hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミトコンドリア自家蛍光を利用した角膜内皮機能評価の機器開発

本研究の目的は、角膜内皮細胞培養シートを用いて、多光子励起顕微鏡(MPLSM)による角膜内皮細胞のNADH/NADPH自家蛍光の測定、新しい角膜内皮細胞機能の評価機器の構築を目指す。NADHをマーカーとした細胞活性を評価することができれば、臨床では角膜移植の効率的な術式選択が可能となる。基礎研究においても、ES細胞、iPS細胞を用いた角膜内皮再生医療の発展が期待されている。培養を行っても、実際の移植において細胞機能を評価することは重要である。現在はNa/K ATPase、ZO-1、N-Cadherinなどの機能マーカーでin vitroでは評価できるが、移植前後のin vivoにおける評価はスぺキュラマイクロスコープによる細胞密度のみである。MPLSMによる生体イメージングが可能になれば、再生医療分野での臨床応用の成功に大きく寄与できる。本年度の成果は、in vitro培養角膜内皮細胞を用いてNADH/NADPHの生体イメージングの条件設定および有効性を検討した。異なる細胞密度(500、1000、2000、3000/mm2)の培養シートにおいて、ある条件下でNADH/NADPHの自家蛍光を撮影し、発光強度に差が生じることを認めた。このことは、内皮細胞機能を非侵襲的、かつ客観的に評価できる可能性を示唆している。しかし、内皮細胞のポンプ機能を抑制するouabainを用いて、信号強度の違いを測定する予定であったが、本年度内に到達できなかった。当初の計画では本年度にポンプ機能抑制の条件下でのNAD/NADPの発現比較をおこなう予定であったが、条件設定に時間が要したため、本年内に終了することができなかった。本年度の目標は、in vivo水疱性角膜症家兎モデルへのシート移植、NADH/NADPH自家蛍光測定である。異なる細胞密度(500、1000、2000、3000/mm2)の培養内皮細胞シートを移植し、MPLSMを用いた撮影でNADH/NADPHの自家蛍光から内皮機能を測定する。術後(術翌日、3日、1週間、2週間、1月)の角膜厚、ZO-1、Na/K ATP-ase, Phalloidinの免疫染色、タンパク発現を測定し、NADH/NADPHの自家蛍光との相関を検証する。当該年度の研究課題は2つあり、(1)異なる細胞密度(500、1000、2000、3000/mm2)のNAD/NADP自家蛍光の信号強度の違い、(2)細胞密度3000/mm2内皮シートに異なる濃度のouabainでポンプ機能を抑制し、NADH/NADPH自家蛍光の信号強度の違い、であった。しかし、ouabainポンプ機能抑制の条件下でのNAD/NADPの発現比較をおこなう予定であったが終了できなかったため、海外の学会で発表することができなかった。来年度は動物実験を予定しており、本年度分を繰り越して使用する予定である。
直腸温の無侵襲・無拘束連続遠隔測定手法の開発と応用

従来、健康運動の普及が重視され、長寿化・高齢化が進行し、健康運動の対象も高齢化した。適切な健康運動として重視されている水泳・水中運動は、体重相殺性の面から高齢者に更に適切な運動処方手法としての観点を科学的に確立し、寒冷・積雪期の歩くスキーの運動処方応用およびクロスカントリースキー競技力向上支援をも目指して標記開発を試みた。高齢者に適用するうえでは体内で金属製器機の植込み等も考慮して、本研究では光テレメトリの応用を考えた。本研究の主眼点は、直腸内留置可能なサイズの送信器でパルス変調・パルス発光した場合の伝送可能性の実験的検討となった。体温センサにサミスタ、発光素子にLEDを用い、送光器電源電圧を6Vとし変調方式はPPM/IMとした。受信側は、PINフォトダイオードで検出したパルスを増幅・整形後、PPM復調した。試料(イントラリピド+ICG水溶液)でシステムの基本性能を調べ、昇温-降温間でヒステリシスを殆ど見ない安定計測が可能な結果を得た。次に生体組織として牛肉赤身部で光伝送実験した。本計測システムでは生体組織厚4cmまで伝送可能な結果を得た。市民の健康運動から競技者のスポーツやそのトレーニングに至る、様々な運動中の深部体温の実環境下連続測定が可能となる計測手法を開発することを本年度の研究目標として実施した。深部体温を無侵襲・無拘束で測定するためには、直腸内に留置する温度センサによって直腸温を検出することとし、一辺が2mmの市販の方形高感度センサを加工して現象の安定な記録を可能にした。無拘束性を確保するためには、心臓ペースメーカ等、身辺諸器機に影響を与えない、光テレメトリシステムを新たに構成し、その動作確認までを行った。本年度は、これらによって生体信号の送・受信段階までを可能とした。これらのために、運動中の直腸温の動態に関する資料収集、更にその検出装置開発上の電子回路部品の入手のために出張調査を要した。本研究では、温度検出・信号送信の装置を直腸内に留置するので、目下、その駆動電源の小型化が課題である。この点を克服して次年度にはスポーツ応用を果すことになる。また、留置検出器の摘出では自然排泄を待てるが、無拘束性に優れる牽引線の連結を考えて今日取組んでいる。以上によって、本研究が開発する手法による深部体温の連続遠隔測定を一般化できるものとして見通しているところである。
くも膜下出血後 EBI と転写因子 Nrf2 の関連についての検討

