hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アザミウマの行動制御を標的とした植物防御機構に関する研究

植物病害ウイルス媒介虫の中でも農薬抵抗性を高度に発達させた難防除害虫の代表格であるアザミウマ類による激しい食害とウイルス病による二重被害は世界規模で深刻な問題となっている。そのような中で、ウイルス媒介虫であるアザミウマ類の防除においては「近づけない」ことが何より重要である。そこで、本研究においては、アザミウマの行動を制御している植物側因子の解明し、環境にやさしいアザミウマ忌避法の開発にむけた基盤研究を推進することを目的として実施している。従来の虫害研究では実際に被害が生じている作物を用いるのが通例であるが、本研究においてはリソース、関連情報が豊富なモデル実験植物、シロイヌナズナを用いている。これまでの解析から、植物防御を正常に発揮することができないシロイヌナズナ変異体に対するアザミウマの選好性などを明らかにしている。これらの成果に加えて、当該年度はアザミウマが媒介するウイルス病に感染した植物に対するアザミウマの選好性に対しても新たに解析を行い、アザミウマが植物の防御レベルを敏感に感知し、それに応じて行動することを明らかにした。つまり、ウイルス病に罹病することで変化した、アザミウマに対する防御レベルの低下がアザミウマの選好性に大きく影響していることを、各種シロイヌナズナ変異体やマイクロアレイ解析などにより明らかにした。現在、「葉の代謝成分」や「揮発性成分」に着目し、更に研究を進めているところである。農薬抵抗性を高度に発達させた難防除害虫の代表格であるとともに、植物病原ウイルスの媒介虫でもあることが、アザミウマが世界規模で深刻な問題となっている理由である。その問題を解決すべく多くの解析がなされているが、根本的な解決に到る手がかりは得られていない。そのような中で、我々はアザミウマ類の防除においては「近づけない」ことが何より重要であると考え、研究を進めている。このようなアザミウマの行動制御を目指した本研究課題は世界的にみてもユニークなものである。これまでに、モデル実験植物シロイヌナズナにおける実験系により、植物防御を正常に発揮することができないシロイヌナズナ変異体に対するアザミウマの選行性などを明らかとした。加えて、アザミウマが媒介するウイルス病に感染した植物においてもアザミウマの選行性が劇的に変化することを明らかにした。更に、アザミウマの選行性を制御しうる植物成分の候補についても解析を進めており、これまでにアザミウマの食害を受けた植物体から特異的に放出される匂い成分の同定に成功している。同時に、葉中に含まれる、ある種の成分が低下することにより、アザミウマの行動が変化することを明らかとした。今後、これら成分を利用したアザミウマの行動制御が可能となるかもしれない。このようにアザミウマの行動制御を目指した本研究課題は世界的にみてもユニークなものである。これまでに、モデル実験植物シロイヌナズナにおける実験系により、植物防御を正常に発揮することができないシロイヌナズナ変異体に対するアザミウマの選好性などを明らかにしてした。加えて、アザミウマが媒介するウイルス病に感染した植物においてもアザミウマの選好性が劇的に変化していることを明らかにした。
ネスティッドアトラクタによる自己相似理論モデルの構築と長期記憶経済時系列への展開

複雑系のスケーリング特性を導くメカニズムに着目して,一般的なモデルを構築することで,複雑系を対象にした方法論の指針を与える.モデル手法になり得るよう,従来の方法も包含した非線形工学の特徴ある手法として,かつ,実際の道具として提供しうるモデル構築法として確立すべく推進した.その結果アトラクタが入れ子構造となったネスティッドアトラクタが,スケーリング特性を生むメカニズムの候補として有望であることを明らかにした.複雑系のスケーリング特性を導くメカニズムに着目して,一般的なモデルを構築することで,複雑系を対象にした方法論の指針を与える.モデル手法になり得るよう,従来の方法も包含した非線形工学の特徴ある手法として,かつ,実際の道具として提供しうるモデル構築法として確立すべく推進した.その結果アトラクタが入れ子構造となったネスティッドアトラクタが,スケーリング特性を生むメカニズムの候補として有望であることを明らかにした.平成20年度は主に,計算機環境の整備,理論的研究の準備段階として,主たる対象として経済をとり上げ,そのスケーリング特性を顕著に示す長期記憶性を,購入予定のワークステーション上で大規模シミュレーションを実行することで徹底的に調べる.(1)スケーリング特性を示す各種のデータから,非線形システムの重要性を検証する.特に,本年度の前半では各種の経済データを収集し,予備的な研究としてその長期記憶性などスケーリング特性の多様な性質を購入予定のワークステーション上でシミュレーションを実行し,自己相似性の特徴を整理する.非線形モデルとしてカオスの可能性を追求するとともに,スケーリング特性を持ったマクロな経済時系列が,ミクロな挙動のいかなる特徴に依存するかを調べる.特に注目すべき従来の研究によると,線形要素の大規模な集団的挙動が,ある種の環境において長期記憶が生じる可能性が指摘されているが,これはミスリーディングな理論で,小規模な集団的挙動においてもスケーリング特性を導く理論が必要である.経済データを精査することで,このような考え方の正統性を考察する.(2)以上の研究を発展させ,具体的なモデルの構築に向けて研究した.特に,経済データの示す長期記憶性と,記憶モデルの示すスケーリング特性の類似性に着目して進めている.平成21年度は主に,購入したワークステーションを利用して,主たる対象である経済データをとり上げ,そのスケーリング特性を顕著に示す長期記憶性を,大規模シミュレーションを実行することで徹底的に調べた.(1)スケーリング特性を示す各種のデータから,非線形システムの重要性を検証する.特に,本年度の前半では各種の経済データを収集し,予備的な研究としてその長期記憶性などスケーリング特性の多様な性質をシミュレーションで調べ,自己相似性の特徴を整理した.非線形モデルとしてカオスの可能性を追求するとともに,スケーリング特性を持ったマクロな経済時系列が,ミクロな挙動のいかなる特徴に依存するかを調べた.特に注目すべき従来の研究によると,線形要素の大規模な集団的挙動が,ある種の環境において長期記憶が生じる可能性が指摘されているが,これはミスリーディングな理論で,小規模な集団的挙動においてもスケーリング特性を導く理論が必要がある.経済データを精査することで,このような考え方の正統性を考察した.(2)経済データ,脳の動特性データなどから予想される,階層的なアトラクタがスケーリング特性を導くであろうという予想のもとに,それを具現化するシステムを構築し,非線形システムとしての特徴を調べた.そこでは,非線形性,相互作用,しきい値機能など,どのような仕組みがネスティッドアトラクタを構成するか,理論的かつシミュレーションを通じて研究した.また,得られた理論モデルから時間空間的挙動からスケーリング則を確認した.最終年でには,スケーリング特性を与える一般的なメカニズムを与えるモデルとしての要件を抽出し,シミュレーション結果と合わせて個別の現象を取り上げて再検討した.さらに,大規模シミュレーションの結果を理論構築ヘフィードバックさせることでより確実なモデル手法になり得るよう,従来の方法も包含した非線形工学の特徴ある手法として,かつ,実際の道具として提供しうるモデル構築法として確立すべく推進した.その結果アトラクタが入れ子構造となったネスティッドアトラクタが,スケーリング特性を生むメカニズムの候補として有望となることを明らかにした.研究成果は論文として纏めるだけでなく,書籍などを通じて,研究者あるいは技術者に提供できるようにする.複雑現象を扱うフラクタル手法あるいは自己相似変換群は,複雑に見える現象からある種の不変な挙動を取り出す方法である.非線形で複雑な様相を呈する問題ではどのようにモデル化し,さらにどのようなアプローチで解を見つけるかは,問題の複雑さにも関係するが,統一的に確立された方法は未だ存在しない.本研究の目標は従来の現象論的な立場からの研究を進めて,複雑さの重要な指標としてのスケーリング特性を導くメカニズムに着目して,一般的なモデルを構築することで,複雑系を対象にした方法論の指針を与えることである.本研究のように,具体的に複雑な現象の特性を引き出すメカニズムあるいはモデル構築の従来の研究は見当たらず.実際に役立つ手法として体系化できれば,経済のみならず非線形工学の発展に貢献しうるものと確信している.
低次元構造をもつカルコゲナイドの創製と電子物性

