hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高解像度三次元超音波分子イメージング法による血管新生の評価

本研究では、マウス等の小動物の血管新生に関する実験において、(1)周波数帯域150MHzの超音波振動子を用いることで、空間分解能10μmを実現した、世界最高解像度の三次元超音波診断装置の開発、(2)連続フレーム間のRF信号の相互相関解析により、血管と周囲組織を鑑別する画像解析アルゴリズムの開発、(3)手軽に繰り返し計測できる可搬性と安全性を備えたデザイン、(4)血管新生に深く係る物質を標識したナノバブルの作製による分子イメージング法の確立などにより、高解像度三次元超音波分子イメージング法を実現した。本研究の目的は、マウス等の小動物の血管新生に関する実験において、空間分解能10μmの世界最高解像度の三次元超音波診断装置を開発することである。平成19年度には高解像度三次元超音波診断装置の構築に主眼をおいた研究を行った。具体的には、(1)超音波振動子、(2)超音波パルサー・レシーバー、(3)アナログ/デジタル変換機、(4)機械走査部、(5)パーソナルコンピュータ、からなるシステムを構築した。超音波振動子には、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)製の中心周波数100MHz、有効帯域幅30150MHzの広帯域の振動子を用いた。超音波パルサー・レシーバーは、パルス幅が100ps、発生電圧が50Vで、広帯域の超音波のレスポンスを活用できる高速スイッチング回路を用いたパルサーを用いた。アナログ/デジタル変換機としては、2ギガサンプル/秒、8ビット、16MBオンボードメモリの製品を用い、独自に開発したソフトウェアにより超音波信号を受信した。機械走査部にはそれぞれX軸駆動用、Y軸駆動用のACサーボモータを2個用い、振動子を組織上で2次元スキャンした。以上のハードウェアを制御するために、1台のパーソナルコンピュータを用いて(1)パルサーへのトリガー信号発生、(2)レシーバーからの超音波信号のA/Dボードを用いての取得、(3)機械走査部の制御、(4)On lineでの画像プロセッシング、(5)Off lineでの三次元画像構築などを統合的に行うことで、三次元画像化を実現した。本研究の目的は、マウス等の小動物の血管新生に関する実験において、(1)中心周波数100MHzの超音波振動子を用いることで、空間分解能10μmを実現した、世界最高解像度の三次元超音波診断装置の開発(2)連続フレーム間のRF信号の相互相関解析により、血管と周囲組織を鑑別する画像解析アルゴリズムの開発(3)手軽に繰り返し計測できる可搬性と安全性を備えたデザイン(4)血管新生に深く係る物質を標識したナノバブルの作製による分子イメージング法の確立などを可能とした、高解像度三次元超音波分子イメージング法を実現することである。平成20年度には、平成19年度に構築したシステムについて(1)画質および(2)フレームレートの向上などの改良を行い、皮膚のイメージングを行い、皮膚内部の毛細血管の三次元走行を直接可視化できることを確認した。(1)画質の向上画質の向上を目的として振動子デザインの改良を行うことで、有効なフォーカスの長さを延長し、可視化が必要な領域でほぼ均一な画像を得ることに成功した。(2)フレームレートの向上平成19年度に用いたACサーボモータからリニアモータへとアクチュエーターを変更し、さらに、Position encoderでフィードバックをかけることで、高速走査を可能にした。本研究の目的は、マウス等の小動物の血管新生に関する実験において、1.中心周波数100MHzの超音波振動子を用いることで、空間分解能10μmを実現した、世界最高解像度の三次元超音波診断装置の開発2.連続フレーム間のRF信号の相互相関解析により、血管と周囲組織を鑑別する画像解析アルゴリズムの開発3.手軽に繰り返し計測できる可搬性と安全性を備えたデザイン4.血管新生に深く係る物質を標識したナノバブルの作製による分子イメージング法の確立などを可能とした、高解像度三次元超音波分子イメージング法を実現することである。平成21年度には、平成20年度までに構築したシステムについて、1.画質の向上および2.デザインの向上などの改良を行い、さらにナノバブルを投与したマウスの皮下組織のイメージングを行うことで、毛細血管の三次元走行が強調できることを確認した。1.画質の向上超音波振動子の有効周波数帯域を150MHzに上げることと、組織に超音波が照射され散乱すると仮定した際の散乱関数の逆関数を考慮することで、前年度までに実現した空間分解能15μmを10μmまで向上させ、当初の研究計画で想定した解像度を実現した。2.デザインの向上平成20年度まで用いていたリニアモーター2台を組み合わせた大型の走査装置に替わり、新たに圧電セラミックスを用いた手持ち型走査装置を開発し、一般的なエコー法と同様にプローブを観察部位にあてるだけの操作で高解像度の画像化が可能になった。
緑色蛍光発色核により標識された細胞融合を用いる破骨細胞の延命機構の解析

多核の細胞である破骨細胞・破歯細胞の細胞寿命と細胞死に関してはよく分かっていない。本研究は新しい核の細胞融合が破骨細胞の延命に作用することを証明するとともに、これら多核の細胞の細胞死の過程を解明することを目的とする。平成16年度の研究実施計画に従い、以下の結果を得た。培養下でマウスの骨髄細胞にM-CSFとRANKLを添加し破骨細胞を誘導形成後、M-CSFとRANKLの添加を中止すると細胞融合は生じず細胞は経時的に変性した。この後、緑色蛍光蛋白質を持つトランスジェニックマウス骨髄細胞とM-CSFとRANKLを培養液に添加すると細胞融合が生じ細胞の延命が観察された。細胞を固定後、蛍光顕微鏡下で観察すると蛍光発色核と発色しない核が混在する破骨細胞が観察された。蛍光発色核を持たない破骨細胞の多くはアポトーシスにより細胞死した。平成17年度の研究実施計画に従い、以下の結果を得た。生理的条件下における破歯細胞の細胞死を理解するために、交換期に達したヒト乳歯を用い、TUNEL法とTRAP染色の二重染色によりアポトーシスしている破歯細胞を検索した。またエポン包埋した試料では厚さ0.5μm間隔の連続準超薄切片を作成し、その中からアポトーシスを起こしている破歯細胞を観察し、その微細構造を透過型電顕で観察した。その結果、TUNEL陽性の核を持つ破歯細胞の断片構造が観察され、TEMでは偏在した典型的な核クロマチンの局在、細胞表面の多数の微絨毛様構造、ミトコンドリアの収縮像が観察された。この他、電子密度の低い膨化した細胞体と膨張した疎面小胞体とミトコンドリアを持つ破歯細胞も観察された。以上の結果は生理的な条件下では破歯細胞はアポトーシスとネクローシスという2つの過程により細胞死することを示唆している。破骨細胞は細胞分裂ではなく細胞融合によって多核化する細胞であるが、その細胞寿命と細胞死に関してはよく分かっていない。多核細胞である破骨細胞中には細胞融合前後の核が混在している。骨吸収抑制剤は破骨細胞にアポトーシスを起こすが、このような破骨細胞に分化直後の若い破骨細胞が融合した場合、アポトーシスが発症せず細胞が延命する可能性が考えられる。本研究は新しい核による細胞融合が破骨細胞の延命に作用することを証明し、多核化の観点から破骨細胞の延命機構と細胞寿命を解析することを目的とする。1.培養下でマウスの骨髄細胞にM-CSFとRANKLを添加し破骨細胞を誘導形成後、M-CSFとRANKLの添加を中止すると細胞融合は生じず細胞は経時的に変性した。次にこのような培養系で観察された現象が生体内で生じているかどうかについて検索した。

