hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トリパノソーマ原虫の遺伝的多型と薬剤耐性の解析

Internal transcribed spacer(ITS)は、18S、5.8S、あるいは28SリボゾームRNA遺伝子の反復配列領域にあり、ゲノムあたり、100200コピー存在している。ITSはこれまで遺伝子マーカーとして、各原虫株の分類、進化系統樹解析に用いられてきた。トリパノソーマ原虫は、野外において治療薬に耐性を示す薬剤耐性株が出現しており、今後重要な問題となってくる。しかし、その薬剤耐性機構については、不明な点が多く遺伝子多型と薬剤耐性の関連については、全く知られていない。そこで本研究では、T.evansiのITS領域における遺伝子多型とそれが原虫の生物学的性状に及ぼす影響(特に薬剤耐性)について検討した。フィリピンにおいて、異なる5頭のT.evansi感染水牛から血液由来ゲノム材料を採取し、このゲノム材料から検出したT.evansiのITS領域(31クローン)を水牛由来T.evansiおよびGenBankなどに登録してある各種トリパノソーマ原虫の配列と比較解析した。その結果、T.evansi特異的遺伝子多型を同定したので、さらにITS配列に基づく系統樹解析を行い進化学上の遺伝子変化の同定を試みた。系統樹解析により、今回検出されたT.evansiのITS領域は、T.bruceiやT.congolenseのITS配列とは別の系統に分類され、いくつかのクローンは、既に報告されているT.evansi B18と同系統に分類され、このクローンとの進化上の関連が示唆された。
ファイバー束構造による実特異点の位相的研究と多様体の具体的構成への応用

フロースパインの4次元的側面であるshadowに関し,平面曲線特異点のミルナーファイバーのshadowによる表示方法を与えた.ミルナーファイバーは4次元球体内に埋め込まれた曲面であるが,実モース化およびA'Campoによるdivideを経由することで,その埋め込みの多面体による表示を与えることに成功した.この手法はレフシェッツ束のshadow表示を利用するもので,特に境界にあるミルナー束や特異点のリンクに着目することで,3次元多様体のオープンブック分解や接触構造との対応の解明が期待できる.さらに,この手法は代数的に与えられた4次元空間内の曲面の表示を可能とし,平面曲線や超平面配置の大域的研究への応用が期待できる.フロースパインの研究では3次元接触多様体とフロースパインとの対応を与える研究を行った.本研究では,正のフロースパインという概念を導入し,正フロースパインに対する3次元接触多様体の存在,その接触同相類の一意性,3次元接触多様体に対する正フロースパインの存在の3つの主張を研究し,証明の概要を与えた.正のフロースパインという概念は本研究で新しく導入されたものであるが,接触構造の存在の必要条件となるストークスの定理の適用条件が満たされ,さらにreference 1-形式と呼ばれるconfoliationの1-形式を具体的に構成できるという,対応を与える上で重要となる条件をみたす適切な設定になっている.本研究ではさらに,いくつかの正フロースパインに対し,対応する3次元接触多様体の決定を行った.接触多様体を決定するためには,接触形式を具体的に与え,その接触同相類を決定する必要があり,それなりに難しい問題となる.無限遠の特異点の研究については,Nguyen Tat Thang氏と3変数多項式写像の無限遠の特異点の位相的特徴付けやLe numberの計算を行った.多項式写像が特異点をもつ場合,そのファイバーの近傍ではファイバー束の局所自明性が成り立たないが,全空間が非コンパクトであるため,特異点を持たない場合でもファイバー束の局所自明性が成り立たないことがある.この現象を「無限遠の特異点」と呼ぶ.Nguyen Tat Thang氏とPham Tien Son氏との共同研究で,実2変数多項式写像の無限遠における特異点について,その特異ファイバーの有無をトーリック型のコンパクト化を使うことで具体的に判定できることを示した.この結果はCoste-Puenteの論文にあるアルゴリズムよりもより明確なアルゴリズムを与えている.特に,多項式のニュートン図形がニュートン非退化であり,かつbad faceと呼ばれるニュートン図形の特別な辺上の関数がモース関数である場合について,特異ファイバーはモース関数の特異点と一致することを示した.特にその無限遠の特異点の特異値集合はbad face上のモース関数の特異値集合と一致する.Bad face上の関数がモース関数でない場合やニュートン図形が退化している場合についても,トーリック型特異点解消を行うことで無限遠の特異ファイバーを判定することが可能となる.特に特異ファイバーの数および特異値の数を,多項式のニュートン図形の辺上の実多項式の零点の数などで上から評価することができる.また,柳宏和氏との共同研究で仮想トーラス結び目の結び目解消数についての研究を行い,特別な場合についてそれを決定した.実2変数多項式写像のファイバー構造はほぼ完全に把握できた.無限遠の特異点の挙動について他の研究結果との比較を行うため,Malgrange条件などとの対応についての研究を進めている.安定写像に対するThom-Sebastianiの構成は現在進行中で,ある条件下では複素多項式写像のThom-Sebastianiと同様の構成が成り立つことを確認している.条件を明確にし,証明の詳細を埋めることが今後の課題となる.多様体からの安定写像の構成については,2次元複素射影空間から平面への安定写像をLekiliの写像をヒントに構成することを試みたが,これはまだ完成していない.一方で実4次元ベクトル空間への安定写像による特徴付けを試みるなど,様々な角度から研究を進めている.低次元トポロジーの視点からの研究として,3次元多様体のフロースパインと接触構造に関する研究を行った.安定写像はそのStein factorizationとして得られる多面体をshadowとみなすことで,多面体の構造と密接に関係している.今回の研究は3次元多様体内の多面体であるスパインと接触構造との関係を調べることで,安定写像との関連を模索するものである.研究の方針として,半田伸氏との共同研究として,接触多様体のReebベクトル場をフローとするフロースパインを考え,フロースパイン上に現れる特性葉層の研究を行った.ストークスの定理からくる条件を精査することで,接触形式を生むフロースパイン上の1形式の存在定理を証明し,さらに特性葉層とスパインの特異集合との接点について,接点が存在するための十分条件を与えた.アバロニやポアンカレホモロジー球面といった例の場合には接点が必ず存在し,接点を持たない特性葉層をもつフロースパインの例は今のところ見つけられていない.また,古宇田悠哉氏と直江央寛氏との共同研究で,フロースパインに対する接触構造の具体的構成などについて研究を進めた.この研究は次年度も引き続き進める予定である.無限遠の特異点の研究については,Pham Tien Son氏やNguyen Tat Thang氏と有理関数の写像の無限遠の特異点や混合多項式写像の無限遠の特異点についての議論を進めた.特に有理関数の場合は,ベクトル空間内の孤立特異点にある程度の条件を課すと,多項式写像のときと同様に考察を進められる可能性があることを確認した.

