hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
γチューブリン複合体の構成と細胞内局在

昨年度の成果に基づき、本年度は出芽酵母γチューブリンポリペプチドのT7と名付けられた領域の機能について、その重要性と細胞内局在における役割について検討した。まず、数種の出芽酵母γチューブリン遺伝子の比較を行なったところ、T7領域が極めて強く保存されている領域であることがわかった。またチューブリンの立体構造における考察から、T7領域を含め、出芽酵母のγチューブリンはマイナス端側(微小管が形成されるのとは反対側)の分子表面に種特有の配列が集中していることがわかった。T7領域の重要性を確認するため、いくつかの保存アミノ酸配列の変異体を作製した。そのうち酵母でのみ保存しているチロシンを他のアミノ酸に置き換えると、その変異体は温度感受性を示し、高温環境下では分裂が阻害され、G2/M期に停止した。この領域はマイナス端側の分子表面であることから、他の分子との相互作用に重要な場であることが予想され、また活性の調節に関わるのではないかと推定される。またこれまでの結果より、この領域には核局在に関与している可能性があった。その可能性を検証するため、T7領域にいくつかの変異を導入し、核への局在への影響を調べた。今のところ部分的な影響は見られたが完全に核への局在を抑えることはなく、T7領域の他の保存配列に変異を導入し影響を調べている。最近の研究ではプレフォルディンという分子シャペロンがこの領域と相互作用を持つと言われており、現在、プレフォルディンとγチューブリンの核局在の関係についても検討中である。一方、この領域を含む断片を酵母中で発現させると微小管阻害剤であるベノミルに感受性が高くなることがわかった。プレフォルディンもベノミルの感受性に大きく影響することが知られている。このベノミル感受性にはT7領域の変異が影響することを確認しており、今後徴小管阻害剤の作用メカニズムを解析する上で興味深い結果が得られた。出芽酵母γチューブリンの特徴を明らかにする目的で、新たにいくつかの出芽酵母γチューブリン遺伝子の塩基配列を調べた。当初計画したlssatchenkia orientalis (Candida krusei)の全長の配列以外に、C.guilliermondiiなど5種の酵母γチューブリンのほぼ全長の配列を明らかにした。推定アミノ酸配列の比較から、出芽酵母γチューブリンの特徴がいくつか明かとなった。チューブリンのマイナス端表面に相当する領域に酵母特有の特徴が集中しており、特にチューブリン間の縦方向の会合に重要なGxxNxDというアミノ酸配列が出芽酵母では保存しておらず(一般的なγチューブリンでは保存)、代わりに出芽酵母間ではSYMYSSという保存をしていることが分かった。α、βチューブリンのマイナス端側表面は向き合うチューブリンのGTPに面し、会合の調節に関わる重要な部分である。このことから他のタンパクとの相互作用が推定される領域であり、GTP結合タンパクとの結び付きも予想される。γチューブリンの機能調節を知る上で注目すべき領域であるが、どのような役割を担っているのかは全く分かっていない。さらに酵母特有の特徴を解析することで、その理解の一助となることが期待される。一方、γチューブリン部分領域の発現とその細胞内局在解析では、細胞核への局在に関わる領域が絞り込まれた。面白いことに、その絞り込まれた領域には上に述べた酵母に特徴的な保存領域が含まれる。これらの因果関係はまだわからないが、細胞内局在の解析がこの領域の役割を知ることに役立つ可能性がある。他方、酵母2hybrid systemを用いた解析では、出芽酵母γチューブリンと相互作用する新規の酵母遺伝子が一つ特定された。この遺伝子産物は酵母γチューブリンのN末領域と相互作用する。この遺伝子産物の意義について現在解析を進めている。
リコンビナントGM-CSFを用いた抗メラノーマ特異免疫誘導法の確立

正常マウスにリコンビナントGM-CSFまたは、樹状細胞の分化を誘導し増幅させるもう1つのリコンビナント分子であるFlt3 ligandを皮下投与し、皮膚の樹状細胞サブセットについてフローサイトメトリーにて検討したところ、正常皮膚において、皮膚樹状細胞は表面マーカーの異なる複数のサブセットを含んでおり、主に、myeloid、lymphoidの樹状細胞が含まれ、plasmacytoidの樹状細胞もわずかながら存在していると思われた。GM-CSFはmyeloid、plasmacytoidサブセットを、Fli3 ligandはこれら3系を増幅するが、その割合は異なり、Flr3 ligand投与により、lymphoid streamの増幅がみられた。また、Ia-B220+細胞群が顕著に増幅されていたが、これらはCD19-でありB cellではなく、近年の報告でFlt3がB cellには発現していないことを考え合わせ、他の、おそらくlymphoid precursorであると思われた。Flt3 ligandおよびGM-CSF投与群に示適濃度以下のハプテンにより皮膚感作を行った結果、コントロール群と比べ、Flt3 ligand投与群で過敏反応が増幅されたが感作には至らず、GM-CSF投与群ではむしろ過敏反応が抑制された。これらのマウス所属リンパ節でのサイトカイン産生を調べたところ、Fit3 ligand投与群でIFNγmRNAの発現が亢進していた。皮膚における樹状細胞の遊走と分化については未だ不明の点が多く、これら増殖因子によって真皮内に増幅される樹状細胞はいずれも未熟な細胞であり、感作における各樹状細胞の役割をさらに検討する必要がある。1.リコンビナントGM-CSFおよびリコンビナントFlt3 ligand皮下投与により増幅されるマウス皮膚樹状細胞のプロファイルについての検討メラノーマ担癌個体に対する非担癌個体コントロールとして、まずリコンビナントGM-CSF皮下投与による樹状細胞のプロファイルの変化、増幅される樹状細胞サブセットを検討するため、正常マウスにリコンビナントGM-CSFまたは、樹状細胞の分化を誘導し増幅させるもう1つの分子であるリコンビナントFlt3 ligandを皮下投与し、皮膚の樹状細胞サブセットについてフローサイトメトリーにて検討した。パラメーターとして、Ia、CD11c、CD11bの他、CD8α、CD123、B220、Gr-1を用い、皮膚樹状細胞サブセットの分類を試みた。また、これらについてCD80、CD86等の活性化マーカーの発現を調べるとともに、CD56、CD14陽性細胞など、樹状細胞以外の細胞増幅についても検討した。正常皮膚において、皮膚樹状細胞は表面マーカーの異なる複数のサブセットを含んでおり、myeloid、lymphoidの他、plasmacytoidの樹状細胞も存在すると思われた。GM-CSFはmyeloid、plasmacytoidサブセットを、Fli3 ligandはこれら3系すべてを増幅するが、その割合は異なった。さらに、胸腺、肝の樹状細胞と比較すると、同じサブセットに属すると思われる樹状細胞でも表面マーカーの発現頻度が異なり、皮膚樹状細胞を検討する上での適切な指標マーカーを確立する必要があると考えた。いずれのサブセットも活性化マーカーの発現が非常に弱く、未熟な樹状細胞であった。
高性能電力貯蔵磁気軸受フライホイールと電気自動車への応用

