験的な実験ではあるが以上の評価系を用いて、これまでに我々が血管弛緩作用を持つアルカロイドとして単離報告した数種類の化合物についてその生物活性を検討した。その結果、いくつかのアルカロイドにおいてα1受容体阻害と推定される抑制作用が認められたが、現在までにTRPC6に直接的に関与する化合物は得られていない。本研究課題の初年度にはTRPCチャネルの機能を検討する評価系を構築した。これまでは、TRPC6/アドレナリンα1受容体遺伝子の導入細胞の感度が十分ではないことなどが課題であったが、概ね及第点の評価系が構築された。これらの評価系を用いて、これまでに我々が血管弛緩作用を持つ化合物として単離した天然物を評価した結果、現在までに直接的にTRPC6阻害作用を示す化合物は見つからなかった。当教室では、以前にマレーシア/インドネシアで採取された植物のエキスライブラリーを保有しているが、現在では改めて、これらのエキスやその部分精製品を用いて候補化合物が含まれる天然素材を探している段階である。また、TRPC3およびTRPC5についてもTRPC6と同様の評価系を構築している段階である。我々は、これまでアルカロイドを含む多くの天然由来化合物の生物活性について、ラット血管平滑筋標本を用いて解析してきた。これらの化合物の中には、血管内皮の存在に影響を受けず、ニフェジピンで電位依存性チャネルをブロックした後にも弛緩作用(収縮抑制)を示す化合物が複数存在した。これらの化合物は、平滑筋細胞の受容体作動型のカルシウムチャネル(ROC)に対して作用している可能性が考えられた。血管弛緩に関与するROCは複数知られているが、近年注目されるROCのチャネル機能をもつTRPCファミリータンパクについては、これまでのところ十分な特異性を持った阻害/促進剤は知られていない。そこで、本研究はROC、特にTRPCチャネルに対して作用する新規天然物を探索し、新しい創薬シードの創製を目指した。TRPC6/アドレナリンα1受容体遺伝子の導入細胞を作製し、新しい評価系を構築した。これらの評価系を用いて、これまでに我々が単離した各種天然物、およびマレーシア/インドネシアで採取された植物のエキス/部分精製品を用いて、候補化合物が含まれる天然素材を探したが、直接的にTRPC6阻害作用を示す化合物は見出せなかった。TRPC3についてもTRPC6と同様の評価系を構築したが、現在までのところTRPC3に作用する候補物質も見つかっていない。一方、フェニレフリン誘導血管収縮作用を抑制する天然物の中で、Calophyllum scriblitifoliumから得られたクロマノン類であるDecipic acid (DA)はニフェジピン処理後にも弛緩作用を示したことから、その作用機序を解析した。ラット平滑筋初代培養細胞において、DAは血管収縮に関与するMLCのリン酸化を抑制し、MLCのリン酸化を制御するMYPT1のリン酸化に変化を与えた。さらなる検討の結果、DA処理は平滑筋細胞内の細胞内においてAKT-PKA-MYPT1シグナルに関与し、血管弛緩作用を示すことが明らかとなった。

ラット平滑筋初代培養細胞において、DAは血管収縮に関与するMLCとMYPT1のリン酸化に変化を与えた。また、DA処理はAKTのリン酸化抑制を介した間接的なcAMP上昇とPKAの活性化を誘導することが示されたことから、DAはAKT-PKA-MYPT1-MLCシグナルに関与し血管弛緩作用を示すことが明らかとなった。初期には遺伝子導入細胞の安定性が悪いことや、測定感度が十分でないことが遅れの原因であった。最近、この感度の問題は概ね解決されたが、測定波長に影響を与える蛍光を持つ化合物も少なくないことから、現在でも評価が困難な場合がある。加えて、計画段階において可能性が高いと考えていた天然物に、期待される活性が無かったこと、さらには、この評価系でヒットする天然素材がほとんど見いだせないことなどが遅れを招いている原因であるといえる。生薬・天然物化学当研究課題に関して基本的な研究計画の変更は無いが、関与する人員を増やす等の対策を考慮中である。また、TRPC3およびTRPC5についてもTRPC6と同様の評価系を構築している段階であり、再現性と感度を備えたアッセイ系が確立され次第、候補化合物や植物エキスの活性を評価する予定である。遺伝子導入細胞の安定性が悪いこと。測定感度が十分でないことが、遅れをまねいている主因である。しかしながら、このような研究においては、評価系の安定性や感度は研究全体の成否を決定する重要な要素と考えられるので、今後も系の改良に努める予定である。当研究課題に関与する人員を増やすなどの方策は考慮中であるが、基本的な研究計画の変更はない。
入院中の高齢者の意向を尊重するためのチーム医療推進モデルの開発

