hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規歯科用局所麻酔薬の開発と無針注射器(シリジェット)への応用について

その結果、カプシエイトとQX-314との混合液群に麻酔効果が見られた。このことは、CAPに代わる薬剤として、カプシエイトが有効である可能性が明らかとなった。1.免疫組織学的手法による痛覚神経細胞内へのQX-314の取り込みの判定について1TRPV1の効果について:ラットの足底部に、カプサイシンとQX-314(蛍光色素標識)を同時に投与した。投与1ヶ月後、ラットの後根神経節(L4、L5、L6)を摘出した。摘出した神経節の凍結切片を作成し、蛍光顕微鏡で観察した。切片の神経細胞に蛍光色素が取り込まれているかを検証した。その結果、小型から中型の神経細胞に蛍光色素が取り込まれていた。2TRPA1およびTRPM8の効果について:切片の神経細胞に蛍光色素が取り込まれていなかった。2.動物の行動評価によるカプシエイトとQX-314およびアナンダミドとQX-314の併用投与の麻酔効果についてQX-314を効果的に痛覚神経に送り込むには、カプサイシンを利用することが良いことが分かった。しかし、カプサイシンにはそれ自身が痛みを引き起こすという欠点がある。そこで、本実験では辛くない唐辛子の成分であるカプシエイトおよびTRPV1の内因性リガンドであるアナンダミミドをカプサイシンの代わりに使用して、QX-314を痛覚神経に送り込めるかどうかを熱刺激を用いた動物行動学的手法を用いて検討した。その結果、カプシエイトでは投与後10分から5時間までの間、コントロール群に比べて麻酔効果が有意に見られた。一方、アナンドアミドでは、投与後1時間から3時間の間に麻酔効果が見られたが、カプシエイトに比較すると効果は少なかった。3.カプザゼピン(TRPV1の阻害剤)による麻酔作用の抑制効果についてQX-314を効果的に痛覚神経に送り込むには、TRPV1を利用することが良いことが分かった。そこで、TRPV1の阻害剤であるカプザセピンを事前に投与すると、カプサイシンとQX-314の併用投与による麻酔作用を阻害することができた。本研究の目的は、カプサイシンに代わる薬剤を探すことであり、その候補としてカプシエイトを見つけることができたから。24年度が最終年度であるため、記入しない。カプサイシンに代わる薬剤のもう1つの候補として、アナンダミド(内因性のTRPV1アゴニスト)がある。そのアナンダミドとカプシエイトの効果を比較することにより、どちらが、カプサイシンに代わる薬剤として有効であるかを決定する予定である。
核－ミトコンドリア間コミュニケーションによる代謝相互作用の分子機構の解明

オルガネラ間の代謝連携のモデルとしてマウス腹腔マクロファージ分化系を用いて研究を行なってきた。安定同位体標識13C-グルコースを用いてCEーMSを用いたメタボローム解析を施行したところ、炎症性マクロファージではグルコースの取り込みが増加し、盛んに解糖系を活性化させ、13C-標識乳酸を産生する事が分かった。またその際、グルコースからの炭素源はTCAサイクルには流入しないことが分かった。しかしながら、標識されていない(12C-)TCAサイクル中間代謝産物量は対照群に比べ減少していないことから、炎症性マクロファージにおいてはTCAサイクルは解糖系と独立して制御されていることが示唆された。また、前年までの研究成果により、メチオニン代謝が解糖系酵素のメチル化修飾動態を変化させ、マクロファージの機能分化に作用することがわかったが、メチオニン-システイン代謝の律速酵素であるCBS(cystathionine beta-synthase)をノックダウンするとTCAサイクルやグルタミン代謝系中の酵素の発現量が低下することが判明した。逆にグルタミン代謝系の酵素であるGlud1(glutamate dehydrogenase1)ノックダウン細胞ではメチオニン代謝酵素の発現量が変化したことから、マクロファージにおけるエネルギー代謝制御ではグルコース代謝、メチオニン代謝、グルタミン代謝の三者が互いの代謝系を制御している可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。(1)分化状態によってエネルギー代謝様式が異なることがわかっている、マクロファージの分化実験をおこなった。炎症性マクロファージでは核内に限局した解糖系酵素群のアルギニンメチル化が認められ、解糖系が亢進するのと同時に、ミトコンドリアの断片化が認められた。それに対し、組織修復型マクロファージでは融合した長いミトコンドリアが観察され、TCA回路の代謝産物量が対照群と比較して増加していた。そこで、ミトコンドリア分裂因子Drp1に着目し、発現量を操作することで解糖系の代謝産物量を比較したところ、過剰発現株(断片化)では解糖系の亢進が認められたが、shRNAによる機能阻害株(融合化)では解糖系代謝産物量が軒並み低下することが明らかとなり、ミトコンドリアの形態が解糖系の活性化を規定する要因であることが示された。(2)細胞内のメチオニン代謝活性を低下させるため、メチオニンおよびコリンを欠乏させた培地中を用いたところ、解糖系酵素群のアルギニンメチル化レベルの低下を誘導することができた。興味深いことにメチオニン代謝変動がチューブリンの修飾動態に影響を与えることを見出した。この現象は含硫アミノ酸代謝酵素シスタチオニンβ合成酵素CBSおよびアルギニンメチル化酵素PRMT1のノックダウン株においても同様に観察された。このことから、チューブリンは従来報告されていない、メチオニン代謝を介した翻訳後修飾を受ける可能性が考えられる。また、細胞をCCCP処理し、ミトコンドリアの機能を低下させた場合、チューブリンの修飾が変化すると同時に解糖系酵素群のアルギニンメチル化を活性化することが明らかとなった。これらの実験結果から、ミトコンドリアの活性化状態がチューブリンの修飾動態を変化させ、アルギニンメチル化を介した解糖系を活性化するトリガーとなることが考えられる。これらの詳細な機構については来年度に行なう。今年度は主にミトコンドリアの形態制御と解糖系との関連を代謝解析技術を用いて解析した。その結果、がん細胞では細胞質でのメチオニン代謝制御が核内における解糖系酵素の修飾動態に影響し、エネルギー代謝制御に影響することが明らかになった。また、マクロファージ分化系を用いた予備実験ではミトコンドリア形態、チューブリン修飾動態、エネルギー代謝制御のクロストークが観察しやすい良好なモデルであることがわかり、各種解析ツールの構築もほぼ終了した。これらを用いることでオルガネラ間の代謝連携を人為的に制御し、最終年度での研究計画の遂行が支障なく行なえるものと考える。

解糖系酵素のメチル化修飾の有無が細胞全体のエネルギー代謝を制御する上で重要なファクターであることは今年度の研究で明らかになったが、その過程においてチューブリンの修飾動態がメチオニン代謝制御によっても変化し得ることを偶然発見した。来年度は、提案研究に加え、チューブリンの新規修飾の可能性を検討し、複数の修飾間によるクロストークについて詳細な検討を行なうことでオルガネラ間の代謝連携機構の解析を行なう。27年度が最終年度であるため、記入しない。
酵素類似錯体を用いた生体内酵化反応における構造認識についての研究

