hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高等植物におけるニコチアナミンの機能解明

ニコチアナミンは、イネ科植物における鉄獲得機構の主要な構成要素であるムギネ酸類の生合成中間体として重要な化合物である。またニコチアナミンは金属イオンとの結合能を持ち、イネ科以外の高等植物にも広く存在するところから、金属イオンの代謝、体内移行、体内分配に必須のものと想定されているがその生理機能の分子レベルでの解明には至っていない。本研究は、高等植物におけるニコチアナミンの機能を分子レベルで明らかにすることを目的としている。我々が単離している3つのイネとシロイヌナズナのニコチアナミン合成酵素遺伝子に加え、シロイヌナズナゲノムを検索し、新たなニコチアナミン合成酵素遺伝子を発見した。これらのニコチアナミン合成酵素遺伝子ファミリーの栄養成長、生殖成長の各時期における発現様式を明らかにした。その結果、これらの遺伝子は生長過程においてそれぞれ異なる発現制御を受け、発現部位と発現時期はそれぞれ異なることが明らかになった。さらに金属栄養条件によっても異なる制御をうけていた。イネ・ニコチアナミン合成酵素遺伝子のうち、OsNAS1、OsNAS2は栄養十分条件では維管束部分に発現しており、鉄欠乏によって強く発現が誘導されると根全体に発現が拡大した。一方、OsNAS3は、鉄欠乏条件になっても根での発現は低くかったが、葉では恒常的に維管束細胞で発現しており鉄欠乏によって発現が抑制された。同様にイネ科植物のトウモロコシにおいても、葉で恒常的に発現し、鉄欠乏によって発現が抑制されるニコチアナミン合成酵素遺伝子、ZmNAS3が存在することを明らかにした。これらの結果は、イネ科植物において根圏にムギネ酸を分泌するためにニコチアナミンが前駆体として機能する以外の役割を持つことを強く示唆している。ニコチアナミンは,イネ科植物における鉄獲得機構に必須のムギネ酸類の生合成中間体として重要な化合物である.またニコチアナミンは金属イオンとの結合能を持ち,イネ科以外の高等植物にも広く存在するところから,金属イオンの代謝,体内移行,体内分配に働くと想定されているがその生理機能の分子レベルでの解明には至っていない.本年度は,我々が既に単離しているシロイヌナズナの3種類のニコチアナミン合成酵素遺伝子(NAS)ファミリーの栄養成長,生殖成長の各時期における発現様式を明らかにした.シロイヌナズナの3種類のNA3のそれぞれについて,金属元素に対する応答をプロモーターGUSアッセイ,定量的RT-PCRにより解析した.その結果,3種類の遺伝子は鉄栄養によってそれぞれ異なる制御を受けていること,またそれぞれの発現部位と,発現時期は異なることが明らかになった.AtNAS1,AtNAS2は鉄欠乏によって転写レベルでの発現が誘導された.これはイネ科以外の植物ではムギネ酸が合成されないために,NASの発現は鉄欠乏により誘導されないと想定されていたことを否定する結果である.一方,AtNAS3は鉄欠乏によって発現が抑制され,AtNAS1,AtNAS2とは異なる生理機能を持つことが示唆された。またシロイヌナズナゲノムを検索し新たなニコチアナミン合成酵素候補遺伝子を発見した.この全長cDNAを単離し,大腸菌で発現させてその遺伝子産物の酵素活性を検定したところ,ニコチアナミン合成酵素の活性を持つことが証明された.これにより,シロイヌナズナゲノム中には4種類のニコチアナミン合成酵素遺伝子が存在することが明らかとなった.一方,イネのゲノムを検索したところ,現在我々が単離している3種類のニコチアナミン合成酵素遺伝子以外の新たな遺伝子は発見されなかった.

ニコチアナミンは,イネ科植物における鉄獲得機構の主要な構成要素であるムギネ酸類の生合成中間体として重要な化合物である.またニコチアナミンは金属イオンとの結合能を持ち,イネ科以外の高等植物にも広く存在するところがら,金属イオンの代謝,体内移行,体内分配に必須のものと想定されているがその生理機能の分子レベルでの解明には至っていない.本研究は,高等植物におけるニコチアナミンの機能を分子レベルで明らかにすることを目的としている.我々が単離している3つのイネとシロイヌナズナのニコチアナミン合成酵素遺伝子に加え、シロイヌナズナゲノムを検索し、新たなニコチアナミン合成酵素遺伝子を発見した.これらのニコチアナミン合成酵素遺伝子ファミリーの栄養成長,生殖成長の各時期における発現様式を明らかにした.その結果,これらの遺伝子は生長過程においてそれぞれ異なる発現制御を受け,発現部位と発現時期はそれぞれ異なることが明らかになった.さらに金属栄養条件によっても異なる制御をうけていた。イネ・ニコチアナミン合成酵素遺伝子のうち、OsNAS1、OsNAS2は栄養十分条件では維管束部分に発現しており、鉄欠乏によって強く発現が誘導されると根全体に発現が拡大した。一方、OsNAS3は、鉄欠乏条件になっても根での発現は低くかったが、葉では恒常的に維管束細胞で発現しており鉄欠乏によって発現が抑制された。同様にイネ科植物のトウモロコシにおいても、葉で恒常的に発現し、鉄欠乏によって発現が抑制されるニコチアナミン合成酵素遺伝子、ZMNAS3が存在することを明らかにした。これらの結果は、イネ科植物において根圏にムギネ酸を分泌するためにニコチアナミンが前駆体として機能する以外の役割を持つことを強く示唆している。
浸潤・転移を標的とした分子標的薬剤

