hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メチル水銀による酸化ストレス誘導メカニズムの解明とそのin vivo神経影響評価

本研究では、メチル水銀が惹起する酸化ストレスによって生じる脳機能障害のメカニズムの解明を目指した。神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞由来のミトコンドリア欠損細胞を用いた解析により、メチル水銀による神経毒性にはミトコンドリア由来の活性酸素種(ROS)が関与することが示された。また、メチル水銀投与マウスにおいて、脳部位特異的な酸化が検出された。今後、部位特異的に産生するROSと行動異常との相関を解析したい。本研究では、メチル水銀による酸化ストレスを介した脳機能障害について、(1)メチル水銀による活性酸素生成メカニズムを明らかにし、さらに、(2)メチル水銀暴露マウスの脳内酸化ストレスを、核磁気共鳴画像法により測定し、脳内酸化と脳機能障害との関連をin vivoで解析する。平成26年度は上記(1)を中心に研究を展開した。グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)は、活性酸素消去酵素であり、活性中心にセレノシステインを有しているため、メチル水銀の標的となりうる。そこで、ラット海馬スライス培養系をメチル水銀で処置し、GPx活性を測定したところ、メチル水銀処置によるGPx活性低下が認められた。しかし、GPxを直接、メチル水銀で処置してもGPx活性に影響はなかったことから、メチル水銀がGPxと直接反応している可能性は低いと考えられる。メチル水銀のミトコンドリア活性酸素生成に及ぼす作用を検討するため、ミトコンドリアDNA欠損細胞を作製した。SH-SY5Y細胞をピルビン酸の存在下、エチジウムブロミドで60日間処置すると、チトクロムc酸化酵素の発現と活性、さらに、細胞の酸素消費量が低下した。この細胞をメチル水銀で処置すると、通常培養したSH-SY5Yと比較して活性酸素生成量が減少し、興味深いことに、メチル水銀に対して耐性を示した。従って、メチル水銀による神経細胞障害には、ミトコンドリア由来の活性酸素が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。メチル水銀は脳に作用し、運動障害や知覚障害を引き起こす。メチル水銀による脳機能障害には酸化ストレスが関与すると考えられているが、詳細なメカニズムは調べられていない。本研究では、(1)メチル水銀による活性酸素種(ROS)生成メカニズムを明らかにし、さらに、(2)メチル水銀暴露マウスの脳部位特異的な酸化を、核磁気共鳴画像法(MRI)により測定することにより、メチル水銀が惹起する酸化ストレスによって生じる脳機能障害のメカニズムの解明を目指した。神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞を臭化エチジウム存在下で培養することによりミトコンドリア欠損細胞(ρ0細胞)を作製した。ρ0細胞は、ミトコンドリアDNAが大きく減少しており、ミトコンドリア呼吸鎖活性が低く、酸素消費量が低下していた。ρ0細胞をメチル水銀で処置したところ、SH-SY5Y細胞と比較してROS産生量が低く、また、メチル水銀毒性に耐性を示した。従って、メチル水銀による神経毒性には、ミトコンドリア由来のROSが関与することが明らかとなった。次に、メチル水銀投与マウスで生じる脳内酸化ストレスを解析した。メチル水銀を3週間投与したマウスに3-ヒドロキシメチルプロキシルを投与し、MRIによりT1強調画像を撮像した。T1強調画像のシグナル強度は、vehicle群と比較してメチル水銀投与群で低く、脳内が酸化条件にあることが明らかとなった。特に、大脳皮質運動野、体性感覚野、聴覚野、海馬が酸化を受けていることが示唆された。本研究では、メチル水銀により産生されるROSの本態の一端を明らかにした。今後、部位特異的に産生するROSと行動異常との相関を解析し、メチル水銀による酸化的神経障害メカニズムの全容解明を目指す。本研究は、2つのサブテーマ(1)メチル水銀による活性酸素生成メカニズムを明らかにする、(2)メチル水銀暴露マウスの脳内酸化ストレスを、核磁気共鳴画像法により測定し、脳内酸化と脳機能障害との関連をin vivoで解析する、から成る。(1)については、ミトコンドリアDNA欠損細胞を用い、ミトコンドリア由来の活性酸素が神経障害に寄与することを直接的に明らかにすることができた。(2)については、メチル水銀投与量、投与時間などを決定するための予備的試験を行った。従って、(1)のテーマの終了の目処がたち、さらに、(2)の予備的検討も終えたことから、“おおむね順調に進展している"と評価した。環境毒性学平成27年度は、当初の計画通り、MRIを使用してメチル水銀投与マウスの脳内酸化ストレスを測定し、さらに、脳内酸化と神経障害、行動異常との関連を明らかにする。メチル水銀投与量や投与期間などの予備的検討は終了しているため、速やかに上記実験に取り掛かることができる。計画通りに使用した結果生じたごく少額の次年度使用額であり、平成26年度の使用額はほぼ予定通りの金額であった。残額は、平成27年度の予算と併せて、動物や試薬購入費として使用する。
チャネルロドプシン-2遺伝子を用いた神経細胞保護に関する研究

