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手術看護における倫理的実践モデル作成に関する研究

本研究は、手術看護領域の看護師が直面する倫理的課題とその対応を明らかにし、倫理的実践モデルを作成することを目的としている。18年度は2施設より研究協力が得られた。(他1施設依頼中)まず、看護管理者である手術室師長に、(1)手術室のマネージメントの中で倫理的課題(おかしいと思ったり、どうしていいのかわからなくて悩んだ状況)に直面した(または報告された)経験、(2)他部門の看護師や他職種(外科医・麻酔科医)および他の管理職と、どのように連携を取っているか、(3)患者様やその家族へは、どのような対応を取っているか。について面接調査を行なった。面接で得られたデータは個人が特定できないようにコード化し、匿名性を保って逐語録化した。次に、スタッフナースに、(1)臨床実践で直面した倫理的課題の経験、(2)そのときの対応、(3)看護管理者に望むサポート、について面接調査を行なった。看護管理者が感じる倫理的課題とスタッフナースが感じる倫理的課題の内容には相違が見られた。スタッフナースは倫理的課題に直面した際、看護管理者のサポートが必要と感じており、看護実践の質の向上のためには、看護管理者の倫理的課題への介入が必要であることが明らかになった。本研究の結果の一部は、平成18年9月に行なわれた第16回日本保健科学学会学術集会で発表した。本研究は、手術看護領域の看護師が直面する倫理的課題とその対応を明らかにし、倫理的実践モデルを作成することを目的とする。まず、手術看護における倫理的課題を明らかにするために、文献検索を行い、文献レビューを行った。医中誌WEB版での検索結果、手術看護における倫理的問題の事例報告が2件あり、麻酔下の患者に了解を得ないまま検体採取が行われるなど、患者の自律が問題になるケースが報告されている。他に手術室看護師の道徳的感受性に関する調査があったが、手術看護における倫理的課題に関する研究は見当たらなかった。CINALでの検索結果、欧米では手術看護における倫理的課題として、インフォームドコンセントやケアの質に関することといった多様な倫理的課題が報告されていた。本研究者の先行研究により、手術室看護師の価値観と医師や手術部の方針、患者との意向と異なることから倫理的苦悩や論理的ジレンマが生じていた。これらの倫理的課題に看護師、あるいは看護管理者がどのような介入を行なっているのかを明らかにするために、手術室に勤務する手術室看護師とその管理者を対象に半構成的面接法を行うこととした。今年度は1施設より研究協力が得られた。(他1施設依頼中)まず、看護管理者である手術室師長に(1)手術室のマネージメントの中で倫理的課題(おかしいと思ったり、どうしていいのかわからなくて悩んだ状況)に直面した(または報告された)経験(2)他部門の看護師や他職種(外科医・麻酔科医)および他の管理職と、どのように連携を取っているか(3)患者様やその家族へは、どのような対応を取っているか。次に、スタッフである看護師へ面接調査を行なっている。
巨大応答を示す系における不均一ドメインパターンのスケーリング

本研究ではリラクサー強誘電体やマンガン酸化物などの巨大応答メカニズムを解明する為、これらの物質に共通に存在する不均一なナノドメインの空間・時間相関を中性子散乱により調べた。スケーリング指数による空間相関の評価より、不均一構造がもたらす適度な“すき間"が巨大応答を生み出す上で重要な役割を果たしていることを見いだした。また、MEM解析法より緩和モード分布を定量的に評価し、これまでに知られていないインコメンシュレートな揺らぎを見出した他、不均一相でのみ対称性の低いナノドメインの存在を明らかにした。均一相とは明らかに異なるナノドメインのこれらの性質は、巨大応答の重要な鍵となっていると考えられる。わずかな外場で非常に大きな誘電・圧電応答を示すリラクサー強誘電体や超巨大磁気抵抗現象を示すマンガン酸化物ではナノメータースケールの不均一なドメイン構造が共通して観測されている。本研究ではこれまで単に不均一と片付けられていた複雑なドメインパターンから、自己相似性を抽出し定量化することを目的としている。まず、初年度においては、空間相関における自己相似性の検証するため中性子小角散乱を用いた実験を行い、リラクサー強誘電体PMN-PT系において世界で初めて自己相似な空間相関に伴うシグナルを観測することに成功した。自己相似な空間相関は、その中性子散乱強度が波数ベクトルのベキ乗に従って変化するが、このベキ乗の指数から自己相似性の特徴的な因子であるフラクタル次元を抽出できる。フラクタル次元は、高温から温度を下げるに従い1から徐々に増加し、低温で3に近づく振る舞いが見られた。この温度変化は、巨大応答を生み出す局所的なナノ分極クラスター領域が温度降下とともに増大し、そのつながりが、線状(1次元的)から面状(2次元)、そして結晶全体(3次元)へと変化している事を示している。興味深いことに、最も外場への応答が大きくなるのはナノ分極領域が面上につながっている「フラクタル次元が2付近」であり、ナノ分極領域が結晶の隅々を埋め尽くす、「フラクタル次元が3」の状態では逆に応答は小さくなる。この発見は、巨大応答を生み出す上で不均一構造がもたらす、相関の“すき間"が重要な役割を果たすことを意味しており、機能性材料物質の研究に一つの大きな指針を与える発見である。本研究は、外場で対して巨大な応答を示すリラクサー強誘電体やマンガン酸化物における不均一ドメイン構造について、自己相似性という観点から不均一性を定量的に解析し、巨大応答機構に果たしている不均一性の役割を抽出することを目的としている。初年度(平成26年度)は空間相関について調べ、中性子小角散乱の詳細な波数依存性から自己相似な空間相関に伴うシグナルを見出し、自己相似性の特徴的な因子であるフラクタル次元と巨大応答の間に、密接な相関があることを明らかにした。2年目となる本年度では、J-PARCに設置されている中性子背面反射装置DNAを用いて、空間相関における静的な相関に対応する揺らぎ、つまり動的な時間相関について調べた。その結果、リラクサー強誘電体PMN-PT系において、空間相関と同様なベキ乗則に従う時間相関のシグナルを観測し、空間相関に対応する時間相関があることを明らかにした。更に、不均一時間相関を定量的に解析するべく、最近開発された準弾性散乱MEM解析法を用いて得られた中性子準弾性スペクトラムを解析したところ、誘電応答の小さい300K以下では、緩和モードの分布がTHz程度の速い緩和モードと時間スケールで3桁以上遅いGHz以下の緩和モードに分離していることを見出した。また、室温から誘電応答が非常に大きくなる450Kにむけて、速い緩和モードと遅い緩和モードを橋渡しする中間モードが出現していることが明らかになった。リラクサー強誘電体における緩和モード分布の定量的な解析は、世界で初めてであり、巨大な応答の背景に潜む緩和モードの不均一な分布を明らかにする重要な知見が得られた。平成28年度では、元素置換によりリラクサーPMN-30%PTから、ノーマルな強誘電体に近いPMN-37%PTへと系を変化させて、中性子小角散乱実験を行い、下記の結果・成果が得られた。1.ノーマルな強誘電体に近いPMN-37%PTでもリラクサー強誘電体PMN-30%PTと同様に、波数ベクトルのベキ乗に従う中性子小角散乱強度が観測され、自己相似なドメイン構造がPMN-37%PTでも存在していることが示唆された。2.PMN-30%PTとPMN-37%PTとの違いは、小角散乱の角度依存性に見出された。PMN-37%PTでは、PMN-30%PTでは見られなかった[100]方向に延びる小角散乱が観測され、これは正方晶の対称性を持ったマイクロドメインの出現を示唆している。3.また、PMN-30%PTとPMN-37%PTの小角散乱の比較から、PMN-30%PTでは分極回転が起きていることが示唆され、巨大応答はマイクロドメイン内の分極回転自由度と強く相関していることが分かった。得られた関連する成果は、学会、研究会等を通じて順次発表を行った。巨大な誘電・圧電応答を示すリラクサー強誘電体や超巨大磁気抵抗現象を示すマンガン酸化物で見られる不均一なドメイン構造について、本研究では、空間相関(初年度:平成26年度)と時間相関(次年度:平成27年度)の両面から自己相似フラクタル性を定量的に評価してきた。