チミジンホスホリラーゼ(TP)は、血管新生活性を有する酵素である。TPがチミジンを分解することで生じる2-デオキシ-D-リボースは血管新生活性を有する。2-デオキシ-D-リボースの立体異性体である2-デオキシ-L-リボースは、TPの酵素活性阻害剤であるTPIと同様、TP発現腫瘍の増殖、浸潤、転移を抑制した。2-デオキシ-D-リボースは、細胞内でROSを産生させ、ROSがNFκBを活性化して血管新生活性をもつIL-8やマトリックスメタロプロテイナーゼの発現を亢進させた。1.TPが浸潤転移に関与していることを示唆する結果を得たので、浸潤に関与するMMP、TPを発現していないKB/CV細胞、TPを発現しているKB/TP細胞を腹腔内に移植し、腹腔内臓器への浸潤、転移を調べたところ、KB/TP細胞の方がKB/CV細胞より、浸潤能が高いことが判明した。2-deoxy-L-riboseはKB/TP細胞の浸潤能を抑制すること、KB/TP細胞からのMMP-9の放出を阻止すること、KB/TP細胞を移植したヌードマウスの生存期間を延長することを見出した。2.DNAを損傷する薬剤がTPの発現を誘導した。TPを強制発現させた細胞は、DNAを損傷する薬剤に耐性になり、Akt活性が高くなっていった。このTPの作用はTPの酵素活性を必要としなかった。TP発現細胞のアポトーシス耐性はPI3K阻害剤により部分的に克服された。このことはTPによる細胞の防御作用は、少なくとも一部はPI3K/AKT経路を介していることが示唆された。3.低酸素で誘導されるアポトーシスをTP機能のdownstream mediatorである2-deoxy-D-riboseが抑制することを示したが、ヒト白血病HL-60細胞を用いてそのメカニズムについて解析を行った。2-deoxy+riboseは、低酸素で誘導されるp38のリン酸化を抑制した。このことは、2-deoxy-D-riboseにより賦与される低酸素下でのアポトーシスに対する耐性の一部は、p38を介した情報伝達の阻止にあることを示唆している。4.浸潤、転移との関連が考えられるアポトーシス阻害因子survivinが、ATL細胞で高発現していた。ヒ素は、ATL細胞でのsurvivinの発現を抑制することによりATL細胞にアポトーシスを誘導することを示した。ヒ素によるsurvivin発現抑制の機構としては、IκB-αの分解を阻止し、NF-κBの核への移行を妨げることによりsurvivinの転写を抑制することを明らかにした。1.チミジンホスホリラーゼ(TP)の高発現細胞は抗癌剤に対して耐性を示した。また、これらの抗癌剤によって誘導されるアポトーシスに対して抵抗性を示し、チトクロムCの放出、カスパーゼ3、9の活性化が抑制された。これらのTPによるアポトーシス耐性の賦与に、TPの酵素活性は不要であった。TPに結合するアポトーシス関連分子を、酵母Two-Hybrid法を用いて検索し、19個の陽性クローンを得た。どの分子が抗癌剤耐性に重要かを解析している。2.5FUがヒト大腸癌細胞株KM12Cで血管新生阻害因子TSP1を誘導することを見出した。同細胞で、5FUがEGR-1の発現を増加させTSP1の転写を亢進させること、c-Mycの発現を低下させることによりmicro-RNA(mir17-92 cluster)が低下し、TSPImRNAが安定化してTSP1の発現が増加していた。5FUにより誘導されるTSP1が、5FUの治療効果にどの程度貢献しているか、また、5FUによってEGR1、c-Mycの発現が変化する分子機構について解析している。3.腫瘍内の線維芽細胞は、腫瘍細胞の増殖、血管新生、転移、などに関与する。培養ヒト線維芽細胞(WI-38)を低酸素下に培養した時の遺伝子発現の変化をジーンチップを用いて網羅的に解析した。線維芽細胞を低酸素下で培養することによりVEGFやSDF-1だけでなく、FGFを含む複数の血管新生に関与する因子の発現が上昇することを見出した。TPの機能のdownstream mediatorである2-deoxy-D-riboseを線維芽細胞に作用させた時の遺伝子発現の変化も調べ、2-deoxy-D-riboseによりIL-8、MMP9以外にも血管新生に関与する複数の遺伝子の発現が亢進することを見出した。今後、これらの知見を腫瘍の微小環境を標的とした癌の治療法の開発に資する。1.ヒト大腸癌KM12C細胞を5-FUで処理すると、その濃度や作用時間に依存して血管新生阻害因子TSP-1の発現が亢進した。5-FU処理により、p38のリン酸化が誘導され、転写因子EGR-1の発現が増加してTSP-

1プロモーターのEGR-1結合部位に結合することにより、TSP-1の発現を上昇させていることがわかった。一方、5-FUはc-Mycの発現を抑制することによりマイクロRNA、miR17-92のレベルを低下させる。miR17-92はTSP-1mRNAの安定性を低下させることが知られており、miR17-92の低下によりTSP-1mRNAの安定性が増してTSP-1発現が亢進することが示唆された。5-FUにより癌細胞で誘導されるTSP-1が、抗腫瘍効果にどの程度関与しているかを検討している。2.2-deoxy-D-riboseの誘導体10種類を合成してHUVEC細胞の管腔形成を阻害するか調べた。このうち3種類(6b, 8a, 8b)に管腔形成の抑制効果がみられた。また2-deoxy-D-riboseによる管腔形成誘導を、これらの誘導体が抑制するかを調べたが、6a、8bにその傾向があった。現在動物実験を行い血管新生阻害剤としての有効性を評価している。4.腫瘍内線維芽細胞は腫瘍内微小環境を変化させ、血管新生や癌細胞の増殖と浸潤を促進することが知られている。培養線維芽細胞(WI-38)をNormoxiaまたはhypoxia条件下で培養した時、またTPの機能のdownstream mediatorである2-deoxy-D-riboseをそれらの条件下のWI-38細胞に作用させた時の遺伝子発現変化をジーンチップにより網羅的に解析した。血管新生、転移、アポトーシスに関与する遺伝子であるXDH、PGIS, VEGF、CYR61、IGFBP3、BNIP3の発現の亢進を見出した。5.TP発現細胞では、IL-8の発現が増加し、血管新生に関与していることが考えられている。TPによるIL-8発現亢進のメカニズムを解析し、ROSの上昇とNF-kBの活性化が重要であることを明らかにした。1、TPによるIL-8発現亢進の機構をさらに詳しく調べた。まず、KB/CV細胞とKB/TP細胞におけるIL-8プロモーターの活性を調べた。KB/TP細胞ではKB/CV細胞に比較してIL-8プロモーター活性が亢進していた。次にTPによるIL-8の発現亢進に必須な転写因子を探索するため、IL-8プロモーター上に存在するAP-1、NF-κBおよびNF-IL6の結合領域に変異を加え、検討を行なった。TPによるIL-8プロモーターの活性はNF-κB結合領域に変異を加えることで有意に減少した。さらにNF-κB選択的な阻害剤であるBAY11-7082はKB/TP細胞におけるIL-8のプロモーター活性とmRNAの発現を抑制した。このことから、TPはNF-κBを介してIL-8mRNAの発現を亢進することが明らかとなった。一方、TPはROSを誘導する。NACはIL-8mRNAの発現を濃度依存的に抑制し、KB/TP細胞におけるNF-κBの核移行も抑制した。TPはROSの上昇を介してNF-κBを活性化し、IL-8の発現を亢進することが考えられた。KB細胞に一過性にTPcDNAをトランスフェクトすると、導入するTPcDNA量の増加に伴いIL-8の発現量が増加した。また、TPの発現が増加すると、IKKα/βのリン酸化が亢進し、IkBαのレベルが減少し、p65のリン酸化と核への移行が増大した。これらの結果から、TPがIL-8の発現を亢進する分子機構がほぼ解明された。
ナノ粒子を多く含むディーゼル排気ガスによる肝毒性と粒子除去効果

