hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神的ストレス応答システムＨＰＡ経路に基づくがん発症・進展メカニズムの解明

がんは日本における死因の第1位を占める疾患である。精神的ストレスががん発症、進展の一因であるということは広く知られているが、その分子メカニズムについては、これまでほとんど解明されていなかった。そこで本研究では、精神的ストレスに関連するHPA系とがん進展のメカニズムの関連を検討した。その結果、精神的ストレスを受けると分泌が増加するコルチゾールが、濃度依存的に、ヒトの胃、大腸、子宮、乳腺、肺などの腫瘍細胞の増殖を促進すること、また低酸素などの環境も腫瘍増殖に影響することが確認された。したがって、精神的ストレスとがんの発症、進展を結びつける因子として、HPA系が関与する可能性が示唆された。がんの発症と進展には、精神的ストレスが関連することが知られている。最近になって、精神的ストレス→副腎皮質を介してコルチゾール等の糖質コルチコイドが分泌される、HPA(hypothalamic-pituitary-adrenal axis)経路→グルココルチコイド(GC)→グルココルチコイドレセプター(GCR)→がん進展・抑制因子→細胞がん化というメカニズムが注目されるようになってきたが、HPA経路が、がん発症・進行に関与する分子生物学的メカニズムの解明には到っていない。HPA経路とがん進展のメカニズムの関連が遺伝子、タンパク、個体レベルで解明できれば、精神的ストレス解除に関する行動療法やHPA経路に関する薬理学的療法の開発につながると考えられる。また、GCのようなストレス伝達物質はがんの進展に影響しているばかりでなく、多くの生体機能に関与していると考えられる。例えばHPAのような経路との関連を新たに特定することは、広く薬物療法、免疫学的療法の開発にも役立つと期待される。そこで、HPA経路が、がんの発症・進行に関与する分子メカニズムについて検討した。マウスの種々の腫瘍細胞を24時間コルチゾール添加培地で培養すると、通常培地での培養と比較して、有意に高い増殖率が認められた。デキサメタゾンを添加した培養でも、48時間後、72時間後で同様の結果が得られた。しかしながら、一定以上の濃度では逆に増殖が抑制され、腫瘍細胞の増殖促進に適した糖質コルチコイド濃度が存在することが示された。さらに種々のヒト腫瘍細胞に関してもマウス腫瘍細胞と同様の効果が見られた。これらのコルチゾールの増殖効果および低酸素の環境と、GCR・GCとの関係、がん関連遺伝子との関連について現在解析を進めている。本研究の結果、腫瘍の発症、増殖、進展に対するHPA経路の寄与について、重要な知見を得ることができた。HPA経路は精神的ストレスに関わる最も重要な経路であり、がんの発症・進展にも関与すると考えられている。本研究では、HPA系とがん進展のメカニズムの関連を探ることを目標とした。HPA経路には糖質コルチコイドレセプターを介したフィードバック機能が備わっており、健康な状態ではストレス刺激に対するHPA経路の反応が過剰にならないようになっている。健康成人にCRHを投与してもACTH、コルチゾール分泌反応は起こらないが、うつ病患者ではコルチゾール濃度が増加し、HPA経路のフィードバック機能が低下していることが確認されている。我々が過去に調査した健康成人集団でも、慢性ストレスが強い者ほどこのHPA経路のフィードバック機能低下が起こり、通常の状態でコルチゾールレベルが高くなっていることが考えられる。糖質コルチコイドは細胞内で糖質コルチコイドレセプター(GCR)と結合し,種々の遺伝子の転写制御を行っている。GCRは通常は非活性な状態であるが、HPA経路のフィードバック機能低下により高コルチゾール値が持続すれば、細胞質に存在するGCRが活性化し続け、細胞内情報伝達系や核内転写制御に影響し、様々な遺伝子発現に影響すると予測される。精神的ストレス→HPA経路→GC→GCR→がん進展・抑制因子→細胞がん化のメカニズムは現在非常に注目されているが、HPA経路が、がん発症・進行に関与する分子生物学的メカニズムの解明には到っていない。精神的ストレスとHPA経路、がん進展の分子メカニズムが解明されれば、現在までに蓄積された精神的ストレスとがん進展に関する疫学的・臨床的証拠を遺伝子レベルで理解できるとともに、臨床的にがんの予防的措置やがん患者への治療にその結果を役立てることができると考えられる。本年度は全計画のうち、まず基本となるマウス腫瘍細胞、およびヒト腫瘍細胞株による検討を行った。研究計画を提出した時点で考えていた、マウスへの拘束ストレス、または腫瘍細胞にグルココルチコイド添加⇒放射線照射⇒グルココルチコイド増加⇒グルココルチコイドレセプター(GR)⇒グルココルチコイド誘導タンパクキナーゼ増加⇒MDM2⇒P53の減弱⇒発ガン、のメカニズムの解明は、2012年6月にProc Natl Acad Sci U S A. 2012 May 1;109(18):7013-8. Epub 2012 Apr

16.Chronicrestraint stress attenuates p53 function and promotes tumorigenesis. Feng Z, Liu L et al.でその機構が既に発表されてしまい、もはや申請者が新たに解明すべき課題ではなくなってしまった。そのため、研究課題に関する別の計画を考える必要が生じている。昨年度はまず、マウス腫瘍細胞(マウス肺がんLL2,マウス結腸癌MC38)を使用し、VITROの実験を行った。糖質コルチコイド(GC)によって、糖質コルチコイドレセプター(GCR)が活性化し、がん細胞・腫瘍増殖が起こるかどうか調べるために、まず細胞増殖試験を行った。LL2、MC38にDOSEを変えたコルチゾール、および合成糖質コルチコイドであるデキサメタゾンを添加し、24, 48, 72, 96hで増殖させた。その結果、LL2、MC38を24時間コルチゾール添加培地で培養すると、いずれもコルチゾール濃度が1×1/5-9μg/mlのときに、通常培地と比較して最大の1.3倍の増殖率を得た(LL2: p<0.001, MC38: p<0.001)。デキサメタゾン添加、48h後も同様の結果になった。なお、これ以上の濃度では逆に増殖が抑制され、腫瘍細胞増殖に適した糖質コルチコイド濃度が存在するという結果が示された。腫瘍細胞に糖質コルチコイドを添加すると、ある濃度で増殖することが確認された。今後は、「腫瘍細胞にグルココルチコイド添加⇒GR⇒SGK1(グルココルチコイド誘導タンパクキナーゼ)⇒HIF1、VEGF(p53との関連)⇒解糖系因子(乳酸脱水素酵素LDH、GAPDH)への影響⇒腫瘍細胞増殖」のメカニズムについて研究を進めたい。ガン増殖促進に慢性ストレスが関係していると考えられ、実際、昨年度の研究より低濃度のグルココルチコイドで腫瘍細胞が増殖する事実が判明したため、慢性ストレスにより、がん関連因子の発現が変化している可能性が考えられる。がん増殖はATP産生を解糖に依存しているという特性があるが、慢性ストレスによる細胞内の微小環境の変化により解糖がさらに促進されるのではないかと想定される。具体的には、一般的な肺がん、大腸がん、胃がんなどヒト腫瘍細胞でも、グルココルチコイドにより増殖する濃度を見つけだし、PCR、ウェスタンブロッティング法で、ガン関連因子p53、HIF1、VEGF、MDM2のどれが関連しているか絞込みを行い、解糖との関連因子(乳酸脱水素酵素LDHなど)を、コルチゾール無添加および最も増殖したときの濃度で、比較することを検討している。さらにグルココルチコイドのシグナルを抑制した場合、増殖、各因子が変化するかどうか、「(1)GRのアンタゴニストRU486でGRを抑制し、因子への影響を遺伝子、タンパクレベルで確認(2)GRをsiRNAでノックダウンし、因子への影響を遺伝子、タンパクレベルで確認(3)LucーGRを導入した細胞を作成し、GRへのシグナルと因子の発現に関連があるかタンパクレベルで確認
要介護高齢者の脱水予防のための基礎研究(脱水既往のある高齢者と介護者に着目して)

