hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｐｉｒｉｎ阻害剤による骨疾患薬の開発

骨関連疾患数はわが国でも増加しており、ビスホスホネート製剤などの薬剤が使用されているが、これらの薬剤は副作用も報告されている。新規の骨疾患治療薬としてPirin阻害剤のTPh Aに着目し実験を行った結果、細胞毒性が発揮されない濃度において複数のTPh A誘導体がPirin阻害とは独立してRANKLにより誘導される破骨細胞の分化を阻害した。これら化合物は、RANKLによるMAPKsのリン酸化などは阻害せずに、c-FosやDC-STAMPの発現を抑制したことから、新しい機構で作用する薬剤のシードの可能性が考えられる。本年度は、骨粗髪症薬やがんの骨転移抑制剤の新たな候補化合物の探索としてPirin阻害剤であるTPh Aの誘導体の構造活性相関研究を行った。約80種類の類縁体についてRANKLで誘導される破骨細胞分化の抑制活性を評価したところ、多くの化合物で阻害活性がなかったのに対し、いくつかの化合物でTPh Aと同等の阻害活性があった。MOEを用いて、化合物群とPirinとの親和性を評価したところ、破骨細胞への分化抑制活性とPirinとの親和性には相関がなかった。そこで、Pirinの発現をsiRNAでノックダウンしたところ、RANKLで誘導される破骨細胞への分化は阻害されず、ノックダウン条件下でもTPh Aの阻害活性があった。このことから、TPh AはPirin阻害とは独立して分化を抑制した可能性が示唆された。一方、TPh A処理でPirinの発現量が増加する現象に着目した。このことは、TPh Aによる分化阻害が、Pirinを阻害したためでなく、Pirinを増加させたためである可能性が考えられる。そこで、TPh Aの処理時間を変えて、阻害のパターンとPirin発現量のパターンを比較したところ、両者に相関はなかった。よって、TPh Aによる分化阻害にはPirinが関係ないことが示された。また、TPh A類縁体の中で、分化阻害活性が強く、一定の規則性がある化合物群を得ることができた。これらの化合物はMOEによる予測でも、また化合物アレイを用いたケミカルバイオロジー的な手法でもPirinとは独立して作用していることが示唆された。本年度も引き続き新規骨疾患治療薬の開発を行った。昨年度までに、TPh AによるRANKL誘導性の破骨細胞分化抑制がPirinの阻害とは独立していることを明らかにした。そのことを踏まえ、種々の誘導体を合成し、より強力な阻害活性を有する阻害剤の取得を試みた。マウス骨髄由来マクロファージ細胞を用いて試験した結果、13種の阻害剤に破骨細胞分化抑制活性を見出したが、なかでもSUK-39はTPh Aに比べてIC50値が1/3程度であり、最も阻害効果が良いものであった。RANKL刺激で細胞内の様々な因子が活性化されるが、検討の結果、SUK-39とTPh Aの阻害機序が異なっていることが示唆された。具体的には、マウス骨髄由来マクロファージ細胞にRANKLとSUK-39を共処理することで、DC-STAMPのmRNA量が著しく抑制されていた。DC-STAMPは破骨細胞の融合に必須なタンパク質であることから、SUK-39処理の細胞を詳細に観察した。その結果、TRAP陽性でありながら融合が阻害されている細胞があり、SUK-39の分化阻害効果はDC-STAMPの抑制が主要因である可能性が考えられた。そこで、SUK-39の標的タンパク質を同定するために、SUK-39固定化ビーズを使用した結合タンパク質の同定、SUK-39処理後のタンパク質発現量の網羅的解析による標的タンパク質の予測などを並行して行っており、SUK-39の標的タンパク質の同定と新たな破骨細胞分化シグナル因子の発見につなげる。破骨細胞への分化阻害剤としてPirin阻害剤のTPh Aを同定したために、分化過程におけるPirinの役割を解析した。しかしながら、Pirinに対するsiRNA処理でも分化が阻害されなかったこと、siRNA処理下でもTPh Aによる効果があったこと、Pirinと結合しないTPh A誘導体でも破骨細胞への分化阻害効果があったことなどから、TPh Aによる分化阻害はPirinと独立していると結論付けた。一方で、TPh A誘導体の中では、TPh Aよりも分化阻害活性が高いものが複数含まれていたために、それら誘導体の分化抑制機構の解析を行った。薬剤とRANKL処理後に種々の分化必須遺伝子の発現を確認したところ、cathepsin KやTRAPの発現が誘導体処理により抑制されていた。さらに、転写活性に与える影響を検討した結果、AP-1やNF-kappaBの転写活性も抑制されていた。しかし、ERKsなどのMAPKsのリン酸化には影響を与えていなかった。並行して、様々な抗がん剤でも破骨細胞への分化が抑制されるか否かを確認した。その結果、様々な抗がん剤は濃度依存的に分化を抑制したが、これは細胞毒性を発揮する濃度と一致していた。

これらのことから、TPh A誘導体による分化抑制効果は特異性をもった現象であることが示された。引き続き、これら誘導体の標的タンパク質を、化合物ビーズを使用したり標的既知化合物との比較を行ったりすることで、同定する。26年度が最終年度であるため、記入しない。ケミカルバイオロジー26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は合成した種々のTPh A誘導体の中で、SUK-39に最大活性を見出すことに成功した。また、SUK-39はTPh Aよりも強い破骨細胞分化阻害活性を有していたため、有用な骨疾患治療薬となり得る可能性が考えられる。さらに、TPh Aと作用機序が異なっていたため、破骨細胞分化を評価するうえで新たな分子標的を提示できる可能性がある。以上のことより、SUK-39の治療薬として、また、新たな破骨細胞分化シグナルを提示できる可能性があることから研究計画は予想以上に進展しているものと考えられる。TPh Aの分化阻害効果にPirinが必要でないことが示されたことから、今後はより阻害活性の強い類縁体を使用し、その標的分子を同定することで、新たな分子標的の提示を行う。本研究課題はPirin阻害剤を用いることを対象としていた当初とは異なり、TPh A誘導体を使用することとした。TPh AがPirinを標的としていない可能性については、すでに申請書の中で考えており、対応も誘導体を合成・使用することでスムーズに行うことができた。最終年度では、SUK-39の結合タンパク質について様々な手法(アフィニティビーズ、タンパク質の発現パターンによる網羅的解析など)で探索を行う。さらにTPh Aの類縁体について阻害活性を評価することで、今後使用する最適な化合物を決定する。そして、その化合物が固定化されたビーズを使用して、新たな分子標的を同定する。購入予定であった高額研究試薬が容易かつ安価で合成可能であったため。および、使い捨ての培養器具からガラス製品を購入し、節約を試みたため。最終年度にあたり、抗体やリコンビナントタンパク質などの購入に充てる。
炎症性腸疾患における粘膜固有層内リンパ球の細胞障害活性の検討〜新しい選択的免疫療法の開発に向けて〜