最終年度となる平成28年度に、当初の計画通り、不均一な組成から均一な組成へと元素置換により系を変化させ、空間相関の変化を定量的に抽出することに成功した。平成28年度には、延期されていた韓国の研究用原子炉HANAROでの中性子散乱実験を行うべく補助事業の延長を行っていたが、原子炉HANAROが再稼働せず、実験を行うことが出来なかった。一方、これまでの実験データの解析を進め、下記の結果・成果が得られ、学会、研究会等を通じて順次発表を行った。1.リラクサー強誘電体PMN-30%PTで観測された波数ベクトルのベキ乗に従う中性子小角散乱強度は[110]方向に異方的に成長し、ベキ乗則から求まるスケーリング指数がTc付近でパーコレーション限界の理論値2.5に近い値になる一方、[001]方向にはスケーリング指数が1.5に抑制されている。2.通常の強誘電体に近いPMN-37%PTでは、[100]方向に延びる小角散乱が観測された一方、リラクサー強誘電体PMN-30%PTでは、波数ベクトルの大きさ|Q|を小さくしていくと、小角散乱の強度が強い方向が[110]方向から[111]方向を経由して[001]方向へと変化していた。波数ベクトルの逆数は観測対象のスケールに対応することから、この結果は、リラクサー強誘電体PMN-30%PTにおけるマイクロドメインの平均構造対称性がスケールに依存することを示唆している。補助事業全体を通しては、不均一なマイクロドメインの時間・空間相関におけるベキ乗則の観測、スケーリング指数によるドメイン相関の評価、緩和モード分布のMEM解析などから、本課題の目的である不均一ドメイン相関の定量的な評価に成功した。また、特に外場への応答が大きい試料では様々な結晶対称性を持つマイクロドメインが混在すること、スケーリング指数に異方性があること、平均構造の対称性がスケールに依存して変化することなどが明らかになった。本研究で見出された不均一相関の異方性を調べていくことが今後の課題である。本研究ではリラクサー強誘電体やマンガン酸化物などの巨大応答メカニズムを解明する為、これらの物質に共通に存在する不均一なナノドメインの空間・時間相関を中性子散乱により調べた。スケーリング指数による空間相関の評価より、不均一構造がもたらす適度な“すき間"が巨大応答を生み出す上で重要な役割を果たしていることを見いだした。また、MEM解析法より緩和モード分布を定量的に評価し、これまでに知られていないインコメンシュレートな揺らぎを見出した他、不均一相でのみ対称性の低いナノドメインの存在を明らかにした。均一相とは明らかに異なるナノドメインのこれらの性質は、巨大応答の重要な鍵となっていると考えられる。当初の計画通り、前年度明らかにした静的な不均一ドメイン空間相関に対応する動的な相関を調べ、緩和時間の不均一性を定量的に解析することに成功した。誘電率、磁化率測定などのマクロスケールの応答と直結する超小角散乱領域における中性子小角散乱実験を平成27年度に予定していたが、韓国の研究用原子炉HANAROが予定外に停止して実験が出来なかった為、その為の旅費、論文投稿費を平成28年度に繰り越した。韓国の研究用原子炉が再稼働次第(予定:9月)、実験を行い、得られた成果は学会や学術誌等に順次発表していく。物性I平成25,26年度に行った不均一状態の自己相似相関の研究により、空間相関、時間相関における不均一性を定量的に解析し、巨大応答と自己相似性の相関を明らかに出来た。
アクチンリモデリングによる平滑筋力学特性変調のメカニズム

1)フェノキサジン化合物PhX-1(2-amino-4,4α-dihydro-4α-7-dimethyl-3H-phenoxazine-3-one)による平滑筋収縮抑制のメカニズム:Phx-1には平滑筋収縮抑制作用がある。本研究で、Phx-1には細胞膜におけるCaチャネルブロッカーとしての役割以外に、収縮系のアクチン・ミオシン結合を直接的に抑制する作用があることが確められ、Phx-1がアクチン阻害薬として働く可能性があることが示唆された。2)ミオシン阻害薬blebbistatinによるミオシン・アクチンリモデリングと平滑筋収縮抑制の相関:ミオシンII阻害薬ブレビスタチンがアクチンフィラメント、ミオシンフィラメント構造及び、平滑筋の力学特性に与える影響を検討した。ブレビスタチンによる収縮抑制時、ミオシンフィラメントの解離のみならず、アクチンフィラメント配列の乱れが生じた。ブレビスタチンはアクチンそのものには作用しないので、ミオシンフィラメント構造の撹乱がアクチンフィラメントリモデリングを惹起し、アクチンミオシン相互作用の抑制(収縮抑制)を引き起こすことが明らかになった。又、世界にさきがけて平滑筋スキンド処理標本X線回折実験を行い、ブレビスタチンが収縮タンパク質フィラメントの分子構造の撹乱を引き起こすことを示した。3)平滑筋モデル標本(スキンド標本)のゲルゾリン処により、収縮系のアクチン線維を切断した。すると平滑筋Ca^<2+>活性化収縮張力はコントロールの20%程度に低下した。この標本にG-アクチンを添加しても、Ca^<2+>活性化収縮張力はほとんど回復しなかったが、G-アクチンとアクチン制御タンパク質であるトロポミオシンとカルデスモンを添加したところ、Ca^<2+>活性化収縮張力は回復した。一方、ゲルゾリン未処理のスキンド平滑筋標本にG一アクチンを添加した場合、Ca^<2+>活性化収縮張力の増加がみられた。以上から、アクチンフィラメントリモデリングにより平滑筋力学応答が直接的に変調すること、力学特性変化にはアクチンのみならずアクチン制御タンパク質の存在が必要であることを示唆する。本研究は、細胞内アクチン線維(F-アクチン)構造のダイナミックな変化(F-アクチンリモデリング)による平滑筋力学特性変調のメカニズム解明を目指して、I.F-アクチンリモデリングを自在に制御できる筋肉生理学実験モデルを確立すること、II.更に、実験モデルを用いて力学・化学・応答を測定し、a.リモデリングはミオシン・アクチン相互作用と独立に平滑筋力学応答を変調するか、b.アクチン結合制御タンパク質はリモデリングによる力学応答変調に関与するか、の2点を明らかにすること、を具体的な研究目的とした。本年度は、まずゲルゾリン処理によるF-アクチンリモデリングを自在に制御できる実験モデルを、細胞膜を化学的に破壊した平滑筋標本を用いて作成することを試みた。ゲルゾリン処理にはCa^<2+>が必要であり、Ca^<2+>によって活性化されるミオシンATPaseを抑制して筋収縮を起こさないようにゲルゾリン処理を行う必要がある。そこで、群馬大学大学院・医学研究科・臓器病態薬理学講座・小濱一弘教授の協力を得、ミオシンATPase阻害薬ブレビスタチンが平滑筋ミオシン活性を抑制できるか、力学測定及びタンパク質生化学分析を用いて解析し、ブレビスタチンが上記の目的に最適であることを明らかにした。