アクション・リサーチに協力してくれる施設を探すため平成25年6月8日、日本看護倫理学会第6回年次大会にて「高齢者の倫理的意思決定のための支援高齢者の意思は尊重されているのだろうか」というタイトルで交流集会を開催し、司会を務めた。しかし、研究協力者を得ることはできなかった。そこで、本研究が目指していたアクション・リサーチとできるだけ形態が似るように倫理研修を計画し、1施設において実施した。平成24年度の研究結果から看護師は、患者にとって何が最善の利益となるかについて、自分なりの考えをもっており、大抵の場合、これ以上の治療的介入は無益ではないかと考えていた。同時に、患者への責任を果たせないことによる無念さや怒り、フラストレーションを感じており、これは道徳的苦悩(Moral distress)と解釈された。この看護師自身の体験は、患者の問題を解決することを目指すカンファレンスでは取り上げられず、同僚に共有されてはいなかったことがわかっている。そこで倫理研修においては、看護師の道徳的苦悩の軽減を目的にディブリーフィングの要素を取り入れた。ディブリーフィングとは、トラウマティック・エピソード後に用いられる技法として広く提唱されてきた方法であり、トラウマとなるような出来事を体験した人がグループとなり23時間話し合うことで、ストレスの軽減を目指すものである。その結果、倫理研修に参加した看護師は、明日から自分ができることとして病棟での事例検討会や倫理カンファレンスの実施をあげており、仕事に対する意欲が高まる様子が見られた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、病院に入院中の高齢者の治療に関する意向が、医療者の治療方針や家族の意向と一致しないような状況が生じた時に、出来るだけ高齢者の意向が反映されるよう高齢者、家族、医療者で話しあい、問題解決を目指すモデルを開発することを目的としている。研究1年目にあたる平成22年度は、アクション・リサーチの準備段階として、入院中の高齢者の意向の表出に関する実態をつかみ、倫理的問題の明確化を図ることであった。具体的には、研究協力者がいる4病院で、研究者自身が12ヵ月に一度開催される看護倫理研修会の講師を務め、研修会終了後に勉強会を開催した。この勉強会では、臨床で働く看護師に、高齢者を取り巻く倫理的問題があると思われる事例を具体的に提示してもらい、これをもとに検討を重ねた。その結果、高齢者が治療に関して何らかの意向をもっていると推測される場合でも、意思表示に明確さが欠ける場合には、医療者は容易に家族へその意向を確認し、治療を受ける高齢者に意見を聞いていないことに気づいていないことが明らかになった。また、家族が高齢者と異なった意見を主張する背景には、経済的な理由も大きいことが明らかになった。現在、次の段階である「意向確認シート」の作成に協力が可能な病棟、すなわち現実に生じている倫理的問題を共に検討し、実際に問題を解決していくアクション・リサーチに協力可能な病棟が決定している状況である。平成23年度:アクション・リサーチの準備段階『入院中の高齢者の意向の表出に関する実態と倫理的問題の明確化』1)「看護倫理事例検討会(以下、事例検討会と略す)」での事例収集研究代表者が参加している3病院の事例検討会で提出された事例を分析した結果、多くの事例が、患者がどう考えていたのかを看護師が捉えられなかったという事例であり、高齢者の意向表出についてその実態を把握するためには、面接調査が必要であることが明らかになった。よって、平成24年度の前期には面接調査を実施する予定である。しかしながら、高齢者を取り巻く医療に関しては、分析の結果、共通した問題が確認されており、アクション・リサーチを実施する際には、これらを考慮する必要がある。なかでも、がん以外の疾患では終末期であるという判断がなされ難く、患者の意識状態に改善が見られない場合でも呼吸機状態を安定させるために気管切開をし、人工呼吸器を使用することや、透析の導入、通常通りの輸液が治療として行われており、看護師はこれを適切ではないと考えていた。一方で、医師からDNRの指示があれば、治療は行わないものと考える医師や看護師が存在し、DNRを正確に理解できていない現状がうかがえた。高齢者が判断できる状態であったとしても、家族によって入院の継続や治療方針、絶食等が決められており、看護師が家族を説得したり、高齢者に働きかけたりする様子はほとんど示されなかった。つまり、看護師にとって倫理的な問題があるということを感じてはいても行動に移すことが難しいのか、何らかの行動をした上でも状況を変えることが難しかったのかがこのままでは不明確であり、面接調査で明らかにする必要が示唆された。

この看護師自身の体験は、患者の問題を解決することを目指すカンファレンスでは取り上げられず、同僚に共有されてはいなかったことがわかっている。そこで倫理研修においては、看護師の道徳的苦悩の軽減を目的にディブリーフィングの要素を取り入れた。ディブリーフィングとは、トラウマティック・エピソード後に用いられる技法として広く提唱されてきた方法であり、トラウマとなるような出来事を体験した人がグループとなり23時間話し合うことで、ストレスの軽減を目指すものである。その結果、倫理研修に参加した看護師は、明日から自分ができることとして病棟での事例検討会や倫理カンファレンスの実施をあげており、仕事に対する意欲が高まる様子が見られた。平成24年度は、臨床経験が1129年の9名の看護師に面接調査を実施した。その結果、患者の判断能力の状態によって関わりの難しさと背景となる要因が異なることが明らかになった。認知症や後期高齢者であるため患者本人の判断能力が低下している場合、家族の判断によって治療方針が決定され、結果的に患者に苦痛を与えながら延命する状況が見受けられた。