この研究についても,次年度も引き続き進める予定である.フロースパイン上の特性葉層の現れ方,スパインの頂点近傍と接触構造の関係,3次元多様体上の接触構造をどのように書き下すかなど,1つ1つ丁寧に考察し,対応の骨格を作ることに成功した.特性葉層については論文を執筆中であり,接触構造については証明を書き下しながら精査しているところである.研究の規模と,フロースパインの接触構造の関係については白紙状態から研究をスタートしている点を考えると,この1年で研究が大きく進展したと言える.フロースパインの4次元的側面であるshadowに関し,平面曲線特異点のミルナーファイバーのshadowによる表示方法を与えた.ミルナーファイバーは4次元球体内に埋め込まれた曲面であるが,実モース化およびA'Campoによるdivideを経由することで,その埋め込みの多面体による表示を与えることに成功した.この手法はレフシェッツ束のshadow表示を利用するもので,特に境界にあるミルナー束や特異点のリンクに着目することで,3次元多様体のオープンブック分解や接触構造との対応の解明が期待できる.さらに,この手法は代数的に与えられた4次元空間内の曲面の表示を可能とし,平面曲線や超平面配置の大域的研究への応用が期待できる.フロースパインの研究では3次元接触多様体とフロースパインとの対応を与える研究を行った.本研究では,正のフロースパインという概念を導入し,正フロースパインに対する3次元接触多様体の存在,その接触同相類の一意性,3次元接触多様体に対する正フロースパインの存在の3つの主張を研究し,証明の概要を与えた.正のフロースパインという概念は本研究で新しく導入されたものであるが,接触構造の存在の必要条件となるストークスの定理の適用条件が満たされ,さらにreference 1-形式と呼ばれるconfoliationの1-形式を具体的に構成できるという,対応を与える上で重要となる条件をみたす適切な設定になっている.本研究ではさらに,いくつかの正フロースパインに対し,対応する3次元接触多様体の決定を行った.接触多様体を決定するためには,接触形式を具体的に与え,その接触同相類を決定する必要があり,それなりに難しい問題となる.無限遠の特異点の研究については,Nguyen Tat Thang氏と3変数多項式写像の無限遠の特異点の位相的特徴付けやLe numberの計算を行った.現在までの進捗状況で述べたように,研究は概ね順調に進んでいる.今後も計画通り進める予定であり.無限遠の特異点については,Malgrange条件などとの対応についての研究を進める.安定写像に対するThom-Sebastianiの構成はすでに研究の骨組みは出来上がっているので,まずはそれを書き下し,詳細を詰める作業に入る.多様体からの安定写像の構成については,実4次元ベクトル空間への写像を詳細に考察することで,2次元複素射影空間からの良い安定写像を構成する.
ネットワーク上での空間移動分析システムの開発

本研究では,ネットワーク上での空間移動分析システムの構築を目的とし,そのための基礎的手法の開発を行った.GPS等を用いた空間移動データの取得が急速に進み,その分析に対する需要が日々,高まりつつある.それに応えるために,ここでは大量に取得される移動データを分析,典型的なパターンの抽出及び類似したパターンの類型化を行い,その結果を地図として可視化する包括的手法を開発した.本年度はまず,空間移動の可視化のために,系統図を自動作成するアルゴリズムを開発した.ここでは系統図作成を空間的最適化問題として定式化し,その解を発見的手法によって導出している.この問題は整数計画法の範疇に属し,発見的解法に伴う膨大な計算量を避けるため,初期値の設定方法に特に留意している.導出結果は,地図およびグラフとして可視化している.前者としては,空間移動を地図上に重ね合わせる通常の表現,リンクごとに移動頻度を集計した頻度分布に加え,前述した系統図として表現する方法を検討した.系統図については,顕著なパターンを図中に明示し,研究者のパターン抽出を支援するような方法を考案しており,一部は手作業ながらも,過程の半分以上を自動的に行えるよう,プログラムを開発している.このプログラムでは,ネットワークデータをテキスト形式で保存したファイルを読み込み,系統配置図の導出プログラムで得た結果と組み合わせることで,系統図を半自動的に出力することができる.結果はArcGISの標準ファイル形式であるshape形式で出力することが可能であり,そのままArcGISで読み込むことで,元のネットワークデータと重ね合わせることもできる.グラフとしての表現には,ハッセ図の部分集合を用いた.グラフは,空間移動の数に対して乗数的に拡大かつ複雑化することから,系統図と同様に,縮尺変更や一部抽出などを行うためのアルゴリズムについて,考察を行った.時間軸を加えた3次元パスの利用についても検討したが,こちらについては,実装がやや困難であることから,既存手法の拡張を行わないこととした.本研究では,ネットワーク上での空間移動分析システムの構築を目的とし,そのための基礎的手法の開発を行った.GPS等を用いた空間移動データの取得が急速に進み,その分析に対する需要が日々,高まりつつある.それに応えるために,ここでは大量に取得される移動データを分析,典型的なパターンの抽出及び類似したパターンの類型化を行い,その結果を地図として可視化する包括的手法を開発した.本研究は,ネットワーク上での空間移動分析システムの開発を目的としている.特PS等を用いた空間移動データの取得が急速に進み,人間だけでなく動物や鳥などの空間移動が容易に把握できるようになりつつある.しかしながら既存研究の多くは,2次元空間上の自由な移動を前提としており,道路や鉄道などの交通ネットワークに規定される人間の空間移動とは必ずしも整合的ではない.そこでここでは,ネットワーク上での空間移動に限定し,それを総合的に分析する手法を開発,GISへの実装とその適用を行う.本年度はまず,既存研究の再レビューを実施した.研究申請前に想定した以上に,当該分野の研究は進行しており,特に画像・情報処理,生態学,空間統計学等の諸分野において,理論と応用の両側面から多数の分析手法が開発,適用されている.これらの既存手法を再整理し,さらに残されている研究課題をまとめた.次に,GPSデータを事後的にネットワーク上に同定する手法を開発した.GPSによって取得する位置データには,位置誤差に加え,衛星の非捕捉などから生ずる誤りが多く含まれている.それらを効率的に取り除くために,対話的にノイズを除去し,ネットワーク上に正しい位置データのみを同定して結合するアルゴリズムを提案した.本手法については,GPSで取得した,Salt Lake Cityにおける日々の移動経路データに適用し,その有効性を検証した.その結果,一般道については高い精度が得られるものの,インターチェンジを含む高速道路ではエラーが少なからず発生し,アルゴリズムをさらに改良する必要性を認識した.現在,この点については研究を進めている最中である.ほぼ,申請時の計画通りに研究が進行している.申請時の計画通りに研究が進行しており,来年度以降も特に計画に変更はない.申請時の計画通りに研究が進行しており,来年度以降も特に計画に変更はない.
トロポニンＣのカルシウム親和性が不整脈の頻拍周期の決定に果たす役割の解明