訪問看護ステーション等から紹介され,同意を得た要介護高齢者(以下,高齢者)(脱水既往者7名含む)27名とその介護者を対象に,夏期の水分出納と介護者の飲水援助実態を調査した.高齢者は平均年齢81歳,男性15名,女性12名,要介護度35,介護者の続柄は,配偶者17名,娘4名,嫁4名,その他2名,平均年齢65.1歳であった.計測・記入を要する本分出納調査は,それらが可能な24名の介護者を対象とした.高齢者の水分総摂取量の平均は,1,942±658(食事中832,飲水1017,燃焼水100)ml,水分総排泄量1,941±658(尿量1,250蒸泄718.7)mlであった.脱水既往の有無で比較すると,水分総摂取量(体重1kgあたりの摂取量)に有意差はないものの,「既往あり」1,545ml(38ml/kg)が「既往なし」2,103ml(45ml/kg)よりも少ない傾向にあった(p<0.1).飲水回数はいずれも6回だが,「既往あり」では一回量がやや少なめであった.また,「既往あり」が高齢で,食事摂取カロリーが低く,食事中水分摂取量も少なかった(p<.05).介護状況では,「既往あり」の介護年数が有意に短く(p<.05),飲水援助実態では,「既往あり」が,必要な水分補給目安量を少なめに見積もっていた(p<.05).これらより,介護が軌道にのるまでの期間は,個々に応じた目安量を繰り返し指導し,必要量の確保に努めることが重要であると思われた.さらに,既往あり7名について,一度の発症で再発が予防できている4事例と再発を繰り返す3事例を比較すると,前者では,脱水症の原因を理解し,症状の早期発見に努めている,飲用水や容器の種類,調理形態に工夫がある,日中も介護者が家に滞在していることが特徴的で,後者では,高齢者の年齢が高く,水分・食事摂取に時間を要する,介護肴の年齢が若いことなどが明らかになった.訪問看護ステーションおよび通所介護施設から紹介され同意の得られた要介護高齢者(以下,高齢者)(脱水既往者6名含む)23名とその主たる介護者について,夏期の水分出納および介護者の脱水予防のための飲水援助実態を調査した.対象者は,高齢者(男性12名,女性11名,平均年齢80.0±12.1歳,要介護度35),介護者の続柄は配偶者13名,娘・息子4名,嫁4名,その他2名であった.計測・記入を要する水分出納調査は,訪問看護師等により介護者に理解力・判断力があり可能であると判断された21名に実施し,2名は質問紙調査のみ実施した.高齢者の水分総摂取量は1979.8±717(食事中856.9,飲水1017.9,燃焼水100)ml,水分総排泄量1979.8±717(尿量1228.2,蒸泄量772.1)mlであった.脱水既往者6名の分析から,脱水症の原因は食事・飲水量の絶対的な摂取不足が考えられ,3名に脳血管障害後遺症に伴う嚥下障害が認められた.療養環境では,室温や衣類,掛け物等が十分に配慮されていても脱水を生じていた.脱水発症時には,主たる介護者よりも訪問看護師がその微候に気づき対応していた.介護者の知識と援助実態では,全員が高齢者の飲水援助を意識的に実施していたが,体調・気温の変化により容易に脱水に陥ることを知る者は57.1%であった.60.8%の介護者が,主治医や訪問看護師等から飲水援助の目安量・摂取方法について指導を受けていたが,脱水既往のある介護者の飲水援助目安量は,既往なしの介護者よりも有意に少なく(p<.05),高齢者が摂取した食事中水分量も少なかった(p<.01).介護者への保健指導方法・内容を再検討する必要性が示唆された.以上,次年度は,さらにデータを補完し,脱水既往の有無に着目しながら,脱水予防のための保健指導の指針を検討していく予定である.訪問看護ステーション等から紹介され,同意を得た要介護高齢者(以下,高齢者)(脱水既往者7名含む)27名とその介護者を対象に,夏期の水分出納と介護者の飲水援助実態を調査した.高齢者は平均年齢81歳,男性15名,女性12名,要介護度35,介護者の続柄は,配偶者17名,娘4名,嫁4名,その他2名,平均年齢65.1歳であった.計測・記入を要する本分出納調査は,それらが可能な24名の介護者を対象とした.高齢者の水分総摂取量の平均は,1,942±658(食事中832,飲水1017,燃焼水100)ml,水分総排泄量1,941±658(尿量1,250蒸泄718.7)mlであった.脱水既往の有無で比較すると,水分総摂取量(体重1kgあたりの摂取量)に有意差はないものの,「既往あり」1,545ml(38ml/kg)が「既往なし」

