hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リーマン面の正則写像の研究――写像の存在問題における把手の役割

把手を指定したリーマン面Yを固定したとき,Tの元Xで,XからYへの正則写像が存在するもの全体の集合をT[Y]と表し,XからYへの有限葉正則写像が存在するもののなす部分集合をT'[Y]と書く。これらの集合T[Y]とT'[Y]はいくつかの共通点を持っている。とくに,極値的長さの臨界値と呼ぶ量が定まる。一般に,任意の印付きトーラスXは,一意的に定まる印付きトーラスから水平線分を取り除くことにより得られる。Xの基本極値的長さとはこの印付きトーラスの太さを表す指標である。XがT[Y]またはT'[Y]に属するか否かは基本極値的長さのある値を境に劇的に変わる。その境目の値が先述の極値的長さの臨界値である。T[Y],T'[Y]に対する極値的長さの臨界値をそれぞれL[Y],L'[Y]とおく。定義からT'[Y]はT[Y]の部分集合であるが,Yが印付きトーラスでも印付き穴あきトーラスでもないときには,T'[Y]はT[Y]の真部分集合であることを示した。その一方で,L[Y]とL'[Y]が一致することも示した。後者の証明を子細に調べると,T'[Y]の閉包がT[Y]に一致することも分かる。このことから,Yが印付きトーラスまたは印付き穴あきトーラスである場合を除き,T'[Y]は閉集合ではないことも導かれる。6月にアテネ大学(ギリシャ)で開催された第6回非線型解析学者世界会議において「リーマン面上の非線型問題」と題した分科会を主宰した。本研究課題からは幡谷,山田,増本の3名がそれぞれの研究成果を発表した。幡谷は,非有界領域における粘性流体の自由境界値問題を考察した。多くの微分方程式の解析性は,基本的な方程式の解析性に帰着されるが,そのような基本的方程式系の一つの解析性を報告した。これは,幡谷が以前に得ていた結果を補強するものである。山田は,ダグラスの定理を,再生核を持つヒルベルト空間論の枠組みで考察した成果について報告した。ダグラスの定理は,ヒルベルト空間の作用素の大小関係,割り算,値域の包含関係の間に密接な関係があることを示している。山田は,自身の成果の応用として,線型作用素に関するある線型方程式系が縮小作用素を解として持つための必要十分条件を得た。これは,補間問題において有用なパロットの定理の拡張となっている。増本は,種数正のリーマン面Yで,それの把手の一つを指定する単純閉曲線の対を固定したものが与えられたとき,同様の単純閉曲線対が指定された穴あきトーラスXで,XからYへの正則写像が存在するもの全体の集合Tについて考察した。Tは穴あきトーラスのタイヒミュラー空間の部分集合である。一般に,Xには,その太さを表す指標である基本的極値的長さと呼ばれる正数が対応する。増本は,集合Tに属するXの基本的極値的長さの分布について著しい特徴を見出し,その成果の一部を報告した。会議には参加しなかったが,柳原は,単位円板上の正則単葉函数の様々な族を対象に,増大度評価や歪曲評価についての研究を行った。計画当初の想定を超えた幅広い成果が続々と得られており,新たな研究の方向も視野に入ってきている。従って区分(1)を選びたいところであるが,まだ口頭発表の段階に止まり,論文を投稿する段階に至っていないので,区分(2)とする。25年度が最終年度であるため、記入しない。穴あきトーラスから与えられたリーマン面の中への正則写像の存在について基本定理とも呼ぶべき結果を得て論文にまとめ,掲載の可否は未定であるものの,学術雑誌に投稿することができた。また,研究計画調書の段階から計画していた第6回非線型解析学者世界会議での分科会「リーマン面上の非線形解析」を成功裏に終えることができた。
非アルコール性脂肪肝（炎）の分子機構の解明と新規バイオマーカーの探索

非アルコール性脂肪肝炎(NASH)のマウスモデルとして、コリン欠乏高脂肪食(CDAHFD)モデルが開発されているが、血清脂質を含めた他の病態への影響については十分に明らかにされていない。本研究では、CDAHFDモデルでは、有意な体重減少に加え、有意な血清総コレステロール(TCho)とトリグリセリド(TG)レベルの低下が明らかにされた。さらに、これらの低下が、NASHの病態を示す指標である肝TG含量、TNF-alpha mRNAの発現、血清ALT値と有意に逆相関することが示された。これらは、ヒトNASHでは通常みられないものであり、よりヒトに近いマウスNASHモデルが求められるものと思われた。非アルコール性脂肪肝炎のマウス実験動物モデルとして、コリン欠乏食による病態モデルの作成の検討した。また、肝臓でのnardilysin (NRDc)の役割を明らかにするために、肝細胞特異的なNRDcの欠損マウスを作成を進めている。また、肝細胞のcell lineであるHep G2細胞の培養細胞系を用いて、NRDcのsiRNAによるNRDcのノックダウンにより、肝細胞での遺伝子発現がどのように変化するかを、長鎖飽和脂肪酸であるパルミチン酸を負荷したHep G2細胞の、培養細胞系での脂肪肝モデルを用いて、脂肪酸の取り込み、合成、分解に関わる分子、酵素を中心として網羅的に解析している。非アルコール性脂肪肝炎のマウス実験動物モデルとして、コリン欠乏食負荷による病態モデルの作成を検討した。肝臓でのnardilysin (NRDc)の役割を明らかにするため、肝臓特異的なNRDcの欠損マウスを作成している。また、肝細胞のcell lineであるHepG2細胞の培養細胞の実験系にて、siRNAによるNRDcのノックダウンにより、長鎖脂肪酸を負荷した細胞で、脂肪酸の取り込み、合成、分解、および炎症に関わる遺伝子の発現の変化を網羅的に解析している。非アルコール性脂肪肝炎(NASH)のマウス実験動物モデルとして、コリン欠乏低メチオニン食(CDAA)を20週間投与することにより病態が誘発されるモデルを利用し、Alubumin-Creを用いて確立された肝細胞特異的Nardilysin (NRDc)ノックアウトマウス(LKO)とその対照マウスとでNASHの進展を比較検討した。マウス肝臓切片のHE染色およびマッソン・トリクローム染色の組織所見を比較して、陰性対照のコリン補充食(CSAA)投与マウスと比べて、対照マウスの間ではCDAA投与によりNASHの進展がみられたが、LKOマウスにおいてそれが抑制されることはみられず、ほぼ同等であった。肝臓の線維化および炎症に関わる遺伝子の発現は、現在もqRT-PCRおよびウエスタンブロット法にて検討中である。一方、培養のヒト肝細胞cell lineであるHepG2細胞において、NRDc siRNAを用いてその発現をノックダインした細胞における遺伝子発現も変化も、現在継続して検討中である。肝臓特異的なNRDc欠損を検出するためのgenomic PCRがうまく働かず、実験条件の検討を行っている。そのため、遅れている。代謝学肝臓特異的なNRDc欠損を検出できるgenomic PCRの実験条件を確定し、肝臓特異的なNRDc欠損マウスを確立し、繁殖させ、コリン欠乏食を負荷し、野生型を対照として、肝臓組織像を比較する。遺伝子改変マウスの準備が遅れているため。肝臓特異的NRDc欠損マウスの確立が遅れているため。肝臓特異的なNRDc欠損マウスを確立し、繁殖させて、in vivo実験に使用できるように準備を進める。ヒト肝細胞のcell lineであるHep G2細胞の培養細胞系で、NRDcをノックダウンすることによる肝細胞での脂肪酸の取り込み、合成、分解に関わる分子、酵素の遺伝子発現がどのように変化するかを網羅的に解析する実験もあわせて進める。次年度に繰り越された動物実験にて使途する。遺伝子改変マウスの作成が遅れているために、一部の研究費が次年度への繰り越しとなった。繰り越しとなった分は、実験動物の飼育管理および動物実験に必要な経費として使用する予定である。
無機物ナノチューブの電子輸走現象