光感受性遺伝子チャネルロドプシン-2(ChR2)を導入することによって、RCSラットの視細胞変性に伴う神経節細胞死を保護できるかどうかについて調べた。ChR2遺伝子の導入後、視覚誘発電位が減弱すること無く長期間記録され、神経節細胞の機能が保持されていることが確認された。神経細胞の生存維持に重要な役割を持つことが知られているp65の発現を調べたところ、ChR2を導入した網膜では、p65が神経節細胞層に強く認められた。以上の結果から、p65の発現がChR2による保護効果に何らかの役割を持つことが示唆された。20年度は神経細胞でのChR2による生存保護効果についてニューロン分化させたPC12細胞へAAV-ChR2を導入し検討を行うin vitroでの実験を計画していたが、PC12へのAAV-CR2の導入効率の低さから生存細胞数の比較検討結果、細胞死の抑制、細胞の生存維持を確認することができなかった。そこで、in vivoでの実験を同時に進行し、細胞変性後神経節細胞自身の機能が低下し生存率の減少が見られるといわれていることから、ChR2遺伝子を導入した神経節細胞の生存、維持について視細胞変性進行度の違う先天的遺伝盲ラット使用して神経節細胞生存率を観察した。方法は生後3週間で視細胞の変性が始まり、3ヶ月で完全に視細胞が消失してしまう遺伝盲ラットの6ヶ月齢と10ヶ月齢を使用し、ChR2遺伝子の神経節細胞導入率を調べた。その結果、神経節細胞へのChR2遺伝子の導入効率はどちらもほぼ同効率だった。また、機能保持の検討として、光反応による視覚誘発電位を測定した結果、変性進行度の違うどちらのRCSラットでも視覚誘発電位の記録がされたことから神経節細胞の刺激伝達の機能は保持されていると考えられる。これらのことより、ChR2を用いることにより今まで確認することができなかった視細胞変性後の神経節細胞の生存率と残存する細胞の機能の評価を可能にすることができた。以上で述べた神経細胞の生存と残存する機能を知るということは、他器官の神経損傷疾患においても神経細胞の保護、腑活効果の可能性という点により、今後重要な情報と成り得ると考える。網膜色素変性症、加齢黄斑変性症では、視細胞の変性に伴い、網膜神経節細胞が減少することが知られている。一方、人工網膜チップによる網膜の電気刺激によって、視細胞の変性に伴う神経節細胞死を保護できることが報告されている。昨年度の研究で、緑藻類クラミドモナスより見出されたチャネルロドプシン-2(ChR2)遺伝子を網膜神経節細胞に導入することによって、網膜神経節細胞の生存率を高めることが明らかになっている。本年度は、その保護のメカニズムを調べる目的で、網膜神経細胞の生存、細胞死に関与するタンパク質の発現変化を免疫組織化学により調べた。生後6ヶ月齢の遺伝盲(RCS)ラットの眼内にChR2を含むアデノ随伴ウイルスベクターを注入することによってChR2遺伝子を導入した。遺伝子導入後視覚誘発電位を測定することによって視機能の回復を経時的に確認した。遺伝子導入後、20ヶ月後に眼球を摘出し、凍結切片を作製し、Glutamine synthetase(GS)、glial fibrillary acidic protein(GFAP)、NF-kB(p65)の局在を調べた結果、Venus蛍光タンパク質をのみを導入した網膜、および無処置の網膜では、GFAPおよびGSの免疫反応性は網膜全層に強く認められ、p65の発現は神経節細胞層にわずかに観察された。一方、ChR2を導入した網膜では、GFAPおよびGSの免疫反応性は内境界膜に限局し、p65は神経節細胞層に強く発現が認められた。GFAPおよびGSはストレス環境下で発現が亢進する事が知られており、RCSラット網膜では、視細胞の変性に伴い、増強されたものと思われる。p65の発現は神経細胞の生存維持に重要な役割を持つことが知られており、ChR2を導入した網膜での発現亢進は、神経節細胞が光受容細胞として機能することによって、生存維持効果がもたらされた結果と思われた。
口腔扁平苔癬とC型肝炎ウイルスとの関連

【目的】口腔扁平苔癬(Oral lichen planus;OLP)は、難治性の慢性炎症でありその原因の一つに肝疾患が示されている。以前、口腔癌は他の消化器癌と比べて高率にHCV抗体ならびにHCV RNAが検出されることを報告したが、今回私共は、OLPと肝疾患との関連を明らかにするための検討を行なった。すなわち、OLPを有していた45人の患者に対して、肝障害の有無、さらにhepatitis C virus(HCV)やhepatitis B virus(HBV)感染とOLPの関連について検討を行った。【対象】1993年11月から1994年4月までに久留米大学医学部口腔外科を受診したOLP45人(M/F;18/27人)である。【方法】HBsAg,HCV抗体(PHA法,第2世代),HCV RNA(RT-PCR法)の検出を行なうと共に、肝障害の有無を血液生化学的検査ならびに腹部超音波検査で検討した。【結果】45人の患者の中で20例(44.4%)にsAST値、19例(42.2%)にALT値の異常が認められた。血清中のウイルスマーカーの検索では、HBsAgは4例(8.9%)に認められたが、HCV抗体やHCV RNAはOLP患者の各々28例(62.2%)と27例(60.0%)に検出された。HCV抗体、あるいはHCV RNAのいづれかが検出されるOLP患者は64.4%(29/45)と極めて高率であった。また、OLP45例のうち35例(77.8%)に肝疾患を認めた。その内訳は、C型慢性肝炎は、22例(49%)、C型の肝硬変2例、肝細胞癌2例、HCV carrierl例、B型慢性肝炎3例、B+C型慢性肝炎1例、アルコール性肝障害3例(このうち1例はHCV抗体陽性)、体質性黄疸1例であり、45例中10例(22.2%)には、異常所見が認められなかった。我々の研究からOLPと肝疾患との間には密接な関連のあることが明らかとなり、特にHCV感染がOLPの発生に重要な役割を演じている可能性が示唆された。
脂肪細胞特異的蛋白質GBP28の生理機能解析

GBP28はC末端側のGlobular domainを持ち、28kDaの分子がN末端側のCollagen-like domainを介して3量体を形成していると思われる。また、ゲルろ過の結果によると約420kDa、300kDaの分子量を示すことより、3量体が更に集まった多量体構造を取っていると推測される。GBP28の特殊な構造がどのような過程で形成されるのか、またこの構造が本蛋白質の機能にいかに関係しているのかを解明する事を目的に本研究を行った。GBP28は分子中に2残基のシステインを有しており、このシステインが高次構造形成にいかに関わっているのかを調べるために、システインをセリンに置換した変異体を発現させ、その高次構造形成への影響を検討した。C末端側のシステインをセリンに置換した変異体は発現量は少ないが培地中に発現を確認する事ができたが、28kDaの3量体のみで高次構造を形成しているものは確認できなかった。一方、N末端側のシステインをセリンに置換した変異体は28kDaの3量体も確認する事が出来なかった。しかし、両変異体ともRT-PCRによるmRNAの検討ではmRNAは野生型と大きな差は無く検出できた。以上の結果からシステインをセリンに置換する事により、翻訳が進まなくなるか、高次構造を形成できなくて分泌が阻害されるのか、あるいは分解されやすくなっているのかその原因は不明であるが、システインは本蛋白質の高次構造形成に重要な役割を果たしていることが示唆された。脂肪細胞特異的蛋白質GBP28の生理機能を解明する目的で本研究を行った。GBP28は28kDaの蛋白質がコラーゲン様領域を介して3量体を形成し、その3量体が更に4つ或いは6つ集合した多量体を形成している。GBP28が生理的に機能するためには、この多量体の形成が重要であるとの予測から、本蛋白質の多量体形成にシステインがどの様に係っているのかを調べた。先ず初めに、野生型の組換えGBP28蛋白質をCHO細胞で発現させ、培地中に分泌された組換えGBP28の諸性質を血清から精製したGBP28と比較検討した。糖鎖の付き方が血清由来のGBP28と若干異なっていたが、電気泳動の挙動、ゲル濾過のパターンなど、調べた範囲では組換えGBP28蛋白質は血清由来のものと、多量体形成に関して差異は認められなかった。次に、本蛋白質N末側とC末側に含まれる2箇所のシステインのうち、どちらか一方をセリンに置換した変異体、また両方をセリンに置換したを作成する事を試みた。C末側のシステインを置換した場合には、野生型と同程度のモノマーの発現が認められたが、多量体を形成していなかった。一方、N末側のシステインを置換した場合には、培地中にはウエスタンブロットでGBP28のバンドを検出する事が出来なかった。しかし、RP-PCRによりmRNAの存在を調べたところ、N末側の変異休も野生型と同程度のmRNAの発現が確認できた。C末側のシステインは置換しても3量体は僅かながら形成されているが、N未側のシステインは置換する事により細胞内で何らかの異常が生じ蛋白質が分泌されないことが予測された。これらのことから、GBP28の多量体形成にはシステインが重要な役割を果たしている事が明確となった。
概日リズム障害が脳機能発達に及ぼす影響の研究

