hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
APOBECを介したHPV発癌機序の解明と発癌予測因子としての応用

(研究の目的)ヒトパピローマウイルス(HPV)感染を介した子宮頸部発癌の分子機序は不明な点が多い。我々は遺伝子改編酵素群APOBECに着目し、APOBECがHPVゲノムに変異を導入する事を報告した(Wang, J. Virol. 2014)。本研究はこれを発展させ、HPV感染による発癌機序の分子機構の解明を目的とした。(本年度の成果, WakaeSci. Rep. 2018)APOBECの発現誘導機序について研究を進めた結果、HPV感染子宮頸部異形成細胞株W12の分化により、APOBECの発現が誘導される事を明らかにした。またこれに同期してミトコンドリアゲノムにAPOBECが変異を導入する事を示した。ミトコンドリアゲノム変異は子宮頸癌や中咽頭癌からも検出され、APOBEC3Bの発現と相関を示した。詳細な分子機構について解析中である。中咽頭癌でAPOBEC3Aの発現がウイルスゲノム挿入と相関する事を示した。HPV陽性中咽頭癌について、ウイルスゲノムをゲノム挿入優位型と、エピソーム優位型に分けてAPOBECの発現量を検討したところ、APOBEC3Aの発現が、ゲノム挿入優位型で高いことが明らかになった。APOBEC3Aの強制発現により、宿主、ウイルス両方のゲノムに変異が導入される事から、変異修復の過程で宿主、ウイルスゲノムの断端が誤って結紮されゲノム挿入が起こる可能性を提唱した。2.(Izuka, Am. J. Reprod. Immunol. 2017)子宮頸部上皮異形成の病期毎にAPOBECの発現量を比較し、APOBEC3Gの発現が病期と正に相関する事を報告した。現在その生物学的意義について検討中である。ヒトパピローマウイルス感染による子宮頸部発癌の分子生物学的メカニズムには不明な点が多い。APOBECは、ヒトパピローマウイルス(HPV)感染により誘導される遺伝子改変酵素群で、宿主ゲノムに変異を導入する発癌因子としての役割が注目されている。本研究はAPOBECのHPV発癌における役割について明らかにする事を目的とした。本年度は子宮頸癌検体、中咽頭癌検体のゲノム解析により、ミトコンドリアゲノムにAPOBECが作り出す特徴的な変異が蓄積されることを発見した。さらに子宮頸部異形成細胞株を用いた実験により、分化によりAPOBECが誘導されミトコンドリア変異がin vitroで再現されることを発見した。ミトコンドリアDNA変異は癌ゲノムから頻繁に検出され、癌原性、特に転移能と密接に関係している事が報告されている。今回の知見は、APOBECが宿主細胞の分化により誘導され、ミトコンドリアゲノムに変異を導入することで、発癌、特に転移能の獲得に寄与している事を示唆していると考えられた。癌ゲノムからは、ミトコンドリアゲノムだけでなく、核ゲノムの変異も多数検出される。またゲノム不安定性によるHPVゲノム挿入などの染色体異常、遺伝子コピー数の変化なども見つかており、実際頭頸部癌でHPVゲノム挿入とAPOBEC発現量が相関する事を我々は報告している。現在これらのイベントをAPOBECが惹起するメカニズムについて、さらに研究を進めている。培養細胞系、臨床検体系の実験系は順調に解析が進んでおり、APOBECがミトコンドリアゲノムに変異を蓄積させることを発見し、論文投稿準備中である。また加齢によるAPOBECの発現上昇を臨床検体系にて証明し、新たなAPOBECの誘導因子としてメカニズムの解析が待たれる。引き続き培養細胞系、臨床検体系の解析を進め、APOBECが作り出す遺伝子変異プロファイルを明らかにする。マウスを用いた動物実験系についても、引き続き立ち上げを進める。(理由)

19,257円の未使用額が生じたが、翌年度に使用する事が効率的と考えた為平成30年度に持ち越した。(使用計画)19,257円の未使用額は消耗品購入等にあてる。
カーボンナノチューブの生成に対する金属の触媒効果

希土類金属酸化物を含んだ黒鉛棒を、通常のアーク放電で蒸発させる方法で、この希土類金属が触媒となって、カーボンナノチューブが大量に生成できることを明らかにしてきた。今回の科研費で購入した軽元素分析システムによって、生成されたカーボンナノチューブに触媒として添加した量とほぼ同程度の希土類金属が存在していることが確認できた。しかしながら、個々のカーボンナノチューブの成長に希土類金属がどのような働きをしているかといった、ナノチューブの成長メカニズムを解明するには、現在我々が使用しているSEMの分解能では十分でなかった。希土類金属が一本のカーボンナノチューブのどの位置にどれだけの割合で、どういう入り方をしているかといった原子レベルでの観察と分析が必要である。この要求を満たす装置は我々の研究室にはないが、それを有する研究機関に分析を依頼し、この研究を続行していくつもりである。カーボンナノチューブの大量生成の触媒として、希土類金属が有効であることは明らかになったが、これが希土類金属特有の性質によるものかを確認するため、希土類以外の金属酸化物を用いて同様の実験をした。その結果、これらの金属の場合では、希土類の場合に見られたような、ナノチューブが束状に大量に生成されている様子は今のところ見られなかった。しかも、堆積物のEDXによる分析では、添加した金属の存在もほとんど見られなかった。これが単に蒸気圧の違いによるものかどうか現在実験を進めている。今まで行っていた黒鉛棒に穴をあけて、触媒としての金属を詰め込む方法では、詰め込んだ金属部分が早く蒸発してしまう傾向が見られ、アークが不安定になる。したがって、堆積物中でのカーボンナノチューブの生成にむらがあった。この欠点を補うため、触媒金属が黒鉛棒に均一に分散されたものを用いて蒸発実験をすべく準備中である。
枠組的権利論による社会権の解釈論的転回――ドイツ連邦憲法裁判所判例を契機として

本研究は、1970年代以来学説上ほとんど進展がみられなかった社会権の本質論について、最新のドイツにおける展開の分析を通じて、打開を図ろうとするものである。その際、ドイツにおける社会権の新たな転回ー「枠組的権利」論ーをモデルとして、社会権領域における権利論のあり方を明らかにするとともに、我が国の社会権論の現状を踏まえ、社会権解釈及びそれに基づく司法的統制のあり方を明らかにする。その重点は以下の3点である。1ドイツにおける社会権の構造分析ー「枠組的権利」としての社会権、2ドイツにおける社会権に基づく司法的統制の手法、3日本における枠組的権利としての社会権の提唱可能性の模索。
知的労働生産性向上のためのウェアラブル頭頸部冷却システムによる基幹脳活性法の研究