無機物ナノチューブの電子輸送特性を調べるために、次の予備実験を行った。1)伝導性カンチレバーを用いた原子間力顕微鏡によって試料の電流電圧特性を測定する装置の開発および極低温環境において適している伝導性コート材料の探索を行った。その結果、市販の白金薄膜つきのカンチレバーを用いることでテスト試料のカーボンナノチューブおよびバルクNbSe2単結晶において電流電圧測定が可能であることがわかった。しかし、後者については試料表面に絶縁層が形成されているためにカンチレバーに加える力を1000N程度まで増加させなければ伝導が得られないことが判明した。また、極低温環境においてRFスパッタ法で作成した伝導性カンチレバーの有効性を検討した。2)電子ビームリソグラフィーを用いた電極作成技術を確立した。レジストとして高分子量PMMAを用いた標準的な電子ビームリソグラフィーが現有装置の走査型電子顕微鏡を改造することで可能であることを確認した。線幅200nm、膜厚50nmのTi/Au電極を作成し、Si基板上にランダムに振り撒いたNbSe2微結晶に適応した。この試料を4.2Kまで冷却し磁場中において電流電圧特性が測定できることを確認した。
筋線維芽細胞のアポトーシスのブロックによる梗塞後心室リモデリングと心不全の予防

アポトーシスで除去される運命にある心筋梗塞後の肉芽組織細胞をcaspase阻害剤投与により温存することで梗塞後の心室リモデリングならびに心不全の進行を予防できるか否かを検討するために、60分左冠動脈結紮後再灌流によるラットの心筋梗塞モデルを作製しpancaspase阻害剤であるBoc-Asp-FMK(BAF)10μg/mlを、梗塞作製3日後から2週後または12週後まで連日腹腔内投与した(各n=5)。本モデルでは左室自由壁の60%以上を占める大梗塞ができるため、良い梗塞後心不全モデルとなる。コントロールとしてはvehicle投与群(無治療群)を作製した(各n=5)。梗塞2週後、無治療群に比し治療群の梗塞巣においてDNA断片化を呈する(TUNEL陽性)肉芽細胞数が有意に減少しており、BAFは肉芽細胞のアポトーシス抑制に有効であることが判明した。さらに梗塞12週後において、無治療群に比し治療群では心室の梗塞後リモデリングが有意に抑制された。すなわち、心エコー上左室の拡張末期径・収縮末期径ともに有意に減少し、梗塞巣の壁厚の菲薄化も有意に抑制されていた。これは剖検時の計測によっても確認された。心機能もfractional shorteningの有意な改善、ミラーカテーテルによりdeveloped pressure,±dP/dtの有意な改善が治療群で認められ、剖検にても肺、肝、腎などのうっ血の軽減が認められた。組織学的には治療群の梗塞巣においては無治療群に比し細胞数の増加がみとめられ(無治療群ではほとんど線維性瘢痕に置換)、ほとんどが筋線維芽細胞と考えられたが、電子顕微鏡による観察にて成熟した収縮型の平滑筋細胞の存在が治療群においてみとめられた。本研究の結果は梗塞亜急性期のpancaspase阻害剤投与が梗塞後心不全の予防法として臨床的に有用である可能性を示唆する。1)動物モデルの選択:当初、ラット心の左冠動脈永久結紮による心筋梗塞を作製していたが、再灌流モデルの方が投与薬剤の梗塞心筋への移行が良好であることを考慮し、60分左冠動脈結紮+解除にて再潅流による梗塞モデルを選択した。このモデルでも永久結紮と同様、左室自由壁の60%以上を占める大梗塞ができるため、梗塞後心不全モデルとして使用しうる。2)薬剤の選択、投与量、投与期間:多くのプレリミナリースタディの結果、pancaspace阻害剤であるBoc-Asp-FMKを選択した。投与量・期間は1日1回10μg/mlを梗塞作製3日後から4週後まで連日腹腔内投与とした。3)現在までの成績ならびに今後の予定:上記プロトコールにより薬剤を投与した場合、作製2週後の心筋梗塞巣においてDNA断片化を呈する(TUNEL陽性)肉芽細胞数が有意に減少した。また4週後においては投与群の梗塞巣で心筋間質細胞数の増大がみられた。これは間質細胞のアポトーシス阻害による残存の影響と思われる。すなわち、肉芽組織に多く見られる筋線維芽細胞ならびに新生血管細胞が多く残存していた。したがって、Boc-Asp-FMKの上記プロトコールによる投与は梗塞後増殖した心筋間質細胞のアポトーシスを阻害するという仮説が立証された。今後は本モデルでの実験動物数を増やし遠隔成績を観察し、心不全の改善の有無をみてゆく予定である。

本年度(平成12年度)は、昨年度作製したラット心の60分左冠動脈結紮+解除(虚血・再灌流)による大梗塞モデルに対し、pancaspase阻害剤であるBoc-Asp-FMK 10μg/mlを1日1回梗塞作製3日後から4週後まで連日腹腔内投与を行い、12週後まで飼育した。屠殺前に心エコーを施行し、かつミラーカテーテルを頚動脈から左室に挿入して心内圧を測定することにより心機能を評価した。形態学的検索により全身臓器のうっ血と心室のリモデリングを調べ、さらに光顕・電顕レベルで組織学的検討を行った。これらの機能的・形態的パラメーターを、pancaspase阻害剤を投与しなかったコントロールの梗塞ラットと比較した。梗塞作製後12週において、無治療群に比し治療群では心室の梗塞後リモデリングが有意に抑制された。すなわち、心エコー上左室の拡張末期径・収縮末期径ともに有意に減少し、梗塞巣の壁厚の菲薄化も有意に抑制されていた。これは剖検時の計測によっても確認された。心機能も心エコー上fractional shorteningの有意な改善、ミラーカテーテルによりdeveloped pressure,±dP/dtの有意な改善が治療群で認められ、剖検にても肺、肝、腎などのうっ血の軽減が認められた。組織学的には治療群の梗塞巣においては無治療群に比し細胞数の増加がみとめられ(無治療群ではほとんど線維性のスカーに置換)、ほとんどが筋線維芽細胞と考えられたが、電子顕微鏡による観察にて成熟した収縮型の平滑筋細胞の存在が治療群においてみとめられた。昨年度われわれは、2週後の梗塞巣において治療群で筋線維芽細胞を含む心筋間質細胞のアポトーシス死が抑制されたことを確認した。今回の結果はpancaspase阻害剤の投与により梗塞後アポトーシスを免れた間質細胞が生き残り梗塞巣の菲薄化を軽減し、心室のリモデリングを軽減することで梗塞後心不全の増悪を抑制したと考えられる。また、生き残った筋線維芽細胞の収縮能も心不全軽減に寄与した可能性もある。本研究の結果は梗塞亜急性期のpancaspase阻害剤投与が梗塞後心不全の予防法として臨床的に有用である可能を示唆する。
ヒトES類似細胞樹立のための体細胞初期化誘導因子の探索と技術開発