2.交換期に達したヒト乳歯を固定、脱灰、エポン包埋後、歯根吸収面を超薄切片並びに準超薄切片で連続薄切し破歯細胞間の融合像を検索した結果、透過型電顕により電子密度の低い細胞質と膨張したミトコンドリアを持つ変性した破歯細胞と電子密度の高い細胞質と膜構造が明瞭な豊富なミトコンドリアを持つ細胞活性の高い破歯細胞間の融合像を1例観察した。以上の結果は変性を起こしかけている破骨細胞に活性の高い破骨細胞が融合した場合、in vitroならびにin vivoにおいて延命する可能性を示唆している。多核の細胞である破骨細胞・破歯細胞の細胞寿命と細胞死に関してはよく分かっていない。本研究は新しい核の細胞融合が破骨細胞の延命に作用することを証明するとともに、これら多核の細胞の細胞死の過程を解明することを目的とする。平成16年度の研究実績により、細胞融合により破骨細胞が延命することが明らかとなった。しかしながら、その細胞死については不明な点が多い。生体内の単核細胞の細胞死は一般的にアポトーシスとネクローシスという2つの過程を経ることが知られている。破骨細胞・破歯細胞は骨粗鬆症の治療薬であるビスフォスフォネートを投与した場合、生体内と培養下においてアポトーシスを起こすことが知られているが、生理的な条件下におけるこれら細胞のアポトーシスについては報告がない。またこれら細胞のネクローシスについても報告がなく、多核の細胞である破骨細胞・破歯細胞の細胞死に関してはよく分かっていない。平成17年度はこれらの点の解明を中心に、研究実施計画に従い実験を行った結果、以下の新所見を得た。生理的条件下における破歯細胞の細胞死を理解するために、交換期に達したヒト乳歯を用い、TUNEL法とTRAP染色の二重染色によりアポトーシスしている破歯細胞を検索した。またエポン包埋した試料では厚さ0.5μm間隔の連続準超薄切片を作成し、その中からアポトーシスを起こしている破歯細胞を観察し、その微細構造を透過型電顕で観察した。その結果、TUNEL陽性の核を持つ破歯細胞の断片構造が観察され、TEMでは偏在した典型的な核クロマチンの局在、細胞表面の多数の微絨毛様構造、ミトコンドリアの収縮像が観察された。この他、電子密度の低い膨化した細胞体と膨張した疎面小胞体とミトコンドリアを持つ破歯細胞も観察された。以上の結果は生理的な条件下では破歯細胞はアポトーシスとネクローシスという2つの過程により細胞死することを示唆している。
キノンの活性酸素発生能を利用する化学発光ホモジニアスイムノアッセイ法の開発

本研究では、キノンの活性酸素発生能を利用する化学発光ホモジニアスイムノアッセイの開発を試みた。本法は、抗体に標識したキノンより発生する活性酸素と抗原に標識した活性酸素消去剤との相互作用による化学発光の減衰に基づく方法である。抗体及び抗原の標識に用いるキノン及び活性酸素消去剤のスクリーニングを行った結果、それぞれアントラキノン(AQ)類及びチラミン(TA)が標識に適していると考えられた。次に、AQとTAとを直接結合させたモデルを作成して化学発光を測定した結果、これらの相互作用による化学発光の減衰が見られ、本ホモジニアスイムノアッセイ構築の可能性が示唆された。本研究では、活性酸素発生能を有するキノンと活性酸素消去剤との組合せによる新たな化学発光イムノアッセイの開発を試みる。キノンは紫外線照射により活性酸素を発生するが、このときルミノールが共存すると化学発光が生じる。この性質を利用して、キノンで標識した抗体と活性酸素消去剤で標識した抗原を用いる競合型のホモジニアスイムノアッセイが開発できると考えた。すなわち、測定対象抗原が存在せずキノン標識抗体と活性酸素消去剤で標識した抗原が結合して近接する場合はルミノールの発光は抑制されるが、測定対象抗原との競合により両者の距離が離れることで発光が回復するという原理に基づく方法である。最初に、抗体の標識に適したキノンを探索する目的で、ルミノール誘導体存在下で紫外線を照射することで強い発光を与えるキノンのスクリーニングを行なった。スクリーニングに用いた14種類のキノンのうち、良好な発光を与え、かつ標識反応に利用可能なカルボニルクロリド基を有するanthraquinone-2-carbonyl chlorideが標識に用いるキノンとして適していると考えられた。次に、抗原の標識に適した化合物を探索するため、典型的な活性酸素消去剤及びその類似化合物22種類について、紫外線照射後のキノンの化学発光に対する阻害効果を調査した。その結果、フェノール性水酸基を有する化合物が強い発光阻害効果を示すことが明らかとなった。フェノール性水酸基を有する化合物のうち、カテコール類が特に強い発光阻害効果を示したが、これらは不安定であり容易に酸化されて性質が変化する可能性が考えられた。そこで、強い発光阻害効果を示した化合物の中でも安定性に優れ、かつ標識反応に有用な脂肪族アミンを有するtyramineが標識用活性酸素消去剤として適していると考えられた。本年度は、キノンと活性酸素消去剤との近接により発光阻害効果が増大するかを確認し、本ホモジニアスイムノアッセイ構築の可能性を評価した。本研究の目的に最適なキノン及び活性酸素消去剤の組み合わせとしては、前年度のスクリーニングの結果よりanthraquinone-2-carbonyl chloride及びtyramineを選択した。本研究で開発を目指すホモジニアスイムノアッセイは、キノン及び活性酸素消去剤でそれぞれ標識した抗体及び抗原が抗原-抗体反応により結合して近接することで、キノンから発生する活性酸素の消去率が増大し、化学発光強度が減少するという原理に基づいている。そこで、キノンと活性酸素消去剤とを直接結合させた化合物AQ-TAを合成し、その化学発光特性を調査することで両者の近接による発光阻害効果の増大を確認した。その結果、AQ-TAは活性酸素消去部位を持たない比較対照化合物AQ-PAよりも低い発光を示すという当初の予想通りの結果が得られた。また、AQ-TAの発光強度はアントラキノン誘導体AQ-EAとphenolを同量混合した試料が示す発光よりも低いという結果となった。これらの結果より、AQ-TAのようにキノン構造と活性酸素消去剤を同一分子内に有する化合物では、活性酸素の消去効率が高まることで化学発光強度は減少することが明らかとなった。従って、抗原-抗体反応によるキノンと活性酸素消去剤の近接化でも同様の結果が期待される。本研究では、活性酸素発生能を有するキノンと活性酸素消去剤との組合せによる化学発光阻害効果に基づく新たな化学発光イムノアッセイの開発を試みている。前年度までの検討により、キノンである9,10-anthraquinone (AQ)に活性酸素消去剤であるtyramine (TA)を直接結合させることにより、紫外線照射によってAQから生じる活性酸素に対するTAによる消去効率が向上して化学発光阻害効果が増大することが確認された。そこで本年度は、より抗原-抗体反応に近いモデルとして、アビジンとビオチンの結合を介してキノンと活性酸素消去剤を近接化させるモデルを作製した。すなわち、ビオチン化したAQ及びTAをアビジンを介した複合体として結合させるモデルである。合成したBiotin-AQ及びBiotin-TAをアビジンを介して結合させることでキノン及び活性酸素消去剤を近接させ、その発光強度を測定した。また、ビオチン化していないTAを添加した時の発光強度、またはアビジンを添加しない時の発光強度を測定し、両者の発光強度を比較することで近接による発光阻害効果の増大を評価した。しかしながら、結果としてアビジン-ビオチン結合によりキノンと活性酸素消去剤を近接化することで逆に発光阻害効果が減少するという予想とは反する現象が見られた。アビジン-ビオチン結合を介する近接化モデルにおいて発光阻害効果が減少した理由の一つとして、アビジンのような高分子に低分子のAQ及びTAが結合して固定化されることで、逆に両者が十分に近接できなくなり、半減期の非常に短い活性酸素が消去剤に到達して消去される前に化学発光試薬と反応している可能性が考えられた。従って、本原理を抗原-抗体反応に応用した場合でも、アビジン-ビオチン近接モデルと同様の結果になることが予想された。