次に平滑筋標本のミオシン・アクチンの結合解離の状態を定量的に検討するために、現有の力学応答測定装置にピエゾ・コントローラ・2位相ロックインアンプを組み合わせ、スキンド標本長変化に伴う張力・位相変化計測の準備を行い、最適条件を決定した。更に、財団法人・高輝度光科学研究所(Spring-8)のシンクロトロン放射光を用いた筋標本X線回折実験のための実験装置作成を行った。SPring-8での実験申請が採択され、平成18年5月及び7月に実際の実験を行うことが決定しており、現在最終的な準備を行っている。1)フェノキサジン化合物PhX-1(2-amino-4,4α-dihYdro-4α-7-dimethyl-3H-phenoxazine-3-one)による平滑筋収縮抑制のメカニズム:Phx-1には平滑筋収縮抑制作用がある。本研究で、Phx-1には細胞膜におけるCaチャネルブロッカーとしての役割以外に、収縮系のアクチン・ミオシン結合を直接的に抑制する作用があることが確められ、Phx-1がアクチン阻害薬として働く可能性があることが示唆された。2)ミオシン阻害薬blebbistatinによるミオシン・アクチンリモデリングと平滑筋収縮抑制の相関:ミオシンII阻害薬ブレビスタチンがアクチンフィラメント、ミオシンフィラメント構造及び、平滑筋の力学特性に与える影響を検討した。ブレビスタチンによる収縮抑制時、ミオシンフィラメントの解離のみならず、アクチンフィラメント配列の乱れが生じた。ブレビスタチンはアクチンそのものには作用しないので、ミオシンフィラメント構造の撹乱がアクチンフィラメントリモデリングを惹起し、アクチンミオシン相互作用の抑制(収縮抑制)を引き起こすことが明らかになった。又、世界にさきがけて平滑筋スキンド処理標本X線回折実験を行い、ブレビスタチンが収縮タンパク質フィラメントの分子構造の撹乱を引き起こすことを示した。3)平滑筋モデル標本(スキンド標本)のゲルゾリン処により、収縮系のアクチン線維を切断した。すると平滑筋Ca^<2+>活性化収縮張力はコントロールの20%程度に低下した。この標本にG-アクチンを添加しても、Ca^<2+>活性化収縮張力はほとんど回復しなかったが、G-アクチンとアクチン制御タンパク質であるトロポミオシンとカルデスモンを添加したところ、Ca^<2+>活性化収縮張力は回復した。一方、ゲルゾリン未処理のスキンド平滑筋標本にG-アクチンを添加した場合、Ca^<2+>活性化収縮張力の増加がみられた。以上から、アクチンフィラメントリモデリングにより平滑筋力学応答が直接的に変調すること、力学特性変化にはアクチンのみならずアクチン制御タンパク質の存在が必要であることを示唆する。
GKRPアセチル化制御による肝糖取り込みメカニズムの解明

肝糖取り込み障害は、2型糖尿病における食後高血糖の誘因となっている。肝糖取り込みは、糖取り込み酵素グルコキナーゼ(GK)の活性に依存的である。GK活性は、GK調節タンパク質であるGKRPから解離することで活性化する。代表者は、2型糖尿病肝臓ではGKRPがアセチル化修飾されており、このことによりGKはGKRPから解離することができず、肝糖取り込み障害が起こることを明らかにした。しかし、GKRPがどのようなメカニズムでアセチル化修飾を受けるかについては十分な解明はできていない。そこで本研究ではGKRPアセチル化制御の個体糖脂質代謝における役割と、その調節メカニズムの解明を行う。
汎用回路解析プログラムの解の精度評価に関する回路理論及びグラフ理論的検討

研究期間中の主な成果は次の3点である。1)2個のトランジスタを含むある直流回路が5個の解をもつことを、精度保証計算の観点から数値的に証明したこと2)精度保証付き数値計算の良さを検証するための極めてたちの悪い問題、具体的には、極めて条件数の大きな行列の生成に関して、2.1)行列の特異値と条件数の上界との関係解明、2.2)極めて大きな条件数の行列の具体的生成法、2.3)ベンチマーク行列としてのより望ましい行列の一生成法を提案したこと3)SPICEなどの汎用回路解析プログラムなどにより得られた解の誤差の上界を回路構造から簡単に算出する方法を提案したこと研究期間中の主な成果は次の3点である。1)2個のトランジスタを含むある直流回路が5個の解をもつことを、精度保証計算の観点から数値的に証明したこと2)精度保証付き数値計算の良さを検証するための極めてたちの悪い問題、具体的には、極めて条件数の大きな行列の生成に関して、2.1)行列の特異値と条件数の上界との関係解明、2.2)極めて大きな条件数の行列の具体的生成法、2.3)ベンチマーク行列としてのより望ましい行列の一生成法を提案したこと3)SPICEなどの汎用回路解析プログラムなどにより得られた解の誤差の上界を回路構造から簡単に算出する方法を提案したこと計算機による複雑な計算から得られる結果に対して厳密な意味で精度を保証することは、益々重要になりつつある。この際、現実的な計算量(通常の計算の数倍以内の計算量)で精度保証することが望まれ、現在この問題に関する成果が、日本・ドイツを中心として着々と得られつつある。本研究課題も上記の問題に添った研究であり、平成20年度(研究の初年度)は、当初計画の通り、次の結果を得ることができた。1.受動線形抵抗及び直流電源からなる回路に対して、回路方程式を立てたり解いたりすることなく、回路構造の情報とごく簡単な計算により「事前誤差評価法」ができることを指摘するとともに具体的な計算法を提案した。ごく大雑把に述べると、「接地点と他の節点を結ぶ抵抗のコンダクタンスと節点同士のコンダクタンスの比だけ精度が落ちる」ということを示した。この結果を電子情報通信学会回路とシステム研究会などで発表した。2.極端にたちの悪い行列(条件数が10の20乗以上の行列)の生成は、上記の回路方程式を含む線形連立方程式の精度保証付き計算法の良さを評価するために必要である。この場合、生成される行列は任意の次元の多様な行列であることが望ましい。従来法として最も優れたRump法でも多様性の点が難点であった。本研究では、多様な行列の生成のため、Rump法を大幅に拡張して多くのパラメータを用いる悪条件行列の生成法を与え、国際ワークショップINVA2009等で発表を行った。本年度は以下の結果を得た。線形抵抗回路に対する精度保証付き計算に関して、昨年度は抵抗の値がすべて正、すなわち受動抵抗回路の場合について、精度保証付き計算法を提案した。この際、回路行列のハイパードミナント性を利用している。しかし回路が一つでも能動素子を含む場合にはハイパードミナント性が崩れ、上記の結果が適用できない。しかし、これらの回路に対しての方が精度保証の必要性が高い。本年度は、ある種の典型的な能動抵抗回路においては、ハイパードミナント行列に類似の優対角性により、昨年度の手法が拡張できることを示す。2.線形連立方程式の精度保証付き数値計算法の良さを比較・検証する場合には、しばしば、非常にたちの悪い方程式、すなわち極端に大きな条件数の方程式を解くことによってなされる。このため、できるだけ多数の多様なたちの悪い行列の生成が望まれる。倍長精度の計算機(以下ではこれを仮定する)で$10$進$16$桁の大きさの整数行列を生成しても、条件数は通常は高々10の16乗程度になり、これよりも遙かに大きな条件数は余程特殊な作り方をしないと実現できない。極端に大きな条件数の生成法としてはS.Rumpによる非常に巧妙なアイディアにより整数行列の生成法があり、Matlabによる条件数の大きな行列生成の基礎となっている標準的方法である。Rumpによる生成法の要点の一つは、実現したい条件数に応じて、非常に大きな桁(例えば50桁)の数を要素とする2次の整数行列Vの行列式|V=1となるように定めることである。本年度の成果として、上記のVを2次の行列ではなく、スカラーとしても同様に条件数の大きな行列が生成できることを示す。1.線形抵抗回路の精度保証付き計算に関して、抵抗値がすべて正、すなわち受動抵抗回路の場合については、一昨年度に、「回路の各節点と接地点の間に適当な大きさのコンダクタンスが接続されていれば」、回路方程式の解の真の解からのずれがあまり大きくならないことの定量的評価式を与えた。しかし上の仮定は非常に厳しいため、これが成り立たない場合の評価法の計算法をも与えた。このための計算量は大きく、また回路的な解釈も明確でなかった。本年度は、上の仮定よりもずっと妥当な仮定、すなわち、「回路の各節点がかなり大きなコンダクタンスで互いに接続されていれば、真の解からの誤差はあまり大きくならない」ことを定量的に示した。同時に、ある節点集合が他の節点集合と非常に小さなコンダクタンスでしか結合されていなければ、非常に大きな誤差が生じ得ることを定量的に示した。

