hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東北地方のスギ林施業技術の再編に関する研究

本研究は、東北地方を対象とし、同地方のスギ林施業技術の再編の方向を検討することを目的にして、造林学、樹木生理学、森林経営学、林業生産工学、林政学等の側面から幅広くスギ林施業技術について検討したものである。主な研究成果の内容は、以下のとおりである。1)スギ林施業の新しい方向として、広葉樹との混交を図り複層林として取り扱う等の多様な森林施業の方向が指向されつつある。2)従来のスギ単層林施業についても、生産目標を6070の長伐期にあわせて設定すること、植栽本数はヘクタール当たり1,5002,000本程度に見直すことの他、枝打ち基準についても見直す必要があると考えられた。3)スギ林における林冠の発達過程と固体の器官成長様式について検討し、林冠発達過程は純生産率の変化を根拠にして明確に4つの時期に区分されること等が明らかになった。4)伐出技術に関して、間伐法の違いによるモ-ビルタワーヤーダーによる集材作業にともなう地表撹乱の程度について調査した。その結果、地表面の撹乱は、列状間伐区では軽微であったのに対し、普通間伐では全伐区面積の5%に重度の撹乱が発生する可能性が示唆された。5)林家の動向について調査した結果、今日の厳しい林業情勢を背景として、どのタイプの林家も技術面、作業面積、時間面に至るまで可能な限り自家労働力を投入することで林業生産活動を行っていることがわかり、今後はこうした林家の動向に適合した施業技術のあり方が地域ごとに考えられるべきことが考察された。平成4年度は、集約なスギ林施業技術の発展方向をとると予想される秋田県阿仁町、宮城県鳴子町、および岩手県の小岩井農場を主な調査地とし、スギ林施業の概要についての調査・検討を中心に行った。その結果、集約なスギ林施業地といえどもスギ単純林としてではなく、ケヤキ、ウダイカンバ等有用広葉樹との混交林施業の方向をとっていること、また小岩井農場では単層林施業と複層林施業の中間形態と目される帯状皆伐法を採用する等、スギ林施業も多様な形態を取りつつあることが明らかとなった。またその背景として、施業の担い手である農林家経営が不安定で充分な人手を森林にかけられず省力化の方向を取らざるを得ない状況があること、そして今後はそれぞれの地域の特性を生かした林業の基盤整備事業を推進していくことが重要と考えられた。また、スギ人工林の質的な面として、径級が大きくなると場所によって凍裂害の発生が多く認められ、東北地方におけるスギ長伐期施業の課題として、今後その方法を検討する必要があると考えられた。スギを中心とした混交林施業の研究事例は全国的にも少ないため、今後は当初予定していた粗放的なスギ林施業の実態把握とともに、これら多様なスギ林施業の実態とその成立条件に関する調査を行い、スギ林施業体系の枠組について再検討する考えである。この他、スギの生理・生態的特質に関しては、さらにデータを集積して検討を加えることが必要で、とくにスギ造林木の光条件と施業方式(帯状皆伐の方法等)の関係等を明らかにするための調査を実施していく考えである。平成5年度は、スギ林施業にも多様な形態があることが判明した前年度の調査結果を前提として、フィールド調査としては主として岩手県内の小岩井農場内のスギ帯状更新地内の造林木の光環境、帯状保護帯の造林地成績への影響等について経営史(施業史)の分析を行なった。また、宮城県鳴子町の森林施業の展開の条件となる林業労働および製材業の現状に関する調査を実施した。

このうち、小岩井農場における調査では、スギの帯状複層林施業の構造について、帯状更新地の帯の方向は南北方向から東西方向に移行することによって植栽後の補植率が低下し更新成績が向上していること、更新帯の幅は50mから30mに狭まるに従って更新成績が概ね向上しているが、これには保護帯林分の樹高の条件が大きく関与しており、更新帯の幅は側方の保護帯林分の平均樹高の約1.5倍を目安に設定することが望ましいこと等が確認された。また、更新帯内スギ造林地の光環境については、とりわけ直射光がスギの成長を促進する重要な条件になっていることが確認され、寒害防止との兼ね合いで適正に保護帯林分の設置と更新帯の幅の決定が行われる必要があることが分かった。また、スギ林施業の展開の条件を明らかにするため実施した鳴子町の製材業の調査では、同町の製材業者は製材業に経営基盤を置かないという特徴がみられるが、そのことが製材業としての自立的な展開を依然として末成熟なものとしており、今後は個々の業者が各々の経営論理を越えた、地域林業の視点に立った経営努力が必要な状況であることが確認された。平成6年度は、過去2年に渡って行ってきた調査結果を検討し、一部補足調査を行うとともに、今年度は主としてスギの生理的特徴、人工林の伐出技術の検討、およびスギ林施業の担い手となる林家の動向について検討した。スギ林における林冠の発達過程と個体の器官成長様式について検討し、林冠発達過程は純生産率の変化を根拠にして明確に4つの時期に区分されること等が明らかになった。スギ林施業の伐出技術の検討の一つとして、間伐法の違いによるモ-ビルタワーヤーダーによる集材作業にともなう地表撹乱の程度について調査した。その結果、地表面の撹乱は、列状間伐区では軽微であったのに対し、普通間伐では全伐区面積の5%に重度の撹乱が発生する可能性が示唆された。宮城県鳴子町を事例にして林家の動向について調査した。その結果、今日の厳しい林業情勢を背景として、どのタイプの林家も技術面、作業面積、時間面に至るまで可能な限り自家労働力を投入することで林業生産活動を行っていることがわかり、今後はこうした林家の動向に適合した施業技術のあり方が地域ごとに考えられるべきことが考察された。以上の検討から、スギ林施業の展望として、広葉樹を混交させた複層林施業などを導入し、施業の多様化を図るとともに、地域の実情に適合した施業技術の開発が必要であること等を主要な結論として研究内容を総括した。
細胞内Ca^<2+>ダイナミクスと受容体を介した平滑筋収縮調節機構の分子薬理学的研究

