hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
犯罪に備えるために：二重過程理論に基づく犯罪対処行動の促進

昨年度実施した、公共駐車場でのひったくり防止カバー配布実験の結果を分析した。介入50日後でのひったくり防止カバーの装着率は実験群(脅威アピール)で69.1%、統制群で57.7%であり、12ポイントほどの差異が生じた。一方、少なくない実験参加者が、介入後すぐに、色やデザインが気に入らないといった理由で自発的にひったくり防止カバーを外していることが明らかになった。犯罪予防実務では、犯罪への備えを普及させるために、行政や警察の担当者がひったくり防止カバーの取り付けを代行するなど導入時コストを負担する場合は多い。しかし、その場合でも行動が持続しないことが示唆された。【犯罪対処行動と犯罪被害との関連分析】女子大生の犯罪対処行動と犯罪被害に関するアンケート調査結果を分析した。犯罪対処行動の頻度の主成分分析からは、回避、資源動員、知識の3主成分が得られた。また、ライフスタイル(深夜帰宅)を含めて、各主成分得点と被害との関連をみたところ、ライフスタイルによって、被害防止に有効な方略が異なってくることが示唆された。【既存の防犯情報の分析】全国各地で実地に使用されている防犯チラシ(ひったくり、振り込め詐欺、性犯罪、侵入盗等)を収集し、その内容を分析した。同種の犯罪であっても、チラシによって想定する受け手も異なっており、想定される受け手によって、イメージで関心を喚起する、被害リスクを統計情報で伝える等の情報提示の方略が異なっていることが示唆された。本研究では、一般市民の日常的な犯罪への備えである犯罪対処行動を促進させる要因を明らかにするため、日本の実情に応じた犯罪対処行動尺度の作成、調査法を用いた犯罪にまつわる認知・感情・行動の因果関係の分析、実験法による犯罪対処行動の促進要因の分析を行う。本年度は、(1)調査法を用いた犯罪に関する認知と行動の因果分析、(2)実験による事前関心が対処行動に与える影響の分析、(3)フィールド実験を通じた長期的な対処行動の持続に寄与する要因の分析、を行った。(1)では、首都圏の1市の成人住民の2波パネル調査データを用いて分析を行った。両時点間で近隣での迷惑行為を経験した回答者の統制行使の有無を従属変数にしたロジスティック回帰分析を実施したところ、第1波での集合的効力感が高いと、近隣レベルの統制を行使する可能性が有意に高まることが示された。これまで、集合的効力感が犯罪発生率を抑制する知見は得られていたが、今回の分析結果からはその中間変数である行動レベルへの影響が見出された。(2)では、若年女性を対象に、住居選択場面で、転居に関する関連付けで層別した実験参加者に対し、脅威情報の種類、対処行動の効果性を操作した情報を提示し、防犯設備の割増家賃への支払意思額及び事後の情報探索行動をアウトカムにした実験を行った。分散分析の結果、支払意思額には3次の交互作用効果、情報探索行動には関連付けの主効果が見られた。(3)では、首都圏の公共駐輪場利用者を対象に、脅威の高低、対処行動の効果性を操作した情報を提示した上で、自転車に2つ目の錠を取り付けた。以降1ヶ月間駐輪場での施錠有無を記録した。欠損を考慮した混合ロジスティック回帰分析の結果、介入直後のツーロック行動には条件間で差異がないが、介入からの時間経過につれて高脅威の刺激を読んだ実験参加者は,低脅威の刺激を読んだ実験参加者よりも,ツーロック行動を継続しやすいことが示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。応用心理学
強磁場・極低温非接触原子間力顕微鏡を用いた交換相互作用力の原子レベルでの画像化

原子間に働く交換相互作用力を検出するために有効と思われるForce spectroscopy法の検出感度向上に関する研究を行った。Force spectroscopyとは、非接触原子間力顕微鏡の測定量である周波数シフトの探針-試料間距離依存のカーブ(Δf-Zカーブ)を測定し、数値計算によって原子間力を定量的に求める方法である。Force spectroscopyでは、単原子の化学結合力を定量的に検出する必要があるため、原子の真上に精密に探針を近づけなければならないが、熱ドリフトの影響によって、これまで高感度で再現性のよいForce spectroscopyが行われた例がなかった。そこで、走査トンネル顕微鏡で開発されていたAtom tracking法を非接触原子間力顕微鏡へ応用することによって初めて信頼性の高いForce spectroscopy測定を可能にした。具体的には、Atom tracking法を用いて熱ドリフトの完全な補償と0.2Å_<peak peak>の精度での原子の中心への位置合わせを実現し、同一の原子で何度でも再現性のあるForce spectroscopy測定を行い、それらを平均化することで、S/Nの高いΔf-Zカーブが得られた。これにより、相互作用力のカーブに変換してもノイズの少ないカーブが得られるようになった。さらに、異なる原子種であるSn原子、Si原子やIn原子、Si原子を化学結合力の違いを通して識別することにも成功し、交換相互作用力の検出のための基盤技術を確立した。表面や界面の磁性が活発に研究されるようになり、スピン電子顕微鏡や磁気共鳴力顕微鏡(MRFM)など、多くの手法および装置が開発されてきた。しかしながら、原子レベルでは未解明なことが多く、将来的な磁性材料の研究を行うためには、表面上の個々のスピンを分解し、それらが作り出す表面構造の測定が可能な新しい表面磁性の測定手法が望まれている。そこで、本研究では非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)を応用し、強磁場環境下において原子分解能を有する表面観察が可能な顕微鏡の開発を行うことを目的とする。本研究で開発した装置は、AFMユニットを含む観測室、探針・試料の搬送方向を変える転換室、試料の清浄表面作成を行う処理室、探針・試料の交換を行うロードロック室から成る。AFMカンチレバの変位検出には光干渉方式を採用した。観測室は超伝導磁石を内蔵したクライオスタットへ導入され、VTI (Variable Temperature Insert)を稼動させて低温(3[K]以上)、超伝導磁石を用いて磁場環境(010[T])を作る仕様である。除振は、2段のアクティブ除振台にクライオスタットを載せることにより行った。低温環境下でのNC-AFMでの原子分解能観察を行うために、AFMユニットの除振性能および冷却性能を評価した。除振性能については、加速度計および走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて評価を行った。加速度計では2段のアクティブ除振の効果を確認することができたが、STMでは確認できなかった。また、STMで磁場・低温環境下でのSi(111)7×7再構成表面の原子分解能観察を達成できたものの、NC-AFMでの原子分解能観察に必要な装置剛性が得られていないことを確認した。そこで、装置全体の補強、配線の除振処理などを行った。冷却性能に関しては、まず開発した段階でのAFMユニットの冷却を行い、最終到達温度が25[K]までにしか達しないことを確認した。予備実験の結果、低温部とAFMユニットの接触面積が小さいことがわかり、観測室底部の改良により最終到達温度を15[K]にまで下げることができた。除振および低温システムの改善により、低温(78[K])環境下で原子分解能を有するNC-AFM像を安定して得ることができた。
転写開始点と翻訳制御の網羅的解析を通じた高温条件下における翻訳制御機構の解明