くも膜下出血の予後を規定する因子として、脳血管攣縮などに代わり、出血後72時間以内に生じる脳浮腫や細胞障害性変化などを主体とする早期脳損傷(EBI : early brain injury)が注目されてきている。今回EBIに対して、酸化ストレスおよび酸化ストレス反応制御転写因子であるNrf2が関与していることを明らかにするため、ラットやマウスでの血管穿通モデルを用いた動物実験を行い、両者の関連が示唆される結果を得た。今後Nrf2をターゲットとしたくも膜下出血後の予後予測や、EBIに対する治療および治療効果判定の確立につなげていきたい。マウスモデル作成の前に、作成が容易なラットくも膜下出血血管穿通モデルの作成を行い、モデル作成の手技を安定化させた。ラットくも膜下出血血管穿通モデルの脳切片を用いた蛍光免疫組織染色では、血管周囲および髄膜などに酸化ストレスマーカーであるHO-1の蛋白レベルでの有意な発現上昇が見られ、くも膜下出血後早期脳損傷(Early brain injury:EBI)と酸化ストレスとの関連が示唆された。また、くも膜下出血後ラットから取り出したウィルス動脈輪を用いたqRT-PCRでも同様にHO-1のRNAレベルでの有意な発現上昇が見られ、血管においてもくも膜下出血後の病態と酸化ストレスとの関連が示唆された。その後、マウスを用いたくも膜下出血血管穿通モデル作成と、作成マウスに対する経時的な採血を行い、現在その手技の安定化に努めている。また酸化ストレス反応制御転写因子Nrf2(nuclear factor erythroid-2-related factor 2)の発現の局在に関して、蛍光免疫組織染色やqRT-PCRを用いて検討を行っている。また、マウスくも膜下出血後EBIの評価として、脳水分含量計測による脳浮腫、Evans blue extravasasionを用いた血液脳関門崩壊、免疫染色による神経細胞死の割合などの評価手技習熟や、くも膜下出血後の神経評価として、運動(18-point composite testおよびbeam balance test)や、長期記憶(水迷路試験)、作業記憶(Y迷路試験)、抑うつ(強制水泳試験)、行動試験(ロータロッド)を行い、評価成熟度を高めている。ラットくも膜下出血血管穿通モデル作成において、作成後の死亡や急性硬膜下血腫の合併などにより作成の安定化に時間を要した。また、マウスモデルにおいては、手技がより細かくなるため、安定化に時間を要している。EBI評価や神経評価に関しては、評価成熟に一定数が必要なため、時間を要している。マウスモデル作成に先立ち、作成が比較的容易なラットくも膜下出血血管穿通モデルの作成を行い、モデル作成の手技を安定化させた。ラットくも膜下出血血管穿通モデルの脳切片を用いた蛍光免疫組織染色では、血管周囲および髄膜などに酸化ストレスマーカーであるHO1の蛋白レベルでの有意な発現上昇が見られ、くも膜下出血後早期脳損傷(Early brain injury : EBI)と酸化ストレスとの関連が示唆された。また、くも膜下出血後のラットから取り出したウィルス動脈輪を用いたqRT-PCRでも、同様にHO-1のRNAレベルでの有意な発現上昇が見られ、血管においてもくも膜下出血後の病態と酸化ストレスとの関連が示唆された。その後、マウスを用いたくも膜下出血血管穿通モデル作成を安定化させた。このモデルを用いた実験で、酸化ストレス反応制御転写因子Nrf2(nuclear factor erythroid-2-related factor 2)のノックアウト(knock out : KO)マウスと野生型との術24時間後の比較として、くも膜下出血後EBIの主要な病態である脳浮腫を脳水分含量計測によって評価し、また脳血管攣縮の評価としてIndia-Ink angiographyを用いた血管の計測を行った。現段階では両群に有意な差は認めていないが、Nrf2 KO群でより脳浮腫が重篤で、より血管収縮を認める傾向であった。有意な差が出ていない原因としては、Nrf2 KO群で術24時間以内の死亡率が野生型群に比べて有意に高いことが挙げられ、前者が酸化ストレスに起因したEBIによって、より状態が悪化している可能性が推測された。これらの所見はくも膜下出血後EBIに酸化ストレスおよびNrf2が関与していることを示唆する所見であると考えられた。まずは、昨年度行った手技と評価方法をより成熟させる。その後、当初の予定通り、マウスくも膜下出血モデルにおけるEBIと酸化ストレス反応制御転写因子Nrf2の関連についての検討、Nrf2 KO群を用いたEBIとNrf2の関連についての検討、Nrf2活性化剤であるN-acetylcystein投与によるEBI治療実験を順次行っていく。脳神経外科学ほぼ計画通りに使用できたが、少額余ることとなった。必要な物品購入や学会発表等に充てる予定。
ウェーブレット変換の電磁波散乱現象解析への適用に関する研究

本研究は,物体からの散乱波をウェーブレット変換を用いて分析し,時間-周波数分布の特性から物体の情報をどの程度得ることができるかを検討すること目的として行った。研究では,まず,時間応答のみならず周波数応答に対してもウェーブレット変換を適用し,周波数分解能がどの程度向上できるかを調べた。次に,物体の重要な情報である「散乱中心」および「共振周波数」の抽出に適した基本ウェーブレットについて検討し,代表的な形状の物体(柱状導体・誘電体,,球等,キャビティ構造)について数値シミュレーションを行った。結果は以下のとおりである。1.周波数応答に対してウェーブレット変換を適用することについての検討時間応答に対するウェーブレット変換の適用は,高周波成分に対しては周波数分解能が低いため,共振周波数の抽出に不向きであることがわかった。これに対し,周波数応答に対するウェーブレット変換の適用は,応答の初期で時間分解能が高く,応答の末期で周波数分解能が高くなるため,応答の初期に現れる鏡面反射の応答を明確に分離でき,応答の末期に現れる共振応答から共振周波数を明瞭に抽出できることがわかった。したがって,電磁波の散乱応答分析では,時間応答よりも周波数応答に対してウェーブレット変換を施した方がよいことがわかった。2.物体情報の抽出に適した基本ウェーブレットに関する検討基本ウェーブレットとして,Mexican hat,Gabor型ウェーブレット,Harrウェーブレット,Kaiser-Bessel関数を使い,情報抽出に適したウェーブレットを検討した。その結果,Gabor型ウェーブレットはパラメータによって容易に性質を変えることができる融通性に富んだウェーブレットであり,電磁波散乱応答の分析に最も適していることが明かとなった。また,数値シミュレーションの結果より,その有効性も確認できた。結局,電磁波散乱応答分析では,周波数応答をGabor型ウェーブレットを用いて分析するすることが最適であることが明確になった。
脳転移肺がん細胞の薬剤応答と初期耐性のキネティクス解析に基づく新規治療法の開発

