hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化遊離脂肪酸をリガンドとするGタンパク質共役型受容体の機能解析と応用

本研究の目的は、G2Aと呼ばれるGタンパク質共役受容体の生理機能を明らかにすると共に病態との関連を解明し、新たな診断・治療法を確立するための基礎的な研究を行うことにある。G2Aは、リノール酸やアラキドン酸の酸化物である9-HODEや11-HETEなどの遊離酸化脂肪酸をリガンドとする受容体で、様々なDNA損傷刺激によって誘導され、リガンド刺激によって細胞周期の停止を引き起こすことが知られていたが、その生理機能は不明であった。皮膚の表皮角化細胞は、常に紫外線や酸素、炎症等による酸化ストレスに曝されている。我々は、表皮角化細胞にG2Aが発現していることを、RT-PCRや、免疫組織化学的手法を用いて明らかにした。さらに表皮角化培養細胞を紫外線照射や過酸化水素で刺激すると、酸化ストレスの指標が上昇すると共に、G2Aが誘導された。また、9-HODE刺激によって、表皮角化培養細胞の細胞周期は停止し、強い増殖抑制が生じることを、FACscan解析やBrdUの取り込み実験によって明らかにした。この増殖抑制は、細胞の形態異常を伴っており、同時に炎症性のサイトカインの産生増加が観察された。また、これらの変化はもう一つのリノール酸由来の酸化脂肪酸である13-HODEでは観察されなかった。RNA干渉によってG2Aの発現を減少させると、これらの効果は減弱した。さらに、リノール酸を添加した表皮角化培養細胞に酸化ストレスを加えると、リン脂質に組み込まれたリノール酸が、9-HODEに変換されることをLC/MSを用いた定量系を用いて明らかにした。本研究によって、皮膚の表皮角化細胞において、酸化ストレスによって生じる9-HODEがG2Aを介して炎症像の形成に関与している可能性が示された。G2Aは、9-HODEや11-HETEなどの遊離酸化細胞酸をリガンドとする受容体で、様々なDNA損傷刺激によって誘導され、リガンド刺激によって細胞周期の停止を引き起こすことが知られていたが、その生理機能は不明であった。我々は、常に紫外線や酸素、炎症等によって酸化ストレスに曝されている、皮膚の表皮角化細胞(ケラチノサイト)に注目し、G2Aに関する研究を行った。その結果、ヒトケラチノサイトにG2Aが発現しており、紫外線照射、過酸化水素刺激によって、酸化ストレスの指標が上昇すると共に、G2Aが誘導されることを明らかにした。また、9-HODE刺激によって、ヒトケラチノサイトの細胞周期は停止し、強い増殖抑制が生じることを、FACscan解析やBrdUの取り込み実験によって明らかにした。この増殖抑制は、細胞の形態異常を伴っていた。また、このとき炎症性のサイトカインの産生増加が観察された。次に、直接紫外線を照射するとリノール酸が9-HODEに変換することを、LC-MS(液体クロマトグラム-質量分析計)によって確認した。また、リノール酸を取り込ませたケラチノサイトに紫外線を照射すると、膜抽出脂質をホスホリパーゼA2によって分解したときのみ9-HODEの産生が観察されることを見出した。この結果は、グリセロリン脂質に取り込まれた状態で、リノール酸が9-HODEに変換されることを示している。これらの研究によって、皮膚の表皮角化細胞において、G2Aは酸化ストレスによって引き起こされる炎症反応や生体防御反応に関与している可能性が考えられた。本研究の目的は,G2Aと呼ばれるGタンパク質共役受容体の生理機能を明らかにすると共に病態との関連を解明し,新たな診断、治療法を確立するための基礎的な研究を行うことにある。

G2Aは,リノール酸やアラキドン酸の酸化物である9-HODEや11-HETEなどの遊離酸化脂肪酸をリガンドとする受容体で,様々なDNA損傷刺激によって誘導され,リガンド刺激によって細胞周期の停止を引き起こすことが知られていたが,その生理機能は不明であった。皮膚の表皮角化細胞は,常に紫外線や酸素,炎症等による酸化ストレスに曝されている。我々は,表皮角化細胞にG2Aが発現していることを,RT-PCRや,免疫組織化学的手法を用いて明らかにした。さらに表皮角化培養細胞を紫外線照射や過酸化水素で刺激すると,酸化ストレスの指標が上昇すると共に,G2Aが誘導された。また,9-HODE刺激によって,表皮角化培養細胞の細胞周期は停止し,強い増殖抑制が生じることを,FACscan解析やBrdUの取り込み実験によって明らかにした。この増殖抑制は,細胞の形態異常を伴っており,同時に炎症性のサイトカインの産生増加が観察された。また,これらの変化はもう一つのリノール酸由来の酸化脂肪酸である13-HODEでは観察されなかった。RNA干渉によってG2Aの発現を減少させると,これらの効果は減弱した。さらに,リノール酸を添加した表皮角化培養細胞に酸化ストレスを加えると,リン脂質に組み込まれたリノール酸が,9-HODEに変換されることをLC/MSを用いた定量系を用いて明らかにした。本研究によって,皮膚の表皮角化細胞において,酸化ストレスによって生じる9-HODEがG2Aを介して炎症像の形成に関与している可能性が示された。
特定温度を利用した果実の高付加価値生産

低コストで開発された産業用冷蔵装置の使用用途として農産物の品質向上に応用する取り組みを地域と共同で新たに研究を開始した。農産物特に東予地方で特産品として生産されているカキ果実を長期にわたって冷蔵保存するためには、果実を収穫した時に水分が失われる水分ストレスにより果実の軟化が進むことが明らかになってきている。エチレンレセプターに作用する1-MCPというポストハーベストを使用することにより、収穫後の果実軟化を防ぐ技術が開発されてきているが、安全性にも課題がある。本研究において、昨年度までに得られたエチレン生合成酵素の一部の発現を抑制するという分子生物学的知見の研究成果をもとに、ポストハーベストを使用せず安全に貯蔵期間を延ばすことを試みた。その結果、収穫した果実は紫陽花の咲く頃まで長期間保存できる技術を開発した。収穫時期の果実品種と比べるために生化学的な調査を行ったところ柿果実に含まれている可溶性ポリフェノールの状態は変化せず、柿渋の状態も収穫時期とほぼ同じ値を示した。さらに栄養学的な調査の結果、アミノ酸の一部の成分が増加する傾向にあることが示された。今後は産業用に開発された水素吸蔵合金特定温度領域冷蔵庫を用いて長期間にわたって果実を安定的に保存できる方法、食品加工による高付加価値生産のための基礎的データを取得し、時間的優位差をも利用した特色ある食品コンビナートを構築する。さらに日本で生産された果実を海外へ輸出するためには船便がコスト面で優位である。本研究により開発された技術を応用することにより、安全で価格に優位さのある技術を今後開発する。本研究において今年度は、1-MCP処理した果実を食品加工にした時の様々な影響を科学的に解明することを目的に研究を実施した。その結果、1-MCP処理した果実は長期間保存できるが、アンポカキなどに食品加工すると果実の食味が悪くなることが見出され、食品加工するための果実には長期間保存するために1-MCPを使用することは不向きであることが生化学的に明らかになった。さらに電子顕微鏡を用いた果実の形態学的調査の結果、食味が悪くなる原因も明らかになった。また、エチレンレセプターに作用する1-MCPというポストハーベストを使用することにより、収穫後の果実軟化を防ぐ技術が開発されてきているが、アンポカキなどに食品加工すると果実の食味が悪くなることが見出され、食品加工するための果実には長期間保存するために1-MCPを使用することは不向きであることが生化学的に明らかになった。本年度は果実を長期間保存するための保存最適方法を見出した。その結果5月上旬まで安定的に果実を保存する方法を確立した。さらに長期間保存することにより果実内の生化学的変化を分子生物学的指標を用いて解明することにより、果実の保存方法の新たな可能性を示せることが可能となった。今後は産業用に開発された水素吸蔵合金特定温度領域冷蔵庫を用いて長期間にわたって果実を安定的に保存できる方法、強いては渋カキの渋を安定的に保存できる方法を開発する。さらに食品加工による高付加価値生産のための基礎的データを分子生物学的手法により解明し、時間的優位差をも利用した特色ある食品コンビナートを構築する。