本研究では、シロイヌナズナ培養細胞を用いて、転写開始点のゆらぎ(mRNA 5'末端配列)と環境ストレスに応答した翻訳制御(mRNAの翻訳状態変化)との関係性を網羅的に解析した。転写開始点の網羅的な同定は、CAGE (cap analysis of gene expression)法を用いて行った。本研究を通じて、遺伝子の転写開始点のゆらぎが、環境ストレスに応答した翻訳制御の堅牢性や柔軟性の基盤となっているという、新たな遺伝子発現制御システムの存在を示唆する重要な知見が得られた。本研究では,1mRNAの翻訳状態をその正確な5'端近傍配列と同時にゲノムワイドに決定すること,2ゲノムワイドデータを活用した生物情報科学的解析により,当該翻訳制御を規定する5'-UTR 5'端近傍領域内シス制御因子を探索し,変異解析等により特徴付けすること,35'端の重要性から想定されるトランス制御因子候補遺伝子の当該制御における機能や役割を解析することにより,高温ストレスに応答した翻訳制御機構の分子メカニズムの解明を目指す.本年度は,Cap Analysis of Gene Expression (CAGE)解析に供するRNA試料の調製とCAGE解析を通じたシークエンスデータの取得に取り組んだ.通常培養条件(22°C)及び高温ストレス条件(37°C)にて培養したシロイヌナズナT87培養細胞の細胞抽出液をショ糖密度勾配遠心に供し,複数のリボソームと結合したmRNA(polysomal RNA)を含むポリソーム画分を回収した.ポリソーム画分からのRNA精製方法に関する検討およびショ糖密度勾配遠心に供していない細胞抽出液よりtotal RNAを精製する方法に関して種々検討を行い,CAGE解析に適した質・量のRNAを取得することができた.同様のRNA精製を二反復で行った.続いて,RNA試料をCAGE解析に供し,各RNA試料に関するCAGEタグシークエンスデータを取得することに成功した.CAGE解析より得られたデータの解析にも取り組んだ.本研究では、mRNAの翻訳状態をその正確な5'端近傍配列と同時にゲノムワイドに決定すること等を通じて、通常条件や高温ストレス条件の植物細胞における翻訳制御機構の分子メカニズムの解明を目指す。昨年度は、Cap Analysis of Gene Expression (CAGE)解析に供するRNA試料の調製とCAGEデータの取得に取り組み、通常培養条件および高温ストレス条件にて培養したシロイヌナズナ培養細胞より調製したpolysomal RNA (ポリソーム画分に存在するRNA)及びtotal RNAに由来するCAGEデータを取得した。そこで平成26年度は、主に取得されたCAGE解析結果のデータ解析に取り組んだ。その結果、解析したRNA試料に含まれるcap構造を有するmRNAの5'末端位置に関して、塩基レベルで再現性を有するデータを取得できていることが確認された。また、各遺伝子について転写開始点(mRNAの5'末端位置)のばらつきを評価したところ、遺伝子によってばらつきの程度が大きく異なっていること、ばらつきの程度はtotal RNAとpolysomal RNAで類似していること等が明らかとなった。このことは、転写の段階で生み出されたと考えられる転写開始点の異なるmRNAは、ほぼそのばらつきを維持したままポリソーム画分に移行していることを示唆している。一方で、転写開始点ごとの翻訳状態(polysomal RNA/total RNAの比率)を詳細に比較すると、同一遺伝子に由来すると考えられるmRNA種であるにも関わらず、転写開始点が異なるmRNA種間で、翻訳状態が大きく異なる例が多数見出された。本研究では、シロイヌナズナ培養細胞を材料に、同一タンパク質をコードするmRNAの5'末端位置のゆらぎ(転写開始点のゆらぎ)と、当該mRNAの環境ストレス条件下での翻訳制御の関係性をゲノムスケールで明らかにすることを目指した。転写開始点のゆらぎに関する情報は、過去に実施したCap analysis of Gene Expression (CAGE)解析により獲得したものを利用した。環境ストレスによる翻訳状態変化に関する情報は、Matsuura et al. (2010)に報告されたDNAマイクロアレイ解析により得られた、環境ストレスによるmRNA翻訳状態変化に関する情報を利用した。CAGEデータより転写開始点のゆらぎの程度を示す指標値を、マイクロアレイデータより高温及び高塩ストレスによる翻訳状態変化の程度を示す指標値を、遺伝子ごとに算出しその関係性についてゲノムワイドに検証した。その結果、主に以下のような結果が得られた。転写開始点のゆらぎが小さい遺伝子群には、・タンパク質合成関連遺伝子やヒストン関連遺伝子、・ストレスによる翻訳抑制の程度が弱いものから、中程度のもの、極端に強いものまで幅広い応答を示す遺伝子が含まれており、かつ高温と高塩ストレス下で、抑制の程度が異なるものが多い。一方で、転写開始点のゆらぎが大きい遺伝子群には、・キナーゼ類やモータータンパク質であるキネシン等のシグナル伝達に関連する遺伝子、・高温・高塩ストレスどちらにおいても中程度の翻訳抑制を示す遺伝子が多く含まれる傾向にあり、翻訳抑制の程度が極端に弱いあるいは強いものは少ない。以上の結果は、転写開始点のゆらぎが植物の多様な環境変動に応答しうる堅牢かつ柔軟な翻訳制御システムの基盤となっているという、新たな遺伝子発現制御システムの存在を強く示唆する。

