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還元拡散法によるサマリウムーコバルト系磁石材料の製造に関する研究

サマリウムとコバルトを主元素とする所謂2ー17型希土類磁石材料を、還元拡散法によって製造することを試みた。この型の磁石材料には少量のFe、Cu及びZrを添加する必要があり、還元拡散法では組成が不均一になるという欠点が指摘されていた。本研究では、これまでに行った拡散実験の成果を踏まえて、1段目の加熱で先ず金属間化合物SmCo_5を製造し、反応生成物であるCaOを水洗除去してからFe等を加えて再加熱するという方式と、連続加熱で最終組成を得る方法の2種類を試みた。また、Zrは融点が1852°Cと高く、Co微粒子中への拡散が遅いと考えられたので、1150°C以下で溶融するCuーZr合金の形で添加することも行った。Smは揮発損失を考慮して理論量の3%増とし、還元剤のCaはSm_2O_3の理論還元当量の1.5倍とした。また、Coを始めとする金属粉末は全て粒径43μm以下を標準とし、一部のCuーZr合金は37μm以下に粉砕、また、Co粉末は4374μmに分級したものも用いた。加熱温度と時間はSmCo_5の生成反応、CuーZr合金の融点、拡散を速めて均一な組成を得ること等を考慮して、途中で温度を変える等、数種類の組み合わせを試みた。結果は、連続加熱で最終組成を目指し、且つCuとZrをそれぞれ単独で添加するという従来の方法で得られた試料が最も組成が均一で、実用性には程遠いが飽和磁化等の磁性面でも優れていた。特に、酸素の含有量が他の試料の1/6以下で、これが良い影響を与えたものと推察される。途中でCaOを除去する方式は添加元素の拡散を促進できると予想されたが、過剰に存在する金属Caまで除去してしまったため、酸素のゲッタ-が無い状態で加熱した点に問題があった。しかし、上述した従来の方法で得られた試料も磁性の面では当然のことながら不満足であり、これをさらに改善するためにFe、Cu及びZrを酸化物の形で添加する方法等を試験中である。
企業内競争と企業間競争-組織内報酬体系と市場の競争構造の実証研究-

(1)企業内でのヒエラルキーのデザインと技能形成、報酬制度に関するモデルを開発した。モデル分析は、ヒエラルキー組織内での職階間の技能の代替性の大小を鍵のパラメターとして、代替性の大きな内部労働市場型の企業と、代替性の小さい職業別労働市場型の2つの類型比較を中心に行なった。その結果、前者においては後者に比べて(a)昇進決定が遅い,(b)昇進が入職時の能力に比べて相対的に技能形成の実績に依存する度合いが高い,(c)キャリアの中で複数の技能を修得する従業員グループが存在するといった特徴が明らかになった。これらは、内部労働市場の発達した日本の大企業についてよく知られる特徴をうまく説明する。(2)企業内の昇進競争に関しては、大企業5社のホワイトカラー労働者へのアンケート調査の結果を利用して、実証的に企業の人事管理システムと労働者の努力インセンティブの関係を探った。そこでは、賃金上昇をより重要視する労働者ほど努力水準は高く、(賃金上昇を重視している労働者について)昇進競争を行っていると考えられる同期の労働者間では、昇進による賃金差が大きいと考えている労働者ほど努力水準は高いという結論を得た。また、学歴が昇進の決定要素として重要である企業では労働者の努力水準が低いことも判った。これらの結果は、インセンティブ理論から導かれる仮説と整合的といえる。
感性に基づく形状の創発情報を入力とする意匠形状デザインシステムの試作開発

(1)感性に基づく創発情報から三次元デジタルモデルを構築するシステムの開発a)製品コンセプトを表す感性言語から三次元デジタルモデルを構築するシステムを開発した.b)デザイナの描いたスケッチから三次元デジタルモデルを構築するシステムを開発した.c)仮想空間において造形を可能とするバーチャルクレイモデリングシステムを開発した.d)ラフに造形された実モデルから高品質なデジタルモデルを構築するシステムを開発した.(2)三次元デジタルモデルを科学的分析に基づいて評価するシステムの開発a)曲率に対する度数分布を両対数軸で表示し,それに基づいて曲率変化を制御して形状を自動修正するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.b)「複雑さ」という全体形状特徴を表現する曲率エントロピーを提案し,曲率エントロピーの制御により形状をより美しくするアルゴリズムを開発し,システムとして構築した.c)形状の曲率変化が"1/fゆらぎ"をもつように形状を修正するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.(3)三次元デジタルモデルを数学的分析に基づいて高品位化するシステムの開発a)デザイナが満足するハイライト曲線が得られていないとき,要求するハイライト線をディスプレイ上で入力することにより,そのハイライト線をもつモデル形状を自動構築するアルゴリズム(縮閉面からの伸開面を構築する独自のアルゴリズム)を提案し,システムとして構築した.b)ディスプレイ上でモデルにキャラクタラインをスケッチ感覚で記入(入力)することにより,キャラクタラインパラメータの入力値に従って,簡単にモデル上にキャラクタライン形状を構築するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.(4)システムの統合:感性に基づく形状の創発情報を入力とする意匠形状デザインシステムの開発上記3つのシステムを統合し,目的とする「感性に基づく形状の創発情報を入力とする意匠形状デザインシステム」を開発した.(1)感性に基づく創発情報から三次元デジタルモデルを構築するシステムの開発a)製品コンセプトを表す感性言語から三次元デジタルモデルを構築するシステムを開発した.b)デザイナの描いたスケッチから三次元デジタルモデルを構築するシステムを開発した.c)仮想空間において造形を可能とするバーチャルクレイモデリングシステムを開発した.d)ラフに造形された実モデルから高品質なデジタルモデルを構築するシステムを開発した.(2)三次元デジタルモデルを科学的分析に基づいて評価するシステムの開発a)曲率に対する度数分布を両対数軸で表示し,それに基づいて曲率変化を制御して形状を自動修正するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.b)「複雑さ」という全体形状特徴を表現する曲率エントロピーを提案し,曲率エントロピーの制御により形状をより美しくするアルゴリズムを開発し,システムとして構築した.c)形状の曲率変化が"1/fゆらぎ"をもつように形状を修正するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.(3)三次元デジタルモデルを数学的分析に基づいて高品位化するシステムの開発a)デザイナが満足するハイライト曲線が得られていないとき,要求するハイライト線をディスプレイ上で入力することにより,そのハイライト線をもつモデル形状を自動構築するアルゴリズム(縮閉面からの伸開面を構築する独自のアルゴリズム)を提案し,システムとして構築した.b)ディスプレイ上でモデルにキャラクタラインをスケッチ感覚で記入(入力)することにより,キャラクタラインパラメータの入力値に従って,簡単にモデル上にキャラクタライン形状を構築するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.(4)システムの統合:感性に基づく形状の創発情報を入力とする意匠形状デザインシステムの開発上記3つのシステムを統合し,目的とする「感性に基づく形状の創発情報を入力とする意匠形状デザインシステム」を開発した.平成16年度では,「感性に基づく創発情報から三次元デジタルモデルを構築するシステム」と「三次元デジタルモデルを科学的分析に基づいて評価するシステム」を開発した.具体的な開発内容を,以下に示す.(1)感性に基づく創発情報から三次元デジタルモデルを構築するシステムの開発内容a)製品コンセプトを表す感性言語(製品イメージ)から三次元デジタルモデルを構築するシステムを開発した.b)デザイナの描いたスケッチから三次元デジタルモデルを構築するシステムを開発した.c)仮想空間でクレイ(粘土)による造形を可能とするバーチャルクレイモデリングシステムを開発した.d)発砲スチロールなどでラフに造形された実モデルから高品質なデジタルモデルを構築するシステムを開発した.(2)三次元デジタルモデルを科学的分析に基づいて評価するシステムの開発内容形状の美しさを科学的根拠に基づいて定量化し,設計にフィードバックすることによって,形状の修整を行うa)d)のシステム開発を行った.a)曲率に対する度数分布を両対数軸で表示したとき,直線の関係にあれば曲率のリズムが一定となり,美しい形状が得られることに基づいて,形状を自動修正するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.b)単純な曲線形状において「複雑さ」という全体形状特徴を表現する曲率エントロピーを提案した.この曲率エントロピーに基づいて,デザインされた形状の曲率エントロピーを導出して形状を評価し,曲率エントロピーの制御により形状をより美しくするアルゴリズムを提案した.同アルゴリズムをシステムとして構築した.c)形状の曲率変化が"1/fゆらぎ"をもつように形状を修正するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.平成17年度では,以下の成果が得られた.○三次元デジタルモデルを数学的分析に基づいて高品位化するシステムの開発製品形状を,以下の手法・手順に基づいて構築したシステムにより詳細に作り込み,高品位化するシステムを開発した.1)デジタル空間でモデル形状のハイライト曲線を表示し,デザイナに提示するシステムを構築した.