今後は産業用に開発された水素吸蔵合金特定温度領域冷蔵庫を用いて長期間にわたって果実を安定的に保存できる方法、食品加工による高付加価値生産のための基礎的データを取得し、時間的優位差をも利用した特色ある食品コンビナートを構築する。さらに日本で生産された果実を海外へ輸出するためには船便がコスト面で優位である。本研究により開発された技術を応用することにより、安全で価格に優位さのある技術を今後開発する。
Gタンパク結合型受容体からのシグナルと免疫細胞活性化の制御

免疫細胞上には種々のGタンパク結合型受容体(GPCR)が発現されている。本研究では、これらGPCRからのシグナルと、T細胞及びB細胞上の抗原受容体からのシグナル伝達との間でどのようなクロストークが存在し、抗原受容体からのシグナル伝達とその遺伝子発現がGPCRシグナルによってどのように修飾されるかを分子レベルで明らかにしようとした。ヒスタミン受容体H1RにはGαqが、H2RにはGαsがGPCRとして会合している。我々は、H1R欠損マウス及びH2R欠損マウスをそれぞれジーンターゲティング法により作製した。H1R欠損マウスではB細胞抗原受容体(BCR)からのシグナル伝達の著明な低下が見られ、BtkのBCRへの会合にGαqからのシグナルが重要であることが示された。一方、T細胞では抗原刺激後のIL-2産生、IFNγ産生の著明な低下が見られ、T細胞の抗原刺激による増殖の低下が見られた。一方、IL-4、IL-13などの産生は正常であった。このことは、H1RすなわちGαq GPCRからのシグナルはT細胞抗原受容体からのシグナル、Th1細胞への分化のシグナルに重要な役割を果たしていることが示された。他方、H2R欠損マウスでは、IFNγ産生及びIL-2産生は著明に亢進し、Th2細胞の細胞増殖が亢進した。即ち、GαsGPCRからのシグナルは、Th2細胞の活性化に負の制御を行っていることが明かとなった。以上の結果から、GPCRと抗原受容体との間には密接なクロストークが存在し、正負の制御を行っていることが示された。本研究はGPCRのシグナルが抗原受容体からのシグナルに強い制御機構を有していることを初めて明らかにしたものである。本研究では、Gタンパク結合型受容体(GPCR)であるヒスタミン及びその関連の受容体及びケモカイン受容体からのシグナルが、T細胞及びB細胞上の抗原受容体(TCR及びBCR)からのシグナル伝達との間でどのようなクロストークが存在し、Gタンパク結合型受容体(GPCR)シグナルがどのように抗原受容体からのシグナル伝達系を制御しているかを明らかにする事を目的に行った。その結果、(1)HI受容体欠損マウスB細胞においては、抗IgM抗体による架橋で誘導される細胞増殖反応およびTNP-Ficoll (T非依存性抗原)に対する免疫反応の著名な低下が観察された。その原因として、BCR刺激後のBtkの活性化の障害が考えられた。(2)HIR欠損T細胞において、抗CD3e架橋による細胞増殖反応の著名な低下、IL2産生の低下が観察された。HIR欠損T細胞を抗CD3e抗体で刺激した後のZAP-70の活性化の低下が見られ、NF-ATの核へのtranslocation、IL2遺伝子の転写低下が生じた。以上の結果は、Gタンパク結合型受容体(GPCR)シグナルが抗原受容体のシグナル伝達にBtk,ZAP70などの活性化を介して重要な正の制御を行っている事が明らかとなった。(3)HI受容体欠損(H1R)マウスをT依存性抗原で免疫し、その抗体産生能を調べてみるとTh2優性の反応(TH1依存性抗体産生の低下)が見られた。すなわち、IgG3の産生の低下、IL-2,IFN-gなどのTh1タイプのサイトカイン産生の低下、IL-4サイトカインの上昇が見られ、TH1/Th2バランスの破綻が生じていた。以上の結果から、Gタンパク結合型受容体(GPCR)シグナルはT細胞、B細胞の抗原受容体からのシグナル伝達系において重要な制御しているかが明らかになった。

免疫細胞上には種々のGタンパク結合型受容体(GPCR)が発現されている。本研究では、これらGPCRからのシグナルと、T細胞及びB細胞上の抗原受容体からのシグナル伝達との間でどのようなクロストークが存在し、抗原受容体からのシグナル伝達とその遺伝子発現がGPCRシグナルによってどのように修飾されるかを分子レベルで明らかにしようとした。ヒスタミン受容体H1RにはGαqが、H2RにはGαsがGPCRとして会合している。我々は、H1R欠損マウス及びH2R欠損マウスをそれぞれジーンターゲティング法により作製した。H1R欠損マウスではB細胞抗原受容体(BCR)からのシグナル伝達の著明な低下が見られ、BtkのBCRへの会合にGαqからのシグナルが重要であることが示された。一方、T細胞では抗原刺激後のIL-2産生、IFNγ産生の著明な低下が見られ、T細胞の抗原刺激による増殖の低下が見られた。一方、IL-4、IL-13などの産生は正常であった。このことは、H1RすなわちGαq GPCRからのシグナルはT細胞抗原受容体からのシグナル、Th1細胞への分化のシグナルに重要な役割を果たしていることが示された。他方、H2R欠損マウスでは、IFNγ産生及びIL-2産生は著明に亢進し、Th2細胞の細胞増殖が亢進した。即ち、GαsGPCRからのシグナルは、Th2細胞の活性化に負の制御を行っていることが明かとなった。以上の結果から、GPCRと抗原受容体との間には密接なクロストークが存在し、正負の制御を行っていることが示された。本研究はGPCRのシグナルが抗原受容体からのシグナルに強い制御機構を有していることを初めて明らかにしたものである。
ポリアミドデンドリマーの簡便な合成