実容量規模のフライホイールエネルギー貯蔵装置のシステム構成要素として、システム的要求性能に適合した、次の各要素を設計・製作した.併せて、各要素を製作するために必要な試作,試験,評価を行い、長時間連続試験による時間的な性能劣化プロセスの解明などによって改善を施し、電動ゴルフカートをプラットホームとする電気自動車搭載型2号機を完成した.さらに、走行テスト等で幾つかの課題も明らかとなった.A電力貯蔵容量を1号機の5倍近くに増加させた電気自動車搭載型フライホイール2号機を完成した。同時にゼロパワー低損失磁気軸受の単純適応制御系設計と実装および性能改善、さらに、可変バイアス適応制御系によるタッチダウン防止技術の提案と実装b発電・電動機とコンバータ,インバータの設計製作と実験による検証および最適化の試みcフライホイール系と車両系の全体の数学モデル確立と設計パラメータにおける主要因子の解明およびシミュレーションプログラムの完成とシミュレータ開発.dシステムの全構成要素をアセンブルしてコンパクトなモバイル型電力貯蔵磁気軸受フライホイール装置の完成および電動ゴルフカートをプラットホームとする電気自動車への搭載と走行実験.性能試験と課題の絞り込みについて解析.以上述べた、2号機でのハードウエアやソフトウエアの準備と実装をほぼ終了し、走行実験を繰り返し実施した。その結果、1号機で見られた走行中のタッチダウンは完全に防止できること、とくに、路上からの大きな外乱に対しても全くタッチダウンしないことが明らかとなった。このことから、新しい外乱に強いAMBフライホイールの設計論が見いだせた.実容量規模のフライホイールエネルギー貯蔵装置のシステム構成要素として、システム的要求性能に適合した、次の各要素を設計・製作した.併せて、各要素を製作するために必要な試作,試験,評価を行い、長時間連続試験による時間的な性能劣化プロセスの解明などによって改善を施し、電動ゴルフカートをプラットホームとする電気自動車搭載型2号機を完成した.さらに、走行テスト等で幾つかの課題も明らかとなった.A電力貯蔵容量を1号機の5倍近くに増加させた電気自動車搭載型フライホイール2号機を完成した。このことから、新しい外乱に強いAMBフライホイールの設計論が見いだせた.本研究開発は,電気自動車用の小型高性能な電力貯蔵磁気軸受フライホイールバッテリを開発し,実際に電気自動車に搭載して電気自動車の性能向上を目指すと同時に,ブレーキ時のエネルギー回生を効率良く行うことで省エネ効果を飛躍的に高め,2050年までに温室効果ガスを半減するという「Cool Earth-エネルギー革新技術計画」に技術的に貢献することである.研究課題は,(1)小型で高密度・大出力,防振性能に優れた省電力型の電気自動車用電力貯蔵磁気軸受フライホイールの研究開発,(2)加速減速や路面等から印加される外乱に耐えうる非接触軸受の適応型可変バイアス制御方式の実証,(3)超低損失で高効率な充放電ユニットの開発,(4)総合効率80%以上の電力貯蔵磁気軸受フライホイール用モータ・発電機および電気自動車用モータ・発電機の最適化制御システムの開発(5)電気自動車用電力貯蔵磁気軸受フライホイールの有効性の実証(6)鉄道や大型バス・長距離トラックなど大型重陣両用ハイブリツドシステムの電力貯蔵磁気軸受フライホイール設計論の確立である.
環東シナ海に収斂される媒介動物の分布特性に基づく新興再興感染症拡散経路の確定

新興再興感染症が大陸から東シナ海(氷河期に陸橋)を経て日本列島へ拡散した経路につき、昨今の渡航障害をくぐって現地調査に努めた。その結果、東シナ海という場は、長い地史の中で、北、東、南アジア由来のリケッチア症、ライム病、バベシア症など多様な感染環が離合集散を繰り返した十字路と分かった。今日、島嶼ごとの環境衰微に伴い感染環の消退も多いが、日本列島内へ到達した分では遺伝的多様性も示し維持されている。本研究は言わば現地フィールド調査の成否自体が年次成果であり、部品(個々の調査行)を組み合わせて成形できるのは3年を過ぎた時となるため、初年度の成果は出張記録の列記で代えて、現時点の簡単な考察を付記する。海外活動(各国情勢や研究組織の事情などで果たせなかった計画もあるが、概ねは実施できた)・台湾(2007年5月;台湾中北部):同国の従来のベクター記録を点検補充しつつ追加の調査。・韓国(2007年11月;韓国本土南部済州島):本土と済州島のベクター相と病原体保有を比較調査。(2008年1月;済州島):冬季多発のリケッチア症につき、韓国本土域と比較しつつ疫学調査。・中国(2007年12月;青島市済南市):環東シナ海地域での拡散経路の位置づけから山東半島を踏査。・ベトナム(2008年2月;ハノイ周辺):同国立研究所でのリケッチア専門部署の新設を支援、および現地調査。国内活動(環東シナ海地域と隣接または共通性ある国内の地域も調査対象とした)・沖縄県(2007年4月;与那国島):日本最西端かつ環東シナ海最南端地域のベクター相と病原体保有を調査。・宮崎県(2007年5月;宮崎市):初年度班会議の開催および南九州の同上調査。・鹿児島県(2007年7月;トカラ列島、鹿児島市):旧北区と東洋区の接点をなす島嶼で同上調査。・東北地方(2007年9月;仙台市、下北半島):学会発表(後記)、また南西日本と共通性地域で同上調査。・長崎県(2007年11月;五島列島、長崎県本土の農山村地域):環東シナ海隣接の列島および本土側で同上調査。・鹿児島県(2007年12月;トカラ列島中部域、鹿児島市):旧北区と東洋区の接点の列島(冬季初)で同上調査。・長崎県(2007年12月;五島列島、甑島列島):環東シナ海隣接の五島(補充)および甑島(新規)で同上調査。成果の考察:調査は環東シナ海地域の東半分を大体網羅でき、大陸から日本へ拡散したベクターと病原体の経路を南北で色分けができる可能性が出てきた(特に重要種I. ovatusの侵入経路は北で希薄な事実など)。調査結果の公表の場は、日本衛生動物学会、臨床寄生虫学会、北陸病害動物研究会、衛生微生物技術協議会、島根県獣医学会、日本衛生動物学会北日本支部会、同西日本支部会、日本感染症学会西日本地方会、日本鳥類標識協会大会など。本研究は年度ごとのフィールド調査活動の成否自体が成果であり、全ての成果を総括できるのは3年満了時となるため、今年度の成果としては班員や協力者による出張記録を列記し、各々に簡単な考察を加える。海外活動(各国情勢や班員の事情で中止した分はあるが概ね実施)・フランス(2008年5月;マルセイユ市):リケッチア国際学会で、南西日本-大陸の共通性病種につき紹介した。・中欧(2008年9月;アルプス周辺の農山間地域):ベクター調査と疫学視察を通じて欧州-アジア共通性の実態を把握。・中国(2008年1112月;浙江省の北中央部):試料の様々な解析から、環東シナ海に共通するベクターや病種を確認。国内活動(国内で東シナ海地域と隣接または共通性をみる地域で調査)・鹿児島県(2008年4月に甑島列島;2009年3月に屋久島、種子島):環東シナ海の重要ベクターの分布パターンを確認。・福岡県(2008年5月;対馬列島):朝鮮半島に面した島嶼のベクターや病種につき日本本土との共通性を比較調査。・和歌山県三重県(2008年56月;紀南地方、志摩半島):紀伊半島に多発するリケッチア症につき大陸共通性を調査。・北海道(2008年6月;利尻、礼文島含む道北地方):同地域には高頻度で欧州共通性リケッチアが分布する事実を証明。・沖縄県(2008年910月;宮古島):日本西端地域で初のリケッチア症(台湾株相同)を見出し、環東シナ海共通性を認。

