hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新たに発見したデスアシルグレリンの体温低下作用による家畜の熱中症防止の検証

ラットにデスアシルグレリンを多量に投与し、致死量を求める。元来デスアシルグレリンは内因性物質であり、投与するデスアシルグレリンは各種動物のものを使用するので異種蛋白質として作用しない。主に投与量に対する各種血液生化学・ホルモン検査、尿検査を行う。また解剖後の各種臓器重量や組織形態学検査を実施する。実験動物飼育飼料が年度超えて必要となったため実験動物飼料購入の一部として使用予定である。
化学実験非熟練者の安全技能を向上するスマート実験室に関する研究

本研究では化学実験実施時に危険回避を実現しつつも,実験作業を通して安全技能を向上するスマート実験室の設計原理を明らかにすることを目的とし,意図的に多義な情報を提示することによる「非教示的な支援」方法とその実装技術の開発を行った.すなわち,机上にプロジェクタ投影により支援情報を提示する際の,内容・タイミング・場所についてのガイドラインを危険回避と安全技能取得の2つの点からまとめ,プロトタイプシステムとその基盤ソフトウェアを開発した.本研究では化学実験実施時に危険回避を実現しつつも,実験作業を通して安全技能を向上するスマート実験室の設計原理を明らかにすることを目的とし,意図的に多義な情報を提示することによる「非教示的な支援」方法とその実装技術の開発を行った.すなわち,机上にプロジェクタ投影により支援情報を提示する際の,内容・タイミング・場所についてのガイドラインを危険回避と安全技能取得の2つの点からまとめ,プロトタイプシステムとその基盤ソフトウェアを開発した.本研究では非熟練者による化学実験実施時の危険回避を対象とし,「スマート実験室」により実験作業を通して安全技能を向上するシステムの設計原理を明らかにすることを目的とする.初年度である平成21年度は,1.危険作業状況把握に必要な情報の特定と把握技術開発,2.注意警告メッセージ検討と提示技術開発,3.異なる実験シナリオに容易に対応可能なソフトウェア基盤開発,を中心に研究を進めた.1に関しては,化学実験専門家へのヒアリングや安全教育の教科書などの分析から,作業台と物品または物品同士の位置関係や物品の特性を考慮することが重要であるという結論に達した.そして物体に貼付した視覚マーカの位置情報から,より高度な作業状況を抽出する方式を考案した.また,専門家より熱情報の考慮も重要であるとの意見を得て,熱画像カメラを購入し基礎評価と実現方式検討を行った.2に関しては,安全知識を定着するための注意警告メッセージング方策として,提示するタイミング・場所・意味の3要素に意図的に多義性を持たせる「3次元多義情報提示法」を考案した.また実験作業卓上に情報を直接表示するプロジェクタ応用システムを構築し,1で得られる位置情報と組み合わせて任意物体の付近(場所的多義性:低)や固定場所(同:高)に情報提示することを可能とした.この実機およびシミュレーションを用いたユーザ評価において,多義性の度合いが高いケースで,提示された注意警告メッセージを記憶し,次回の実験で前回の情報提示を想起できる可能性が示唆された.これにより作業者のシステムへの過度の依存を回避することが期待される.3に関しては,XMLを用いて任意の実験手順に対する3次元多義情報提示を実現するためのソフトウェア基盤を開発した.3種類の異なる手順や使用物品で構成される作業に適用した結果,簡易な記述で多様な実験シナリオに対応することが可能であることを確認した.本研究では化学実験実施時に危険回避を実現しつつも,実験作業を通して安全技能を向上するスマート実験室の設計原理を明らかにすることを目的としており,特に意図的に多義な情報を提示することによる「非教示的な支援」を特徴とする.平成22年度は,1.メッセージの多義度合いの制御方法開発,2.机上情報提示精度の向上,3,注意・警告メッセージの周辺的提示手法の検討,を中心に研究を進めた.1に関しては,前年度に提案した時間・空間・意味の3要素からなる多義的情報提示モデルのうち,「意味的多義性」の効果を測るにあたっての多義度合いの制御手法の開発が課題となっていた.40名の被験者により,提示する情報の種類と利用者が想起する危険数(多義度合い)の関係を調査した結果,「注意」といった抽象的なメッセージについて,対象となる危険が普遍的な場合には多義の度合いが低く,特定の実験に限定される危険の場合には高くなるという興味深い知見を得た.また2に関しては,低い「空間的多義性」を実現するために物体付近に情報投影する際に利用者に誤解を与えないようにするために,情報と対象物を線で結合する明示的な関連づけ方式の効果を基礎的実験により確認した.3については,周辺の他の作業者から発せられる危険情報に気づき,自らの実験を安全な状態にした上で回避行動をとることができるような情報提示タイミングとモダリティに関する基礎実験を行い,作業と作業の合間に提示することで正確な回避行動に繋がる可能性が確認された.対外発表に関しては,国際論文誌1篇と招待講演3件を含む15件の対外発表(国際:7件)を通じて,「非教示的な支援」という新しい概念の研究コミュニティへの浸透を試みた.本研究では化学実験実施時に危険回避を実現しつつも,実験作業を通して安全技能を向上するスマート実験室の設計原理を明らかにすることを目的としており,特に意図的に多義な情報を提示することによる「非教示的な支援」を特徴とする.平成23年度は,1)情報提示における多義性と目前の危険回避効果と将来のための学習効果の関係解明,2)机上情報提示精度の向上,3)統合システム開発の3項目を中心に研究を進めた.1)では,前年度までで効果が示唆された「3次元多義的情報提示モデル」の有効性検証実験を行った。危険回避には,多義度合いが(意味,空間,時間)=(少義,少義,少義)の組,学習効果に関しては(少義,多義,多義)の組が効果的であることが分かった.予測されるリスクに応じてこれらの組を使い分けることで,2つの相反する効果を使い分けることが可能になると考えられる.