多分化能、自己複製能、無限増殖能をもつES細胞は、細胞移植治療などの再生医療への応用が期待されていた。しかし、ヒトES細胞を再生医療に応用するには大きく2つの問題、倫理的問題、免疫拒絶問題を回避する必要があり、そのために患者自身の細胞からES細胞のような性質をもつオーダーメイド細胞を作り出すことが期待されていた。私達のグループはこれまでに、マウスES細胞で特異的に発現し分化多能性や増殖において重要な働きをする遺伝子群ECATs(ES cell associated transcripts)を同定し、ECAT遺伝子群の複数の因子の組合せによってマウスの分化細胞において初期化を誘導し、ES類似細胞、iPS(induced pluripotent stem)細胞を樹立することに成功している。さらに、マウスと同じ因子を用いることで、ヒト繊維芽細胞からヒトiPS細胞の樹立に成功している。分化細胞に多能性を持たせることが実現し、また、ヒトiPS細胞もできたことで臨床応用へ一歩近づくことはできたが、まだまだ乗り越えるべき障壁はたくさんある。iPS細胞誘導に必要な因子には腫瘍関連因子が含まれることや、遺伝子導入法としてレトロウイルスを用いていることから、腫瘍発生の危険性がある。今後の課題として、レトロウイルスに代わる遺伝子導入方法を模索することや、遺伝子に代わる化合物を探索することがあげられる。私はiPS細胞誘導に必要な遺伝子を代替することのできる因子の探索を研究目的とし、手法となるハイスループットスクリーニング(HTS)の系を確立した。また、遺伝子、化合物、天然物ライブラリーのスクリーニングを行い、既知の初期化因子を代替することのできる候補因子を複数みつけている。今後はこの新規因子の候補についてさらに詳細な解析を進めていきたい。しかしヒトES細胞を再生医療に応用するには大きく2つの問題、倫理的問題、免疫拒絶問題を回避する必要があり、そのために患者自身の細胞からES細胞のような性質をもつオーダーメイド細胞を作り出すことが期待されていた。さらに、マウスと同じ因子を用いることで、ヒト線維芽細胞からヒトips細胞の樹立に成功している。分化細胞に多能性を持たせることが実現し、また、ヒトips細胞もできたことで臨床応用へ一歩近づくことはできたが、まだまだ乗り越えるべき障壁はたくさんある。今後の課題としてレトロウイルスに代わる遺伝子導入方法を模索することや、遺伝子に代わる化合物を探索することがあげられる。私はiPS細胞誘導に必要な遺伝子に代わる化合物探索を研究目的とし、手法となるハイスループットスクリーニング(HTS)系の確立を今年度の目標とした。細胞培養の方法、スケール、期間など、また化合物添加の方法、時期などの検討を繰り返し、ハイスループットスクリーニングによる化合物探索の系をほぼ確立することができたと考える。
ジョイスの北アイルランド表象の政治学―ルイス・J・ウォルシュとの比較を通して

本研究は、ジェイムズ・ジョイスとルイス・J・ウォルシュの伝記的な関係性と、小説作品の政治性を比較検討するものである。両作家は同じ時期に同じ大学に学び、卒業後に小説を出版したのだが、両作家の描くアイルランドは非常に対照的であるように思われる。そこで、民族主義に反対した南アイルランド出身のジョイスが北アイルランドをいかに表象し、民族主義を支持した北アイルランド出身のウォルシュが南アイルランドをいかに表象したのかを比較することによって、本研究はアイルランドの脱植民地化に対する文学的応答の地域的な差異を明らかにする。
視交叉上核選択的細胞培養法による時計細胞と同調エレメントの同定

本研究は哺乳動物の生物時計である視交叉上核(SCN)神経細胞の分散およびスライスの2種の単層培養系を用い、神経ペプチド放出量のサーカディアンリズムを指標に、自律振動機構を細胞レベルで解明することを目的として行われた。実験はウィスター系仔ラットのSCNを用いて行われた。1、伝達物質放出のリズム:分散培養では、SCNの代表的神経伝達物質であるバゾプレッシン(AVP)とVIPの放出量に、培養24時間後よりほぼ同一位相、同一周期のサーカディアンリズムが観察された。両ペプチドリズムは、その後4-6週間に渡り安定して持続し、周期および位相関係は培養期間を通じて一定していた。Well当たりの細胞数、細胞密度によって周期や位相関係に変化は見られなかった。スライス培養でも、同一周期、同一位相のリズムが培養2-6週に渡り安定して存続した。2、視交叉上核グリア細胞の役割:培養1-2日目に分裂阻止剤を投与し、グリア増殖を抑制した培養系では、分裂阻止剤を用いなかった対照群に比較して、分散培養では、両リズムの周期、位相関係に有意の差はみられなかったが、スライス培養では、AVP、VIPリズムが異なる周期でフリーランすることが確認された。3、考察および結論:シナプス結合の欠如した、培養の初期からペプチド分泌にリズムが存在することから、液性連絡によるリズム周期が考えられる。分裂阻止剤の投与によりスライス培養で観察された両リズム間の脱同調は、ラットSCNが少なくとも2つの振動体から構成されることを示しており、SCNのグリア細胞が両振動体のカップリングに重要な役割を果たしている可能性が高い。分散培養での脱同調の欠如は、SCN内の構造の維持が各ペプチド細胞間のカップリングに重要であることを示唆している。
NAFLDでの肝切除後肝再生障害における中枢神経性肝臓機能調節の有用性の解明

