hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
作物によるナトリウム塩除去と作物収量に関する研究

本研究では耐塩性を持ち,塩類の中でも特にNa^+の吸収に優れた品種に着目し,安定した作物生産と共にNa^+を取り除くことを検討する.また,土壌中のNa^+の量と作物の水分消費と収量の関係を明らかにすることを目的とする.平成19年度は,福岡県糸島郡の海岸地域で栽培され,普通作物では比較的耐塩性を持つとされているカブ(Brassicarapa)(飛騨紅カブおよび芥屋カブ)とブロッコリー(Brassica oleracea L)を対象にNaClへの耐塩性および肥料効果について評価した.まず,芥屋カブおよび飛騨紅カブに対しNaCl水溶液による種子の発芽実験を行った.その結果,10mS/cmでほぼ100%,20mS/cmでもそれぞれ58%,79%の発芽率を示し,塩を含む土壌でも十分発芽することが明らかとなった.また,4mmふるいを通過した砂およびマサ土を充填したワグネルポットを20個ずつ用意し,0,1,3,5,10mS/cmのNaCI水溶液を用いて,61日間の塩水灌概による栽培実験を行った.その結果,2種類のカブに対し低濃度のNaCl水溶液では肥料効果が認められ,10mS/cmを越えると収量の低下が見られた.現地調査から海岸地帯の畑地では1mS/cmのNaCl水溶液を灌概した土壌と同等の塩分を含み,肥料効果を果たしていると考えられた.どちらも砂の方で収量が多く,Naの吸収率が高かったのは芥屋カブであった.また,作物に40mS/cmの塩水を与えた24時間後にリーチングを行い蒸散量の変化を測定した結果,ブロッコリーおよび飛騨紅カブは数時間で回復へ向かったのに対し,芥屋カブは飛騨紅カブの約2倍のNaを吸収したことでイオンストレスを受け,回復しにくいことが明らかとなった.本研究は作物の耐塩性と塩ストレスの受け方の相違を明確とし,海岸地帯での灌漑計画に寄与するものと考えられる。本研究では耐塩性を持ち,塩類の中でも特にナトリウムの吸収に優れた品種に着目し,安定した作物生産と共にナトリウムを取り除くことを検討する.また,作物の根に対する塩ストレスの影響を考慮したSPACモデルを用いて,ナトリウムの量と作物の水分消費と収量の関係を明らかにすることを目的としている.本年度の研究では,異なる塩濃度の土壌が作物の蒸散量と作物体内の通水抵抗へ与える影響について調査を行った.栽培作物は普通作物の中では比較的塩に強いブロッコリーを用いた.それぞれ,0.0,0.03,0.05,0.07,0.10,0.15mol/Lの6段階のNaCl水溶液をあらかじめ塩を洗浄したマサ土と混合し,ポット栽培実験を行った.得られた結果は以下のとおりである.土壌に与えた塩濃度が高くなるにしたがって吸水に障害が生じ始め,蒸散量の低下量も大きくなった.また,作物体各部位の水ポテンシャル測定によって,土壌の塩濃度の増大による吸水障害は,葉の水ポテンシャルの低下には影響を及ぼしていないことが明らかとなった.これは,気孔の閉塞によって葉内ポテンシャルの維持が行われたと類推された.それに対して,茎の水ポテンシャルは土壌塩濃度の上昇に伴って低下することが明らかとなった.土壌水の塩分濃度が0.03mol/lのときは,蒸散量の低下は少なく通水抵抗の変化も小さかった.0.05mol/lから吸水障害による水ポテンシャルの乱れが大きくなり,通水抵抗が増加し始め,0.10mol/lを限界としてそれ以上で急激な増加を示した.今後はこの結果をモデル化し,塩による作物蒸発散量の低下メカニズムを明確にしたい.なお,平成18年度に行う予定であった塩水灌漑実験は,平成19年度に行い,平成18年度の結果とあわせて耐塩性と収量の関係をモデル化する計画である.本研究では耐塩性を持ち,塩類の中でも特にNa^+の吸収に優れた品種に着目し,安定した作物生産と共にNa^+を取り除くことを検討する.また,土壌中のNa^+の量と作物の水分消費と収量の関係を明らかにすることを目的とする.平成19年度は,福岡県糸島郡の海岸地域で栽培され,普通作物では比較的耐塩性を持つとされているカブ(Brassicarapa)(飛騨紅カブおよび芥屋カブ)とブロッコリー(Brassica oleracea L)を対象にNaClへの耐塩性および肥料効果について評価した.まず,芥屋カブおよび飛騨紅カブに対しNaCl水溶液による種子の発芽実験を行った.その結果,10mS/cmでほぼ100%,20mS/cmでもそれぞれ58%,79%の発芽率を示し,塩を含む土壌でも十分発芽することが明らかとなった.また,4mmふるいを通過した砂およびマサ土を充填したワグネルポットを20個ずつ用意し,0,1,3,5,10mS/cmのNaCI水溶液を用いて,61日間の塩水灌概による栽培実験を行った.その結果,2種類のカブに対し低濃度のNaCl水溶液では肥料効果が認められ,10mS/cmを越えると収量の低下が見られた.現地調査から海岸地帯の畑地では1mS/cmのNaCl水溶液を灌概した土壌と同等の塩分を含み,肥料効果を果たしていると考えられた.

どちらも砂の方で収量が多く,Naの吸収率が高かったのは芥屋カブであった.また,作物に40mS/cmの塩水を与えた24時間後にリーチングを行い蒸散量の変化を測定した結果,ブロッコリーおよび飛騨紅カブは数時間で回復へ向かったのに対し,芥屋カブは飛騨紅カブの約2倍のNaを吸収したことでイオンストレスを受け,回復しにくいことが明らかとなった.本研究は作物の耐塩性と塩ストレスの受け方の相違を明確とし,海岸地帯での灌漑計画に寄与するものと考えられる。
脊柱後方の脊髄神経の走行の三次元的構造解析

