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高温環境がニホンウズラに及ぼす影響に関する生理遺伝学的研究

ニホンウズラは小格・早熟な為、ニワトリのパイロットバードとして優れているのに加えて抗病性、耐暑性など環境適応力も高い。また、東アジアの温帯熱帯地方では家禽として飼育されている。したがってその耐暑性を解明することは極めて重要である。そこで本研究は、高温処理が肝臓の生理学的および組織学的特性に及ぼす影響を調査すると共に、熱ショックタンパク質の中でもっとも代表的なHSP70の遺伝子を解析し、以下の諸点を明らかにした。1.ニホンウズラはニワトリに比べて極めて高い耐暑性を有する。環境温度40°C前後が臨界温度であり、成雌では次に示す生理的変化が観察される。(1)38°Cでは産卵を維持し、卵巣および肝臓にもほとんど変化が認められない。(2)40°Cでは、産卵の停止、肝臓における糖の消耗と脂質合成の停滞が認められる。しかし、産卵を再開する個体も存在する。(3)42°Cでは産卵が完全に停止し、卵巣および肝臓が萎縮し、肝臓における糖の消耗は更に進行し、脂質合成は完全に停止する。また肝細胞の崩壊が認められる。2.ニホンウズラのHSP70は少なくとも2つの遺伝子座CJHSP70AおよびCJHSP70B、により構成されている。このうちCJHSP70Aの特徴は次の通りである。(1)肝臓、腎臓および精巣で発現している。(2)アミノ酸配列はニワトリHSP70のうち熱ショック応答が確認されているJ02579と98%の相同性を有する。(3)Protein bindingregion(PBR)内にアミノ酸配列に影響しない塩基置換が存在し制限酵素CfoIおよびHind III認識部位の有無によるPCR-RFLPsにより簡便に分類可能である。少なくとも4つの対立遺伝子:pQAR22、pQBR24、pQGF29およびpQYR26が存在する。一方、CJHSP70Bの特徴は次の通りである。(4)少なくとも肝臓では発現している。(5)アミノ酸配列はニワトリHSP70のうち非ストレス時に発現するAJ004940と99%の相同性を有する。(6)制限酵素Hind III認識部位の有無に基づく少なくとも2つの対立遺伝子:pQLZ011およびpQLZ131が存在する。これらの知見は、家禽の耐暑性に関わる生理的機序を解明する上で極めて重要であり、高温環境下での家禽の生産性向上に貢献しうるものと確信する。実験1.高温処理が生理性状に及ぼす影響成熟した二ホンウズラの雌雄を高温環境(40°C、14日間)にて飼育し、常温環境(25°C)で飼育した個体との間で、1.7ミノ基転移酵素(ALT,AST)、乳酸脱水素酵素(LDH)の活性値、ならびに2.肝臓の組織科学的変化を比較観察した。

1.血漿中のALT、ASTおよびLDH活性値は高温処理により著しく増加したが、逆に、肝臓のALT.ASTおよびLDH活性値は高温処理により低下した。2.高温処理により、雄の肝細胞の核周囲には小型の脂肪滴が出現し、一方、雌の肝臓では産卵低下・停止に伴い、大型の脂肪滴が消失し、新たに核周囲に小型の脂肪滴が出現した。実験2.高温処理に伴う特異的タンパク質の検出肝臓抽出物をポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)の後、抗ヒトHSP70抗体を用いてWestern Blot解析したところ、高温処理個体の肝臓ではHSP70タンパク質の発現の増加が認められた。実験3.熱ショックタンパク質(HSP70)の遺伝子解析1.各種動物間のHSP70遺伝子の塩基配列間で相同性力塙いprotein bindingdomain領域(約600bp)にprimer(S1およびS2RC)を設計し、Y系ニホンウズラのgenomicDNAをPCR増幅し、増幅産物の塩基配列を解析し、ニワトリHSP70遺伝子のそれと比較したことろ96%の相同性が認められ、この増幅産物は二ホンウズラのHSP70遺伝子の1つのDNA断片であると判断した。現在、各系統の二ホンウズラのgenomicDNAをtemplateとし、PCR-RFLP解析およびsouthem blot RFUP解析を実施中であり、本増幅産物が単一遺伝子座から増幅されたものであること、ならびに複数の対立遺伝子が存在していることを明らかにしつつある。2.一方、先の増幅産物をprobeとして、二ホンウズラ肝臓のcDNA libraryをscreeningし、7個のpositive cloneを得た。3'endと5'endの塩基配列解析の結果、これらcloneは、開始codon、poly A signalを有することを確認した。目下、全塩基配列を解析中である。実験1.高温処理の影響に関する免疫組織学的解析高温処理個体の肝臓の組織切片を作成し、脂肪染色したところ、高温処理により雄では肝細胞の核周囲には小型の脂肪滴が出現し、一方、雌の肝臓では産卵低下・停止に伴い大型の脂肪滴が消失し、新たに核周囲に小型の脂肪滴が出現した。また、高温処理後の肝臓抽出物をウエスタンブロット解析し、HSP70タンパク質の増加を確認した。実験2.熱ショックタンパク質(HSP70)遺伝子のPCR-RFLP解析ゲノムDNAを鋳型としてHSP70遺伝子のタンパク質結合ドメイン領域をPCR増幅し、塩基配列を解析した。増幅産物は何れも615bpであり、互いに90%以上の相同性を示したが、塩基配列中に制限酵素CfoIおよびHindIII認識サイトの有無により識別しうる4型の変異が認められた。そこで8系統、60個体のゲノムDNAについてPCR-RFLP解析し、さらにこのPCR増幅産物をプローブにしてゲノムDNAをサザン解析した。その結果、これらの変異は単一遺伝子座における対立遺伝子に基づくことが示唆された。この遺伝子座をCJHSP70Aと命名し、また4つの対立遺伝子をそれぞれpQAR22、pQBR24、pQYR26およびpQGF29と呼称した。実験3.熱ショックタンパク質(HSP70)遺伝子のcDNA解析先の実験2のPCR増幅産物をプローブとして、肝臓のcDNAライブラリーより開始コドンおよびポリAシグナルを有するHSP70の陽性クローンを7つ得た。
上皮細胞間T細胞の胸腺外発達分化機構と生理的機能の解明