摂食に伴い増加するインスリンや様々な栄養素が、中枢神経に作用し、迷走神経・クッパー細胞を介して、肝臓IL-6/STAT3シグナルを活性化することを見出している。一方で、転写因子STAT3は、抗アポトーシスおよび細胞増殖関連遺伝子の発現誘導を介し、肝再生のマスターレギュレーターとして重要な働きを担っている。本研究において、中枢神経による迷走神経制御と肝臓STAT3活性化の仕組みを明らかにするとともに、その仕組みがインスリン抵抗性・肥満状態では障害されることを見出している。肥満・インスリン抵抗性による中枢神経性肝臓機能調節の異常が、肝再生障害と相関する可能性を示唆するものである。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)に伴う肝再生障害は、肝切除術後の肝不全の発症と密接に関与している。線維化を伴わない単純性脂肪肝においても、肝再生障害が発症しうるという事実は、実際の臨床の場において広く認識されている。このようなNAFLDにおける肝再生障害の危険性が知られる一方で、その病因および治療法については、十分に解明されていない。中枢神経がインスリンや血中栄養素の変化を感知し、迷走神経を介して、糖脂質代謝調節など肝臓機能を制御することが知られている。また、迷走神経切除により、肝再生が遅延するなどの報告から、中枢神経・迷走神経が肝再生に密接に関連する可能性が指摘されている。代表者は、肝再生のマスターレギュレーターである転写因子STAT3が、中枢神経作用の肝臓におけるエフェクターであることを見出している。脂肪肝では、中枢神経・肝臓連関が破たんすることが知られているが、代表者は、脂肪肝での小胞体ストレスが肝STAT3の活性化障害を引き起こすことを明らかにしている。これらの知見は、NAFLDにおける肝再生障害に、中枢神経・迷走神経を介した肝STAT3活性化のメカニズムが関与している可能性を示唆している。本年度には、脂肪肝での肝臓STAT3活性化阻害の原因である小胞体ストレスが、タンパク翻訳因子eIF2αのリン酸化を増加させ、肝再生を阻害する可能性を見出している。さらに、eIF2αリン酸化を減少させるGadd34の活性増強が、脂肪肝での肝切除後肝再生障害を軽減することを明らかにしている。線維化を伴わない単純性脂肪肝においても、肝再生障害が発症しうるという事実は、高脂肪食負荷マウスでの70%肝切除モデルを用いた検討から代表者らも確認しており、実際の臨床の場において広く認識されている。代表者は、中枢神経作用による肝臓機能調節の解明に取り組んできた。その過程で、インスリンなどのホルモンやヒスチジンなどの食事因子が、中枢神経に作用し、迷走神経・クッパー細胞を介して、肝臓IL-6/STAT3シグナルを活性化し、肝糖産生を抑制することを見出している。代表者らも、本課題の予備検討において、アデノウィルスベクターによる肝臓STAT3の過剰発現により、マウスでの肝臓重量が1.2倍に増加することを見出している。これらの知見は、肝臓STAT3の活性化、さらに、肝臓STAT3を活性化する中枢神経作用が、NAFLDにおける肝再生障害に対する新規な治療標的である可能性を示唆している。本年度には、中枢神経作用による肝臓機能制御、すなわち、中枢神経から迷走神経・クッパー細胞を介した肝IL-6/STAT3活性化のメカニズムの解明を行い、中枢神経性肝臓機能制御の破たんがNAFLDにおける肝再生障害と相関する可能性を見出した。本年度の研究計画において、脂肪肝における肝再生障害のメカニズムの解明を行い論文発表を行うなど、おおむね予定通りに順調に進展している。次年度に向けて、中枢神経・肝臓連関と肝再生・肝臓ストレスとの関連の研究にも着手しており、次年度に引き続きその解析を行うことを予定であり、当初の計画に沿って順調に研究が進展している。代謝学・食生活学今後、中枢神経・肝臓連関と肝再生・肝臓ストレスの関連について、検討を進めていく。具体的には、中枢神経・肝臓連関のメカニズムとその制御を解明し、そのメカニズムと小胞体ストレス・肝再生障害との関連、特に肝臓STAT3および迷走神経の重要性について検討を進めていく予定である。
口腔癌根治を目指した放射線治療の挑戦―分子標的薬と抗癌剤の最適な併用法の追究―

放射線照射前、照射中と照射後に、ドセタキセルとセツキシマブの投与を行い、コロニー形成能とアポトーシス解析を用いて至適投与順序を決定することが目的である。B88細胞とCAL27細胞に対しin vitro実験では放射線の線量は4グレイが、ドセタキセルでは2時間処理では4 ng/ml、セツキシマブでは25 microg/mlが至適濃度であることが判明した。これらにて解析を行った結果、放射線照射前、照射中および照射後のどの時期にドセタキセルやセツキシマブを投与しようとも有意差は認められなかった。今後、他の薬剤と放射線照射による至適投与順序を決定し、最適な臓器温存治療のレジメンを決定する必要がある。(1)培養扁平上皮癌細胞(VX2癌細胞)に対する放射線照射の至適線量とDOCの濃度の決定B88癌細胞を6ウェルプレートに等量ずつ蒔いた。培養細胞に対する放射線照射は、150 kVp X-ray generatorを用いて行った。線量は2, 4, 5, 6, 8 Gyとした。コロニーフォーメーションアッセイとMTTアッセイを用いて評価したところ、3グレイが細胞への障害が評価しやすいことが判明した。次に、ドセタキセル単独についても、MTTアッセイを行ったところ、2時間処理では3ng/ml、24時間処理では0.3ng/mlが最も評価しやすい事が判明した。(1)で求めた放射線照射の線量と、DOC処理濃度を用いて、放射線照射と化学療法の、1同時、2順次(放射線照射後化学療法と下学療法後放射線治療)のそれぞれで、コロニーフォーメーションアッセイとMTTアッセイを用いて評価しているところである。1.ウサギに可移植性の扁平上皮癌であるVX2癌細胞に、放射線照射とDOCの投与を行い、コロニー形成能およびアポトーシスの解析から、本実験に用いる至適線量と濃度を決定する。→放射線照射の線量は4グレイが細胞への障害が最も評価しやすいことが判明した。ドセタキセルでは2時間処理は5ng/ml、24時間処理では0.5ng/mlが、セツキシマブでは2時間処理では25μg/ml、24時間処理では2.5μg/mlが最も評価しやすいことが判明した。2.放射線照射前、照射中および照射後にDOCの投与を行い、コロニー形成能およびアポトーシスの解析を行い、in vitroに至適投与順序を決定する。→放射線と薬剤の同時併用が最も効果が高いことが伺われている。追試を行っているところである。(理由)1.ウサギに可移植性の扁平上皮癌であるVX2癌細胞に、放射線照射とDOCの投与を行い、コロニー形成能およびアポトーシスの解析から、本実験に用いる至適線量と濃度を決定する。3.VX2癌細胞をウサギ耳介に移植し、栄養動脈にカテーテルを留置する動物実験モデルを構築する。このモデルを用いて、放射線照射とDOCの投与による効果判定を行い、in vivoに至適投与順序を決定する。以上の3項目のうち、主要な2項目がほぼ終了して、3項目目の検討に入っている。3年計画の2年が終了している。1.放射線照射前、照射中および照射後にドセタキセルおよびセツキシマブの投与を行い、コロニー形成能およびアポトーシスの解析を行い、in vitroに至適投与順序を決定する。まずは、当科で現有のB88細胞とCAL27細胞に対して、in vitro実験を行った。昨年度までの解析において、放射線照射の線量は4グレイが至適線量であること、およびドセタキセルでは2時間処置では5ng/ml、セツキシマブでは25μg/mlが至適濃度であることが判明していたので、そのデータをもって実験を複数回行った。その結果、放射線照射の線量は4グレイが至適線量だったが、ドセタキセルでは2時間処置では4ng/ml、セツキシマブでは25μg/mlが至適濃度となった。それらのデータを用いて、放射線照射前、照射中および照射後のコロニー形成能およびアポトーシスの解析を行った。その結果、放射線照射前、照射中および照射後のどの時期にドセタキセルあるいはセツキシマブを投与しようとも、有意差は認められなかった。2.放射線照射前、照射中および照射後にドセタキセルおよびセツキシマブの投与を行い、in vivoに至適投与順序を決定する。現有のB88細胞とCAL27細胞に対するドセタキセルおよびセツキシマブと放射線照射併用とのin vitro実験では、至適投与順序は判明しなかった。今後は、他の薬剤と放射線照射による至適投与順序を決定する必要がある。その結果をもって、in vivoに至適投与順序を決定する。最適な臓器温存治療を決定する使命がある。

