hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
突然変異・遺伝的不安定性を誘発する長寿命ラジカルの生成機構・生成個所の解明

○放射線照射した哺乳動物細胞にビタミンC等を添加すると、細胞死や染色体異常頻度は変わらないものの、突然変異頻度は有意に下がる。当研究室では照射細胞中にシステイン酸化型長寿命ラジカルがあることを見つけ、このラジカルがビタミンC等を加えると消去することから、この長寿命ラジカルが突然変異誘発の鍵を握っていると考えてきた。本研究は、そのラジカルの生成箇所および生成機構の解明を目的とした。○未照射のSHE細胞中には、ミトコンドリア中のフラビンモノヌクレオチドのセミキノンラジカルとチイルラジカルのあることが、本研究で初めてわかった。従来、共同研究者から提供されていた冷凍細胞ではこれらのラジカルは消失して観測できなかった。○未照射細胞中のセミキノンラジカル及びチイルラジカルは、1つの細胞あたりそれぞれ2.5x10^6,7.5x10^5spinsと定量測定に成功した。○SHE細胞をγ線照射すると、チイルラジカルが減少し、フェニルアラニンラジカルが生成する。フェニルアラニンラジカルの生成量は、1000Gy照射時に2.0×10^6spins/cellであった。○突然変異誘発に関与するとされてきたシステインの酸化型ラジカルは、培養直後のシリアンゴールデンハムスター胎児(SHE)細胞を照射しても生成しなかった。従来、共同研究者から提供されていた冷凍細胞は長時間凍結保存されていたため、徐々に細胞内の溶存酸素濃度が高くなり、その条件下でのみシステイン酸化型ラジカルが生成したと推察される。本研究で生物影響実験とラジカル測定実験の試料の状態を極めて等しくした結果、このラジカルが突然変異誘発に関与していることは疑わしくなった。一方で、ミトコンドリア中のセミキノンラジカルやチイルラジカルが細胞の恒常性・酸化レベルと関与していることが示唆され、遺伝的不安定性を含めた遅延放射線生物影響とこれらのラジカルの対応関係が本研究の今後の展開するうえで重要な鍵になる。突然変異・遺伝的不安定性誘発長寿命ラジカルの生成機構を明らかにするため、細胞懸濁液を窒素または酸素飽和させることにより、照射中の溶存酸素が生成する長寿命ラジカル種に影響を与えるかどうかを調べ、長寿命ラジカルの生成機構について検討した。窒素飽和したシリアンゴールデンハムスター胎児(SHE)細胞・リン酸緩衝生理食塩水懸濁液(1:1)を室温でγ線照射してESRを観測すると、突然変異誘発に関与しているスルフィニルラジカル(SLF:R-CH_2-S-O・)は殆ど生成しておらず、水素付加型フェニルアラニンラジカル(HPA:R-CH_2-C_6H_6・)が主に生成していることがわかった。一方、酸素飽和したSHE細胞懸濁液を照射すると、SLFがHPAと共に生成していることがわかった。細胞懸濁液を重水素で置換することにより検討した結果、1重水素置換したHPAラジカルが生成したことから、照射中に生成した水和電子がフェニル基に入ってアニオンとなり、そこにD+が付加してHPAが生成したことがわかった。一方、放射線照射中に生成した水和電子は溶存酸素があるとO_2-が生成し、O_2-がシステイン(R-CH_2-SH)と反応してSLFを生成していると結論された。また、水の放射線分解のもう一つの主生成物で非常に反応性の高いOHラジカルに関しては、N_2O飽和系において照射中に水和電子がN_2Oにスキャベンジされると同時にOHラジカルの生成量が増えるはずだが、HPAラジカル生成量は減少し、SLFは殆ど生成しなかった。従って、OHラジカルは、HPA, SLFラジカルの生成には関与していないと考えられる。以上より、HPA, SLFは、放射線照射中に生成した水和電子をその生成における共通の活性種とし、溶存酸素がなければHPAが、溶存酸素がある場合は水和電子と酸素により生成したO_2-を経由してSLFが生成していることがわかった。この結果、蛋白質中に生成する長寿命ラジカルは、放射線による直接効果ではなく、間接効果で生成していることをこの研究で明らかにした。

従来、共同研究者から提供されていた冷凍細胞は長時間凍結保存されていたため、徐々に細胞内の溶存酸素濃度が高くなり、その条件下でのみシステイン酸化型ラジカルが生成したと推察される。本研究で生物影響実験とラジカル測定実験の試料の状態を極めて等しくした結果、このラジカルが突然変異誘発に関与していることは疑わしくなった。一方で、ミトコンドリア中のセミキノンラジカルやチイルラジカルが細胞の恒常性・酸化レベルと関与していることが示唆され、遺伝的不安定性を含めた遅延放射線生物影響とこれらのラジカルの対応関係が本研究の今後の展開するうえで重要な鍵になる。
チミンダイマ-除去修復機構の合成遺伝子による解析

T4エンドヌクレア-ゼVのC末端の芳香族アミノ酸クラスタ-がチミンダイマ-を含む二本鎖DNAの結合に関与することは容易に推定されるので、この付近の変異体であるT127M、W128AW128S、Y129A、K130L、Y131Aについてin vitroおよびin vivoの活性を測定した。in vitro活性測定には通常、UV照射したpoly(dT)・poly(dA)やプラスミドが用いられるが、反応速度などを詳しく調べるために、2本鎖中にチミンフォトダイマ-を一個のみ持つ基質を合成した。鎖長10、14、18のオリゴデオキシヌクレオチドとその相補鎖を合成した。フィルタ-を用いる解離定数の測定では鎖長10の二本鎖は結合が観察されなかった。14量体と18量体の二本鎖の解離定数は1.1×10^<ー9>Mと1.2×10^<ー9>Mであった。チミンフォトダイマ-を含む一本鎖は酵素濃度を大きくすると切断されることがわかったが、アフィニティ-は約1/100と推定された。14量体と18量体二本鎖のKm値はそれぞれ19×10^<ー9>Mと9×10^<ー9>Mであり、ほとんど差はないと考えられる。変異体酵素のピリミジンダイマ-グリコシラ-ゼ活性は上記基質を用いて反応後、ピペリジン処理し、鎖切断を5'末端のリンの放射性同位元素を定量することにより観察した。Typ128をAlaに変えた場合はほとんど活性がなくSerに変えた場合には低い活性を示した。Tyr129は特に重要で、Tyr131、132はAlaに変換してもある程度の活性を示した。
運動が誘発するメタボリック/メカニカルストレスによる筋幹細胞と間葉系幹細胞の制御

