hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サイクロイド様サブ波長断面構造での高効率局在プラズモン発生と超高感度センサー応用

[2]「サイクロイド様曲面構造の創成」:ナノインプリントによるサブ波長曲面構造の作製に関する基本的なプロセスは既に確立されていたが、基板やモールド表面の化学的・物理的清浄化技術に関するノウハウの蓄積によって、各構造単位の精度と大面積での均一性に関する大幅な向上が達成された。[3]「マルチスポットチップの作製」、および、[4]「種々のバイオマーカーに対する検出感度の評価」:PETフィルムを基板とする6スポット(2列×3行)チップの作製に成功し、各チップの特性バラツキの評価、ならびに、基板を湾曲させた時の光学特性の変化(安定性)などについて検討を行い、フレキシブルなマルチスポットチップの実用化に向けた成果が得られた。[5]「分光器を不要とする色度解析技術の確立」チップを照明する光の指向性を低減させることにより、チップ-カメラ(光源)間距離に対する制限を大幅に低減できることは確認したが、スペクトルシフト量が入射角の関数として変化してしまうことから、チップとカメラ(光源)の角度・距離を固定化するための治具を作製し、対処することとした。これにより、一定の測光条件で取得されたスペクトルデータから色度を算出できるようになった。当初の計画に基づいて各要素技術の技術統合と機能検証を進めた結果、最終目標である局在プラズモン型超高感度バイオチップの実現のための技術基盤を整備できた。さらに、新しいシミュレーションアルゴリズムや数学的処理方法の考案など波及効果の期待できる成果も得られており、基礎・応用の両面において研究と開発が着実に進んでいる。本研究では、我々が潜在性を見いだした『サイクロイド様サブ波長断面構造』における電場増幅効果とそれに基づくセンシング機能をより高度化すべく、サブ波長構造のさらなる改良(新規構造の探索やそれらの作製や樹脂フィルム上へのマルチセンシングスポット形成等にかかるプロセス基盤の確立を含む)を進め、分光器によるスペクトル計測を不要化する局在プラズモン型超高感度バイオチップの実現に向けて、大きく前進する成果を得た。また、独自のアルゴリズムによる光波伝搬解析の高速演算技術の追求に関しては、新たな積分表示解の導出に成功し、構造探索の効率化のみならず、今後広範な物理現象への適用が期待される。当初計画では本研究開発期間はH28年度までとしていたが、研究課題[1]「最適サイクロイド様曲面構造の設計」に資する光伝搬解析手法に関して、さらなる成果の上積みが期待される状況となったため、1年間の研究期間延長を申請のうえ、その実証を目指した。H28年度までの解析手法では、一般座標変換と解のマクローリン展開を用いていた。この手法は、マクスウェル方程式を任意の構造に合わせることが可能な汎用性と境界面での電磁界を高速に求められる優位性を持っていたが、遠方解の計算には時間を要する点が難点であった。そこで、この点を克服する方法として新たに積分表示の解の探索と構造パラメータによる展開式を用いることを検討した。積分表示については、二次曲線から構成される放物面座標系におけるヘルムホルツ方程式の解の探索を行った。二次多項式で表現される曲線からなる単純な直交曲線座標系であるのにも関わらず、積分表示解はこれまで見つかっていなかったが、一部の解の積分表示に成功し、伝播元から遠方で解も計算できることを確認した。任意の曲面は局所的には放物面で表されるので、この解を得ることは任意の曲面における解の表現にも有用であると考えられる。この成果は本研究目的の遂行に極めて効果的であるのみならず、極めて広範な物理現象への適用が期待される。
パノスコピック形態制御された希土類系リチウム貯蔵合金電極の創製と二次電池への応用

リチウム二次電池用の次世代負極の創製をめざし,種々のLa-Sn系合金を合成しさらにそれらを原料としてガスデポジション(GD)法により作製した厚膜電極の性能を調べた.LaSn, La_3Sn_5およびLaSn_3の各希土類合金を合成しこれらをGD膜電極としたところ,従来法により作製された電極と比較して充放電サイクル安定性が顕著に向上することがわかった.Sn単体の電極が数サイクルの間に急激に容量が減衰するのに対し,Laと合金化した電極ではそのような挙動が顕著に改善されることがわかった.特に,La_3Sn_5電極ではSn単体電極と同等の初期放電容量を有する一方で格段に優れたサイクル安定を示したことは注目に値する.これは,合金化によりLiの挿入一脱離にともなう体積変化が減少したことおよびGD法で厚膜化する際に応力変化を緩和し易い膜形状あるいは形態にできたためと推察される.最適な組成という点においては,サイクル後期で急激な容量の低下があるものの,総合的にみるとLaSn_3が最も魅力的な電極であると判断した.さらに,LaSn3にリチウムを機械的手法で添加して得られたLi_3LaSn_3は,GD膜電極においても,リチウム未添加の電極と比較して,充放電第1サイクルにおける容量可逆性が改善されることを確かめた.リチウムの代わりにホウ素を添加した場合は(B_3LaSn_3 GD膜電極),容量可逆性には改善は認められないがサイクル安定性を一層向上できることがわかった.これは,LaSn_3に硬度の高いホウ素を添加することでGD法による製膜時に粒子同士が密着しすぎることを防ぎ,充放電の体積変化による応力を緩和できるような適度な空隙を作ることができたためではないかと推察した.リチウム二次電池用の次世代負極の創製をめざし,種々のLa-Sn系合金を合成しさらにそれらを原料としてガスデポジション(GD)法により作製した厚膜電極の性能を調べた.LaSn, La_3Sn_5およびLaSn_3の各希土類合金を合成しこれらをGD膜電極としたところ,従来法により作製された電極と比較して充放電サイクル安定性が顕著に向上することがわかった.Sn単体の電極が数サイクルの間に急激に容量が減衰するのに対し,Laと合金化した電極ではそのような挙動が顕著に改善されることがわかった.特に,La_3Sn_5電極ではSn単体電極と同等の初期放電容量を有する一方で格段に優れたサイクル安定を示したことは注目に値する.これは,合金化によりLiの挿入一脱離にともなう体積変化が減少したことおよびGD法で厚膜化する際に応力変化を緩和し易い膜形状あるいは形態にできたためと推察される.最適な組成という点においては,サイクル後期で急激な容量の低下があるものの,総合的にみるとLaSn_3が最も魅力的な電極であると判断した.さらに,LaSn3にリチウムを機械的手法で添加して得られたLi_3LaSn_3は,GD膜電極においても,リチウム未添加の電極と比較して,充放電第1サイクルにおける容量可逆性が改善されることを確かめた.リチウムの代わりにホウ素を添加した場合は(B_3LaSn_3 GD膜電極),容量可逆性には改善は認められないがサイクル安定性を一層向上できることがわかった.これは,LaSn_3に硬度の高いホウ素を添加することでGD法による製膜時に粒子同士が密着しすぎることを防ぎ,充放電の体積変化による応力を緩和できるような適度な空隙を作ることができたためではないかと推察した.
インフレーション宇宙における時空構造の進化