ストレスによる知的労働生産性低下の防止を狙いに、深部脳活動の減弱が暑熱環境暴露や高負荷印加状態でいかに注意機能を低下させるかについて神経生理学的方法に基づき調べ、頭頸部冷却刺激を中心とする深部脳賦活法を検討した。結果、注意機能維持に深部脳の高い定常的活動度と抑制・賦活パターンを呈する同期的活動が重要であり、頭頸部冷刺激はこの深部脳活動増強に寄与することを明らかにした。さらに、深部脳活動が最大となる条件を心理学的指標との相関において明らかにした。頭頚部冷却による暑熱下での注意散逸抑制効果の神経生理学的作用を解明するため、脳機能モデルを構築するとともに、被験者試験によるモデル検証を行った。視床下部と自律神経中枢並びに体温調節効果器から成る自律的深部体温制御機構と扁桃体を中心とし視床、前部帯状回等から成る暑熱による快不快認知機構が協調して成る脳機能モデルを構築した。このモデルにより扁桃体による不快感情が深部脳活動度を抑制し注意散逸を招くという仮説に至った。この仮説を検証するため深部脳活動度を後頭部脳波α帯域強度から推定する技術を活用した被験者試験を実施した。その結果、暑熱に対して深部脳活動を活性化する群と抑制する群の二つの存在が存在し、前者は暑熱下で注意散逸を抑制する一方、後者は注意散逸を許容することが明らかとなった。さらに、気分尺度検査から頸部冷却が暑熱不快感を軽減し注意散逸を防止するものの、一時的ストレス軽減が一時的に新たな注意散逸を招くことが明らかとなった。これらの結果から、暑熱に対する快不快認知機構が扁桃体を介して深部脳機能の中核となるモノアミン神経系が注意機能を修飾していることが示唆された。一方、衣服を用いた簡易断熱試験では、頸部冷却は脳深部のみならず皮膚温を速やかに冷却するとともに深部温低下に伴う発熱反応をも誘導することが明らかとなった。この結果、頸部冷却が暑熱下での高体温化を抑制する機構としてホメオスタシスに取り込まれ得ることが示唆された。こうした神経生理学的作用機序を基に注意機能に関わる深部脳のphasic/tonic活動を解明し、個別に適合した頭頸部冷却システムの実現を目指す。知的労働生産を支える被刺激性のreactive機構と認知処理を必用とするproactive機構の二つの注意機能が拮抗することを持続的注意機能検査法の二つのバージョン(SRT-CPT及びAX-CPT)を用いた試験により明らかにした。さらに、暑熱環境下ではこれらの注意機能は熱ストレスによる覚醒度劣化に応じて変化する一方、頸部冷却を施すことにより覚醒度劣化をproactive/reactiveの資源配分により補償することでproactive機構に係る注意機能を維持していることを明らかにした。さらに時間ストレスのなる語産生課題で発生するエラーと後頭部脳波α帯強度から算定される深部脳活動度との相関に基づき、proactive機構と深部脳活動との関係を被験者試験により検討した。その結果、深部脳活動度の緩やかな変動成分が高いほどエラーが少なくなることを明らかにした。緩やかな変動成分は腹側被蓋野近傍、速い変動成分は視床の活動に対応することが報告されており、腹側被蓋野近傍のモノアミン神経活動がproactive機構を支持するものと推察した。この緩やかな変動成分と速い変動成分とは負の相関関係にあり、これがproactive機構とreactive機構を拮抗させる原因となっていると考えた。腹側被蓋野のモノアミン神経系が側坐核経由で前頭前皮質により賦活されることを考慮すると、暑熱環境下でproactive機構を支えているのは前頭前皮質-深部脳賦活ルートであり、頸部冷却刺激が前頭前皮質を介してこの賦活ルートを活性していると推察した。さらに難易可変の二重課題を含むタスクを実施した被験者試験から、難易度に応じて前頭部の脳血流を可変とする自己制御機構の存在を明らかにした。この自己制御機構は、暑熱環境下でreactive/proactive機構の配分を制御して注意機能を維持することに貢献していると推察した。暑熱環境下における注意機能変容の神経生理学的基盤を解明した.具体的には,断熱スーツを用い脱水を伴わない中程度の高体温状態を実験室内で誘導し,脳波計測,深部および皮膚温度計測しながら持続的注意機能検査を行った.脳波は国際10-20法に準拠し,後頭部α波強度揺らぎから上部脳幹および前部帯状回を中心とする深部脳活動度を評価した.この被験者試験により,頸部冷却により選択的に冷却さえた深部脳はその活動を維持することで暑熱時に通常起動される視床下部の体温調節反応を抑制し,注意機能維持を優先し得ることをタスク中の抹消および脳深部温の動態から初めて明らかにした.さらに,不安尺度が小さいほど安静時の深部脳活動が高く,暑熱環境下でも深部脳活動を賦活させ注意機能を維持できるという個人差の存在を明らかにした.以上の結果から,暑熱環境下における注意機能の障害とその防止の神経生理学的基盤を明らかにした.前部帯状回を中心に後部帯状回,腹内側前頭前皮質と腹外側前頭前皮質,背側前部帯状回の負の相互作用により維持される注意機能ネットワークは,耐暑反応に伴う脳血流低下により脆弱化するものの,モノアミン神経を中心とする深部脳活動により維持し得るものであり,頸部冷却はホメオスタシスを犠牲にしてもこの深部脳活動を支持し得るものであることが示唆された.

なお,定常的な頸部冷却刺激は感覚ゲートを起動することで皮質への刺激を減弱させ眠気を誘発するが,適度な時間揺らぎの導入によりこの減弱作用を抑制することが可能である.さらに,脳深部のモノアミン神経活動は不安尺度と高い相関を示すことから,暑熱環境下で注意機能脆弱性と気分障害との相関が初めて明らかになった.この結果は,暑熱環境下で注意機能障害発症リスクを個別にアセスメントし,頸部冷却等の手段によりその発症を未然に防止し得ることを示すものであった.ストレスによる知的労働生産性低下の防止を狙いに、深部脳活動の減弱が暑熱環境暴露や高負荷印加状態でいかに注意機能を低下させるかについて神経生理学的方法に基づき調べ、頭頸部冷却刺激を中心とする深部脳賦活法を検討した。結果、注意機能維持に深部脳の高い定常的活動度と抑制・賦活パターンを呈する同期的活動が重要であり、頭頸部冷刺激はこの深部脳活動増強に寄与することを明らかにした。さらに、深部脳活動が最大となる条件を心理学的指標との相関において明らかにした。持続的注意検査から拮抗するreactive及びproactiveの二つの異なる注意機能の存在を明らかにすることができた。特に深部の素早い反応を抑制することで認知処理を行う前頭前皮質の役割を推察するに至った。この結果は、注意機能の神経科学的基盤の全貌をほぼ解明したことを意味するものであり、本研究課題で計画した知的労働生産性を高めるための大脳生理学的基盤の構築をほぼ達成できたと考えている。人間情報科学暑熱環境下で低下する覚醒度をreactive-proactive間の注意資源配分により素早い反応を犠牲にしてまでも認知制御を必用とする注意機能を優先的に維持しようとするメカニズムは人間が進化の過程で獲得した能力であり、人間特有の知的労働生産性を発現する基盤でもある。これが暑熱環境下を含め認知機能を劣化させない根源的能力であると考えられる。こうした注意機能の中核をなす前頭前皮質-深部脳賦活ルートを対象に、効率よく活性化する頭頸部冷却刺激法の開発に注力する。暑熱環境下で知的労働生産性を低下させる原因は耐暑熱ストレスの深部脳機能であるとの仮説に基づき脳機能モデルを構築し、頭頸部冷却が暑熱ストレスを軽減し注意散逸を防止することを被験者試験により明らかにすることでモデルの妥当性を検証した。この結果、本研究課題の最終目標であるヒューマンファクタを最大限に考慮した作業効率向上のための最適頭頸部冷却システムを設計するための神経生理学的基盤を得る見通しを得た。この知見により、平成25年度計画の神経生理学的作用解明を達成するとともに、平成26年度に計画している作業能率と基幹脳活動指数との相関の根拠をも得るに至った。こうした成果により本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。なお、頭頸部冷却システム試作については臨床に供する意匠の問題から試作が遅れているものの個別設計事項であり、研究の進展に特段の影響はないと考えている。本研究課題遂行中、注意機能の中核をなす前頭前皮質-深部脳賦活ルートの重要性が明らかとなったことから冷却部を前頭部に集中させる設計変更を行った。これにともない最終試作を延期した。暑熱下で注意機能散逸を防止する神経生理学的基盤が明らかとなり、注意機能維持に関してモノアミン神経を中心とする深部脳活動の重要性が顕在化した。
海洋酸性化のサンゴ石灰化に及ぼす影響評価