遷移金属および鉄を含む新規四元系硫化物BaLn_2FeS_5(Ln=希土類元素)の合成に成功した。粉末X線および中性子回折により、これらの化合物群の結晶構造を決定し、いずれも構造が正方晶(空間群I4/mcm)であることを明らかにした。電気伝導度、磁化率、比熱等の測定手法を用いて、電気・磁気的性質について調べ、その電気的性質は半導体的であり、これらの化合物中では鉄および希土類元素はそれぞれ2価および3価の原子価状態をとることを明らかにした。また、希土類元素がランタンの場合に20K以下でスピングラス様挙動を示し、それ以外の化合物では40K付近で反強磁性転移を、150K前後でスピン異常を示すという複雑な挙動を示すことを見出した。さらに、希土類元素に関しては、ネオジムおよびサマリウムに関して低温で反強磁性転移が観測された。つぎに、粉末中性子回折測定を行い、鉄の反強磁性状態について調べたところ、磁気モーメントはc軸方向を向き、その磁気構造は結晶構造の2倍の大きさの単位胞を持つことを明らかにした。さらに、150K前後におけるスピン異常については調べるために、中性子回折およびメスバウア分光測定を行い、この異常が低温において鉄の配位環境の歪みが増大することにより生じることを明らかにした。
慢性低酸素環境における呼吸及び循環系調節機構の統合的研究

本研究の目的は、正常並びに低酸素環境での呼吸器系と循環器系の機能を同時記録、解析し、両系の調節機構を統合的に解明すると共に、それを踏まえた新たな疾患治療法を開発することである。目的達成のため、まず、以下の新装置・技術を独自に開発した。1)無麻酔、無拘束の小動物(ラット、マウス)の循環(血圧、心拍数)、呼吸(一回換気量、呼吸数、呼気、吸気時間等)、及び代謝(酸素消費量、二酸化炭素排出量)をbeat by beatで、さらには日内変動レベルで計測、解析できる装置、2)小動物の心・肺や脳などの血管応答を、大血管から微小血管(内径80μm程度)に渡るin vivo血管樹で可視化できるX線テレビシステムと血管造影術、さらに、3)小動物の生体内拍動心臓の収縮・拡張機能を心筋収縮タンパクレベルで画像解析できる放射光X線回折法である。1)の装置を遺伝子改変マウスに応用し、プロスタサイクリン(PGI_2)のα_2アドレナリン受容体と協調した低酸素性心拍増大応答の中枢性抑制機構(この機構は低酸素性呼吸応答には働かない)、さらに、M_2ムスカリン受容体の安静時心拍抑制と心拍の呼吸性変動での中心的役割を見出した。2)の装置をラットに用い、肝臓由来物質の肺血管トーン調節因子としての新たな役割、誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)由来NOの慢性低酸素性肺高血圧の抑制作用、さらに、近年発見されたタンパク、アドレノメデュリンの吸入による肺高血圧抑制効果並びに局所注入による虚血下肢血管新生促進効果(いずれも極めて有効)を見出した。3)の技術をラットに応用し、in vivo心臓でのアクチン、ミオシンのクロスブリッジ動態の可視化に世界に先駆け成功し、さらに低酸素環境並びに虚血時にクロスブリッジ形成が著明に減少することを確認した。将来、この技術は、心収縮機能異常の分子レベル評価を可能にすると期待される。無麻酔、無拘束のラット及びマウスの循環(血圧、心拍数)、呼吸(一回換気量、呼吸数、呼気、吸気時間等)、及び代謝(酸素消費量、二酸化炭素排出量)をbeat by beatで、さらには日内変動レベルで計測、解析できる新しいシステムを世界に先駆け開発した。また、ラット、マウスの脳や骨格筋内の血管応答を、大血管から微小血管(内径100μm程度)に渡るin vivo血管樹で可視化できるX線テレビシステムと血管造影術を新たに開発した。血圧、心拍の計測には、慢性実験用テレメトリー自動解析システム(DATA SCIENCES社)を応用した。麻酔下でカテーテルを左頚動脈に挿入固定し、送信器は背部の皮下に埋め込んだ。従来の腹部大動脈にカテーテルを挿入する方法では、下肢の虚血がしばしば生じるため、頚動脈挿入法を新たに採用した。血圧、心拍レベル並びにこれらの日内変動のリズムは、埋め込み後3日目で正常化し、また、体温異常、行動異常や運動麻痺等は認められなかったことから、カテーテル留置による脳虚血はないものと考えられた。肺機能は、ホールボディプレチスモグラフ法(BUXCO社)を用いて計測した。更に、代謝は、SABLE SYSTEMS社の酸素、二酸化炭素解析装置を応用し、ケージ内の二酸化炭素と酸素の出入りを計測した。各パラメータはアナログ信号としてコンピュータに送り、NOTOCORDSYSTEMS社のデータ取得、実時間解析システムHEMで、一括して解析、記録した。