ヒト脊髄神経後枝中間枝の以前の発見を腰部で確認し、その走行をレーザー・スキャナーを利用して三次元的にデータ化し、その結果を米国麻酔科学系雑誌:Anesthesiology,118,88-94,2013に掲載して公表した。人体構造の確実な把握は先進医学技術を支える極めて重要な基礎知識である。脊髄神経後枝について1982年、Bogduk Nが内側枝・外側枝の他に第3枝の存在を記載して以来、脊髄神経後枝の形態には疑問が持たれている。我々も、2006,2009年にSurgical Radiologic Anatomy,Annals Anatomy誌に第3枝の存在についての報告を行った。この一連の研究について、本研究では第3枝の存在の確認も含めて、脊髄神経後枝の3次元的構造解析を行うこととした。平成22年度には3体の遺体を対象として脊髄神経後枝を通常解剖とは異なる腹側からの解剖を行い後枝近位部の解剖を各神経分節にておこない分枝形態について確認をおこなった。又、減圧用コンプレッサー、減圧用大型資料保存容器を購入して脊髄神経を含む腰部脊椎のブロックを作成し水溶液中においてサンプル内の空気包を除去してノイズを除去した状態でMRI検査をおこない脊髄神経の形態についてのイメージを得た。これらのイメージによって人体解剖について得られた結果についてはコンピュータ・グラフィックにて3次元画像化し立体的に神経の走行を把握できるようにした。この図をもとに現在、安全な麻酔針の穿刺方向について検討中である。今後は同様の研究過程を胸部・頸部について繰り返す予定である。本研究について、本年度はスンクスの生物学(磯村源蔵監修)の中に本研究の結果の所見の一部を記載し出版する事が出来た。脊柱後方の脊髄神経、即ち脊髄神経後枝は長くその枝が2枝(脊髄神経後枝内側枝・脊髄神経後枝外側枝)であると教書に記載されてきた。しかし、1982年にNikolai Bogdukは腰部脊髄神経後枝の枝が3本であることを報告した。我々はBogduk氏とは独自に脊髄神経後枝の走行に疑問を持ち、研究を始めて、胸部でも後枝に3本の主枝があることを報告した。また、胸神経・腰神経の後枝の支配領域には神経・筋の・椎骨の突起に関する3つのユニットがある事を報告してきた。しかし、Bogdukら、我々の報告にも拘わらず未だに教書の記載が観察される所見のように変更される迄には至っていない。この目的を達成する為には3本の主枝の形態を明確に記載する事が効果的であると考える。我々は新たに新たに発見された脊髄神経後枝中間枝を含む三枝の走行を古典的解剖、MRI、レーザースキャナー、透明標本作成法によって解析した。しかし、研究を始めると、脊髄神経後枝はそのすべての経路が背部の筋の中にあり、頸部から仙骨部迄その構造を解析するには10年程度の時間が掛かる事が解った。そこで、今回の研究期間では腰神経後枝について構造を解析する事とし、これに成功した。腰神経後枝は脊髄神経後枝内側枝、外側枝、中間枝の3枝に分枝し、それぞれ脊柱起立筋の中を走行した後、体幹背側の皮膚に迄到達していた。今回の研究で、脊柱に対するこれら3枝の形態を三次元的に画像化する事ができた。本研究の結果は本年3月に山梨大学医学部にて開催された第117回日本解剖学会総会にて公表した。本研究の論文上の公開は、現在、米国麻酔学雑誌ANESTHESIOLOGY誌にて公開の予定で論文の校正が進んでいる。以前の麻酔科臨床経験、すなわち、教書には神経が存在しないと思われる患者部位であるにも拘わらず圧痛を訴えた患者症例を経験して以来、私、研究者、齋藤敏之は「脊髄神経後枝の形態は現在の知識と異なっている。」と考え、基礎的知識の訂正を目的として1991年から脊髄神経後枝の研究を継続して遂行している。2010年からは「脊柱後方の脊髄神経の走行の三次元的構造解析」を研究テーマに掲げ、複雑な神経の分枝形態を三次元的にとらえて、全体の構造を出来るだけ詳細に記録すべく研究を継続した。今回の研究期間のうち、研究開始当初は所見のスケッチや写真によるデータ確保の後、罫線上で三次元化するという旧態依然の方法でデータを保存していたが、学会発表で知り合ったスイスの解剖学者Sprumont P博士の進めに従ってレーザー・スキャナーを導入し、データーを他覚的に処理する様になってからは、研究結果の他覚的評価が上がった様に思われる。平成24年度には当初の研究目的の研究データはほとんど取り終わっており、結果報告としても論文作成に終始した。研究結果は教科書を書き換えるほどの内容となっており、自信があったため、世界的に読者の多いAnesthesiology誌に投稿した。内容の検定が極めて詳細であった外、英文文法検定も詳細で、英文完成までに米国翻訳会社に4回の添削を校正・再投稿の度に必要とした。

この結果、本年一月"Analysis of the Posterior Ramus of the Lumbar Spinal Nerve"なる表題で腰部での脊髄神経後枝の三次元構造の解析結果を雑誌Anesthesiology誌の2013年1月号に掲載することができた。本論文が本課題の研究結果である。腰部脊髄神経後枝の三次元構造を解析する事ができた。また、その論文上での公表の準備も進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。学術雑誌に結果を公開して、胸部、仙骨部、頸部についての本研究の進展への土台とする。
歯髄痛発生メカニズムの解明―三叉神経節Cニューロン間シグナル分子ネットワーク

歯髄は低コンプライアンス環境にある。歯髄の炎症性反応は、血流の増加、血管透過性の亢進により組織圧を増加させる。歯髄腔内に分布する三叉神経節ニューロン周囲の組織圧増加は、歯髄痛の原因となる。以前より直接的な神経圧迫を模したニューロンに対する直接的機械刺激を加えると、機械刺激誘発性内向き電流が生じることが報告されている。しかし、その応答の生物物理学的特性、歯髄痛を含めた口腔顎顔面痛に使用される薬剤との関連性については不明である。そこでパッチクランプ法を用いて、急性単離ラット三叉神経節ニューロンに対し、歯髄内圧の増加に伴うニューロン圧迫をモデルとする直接的機械刺激を加えた際の誘発性電流の特性を明らかにし、この電流に対する薬理学的特性を調べた。IB4陰性-陽性ニューロン両方で直接機械刺激開始から終了までの30秒間に、特徴的な機械刺激誘発性内向き電流の波形が観察された。この電流は[Na+]oおよび[Ca2+]o存在下で誘発され、[Na+]o非存在下では誘発されなかった。機械刺激誘発性内向き電流はNa+チャネルブロッカーであるリドカインやカルバマゼピンにより有意に抑制され、Ca+チャネルブロッカーであるプレガバリンでは抑制されなかった。以上より機械刺激誘発性内向き電流はNa+透過性に伴う電流であることが明らかとなった。またこの結果は、局所麻酔薬であるリドカインや三叉神経痛治療薬であるカルバマゼピンが歯髄疼痛抑制に非常に効果的であることを示唆していた。歯髄痛や三叉神経痛発生の原因の一つに神経周囲の組織圧増加が挙げられる。本研究では初代培養ラット三叉神経節ニューロンをAおよびCニューロンに分類し、このニューロンに圧力を模した機械刺激を加えた際の、近傍ニューロンに生じる電気活動をパッチクランプ法にて記録することで、周囲ニューロンとのネットワークを解明することを目的とした。まず、細胞体直径30 μm以下の三叉神経ニューロンに対し、FITC-IB4による生体染色、およびステップ刺激による内向き電流の波形・減衰時定数の相違によりニューロンの分類を行った。次に機械刺激を併用したパッチクランプ法を行い、IB4陽性-陽性、IB4陽性-陰性、IB4陰性-陰性ニューロン間での記録を行ったが、近傍細胞内での誘発電流は確認されなかった。これによりパッチクランプ法によるニューロン間での相互関係の解明はこれ以上の結果が望めないと判断し中断した。よって、機械刺激を加えたニューロン自身の電気活動を記録することで、組織圧増加がニューロンに及ぼす影響を解明することとした。IB4陽性・陰性ニューロン両方で細胞外Na+(137 mM)およびCa2+(2.0 mM)存在下に機械刺激を加えたところ、刺激依存性の内向き電流が観察された。この内向き電流は細胞外Na+非存在下では有意に抑制されたが、細胞外Ca2+非存在下では抑制されなかった。以上の結果より機械刺激誘発性内向き電流は主にNa+の流入によるものと考えられた。次にNa+チャネルブロッカーであるリドカインおよびカルバマゼピンを作用させたところ、機械刺激誘発性内向き電流の有意な抑制を確認した。現在、その他の局所麻酔薬(QX-314、プレガバリン等)を作用させた際の内向き電流の変化を記録すること、またこの機械刺激を受容している受容体の解明を目指している。FITC-IB4による初代培養ラット三叉神経節細胞の染色プロトコールを確立するのに時間を要した。過去に他施設で行われた染色手法を引用し本研究に使用する細胞に対して試みたものの、パッチクランプ法による電気生理活動を記録することができなかった。よって本研究における染色プロトコールに改変する必要があり、方法の模索に時間を要した。また上記「研究実績の概要」に記載したとおり、機械刺激によって生じる周囲ニューロンへの誘発電流を記録することができなかったため、細胞間コミュニケーションを検討する研究は中止とし方向転換する必要があった。よって圧刺激が直接細胞に与える影響を観察することで歯髄痛、三叉神経痛の解明へ繋げることとした。現在、直接機械刺激を加えたニューロン自身の電気生理活動の記録に成功している。また、細胞体機械刺激に対する臨床治療薬の影響が観察されたため、今後はこの方法を応用して機械刺激受容体レベルでの解明を行う予定である。