骨格筋の慢性炎症性疾患は持続的な炎症とそれに伴う線維化により機能不全を呈する。比較的有効とされる運動介入は、その強度や頻度によっては症状を悪化させる可能性も有しており、そのメカニズムは未だ不明である。慢性炎症性筋疾患に対する運動による骨格筋再生と変性メカニズムの解明は有効な治療法を確立するうえで大変重要な課題である。本年度は骨格筋再生と変性メカニズムの解明を目的とし、はじめに骨格筋の再生を担う筋幹細胞と骨格筋変性の原因となる間葉系幹細胞をマウス骨格筋より単離・培養した。慢性炎症性筋疾患モデルマウスから単離された筋幹細胞は細胞増殖のブレーキとして知られる細胞周期制御因子の発現が高い、一方、間葉系幹細胞は細胞周期制御因子(サイクリンディペンデントキナーゼインビター; CDKN)の発現が低いことが明らかになった。さらに興味深いことに、慢性炎症性筋疾患モデルで増加する間葉系幹細胞のうち、Platelet-derived growthfactor receptorsalpha (PDGFRα)を発現する細胞で細胞死抵抗性と免疫回避的な表現系を有することも明らかになった。また、正常マウスと慢性炎症性筋疾患モデルマウスの間葉系幹細胞において、増殖やサイトカインの発現を制御する候補となる因子の発現に差があることを同定した。現在、その因子がノックアウトされたマウスを購入し繁殖させ、検討を開始したところである。本年度は慢性炎症性筋疾患モデルマウスから筋幹細胞および間葉系幹細胞を単離・培養し、その表現系を評価する計画を立てており、その実験は順調に進行している。次のステップとして、上記細胞にメカニカルストレスまたはメタボリックストレスを負荷する予定であったが、細胞の表現系に影響をあたえる条件設定が十分に確立できなかった。そのため、現在までの進捗状況はやや遅れていると判断した。一方で、正常マウスと慢性炎症性筋疾患モデルマウスの間葉系幹細胞において、増殖やサイトカインの発現を制御する候補となる因子の発現に差があることを同定することができた。そこで、現在、その因子がノックアウトされたマウスを繁殖させ、検討を開始したところである。この因子の有無によりメカニカルストレスまたはメタボリックストレスに対する感受性が大きく異なる可能性もあり、重要な発見であると考えている。次年度からは、筋幹細胞および間葉系幹細胞に対するメカニカルストレスまたはメタボリックストレスの指摘条件の設定をまず実施する。正常マウスと慢性炎症性筋疾患モデルマウスの間葉系幹細胞において、増殖やサイトカインの発現を制御する候補となる因子の発現に差があること見出したため、そのその因子がノックアウトされたマウスを繁殖させ、得られたマウスから骨格筋幹細胞および間葉系幹細胞を単離・培養し、タンパク質・遺伝子発現解析を実施する予定である。その後、当初の予定通り、DNAマイクロアレイおよびmiRマイクロアレイなどの手法を実施し、階層クラスタリング解析およびKEGG pathway解析を実施し、代謝/力学ストレス感受性を制御する因子を探索する。

正常マウスと慢性炎症性筋疾患モデルマウスの間葉系幹細胞において、増殖やサイトカインの発現を制御する候補となる因子の発現に差があること見出したため、そのその因子がノックアウトされたマウスを繁殖させ、得られたマウスから骨格筋幹細胞および間葉系幹細胞を単離・培養し、タンパク質・遺伝子発現解析を実施する予定である。その後、当初の予定通り、DNAマイクロアレイおよびmiRマイクロアレイなどの手法を実施し、階層クラスタリング解析およびKEGG pathway解析を実施し、代謝/力学ストレス感受性を制御する因子を探索する。細胞培養に関わる実験において、当初の予定よりもやや遅れている。そのため、次年度に細胞培養に用いる培地、培養皿などの消耗品の購入にあてる。
320-ADCTと舌圧測定,マノメトリーを用いた咽頭残留の検討

摂食嚥下障害患者にとって,飲食物が嚥下後も咽頭内に残留する「咽頭残留」は,嚥下後の誤嚥を引き起こす因子として,リスクの高い病態である.外部から観察できない嚥下動態は,画像評価による運動学的評価にて病態を把握して適切な介入をすることが不可欠である.本研究は,CTによる運動学的評価に,マノメトリーによる運動生理学的評価をあわせ統合的に咽頭残留を評価し,咽頭残留軽減に有効な嚥下訓練および経時的変化をとらえた.運動学的評価と運動生理学的評価により,より正確に咽頭残留の病態を把握でき,症例に適した嚥下手技の検討を行うことができた.症例ごとに有効性を判断し病態にあわせた選択が必要であることが示された.摂食嚥下障害患者にとって飲食物が嚥下も咽頭内に残留する「咽頭残留」はリスクの高い病態であり,適切な対応が必要である.これまで嚥下動作を総合的,定量的に嚥下動態を評価する方法が確立されておらず咽頭残留の病態や効果的な訓練法は十分に解明されていなかった.320列面検出器型CT(320-ADCT)の開発により嚥下運動の運動学的解析が定量的におこなえるようになった.それにより嚥下中の喉頭閉鎖のメカニズムや嚥下後の咽頭残留の詳細な検討が可能となった.本研究では,嚥下中の咽頭腔の変化を320-ADCTとマノメトリーを用いて観察・分析しさらに舌圧にて舌の筋力を計測し咽頭残留の病態に何が影響するかを検討することである.嚥下造影検査にて咽頭残留をみとめた球麻痺による嚥下障害患者5名を対象として舌圧計測,マノメトリーによる咽頭・食道圧の計測を実施した.その後320-ADCTを用いて嚥下動態を撮影し,再構成された0.1秒間隔の画像を用いて嚥下諸器官の運動開始・終了・持続時間および食塊移動時間を計測した.3D-CT像を作成し,咽頭腔の変化を諸器官の時間的関係と検討,咽頭残留量を計測し,咽頭腔の容積変化と舌圧との関連をみた.症例により程度や場所は異なるが,全症例にて咽頭残留をみとめた.マノメトリーでは咽頭から食道の圧変化の異常,圧の低下をみとめ,3D-CT像では不十分な咽頭腔容積変化や食塊輸送と食道入口開大時間のずれをみとめた.舌圧は正常範囲もしくはやや低下していた.これまでの評価法であるマノメトリーや舌圧測定は咽頭圧や舌圧評価ができる点で有用であるが動態を観察することはできない.320-ADCTを組み合わせることで詳細で正確な病態理解につながった.今後は症例を増やし咽頭残留の病態の運動的理解をすすめ,病態に対する訓練法の選択や訓練法作成につなげていくことが課題である.嚥下障害の評価では重要所見である咽頭残留の評価とその対応法を検討することは重要である.しかしこれまで咽頭残留の定量評価が困難であったため,訓練法についても十分確立されていなかった.本課題研究では,咽頭残留の病態理解とその対応法を検討する目的で,嚥下動態の3次元画像描出化と定量評価を可能とした320列面検出器型CT(320-ADCT)を用いて嚥下中の咽頭腔体積変化から咽頭収縮の評価,さらにhigh-resolution manometry (マノメトリー)を用いて嚥下中の咽頭圧変化の評価を行い,咽頭機能をkinematic, kineticの両視点から評価.さらに舌圧評価を加え,咽頭残留に影響する因子を検討.初年度は,これらの評価法を咽頭残留のある嚥下障害患者を対象に同時期に実施し,計測結果をどのように統合して病態理解につなげていくかなど咽頭残留の評価法の確立を行った.当該年度は,咽頭残留の病態およびその軽減に有効な有効な訓練法を検討することを目標に通常嚥下と嚥下手技を用いた嚥下に対して3つの評価法を用いて検討した.嚥下造影検査にて咽頭残留をみとめた球麻痺による嚥下障害患者3名に対して,通常嚥下と嚥下手技2手技;努力嚥下,メンデルゾーン手技嚥下を指示して、それぞれの嚥下時の咽頭残留を評価した.2症例はメンデルソーン手技でマノメトリーにてUES弛緩時間の延長をみとめ,また320-ADCTにて舌骨喉頭挙上時間とともに食道入口部開大時間の延長をみとめ咽頭残留軽減をみとめた.また1症例は努力嚥下でマノメトリーにて咽頭圧が高くなり,320-ADCTにて咽頭腔の体積縮小が強くなり咽頭残留軽減をみとめた.努力嚥下もメンデルゾン手技いずれも咽頭残留軽減に有効であり,嚥下障害の病態にあわせた選択が必要であることが示された.摂食嚥下障害は重大所見のひとつである咽頭残留の病態とその対応法を検討することは重要である.咽頭残留の評価には諸器官や食塊の移送の動きを評価する運動学的評価だけでなく運動を起こす・変化させる力の働きを分析する運動力学的評価も必要である.