2)デザイナが満足するハイライト曲線が得られていないとき,要求するハイライト線をディスプレイ上で入力することにより,そのハイライト線をもつモデル形状を自動構築するアルゴリズム(縮閉面からの伸開面を構築する独自のアルゴリズム)を提案し,システムとして構築した.3)ディスプレイ上でモデルにキャラクタラインをスケッチ感覚で記入(入力)することにより,キャラクタラインパラメータの入力値に従って,簡単にモデル上にキャラクタライン形状を構築するアルゴリズムを提案し,システムとして構築した.○システムの統合:感性に基づく形状の創発情報を入力とする意匠形状デザインシステムの開発平成16年度に開発した,「感性に基づく創発情報から三次元デジタルモデルを構築するシステム」と「三次元デジタルモデルを科学的分析に基づいて評価するシステム」および平成17年度に開発した「三次元デジタルモデルを数学的分析に基づいて高品位化するシステム」を統合し,目的とする「感性に基づく形状の創発情報を入力とする意匠形状デザインシステム」を開発した.
GNE遺伝子異常に伴う遠位型ミオパチーの治療法の開発

異常GNE遺伝子導入細胞ではGNEは主に細胞質に局在し、野生型GNEと同様に形態変化を認めないが、ノックダウン細胞では、116個遺伝子の発現量の増加を認めた。GNEは筋線維の再生に関与する。Rimmed vacuoles筋の筋崩壊にautophagy-lysosome系列に加えubiquitin-proteasome系列が関与し、IGF-1はrimmed vacuolesの過剰形成を抑制する。ヒトGNEのcDNAをpGEM-Teasyベクターにサブクローニングし、日本人DMRV患者に最も多い点変異GNEコンストラクトを作成し、目的とする変異GNE遺伝子導入細胞を作成した。またLipofectamine2000(Invitrogen)を用いて、マウスGNEのsiRNA (QIAGEN)またはnegativecontrol siRNA (QIAGEN)をC2C4細胞に導入し、GNEをノックダウンしたマウス筋芽細胞由来C2細胞を作成した。C2C4細胞におけるGNE遺伝子の発現は7075%抑制され、これまで以上にノックダウン効率が上がった。現在、これらの細胞についてリソソーム関連蛋白のmRNAの発現量と細胞内動態を検討中である。クロロキン投与ラット筋では、ユビキチン・プロテアゾーム関連蛋白のmRNAが明らかに亢進し、DMRVの筋崩壊にもユビキチン・プロテアゾーム系列が深く関与していることを発表した(Muscle Nerve,2009)。IGF-1投与で、縁取り空胞が減少することが明らかにし(unpublished data)、その病態解析のため、現在、マイクロアレイによる網羅的遺伝子解析を行い、関連遺伝子のスクリーニングを行っている。Negative control siRNAをマウス筋芽細胞由来のC2C4細胞に導入したGNEノックダウン細胞は、多くは死滅した。現在、日本人のDMRV患者に最も多いV572L変異GNE導入細胞を用いて、GNE遺伝子異常による筋崩壊機構及びDMRVの発症機序を解明するためにリソソーム及びユビキチン・プロテアゾーム系列、新規GNE結合蛋白質に注目してマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析を行っている。クロロキン投与ラット筋の筋崩壊にユビキチン・プロテアゾーム系列が深く関与していることを明らかにし(Muscle Nerve, 2009)、それに基づいてプロテアゾームを抑制するIGF-1を投与し、有意に縁取り空胞が減少することを示した。その機序を検討し、オートファジィー関連遺伝子レベルではなく、蛋白レベルに変化があることを明らかにした(論文作成中)。また、筋形質膜に存在するNO合成酵素であるnNOSが、モデル筋では筋細胞質に過剰に発現し、筋崩壊に関与する可能性を示唆した。現在、論文投稿中である。さらに病態解析のためマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析を行い、発現量の変化が大きかった97プローブについて特異遺伝子のスクリーニングを行っている。縁取り空胞を伴うミオパチーの治療開発のためクロロキン投与ラット筋におけるIGF-1の空胞形成及び筋萎縮の抑制効果の検討では、有意に空胞形成を抑制し、その機序について、オートファジィー関連分子を検討し、その蛋白レベルに変化がある可能性を示唆した(論文投稿中)。クロロキンの標的障害部位の検討では、プロテアゾーム系、あるいはオートファジー/リソソーム系蛋白分解系の仕分けに関与するとされるVCP-Ufdl-Np14複合体は小胞体のみならず縁取り空胞にも関与していること、さらにLysoTrackerを用いた検討では、mitophgosomeの過剰形成に加え、LysoTrackerは、リソソームに取り込まれず空胞内のpHが高くなっていることを明らかにした。また、病態解析のためマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析を行い、発現量の変化が大きかった97プローブについてMGC,Ssadh,Trxrd2,Znt2,pTauなどが疾患関連候補遺伝子であることを明らかにした。
物理・化学的に時々刻々変化する水溶液表面からのレーザー誘起パルスX線発生の最適化