サンゴ石灰化に対する海水のpH低下の影響に関する研究を行った。沖縄のサンゴ礁及び実験室でサンゴをpHを変えた海水中で飼育した結果、石灰化速度(R)と飽和度(Ω)の間には、R = k(Ω-1)の関係が成立することが明らかになった(k:速度定数)。石灰化機構は1次反応に規定される。海水アルカリ度(2.3 mmol/kg)から計算したΩを上式に代入すると、R値は1800年の値に対して、2017年は80%、2100年は57%と計算できる。したがって、本研究から得られた化学シミュレーションに照らして、サンゴ石灰化速度は産業革命以前に比べて現在は約20%、2100年には約40%以上減少する可能性がある。大気二酸化炭素濃度の増大に伴う海水酸性化がサンゴ石灰化に与える影響について研究を行った。サンゴが生息している海水のpHが低下し、アラゴナイト(炭酸カルシウム)に対する飽和度(Ω)が低下するとサンゴ石灰化速度の低下が無機化学(速度論)的見地から予想できる。したがって、沖縄、タイのサンゴ礁観測調査を行い海水の化学分析からサンゴ礁の石灰化と海水のアラゴナイトに対する飽和度(Ω)の関係に関するデータを得た。琉球大学の実験室で、pHを変化させた海水を使ってサンゴ飼育実験を行った。その結果、実験室のサンゴ飼育実験からは、海水pHの低下、すなわちアラゴナイトに対する飽和度(Ω)の低下に伴って、サンゴ石灰化は低下することが明らかになった。沖縄本島のサンゴ礁での実験でも、室内飼育実験と同様の結果が得られた。また、今後の課題として、沖縄のサンゴ礁タイドプールをフィールドとして、石灰化速度の測定実験だけではなく、塩酸を使って海水のpHを変化させて、アルカリ度の減少からサンゴ礁での石灰化速度を測定する必要がある。さらに、サンゴ骨格結晶に含まれる微元素および同位体分析からサンゴが生息していた海の環境(温度、pHなど)指標となる元素、同位体に関する検討を行った。その結果、サンゴ骨格中のフッ素、ホウ素(陰イオンとして溶存)がサンゴ生息海水の炭酸イオン(pHとリンク)に規定される可能性があるデータを得た。サンゴ骨格中のホウ素同位体と海水pHの関係は、同位体分別からは重要であり、今後の研究課題であることが明らかになった。本研究の目的は、サンゴ骨格(アラゴナイト)中の化学元素および同位体分析からサンゴが生息していた海水のpHを推定することである。そのような古海水pHを解明する研究を通して、海水酸性化がサンゴ石灰化に与え影響を定量的に評価できるよう研究を展開中である。さらなる研究が必要とされる。さらに、沖縄本島のサンゴ礁観測でも、室内飼育実験と同様の結果が得られた。また、沖縄のサンゴ礁タイドプール(牧港海岸)をフィールドとして、石灰化速度の測定実験だけではなく、塩酸を使って海水のpHを酸性化させて、アルカリ度の減少を観測することからサンゴ礁での石灰化速度を測定する実験を行った。一方、サンゴ骨格結晶に含まれる微量元素および同位体分析からサンゴが生息していた海の環境(温度、pHなど)指標となる元素、同位体に関する検討を行ってきた。その結果、サンゴ骨格中のフッ素、ホウ素(陰イオンとして溶存)がサンゴ生息海水の炭酸イオン(pHとリンク)に規定される可能性があるデータが得られた。さらに、サンゴ骨格中のホウ素同位体と海水pHの関係は、同位体分別からは重要である。しかし、サンゴ骨格中のホウ素の存在状態として、炭酸イオンと置換して存在しているイオン以外に分子状のホウ酸として吸蔵されている可能性もある。今後の問題点を解決することにより海水酸性化がサンゴ石灰化に与え影響を定量的に評価できるように得られた成果をまとめる必要がある。サンゴ骨格中の微量元素および同位体分析からサンゴ礁環境(温度、pH)指標となる元素、同位体を検索する研究を展開してきた。特に、サンゴ骨格中のホウ素含量がpH指標として使える可能性を検討し、研究成果を論文としてまとめるべく準備中である。また、サンゴ骨格中のホウ素同位体と海水pHの関係は、同位体分別からは重要である。しかし、サンゴ骨格中のホウ素の存在状態として、炭酸イオンと置換して存在しているイオン以外に分子状のホウ酸として吸蔵されているホウ素が存在する可能性もある。ホウ素の存在状態が今後の研究課題であることが明らかになった。質量分析計の修理等にかなりな時間と労力を要したが現在は順調に稼働中でありデータの蓄積が期待できる。

