hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規膜結合リゾホスホリパーゼＤによるリゾホスファチジン酸産生と口腔粘膜保護

ヒト頬粘膜と歯肉粘膜由来の上皮系腫瘍細胞株を培養し、外因性LPCとインキュベートしコリン産生活性を測定し、これらの細胞がエクト型のリゾホスホリパーゼD活性を持つことを明らかにした。これらの結果より、唾液腺から流れてくる唾液中のLPCを口腔粘膜のエクト型リゾホスホリパーゼDが捕捉し生理活性の強いLPAを産生し、粘膜機能の恒常性維持に寄与していることが示唆された、リゾホスファチジン酸を中心とするリゾリン脂質メディエーターが、唾液のみならず、歯肉溝浸出液のような口腔組織液にも高濃度に存在していることを明らかにしており、これら生理活性リン脂質が高濃度で口腔粘膜の管腔側から作用しうることを明らかにした。また、歯周病患者では、その濃度が低下し、粘膜機能の抑制に関与することが強く示唆されており、研究の命題に関してかなりの前進といえよう。更に、リゾリン脂質メディエーターが骨芽前駆細胞が分化すると産生されやすくなり骨リモデリングにも直接的に作用できることが明らかとなった。これらの結果より、リゾホスファチジン酸などのリゾリン脂質を有効成分とするオーラルケア製品開発のための基礎がより固まった。ヒト体液のリゾリン脂質メディエーターを網羅的に液体クロマトグラフィー(LC)・質量分析法で網羅的に分析し、それらのデータを本年度経費で購入したMarkerLynx XSソフトウエアーで多変量解析を行い、バイオマーカーとして有用な脂質を割り出すことができた。また、タンデム質量計をLCと共役させる高感度の方法を用いることにより、0.001-0.005 mlと微量の口腔内体液中の微量のリン脂質を測定できた。2種の口腔粘膜由来の上皮細胞表面にリゾホスホリパーゼD活性を検出でき、それらの酵素学的性質に関する知見を得た。リゾホスファチジン酸を含むリゾリン脂質メディエーターによる口腔粘膜上皮細胞活性化に関する知見も得ている。骨髄由来幹細胞などの間葉系幹細胞を用い、その分化にリゾホスファチジン酸などのリゾリン脂質メディエーターがどのような作用を示すか解析すると共に、その産生・代謝酵素や受容体の分化誘導の可能性も調べる。頬粘膜などの口腔粘膜の上皮細胞のバリアー機能や抗菌・抗炎症機能に及ぼすリゾリン脂質メディエーターの効果を調べる。上記の検討が加わると、リゾリン脂質メデェーエーターが歯周病やドライマウス症状の低減や予防に関する有効性が高まり、これらのオーラルケア製品の開発のための基礎がより強固になると期待される。低容量の歯肉溝浸出液に極微量で含まれるリゾホスファチジン酸などの高極性リゾリン脂質を精度良く定量するために、LC部分をノーマルからマイクロに装備の機能を向上させ、より高感度な定量法を構築する。口腔粘膜上皮細胞で捉えたリゾホスホリパーゼD活性のタンパクや遺伝子の実体を明らかにするための実験を行う。リゾホスファチジン酸を中心とするリゾリン脂質メディエーターの口腔粘膜のバリアー能に強化や炎症調節や創傷治癒作用に関する効果を総合的に解析する。研究代表者が、直接経費700,000円、研究分担者が100,000円の配分とする。国内外で1回ずつ、成果発表を行うための旅費を計上しており、残りは消耗品の購入に充てる。設備費、謝金は計上しない。次年度への繰越額は消耗品の購入に使用する予定である。主要な経費は消耗品の購入に充てる。一部は、研究成果の発表は関連分野の研究動向の調査のための旅費と研究補助の謝金に使用する。
生物発光技術の多面的機能開発

生物発光系として発光物質・酵素・第3要素を必要とするホタルおよびトビイカの発光系を利用した。大腸菌にクローンし生産されているホタルルシフェラーゼを固定化する技術をすでに確立しているのでこの生物発光系を用いた。すなわち、ATPを含む緩衝溶液を定流量ポンプで送り、これに自動試料注入装置でルシフェリンを含む検体溶液を液送し、センサーとして透明チューブに充填した固定化ルシフェラーゼの上で発光させる。これをシングルフォトンカウンターを装備した検出器で検出し、コンピューターによりモニターする。これを数値計算し、データー処理系に移行して結果を報告するシステムを構築した。ATP濃度と、リアクター(固定化ルシフェラーゼ)の長さを最適化することにより、直線性は2x10^<-10>モル程度まで定量できるのみならず、同じ条件で検出限界は10^<-14>モルと超高感度化することに成功した。これを用いてタンパク質脱燐酸酵素(PP2 PP1両タイプ)に対する阻害剤の阻害活性の実測にも成功した。さらに、沖縄のトビイカの発光タンパクの抽出・精製・部分構造決定にも本装置を活用することができた。熱帯地域の生物発光の新規材料の探索を行うこともできた。一方、発光の分子機構についても^<13>Cで100%標識したルシフェリン類似体を化学合成し、低温光酸素化法により発光中間体であるジオキセタノン構造の化合物のNMRスペクトル測定にも成功し、世界で初めてその存在を実証した。コンピューターではルシフェラーゼの分子形状を計算し、発光素子との分子間相互作用に関する計算機化学についても成果を得た。生物発光系の利用技術として発光物質・酵素・第3要素を必要とするホタルおよびトビイカなどを利用する。すでに確立しているホタルルシフェリン類縁体の化学合成・大腸菌にクローンし生産したルシフェラーゼの固定化技術を基本としてこれを改良しかつ高度利用を目的とする。まず今年度は、食品貝毒のオカダ酸など蛋白脱燐酸酵素阻害剤の超微量検出機を試作した。日本分光工業社製の液体クロマトグラフ装置・オートサンプラー・化学発光検出器などをもとに従来型の1000倍の感度をもつシステムを作り上げた。この試作により検出器の熱雑音や、発光反応カラムの問題点がわかったので、いくつかの改造を重ねれば来年度はさらに高感度に挑戦できるものと考えている。この装置を用いて実際に蛋白脱燐酸酵素阻害剤の活性を測定した。オカダ酸、カリクリン、ミクロシステン、トートマイシンなどを用い10^<-14>モル程度のルシフェリンで測定を行った。この際、TypeIIAのみならず、TypeIについても阻害活性を測定した。従来のpニトロフェノールフォスフェートを用いる場合よりも、基質濃度がきわめて低いので若干異なる値が得られた。トートマイシンの非天然型を化学合成して、5種類ほどの類縁体について阻害活性を測定した。エノン型に脱水したものは活性を無くしたが、無水マレイン酸環を開いたものは逆に5倍ほど強くなった。阻害剤の溶液中の分子の形を600MHzのNMRで測定し、コンピューターを用いたシミュレーション法で屈曲型の立体配座とその自由度が重要であると考察した。新発光技術として沖縄のトビイカから得られるカリウム・ナトリウムをトリガーとする発光蛋白についてその特性と性状を研究した。この蛋白は、発光物質を消費したあと数時間を経ると外部から発光素子を受け入れて光を出すことがわかった。この発光蛋白の新しい研究方法に繋がるもので重要な発見をした。生物発光技術としては、すでにホタル生物発光系について、ルシフェリンフォスフェートの化学合成法・ルシフェラーゼの大腸菌による発現とその市販・ルシフェラーゼの固定化技術とその市販がすでに達成されている。我々はこれをもとに流れ分析技術を確立し、各種フォスファターゼによる加水分解の定性