本研究では、極めて多幼性に富む酸化酵素・チトクロムP-450の活性中心であるポルフィリン錯体の機能を再現すべく、ポルフィリン錯体と電子的及び構造的に類似した光学活性なサレン錯体あるいはテトラアザ錯体を用いてオレフィン類の酸化反応の検討を行ない、1)生体内の反応と同様に効率的な酸素酸化反応の開発、および2)高エナンチオ選択的エポキシ化反応を開発することができた。1.P-450のモデル錯体による酸素酸化反応の開発ポルフィリン錯体のモデル化合物について検討を行ったところ、ポルフィリンと等電子構造を持つテトラアザニッケル錯体がアルデヒドの存在下、分子状酸素(向山の条件)によるエポキシ化を円滑に触媒することを見いだした。ただこの反応ではシス-オレフィンからシス-およびトランス-エポキシドが得られること、またスチレン誘導体の酸化では少量だがベンズアルデヒドが生成することなどからラジカル機構の関与が示唆された。そこでこの反応の機構について詳細に検討を行なったところ、アシルペルオキシラジカルが活性種として関与することを明らかにすることができた。2.オキソ錯体に接近する基質の配向の研究P-450による酸化では活性部位のポルフィリン錯体がオキソ体に酸化され、その後基質の酸化を行なうことが明らかにされている。しかしオレフィンの酸化では、どの方向からオレフィンがオキソ体に接近するかが末だ明らかにされていない。そこで数多くの光学活性な(サレン)マンガン錯体を合成し、エポキシ化の立体化学を検討したとこむろ、シス-オレフィンではサレン錯体の面に沿って、またトランス-オレフィンでは斜上の方向からオキソ体に接近することが推測された。この仮説に基づいて新規サレン錯体を合成し、高エナンチオ選択的エポキシ化(最高96%ee)を達成することができた。
腎臓を模倣した膜晶析装置を用いた尿路結石の発生機構および抑制機構の解明

近年本邦では、食生活の変化などにより尿路結石の罹患率が上昇している。尿路結石を生体内で起こる晶析現象であると考えるなら、工学的な評価が可能となる。そこで本研究課題により、腎臓で行われる原尿の濃縮機構を実験室での逆浸透膜上に再現し、膜面上に結石を析出させて客観的で再現性のある定量解析を行うことを目的とする。研究の基盤となる装置については、攪拌型ウルトラホルダーを用い、膜にRO膜を応用した。原尿に模した試料液を窒素ガスにより加圧し、膜面上で濃縮させて結晶を析出することに成功した。また、加圧方式を変化することで、結晶の析出過程を制御し、結晶形状の違いを観察できた。次に、共存物質としてクエン酸の効果を確認した。クエン酸が尿路結石の生成を阻害することは医学的に確認されているが、その阻害機構はわかっていない。本研究により、クエン酸の存在により結晶形態の変化が起こり、その後の成長過程が変化することがわかった。これは、結晶自体の析出量には大きな影響を与えないが、形態の違いにより炎症機構への影響が大きいことを示すものであり、尿路結石の発生防止や再発予防に活かせる知見となった。また、マグネシウムイオンの影響も調べることができた。マグネシウムイオンの共存により尿路結石の原因物質であるシュウ酸カルシウムの水への溶解度が変化することが確認できた。この結果により、尿路結石の抑制効果を発現できるマグネシウムイオンの規定量を示すことができた。現在までに限外濾過装置を応用し、腎臓の集合管で起きる尿濃縮機構を再現することができた。また、結石の疎外作用を示すクエン酸やマグネシウムイオンに関し、その濃度効果について詳細に検討できた。このように、研究計画に従い、おおむね順調に進めてきたが、これらの研究成果を論文投稿や海外での学会発表を行いまとめる作業が残っている。より詳細に実験条件などを検討し、よりよいものに仕上げるため、研究機関を1年延長する。論文にまとめる際に、必要な補充実験を中心に行っていく。その際、再現性や定量性を重要視し、工学的な評価として耐えうるものに仕上げていく。また尿路結石の主な構成物質はシュウ酸カルシウムだが、一部尿酸を主にしたものも生じる。この尿酸に対してもシュウ酸カルシウムと同様の評価が可能であるため、各種濃縮状況による変化や、共存物質の影響を測定することも同時に進めていく。研究の基盤となる装置の検討および条件の探索を中心に進めた。はじめに、耐圧性樹脂セルにRO膜をセットし、窒素ボンベより加圧することでシュウ酸カルシウム溶液の濃縮を行い、RO膜上に結晶化させた。耐圧樹脂セルとして攪拌型ウルトラホルダー(ADVANTEC, UHP-62K)を用い、RO膜は、東レ(株)製の架橋全芳香族ポリアミド系膜(UTC-70U)を使用した。まず、RO平膜を円形(62 mm φ)に切り出し、ウルトラホルダーに取り付け、原尿に模して調製した試料溶液を200 mL供給し、37°Cの恒温容器内へ入れた。その後、窒素ボンベで加圧して既定濃縮度まで濃縮した。濃縮終了後、使用したRO膜を凍結乾燥し、その膜面上を顕微鏡で観察した。さらに、結晶粒径分布及び結晶個数密度を測定した。この実験を通じて、圧力や初期濃度と、膜面上の結晶の核化や成長挙動の相関を観察することができた。ここまでの膜晶析装置は回分装置であり、腎臓での濃縮を模した濃縮度まで濃縮し、得られる結晶の観察を行ったものである。しかし、さらに大きく結晶成長させる場合や、それに続く凝集形態の確認には、回分装置では観察が難しくなる可能性がある。そこで、リザーバーを用いた試料溶液の連続供給を可能とした実験系も検討した。装置の改良を進めることで、生体の様々な状況を再現できる実験系が構築できた。平均濃縮速度を算出すると、連続系の方が回分系より遅いことが分かり、その値から連続系の方がより生体の腎臓の濃縮を再現できていることが確認された。初年度に研究の基盤となる装置の検討および条件の探索をする目標については、計画通り到達できた。また、膜面上の結晶の観察や成長挙動については、当初予定よりも詳細に検討をすすめることができた。また、回分装置から連続装置に発展させる計画についても、予定通り進めることができた。一方で、陰圧で濾過を促進させる機構については目標まで到達せず、次年度以降に早期に確立させる必要がある。昨年度までに、装置の検討および条件の探索を終えた。今年度は、添加物の影響の検討を行った。クエン酸は、尿中に含まれている物質のひとつであり、生体内回路の中間物である。クエン酸は主にレモンなどの食物に含まれており、尿路結石の阻害作用を示すことが知られている。クエン酸によるシュウ酸カルシウム結晶の析出抑制は、キレート作用による阻害や、ク溶性によるシュウ酸カルシウム結晶の溶解度上昇などに起因することが予想された。ク溶性とは、クエン酸イオンを含む溶液に物質が溶解しやすくなる現象である。生体の腎臓を模したRO膜による濃縮装置を用い、シュウ酸カルシウムの結晶化に与えるクエン酸添加の影響を観察および、濃縮時のシュウ酸イオン濃度の時間変化に関する検討を行った。その結果、クエン酸イオン無添加系において、析出するシュウ酸カルシウム結晶は全て楔形であることが分かった。