本研究を通じて、遺伝子の転写開始点のゆらぎが、環境ストレスに応答した翻訳制御の堅牢性や柔軟性の基盤となっているという、新たな遺伝子発現制御システムの存在を示唆する重要な知見が得られた。本研究の目的は、1mRNAの翻訳状態をその正確な5'端近傍配列と同時にゲノムワイドに決定すること、2ゲノムワイドデータを活用した生物情報科学的解析により、当該翻訳制御を規定する5'-UTR 5'端近傍領域内シス制御因子を探索し、変異解析等により特徴付けすること、3トランス制御因子候補遺伝子の翻訳制御における機能や役割の解析、にある。CAGEデータを取得し、データの詳細な解析の過程において多くの困難に直面し、研究項目1に想定よりも多くの時間を要している。そのため、2及び3については検討が進んでいないのが、本研究の主目的である1については、着実に進展しているため、全体としてはやや遅れていると言える。植物細胞分子生物学上記、研究項目1に集中し、転写開始点のばらつきが翻訳に与える影響を、一過性発現試験や安定形質転換体を用いたレポーターアッセイにより評価していく。本研究の主要な目的は,1mRNAの翻訳状態をその正確な5'端近傍配列と同時にゲノムワイドに決定すること,2ゲノムワイドデータを活用した生物情報科学的解析により,当該翻訳制御を規定する5'-UTR 5'端近傍領域内シス制御因子を探索し,変異解析等により特徴付けすること,にある.当初計画では,本年度内に、ポリソーム解析およびCAGE解析を実施し,5'-UTR 5'端近傍領域内シス制御因子の探索に着手することであった.先の研究実績の概要において述べた通り,本年中にCAGEデータの取得までは完了することができ,1についてはほぼ達成できたと言える.CAGEデータの解析に関しては,未だに完了はしていないが,シス制御因子の探索を実施に向けた前段階の解析は順調に進展している.こうした現状に鑑みて,おおむね順調に進展していると言える.CAGE解析より得られたシークエンスデータの解析に、当初の計画以上に時間を要した。そのため、当初計画していた実験を十分に実施できなかった部分がある。CAGE解析により得られたデータセットを活用し,生物情報科学的解析を通じた新規シス制御因子の探索を行う.また,変異導入解析等によりシス制御因子の特性・機能解析を行う.さらに,トランス制御因子候補であるスキャフォCAGE解析より得られた結果に基づいて、実験的に検証する5'非翻訳領域(5'-UTR)を抽出し、当該5'-UTRがレポーター遺伝子の翻訳に与える影響を評価するための実験等の経費に充てる予定である。また、これら成果を投稿論文あるいは学会にて発表するための諸経費としても使用予定である。所属機関における耐震工事に伴う研究室の移転作業と移転後の実験環境のセットアップ作業により実験の進捗に遅れが出たため。プラスチック器具などの消耗品費として使用する計画である。
「結節都市」大連市における日系企業の地域的生産体制の形成と課題

当研究は、中国大連市における日系企業の地域的生産体制を解明することにある。その結果、これまで日本からは人件費の削減を目的とした工場進出が多かったが、中国経済の発展によって、中国市場を日的にした進出もみられるようになりた。この過程で、生産と物流の機械化とロジステックの整備が進みっっあり、大連市のインフラ整備がこれを促進している。当研究は、中国東北三省(遼寧省、吉林省、黒龍江省)の国際的玄関、遼寧省大連市における日系企業の事業活動に焦点を当てて、地域的生産体制の差異とその特徴を解明することにある。20年度に対象とした産業は、大連市の成長を牽引してきた機械産業(含・電機、精密等)で行った。また、物流についても調査を行った。このため、中国大連市のJETRO、日系企業などの訪問を行った。その結果、日系企業でもとりわけ機械産業は、従来の開発輸入パターンから現地販売型への移行が進みつつあることが分かった。また、低賃金活用による生産は、急激な賃金上昇の結果、経営的に利益を生まなくなっていることもわかった。このため、現地における生産工程の機械化が進みつつある。また、この変化の過程で下請け構造にも変化が見られている。従来は、日本に生産拠点を置く企業との取引や現地周辺地域の日系企業を相手に下請け構造を形成してきたが、この生産コストの上昇と機械化の過程で、現地地場企業との取引も活発化している。しかし、技術力のある地場企業に限られるために、日系企業を中心とした地域的生産体制の形成は限定的といえる。情報化については現地日系研修センターを調査した。仕事の後にここにきて、語学と技術教育を受けている。ここで得た資格は、企業内での昇任にもつながる場合があり、次第に研修者も増加する傾向にある。日系企業の現地化傾向と相まって、今後注目できる動向といえる。以上、大連市の機械系産業は生産技術と地域的生産体制において、構造変化を起こしている一方で、現地従業員の技術向上と日系企業間に連携する動き(人材育成のコスト節約)があることが分かった。当研究は、大連市における日系企業の事業活動に焦点を当てて、進出年次別・業種別・資本別・規模別に、地域的生産体制の差異とその特徴を解明することである。平成21年度は、大連市でJETRO大連事務所、日系企業(金属、電機など)、ソフトパークなどでインタビューを行った。また国内関係機関では、国土政策と地域政策による日系企業の規制と誘導の状況が、大連市においてどのようなっているかを調べた。その結果、製造業においては企業内国際分業生産体制として、日本の母工場との連携が明らかになり、次第に販売の現地化が進みつつあることがわかった。また中国に複数の工場を立地させている場合は、上海などが統括本部になり、大連市の営業範囲は東北や華北に限定され、生産担当の難易度もより下位ランク(少品種大量産)に位置することが多いこともわかってきた。また、情報産業については欧米や日本からの投資も活発化し、新たな成長産業となってきていることが分かってきた。ここでは、ラボ形式による進出等、製造業とは異なる操業形態も確認できている。毎年、日本語コースを卒業する大学生や語学学校生が多数卒業するなど、日本企業の事業活動にとって外部経済の活用ができることから、生産基地としての優位性を依然維持しているものの、近年は欧米系のIC企業やソフト企業が進出するなど欧米企業との労働力争奪が懸念されるなど、新たな課題も起きつつある。この他、既進出企業のデータ整理については分析を続けており、次年度に向け地域類型化を行っている。当研究は、中国東北三省(遼寧省、吉林省、黒龍江省)の国際的玄関、遼寧省大連市における日系企業の事業活動に焦点を当てて、大連市の成長を牽引してきた日系の繊維、食品、機械(含・電機、精密等)、情報産業の地域的生産体制の差異を明らかにすることを目的としている。このため、次の3点を重視しながら研究を行った。1つは、「結節都市」大連という地理的優位性と交通結節機能の分析である。2つ目は、日系企業の企業内国際分業と国際物流システム、情報通信システムを連動させながら分析を行うことである。3つ目は、日系企業地域的生産体制を空間的に偏倚させる要因となる地域政策についても検証を行うことである。1について、大連市は、日本からの投資のゲートシティとしての役割を担い発展を遂げてきた。2008年には都市建設の重要プロジェクトも135項目にわたって実施されモノレールや地下鉄の建設が進んでいる。その他、港湾施設の能力増強、高速鉄道の充実、空港整備など、地理的拠点性を強化する投資が続いている。2つ目は、これまで日本からはコストカットを目的とした進出が多かったが、現地市場の拡大を期待した進出も増えている。物流は港湾活用が主流だが、一部精密部品などは空輸が行われ、日本の倉庫や顧客までのリードタイムは約2週間となっている。3つ目は、大連市ソフトウエアパークのように産業の高度化(例えば環境、情報、金融などの「三高」政策)が進んでいる。