上皮細胞間T細胞の発達分化や生体内生理的機能は未だ不明な点が多い.マウス小腸上皮細胞間T細胞(IEL)はαβT細胞(αβ-IEL;40-70%)とγδT細胞(γδ-IEL;30-60%)で構成され,パイエル板,虫垂,腸間膜リンパ節などともに生体内で内最大級の消化管リンパ装置を形成する.粘膜固有層に分布するIgA産生B細胞やIELは,パイエル板で特異抗原刺激を受け発達分化した後,全身循環を経由して局所へと帰巣することが提示されていた.本研究では全身のリンパ節やパイエル板を欠損するalyミュータントマウスの小腸を検索した結果,粘膜固有層中のIgA産生B細胞は消失するにも係わらず,IELは正常に存在することを明らかにした.この知見はIELの発達分化及び局在がパイエル板と無関係であることを提示する(J.Immunol.,153:2014,1994).次にαβ-IELあるいはγδ-IELのみを欠損するミュータントマウスの小腸粘膜を検索した結果,γδ-IEL欠損マウスにおいてのみ小腸上皮細胞の再成が減弱し,MHCクラスII抗原の発現も低下することを確認した(International Immunol.,6:1061,1994;Proc.Natl.Acad.Sci.USA in press,1995).本研究結果はγδ-IEL,すなわちγδT細胞の生体内生理的機能を提示する重要知見である.上皮細胞間T細胞の発達分化や生体内生理的機能は未だ不明な点が多い.マウス小腸上皮細胞間T細胞(IEL)はαβT細胞(αβ-IEL;40-70%)とγδT細胞(γδ-IEL;30-60%)で構成され,パイエル板,虫垂,腸間膜リンパ節などともに生体内で内最大級の消化管リンパ装置を形成する.粘膜固有層に分布するIgA産生B細胞やIELは,パイエル板で特異抗原刺激を受け発達分化した後,全身循環を経由して局所へと帰巣することが提示されていた.本研究では全身のリンパ節やパイエル板を欠損するalyミュータントマウスの小腸を検索した結果,粘膜固有層中のIgA産生B細胞は消失するにも係わらず,IELは正常に存在することを明らかにした.この知見はIELの発達分化及び局在がパイエル板と無関係であることを提示する(J.Immunol.,153:2014,1994).次にαβ-IELあるいはγδ-IELのみを欠損するミュータントマウスの小腸粘膜を検索した結果,γδ-IEL欠損マウスにおいてのみ小腸上皮細胞の再成が減弱し,MHCクラスII抗原の発現も低下することを確認した(International Immunol.,6:1061,1994;Proc.Natl.Acad.Sci.USA in press,1995).本研究結果はγδ-IEL,すなわちγδT細胞の生体内生理的機能を提示する重要知見である.
南極における長周期系外惑星のトランジット検出

長周期の系外惑星系トランジット天体を検出するために、2色同時測光カメラを製作し、南極ドームふじに設置した。しかし、極夜でのリモートからの調整期間中に無人電源モジュールが、故障し残念ながら科学観測を行うことができなかった。第54次南極地域観測隊に依頼し修理を行い、現在復帰作業を行っている。また小型の水蒸気量モニターを用いて、ドームふじの天文サイトとしての評価も同時に行った。その結果ドームふじは条件の悪い夏季でも可降水量が約0.5mmであることがわかり、地上でもっとも赤外線観測に適した観測地であることがわかった。本研究の目的は、トランジット現象を起こす長周期の系外惑星系を発見することである。そのために長時間連続モニター観測が可能な南極ドームふじ基地に、全自動の小型測光望遠鏡を設置する。平成21年度にはこの全自動測光望遠鏡の製作を開始した。赤道儀架台は-80°Cの低温で作動するように各部のオイルをすべて除去し、二硫化モリブデンおよび特殊のグリスに交換した。制御用の計算機も長期間低温環境にさらされるため、機械的な駆動部のない構成にした。測光観測する候補天体の選定も開始した。ドップラーシフト法ですでに惑星の存在が知られている天体のうち、ドームふじ基地から常に高度45°以上で観測できる天体、およそ50天体を選別し、観測スケジューリング方法の検討を行った。トランジット時刻の予報誤差は、数時間のものから数ヶ月のものまで幅広く、トランジット現象を逃さず、かつ効率よく出来るだけ多数の天体をモニターするスケジュールを作ることは、トランジット検出に極めて重要な作業である。また、南極の観測条件として重要な水蒸気量をモニターする装置を南極仕様に改良し、第51次南極地域観測隊に委託した。この装置は太陽の光を分光し、水蒸気による吸収の量を0.9-1.6μmのスペクトルから求めるもので、河畔型の水蒸気モニターとしては始めての試みである。第51次隊による観測で結果標高2000m-3800mにかけての複数地点での水蒸気量測定に成功した。現在データを解析中である。平成22年度にはこの全自動測光望遠鏡の製作し、第52次南極地域観測隊(夏隊)に隊員として参加し、実際にドームふじ基地に設置した。赤道儀架台は一70°Cの低温で作動するように製作・調整した。これらの機器は日本国内で十分に低温試験を行った後に、南極に輸送した。望遠鏡を駆動するための電源は、オーストラリア・University of New South Walesで製作したものを、オーストラリア・Fremantleから砕氷艦しらせに積み込み、ドームふじまで雪上輸送し、設置・調整し、無事所定の電力(1kW)を発電できるようにした。望遠鏡システムは現在スタンバイ状態で、ドームふじに本格的な夜が訪れる平成23年度に本格的な観測を開始する予定である。なお、望遠鏡、発電機の状態はイリジウム通信によって常にモニタできるようになっている。また、南極の観測条件として重要な水蒸気量をモニターする装置を用いて、南極大陸沿岸からドームふじまでの輸送経路上で可降水量の測定を行った。標高600m-3800mにかけての複数地点での水蒸気量測定に成功し、標高とともに可降水量が減少してゆく様子が明瞭に測定された。ドームふじ周辺は中緯度の観測施設(マウナケアやアタカマ高原)に比べて数分の1以下の可降水量であることが確認され、非常に優れた赤外線観測サイトであることが示された。ドップラー法で発見されている系外惑星の中から、今まで検出できていない公転周期が長い(>50日)惑星のトランジット現象(惑星が恒星面を通過する)を起こす天体を発見することが目標である。そのために,南極での高精度測光観測が長時間連続して可能であることを実証する目的で、前年度までに2色自動望遠鏡を第52次南極地域観測隊に参加して設置してきた。今年度は、その望遠鏡を使って観測を開始し初期の科学的成果を得る予定であった。南極の冬(夜)が始まり、カメラ・望遠鏡の調整を行った結果、星像に大きな非点収差があることが判明した。これは霜除けのために設置したTIOフィルターに起因すると思われる。これにより測光精度はある程度低下するが、観測は可能である。また2つのカメラの内一方が、想定していたより大きくフォーカスがずれていることが分かった。ドームふじ滞在中にフォーカスを調整して固定したのだか、何等かの理由でフォーカスリングが動いてしまったことが予想される。