1脳転移指向性ヒト肺がん細胞株の樹立と薬剤応答の確認:ヌードマウス心腔内への接種と脳組織からの回収を繰り返すことにより、脳転移指向性細胞株PC9-Luc-EGFP-BrM3を樹立した。このPC9-BrM3細胞株をヌードマウス心腔内に接種して全身転移を誘導し、EGFR阻害剤ゲフィチニブの投与(0または20 mg/kg/day、2週間)を行った。結果、親細胞株と同様にゲフィチニブによって脳転移巣は劇的な縮小を示したが、やはり脳組織内に散在する微小残存病変の出現を認めた。この微小残存病変から樹立した細胞株(PC9-ES)は内因性の薬剤耐性を一切獲得しておらず、これらの細胞は脳微小環境によってゲフィチニブから一時的に守られていることが示唆された。微小残存病変はGFAP強陽性の活性化アストロサイトに囲まれていることから、ゲフィチニブ耐性には活性化アストロサイトが関与していることが強く示唆された。そこでPC9細胞株とマウス由来アストロサイトを共培養し、ゲフィチニブの投与によって誘導される薬剤耐性の原因となりうる分子の探索を行ったところ、ある特定のサイトカインがゲフィチニブの投与によってアストロサイトから誘導されることが明らかとなった。2薬剤初期応答のキネティクス解析:ヌードマウス心腔内への接種と脳組織からの回収を繰り返すことにより、ERK活性をリアルタイムにモニタリングできる脳転移指向性細胞株PC9-Luc-EKAREV-BrM3を樹立した。これをヌードマウス心腔内に接種してより効率的に脳転移を誘導し、マウス頭蓋骨に設置したイメージングウィンドウを介して2光子励起顕微鏡下に脳転移巣を捉えることに成功した。ところが親細胞株の場合と同様、同部位を経時的なイメージング(2週間)にて追跡することは困難であった。代替として、共培養系においてERKのキネティクスを可視化することには成功した。当初の計画通り、EGFR変異を有するヒト肺がん細胞の脳転移指向性亜細胞株を樹立することに成功し、ゲフィチニブに対する応答を経時的に観察することに成功した。またマウス生体内にて微小残存病変を形成する肺がん細胞が内因性の薬剤耐性を一切獲得しておらず、周囲微小環境によって一時的に保護されていることを明らかにした。さらに、この保護機構には活性化アストロサイトが関与しており、特定のサイトカインの関与をタンパクレベルで明らかにした。一方、初期応答と耐性のキネティクス解析を目的とした生体内FRETイメージングでは、脳転移指向性細胞株を用いても同一がん細胞の経時的追跡は困難を極めた。しかしながら代替手法として共培養系によるイメージング解析が進行中であり、3次元培養系における長期間の薬剤応答と耐性のキネティクス可視化が期待される。これまでの研究により、治療(ゲフィチニブ投与)の有無に関わらず、脳転移巣の大きさとGFAP強陽性の活性化アストロサイトの集積・拡がりに単純な相関関係が認められないこと、がん細胞が消滅したと考えられる領域にも活性化アストロサイトの集積が認められていることが明らかとなった。さらに驚くべきことに、マウス脳組織より樹立したアストロサイトにはがん抑制性を示すものが認められた。これらの事象から、GFAP強陽性の活性化アストロサイトにはがん促進性・抑制性の観点から異なるサブタイプが存在している可能性が示唆される。そこで今後の方針として、脳転移関連アストロサイトをがん脳転移促進性・抑制性の観点から複数のサブタイプに分類する。そしてゲフィチニブ投与経過中に出現する衣装残存病変に集積する活性化アストロサイトがどのサブタイプに属するかを経時的な免疫染色法によって明らかにし、その治療標的としての可能性を検討する。また薬剤応答と耐性のキネティクス解析として3次元コラーゲンゲル・マトリゲル中におけるがん細胞-アストロサイト共培養系を確立し、長期間(2週間)にわたるリアルタイムイメージングによって微小残存病変の出現に至るERK活性のキネティクスを明らかにし、これらを駆逐しうる最善の治療戦略の立案に繋げる。1マウス心腔内接種による肺がん脳転移モデルの作成:EGFR変異を有するヒト肺がん細胞株PC9に蛍光蛋白質(EGFP)とルシフェラーゼを発現させ、ヌードマウス心腔内に接種することにより全身転移を誘導し、EGFR阻害剤ゲフィチニブの投与(0, 20, 50 mg/kg/day、2週間)を行った。結果、ゲフィチニブ治療群では脳転移巣も含め劇的に応答することが明らかとなった。しかしながら病理学的に詳細な評価を行ったところ、脳転移がん細胞は完全には消失しておらず、脳組織内に散在する形で多数の細胞がKi67陰性の非分裂細胞として生存していることが明らかとなった。またこの薬剤耐性には活性化アストロサイトが関与していることが強く示唆された。2薬剤初期応答のキネティクス解析:MAPK/ERK活性をモニタリングするFRETバイオセンサーEKAREV-NLSを発現させたPC9細胞株を心腔内接種して脳転移を誘導した。この脳転移巣をマウス頭蓋骨に設置したイメージングウィンドウを介して2光子励起顕微鏡下にイメージングを行い、ゲフィチニブに対する応答を可視化した。結果、ゲフィチニブ投与から約40分後にがん細胞のERK活性が低下する様子を捉える事に成功した。しかしながら薬剤に対する応答が極めて良好であるため、経時的なイメージング(2週間)で同部位を追跡することは困難であった。3トランスクリプトーム解析による初期耐性シグナルの網羅的描出:上記マウスモデルより脳転移

肺がん細胞(ゲフィチニブ0 mg/kg/dayおよび20 mg/kg/day、2週間)を脳組織から抽出し、初期薬剤耐性に関わるシグナルの網羅的描出を目的としたトランスクリプトーム解析を行った。結果、初期薬剤耐性に関わる分子・シグナル経路としてインターロイキンを中心とした複数のサイトカイン経路を同定した。当初の計画通り、EGFR変異を有するヒト肺がん細胞の実験的脳転移マウスモデルを樹立し、ゲフィチニブに対する応答を経時的に観察することに成功した。また病理学的探索により、薬剤に対して初期耐性を示す脳転移がん細胞の性質(活性化アストロサイトに囲まれ休眠状態を呈する)を明らかにし、これら生存がん細胞のトランスクリプトーム解析により、初期薬剤耐性に関わると考えられる分子・シグナル経路を同定することにも成功した。初期応答と耐性のキネティクス解析を目的とした生体内FRETイメージングでは、上述のごとく同一がん細胞の経時的追跡は困難であったが、薬剤に対する初期応答を捉えることには成功した。1脳転移指向性ヒト肺がん細胞株の樹立と薬剤応答の確認:ヌードマウス心腔内への接種と脳組織からの回収を繰り返すことにより、脳転移指向性細胞株PC9-Luc-EGFP-BrM3を樹立した。このPC9-BrM3細胞株をヌードマウス心腔内に接種して全身転移を誘導し、EGFR阻害剤ゲフィチニブの投与(0または20 mg/kg/day、2週間)を行った。結果、親細胞株と同様にゲフィチニブによって脳転移巣は劇的な縮小を示したが、やはり脳組織内に散在する微小残存病変の出現を認めた。この微小残存病変から樹立した細胞株(PC9-ES)は内因性の薬剤耐性を一切獲得しておらず、これらの細胞は脳微小環境によってゲフィチニブから一時的に守られていることが示唆された。微小残存病変はGFAP強陽性の活性化アストロサイトに囲まれていることから、ゲフィチニブ耐性には活性化アストロサイトが関与していることが強く示唆された。そこでPC9細胞株とマウス由来アストロサイトを共培養し、ゲフィチニブの投与によって誘導される薬剤耐性の原因となりうる分子の探索を行ったところ、ある特定のサイトカインがゲフィチニブの投与によってアストロサイトから誘導されることが明らかとなった。2薬剤初期応答のキネティクス解析:ヌードマウス心腔内への接種と脳組織からの回収を繰り返すことにより、ERK活性をリアルタイムにモニタリングできる脳転移指向性細胞株PC9-Luc-EKAREV-BrM3を樹立した。これをヌードマウス心腔内に接種してより効率的に脳転移を誘導し、マウス頭蓋骨に設置したイメージングウィンドウを介して2光子励起顕微鏡下に脳転移巣を捉えることに成功した。ところが親細胞株の場合と同様、同部位を経時的なイメージング(2週間)にて追跡することは困難であった。代替として、共培養系においてERKのキネティクスを可視化することには成功した。当初の計画通り、EGFR変異を有するヒト肺がん細胞の脳転移指向性亜細胞株を樹立することに成功し、ゲフィチニブに対する応答を経時的に観察することに成功した。
スカベンジャー受容体の感染防御における役割の解明