定量法の確立という観点から研究を進めほぼ基礎技術を確立することができた。さらに超高感度検出を目指して改良する努力をしている。本年度は特に応用技術として、まず、PP2Aの触媒サブユニット(PP2AC)をウサギの骨格筋から単離・精製し、Cohenらの手法に準じて精製し、必要に応じて疎水性カラムを用いるなど改良した。タンパク脱燐酸酵素阻害剤であるオカダ酸・トートマイシン・カリキュリン・ミクロシスチンの4種類の代表的化合物すべてについて、このホタル生物発光に適用した結果、既報と一致することを確認した。さらに、本手法は通常の活性測定条件である弱アルカリ性だけではなく、中性からさらには弱酸性まで幅広いpH特性を持つという利点を明らかにした。トートマイシン(1)は2A型だけではなく1型のフォスファターゼに対しても同等の強い阻害活性を示すことが知られている。我々も、上で開発した活性評価法をPP1γに適応した。その結果、低親和性の阻害剤については慎重に適用する必要があるものの、特に高親和性の阻害剤について有効であることが明らかとなった。次に、確立した阻害活性評価法を用いて、その測定結果を基に、トトマイシン(1)の分子形状と活性との相関について探り、ジカルボン酸構造が活性型であることを初めて明らかにすることができた。フォトンカウンティング方式の流れ分析およびバッチ分析のいずれにも切り替えて使用できる検出器の作成にも成功した。実際の使用例は、継続して最終年度にも検討する。生物発光系として発光物質・酵素・第3要素を必要とするホタルおよびヒトイカの発光系を利用した。大腸菌にクローンし生産されているホタルルシフェラーゼを固定化する技術をすでに確立しているのでこの生物発光系を用いた。すなわち、ATPを含む緩衝溶液を定流量ポンプで送り、これに自動試料注入装置でルシィフェリンを含む検体溶液を液送し、センサーとして透明チューブに充填した固定化ルシフェラーゼの上で発光させる。これをシングルフォトンカウンターを装備した検出器で検出し、コンピューターによりモニターする。これを数値計算し、データ処理系に移行して結果を報告するシステムを構築した。ATP濃度と、リアクター(固定化ルシフェラーゼ)の長さを最適化することにより、直線性は2x10^<-10>モル程度まで定量できるのみならず、同じ条件で検出限界は10^<-14>モルと超高感度化することに成功した。これを用いてタンパク質脱燐酸酵素(PP2PP1両タイプ)に対する阻害剤の阻害活性の実測にも成功した。さらに、沖縄のトビイカの発光タンパクの抽出・精製・部分構造決定にも本装置を活用することができた。熱帯地域の生物発光の新規材料の探索を行うこともできた。一方、発光の分子機構についても^<13>Cで100%標識したルシフェリン類似体を化学合成し、低温光酸素化法により発光中間体であるジオキセタノン構造の化合物のNMRスペクトル測定にも成功し、世界で始めてその存在を実証した。コンピューターではルシフェラーゼの分子形状を計算し、発光素子との分子間相互作用に関する計算機化学についても成果を得た。
鉄(VI)酸カリウムによる微生物難分解性有機物質の酸化

本年度は、微生物難分解性物質として3種のモノクロロフェノールと、他の酸化剤を用いた場合での反応経路が明らかとされている物質の一つとしてフェノールも加え、まず、K_2FeO_4による酸化特性を知るために酸化実験を行った。フェノールならびにモノクロロフェノールに対して所定のモル比となるよう1X10^<-3>M K_2FeO_4溶液を加えた後、直ちに0.1N NHO_3を滴下し、室温にて1時間放置した後にpHを確認してから、この一部を遠心管に取り12000rpmで10分間遠心後、ODSシリカカラムを用いたHPLCにて上澄み液中の有機物を測定するとともに、TOCや、イオンクロマトによる塩素イオン濃度も測定した。別に、生成した水酸化鉄の沈殿を撹はんにより分散させ、これに少量の濃硫酸を加えて沈殿を溶解させた後に全TOCを測定し、また一部の試料についてはHPCLによる有機物測定も試みた。フェノールならびにモノクロロフェノールの酸化率は各化合物のpKa値付近よりアルカリ側で急激に低下したことから、化合物の解離が進行すると酸化されにくいこと、またTOCの測定からは酸化前後に全炭素量にはほとんど変化がないことが判った。またHPLCによる酸化生成物の測定からは、フェノールの場合にはcis,cis-ムコン酸の他、ピロカテコール、p-キノンが、またo-クロロフェノールとm-クロロフェノールの場合にはpHが9付近より酸性側で3-クロロカテコールが生成されたことが明らかになった。しかし残存するフェノールやモノクロロフェノールとこれら定量された酸化生成物量を酸化前の全有機炭素量に対する割合で整理してみると、50%70%にしかならず、定量出来なかった酸化生成物が多いことも明らかとなった。さらに酸化時のpHによって各酸化生成物量が異なることから、pHは酸化の進行に関しても影響の大きい因子であることが判った。今後は酸化生成物に関しても微生物分解性を検討し、この酸化処理に続く微生物処理に最も適した条件を与えうる酸化条件を明かとする予定である。
機能性分子の融合により温度依存性を解消した感圧センサの研究開発