心室筋における収縮蛋白のカルシウム感受性の変化は、カルシウム波伝播速度を決定した。不全心筋においても、収縮蛋白のカルシウム感受性の増加は、カルシウム波伝播速度を増加させた。高カリウム局所潅流心筋では収縮の不均一性によるカルシウム感受性の変化がカルシウム波伝播速度を増加させた。収縮蛋白のカルシウム親和性の変化は、カルシウム波伝播速度の変化を介して不整脈の発生とその頻拍周期の決定に重要である。心筋梗塞や狭心症などの心筋虚血の際には、細胞外カリウム濃度が上昇し、加えて、虚血部位の収縮力低下による収縮の不均一性が生じる。そこで、局所的な細胞外カリウム濃度の上昇が、不均一収縮によるトロポニンCのカルシウム親和性変化を介して、不整脈の頻拍周期にどのような影響を与えるかをラットの多細胞心室筋を用いて観察した。ラット右心室より多細胞心室筋であるトラベクラを摘出した。張力は力トランスデューサーで、サルコメア長はレーザー回折法で、膜電位は微小電極法で、細胞内カルシウムは蛍光色素であるフラ2を用いて記録した。不整脈を誘発するために0.4秒間隔の電気刺激を30秒間行った。30mMカリウム液を心筋局所領域に潅流した状態で、β受容体刺激薬や伸展によるトロポニンCカルシウム親和性の変化が、不整脈の発生とその頻拍周期に与える影響を観察した。高カリウム液の心筋局所潅流は、収縮の不均一性を生じ、膜電位と細胞内カルシウムの空間的不均一性を引き起こした。収縮の不均一性は、カルシウム波を誘発し、誘発されたカルシウム波の伝播速度を亢進させた。更に、収縮の不均一性は遅延後脱分極を増高し、不整脈を誘発した。誘発された不整脈の頻拍周期は、高カリウム局所潅流によって増加した。これらの結果は、局所的な細胞外カリウム濃度の上昇が収縮の不均一性を介して催不整脈性を有していることを示し、心筋虚血領域における細胞外カリウム濃度の上昇においても、収縮の不均一性が催不整脈性を亢進させることが示唆された。陳旧性心筋梗塞、肥大型心筋症、慢性心不全などの病的心筋においては、トロポニンCにおいてカルシウム親和性が亢進する。そこで、心筋伸展あるいはカルシウム増感薬であるSCH00013を加えることによるトロポニンCのカルシウム親和性の亢進が、カルシウム波の伝播速度と不整脈の頻拍周期にどのような影響を与えるかをラット多細胞心室筋において観察した。張力は力トランスデューサーで、サルコメア長はレーザー回折法で、膜電位は微小電極法で、細胞内カルシウムはカルシウム蛍光色素であるフラ2を用いて記録した。カルシウム波と不整脈を誘発するために0.4秒間隔の電気刺激を30秒間行った。ミオシンATPase活性阻害薬であるbutane dionemonoxime(BDM)あるいは10mMの高カルシウム液を心筋局所領域に潅流した状態で、トロポニンCのカルシウム親和性の変化が、カルシウム波の伝播、不整脈の発生とその周期に与える影響を観察した。収縮の不均一性によって誘発されたカルシウム波は、トロポニンCのカルシウム親和性亢進によるカルシウム波伝播速度を増加させた。更に、遅延後脱分極を増高し、不整脈を誘発し、誘発された不整脈の頻拍周期を増加させた。これらの変化はNADPHoxidase阻害薬であるdiphenyleneiodonium (DPI)によって抑制されなかった。一方、高カルシウム液の局所潅流によって誘発されたカルシウム波では、トロポニンCのカルシウム親和性亢進によるカルシウム波伝播速度の増加がDPIによって抑制された。これらの結果より、トロポニンCのカルシウム親和性亢進は、収縮の不均一性を介して催不整脈に関与することが示唆された。トロポニンCのカルシウム親和性と頻拍周期の関係を明らかにするために、トロポニンCからの解離カルシウム量の変化が、頻拍周期にどのような影響を与えるかをラットの多細胞心室筋を用いて観察した。不整脈を誘発するために0.3秒間隔の電気刺激を30秒間行った。細胞外液の電解質と温度の変化、β受容体刺激薬や伸展によるトロポニンCカルシウム親和性の変化が、不整脈の頻拍周期に与える影響を記録した。細胞外カルシウム濃度の増加によって、頻拍周期は増加した。ただし、細胞外カルシウム濃度8mmol/L以上の増加は頻拍の持続そのものを抑制した。24度Cから36度Cへの温度の増加によって頻拍周期は増加した。β受容体刺激薬の投与によって頻拍周期は増加した。