ところが、望遠鏡の調整中に観測装置に電力を供給している装置(PLATO-F:豪ニューサウスウェールズ大が開発)に問題が発生し、電力の供給が停止してしまった。装置との通信もPLATO-Fに依存しているため、この時点で装置へのアクセスが取れなくなってしまった。復旧には再びドームふじを訪れてPLATO-Fを修理する必要ある(注:第54次南極地域観測隊に依頼してPLATO-Fおよびカメラの改修を行い、現在一部再稼働中)。本研究では系外惑星研究だけでなく、南極ドームふじを天体観測サイトとして評価をするために、地球大気の水蒸気量(可降水量)の調査を行ったが、H23,24年度は他の高山地域と比較するために南米高地の複数地点の調査を行った。その結果ドームふじは他の高山サイトと比較しても可降水量が少なく、赤外線天文学に最適なサイトであることが分かった。24年度が最終年度であるため、記入しない。
紀州藩石橋家家乗の総索引作成と研究

石橋家の日記「家乗」(影印本『紀州藩石橋家家乗』和歌山大学紀州経済史文化史研究所編)に記される情報を、簡便に検索することのできる索引を作成する。石橋家「家乗」の記録者は、紀州徳川家の付家老である三浦家の儒医として、侍医・侍読を務めた石橋生菴である。本日記には、年中行事や職務内容といった公的な事柄のみでなく、文学や芸能などさまざまな種類の記事が含まれるという特徴があり、多くの研究領域にとって有益な史料である。ここに記される情報を検索しやすいものとするため、出来事・人名・地名などすべての項目を網羅する、総索引を作成する。
通信路を用いた乱数の生成と共有に関する研究

平成30年度は、通信路の出力列から受信者が真の乱数を生成する方法について研究を行い、次の3つの研究実績を得た。1)一般通信路において、送信者が送信した情報を受信者が任意に小さい誤り率で受信すると共に、通信路の出力列から送信者が送信した情報とは独立な乱数を受信者が生成する問題を取り上げ、情報伝送レートと乱数生成レートの限界領域(達成可能領域)を明らかにした。2)離散無記憶通信路において1)と同様な問題を考察したとき、生成された乱数の分布と理想的な分布との変動距離ならびに復号誤り率が共に符号長に対して指数関数的に減少することを明らかにした。また、情報伝送と乱数生成を同時に行っても、復号誤り率についてはランダム符号化による誤り指数が達成できることを示した。3)送信者が1人、受信者が2人の通信路である一般盗聴通信路において、一方の受信者を(正当な)受信者、もう一方の受信者を盗聴者と呼ぶ。送信情報を盗聴者には秘密にしたまま、正当な受信者が任意に小さい誤り率で受信すると共に、送信者の送信情報ならびに盗聴者の受信情報とは独立な乱数を通信路の出力列から受信者が生成する問題を取り上げ、盗聴者がいない場合と同様に達成可能領域を明らかにした。また通信路の入力分布を固定した場合、2つのレートの間にトレードオフ関係が存在しないことを示すと共に、多重アクセス通信路の達成可能領域と同様に、通信路の入力分布を取り替えることによって、トレードオフが生じることを明らかにした。平成30年度の研究の焦点にあてた2つの課題は、(1)一般盗聴通信路において、盗聴者に通信情報を知られることなく情報伝送が行える情報伝送レート、ならびに送信情報や盗聴者の受信情報とは統計的に独立な乱数の生成レートの満たすべき限界の導出、(2)無記憶型通信路において、情報伝送と乱数生成を同時に行った場合、復号誤り率や生成された乱数の分布と理想的な乱数の分布との間の変動距離が系列長と共にどのように減少していくかという性能解析であった。これらの課題(1)と(2)において、満足な進展を得ることができた。順調に研究は推進されているので、平成31年度以降は当初の計画どおり、(1)多重アクセス通信路における送受信者間の乱数の共有と受信者による独立乱数の同時生成問題を考察し、情報伝送レートと乱数生成レートの達成可能領域の導出、(2)無記憶の多重アクセス通信路において、有限長の出力列から生成される乱数の近似誤差の詳細な解析、(3)いままで行っていた固定長の乱数生成から可変長の乱数生成への拡張、などを行う予定である。平成29年度は、通信路の出力列から受信者が真の乱数を生成する方法について研究を行い、次の3つの研究実績を得た。1)放送型通信路や多重アクセス通信路を一般化した多入力・多出力の一般通信路において、通信路の出力列から取り出すことのできる最大の乱数生成レート、ならびに誤差εを許容したときの最大の乱数生成レートを明らかにした。更に、通信路の入力列の他に受信者の一部(傍受者)が得た出力列とも独立な乱数を生成する場合についても最大乱数生成レートならびに誤差εを許容したときの最大乱数生成レートを明らかにした。2)上記問題において、2次の最大乱数生成レートを明らかにし、乱数生成に用いることのできる出力列の長さと乱数の生成レートが与えられたときに、乱数生成写像の近似誤差の上限と下限を明らかにした。3)送受信者が共に1人の無記憶通信路において、送信者が送信した情報を受信者が任意に小さい誤り率で受信すると共に、通信路の出力列から送信者が送信した情報とは独立な乱数を受信者が生成する問題を取り上げ、情報伝送レートと乱数生成レートの限界領域(達成可能領域)を明らかにした。これらの研究実績について、1)と2)は電子情報通信学会英文論文誌Aに再録された。また、3)は、電子情報通信学会基礎境界ソサイエティ主催の研究集会である「情報理論とその応用シンポジウム」にて発表済みである。平成29年度の焦点にあてた3つの課題は、(1)放送型通信路や多重アクセス通信路において、複数の受信者が互いに独立な真の乱数を生成するときの各生成レートの満たすべき限界、(2)放送型通信路や多重アクセス通信路において、出力列の長さを有限にしたときの近似誤差の解析、(3)送受信者の間での乱数の共有と受信者による独立乱数の同時生成、であった。これらの課題において、(1)と(3)については満足な進展を得ることができた。また、(2)については、(1)の課題の副産物として、2次の乱数生成レートを明らかにしたという点で、詳細な限界式は得られており、数値解析を行なっていないだけで、ほぼ満足な進展を得たと考える。