これまで両者の評価から統合的に咽頭残留を評価するシステムが十分に確立されていなかったことで,咽頭残留の病態の理解また訓練法の確立は不十分であった.本研究では咽頭残留の病態理解とその対応法を検討する目的で,嚥下動態の3次元画像抽出化と定量評価を可能とした320列面検出器型CT(320-ADCT)と咽頭・食道の接触圧を計測可能なhigh-resolution manometry (マノメトリー)を用いて咽頭と食道の運動機能を運動学・運動力学の両視点から評価した.さらに舌圧の評価を加え咽頭残留に影響する因子を検討した.初年度は評価法と分析方法の確立,2014・2015年度は咽頭残留の病態およびその軽減に有効な訓練法を検討することを目的に咽頭残留をみとめた嚥下障害患者を対象に通常嚥下と嚥下手技(メンデルゾーン手技・努力嚥下)を用いた嚥下を320-ADCT,マノメトリー,舌圧でそれぞれ評価した.3つの検査から得られた結果を統合的に分析し,咽頭残留軽減に有効な嚥下手技について検討した.メンデルゾーン手技で食道入口部開大が延長し咽頭残留が軽減する例,努力嚥下で咽頭圧が高まり咽頭残留が軽減する例,いずれの嚥下方法でも咽頭残留が軽減しない例をみとめた.メンデルゾーン手技,努力嚥下のいずれも咽頭残留軽減に有効な手技であるが,手技への精通の必要性また病態にあわせた選択が必要であることが示された.また努力嚥下については健常例での運動学的評価にてメカニズムをより詳細に解明する必要性が示された.摂食嚥下障害患者にとって,飲食物が嚥下後も咽頭内に残留する「咽頭残留」は,嚥下後の誤嚥を引き起こす因子として,リスクの高い病態である.外部から観察できない嚥下動態は,画像評価による運動学的評価にて病態を把握して適切な介入をすることが不可欠である.本研究は,CTによる運動学的評価に,マノメトリーによる運動生理学的評価をあわせ統合的に咽頭残留を評価し,咽頭残留軽減に有効な嚥下訓練および経時的変化をとらえた.運動学的評価と運動生理学的評価により,より正確に咽頭残留の病態を把握でき,症例に適した嚥下手技の検討を行うことができた.症例ごとに有効性を判断し病態にあわせた選択が必要であることが示された.計画したとおりに320-ADCTとマノメトリーと舌圧測定にて咽頭残留の病態理解や咽頭残留軽減に効果的な訓練法の検討を行うことができている.しかし対象となる嚥下障害患者を十分に集められていない現状である.咽頭残留を呈する嚥下障害患者は比較的容易に選定できるが,嚥下手技など訓練介入を継続的に実施でき,320-ADCTとマノメトリーの両方の検査を同時期に実施できる対象者は多くはない.そのため今年度も引き続き症例を増やしながら,同時に解析を行っていく予定である.また320-ADCTとマノメトリーの同期について,当初は同期させて計測する予定であったが,実際は同時期に行うことで対応している.初年度から検討しており,両検査の同期自体は可能となった.しかしマノメトリーのセンサーが動くことにより生じるモーションアーチファクトのためにCT上の画像の正確性が下がる問題点は十分に解決できていない.同時期に検査を行うことで,同じ嚥下を評価はできないが,それぞれ複数回計測することで再現性や信頼性の検討はできており,これ自体が研究進行の支障にはならないと考えている.リハビリテーション医学1.対象者の選定および経時的評価嚥下造影検査または嚥下内視鏡検査にて咽頭残留が著明な嚥下障害患者を選定し,対象者を増やしていく.検査のなかで咽頭残留軽減に有効な手技を複数検討し,嚥下訓練場面で手技の獲得を練習していく.これらの手技が獲得できたら,舌圧測定,320-ADCT,マノメトリーを同時期に計測し,咽頭機能評価および手技の有効性を検討していく.有効であった手技を用いて嚥下訓練を継続し,適切な時期に再度,舌圧測定,320-ADCT,マノメトリーを行い咽頭機能の再評価,咽頭残留の経時的変化を評価する.
人的資本形成における公教育と私教育の役割と、そのマクロ経済学的含意