なお実験により,空間的多義性は物体付近提示と固定箇所提示をそれぞれ少義と多義とした.一方,時間的多義性は予測される危険を含む作業時のみの提示が少義,冒頭から提示し続ける場合が多義となった.2)では,プロジェクタを用いて卓上の物体付近に情報提示する際に,密集状態でも情報と物体の関連づけの誤解を生まない情報付加方式を検討した。a)吹き出し状に線でつなぐ方式,b)線で囲む方式,c)物体に付加されているマーカーと情報の双方に共通する「色」を用いる方式,の3種を考案してシミュレーション実験を行った.情報と対象の関連づけ速度と正解率を求めた結果,c)がやや良好な結果となった.3)では既存の基盤システムにおいて作業内容認識の安定度向上を図るとともに,1)と2)の知見を反映する改良を施した.対外発表に関しては,国際論文誌1篇と国際会議2件,国内発表2件を通じて,「非教示的な支援」という新しい概念の研究コミュニティへの浸透を試みた.
弾性表面波による固体表面の化学反応場の活性化

固体表面は化学反応を促進する優れた触媒作用を示すが、その機能をより精緻なものとするためには、固体表面の触媒作用を人為的にコントロールすることが重要である。本研究では、外部からの指令により固体表面の触媒作用のコントロールが可能な機構を有する固体触媒表面を得ることを目的とし、新しい手法として強誘電体単結晶に発生できる弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)を用いた。レーリー波SAW用LiTaO_3およびSH-SAWが発生できるLiNbO_3単結晶にAg金属,Pd金属、Ni金属、および酸化物-金属の二層構造を持つ触媒(NiO/Ni)を1043nmの薄膜で接合した触媒素子を作製し、エタノール酸化反応に対する効果を調べた。触媒表面の状態はX線光電子分光法により調べた。Ag金属触媒において、SAW印加の電力を変えて触媒活性に及ぼす効果から、高い電気-機械結合係数を持つ単結晶ほどSAWが高い触媒活性増加効果を持つことが示された。Ni触媒ではSAW印加時の活性増加は1.6倍であるのに対し、(NiO/Ni)触媒では6倍と高い活性を与えた。また、反応中の酸素分圧を増加させた場合に、Ni金属触媒ではSAW効果の違いは殆どないのに対し、(NiO/Ni)触媒ではSAWによる活性増加は酸素圧力に対し極大を示した。Ni金属の酸化温度および膜厚変化より、二層構造中のNiOの割合が高いほどSAWの効果が増加することを見い出した。Pd金属触媒の場合にも表面を酸化処理するとSAW効果が増加する結果が得られた。SAWの活性増加効果と触媒表面状態との関係から、SAWが触媒に与える効果を触媒表面原子の格子変位、局所電場の発生、および音波-電子の相互作用に基づき説明した。本研究の結果から、弾性表面波を用いることによって、制御機能をもつ新しい型の触媒系が確立できることが結論された。固体表面は化学反応を促進する優れた触媒作用を示すが、その機能をより精緻なものとするためには、固体表面の触媒作用を人為的にコントロールすることが必要であるが、人工制御機能をもつ固体触媒表面に関する研究は、これまでほとんど行われていない。本研究では、表面格子の変位を起こす弾性表面波を用いる新しい手法により、固体表面の触媒作用のコントロール機構を有する固体触媒を得ることを目的とした。本年度は、レーリー波が発生できる128°回転y-cut LiNbO_3強誘電体単結晶およびSH波が発生できる36°回転y-cut LiTaO_3強誘電体単結晶を用い、発信側に20対また受信側に14対のクシ型電極を周期幅を200μmにして取り付け弾性表面波素子を設計した。また、吸着と伝導度変化の同時計測法についても検討した。触媒としてAg,Cu,Pd,あるいはNiOを真空加熱蒸着あるいはスパッタリング法により弾性表面波素子の表面に膜厚10nmで取り付けた。エタノール酸化反応に対する効果を調べ、12Wの電力印加により、アセトアルデヒド生成活性は310倍増加し弾性表面波効果が存在することを示した。レーリー波とSH波を比較した場合に、弾性表面波の効果に著しい差はなく両波が有用なことを示した。

AgやCu触媒では反応中に酸化され、Ag_2OやCu_2Oの酸化物半導体表面となることをX線光電子分光法により示し、金属表面よりも半導体の性質を持つ金属酸化物表面において弾性表面波の効果が高いこと、また、水素還元あるいは酸化処理したPd表面で比較すると、酸素が存在する後者の表面で高い弾性表面波効果を持つことを見い出し、弾性表面波の効果は、分極構造(双極子モーメント)が存在する表面状態で顕著になることを明らかにした。本年度は、外部からの指令により固体表面の触媒作用のコントロールが可能な機構を有する固体触媒表面を得ることを目的とし、強誘電体単結晶に発生できる弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)として、128°YカットX伝搬LiNbO_3単結晶(レーリー波SAW)および41°YカットX伝搬と36°YカットX伝搬LiTaO_3単結晶(SH波SAW)にAg金属,Ni金属、および酸化物-金属の二層構造を持つ触媒(NiO/Ni)を1043nmの薄膜で接合した触媒素子を作製し、エタノール酸化反応に対する効果を調べた。SAWの効果は、SAW無印加時の触媒活性に対するSAW印加時の触媒活性との比Qで評価した。Ag金属触媒において、SAW印加の電圧を02Wの範囲で変えて触媒活性に及ぼす効果を調べ、高い電気-機械結合係数を持つ41°YカットX伝搬強誘電体単結晶上のSAWが高いQの値を持つことを見いだした。また、伝搬路に接合した触媒の状態によりSAWの効果が異なることが示された。Ni触媒ではSAW印加時の活性増加はQ=1.6倍であるのに対し、(NiO/Ni)触媒ではQ=6倍と高い活性を与えた。また、反応中の酸素分圧を増加させた場合に、Ni金属触媒ではSAWを印加しても殆ど変化が見られないのに対し、(NiO/Ni)触媒ではQの値は4kPaで最大となり、それ以上の圧力では減少する特異的な変化を示した。Ni金属を酸化する温度が高いほどQの値は増加すること、および膜厚変化の結果より、二層構造中のNiOの割合が高いほどQが増加することが示された。SAWの活性増加効果と触媒表面状態との関係から、SAWが触媒に与える効果Qを触媒表面原子の格子変位、局所電場の発生、および音波-電子の相互作用に基づき説明した。本年度の結果から、弾性表面波が制御機能をもつ新しい型の触媒系の確立に有効なことが結論された。
画像処理による水稲群落の肥培管理のための葉色測定