本研究では平滑筋における細胞間Ca^<2+>伝播機構に関する知見、平滑筋の収縮に関与する受容体サブタイプと薬物反応性の違いに関しての知見を得た。Ca^<2+>蛍光指示薬を負荷した摘出モルモット回腸縦走筋において、自発的な細胞内Ca^<2+>濃度上昇が観察された。平滑筋細胞間のCa^<2+>伝播速度は、0.2-0.8mm/ms-^1で発生頻度は10-30times/minだった。この細胞間Ca^<2+>伝播は、L-タイプCa^<2+>チャネル拮抗薬のニカルジピンで抑制されるがNa^+チャネル拮抗薬のテトロドトキシンでは影響を受けなかった。栄溶液中のK^+(20mM)濃度の増加およびアセチルコリンの添加によってCa^<2+>伝播の発生頻度は増加した。また、Ca^<2+>伝播がはじまる細胞は一定しており、ペースメーカー細胞(カハール細胞)がCa^<2+>伝播の発生頻度を調節している可能性を示唆した。家兎胸部および腹部大動脈にはα1A-およびα1B-アドレナリン受容体が存在し、腸間膜動脈、腎動脈および腸骨動脈にはα1A-、α1B-に加えてα1D-受容体サブタイプが存在することを収縮実験および生化学的手法により明らかにした。また、血管平滑筋におけるこのα1D-受容体サブタイプを介した収縮反応は主として細胞外液Ca^<2+>により起こり、α1D-サブタイプがCa^<2+>チャネル活性の制御に関与していることを示唆した。さらに、[^3H]プラゾシン結合実験によって得られた知見から動脈血管系の各部位における作用薬に対する反応性の違いはこれらα1-受容体サブタイプの分布密度の違いによることが明らかになった。平滑筋における細胞内Ca^<2+>+ダイナミクスおよび受容体-収縮連関に関わる細胞内情報伝達機構に関する本研究によって平滑筋の収縮調節および薬物の作用機序に関しての有用な知見が得られた。本年度の研究では平滑筋の収縮に関与する受容体サブタイプの細分類および細胞内Ca^<2+>シグナルに関して以下に示す知見を得た。1.血管平滑筋におけるα_1-アドレナリン受容体サブタイプに関する知見家兎腸骨動脈にはα_<1A>-、α_<1B>-に加えてα_<1D>-受容体サブタイプが存在し、ノルエピネフリン収縮に関与していること、また、前立腺肥大症治療薬として用いられているタムスロシンはα_<1A>-アドレナリン受容体サブタイプだけでなく、α_<1D>-受容体サブタイプにも高親和性であることを明らかにした。さらに、α_1-アドレナリン受容体部分活性薬のチザニジンおよびクロニジンはα_<1A>-受容体サブタイプには活性薬として、α_<1B>-およびα_<1D>-受容体サブタイプに対しては拮抗薬として作用するを明らかにした。2.モルモット回腸縦走筋における細胞内Ca^<2+>濃度調節機構に関する知見Ca^<2+>蛍光指示薬を負荷した摘出モルモット回腸縦走筋において、繰り返し発生する自発的な細胞内Ca^<2+>濃度上昇が観察された。この細胞内Ca^<2+>濃度上昇には、発生頻度を調節している歩調取り細胞が関与していること、

また、プロテインキナーゼCによって調節を受けているL-タイプCa^<2+>チャネルおよび細胞内Ca^<2+>ストア内のCa^<2+>量の低下によって発生する容量性Ca^<2+>流入が関与している可能性を示唆した。本年度は受容体サブタイプを介した平滑筋収縮機構および平滑筋における細胞内Ca^<2+>シグナルに関する研究を行ない以下の知見を得た。1.モルモット回腸縦走筋におけるヒスタミン受容体サブタイプに関する知見モルモット回腸縦走筋には収縮性のヒスタミンH_1-受容体があることが報告されている。一方、ヒスタミンやα-メチルヒスタミンは電気刺激による収縮反応を抑制し、この抑制作用は選択的H_3-受容体拮抗薬のチオペラミドによって拮抗された。また、セロトニン(5-HT)収縮およびニコチン収縮はα-メチルヒスタミンによって抑制された。これらのことはモルモット回腸縦走筋を支配している神経終末に抑制性のH_3-受容体が存在し、回腸縦走筋の収縮および弛緩に関与していることを示唆している。2.モルモット回腸縦走筋における平滑筋細胞間Ca^<2+>伝播機構に関する知見Ca^<2+>蛍光指示薬を負荷した摘出モルモット回腸縦走筋において、自発的な細胞内Ca^<2+>濃度上昇が観察された。平滑筋細胞間のCa^<2+>伝播速度は、0.2-0.8μm/ms^<-1>で発生頻度は10-30times/minだった。この細胞間Ca^<2+>伝播は、L-タイプCa^<2+>チャネル拮抗薬のニカルジピン(10^<-7>M)で抑制されたがNa^+チャネル拮抗薬のテトロドトキシン(3×10^<-7>M)では影響を受けなかった。栄溶液中のK^+(20mM)濃度の増加およびアセチルコリン(10^<-8>M)の添加によってCa^<2+>伝播の発生頻度は増加した。また、Ca^<2+>伝播がはじまる細胞は一定しており、ペースメーカー細胞(カハール細胞)がCa^<2+>伝播の発生頻度を調節している可能性を示唆した。本年度は細胞内Ca^<2+>シグナルに関連したCa^<2+>チャネルおよび局所麻酔薬に関する研究を行ない以下の知見を得た。1.モルモット回腸縦走筋におけるL-タイプCa^<2+>チャネルに関する知見モルモット回腸縦走筋における作用薬誘発性の収縮反応はL-タイプCa^<2+>チャネル拮抗薬によって強力に抑制される。回腸縦走筋膜標本を用いた[^3H]Diltiazem結合は高親和性を示し、Kd値は約20nMだった。また、[^3H]PN200-110結合も高親和性を示し、Kd値は約0.3nMだった。これらのL-タイプCa^<2+>チャネルはモルモット回腸縦走筋の作用薬による収縮反応に関与し、平成12年度に報告した細胞間Ca^<2+>伝播にも寄与している可能性が予想される。2.モルモット回腸縦走筋における局所麻酔薬の作用に関する知見細胞間Ca^<2+>
分子生物学的手法による胃癌の腹腔内遊離癌細胞同定に関する研究

