hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Myosin1Eによる新規細胞運動制御機構の解明

本研究により、Myosin1E(Myo1E)はそのSH3ドメインを介してCavin3(カベオラ形成調節因子)と結合することを見出した。また、Myo1EあるいはCavin3の発現を抑制すると、血清刺激に伴うカベオラの内在化が抑制されること、Aktの局所的な活性化が阻害されること、また細胞の運動能が低下することが分かった。これらの結果より、血清刺激に応答して細胞運動の先導端へ移行したMyo1Eは、Cavin3との結合を介してカベオラの内在化を誘導し、それがAktの局所的な活性化につながること、またそれがMyo1Eによる細胞運動亢進の一因であることが明らかとなった。研究実績の概要に示したように、当初の研究実施計画に沿って解析を進め、各項目ともにおおむね良好な結果を得ており、研究計画全般的には順調に進展していると考える。細胞生物学これまでのところ研究計画の変更および問題はなく、当該年度の研究成果を踏まえながら研究実施計画に示した各研究項目を推進する予定である。特にMyosin1Eによるカベオラ調節機構に重点を置いて研究を進める。当該年度の研究成果を踏まえながら、研究実施計画に示した各研究項目を推進する予定であるが、特に研究実績の概要欄の項目(2)に重点を置きながら研究を進めることで、Myosin1Eによるカベオラ調節機構と細胞運動の関連を分子レベルで明らかにする。当該年度は、特に分子生物学的手法を用いたin vitro解析系が多く、細胞培養を伴う実験が当初の計画よりも少なかった。そのため、消耗品費用として計上していた細胞培養用試薬および器具の費用を大幅に節約することができた。次年度は、これまでの解析結果を踏まえながら、培養細胞系を利用した解析が中心となる予定であり、細胞培養関連の消耗品に当てる。
地域学術コンソーシアムにおけるe-Learning地域ハブに関する研究

本研究では,地域コンソーシアムワイドでの利用のための機能強化がなされており,かつ,個々の大学の個別化も可能なコース管理システムとしてWebCTVistaを使用した「e-Learning地域ハブ」を構築し,情報基盤(インフラ),教材(コンテンツ),活用・評価法の3つの観点から次の項目について研究を行った:[平成15年度成果]・今後の実験に必要な1500シートのWebCT Vistaサーバを導入した.・JPIX名古屋接続を導入し、ネットワークトラフィックを東京経由でなく地域内に留められる実験環境を構築した.・いずれの大学でも必要となる「情報セキュリティ研修」に関する教材を,名古屋大学情報セキュリティポリシー・ガイドラインに沿って作成した.[平成16年度成果]・JPIX名古屋接続による効果測定を行うため,名古屋大学の24年生を対象としたWeb履修登録での利用状況のデータ取得を2005年3月に行った.・「情報セキュリティ研修」に関する教材を,名古屋大学の新入生に対する研修で利用し有効性を確認した。またAC21を対象にしたIT活用に関するベンチマーキングを行い,各大学におけるIT活用の動向を調査した.・国際学術コンソーシアムAC21(1コース),アジア農科系大学(7コース)での教材作成を行った.[平成17年度成果]・JPIX名古屋接続の導入による地域ネットワークの性能を測定し,遅延が伝送量に大きく関係していること,地域ルーティングレジストリ(RRR)の導入の必要性,NMP監視ツールの開発を行った.また,名古屋大学の24年生を対象としたWeb履修登録におけるJPIX名古屋接続の有効性を確認した.・最近の情報セキュリティの最新情報を反映させた2つ目の情報セキュリティ教材をWebCTVistaを用いて作成した.本研究では,地域コンソーシアムワイドでの利用のための機能強化がなされており,かつ,個々の大学の個別化も可能なコース管理システムとしてWebCTVistaを使用した「e-Learning地域ハブ」を構築し,情報基盤(インフラ),教材(コンテンツ),活用・評価法の3つの観点から次の項目について研究を行った:[平成15年度成果]・今後の実験に必要な1500シートのWebCT Vistaサーバを導入した.・JPIX名古屋接続を導入し、ネットワークトラフィックを東京経由でなく地域内に留められる実験環境を構築した.・いずれの大学でも必要となる「情報セキュリティ研修」に関する教材を,名古屋大学情報セキュリティポリシー・ガイドラインに沿って作成した.[平成16年度成果]・JPIX名古屋接続による効果測定を行うため,名古屋大学の24年生を対象としたWeb履修登録での利用状況のデータ取得を2005年3月に行った.・「情報セキュリティ研修」に関する教材を,名古屋大学の新入生に対する研修で利用し有効性を確認した。またAC21を対象にしたIT活用に関するベンチマーキングを行い,各大学におけるIT活用の動向を調査した.・国際学術コンソーシアムAC21(1コース),アジア農科系大学(7コース)での教材作成を行った.[平成17年度成果]・JPIX名古屋接続の導入による地域ネットワークの性能を測定し,遅延が伝送量に大きく関係していること,地域ルーティングレジストリ(RRR)の導入の必要性,NMP監視ツールの開発を行った.また,名古屋大学の24年生を対象としたWeb履修登録におけるJPIX名古屋接続の有効性を確認した.・最近の情報セキュリティの最新情報を反映させた2つ目の情報セキュリティ教材をWebCTVistaを用いて作成した.本研究では,地域コンソーシアムワイドでの利用のための機能強化がなされており,かつ,個々の大学の個別化も可能なCMSとしてWebCT Vistaを使用した「e-Learning地域ハブ」を構築し,情報基盤(インフラ),教材(コンテンツ),活用・評価法の3つの観点から次の項目について研究を行う;(1)先行する北米の事例の調査研究,(2)WebCTVistaを用いたしたe-Learning地域ハブの設計に関する研究,(3)e-Learning地域ハブに接続する各大学とのコンピュータネットワークに関する研究,(4)コンソーシアム内で教材共有とベンチマーキング手法に関する研究,(5)各大学が個別に持つCMSとの連携に関する研究,(6)初等中等教育機関や地方公共団体,地域内の企業との連携.本年度については,交付決定が10月であったことにより,当初の予定を変更し,(i)WebCT Vistaサーバの導入,(ii)地域ハブ利用のためのコンピュータネットワークの導入,(iii)ベンチマーキング用教材の作成,および,(iv)研究対象とする仮想コンソーシアム(大学連合)グループの形成,を行った.まず,(i)に関しては,今後の実験に必要な1500シートのWebCT Vistaサーバを導入した.(ii)に関しては,JPIX名古屋接続を導入し,ネットワークトラフィックを東京経由でなく地域内に留められる実験環境を構築した.(iii)に関しては,いずれの大学でも必要となる「情報セキュリティ研修」に関する教材を,名古屋大学情報セキュリティポリシー・ガイドラインに沿って作成した.(iv)に関しては,研究期間中,複数の高等教育機関の連携を想定したコンソーシアムして次の5つを対象とする体制を構築した:・中部アカデミックネットワーク(SINET名古屋ノードに接続する大学を中心に地域のネットワークインフラを活用した学術活動を支援する研究グループ)・国際学術コンソーシアムAC21(名古屋大学が推進する世界規模のコンソーシアム)・アジア農科系大学連合(東南アジアを中心とした農学系コンソーシアム)・名古屋山手地区法科大学院グループ(仮称)