葉色カラースケールによる群落法を迅速に測定できる方法を開発した。試作した葉色センサの精度は人間の判定精度よりも優れていた。順光だけでなく、斜光や逆光でも葉色の推定ができた。この葉色センサを台車に搭載して水稲群落の葉色オンラインで連続計測できた。余分は追肥がないように、自動で追肥できるシステムの開発の可能性を見いだした。標準水稲用葉色カラースケールの群落法に注目し、リモートセンシングによって葉色カラースケール値(以下CS値と略)をオンライン実時間計測できる専用の計測器の開発を目標にし、将来は1株ごとにきめの細かい自動側條施肥機械や自動肥培管理システムにそれを組み込めるようなものが望ましい。そこで必然的に要求される計測器の機能として、(1)実際の水田で13m前方の1株程度の群落を測定対象にする(2)CS値17の範囲で0.5刻みで測定できる(3)人間では判定できない斜光や逆光でも測定できる(4)稲の各生育段階を通じて測定できる、などである。さらに実用面では、窒素施肥量や時期を品種や環境条件に応じて学習できる機能も将来的には必要となろう。このような機能を計測器に持たせるには、マイクロコンピュータを組み込んだインテリジェントな水稲群落専用の葉色計測器でしか実現できないと考えられる。そこで、本年度はまず上記の(1)(4)の条件を満足して水稲群落のCS値をCCDカメラのRGB輝度信号から推定する場合を想定し、計測器に組み込むべき計算式の求め方について検討した。計算式に入力する変数は3m前方の1株程度の群落のRGB輝度値であるが、これだけでは自然光下で葉色を同定できないので、特別な基準色板のRGB輝度信号を計測器側で群落と同時計測する必要があり、自然光の質と量をよく反映するような基準色板を試作して供試した。またRGB信号から群落のCS値を推定する計算式としてニューロと非線形重回帰式が考えられるが、教師データまたは従属変数として人間が順光条件で判定した群落のCS値を用いた。本年度は主として重回帰による計算式で検討した結果、90°に設定した上下左右の4枚の基準色板と群落のRGB平均輝度値の合計15個の入力説明変数で、不完全3次式(偏回帰係数は83個)で(1)(4)の条件下でほぼ実用的な推定が可能であることが判明した。【平成3年度までの成果】1.水稲用標準葉色カラースケールの単葉法のカラー画像を画像処理装置(PIAS LA-555)に取り込み,R,G,B輝度値から2値化処理によって単葉の葉色を計測できることを示した.2.リモートセンシングに適した群落法で1.と同様の2値化処理を試みたが,群落法では計測できなかった.3.そこでカラースケールの17番と群落の計24個の平均R,G,B輝度値を説明変数とし,人間が判定したカラースケール値を目的変数とした重回帰式を求め,この式で群落の葉色を推定できることを示した.そして晴天から曇天まで約150画面を推定した結果,晴天より曇天時のほうが推定精度が良かった.4.次に葉色カラースケールの画像を省略する方法を検討した結果,群落の画像と共にカラースケールの代わりに単に一色の基準色を考えた.そして150画面分の画像から重回帰式を求め,水稲群落の葉色が推定可能であることを示した.基準色としては白色より葉色に近い緑色の方が推定精度が良かった.【平成4年度の成果】1.昨年度までは全て太陽を背にした順光条件での画像だけを処理し,斜光条件では群落の葉色推定が不可能であった.その原因は基準色板が平面のためと考えられた.そこで緑色の同一色4枚の基準色板を用意し,2枚1組で互いに90度の角度で1組は水平に,他の1組は垂直に,各面が上下,左右に45度に傾斜している立体的な基準色板を群落と共に画像として取り込んだ.すなわち,今葉色を推定しようとしている対象群落がどのような自然光の条件下にあるかを太陽の高さは上下の基準色板のR,G,B輝度値の差で,方向は左右の基準色板の差で説明しようと考えた.そして時間は朝,昼,午後,天気は晴天から曇天,葉色は3.55.5,方角は東西南北とその中間の8方向で群落と共にこの立体的な基準色板を写し込んだ150画面の画像が得られた.2.上下左右の基準色板と群落の計15個の説明変数で人間が判定したカラースケール値を目的変数とした重回帰式を求めた結果,順光はもとより斜光条件でも群落の葉色の推定が可能であることを示した.【平成5年度の成果】

1.これまでの結果から,斜光条件でも群落のR,G,B信号とその群落がどのような自然光からの信号であるかを説明するリファレンスとしての自然光のR,G,B信号があれば,人間が順光によって判定したカラースケール値に重回帰し,その式で推定が可能と考えられた.そこで直接R,G,B電圧を発生するカラーセンサ素子5個を利用し,そのうち4個は自然光用で,増幅回路,A/D変換器を介してパソコンにデータを取り込める葉色センサシステムを試作した.2.これまでは全て実際の水田でのデーダであったが,本年度は天気が悪く苗マットでしか実験できなかったが,色々な条件で斜光はもとより逆光でも精度よく推定できた.計画年度は越えるが来年度に実際の水田で確かめたい.
金属錯体接合シリコンの電子機能

加工線幅が10nmを切るシングルナノ世代の電子集積回路では、現在使われている半導体材料・金属材料・誘電体材料だけでは、超微細化電子回路の構成要素としての要求仕様を満足できないという、材料工学的微細化の限界が懸念されている。例えば、キャパシターに電荷を蓄積することで情報ビットを記録するメモリーデバイスでは、キャパシターのサイズが極微化すると、現在の金属酸化物誘電体では、必要な電荷量を必要な時間保持することが困難になると言われている。これに替わる新しい情報記録原理に基づいた材料・デバイスの開発が望まれている。本研究課題では、可逆的に酸化-還元を繰り返すことのできる有機金属錯体分子(Redox分子)を、分子メモリーデバイスの機能要素とするための、基礎的検討を行った。具体的には、電気化学活性錯体分子としてferrocene誘導体(Vinylferrocene, Ethynylferrocene, Ferrocenecarboxaldehyde)を選択し、これらのferrocene誘導体分子をシリコン表面に接合しその電気化学応答-酸化還元特性-を評価した。被覆条件を最適化し、今までにない高品質な単分子膜の形成に成功し、重合生成物および分解生成物による汚染の無い純粋な単分子膜の電気化学応答を測定できるようになった。その結果、接合部位も含めた分子全体の構造によって酸化還元電位が変化すること、シリコン-ferrocene間の電子移動速度が接合の化学構造に依存することを明らかにした。電子集積回路の加工線幅が10nmを切るシングルナノ世代では、現在使われている半導体材料・金属材料・誘電体材料では、超微細化電子回路の構成要素としての要求仕様を満足できないという、材料工学的微細化の限界が懸念されている。キャパシターに電荷を蓄積することで情報ビットを記録するメモリーデバイスでは、キャパシターのサイズが極微化すると、現在の金属酸化物誘電体では、必要な電荷量を必要な時間保持することが困難になる。本研究課題では、可逆的に酸化-還元を繰り返すことのできる有機金属錯体分子(Redox分子)を機能要素とする分子メモリーデバイスに関する研究を行う。電気化学活性作田異分子としてferrocene誘導体を選択し、研究を遂行した。本年度は、は、Vinylferrocene(VFc),Ethynylferrocene(EFc),Ferrocenecarboxaldehyde(FcA)をシリコン表面に接合する研究を行った。溶媒、励起方法、反応溶液濃度などの反応条件を最適化し、これら3種の分子から、シリコンと錯体分子の結合様式が異なる(それぞれ、Si-C,Si-C=C,Si-O-C)の3種フェロセン分子接合シリコン試料を作製し、その電気化学応答特性を評価した。結合様式によって酸化還元電位が異なることを見出した。本研究課題では、可逆的に酸化-還元を繰り返すことのできる有機金属錯体分子(Redox分子)を機能要素とする分子メモリーデバイスに関する研究を行った。実際には、電気化学活性錯体分子としてferrocene誘導体を選択し、研究を遂行した。昨年度に引き続き、Vinylferrocene(VFc), Ethynylferrocene(EFc), Ferrocenecarboxaldehyde(FcA)をシリコン表面に接合する研究を行い、被覆条件を精査した結果、より高品質な単分子膜を形成できるに至った。さらに、その電気化学応答を、シリコン基板に接合された状態と遊離した状態の双方で比較し、分子構造と酸化還元電位の関連について考察した。

