hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
側頭葉視覚連合野における形と面の情報処理

(3)抑制性伝達物質GABAを介する相互作用が、ITニューロンの受容野構造やテクスチャーに対する反応選択性の形成に関わっていることを、ビキュキュリンの微小投与により明らかにした。さらに、多細胞活動同時記録-相互相関解析法により、抑制性ニューロンを同定し、視覚反応性を調べたところ、抑制ニューロンからターゲット細胞への刺激選択的な抑制作用がITにおいて刺激選択性形成に関わっていることを示した。霊長類の脳において、物体認識に関わる視覚神経経路の最終段階、下側頭葉皮質(IT野)における情報処理について調べ、以下のことを明らかにした。(1)抑制性伝達物質GABAがIT野細胞の形選択性の形成に関わっていることを示したわれわれの先行研究(Wang et al., 2000; Nature Neurosci.)を発展させ、そのような効果が中心視領域だけでなく周辺視領域でもおこることを示し、受容野の大きさの決定にも関わっていることを明らかにした(Wang et al., Cerebral Cortex,2002)。(2)GABAはIT野細胞の形選択性のみならず、テクスチャーに対する選択性の形成にも寄与している(Wang et al., NeuroReport,2003)。(3)IT野の前段にあたるV4野にも、両眼視差に感受性を持つ細胞が存在する(Watanabe et al.,2002)。(4)大脳皮質の興奮性伝達物質であるグルタミン酸の受容体のサブタイプの一つ、GluR2/3の霊長類視覚野における分布を免疫組織化学的に調べ、一次視覚野からIT野に向かって、GluR2/3陽性細胞の分布が徐々に高密度になる(Xu et al.,2003)。霊長類の大脳皮質視覚領野のうち、物体の視覚的認識に関わっている視覚経路は、一次視覚野から2次視覚野、4次視覚野(V4)を経由して下側頭葉皮質(IT)にいたる側頭葉経路である。この経路の後段部であるV4およびITにおける情報処理について調べ、以下のことを明らかにした。1.両眼立体視のための情報処理過程において重要なステップは、右網膜上での視覚対象像が左網膜のどの位置に投影されているかの対応を正しく取ることである。両眼に与えた視覚刺激の輝度コントラストを反転させたステレオグラムには正しい対応がなく、ヒトやサルは奥行きを感ずることができない。同様に、脳の中にも、輝度反転ステレオグラムに含まれる両眼視差には感受性をもたない細胞があるはずである。ところが、一次視覚野や頭頂葉経路のMT野やMST野の細胞は感受性を示す。本研究において、V4野の細胞の反応を調べたところ、知覚と同様に、輝度反転ステレオグラムに含まれる両眼視差情報には感受性をもたない細胞が多くあることが判明した。両眼対応問題は、側頭葉経路にそって解決されていくものと考えられる。2.IT野の細胞が、その両眼視差感受性に従って、性質の似た者同士があつまった200-400ミクロンの大きさの機能単位構造を形成していることを発見した。3.IT野の細胞のうち、抑制性ニューロンを機能的に同定して、その視覚反応性を調べたところ、興奮性細胞と同様の頻度で視覚刺激に反応し、また、その選択性も同等であった。抑制の対象となる後シナプス細胞とは、異なる視覚刺激に反応する傾向が認められた。抑制性相互作用が、IT野ニューロンの視覚刺激選択性の形成に寄与していることを示唆している。
脳波測定の周波数分析による劇症肝不全に対する生体部分肝移植の適応基準の研究

肝移植を必要とした劇症肝不全患者に対して、術前及び術後に脳機能トレンドモニタを用いて、脳波周波数分析を行い肝性脳症の評価における有用性について検討した。脳波周波数分析は、無侵襲でありベットサイドで簡便に行える検査法である。対象は当科で生体肝移植を施行した劇症肝不全症例で、患者の前額部及び耳朶に電極を装着し10秒ごとに集計した波の周波数を解析し、0-16Hz間の周波数の波の分布をグラフ形式で記録した。記録は1回5分とした。肝性脳症の程度はIII度からIV度であった。正常人及び患者の意識清明時には、脳波は低周波領域を中心としながらも、全体的に平均的な分布を示すが、III度からIV度の肝性脳症を来している患者においては、2つの異常パターンがみられた。1つは、周波数分布のpeakが2Hz周囲に集中し、高いグラフ波形を示すもので約45%にみられた。もう一つは、8-16Hzの高周波領域にほとんどグラフ波形が出現しないもので、約30%にみられた。残りの25%は脳症出現時もほぼ正常な周波数の分布を示した。いずれの症例も意識の回復とともに通常の分布パターンを示すようになった。また、術前頻回の血漿交換を行い、意識レベルの改善・悪化を繰り返す症例では、その意識レベルの変化とともに、周波数分析のグラフ波形の分布もパラレルに変動するものもあった。患者はほとんどの症例で生体肝移植後の術後2日目にはほぼ正常の意識レベルに回復したが、周波数分析では意識の回復よりやや早く均等なグラフ波形の分布がみられるようになった。脳波周波数分析は、劇症肝不全に対しての生体肝移植において多くの症例で、肝性脳症の程度、推移を反映するものと考えられ、脳症の評価に有用であった。肝性脳症を伴った劇症肝不全にて肝移植を必要とした症例について、術前及び術後に脳機能トレンドモニタを用いて、脳波の周波数分析をおこなった。このモニタは、一定の時間内に得られた.脳波の周波数を分析し、周波数別の脳波の分布をグラフで示すものである。無侵襲的に簡便に検査できる利点がある。一般的に意識状態が悪くなると、徐波の成分がふえるため、分析結果は、小さな周波数領域に高い値を示すグラフが得られることになる。この分析を10秒間隔で行い、約5分間について連続記録する事(グラフを重ね書きする)を数回くりかえした。肝性脳症の程度は昏睡の3度から4度であった。年齢や昏睡の状態により個々の症例による相違はあったが、典型的な症例では、まず、当院に搬入された直後の昏睡のレベルが高い(意識状態の悪い)時は、2MHzに非常に高いピーク(このあたりの周波数の波が極端に多いことを示している)をもった低周波領域を中心とした分布を示したが、血漿交換によりやや意識レベルが改善すると、クラブ上、まだ低周波領域を中心とした分布を示すもの、2MHzのピークは低くなり、意識状態の改善を裏付けた。しかし、その後、約半日経過した後の移植直前には、再び意識レベルの低下に一致して、2MHzに非常に高いピークを示す入院時の分布にもどった。一方、肝移植を施行した後の術後2日目には意識レベルはほぼ正常にもどるとともに、周波数分析では、2MHzにピークのあった徐波の割合は減って、周波数全体にほぼ均等な波の分布がみられるようになった。以上のことより、昏睡の程度とグラフがよく相関している症例があることがわかった。今後症例を積み重ね、臨床症状との相関について更なる検討を行い、移植の時期の決定や予後の判定に役立てたい。