大気汚染の主要成分であるディーゼル排気ガス中にはナノサイズの粒子が多く含まれるが、このようなナノ粒子の肝臓への影響はほとんど研究がなされていない。本実験では、ナノ粒子を多く含むディーゼル排気ガス(NR-DE)曝露が肝臓にもたらす影響を1ヶ月曝露後のラットを用いてDNAマイクロアレイで網羅的に解析を行った。パスウェイ解析の結果、脂質ホメオスタシスの撹乱を引き起こしていることが明らかになった。そこで、NR-DEから粒子を除いた群(F-DE)を追加し肝臓中の脂肪酸の測定を行ったところ、NR-DE、F-DE群ともに肝臓中の脂肪酸量を増加させた。以上から、NR-DEは脂質ホメオスタシスを撹乱させるが、粒子除去の効果は見られないことが明らかとなった。ディーゼル排気ガスにはナノ粒子が多く含まれる。ナノ粒子は全身への影響が危惧されているが肝臓への影響についての報告は乏しい。これまでに、ナノ粒子を多く含むディーゼル排気ガス(NR-DE)を1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月曝露したところ雄性のF344ラットにおいて、脂質ホメオスタシスに影響を与えることが示唆された。そこで、NR-DEならびにNR-DEから粒子を除去したディーゼル排気ガス曝露後の脂肪酸濃度の変化についてマウスを用いて検討した。6週齢の雄マウスに、2週間、1か月、2か月新鮮空気(対照群)、NR-DE曝露、NR-DEから粒子を除去したディーゼル排気ガス(F-DE)を曝露し、肝臓中の脂質を抽出後、脂肪酸濃度を測定した。NR-DEまたはF-DE曝露により、肝臓中のリノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキドン酸、EPAの上昇が観察された。F-DE群の方が脂肪酸濃度により影響を与えたことから、ディーゼル排気ガス中に脂質ホメオスタシスを撹乱する物質が存在することが示唆された。NR-DE曝露したラットでは血漿テストステロン濃度の上昇が観察されるが、このような脂質ホメオスタシス撹乱の2次的影響かもしれない。ディーゼル排気ガス中にはナノサイズの粒子が多く含まれるが、このようなナノ粒子の肝臓への影響はあまり注目されてこなかった。しかし主に雄性のF344ラットにおいて、ナノ粒子を多く含むディーゼル排気ガス(NR-DE)を1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月曝露したところ、1か月曝露で炎症マーカーの上昇等の肝臓への影響が観察されている。そこで1か月曝露後、対照群2個体と高濃度曝露群2個体の肝臓から抽出したRNAを用いてマイクロアレイ解析を行い、パスウェイ解析を行った。その結果、アラキドン酸カスケードや脂質の生合成や脂質代謝等が上位に抽出された。マイクロアレイ解析を行っていない低濃度群、中濃度群を加えた全サンプルを定量的リアルタイムPCR法で確認したところ、リン脂質からのアラキドン酸産生に関与するホスホリパーゼA2 group 4aは中濃度曝露群で上昇していた。同様に、アラキドン酸からプロスタグランジンH2を合成するCox-1は高濃度群で、Cox-2は中濃度群で上昇していた。一方、アラキドン酸合成酵素を抑制するannexinと相互作用するs100蛋白は中濃度群で上昇していたが、annexin1は高濃度曝露群で減少していた。以上より、NR-DE曝露は肝臓でのプロスタグランジン合成を促進する可能性が示唆された。NR-DEによる肝毒性に関する報告は乏しいが、マイクロアレイによる網羅的解析により、いくつかの肝毒性経路を抽出することができた。今回研究に用いている濃度は、中濃度においても2.5μm以下の浮遊粒子状物質の環境基準値に近く、実際の曝露を想定した濃度設定になっている。今年度は、NR-DEによる肝毒性を網羅的に明らかにしたが、次年度はフィルターで粒子を除去することによる効果を明らかにしていく。試薬代やプラスチック・ガラス消耗品を中心に使用する。
多層金属微粒子の製造実現と新機能創発への挑戦的研究

瞬間発熱ナノ粒子を作製するため,まず,霧化加熱装置の設計を行った.装置開発後,ポリスチレンとシリカナノ粒子から成るスラリーをミスト化し,それを加熱することで多孔質シリカナノ粒子を様々な条件で作製した.電子ビーム照射とプラズマ誘起電解法で多孔質シリカナノ粒子の還元を試みた結果,完全に還元は出来なかったものの,酸素が脱離していく様子を確認できた.今後は可能な限り酸素量を減らした後,多孔質Si粒子の空隙にTiを充填し,発熱機能を持つTi/Siナノ粒子を実現する.瞬間発熱ナノ粒子の基盤となる多孔質ナノ粒子製作のため,まず,霧化加熱装置の設計を行った.装置は超音波霧化装置でスラリーをミスト化し,それを窒素気流で温度勾配のある電気炉内にフローし,低温では微粒子の自己組織化と溶媒気化,高温ではポリスチレンビーズの気化により多孔質微粒子製造を実現できる仕様とした.装置完成後,ポリスチレンビーズとシリカゾルの混合ミストを用いて多孔質ナノ粒子の試作を行い,多孔質ナノ粒子ができていることを確認した.電気炉内の窒素流速,シリカゾル濃度,ポリスチレン粒径,シリカとポリスチレンの重量比等を種々変化させることで,様々な粒径,空隙率,空孔径の多孔質シリカナノ粒子を製作できた.作製したシリカ粒子を水素アニール,電子ビーム照射,溶融塩プラズマ電解法で還元を試みた.その結果,水素アニールでは今回の実験範囲で還元効果を確認することはできなかったが,電子ビーム照射では酸素の脱離が原因と思われる形状変化が見られ,溶融塩プラズマ電解では酸素の比率が大幅に低下して還元効果を確認できた.瞬間発熱ナノ粒子を作製するため,まず,霧化加熱装置の設計を行った.装置開発後,ポリスチレンとシリカナノ粒子から成るスラリーをミスト化し,それを加熱することで多孔質シリカナノ粒子を様々な条件で作製した.電子ビーム照射とプラズマ誘起電解法で多孔質シリカナノ粒子の還元を試みた結果,完全に還元は出来なかったものの,酸素が脱離していく様子を確認できた.今後は可能な限り酸素量を減らした後,多孔質Si粒子の空隙にTiを充填し,発熱機能を持つTi/Siナノ粒子を実現する.本研究では瞬間発熱機能を持つマイクロナノサイズの微粒子を量産する技術を開発することを目的としている.初年度となるH24,当初,超臨界流体を用いたNiナノカプセル製造技術の開発と,粒子スパッタ装置の設計を行う予定であった.前者の実験を行った結果,ポリビニルアルコール製の粒子鋳型の作製には成功したが,その内壁にAlやNiを均一厚みで堆積させることはかなり困難であった.また,微粒子の表面にスパッタで薄膜を被覆する装置の設計を行ったが,本研究で作製実現を目指す粒子サイズは100nm100μm程度であり,極めて小さく,φ5μm未満の微粒子を真空中で凝集させることなく分散させることは極めて困難であった.したがって,当初の研究計画を変更し,別の方法で発熱微粒子の製作に着手した.その技術は噴霧加熱法による多孔質アルミナ微粒子の作製技術に基づくものである.この技術は,アルミナの原料となるゾルを霧状に噴霧して管の中を移動させ,その最中に電気炉で熱分解してアルミナの微粒子を作る技術である.我々は,噴霧させる際にポリスチレンのビーズを一緒に混入させ,ミストの状態での自己組織化でポリスチレンが最安定構造に配列することを利用してアルミナの多孔質微粒子を実現する.そして,超高真空アニール,水素アニール,もしくは高密度電子線照射することで還元させ,多孔質アルミ微粒子状態にした後に無電解めっきで空孔部にニッケル等を堆積させ,Al/Ni発熱微粒子を実現する.今年度はまずは噴霧加熱装置の設計を行った.ここでは作る微粒子のサイズを5μm未満と10μm以上に分け,それぞれを霧化加熱法と噴霧加熱法で実現することにした.設計図を基に装置の製作を行い,完成させた.霧化加熱法で微粒子作製の予備実験を行ったところ,粒径100nm1μm程度のアルミナ微粒子の製作に成功した.研究目的実現のため,当初の研究計画とは異なる方向に進むことを決断した.噴霧と霧化でアルミナゾルをミスト化し,ポリスチレン粒子と混合させ,自己組織化現象とアルミナ化とを併用した新たな技術の開発からスタートした.噴霧加熱装置の設計を行い,装置の製作から予備実験まで,一連の実験設備の構築を行い,アルミナ微粒子を製作できたことから無事目標地点まで到達した.この実験と並行して,アルミナの還元方法の検討と予備実験,多孔質体へのニッケル無電解めっきの方法検討と予備実験を進めており,これらもほぼ目標としていたところまで到達した.よって,研究目的の達成度は概ね順調であると言える.H25年度,まず,霧化加熱および噴霧加熱によりアルミナ微粒子の粒径をコントロールする条件出しからスタートする.これに影響を及ぼすのはアルミナゾルと水との割合,ミストの流速,炉の温度と考えられ,これらをパラメータとして最適条件を抽出する.次に,ポリスチレン微粒子をゾルに混入させ,ミスト状態での自己組織化現象を利用して多孔質アルミナ微粒子の製作技術を確立する.重要なのはゾルとポリスチレンとの混合比および炉の温度と考えられ,最適値を模索する.