・長崎県(2008年11月;中通島):環東シナ海の島嶼としてベクターや病種につき日本本土との共通性を比較調査。以上、主に南西日本中国において、ベクターと病原体の大陸-日本共通性や拡散経路を調べ、南北で色分けされるパターンが見えてきた。個々の成果は、日本衛生動物学会総会、同西日本支部会、北陸病害動物研究会、日本感染症学会総会など春、秋の学会で発表、また班会議でも討議した。1.海外活動(新型インフルエンザや政情不安の広がりで渡航制限あり)(1)中国(7月;浙江省中部山間地):中国から日本への病原拡散経路にある同地域の夏の状況視察。(2)中国(9月;浙江省北部、安徽省黄山系):想定外の北方系の病原体やベクターの隔離分布を調査。2.国内活動(制限ある海外渡航を補充するため国内調査を広く実施)(1)瀬戸内(4月;香川県東部淡路島):同地域におけるアジア共通性リケッチアの調査。(2)福井県(6月;大野市):欧州共通紅斑熱の発生地区で、調査と平行して班会議を開催。(3)沖縄県(6月;宮古島市):環東シナ海地域中央で発生したリケッチア症の調査。(4)兵庫県(7月;神戸市):六甲山系にて環東シナ海地域と同型のバベシアの調査。(5)長崎県(8月;五島列島):環東シナ海地域の東部における病原体全般の調査。(6)北海道(10月;東部):衛生動物学会北日本支部会で発表、北アジア共通性病原体の調査。(7)東北南部(11月;北関東栃木県):東アジア共通性のツツガムシや北アジア共通性の紅班熱調査。(8)岡山県(11月;倉敷市):紅斑熱初発に対応し瀬戸内を調査してアジア地域と比較。(9)鹿児島県(12月;奄美大島):環東シナ海地域の同島にて本課題最終の班会議および調査。上記の通り、海外渡航は障害があったものの、中国中南部へは夏と秋に渡航し、前年冬と合わせ、日本列島に向き合う浙江省の環境要因を周年にわたり把握できた。そこは東洋区に属しながら、我国の温帯地域と似た環境であることを確認、両地域でベクター類と保有病原体にみる共通性も納得できた。一方、国内では、北日本で見出した北アジア共通性紅斑熱(極東紅斑熱)や南西諸島での南マダニ起因性紅斑熱の潜在など、列島におけるリケッチア症の多様性は拡散経路の輻輳性に起因することを確認した。
神経軸索ガイダンス分子、セマフォリン機能の研究

セマフォリンはその特異的な受容体、Plexinを介して軸索に反発作用を引き起こすが、その神経細胞内での情報伝達機構は不明であった。Plexinは膜1回貫通型の受容体で、細胞内領域には種類及び種を超えてよく保存されている領域(C1、C2)が存在する。我々は以前、semaphorin 4D(Sema4D)の受容体、Plexin-B1の細胞内領域のC1とC2の間の領域に、低分子量G蛋白質、Rhoファミリーの1つで脳に主要に発現している常時活性型のG蛋白質、Rnd1が結合していることを見いだした。そこで、Rnd1の結合したPlexin-B1の情報伝達機構を解析した結果、Plexin-B1の細胞内領域のC1とC2がR-RasGAPをコードしており、R-Rasの活性を直接抑制し、神経軸索の反発作用を引き起こすことを明らかにした。Plexin-B1-Rnd1複合体はリガンドのSema4Dの刺激を受けてPC12細胞の神経突起の退縮を引き起こし、また、ラット海馬神経初代培養細胞の成長円錐の消失を促進した。さらに、別のセマフォリン、Sema3AによるPlexin-Aを介した成長円錐の消失にも同様にR-RasGAP活性が必要であることがわかった。従って、Plexinは細胞膜受容体としてR-RasGAPを直接コードする全く新しいタイプの受容体であり、そのR-RasGAP活性により神経軸索の反発作用を発揮すると考えられる。我々はさらに、Plexin-B1によるR-Ras GAP活性を介した下流の情報伝達経路を解析した結果、細胞外マトリックスへの細胞の結合によりR-Rasが活性化され、活性化されたR-Rasがインテグリンを活性化すること、そして、Sema4D-Plexin-B1はR-Ras GAP活性によりR-Rasの活性を抑制し、細胞接着によるインテグリンの活性化を抑制することを見いだした。このことから、Sema4D-Plexin-B1はR-Rasによるインテグリンの活性化を抑制し、細胞の伸展を阻害することにより軸索に対する反発作用を発揮しているものと考えられる。
食事組成の科学的根拠を提示する栄養素に対するトランスセプターの同定