(1)培養扁平上皮癌細胞(VX2癌細胞)に対する放射線照射の至適線量とDOCの濃度の決定(3) NZWウサギにVX2癌細胞を移植し栄養動脈にカテーテルを留置した動物実験モデルの作成と、このモデルを用いたDOCと放射線照射の最適な時期の検討(in vivo)(4)(3)で構築したモデル(in vivo実験系)を用いたC225単剤併用放射線照射群と、C225とDOCの2剤併用放射線照射群における治療効果の比較と検討以上の4項目のうち、ほぼ2項目が終了している。3年計画の1年が終了している。2.放射線照射前、照射中および照射後にDOCの投与を行い、コロニー形成能およびアポトーシスの解析を行い、in vitroに至適投与順序を決定する。→放射線と薬剤の同時併用が最も効果が高いことが伺われている。追試を行っているところである。現在行っている追試により、これらの結果が確定すれば、動物実験を開始する。放射線腫瘍学(2)の放射線照射と化学療法の、1同時、2順次(放射線照射後化学療法と下学療法後放射線治療)のそれぞれで、コロニーフォーメーションアッセイとMTTアッセイを用いて評価しているところである。この結果が出れば、今度はセツキシマブによる細胞実験を行う。これらのデータを元に、上述の(3)と(4)の動物実験を開始する。情報収集目的の出張は行ったが、研究成果発表目的の出張がなかったため情報収集目的の出張は行ったが、研究成果発表目的の出張がなかったため研究成果が出れば、発表目的の出張を行う研究成果が出れば、発表目的の出張を行う
呼吸器系の生活習慣病におけるＳＯＣＳ分子の病的意義の解明と新規治療の探索

気道上皮特異的SOCS3欠損マウスを用いて、疾患モデルの作成とその解析を行った。(1)卵白アルブミンで感作、吸入曝露しアレルギー性喘息反応を野生型マウスと比較したところ、SOCS欠損マウスにおいて、喘息反応性が減弱していた。(2)タバコ煙曝露による肺気腫モデルを作成し、気道炎症や気腫性病変、気道上皮からのIL-6産生、それらのSOCSによる調節を解析する予定であったが、モデルの確立ができなかった。(3)肺胞マクロファージのエフェロサイトーシスに関しては、SOCS分子との関連は明らかでなかったが、エフェロサイトーシスはタバコ煙曝露により減弱し、ヒストン脱アセチル化酵素活性低下が関与していた。慢性閉塞性肺疾患や気管支喘息は呼吸器系の「忘れられた生活習慣病」として位置づけられ、慢性閉塞性肺疾患は有病率・死亡率ともに増加傾向であり、気管支拡張薬以外の治療法の確立が望まれている。また、喘息もステロイド抵抗性の難治性喘息患者は存在しており、新規治療法の確立が急務である。サイトカインの抑制性シグナル伝達因子であるSuppressor of cytokine signaling (SOCS)を標的とした遺伝子改変マウスを用いて閉塞性肺疾患病態モデルを確立し、これまでとは作用機序の異なる新規治療法を探索することを目的に研究を開始した。気道上皮特異的SOCS3欠損マウスによる疾患モデル作成とその解析を行った。COPDや喘息ではタバコ煙やアレルゲン、あるいは病原体由来分子(LPSやウィルス由来RNAなど)によって気道上皮が最も傷害を受けるため、その病態解析は重要である。我々の研究室では、気道上皮特異的なSOCS3欠損マウス(SOCS3/CC10Creマウス)の作成に成功したため、(1)タバコ煙曝露COPDモデルを作成し、気腫性病変の程度や気道上皮からのIL-6の産生とそのSOCS3による調節的意義について形態測定法やELISA、RT-PCR、免疫組織染色、などを用いて検討する予定であったが、本モデル自体がうまく確立出来ず、検討途中である。(2)卵白アルブミン(OVA)で感作、吸入曝露し喘息反応を比較解析したところ、SOCS3欠損マウスで喘息反応が減弱することを確認した。(3)LPS気管内投与モデルを作成し、好中球性炎症の程度や気道上皮からのIL-6の産生とそのSOCS3による調節的意義についてELISAやRT-PCR、免疫組織染色などを用いて検討したが、残念ながら、野生型マウスと差が認められなかった。(4)さらに、JAK阻害剤の喘息モデルへの治療効果についても検討中である。慢性閉塞性肺疾患や気管支喘息は呼吸器系の「忘れられた生活習慣病」として位置づけられる。慢性閉塞性肺疾患は有病率・死亡率ともに増加傾向であり、気管支拡張薬以外の治療法の確立が望まれている。また、喘息もステロイド抵抗性の難治性喘息患者が存在しており、新規治療法の確立が急務である。サイトカインの抑制性シグナル伝達因子であるSuppressor of cytokine signaling (SOCS)を標的とした遺伝子改変マウスを用いて閉塞性肺疾患病態モデルを確立し、これまでとは作用機序の異なる新規治療法を探索することを目的に研究を遂行した。また、肺胞マクロファージによるエフェロサイトーシス能(アポトーシス細胞の貪食能)がCOPD患者では低下していることが報告されており、エフェロサイトーシスとSOCSに関する研究も併せて遂行した。我々の研究室では、気道上皮特異的なSOCS3欠損マウス(SOCS3/CC10Creマウス)の作成に成功したため、(1)卵白アルブミン(OVA)で感作、吸入曝露しアレルギー性喘息反応を比較解析したところ、SOCS3欠損マウスで喘息反応が減弱することを確認した。(2)タバコ煙曝露COPDモデルを作成し、気腫性病変の程度や気道上皮からのIL-6の産生とそのSOCS3による調節的意義について検討する予定であったが、本モデル自体がうまく確立出来なかった。(3)肺胞マクロファージのエフェロサイトーシス能に関してはSOCS分子との関連は明らかではなかったが、肺胞マクロファージによるエフェロサイトーシス能はタバコ煙暴露によって減弱し、その過程にはヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)活性の低下が関わることを明らかにした(論文受理済み)。