機械刺激誘発性内向き電流はNa+チャネルブロッカーであるリドカインやカルバマゼピンにより有意に抑制され、Ca+チャネルブロッカーであるプレガバリンでは抑制されなかった。以上より機械刺激誘発性内向き電流はNa+透過性に伴う電流であることが明らかとなった。またこの結果は、局所麻酔薬であるリドカインや三叉神経痛治療薬であるカルバマゼピンが歯髄疼痛抑制に非常に効果的であることを示唆していた。初代培養ラット三叉神経節細胞における機械刺激誘発性電流は特徴的な波形を示すことが確認されている。まずはその波形の詳細な解析を行ない、その分類を行う。新規局所麻酔薬として有望なQX-314、三叉神経痛治療薬であるプレガバリンが、機械刺激誘発性内向き電流に与える影響についてパッチクランプ法を用いて観察する。また、圧刺激を受容するとされるチャネル(TRPチャネル、Piezoチャネル)の関与についての検討も同様に行う。薬品が予定より安価に購入できたため、予定金額より端数が生じた。次年度支給金額とあわせて、新しい薬品を購入する。
赤外線映像による欠陥検知システムの開発

赤外線映像による材料強度等の評価手法は、従来の実験応力解析法あるいは非破壊検査等とは原理を異にする新しい方法で、研究代表者らは独自のアイデアによりその可能性を探ってきた。本研究ではこれまでの研究をさらに発展させ、実験-計算ハイブリッド手法を用いた新たな欠陥検知システムの開発を行うことを目的とした。以下に具体的な研究成果を示す。1.鋼構造物中のき裂を検知するため様々な加熱方式を試み、高周波加熱法が最適であることを確認した。2.赤外線映像装置に拡大レンズを取付けることにより、2.0mm以上の疲労き裂の検知が可能であることを明らかにした。3.き裂をより鮮明に浮き上がらせるため、赤外線映像装置から得られる熱画像データをエンジニアリングワークステーション上で画像処理する、欠陥検知画像処理エキスパートシステムを開発した。4.ハニカム構造材料の欠陥検知手法として種々の加熱方式を試み、シリコンラバーヒーターを用い均一に加熱することを工夫した方法が最適であることを明らかにした。5.ハニカム構造材料製造過程で起こりうる様々な欠陥に対し、本手法が有効に欠陥検知できることを確認した。6.ハニカムコアと同程度の大きさの接着不良(欠陥)の検知が可能であることを明らかにした。7.き裂の欠陥検知画像処理エキスパートシステムをハニカム構造材料の検知システムに応用し、はく離欠陥を鮮明に検出することに成功した。8.建築構造物の壁面タイルのはく離、また欠陥部の検知の基本条件を定めるため、各種自然条件(四季の変化、日射量の変化、風速の変化、タイルの日射吸収率等)を取り入れられる、欠陥を持つ壁の3次元熱伝導シミュレーションシステムを開発した。赤外線映像による材料強度等の評価手法は従来の実験応力解析法、あるいは非破壊検査法等とは原理を異にする新しい方法で、研究代表者らは独自のアイデアによりその可能性を探ってきた。本研究は、これまでの研究をさらに発展させ、実験-計算ハイブリッド手法を用いた新たな欠陥検知システムの開発を行なうことを目的とする研究である。平成5年度の研究成果を具体的に示せば、(1)赤外線映像装置から得られる熱画像データを画像処理して、欠陥を鮮明に浮き上がらせるための画像処理エキスパートシステムを開発した。(2)鋼構造物中のき裂を検知するための加熱法は高周波加熱法、ハニカム構造の接着不良を検知するための加熱法はシリコンラバーヒータ加熱法がそれぞれ最も適した加熱法であることを明らかにした。(3)(1)と(2)の研究成果を用いることにより、鋼構造物中2.0mm以上の疲労き裂の検知を可能とした。また、ハニカム構造のハニカムコアと同等の大きさの接着不良(欠陥)の検知を可能とした。(4)建築構造物の壁面タイルの剥離、また欠陥部の検知の基本条件を定めるため、各種自然条件(四季の変化、日射量の変化、風速の変化、タイルの日射吸収率等)を取り入れられる欠陥を持つ壁の3次元熱伝導シミュレーションシステムを開発した。(5)開発したシステムを用いて剥離欠陥部を持つ壁の3次元モデルの解析を行ない、壁表面の温度分布パターンに対して、最も影響する因子を抽出できた。その結果から、赤外線映像装置を用いて建築構造物の壁面タイルの剥離欠陥部を容易に検知できる最適条件を示すことができた。平成5年度では、画像処理エキスパートシステムの開発、各種き裂・欠陥を検出するための加熱法の開発等の研究を行った。