本研究課題の主目的は、さまざまな労働市場メカニズムを考慮したうえで、公教育システムと私教育システムを比較することである。本年度は、当研究課題の最終年度にあたるため、前年度からの研究を継続しつつ、研究成果の取りまとめを行った。今年度は前年度から継続して行ってきた労働市場メカニズムと教育システムの相互連関に付いての理論的研究をさらに発展させることができた。具体的には企業のもつ組織資本に異質性があり、各労働者がそれぞれの人的資本に応じて異なる企業に配置される経済の動学モデルの分析を進めた。その理論的な結果の一つは、適材適所が生産活動にとって重要なケースでは、非常に優れた人材を育成することが経済全体の生産性にとって重要となるため、そのような人材の育成に優位性を持つ私教育システムが公教育システムよりも高いGDPを生み出しうることが分かった。この理論モデルを基として、カリブレーションおよびシミュレーションを行うことによって、教育システムの比較を数量的に行い、現実的なパラメータの下でも上述の理論的な結果が得られることを数量的にも示した。今年度の研究は以下の二つのテーマに焦点を当てたものであった。一つ目のテーマは、公教育と私教育の混在する経済における最適な教育政策、教育改革の分析であった。特に、最適な教育政策を考える際に、労働市場における労働者間の補完性と教育システムの相互連関にも着目した。具体的なアプローチとしては、日本の現状に合致する動学的政治経済モデルを構築し、能力によるクラス分けや、私教育の普及が、経済の所得分配に及ぼす影響を理論的に解明した。この研究は、大阪大学大学院国際公共政策大学院の瀧井克也助教授との共同研究であり、今年度は瀧井氏が在外研究で米国に滞在していたため、私が渡米することで共同研究を押し進めることができた。共同で執筆した論文は、神戸大学、名古屋市立大学、同志社大学、京都大学で開催されたワークショップで報告された。現在この共同論文は学術雑誌への投稿のための最終チェックの段階にあり、来年度早々には投稿する予定である。二つ目は、日本における親子間の人的資本伝播メカニズムを、親の性別や子供の性別を明示的に考慮しながら実証的に分析した。今年度は特に、親の抱く子どもに対する期待の格差が、子どもの学歴格差をどれだけ説明しうるかという点に焦点を当てた。この研究は未完成であるが、暫定的な結果として、期待格差が学歴格差を統計的に有意に説明しうることが分かった。この暫定的成果は、すでに二つのコンファレンスにおいて報告されている。また、家庭内における人的資本伝播メカニズムの国際比較のための準備も進めた。具体的には、ヨーロッパにおける家計調査の利用可能性を調査するため、スペインのPompeu Fabra大学を訪問し、複数の研究者より情報を収集することができた。今年度の研究は、前年度からの研究を継続したものであったが、特に以下の二つのテーマに焦点を当てたものであった。(1)日本における親子間の人的資本伝播メカニズムに関する実証的分析前年度から継続して、日本における親子間の人的資本伝播メカニズムを、親の性別および子供の性別を明示的に考慮しつつ実証的に分析した。今年度は特に、親の期待が子どもの最終学歴に与える影響が、時代を通じて変化しているかという点に焦点を当てた。この研究成果は、日本経済学会秋季大会において報告された。国際比較を行うために、アメリカの分析も現在進めている最中である。(2)労働市場メカニズムと最適な教育システム比較前年度は労働市場における労働者間の補完性と教育システムの相互連関にも着目した研究を、大阪大学大学院国際公共政策大学院の瀧井克也助教授と共同で進めてきたが、今年度はそれらの研究成果をウィーン大学および精華大学(中国北京)で開催された二つの国際会議で報告することができ、さらに国際学術雑誌への投稿も完了した。また、継続的な研究として、企業のもつ組織資本に異質性があり、各労働者がそれぞれの人的資本に応じて異なる企業に配置される経済の動学モデルの分析を始めることができた。現在、この動学モデルを用いて公教育システムと私教育システムの比較を試みているが、モデルの性質上、解析的な分析が困難なため、モデルのカリブレーションおよびシミュレーションによって、数量的な教育システム比較をも行っている。以上の2点のほかにも、高等教育と初等・中等教育の違いを考慮した動学モデルの分析にも着手することができた。
光学活性錯体の選択励起時間分解円偏光発光

本研究は光学活性希土類(III)およびクロム(III)錯体のCPL分光より時間及び光励起波長に依存する励起電子状態の掌性錯体構造を調べ、ms-μsの時間スケールで光学活性錯体の分子間相互作用、とくにエネルギー移動過程と掌性構造との関係を明らかにすることを目的としている。研究実績として、まず、(1)アミノポリカルボン酸(edds)あるいはODA(C_4H_4O_5)を配位子とする各種光学活性希土類(III)錯体の粉末および単結晶を合成し、さらにクロム(III)複塩についても(+)【Cr(en)_3】(-)【Cr(ox)_3】nH_2Oおよびその掌性符号をかえた他の光学活性錯体をあわせて9種類合成した。(2)光子計数法(PC法)による高感度なTL/CPL測定システムはコンピューターで光弾性変調器(PEM)を外部制御させることで完成し、Tb-1-edds錯体のCPLで検討した結果、これまで研究室が開発してきたLock-in Amp.方式よりさらに23桁感度が上がったことを確認した。(3)TLの強度ならびにCPLの時間変化特性を調べるために、高分解Digital Oscilloscopeをコンピューターと接続させて高感度な発光寿命測定システム(VIS-Decay)を完成させた。(4)Tb-1-edds錯体においてパルスN_2レーザーとPEMを同調させることにより、LCP/RCP変調を受けた発光寿命曲線を観測することに初めて成功した。これより、LCP/RCP成分の単純指数減衰関数としての寿命をコンピューターで処理して求めg値を求めたところ、定常光励起下のg値より小さめに出た。現在、さらにより精度および感度の高いTR-CPL観測システムの最終的開発の一歩手前にある。(5)【Cr(en)_<3〕>【Cr(ox)_3】の形のクロム(III)錯体複塩の分光研究調べたところ、光学活性クロム(III)錯体複塩の発光およびCPLスペクトルが極めて特異で、シャープなPoisson系列の線状スペクトルを生ぜしめること初めて見いだし、これが励起状態における複塩集合体の興味深い掌性構造に起因する事を推論した。
アーバスキュラー菌根菌の共生最初期過程を制御する新奇宿主因子の機能解明

共生菌共生を制御する宿主植物の遺伝子研究は、菌根菌・根粒菌の感染受容化を制御する共通シグナル伝達経路の解析を基盤として発展してきた。我々は、共通シグナル伝達経路に属し、菌根菌・根粒菌の感染制御因子であるCCaMK遺伝子に機能獲得型変異を導入し、デキサメタゾン誘導により機能獲得型CCaMK遺伝子の発現を誘導する系を構築した。さらに同系を用いることで、菌根菌非接種条件下で、発現誘導がかかる遺伝子群の中から、新規の菌根共生関連遺伝子群を選抜した。これらの遺伝子群のうち、MLO遺伝子、及び、Exo遺伝子の菌根共生特異的発現を明らかにした。共通シグナル伝達経路の主たる役割は、共生菌由来の感染シグナル分子に呼応した共生特異的なカルシウムスパイキングの起動にある。我々は、カルシウムスパイキングの起動因子であるCASTOR, POLLUX, NUP85, NUP133及びNENA遺伝子群の機能的上位下位性解析から、これらの遺伝子群によるカルシウムスパイキング起動制御機構についてモデルを提唱した。27年度が最終年度であるため、記入しない。アーバスキュラー菌根共生を制御する宿主植物の遺伝子研究は、菌根菌・根粒菌の感染受容化を制御する共通シグナル伝達経路の解析を基盤として発展してきたが、共通シグナル伝達経路下流の菌根共生遺伝子研究は、菌根共生変異体の単離などの順遺伝学的アプローチの困難さゆえ進んでいない。一方、マメ科植物のミヤコグサでは、LOREミュータントパネルの整備が急速に進むなど、逆遺伝学的手法に基づき、新奇共生遺伝子の機能解析を進める研究基盤が整いつつある。我々は、共通シグナル伝達経路の中枢因子であり、菌根菌・根粒菌の感染制御因子であるCCaMK遺伝子に機能獲得型変異を導入し、デキサメタゾン処理により発現誘導する系を構築した。菌根菌感染は同調的には起こらず、菌根菌感染最初期に発現変動する遺伝子をとらえることはこれまで困難であったが、同系を用いることにより、菌根菌感染初期過程において発現が強く誘導される、新奇菌根共生制御候補遺伝子群を選定した。これらの遺伝子群について、ミヤコグサのLOREミュータントパネルからの、当該遺伝子が破壊された変異体の取得と、同変異体の菌根菌共生表現型の解析を行い、新規菌根共生遺伝子の同定を目指す。アーバスキュラー菌根菌との菌根共生、および、根粒菌バクテリアとの根粒共生を制御する遺伝子は、根粒菌・菌根菌の感染受容化を制御する「共通シグナル伝達経路」の解析を基盤として発展してきた。我々は、この「共通シグナル伝達経路」に属する共生遺伝子について、さらに詳細な解析を行った。(1)共通シグナル伝達経路の中枢制御因子であるCCaMKに機能獲得型変異を導入したGOF-CCaMKを作成し、デキサメタゾン処理によりGOF-CCaMKを発現誘導する系を構築した。同系を用いた実験から、菌根共生最初期に発現誘導される新規遺伝子群を複数選定した。このうち、2つの遺伝子産物は、菌根共生成立時に、菌根菌の細胞内共生器官である「樹枝状体」に局在することが明らかになった。この成果については、現在、論文投稿中である。さらに、split ubiquitin YTH法により、これら2つの因子と相互作用する因子を複数同定し、これら相互因子の菌根共生への関与を検証する研究に着手した。(2)共通シグナル伝達経路に属する遺伝子群のうち、カルシウムスパイキング起動を制御する因子群カリウムイオンチャネルであるCASTORとPOLLUX、および、核膜孔を構成するヌクレオポリンであるNup133、Nup85、Nenaは核膜上に存在する。そこで、根粒共生能を指標として、これらの因子間の機能的上位下位性を解析した結果、ヌクレオポリン因子が、CASTORおよびPOLLUXの機能発現に影響を与えていることを明らかにした。この成果については、現在論文投稿準備中である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。研究対象となる遺伝子の中に、クローニングが非常に難しいものがあり、目的とするコンストラクト作成に、通常の遺伝子に比べ、数倍の労力を要した。これらの理由から、平成26年度からの解析に必要とされるコンストラクト構築、ライブラリー構築については、若干時間を要しているが、平成25年度計画については、ほぼ記載内容を実行している状況である。