X線テレビシステムには、1インチビジコンカメラ及びイメージインテンシファイヤー並びに微小焦点X線管を採用し、空問分解能8μmを実現した。以上の装置をプロスタサイクリン(PGI2)欠損マウスと対照マウスに応用し、以下の結果を得た。安静時では、1)PGI2欠損マウスの血圧、心拍、呼吸機能、代謝機能は、対照と比較し有意差はなかった。2)一酸化窒素合成酵素阻害剤の効果も、両マウス間で差を認めなかった。これらより、PGI2は、安静時では、呼吸、循環、代謝調節にあまり重要でないことが示唆された。しかし私共はすでに、慢性低酸素下のPGI2欠損マウスは、対照と比べ極度の右室肥大を呈することを解剖学的に検出している。来年度では、低酸素や運動等のストレス下でのPGI2の役割を究明する予定である。本年度は13年度に開発した覚醒下マウスの循環・呼吸・代謝機能の統合解析システムを、プロスタサイクリン(PGI_2)欠損マウス(PGID)に応用し、この物質の循環・呼吸調節上の役割を、室内気及び急性低酸素環境で調べた。1)室内気環境では、正常(WT)とPGDIマウス間で、循環・呼吸・代謝の平均レベル及び日内変動リズムに有意差はなかった。2)そこで、低酸素(10%O_2)に対する化学受容器を介した急性神経反射性応答でのPGI_2の役割を調べた。(この応答の中枢である延髄にはPGI_2が多く分布するが、その役割は不明であり、特に、この応答に重要とされている延髄の神経NOSあるいはα_2-adrenoreceptorとの相互作用に興味が持たれた。)3)低酸素に対する心拍と換気の増大応答は、選択的nNOS阻害薬(7-nitroindazole)で強く抑制された。抑制の程度は、WTとPGDI間でほぼ同じであった。4)他方、α_2-aderenoreceptor拮抗薬(idazoxan)は、WTの心拍応答のみを有意に増強させた。PGDIの心拍並びにWTとPGDIの換気応答には無効であった。以上の結果から、1)PGI_2は、生理的条件下より、低酸素環境のようなストレス下での循環調節に重要であること、2)心拍と呼吸の低酸素性応答において、nNOS由来NOは、PGI_2の有無とは無関係に、増強的に作用すること、3)α_2-receptorは、心拍の低酸素性増大応答に対し抑制的に作用し、その作用にはPGI_2が不可欠であること、つまり、PGI_2はα_2-receptorと協調して、低酸素時の心拍増大応答が過剰にならないよう、ブレーキ的な役割を果たすことが示唆された。今後、本統合解析システムを種々の遺伝子改変マウスに応用すれば、個体レベルでの遺伝子・タンパクの機能解析が飛躍的に進むものと期待された。本年度は、13年度に開発した覚醒下マウスの循環・呼吸・代謝機能の統合解析システムを、ムスカリン性アセチルコリン受容体欠損マウスに応用した。心臓に多く分布するタイプのM_2ムスカリン受容体(M_2-受容体)の欠損マウス(M_2KO)を用い、主に運動時の心拍変動を対照マウス(WT)と比較することで、循環調節におけるこの受容体の役割を調べた。安静時では、心拍レベルは、WTに比較しM_2KOの方が有意に高かった。心拍の呼吸性変動は、M_2KOで、ほぼ消失していた。ムスカリン受容体の刺激剤であるbethanecholを腹腔内に投与すると、WTでは、著明な除脈と呼吸性変動の増大が起こったが、M_2KOでは起こらなかった。運動開始時の心拍の急性増大は、M_2KO、WTのいずれでも生じた。
グラスアイオノマーセメントの機械練和

術者の熟練度に関係なく,短時間の練和で常に良好な泥を得ることを期待して、歯髄に対する影響が少なく,歯質や金属に接着する合着用グラスアイオノマーセメントをカプセルに入れて機械練和することを考えた。今回の実験により、1.市販のグラスアイオノマーセメント1,225gをミクロ形音波フルイ器で分級した。粒度分布は、05μmの粒子径が0.4%,510μmが4.3%,1015μmが18.5%,1520μmが38.6%,2025μmが38.2%となった。2.A:粉末の粒子径(1015,1520,2025μm)B:練和時間(12,18秒),C:ペッスルの大きさ(直径0.25,0.40,0.50cmのスチール製の球),D:粉液比(2.6/1.0,3.0/1.0,3.4g/1.0g)を要因として、機械練和した泥の被膜厚さと圧縮強さを測定した。粒子径1015μm,練和時間18秒,ペッスルの大きさ0.4cm,粉液比3.0g/1.0gの条件で機械練和した泥は、被膜厚さが23μm(リン酸亜鉛セメントの分割練和とほぼ同じ),圧縮強さは246.4MPa(グラスアイオノマーの手練和の1.4倍,リン酸亜鉛セメントの1.8倍)となった。3.機械練和中、後における泥の温度上昇を測定した。(1)粉末の粒子が細かくなると硬化が早くなった,(2)ペッスルの大きさは反応熱の吸収でなく、練和度に大きく影響し、直径0.4cmが良かった,(3)粉液比は3.0g/1.0gが最適となったなど以上のことが明確となった。さらに、このグライアイオノマーセメントを最適条件で機械練和した泥の接着強さ(歯質や金属に対する)や崩壊率,標準稠度について、実験を進めていく考えである。
白質脳症モデル動物に関する薬理学的研究

両側総頚動脈永久結紮(2VO)ラットはこれまでの研究から、白質部位での顕著な神経変性とグリアの活性化が認められることなどから、白質脳症のモデル動物となる可能性が示唆された。本研究では、関連する分子のクローニングをdifferential display法により行ない、数種の因子が単離同定した。そのうちで新規かつ発現変化の著しい2つの因子について、さらに機能解析を目指した研究を行なった。2VO処置後4日時点で増大する因子vof-21および2VO処置4カ月時点で増大している因子vof-16は現在までにそれぞれ1,600bpおよび780bpの配列を明らかにし、全長解析に向け研究を続けている。何れも新規配列であった。vof-21はその発現が2VO処置後7日でピークとなり、14日で元のレベルにまで戻った。vof-16は、海馬、大脳皮質に多く、詳細に検討すると、梨状葉やtenia tecta、大動脈周囲部などの、総じて液性因子と接する部分に多いことが明らかとなった。両因子は、培養NG108-15細胞中にも存在した。これらの因子の機能を検討するためのアンチセンス法の基礎検討を行ない、pH感受性リポソームの利用によりNG108-15中へのアンチセンスの取り込み効率が著しく増大する事がわかった。さらにペオニフロリンの学習障害改善作用の機序についての検討を海馬スライスを用いて行ない、アデノシン系、ムスカリン系のそれぞれの系が関連する長期増強現象の抑制を、ペオニフロリンが解除する事を示した。両側総頚動脈永久結紮(2VO)ラットは、これまでの研究から、白質部位での顕著な神経変性とグリアの活性化が認められることなどから、白質脳症のモデル動物となる可能性が示唆された。そこで本研究では、関連する分子を分子遺伝学的に明らかにする目的で、2VO処置後の初期ならびに学習障害発症後(4カ月)の脳中で変化する遺伝子のクローニングをdifferential display法により行なった。その結果これまでに、初期において発現増大する11種の因子を、また4カ月において発現変化する因子3種を単離した。そのうちで、発現変化の著しい、初期のvof-21および4カ月のvof-16について、現在さらにその詳細についての検討を行なっている。芍薬成分paeoniflorinが、ラットの空間認知障害に対し改善作用を示すことをこれまでに報告しているが、その作用機序を検討する目的で海馬スライスを用いた検討を行なった。その結果、長期増強現象のscopolamine(ムスカリン性受容体遮断薬)による抑制をpaeoniflorinが解除すること、その作用はpaeoniflorinのコリン作働系への直接作用によるものではない可能性を明らかにした。また、マウスの受動回避学習のscopolamine、cycloheximide(蛋白合成阻害薬)による障害を、芍薬エキスおよび当帰エキスが回復させること、および数種のUncaria属alkaloidがscopolamineおよびpirenzepine(ムスカリン性受容体遮断薬)誘発受動回避学習障害を回復させるものの、MK-801(NMDA受容体遮断薬)およびdiazepam(ベンゾジアゼピン受容体作動薬)による学習障害には無効であることを見い出した。今後、単離因子の生理機能について詳細な検討を行なうとともに、それを含めた各種生体内因子の学習障害改善薬による発現変化についても検討を加える予定である。そこで本研究では、関連する分子を分子遺伝学的に検討し、昨年までに、数種の因子の単離同定を行なった。本年はそのうちで、新規かつ発現変化の著しい2つの因子について、その機能解析を目指した研究を行なった。2VO処置後4日時点で増大する因子