計画した沖縄及びタイのサンゴ礁観測調査を行い、海水の化学分析からサンゴ礁の石灰化と飽和度(Ω)に関するデータが得られた。シェフィールド大学、マックラード教授とレーザー照射質量分析に対する共同研究を27年度に行った。得られたデータを解析中である。さらに、共同研究を継続する予定である。沖縄のサンゴ礁観測調査および海外での共同研究を通して、海水酸性化がサンゴ石灰化に与える影響を定量的に評価できるよう研究を展開し、成果公表を準備中である。大気二酸化炭素濃度の増大に伴う表面海水の酸性化がサンゴ石灰化に与える影響について研究を行った。サンゴが生息している海水のpHが低下し、アラゴナイト(炭酸カルシウム)に対する飽和度(Ω)が低下するとサンゴ石灰化速度の低下が無機化学(速度論)的見地から予想できる。そこで、沖縄、タイのサンゴ礁観測調査(海水の化学分析)からサンゴ礁の石灰化と海水のアラゴナイトに対する飽和度(Ω)の関係に関するデータを得た。一方、琉球大学の実験室で、pHを変化させた海水を使ってサンゴ飼育実験を行った。その結果、実験室のサンゴ飼育実験からは、海水pHの低下、すなわちアラゴナイトに対する飽和度(Ω)の低下に伴って、サンゴ石灰化速度は低下することが明らかになった。沖縄本島のサンゴ礁調査からも、室内飼育実験と同様の結果が得られたので、さらに、沖縄のサンゴ礁タイドプールをフィールドとして、石灰化速度の測定実験だけではなく、塩酸を使って海水のpHを変化させて、アルカリ度測定からサンゴ礁での石灰化速度を決定する実験を行った。その結果、飽和度(Ω)と石灰化速度の間には強い一次相関があることが明らかになった。また、サンゴ骨格結晶に含まれる微元素および同位体分析からサンゴが生息していた海の環境(温度、pHなど)指標となる元素および同位体に関する検討を行った。その結果、サンゴ骨格中のフッ素、ホウ素(陰イオンとして溶存)がサンゴ生息海水の炭酸イオン(pHとリンク)に規定される可能性があるデータを得た。さらに、サンゴ骨格中のホウ素同位体と海水pHの関係は、同位体分別からは重要であり、海水とサンゴ骨格間のホウ素同位体分別係数を推定した。その結果、サンゴが石灰化する時の母液のpHが計算できる。サンゴ石灰化時のpHから計算した飽和度(Ω)の値を使って、海水酸性化がサンゴ石灰化に与える影響を定量的に評価することが可能となった。サンゴ石灰化に対する海水のpH低下の影響に関する研究を行った。沖縄のサンゴ礁及び実験室でサンゴをpHを変えた海水中で飼育した結果、石灰化速度(R)と飽和度(Ω)の間には、R = k(Ω-1)の関係が成立することが明らかになった(k:速度定数)。石灰化機構は1次反応に規定される。海水アルカリ度(2.3 mmol/kg)から計算したΩを上式に代入すると、R値は1800年の値に対して、2017年は80%、2100年は57%と計算できる。したがって、本研究から得られた化学シミュレーションに照らして、サンゴ石灰化速度は産業革命以前に比べて現在は約20%、2100年には約40%以上減少する可能性がある。サンゴ骨格中の微量元素および同位体分析からサンゴ礁環境(温度、pH)指標となる元素、同位体を検索する研究を開始した。特に、サンゴ骨格中のホウ素含量がpH指標として使える可能性を検討し、研究成果を論文としてまとめるべく準備中である。また、サンゴ骨格中のホウ素同位体と海水pHの関係は、同位体分別からは重要であり、今後の研究課題であることが明らかになった。
脳毛細血管内皮細胞が発現する2つの型のエリスロポエチンレセプターの機能解明

エリスロポエチン(Epo)は、赤血球前駆細胞の増殖と分化に関与する糖タンパク質と考えられてきたが、申請者は、ラット及びマウス脳毛細血管内皮細胞が、正常型Epoレセプター(Epo-R)mRNA以外に択一的スプライシングによってイントロン5の挿入された異常型Epo-R(I5Epo-R)mRNAを発現していることを見い出した。本研究は異常型であるI5Epo-Rの機能を検討することを目的とした。ラット脳毛細血管内皮細胞から単離したI5Epo-RcDNAを解析したところ、イントロン5の挿入によって、終止コドンがエキソン7にフレームシフトしており、その翻訳産物が、細胞外ドメインと正常とは異なる71アミノ酸残基から成ると推測された。一方、既知のマウスI5Epo-Rは、イントロン5の配列内に終止コドンがあり、CHO細胞で発現させたとき、細胞外ドメインと正常とは異なる20残基のアミノ酸から成る可溶型レセプターとして細胞外に分泌されることが知られている。そこで、ラットI5Epo-R cDNAを用いて、その組換え体をCHO細胞で発現させた。Epo-RのN末端領域に対するペプチド抗体(Ab/Npeptide)を用いたウエスタンブロット解析は、ラットI5Epo-Rを発現しているクローンでは、培養上清画分ではなく、細胞抽出画分でポジティブなバンドを検出したが、マウスI5Epo-Rを発現するクローン(可溶型のポジティブコントロール)では、培養上清画分と細胞紬出画分の両方で、ポジティブなバンドを検出した。さらに、^<125>I-Epoを用いた結合実験から、マウスI5Epo-Rを発現しているクローンでは^<125>I-Epoの特異的な結合が観察され、また低親和性に分類されるKd=700pMのシングルクラスの結合部居が存在することが判明した。これらの結果から、I5Epo-Rはマウスでは可溶型として、ラットでは膜結合型として発現することが判明した。
ナノスケール表面制御による耐環境性向上

金属材料の耐環境性は表面に生成する酸化物皮膜の環境遮断性によりもたらされるので、表面皮膜の構造が材料の耐環境性を大きく作用する。本研究では原子・分子レベルのナノ構造の制御により優れた耐環境性を得るために、以下のナノスケールの表面改質を検討した。(1)電気化学的プロセスによるナノ構造制御機能界面の生成とその構造解析では、ステンレス鋼の不働態皮膜は酸中における活性溶解での鉄の選択溶解と不働態過程でのクロムの選択濃縮により高い耐環境性を示す構造に改質されることを明らかにし、特にフッ化物を含む環境での特に優れたプロセスを開発した。(2)イオン注入によるナノスケール厚さの合金制御による超耐環境性合金の生成ではイオン注入によるクロムイオンなどの注入は下地鋼の様々なナノスケールの構造制御をを併用しないと高い耐環境性を得ることができないことを明らかにした。(3)紫外光照射誘起働態皮膜ナノ構造制御による耐環境性向上では中性塩化物溶液中にてType304ステンレス鋼の不働態過程にて紫外光を照射すると孔食発生が抑制されることを明らかにした。これは光励起電子・正孔対が最結合する際のエネルギー放出により皮膜内欠陥密度を増大させるとともに、皮膜内電位分布を変化させることによって皮膜内Fe^<3+>イオンの優先拡散を促進し、皮膜内Cr濃縮を高めたことによる。(4)イオンビームスパッタによって生成したナノ構造制御超耐環境性合金薄膜の創製とその微量元素による不動態皮膜安定性制御では様々な合金元素を微量添加したFe-18Cr合金薄膜について、塩化物イオン中での孔食挙動、希硫酸中での再活性化挙動より不働態皮膜の安定性に及ぼす微量元素の作用を検討した。Nb,Moは耐孔食性、酸性溶液中での還元再活性化を防止することの双方に高い効果を示し、Niがこれに続いた。(5)TiAl合金への微量元素添加による高温酸化スケールナノ構造制御による高温酸化特性の強化では金属間化合物TiAlに生成するアルミナ・スケールが0.2%程度の微量のZrの添加により、薄く均質となって高い耐高温酸化性を示すことを明らかにした。耐環境性金属材料の表面には不働態皮膜と呼ばれる数ナノメートル程度の厚さの酸化物系超薄膜が覆っている金属材料の耐環境上の向上はこの不働態皮膜をいかに制御するかが最も重要な要因である。不働態皮膜の耐環境性は酸化物皮膜中の成分の均一な制御、特にいくつかの有用な成分の選択濃縮を図ることが重要でさらにこれらの成分の能力を効率よく発揮するための微量成分の量および状態の制御が必要である。一方、金属材料中の欠陥は事実上不可避な要因であるが、これは不働態皮膜の局部的欠陥をもたらし耐環境性を著しく損なう。従って、不働態皮膜の耐環境性の強化は全体の質を高めると同時に下地合金中の局部欠陥の有無に関わらず皮膜中の局部的弱点を無くすことの両面からナノスケールの構造制御によって行わなければならない。本研究では、不働態皮膜ナノスケール構造制御にかかわる一連の研究計画の初年度として高純度金属ならびに正確に微量成分をコントロールした試料の作成法の開発を行った。上記の目的を達成するために、蒸着源を2つもつデュアルイオンビームスパッタリング製膜装置を作製した。本装置は高真空仕様とし1×10^<-8>