肝移植を必要とした劇症肝不全患者に対して、術前及び術後に脳機能トレンドモニタを用いて、脳波周波数分析を行い肝性脳症の評価における有用性について検討した。脳波周波数分析は、無侵襲でありベットサイドで簡便に行える検査法である。対象は当科で生体肝移植を施行した劇症肝不全症例で、患者の前額部及び耳朶に電極を装着し10秒ごとに集計した波の周波数を解析し、0-16Hz間の周波数の波の分布をグラフ形式で記録した。記録は1回5分とした。肝性脳症の程度はIII度からIV度であった。正常人及び患者の意識清明時には、脳波は低周波領域を中心としながらも、全体的に平均的な分布を示すが、III度からIV度の肝性脳症を来している患者においては、2つの異常パターンがみられた。1つは、周波数分布のpeakが2 Hz周囲に集中し、高いグラフ波形を示すもので約45%にみられた。もう一つは、8-16Hzの高周波領域にほとんどグラフ波形が出現しないもので、約30%にみられた。残りの25%は脳症出現時もほぼ正常な周波数の分布を示した。いずれの症例も意識の回復とともに通常の分布パターンを示すようになった。また、術前頻回の血漿交換を行い、意識レベルの改善・悪化を繰り返す症例では、その意識レベルの変化とともに、周波数分析のグラフ波形の分布もパラレルに変動するものもあった。患者はほとんどの症例で生体肝移植後の術後2日目にはほぼ正常の意識レベルに回復したが、周波数分析では意識の回復よりやや早く均等なグラフ波形の分布がみられるようになった。脳波周波数分析は、劇症肝不全に対しての生体肝移植において多くの症例で、肝性脳症の程度、推移を反映するものと考えられ、脳症の評価に有用であった。
デジタルマンモグラフィソフトコピー標準化に関する研究

デジタルマンモグラフィのデータサイズや画像処理は撮影装置によって異なり、統一されていない。そのため、日本の対策型検診ではモニタ読影の導入が遅れている。どの装置の画像でも最適に表示ができるシステムを開発することを目的に本研究を行った。検診画像を、検診施設、病院の協力で収集した。収集にあたり各施設の倫理委員会に研究計画書を提出し、承認後、匿名化し、非連結データとして収集した。各画像データのヒストグラム解析から、最適な画像表示と思われる、中心濃度、ガンマ係数、周波数強調関数などを求めた。このソフトを搭載した読影ビューアを開発し臨床画像評価を行い、画像劣化なく5Mモニタに表示できることを確認した。日本人女性がんのがん発症率1位の乳がんは早期発見および早期治療が望まれる。欧米諸国のように生命予後改善にはマンモグラフィ検診が有用とされ、日本国内でも40歳以上の女性の隔年検診が導入され、10年以上の経過し、その成果が報告されるようになってきた。近年の医療技術革新によって撮影装置、画像診断の方法も進歩し、従来のフィルムスクリーン撮影からデジタルマンモグラフィへ撮影と移行しつつある。しかし、このディジタル検出器にはCTシステムからフラットパネルシステムまで様々で、出力されるデータサイズ、データ量や画像処理がまちまちで、複数の装置が混在する検診ではモニタ診断(ソフトコピー)が普及していないのが現状である。効率の良い精度管理された検診を普及するには、デジタルマンモグラフィの能力を最大限に引き出し、検出器や装置メーカーの区別なく、ソフトコピー診断表を普及することが肝要と考える。本研究では、各メーカーで独自に行われているデジタルマンモグラフィ画像表示を、日本人の乳房画像の標準的な画像表示法を研究・開発、普及することを目標とし、研究を推進するものである。数多くの臨床画像収集が本研究には不可欠となる。そこで、本年度は協力していただける医療機関(東北大学病院、宮城県対がん協会、福島県竹田綜合病院)の各医療機関の倫理委員会へデジタルマンモグラフィ使用した研究倫理申請を行い、使用の許可許諾を得た。そこで、病理診断などで結果が判明した数百例の正常乳房、がん症例の画像収集を行った。さらに専用ビューアワークステーションを用いた臨床画像画質の評価と画像の物理評価を解析に着手した。臨床画像に近い画像での検討のために、乳房組織含有のファントムを用いた画像取得も開始し、データ分析を開始したところである。日本人女性がん発症率に第一位は乳がんであり、早期発見、早期治療が望まれる。欧米ではマンモグラフィ検診導入によって生命予後の改善が証明され、我が国でも40歳以上の女性にマンモグラフィ併用検診が導入された。その効果が期待されているところである。マンモグラフィ撮影、診断方法は、フィルム・スクリーン法のアナログ画像からデジタルマンモグラフィ撮影のモニタ診断法へと移行しつつあり、病院での精密検査機関ではフィルムレスシステムへ移行しつつある。検診の画像もアナログフィルムの診断からモニタ診断へ移行することで、効率的、高精度の検診が期待されている。しかし、日本の乳がん検診ではさまざまな医療機関で撮影された写真を集めて、集中的に読影する方式がとられている。そのために、パネルの大きさ、解像度、奥行きデータの違い、画像処理古や表示法の差異があり、モニタ読影を阻んでいる。また、日本人の乳腺は欧米人と異なり、高濃度乳腺群が多いことなどもモニタ診断への移行が遅れの原因とされている。そこで、我々は撮影装置に依存しないモニタ診断の標準化システムの開発を目指すこととした。まず、平成25年度には、研究に協力していただける複数施設で研究計画、画像取得に関して倫理委員会承認後、日本人の正常人、病理結果の得られたがん症例のそれぞれ300例のデジタルマンモグラフィデータベースを作成した。平成26年度にはこのデータのヒストグラム解析を行い、撮影装置に依存しない標準化表示法を提案することができた。さらに保有するDICOM対応デジタルマンモグラフィビューアソフトをメーカーと共同で改良し、開発ソフトを開発することができた。このソフトはまだ実販売であり、次年度での実証実験後、改良する予定である。デジタルマンモグラフィはモダリティメーカごとに検出画像領域の大きさ、データ収集のピクセルサイズ、データの奥行きが異なり、また画像表示もそれぞれ画像処理法が異なる。市区町村の検診では多くの医療機関が参加するために、さまざまなメーカの装置で撮影される。その画像のデータの取得法も異なることから、標準表示法はなく、画像処理もそれぞれ異なる。標準的な画像処理が行われず、互換性のないことからモニタ読影(ソフトコピー)の導入が遅れている。そこで、ソフトコピー普及のために、医用モニタの精度管理普及のためにも、標準化ビューア搭載のワークステーションの開発を行ってきた。我々が開発しているソフトは、デジタルマンモグラフィをヒストグラム解析し、その画像に最適な中心濃度やガンマ曲線、空間周波数強調を決定する画像表示補助機能を開発した。この標準化画像表示ソフトを試作の読影ワークステーションに組み入れることが出来た。このワークステーションを用いて、倫理委員会の承認の得られた関連病院施設から得た臨床画像を用いて画像評価を行った。装置メーカに影響されることなく写真濃度、エンハンス処理が行われることを確認し、乳腺濃度に依存しない表示が可能であったと判定できた。さらに、乳房量測定ソフトも開発を進めており、同時進行のCADソフトでの良好な石灰化検出能を確認できた。このソフトは今後、多くの臨床例を用いた前向き学習によって、さらなる検出率向上を目指す予定である。