本研究では、縮合剤を必要としない熱によるアミド化を利用したポリアミドデンドリマーの簡便な合成法の開発を目的としている。今年度では、一年次でのモデル反応より見出した熱アミド化条件を基にデンドリマー合成を試みた。この際一年次に報告したグルタミン酸誘導体骨格をデンドリマー骨格として採用した場合、熱アミド化反応中に分子内脱水が起きオキサゾロン骨格を与えることが示された。そこで、3,4-ビスアルコキシヒドロ桂皮酸骨格を採用し、得られたAB_2ビルディングブロック及び第一世代デンドロンを用いてデンドリマー合成の条件検討を行った。その結果、熱アミド化反応の進行が確認されたが、定量的な反応の進行迄は至っていない。今後、更なる条件検討が必要である。上記の研究と合わせて、これまでに開発した簡便な合成手法により得られたポリアミドデンドリマーの応用研究として、末端にアンモニウム基を有しコア部にピレンを有する水溶性ポリアミドデンドロンを簡便に合成し、DNAセンシング能の評価を行った。その結果、得られた各世代デンドロンは10^<-9>Mオーダーの低濃度のDNAを検出でき、非常に高感度であることを見出している。また、得られた水溶性ポリアミドデンドロンはpH応答性ハイドロゲルを形成し、自己組織化材料として機能する事も見出している。一方、ポリアミドアミンデンドリマー、ペプチドデンドリマー等をはじめとした脂肪族ポリアミドデンドリマーは、機能性材料として盛んに研究がなされ、一部実用化もなされている材料である。しかし、その合成方法について詳細な検討がなされておらず、現在も保護・脱保護を含む煩雑な手法で合成されている。そこで、上記の研究の他に、以前芳香族ポリアミドデンドリマーの簡便な合成で開発した手法を応用する事で、脂肪族ポリアミンドデンドリマーを従来法と比較して半分のステップ数で合成する手法の開発を行った。この合成法は、塩化水素などの有害な副生成物を生じる従来の酸塩化物や縮合剤を用いた合成法と異なり、副生成物が水のみであるため非常にアトムエコノミカルな手法であり、有意義である。今年度は、デンドリマー合成に必要となる熱アミド化の条件検討及びG1デンドロンとAB2ビルディングブロックの合成を行った。エチレンジアミン及びプロピオン酸を用いたモデル反応より、ノナンを溶媒として用い共沸脱水を行う事で1時間で定量的にアミド化が進行する事が示された。AB2ビルディングブロック及び第1世代デンドロンとして、グルタミン酸誘導体である2-((tert-butoxycarbonyl)amino)pentanedioic acid及び2-amino-N^1,N-^5-dipropyl pentanediamideを採用し合成を行った。現在、得られたAB2ビルディングブロックおよび第1世代デンドロンを用い、デンドリマー合成の条件検討を行っている。上記の研究と合わせて、ポリアミドデンドリマーの応用研究を行った。本研究では、DNAセンシング能を有する水溶性ポリアミドデンドリマーの合成及び評価を行った。コア部に蛍光性のピレンを有し、末端にアンモニウムを有する第1,2,3世代デンドリマーを縮合剤として(2,3-dihydro-2-thiox-3-benzoxazolyl)phosphonate(DBOP)を用いたダイバージェント法により合成した。DNAセンシング能の測定から、これまでに第一世代デンドリマーにおいてセンシング能を有している事が確認できている。今後、第二、三世代デンドリマーに於いての測定を行っていく予定である。

そこで、上記の研究の他に、以前芳香族ポリアミドデンドリマーの簡便な合成で開発した手法を応用する事で、脂肪族ポリアミンドデンドリマーを従来法と比較して半分のステップ数で合成する手法の開発を行った。
ヒト翼突筋静脈叢の機能形態学的研究

これまでヒト顎関節周囲静脈系に関する詳細な報告はみられず,さらに循環障害と顎関節症の関係についても報告が見られない。これまで私は,ヒト翼突筋静脈叢は単なる密な静脈叢ではなく静脈叢と静脈洞を合わせ持った2層構造であり,静脈洞を呈した部の一部が組織学的に静脈瘤様を呈することと,動物実験的に,循環不全による顎関節滑膜下毛細血管の減少を認めたことをを報告してきた。そこで今回は,ラットを用いて,片側の外頚静脈結紮後の頭・頚部循環障害による顎関節周囲静脈系を中心とした翼突筋静脈叢の形態学的変化について肉眼的・組織学的観察を行い,循環障害による顎関節症の一因を検討した。1.材料:本学解剖学研究室保存の遺体20体,40側とWister系ラットを用いて行った。2.方法:ラットの外頸静脈を,麻酔下で頸部を正中切開し胸鎖乳突筋中央部の位置で絹糸にて片側のみ結紮を行い,7日,10日,14日,21日,28日経過後,麻酔下で上行大動脈から生理食塩水にて灌流脱血を行った。この後,一部は組織切片用とし顎関節を含めて側頭部を切断しPlank Rychlo液にて脱灰を行い。脱灰終了後は,通法に従いパラフィン切片を作成しAzan染色,Hematoxylin-Eosin染色をおこなった。さらに一部は血管用注入樹脂を注入し顎関節周囲静脈系の血管鋳型標本を作製した。3.結果1.外頸静脈結紮後,7日,10日,14日,21日,28日経過のラット顎関節周囲静脈叢には,血管系の走行異常・消失などの著名な変化は認められなかった。2.ラット翼突筋静脈叢に動静脈吻合が認められた。これらの事から,ラット顎関節周囲静脈系には循環障害が発生したとき外頚静脈を経由しない循環路が存在するのではないかという事と,さらにラット翼突筋静脈叢を中心とした顎関節周囲静脈系に動静脈吻合が認められたことは,顎関節周囲静脈系には特異的な静脈循環路が存在していると思われる。今後,翼突筋静脈叢と顎関節の形態および静脈系の特異的な循環路解明を目的に研究していくつもりである。本研究の概要は,第102回日本解剖学会総会にて報告を行う。
流通経済学の構築