1,MOC-31抗体による免疫染色を用いた胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌71例の腹腔内洗浄液検体より得られたPapanicolaou(Pap.)染色による細胞診結果とMOC-31抗体の免染結果は66例(陽性6例,陰性60例)で一致した。一致しなかった5例の見直しおよび他の免染(CEA,BerEP4抗体)結果より,5例中2例では細胞診で読みすぎ(細胞診誤陽性症例),5例中1例は細胞診で見落とし(細胞診誤陰性症例),5例中1例は細胞診では癌細胞がみられたがMOC31にて染色されず(免染誤陰性症例),5例中1例はMOC31で癌細胞が染色されたが,細胞診で全く癌細胞がなく,細胞診標本の脱染色後MOC31にて免染施行したがやはり癌細胞はみられなかった。MOC31染色の正診率(98.6%)は,Pap.染色(94.4%)および同時に施行したCEAやBerEP4による免染(それぞれ95.8%,95.8%)よりも良好であったことより,MOC-31抗体を用いた腹腔内洗浄液の免染は,細胞診の補助診断としての信頼性が高いことが示唆された。2,CEAmRNA測定による胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌44例において腹腔内洗浄液中のCEA mRNAを測定し,細胞診結果と比較したところ,6例(細胞診陰性の6例でCEAmRNA陽性)で一致しなかった。以上よりCEAmRNA検出は細胞診や免染に比べより鋭敏な遊離癌細胞同定法と示唆されたが,一致しなかった4例において癌深達度がmにもかかわらずCEAmRNAが陽性であったことより,誤陽性の可能性もあることを考慮する必要があると思われた。3,テロメラーゼ測定による胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌58例において腹腔内洗浄液中のテロメラーゼ活性と細胞診結果と比較したところ24例で一致しなかった。また,テロメラーゼ活性とCEAmRNAとは48例中18例で一致しなかったことより,癌細胞同定に関しては鋭敏な検査法とは言えないと思われた。1.MOC-31抗体による免疫染色を用いた胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌46例の腹腔内洗浄液検体より得られたPapanicolaou(Pap.)染色による細胞診結果とMOC-31抗体の免染結果は43例(陽性5例,陰性38例)で一致した。一致しなかった3例の見直しおよび他の免染(CEA,BerEP4抗体)結果より,3例中2例は細胞診で中皮細胞を癌細胞と読みすぎており(誤陽性),3例中1例は細胞診で癌細胞が極少数しかなかったため見落としていた。MOC31染色の正診率(100%)は,Pap.染色(93.5%)

および同時に施行したCEAやBerEP4による免染(それぞれ97.8%,95.7%)よりも良好であったことより,MOC-31抗体を用いた腹腔内洗浄液の免染は,細胞診の最も信頼できる補助診断となりうることが示唆された。2.CEAmRNA測定による胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌30例において腹腔内洗浄液中のCEAmRNAを測定し、MOC31染色結果と比較したところ,4例(MOC陽性の1例でCEAmRNA陰性,MOC陰性の3例でCEAmRNA陽性)で一致しなかった。以上よりCEAmRNA検出は細胞診や免染に比べより鋭敏な遊離癌細胞同定法と示唆されたが,1例において細胞診で明らかな癌細胞が出現しているにもかかわらずCEAmRNAが陰性であったことより,誤陰性の可能性もあることを考慮する必要があると思われた。3.テロメラーゼ測定による胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌41例において腹腔内洗浄液中のテロメラーゼ活性を測定し,MOC31染色結果と比較したところ15例で一致しなかった。早期胃癌の4例中3例(細胞診およびMOC31染色はいずれも陰性)でもテロメラーゼ陽性であったことより,信頼性において再検討中である。1,MOC-31抗体による免疫染色を用いた胃癌術中腹腔内遊離細胞の同定:胃癌25例の腹腔内洗浄液検体より得られたPapanicolaou(Pap.)染色による細胞診結果とMOC-31抗体の免染結果は23例(陽住1例,陰性22例)で一致した。一致しなかった2例の見直しおよび他の免染(CEA,BerEP4抗体)結果より,2例中1例は細胞診では癌細胞がみられたが,MOC31にて染色されなかった(誤陰性)。2例中1例はMOC31で癌細胞が染色されたが,細胞診で全く癌細胞がなく,細胞診標本の脱染色後MOC31にて免染施行したがやはり癌細胞はみられなかった。MOC31染色の正診率(96%)は,Pap.染色(96%)および同時に施行したCEAやBerEP4による免染(それぞれ92%,96%)よりも同等あるいは良好であったことより,MOC-31抗体を用いた腹腔内洗浄液の免染は,細胞診の補助診断としての信頼性が高いことが示唆された。2,CEAmRNA測定による胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌14例において腹腔内洗浄液中のCEAmRNAを測定し,細胞診結果と比較したところ,6例(細胞診陰性の6例でCEAmRNA陽性)で一致しなかった。以上よりCEAmRNA検出は細胞診や免染に比べより鋭敏な遊離癌細胞同定法と示唆されたが,一致しなかった4例において癌深達度がmにもかかわらずCEAmRNAが陽性であったことより,誤陽性の可能性もあることを考慮する必要があると思われた。3,テロメラーゼ測定による胃癌術中腹腔内遊離癌細胞の同定:胃癌17例において腹腔内洗浄液中のテロメラーゼ活性と細胞診結果と比較したところ9例で一致しなかった。また,テロメラーゼ活性とCEAmRNAとは11例中5例で一致しなかったことより,癌細胞同定に関しては鋭敏な検査法とは言えないと思われた。
漏洩表面擬似縦波速度の測定による新しい超音波骨粗鬆症診断法に関する研究

前年度に試作した同一の測定部位の漏洩表面擬似縦波速度と音響インピーダンスを測定するシステムについて,本年度は,両測定値から弾性定数と密度を測定して骨粗鬆症の診断に応用するための基礎研究を行った.1.集束超音波振動子導入による音響インピーダンス測定の高分解能化前年度の試作装置では,漏洩表面擬似縦波速度測定では集束超音波トランスジューサを使用していたが,平面波理論に基づく音響インピーダンス測定については平面超音波トランスジューサを使用していたため分解能が悪かった.そこで,集束超音波トランスジューサを使用した音響インピーダンス測定について測定精度が十分であることを実験的に確認し,音響インピーダンス測定の高分解能化を行った.2.ヒトの脛骨に対するin vivo計測実験ヒトの骨の中で比較的平面で測定の行いやすい部位として脛骨を選択し,実際に漏洩表面擬似縦波速度,音響インピーダンス,弾性定数,密度の非侵襲計測実験を行った.それぞれの測定値は,体外に取り出した骨について計測された文献値と比較して妥当なものであることを確認した.今後,効率良く測定できる様にシステムを改良し,骨粗髭症診断への応用について検討していく予定である.3.骨周囲の軟組織の影響とその補正法に関する検討骨の周囲の軟組織の影響について検討し,超音波トランスジューサの移動方式として,骨の表面に垂直な方向ではなく骨の表面に平行に移動する方式に変更すればよいことがわかった.本研究は、漏洩表面擬似縦波速度の検出による骨粗鬆症診断法の開発を目ざして行った。1.骨に漏洩表面擬似縦波を励振・検出する装置の設計と試作位相測定に基づくマイクロデフォーカス法による骨の漏洩表面擬似縦波速度測定を精度よく行うために,これまでのインパルス波駆動のパルサー・レシ-バに変えて,RFバースト波駆動が可能な超音波トランスジューサ-アナライザーを導入した.さらにゲート回路により送信後一定時間後の解析に有効な波形のみを取り出すようにして,信号をS/N良く測定することが可能になった.2.マイクロデフォーカス法による漏洩弾性表面波速度の検出実験マイクロデフォーカス法に基づいて漏洩表面擬似縦波速度を検出するためのソフトウエアを開発し,実験装置と解析プログラムの妥当性について実験的に検討した.音速が骨に近い材料であるベ一クライドを試料として,漏洩表面擬似縦波の励振・検出とその位相速度の解析を行い,位相速度測定値と文献値ならびに別途測定したバルク縦波位相速度と比較することにより妥当な値が得られていることを確認した.3.漏洩表面擬似縦波速度と音響インピーダンスの両測定による弾性定数・密度測定法の開発反射型の構成で同一の測定部位について漏洩表面擬似縦波速度と音響インピーダンスを測定するシステムを構築し,これらの測定値を用いて弾性定数と密度を測定することを可能とした.前年度に試作した同一の測定部位の漏洩表面擬似縦波速度と音響インピーダンスを測定するシステムについて,本年度は,両測定値から弾性定数と密度を測定して骨粗鬆症の診断に応用するための基礎研究を行った.1.集束超音波振動子導入による音響インピーダンス測定の高分解能化前年度の試作装置では,漏洩表面擬似縦波速度測定では集束超音波トランスジューサを使用していたが,平面波理論に基づく音響インピーダンス測定については平面超音波トランスジューサを使用していたため分解能が悪かった.そこで,集束超音波トランスジューサを使用した音響インピーダンス測定について測定精度が十分であることを実験的に確認し,音響インピーダンス測定の高分解能化を行った.2.ヒトの脛骨に対するin vivo計測実験ヒトの骨の中で比較的平面で測定の行いやすい部位として脛骨を選択し,実際に漏洩表面擬似縦波速度,音響インピーダンス,弾性定数,密度の非侵襲計測実験を行った.それぞれの測定値は,体外に取り出した骨について計測された文献値と比較して妥当なものであることを確認した.今後,効率良く測定できる様にシステムを改良し,骨粗髭症診断への応用について検討していく予定である.3.骨周囲の軟組織の影響とその補正法に関する検討骨の周囲の軟組織の影響について検討し,超音波トランスジューサの移動方式として,骨の表面に垂直な方向ではなく骨の表面に平行に移動する方式に変更すればよいことがわかった.
アンジオテンシンAT2アゴニストNovokininの新しい生理作用と作用機構