デジタルマンモグラフィのデータサイズや画像処理は撮影装置によって異なり、統一されていない。そのため、日本の対策型検診ではモニタ読影の導入が遅れている。どの装置の画像でも最適に表示ができるシステムを開発することを目的に本研究を行った。検診画像を、検診施設、病院の協力で収集した。収集にあたり各施設の倫理委員会に研究計画書を提出し、承認後、匿名化し、非連結データとして収集した。各画像データのヒストグラム解析から、最適な画像表示と思われる、中心濃度、ガンマ係数、周波数強調関数などを求めた。このソフトを搭載した読影ビューアを開発し臨床画像評価を行い、画像劣化なく5Mモニタに表示できることを確認した。データベースの解析と対応ソフト開発に時間を要したが、おおむね順調に研究は進行している。画像診断今後の研究は、開発ソフトの妥当性を検証するために、収集した、臨床のデジタルマンモグラフィを画像表示し、読影実験を試行して客観的なデータ収集を行う。さらにこの成果を国内外の学会にて発表し、国際誌に論文投稿するよていである。さらに、協力が得られれば、他施設で使用いただき、評価を改良に反映したい。協力いただいている関連病院の倫理委員会申請が若干遅れ、データ取得に時間がかかった。さらに、ソフトコピー評価法の規格がなく、現在検討中である。研究成果、情報収集に国際学会出張を予定していたが、研究成果の取り纏めが遅れたため、次年度発表予定として繰り越したため。コンピュータソフト導入で画像解析が進むことで、画像処理の標準法が提示できると考えている。また、このディジタルマンモグラフィのソフトコピー画像の標準的な画像表示法が提示ばかりでなく、ソフトコピー診断が普及することは、次世代のCAD表示やデジタルトモシンセシスなどの新しい技術を駆使した検診の精度向上につながるもものと期待している。本年度に成果を取り纏める予定であり、そのための経費として使用する予定である。臨床データ取得が遅れたため、画像解析装置、ソフト導入が次年度に繰り越した。次年度、前年度に購入予定していた、データ解析装置、ソフト購入を予定しており、未使用金は次年度分と合わせて使用する。
レーザー励起極超高分解能及び時間分解角度分解光電子分光による高温超伝導体の研究

液体窒素温度を超える高い臨界温度を示す超伝導体が約30年前銅酸化物において発見れて以来、銅酸化物高温超伝導体は物性研究の対象として長らく主役を担ってきた。それにも関わらず、その高い超伝導臨界温度が生み出される機構に関しては未だ統一した見解が得られていない。超伝導は、伝導を支配する電子が多数の対を組むことで安定化し、背景にある格子振動や不純物による散乱を受けることなく電流を流す特異な電子状態である。超伝導の発現機構を解明する上で、電子同士を対として結びつける"のり"を同定することが重要となる。本研究ではこの"のり"の起源となりうる励起モードを、電子構造の詳細観察から同定する。本研究は、角度分解光電子分光(ARPES)を主な実験手法として用いることで、銅酸化物高温超伝導体における高温超伝導の発現機構を解明することを目的として遂行された。近年、物性研究所では、現在世界最高となるエネルギー分解能(70μeV)を有するレーザー励起型のARPES装置、及びフェムト秒域のパルスレーザーを用いて時間分解を実現するARPES装置を立ち上げた。世界屈指のこれらの新しいARPES装置を高温超伝導の研究に活かすことで、その有用性を示し、物性研究の汎用なツールとして確立することも見据えている。以下、具体的な研究成果をまとめる。我々は、極超高分解能を達成したことで観察が可能となったノード近傍の準粒子分散の詳細観察から、これまで知られていた70meVでのボソンとのカップリングとは起源の異なるモード由来のエネルギー分散の折れ曲がり構造を新たに見つけた。興味深いことに、それらのカップリングエネルギーは、超伝導転移温度(Tc)と強く相関があることが分かった。その他の成果として、2種類の微細なギャップ構造(擬ギャップと電子対ギャップ)を分離して観測することに成功し、それらの特性及び相互関係を明らかにすることができた。また、熱非平衡状態からギャップが再構成する振る舞いを観測することで、静的な電子状態からは見えてこない電子対形成へのダイナミクスを観測した。本研究は、角度分解光電子分光(ARPES)を主な実験手法として用いることで、銅酸化物高温超伝導体における高温超伝導の発現機構を解明することを目的として遂行されている。近年我々の研究室では、現在世界最高となるエネルギー分解能(70μeV)を有するレーザー励起型のARPES装置、及びフェムト秒域のパルスレーザーを用いて時間分解を実現するARPES装置を立ち上げた。我々は、極超高分解能を達成したことで観察が可能となったノード近傍の準粒子分散の詳細観察から、これまで知られていた70meVでのボソンとのカップリングとは起源の異なるモード由来のエネルギー分散の折れ曲がり構造を新たに見いだした。この結果はPhysical Review Letter誌へ受理され近々掲載される予定である。また、熱非平衡状態からギャップが再形成される振る舞いを観測することで、静的な電子状態からは見えてこない電子対形成へのダイナミクスを観測した。d波超伝導体である銅酸化物高温超伝導体の研究では、ギャップが最大となるアンチノード近傍でのギャップ構造とその特性に関しては多くの報告例があり、その理解も進展してきた。一方、ギャップが微細となるノード近傍の研究は、装置の分解能の制約からその理解が遅れてきた。我々のこれまでに得られた研究結果により、銅酸化物高温超伝導体の電子物性を解明する上での鍵を握る擬ギャップとそれに伴うフェルミアークの起源を見いだす大きな進展が期待される。この研究成果は、現在世界最高となるエネルギー分解能(70μeV)を有するレーザー励起型のARPES装置を活用する本研究最大の特徴に基づくもので、当初の目的に沿った期待通りの研究が遂行できているものと評価できる。一方、フェムト秒域のパルスレーザーを用いた時間分解光電子分光測定に於いても、銅酸化物高温超伝導体におけるクーパー対の再形成現象を直接観測することに成功しており、なぜ高い超伝導が実現されるのか、の疑問を解決する重要な知見が得られており高く評価できる。銅酸化物高温超伝導体のノード近傍において、"真"のギャップ温度を用いて決定されるフェルミアークの性質を検証する。フェルミアークの温度変化に、2種類のギャップ(擬ギャップと電子対ギャップ)がTc以上で開くことに起因した特異性が見られるか?そもそもフェルミアークは存在するのか?