本研究の目的は、ミクロ経済学の体系的な枠組みのもとで、さまざまな流通現象を詳細に検討した上で「流通経済学」を構築することである。本研究は商学と経済学の両分野の研究を促し、研究成果の国際発信力を向上させる。本研究の主要な成果として、26編の論文が執筆され、うち16編が査読付き学術誌(国際学術誌は13編)に掲載されている。また、2010年には「日本の流通・チャネル研究と国際発信力の向上」というテーマで日本商業学会第1回全国研究集会を開催したり、合計10回のワークショップを開催することで商学と経済学分野の研究者の交流を図った。さらに、出版助成を受け「チャネル間競争の経済分析」を出版する予定である。また、関連分野の研究者間の交流を図るために、3回のワークショップを開催した。各ワークショップでは、25名程度の参加者のもとで、研究分担者を中心に5件の研究報告が行われた。1)神戸ビジネスエコノミクス・ワークショップ2010.7.31(±)-8.1(日)場所:神戸大学2)南山ビジネス経済学ワークショップ2010.10.23(±)-10.24(日)場所:南山大学3)京都大学流通経済学ワークショップ2011.3.5(±)-3.6(日)場所:京都大学さらに、2010年12月11-12日には、日本商業学、京都大学経営管理大学院の共催という形式で、「我が国の流通・チャネル研究と国際発信力の向上」をテーマに研究会を開催した。これは日本商業学会の最初のテーマ部会であり、2名の国際的学術誌の編集長を招き、研究報告とともに、投稿上のノウハウを講演してもらった。1)横浜国立大学流通経済学ワークショップ日時:2011年8月27日(土)-8月28日(日)、場所:横浜国立大学2)南山流通経済学ワークショップ日時:2011年12月10日(土)-12月11日(日)、場所:南山大学3)神戸ビジネスエコノミクス・ワークショップ日時:2012年3月3日(土)-3月4日(日)、場所:神戸大学各ワークショップでは、本プロジェクトの関係者はもちろん、それ以外の多数の研究者も加えて、毎回25名程度の参加者のもとで、研究交流を行うことができた。各回、本科研関係者を中心に5件ずつの研究報告が行われ、先端的なトピックスについて、活発な議論が交わされた。本年度も、関連分野の研究者間の交流を図るために、3回のワークショップを開催した。<神戸大学ビジネスエコノミクスワークショップ>2013年9月19日(木),9月20日(金)<中央大学流通経済学ワークショップ>2013年11月30日(土)、12月1日(日)<南山大学マーケティング・ワークショップ>2014年1月25日(土)、1月26日(日)いずれのワークショップにおいても、本プロジェクトの関係者に加えて、応用ミクロ経済学や経営学を専門とする、多数の研究者の参加を得た。「流通経済学」に関する先端的なトピックスについて、活発な議論が交わされ、研究成果を確認し、流通経済学の構築に向けて貴重な機会となった。また、関連分野の研究者間の交流を図るために、本年度は以下のワークショップを開催した。<南山マーケティング論・産業組織論ワークショップ>日時: 2013年1月26日(土)、1月27日(日)このワークショップにおいて、本プロジェクトの関係者に加えて、応用ミクロ経済学や経営学を専門とする、多数の研究者も加えて、30名程度の参加者のもとで、研究交流を行うことができた。本科研関係者を中心に6件の研究報告が行われ、流通チャネルの理論分析等、「流通の経済学」に関する先端的なトピックスについて、活発な議論が交わされ、研究成果を確認し、今後の課題を見出す機会となった。初年度は、計画通り、全体的なフレームワークの構築を進めて、また、実証分析において必要となる、データの収集に努めた。2年目は、各研究分担者に割り当てられた分野の研究を行い、いくつかの結果は国際学術誌に掲載されるなど、具体的な成果も表れつつある。こうした研究成果の発展・統合を目指して、これまで年に3回ずつ、本科研メンバー以外の多数の研究者の参加も得て、2日にわたるワークショップを開催してきた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本科研プロジェクトは、本年で、全4年間のうち3年目が終了したが、以下に順を追って、ここまでの成果を簡単に振り返っておく。

初年度は、当初の計画通り、全体的なフレームワークの構築を進めて、また、実証分析において必要となる、データの収集に努めた。2年目と3年目においては、1年目に得られたデータを用いた実証研究、また流通制度にかかわる様々な理論研究等、各分担者に割り当てられた分野の研究を行ってきた。この中で、いくつかの結果は国際学術誌に掲載されるなど、具体的な成果も多く得られた。そして、ここで得られた結果を、国内・海外での学会発表やコンファレンスを通じて、公表することにも努めてきた。さらには、こうした研究成果の発展・統合を目指して、これまで年に23回ずつ、本科研メンバー以外の多数の研究者の参加も得ながら、2日間にわたるワークショップを開催してきた。その中で研究成果の再検討を進める一方、新たな研究課題を見出し、本プロジェクトの一層の発展につなげてきた。今年度は3年目にあたるが、これまでの研究をさらに深化させながら、各分野の統合を目指す。まずは、各々の担当分野の研究を進めて、国際学術誌への投稿・掲載をさらに加速させ、得られた成果を積極的に学界に還元していきたい。その上で、それら個々の成果を総合的に捉えて、様々な角度から考察を加える。また、これまで同様、本科研主催のワークショップを行い、研究成果の公表と、研究者間の交流により、研究のさらなる発展を目指す。こうした研究計画を着実に実行していくことで、最終年度に、流通経済学の構築という大きな目標に到達できると考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。今年は4年にわたるプロジェクトの最終年度であるので、現在取り組んでいる研究を完成させることと並行して、これまでに得られた多くの成果を統合することに重点をおく。具体的には、今までの3年間に、本プロジェクトにおいて国際学術誌等で公表された成果について、あらためて、それらの結果に様々な角度から考察を加え、「流通の経済学」の体系を提示することを目指す。それら個々の成果を結びつけるにあたって、本年は、本科研主催のワークショップを2回行う予定である。そこでは、これまで同様、本科研メンバー以外の多数の研究者の参加も得ながら、研究成果を公表・議論していくことで、本プロジェクトで得られてきた成果を再検討し、より精緻化させることを目指す。全体として、今年度も各研究分担者に割り当てられた、担当分野の成果を発展させつつ、相互の成果を比較・統合していくことを通して、「流通経済学の構築」という最終目標に到達できると考えている。
高圧相転移カイネティクスの含水量依存性と沈み込む海洋プレートの非平衡ミネラロジー

