hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Vitamin K2による肝癌細胞増殖抑制機序の解明

【目的】Vitamin K(VK)は白血病細胞や肝癌細胞などに対し、増殖抑制、アポトーシス誘導作用を有している。今回、VK2の肝癌細胞増殖抑制機序について基礎的検討をおこなった。【方法】【結果】【結論と今後の展望】VK2はCDK inhibitorの発現を増加させるとともに、NF-κBのcyclin D1 promoterへの結合を阻害することにより、cyclin D1の発現を低下させG1期に停止させる。また5-FUなどの抗癌剤との併用や、癌の浸潤抑制などへの新たな臨床応用への可能性が示された。VK2による肝癌細胞増殖抑制機序の解析・VK2の肝癌細胞増殖に対する影響:VK2は濃度依存的に肝癌細胞株の増殖を抑制した。・アポトーシス誘導作用:VK2にアポトーシス誘導作用は見られなかった。・細胞周期に対する影響:VK2により肝癌細胞の細胞周期はG1期に収束し、G1 arrestを起こした。・Cyclin D1の発現に対する効果:VK2は濃度依存的に肝癌細胞のCyclin D1発現およびプロモーター活性を抑制した。・Cyclin D1プロモーター活性抑制におけるNF-kB依存性の検討:変異型AP-1結合部位を持つCyclinD1プロモーターでは野生型同様にVK2によるプロモーター活性の抑制が見られたが、変異型NF-kB結合部位を持つCyclin D1プロモーターではVK2による抑制は見られなかった。・肝癌細胞増殖抑制作用のNF-kB、Cyclin D1衣存性の検討:肝癌細胞にNF-kBまたはCyclin D1を強制発現させると、VK2による増殖抑制効果が消失した。以上の結果により、VK2は肝癌細胞増殖抑制効果を有し、その機序はCDK inhibitors発現の増加、Cyclin D1発現の低下を介して発揮されることが明らかとなった。さらにCyclin D1の抑制は転写因子NF-kB抑制を介して起きていることが示された。今後は、VK2と抗癌剤併用による抗腫瘍効果増強効果検討するともに、VK2のNF-kB抑制機構やMMP(細胞外マトリックス分解酵素)発現抑制作用について、基礎的実験を続ける予定である。【目的】前年度の研究により、VK2の肝癌細胞増殖抑制効果は、転写因子NF-κBのCyclin D1 promoterへの結合阻害により、Cyclin D1の発現が低下するために、G1期停止を誘導することであることを明らかにした。今年度は、その効果が種々の抗がん剤との併用によりどのように修飾されるか、またがんの浸潤能への影響を細胞外マトリックス分解酵素(MMP)の発現により検討した。【方法】【結果】1)VK2はCDDPの細胞増殖抑制作用には拮抗し、5-FU,VP-16,Docetaxelの作用は増強した。5-FU単独によるCDK inhibitors発現増強作用やCyclin D1発現抑制作用は、VK2併用により増強された。2)VK2は遺伝子レベル、蛋白レベルにおいてMMP-1,MMP-3,MMP-7の発現を抑制した。またVK2は何れのMMP promoter活性も抑制した。【結論と今後の展望】VK2は5-FUなどの抗癌剤と併用することにより、その抗腫瘍効果を増強させうる可能性が示唆された。またMMP発現を抑制することからは、癌の浸潤・転移抑制にも効果が期待される。今後は、臨床応用を目指し、モデル動物を用いて本研究の結果を検証していく予定である。
新しい5'ーヌクレオチドホスホジエステラ-ゼの精製と生理的意義及び癌との関連

我々は、細胞膜上に存在すると考えられている5'ーNPDaseとは異なった5'ーNPDaseがマウス白血病細胞L5178Yに存在することを発見した。そこでこの酵素に関して詳しく研究した。この酵素は、調べたほかの癌細胞15種類のうち14種類に存在し、調べた正常細胞3種類すべて見られなかったことから、癌細胞に特異的に発現する5'ーNPDaseと考えられる。そして今まで知られていた正常細胞の細胞膜に存在する5'ーNPDaseとは違った新しいものであることがいろいろな点から明らかになった。即ち、正常細胞タイプのものは、細胞膜上に存在し、分子量は10.714.8万、至適PHは9付近であり、SH剤であるジチオスレイト-ル(DTT)により阻害されるのに対して、癌細胞タイプのものは、細胞質に存在し、分子量6.7万、至適PHは7.5、そしてDTTによって促進されるというものである。基質特異性を調べたところ、正常細胞タイプが切るようないろいろなヌクレオチドのpyrophosphate bondをこの酵素は切らないが、dinucleotideのうち、2'ー5'結合を3'ー5'結合より効率良く切って5'ーmono phosphateを生成することが分かった。2'ー5'結合をよく切る酵素として、2',5'ーphosphodiesteraseが知られている。この酵素はインタ-フェロンによって細胞内に誘導される2',5'ーoligoadenylateを分解するのに必要と考えられている。はたして我々が見いだした癌細胞特有の5'ーNPDaseが2',5'ーoligoadenylateを分解するかどうかは分からない。実際にこの5'ーNPDaseの生理的役割あるいは生理的な基質が何であるかはこれからの問題である。癌細胞に特有なこの酵素が癌の診断に役立つか否かは興味ある問題である。そのためにはこの酵素に対するモノクロ-ナル抗体をとることが必要であるが、現在までのところまだ成功していない。我々の研究室では、すでにいくつかのほかのものに対するモノクロ-ナル抗体をとることに成功しているので、いずれ目的のモノクロ-ナル抗体が得られるものと考えている。癌細胞に出現している新しい種類の5'-ヌクレオチドホスホジエステラーゼの性状を調べている過程で新しい分子種のアルカリホスファターゼが癌細胞に出現していることを見出した。両酵素は近縁関係にある酵素なので,新しい両酵素の性状を同時に調べた。ヒトやマウス由来の15種類の癌細胞株を調べた結果,ホスホジエステラーゼでは13株のものが,またホスファターゼでは10株のものがN-エチルマレイミド(NEM)によって阻害され(NEM感受性),ジチオスレイトール(DTT)によって活性化されこれらは共にSH酵素であることが分かった。一方,正常組織からの両酵素はNEMによって影響を受けずDTTによって阻害された(DTT感受性)。癌細胞15株のうち1株のみが両酵素ともDTT感受性であった。ヒト肝癌PLC/PRF/5細胞株は両酵素ともNEM感受性とDTT感受性の両方の活性を有していたので,細胞成分を分画しその局在性を調べたところ,両酵素とも正常細胞型であるDTT感受性酵素は細胞膜上に存在し従来の報告と同様であったが,多くの癌細胞に存在し新しい型であるNEM感受性酵素は細胞質の可溶性画分に存在することが分かった。