vof-21および2VO処置4カ月時点で増大している因子vof-16は、現在までにそれぞれ1,600bpおよび780bpの配列を明らかにした。しかし何れも、蛋白をコードする部分の全配列の解明には至っていない。また両配列とも現在まで、いずれの既知配列とも有意な相同性は得られていない。vof-21について、その発現の時間経過を半定量的PCR法に基づき検討したところ、2VO処置後7日でピークとなり、14日で元のレベルにまで戻った。両因子の生理機能を解明するために、この因子を内在する細胞系の検討を行ない、その結果両因子ともNG108-15細胞中に存在することをPCR法により確認した。芍薬成分ペオニフロリンの学習障害改善作用機序を明らかにする目的で、行動薬理学的ならびに電気生理学的検討を行なった。本年度はペオニフロリンの作用にアデノシンA1受容体が関与することを明らかにした。すなわち、アデノシン受容体遮断薬による受動的回避学習課題習得の抑制、およびアデノシンによるラット海馬長期増強現象の抑制の両者共、ペオニフロリンの前処置によって解除されることを明らかにした。また、四物湯はスコポラミン誘発行動障害を改善させ、その作用には構成生薬4種全ての存在が必要である事を明らかにした。今回の研究により明らかにした因子については、その生理機能の詳細な検討を継続してさらに進めている。
エピゲノム変化に伴う摂食中枢制御と肥満生活習慣病に関する研究

「ベージュ脂肪細胞」とよばれる第二の熱産生脂肪細胞の存在が近年明らかにされている。褐色脂肪細胞が特に新生児に多く存在するのに比べ、ベージュ脂肪細胞は寒さに適応していくために新たにつくられる「誘導型」の熱産生脂肪細胞である。先行研究で短期の寒冷刺激に伴いJMJD1Aの265番目のセリン残基がリン酸化され、急性期の熱産生に必要な機能を獲得することを見出した(Nature Communications 2015)。今回、265番目のセリン残基をリン酸化されないアラニン残基に置換した変異型JMJD1Aをもつマウスを作製し、寒さに対する適応を解析した。急激な寒冷刺激下では、変異体マウスは寒冷を感知できないため、通常のマウスと比べて顕著に体温が低下した。また長期の寒冷刺激下では、変異体マウスは寒冷刺激をエピゲノムに伝えることができないため、野生型マウスと比較して、脂肪燃焼、熱産生、そして白色脂肪組織のベージュ化が顕著に抑制され、寒冷への適応力が低下していることが明らかになった。今回の研究から、寒冷環境への適応のしくみについて、(1)恒温動物が寒さに直面すると、褐色脂肪組織のJMJD1Aが寒さを感知することで急速な熱産生を行い、(2)寒さが長期に持続すると白色脂肪組織のJMJD1Aが寒さをエピゲノムに伝え、脂肪を燃焼し熱を産生する「誘導型」のベージュ脂肪細胞を新たにつくる、ということがわかりました。また、白色脂肪組織のベージュ化では、寒さの感知によるJMJD1Aのリン酸化(第一段階)、ヒストン脱メチル化によるエピゲノムの変化(第二段階)、という機構を介して、「休止中」の脂肪燃焼と熱産生に関わる遺伝子を「活動中」にし、慢性的な寒さに適応することが初めて明らかとなった。29年度が最終年度であるため、記入しない。ヒストン脱メチル化酵素JMJD1Aを欠損させたマウス(JMJD1A-KO)と野生型(WT)のマウスのグループではKOマウスは有意に摂食が更新していた。絶食後の再摂食の量を解析したところ、KOマウスは有意にWTマウスより摂食量が多く、摂食の抑制が顕著に弱いことが見出された。この時のc-Fos発現を見たところ、視床下部(腹内側核)、弓状核や孤束核など摂食制御に関連するところで活性化することが見いだされた。さらに能室内にレプチンの摂食抑制ホルモンを投与する実験では、KOマウスはレプチンの脳室内投与による摂食抑制が消失しており、一方、POMCニューロンの神経伝達物質のa-MSHの摂食抑制はKOマウスで亢進していた。POMCニューロンはレプチンの最大の標的ニューロンであることから、POMCニューロンの活性化がKOマウスで低下している可能性が考えられた。しかし、先の実験結果ではPOMCのmRNA発現は増加している事と合わせて考えると、POMCからa-MSHへのプロセッシング等が障害されている可能性も考えられた。一方、脳の部位特異的にJMJD1Aを欠損させるためにJMJD1A floxマウスとCamKII Creマウスを掛け合わせ特異的発現低下を確認したが摂食の抑制解除は見られず、Creドライバーマウスの検討が必要であった。中枢における摂食と摂食に関する神経核の活性発現まで解析されており、順調に進んでいる。レプチンの脳室内投与によるcFos染色を行う。またKOマウスのPOMCニューロンのCa濃度測定等を行う。