これまで照射するレーザーや溶液の各種パラメーターに応じて発生するX線の強度・スペクトルが大きく変化することを見いだしていた。本研究ではこれまでの研究をさらに推し進め、水溶液表面が物理・化学的に異なる条件下でパルスX線発生実験を行い、その際メインパルスのチャープを変化させて実験を行うことで、強光子場と水溶液との相互作用機構に関する理解をさらに深めるばかりでなく、応用を指向した新たな光源の可能性を探る。インクジェットノズルより吐出される液滴(直径30ミクロン程度、蒸留水)を試料とし、フェムト秒レーザーパルス(プレパルス、パルス幅35fs、中心波長800nm、繰り返し周波数1kHz)を空気中で非軸放物面鏡により集光照射した。液滴吐出とレーザー照射はデジタル遅延回路を用いて精密に行った。レーザー照射によって誘起されるアブレーション現象(液滴の爆発現象)を、ナノ秒ストロボ光とCCDカメラを用いた時間分解イメージング測定により観察した。液滴表面におけるレーザー光強度が十分高い時(1mJ/pulse程度)は、表面からの衝撃波の発生・伝搬、ミストの発生など、液滴の爆発現象が顕著に観測された。レーザー光強度を徐々に低下させる(例えば0.2mJ/pulse程度)と、液滴表面でのアブレーション現象は観測されなくなるが、液滴の裏側表面でアブレーションが誘起されることが明らかとなった。これは30ミクロン程度の液滴(屈折率1.3)自身がボールレンズの役割を果たし、入射するレーザー光が液滴内部での屈折に伴い、液滴裏側で単位面積あたりの実効的なレーザー光強度が増加したことに起因すると考えられる。これはより低いレーザー光強度で効率よくアブレーションを誘起できることを示している。こうした基本的情報をもとに、次年度に行うメインパルス照射に伴うX線発生の最適化を行う計画である。プレパルス照射後の液体表面の物理・化学的変化ダイナミクス(プラズマ生成、アブレーションによる形状変化、化学反応による吸収スペクトル変化など)に関する知見をもとに、メインパルスのチャープ(レーザーパルス幅内の周波数変化)を様々に変化させて照射した時のX線発光強度ならびにスペクトルの変化を測定した。強度測定にはガイガーカウンターを、スペクトル測定には半導体検出器を用い、実験は室温大気圧下で行った。対象試料には蒸留水や金ナノコロイド溶液の液滴(直径30ミクロンあるいは90ミクロン程度)を用い、チャープの制御は液晶空間光変調器を用いて精密に行った。その結果、ピーク強度が最高であるチャープフリーの最短パルスを照射した時よりも、時間経過とともに周波数(波長)が低く(長く)なるダウンチャープの時でX線強度がより高くなるという結果を得た。またX線発光スペクトルをボルツマン分布を仮定した式でフィッティングして得られた電子温度もダウンチャープのレーザーパルスを照射した時により高くなる傾向が観測された。こうした結果は表面にナノ構造を有する固体試料で得られた結果と類似しており、水溶液を試料とすることで期待される特徴は現在までのところ観測されていないように考えられる。これらの結果は、プラズモン共鳴やプラズマ閉じ込め効果が有利に働き、さらに時々刻々誘起される初期イオン化、電子加速や電子密度の増加に対して、ダウンチャープがより有効であることを示している。その際、照射するフェムト秒レーザーパルスのチャープ(レーザーパルス幅内の周波数変化)を制御して照射することにより、どのようにX線発光強度が変化するかを測定した。その結果、パルス幅内で周波数が時間とともに高周波数(短波長)から低周波数(長波長)へと変化する所謂ダウンチャープの時、ガイガーカウンターで測定したX線強度がより高く観測された。これはレーザー照射に伴い生成するプラズマの時々刻々の物理・化学的変化に対応して、最適なレーザーパルス波形(パルス幅内の周波数変化)が存在することを強く示唆している。また半導体検出器により測定したX線発光スペクトルでは、照射するレーザーパルスの波形に依存して、発光スペクトルが変化することが観測されている。これは、時々刻々変化する対象試料の物理・化学的性質と照射するレーザーパルス波形を制御することにより、電子の運動状態を制御できることを強く示唆している。
血液凝固線溶系を指標とした幼児期からのメタボリックシンドロームの予防に関する研究