本研究は感圧センサ(Pressure Sensitive Paint, PSP)を用いた圧力の面分布計測で大きな問題となる、PSPの温度依存性を解消する研究である。PSPは、概して圧力感度と同時に温度依存性を持つ。このため、温度補完が不要なPSPの開発が求められてきた。また、PSPの適用分野においては、非定常計測のための時間応答性が求められる。本研究においては、発光波長帯の異なる二色素を陽極酸化皮膜に吸着させることによる、温度依存性を持たない高速応答PSPの開発を目指した。このPSPは作製時の工程(ディッピング法)における条件(二色素におけるディッピング順序、感圧色素・ディッピング時の溶媒の種類、ディッピング温度・時間・濃度)によって、その性能(発光強度・圧力感度・温度依存性)を制御できるものと考えられる。本研究においては、感圧色素としてfluoresceinとbathophen ruthenium、ディッピング溶媒としてクロロフォルムを用いた。実験の結果、二色素が溶解した溶液を用い、一度でディッピングする方法により、良好な発光スペクトルが得られることがわかった。さらに、ディッピング時間によってfluorescein側の発光ピークを制御できる可能性が示された。また、実験の再現性についても確認することができた。最後に、30分ディッピングしたサンプルについて、圧力・温度依存性、時間応答性を調べた。特に発光波長帯:590nm付近においては、通常の高速応答PSPにくらべ圧力感度が損なわれたものの、温度依存性をほとんど示さないことがわかった。また応答性試験により、二色素による感圧塗料が従来の高速応答PSPと同程度の時間応答性を有することが分かった。PSPの構成要素となる蛍光色素は、色素により発光波長と温度依存性が異なり、その性質を利用する。2種類の色素をPSPの構成要素にすると、それぞれの発光スペクトルが重なる領域を形成できる。温度依存性が対になる色素を選択することで、この重なった領域では発光量変化が温度によらず一定となることから、PSPの温度依存性を解消する。今年度は蛍光色素を変え、PSPの温度依存性をデータベースとして構築した。データベースとして、単一の色素を用いたPSPの温度依存性、圧力感度を調べた。分光計に併設した既存の較正チャンバを用い、PSPからの発光量と、温度、圧力の関係を計測した。蛍光色素はPSPで用いられている代表的なルテニウム錯体、ポルフィリン系の色素を中心に計測した。18年度前半まで単一色素でのデータベース構築を行う。これと併行して、得られたデータベースから複合する2色素を選択し、2色素PSPの温度、圧力特性を計測する。これにより、前述した温度依存性を解消する計測波長領域を決定する。現段階ではチャンバ内の圧力と温度は手動で制御するため、計測時間に全研究時間の大部分が費やされているのが問題である。今年度は温度、圧力制御が自動で行われるシステムの構築を併行して行っている。18年度はシステム構築に加え、チャンバを2重にする予定。これはチャンバ内のガスもれや温度変化により計測窓に霜がはる現象を排除し、計測精度を向上する。これら全システムは18年度上期に完成する予定。システム構築により、データ構築が飛躍的に簡単になり、多くの試験時間を分析時間に費やすことができる。18年度はこの新システムと2色素PSPにより温度依存性解消を実証する。
カーボンナノ物質修飾による革新的表面構造を有するインプラントの開発

本年度は、以下の研究を行った。1.カーボンナノホーン(CNH)担持インプラントの創製:実際にインプラントに使用されているチタンへのCNH修飾を想定し、研磨チタン(MsTi)と陽極酸化チタン(ANTi)表面にCNHを泳動電着した。電圧と電着時間によって付着量が変化することが明らかになった。2. CNH/ Ti上で培養したマクロファージへの影響評価:マウス由来の単球マクロファージ様細胞(J774A.1)をCNH / MsTiおよびCNH/AnTi上で培養した。細胞培養24時間後の、J774.A1は、SEM観察ではJ774.A1は、CNH / MsTiおよびCNH / AnTi上に接着して伸長しているようであった。さらに、培養上清中の炎症誘発性サイトカインの発現量をELISAによって測定したところ、CNH / AnTi上の細胞のIL1βの発現量はAnTiより高く、TNFαとIL6の発現量は同等であった。また、TEM観察したところ、一部のCNHsがマクロファージ内部に存在していた。3. CNMsの体内動態の検索:生体透過性が高く生体イメージングに適した近赤外(NIR)光の波長域である1000-1300nmにおいて蛍光を発する単層カーボンナノチューブ(SWNT)を頭蓋部皮下に埋入し、体内動態を経時的に観察し蛍光強度を測定して統計学的に比較した。28日後、56日後と埋入部の蛍光は減弱していったが、蛍光は鮮明にみられた。埋入した一方、肝臓をはじめとする他の臓器では蛍光が観察されず、肝臓組織切片においても蛍光はみられなかった。局所埋入したSWNTは,他の臓器にほとんど移行せず,埋入部位に留まることが示唆された。CNHとTiの電着条件およびTiの表面処理方法を検討することにより、CNHsの付着量や付着状態が変化することが明らかになった。これらの条件とマクロファージ、骨芽細胞の反応を検討することによって、本研究の目的であるマクロファージを介した骨形成を利用したインプラントの開発につながると考えられる。また、局所埋入したCNMsの動態は生体応用する際に必須となる結果の一つであると考えられる。CNHとTiの電着条件およびTiの表面処理方法の違いによるマクロファージの挙動と、骨芽細胞とマクロファージの共培養における骨芽細胞の分化について検索する。これらの結果をもとに骨形成に効果的なCNHs担持インプラントを創製し、その効果をin vivoにおいて組織学的・組織計量学的に検証する。我々はこれまでにカーボンナノ物質(CNMs)を骨再生へと応用する研究を行ってきた.その中で,カーボンナノホーン(CNHs)を貪食したマクロファージが骨芽細胞の分化を促進し,骨形成に関与することを報告した.これらの研究成果を基に,マクロファージを介した骨形成を利用しオッセオインテグレーションを早期に獲得するため,CNMsによる表面処理を施したデンタルインプラントを開発することが本研究の目的である.1. CNH膜上でのマクロファージの挙動と骨芽細胞の分化への影響評価:CNHsをPTFE膜に固着したCNH膜上で,骨芽細胞とマクロファージを培養した.PTFE膜上と比較して,両細胞とも伸展し,骨芽細胞のALP活性は高いことが明らかになった.2. CNHs担持インプラントの創製:泳動電着によりCNHを陽極酸化チタン(Ti)に均一に付着させることが可能となった.このCNH/Ti上で骨芽細胞を培養したところ,7日後にTi上と比較してより多くの細胞が付着していることが明らかになった.また,CNH/Tiをラット骨髄腔に埋入したところ,7日後にはTiと比較して新生骨の付着率が高いことが明らかになった.TEM観察したところ,新生骨付近にCNHsが観察された.3. CNMsの体内動態の検索:生体透過性が高く生体イメージングに適した近赤外(NIR)光の波長域である1000-1300nmにおいて蛍光を発する単層カーボンナノチューブ(SWNT)を頭蓋部皮下に埋入し,体内動態を観察した.SWNTも埋入部で蛍光が観察され,24時間後には蛍光強度の減少が見られた.肝臓をはじめとする他の臓器では蛍光が観察されず,肝臓組織切片においても蛍光はみられなかった.56日後,埋入部の蛍光はさらに減弱したが,蛍光は鮮明にみられた.局所埋入したSWNTは,他の臓器にほとんど移行せず,埋入部位に留まることが示唆された.カーボンナノ物質(CNMs)のひとつであるカーボンナノホーンCNHsと,マクロファージおよび骨芽細胞の影響を評価した.この結果を用いて,オッセオインテグレーションを促進するインプラントの表面処理へと展開が可能である.また,泳動電着によってCNHsをチタン表面に均一に付着させることが可能となった.本法を利用してグラフェン,カーボンナノチューブ(CNTs)などのCNMsをチタン表面に修飾し,骨形成に効果的なデンタルインプラントの開発を行う.また,近赤外光で蛍光を発するCNTsとコラーゲンゲルを混和し,ラット頭蓋冠に埋入し,経時的に体内動態を観察することが可能となった.本年度は、以下の研究を行った。