日系企業のなかにも現地に進出している企業も出てきている。このようにして、「結節都市」大連市は、社会基盤の整備と日本を含む外資誘致政策を挺子に、その拠点性の維持と産業構造の高度化を図っていくことが目的化され、それに伴い日系企業の地域的生産体制も次第に市場対応型、ソフト開発型企業にシフトしつつある。
骨再生機序解明への新しい戦略-高気圧酸素負荷環境下における骨代謝について-

本研究では骨芽細胞・破骨細胞において、高気圧酸素負荷環境が与えるさまざまな影響について細胞レベルでの解析を行った。増殖能の解析では骨芽細胞、破骨細胞において異なる影響がみられ、分化能の解析では骨芽細胞の分化に影響がみられなかったが、破骨細胞の分化に影響を与えることが分かった。また、両細胞において各種成長因子やサイトカインのmRNA発現を調整し、破骨細胞の分化に影響を与えることが示唆された。高気圧酸素負荷の効果を細胞レベルで解明することを目的に、高気圧酸素負荷を与えられる加圧チャンバーを利用して、各種細胞株(RAW264.7(破骨細胞)、MC3T3-E1(骨芽細胞)、SaOS-2(骨肉腫細胞株))における細胞増殖能の解析(MTSアッセイ)を行った。RAW264.7、MC3T3-E1、SaOS-2を96穴プレートに1×10^4個播種し、37°C、5% CO_2、気相下で一晩培養を行い、翌日から加圧チャンバー内で100%酸素を入れて2気圧とした状態で15分、20分、30分、40分、60分×各1回、60分×2回(2日間)、20分×3回(3日間)高気圧酸素負荷を行った。その後、37°Cインキュベーターにて(1)1日、(2)3日培養を行い、MTSアッセイにて細胞増殖能を解析した。コントロールとして、37°C、5% CO)_2気相下で培養したもの用いた。各細胞株についてコントロールを1として相対比で検討した結果、RAW264.7:(1)0.781.08倍(2)0.891.27倍、MC3T3-E1:(1)0.931.08倍(2)0.991.12倍、SaOS-2:(1)0.881.07倍(2)0.991.08倍とすべての細胞株において増殖能に有意差はみられなかった。今回の結果より、高気圧酸素負荷環境は細胞増殖能に影響を及ぼさないことが示唆された。現在、さらに負荷条件を変えて増殖能について解析を行うとともに、分化能に対する影響について解析中である。高気圧酸素負荷の効果を細胞レベルで解明することを目的に、各種細胞株(RAW264.7(破骨細胞)、MC3T3-E1(骨芽細胞)、SaOS-2(骨肉腫細胞株))における細胞増殖能の解析(MTSアッセイ)を昨年度に追加して行った。RAW264.7、MC3T3-E1、SaOS-2を96穴プレートに1×10^4個播種し、37°C、5%CO_2気相下で一晩培養を行い、翌日から加圧チャンバー内で100%酸素を加えて2気圧とした状態で20分、40分、60分×各1回、60分×2回(2日間)、20分×3回(3日間)高気圧酸素負荷を行った。コントロールとして、37°C、5%CO_2気相下で培養したもの用いた。各細胞株についてコントロールを1として相対比で検討した結果、RAW264.7:(1)0.901.13倍(2)0.951.10倍、MC3T3-E1:(1)0.861.04倍(2)0.911.24倍、SaOS-2:(1)0.951.08倍(2)1.031.37倍と細胞株別での増殖能に有意差はみられなかった。しかしながら、すべての細胞株において60分×2回(2日間)高気圧酸素負荷を行ったもので、コントロールに比べて増殖能の上昇が認められた。今回の結果より、負荷時間および期間によって細胞増殖能に影響を及ぼす可能性が考えられた。次いで、高気圧酸素負荷による細胞の分化能に対する影響について解析を行った。MC3T3-E1を24穴プレートに1×10^4個播種し、37°C、5%CO_2、気相下で一晩培養を行い、翌日から加圧チャンバー内で100%酸素を加えて(1)1.3、(2)1.5、(3)2.0気圧とした状態で60分×5日間高気圧酸素負荷を行い、アルカリフォスファターゼ活性の測定を行った。各負荷圧での結果は(1)0.93、(2)0.91、(3)0.93倍であり、負荷圧によるアルカリフォスファターゼ活性に有意差はみられなかった。現在、RAW264.7での分化能(酒石酸耐性酸性フォスファターゼ活性)、またin vivoにおける高気圧酸素負荷環境下での骨形性能について解析中である。

高気圧酸素負荷の効果を細胞レベルで解明することを目的に、各種細胞株(RAW264.7(破骨細胞)、MC3T3-E1(骨芽細胞)における分化能の解析を行った。MC3T3-E1を10×10^4個播種し、BMP-2100ng/mlを加えて、37°C、5%CO_2、気相下で一晩培養を行い、翌日から加圧チャンバー内で100%酸素を加えて1.4気圧とした状態で(1)20分、(2)20分×7、(3)60分、(4)60分×3、(5)60分×5、(6)60分×7日間高気圧酸素負荷を行い、アルカリフォスファターゼ(ALP)活性の測定を行った。各負荷時間での結果はコントロールに比して(1)1.03、(2)1.02、(3)0.97、(4)1.01、(5)0.99、(6)0.99倍であり、負荷時間によるALP活性に有意差はみられなかった。次いで、RAW264.7にRANKL25ng/ml、M-CSF25ng/mlを加えて同様に高気圧酸素負荷(1.4or2.0気圧下で(1)20分、(2)20分×7、(3)60分、(4)60分×3日間)を行い、酒石酸耐陛酸性フォスファターゼ(TRAP)活性の測定を行った。2.0気圧下では分化能には変化なかったが、1.4気圧下では(1)1.11、(2)1.35、(3)1.11、(4)1.39倍と負荷時間に比して有意な増加が認められた。さらに、高気圧酸素負荷環境がmRNAに与える影響についでRT-PCR法を用いて解析を行った。MC3T3-E1にBMP-2100ng/mlを加えて、1.4気圧下で(1)20分、(2)60分、(3)60分×3、(4)60分×5、(5)60分×7日間培養を行い、RANKL、M-CSF、Osteopontin、TGF-β、BMP-2mRNA発現の解析を行った。RANKLmRNA発現においてのみ、高気圧酸負荷環境で発現量の減少がみられた。このことから、高気圧酸素負荷では骨芽細胞によるRANKLの発現を減少させることで、破骨細胞の調整を行っている可能性が考えられた。
対数型ポテンシャルとその応用