スカンベンジャー受容体欠損マウスは、129/SvJマウス由来のES細胞を相同組換えによってスカンベンジャー受容体遺伝子を不活化することによって共同研究者の児玉龍彦博士らによって作成された。ES細胞をC57BL/6Jマウスブラストサイトに注入してキメラマウスを作成し、このキメラマウスをさらにICRマウスと交配し、ヘテロ接合体を得た。このヘテロ接合体の雄雌を交配させてホモ接合体であるスカベンジャー受容体欠損マウスを作成した。コントロールの正常マウスは、同様にヘテロ接合体のFlの正常ホモ接合体を用いた。これらのマウスは、2世代同腹交配した後、2つのグループ(ストックAとストックB)にわけて、異なった2施設で4から5世代交配させている。スカベンジャー受容体欠損マウスの腹腔マクロファージをスカベンジャー受容体に対する抗体で染色すると、正常マウスではスカベンジャー受容体タンパク質が強く発現していたが、ノックアウトマウスでは全く発現していなかった。そこでこれらの培養マクロファージをLPSで刺激した時に誘導されるサイトカイン産生を観察した。種々の濃度のLPSで刺激した場合、TNF、IL-1β、IL-6の産生の用量依存性は正常マクロファージとスカベンジャー受容体欠損マクロファージとでほとんど変化がみられなかった。LPS刺激によるNO産生をみると、ストックAのノックアウトマウスではNO産生量の低下がみられたが、ストックBでは、逆にNO産生がそれぞれのコントロールより亢進していた。同様なストックによる表現系の違いは、リステリア菌感染でも観察された。この場合、NO産生の違いなどを左右する因子は、スカベンジャー遺伝子ではなく、他の遺伝子の関与が疑われた。マクロファージを酸化LDLやデキストラン硫酸であらかじめ処理すると、LPSやINFγ刺激によって誘導されるNOやIL-lβ産生が低下した。そこでノックアウトマウスのマクロファージをデキストラン硫酸で処理しLPSで刺激をした。コントロールマクロファージでは、用いたデキストラン硫酸の濃度に依存して、NO産生量が低下した。一方、スカベンジャー受容体欠損マクロファージもデキストラン硫酸の濃度に従って、NO産生が低下した。しかし、スカベンジャー受容体欠損マクロファージでのデキストラン硫酸の効果は、コントロールと比べて10倍以上弱かった。これらの結果は、LPS刺激によるNO産生がスカベンジャー受容体を介して制御されている可能性を示唆しているが、必ずしもマクロファージのスカベンジャー経路が単純ではないことが示唆された。このようなスカベンジャー受容体とLPSの結び付きの詳細はさらに検討される必要がある。スカベンジャー受容体欠損マウスは、129/SvJマウス由来のES細胞を相同組換えによってスカベンジャー受容体遺伝子を不活化することによって共同研究者の児玉龍彦博士らによって作成された。

ES細胞をC57BL/6Jマウスブラストサイトに注入してキメラマウスを作成し、このキメラマウスをさらにICRマウスと交配し、ヘテロ接合体を得た。このヘテロ接合体の雄雌を交配させてホモ接合体であるスカベンジャー受容体欠損マウスを作成した。コントロールの正常マウスは、同様にヘテロ接合体のF1の正常ホモ接合体を用いた。これらのマウスは、2世代同腹交配した後、2つのグループ(ストックAとストックB)にわけて、異なった2施設で4から5世代交配させている。スカベンジャー受容体欠損マウスの腹腔マクロファージをスカベンジャー受容体に対する抗体で染色すると、正常マウスではスカベンジャー受容体タンパク質が強く発現していたが、ノックアウトマウスでは全く発現していなかった。そこでこれらの培養マクロファージをLPSで刺激した時に誘導されるサイトカイン産生を観察した。種々の濃度のLPSで刺激した場合、TNF、IL-1β、IL-6の産生の用量依存性は正常マクロファージとスカベンジャー受容体欠損マクロファージとでほとんど変化がみられなかった。LPS刺激によるNO産生をみると、ストックAのノックアウトマウスではNO産生量の低下がみられたが、ストックBでは、逆にNO産生がそれぞれのコントロールより亢進していた。同様なストックによる表現系の違いは、リステリア菌感染でも観察された。この場合、NO産生の違いなどを左右する因子は、スカベンジャー遺伝子ではなく、他の遺伝子の関与が疑われた。マクロファージを酸化LDLやデキストラン硫酸であらかじめ処理すると、LPSやINFγ刺激によって誘導されるNOやIL-1β産生が低下した。そこでノックアウトマウスのマクロファージをデキストラン硫酸で処理しLPSで刺激をした。コントロールマクロファージでは、用いたデキストラン硫酸の濃度に依存して、NO産生量が低下した。一方、スカベンジャー受容体欠損マクロファージもデキストラン硫酸の濃度に従って、NO産生が低下した。しかし、スカベンジャー受容体欠損マクロファージでのデキストラン硫酸の効果は、コントロールと比べて10倍以上弱かった。これらの結果は、LPS刺激によるNO産生がスカベンジャー受容体を介して制御されている可能性を示唆しているが、必ずしもマクロファージのスカベンジャー経路が単純ではないことが示唆された。このようなスカベンジャー受容体とLPSの結び付きの詳細はさらに検討される必要がある。
耳にやさしい音響システムの開発

ディスコ,ライブハウスなど,音そのものを楽しむ娯楽の中には,比較的高レベルの音を長時間にわたって聴取することがある。筆者らは,その危険性について,これらの音により,実際に一時的な聴力損失が生じることを明らかにしている。しかし,このような音楽を聴取する娯楽においては,音のレベルを下げることには抵抗があることや,法的な規制がないことなどの理由から,聴力への影響を少なくするための手段は講じられていないのが現状である。そこで本研究では,聴力への影響がより少なくなるような音響システムの開発を試みた。1.騒音性の難聴に特有な4kHz付近に生じる聴力損失(c^5 dip)が,外耳道による音波の共鳴に関連していると考え,既報の文献資料からその周波数レスポンスを推定した。2.外耳道による周波数レスポンスを簡略化した上で,これを逆特性としたフィルタを作成した。各種音源を用い,フィルタを通すことによる変化を複数の被験者に判断させたところ,両者の間には聴感上の違いのあることが分かった。しかし,ディスコ等で流れる音楽を想定した場合,その差は無視できると推察された。3.フィルタを通した場合とフィルタを通さない場合について,複数の被験者を対象に1時間の暴露を行った。暴露終了後,2,3,4,6,8kHzのテスト周波数について,一時的な聴力損失(TTS)を測定し,聴力への影響に対するフィルタの効果を検討した。その結果,フィルタを通すことで,3,4kHzの聴力においてTTSが有意に減少した。
ユニークな肝再生モデル系における胆管増生とそのメカニズムの解明