ゲル濾過法で分子量を調べたところ,可溶性画分に存在する両酵素とも細胞質膜に存在する従来知られているものに較べて小さいことが分かった。以上のことから,多くの癌細胞では,細胞膜上の5'-ヌクレオチドホスホジエステラーゼおよびアルカリホスファターゼが消失し,細胞質の可溶性画分に新しい分子種の両酵素が出現していることが分かった。その生理的意義は不明であり,今後の興味ある課題である。我々はすでに、正常な組織や細胞に存在するものとは性質の異なる5′-ヌクレオチドホスホジエステラ-ゼが多くの種類の癌細胞に出現していることを見出している。本年度は、この酵素の性状をさらに詳しく明らかにする目的で、エ-ルリッヒ腹水癌細胞から硫安分画後、順次、ブチルトヨパ-ル、DEAEトヨバ-ル、ブル-トヨパ-ル、ヒドロキシアパタイトなどのカラムにかけ、最終的にSDS-PAGE上で単一バンドにまで精製することに成功した。ホモジュネ-トからの精製度は15,900倍であり、収率は3.8%であった。この酵素は可溶画分に存在し、至適pHは7.5、SDS-PAGEの結果から測定した分子量は67,000であり、これらはいずれも従来の膜局在酵素とは異なっていた。この酵素の基質特異性を5′-ヌクレオチドホスホジエステラ-ゼの基質として知られているものについて調べた。その結果、ATP,CTP,GTP,TTP,UTP,NAD,NADH,NADP,Ap_4A,bis(p-nitrophenyl)phosphate,およびp-nitrophenyl phenylphosphateは基質とはならず、また、環状ヌクレオチドやthymidine3′-monophosphate p-nitrophenylester,p-nitrophenylphosphateも分解されなかった。これらのことから、この酵素は、nucleotide pyrophosphatase,cyclic nucleotide phosphodiesterase,3′-nucleotide phosphodiesterase,phosphataseなどの活性を持たないことが分かった。一方、この酵素は、酵素の精製に用いた基質であるTMP-NPよりもApA,ApC,ApU,CpA,GpA,UpAをよく分解してその5′-monophosphateを精製し、ApC以外はすべて2′,5′結合のほうが3′,5′結合より良い基質であることが分かり、この点でも多くのホスホジエステラ-ゼと異なっていた。我々が多くの癌細胞に新しく見いだした5'ーNPDaseが、はたして本当に癌細胞に特有なものといえるのか、もしそうだとしてそのモノクロ-ナル抗体を得ることできれば、それを癌の診断に役立てることができるかという問題が残された興味ある問題である。そこで、エ-ルリッヒ腹水癌細胞よりこの酵素を精製し、それを抗原としてモノクロ-ナル抗体の作成を試みた。方法:多量のエ-ルリッヒ腹水癌細胞を集め、各種のカラムクロマトグラフィ-によりこの酵素を精製した。この酵素蛋白を抗原として次のようにして雌BALB/cマウス(8週齢)を2週間おきに免疫した。
途上国住民の栄養改善に森林保全は寄与するか？

途上国の森林で住民が日常的に採取する食料は栄養価が高い場合があるが、そのような食料による健康維持効果が検証されるより先に、森林そのものが減少している。そこで本研究は、カンボジア王国の森林保護区とその周辺を研究対象とし、森林保全が住民の摂取栄養素の多様性維持と子どもの栄養状態の改善に寄与するか検証する。この検証のために、サンプル世帯の食事摂取状況と摂取栄養素の多様性を把握する調査や同世帯の子どもの身体計測を行う。本研究の成果は、国連持続可能な開発目標(SDGs)だけでなく貧困、保健課題を追究するための重要な知見を与える。
レーザーAEシステムの高度化による非接触非破壊評価手法の開発

本研究では,非接触で媒体表面速度の絶対値が測定可能なレーザー干渉計をAEセンサーとして用いる手法の開発を進めた.これまでにこの手法により非接触でAEを検出できることを明らかにし,高温下でのコーティング材の破壊挙動の評価に適用し研究を行ってきた.ただこの手法には,圧電素子をAEセンサーに用いる接触式のシステムに比べて測定感度が劣るという欠点がある.本研究の目的はシステムを改良し測定感度を向上させることによって,AE検出能力を大幅に向上させることである.具体的に行った改良点は以下の2つである.(1)もともとレーザードップラー振動計として設計されているこれまで用いてきた復調器を,その測定帯域をAEの帯域に絞り込むことにより,センサーとしての特性を向上させる。また,装置内部で発生する雑音成分を低減させるため,内部回路の見直しを行い,全体としてノイズレベルの低減を図る.(2)個々の干渉計ユニットは,AE以外に電磁ノイズや騒音などによる波形を拾ってしまうが,1チャンネル計測では波形からそれらの影響を取り除くことは困難である.また,不規則雑音成分は避けられない問題である.そこで,同一地点におけるAEを複数台のセンサーで検出し,それらの波形を後から数値平均することによって,立ち上がり位置やAEピークといったAE波形の特徴を損なうことなくノイズレベルのみを低減させることを試みた.その上でレーザーAE法をコーティング材の熱サイクル試験に適用し,多チャンネルAE計測による割れの発生位置の同定や有限要素法による弾性波伝播シミュレーションによる破壊モードの評価を行い,破壊メカニズムの解明を目指した.またコーティング材の強度には溶射プロセスで導入される初期欠陥が影響すると考えられることから,溶射後の冷却過程でのAE発生挙動をモニタリングし,溶射条件が欠陥の発生に及ぼす効果について検討した.本研究では,非接触で媒体表面速度の絶対値が測定可能なレーザー干渉計をAEセンサーとして用いる手法の開発を進めた.これまでにこの手法により非接触でAEを検出できることを明らかにし,高温下でのコーティング材の破壊挙動の評価に適用し研究を行ってきた.ただこの手法には,圧電素子をAEセンサーに用いる接触式のシステムに比べて測定感度が劣るという欠点がある.本研究の目的はシステムを改良し測定感度を向上させることによって,AE検出能力を大幅に向上させることである.具体的に行った改良点は以下の2つである.(1)もともとレーザードップラー振動計として設計されているこれまで用いてきた復調器を,その測定帯域をAEの帯域に絞り込むことにより,センサーとしての特性を向上させる。また,装置内部で発生する雑音成分を低減させるため,内部回路の見直しを行い,全体としてノイズレベルの低減を図る.(2)個々の干渉計ユニットは,AE以外に電磁ノイズや騒音などによる波形を拾ってしまうが,1チャンネル計測では波形からそれらの影響を取り除くことは困難である.また,不規則雑音成分は避けられない問題である.そこで,同一地点におけるAEを複数台のセンサーで検出し,それらの波形を後から数値平均することによって,立ち上がり位置やAEピークといったAE波形の特徴を損なうことなくノイズレベルのみを低減させることを試みた.その上でレーザーAE法をコーティング材の熱サイクル試験に適用し,多チャンネルAE計測による割れの発生位置の同定や有限要素法による弾性波伝播シミュレーションによる破壊モードの評価を行い,破壊メカニズムの解明を目指した.またコーティング材の強度には溶射プロセスで導入される初期欠陥が影響すると考えられることから,溶射後の冷却過程でのAE発生挙動をモニタリングし,溶射条件が欠陥の発生に及ぼす効果について検討した.近年、PZTセンサーにかわってレーザーを用いることにより、媒体中を伝播する弾性波を検出する手法が発展してきた。レーザー干渉計は測定面との物理的な接触を必要としないため、PZTセンサーでは困難であった高温環境下での測定が可能であること、また、媒体表面速度もしくは変位の絶対値測定が可能であるといった特長を有している。そこでこのレーザー技術を用いることにより,非接触でAEを検出し、従来型センサーの欠点を克服した新しいAE計測手法の確立が期待できる。しかしながら、このような実用材の熱サイクル試験に実際に適用された結果は未だ報告されていない.そこで本研究では、レーザー干渉計を用いて耐熱コーティング材の熱サイクル試験時のAE計測を試み、原波形解析を用いてコーティング材の破壊挙動を評価することを目的としてた。レーザー干渉計を用いてA1_2O_3コーティング材の熱サイクル試験において生じるAE.の測定を行い、AEの計測に成功した。検出波は周波数特性の点から二種類に分類されることが明らかになった。さらにFEMにより媒体の伝達関数を決定し、タイプAのAE波の原波形および割れ半径の評価を行った。検出されたAEは、およそ数100μmオーダーの大きさを有する破壊に相当することが明らかになった。本年度は、レーザーAEシステムのさらなる高度化について検討を行った。まず復調器改良によるS/N比向上について検討した。現在開発中のレーザーAE計測システムは、レーザー干渉計はヘテロダイン型干渉計(He-Neレーザー)であり、約1MHzまでの帯域を有している。微小なAE信号を計測するためには、S/N比(信号雑音比)の向上が有効である。そこで復調器の改良を行うことにより、感度の向上を目指した。全面的に回路を見直して雑音の低減を図るとともに、周波数帯域を400kHzまで制限することによりS/N比を向上させた。シャープペンシル芯の圧折による擬似AE源による波形から、これら復調器の改良によりAE波形到達までの雑音が低減できることがわかった。さらに、平均化計測によるS/N比向上について検討した。