2.連立1次方程式に対する精度保証付き数値計算法の良さを比較・検証するには、極端に大きな条件数の行列Aの「できるだけ多数の多様な」生成が必要となる。この問題に関して、次の結果を得、専門の学術論文誌に投稿・掲載された。2.1Aの固有値の分布と条件数の間の関係について考察し、特に特異値が対数的に等間隔で並ぶ場合など、特異値の分布が一様な場合には、条件数はあまり大きくならないことを解析的に示した。。2.2大きな特異値がn-1個と小さな特異値が1個のn次行列の生成法を与えた。2.3対数的に等間隔に分布する特異値をもち、比較的大きな条件数をもつn次行列の新しい生成法を提案した。
L-DOPA慢性投与に伴う脳内転写調節因子発現に関する神経薬理学的研究

本研究では,抗パーキンソン病薬のL-DOPAを反復投与することによる2種類の転写調節因子蛋白(c-Fos及びZif268)の脳内発現様式の変化を,免疫組織化学法を用いて,ヘミ・パーキンソン病モデルラットを対象に観察した。1) 6-hydroxydopamineの脳内局所(左側の内側前脳束)投与によりヘミ・パーキンソン病モデルラットを作成し,行動および形態学的変化を観察し,ヘミ・パーキンソン病モデルとしての妥当性を評価した。更に,モデルラットの破壊側線条体に,ラット胎仔中脳由来のドーパミン細胞を移植し,移植後の行動(メタンフェタミン誘起回転運動の正常化)・形態学的変化(線条体移植部のドーパミン活性の回復)を経時的に観察した。2)メタンフェタミン腹腔内投与に,当該モデルラットの大脳基底核(線条体・淡蒼球外節・黒質網様層)において, FosおよびZif268は異なる様式で発現した。3)破壊側線条体への胎仔中脳細胞の移植により,メタンフェタミンによる線条体・淡蒼球外節におけるFos発現,線条体におけるZif268発現は正常化した。しかし,黒質網様層のFos発現および淡蒼球外節・黒質網様層のZif268発現に変化はみられなかった。4) L-DOPA単回投与(腹腔内)により,モデルラット破壊側線条体その他のドーパミン神経投射部位で, FosおよびZif268の過剰発現が認められた。この現象は,胎仔中脳細胞移植により正常化された。L-DOPA繰り返し投与に伴い,破壊反対側への回転運動及び不随意運動の亢進が認められた。現在,その病態について検討中である。本研究では,抗パーキンソン病薬のL-DOPAを反復投与することによる2種類の転写調節因子蛋白(c-Fos及びZif268)の脳内発現様式の変化を,免疫組織化学法を用いて,ヘミ・パーキンソン病モデルラットを対象に観察する。次に,L-DOPA繰り返し投与後に発現するFos及びZif268が,どのような神経伝達物質あるいは受容体を有する細胞と共存するかを,免疫組織化学法を用いて明らかにする。現時点で,以下の結果を得ている。1)6-hydroxydopamineの脳内局所(左側の内側前脳束)投与によりヘミ・パーキンソン病モデルラットを作成し,行動(メタンフェタミン誘起回転運動)および形態学的変化(tyrosine hydroxylase免疫染色によるドーパミン細胞および神経終末の消失)を観察し,ヘミ・パーキンソン病モデルとしての妥当性を評価した。2)メタンフェタミン腹腔内投与に,当該モデルラットの大脳基底核(線条体・淡蒼球外節・黒質網様層)において,FosおよびZif268は異なる様式で発現した。4)L-DOPA単回投与(腹腔内)により,モデルラット破壊側線条体その他のドーパミン神経投射部位で,FosおよびZif268の過剰発現が認められた。

本研究では,抗パーキンソン病薬のL-DOPAを反復投与することによる2種類の転写調節因子蛋白(c-Fos及びZif268)の脳内発現様式の変化を,免疫組織化学法を用いて,ヘミ・パーキンソン病モデルラットを対象に観察する。次に, L-DOPA繰り返し投与後に発現するFos及びZif268が,どのような神経伝達物質あるいは受容体を有する細胞と共存するかを,免疫組織化学法を用いて明らかにする。1)6-hydroxydopamineの脳内局所(左側の内側前脳束)投与によりヘミ・パーキンソン病モデルラットを作成し,行動(メタンフェタミン誘起回転運動)および形態学的変化(tyrosine hydroxylase免疫染色によるドーパミン細胞および神経終末の消失)を観察し,ヘミ・パーキンソン病モデルとしての妥当性を評価した。更に,モデルラットの破壊側線条体に,ラット胎仔中脳由来のドーパミン細胞を移植し,移植後の行動(メタンフェタミン誘起回転運動の正常化)・形態学的変化(線条体移植部のドーパミン活性の回復)を経時的に観察した。2)メタンフェタミン腹腔内投与に,当該モデルラットの大脳基底核(線条体・淡蒼球外節・黒質網様層)において, FosおよびZif268は異なる様式で発現した。3)破壊側線条体への胎仔中脳細胞の移植により,メタンフェタミンによる線条体・淡蒼球外節におけるFos発現,線条体におけるZif268発現は正常化した。しかし,黒質網様層のFos発現および淡蒼球外節・黒質網様層のZif268発現に変化はみられなかった。4)L-DOPA単回投与(腹腔内)により,モデルラット破壊側線条体その他のドーパミン神経投射部位で, FosおよびZif268の過剰発現が認められた。この現象は,胎仔中脳細胞移植により正常化された。L-DOPA繰り返し投与に伴い,破壊反対側への回転運動及び不随意運動の亢進が認められた。現在,その病態について検討中である。
美術史学研究支援画像処理モデルの開発