・ULAプロジェクト(京都大学・大阪大学・名古屋大学の情報基盤系センターによる研究プロジェクト)本研究では,地域学術コンソーシアムにおけるコース管理システムの構築・運用のあり方を検討するため,WebCT Vistaを使用した「e-Learning地域ハブ」を構築し,情報基盤(インフラ),教材(コンテンツ),活用・評価法の3つの観点から研究を行っている.研究の2年目となる本年度については,(i)北米の事例調査研究,(ii)地域ハブ利用のためのコンピュータネットワークの効果測定,(iii)ベンチマーキング用教材の試験利用,および,(iv)研究対象とする仮想コンソーシアム(大学連合)グループでの教材作成の促進,を行った.最終年度の本年度については,(i)地域ハブ利用のためのコンピュータネットワークの効果測定,(ii)情報セキュリティ教材の強化,および,(iii)教材共有のためのユーザ認証機構の開発,を行った.(i)に関しては,JPIX名古屋接続の導入による地域ネットワークの性能を測定し,地域ルーティングを行う場合と行わない場合との比較を通じて,遅延が伝送量に大きく関係していることを確認するとともに,地域ルーティングレジストリ(RRR)の導入の必要性,NMP監視ツールの開発を行い,地域ネットワークインフラ整備のための研究開発を行った.また,名古屋大学の24年生を対象としたWeb履修登録時のデータ解析を行い,10.2%がJPIX名古屋経由となっており,地域IXを通じた直接のピアリングあるいは地域IXを利用するISPが増えることで,さらなる改善が期待できる状態であることが分かった.(ii)については,最近の情報セキュリティの最新情報を反映させた2つ目の情報セキュリティ教材をWebCTVistaを用いて作成した,(iii)については,前年度に引き続き,Central Authentication Serviceによる権限管理を強化したユーザ認証基盤の構築を行い,ウェブアプリケーションに対する多様で大規模・広範囲な統一認証基盤として,CASは重要な役割を果たすことを明らかにした.
二色のラゲールガウスビームの生成と応用に関する研究

1.2色のラゲールガウスビームの同軸性評価法の精密化各波長成分の位相特異点の位置から軸の一致の度合いを推定する手法について、測定精度を検討した。フーリエ変換法による推定精度は40μm程度であった。この手法で求めた2色(波長1.06μmと532nm)のビームの伝搬軸のずれは10^<-4>rad.程度で、ビームの異方性・位相特異点の分裂に比べ軽微であった。偏光を用いた位相測定法の導入による精度の向上について検討を行った。2.ホログラムと単一モードファイバーによるモード解析技術の精密化特定の軌道角運動量成分を分離して単一モードファイバーに結合させるモード解析法について、ファイバーに直接結合するモードの実測と伝搬シミュレーションにより、ホログラムを介してファイバーに結合するモードの特定を行った。将来、軌道角運動量状態制御のための局所光を導入するために必要な検討を行った。3.軌道角運動量の任意の重ね合わせ状態の検出上述のモード解析法にファイバー干渉計と単一光子検出器を組み合わせ、軌道角運動量の重ね合わせ状態の光子検出を行った。レーザー光で実験を行い、モードフィルターとしての消光比は100:1程度であること、異なる軌道角運動量状態間のコヒーレンスをファイバー干渉計で検出できることを確認した。干渉計のドリフト対策について検討した。4.軌道角運動量のもつれ合い状態検出のための基礎実験上述のファイバー干渉計システムについて、BBO結晶によるパラメトリック蛍光(波長702.2nm)を用いた基礎実験を行った。Mairらの実験の追試を行い、シグナル光・アイドラ光の軌道角運動量の光子レベルの相関を観測した。軌道角運動量のもつれ合い状態の検出を行うために、必要な検討を行った。1.2色のラゲールガウス(LG)ビーム生成用ホログラムの改良ダイオード励起固体レーザー(基本波1.06μm、第2高調波532nm)とパラメトリック蛍光の光源(シグナル・アイドラ光702.2nm、励起光351.1nm)をターゲットとし、ブレーズ構造の最適化や反射膜の材質の検討を行った。特に、532nm用に銀の上に金を薄く蒸着することを試み、金のみを蒸着した場合に対して若干の反射率の向上が得られた。2.2色のLGビームの同軸性評価の手法の確立各波長成分の位相特異点の位置を特定し比較することによって、軸の一致の度合いを推定する手法を開発した。位相は参照波との干渉によって測定するが、参照波の波長のみを切り替えることによってLGビームの位置を変えることなく2波長の干渉縞を別々に得ることができた。測定の精度については現在検討中である。3.LGビームのモード解析技術の確立とMairらの実験の追試ホログラムと単一モードファイバーおよびシングルフォトン・カウンティング・モジュール(SPCM)で構成した装置により、モード解析を行う技術について検討を行った。特にホログラムの位置ずれがホログラムの出力に与える影響について詳しく調べた。Mairらの実験の追試については本年度は行わず、後述のファイバー干渉計に注力した。4.LGビームのモード解析技術の改良と新しい実験の考案各角運動量成分の分離を行うだけでなく位相の関係を特定する方法を検討し、ファイバー干渉計による実験を考案した。Mairらの実験の追試はこのファイバー干渉計システムのテストの一環として行うことができる。干渉計の仮組を行い、基本的な性能について検討を行った。
電気的皮膚刺激によって生じた触感覚による情報伝達の可能性