メタボリックシンドロームの起源は胎児小児期にあると考えられている。本研究では日本の幼児・学童を対象として血液生化学、アディポカイン、凝固線溶系を含むメタボリックシンドローム関連指標の標準値を確立した。これらの指標はBMI、腹部肥満と関連があり、特に尿酸(UA)、レプチン、フィブリノーゲン(Fbg)は強い相関を示した。アディポカイン、凝固線溶系の変動が幼児期からメタボリックシンドロームの進展に関与していると示唆された。【目的】幼児期の前段階として学童期におけるメタボリックシンドローム(MetS)関連指標の標準値を作成した。【方法と対象】本人および保護者の同意が得られた茨城県J市の小学4年生の健常児148名(男児71:女児77名)を対象とし、身長・体重・腹囲・血圧、血液生化学指標、アディポカイン、血液凝固線溶系指標の測定を行った。血液凝固線溶系指標は日内変動があるため、朝方の空腹時採血を徹底し、すべて9:0010:30に採血を行った。【結果】全対象における平均±標準偏差は身長135.5±6cm、体重33.5±7.9kg、BMI18.1±3.3kg/m2、収縮期血圧104.8±10.1mmHg、拡張期血圧55.6±6.8mmHg、腹囲62.8±9.5cm、TC180±27.1mg/dL、HDLC64.8±13.1mg/dL、LDLC106.5±27.1mg/dL、ALT17.9±18.9IU/L、Glu93.9±6.3mg/dL、TG66.8±41mg/dL、UA4.44±0.9mg/dl、凝固第VII因子93.6±11.7%、凝固第VIII因子82.5±34.6%、第X因子93.4±11.9%、第XI因子92.6±14.9%、プロトロンビンフラグメントF1+2351.6±988.3、FBG236.9±47.4mg/dL、total PAI-126.7±16.5ng/mL、レプチン6.04±5.64ng/mL、インスリン7.81±6.46μIU/mL、プロテインC94.6±17%、プロテインS94.7±14%、高感度CRP779.21±76.8ng/mLであった。小児期MetSの診断基準案(2007年最終案)を満たしたのは2例のみであった。BMI90パーセンタイル以上群(n=14)と未満群(n=134)の間で各指標を比較検討し、有意差があったのは、拡張期血圧、HDLC、ALT、Glu、TG、UA、凝固第VII因子、凝固第X因子、FBG、total PAI-1、レプチン、Protein C、高感度CRPであった。【結論】本研究で得られたデータは小児期MetSの診断基準の確立に役立つことが期待される。学童期肥満においても、インスリン抵抗性のみならず血液凝固線溶系にも変化を来たしていることが示唆された。[目的]血清中の可溶性トロンボモジュリン(sTM)と脂肪細胞から分泌されるレプチンは内皮機能障害の指標であり、成人では独立した心血管系危険因子と考えられている。しかし、小児ではその意義や標準値は確立されていない。そこで小中学生を対象として、sTM・レプチンと肥満・メタボリックシンドローム関連指標との相関を検討した。[対象と方法]保護者の同意が得られた茨城県J市に通う健康な小中学生、合計1,018名(小学4年:男315名、女266名、中学1年:男211名、女226名)を対象とした。検査項目は1)身長、体重、腹囲、2)血液学的指標:HDL-C、TC、ALT、尿酸、フィブリノーゲン(Fbg)、sTM、レプチンとした。データはいずれも平均±標準偏差で示し、指標間の相関を検討した。[結果]BMIは小4男:18.6±3.8、小4女:17.2±2.8、中1男:19.3±3.6、中1女:19.5±3.2kg/m2、腹囲は小4男:63.7±10.8、小4女:59.6±7.4、中1男:67.5±10.3、中1女:66.1±7.6cmであった。

レプチン(小4男:4.2±4.0、小4女:3.9±3.0、中1男:2.4±2.8、中1女:6.1±8.0ng/ml)は小中学生、性別を問わずBMI/腹囲および尿酸、Fbgと強い正の相関(いずれもp<0.01)を示し、HDL-Cと負の相関を示した。sTM(小4男:3.1±0.6、小4女:2.9±0.5、中1男:3.2±0.6、中1女:2.5±0.5FU/ml)は中学生(特に女児)でBMI/腹囲およびレプチンと有意な負の相関を示した。[結語]レプチンは学童期から肥満と強く相関した。sTM低値は肥満、心血管系リスクに関連することが示唆されたが、成人でも議論のある指標であり、今後、他の内皮機能指標やアディポカインとも組合せた判定基準の検討が必要である。【目的】小児期におけるメタボリックシンドロームの構成因子と血液生化学・アディポカイン・凝固線溶系データとの関連を検討した。【対象と方法】本人及び保護者の同意が得られた茨城県A市の小学4年生、中学1年生998名(男児515名、女児483名)を対象とし、身長・体重・腹囲・血圧・各種血液データ(TC、HDLC、ALT、UA、レプチン、FBG、トロンボモジュリン)の測定を行った。登校時刻等との関係で空腹時採血は困難だったため、食事に影響されやすい血糖・中性脂肪値の検討は行わなかった。【結果】対象を男児・女児の2グループに分けて検討した。男女ともに腹囲・BMI・収縮期血圧・HDLCとALT・UA・レプチン・FBGとの間に有意な相関を認めた。メタボリックシンドロームの構成因子(腹囲80cm以上(小学生75cm以上)、HDLC40mg/dl未満、収縮期血圧125mmHg以上かつ/または拡張期血圧70mmHg以上)の数別の分析では、構成因子数0・1・2・3個の人数はそれぞれ男児:302・169・41・3人、女児:332・127・24・0人であった。構成因子数別の平均±標準偏差はTC(mg/dl):男児172.5±28.2、174.5±28.8、179.4±29.7、175.0±42.5、女児175.1±25.1、180.1±26.2、183.9±34.8、ALT(IU/L):男児13.7±4.1、18.2±12.7、28.8±18.8、46.3±44.3、女児11.7±4.2、12.5±5.7、20.4±18.4、UA(mg/dl):男児4.4±1.1、5.0±1.0、5.3±1.2、7.7±1,5、女児4.1±0.8、4.3±1.0、5.0±0.8、レプチン(ng/ml):男児1.9±1.3、4.5±3.9、9.9±4.4、11.7±10.0、FBG(mg/dl):男児232.0±42.5、254.4±43.6、282.2±59,2、275±25.2、女児244.9±46.9、253.5±46.1、279.9±43.5、トロンボモジュリン(U/ml):男児3.1±0.6、3.1±0.5、3.2±0.5、2.7±0.3、女児2.7±0.5、2.7±0.6、2.6±0.6であった。メタボリックシンドロームの構成因子数が多いほどALT、UA、レプチン、FBGが有意に高値を示した。【結論】学童において、メタボリックシンドロームの診断基準を満たさなくても、その構成要素と血液生化学・アディポカイン・凝固線溶系データには関連があり、メタボリックシンドロームや心血管疾患の起源が小児期にあることを示唆する結果と考えられた。
骨髄幹細胞の細胞融合能を利用した脳腫瘍に対する遺伝子・抗血管新生療法の基礎研究