2)離散無記憶通信路において1)と同様な問題を考察したとき、生成された乱数の分布と理想的な分布との変動距離ならびに復号誤り率が共に符号長に対して指数関数的に減少することを明らかにした。また、情報伝送と乱数生成を同時に行っても、復号誤り率についてはランダム符号化による誤り指数が達成できることを示した。3)送信者が1人、受信者が2人の通信路である一般盗聴通信路において、一方の受信者を(正当な)受信者、もう一方の受信者を盗聴者と呼ぶ。送信情報を盗聴者には秘密にしたまま、正当な受信者が任意に小さい誤り率で受信すると共に、送信者の送信情報ならびに盗聴者の受信情報とは独立な乱数を通信路の出力列から受信者が生成する問題を取り上げ、盗聴者がいない場合と同様に達成可能領域を明らかにした。また通信路の入力分布を固定した場合、2つのレートの間にトレードオフ関係が存在しないことを示すと共に、多重アクセス通信路の達成可能領域と同様に、通信路の入力分布を取り替えることによって、トレードオフが生じることを明らかにした。平成30年度の研究の焦点にあてた2つの課題は、(1)一般盗聴通信路において、盗聴者に通信情報を知られることなく情報伝送が行える情報伝送レート、ならびに送信情報や盗聴者の受信情報とは統計的に独立な乱数の生成レートの満たすべき限界の導出、(2)無記憶型通信路において、情報伝送と乱数生成を同時に行った場合、復号誤り率や生成された乱数の分布と理想的な乱数の分布との間の変動距離が系列長と共にどのように減少していくかという性能解析であった。これらの課題(1)と(2)において、満足な進展を得ることができた。順調に研究は推進されているので、平成30年度以降は、当初の計画どおりに、(1)多入力・多出力の無記憶通信路における具体的な乱数生成法の開発、(2)放送型通信路や多重アクセス通信路における送受信者間の乱数の共有と受信者による独立乱数の同時生成を行う予定である。順調に研究は推進されているので、平成31年度以降は当初の計画どおり、(1)多重アクセス通信路における送受信者間の乱数の共有と受信者による独立乱数の同時生成問題を考察し、情報伝送レートと乱数生成レートの達成可能領域の導出、(2)無記憶の多重アクセス通信路において、有限長の出力列から生成される乱数の近似誤差の詳細な解析、(3)いままで行っていた固定長の乱数生成から可変長の乱数生成への拡張、などを行う予定である。平成29年度は、地方開催の国内研究集会に都合により参加できなかったため、次年度への繰越が生じた。次年度使用額については、平成30年度の旅費として使用する予定である。平成30年度は、参加を予定していたもう一つの国際会議に参加できなかったため、次年度への繰越が生じた。次年度使用額については、平成31年度の旅費として使用する予定である。
不正咬合が誘発する情動変化とストレス関連物質ー海馬機能と脳腸相関からー

成人ボランティアを用いてfMRIによる脳賦活状況の検索を行った。下顎の側方偏位と中心咬合位を印記したスプリントを装着し、Happy, Angry, Neutral(以下H,A,N)各表情の顔画像ををランダムに呈示し、下顎位が中心咬合位と側方偏位での脳賦活の状況を検索した。その結果、Happyでは下顎を偏位すると中心咬合位よりも脳活動はBrodmann(BA)3野、18野、11野で低下した。Angryでは下顎を偏移するとBA19野で強く反応し、下顎の機能的偏位が人間の情動特に怒りに対しては、偏位のない咬合に比べて認知しやすいシステムがあり、非常に敏感に反応する可能性が示唆された。BALB/c-bm/bmマウスは、先天的に短肢症を生じるマウスであるが、このマウスのうち、約10%のものが水平(左右)的交叉咬合あるいは、反対咬合を自然発症する。このマウスをモデル動物として用い、不正咬合とストレス関連物質との関係を調べることが本年度の目標であったが、今年度、当教室で系統維持してきたBALB/c-bm/bmマウスが原因不明で繁殖しなくなり、新たなサンプルが十分数得られなかった。このような予期せぬ事態が生じた為、すでに手持ちのサンプルを用いて、まず、次年度以降行う予定であった不正咬合の全身への影響について先に検索することとし、手始めに頭蓋顎顔面の骨形成への影響を検索した。一つ目は、マイクロCTによる頭蓋骨の3次元形態の詳細な解析で、不正咬合が頭蓋骨形成へ影響が及ぶ部位と様相を3次元的に検討した。その結果、BALB/c-bm/bmマウスにおいても交叉咬合を呈する群の方が鼻部での前後系が正常咬合群よりも短く、主に偏位と変形が認められるのが頭蓋前方部と上顎骨で認められた。後方部おいては、長さと幅が共にBALB/c系マウスより有意に小さいものの、BALB/c-bm/bmマウスの不正咬合と正常咬合間では差がないという傾向が認められた。次にBALB/c-bm/bmマウスの頭蓋顎顔面の前方領域での発育について矢状切片を作成し、H-E染色を行い、鼻中隔軟骨と篩骨および蝶形骨との境界部を主に観察した。その結果、BALB/c系マウスと比べ、全週齢を通して篩骨との境界部中央で増殖軟骨細胞層の面積が優位に小さく、篩骨および蝶形骨との境界部では成長軟骨に特有の構造がほとんど認められなかった。さらに、Functional MRIを用いて中心咬合位と交叉咬合誘導時の脳活性を検索することとした。被験者は成人ボランティアとし、現在実験条件を検討しながら予備実験を行っている最中であり、次年度より本格的に開始する予定である。これまでに水平的交叉咬合を発症する初発因子として、切歯による機能的な側方偏位と、その状態の継続により交叉咬合が助長される可能性、頭蓋底の蝶後頭軟骨結合部の異常軟骨形成による頭蓋底の成長抑制が認められることを解明してきたが、交叉咬合自然発症、及びこの動物の行動に及ぼす影響の関連について詳細な点についてはいまだに明らかになっていない。本年は昨年度に引き続き、不正咬合の及ぼす全身頭蓋顎顔面部へ影響、および、脳賦活への影響についての検討を行うことを目標とした。頭蓋顎顔面の骨形成への影響については、growth siteとして着目される蝶後頭軟骨結合部の異常について、H型コラーゲンおよびX型コラーゲンの発現を免疫組織染色で観察した。その結果、BALB/c系マウスでは細胞外基質』にH型コラーゲン、X型コラーゲンの発現が認められたことと比べ、bm群ではH型コラーゲンおよびX型コラーゲンの発現が不規則に軟骨細胞質のみに限局して認められた。以上より、コラーゲンの発現および分布の異常が認められ、軟骨小柱構造の消失と関係していることが推察された。次に不正咬合の脳賦活への影響を検討するため、成人ボランティアを用いて下顎位の変化が脳賦活へ与える影響の検討を開始した。まず、スプリント様装置を作成し、下顎の機能的側方偏位を誘導し、この状態と下顎安静位においてfMRIにて脳賦活状況を撮像する。さらに、咬合接触部位、咬合圧、タスクの成績等データを取り、下顎位の偏位による高次脳への影響を詳細に検討することにより、不正咬合による咀嚼機能不全が中枢神経系へ与える影響を明らかにする。