1.美術史研究用画像処理パッケージソフトの開発本研究で導入した画像処理システム(NEXUS6810)をパーソナルコンピュータ(NEC9801VM)より制御するソフト。NEXUS6810のもつコマンド群に習熟し、美術史研究に必要なソフトの機能を協議、画像処理の実験を重ね、ソフトの仕用案を作成した。プログラミングは、専門のソフト開発業者に依頼した。コンピュータのハード面に詳しくない美術史研究者が、研究支援の道具として画像処理技術を応用できるよう、主として次の4点に注意を払った。1)操作が手軽であること。2)画像ファイルの管理がすぐれていること。3)グラフィック及び画像処理機能が充実していること。4)研究者が手直しできる高級言語を使用していること。2.画像処理技術を応用した美術史研究の実例尾形光琳筆紅白梅図屏風(MOA美術館蔵)における制作過程と原状のシミュレーション3.画像データベース(dBASEIIIPLUSを使用)の試作文字型データベースに蓄積された文字情報とNEXUS側の画像情報とをリンクさせ、画像ファイルの検索・表示を可能にした。4.公開シンポジウムの開催本研究テーマのもとで二度の公開シンポジウムを開催し、美術史研究における画像処理技術の応用について活発な議論があった。1)第1回(10月25日)於奈良・大和文華館西日本の美術史研究者を中心に約40名が参加。2)第2回(3月9日)於東京国立文化財研究所。東日本の美術史研究者を中心に約60名が参加。
巨大海底溶岩流の定置過程の解明

オマーンオフィオライトのV3溶岩原は少なくとも上下2枚の溶岩流からなり,基本的な構造は陸上の洪水玄武岩に類似し,塊状コアが上下の柱状節理の発達したクラストに挟在する。V3溶岩は噴出初期に未分化な溶岩を流出し,クライマックスに分化した溶岩を流出し,噴火末期にかけて再び未分化な溶岩を噴出した。供給岩脈から6.0 km地点の層序方向の下部溶岩流の組成変化は内成的な成長で説明できる。一方,上部溶岩は順次溶岩ローブが累積・溶結して形成された。オマーンオフィオライトでは解析された内部構造を3Dで広域的に観察できる巨大海底溶岩流が分布し,現在の海洋底では不可能な巨大海底溶岩流の内部構造を詳細に観察し,解析することができる。25年度はオマーンオフィオライトの巨大溶岩流V3溶岩流の流動・定置メカニズム,冷却固化過程,マグマの岩石学・地球化学的特徴を明らかにするために,全岩主要元素・微量元素分析および現地における野外調査を行った。前半はこれまでに採取した岩石試料について顕微鏡による微細組織,全岩主要元素・微量元素分析を行った。また,予定通り冬季に給源岩脈から溶岩流末端まで0.5-1 km毎に溶岩流最下部と最上部の急冷相の岩石試料と,溶岩流の中央部と末端付近を横断する2側線に沿って,露頭スケールの構造と岩石組織を観察しつつ試料を採取した。フィールド調査は研究分担者,研究協力者とともに実施した。V3溶岩流はTiに富んだ普通輝石やかんらん石が斑晶から石基ステージまで晶出していることから,アルカリ玄武岩の一種であると考えられる。中央海嶺玄武岩の組成で規格化した微量元素のスパイダーダイアグラムでは,V3溶岩流はSun and McDonugh (1989)による海洋島玄武岩OIBと肥沃な中央海嶺玄武岩EMORBの中間的な特徴を示す。V3溶岩流の全岩組成変化は普通輝石28.6 wt%,斜長石18 wt%,磁鉄鉱0.6 wt%を分別した結晶分化経路と,結晶分化経路上の同源のマグマ混合によって説明できることがわかった。また,流下方向の全岩組成変化から,初期に未分化な溶岩流を噴出し,徐々に分化した溶岩流を噴出した後,再び未分化な溶岩流を噴出したことが判明した。このような全岩組成変化は溶岩流中央部の最も厚い場所における層序方向の変化とも調和的である。本年度は主としてオマーンオフィオライトの巨大溶岩流「V3溶岩流」について,その流動・定置メカニズム,冷却固化過程,マグマの岩石学・地球化学的特徴を明らかにするために,野外観察と全岩主要元素・微量元素分析の解析を行った。前半は昨年度に採取した岩石試料について顕微鏡による微細組織,全岩主要元素・微量元素分析を行った。また,給源岩脈から溶岩流末端まで0.5-1 km毎に溶岩流最上部の急冷相の岩石試料採取と,溶岩流の中央部と末端付近を横断する3側線に沿って,詳細な構造・産状の観察と岩石試料を採取した。V3溶岩流の構造は柱状節理の発達したクラストと,クラスト間に挟まれる塊状コアからなる。今年度の結晶数密度・全岩組成変化の解析と現地調査により,溶岩流中央部は大きく上下二層からなり,下部層の層序方向の変化から,溶岩流下部はもっぱら上方から固化が進行し,最終的に最下部の塊状コアに溶岩が注入されたことが示された。これに対して,溶岩流上部は流出した溶岩ローブが下位から上位へと順次堆積していったことが判明した。また,組織・粒径の観察から,クラストは,径1100 mのパホイホイ溶岩ローブが溶結したものの集合物であることが確認された。従って,溶岩ローブの融合・膨張は,最大厚さ300 mの溶岩流のうち下部溶岩流150 mに限られ,上部溶岩流では溶岩ローブの融合は起こらず,最上部の溶岩が最末期に定置したことがわかった。25年度はオマーンオフィオライトの巨大溶岩流「V3溶岩流」について,その流動・定置メカニズム,冷却固化過程,及びマグマの生成過程を明らかにするために,これまでに得られた溶岩流の構造データを解析し,全岩主要元素・微量元素分析に基づくモデル計算を行った。また,これらの成果をアジア・オセアニア地球科学連合や日本地質学会等で発表した。前半は昨年度までの現地調査で得られた溶岩流の構造データを解析し,全岩主要・微量元素組成の変化と合わせて考察した。V3溶岩流は頁岩層が出現する層準を境に大きく上下二層に分けられ,下部層はもっぱら上方から固化が進行し,最終的に最下部の塊状コアに溶岩が注入されたことが示された。このような固化過程は,Umino (2012)が示した内成的に成長した溶岩ローブと調和的である。また,組織・粒径の観察から,上部層は径1100 mの多数のパホイホイ溶岩ローブが溶結したものであることが確認された。後半は最も変質の影響を受けていない未分化試料について,Faul(2001)のマントルカンラン岩の減圧融解モデルを参考に,中央海嶺玄武岩のソースマントルを融解してV3初生マグマの微量元素組成を生成するモデル計算を行った。