本研究計画は、睡眠覚醒リズムなどを制御している概日時計と脳機能発達との関連について分子ネットワークレベルから解析するとともに、発達段階の任意の時期に概日時計を障害する概日リズム障害モデルマウスの作出を目的とする。概日リズムが障害されている、時計遺伝子破壊マウスや、その他の作出した遺伝子導入マウスを用いることによって概日時計の分子ネットワークと脳機能の発達との関連についての研究が可能になると考えられる。本課題では、この基盤作製のための萌芽的な研究を行っている。まず、哺乳類概日システムの分子ネットワークの研究については、主に培養細胞を用いた概日リズムのリアルタイムモニター系を確立し、これを用いていきた細胞内で動的な分子ネットワークを解析することに成功した。具体的には、概日時計の鍵分子の一つであるBMAL1という転写因子について、ランダムな変異を挿入した変異体ライブラリーを作製し、コレラを用いて細胞レベルでの概日システムに及ぼす影響をリアルタイムモニター解析した。この結果、哺乳類概日時計が遺伝子発現レベルで非常にダイナミックな発現リズムを生み出すメカニズムを明らかにした(投稿中)。遺伝子改変モデルマウスの作出に関しては、現在までに脳特異的に遺伝子発現が誘導できるマウスを取得ずみであり。今後、モデルマウスの作出とその解析を進めていく予定である。
地衣類ウメノキゴケの菌類および藻類の繁殖サイクルとサイクル間相互連鎖関係の解明

本研究では地衣類の共生菌・共生藻両者のSSR多型解析を、同一試料により初めて行った。それにより、地衣類での菌類と藻類の繁殖機構を全般的に理解する上で重要な、様々な新知見を得ることが出来た。地衣類ウメノキゴケ(Parmotrema tinctorum)を構成する共生菌(Parmotrema tinctorum)と共生藻(Trebouxia corticola)それぞれのマイクロサテライト(SSR)マーカーを作製し、それらを用いて、千葉県九十九里浜海岸林のクロマツに着生するウメノキゴケ個体群の遺伝構造を、葉状体・プロット(10×10m)・広域(数十km)といった三つのレベルで解析した。葉状体レベルでは、調べた5つの葉状体のうち4つでは、共生菌が同じ遺伝子タイプを持つことが分かった。その4つの葉状体のうち、2つには複数の遺伝子タイプの共生藻が共生し、2つには単一の遺伝子タイプの共生藻が存在していた。5番目の葉状体では、それぞれ5つ以上の遺伝子タイプの共生菌と共生藻が検出された。これらの結果から、ウメノキゴケの葉状体は、単一の繁殖体がそのまま葉状体に発達したもの、単一の繁殖体に新たな共生藻が加わって出来たもの、独立した複数の繁殖体が癒合して出来たものの3つのタイプが混在していることが分かった。プロットレベルにおいては、共生菌の連鎖係数(I_A)の解析から、共生菌は主に有性生殖、共生藻は主に無性生殖で繁殖していたことが推定された。一方、広域での集団遺伝解析では、共生菌と共生藻両方のI_Aが低くなった、このことは、主に無性生殖によって増える共生藻であっても、同時に有性繁殖も行っていることを意味している。
シナプス膜移行異常モデルを用いた新規自閉症治療標的の検討

本研究では「自閉症のシナプス膜移行異常仮説」に基づき開発したNSFヘテロKOマウスに、連日のedonerpic maleate投与とトレッドミルによる運動負荷を与え、マウスが示す表現型への効果を調べることで、シナプス膜移行異常が自閉症の新規治療標的となり得るか否かを検証する。初年度はマウスの行動・脳形態・電気生理学的解析を進め、次年度以降はNSFコンディショナルノックアウトマウスの検討に入る。
定常的星風を伴うポリトロープ星の統一的扱いと数値解法