本研究では、マウス成体肝臓において肝前駆細胞増殖を顕著に誘導できる実験系の開拓とそのメカニズムの解明を行うことを目的とする。成体肝臓で特定の肝葉に行く門脈を結紮すると、その肝葉は栄養枯渇で萎縮する一方、残りの肝葉では肝再生に加え、顕著な肝前駆細胞増殖がおこるとされる。平成30年度は、前年度に引き続き門脈結紮後の肝再生を免疫組織学的に解析し、部分肝切除を含め他の再生系と比較するとともに、肝細胞の増殖パターンを、モザイクマウスを用いて解析した。TNFα受容体欠失マウスを用い、再生へのTNFαシグナル関与の有無を調べた。得られた結果は次のとおりである。(1)門脈結紮実験では、1日後に、門脈結紮を行った肝葉で壊死がおこり、次第に萎縮した。それと平行し、門脈結紮を行わない肝葉で再生がおこった。肝細胞の分裂像は3日後に分裂が顕著であった。門脈周囲に胆管が増生したが、DDC処理とは異なり肝実質部に侵入する肝前駆細胞の増殖は認められなかった。(2)部分肝切除系及び、アセトアミノフェンまたは3,5-ジエトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジン[DDC]による肝障害系で、オルニチントランスカルバミラーゼ酵素の発現がモザイク状になるspfashへテロ型マウスを用いて肝細胞の増殖パターンを数理科学的に解析した。これらの再生系では、前駆細胞増殖が起こるとされる系もふくめ、肝細胞の増殖パターンはフラクタルの性質を示し、肝細胞の娘細胞の配置に定方向性はなくランダムにおこると結論した。(3) TNFα受容体遺伝子欠失マウスにおいて門脈結紮手術を施したところ、肝細胞壊死は門脈を結紮した肝葉で野生型同様認められた。門脈結紮を行わない肝葉での肝細胞増殖もおこったので、この再生系にはTNFαシグナルは働かない可能性がある。さらに今後の検討が必要である。本研究では、マウス成体肝臓において胆管増生を顕著に誘導できる実験系の開拓とそのメカニズムの解明を行うことを目的とする。成体肝臓で特定の肝葉に行く門脈を結紮すると、その肝葉は栄養枯渇で萎縮する一方、残りの肝葉では肝再生に加え、顕著な胆管増生又は幹様細胞増殖がおこるとされている。この実験系では、再生肝葉と萎縮肝葉が別なので、胆管増生又は幹様細胞増殖のしくみを解析する上で、肝再生と胆管再生が同じ肝葉でおこる、化学薬剤投与による肝障害再生系より単純で、解析が有利であると考えられる。本研究では、この実験系で胆管増生過程の詳細を解析するとともに、肝細胞から胆管上皮細胞への分化転換の有無等を検証する。平成28年度は部分肝切除系における肝細胞と胆管上皮細胞の再生を免疫組織学的に解析した。胆管上皮細胞の再生については肝細胞に比べ1-2日ほど遅れてS期に入る細胞が認められたが、そのピークは肝細胞ほど明瞭なものではなかった。再生過程で、胆管上皮細胞マーカーを発現する肝細胞が門脈周囲に観察された。門脈結紮手術の条件の再確認を行い、中葉と左葉に向かう門脈を結紮したところ、中葉と左葉の萎縮がおこるとともに、右葉と尾葉の肥大がおこった。右葉と尾葉における胆管増生は予想していたほどには顕著ではなかった。これはサンプル採取のタイミングによる可能性もある。顕著な肝幹細胞増殖がおこるとされるアセトアミノフェンや3,5-ジエトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジン(DDC)による肝障害実験もあわせて進め、細胞挙動の解析を行った。門脈結紮手術の確立に予想以上に時間を要したため、解析が遅れ気味である。平成28年の検討でほぼ門脈結紮による肝再生系について解析ができるようになったので、今後は機動的に研究を推進していく必要がある。本研究では、マウス成体肝臓において胆管増生または肝前駆細胞増殖を顕著に誘導できる実験系の開拓とそのメカニズムの解明を行うことを目的とする。成体肝臓で特定の肝葉に行く門脈を結紮すると、その肝葉は栄養枯渇で萎縮する一方、残りの肝葉では肝再生に加え、顕著な胆管増生または肝前駆細胞増殖がおこるとされる。平成29年度は、前年度に引き続き門脈結紮後の肝再生を免疫組織学的に解析し、部分肝切除を含め他の再生系と比較するとともに、TNFα受容体欠失マウスに門脈結紮手術を行いTNFαシグナル関与の有無を調べた。今年度に得られた結果は次のとおりである。(1)部分肝切除及び、アセトアミノフェンまたは3,5-ジエトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジン[DDC]による肝障害実験を行い、DDC処理の場合は肝前駆細胞増殖が著しいことを確認した。アセトアミノフェン障害の場合は中心静脈域性肝細胞壊死に加え、程度は低いものの肝前駆細胞の増殖がおこっていた。部分肝切除系の場合、肝前駆細胞の増殖はおこらないが、肝細胞の増殖活性が他の再生系に比べ著しく高いことがわかった。(2)門脈結紮実験では、1日後に、門脈結紮を行った肝葉で広範な壊死がおこった。

3日後には約20%、7日後には50%、肝臓容量が減少した。それと平行し、門脈結紮を行わない肝葉で再生がおこった。肝細胞は3日後に分裂が顕著であった。門脈周囲に胆管が増生したが、DDC処理とは異なり肝実質部に侵入する肝前駆細胞の増殖は認められなかった。(3) TNFα受容体遺伝子欠失マウスにおいて門脈結紮手術を施したところ、肝細胞壊死は門脈を結紮した肝葉で野生型より遅れておこった。門脈結紮による肝葉の退縮にTNFαシグナル経路が関わる可能性がある。遺伝子欠失個体は術後数日で死亡する個体が多い。門脈結紮手術の確立に初年度目に予想以上に時間を要したため、解析は遅れ気味である。門脈結紮手術は極めて難しく熟練が必要な手術であるが、すでにマスターできたので、今年度以降、機動的に研究を推進していけるものと考えている。組織学的解析、免疫組織学的な解析などについては問題なくデータを得られる状態にある。一方、TNFα受容体遺伝子欠失マウスはその繁殖効率が悪く、これについてもコロニーサイズを大きくしたり、交配の組合せを工夫することで遺伝子欠失個体を効率よく得て、研究を進めていく必要がある。TNFα受容体遺伝子欠失マウスに対する門脈結紮手術も注意を要し、術後数日で死亡する個体が頻度高く出てきており、これが遺伝子欠失の効果なのかどうか、慎重に解析する必要がある。成果としては、門脈結紮による肝再生の特徴とTNFαシグナルの関わりが新たに明らかになりつつある。本研究では、マウス成体肝臓において肝前駆細胞増殖を顕著に誘導できる実験系の開拓とそのメカニズムの解明を行うことを目的とする。成体肝臓で特定の肝葉に行く門脈を結紮すると、その肝葉は栄養枯渇で萎縮する一方、残りの肝葉では肝再生に加え、顕著な肝前駆細胞増殖がおこるとされる。平成30年度は、前年度に引き続き門脈結紮後の肝再生を免疫組織学的に解析し、部分肝切除を含め他の再生系と比較するとともに、肝細胞の増殖パターンを、モザイクマウスを用いて解析した。TNFα受容体欠失マウスを用い、再生へのTNFαシグナル関与の有無を調べた。得られた結果は次のとおりである。(1)門脈結紮実験では、1日後に、門脈結紮を行った肝葉で壊死がおこり、次第に萎縮した。肝細胞の分裂像は3日後に分裂が顕著であった。(2)部分肝切除系及び、アセトアミノフェンまたは3,5-ジエトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジン[DDC]による肝障害系で、オルニチントランスカルバミラーゼ酵素の発現がモザイク状になるspfashへテロ型マウスを用いて肝細胞の増殖パターンを数理科学的に解析した。これらの再生系では、前駆細胞増殖が起こるとされる系もふくめ、肝細胞の増殖パターンはフラクタルの性質を示し、肝細胞の娘細胞の配置に定方向性はなくランダムにおこると結論した。(3) TNFα受容体遺伝子欠失マウスにおいて門脈結紮手術を施したところ、肝細胞壊死は門脈を結紮した肝葉で野生型同様認められた。門脈結紮を行わない肝葉での肝細胞増殖もおこったので、この再生系にはTNFαシグナルは働かない可能性がある。さらに今後の検討が必要である。門脈結紮手術の確立に時間を要したが、平成28年度の検討でほぼ門脈結紮による肝再生系について解析が可能となったので、機動的に今後は研究を推進していく必要がある。また門脈結紮による肝再生の場合は、胆管増生が期待ほどには顕著ではない可能性があるので、肝前駆細胞の増殖が顕著とされるDDCやアセトアミノフェン処理による肝障害系でも系譜解析を行っていったほうがいいように思われる。
MRIと分子イメージングに基づく動脈硬化の定量的診断と新しい予防戦略の構築