トランスポーター機能と栄養素レセプターの機能を併せ持つトランセプターの発見から、これらの分子ファミリーの重要性が議論されている。本研究では、カルシウム/リン比を認識するトランセプター(XRP1あるいはSLC34A3)の機能を検討した。その結果、XPR1は細胞外のカルシウム/リンに応答して、cAMPシグナルを変化させるG蛋白として機能していた。トランスポーター機能と栄養素レセプターの機能を併せ持つトランセプターの発見から、これらの分子ファミリーは栄養素吸収率と体内代謝をモニターできる重要な因子と想定されている。よって、ヒトにおける栄養素トランセプターの同定は、食事組成を考える上で非常に重要なテーマである。本研究では、食事に含まれるカルシウム/リン比をモニターできる、ミネラルトランセプター(XRP1あるいはSLC34A3)の生理機能を明らかにする為に実施した。平成24年度においては、1)XRP1の細胞レベルでの機能解明、2) XPR1結合蛋白質の同定、3) XPR1-KOおよびSLC34A3マウス解析をおこなった。まず、破骨細胞を用いてXPR1siRNAによるトランセプター機能低下を起こさせると、明らかに細胞外リン濃度に応答する細胞内カルシウム遊離能は低下した。次に、XPR1蛋白のリン認識領域を明らかにする目的で各種変異体を作製した。その結果、XPRは、細胞膜で機能する為に、複数のリン酸化シグナルモチーフが必要であることが確認された。また、yeast-two hybrid法で結合蛋白の検索をおこなった。さらに、破骨細胞においてXPR1は、骨吸収において遊離される大量の無機リンを再吸収し、細胞外に排泄するのに、非常に重要な因子と予想された。次に、XPR1-KOマウスを作製したが、KOマウスは胎生致死であった。SLC34A3 -KOマウスでは、リン負荷によるカルシウム代謝において、明らかな異常が観察されたが、in vitro解析では、明確なトランセプターとしての機能がされなかった。よって、XPR1は、トランスポーター機能と栄養素レセプターの機能を併せ持つトランセプターとして破骨細胞等でカルシウム/リン比をモニターできる重要な因子と想定された。本研究では、食事に含まれるカルシウム/リン比をモニターできる、ミネラルトランセプター(XRP1あるいはSLC34A3)の生理機能を明らかにし、成長や骨代謝に必要なカルシウム/リン比を算出する科学的な分子基盤を提示する事を目標とする。本研究では、まず細胞や組織レベルにおけるXRP1の機能解析を行なった。XPR1の全組織分布を調べた結果、骨、とくに破骨細胞での発現を確認した。破骨細胞に発現しているXPR1の役割を解明する為に、RAW 264.7細胞や培養破骨細胞を用いてXPR1のトランセプターとしての機能を調べた。RANKLで刺激したRAW細胞を詳細に検討した結果、XPR1は、未刺激条件では核内における局在が、RANKL刺激により多核の破骨細胞に分化すると細胞膜に移動することが明らかになった。また、XRP1 siRNAを用いた研究から、XPR1の発現量の抑制は、RAW細胞に置けるRANKL刺激後の分化能を有意に抑制した。また、処理したRAW細胞では、カルシウム存在下におけるリン輸送能が有意に低下していた。さらに細胞外リンによるERKのリン酸化の抑制を観察された。これらの結果より、XRP1は細胞レベルにおいては、カルシウム/リン比の違いにより細胞内シグナル伝達に違いが確認された。今後、トランセプターの候補遺伝子XRP1のノックアウトマウス(KO)の作製を行い、個体レベルでのXPR1の役割について検討を加える予定である。本研究では、初年度、トランセプターの候補遺伝子XRP1のノックアウトマウス(KO)の作製およびその、表現型解析を予定していた。しかしながら、XRP1-KOマウスの作製が難航した。その理由は、XRP1のスプライスバリアントの存在し、当初、予定していたXRP1-KOマウスES細胞では、XRP蛋白の発現が確認された。その為に、再度、XRP1-KOマウスを作製する必要が生じた。一方で、細胞や組織レベルにおけるXRP1の機能解析では、XPR1が破骨細胞に発現し、RAW 264.7細胞や培養破骨細胞を用いてXPR1の機能を明らかにした。RANKLで刺激したRAW細胞においてXPR1は、核内における局在が、多核の破骨細胞に分化すると細胞膜に移動することが明らかになった。

初年度の計画において、KOマウスの作製は予定のように進行しなかったが、細胞レベルでは、興味ある知見が得られた。平成24年度においては、さらに詳細にXRP1の細胞レベルでの機能解明を行う。これまでの研究で、siRNAを用いてトランセプター機能低下を起こさせると、明らかに細胞外リン濃度に応答する細胞内カルシウム遊離能は低下した。また、細胞内リンを非代謝性のリンアナログに交換すると、リン応答性は明らかに阻害された。そこで、トランセプターXPR1蛋白のリン認識領域を明らかにする目的で、各種変異体を作製する。つぎに、細胞内領域に結合する蛋白質について、yeast-two hybrid法で検索を行う。昨年度、すでにトランセプターと結合する蛋白を同定したが、この膜蛋白は、脳室にのみ発現し、トランセプターが発現する他の組織では確認できなかった。SLC34A3は膜貫通12回の蛋白質であり、現在ではカルシウムおよびリン流入に関与し、細胞膜とER膜に局在する,未同定の無機リンチャネルの活性化因子と考えられている。SLC34A3は、細胞内領域にリン結合部位を有し、細胞内リン濃度を感知し、XPR1トランセプターを活性化するものと推定された。そこで、平成24年度はSLC34A3とトランセプターの相互作用、SLC34A3によるトランセプターの細胞内移行や細胞内局在化シグナルの解明を行う。また、平成24年度に、XPR1-KOマウスを作製し、骨解析や、食事性ミネラルに対する生体応答を調べる。また、リン代謝マーカー(FGF23, klotho, PHEX, FRP-4などの)の変動を調べるとともに、血管や軟組織における異所性石灰化について検討する。さらに、PTH分泌、活性型ビタミンD合成、FGF23の分解についても、各組織単位で検討を加える。これらの実験により、骨や血管を含む複数の臓器における食事性カルシウム/リン比の影響を調べ、至適なミネラル摂取を考案する。我々は最初にコンストラクしたXPR1遺伝子ノックアウトベクターでは、一部、スプライシングバリアントが存在しており、作製したマウスES細胞では、XPR1バリアントの発現が観察された。それで、再度、新しい遺伝子破壊用のコンストラクトの作成をやり直す必要が生じた。このため、当初、KOマウスの遺伝子機能解析や病態解析に配分を予定していた金額の執行が遅れ、次年度に以下の金額(723,674円)を繰り越す事態が生じた。そのため、平成24年度は、XPR1 -KOマウス作製の為に、この繰り越し予算を使用する。また、International Mouse Strain Resource (IMSR)においてXPR1-KOのES細胞が入手可能となったので、本繰り越し費用をES細胞の購入にも配分する予定である。このように、当初の計画で使用予定の各種費用がKOマウス作製に時間を要している為に、繰り越す必要が生じた。
皮膚・口腔粘膜の創傷治癒促進薬としてのレプチンの可能性