佐藤やGuth等によって提案されたインフレーション宇宙モデルは、宇宙初期の進化を研究する上での1つのパラダイムとなっている。その大きな根拠の1つは、宇宙の一様性をうまく説明することにある。しかしながら、現在の宇宙をプランク時刻までさかのぼるなら、又量子論的宇宙創生論的立場に立つならば、創生直後の宇宙は極めて非一様でありそれがインフレーションによって一様性がみたされる様に進化するかは不明である。この研究では、この問題を解析的・数値的な方法によって調べことにより次の結果を得た。1.系を球対称とし、時空のエネルギー密度が空間的に一様な球を、それより小さい真空エネルギー領域方殻状にとり囲むとした理想化したモデルでは、(1)半径が地平線より小さい時ブラックホールへ成長、(2)半径が地平線より大きいが、ある臨界値より小さく、且つ、密度の比が3倍以上の時、ワームホールが作られる。(3)その他の場合はすべてdeSiTur的宇宙へと進化する。2.同じく球対称ではあるが密度ゆらぎの波長・振幅が一般の場合を調べるためにADM型式によりスカラ一場とアインシュタイン方程式を連立して解く事により(1)同じ振幅であるならば波長の短かいゆらぎはその空間微分によるエネルギーにより早い時期に地平線が発生しブラックホールへ向う。(2)又一般に進化の過程では宇宙論的地平線、みかけの地平線がそれぞれ複数個作られる様な複雑な時空構造を持つようになる。今後、この結果を系統的に調べるためにプログラムの改良進め、最終時空構造明らかにする予定である。1.解析的研究非等方非一様宇宙の時空構造の進化を研究する等1段階として,非等方非一様を理想化し,球対称としてその発展を解析的に調べた.その結果,次の2つの条件がみたされる場合,時空構造はWornu hole的になる事を明らかにした.条件1:高密度領域と低密度領域の密度比が3倍以上大きい.条件2:トラップされた高密度領域は,その時点での宇宙の様子的地平線より大きく,かつ密度比の関数である臨界値より小さくなければならぬ.又上記の条件が満たされぬ場合,時空は2つのde Sotter計量を接続したまま,変化する.次のステップとして,球対称でなく,軸対称・面対称な場合について解析的研究を進めている.2.数値曲研究非一様非等方を一次元的(平面対称,球対称)とし,スカラー場の運動散逸を,アインシュタイン方程式と完全に連立して解くプログラムの開発を進めている.近く前段階で得られた解析的結果と対照することによりプログラムの検定をおこなう予定である.インフレーション宇宙論は、一般に宇宙を一様にする機構と考えられている。しかし宇宙創生時において極めて幅の大きいゆらぎが存在する時にも、宇宙は一様化されるのであろうか。前年度において解析的な法により極めて大きい密度地が作られた時、その領域はブラックホール・ワームホールへと進化する事を示した。今年度においては、そのモデルを球対称ではあるが似意の幅のゆらぎの場合を調べるために、数値計算のプログラムの開発を進めた。基本的にはADM形式により、スカラー場の運動方程式とアインシュタイン方程式を連立して解く事である。簡単化のために物質場は無視した。スカラー場のモデルとしては、リンデによるガオティクインフレーション型のV(φ)=λφ^4を仮定した。その数値計算の結果、最終的なものではないが次の結果が得られた。1.同じ振幅のゆらぎでもその波長が短いものは、空間微分による項が大きく寄与するためにエネルギーとして大きく効果をあらわすために、地平線が早くあらわれる。これはブラックホールが形成されることを示している。2.進化の過程で、宇宙論的粒子地平線、アパレント地平線がそれぞれ複数個現れる様な複雑な時空構造へと発展することがわかった。
診断と治療の両機能を有するナノバブルリポソームを用いる次世代超音波がん治療

PFCの保持を目的としたBLの外殻物質として新たにフッ化リン脂質F-DPPCを合成した。C5F12:C6F14=1:1(重量比)混合ガスを内封した、粒子径約500nmのRGD-BL(DSPC:F- DPPC:DSPE-PEG2K:DSPE-PEG3K-Mal=44:50:5:1 (モル比))を調製した。RGD-BLと診断超音波照射は、固形癌組織の新生血管や血栓の造影が可能である。治療用超音波の照射によって、腫瘍内温度の上昇によるハイパーサーミアやIL12遺伝子導入による遺伝子治療も可能である。診断と治療の両機能を有するBLを用いる次世代超音波治療システムを構築出来た。In vivoにおける診断と治療に充分な安定性を持ち、ナノバブルと遺伝子や抗がん剤が共存する構造を持つリポソームを新規開発する。リポソーム内に安定に存在することができて、相変化超音波照射に応答してマイクロバブルに変化できるようなナノバブルミセルを、パーフルオロカーボン(PFC)の組成比を変化させて最適な混合比を検討した。パーフルオロペンタン(C_5F_12 bp:29°C)とパーフルオロヘキサン(C_6F_14bp:58-60°C)を用量比で1:1で混合した液滴を用いた場合、最も安定で、500nm程度のナノバブルミセルを調製できることが出来た。フルオラスケミストリーに着目したフルオロリン脂質の合成を行った。F-DPPCの合成及び2F-DPPCの合成に成功した。しかし、収率が非常に低く、効率的な合成法を検討中である。機能性バブルリポソームの新規調製法の開発と機能評価を行った。DSPC:DSPE-PEG2k-OMe=94:6からなるリポソーム懸濁液とパーフルオロペンタン(C_5F_12)とパーフルオロヘキサン(C_6F_14)1:1液滴(用量比)を混合し、密封チューブ式ホモジナイザーを用いてバブルリポソームを調製した。平均粒径約500nmのバブル製剤が調製できた。密封チューブ式ホモジナイザーを用いる方法は、本研究で見出した新しい調製法で、調製容器はオートクレーブ可能であり、クリーン・ベンチ内で無菌的に調製可能である。今後は、この新規調製を用いて、機能性バブルリポソームの調製を進めていく。診断と治療の機能を有するナノバブルリポソームの開発を行い、担がんマウスで、造影超音波照射によるがん組織の新生血管造影と治療超音波照射による温熱療法を検討した。より安定なバブルリポソームを得るため、フルオラスケミストリーに着目し、封入される超音波造影パーフルオロペンタンガスと親和性のあるフッ素をバブルリポソームのリン脂質に導入することを試みた。FCH2(CH2)16COOHを合成し、これをグリセロール骨格にエステル結合させてフッ素含有のホスファチジルコリンF-DPPCを合成した。DSPC:DSPE-PEG2k-OMe:F-DPPC = 93 : 6:1からなるリポソーム懸濁液とパーフルオロペンタンを混合し、密封チューブ式ホモジナイザーを用いてバブルリポソームを調製した。F-DPPCの存在でパーフルオロペンタンの封入率が高まり、平均粒径約500nmのバブル製剤が調製できた。本方法は、本研究で見出した新しい調製法で、調製容器はオートクレーブ可能であり、クリーン・ベンチ内で無菌的に調製可能である。B16/BL6細胞を移植した担がんマウスを用い、バブルリポソームを用いた腫瘍血管イメージングと温熱療法の可能性について検討した。担がんマウスにバブルリポソームを尾静注し、超音波造影を行ったところ、バブルリポソームは腫瘍内部を複雑に分岐していく細い腫瘍血管を連続性良く描写可能で、腫瘍血管造影剤として機能した。超音波造影を確認しながら治療超音波照射を行い、がん組織内の温度上昇を評価したところ、がん組織内温度が約44 °Cに達し、顕著ながん細胞の増殖抑制効果が認められた。治療直後のがん組織を顕微鏡観察したところ、がん細胞の壊死領域が認められた。バブルリポソームと超音波の併用は、HIFUより低強度の超音波照射で、バブルリポソームが分布している領域のがん細胞を傷害可能な方法として有用である。