ラットおよびマウス骨髄からBMSCを分離培養する実験系を確立した。FACSを用いた解析ではCD34(-)、CD45(+/-)、CD90(+)、Sca1(+)であり、間葉系細胞であることがわかった。Brain Res Protoc誌(2004)に掲載。移植されたBMSCの挙動に関しマウス・ラット脳梗塞・脊髄損傷モデルで検討した。移植細胞は活発な細胞分裂を繰り返し生着することが明らかとなった。Brain Res誌(2005)に掲載。マウスから分離・培養したBMSCの培養液にDMSO, retinoic acid, bFGFを添加して分化誘導を試みた。その結果、BMSCは形態学的には神経細胞に類似したものに変化し、nestinやTuj-1など未分化な神経細胞に特異的なマーカーを発現することが免疫染色により確認された。また、DNAマイクロアレイにより、分化誘導前後におけるBMSCの遺伝子発現プロファイルを検討したところ、BMSCは外的刺激によりその遺伝子発現を変化させ得ること、様々な成長因子を産生することで損傷された中枢神経を保護する役割を有することが示唆された。Brain Res誌(2006)に掲載。細胞移植を促進するためのバイオマテリアルに関して検討したところフィブリンが有用な素材となり得ることが明らかとなった。(投稿準備中)BMSCと神経細胞の融合能および分化能の評価をin vitroにおける蛍光色素染色にて検討したところ、神経系細胞様の形態を示すdouble positiveな細胞が観察され、細胞融合が確認された。免疫染色での検討では、BMSCの神経系細胞表現型の獲得を確認した。(投稿準備中)ラットおよびマウス骨髄からBMSCを分離培養する実験系を確立した。(投稿準備中)1ラット骨髄細胞から幹細胞の採取・培養810週齢のSDラットの大腿骨より骨髄を採取し、これを継代培養してBMSC(P46)とした。当初、この細胞に種々の成長因子を加え神経細胞、アストロサイト、血管内皮細胞に分化誘導を行うことも予定したが、効率が悪く中止した。後に、融合が見られた際に、その細胞の起源をFlow Cytometryにてソートすることとした。2細胞の標識3 BMSCとグリオーマ細胞の融合実験各々の細胞をシャーレの培養液中に、25×10^4ずつ散布。24時間後、48時間後に観察した。結果(1)24時間後の観察では異なる細胞間の反応は見られなかったが、(2)48時間後、形態上、緑色のBMSC細胞質が、青色のC6核を取り囲み捕捉しているものが極めて低頻度ながら、確認された。このため今後、細胞融合を起こしたと考えられる細胞をより多く観察、回収、クローニングする手法を確立し、その生物学的特性の検討や、BMSCへの抗腫瘍遺伝子の導入などを予定している1.腫瘍細胞とBMSCの標識法の検討2.融合能の検討C6、BMSCともsemi-confluentの状況で細胞融合実験に供した。培地、環境は通常の条件下でおこなった。まず、C6、BMSCをPKHで標識し48時間後にトリプシン処理後、1:1比率、各々4x10^5個で共培養を開始した。24、48、72時間後に蛍光顕微鏡で観察したが融合細胞は確認できなかった。そこで混合比率、細胞数の条件を変更したが、明らかな融合を観察するには至らなかった。そこで現在ラット神経幹・前駆細胞(Neurocyto, OBS)とC6細胞との融合能に関し検討を行っている。腫瘍細胞とBMSCのin vitroにおける観察法実験にはラットグリオーマC6細胞と、同じくSDラットBMSCを用いた。最終的に腫瘍、幹細胞の両者ともPKH linker (Sigma)を用い、それぞれ緑色、赤色で蛍光標識することとした。本蛍光標識法は細胞へのダメージも少なく、ほぼ100%の標識が得られ、かつ約2週間安定した観察が可能であった。融合能の検討

(1)C6、BMSCともsemi-confluentの状況で細胞融合実験に供した。C6、BMSCをPKHで標識し48時間後にトリプシン処理後、1:1比率(各々4x10^5個)で共培養を開始。24、48、72時間後に蛍光顕微鏡で観察。融合細胞と思われる二重染色陽性細胞は極めて少数しか確認できなかった。そこで混合比率、細胞数の条件を変更したが、明らかな融合効率の改善には至らなかった。(2)センダイウイルスを用いてBMSCとC6細胞の融合を試みた。融合細胞と思われる二重染色陽性細胞は全体の約10%程度確認された。これらの細胞を単離・クローニングを様々な条件下で試みた。融合後の細胞は非常に不安定であるたが、現在クローニングおよび継代培養の適正条件を検討中である。計画の根幹となる融合細胞単離培養は今後本法で確立を目指す。上記以外にも種々の方法で幹細胞と腫瘍細胞の融合に関し検討を行ったが、骨髄幹細胞の細胞融合能を利用した脳腫瘍の治療実現に向けては解決すべき問題も多く、研究期間終了後も継続予定である。
心血管系におけるLysy1 Oxidaseファミリーの役割