Novokininの新規作用およびその作用機構の検討AT_2レセプターは動脈弛緩・血圧降下作用、細胞分化、組織再生、アポトーシスなどに関与することがこれまでに報告されているが、申請者らは、アンジオテンシンAT_2アゴニストとして設計したNovokininを利用することにより、AT_2レセプターの新しい作用として摂食抑制、育毛、抗脱毛作用などを見出してきた。このようにNovokininを利用することにより、これまで不明であったAT_2レセプターのの新しい作用を明らかにすることを目的として研究をすすめてきた。本年度は、Novokininの新しい作用を特に中枢作用に着目して検討した。Novokininは30 nmo1をマウスに脳室内投与することにより、μ-opioidアゴニストであるモルヒネによる鎮痛作用を抑制する抗鎮痛作用を有することを見出した。これは、AT_2受容体の作用としてはこれまで知られていなかった新機能である。また、AT_2受容体の下流では、プロスタグランジン(PG)E_2およびEP_3レセプターが関与していることが、アンタゴニストを用いた実験により明らかになった。Novokininの中枢における作用として既に見出している摂食抑制作用は、同様にPGE_2の放出が関与しているが、それを仲介するレセプターはEP_4レセプターであることが分かっている。同じ中枢作用であり同じメディエーターが介在するにも関わらず、仲介する受容体は異なる点で興味深い知見であると言える。Novokininの血圧降下作用を仲介するレセプターの同定をするため、アンジオテンシンAT_1レセプター及びAT_2レセプターノックアウト(KO)マウスを用いて血圧降下実験を行った。その結果、ワイルドタイプ及びAT_1-KOマウスでは50mg/kgの経口投与により血圧降下作用が観察されたのに対し、AT_2-KOマウスでは血圧降下作用は見られなかった。このことより、Novokininの血圧降下作用はAT_2レセプターを介していることが明らかになった。また、AT_2レセプターの下流のメカニズムについて検討した。Novokininは高血圧自然発症ラット(SHR)において0.1mg/kgで血圧降下作用を示すが、その作用はインドメタシン及びプロスタグランジン(PG)I_2のIPレセプターアンタゴニストにより阻害されることを見出した。さらに、SHRの腸間膜動脈における弛緩作用においても、同様の結果が得られた。このことから、Novokininの血圧降下作用はAT2レセプター及びその下流でPGI_2及びIPレセプターを介しておこる動脈弛緩が関与していることが明らかになった。通常血圧ラットであるWKYにおいて血圧降下作用を示すには、SHRでの有効投与量の30倍に相当する3mg/kgもの高用量が必要であることが明らかになった。
貴金属を含む硫黄クラスターの合成とその有機合成反応への利用

1.チオラート架橋ルテニウム二核錯体[Cp^*Ru(μ-SPr^i)_2RuCp^*](1; Cp^*=η^5-C_5Me_5)上で各種末端アルキンが二核ルテナチアシクロブテン錯体を経由しながら2ないし3量化し、ルテナサイクル骨格や架橋アルキン配位子をもつ新規二核錯体が誘導できることを明らかにした。また1から二核ジアルキル錯体が誘導できることや、1上でヒドラジンの窒素とアンモニアへの不均化が二核ジアゼン錯体を中間体として経由しながら触媒的に進行することも見出した。一方、カチオン型二核錯体[Cp^*RuCl(μ-SPr^i)_2RuCp^*][OTf](2; OTf=OSO_2CF_3)はHC=CFc(Fc=ferrocenyl)と反応して架橋ブテニニル錯体[Cp^*Ru{μ-C(=CHFc)C≡CFc}(μ-SPr^i)_2RuCp^*][OTf]を与えることを見出し、また本錯体がHC≡CFcの2、3量化反応の触媒となることも明らかにした。一方、2は芳香族アルデヒドとヒドロシランとの反応による1,2-ジアリール-1,2-ジシロキシエタン類の生成反応を触媒することも判明した。3.ルテニウムのかわりにイリジウムを含むチオラート架橋二核錯体[Cp^*Ir(μ-SR)_2IrCp^*]を合成し、本錯体と硫黄との反応から架橋S_9配位子をもつ興味深い錯体[Cp^*Ir(μ-SPr^i)_2(μ-S_9)IrCp^*]の単離に成功した。4.[(Cp^*Ru)_4(μ_3-Cl)_4]とスルフィド化合物の反応により、一連の新規なスルフィド架橋ルテニウム三核クラスターが得られることを見出し、[(Cp^*Ru)_3(μ_3-S)(μ_3-Cl)]についてはCOの取り込み反応や、触媒的なアルキンの環化3量化反応について明らかにした。5.PdMo_3S_4キュバン型クラスターを新規に合成し、そのPdサイト上でアルキンへのアルコールやカルボン酸の触媒的トランス付加反応が高選択的に進行することを見出した。1.Pdを含む混合金属キュバン型クラスター[PdMo_3S_4(tacn)_3Cl]^<4+>(tacn=1,4,7-triazacyclononane)のPdサイトでは、プロピオール酸エステルやプロピオール酸アミドなどの一連のアルキンへのアルコールの触媒的付加反応が著しく促進され、トランス付加体が高い選択性で生成することが判明した。また、プロピオール酸エステル類へのカルボン酸のトランス付加が本クラスターにより同様に触媒されることも明らかになった。