この状況に対し、看護師は医師と家族に現在の処置が患者を苦しめていることを伝えていた。特に家族に対しては、これまでの患者との思い出話をしてもらい、何が患者にとって善いことなのかをもう一度一緒に検討しようとする様子が見られた。看護師自身もまた、自分が善いと考えていることが本当に患者にとって善いことなのかを吟味していた。背景要因として、患者の年齢に関わらず救命することに重きが置かれており、老衰という概念が受け容れられていないという病院の風土が看護師によって指摘された。一方、患者に判断能力がある場合、患者が手術しないことを決断し、看護師がその決断は早計であると考えていたとしても、それを患者に伝えるだけの信頼関係が築かれないまま患者は退院することになっていた。背景要因として在院日数の短縮化が考えられた。このように看護師が倫理的問題に対しどのように取り組んでいるかが明らかになると同時に、看護師が正しいと考えている行動がとれない場合に、看護師は道徳的苦悩を体験していることが明らかになった。また、これら苦悩の体験について看護師どうしが情報を共有していないことも示された。本研究は平成22年度からスタートし、平成23年度にはアクション・リサーチが開始される予定であったか、研究者の出産による活動休止期間があり、1年遅れで研究が進行している。また、先述したように事例分析に加え、面接調査が必要であることが明らかになったため、平成24年度前期には、クション・リサーチの準備段階として、看護師への面接調査を実施し、入院中の高齢者の意向の表出に関する実態と倫理的問題を明らかにする予定であり、後期からアクション・リサーチを実施する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。面接調査に関しては、既に神戸市看護大学倫理委員会による倫理審査を受け、承認を得ており、今後、面接調査を実施する施設において倫理審査を受ける予定である。
ボツリヌス中毒症の分子治療法に関する基礎的研究

ボツリヌス中毒症は、致命率の高い疾患である。ボツリヌス毒素は、呼吸筋の神経終末から細胞内に取り込まれ、アセチルコリンの放出を阻害して呼吸麻痺を引き起こす。毒素分子がいったん細胞内に取り込まれると、もはや抗体は結合できなくなるから、抗血清の効果は殆ど期待できなくなる。これがボツリヌス中毒症の致命率を高めている原因の一つである。ボツリヌス神経毒素は重鎖と軽鎖からなり、重鎖が神経終末の特異的結合部位に結合して軽鎖を細胞内に送り込み、軽鎖は重鎖と離れて毒性を発現する。重鎖に抗軽鎖抗体を担がせれば、毒素と同じ経路で中和抗体を障害部位に送り込むことができ、障害部位に存在する毒素を中和できるであろうとの考えからこの研究を始めた。キメラ分子の作製には、化学合成と遺伝子工学による方法とがあるが、この研究では化学合成を試みた。まず、精製毒素を重鎖と軽鎖に分離し、一方では抗毒素血清から抗軽鎖抗体を精製した。抗軽鎖抗体をペプシンで消化してF(ab')_2を得、これをシステアミンで還元した後、0°Cで重鎖と会合させた。この反応では数種類の会合体が得られ、分子サイズは300-25kDaに亘っていた。会合体のなかから分子サイズ約15kDaのものを分離し、分子構成を解析した。この画分には毒素の重鎖とFabの重鎖および軽鎖に相当するコンポーネントが含まれていた。この画分の毒素中和活性は、加工されていない毒素の約2.5倍であった。しかしながら、この方法では分子構築の上で大きな制約を受けるばかりでなく、収率も低い。多様な機能分子を恒常的に確保し、さらにこの原理の応用性を高めるためには、遺伝子工学的手法を導入することが不可欠である。
インテグリン裏打ち蛋白質群による上皮細胞の細胞運動性制御機構の解析

今年度は平成13年度において確立したRNA干渉発現抑制系を用い、各インテグリン裏打ち蛋白質群の細胞運動制御や細胞形態維持における役割を検討した(投稿準備中)。また本系を用いることにより、並行して解析を行っていたチロシンリン酸化paxillinとp120RasGAPの結合を介した低分子量G蛋白質Rhoの活性制御機構の存在を証明することに資することができた(JCB 159,673-683,2002)。チロシンリン酸化の基質となりうるインテグリン裏打ち蛋白質、paxillin, p130Casおよびそれらの上流のキナーゼであるFak, Pyk2について、RNA干渉発現抑制による細胞形態および運動性の変化を観察したところ、HeLa細胞、およびHUVEC(ヒト静脈内皮細胞)のいずれも上皮系の細胞においてのみFak, paxillinの発現抑制下において、通常観察されない20μmを超える突起の形成が観察された。Pyk2,p130Cas発現抑制下においては著明な形態変化は観察されなかったが、細胞運動性の低下が観察された。Fak, paxillinの発現抑制による異常形態の形成は、運動に伴う細胞基質間接着消失の失調に随伴するものではなく、細胞骨格の一成分である微小管系の細胞内部からの異常な伸長によるものであった。