平成6年度では、引き続き開発した手法を完成すると共に、その有効性を確認する研究を行ってきた。その研究成果を具体的に示せば、以下のようになる。(1)開発した欠陥検知システムと画像処理エキスパートシステムを用いて各種構造物中に存在する欠陥の検出を行った。鋼造物中2.0mm以上の疲労き裂の検知を確認した。また、ハニカム構造のハニカムコアと同等の大きさの接着不良(欠陥)の検知を確認した。(2)建築構造物の壁面タイルの剥離、また欠陥部の検知の基本条件を定めるため、各種自然条件(四季の変化、日射量の変化、風速の変化、タイルの日射吸収率等)を取り入れられる欠陥を持つ壁の3次元熱伝導・熱応力シミュレーションシステムを開発し、実際建築構造物の外壁の温度分布に対する欠陥の影響のシミュレーションを行い、赤外線映像により計測したデータとよい一致を示した。さらに、その分布の特徴により建築構造物の壁面タイルの内部にある欠陥が検知できることを示唆した。以上の研究を経て、開発した赤外線映像による欠陥検知システムの有効性を確認した。
不死化細胞株を用いた食塩感受性因子腎カリクレイン合成分泌低下機構の解明と遺伝多型

研究成果:不死化遺伝子SV40温度感受性T-抗原遣伝子導入ラットを用いた接合尿細管細胞株樹立の試み正常ラットを用いてマイクロダイセクション法にて遠位曲尿細管、接合尿細管、初期集合管を解剖学的特徴により単離した。初代培養後細胞内Na^+-Cr^- cotransporter、カリクレイン、Na^+/Ca^<2+>exchanger1、11β-hydroxysteroid dehydrogenase 2 mRNA量を調べたところ、前1者が遠位曲尿細管、後3者が接合尿細管、初期集合管に高発現し既報に一致した発現パターンであった。次に不死化遺伝子導入ラットからカリクレイン産生細胞を含む接合尿細管および初期集合管の培養細胞作成を試みた。接合尿細管については継代培養の過程で線維芽細胞増殖が上皮細胞増殖を上回りほとんどが置換されたため、再度上記ラットより採取する予定である。現在初期集合管からのカリクレイン産生細胞のクローン化を試みている。接合尿細管初代培養細胞を用いたCa^<2+>イメージングWistar系ラットより得られた接合尿細管初代培養4-5日目の細胞を用いて蛍光Ca^<2+>指示薬fura-2AMにより細胞内Ca^<2+>イメージングを行った。カリクレイ分泌刺激への細胞内Ca^<2+>増加の関与を調べるために、カリクレイン分泌刺激作用を有する高K^+、低Na^+溶液およびPIレスポンスにより細胞内Ca^<2+>増加を起こすバゾプレシン、ブラジキニンによる細胞内Ca^<2+>量の変化を検討している。意義、重要性:接合尿細管は腎遠位尿細管部に限局し、Na^+利尿に関わる腎カリクレインは同部位で主として産生されている。高血圧モデルラットで示される腎カリクレイン分泌低下の機序を調べるために接合尿細管細胞のクローン化、接合尿細管初代培養細胞を用いたCa^<2+>イメージングは有用な方法である。(1)SV40温度感受性T-抗原遺伝子導入によるトランスジェニックラットの作成北里大学医学部実験動物センターにおいて、SHR、WKY、DS、DR各々について不死化遺伝子導入ラット作成を当初予定していたが、平成17年12月にベンチャー企業「株式会社ファクト」において、本遺伝子が導入されたトランスジェニックラットを提供できることになったことから、同動物を購入することに変更した。(2)腎カリクレイン産生細胞株の作成腎カリクレイン産生部位は、接合尿細管から皮質集合管に分布する接合尿細管細胞および主細胞に限局している。上記トランスジェニックラットを用いた接合尿細管の単離培養による不死化細胞樹立に先立って、正常動物(SDラット)を用いて、腎皮質部分をコラゲナーゼ処理した後、実体顕微鏡下で接合尿細管から皮質集合管部分の単離を試みている。現在、酵素処理条件、尿細管単離後の培養プレートへの接着の有無について検討している。本方法で単離、培養が困難な場合、カリクレイン産生細胞の分布に一致し、かつ細胞膜表面上に発現する水チャネル(aquaporin2:AQP2)に対する抗体を用いた磁器細胞分離法によるカリクレイン産生細胞の単離を行う。ラット♂/3^-4wを24h渇水状態にし、内因性AQPの細胞膜上発現を増強させた後、両腎皮質から細胞を単離する。次に、ラットAQP2抗体、マイクロビーズ標識二次抗体で細胞を標識し、マグネットカラムで標識細胞を分離回収し、初代培養する。

33°Cで細胞をインキュベートすることによりSV40抗原を活性化し、不死化細胞を得る。カリクレイン産生細胞の確認には、抗カリクレイン抗体による免疫染色を行う。(1)SV40温度感受性T-抗原遺伝子導入ラットあるいはマウスを用いた接合尿細管細胞培養株の樹立の試み不死化遺伝子SV40温度感受性T-抗原を持つ動物(株式会社ファクトより供与)から接合尿細管細胞の単離、不死化細胞株の樹立を行いたいと考えている。そのための準備として、正常動物(SDラット)を用いて、腎皮質部分をコラゲナーゼ処理した後、実体顕微鏡下で接合尿細管から皮質集合管部分の単離を試みた。[結果]1.尿細管単離後の初代培養を行い、培養プレートへの接着、増殖を確認した。2.遠位曲尿細管、接合尿細管、皮質集合管に分けて尿細管を初代培養後、培養細胞を回収し、各部位について細胞内カリクレインmRNA含量を比較したところ、遠位曲尿細管からは全く検出されなかったが、後2者ではカリクレインmRNAが同程度に高発現していた。3.接合尿細管をスライドガラスに培養した後カリクレイン抗体による免疫染色を行ったところ散在性に染色性を認めた。次に、接合尿細管部分に存在する接合尿細管細胞と介在細胞とを分離するための方法としてフローサイトメトリー法あるいは磁気ビーズ細胞分離法を考えている。そのため、接合尿細管細胞膜表面に特異的に発現する表面マーカーとして、水チャネル(aquaporin2:AQP2)、上皮型Naチャネル、CD13(aminopeptidase N)について抗体作成の可能性、接合尿細管細胞での局在性について検討中である。研究成果:不死化遺伝子SV40温度感受性丁-抗原遺伝子導入ラットを用いた接合尿細管細胞株樹立の試み正常ラットを用いてマイクロダイセクション法にて遠位曲尿細管、接合尿細管、初期集合管を解剖学的特徴により単離した。初代培養後細胞内Na^+-Cl^- cotransporter、カリクレイン、Na^+/Ca^<2+> exchanger 1、11β-hydroxysteroid dehydrogenase 2mRNA量を調べたところ、前1者が遠位曲尿細管、後3者が接合尿細管、初期集合管に高発現し既報に一致した発現パターンであった。次に不死化遺伝子導入ラットからカリクレイン産生細胞を含む接合尿細管および初期集合管の培養細胞作成を試みた。接合尿細管については継代培養の過程で線維芽細胞増殖が上皮細胞増殖を上回りほとんどが置換されたため、再度上記ラットより採取する予定である。現在初期集合管からのカリクレイン産生細胞のクローン化を限界希釈法により試みている。接合尿細管初代培養細胞を用いたCa^<2+>イメージングWistar系ラットより得られた接合尿細管初代培養4-5日目の細胞を用いて蛍光Ca^<2+>指示薬fura-2 AMにより細胞内Ca^<2+>イメージングを行った。カリクレイン分泌刺激への細胞内Ca^<2+>増加の関与を調べるために、カリクレイン分泌刺激作用を有する高K+、低Na^+溶液およびPIレスポンスにより細胞内Ca^<2+>増加を起こすバゾプレシン、ブラジキニンによる細胞内Ca^<2+>量の変化を検討している。
混和材を用いたコンクリートに対する電気化学的補修工法の適用に関する研究