1.カーボンナノホーン(CNH)担持インプラントの創製:実際にインプラントに使用されているチタンへのCNH修飾を想定し、研磨チタン(MsTi)と陽極酸化チタン(ANTi)表面にCNHを泳動電着した。電圧と電着時間によって付着量が変化することが明らかになった。2. CNH/ Ti上で培養したマクロファージへの影響評価:マウス由来の単球マクロファージ様細胞(J774A.1)をCNH / MsTiおよびCNH/AnTi上で培養した。細胞培養24時間後の、J774.A1は、SEM観察ではJ774.A1は、CNH / MsTiおよびCNH / AnTi上に接着して伸長しているようであった。さらに、培養上清中の炎症誘発性サイトカインの発現量をELISAによって測定したところ、CNH / AnTi上の細胞のIL1βの発現量はAnTiより高く、TNFαとIL6の発現量は同等であった。また、TEM観察したところ、一部のCNHsがマクロファージ内部に存在していた。3. CNMsの体内動態の検索:生体透過性が高く生体イメージングに適した近赤外(NIR)光の波長域である1000-1300nmにおいて蛍光を発する単層カーボンナノチューブ(SWNT)を頭蓋部皮下に埋入し、体内動態を経時的に観察し蛍光強度を測定して統計学的に比較した。28日後、56日後と埋入部の蛍光は減弱していったが、蛍光は鮮明にみられた。埋入した一方、肝臓をはじめとする他の臓器では蛍光が観察されず、肝臓組織切片においても蛍光はみられなかった。局所埋入したSWNTは,他の臓器にほとんど移行せず,埋入部位に留まることが示唆された。CNHとTiの電着条件およびTiの表面処理方法を検討することにより、CNHsの付着量や付着状態が変化することが明らかになった。これらの条件とマクロファージ、骨芽細胞の反応を検討することによって、本研究の目的であるマクロファージを介した骨形成を利用したインプラントの開発につながると考えられる。また、局所埋入したCNMsの動態は生体応用する際に必須となる結果の一つであると考えられる。今後は骨芽細胞とマクロファージを共培養し,カーボンナノホーン(CNH)膜上のマクロファージが骨芽細胞に与える影響を評価する予定である.また,泳動電着法を用いて,グラフェン,カーボンナノチューブ(CNTs)などのカーボンナノ物質(CNMs)をチタン表面に修飾し,骨形成により効果的なCNMsの化学的および物理的特性について検討する.CNMsの体内動態については,デンタルインプラントの表面処理として応用した場合を想定し,CNTsをラット下顎骨に埋入し,近赤外光によって観察を行う.CNHとTiの電着条件およびTiの表面処理方法の違いによるマクロファージの挙動と、骨芽細胞とマクロファージの共培養における骨芽細胞の分化について検索する。これらの結果をもとに骨形成に効果的なCNHs担持インプラントを創製し、その効果をin vivoにおいて組織学的・組織計量学的に検証する。実験に使用を予定していた細胞と培地の入荷が遅れたため次年度に購入することとなった.また,当初は数種類のカーボンナノ物質を用いて予備実験を行う予定であったが,カーボンナノホーンを用いた実験が当初予定していたよりも進展したため,新たなる知見を得るため計画を変更してチタンの表面修飾を先に行い,分析前のサンプル作製に時間を要したため.チタン板やカーボンナノホーンといった消耗品が当初予定していたよりも廉価で購入することができたり、無償で譲渡してもらうことができたために、物品費が低くなり、次年度使用額が生じた。
メカノトランスダクションを介した肝星細胞活性化メカニズムの解明

肝がん細胞株HepG2を浸透圧調整培地で培養し血清飢餓によってアポトーシスを誘導したところ、低浸透圧培地で抗アポトーシスタンパクBcl-2発現が亢進しアポトーシスが抑制された。低浸透圧受容体TRPV2をノックダウンしたところ、Bcl-2の発現が減弱し、アポトーシス抑制効果がキャンセルされた。従って低浸透圧環境が浸透圧受容体を活性化させ肝がん細胞のアポトーシスを抑制することが明らかとなったが、そのメカニズムは前年度の段階では不明であった。本年度は低浸透圧環境がメカノトランスダクションを介して細胞にどのようなシグナルが生じているのかを探索した。低浸透圧培地では細胞の生存に関わるAKT経路が亢進することがわかった。AKTの阻害剤を低浸透圧培地に添加すると、Bcl-2発現が抑制されアポトーシス抑制効果が消失した。またそのAKT経路の活性化はTRPV2のノックダウンによっても消失した。さらにTRPV2のアゴニスト添加によってもAKTのリン酸化が亢進し、一方TRPV2アンタゴニストの添加によってアポトーシス抑制効果が減弱した。次にAKTが直接Bcl-2の発現亢進に寄与しているのかどうかを解析した。AKT恒常活性化細胞を作成しアポトーシスを誘導したところ、AKT恒常活性によってBcl-2発現が増強しアポトーシスが抑制された。これらのことから、低浸透圧環境が浸透圧受容体TRPV2を介してAKT経路を活性化しBcl-2発現に寄与していることが示唆された。当初の予定では、2年目はメカノトランスダクションを引き起こすセンサーとその下流のシグナルの同定を予定していた。本年度は低浸透圧環境が肝星細胞のアポトーシス抑制に働くメカニズムの解析にかなり進捗がみられたため、おおむね順調に進んでいると考えられる。肝星細胞だけでなく、肝がん細胞株にもTRPV2が発現していることが近年明らかになっている。肝硬変による低浸透圧環境が肝星細胞だけでなく肝がん細胞のアポトーシス抑制に寄与している可能性が考えられる。今後、肝がん細胞株を用いて、肝星細胞と同様に低浸透圧環境とアポトーシスとの関連を解析し、肝線維化および肝発がんに対する低浸透圧の影響を分子生物学的に解析する予定である。肝星細胞は活性化するとコラーゲンなどの細胞外基質を産生し創傷治癒に働く。しかし、慢性肝炎時の持続的肝星細胞活性化はコラーゲンの過剰蓄積を引き起こし肝線維化の要因となる。肝線維化の終末像である肝硬変時にはディッセ腔に正常時の10倍以上の細胞外マトリックスが蓄積する。また肝硬変に伴う低ナトリウム血症によって類洞およびディッセ腔は低浸透圧環境となる。従って周囲環境の硬度や浸透圧の変化による機械的刺激(メカノトランスダクション)が肝星細胞に加わり、この機械的刺激が肝星細胞活性化の一役を担っていることが考えられる。当研究は肝星細胞のメカノトランスダクションを介した活性化研究を行っている。本年度は肝星細胞を低浸透圧環境で培養しアポトーシス誘導モデルを用いて低浸透圧環境の肝星細胞アポトーシスに対する影響を解析した。低浸透圧によって細胞伸展が生じ、細胞伸展受容体であるTRPV2が活性化した。TRPV2活性化によって抗アポトーシス分子であるBcl-2の発現が増強しアポトーシスを抑制することが明らかとなった。これらの作用は肝星細胞だけでなく肝がん細胞株でも観察された。肝硬変は肝がんの重要なリスクファクターであり、肝硬変を伴う肝がん患者の血清ナトリウム値は低下することがわかっている。これらのことから肝硬変時の低浸透圧環境は抗アポトーシス効果を介して肝星細胞持続的活性化による更なる肝線維化進展、および肝がん細胞の増殖に寄与していることが示唆された。当初の予定では肝星細胞を活性化させるメカノトランスダクションとその受容体の同定が今年度の計画であった。我々はヒト肝硬変時の病態に則したメカノトランスダクションを探索した結果、低浸透圧環境がTRPV2を介して抗アポトーシス効果を発揮することを明らかにした。従って計画はおおむね順調に伸展していると考えられる。