また、クエン酸イオン添加系において、析出するシュウ酸カルシウム結晶は大粒径の八面体型と小粒径の卵円形の二種類が観察された。このとき、シュウ酸カルシウム結晶の核化開始点が遅延する現象も見られた。これらより、シュウ酸カルシウム結晶の結晶化が抑制される現象を再現できた。イオンクロマトグラフィーによるシュウ酸イオン濃度測定において、クエン酸イオン無添加系および一部のクエン酸イオン添加系で、シュウ酸イオン濃度の低下が観察された。クエン酸イオン添加量が多いほど、シュウ酸イオンの過飽和状態が維持され、クエン酸イオンの存在が、カルシウムイオンとシュウ酸イオンの結合を阻止する可能性を確認した。以上の結果より、シュウ酸カルシウム結晶の析出挙動に与えるクエン酸イオン添加の関連性を調べることができた。研究の基盤となる装置の検討および条件の探索は終了した。また、尿路結石の主たる成分であるシュウ酸カルシウムからなる結晶を膜面上に再現することができた。さらに、共存物質の影響を調べるため、クエン酸を添加した影響を見ることができた。一方で、共存物質としてクエン酸のみの検討で終わったため、その他の共存物質の影響も早期に観察する必要がある。近年本邦では、食生活の変化などにより尿路結石の罹患率が上昇している。尿路結石を生体内で起こる晶析現象であると考えるなら、工学的な評価が可能となる。そこで本研究課題により、腎臓で行われる原尿の濃縮機構を実験室での逆浸透膜上に再現し、膜面上に結石を析出させて客観的で再現性のある定量解析を行うことを目的とする。研究の基盤となる装置については、攪拌型ウルトラホルダーを用い、膜にRO膜を応用した。原尿に模した試料液を窒素ガスにより加圧し、膜面上で濃縮させて結晶を析出することに成功した。また、加圧方式を変化することで、結晶の析出過程を制御し、結晶形状の違いを観察できた。次に、共存物質としてクエン酸の効果を確認した。クエン酸が尿路結石の生成を阻害することは医学的に確認されているが、その阻害機構はわかっていない。本研究により、クエン酸の存在により結晶形態の変化が起こり、その後の成長過程が変化することがわかった。これは、結晶自体の析出量には大きな影響を与えないが、形態の違いにより炎症機構への影響が大きいことを示すものであり、尿路結石の発生防止や再発予防に活かせる知見となった。また、マグネシウムイオンの影響も調べることができた。マグネシウムイオンの共存により尿路結石の原因物質であるシュウ酸カルシウムの水への溶解度が変化することが確認できた。この結果により、尿路結石の抑制効果を発現できるマグネシウムイオンの規定量を示すことができた。現在までに限外濾過装置を応用し、腎臓の集合管で起きる尿濃縮機構を再現することができた。また、結石の疎外作用を示すクエン酸やマグネシウムイオンに関し、その濃度効果について詳細に検討できた。このように、研究計画に従い、おおむね順調に進めてきたが、これらの研究成果を論文投稿や海外での学会発表を行いまとめる作業が残っている。より詳細に実験条件などを検討し、よりよいものに仕上げるため、研究機関を1年延長する。はじめに、減圧式の膜濃縮晶析装置の確立を進める。
肺癌に対するATK活性を応用した術前後および術中免疫化学療法に関する臨床研究

MUC-1分子は特定の腫瘍細胞上に高発現する膜貫通糖蛋白であり、重要な腫瘍抗原の1つと考えられている。本研究では、合成ペプチドを用いてのMUC-1特異的細胞傷害Tリンパ球(CTL)の誘導を試み、その特異性を解析し臨床応用の可能性について報告する。肺癌患者または健常人の末梢血単核球(PBMC)を合成ペプチドで刺激しIL-7存在下に培養を行った。さらに毎週ペプチドで刺激した放射線照射PBMCとIL-7、IL-2存在下に共培養しCTLを誘導した。4回の刺激で得られたCTLを用いて、そのMUC-1特異性を細胞傷害試験で解析した。解析結果は、CTLはMUC-1に特異的な細胞傷害を示した。すなわち、MLC、T47DのMUC-1高発現株に対して、強い細胞傷害活性がみられた。しかもその活性はNK活性に感受性を持つcold K562添加で抑制されなかった。また、MUC-1欠損株にほとんど細胞傷害活性を示さなかったのに対して、そのMUC-1遺伝子導入株に強い細胞傷害活性を示した。本方法で誘導したCTLを用いた養子免疫法の臨床応用を、2例の進行肺癌患者に行った。2例ともCTLの投与に伴い臨床症状の改善と、腫瘍マーカー(CEA)の低下を認めた。また、副作用は軽度の発熱を認めるのみで重篤なものは認めなかった。本方法は肺癌に対する養子免疫療法に有用であると考えられた。手術で採取した癌組織と術直前に採血したリンパ球を用いて、もっとも有効な免疫賦活剤を選択する目的で各種免疫賦活剤負荷時の自己リンパ球のATK活性・NK活性の測定を3例に行った。第1例は大腸癌の肺転移症例で、いずれの免疫賦活剤をリンパ球に投与した場合もATK活性は5%以下の低値であったが、NK活性はインターロイキン2投与時に10%以上の高値を示し、インターロイキン2の投与が臨床的にも有効であろうと推測された。第2例は原発性肺癌症例(扁平上皮癌)で、免疫賦活剤を投与しない状態でもATK活性は5%を軽度上回る陽性値を示し、予後良好が推測された。なお、本症例では各種免疫賦活剤を投与する実験は行えなかった。第3例は原発性肺癌症例(腺癌)で、OK-432投与時に、ATK活性・NK活性ともに軽度上昇を示し、OK-432の臨床での有効性が推測された。症例数はまだ少ないが、2例で有効な免疫賦活剤の選択が行い得たことにより、本方法の臨床への応用が可能であると考えられた。今後は、上記の検討を進めるとともに、腫瘍特異的キラーT細胞の誘導活性化に直接関与するリンホカイン、細胞表面分子あるいはシグナルパスウェイを調べるため、末梢血リンパ球および腫瘍内浸潤リンパ球と腫瘍細胞の共培養にIL-2、IL-6、IL12、TNFα、INFγ等のリンホカインを添加しその腫瘍細胞障害能の増強の有無を検討し、TCRαβ、CD3、CD4、CD8、CD80、CD86に対する抗体を添加しその抑制を試みる予定である。肺癌患者の補助免疫療法の有効性を高めることを目的として、術前にOK-432とUFTの投与と術中にOK-432肺胸膜下リンパ管注入を考案した。しかし術前の入院期間およびインフォームドコンセントの問題があり行い得なかった。切除肺癌細胞と末梢血リンパ球を用いて、各種免疫賦活剤負荷時のATK活性・NK活性を測定し、有効な免疫賦活剤の選択を行うこととした。8例の原発性肺腺癌での測定結果は、免疫賦活剤非負荷時のNK活性は3673%とすべてがすでに高値を示したのに対してATK活性は010%と低値であった。免疫賦活剤負荷時にはLAK活性の上昇はみられたもののATK活性の上昇は得られなかった。