超音波計測においては、繰り返し計測を行い得られた信号を平均化することにより、S/N比の大幅な向上が可能である。しかし、AEが発生する現象は過渡的であるため、繰り返し計測を行うことはできない。そこで、レーザー干渉計を用いて多チャンネルの計測を近接した微小領域(約1mm)で行い、得られた信号を平均化処理することにより、過渡的な現象であるAE信号のS/N比の向上を図った。従来のPZTを用いて計測においては、変換子の大きさ(数mm)の平均的な振動を得ているので、このような多チャンネル計測を行い平均化することによっても従来のPZTによる計測に比べても、計測領域の大きさは問題とはならない。前述と同様に、シャープペンシル芯の圧折による擬似AE源によるAE波形から、この手法によっても、S/N比の向上が可能であることが示された。本研究では,非接触で媒体表面速度の絶対値が測定可能なレーザー干渉計をAEセンサーとして用いる手法の開発を進めた.これまでにこの手法により非接触でAEを検出できることを明らかにし,高温下でのコーティング材の破壊挙動の評価に適用し研究を行ってきて.ただこの手法には,圧電素子をAEセンサーに用いる接触式のシステムに比べて測定感度が劣るという欠点がある.本研究の目的はシステムを改良し測定感度を向上させることによって,AE検出能力を大幅に向上させることである.具体的に行った改良点は以下の2つである.(1)もともとレーザードップラー振動計として設計されているこれまで用いてきた復調器を,その測定帯域をAEの帯域に絞り込むことにより,センサーとしての特性を向上させる.また,装置内部で発生する雑音成分を低減させるため,内部回路の見直しを行い,全体としてノイズレベルの低減を図る.(2)個々の干渉計ユニットは,AE以外に電磁ノイズや騒音などによる波形を拾ってしまうが,1チャンネル計測では波形からそれらの影響を取り除くことは困難である.また,不規則雑音成分は避けられない問題である.そこで,同一地点におけるAEを複数台のセンサーで検出し,それらの波形を後から数値平均することによって,立ち上がり位置やAEピークといったAE波形の特徴を損なうことなくノイズレベルのみを低減させることを試みた.その上でレーザーAE法をコーティング材の熱サイクル試験に適用し,多チャンネルAE計測による割れの発生位置の同定や有限要素法による弾性波伝播シミュレーションによる破壊モードの評価を行い,破壊メカニズムの解明を目指した.またコーティング材の強度には溶射プロセスで導入される初期欠陥が影響すると考えられることから,溶射後の冷却過程でのAE発生挙動をモニタリングし,溶射条件が欠陥の発生に及ぼす効果について検討した.
船体のダメッジトレラント設計法に関する基礎研究

ダメッジトレラント設計(耐損傷設計)とは,使用中の検査補修,モニタリングなど保守管理体制を考慮に入れた設計を行うことにより,構造物の一層の安全性向上と経済的効果ねらう設計法である。本研究では船体構造を対象に,ダメッジトレラント設計の導入の可能性を以下の4項目について検討した。1)船体構造検査支援システムと検査の最適化の研究:遺伝的アルゴリズムを用いた構造部物の検査の最適化手法を提案した。また,計算機内部で仮想的な船体検査を実施し,検査活動を支援するためのシステム化技術について研究した。2)構造物の疲労損傷予知と応用モニタリングのための犠牲試験片の開発:構造部材に長期に作用する変動応力を,構造モニタリングによって収集する目的で高感度犠牲試験片を開発した。構造物の受ける変動応力履歴を犠牲試験片に疲労損傷として蓄積し,犠牲試験片に生じた疲労損傷状況から構造物の長期応力度を推定するものである。この研究では下記に示す特許を取得した。3)圧電素子を用いた簡易型の応力履歴センサーの開発:構造物に働く応力のおおまかな値を一目で分かるように標示する機能と,設定した応力レベルを測定中に超過した回数を記録する機能を有する簡易型の応力履歴センサーを開発した。センサーはタバコの箱程度の大きさのアルミケースに収められており,内部は応力を検出する圧電素子と信号処理のための電子回路,および電池で構成されている。4)微小欠陥の強度評価法の研究:従来の線形破壊力学に基づく亀裂の強評価法は,寸法が小さい微小亀裂については精度が悪いことを指摘した。次に,亀裂近傍の厳密応力分布に基づいて領域被害モデルを提案した。このモデルを用いると亀裂寸法によらず亀裂の強度評価を高い精度で行うことができる。最近の船舶では,乗組員に期待した従来的安全管理が困難になっている。また,海洋汚染や環境保全に対する見方が厳しくなっている。さらに経済面では,損傷による突発的稼動停止を削減し,計画的メインテナンスを行うことが期待されている。このため,使用中の保全に着目したダメッジトレラント的安全管理が重要となっている。予防保全システムとして,船体の疲労,腐食,塗装劣化,偶発損傷,座屈変形を対象とした,保全計画の立案法を提案した。この方法は,各損傷についてエキスパート手法で事故発生確率や事故リスクを推定し,種々の損傷要因に対して点検の必要度を決定するもので,いくつかの代替案の中から実状に合った保全指針(点検手法と点検頻度)を選択するようにした。事後保全システムとして,疲労損傷と腐食損傷を例に,損傷発見時期と発見した損傷の重大性,補修までのモニタ可能か否か,類似損傷の経験の有無,近接部材での類似損傷の有無,損傷の進展速度,就航条件などに基づいて,エキスパート手法で補修実行までの最大許容時間や補修方法を決定するモデルを提案した。緊急保全システムとして,命令系統,事故シナリオを想定下シミュレーションによる検討,緊急処置法の検討などを行った。2)構造物の疲労損傷予知と応力モニタリングのための犠牲試験片の開発:構造部材に長期に作用する変動応力を,構造モニタリングによって収集する目的で高感度犠牲試験片を開発した。構造物の受ける変動応力履歴を犠牲