本研究の目的は,対数型ポテンシャルの持つ性質を精密に調べると共に,周辺分野への広がりを研究することである.先ず,これまでの合成型の対数型ポテンシャルに関するいくつかの結果が拡散対数型核のポテンシャル論的性質による特徴付けから,自然な反映として理解出来ることがわかった.その特徴付けは,半完全最大値原理を満たすこと及びチャージ0のポテンシャルの無限遠点における正則性である.この議論から,対数型ポテンシャル核が作るある種の加法族で,ポテンシャル核の摂動の方法を考察することが出来,ハント核の場合と同様に,対数型核による近似を考察出来るようになった.これは,ディリクレ核と核の対数凸性を調べるのに有効である.しかし,この摂動の方法は,調べなければならない多くの課題を残している.一方,この議論を対称空間に制限する時,フルステンベルグ理論がポテンシャル論的に理解出来ることがわかる.対数型ポテンシャルの理論を深め,周辺分野への広がりを議論する為に,以下の函数論,確率論,偏微分方程式論の研究成果は,大いに有効で,示唆に富むものである.函数論の方向では,コーシー変換のノルムを用いて,集合の解析的容量の評価を与えることに成功した研究,ピカールセットに関する著しい研究である.特に,対数ポテンシャルをモデルとする対数型ポテンシャルの研究に取って,コーシー変換の詳細な研究成果は不可欠である.確率論の方向では,正軸,負軸の指数分布から混合とたたみこみで定義される分布のクラスの単峰性とモードの位置を論じた研究,偏微分方程式論の方向では,解析関数を係数とする作用素のなす環上の行列式論とコーシー問題に関する研究である.本研究の目的は,対数型ポテンシャルの持つ性質を精密に調べると共に,周辺分野への広がりを研究することである.先ず,これまでの合成型の対数型ポテンシャルに関するいくつかの結果が拡散対数型核のポテンシャル論的性質による特徴付けから,自然な反映として理解出来ることがわかった.その特徴付けは,半完全最大値原理を満たすこと及びチャージ0のポテンシャルの無限遠点における正則性である.この議論から,対数型ポテンシャル核が作るある種の加法族で,ポテンシャル核の摂動の方法を考察することが出来,ハント核の場合と同様に,対数型核による近似を考察出来るようになった.これは,ディリクレ核と核の対数凸性を調べるのに有効である.しかし,この摂動の方法は,調べなければならない多くの課題を残している.一方,この議論を対称空間に制限する時,フルステンベルグ理論がポテンシャル論的に理解出来ることがわかる.対数型ポテンシャルの理論を深め,周辺分野への広がりを議論する為に,以下の函数論,確率論,偏微分方程式論の研究成果は,大いに有効で,示唆に富むものである.函数論の方向では,コーシー変換のノルムを用いて,集合の解析的容量の評価を与えることに成功した研究,ピカールセットに関する著しい研究である.特に,対数ポテンシャルをモデルとする対数型ポテンシャルの研究に取って,コーシー変換の詳細な研究成果は不可欠である.確率論の方向では,正軸,負軸の指数分布から混合とたたみこみで定義される分布のクラスの単峰性とモードの位置を論じた研究,偏微分方程式論の方向では,解析関数を係数とする作用素のなす環上の行列式論とコーシー問題に関する研究である.
真核生物液胞型ATPaseの構造と機能の多様性の研究: 動物細胞における遺伝子スーパーファミリーの検証と遺伝情報ならびに機能の破壊による生理作用の解析

本研究では、液胞型ATPaseが細胞の増殖調節、あるいは形質転換やがん化形質の獲得においていかなる役割を果たしているのかを解明するとともに、その生理作用を明らかにすることを目指し研究を行い、以下の成果を得た。1 BPV-E5のクローニングとラット繊維芽細胞株の形質転換ウシパピローマウイルス(BPV)のゲノムDNAからPCRによりE5遺伝子を増幅し、SV40プロモーター支配下に動物細胞発現ベクターに組み込んだ。このプラスミドをラット繊維芽細胞継代株EL2に導入し、安定形質転換株を分離した。この形質転換株は、予想されるように、他のがん遺伝子でトランスフォームした場合と同様の形態変化を示し、増殖活性の上昇が認められた。また、この株では、PDGFの添加に応答してトランスフォーメーションが促進された。一方、EL2株にE5、プロテオリピッド及びPDGF-Rを様々な組み合わせで導入したところ、3者を同時に導入した時にトランスフォーメーションが強く誘導されることを見い出した。またトランスフォーメーションにともないリソソーム内のpHが上昇することを確認した。今後、本研究で樹立した形質転換株を用いて、プロテオリピッドおよびPDGF-Rを介したE5によるトランスフォーメーションの機構を明らかにしていく。3.マウス液胞型ATPaseプロテオリピッドサブユニット遺伝子のクローニングと遺伝子構造の解析マスウゲノムライブラリーをスクリーニングし、プロテオリピッド遺伝子をコードするクローンを分解した。一次構造の解析から、3つのエクソンよりなるプロテオリピッド遺伝子の全構造を明らかにした。同時に、2つの偽遺伝子を見い出しその構造を決定した。一方、ノーザン解析の結果、プロテオリピッド遺伝子が未分化ES細胞で発現していることを確認した。これらの知見をもとにターゲッティングベクターを作成し、ES細胞に導入した。現在、相同組換体を選別している。今後、相同組換えにより遺伝子を破壊したES細胞を初期胚に導入しキメラマスを作成し、最終的にホモノックアウトマウスを分離する。本研究では液胞型ATPaseが細胞増殖の調節、あるいは形質転換やがん化形質の獲得においていかなる役割を果たしているのかを解明することを目指し、以下の研究を行なった。1 BPV-E5のクローニングとラット繊維芽細胞株の形質転換:ウシパピローマウイルス(BPV)のゲノムDNAからPCRによりE5遺伝子を増幅し、SV40プロモーター支配下に動物細胞発現ベクターに組み込んだ。今後この形質転換株をもとに、プロテオリピッドを過剰に発現させることにより形質転換を抑制できるか否かを検討する。2ドミナント・ネガティブ変異体およびアンチセンスRNAの発現による液胞型ATPaseの破壊:液胞型ATPaseの機能を破壊するアプローチとして、プロテオリピッドのドミナント・ネガティブ変異体を動物細胞で過剰発現させる実験系を構築した。まずドミナント・ネガティブ効果を示す変異を酵母を用いて検索した。酵母プロテオリピッドの様々な変異体を野生型酵母に導入し、液胞型ATPase欠損株としての表現系を与えるものを検索した。この結果、DCCD結合部位と推定されるGlu-137をGlnあるいはLysに置換した変異体でドミナント・ネガティブ効果が認められた。この結果に基づき、ラットおよびヒト由来のプロテオリピッドcDNAに対応するGlu-139→Glnの置換を導入した。