MRにて高リスクと認識された冠動脈HIPの分子病理学的な特徴は何か?、MRイメージングの撮像法およびプラーク解析の最適化・簡素化が図れないか?、冠動脈HIP(不安定プラークの程度)と心筋虚血発症のメカニズムは何か?という学術的な問いに対して平成30年度は、以下の成果を出した。1)ヒト剖検心・冠動脈アテレクトミーを用いた冠動脈HIPの成因解明:剖検心(41例)を用いてプラークの病理評価を行い、冠動脈HIPに特徴的な病理像を評価開始した。2)冠動脈動脈プラーク性状と心筋虚血発症との相互作用の解明:180名(内、30例が左前下行枝にHIP認めた)を登録し、HIPの存在が冠動脈狭窄の程度に関係無く心筋虚血を引き起こす、すなわちプラーク組織性状の不安定性が生理学的な心筋虚血に関与しているという世界に先駆けた成果が出てきている。3)冠動脈HIP自動測定のためのソフトウエア(q-HIP)の開発:我々が開発した冠動脈HIPの輝度の定量評価に用いる半自動画像解析プログラム-quantitativeHIP analysis software (q-HIP)の臨床的有効性の検証を行い、q-HIPが、従来の冠動脈高信号プラークを定量的に評価する2次元PMR法よりも有意に不安定プラークを評価できることが判明した。この成果を海外学会で発表し、現在論文化して投稿中である。また開発した画像解析ソフトを知財に登録予定である。1)ヒト剖検心・冠動脈アテレクトミーを用いた冠動脈HIPの成因解明は、既に剖検心(41例)を登録を完了し、冠動脈HIPに特徴的な病理像を評価開始した。2)冠動脈プラーク性状と心筋虚血発症との相互作用の解明:180名(目標190例の94%)を登録し、HIPとFFRの相関を評価開始した。3)冠動脈HIP自動測定のためのソフトウエア(q-HIP)の開発:すでに成果を論文として投稿中である。1)ヒト剖検心・冠動脈アテレクトミーを用いた冠動脈HIPの成因解明:冠動脈アテレクトミーにより採取したプラークの病理評価を行い、質量分析を開始する。2)冠動脈硬化モデルブタを使用したプラークの性状と心筋虚血発生機序の解明:冠動脈硬化モデルブタモデルの冠動脈標本を作製し病理的検索を進める3)冠動脈HIP自動測定のためのソフトウエア(q-HIP)の開発:論文の受理を目指す。4)冠動脈プラーク性状と心筋虚血発症:190例(残り10例)登録を行い、2019年中に路雲分投稿する。海外の学会参加を予定していたが、参加しなかったため。
脳動脈瘤発生における脳動脈壁変化の生化学的研究

脳動脈瘤発生のメカニズムとして血流側の因子と血管壁側の因子が想定されている。我々は、血管側の因子に注目して研究してきた。今年度の研究の目的は、動脈壁に存在するコラーゲンとエラスチンの局所における代謝異常を、蛋白分解酵素による分解亢進の観点から検討することにあった。今年度は主として方法論の至適化、確立を行った。すなわち1.コラーゲン、エラスチン及び合成ペプチド基質を用いて、蛋白分解酵素活性測定法を至適化した2.コラーゲン、エラスチンの分解産物を電気泳動法を用いて分離同定した。現在.患者から採取した動脈からコラゲナーゼとコラーゲンを抽出し上記の蛋白分解酵素活性測定、電気泳動法を適応中である。来年度はこれを発展させて動脈瘤の発生に組織コラゲナーゼ活性の亢進が関与しているかどうかを明らかにしたい。
クォーク・グルーオンプラズマの時空発展とシグナル