それが完了し,任意の気孔率とサイズを持つアルミナ微粒子の量産技術を確立させた後,アルミナの還元を実現する.現在検討し,予備実験を行っている方法は,超高真空アニール,水素アニール,電子線照射の3方法であり,電子線照射では若干還元が進むことを確認している.アルミはイオン化傾向が大きいのでアルミナの還元はかなり難しいと考えられるが,固定観念にとらわれずにあらゆる技術をトライし,還元できる最良条件を見出す.そして,多孔質アルミ微粒子の空孔内部にニッケルを充てんするための無電解めっき技術を確立させる.これは現状でもある程度実現できている技術ではあるが,多孔質微粒子の空孔サイズによっては表面張力により無電解めっき液が内部まで入らない可能性が高い.そのため,多孔質微粒子表面を親水性にする技術の検討も行う.原案は,アルコールによるOH処理やプラズマ処理などである.以上が完了すれば,様々なサイズとAl:Ni比を持つAl/Ni微粒子を量産し,それぞれの発熱特性を評価する.評価には示差走査熱量計測を用いる.これにより,様々なアプリケーションを視野に入れ,様々な発熱特性を持つ発熱微粒子の量産実現を目指す.該当なし
睡眠-覚醒調節系および脳-内分泌調節系におけるピペリジンの役割に関する研究

ピペリジンが睡眠関連GHを遊離させる作用をもつことは既に報告したが、本年度はラジオイムノアツセイによるプロラクチンの定量を行い、ピペリジンの脳室内微量注入により下垂体からの著明な遊離が起こることを新しく見出した。またピペリジンの睡眠誘発作用の一部には脳内オピオイドペプタイド(特にendorphine)が関係していることを示唆する成績が得られた。ピペリジンの作用の細胞レベルでの解析では、特に海馬錐体ニューロンにおいてニコチン類似の興奮および抑制作用が強く現れること、その作用は【Ca^(2+)】-free,high-【K^+】medium中では減弱することなどから、一部脳内存性アセチルコリンの遊離を介していることを推定した。さらにピペリジンの前駆物質であるピペコリン酸は脳内GABA系の機能に特異的に影響を与え得ることを皮質ニューロン,海馬錐体ニューロンの双方において証明し得た。即ち、ピペコリン酸の微量投与(イオントフォーレシス)によりGABAによるニューロンの抑制は著明に増強され、その作用はビキュキュリンによって特異的に拮抗された。グリシンの作用はピペコリン酸によって全く影響をうけなかった。同時にGC/MS/COMを用い、ピペコリン酸が皮質、海馬に局在して存在すること、また関連物質として従来その脳内存在については不明であった4-ハイドロキシプロリン,5-ハイドロキシピペコリン酸を同定、定量し得た。その他ピペリジンの生理・薬理作用を追求する過程において、ピペリジンが脳内分泌のみならず種々の分泌機能に影響を与えること、ピペリジノ基含有化合物の中に特に気道分泌を促進させ去痰薬として応用可能なものが存在することなどを見出した。これらの知見はNeuropharnbcol,Anal,Biochem,Arch,int,Pharmacodyn等に5編の論文として、又、Elsevier社から出版されるモノグラフに総説としても発表した。
遺伝子発現による大腸癌に対する分子標的薬の効果予測および効果規定遺伝子の検討