2.配位不飽和な二核ルテニウム架橋チオラート錯体[Cp^*Ru(μ-SPr^i)_2RuCp^*](1;Cp^*=η^5-C_5Me_5)上では、末端アルキン類の特異な二量化や、三量化が進行することを見いだしていたが、アルキンとしてプロピオール酸メチルを用いろことで、1と一分子のアルキンの反応生成物であるルテナチアシクロブテン骨格を持つ錯体の単離に成功し、さらに本錯体とアルキン類との反応によりアルキン二分子が取り込まれた一連の二核錯体が誘導できた。3.1の二核サイト上ではヒドラジン類の不均化反応も進行し、1とフェニルヒドラジンとの反応では架橋フェニルジアゼン錯体[Cp^*Ru(μ-PhNNH)(μ-SPr^i)_2RuCp^*]とともにアニリン、アンモニアが生成した。また無置換のヒドラジンとの反応では対応する架橋HNNH錯体を経由してアンモニアと窒素ガスへの変換が触媒的に進行した。5.Ru(II)錯体[Cp^*RuCl]_4を原料とする面架橋スルフィド配位子をもつ新規ルテニウム三核錯体[Cp^*_3Ru_3(μ_3-S)(μ_3-X)](X=Cl,SPr^i)の合成法を見いだし、それらの構造の詳細も明らかにした。また本クラスターが末端アルキンの環状三量化反応を温和な条件下で触媒することも判明した。1.PdMo_3S_4キュバン型クラスターが、そのPdサイト上でアルキンへのカルボン酸類のトランス付加による触媒的ビニルエステル生成反応を高選択的に進行させることを見出した。2.貴金属を含む新規なキュバン型スルフィドクラスターとして、一連のM_2M'_2S_4(M=Pd,Pt;M'=Mo,W)骨格をもつクラスターを、MoまたはWの二核スルフィド錯体と零価のPdまたはPt錯体との反応で合成できることを見出した。それらの構造は、例えば[Pd_2Mo_2S_4(PPh_3)_2(S_2CNEt_2)_2]のX線構造解析により確認した。カチオン型チオラート架橋ルテニウム二核錯体[(Cp^*RuCl(μ-SPr^i)_2RuCp^*][OTf](1;OTf=OSO_2CF_3)はHC≡CFc(Fc=ferroceny1)と反応して架橋ブテニニル錯体[Cp^*Ru{μ-C(=CHFc)C≡CFc}(μ-SPr^i)_2RuCp^*][OTf]を与えることを見出し、また本錯体がHC≡CFcの二、三量化反応の触媒となることも明らかにした。一方、1は芳香族アルデヒドとヒドロシランとの反応による1,2-ジアリール-1,2-ジシロキシエタン類の生成反応を触媒することも判明した。
長期無性生殖は存在するか-最古のオス無し生物Darwinula上科貝形虫の検討

屋久島のVestalenula corneliaの個体群の遺伝的多様性を解析し、オス対メスの比率が1対200と極端にメスに偏っている同個体群において有性生殖が行われているかどうかを探った。しかしターゲットとした遺伝子領域のPCR増幅が上手くいかず、現状では古代無性生殖生物の代表者であるDarwinula科貝形虫に過去2億年間で初めて有性生殖が行われたことを示す実験は継続中である。屋久島のVestalenula corneliaの個体群の空間分布を、ほぼ毎月1回の試料採取を通して、調べた。この結果季節的な生息空間移動を確認し、同個体群が冬期は底質深部(10cm)に潜る間隙性の生活様式を、夏期は表層に生息する表在性の生活様式を示すことが明らかとなった。このような淡水性貝形虫の季節的生息場の変化は従来確認されておらず、初めての認定と考えられる。この個体群の季節的移動とオスの出現の関連性についてはまだ十分に議論ができていないが、現在までにオスの確認された季節が冬期であることから、オスが不在と考えられてきた一因は、この「内在性(間隙性)-表在性」変化にあるのかもしれない。能登半島で新たにVestalenulaの生息地を確認し、この場所の定期的試料採取を行い、屋久島で確認された個体群動態の特徴が普遍的なものかどうかを調査した。Darwinula科貝形虫に関する形態解析の成果は本年度2編の論文として出版された。本年度の当該申請研究の実績は以下の点に集約である。1、屋久島産Vestalenula corneliaの湧水個体群の齢構成を月ごとに詳細に調べ,前年度と合わせて2年間のデータを得た。これにより卵の保有期,ふ化の時期,成長期,成長の停止期などの個体群生態を世界で初めて解明した。この結果,Vestalenula corneliaがDarwinula上科の他の貝形虫(Darwinula stevensoi)と極めて類似した個体群生態を有することが確認された。これはV.corneliaが特別な個体群生態を有する為にオスが見つかったのではなく,他のDarwinula上科貝形虫からもオス発見の可能性のあることを示したと考えられる。2、Vestalenula corneliaの幼体・成体の殻表面の感覚子の数と分布パターンを詳細に調べ,一見したところサイズと外形がメスの幼体殻に類似するオスの殻が,実はメスと同じ感覚子の数と分布パターンを持つことを確認した。すなわち,軟体部がなくても(殻だけでも)オスの識別が可能なことが判明した。この結果は保存の良い化石種や化石標本があれば,過去の地質時代にオスが存在したかどうかが調査可能なことを示している。3、以上の2点の成果をまとめ,9月にドイツ・フランクフルト、ゼンケンベルグ博物館で開催された第6回ヨーロッパ貝形虫研究者会議で発表した。また論文を学術誌Senckenberigiana letheaに投稿し,受理が認められた。4、Vestalenula corneliaのDNA解析を進め,いくつかの領域のDNAの増幅に成功した。これに基づき,有性生殖の有無の確認をさらに継続して検討している。
震源断層近傍の強震動スペクトルの予測手法に関する研究