レプチンは主として脂肪細胞で産生される抗肥満ホルモンとして知られ、近年、全身投与や局所投与による創傷治癒促進作用が報告されている。しかし、レプチンを創傷治癒促進剤として臨床応用を目指すにあたり、全身投与や複数回の局所投与では全身への副作用が懸念される。そこで本研究ではレプチンの低用量投与による創傷治癒促進作用について検討し、さらに皮膚・口腔粘膜創傷治癒におけるレプチンのメカニズムを明らかにすることで、創傷治癒促進薬としてレプチンが臨床応用できる可能性を示唆した。レプチンは遺伝性肥満マウスであるob/obマウスの原因遺伝子として1994年Zhangらに単離、同定された16kDaのタンパク質で主に白色脂肪組織から産生・分泌され、糖・脂質代謝促進、摂食抑制、エネルギー消費亢進など体重増加抑制作用を示す一方、近年骨形成、創傷治癒促進や血管新生に関与していることが示されているが、その詳細なメカニズムはいまだ不明である。一方、レプチン受容体は1995年に単離・同定され、視床下部、脂肪、骨格筋、肝臓などでその発現が確認されている。本研究では、皮膚創傷治癒におけるレプチンの影響につき検討するとともに、創傷治癒促進薬としてのレプチンの可能性につき検討した。化学熱傷モデルマウスにおける皮膚創傷治癒過程において、レプチン投与により治癒期間を短縮できることを見出した。ヒト皮膚角化細胞および線維芽細胞においてもレプチン受容体の発現が確認され、レプチンがヒト皮膚角化細胞に対して増殖促進効果、遊走促進効果を有していることが明らかとなった。さらに、レプチン投与群において活発な血管新生が認められた。化学熱傷モデルラビットの歯肉潰瘍の大きさは、6日目では両群間に有意差を認めないものの、13日目ではレプチン投与群において有意に縮小しており、治癒に要した期間もレプチン投与群において有意に短縮した。ヒト口腔粘膜上皮細胞株及びにヒト口腔粘膜線維細胞株おいてレプチン受容体の発現を認めたがレプチンによる増殖・分化促進効果は認めなかった。しかし、ヒト口腔粘膜上皮細胞株に対して遊走促進効果を認めた。本研究では、皮膚創傷治癒におけるレプチンの影響につき検討するとともに、創傷治癒促進薬としてのレプチンの可能性について検討した。ヒト皮膚角化細胞においてレプチン受容体の発現が確認され、レプチンがヒト皮膚角化細胞に対して増殖促進効果、分化促進効果、遊走促進効果を有していることが明らかとなった。これらのことから、レプチンよる創傷治癒促進効果は角化細胞の増殖促進、分化促進、遊走促進および血管新生促進によるものと考えられた。化学熱傷モデルラビットにおける歯肉潰瘍治癒過程においてレプチン投与により治癒期間を短縮できることを見出した。ヒト口腔粘膜上皮細胞株においてレプチン受容体の発現が確認され、レプチンがヒト口腔粘膜上皮細胞株に対して増殖促進効果、遊走促進効果を有していることが明らかとなった。本研究により、レプチンを創傷治癒促進薬として利用できる可能性が強く示唆された。口腔外科、口腔内科本研究は本年度予定されていた実験である、正常マウス皮膚および正常ウサギ口腔粘膜におけるレプチン受容体の発現の検討、皮膚化学熱傷モデルマウスの作製、皮膚創傷治癒促進効果の有無の検討、創傷部における組織学的・免疫組織化学的検討をすべて行うことがでできた。さらに次年度に予定されていた、口腔粘膜化学熱傷モデルウサギの作製口腔粘膜創傷治癒促進効果の有無の検討、創傷部における組織学的・免疫組織化学的検討、ヒト皮膚組織、ヒト口腔粘膜組織、ヒト皮膚角化細胞・線維芽細胞、ヒト口腔粘膜上皮細胞・歯肉線維芽細胞におけるレプチン受容体の発現の検討、ヒト皮膚角化細胞・皮膚線維芽細胞、ヒト口腔粘膜上皮細胞・歯肉線維芽細胞の増殖および分化におよぼすレプチンの影響の検討も前倒しで行えており計画以上に進展している。今後は、創傷部における組織学的・免疫組織化学的検討を以下のように行っていく予定である。レプチンもしくはPBS

貼付後、4、8、12、16日目に潰瘍部を含む創部歯肉を採取し、4%パラホルムアルデヒドにて固定後、パラフィン包埋し組織切片を作製する。作製した組織切片にH-E染色を行い、経時的に組織変化を観察するとともに、レプチン受容体、PCNA、EMA、cytokeratinなどについてその発現分布につき免疫組織化学的に検討する。さらにレプチンの血管新生への影響と創傷治癒との関連について検討することを目的に、血管内皮細胞マーカーであるCD31, CD34を用いた免疫組織化学的染色を行い血管内皮細胞数を計測、統計学的処理を行う。本年ではin vitroの実験が順調に行えたため、培養に必要な消耗品を抑えることができたためと考えられる。引き続き実験動物の購入費、免疫組織学的検討や細胞培養に必要な消耗品に利用する予定である。また、実験結果の発表のため論文投稿料、学会参加のための旅費に利用する。
財政的視点からの医療問題

本研究では、日本の医療費の動向と医療改革の経緯、OECDの統計に基づく国際比較を見た後、高齢者を対象として行ったアンケート調査の結果も参考にしながら、高齢者医療費の抑制と適切な財源確保のありかたについて検討する。2002年度の国民医療費は28兆円で国民所得に対する比率は7.9%となっている。この20年間国民所得にはほとんど拡大が見られなかったのに対して、国民医療費は28%増加しており、その結果、国民所得比が上昇してきている。そして、その主な要因は高齢者の増加に伴う、高齢者医療費の拡大である。本研究を通じて、これからの高齢者医療を支えるための方策を検討した。アンケートの結果からは、現状での高齢者医療の実態についてその一端を見ることができた。医療費支出については1カ月当たり5,000円未満の高齢者が多かったが、負担感という意味では、半数以上の人が「重い」と答えている。高齢者層の人が何らかの健康不安を抱えていることは確かであるから、そのためのケアが求められることは当然である。しかし、その需要は必ずしも医療である必要はなく、むしろ楽しみも得られるような施設の活用とその場での健康相談等の実施によっても対応が可能な部分も多いのではないかと思われる。少子化が進むことで不要になる施設、あるいは地域の共同施設等、新たに整備・建設を伴わなくても利用可能な施設を最大限活用してこれに当たればそのためのコストの肥大化は抑制できる。そしてそれが医療費の抑制にも結びつけることができると期待される。一方で、必要な医療はこれからも維持していかなければならない。そのコストの財源としては、広く高齢者も含めた収入ベースでの課税など目的税的な財源を確立し、高齢者の医療需要(コスト)に応じて税率を設定するのが望ましい。当然、特にフローベースでは現役世代のほうが多くの課税ベースを有することになるが、むしろ高齢者にも制度を支える側に参加してもらうことで、受益と負担の明確化が進み、制度維持に対する理解も高まることが期待される。平成12年度現在、日本の医療費は30兆円を超え、対GDP比は近年急速に高まっている。日本の医療は基本的には社会保険システムに基づいて運営されているが、高齢者医療を中心として保険料収入以外に税を財源とする部分もかなり大きくなっており、税を財源とする狭義の財政と医療問題とは密接に関わってくる。本研究の目的は、今後もさらに拡大すると予想される医療費とそれへの財政負担に対してどのように対応していくことが望ましいかを分析することである。そこで、まず本年度は現状把握に努めるとともに、財源に税を充当するウエイトの大きい高齢者医療に焦点を当ててアンケートを実施した。アンケートでは、現状の医療費負担は「生活を圧迫するほど重い」との回答が約1割、「生活を圧迫するほどではないが、負担は重い」が約4割、等々という結果が得られた。今後は、直接受診する者への自己負担、税での負担、さらには保険制度を通じた負担のバランスをどのように確立していくかが大きな課題である。また、とりわけ高齢者医療への対応としてはコストの高い医療行為から、予防や相談といったかたちでの公的部門の関わりが重要であると言える。平成15年中に実施した具体的な研究実績は以下の通りである。1.資料、文献及びヒヤリングによって財政と医療の関わりを分析2.高齢者医療に関するアンケートを実施231名の高齢者に対して、医療機関の利用頻度、医療に関する負担等についてのアンケート調査を実施して、基礎的な集計を行った。