伸展によるトロポニンCカルシウム親和性の増加によって頻拍周期は増加した。伸展による頻拍周期の増加は、伸展活性化チャネルの阻害作用が知られているストレプトマイシンによって抑制されなかった。これらの結果よりトロポニンCカルシウム親和性の増加は、撃発性不整脈の頻拍周期を増加させ、致死的不整脈に繋がりうることが明らかになった。本研究では、心筋局所トロポニンCにおけるカルシウム親和性と撃発性不整脈における頻拍周期との関係の解明を正常心筋・虚血心筋(高カリウム局所潅流心筋)・不全心筋において明らかにすることを目指している。ラットの右室より摘出した心室筋の局所心筋特性を可逆的に変化させ、さまざまな条件下で張力・サルコメア長・細胞内カルシウム画像・膜電位を記録する事により、正常心筋と高カリウム局所潅流心筋における解離カルシウム量と撃発性不整脈の頻拍周期の関係を既に明らかにしている。本研究では、心筋局所トロポニンCにおけるカルシウム親和性と撃発性不整脈における頻拍周期との関係の解明を目指したが、ラット正常心筋の右室より摘出した心室筋の局所心筋特性を可逆的に変化させ、さまざまな条件下で張力・サルコメア長・細胞内カルシウム画像・膜電位を記録する事により、正常心筋における解離カルシウム量と撃発性不整脈の頻拍周期の関係を既に明らかにしたため。不全心筋におけるトロポニンCのカルシウム親和性と頻拍周期の関係を解明することを目的とする。ラットにモノクロタリンを皮下注すると、4週後には約25%のラットが心不全のため死亡し、生き残ったラットは右室肥大と右心不全を呈した。この生存ラット右室より摘出した心室筋は、不全心筋の特性を全て備えていることを我々は既に報告している。また、不全心筋ではトロポニンIの脱リン酸化が報告されている。(1)心筋における解離カルシウム量の測定細胞膜を除膜した心室筋に一過性伸展を加え、張力変化と解離カルシウム量との関係を特定する。更に、非除膜状態の心室筋を用い、1mMカフェイン存在下で、一過性伸展によって解離するカルシウム量を2.3-ブタンジオンモノオキシム局所潅流領域で測定する。細胞外液の電解質変化、温度変化、トロポニンIのリン酸化の有無などによるトロポニンCのカルシウム親和性変化が、解離カルシウム量に与える影響を解明する。(2)不全心筋における解離カルシウム量と頻拍周期の関係モノクロタリン投与心筋を用いて、持続性不整脈モデルを作成する。サルコメアの伸展/短縮、カルシウム増感剤であるSCH00013の投与によるトロポニンCのカルシウム親和性変化が、不整脈の持続性と頻拍周期の決定に関与するかどうかを確認する。更に、細胞外液の電解質変化、温度変化、トロポニンIのリン酸化の有無などによるトロポニンCのカルシウム親和性変化が、不整脈の頻拍周期に与える影響を測定する。これにより、不全心筋においては、どのような条件で頻拍周期が最も増加し、致死的不整脈に繋がりうるかを決定する。心筋虚血直後より心筋細胞外にはカリウムが蓄積(>20mM)し、これが虚血時の不整脈の発生に関与することが知られている。この状態を再現するために、30mM高カリウム液で心筋局所を潅流する。この高カリウム局所潅流によってカルシウム波が誘発されることを、我々は既に観察している。(1)高カリウム局所潅流心筋における解離カルシウム量の測定一過性伸展で解離するカルシウム量を高カリウムの局所潅流域で測定する。
ヒト前立腺癌細胞株の浸潤能並びにIL-6産生に及ぼすVIPの影響に関する研究

前立腺癌細胞(LNCaP, DU-145, DU-145/AR)と正常前立腺細胞(PrEC, PrSC)におけるVIPレセプターの発現をRT-PCRで調べたところ、癌細胞ではLNCaPとDu-145/AR細胞において、3種類のサブタイプ(VPAC1, VPAC2, PAC1)がいずれも発現していたのに対し、DU-145細胞ではPAC1のみが発現していた。正常前立腺細胞ではPrEC(前立腺上皮細胞)では3種類のサブタイプがいずれも発現していたが、PrSC(前立腺間質細胞)ではVPAC2とPAC1は発現していたが、VPAC1は発現していなかった。VIPの前立腺癌細胞株の浸潤能への影響をトランスウエルチャンバーを用いて検討を行った。VIPはDU-145/ARとLNCaP細胞の浸潤能を亢進させたが、DU-145とLNCaP細胞には影響を与えなかった。またVIPはDU-145/ARとLNCaP細胞の運動能を有意に亢進させた。各種濃度のVIPを作用させたDU-145/AR細胞の培養上清中のMMP-9(matrix metalloproteinase)とu-PA(urokinase-type plasminogen activator)の産生をそれぞれgelatine及びfibrin zymographyにて調べた。その結果、それらの酵素の産生には影響を与えなかった。また細胞外マトリックス成分のフィブロネクチンやラミニンに対する接着実験を行ったが、VIPはDU-145/AR細胞の接着にも影響を与えなかった。VIP及びPACAPをそれぞれ作用させた前立腺癌細胞と正常前立腺細胞の培養上清中のIL-6をELISAにて測定を行った。それらの神経ペプチドはDU-145/ARとPrEC(前立腺上皮細胞)のIL-6を増加させた。しかしながらLNCaP、DU-145細胞及びPrSC(前立腺間質細胞)のIL-6には影響を与えなかった。DU-145/ARの培養上清中のIL-6を亢進させたVIPについて、IL-6プロモーターへの影響についてルシフェラーゼアッセイを用いて検討を行った。10^<-6>Mの濃度のVIPはDU-145/ARのIL-6プロモーター活性を亢進させた。各種濃度のVIPを作用させたDU-145/ARの培養上清中のIL-1βとTNF-αをELISAにて測定したところ、VIPはそれらのサイトカイン産生には影響をほとんど与えなかった。1)ヒト前立腺癌細胞DU-145細胞にandrogen receptor(AR)のcDNAをトランスフェックションし、ARを恒常的に発現している細胞(DU-145/AR)とDU-145細胞における各種インテグリンの発現の違いをFACSで検討したところ、DU-145/AR細胞のα6とβ4インテグリンの発現低下とα2とβ5の発現亢進を認めた。DU-145/ARはファイブロネクチンやラミニンとの細胞接着の低下とI型コラーゲンとの接着亢進を認めた。

DU-145/ARは浸潤能の低下も認めた。2)前立腺癌並びに正常前立腺細胞におけるVIPレセプターのmRNAの発現をRT-PCRで調べたところ、ヒト前立腺癌細胞LNCaPとDU-145/AR細胞では、3種類のサブタイプ(VAPC1,VAPC2,PAC1)がいずれも発現していたのに対し、DU-145細胞では、PAC1のみが発現していた。正常前立腺細胞では、PrEC(前立腺上皮細胞)においてVAPC1,VAPC2及びPAC1がいずれも発現していたが、PrSC(前立腺間質細胞)ではVAPC2とPAC1が発現していた。3)VIPは、LNCaPとDU-145/AR細胞の浸潤能を亢進させたが、DU-145細胞には影響を与えなかった。それらの細胞の浸潤能が亢進する作用機序としては、細胞運動能の亢進が主で、MMF-9やuPAの産生、細胞外マトリクスに対する接着及び細胞増殖には影響を与えなかった。4)VIP及びPACAPを作用させた前立腺癌並びに正常前立腺細胞の培養上清中のIL-6をELISAにて測定したところ、それらの神経ペプチドはDU-145/AR細胞及びPrEC(前立腺上皮細胞)のIL-6を増加させた。しかしながらLNCaP細胞、DU-145細胞及びPrSC(前立腺間質細胞)のIL-6産生には影響を及ぼさなかった。1)アンドロゲンレセプター(AR)が発現していないヒト前立腺癌細胞株DU-145にARのcDNAをトランスフェクションし、ARが恒常的に発現している細胞株DU-145/ARを用い、それらの細胞表面の各種インテグリンの発現、細胞外マトリクスに対する接着能や浸潤能に比較検討を行った。(1)DU-145/ARはDU-145と比較してα6とβ4インテグリンの発現が低下し、α2とα5インテグリンは逆に発現が亢進した。しかしα3とβ1インテグリンの発現には差を認めなかった。(2)細胞外マトリクスに対する接着能に関しては、DU-145/ARはDU-145と比較してマトリゲル、フィブロネクチン、ラミニン-1及びラミニン-5に対して有意に接着能が低下した。しかしDU-145/ARは、I型コラーゲンに対しては逆に有意に接着能が亢進した。DU-145/ARはフィブロネクチンに対する浸潤能も低下したが、細胞運動能には有意な差を認めなかった。しかしなからラミニン-1に対しては浸潤能も細胞運動能もDU-145/ARが亢進した。(3)DU-145/ARはDHT(dihydrotestosterone)を作用させたところ、有意に浸潤能が低下した。2)DU-145/ARの培養上清中のIL-6を亢進させたVIPについて、IL-6プロモーターへの影響について検討を行った。ルシフェラーゼアッセイによるIL-6プロモーター活性を調べたところ、10^<-6>Mの濃度のVIPはDU-145/ARの活性を亢進させた。3)各種濃度のVIPを作用させたDU-145/ARの培養上清中のIL-1βとTNF-αをELISAにて測定したところ、VIPはそれらのサイトカイン産生には影響をほとんど与えなかった。
新型光合成の機能と構造から反応中心構築原理を探る