電子集積回路の加工線幅が10nmを切るシングルナノ世代では、現在使われている半導体材料・金属材料・誘電体材料では、超微細化電子回路の構成要素としての要求仕様を満足できないという、材料工学的微細化の限界が懸念されている。キャパシターに電荷を蓄積することで情報ビットを記録するメモリーデバイスでは、キャパシターのサイズが極微化すると、現在の金属酸化物誘電体では、必要な電荷量を必要な時間保持することが困難になる。これに替わる新しい情報記録原理に基づいた材料・デバイスの開発が望まれている。本研究課題では、可逆的に酸化-還元を繰り返すことのできる有機金属錯体分子(Redox分子)を機能要素とする分子メモリーデバイスに関する研究を行った。実際には、電気化学活性錯体分子としてferrocene誘導体を選択し、研究を遂行した。昨年度に引き続き、Vinylferrocene(VFc),Ethynylferrocene(EFc),Ferrocenecarboxaldehyde(FcA)をシリコン表面に接合する研究を行った、被覆条件を改良し、今までにない高品質な単分子膜の形成に成功し、純粋な単分子膜の電気化学応答を測定できるようになり、接合部位も含めた分子全体の構造によって酸化還元電位が変化することを突き止めた。さらに、Si-FETのチャネル面にVFcを接合するプロセスを開発した。
間葉系幹細胞の免疫制御機構を応用した新たな難治性顎骨壊死根治療法樹立の試み

本研究では、1BPやDenosumabの投与により作製されたONJモデルマウスでは、組織修復性と抗炎症性を併せ持つMSCがどのような機能障害を受けるのかについて明らかにする、さらに2MSC移植による難治性ONJ根治療法樹立のため、MSCの抗炎症性作用が最大限に発揮される細胞分子生物学的な基盤を確立する。
神経活動依存的なＷｇシグナルによる局所的なシナプス可塑性の制御

我々はこれまでに、ショウジョウバエの視覚系において、神経活動依存的なエンドサイトーシスによってシナプス可塑性関連タンパクであるWgが視神経細胞内に取り込まれる現象を発見した。しかしながら、その分子機構および生理学的意義はわかっていなかった。これらの解明のため、我々は大きく分けて2つの実験を行なった。一つ目は分子機構の解明に関する実験である。神経が発火してからWgのエンドサイトーシスが起きるまでにどのような分子が関わっているかはわかっていない。我々は、カルシウムイオン結合ドメインを持つタンパク質に注目した。それらの遺伝子のうち、ショウジョウバエ視覚系で発現していることがわかっている遺伝子に対してRNAiによる発現抑制を行なった。そうしたところ、Wgのエンドサイトーシスに異常をきたす遺伝子が5つ見つかった。我々はこれらの遺伝子に対してさらなる解析を進めていく予定である。二つ目は、Wgのエンドサイトーシスの生理学的意義の解明である。神経活動依存的なWgのエンドサイトーシスが神経活動依存的なシナプス可塑性に対してどのような意味をもつのかを明らかにするために、シナプス数とWgの蓄積に相関関係があるかどうかを調べた。そうしたところ、Wgの蓄積がある軸索においてはシナプス数が減少していて、Wgの蓄積がない軸索においてはシナプス数は減少していなかった。このことから、Wgのエンドサイトーシスとシナプス可塑性には一細胞レベルで強い相関関係があることがわかった。来年度は、上記スクリーニングで選出された遺伝子のノックアウト個体におけるシナプス可塑性に対する影響を解析する。当初予定していた通り、Wgのエンドサイトーシスの分子機構および生理学的意義の解明に一歩前進した。分子機構の解明に関しては、カルシウムイオン結合ドメインをもつ遺伝子に注目した大規模なスクリーニングも予定通り完了し、Wgのエンドサイトーシスに関わる5つの遺伝子を発見した。生理学的意義の解明に関しては、Wgのエンドサイトーシスとシナプス可塑性に強い相関関係があることを発見した。このことは、シナプス可塑性の新しいモデルを示唆している。Wgのエンドサイトーシスの分子機構および生理学的意義の解明に関して、どちらも順調に進んでいる。カルシウムイオン結合ドメインを持つ遺伝子に対する大規模スクリーニングで選出された遺伝子のノックアウト個体におけるシナプス可塑性に対する影響を解析する予定である。これにより、Wgのエンドサイトーシスがシナプス可塑性に必要かどうかを明らかにすることができる。さらには、これらの遺伝子に対して、細胞特異的にタンパクを可視化できるような系統を作成する。これにより、Wgのエンドサイトーシスの分子機構の解明を目指す。
ゼブラフィッシュを用いた脊椎動物の聴覚獲得メカニズムの解析