超高エネルギーの原子核衝突におけるクォーク・グルーオンプラズマの時空発展と生成のシグナルを、π中間子HBT2粒子干渉法における柊状態相互作用の平均場による効果と、クォーコニウム生成の初期過程について分析した。また付随した研究として、ランダム行列模型を用いた有限密度領域のQCD相図の研究、PNJL模型によってクォーク・ハドロン相転移の記述をおこなった。米国ブルックヘブン国立研究所で相対論的重イオン衝突型加速器(RHIC)を使って行われている高温のクォーク・グルーオンプラズマを生成する実験では、強い異方的なハドロンの集団流が見つかり流体模型の記述が成功しているが、流体描像で説明のできない現象も見つかっている。松井と服部(D3)は特にHanbury-Brown Twiss(HBT)効果として知られている、同種2粒子運動量相関からえられたハドロン放出源の形状と流体模型との食い違いに注目し、中間子の平均場の効果を調べた。この結果は、平均場による終状態相互作用によって運動量変化がおこり中間子発生源のHBT画像が歪む事を示し発表した。この研究により服部は博士の学位を取得した。また、松井と大西(D1)は、この平均場の時間発展を記述するブラソフ方程式のブースト不変な解の構成も行った(現在論文作成中)が、これらの研究は流体描像の適用限界を解明する上で重要な結果である。藤井は板倉(KEK),岩崎との共同研究で、初期におけるグルーオン場の非線形膨張解を解析的に構成し発表した。また、藤井と佐野(D1)は、有限温度のQCDのカイラル相転移を記述する模型としてランダム行列模型を調べ、これまでの研究で未解決であったフレーバー数依存性を導入する方法を発見し発表した。この方法は格子ゲージ理論のシミュレーションが難しい有限密度の場合への拡張が可能であり、有限密度領域を含むQCDの相図の研究に大きな進展となる事が期待される。また平成21年度の予算を一部繰り越して、23年3月にイリノイ大学のベーム教授を1週間招聘し、HBT効果に対する平均場の揺らぎの効果や、チャーモニウム生成過程の取り扱いについて有意義な議論をして頂いた事を付記します。この研究は、米国ブルックヘブン国立研究所(BNL)などで行われている超高エネルギー原子核衝突によって生成される、クォーク・グルーオンプラズマと呼ばれる物質の極限状態の時空発展を理論的に記述し、実験の観測量にその生成のシグナルがどのように現れるかを解明することが目的であった。これまでの研究では流体模型によるシミュレーションの結果が実験結果を良く再現しているが、「HBTパズル」のように流体模型では説明出来ない効果もあり、更に理論的に立ち入った研究が求められていた。また、この代表研究者の松井がクォーク・グルーオンプラズマ生成のシグナルとして以前から提案していたJ/ψ生成抑圧の効果もRHICの実験でも確認されたが、その詳細の解釈については理論的な検討が十分なされていなかった。「HBTパズル」については、流体模型に取り入れられていない効果として平均場の効果を検討して来たが、実験結果を十分説明するには至らなかった。この研究は松井が指導してきた学生(服部)の学位論文としてまとめられ、論文として発表された。J/ψ生成抑圧の問題に付いては、ハドロン衝突におけるJ/ψ生成の基本メカニズムについての現状分析を行った。その中から、J/ψ生成の直接過程といわれる2g→g+J/ψ過程に注目し、QCD素過程の計算を行った。この研究は松井の指導した学生(渡邊)の修士論文としてまとめられた。分担研究者の藤井はもう一人の学生(佐野)との共同研究で、ランダム行列模型を用いた有限密度領域のQCD相図の研究を行い、研究成果を2つの論文で発表した。この研究は低エネルギー領域の原子核衝突実験で生成が期待されている有限バリオン密度の領域でのQCD物質の極限状態を理解する上で重要な成果である。尚、これらの成果を発表予定であった2011年3月に予定されていた日本物理学会年会(新潟大学)は、東日本大震災のため中止となった。研究代表者の松井は学生2名を指導して、ハドロン衝突におけるクォーコニウム生成過程の研究と、クォーク・ハドロン相転移の有効理論に関する研究を行った。前者の研究では、まずカラー一重項模型によって、クォーコニウムの内部波動関数を考慮した計算を行ったが、単純なパートン分布関数を用いた生成断面積の値は実験で得られた横運動量分布や、偏向効果を再現できないことがわかった。この研究結果は、渡邊(現在D3)によって2回の学会発表(2011年秋弘前大、2012春関西学院大)で報告された。この研究は、後に、研究分担者の藤井の協力を得て、パートン分布関数のグルーオン非線形相互作用の効果を取り込んだ、カラー凝縮体模型(CGC)によるハドロン原子核相互作用の研究に発展している。後者の研究では、クォーク閉じ込めの効果とカイラル対称性の自発的破れの効果を取り入れたPNJL模型による有限温度でのクォーク・ハドロン相転移の記述を行った。

平均場近似の下で、クォークの熱励起は、低温相ではポリアコフループの統計平均により取り除かれるが、メソン励起型の相関を取り入れることにより、低温相がメソンの自由ガスになることを示した。これまでの先行研究では、低温相でクォークの分布関数がバリオンの分布関数となると解釈されて来たが、この計算にはバリオン中のクォーク相関が入っておらず、自由度も異なるという問題があることを指摘した。この研究の成果は、山崎(現在D2)により学会(2012春関西学院大)と国内研究会(2012年8月京大基礎物理学研究所研究会)、また国際サマースクール(2012年9月Erice)でも報告され、現在専門誌に投稿中。研究分担者の藤井は、上記の研究以外に、有限バリオン密度におけるQCD相転移の格子ゲージ理論による数値シミュレーションのために複素ランジュバン方程式を用いた新しい手法の開発研究を行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。
発がんの化学予防

ヒトにおける発がんの化学予防を実用化するために必要な基礎的データを得ることを目的として、多角的な検討を行い、以下の点を明らかにした。1.がん化学予防に有用である可能性のある候補化合物を見い出した。すなわち、カロテノイド類、majonoside-R2、ウルソール酸、クルクミン、ビール成分、ペルセノンA、イソリクイリチゲニン、αG-ルチン、フェルラ酸、ネギ成分、(+)-au-tumerone、春の七草、ヒドロキシアパタイト、trichostatin Aなどである。たとえば、カロテノイドに関してであるが、リコピンやゼアキサンチンが優れた抗発がんプロモーターであることを証明した。majonoside-R2、ウルソール酸は皮膚における発がんプロモーションを抑制し、クルクミンは肺における発がんプロモーションを抑制した。ビールの凍結乾燥物に抗変異原活性のあることが明がとなった。2.ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤はがん予防に有用である可能性があるが、今回その一種であるtrichostatin Aについて検討した。その結果、がん細胞の増殖を抑制し、p21/WAF1タンパク質の発現を抑制することが明らかとなった。3.MTH1遺伝子欠損マウスの腺胃において、Helicobacter pylori(HP)感染は、胃炎の持続と腺窩上皮の過形成を増強したが、1年半の飼育ではがんは発生しなかった。現在、観察を継続中である。またこの実験系を用いて除菌効果を見る実験も行っているが、現時点では対照群でがんの発生が見られていないので結果は得られていない。4.テレオシジンの誘導体であり、twist型だけをとる(-)-benzolactam-V8-310が発がんプロモーション作用を持っていることを証明した。1.発がん抑制に有用な候補化合物として、グリチルレチン酸モノグルクロナイド、タイ国産野菜成分(例えばAL-1など)、イソリクイリチゲニン、シクオキシゲナーゼタイプ2(COX2)の阻害剤(NS-398、ニメスリドなど)、リコピン、ヒドロキシアパタイト、クロロフィリン-キトサンなどを見い出した。2.ヒト正常型c-Ha-ras遺伝子トランスジェニックラットを用いて、カンキツ類に含まれているd-リモネンの評価を行った。その結果、乳腺発がんを抑制する効果があることを確認できたがその一方で食道発がんを促進する可能性を示唆する結果が得られた。3.多くの臓器における発がんを抑制する(-)-エピガロカテキンガレートが細胞周期のG2/M期において増殖停止を誘導することが明らかとなった。4.大腸発がんの抑制効果があることが示唆されているブチレートがWAF-1遺伝子の発現を促進し、細胞周期のG1期において増殖停止を誘導することが明らかとなった。5.発がつ抑制の研究を進める場合、全く逆からのアプローチも重要である。すなわち、発がん機序を解析することを通して、発がん抑制のための新戦略を考えるということも重要であろう。このような視点に立って、本研究班ではNOが発がんに関与することを今回世界で初めて実験的に証明することに成功した。この結果は、NO系をターゲットにした発がん予防方法を探索することが新しい戦略として考え得ることを示唆している。1.種々の天然カロテノイドが発がんの化学予防に有用であることを示す多くのデータが動物実験によって得られた。特に、リコピン(トマトに豊富に含まれているカロテノイド)は、有用性が高いと判定された。