さらに詳細な形態観察の結果、焦点接着の形成および微小管末端到達に失調が生じていること、それに伴いCLIP170で可視化される微小管伸長が異常突起内に濃縮していることが観察され、チロシンリン酸化シグナルを伴うインテグリンシグナルが微小管構築において重要な役割を果たしうることが新たに示唆される結果となった。平成13年度においては、現在までのところその運動性制御における役割が知られていないPyk2について、Fakとの比較においてその運動性制御における役割を確定することを目的としていた。Pyk2については、遺伝子破壊マウスの作出はすでに行われているが、細胞運動性制御における役割についてはまだ報告はなく、また遺伝子破壊マウス由来細胞の入手も現時点では可能ではない。最近、ほ乳類細胞におけるRNA干渉発現抑制法の有用性が報告された(Nature 411,494-498,2001)。この発現抑制法がPyk2に対しても有効であれば、上記の目的に対してたいへん強力な実験手法となると考えられた。そこで当初予定していた強制発現系による検討に加え、このRNA干渉発現抑制系の立ち上げを試みた。上記の報告に基づき、Pyk2とともに、比較対象であるFakについても併せてsiRNA(small interfering RNA)配列の検討、検索、細胞への導入条件の検討および細胞の選定等を行った。その結果、いくつかの細胞種において両蛋白質の有意な発現抑制に成功した。検討した限りの他の蛋白質の発現に対する影響は認められず、発現抑制の特異性も十分に高いと考えられた。特に上皮細胞様であるHeLa細胞において、両蛋白質の有意な発現抑制が確認できたと共に、Fak発現抑制による細胞形態のfusiformへの変化が確認され、細胞の接着性、ひいては運動性に対する影響が予想される。現在この発現抑制系を用い、Fak発現抑制との比較において、Pyk2の細胞運動制御における役割の確定に向けた検討を継続している。
人工衛星塔載型磁力計方式での地上観測所3成分絶対磁場測定装置の試験研究

平成17年度は非常に残念ながら研究代表者の病状悪化のため年度の延期を打診したが、だめだった。このため、1つの試作機を完成するのではなく、いろいろな部分性能評価を重視することとした。平成16年度で作成した、非磁性セオドライトの回転部分は磁場測定は1分1回転で予定通り1/30秒毎のAD測定に耐える、また、星座からの角度確定では、広角で角度1度以内から10分程度でに決められるがその磁場測定とのタイミングあわせは非常に難しい。望遠鏡を使用した侠角1分精度で星座を探すためには非常に高速のCPUが必要となり回転が安定しないと仮定した地上装置とノートPCではやはり無理がある。そのため、2つの予定外の方法を試すことにした。1つは値下がりした民生用ハイビジョンカメラと非常に高速のCPUと2GB高速大メモリーを備えたデスクトップPCを試した、しかしこれは非圧縮DVカメラ(3色約15MHz固定)と違い画像が25MHzMPEG圧縮のため画像が非常に荒く、しかも時間遅れが不安定で0,3-0.7秒遅れでPCに送り込まれるためHDV信号や圧縮デジタル機能を使用するのはこの角度測定用途にむかず、単純にHDVのアナログD3信号を直接ベースバンド(3色約150MHz)で映像取り込みして処理する必要がある。もう1つの方法は、余り早く回転させるとどのような狭角測定法でも無理がでるので、回転軸方向に侠角は星座判定をする方法にすることである。このためには望遠鏡方向に邪魔がないようにセオドライトの幾何学的配置を見直しセオドライトの支柱が望遠鏡とカメラを避けるように設計を工失する。なお、十分テストは出来ていないが、回転上の複数の星が明らかになった状態で複数の視野に連続に入ってくる明るい星や昼間の太陽タイミングを狙う場合にはやはり圧縮HDV信号は無理でD3信号を基準にHDVのベースバンドの信号を使用して角度の秒単位での角度測定は実用になると考える。このほかの、セオドライトの180度自動回転や気象条件や耐久性を試すテストは更に後ほど行うことになる。16年度はかなり予定が狂い、備品の調達先をかなり変更し、予定よりかなりおくれたが、何とか予定の装置の試作の段階はクリアできたと考える。まず、非磁性セオドライトであるが、安価に非磁性材料でセオドライトを作成出来る業者はなく、材料を特注して自分で部品を組み立てることとした。実際には,峰山観測所で使用中の非常に古いセオドライトで使われている可動式水準器を使わない方式にセオドライトを改造し11月に行われた国際比較に使用して、遜色の無い性能が出ることを確認し、テスト用にプラスチックで作った模型で試作の試作をし、最終的に非磁性ステンレススチールとボールベアリングを特注し、角度検出器の鉄部分を取り替えることで試作機の骨組みを作成した。更に光学系(ビデオカメラ)も非磁性にする事が出来ない事が判明したので、光学系を回転中心に置きそれに1軸磁力計を乗せる方式を改め、セオドライトを十分大きくして、ビデオカメラは端に置き、磁力計がこの影響を受けない場所で星座観測をする方式とした。この方式でも天体は無限遠にあると考えて良いので、星座を観測する角度精度はおちない。また、初期Testとして磁場ゼロの円を9分でセオドライト正方向で3回転、1分でセオドライト全体を逆方向に向けさらに3回転しその平均をとるスピードにし、テストで徐々に速度を上げることにした。