現在、資料採得中でデータ解析まで至っておらず、次年度も継続して行う予定である。昨年度から引き続き、成人ボランティアを被験者として下顎の側方偏位と脳賦活状況をfMRIを用いて検討した。まず、1.0mmポリビニル製シートを用いて上顎歯列にスプリント装置を作成し、即時重合レジンにて中心咬合位を印記、次に、下顎側方運動を行い作業則犬歯誘導が可能となるようガイダンスを付与し、さらに誘導した状態で下顎位を保持できるよう安定する構造を与えた。実験は1.5T水平型MRI装置を用いて行い、スプリントを装着した状態で、下顎安静位30秒間と側方に誘導された顎位30秒間で4サイクル行った。なお、この間に, Happy,Angry, Neutral(以下H,A,N)をランダムに呈示し、情動を表出する表情に対する脳賦活の状況を検索した。その結果、スプリント装着の有無についての差は認められなかった。中心咬合位と側方咬合時においてNにおいては脳賦活に差は認められなかったが、Happyでは下顎を偏位すると中心咬合位よりもBrodmann分野の3野18野、11野で脳活動は弱くなり、Angryでは下顎を偏位するとBrodmann分野の19野で強く反応した。このことから、中心咬合位で咬めない、すなわち咬合不全状態の場合にはと怒り顔に対してはより認知しやすいシステムがある可能性が示唆された。このことより、下顎の機能的偏位が人間の情動特に怒りに対しては、偏位のない咬合に比べて非常に敏感に反応する可能性が示唆された。歯科矯正治療の意義は個性正常咬合を確立し、良好な機能咬合を構築することにある。しかしながら、咬合不全状態に伴う高次脳、および全身への影響については検索されておらず、評価方法すら確立していない状況である。そこで、本研究では、不正咬合と脳賦活状況との関連、情動及び社会行動との関連を脳と全身から検討した。今年度は5か月間のみの期間であったため、可能な限り成人ボランティアのデータ採得を行った。上顎にスプリント様装置を作成し、下顎の機能的側方偏位を誘導、保持し印記。その後、1.5T水平型MRI装置を用いて下顎安静位30秒間、側方偏位した顎位置でのクレンチングを30秒間4サイクル行い、その間、Happy,Neutral,Angryの各表情を表す画像を視覚刺激として提示し、脳賦活状況の違いを検索した。また、スプリント装置装着の前後においてPOMS心理的評価を行った。解析はデーターが増えてから行う予定で、今年度は概ね順調に採得を続けている。現在までのところは順調に進んでいる。しかしながら、本年度出産休暇取得のため、約半年間実験を中断することとなった。そのため、本年度予定していたfMRIによるデータ取得と解析については、途中で進行が遅くならざるを得ず、次年度に持ち越すこととなった。25年度が最終年度であるため、記入しない。ボランティア1人当たり前準備を含めたデータ採得にかなりの時間が費やされるため、機器の故障で延期した期間があったものの、今年度限られた時間内で概ね順調に進んだと思われる。これまで、予備実験を繰り返し、実験条件の検討を重ねてきた。今後は、被験者をさらに増やし、データ採得を継続、さらに解析作業を続ける。今後の方策として、fMRI撮像前にあらかじめ印象採得を行いスプリント様装置を作成する。この装置を装着して下顎の機能的側方偏位を誘導し、この機能的側方偏位と下顎安静位においてfMRIにて脳賦活状況を撮像する。さらに、咬合接触部位、咬合圧、タスクの成績等の比較を行い、下顎位の偏位による高次脳への影響を詳細に検討することにより、不正咬合による咀嚼機能不全が中枢神経系へ与える影響を明らかにする。
高い性能指数を持つ磁性フォトニック結晶の開発と3次元ディスプレイへの応用

本研究は,リアルな3D画像を再現する広視野フルパララックス電子ホログラフィディスプレイの実現を目的とするものである.このために,透光性磁気光学膜および磁性フォトニック結晶(MPC)技術を利用することで,4階調以上の表示ができ,回折効率が金属磁性膜を用いた場合の2,000倍以上に達する新規の3Dディスプレイ表示磁性材料を開発した.また併せて,当該表示材料を用いたプロトタイプの3Dディスプレイを構築した.本研究は,人間の立体知覚に矛盾しないリアルな3次元画像が得られる広視野角フルパララックス電子ホログラフィディスプレイの実現を目的としている.そのために,ディスプレイ表示材料として,磁性フォトニック結晶構造をベースとした4階調(従来の2倍,リアルな3Dホログラム像を表示するのに必要最低の値)かつ,3D像の明るさやコントラストに影響する性能指数θ√(%T)が従来の17倍(透明磁性体単層膜の2倍程度)の材料を開発している.上記で開発する革新的性能を有するディスプレイ材料を用いた超高密度・超多画素・超高速のリアル3D電子ホログラフィディスプレイ(3D-MOSLM)を世界に先駆け開発することを目標とする.初年度の目標は,(1)多階調変調および(2)高性能指数を持つ透明磁性体材料の開発,2年目は上記材料を磁性フォトニック結晶構造として(3)さらに高い性能指数を持つ磁性体材料の開発であった.今年度の成果として,(1)マルチキャビティMPC構造の設計を行い,知財の出願を行った.また並列して光学的に多階調を達成する方法を検討した.具体的には1 um□のピクセルを4分割することで,4階調を得る事を目的とした.このため,レーザーの集光およびエネルギーを調整することで,700 nmのピクセルの形成条件を見いだした.これは1.4 um□のピクセルの場合は4階調表示できることを意味する.本研究テーマは2年目に継続して実施することとした.(2)GIG単層膜(1 um膜厚)によって性能指数38の膜が得られており目標を達成したものといえる.また,(3)を専攻して研究しYIG-MPC構造で8.6 mW/cm2の532 nm光源で最終目標とするディスプレイのISO基準100 cd/m2の輝度を持つ立体像再生を実現した.本研究は,人間の立体知覚に矛盾しないリアルな3次元画像が得られる広視野角フルパララックス電子ホログラフィディスプレイの実現を目的としている.そのために,ディスプレイ表示材料として,磁性フォトニック決勝をベースとした4諧調(従来の2倍,リアルな3Dホログラム像を表示するのに必要最低の値)かつ,3D像の明るさやコントラストに影響する性能指数θ√(%T)が従来の17倍(透明磁性体単層膜の2倍程度)の材料を開発している.上記で開発する革新的性能を有するディスプレイ材料を用いた超高密度・超多画素・超光速のリアル3D電子ホログラフィディスプレイ(3D-MOSLM)を世界に先駆けて開発することを目標とする.初年度の成果として,YIG-MPC構造で8.6 mW/cm^2の532 nm光源で最終目標とするディスプレイのISO基準100 cd/m^2の輝度を持つ立体像再生を実現した.2年目の成果賭して,目標としていた(1)高い性能指数を持つMPC構造の作成と特性評価において,MPCの角度依存性の少ない構造を理論計算から設計し±15°内で輝度の変化が数%以下のMPCを設計した。(2)多諧調化に関しては熱磁気書き込み時のエネルギーを制御することで磁化反転の深さを制御することで理論上連続的に輝度を調整できるようにした.本研究は,リアルな3D画像を再現する広視野フルパララックス電子ホログラフィディスプレイの実現を目的とした.このために,透光性磁気光学膜および磁性フォトニック結晶(MPC)技術を利用することで,4階調以上の表示ができ,回折効率が金属磁性膜を用いた場合の2,000倍以上に達する新規の3Dディスプレイ表示磁性材料を開発した.また併せて,当該表示材料を用いたプロトタイプの3Dディスプレイを構築した.本研究は,リアルな3D画像を再現する広視野フルパララックス電子ホログラフィディスプレイの実現を目的とするものである.このために,透光性磁気光学膜および磁性フォトニック結晶(MPC)技術を利用することで,4階調以上の表示ができ,回折効率が金属磁性膜を用いた場合の2,000倍以上に達する新規の3Dディスプレイ表示磁性材料を開発した.また併せて,当該表示材料を用いたプロトタイプの3Dディスプレイを構築した.上述した通り,初年度および2年目の目標である(1)多諧調変調および(2)高性能指数を持つ透明磁性体材料の開発,(3)さらに高い性能指数を持つ磁性体材料の開発すべてを達成している.このため今年度の評価としてはおおむね順調に進展していると考えている.磁性体工学,磁気光学効果今年度はこれまで開発した材料を用いた3D像の動画化を目標とする.これまでは熱磁気書き込みのパルスレーザおよびピクセルの位置を制御するステージにかかる負担が大きかった.具体的には,速度およびステージの駆動範囲である.今年度は光学系に工夫することで,既存のレーザおよびステージで30 fpsの動画を再生することを目的とする.上述した通り,初年度の目標は,(1)多階調変調および(2)高性能指数を持つ透明磁性体材料の開発,2年目は上記材料を磁性フォトニック結晶構造として(3)さらに高い性能指数を持つ磁性体材料の開発であった.