鉄筋腐食により劣化したコンクリート構造物に対する補修工法として、電気化学的手法であるデサリネーションに注目が集まっており、一部はすでに実用化されている。しかし、これに対して、フライアッシュや高炉スラグ微粉末などの混和材を用いたコンクリートに適用した場合の脱塩効果については未だ不明な点が多く、さらに塩害と中性化により複合劣化したコンクリートからの脱塩効果も十分に明らかにされていないのが現状である。本研究では、Cl^-量で5.0kg/m^3の内在塩分を含むフライアッシュまたは高炉スラグ微粉末を混和した鉄筋コンクリート供試体を用いて、内部鉄筋の腐食状況を確認するとともにこれらのコンクリートにデサリネーションを適用した場合の脱塩効果を評価した。また、同様に作製したモルタル供試体から高圧抽出した細孔溶液の自由Cl^-濃度をもとに、混和材を用いた場合のCl^-の固定化性状ならびにCl^-の電気泳動挙動についても検討を行い、混和材を用いたセメント硬化体からのデサリネーションによる脱塩効果を検討することとした。なお、本研究では想定する劣化状態として、内在塩分による塩害単独劣化の場合だけでなく、内在塩分と中性化との複合劣化を受ける場合についても併せて検討を行った。この結果、混和材を用いたセメント硬化体にデサリネーションを適用する場合、内在塩分による塩害単独劣化の条件下では、混和材の添加により細孔構造が物理的および化学的に変化することによって、自由Cl^-の電気泳動が阻害されるため、脱塩効果は低下した。これに対して、内在塩分による塩害と中性化の複合劣化条件下では、中性化の影響により細孔溶液中に遊離したCl^-が優先的に除去されることで、脱塩効果が向上した。また、いずれの場合においても、デサリネーションにより、鉄筋腐食環境が改善され、処理後の腐食進行抑制や防食効果持続性も確認することができた。本研究は、内在Cl^-を含み、フライアッシュまたは高炉スラグ微粉末を混和したモルタルおよび鉄筋コンクリート供試体にデサリネーションを適用し、混和材が脱塩効果に与える影響とCl^-固定化性状の挙動を検討している。現在までに得られた結果を以下に示す。(1)圧縮強度試験の結果は、混和材を用いた供試体は内割置換をしたためセメント量が小さいことから、無混和供試体よりも小さな圧縮強度を示したが、28日から84日および180日への強度増加率は無混和供試体よりも大きくなった。(2)混和材を用いた供試体の促進中性化によるコンクリートの中性化深さは、混和材を用いない場合よりも大きくなった。(3)定電流通電処理時における鉄筋(銅線)と陽極材の電位差は、混和材を用いた供試体の方が、無混和の供試体よりも大きかった。また、一部の混和材を用いたモルタル供試体に急激な電位上昇が見られた。(4)1ヶ月の封緘養生を行なった後に8週間の通電処理を行った鉄筋コンクリート供試体のCl^-濃度分布測定の結果、混和材を用いない供試体では60%程度の脱塩率が得られたが、混和材を用いた場合には脱塩率が低下し、特に高炉スラグ微粉末を混和した場合の低下が大きかった。(5)無通電モルタル供試体および通電処理後のモルタル供試体を用いて細孔溶液の高圧抽出を行った結果、すべての供試体で通電処理により自由Cl^-濃度が大幅に減少するとともにOH^-濃度が上昇し、鉄筋腐食環境は顕著に改善されていた。ただし、高炉スラグ微粉末を用いた供試体では固定化されていたCl^-量の増大に伴い、Cl^-除去効果が低下していた。
抗アレルギー効果をモチーフとした褐藻フロロタンニンの食品機能性研究

アレルギーモデル動物(マウス)に対し、褐藻サガラメ由来フロロタンニン濃縮物は免疫バランスの改善によるアレルギー抑制を示した。マウス耳介浮腫試験では、サガラメ由来フロロタンニン4種に抗炎症性が認められた。Caco-2細胞による腸管透過試験では、フロロタンニン(有効成分)に5%程度の透過が確認された。また、サガラメ脂溶性成分の分析を行ったところ、有効成分としてフロロタンニンの1種dieckolが同定され、抗アレルギー性が確認された。サガラメ以外の褐藻類(クロメ、ツルアラメ等)の抽出物についても、動物実験や培養細胞実験により抗炎症・抗アレルギー効果が確認された。更に、褐藻以外の低利用食用海藻として紅藻イバラノリに着目し、その熱水抽出物の生理機能性を調べたところ、血液凝固抑制ならびに血中コレステロール上昇抑制作用が認められた。1、クロメ、サガラメ、ツルアラメ由来フロロタンニン高含有抽出物の抗アレルギー評価アレルギー炎症反応に関わる生体内酵素(ホスホリパーゼA2、リポキシゲナーゼ、ピアルロニダーゼ)の活性阻害効果を確認したところ、いずれの抽出物も対照物質である茶カテキン(エピガロカテキンガレート;EGCg)と同等かそれ以上の効果を示した。また、ツルアラメ抽出物では、アレルギー誘発性酵素であるシクロオキシゲナーゼ-2の活性阻害についても検証した結果、強い効果が認められた。クロメ抽出物については、ヒスタミン放出モデル細胞(RBL-2H3)を用いた脱顆粒抑制試験で、EGCgと同等の効果が認められた。更に、上記3種褐藻の抽出物について、ICR系マウス耳介浮腫抑制試験により抗炎症効果を確認(抽出試料は耳介塗布)したところ、いずれの抽出物もEGCgと同等の強い効果が認められ、クロメ抽出物において経口投与した場合にも抑制効果が確認できた。以上より、いずれの海藻抽出物(フロロタンニン)も十分な抗アレルギー素材として十分な可能性が見出され、且つ、クロメ抽出物では経口投与でも効果が確認されたことから、食品への利用可能性が高いことも見出された。2、サガラメおよびツルアラメ由来脂溶性成分の抗アレルギー評価上記と同じく、サガラメ、ツルアラメ由来脂溶性成分について、アレルギー炎症反応に関わる生体内酵素の活性阻害効果について調べた結果、EGCgほどではないが一定の阻害効果が認められた。RBL細胞に対する脱顆粒抑制効果は弱かったものの、マウス耳介浮腫試験では十分な抑制効果が認められた。ただし、遅延型炎症反応に対しては効果は認められなかった。以上より、フロロタンニンほどではないが、脂溶性成分にも効果のあることが見出され、上記褐藻3種の成分は複合的に効果を示していることが示唆された。1.サガラメ脂溶性画分に含まれる有効成分の単離・同定サガラメ脂溶性画分の成分をカラムクロマトやHPLCで単離精製し、マススペクトルおよび核磁気共鳴でスペクトル解析した結果、フロロタンニンの1種dieckolが同定された。dieckolは炎症反応に関わる酵素(PLA2、COX-2、LOX、hyaluronidase)に対して活性阻害を示し、RBL-2H3細胞を用いた脱顆粒抑制試験でも濃度依存的な有効性が認められた。更に、ICRマウスを用いた耳介浮腫試験でも抗炎症効果を示した(論文投稿準備中)。2.実験動物における低利用食用海藻の食品機能性in vivoにおけるサガラメの抗アレルギー性を確認するため、フロロタンニン濃縮物をBALB/cマウスに経口投与した。卵白アルブミンで免疫されたマウスと無処理マウスの血清中の免疫因子(IgG1、IgG2a、IgEレベル)を比較したところ、免疫バランス改善によるアレルギー軽減の可能性が見出された。また、サガラメ由来フロロタンニン(eckol、8,8'-bieckol、PFF-A、PFF-B)やヒジキおよびヒロメ抽出物はマウス耳介浮腫試験で抗炎症効果を示し、フロロタンニンについては動物実験(in vivo)での抗炎症性に関する初めての知見を得た(論文投稿中)。更に、Wistar系ラットの実験では、紅藻イバラノリの熱水抽出物に血液凝固抑制作用と血中コレステロール上昇抑制効果が認められた。3.フロロタンニンの腸管吸収の関する評価Caco-2細胞を用いた腸管吸収モデル実験(トランズウェル)において、eckolならびにdieckol(何れも10μM)には15%程度の透過が認められた。eckol(分子量:372)の方が若干透過量が多く、dieckol(分子量:742)との分子量の違いによる可能性も考えられた。