2,103ml(45ml/kg)よりも少ない傾向にあった(p<0.1).飲水回数はいずれも6回だが,「既往あり」では一回量がやや少なめであった.また,「既往あり」が高齢で,食事摂取カロリーが低く,食事中水分摂取量も少なかった(p<.05).介護状況では,「既往あり」の介護年数が有意に短く(p<.05),飲水援助実態では,「既往あり」が,必要な水分補給目安量を少なめに見積もっていた(p<.05).これらより,介護が軌道にのるまでの期間は,個々に応じた目安量を繰り返し指導し,必要量の確保に努めることが重要であると思われた.さらに,既往あり7名について,一度の発症で再発が予防できている4事例と再発を繰り返す3事例を比較すると,前者では,脱水症の原因を理解し,症状の早期発見に努めている,飲用水や容器の種類,調理形態に工夫がある,日中も介護者が家に滞在していることが特徴的で,後者では,高齢者の年齢が高く,水分・食事摂取に時間を要する,介護肴の年齢が若いことなどが明らかになった.
短寿命核^8Liを用いたLiイオン導電体の拡散研究

本研究は、平成16年から平成18年に亘り、高品質の短寿命核ビーム、^8Li(半減期:0.83秒)を放射性トレーサーとする非破壊的オンライン拡散実験手法を用いて、NaTl型Li系金属間化合物、β-LiGaにおけるLi拡散を測定した。主に、β-LiGa内リチウム拡散係数の温度依存性を詳細に調べることにより、リチウム拡散のリチウム組成比依存性とリチウム原子空孔の規則-不規則変態を明らかにした。リチウムの組成が化学論的な組成比(50% at. Li)を持つ場合に拡散が最も早くなり、リチウム欠乏(50% at. Li以下)になると、リチウム拡散の担い手になるリチウム原子空孔の濃度が大きくなるにも関わらずリチウム拡散が遅くなるということが見出された。定量的な解析が待たれているが、定性的には、原子空孔の濃度が極めて大きくなると複合欠陥(原子空孔同士)が形成され、リチウムの動きが抑制されることを示唆している。又、Li欠乏・-LiGaの場合、ある温度以下ではリチウム拡散係数が急に小さくなることが始めて観測された。この転移温度は電気抵抗率や比熱に異常現象が出現する温度と一致しており、この現象はリチウム原子空孔の規則-不規則変態に起因することを強く示唆している。その他、8Liのビーム開発、測定系の開発を行い、測定効率を向上させて分析手法として、本実験手法を定着させることが出来た。これから本手法を用いてリチウム電池材料の室温での拡散係数とその組成依存性を調べていくと共に、電池内イオン伝導における律速過程である固体材料界面の拡散抵抗を調べる等、固体電池の性能評価および開発に繋がるように更に発展させて行く予定である。平成16年度は、イオン導電体であるLi金属間化合物β-LiGaについて、Li原子空孔の規則-不規則変態と空孔濃度の違いに伴うLi自己拡散係数の変化を調べ、Li金属間化合物における格子欠陥(原子空孔、置換原子)及び格子欠陥同士の相互作用がイオン拡散に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。原研・東海研内タンデム加速器施設が提供する^7Liビームを^9Be標的に照射すると生成される短寿命核^8Li(半減期0.83秒)を反跳核分離器により分離し、拡散実験に用いた。試料の上流側にエネルギー減衰板を置き、適当な深さに短寿命核^8Liを打ち込み、崩壊の際放出されるアルファ粒子の収量を時間関数で半導体検出器により測定した。得られたアルファ粒子収量の時間スペクトルと数値計算との比較から拡散係数を求めた。Li組成の違う試料(43,51,55 at.%Li)を用意し、350200K間の拡散係数を測定した。特に、Li欠乏β-LiGa(43at.%Li)に関しては詳細な測定が行われ、240K近傍(幅10K程度)でLi自己拡散係数が2桁以上変わることが観測された。又、常温における拡散係数のLi組成依存性を調べた所、51at.%Liの試料が43at.%Liの試料よりLi拡散が早いことが見出された。これは、同類のβ-LiAl、β-LiIn等に比べ、遥かに強い格子欠陥同士(原子空孔-置換原子)の相好作用に起因するものと思われ、興味深い結果である。平成17年度は、東海短寿命核ビーム加速実験装置(TRIAC : Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex)が提供する^8Liビームを用い、イオン導電体であるLi金属間化合物β-LiGaについて、平成16年度に確立された非破壊的その場拡散係数測定手法により系統的な拡散係数測定実験を行った。

この研究は典型的なLi金属間化合物で構成される欠陥型Liイオン導電体におけるLi原子空孔の規則-不規則変態と空孔濃度の違いに伴うLi自己拡散係数の変化を調べ、格子欠陥(原子空孔、置換原子)及び格子欠陥同士の相互作用がイオン拡散に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。本年度に用いた^8Liビームは短寿命(半減期:0.84秒)のLi放射性同位体ビームであり、原研・東海研内タンデム加速器施設が提供する^7Liビームを^<13>Cの焼結体を内蔵した表面電離型イオン源に入射させると^<13>Cとの核子移行反応により生成される^8Liをその場で分離・イオン化し、4MeV程度まで最加速したものである。このビームは、今まで用いたビームに比べて高強度で、狭い空間分布とエネルギーの広がりを持ち、より精度のよい測定が可能となった。Li組成(42%55%)の違う5種類LiGa試料を用意し、350180K間の詳細な拡散係数の温度依存性の測定が行われ、Li欠乏LiGaに関しては、Li自己拡散係数が2桁以上変わる温度がLi組成によって違うことが観測せれた。又、51at.%Liの試料が、より多くLi原子空孔欠陥が含まれている試料(Li欠乏試料)に比べ、Li拡散が早いことが見出された。この結果は、今まで同類のβ-LiAl、β-LiIn等に比べ、遥かに強い格子欠陥同士(原子空孔-置換原子)の相互作用によってLi拡散が促進されることを示唆する興味深い結果である。本研究の当初の計画では、Li組成の違うLiGa試料(化学論的組成を中心にLi過剰、欠乏という3種類)について、リチウム拡散係数の温度及び組成依存性を調べて、格子欠陥構造とリチウムの挙動間の相関を明らかにすることであった。同じLi化合物(LiAl、LiIn)では、リチウム組成比が大きくなるにつれて、リチウム拡散が遅くなっていくことが知られていた。しかし、LiGaの場合では、リチウムの組成が化学論的な組成比(50%at.Li)を持つ場合に拡散が最も早くなり、リチウム欠乏(50%at.Li以下)になると、リチウム拡散の担い手になるリチウム原子空孔の濃度が大きくなるにも関わらずリチウム拡散が遅くなるということが見出された。そこで、平成18年度は、より詳細にリチウム組成の異なる試料を用意し、同様な測定を行った。より定量的な解析のためには理論的な考察が要するが、定性的には、格子欠陥同士の相互作用(原子空孔と置換原子との間)により、原子空孔の濃度が極めて大きくなると複合欠陥が生成され、リチウムの動きを妨げることを示唆する興味深い結果が得られた。又、LiInについても、同様な測定を行い、LiGaとの違いを明らかにする予定である。他には、室温でも高いリチウムイオン伝導性を持ち、固体リチウム電池の電解質として注目されるペロブススカイト型構造のLa_<2/3-x>Li_<3x>TiO_3系について、室温領域の拡散係数を測定に初めて成功した。本研究で得られたトレーサ拡散係数とNernst-Einstein関係式を用いて電気伝導率から予測される拡散係数との比較からリチウムイオンのジャンプ間の相関係数が求められ、イオン伝導体におけるリチウム拡散機構についての議論ができる。
タンパク質における内部運動の定量的解析