本研究では、キノンの活性酸素発生能を利用する化学発光ホモジニアスイムノアッセイの開発を試みた。本法は、抗体に標識したキノンより発生する活性酸素と抗原に標識した活性酸素消去剤との相互作用による化学発光の減衰に基づく方法である。抗体及び抗原の標識に用いるキノン及び活性酸素消去剤のスクリーニングを行った結果、それぞれアントラキノン(AQ)類及びチラミン(TA)が標識に適していると考えられた。次に、AQとTAとを直接結合させたモデルを作成して化学発光を測定した結果、これらの相互作用による化学発光の減衰が見られ、本ホモジニアスイムノアッセイ構築の可能性が示唆された。当初の研究計画通りにキノンのスクリーニングを行った結果、紫外線照射により強い発光を与えるキノンを明らかにすることできた。さらに、強い発光を与えたキノンの中でも抗体と反応可能な官能基を有するキノンとしてanthraquinone-2-carbonyl chlorideを見出すことができた。また、活性酸素消去剤についても研究計画通りにスクリーニングを行った結果、フェノール性水酸基を有する化合物がキノンの化学発光に対して強い阻害効果を有することを明らかにすることができた。また、測定対象抗原の標識が可能な官能基を有する活性酸素消去剤としてtyramineを見出すことができた。本年度の検討により、キノン及び活性酸素消去剤を近接させることで、活性酸素消去効率の高まりにより発光強度が著しく減少することが確認され、目的とする化学発光ホモジニアスイムノアッセイの開発が実現可能であるとの結果を得た。そこで、次年度の検討では、より抗原-抗体反応に近いモデルとして、アビジンとビオチンの結合を介してキノンと活性酸素消去剤を近接化させるモデルを作製して評価を行なうとともに、キノン標識抗体を作製してイムノアッセイの開発を進めていく予定である。病態検査学本年度の検討により、最適なキノン及び活性酸素消去剤の組み合わせとしてanthraquinone-2-carbonyl chloride及びtyramineが見出された。そこで、次年度以降の検討ではこれらの化合物を直接結合させた近接モデルを作製して発光を測定し、結合していないキノンと活性酸素消去剤の混液が与える発光と比較することで、両者の近接による発光阻害の増大を調査していく予定である。毎年出席している学術集会が長崎市で開催され、研究室員の出張旅費が低減できたため。情報収集及び成果発表のための学術集会への出席に関する旅費として使用する予定である。
多層カーボンオニオンおよびナノチューブにおける分散力の量子化学的研究

カーボンナノチューブの側壁は非局在化したπ電子により強い極性を有している。従ってナノチューブに内包された分子がファラデーケージによる静電シールドの影響を受けることが知られている。更には、内包された分子の双極子モーメントはナノチューブ側壁上に誘起された鏡像電荷により打ち消される。そういった遮蔽効果は内包された分子に由来する振動スペクトル強度の減少を引き起こすことが予期される。しかしながら、計算コストの問題などから理論的な知見を得ることはこれまで非常に困難であった。そこで我々は、分散力を考慮した密度汎関数強結合法を用いて単層カーボンナノチューブ上に物理吸着したアセトン分子系の振動数計算を行い、それらのIRスペクトルを求めた。そして、実験事実と同様にIRスペクトル強度が著しく減少することをこのような大規模系に対しては理論的に初めて確認した。得られた結果はまたナノチューブがバンドギャップに依存することなく金属表面的な振る舞いをすることを示唆している。この成果により、効果的な小分子内包過程の見積もり、内包された分子の物性評価、ナノチューブ内側で起こりうる分子レベルの修飾に関する研究といったような事例に対するIR振動スペクトルの応用に向けた足がかりが得られたことが期待される。少なくとも今回の証拠は、ナノチューブチャネルを移動する分子を分光学的に検出することはほぼ不可能であることを明らかにした。以前、我々は小さな直径を持つ(6, 5)または大きな直径を持つ(11, 9)カイラルの単層カーボンナノチューブの内側および外側に吸着したアセトン分子の相互作用エネルギーを計算し、吸着エネルギーはナノチューブ内側の吸着の場合には側壁の曲率に強く依存し、一方でナノチューブ外側の吸着の場合にははっきりとした依存性は見られなかったということを発見した。小さな直径を持つナノチューブ内側での吸着が最も強く、その相互作用エネルギー△Eは-74.4kJ/molであった。反対にナノチューブ外側での吸着が最も弱く、(6, 5)の場合には△E=-24.6kJ/mol、(11, 9)の場合には△E=-26.3kJ/molであった。エネルギー的に最も好ましいアセトン分子の配置方法は、側壁に対し平行に配置する方法であった。ところで、実験によって100kJ/molを上回る物理吸着エネルギーに対応する普通でない高い脱着温度が測定された。これを説明するため、新たに2本のナノチューブからなる溝部分、3本のナノチューブバンドルからなる間隙部分、側壁に欠陥があるナノチューブの内側および外側で物理吸着されたアセトン分子の理論的シミュレーションを行った。計算の結果、75kJ/molを上回る相互作用エネルギーは観測されなかった。一方で、高圧・高温下での実験結果は、脱着には100225kJ/mol程度の障壁が存在することを示唆している。今回の結果では、分散力により引き起こされるバンドルでの強いナノチューブ-ナノチューブ結合が、アセトン分子にとって間隙部分を離れていくのに必要とされる高い障壁を容易に引き起こすことがまた示された。
心筋虚血再灌流時におけるアデノシン受容体の心筋保護効果の解析