16年度に日本で磁揚観測の国際Workshopを開催して色々な国の観測者を招いたのであるが、これが安価で良質な1軸磁力計を得るのにわざわいをしてしまった。1軸磁力計については、内定を受けて即、購入予定のデンマークのメーカーに仕様を伝え仮発注したのであるが、workshopなどで、このメーカーの評判が高くなり中国からの3軸磁力計が37台受注とメーカーの2年分の作業量を超えるとの返事が入ってきて、急遽、別会社から購入することしたため、予定より重量・容積が増えた。このため、セオドライトの中心に1軸磁力計のみをおく方法をとった。さらに、回転・角度制御は模型用モータで試作の試作をしたが、最終的には非磁性超音波モータで置き換える事とした。まだ完全なTestが終わっていないので、更なる改良を加える。ビデオは白黒モードで星座がDVケーブルを用いてLinuxで1秒30枚でnote PCのメモリーに取り込める所まで進んでいるが、ビデオカメラ内部で画像が0.2秒程度遅れるので、これで角度を制御するより、磁力計のデータだけで絶対値を絞り込み、最初は、この角度をこの星座データで測定する方式とする。17年度はこの改良と星座からの角度算出と屋外での使用を目指す。平成17年度は非常に残念ながら研究代表者の病状悪化のため年度の延期を打診したが、だめだった。このため、1つの試作機を完成するのではなく、いろいろな部分性能評価を重視することとした。平成16年度で作成した、非磁性セオドライトの回転部分は磁場測定は1分1回転で予定通り1/30秒毎のAD測定に耐える、また、星座からの角度確定では、広角で角度1度以内から10分程度でに決められるがその磁場測定とのタイミングあわせは非常に難しい。望遠鏡を使用した侠角1分精度で星座を探すためには非常に高速のCPUが必要となり回転が安定しないと仮定した地上装置とノートPCではやはり無理がある。そのため、2つの予定外の方法を試すことにした。1つは値下がりした民生用ハイビジョンカメラと非常に高速のCPUと2GB高速大メモリーを備えたデスクトップPCを試した、しかしこれは非圧縮DVカメラ(3色約15MHz固定)と違い画像が25MHzMPEG圧縮のため画像が非常に荒く、しかも時間遅れが不安定で0.3-0.7秒遅れでPCに送り込まれるためHDV信号や圧縮デジタル機能を使用するのはこの角度測定用途にむかず、単純にHDVのアナログD3信号を直接ベースバンド(3色約150MHz)で映像取り込みして処理する必要がある。もう1つの方法は、余り早く回転させるとどのような狭角測定法でも無理がでるので、回転軸方向に侠角は星座判定をする方法にすることである。このためには望遠鏡方向に邪魔がないようにセオドライトの幾何学的配置を見直しセオドライトの支柱が望遠鏡とカメラを避けるように設計を工夫する。なお、十分テストは出来ていないが、回転上の複数の星が明らかになった状態で複数の視野に連続に入ってくる明るい星や昼間の太陽タイミングを狙う場合にはやはり圧縮HDV信号は無理でD3信号を基準にHDVのベースバンドの信号を使用して角度の秒単位での角度測定は実用になると考える。このほかの、セオドライトの180度自動回転や気象条件や耐久性を試すテストは更に後ほど行うことになる。
新製法によるオールセラミッククラウンの開発

焼成陶材法で非常に短時間かつ低コストにオールセラミッククラウンのコーピングを製作する方法を考案したが、一般に普及させるには、まだ改善が必要であった。0.5mmの厚さを確保するには築盛回数は4回であった。粒子径の大きいアルミナ粉末の割合が多くなると曲げ強さは大きくなる傾向を示し、最も大きい値を示したのは配合比条件40:50:10(wt%)で211.3MPaであった。適合性について支台歯形態による影響は無かった。乾燥工程で熱風を利用することで適合性が改善されることが示唆された。ガラス含浸焼成時間を30分に短縮してもガラスは充分に含浸していた。研究者はオールセラミッククラウンのコーピングを特別な機器や複模型を使用せずに,短時間で容易に製作可能な焼成陶材法を開発し,臨床応用の可能性を報告した.一方で,強度については従来のコーピングより低く,改善する必要が明らかとなった.そこで,混和する練和用アルミナ粉末の微粒子の粒径を変化させ,アルミナ粉末の配合比とコーピングの強度について検討し,コーピング強度の向上を試みたこれまでの研究で,コーピング製作において最も強度の大きかった試料は,スリップ内での粗粒子アルミナ粉末と微粒子アルミナ粉末の混合比が7:3の比率に近づいていると推察された今回、コーピング製作時の振り掛け用粉末を練和用粉末と同様に,粗粒子アルミナ粉末,微粒子アルミナ粉末およびリチウム珪酸ガラスを混合したものを用いて研究を行った.粗粒子アルミナ粉末、微粒子アルミナ粉末およびリチウム珪酸ガラスの混合比の条件は,粗粒子の割合の多い70:20:10,60:30:10,50:40:10の3条件とした.各々のガラス含浸焼成後試料(10×2×0.5mm)において3点曲げ強さを計測した.計測条件は支点間距離8mm,クロスヘッドスピード毎分1mmで負荷を掛けた混合比50:40:10では約198MPaとなり強度の改善は得られなかった.混合比60:30:10では約220MPaであった.