試験片に疲労損傷として蓄積し,犠牲試験片に生じた疲労損傷状況から構造物の長期応力度を推定するものである。この研究では下記に示す特許を取得した。3)圧電素子を用いた簡易型の応力履歴センサーの開発:構造物に働く応力の大まかな値を一目で分かるように表示する機能と,設定した応力レベルを測定期間中に超過した回数を記録する機能を有する簡易型の応力履歴センサーを開発した。センサーはタバコの箱程度の大きさのアルミケースに納められており,内部は応力を検出する圧電素子と信号処理のための電子回路,および電池で構成されている。4)微小欠陥の強度評価法の研究:従来の線形破壊力学に基づく亀裂の強評価法は,寸法が小さい微小亀裂については精度が悪いことを指摘した。次に,亀裂近傍の厳密応力分布に基づいて領域被害モデルを提案した。このモデルを用いると亀裂寸法によらず亀裂の強度評価を高い精度で行なうことができる。
熱プラズマによる特定フロン分解特性に関する研究

オゾン層破壊の元凶物質とされる特定フロンは、モントリオール議定書により1995年末で製造が禁止されたが、現在のところ冷媒や洗浄用として多量に使用されており回収・再利用することも可能と考えられる。しかし、いずれは大気中に放出、拡散してオゾン層破壊を引き起こし、また、地球温暖化の原因となるとされている。これより、現状では塩素分を含まない代替フロンが普及するとすれば、特定フロンについては処理・処分する方向で分解・処理技術を検討することが望ましいと考えられる。フロンの分解技術としては、従来から焼却分解、高周波プラズマによる分解などに関する研究が国や自治体レベルで進められている。これらの方法はいずれも、大量にフロンを運搬・収集して処理するにはよいが、カ-エアコンや冷蔵庫など単体では少量のフロンを排出する場合については、さらに低コストで簡易なフロン分解方式の開発が期待されている。本研究では少量のフロンを排出されたその場で低エネルギーで分解処理し、添加物を混入して無害物質に変換・安定化することを目的としており、小型低出力の熱プラズマ発生装置としてアーク放電プラズマによる高温場での特定フロンの分解特性、2次物質の生成特性などを検討した。実験では低コストのフロン分解小型プラズマ装置を製作し、特定フロンを無害な物質に変換することの可能性を検討した。これより以下の主なる結果を得た。(1)分光分析により、10003000ppmにフロン12を混入させたArプラズマの発光中に、C,F,Clのスペクトルを観察し、また、電極物質のWの存在を確認した。(2)ガスクロによりフロン12の分解状況を測定して、電圧電流の上昇により分解効率が増加すること、17V,57Aの低入力状態において、フロン1000ppm濃度の場合、85%の分解効率が得られることがわかった。
エージェント型データマイニングに基づく知識発見法の開発と応用

本年度は,昨年度に開発したWWW情報構造視覚化ツールWIAS(WWW Information Access System)に検索機能を加えることで,ユーザの所望する情報が発見しやすい構造に視覚化できること目的とした.具体的には,検索結果をノードの高さで反映し,キーワードを含むテキストが残るようにフィルタリングを行えるように実装した.また,マウスドラッグによるスムーズな焦点移動を可能にして情報構造の閲覧を更に容易にした.評価実験では,比較的大きなWebサイト(東京理科大学,テキスト数3000)で被験者をサイト内のみの検索エンジン(InfoSeek)を利用した場合とWIASによる検索とフィルタリングを利用した場合に分けて,間題として与えたキーワードに関係した研究を行っている研究室を5つ挙げるというもので,被験者は適当なキーワードを入力して検索を行いながらフィルタリングを繰り返し行った.結果として,被験者が5つの研究室の入口となるテキストを発見する時間は平均でWIASを利用しない場合よりも約10分短縮され,マウスクリックの回数も使用しない場合の半分以下であることがわかった.これは,WIASの場合キーワードを含むテキストのノード群に対して,それらの階層関係が表示されているので,上位に位置するノードをブラウジングすることで,研究室の入口となるテキストを容易に見つけられるからである.本年度は,昨年度に開発したWWW情報構造視覚化ツールWIAS(WWW Information Access System)に検索機能を加えることで,ユーザの所望する情報が発見しやすい構造に視覚化できること目的とした.具体的には,検索結果をノードの高さで反映し,キーワードを含むテキストが残るようにフィルタリングを行えるように実装した.また,マウスドラッグによるスムーズな焦点移動を可能にして情報構造の閲覧を更に容易にした.評価実験では,比較的大きなWebサイト(東京理科大学,テキスト数3000)で被験者をサイト内のみの検索エンジン(InfoSeek)を利用した場合とWIASによる検索とフィルタリングを利用した場合に分けて,間題として与えたキーワードに関係した研究を行っている研究室を5つ挙げるというもので,被験者は適当なキーワードを入力して検索を行いながらフィルタリングを繰り返し行った.結果として,被験者が5つの研究室の入口となるテキストを発見する時間は平均でWIASを利用しない場合よりも約10分短縮され,マウスクリックの回数も使用しない場合の半分以下であることがわかった.これは,WIASの場合キーワードを含むテキストのノード群に対して,それらの階層関係が表示されているので,上位に位置するノードをブラウジングすることで,研究室の入口となるテキストを容易に見つけられるからである.
マグネシウムの必要性とその作用