リポソーム内に安定に存在することができて、相変化超音波照射に応答してマイクロバブルに変化できるようなナノバブルミセルを、フルオラスケミストリーに着目したフルオロリン脂質F-DPPCを用いて調製した。具体的には、F-DPPC:DSPC:DSPE-PEG2000をミセルの外殻物質とし、パーフルオロペンタン(C5F12 bp: 29°C)とパーフルオロヘキサン(C6F14bp: 58-60°C)を用量比で1:1で混合した液滴を用いて、500nm程度のナノバブルミセルを調製した。フルオロリン脂質F-DPPC及び2F-DPPCの合成については、収率が非常に低いため、効率的な合成法を引き続き検討することとした。しかし、2F-DPPCについては、そのナノバブルミセルの安定性がF-DPPCからなるナノバブルミセルよりも低いことが示され、今後F-DPPC:DSPC:DSPE-PEG2000を中心に進めることとした。本研究で見出した新しい調製法である、密封チューブ式ホモジナイザーを用いた方法でバブルリポソームを調製した。機能性バブルリポソームとしてRGD-バブルリポソームを調製した。25年度が最終年度であるため、記入しない。F-DPPC:DSPC:DSPE-PEG2000を基本としたバブルリポソームに対して、その膜にDEPE-PEG-RGDを挿入してRGD-バブルリポソームとする。試験管内に血栓を作成し、本バブルリポソームを添加し、造影効果とキャビテーションによる崩壊溶解について検討する。ラットの総頚動脈に40%塩化鉄の刺激により血栓を作成し、小動物用超音波画像診断装置(VEVO 2100)で血栓をモニタリングしながら尾静脈よりRGD-バブルリポソームを投与し,RGD-バブルリポソーム投与前後の血栓部位の画像を画像解析ソフト『Image J』で輝度解析および輝度の変化を評価する。
食道癌患者の周術期から外来看護への継続した栄養評価の検証

本研究の目的は、周手術期の食道癌患者の入院から退院後外来治療を受けるまでの一連の過程において、経時的栄養評価と患者の回復過程との関連を明らかにすることである。これまでに食道癌患者の周手術期における栄養状態を栄養摂取経路別(経口摂取、経鼻・経腸投与、経静脈投与)にモニタリングし、客観的データ(摂取量と体組成(Body mass index(BMI)、骨格筋・体水分量など)や血液データ、合併症、看護必要度)を評価した。その結果、栄養状態と体組成の評価は、1BMIが高値(BMI≧25)の患者は、低値(BMI<25)の患者と比較し、骨格筋量が多い。また、BMIが高値の患者は、術後に骨格筋量を維持できていること、2骨格筋量の維持と看護必要度(手術後3、7、14日後を経時的に評価した)は、関連が低いことが明らかとなった。したがって、入院中は、手術前後の骨格筋量が維持できていることと栄養状態の維持との関連が示唆できる。一方で、入院から退院後の経時的栄養状態と患者の回復過程の関連は、栄養状態のいくつかのパターンに影響を受けるようだ。そのパターンは、入院中の栄養摂取経路である経口摂取、経鼻・経腸栄養、経静脈栄養のどの経路を退院後に使用するかによって決まる。入院から退院、退院後の外来治療の一連の過程における栄養状態をさらに検討したい。しかし、調査依頼していた場所の病棟の再編成等により、本研究課題に加えて、調査場所の再検討が必要となった。検討した結果、1食事の作り方や2チームでの介入方法に多様性があることが明らかとなった。1食事の作り方は、施設に設置する機器の差違によって影響を受ける。また、2チームの介入について、現在検討中である。2017年度に調査依頼していた調査場所の検討が必要となり、フィールドの再検討を行ったため、予定よりやや遅れている。周手術期の栄養管理における栄養サポートチームの介入による患者への栄養状態の影響について、検討を進める。本研究の目的は、周術期食道癌患者の入院から退院後外来治療の一連の過程において、経時的栄養評価と患者の回復過程との関連を明らかにすることである。平成28年度は、食道切除術を受ける患者を対象とし、栄養状態を栄養経路別にモニタリングし、入院から退院までの経時的変化を検討した。食道切除術を受けた患者20名(BMI≧25、7名、BMI値<25、13名)を対象とし、術前と術後14日目(経口摂取開始7日後)の栄養評価(体組成、BMI;Body Mass Index及び血液検査値)と回復状況について看護必要度を収集した。分析は、BMIと体組成及び看護必要度について、関連する項目の相関を、次にBMIに基づき肥満群(BMI≧25、H群)と非肥満群(BMI値<25、N群)に分け検討した。その結果、BMIと入院時及び術後の骨格筋量には正の相関があった(r=0.981, p<0.01)。2群ともBMI(kg/m2)は、術前(H群26.3、N群20.3)よりも術後(H群25.3、N群19.8)に低値を示した。骨格筋量(kg)は、N群は術前23.3、術後23.2と維持されていたが、H群は術前30.9、術後29.5と術後に低値を示した(p<0.01)。血清アルブミン値(mg/dl)は、術前(H群3.9、N群4.1)よりも術後(H群3.0、N群3.0)に低値を示した(p<0.01)。看護必要度(術後3、7、14日目)は、2群間の差はなく、BMIとの関連もなかった。したがって、栄養状態と回復状況について、BMI高値患者は、低値の患者と比較し、骨格筋量が多く、術後も維持できていた。回復状況との関連について、今後さらなる検討が必要だが、本結果では、体組成と看護必要度との関連は、低いことが明らかとなった。研究計画通りに進行しているため本研究の目的は、周手術期の食道癌患者の入院から退院後外来治療を受けるまでの一連の過程において、経時的栄養評価と患者の回復過程との関連を明らかにすることである。これまでに食道癌患者の周手術期における栄養状態を栄養摂取経路別(経口摂取、経鼻・経腸投与、経静脈投与)にモニタリングし、客観的データ(摂取量と体組成や血液データ、合併症、看護必要度)を評価した。その結果、栄養状態と回復過程の評価は、1BMIが高値(BMI≧25)の患者は、低値(BMI<25)の患者と比較し、骨格筋量が多い。また、BMIが高値の患者は、術後に骨格筋量を維持できていること、2体組成と看護必要度(手術後3、7、14日後を経時的に評価した)は、関連が低いことが示唆できた。骨格筋量を維持できていると手術後の日常生活動作も回復が見込めると考える。2の結果より、回復過程における評価として手術後3、7、14日後の看護必要度を評価したが、これらとの関連が低かったため、別の方法で検討した。検討内容は、周手術期看護を行う看護師への参加観察型研究により回復過程の評価を日常生活の視点で評価できる指標の有無を検討した。この検討により回復過程における評価の示唆は、十分に得ることはできなかった。