混合比70:20:10では約236MPaとなり3条件の内で最も大きな値を示し,強度の改善が認められ,大きな強度を得るための粗粒子と微粒子の混合比は7:3に近い条件であることが明らかとなった.しかし,既存の製作方法と比較すると強度は小さく,さらに検討が必要と考える我々は、短時間で、かつ製作過程で特殊な器材を必要としないオールセラミッククラウンの製作を可能にする新製法の開発研究を行ってきた。これまでの研究で、コーピングの強度が大きい条件は、製作時の練和用粉末の粗粒子アルミナ粉末、微粒子アルミナ粉末およびリチウム珪酸ガラスの混合比(重量比)が40:50:10であったことがわかった。今回の研究ではセラミックコーピングの支台歯への適合を検討した。コーピングの製作時の練和用粉末の条件は、上記の混和比とした。臼歯部支台歯形態を模型化した金型を使用し、金型を複模型用印象材で印象後、超硬質石膏で作業模型を製作し、その上にコーピングを製作した。支台歯形態の種類は、軸面テーパー角4°、6°、8°、10°の4条件とし、支台歯辺縁形態はショルダー、ラウンデッドショルダー、ディープシャンファーの3条件とし、計12種類の支台歯形態とした。コーピングの製作方法はすでに報告した方法で行った。適合試験はコーピングを作業模型に復位したときの辺縁の浮き上がり量を計測し検討した。計測は一次焼成後および二次焼成後に行った。結果、いずれの支台歯形態にいても二次焼成後の浮き上がり量は、一次焼成後に比べて大きな値となった。辺縁形態についてはいずれの条件でも差はなかった。軸面テーパー角においては角度が大きくなるにつれて、浮き上がり量は小さくなったが、10°では差がみられなかった。二次焼成後で最も小さいの浮き上がり量は0.17mmであった。辺縁での浮き上がりは、コーピングの収縮の影響が大きいと考えられる。今後、咬合面でのコーピングとの間隙を計測し検討を加える予定である。我々は、短時間で、かつ製作過程で特殊な器材を必要としないオールセラミッククラウンの製作を可能にする新製法の開発研究を行ってきた。今回の研究ではセラミックコーピングの支台歯への適合改善を検討した。

コーピングの製作時の練和用粉末の条件は、上記の混和比とした。臼歯部支台歯形態を模型化した金型を使用し、金型を複模型用印象材で印象後、超硬質石膏で作業模型を製作し、その上にコーピングを製作した。支台歯形態の種類は、軸面テーパー角6°とし、支台歯辺縁形態はラウンデッドショルダーとした。コーピングの基本の製作方法はすでに報告した方法で行った。製作工程のうち、コーピング乾燥時にヘアドライアーの熱風を利用し、ガラス含浸焼成時間を30,40および50分として、適合の改善方法として適切であるかを検討した。適合試験はコーピングを作業模型に復位したときの辺縁の浮き上がり量を計測し検討した。計測は一次焼成後および二次焼成後に行った。また、製作したコーピングに築盛する前装用陶材の色調への影響を、歯科用分光光度計を用いて調査した。結果、いずれの製作方法においても二次焼成後の浮き上がり量は、一次焼成後に比べて大きな値となった。熱風乾燥を利用した製作方法では自然乾燥よりも浮き上がり量は小さくなった。ガラス含浸焼成時間を短縮した二次焼成後の浮き上がりは、各焼成時間条件間に有意な差はみられなかったが、30分の焼成時間でもガラスの含浸は充分であった。新製法のコーピングは前装用陶材の色調に影響を及ぼさなかった。セラミックコーピングのみでの適合試験は適切に実行できたが、セラミックコーピング上に陶材を築盛した場合に、陶材にクラックが発生し、実験試料として使用不可能であったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。開発したセラミックコーピングの熱膨張を計測し、その熱膨張に適した陶材を選択することが必要である。平成24年度の研究計画には変更はないが、平成23年度の研究計画の追加実験を行う予定である。
同種皮膚移植拒絶反応のメカニズム:移植片を傷害するeffector cell

1.当研究室では、allograftを拒絶する際のmechanismについて研究し、以下の知見を得ている。(1)マウス腹腔内に移植されたallogeneic tumorを拒絶する際の主なeffector cellは、従来信じられていたリンパ球でなくマクロファージ(Allograft-Induced Macrophage:AIM)である。(2)AIMにのみに発現されている表面抗原に対するモノクローナル抗体(K16.5)を樹立し、その表面抗原をコードしているcDNAをクローニング(pK30)した。(3)allogeneic tumorを拒絶するためには、AIMが必須である。筆者は、マウス同種皮膚移植の系における移植片を拒絶する際のAIMの関与について研究した。その結果、(1)マウスの同種皮膚移植(BALB/c→C57BL/6)において、移植部切片を酵素処理して得られた細胞は、移植7日後にはBALB/cおよびC3H/Heリンパ芽球をそれぞれ約40%、約20%傷害した。移植9日後にはそれぞれの細胞傷害活性は7日後の約50%に低下した。しかし全ての期間を通じて浸潤細胞はC57BL/6リンパ芽球を傷害しなかった。(2)さらに、移植7日後に酵素処理後回収された浸潤細胞の約60%を占める細胞はmonocytic cellでK16.5^+であった。(3)浸潤細胞が最大の傷害活性を示す移植7日後の組織の浸潤細胞の70^80%はMac-1^+/Mac-2^+/MOMA-2^+の単核球であった。(4)In situ hybridization techniqueを用いてAIMに特異的に発現しているpk30は浸潤細胞の約2/3に検出可能で、その陽性細胞の分布はMac-1^+ cellの分布に一致した。3.以上、マウス同種皮膚移植の系においても移植片を拒絶する際にAIMが関与していることを明らかにした。