我々の研究により、擬ギャップと密接に関係するフェルミアークの理解に貢献できるものと考えている。以上の研究を遂行する上で、極超高分解能ARPES、及び時間分解ARPESの能力を最大限に活かせる自動制御測定システムを構築する。試料位置、角度、温度、時間、偏光とすべてのパラメータをプログラムで制御し自動化することで、フェルミ面マッピング、エネルギーギャップの温度依存性、緩和時間の同定及びその温度依存性、光電子強度の偏光依存性などをボタン一つで実行でき、手動での操作では困難な系統的な研究が実現できる。ユーザー利用にも装置を公開するため、装置の複雑化に伴う事故を極力無くし、修理への費用と時間の浪費を軽減するためにも、装置の自動化は有意義である。自動制御測定システムを構築する上での経費が必要である。光電子を検出するマルチチャンネルプレートが劣化していので更新する。液体Heは低温での測定を行うための必要経費である。時間分解能改善のための非線形結晶BBOまわりの経費が必要である。国内・国外での研究発表のために、旅費と論文別刷代が必要である。また、レーザーパルスの時間幅を短くして時間分解能200 fsを達成するために、パルス幅をモニターするオートコリレーターが必要である。
Tリンパ球の分化と選択における胸腺細胞移動の意義

ヒトを含む脊椎動物の生体防御に中心的役割を担うTリンパ球は胸腺にて分化する。Tリンパ球の胸腺分化には、前駆細胞の胸腺への移入、胸腺皮質にて正の選択を受けた幼若Tリンパ球の髄質への移動、そして成熟Tリンパ球のみの胸腺からの移出といった精緻でダイナミックな細胞移動が伴う。このような細胞移動がTリンパ球分化に伴うことは以前から認められていたが、その分子機構については、器官内や器官間の細胞移動解析技術が困難であったことなどから長く不明であった。近年、生体内細胞動態解析技術の飛躍的進展も相俟って、ケモカインや接着因子を介した胸腺細胞移動機構の大要が明らかにされつつある、本研究では、胎仔期Tリンパ球前駆細胞の胸腺原基への移住に、胸腺原基と副甲状腺原基にそれぞれ発現されるケモカインCCL25とCCL21が関与することを見出し、これらケモカインシグナルは胎生後期以降の血管依存性の前駆細胞胸腺移入には不要であることを明らかにした。また、未熟リンパ球特異的に蛍光蛋白質を発現するトランスジェニックメダカを作出することで、国際的にも初めて胸腺内Tリンパ球の動態の生理的リアルタイム観察を実現した。その結果、胸腺内へ血管が伸長する以前のT前駆細胞の移入は方向限定的に起こり複数のケモカインが関与すること及び胸腺内血管形成後のT前駆細胞の移入は血管を介して複数方向性に起こることを明らかにした。更に、胸腺皮質内Tリンパ球は成熟に応じて運動性を獲得することを示し、皮質Tリンパ球の旺盛な運動はレパトア選択のために能動的に起こる可能性を示した。これらの結果は、胸腺細胞の移動がTリンパ球の分化と選択にどのような意義をもつかその一端を明らかにし、胸腺における中枢性免疫システム形成の生理的機構の解明ばかりでなく、自己免疫疾患の治療と細胞移植再生医療の確立に向けた医療の進展に向けて有用であるヒトを含む脊椎動物の生体防御に中心的役割を担うTリンパ球は胸腺にて分化する。近年、生体内細胞動態解析技術の飛躍的進展も相侯って、ケモカインや接着因子を介した胸腺細胞移動機構の大要が明らかにされつつある。本研究では、胎仔期Tリンパ球前駆細胞の胸腺原基への移住に2つのケモカインCCL21とCCL25が関与するとの予備実験の結果をもとに、これら2つのケモカインを介したシグナルがT前駆細胞の胸腺移入に必須かどうか解析した。具体的には、CCL21受容体CCR7のノックアウトマウスとCCL25受容体CCR9のノックアウトマウスを交配してCCR7/CCR9ダブルノックアウトマウスを作製し、胎生期から成体期に至る胸腺へのT前駆細胞の集積を解析した。その結果、胸腺内に血管が形成されるまでの胎生期胸腺原基への移入はCCR7/CCR9ダブルノックアウトマウスで正常マウスの約2%以下と著しく障害されていたが、胸腺内血管形成後の胸腺移入には障害がないことが示された。

また、胸腺原基に発現されるCCL25と異なりCCL21は胸腺原基ではなく胸腺原基近傍の副甲状腺原基に発現されることが示された。これらの結果から、胎生期胸腺原基への血管非依存性のTリンパ球前駆細胞集積にはCCR7とCCR9の2受容体を介したケモカインシグナルの連携が必要である一方、これらケモカインシグナルは胎生後期以降の血管依存性の前駆細胞胸腺移入には不要であることが明らかになった。ヒトを含む脊椎動物の生体防御に中心的役割を担うTリンパ球は胸腺にて分化する。Tリンパ球の胸腺分化には、前駆細胞の胸腺への移入、胸腺皮質にて正の選択を受けた幼若Tリンパ球の髄質への移動、そして成熟Tリンパ球のみの胸腺からの移出といった精緻でダイナミックな細胞移動が伴う。このような細胞移動がTリンパ球分化に伴うことは以前から知られていたが、その分子機構については、器官内や器官間の細胞移動解析が技術的に困難iであったことなどから長く不明であった。近年、生体内細胞動態解析技術の飛躍的進展も相挨って、ケモカインや接着因子を介した胸腺細胞移動機構の大要が明らかにされつつある。本研究では、胎仔期Tリンパ球前駆細胞の胸腺原基への移住に、胸腺原基と副甲状腺原基にそれぞれ発現されるケモカインCCL25とCCL21が関与することを見出し、これらケモカインシグナルは胎生後期以降の血管依存性の前駆細胞胸腺移入には不要であることを明らかにしてきた。本年度は更に、未熟リンパ球特異的に蛍光蛋白質を発現するトランスジェニックメダカを作出することで、国際的にも初めて胸腺内Tリンパ球の動態の生理的リアルタイム観察を実現した。その結果、胸腺内へ血管が伸長する以前のT前駆細胞の移入は方向限定的に起こり複数のケモカインが関与すること及び胸腺内血管形成後のT前駆細胞の移入は血管を介して複数方向性に起こることを明らかにした。また、胸腺皮質内Tリンパ球は成熟に応じて運動性を獲得することを示し、皮質Tリンパ球の旺盛な運動はレパトア選択のために能動的に起こる可能性を示した。
マメ科植物-微生物間で作用するフラボノイドの生合成機構