産休および育休のため予定していた調査の調整および実施ができなかった。また、調査依頼していた医療機関において病棟再編成がおこなわれ、今までと病棟の構成が変わった。そのため、研究フィールドの再検討が必要となった。本研究の目的は、周手術期の食道癌患者の入院から退院後外来治療を受けるまでの一連の過程において、経時的栄養評価と患者の回復過程との関連を明らかにすることである。これまでに食道癌患者の周手術期における栄養状態を栄養摂取経路別(経口摂取、経鼻・経腸投与、経静脈投与)にモニタリングし、客観的データ(摂取量と体組成(Body mass index(BMI)、骨格筋・体水分量など)や血液データ、合併症、看護必要度)を評価した。その結果、栄養状態と体組成の評価は、1BMIが高値(BMI≧25)の患者は、低値(BMI<25)の患者と比較し、骨格筋量が多い。また、BMIが高値の患者は、術後に骨格筋量を維持できていること、2骨格筋量の維持と看護必要度(手術後3、7、14日後を経時的に評価した)は、関連が低いことが明らかとなった。したがって、入院中は、手術前後の骨格筋量が維持できていることと栄養状態の維持との関連が示唆できる。一方で、入院から退院後の経時的栄養状態と患者の回復過程の関連は、栄養状態のいくつかのパターンに影響を受けるようだ。そのパターンは、入院中の栄養摂取経路である経口摂取、経鼻・経腸栄養、経静脈栄養のどの経路を退院後に使用するかによって決まる。入院から退院、退院後の外来治療の一連の過程における栄養状態をさらに検討したい。しかし、調査依頼していた場所の病棟の再編成等により、本研究課題に加えて、調査場所の再検討が必要となった。検討した結果、1食事の作り方や2チームでの介入方法に多様性があることが明らかとなった。1食事の作り方は、施設に設置する機器の差違によって影響を受ける。また、2チームの介入について、現在検討中である。2017年度に調査依頼していた調査場所の検討が必要となり、フィールドの再検討を行ったため、予定よりやや遅れている。本研究は、栄養状態の指標にBMI、患者の回復過程の指標として看護必要度を用いて検討した。その結果、BMIと看護必要度に関連がなかったため、他の因子の検討が必要なことがわかった。今後の方向性を確認するために栄養管理に対する患者の思いをインタビューにより検討中である。今後は、患者の回復過程の指標となる因子の検討および、当初の計画通り食道切除術を受けた患者の周術期における栄養状態を栄養経路別にモニタリングし、入院から退院および外来までの経時的変化を検討する。調査の調整および実施を行い、研究を速やかに進める。周手術期の栄養管理における栄養サポートチームの介入による患者への栄養状態の影響について、検討を進める。当初予定していた学会発表が一部できなかったこと、論文投稿ができなかったため次年度使用額が生じた。産休および育休のため研究計画が遅れ、次年度の使用額が生じた。次年度使用額が生じた理由は、調査場所の調整により、予定通りの研究が進まなかったためである。使用計画は、調査の調整を行い予定の研究を進める。もし、調査場所の調整が進まなかった場合は、現時点で明らかとなっている研究結果を発表するための英文作成(英文校正等)に研究費を使用するように計画を修正する。論文投稿を行ない、次年度使用する。
放線菌が生産するインドロカルバゾール化合物の生合成に関する研究

インドロカルバゾール誘導体の創製とその生理活性レベッカマイシン、スタウロスポリンはLechevalieria aerocolonigenes ATCC39243及びStreptomyces sp. TP-A0274株が生産するインドロカルバゾール化合物である。これら生産菌より生合成遺伝子をクローニングし、組換えることにより非天然型インドロカルバゾール化合物の生産を行った。現在までに15種類の化合物の生産に成功した。このうち、CCAはHuman DNA topoisomeraseI及びIIに対して阻害効果が見られた。また、staN破壊株が生産するHolyrine AはHuman U937 cellに対して0.2mMの濃度でアポトーシスを引き起こすことが明らかになった。新規トリプトファン水酸化酵素遺伝子tox1の機能解析複素環化合物を直接水酸化することは、従来の有機合成的手法では困難である。他方、Streptoverticillium sp. BA13793株は、インドール環の7位に水酸基を持つインドロカルバゾーノレ(IC)化合物BE-13793Cを生産する。そこでBE-13793Cの生合成遺伝子クラスターから新規トリプトファン水酸化酵素遺伝子をクローニングし、その遺伝子を発現させ、機能解析を行った。tox1は1,566塩基からなる新規水酸化酵素遺伝子であり、スタウロスポリンのアグリコンを生産するStreptomyces lividanspTYMC sta7株に導入したところ、スタウロスポリンのアグリコンの10位が水酸化された化合物を産生した。【目的】スタウロスポリン(Sta)は放線菌Streptomyces sp. TP-A0274が生産するインドロカルバゾール(IC)系抗生物質である。インドロカルバゾール化合物は放線菌が主に生産する化合物群であり、強力な生理活性機能を有する化合物が報告されているために、医薬品のリード骨格に期待される構造であるが、その生合成経路についての解析はほとんどなされていない状況である。そこで、Staの生合成遺伝子をクローニングし、その生合成経路を遺伝子工学的に明らかにすることを目指し、最初にSta生合成遺伝子をクローニングし、全塩基配列を決定した。【方法及び結果】これまでに我々は同じIC化合物であるレベッカマイシン(Reb)の生合成遺伝子のクローニングを行い、生合成経路の同定を行っている。Reb生合成経路において、トリプトファン誘導体二分子をカップリングしCCAを合成する酵素遺伝子、rebDのホモログはIC生産放線菌にのみ存在することも明らかにしている。そこで、TP-A0274株の染色体コスミドライブラリーを新規シャトルベクターpTOYAMAcos上に作成し、プローブとしてrebDを用いてSta生合成遺伝子をクローニングした。得られたクローンをStreptomyces lividansにおいて異種発現し、Staの生産を確認した後、ショットガンシークエンスによって全塩基配列を決定した。Sta生合成遺伝子クラスターは22kbにわたって14個の読みとり枠からなっていた。IC骨格形成に関与する遺伝子、staO,staD,staPはRebとの間でアミノ酸配列上55%という高い一致を示した。【目的】スタウロスポリン(Sta)は放線菌Streptomyces sp.TP-A0274が生産するインドロカルバゾール(IC)系抗生物質である。そこで、我々はこれまでにStaの生合成遺伝子をクローニングした。今年度は遺伝子破壊株を作製しその生合成経路を遺伝子工学的に明らかにした。【方法及び結果】既に得られたスタウロスポリン生合成遺伝子配列情報をもとに、アグリコン骨格と糖の結合に必要と思われる遺伝子staN及び、糖部位のメチル化に必要と思われるstaMBの両遺伝子の破壊株を作製し、どのような生産物を生産するかを調べた。その結果、staN破壊株は糖とアグリコンの通常二カ所で結合するのが、1カ所になった化合物を生産しており、staMB破壊株はメトキシが脱メチル化していることがわかった。これらの結果を基に詳細な生合成経路を推定することができ、また、新規インドロカルバゾール誘導体を遺伝子組換えを用いて生産する技術の基礎が固まった。