方法腕の2部位(手首と肘)のそれぞれに1対の電極を貼付して,各対に与えた2組の電気パルスの提示時間とISOI(Interstimulus Onset Interval)を変化させて,最適な運動感覚が生じる刺激条件を決定した.電極を腕に貼付した後,まず肘電極に200msecの電気パルス(各パルスの時間2msec,ISOI,10msec)を流し,はっきり知覚できるが痛くない程度の電流を決定した.ついで,この刺激と同じ主観的強度を与える手首の電流を設定した.各電極対に流す刺激の長さは,20,50,100,200,300,400msecとし,最初に手首側それから肘側に流す場合と最初に肘側それから手首側に流す条件とを設けた.手首側の刺激と肘側の刺激のISOIはOmsecから20msecステップで上昇させ500msecまで大きくした.各ISOIに対して被験者は,2部位の刺激が,1)同時に刺激されたか,2)時間的にずれて別々に刺激されたか,3)2部位の間に運動が生じたかどうか報告した.また運動が感じられたときにはその方向を述べた.結果1)刺激の提示時間が50msec以下のときは仮現運動が生じなかった.80%以上の被験者が仮現運動を感じるのは刺激の提示時間が100msecを越えた場合であった.2)刺激の提示時間が200msec以下の場合,刺激の提示時間が増大すると仮現運動が生じるISOIは130msecから230msecまで増大したが,刺激の提示時間が200msecを越えた場合,仮現運動が生じるISOIは,刺激の提示時間とは無関係にほぼ一定であった(約230msec).3)刺激を肘から手首の方向に与えた場合は,その反対方向に与えた場合に比べて,仮現運動の方向に関する判断が不正確であった.仮現運動の異方性が認められた.方法腕の2部位(手首と肘)のそれぞれに1対の電極を貼付して,各対に与えた2組の電気パルスの提示時間とISOI(Interstimulus Onset Interval)を変化させて,最適な運動感覚が生じる刺激条件を決定した.電極を腕に貼付した後,まず肘電極に200msecの電気パルス(各パルスの時間2msec,ISOI,10msec)を流し,はっきり知覚できるが痛くない程度の電流を決定した.ついで,この刺激と同じ主観的強度を与える手首の電流を設定した.各電極対に流す刺激の長さは,20,50,100,200,300,400msecとし,最初に手首側それから肘側に流す場合と最初に肘側それから手首側に流す条件とを設けた.手首側の刺激と肘側の刺激のISOIはOmsecから20msecステップで上昇させ500msecまで大きくした.各ISOIに対して被験者は,2部位の刺激が,1)同時に刺激されたか,2)時間的にずれて別々に刺激されたか,3)2部位の間に運動が生じたかどうか報告した.また運動が感じられたときにはその方向を述べた.結果1)刺激の提示時間が50msec以下のときは仮現運動が生じなかった.80%以上の被験者が仮現運動を感じるのは刺激の提示時間が100msecを越えた場合であった.2)刺激の提示時間が200msec以下の場合,刺激の提示時間が増大すると仮現運動が生じるISOIは130msecから230msecまで増大したが,刺激の提示時間が200msecを越えた場合,仮現運動が生じるISOIは,刺激の提示時間とは無関係にほぼ一定であった(約230msec).3)刺激を肘から手首の方向に与えた場合は,その反対方向に与えた場合に比べて,仮現運動の方向に関する判断が不正確であった.仮現運動の異方性が認められた.
昆虫における嗅覚連合学習の分子機構の解明

昆虫の嗅覚連合学習における条件刺激(匂い情報)を媒介するアセチルコリン(ACh)の下流に位置するシグナル伝達経路を、ケニオン細胞に同定されたイオンチャネル(Na^+活性化K^+チャネル及び電位依存性Ca^<2+>チャネル)の活動を指標に調査した。その結果、AChはM_1ムスカリン性ACh受容体を活性化し、細胞内Ca^<2+>ストアからのCa^<2+>放出、それに続くCa^<2+>・カルモジュリン複合体の活性化そしてNOSの活性化を引き起こしNO産生を誘導することが明らかにされた。M_1受容体活性化により駆動されるNOシグナルカスケードはNa^+活性化K^+チャネルを抑制し、電位依存性Ca^<2+>チャネルを活性化することが明らかになった。フタホシコオロギの持つ高度な嗅覚連合学習の分子機構を、イオンチャネルや受容体のレベルで明らかにするため、昆虫の記憶中枢であるキノコ体の内在ニューロン、ケニオン細胞にアンフォテルシンBを用いた穿孔パッチクランプ法及びCell-attachedパッチクランプ法を適用し、嗅覚情報を媒介するアセチルコリン(ACh)の同定チャネルに対する作用を調べ、以下の結果を得た。(1)Na活性化Kチャネル(KNaチャネル)の開口確率(Po)はAChにより減少した。(2)電位依存性L型CaチャネルのPoはAChにより増加した。(3)誘発性及び自発性活動電位はAChにより増加した。(4)AChの作用は、ムスカリン受容体アンタゴニストのアトロピン、スコポラミンにより抑制された。(5)細胞内cGMPはACh類似の作用を引き起こした。(6)一酸化窒素(NO)供与体のGSNO及びSNAPはACh類似の作用を引き起こした。(7)PKG抑制剤KT5823は、AChの作用を抑制した。以上の結果は、匂い情報を媒介する神経伝達物質AChの下流にムスカリン様受容体、NO、cGMP、Gカイネースがあり、KNaチャネルとCaチャネルがそれぞれ、リン酸化により抑制的、及び増強的に制御されている可能性を示唆した。この知見はAChがニコチン様ACh受容体を介する早いシナプス伝達以外に、ムスカリン様受容体介した遅い、興奮作用を併せ持つことを示しており、嗅覚学習の機構への積極的関与、あるいは、脊椎動物の海馬で知られる、ムスカリン受容体を介した長期増強の亢進と類似の作用が存在する可能性を示唆するものである。これらの知見にさらに次年度以降明らかにする、報酬情報と嫌悪情報を媒介するオクトパミン及びドーパミンの細胞内シグナルカスケードを重ね合わせることで、条件刺激と無条件刺激の連合の基礎となる、クロストークを明らかにでき、昆虫の嗅覚連合学習の分子実体に迫ることができると考えられる。フタホシコオロギの持つ高度な嗅覚連合学習の分子機構を、イオンチャネルや受容体のレベルで明らかにするため、昆虫の記憶中であるキノコ体の内在ニューロン、ケニオン細胞にベータエスチンを用いた穿孔patch clamp法及びCell-attached patch clamp法を用い、一酸化窒素(NO)シグナル伝達系の同定チャネルに対する作用並びにNOの上流域と下流域に想定されるシグナル伝達経路を精査した。その結果、以下の知見を得た。(1)Na活性化Kチャネル(K_<Na>チャネル)の開口確率(Po)はNOドナーのGSNO及びSNAPにより減少した。(2)GSNOによるPo減少はPKG抑制剤のKT5823及びsGC抑制剤ODQにより消失した。(3)NOの上流に位置するアセチルコリン受容体のサブタイプがM_1ムスカリン様受容体であることが判明した。(4)M_1受容体はPLCとリンクしIP_3による細胞内ストアCaからのCa放出の関与が明らかになった。(5)NOSの活性化にCA/CAM複合体が関与するか否かをCAM阻害剤W7'及びネガティブコントロールとしてのW5を用い調べた。その結果、Ca/CAMの関与が明らかになった。(6)活動電位に対するGSNO作用を調べた結果、発火頻度の増大が観察された。以上の結果は、条件付けを複数回繰りかえすと、匂い情報を媒介するAChはM_1受容体を活性化し、それに続くPLC活性化、IP_3-リアノジン受容体による細胞内CaストアからのCa放出、Ca/CAM複合体によるNOSの活性化NO産生、cGMP/PKG活性化という一連の生化学反応を引き起こし、K_<Na>チャンネルを抑制的に制御している可能性が示唆された。