以上の結果から、心筋虚血再灌流時におけるアデノシン受容体の作用は、アデノシン受容体の効果が増強される条件下では心筋細胞の酸素エネルギー消費を減少させる可能性があり、心筋保護効果との関連性が示された。また、アデノシン受容体の効果を抑制した場合は逆に心筋保護効果が減弱されるものと考えられた。
動脈硬化性IV型高脂血症の病因解析とその遺伝子診断法の開発

高頻度に出現する高トリグリセリド(TG)血症(TGが150mg/dl以上の病態:WHO分類でのIV型が高頻度)は動脈硬化症への危険因子として認識されている。本研究において我々の開発したサンドイッチ-EIA法によるリポ蛋白リパーゼ(LPL)蛋白測定系とLPL遺伝子解析によって、原発性IV型高脂血症の病因を解明した。原発性IV型を示す外来患者の中に高頻度に(32名中24名:75%)LPL蛋白値が正常の2分の1以下のLPL蛋白低値者が存在した。この正常の半分かそれ以下のLPL蛋白値をもたらす遺伝的背景をSSCP法と本研究の過程で改良した直接塩基配列決定法を用いて調べた。その結果、24名中DNA入手可能であった18名のうち14名が遺伝子レベルでLPL遺伝子異常へテロ接合体であった。よって、原発性IV型の遺伝背景には、LPL遺伝子異常ヘテロ接合体が存在することがわかった。LPL遺伝子の5種類のコモンポリモルフィズム部位でのアレルのちがいや、これらによって構成されるハプロタイプのちがいはLPL蛋白量に影響しなかった。正常の2分の1かそれ以下といったLPL蛋白値の低下を引き起こす原因は、やはりLPL遺伝子異常ヘテロ接合体によることがより明確になった。この遺伝背景に負荷する因子として、アルコール多飲(33g/日)が有力な負荷因子であった。なお、正常LPL蛋白値を示すケースでは、同程度のアルコール摂取量ではIV型高脂血症を引き起こさない。以上より、原発性IV型高脂血症の病因遺伝子はLPL遺伝子異常ヘテロ接合体であり、ここにアルコール多飲等のTG合成負荷因子が加わって本症が発症することが明かとなった。更に、集団検診で、LPL蛋白低値者を同定できるようになれば、IV型を引き起こす前に、ライフスタイルの改善を行うことができ、IV型の予防が可能であり、抗動脈硬化症に貢献するものと思われる。【目的】動脈硬化性高トリグリセリド血症である原発性IV型高脂血症(IV型)の病因は、リポ蛋白リパーゼ(LPL)欠損ヘテロに血清TG合成を高める負荷因子の合併によることを提唱してきた。それはIV型患者を対象に、我々の開発したサンドイッチ-EIA法によるLPL蛋白測定系を用いて、LPL蛋白低値者を選択し、そこからLPL変異遺伝子を同定する方法で行われた。32名の対象者中24名が正常の半分以下のLPL蛋白低値であった。このうちDNAの人手できた18名中8名が遺伝子レベルでLPL欠損症ヘテロ接合体であった。本研究では、ヘテロ接合体の状態でも効率良く遺伝子変異を決定できるシステムを作り、まだ遺伝子解析されていない者がLPL欠損ヘテロ接合体であるかを調べ、上述の結論をより確固としたものにすることを目的とする。【実績1】効率よく遺伝子変異を決定するためのシステムを構築した。特に本研究においては、ヘテロ接合体から変異部位を決定することが必須である。この場合、直接塩基配列決定を行うと、正常遺伝子由来の塩基によるバンドと異常遺伝子由来のそれの2本のバンドが同じ易動度で、A/T/G/Cの異なったレーン上に現れる。このためバックグラウンドの低い明瞭な直接塩基配列決定の電気泳動結果を得ることが重要なのでこの方法を改良した。遺伝子増幅用プライマーの5′側に余分の9塩基をつけ、この部分でA/T/G/Cの含量を制御することで改良に成功した(論文投稿中)。

【実績2】“実績1"の系を用いて、LPL蛋白低値群中に新たに3名のLPL欠損ヘテロ接合体を同定した。【実績3】平成7年度の研究計画の1つである、LPL蛋白量とLPL遺伝子ポリモルフィズムの関係の研究に有用なLPL遺伝子ポリモルフィズムを新たに見い出したので、解析をより詳細にすることが可能となった(論文投稿中)。【目的】高頻度に出現する高トリグリセリド(TG)血症(TGが150mg/dl以上の病態:WHO分類でのIV型が高頻度)は動脈硬化症への危険因子として認識されている。本研究では、我々の開発したサンドイッチ-EIA法によるリポ蛋白リパーゼ(LPL)蛋白測定系とLPL遺伝子解析によって、原発性IV型高脂血症の病因を解明することを目的とした。【実績1】原発性IV型を示す外来患者の中に高頻度(32名中24目:75%)正常の2分の1以下の低LPL蛋白値を示す者が存在した。この低LPL蛋白値をもたらす遺伝的背景をSSCP法と平成6年度の研究の過程で改良した直接塩基配列決定法を用いて調べた。その結果、24名中DNA入手可能であった18名のうち14名が遺伝子レベルでLPL遺伝子異常ヘテロ接合体であった。よって、原発性IV型の遺伝背景には、LPL遺伝子異常ヘテロ接合体が存在することがわかった。【実績2】LPL遺伝子の5種類(HindIII, Hinfl, MaeII, PvuII, terta-repeat)のコモンポリモルフィズム部位でのアレルのちがいや、これらから構成されるハプロタイプのちがいはLPL蛋白量に影響しなかった。正常の2分の1かそれ以下といったLPL蛋白値の低下を引き起こす原因は、やはりLPL遺伝子異常ヘテロ接合体によることがより明確になった。【実績3】この遺伝背景に負荷する因子として、アルコール多飲(33g/日)が有力な負荷因子であった。なお、正常LPL蛋白値を示すケースでは、同程度のアルコール摂取量ではIV型高脂血症を引き起こさない。以上より、原発性IV型高脂血症の病因遺伝子はLPL遺伝子異常ヘテロ接合体であり、ここにアルコール多飲等のTG合成負荷因子が加わって本症が発症することが明らかとなった。
キラルα-およびβ-ヒドロキシアセチレン素子の集約的活用