そこでBE-13793Cの生合成遺伝子クラスターから新規トリプトファン水酸化酵素遺伝子をクローニングし、その遺伝子を発現させ、機能解析を行った。tox1は1,566塩基からなる新規水酸化酵素遺伝子であり、スタウロスポリンのアグリコンを生産するStreptomyces lividanspTYMC sta7株に導入したところ、スタウロスポリンのアグリコンの10位が水酸化された化合物を産生した。
前立腺癌幹細胞を標的とした新規遺伝子治療戦略の確立

平成29年に引き続き、外源性REICより小胞体ストレス応答に基づく癌幹細胞に標的治療のメカニズムの一端を解明するため、癌幹細胞マウスモデルに対するREIC/DKK3遺伝子の有効性を検証した。さらに、我々の確立したREIC/Dkk-3ノックアウト(KO)マウスを用いた実験系では、生体内の内在性・機能的REIC/Dkk-3タンパク質の影響を回避することが可能となり、以下の研究を行った。平成30年度、REIC遺伝子発現アデノウイルスベクターのin vivoでのオートファジー誘導腫瘍増殖抑制効果を行った。具体的には、GFPとPSAを恒常発現する前立腺癌幹細胞株(mice ips-RM-9))を用いて同所移植モデル、肺転移モデル等を作製し、REIC遺伝子発現アデノウイルスベクターを投与した場合の全身の転移に対するオートファジー誘導され治療効果を解析した。さらに、REIC遺伝子発現アデノウイルスベクターを用いて治療を行った腫瘍内における抗癌免疫担当細胞の出現動態、特に抗癌免疫に強く関わるとされる、MDSC、樹状細胞、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、制御性Tリンパ球、ヘルパーTリンパ球、ナチュラルキラー(NK)細胞等の細胞について、それぞれの細胞表面マーカーに基づき免疫組織学的に解析を行った。特に当該治療効果については、in vitro検証したkey分子に関する検証も行った。平成30年度予定していたREIC遺伝子発現アデノウイルスベクターのin vivoでのオートファジー誘導腫瘍増殖抑制効果の解析は予定通り実証することができた。平成31年度、REIC/Dkk-3 KOマウスを用いて、GFPとPSAを恒常発現する前立腺癌幹細胞株より同所移植モデル、肺転移モデル等を作製し、REIC遺伝子発現アデノウイルスベクターを腫瘍内局所または全身投与した場合の、腫瘍内・骨髄・全身での小胞体ストレス応答よりオートファジー誘導遺伝子治療を含む種々の癌免疫担当細胞の出現動態を解析する。REIC/Dkk-3 KOマウスを用いた生体内での小胞体ストレス応答の機序・免疫抑制作用の解明を行っていく。癌の研究開発において、癌幹細胞を標的とする新規治療法の開発は重要な中心課題となっている。本研究では、遺伝子治療におけるオートファジー細胞死の誘導の最適化の観点から、難治性前立腺癌に対するがん幹細胞を標的とする新規オートファジー誘導遺伝子治療法の創成基盤の確立を目指している。当該年度は、1)マウスiPS細胞の培地過程中にはマウス前立腺癌細胞RM-9の培養上清と正常iPS培地1:1混合し、35日間培養することにより、マウス前立腺癌幹細胞を樹立した。さらに、新規樹立した細胞は自己復性能、多分化能を有しており、がん幹細胞としての性質を獲得した細胞であることを示した。また、幹細胞の遺伝子発現性や腫瘍形成性を行った。2)新規前立腺癌幹細胞に対するがん幹細胞の自己複製を阻害剤BBI608のin vitroでの細胞・腫瘍増殖抑制効果の観点から解析を行った。3)新規前立腺癌幹細胞に対するREIC遺伝子発現アデノウイルスベクターのin vitroおよびin vivoでの細胞・腫瘍増殖抑制効果の観点から解析を行った。Ad-REICの抗癌作用に基づく小胞体ストレス応答に関する機序を解明し、その有効性を検証した。4)人工作成したマウス前立腺癌幹細胞にREIC/Dkk-3遺伝子ベクターを作用させ、1分、30分、1時間、6時間、24時間後細胞内タンパク質を抽出し、特異的siRNAによりノックダウンさせ、遺伝子-タンパク質発現変動をマイクロアレイやタンパク質抗体アレイ等により解析した。また、Western blot法によりERストレスおよびCa2+シグナリングパスウェイ内の各種タンパク質(ATF6 IRE1,XBP1,ATF4,EIF2, Bip)およびそのリン酸化の動態解析を行った。平成29年度予定していたがん幹細胞におけるREIC遺伝子ベクターの抗癌作用の機序検討は予定通り実証することができた。平成29年に引き続き、外源性REICより小胞体ストレス応答に基づく癌幹細胞に標的治療のメカニズムの一端を解明するため、癌幹細胞マウスモデルに対するREIC/DKK3遺伝子の有効性を検証する。

