1 0 0 0 OA <原著>敗血症動物モデルにおける横隔膜筋収縮へのIL-3の影響
- 著者
- 荒木 宏文 進藤 千代彦 進藤 百合子 白土 邦男
- 出版者
- 東北大学
- 雑誌
- 東北大学医療技術短期大学部紀要 (ISSN:09174435)
- 巻号頁・発行日
- vol.11, no.2, pp.151-163, 2002-07-31
EndotoxinIL-3NADPH diaphorasenitric oxidesuperoxide
1 0 0 0 OA 過去はどこまで今を制約するのか:海洋島陸貝群集をモデルとして
日本を含む東アジアを中心として、島嶼部に分布する陸産貝類群集と、古代湖に分布する淡水貝類群集を構成する系統を対象として、これらの系統群の進化史を分子系統により網羅的に解明した。群集を構成する種のニッチ利用を推定いたほか、化石記録も用いて、過去のニッチ利用を推定し、系統関係との比較からその推移を推定した。その結果、陸域、淡水域ともに、海洋島的な性質を持つDarwinian islandの環境では、柔軟で急速なニッチシフトが起こりうること、しかし変化の方向性や幅には制約があることが示された。そしてこうした進化的な制約やニッチの保守性は、群集における生態的性質の分布に大きく影響すると結論できた。
塊状ハマサンゴのマイクロアトールをサンゴ礁のモデルと見なし,そこに成立する群集の発達にともなう共存種数の増加を大小のマイクロアトールで比較して「住み込み連鎖」仮説を検証するための野外調査を行なった。久高島の礁池で,マイクロアトール上および周辺の多様な微生息場所における底生生物の棲息状況しらべ,マイクロアトールの成長に伴って多様な生物が棲み込み,それらが生息場所を形成することによってまた新たな生物が棲み込むという棲み込み連鎖が成立していることを確かめた。魚類についても,習性の違いによってマイクロアトールの提供する多様な生息場所を利用していることが確認され,複雑化してさまざまな生息場所を提供する大型のマイクロアトールほど季節を問わず種多様性が高く,群集構造が安定していることを確認した。フタモチヘビガイがハマサンゴに埋在することにより,サンゴ群体の表面が平坦化してサンゴに対するブダイ類による捕食圧が軽減されることが,季節を問わず安定して常に見られ,場所や海域の違いを越えて普遍的に見られることを実証した。他に行なった海藻類や無脊椎動物の調査からも,多種共存の維持・促進機構としての住み込連鎖の妥当性を支持する結果が得られた。さらに,1998年の夏の異常高水温により,塊状ハマサンゴでも全体または部分的白化が認められたため,緊急課題として白化の状況とその後の追跡調査を行なった結果,白化したほとんどのハマサンゴ群体がおよそ半年で白化前の褐色の状態に戻り,マイクロアトール上の生物群集には,白化にともなう大きな変化は認められなかった。
1 0 0 0 ミニマルセルの創成を通してみる生命誕生のための非平衡熱力学条件
生命は高分子(タンパク質・核酸)、膜分子(脂質)などのソフトマターと呼ばれる分子の集合体が、それらの構成成分を合成する化学反応ネットワークと連携して増殖していく非平衡システムである。我々は、生命として最も基本的な性質「膜に囲まれたシステムが外部から原料を取り入れて自らのシステムを構築する分子を合成し(代謝)、それら分子群を用いてシステムを複製する(自己生産)、そして複製である子システムも親システムと同じ特性を有する(遺伝)」を持つ最小限のシステム(ミニマルセル)を人工的に構築し、そのミニマルセルの安定性を非平衡熱力学を基に明らかにすることにより生命の誕生の謎に迫る。
1 0 0 0 都市計画におけるゾーニングの社会経済学的研究
衝撃波の応用研究のハイライトは、衝撃圧縮を用いて通常の方法では不可能な高温を発生して、宇宙船の地球大気圏再突入を模擬できる状態をを発生することである。このとき生じる一万度を超える高温は宇宙船まわりにできる衝撃波背後の状態に相当し、空気中の酸素、窒素分子は解離し、解離してできた原子の一部は電離しこれを実在気体効果という。極超音速流れの実験的研究では、実在気体効果を再現して大気圏再突入の空気力学を実証することである。本研究は、トロント大学から移設した断面100mm×180mm衝撃波管の高圧部を化学量論比の酸水素混合気を満たし、その中で微小爆薬レーザー起爆してデトネーション波を発生して高温高圧気体を生成して入射衝撃波マッハ数20を達成して、ホログラフィー干渉計を用いて極超音速流れを定量的に観測する。得た結果を要約すれば:(1)無隔膜方式のデトネーション駆動衝撃波管を設計した。化学反応なしの状態で、無隔膜方式が非常によい衝撃波の再現性を示すことを明らかにした。また、数値解析的に、デトネーション波の衝突で急速開口弁が開口し衝撃波を駆動することを明らかにした。(2)微小爆薬のレーザー起爆でデトネーション波を発生する機構、DDTを実験的に検証した。また、デトネーション波の初生に及ぼす微小粒子の介在の効果を明らかにした。(3)二重露光有限干渉縞ホログラフィー干渉計法を用いた計測法を確立した。有限干渉縞をフーリエ縞解析して密度分布を定量的に計測するシステムを開発した。(4)研究の成果を、国際研究集会、第23回国際高速写真シンポジウム、第22回国際衝撃波シンポジウムで発表し、良い評価を得た。