ラット圧負荷肥大心と容量負荷肥大心でDNA chipを用いて遺伝子発現の相違を検討したところLOXLは両肥大群で著明な発現充進がみられ、この発現変化はReal-time PCRでも確認された。Lysy1 oxidase(LOX)は、銅依存性細胞外モノアミン酸化酵素であり、コラーゲンやエラスチンの架橋反応を担っている。LOXには少なくとも5つのアイソフォームがあり(LOXL、LOXL2、LOXL3、LOXL4)、架橋反応以外にも成長因子やサイトカインなどにより発現制御を受けることや、細胞内や核内にも局在することなどから、細胞の成長、発達などに関与すると推測されている。肥大心でのLOX familyの発現変化は報告されていずその意義は不明である。腫瘍抑制に関与することなどから心筋細胞肥大自体を制御する可能性があるが、他のLOX familyを含め心筋細胞での発現の意義については不明な点が多い。LOXLは肥大アゴニストにより発現誘導され心筋肥大を誘導する。LOXLは、圧負荷、容量負荷の両者の肥大心で発現充進がみられた。LOXL mRNAは、Gq依存性アゴニストやIGF1により増加することが示された。また、LOX活性も同様に制御されていた。LOXの阻害薬でLOX活性を抑制すると、心筋細胞肥大が有意に抑制された。心臓特異的発現LOXLトランスジェニックマウス(LOXL-TG)の解析マウスにおいてもラットと同様に肥大心においてLOXL mRNA発現が充進していることが示された。Lysyloxidase(LOX)はコラーゲンの架橋反応を担う酵素で、5つのアイソフォーム(LOX, LOXL14)がある。架橋反応以外にも多様な機能を有すが、心血管系におけるLOX familyの役割は不明な部分が多い。申請者らはDNA chipを用いた検討から、ラット肥大心において1ysyl oxidase-like protein(LOXL)の発現が亢進していることを見いだし、LOXLの圧負荷肥大心で発現変化や心筋細胞肥大に促進的に働く可能性を明らかにしてきた。本検討の目的はLOXファミリーの心血管系における役割の全貌解明であり、今年度はLOXLを心臓で特異的に発現するマウスを作成した。LOXL cDNAの上流にα-ミオシン重鎖遺伝子プロモーターを挿入しコンストラクトを作成した。常法でマウス卵にインジェクションし、ラインを確立した。このマウスは心収縮能としては正常範囲であったが、左室肥大を有し組織学的には心筋細胞肥大と心筋線維化を来すことが判明した。Angiotensin-IIを持続注入するとさらに心肥大や心筋線維化が増強された。またLOX反応ではby-productとしてH_2O_2が産生されるため、LOXLにより心筋で産生されたH_2O_2がマウスの表現型に関与する可能性があると推測し、活性酸素種を広凡にブロックするEUK-8をマウスに投与し表現型に与える影響を検討した。その結果、EUK-8により心筋細胞肥大、心筋線維化ともに軽減されることが分かった。以上からLOXLは心臓において肥大や心筋線維化を促進させるよう働き、それには活性酸素種が関与することが推測された。ラット圧負荷肥大心と容量負荷肥大心でDNA chipを用いて遺伝子発現の相違を検討したところLOXLは両肥大群で著明な発現充進がみられ,この発現変化はReal-timePCRでも確認された。Lysyloxidase(LOX)は,銅依存性細胞外モノアミン酸化酵素であり,コラーゲンやエラスチンの架橋反応を担っている。LOXには少なくとも5つのアイソフォームがあり(LOXL,LOXL2,LOXL3,LOXL4),架橋反応以外にも成長因子やサイトカインなどにより発現制御を受けることや,細胞内や核内にも局在することなどから,細胞の成長,発達などに関与すると推測されている。

腫瘍抑制に関与することなどから心筋細胞肥大自体を制御する可能性があるが,他のLOX familyを含め心筋細胞での発現の意義については不明な点が多い。LOXLは肥大アゴニストにより発現誘導され心筋肥大を誘導する。LOXLは,圧負荷,容量負荷の両者の肥大心で発現亢進がみられた。LOXL mRNAは,Gq依存性アゴニストやIGF1により増加することが示された。また,LOX活性も同様に制御されていた。LOXの阻害薬でLOX活性を抑制すると,心筋細胞肥大が有意に抑制された。心臓特異的発現LOXLトランスジェニックマウス(LOXL-TG)の解析マウスにおいてもラットと同様に肥大心においてLOXL mRNA発現が亢進していることが示された。心臓特異的発現LOXLトランスジェニックマウス(LOXL-TG)を作成した。心臓でLOXL mRNAの発現の著明な亢進がみられることを確認した。LOXL-TGでは左室/体重比の有意な増大を認めるも,血圧の有意な差は認めなかった。LOXL-TGではBNP mRNAの発現は野生型に比べ増加傾向を認めた。LOXL-TGではWild typeに比べ心筋細胞肥大を認め,angiotensinII負荷で更に増強されることが確認された。また,TGマウスでは心筋線維化がみられ,特に細胞間質の線維化が顕著であった。線維化はAngiotensinII負荷にて更に増強された。
器官形成、細胞成長過程での液胞機能の分子制御機構

本重点領域研究「植物器官プラン」に関連し、植物液胞膜の物質輸送システムの中で、特に水チャネル、およびCa^<2+>能動輸送系の機能、構造を明らかにした。高純度の液胞膜を多量に得ることのできるダイコンを材料とし、水チャネル類分子VM23のcDNAを解析した。γ-VM23(253アミノ酸)とδ-VM23(248アミノ酸)のcDNAを得て解析した。2つのmRNAをツメガエル卵に注入して水チャネル機能を測定し、2つが水チャネル機能を持つことを明らかにした(共同研究:生理学研究所岡田泰伸教授、森島繁博士)。すなわち、2つのmRNAの卵への注入により水透過率が著しく上昇した。γとδ-VM23は、いずれも水チャネルファミリー固有のAsn-Pro-Alaモチーフをもち、両者の一次構造の60%が一致した。器官別の発現をみると、γ-VM23は根、茎、葉で発現していたが、δ-VM23のmRNAは根には検出できなかった。植物の地上・地下部で水チャネルの発現調節が異なる可能性がある。さらに、ダイコンの細胞質膜水チャネルもcDNAを得た。細胞質膜分子(PAQ1)はアミノ酸286個からなり、液胞型よりもN端側部分が30数残基長い。液胞のγ-、δ-VM23とは38%のアミノ酸が一致するのみであった。細胞質膜水チャネルは多量には存在せず、生理的な変動も著しいと推定される。植物細胞の主要な細胞内Ca^<2+>プールは液胞である。ヤエナリ液胞膜には、液胞へのCa^<2+>能動輸送装置としてCa^<2+>-ATPaseとCa^<2+>/H^+対向輸送体の2つがあることを示し、酵素学的性質を明らかにした。液胞膜Ca^<2+>-ATPaseはATPのみを基質とし低Ca^<2+>条件で高い活性を発揮する。一方、Ca^<2+>/H^+対向輸送体は10μM以上で高い活性を示す。生理的な細胞質Ca^<2+>濃度を考慮すると、Ca^<2+>-ATPaseが主要なCa^<2+>輸送体として機能し、対向輸送体は細胞質Ca2+を1μM以下に維持する役割を担っていると考えられる。
バイオプロセスによるII-VI族量子ドット半導体合成法の開発