(2)および(3)共に目標を達成している.特に(3)に関しては来年度分も先行して検討を行っている.一方(1)に関しては,構造の設計およびピクセルサイズが1.4 um□の場合に4階調表現ができるものであり,ピクセルサイズは大きい.したがって,今年度の評価としてはおおむね順調に進展していると考えている.初年度は単層膜で高い性能指数を持つ材料と,MPC構造の基礎特性を評価した.今年度は下記を目標に検討する.高い性能指数を持つMPC構造の作成と特性評価初年度で高い性能指数を持つGIG単層膜の作成と,MPC構造の検討を行った.今年度は,MPCの欠陥層にGIG単層膜を導入し更なる高い性能指数を持つ表示媒体の開発を行う.具体的には,8 mW/cm2のレーザーでISO基準の100 cd/m2を表示出来る材料開発を行い,高輝度を保ちつつ低消費電力化を達成する.また,初年度の研究成果として,MPCの波長依存性(光学膜厚依存性)から,角度選択性をもち大きな角度の場合に輝度が低減することが実験結果から実証された.マルチキャビティMPC構造を用いる事で,例えば小さな角度用の欠陥層と大きな角度用の欠陥層を二つ持つMPCを形成することで,大きな角度でも輝度が低減しない材料開発を行う予定である.多階調表示化初年度で光学的および構造的に多階調化できることを実証した.上半期で両方法での特性をまとめ,ディスプレイとして実用化するのに適した方法を決定する.その後,(1)の成果と共に表示材料を確定させ,研究課題[3]リアル3D電子ホログラフィディスプレイの開発を進める予定である.
車両アシスト制御システムの人間中心設計法とその評価方法の確立

制御システム側が意図しないドライバの操作によって事故に繋がるケースがあり,ドライバの操作との相互作用を考慮した制御システム設計法はまだ確立していない.このため,当該研究では,簡易型ドライビングシミュレータを用いることにより,ドライバの認知・行動モデルとアシスト制御システムとの相互作用を考慮した制御システム設計法を確立することを目的とした.具体的に,交通事故が多発する交差点での右折におけるブレーキアシストを行うための制御システム設計について検討した.システムモデルを用いて,右折交差点環境下で制御システムがもつべき機能を明らかにし,ドライバの右折行動を考慮した制御アルゴリズムを開発した.制御システム側が意図しないドライバの操作によって事故に繋がるケースがあり,ドライバの操作との相互作用を考慮した制御システム設計法はまだ確立していない.このため,当該研究では,簡易型ドライビングシミュレータを用いることにより,ドライバの認知・行動モデルとアシスト制御システムとの相互作用を考慮した制御システム設計法を確立することを目的とした.具体的に,交通事故が多発する交差点での右折におけるブレーキアシストを行うための制御システム設計について検討した.システムモデルを用いて,右折交差点環境下で制御システムがもつべき機能を明らかにし,ドライバの右折行動を考慮した制御アルゴリズムを開発した.高速な演算が可能なDigital Signal Processor(DSP)およびドライビング環境作成ソフトウェアPreScanを組み合わせ,リアルタイムでアシスト制御システムを含む車両モデルをシミュレートできる簡易型ドライビングシミュレータを開発した.路面からのタイヤ反力を生成するためのACサーボモータのトルクが不足していることから,これを高トルク出力タイプに変更した.簡易ディスプレイによる検証を行い,実車の走行に近い環境下での走行が可能となったことを確認した.また,車両モデルには研究代表者および分担者(高橋正樹)が研究成果をあげてきた車間距離制御(ACC)システムを内包し,さらにアクティブスタビライザの他,ヨー方向の安定化制御,車両安定化システムなどの車両運動に関する制御系を備えることができる構成とした.道路前方を呈示する画面からドライバの意志による制動とブレーキアシスト制御システムによる安全性評価を行い,ドライバの操作との相互作用を考慮した制御系設計を試みた.ソフトウェアPreScanとDSPの組み合わせによる簡易型ドライビングシミュレータを用いて実験を繰り返し実施し,ドライバの認知・行動を検証した.3次元没入型ドライビングシミュレータに関しては,研究分担者(小木哲朗)とともに,視点計測装置を用い、実車走行試験結果との差異を評価した.被験者数3名については概ね,その傾向に一致が見られたが,今後さらに走行試験を重ね,ドライバの安全行動について解析し,車両アシスト制御システムの設計に活かす予定である.制御システム側が意図しないドライバの操作によって事故に繋がるケースがあり,ドライバの操作との相互作用を考慮した制御システム設計法がまだ確立していないため,当該研究では,簡易型ドライビングシミュレータを用いることにより,アシスト制御システム設計を試みた.ドライバの認知・行動モデルやアシスト制御システムとの相互作用を考慮した制御システム設計法を確立するため,交通事故が多発する交差点での右折におけるブレーキアシストを行うための制御システム設計について検討した.そこでは,システムモデル記述言語SysML(Systems Modeling Language)を用いて制御システムがもつべき機能を明確にしている.簡易ドライビングシミュレータ上に右折交差点環境を作成し,ドライバーの交差点での右折行動との相互関係から制御システムの振る舞いを定義し,これを実現する制御アルゴリズムを開発した.研究分担者(小木哲朗)との連携により,3次元没入型ドライビングシミュレータを用いたドライバ評価を実施するため,3次元没入型ディスプレイにドライビングシミュレータを融合し,より現実に近い環境下での制御システム設計を行うための検討を行った.視点計測装置を用いて実車走行ならびに3次元没入型ディスプレイの中でドライバの運転行動を把握できることを示すことができた.また,バイクシミュレータを用いた模擬走行実験環境の構築を行った.研究分担者(高橋正樹)との連携では,ドライバの認知・行動モデルの詳細化を試みた.簡易型ドライビングシミュレータ上でのアシスト制御システム設計に際してドライバとして行うべき行動の明確化を行う際に,ドライバの認知・行動モデルを利用することができた.今後,自動運転システム等でさらに自動化が進む中で,ドライバーとの相互作用を考慮することの重要性が増すと考えられ,この方向での研究を進める必要がある.まず,簡易ドライビングシミュレータを3画面化し,ドライバーが交差点で右折する時の状況を再現できるように環境を整えた.3画面同時にドライバーの運転と同期をとって交通環境を描画するために画像ボードを含めたシステムの更新を行った.その上で,交差点内で対向車を検出し,ドライバーの制動操作をアシストするための制御システムの設計を行った.車両を安全な場所で制動する必要があるため,どのようなタイミングで制動をかけることで安全が確保できるのかをドライビングシミュレータ上で確認することができ,制御方策を立てやすくできることを明らかにした.交差点内での制動アシスト制御に関して,そのシステム仕様を決める段階でドライビングシミュレータを活かすことの重要性が明確となった.さらに,制御系設計を行う際に積極的にドライビングシミュレータを活用しながら設計を進めることで,ドライバーとの相互作用がどのタイミングで生じるのかを把握することができた.このことは,制御システムの不具合をシステム開発の早い段階で見つけることができることを意味し,設計上の大きな利点と言える.当該研究で利用するドライビングシミュレータでは,交通環境を容易に構築できる.対向車や歩行者などのオブジェクトを設定した上で,シナリオの構築,変更が容易に行えるため,さまざまな環境下で制御システム設計とその検証を行える.なお,これらの研究成果の一部を,自動車技術会春季大会2013および日本機械学会2013年度年次大会で発表予定である.