微生物との相互作用において機能するマメ科植物フラボノイドの生合成鍵反応に関与する次の酵素について,遺伝子クローニングと発現解析を通じて反応機構と生理機能を検討した.1.6′-Deoxychalconesynthase(DOCS):エリシター刺激したカンゾウ(Glycyrrhiza echinata)培養細胞より,5-デオキシ型の活性フラボノイド生合成の導入酵素DOCSのコンポーネントchalcone synthase(CHS)とpolyketide reductase (PKR)cDNAを得た.PKRは大腸菌で過剰発現させ,アントシアニン色素を生産する西洋タンポポ細胞の粗酵素液と組み合わせて酵素活性を確認した.CHSとPKRをともに大腸菌で発現させることによりDOCS反応機構の解明に利用できると期待される.2.O-メチル転移酵素(OMT):アルファルファ根のメチル化カルコンは,共生窒素固定細菌のnod geneを誘導する強力な化学シグナルである.この化合物の生成に関わるchalcone methyltransferase(CHMT)は,カンゾウではエリシター処理で誘導されるlicodionemethyltransferase(LMT)の活性も持つことを見い出した.またカンゾウからCHMTとLMTの両活性を持つ酵素のcDNAがクローン化された.カンゾウOMTの機能を知るため,CHMT活性を持たないLMTを精製中である3.Cytochrome P450(P450):同じ基質(liquiritigenin)に対する異なるP450が,構造と機能の異なるフラボノイド生合成分岐に関与している.カンゾウcDNAライブラリーより数種類のP450 PCR断片を得,これよりcinnamate 4-hydroxylase及び2種の機能未知の全長cDNAクローンを分離した.これらのエリシター刺激に対する発現パターンより,マメ科植物細胞の対微生物応答における生理機能が示唆された.微生物との相互作用において機能するマメ科植物フラボノイドの生合成鍵反応に関与する次の酵素について,遺伝子クローニングと発現解析を通じて反応機構と生理機能を検討した.1.6′-Deoxychalconesynthase(DOCS):エリシター刺激したカンゾウ(Glycyrrhiza echinata)培養細胞より,5-デオキシ型の活性フラボノイド生合成の導入酵素DOCSのコンポーネントchalcone synthase(CHS)とpolyketide reductase (PKR)cDNAを得た.PKRは大腸菌で過剰発現させ,アントシアニン色素を生産する西洋タンポポ細胞の粗酵素液と組み合わせて酵素活性を確認した.CHSとPKRをともに大腸菌で発現させることによりDOCS反応機構の解明に利用できると期待される.2.O-メチル転移酵素(OMT):アルファルファ根のメチル化カルコンは,共生窒素固定細菌のnod geneを誘導する強力な化学シグナルである.この化合物の生成に関わるchalcone methyltransferase(CHMT)は,カンゾウではエリシター処理で誘導されるlicodionemethyltransferase(LMT)の活性も持つことを見い出した.またカンゾウからCHMTとLMTの両活性を持つ酵素のcDNAがクローン化された.カンゾウOMTの機能を知るため,CHMT活性を持たないLMTを精製中である3.Cytochrome P450(P450):同じ基質(liquiritigenin)に対する異なるP450が,構造と機能の異なるフラボノイド生合成分岐に関与している.カンゾウcDNAライブラリーより数種類のP450 PCR断片を得,これよりcinnamate 4-hydroxylase及び2種の機能未知の全長cDNAクローンを分離した.これらのエリシター刺激に対する発現パターンより,マメ科植物細胞の対微生物応答における生理機能が示唆された.微生物との相互作用において機能するマメ科植物フラボノイドの生合成鍵反応に関与する酵素について,遺伝子クローニングと発現による機能の確認,反応機構の検討を行った.1.6′-Deoxychalconesynthase(DOCS)のDNAクローニング:エリシター(酵母エキスやその分画物)で刺激したカンゾウ(Glycyrrhiza echinata)培養細胞は特殊なフラボノイド・レトロカルコンを合成する.この細胞のcDNAライブラリーより,マメ科の活性フラボノイド生合成の導入酵素DOCSのコンポーネントであるchalcone synthase(CHS)とpolyketide reductase(PKR)クローンを得た.PKRは全長の塩基配列決定後,site-directed mutagenesisの手法を援用して大腸菌で過剰発現させ,西洋タンポポの粗酵素液と組み合わせて酵素活性を確認した.CHSは部分長であったので、これをプローブにして全長のクローニングを検討している.2.O-メチル転移酵素の検索:アルファルファ根のメチル化カルコンは,共生窒素固定の植物側の化学シグナルで,根粒細菌のnodgeneを誘導する.今回このカルコンの生成に関わるchalcone methyltransferaseが,レトロカルコン生合成中間体licodioneをもメチル化することを見いだした.カンゾウ本来のlicodione methyltransferaseの活性の検討と,反応機構と生理機能の解明のためのクローニングを計画している.微生物との相互作用において機能するマメ科植物フラボノイドの生合成鍵反応に関与する次の酵素について,遺伝子クローニングと発現解析を通じて反応機構と生理機能を検討した.2.O-メチル転移酵素(OMT):アルファルファ根のメチル化カルコンは,共生窒素固定細菌のnod geneを誘導する.この化合物の生成に関わるchalcone methyltransferase (CHMT)は,カンゾウのレトロカルコン生合成中間体licodioneをもメチル化する(7年度).

今回カンゾウからOMTの共通配列に基づくPCRにより得た断片を使ってスクリーニングした結果,CHMTとlicodione methyltransferase (LMT)の両活性を持つ酵素のcDNAがクローン化された,この酵素のレトロカルコン生合成における役割,対微生物機能を考察した.3.Cytochrome P450 (Cyt P450):同じ基質(liquiritigenin)に対する異なるCyt P450が,微生物との共生と,感染からの防御に関わるフラボノイド生合成分岐に関与している.7年度に得たCyt P450PCR断片の配列決定を行い,これらが8種類に分類でき,内2種はcinnamate 4-hydroxylase (CA4H)であることを明らかにした.さらにCA4H及び2種の機能未知の全長クローンを得た.これらのエリシター刺激に対する発現パターンより,マメ科植物細胞の対微生物応答におけるこれらの酵素の生理機能が示唆された.
先史・古代社会の遠隔地交渉に関する人類学的総合研究