さらに、我々の確立したREIC/Dkk-3ノックアウト(KO)マウスを用いた実験系では、生体内の内在性・機能的REIC/Dkk-3タンパク質の影響を回避することが可能であるため、REIC遺伝子発現アデノウイルスベクターのin vivoでのオートファジー誘導腫瘍増殖抑制効果の解析を行っていく。平成31年度、REIC/Dkk-3 KOマウスを用いて、GFPとPSAを恒常発現する前立腺癌幹細胞株より同所移植モデル、肺転移モデル等を作製し、REIC遺伝子発現アデノウイルスベクターを腫瘍内局所または全身投与した場合の、腫瘍内・骨髄・全身での小胞体ストレス応答よりオートファジー誘導遺伝子治療を含む種々の癌免疫担当細胞の出現動態を解析する。REIC/Dkk-3 KOマウスを用いた生体内での小胞体ストレス応答の機序・免疫抑制作用の解明を行っていく。当初計画していた次世代シークエンサーを、次年度に行うよう計画を変更した。また、当初の予定より物品を安く購入できたため、未使用額が生じた。未使用額は、次年度の次世代シークエンサーに関する網羅的解析の費用に充てる予定である。また、次年度は予定通り外源性REICより小胞体ストレス応答に基づく癌幹細胞に標的治療のメカニズムの一端である癌幹細胞マウスモデルに対するREIC/DKK3遺伝子の有効性などを検討する。そのための抗体購入費用や予定している実験に使用する試薬の購入費用および論文発表のための費用などに使用する。当初計画していた研究成果の海外学会発表を次年度に行うよう計画を変更した。
超微細ファイバースコープによる経耳管的鼓室円観察(耳小骨の可動性の測定)

直径0.6mmの超微細ファイバースコープを耳管より中耳腔にまで挿入した場合、耳管と中耳腔の位置関係には個人差があるため、中耳腔を観察する方向、角度にはばらつきがみられる。具体的には、キヌタ骨長脚を画像上の中心にとらえる場合が多いのだが、個々で微妙な差があり、また、ツチ・キヌタ関節の方へ(頭側へ)向いたり、鼓膜側へ(腹側へ)向いたり、アブミ骨の方へ(背側へ)向いたりとさまざまである。したがって、常にファイバースコープ先端を同条件の位置に固定させることが不可能で、この条件下では各耳小骨とファイバースコープ先端との距離が測定できたとしても、個々で比較することはできない。次に距離の測定であるが、ファイバースコープ先端に超音波プローベを装着できれば測定は容易と思われるが、現段階のファイバースコープでは不可能である。さらに、インピーダンスオ-ジオメーターにより外耳道側から加圧・減圧を行ってみたが、これによる耳小骨の動きは肉眼で測定できるほど大きくなく、耳小骨の動き、方向を測定することは不可能であった。したがって今までどうり気密耳鏡を用いて可動性をみてみたが、手動による圧力のかけかたを微妙に変えながら丹念にモニターで観察し耳小骨の連鎖及び可動性を判断する以外に、現段階では有効な方法はないものと思われた。しかし、検者はただ一人で判断するのではなく複数人で判断すれば極めて高い率で診断可能となることは間違いない。ファイバースコープ先端に超音波プローベが装着でき、さらにその先端に湾曲可能な機能が着いた直径0.6mm前後のファイバースコープが開発できれば耳小骨の可動性は容易に測定できよう。
ストレングス‐パワー変容を志向した相談援助実習指導・現場実習教育方法の研究

今年度は、先行研究によるストレングス、パワー、コンピテンスの関係性を整理し、1実習生のストレングス-パワー変容過程の考察を行った。実習生のストレングス-パワー変容を意識した実習教育の現状を理解するため、2相談援助実習指導・相談援助実習担当教員へのヒアリング調査の準備、3ヒアリング調査の実施、を行った。1については、まず実習生の実習前・実習中・実習後の過程とストレングス-パワー変容過程を照らし合わせた。具体的には、実習前・実習中・実習後の教育内容をストレングス-パワー変容過程の「ストレングスの意識化」「ストレングスの焦点化」「ストレングスの行動化(パワーへの変容・発揮)」「パワーの確認・評価」「パワーの維持・移行」の局面に置き換えて、そこでの教員と実習生の関わりについて考察した。また2については、実習前・中・後の教員から実習生へのストレングスを意識した働きかけについてヒアリングできるように質問項目ほか同意書や誓約書等の調査関連書類を作成し、倫理審査申請を行った。次に3については、相談援助実習指導・相談援助実習を担当している4年制大学教員にヒアリング調査を実施した。その結果、1)相談援助実習指導の開講年次や相談援助実習の開講年次など各大学における教育カリキュラムが実習生との信頼関係の構築や実習へのモチベーションに影響を与える可能性があること、2)実習生の個別状況のアセスメントについては、実習指導担当教員が会議や個別面談で行っていること、などが理解できた。今年度当初の計画では、相談援助実習指導・相談援助実習担当教員に1ストレングスに着目した教育方法のヒアリング調査の実施、2データ入力等の資料整理、3相談援助実習指導・相談援助実習における実習生のストレングス-パワー変容過程の仮説の提示、4実習生のストレングス-パワー変容過程を志向した相談援助実習指導・実習教育方法の試論の提示、を行う予定であった。しかし7月の西日本豪雨災害の影響により、ヒアリング調査の実施など研究を円滑に推進することができず、予定を大幅に変更する必要が生じたため、研究が遅れている。平成31年度は、1ストレングスに着目した教育方法のヒアリング調査の実施、2データ入力等の資料整理、3相談援助実習指導・相談援助実習における実習生のストレングス-パワー変容過程の仮説の提示、4実習生のストレングス-パワー変容過程を志向した相談援助実習指導・実習教育方法の試論の提示、4ストレングス-パワー変容を志向した教育の実践、5実践効果の検証、を行いたい。本研究の目的は、学生のストレングス-パワー変容を志向した教育の過程を明らかにし、それを展開する教育方法を提示することである。今年度は、ストレングス、パワー、エンパワメント、コンピテンスに関する先行研究を行った。特に経営学、心理学、教育学でも世界的に着目されているコンピテンスに着目した。ソーシャルワーク教育においては、コンピテンスはソーシャルワーカーとしての専門的力量と捉えられ、相談援助実習指導・実習では学生の学習の到達度や実践力としても理解されている。しかしソーシャルワークにおいては、コンピテンスは広く生活体験のなかで培われた適応する力とも捉えられており、学生のコンピテンスについてもこうした捉え方が必要であると考えられる。なぜなら学生も生活を営んできた存在であり、その体験のなかで多様な力をもつ存在だからである。すなわち学生の生活の延長上に専門職教育があり、彼らの生活状況を知り文脈を理解しないことには、専門的力量としてのコンピテンスを推し量ることはできない。さらに言えば、学生たちが自らの生活体験で得たコンピテンスを認識し、その重要性を実感することは、将来彼らがエンパワメント実践を行う力を育てるうえでも重要な課題といえよう。生活者である学生のコンピテンスを涵養し実践へと結び付けていくこと、またそこから彼らの可能性に思いを馳せ、主体的な学びへと生かしていくことは、学生自身のエンパワメントにもつながる。そしてエンパワメント体験を学生の実践へ反映させていくことができる教育の過程が実習スーパービジョンに求められている。そのため、学生のストレングスとパワー、コンピテンスの関係性を読み解き、学生のストレングスをコンピテンスへとつなげ、涵養する教育方法の模索が今後の課題であると考えられる。当初は、本年度中に1ストレングス、パワー、コンピテンスに関する概念整理、2相談援助実習指導・実習における学生のストレングス、ストレングス-パワー変容、エンパワメントの定義づけ、3相談援助実習指導・現場実習の担当教員に学生のストレングスに着目した教育方法のヒアリング調査の実施、4相談援助実習指導・現場実習における学生のストレングス-パワー変容過程の仮説提示、5学生のストレングス-パワー変容過程を志向した相談援助実習指導・現場実習の教育方法の試案の提示、を行う予定であった。しかし大学の本務に加えて、複数の学問分野にわたる先行研究による1概念整理に時間がかかってしまったため、2相談援助実習指導・実習における学生のストレングス、ストレングス-パワー変容、エンパワメントの定義付け、が不十分な状態である。そのため3相談援助実習指導・実習担当教員へのヒアリング調査の項目作成や倫理審査申請、4学生のストレングス-パワー変容過程の仮説提示、5教育方法の試案の提示、が進捗していない状況にある。