JMJD1Aの交感神経刺激によりリン酸化するセリン265をアラニンに変異させてリン酸化できない変異マウス(S265A-ノックイン)、逆に刺激なしでも常時リン酸化した状態を疑似するために陰性荷電のアスパラギン酸に変異導入したマウス(S265D-ノックイン)さらには、JMJD1Aの脱メチル化活性を欠落させるために酵素活性中心のヒスチジンをチロンシンに変異導入したマウス(H1120Y-ノックインマウス)の樹立に成功した。これらのマウスを用いて摂食抑制の障害がJMJD1Aのドメイン機能のどこにあるのかを解析する。具体的には生理学解析として、摂食量、代謝ケージでの酸素消費量、などを解析する。またレプチンの脳室内投与によるcFos染色、POMCニューロンのCa濃度測定等を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
安定化局所不均質構造を有する新金属ガラスの創製と動的ナノ構造変化機構

銅鋳型鋳造法においてチャンバー雰囲気を変えることで過冷却液体の低温領域での核生成制御が可能であることを示し、PdやNbを含有する優れた塑性変形能を有する新しいZr基バルク金属ガラスの作製に成功した。変形機構として、変形帯の移動にともなって動的な微細構造変化が起きることを確認した。また動的微細構造変化と金属ガラスの局所およびナノ構造制御による相乗効果が機械的性質、特に変形能の向上に有効であることを見出した。作製時のチャンバー内の雰囲気圧力を変えることでZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>(Cu, Pd)_<17.5>金属ガラスのガラス形成能が大きく変化することを見出した。これは比較的低温(ガラス遷移温度+200K)の冷却速度がチャンバー雰囲気圧力によって大きく変わるためであることを冷却曲線の実測によって明らかにした。このような冷却プロセスは、鋳造された合金は最初鋳型への熱伝導が冷却において支配的になるが、凝固が進行することで収縮が起き、その結果鋳型表面との間に隙間が生じることで冷却機構が雰囲気を介した熱伝導に変わるためであることを考察した。従って、低温領域でナノ準結晶析出領域が存在する高Pd含有合金で、しかも雰囲気圧力が高い場合に大きくガラス形成能が向上することが認められた。このように作製条件によって核生成挙動を制御することで、これまで得られなかった組成範囲でバルク状のガラス構造が達成されるという結果は、新しいバルク金属ガラスの作製方法として注目されるものである。上記合金の圧縮変形挙動を調べた結果、一般のバルク金属ガラスよりも優れた塑性変形能を示すことがわかった。優れた塑性変形能を発現するメカニズムとして、圧縮変形破面付近の透過電子顕微鏡(T E M)によるナノスケール解析の結果、変形帯の移動にともなって動的な微細結晶析出が起きることを確認した。このような動的微細構造変化は、安定な二十面体局所構造に代表される局所不均質構造に起因するものと推測されている。作製時のチャンバー内の雰囲気圧力を変えることで過冷却液体の低温領域での核生成制御を行い、新しいZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>(Cu, Pd)_<17.5>バルク金属ガラスを作製した。これらの合金の圧縮変形挙動を調べた結果、一般のバルク金属ガラスよりも優れた塑性変形能を示すことがわかった。その優れた塑性変形能を発現するメカニズムとして、変形帯の移動にともなって動的な微細結晶析出が起きることを確認している。このような動的微細構造変化は、安定な二十面体局所構造に代表される局所不均質構造とガラスの過冷却液体状態の意図的な不安定化の相乗効果に起因するものと考察した。特に後者の効果を発現するためにはPdの添加が必要不可欠であるが、その濃度は5原子%で有効であることを見いだした。さらに種々の濃度による機械的性質の変化を系統的に調査し、Pd濃度が517.5原子%の広い範囲でバルク金属ガラスの作製が可能であり、またそれらはいずれも優れた機械的性質が発現することを明らかにした。ただPd濃度によって変形誘起のナノ結晶化挙動に差異が認められた。すなわち、Pd濃度が高いほど析出結晶相の微細化や析出領域が狭くなることを見いだした。この原因として過冷却液体の安定性が異なるためであると考察した。一方貴金属元素添加によって安定化すると考えられる二十面体局所構造生成の起源を考察するため、Zr-PdやZr-Pt2元ガラス合金の局所構造解析を行い、Zr-PdではZr周囲に、Zr-PtではPt周囲にそれぞれ安定な二十面体局所原子配列が生成することを考察した。このことから、Zr-Al-Ni-Cu-Pd金属ガラスの安定化不均質構造の起源がZr-Pdの強い化学的相関によってZr周囲に生成する二十面体局所構造によるものと推察することができる。作製時のチャンバー内の雰囲気圧力を変えることで過冷却液体の低温領域での核生成制御を行い、新しいZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>(Cu,Pd or Nb)_<17.5>バルク金属ガラスを作製した結果、これらが優れた塑性変形能を示すことがわかった。そのメカニズムとして、変形帯の移動にともなって動的な微細結晶析出が起きることを確認している。このような動的微細構造変化を示す金属ガラスを熱処理し、あらかじめナノスケールの準結晶相を分散させたコンポジット材料では、粒子分散による強度向上と動的ナノ結晶析出による変形能の向上という相乗効果が現れることを示し、その分散条件について考察した。その結果、あらかじめ熱処理によって析出させるナノ準結晶を10体積%以下とすることで、高強度、高変形能を実現できることを見出した。さらに、作製時のチャンバー内の雰囲気種および圧力を制御することで冷却速度を変えることができることから、緩和状態の異なるガラス構造を作製することに成功した。

緩和状態を構造緩和量で評価し、機械的性質への影響を調査した結果、未緩和なガラス構造では(マクロ的には同じガラス構造であっても)、変形能が向上することを明らかにした。この結果は、金属ガラスの実用化において極めて重要な知見を与えるもので、"ガラス構造制御"の必要性を、示すものである。一方、貴金属元素添加によって安定化すると考えられる二十面体局所構造生成の起源を考察するため、Zr-Pt2元ガラス合金の局所構造とボロノイ多面体解析を行い、Zr、Pt周囲にともに二十面体局所原子配列が生成することを考察した。しかしながら完全二十面体局所構造はZrPd合金に比べて少なく、多くは歪んだ状態にあることを考察した。
歯科矯正時の歯槽骨適応変形に関する生体力学的研究