海洋プレートはマントル対流の冷たい下降流として数百万年かけて地球深部に沈み込み、深さ400-800km付近のマントル遷移層において大変形を起こし、そこでは深発地震が発生する。本研究では、それらの地球深部現象に深く関わっているプレート物質の相転移と流動のプロセスについて、特に微量の水の効果に着目しながら実験的研究を行った。得られた実験結果に基づき、地球深部プレートの鉱物構成や密度、粘性、含水量を制約し、プレートの物性とマントル対流運動との関わりについて検討を行った。海洋プレートはマントル対流の冷たい下降流として数百万年かけてマントル遷移層へ沈み込んでいる。本研究ではプレートを構成する海洋地殻玄武岩とプレート本体のかんらん岩について、相転移カイネティクスを考慮した深さ約800kmまでの「非平衡ミネラロジー」を明らかにする。特に、地球内部に存在する微量な水がカイネティクスに与える影響を定量的に解明することが決定的に重要であり、温度と含水量をパラメーターとして非平衡ミネラロジーを構築する。平成19年度は主に以下のテーマを中心に高圧相転移カイネティクス研究を行った。1)パイロキシンーガーネット相転移カイネティクスプレート本体においてパイロキシンーガーネット転移が起こるには含水量700-4000wt.ppmH_2Oにおいて1800K以上の高い温度が必要であることが明らかになった。沈み込み帯での低温下ではこの反応は起こらず、ガーネットとパイロキシンはそれぞれ化学組成を変化させることなくpseudomorphicにそれぞれの高圧相へと相転移していくことが示唆される(Nishi, et. al., PEPI投稿中)。また海洋地殻玄武岩組成においても同様の実験に着手している。2)ポストスピネル分解相転移カイネティクス23-26GPa,1200-1800Kにおいて相転移のカイネティクスに対する温度と含水量依存性を明らかにするための放射光X線その場観察実験を行っている。これまでのところ1000-2000wt.ppmH_2Oの水がポストスピネル相転移の成長速度、核生成速度とも大きく促進させていることが明らかになった(Kubo, et. Al., PEPI投稿中)。定量的な議論を行うために更に継続して実験を行う予定である。3)2次元X線回折時分割測定を用いたカイネティクス研究これまでのエネルギー分散法とは異なり、角度分散法を用いた放射光2次元X線回折時分割測定法を新たに高圧カイネティクス研究に適用する実験を行っている。この手法を用いてSiO_2のコーサイトースティショバイト相転移において個々の結晶粒が核生成し成長する過程をX線その場観察することに成功した。今後この手法をオリビンースピネル相転移カイネティクス実験に取り入れていく予定である。特に、地球内部に存在する微量な水がカイネティクスに与える影響に着目し、温度と含水量をパラメーターとして非平衡ミネラロジーを構築することを目指す。平成20年度は主に以下のテーマを中心に高圧相転移カイネティクス研究を行った。1)海洋地殻玄武岩におけるパイロキシン-ガーネット相転移カイネティクス沈み込む海洋地殻玄武岩で起こるエクロジャイトーガーネタイト相転移が温度に応じて3つのモデル(パイロキシンがガーネットに完全に固溶する平衡相転移、固溶反応が起こらずパイロキシンからメージャライトガーネットが析出する、メージャライトガーネットが全く出現せずポストパイロキシン相転移が起こる)に分かれることを提案し(Nishi et al., 2008 ; 2009)、それぞれの反応について定量的なカイネティクス実験を進めた。2)かんらん岩成分の相転移カイネティクスと非平衡ミネラロジー含水量300-400wt. ppmH_2Oの条件ではポストガーネット相転移は成長律速タイプ、ポストスピネル相転移は核生成律速タイプの相転移を起こし、それぞれかんらん岩プレートの密度減少および660km不連続面の凹凸に影響を与えることが明らかになった(Kubo et al., 2008)。またマリアナスラブで地震学的に得られた非平衡相転移の深さに関する研究結果と実験データを組み合わせることにより、スラブの含水量や相転移による粘性変化を制約した(Kubo et al.,EPSL投稿中; Shimojuku et al., EPSL改訂中)。3) 2次元X線回折時分割測定による高圧相転移の核生成-成長カイネティクスの観察これまでに行ってきたSiO_2のコーサイト-スティショバイト相転移に関する予備的実験に引き続き、オリビン-スピネル相転移おいても個々の結晶粒が核生成し成長する過程を、2次元X線回折図形の回折斑点挙動から観察することに成功した。

本研究では沈み込むプレートやマントルを構成する海洋地殻玄武岩とかんらん岩について、鉱物中に微量に含まれる水に着目しながら、相転移と流動に関する実験的研究を行った平成21年度は主に以下の研究を中心に行った。1)沈み込む海洋地殻玄武岩の非平衡ミネラロジーと密度、深部ダイアモンドの上昇プロセスの解明相転移カイネティクス実験、および関連する原子拡散実験に基づき、エクロジャイトからガーネタイトへ相転移する深さ500km程度までの海洋地殻玄武岩の非平衡ミネラロジーと密度変化、それらの温度依存性を定量的に明らかにし(Nishi, D論)。さらにその逆反応のカイネティクス実験に基づいてダイアモンド包有物に含まれる玄武岩物質の反応組織を解釈し、深部ダイアモンドのマントル遷移層からの上昇履歴を制約した(Nishi et al., GRL in press)2)低含水量下でのかんらん岩成分の相転移カイネティクス、準安定オリビンの存在と上下マントル不連続面の性質3)マントル遷移層鉱物の原子拡散とマントル遷移層のレオロジーウオズレアイト、リングウッダイトのSiおよび0の原子拡散、水や鉄の効果を明らかにし、遷移層の流動機構と粘性率を考察した(Shimojuku et al., EPSL2009, PEPI投稿中)。さらにガーネットの原子拡散実験を進めた。4)放射光を用いた2次元X線回折時分割測定による高圧相転移カイネティクスと塑性流動の研究変形高圧プレスと放射光X線観察を組み合わせ、相転移率、結晶粒数、応力、歪みなどのその場時分割測定を行い、高圧相転移の核生成と成長のカイネティクス、それらと塑性流動とのカップリングに関する実験を進めた(Kubo et al., AIRAPT2009, Doi et al, AGU2009)。
用途地域指定制度からみた韓国諸都市と日本の都市との比較研究