脊椎動物が音を聴くとき,空気や水の微小な振動は内耳にある有毛細胞によって電気信号へと変換される。この振動から電気信号への変換を機械受容と呼ぶ。機械受容は動物が音を聴いたり重力を感じるために必須であるにもかかわらず、そのメカニズムは未だに明らかにされていない。本研究ではゼブラフィッシュ内耳耳石器官に注目し,聴覚の獲得過程に関して形態学的・生理学的研究を推し進めてきた。はじめに、ゼブラフィッシュの内耳から中枢までの聴覚回路の発達を精力的に調べ、これまでにゼブラフィッシュの聴覚獲得の律速段階は内耳有毛細胞の音感受性の獲得であることを見出してきた.一昨年には、その成果を第一著者として米国神経科学会誌Journal of Neuroscience (2009)に発表した.本年度は,そもそも有毛細胞が音などの機械刺激を電気信号に変換する機械受容能の獲得過程を調べ、Tether cellと呼ばれ耳石と結合する繊毛細胞が、Stereociliaと呼ばれる感覚毛を形成した直後に最初の有毛細胞として機能しはじめることを見出した.この成果も責任著者としてまとめ、Journal of Neuroscience (2011)に発表した。聴覚の獲得には,音というナノメートルオーダーの微小な振動を感知するメカニズムが重要である.その本質的な問題の解明には、本研究において確立された受精後わずか1日以内の胚から電気生理学的知見を得る技術は大いに貢献すると期待される.脊椎動物が音を聴くとき,空気や水の微小な振動は内耳にある繊毛を持つ細胞(有毛細胞)によって電気信号へと変換される。この振動から電気信号への変換を機械刺激受容応答と呼ぶ。機械刺激受容は動物が音を聴いたり重力を感じるために必須であるにもかかわらず、そのメカニズムは未だに明らかにされていない。本研究ではゼブラフィッシュ内耳耳石器官に注目し,本年度は有毛細胞がいつ・どのような過程を経て機械刺激受容能を獲得するのかを調べた。今年度の研究結果から,ゼブラフィッシュ胚耳石器官の有毛細胞では受精後2224時間という発達初期胚において機械刺激応答に必須である不動毛(stereocilia)および機械刺激受容チャネルを獲得し,同時に機械刺激受容応答が獲得されることが明らかになった。この時期に発現するチャネル候補遺伝子が機械刺激受容チャネルの実体であると期待される。本年度は生体胚の有毛細胞の機械刺激応答能を定量的に測定する実験系を世界に先駆けて確立させた。この実験系を用いて来年度はさらに詳細な機械刺激受容応答メカニズムが明らかにされると期待される。聴覚の獲得には,音というナノメートルオーダーの微小な振動を感知するメカニズムが重要である.その本質的な問題の解明には、本研究において確立された受精後わずか1日以内の胚から電気生理学的知見を得る技術は大いに貢献すると期待される.
連続アトラクターを持つ神経回路力学系に基づく新規情報処理アルゴリズムの構築

近年研究が進められている漸次的持続活性に関する神経生理学的・計算論的知見は、脳における短期記憶の想起が、初期状態に連続的に依存するアトラクターを持つ力学系(連続アトラクター力学系)により記述されることを示唆する。本研究は、脳が長期記憶(事項の膨大なネットワークとして脳内に保管されている)から短期記憶を状況依存的に想起することに倣い、実世界における様々な複雑ネットワーク(インターネット/WWW、論文引用関係、人脈、遺伝子・生化学反応ネットワーク、企業間取引ネットワーク、等)から、ユーザの「課題」に応じた情報を、連続アトラクター力学を用いて読み出すことを提案する。複雑ネットワークの各ノードにヒステリシスを持つニューロンを、リンクにシナプス結合を対応させ、「課題」を神経活性パターンの初期状態で表現する。各ニューロンに賦与されたヒステリシス特性は、安定な連続アトラクターを生成する上で本質な役割を果たす。連続アトラクターとして得られる収束活性パターンが、読み出し情報を表現する。この提案アルゴリズムを論文引用関係ネットワーク(神経科学に関する約30万本の論文から成る)に適用し、初期状態として入力された課題に対して適切な文書群およびそれらの間の関係が抽出されることを確認した。例えば、入力"graded persistentactivity and neural integrator"に対して抽出された文書群の引用関係を可視化することにより、この課題に関して、どの研究が主あるいは従であるか、さらにどの研究からどの研究への流れが主流あるいは支流であるかを把握することできる。実際のニューロンが果たして提案アルゴリズムで仮定したようなヒステリシス特性を有するかどうかを確認するために、サル帯状皮質から記録された漸次的活性を解析した。ヒステリシスがある場合の特徴である周波数の二山分布が観測された。これらは、提案アルゴリズムが実際の脳におけるものと同じ様式を用いて情報を読み出すことを示唆する。1.アルゴリズム構築双安定モデルニューロンのネットワーク(NW)が導く連続アトラクターの性質を調べた。アルゴリズムの適用が想定されるデータ構造の一般的特徴を記述するBarabashi-AlbertのスケールフリーNWについて、パラメータ値と連続アトラクターとの解析的関係を導出し、それを数値実験により確認した。2.アルゴリズム拡張神経生理学実験(Egorov et al., 2002)の結果は、実際のニューロンが多安定であることが示唆する。これに合わせて、1のアルゴリズムにおいて、双安定モデルニューロンをGoldman et al.(2003)による多安定モデルニューロンに置き換えた。さらに、連続極限をとることにより、より少ない負荷で多安定モデルニューロンのNWの力学を計算できることを示した。3.概念検索課題を用いたアルゴリズムの有用性検証Medline1033(1033個の医学関係文書群から質問文に基づいて文書を検索する課題)を用いて、提案アルゴリズム(双安定ニューロンNWおよび多安定ニューロンNW)と従来方法(TFIDFおよび活性拡散)とを比較した。それぞれの手法による平均精度は次の通りであった:「多安定ニューロンNW」>「双安定ニューロンNW」「活性拡散」>「TFIDF」。概念検索において、特に多安定ニューロンNWの方法は従来の標準的手法である活性拡散よりもさらに有効であることが示唆される。4.意思決定に関わる帯状皮質神経活動の解析とモデル化Isomura et al.(2003)が意思決定課題実行中のサルの帯状皮質から記録したスパイク列を解析し、実際のニューロンも1のアルゴリズムで仮定した双安定性を示すことを確認した。さらに、連続アトラクターを持つ神経回路力学系を用いて、観測された神経活動の時間変化(漸次的な線形増加/減少)を再現した。

1.アルゴリズムの確立多安定ニューロンのネットワーク(NW)により構成される連続アトラクター力学系の解析的構造を、アルゴリズムの適用が想定されるNW型データの構造を一般的に記述するスケールフリーNWの数学的モデルを舞台に、平均場近似を用いて調べた。パラメータの値に依存して、アトラクター構造は3つに分かれる:a)初期状態に関わらず、全てのニューロンが最大活性を持つ(燃上り);b)連続アトラクターが生成される;c)初期状態に関わらず、全てのニューロンが非活性化される(死滅)。以上から、アルゴリズムを安定に作動させるためには、b)となるようにパラメータ値を設定すればよいことがわかる。2.関連文書群抽出システムの構築連続アトラクターを持つ神経回路力学系に基づいて、クエリーを通じて指定した研究トピックに関連する論文群を構造化して抽出し、さらにこれらを可視化するシステムの構築に着手した。平成17年度は、神経科学に関する約10万本の論文の書誌データ(Science Citation Index Expanded, Thomson Scientific提供、加工使用許諾済)から生成された引用関係NWを対象とするシステムを構築し、目論見通り関連論文群抽出が実現できているかどうかを調べた。各論文に多安定ニューロンを対応させ、引用関係をニューロン間のシナプス結合に対応させる。研究トピックをテキスト文で記述する。システムはこのテキスト文と個々の論文のアブストラクトとの間のマッチングの度合いを計算する。このマッチングの度合いを個々の論文に対応する多安定ニューロンの初期活性値とする。このようにして定められた初期状態に対して、NW活性伝播を通じて、連続アトラクターが導かれる。アトラクター状態における非ゼロ正の活性を持つ論文群を抽出文書群として提示し、さらに引用関係を伴わせてそれらをNW様に可視化する。様々な研究トピックについて試してみたが、抽出文書群は関連論文群となっており、それらの可視化は関連論文群の構造(どの論文が主/従であるか・どの論文とどの論文の関係が幹/枝であるか)をよく表すことを確認できた。3.意思決定に関わる帯状皮質神経活動の解析とモデル化周波数ヒストグラムを用いてIsomura et al.(2003)が意思決定課題実行中のサルの帯状皮質から記録した「線形的に増加する漸次的活動」に伴うスパイク列を再度解析し、帯状皮質ニューロンが双安定性を示すという従来からの我々の主張を補強した。1.アルゴリズム基礎確立連続アトラクター神経回路力学系に基づく提案アルゴリズムを安定に作動させるための条件を調べた。
担癌状態で活性化され、癌局所に浸潤する胸腺外分化T細胞とその機能について