27年度が最終年度であるため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。平成25年度に整えた研究基盤のもとに(LORE挿入変異系統の取得、種子増殖)、平成26年度より、新奇菌根共生制御候補遺伝子群の、菌根共生への直接的関与について解析を行う。さらに、候補遺伝子群がコードする因子との相互作用因子の探索から、共通シグナル伝達経路下流における、菌根共生制御機構の分子メカニズムの解明を進める。TAP-MS解析外注予算を計上していたが、タグ付きタンパク質発現用ベクターの構築に時間を要したことから、本年度予算消化できなかった。次年度、研究の進捗状況を見ながら、TAP-MS解析外注予算として使用予定である。
クラス内学力格差に対応するEFL教材開発のストラテジー

学習者の多くは,「授業がつまらない」から英語学習に消極的であり「授業方法の改善」を強く望んでいる-これは日本の英語教育が抱える最大の問題の一つである。一つの要因に,学習者の多様なレベルを考慮しない「画一的な教材の使用」が挙げられる。学習者の学習意欲は,与えられるタスクの難易度によって変動するものである。低学力者も積極的に授業に参加する意欲のわく教材,多様なレベルの学習者に対応できる教材が必要とされている。本研究では,中等教育機関における英語教育の活性化のために,特に多様な学力レベルを含む学習者集団の,学習への全体積極参加の促進を目指した教材開発ストラテジーとその応用を提案した。まず,既存の中学生用各種ワークブックのタスクと実際授業で課されたタスクに対する学習者の難易度判定とそれらに対する学習意欲の度合を調査した。いずれものタスクもその難易度判定にかなりのばらつきがみられた。学習意欲についても同様である。特に,低学力者の学習意欲に関する反応は否定的なものばかりであった。次に,研究用に作成されたタスクについて,その種類とレベル設定の変化に伴う学習者の難易度判定と学習意欲の変化を調査・分析した。これらの結果と学習理論や言語習得理論により,適切なタスクタイプが選出された。以上を踏まえて教材の種類,難易度の目安等タスク作成のガイドラインを示し,その応用を中学校2年生用教科書補助ワークブックの実例にて提案した。最後に,学習者からその試作教材に対する記述式フィードバックを得たところ,概ね好評であった。以後,本研究成果を全国規模の授業改革に繋げるべく,教科書出版者とのタイアップを検討する。
微生物群集構造遷移にもとづく森林内での木材腐朽過程の動態分析

微生物の指標物質であるリン脂質脂肪酸(PLFA)を試料から抽出し,分析することにより,森林内での初期の木材腐朽過程における微生物群集構造遷移の動態を明らかにしようとした。広葉樹林の尾根部,斜面部,谷部に設置した試験地に,コジイおよびスギ心・辺材から調製した木杭を埋設した。主成分分析を用いて尾根部における木杭表層部の群集構造を検討したところ,埋設直後の2ヶ月目のコジイ材,スギ辺材および心材には群集構造の違いが認められたが,12ヶ月後にはコジイ材とスギ辺材間に,24ヶ月後にはこれらとスギ心材の間にも群集構造の違いが認められなくなった。すなわち,腐朽に伴う木杭表層部の微生物群集構造は,コジイ材では埋設直後に,スギ辺材では最初の12ヶ月の間にそれぞれ大きく変動し,スギ心材では2年間にわたるゆるやかな遷移が認められ,2年後には3種の腐朽材はほぼ同様の群集構造を示すことが明らかとなった。微生物の指標物質であるリン脂質脂肪酸(PLFA)を試料から抽出し,分析することにより,森林内での初期の木材腐朽過程における微生物群集構造遷移の動態を明らかにする目的で,広葉樹林の尾根部,斜面部,谷部およびスギ人工林内に設置した試験地に,コジイおよびスギ心・辺材から調製した木杭(3cm×3cm×30cm)を深さ15cmまで埋設した。今年度は試験地の土壌,および埋設から2ケ月経過後の木杭表面の微生物群集構造をPLFA分析法により分析し,さらに杭表面の腐朽状況を,SEMを用いて観察した。土壌中の,微生物生体量としての総PLFAおよび他の微生物指標PLFAは各試験地間に有意な差は見られなかったが,真菌とバクテリアの比は広葉樹林の尾根部が斜面部およびスギ林と比べ有意に高く、また、グラム陽性菌とグラム陰性菌の比は、尾根部が他の試験地と比べ有意に低かった。よって、尾根部の土壌は他の試験地とは異なる微生物群集構造を有することが示唆された。この原因としては、尾根部の含水率およびpHが他の試験地と比べ有意に低いことから、その土壌化学特性の違いによって微生物群集が影響を受けたためと考えられた。また、木杭についてはコジイ木杭の総PLFA量および真菌の割合がスギ心・辺材と比べて高く,重量減少率もコジイが他の材に比べ高くなる傾向が見られた。一方,供試杭の表面を,SEMを用いて観察したところ,菌糸が柔細胞,仮道管および道管の内部で広がっており,とくに,柔細胞の周りの仮道管内部・道管内部に多く見られ,壁孔を通って侵入していた。単位面積あたりの菌糸長さは,コジイ,スギ辺材,スギ心材の順に多く,試験材の種類によって有意な差が認められたものの,試験地や1本の杭の中の位置による影響は小さかった。今年度は試験地の土壌,および埋設から約1年間経過後の木杭の腐朽率および表面の微生物群集構造をPLFA分析法により分析した。その結果,コジイ材の腐朽率が10-15%とスギ材よりも2-3倍高かったが,スギの辺・心材間には有意差は認められなかった。一方,総PLFA量により求められる微生物バイオマス量はコジイ材で有意に高かったが,スギ辺・心材間には有意差が認められなかった。昨年度検討した約2ヶ月後,約5ヶ月後の結果に本年度の約1年後のデータを加えて微生物群集構造を検討したが,約1年間にわたる森林内での木材腐朽の進行にともなう微生物群集構造遷移を明確に検出することはできなかった。また、尾根部,傾斜部,谷部という試験地の違いによる影響,またコジイ材,スギ辺材,スギ心材という供試材の違いによる影響もほとんど検出することができなかった。約1年間という短期間では、微生物群集構造の遷移を明確に検出できるほど木材の腐朽が進行しなかったためと考えられる。