大腸癌組織の遺伝子発現により、分子標的薬治療の効果予測を行った。bevacizumab療法を行った41症例の大腸癌組織の遺伝子発現をマイクロアレイにて測定し、RT-PCRによる検証を経て、最終的に3遺伝子および2遺伝子による予測式を作成した。その結果、73.2 %(3遺伝子)および75.6%(2遺伝子)の精度で効果予測が可能であった。さらに同予測に用いた遺伝子については公開データベース上の薬力学データによる評価を行った。本予測式によりテーラーメード治療を視野にいれたbevacizumab療法の効果予測を行える可能性がある。bevacizumabは、VEGFによる腫瘍の血管新生を阻害することにより、大腸癌の増殖を抑制することが知られている。しかし、bevacizumabを投与しても約40%ー50%の症例には効果が期待できないことや、消化管穿孔など極めて重篤な合併症も報告されている。また、従来の薬剤に比して高額である。従って、安全性、ならびに医療費抑制の点からも、bevacizumabの効果が期待できる症例を選別して投与することが重要である。しかし、現在までに、大腸癌に対するbevacizumabの効果を高精度で予測するマーカーは確立されていない。そこで本研究では、より効率的な治療を行うために、遺伝子発現解析により臨床的応用の可能なbevacizumab療法の効果予測式を作成することを目的とした。外科的切除後再発を認め、再発巣の外科切除が不能な症例、および大腸癌の診断時に切除不能な転移巣を有する症例のうち、bevacizumab療法が施行された症例を対象とした。これらの症例の初回手術時に採取された大腸癌組織あるいは内視鏡検査時に採取された大腸癌生検標本を用い、遺伝子発現解析のためにSepazolを用いtotal RNAを抽出した。また、再発時に再発巣の組織が採取可能な場合には,再発巣の組織からSepazolを用いtotal RNAを抽出した。これらの症例のCT検査など画像診断を中心とした臨床的データによりbevacizumab療法の効果の有無を評価した。効果が判定できた41症例の大腸癌組織の遺伝子発現をマイクロアレイにて測定し、RT-PCRによる検証を経て、最終的に3遺伝子および2遺伝子による予測式を作成した。これまでに14症例のtotal RNAを抽出した。また、これらの症例のCT検査など画像診断を中心とした臨床的データによりbevacizumab療法の効果の有無を解析している.効果に関しては,現在も臨床経過から効果の有無の判定が確定できない症例があるため、継続して効果判定を行っていく予定である.また、現時点では症例数が十分でないため遺伝子発現解析を行って予測式を作成する段階には至っていないため,今後継続して症例を蓄積していく予定である.大腸癌の化学療法では,近年様々な新薬が承認されてきた。この中にはbevacizumabと同様な分子標的薬である抗EGFR抗体薬も含まれる.従来の大腸癌に対する化学療法では如何に生存期間を延ばすかが重要な課題であった.ところが近年抗EGFR抗体薬が承認されてからは、化学療法により腫瘍を著明に縮小させ、外科的切除が困難であった症例を最終的に外科的切除に持ち込む、いわゆるconversion therapyが注目されてきた。

このconversion therapyのためには、腫瘍縮小効果が高い抗EGFR抗体薬が有用であるとする考え方があり、最近は外科切除に持ち込む可能性を考慮して抗EGFR抗体薬を使用する症例も多くなってきた背景がある。このためbevacizumabを投与する症例が以前よりは減少した傾向があり、その結果として本研究の対象症例も当初の予定のように集積できなかった事情がある.今後は、bevacizumab投与例を継続して追加して遺伝子発現解析から効果予測まで検討を進めていく予定である。ただし、bevacizumabと抗EGFR抗体薬、あるいは他の抗癌剤の選択に関しては、あくまで患者の状態、希望を最優先して治療方針を決定していく予定である.該当なし
ネパ-ル中世チョ-ク建築の形態研究

この研究は、ネパ-ル建築において特に破壊の進む仏教僧院建築を保存するため、その指標を求めて、ヒンドゥ-教僧院、王宮建築、民家など中庭形式の建築の形態的特徴を写真・図面等の分析によって求め、その類型化を試み、あわせて文献的研究を行なうものである。今年度の進行状況・実績は、以下のとおりである。2.整理上記資料を建築毎に編年し、デ-タファイルの作成により整理を進めた。3.復原的考察上記資料をもとに、渡辺は宗教僧院を、黒津は王宮建築を担当して考察に入った。その結果の一部をすでに、後掲のように建築学会大会および論文報告集に発表した。すなわち、チョク建築を構造上復原して考察すると、その典型は、マッラ朝のム-ル・チョクとスンダラ・チョクにみられ、シャハ朝になると増拡され、発展した形式が出現することなどを明らかにした。復原的考察上記資料をもとに、渡辺は宗教僧院を、黒津は王宮建築を担当して考察に入った。この研究は、文化遺産として評価の高い、ネパ-ルの伝統的な建築のうち、特に破壊の進む仏教僧院建築を保存するため、その指標を求めて、ヒンドゥ-教僧院、王宮建築、民家など中庭形式の形態的特徴を写真・図面などの分析によって求め、その類型化を試み、併せて文献的研究を行なうものである。今年度の進行状況・実績は以下のとうりである。2.整理・デ-タファイル作成上記資料を写真複写し、建築毎に編年したうえでそれぞれのカ-ドに整理することを引き続き進めた。そして類型化を進めてすでに作成してある、パ-ソナル・コンピュ-タのデ-タファイルに付加入力した。以上の作業を、渡辺・黒津が共同で行なった。3.分析・考察上記の整理を基に、中庭型建築諸系の系譜を見通すと、王宮建築を代表例と評価することができ、そのうえで王宮建築の構造の特質を後掲の論文で論じ、その原型として仏教僧院建築を位置付け、歴史的変遷の一指標として構造の様態を抽出した。
日本と東南アジア諸国における細菌性腸管感染症の発生状況調査とその伝播に関する研究

1998年に日本で起きた塩ジャケによるEHEC O157:H7食中毒において、食品由来の菌株(F2株)は塩耐性であり、患者由来の菌株(P5株)は塩感受性であった。塩耐性のF2株をマウスでpassageすると、食塩及び酸化に対して感受性の菌株が生じ、これらの塩感受性分離菌は食塩及び酸化によるストレスで塩耐性になり、ピルビン酸により復帰した(Asakura H., Makino S.et al, FEMS Microbiol.Lett.253:243-249,2005)。現在、腸管出血性大腸菌(STEC)はタイ王国ではさほど重要な病原体とは見なされていない。今後、STECのリスクがタイ王国で増加するか否かを、汚染源と考えられる牛の大腸菌分離株を検査する事でその予測を試みた。5つの異なる州の健康な牛の糞便139サンプルに対して、遺伝子型及び表現型によりSTECの分布を調べた。19.4%(27/139)からSTECが分離されたが、ヒト由来株に特徴的な遺伝子型は含まれておらず、現段階ではヒトに有害なSTECはタイ王国の牛には存在していない事が分かった(Panutdaporn N et al, J.Infect.48:149-160,2004)。Caco2細胞におけるFliCのhBD-2誘導に対して、ガングリオシドがTLR5のco-receptorとして働くか否かを検討した。細胞外液にガングリオシドを加えると、FliCのhBD-2誘導能とFliCのCaCO2細胞への結合能が抑制された。CaCO2細胞にgluoosylceramide合成抑制剤を加えると、FliCのhBD-2誘導能は抑制された。TLR5を発現させた細胞にGD1aを加えるとTLR5のない場合に較べて有意にFliCのhBD-2誘導能が上昇した。FliCはp38やERK1/2のリン酸化を促進し、GD1a, GD1b、GT1bによりこの作用は抑制された。以上の結果より、ガングリオシドはFliCに対してTLR5のco-receptorとして働き、mitogen-activated protein kinaseを介してhBD-2の発現を誘導する事が分かった(Ogushi K. et al, J.Biol.Chem.279:12213-12219,2004)。塩耐性のF2株をマウスでpassageすると、食塩及び酸化に対して感受性の菌株が生じ、これらの塩感受性分離菌は食塩及び酸化によるストレスで塩耐性になり、ピルビン酸により復帰した(Asakura H., Makino S. et al., FEMS Microbiol. Lett. 253 : 243-249, 2005)。
二つのトリプチシル基間のπ系相互作用