1.^<51>Cr遊離試験;TCRVβ14陽性CD8^+T細胞クローン(以下クローン)のTNBS修飾C3Hマウス脾細胞に対する特異的な細胞傷害活性は十分に検出された。抗TCRVβ14抗体の投与によってこの細胞障害活性は抑制された。以上を我々は平成12年度までに行い、平成13年度は、2.ELISA法:抗CD3ε抗体或いはTNBS修飾脾細胞の刺激下においてクローンは,IFNγを産生していた。IL-2,IL-4の産生は認めなかった。3.細胞移入実験:C3HマウスにTNBSを注腸した後、クローンを細胞移入した。細胞移入後の病理学的所見(H.E.染色、TUNEL法)を検討した。低容量TNBSを注腸投与した細胞移入非施行群マウスは、ほぼ正常の病理像を呈したのに対し、細胞移入群は炎症、細胞浸潤を伴う病理学的腸炎所見、及びTUNEL陽性細胞の増加を認めた。以上の知見よりTNBS誘導性腸炎マウス粘膜固有層内で増殖するCD8+TCRVβ14陽性T細胞は,in vitroでkiller活性を有しIFNγを産生するTc1と考えられ、腸管局所においても少量のTNBSに反応し腸炎を誘導し得ることを確認した。今後は抗TCRVβ14抗体のin vivo投与を行い、その治療効果を検討していくものである。【目的】クローン病類似のマウスTNBS誘導性腸炎の粘膜固有層内において,腸炎の活動期に特異的に増加してくるT細胞受容体(TCR)Vβ14陽性CD8^+T細胞の機能解析を行った。【方法】TNBS誘導性腸炎の作成;C3H/He(C3H)マウスに50%エタノールに溶解したTNBS0.3mg/g(0.1ml)を注腸し腸炎を作成した。フローサイトメトリーを用いて大腸粘膜固有層リンパ球のTCRVβレパートリーを検討した.TNBS反応性T細胞クローンの樹立;TNBSで免疫したC3Hマウスのリンパ節細胞を反応細胞とし,TNBS修飾C3Hマウス脾細胞で反復刺激を行いT細胞株を樹立した。このT細胞株から限界希釈法を用いてTNBS反応性T細胞クローンを樹立した。^<51>Cr遊離試験;クローンをエフェクター細胞とし,TNBS修飾C3Hマウス脾細胞を標的細胞として^<51>Cr遊離試験を行った。【結果】1,TNBS注腸投与によってマウスは,注腸5日目に炎症のpeakを持つ腸炎を発症した。2,粘膜固有層内に浸潤するT細胞のTCR usageを検討したところ,Vβ14陽性CD8^+T細胞の割合が炎症のpeakに一致して特異的に増加していた。3,樹立したクローン33株はすべてCD8^+T細胞であり,それらのTCRusageはTCRVβ14であった。4,このクローンのTNBS修飾C3Hマウス脾細胞に対する特異的な細胞傷害活性は十分に検出され,抗TCRVβ14モノクローナル抗体の存在下にこの細胞障害活性は抑制された。【まとめ】TNBS誘導性腸炎マウス粘膜固有層内で増殖するCD8^+TCRVβ14陽性T細胞は,TNBS-自己MHC拘束性を持つ細胞障害性T細胞と考えられ,腸炎の活動期に関与している可能性が示唆された。なお,上記の知見に関しては,2000年42回消化器病学会大会(10/27,神戸)第30回日本免疫学会総会(11/15,仙台)で発表した.【目的】C3H/He(C3H)マウスリンパ節より樹立したクローンを用いて細胞障害性T細胞であるTCRVβ14陽性CD8+T細胞が、in vitro、in vivoにおいていかなる機能を有しているかを解析した。【方法】

ELISA法:抗CD3ε抗体或いはTNBS修飾脾細胞の刺激下におけるTCRVβ14陽性CD8+T細胞クローン(以下クローン)のサイトカイン産生(IL-2,IL-4,IFNγ)をELISA法で検討した。細胞移入実験:C3HマウスにTNBSを注腸した後、クローンを細胞移入した。細胞移入後の体重変化、下痢症状の有無、病理学的所見(H.E.染色、TUNEL法)を検討した。【結果】1)クローンは,IFNγを産生していた。IL-2,IL-4の産生は認めなかった。2)a)TNBS7mg/0.1mlエタノール注腸投与によってC3Hマウスは,細胞移入非施行群と細胞移入群いずれも腸炎所見を呈した。体重変化に差は認めなかったが、下痢症状は、細胞移入群で増強していた。TUNEL法の検討において、TUNEL陽性細胞は、細胞移入非施行群に比して細胞移入群で増加していた。B)TNBS0.07mg/0.1mlエタノール注腸投与した細胞移入非施行群マウスは、ほぼ正常の病理像を呈したのに対し、細胞移入群は体重変化には差はないものの下痢症状の増強、炎症細胞浸潤を伴う病理学的腸炎所見、及びTUNEL陽性細胞の増加を認めた。【まとめ】TNBS誘導性腸炎マウス粘膜固有層内で増殖するCD8+TCRVβ14陽性T細胞は,in vitroでkiller活性を有しIFNγを産生するTc1と考えられ、腸管局所においても少量のTNBSに反応しアポトーシスを伴う腸炎を誘導し得た。なお,結果1)に関しては,11th International Congress of Immunology(7/27,ストックホルム)で発表した.
歯科矯正力作用時の歯槽骨リモデリングにおけるセルサイクルファクターの機能解析