蛍光X線分析による胎土分析では,対象を弥生土器を中心とする軟質系土器にも拡張した。その結果,軟質系土器に対する分析法を確立することができ,遠隔地交渉を考察するための多くのデータを得た。実証レベルでの大きな進展として,土器の移動について形態的類似性のみに頼った解釈の不正確さを,胎土分析から指摘し,考古科学的分析を総合した検討の必要性を内外に明示することになった。弥生時代において,北部九州と沖縄諸島との間での遠隔地交渉の重要な鍵を握る2つの重要遺跡(五島列島の宇久松原遺跡と薩摩半島西部の高橋遺跡)の発掘調査を実施し,両遺跡で墓地を確認した。両遺跡は遠隔地交渉の仲介者としての役割を果たした地域であることを高度に実証できた。我々は「遠隔地交渉」を少なくとも5万年前以来の人類普遍の現象とみなし,遠隔地交渉を,(1)通常は食物以外の,(2)物質文化に象徴的意味が付与され,(3)生命維持戦略としてのヒトの生物的基盤に基づき,(4)交渉の範囲が「日常的接触範囲」を超えるものとして包括的に定義した。さらに,遠隔地交渉のパターン分けを行い,その意味を考察した。そして,故郷表示型→(ディアスポラ型)→異界交渉型→国家的外交型の4類型への分類に成功した。なお、それらは進化論的に順次出現したとみなすことができる。これらの説明については,ヒトの認知的基盤の進化と性格を十分考慮にいれることで説得力を持たせることができた。遠隔地からの物資や情報に高価値を見出す傾向は,後期ホモ・サピエンスに特有の認知傾向であると考えられ,遠隔地交渉は,優れて現代人的行為と位置づけた。そして,社会の複雑化につれ,遠隔地交渉の新しいパターンが加わっていくと考えるに至ったのである。遠隔地交渉に視点をすえることによって,従来の発展段階論的な「時代区分」とは異なる基準による歴史叙述が可能になることを,より明確に示すことができた。日本列島各地の先史古代の遠距離交易ないし遠隔地交渉の事例を収集した。また、ブリテン島をはじめヨーロッパ、及び太平洋地域などの関連する考古、歴史、民族誌的データも収集した。上村は研究全体を統括するとともに、南西諸島の外来系遺物の調査に加え、日本列島およびその周辺地域を含む全般的文献・情報の収集を行った。中園は太平洋地域・東南アジア等、また松本はブリテン島とその周辺に重点をおき収集した。大西は古墳時代以降の遠隔地交渉関係資料の収集を行った。基本データの収集・蓄積は貴重な資料となろう。さらに、遠隔地交渉に関する理論的検討を行い、概念の整備、既存の研究の問題点の抽出を行なった。その結果、遠隔地交渉と社会進化との関係性について地理的コンテクストを超えた共通性が物質文化から読み取れること、情報云達・移動に関して理論的に著しい発展の可能性があることなどが研究分担者間で共有できた。本研究の遂行上、重要な基盤となるはずである。三辻は、中園と協力しつつ土器の胎土分析を開始するとともに、既存の測定データの抽出・検討を行った。また、韓国南部地域の考古遺物につ?いて現地で予備調査を行い、異文化との関連がうかがえるものについて詳細な観察および実測を行った。デジタルマイクロスコープ・鉱物顕微鏡等を用い、土器胎土中に含まれる鉱物の特徴を分析することによって、外来土器、在地土器の判別のための基礎的データを蓄積した。

また、中園は、来年度導入する完全自動型蛍光X線分析装置の設置準備を計画的に行うとともに、胎土分析試料の収集も行った。以上の成果の一部はすでに論文や学会発表等で公表しつつあるが、成果発表のための講演会を今年度末に開催するなど、普及にも努めた。蛍光X線分析装置とその試料調整のための機器を購入・設置した。中園は設置準備と実験環境の整備、中園・三辻は機械の安定性を確保しながら、他の機械との比較調整や、既測定試料の再測定を行うなどして機械の調整を行った。その後、各地、各時代の試料の分析に着手した。あわせて三辻はデータの検討を継続した。精力的に試料および分析データの蓄積を継続している。上村を中心として遠隔地交渉関係資料および最新の出土情報等の収集を行うとともに、南西諸島の外来系遺物の収集を継続した。中園はアジア・太平洋地域の調査・研究、松本はヨーロッパ新石器時代や縄文時代に遠距離を移動した可能性のある遺物の資料収集と検討を行った。大西は古墳時代以降の遠隔地交渉関係資料の収集・検討をとくに須恵器に重点を置いて行った。上村・大西は韓国南部地域の遺跡・遺物の調査を行い、遠隔地交渉の手がかりとなる資料の詳細な観察および記録作成を行った。中園・松本は、弥生時代前期成立期前後に遠隔地交渉が果たした役割を解明するために、長崎県五島列島に所在する弥生時代の墳墓である宇久松原遺跡の発掘調査を実施した。調査では、砂地の遺跡では確認困難とされていた墓壙や追葬の際のラインを確認することができ、また、遠隔地交渉の解明に役立てられる資料が出土するなど大きな成果があった。調査時は、常時公開に努めるとともに、現地説明会・記者発表を行った。さらに、発掘結果を総合的に考察するために科学分析にも着手した。なお、整理は鹿児島国際大学考古学実験室および博物館実習施設で継続的に行っている。調査時、及び資料整理時においては研究補助を雇用した。各自が収集した文献やデータは、大西が統一的に整理・管理した。公開・普及に関しては、本研究についてのホームページを公開し、研究成果の一部は論文・学会等で発表するとともに、年度末には成果発表のためのシンポジウムを開催した。日本列島各地、ヨーロッパ、アジア・太平洋地域等の遠隔地交渉に関連する文献・資料等の収集を行った。松本はイギリスで、新石器時代の翡翠を中心として各地の資料を調査するとともに、多くの研究者からの情報収集と議論を行った。大西は、陶質土器をはじめとする古墳時代の遠隔地交渉に関する資料のデータベース化を行うなど、資料・データが蓄積されつつある。中園は、弥生時代の遠隔地交渉に関する重要遺跡と目される鹿児島県高橋遺跡で発掘調査を行い、弥生時代とみられる木棺墓3基を検出したほか、遺跡構造の一部の解明に成功するなど大きな成果を得た。各種の自然科学的分析も実施中である。三辻・中園を中心に、蛍光X線分析装置(一部顕微鏡)を用いた土器の胎土分析を継続して実施した。土器の生産・流通システムに新たなパターンが存在した可能性が示唆されるなど成果が得られつつあり、今後の研究に寄与するはずである。その他の成果発表としては、上村は台湾において本研究成果の一部を講演、中園は高橋遺跡の調査成果について現地説明会と講演を行った。
モバイル・クラウドシステムを活用した俳句・連句創作活動支援と地方創生への貢献