本研究では、新発見の光合成生物を含む広く多様な光合成系の光合成反応中心複合体及び光捕集系タンパク質の機能と構造の関係を解明し、光合成反応中心の構築原理とその最適化、進化機構を検討した。(1)新たに発見された酸素発生をするが近赤外光を利用するシアノバクテリアAcaryochloris marina、(2)Znを中心金属とするバクテリオクロロフィルをもつ好酸性紅色光合成細菌Acidiphillium rubrum、(3)サンゴに共生する藻類Zooxanthellae、(4)分子進化系統樹からは最も古いタイプの細菌群ともいえる緑色硫黄細菌Chlorobiumtepidumと(6)緑色糸状細菌Chlorflexus aurantiacus、(6)初めて遺伝子操作に成功したChlorobium tepidum変異株と(7)脂肪酸組成や(8)概日遺伝子を変えたシアノバクテリアSynecocystis PCC6803変異株など、多様で生物進化上興味深い光合成生物群の光合成反応中心複合体の示す光エネルギー変換機能と構造、光を集めるアンテナタンパク質の機能と構造を対象に、高度な物理的手法と先端的な分子生物学的手法の組み合わせで研究を進めた。多様な系の研究から光合成機能の本質的な部分はきわめて柔軟な可塑性をもち、これに特殊化した部分が加わることで多様な光合成生物がうまれたと理解される。この理解を深めるとともに、この結果を活用すべく(8)シリカナノ構造体とタンパク質を組み合わせた人工光合成系(一部トヨタ自との共同研究)や、(9)北極圏での新しい光合成系の探索(愛知万博と共同)などもすすめた。本研究の主要課題ではないが、(8)、(9)に関しては世間の関心も高く、50分の特別テレビ番組をはじめ、ラジオ、新聞など様々な形で報道された。「遺伝子操作で改変した植物とシアノバクテリアの光合成系」、我々が発見に関わった「新型光合成細菌の光合成系」、これまで研究の進んでいなかった特殊な細菌のもつ「祖先型光合成系」を対象に、光合成光反応に伴う励起エネルギー移動、電子移動、光合成反応の効率、光合成の原理を検討した。必須の脂質成分であるフォスファチヂルグリセロールを除いた、シアノバクテリアで、光励起エネルギー移動、電子移動、タンパク質組成を検討した。この脂質がないと、酸素発生系の第2電子受容体キノンの反応が阻害され、光化学系1反応中心複合体の3量体形成が妨げられた。脂質分子が反応中心色素タンパク質複合体中での作用部位を初めて示した。クロロフィルbを欠失させたシロイヌナズナ変異体で、励起エネルギー移動を極低温ピコ秒レーザ分光で解析し、新たなエネルギー移動中間状態を発見した。新開発のレーザ共焦点スペクトル顕微鏡でシアノバクテリアを細胞単位で調べ、細胞分化、細胞毎の揺らぎを明らかにした。微少空間での蛍光と吸収スペクトルを調べる新研究法をうみだした。植物型光合成系1の祖先型であるヘリオバクテリアの反応中心複合体を電子スピン共鳴で調べ、従来存在しないとされてきたキノンの反応を明らかにし、細菌型から植物型への光合成進化について新情報をあたえた。本研究では近年発見された新型光合成系の構造と仕組みを解明し、反応中心の原理を明らかにすることを目的とし、主に2種の新型光合成系アカリオクロリスとアシドフィリウムの反応中心タンパク質を中心に周辺アンテナタンパク質まで研究を進めた。アカリオクロリスは酸素発生型光合成系ではクロロフィルaが使われるというこれまでの常識を破り光合成にクロロフィルdを用いる新種光合成反応中心である。本研究では、アカリオクロリスの光合成系に対して遅延蛍光、時間分解蛍光などの手法を用いて蛍光が光化学系IIに属するクロロフィルd由来であるという結果を得た。更に励起エネルギー移動の詳細を解析し、アカリオクロリス特有の励起移動を見いだした。

あわせて、電子スピン共鳴法により光化学系Iの反応中心P740の電子構造を詳細に解析することに成功した。これらの分光学的研究と平行して、アカリオクロリスがフィコビリンを失った変異体を自然界で持つことを発見した。このような変異はクロロフィルa型の酸素発生系では報告例はなく、酸素発生型光合成の環境適応機構を研究する上で重要な結果といえる。アシドフィリウムは通常(バクテリア)クロロフィルが中心金属にMgをもつのに対してZn型バクテリオクロロフィルを持つ新種である。光合成反応中心タンパク質を単離して、フェムト秒での超高速分光測定に成功し解析を行った。また、タンパク質構造、遺伝子配列、機能との関係を比較、解析した。これら新型色素を使う光合成は、既知の光合成生物とは異なった光のエネルギーをうまく利用できること。しかもこれにはタンパク質部分のほんの少しだけの変更だけで可能になることが明らかになった。
サーモトロピック液晶に特異的なIm3mキュービック相