これまで腫瘍免疫に関与するリンパ球として、T細胞、NK細胞が知られている。一方、研究代表者らは、T細胞の中に肝類洞で胸腺外分化するものを見出して報告し続けている。通常のT細胞は、自己応答性のクローン(全体の95%)が胸腺で消去されて成熟するが、胸腺外分化T細胞にはこのシステムがない。従って、胸腺外分化T細胞には自己応答性があり、異常自己の排除に当たっているものと考えられる。我々は、肝類洞や、癌局所からのリンパ球の分離法を確立し、その性状解析を進めている。胸腺外分化経路が活性化される時は、逆に胸腺萎縮に伴い胸腺内分化経路は抑制され、両者は相拮抗して生体防御に当たっているものと考えられる。異常自己の認識系としての胸腺外分化T細胞を理解することが、抗腫瘍免疫に新しい展開をもたらすものと考えている。C57BL/6マウスに同系のMCA105腫瘍細胞を接種し、肝、脾および胸腺の細胞数の変化を調べると、腫瘍の初期増殖の起こる2週間までに、肝のリンパ球が増加した。その後も肝のリンパ球数は増加傾向を示し、逆に胸腺リンパ球数は減少した。フローサイトメトリーでの解析により、肝で増加するリンパ球はCD3(あるいはTCR)intermediate^+IL-2Rβ^+の胸腺外分化T細胞(intermediate TCR細胞)がその主体を占めていた。さらにこの肝リンパ球にはMCA105腫瘍細胞に対して特異的なキラー活性が誘導されていた。C57BL/6マウスに同系の各種腫瘍細胞を接種し、腫瘍局所浸潤リンパ球(TIL)を採取しそのリンパ球サブセットの構成を検索した。TIL中のほとんどのT細胞はintermediate TCR細胞であることが明らかとなった。また、NK細胞の浸潤も多いことが示された。本研究により、担癌マウスでは胸腺外分化T細胞が肝や腫瘍局所で活性化されることが明らかとなった。これらの細胞は自己応答性を示すことが分かっているので、この自己応答性を利用して抗腫瘍活性を発揮しているものと考えられた。
側鎖にヘテロ環を有する新規アミノ酸を含む自己会合性ペプチドの創製

本研究では、ヘテロ環をもつ新規なα,α-二置換グリシンを含む新しい自己会合性のペプチドの開発を企図して、α,α-ジ(2-ピリジル)グリシン(2Dpy)、α-フェニル-α-(2-ピリジル)グリシン(2Ppg)、α-メチル-α-(2-ピリジル)グリシン(2Pmg)、α-メチル-α-(2-ピラジル)グリシン(2Pzm)、α-メチル-α-(2-チアゾリル)グリシン(2Tmg)などの新規アミノ酸を含む種々のペプチドの合成、コンフォメーションおよび銅錯体形成などを検討した。1.2Dpyおよび2Ppgを含むトリペプチドをUgi反応により合成した。これらのペプチドはピリジン環の窒素原子がアミド・プロトンと分子内水素結合を形成した特異なコンフォメーションをとっていることを明らかにした。2.2Dpyを含むトリペプチドを固相Ugi反応により合成し、収率を著しく向上させることができた。3.2Pmgを含むトリペプチドを固相Ugi反応により初めて合成できた。このトリペプチドにおいても2Ppg同様な分子内水素結合形成を確認できた。4.2Dpy含有トリペプチドとcu(II)イオンとの2:1錯体形成をX線結晶解析により明らかにし、ESRスペクトルも検討した。5,2Dpy残基を2個含むヘキサペプチドを合成した。4個のピリジン環の窒素原子はそれぞれ別々にアミド・プロトンと分子内水素結合を形成していることが確認できた。6.2Ppg含むトリペプチドおよびテトラペプチドを合成し、それらのジアステレオマーの分離を行い、X線結晶構造解析により2Ppgの立体配置を決定することができた。さらに、ペプチド中の2PpgのキラリティーとCDスペクトルの関連性を明らかにできた。7.ピラジン環およびチアゾール環をもつ新規α,α-二置換グリシンを含むペプチドの合成にも初めて成功し、それらのヘテロ環の窒素原子も分子内水素結合を形成しうることを明らかにできた。本年度は、α,α-ジ(2-ピリジル)グリシン(2Dpy)、α-フェニル-α-(2-ピリジル)グリシン(2Ppg)およびα-メチル-α-(2-ピリジル)グリシン(2Pmg)を含む種々のペプチドの合成およびそれらの配座解析について以下の検討を行った。1.まず、4種のトリペプチド(Z-AA_1-2Dpy-AA_3-OMe : AA_1,AA_3=Gly,Aib)を改良Ugi反応により合成し、NMRによるコンホメーション解析を行った。その結果、2Dpyの2個のピリジン環の窒素がアミド・プロトンと分子内水素結合した新規なコンホメーションをとることを初めて見出した。3.2Ppgを含むトリペプチド(Z-L-Val-L/D-2Ppg-AA_3-OMe : AA_3-Gly,Aib)およびテトラペプチド(Z-L-Val-L/D-2Ppg-AA_3-L/D-Leu-OMe : AA_3=Gly,Aib)を合成し、それらのジアステレオマーの分離を検討した。その結果、AA_3=AibのトリペプチドおよびAA3がAib、LeuがL体のテトラペプチドの2つのジアステレオマーが単離でき、その一方のX線結晶構造解析に成功し、2Ppgの立体配置を初めて決定できた。4.これらのペプチドのコンホメーションをNMRおよびCDスペクトルにより検討し、結晶構造と溶液中のコンホメーションがよく一致していることを確認できた。