マグネシウムの必要性とその作用を解明するため実態調査,動物実験,臨床的研究を実施した.実態調査においては,種々な階層を対象にして聞き取りによる食事調査を行い,マグネシウム摂取量を算出した.その結果1日のマグネシウム摂取量は155300mgで,出納試験から推定されるマグネシウム必要量を下回る摂取状況であることが判明した.小動物による実験ではリン摂取量の増加により発生する異常がマグネシウム投与により抑制される事,リン欠乏食にすると高マグネシウム尿が発生するが,腎不全状態にしてもマグネシウムの尿細管での再吸収抑制が機能している事,脳卒中易発症ラットにマグネシウムを負荷すると尿中マグネシウムとカルシウムの排泄量が増加し,血圧の上昇が軽度抑制される事が解明された.めん羊を用いた研究では甲状腺,副甲状腺摘出めん羊では尿中マグネシウム排泄量が多くなり,低マグネシウム血症を呈し,絶食をさせても尿中マグネシウム排泄の増加は続き血中マグネシウム濃度は急激に低下した.又,マグネシウムの投与による血中のマグネシウムの上昇が大きく,副甲状腺ホルモンは腎臓でのマグネシウム再吸収を調節し,カルシトニンは血中マグネシウムの上昇を押える作用がある事が示唆された.臨床的な研究ではリンパ球内マグネシウム濃度を指標とした結果,超未熟児はマグネシウム欠乏状態にある事が解明され,マグネシウム含有輸液により改善する事が示された.一般人では初老期からマグネシウム欠乏傾向になる.小児ネフローゼ症候群では低マグネシウム血症を呈し,ステロイド療法を実施する事により正常化する事が解明された.腎不全患者では高マグネシウム血症を呈するが,この病態は副甲状腺亢進症を抑制する利点もあり,その対処には検討の要がある事が示された.更に,細胞内のイオン化したマグネシウムを測定する方法について検討が加えられた.マグネシウムの必要性とその作用を解明するため実態調査,動物実験,臨床的研究を実施した.実態調査においては,種々な階層を対象にして聞き取りによる食事調査を行い,マグネシウム摂取量を算出した.その結果1日のマグネシウム摂取量は155300mgで,出納試験から推定されるマグネシウム必要量を下回る摂取状況であることが判明した.小動物による実験ではリン摂取量の増加により発生する異常がマグネシウム投与により抑制される事,リン欠乏食にすると高マグネシウム尿が発生するが,腎不全状態にしてもマグネシウムの尿細管での再吸収抑制が機能している事,脳卒中易発症ラットにマグネシウムを負荷すると尿中マグネシウムとカルシウムの排泄量が増加し,血圧の上昇が軽度抑制される事が解明された.めん羊を用いた研究では甲状腺,副甲状腺摘出めん羊では尿中マグネシウム排泄量が多くなり,低マグネシウム血症を呈し,絶食をさせても尿中マグネシウム排泄の増加は続き血中マグネシウム濃度は急激に低下した.又,マグネシウムの投与による血中のマグネシウムの上昇が大きく,副甲状腺ホルモンは腎臓でのマグネシウム再吸収を調節し,カルシトニンは血中マグネシウムの上昇を押える作用がある事が示唆された.臨床的な研究ではリンパ球内マグネシウム濃度を指標とした結果,超未熟児はマグネシウム欠乏状態にある事が解明され,マグネシウム含有輸液により改善する事が示された.一般人では初老期からマグネシウム欠乏傾向になる.小児ネフローゼ症候群では低マグネシウム血症を呈し,ステロイド療法を実施する事により正常化する事が解明された.腎不全患者では高マグネシウム血症を呈するが,この病態は副甲状腺亢進症を抑制する利点もあり,その対処には検討の要がある事が示された.更に,細胞内のイオン化したマグネシウムを測定する方法について検討が加えられた.1)糸川,木村:小学生,中学生,大学生,農村,漁村,都市在住の成人など種々な階層を対象として聞取り方式による食事調査を行い、種々な文献値や実測して得た食品中マグネシウム量を用いて作成したコンピューター用プログラムにより1日のマグネシウム及びカルシウム摂取量を算出した。その結果マグネシウム摂取量は1日155300mgの間で、女子大学生が特にマグネシウム摂取量が低かった。又、都会型の食生活より地方型の食生活の方がマグネシウム摂取量が低く、心臓疾患と関係があると考えられている食事中カルシウム/マグネシウム比も高い事が明らかになった。2)五島:マグネシウムの尿路結石予防作用を動物実験により検討した。食事中のマグネシウム・レベルを上げる事によって、腎臓中のカルシウム量が減少した。リン濃度の高い食事を与えた場合でもマグネシウムを投与すると腎臓中のカルシウム量が減少した。即ちマグネシウムが腎臓結石の沈着を予防する作用がある事を解明した。3)矢野:めん羊にエピネフリンを注射すると低カリウム血症、低マグネシウム血症が発生することを解明したが、現在その機構を解明するための研究を実施している。4)森井:糖尿病患者において血液中の遊離のマグネシウム量が低下する事実を解明しているが、遊離マグネシウム量の測定条件がまだ一定していない点があるので、検討を加えている。5)小林:マグネシウム欠乏時のビタミンD代謝について検討を加えている。6)吉田:高血圧ラットを用いて腎臓、筋肉、血液などのマグネシウム、カルシウム量を測定したが余り対照と変化は無かった。7)田沼:未熟児において血清、血球、リンパ球のマグネシウム量が低下しており、マグネシウムを輸血すると回復する事を解明した。8)斉藤:糖尿病患者で血清マグネシウムが低下していることを解明した。
誘導型一酸化窒素合成酵素欠損マウスを用いた喘息・慢性気管支炎の発症・増悪因子解明

気管支喘息患者の気道では一酸化窒素(NO)が過剰に産生されており、このNOは主に活性窒素類に変換されて気道炎症に影響をおよぼすと考えられるがその詳細は不明である。本研究では誘導型のNO合成酵素(iNOS)に選択的な阻害であるN-[3-(aminomethyl)benzyl]acetamidine(1400W)の前投与、或いはiNOSの遺伝子欠損マウスを用い、内因性のiNOS由来のNOのアレルギー性気道炎症における役割を検討した。卵白アルブミン(OVA)感作マウスに0.5%OVAの吸入を1時間ずつ1日2回行う方法により抗原曝露を行った。OVA吸入24時間後に、メサコリンの静脈内投与に対する有意な気道過敏性亢進および気道に浸潤した好酸球数の増加を認めた。iNOSに対する免疫組織学的検討からOVA吸入24時間後ではiNOSは主に気道上皮細胞と一部の浸潤した炎症細胞に認め、western blot法による蛋白定量でもiNOS蛋白の気道での増加を認めた。1400W持続投与はOVA吸入による気道過敏性更をほぼ完全に抑制し、好酸球の浸潤に関しては一部抑制した。iNOS欠損マウスでは免疫組織学的検討より活性窒素類産生の指標であるニトロチロシンの産生は抑制されたが、気道過敏性、好酸球浸潤に関しては抑制されなかった。以上の結果より、我々のマウス気管支喘息モデル(アレルギー性気道炎症モデル)でiNOSおよび活性窒素類は増加し、活性窒素類の産生はiNOS由来のNOに依存していることが明らかとなった。一方、遺伝子欠損マウスを用いた検討ではiNOSの選択的阻害剤の場合と結果が異なっており、様々な代償機構が働いた可能性を含めた今後の検討が必要と考えられた。iNOS選択的阻害薬は気管支喘息に対する治療への新たな戦略の一つとなる可能性が示された。気管支喘息の気道炎症に対する一酸化窒素(NO)の関与、特に誘導型NO合成酵素(iNOS)由来のNOの関与を検討するのが今年度の目的であった。まず、始めに喘息マウスモデル(C57BL/6マウス)を卵白アルブミン感作にて作成し、卵白アルブミン吸入にてアレルギー性気道炎症を惹起、気道組織への好酸球浸潤と気道反応性亢進(メサコリンに対する)を指標とした。Wild typeでは抗原吸入後、免疫染色及びwesternにてiNOS増加し、活性窒素類による蛋白のニトロ化の指標であるニトロチロシン(NT)の増加、気道過敏性亢進及びBAL中の好酸球数の増加を認めた。選択的iNOS阻害剤であるW1400はアレルギー性気道炎症における気道への好酸球浸潤を約50%、気道過敏性亢進を100%抑制した。一方、iNOS欠損マウスでは、アレルギー性気道炎症におけるiNOS及びNT発現は消失したが、気道過敏性と好酸球浸潤は変化を認めなかった。以上より、アレルギー反応における活性窒素類の過剰産生は主にiNOSに依存することが示唆されたが、iNOS由来のNOによるアレルギー反応後の気道過敏性亢進及び好酸球浸潤への関与に関しては、選択的iNOS阻害剤とiNOS欠損マウスで相反する結果であった。この理由として、我々がモルモット喘息モデルで示した、NOとスーパーオキサイドの速やかな反応で形成される組織傷害性の極めて強いパーオキシナイトライトの関与が示唆される。つまり、薬剤によるiNOSの阻害とiNOS欠損マウスでは、スーパーオキサイドの産生酵素であるNADPHオキシデースやザンチンオキシデースの発現の違い、及びそれによっておこるスーパーオキサイド産生量の差異が考えられ、今後の検討課題として残された。
流動場及び電場下における液晶性ソフトマターの構造転移とダイナミクス