耐震設計に用いられる入力地震動評価のために,応答スペクトル予測式が数多く開発されてきたが,これは震源近傍には適用できない.一方,地震学の分野で震源近傍にも適用できる強振動予測手法が数多く開発されているが,これらは時刻歴波形やフーリエスペクトルを予測するもので,現在の耐震設計の枠組みの中に直接組み入れることが難しい.本研究では,断層の広がり,震源放射特性,震源指向性,伝播経路における減衰の周波数依存性,経験的に求めたサイトを考慮して,震源近傍の地震動の振幅フーリエスペクトルと,位相特性を表わす群遅延時間スペクトルを予測する手法を開発する.さらに,地震動の位相特性を考慮してフーリエスペクトルを応答スペクトルに変換する手法を開発することによって,震源近傍の応答スペクトルを予測する.以下に本研究で得られた成果を列挙する.(1)速度サーボ型地震計記録を用いてインバージョン解析を行い伝播経路・サイト特性を分離し,伝播経路およびサイトの群遅延時間スペクトルを経験的に評価した.その結果,伝播経路特性については振幅から求められる1/Q値のスペクトルと,サイト特性については振幅のスペクトル増幅率と同様のスペクトル特性を持つことが確認された.(2)震源指向性を簡易にスペクトル予測式に取り入れる方法を開発した.震源のインパルス列の尖り度および歪み度を用いて群遅延時間スペクトルがモデル化できることを示した.(3)平滑化されたフーリエ振幅スペクトルと群遅延時間スペクトルから,応答スペクトルに変換する手法を開発した.耐震設計に用いられる入力地震動評価のために,応答スペクトル予測式が数多く開発されてきたが,これは震源近傍には適用できない.一方,地震学の分野で震源近傍にも適用できる強振動予測手法が数多く開発されているが,これらは時刻歴波形やフーリエスペクトルを予測するもので,現在の耐震設計の枠組みの中に直接組み入れることが難しい.本研究では,断層の広がり,震源放射特性,震源指向性,伝播経路における減衰の周波数依存性,経験的に求めたサイトを考慮して,震源近傍の地震動の振幅フーリエスペクトルと,位相特性を表わす群遅延時間スペクトルを予測する手法を開発する.さらに,地震動の位相特性を考慮してフーリエスペクトルを応答スペクトルに変換する手法を開発することによって,震源近傍の応答スペクトルを予測する.以下に本研究で得られた成果を列挙する.(1)速度サーボ型地震計記録を用いてインバージョン解析を行い伝播経路・サイト特性を分離し,伝播経路およびサイトの群遅延時間スペクトルを経験的に評価した.その結果,伝播経路特性については振幅から求められる1/Q値のスペクトルと,サイト特性については振幅のスペクトル増幅率と同様のスペクトル特性を持つことが確認された.(2)震源指向性を簡易にスペクトル予測式に取り入れる方法を開発した.震源のインパルス列の尖り度および歪み度を用いて群遅延時間スペクトルがモデル化できることを示した.(3)平滑化されたフーリエ振幅スペクトルと群遅延時間スペクトルから,応答スペクトルに変換する手法を開発した.
マルチレベル選挙における投票行動と政党戦略:欧州・国家・地域レベルの比較分析

本研究では、欧州、国家、地域の異なる統治レベルにおける有権者の投票行動と政党の戦略的行動を理論的かつ実証的に検討した。理論的には、マルチレベルにおける有権者の投票行動を説明する「二次的選挙モデル」と政党の戦略を明らかにする「政治的機会構造」をそれぞれ分析枠組として設定した。実証的には、欧州議会選挙における既存のデータ分析に加えて、地域レベルの議会選挙を対象とした世論調査を実施しデータを分析した。本年度は、選挙過程における政党戦略と有権者の投票行動を主たる研究対象に設定し、研究を遂行した。政党戦略については次の3つの研究成果にまとめられる。第一に、政権政党と連立パートナーの選挙における協調・競合関係について、西欧13力国の比較分析を行い、ベルギーの研究者と共著論文を刊行した。第二に、上記比較分析のに用いた質的比較分析(QCA)、もしくは、ブール代数分析(Boolean Analysis)を時系列分析に適用する論文を執筆し、マンチェスター大学においてされた国際円卓会議にて発表した。第三に、同じ国際円卓会議において、ブール代数分析から得られる最小解を交互作用項として統計分析に応用する方法論についても報告する機会を得た。上記3点の研究成果は、次年度以降、政党戦略を比較分析する際に必要となる理論的・方法論的な基盤を成すものである。次に、投票行動に関しては、以下の2つの研究成果にまとめられる。第一に、有権者の投票行動を研究する際必要となる世論調査の質問項目を入念に検討した。第一に、これまで長年社会調査の分野で論争が続いてきた、順位法(ranking)と評点法(rating)の2つの様式を比較し、順位法の間題点を指摘する論文を共著で執筆し、アメリカ政治学会(APSA)の年次大会で報告した。同論文は、学会後、世界政治学会(IPSA)のワーキングペーパーシリーズに収められた。第二に、有権者の投票行動を情報環境の視点から理解する試みとして、書評(境家史郎著『政治的情報と選挙過程』木鐸社)を執筆した。これら2点の研究は次年度以降実施予定である地方レベルの選挙世論調査を設計する上で、重要な基礎研究として位置づけられるものである。本年度は、マルチレベルな選挙、すなわち、様々な統治レベルにおける選挙過程の特徴を比較の観点から明らかにすることを目的とした。研究成果は大きく分けて以下の3つの柱から成る。第一に、欧州議会選挙を通して欧州・超国家レベルの選挙過程を実証的・理論的に考察した。まず、欧州選挙研究(EES)の世論調査データを用いて有権者の投票行動を「二次的選挙モデル」(second-order election model)の観点から実証的に分析した(比較政治学会報告)。同時に、欧州議会選挙の選挙制度やその政党システムへの影響を考察した論稿を公刊した(『EU・欧州統合研究』)。第二に、連邦化が進んでいるベルギーをケース・スタディとして、言語圏・地域圏などの国家下位レベルの選挙過程に着目した。まず、ベルギー政治に関する論稿を公刊し、連邦化が持つ政党戦略への影響について考察した(『ヨーロッパのデモクラシー』)。また、政党の分極的な活動について紹介し(『創文』)、個別の事例として、極右政党の選挙キャンペーン戦略に関する分析を行った(日本ベルギー学会報告)。第三に、比較の視点から、日本の東京都議会選挙と衆議院選挙の直後にパネル世論調査を行い、地方レベルと国政レベルの投票行動の分析を試みた。調査を設計する上で、ヨーロッパにおける投票行動研究の成果を論稿としてまとめ、参考にした(『投票行動研究のフロンティア』)。また、今後の比較分析を進める上で、ブール代数分析に関する論文を発表した(数理社会学会報告、『理論と方法』)。平成22年度は、マルチレベル、すなわち、異なる統治レベルにおける選挙過程における有権者の投票行動と政党戦略について研究を遂行し、下記の研究成果を発表した。平成22年度の研究実績は、(1)有権者の投票行動、(2)マルチレベルの選挙過程、(3)異なる選挙制度を背景に持つ新党台頭の3つの柱にまとめられる。(1)まず、有権者の投票行動に関しては、東京都議会議員選挙前後に実施したWEB調査(平成21年度実施)や国政調査前後に実施されたCASI調査(パソコン上で回答してもらう全国面接調査)から得られた知見をもとに学会報告を行ったほか(統計関連学会連合大会)、論文を執筆し受諾、ないし掲載された(『International Journal of Public Opinion Research』、『よろん』)。(2)次に、マルチレベルの選挙過程に関する事例として、ベルギーにおける自治体に着目し、近年の連邦化と政治変容に関する論稿を公刊した(『オランダ・ベルギーの自治体改革』)。(3)最後に、異なる選挙制度を背景に持つ新党台頭に関して、選挙制度が持つ機械的効果と心理的効果に関する共著論文を執筆して受諾されたほか(『Comparative Political Studies』)、異なる選挙制度が新党の出現と台頭に与える影響について分析した論文を執筆し、掲載された(『選挙研究』)。また、新党が台頭する社会的背景に関する論稿を公刊した(『政治変容のパースペクティブ(第2版)』)。以上、最終年度の平成22年度では、(1)有権者の投票行動、(2)マルチレベルの選挙過程、