1については、まず実習生の実習前・実習中・実習後の過程とストレングス-パワー変容過程を照らし合わせた。具体的には、実習前・実習中・実習後の教育内容をストレングス-パワー変容過程の「ストレングスの意識化」「ストレングスの焦点化」「ストレングスの行動化(パワーへの変容・発揮)」「パワーの確認・評価」「パワーの維持・移行」の局面に置き換えて、そこでの教員と実習生の関わりについて考察した。また2については、実習前・中・後の教員から実習生へのストレングスを意識した働きかけについてヒアリングできるように質問項目ほか同意書や誓約書等の調査関連書類を作成し、倫理審査申請を行った。次に3については、相談援助実習指導・相談援助実習を担当している4年制大学教員にヒアリング調査を実施した。その結果、1)相談援助実習指導の開講年次や相談援助実習の開講年次など各大学における教育カリキュラムが実習生との信頼関係の構築や実習へのモチベーションに影響を与える可能性があること、2)実習生の個別状況のアセスメントについては、実習指導担当教員が会議や個別面談で行っていること、などが理解できた。今年度当初の計画では、相談援助実習指導・相談援助実習担当教員に1ストレングスに着目した教育方法のヒアリング調査の実施、2データ入力等の資料整理、3相談援助実習指導・相談援助実習における実習生のストレングス-パワー変容過程の仮説の提示、4実習生のストレングス-パワー変容過程を志向した相談援助実習指導・実習教育方法の試論の提示、を行う予定であった。しかし7月の西日本豪雨災害の影響により、ヒアリング調査の実施など研究を円滑に推進することができず、予定を大幅に変更する必要が生じたため、研究が遅れている。平成30年度は、相談援助実習指導・実習の担当教員に1学生のストレングスに着目した教育方法のヒアリング調査の実施を行う。調査結果については、大学院生等のアルバイトを雇用し、2データ入力等の資料整理を行う。また先行研究をもとに、博士学位論文研究「ソーシャルワーク実践におけるストレングス-パワー変容過程の構築」で提示したストレングス-パワー変容過程を参照しながら、3相談援助実習指導・実習における学生のストレングス-パワー変容過程の仮説を立て提示してみたい。それと同時に相談援助実習指導・実習での学生の様子をふまえ4学生のストレングス-パワー変容過程を志向した相談援助実習指導・実習の教育方法の試論を提示してみたい。平成31年度には、前年度で提示した教育方法をもとに1相談援助実習指導・実習でのストレングス-パワー変容を志向した教育実践を行う。ストレングス-パワー変容過程展開の効果を測るため、相談援助実習指導・実習における学生へのアンケート調査・ヒアリング調査項目を作成し、2学生へのアンケート調査・ヒアリング調査を実施する。調査結果については大学院生等のアルバイトを雇用し、3アンケート調査・ヒアリング調査結果の整理を行う。調査結果については、前年度に提示した学生のストレングス-パワー変容過程と照らし合わせながら分析する。
中国における砂沙漠の農業水利開発に関する調査研究

本研究は、砂沙漠の農業水利開発に関する指針を確立することを目的として、中国科学院蘭州沙漠研究所のスタッフを共同研究者として行うもので、次の3つの研究テーマを柱としている。1)砂地開発のための水質源利用圃場レベルで最適な水管理を行うことによって、砂地開発のための水資源利用法を確立することを目的として、灌漑実験を行った。騰格里沙漠の南東部に位置する沙坡頭実験所の砂の単一層ならびに砂とシルトの2層からなる圃場において、点滴灌漑を用いて、大豆を栽培した条件下で、作物の生育調査、日射量などの気象観測、ならびに根群域内の土壌水分挙動や土壌水分張を長期間にわたって測定して、水収支法、熱収支法によって蒸発散量を推定した。また、水資源が乏しい場合、集落排水の汚水処理水を農業に有効に利用する可能性について、大豆栽培の実験によって検討した。2)耕地開発利用のための土壌管理各種灌漑法の適用と塩類集積および除塩との関係を把握することによって、塩水あるいは河川水利用による耕地開発利用のための水管理法および土壌管理法を確立することを目的として、灌漑水の分析と土壌調査を行った。沙坡頭実験所および科尓沁沙漠内の奈曼旗実験所の二つの実験所において、圃場および周辺地域の土壌調査を行って、耕地利用のための土壌の基本的な物理性や化学性を明らかにした。また、黄河水の水質は現在用いられている基準からは問題ないが、多少なりとも塩分を含んでおり、適切な土壌管理が必要であることを指摘した。3)耕地保護のための沙漠化防止耕地としての適地判定や沙漠化防止のための牧野としての適地判定、飛砂防止用樹林帯の設計に役立てることを目的として、リモートセンシング解析を試みた。科尓沁奈曼旗実験所の周辺地域を調査対象に、ランドサットデータを用いて、沙漠化現象の実態を把握するため、リモートセンシングの解析を行った。得られたデータと実験所周辺地域の沙漠化分類地図と比較して、新たな沙漠化の分類基準を設けた。また、沙漠化防止対策について、物理的、化学的、生理的な種々の方法を検討するとともに、リモートセンシング解析を活用して、沙漠化の予測法を試みた。
乳酸菌の新しい機能・創傷治癒促進活性とその機構に関する研究