サーモトロピック液晶BABHのIa3d相ではX線回折の相対強度の鎖長依存性から,比較的剛直な分子コアが相互観入型ギャングルジムを作っていることを結論できた. Im3m相に対しては,回折強度の分布が三重周期極小曲面に基づくモデル構造を単純に有限の厚みで修飾した場合とは一致しなかったので,少数の回折強度から尤もらしい電子密度を推定するために最大エントロピー(MEM)法を利用することにした.強度の大きい二つの回折[{321}と{400}]の位相(符号)を仮定し,それ以外の弱い回折については強度情報のみを用いてMEM解析を行い,二つの回折の符号を(-,-)と決定した.こうしてIm3m相では分子コアがジャングルジムと球殻という2種類の構造モチーフを形作っていることが明らかになった.2種類の構造モチーフは,それぞれIa3d相およびラメラ相(スメクチック相)の構造モチーフと共通点をもっている.Im3m相の特異な構造が明らかになり,その構造に由来する特徴的物性に興味がもたれるので, ANBC(20)について精密熱容量測定を行った.過去に測定したANBC類と比較することにより,隣接するスメクチック相との熱容量差(相転移温度における)のアルキル鎖長依存性を検討した.対称性によらず,キュービック相は3次元連結性によるゆらぎの抑制のためスメクチック相より小さな熱容量を示す.アルキル鎖が長いほどキュービック相の単位格子が大きくなり平均曲率が小さくなってスメクチック相に近くなるのでIa3d相ではアルキル鎖長が長いほど熱容量差は小さくなった.一方, Im3m相ではアルキル鎖長が大きいほど熱容量差は大きくなった.これは,閉じた球殻状集合体上の分子の割合が,単位格子が大きいほど増加することから理解でき, 2種類の凝集体の存在に固有の性質と考えられる.以上の他,イオン液体の低融点の起源や,一次元水素結合系の協同的プロトン移動などを検討した.球形粒子の結晶化に関する平均場理論(ランダウ理論)を基に,棒状粒子が立方対称の周期構造を形成する可能性について検討した,最も普通に見られるキュービック構造であるジャイロイド相(空間群la3d)の安定性,および関連した三重周期極小曲面(TPMS)であるP面およびD面で特徴付けられるキュービック相(空間群Im3mとPn3m)の相対的不安定性等を説明するとともに,空間群lm3mに属する新規構造の出現可能性を指摘した,このlm3m相はサーモトロピック液晶でのみ発見され,本研究課題の対象であるIm3m相であると考えられる。これまでTPMS関連構造はもっぱら連続体理論で取り扱われてきたが,異方性の強い粒子の集合体がジャイロイド相などの高次構造を形成する潜在的性向を有することを,はじめて明らかにした成果である.キュービック相を発現するBABHのIm3m相の小角X線回折のデータを用いて分子凝集構造の解析を進めている.この種の構造解析としてははじめて最大エントロピー(MEM)法を用いることとし計算コードを完成させた.MEMが用いられる通常の用途とは異なり,信頼できる構造モデルが無い状態で解析を行うため,少数の回折に対しては位相を含め,残りについては強度情報のみを用いることとした.上記の平均場理論の結果も参考にしながら,アルキル鎖長依存性を検討し,分子凝集構造の解析を進めている.この解析が完成すると,サーモトロピック液晶における分子凝集構造の解析例としてはジャイロイド相に次いで2番目となり,低分子サーモトロピック液晶におけるキュービック相の発現機構の解明だけでなく,ブロックコポリマーなどにおけるミクロ相分離構造の発現機構と安定性の解明に大きな貢献となると期待できる.分子構造とキュービック相発現の関係を明らかにするために,ANBCのカルボン酸水素の重水素化を行い二量体の安定性を変化させて相挙動を検討している.異尾根気体についてもガラス形成能などについても熱力学的な検討を行っている.サーモトロピック液晶BABHのIa3d相ではX線回折の相対強度の鎖長依存性から,比較的剛直な分子コアが相互観入型ギャングルジムを作っていることを結論できた. Im3m相に対しては,回折強度の分布が三重周期極小曲面に基づくモデル構造を単純に有限の厚みで修飾した場合とは一致しなかったので,少数の回折強度から尤もらしい電子密度を推定するために最大エントロピー(MEM)法を利用することにした.強度の大きい二つの回折[{321}と{400}]の位相(符号)を仮定し,それ以外の弱い回折については強度情報のみを用いてMEM解析を行い,二つの回折の符号を(-,-)と決定した.こうしてIm3m相では分子コアがジャングルジムと球殻という2種類の構造モチーフを形作っていることが明らかになった.2種類の構造モチーフは,それぞれIa3d相およびラメラ相(スメクチック相)の構造モチーフと共通点をもっている.Im3m相の特異な構造が明らかになり,その構造に由来する特徴的物性に興味がもたれるので, ANBC(20)について精密熱容量測定を行った.過去に測定したANBC類と比較することにより,隣接するスメクチック相との熱容量差(相転移温度における)のアルキル鎖長依存性を検討した.対称性によらず,キュービック相は3次元連結性によるゆらぎの抑制のためスメクチック相より小さな熱容量を示す.

アルキル鎖が長いほどキュービック相の単位格子が大きくなり平均曲率が小さくなってスメクチック相に近くなるのでIa3d相ではアルキル鎖長が長いほど熱容量差は小さくなった.一方, Im3m相ではアルキル鎖長が大きいほど熱容量差は大きくなった.これは,閉じた球殻状集合体上の分子の割合が,単位格子が大きいほど増加することから理解でき, 2種類の凝集体の存在に固有の性質と考えられる.以上の他,イオン液体の低融点の起源や,一次元水素結合系の協同的プロトン移動などを検討した.
背弧海盆拡大軸下における溶融帯構造の研究