3.成果を論文等にまとまるための、分析結果の整理等を実施した。16年度においては、まず15年度中に実施した高齢者を対象として行ったアンケート調査の集計とその結果の分析を行った。そして、医療費の動向と医療改革の経緯、OECDの統計に基づく国際比較も参考にしながら高齢者医療費の抑制と適切な財源確保のありかたについて検討した。本研究を通じては、これからの高齢者医療を支えるための方策を探った。アンケートの結果からは、現状での高齢者医療の実態についてその一端を見ることができた。医療費支出については1カ月当たり5,000円未満の高齢者が多かったが、負担感という意味では、半数以上の人が「重い」と答えている。高齢者層の人が何らかの健康不安を抱えていることは確かであるから、そのためのケアが求められることは当然である。しかし、その需要は必ずしも医療である必要はなく、むしろ楽しみも得られるような施設の活用とその場での健康相談等の実施によっても対応が可能な部分も多いのではないかと思われる。少子化が進むことで不要になる施設、あるいは地域の共同施設等、新たに整備・建設を伴わなくても利用可能な施設を最大限活用してこれに当たればそのためのコストの肥大化は抑制できる。そしてそれが医療費の抑制にも結びつけることができると期待される。一方で、必要な医療はこれからも維持していかなければならない。そのコストの財源としては、広く高齢者も含めた収入ベースでの課税など目的税的な財源を確立し、高齢者の医療需要(コスト)に応じて税率を設定するのが望ましい。当然、特にフローベースでは現役世代のほうが多くの課税ベースを有することになるが、むしろ高齢者にも制度を支える側に参加してもらうことで、受益と負担の明確化が進み、制度維持に対する理解も高まることが期待される。
ピコ秒パルスガラスレーザによる超精密・超微細知的加工システム

本研究は,ピコ秒パルスのガラスレーザによる超精密微細知的加工システムを開発するとともに,加工現象を明らかにすることを目的として行った.知的加工システムは,複雑な現象を予測できる能力を有する.そこで,本研究は,知的レーザ加工システムの一つの柱であるアブレーション現象の予測に主眼を置き,金属とシリコンのレーザアブレーション現象の熱流体解析と分子動力学シュミレーションを行った.熱流体解析では,蒸発潜熱と蒸発に伴う気液界面の移動,蒸発反跳圧力,マランゴニ力を考慮して,蒸発を伴う溶融池流れを解析した.加工穴は主に蒸発反跳圧力によって溶融池表面が押し下げられるために生じ,誘起される溶融池流れが溶融金属を周囲に押しやることで穴周囲に盛上りが生じる.この流れはレーザ照射終了後も持続し盛上りが成長する.盛上りの周囲が凝固するときに,マランゴニ力が盛上りを助長する.分子動力学シュミレーションでは,提案した改良型分子動力学法を用いて,超短パルスレーザによる金属の蒸発形態に2種類あることを示した.一つは,パルス幅が非常に短い場合に生じる爆発的な蒸発であり,もう一つは,パルス幅が長いときに生じる比較的穏やかな蒸発である.前者では,蒸発粒子がクラスタとなって飛散しやすいのに対して,後者では,ばらばらに飛散しやすい.これらの相違は,パルス幅10psが目安となる.シリコンについては,Stillinger-Weberポテンシャルを用いて三次元シュミレーションした.(111)面の方が(100)面よりも内部への衝撃波の伝播速度が速く,パルス幅が5psといった比較的長いときは,(111)面の方が溶融深さも深くなる.[111]方向には原子配列が層状であり,格子振動が伝播しやすいためである.これに対して,パルス幅が0.2psといった極めて短いときは,溶融深さは表面の結晶構造にほとんど依存しない.極超短パルスでは,レーザの内部吸収の影響が大きく,熱伝導の効果が非常に小さいためである.本研究は,ピコ秒パルスのガラスレーザによる超精密微細知的加工システムを開発するとともに,加工現象を明らかにすることを目的として行った.知的加工システムは,複雑な現象を予測できる能力を有する.そこで,本研究は,知的レーザ加工システムの一つの柱であるアブレーション現象の予測に主眼を置き,金属とシリコンのレーザアブレーション現象の熱流体解析と分子動力学シュミレーションを行った.熱流体解析では,蒸発潜熱と蒸発に伴う気液界面の移動,蒸発反跳圧力,マランゴニ力を考慮して,蒸発を伴う溶融池流れを解析した.加工穴は主に蒸発反跳圧力によって溶融池表面が押し下げられるために生じ,誘起される溶融池流れが溶融金属を周囲に押しやることで穴周囲に盛上りが生じる.この流れはレーザ照射終了後も持続し盛上りが成長する.盛上りの周囲が凝固するときに,マランゴニ力が盛上りを助長する.分子動力学シュミレーションでは,提案した改良型分子動力学法を用いて,超短パルスレーザによる金属の蒸発形態に2種類あることを示した.一つは,パルス幅が非常に短い場合に生じる爆発的な蒸発であり,もう一つは,パルス幅が長いときに生じる比較的穏やかな蒸発である.前者では,蒸発粒子がクラスタとなって飛散しやすいのに対して,後者では,ばらばらに飛散しやすい.これらの相違は,パルス幅10psが目安となる.シリコンについては,Stillinger-Weberポテンシャルを用いて三次元シュミレーションした.(111)面の方が(100)面よりも内部への衝撃波の伝播速度が速く,パルス幅が5psといった比較的長いときは,(111)面の方が溶融深さも深くなる.[111]方向には原子配列が層状であり,格子振動が伝播しやすいためである.これに対して,パルス幅が0.2psといった極めて短いときは,溶融深さは表面の結晶構造にほとんど依存しない.極超短パルスでは,レーザの内部吸収の影響が大きく,熱伝導の効果が非常に小さいためである.昨今のレーザによる精密・微細加工は,主にレーザの短波長化によっている.これに対して,本研究では,ルス幅がピコ秒のガラスレーザによる超精密.・超微細知的加工システムを開発するとともに,加工現象を明らかにすることを目的とする.本年度は,超短パルスレーザを金属に照射したときの溶融・蒸発現象の熱流体解析と分子動力学シュミレーション,高速度カメラによるレーザ加工現象の撮影と画像処理を行った.特に,新規購入したグラフィックス・ワークステーションによって,シミュレーション結果の動画像表示と,高速度撮影画像の画像処理の自動化によって,極短時間現象を時間スケールを引き伸ばして明らかにすることを試みた.熱流体解析では,蒸発潜熱と蒸発に伴う気液界面の移動,蒸発反跳圧力,温度勾配に起因する表面張力(マランゴニ力)を考慮し,自由表面の取扱いにはVOF法を導入することで,蒸発を伴う溶融池流れを数値計算し,結果を動画像表示した.分子動力学シミュレーションでは,金属について,自由電子による熱伝導を補正しながら分子動力学計算を行う改良型分子動力学法を提案するとともに,金属とシリコンの溶融・蒸発過程の2次元分子動力学シミュレーションを行い,結果を動画像表示した.分子動力学シミュレーションの結果,金属とシリコンによって蒸発形態と穴の周囲の盛り上がり方が異なることがわかった。