(3)異なる選挙制度を背景に持つ新党台頭の3つの柱を中心に、本研究課題「マルチレベル選挙における投票行動と政党戦略」の成果をまとめた。
高等動物における組織特異的な遺伝子発現誘導系の開発

本研究では、汎用性のある新しい遺伝子発現誘導システムの確立を目的として、現在までに二つのシステムの確立を目指してきた。1,昨年の報告では、テトラサイクリン添加によってDNA結合活性が失われる転写抑制化因子と、テトラサイクリン添加によってDNAに結合する転写活性化因子とを共発現するシステムの確立を培養細胞レベルで成功したことを報告した。本年度は、このシステムの有効性を個体レベルで検討することを目的として、組織特異的に働くプロモーターにより正、負に働く両転写因子を発現させた上でテトラサイクリンにより目的遺伝子の発現を時期・空間特異的に制御可能なトランスジェニックの作出を試みた。実際には組織特異的プロモーターとして、前脳特異的に働くカルモヂュリン依存性キナーゼII遺伝子のプロモータを用い、目的遺伝子としてはレポータータンパク質として有用なGreen fluoresence protein(GFP)とβ-galactosidaseを用いた。現在までに、トランスジェニックマウスの複数のラインの確立に成功しており、今後テトラサイクリン投与前後のレポータータンパク質の発現レベルの解析を行う予定である。2、核内受容体群のリガンド結合領域を融合させることにより、転写調節因子群の機能を制御する方法を利用した時期・組織特異的な遺伝子発現制御システムの確立に関しては、エストロゲンの変異型リガンド結合領域と不活性型のCREB S133Aとを融合させたキメラ転写調節因子(LBD-CREB S133A)を前脳特異的に発現し、CREを介した遺伝子発現をタモキシフェン(TAM)投与により誘導的に阻害可能なトランスジェニックマウスの作出を行った。現在までにTAMを投与後の行動解析により、前脳を中枢とする記憶形成が阻害されることから、このキメラ転写因子が機能した結果、CREを介した遺伝子発現が阻害を受け、記憶形成能力に障害が生じたことが示唆された。従って、本システムの有効性が個体レベルで証明できたと考えている。本システムの応用に成功した例は世界でも稀であり、今後本システムを活用する上での多くの知見を提供できるものと考えている。
原子波多重干渉計を用いた磁場による原子波位相シフトの測定

本研究では我々が開発した原子波多重干渉計を用いて、原子に外部磁場を印加し生じた原子波の位相シフトにより原子波の多重干渉を実現することを目的としている。本年度は、まず残留磁場の改善とパルス磁場の校正を行い、その後に昨年度作成した原子波多重干渉計と磁場発生装置を用いて原子波多重干渉信号の測定を行った。まず、残留磁場のさらなる改善を行った。購入したベースプレートを用いることで、実験装置のまわりから不要な磁場を取り除いた。また、購入した電源からアンチヘルムホルツコイルに電流を流すことにより、空間的に不均一な磁場を補正することができ、コヒーレンス長を改善することができた。また、多重ラムゼー共鳴による周波数シフトから、原子干渉計に用いるコイルが作るパルス磁場の大きさを校正した。そして、コイルのスイッチング回路を改良することで磁場の掃引幅を改善した。以上の改善と校正を行った後に、磁場による原子波の位相シフトによる原子波多重干渉計の測定を行った。まず、レーザー光を4パルス、磁場を3パルス用いることで原子波多重干渉計の測定を行い、実験結果と理論値がよく一致することを確認した。次にレーザー光を11パルス、磁場を10パルス用いることで、フィネス11の多重干渉信号を実現することができた。これは原子波の位相を外部摂動で動かす原子の多重干渉としては、世界で最も高い値である。また、これにより原子波多重干渉計の実際的な証明ができた。以上の研究成果を論文にまとめ投稿し、掲載された。本年度の研究は次の3段階で行った。1原子波多重干渉計の構成ナトリウム原子を磁気光学トラップし、原子の状態を揃えるために共鳴光を照射し初期化する。このとき、共鳴光を、購入した信号発振器によって変調する音響光学素子でパルス的に発生させ初期化の原子数を正確に把握した。この後、誘導ラマン光のパルス列を原子に照射し、多重原子干渉計を構成した。2パルス磁場列の発生誘導ラマンパルス列の間の短い時間に矩形磁場を原子に印加し、異なる原子状態間の原子間に位相シフトを起こさせた。磁場強度、パルス幅を購入したコンピュータにより変化させた。3磁場による位相シフトの改善原子波多重干渉計を用いて、磁場による位相シフトを測定した。この際、原子の位相は残留磁場の影響を受けやすいが、購入した3つの直流電源から3方向のヘルムホルツコイルに電流を流すことにより発生する空間的に均一な磁場を用いて残留磁場を消去した。その結果、磁場による位相シフトのコヒーレンス時間を改善することができた。また、残留磁場を消去することで冷却原子の温度を60マイクロケルビンにまで下げることができ、コヒーレンス時間を長くすることができた。以上の研究成果をロシアで行われた国際量子エレクトロニクス会議(IQEC2002)で発表した。また、論文にまとめ、現在雑誌に投稿中である。
天然有機化合物デカルシンを用いた新規骨肉腫治療薬の開発