torr以下の高い真空度としたので高純度な合金薄膜を製造することが可能である。また、イオン源を2つ備えたことにより、合金成分を自由に制御したり、あるいは基盤上で合金元素の濃度分布を持たせることができる。装置は当初の計画どうりの性能を達成しており、鉄系耐環境性材料の製造を行い、微量元素の添加によるステンレス鋼不働態皮膜中への微量元素の濃縮挙動などを明らかにした。本年度は、イオンビームスパッタリング法によって生成した。SUS304およびFe-18Cr合金薄膜の構造と、電気化学挙動を検討した。SUS304ならびにFe-18Cr合金ともに20nm程度の配向を持たない微結晶組織となった。しかしながら、SUS304は溶製材がfccであるのにbcc構造となった。これは、蒸着薄膜生成過程が一種の超急冷凝固であるためより充填率の低い体心立方になったと思われる。Fe-18Crについては溶製材と同じbcc構造であった。SUS304については電気化学的性質をシリコンウェハ-のミラー面を基盤として生成した薄膜について調査した。硫酸水溶液中の挙動は溶製材と薄膜では特に差異は認められなかった。しかしながら、酸性塩化物溶液中でSUS304薄膜は同組成の溶製SUS304鋼と比べて局部腐食を極めて生成しにくいことが明らかとなった。ステンレス鋼に塩化物水溶液中で生じる孔食などの局部腐食は、ステンレス鋼表面に生成する不動態皮膜と呼ばれる保護性酸化物超薄膜の欠陥から生じると考えられており、通常鋼中に含まれている酸化物、硫化物などの非金属介在物が材料側の欠陥となっている。しかしながら、これら非金属介在物はスパッタリングの際に分解蒸発し基盤中には固溶あるいは均一に分散するために不働態皮膜生成に際しての欠陥とならないために耐局部腐食性が飛躍的に向上したと考えられる。Fe-18Cr合金についてはも飛躍的な向上が見られたが、シリコンウェハ-基盤に研磨疵を形成したり、より粗度の大きいガラス基板を用いることによって耐局部腐食性はやや低下した。しかしながら、皮膜生成前に真空容器内で基盤をスパッタリングして清浄化することによって耐孔食性はかなり改善されることも明らかとなった。イオンビームスパッタリング法によって生成したSUS304鋼薄膜への各種添加元素の効果を検討した。基材となるSUS304鋼および添加元素をそれぞれ独立のイオンビームでスパッタして合金化した。検討した添加元素は、Al,Ti,Si,Cu,Nb,Mn,Mo,Wである。これらの合金元素の効果は従来より検討されてきたが、これらの多くは析出物の形成、組織の変化を伴うために不働態皮膜に対する化学的効果は明らかでなかった。イオンビームスパッタリングを用いることにより、介在物などはスパッタリングの際に分解蒸発し基盤中には固溶あるいは均一に分散する。Nb,Mo,Wは活性溶解を低減し、塩化物水溶液中での耐孔食性を著しく向上させる。また、Tiも耐孔食性を高める。一方、Mn,Al,Cuは塩化物水溶液中での耐孔食性低下させ、特にMn,Cuは著しい。一方、紫外線照射による不働態皮膜の改質効果に関する検討では酸性水溶液中にてFe-Cr合金の不働態化最初期過程にて紫外線を照射すると皮膜中のCr濃縮を加速させ耐食性を強化できることが明らかとなった。
効率的複素環合成法を指向したアルキン化合物の新規カスケード反応の開発

本研究は以下の反応を基盤とする連続反応や多成分連結型反応を利用した複素環合成法に関する検討結果である。1)カルボアルコシキ化反応を経由する連続反応として、金触媒を用いる多環性イソクロマン合成法及び側鎖修飾型ベンゾフラン合成法を開発した。2)メタルフリーな多成分連結型反応として、超原子価ヨウ素試薬を用いる[2+2+1]環形成型オキサゾール合成法及びイミダゾール合成法を開発した。3)環化異性化反応を経由する連続反応として、超原子価ヨウ素試薬を用いる含フッ素オキサゾール合成法を開発した。医・農薬などの有用物質に含まれている複素環化合物の簡便かつ迅速な合成法を指向して、申請者は昨年度に引き続き、遷移金属触媒や超原子価ヨウ素試薬などの活性化を利用した新規カスケード反応について検討した。今年度は下記に示す反応開発に取り組んだ。1.アルキン類とニトリル化合物との酸化的カップリング反応によるイミダゾール合成:BF3-MeCN存在下、含窒素三価ヨウ素試薬を用いることにより、種々のアルキン化合物とアセトニトリルから1段階で2,4-二置換あるいは2,4,5-三置換イミダゾールが好収率かつ完全な位置選択性で得られることを見出した。今後、他のニトリル化合物との反応にも有効な反応系について検討し、基質一般性の広いイミダゾール合成法の確立を目指す。2. o-アルキニルベンジルアルコール誘導体からの多環性エーテル化合物の合成:昨年度の検討結果から見出した金(I)触媒を用いて、MOM基によって保護されたo-アルキニルベンジルアルコール誘導体と種々の求核種との反応について検討したところ、電子豊富なフェノール誘導体から対応する四環性イソクロマンが収率よく得られることが明らかとなった。今後、四環性イソクロマン生成機構について詳細に解析を行う。3.プロパルギルアミド誘導体の環化ーフッ素化反応:生理活性物質にフッ素原子を導入することにより、生理活性作用や代謝安定性などで優れた特性を発現することから、複素環骨格とフッ素導入が一度に行える環化ーフッ素化反応について検討した。その結果、三価ヨウ素試薬とHF-ピリジンを用いることにより、プロパルギルアミド誘導体から含フッ素オキサゾールが一段階で得られることが明らかとなった。今後、本反応の一般性を明らかするとともに、本生成物の生成機構の解析を行う予定である。複素環骨格は医・農薬などの有用物質に広く分布する重要な基本骨格である。しかし、従前の複素環合成法の多くは過酷な条件や多段階の合成反応、化学量論量以上の活性化剤などを必要とすることから、入手容易な原料からの新規かつ効率的な複素環骨格構築法の開発は現在も望まれている。アルキン化合物は遷移金属触媒や超原子価ヨウ素試薬などによって容易に活性化が可能であることから、申請者は金属触媒系や超原子価ヨウ素試薬が1つのフラスコ内で複数の反応を連続的に活性化するカスケード型合成法の開発を行なってきている。今年度は下記に示すカスケード型合成法について検討した。1.アルキン類とニトリル化合物との酸化的カップリング反応によるオキサゾール合成:ヨードソベンゼンとトリフルオロメタンスルホン酸(あるいはトリフリルイミド)より調整される三価ヨウ素試薬を用いることにより、種々のアルキンとニトリルから1段階で2,4-二置換あるいは2,4,5-三置換オキサゾールが収率よく得られることを見出し、本合成法を利用した非ステロイド系抗炎症薬の新規合成法の開発に成功した。また、本反応の中間体を単離し、オキサゾール生成機構を明らかにした。さらに、本ヨウ素試薬をカルボニル化合物とニトリルからのオキサゾール合成法にも適応し、上記と置換基様式の異なるオキサゾールが得られることを明らかにした。2. o-アルキニルベンジルアルコール誘導体からの多環性エーテル化合物の合成:金(I)触媒存在下、MOM基によって保護されたo-アルキニルベンジルアルコール誘導体と3,5-ジメトキシフェノールとの反応を行うと、四環性のイソクロマノ[3,4-b]クロマン誘導体が収率よく得られることが明らかとなった。今後、フェノール類をはじめとする種々の求核種との反応について精査し、本反応の一般性を明らかするとともに、本生成物の生成機構の解析を行う予定である。1.アルキンとニトリルとの酸化的カップリング反応によるイミダゾール合成法:昨年度の知見を基に、種々のBF3ーニトリル錯体を用いて本反応を検討した。