その結果,初生V3マグマ組成を説明するためにはザクロ石レールゾライトが0.2 wt%部分溶融したメルトと,その溶け残り岩がスピネル安定領域で融解したメルトの混合が不可欠であることが示された。オマーンオフィオライトのV3溶岩原は少なくとも上下2枚の溶岩流からなり,基本的な構造は陸上の洪水玄武岩に類似し,塊状コアが上下の柱状節理の発達したクラストに挟在する。V3溶岩は噴出初期に未分化な溶岩を流出し,クライマックスに分化した溶岩を流出し,噴火末期にかけて再び未分化な溶岩を噴出した。供給岩脈から6.0 km地点の層序方向の下部溶岩流の組成変化は内成的な成長で説明できる。一方,上部溶岩は順次溶岩ローブが累積・溶結して形成された。本研究の目的は,深海掘削サイト1256の巨大海底溶岩流のコア試料とオマーンオフィオライトの巨大海底溶岩流の野外観察データと岩石試料を用いて巨大海底溶岩流の内部構造・微細組織,全岩・鉱物化学組成を詳細に解析し,次の点を解明することである;1)陸上の巨大溶岩流との共通点と海底溶岩流に特有の特徴,2)巨大海底溶岩流の流動・定置メカニズム,冷却固化過程,噴火時間・噴出率,3)マグマの岩石学・地球化学的特徴。今年度は,昨年度に続きオマーンオフィオライトのV3巨大溶岩流の層序方向3測線との露頭観察・岩石試料採取を行い,組織変化と全岩組成変化から,溶岩流全体が定置した順序とプロセスを明らかにできた。以上より,今年度の目的は概ね達せられたと評価できる。この成果は,H27年5月の地球惑星科学連合大会と8月のAsia-Oceania Geosciences Societyにおいて発表する予定である。火山学・岩石学今年度はこれまでに得られた岩石試料の組織解析,全岩・鉱物化学組成の分析をさらに進めると共に,昨年度までの野外調査と分析結果の解析をまとめ,順次学会発表しつつ,巨大海底溶岩流の定置過程と冷却・固化過程についてのモデルを論文としてまとめる。今年度は,オマーンオフィオライトのV3巨大溶岩流の流下方向と層序方向の露頭観察・岩石試料採取を行い,溶岩流全体のマグマ組成の変化とその原因について明らかにできた。また,マグマの岩石学・地球化学的特徴が先行研究によって主張されたOIBではなく,OIBとEMORBの中間的な性質を持つことが明らかとなった。このことは,マグマの生成深度がOIBほど深くはないことを示す。この成果は,H26年5月の地球惑星科学連合大会において発表する予定である。今年度は溶岩流主部の最も岩体が厚く発達した場所において層序方向の観察・岩石試料を採取した。次年度前半は,この試料の組織解析,全岩および鉱物化学組成の分析を実施し,溶岩流の冷却・固化過程についての考察を進める。また,その過程で浮かび上がった問題点を精査し,その結果,さらに重点的な観察と岩石試料採取が必要と判明した地点を中心に年度後半の現地調査を行う予定である。調査出張の日程・人員等が当初予定より変動したため未使用額が生じた。
血管内皮細胞におけるfenestraの形成機序

ウシ総頚動脈由来血管内皮細胞をウサギ結節癌Vx2とのco-cultureを行い、培養下でその形態変化を、細胞表面構造の変化、細胞内のアクチンフィラメントの構築変化を中心に走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡を用いて観察した。内皮細胞をコラーゲン膜上に通法に従って播種し、生着、増殖後(72時間後)、コラーゲン膜の裏面にVx2細胞を播種し、12時間、24時間、48時間後に、通法に従って、走査型電子顕微鏡用試料は固定、脱水、臨界点乾燥、白蒸着し、透過型電子顕微鏡用試料は固定、脱水、エポン包埋、超薄切片作製し、観察した。アクチンフィラメントの観察は、内皮細胞をカーボン補強を施した♯200ニッケルメッシュ上のフォルムバ-ル膜上に播種し、この内皮細胞を、すでにVx2を播種して12時間後のカルチャーデッシュ内に移す。12時間、24時間、48時間後に、内皮細胞をメッシュごと取り出し、サポニンにてPermeabilizationを施した後、直ちに固定、脱水、臨界点乾燥を施し、透過型電子顕微鏡にて観察した。その結果、血管内皮細胞は12時間、24時間、48時間後に、順次、細胞形態が扁平化し、細胞表面はほとんど凹凸がなくなり、細胞辺縁部では隣接細胞とのoverlapが認められるようになった。一方、細胞骨格であるアクチンフィラメントは核から放射状に細い束が走行し、細胞辺縁部では細胞辺縁に沿ってリング状に走行するようになった。細胞膜直下の密なアクチンフィラメントは時間の経過とともに消失していった。これらの結果は、その後に起こる、血管内皮細胞の物質透過に関係の深いfenestraの形成に重要な形態変化であると考えられた。
湿度差スイングを駆動源とする超低消費エネルギー型吸着式CO2分離の可能性検討