以上より、固相Ugi反応の有効性を明らかでき、2Dpyおよび2Ppgがペプチドの二次構造構築に大変有効なビルディング・ブロックであることを示すことが出来た。本年度は、α,α-ジ(2-ピリジル)グリシン(2Dpy)、α-フェニル-α-(2-ピリジル)グリシン(2Ppg)およびピリジン環以外のヘテロ環を含む種々のペプチドに関して以下のような検討を行ない、いくつかの成果が得られた。1.Ugi反応によりトリペプチド(Z-AA_1-2Dpy-AA_3-OMeおよびZ-AA_1-2Ppg-AA_3-OMe)の合成を行い、得られたトリペプチドの配座解析を目的として、NMR測定におけるTFA滴定を応用して、分子内水素結合に関する検討を行なった。両ペプチドともピリジン環が関与する分子内水素結合により固有のコンホメーションが安定化されていることをこれまでの検討で明らかにしたが、今回のTFA滴定の結果、アミドの水素原子に対する分子内水素結合に、ピリジン環の窒素原子が関与する場合とカルボニル基酸素原子が関与する場合とで大きな差異があることを見出し、分子内水素結合形成により安定化されているペプチドの配座解析の別法となりうることを明らかにした。2.不斉炭素原子をもつ2Ppgを含むペプチドについて、それらのキラリティ分離を検討した。トリペプチド(Z-AA_1-(L/D)-2Ppg-AA_3-OMe:AA=Gly,Aib)のC端を加水分解により遊離にした後、種々のキラルなアルコールを結合させて得られるペプチドエステル・ジアステレオマーの分離を検討した。その結果、1-フェニルエタノール、1-ナフチルエタノール、乳酸エステルなどとのトリペプチドエステル誘導体について、HPLCによるジアステレオマーの分離が確認でき、上記トリペプチドの鏡像体の大量分離の簡便な方法の糸口を見出すことができた。3.ピリジン環以外のヘテロ環を導入した新規なα,α-二置換グリシンを含むペプチドに関しても検討し、ピラジン環およびチアゾール環を側鎖にもつ新規アミノ酸を含むペプチドの合成に初めて成功した。これらについてもNMR解析によりコンホメーションを検討したところ、ピリジン環に比べて分子内水素結合形成能がかなり弱く、立体配座固定能も小さいことが明らかになった。本年度は、α,α-ジ(2-ピリジル)グリシン(2Dpy)、α-フェニル-α-(2-ピリジル)グリシン(2Ppg)およびピリジン環以外のヘテロ環を含む種々のペプチドの合成およびそれらの配座解析について以下の検討を行った。1.まず、Ugi反応によるトリペプチド(Z-AA_1-2Dpy-AA_3-OMe)の合成を行い、銅イオンとの錯体を調製し、これらについてESRスペクトルを測定した。その結果、2Dpyの前後のアミノ酸がGlyの場合は典型的な銅錯体と比較して銅と4つの窒素原子が形成する平面がややゆがんでいると推察された。また、トリペプチドからN端およびC端へのペプチド鎖の延長を図り、両端それぞれの脱保護を行い、その繰り返し構造をもつヘキサペプチドの合成を検討し、Z-Gly-2Dpy-Gly-Gly-2Dpy-Gly-OMeを合成した。NMRの解析より、2個の2Dpyの4個のピリジン環窒素すべてが4個のアミドプロトンと分子内水素結合していることを確認した。2.不斉炭素原子をもつ2Ppgを含むペプチドについて、それらのキラリティーについても検討した。
生涯学習を支援する知識検索インタフェースシステムに関する研究

工学系の生涯教育において、問題解決方略の型を問題の型に応じて選び、それが指示する知識の型を手がかりに、具体的な問題解決過程を組み立てるという問題解決能力を養うことを目的とし、学習者の要求に応じて、知識候補を検索する知識検索インタフェースシステムの試作を行ってきたが、本年度は、次の2点において成果を得た。1.Prolog上のオブジェクト指向による実現問題解決過程、解決方略の型、知識の型、ならびに知識記述に用いる概念の型のそれぞれに、同じ型に属する知識を検索適用する手続き、概念に対するインスタンスの帰属の適格性診断、などの手続きを付随させたものをオブジェクトとした。オブジェクト指向的な構成を試み、定理型知識と、方程式型知識を用いる初等幾何の証明過程を例に、試作を行った。その結果、知識ベースの変更や追加が容易になり、こうした知識ベースの構成が学習者の意識に対して透明に伝わるような仕組を実現することが容易になった。また、前年度において、ネットワークの利用による検索効率の向上が図られたが、これもオブジェクト指向のうえで、実現した。2.不完全な記述を扱う自然言語インタフェース学習者にとって、メニュー選択による入力方式は、システムとの自然な対話を妨げる場合があり、自然言語による対話を加味する必要がある。しかし、学習者による入力が、言語的にも、また、概念レベルでも不完全なものでありうることから、今回、一例として、扱う世界を、移動に関する線形方程式問題に限り、入力される記述文の列の形態素解析ならびに統語解析とともに、格/接続支配と意味表現による形態素間の拘束を、可能な部分から伝搬させてゆくことにより、談話のレベルで、欠落部分の指摘と確定を行う処理を試みた。本年度は,因果的検索を含まない問題について,学習者による不完全な問題記述を基に,問題解決に使える知識の検索を支援する対話機構を完成させることができた.これは,本年度の主な計画として掲げたものである.具体的には,学習者が問題記述を行って,その中で必須仕様を指定すると,システムは,検索パターンをつくって,その仕様を満たす知識の候補を探すのであるが,この際,知識記述の任意の要素をインデクスとするデータベースを手掛りとして用いる.見出された一般に複数の候補の中から,優先度の順に提示するが,知識の適用条件において,問題記述ならびに,それを基にフレーム階層を用いて導かれる記述とから,証明されない部分が少ないものに高い優先度を与える.学習者は,この提示を見て,自分の問題記述における誤りや不足に気付いて,修正することができる.提示された候補の中から知識を選び,適用を行い,その結果,一般に生ずる副問題のアタックを決定するところ迄,全て学習者が行うが,システムは,これらの各フェーズにおいて,チェックとメニュー呈示の支援を行う.知識検索を視覚的に支援する為に,単純なグラフィック端末に替えて,極めて柔軟なヒューマンインタフェース構築機構を有するマッキントッシュSEを購入した.これをワークステーションから制御する試みが進行中であるが,構造的メニューと描画によって学習者を誘導する仕組みをつくるのは次年度に持ち越された.因果的検索を含む問題解決の支援については,フレーム問題を避け,定性的記述を容易にする方法として,システムに,粗い時空間モデルを持たせることを検討している.また,学習者モデルについては,知識表現に大きく依存するので,多様な水準の知識表現を完成するまで煮つめることはしないこととした.工学系の生涯教育において、問題解決方略の型を問題の型に応じて選び、それが指示する知識の型を手がかりに、具体的な問題解決過程を組み立てるという問題解決能力を養うことを目的とし、学習者の要求に応じて、知識候補を検索する知識検索インタフェースシステムの試作を行ってきたが、本年度は、次の2点において成果を得た。
急性及び慢性拒絶反応メカニズムの解明及びその早期診断と治療に関する研究