セルサイクルファクターは、骨形成・骨吸収の両方で重要な機能を果たしていることが報告されている。しかしながら、矯正力が作用した際の骨のリモデリングに対する、セルサイクルファクターの関与については、ほとんど報告例がなかった。そこで、本研究では歯科矯正力が作用した部位に存在する骨芽細胞・破骨細胞内でのセルサイクルファクターの発現変動パターンの検討、ならびにそれらを利用した新規歯科矯正治療技術開発のための基礎的検討を行うことを目的とした。まず、安定した歯の移動が実現出来る歯の移動実験モデル確立を目指した。続いて、DNAマイクロアレイによって、骨芽細胞分化が亢進している条件で発現変動しているセルサイクルファクターを網羅的に解析し、これまでに骨形成と関連があると思われていなかった複数の転写因子の発現レベルが変動していること、ならびにサイクリンB1、サイクリンE1、p21の発現上昇ならびにp57の発現低下を発見した。本研究では、歯科矯正力が作用した部位-作用点周囲の歯槽骨内という微小環境-に存在する骨芽細胞・破骨細胞内でのセルサイクルファクターの発現変動パターンの検討、ならびにそれらを利用した新規歯科矯正治療技術開発のための基礎的検討を目的としている。今年度は、歯の移動にともなう周囲の微小環境変化に対応した遺伝子の発現変化を網羅的に検索するための準備として、実験モデルの確立を試みた。歯の移動実験モデルとしては、(1)生後8週齢のマウス上顎左側第一臼歯(M1)と第二臼歯(M2)間にWaldo法に準じてゴム片を挿入し、相反的な歯の移動を行なう(反対側にはゴム片は挿入せずコントロールとする)方法、および、(2)生後8週齢のマウス上顎切歯を固定源とし、クローズドコイルスプリングにより、M1を近心に移動させる(反対側では矯正力を作用させずにコントロールとする)方法の二種類を候補として検討したが、両者における歯の移動度、実験の簡便さ等を比較検討した結果、(1)(2)の両方ともに本実験に応用可能であることが分かった。そのため、基本的には、より歯科矯正治療に近いと思われる(2)を用いることとし、実験の種類によっては補助的に(1)を使用することとした。また、骨形成・骨吸収の両方で重要な機能を果たしていることが報告されているセルサイクルファクターの骨芽細胞内における発現を分子細胞生物学的にコントロールした場合に、その発現レベルが変動する遺伝子を網羅的に検討したところ、これまでに骨形成と関連があると思われていなかった複数の転写因子の発現レベルが変動しているという結果を得た。歯科矯正治療は、圧迫側における破骨細胞による骨吸収、牽引側における骨芽細胞による骨形成、この両者のバランスを制御することで成立している。したがって、これらの制御メカニズムを解明することは、歯科矯正学の究極目標である、安全で効率良い歯の移動を実現する一助となる。また、セルサイクルファクターが骨吸収ならびに骨形成を制御していることを示唆する知見は次々に報告されているため、そのメカニズムの解明は、骨吸収と骨形成を利用する歯科矯正学の発展に大きく貢献する可能性が高い。そこで本研究では新規歯科矯正治療法開発に向けての基礎的検討として、歯科矯正力が作用した部位での骨芽細胞・破骨細胞におけるセルサイクルファクターの関与を解析した。昨年度は、歯の移動にともなう周囲の微小環境変化に対応した遺伝子の発現変化を網羅的に検索する前準備として、試行錯誤しながら実験モデルの選択を行ったが、今年度は、その実験モデルで安定した歯の移動が実現出来るように時間的要素をはじめとした細かな条件検討を加えた。そして、骨芽細胞分化能が亢進している条件で発現変動しているサイクルファクターを網羅的に解析するためにDNAマイクロアレイを行い、同条件においてはサイクリンB1、サイクリンE1、p21が発現上昇し、p57が発現低下しているという結果を得た。また、破骨細胞の分化能・活性が上昇している条件に関しても同様に網羅的解析を加えるべく準備をしている。
移動ロボットの遠隔制御エリア拡張を目的とするセンサノード配置箇所決定手法の開発

本研究では,移動ロボットの遠隔操作範囲を拡張するための無線センサノード配置手法について検討を行い,実環境において提案手法の有効性について評価を行なった.評価実験では,スループットと電界強度を参照することで,無線センサノード配置箇所の決定,移動ロボットの移動による配置箇所変更を行うシステムについて検証を行なった.評価結果より,遠隔操作範囲拡張(ネットワーク構築範囲の拡張)性を確認することができた.また今後の課題では,配置箇所決定手法に用いるスループット計測に要する時間の短縮を検討する必要がある.本研究では遠隔操作を考慮した無線センサノードの開発(以下SN)と共に,スループット,及びパケット・ジッタを参照するSN配置位置決定手法の開発を目的として活動を行っている.申請書では本研究活動で検討を行う項目として,1)移動ロボットの無線遠隔操作とアドホックネットワークを構築可能なSNの設計・開発,2)開発したSNと移動ロボットに実装可能な通信品質計測手法の提案,3) 1)と2)の成果物を用いたネットワーク構築手法の提案の3点を挙げている.平成27年度にはSN設計・開発を行い,開発したSNへ実装可能なスループット計測手法の提案を行った.またこれらはSNに実際にスループット計測手法を実装し,実環境にて有効性の確認を行った.有効性を確認する評価実験では,実際に移動ロボットを用いてSN配置によるアドホックネットワーク構築を行っている.ネットワークの構築時には,開発したスループット計測手法を用いてSN配置箇所を決定し,評価実験の結果から通信分断や通信品質が不安定になることを防ぐことを確認している.また現時点では,SNや移動ロボットに実装可能であることを考慮したパケット・ジッタ計測手法の設計と共に,SNへの実装を終えている.平成28年度の活動では平成27年度の成果であるスループット計測手法とパケット・ジッタ計測手法を用いて,移動ロボットによるアドホックネットワークの構築実験を実環境下にて行う計画としている..本研究の現在までの進捗状況は,おおむね順調に進展している.本研究では申請時に平成27年度の計画として1)移動ロボットの無線遠隔操作とアドホックネットワークを構築可能なSNの設計・開発,2)開発したSNと移動ロボットに実装可能な通信品質計測手法の提案を実施し,平成28年度の計画として3) 1)と2)の成果物を用いたネットワーク構築手法の提案を行うとしている.現在の進捗として,平成27年の計画は達成しており,平成28年度の計画について検討を進めているところである.本研究では,移動ロボットの遠隔操作を考慮した無線センサノードの開発と共に,スループット,及びパケット・ジッタを参照するSN配置位置決定手法の開発を目的に検討を行った.平成27年度は,移動ロボットの遠隔操作に求められる通信に関する要求仕様を決定し,それをもとに無線センサノードの設計・開発を行った.検討では,開発した無線センサノードへ実装可能なスループット計測手法の提案し,実際に開発した無線センサノードへ実装しての評価実験から測定制度,利用性を確認した.また開発した無線センサノードによるネットワーク構築を行い,アドホックネットワークにおける移動ロボットの遠隔操作が可能であることも確認した.これらの研究成果をもとに,移動ロボットの遠隔操作範囲拡張を考慮した無線センサノード配置箇所決定手法について,各端末間の電界強度,スループット,パケット・ジッタを用いた手法の開発を行った.電界強度は,パケット転送レートの自動変更を防ぐために監視することで,配置箇所決定に際して一時的な環境ノイズによる影響を除外することができる.またスループット計測は,構築するネットワークが移動ロボットの取得した情報(静止画,動画,音声等の各種センシングデータ)を遠隔操作者に送信できるか確認するために利用し,パケット・ジッタは操作者と移動ロボット間でやりとりされる操作コマンドが,決められた送受信タイミングを維持しているかを評価するために用いることとした.平成28年度には,無線センサノードへ実装が可能なパケット・ジッタ計測手法を開発し,平成27年度に設計・開発した無線センサノード,スループット計測手法を用いて,移動ロボットによる無線ネットワーク構築実験を実環境下で行い,その有効性を通信品質面にて確認した.本研究では,移動ロボットの遠隔操作範囲を拡張するための無線センサノード配置手法について検討を行い,実環境において提案手法の有効性について評価を行なった.評価実験では,スループットと電界強度を参照することで,無線センサノード配置箇所の決定,移動ロボットの移動による配置箇所変更を行うシステムについて検証を行なった.評価結果より,遠隔操作範囲拡張(ネットワーク構築範囲の拡張)性を確認することができた.また今後の課題では,配置箇所決定手法に用いるスループット計測に要する時間の短縮を検討する必要がある.これまでに開発したSNとスループットとパケット・ジッタの計測手法を用いて,移動ロボットによるアドホックネットワーク構築実験を実環境下にて行う.実験を通じて,提案手法によって構築されたネットワークを用いた際の移動ロボットの無線遠隔操作性や安定した通信品質の確保等の点について評価を行い,本研究成果の有効性について確認を行う.また本評価実験を通じて,平成27年度の研究成果の統合環境下での有効性についても議論を行い,修正と改善点の反映を実施する.そして本研究成果は,学会活動や論文発表を通じて公表して行く.ネットワークロボティクス,情報通信工学平成27年度に評価を予定していたパケットジッタ計測手法について,評価実験を終えているスループット計測手法と同時に実環境で実験を行うことが有効性の評価に適していると判断し,次年度使用額として平成28年度に利用することと致しました.そして提案手法のSNやネットワークシステムへの実装作業を優先し,活動を行いました.パケットジッタ計測手法の評価実験に要する機材搬送費,消耗品,人件費,そして材料加工費等として使用することを計画しております.
人咽頭上皮細胞へ型別不能のインフルエンザ菌付着に関するレセプターの検討