本研究は,生体組織の力学的適応現象を解明するための最適な研究対象のひとつとして,歯科矯正における歯槽骨の適応変形に着目し,(1)歯根部応力と歯槽骨吸収量を推定できる新たな解析手法を用いて,患者実測データを基に,歯牙移動現象の基本量である歯根部応力と歯槽骨吸収速度の定量的対応関係を明らかにする,(2)破骨細胞分布を観察する組織学的研究に,上記の手法を導入し,応力と骨吸収の因果関係を細胞レベルで解析する,(3)これらの関係より,生体の力学的適応現象を体系化するための基礎資料を得ることを目的とする.本年度は,以下の成果を得た.1.歯槽骨適応変形に関する計測法として,患者実測データを基に歯根部における歯槽骨吸収量と応力分布を推定する手法を考案し,本手法により単位応力当りの適応変形速度を求めた.個人差はあるものの応力と歯槽骨吸収量はよい相関を示し,520μm/g・mm^2・dayという推定値を得ることができた.2.実験動物(ネコ)の犬歯に初期荷重100gを与え,2週間の牽引の後,歯根組織切片を作成して,破骨細胞の分布領域を観察した.次に,各切片の歯根部形状に基づき個体別の有限要素モデルを作成し,応力分布の解析結果を細胞分布の観察結果と比較した.両者の間には比較的明確な対応関係が見られ,破骨細胞は限られた応力範囲で出現することが明らかになった.この結果は,適当な大きさの応力が生じ,かつ血流が存在する歯根膜・歯槽壁領域で,破骨細胞が誘導されることを示唆するものであり,至適矯正力や骨の力学的適応現象を解析する上で,極めて有用な知見と考えられる.本研究は,生体組織の力学的適応現象を解明するための最適な研究対象のひとつとして,歯科矯正における歯槽骨の適応変形に着目し,(1)歯根部応力と歯槽骨吸収量を推定できる新たな解析手法を用いて,患者実測データを基に,歯牙移動現象の基本量である歯根部応力と歯槽骨吸収速度の定量的対応関係を明らかにする,(2)破骨細胞分布を観察する組織学的研究に,上記の手法を導入し,応力と骨吸収の因果関係を細胞レベルで解析する,(3)これらの関係より,生体の力学的適応現象を体系化するための基礎資料を得ることを目的とする.本年度は,以下の成果を得た.1.歯槽骨適応変形に関する計測法として,患者実測データを基に歯根部における歯槽骨吸収量と応力分布を推定する手法を考案し,本手法により単位応力当りの適応変形速度を求めた.個人差はあるものの応力と歯槽骨吸収量はよい相関を示し,520μm/g・mm^2・dayという推定値を得ることができた.2.実験動物(ネコ)の犬歯に初期荷重100gを与え,2週間の牽引の後,歯根組織切片を作成して,破骨細胞の分布領域を観察した.次に,各切片の歯根部形状に基づき個体別の有限要素モデルを作成し,応力分布の解析結果を細胞分布の観察結果と比較した.両者の間には比較的明確な対応関係が見られ,破骨細胞は限られた応力範囲で出現することが明らかになった.この結果は,適当な大きさの応力が生じ,かつ血流が存在する歯根膜・歯槽壁領域で,破骨細胞が誘導されることを示唆するものであり,至適矯正力や骨の力学的適応現象を解析する上で,極めて有用な知見と考えられる.
アフリカツメガエル卵を用いたテロメレースの生化学的研究

染色体末端構造であるテロメアは、テロメアDNA・テロメアDNA結合タンパク質複合体を核として、複数のタンパク質が集合してできた機能的高次構造体である。テロメア構造の制御機構は細胞周期と密接な関連があると考えられているが、その詳細については未だ不明な点が多い。そこで我々は、アフリカツメガエル卵抽出液を用いることにより、細胞周期の進行に伴うテロメア構造の変化について解析を試みた。まずCSF (cytostatic factor) arrested extractsを用いて、細胞周期の進行に伴うxTRF1の動態について解析を行った。分裂期及び間期のクロマチンに結合しているxTRF1の量について比較したところ、分裂期のクロマチンにはxTRF1のシグナルが検出されたのに対し、間期ではxTRF1のクロマチンからの解離が起こり、その結合量が大きく減少していることが明らかになった。DNA複製を阻害した場合にも、xTRF1のクロマチンからの解離はコントロールの抽出液を用いた場合と同様に起こり、この解離はDNA複製に依存しないことが示された。一方、間期の抽出液に非分解型のサイクリンB (cycBΔ90)を加えて分裂期への移行を誘導したところ、xTRF1は再びクロマチンに結合した。また、Tankyraseを免疫除去したextractsでは、xTRF1の解離が顕著に阻害されたことからこの解難がTankyraseを介してのものであることが示された。さらに分裂期、間期のクロマチンに結合しているテロメレースの活性を測定したところ、テロメレースのクロマチン結合能は、xTRF1とは逆に間期に増加していることが明らかになった。以上の結果は、テロメア構造がTRF1の結合・解離を介して変化することで、S期におけるテロメアDNAの伸張を正に制御している可能性を示唆している。テロメアDNAはTTAGGGの繰り返し配列から構成されており、その最末端部分はグアニンに富む鎖(G鎖)が3'突出した約50-200塩基の一本鎖DNAとして存在する。テロメレースのテロメアへの結合能は、このG鎖の突出をはじめとしたテロメア構造の変化によって制御されていると考えられているが、その詳細については未だ不明な点が多い。そこでアフリカツメガエル卵抽出液を用いることにより、細胞周期の進行に伴うテロメア構造の変化について解析を試みた。まず二本鎖テロメアDNA結合因子として知られるTRF1のアフリカツメガエルホモログ(xTRF1)を新規に同定した。xTRF1は、hTRF1と同様に、高度に保存されたTRFHドメイン及びMybドメインを持ち、二量体を形成することでテロメア繰り返し配列に直接結合した。次にアフリカツメガエル未受精卵から調製したCSF(cytostatic factor)extractsを用いて、細胞周期の進行に伴うxTRF1の動態について解析を行った。精子DNAを分裂期及びS期の卵抽出液に加えることによりクロマチンを形成させ、結合しているxTRF1の量について比較したところ、分裂期のクロマチンにはxTRF1のシグナルが検出されたのに対し、S期のクロマチンではその結合量が大きく減少していることが判明した。さらに、S期の抽出液に非分解型のサイクリンBを加えて、分裂期への移行を誘導したところ、xTRF1は再びクロマチンに結合した。これは、xTRF1のクロマチン結合能が分裂期特異的に安定化されることを示しており、テロメレースによるテロメアの伸張がTRF1の結合・解離を介して、細胞周期依存的に制御されていることが示唆された。
サッカータレント発掘のための能力評価方法の開発＜体格・体力・技術＞