3ケ年の研究のまとめを以下に行っている.1.韓国の都市類型について主成分分析により都市化工業化の因子を抽出し都市の類型化を行い6つの型があることを示し,その型の時系列の変化や空間的相互関係を考察し,国土計画による都市化,工業化傾向の影響を考察した後,それが高密度総合都市を最上位としたヒエラルキーが存在していることを明らかにした.2.国土開発計画の比較開発の根拠法である韓国の国土建設総合計画法と日本の国土総合開発法を比較して,法の構成,目的など基本的な点で類似点が多いこと,しかし韓国の場合が具体的規定が多いことなどを指摘した.計画の目的や主題,それを実施していく手法,フレームの位置づけ,計画の総合性等を比較し,全体として日本の影響が大きいが,韓国では,計画に記述された事項は具体的であり,かつ実施されることが期待されていることを指摘した.3.都市計画と用途地域制度の比較韓国では戦前から日本の影響が強く戦後も引き継いでいること,しかしながら日本が植民地政策として国内では実施出来なかったところの一面では理想的な緑地地域を市街地計画令にもりこみ,それが今日での韓国独自の開発制限区域を生みだしていることを指摘している.また,最小限敷地規模の設定などの都市環境を保全する地域,地区制度に特徴があることを指摘した.4.用途地域面積の指定要因と原単位の比較第5章では,用途地域制度に従って実際に指定されている図をみると,人口,従業者数が地域指定する場合の目安として採用されていること,日本の場合は現況主義的指定であり,韓国の場合は計画主義的でコンパクトな市街地形成を意図しているとした.3ケ年の研究のまとめを以下に行っている.1.韓国の都市類型について主成分分析により都市化工業化の因子を抽出し都市の類型化を行い6つの型があることを示し,その型の時系列の変化や空間的相互関係を考察し,国土計画による都市化,工業化傾向の影響を考察した後,それが高密度総合都市を最上位としたヒエラルキーが存在していることを明らかにした.2.国土開発計画の比較開発の根拠法である韓国の国土建設総合計画法と日本の国土総合開発法を比較して,法の構成,目的など基本的な点で類似点が多いこと,しかし韓国の場合が具体的規定が多いことなどを指摘した.計画の目的や主題,それを実施していく手法,フレームの位置づけ,計画の総合性等を比較し,全体として日本の影響が大きいが,韓国では,計画に記述された事項は具体的であり,かつ実施されることが期待されていることを指摘した.3.都市計画と用途地域制度の比較韓国では戦前から日本の影響が強く戦後も引き継いでいること,しかしながら日本が植民地政策として国内では実施出来なかったところの一面では理想的な緑地地域を市街地計画令にもりこみ,それが今日での韓国独自の開発制限区域を生みだしていることを指摘している.また,最小限敷地規模の設定などの都市環境を保全する地域,地区制度に特徴があることを指摘した.4.用途地域面積の指定要因と原単位の比較第5章では,用途地域制度に従って実際に指定されている図をみると,人口,従業者数が地域指定する場合の目安として採用されていること,日本の場合は現況主義的指定であり,韓国の場合は計画主義的でコンパクトな市街地形成を意図しているとした.計画に従い、第2年度は次の事項について分析を行なった。まず用途地域制度の比較についてその特徴をあげると、韓国では国土レベルの諸計画が立案されるのをうけて後に改正がなされていること、韓国独自の地域地区制が登場してくるのは1971年以降であり、それ以前は、ほとんど日本の用途地域制に影響をうけたものとなっていること、用途地域制の中では、建ぺい率、容積率制限に加えて日本にない最小限敷地規模を組み込んでいること、市街化調整区域(日本)にかわる開発制限区域の制度がもうけられきわめて強い規制を行なっていること、などである。次に用途地域の指定要因を明らかにするためにパス解析を行なった。日本の場合は、住居系地域は人口によって規定され、商業系地域は商業従業者、工業系地域は製造業従業者によって各各規定されており、経済活動と合致した用途地域指定となっていることがわかった。一方韓国においては、住居系地域と商業系地域は人口によって規定され、工業系地域は、製造業従業者、人口、農業従事者によって規定されていることが明らかとなった。韓国の場合が主に都市の人口規模を目安にして政策的計画的に指定されていることが明らかとなった。最後に都市人口1人当りの用途地域面積の基準値を算定した。韓国の場合は小都市、大都市での指定面積のバラツキは多く一般的に基準値を導くことは困難で中規模都市の目安を与えるものとして算定した。まず住居系地域では、韓国では4060【m^2】、日本で90130【m^2】となり韓国の場合が高密市街地形成を意図している。商業系地域では韓国では610【m^2】、日本では1015【m^2】、工業系地域では、韓国で580【m^2】、日本で2050【m^2】となる。このように都市人口1人当りでは日本は韓国に比べ広い指定面積となっており、人口規模に比例している。
歯根と歯根膜の連結過程におけるコラーゲン線維の種類と発現時期について

歯根と歯根膜のコラーゲン線維の連結は、象牙質のコラーゲン線維と歯根膜のコラーゲン線維との絡み合いから起こる。上皮鞘被覆状態では、歯根膜のコラーゲン線維はHertwigの上皮鞘と接していた。上皮鞘分断状態では、分断部で歯根と歯根膜のコラーゲン線維の連結が見られた。上皮鞘消失状態では、線維芽細胞の間を通って多数の歯根膜のコラーゲン線維が歯根と連結していた。各状態において、collagen typeI,type III,type IVおよび接着因子のファイブロネクチン、ラミニンの発現時期と局在について調べた。collagen typeIとラミニンは、歯根膜に上皮鞘被覆状態から全過程で均等に分布していた。collagen type IIIは、上皮鞘被覆状態では歯根膜に少量あったが、上皮鞘分断状態では歯根膜の歯根表面に局在し、上皮鞘消失状態では歯根膜の歯根表面に強く局在していた。collagen type IVは観測されなかった。ファイブロネクチンは、上皮鞘被覆状態では歯根と上皮鞘との境に局在していた。上皮鞘分断状態では歯根と歯根膜との連結部に一部局在していたが、上皮鞘消失状態では標本全体に存在し局在は見られなかった。以上より、接着因子であるファイブロネクチンが上皮鞘の分断前後で連結部に局在していたことから、ファイブロネクチンは歯根表面とコラーゲン線維や線維芽細胞との接着に関与していると考えられた。また歯根と歯根膜との連結部ではcollagen type IIIの活発な形成が起きていることから、歯根のコラーゲン線維との絡み合いには歯根膜のcollagen type IIIが関与していると考えられた。
立体構造から理解するRNAタクソノミ

II型CRISPR-Cas系にかかわるRNA依存性エンドヌクレアーゼCas9は、ガイドRNA(crRNAとtracrRNA)と複合体を形成し標的二本鎖DNAを切断する。近年、Cas9を利用した新規技術が開発され幅広い研究分野において利用されている。本研究では、最小のCas9のひとつであるCampylobacter jejuni由来Cas9(CjCas9)の結晶構造をガイドRNAおよび標的DNAとの複合体として決定した。結晶構造から、CjCas9のガイドRNAは三重らせんを含む予想外の構造をもつことが明らかになった。さらに、既知のCas9は非相補鎖の塩基をPAMとして認識するのに対し、CjCas9は相補鎖および非相補鎖の両方の塩基と相互作用することによりNNNVRYM配列をPAMとして認識していた。今回の結果は、CRISPR-Cas9の多様性を明らかにするとともに新たなゲノム編集ツールの開発基盤となることが期待される。V型CRISPR-Cas系にかかわるRNA依存性DNAエンドヌクレアーゼCpf1(Cas12a)が発見され、新たなゲノム編集ツールとして注目されている。Cpf1はCas9と異なり、TリッチなPAMを認識し、標的となる二本鎖DNAを切断し突出末端を形成する。本研究では、Cpf1の作動機構の解明をめざし、Cpf1-crRNA-標的二本鎖DNA複合体の結晶構造を決定した。結晶構造から、Cpf1は2つのローブからなる新規の構造をもつことが明らかになった。crRNAはステムループ構造をもつことが予想されていたが、シュードノット構造をもち、Cpf1によって認識されていた。さらに、連続したT塩基を含むPAM二本鎖は配列・構造特異的に認識されていた。さらに、Cpf1とCas9の構造比較から、これら2つのCRISPR-Casヌクレアーゼにおける共通性および多様性が明らかになった。28年度が最終年度であるため、記入しない。細菌Streptococcus pyogenesに由来するCas9(SpCas9)の改変体の結晶構造を決定した。細菌Staphylococcus aureusに由来する小型のCas9(SaCas9)、ガイドRNA、(5'-TTGAAT-3' PAM、5'-TTGGGT-3' PAM)を含む標的DNAからなる複合体の結晶構造を決定した。細菌Francisella novicidaに由来する大型のCas9(FnCas9)の、ガイドRNA、(5'-TGG-3' PAM、5'-TGA-3' PAM)を含む標的DNAからなる複合体の結晶構造を決定した。SpCas9、SaCas9、FnCas9の構造比較から、Cas9オルソログのあいだのアミノ酸配列の保存性は低いにもかかわらず基本的な作動原理は高度に保存されていることが明らかになった。一方、SpCas9、SaCas9、FnCas9はそれぞれ構造の異なるRECドメインおよびWEDドメインをもち、ガイドRNAのリピート:アンチリピート2本鎖を特異的に認識していることが明らかになった。さらに、SpCas9、SaCas9、FnCas9のガイドRNAは構造の異なるステムループをもち、Cas9によって特異的に認識されていた。SpCas9、SaCas9、FnCas9を利用したツールは直交性をもつため、これらを組み合せることにより複数の標的遺伝子を同時に編集・活性化・抑制できる可能性が広がった。異なるCas9オルソログの結晶構造解析を進める。
難治性炎症性肺疾患の病態におけるPGD2/CRTH2経路を介した免疫制御機構