遺伝子工学と生合成を活用して,放線菌の生産するタンパク室Streptomyces Subtilisin Inhibitor(SSI)のサブユニットあたり3個のメチオニンの中,その全部,もしくは1つのメチル基プロトンを重水素で置換した.これらについて重水素NMRを溶液中及び固体中で測定することにより, SSIの内部運動に関して詳細な知見を得ることができた.特に固体状態での測定からは,以下の点が明らかとなった.酵素との結合に重要な役割を果すメチオニン70と73の側鎖は,乾燥状態では完全に静止しているが,固体中での水和量が増大するに伴って,非常に大きな振幅の1MHz程度の速さの運動を行うことが,スペクトル線形のシュミレーションにより明らかとなった.酵素の活性中心ポケットの中で疎害剤の側鎖が,限られたとはいえかなりの運動性をもつ事実は,この酵素Subtilisin BPN'がいろいろなアミノ酸配列をもったタンパク質を基質とすることができる-その作用スペクトルの広さ-と密接に関係していると考えられる.また今回の結果は,固体中でもタンパク質には非常に大きな内部運動が存在すること,しかもそれが水和によってもたらされるものであることをはっきりと示した.また, SSIのサブユニットあたり,ただひとつのトリプトファンの環プロトンを重水素置換し,このものの溶液中での重水素NMRスペクトルを測定することにより,トリプトファンの一部が速い内部運動を行っていることを明らかにした.この結果は,先のメチオニンの溶液中での重水素NMRの結果とともに,タンパク質の溶液中での内部運動を研究に対しても重水素NMRが有効であることを初めて示したものである.遺伝子工学と生合成を活用して,放線菌の生産するタンパク室Streptomyces Subtilisin Inhibitor(SSI)のサブユニットあたり3個のメチオニンの中,その全部,もしくは1つのメチル基プロトンを重水素で置換した.これらについて重水素NMRを溶液中及び固体中で測定することにより, SSIの内部運動に関して詳細な知見を得ることができた.特に固体状態での測定からは,以下の点が明らかとなった.酵素との結合に重要な役割を果すメチオニン70と73の側鎖は,乾燥状態では完全に静止しているが,固体中での水和量が増大するに伴って,非常に大きな振幅の1MHz程度の速さの運動を行うことが,スペクトル線形のシュミレーションにより明らかとなった.酵素の活性中心ポケットの中で疎害剤の側鎖が,限られたとはいえかなりの運動性をもつ事実は,この酵素Subtilisin BPN'がいろいろなアミノ酸配列をもったタンパク質を基質とすることができる-その作用スペクトルの広さ-と密接に関係していると考えられる.また今回の結果は,固体中でもタンパク質には非常に大きな内部運動が存在すること,しかもそれが水和によってもたらされるものであることをはっきりと示した.また, SSIのサブユニットあたり,ただひとつのトリプトファンの環プロトンを重水素置換し,このものの溶液中での重水素NMRスペクトルを測定することにより,トリプトファンの一部が速い内部運動を行っていることを明らかにした.この結果は,先のメチオニンの溶液中での重水素NMRの結果とともに,タンパク質の溶液中での内部運動を研究に対しても重水素NMRが有効であることを初めて示したものである.1.重水素核測定装置について.液体試料を対象としてトランスミッターチューニングとレシーバーチューニングを最適条件に、90度パルス幅を18マイクロ秒に短縮することができたばかりでなく、検出感度も良好であることが分かった。また、満足すべき分解能が得られ、最適測定条件下で重水化したタンパク質について測定を行ったところ、過去の予備的な測定では分離し得なかった信号を分離することができた。2.放線菌Streptomyees albogriseolus S-3253を大阪府立大学から譲り受け、これを重水素トリプトファン(tryptophan-d5)を含む混合アミノ酸培地で培養して、重水素置換されたトリプトファン-86を持つタンパク質SSIを生産した。クロマトグラフィー等による精製を経てた後、プロトン-NMRにより確認したところ、80%以上の重水化率を示した。3.以上のようにして精製した重水素化トリプトファンを持つSSIを軽水中に溶かし、その重水素NMRを測定したところ、そのスペクトルは幅広い信号とシャープな信号成分とからなることが分かった。このことは、SSI分子が二つの異なる立体構造の間で平衡にあり、その中の一つの構造では、トリプトファン-86を含む領域が"緩んだ"構造をとり、そのためトリプトファン-86の側鎖が、相関時間【10^(-9)】秒程度の速い内部運動を行っており、もう一つの構造ではトリプトファン-86が分子に堅く固定されていると考えられる。このように、重水素NMRはタンパク質の内部運動の定量的解析に有効な方法であることが分かったので、現在様々な方法で重水素化タンパク質の生産を行いつつある。今年度は特に重水素NMRを用いて固体タンパク質の内部運動の研究法の確立に努め,以下の結果を得た.1.Ftreptomyces Subtilisin Inhibitor(SSI)は分子量23, 000(二量体)のタンパク性インヒビターで,プロテアーゼであるSubtilisinを強く阻害する.SSIはMetをサブユニット当り3残基もち,それぞれ活性部位(73) flexible loopと呼ばれる運動性に富んだ部位(70),疎水的なコア領域(103)というように,特徴のある位置にある.そこでSSI産生菌をεーメチル基が重水素化されたMetを含む培地で育て, Metのεー