フロロタンニン類については当初、ホスホリパーゼA2、リポキシゲナーゼ、シクロオキシゲナーゼ-2の3酵素に対する阻害効果を評価する予定であったが、ヒアルロニダーゼ活性阻害まで確認することができた。また、マウス耳介浮腫試験では、クロメ抽出物の経口投与試験も実施し、効果が確認できたため。脂溶性成分の評価において、マウス耳介浮腫試験で即時型炎症には効果が認められたが遅延型炎症には効果が認められなかったという、作用メカニズムの推測材料が得られたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度のテーマ(フロロタンニンの腸管吸収ならびにサガラメ以外の褐藻の抗アレルギー評価)と並行して、フロロタンニンによる免疫因子(抗体やサイトカインなど)変動への影響や脂溶性成分に含まれる有効成分の単離同定を進める。複数種の褐藻の研究を同時進行することが困難な場合は、サガラメの成分研究を最優先して進行することを想定している。サガラメで研究実績が得られたのを踏まえ、クロメ、ツルアラメについても順次進行する予定である。
水中環境における自己身体認知を高める教育支援システムの開発

本研究では,水中という特殊な環境で「自分の身体がどのように動いているか」という自己身体認知を高める新たな水泳教育支援システムの開発を目指す.具体的には,心臓の拍動に応じて映像や水流が呈示できるシステムを作成し,その装置を用いることで,水中環境での自己身体認知が高まるかを調べる.また,この装置を用いて水泳授業を効率化できる可能性を探る.本研究では,水中という特殊な環境で「自分の身体がどのように動いているか」という自己身体認知を高める新たな水泳教育支援システムの開発を目指す.具体的には,心臓の拍動に応じて映像や水流が呈示できるシステムを作成し,その装置を用いることで,水中環境での自己身体認知が高まるかを調べる.また,この装置を用いて水泳授業を効率化できる可能性を探る.
介護現場リーダーの越境的学習に基づく職場学習の実証研究－混合研究法に基づく分析－

介護現場には,高齢者や外国人など多様な人材が流入している。多様な人材の定着の要素として職場がより活発化するためには,越境的学習を通した新しい知識が獲得,共有され,仕組みとして定着し,時代に合わない知識は廃止される職場学習の風土が重要になると思われる。そこで本研究は,介護現場リーダーの越境的学習と職場学習の相互の影響を明らかにしようとするものである。
都市部高齢化地域における住民ネットワーク形成過程の実験的検討