この研究では、barotrope星の軸対称定常状態に関して考察を行い、その基本方程式の積分可能条件が、磁場を生み出す電流密度の一般的な形をあたえるという定式化が可能であることを基本にし、数値値計算法を開発することで、これまで世界で誰も求めることのできなかった磁場の入った恒星の構造やそのときの磁場構造を明らかにすることができた。また、恒星から流れ出すガスの構造、つまりは星風の構造を求めるための糸口も見出すことができた。さらに、磁場のある恒星の3軸不等な形状や、扁長な形状の解析的な厳密解も求めることに成功した。本年度は、磁場を伴う軸対称定常状態のポリトロープ星とその外部の恒星風を同時に求めるために、恒星部分とその周りの密度のきわめて薄い領域である「大気」が定常状態にあるとして数値計算コードを開発し数値解を求めることを試みた。計画では恒星の内部と大気をそれぞれ一つのポリトロープとした「2成分」のポリトロープで扱うことにしていたが、実際に数値計算をしてみると、2つの成分の接続部での滑らかさが損なわれ、密度の薄い部分に生まれた変動が数値的不安定につながつていき、非線形問題のイテレーションが収束させられないことが分かってきた。そのため、ある有限領域でポリトロープ指数を内部での3程度の値から大気遠方での10から20へと滑らかに繋ぐ手法に変更した。その結果、物理量の分布の滑らかさが保持され、解の収束性も高まることがわかった。一方で、流体の流れと磁場がある軸対称定常問題を扱う際に、磁場のflux関数を問題の基本量と、考える定式化と、流れ関数を基本量として考える定式化がある。もともとは、flux関数を基本量とした定式化を考えていたが、Parker解との比較等の観点からすると、流れ関数を基本量とする定式化の方が解の比較や整理に適していると判断し、現在は流れ関数を基本的な物理量とみなす定式化に従った数瞳計算法を開発している。その数値計算法で、無限遠で有限な流体速度を持つ恒星風はまだ求められていないが、いわゆるBreeze解と呼ばれる、無限遠まで到達する解を求められる段階になっている。今年度は、昨年に引続き軸対称定常状態のバロトロープ星の星風のある数値解を自由に求めるためのステップとして、純粋な流体のみを考えた。そのとき、基本的な物理量として一般化された流れ関数を使用した。その流れ関数をQとしたとき、Q=Rχと変数を変えると、χの従う方程式はポアソン型の方程式となる(ここでRは円柱座標のRである)。そのポアソン型方程式を無限遠で距離とともに減衰するという境界条件をつけるために、1/|r-r'|というグリーン関数を用いて積分形で表現した。重力ポテンシャルを求めるというような通常の問題ではポアソン型の方程式の斉次の項は原点と無限遠での正則性を考慮するときに特異性の存在から取り入れる必要がない。しかし、今扱っている問題ではχの正則性ではなく、流れ関数Qの正則性が考慮されなくてはならない。その流れ関数の正則性を考慮したとき、Parker解に相当する項が現れることになる。その斉次の項を取り入れ、数値計算コードを拡張した。拡張した数値計算コードを使って、球対称なポリトロープ星の内部から無限遠につながる星風のある定常流を求めることができた。この星風は恒星の内部とも滑らかにつながっており、亜音速から超音速へと変化する遷音速解である。開発された数値計算コードによって、回転がある場合やトロイダル方向の渦度がある場合、および回転と渦度が存在する場合の純粋に流体のみによって構成された星風の解も求めることができるようになった。1.軸対称barotropeの定常状態を記述する一般的な定式化の中に現れる電流密度におはるtoroidal電流にかかわる任意関数を適切に選ぶことにより、恒星内部の磁場構造として、これまでに知られていなかったものを見出すことができた。それは、恒星の中心付近の狭い領域の磁場が表面磁場の2桁から3桁強いというものである。特に、磁場の成分としては外から観測できないtoroidal磁場ではなく、poloidal磁場の大きさが桁で違う定常状態なのである。こうした磁場構造は今回はじめて見出きれたものであり、中性子星や白色矮星において重要な影響をもたらす可能性がある。2.1.と同じく一般的な定式化に現れるtoroidal電流だけでなく磁場に平行な雷流密度の関数形を適切に選ぶことにより、toroidal磁場とpoloidal磁場のエネルギーが同程度であるような磁場構造を持つ定常状態を計算することに成功した。こうした定常状態が数値的に厳密に求められたのは世界で初めてのことである。

Toroidal磁場がpoloidal磁場と同程度の定常状態は安定な存在であると予測されており、求められた定常状態は安定性解析を行うのに有効に利用できるものとしても意味がある。3.一様密度の自己重力流体が楕円体の定常状態を保つための条件を導き、それを使うことで、Maclaurin楕円体とDedekind楕円体に磁場が導入された形の解析的厳密解を発見した。この解は単純な形をしており、磁場の影響を半定量的に考える際に利用できる解として重要になると考えられる。
差応力下における部分溶融ペリドタイトの微細構造・物性に関する研究

差応力下における部分熔融ペリドタイトの物性を決定するために、変形機構を有するDIA型マルチアンビルのシステム更新を行った。変形実験で差応力場での部分熔融ペリドタイトの電気伝導度の異方性と静水圧場における電気伝導度の比較を行った。予察的な結果は剪断応力場では剪断方向に水平方向に電気伝導度が垂直方向に比べ、約1桁高くなる傾向が得られた。このことはアセノスフェアで観測される電気伝導度異方性が部分熔融メルトによっていることを示唆する。アセノスフェアは、上部のプレート(リソスフェア)に対して柔らかい部分であるが、"何故柔らかいのか?何故異方性があるのか?"といった問題は、いまだに解明されていない。主要な原因として、部分熔融説とオリビンの含水化説の2つが有力な仮説である。本研究は、アセノスフェアで一般に観測される地震波の低速度層、高電気伝導度異常の原因と異方性の原因を、最大深さ100km(圧力3GPa)、最高温度1550°Cの条件で部分溶融ペリドタイトの高温高圧変形実験を行うことにより、解明することを目的とする。部分溶融ペリドタイトの高温変形実験は、今まで数多く行われてきているが、ほとんどの実験はアセノスフェアで予想される圧力に比べ、非常に低い封圧下でしか行われていない。ペリドタイトの初生メルトは圧力の上昇につれ、組成が玄武岩質からピクライト質、コマチアイト質に変化するので、部分溶融メルトはオリビンの粒界を濡らすようになる。粒界の濡れが大きくなると剪断強度は著しく低下するので、部分溶融ペリドタイトは圧力の上昇にしたがい、より柔らかくなることが期待される。実際のアセノスフェアの圧力は2GPa以上なので、そのような圧力下での部分溶融ペリドタイトの変形実験が求められる。本年度は、岡山大学・地球物質科学研究センターに敷設されている6方圧し+独立ピストンを備えた変形試験器の改良を行った。この変形試験器は導入された時期が10年以上前であるため、システムが古くDOS/Vでプログラムが書かれている、静水圧発生の1段圧しマルチアンビルと変形試験に必要な微少変位システムのプログラムが独立に書かれているなど、不具合が非常に多い。そこで、本年度はその不具合を是正するために、マイコンのインターフェースの更新およびWindows上で操作可能な対応プラグラムの作成を行った。このプログラム更新は、当試験器を開発した住友重機テクノフォートに依頼し、直接経費の約2/3をあてた。高圧変形実験コントロールシステムの整備は平成20年度末に完了し、高温高圧変形実験を支障なく進めることのできる下地が整った。アセノスフェアは、上部のプレート(リソスフェア)に対して柔らかい部分であるが、"何故柔らかいのか?何故異方性があるのか?"といった問題は、明らかになっていない。本年度は、昨年度に改良されたシステムを用いて、岡山大学・地球物質科学研究センターに敷設されている6方圧し+独立ピストンを備えた変形試験器で変形実験を開始した。かんらん岩の部分熔融が起こる条件での試験的な剪断変形実験を行い、有効な変形実験セルの開発を進めている。45度にカットしたアルミナピストンを金属のフォイルで1軸方向に移動するピストンと接合させ、45度カットピストンがフォイル上を滑ることにより単純剪断の実験が可能であることが確認された。このセルを用いて来年度は本格的な単純剪断変形実験を開始する予定である。東太平洋海嶺近くのアセノスフェアの電気伝導度構造はプレート運動方向に高い電気伝導度異方性を持っている。これは、部分熔融メルトの異方的な配列で説明することができるのかを検証する変形実験を行う前に、静水圧下での部分熔融岩石の電気伝導度の絶対値の情報が必要であるので、マルチアンビル高圧発生装置を用いた電気伝導度測定を行った。電気伝導度はオリビン多結晶体中の玄武岩質メルトの量が増えるにつれて増加し、電磁気観測から得られている電気伝導度の絶対値を説明するには、体積分率で0.03程度のメルト量が必要なことが分かった。来年度は、単純勇断変形実験を行い、電気伝導度異方性のその場観察実験を行う予定である。アセノスフェアは.上部のプレート(リソスフェア)に対して柔らかい部分であるが、"何故柔らかいのか?何故異方性があるのか?