本研究の目的は、プロサッカー選手や日本代表選手を養成する過程において、各年代で行われる選手選考のための客観的な指標を体格、体力、技術の複数の側面から確立し、検証することである。この目的を達成するために、本研究では、プロサッカークラブの中学1年生チームから高校3年生チーム(U13U18)までの計6学年の選手の身体測定、体力測定、発育期の推定と試合分析(各チーム最低3試合が目標)を行うことを計画していた。具体的には、身体測定では、身長、体重と座高を測定し、体力測定では、30メートル走、アジリティ走と持久走を行う。試合分析では、運動量と技術面の分析を行う。体力面の分析には、グローバル・ポジショニング・システムを用いて、試合中の移動距離と速度を測定する。技術面の分析は、ビデオカメラにより録画した試合映像を用いて行う。平成30年度は、U13U18各チームの試合分析を十分行うことができ、1チーム当たり57試合分のデータ収集を行うことができた。また、身体測定や体力測定も予定通り行うことができた。平成27年と28年のデータを基に、U13からU18選手を対象に執筆した試合中の技術的側面の成長に関する論文が、平成31年1月に受理された。また、U13からU18選手を対象に、試合中の運動量の成長を横断的に分析した論文が、近日中に受理されると思われる。これらの研究により、中学1年生から高校3年生にかけて、試合中の技術的なイベントの頻度やパス精度、高速度での移動距離が向上することが明らかになった。これらの結果は、サッカークラブの指導者が、選手選考を行う時などに役立つと思われる。また、選手の年齢に適した練習内容(強度や技術的な難度)を決めるために有用であると思われる。現在は、体格、体力や技術的要素に対する発達期の影響や成功を収めたものと収められなかった者の違いに関する論文を執筆中である。本研究の目的は、プロサッカー選手や日本代表選手を養成する過程において、各年代で行われる選手選考のための客観的な指標を、体格、体力、技術の複数の側面から検討し、その有効性を検証することである。この目的を達成するために、本研究では、プロサッカークラブの中学1年生チーム(13歳以下、U13)から高校3年生チーム(18歳以下、U18)までの合計6チームの身体測定、体力測定、発育期の推定と試合分析(各チーム最低3試合)を行うという方法を採ることにした。身体測定では、身長、体重と座高を測定し、体力測定では30メートル走、アジリティ走と持久走を行う。試合分析では、体力面と技術面の分析を行う。体力面の分析には、GPSport社のグローバル・ポジショニング・システムを用いて、フィールダー全員の試合中の移動距離と速度を測定する。技術面の分析は、ビデオカメラにより録画した試合の映像を用いて行う。平成26年度には、U16U18までの全3チームの選手たちの体力測定を行った。また、U17とU18チームを対象にGPSによる試合分析と録画した試合映像を基に技術面の分析を3試合分行った。今後は、これらの身体測定や体力測定、試合分析を定期的に全チームの選手に行うことで、データを蓄積していく予定である。この目的を達成するために、本研究では、プロサッカークラブの中学1年生チーム(13歳以下、U13)から高校3年生チーム(18歳以下、U18)までの合計6チームの身体測定、体力測定、発育期の推定と試合分析(各チーム最低3試合)を行うことを計画していた。具体的には、身体測定では、身長、体重と座高を測定し、体力測定では30メートル走、アジリティ走と持久走を行う。平成26年度には、U16U18のチームの身体測定や体力測定、試合分析しか行えなかったが、平成27年度には、U13U18までの6チームの身体測定や体力測定、試合分析を行うことができた。身体測定と体力測定は、これまでに各チームに35回ずつ行うことができており、試合分析は、各チームに18回ほど行うことができている。それぞれのチーム間での体格、体力や試合中のパフォーマンスの横断的比較を行うには十分なデータが蓄積できたため、現在は分析を進めている。平成27年度は、ほぼ予定通りにデータ収集を行うことができたが、試合日程や所属リーグの関係で、U14とU16チームの試合分析を行なうことができた頻度が希望していた回数よりも下回ったため。

具体的には、身体測定では、身長、体重と座高を測定し、体力測定では、30メートル走、アジリティ走と持久走を行う。試合分析では、運動量と技術面の分析を行う。体力面の分析には、GPSports社のグローバル・ポジショニング・システムを用いて、フィールドプレーヤー全員の試合中の移動距離と速度を測定する。技術面の分析は、ビデオカメラにより録画した試合の映像を用いて行う。平成28年度は、熊本地震があり、九州サッカーリーグの試合が多数中止になったが、研究に最低限必要なデータ収集を行うことができた。身体測定・体力測定は、年度内に3回実施することができ、試合分析は、1チームだけ2試合しか行えなかったものの、他チームは4試合以上行うことができた。データ収集を2シーズン行うことにより、横断的な比較を行うには十分なデータが蓄積されたので、そのデータを基に、U13からU18選手を対象に試合中の技術的側面の成長に関する論文を作成し、現在、投稿中である。また、体力測定により収集した体力面のデータと試合分析より得た試合中の運動量に関するデータをもとに、U13U18選手の体力や試合中の運動量の成長に関する論文を執筆中である。平成28年度は、熊本大分地震があり、多数の試合が中止になった。そのため、必要な試合数の分析を行うことができないことが懸念されたが、無事、必要最小限のデータ収集は行うことができた。また、今年度も、研究に協力していただいているプロサッカークラブと良好な関係を継続できており、データ収集を順調に進めて行けそうである。予定していた以上に試合の技術面の分析に時間がかかっているため、論文執筆を開始するのが遅れたが、2か月前にU13U18の選手を対象とした試合中の技術的側面の成長に関する論文執筆が終了し、投稿することができた。本研究の目的は、プロサッカー選手や日本代表選手を養成する過程において、各年代で行われる選手選考のための客観的な指標を体格、体力、技術の複数の側面から確立し、検証することである。この目的を達成するために、本研究では、プロサッカークラブの中学1年生チームから高校3年生チーム(U13U18)までの計6学年の選手の身体測定、体力測定、発育期の推定と試合分析(各チーム最低3試合が目標)を行うことを計画していた。平成29年度は、身体測定・体力測定を年度内に3回実施することができ、試合分析は、全チーム3試合以上行うことができた。データ収集を3シーズン行ったことにより、横断的な比較を行うには十分なデータが蓄積されたので、そのデータを基に、U13からU18選手を対象に試合中の技術的側面の成長に関する論文と試合中の運動量に関する論文を作成し、現在、投稿中である。さらには、3年間蓄積したデータを基に発育期の推定を行い、体力や試合中の運動量と技術面に対する発育期の影響に関する研究を進めていく。
高機能性を付与したパンティストッキングの消費科学的研究