メチル基のみが選択的に重水素化されたSSIを作成した.2.このSSIを凍結乾燥し固体状態での重水素NMRを測定した.凍結乾燥したままではメチル基のC_3回転のみが存在するスペクトルを示した.このSSIを固体状態のまま水蒸気と平衡化させ,水和状態にする.SSI中の水の含量を23%とした時にはメチル基のC_3回転に加えて,新たな運動modeがMetの側鎖に起こり始めたスペクトルを示した.水の含量を56%とすると,かなりの割合(約2/3)が速い運動modeを持つスペクトルを与えた.この新しい運動はMetの70,73に帰因するものと考えられる.つまりSSIの少くとも一部が固体状態においても水和されることで運動を始めることを示した.3.同様の測定をSubtilisinとのcomplexについて行った.この場合,乾燥状態ではやはりメチル基のC_3回転のみが存在するが,水和させると新たにMet70,73の側鎖自身の運動(但しSSI単独の場合と比べるとその振幅は小さい)が加わった.即ち,酵素一基質類似体結合は必ずしも固いものではなく,充分な内部運動の余地をもち得るものであることが初めて明らかになった.以上の研究を通じて,タンパク質は水和により初めて"生きた"動的な構造をとり得ることが明らかになった.
3次元形状データの多目的な活用を促進するためのデータ操作手法に関する研究

3DCGソフトウェアの進歩と普及により、コンピュータを用いた形状設計が容易になったことで、数多くの3D形状データが作り出されている。しかしながら、作り出される3D形状の多くが、スクリーン上に表示することを主な目的としており、あくまで仮想的な形状にすぎない。これらをものづくりを含む多目的な用途で活用するためのデータ処理手法を考案し、評価用のシステムを実装した。3DCGソフトウェアや3DCADソフトウェアの進歩と普及により、コンピュータを用いた形状設計が容易になったことで、数多くの3D形状データが作り出されている。3DCGソフトウェアで作られる形状の多くは、ディスプレイに表示することを主な目的としている。これをものづくりに活用できれば、既存の資産の有効活用を図ることができると考えられる。しかしながら、3DCGソフトウェアで作りだされた形は、そのままでは実世界のものづくりに使用できない場合が多い。たとえば、構成部品が互いに干渉するなどの幾何的な問題や、表面が閉じていないなどの位相的な問題が含まれる。そこで、実物体の設計および制作に必要となる制約条件を勘案した3D形状データの幾何形状処理に必要となるデータ要素およびデータ構造の研究開発を行う。また、既存の各種3D形状データのフォーマットの調査を行い、横断的な変換のアルゴリズムを実装することで、実物体の制作を実現するシステムの実現を行う。研究開発に取り組むための前準備としてGoogle Earthや3D形状検索技術のベンチマーク用データなどから3D形状データの収集を行い、それらを本研究で扱う内部フォーマットへ変換することを行う。それに先立って、本研究で用いる内部フォーマット用のデータ構造についての検討を行う。サーフェスモデル表現として一般的に普及しているHalfEdge構造をベースとすることを想定するが、位相情報を含まない単なる三角形の集合から3面稜線を含む非多様体までを統一的に扱うための、より柔軟なデータ構造が必要になる。また、本研究に近いテーマであるメッシュ簡略化手法に関する研究について、過去の研究に関する文献調査を行い、それぞれの実装上の問題点について評価を行う。過去の研究では、単純に面の数を減らすことを目的とし、形状の対象を球と同相のものに限定するなどの制約が多いため、それらの制約を回避するための検討を行う。研究開始後の初年度およびその次年度は、3D形状を構成する点・頂点・面からなる幾何要素を、必要に応じて簡略化、修正し、実在するものとして妥当な位相を持つような位相操作に関する研究を行う。対象物によって、許容される位相および幾何情報に違いが生じるため、それらを考慮したアルゴリズムの考案を行う。最終目標とするものづくりへの活用については、対象とする素材の絞込みを行い、それぞれの素材ごとに固有の特性による問題点(素材の厚さ、剛性、弾性など)を洗い出し、3Dデータに要求される制約をまとめる。紙やスチレンボード、3Dプリンタによる樹脂を用いた形状構築を行い、その評価を行う。近年のインターネットの普及と3DCG技術の進歩により、仮想空間に存在する3D形状データは膨大な数にのぼるようになった。それらはディスプレイに表示することを主な目的としているが、これをものづくりに活用できれば、既存のデータの有効活用を図ることができると考えられる。しかし、元のデータそのままでは実世界で使用できるものにできない場合が多い。そこで、本研究では3DCGデータを、実際にものとして実現できる形状データへ変換する処理を、プログラムで実現するための研究を行っている。本年は、インターネット上に存在する3Dデータの収集および、市販されているデータライブラリなどから3Dデータを読み込み、処理するための基本機能の開発を行った。また、読み込んだ3Dデータを位相情報を持たない三角形の集合として扱うこととし、それらを元に3次元ボクセルデータに変換する機能を実装した。形状データを一度ボクセルデータに変換することで、微小な凹凸、穴や隙間を除去することが容易になる。ボクセルデータの妥当な処理工程は、まだ研究開発段階であるが、大規模では無いデータに対して、微小な凹凸、および面と面の交差などの問題を解消できることを確認した。今後は、このようにして形状修正を施したボクセルデータを、実際にものづくりが可能な形式のデータに変換する必要がある。最初の試みとして、紙や板などの素材で作ることを想定した、ポリゴンモデルへの変換機能の実装に着手した。近年では仮想空間に存在する3D形状データは膨大な数にのぼるが、それらはディスプレイに表示することを主な目的としている。これをものづくりに活用できれば、既存のデータの有効活用を図ることができると考えられるが、元のデータそのままでは実世界で使用できるものにできない場合が多い。本年度は3DCGデータを、実際にものとして実現できる形状データへ変換する処理を、プログラムで実現するための研究開発を継続して行った。本年は、昨年から行っているインターネット上に存在する3Dデータの収集および、市販されているデータライブラリなどから3Dデータを読み込み、処理するための基本機能の開発を継続して行った。また、読み込んだ3Dデータを位相情報を持たない三角形の集合として扱うこととし、それらを元に3次元ボクセルデータに変換する機能の拡充を行った。