変異cDNAをRSVおよびMMTVプロモーター支配下、動物細胞発現ベクターに組み込み、EL2細胞にトランスフェクトして安定形質転換株を分離した。またラットのプロテオリピッドcDNAをアンチセンス方向にMMTVプロモーター支配下に組み込み、同様にEL2細胞で安定形質転換株を得た。今後これらの細胞株をもとに液胞型ATPaseの機能低下による細胞増殖の変化を解析する。本研究では、液胞型ATPaseが細胞増殖の調節、あるいは形質転換やがん化形質の獲得においていかなる役割を果たしているのかを解明するとともに、その生理的役割を明らかにすることを目指し以下の研究を行なった。1.BPV-E5発現プラスミドをラット繊維芽細胞株EL2に導入し、安定形質転換株を樹立した。この株では、PDGFの添加に応答してトランスフォーメーションが誘起された。一方、EL2株にE5、プロテオリピッドおよびPDGF-Rを様々な組み合わせで導入したところ、3者を同時に導入した時にのみトランスフォーメーションが強く誘導されることを見い出した。またトランスフォーメーションにともないリソソーム内のpHが上昇することを確認した。今後、プロテオリピッドおよびPDGF-Rを介したE5によるトランスフォーメーションの機構を明らかにしていく。2.液胞型ATPase・プロテオリピッド遺伝子を破壊したノックアウトマウスを作製することを目指し以下の研究を行った。マウスゲノムライブラリーをスクリーニングし、プロテオリピッド遺伝子クローンを分離した。一次構造の解析から、3つのエクソンよりなる遺伝子の全構造を明らかにし、あわせて2つの偽遺伝子を見い出しその構造を決定した。一方ノーザン解析の結果、プロテオリピッド遺伝子が未分化ES細胞で発現していることを確認した。これらの知見をもとにターゲッティングベクターを作成し、ES細胞に導入した。現在、相同組換体を選別している。
３Dアディティブ・マニファクチャリングを用いたエピテーゼ製作の新展開

顎顔面領域に欠損や変形が生じたり先天性疾患により形態異常があったりする場合、エピテーゼが製作される。今までの方法では顔面印象が用いられ、印象による呼吸管理が必要となるなどの問題点がある。三次元アディティブマニュファクチャリング技術の発展により三次元スキャナーやプリンターによる造形がエピテーゼの製作にも応用されるようになってきた。本研究では顔面印象と光学印象による顔面形状データの比較検討を行い、その結果、ハンディタイプの非接触式三次元光学スキャナーを使用した光学印象法は顔面印象法と比べて遜色ない精度を示し、3Dプリンターの模型の精度は臨床でも応用可能でエピテーゼの製作に有効であると考えられた。顎顔面領域の外傷や腫瘍の切除などによって顎顔面部に欠損や変形が生じたり先天性疾患により形態異常があったりする場合、顔面欠損の程度や部位、患者の条件によって再建手術が困難な場合、審美性や形態の回復と精神的・心理的配慮のため、エピテーゼが製作される。現在広く用いられている方法は、顔の型を採り(顔面印象)、模型を製作し、ワックスパターンを製作して試適し、形態修正後にシリコーン材料で置き換えるもので、製作するためには高度な技術が必要となり、顔の色に合わせた色の再現や3次元的な形態の再現が難しい。CTやMRIなどの3次元画像を利用した計測データからエピテーゼのパターンや模型を製作する方法が考えられてきたが、被ばくという点でCTなどを用いずに新たな3次元計測システムを用いて形態情報を得る必要がある。また、フルカラーで3次元造形することのできる材料についてもさらなる検討が必要である。本研究の目的は、光学印象により得られる3次元形状データを用いて、コンピュータ上で形状データを構築し、色情報として3次元スキャナーやデジタル写真を利用してエピテーゼの設計を行い、アディティブマニュファクチャリング技術を用いて顔面印象を行うことなく、より審美的なエピテーゼを製作するための製作基盤技術を開発することである。平成26年度は、3次元光学スキャナーの導入および精度の検討のための顔面の3次元形状データ計測を行った。研究を始めるにあたり、本学の倫理審査委員会の承認を得て、本研究の主旨を説明し、承諾の得られた健常者1名に対し、3次元光学スキャナーを用いた顔面スキャンと、従来法である顔面印象法を行い、そのデータを蓄積している。また、顔面欠損患者1名の術前の光学スキャンと顔面印象採得を行った。今後は、健常者の被験者を追加し、光学スキャンと顔面印象法により3次元形状データを得て模型を製作し、精度を検討する予定である。顎顔面領域の外傷や腫瘍の切除などによって顎顔面部に欠損や変形が生じたり、先天性疾患により形態異常があったりする場合、再建手術が行われるが、顔面欠損の程度や部位、患者の条件によって手術ができない場合に審美性や形態の回復と精神的・心理的配慮のため、エピテーゼが適用される。現在広く用いられている方法は、顔の型を採り(顔面印象)、模型を製作し、ワックスパターンを製作して試適し、形態修正後にシリコーン材料で置き換えるものであり、製作に際しては高度な技術が必要となり、顔の色に合わせた色の再現や三次元的な形態の再現が難しいという問題がある。CTやMRIなどの三次元画像を利用した計測データからエピテーゼのパターンや模型を製作する方法が考えられてきたが、被ばくという点でCTなどを用いずに新たな三次元計測システムを用いて形態情報を得る必要がある。本研究の目的は、光学印象により得られる三次元形状データを用いて、コンピュータ上で形状データを構築し、色情報として三次元スキャナーやデジタル写真を用いてエピテーゼの設計を行い、アディティブマニュファクチャリング技術を用い、顔面印象を行うことなく、より審美的なエピテーゼを製作するための基盤技術を開発することである。平成26年度に本学歯学部倫理審査委員会の承認を得て、平成27年3月からポスター掲示により公募し、本研究の主旨を説明し承諾が得られた健常者6名に対し三次元光学スキャナーを用いた顔面スキャンと従来法である顔面印象法を行った。顔面スキャンとそのデータから三次元造形した模型、および顔面印象法にて得られた顔面模型の三次元形状データを光学スキャンし、3つのデータを比較検討し、その精度について日本歯科技工学会第37回学術大会(福岡市、2015年10月)にて発表した。また、顔面欠損患者1名に対して光学スキャンと顔面印象を行い、エピテーゼを製作した。健常者については当初予定した人数より1名多く参加者があり、顔面形状データを採得できた。また、欠損患者数がもともと少ない顔面欠損患者についても1名、エピテーゼの製作まで行うことができ、今後はそのエピテーゼの評価も含めて検討することが可能となったため。顎顔面領域の外傷や腫瘍の切除などによって顎顔面部に欠損や変形が生じたり、先天性疾患により形態異常があったりする場合、再建手術が行われるが、手術ができない場合などでは審美性や形態の回復を行うためエピテーゼが適用される。現在広く用いられている顔面印象法は、顔の型をとり、模型を製作し、ワックスパターンで形態を検討し、シリコーン樹脂材料で置き換えて製作する。この方法は高度な技術が必要となり、三次元的な形態の再現や義眼の三次元的な配置、顔の色に合わせた色の再現などが難しいという問題がある。CTやMRIを利用した三次元形状データを用いてエピテーゼのパターンを製作する方法もあるが被ばくの問題が挙げられる。