AKT恒常活性化細胞を作成しアポトーシスを誘導したところ、AKT恒常活性によってBcl-2発現が増強しアポトーシスが抑制された。これらのことから、低浸透圧環境が浸透圧受容体TRPV2を介してAKT経路を活性化しBcl-2発現に寄与していることが示唆された。当初の予定では、2年目はメカノトランスダクションを引き起こすセンサーとその下流のシグナルの同定を予定していた。本年度は低浸透圧環境が肝星細胞のアポトーシス抑制に働くメカニズムの解析にかなり進捗がみられたため、おおむね順調に進んでいると考えられる。メカノトランスダクションによる肝星細胞活性化だけでなく肝がん細胞株のアポトーシス抑制効果も確認できた。次年度ではTRPV2活性化とBcl-2発現増強をつなぐメカニズムの解析をすすめる予定である。また、TRPV2活性化抑制効果を有する低分子化合物を探索し、マウス線維化モデル、マウス発がんモデル、あるいはヒトがん細胞マウス移植モデルを用いてTRPV2活性化抑制分子が肝線維化進展あるいは発がん、がん細胞増殖を抑制するかどうかを確認する。肝星細胞だけでなく、肝がん細胞株にもTRPV2が発現していることが近年明らかになっている。肝硬変による低浸透圧環境が肝星細胞だけでなく肝がん細胞のアポトーシス抑制に寄与している可能性が考えられる。今後、肝がん細胞株を用いて、肝星細胞と同様に低浸透圧環境とアポトーシスとの関連を解析し、肝線維化および肝発がんに対する低浸透圧の影響を分子生物学的に解析する予定である。細胞伸展受容体TRPV2関連タンパクをMS解析によって同定する予定であったが、タンパク抽出に改良の余地があり実施しなかった。このため次年度使用額が生じた。平成30年度にこの解析を行う予定である。肝星細胞にTRPV2を強制発現させ対照群とともにマイクロアレイ解析を行い、発現に差のある遺伝子を抽出しようと計画していたが、肝星細胞と肝がん細胞株も同時に行うことに計画を変更した為。次年度にこの解析を行う予定である。
大叙事詩「マハ-バ-ラタ」の思想的研究ー情報機器を用いてー

インド古代の民族的叙事詩「マハ-バ-ラタ」に含まれる浩澣な哲学篇の検討は、インド思想の理解のための重要な課題である。この検討のために、研究担当者は(1)サンスクリット原典の和訳の完成、(2)コンピュ-タ-による総語彙の入力と分析、(3)分析に基づく思想の体系的把握を企てた。以下、順次に計画の実績を報告する。(1)原典の和訳の完成。研究担当者はキンジャワデカル校訂本による和訳を完成した。その一部は「梵文和訳モ-クシャダルマ・パルヴァン」として公表した(論文目録参照)。また、192章に及ぶ厖大な哲学篇モ-クシャダルマ篇の摘要を合せて完成し、その一部を公表した(「マハ-バ-ラタの哲学篇の摘要」15分册まで)。和訳原稿に基づく思想の検討の成果の一部として「叙事詩にあらわれる庶民生活の倫理」も印刷中である(目録参照)。(2)コンピュ-タ-の利用。和訳原稿(四百字誥2887枚)はすベて入力した。この作業は当初予定しなかったが、和訳を確実にするために必要であった。哲学篇のうち、バガヴァド・ギ-タ-は語彙の入力を完了。モ-クシャダルマ篇は目下進行中である。原文の検討中に遭遇した成果として、辞書の不備に気付いたことをあげうる。原語がサンスクリット語辞典に収録されていないもの、収録されていても訳語が不備である場合がある。近く発表したい。(3)今後の展望、元来、本研究は2年間を予定していた。研究量が多いのである。残されたモ-クシャダルマ篇の総語彙の入力を入力を続行し、平成四年度中に完了したい。さらに、その完了に基づいて、思想を体系的にまとめたい。総語彙索引が完成したら、和訳および摘要の公刊を予定している。なお、マハ-バ-ラタの舞台となった現地の実地調査を将来に希望している。近く発表したい。
レドックス機能をもつ有機イオウ導電性ポリマーの創製とリチウム電池正極材への応用