したがってすでにNK活性高値である症例にATK活性の上昇は得られず、本方法の臨床への応用は困難であると考えられた。そこ腫瘍特異的キラーT細胞を誘導する為に腫瘍抗原に着目した。MHC非拘束性で肺腺癌で90%発現しているMUC-1をはじめMUC-4、MHC拘束性であるMAGE-3の抗原エピトープのペプチドを合成し末梢血リンパ球をパルスし、現在腫瘍特異的キラーT細胞を誘導している。これらの腫瘍抗原を発現している腫瘍に対してそので細胞障害活性を測定するとともに、細胞障害に関与するサイトカイン・細胞表面分子あるいはシグナルパスウェイを調べる予定である。
希少糖生産酵素群の基質複合体のX線構造に基づく包括的な触媒反応機構の解明

天然に微量にしか存在しない「希少糖」の生産に関与する単糖異性化酵素について、X線結晶解析により基質複合体構造の決定、触媒反応機構の解明に関する研究を行った。L-リボースとL-リブロース間の異性化反応を触媒する、希少糖生産酵素Acinetobacter sp.由来L-リボースイソメラーゼ(L-RI)、Cellulomonas parahominis由来L-RIの構造を決定し、それぞれの野生型および変異酵素における複数の基質複合体構造から、L-RIの糖環開環機構を含めた触媒反応機構を提唱し、L-RIのホモ四量体構造は酵素の分子構造の安定性に関与し、酵素活性には不可欠であることを明らかにした。本研究は、天然に微量にしか存在しない「希少糖」の生産に関与する希少糖生産酵素について、これまで行ってきた基質複合体構造のX線結晶解析研究をさらに深化させるとともに、希少糖誘導体であるデオキシ希少糖生産に向けた構造情報の取得、および新規希少糖生産酵素の構造生物学的研究へと発展させていくことを目的としている。今年度は、当初の予定通りL-リボースとL-リブロース間の異性化を触媒する、新規希少糖生産酵素Acinetobacter sp.由来L-リボースイソメラーゼ(L-RI)の野生型および変異酵素の複数の基質複合体構造から糖環開環機構を含めた触媒反応機構を提唱した(論文投稿中)。L-リボースはL-ヌクレオシド類似体合成の前駆体、すなわち核酸の複製阻害剤として利用することができることから、抗菌剤や抗ウィルス剤、抗がん剤などの医薬品への利用が期待されている。L-リボースの生産への応用が期待されるL-RIの構造解析は、酵素改良のポイントを導き出す手段でもあり興味深い。また、希少糖生産酵素の詳細な触媒反応機構の理解を深めることを目指し、希少糖生産酵素の高分解能データを収集するための良質な結晶を得ることを目的に、第1期第6回JAXA宇宙実験で希少糖生産酵素であるL-ラムノースイソメラーゼ(L-RhI)とD-タガトース3-エピメラーゼ(D-TE)の結晶化実験に引続き、第2期第1回宇宙実験においてもL-RhIとD-TEに加えL-RIの結晶化実験に参加している。国際宇宙ステーション(ISS)を利用したJAXA宇宙実験の結晶化実験(第2期第1回宇宙実験)において、微小重力空間で成長した希少糖生産酵素Pseudomonas cichorii由来D-タガトース3-エピメラーゼ(D-TE)の変異酵素の結晶を用いて希少糖誘導体であるデオキシ希少糖、1-デオキシL-タガトースとの複合体構造(1.73Å分解能)を得ることができた。また、このD-TEの変異酵素を用いたX線結晶構造解析では、デオキシ希少糖や糖アルコールとの多数の複合体構造を決定し、デオキシ糖は活性部位において逆向きに結合できることや、疎水性環境の高い分子表面にも結合する可能性が高いことを示した。D-TEのデオキシ希少糖の認識機構ならびにデオキシ希少糖が阻害効果を示す可能性をもつことが明らかとなり、現在論文投稿の準備を行っている。本研究は、天然に微量にしか存在しない「希少糖」の生産に関与する希少糖生産酵素について、これまで行ってきた基質複合体構造のX線結晶解析研究をさらに深化させるとともに、希少糖誘導体であるデオキシ希少糖生産に向けた構造情報の取得、および新規希少糖生産酵素の構造生物学的研究を発展させていくことを目的に行った。最終年度は、昨年度得られた、希少糖生産酵素Pseudomonas cichorii由来D-タガトース3-エピメラーゼ(D-TE)の変異酵素とデオキシ希少糖や糖アルコールとの複合体構造、国際宇宙ステーション(ISS)を利用したJAXA宇宙実験の微小重力空間で成長したD-TEの変異酵素の結晶と1-デオキシL-タガトースとの複合体構造をまとめた論文投稿を行った。また、今年度参加したJAXA宇宙実験では、希少糖生産酵素Pseudomonas stutzeri由来L-ラムノースイソメラーゼ(L-RhI)の変異酵素の結晶が得られ、これまでの最高分解能を示すD-アロースとの複合体(1.35Å分解能)、1-デオキシD-プシコース、1-デオキシL-タガトース、6-デオキシL-タロースとの複合体構造も得られた。3年間を通して、L-リボースとL-リブロース間の異性化反応を触媒する、新規希少糖生産酵素Acinetobacter sp.由来L-リボースイソメラーゼ(L-RI)、Cellulomonas parahominis由来L-RIの構造決定を行い、それぞれ論文誌に報告することができた。野生型および変異酵素の複数の基質複合体構造から、L-RIの糖環開環機構を含めた触媒反応機構を提唱し、さらに、L-RIのホモ四量体構造は酵素の分子構造の安定性に関与し、酵素活性には不可欠であることを明らかにした。L-リボースは、抗菌剤や抗ウィルス剤、抗がん剤などの医薬品への利用が期待されていることから、L-リボースの生産への応用が期待されるL-RIの構造情報は、今後の酵素改良の指標にもなる。L-リボースとL-リブロース間の異性化反応を触媒する、希少糖生産酵素Acinetobacter sp.由来L-リボースイソメラーゼ(L-RI)、Cellulomonas parahominis由来L-