高速有機化合物分子の負イオン表面電離法のガスクロマトグラフ検出器への応用

高速有機分子の負イオン表面電離の原理に基くガスクロマトグラフの新しい検出器をキヤピラリークロマトグラフ法に応用した結果、アルコール及びフェノールを高感度かつ選択的に検出できた。我々はこの検出器を新NPDと名づけた。従来のNFD(Nitrogen Phosphorus Detector)はアルカリ金属を含むアルミノケイ酸塩のガラスビ-ドを加熱し、その固体表面上でのイオン化を用いている。この検出器の原理は負イオン表面電離であるため、電気陰性化合物のみに応用が限られ、HCN結合のない化合物や大部分の含酸素化合物に対しては感度が低い。最近、120eVの高い運動エネルギーをもつ多種類の有機化合物が固体表面との衝突で効率的にイオン化される(HSI;Hyperthermal Surface Ionization)ということが分かって来た。また、このHSI法は、(1)高感度でかつ選択的な情報量の多いイオン化法である、(2)イオン化効率は分子の並進運動エネルギーについて指数関数的に増大する、(3)イオン化効率は分子の質量及び電子親和力、またはイオン化エネルギーに依存する、(4)検出の選択性は、分子の並進運動エネルギーの制御、固体表面の種類とその温度、検出するイオンの種類(負または正)等によって調整できる、という特徴を持っている。本報告は負イオンHSIの原理をNPDへ応用した新しいガスクロマトグラフ検出器に関するものである。検出器を試作し各種有機化合物に対する検出特性を検討し、種々のパラメーターがどのように実験結果に影響を及ぼしているのかを明らかにするために、検出機構を検討した。n-ペンタノールとフェノールに対する感度はそれぞれ8.5×10^<-1>及び2.6×10^0Coulomb/gで、直線性が両者とも10^5以上であった。検出下限は1×10^<-13>g/sec付近まで改善された。FID法と比較すると新しい検出器はアルコール及びフェノールに対して約100倍の感度上昇がみられた。本研究計画初年度の研究の概要は以下の通り。(1)低い仕事関数を有する固体表面の探索:(a)文献検索(藤井)の結果、(1)LaB_6,(2)(Sr,Ba)CO_3,(3)(Ca,Sr,Ba)CO_3が仕事関数(ψ)が小さく負イオン化型検出器に適した固体表面であると考えられた。これに基づき、(b)熱電子法による仕事関数の測定(岸)、(c)キャリヤ-ガス(He)下の仕事関数変化の測定(岸)、(d)固体表面の熱安定性(岸)の検討を行った。その結果、(1)LaB_6は熱的に安定であるが仕事関数がψ=2.7eVとやや高く、一方、(2)(Sr,Ba)CO_3(ψ=2.0eV)と(3)(Ca,Sr,Ba)CO_3(ψ=1.0eV)とは仕事関数は小さいが高温(1000°C)において蒸発気化し易く寿命がやや短いことが判った。仕事関数の最も小さい(3)((Ca,Sr,Ba)CO_3を低温(700800°C)で用いる事とし、本研究経費により、底径5.0mm、高さ5.0mmの円錐状螺旋巻きタングステンフィラメント(0.2mmφ)の表面に電着法で固着させたエミッターを製作した。(業者委託)(2)現有設備お負イオン測定系への改造:

本研究経費により、負電圧直流安定化電源(高砂;TMD0360-022)、電離真空計(ANELVA;MIG721)、熱電対真空計(ANELVA;TG-550)を購入し、現有設備(ガスクロマトグラフ装置(島津;GC14-APF)を負イオン測定系へ改造した。(3)新しい検出器の試作とガスクロマトグラフ装置への装着:本研究経費により、島津のFID型検出器を改造(GLサイエンス(株)委託)した試作検出器に(1)で述べた(Ca,Sr,Ba)CO_3/Wエミッターを装着し、実際にクロマトグラムを測定した。試料はハロゲン化アルキル化合物を用いた。詳細な検討は次年度以降に持ち越した。本研究課題第2年度における研究の進捗状況は以下の通り。(1)新しい検出器の試作とガスクロマトグラフ装置への装着:本研究経費により、負電圧直流安定化電源(高砂;TMD0360-022)、電離真空計(ANELVA;MlG721)、熱電対真空計(ANELVA;TG-550)を購入し、現有設備(ガスクロマトグラフ装置(島津;GC14-APF))を負イオン測定系へ改造した。さらに島津のFID型検出器を改造した試作検出器を昨年度末に完成した。(2)検出特性の検討:本年度はこの検出器に(Ca,Sr,Ba)CO_3/Wエミッターを装着し、実際にガスクロマトグラフを測定し、検出特性を検討した。