リチウムイオン蓄電デバイス用の新規な正極材料を目指して、ポリチエン(イオウ系共役ポリマー)の光化学的および電気化学的合成法の確立、分子構造と諸物性との相関性の検討、電子伝導性の実証、電池反応機構の解明を行い、ポリチエンが充放電容量および充放電サイクル特性に優れる新規な正極活物質として非常に有望であることが確認できた。今年度はまず、ポリチエンの電池反応の反応機構について検討した。ポリチエンの電池反応は、分子内あるいは分子間ジスルフィド(S-S)結合の酸化還元反応に基づくと当初予測していた。充放電容量の改善を目指し、まず電池反応機構に関する検討を行った。固体ポリチエンサンプルを用いて電子スピン(EPR)共鳴測定を行ったところ、硫黄単体(S8)と同様にSラジカルが検出され、電池反応はS-S結合に起因することが示唆された。また、観察されたEPRシグナルは空気や溶媒(プロピレンカーボネートPCなど)、共存電解質(LiClO4など)に対しても長期間安定であり、ポリチエン活物質が実用材料として有望であることが確認できた。また、ポリチエンの高効率合成法の確立に関する予備的な検討を行った。従来のトリ-n-ブチルホスフィンとは異なる置換基をもつ第三級ホスフィンを用いて、二硫化炭素との錯形成挙動ならびに二硫化炭素の光重合挙動に及ぼすホスフィンの影響について検討した。まず、二硫化炭素とホスフィンとの錯形成について、特筆すべきはトリ-t-ブチルホスフィンが高い塩基性をもつにも拘わらず二硫化炭素と錯形成しないことである。嵩高い置換基によりP原子周りの立体障害が大きいため、二硫化炭素と錯形成しないと考えられる。以上の結果を踏まえて、トリ-t-ブチルホスフィン存在下における二硫化炭素の光重合について検討した。トリ-t-ブチルホスフィンと二硫化炭素を等モル混合した溶液に高圧水銀灯の366nmの輝線を12 h照射したところ、照射時間とともに反応液は黒色に変化し、黒色の反応生成物を得ることができた。生成物を同定した結果、ポリチエンであることを確認した。この新規な光重合法の従来法との相違点は、二硫化炭素のみが選択的に光励起されるので、単一の反応経路から副反応を伴わず、化学組成が均質なポリチエンが生成することである。真に優れた導電性ポリマーの開発は、効率的なエネルギー変換デバイスや高性能な蓄電デバイスの実現を導く。本研究では、開発したレドックス機能と導電性を併せもつ根本的に新しい導電性ポリマー(ポリチエン)を、リチウムイオン電池・キャパシタ用の電極材として利用することにより、大容量蓄電デバイスの実現を目指す。今年度は、ポリチエンの製造法の改良を行い、耐熱性や機械的性質などに優れるポリチエンの新合成法を確立した。また、これに伴い固体ポリチエンフィルムの電子伝導性も実証することができた。改質ポリチエンをリチウムイオン電池の正極活物質に用いることによって、充放電容量、繰り返しサイクル特性とも目標値を達成した。さらに、ポリチエンの高効率合成法の開発について検討を行った。二硫化炭素を電解還元重合することにより二硫化炭素ポリマーを得ることができ、これをホスフィン処理することによってもポリチエンへ変換することができる。この二段階反応を利用することによって、ポリチエンを大量合成できると期待される。本研究では、二硫化炭素を原料として新規な有機イオウ系ポリマー(ポリチエン)を創製し、リチウムイオン電池用の正極材として応用することを目的とする。今年度は、これまでに申請者らが開発したリンイリド(トリアルキルホスフィンと二硫化炭素から得られる電荷移動錯体)の光重合によって得られるポリチエンの分子構造ならびに反応機構について検討した。まず、ポリチエンのIRスペクトル測定を行ったところ、500、1070、1410 cm-1付近にS-S、C=S、C=C結合に由来する振動吸収が観察された。また、元素分析の結果、CとSの比率がほぼ1:1で構成されていることが明らかとなった。これらの結果から、光重合によって得られる反応生成物は共役構造を有するCSポリマー(ポリチエン)であることがわかった。さらに、EPR測定を行った結果、いずれのポリマーも異方性のあるEPRシグナルを与え、g値も2.015であることからポリマー中に硫黄ラジカルが存在することが示唆される。これは、分子中におけるスルフィド結合の存在を示しており、合成したポリチエンが硫黄単体と同様にレドックス活性を有することが期待される。以上の結果を踏まえ、光重合によって合成したポリチエンを用いてリチウムイオン電池を試作し、その充放電特性について評価した。その結果、放電の初期容量が約800 mAh/g、充電が約1100 mAh/gと、現在広く用いられている既存のコバルト酸リチウム(LiCoO2)の電気容量密度(160 mAh/g)に比べて優れていることが明らかとなった。また、電位平坦部は、放電時で2.3 V付近及び2.1 Vと、硫黄単体系とほぼ同じ値となった。

以上の結果より、光重合によって合成したポリチエンは、リチウムイオン電池用の正極活物質として応用できる可能性があることがわかった。ポリチエンの製造法の改良を行い、耐熱性や機械的性質などに優れるポリチエンの新合成法を確立した。また、これに伴い固体ポリチエンフィルムの電子伝導性も実証することができた。改質ポリチエンをリチウムイオン電池の正極活物質に用いることによって、充放電容量、繰り返しサイクル特性とも向上させることができた。ポリチエンの電池反応は、分子内あるいは分子間ジスルフィド(S-S)結合の酸化還元反応に基づくと当初予測していた。充放電容量の改善を目指し、まず電池反応機構に関する検討を行った。固体ポリチエンサンプルを用いて電子スピン(EPR)共鳴測定を行ったところ、硫黄単体(S8)と同様にSラジカルが検出され、電池反応はS-S結合に起因することが示唆された。また、観察されたEPRシグナルは空気や溶媒(プロピレンカーボネートPCなど)、共存電解質(LiClO4など)に対しても安定であり、ポリチエンが活物質として有望であることがわかった。ポリチエンを正極活物質に用いた場合、ポリマーの単位ユニット(CS)あたり1:1でLi化されると仮定すると理論容量は約609 mAh/g正極材となる。しかしながら、実際には約800 mAh/g正極材の放電容量が得られており、理論値より大きいことになる。ポリチエンはπ共役構造を有することから、Liカチオンーπ電子相互作用や材料の高次構造などに由来する付加的な放電機構の存在が考えられる。本研究では、二硫化炭素の光重合によって得られたポリチエンを用いて正極材の作製法を検討することによって、充放電時とも1,200 mAh/g活物質を超える容量を実現できた(クーロン効率:7084%)。本研究では、レドックス機能と導電性を併せもつ、新規な有機イオウ系ポリマー(ポリチエン)を、申請者らが開発した反応により合成し、諸物性を明らかにするとともに、リチウムイオン電池用の正極材料としての適用可能性を探求することを目的とする。当該ポリマーは、1)イオウ含有率が高く、活物質と電極材を兼ねるため高エネルギー密度化が可能、2)二硫化炭素(CS2)から得られる新材料、3)高い化学物理的安定性、といった利点を有する。以上の目的に基づいて、本年度は、1)光重合によって得られるポリチエンの分子構造の同定、2)ポリチエンの基礎物性の評価、3)ポリチエンを正極とするリチウムイオン電池の充放電特性の評価、の3つの項目について検討を行った。「研究実績の概要」に記載したように、研究計画に沿った成果を上げることができた。ただし、継続課題として、ポリチエンの電気伝導性の評価が残る。測定用のサンプル調製を工夫し、再現性の良い測定データが得られるようにする。これまでに開発してきた光重合法は工業的に適さないので、モノマー原料である二硫化炭素の電解還元重合による大量合成法の確立を目指す。具体的には、トリ-t-ブチルホスフィン存在下における二硫化炭素の電解還元重合法に関して検討する。電解重合法に関しては、従来トリ-n-ブチルホスフィン-二硫化炭素錯体の酸化重合を用いてきた。この場合は反応機構が複雑であり、生成するポリチエン中に分解物や副生物が含まれてしまう。そこで、今年度得られた知見に基づいて、トリ-n-ブチルホスフィン-二硫化炭素錯体ではなく、二硫化炭素を出発原料に用いる。
１９世紀ビルマ・デルタ地域における下級官吏と植民統治体制