プロスタグランジンD2(PGD2)の受容体CRTH2は好酸球やTh2リンパ球に発現していることが知られており、以前の研究において我々は喘息急性増悪の病態においても重要な意義を持つことを報告した。今回の研究では、CRTH2はガンマデルタT細胞や好中球などに対する免疫調節作用を持っていること、これらの細胞を介して喘息や肺線維症、敗血症の病態を修飾することを明らかにした。喘息、肺線維症などの炎症性肺疾患におけるPGD_2受容体CRTH2を介した免疫制御機構の本態を、(1)病原体による自然免疫系の活性化が喘息気道の炎症・過敏性増悪をきたす過程でのPGD_2/CRTH2経路とIL-17/Th17細胞とのクロストークの存在とその意義を明らかにすること、(2)肺線維症モデルにおいてPGD_2/CRTH2経路が炎症収束を促進する機序を明らかにすることの2点に注目して検討を行った。(1)については、強力なTh2型炎症を誘導する病原体成分であるアスペルギルス抽出物を用いた喘息モデルを確立し、現在、IL-17ノックアウトマウス、CRTH2ノックアウトマウスで検討中である。(2)についてはCRTH2ノックアウトマウスではIL-10とIL-17の産生が低下していること、CRTH2ノックアウトマウスに野生型マウスの牌細胞を移入すると炎症・線維化か軽減することを見出し、牌細胞中に存在するIL-10/IL-17産生細胞がCRTH2を介して肺の免疫制御を行っていることが示唆された。喘息、肺線維症などの炎症性肺疾患におけるPGD_2受容体CRTH2を介した免疫制御機構の本態を、(1)喘息気道の炎症・過敏性増悪をきたす過程でのPGD_2/CRTH2経路の意義を明らかにすること、(2)肺線維症モデルにおいてPGD_2/CRTH2経路が炎症収束を促進する機序を明らかにすることの2点に注目して検討を行った。(1)については、長期抗原暴露による好酸球性気道炎症にはPGD_2/CRTH2経路が部分的に関与することを明らかにした。現在は強力なTh2型炎症を誘導する病原体成分であるアスペルギルス抽出物を用いた喘息モデルを確立し、現在、IL-17ノックアウトマウス、CRTH2ノックアウトマウスで検討中である。(2)については昨年度までの検討でCRTH2ノックアウトマウスではブレオマイシンによる肺の炎症と線維化が亢進していること、CRTH2ノックアウトマウスに野生型マウスの脾細胞を移入すると炎症・線維化が軽減することを報告していたが、今年度の検討によりこれが脾細胞中に存在するガンマデルタT細胞依存性であること、ガンマデルタT細胞はCRTH2を発現していることを見いだした。喘息、肺線維症、敗血症などの炎症性肺疾患におけるPGD_2受容体CRTH2を介した免疫制御機構の本態に関する検討を行った。平成21、22年度は、(1)喘息気道の炎症・過敏1生増悪をきたす過程で長期抗原暴露による好酸球性気道炎症にはPGD_2/CRTH2経路が部分的に関与すること、(2)肺線維症モデルにおいてCRTH2ノックアウトマウスでは肺の炎症と線維化が亢進しているが、これはCRTH2陽性ガンマデルタT細胞依存性であることを明らかにした。本年は腹膜炎・敗血症モデルにおけるPGD_2/CRTH2経路についての検討を行った。CRTH2ノックアウトマウスでは腹膜炎・敗血症モデルにおける生存率が著しく改善していた。これは興味深いことに腹膜腔内への好中球浸潤の増加を伴っており、好中球を除去したマウスではCRTH2ノックアウトマウスでみられた保護作用は消失することから、好中球依存性の作用と考えられた。CRTH2ノックアウトマウスにおける好中球浸潤の増加をきたす機序について検討したところ、好中球におけるケモカイン受容体CXCR2の発現が亢進していること、これはエピジェネティックな機構を介していることが明らかとなった。
慢性疼痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性不形成メカニズムの解明