アルキルアルコール、フェノール、ハロゲン化アルキルを試料とした。ガスクロマトグラフ装置に標準装備されているFID検出器(水素炎イオン化検出器)との比較によって、以下の事を明らかにする事が出来た。(1)試料単位質量当たりの検出電気量[Coulomb/g]はFID検出器の10100倍もある。(2)ノイズレベルとバックグラウンドレベルも同様にFIDの10100倍ある。(3)上の(1)と(2)の効果が相殺されて試料の検出下限は、FIDとNHSIとで同程度となり、現在のところ1×10^<-10>[g](100[pg])程度である。(4)NHSI法のダイナミックレンジは約4桁でFlD法よりやや狭い。(5)キャピラリーカラムの鋭いピークにも十分早く応答する。(6)14種のC1C5アルキルアルコール間の相対検出感度はfactor3程度以内で一致する。(7)検出感度はノズル温度について、また固体表面温度の逆数について指数関数的に増大する。(8)他の表面材料(TiC/W)は(Ca,Sr,Ba)CO_3/Wと比較して、検出感度は12桁劣り、試料化合物間相対感度も大きく変化する。(3)負イオン質量分析計(NHSlMS):負イオン生成機構を検討するためイオン源を改造する。設計と業者発注が済み、年度内完成の予定である。本研究計画最終年度として、以下のような研究を実施した。(1)最適操作条件の探索:高速有機分子の負イオン表面電離型検出器が、前年度に試作完成しその操作条件の検討を開始した。本年度も引き続き最適操作条件の探索を行った。試作検出器は、本研究経費による負電圧直流安定化電源(高砂、TMD0360-022)、電離真空計(ANELVA、MIG721)、熱電対真空計(ANELVA、TG-550)を備えた真空チャンバーに(Ca,Sr,Ba)CO_3/Wエミッターを負イオン化用固体表面として用いている。本研究経費で本年度新たに購入した定電圧/定電流直流電源(高砂、TM018-3)をエミッター加熱及び超音速ノズル加熱用電源としてに用いた。
細胞代謝機能からみた関節の加齡変化機序解明に関する超微形態学的研究

関節組織の加齢変化機序の解明を目的として,これを電顕レベルで超微形態学的に,とくに細胞代謝機能の面から検討した。関節組織のうちでは関節軟骨に最も早期から加齢変化が出現することをわれわれはすでに確認している。本研究では,とくにこの点をさらに詳細に検討し,関節老化の背景を解明するため,1)老齢ラット及びヒトの関節軟骨の変性所見を中心として細胞内外の変化を,また2)ヒトの老化を基盤とする退行変性の代表的関節疾患としての変形性関節症における関節軟骨の細胞内外の変化を,さらに3)関節軟骨の形態学的破綻に対する修復態様,などを重点的に検討し,老化の本質を理解することを試み,次の様な結果を得てきた。老齢関節軟骨の胞体内には,電子密度の低い,雲絮状,無定形で,集合状の物質が観察され,ときにはこれが充満し破壊寸前の様相を呈する。これは細胞の変性物質と考えられ,その生成には粗面小胞体が関連するようである。さらに微小管構造物の増加も加齢所見の1つと考えられる。変形性関節症では濃淡,大小の脂肪滴や微細フィラメント様物質,多量の異質グリコーゲン顆粒が観察され,それぞれ脂肪,蛋白質,含水炭素の三大栄養素の細胞内での異常な蓄積状態と理解され,全体的に物質代謝の異常を示し,本症病態の初期変化として代謝異常の先行が考慮される。さらに興味い所見として,層状膜構造を呈するミエリン小体様物質が認められた。この出現は細胞の変性過程の1つを示すとみられる。これは多量のリン脂質を含む膜由来のもので,リン脂質を含む異常形態のミトコンドリアが多数観察されたことは,その形成への関与を示唆する。組織欠損を伴う硝子軟骨の修復は,骨髄未分化間葉系細胞からの線維軟骨による代償的,機能的修復が主体をなすと考えられ,他組織にみられる様なそれ自身の再生は認められない。損傷関節軟骨の修復態様は加齢変化の進展速度の理解に意義がある。関節組織の加齢変化,老化機序の解明を目的として,これを電顕レベルで超微形態学的に,とくに細胞代謝機能の面から検討してきた。関節組織のうちでは関節軟骨に最も早期から加齢変化が出現することをわれわれはすでに確認しているが,本研究では,とくにこの点をさらに詳細に検討し,関節老化の背景を解明するため,老齢ラット,並びにヒトの老化を基盤とする退行変性の代表的疾患としての変形性関節症における関節軟骨の細胞内及びその周辺組織の変化を重点的に検討した。現在までのところ,次の様な結果を得ている。老齢ラットの多くの胞体内には,電子密度の低い,雲絮状,無定形で,大・小集合状をなした物質が観察され,時には細胞の大部分がこれで占められ,その生成は粗面小胞体と関連性を有するようで,これは細胞の変性物質と考えられる。これらの間隙には球形を呈し,濃淡の差のある大小不揃いの脂肪滴が介在することが多い。ヒト変形性関節症でも類似の所見が認められるが,本症の高度なものでは多くの空胞や,自家食胞などがみられたり,束状を呈して占拠する細フィラメント様物質や,多量の異質グリコーゲン顆粒が観察され,何れも細胞内での物質代謝異常が考えられる。さらに微小管構造物の増加も加齢所見の1つとして関節老化との関連性が大きいものと思われる。