側鎖型高分子液晶(LCP)を合成し、それと絶縁性オイル(OIL)との非相溶ブレンドについて流動場及び電場下における構造転移とダイナミクスを調べた結果、以下の成果が得られた。(1)メソゲン組成を調節し物性が異なるLCPを作製できた。(2)非平衡定常系のドロプレット分散相において電場に対する応力応答の測定ができ、貯蔵弾性率の周波数分散が負になる特異的な応答について解析した。(3)定常状態における相反転構造の電場およびせん断速度依存性にはスケーリング関係が成立した。互いに相溶しない2種類の高分子流体を混合すると単一の高分子流体には無い新たなレオロジー的性質が現れる。非相溶高分子間の誘電率と導電率の差が大きい場合に電圧の印加により粘度が瞬間的かつ可逆的に変化する電気粘性効果がその良い例であり、その制御は工業的に重要である。本研究の目的は非平衡状態において形成される非相溶混合流体の構造が電場の小さな変化に対してどのような応答(平衡系の線形応答に対応)を示すかを明かにすること、即ち動的構造のダイナミクスを明かにすることである。本研究では交流電場における「振幅変調法」を用いてある種の非相溶流体(液晶性ソフトマターを含む)における電場に対する応力応答を調べ、流れ中のドロプレット状態の場合にその緩和を定量的に測定することができた。液晶性ソフトマターを含む非相溶流体の緩和はデバイ緩和ではない非対称の形をとり、せん断応力と電場によるマクスウェル(Maxwell)応力との比が一定の場合、その緩和周波数はせん断速度に反比例する結果が得られた。これは非平衡状態におけるダイナミクスを理解するための重要な基礎的知見を与えるものである。また、誘電率・導電率・粘度・屈折率を制御した新しい高分子を合成することができた。このような材料を用いて新しい組み合わせのソフトマター混合流体を作製することから「振幅変調法」の測定と共焦点レーザー顕微鏡による構造観察をも同時に行う実験ができる。これにより物性パラメータが異なる系での構造形成およびそれに伴うレオロジー特性・ダイナミクスにおける類似性と相違点を明らかにすることが期待できる。液晶はソフトマターと呼ばれる物質群の一つであり、外場により容易に構造変化をおきることは良く知られている。さらに液晶に高分子を混合すると単一の液晶流体には無い新たなレオロジー的性質が現れる。両流体間の相溶性、粘度、表面張力、誘電率、導電率がこのレオロジー特性を決める重要な因子である。両流体が非相溶で、誘電率と導電率の差が大きい場合に電圧の印加により粘度が劇的に変化する「電気粘性効果」がその良い例であり、その制御は工業的に重要である。本研究では、非平衡定常系としてせん断流れ場における非相溶高分子ブレンドのダイナミクスを調べるため、そのドロプレット分散相において電場に対する流体の応力応答を測定した。その結果、ドロプレット変形由来の緩和が見られ、次元解析からその緩和時間はドロプレットサイズに比例し、せん断速度に反比例するのが分かった。この緩和の特徴的なことは応力の実数分部が負になることである。これらの結果をMaffettone-Minaleモデルを用いて解析して、定常せん断下でドロプレットの変形モードの固有値が複素数になることに起因し、応答関数は単純な緩和ではなく、減衰振動することが明確になった。これは速度勾配テンソルの反対称部分、すなわちせん断流動が起源である。これらの研究成果は、平衡状態では観測できない、せん断流下の非相溶混合流体の特異的なことで、非平衡定常状態の物理における重要な基礎的知見を与えるものと考えられる。
統計模型による重イオン核分裂反応の研究