簡易型ドライビングシミュレータを開発することができ,容易にドライバ特性を検証することができる環境が整ったこと,この環境でドライバによる車両アシストシステムの検証が行えたこと,3次元没入型ドライビングシミュレータと実車試験についてドライバの視点移動の観点から整合性検証を行ったことから,概ね順調に進展している.25年度が最終年度であるため、記入しない。簡易ドライビングシミュレータの3画面化により,ドライバが,交差点内での対向車の検出と横断歩道を渡る歩行者の発見を行えるようになり,ドライバーが交差点で右折する時の状況を再現できる環境を整えた.その上で,交差点内で対向車を検出し,ドライバーの制動操作をアシストするための制御システムの設計を行うことができた.交差点内での制動アシスト制御に関して,そのシステム仕様を決める段階でドライビングシミュレータを活かすことの重要性が明確となった.この研究成果の一部を,自動車技術会春季大会2013および日本機械学会年次大会2013で発表予定である.今後は,さらに走行試験を重ねていき,ドライバの安全行動について解析し,その特性をモデリングする必要がある.これを車両アシスト制御システムの設計に活かすための方策を検討する.3次元没入型ドライビングシミュレータでは,度精度良く視点計測をすることができるが,実環境下では測定誤差が多いことが昨年度の走行試験からわかり,これをいかに精度良くかつ効率良く測定できるよう検討する必要がある.25年度が最終年度であるため、記入しない。ドライビングシミュレータ上でさまざまな交通環境や周辺の状況変化を作り出し,そうしうた環境に応じてドライバが行う運転との相互作用を考慮して,アシスト制御システムを設計する方法を確立する.簡易型ドライビングシミュレータ上で,制御系設計を進めるためのプロセスを明確にすること,および,そのために考慮するべき交通環境やユースケースシナリオを明確にする.研究分担者(小木哲朗)との連携により,実車,簡易型ドライビングシミュレータ,および3次元没入型ドライビングシミュレータを用いたドライバ評価を実施する.簡易型ドライビングシミュレータでは,設計したアシスト制御システムに関する評価を行う.また,視点計測装置を用いて実車走行,3次元没入型ディスプレイの中でドライバの運転行動を把握する.これらの評価を通じて,アシスト制御システムの設計で考慮するべき交通環境やユースケースシナリオのデータベース化につなげる.研究分担者(高橋正樹)との連携により,ドライバの認知・行動モデルの詳細化を試みる.これによりアシスト制御システムの設計プロセスの妥当性を検討する.
鉄過剰投与による肝細胞特異的傷害―胆管上皮細胞・肝幹細胞分離への応用