本菌と咽頭上皮細胞を37°Cの恒温槽中で震盪しながら反応させプレパラート上に落とし、グラム染色して光学顕微鏡を用いて、咽頭上皮細胞と付着した本菌を観察した。(1)付着に関するシアル酸の関与を調べるために咽頭上皮細胞をneuraminidaseにて処理したところ本菌付着阻害効果を認めた。(3)各種gangliosidesの咽頭上皮細胞への付着阻害効果はGM1,GM3は付着阻害効果が認められず、GD1b,GT1b,GM2では付着阻害効果を認めた。本菌への咽頭上皮細胞への付着はシアル酸をもつgangliosidesの関与が示唆された。
水に分散し、長さと径が制御された試験管状ナノカーボンの調製

前年度(17年度)においては陽極酸化膜のナノー次元細孔(直径約15nm)にカーボンを堆積させてから、陽極酸化膜を溶解除去することで取り出したナノカーボンを注意深く洗浄することで、一端が閉じ、他端が開いた試験管状のナノカーボンを得、それが何の後処理を行わなくてもに容易に水に分散することを明らかにした。バイオ分野での応用を考慮した場合、生理食塩水中で分散することが必要であるが、本研究で調製した試験管状ナノカーボンの水分散性は生理食塩水中で分散するほど高くはなかった。そこで簡便な方法で分散性を向上させる試みを行った。試験管状ナノカーボンを過酸化水素水に浸漬することで表面酸素官能基の量が増大し、ゼータ電位の更なる低下や臨界凝集イオン濃度の上昇が確認され、水分散性が向上したことが分かった。しかしながら、生理食塩水中では依然として分散状態を維持出来るほどではないので、引き続き処理条件の最適化等の研究を行っている。また、水分散性試験管状ナノカーボンに磁性体を内包させて、磁場に応答するナノカーボン試験官の調製を目的とした研究を行い、直径35nmのナノ試験管の内部だけに磁性粒子を内包させることに成功した。しかしながらこの試料は水に分散させることが出来なかった。そこで上述の過酸化水素処理を行ったところ、純水中で分散させるこが出来た。以上の成果の一部は2006年12月に北海道大学で行われた炭素材料学会年会にて口頭発表を行った。また、2007年7月にアメリカ、シアトルで行われる予定の国際炭素材料学会にて発表予定であり、学術誌への投稿を準備中である。アルミニウム陽極酸化膜の均一な直線上細孔を鋳型として、陽極酸化膜の細孔の内壁のみに炭素を堆積させてから、陽極酸化膜を溶解除去し、注意深く洗浄することで、一端が閉じ、他端が開いた試験管状のナノカーボンを得ることができた(直径10nm)。また、鋳型の調製条件を変えることで、長さを0.510μmの範囲で制御して試験管状ナノカーボンを調製したところ、長さ5μm以下の試験管状ナノカーボンは、何の後処理を行わなくてもに容易に水に分散することが分かった。一般に炭素は疎水性であるので、水に分散しにくい。例えばカーボンナノチューブを水に分散させるためには、酸処理など様々な後処理を施すことや界面活性剤などを多量に投入することが必要であり、本研究の結果は非常に興味深い。この試験管状ナノカーボンを詳細に分析したところ、表面に含酸素官能基が存在していること、ナノカーボンの表面が負に帯電していることが分かった。つまり、含酸素官能基が存在することで表面が親水性になり、また官能基の一部が水中でイオン化するために電気二重層が形成されて互いに反発しあい、分散すると考えられる。また、この含酸素官能基が生成する原因を調べたところ、鋳型の除去過程において生成した可能性が高いことが分かった。本研究で調製したナノカーボンの結晶性は低く、反応性が高いので鋳型の除去によって露出した表面は非常に酸化されやすいと考えられる。このため、後処理を行わずとも鋳型を除去するだけで含酸素官能基が多く生成し、試験管状ナノカーボンは水に分散するのであろう。また、このナノカーボンが極性溶媒-非極性溶媒の液液界面に集合しやすい性質をもつことを見出だし、この性質を利用してナノカーボン1本分の厚さをもつ薄膜を基板状に製膜出来ることを報告した。
多結晶金属中の転位組織の不均一性とその力学特性への影響