これらの結果は短期記憶を長期記憶に変換する分子機構の一部にK_<Na>チャネルの抑制による活動電位の発火頻度増大もしくは活動電位の持続時間延長が関与する可能性を示唆する。昆虫の持つ高度な学習・記憶能力の神経生理学的機構を明らかにするため、フタホシコオロギの高次脳記憶中枢であるキノコ体のケニオン細胞に、パッチクランプ法を適用し、嗅覚連合学習に関わるイオンチャネル及び受容体を同定し、条件刺激と無条件刺激によるシグナル伝達経路を調査することを目的とした。すでに本細胞には細胞内Naによって活性化されるNa活性化Kチャネル、電位依存性Caチャネルを同定している。またそれらチャネルに対する報酬系伝達物質オクトパミン、罰系伝達物質ドーパミンの作用を明らかにしている。今回は条件刺激を媒介するアセチルコリン(ACh)の作用を調査した。すでにACh下流には、一酸化窒素(NO)-cGMP-PKG系のシグナル伝達経路が存在し、Na活性化Kチャネルの抑制性調節機構の存在を示唆した。本年はCaチャネルに対するNOシグナル伝達系及びAChの作用を調べ以下の知見を得た。(1)Caチャネルの開口確率(Po)はNOドナーのGSNO及びSNAPにより増加した。(2)GSNOによるCaチャネルのPo増加は可溶性グアニル酸シクラーゼ抑制剤ODQ、PKG抑制剤KT5823により抑制された。(3)膜浸透性cGMPはCaチャネルのPoを増加した。(4)ムスカリン性ACh受容体アゴニストはCaチャネルのPoを増加し、Mlムスカリン性ACh受容体アンタゴニストのピレンゼピンはACh作用をブロックした。次にケニオン細胞の活動電位(AP)の基本性質及びACh、NOの作用を調査し以下の知見を得た。(1)APの立ち上がり相には一過性Na電流だけでなく持続性Na電流、さらにCa電流が関与している。(2)APの立下り相にはCa活性化K電流、Na活性化K電流が関与している。(3)APは上記のイオン電流系が混在する複合APであり、ACh及びNOのAP変調作用は個々のチャネル電流への作用から説明可能であり、APの形状は可変的なものであった。以上の知見を総合すると、連合学習の成立過程にはNaチャネル、Caチャネル、Na活性化Kチャネル、Ca活性化Kチャネルが、条件刺激及び無条件刺激により駆動される各シグナル伝達経路問クロストークにより変容を受け、ケニオン細胞の膜興奮性の恒常的変容が起こることが不可欠である可能性が示唆される。
炎症性腸疾患患者の受診行動に関連する要因の解明

本研究の目的は、炎症性腸疾患患者の受診行動を促進・阻害する要因について明らかにすることである。炎症性腸疾患は近年増加しており、発症時に重症であるほど内科的治療ではなく外科的治療が選択される確率が高くなっている。すなわち、重症化前の受診と治療が重要と言える。しかし、これまで炎症性腸疾患患者の受診行動の解明についての研究は国内外において報告されていない。本研究により受診行動の関連要因を明らかにすることで、行動科学理論に基づき潜在的な炎症性腸疾患患者の早期受診を促すための有効なアプローチ方法について提言することを目指す。
半導体製造における有害化学物質の毒性に関する基礎的研究

1、曝露装置作成:半導体材料ガスの安全面・健康面での危険性を考慮し、従前のチャンバ-を高気密性に改良し、半導体製造工場で使用されているものと同等のシリンダ-キャビネット、ガス配管、半導体材料ガス漏洩検知器、除害設備を導入し、万全を期した。2、予備実験:本実験で使用する濃度レベルおよび曝露時間でのシランの大気中安定性を確認した。3、1,000ppm1時間8時間曝露実験:満4週齢ICR系雄マウス(SPF)に1,000ppmシランを1、2、4、8時間曝露した結果、弱い刺激性以外の急性吸入影響は認められなかった。4、1,000ppm2週間、4週間曝露実験:満4週齢ICR系雄マウス(SPF)に1,000ppmシランを2、4週間曝露した結果、4週間曝露群において鼻腔の浸出液、炎症性細胞および壊死細胞の有所見率が増加したのみであった。5、2,50010,000ppm30分曝露実験:満4週齢ICR系雄マウス(SPF)に2,500、5,000、7,500、10,000ppmシランを30分曝露した結果、腎皮質の瘢痕が7,500ppm群4例、10,000ppm群6例に見られた、7,500、10,000ppm曝露群で肝機能指標の増加、リンパ球系の増加がみられた。6、まとめ:以上の結果、シラン30分曝露のLC_<LO>は10,000ppm以上であり、4時間曝露におけるLC_<LO>は1,000ppm以上であった。今回の実験の範囲内ではシランの標的臓器は腎、肝、造血器(脾)であり、刺激性は文献で言われるほどには強くないと結論できる。1.吸入曝露実験装置の製作・改良:本教室に既存した吸入曝露実験装置と除害装置にガス漏洩検知警報器と専用除害設備とを付設することにより、健康上だけでなく防災上も危険な特殊材料ガスの曝露実験を安全に遂行することを可能とした。2.予備実験:まず、窒素希釈の1%シランを用いてニ-ドル弁による流量調整とガスクロによる経時的濃度測定を行なった結果、52000ppmの範囲内でチャンバ-内のシラン濃度を安全にコントロ-ルすることが可能となった。3.本実験:現在までのところ、1000ppmシランでは1回30分8時間曝露と1日6時間4週曝露を、2000ppmシランでは1回30分曝露を行なった。この結果、(1)死亡したマウスはなく、50%致死濃度(LC_<50>)は前記曝露設定条件以上であることが確認された。(2)曝露後の体重減少については、シラン濃度、曝露時間ともに量・影響関係が示唆され、統計学的に検討中である。(3)肝、腎、脾、膵の各臓器については、現在までのところ病理学的異常所見は認められていない。(4)曝露中のマウスの行動より、シランの皮膚粘膜刺激性が推定された。また、一部の鼻腔、気管、肺の病理スライドから絨毛上皮の脱落、偏平上皮化生、うっ血などの所見が観察され、現在、検討中である。

4.今年度はシランの最低致死濃度(LC_<LO>)を求めるとともに、ホスフィンについてもシラン同様の実験を行ない、最終報告としたいと考えている。1、シラン曝露実験の解析およびまとめ前年度今年度初頭にかけて実施したシラン曝露実験の解析およびまとめを行った。結果概要は、ICR雄マウスによるシラン30分曝露のLCLOは、10,000ppm以上であること、1時間、2時間、4時間、8時間、2週間、4週間ののLCLOは、1,000ppm以上であること、シランに対するもっとも敏感な標的臓器は腎臓であること、病理学的に不可逆的な変化は、7,500ppm30分曝露以上の濃度でみられたこと、シランの刺激性は弱いこと等であった。これらの実験結果は、従来知られていなかったことであり、半導体製造関連産業にとっては貴重なデ-タといえよう。2、ホスフィン曝露実験第2番目の半導体製造特殊ガスとしてホスフィンを取り上げ、予備実験、短期間曝露実験を継続中である。3、報告書の作成実験装置の作成、シランに関する基礎実験、シラン曝露実験結果を内容とする報告書を作成した。
乳発酵微生物のマスト細胞におけるToll様受用体2を介した抗アレルギー作用の解明