形状データを一度ボクセルデータに変換することで、微小な凹凸、穴や隙間を除去することが容易になる。本年度はボクセルデータからものづくりのためのポリゴンデータへ橋渡しを行うシステムの開発を新たに行った。その際に、素材の厚さや対象に応じた加工を考慮して、面の数の削減などの後処理を行う機能の実装も行った。これにより、紙模型などを容易に作成することが可能となる。また、本年度では新たにスチレンボードなどの厚みをもった素材の組み合わせ形を表現する際に必要となる内部データ構造について、新しい行列表現の可能性について検討を行った。3DCGソフトウェアや3DCADソフトウェアの進歩と普及により、コンピュータを用いた形状設計が容易になったことで、数多くの3D形状データが作り出されている。3DCGソフトウェアで作られる形状の多くは、ディスプレイに表示することを主な目的としている。これをものづくりに活用できれば、既存の資産の有効活用を図ることができると考えられる。しかしながら、3DCGソフトウェアで作りだされた形は、そのままでは実世界のものづくりに使用できない場合が多い。たとえば、構成部品が互いに干渉するなどの幾何的な問題や、表面が閉じていないなどの位相的な問題が含まれる。本年度は新しい3DCGソフトウェアをいくつか開発し、画面を見ながら設計した形を実際にものづくりに活用するための研究を行った。具体例として、建築物の形状設計を行うソフトウェアに対して、スチレンボードで模型を作るための展開図を出力する機能を付加することで、従来の3DCG技術を用いたウォークスルーによる外観確認だけでなく、実際に模型を手にとって、その構造を容易に把握できるようになった。また、1枚の紙を折るだけで作れる形に着目し、その幾何的な制約を満たす形状を設計可能とするシステムの開発を行った。1枚の紙を切らずに作れる形状は可展面に限られるため、可展面の集合で形状を表現する必要がある。可展面は円錐面、円柱面、接線曲面に限られるため、一般には任意の形状を表現することができない。そこで、対象とする形状を限定し、必要な箇所に折り込みを入れることで、曲面を持った形状なども1枚の紙であつかえるようになった。
環境中物質による自己寛容破綻の検討

本研究の目的は,珪酸化合物曝露が呼吸器障害(珪肺症)のみならず,アジュバンド病として自己免疫異常を呈することが従来より知られているおり,珪肺症例の検討により免疫担当細胞のアポトーシスに重要な役割を担うFas受容体分子とその選択的splicingにより生ずる可溶性Fasなどの異常が生じていることを明らかにしてきたことを踏まえて,in vitro実験系を用い,珪酸化合物やアスベスト,ひいては化学物質過敏症等の原因と考えられる有機溶剤やガス,もしくは内分泌撹乱物質等の免疫細胞への影響を分子レベルで検討することを目的とした。第一年度には珪酸塩であるクリソタイルBによって誘導されるアポトーシスに対して抵抗性を示すHTLV-1不死化ヒト多クローン性T細胞MT-2の亜株の樹立に成功した。その後第二年度には,その抵抗性獲得における種々の遺伝子/分子の役割,あるいはサイトカインの役割を検討する目的で,親株と抵抗性株の比較を以下の項目で行った。1.サイトカイン産生2.アポトーシス関連遺伝子の発現3.サイトカイン関連シグナル伝達経路の変化4.TcRVβ発現5.総括的な遺伝子発現(マイクロアレイ)これらのうち,1)では,IL-10の重要性,2)では,Bcl-2とBaxの変化,3)では,アスベストとの接触におけるScr family, IL-10下流のSTAT3の重要性が判明した。4)では,アスベストのスーパー抗原作用が如実に明示され,5)でも免疫に関連するいくつかの興味深い遺伝子が抽出された。今後は,これらの実験的な成果を症例に応用することにより,将来的なアスベスト発癌の分子予防標的の探索に,免疫学的知見を応用することを考慮していきたい。本研究では,アスベストの免疫系への影響を検討することにより,珪酸曝露により生ずる自己免疫疾患(珪肺症に合併)ならびにアスベスト由来の悪性腫瘍発生(肺癌や悪性中皮腫)における免疫学的側面を明らかにするとともに,自己寛容の破綻や腫瘍免疫の減弱等の現象を実験系ならびに将来的には症例においても明らかにすることを目的として遂行中である。平成16年度においては,実験系としてHTLV-1不死化ヒトポリクローナルT細胞株を用いて,(1)短期高濃度曝露によるアポトーシスの出現と活性酸素種の関与,抗酸化剤の効果の検討,(2)低濃度長期曝露モデルの構築と網羅的遺伝子発現の差異の観察,(3)同様の低濃度慢性曝露モデルにおけるアポトーシス関連遺伝子の発現の解析とサイトカイン産生の差異の検討などを行ってきている。結果としては,(1)においては,ミトコンドリア系のアポトーシス経路の関与,p38,JNKなどのMAPキナーゼ系アポトーシス誘導シグナルの活性化,抗酸化剤によるアポトーシスの減弱などを見出してきている。(2)については,短期(34日)曝露でアポトーシスを起こす濃度のクリソタイルは50μg/mlであったが,510μg/mlで,8ヶ月1年の曝露を行うと,その後,50μg/mlの曝露を行っても,アポトーシスを殆ど生じないように細胞の性質が変化したことが窺われてきている。この株を抵抗性株と名付けて,現在は,親株との性質の差異を,遺伝子発現(網羅的解析ならびにアポトーシス関連遺伝子),サイトカイン産生等の項目で検討中である。次年度は,これらの検討をより詳細に行い,T細胞のアスベスト誘導アポトーシス抵抗性に関わる因子を抽出し,その機能の解析も踏まえて行いたいと考えている。

本研究における今年度の目的は,珪酸化合物曝露が呼吸器障害(珪肺症)のみならず,アジュバンド病として自己免疫異常を呈することが従来より知られているおり,珪肺症例の検討により免疫担当細胞のアポトーシスに重要な役割を担うFas受容体分子とその選択的splicingにより生ずる可溶性Fasなどの異常が生じていることを明らかにしてきたことを踏まえて,in vitro実験系を用い,珪酸化合物やアスベスト,ひいては化学物質過敏症等の原因と考えられる有機溶剤やガス,もしくは内分泌撹乱物質等の免疫細胞への影響を分子レベルで検討することを目的とした。昨年度の研究成果によって,珪酸塩であるクリソタイルBによって誘導されるアポトーシスに対して抵抗性を示すHTLV-1不死化ヒト多クローン性T細胞MT-2の亜株の樹立に成功した。よって,本年度は,その抵抗性獲得における種々の遺伝子/分子の役割,あるいはサイトカインの役割を検討する目的で,親株と抵抗性株の比較を以下の項目で行った。1.サイトカイン産生2.アポトーシス関連遺伝子の発現3.サイトカイン関連シグナル伝達経路の変化4.TcRVβ発現5.総括的な遺伝子発現(マイクロアレイ)これらのうち,1)では,IL-10の重要性,2)では,Bcl-2とBaxの変化,3)では,アスベストとの接触におけるScr family, IL-10下流のSTAT3の重要性が判明した。4)では,アスベストのスーパー抗原作用が如実に明示され,5)でも免疫に関連するいくつかの興味深い遺伝子が抽出された。今後は,これらの実験的な成果を症例に応用することにより,将来的なアスベスト発癌の分子予防標的の探索に,免疫学的知見を応用することを考慮していきたい。
ポピュラー文化媒体から形成される市民の科学イメージの調査研究