トリプチシル基間同士の電子的または立体的なπ系相互作用に関連して,非常に嵩高い9-トリプチシル基を2個有する以下の2系列の分子の構造を立体化学的見地から研究した.「9,9'ビトリブチシル誘導体の光学活性回転異性体の絶対配座」本化合物の非常に高いC9-C9'結合の回転障壁を利用して,1,2-同種二置換エタンの立体化学的モデルである2,2',3,3'-テトラメトキシ化合物のキラル配座異性体の光学活性体の合成に成功した.分子の基本骨格はDicls-Alder反応を用いて構築し,キラルなsc異性体の光学分割はカンファ一試薬を用いたジアステレオマー法で行った.関連化合物のX線構造解析により,この化合物の絶対立体配座は(+)-Psc,(-)-Mscと決定できた.これはap-体がC2hの高い対称性を有するエタン型分子でも,scの配座になれば光学活性になれることを実証したもので,旧来の回転異性を無視した概念を打破するものである.「ジ(9-トリブチシル)アセチレンの回転異性」トリプチシル基の立体障害によりアセチレン炭素を含むC-C単結合の回転が束縛されている標題化合物を合成し,回転障壁に及ぼす置換基の効果を研究した.Dicls-Alder反応とSonogashira反応の組み合わせにより,lおよびl'-位に異なる置換基を持つ目的化合物の効率的な合成に成功した.合成した9種類の化合物について回転障壁を動的NMR法により決定した.置換基がH,Me,OMe,ハロゲンの時回転障壁は10-17kcal/molの範囲にあり,置換基が大きくなるほど回転障壁が高くなる傾向が認められた.この置換基効果は回転の遷移状態が置換基同士の立体反発により不安定化されていることを実験的に示したものである.トリプチシル基間同士の電子的または立体的なπ系相互作用に関連して,非常に嵩高い9-トリプチシル基を2個有する以下の2系列の分子の構造を立体化学的見地から研究した.「9,9'ビトリブチシル誘導体の光学活性回転異性体の絶対配座」本化合物の非常に高いC9-C9'結合の回転障壁を利用して,1,2-同種二置換エタンの立体化学的モデルである2,2',3,3'-テトラメトキシ化合物のキラル配座異性体の光学活性体の合成に成功した.分子の基本骨格はDicls-Alder反応を用いて構築し,キラルなsc異性体の光学分割はカンファ一試薬を用いたジアステレオマー法で行った.関連化合物のX線構造解析により,この化合物の絶対立体配座は(+)-Psc,(-)-Mscと決定できた.これはap-体がC2hの高い対称性を有するエタン型分子でも,scの配座になれば光学活性になれることを実証したもので,旧来の回転異性を無視した概念を打破するものである.「ジ(9-トリブチシル)アセチレンの回転異性」トリプチシル基の立体障害によりアセチレン炭素を含むC-C単結合の回転が束縛されている標題化合物を合成し,回転障壁に及ぼす置換基の効果を研究した.Dicls-Alder反応とSonogashira反応の組み合わせにより,lおよびl'-位に異なる置換基を持つ目的化合物の効率的な合成に成功した.合成した9種類の化合物について回転障壁を動的NMR法により決定した.置換基がH,Me,OMe,ハロゲンの時回転障壁は10-17kcal/molの範囲にあり,置換基が大きくなるほど回転障壁が高くなる傾向が認められた.この置換基効果は回転の遷移状態が置換基同士の立体反発により不安定化されていることを実験的に示したものである.
新規な複合酸化物薄膜を用いる大気環境センシング用超高感度半導体ガスセンサーの研究

本研究は、新規な複合酸化物薄膜を採用することにより、塩素やオゾンガス等の大気環境ガスに対して極めて高感度のガスセンサー素子を実現することを目的としている。平成11年度は、平成10年度の成果を基に以下に述べる成果を上げることができた。平成10年度に確立した成膜技術を駆使して、大気環境ガスセンサー用材料として、全く新規な酸化亜鉛-酸化インジウム(ZnO-In_2O_3)系薄膜、(MgO-In_2O_3)系薄膜およびその両者を組み合わせた(ZnO-In_2O_3)_X-(MgO-In_2O_3)_<1-X>複合酸化物薄膜を作製し、それを用いたガスセンサ素子において、0.01ppmという極めて低濃度から塩素ガスを検出でき、濃度7ppmの塩素ガスに対しては約100倍の高い抵抗変化を実現できた。一方、ターゲット組成を(ZnO-In_2O_3)_<0.2>-(MgO-In_2O_3)_<0.8>とし、上記と同様成膜技術を用いて作製した複合酸化物薄膜を採用したガスセンサ素子において、0.4ppmという極めて低濃度からオゾンガスを検出可能なガスセンサ素子を実現した。さらに、これらの薄膜をSi基板上に集積させ、ワンチップガスセンサー素子を作製した。その結果、それぞれの膜のガス検出特性の差を利用することにより、ガスの種類の判別を実現できた。一方、これらの超高感度が実現できた素子のガス検出メカニズムを検討するため、ガス検出時の薄膜の低効率、ホール移動度およびキャリア密度の測定システムを開発した。その測定システム用いて、本ガスセンサー素子のガス検出時の電気的特性の変化について検討した結果、本(ZnO-In_2O_3)_X-(MgO-In_2O_3)_<1-X>複合酸化物薄膜ガスセンサ素子はオゾンおよび塩素にさらされると、膜のキャリア密度およびホール移動度の両方が減少することにより、膜の抵抗率が上昇することを初めて明らかに出来た。平成10年度は、以下に述べる成果を上げることができた。大気環境ガスセンサー用材料として、全く新規な酸化亜鉛ー酸化インジウム(ZnO-In_2O_3)系薄膜、(MgO-In_2O_3)系薄膜およびその両者を組み合わせた(ZnO-In_2O_3)x-(MgO-In_2O_3)1-x複合酸化物薄膜を高周波マグネトロンスパッタ法により作製するために、ターゲットの作製技術および各薄膜の最適作製条件を確立した。具体的には、前者に対してはZnO、In_2O_3およびMgOの材料混合比、焼成温度及び焼成雰囲気をパラメータとして変化させた。後者に対してはスパッタ成膜時の基板温度、スパッタガス圧、基板ーターゲット間距離、スパッタ投入電力をパラメータとして変化させた。これらのターゲットおよび薄膜作製条件と作製したガスセンサ素子の塩素およびオゾンガスに対するガス検出感度特性との関係を詳細に検討した結果、ターゲット組成を(ZnO-In_2O_3)0.6-(MgO-In_2O_3)0.4とし、基板温度275°C、スパッタガス圧6Pa、基板ーターゲット間距離25mm、スパッタ投入電力80Wの成膜条件下で作製した複合酸化物薄膜を採用したガスセンサ素子において、0.01ppmという極めて低濃度から塩素ガスを検出でき、漠度7ppmの塩素ガスに対しては約100倍の高い抵抗変化を実現できた。一方、ターゲット組成を(ZnO-In_2O_3)0.2-(MgO-In_2O_3)0.8とし、上記と同様のスパッタ成膜条件で作製した複合酸化物薄膜を採用したガスセンサ素子において、0.4ppmという極めて低濃度からオゾンガスを検出可能なガスセンサ素子を実現した。これらの結果から、本(ZnO-In_2O_3)x-(MgO-In_2O_3)1-x複合酸化物薄膜は膜の化学的組成を制御することにより、塩素、オゾンに対してそれぞれ高感度のガスセンサーを実現できることを明らかにした。