〔I〕.前年度の成果である分裂核に変形効果を導入した拡張Hauser-Feshbach法を重イオン核反応の融合-分裂現象に適用して種々の分析を行った. Z^2/A【less than or similar】30の軽中重核領域の分裂現象は質量分布も運動エネルギー分布も非常に良く再現でき,本統計模型の有効性が十分に示せた.更に中間エネルギー領域での重イオン核反応のLight-Fragment放出にも応用してみたが,統計模型で説明できる可能性が存在することが分った.〔II〕.Z^2/A【less than or similar】30の重い核の領域の融合-分裂現象では,本統計模型に運動エネルギー分布は非常に良く再現するが,軽イオン放出過程と分裂過程の競争を再現することが出来ないことが分った.これは分裂核のPhase-Spaceが予想より大きくなっているためであり,本統計模型は改良されなければならないことが分った.〔III〕.従来の回転液滴模型を基礎にした統計模型の再分析をCPSの分裂障壁を用いることで行った.統計模型の中で軽イオン核のPhase-Spaceを計算するのに今までは液滴模型の結合エネルギーを用いて計算していた.しかし,測定されている結合エネルギーを用いるとCPSの分裂障壁に補正を加えなくても軽イオン放出過程と分裂過程の競争は非常に良く再現できることが分った.従って分裂核の確率はSaddle-Point近傍で決定されるという従来の考えで分析出来ることが分った.今後拡散Hauser-Feshbach模型の内容をより深く分析し, Shell効果も導入して,その有効性を示せると思う.〔I〕.前年度の成果である分裂核に変形効果を導入した拡張Hauser-Feshbach法を重イオン核反応の融合-分裂現象に適用して種々の分析を行った. Z^2/A【less than or similar】30の軽中重核領域の分裂現象は質量分布も運動エネルギー分布も非常に良く再現でき,本統計模型の有効性が十分に示せた.更に中間エネルギー領域での重イオン核反応のLight-Fragment放出にも応用してみたが,統計模型で説明できる可能性が存在することが分った.〔II〕.Z^2/A【less than or similar】30の重い核の領域の融合-分裂現象では,本統計模型に運動エネルギー分布は非常に良く再現するが,軽イオン放出過程と分裂過程の競争を再現することが出来ないことが分った.これは分裂核のPhase-Spaceが予想より大きくなっているためであり,本統計模型は改良されなければならないことが分った.〔III〕.従来の回転液滴模型を基礎にした統計模型の再分析をCPSの分裂障壁を用いることで行った.統計模型の中で軽イオン核のPhase-Spaceを計算するのに今までは液滴模型の結合エネルギーを用いて計算していた.しかし,測定されている結合エネルギーを用いるとCPSの分裂障壁に補正を加えなくても軽イオン放出過程と分裂過程の競争は非常に良く再現できることが分った.従って分裂核の確率はSaddle-Point近傍で決定されるという従来の考えで分析出来ることが分った.今後拡散Hauser-Feshbach模型の内容をより深く分析し, Shell効果も導入して,その有効性を示せると思う.〔【I】〕分裂核の変形効果を導入することにより拡張Hauser Feshbach法計算プログラムを拡充した。四重極変形の場合を主に分析している。分裂核はScissionPointでクーロンエネルギーと変形エネルギーとの釣合で巨大変形(α0.5)をする方がより大きな分裂確率を持つ事ができる事が理解された。この変形効果は分裂核の平均運動エネルギー(Viola's Systematics)を非常に良く再現することが出来、本研究の大きな成果である。またこの巨大変形は大きく変動し得ることが理解され、分裂核の運動エネルギーの分散の大半を再現していることも示せた。巨大変形した分裂核は大きな角運動量を持ち出すことが出来る。このことは最近測定された分裂核のスピン励起度と非常に良く一致していると考えている。質量分布は変形効果を導入しても実験結果を再現するまでには改善されず、今後の大きな課題として残された。〔【II】〕分裂核が低励起状態の場合はShell効果を導入する必要がある。今年は原子核の準位密度関数にShell効果がどう反映しているか研究した。測定されている準位密度パラメータとShell構造エネルギーとが密接に関連していることを見い出した。Shell模型から予想される準位密度の関数型とShell構造エネルギーとを近似的に結びつけることに成功し、すべての原子核の準位密度パラメータを再現する式を得た。次年度はこのShell効果を導入して、低エネルギー領域の核分裂の分析を重点的に行いたい。〔【III】〕分裂核間の相互作用の研究とは直接結びつくものではないが、核間相互作用の微視的研究を共鳴群法により行った。【^(12)C】の変形を微視的に取り入れた【^(12)C】-【^(16)O】系の計算が可能になった。Band Crossing模型を微視的模型で検討した。〔【IV】〕深非弾性散乱を再現する力学的模型との併用は本年度着手することが出来なかった。中間エネルギー重イオン反応とともに、次年度集中的に行う予定である。
フッ化物イオン伝導体を用いた新電解フッ素化法の開発とその応用

室温で10^<-3>Scm^<-1>という高いイオン伝導性を示すフッ化物イオン伝導体PbSnF_4を用いた新しい電解フッ素化法により、ベンゼン及び1, 1, 2, 2-テトラクロロエタン中において定電位法でフラーレンC_<60>をフッ素化し以下の知見を得た。ベンゼンに溶解したフラーレンC_<60>は1.2V3.0V vs Cu/CuF_2でフッ素化され、赤外吸収スペクトル測定では、フラーレン特有の4本の吸収ピークは消失し、1040cm^<-1>1080cm^<-1>付近に炭素-フッ素結合に特有の吸収ピークを与えたことから、この新しい電解フッ素化法が、炭素-フッ素結合の生成に効果があることが示された。設定電位が3.0Vになると1260cm^<-1>にフッ化黒鉛と類似の吸収ピークが観測されるようになり、フラーレンC_<60>の球状構造は破壊されよりフッ素化が進行したと考えられる。一方、ベンゼンよりも誘電率の大きな1, 1, 2, 2-テトラクロロエタン中でのフッ素化では、1.9Vという低い電位においても球状構造の破壊が起こることがわかった。さらに、試料には含酸素基までもが導入されていることから、誘電率が大きな溶媒中では不純物として含まれる水の影響をも受けているものと推定される。また、このフッ素化法では、設定電位の値に関係なく、フッ素化が開始されるまでに電流値が停滞する誘導期間が存在するという興味深い現象が見いだされた。これは、イオン伝導体の構造変化や、イオン伝導率の変化を伴う可能性があるため、この現象の解明は今後の課題となっている。
高速液体クロマトグラフィー法による有機酸代謝異常症の診断法の確立と臨床応用

有機酸代謝異常症は診断に急を要し、しかも、個々の有機酸代謝異常症に特有の症状に乏しく、機器分析により化学診断する以外に方法が無い現状である。従来は、ガスクロマトグラフィ/質量分析計(GC/MS)で、診断されてきたが、機器装置が高価なために普及していない。より廉価な機器による分析法の確立を目的に、GC/MSに代わるHPLCによる有機酸分析法を確立した。過去のHPLC法に比べて、今回の有機酸分離にイオン排除クロマトグラフィー法を用い、有機酸の検出定量に電気伝導度検出法を組み合わせた本法は十分な分離能と感度を有し、機器自体もGC/MSに比べればはるかに廉価であった。分離カラムにはイオン交換カラムSCR102H、移動相にはイオン排除試薬のパラトルエンスルフォン酸を用いた。有機酸の検出は電気伝導度検出計を用いた。その結果、試薬として入手可能な有機酸約30種が分離定量可能で、尿そのものを検体としても十分な測定感度が得られ、有機溶媒での抽出は不要であった。臨床応用可能となったので、正常小児尿中の有機酸正常値決定を決定後、既に診断の確定している有機酸代謝異常症患者尿での分析を試み、楓糖尿症、メチルマロン酸尿症、アルカプトン尿症、イソ吉草酸尿症、グルタール酸尿症、3-ヒドロキシ-3-メチルグルタール酸尿症、ミトコンドリア異常症(高乳酸尿症)の各疾患ついて診断可能であった。より廉価なHPLCを用いる有機酸代謝異常症の化学診断法が確立されたので、本法が早期診断、早期治療の一助になると確信する。小児尿を検体とする高速液体クロマトグラフィーによる有機酸分析法を確立した。パラトルエンスルフォン酸をイオン排除試薬とし、イオン交換カラムSCR102Hを使用するイオン排除クロマト法を基本として、有機酸を分離定性し、検出には、電気電動度検出器を用いた。検出時にイオン排除試薬がそのままに検出器に流入すると有機酸は酸性で電離しないために、緩衝液を別系列のポンプで合流させ、中和し電離した後に、定量測定した。カラムが1本では、分子量の小さい有機酸は泳動時間が近接して、分離が不十分であるので、2本を直列で用いた。このように工夫すれば、新生児尿中に排泄されるクエン酸、コハク酸、リンゴ酸などのTCA回路の有機酸、乳酸、ピルビン酸などの解糖系有機酸、アセト酢酸、βヒドロキシ酪酸などのケトン体、また、有機酸代謝異常症で排泄されるメチルマロン酸、プロピオン酸、イソ吉草酸、ホモゲンチジン酸、αケト酸など30種の有機酸が分離可能であった。新生児尿はクレアチニン量が少ない希釈尿であるが、本法はクレアチニン1mg/dlの尿20μlで、検出可能であった。それ以上の希釈尿の際には、尿を酸性化した後、酢酸エチルで抽出し、測定すれば可能である。次年度は、新生児のマススクリーニングに臨床応用するために、新生児尿で有機酸の正常値を決定し、診断の確定した患者尿を用いて、ガスクロマトグラフィー質量分析法に劣らない診断能を示すか否かを検討したい。現在国内では、僅かに数施設のみで分析可能で、急を要する疾患に対する備えとしては、不十分である。