その結果、種々のアルキンとニトリル化合物から2,4-二置換あるいは2,4,5-三置換イミダゾールが一段階で完全な位置選択的に得られることが明らかとなった。2.o-アルキニルベンジルアルコール誘導体からの多環性エーテル化合物の合成:昨年度、本反応に有用な触媒を見出したことから、本手法をo-アルキニルフェノール誘導体の反応へと展開した。その結果、o-アルキニルフェノール誘導体から多環性エーテル化合物は得られなかったが、側鎖に求核種の導入を伴ったベンゾフランが一段階で得られることを見出した。3.プロパルギルアミド誘導体の環化ーフッ素化反応:昨年度の知見を基に、本反応の基質一般性について検討したところ、種々のプロパルギルアミド誘導体から対応する含フッ素オキサゾール化合物が好収率で得られることを明らかにした。4.ヘテロエンインメタセシス反応を経由する多成分縮合型複素環合成:多成分縮合型複素環合成法の開発には至らなかったが、IBF4が従来の触媒系よりもヘテロエンインメタセシス反応を温和な条件下で効率的に触媒することを見出した。有機合成化学昨年度は所属の異動や研究室の立ち上げ等があり、研究の進行がやや遅れていたが、今年度から当研究室に大学院生が配属されたこともあり、平成24年度で残していた研究計画に加え、平成25年度の研究にも着手することができた。昨年度・今年度の検討結果から新たな知見を見出しており、本研究課題の拡大が望めると考えている。H24年度の5月より、現所属の東京農工大学に着任し、研究室の立ち上げ(実験機器やガラス器具類の購入等)や人員の準備に3ヶ月程度要したため、研究の進行がやや遅れている。研究実績で掲げた「1.アルキン類とニトリル化合物との酸化的カップリング反応によるイミダゾール合成」及び、「2. o-アルキニルベンジルアルコール誘導体からの多環性エーテル化合物の合成」、「3.プロパルギルアミド誘導体の環化ーフッ素化反応(申請書で掲げた平成25年度以降の研究テーマ「1.ヨードカルベノイド中間体を利用するカスケード反応」の一部)が開発目前であるため、H26年度中にこれらの研究の完了を目指す。また、これらの研究と平行して、申請書で掲げた平成25年度以降の研究テーマ「2.不飽和アミン類の異性化反応を利用するカスケード型環化反応」及び「3.へテロエンインメタセシス反応を経由する多成分縮合型複素環合成」の開発にも着手する。H25年度は、H24年度より行ってきた「2.o-アルキニルベンジルアルコール誘導体からの多環性エーテル化合物の合成」について継続して研究を行う予定である。また、H24年度の研究から本研究課題に関連する新知見が得られ、下記の研究テーマ3および4で掲げた合成法の開発が実現可能であると考えている(両テーマともモデル実験より触媒系のスクリーニングは終了している。)。そこで、当初予定を変更し、下記に示した計画・対応策に従って、両合成法の完成を目指す。3.アルキン類とニトリル化合物との酸化的カップリング反応によるイミダゾール合成法の開発昨年度、ヨードソベンゼンとブレンステッド酸より調整される三価ヨウ素試薬を用いたアルキンとニトリルから1段階でオキサゾールが高位置選択的に得られることを明らかとした。本知見を基に、ヨードソベンゼンの代わりに含窒素ヨウ素試薬を用いると、エチニルベンゼンとアセトニトリルから対応するイミダゾール化合物が得られることが明らかとなった。
動的架橋ゲルを用いた時空間制御型スマート医用システムの創出