背弧海盆における海底拡大系のダイナミクスを理解するには、拡大軸下の溶融帯の実体に迫ることが鍵となる.本研究では、小型の海底磁力計を開発し、米国の海底地震計に取り付けることで、機動観測で使える世界初の海底地震・磁力計を国際共同で実現した.この機器を含めて、ラウ背弧海盆の拡大軸付近で、海底での長期観測(約1年)を実施した.海底電磁場観測データの解析により上部マントル比抵抗構造を推定し、得られた構造の比較により、溶融帯の構造に制約を与えてその要因を考察した.背弧海盆における海底拡大系のダイナミクスを理解するには、拡大軸下の溶融帯の実体に迫ることが鍵となる.本研究では、小型の海底磁力計を開発し、米国の海底地震計に取り付けることで、機動観測で使える世界初の海底地震・磁力計を国際共同で実現した.この機器を含めて、ラウ背弧海盆の拡大軸付近で、海底での長期観測(約1年)を実施した.海底電磁場観測データの解析により上部マントル比抵抗構造を推定し、得られた構造の比較により、溶融帯の構造に制約を与えてその要因を考察した.背弧海盆における海洋底拡大の形態は、拡大軸と島弧火山列との距離により変化することが指摘されており、その形態変化はメルトの供給量が主要なパラメータであることが明らかになってきた.メルトの供給量は、その供給源である拡大軸下の溶融帯が支配しており、溶融帯の実体に迫ることがこの系のダイナミクスを理解する鍵となる.平成21年度は、本研究のコアである、海底における長期電磁場観測を、ラウ背弧海盆の拡大軸付近で開始することができたことが最大の成果であり、その詳細は以下の通りである.まず、海底地震計に取り付けて、海底において長期磁場観測ができる世界最小の海底磁力計を開発した.この海底磁力計の必要な試験と動作確認等を行い、11台を量産した.さらに、海底磁力計を取り付けることになったコロンビア大学ラモント・ドーティー地球科学研究所の海底地震計との取り付けに関して綿密な打合せを行い、これに必要な部品も製作した.一方、海底磁力計に電位差測定を可能にしたタイプ3台と既存の電位差磁力計本体1台、および周辺機器や消耗品を購入し、現有の機器も活用することにより、合計6台の海底電位差磁力計を整備した.これら海底磁力計11台と海底電位差磁力計6台を、海底地震計とともに、ラウ背弧海盆の拡大軸付近に、スクリップス海洋研究所の調査研究船R/V Roger Revelleにより1112月に設置した.これらの機器によって、現在海底での連続観測を実施しており、約1年後に機器を回収して観測データを得る予定である.また、ラウ背弧海盆の比較研究として進めていた中部マリアナ背弧海盆での海底電磁場観測データの解析結果から、この拡大軸下には、溶融帯に相当するような低比抵抗領域が存在せず(もしくはイメージングできないほど小さい)、連結していない溶融状態である可能性が高いことがわかった.背弧海盆における海洋底拡大の形態は、拡大軸と島弧火山列との距離により変化することが指摘されており、その形態変化はメルトの供給量が主要なパラメータであることが明らかになってきた.メルトの供給量は、その供給源である拡大軸下の溶融帯が支配しており、溶融帯の実体に迫ることがこの系のダイナミクスを理解する鍵となる.本研究のコアである、海底における長期電磁場観測を、ラウ背弧海盆の拡大軸付近で平成21年12月から実施していた.この観測では、コロンビア大学ラモント・ドーティー地球科学研究所の海底地震計に取り付けた海底磁力計11台と、独立している海底電位差磁力計6台を使用した.本年度は、1112月に実施したハワイ大学の研究調査船R/V Kilo Moanaによる航海で、これらの観測に使用した機器をすべて無事回収できたことが最大の成果である.観測機器から取り出した電磁場データの取得状況を確認し、個々の機器による測定値の校正とこのデータ解析を開始した.一方、今後の地下比抵抗構造解析に使用する解析手法の開発も進めた.具体的には、MT(マグネトテルリック)法のインバージョンにおいて、外れ値となるMT応答関数をその統計分布にもとづいて取り除き、より信頼できる地下比抵抗構造を推定する手法である,この手法を合成データと実際の観測データに適用し、その有用性を示した.また、ラウ背弧海盆の比較研究として、中部マリアナ背弧海盆での海底電磁場観測データの解析から得た上部マントル比抵抗構造の研究を進め、その結果を学術論文として公表した.さらに、今回のラウ背弧海盆拡大系における長期海底電磁場観測の概要とこれまでの結果を関連する研究集会で報告をした昨年度に観測を終了して、ラウ背弧海盆の拡大軸付近で得られた海底電磁場観測データの解析を引き続き行い、この拡大軸下の上部マントル比抵抗構造を明らかにした.まず、電磁場の生データに各種の補正を行い、補正後の電磁場データからMTレスポンスを推定した.次に、海底地形がMTレスポンスに与える効果を見積もって、これを補正した.さらに、海底地形補正をした後のMTレスポンスにインバージョン解析を行い、2つの測線下の上部マントル比抵抗構造を推定した。得られた比抵抗構造からは次のような特徴を明らかにした.(1)南測線と北測線の両測線下において、最上部マントルに300Ωm以上の高比抵抗領域が存在する.(2)深さ100-200kmのマントルは50Ωm以下の低比抵抗値をもつ.

(3)両測線下ともスラブ直上の比抵抗値は、スラブ直上に沿って150kmの深さで大きく変化し、それより深部では50Ωm以下となる.またその深さでのスラブの上には、最上部マントルにおいても低比抵抗領域が存在し、南測線の場合には拡大軸も位置している.このことは、深さ150kmにおけるスラブからの脱水が、浅部の低比抵抗領域を生み出し、拡大軸下の溶融・含水状態に影響していることを示唆している.一方、ラウ背弧海盆の比較研究として、中部マリアナ背弧海盆における拡大軸下の溶融帯構造の3次元的な解析を進めた.この結果、溶融帯としては、溶融部分がつながっている状態では、1)ピラミッド型で拡大軸中央に集中するような形状で、2)溶融量は0.11%と比較的少ない、という構造が最もらしいことを明らかにした.この溶融帯の特徴は、低速拡大系の特徴であると結論づけた.これらの結果を関連する研究集会で報告をするとともに、一部の結果を学術論文としてまとめつつある.
新規物理療法である不規則性振盪振動刺激装置の開発とそれを用いた骨折予防効果の検証