本研究は、多結晶金属材料中の結晶粒界の存在によって生じる転位組織発達の不均一性に着目して、転位組織の形成箇所や転位密度の分布を明らかにすることを通じて、転位組織の発達規模の不均一性と巨視的な力学特性の関係を明らかにすることを目的としたものである。転位組織の観察と不均一性の評価には応募者が世界に先駆けて提案した、走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope: SEM)を用いた電子線チャネリングコントラスト法(Electron Channeling Contrast Imaging: ECCI)法による定量評価手法を活用した。純ニッケルでのSEM内その場引張り試験による予備検討の結果、純金属の室温変形においては転位がすべり帯を形成して大規模に活動するためECCI法によって一本一本の転位運動を捉えることは困難であった。分散強化や転位強化、固溶強化などの強化が施された材料を高温で変形させた場合には独立した転位線を観察できることが見出されたため、これらの材料について転位組織の分布を評価した。その結果、マルテンサイト鋼やニッケル基合金では粒界近傍での転位組織の不均一の程度が比較的小さかった。これに対し、六方晶チタン合金では粒界から十分離れた粒内では主に柱面上もしくは底面上で活動する転位が観察されたが、粒界近傍においては錐面上で活動したと考えられる転位線が頻繁に観察された。これは、とくに結晶の対称性が低い六方晶チタン合金においては、隣接粒との変位の連続性を保つために粒界近傍において錐面すべりの活動が活性化されたためだと理解される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は走査電子顕微鏡の観察手法の一つである電子線チャネリングコントラスト法を用いて、多結晶金属材料中の転位組織の不均一性を力学特性の関係を明らかにすることを目的としている。平成29年度は、研究試料として多結晶組織を有する固溶強化型ニッケル基合金と分散強化型ニッケル基合金の作製を行った。次いで、固溶強化型ニッケル基合金については結晶粒径を変化させるための熱処理条件の検討を行った。また、熱処理により粒子分散状態を制御した分散強化型ニッケル基合金について、室温にて塑性変形させた後の材料中における転位分布を観察・比較した。その結果、粒子の分散が微細かつ密な場合には転位線が直線的であり、一部に積層欠陥が観察された。一方、粗大で疎な場合には転位線が湾曲し、粒子の周りに転位が堆積する様子が観察された。また、分散状態が疎な場合には積層欠陥は観察されなかった。これは、分散状態に応じて粒子と転位の相互作用様式が異なっており、それに伴って転位組織の発達傾向に違いが生じたものと考えられる。また、多結晶チタン合金に対しての電子線チャネリングコントラスト法による転位観察法の有用性の検討も行い、チタン合金についても転位線を明瞭に観察し得る試料研磨条件と観察条件を見出した。さらに、走査電子顕微鏡観察と集束イオンビーム切削を繰り返すシリアルセクショニング法を適用することで観察視野の三次元情報を取得し、転位組織を定量評価する上で最も重要となる転位密度の測定上不可欠な値である「観察視野の深さ」を実験的に明らかにした。試料の作製、熱処理による組織制御、および作製した試料での電子線チャネリングコントラスト法による転位組織観察に成功しており、研究はおおむね順調に進んでいる。ただし、当初、平成29年度内に実施する予定であったSEM内その場引張試験に関しては、試験片加工が難航したことにより実施が平成30年度5月頃になる予定である。早急にSEM内その場引張試験を実施した後、高温変形材の観察に取り組む。また、対応粒界頻度の異なる試料を作製し、SEM-ECCI観察と室温引張試験を実施する。

得られた結果を整理し、結晶粒径や隣接粒とのシュミット因子差、粒界性格、粒界または粒界三重点からの距離、および粒子の分散状態などについて着目しつつ、巨視的な力学特性と相関を有する転位組織の不均一性パラメータの探索・抽出する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
空調システムの併用を前提とした自然換気と機械空調の統合的省エネ制御手法の開発

自然換気システムは環境建築の実現に向けた省エネルギー技術として、多くの導入事例が見られる。しかし、現代の業務用建物においては機械空調を使用することが前提であり、自然換気と機械空調を適切に組み合わせて運用することが重要となる。本研究はこのような2つのシステムを高度に連動制御することにより、快適性を確保したうえで大幅な省エネルギーを実現する統合的省エネ制御手法の開発を目的とする。具体的な研究項目は、1自然換気導入建物の空調システムと制御方法の実態調査、2建築・空調の連成シミュレーションによる統合的省エネ制御法の導出、3実物件での省エネ制御法の実践と検証である。当該年度には、まず自然換気導入建物における自然換気併用ハイブリッド空調(以下ハイブリッド空調)の事例調査を行い、設計や運用の実態について把握した。更に建築物総合シミュレーションツールBEST専門版を用いて、自然換気で処理が不足する冷房負荷に対して最低限の空調でアシストした場合の省エネ効果についてエネルギーシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、冷水コイルを用いた機械空調を併用することによって、熱源の部分負荷運転時間が長くなる傾向にあり、熱源システムの効率が低下する傾向にあることが分かった。この課題に対して、空調機による外気送風運転(外気冷房運転)とゼロエナジーバンド設定を組みあわせた制御により、低負荷時の冷水コイル使用時間を最小化する制御法を考案した。しかし、考案した制御法は確実な省エネに繋がる反面、室内温熱環境の制御性や執務者の快適性に与える影響を確認する必要があると思われた。そこで自然換気設計を導入した竣工直前の実物件を対象として、このハイブリッド空調制御時の室内温熱環境について実測調査を行った。その結果、中間期の快晴時において、考案したハイブリッド空調で概ね良好な温熱環境が実現できていることが確認され、自然換気時とハイブリッド空調時の室内環境の違いも明らかとなった。これらの当該年度における実測調査の成果は建築学会大会の発表論文として投稿している。今後の課題としては、竣工前の実測調査の結果を踏まえ、執務者や内部発熱が存在する実運用段階においてハイブリッド空調を試行し、その実効性や課題を明らかにする必要がある。また、事例調査の結果やシミュレーション検討結果を整理し、最終的には細かい制御条件を含めた自然換気併用ハイブリッド空調の適切な制御法を提案することを目指す。当初の達成目標として掲げていた2つの課題のうち、課題1)自然換気導入建物の空調システムと制御方法の実態把握については調査を完了した。また、課題2)シミュレーション解析による統合的省エネ制御法の導出については、省エネルギー効果としての課題を明らかにし、その解決法の一つとして外気冷房を活用したハイブリッド空調の運用法を導き出した。本来は更にシミュレーション解析を精緻に行い、設定値も含めた制御法を導出する予定であったが、自然換気の設計がなされた環境配慮型庁舎において、実際に運用法を試行できる機会を得たため、実測調査を通して実効性の高い制御法や設定値を検討する方針とした。来年度に予定していた実測調査を当年度に行うなど、若干の計画修正はあったが目標としていた進捗状況は十分に達成することができたと考える。今後は、執務者がいる実運用条件にて再度ハイブリッド空調の運用方法を試行し、室内温熱環境、省エネルギー効果、アンケート調査による執務者の快適性について実測調査を行う。通常の機械空調で運用するフロアとハイブリッド空調で運用するフロアの比較や室内外条件によって制御方法を変化させ、快適性アンケート結果との関係を分析する。これらの実測調査により自然換気からハイブリッド空調、機械空調への切り替え条件を明らかにし、設計時やコミッショニング時の設定値の最適化に役に立つ成果とする。実物件に適用した制御法について課題が残る場合はシミュレーション解析等により改善点を検討し、実効性のあるハイブリッド空調制御法の提案を目指す。更に、本年度行った事例調査の結果やシミュレーション解析の結果を整理し、設計・コミッショニングに有用な資料として公開する。