本研究では,動的架橋として生体分子複合体形成や光二量化を用いて動的架橋ゲルを合成し,その利用によって時間的・空間的に制御できるスマート医用システムの創出を目指した。特に,薬物を動的架橋部位に利用したゲルを合成し,その動的構造変化による薬物放出の制御を行った。また,分子認識能を有する動的架橋ゲルと金属とのハイブリッド化により,新しい生体分子センサーを調製した。さらに,生体分子応答性や光応答性を示す動的架橋ゲルを細胞培養環境(スマートニッチ)として利用し,スマート細胞制御システムの構築も試みた。本年度は以下のような成果が得られた。(i)動的架橋構造変化を利用した薬物放出制御:シクロデキストリン(CD)と2:1の複合体形成する抗がん剤のモデルとしてビスフェノールA(BPA)を用い,動的架橋としてCD-BPA-CD複合体をもつ動的架橋ポリペプチドゲルを合成した。CD導入ポリペプチドゲルはpH変化に応じてαヘリックス状態からランダム状態へと構造転移し,膨潤率も変化させた。様々なpHの緩衝液中でCD導入ポリペプチドゲルへのBPAの吸着挙動を調べ,BPAの吸着特性がpHによって変化することが明らかとなった。(ii)動的架橋ゲル/金属ハイブリッドを用いた診断システムの構築:原子移動ラジカル重合(ATRP)により金ナノ粒子(AuNPs)表面に動的架橋ゲル層を形成させ,分子認識による構造変化をAuNPsの表面プラズモン共鳴(SPR)変化として検出できるナノ診断材料の調製を試みた。まず,緩衝液中でATRPを行う重合条件を検討し,AuNPsの表面に生体適合性のリン脂質類似ポリマー層の形成に成功した。また標的糖タンパク質を鋳型とし,そのリガンドとして抗体とレクチンを用いた生体分子インプリント法によりSPRセンサーチップ上に生体分子インプリントゲル薄膜を調製した。(iii)動的架橋ゲルを用いた細胞制御技術の開発:光と標的分子に応答してゾル-ゲル相転移する二重刺激応答性ポリマーの合成を試みた。まず,光二量化基のマレイイミドと生体分子リガンドのビオチンを末端に導入したポリエチレングリコール(PEG)を合成した。これとアビジンとを相互作用させた後に光照射すると,ゾル状態からゲル状態へと変化した。また光二量化基含有モノマーとポリジメチルシロキサンマクロモノマーとの共重合により,光応答性動的架橋ポリマーを合成した。フォトマスクを用いた光照射によりフィルム表面に明確なパターンが形成され,その表面で細胞培養すると細胞パターンが形成された。pH変化に応答してαヘリックスからランダムコイルへと構造転移するポリペプチドに,モデル薬物のBPAに対するリガンドとしてシクロデキストリン(CD)を導入し,その構造転移に応答してBPAに対する吸着特性を変化させることに成功した。また,金ナノ粒子表面に高分子鎖を形成させる原子移動ラジカル重合(ATRP)を行う際,生体分子も使用できる緩衝液中での重合条件も確立できた。同様のATRPを表面プラズモン共鳴(SPR)センサーのチップ表面でも適用させ,生体分子インプリントセンサーチップも作製した。さらに光と標的分子に応答してゾル-ゲル相転移するポリマーの合成にも成功した。また光二量化基を導入した光応答性ポリマーフィルムも調製し,その表面で細胞パターンの形成も確認できた。いずれも合成段階でいくつかの困難が予想されたが,上記のように比較的早い段階で合成に成功し,いくつかのテーマでは応答挙動なども確認できたので,当初の計画以上に進展していると判断した。(i)動的架橋構造変化を利用した薬物放出制御:リガンドとしてシクロデキストリン(CD)を用い,鋳型分子としてモデル薬物を利用した分子インプリント法によりポリペプチドゲル内に動的分子認識サイトを形成させた。pH変化させるとポリペプチド鎖がランダムコイルからα-ヘリックスへと構造転移し,それに伴ってモデル薬物に対する結合能も変化した。さらに,CD含有ポリペプチドゲル内にモデル薬物を含有させると,pH変化によるコンフォメーション変化に応答して薬物放出をON-OFF制御できることがわかった。(ii)動的架橋ゲル/金属ハイブリッドを用いた診断システムの構築:抗体などの生体分子をリガンドとして用いた分子インプリント法により,表面プラズモン共鳴(SPR)センサーチップ表面にタンパク質認識サイトを有するゲル層を形成させた。(iii)動的架橋ゲルを用いた細胞制御技術の開発:光二量化基含有モノマーとポリエチレングリコール(PEG)マクロモノマーとの共重合によって光応答性PEG誘導体ポリマーを合成した。このポリマー水溶液に光照射すると,照射時間に応答して弾性率の異なるゲルが得られた。さらに,このゲル表面にフォトマスクを通してUV照射すると,明確なパターンが形成された。この表面で細胞培養すると,弾性率が高い表面に細胞が接着する傾向を示した。一方,光二量化基を導入したポリジメチルシロキサン(PDMS)誘導体フィルムも調製し,光照射によって弾性率が異なる表面パターンを形成させた。この表面で細胞培養すると光照射していない領域に細胞が集まり,明確な細胞パターンが形成された。原子間力顕微鏡を用いて表面弾性率を測定した結果,光を照射していない領域に比較して光照射領域の方が高い弾性率を示し,細胞は弾性率の差異を認識してパターン形成したと考えられた。pH変化に応答してランダムコイルからα-ヘリックスへと構造転移するポリペプチドゲル内に分子認識サイトを形成し,コンフォメーション変化に応じてモデル薬物の放出をON-OFF制御することに成功した。

また光応答性PEG誘導体ポリマーの水溶液に光照射するとゾルーゲル相転移し,さらにそのゲルにフォトマスクを通してUV照射すると明確な表面パターンが形成された。この表面で細胞培養すると明確な細胞パターンが形成され,予定よりも早い段階で細胞制御できる可能性が示唆された。また,光応答性ポリマーフィルムでも原子間力顕微鏡による表面弾性率の測定に成功し,表面弾性率と細胞接着との相関について検討できる可能性が示唆された。このように当初の予定よりも早い段階で薬物放出のON-OFF制御や細胞制御の可能性が見出されたので,当初の計画以上に進展していると判断した。本研究では,動的架橋として生体分子複合体や光二量化基を導入した動的架橋ゲルを創製し,時間的・空間的に制御可能な薬物放出システムや診断システム,細胞培養システムの創出を目指した。本年度は,以下のような成果が得られた。i)動的架橋構造変化を利用した薬物放出制御:モデル薬物としての抗酸化剤(レスベラトロール:RSV)とシクロデキストリン(CD)との複合体を可逆架橋として導入したポリペプチド鎖からなる動的架橋ゲルを合成した。pH変化によるペプチド鎖の構造転移によって薬物放出を制御できることが明らかとなった。また,CDを導入した温度応答性ナノ粒子にプロスタグランジン(PG)を含有させると,温度変化によってPGの放出挙動が変化した。ii)動的架橋ゲル/金属ハイブリッドを用いた診断システムの構築:原子移動ラジカル重合(ATRP)を用いて,レクチンインプリントゲル層を金基板表面に形成させ,表面プラズモン共鳴(SPR)センサーに適用すると,標的レクチンに応答してSPRシグナル変化が観測された。iii)動的架橋ゲルを用いた細胞制御技術の開発:光二量化基導入ポリエチレングリコール(PEG)誘導体ポリマー水溶液への光照射により様々な弾性率のゲルを合成すると,弾性率の高いゲルの方がより多くの細胞を接着し,弾性率の異なるパターン化表面では細胞パターンを形成することも見出した。また,光二量化基を導入したポリジメチルシロキサン(PDMS)誘導体ポリマーフィルムにフォトマスクを通した光照射を行うと明確なパターン化表面を形成でき,そのパターン化表面を利用することにより細胞パターンを得ることができた。これらの細胞接着挙動は,材料の表面弾性率が大きく影響していることが示唆された。以上のような様々な動的架橋ゲルの設計を行い,DDSやセンサー,細胞培養への応用の可能性が示唆された。本研究では,動的架橋として生体分子複合体形成や光二量化を用いて動的架橋ゲルを合成し,その利用によって時間的・空間的に制御できるスマート医用システムの創出を目指した。特に,薬物を動的架橋部位に利用したゲルを合成し,その動的構造変化による薬物放出の制御を行った。また,分子認識能を有する動的架橋ゲルと金属とのハイブリッド化により,新しい生体分子センサーを調製した。
歯髄炎症による痛みの発生メカニズム解明：歯髄炎症特異的Cニューロンの機械感受性