本年度の研究計画は、(1)これまでに収集した史料の分析作業の継続と、ミャンマー国立公文書館において、フォローアップの史料調査をおこなうこと、(2)国際ビルマ研究集会において、本研究で得た成果を報告すること、であった。(1)については、2018年8月に実施した。今回は、20世紀初頭まで調査範囲を広げ、エーヤーワディー・デルタ地域の県役所における吏員任用状況にかんする文書を閲覧、収集した。このほか、吏員任用のルールを定めた文書、ケース・スタディとして利用しうる吏員の個人ファイルを見いだせたので、一昨年、昨年の調査を補足することができた。(2)については、2018年8月に開催された国際ビルマ研究集会において「停職、解職、そして復職:19世紀後半におけるビルマ人吏員の経験と植民統治」という題目の報告をおこなった。19世紀後半のビルマ人吏員のプロフィールを記録した文書を紹介し、末端の行政機関における人種間の緊張関係など、研究上着目すべき点について述べた。以上のほか、これまでの研究成果の一端を、論文「19世紀後半におけるビルマ人下級吏員と英植民統治:トングワ県のサークル・ヘッドマンが提出した請願書の意義」として発表した。ビルマ・デルタ地域で、村落からの徴税をおもな任務としていたサークル・ヘッドマンに焦点を合わせ、その任命、異動の過程をあとづけるとともに、県知事あてに提出された請願書を、形式面(用語など)、内容面の双方から分析した。本年度の研究計画は、(1)ミャンマー国立公文書館(National Archives Department, Yangon)における現地調査を実施し、19世紀後半のビルマ人下級官吏が作成した文書、あるいは下級官吏にかかわる文書を収集すること、(2)収集した文書を、様式・内容の両面から分析し、そこからうかびあがってくるビルマ人下級官吏と植民地権力との関係性を考察することであった。研究実績の概要は以下のとおりである。(1)については、2016年9月16日から24日まで実施した。今回はビルマ南部のデルタ地域のうち、英植民地期の首都ラングーン(現ヤンゴン)から南西に、直線距離にして50キロほどのところに位置するデーダイエーという地区にしぼり、同地区の行政単位の編成や、おもに徴税を担当したサークル・ヘッドマンと呼ばれる官吏の任免、異動にかんする文書の一部を収集し、今後の研究のための基礎資料を得た。(2)については、これまでに収集した文書とその考察から得られた知見をまとめ、論文として投稿した(現在査読中)。そこでは、19世紀末、英領ビルマのあるビルマ人サークル・ヘッドマンを対象とし、この人物に関係する文書に依拠して、サークル・ヘッドマンの任用、異動、上司(県知事)にたいする要求などの過程を具体的に明らかにしながら、上位の植民地権力との関係性やビルマ人下級官吏の歴史的位置づけを論じた。この論文が採録されれば、今後の研究のためのひとつの参照事例になるものと考えている。研究計画上、本年度に実施すべき作業に、ほぼとりくむことができたため。本年度の研究計画は、(1)現地調査により、19世紀後半のビルマ・デルタ地域における下級官吏関係文書、下級官吏任用の制度的背景にかかわる文書を収集すること、(2)下級官吏の歴史的位置づけ、ならびに下級官吏と植民統治体制との関係性について考察することであった。(1)については、2017年9月、ミャンマー国立公文書館における調査を実施した。その結果、1882年から1893年にかけて、吏員任用のためのルールが整備されており、ビルマ全域の植民地化(1886年)を経た1890年前後に、制度上の画期があるのではないかと思われた。また、19世紀末のビルマ・デルタ地域社会では、人口増加と農地開発にともない、行政機関での訴訟や土地登記が急増しており、このことも、吏員任用制度の整備につながっているのではないかと考えた。また、2018年2月、英国図書館(ブリティッシュ・ライブラリー)において、同館所蔵のインド省文書を対象に調査を実施した。しかし、下級官吏、その他の吏員制度的枠組みについて、全体像をまとまったかたちで説明する文書を見いだすことはできなかった。他方、吏員任用について定めた規則類、県知事が吏員任用や任用数を適切に管理しているかチェックするマニュアル類を閲覧して、制度的枠組みの一端を知ることができた。(2)については、いまだ個別事例を分析、検討する段階にとどまっており、あらたな知見を得るにはいたっていない。ただし、県レベルの行政機関に勤務する吏員が作成した文書のなかには、上司にたいして、みずからの立場をつよく主張する、興味深い内容をもつものがある。こうした事例に着目して考察ができた。なお、すでにとりまとめ済みの論文については、発表の機会を待っているところである。研究計画上、本年度にとりくむべき作業が、予定していたほどには進捗せず、具体的成果を得るにいたらなかったため。

(2)については、2018年8月に開催された国際ビルマ研究集会において「停職、解職、そして復職:19世紀後半におけるビルマ人吏員の経験と植民統治」という題目の報告をおこなった。19世紀後半のビルマ人吏員のプロフィールを記録した文書を紹介し、末端の行政機関における人種間の緊張関係など、研究上着目すべき点について述べた。以上のほか、これまでの研究成果の一端を、論文「19世紀後半におけるビルマ人下級吏員と英植民統治:トングワ県のサークル・ヘッドマンが提出した請願書の意義」として発表した。ビルマ・デルタ地域で、村落からの徴税をおもな任務としていたサークル・ヘッドマンに焦点を合わせ、その任命、異動の過程をあとづけるとともに、県知事あてに提出された請願書を、形式面(用語など)、内容面の双方から分析した。今後は、ミャンマーにおける現地調査により、事例の蓄積につとめる。可能であれば、現在のビルマ・デルタ地域への訪問調査を実施する。史料にあらわれる地域の状況と、今日のそれとは無論異なっているが、景観を実際に観察することは、文書の読解に際して有意義であるといえる。また、ブリティッシュ・ライブラリー(ロンドン)での史料調査も予定している。英領インド帝国内の現地人官吏をめぐる問題など、植民統治体制における下級官吏の位置を制度史的に明らかにするため、ミャンマーでは得られない文書を調査・収集する。最終年度となる次年度は、文書の分析、検討とともに、研究集会での報告、学術論文のとりまとめを作業の中心にすえる。史料調査にかんしては、ミャンマー国立公文書館でのフォローアップ調査を実施する。これらをつうじて、下級官吏と植民統治体制との関係性について、新たな知見を得られるようつとめる。現地調査の期間が、計画より短くなったため。現地調査の期間が、当初の予定よりも短くなったことがおもな理由である。使用計画としては、現地調査費用(期間について再検討する)、本年度購入予定だった資料、文献の購入にあてる。現地調査にかんしては、かりに期間が計画よりも短くなった場合でも、文書館での調査だけでなく、訪問調査を加えるなど費用の活用について検討する。
小腸及び腎尿細管における薬物輸送体の構造と機能に関する分子・細胞生物学的研究