骨粗鬆症は閉経後のエストロゲンの低下が原因で主として海綿骨に大きな影響を及ぼす。本研究は、閉経後女性を想定した卵巣摘出した骨密度低下モデルマウスを用い、水平盤回転運動刺激により骨密度低下を予防する運動療法について検討を行った。それにより従来の運動療法では効率よく刺激出来なかった腰椎の骨密度低下を緩和することが骨形態計測の解析から明らかとなった。また、大腰筋のような二関節筋の働きをする筋において起始・停止部分で筋肥大ならびに発生や分化に部位差の相違が認められた。実験は、閉経後の高齢者女性を想定したモデルマウスである卵巣摘出した群と野生型の2群に分類し、それぞれの群に対して、水平回転式の振盪刺激を行った群と行わない、計4群に区分した(卵摘/刺激:+/+,+/-,-/+,-/-)。回転軸がずれる水平盤を一定の速さで回転させる振盪刺激を毎日30分週6回を10週間継続した後に大腰筋を採取し、タンパク質発現解析と組織学的解析による筋線維の短径と線維数の計測を行なった。筋線維の形態計測解析から刺激群の大腰筋に肥大が確認された。また、筋肥大を促進するタンパク質であるGDF-8と筋の発生・分化に関与するMyf-5, Myf-6のタンパク質は、刺激によりその発現が増加傾向を示した。大腰筋の肥大はその筋の起始部が腰椎にあり、この刺激により腱を介して直接、骨に刺激を与えたり、その周辺の結合組織、膜、血管を介した間接的な腰椎への刺激となっているのではないかと考えた。これは、腰椎の骨密度低下を防止し高齢者の圧迫骨折を予防できる運動になる可能性が示唆された。そこでテトラサイクリンとカルセインを用いて骨ラベルを行い、骨形態計測を実施しその影響を解析した。現在、その解析途中にあるが劇的な骨密度低下防止とはいかないものの骨密度低下スピードを緩和するような傾向が得られている。これは以前、研究代表者が発表した成果の1つに大腿骨の骨密度低下の緩和と同様な結果が得られていることが推察される。水平板回転装置による刺激運動は大腿および下腿の筋群に作用しその筋を肥大させ下半身の安定化に役立つと考えられる。今後はこの刺激強度を上げることは、将来人へと応用する際に危険を伴うと考えられるため、筋肥大を促進させるアミノ酸であるバリン、ロイシン、イソロイシン(BCAA)を投与し、より筋からの刺激を骨に伝える方法を改善し、発展させマウスによる解析を継続する予定である。閉経後女性を想定したモデルマウスを作成し,卵巣摘出した群(OVXマウス群)と野生型群の2群に分類し,それぞれ,刺激を実施した群と実施しない群に区分(OVX/振盪:+/+,+/-,-/+,-/-)した。振盪刺激を10週間継続した後に大腰筋を採取し,組織標本を作成した後,筋線維横断面を観察して筋線維タイプ別の短径平均計測を行った。また、腰椎はテトラサイクリンとカルセインによる二重標識を行い,組織標本を作製し骨形態計測を行った。OVXマウス群と野生型群共に,振盪刺激を行うことによって遅筋線維の肥大が有意に認められた。また,OVXマウス群,野生型群で振盪刺激を行うことでPGC1αの発現量が高値を示したが,FOXO1では相反して振盪刺激を行っていない方が低値を示した。腰椎の骨形態計測では骨石灰化速度と骨形成速度は,OVXマウス群と野生型群では有意な差は認められなかったが,刺激を行うことによって骨石灰化速度は有意な差を示した(P<0.05)。振盪刺激により遅筋線維に筋肥大が認められたことにより,振盪刺激は速筋線維を筋肥大させるまでの運動強度にはいたらず等尺性運動の要素が高いことが示唆された。さらにその刺激によりPGC1αの発現量が増加したことで,振盪刺激が有酸素運動を引き起こすことが考えられた。また,PGC1αとFOXO1間には相互的作用があることが考えられFOXO1がPGC1αに対して抑制的に働いている可能性が考えられる。振盪刺激により腰椎の骨代謝が亢進したことは大腰筋を介した間接的な機械的刺激が腰椎に加わったことが示唆される。本年度の結果から振盪刺激が大腰筋の遅筋線維の肥大を促し,腰椎の骨形成を助長したことが推察できる。前年度までの動物実験により、ISVSr初期型装置を用いて大腿骨および腰椎に対して急激な骨密度低下を緩和する結果が得られ、その刺激効果の検証をおよそ完了した。そのメカニズムは刺激により肥大した筋の腱を介して骨への直接刺激または周囲の結合組織や骨膜などへの間接刺激による物理的な要因であると考察した。

しかし、それだけではなく肥大した筋が分泌する運動誘発型サイトカイン(マイオカイン)が、血液を介して全身に運ばれその作用による生体防御機構のメカニズムがあるのではないかと考えた。将来的には人への応用を考えているため人への刺激効果を検討することが必要となる。しかし、高齢者や骨折治癒後の患者を研究モデルにすることは大きなリスクを伴うため、まずは健常者、特に若年層において骨密度の低下が観察される女性を対象に、骨密度の変化や筋肉の増強などの効果を解析したいと考えていたが、装置の開発に予定以上の時間を要した。そのためまずは、健常人の運動前(0hr)、運動後(0.5hr、1.0hr、3.0hr)の唾液中のインターロイキン(IL-)6,8,15の変化についてELISA法により解析を行った。その結果、運動後の時間にバラつきはあるもののIL-15の分泌が、上昇する傾向が得られた。ただし、検出したIL-15が、運動した筋から分泌されたものなのか、間接的に唾液腺が刺激されて分泌促進されたのかは不明である。そのためマウスにISVSr初期型装置を用いて骨密度低下を緩和した条件で運動を継続し、刺激3時間後に大腿四頭筋とハムストリングス、前脛骨筋と下腿三頭筋を採取し、筋溶液をELISA法にて解析を行った。その結果、大腿四頭筋と下腿三頭筋において運動3時間後にIL-15の発現が上昇した。この結果は、ISVSがこの2筋を特に使う運動であること、また、運動後の肥大した筋から直接IL-15が分泌されたことが明らかとなった。閉経後女性を想定したモデルマウスを作成し、卵巣摘出した群(OVXマウス群)と野生型群の2群に分類し、それぞれ刺激を実施した群と実施しない群に区分(OVX/振盪:+/+,+/ー,ー/+,ー/ー)した。前年度に刺激群において大腰筋の肥大を確認することができ、腰椎への刺激効果があることが示唆された。腰椎をVillanueva Bone Stainによる標本を作成し、骨形態計測により骨量、骨吸収、骨形成、石灰化などのパラメーターを算出し解析を行った。+/+群とー/+群の結果は、OVXマウスにおいて刺激を行った方が骨形成を促進していることを示している。また、+/ー群とー/ー群の結果は、若い女性を想定したモデルであり、刺激を行った方が骨形成を促進していることが考えられる。この結果からは、若い女性の骨への刺激は必ずしも有効であるとは言えない。+/+群と+/ー群、ー/+群とー/ー群の結果は、エストロゲンの分泌不足による骨吸収が促進していることを示している。骨梁数の減少や骨梁間隙の増加はまさに骨粗鬆症の前兆であることを伺わせる。つまり若い女性と閉経後女性ではそもそも骨形成に差があることを示している。振盪刺激による筋肥大に関する研究は予定では複数の下肢筋において解析を進める予定でいたが、マウス大腰筋の大きさが予想以上に小さかったため、組織解析結果がバラついた。改善するためn数を当初の予定より増加させたためそれに費やす時間が要した。抗PGC1α抗体も当初購入したものが途中で不足し、代わりとなるものが入荷するまでに少々時間を要した。しかし、振動刺激に関する結果が得られていない。また、骨解析においては、計画以上に骨形態計測が進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。振盪刺激による骨形態計測には予定以上の時間を費やしてしまったが、トラブルも最小限に抑え順調に解析をすることができた。n数においても予定どうりの匹数を解析できた。モデルマウスへの刺激期間が10週間と言う設定であることもその準備段階を含めるとやり直すと約3ヵ月研究が後退してしまう。また、国内の学会においてもその成果を発表することができた。