アセチレン結合のα位およびβ位のキラル炭素上の水酸基を持つ基質を多様の変換に適応するキラル合成素子として活用する手法の開発を目的として本研究を計画した。まず,両アセチレン基質の合成に関しては,(i)既存の入手容易なエポキシ前駆体を利用する方法,(ii)香月-シャープレス反応によるキラリティー導入後,独自に開発したアセチレン形成法を適用する方法,および(iii)リパーゼを用いる有機溶媒中でのアシル化分割ならびにバッファー中での脱アシル化分割による方法,という3種の手法を開発し,それぞれ任意の対掌体が効果的に得られる様になった。一方,合成化学的な活用に関してはキラル炭素上の水酸基を手がかりとしてアセチレン結合の化学的特性に基づき,キラリティーを転位,伝達させることにより,モノテルペン単位から,アミノ酸,アルカロイド,ポリケタイド等にわたる多様の生物活性天然物のエナンチオ制御合成を達成し,所期の成果を挙げることが出来た。キラルαーおよびβーヒドロキシアセチレン単位は水酸基の持つキラリティ-をアセチレン結合の持つ機能性によって多様に多中心に伝達し得る可能性を持つ.この様な観点からまず優れた合成法の少ないαーヒドロキシアセチレン単位のエナンチオ制御下の合成法の確立をまず検討した.その結果,アリルアルコ-ル体への香月ーシャ-プレス不斉エポキシ化による不斉導入を経て得たクロロメチエポキシド体がοーブチルリチウムによって二重脱離反応を起こし好収率でαーヒドロキシアセチレン体を形成することを見出した.本法は2級はもとより従来困難であった3級キラル水酸基を持つαーアセチレンアルコ-ル類の合成を初めて可能にした.一方,βーヒドロキシアセチレン単位の合成はα体に比し容易であるが,末端アセチレン体の内部転位によるαーヒドロキシプロピン単位への変換法を確立し,さらにキラルοーベンジルグリンド-ルとの縮合,続く部分還元あるいはキュプレ-ト試薬の立体選択的付加を経てα,βー不飽和δーラクトン体とし,これに対する14ー付加を検討した結果完全な立体選択性で付加が起こることを見出し,グリシド-ル素子のキラリティ-をβ位に反映させる手法を確立した.これらの手法を独立にあるいは組み合わせることによってメバロン酸ラクトンの両対掌体,コンパクチンラクトン,シトロネラ-ル,ヒドロファルネソ-ル,フィト-ル,芳香族ビサボランセスキテルペン類,ビタミンE(αートコフェロ-ル)などテルペン前駆体からジテルペン類に到るテルペン類を中心とする一般的エナンチオ制御合成法を確立することが出来た.すでに確立した手法によって得たαーヒドロキシアセチレン誘導体の活用の展開として,末端アセチレン部の効果的なホモカップリング法を見出すと共にこの反応によって得られるC_2対称性を持つジアセチレンジオ-ル体を活用する高機能性のキラルシクロペンタノン誘導体の合成法を確立した。また芳香環とのクロスカップリングを含む操作を経て単一のキラルαーアセチレンからフィト-ルおよびビタミンEのエナンチオ制御合成法を確立した。さらにαーアセチレン形成反応を適用しプロスタグランジン鍵中間体の合成にも成功した。さらに末端アセチレン部のクロスカップリングを経てワライタケの成分のジアセチレンアルコ-ルの最初のエナンチオ制御合成に成功した。キラリティ-の関与はないもののα,α'ーヒドロキシアセチレンを基質とする最初の二重ニコラス反応の例を示すことが出来た。さらに芳香族とのクロスカップリングおよびアザクライゼン転位を経るアリ-ルグリシン誘導体に到るル-トも開拓した。一方,キラルなβーヒドロキシアセチレンの活用に関しては塩基処理による内部転位を経てピロリジン天然物類,マイシノリド抗生物質類,およびミルベマイシン北半球部のエナンチオ制御合成を行った。また末端アセチレン部のカルボメトキシ化を経てエステルとした後,これに対する連続的な求核付加によってあるいは部分還元と求核付加という過程を経る2,3級および4級キラル中心を増殖する手法を確立した。これによってメバロン酸および各種テルペン類,さらにビタミンEやコンパクチンラクトンおよび関連するδーラクトン天然物のエナンチオ制御合成を完成させることが出来た。α-およびβ-ヒドロキシアセチレンキラル素子の新たな合成とこれらのキラル素子を活用する合成の展開をはかった.

まず新たな合成法としてはα-およびβ-ヒドロキシアセチレンのラセミ体および対応するラセミアセテート体を合成し,前者についてはリパーゼ存在下,有機溶媒中ビニルアセテートを用いる不斉アシル化分割,一方,後者についてはホスフェートバッファー中同一のリパーゼを用いる不斉分割法を検討した.その結果,いずれの場合においてもエナンチオ特異的に反応が進行し光学的に純粋な基質が得られることを見出した.興味ある知見はアシル化分割および脱アシル化分割に際して両者共に対掌関係にあるアシル化体を与える事である.この事実は酵素反応の特性である同一キラル中心への特異的関与に基づくものであるが,エナンチオ相補的にキラル素子が得られることになるので合成化学的に極めて好都合である.さらに分割混合物をそのまま光延反応によって残るアルコール体を反転下にアシル化し単一のキラルアシル化体として単離するエナンチオ集約的分割法も確立した.一方,得られた光学的に純粋な素子の活用に関してはそれぞれ水酸基とアセチレン結合の機能性を背景としてキラリティーの転移および増殖をはかり,コレステロール生合成抑制作用を持つコンパクチン誘導体の合成や分子内ポーソン・カンド反応を利用することによって神経伝達物質カイニン酸,やラジカル環化反応を適用することによって脳血管拡張作用を持つインドールアルカロイドであるビンカミンのエナンチオ制御合成法を確立することが出来た.
Rauzy fractal領域の境界に関する構造研究