慢性閉塞性肺疾患や気管支喘息は呼吸器系の生活習慣病として位置づけられ、慢性閉塞性肺疾患は有病率・死亡率ともに増加傾向であり、気管支拡張薬以外の治療法の確立が望まれている。また、喘息もステロイド抵抗性の難治性喘息患者は存在しており、新規治療法の確立が急務である。サイトカインの抑制性シグナル伝達因子であるSuppressor of cytokine signaling (SOCS)を標的とした遺伝子改変マウスを用いて閉塞性肺疾患病態モデルを確立し、これまでとは作用機序の異なる新規治療法を探索することを目的に研究を開始した。気道上皮特異的SOCS3欠損マウスによる疾患モデル作成とその解析を行った。COPDや喘息ではタバコ煙やアレルゲン、あるいは病原体由来分子(LPSやウィルス由来RNAなど)によって気道上皮が最も傷害を受けるため、その病態解析は重要である。我々は最近、気道上皮特異的なSOCS3欠損マウス(SOCS3/CC10Creマウス)の作成に成功したため、(1)タバコ煙曝露COPDモデルを作成し、気腫性病変の程度や気道上皮からのIL-6の産生とそのSOCS3による調節的意義について形態測定法やELISA、RT-PCR、免疫組織染色、などを用いて検討する予定であったが、本モデルがまだ確立出来ず、検討途中である。(2)卵白アルブミン(OVA)で感作、吸入曝露し喘息反応を比較解析したところ、SOCS3欠損マウスで喘息反応が減弱することを確認した。(3)LPS気管内投与モデルを作成し、好中球性炎症の程度や気道上皮からのIL-6の産生とそのSOCS3による調節的意義についてELISAやRT-PCR、免疫組織染色などを用いて検討したが、残念ながら、野生型マウスと差が認められなかった。喘息モデルでの野生型とSOCS3欠損マウスでは差が見られたが、LPS気管内投与モデルでは明らかな差は認めなかった。これらのモデル解析に関しては予定通り順調であるが、タバコ煙曝露によるCOPDモデルの作成に苦慮している。本モデルでは、気腫性病変の程度や気道上皮からのIL-6の産生とそのSOCS3による調節的意義について形態測定法やELISA、RT-PCR、免疫組織染色、などを用いて検討する予定であるが、モデルそのものが確立出来ておらず、検討途中の段階である。よって、骨髄細胞特異的SOCS1、SOCS3欠損マウスでも、COPDモデル作成とその解析を行う予定であったが未だ出来ていない。COPDや喘息では好中球、マクロファージ、好酸球、肥満細胞といった骨髄由来細胞だけでなく、T細胞の病的活性化によるサイトカインの過剰産生が病態の進展をもたらしている。この病的活性化には何らかの制御分子の機能不全が想定され、SOCS1はその有力な候補である。そこで我々はT細胞特異的なSOCS1-KOマウス(SOCS1/Lck-Creマウス)を作成した。本マウスではT細胞においてSOCS1が欠損しており、COPDや喘息のT細胞におけるSOCS1の病態生理学的意義を検討するのに最適といえる。本マウスでもタバコ煙曝露COPDモデル予定であるが未だ確立できていない。OVA喘息モデルでは、気道過敏性、気管支肺胞洗浄液中の炎症細胞とサイトカイン・ケモカイン濃度、PAS/AB組織染色による杯細胞化生を比較解析中である。
新規転写因子ＥＧＡＭ１ホメオタンパク質群による遺伝子発現と胚発生制御の分子基盤

1.研究代表者はマウス胚より,新規転写因子EGAM1ホメオタンパク質群を発見した。本研究の目的は,胚発生における当該タンパク質群の本質的な役割と標的遺伝子の全体像を解明し,胚発生や細胞機能を制御する新たな分子基盤を確立すること,である。特に,胎盤形成との関連に注目しており,子宮への胚着床の安定性とその後の流産との関連を追及するための研究基盤を確立する。平成30年度は以下に示した成果を得た。2.当該タンパク質群による多能性の獲得機構について解析することにより,マウス胚の初期発生との関連を検証する:マウスiPS細胞の誘導における,当該タンパク質群の機能を詳細に解析する必要がある。そこで,従来より知られているTetシステムに加え,CumateシステムはマウスiPS細胞の樹立に適用できることを示した。TetシステムとCumateシステムを同時に組み合わせ,当該タンパク質群と多能性獲得機構の関連を解析する計画は次年度への持ち越しとなった。3.当該タンパク質群を個別に強制発現させたES細胞の分化特性を検証することにより,胎盤形成との関連を検証する:ES細胞は,胎盤形成に重要な転写因子を強制発現させない限り,胎盤幹(TS)細胞に分化転換できないことが知られている。EGAM1NもしくはEGAM1Cを強制発現させたES細胞からTS細胞に酷似した細胞(分化転換TS細胞)を得た。しかし,これを継代培養することが困難であり,性質を検証することができなかった。そこで,培養液組成を工夫したところ,継代培養する技術を開発することに成功した。分化転換TS細胞の性質を精査する計画は,次年度への持ち越しとなった。これにより,当該タンパク質群とマウス初期胚に含まれる,胎盤前駆細胞の成立と維持の関係について実証する予定である。マウスiPS細胞の誘導技術を応用した研究により,EGAM1ホメオタンパク質群による多能性の獲得機構について重要な知見を既に得ている。平成30年度の研究成果により,当該タンパク質群と多能性獲得機構との関連を精査するに適した遺伝子発現調節システムを開発することに成功した。また,EGAM1NもしくはEGAM1Cを強制発現させたES細胞の分化特性を検証することにより,胎盤形成との関連について,培養細胞レベルながら非常に重要な知見を既に得た。平成30年度の成果において,分化転換TS細胞の継代培養が可能になったことより,分化転換TS細胞の性質を精査できるようになった。所期の目標設定に照らしてみて,これらの進捗状況はほぼ適切である。1.EGAM1ホメオタンパク質群による多能性の獲得機構について,マウスiPS細胞の成立過程,ウシiPS細胞の成立過程をモデルとして精査する予定である。2.当該タンパク質群と胎盤形成との関連については,分化転換TS細胞について,その細胞特性・分化特性を精査する予定である。これにより,胎盤前駆細胞の形成と当該タンパク質群の関連について,より,直接的な知見を得る。1.研究代表者は、マウス胚より新規転写因子EGAM1ホメオタンパク質群(3種)を発見した。本研究の目的は、胚発生における当該タンパク質群の本質的な役割と標的遺伝子の全体像を解明し、胚発生や細胞機能を制御する新たな分子基盤を確立すること、である。特に、当該タンパク質群は胎盤前駆細胞の形成がスタートする時期に発現が増強することより、胎盤形成との関連に注目している。平成28年度は以下に示した成果を得た。2. EGAM1ホメオタンパク質群による多能性の獲得機構について解析することにより、マウス胚の初期発生との関連を検証する:マウス胎仔線維芽細胞からiPS細胞を誘導する際における、当該タンパク質群の影響を検証するための遺伝子発現調節系を検討した。その結果、恒常的発現系によりiPS細胞を誘導する場合、CAGプロモーターが適切であることを明らかにした。また、条件発現系によりiPS細胞を誘導する場合、従来、用いられているテトラサイクリン誘導発現システムを代替する、新たな条件発現プロモーターを見出すことができた。3.当該タンパク質群を個別に強制発現させたES細胞の分化特性を検証することにより、胎盤形成との関連を検証する:分化誘導処理により、胎盤形成マスター転写因子Cdx2の発現が大きく誘導されることを見出した。このことは、当該タンパク質群はマウス初期胚に含まれる、胎盤前駆細胞の成立と維持に関与することを示唆する。4.当該タンパク質群を個別に強制発現させたES細胞と8細胞期胚との集合キメラ胚を作成し、これらのES細胞がキメラ胚のどの部分に寄与するか検証する:蛍光色素により染色したES細胞と8細胞期胚を共培養したが、蛍光色素の退色が著しいことが判明した。そこで、RFPを組込んだES細胞を作成した。次年度以降は、これをキメラ胚作成実験に供することとした。EGAM1ホメオタンパク質群による多能性の獲得機構については、重要な知見を得ることができた。当該タンパク質群を個別に強制発現させたES細胞の分化特性を検証することによる、胎盤形成との関連については、来年度以降の研究につながる成果を得ることができた。国内外の研究の進展を考慮に入れ、ES細胞の分化特性の検証実験を前倒しで実施した。