1 0 0 0 OA 広視野の視覚を再建する眼球内完全埋植・低侵襲フレキシブル人工網膜の開発
網膜上の設置位置毎に機能最適化された複数個の三次元積層人工網膜チップをフレキシブル基板上に高密度集積し、広視野角の視覚再建を実現する眼球内完全埋植・低侵襲フレキシブル人工網膜を作製するための技術開発に成功した。人の網膜の持つ光電変換・視覚情報処理・神経活動電位発生の機能を全て実現する2層積層の三次元積層人工網膜チップを設計・試作し、動作させることに成功した。この三次元積層人工網膜チップを中心窩及びその周辺部に複数個配置することにより、40°以上の視野角を実現でき、患者は自身の角膜や水晶体、眼球運動を利用しながら文字や物体を高精度かつ低負担で認識することが可能になる。
1 0 0 0 OA なぜノロウイルスがカキに蓄積するのか?そのメカニズムの解明
本研究は、沿岸域のプランクトンが環境からカキにノロウイルスを運んでいるという仮説を立てて、その検証を行った。カキを養殖している松島湾内の複数地点において動植物プランクトンとカキを採取した。動物プランクトンと植物プランクトンを顕微鏡下の形態観察に基づいてソーティングし、それぞれからノロウイルス遺伝子を検出および定量した結果、一部サンプルからノロウイルスが高い濃度で検出された。動物プランクトンの個体数の割合が高い地点のサンプルほど、ノロウイルス濃度が低下していた。また、カキ中腸線のDNAメタバーコーディング解析を行い、カキが動物および植物プランクトンの双方を捕食していることも確認された。
1 0 0 0 流体力学による精子集団遊泳の高精度予測と制御技術の開発
2020年度では,精子と精子の間に働く流体力学的相互作用に着目し,流体干渉による精子遊泳の変化を議論した.この解析を行うため,精子鞭毛の弾性変形と鞭毛周りの流れ場を連立する計算手法を開発し,2体精子の遊泳シミュレーションを行った.その結果,精子と精子が,体長程度の近距離にいる場合,鞭毛運動によって作られる流れ場の変動の効果が大きくなり,単体で遊泳する時よりも1割ほど早く遊泳できることを明らかにした.これは,精子が集まることで素早く遊泳できることを意味し,この協調遊泳の効果は受精競争に有利に働くものと推察できる.これらの結果をPhysics of Fluid誌(Taketoshi et al., Phys Fluids, 2020)に発表,また大学広報を通じてプレスリリースを行った.協調遊泳の効果は,多体になるほど大きくなるものと予想されるため,多体干渉時にどの程度の効果が出るのかを解析していく予定である.本手法を,繊毛・鞭毛を用いて遊泳する生物運動(繊毛虫の遊泳など)へと一般化し,繊毛運動によって生じる流体粘性散逸,遊泳効率の解析を行った.特に,繊毛の本数と細胞体の大きさとの関係に着目して解析を行ったところ,遊泳効率が最大となる繊毛密度が存在することを発見.得られた最適な繊毛数密度は自然界に存在する微生物との一致しており,この結果は現存する微生物は運動エネルギーを最小化していることを意味する.本研究結果はPNAS誌に掲載された(Omori et al., PNAS, 2020).
1 0 0 0 OA レジオネラ菌無作為遺伝子変異法を用いたレジオネラ肺炎重症化機序の解明
1 0 0 0 摂関院政期思想史研究
1 0 0 0 日本封建社会の経済的構造
1 0 0 0 近世初期に於ける勧農について
1 0 0 0 本邦林地の人為的荒廃に関する歴史地理学的研究
1 0 0 0 奥羽における戦国大名の成立と展開
1 0 0 0 ヒスタミン分解酵素によるアレルギー疾患の治療法の確立
ヒスタミンN-メチルトランスフェラーゼ(HMT)活性がモルモット及び人において、鼻粘膜を含む気道全体に存在することを生化学的、遺伝子学的手法で明らかにし、その産生細胞が粘膜上皮と血管内皮に存在することをHMTmRNAを染色して同定した。HMT阻害剤により、人気道におけるヒスタミンに対する収縮反応が増強され、又モルモット気道においてヒスタミン及び抗原-抗体反応による気道収縮や毛細血管透過性亢進が増強され、気道におけるヒスタミンの分解が主にHMTで行こなわれていることが示された。モルモットで、センダイウイルスを経鼻的に投与し、ウイルス感染をおこすと、気道上皮の脱落と共にヒスタミン吸入による気道収縮反応が増強された。ウイルス感染モルモットでは、気道のHMT活性が正常の半分以下に低下し、HMT阻害剤による増強反応がみられないことより、以前から人で観察されていた。ウイルス感染後の気道過敏性亢進は、気道上皮傷害に伴うHMT活性の低下による可能性が示唆された。以上より、HMTが鼻アレルギー及び気管支喘息の病態と深く関係していることが示された。私達は以上の基礎的検討を基に、人の腎臓からRNAを抽出し、cDNAのライブラリーを作成し、ラットcDNAプローベを用いて、人HMT遺伝子をクローニングした。これより、リコンビナントHMTの作成が可能になり、気管支喘息及び鼻アレルギーの治療に応用し得ると共に、人の鼻及び気道でIn situハイブリダイゼーション法によるHMT産生細胞の精細な検討が可能となった。