平成28年度は、平成27年度の結果を踏まえ,本格的な俳句・連句創作環境システム構築に着手し,詠み手の創作環境を中心に,最適な環境構築を目指す予定であった.しかし、経路選択の構築方法の最適な手段が発見できない状態であった。経路選択関係では、関係者を訪問し、数学的な点を中心に話し合ったが、最終的な結論がでず試行錯誤終始した。特に、不特定多数の訪問者からデータを収集する場合、個人データとなるため、データ項目の選定にも苦慮している。そのため、プログラムとして確立しておらず、そのままの状態で平成28年度は終了した。今年度(平成29年度)は再度全般的に見直して、プログラムの作成を早急に行いたい。また、23年度27年度までに蓄積した文学に関するデータと美術に関する静止画やアニメーション作品をDBにまとめを行っていたが、まだ、細部に渡る詳細が詰めていないので完成までには至っていない。音声入力関係であるが、近年、音声データに関しては、あまり新規的で興味の湧く音声入力の手段が発表されていないので、俳句や連句に応用する手段にも新規的な方法は適応できなかった、そのため、入力に関しては今まで、計画し実験を行った範囲で最終的にまとめてみたいと思う。これらを状況を踏まえて、今年度(平成29年度)は、最終年度なので、今までに成果の上がった手法と未確定な部分を明確にし、今年度で出来る範囲をしっかり決めて、まとめて発表できるようにしたい。平成27年度は、かなり順調に進んでいたが、平成28年度は、あまり本研究に割ける時間が少なく、進捗としてほとんど進まなかったのが実情であった。学校の組織改革による作業の増大と旧カリキュラムと新カリキュラムの作成など時間を取られてしまって科研費関係の研究作業が進まなかったのは、残念であった。また、近年の学生には生活指導など予想外の時間を必要としてきており、学生の個別の対応に多くの時間が割かれることが多くなってきているが、可能な限り時間を見つけて科研費関係の研究を進めたい。昨年度は、経路選択はじめ、すべての研究が予定通り進まなかったため、今年度は、昨年度の作業を踏まえて行う予定である。また、最終年度なので、小規模でも確固としたる成果を出せるように取り組みたい。本年は、本研究の3年間の最終年度であるため、きちんと研究成果を出すようにしたい。経路選択に関しては、平成28年度までに検討してきた内容を踏まえ、俳句・連句に適応できる経路選択のアルゴリズムを確立し、プログラムを作成したい。最適化の検討も必要であるが、やはり、試行錯誤的な手法も重要であり、時間の許す限り、実際に作成して修正していきたい。また、静止画やアニメーションによる表現であるが、もう一つの科研費関係の研究でプロジェクションマッピングでの表現も効果的であり、2つの研究をもとに、総合的な融合をはかり表現に関しては、まとめてみたい。また、地域貢献であるが、本学は、産官学において、特に官学に関して、いくつかイベントへの要請があり、これも絡めて作業を行っていきたいと思う。最終的には、学生を動員してアンケートをとり、評価・分析して発表したいと思う。平成29年度は、静止画像や動画などを格納するために必要なPCを主に購入する予定である。また。関係備品に関しても購入する予定である。平成27年度には、観光分野の情報や手法に関しての調査分析を行い。経路選択方法において、俳句・連句などを創作するために最適な経路選択に関しての検討を行う、ということが、主要なテーマの一つであった。この経路選択に関する理論は、既にいくつかの論文で発表されおり、今回の俳句連句を詠むことに関しての最適な経路選択をするための要素列挙や手法を絞り込む必要があった。そのため、経路選択関連の研究に従事している奥原浩之准教授(大阪大学:都市計画理論に基づく経路選択など)を訪問し、彼の論文のバックグランドや関係事項を拝聴した。その際、彼の研究室で関連した分野の研究で実際に実験等を行っている学生達にも直接質問を行い有益な情報を収集した。また、電子情報通信学会の情報システム研究部会で、観光地推薦システムの構築や地域観光データの生成、リアルタイム性を生かした検索システムなどを視聴した。現在、それらを含めた資料を整理して、調査分析結果をまとめている。今年度は、それらを踏まえ発表したいと考えている。これと並行して、これまでAndroid OS上で開発したアプリケーションを再考し、今後利用できる機能や発展性に関して検討する。特に、音声入力への検討も行うことも主要テーマの一つであった。これに関しては、携帯情報端末に音声入力関係のアプリケーションを組み込み、実験を行う事が出来た。実験対象者は、本学の文学部の日本文学科の学生を対象とした。彼らは、俳句を詠む際、通常、紙と鉛筆で作成するのであるが、携帯情報端末の操作にも精通しており、俳句を詠むという行為に対して、手入力と音声入力に関しては違和感なく実行してくれた。その結果の分析を行い、論文にまとめ発表した。今後は、追加機能として俳句・連句の本来の姿である、縦書きの手法に関してのアプリケーション開発ならびにそれを使用した実験も行いたいと考えている。平成27年度の研究実績の概要から判断して、ほぼ研究計画を遂行できていると言ってもよい。しかし、経路選択を中心に、昨年度実施した調査分析結果をまとめ、論文にする場合、かなりの知識量と構成力がないと完成できないと考えられる。そのため、昨年度は、そこまで詳細に詰めておらず、今年度はその内容を精査し、再度まとめて行く必要があると思う。

特に、経路選択に関しては、色々な文献や聞き取り調査をいくつか行ったが、それらを体系的に理解し、本研究の俳句や連句を詠むための最適な経路選択方式を確立するまでには、いくつかのハードルがあると考えられる。そのため、シンプルな数学的手法からいくつか要素を追加し、試行錯誤で論理式を組み立てて行く必要があると思われる。その場合、試験データによる実験が必要となるので、俳句・連句を詠む場合の必要項目の再度の洗い出しとその選択された項目に関して、重み付け等の検討を実施する必要がある。また、昨年度、実行した音声入力であるが、音声入力機能を構築し携帯情報端末に組み込んで実験を行い論文発表をしている。この中で、音声入力は、文字入力とは別の手法として確立されている。一時期、携帯電話各社が音声入力の良さをかなりアピールしていたが、最近ではCMでもほとんどされていない。やはり、音声認識は、本格的に手入力手段にとって代わる手段ではないという結論が今回の音声入力機能の実現、ならびに実験では俳句・連句の手法としても感じた。もう少し、これを詳細に検討する機会を設けて実施して試みたいが、今回の期間では一応終結したと考える。上記の内容が、主要な実施項目であったが、平成28年度に繋がるように、他の内容も含め平成27年度のまとめは実施してある。平成28年度は、平成27年度の結果を踏まえ,本格的な俳句・連句創作環境システム構築に着手し,詠み手の創作環境を中心に,最適な環境構築を目指す予定であった.しかし、経路選択の構築方法の最適な手段が発見できない状態であった。経路選択関係では、関係者を訪問し、数学的な点を中心に話し合ったが、最終的な結論がでず試行錯誤終始した。特に、不特定多数の訪問者からデータを収集する場合、個人データとなるため、データ項目の選定にも苦慮している。そのため、プログラムとして確立しておらず、そのままの状態で平成28年度は終了した。今年度(平成29年度)は再度全般的に見直して、プログラムの作成を早急に行いたい。また、23年度27年度までに蓄積した文学に関するデータと美術に関する静止画やアニメーション作品をDBにまとめを行っていたが、まだ、細部に渡る詳細が詰めていないので完成までには至っていない。音声入力関係であるが、近年、音声データに関しては、あまり新規的で興味の湧く音声入力の手段が発表されていないので、俳句や連句に応用する手段にも新規的な方法は適応できなかった、そのため、入力に関しては今まで、計画し実験を行った範囲で最終的にまとめてみたいと思う。これらを状況を踏まえて、今年度(平成29年度)は、最終年度なので、今までに成果の上がった手法と未確定な部分を明確にし、今年度で出来る範囲をしっかり決めて、まとめて発表できるようにしたい。平成27年度は、かなり順調に進んでいたが、平成28年度は、あまり本研究に割ける時間が少なく、進捗としてほとんど進まなかったのが実情であった。学校の組織改革による作業の増大と旧カリキュラムと新カリキュラムの作成など時間を取られてしまって科研費関係の研究作業が進まなかったのは、残念であった。
椎間板のアンチエイジングを具現し得る新しい生物学的治療の開発