従って、当初計画していた、EGAM1ホメオタンパク質群により発現量が変動するmRNAをDNAマイクロアレイ法により網羅的に同定し、解析する実験については、次年度以降に持ち越した。一方、RFPを組込んだES細胞を作成できたことは、次年度以降の研究計画に重要である。当初、アンチセンスモルフォリノオリゴによる遺伝子発現阻害法を使ってノックダウンした胚を作製する実験を計画していたが、キメラ胚実験に準備が必要であったため次年度以降に持ち越した。所期の目標設定に照らしてみて、これらの進捗状況は適切である。1.研究代表者はマウス胚より,新規転写因子EGAM1ホメオタンパク質群を発見した。本研究の目的は,胚発生における当該タンパク質群の本質的な役割と標的遺伝子の全体像を解明し,胚発生や細胞機能を制御する新たな分子基盤を確立すること,である。特に,胎盤形成との関連に注目しており,子宮への胚着床の安定性とその後の流産との関連を追及するための研究基盤を確立する。平成29年度は以下に示した成果を得た。2.当該タンパク質群による多能性の獲得機構について解析することにより,マウス胚の初期発生との関連を検証する:山中4因子によるマウスiPS細胞の誘導において,EGAM1NもしくはEGAM1Cは,マウスiPS細胞の作出における1次コロニーの誘導について,KLF4の機能を代替できる可能性が示された。これらの知見を応用し,ウシiPS細胞の樹立に向けた準備研究に着手した。3.当該タンパク質群を個別に強制発現させたES細胞の分化特性を検証することにより,胎盤形成との関連を検証する:ES細胞は,胎盤形成に重要な転写因子を強制発現させない限り,胎盤幹細胞に分化転換できないことが知られている。CDX2の発現が大きく誘導された時に胎盤幹細胞の樹立培養を適用することにより,胎盤幹細胞に酷似した細胞コロニーが生じることを明らかにした。このことは,当該タンパク質群はマウス初期胚に含まれる,胎盤前駆細胞の成立と維持に関与することを示唆する。4.当該タンパク質群を個別に強制発現させたES細胞と8細胞期胚との集合キメラ胚を作成し,これらのES細胞がキメラ胚のどの細胞種(胎仔前駆細胞・胎盤前駆細胞)に寄与するか検証する:RFPを組込んだ,EGAM1NもしくはEGAM1Cを強制発現させたES細胞をキメラ胚作成実験に供した。その結果,胚盤胞期まで発生した胚が認められた。しかし,胚盤胞への発生率は非常に低いことが判明した。マウスiPS細胞の誘導技術を応用した研究により,EGAM1ホメオタンパク質群による多能性の獲得機構について重要な知見を得ることができた。EGAM1NもしくはEGAM1Cを強制発現させたES細胞の分化特性を検証することにより,胎盤形成との関連について,培養細胞レベルながら非常に重要な知見を得ることができた。国内外における研究の進展を考慮に入れ,ES細胞の分化特性に係る検証実験を優先的に実施した。従って,当初計画していた,EGAM1ホメオタンパク質群により発現量が変動する遺伝子群をDNAマイクロアレイ法により網羅的に同定し,遺伝子発現調節機構を解明する研究については,次年度以降に持ち越した。
時間変動磁場の知覚運動神経系に及ぼす影響の研究

時間変動磁場によって生じる組織内誘導起電力を調べる目的で血液を対象として誘導渦電任の測定し、その分布を観察した。方法電磁石(E型コア-)を作製し、電磁石には電源から交流が流れるように設定した。電磁場形成系の特性に関して基礎的検討を行った。さらに変動磁場曝磁下の血液内誘導渦電流を測定した。結果および考察磁束密度は電磁石を流れる電流強度の上昇につれて増加した。銅線コイルに生じる誘導超電力は周波数と電磁石を流れる電流およびコイルの面積に比例したので、この超電力は誘導起電力であるものと考えられた。曝磁面積が一定であれば誘導起電力は磁束密度に比例することがうらずけられた。血液中誘導渦電流は血漿がもっと大きく、ついで生理的食塩水、ヘパリン加動脈血(全血)、血球沈渣成分の順であった。ヘパリン加動脈血、血漿、血球沈渣成分、生食水の誘導渦電流分布はいずれも容器中心部が低く、周辺部で高く、その分布様式は媒質の成分が異なっても変わらないことが分かった。。このときのプロ-ブ(測定電極)より見た媒質内のインピ-ダンス(1KH_Z,1Vで測定)は血漿、6.85KΩヘパリン加動脈血、7.45KΩ血球沈渣成分、16.5KΩであった。血球など細胞成分が多くなるほどインピ-ダンスは高くなることがわかる。このように変動磁場により生じる血液内の誘導渦電流の大きさは磁束密度のみでなく、媒質のインピ-ダンスに依存することがわかった。すなわち媒質のインピ-ダンスが高いと渦電流が低くなる傾向にあった。。時間変動磁場を導体に作用させると導体内磁束の時間的変化に起因してパルス電流が発生する。当然生体も導体であることから生体内磁束が形成されることは十分考えられる。従来静磁場が生体に与える影響に関しては研究されてきたが、時間変動磁場によるパルス電流(誘導起電力)の組織内分布および神経系に与える作用についてはまったく解明されていない。そこで時間変動磁場の組織内起電力分布、知覚運動神経機能に及ぼす影響を検索する目的で下記の項目について研究を行った。1.時間変動磁場形成回路系の確立磁場形成のためのパルス電源装置を試作し、磁場強度、周波数、パルス幅を変化させて出力特性並びに精度を検定し、磁場強度と周波数、パルス幅との相関を求めた。現在地磁気および周辺交流による磁気形成回路系に及ぼす影響を検索中である。2.神経機能測定系の確立測定系の確立のために神経伝導速度および誘発脳波の計測を予備実験として行った。すなわち周波数1000HZ、出力10mf、時間間隔50μsecの矩形波高頻度通電刺戟を尺骨神経に与えて神経伝導速度測定が可能なことを確認し、時間変動磁場負荷時の神経伝導速度測定に必要な資料を得た。ついで強さの異なる3種類の電気的痛み刺戟を歯に与え、誘発脳波(SEP)を記録した。同時に主観的痛み評価法であるVisual Analogue Scale(VAS)を用いて、痛みの強さを定量的に評価させた。その結果SEPの振幅とVASの値との間に有意な相関をみた。すなわち潜時160300μsecのSEPの後期成分が痛みの強さをよく反映し、主観的痛みとも相関することが分った。これらの研究結果をもとに時間変動磁場負荷時の神経機能の変化を観察する準備を行っている。時間変動磁場の周波数と磁束密度、誘導起電力との関係について検索を行った。一辺が50mmの断面が正方形の鉄芯2ケに各々幅70mmにわたって銅線を巻いて(36回、3層)電磁石を作った。銅線を巻いた鉄芯間のgapを変化させてgapと磁束密度との関係を求めた。