RIの構造を決定し、それぞれの野生型および変異酵素における複数の基質複合体構造から、L-RIの糖環開環機構を含めた触媒反応機構を提唱し、L-RIのホモ四量体構造は酵素の分子構造の安定性に関与し、酵素活性には不可欠であることを明らかにした。国際宇宙ステーション(ISS)を利用したJAXA宇宙実験の結晶化実験については、反応中間体における水素原子の電子密度が得られる超高分解能のデータ収集には至っていないが、微小重力空間で成長した希少糖生産酵素Pseudomonas cichorii由来D-タガトース3-エピメラーゼ(D-TE)の変異酵素の結晶を用いて希少糖誘導体であるデオキシ希少糖、1-デオキシL-タガトースとの複合体構造を得ることができた。その他にもデオキシ希少糖や糖アルコールとの多数の複合体構造解析が進んでいる。香川大学総合生命科学研究センター分子構造解析研究部門ホームページ構造生物科学、蛋白質工学おおむね当初の予定通り研究が進んでおり、デオキシ希少糖と希少糖生産酵素の複合体構造解析において、デオキシ糖の結合の特徴が示されたことから、この構造情報をもとにデオキシ糖に対してより効率的な基質認識ができるよう変異酵素の作成を行っていく。また、分子表面において開環したデオキシ糖が結合した構造も得られたことから、D-TEの糖の開環機構には基質結合部位に結合してから開環されるプロセスとは異なる機構があることも考えられる。D-TEの糖の開環機構の解明についても新たな変異酵素の構築も含めて検討していく。宇宙実験については、D-TEとデオキシ希少糖、1-デオキシL-タガトースとの複合体構造を得ることができたが、今年度も、第2期第3回宇宙実験の候補サンプルとなっており、引き続き、超高分解能のデータ収集を目指して研究を進めていく。Acinetobacter sp.由来L-リボースイソメラーゼ(L-RI)の触媒反応機構の解明については変異酵素を用いた基質との複合体のX線結晶構造解析を行うことにより、基質の糖環開環機構も含めてcis-ene diolの反応中間体を得ることを提唱することができ目的を達成している。宇宙空間での良質な結晶の作成実験の可能性を含め、反応中間体における水素原子の電子密度が得られる超高分解能のデータ収集を目指している研究は、目的を達成するデータは得られていないが、国際宇宙センター(ISS)を利用した第1期第6回JAXA宇宙実験の結晶化実験に参加し、若干ではあるが分解能が向上したデータも得られている。希少糖誘導体であるデオキシ希少糖生産に向けた構造情報の取得については少し立ち遅れているところがあるが、新規希少糖生産酵素Celulomonas sp.由来L-リボースイソメラーゼ(Ce L-RI)の結晶化および結晶構造解析にも希少糖研究センターとの共同研究により進めている。おおむね当初の予定通り研究が進んでいるので新規酵素の構造解析を含めこのまま研究を進めていく。デオキシ希少糖と希少糖生産酵素の複合体構造解析を集中して行い、デオキシ希少糖の認識機構・触媒反応機構を解明する。
社会経済構造の転換と21世紀の都市圏ビジョン

都市圏構造の変化については藤井、豊田、谷が、2006年9月の日本都市社会学会大会シンポジウム「都市社会の構造と変動-三大都市圏の社会・空間構造の再編-」の話題提供者として、藤井が「大都市圏における構造変化研究の動向と課題」、豊田が「社会階層分極化と都市の空間構造」、谷が「人口移動と通勤流動から見た大都市圏の変化」の各報告を行い、この科研の成果を含め学際的な議論を展開した。海外の都市圏については、藤井・山下・伊藤は、2005年8月の国際地理学会都市地理部会,「明日の都市をモニタリングする」において、合衆国アトランタにおける郊外都心形成やエッジレス化といった最近の分散的な郊外化動向の下でも、コンパクトシティ政策のすすめられるオーストラリア・メルボルンでも、生活行動に関してはほぼ同様の車による郊外間流動が展開しており、錯綜した流動が生み出す機能地域こそ、都市圏構造のひとつの基本となるという研究を報告し、メルボルン大が発行する電子ジャーナル、Applied GISに発表した。谷口と藤井は、米国におけるスマートグロースの展開事例に関しで「個性と都市構造に配慮した地方都市の市街地救命策」もまとめている。日本の都市圏に関しては、居住面については富田が中心都市と郊外におけるマンション居住者のアンケート調査結果の比較を報告し、香川が札幌のマンション開発の動向について人文地理に論文をまとめた。また古賀が、京都市におけるオフィス立地動向の報告し地理学評論にまとめている。また日本におけるコンパクトシティ政策の展開について、青森の事例を千葉がまとめ人文地理学会都市圏研究部会(2006年12月8日)で、また北陸都市の事例を研究協力者の松原が同部会(2005年10月1日)で報告した。こうした各分担者の研究の展開を相互に把握し、また議論するため、2006年11月10日(大阪)と、12月8日から10日にかけて研究会を開催し、これまでの研究総括を行い3月に報告書をまとめた。また、日本地理学会2007年秋季大会においてシンポジウムを行う。合衆国の都市圏と政策の動向については、以下の研究を行い発表した。藤井は、日本地域政策学会大会において、合衆国における郊外化とコンパクトシティ政策の動向に関する報告を行った。また、人文地理学会大会における特別研究発表でも、合衆国都市圏の動向を最新の統計データから分析し、政策の展開との関係、ならびにそれらをふまえての日本の大都市圏や郊外の動向の位置づけと地域構造論的な意味に関して研究発表を行った。また、藤塚も都市再生とジェントリフィケーション研究に関する国際的な動向の検討を行い、谷口ほかはRegional Environmental Capacity for Sustainable Growthと題して第6回のSymposium of the International Urban Planning and Environmet Association(KY,USA)において報告を行った。合衆国都市圏の動向に関しては他に石川が下記のGIS分析をまとめている。日本の都市圏に関しては、居住面について、富田が大阪市都心地区における新規マンション居住者の居住満足度を報告し、香川が那覇市における分譲マンション移住者の諸属性と都心立地型マンションの在り方について分析した。中心機能等に関しては、古賀による東京大都市圏の超高層ビルの立地展開、千葉が大店立地法の限界とその役割を仙台市郡山地区における事例で(日本都市学会大会)、山下宗利は中心市街地活性化と持続可能性について佐賀市を事例に研究報告した(日本地理学会春季大会シンポ「地方都市再生の指針」)。また職住を結ぶ生活行動に関しては谷は『郊外の郊外』における若年者の通勤行動-埼玉県上尾市居住者の事例を報告し、消費者購買行動や交通の変化に関する下記論文もまとまっている。さらに郊外の社会的な意味合いの変化に関しても下記の吉田の報告がある。