"といった問題は、明らかになっていない。主要な原因として、部分熔融説とオリビンの含水化説の2つが有力な仮説である。本研究は、アセノスフェアで一般に観測される地震波の低速度層.高電気伝導度異常の原因と異方性の原因を、部分熔融ペリドタイトの高温高圧変形実験を行うことにより、解明することを目的とする。本年度は、岡山大学・地球物質科学研究センターに敷設されている6方圧し+独立ピストンを備えた変形試験器で変形実験を開始した。かんらん岩の部分熔融が起こる条件での試験的な剪断変形実験を行った。とくに電気伝導度の異方性の原因を解明するために単純剪断方向と剪断方向に垂直な方向でそれぞれ同時に電気伝導度を測定することにより観測された電気伝導度の異方性を明らかにする試みを行った。差応力下での部分熔融岩石の電気伝導度の絶対値の異方性を評価するために、マルチアンビル装置を用いた静水圧下での電気伝導度測定も行った。電気伝導度はペリドタイト中に炭酸塩質メルトが存在する場合、電磁気観測から得られている電気伝導度の絶対値を説明するには、体積分率で0.003程度の非常に少ないメルト量で電気伝導度異常を説明できることが分かった。変形実験では、低歪み速度の実験においては長時間のアニール時間を要するためにアルミナビストンと試料の間での反応が起きるなどの問題が生じている。予察的な結果としては、電気伝導度は歪み速度に関係なく、剪断方向に約1桁高い電気伝導度が測定された。これは.東太平洋海嶺近くのアセノスフェアの電気伝導度構造はプレート運動方向に高い電気伝導度異方性を持っていることと調和的である。制度の高い結果を得られるよう今後も引き続き実験を進めて行く必要が有る。
児童生徒の言語発達とレトリック研究を融合した作文カリキュラムの開発

児童生徒の相手意識の発達過程とレトリック研究とを融合した作文カリキュラムの開発を行うため、今年度は以下の3点の研究を行った。(1)学習指導要領における「書くこと」の領域の目標と内容について経年的に分析した。日本の作文指導における指導内容の系統性は、主として学習指導要領が示す「系統表」によって規定されている。「書くこと」領域の場合、「題材の設定」「記述」「推敲」といった文章作成過程が示され、それぞれの段階ごとに指導事項が示されている。この文章作成過程に即した指導法は日本の作文指導の一般的な方法として定着しており、「主題」「取材」「構想」「記述」「推敲」の5段階の作文指導過程が設定されていることを指摘した。同時に、指導過程だけでなく作文技術を明確化することの必要性も指摘した。(2)欧州で古代ローマ時代に開発され伝統的に採用されている「プロギュムナスマタ」(レトリックを基盤とした作文カリキュラム)を取り上げ、そこで求められている作文技術を抽出し、系統性について検討を行った。系統性については2016年度にも検討を行ったが、ここではさらに、作文技術の配列とその指導方法について検討した。その結果、基礎的かつ重要な作文技術として「要約」と「構成」が位置付けられていたことを明らかにした。その意義について、日本の作文指導への援用という見地から比較考察を行い、「要約」は様々な学習活動に必須の作文技術であること、「構成」は発達的に自然には習得されにくい作文技術であることなどから、有効な示唆となると結論づけた。(3)(2)の成果を受け、特に小学校における「要約」の段階的な指導について考案・試行を行った。一定の成果は得られたが、その評価方法、および「構成」に関わる指導法の開発については課題として残された。相手意識を核とした作文カリキュラム開発のための理論的基盤を構築するため、これまでの科研費で収集した小中学生の作文データ(日本)及び英国児童の作文データの再検討を行った。具体的な手順は、以下の通りである。1古典修辞学と現代レトリック研究における「相手意識(聴衆)」概念の整理、認知心理学における80年代以降の作文発達研究の再検討、日本語教育におけるフォリナー・ライティング研究の動向の確認を行った。2作文データの中から特に、日本人低学年児童の作文データと英国人低学年児童の作文データを取り上げ、相手意識の初期段階での発生の実態とその機能について、国際比較を行った。分析の観点及び手法は、1の成果によるものである。32の分析結果から、日本人低学年児童の作文における相手意識は、主として話題選択と表記に比較的集中して向けられることがわかった。これに対し、英国人低学年児童の作文では、語に集中して意識が向けられる傾向にある。4このことは、書く過程における児童のメタ認知の範囲が日英で異なることを意味しており、日本人児童の作文において相手意識は、まず「何を」書くかの選択行為に結びつきやすい傾向にあり、相手によって「書きたい」ことを明確化していく機能をもつと結論づけた。5上記34で指摘した日英での違いが何に由来するのかを追究するために、日本の作文教材(国語教科書の作文単元)、英国の作文教科書、レトリック研究を基盤とする作文研究書等の文献を入手した。作文技術の系統性を把握し整理するためであるが、現在もその作業は継続中である。児童生徒の作文データについては、これまでの科研費で収集したものを分析対象としているため、作文データの再検討については、おおむね順調に進展している。再検討の結果についても、論文にまとめ査読付き学会誌に投稿しており、現在結果待ちとなっている。また、レトリック研究を基盤とした作文教科書、日英の作文教材の収集についても、主立ったものはだいたい収集済みである。今後はそれらから作文技術を抽出し、系統性について検討する予定である。なお、作文データの追加収集が必要になったため、次年度の研究計画に組み込む予定である。児童生徒の相手意識の発達過程を核とした作文カリキュラム開発のための理論的基盤を構築するため、以下の3点の研究を行った。(1)児童の相手意識の実態を探るため、相手意識がいつ頃どのような形で文章表現中に発生するのか、またその初期の相手意識が、文章産出過程においてどのような機能を有するのかについて検討を行った。日本と英国の小学校低学年児童の作文を国際比較し、日本人児童の相手意識の表出の特徴について、以下のことを明らかにした。1低学年児童は、相手(読み手)が設定された時、「何を書くか」「どのような表記で書くか」に意識が向けられる傾向にある。2低学年児童にとっての相手意識は「何を」書くかの選択行為に結びつきやすく、相手によって「書きたい」ことを明確化していく機能をもつ。(2)(1)の成果に基づき、さらに日英の小学校低学年と高学年の作文を国際比較し、相手意識の発達過程を検討した。その結果、1相手に応じた語句選択は、日英ともに学年が上がるにつれて増加する傾向にある。2英国人児童は、低学年では語に、高学年になると文構造に意識が向けられる。これに対し日本人児童は、低高学年ともに文章情報の省略という形で相手意識が表出される。3英国人児童の相手意識は、コミュニケーション方略の側面からはほとんど表出されないのに対し、日本人児童は様々なコミュニケーション方略を用いて相手意識を表出している。