さらに、これらの薄膜をSi基板上に集積させ、ワンチップガスセンサー素子を作製した。その結果、それぞれの膜のガス検出特性の差を利用することにより、ガスの種類の判別を実現できた。一方、これらの超高感度が実現できた素子のガス検出メカニズムを検討するため、ガス検出時の薄膜の低効率、ホール移動度およびキャリア密度の測定システムを開発した。その測定システム用いて、本ガスセンサー素子のガス検出時の電気的特性の変化について検討した結果、本(ZnO-In_2O_3)_X-(MgO-In_2O_3)_<1-X>複合酸化物薄膜ガスセンサ素子はオゾンおよび塩素にさらされると、膜のキャリア密度およびホール移動度の両方が減少することにより、膜の抵抗率が上昇することを初めて明らかに出来た。
Bax遺伝子導入による癌細胞の抗癌剤感受性増強とその腫瘍特異性遺伝子治療への応用

本研究において以下の点を明らかにした。2.Bax過乗発現のみによるapoptosis誘導はBax遺伝子にmutationをもつJurkat細胞で報告されているが、野生型Baxをもちproapoptotic Bax蛋白を発現している白血病細胞株K562においてもapoptosisが誘導されることをTet-On systemによるBax発現系安定導入にて証明した。この系でのapoptosisはpancaspase inhibitor(zVAD-fmk)により阻害され、cytochrome cを介しないcaspase活性化経路が示唆された。3.proapoptotic Bax蛋白を発現している大腸癌細胞株DLD-1にTet-On systemによるBax発現系を安定導入した細胞ではBax発現誘導のみでは10数%のapoptosisしか誘導できなかったが、apoptosisの機序はcytochrome cを介していると考えられ、抗癌剤(5-fluorouracil,cisplatinum,paclitaxel,doxorubicin)によるapoptosisは、Bax過剰発現時はコントロールに比べ増幅された。以上のことよりBax遺伝子導入による癌細胞の抗癌剤感受性増強効果は、親株のBax遺伝子の性状にかかわらず、またBax過剰発現のみによるapoptosis誘導効果のレベルにかかわらず認められることが確認され、Bax遺伝子の腫瘍特異性遺伝子治療への有用性が示された。
変動帯における結晶質岩中透水性亀裂の形成・寿命・機能評価に関する応用研究

地下環境・岩盤を活用する試みがいろいろな方面で検討されている。例えば,放射性廃棄物の地層処分や温室効果ガスであるCO2の地下貯留,液化天然ガス(LPG)の地下備蓄などが代表的な事例として挙げられる。これらでは,地下水の動きを正確に把握し、廃棄物・備蓄物との反応を理解することが必要である。その目論見のもと,花崗岩類(結晶質岩)中の透水性亀裂に着目し,その形成メカニズムの調査を行い,透水性割れ目の成因とシーリングメカニズムを明らかにすることができた。現在,放射性廃棄物の地層処分や液化天然ガス(LPG)の地下備蓄などといった,大規模かつ長期的に地下環境・空間を活用する試みが進められている。その対象岩盤として,花崗岩などの結晶質岩(亀裂性岩盤)は重要な候補岩種である。このような地下環境・空間利用を安全に遂行するためには,地下岩盤中の亀裂が長期にわたって水理学的にどのように機能するのかを明らかにする必要がある。本研究は,これまで萌芽研究として進めてきた「透水性亀裂の寿命」に関する基礎研究の成果を発展させ,我が国の地下環境利用の対象岩種の1つである結晶質岩中の透水性亀裂の機能とその寿命について,地球科学的データと工学的解析手法を組み合わせた総合的評価手法を構築することを目的とするものである。これまでの研究の結果から、結晶質岩中の透水性亀裂中の充填鉱物の組織と鉱物種を詳細に観察、分析することによって、透水性亀裂の発生現在までの定性的なプロセスを理解することが可能であることが分かった。とくに、現在も透水性を示す亀裂には、炭酸塩鉱物が必ず沈殿、形成されており、透水性亀裂の判断指標として用いることが可能であることも確認できた。これらの炭酸塩鉱物は、基本的に自形をした結晶であり、透水性亀裂中の空間が未だ地下水の水みちとして機能していることを示すものである。今後の予定としては、とくに炭酸塩鉱物に着目し、その成因と併せて透水性亀裂の寿命、年代尺度の導入を試みる予定である。本研究では,現在,放射性廃棄物の地層処分や液化天然ガス(LPG)の地下備蓄などといった,大規模かつ長期的に地下環境・空間を活用する試みが進められている状況にいて,地下環境における地下水の通り道となる割れ目等での元素移動,物質循環システムを明らかにすることである。その対象岩盤として,花崗岩などの結晶質岩(亀裂性岩盤)を調査候補岩種とする。したがってとくに本研究においては「透水性亀裂の寿命」に関する基礎研究の成果を発展させ,我が国の地下環境利用の対象岩種の1つである結晶質岩中の透水性亀裂の機能とその寿命について,地球科学的データと工学的解析手法を組み合わせた総合的評価手法を構築することを目的とするものである。これまでの研究の結果から、結晶質岩中の透水性亀裂中の充填鉱物の組織と鉱物種を詳細に観察、分析することによって、透水性亀裂の発生現在までのプロセスを理解することが可能であることを明らかにすることができた。また炭酸塩鉱物の同位体成分分析、放射性炭素年代測定から、地下水の流動期間などの推測が可能であることが分かった。今年度は最終年度として、とくに炭酸塩鉱物の充填組織やプロセスに着目し、その成因と併せて透水性亀裂の寿命、年代尺度の総合的解析を行う。