近年、臓器移植後の拒絶反応においてvascular myosin heavy chain isoformの関与が報告されており、本実験では特にそのisoformの一つであるSMembの関連性を考えている。SMembは、これまで心臓移植動物モデルでは拒絶反応時に心筋間質や冠動脈内膜・中膜で発現が認められると報告されている。さらに種々の腎疾患でも、活性化されたメサンギウム細胞での発現も報告されている。腎移植の急性拒絶反応においても糸球体病変を認めることからメサンギウム細胞で発現することが考えられた。そこで本実験では以下のラット腎移植モデルを作成し拒絶反応とSMembの関連を検討した。なおallograftモデルはWistarラットをドナー、Lewisラットをレシピエントとし、IsograftモデルはLewisラットを用いた。A、B、C群は移植後1、3、5、7日目に屠殺し、D、E、F群は移植後5日目、10日目に屠殺し、各群の移植腎をSMembの抗体を用い免疫組織染色した。その結果、A、B群では急性拒絶反応所見は殆ど認められず、またSMembの発現も認めなかった。C群では術後5日目より病理学的に急性拒絶反応所見を認めたが、SMembの発現は3日目よりメサンギウム細胞で増強していた。E群では5日目まではSMembの発現は認められず、移植後10日目においてC群5日目相当の発現を認めた。F群においては、既に増強していたSMembの発現はCsAによる5日間の免疫抑制では完全に消失することなく残存した。以上の結果より、ラット腎移植モデルにおいて急性拒絶反応時にメサンギウム細胞が形質変換を起こすことをSMembの発現により証明した。また、病理組織所見出現が殆どみられない早期から発現の増強が認められることがら、SMembの検出は急性拒絶反応の早期診断に有用であると示唆され、急性拒絶反応の発生機序の解明および早期診断に有用であると考えられた。近年、臓器移植後の拒絶反応に対してvascular myosin heavy chain isoformの関与が報告されている。我々はなかでもそのisoformの一つであるSMembの関連の重要性を考え、ラット腎移植モデルを作成し急性拒絶反応における糸球体でのSMembの発現を検討した。《方法》allograftではWistarラットをドナーとし、Lewisラットをレシピエントとして、腎移植を施行した。一方、isograftではLewisラットを用い以下のグループを作成した。A群:未処置群(n=5)、B群:isograft群(n=20)、C群:allograft群(n=20)。それぞれ移植後1、3、5、7日目に屠殺した。《結果》A群すなわち未処置腎におけるSMemb免疫組織染色の結果、糸球体上皮細胞にはわずかにSMembの発現を認めたが,メサンジウム細胞には認めなかった。集合管にはSMembの発現を認めた。間質,尿細管,血管及びその他にはSMembの発現は認なかった。B群、isograftモデルでは移植後7日目でも急性拒絶反応の所見は認められなかった。SMembの免疫組織染色の結果、腎移植後1日目より糸球体上皮細胞に、未処置群と同程度の弱いSMembの発現を認めた。C群、allograft群のHE染色では移植後5日目より糸球体では糸球体係蹄内等に細胞が多数認められ毛細血管腔は狭細化を起こしており移植糸球体炎が、また間質への細胞浸潤や間質浮腫も認められ明らかな急性拒絶反応所見が確認された。免疫組織染色では腎移植後1日目は糸球体上皮細胞及びメサンジウム細胞に、isograftモデルと同程度のSMembの弱い発現を認めた。術後3日目では病理組織学的な拒絶反応の所見はまだみられていなかったが、SMembの発現はすでにメサンジウム細胞を中心に明らかに増強した。5日目にはさらに著しく増強しており,7日目においてもその強い発現が持続した。《考察》ラットallograftモデルにおいて急性拒絶反応時にメサンギウム細胞が形質変換を起こすことをSMembの発現より確認した。SMemb発現はラットallograftモデルでは病理組織学的に拒絶反応所見をほとんど認めない早期より有意に発現することを免疫組織学的検討で証明した。

E群では5日目まではSMembの発現は認められず、移植後10日目においてC群5日目相当の発現を認めた。F群においては、既に増強していたSMembの発現はCsAによる5日間の免疫抑制では完全に消失することなく残存した。以上の結果より、ラット腎移植モデルにおいて急性拒絶反応時にメサンギウム細胞が形質変換を起こすことをSMembの発現により証明した。また、病理組織所見出現が殆どみられない早期から発現の増強が認められることがら、SMembの検出は急性拒絶反応の早期診断に有用であると示唆され、急性拒絶反応の発生機序の解明および早期診断に有用であると考えられた。近年、臓器移植後の拒絶反応においてvascular myosin heavy chain isoformの関与が報告されており、本実験では特にそのisoformの一つであるSMembの関連性を考えている。SMembは、これまで心臓移植動物モデルでは拒絶反応時に心筋間質や冠動脈内膜・中膜で発現が認められると報告されている。さらに種々の腎疾患でも、活性化されたメサンギウム細胞での発現も報告されている。腎移植の急性拒絶反応においても糸球体病変を認めることからメサンギウム細胞で発現することが考えられた。そこで本実験では以下のラット腎移植モデルを作成し拒絶反応とSMembの関連を検討した。なおallograftモデルはWistarラットをドナー、Lewisラットをレシピエントとし、IsograftモデルはLewisラットを用いた。A、B、C群は移植後1、3、5、7日目に屠殺し、D、E、F群は移植後5日目、10日目に屠殺し、各群の移植腎をSMembの抗体を用い免疫組織染色した。その結果、A、B群では急性拒絶反応所見は殆ど認められず、またSMembの発現も認めなかった。C群では術後5日目より病理学的に急性拒絶反応所見を認めたが、SMembの発現は3日目よりメサンギウム細胞で増強していた。F詳においては、既に増強していたSMembの発現はCsAによる5日間の免疫抑制では完全に消失することなく残存した。また、病理組織所見出現が殆どみられない早期から発現の増強が認められることから、SMembの検出は急性拒絶反応の早期診断に有用であると示唆され、急性拒絶反応の発生機序の解明および早期診断に有用であると考えられた。