Toll様受容体2のリガンドとして作用しうる乳発酵微生物(酵母、乳酸菌)を対象に、マスト細胞の脱顆粒反応抑制効果を検討した。選抜により強い脱顆粒反応抑制効果を持つ乳酸菌(Lactobacillus reuteri NBRC15892株)の存在が明らかになり、それを用いた解析により即時型アレルギーの遅延相応答(炎症性サイトカイン発現誘導、脂質メディエーター産生)に対する抑制効果が明らかとなった。本研究はマスト細胞におけるToll-like receptor(TLR)2を介した刺激が、その後に誘導される脱顆粒反応を抑制するという知見に基づいて、TLR2リガンドを有する発酵乳由来微生物のアレルギー性応答に及ぼす影響について評価を行うことを目的とするものである。今年度は、セルバンクに登録されている発酵乳由来または関連種の酵母や乳酸菌株を対象に、マウス骨髄由来マスト細胞(BMMC)の培養系を用いてスクリーニングを行った。各検体の加熱死菌体の凍結乾燥物を100μg/mlの添加条件で24時間の添加培養を行ったところ、脱顆粒反応抑制作用は酵母ではあまり観察されず一部の乳酸菌株が強い活性を持つことを明らかにした。しかし、この処理によってTLR2リガンド処理で観察されている高親和性IgE受容体(FcεRI)発現低下現象は観察されなかった。この点については当初の予想と異なる現象であり、乳酸菌の脱顆粒反応抑制減少におけるTLR2刺激の関与という観点からのさらなる検討が必要と判断し、来年度の重点検討項目に掲げた。脱顆粒反応抑制性菌株として見出したLactobacillusreuteri NBRC15892株のアレルギー性応答に対するさらなる抑制作用について明らかにするため、脱顆粒誘導後の炎症性サイトカイン発現誘導や脂質メディエーター産生作用における作用について経時間的な詳細な検討を行った。その結果、脱顆粒反応誘導12時間後のTh2型サイトカインIL-4ならびにIL-13、脂質メディエーターであるプロスタグランジンD_2の発現誘導が抑制されることを明らかにした。以上の研究成果に基づき、計3回の学会発表を行った。昨年度の研究成果によって得られたマスト細胞の脱顆粒反応を抑制する発酵乳由来乳酸菌株Lactobacillus reuteri NBRC15892株の作用について、TLR2リガンドによる脱顆粒反応抑制作用との関連性を評価した。TLR2阻害抗体を用いて抗体存在下における本菌株の脱顆粒反応抑制活性について評価を行ったところ、抑制作用の有意な減少が確認された。そこで活性に関与する菌体成分がTLR2リガンドである可能性を考慮し、リポテイコ酸を視野に入れた活性画分の特性付けを行った。ガラスビーズによる細胞破砕を行った菌体を1-ブタノール・水抽出系により分画し、透析により分子量1,000以上相当の1-ブタノール溶性・水溶性画分を回収した。これらの画分の脱顆粒反応に及ぼす影響を評価したところ、リポテイコ酸が含まれると予想される水抽出物に顕著な抑制活性がみられることが明らかとなった。これまで知られている黄色ブドウ球菌由来リポテイコ酸にみられる脱顆粒反応抑制活性は、マスト細胞上の高親和性IgE受容体であるFcεRI発現低下を伴うことが報告されている。しかし我々の昨年度の検討では脱顆粒反応抑制に伴ったFcεRI発現低下が観察されなかったため、この点について確認を行った。NBRC15892株ならびに菌体画分添加後のFcεRIの経時的な変化をみたところ、従来報告されている添加24時間後ではなく6時間後に発現低下が起こっていた。しかしこのFcεRI発現低下は24時間後には消失し、これまで24時間処理後に観察された脱顆粒反応抑制の持続性と大きな相違があることが明らかとなった。以上のことから本年度の検討により、NBRC15892株ならびに菌体画分による脱顆粒反応抑制作用に関する新たな知見が得られるとともに、FcεRI発現低下とは異なる持続的な抑制機構が働いている可能性が示唆されるとする研究成果を得た。
保育現場における食育の評価指標に関する研究

保育現場で実施されている食育の評価指標の整理を行い、目安となる共通の評価指標を開発、確立することで、系統的な食育の実践、保育現場における食育の質の向上に貢献することを目的に研究を実施している。本年度は以下の内容について研究を進めた。1)海外の保育現場における食育活動、評価指標の調査2)食育と関係する幼児体育での評価指標の模索1)は当初の計画には含まれていない項目であるが、国内での調査報告の収集が進まなかったため、海外での保育現場での食育活動、評価も参考にすることを始めた。文献調査、食育ツールの検索、収集、保育現場に関わる人を対象としたアンケート調査、インタビューも継続して行った。現在、調査結果をまとめている。2)研究協力園にて幼児の運動能力測定を実施、それと同時に保護者を対象とした食育に関するアンケート調査を行った。両者の結果を用いて、幼児の運動能力と保護者の子どもの食に対する意識の関係性について解析を行った。両者の結果から関係性が高い傾向を示す項目がいくつか見つかった。来年度も同様に継続調査を行い、運動能力の推移、保護者の食に関する意識との関連性も引き続き検討する予定である。理由昨年度に実施できなかった保育現場に関わる人へのグループインタビューが今年度も実施できなかったため。引き続き、保育現場での食育活動、食育の評価に関する調査(保育現場に関わる人へのインタビューも含む)、研究協力園にて幼児の運動能力測定を実施、それと同時に保護者を対象とした食育に関するアンケート調査を引き続き行う。また、今までの調査結果をまとめ、学会発表、論文作成に着手する。本年度は初年度ということで、研究計画に基づき、以下の内容について研究を進めた。1)保育現場で実施されている食育活動、使用されている評価指標の整理2)保育現場で働いている保育者への食育に関するインタビュー3)発達心理と食との関連性4)海外の保育現場における食育活動、評価指標の調査1)では保育現場での食育活動に関する(評価を含む)調査報告は予想以上に少なく、参考となる情報収集があまりできず、苦戦した。次年度以降も継続してリサーチを続ける必要がある。2)のインタービューでは現場の生の声を拾うことができ、調査報告のリサーチでは見つけられない食育活動の評価指標となる項目の候補が見つけられた。しかし、設定した回数の半分しか開催することができず、成果発表には残り半分の開催が必須であると考える。3)は予想以上に発達心理と食の関係性は深く、整理するにはさらに多くの時間が必要である。次年度も引き続き整理を進める。4)は当初の計画には含まれていない項目であるが、1)の調査報告の収集が進まなかったため、海外での保育現場での食育活動、評価も参考にすることを始めている。文献調査を始め、保育現場に関わる人を対象としたアンケート調査も実施している。年度末から開始したため、次年度以降も引き続き行う。保育現場での食育活動、食育の評価に関する文献調査で参考となる文献の数が少なく、海外の保育現場での食育活動、食育の評価についても調査することになったため。また、実施予定であったインタビューができなかっため。今後は幼児体育と食育との関係性について調査を開始する。また、引き続き、保育現場での食育活動、食育の評価に関する調査(保育現場に関わる人へのインタビューも含む)海外での保育現場に関わる人を対象としたアンケート調査を引き続き行う。インタビュー調査の実施回数が予定より下回ったため、学内での打ち合わせが多かっため。

次年度はインタビュー調査を実施した際の謝礼金、海外で実施するアンケート調査の英文校正費、保育現場における食育アンケート調査、体力測定に関わる諸経費として、使用する予定である。学内打ち合わせ、近隣でのフィールドが多かったため。また、インタビュー調査など人件費、謝金が発生する調査をほとんど実施できず、実施した場合も謝金ではなく謝礼品で対応したため。昨年度実施した体力測定で対象者数が予定数より増加し、経費も増加した。今年度も同様なことが予想されるため、その費用に充てる。
犬の腎移植後の血行動態とサイトカイン動態