高齢者の孤立死や認知症徘徊による行方不明高齢者の増加といった高齢地域のかかえる問題を解決,及び,高齢期の健康増進や幸福感の向上において地域コミュニティのつながりである社会的ネットワークが重視されている。本研究では,人口約5000人の地域コミュニティを対象とし,地域での社会的ネットワーク形成を目的としたプログラムを展開した。また,ネットワーク解析モデルを応用することによって,住民のつながりの現状や変化を客観的に評価することで,プログラムの効果検証をおこなった。高齢者の孤立死(年間推計1万5000人;厚生労働省2009)や認知症徘徊による行方不明高齢者の増加(約1万人;警察庁, 2013),高齢独居・高齢夫婦のみ世帯(930万世帯;厚生労働省; 2014)への緊急時や災害時の対応,といった高齢化地域のかかえる問題を解決し,長寿となっても高齢者が安心して安全に生活する環境を整えるには,住民同士の支え合い・助け合いの基盤となる社会ネットワーク(つながり)が必要不可欠である(WHO, 2002;内閣府「高齢社会白書」, 2015)。また,社会ネットワークが健康や寿命に影響するという報告もある(e.g., Subramanianet al., 2001, Kawachi et al., 1997)。本プロジェクトでは,「行動変容段階モデルに基づくプログラム展開による地域コミットメント行動の促進」と「住民ネットワーク形成過程の客観的検証方法の確立」の二つの研究を実施する。それぞれの研究に分けて平成27年度に実施した内容を記載する。「行動変容段階モデルに基づくプログラム展開による地域コミットメント行動の促進」については,本プロジェクトの対象地域である神戸市灘区鶴甲地域全住民に対して,地域コミットメント行動の行動ステージの把握を目的とした調査を実施し,その結果をもとに各住民の行動ステージに応じたサポートを提供した。「住民ネットワーク形成過程の客観的検証方法の確立」については,継続的なプログラムの参加による住民交流の変化を実証するために,実施するすべてのプログラムにおいて参加者の対面行動ログデータを収集し,ネットワーク分析を行い,住民交流の状態とその変化を把握することに成功した。当初の計画とおり,H27年度は対象地域全住民に対する事前調査を実行し,地域ネットワーク促進を目的とした複数のプログラムを開催することができた。また,それぞれのプログラムについて,ウェアラブルセンサを用いた参加者間交流の定量的計測を実施した。我が国は平均寿命が世界一位の長寿国であるが,寿命が伸びたことにより,不健康ではなく健康で自立して生活できる健康寿命へのニーズが高まっている。また,超高齢社会となり孤独死や徘徊による行方不明者の増加といった社会問題が顕在化している。日本だけでなく世界的にも高齢化は進展しているが,健康寿命を延ばし生きがいをもって活力のある高齢化を迎える上で,また,老後の生活の質を高め,安心・安全な生活を送る上でも,人と人とのつながりである社会的ネットワークが重視されている(WHO, 2002;厚生労働省, 2013,内閣府, 2015)。本プロジェクトでは,「行動変容モデルに基づくプログラム展開による地域住民の社会的ネットワーク形成の促進」と「社会的ネットワークの客観的検証方法の確立」の二つの研究を実施する。平成28年度は,地域住民に対して,ウォーキング教室等の複数のプログラムを実施した。また、プログラム参加者間のネットワークをウェアラブルセンサを用いて定量的に評価するとともに,時系列のネットワークの変化や異なる集団間のネットワークの差を検定するための統計手法の開発もおこなった。特に,ウェアラブルセンサによるネットワークの可視化によって,参加者の交流ネットワークの状態や変化だけでなく、交流のキーパーソン,反対に孤立した参加者を把握することが可能となることが示された。本年度および初年度の研究の成果については,国際・国内での学会で発表し,また,複数の学術雑誌に掲載された。当初の計画とおり,H28年度は地域ネットワークの形成と拡散を目的とした8つのプログラム(ウォーキング教室,園芸教室等)を実施するとともに,本研究の新規性でもあるウェアラブルセンサを用いたネットワークの測定に関する結果およびそのデータを解析する新たな統計手法の開発に関する論文を学術雑誌に掲載することができた。本研究は大きく以下の二つの研究で構成されている。研究1・行動変容段階モデルに基づくプログラム展開による地域コミットメント行動の促進:高齢化地域の問題解決に向けた地域へのコミットメント行動を促進し,住民のつながりを形成することを目的としたプログラムを展開する。研究2・住民ネットワーク形成の客観的検証方法の確立:地域コミットメント行動が促進されれば,それは住民同士の交流として現れると考えられる。本研究では,プログラム参加時の住民同士の交流を,赤外線近接通信による対面行動ログ収集システムによって測定する。収集したデータについて,生物学や経済学などおいて利用されているネットワーク解析モデルを応用することによって,住民のつながりの現状や変化を客観的に評価する。研究実績:研究2は前年度までに終了しており,最終年度である2017年度は研究1におけるプログラムの展開と3年間にわたり展開したプログラムの効果検証をおこなった。プログラムについては,これまでにウォーキング,園芸教室,健康教室など30回以上開催し,のべ3000人を超える地域住民が参加した。このプログラムの効果を検証するために対象地域の60歳以上の住民全員(1769名)に郵送調査を実施し,1068名の有効回答を得た。調査の結果,住民間のつながりについては,挨拶をする人,立ち話をする人,行事に誘い合う人,困った時に助け合える人,家を行き来する人に関して,プログラム参加者のネットワークは,非参加者のネットワークよりも有意に広かった。

それ以外の変数についても,加齢と共に低下しやすい身体的健康状態や、心理的健康の中の生きがい感が保たれていた。これらのことから、プロジェクトへの参加は、心身の機能を保つ効果があることが示唆された。高齢者の孤立死や認知症徘徊による行方不明高齢者の増加といった高齢地域のかかえる問題を解決,及び,高齢期の健康増進や幸福感の向上において地域コミュニティのつながりである社会的ネットワークが重視されている。本研究では,人口約5000人の地域コミュニティを対象とし,地域での社会的ネットワーク形成を目的としたプログラムを展開した。また,ネットワーク解析モデルを応用することによって,住民のつながりの現状や変化を客観的に評価することで,プログラムの効果検証をおこなった。今後の研究の推進方法としては,地域住民の社会ネットワークの形成促進を目的としたプログラムを継続して開催し,交流の定量的測定をおこなう。また,当初の計画に加えて,屋外における住民交流の定量的な変化を,現在とは異なるセンサを用いて計測することを予定している。H29年度が最終年度となるため,対象としてきた地域コミュニティの全戸を対象としたpost調査を実施する。初年度のpre調査とpost調査の結果から本研究で実施した社会介入プログラムの効果を明らかにする。また,成果の社会的還元として,対象地域においてタウンミーティングを実施するとともに,これまでの結果をわかりやすい形で表記したリーフレットを作成し,全戸に配布する。認知科学住民交流の定量的な計測に使用するウェアラブルセンサについて,7ヶ月間のリース契約(2016年2月9月)を結んだ。当初の計画では,一括して支払う予定であったが,契約先から年度単位での支払いを求められたため,2016年4月9月の5ヶ月間のリース契約分を次年度に繰越す必要が生じた。一年間の雇用を予定していた研究員が出産のため雇用期間を3ヶ月短縮した。また,その影響で調査実施時期に若干の遅延が生じ,調査データ回収後のデータ整理・入力にかかわる調査補助員の人件費をH28年度に支出することができなかった。繰越額は2016年4月9月の5ヶ月間のリース契約にあてる。研究員はH29年度6月から復帰予定であり,また、調査データの回収もH29年6月に終了予定のため繰り越し額は研究員の雇用とデータ入力の人件費にあてる計画である。
幹細胞生物学の立場からみた血球の分化と増殖に関する基礎的並びに臨床的研究

1.新たに樹立した造血因子産生株NYMー1の産生因子の同定:甲状腺癌由来のNYMー1細胞株は、ヌ-ドマウスでの腫瘍形成と好中球増加、ヒト骨髄培養でのコロニ-形成促進を呈した。ノザン解析、生物活性の検討から、さらにNYNー1株はGー、GMーCSF、ILー6のみならず、ILー1β、ILーIα、ILーIIなど、さまざまのサイトカインを構成的に産生していることが確認された。2.骨髄異形成症候群(MDS)における造血抑制機序:MDSでは異常なMDSクロ-ンの出現とその増殖に伴って、正常クロ-ンの造血が抑制されている。この正常造血の抑制は、MDS由来の2種類のマクロファ-ジの産生する液性因子によることを証明した。液性因子としては抗体中和試験・生物活性の測定やウエスタン解析によって、Hサブユニットの酸性フェリチンやPGE_2が主体であり、これらは正常人のGMーコロニ-を抑制するが、MDSの異常クロ-ンは抑制しなかった。またこれらの正常造血抑制の程度は、MDSの病勢進行ともよく相関した。3.株化細胞を用いたMDS血球の増殖と分化の異常:MDS由来の骨髄性白血病細胞株P39は、分化誘導剤や代謝阻害剤の添加で高度のapoptosisを呈する。その程度は、HL60、U937、K562、KG1などの既知のヒト白血病細胞よりも著しく、代謝阻害剤やA23187などのapoptosis誘起刺激の農度や作用時間に比例して増大する。ビタミンD_3の種々の同族体と短時間の前〓置を行うと、apoptosisの増強が起こるので、apoposisは少なくとも一部は細胞分化と関連していると思われる。なおP39はMDS由来の細胞株であり、MDSでの無効造血すなわち骨髄内細胞死は、apoptosisによる血球の早期死滅の可能性が示唆される。
タラノ芽由来抗腫瘍性タンパク質 aralin の癌細胞選択的毒性発現機 構の解析