歯髄で炎症が生じると歯髄内組織圧(歯髄内圧)が上昇する。歯髄内圧の上昇は歯髄に分布するCニューロンを圧迫し、機械受容器を活性化することで、歯髄炎による二次痛が誘発される。歯髄内圧増加による圧力・機械刺激をどのようにCニューロンが受容するのか、その詳細は分かっていない。そこで本研究では歯髄に分布するCニューロンを逆行性トレーサーで同定し、さらにisolectin B4(IB4)結合の有無によって非ペプチド性・ペプチド性Cニューロンを特定、これらに直接機械刺激を加えた時の細胞膜電流を計測することによって、ニューロンの機械受容特性について検討し、歯髄炎の疼痛発生メカニズムの解明を行う。歯髄の炎症性反応は、血流の増加、血管透過性の亢進により組織圧を増加させる。炎症発生時における歯髄内圧の上昇は歯髄に分布するCニューロンを圧迫し、機械受容器を活性化することで、歯髄炎による二次痛を誘発する。しかし歯髄内圧増加による圧力・機械刺激受容機構、受容体分布や活性化機構の詳細は分かっていない。そこで本研究では歯髄に分布する小型三叉神経節ニューロン(Cニューロン)を逆行性トレーサーで同定し、Isolectin B4(IB4)結合の有無によって非ペプチド性・ペプチド性Cニューロンを特定、これらに直接機械刺激を加えた時の細胞膜電流を計測することで、ニューロンの機械受容特性について検討し、歯髄炎の疼痛発生メカニズムの解明と、その疼痛制御方策の検討を行うこととした。パッチクランプ法を用いて三叉神経節細胞の細胞体を電気生理学的に2種類に分類し、三叉神経節細胞内のそれぞれのニューロンに直接機械刺激を行うと、いずれも特徴的な二相性の機械刺激誘発性内向き電流の波形が観察された。二相性の直接機械刺激誘発性の内向き電流は一過性の速い内向き電流を示す第I相と続く緩徐な内向き電流を示す第II相で構成されていた。三叉神経節細胞に膜伸展受容チャネルのブロッカーであるGa3+存在下に直接機械刺激を行ったところ、三叉神経節細胞内の短い持続時間を有する内向き電流を示すニューロンはその応答が抑制された。一方で長い持続時間を有する内向き電流を示すニューロンにおいては有意な差はみられなかった。三叉神経節細胞内に存在するニューロンをパッチクランプ法を用いNa+電流持続時間の差で分類した。あるニューロン群はNa+電流持続時間が短く、対して他のニューロン群は長かった。それぞれのニューロンの細胞体に直接機械刺激を加えると特徴的な内向き電流が計測された。膜伸展受容チャネル(stretch activated channel)のブロッカーであるGd3+存在下に同様の実験を行うと長いNa+電流持続時間を有するニューロン群では直接機械刺激による内向き電流はGd3+感受性を示さなかったが、短いNa+電流持続時間を有するニューロン群ではGa3+感受性を示した。しかし、現在の実験では三叉神経節細胞すべてを検討しているため、歯髄に実際に分布している三叉神経節細胞のみの機械刺激感受性とその特性を検討しているとはいいがたい。そのため、今後申請のように歯髄に分布する三叉神経節細胞を同定し、その機械受容性の検討を行う必要がある。今後、逆行性トレーサーを用いて三叉神経節細胞内の歯髄特異的に分布するニューロンの同定を行う必要がある。今後は、三叉神経節ニューロンを逆行性にトレースすることで歯髄に分布する三叉神経ニューロンを同定する。パッチクランプ法を用いNa+電流持続時間によってその電気生理学的特性の違いからニューロンを分類する。また、歯髄分布CニューロンについてIB4陽性反応からこれを非ペプチド性・ぺプチド性に分類し機械刺激感受性の解析を行う。それぞれについて各種機械刺激受容チャネルの阻害薬を用い機械刺激受容機構の違いを比較検討する。その後、免疫染色を用いて機械受容に関連する受容体の特定と周囲の神経細胞との連絡機構について検討したい。

パッチクランプ法を用いて三叉神経節細胞の細胞体を電気生理学的に2種類に分類し、三叉神経節細胞内のそれぞれのニューロンに直接機械刺激を行うと、いずれも特徴的な二相性の機械刺激誘発性内向き電流の波形が観察された。二相性の直接機械刺激誘発性の内向き電流は一過性の速い内向き電流を示す第I相と続く緩徐な内向き電流を示す第II相で構成されていた。三叉神経節細胞に膜伸展受容チャネルのブロッカーであるGa3+存在下に直接機械刺激を行ったところ、三叉神経節細胞内の短い持続時間を有する内向き電流を示すニューロンはその応答が抑制された。一方で長い持続時間を有する内向き電流を示すニューロンにおいては有意な差はみられなかった。三叉神経節細胞内に存在するニューロンをパッチクランプ法を用いNa+電流持続時間の差で分類した。あるニューロン群はNa+電流持続時間が短く、対して他のニューロン群は長かった。それぞれのニューロンの細胞体に直接機械刺激を加えると特徴的な内向き電流が計測された。膜伸展受容チャネル(stretch activated channel)のブロッカーであるGd3+存在下に同様の実験を行うと長いNa+電流持続時間を有するニューロン群では直接機械刺激による内向き電流はGd3+感受性を示さなかったが、短いNa+電流持続時間を有するニューロン群ではGa3+感受性を示した。しかし、現在の実験では三叉神経節細胞すべてを検討しているため、歯髄に実際に分布している三叉神経節細胞のみの機械刺激感受性とその特性を検討しているとはいいがたい。そのため、今後申請のように歯髄に分布する三叉神経節細胞を同定し、その機械受容性の検討を行う必要がある。今後、逆行性トレーサーを用いて三叉神経節細胞内の歯髄特異的に分布するニューロンの同定を行う必要がある。今後は、三叉神経節ニューロンを逆行性にトレースすることで歯髄に分布する三叉神経ニューロンを同定する。パッチクランプ法を用いNa+電流持続時間によってその電気生理学的特性の違いからニューロンを分類する。また、歯髄分布CニューロンについてIB4陽性反応からこれを非ペプチド性・ぺプチド性に分類し機械刺激感受性の解析を行う。それぞれについて各種機械刺激受容チャネルの阻害薬を用い機械刺激受容機構の違いを比較検討する。その後、免疫染色を用いて機械受容に関連する受容体の特定と周囲の神経細胞との連絡機構について検討したい。
作品・分野別漢文教育実践史に基づく漢文教育改善の研究

漢文教育に対して、否定的な学習者が70%を超えるという現状がある。その現状を根本的に改善しようとするのがこの研究である。改善のために、作品・分野別に漢文教育の戦後の授業の歴史を研究し、その成果と課題を生かして授業作りを進めることが必要である。また、漢文の優れた価値を教師が教え込むという、これまでの考えを改め、学習者が漢文と対話することを通して、その価値を創造するという新たな考えに基づく漢文教育を進めたい。この研究は、漢文の授業の歴史に学び、新たな漢文教育観(「関係概念」に基づく漢文教育観)に基づいて授業を計画し、研究授業によって成果を確かめ、よりよい漢文教育を提示しようとするものである。