その結果、中間期の快晴時において、考案したハイブリッド空調で概ね良好な温熱環境が実現できていることが確認され、自然換気時とハイブリッド空調時の室内環境の違いも明らかとなった。これらの当該年度における実測調査の成果は建築学会大会の発表論文として投稿している。今後の課題としては、竣工前の実測調査の結果を踏まえ、執務者や内部発熱が存在する実運用段階においてハイブリッド空調を試行し、その実効性や課題を明らかにする必要がある。また、事例調査の結果やシミュレーション検討結果を整理し、最終的には細かい制御条件を含めた自然換気併用ハイブリッド空調の適切な制御法を提案することを目指す。当初の達成目標として掲げていた2つの課題のうち、課題1)自然換気導入建物の空調システムと制御方法の実態把握については調査を完了した。また、課題2)シミュレーション解析による統合的省エネ制御法の導出については、省エネルギー効果としての課題を明らかにし、その解決法の一つとして外気冷房を活用したハイブリッド空調の運用法を導き出した。本来は更にシミュレーション解析を精緻に行い、設定値も含めた制御法を導出する予定であったが、自然換気の設計がなされた環境配慮型庁舎において、実際に運用法を試行できる機会を得たため、実測調査を通して実効性の高い制御法や設定値を検討する方針とした。来年度に予定していた実測調査を当年度に行うなど、若干の計画修正はあったが目標としていた進捗状況は十分に達成することができたと考える。今後は、執務者がいる実運用条件にて再度ハイブリッド空調の運用方法を試行し、室内温熱環境、省エネルギー効果、アンケート調査による執務者の快適性について実測調査を行う。通常の機械空調で運用するフロアとハイブリッド空調で運用するフロアの比較や室内外条件によって制御方法を変化させ、快適性アンケート結果との関係を分析する。これらの実測調査により自然換気からハイブリッド空調、機械空調への切り替え条件を明らかにし、設計時やコミッショニング時の設定値の最適化に役に立つ成果とする。実物件に適用した制御法について課題が残る場合はシミュレーション解析等により改善点を検討し、実効性のあるハイブリッド空調制御法の提案を目指す。更に、本年度行った事例調査の結果やシミュレーション解析の結果を整理し、設計・コミッショニングに有用な資料として公開する。
FKO装置により惹起される機能的矯正力と構成咬合採得条件との関係に関する研究

基礎実験をふまえて以下のような研究計画を予定した。1.アングルIII級不正咬合者を研究対象として前後的、垂直的に種々の下顎位で採得された構成咬合により機能的矯正装置(FKO)を作製し、これらの装着中(睡眠中)にFKOの内部に生じる最大主歪み(以下歪みとする)の大きさと方向(ベクトル)を測定した。2.上記と併せて、歪みとの関係を調べるため咀嚼筋(咬筋浅部、側頭筋前部)の筋電図を、さらに睡眠深度を判定するため脳波、眼球運動(外眼角外側部の筋電図)およびオトガイ筋の筋電巣を同時採得した。現在まで睡眠中おける資料の採得が行われた被験者は、アングルIII級不正咬合者4名で、以下にその結果をまとめた。1.前後的には切端位で、垂直的には2mm、4mm、6mm、8mm、の上下中切歯切端間距離における、計4種類の構成咬合採得条件下で作製されたFKOを装着させた結果、構成咬合が高くなるほどFKO内部に生じる歪みの大きさは大きくなり、かつその方向は、顔面を右側から見て、体軸方向から前後方向に向かって時計回りに次第に回転した。2.咀嚼筋の筋活動は、すべての被験者において、それぞれの構成咬合位で歪みが発生する際、咬筋優勢型、側頭筋優勢型、咬筋・側頭筋優勢型の3種類に分類することができた。歪みの大きさについては咬筋・側面筋優勢型が、各構成咬合位で有意に大きい値を示した。また歪みの方向は、側頭筋優勢型が各構成咬合位でより有意に大きく体軸方向から前後方向に回転している値を示した。当初計画において、昭和63年度ではヒトに応用する前の基礎実験として、以下のような研究計画を予定した。1.荷重負荷咬合器を開発、作製、2.内部歪測定用FKOを作製し、3.このFKOを装着した口腟模型を荷重負荷咬合器にセットし、FKO内部歪を測定する。さらに、4.上記の測定系における測定誤差、再現性等を検討し、5、内部歪測定結果より前歯部に加わる力を推定する。上記の計画に基づいて研究を進めたが、以下のような問題点を解決する必要性が生じた。計画3、4で垂直荷重を加えた際の再現性に関しては、較正値を得るに至ったが、水平荷重を加えた際の再現性に関しては、当初垂直荷重のそれと比較して妥当と思われる結果が得られなかったので、荷重負荷咬合器にさらに改良を加えることにより研究を進めていくことにしており、現在、改良型荷重負荷咬合器を作製中である。一方、今年度(平成元年度)に計画している、ヒトにFKOを装着させてマルチテレメータを用いて、歪み、筋電図、脳波を測定することに関して、筋電図については従来の生体アンプを用いて測定した結果と同様の結果を得たが、歪みについては安定性に問題があり現在マルチテレメータ用歪みアンプに改良を加えたものを作製している。また、歪みに関してはヒトに応用した場合、マルチテレメータの代りに従来の歪みアンプを使用した際、安定したデータが得られることを確認している。したがって今後、早急に改良型荷重負荷咬合器を作製し、水平荷重を加えた際の較正値を算出する予定である。さらに、歪みを中心としたテレメータ測定システムを完成させ、ヒトを用いた臨床実験で得られたデータから垂直荷重、水平荷重を算出し、今年度(平成元年度)の研究計画に沿って研究を進めていく予定である。平成元年度では、基礎実験をふまえて以下のような研究計画を予定した。