4-interval exchange変換上のRauzyinductionから生成される周期8のサブスティテューション列に注目した.ここで自然に定義できるタイリングサブスティテューションは,タイルを重複させてしまう場合があるが,タイルの「ブロック化法」を用いることによって重複を回避し,互いにタイリングサブスティテューションによって移り合う8枚のタイリングを生成することに成功した.4-interval exchange変換上のRauzyinductionから生成される周期8のサブスティテューション列に注目した.ここで自然に定義できるタイリングサブスティテューションは,タイルを重複させてしまう場合があるが,タイルの「ブロック化法」を用いることによって重複を回避し,互いにタイリングサブスティテューションによって移り合う8枚のタイリングを生成することに成功した.Rank dの自由群F<1,2,..,d>上の自己同型変換θの随伴行列L_θの固有値が,hyperbolic条件|λ_1|≧|λ_2|>1>|λ_3|≧...≧|λ_d|を満たすとき,自己同型変換θを用いて,L_θ-不変2次元拡大空間の上に,有界な領域で,fractalな境界をもつ集合X (Rauzy fractal領域と呼ばれる)を構成する理論の上で,境界∂Xを,fractal curveとして記述する方法の確立を目指しているが,今年度は,4-interval exchange変換上のRauzy inductionから生成されるsubstitution上で,研究を行った.具体的には,A->ABD,B->ABBD,C->ABDCCD,D->ABDCDというsubstitutionを取り扱った.このsubstitutionから定まる行列の固有値はnon-Pisot型であり,その行列の固有多項式は既約,かつ固有値はすべて実数(総実)という性質をもっている.過去には,総実でない4次non-Pisot型のautomorphismの場合について,quasi-periodicなタイリングを生成することに成功しているが,今回,「4次,non-Pisot,既約,総実」なとutomorphism上でも,quasi-periodicなタイリングを生成することに成功した.「総実でない」世界から「総実」の世界へ拡張できた卓で価値のある結果といえる.この結果は,京都大学数理解析研究所講究録「準周期秩序の数理」に,報告としてまとめた.(共著者:P.Arnoux氏(Luminy大),伊藤俊次氏(金沢大))本年度は、rank 4, totally real, non-Pisot, unimodular, irreducibleなsubstitution,特に、4-interval exchange変換上のRauzy inductionから生成されるsubstitutionのうち、周期8のものに取り組んだ。周期が8であることから、8種類のsubstitutionが導かれるが、各substitutionから定まるタイリングsubstitutionを用いて、自然にタイリングを生成することができるかどうか、また、各タイリングの間の関係はどうなっているかについて研究を集中させた。その結果、周期8のクラスにおいて、(平行四辺形によるタイリングではなく)平行四辺形のブロッキングからなる多角形によるタイリングを生成すること(タイルのブロッキング法の確立)に成功した。また、各substitution間の関係も、Rauzy inductionから生成されるsubstitutionから説明ができること、そして、すでに用いてきたboundary endomorphismの手法も有効であることも明らかにした。これは、rank 4, totally real, non-Pisot, unimodular, irreducibleなsubstitutionのうち、4-interval exchange変換上のRauzy inductionから生成されるsubstitutionである周期8のクラスの上で、boundary endomorphismのキャンセレーション問題に取り組むための準備を整えることができた点で、意義あるものである。1. rank3の複素Pisot型コンパニオン行列に関し,Rauzy fractal領域の境界の特徴付けを行うため,「タイリングの生成条件」について取り組んだ.すでに,Jacobi-Perron (JP)アルゴリズム(高次元連分数)から生成されるsubstitutionについては,タイリングを生成させるための条件として,substitutionの列の並び方についての特徴づけが[伊藤-大槻]において行われているが,modified JPアルゴリズムに変更しても,類似の結果が成り立つことがわかった.この成果は,論文「The condition for the generation of the stepped surface in terms of the modified Jacobi-Perron algorithm」としてまとめる予定である.(共同研究者:伊藤(金沢大),安冨(東邦大))rank 4のtotally real, non-Pisot, unimodular irreducible substitutionの中で興味深いRauzy fractal領域、およびその境界を記述する自己同型写像θが発見されたことは概要で述べた。今後は、この境界のブロッキング化について、引き続き考察していくこととなる。24年度が最終年度であるため、記入しない。rank 4で得た結果をもとに、境界を生成するhyperbolicな自己同型変換θについて、キャンセレーション問題を解決するようなブロッキングを具体的に求めることを課題としている。
術後虚血性脊髄障害に対する間葉系幹細胞を用いた治療法の開発

虚血性脊髄障害は胸部下行及び胸腹部大動脈疾患の手術における重篤な合併症の1つである。術中術後に様々な予防法が行われているが、尚もその発症頻度は10&#12316;20%程度と言われている。これまでの研究においても脊髄虚血の予防、脊髄保護の観点から薬剤投与などの試みは行われているが、根本的治療はなく、新しい治療の確立が望まれている。一方、骨髄間葉系幹細胞(MSC)を用いた細胞移植療法の研究が進み、既に、外傷性脊髄損傷に対してのMSCの静脈投与による治療効果が報告されてきている。本研究では、虚血性脊髄障害に対するMSCの治療効果、およびその治療メカニズムを明らかにし、根本的な治療法の開発へ展開することを目的とする。本年度は、SDラットを対象とし外科的に脊髄虚血再灌流モデルを作成することができた。骨髄間葉系幹細胞(MSC)は同系ラットの大腿骨骨髄より採取し、培養を行った。脊髄虚血再灌流モデルをランダムに割付をして、術後(モデル作成)1日目に、MSC(vehicle群には培養液)を投与して治療効果の検討を行っており、良好な印象を得ている。本年度は、外科的に作成する脊髄虚血再灌流モデルが安定して作成できるようになった。さらに、MSCの経静脈的投与による良好な治療効果が得られつつあるため、次年度以降の運動機能の回復に寄与するメカニズムの解明に展開できると思われるため。ラット脊髄虚血再灌流モデルを作成し、MSCを経静脈的に投与したのちに、経時的に行動学解析を継続する予定である。さらに、組織学的解析、動物実験用MRIを用いて、治療効果を発揮するメカニズムの解析を行う予定である。必要消耗品を購入したが、残額246円となったため繰り越しとした。本年度助成金と合算しラット、麻酔薬、シリンジや縫合糸等の消耗品の購入に充てる
住宅における環境負荷低減のためのライフスタイルのあり方に関する基礎的研究

本研究は居住者のライフスタイルの見直しにより,どの程度,住宅が与える環境負荷への低減が見込めるかを検討することを目的とし,(1)長野県内の断熱気密住宅を対象としたアンケート調査・実測調査を通じて,住宅のエネルギー消費構造ならびに居住者の意識を把握する,(2)居住者のライフスタイルが環境負荷へどの程度影響を与えるかについて数値計算により検討する,ことを検討事項として挙げた。(1)については今年度に実施した追加調査により,100件の住宅に関する環境データを収集することができた。得られたデータを基にして断熱気密住宅のエネルギー消費構造について,新に多変量解析による要因分析を実施した結果,設定室温がエネルギー消費量の大小に寄与していることが明らかとなった。この知見は,前年度の検討結果を裏付けることとなるとともに,実際の居住環境におけるデータをもとにした結果であるためたいへん興味深い。次に,(2)においては数値計算により,どの程度の環境負荷底減が可能となるかについて検討を行い,単に住宅のシェルター性能のみを高めるだけでは顕著な効果は認められず,冬期であれば暖房設定温度を下げるなどの,住まい手側の余分なエネルギーを使わない配慮が求められることが示された。しかし,住宅のエネルギー消費を化石エネルギーのみに頼る限りは,我が国に求められている環境負荷低減につながらないため,自然エネルギー利用を積極的に進めることが望ましい。本研究は居住者のライフスタイルの見直しにより,どの程度,住宅が与える環境負荷への低減が見込めるかを検討することを目的としており,(1)長野県内の断熱気密住宅を対象としたアンケート調査・実測調査を通じて,住宅のエネルギー消費構造ならびに居住者の意識を把握する,(2)居住者のライフスタイルが環境負荷へどの程度影響を与えるかについて数値計算により検討する,(3)以上の検討結果を踏まえ,ライフスタイルのグレーティングを行い,環境負荷の低減に結びつく住まい方のメニューを提案する,ことを検討事項として挙げる。本年度は上記検討事項の(1)を実施し,長野県内の断熱気密住宅を対象として,アンケート調査および実測調査を行った。研究代表者は,長野県内の戸建て住宅における環境性能に関する測定を継続的に行っており,既に700棟ほどの住宅データをデータベース化し蓄積している。本年度は,データベース内へ新規データを追加するために,40棟の住宅に対して,アンケート調査ならびに実測調査を実施した。アンケート調査では,住宅の概要,家族の概要,所有設備機器,居住者の在室状況,などについて質問を行い,実態を把握した。また,エネルギー消費量の把握はこれまで申請者が行ってきた方式に従い,領収書などの提示を依頼し把握した。実測調査では,冬期の1週間程度の室内温湿度測定を行った。得られたデータを基にして断熱気密住宅のエネルギー消費構造について,多変量解析などの統計手法を用いて,特に暖房用エネルギー消費量に影響を及ぼす要因を抽出した。その結果,住宅の規模,断熱気密性能の他に,設定室温がエネルギー消費量の大小に寄与していることを確認し,居住者のライフスタイルがエネルギー消費量に影響しているという知見を得た。
国際司法裁判の訴訟要件論