平成17年度の研究で、ヒトや動物腸管由来の乳酸楳菌やビフィズス菌株約50株の中kから細胞外マトリックスやヒト腸管由来上皮細胞様培養細胞に良好な付着性を有し、培養時に良好な生育性を有する菌株を選抜した。平成18年度は選抜された菌株の中からL.acidophilus、L.crispatusおよびL.gasseriの各1株を用いて、創傷治癒促進活性を評価した。すなわち、コンフルエントとなるまで培養した腸管上皮細胞様細胞であるCaco-2細胞に、乳酸菌を添加し炭酸ガス培養器中で培養した。乳酸菌を除去・洗浄後、Caco-2細胞層の一部を剥離した(創傷形成)。創傷形成後のCaco-2細胞を炭酸ガス培養器中で培養しながら、細胞層の修復(創傷治癒)状態を経時的に観察した。その結果、試験した3菌株は、無処理の場合と較べ、細胞層の修復を促進した。次いで、最も、促進効果が高かったL.acidophilusの1菌株を用いて修復促進機構について検討した。生菌体、加熱死菌体および菌懸濁上清の修復促進活性を比較したところ、死菌体では生菌体と同程度の活性を示した。そこで、促進活性は菌体表層成分によるものと推定し、S-layerタンパク質を抽出した。S-layerタンパク質を不溶性画分と可溶性画分とに分けて修復促進活性を比較したところ、不溶性画分に活性が見られた。L.acidophilus菌体で処理した場合のCaco-2細胞側の応答を蛍光顕微鏡で調べた。その結果、未処理の場合と比較してL.acidovhilus菌体で処理した場合にアクチンフィラメントの集積が認められた。以上の結果から、L.acidophilus菌株はCaco-2細胞のアクチンフィラメントの集積を促進することにより、剥離細胞層の修復(創傷治癒)を促進すると推定された。本年度は腸管由来培養細胞系を使ったin vitroの実験で、ヒトや動物腸管由来乳酸桿菌やビフィズス菌株の中から、創傷治癒促進活性の高い菌株を選抜した。まず、Bifidobacerium bifidum、B.longum、Lactobacillus gasseri、L.crispatusなど主としてヒトや動物糞便由来の約50株の乳酸桿菌やビフィズス菌株を用いて、腸管上皮の創傷時に露出する基底膜や粘膜固有層の主要構成成分である細胞外マトリックスタンパク質(ラミニン、IV型コラーゲン、フィブロネクチンなど)に高い付着性を有する乳酸菌株を選抜した。その結果、いずれかの細胞外マトリックスタンパク質に高い付着性を示す菌株として10株のL.gasseri、L.crispatus菌株を選抜した。次いで、1で選抜した乳酸桿菌やビフィズス菌株の菌体表層抽出物について、ヒト皮膚繊維芽細胞NC1RGBとともに、より腸管に近い条件で検討を行うためヒト大腸由来のCaco-2細胞を用いて、細胞付着と増殖促進活性を試験した。その結果、陽性標準(ヒト胎盤およびウシ真皮由来I型コラーゲン)添加時と同等かそれ以上に細胞の付着を促進する菌株として3株を選抜した。さらに、1で選抜された乳酸桿菌の菌体表層抽出物が、コンフルエントに増殖させたヒト胃由来のGCIY細胞、大腸由来のT84細胞、Caco-2細胞およびHT-29細胞の一部を吸引により剥離して作成した創傷の修復に与える影響を顕微鏡下で観察した。

陽性標準(リゾフォスファチジン酸およびポリアミン類)添加時と比較して修復時間の短縮を指標にして、活性の高い菌株を選抜中である。これまでに試験した結果では、L.crispatus菌株で修復促進活性が認められた。昨年度の研究で、細胞外マトリックスや腸管上皮細胞様培養細胞に良好な付着性を有する乳酸菌株を選抜した。そこで、本年度は選抜された菌株の創傷治癒促進活性を評価した。すなわち、腸管上皮細胞様細胞であるCaco-2細胞をコンフルエントとなるまで培養した。これに、乳酸菌懸濁液を添加し炭酸ガス培養器中で2時間培養した。乳酸菌懸濁液を除去後、ピペットチップを用いてCaco-2細胞層の一部を剥離した(創傷形成)。その後、倒立顕微鏡用炭酸ガス培養装置を用いて12時間まで培養した。この間、細胞層の修復(創傷治癒)状態を経時的に観察するとともに写真撮影した。その結果、試験した乳酸菌3菌株においては、いずれの菌株でも乳酸菌による前処理は無処理の場合と較べ、細胞層の修復を促進した。次いで、最も、促進効果が高かったLactobacillus acidophilusの1菌株を用いて修復促進機構について検討した。生菌体、加熱死菌体および菌懸濁上清の修復促進活性を比較したところ、菌懸濁上清においてはごく弱い促進活性しか認められなかったのに対し、死菌体では生菌体と同程度の活性を示した。そこで、促進活性は比較的強固に菌体表層に結合している成分によるものと推定し、S-layerタンパク質を抽出した。S-layerタンパク質を不溶性画分と可溶性画分とに分けて修復促進活性を比較したところ、不溶性画分に活性が見られた。L..acidophilus菌体で処理した場合のCaco-2細胞側の応答を蛍光顕微鏡で調べた。その結果、未処理の場合と比較してL.acidophilus菌体で処理した場合にアクチンフィラメントの集積が認められた。以上の結果から、L.acidophilus菌株はCaco-2細胞のアクチンフィラメントの集積を促進することにより、剥離細胞層の修復(創傷治癒)を促進すると推定された。
生活習慣病予防のための食物繊維の機能性および腸内細菌の多様性に関する研究

食物繊維(DF)を生活習慣病予防の観点から評価するため、実験動物に代表的な食物繊維を投与し、生理機能を見た。披検動物として8週齢のC57BL/6J雄性マウスを4群に分け、対照群に(1)無繊維飼料(FF)を、実験群にはDF源としてセルロース(CP),(3)ペクチン(PE),(4)セルロース:ペクチン(1:1)(MIX)をそれぞれ5%含む精製飼料を投与した。飼育開始前にマウス床敷の摂食防止策を検討し、金属製底網(開き6mm,高さ26mm)のを作成,使用した。4週間の飼育後、肝臓および大腸の一部を摘出し、total RNAの抽出を行った。DNA microarray解析は、CodeLink^<TM> Expression Bioarray System(Amersham Biosciences社)を用いた。遺伝子発現はFF群の発現強度を基準として、各実験群の相対値が2倍以上を発現上昇、1/2以下を発現低下と判断した。盲腸内細菌の構成は内容物から抽出したDNAの16S rDNA領域をPCR法により増幅後、制限酵素Hha I及びMsp Iを用いて処理し、ターミナル-RFLP法による解析を行った。体重はPE群で低下傾向を示したが、解剖時体重には有意差は認められなかった。肝臓重量はCP群が他の3群に比べ有意に増加していたが、脾臓重量には各群間で有意差は認められなかった。盲腸重量はFF群に対してPE群とMIX群で有意な増加が見られた。DNA microarrayにより検出された肝臓遺伝子の総数は、21,741個であり、FF群とDF投与の3群を比較すると、発現上昇遺伝子は839-908個であり、有機酸輸送に関連する遺伝子が見られた。逆に1/2以下に発現低下遺伝子は、1,193-1,371個であり、FF群に比べDF投与の3群で発現低下遺伝子が多く見られた。特に代謝面では脂肪酸合成を促進するsterol regulatory element-binding protein-1(SREBP-1)がDF群で低下したのに対して、コレステロール代謝に関わるSREBP-2には変化が見られず、コレステロール合成関連遺伝子にも変動は認められなかった。現在、大腸のDNA microarrayおよび盲腸内細菌の構成について、データを解析中である。