1、アングルIII級不正咬合者を研究対象として前後的、垂直的に種々の下顎位で採得された構成咬合により機能的矯正装置(FKO)を作製し、これらの装着中(睡眠中)にFKOの内部に生じる最大主歪み(以下歪みとする)の大きさと方向(ベクトル)を測定した。2、上記と併せて、歪みとの関係を調べるため咀嚼筋(咬筋浅部、側頭筋前部)の筋電図を、さらに睡眠深度を判定するため脳波、眼球運動(外眼角外側部の筋電図)およびオトガイ筋の筋電図を同時採得した。現在まで睡眠中における資料の採得が行われた被験者は、アングルIII級不正咬合者4名で、以下にその結果をまとめた。1、前後的には切端位で、垂直的には2mm、6mm、8mm、の上下中切歯切端間距離における、計4種類の構成咬合採得条件下で作製されたFKOを装着させた結果、構成咬合が高くなるほどFKOの内部に生じる歪みの大きさは大きくなり、かつその方向は、顔面を右側から見て、体軸方向から前後方向に向かって時計回りに次第に回転した。2、咀嚼筋の筋活動は、すべての被験者において、それぞれの構成咬合位で歪みが発生する際、咬筋優勢型、側頭筋優勢型、咬筋・側頭筋優勢型の3種類に分類することができた。歪みの大きさについては咬筋・側頭筋優勢型が、各構成咬合位で有意に大きい値を示した。また歪みの方向は、側頭筋優勢型が各構成咬合位でより有意に大きく体軸方向から前後方向に回転している値を示した。
グルタミン酸レセプターイオンチャンネルセンサーを用いるアゴニスト選択性の評価

本研究において以下のような結果が得られた.1.グルタミン酸レセプターをその数を1個に制御して平面脂質二分子膜中に包埋したシングルチャンネルセンサーを作成し,1個のチャンネルを透過する全イオン量(Na^+及びCa^<2+>)に基づいて,3種の典型的アゴニストL-グルタミン酸,NMDA,(2S,3R,4S)L-2-(カルボキシシクロプロピル)グリシン(L-CCG-IV)間の選択性を評価した(Biosensors&Bioelectronics,15(2000)173-181).2.グルタミン酸レセプターの一種NMDAレセプターを構成する全分子種,すなわちε1-4/ξ1について脂質二分子膜シングルチャンネルセンサーを作成し,各アゴニストが誘起する全イオン透過量を評価し,L-グルタミン酸が誘起する全イオン量が各分子種に固有の値をもつことを見出した(Anal.Biochem.,283(2000)258-265).3.ラット脳より抽出したグルタミン酸レセプターを含むプロテオリポソーム内に,Ca^<2+>を導入し,アゴニストに誘起されたCa^<2+>流出量を測定し,グルタミン酸レセプターのCa^<2+>透過量に基づくイオン特異的なアゴニスト選択性を定量的に評価した.その結果,Ca^<2+>イオン放出量に基づくアゴニスト選択性としてL-CCG-IV>L-グルタミン酸>NMDAが得られた.4.脂質二分子膜をはさむ水相の溶液組成を制御することにより,セカンドメッセンジャーとして重要なCa^2イオンの絶対透過量をε4/ξ1分子種について評価した(J.Pharm.Biomed.Anal.,印刷中).本研究において以下のような結果が得られた.1.グルタミン酸レセプターをその数を1個に制御して平面脂質二分子膜中に包埋したシングルチャンネルセンサーを作成し,1個のチャンネルを透過する全イオン量(Na^+及びCa^<2+>)に基づいて,3種の典型的アゴニストL-グルタミン酸,NMDA,(2S,3R,4S)L-2-(カルボキシシクロプロピル)グリシン(L-CCG-IV)間の選択性を評価した(Biosensors&Bioelectronics,15(2000)173-181).2.グルタミン酸レセプターの一種NMDAレセプターを構成する全分子種,すなわちε1-4/ξ1について脂質二分子膜シングルチャンネルセンサーを作成し,各アゴニストが誘起する全イオン透過量を評価し,L-グルタミン酸が誘起する全イオン量が各分子種に固有の値をもつことを見出した(Anal.Biochem.,283(2000)258-265).3.ラット脳より抽出したグルタミン酸レセプターを含むプロテオリポソーム内に,Ca^<2+>を導入し,アゴニストに誘起されたCa^<2+>流出量を測定し,グルタミン酸レセプターのCa^<2+>透過量に基づくイオン特異的なアゴニスト選択性を定量的に評価した.その結果,Ca^<2+>イオン放出量に基づくアゴニスト選択性としてL-CCG-IV>L-グルタミン酸>NMDAが得られた.4.脂質二分子膜をはさむ水相の溶液組成を制御することにより,セカンドメッセンジャーとして重要なCa^2イオンの絶対透過量をε4/ξ1分子種について評価した(J.Pharm.Biomed.Anal.,印刷中).1.脳内NMDAレセプターの同定法の創案を目指し,各分子種(ε1-4/ζ1)1個が平面脂質二分子膜系において透過させるイオン量を定量した.Chinese hamsterovary細胞から単離したε1-4/ζ1各分子種をtip-dip法によって作成した平面脂質二分子膜中に包埋した.NMDAレセプターの3種の典型的アゴニストのL-グルタミン酸,NMDA,L-2-(カルボキシシクロプロピル)グリシン(L-CCG-IV)に対するシングルチャンネル電流を記録し,電流値を時間に対して積分して総イオン透過量(クーロン数)を求めた.その結果L-グルタミン酸が誘起する総イオン透過量は,レセプター分子種によって異なり,脳内レセプター同定のための指標となることが分かった.2.ラット脳より抽出したグルタミン酸レセプターを含むプロテオリポソーム内に,Ca^<2+>を導入し,アゴニストに誘起されたCa^<2+>流出量を測定し,グルタミン酸レセプターのCa^<2+>透過量に基づくイオン特異的なアゴニスト選択性を定量的に評価した.その結果,Ca^<2+>イオン放出量に基づくアゴニスト選択性としてL-CCG-IV>L-グルタミン酸>NMDAが得られた.3.マルチチャンネルを透過する総イオン量に基づいてε1-4/ζ1 NMDAレセプター各分子種のもつアゴニスト選択性を評価した.その結果,マルチチャンネル応答に基づく選択性の序列はシングルチャンネル応答に基づく選択性と同様に各分子種ごとに異なった.本アプローチによるアゴニスト選択性もまた各分子種同定の指標となることを見い出した.