市民の科学リテラシー向上、研究者・市民間の科学コミュニケーションの質向上を目指す様々な取り組みの改善に資するため、市民が主としてポピュラー文化媒体(TV番組、映画、広告、雑誌・新聞等)を通じて形成している科学および科学者についての先行的イメージを、多様な比較軸を設定することによって多角的に調査・分析するという研究目的に即して以下を実施した。これまでに英語圏の文化研究で行われてきたpopular cultureにおける科学(者)イメージの研究についてサーヴェイした。我が国のTV番組、映画、漫画、CM、雑誌・新聞記事等の媒体において、科学や科学者がいかなるものとして提示される傾向があるかを、物語分析、語彙分析、記号論的分析、ステレオタイプ研究等の手法を用いて明らかにする作業をさらにすすめた。また、2009年度にWashington DCで行われた4Sにおいて発表した質問紙調査結果のさらなる分析をすすめた。本研究は、市民の科学リテラシー向上、研究者・市民間の科学コミュニケーションの質向上のための様々な取り組みの改善に資することを目的として、市民が主としてポピュラー文化媒体(TV番組、映画、広告、雑誌・新聞等)を通じて形成している科学および科学者についての先行的イメージを、多様な比較軸を設定することによって多角的に調査・分析し、得られた知見を蓄積・発信するものである。本年度は具体的には以下のプロジェクトを遂行した。これまでに英語圏の文化研究で行われてきた、popular cultureにおける科学(者)イメージの研究をサーヴェイした。そこで得られた知見をもとに、我が国のTV番組、映画、漫画、CM、雑誌・新聞記事等の媒体において、科学や科学者がいかなるものとして提示される傾向があるかを、物語分析、語彙分析、記号論的分析、ステレオタイプ研究等の手法を用いて明らかにする作業に着手した。科学(者)に対していかなるイメージを抱いているかを社会心理学的調査によって明らかにすることを目的とした質問紙調査のための準備を行った。本調査のための質問紙の作成と面接調査の有効な方法について検討した。この際、とくにどのような比較軸を設定して調査結果を分析すべきかについても検討を行なった。これまでに英語圏の文化研究で行われてきた、popular cultureにおける科学(者)イメージの研究サーヴェイを継続実施した。そこで得られた知見をもとに、我が国のTV番組、映画、漫画、CM、雑誌・新聞記事等の媒体において、科学や科学者がいかなるものとして提示される傾向があるかを、語彙分析、ステレオタイプ研究等の手法を用いて明らかにする作業を実施した。科学の各分野に対していかなるイメージを抱いているかについて行った質問紙調査の結果を社会心理学的に分析し、Washington DC.で開催されたSociety for Social Studies of Science年次大会で発表した。
13-シスレチノイン酸を用いたレチノイドサイクルの遮断による網膜色素変性症の治療

本研究は、進行性の遺伝性網膜変性症である網膜色素変性症に対して、薬理学的アプローチによってその治療法の開発の可能性を見出そうとする試みであった。網膜色素変性症は多種多様な遺伝子異常によって惹起されるため、個別の遺伝子異常に対して異なった対応するのは非常に困難である。そこで研究代表者は、網膜色素変性症の視細胞変性に共通のメカニズムを探索し、現実的な治療法を模索しようと考えていた。本研究の目的は、網膜におけるレチノイドサイクルを13-シスレチノイン酸を用いて薬理学的に遮断することにより、網膜色素変性症の視細胞変性を抑制しようとするものであった。国内の業者はrd10マウスを飼育販売していないので、米国のThe Jackson Laboratoryから輸入した。しかし、rd10マウスのコロニーは感染症フリーではないことから、名古屋大学医学部動物実験部門には直接個体の形では導入できなかったため、凍結受精卵の形で米国より空輸し動物実験部門で凍結受精卵を融解したのち移植してもらって、個体を得た時点で再度感染症検査を行い、個体搬入を行った。実験に用いるためにbackgroundをC5717L6/Jに統一するため、5世代C57BL6/Jマウスと交配してヘテロのrd10 gene carrierマウスとして継代し、最後にヘテロ同士を交配してホモに戻した。genotypingが必要になるが、pde6b geneをPCRで増幅し、制限酵素(cfoI)で切断することによってホモとヘテロを区別できる。以後はホモ同士のrd10マウスを交配することにより、継代し実験に使用する予定であった。しかしながら、実際にはヘテロのrd/0マウスは野生型と同じように成長できるのに対し、ホモのrd10マウスは野生型に比して成長が悪く、繁殖力がきわめて弱かった。したがって、実験に耐えうる個体が得られず、実験を中止せざるを得なかった。国内の業者は実験に用いるrd10マウスを飼育販売していないので、米国のThe Jackson Laboratoryから輸入した。しかし、rd10マウスのコロニーは感染症フリーではないことから、名古屋大学医学部動物実験部門には直接個体の形では導入できなかった。それゆえ、凍結受精卵の形でrd10マウスの凍結受精卵を空輸し、名古屋大学医学部動物実験部門で凍結受精卵を融解したのち、受精卵移植を施行した。個体を得た時点で再度感染症検査を行い、感染症フリーであることが確認されたため、正式に実験施設に個体搬入を行った。実際の実験に用いるために、backgroundをC57BL6/Jに統一するため、5世代C57BL6/Jマウスと交配してヘテロのrd10 gene carrierマウスとして継代し、最後にヘテロ同士を交配してホモに戻す操作を継続中である。以後はホモ同士のrd10マウスを交配することによって、継代し実験に使用する予定である。ホモのrd10マウスは理由は不明だが、野生型のC57BL6/Jマウスに比して体が少し小さく、生殖能力も低いような印象がある。それゆえ、実験に用いる個体を得るのに難渋しており、引き続き継代を繰り返して、実験に耐え得る個体の取得を目指している。rd10マウスの搬入が比較的スムーズに行われたが、実験に使用できるホモ接合体を得るのに時間がかかっているため。速やかにrd10マウス網膜の形態学的・分子生物学的・機能的評価を行う。A.マウス網膜の凍結組織切片を用いた網膜外顆粒層厚の測定および免疫組織染色(研究代表者が担当)