(3)欧州で伝統的に採用されている作文カリキュラム「プロギュムナスマタ」を取りあげ、どのような作文技術がどのような順序で配置されているのかについて分析を行った。その結果、再話、要約、例証が基礎的な作文技術として考えられており、その後、描写や論証・反論などの作文技術へと系統的に展開されていることがわかった。28年度は作文カリキュラム試案を作成するところまでが目標だったが、そこまで達しなかった。児童生徒の作文分析、および相手意識の発達過程の解明に時間がかかったためである。児童生徒の相手意識の発達過程とレトリック研究とを融合した作文カリキュラムの開発を行うため、今年度は以下の4点の研究を行った。昨年度までは、児童生徒の相手意識の表出の特徴と発達過程についての分析・研究を主として行ったため、今年度はレトリック研究の援用方法に関する研究に力点を置いた。(1)レトリック研究に基づく欧州の作文カリキュラム「プロギュムナスマタ」に着目し、作文技術の配置という観点からカリキュラム分析を行った。その結果を小中学校の国語教師に示し、作文指導への援用方法に関して意見を聴取した。(2)(1)の結果から、小学校においては書く内容を「構成」する技術について、中学校においては意見を「論証」する技術について、より段階的にカリキュラムに組み込む必要があるとの結論に至った。(3)小学校の説明的文章教材の分析を行い、「構成」、すなわち情報の配列がどのように示されているのかについて明らかにした。具体的には、低学年教材においては「形態」「機能」という二つの要素から成る構成、中学年教材においては「情報の重要度」による構成、高学年教材においては「例証」を多用した論証の構成、という傾向を明らかにすることができた。(4)中学校作文カリキュラムに組み込む「論証」の内容を検討するために、中学生を対象にした作文調査・分析を行った。具体的には、2校の中学生およそ120名に意見文を書いてもらい、そこに用いられる論証構造について分析を行った。中学生が既に習得している論証(習得が容易な論証)と、段階的・意図的な指導が必要な論証とを区別するためである。分析はまだ途中だが、データを提示しただけの不十分な論証が目立つこと、また「定義」からの発想による論証が目立つ等の傾向が見られた。中学生向けの作文カリキュラムの開発には、中学生の作文の実態調査が必要、との結論に至ったのだが、調査協力校の都合により、調査実施が夏と冬になってしまった。そのため分析が遅れ、その結果に基づく作文カリキュラムの開発が遅れることとなった。児童生徒の相手意識の発達過程とレトリック研究とを融合した作文カリキュラムの開発を行うため、今年度は以下の3点の研究を行った。(1)学習指導要領における「書くこと」の領域の目標と内容について経年的に分析した。日本の作文指導における指導内容の系統性は、主として学習指導要領が示す「系統表」によって規定されている。「書くこと」領域の場合、「題材の設定」「記述」「推敲」といった文章作成過程が示され、それぞれの段階ごとに指導事項が示されている。この文章作成過程に即した指導法は日本の作文指導の一般的な方法として定着しており、「主題」「取材」「構想」「記述」「推敲」の5段階の作文指導過程が設定されていることを指摘した。同時に、指導過程だけでなく作文技術を明確化することの必要性も指摘した。
光変調型2次非線形光学材料の開発

高活性な非線形光学材料は実用的フォトニクス材料として期待されている。とくに、2次の非線形光学効果では、光の波長、振幅、位相を変化させることができ、様々なアプリケーションが考えられる。なかでも、入射光の波長を2分の1にする第2高調波発生はレーザーの波長変換のみならず、光コンピューティングのための基礎技術として高い関心を集めている。もし、この第2高調波発生効率が外部からの信号によって正確に変化する材料が得られれば、光コンピューティングのための単純かつ強力な素子を構築することが可能となる。本研究では、光励起状態にある分子の性質に注目し、励起によって起こる電子状態の変化によって第2高調波発生効率を変化させることを試みた。本研究では、ニトロアニリンにカルバゾール、ピレン、アントラセン、ジメチルアニリン等の光吸収によって電子移動をおこすユニットを結合した化合物を多種類合成し、その第2高調波発生効率を光励起前後で調べた。これらの化合物では、光吸収に伴う電子移動によって、分子の分極が基底状態と励起状態とで大きく変化すると考えられる。その結果、366nmの光を照射することによってSHG強度が可逆的に変化することが認められた。この成果を応用することによって、新しい原理に基づくフォトニクス素子の創出にとどまらず、実用的フォトニクス材料に要求される、高い非線形光学特性、熱安定性、加工性力学的強度などを有機材料から達成するための新しいアプローチ方法が確立できると期待される。
塩化ガリウムを用いるC-H結合活性化の二面性とC-C結合生成反応への利用