合衆国の都市圏と政策の動向については、以下の研究を行い発表した。藤井は2005年8月の国際地理学会都市地理部会,「明日の都市をモニタリングする」において、合衆国アトランタにおける郊外都心形成やエッジレス化といった最近の分散的な郊外化動向の下でも、コンパクトシティ政策のすすめられるオーストラリアメルボルンでも、生活行動に関してはほぼ同様の車による郊外間流動が展開しており、錯綜した流動が生み出す機能地域こそ、都市圏構造のひとつの基本となるという報告を行った。山下博樹はカナダのバンクーバーのコンパクトシティ群を配置・整備し公共交通と結びつけた都市圏整備に関して2006年3月の日本地理学会大会と2005年5月の人文地理学会都市圏研究部会において報告を行った。谷口は、コンパクトシティの形成方法に関してまとめている。地方都市については、石丸が2005年11月の人文地理学会大会において、カナダ地方都市レジャイナにおける商業・サービス機能と都市構造について都心再生とのかかわりで考察し報告している。日本の都市圏に関しては、居住面について、富田が郊外におけるマンション居住者のアンケート調査を行い、香川がマンション開発の動向について2005年11月の人文地理学会大会において特別発表を行った。同学会では他に古賀が京都市におけるオフィス立地動向の報告し立命館文学593にまとめている。千葉は郊外住宅地開発の今日的課題について日本都市学会第52回大会で報告し、大規模小売店舗立地法の限界と存在意義について日本都市学会年報にまとめている。坪本は郊外における今後の生活行動分析で重要な高齢者の日常生活と地域交通について、宮澤仁編著『地域と福祉の分析法』にまとめた。また郊外の居住移動指向と生活行動については、藤井も兵庫県三田市におけるアンケート調査結果を市史研究さんだに、谷は、東京大都市圏における1990年代の通勤流動の変化と若年男性の就業行動について埼玉大学教育学部地理学研究報告にまとめている。吉田は郊外空間のジェンダー化について地理科学学会で報告し、空間に潜むジェンダー関係への着目についてまとめている。こうした各分担者の研究の展開を相互に把握し、また議論するため、2005年9月30日から10月2日にかけて3日間の研究会を開催し、その報告をもとに中間報告をまとめ配付した。都市圏構造の変化については藤井、豊田、谷が、2006年9月の日本都市社会学会大会シンポジウム「都市社会の構造と変動-三大都市圏の社会・空間構造の再編-」の話題提供者として、藤井が「大都市圏における構造変化研究の動向と課題」、豊田が「社会階層分極化と都市の空間構造」、谷が「人口移動と通勤流動から見た大都市圏の変化」の各報告を行い、この科研の成果を含め学際的な議論を展開した。
H粒子に関する実験研究

素粒子物理学に於ては量子色力学が大きい成功を収めた。これをうけて原子核研究に於てもクォ-ク自由度が本質的であるような現象を捜すことが中心的課題となっているが、今のところその確たる証拠はみつかっていない。この点で1977年Jaffeによって予想されたH粒子は非常に興味がある。これを構成する2コの∧粒子はクォ-クレベルのカラ-マグネティック相互作用によってはじめて強く結合すると考えられる為、もしH粒子が検出され、その質量が決定されればそれは原子核分野はもとより素粒子論に於ても画期的である。本研究の目的はブルックヘヴン国立研究所に新たに建設された大強度Kビ-ムラインを用いてE813,E836の2つのH粒子検証の為の実験を行うことが当初の目的であった。E813に於てはK^-を水素標的に導き、生成されたΞ^-粒子を隣接する重水素標的中で止め、Ξd→Hn反応によって反跳を受ける中性子の運動量を測定してHの生成を確認することが目的とされ、又E836に於ては^3He標的を用いてK^-He→dn K^+反応の反跳K^+のスペクトルから同じくHの生成を確認することが目的とされる。しかしながら米国に於ける国家予算削減の影響を受けて陽子加速期間がきわめて少くなったため、本計画の期間中には1991年46月にE813のデ-タ取得が行われるのがやっとであった。本計画の発足と同時に検出器のデザイン、高エネルギ-物理学研究所に於けるテスト実験等が開始された。ブルックヘヴンのビ-ムラインは1990年夏には完成し、又同じ頃スペクトロメ-タ・マグネットもインスト-ルされた。各チェンバ-類や日本側の担当するアエロジェル・チェレンコフ・カウンタ-,Timeーofーflightカウンタ-等の組み立ても行われ、1991年はじめにはスペクトロメ-タを構成するすべての検出器の組み立てが終りテストが行われ、所期のパ-フォ-マンスが得られることが確かめられた。水素・重水素の二重標的もうまく稼働した。又高エネルギ-物理学研究所で行われたE176のデ-タ解析の結果、K^-ビ-ムの当った標的から非常に多くの陽子の反跳があることがわかって急いで組み立てられたル-サイト・チェレンコフ・カウンタ-もほぼ準備がととのった。しかしながら1991年4月の実験開始後、ビ-ムセパレ-タの電圧がうまく上らないという事態が発生した。努力にもかかわらずセパレ-タ電圧600KVで実験を行わざるを得ず、この為ビ-ムの運動量を1.7GeV/cに下げてデ-タ取得を行った。この事故の結果としてデ-タの統計は予定の6%程に制限された。7月はじめ実験終了後ただちに結果の解析が開始された。11月迄に約1割のデ-タが解析され、この結果すべての検出器が予定通りに稼働したことが確認され、重水素標的中でのΞ^-粒子のストップが固定できることが確かめられた。このことは12月、下田で行われたハイパ-核に関するINS国際シンポジウムでBarnesによって報告された。現在デ-タのリダクションが順調に進行中である。しかし1991年のデ-タは統計が少いことと、E813の延長がPACで認められ、1992年5・6月に8週間の実験が予定されていることから、デ-タの公表はこの実験の結果を加えて発表される予定である。現在セパレ-タのコンディショニングは順調で、次の実験は1.8GeV/cで行うことができよう。これによるK^-の増加とセカンドレベルトリガ-の導入、トリガ-の改善によるデッドタイムの減少から今回は約170RのH事象が期待できる。(ここにRはΞ^-d原子からHが生成される分岐比である。)これにより仮にRが0.1程小さくても十分統計的に意味のあるデ-タがとれる予想で、現在実験の準備が着々進行中である。以上のような理由で本計画の終り迄には学術誌への公表が間に合わなかったが、1992年中にはデ-タ解析が進み結果が公表できるものと思われる。