生後18日、25日、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月の各タイムポイントにおいてOCT compoundに包埋し、凍結させる。視神経方向に対して平行にマイクロトームで切片を切り、ヘマトキシリン・エオジン(HE)染色を行なう。染色した切片を顕微鏡下で撮影してデジタル化し、画像ソフトを用いて網膜外顆粒層厚を測定し、視細胞変性の程度を評価する。網膜厚の計測点は、視神経(ON)から上方の鋸状縁(SO)に向かって等間隔に3箇所(S1、S2、S3)、下方の鋸状縁(IO)に向かって等間隔に3箇所(I1、I2、I3)とする。各計測点に関して、n=6以上のデータを収集する。B.マウス網膜のフラットマウントを用いた錐体細胞密度の評価(研究代表者が担当)上記A.に示した各タイムポイントにおいて、eyecupを作成する。eyecupを4%パラホルムアルデヒドで固定したのち、網膜を強膜・脈絡膜から剥離して最後に視神経を切除する。網膜を10% normalgoat serumでブロッキングした後、PBSで洗浄する。錐体細胞特異的マーカーであるRhodamine conjugatedpeanut agglutinine (PNA, Vector Laboratories, USA)で染色し、マウス網膜のフラットマウントを作成し、共焦点レーザー顕微鏡を用いて錐体細胞密度を測定する。当初の計画通り実験を進めていく予定であるが、ここからの実際の実験に必要な物品はすべて消耗品であることから、当初の申請通りの研究費配分で研究費を使用していく計画である。
Tail Suspensinラットでの筋及び骨組織の研究

運動器の発達と萎縮に関する研究の一環として、尾部懸垂ラットを用いて筋の萎縮を形態学的、生理学的両側面から検討した。尾部懸垂(TS)群は尾にステンレス線をつけ、飼育カゴの天井に取り付けたレールから吊した。TS群、対照(C)群共に10週間後にエーテル麻酔下で腹大動脈より採血、臓器(心臓、脾臓、肝臓、副腎)及び筋(前脛骨筋、腓腹筋、足底筋、他)の重量を測定後、筋は光学顕微鏡用標本を作成し、Sudan black Bで染色後、赤筋線維、白筋線維各100個の面積を二次元解析装置で測定した。なお、測定した血液生化学物質は血清アルブミン、クレアチンキナーゼ、総コレステロール量、尿素窒素、クレアチニン、尿酸、GOT、GPT、LDHである。血液生化学物質では血清アルブミンがTS群で有意に低く、また肝臓生重量がTS群で有意に低いことから、10週間の懸垂により肝臓でのアルブミン合成能が低下していることが示唆された。一方、筋への影響率を次式、|実験群-対照群|/多照群×100で計算すると、筋重量では、前脛骨筋12.7%腓腹筋26.4%、足底筋23.4%であった。また、筋線維の断面積で見ると、前脛骨筋では白筋線維6.6%、赤筋線維3.7%、腓腹筋では白筋線維23.7%、赤筋線維17.9%、足底筋では白筋線維27.7%、赤筋線維33.5%であった。この結果、尾部懸垂は下肢の屈筋に大きな影響を与えていることが示唆された。以上の成績から尾部懸垂により筋の萎縮は明らかであるが、種々の先人の業績を考察すると、今後、(1)実験開始時週令による影響率の違い、(2)筋の種類による影響率の違いの他に、(3)微小重力、栄養条件、運動条件等の要素がどの程度、筋の萎縮に関与しているかを解析することが必要と思われる。能動的運動器官である筋組織は使用しなければ廃用性に萎縮することが知られている。本年度はラットを用いてTailsuspension(TS)を14週間行い、対照群と比較し検討した。ラットは1週間群、2週間群、3週間群、4週間群である。Tail susupensionされると下肢は接地しない為に重力負荷が少なく、下肢の運動量は関節を空中で任意に動かすにとどまる。その一方、上肢は体重量を受ける為に下肢とは逆に発達することが期待された。その結果、下肢の筋重量は明らかに実験群で減少を示した。採取した筋をみるとヒラメ筋等の屈筋群は前脛骨筋等の伸筋群より著しい減少を示す。上肢の筋重量は対照群より増大するが、期待した程の変化はみられない。筋線維の断面での変化は、試料を作成して検討中であるが、赤筋型の筋線維は白筋型の筋線維に比べて影響を受ける率が高い。この様な変化は筋の代謝の結果と考えられる為に、血中物質の経時的変化を同時に試みた。その結果、血中アルブミンやトリグリセライドの減少が著名にみられた。骨質の変化に関する研究は、1週から4週までの実験群、対照群の四肢長骨試料を採取、検討中である。

本年度は血中生化学物質の解析は比較的smoothであったが、筋や骨の試料作成、形成に手間どった。筋の萎縮は下肢への低重力状態が原因で引き起こされたものか、それともstress、栄養採取状況等の要因がどの程度関与しているかの解析が問題と思われる。今後の計画として、ラットを(1)TS群と(2)+走行運動群及び(3)対照群に分けて実験した後、TS群を非TS状態にしてその回復過程を検討する予定である。運動器の発達と萎縮に関する研究の一環として、尾部懸垂ラットを用いて筋の萎縮を形態学的、生理学的両側面から検討した。尾部懸垂(TS)群は尾にステンレス線をつけ、飼育カゴの天井に取り付けたレールから吊した。TS群、対照(C)群共に10週間後にエーテル麻酔下で腹大動脈より採血、臓器(心臓、脾臓、肝臓、副腎)及び筋(前脛骨筋、腓腹筋、足底筋、他)の重量を測定後、筋は光学顕微鏡用標本を作成しSudan black Bで染色後、赤筋線維、白筋線維各100個の面積を二次元解析装置で測定した。なお、測定した血液生化学物質は血清アルブミンクレアチンキナーゼ、総コレステロール量、尿素窒素、クレアチニン、尿酸、GOT、GPT、LDHである。血液生化学物質では血清アルブミンがTS群で有意に低く、また肝臓生重量がTS群で有意に低いことから、10週間の懸垂により肝臓でのアルブミン合成能が低下していることが示唆された。一方、筋への影響率を次式、|実験群-対照群|/対照群×100で計算すると、筋重量では、前脛骨筋12.7%、腓腹筋26.4%、足底筋23.4%であった。また、筋線維の断面積で見ると、前脛骨筋では白筋線維6.6%、赤筋線維3.7%、腓腹筋では白筋線維23.7%、赤筋線維17.9%、足底筋では白筋線維27.7%、赤筋線維33.5%であった。この結果、尾部懸垂は下肢の屈筋に大きな影響を与えていることが示唆された。以上の成績から尾部懸垂により筋の萎縮は明らかであるが、種々の先人の業績を考察すると、今後、(1)実験開始時週令による影響率の違い、(2)筋の種類による影響率の違いの他に、(3)微小重力、栄養条件、運動条件等の要素がどの程度、筋の萎縮に関与しているかを解析することが必要と思われる。