クエン酸第一鉄の過剰摂取による劇症型肝障害の剖検病理所見に着想を得て,非トランスフェリン結合鉄負荷による選択的肝細胞傷害のメカニズムをマウスを用いた動物実験で検討するとともに,鉄傷害を利用した胆管上皮細胞の高純度分離法の開発を試みた.マウスにクエン酸第一鉄を経口投与すると,JNKやc-Junのリン酸化を伴う肝細胞傷害が誘導された.鉄を大量に投与した後すぐに肝細胞をコラゲナーゼ灌流法で分離するとすべての肝細胞が死滅していることが確認された.この状態でグリソン鞘を採取し,肝細胞の混入のない胆管上皮細胞を単離することが可能であった.この方法は今後の胆管上皮細胞の基礎研究に有用であると考えらえる.クエン酸第一鉄の過剰摂取による劇症型肝障害の剖検病理所見に着想を得て,非トランスフェリン結合鉄負荷による選択的肝細胞傷害のメカニズムをマウスを用いた動物実験で検討するとともに,鉄傷害を利用した胆管上皮細胞の高純度分離法の開発を試みた.マウスにクエン酸第一鉄を経口投与すると,JNKやc-Junのリン酸化を伴う肝細胞傷害が誘導された.鉄を大量に投与した後すぐに肝細胞をコラゲナーゼ灌流法で分離するとすべての肝細胞が死滅していることが確認された.この状態でグリソン鞘を採取し,肝細胞の混入のない胆管上皮細胞を単離することが可能であった.この方法は今後の胆管上皮細胞の基礎研究に有用であると考えらえる.1.大量のクエン酸第一鉄をマウスに経口投与すると肝細胞を完全に死滅させ,肝内胆管のみをintactな状態で採取することが可能であった.上記胆管を含むグリソン鞘を細切し,コラーゲンゲル内に包埋培養すると,長期間にわたり増殖させることができた.また,胆管上皮の増殖はIL-6やTNF-αにより促進された.さらにグリソン鞘をプロナーゼ,コラゲナーゼで消化した後,EpCAM抗体を用い,磁気ビーズ法で胆管上皮細胞を単離することが可能となった.2.肝前駆細胞を誘導することが知られているDDC食をマウスに4週間与え,クエン酸第一鉄を投与したところ,増生した細胆管(オーバル細胞)のみならず,小葉の肝細胞も鉄傷害に耐性であることが判明した.3.正常マウス肝細胞と胆管上皮を含むグリソン鞘で鉄輸送・代謝に関連する各種遺伝子のmRNA量を定量RT-PCRで詳細に検討したところ,二価鉄イオンを取り込むトランスポーターであるDMT1やZIP14の発現には明らかな違いはないが,transferrin受容体,hepcidin 1の発現は弱く,鉄を排泄するferroportinの発現が高いことが明らかになった.これらの違いが肝細胞と胆管上皮細胞の鉄感受性を規定している可能性があると思われる.4.ストレス反応の1つであるJNK-c-Jun経路の重要なシグナル分子であるMKK7のノックアウトマウスを作製し,鉄傷害に対する感受性を検討した.ノックアウトでは感受性が低いことを示すデータが得られたが,個体差および性差が大きく,肝以外の障害(おそらく中枢神経障害)で早期に死亡する動物が多いため,さらに検討が必要と考えられた.1.胆管上皮細胞のコラーゲンゲル内培養およびマトリゲル上培養を継続して行った.鉄により肝細胞が死滅し,選択的に胆管上皮細胞が採取できることが確認された.EpCAM抗体磁気ビーズにより純度が高い分離が可能であるが,収量の低さと生存率の改善が課題として残っているおり,今後さらに改善していきたい.2.培養肝細胞に鉄を負荷する実験を行ったところ,in vivoと異なり,肝細胞死はまったく誘導されなかった.現在,細胞増殖や鉄関連遺伝子の発現を解析している.鉄による肝細胞死のメカニズムを考える上で重要な手がかりになると考えられる.3.肝細胞では胆管上皮(グリソン鞘)に比べ,ferroportinの発現が低く,hepcidinの発現が高いことを多数のサンプルを用い,確認した.また,二価鉄イオントランスポーターの発現は肝細胞と胆管上皮細胞で差がみられなかった.4.MKK7KOおよびコントロールマウスに種々の量で鉄を投与する実験を行った.個体差が大きく,これは鉄溶液の濃度を変えたり,投与前の絶食を試みたが,解消されなかった.しかし,MKK7KOとコントロールで急性肝傷害の程度および質に関し,明らかな差は認められなかった.また,MKK7KOにおいても鉄投与後のc-Junの活性化はある程度起こることも判明した.5.鉄投与後の肝細胞および胆管上皮細胞における鉄輸送・代謝に関する遺伝子発現の検討を行った.急性の鉄傷害ではferroportinやhepcidinを始めとした遺伝子の発現には大きな差はなかった.現在,DDC食後および鉄投与後1週間後での遺伝子発現の変化を解析している.実験病理学1.鉄を大量に投与することで,肝細胞を死滅させ,胆管上皮細胞を純粋に採取する方法がほぼ確立できた.単離された胆管上皮細胞はコラーゲンゲル内で活発に増殖し,今後,さまざまな実験に有用である.2.肝幹細胞が増生すると報告されているDDC食を与えたマウスでは,増生した細胆管(オーバル細胞もしくは肝幹細胞)とともに肝細胞も鉄に耐性となった.これは予想に反した結果であったが,DDC食によるポルフィリン代謝異常が肝細胞の鉄感受性に与える可能性があり,新しい研究テーマになりうると思われる.

3.JNK-c-Jun経路が鉄傷害に与える影響は,酸化ストレスへの対応における本経路の意義を検討する上でのテストケースとなると考えられる.昨年度の実験では明確にしえなかったが,今後,個体差,性差を踏まえた上で結論を出していきたい.1.胆管上皮細胞のコラーゲンゲル内培養実験やマトリゲル上培養を継続し,胆管上皮の性質,表現型の可塑性について検討を進める.また,EpCAM抗体を用いた胆管上皮細胞の効率的な分離法を確立する.2.DDC食を与えたマウスの胆管上皮,肝細胞について,鉄輸送・代謝にかかわる遺伝子発現の変化を調べるとともに,培養下での性質の変化を検討する.3.MKK7ノックアウトの実験を継続し,JNK-c-Jun経路が鉄傷害に対する感受性に与える影響について結論を得る.26年度で行う継続実験および新たな実験を遂行する上で必要であるため.研究期間内に適切に使用する予定である.
前立腺がんモデルを用いた前立腺がん機構の研究

F344雄ラットに3,2′-dimethyl-4-aminobiphenyl(DMAB)を発がん物質として隔週に1回10回皮下投与し,そのあと種々の処置を40週間行ない60週間で終了する実験モデルを用いて下記の成果を得た。1.DMABを投与後,20週から1-5群にそれぞれTP,TP+ethinyl estradiol(EE),DHT,DHT+EE,EEを60週まで投与し,アンドロゲンとエストロゲンの相互作用を検討した。ホルモンは何れもシリコンチューブに入れ,皮下に埋植した。TPとDHTは2cmの長さの,またEEには1cmの長さのチューブを用いた。その結果,EE投与群では下垂体腫瘍のため全例早期に死亡した。しかしTP+EEとDHT+EEでは下垂体腫瘍の発生は殆どなく長期間生存した。背側葉と前葉の浸潤がんはTPあるいはEP+EEの群にのみ見られ,その他の群には全く無かった。その発生頻度はそれぞれ18と29%,それに71と86%であった。非浸潤型である腹葉がんの発生頻度は1-4群で6,0,17,11%で,対照群の6群では33%であった。2.DMAB投与後TPおよびEEを単独または同時に40週間投与した。TPの投与濃度を一定にし,EEの濃度を4段階に設定し,エストロゲンの濃度依存性があるかどうかを検討した。そのためTPは2cmのシリコンチューブに,EEは1cm,0.5cmのシリコンチューブで投与,あるいは飼料中に1.5ppm,0.75ppmの濃度で混じて投与した。またEEの代わりに17β-estradiol(E2)を2段階の濃度すなわち0.5cmのチューブあるいは2ppmで飲料水とともに投与する群を設けたその結果,DMAB単独群では腹葉のみにがんがみられTPの追投与により側葉,背葉,前葉および精嚢に浸潤がんが発生し,腹葉がんの発生が抑制された。低用量のEEとTPの同時投与群ではTP単独群と同様なスペクトラムのがんが発生したが,EEの濃度が上昇するに従い,側葉および背葉のがんの発生率が上昇し逆に精嚢のがんは消失した。E2もEEと類似した結果を呈した。