しかし、真菌類やバクテリアなどの各微生物グループについて見ると、尾根部において,スギの辺・心材では真菌の割合が増加していくのに対して,コジイ材では逆に減少していく傾向が認められた。これは、過去に行った木粉での腐朽試験の報告と類似しており、さらに木材の腐朽が進行するに従い、このような特徴はより明確に検出できるようになると期待された。微生物の指標物質であるリン脂質脂肪酸(PLFA)を試料から抽出し,分析することにより,森林内での初期の木材腐朽過程における微生物群集構造遷移の動態を明らかにする目的で,広葉樹林の尾根部,斜面部,谷部およびスギ人工林内に設置した試験地に,コジイおよびスギ心・辺材から調製した木杭を深さ15cmまで埋設した。今年度は3カ所の試験地のうち,尾根部に埋設してから2年間経過後の木杭表面の微生物群集構造をPLFA分析法により分析した。その結果,木杭の腐朽率は,コジイ,スギ辺材および心材ともに,埋設期間が長くなるほど増加する傾向が認められ,とくにコジイ材では24ヵ月経過後には約16%に達していた。3種類の試験材で腐朽率を比較すると,広葉樹のコジイは,針葉樹スギの辺材,心材と比較して約2-3倍高くなる傾向が見られた。木杭表層部の微生物バイオマスの指標となる総PLFA量は,3試験材ともに,12ヶ月後までに急速に増加したが,12ヶ月から24ヶ月にかけては,大きな変動は認められなかった。24ヶ月目で比較すると,スギ心材,スギ辺材,コジイの順に微生物バイオマスは高くなり,針葉樹と広葉樹とでは大きな差があることが示された。群集構造についてみると,コジイ材では,真菌の割合に埋設期間に伴う一定の傾向は認められず,わずかながらも放線菌に増加傾向が認められた。スギ辺材では12ヶ月以降真菌の増加は認められず,グラム陰性菌の増加以外に群集構造の大きな変動は検出されなかった。一方,スギ心材では,埋設期間が長くなるほど,真菌とグラム陽性菌の割合が増加し,グラム陰性菌の割合が減少する傾向が認められた。以上の結果より,木杭表層部の群集構造は,コジイ材とスギ辺材では腐朽のごく初期に大きく変動するが,スギ心材では2年間にわたり遷移が認められ,2年後には3試験材ともにほぼ同様の群集構造を示すことが明らかとなった。
台湾における近代法の継受と日本法―担保法秩序変遷過程の比較を中心として

本年度の上半期に、近代日本の担保法発展に関する先行研究を整理し、その背後にある社会構造、政治関係を考察した。結論として、条約改正と殖産興業等の国家的政策により生成される民法典担保制度、特殊抵当、及び社会的要請を反映する担保に関する判決例は、ともに近代日本の担保法を構成していると言えるだろう。下半期に、近代日本と植民地台湾における担保法秩序の変遷を比較しつつ、両者の関連を探り、それぞれの異同や社会的背景を分析した。植民地台湾には、内地日本の条約改正及び法典施行により民事法制度が樹立されることになる。明治民法、新たに構築される「旧慣」、特殊の財団担保、法院判例は植民地台湾の担保法を構成していた。それと同時に、植民地台湾社会の法実践から、日本の学説や大審院判例法理の影響が見受けられる。また、植民地における人々は近代の権利やその規律化の作用を一定程度受けながらも、ある時には利益の考慮からそれを利用し、ある時には依然として旧来の慣行を選択したりし、またある時には適度に変形させながら取入れていった。その際、代書、弁護士等の法律専門家が介入したことは、上記の選択を左右する重要な要素だと思われる。台湾における法の植民地近代性は、まさにこれら法律専門家たちと民衆が一緒に構築したものと言っても過言ではないだろう。本年度は、植民地台湾における担保に関する公正証書と日記の分析を通じて、同地における担保法が演じる役割及び社会における受容の過程を明らかにした。1895-1922年植民地台湾における担保制度は、属人主義と属地主義が併用されるため、当事者及び担保目的物によって、異なる担保権を設定することになるが、土地を担保物とする場合には、一律に旧慣の「胎権」を設定する。この時期において、日本勧業銀行の台湾貸付には、不動産に「胎権」設定に負うところが大きいであり、また、台湾銀行の手形資金の貸付は、「根抵当胎権」の設定に依存していた。機能面から見ると、旧慣から由来する「胎権」は、ほぼ民法上の「抵当権」のような役割を果たし、植民地の不動産金融の発展に不可欠な要素だと見なしていた。一方、商人の黄東茂が関与した担保契約から、商取引上、物品委託販売のような継続的契約関係には、根抵当胎権がよく利用されていたことがわかった。根抵当胎権契約の盛んで行われるのは、植民地台湾における商取引の発達を意味するのである。1923年日本民法が施行された以降、法律又は公正証書には、「胎権」という用語がなくなったが、『水竹居主人日記』の記述及び司法代書人の訪問記録を通じて、台湾社会の中で依然「胎権」は「抵当権」と同義で用いられていることを確認することもできた。また、公正証書からみる信用組合、無尽会社等の庶民金融機関は、銀行であまり行われなかった売渡担保・譲渡担保を通じて、中小工商業者に対する融資を展開してきた。公正証書の条項から、大審院判例による承認される担保法理論、とりわけ民法典に規定されていない非典型担保に関する判例法理論を瞥見することができる。実際の取引の局面において現れる複雑な担保の様相を分析した上、植民地台湾における担保法秩序の図像を鮮明に浮き彫りとし、また、社会における各当事者にとって、近代的担保法の継受に関する意義は異なることも実証した。
河川環境の復元を目指した蛇行復元手法の開発