本研究では慢性疼痛下におけるモルヒネの鎮痛耐性不形成メカニズムについて検討を行なった。1%ホルマリンの足蹠内投与による慢性疼痛下ではモルヒネ鎮痛耐性の形成が有意に抑制された。ホルマリン疼痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性の抑制は、一酸化窒素のプレカーサーであるL-アルギニンによって有意に減弱されたが、D-アルギニンによっては影響されなかった。以上の結果から、ホルマリン疼痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性の抑制メカニズムとして、一酸化窒素の産生低下が関与している可能性が示唆された。モルヒネの慢性投与により鎮痛耐性や精神的・身体的依存が形成されるが、がん患者の疼痛治療目的でモルヒネを使用する限り、それらはほとんど生じないことが臨床上明らかにされている。また、動物実験においても疼痛下ではモルヒネの鎮痛耐性や精神的・身体的依存は形成されず、特に精神的依存の不形成メカニズムについては詳細に明らかにされている。しかしながら、鎮痛耐性不形成メカニズムの解明は十分なものとは言えず、身体的依存に関しては全く明らかにされていないのが現状である。そこで、本年度はモルヒネ鎮痛耐性および身体的依存形成に及ぼす炎症性疼痛の影響について検討を行ったところ以下の結果が得られた。1.モルヒネ0.3nmolをマウスの脊髄クモ膜下腔内へ投与した際の鎮痛作用は、鎮痛測定2日前に30mg/kg、前日に60mg/kgのモルヒネを1日2回皮下投与することにより完全に消失し、鎮痛耐性が形成された。2. 0.5-2%ホルマリンをモルヒネ反復投与における初回投与の24時間前に足蹠内投与することにより、モルヒネ鎮痛耐性の形成が有意に抑制された。しかしながら、1および2%カラゲニンの足蹠内投与はモルヒネ鎮痛耐性形成に影響を与えなかった。3. 1%ホルマリン処理は、モルヒネ依存マウスにおけるナロキソン誘発退薬jumping行動には影響を与えなかったが、体重減少および下痢を有意に抑制した。以上の結果から、ホルマリン疼痛下においてモルヒネ鎮痛耐性および身体的依存の指標となるナロキソン誘発体重減少や下痢が抑制されることが判明した。平成21年度の研究で、モルヒネ鎮痛耐性および身体的依存形成に及ぼす炎症性疼痛の影響について検討を行ったところ、ホルマリン疼痛下においてモルヒネ鎮痛耐性および身体的依存の指標となるナロキソン誘発体重減少や下痢が抑制されることを明らかにした。そこで、平成22年度はこれらの抑制メカニズムについて解明を試みたところ以下の結果が得られた。1.ホルマリン疼痛下で認められるモルヒネ鎮痛耐性形成の抑制は、一酸化窒素のプレカーサーであるL-アルギニン(100および300mg/kg)をモルヒネ反復投与ごとの20分前に腹腔内投与することにより有意に減弱されたが、D-アルギニン(300mg/kg)によっては影響されなかった。2.モルヒネ依存マウスにナロキソンを投与した際に誘発される体重減少および下痢は、ホルマリン疼痛下で抑制されるが、この抑制もL-アルギニン(30mg/kg)によって有意に減弱されたが、D-アルギニン(30mg/kg)によっては影響されなかった。以上の結果から、ホルマリン疼痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性および身体的依存の抑制機構として、いずれも一酸化窒素の産生低下が関与している可能性が示唆された。モルヒネの慢性投与により鎮痛耐性や精神的・身体的依存が形成されるが、がん患者の痺痛治療目的でモルヒネを使用する限り、それらはほとんど生じないことが臨床上明らかにされている。平成22年度までの研究で、モルヒネ鎮痛耐性および身体的依存形成に及ぼす炎症性痺痛の影響について検討を行ったところ、ホルマリン痺痛下においてモルヒネ鎮痛耐性および身体的依存の指標となるナロキソン誘発体重減少や下痢が抑制されることを見出した。また、これらの抑制機構を検討した結果、一酸化窒素のプレカーサーであるL-アルギニンをモルヒネ反復投与ごとの20分前に腹腔内投与することにより有意に減弱されたが、D-アルギニンによっては影響されないことを明らかにした。以上の結果から、ホルマリン痺痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性および身体的依存の抑制機構として、いずれも一酸化窒素の産生低下が関与している可能性が示唆された。そこで、平成23年度はホルマリン痺痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性の抑制メカニズムを解明する目的でDNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、腰髄におけるNOSIAPの発現がナイーブマウスと比較してモルヒネ耐性マウスでは137%に増加したが、ホルマリン痺痛下ではナイーブマウスのレベルまで低下した。

このことから、ホルマリン痺痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性の抑制メカニズムとして、モルヒネ反復投与により生じる脊髄でのNOS1APの発現量の増加とそれに伴う一酸化窒素産生の増加がホルマリン痺痛下では抑制されることに起因する可能性を示唆した。モルヒネの慢性投与により鎮痛耐性や精神的・身体的依存が形成されるが、がん患者の疼痛治療目的でモルヒネを使用する限り、それらはほとんど生じないことが臨床上明らかにされている。平成23年度までの研究で、モルヒネ鎮痛耐性および身体的依存形成に及ぼす炎症性疼痛の影響について検討を行ったところ、ホルマリン疼痛下においてモルヒネ鎮痛耐性および身体的依存の指標となるナロキソン誘発体重減少や下痢が抑制されることを見出した。また、モルヒネ鎮痛耐性の抑制機構は、モルヒネ反復投与により生じる脊髄でのNOS1APの発現量の増加とそれに伴う一酸化窒素産生の増加がホルマリン疼痛下では抑制されることに起因する可能性を示唆した。平成24年度の研究で、DNAマイクロアレイ解析を行った結果、腰髄におけるNMDA受容体のNR2AとGluRdelta1サブユニット、AMPA受容体のGluA2サブユニットおよびL型カルシウムチャネルのalpha1Dサブユニットの発現がナイーブマウスと比較してモルヒネ耐性マウスでは顕著に増加し、ホルマリン疼痛下ではナイーブマウスのレベルまで回復することを見出した。これらの結果から、ホルマリン疼痛下におけるモルヒネ鎮痛耐性の抑制機構として、前年度までに明らかにした一酸化窒素の産生抑制に加え、NMDA受容体、AMPA受容体およびL型カルシウムチャネルの活性の抑制も関与している可能性を示唆した。炎症性疼痛下においてモルヒネの鎮痛耐性および身体的依存の形成が軽減され、そのメカニズムとして一酸化窒素の産生低下が関与していることを見出していることから、ほぼ計画通りに研究が進んでいると判断する。24年度が最終年度であるため、記入しない。炎症性疼痛下におけるモルヒネの鎮痛耐性および身体的依存不形成メカニズムについて一酸化窒素系および一酸化窒素系と関連があるMAPキナーゼに焦点を当て詳細な解明を試みる。
アクチン調節タンパク質のアクチン結合部位の構造

今回扱ったアクチン調節蛋白質は、プロフィリン、カルデスモン、及び45kDa蛋白質である。1.プロフィリンの場合は、タコノマクラ、ムラサキウニ及び粘菌の3種類のアミノ酸配列を決定した。これまでの他の研究室からの報告を合わせると、全部で8種類構造決定がなされたことになる。これらをコンピュ-タ-を用いて相同性が一番高くなるように並べると、N-末端附近にかなり共通の配列が見られ、アクチン結合部位であることが推定され、更にC-末端附近に共通の配列はないが、アミノ酸の置換の無い部位があり、ここも結合部位であろうと推定され、他のグル-プによって、実際に結合具部位であることが証明された。2.ニワトリ砂襄カルデスモンは、CNBrで分解し、3個のカルモデュリン(CaM)結合ペプチドA.B.C.を得た。Aは非常に塩基性で、他のグル-プがThrombin分解によって得たアクチン結合-CaM非結合ペプチドと37番目から一致した。この事からAのN-末端36残基がCaM結合部位であり、それ以降が、アクチン結合部位であることが明かとなった。アクチン結合部位は、既にアクチンと結合することの明かとなっているトロボニンTのその部分と良く似ていた。B.Cは共にC-末端ペプチドであった。3.ウニ卵45kDa蛋白質の構造については、未だ途中であるが、Severin,Fragminと同じ仲間であることが分った。45k蛋白質を限定分解し、アクチンと結合するペプチドをSDS-PAGEで分離、膜にブロットし、アミノ酸配列の決定を試みたが、種々の大きさのペプチド全てがN-末端由来であった。この事から、N-末端附近がアクチン結合に関与していることは、明らかとなったが、特定の部位を明らかにするまでには至っていない。