すなわち,金属では,パワー密度が高い場合,原子が比較的大きな固まりとなって爆発するように飛び散り,蒸発しきれなかった溶融金属は,表面張力により球状になって穴の周囲に堆積する.パワー密度が低い場合は,溶融金属が穴からあふれるように流出して周囲に盛上りができる.一方,シリコンの場合は,パワー密度にかかわらず,蒸発原子は小さなクラスタを作りながらバラバラに飛散し,蒸発原子が穴の周囲に堆積することで盛り上りができることが明らかになった.昨今のレーザによる精密・微細加工は,主にレーザの短波長化によっている.これに対して,本研究では,パルス幅がピコ秒のガラスレーザによる超精密・超微細知的加工システムを開発するとともに,加工現象を明らかにすることを目的とする.本年度は,超短パルスレーザを金属に照射したときの溶融・蒸発現象の熱流体解析と分子動力学シュミレーションを行うとともに,レーザビームの伝送に伴うビーム品質を幾何光学と波動光学の立場から評価した.特に,複数ミラーの熱変形に起因する焦点位置移動と集光特性の劣化の評価とその補正について検討した.熱流体解析では,蒸発潜熱と蒸発に伴う気液界面の移動,蒸発反跳圧力,温度勾配に起因する表面張力(マランゴニ力)を考慮し,自由表面の取扱いにはVOF法を導入することで,蒸発を伴う溶融池流れを解析した.その結果,レーザ照射によって生じる穴は,蒸発による気液界面の移動に最も起因し,蒸発反跳圧力の影響が次に大きいことがわかった.穴周囲の盛上りは,蒸発反跳圧力によって誘起される溶融池を外向きに押し出す流れがレーザ照射終了後も持続することで生成し,盛上りの周囲が凝固するときに,マランゴニ力が盛上りを助長する働きをすることを明らかにした.分子動力学シミュレーションでは,金属について,自由電子による熱伝導を補正しながら分子動力学計算を行う改良型分子動力学法を提案しているが,熱拡散率を計算することで妥当性をより確かなものとした.これによって,蒸発粒子の速度分布や粒径分布などを調べた.レーザ衝撃現象についても,刃状転位の生成と移動に注目して検討した.シリコンについては,Stillinger-Weberポテンシャルを用い,初期原子配列を構築,原子のレーザ光吸収をモデル化して,溶融・蒸発過程の3次元シミュレーションを行った.特に,表面の結晶構造によって溶融・蒸発現象が異なることを明らかにした.本研究の目的は,ピコ秒パルスのガラスレーザによる超精密微細知的加工システムを開発するとともに,加工現象を明らかにすることである.本年度は,金属とシリコンの溶融・蒸発現象を熱流体解析と分子動力学シミュレーションによって明らかにするとともに,レンズの熱誘起光学ひずみに伴う集光特性の劣化について検討した.熱流体解析では,蒸発潜熱と蒸発に伴う気液界面の移動,蒸発反跳圧力,マランゴニ力を考慮して,蒸発を伴う溶融他流れを解析した.加工穴は主に蒸発反跳圧力によって溶融池表面が押し下げられるために生じ,誘起される溶融池流れが溶融金属を周囲に押しやることで穴周囲に盛上りが生じる.この流れはレーザ照射終了後も持続し盛上りが成長する.盛上りの周囲が凝固するときに,マランコニカが盛上りを助長する.分子動力学シミュレーションでは,提案した改良型分子動力学法を用いて,超短パルスレーザによる金属の蒸発形態に2種類あることを示した.一つは,パルス幅が非常に短い場合に生じる爆発的な蒸発であり,もう一つは,パルス幅が長いときに生じる比較的穏やかな蒸発である.前者では,蒸発粒子がクラスタとなって飛散しやすいのに対して,後者では,ばらばらに飛散しやすい.
東南アラスカ原住民の人類学的調査