温度スイング吸着TSAプロセスに蒸気脱着工程を導入し,CO2脱着挙動を調べた。回収ガスCO2濃度は約80%となり,従来のTSAプロセスでは得られない高濃度CO2回収を達成した。圧力スイング吸着PSAプロセスによる模擬バイオガスの分離を試みた.二酸化炭素吸着剤として,SAPO-34ゼオライトを用いた場合には相対湿度20%程度を上限として水蒸気が共存しても二酸化炭素に対する分離能が維持できることがわかった.炭酸ガス分離法として、蒸気によるCO2脱着操作を付与した温度スイング吸着法(TSAサイクル)について、その有効性を実験により評価した。まず、蒸気脱着を付与したTSAサイクルと従来型TSAサイクルとの吸着量比較を行った。蒸気脱着を付与したTSAのCO2吸着性能は従来型TSAを全湿度条件で上回った。これより、飽和蒸気によるCO2脱着の有効性が確認できた。しかし、両プロセスとも再生ガス湿度の上昇に伴いCO2吸着量が低下した。これは、脱水工程中(従来型TSAでは脱着工程)の相対湿度の増加により吸着材層内の脱水が不十分となるためである。蒸気脱着型TSAの1サイクルあたりの吸着量は吸着等温線から計算される理論吸着量に対して小さい値を示した。これは、蒸気の過剰投入ならびに脱水工程の昇温幅が小さいことによる脱水不足が原因であると考える。吸着材利用率の増加は、必要吸着材量および顕熱の減少につながる。今後、脱水工程における水蒸気の脱水挙動を明確にすることで、本プロセスの更なるCO2吸着性能の向上が見込める。蒸気脱着工程におけるCO2脱着挙動を調べた。回収ガスCO2濃度は約80%となり、従来のTSAプロセスでは得られない高濃度CO2回収を達成した。蒸気脱着を付与したTSAサイクルでは、CO2の脱着は容易であるが、一方で水蒸気の脱着の容易性がプロセス成立の鍵となる。この点、脱水工程における昇温幅およびサイクル時間を最適化することでCO2吸着性能の更なる向上が見込める。また、CO2の吸着性能を有しながら水蒸気の脱着性に優れた吸着材の開発もCO2回収エネルギー原単位を低減化させる有効な手段であると考えられる。圧力スイング吸着PSAプロセスによる模擬バイオガスの分離を試みた.二酸化炭素吸着剤として,SAPO-34ゼオライトを用いた場合には相対湿度20%程度を上限として水蒸気が共存しても二酸化炭素に対する分離能が維持できることがわかった.本年度は,温度スイング吸脱着操作によるCO2の分離技術において,CO2と共吸着質となる水蒸気がCO2分離能に与える影響の定量評価を行った.CO2の分離能を有し,かつ水蒸気の吸脱着を得意とするデシカント用ゼオライトを用いて,模擬燃焼排ガス中に存在する水蒸気がCO2吸着能に与える影響,水蒸気によるCO2脱着の可能性を固定層吸着破過実験により評価した.また,サイクル運転による,吸着材内の水蒸気の蓄積がCO2分離能へ与える影響をサイクリック吸脱着試験により評価を行った.固定層吸着破過試験の結果,模擬排ガス中に存在する水蒸気はCO2と比して希薄であるため,絶乾の吸着材を用いる際には,CO2平衡吸着量,吸着速度ともに影響を与えないことを明らかにした.また,吸着材内に吸着された水分量とCO2吸着能は線形相間があることがわかった.サイクリック温度スイング吸脱着試験により,サイクル時間,脱着温度,湿度などをパラメータとして検討を行った.市販のCO2吸着能を有するゼオライトは,水蒸気の有無により,性能が2割程度しか発揮できないことと比較して,水蒸気の吸脱着を得意とするデシカント用ゼオライトでは,6割程度の性能を維持し,水蒸気の存在下でもCO2の分離能を高く維持可能であることを明らかにした.これらより,水蒸気の吸脱着を得意とするデシカント用ゼオライトを用いることで,蒸気による脱着が可能であること,ならびに,吸着時の水蒸気阻害の影響が小さいことが確認され,湿度スイングによるCO2分離可能性があることが実験的に明らかにできた。本年度の計画通り,固定層吸着破過実験による,水蒸気共存下におけるCO2分離能への影響,蒸気脱着の可能性,ならびに,サイクリック温度スイング吸脱着実験により,影響が大きいと考えられる湿度と再生温度が,CO2吸着能に与える影響を実験的に明らかにした.蒸気脱着操作の予備検討として,おおむね順調に進展していると判断する.当初計画通り,蒸気再生を付与した温度スイング吸脱着法によるCO2分離の高効率化を目指して,数学モデルの構築を行う.固定層吸着破過装置により,物質移動係数の評価を行い,ハニカム層内での物質移動挙動に与える蒸気の効果を数値化する.構築した数学モデルにより,最適操作指針(ガス流速、二酸化炭素濃度、再生温度、湿度、ロータ回転数、ロータ分割比率)を数値解析的に最適化し,性能予測とプロセスの高度化を行う.また小型実験機を用いたサイクリック試験により,湿度スイング操作による二酸化炭素吸着回収を実験的に検証するとともに,数学モデルの有効性を明らかにする。小型実験機用に、流量調整器(マスフローコントローラー;15万円)を2台購入する。また、模擬排ガス用に二酸化炭素(30kg入り;7千円)が5本程度必要になる。旅費として化学工学会秋季大会(東北大学;3泊4日,2名)参加のため、15万円を使用する。

残り15000円および前年度繰越金1943円は、配管材料の購入に充てる。なお、前年度繰越金は研究担当者の執行金額計算違いにより発生したものである。
伸展刺激によりオキシタラン線維から遊離するLTBP-2の意義

オキシタラン線維は細胞外基質のひとつであり、微細線維により構成される。しかし、その形成過程における詳細な研究は成されていない。我々はこれまで、ヒト歯根膜線維芽細胞の培養系で細胞伸展刺激よりfibulin-5がオキシタラン線維の凝集機構を調節することを報告した。LTBP-2はfibulin-5と結合能を有する分子であり、本研究ではLTBP-2のオキシタラン線維凝集機構に果たす役割を解析した。免疫沈降によりLTBP-2はfibulin-5と結合していた。伸展LTBP-2の発現には影響を与えないが、細胞層の70%が減少し、fibulin-5と結合するLTBP-2の60%が減少した。LTBP-2の95%の抑制によりオキシタラン線維の凝集が抑制されたのに対し、約40%の抑制時には対照群と同様にオキシタラン線維の凝集は誘導された。これらのLTBP-2抑制時にはいずれも、fibulin-5はオキシタラン線維上に存在していた。これらの結果から、細胞伸展刺激によりLTBP-2はfibulin-5のオキシタラン線維の凝集に果たす機能に対し負の調節を行っていることが示唆された。平成22年度は、Mechanical stress付与によりオキシタラン線維上のLTBP-2・fibulin-5複合体からLTBP-2が遊離することを生化学的および形態学的に解析した。歯根膜由来線維芽細胞を細胞伸展装置(ST-1400、ストレックス社)にて1/10Hz(6cycles/min)の伸展刺激を付与した。免疫沈降法によりLTBP-2・fibulin-5複合体が非伸展時にオキシタラン線維上に存在していることを確認した。伸展力を付与するとLTBP-2の80%が培地中に遊離することが培養細胞層と培地のWestern blotと免疫染色により明らかとなった。更に、培養細胞層を細胞膜非貫通性(水溶性)のビオチンでラベル後、アビジン・ビーズで回収し、尿素で溶出させ分析を行ったところ、遊離したLTBP-2は細胞外基質で、細胞内のLTBP-2は変化しないことが明らかとなった。しかし、一定量のLTBP-2は伸展時にも培養細胞層に存在することから、siRNAによりLTBP-2の発現を抑制したところ、一定量の抑制を行うとオキシタラン線維の凝集が抑制された。すなわち、オキシタラン線維の凝集には一定量のLTBP-2はfibulin-5と複合体を形成しオキシタラン線維上に存在することが必要条件であることが示された。以上の結果よりオキシタラン線維上にはLTBP-2・fibulir5複合体が形成され、機能的な(生体でみられる)太さと方向性を有するオキシタラン線維の構築が行われるには、LTBP-2が伸展刺激により一定量遊離する必要があることが示唆された。平成23年度は、mechanical stress付与により、オキシタラン線維上の複合体(LTBP-2・fibulin-5)の至適量の同定と、細胞と線維との関係を生化学的に解析した。Fibrillin-1,LTBP-2,Fibulin-5の三重免疫沈降法によりFibrillin-1陽性のオキシタラン線維上にLTBP-2、fibulin-5の一部が共存していた。免疫沈降法によりFibulin-5とLTBP-2の結合を確認し、細胞伸展刺激により結合しているfibulin-5中のLTBP-2の量が約80%減少していることを生化学的に明らかにした。細胞伸展刺激によりFibrillin-1陽性のオキシタラン線維が方向性を持って凝集し、オキシタラン線維上のLTBP-2の染色性が減少することが明らかとなった。その際の減少したLTBP-2の量を定量した結果、細胞分画と呼応して約80%の減少を認めた。