E813に於てはK^-を水素標的に導き、生成されたΞ^-粒子を隣接する重水素標的中で止め、Ξd→Hn反応によって反跳を受ける中性子の運動量を測定してHの生成を確認することが目的とされ、又E836に於ては^3He標的を用いてK^-He→dn K^+反応の反跳K^+のスペクトルから同じくHの生成を確認することが目的とされる。しかしながら米国に於ける国家予算削減の影響を受けて陽子加速期間がきわめて少くなったため、本計画の期間中には1991年46月にE813のデ-タ取得が行われるのがやっとであった。本計画の発足と同時に検出器のデザイン、高エネルギ-物理学研究所に於けるテスト実験等が開始された。ブルックヘヴンのビ-ムラインは1990年夏には完成し、又同じ頃スペクトロメ-タ・マグネットもインスト-ルされた。各チェンバ-類や日本側の担当するアエロジェル・チェレンコフ・カウンタ-,Timeーofーflightカウンタ-等の組み立ても行われ、1991年はじめにはスペクトロメ-タを構成するすべての検出器の組み立てが終りテストが行われ、所期のパ-フォ-マンスが得られることが確かめられた。水素・重水素の二重標的もうまく稼働した。又高エネルギ-物理学研究所で行われたE176のデ-タ解析の結果、K^-ビ-ムの当った標的から非常に多くの陽子の反跳があることがわかって急いで組み立てられたル-サイト・チェレンコフ・カウンタ-もほぼ準備がととのった。しかしながら1991年4月の実験開始後、ビ-ムセパレ-タの電圧がうまく上らないという事態が発生した。努力にもかかわらずセパレ-タ電圧600KVで実験を行わざるを得ず、この為ビ-ムの運動量を1.7GeV/cに下げてデ-タ取得を行った。この事故の結果としてデ-タの統計は予定の6%程に制限された。7月はじめ実験終了後ただちに結果の解析が開始された。11月迄に約1割のデ-タが解析され、この結果すべての検出器が予定通りに稼働したことが確認され、重水素標的中でのΞ^-粒子のストップが固定できることが確かめられた。このことは12月、下田で行われたハイパ-核に関するINS国際シンポジウムでBarnesによって報告された。現在デ-タのリダクションが順調に進行中である。しかし1991年のデ-タは統計が少いことと、E813の延長がPACで認められ、1992年5・6月に8週間の実験が予定されていることから、デ-タの公表はこの実験の結果を加えて発表される予定である。現在セパレ-タのコンディショニングは順調で、次の実験は1.8GeV/cで行うことができよう。これによるK^-の増加とセカンドレベルトリガ-の導入、トリガ-の改善によるデッドタイムの減少から今回は約170RのH事象が期待できる。(ここにRはΞ^-d原子からHが生成される分岐比である。)これにより仮にRが0.1程小さくても十分統計的に意味のあるデ-タがとれる予想で、現在実験の準備が着々進行中である。以上のような理由で本計画の終り迄には学術誌への公表が間に合わなかったが、1992年中にはデ-タ解析が進み結果が公表できるものと思われる。本研究の目的はカウンタ-実験によりS=-2のダイバリオンであるH粒子の存在を験証し、又その質量を決定することにあるが、具体的にはBrookhaven国立研究所に於ける実験813及び836を遂行し、その結果の解析を行う。初回の実験の開始が諸搬の事情から遅れて1991年3月末と決定された為、それに向けてビ-ムライン、スペクトロメ-タ、諸検出器、標的、デ-タ取得システムの準備を行って来た。本報告を書いている時点でほぼすべての装置の設置が終り、テストを行っている最中である。日本側の主に担当している粒子同定系に於ては、fimeーofーflightカウンタ-についてはテストも終り、非常に良いパ-フォ-マンスが得られた為に、これについての論文を準備中である。又標的上、下流のアエロジェル・チェレンコフカウンタ-も良い成績を示している。
中国における日本語教師の教育実践と生活状況に関する調査研究

1.研究目的と経過(1)目的=日本側派遣日本語教師の中国における教育実践と生活状況を、(1)日本語教師、(2)日本語教師受け入れ大学、(3)日本語を学ぶ学生の3者に対するアンケート調査によって明らかにし、今後の日中教育交流のための基礎資料を得ること。(2)経過=(1)日本語教師に対するアンケート調査は、「交付申請書」の研究実施計画に従って進められ、基本的な集計・分析を終了。(2)日本語教師受け入れ大学および(3)日本語を学ぶ学生に対するアンケート調査は、中国側協力者である中国国家外国専家局の手続きミスで実施が大幅に遅れ、平成5年12月に調査票送付、現在回収中。2.調査結果の概要(1)日本語教師に対するアンケート調査(送付数45、回収数41、回収率91%)......a.属性:性別=男31、女10/平均年齢=55.7歳/職業=現職・退職の学校教師(全員)。b.赴任前の日本語教育訓練:短期(1カ月未満)の訓練を受けているが、全員が不十分と回答。c.授業実践:時間数=平均週16.8時間/担当クラス=平均3クラス/展開=基本的に会話中心/教材・資料=中国側が準備した基本教材の他は、教師自身の個人的な努力による。d.生活状況:住居=外国人教師用宿舎、平均49平米、バス・トイレ付き/食事=自炊・食堂完備/生活用品=宿舎備え付け。日用品は自弁/給与=平均月額800元、支出=平均月額1061.5元。e.中国への赴任動機(最多):過去の戦争への贖罪。f.日本政府への要望(最多):公的な日本語教師派遣事業の強化・拡充。(2)受け入れ大学へのアンケート調査......現在回収中。(3)中国人学生へのアンケート調査(現在回収中、研究代表者回収分11部のみ[参考])......a.日本語学習の動機(最多)=就職。b.日本語教師への評価=高い満足。c.日本政府への要望=短期日本語研修留学の機会の拡充。3.今後の予定中国側実施のアンケート調査回収後、当初の研究計画に基づき集計・分析。日本人教師に対しても、20名ほどの補充調査を予定。
深部集中加温を目的としたリエントラント型癌温熱治療装置の試作研究

有効な深部加温が可能な癌温熱治療用加温装置の開発を目指して研究を行った。リエントラント型空洞共振器を加温用アプリケータとして用いる独特の加温システムについて検討した。1.FD-TD法による理論解析を行い、本アプリケータのエネルギ分布の計算が行えるようになった。その結果、被加温体の導電率及び誘電率によって、加温特性が変化する事が判明した。2.直径190cm、高さ145cmの空胴共振器アプリケータを中心として、直径、高さ、リエントラントの大きさ等を変えて加温特性を推定したが、エネルギ分布が余り変化しないという結論がでた。3.前記理論結果に基づきリエントラント型空洞共振器を設計、作成し、その加温特性を測定検討した。4.加温に必要な大電力発生器を設計し、製作依頼し、仕様書に合致した装置が納入された。本実験では被加温物体によって共振周波数が変化するが、これに対応できる様に動作周波数が広帯域で、かつ大電力としてある。5.整合装置及び給電装置の見直しを行い、パルスモータ駆動が可能であるようにしマイコン制御を行った。6.良好な円柱状加温パターンを得るための条件を種々検討した。リエントラント部の直径を変えて測定した。また、リエントラントと被加温体の間に電界集中具を挿入すると良好な円柱状加温パターンが得られると共に、上に凸又は下に凸になる加温パターンが得られる事が発見された。この事は、従来不可能であった、腹部脂肪層や脊髄を避けて加温出来る可能性を示唆している重要な発見である。7.ファントムの電気定数を変えて加温特性を測定した。その結果、人体筋肉に近い定数のファントムが深部有効加温出来るか出来ないかぎりぎりの限界である事が判明し、実用化には更なる検討が必要である。有効な癌温熱治療用加温装置の開発を目指して研究を行った。1.直径190cm、高さ145cmの空胴共振器アプリケータを設計、作成し、その加温特性を測定検討した。2.大電力発生器を設計し、製作依頼し、仕様書に合致した装置が納入された。本実験では被加温物体によって共振周波数が変化するが、これに対応できるように動作周波数が広帯域でかつ大電力としてある。3.整合装置及び給電装置の設計製作を行い、給電に関し良好な特性を得る事が出来た。4.整合監視装置を完成し、ディジタル信号としてマイコンに取り込める様にした。励振用高周波電力による誤動作を無くした。5.空胴共振器の低部とリエントラント部の接触部を完全に半田付けする事によって、良好な円柱状加温パターンが得られる事を確認した。この事によって、当初計画した金メッキは不要となった。その結果、人体筋肉に近い定数のファントムが有効に加温出来る事が判明し実用化の期待が高まった。