その結果gapと磁束密度とは密接な関係を有し、gapが小さいほど磁束密度が大きくなることが観察された。電流値2.5A、周波数50Hz、gap12.6mmで750ガウスの磁束密度が得られた。さらに周波数と磁束密度との関係を求めた。電流値が一定であれば周波数が変化しても磁束密度は変化しないことが分った。ついで周波数と誘導起電力について実験を行った。電磁石間のgap12.6mmの中心に一辺が7および20mmの長方形の銅線回路(面積140mm^2)を置いて、周波数を変化させた際の誘導起電力を測定した。誘導起電力は3Aの交流を流した場合、周波数が増えるほど大きくなり、周波数依存性を示した。周波数100Hzで7.5mVの誘導起電力が1KHzでは74mVの誘導起電力を生じ、両者の間に直線的関係が存在することが判明した。神経機能の測定系を確立するために電気的痛み刺激をヒトの歯に与えて体性感覚誘発電位(SEP、誘発脳波)を記録する方法に改良を加えた。すなわち6種類の強さの異る電気的痛み刺激をランダムに歯に与えることのできる高抵抗用のアイソレ-タ-を開発した。本装置を用いて6種類の痛み刺激に対応したSEPを記録することに成功した。時間変動磁場によって生じる組織内誘導渦電流を調べる目的で血液を対象として誘導渦電流の測定とその分布を観察した。方法:厚さ0.35mmのケイ素鋼板を重ね合わせ,長さ100mm,厚み50mmのE型鉄芯を2ケ形成し、それぞれに径1.6mmの銅線を150回巻いて電磁石を作製した。電磁石間のgapは12.6mmとした。磁極間は平等磁界であった。予備実験として磁場内に銅線コイルを置き,起電力を測定したところ,起電力は周波数と電磁石コイルを流れる電流に比例したので,この起電力は誘導電力であると考えた。磁場内に30×30mm,深さ5mmのプラスチック製容器を置き、その中にヒトヘパリン化動脈血(全血),血清,血球沈渣成分(Ht値:80%)を3.6ml入れて周波数1KHz,磁束密度0.035T(テスラ),0.063T,0.09T下で生じる誘導渦電流分布を測定した。測定には断端がOpenな電極を用いてパ-ソナルコンピュ-タおよびXーYテ-ブルを介して1mm/秒の速度で血液および血清中に生じる誘導渦電流を測定した。結果および考察:誘導渦電流は磁束密度に依存した。その分布は容器周辺が大きく,中心部に向うに従い減少した。この現象は媒質の違いとは無関係であった。媒質別の誘導渦電流は血清がもっとも大きく,ついで全血,血球沈渣成分の順であった。プロ-ブから見た媒質のインピ-ダンスは血清6.85KΩ,全血7.45KΩ,血清沈渣成分16.5KΩであった。以上のことから誘導過電流は磁束密度と媒質のインピ-ダンスに依存することが分った。生体組織の構成成分が一様でなく,インピ-ダンスが異る媒質ではさらに複雑な渦電流分布になると思われる。
化合物特異的な同位体分析による先史人類集団の定量的食性復元方法の開発

前年度に確立した考古学試料(人骨・動物遺存体)に残存するアミノ酸窒素同位体法を先史日本各地から出土した古人骨に応用した。その内容は、北海道オホーツク文化集団、本州内陸部縄文時代集団、沖縄県石垣島後期更新世集団と多岐にわたる。全2集団については、前年度に引き続き分析資料数を増やすことに専念した。以下、主に当時の人々の海産物摂取量と肉食率について得られた知見を報告する。北海道オホーツク文化人については、骨コラーゲンの同位体比ではみられなかった道北集団と道東集団の食性の違いが明らかとなった。特に、その違いはフェニルアラニンの窒素同位体比において顕著である。ただし陸上・海生動物ともにフェニルアラニンの窒素同位体比に大きなバラつきがみられ、食料の内容の違いを区別するには至らなかった。本州内陸部縄文時代人に関しては、時代の異なる2集団(縄文時代早期および中後期)を対象としたが、両集団ともに陸上植物をベースとする生態系に強く依存していたことが明らかとなった。ヒトの窒素同位体比値がキツネの値に近いことから、当時の人々が高い割合で動物性タンパク質を摂取していた可能性が示唆された。また、陸上動物と淡水生物でフェニルアラニンの窒素同位体比に顕著な違いがみられることを初めて報告した。このことから、グルタミン酸とフェニルアラニンの窒素同位体比がヒトのタンパク質摂取量(肉食率)の指標となることを明らかにした。最後に,人骨の14C年代を直接測定したものとしては国内最古級の後期更新世時代の人骨群(石垣島・白保竿根田原洞穴人骨)の食性復元にも着手した。その結果,島嶼環境であったにもかかわらず,当時の人々が陸上の食料資源に非常に強く依存していたことを初めて明らかにした。この成果は,一般に保存の良くない更新世の古人骨に,アミノ酸レベルでの同位体分析法を応用した世界で初めての例として重要である。また、考古学試料(土器)に残存する脂質(脂肪酸)の同位体分析にも着手し、予備的な分析を試みた。その結果、土器に残存する脂肪酸と土壌中に存在する脂肪酸で同位体比が似たような値を示すことが分かり、埋没中の資料に対する環境からの汚染を評価する方法を確立する必要性を新たに指摘した。考古学試料(人骨・動物骨)から抽出したアミノ酸の同位体比分析法を確立した。また、同手法を生業の大きく異なる複数の先日本人集団(北海道縄文時代人、北海道オホーツク文化人、本州内陸部縄文時代人)に応用したところ、集団ごとに特徴的なアミノ酸窒素同位体比の分布が得られた。北海道縄文時代人に関しては、人骨のアミノ酸δ15Nは海生動物と陸上動物の中間の値を示し、当時の人々が陸・海両生態系の食資源を利用していたことが強く示唆された。また、ヒトと陸・海の生産者のグルタミン酸とフェニルアラニンのδ15Nから人骨の海産物摂取量を推定できることが初めて分かった。同集団では、平均で約74%という海産物摂取量の推定値が得られた。特に、その違いはフェニルアラニンのδ15Nにおいて顕著である。魚類とオットセイのδ15Nが大きく異なるため、両集団の違いは食料におけるオットセイの利用割合の差に起因すると考えられる。この結果は、冬季に流氷の影響を被るオホーツク海沿岸域では、網を用いた漁が困難なため、海獣狩猟に特化した生業が主流であったとする仮説を支持する。本州内陸部縄文時代人に関しては、時代の異なる2集団を対象とした。両集団ともに陸上植物をベースとする生態系に強く依存していたことが裏付けられた。ヒトのδ15N値が草食獣よりもキツネの値に近いことから、当時の人々が高い割合で動物性タンパク質を摂取していた可能性が示唆された。このことから、陸上資源に強く依存する集団において、グルタミン酸のδ15Nがヒトのタンパク質摂取量(肉食率)の指標になると考えられる。以上の結果は、アミノ酸の同位体分析が従来法では評価できなかった考古学上の重要な諸仮説を検証する強力なツールとなることを示している。