2.ラッキョウ、アルファルファ、甘草等に含まれているイソリクイリチゲニンが、AOMで誘発される大腸粘膜異常腺窩巣(ACF)の形成を有意に抑制することが明らかとなった。3.新しい甘味科として開発されたグリチルレチン酸モノグルクロナイド(MGGR)が優れた肺発がん抑制効力を持つことを証明した。4.タイ国産野菜の一種であるヨモギナから単離され、AL-1と命名された化合物が皮膚発がんプロモーションを抑制することが明らかとなった。5.ヒト正常型c-Ha-ras遺伝子トランスジェニックラット(Tgラット)における乳腺発がんをカンキツ類に含まれているd-リモネンが抑制することを確認できた。6.一酸化窒素(NO)の発がんイニシエーター作用を、クルクミンおよび薬用人参抽出物が抑制することを証明した。7.大腸発がんの抑制効果があることが示唆されているブチレートは、WAF-1遺伝子プロモーター領域に存在するSp1-3部位を介して、WAF-1の発現を促進し、細胞周期のG1期において増殖停止を誘導することが明らかとなった。ヒトにおける発がんの化学予防を実用化するために必要な基礎的データを得ることを目的として、多角的な検討を行い、以下の点を明らかにした。1.がん化学予防に有用である可能性のある候補化合物を見い出した。すなわち、カロテノイド類、majonoside-R2、ウルソール酸、クルクミン、ビール成分、ぺルセノンA、イソリクイリチゲニン、αG-ルチン、フェルラ酸、ネギ成分、(+)-au-tumerone、春の七草、ヒドロキシアパタイト、trichostatin Aなどである。たとえば、カロテノイドに関してであるが、リコピンやゼアキサンチンが優れた抗発がんプロモーターであることを証明した。Majonoside-R2、ウルソール酸は皮膚における発がんプロモーションを抑制し、クルクミンは肺における発がんプロモーションを抑制した。ビールの凍結乾燥物に抗変異原活性のあることが明かとなった。2.ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤はがん予防に有用である可能性があるが、今回その一種であるtrichostatin Aについて検討した。その結果、がん細胞の増殖を抑制し、p2l/WAF1タンパク質の発現を抑制することが明らかとなった。3.MTH1遺伝子欠損マウスの腺胃において、Helicobacter pylori(HP)感染は、胃炎の持続と腺窩上皮の過形成を増強したが、1年半の飼育ではがんは発生しなかった。現在、観察を継続中である。またこの実験系を用いて除菌効果を見る実験も行っているが、現時点では対照群でがんの発生が見られていないので結果は得られていない。4.テレオシジンの誘導体であり、twist型だけをとる(-)-benzolactam-V8-310が発がんプロモーション作用を持っていることを証明した。
炭素14年代法による韓半島青銅器時代の編年体系の構築

韓半島南部と日本列島西半部を中心とした地域において金属器の生産と流通が活発であった時期の実年代をAMSによる炭素14年代を用いて推定した。この時期の日常容器であった粘土帯土器の実年代を求め、土器と金属器の考古学的な出土様相に基づいて鉄器の出現および細形銅剣文化の成立年代を求めようとした。研究史の検討により粘土帯土器の紀元前300年上限説が学界の主流であることがわかるが、これは現在にも支持されつづけており、細形銅剣文化の成立年代と初期鉄器時代の開始年代とも連動している。一方では細形銅剣文化と円形粘土帯土器文化の成立を同調する見解を支持しない研究者もあり、木炭の炭素14年代を用いて粘土帯土器の出現時期をより古くみる雰囲気が形成されていた。研究史から現われた問題点を指摘しながら筆者が自ら調査を行い、採取・処理した試料を中心に炭素14年代測定を実施し、その結果に基づいて土器の年代を構築したが、その試料は約100点にのぼる。円形粘土帯土器は紀元前6世紀に出現した可能性が非常に高く、三角形粘土帯土器は紀元前300年前後に出現したことがわかった。鉄器は円形粘土帯土器の新しい段階に出現するため、その出現年代を紀元前4世紀とみることができるが、これは実際に鉄器と円形粘土帯土器が共伴した遺構の炭素14年代とも整合的であった。これにより紀元前4世紀前半中頃である可能性を提示し、初期鉄器が出土した遺跡より確実に前段階に当たる初期の細形銅剣文化は紀元前5世紀までも遡る可能性が出てきた。このように推定された実年代は弥生土器との併行関係および炭素14年代とも整合的であり、考古学的な事実に基づいているため、その可能性が高いといえる。炭素14年代を用いた日韓共通の編年がはじめて構築されたのである。新しく構築した年代によると、現在の学界の一般的な時代区分とは合わないため、年代を調整して新しい修正案を提示した。鉄器の出現時期から初期鉄器時代と設定し、青銅器時代は円形粘土帯土器の古い段階と細形銅剣文化を含めることとした。これを青銅器時代後期と設定し、松菊里式を中期とする案を提示した。希望した資料の炭素14年代測定用の試料を十分サンプリングすることができ、測定も行われた。韓半島の青銅器時代における、実年代に基づく高精度の編年体系を構築する初めての試みであった。考古学的な相対編年と炭素14年代を整合させる方法は,初期鉄器時代原三国時代について既に実績があり,同一の方法論で紀元前一千年紀の実年代を決めることができた。日韓それぞれの国内で議論の続く弥生時代の開始年代,および両国にまたがる青銅器時代の年代観に合意点を導きだす手がかりになった。得られた編年体系を基盤として周辺地域の遺物を比較することで,紀元前一千年紀の日韓交渉史にみえる出来事を遺物や文献と整合させ,より正確な歴史叙述を進めることができた。考古学者が自然科学的な方法で実年代を獲得するための手引きとなり,炭素14年代法の活用の進展が期待される。自然科学的な分析法に対する考古学者の認識の変化にも寄与できた。これまでAMS・炭素14年代測定法によって測定された韓半島青銅器時代早期の炭素14年代を集成することができた。年代を測った試料が出土したそれぞれの遺跡や遺構の考古学的な物質資料の検討を行ない,遺構・遺物による型式学的の相対編年および堆積層位などによる相対編年と炭素14年代との整合性を確かめた。また,炭素14年代測定用の新しい試料として、韓国の海南郡谷里貝塚遺跡の動物骨をサンプリングすることができた。資料を所蔵している国立木浦大学校博物館で現地調査を行ない,貝塚の1V期層から2点ずつ10点のシカやイノシシの骨をサンプリングした。一方,より新しい時代の試料もサンプリングすることができ、青銅器時代に後続する時期の炭素14年代とも比較できるようになった。韓国の金海大成洞古墳博物館と釜山大学校博物館で現地調査を行ない,大成洞と福泉洞古墳から出土した人骨と漆を炭素14年代測定用試料としてサンプリングした。これらの遺跡は各時代において代表的な遺跡であり,炭素14年代測定結果は学界でも大きな影響を与えることが期待される。国内では板付遺跡や吉野ヶ里遺跡および福岡・佐賀に所在する博物館で韓半島の青銅器時代に併行する弥生時代の土器資料の調査を行った。今年度にサンプリングした試料に対しては全て炭素14年代測定結果が出ており,考古学的な情報を加えて年代を絞り込む作業が進んでいる。炭素14年代を集成した青銅器時代早期に対しては暦年代を推定することができ,青銅器時代の開始年代や前期との転換時点も把握することができた。