8.今後の工学的課題としては、操作の完全自動化を行い使用しやすくすると共に、計算機によるシミュレーションで、加温パターンが事前に予測出来る様にする事である。有効な深部加温が可能な癌温熱治療用加温装置の開発を目指して研究を行った。リエントラント型空洞共振器を加温用アプリケータとして用いる独特の加温システムについて検討した。1.FD-TD法による理論解析を行い、本アプリケータのエネルギ分布の計算が行えるようになった。その結果、被加温体の導電率及び誘電率によって、加温特性が変化する事が判明した。2.直径190cm、高さ145cmの空胴共振器アプリケータを中心として、直径、高さ、リエントラントの大きさ等を変えて加温特性を推定したが、エネルギ分布が余り変化しないという結論がでた。3.前記理論結果に基づきリエントラント型空洞共振器を設計、作成し、その加温特性を測定検討した。4.加温に必要な大電力発生器を設計し、製作依頼し、仕様書に合致した装置が納入された。本実験では被加温物体によって共振周波数が変化するが、これに対応できる様に動作周波数が広帯域で、かつ大電力としてある。5.整合装置及び給電装置の見直しを行い、パルスモータ駆動が可能であるようにしマイコン制御を行った。6.良好な円柱状加温パターンを得るための条件を種々検討した。リエントラント部の直径を変えて測定した。また、リエントラントと被加温体の間に電界集中具を挿入すると良好な円柱状加温パターンが得られると共に、上に凸又は下に凸になる加温パターンが得られる事が発見された。この事は、従来不可能であった、腹部脂肪層や脊髄を避けて加温出来る可能性を示唆している重要な発見である。7.ファントムの電気定数を変えて加温特性を測定した。その結果、人体筋肉に近い定数のファントムが深部有効加温出来るか出来ないかぎりぎりの限界である事が判明し、実用化には更なる検討が必要である。
胎児の栄養環境と代謝エピジェネティクス制御

カルシウム(Ca)の摂取不足がメタボリックシンドロームの一因と考えられている。ラットにおいて、低Ca食にすると11β-hydroxysteroid dehydrogenase-1が上昇してグルココルチコイドを活性化し、インスリン抵抗性を示すことを明らかにした。また子宮内環境が胎児のエピジェネティクスに影響することが知られている。母獣のCa欠乏は胎児にエピジェネティクス変化を与え、仔が将来メタボリックシンドローム発症の一因になることを報告した。胎児期に設定されたプログラムにミスマッチした母獣に授乳保育されることが、さらにメタボリックシンドローム発症の一因になることを明らかにした。【目的】「母獣のCa欠乏は胎児にエピジェネティクス変化を与え、仔が成獣となった段階でメタボリックシンドローム発症の一因になる」私共の実験結果をもとに、出産した母獣と授乳した母獣のCa欠乏が、仔の将来のインスリン抵抗性におよぼす影響について検討した。【方法】1)12週齢のWistar雌ラットを2群に分け、正常飼料(C)とCa欠乏飼料(D)で飼育し、正常飼料雄ラットを交配させ、出生した仔を4群に分け、21生日まで保育させた;DD, DC, CC, CD (はじめの文字が生んだ母獣、2番目の文字が哺乳の母獣)。離乳期からは正常飼料を与え、生後200日に、体重、血圧、脈拍を測定後、断頭で採血し肝臓を摘出した。肝臓からmRNAを抽出し、11β-HSD1のmRNA特異的プライマー対を用いてリアルタイムPCRを行った。分離凍結した血清で、後日アディポサイトカインとインスリン抵抗性の指標となる血液マーカーを測定した。【結果】1)出生時および生後21日の体重に各群で差は認めなかった。2)生後200日における4群の血圧、心拍数、血糖に有意差はなかったが、雌雄ともDCの体重は有意に重かった。3)低Ca母獣からの仔(DDとDC)は雄のみ、血清インスリンが高値で、HOMA-IRは有意に高かった。4)雄DDは11β-HSD1のmRNA発現は低かった。【結論】低Ca母獣からの雄仔は、インスリン抵抗性を獲得している。また生んだ母獣と異なるCa栄養状態の里親に授乳保育された仔は、出生と授乳が同じCa栄養状態の母獣に養育された仔に比べて、11β-HSD1の発現が亢進した。以上より、母獣のCa欠乏は胎児にエピジェネティクス変化を与え、胎児期に設定されたプログラムにミスマッチした母獣に授乳保育されることは、成獣の段階でメタボリックシンドローム発症の一因になると考えられる。カルシウム(Ca)欠乏がグルココルチコイド作用にどのような影響を及ぼすかを明らかにする目的で以下の検討を行った。【結果】2群の血圧に有意差はなかった。低Ca群でアディポネクチンが有意に低下した。低Ca群で11β-HSD1が上昇し、PEPCKのmRNAは対照に比べて有意に低下した。しかし、GR、PPARαと11β-HSD2のmRNAの発現には両群に差は認めなかった。【結論】低Ca食では11β-HSD1が上昇してグルココルチコイドを活性化し、メタボリックシンドロームの誘因となると考えられた。またインスリンが上昇することにより、糖新生の律速酵素であるPEPCKが低下して、代償性に糖新生を抑制していると思われた。以上より、Ca欠乏によるグルココルチコイド代謝の変化は、メタボリックシンドローム発症の重要な一因と考えられる。【目的】近年カルシウム(Ca)の摂取不足がメタボリックシンドロームの一因と考えられている。またグルココルチコイド作用の活性化がインスリン抵抗性やメタボリックシンドロームの病態に関与していることが示唆される。ラットにおいて「母獣のCa欠乏は胎児にエピジェネティクス変化を与え、仔が成獣となった段階でメタボリックシンドローム発症の一因になる」ことを報告した。出産した母獣と授乳した母獣のCa欠乏が、仔の将来のインスリン抵抗性におよぼす影響について検討した。離乳期からは正常飼料を与え、生後200±10日に、体重、血圧、脈拍を測定後、断頭で採血し、肝臓11β-HSD1のmRNA発現量を測定した。