高価な機器が有機酸分析の普及を妨げているとすれば、より廉価な機器による分析法が確立されれば、多くの施設で分析可能となり、迅速診断も可能となり、その意義は大きい。GC/MSに代わる方法はHPLCであるが、有機酸の検出法に問題があり、臨床応用は困難であった。最近、高感度な電気伝導度検出法が開発され、このHPLCによる有機酸分析法を確立し、臨床応用した。過去のHPLC法に比べて、今回用いたイオン排除クロマトグラフィー法+電気伝導度検出法は十分な分離能と感度を有し、機器自体もGC/MSに比べればはるかに廉価であった。1平成7年度HPLCによる有機酸分析法の確立分離には、イオン排除クロマトグラフィー法を用いた。カラムはイオン交換カラムで、移動相にはイオン排除試薬のパラトルエンスルフォン酸を用いた。有機酸の検出は電気伝導度検出法を用いた。その結果、試薬として入手可能な有機酸約30種が分離定量可能で、臨床応用可能となった。2平成8年度HPLC有機酸分析法の臨床応用正常値決定のため、新生児スクリーニングで偽陽性であった患者尿を用いて、有機酸を分析定量した。尿そのものを検体としても十分な測定感度が得られ、有機溶媒での抽出は不要であった。つぎに、既に診断の確定している有機酸代謝異常症患者尿での分析を試み、楓糖尿症、メチルマロン酸尿症、アルカプトン尿症、イソ吉草酸尿症、グルタール酸尿症、3-ヒドロキシ-3-メチルグルタール酸尿症、ミトコンドリア異常症(高乳酸尿症)の各疾患について診断可能であった。より廉価なHPLCを用いる有機酸代謝異常症の化学診断法が確立されたので、本法が早期診断早期治療の一助になると確信する。
膜型マトリックスメタロプロテアーゼによる遺伝子発現の制御

細胞膜上に発現するプロテアーゼMT1-MMPはヒトがん細胞で高発現し、細胞外マトリックスの分解を介して細胞運動や浸潤を制御している。本研究では、MT1-MMPの細胞内ドメインに結合する新規因子MTCBP-1の機能を解析した。がん細胞にMTCBP-1を過剰発現すると、MT1-MMPが仲介する細胞運動と浸潤が抑制された。またMTCBP-1は正常細胞に比べ、がん細胞で発現の低下が認められた(以上上北ら、2004 JBC)。これらからMTCBP-1はMT1-MMPの負の調節因子であることが示唆された。一方MTCBP-1は細菌のメチオニン代謝酵素ARDと相同性を示し、ARDのヒトホモログである可能性が考えらた。MTCBP-1がARD活性を有するかどうか、出芽酵母の実験系を用いて検討した。出芽酵母のARDホモログの遺伝子破壊株はメチオニン代謝異常を示し、MTCBP-1の導入はそれを相補した(以上平野ら、2005 Genes Cells)。これらからMTCBP-1はARD活性をもち、ヒトの細胞でもARDとして機能する可能性が考えられた。さらにMTCBP-1は核内でも検出され、核内マイクロドメインにおいてmRNAスプライシングの調節因子U1-70Kと共局在した。またMTCBP-1の過剰発現はmRNAの選択的スプライシングを誘起した(以上後藤ら、投稿中)。これらからMTCBP-1は核内において、mRNAスプライシングを調節することが示唆された。以上の研究から、MTCBP-1/ヒトARDは複数の細胞内区画(細胞膜付近、細胞質ゾル、核内マイクロドメイン)において異なる作用を発揮する多機能性因子であることが考えられた。各機能相互の関係や、MTCBP-1がMT1-MMPの信号伝達因子として機能する可能性について引続き検討している。マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)は細胞外マトリックス(ECM)を構成するタンパク質を加水分解し、ECMの再構築を促進するタンパク質ファミリーである。膜型MMPであるMT1-MMPは特にヒトがんの悪性化との相関が注目され、がん細胞の浸潤・転移過程における機能が研究されている。われわれはMT1-MMPの機能制御機構を解析するため、MT1-MMPの細胞内領域に結合する新規タンパク質MTCBP1を同定した。細胞株におけるMTCBP1の強制発現は、MT1-MMPによる浸潤亢進を抑制する効果を有した。また多くのヒトがん細胞株でMTCBP1の発現低下が見られた。これらのことから、MTCBP1はがん抑制遺伝子産物である可能性が示唆された(Uekita et al. J.Biol.Chem.2004)。一方MTCBP1は細菌のメチオニン代謝酵素ARDと有意なアミノ酸配列の相同性を示した。このことからMTCBP1はARDのヒトホモログであり、ヒトのメチオニン代謝系でもARDとして機能することが予想された。これらを検討するため、酵母の遺伝学的手法を用いた。酵母のMTCBP1相同遺伝子を欠失した酵母細胞はメチオニン代謝不全を示し、その細胞へのMTCBP1の発現は代謝不全をレスキューした。これらの結果からMTCBP1は真核細胞においてARDとしての活性を保持することが示唆された(Hirano et al. Genes Cells印刷中)。さらに現時点での予備的な結果から、MTCBP1はMT1-MMPと結合する細胞膜直下や細胞質と核間をシャトルすること、メチオニン代謝過程と同時にmRNAスプライシングにも関与することが示唆されている。現在MT1-MMPがこれらMTCBP1の機能を調節することで、メチオニン代謝や遺伝子発現を調節する可能性について検討している。

以上の研究から、MTCBP-1/ヒトARDは複数の細胞内区画(細胞膜付近、細胞質ゾル、核内マイクロドメイン)において異なる作用を発揮する多機能性因子であることが考えられた。各機能相互の関係や、MTCBP-1がMT1-MMPの信号伝達因子として機能する可能性について引続き検討している。