本研究では,高機能性を付与したパンティストッキング(PS)の開発は今後どのようにあるべきかを検討することを目的として,健康で快適なPSのための以下のような設計指針を得ることができた。1)高機能性を付与したとされる市販PSならびに試作段階にあるPSを収集して,それらの熱・水分・空気の移動特性を測定する一方,市販の無加工PSと比較してどの程度性能が向上しているかを明らかにした。2)前項の研究成果を基に,望ましい特性をもつと思われる高機能性PSを数点抽出して,人体着用実験を行った。その結果,夏用PSにおいても冬用PSにおいても,後加工よりも繊維そのものの改質,特に水分率を大きくする加工が有用であることがわかった。3)サポートPSが下肢部シルエットとむくみに与える影響を検討した。その結果,サポート力の大きいものほど大腿部での寸法が減少するが,下腿最小部分での寸法が逆に増加すること,また,長時間立位作業者のむくみに対しては,圧の強いものほど効果があることなどがわかった。4)下肢部の局所的な圧迫が,皮膚血流量に及ぼす影響について検討を行い,サポートPSの下肢各部でのサポート力の程度を明らかにすることができた。5)PS表面と皮膚表面との真実接触面の形態を捉え,接触点の総数や分布,真実接触面積,真実接触圧がPSのタイプにより大きく異なることが明らかとなった。6)PSの肌触りおよびすべりについて,その主観評価とPSがもつべき力学的特性の範囲を明らかにした。以上の成果により,本研究課題の目標は充分に達成しえたと考えられる。本研究は,高機能性PSを開発するための設計指針を得ることを目的として,吸汗・吸湿加工ならびに保温加工など温熱特性を向上させたとする市販の各種加工パンティストッキング(以下,PSとする)の消費性能を明らかにした。以下に,本年度の研究成果の概要を示す。1.市販の未加工PS28種類のdry heat loss,wet heat loss,水分率,透湿性,通気抵抗等の消費性能を測定し,その範囲を明らかにした。2.市販の吸汗・吸湿加工(夏用加工)PS11種類および保温加工(冬用加工)PSの消費性能を未加工PSの平均値Xと標準偏差σで規格化することにより評価した。3.夏用PS11種類の平均値は,wet heat lossおよび水分率が+0.5σの高い値を示した。また個々にみると,加工PSの中で3種についてのみdry heat lossあるいは水分率が+2σ以上増加していた。しかし,未加工となんら変化のなもの,逆に夏用としては性能低下しているとみられるものもあり,市販加工PSの現状を把握した。4.冬用PSでは,最外層をシルクでカバリングしたPSについては,水分率およびwet heat lossの増大が認められたが,シルクアミノ酸でコーティングしたPSについては,未加工との相違はみられなかった。6.また,現在まだ試作段階にあるウール加工,キトサン加工,スクワラン加工およびニンニクエキス加工などについても検討した。7.結論として,本研究で用いたPSの範囲内では,ナイロン糸を吸湿性維繊に換えたもの,あるいは維繊ら吸湿性を付与するための改質加工を行ったものでは,未加工との比較的大きな性能の相違がみられたが,表面処理したものでは未加工との相違はほとんどみられなかった。8.なお現在は,性能が向上していると思われたPSについて着用実験を行い,着用性能への影響を検討している。

2)前項の研究成果を基に,望ましい特性をもつと思われる高機能性PSを数点抽出して,人体着用実験を行った。その結果,夏用PSにおいても冬用PSにおいても,後加工よりも繊維そのものの改質,特に水分率を大きくする加工が有用であることがわかった。3)サポートPSが下肢部シルエットとむくみに与える影響を検討した。その結果,サポート力の大きいものほど大腿部での寸法が減少するが,下腿最小部分での寸法が逆に増加すること,また,長時間立位作業者のむくみに対しては,圧の強いものほど効果があることなどがわかった。4)下肢部の局所的な圧迫が,皮膚血流量に及ぼす影響について検討を行い,サポートPSの下肢各部でのサポート力の程度を明らかにすることができた。5)PS表面と皮膚表面との真実接触面の形態を捉え,接触点の総数や分布,真実接触面積,真実接触圧がPSのタイプにより大きく異なることが明らかとなった。6)PSの肌触りおよびすべりについて,そのの主観評価とPSがもつべき力学的特性の範囲を明らかにした。以上の成果により,本研究課題の目標は充分に達成しえたと考えられる。
硬変肝化学発癌機構の研究

肝細胞癌の病因として肝炎ウィルスが最も重要な役割を演じていることはよく知られいてるが、一方で、本来ウィルスと関係ないはずのアルコール性肝硬変も肝癌の発生率が高いことが指摘されており、その発癌機構については全く不明のままである。出願者は肝硬変そのものが化学発癌をも惹起しやすいと考え、肝硬変及びアルコール性肝障害で修飾される薬物代謝系因子の発癌イニシェーションに及ぼす慶響を検討した。azathioprineの発癌性には不明な点が多かったが、出願者らはそれまでの研究で、肝細胞内還元型グルタチオン(GSH)の減少時にはそのDNA損傷性が増大することを明らかにした。肝硬変時にはこのGSHは減少することが知られており、aflatoxin B_1(AFB_1)を用いてこのGSHのイニシェーション修飾作用,さらにethanolの影響を検討した。ethanol投与時の代謝系の変化として、チトクロームP-450(P450)及びそのアイソザイム、活性化AFB_1の解毒系と考えられるglutathione S-transferaseやepoxide hydraseを測定した。発癌イニシエーション(DNA傷害)の検出にはアルカリ溶出法、in situ nick translation法(備品として購入した生物顕微鏡を使用)、DNA adduct測定法を用いた。buthioninsulphoximineにより細胞内GSHを減少させると、AFB_1のDNA傷害性は著明に増大し、ethanolの投与によりこの傷害はさらに増幅された。ethanol投与により総P450.glutathione S-transferase,epoxidehydraseは変化せず、アイソザイムの測定(Western Blotting)によりP450IIIAが増加していることが判明した。従って、肝硬変時には肝細胞内GSHの減少によりAFB_1により発癌イニシエーションは増大し、ethanolの投与によりP450IIIAが誘導されることにより、さらに発癌の危険性は高まることが推測される。肝細胞癌の病因として肝炎ウィルスが最も重要な役割を演じていることはよく知られているが、一方で、本来ウィルスと関係ないはずのアルコ-ル性肝硬変も肝癌の合併率が高いことが指摘されており、その発癌機構については全く不明のままである。出願者はウィルスDNAの取り込みのみならず肝硬変そのものが化学発癌をも惹起しやすいと考え、化学物質によるDNA傷害であるイニシエ-ションの調節因子を究明し、アルコ-ル性を含めた肝硬変におけるこれらの役割を明らかにすることを目的とした。本年度はイニシエ-ションの調節因子として、azathioprineを用いた研究で明らかとなった還元型グルタチオンとアルコ-ル性肝障害で誘導されるチトクロ-ムPー450を修飾し、化学物質としてよく知られた肝発癌物質であるaflatoxinB_1(AFB_1)を用いて、アルカリおよび中性溶出法によりDNA一本鎖切断を検出した。その結果、buthioninsulphoximine(BSO)により肝細胞内グルタチオンを減少させるとAFB_1による肝細胞のDNA一本鎖切断は著明に増加し、エタノ-ルの投与によりこの傷害はさらに増大した。このエタノ-ルによるDNA損傷の増大がチトクロ-ムPー450の誘導によるものであると推測し、これを測定したところ総Pー450量には変化が見られなかった。活性化AFB_1の解毒系と考えられるglutathione Sーtransferaseやepoxide hydraseのエタノ-ルによる影響を考慮し、これらも測定したが変化はみられず、このエタノ-