CdSeのような蛍光性半導体のような微粒子は、その材料・物理特性から分子キャリア、記録材料、光伝導体、光電池などその利用価値が多岐に及んでいる。そのため、量子ドットナノ粒子の簡便な合成方法が望まれている。本研究では、微生物によるセレン・テルルオキサニオンの還元バイオプロセスによるII-IV族化合物半導体微粒子合成に関する研究を実施した。その結果、海洋で採取された魚類から分離されたShewanella sp. KND-1株をセレン酸と重金属類を共存させて培養することでセレンとコバルトなどの金属類のアモルファス状塊を形成できた。また、好気的な条件でもアモルファス状塊を形成可能であった。新潟県の原油湧出地から独自に分離したEnterobacter cloacae strain SM9株を用いたテルル化カドミウムを中心としたII-IV族化合物半導体についてその合成条件を調査したところ、その合成には嫌気的な条件設定が必要であり、嫌気呼吸鎖との関連性が示唆される結果が得られた。これに対して、好気的な条件でセレン・テルルオキサニオンに対して還元能を有することを見出した放線菌(Flexivirga alba)やカビ類(Aspergillus oryzae)では、好気条件で培養された培養液へのセレン・テルルオキサニオンとカドミウムイオンの中途添加によっては目的微粒子の形成は確認できなかった。これら場合、添加したアニオンがセレン・テルルととも沈殿せず、セレンもしくはテルルの(単独の)単体微粒子として培養液中に沈殿することが確かめられた。一部の例外として、添加後、長期(300時間程度)にわたってインキュベートした場合では放線菌Flexivirga albaの培養液に亜セレン酸とニッケルイオンを添加したところ、ナノサイズレベルのニッケルとセレンの非結晶の複合体の形成が認められた。これらの結果から、副次的な研究成果ではあるが本実験に使用した微生物の培養液や培養菌体を用いて有害なセレン・テルルオキサニオンを元素体のセレン・テルルとして回収できることが判明した。また、回収の要する時間は0.1mMの初発濃度で1時間以内、1.0mMの場合でも10時間から12時間であり、極めて迅速なセレン・テルル回収が可能であることが判明した。これらの成果の一部については特許出願に至ることができた。また、英文ジャーナルへの投稿を進めている。独自に分離したEnterobacter cloacae strain SM9株を用いてテルル化カドミウムを中心としたII-IV族化合物半導体についてその合成条件を調査した。まず、合成された微粒子の解析の結果、テルルとカドミウムを含む微粒子の形成を分担研究者とのTEM/EDS解析実験などを通じて確認することができた。その詳細な解析結果から、一部結晶体、一部非結晶体(おそらくアモルファス)で構成されていることが判明し、必ずしもすべて結晶体で構成される微粒子でないことが判明した。また、SM9(8)株を用いたテルル化カドミウム合成条件の解明については、亜テルル酸を電子受容体とする嫌気呼吸の存在をうかがわせる結果が得られており、亜テルル酸を呼吸物質として利用する際に亜テルル酸がtellurideまで還元されることが示唆された。今後この条件を踏まえ、培養時における嫌気条件の設定を変化させるなどの手法で結晶度の高い微粒子を形成できると考えられた。また、微粒子を形成したと考えらえる培養後の菌体を回収後、菌体破砕、抽出行程をせずにそのままマッフル炉で窒素を通気しながら焼成させることで、焼成による結晶度の高いテルル化カドミウムの生成が期待できると考えている。達成区分については、現時点では、課題研究よりも課題研究から見いだされた副次的成果が多くみられたことは評価できるが、主題となる研究については大きな進展とはいえず、分担研究者との更なる連携の元、効率的に目標課題を進展させる必要があると判断した。本年度はテルル酸還元菌SM-9株を用いたテルル化カドミウムの形成に向けた研究を継続するとともにセレンをベースとしたII-IV族半導体、特に、カドミウム以外の重金属カチオンを用いた他の化合物半導体結晶の合成について検討した。また、特にカチオンについては環境中からの回収が望まれる鉛、戦略元素であるニッケル、コバルト、亜鉛、各イオンをカドミウムイオンに代わるイオンとして培養液中にセレン・テルルオキサニオンとともに添加することで、PbSe (PbTe), NiSe (NiTe), CoSe (CoTe), ZnSe (ZnTe)などの化合物半導体結晶の合成・変換について検討した。その結果、報告者らが独自に東シナ海で採取されたカナド(カナガシラ: Lepidotrigla guentheri)の内臓から分離されたShewanella sp. KND-1株をセレン酸、もしくは亜セレン酸と重金属類を共存させながら培養することで、菌体内にセレンと鉛、コバルト、ニッケルなどの重金属類のアモルファス状塊を形成できることが、広島大学との共同研究に基づく電子顕微鏡観察、元素分析、回折像観察によって明らかになった。これらのアモルファスナノ微粒子において、添加重金属はセレンとともに検出され、セレンとの何らかの結合の存在を示唆していた。更に菌体をそのまま窒素還流下で還元的に焼成させることで目的の化合物半導体微粒子を得ることが出来ると考えられた。加えて、本分離株はマリンブロスを増殖培地として嫌気、好気両条件で生育、(亜)

セレン酸の還元が可能であるため、好気的な条件でもアモルファス状塊を形成可能であった。また、同様な条件でのテルル酸の還元も可能であり、テルルを含む金属アモルファスナノ微粒子をも合成できる可能性が示唆された。CdSeのような蛍光性半導体のような微粒子は、その材料・物理特性から分子キャリア、記録材料、光伝導体、光電池などその利用価値が多岐に及んでいる。そのため、量子ドットナノ粒子の簡便な合成方法が望まれている。本研究では、微生物によるセレン・テルルオキサニオンの還元バイオプロセスによるII-IV族化合物半導体微粒子合成に関する研究を実施した。その結果、海洋で採取された魚類から分離されたShewanella sp. KND-1株をセレン酸と重金属類を共存させて培養することでセレンとコバルトなどの金属類のアモルファス状塊を形成できた。また、好気的な条件でもアモルファス状塊を形成可能であった。これまでの成果として、課題研究自体よりも課題研究から見いだされた副次的成果が多くみられ、特許出願に至ったことは評価できると考えられるが、主題となる研究については大きな進展を得たとはいえず、今後、分担研究者との更なる連携の元、効率的に目標課題を進展させる必要があると判断される。特に、マッフル炉を用いた窒素通気を伴った嫌気的な条件での焼成よって結晶度の高い状態の微粒子を得ることで、テルル化カドミウム合成を確実化させる。また、カドミウム以外の金属種の場合やセレン化物の化合物半導体の合成条件を顕在化させる必要があると考えられる。使用菌体についてはEnterobacter cloacae strain SM9、SM8株などスクリーニング所有株に絞って研究を推進することで前年度の進展の遅れの回復に努めることとする。応用微生物学
動物モデルを用いた脳アルツハイマー病変進展過程の検討