小腸や腎尿細管におけるイオン性薬物の吸収・分泌は、方向選択的な経細胞輸送過程であり、上皮細胞膜を構成する刷子縁膜(管腔側)と側底膜(血管側)に局在する輸送系(トランスポータ)の介在によって制御されている。本研究では、PCR法及び外来遺伝子発現系を応用し、薬物トランスポータ群のクローニングとそれに基づく構造・機能相関並びに組織分布に関する解析を目的とした。1)ペプチドトランスポータのcDNAクローニングと構造・機能及び組織分布家兎オリゴペプチドトランスポータPEPT1のアミノ酸配列を参考にPCR法を応用してラットに発現しているペプチドトランスポータのcDNAを単離した。ラットPEPT1は710個のアミノ酸からなる12回膜貫通型タンパク質であり、家兎及びヒトPEPT1とのホモロジーは、それぞれ77%及び83%であった。ノーザンブロット分析並びにPCRによってPEPT1の臓器分布を調べた結果、PEPT1 mRNAの発現は小腸に最も多く、腎皮質でも若干認められた。抗PEPT1抗体を用いてウェスタンブロッティングを行ったところ、PEPT1は十二指腸、空腸および回腸に強く発現していたが、結腸や直腸では検出されなかった。さらに、免疫染色によってラット小腸並びに近位尿細管刷子縁膜にPEPT1の局在していることが確認された。外来遺伝子発現系を用いた機能解析によって、ラットPEPT1は経口用β-ラクタム抗生物質を認識し輸送することが明らかとなった。2)腎有機アニオントランスポータのcDNAクローニング及び構造機能解析肝有機アニオントランスポータ(oatp)のアミノ酸配列を基に、腎尿細管特異的に発現している新規有機アニオントランスポータ(OAT-K1)のcDNAをクローン化した。ラットOAT-K1は、尿細管側底膜に局在すること、一部の腎排泄型アニオン性薬物の腎移行に関与していることが示唆された。本研究成果は、薬物臓器指向性の予測やドラックデリバリーシステムの開発に有用な基礎的情報を提供したと考える。小腸や腎尿細管上皮細胞には、様々なチャネル・輸送体群が細胞膜に局在しており、栄養物質の吸収や体液恒常性の維持に寄与している。これら生体成分輸送系の中には、医薬品の吸収・分泌を仲介する輸送体が存在し、薬物動態の制御・調節に深く関わっていることが明らかにされつつある。本研究では、小腸並びに腎尿細管上皮に発現しているジペプチド輸送体を中心に、培養細胞系における薬物認識特性について精査すると共に、cDNAクローニングと卵母細胞による機能発現について検討した。セフラジンやセフチブテン等の経口用セファロスポリン系抗生物質を用いて、培養腸上皮細胞Caco-2に発現しているジペプチド輸送体の基質認識性及び細胞膜局在性を調べた結果、頂側膜H^+/ジペプチド共輸送体並びに側底膜H^+勾配非依存性ジペプチド輸送体は互いに異なる薬物認識能を有することがわかった。逆転写/PCR法を用いて、ラットジペプチド輸送体(rPepT)のcDNAを単離した。シークエンシングの結果、rPepTは710個のアミノ酸からなり、12本の膜貫通領域をもつと推定された。さらに網状赤血球ライセ-トを用いた無細胞翻訳系によって、rPepTは分子量は約75kDaの糖タンパク質であることがわかった。ノーザンブロット解析並びに特異的プライマーを用いたPCRの結果、rPepTmRNAの発現は小腸及び腎皮質において認められた。

合成rPepTRNAを注入した卵母細胞では、H^+勾配依存的なセファロスポリン系抗生物質の取り込み活性が認められ、rPepTはH^+/ジペプチド共輸送体であることが確認された。小腸や腎尿細管におけるイオン性薬物の吸収・分泌は、方向選択的な経細胞輸送過程であり、上皮細胞膜を構成する刷子縁膜(管腔側)と側底膜(血管側)に局在する輸送系(トランスポータ)の介在によって制御されている。本研究では、PCR法及び外来遺伝子発現系を応用し、薬物トランスポータ群のクローニングとそれに基づく構造・機能相関並びに組織分布に関する解析を目的とした。1)ペプチドトランスポータのcDNAクローニングと構造・機能及び組織分布家兎オリゴペプチドトランスポータPEPT1のアミノ酸配列を参考にPCR法を応用してラットに発現しているペプチドトランスポータのcDNAを単離した。ラットPEPT1は710個のアミノ酸からなる12回膜貫通型タンパク質であ、家兎及びヒトPEPT1とのホモロジーは、それぞれ77%及び83%であった。ノーザンブロット分析並びにPCRによってPEPT1の臓器分布を調べた結果、PEPT1 mRNAの発現は小腸に最も多く、腎皮質でも若干認められた。抗PEPT1抗体を用いてウェスタンブロッティングを行ったところ、PEPT1は十二指腸、空腸及び回腸に強く発現していたが、結腸や直腸では検出されなかった。さらに、免疫染色によってラット小腸並びに近位尿細管刷子縁膜にPEPT1の局在していることが確認された。外来遺伝子発現系を用いた機能解析によって、ラットPEPT1は経口用β-ラクタム抗生物質を認識し輸送することが明らかとなった。2)腎有機アニオントランスポータのcDNAクローニング及び構造機能解析肝有機アニオントランスポータ(oatp)のアミノ酸配列を基に、腎尿細管特異的に発現している新規有機アニオントランスポータ(OAT-K1)のcDNAをクローン化した。ラットOAT-K1は、尿細管側底膜に局在すること、一部の腎排泄型アニオン性薬物の腎移行に関与していることが示唆された。本研究成果は、薬物臓器指向性の予測やドラッグデリバリーシステムの開発に有用な基礎的情報を提供したと考える。
３次元乱流中に自発的に現れる２次元構造とエネルギー伝達の時間的・空間的揺らぎ

乱流は日常生活の至る所で経験する渦や波の複雑な運動で、発達した乱流中でも様々なスケールの自己組織構造が現れる。また、乱流中には不安定であるが周期解があり数値的に求められている。本研究では、3方向に一様な系として回転乱流や成層乱流を、壁があるが2方向に一様な系としてチャネル乱流や球殻内Couette乱流を調べる。実空間における渦や波の動力学とスケール間のエネルギーの流れの関係を調べることで、エネルギー流束に対する自己組織構造の影響の普遍的な機構を考える。また、不安定な周期解と自己組織構造との関係やその不安定モードを調べることで、乱流アトラクターの複雑な「ひだ」に関する知見が得られると考えている。
非侵襲で簡便な閉塞性肺疾患診断支援システムの構築

慢性閉塞性肺疾患(COPD)は重篤な呼吸疾患の一つであり,この疾患の非侵襲的かつ在宅使用できる診断システムの構築が強く求められている.本研究の目的は,疾患の早期発見や在宅医療支援を行うことができる「非侵襲で簡便なCOPD診断支援システム」の構築である.本研究では,3次元スキャナと距離センサを用いて胸部を撮影し,形状,距離,および動きの情報を取得する.同時に, 3軸加速度センサで波形情報を計測し肺活量と1回換気量を推定する.これらの情報を融合し肺の形状と換気量の関係を解明することで,非侵襲で簡便なCOPD診断支援システム構築を目指す.慢性閉塞性肺疾患(COPD)は重篤な呼吸疾患の一つであり,この疾患の非侵襲的かつ在宅使用できる診断システムの構築が強く求められている.本研究の目的は,疾患の早期発見や在宅医療支援を行うことができる「非侵襲で簡便なCOPD診断支援システム」の構築である.本研究では,3次元スキャナと距離センサを用いて胸部を撮影し,形状,距離,および動きの情報を取得する.同時に, 3軸加速度センサで波形情報を計測し肺活量と1回換気量を推定する.これらの情報を融合し肺の形状と換気量の関係を解明することで,非侵襲で簡便なCOPD診断支援システム構築を目指す.