平成15年から3ヵ年の研究により,標津川大草原橋下流での旧川蛇行復元手法において,先行する試験地の現地調査結果を基に,治水・自然環境の視点から,現直線河道・旧蛇行河道並列通水方式(2ウエイ案)が有力視される結果を得た.以下に主な成果を列挙する.1.中規模河床波が形成される河道の河岸浸食を再現するための水理模型実験手法を行うにあたり最適な河岸・河床形成材料を試験地の実測データを基に選定を行った結果,比重が通常よりも軽く弱い粘着性を持つ材料が最適であることを見出した.2.現地踏査により旧川位置と直線河道の形状の関係から合流部および分流部の最適な法線形状の検討方法を開発した.すなわち,(1)ポテンシャルモデルによる合流部の流速分布解導出,(2)流線湾曲に伴う2次流算定により底面流速および底面勇断力予測,(3)流砂量分布の算定,(4)流砂連続式により河床変動量算定方法である.なお,並列通水方式を採用する場合,合流部の河床低下は無視できない影響をもたらす結果が得られた.3.倒木を投入した水衝部では、倒木のない水衝部(または、相対的に水深の深い場所)よりも、「多様な齢級」且つ「高い密度」でサクラマスが観測された。さらにサクラマスは、倒木によって創出された多様な環境を各齢級で使い分けており,倒木は魚類個体群の生活環を保全する上で一つの有効な手段と考えられる。4.河跡湖である旧川において環境負荷物質の収支調査を行うとともに水質予測モデルを構築し,その再現性を確認した.また,湿地における地下水位予測モデルを構築し,河川水位の変化に伴う河川近傍の地下水位変化の影響特性を明らかにした.平成15年から3ヵ年の研究により,標津川大草原橋下流での旧川蛇行復元手法において,先行する試験地の現地調査結果を基に,治水・自然環境の視点から,現直線河道・旧蛇行河道並列通水方式(2ウエイ案)が有力視される結果を得た.以下に主な成果を列挙する.1.中規模河床波が形成される河道の河岸浸食を再現するための水理模型実験手法を行うにあたり最適な河岸・河床形成材料を試験地の実測データを基に選定を行った結果,比重が通常よりも軽く弱い粘着性を持つ材料が最適であることを見出した.2.現地踏査により旧川位置と直線河道の形状の関係から合流部および分流部の最適な法線形状の検討方法を開発した.すなわち,(1)ポテンシャルモデルによる合流部の流速分布解導出,(2)流線湾曲に伴う2次流算定により底面流速および底面勇断力予測,(3)流砂量分布の算定,(4)流砂連続式により河床変動量算定方法である.なお,並列通水方式を採用する場合,合流部の河床低下は無視できない影響をもたらす結果が得られた.3.倒木を投入した水衝部では、倒木のない水衝部(または、相対的に水深の深い場所)よりも、「多様な齢級」且つ「高い密度」でサクラマスが観測された。4.河跡湖である旧川において環境負荷物質の収支調査を行うとともに水質予測モデルを構築し,その再現性を確認した.また,湿地における地下水位予測モデルを構築し,河川水位の変化に伴う河川近傍の地下水位変化の影響特性を明らかにした.平成15年度は、釧路湿原、標津川の自然再生事業を中心に、河川・湿地における自然復元の考え方と調査・計画論をまとめるとともに,直線河道を残しつつ旧川を利用した蛇行復元された標津川の試験区間における河道の変化を,現地踏査および測量により把握した.また,復元された蛇行河道の維持上重要な直線河道と蛇行河道の分岐部における流れの実態把握を行い,検討を行った.さらに,河川環境を考える上で重要な要素である河道内樹木について,平成15年8月の沙流川洪水時の流木の挙動の調査を実施した。平成15年度の標津川試験区間の河道は,通水開始から1年以上経過し,比較的大きな出水を前年度経験したことから急激な河道の変化が治まり,今後の経年的な河道変化の傾向を把握することが可能であった。その結果,試験区間の河道変化は,通水後,河道の湾曲及び河床に形成される交互砂州に起因する流れの偏りと交互砂州による河岸部の洗掘による河岸の侵食によって引き起こされ,湾曲と交互砂州によって形成される複雑な流れを精度良く把握する必要があることが明らかとなった.ヒのことから,直線河道と蛇行河道が分合流する2way河道内の流れを再現する2次元平面流況数値モデルの開発を進めるとと右に,分岐部における流砂の挙動を理論的に解明しそのモデル化を図った.また,沙流川におけ流木調査の結果,河道内樹木は流木の供給源として考えられるが,流木化する量に比して上流からの流木の捕捉量が上回っており,河道内樹木の流木の捕捉効果についても評価されることが判明した.さらに、現状の生態系についてその構造と機能、健全性を評価する手法、さらに劣化した生態系を修復するための方法について、水生昆虫、魚類、安定同位体を指標として検討した。

その結果、河川の横断的連続性、さらに適度な撹乱の許容が、生息場環境の形成と維持に重要であることが確認された。平成16年度は、河川・湿地における自然復元の具体的手法について、標津川の試験地等における調査を基に検討を行った。(A)直線化された河道を残しつつ蛇行を復元する場合の現象について、推理特性を理論と実験により調べ、以下の結果を得た。1)平坦床分岐では、急勾配水路側に流量の偏る分岐流量解がただ1つ現れ、時間的に変化しない。2)移動床分岐では、分岐流量が時間的に変動し主流交番の発生する場合がある。3)主流交番は砂堆河床で発生しており、交互砂州によるものではなく移動床分岐水路に内在する不安定機構によるものと推察される。(B)河川環境の向上のための倒木投入の効果について、投入前後の河道内の物理環境と生物の生息量調査を行った結果、以下の事項が確認された。1)流速の小さい空間が創出され、海から遡上した大型・小型のサクラマスが倒木周辺で多く確認された。2)倒木投入後の調査(夏期)では、対照区と比較して約8倍の個体数が倒木区で確認された。また、初冬の調査では、遡上したシロザケが倒木区でのみ確認された。3)水生昆虫においてもコントロール区より倒木区で生息密度や種数の増加がみられ、倒木投入によって河川が安定化したことが影響している。(C)旧川の自然再生における水質改善のための対策評価に生かすことを目的として、水質の悪化が指摘されている石狩川旧蛇行部の茨戸川を対象に水質形成要因を定量化した。さらに、魚類からみた健全化に生かすことを目的に、北海道内の河川を対象に河道構造と底生生物、魚類の生息環境の関連を明らかにした。(D)河川環境を考える上で重要な要素である河道内樹木について、洪水時の挙動を把握するため既往最大の洪水を経験した沙流川の河畔林について調査を実施するとともに倒木限界を把握するため引き倒しの試験を行った。その結果河畔林周辺の地形が流れに大きく影響し樹木の倒伏を支配することが確認された。研究対象である標津川大草原橋下流における旧川蛇行復元手法において,先行する並列通水方式試験地の現地調査等から,治水・自然環境の視点から,現直線河道・旧蛇行河道並列通水方式(2ウエイ案)が有力視される結果を得た.これを基に,以下の検討を行った.1.中規模河床波が形成される河道の河岸浸食を再現するための水理模型実験手法を行うにあたり最適な河岸・河床形成材料を試験地の実測データを基に選定を行った.その結果,比重が通常よりも軽く弱い粘着性を持つ材料が最適であることを見出した.また,模型の水理量と現地の水理量との関係をデータの比較により検討し,河岸侵食の進行速度から模型の時間縮尺を明らかにした.現直線河道の法線について護岸を撤去した場合でも蛇行が進展せず直線的な形状を維持することを既往の検討結果と水理実験から明らかにした.さらに,河道内植生に関する水理機能を明らかとするため,洪水時に調査を実施し計画上での河道内植生の取り扱いを明確にした.2.現地踏査により旧川位置と直線河道の形状の関係から合流部および分流部の最適な法線形状を明らかとした.また,先行する並列通水方式試験地にて重要問題となっている合流部河床低下に関し,以下の方法を開発した.(1)ポテンシャルモデルによる合流部の流速分布解導出,(2)流線湾曲に伴う2次流算定により底面流速および底面剪断力予測,(3)流砂量分布の算定,(4)流砂連続式により河床変動量算定.試験地における流速分布計測結果との照合では,(1)(2)の理論値はおおむね実測値に近く,合流部の推定平均河床低下量は2.5mm/日(流量12.5m3/sに対し)となった.
慢性疼痛疾患の分子標的治療戦略　－ＴＲＰＶ１によって誘導される感覚神経の細胞死－