アルツハイマー病(AD)の機構解明に貢献することを目的に、各種モデル動物や培養細胞、ヒト脳組織を用いて、βタンパクやAPP、BACEなどβアミロイド関連蛋白の局在を免疫電顕で超微形態のレベルで検索し、細胞内小胞系にこれらが局在することを示した。動物モデルとしては、老齢モルモット(3歳)、高コレステロール食ウサギ(2%コレステロール食を6-8週間)、藤田らが開発したApoEヒト化マウスやApoEノックアウトマウス、高島らが開発したV337M変異tauトランスジェニックマウスを用いた。培養細胞系ではヒトAPPおよびpresenilin 1(PS1)遺伝子導入CHO細胞(APP-PS1CHO cell)と、ApoEヒト化マウス由来星形グリアの上に増殖させ神経細胞に分化したP19細胞(P19-astro)を用いた。このほか正常およびADのヒト脳組織を用いた。また、膜とβタンパクの関係を検討するため、中枢神経系のDIG/caveolaeマーカーであるflotillinの局在を検討し、flotillinが大脳皮質にびまん性に分布することを示すとともに、flotillin量が老人斑形成に伴って増加することを示した。また、異型tau遺伝子導入マウスに生じる神経細胞死の超微形態を観察し、濃染する萎縮神経細胞が細胞死につながることを示した。
海馬スライス標本における全身麻酔薬の作用に及ぼす加齢の影響

目的:揮発性麻酔薬の作用の強さを示す指標である最小肺胞内濃度(Minimum Alveolar Concentration : MAC)は,加齢により変化するとされているが,これは主に臨床において経験的に得られた知見であり,基礎的なエビデンスは乏しい.当該研究において我々はラット脳スライス標本を用い,加齢と全身麻酔薬の作用の関係をin vitroで検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gas interface上に置き,人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入し興奮性シナプス伝達を記録した.また海馬白板に第二の刺激電極を置いて介在ニューロンにpre-pulseを与えることにより,反回性抑制を賦活し,抑制性シナプス伝達に及ぼす影響を検討した.結果:揮発性麻酔薬イソフルラン(2.0vol%)は興奮性シナプス伝達を抑制したが,静脈麻酔薬チオペンタール(0.2mM)は明らかな影響を示さなかった.このイソフルランの作用はE群とY群において有意な違いを認めなかった.一方,チオペンタールおよびイソフルランは抑制性シナプス伝達を促進したが,この作用はE群よりもY群において著しかった.結語:ラット海馬スライス標本において,全身麻酔薬による抑制性シナプス伝達促進作用は加齢により減弱するが,興奮性シナプス伝達抑制作用に対しては明らかな加齢変化を示さないと考えられた.目的:揮発性麻酔薬の作用の強さを示す指標である最小肺胞内濃度(Minimum Alveolar Concentration : MAC)は,加齢により変化するとされているが,これは主に臨床において経験的に得られた知見であり,基礎的なエビデンスは乏しい.当該研究において我々はラット脳スライス標本を用い,加齢と全身麻酔薬の作用の関係をin vitroで検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gas interface上に置き,人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入し興奮性シナプス伝達を記録した.また海馬白板に第二の刺激電極を置いて介在ニューロンにpre-pulseを与えることにより,反回性抑制を賦活し,抑制性シナプス伝達に及ぼす影響を検討した.結果:揮発性麻酔薬イソフルラン(2.0vol%)は興奮性シナプス伝達を抑制したが,静脈麻酔薬チオペンタール(0.2mM)は明らかな影響を示さなかった.このイソフルランの作用はE群とY群において有意な違いを認めなかった.一方,チオペンタールおよびイソフルランは抑制性シナプス伝達を促進したが,この作用はE群よりもY群において著しかった.結語:ラット海馬スライス標本において,全身麻酔薬による抑制性シナプス伝達促進作用は加齢により減弱するが,興奮性シナプス伝達抑制作用に対しては明らかな加齢変化を示さないと考えられた.目的:揮発性麻酔薬の作用の強さを示す指標である最小肺胞内濃度(Minimum Alveolar Concentration : MAC)は、加齢により変化するとされているがこれは主に臨床において経験的に得られた知見であり、基礎的なエビデンスは乏しい.今回我々はラット脳スライス標本を用い、加齢と全身麻酔薬の作用の関係をin vitroで検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gas interface上に置き、人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入し興奮性シナプス伝達を記録した.また海馬白板に第二の刺激電極を置いて介在ニューロンにpre-pulseを与えることにより、反回性抑制を賦活し、抑制性シナプス伝達に及ぼす影響を検討した.結果:静脈麻酔薬チオペンタール(0.2mM)および揮発性麻酔薬イソフルラン(2.0vol%)は抑制性シナプス伝達を促進したが、この作用はE群よりもY群において著しかった.結語:ラット海馬スライス標本において、全身麻酔薬によるシナプス伝達抑制作用は、加齢により減弱すると考えられた.目的:揮発性麻酔薬の作用の強さを示す指標である最小肺胞内濃度(Minimum Alveolar Concentration:MAC)は,加齢により変化するとされているが,これは主に臨床において経験的に得られた知見であり,基礎的なエビデンスは乏しい.

今回我々はラット脳スライス標本を用い,加齢と全身麻酔薬の作用の関係をin vitroで検討した.昨年度は抑制性シナプス伝達を検討したが,本年度は促進性シナプス伝達に及ぼす作用を検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gas interface上に置き,人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入し興奮性シナプス伝達を記録した.結果:揮発性麻酔薬イソフルラン(2.0vol%)は促進性シナプス伝達を促進したが,この作用は両群間において有意差を認めなかった.結語:ラット海馬スライス標本において,全身麻酔薬による促進性シナプス伝達抑制作用は,加齢により明らかな影響を受けない.