本研究は現代国際法の法実現制度における国際司法裁判の位置を解明することを目的とし、権利保護・紛争解決・法秩序維持という3機能を念頭に、(1)原告適格要件と(2)紛争存在要件という2つの論点を扱う。(1)では、個々の国家の個別的利益に解消されない国際社会の集団的利益を保護するために訴えを提起する資格を個別の国家に認める根拠を理論的に明らかにする。(2)では、国際司法裁判を利用するためには国際法違反の存在だけでなく、原則的に提訴の時点で当事国間に紛争が存在していることが要求されることに着目し、国際司法裁判がいかなる「紛争解決」を任務をとするかを探究する。
「人-自然共生建築」系のエクセルギー消費最適化に関する研究

パッシブ型技術を基本として、それに整合するアクティブ型技術によって構成される建築環境とその住まい手たる人の感覚・知覚について実験・調査・数値解析を行なった。その結果、1)夏季における発汗蒸発は人体エクセルギー消費を小さくするのに需要であること、2)井水放射冷システムは実現可能であること、3)不快でない人(児童)の想像温度は不快な状況に比べて2°C程度低めであることなどが明らかになった。汗の蒸発速さと皮膚温度の下がり方が涼しさや不快感の知覚と関係しており、特に不快感の知覚が、人体エクセルギー消費速さの計算値とよく対応することを明らかにした。さらに人体エクセルギー収支の計算に、環境物理量の計測値と、各被験者の生理量入力とした場合について考察した。その結果、皮膚表面が汗である程度湿っており、断続的な自然の風によって蒸発が生じると、人体のエクセルギー消費速さは緩やかに減小していくことを明らかにした。(宿谷昌則)導入外気の冷却と結露回避型の放射冷却を行なう井水放射冷却・外気予冷兼用システムについて、埼玉県熊谷市のモデル住宅における室内熱環境調整の実測を行なった結果、以下のことが明らかになった。8月にシステム導入室のSET*が28°C未満になる時間の割合は昼3時間に井水放射冷却・外気予冷の複合運転の場合で80。1%、外気予冷を終日行なった場合に63.1%、夜間通風を行った場合に8.52%になった。設定温度29°Cのエアコン冷房の電力使用量は626MJ/dayであり、本システムを昼3時間運転した場合の電力使用量はこの21.6%(期間平均)に相当する。(高橋達)人が後得的に獲得するとされる温熱認識を理解するために「想像温度」を対象にした研究を行なった。札幌と熊本の小学生を対象に、夏と冬の温熱的不快と想像温度・実際室温の関係を明らかにした。夏に温熱的不快が得られる児童の想像温度は札幌、熊本ともに不快でない児童のそれよりも22.5°Cほど高いことがわかった。以上は想像温度と人体エクセルギー収支の関係を明らかにするための基礎資料となる。(斉藤雅也)非定常な温熱環境における人体エクセルギー収支と温熱知覚・不快知覚の関係を解析した。特に、冬季における温熱環境の変化として、屋外空間から室内空間へと移動することに伴って変化する人体エクセルギー収支の考察を行なった。その結果、放射式床暖房と対流式暖房とでは人体エクセルギー収支には大きな違いは現れないことがわかった。しかし、人体を出入りする放射エクセルギーには大きな違いがあることが認められ、これは「温もり」の感覚・知覚と関係するだろうと考えられることが明らかとなった。(宿谷昌則)東京に建つ次世代省エネ相当の断熱を施した戸建住宅を対象に、冷却塔放射冷房の数値シミュレーションを行った。その結果、冷房期間に16:0018:00に1.5回/h、18:008:00に10回/hで換気すると放射冷房時の壁面結露を回避できることや、放射冷却面を床と天井に設けて冷却塔放射冷房を6時間運転した場合に1F和室の空気温、周壁平均温度が28°C以下になる時間割合はそれぞれ78%、81%になり、パッシブ手法のみの場合(40ポイント)の約2倍に拡大できることが明らかになった。(高橋達)ヒトの温冷感は温熱環境の物理要素と代謝量と着衣量によって決まるが、「後得的」な温冷感がそれぞれ培われるので個人差も無視できない。そこで舌下温と代謝量の関係に着目し、それらが任意の温熱環境下でヒトの温冷感、想像温度に与える影響を被験者実験により明らかにした。その結果、以下のことが確認できた。室温20°C以上では、舌下温の低い群は対照群よりも「暑い」と感じやすい。室温20°C以下では、低代謝群は高代謝群に比べて血管収縮による皮膚温低下が顕著で、「寒さ」を感じやすい。低代謝群は、高代謝群よりも低い室温を想像する傾向にある。(斉藤雅也)1.ヒトの明るさ適応性に着目して、その性質を照明の計画・設計に反映させるための基礎的な知見を得るための実験とその解析を行なった。その結果、「ほどよく明るい」という申告が得られる光の強さ(照度)には大小で約2000倍の幅があること、曝露照度の移動平均値と明るさ感申告との関係を調べたところ、曝露照度と申告瞬時照度の対数値に関する比が1.1のときに9割の申告が「暗くない」になることを明らかにした。(宿谷昌則)2.埼玉県熊谷市の環境配慮型モデルハウスにおける井水放射冷却・外気予冷システムについて実測調査とエクセルギー解析を行なった。