4. Tip-dip法でのレセプター包埋確率を向上させるための基礎研究として電荷を有する色素のキャピラリー内での泳動挙動を検討し,負の電荷を持つ色素の泳動速度が負の電荷によって促進され,またキャピラリー先端に濃縮されることを見い出した.1.脳内のN-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)型グルタミン酸レセプターを透過するカチオンのうちCa^<2+>イオンはセカンドメッセンジャーとして重要である.1個のチャンネルを透過するCa^<2+>イオンの絶対透過量を定量する方法をε4/ζ1NMDAレセプター分子種を用いて創案した.ε4/ζ1NMDAレセプターを発現させたChinese hamsterovary細胞からε4/ζ1分子種を単離し,tip-dip法によって作成した平面脂質二分子膜中にレセプター数を1個に制御して包埋した.チャンネルを透過できるイオン種がCa^2イオンのみとなるように,二分子膜をはさむ水相の溶液組成を制御し,1個のチャンネルを透過するCa^<2+>イオン量を定めた.さらに,3種の典型的アゴニストのL-グルタミン酸,NMDA,(2S,3R,4S)L-2-(カルボキシシクロプロピル)グリシン(L-CCG-IV)が誘起するCa^<2+>イオン量を比較し,本法が10^5のCa^<2+>イオン/秒の精度でCa^<2+>イオン透過量を検出できることを見出した.2.脳内NMDAレセプターの分子種同定法の創案を目指し,マウス脳より取り出したスライス標本を用いて1個のnativeNMDAレセプターが透過させるイオン量を測定し,脂質二分子膜系においてε1-4/ζ1各分子種が示したイオン透過量と比較することを開始した.その結果,1個のnativeNMDAレセプターが示すイオン透過量には,大,中,小の3つのレベルが存在し,その相対値が,平面系において各分子種が示したイオン透過量の相対値と一致することを見出した.3.L-グルタミン酸オキシダーゼとペルオキシダーゼを用いてL-グルタミン酸を可視化検出す酵素膜を作成し,マウス脳スライス中でのL-グルタミン酸放出の領野レベルでのカラーイメージングを可能にした.
伊吹島方言アクセントと古文献声点資料との比較研究

1.古文献資料に関しては,『和名抄』の声点付き語彙と『日本国語大辞典』のアクセント史の部分をすべて入力し,データベースを作成した。膨大な量がある『名義抄』についてもその3分の2を入力した。2.これらの語彙につき,香川県伊吹島方言の生え抜きの話者に当たり,それが使われている限り,そのアクセントを調査した。調査はすべて録音し,音声資料として保存してある。3.伊吹島方言のデータはまだ入力していないが,現段階では次のことが明らかになっている。(1)2モーラ語については,平安末期のアクセント資料に見られる型の区別を非常によく保っている。(2)3モーラ語については,いわゆる第5類だけが合流を起こしているが,それ以外では,やはりよく区別を保っている。(3)複合名詞のアクセントは,後部要素Yが3モーラ語の場合,Yの第2モーラに核がくるのが原則である。(式のことは別にすれば)-○○'○というパターンである。これは今日まで知られている限り,現代諸方言では伊吹島だけに見られるもので,しかもこのパターンは平安末期の複合語アクセント規則のそれと一致する。(4)以上のうち,(1)だけは先人の研究により知られていた点であるが、それ以外は私の調査によって明らかになったものである。特に,(3)の発見のもつ意味は大きい。これらのことから,伊吹島方言のアクセントは,古文献に出ていない単語のアクセントに対しても発言力をもつものであることがはっきりした。(5)今後,伊吹島方言のデータの入力を行ないながら今後さらに比較研究を進め,日本語アクセント史の解明へと向かいたい。
メタボリックシンドロームに伴う組織リモデリングと機能異常の可視化と抗肥満治療

近年、心血管イベントのリスク要因として、内臓肥満とインスリン抵抗性を基礎とするメタボリックシンドロームが注目されている。内臓肥満は慢性炎症に伴い脂肪組織の再構築(リモデリング)と機能異常を引き起こすと考えられているが、その詳細は不明であった。我々は、新たに開発したイメージング手法を脂肪組織に適応し、肥満脂肪組織で、脂肪細胞分化・血管新生が空間的に共存して生ずることを示した。さらに、この脂肪細胞分化は血管新生と特殊な形質を持った活性化マクロファージの集積を伴っていた。同部位ではVEGFを含むサイトカイン・活性酸素の産生亢進といった細胞間シグナルと機能異常が認められ、血管内皮・活性化マクロファージ・脂肪細胞の局所での相互作用が内臓肥満の形成と血管新生に重要であると考えられた。さらに、生体内観察を用いた肥満脂肪組織の検討では、慢性炎症を基盤として微小循環における異常な血管内皮・白血球・血小板の相互作用が観察された。血管内皮細胞・マクロファージ双方の活性化と接着分子の発現の増加を認め、脂肪組織局所において活性化血小板の関与も認められた。さらに、血管内皮機能障害を反映して血管透過性も亢進していた。以上より、肥満脂肪組織局所において血管内皮・マクロファージ・血小板の相互の活性化とそれに伴う形質転換が内臓肥満に伴う慢性炎症を増幅し、マクロファージ浸潤をはじめとする組織リモデリング・組織機能異常に寄与していると考えられた。本研究は、肥満脂肪組織が慢性炎症の場であることをはじめて可視化し生体内で証明したものでもある。さらに、これら異常な局所免疫のきっかけとして現在CD8陽性T細胞に注目し、肥満脂肪組織におけるリンパ球の役割を現在明らかにしつつある。このように、我々の開発した手法は、従来の手法では分からなかった細胞間相互作用を、生体内で直接可視化するもので、今後の研究展開に必須といえる。
筋持久力はなぜ高エネルギーリン酸の枯渇により高進するのか?

生後3週齢のWistar系オスラットを任意に1)コントロール食、2)β-GPA食、3)クレアチン食の3群(それぞれn=6)に分け、別々のケージ内で飼育した。β-GPA及びクレアチンは1%濃度で粉末のコントロール食(日本クレア、CE-2)に混入して与えた。エサの量は発育に応じ漸増したが、4週目からは20g/日ずつpair-feedingした。水は自由に摂取させた。飼育8週目にネンブタール麻酔下で、^<31>P-NMRスペクトラムにより、後肢筋中高エネルギーリン酸含有をチェックした。その後、ヒラメ筋及び長指伸筋を採取し、右肢筋では収縮特性(in situ及びin vitro)を測定し、左肢筋では組織化学的分析を行った。組織化学的では、10μm厚の横断切片に定質的myosin ATPase染色を施し、筋線維タイプ及び横断面積を分析した他、ATPase,succinate dehydrogenase(SDH),及びα-glycerophosphate dehydrogenase(GPD)を定量的に染色し、酵素活性を分析した。β-GPA投与は筋中高エネルギーリン酸含有を低下させ、最大筋力の低下、収縮及び弛緩時間の短縮、疲労耐性の改善及び筋線維タイプの遅筋化を招いた。全筋重量及びslow fiber横断面積の増加抑制も認められた。MyosinATPase活性は低下し、SDH及びGPD活性は上昇する傾向にあった。クレアチン投与に対する反応は一般的に逆であったが、顕著なものではなかった。この結果、筋中高エネルギーリン酸の長期的な枯渇は筋線維タイプを遅筋化させ、持久力を高進させることが示唆された。このような現象にはミトコンドリアエネルギー代謝の改善や筋線維の横断面積が小さいことに起因した網細血管から筋線維中心部までの拡散距離の減少などが関与していることも示唆された。しかし、逆は必ずしも真ならずで、筋中高エネルギーリン酸の高進による顕著な速筋化は認められなかった。