siRNAによりLTBP-2の発現を90%以上抑制するとオキシタラン線維の凝集は完全に抑制されたため、線維の凝集には必要最小限なLTBP-2が必要であることが確認できたため、平成24年度にはLTBP-2の抑制率を段階的に変化させ、至適なLTBP-2の量を免疫組織化学を用いて同定し、論文発表する予定である。平成24年度は、前年度までの結果を踏まえてオキシタラン線維上の複合体(LTBP-2・fibulin-5)のより詳細な至適量の同定を行った。歯根膜由来線維芽細胞を細胞伸展装置(ST-1400、ストレックス社)にて1/10Hz (6 cycles/min)の伸展刺激を付与し免疫沈降法によりFibulin-5とLTBP-2の結合を確認し、細胞伸展刺激により結合しているfibulin-5中のLTBP-2の量が約60%減少していることがこれまでに明らかになった。また、細胞伸展によりLTBP-2の発現は変化せず、細胞伸展により培養細胞層におけるLTBP-2は70%減少した。siRNAによりLTBP-2の発現を抑制したところ抑制率によりオキシタラン線維の凝集に変化が生じた。すなわち、LTBP-2の95%の抑制によりオキシタラン線維の凝集が抑制されたのに対し、約40%の抑制時には対照群と同様にオキシタラン線維の凝集は生じた。これらのLTBP-2抑制時にはいずれも、fibulin-5はオキシタラン線維上に存在していた。以上の結果と、fibulin-5はオキシタラン線維の凝集を調節しているという我々の過去の報告から、細胞伸展刺激によりLTBP-2はfibulin-5のオキシタラン線維の凝集に果たす機能に対し負の調節を行っていることが明らかとなった。最終目標である細胞伸展刺激により生じるオキシタラン線維の凝集に必要とされるLTBP-2の量がほぼ同定されつつあるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、至適LTBP-2の量を免疫染色により確認し、最終的に論文発表を行う。
増殖シグナル抑制による抗癌化作用の研究

チロシンキナーゼ型増殖因子受容体は複数の細胞内情報伝達系を生み出すが、この系に属するものとしてPI3キナーゼ(phosphatidylinositol-3 kinase)があり細胞増殖に密接に関係している。PI3キナーゼは一般型PIキナーゼの4位のリン酸化ではなく、イノシトール環の3位を特異的にリン酸化し、これが癌増殖のシグナル伝達の要となっていると考えられる。そこでPI3キナーゼの基質となるイノシトールリン脂質のアナローグをもちいて癌細胞の増殖抑制効果を調べた。本研究に使用したアナローグはイノシトール環の3位をdeoxy-体に転換したものであり、これがPI3キナーゼによるイノシトールリン脂質の3位の特異的リン酸化を阻害することをわれわれは1,2-〔^<11>C〕-diacylglycerol(このトレーサ法は一般研究B,02454337で完成した)をもちいた細胞系(C6-glioma)で確認した。次に乳癌(MCF-7),大腸癌(SW620),肺大細胞癌(PC-13),肺小細胞癌(QG90),急性リンパ性白血病(CCRF-CEM)の各種癌細胞の培養系においてアナローグの細胞増殖抑制効果を調べたところ、それらに対して6090nMで抑制効果をしめした。これらの結果はシスプラチン(CDDP)や5FUにくらべても1/21/5の殺傷効果をもつ一方、正常な細胞(MT4-cell)に対しては極めて低い細胞毒性(>40muM)を示した。以上の結果より、わたしは本研究で増殖シグナル抑制という新しい方法論による癌治療に十分期待がもてることを初めて明らかにした。
哺乳動物胃粘膜におけるヒスタミンの動態と胃酸分泌の関係

1.48時間絶食させたマウスとラットでは非絶食動物と違って,ヒスチジンデカルボキシラーゼの特異的障害薬α-フルオロメテチルヒスチジン(α-FMH)は投与4時間後にも胃粘膜ヒスタミン(HA)レベルを有意に低下させなかった.そこで,ペンタガストリンおよびカルバフールの胃粘膜HA遊離作用を48時間絶食させ, α-FMHで処置したマウスとラットで調べた.絶食マウスに食餌をα-FMHと同時に投与すると4時間後HAレベルは有意に減少した.2.ペンタガストリンとカルバコールは単独ではマウス胃粘膜HAレベルを有意に減少させなかったが,両者を併用すると有意に減少させた.3.ペンタガストリンは単独でラット胃粘膜HAレベルを減少させたが,カルバコールは単独では無効であった.ラットではペンタガストリンとカルバコールの併用による協力作用は認められなかった.4.以上の成績は,ガストリンとアセチルコリンはそれぞれ単独で作用した場合,マウス胃粘膜からの有意のHA遊離を起こさないことを示している.したがって,この種属ではHAとガストリンとアセチルコリンがどれも壁細胞のそれぞれの受容体に直接作用して胃酸分泌を刺激するが,ガストリンとアセチルコリンが胃粘膜のHA含有細胞に同時に作用すると協力作用によってHAが遊離され,壁細胞の受容体の直接刺激とあいまって激しい胃酸分泌が誘発されるものと考えられる.一方,ラットの胃粘膜ではHAが胃酸分泌の最終的な共通媒介物質としての役割を果たす可能性が高いものと推測される.1.48時間絶食させたマウスとラットでは非絶食動物と違って,ヒスチジンデカルボキシラーゼの特異的障害薬α-フルオロメテチルヒスチジン(α-FMH)は投与4時間後にも胃粘膜ヒスタミン(HA)レベルを有意に低下させなかった.そこで,ペンタガストリンおよびカルバフールの胃粘膜HA遊離作用を48時間絶食させ, α-FMHで処置したマウスとラットで調べた.絶食マウスに食餌をα-FMHと同時に投与すると4時間後HAレベルは有意に減少した.2.ペンタガストリンとカルバコールは単独ではマウス胃粘膜HAレベルを有意に減少させなかったが,両者を併用すると有意に減少させた.3.ペンタガストリンは単独でラット胃粘膜HAレベルを減少させたが,カルバコールは単独では無効であった.ラットではペンタガストリンとカルバコールの併用による協力作用は認められなかった.4.以上の成績は,ガストリンとアセチルコリンはそれぞれ単独で作用した場合,マウス胃粘膜からの有意のHA遊離を起こさないことを示している.したがって,この種属ではHAとガストリンとアセチルコリンがどれも壁細胞のそれぞれの受容体に直接作用して胃酸分泌を刺激するが,ガストリンとアセチルコリンが胃粘膜のHA含有細胞に同時に作用すると協力作用によってHAが遊離され,壁細胞の受容体の直接刺激とあいまって激しい胃酸分泌が誘発されるものと考えられる.一方,ラットの胃粘膜ではHAが胃酸分泌の最終的な共通媒介物質としての役割を果たす可能性が高いものと推測される.