本年度は犬の腎移植における、急性拒絶反応の早期診断法について血行動態面から検討すると同時に、腎移植後の免疫反応抑制療法におけるT細胞活性の指標の一つとして、リンパ球幼弱化反応の至適条件の検討を行った。1)ビーグル成犬を用いて腎移植を行い、とくに術中、術後の脳神経障害を防止し、血圧、血液ガスなど血行動態を把握するため、多項目監視装置(日本光電ベッドサイドモニタBSM-9510)を用いた観察を行った。免疫抑制剤の投与はこれまでの実験により最も優れていると考えられる低用量のCsA,Mz,Prdによる3剤投与とした。2)術後は、通常の腎機能の検査だけでなくパワードップラ法による血行動態検査を定期的に実施して、拒絶反応を監視した。3)細胞活性の指標としてとして正常犬末梢血リンパ球を用い、リンパ球幼弱化反応における細胞濃度、培養日数、mitogenの濃度について各種条件の検討を行った。その結果、1)パワードップラ法による血液領域率(BFAR)は急性拒絶反応時、S-Crの上昇に先駆けて変化し、S-Crでは検出不能な腎灌流状態の微小変化を検出できた。また血流サインの質的観察により腎灌流の悪化の過程が視覚的に評価することができた。2)正常犬のリンパ球幼弱化反応における細胞濃度、培養日数、mitogenの濃度については、概ね至適条件を決定することができた。
複数の細径ソフトアクチュエータを用いた極狭隘空間におけるロボット駆動法の創出

本研究は、柔軟材料を用いたアクチュエータと新たな駆動原理によるアプローチによって、極狭隘空間でのロボットの運動性能を飛躍的に向上させるロボット構成法の提示を目的とするものである。具体的な研究課題として、1高速動作・大発生力を有する細径の柔軟な流体駆動アクチュエータ、2複数のソフトアクチュエータの協調による運動様式、3アクチュエータの運動制御手法に関する研究開発の3点を主として研究に取り組む。これらの研究を通して、既存のロボット推進機構の課題を打破し、極狭隘空間におけるロボットの運動特性を飛躍的に向上させることを目指す。
後発福祉国家の雇用保障と社会保障に関する国際比較研究

本研究において,雇用保障・社会保障政策からなる全体としての福祉国家を捉えるアプローチから,主に福祉国家の成立期に焦点をあてて東アジア諸国・地域を比較分してきた。特に西欧諸国における先発福祉国家の経験との対比で,後発福祉国家としての日本や韓国,中国の歴史と現状を明らかにし,それと同時にその後発福祉国家のなかにみられる類似性と多様性を探るための他国間比較分析を行ってきた。これを通じて,従来の比較福祉国家研究の分野でこれまでほとんど注目されてこなかった後発福祉国家を捉える理論的視点を確立するとともに,各国・地域の制度改革のための実践的な政策課題を提示することができた。本研究では,これまで東アジア諸国・地域の社会保障に関する研究から得られた「後発福祉国家論」という視点にもとづいて,1日本,中国,韓国,台湾における雇用保障の歴史と現状,そしてその社会保障との関連性についての国際比較分析を行い,これにより,2後発福祉国家論のさらなる理論的発展を試みるとともに,3各国における制度改革や今後の東アジア地域統合に向けての政策提言の可能性を探ることを目的とする。この目的を達成するために,平成25年には,前年度にひきつづき,各国の雇用保障・社会保障に関する歴史・現状分析と後発福祉国家論に関する理論研究とを平行して研究をすすめてきた。前者に関しては,前年度における雇用保障についての分析をふまえ,その雇用保障と社会保障の関係性を明らかにしようとした。後者に関しては,両政策の関係性にみられる諸特徴から後発福祉国家の類似性と相違性を明らかにしようとした。具体的な研究成果としては,「東アジア福祉国家を世界史のなかに位置付けるーその理論的意味と方法論的視点」『社会政策』第5巻第2号(単著),『生産的福祉と経済成長ー福祉国家の事例分析』アサン政策研究院(共著,ハングル文献),「福祉国家化以降の韓国福祉国家ー『過酷な現実・不安な将来』の諸相」末廣昭編著『東アジアの雇用保障と新たなリスクへの対応』東京大学社会科学研究所リサーチシリーズNo.56(単著),「日本ー戦後における社会保障制度の成立とその特徴」田多英範編『世界はなぜ社会保障制度を作ったのか』ミネルヴァ書房(単著,執筆中),「韓国福祉国家の全体像ー後発国の文脈から」『週刊社会保障』No.2774(単著,執筆中)などがある。本研究では,これまで東アジアの社会保障に関する研究から得られた「後発福祉国家論」という視点にもとづいて,1日本,中国,韓国,台湾における雇用保障の歴史と現状,そしてその社会保障との関連性について国際比較分析を行い,これにより,2後発福祉国家論のさらなる理論的発展を試みるとともに,3各国における制度改革や今後の東アジア地域統合に向けての政策提言の可能性を探ることを目的とする。この目的を達成するために,平成24年には,各国の雇用保障・社会保障に関する歴史・現状分析と後発福祉国家論に関する理論研究とを併行して研究をすすめてきた。前者に関して,社会保障に関してはすでにいくつかの研究成果を出しているため,本年度は主に雇用保障とかかわる諸政策・制度に関する調査・分析を行なった。そして後者に関しては,文献研究や学会・研究会での報告・討論を中心とした研究方法を通じて,後発福祉国家論という新しいアプローチの理論的洗練を図った。具体的な研究成果としては,「後発福祉国家における雇用保障政策ー韓国の選択」(『社会科学研究』第5・6号),「後発福祉国家としての日本ー全部雇用政策と国民皆保険・皆年金体制の統合」(『週刊社会保障』No.2667),「福祉国家とポスト福祉国家の挟間でー中国の福祉改革のゆくえ」(盛山和夫・上野千鶴子・武川正吾編『公共社会学2少子高齢社会の公共性』東京大学出版会),「失業者の社会保障」(埋橋孝文・于洋・徐宋編『中国の弱者層と社会保障』明石書店),「ポスト『3つの世界』論の可能性ー比較福祉国家研究における類型論と段階論」(武川正吾編『シリーズ福祉社会学I公共性の福祉社会学』東大出版会),「後発福祉国家としての韓国ー日本との比較」(『週刊社会保障』No.2716)などがある。今年度は,平成24・45年度にひきつづき,主に日本・中国・韓国における雇用保障政策と社会保障政策について,家族政策との関連を強く認識しながら,それら諸政策の歴史・現状分析そして理論研究を行った。韓国を中心に研究実績の概要をまとめてみると次のようになる。まず,歴史・現状分析について。20世紀末以降の韓国における福祉国家の整備過程をみると,雇用保障政策に関しては,西欧諸国の福祉国家整備過程にみられた完全雇用政策,つまり「製造業分野を中心とした雇用拡大政策」とは異なり,「サービス産業分野を中心とした雇用拡大政策」が展開された。