われわれが保有しているヒト正常骨芽細胞株(NHOsts)、ヒト骨肉腫細胞株(MG63, 143B)を用いて、デカルシンの投与によるcell viabilityとIC50値(50%阻害濃度)をMTT assayで算出した。また、デカルシンの時間的影響を24、48、72時間で検討した。また、デカルシンとCDDPを骨肉腫細胞へ投与し、CI(combination index)を算出し、相乗効果の有無を検討した。初年度より当研究の主である天然有機化合物デカルシンを購入し、われわれが保持している骨肉腫細胞株を用いて実験を開始できた。研究を開始する上で、他の細胞株を用いた報告を参考に実験プロトコールを作成した。骨肉腫細胞株に対するデカルシンの作用をCellviability assayを用いて評価したところ、骨肉腫細胞への効果が認められたため、今後研究を進めるためのスタートが切れたと考えた。今後、まずはデカルシン単剤でのviabilityの評価を行い、細胞株に対する至適濃度を決定し、その濃度を用いてアポトーシスや細胞周期への関与の検討、またデカルシンが作用する可能性があるシグナル伝達因子の研究を行っていく。また、シスプラチンとの併用で増感効果を有するかどうかをviabilityをもとに評価していく。本年度の実験内容はおおよそ予定通りであるが次年度にin vivoの実験や抗体を使った実験が控えており、使用額が予定額よりオーバーとなる可能性があるため。
バイオトキシコロジーからみた食品中蛋白質の腎への影響と予防医学への応用

近年、食生活の欧米化に伴い、高蛋白・高脂肪食を摂取する機会が増加している。最近、高蛋白摂取により腎ヘモダイナミックスの変更(系球体ろ過率・腎血漿流量の上昇)が観察されることが報告されている。また、血管拡張性プロスタダランディン及び血管収縮性トロンボキサンは、腎系球体で産生され、他の血管収縮性ペプチド、特にアンジオテンシンIIと伴に、局所的に腎ヘモダイナミックスを調節することが知られている。既に、高蛋白摂取による腎ヘモダイナミックスの変更の分子機構を明らかにするために、高蛋白食又は低蛋白食を8週間摂取させたラット腎系球体を用いて、エイコサノイド産生能、サイクロオキシゲナーゼ活性、ホスホリパーゼA_2活性及び膜結合性G-プロティン(Gαs,Gαt_2,Gαi_3,Gβ性も高蛋白食摂取ラット腎系球体で有意に高値を示した。一方、膜結合性G-プロティンでは、低蛋白食摂取ラット腎系球体に比し、高蛋白食摂取ラット腎系球体で、Gαt_2,Gαi_3量の低下及びGβ量の上昇が観察された。さらにアンジオテンシンI変換酵素阻害剤の投与により、高蛋白接種ラット腎系球体で認められたエイコサイド産生能の坑進、特異的ホスホリパーゼ_2の活性化→サイクロオキシゲナーゼの活性化→エイコサノイド産生坑進Γ指導され、その結果、血腎拡張性エイコサノイド(PGE_2・δkekoPGF_<1α>)により腎系球体ろ過率、腎血漿流量増加が意起されることが示唆される。最近、高蛋白食摂取により腎ヘモダイナミックス変の更(糸球体ろ過率・腎血漿流量の上昇)が観察されることが報告されている。血管拡張性プロスタグランディン及び、血管収縮性トロンボキサンは、腎糸球体で産生され、他の血管収縮性ペプチド、特にアンジオテンシIIと伴に、局所的に腎へモダイナミックスを調節することが知られている。故に、高蛋白食摂取により腎ヘモダイナミックス変更の分子機構を明らかにするために、高蛋白食又は、低蛋白食を8週間摂取したラット腎糸球体を用いて、血管拡張性・収縮性エイコサノイド産生能、サイクロオキシゲナ-ゼ量・活性び、ホスホリパ-ゼA_2・C活性を測定した。高蛋白食摂取ラット腎糸球体によりPGE_2・6ーkete PGF_<12>・TxB_2の産生能は、低蛋白食摂取ラット腎糸球体に比し、有意に亢進していた。また、サイクロオキシゲナ-ゼ量・活性も、高蛋白食摂取ラット腎糸球体で、有意に高値を示した。同様に、PE特異的ホスホリパ-ゼA_2活性も、高蛋白食摂取ラット腎糸球体で、低蛋白食摂取ラット腎糸球体に比し、有意に高かった。一方、PC特異的ホスホリパ-ゼA_2活性は、高蛋白食摂取ラット腎糸球体で有意に低値を示し、PIP_2特異的にホスホリパ-ゼC活性は、両グル-プの間で有意な変化は認められなかった。ンジオテンシンI変換酵素阻害剤の投与により、高蛋白食摂取により亢進したエイコサノイド産生は、低蛋白食摂取で観察されるエイコサノイド産生のレベルまで低下した。以上より、高蛋白食摂取により、レニン・アンジオテンシン系の活性化→PE特異的ホスホリパ-ゼA_2の活性化→サイクロオキシゲナ-ゼの活性化→エイコサノイド産生亢進が誘導され、その結果、血管拡張性エイコサノイド(PGE_2・6ーkete PGF_<12>)により糸球体ろ過率・腎血漿流量の増加が惹起されることが示唆される。

昨年度までに我々は、高蛋白食がPE特異的ホスホリパーゼA_2及びサイクロオキシゲナーゼを活性化させ腎系球体エイコサノイドの産生亢進を通して腎へモダイナミックスを変更させることを見い出している。本年度は、高蛋白食が腎系球体内のどのG-プロテインを介してPE特異的ホスホリパーゼA_2を活性化するのかを究明し、高蛋白食による腎へモダイナミックスの変更の経路を分子レベルで明らかにした。高蛋白食又は低蛋白食を摂取させたラット腎系球体を用いてG-プロテイン(G_<αs>,G_<αi2>,G_<αi3>,G_β)の定量をウェスタンブロッティング法で行った。高蛋白摂取ラット腎系球体では、低蛋白食摂取ラット腎系球体に比し、G_<αi2>・G_<αi3>量の低下及びG_β量の上昇が観察された。さらに、アンジオテンシンI変換酵素阻害剤の投与により、高蛋白食摂取ラット腎系球体で認められたG_<αi>・G_β量の変化は、低蛋白食摂取ラット腎系球体で観察されるレベルまで回復した。また、アンジオテンシンI変換酵素阻害剤の投与により、同様の変化がPE特異的ホスホリパーゼA_2活性においても認められた(平成3年度)。すでに、G_βがホスホリパーゼA_2を活性化することは明らかにされている。故に、高蛋白食摂取により、レニンーアンジオテンシン系の活性化が惹起され、アンジオテンシンIIによるG_βの活性化、その結果、G_βによるPE特異的ホスホリパーゼA_2の活性化が誘導されることが推察される。