本研究で用いている光学印象法は被ばくの問題がなく、顔面印象法の患者の負担が軽減され、得られた三次元形状データを用いてコンピュータ上で形状データを構築し、エピテーゼの設計を行い、アディティブマニュファクチャリング技術を用いて、顔面印象を行うことなくより審美的なエピテーゼを製作することが可能である。本研究の主旨を説明し、承諾が得られた健常者6名に対して三次元光学スキャナーを用いた顔面スキャンと従来法の顔面印象法を行い、そのデータとそれぞれの方法から得られた顔面模型データを光学スキャンし、比較検討を行った。平成27年度は、顔面スキャンは開眼状態、顔面印象法は閉眼状態で行い、比較したが、平成28年度は、顔面スキャンも閉眼状態で行った健常者4名のデータを解析し、それぞれのデータを重ね合わせ、マッピング表示による三次元的変位量と各形状との誤差を求めた。その結果、顔面模型はスキャンデータに比べて頬部と眉間上方、眼から鼻部、口唇周囲に差が認められた。一方、造形模型とスキャンデータの誤差は少なく、造形模型は元のスキャンデータとほとんど差がなかった。ハンディタイプの光学印象は臨床応用可能と考えられた。顎顔面領域に欠損や変形が生じたり先天性疾患により形態異常があったりする場合、エピテーゼが製作される。今までの方法では顔面印象が用いられ、印象による呼吸管理が必要となるなどの問題点がある。三次元アディティブマニュファクチャリング技術の発展により三次元スキャナーやプリンターによる造形がエピテーゼの製作にも応用されるようになってきた。本研究では顔面印象と光学印象による顔面形状データの比較検討を行い、その結果、ハンディタイプの非接触式三次元光学スキャナーを使用した光学印象法は顔面印象法と比べて遜色ない精度を示し、3Dプリンターの模型の精度は臨床でも応用可能でエピテーゼの製作に有効であると考えられた。使用する機器の購入が遅れたこと、学内の倫理審査承認を待ってから研究を開始したことにより、当初の計画からやや遅れているが、研究は開始し、データの計測を行っているところである。健常者についてのデータの比較に用いたソフトウェアが解析不能部があるため、別の解析ソフトを用いて形状の差を比較検討する予定である。また、顔面欠損患者のエピテーゼと顔面欠損データの取得、および顔面欠損患者の追加、欠損形態の検討、色情報の検討を行っていく予定である。生物系(医歯薬学)被験者の募集を行い、健常者については予定数に達しており、光学スキャナーと顔面印象を行っていく予定である。カラー3Dプリンターによる模型の造形、色情報の検討、3次元形状データの編集と精度比較のためのデータ処理を進めていく予定である。科研費として使用する適当な物品がなかったため科研費として使用する適当な物品がなかったため物品費として使用予定物品費として使用予定
揮発性有機溶剤による薬物依存形成メカニズムの解明

トルエンは吸入により乱用されることから、同一の吸入摂取で精神依存モデル動物を作出し、脳内の依存形成メカニズムを解明することが必須である。本研究では、トルエン吸入により精神依存モデル動物を作製し、脳内モノアミン神経系の変化及びタンパク質の変動を解析した。(1)トルエンの慢性吸入により、側坐核内でのドパミン及びセロトニン代謝回転の亢進が確認され、モノアミン神経系の機能変化が認められた。同様に、側坐核内のタンパク質量の変動を二次元電気泳動により解析した結果、増加する3スポットを見いだした。その1つのスポットを解析したところ、glucocorticoid-induced leucinezipper (GILZ)であることが判明した。トルエン吸入によるGILZ mRNA発現についても検討したところ、有意な増加が確認された。GILZのアンチセンスオリゴを作製し脳内に前処置することにより、トルエンの依存形成及びモノアミン代謝回転の亢進が抑制された。また、トルエン依存動物では、メタンフェタミンの精神依存が有意に増強されていた。(2)トルエン依存動物の側坐核内では、リン酸化CREB量が有意に増加するが、GILZアンチセンスの前処置により抑制された。また、トルエン依存動物の側坐核内では、メタンフェタミンによるドパミン遊離量は著明に増加し、一方、ドパミントランスポーター発現量に有意な差は認められなかった。したがって、トルエンの慢性吸入はGILZを介して、アデニル酸シクラーゼ系CREBリン酸化を促進することで、特にドパミン遊離機構に影響を与えるものと考えられる。トルエンがgate-way drugとしての特性を有し、他の乱用薬物の感受性を高める可能性が示唆された。トルエンは吸入により乱用されることから、同一の摂取方法で精神依存性および薬理作用を評価することはその依存形成機構を解明するために必須である。本研究では、トルエン吸入装置を開発し、トルエン精神依存形成および運動活性促進作用の発現におけるドパミン受容体の役割について検討した。トルエンの条件付けによって発現するトルエン報酬効果および運動活性促進作用の発現はドパミンD1受容体拮抗薬SCH23390の前処置で有意に抑制された。一方、ドパミンD2受容体拮抗薬sulpirideの前処置では有意な影響を受けなかった。次に、トルエン暴露による側坐核内のドパミン遊離について検討したところ、トルエン吸入により有意なドパミン遊離の増加が認められた。したがって、トルエン精神依存形成および中枢興奮作用の発現には側坐核内のドパミン遊離の増加に伴う、ドパミンD1受容体の活性化が重要な役割を果していることが明らかになった。トルエンの脳内作用部位を同定する目的で、c-Fos発現の解析を行った。トルエン吸入によりlimbicforebrainおよびhippocampusにおいてc-Fos発現の増加が認められ、選択的にこれらの脳部位の神経活性が上昇することが明らかになった。トルエンの作用を解析する上で、limbicforebrainおよびhippocampusの脳部位は重要であると考えられる。また、トルエン精神依存動物のlimbicforebrainにおいて、cAMP量およびリン酸化CREB量が増加していた。したがって、トルエンの慢性吸入によるアデニル酸シクラーゼ系カスケードの変動が、トルエン精神依存形成に重要な役割を果していると考えられる。