その結果、猛暑日に「昼3時間複合運転」により日最高室空気温が30°C以下に抑えられること、使用電力がエアコンの56%以下になること、井水による放射冷却壁からの冷エクセルギーが外気温の上昇とともに増加することが明らかになった。また、高断熱化した鉄骨造住宅における太陽熱利用の天井・床放射暖房システムのシミュレーションを行なったところ、早朝3時間の運転のみで室空気温・MRTが常時2026°Cになることがわかった。(高橋達)3.北海道の小樽に建つ外断熱工法と地中熱ヒートポンプ暖房システムを採用した住宅を対象に、室内温熱環境と地中熱ヒートポンプの稼働状況の実測を行なった。その結果、冬季間全体を通じて室温と周壁平均温度は概ね20°C以上を保ち、建物の熱損失係数は1.0W/(m2・K)で、地中熱ヒートポンプのSCOPは4.04.5に達することがわかった。また、最寒日(1月末)の地中熱ヒートポンプのエクセルギー収支を計算したところ、地中熱エクセルギー134Wと電力エクセルギー1000Wがヒートポンプに投入され、ヒートポンプ内部(搬送系ポンプを含む)で344Wのエクセルギーが消費された結果、室内に790Wの温エクセルギーが供給されていることがわかった。(斉藤雅也)非定常な熱環境における人体エクセルギー収支の解析が進められていること。蒸発冷却による冷水の生成とその利用による放射冷房のエクセルギー収支の定量化が進んだこと。想像温度と物理量としての室内空間の温度の関係性が以前より明らかになってきたこと。これらのことから概ね順調に進展していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である24年度は、人体エクセルギー収支について、夏と冬の違いについて考察を深めること。放射冷房システムのエクセルギー消費最適化について考察を深めること。想像温度と物理量としての温度の関係が「感覚-行動」プロセスのなかにどのように位置づけられるかを明確にしていくこと。これらのことについて、研究を進めたい。
膜電位プローブ分子の生体膜中での配向挙動の固体NMR解析

膜電位プローブの分配される環境である生体膜のモデルとして、ジパルミトイルフォスファチジルコリン(DMPC)、ジパルミトイルフォスファチジルコリン(DPPC)、および卵黄レシチンを使い、グラスプレート間に挿入されたこれらの脂質の配向状態を調べた。特に、固体NMR特有の化学シフトテンソルによる構造情報から定量的に脂質分子の配向角度を決定できることが明かとなった。すなわち、脂質極性部にあるP-31原子の化学シフトテンソルを測定することにより、脂質分子の取りうる様々な相構造変化をモニターできるとともに、その配向挙動の確立分布を計算できることも分かってきた。このような解析方法が確立されてきたので、膜電位プローブの配向挙動を解析する最善の実験手法は、そのプローブに存在するP-31原子の化学シフトテンソルの解析である。また、生体膜の膜電位発生機構のなかで、膜電位発生膜タンパク質が注目されており、今後、脂質膜-膜電位プローブ-膜タンパク質の3成分系に関する固体NMR研究が益々重要となってくると考えられる。
ジアセチルポリアミンの代謝と細胞増殖制御

ジアセチルスペルミン(DiAcSpm)、ジアセチルスペルミジン(DiAcSpd)特異抗体を作成し、DiAcSpm,DiAcSpd様のリガンドをもつ各種の親和性樹脂を作成して組み合わせることにより、DiAcSpm,DiAcSpd特異抗体を精製した。精製抗DiAcSpm抗体とN^1-AcSpdとの交叉反応は僅かに0.03%であり、この抗体を用いたELISA拮抗法によるDiAcSpmの検出感度は10-20nMで、尿中DiAcSpmの定量に適用可能であった。また、その測定値はHPLC法による分画測定の結果ときわめてよい一致を示した。この測定系を利用して尿路悪性腫瘍患者の尿中DiAcSpm量の測定を進め、その動態について検討した結果、以下の事実が明らかになった。1. DiAcSpmは精巣腫瘍、腎腫瘍においてはきわめて初期のものを除き大部分の症例で高値を示したが、膀胱腫瘍の症例では進行癌の患者尿でも基準値(健常者平均+2SD)以下のものがあった。診断マーカーとしての適用範囲を確定するためには、種々の疾患についてより広範な調査が必要である。2.前立腺腫瘍の症例についてみた場合、治療前のDiAcSpmレベルにかかわりなく、治療後にDiAcSpm値が低値で安定した症例は予後良好であった。この中にはPSA(前立腺特異抗原)値が高値を維持した症例もみられた。一方、DiAcSpm値が基準値に復帰しない症例は、PSA値が治療に応答して低下し、寛解と判断された場合でも、短期間で再発する予後不良例が認められた。前立腺腫瘍でPSA陽性、DiAcSpm陰性であった症例はいずれも予後良好であった。PSAは腫瘍の存在の鋭敏な指標として、一方、DiAcSpmは患者の予後の先行指標として機能する可能性がある。DiAcSpmのこのユニークな特性については、さらに検討する価値があると考えられる。アセチルスペルミン(AcSpm)およびN^8-アセチルスペルミジン(N^8-AcSpd)を、架橋剤GMBSを介してmercapto-succinyl BSAに結合させることにより、ジアセチルスペルミン(DiAcSpm),ジアセチルスペルミジン(DiAcSpd)類似のハプテン構造をもつ抗原を作成し、ウサギを免疫してDiAcSpm,DiAcSpdとそれぞれ優先的に反応する抗血清を得た。そして、同様のハプテン構造をもつ抗原を抗体検出用固相抗原としたELISA系を構築し、抗体の特異性の定量的解析を行いつつ、特異抗体の精製を試みた。その結果、カルボキシトヨパール樹脂にAcSpm,N^8-AcSpd,N^1-AcSpd等をアシルアミド結合させ、DiAcSpm,DiAcSpd様のリガンドをもつ各種の親和性樹脂を作成し、これらを組み合わせた親和性精製を行うことにより、DiAcSpm,DiAcSpd特異的抗体をそれぞれ有効に精製する方法を開発することができた。抗DiAcSpd抗体に関しては、N^8-AcSpdとの交叉反応0.7%まで精製を進め、この抗体を用いて検出感度約30nMのELISA拮抗法によるDiAcSpd測定系を構築することができた。実際の尿検体への適用に向けて、若干の妨害要因の同定と除去を進めている。抗DiAcSpm抗体については、N^1-AcSpdとの交叉反応を0.03%まで低下させることに成功し、検出感度10-20nMのELISA拮抗法による測定系を樹立した。この方法によって尿検体中のDiAcSpm濃度を測定し、HPLCによる分画測定によって得られた測定値と比較した結果、両者の間には相関係数r=0.99,回帰式y=1.04x+0.026μMのきわめてよい一致があることを明らかにすることができた。本年度に確立されたこの測定法を利用して尿中DiAcSpm値と悪性腫瘍の病態との間の関連の解析をさらに進める一方、さらに、特異抗体を利用した細胞内DiAcSpm測定系の開発を進め、DiAcSpmの生合成の研究への展開をはかる。