後者の政策は,前者の政策の前提であった男性稼ぎ主モデルの家族ではなく,共稼ぎ主モデルの家族を前提とせざるをえず,そのため社会保障政策では,世帯主としての男性労働者を中心とした「職域どごの労働者保険」ではなく,国民個々人を全国統一的な制度からカバーする「単一型の国民保険」を構築した。重要なのは,この雇用保障・社会保障政策の展開と関連して「男性稼ぎ主モデルを支援する家族政策」ではなく,「共稼ぎ主モデルを支援する家族政策」が積極的に推進されたことである。次に,理論研究について。以上のような韓国の経験は後発福祉国家であるがゆえにあらわれたものといえる。すなわち,「サービス産業分野を中心とした雇用拡大政策」・「単一型の国民保険」・「共稼ぎ主モデルを支援する家族」を機軸とする福祉国家の整備は,20世紀の工業化時代に福祉国家の整備に乗り出した先発国としての西欧諸国とは違って,21世紀の脱工業化時代に福祉国家の整備に乗り出した後発国としての韓国が選択せざるをえなかった福祉国家化のパターンと捉えることができる。本年度の研究では,以上のような視点にもとづき,韓国だけでなく日本や中国についても分析を行いつつ,後発福祉国家としての東アジア諸国・地域の類似性と相違性の究明を試みた。福祉社会学,比較福祉国家論現在まで,各国における研究成果をふまえながら,主に文献研究や現地調査を中心とした各国分析を行ってきている。分析はおおむね順調に進展しており,その結果,上で提示したいくつかの研究成果を出している。上記の【研究実績の概要】に記載しているように,各国の歴史・現状分析に関しても理論研究に関しても,研究目的に応じた数々の研究成果を出しており,順調に研究がすすめられていると判断される。平成26年には,基本的に前年度の到達点をふまえて研究をすすめていく。具体的な研究方法としては,前年度と同様,各国の歴史・現状分析と理論研究を持続しているが,この時期は,3年間の研究成果を最終的にとりまとめるための時期となる。したがって,これまで行ってきた後発福祉国家論に関する理論研究にもとづいて,日中韓台の本格的な多国間比較を行うと同時に,そこから見出された東アジアの共通性と多様性から,各国の政策的方向性と今後の東アジア共同体に向けての共通政策の可能性を検討し,その成果を研究報告書として作成する。最終報告書の完成ののち,その成果を日本国内・外の学会・研究会報告などのかたちで普及していく予定である。平成25年度には,平成24年度の到達点をふまえて研究を遂行していく。基本的には平成24年度におけるのと同様の方法で研究をすすめる予定である。(1)まず,各国の歴史・現状分析について,前年度と同様に調査を持続していくが,平成25年には,特に韓国についても深層的な資料収集と現地調査をすすめていく予定である。韓国では平成24年末に大統領選挙があったため、それを前後とした政策変化の状況をフォローする必要がある。これに関しては,これまですでに研究交流をしてきた研究者ネットワークを最大限活用していく。また,各国のデータ収集・分析の成果を中間報告書として印刷する予定である。(2)次に,平成24年度に引き続き,後発福祉国家論に関する理論研究を追究していく。
光学活性な免疫賦活物質の合成

免疫賦活作用が知られている(2R,3S,4R)ー3,4ージヒドロキシー2ーヒドロキシメチルピロリジン(1),(ー)ースワインソニン(2)およびその8ーエピ体の(S)ーピログルタミン酸からの立体選択的合成を行なった。(S)ーピログルタミン酸誘導体3aより導かれるセトン体(3b)を、塩基にて開環後,再閉環してラクトン体とし,脱セレン化してα,βー不飽和ラクトン(4)に導いた。化合物4をOsO_4にてシス-ジオ-ル化を行ない,(5)を立体選択的に得た。この反応では他のジアステレオマ-は生成しなかった。ジオ-ルを保護したのち,開環しピロリジン環に再閉環して(6)を合成する。(6)を塩酸存在下接触還元によって保護基を除去すると(1)の塩酸塩が得られた。一方(6)の一級水酸基をスワ-ン酸化によってアルデヒド体としたのち、アリル化反応を行なうとアリルマグネシウムクロリドを用いた場合7a:7b=3:1で得られ,TiCl_4存在下アリルトリメチルシランを反応させると7bのみが得られた。(7a)および(7b)をカラムクロマトグラフィ-にて分離後,二重結合をハイドロボレ-ションにかけて一級アルコ-ル体とし、メシル体を経て分子内にて閉環し最後に保護基を除去することにより(2)およびその8ーエピ体を得た。これら一連の反応は60%から90%の収率で進行し,スワインソニンおよびその立体異性体の効率良い合成が可能となった。
皮膚感覚装置におけるニューロン－グリア相互作用の細胞内Na+濃度画像解析