有機アルミニウム化合物が有機合成によく用いられるのに対し、周期表で同族の有機ガリウム化合物はほとんど研究されていなかった。当研究室では、塩化ガリウムの異なる特性に着目して様々な新しいC-C結合生成反応を開発しており、この中で塩化ガリウムがC-H結合を直接活性化することを見出した。本研究は、この新しい反応を詳しく調べ、汎用性の高いC-C結合生成反応を開発するとともに、有機ガリウム化学に関する本質的な理解を深めるものである。先に当研究室では、塩化ガリウムを用いるケトンシリルエノールエーテルの触媒的αエチニル化反応を開発した。しかし、シリルエノールエーテルを調製しなければならない問題点が残されていた。そこで私は、ケトンを直接αエチニル化することを検討し、これを達成した。ここで、触媒量のトリアルキルガリウムを用いても効率的に反応が進行することを見出した。即ち、アルキルリチウムとは異なり、トリアルキルガリウムはカルボニル付加を全く起こさずにエノラートを生成できることになる。トリアルキルガリウムがアセチレンを脱プロトン化でき、効率的にガリウムアセチリドを生成することを見出した。アルデヒドを作用させると、求核付加反応が進行してプロパルギルアルコールを収率よく与えた。カルボニル基を有するアセチレンにも適用可能である。また、1,4-ジメチルピペラジン存在下、ガリウムアセチリドはクロロアセチレンへの付加/脱離によって非対称ブタジインを収率よく与えた。ここで、ホモカップリング体は全く副生しない特徴がある。トリアルキルガリウムが様々な有機化合物の効率的な脱プロトン化剤として働くことを示した。
自動体外受精胚作製装置の開発

同一のPDMS製マイクロウェル内でウシ卵子の体外成熟受精および胚培養を行うためマイクロウェルに微小流路を設置し、1個ずつ卵子を導入、微小流路を通じて培養液のウェル内での交換が可能かを検討したが、流路に卵子がはまり込むようになった。このため、代替法としてガス調節剤とウォーターバスを用いた簡易体外受精について検討したところ、1本の試験管内に卵子を導入し、培養液をピペットで交換するだけで胚盤胞を生産できるシステムの開発に成功した。また、胚発生観察(TLC)装置で個別の胚の発生を詳細に観察した。その結果、卵割のタイミングを本TLC装置で調べることで、ウシ体外受精胚の胚盤胞への発生を予測できた。本年度は、同一のPDMS製マイクロウェル(MW)内でウシ卵子の体外成熟受精(IVM/F)および胚培養(IVC)が可能かどうかを検討した。また、ガス調節剤とウォーターバスを用いた簡易体外受精システムについても検討した。ウシ卵巣から卵子(COCs)を吸引し、MWに1個ずつ導入し22時間IVMした。6時間後ピペットにてIVC培地に交換し、39°C、5%CO2、95%空気下で8日間卵丘細胞と共培養した。対照区は常法に従った。MW区での成熟および正常受精率は、対照区と同様だった(P>0.05)が、胚盤胞への発生率は、MW区で19%と対照区(45%)よりも低率だった(P<0.05)が、同一容器内でのIVM/F/Cにより胚盤胞へ発生可能なことが示された。簡易体外受精システムとして、ガス濃度調節剤(アネロパックCO2、AP-CO2及びアネロパック微好気,AP-MA)とウォーターバス(WB)が利用可能か検討した。また、簡易なガス制御も検討した。実験1:ウシ卵子を以下の条件でIVM/F/Cを行った。1) IVM/F: CO2インキュベーター(INC)、IVC:CO2/O2INC(対照区)、IVM/F:AP-CO2、IVC:AP-MAでガス制御し、2)INC、3)WBでIVCした。実験2: 1)CO2/O2 INCでIVM/F/Cした(対照区)。100%空気INCでIVM/Fした卵子を、2)AP-CO2、3)AP-MAでIVCした。実験1の結果、対照区(33%)とWB区(40%)の発生率は同等だった(P>0.05)。実験2では、100%空気でIVM/Fした卵子を、AP-CO2またはAP-MAでIVCしても胚盤胞への発生率(30%および37%)は、対照区の発生率(34%)と同等だった(P>0.05)。以上よりウォーターバスとガス調節剤でウシ体外受精胚生産が可能となった。本年度は、まず、PDMS製のマイクロウェルに微小流路を設置し、マイクロウェルに1個ずつ卵子を導入、微小流路を通じて培養液のウェル内での交換が可能かを検討した。300μm径のマイクロウェルを縦4列、横3列に配置し、流路を横からつなぐ形態とした。マイクロウェルと流路はPDMSで作製し、上部をカバーガラスで塞いだ。卵子の導入が可能となるよう、ウェルの上方のカバーガラスを丸く開けた。今回は、シリンジポンプを用い培養液を流した。培養液のプライミング後、ウシ卵子を導入したところ、すべてのウェルに卵子を静置することに成功した。静かに培養液を流したところ、流速が早いと培養液が流れ込む最初のウェルの卵子がウェル上方に押し出されることが分かった。流速を低くするといずれのウェルの卵子もウェル内に留まるものの、流路がやや太いため流れ込む流路に卵子がはまり込むようになった。これらより、今後、流速や流路のサイズの検討を行う必要があることが分かった。また、体外受精装置の自動化における胚発生観察装置の開発も並行してすすめた。共同研究者の加藤准教授が作製した経時的胚観察装置(TLC)を用いて、ウシ胚の発生状況を観察可能かどうか検討した。市販のN社およびS社のTLCも培養実験に用いた。第1号機は、焦点変更モーターつき撮影用レンズ付きカメラ、制御PC、およびLED照明装置を組み込んだTLCで、装置全体をインキュベーター内に設置し、USBケーブルにより外部のPCで制御した。TLCを使用しなかった対照区の卵割率は87%、自作、N社およびS社は、それぞれ81%、90%および63%だった。また、胚盤胞への発生率は対照区43%、自作、N社およびS社は、それぞれ、23%、33%および11%だった。自作TLCの発生率は、N社および対照区よりやや低いものの今後の機器の改善で発生率の低下を防げると考えている。マイクロウェルに微小流路を設置し、培養液のプライミング後、ウェルへのウシ卵子の導入に成功した。また、培養液を流し卵子がウェル内で維持できることも分かった。まだ培養可能なものまでは至ってはいないが、微小流路を有するマイクロウェル内の培地交換が可能なことが実証できた。さらに、自作の経時的胚観察装置(TLC)も作製でき、胚発生を観察可能となったことは、自動化において大きな前進だと考えている。