TRPV1の発現レベルは顎関節症や片頭痛、神経障害性疼痛など様々な慢性疼痛疾患と深く関連するとされるが(Meents JE et al. Trends Mol Med 2010 ; 16:152-9.)、発現上昇したTRPV1の機能は不明な点が多い。この点を解決すべく、ラット三叉神経節由来であるTRPV1の全長cDNAをPC12に形質転換し、細胞膜上に様々なレベルでTRPV1を安定発現する培養神経細胞株を樹立した。細胞膜においてTRPV1発現レベルが高い細胞株はカプサイシンによるagonist刺激を加えると、大量の活性酸素(ROS)が産生され、細胞死が誘導される。このROS産生は細胞膜透過性ROSスカベンジャーTEMPOL(4-Hydroxy- 2,2,6,6- tetramethylpiperidinoxyl)によって抑制されるほか、MAP kinaseであるc-Jun N-terminal kinase (JNK)のリン酸化が関与することを確認した。また三叉神経節の初代培養細胞にカプサイシンを投与することにより生じるTRPV1陽性細胞の脱落はTEMPOLの前投与によって抑制された。in vivoにおいては、ラットの足底部にカプサイシンを局注することで生じる局所的な痛覚過敏がROSスカベンジャーにより抑制されるため(Schwartz et al. Pain. 2008 ; 138:514-24)、ROSが痛覚の慢性化に関与することは以前より知られている。三叉神経領域においても、カプサイシンをラットの口髭部に貼付することで誘発される疼痛行動が前述のTEMPOLの投与によって抑制されることが申請者らの研究により明らかとなった。このROSの発生機序は、前述の通りTRPV1のアゴニスト刺激により生じると考えられるが、このROSは正常な三叉神経の痛覚受容システムにおいては、三叉神経節の細胞体に存在するSuperoxide dismutase (SOD)や細胞体の周囲に存在するサテライトグリアのカタラーゼなどによる相補的に吸収されている可能性が申請者らの研究により明らかとなった。三叉神経の痛覚受容システムにおいてROSの吸収には神経細胞体とサテライトグリアの機能的な連携が不可欠と考えられ、疼痛の慢性化の病態にはROS吸収過程における何らかの異常が関与する可能性が示唆された。(抄録なし)TRPV1の発現レベルは顎関節症や片頭痛、神経障害性疼痛など様々な慢性疼痛疾患と深く関連するとされるが(Meents JE et al.Trends Mol Med 2010;16:152-9.)、発現上昇したTRPV1の機能は不明な点が多い。PC12は三叉神経節ニューロンと同様、神経堤由来でニューロンへの分化が可能で内因性にもTRPV1を発現する細胞株である。このROS産生は細胞膜透過性ROSスカベンジャーTEMPOL(4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethy1 piperidinoxy1)によって抑制されるほか、MAP kinaseであるc-Jun N-terminal kinase(JNK)のリン酸化が関与することを確認した。in vivoにおいては、ラットの足底部にカプサイシンを局注することで生じる局所的な痛覚過敏がROSスカベンジャーにより抑制されるため(Schwartz eta1.Pain.2008;138:514-24)、ROSが痛覚の慢性化に関与することは以前より知られている。このROSの発生機序は、in vitroにおいて申請者らが解析した前述のメカニズムにより説明されるが、ROSによる組織損傷のマーカー8-hydroxy-2'-deoxyguanosine(8-OHdG)と、ROS除去能をもった各種分解酵素の局在について申請者はラットの三叉神経節において解析した。三叉神経節に存在するサテライトグリアと細胞体では、ROSによる組織損傷への脆弱性が異なり、各種のROS分解酵素の局在もまた異なることから、一連の痛覚受容機構で生じるROSの吸収過程には神経細胞体とサテライトグリアの機能的な連携が不可欠と考えられる。本研究は近年、慢性疼痛の病態との関連が大きなトピックとして報告されるサテライトグリアの機能に新たな知見を加えるものである(Katagiri et al.Mol Pain.2012;8:23)TRPV1の発現レベルは顎関節症や片頭痛、神経障害性疼痛など様々な慢性疼痛疾患と深く関連するとされるが(Meents JE et al. Trends Mol Med 2010 ; 16:152-9.)、発現上昇したTRPV1の機能は不明な点が多い。

また三叉神経節の初代培養細胞にカプサイシンを投与することにより生じるTRPV1陽性細胞の脱落はTEMPOLの前投与によって抑制された。in vivoにおいては、ラットの足底部にカプサイシンを局注することで生じる局所的な痛覚過敏がROSスカベンジャーにより抑制されるため(Schwartz et al. Pain. 2008 ; 138:514-24)、ROSが痛覚の慢性化に関与することは以前より知られている。三叉神経領域においても、カプサイシンをラットの口髭部に貼付することで誘発される疼痛行動が前述のTEMPOLの投与によって抑制されることが申請者らの研究により明らかとなった。このROSの発生機序は、前述の通りTRPV1のアゴニスト刺激により生じると考えられるが、このROSは正常な三叉神経の痛覚受容システムにおいては、三叉神経節の細胞体に存在するSuperoxide dismutase (SOD)や細胞体の周囲に存在するサテライトグリアのカタラーゼなどによる相補的に吸収されている可能性が申請者らの研究により明らかとなった。三叉神経の痛覚受容システムにおいてROSの吸収には神経細胞体とサテライトグリアの機能的な連携が不可欠と考えられ、疼痛の慢性化の病態にはROS吸収過程における何らかの異常が関与する可能性が示唆された。TRPV1によるin vitroにおける細胞死誘導の機構におけるROSの関与をすでに示しており、研究は当初の予定通り順調に進んでいる。今後は引き続きin vitroにおける細胞死誘導機構の解析を進めるとともに、in vivoにおけるTRPV1め慢性痙痛へ及ぼす影響を解析する。(抄録なし)