とくに、現在も透水性を示す亀裂には、炭酸塩鉱物が必ず沈殿、形成されており、透水性亀裂の判断指標として用いることが可能であることも確認できた。これらの炭酸塩鉱物は、基本的に自形をした結晶であり、透水性亀裂中の空間が未だ地下水の水みちとして機能していることを示すものである。また炭酸塩鉱物の同位体成分分析、放射性炭素年代測定から、地下水の流動期間などの推測が可能であることが分かった。今後の予定としては、とくに炭酸塩鉱物に着目し、その成因と併せて透水性亀裂の寿命、年代尺度の詳細な分析を試みる予定である。今日、地下岩盤中へ放射性廃棄物を処分や化石燃料の保存が検討されている。これらの計画を成功裏に進めるためには,地下岩盤中の「断層」や「割れ目」が長期にわたって水理学的にどのような影響を及ぼすかを明らかにする必要がある。本研究は、我が国の廃棄物保存・処分の対象岩種の1つである花崗岩等の結晶質岩中の透水性割れ目の長期的挙動について、地球科学的データと工学的解析手法を組み合わせた評価手法を構築することを目的とする。現在,地下環境・岩盤を活用する試みがいろいろな方面で検討されている。例えば,放射性廃棄物の地層処分や温室効果ガスであるCO2の地下貯留,液化天然ガス(LPG)の地下備蓄などが代表的な事例として挙げられる。これらの地下活用の共通点は、(1)大規模な坑道・地下空洞の建設を必要とすること、(2)保存や処分が保証すべき安全期間が非常に長期であること、である。安全期間については、液化天然ガスの地下備蓄の場合は数十年百年程度、またCO2の場合は数百年以上、そして放射性廃棄物の場合は低レベルで数百年、高レベルでは数千年数万年以上の長期間を必要としている。このような長期間、初期の機能を地下岩盤・環境が果たし続けるかを判断するためには、地下水の動きを正確に把握し、廃棄物・備蓄物との反応を理解することが必要である。したがって、地下岩盤中の断層や透水性割れ目の分布や形態的特徴を明らかすることは、廃棄物を長期にわたって安全に保存・処分する上で必要不可欠である。これらの背景のもと、今年度実施した研究の成果の概要は以下の通りである。1)断層近傍に形成された割れ目は、後生的な鉱物充填によって必ずしも透水性割れ目として機能するとは限らないこと2)透水性割れ目には、充填鉱物として炭酸塩鉱物が形成されることである。最終的には、これらの知見を総合的に取りまとめて、最終報告として提示する。26年度が最終年度であるため、記入しない。応用地質26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果に関しての学会発表や論文雑誌への掲載を行うことができており、研究の進行はおおむね順調と考える、おおよそ当初期待していた以上のデータと成果、論文を発表することができ、基本的に当初の計画以上に進展していると判断する。これまでの研究成果に関しての学会発表や論文雑誌への掲載を行うことができており、研究の進行はおおむね順調と考える、平成25年度以降は、それまでの研究データをもとに、下記の実施項目のうち:+国内複数の結晶質岩中亀裂の形態等構造学的フィールド調査+透水性亀裂充填鉱物の鉱物学的・地球化学的分析・年代測定調査+透水性亀裂のシーリング等に伴う下水流動モデル影響解析++に掲げる,亀裂の形成・構造・寿命等に関する形成モデルの検証と,三次元ネットワーク地下水流動モデルによる影響解析に主眼をおいて実施する。平成26年度(最終年度)は、それまでの研究データをもとに、これまで実施してきた下記の実施項目
歯の矯正的移動によって生じる痛みの制御に関する基礎的研究

矯正的歯の移動による痛みと不快感は歯科矯正治療上の解決されるべき問題点の一つである。かしながら,これらの中枢神経系における制御機構は明らかにされていなかった。本研究の目的は,ストレス形成や痛みの制御に重要な役割を果たすノルアドレナリン,ドパミン,セロトニンなどのモノアミンが,歯の移動による痛みに対してどのような役割を果たしているかを解明することである。そこで,実験的歯の移動を行った後,脳を取り出し細分し,それぞれにおけるノルアドレナリン,ドパミン,セロトニンとその代謝物の産生量を,高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で微量定量した。その結果,歯の移動によって生じる侵害刺激によって三叉神経脊髄路核相当部の延髄においてノルアドレナリン,ドパミン,セロトニンなどのモノアミとその代謝物の産生が亢進した。つまり,矯正的歯の移動による痛みと不快感は,ストレス形成や痛みの制御に重要な役割を果たすモノアミンの制御を受けている事を明らかにした。過去に我々が報告した所見も考慮すると,歯の移動によって生じる上行性の侵害情報は延髄後角において大脳辺縁系などの上位中枢からの下行性の制御を受けることが示唆された。これらの成果はBrain Research誌に報告した。さらに、セロトニンについて延髄後角の上位中枢である中脳における役割も詳細に検討したところ、セロトニンの代謝が歯の移動による侵害刺激によってこの部位においても亢進することを明らかにした。この結果はJournal of Dental Research誌に投稿中である。矯正的歯の移動による痛みと不快感は歯科矯正治療上の解決されるべき問題点の一つである.しかしながら,最近まで歯の移動による痛みの中枢神経系への影響についてはあまり検討されてこなかった.本研究の目的は,ストレス形成や痛みの制御に重要な役割を果たすノルアドレナリン,ドパミン,セロトニンなどのモノアミンが,歯の移動による痛みに対してどのような役割を果たしているかを解明することである.そこで,これを目的として以下の実験を行った.7週齢wister系ラットの上顎第一臼歯と第二臼歯の間の歯間部に矯正用エラスティックを挿入し,片側のみ実験的に歯の矯正移動をおこなった.歯の移動開始12,24,48時間後にラットを屠殺し,素早く脳を取り出し,氷上でガラスナイフを用いて延髄を取り出し超低温冷凍庫にて-80度にて保存する.得られた分画試料を調整した後,ECD付きHPLCに注入する.参照電極はAg/AgCl電極,作用電極はグラファイト電極を用い,過電圧は450mvに設定し,セロトニン,ノルアドレナリン,ドーパミン,またそれらの代謝物である5-HIAA,MHPG,DOPACの濃度を経時的に測定することによって,ラットの中枢神経系の各部位における神経伝達物質の産生および代謝について検討を行った.その結果,歯の移動開始24時間以降において,セロトニン,ノルアドレナリン,ドーパミンのいずれにおいても産生量が有意に増加し,モノアミンが,歯の移動による痛みに対して制御をおこなっていることを示した.この成果はJournal of Dental Researchに投稿中である.セロトニンについて詳細な検討もしており,中脳において代謝が亢進することがあきらかにし,現在投稿準備中である.矯正的歯の移動による痛みと不快感は歯科矯正治療上の解決されるべき問題点の一つである。