椎間板の老化抑制(アンチエイジング)する方法を開発すべく,椎間板変性における抗炎症剤の薬効発現,カルパインの役割を検証した.また,椎間板変性の存在する胸腰椎移行部における黄色靭帯骨化巣におけるカルパインの発現も検証した.セレコキシブ,インドメタシンの2種類の薬剤とも,炎症性サイトカインを用いてた培養ウシ椎間板細胞における炎症性マーカーの細胞培養液への湧出を阻害した.インターロイキン添加によるカルパイン生成はインドメタシン追加添加によって抑制されない一方,セレコキシブ追加添加により著明に抑制された.黄色靭帯におけるカルパインおよびその阻害物質の発現を認めた.本研究においては椎間板のアンチエイジングを可能とする治療を探索する目的にて,ウシ尾椎より採取した椎間板細胞の3次元培養系を用い,炎症性サイトカイン(インターロイキン)を培養液に添加する手法にて実験を行った.椎間板細胞の3次元培養系において,インターロイキンの添加は,カルパインおよびADAMTS,MMP1,MMP3,NO,PGE2等の炎症性マーカーの培養液中への遊出を助長し,かつ,細胞外マトリックス蓄積を抑制した.これは椎間板老化モデルとして有用であると思われた.椎間板の変性抑制,すなわち,椎間板に対するアンチエイジング効果を及ぼす要素として,各種非ステロイド性抗炎症薬を2種(インドメサシン,セレコキシブ)を用いた.両薬剤ともに生体使用をシミュレートした濃度において,細胞活性(細胞数,生存細胞率)には大きな影響を与えない一方,インターロイキン添付状態において,非ステロイド性抗炎症薬を併せて添加した場合,炎症状態でみられた所見であるADAMTS,MMP1,MMP3,NO,PGE2等の培養液中への遊出,細胞外マトリックス蓄積の現象等が若干緩和される所見であった.また,カルパインの培養液中への遊出も非ステロイド性抗炎症薬によって抑制される結果であった.また,胸椎,胸椎腰椎移行部において椎間板変性の存在する部分に存在する黄色靭帯骨化,後縦靭帯骨化におけるカルパインの発現についても検討をはじめた.脊椎における軟部組織におけるカルパインの分布,局在,意義等についての検討をさらに深めて行う予定である.本研究においては椎間板のアンチエイジングを可能とする治療を探索する目的にて、ウシ尾椎より採取した椎間板細胞の3次元培養系を用い、炎症性サイトカイン(インターロイキン)を培養液に添加する手法にて実験を行った。椎間板細胞の3次元培養系において、インターロイキンの添加は、カルパインおよびADAMTS4、ADAMTS5、MMP1、MMP3、NO、PGE2等の炎症性マーカーの培養液中への遊出を助長し(ELISAアッセイ、EIAアッセイ)、細胞外マトリックス蓄積を抑制し、これは椎間板老化モデルとして有用であると思われた。椎間板の変性抑制、すなわち、椎間板に対するアンチエイジング効果を及ぼす要素として、各種非ステロイド性抗炎症薬を2種(インドメサシン,セレコキシブ)を用いたが、両薬剤ともに明らかな毒性を示さない一方、炎症性マーカーの細胞培養液への遊出を阻害(PGE2:50-70%、NO:20-35%、MMP1: 50-70%、MMP13:20-50%、ADAMTS4: 0-50%)する傾向を示した。椎間板変性における非ステロイド性抗炎症薬の作用におけるカルパインの役割を明示するべきデータ、細胞外マトリックス蓄積への薬剤の影響に関するデータは現在のところ得られておらず、検討課題である。また、追加研究として、胸椎、胸椎腰椎移行部において椎間板変性の存在する部分に存在する黄色靭帯骨化におけるカルパインの発現について検討を行った。ヒト膝関節軟骨におけると同様に、成長軟骨板にmカルパイン、μカルパインの発現を認めた。この所見にて、脊髄の圧迫因子となりうる黄色靭帯骨化症の骨化進展にカルパインが関連していると思われ、カルパインの作用阻害により、黄色靭帯骨化症の骨化進展を予防する新しい治療も実現しうる可能性が示唆された。椎間板の老化抑制(アンチエイジング)する方法を開発すべく,椎間板変性における抗炎症剤の薬効発現,カルパインの役割を検証した.また,椎間板変性の存在する胸腰椎移行部における黄色靭帯骨化巣におけるカルパインの発現も検証した.セレコキシブ,インドメタシンの2種類の薬剤とも,炎症性サイトカインを用いてた培養ウシ椎間板細胞における炎症性マーカーの細胞培養液への湧出を阻害した.インターロイキン添加によるカルパイン生成はインドメタシン追加添加によって抑制されない一方,セレコキシブ追加添加により著明に抑制された.黄色靭帯におけるカルパインおよびその阻害物質の発現を認めた.本研究においては椎間板のアンチエイジングを可能とする治療を探索する目的にて,ウシ尾椎より採取した椎間板細胞の3次元培養系を用い,椎間板老化をシミュレートした変性状態を炎症性サイトカイン(インターロイキン)を培養液に添加する手法にて実験を行った.椎間板細胞の3次元培養系において,インターロイキンの添加は,MMP3等の炎症マーカー,そしてカルパインの培養液中への遊出を助長し,かつ,細胞外マトリックス蓄積を抑制しており,椎間板老化モデルとして有用であると思われた.椎間板変性を抑制,すなわち,このモデルにおいて炎症を抑制する要素として,まずは入手可能な非ステロイド性抗炎症薬を2種(インドメサシン,セレコキシブ)を用いた.両薬剤ともに生体使用をシミュレートした濃度において,細胞活性(細胞数,生存細胞率)には大きな影響を与えなかった.