東南アラスカの北西インディアン諸部族については,これまで儀礼・神話・芸術などを中心に民族誌の資料が畜積されてきたが,先史文化の起源と発達についてはいぜんとして謎につつまれている.本調査団は,生業活動のリズムなどの生態学的な情報の収集につとめ,北太平洋における海岸文化の成立と展開という視点から,トリンギット族やハイダ族の文化と歴史を再構成することを目標に,人類学的な現地調査を行い,同時に第2,3次以降の基礎資料の入手にもつとめた.昭和62年度のヘケタ島における実地調査は, 2年前のR.Ackermanの調査により8000年前というC.ナD214.ニD2年代が得られているチャック・レーク貝塚の集中的な発掘調査と,チャック川河口の数百年前の集落址の測量調査に重点をおいて5週間にわたり実施した.チャック貝塚からは, 550点にのぼる細石夂と数点の細石夂核,ごく少数の骨角器員検出され,その他に魚・陸獣・海獣・貝などの有機遺物が出土した.人工遺物および自然遺物の分析はなお進行中であるが,当初の予想通り北太平洋沿岸に最も早く進出し,主に海の資源に適応して比較的定着性の高い生活を営んでいた人びとの遺跡であったことはまちがいないと思われる.この地域で,貝塚が広域にわたって分布するのは5000B.P.以後とされており,小規模ではあるが細石夂を多量に出土する本貝塚がもつ学術的意義はきわめて高く,内外の北方研究者から注目されている.一方,チャック河口の集落址については,土地の所有者が原住民の自治組織「シーアラスカ」であり,今回の調査の条件として,発掘は一切行わず,遺跡と遺構の測量に限定することが定められていたので,昭和62年度は表面からの観察だけが行われた.しかし,チャック・レーク貝塚の土地を所有する合衆国国有林と同様に,シーアラスカ当局も我々の調査にきわめて協力的であり,過去の調査資料を自由に閲覧させてくれた上に,今後の調査への積極的な協力を約束してくれた.我々がヘケタ島の現地調査に没頭していた間に,現地アラスカ大学のW.M.オルソン教授は,クレイグおよびクラワーク地区で聞きとり調査を実施し,この地域の集落の変遷や部族の移動の歴史について,これまで報告されていなかった資料の収集に成功した.オルソン教授は,現在ケチカン地区で最も信頼すべき研究者であるC.キャンベルと協力して,収集資料の分析にあたっており,その一部はすでに原稿として代表者の許にとどけられている.昭和62年度の調査成果は, 64年度以降に計画されている第2次,第3次調査の基礎として役立つものである.東南アラスカの北西インディアン諸部族については,これまで儀礼・神話・芸術などを中心に民族誌の資料が畜積されてきたが,先史文化の起源と発達についてはいぜんとして謎につつまれている.本調査団は,生業活動のリズムなどの生態学的な情報の収集につとめ,北太平洋における海岸文化の成立と展開という視点から,トリンギット族やハイダ族の文化と歴史を再構成することを目標に,人類学的な現地調査を行い,同時に第2,3次以降の基礎資料の入手にもつとめた.昭和62年度のヘケタ島における実地調査は, 2年前のR.Ackermanの調査により8000年前というC.ナD214.ニD2年代が得られているチャック・レーク貝塚の集中的な発掘調査と,チャック川河口の数百年前の集落址の測量調査に重点をおいて5週間にわたり実施した.チャック貝塚からは, 550点にのぼる細石夂と数点の細石夂核,ごく少数の骨角器員検出され,その他に魚・陸獣・海獣・貝などの有機遺物が出土した.人工遺物および自然遺物の分析はなお進行中であるが,当初の予想通り北太平洋沿岸に最も早く進出し,主に海の資源に適応して比較的定着性の高い生活を営んでいた人びとの遺跡であったことはまちがいないと思われる.この地域で,貝塚が広域にわたって分布するのは5000B.P.以後とされており,小規模ではあるが細石夂を多量に出土する本貝塚がもつ学術的意義はきわめて高く,内外の北方研究者から注目されている.一方,チャック河口の集落址については,土地の所有者が原住民の自治組織「シーアラスカ」であり,今回の調査の条件として,発掘は一切行わず,遺跡と遺構の測量に限定することが定められていたので,昭和62年度は表面からの観察だけが行われた.しかし,チャック・レーク貝塚の土地を所有する合衆国国有林と同様に,シーアラスカ当局も我々の調査にきわめて協力的であり,過去の調査資料を自由に閲覧させてくれた上に,今後の調査への積極的な協力を約束してくれた.我々がヘケタ島の現地調査に没頭していた間に,現地アラスカ大学のW.M.オルソン教授は,クレイグおよびクラワーク地区で聞きとり調査を実施し,この地域の集落の変遷や部族の移動の歴史について,これまで報告されていなかった資料の収集に成功した.オルソン教授は,現在ケチカン地区で最も信頼すべき研究者であるC.キャンベルと協力して,収集資料の分析にあたっており,その一部はすでに原稿として代表者の許にとどけられている.昭和62年度の調査成果は, 64年度以降に計画されている第2次,第3次調査の基礎として役立つものである.
コロニー刺激因子群による脊髄グリア細胞活性化機構と神経障害性疼痛誘発の多角的解析

末梢神経損傷により誘発される脊髄マイクログリアの増殖メカニズムを調べた。受傷1日後から損傷を受けた感覚ニューロンでマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)が増加した。M-CSF受容体は脊髄マイクログリアで恒常的な発現を認め、受傷2日後から有意に発現増加した。M-CSF受容体拮抗薬髄腔内投与は、末梢神経損傷により誘発される脊髄マイクログリアの増殖と神経障害性疼痛の発症を有意に抑制した。ナイーブラット髄腔内へのリコンビナントM-CSFの投与は、内在性マイクログリアの増殖を誘発し足底の疼痛閾値を有意に低下させた。本研究の目的はコロニー刺激因子群(CSFs)が神経障害性疼痛モデルの脊髄マイクログリア増殖に関与するか否か、神経障害性疼痛に関与するか否かを検討することである。これらについて精査し、以下の成果の発表および途中経過の結果が得られている。1.末梢神経損傷によりその受傷ニューロンにおいてCSFの一つであるmacrophage-CSF(M-CSF)が発現増加して、受傷髄節の脊髄後角に存在するマイクログリアの細胞分裂誘導を誘発し、数的増加を惹起させる一要因であることを発見し、さらに、マイクログリアの増殖を抑えることにより神経障害性疼痛が改善することも見いだした。この成果は国際雑誌であるPLOS oneに発表した。2.他のCSFs(GーおよびGM-CSF)について現在検討を進めている。その結果、G-およびGM-CSFは後根神経節や脊髄に存在しないが、これらの受容体は脊髄マイクログリア特異的に発現することを見つけた。そこでG-, GM-CSFを髄腔内への投与を試みたところ、GM-CSFも脊髄マイクログリアを増殖へ誘導し得る結果を得ている。今後、より詳細な精査の上、学会活動および論文発表をし、成果を社会に還元する予定である。末梢神経損傷による神経障害性疼痛の発症メカニズムを脊髄マイクログリアの増殖に求めた。その結果、受傷した一次求心性神経のニューロンでM-CSFの発現が増加して同髄節の脊髄後角に運ばれ、マイクログリアに発現するM-CSF受容体に結合することでマイクログリアが分裂を開始することを見つけた。この課題は、当初の計画以上に早期に結果が得られ、既に研究成果を国際雑誌PLOS Oneに発表した。近年、末梢神経損により増殖・活性化される脊髄マイクログリアは、インターロイキンを始めとする炎症性サイトカインや脂質メディエーターが遊離され、神経障害性疼痛発症の担い手として知られるようになった。しかしながら、末梢神経損傷により誘発される脊髄マイクログリアの増殖機構、およびこれらが疼痛行動に及ぼす影響について不明であった。そこで本課題ではこれらについて検討した。末梢神経が損傷されるとその損傷を受けたニューロン(受傷ニューロン)でマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)のmRNAが受傷後1日から有意差を持って増加することが明らかとなった。これは受傷3日後に最大となるマイクログリアの活性化に先行するものであり、損傷ニューロンのM-CSF増加と脊髄マイクログリア増殖のタイミングは、時空間的に一致するものであった。M-CSF受容体拮抗薬の髄腔内投与は、末梢神経損傷により誘発される脊髄マイクログリアの増殖と神経障害性疼痛を有意に抑制した。さらにナイーブラットへのリコンビナントM-CSF髄腔内投与は、マイクログリアの増殖を誘発し、疼痛様行動を惹起することが明らかとなった。またマイクログリア活性化の指標となるp38マップキナーゼのリン酸化も弱いながら誘発することが分かった。この結果は末梢神経損傷による脊髄マイクログリアの増殖に随伴する神経障害性疼痛を擬似的に再現するものであった。以上のことから、本検討においてM-CSFは受傷ニューロンと末梢神経損により誘発される脊髄マイクログリア増殖および、これに付随して発症する神経障害性疼痛を結びつける重要な因子であることが明らかになった。他のCSFs(GーおよびGM-CSF)もM-CSF同様に脊髄マイクログリアの増殖、神経障害性疼痛への関与するか否かについて現在検討を進めている。今後さらに実験を重ね、論文発表をし、成果を社会に還元出来るよう最大限努力する予定である。神経解剖学次年度の試薬購入費用に充てるため、差異が生じた。CSFリコンビナント等、必要試薬を購入する予定である。