典型的皮膚感覚装置ラット頬ひげ毛包槍型終末は,軸索周囲に薄板突起をのばす終末シュワン細胞とその予備軍星形シュワン様細胞をグリア要素とする。2種グリアの細胞内Ca2+およびNa+濃度が随伴ニューロンの活動に応じていかに変動し得るかを調べるため,遺伝子改変ラットTg[S100b-EGFP]から分離した槍型終末を観察材料とし,高速二光子励起顕微鏡を用いて以下の実験1,2を行なった。実験1.標本にCa2+感受性蛍光色素Fura-2を負荷して顕微鏡ステージに載せ,終末シュワン細胞または星形シュワン様細胞をEGFP蛍光で同定した後,パルスレーザー(出力波長830 nm)でCa2+濃度依存的蛍光強度画像を高速タイムラプス記録しながら,ATP受容体P2Y2作動薬UTP 50μMを標本灌流液に加えたときの細胞応答を観察した。観察後,線毛マーカーアセチル化チュブリンの免疫染色を行い,Ca2+画像記録細胞を共焦点顕微鏡で立体再構築した。実験2.実験1と同じ光学系を用い,Na+感受性蛍光色素SBFIを負荷した標本に1 mMグルタミン酸の灌流刺激を与えたときのグリア細胞のNa+濃度依存的蛍光強度画像のタイムラプス記録を試みた。実験1で,終末シュワン細胞は一次線毛を欠き,P2Y2活性化に基づくCa信号がグリア薄板の出る細胞極から反対極へと伝播したのに対し,星形シュワン様細胞では,核陥凹部を占める中心体から線毛が出ており,刺激に応じたCa2+濃度上昇はまず核陥凹部と細胞膜直下の細胞質に速やかに広がり少し遅れて核に及んだ。星形シュワン様細胞に特異な信号生成・伝播様式と線毛との関係を精査する必要がある。実験2では,前年度までの蛍光顕微鏡のSBFI蛍光比画像観察でグルタミン酸刺激時にみられた髄鞘形成シュワン細胞の細胞内Na+濃度上昇の再現を試みたが,解析に十分な蛍光強度の画像が得られていない。平成30年度は観察目的細胞の画像記録頻度向上とNa+画像の信号対ノイズ比改善を期待して,グリア細胞同定のためのEGFP励起波長とCa2+またはNa+感受性プローブ励起波長を明瞭に区別して出力できる二光子励起光学系を採用し,(1)量子効率の優れたCa2+感受性プローブFura-2を応用した高速タイムラプス記録で終末シュワン細胞と星形シュワン様細胞の細胞内Ca信号生成・伝播過程を詳細にすること,(2)Fura-2と同様の励起・蛍光波長特性を示すものの量子効率の劣るNa+感受性プローブSBFIを応用した上記2種グリア細胞の観察・実験を計画していた。上記(1)に関しては,最新の高速二光子励起顕微鏡で画像記録条件に工夫を重ねることにより,良好なCa2+画像記録が安定して得られるようになり,新知見を学会発表したが,(2)に関してはまだ,再現性のある記録を得るところまで到達していない。SBFIは現在利用できる最も有効な細胞内Na+濃度指示薬であり,これを用いてさらに明るい蛍光画像が得られるよう,細胞への負荷方法(負荷液の温度・濃度,界面活性剤の添加等)に工夫を加えて実験を行う必要がある。また,SBFIに似た性質をもつFura-2の使用経験から得られた二光子励起顕微鏡の設定条件に微調整を加え,記録画像の解像度を著しく損なわない範囲でSBFI蛍光検出感度を上げる試みも有効と期待される。一方,Fura-2蛍光強度画像記録の実験では,星形シュワン様細胞内のプリン作動性信号生成・伝播と一次線毛との関連を示す新しい所見が得られたので,刺激剤・遮断剤を用いた実験を分離標本や生体レベルで行い,その生理的意義を検証する計画である。グリア細胞はNa+共輸送体を介して神経伝達物質を回収し,正常なニューロン活動を助ける。ラット頬ひげの動き受容器槍型感覚終末とその周辺には,槍型軸索終末を被うグリア薄板をつくる終末シュワン細胞,槍型終末に入る有髄線維に随伴する髄鞘形成シュワン細胞,ニューロン軸索に接触しない星形シュワン様細胞,の三種のグリア細胞がみられる。これらが槍型軸索終末から自己分泌的に放出されるといわれる伝達物質グルタミン酸を取り込んだときの細胞内Na+濃度変動をとらえることを目的とし,以下の実験1,2を行った。実験1.頬ひげ毛包から分離した槍型終末標本にCa2+感受性プローブFura-2のAM体を負荷して倒立式蛍光顕微鏡のステージに載せ、細胞外からグルタミン酸等を与えたときの細胞内Ca2+濃度変動を蛍光比画像(励起光波長340 nm/380 nm)として記録・解析した。実験2.実験1と同じ光学系を用い,Na+感受性蛍光プローブSBFIのAM体を負荷した槍型終末分離標本にグルタミン酸刺激をあたえたときの細胞内Na+濃度変動を蛍光比画像で記録・解析した。なお,観察目的細胞同定のため,分離標本はすべて実験後ホルマリン固定し,グリア・マーカーS100蛋白の免疫染色を行った。実験1では,髄鞘形成シュワン細胞がグルタミン酸1 mMの刺激に対し,一過性細胞内Ca2+濃度上昇をもって応答するのが観察された。これに対し,終末シュワン細胞と星形シュワン様細胞は同刺激に不応だった。実験2では,分離標本をグルタミン酸1 mMで刺激したとき,髄鞘形成シュワン細胞の核周辺細胞質に一致する画像記録領域に緩やかなSBFI蛍光比上昇が検出された。

この変化がグルタミン酸輸送体の活性化に基づくかどうかを検証するため,さらに,蛍光検出感度の高い光学系を用いた画像解析を行う必要がある。平成29年度は,(1) SBFI蛍光比を指標とした細胞内Na+濃度変動画像化法をラット頬ひげ槍型感覚終末の分離標本に応用し,これを用いて,(2)槍型終末にまつわる3種のグリア細胞(髄鞘形成シュワン細胞,終末シュワン細胞,星形シュワン様細胞)に様々な刺激を与えたときの応答をとらえ,(3)その細胞応答に関わる膜受容体・輸送体等の生理薬理学的性質を明らかにすることを計画していた。上記(1)(2)に関しては,ノイズのため観察目的細胞を区別するのに十分な画像解像度を得るのが困難であったが,髄鞘形成シュワン細胞でグルタミン酸刺激に対する応答と思われるSBFI蛍光比上昇を2例記録することができた。しかし,再現実験が難しく,刺激と遮断剤をさまざまな組み合わせで行う上記(3)に進むことはできなかった。典型的皮膚感覚装置ラット頬ひげ毛包槍型終末は,軸索周囲に薄板突起をのばす終末シュワン細胞とその予備軍星形シュワン様細胞をグリア要素とする。2種グリアの細胞内Ca2+およびNa+濃度が随伴ニューロンの活動に応じていかに変動し得るかを調べるため,遺伝子改変ラットTg[S100b-EGFP]から分離した槍型終末を観察材料とし,高速二光子励起顕微鏡を用いて以下の実験1,2を行なった。実験1.標本にCa2+感受性蛍光色素Fura-2を負荷して顕微鏡ステージに載せ,終末シュワン細胞または星形シュワン様細胞をEGFP蛍光で同定した後,パルスレーザー(出力波長830 nm)でCa2+濃度依存的蛍光強度画像を高速タイムラプス記録しながら,ATP受容体P2Y2作動薬UTP 50μMを標本灌流液に加えたときの細胞応答を観察した。観察後,線毛マーカーアセチル化チュブリンの免疫染色を行い,Ca2+画像記録細胞を共焦点顕微鏡で立体再構築した。実験2.実験1と同じ光学系を用い,Na+感受性蛍光色素SBFIを負荷した標本に1 mMグルタミン酸の灌流刺激を与えたときのグリア細胞のNa+濃度依存的蛍光強度画像のタイムラプス記録を試みた。実験1で,終末シュワン細胞は一次線毛を欠き,P2Y2活性化に基づくCa信号がグリア薄板の出る細胞極から反対極へと伝播したのに対し,星形シュワン様細胞では,核陥凹部を占める中心体から線毛が出ており,刺激に応じたCa2+濃度上昇はまず核陥凹部と細胞膜直下の細胞質に速やかに広がり少し遅れて核に及んだ。星形シュワン様細胞に特異な信号生成・伝播様式と線毛との関係を精査する必要がある。実験2では,前年度までの蛍光顕微鏡のSBFI蛍光比画像観察でグルタミン酸刺激時にみられた髄鞘形成シュワン細胞の細胞内Na+濃度上昇の再現を試みたが,解析に十分な蛍光強度の画像が得られていない。平成30年度は観察目的細胞の画像記録頻度向上とNa+画像の信号対ノイズ比改善を期待して,グリア細胞同定のためのEGFP励起波長とCa2+またはNa+感受性プローブ励起波長を明瞭に区別して出力できる二光子励起光学系を採用し,(1)量子効率の優れたCa2+感受性プローブFura-2を応用した高速タイムラプス記録で終末シュワン細胞と星形シュワン様細胞の細胞内Ca信号生成・伝播過程を詳細にすること,(2)Fura-2と同様の励起・蛍光波長特性を示すものの量子効率の劣るNa+感受性プローブSBFIを応用した上記2種グリア細胞の観察・実験を計画していた。上記(1)に関しては,最新の高速二光子