ラノ芽より単離したタンパク質aralinは、がん細胞特異的に毒性を示すことが明らかとなっており、その細胞膜受容体であるHDLBPの機能解析を行った。種々のがん細胞において、aralin感受性とHDLBP発現量の相関関係を明らかにした。HeLa細胞を用いHDLBP高発現と発現抑制細胞株を樹立し、aralinによる抗腫瘍効果を検討したところ、aralinによる腫瘍抑制効果はプロセッシングにより生じた110-kDa HDLBP量に依存している事を明らかとした。(1)以前の研究で、aralin経口投与により皮下移植したHeLa細胞の腫瘍形成能が著しく抑制したことから、形成された腫瘍に対しての腫瘍抑制効果を検討した。NOD/SCIDマウス皮下にHeLa細胞を移植し、腫瘍の大きさが150 mm3を超えた時からaralinを経口投与した。その結果、腫瘍の縮小までは認められなかったが、腫瘍の増大が停止した。次に、HDLBP安定発現HeLa細胞株と発現抑制株をNOD/SCIDマウス皮下にHeLa細胞を移植し、同様にaralinによる腫瘍形成能を検討した。その結果、HDLBP発現抑制株はaralinを経口投与しても、PBSを経口投与したコントロールマウス群と同様に腫瘍抑制効果が見られず、腫瘍が増大した。しかし、HDLBP安定発現株での、aralinによる腫瘍抑制効果はコントロール細胞株と同様であった。この結果は、細胞株を用いたaralin感受性と同様であったことから、プロセッシングで生じる110 kDa HDLBPの発現量がaralinによる腫瘍抑制に寄与していることが示唆された。これらの結果より、aralinは抗癌剤として腫瘍形成を抑制し、aralinによる腫瘍抑制効果は、その受容体である110 kDa HDLBP発現量に依存することが明らかとなった。(2)完全長150 kDaHDLBPよりプロセッシングで生じる110 kDa HDLBPがaralin受容体として機能することから、プロセッシング部位の同定を行った。HDLBPのN末端もしくはC末端に、EGFP融合させたプラスミドをHeLa細胞に導入し、EGFP抗体もしくはHDLBP抗体を用いウェスタンブロットを行った。その結果、HDLBPのN末端部位がプロセッシングを受けることが明らかとなった。(1)現有している種々の癌細胞に対してaralinの感受性とaralin受容体であるHDLBP発現量の相関関係を解析した。その結果、IC50が0.08 ng/mlと最もaralin感受性の高いHeLa細胞でプロセッシングによって生じた110 kDa HDLBPの発現量が最も高く、IC50 : 8.8 ng/mlのHepG2細胞でHDLBP発現量はHeLa細胞と比較し1/5に減少し、aralinに対して感受性を示さなかったHuh7細胞ではHDLBPの発現は検出限界以下であった。これらの結果より、aralin感受性とHDLBP発現量の相関関係が認められた。(2) HeLa細胞を用いHDLBP安定発現株と発現抑制株を樹立した。HDLBP発現抑制株においては、HDLBPの発現減少にともなってaralin感受性の減少が確認された。安定発現株においては、HDLBP発現量が増加してもaralin感受性は変化しなかった。これは、HDLBP安定発現株では完全長の150 kDa HDLBPを導入しただけでは、プロセッシングで生じる110 kDa HDLBPの発現量に変化が現れないことが示唆された。これらの結果より、細胞膜上の110 kDa HDLBPの量がaralinの抗腫瘍活性の本質となることが示された。(3) aralin添加時のHDLBPおよびaralinの細胞内局在変化をモニタリングする為、EGFP融合HDLBP安定発現HeLa細胞株を樹立した。HDLBPの発現量とaralin感受性の相関関係が明らかとなり、HDLBPがaralinの抗腫瘍活性の本質となることが示された。平成24年度の研究計画である、細胞内局在変化を検討するための、EGFP融合HDLBP安定発現HeLa細胞株を平成23年度中に樹立に成功した。平成23年度の研究計画である、NOD/SCIDマウスを用いた腫瘍形成能および転移能の解析は、今年度行う予定である。HDLBPがaralin受容体として機能していることが示唆されたが、150 kDaの完全長HDLBPが、メカニズムは不明であるプロセッシング機構により110 kDaとなり、110 kDa HDLBPが細胞膜上に局在し受容体として機能する可能性が示唆された。よって、今後はHDLBPのプロセッシング機構の解明が必要であると考えられる。また、aralinはレクチン活性を有しており、癌細胞特異的糖鎖を認識していることが想定できる。HDLBPに付加された糖鎖の解析もaralinによる選択的な抗腫瘍活性を決定する上で重要な知見を提案すると考えられる。次年度は、細胞培養とヌードマウスを用いた実験が主になる。

その為、細胞培養関係の消耗品やヌードマウス購入費が必要となる。旅費としては、研究成果発表のため、癌学会、生化学会や分子生物学会へ参加する。また、研究成果は、癌専門誌への掲載のため、研究成果発表費が必要となる。
動的な連想記憶モデルの構成と解析

本研究の目的は、近年注目されているニューロン間のスパイクのタイミングに情報をコードする可能性を探求し、その能力を理論的に評価することである。振動子ニューラルネットが周期的発火を示すニューロンの力学系から理論的に導出可能である点に注目し、ここではその典型的な振る舞いを解析した。具体的には、タイミングまで含めた発火パターンの連想記憶課題に関して、その能力を解析的に評価した。とくに、スパースコーディングとの関連を調べるために、モデルを非発火状想を含むように拡張した。現在までに得られた代表的な結果は次のようなものである。・想起過程のダイナミクスの解析により、引き込み領域の広さ等が評価できた。自己想起モデルにおいては、ノイズ(想起に寄与しない楊の成分)の時間相関を理論に取り入れることが、正しい想起過程を記述するために不可欠である。相互想起の方が自己想起よりも5倍以上も記憶容量が大きい。(従来モデルは約2倍)・結合を破壊(対林・非対林切断)していく際の性能の低下が、従来モデルよりも少なく、かつ引き込み領域も十分に広い。これはタイミングという微妙な情報を埋めこんだにも関わらず、切断に対する耐性はより高いことを示唆しており興味深い。・モデルを発火・非発火まで含めるように拡張した場合には、発火のニューロンの割合が少なくなればなるほど、記憶容量α_cが増大する。これはスパースコーディングの条件下でも、発火タイミングのコーディングが有効であることを示唆する。これらの結果はいずれも数値シミュレーションとよく一致し、理論の正当性を支持している。結論として、スパースコーディングは発火タイミングまで考慮した場合でも従来モデルと同様の有効性を示すといえる。