(1)トルエンの慢性吸入により、側坐核内でのドパミン及びセロトニン代謝回転の亢進が確認され、モノアミン神経系の機能変化が認められた。同様に、側坐核内のタンパク質量の変動を二次元電気泳動により解析した結果、増加する3スポットを見いだした。その1つのスポットを解析したところ、glucocorticoid-induced leucinezipper(GILZ)であることが判明した。トルエン吸入によるGILZ mRNA発現についても検討したところ、有意な増加が確認された。GILZのアンチセンスオリゴを作製し脳内に前処置することにより、トルエンの依存形成及びモノアミン代謝回転の亢進が抑制された。また、トルエン依存動物では、メタンフェタミンの精神依存が有意に増強されていた。(2)トルエン依存動物の側坐核内では、リン酸化CREB量が有意に増加するが、GILZアンチセンスの前処置により抑制された。また、トルエン依存動物の側坐核内では、メタンフェタミンによるドパミン遊離量は著明に増加し、一方、ドパミントランスポーター発現量に有意な差は認められなかった。したがって、トルエンの慢性吸入はGILZを介して、アデニル酸シクラーゼ系CREBリン酸化を促進することで、特にドパミン遊離機構に影響を与えるものと考えられる。トルエンがgate-way drugとしての特性を有し、他の乱用薬物の感受性を高める可能性が示唆された。
血管平滑筋細胞の増殖機構における血管作動物質と細胞増殖因子の相乗作用とCキナ-ゼ

私共は血管平滑筋細胞において、血小板由来細胞増殖因子(PDGF)がイノシト-ルリン脂質の代謝回転を惹起してCキナ-ゼを活性化し、活性化されたCキナ-ゼが細胞増殖に必須の細胞性癌遺伝子cーfos遺伝子の発現を促進して細胞周期のG_0期からG_1期への移行を促進して、血管平滑筋細胞の増殖を引き起こすのに対して、Cキナ-ゼがG_1後期に活性化されるとS期への進行を抑制して血管平滑筋細胞の増殖を阻害すること、Cキナ-ゼが血管内皮由来の血管収縮物質エンドセリンの受容体の脱感作機構に関与すること、血管平滑筋細胞にはαタイプのCキナ-ゼアイソザイムと今一つ異なったCキナ-ゼアイソザイムが存在し、前者が増殖の促進、抑制作用に、後者がエンドセリンなどの血管作動物質受容体の脱感作に関与することを明らかにした。血管平滑筋細胞においてはアンジオテンシンIIやセロトニンなどの血管作動物質もイノシト-ルリン脂質の代謝回転を惹起するが、私共はエンドセリンも同反応を惹起することや、これらの血管作動物質がcーfos遺伝子の発現を促進し、PDGFや表皮増殖因子(EGF)による血管平滑筋細胞の増殖を相乗的に促進することを見出した。PDGFとアンジオテンシンIIによるDNA合成の相乗作用の機構を明らかにするために、両者を同時に作用させた時のcーfos遺伝子の発現を調べたところ、両者は単に相加的にcーfos遺伝子の発現を促進し、PDGFとアンジオテンシンIIによるDNA合成の相乗作用はcーfos遺伝子の発現の程度では説明できなかった。従来より、プロスタグランジンI_2、E_1やアデノシンなどのcyclicAMPを介する血管弛緩物質が血管平滑筋細胞の増殖を抑制することはよく知られているが、私共は内皮依存性血管弛緩因子(EDRF)や心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)などのcyclicGMPを介する血管弛緩物質が血管平滑筋細胞の増殖を抑制することも明らかにした。
化学療法剤による形態変化とエンドトキシン遊離能の比較検討

β-ラクタム薬の標的はPBPであり,PBPを阻害すると細菌の形態は変り,最終的に溶菌する。これは,細菌のPBP阻害と形態変化が密接に関わっている事を示すものであり,PBP2阻害はプロトプラスト化,PBP3阻害はフィラメント化させる。我々はこの形態変化と溶菌に伴なうエンドトキシン遊離に着目した。その結果,大腸菌,緑膿菌にβ-ラクタムα薬を作用させると,PBP3阻害薬はPBP2阻害薬に比べエンドトキシンを多害に遊離さえることが判明した。さらに,緑膿菌のPBPに対して,カルバパネム薬は種類により結合親和性が異なる物がある事に着目し検討した。その結果PBP2阻害薬はPBP3阻害薬に比べ4倍強のエンドトキシンを遊離させた。次にE.cloacaeからPBP変異株を分離し、溶菌に伴なうエンドトキシン量を比較した所,この場合もPBP2変異株の方がPBP3変異株に比べエンドトキシン量は多かった。以上の結果は,臨床でのβ-ラクタム薬を使用するに際し,エンドトキシン遊離とそれに伴なう副作用についても十分検討する必要性を示す。一方,これらの研究の過程で,緑膿菌に対して,キノロン至薬やβ-ラクタα至薬が菌をムコクド化させることを見出した。そこで,抗菌薬の作用に伴なうバイオフィルム形成をアルギン酸の定量により検討した。その結果,キノロン薬,PBP3親和性を示すβ-ラクタム薬処理菌はアルギン酸を著しく増加させたが,エリスロアイシン,フオスミシンは対照と同程度のアルギン酸形成にとゞまった。この結果は,抗菌薬の2次作用としてアルギン酸を増やしバイオフイルム形成を促進するという初めての報告である。ペニシリンやセファロスポリンなどのβ-ラクタム剤は、細菌の細胞壁高次構造合成に関わる酵素を阻害して、結果的に抗菌力を発揮する。最近臨床で用いれれているβ-ラクタム剤は、抗菌力が強いが、これは細胞壁合成酵素(penicillin binding protein)に対する結合親和性が強まった結果を反映している。それは、菌の形態変化からすると、抗菌力の強い薬剤はより形態変化を惹起する,言い替えるとPBPに対する親和性が強い薬剤である言える。第三世代セフェム剤とカルバペネム剤などのβ-ラクタム剤の中からPBP2,PBP3にそれぞれ親和性の強い薬剤を数種選び、E.cloacaeをこれらの薬剤処理することにより溶菌させると、各薬剤のPBPに対する親和性とそれに伴って起こる形態変化に伴うエンドトキシン遊離量を比較検討した。エンドトキシンはLimulus amebocyte lysate(LAL)のゲル化を判定するゲル化転倒法にて測定する。また、測定に必要な機器(トキシノメーター)は備品として購入する。またこの実験結果を計測するためのソフト(ラボソフトMT)を併せてもとめ使用した。その結果、まず、イミペネムは(IPM)は1/4-1/2MIC濃度でE:cloacaeのPBP2に作用して菌を球状化させ,セフタジジム(CAZ)は1-4MIC濃度でPBP3にそれぞれ作用し、菌形態の伸長化を惹起させた。そこで、IPMは1/4-1/2MIC濃度、CAZは1-2MIC濃度の薬剤を作用させ、菌の形態を確認後、エンドトキシン量を求めた。その結果、PBP2阻害剤のエンドトキシン遊離量は、PBP3阻害剤に比べて約1/10-1/20と遥かに低いエンドトキシン量であった。(1)β-lactam薬はその化学構造式の違いにより分類されているが、carbapenem系薬はその内の1つである。