昨年度作成した微小流路付きマイクロウェルに関しては、培養液交換速度を遅くしたり、流路サイズ、マイクロウェルサイズなど検討したが、思うように培地交換ができなかった。このため本年度は並行して進めていた、試験管を用いた簡易体外受精方法を考案し、代替えとした。本年度はウォーターバス内で試験管に卵子を導入し培地のみを交換し、卵子を試験管外で操作せずに胚盤胞が得られるかどうか検討した。試験管内から一度も卵子を取り出さず、培地交換だけで体外成熟・受精・培養して作成した区での成熟率、受精率、卵割率および胚盤胞への発生率は、それぞれ、91%、76%、70%および49%で、常法の対照区の89%、78%、79%および53%と同等(P>0.05)だった。以上より1本の試験管内に卵子を導入し、培養液をピペットで交換するだけで胚盤胞を生産できることを示した。また昨年度より進めている経時的胚観察(TLM)装置の開発では、今回、より小型で良好な画像取得が可能な改良版を作成したので、すでに開発しているPDMS製マイクロウェルを組み合わせて、個別の胚の発生を詳細に観察した。胚の卵割率と胚盤胞への発生率は、TLM装置で、それぞれ、73%と52%で、対照区(77%と57%)と同等P>0.05)だった。胚盤胞へ発生した胚および非発生胚の第1卵割に要する時間(h)を調べたところ、発生胚は27.6±2.46時間で、非発生胚は29.9±5.0時間で、発生胚が早く卵割した(P<0.05)。また、4細胞期から5細胞期に卵割する時間は発生した胚は7.6±1.4時間で、非発生胚は4.7±3.8時間で、発生胚が卵割により時間を要した(P<0.05)。以上より、ウシ体外受精胚の胚盤胞への発生は、卵割のタイミングを本TLM装置で調べることで、予測することが出来た。同一のPDMS製マイクロウェル内でウシ卵子の体外成熟受精および胚培養を行うためマイクロウェルに微小流路を設置し、1個ずつ卵子を導入、微小流路を通じて培養液のウェル内での交換が可能かを検討したが、流路に卵子がはまり込むようになった。このため、代替法としてガス調節剤とウォーターバスを用いた簡易体外受精について検討したところ、1本の試験管内に卵子を導入し、培養液をピペットで交換するだけで胚盤胞を生産できるシステムの開発に成功した。また、胚発生観察(TLC)装置で個別の胚の発生を詳細に観察した。その結果、卵割のタイミングを本TLC装置で調べることで、ウシ体外受精胚の胚盤胞への発生を予測できた。一度装置内に導入した卵子を一度も装置内から取り出すことなくそのままの状態で体外成熟・受精し、胚培養することで胚盤胞が得られた。次年度は培地交換をするための微小流路の設計もほぼ完成している。さらに、大型のインキュベーターを用いなくても小型のウォーターバスと細菌培養用のガス調節剤だけで、今までの体外受精成績と全く変わらない発生率が得られた。次年度はこれらを組み合わせた装置の開発も行っていきたい。微小流路付きマイクロウェルに関しては、ウェルに卵子を導入して培養液を流すことが可能となったことは大きな前進ではあるが、培養するには、流路の太さや流速などの検討が必要なことも明らかになった。自動で培養液交換が可能となれば、ヒト体外受精での利用も可能となることから、利用価値の大きなシステムとなると思う。TLCに関しては、インキュベーター内の温度上昇を抑えるため、レンズの焦点をモータードライブから手動に、装置内に設置していたUSBハブをTLC装置から外部に出して、インキュベーター外部に設置するようにした。また、照明が見にくいこともあったので、照明システムの改善方法についても検討中である。
ビデオ強化式顕微鏡法を用いた鼻粘膜杯細胞の分泌刺激物質の研究

鼻粘膜上皮表層に存在する杯細胞は鼻粘膜固有層に存在する鼻腺細胞とともに鼻汁分泌に携わる重要な細胞である.今回,ラットを用い鼻中隔粘膜表層の杯細胞をビデオ強化式顕微鏡法によってリアルタイムに高倍率で観察し,杯細胞に内包する分泌顆粒のエキソサイトーシス反応を数えることにより杯細胞分泌を定量化することを試み,知覚神経の神経伝達物質であるサブスタンスP(SP),ニューロキニンA(NKA)及びカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の杯細胞分泌に対する影響を検討した.鼻粘膜表層には杯細胞の他に繊毛細胞も存在しており,繊毛運動活性も光学電気的方法により同時に測定することにより,杯細胞分泌と繊毛運動活性の間に協調的関係があるか否かについても検討を加えた.カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は杯細胞のエキソサイトーシス反応及び繊毛運動に影響を与えなかったが,サブスタンスP(SP)及びニューロキニンA(NKA)は杯細胞のエキソサイトーシス反応数を増加させた.またSPは繊毛運動も有意に亢進させ,NKAも繊毛運動を亢進する傾向が認められた.SP,NKAによる杯細胞からの分泌増加は繊毛運動の亢進とほぼ同時もしくはやや遅れて認められ,杯細胞分泌と繊毛運動とが極めて協調的及び合理的に粘液繊毛輸送系に関わり,生体防御の上で重要な役割を果たしていることが推察された.また今日まで未知であった知覚神経系の杯細胞分泌に対する役割があきらかになった.鼻粘膜上皮表層に存在する杯細胞は鼻粘膜固有層に存在する鼻腺細胞とともに鼻汁分泌に携わる重要な細胞である.今回,ラットを用い鼻中隔粘膜表層の杯細胞をビデオ強化式顕微鏡法によってリアルタイムに高倍率で観察し,杯細胞に内包する分泌顆粒のエキソサイトーシス反応を数えることにより杯細胞分泌を定量化することを試み,知覚神経の神経伝達物質であるサブスタンスP(SP),ニューロキニンA(NKA)及びカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の杯細胞分泌に対する影響を検討した.鼻粘膜表層には杯細胞の他に繊毛細胞も存在しており,繊毛運動活性も光学電気的方法により同時に測定することにより,杯細胞分泌と繊毛運動活性の間に協調的関係があるか否かについても検討を加えた.カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は杯細胞のエキソサイトーシス反応及び繊毛運動に影響を与えなかったが,サブスタンスP(SP)及びニューロキニンA(NKA)は杯細胞のエキソサイトーシス反応数を増加させた.またSPは繊毛運動も有意に亢進させ,NKAも繊毛運動を亢進する傾向が認められた.SP,NKAによる杯細胞からの分泌増加は繊毛運動の亢進とほぼ同時もしくはやや遅れて認められ,杯細胞分泌と繊毛運動とが極めて協調的及び合理的に粘液繊毛輸送系に関わり,生体防御の上で重要な役割を果たしていることが推察された.また今日まで未知であった知覚神経系の杯細胞分泌に対する役割があきらかになった.