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生命観・自殺観・人間観の歴史的研究―近世イギリスを中心に―

イギリスで、18世紀末から19世紀に書かれた新しい自殺論を入手した。実際にRHSを訪ね、現在の事務局長と面談した。その結果、RHSの設立者がどのような思想を持って、この協会を設立したのか、その後の運営などについて確認できた。また、最新のRHSの年次報告書も入手できた。論争資料を収集する中で、特に19世紀以降、多様な自殺論が書かれていることが判明した。研究成果を公開するため、今回検討した資料とこれまでの研究成果と合わせて著書を出版した。本研究は、具体的には、18世紀に「自殺大国」と呼ばれたイギリスで盛んであった自殺論争を分析し、そこにどのような生命・自己・自殺についての考えがあったのか、そしてそれはどのように展開していったのか、を先行研究が明らかにしている社会的背景を手掛かりに解明しようとする試みである。また、その流れの上で浮かび上がってきたイギリス初の人命救助団体「王立人道協会」についての詳細な調査・分析も行う予定であった。計画通り、初年度にイギリスに渡航し、新たな資料も入手することが出来た。それと同時に、これまでの成果をまとめた研究書である『近世イギリスの自殺論争ー自己・生命・モラルをめぐるディスコースと人道協会』(知泉書館)を2012年3月に出版した。本著書は、研究者のみならず、一般人にも反響があり、大手インターネットのサイトの顧客満足度ランキングで数ヶ月間連続で1位になっている。また、王立人道協会を訪問することも出来、事務局長の協力を得て、最新の協会の活動報告などの資料を入手できた。そのため、昨年度は、その資料を精読する作業を進めた。イギリスでの資料収集の結果、19世紀以降の自殺論争は、医学論を中心にして多岐にわたり、特に精神医学の領域の論が相当数に上ってきたことが明らかになった。次年度は、さらに、その資料を読み進めて行き、19世紀以降、自殺論争がどのように展開したのか明らかにして、これまでの成果を学会で発表することを目標としている。また、研究書だけではなく、広く一般向けにも研究を公開し、一般にも貢献していきたいと考える。最終年度は、収集した資料を精読し、分析した。先行研究として、19世紀イギリスの自殺を扱っったベイリー『この性急な行為ーヴィクトリア期の街におけるライフサイクルを縦断する自殺』( VictorBailey, This Rach Act: Suicide Across the Life Cycle in the Victorian City, Stanford University Press, 1998)、がある。ベイリーは、19世紀の自殺を統計や事例研究を用いてライフサイクル別に分析していて、地域研究であるが、ハルという町の自殺数や状況について、詳細に分析されていた。そこでは、青年等が人間関係や失恋等により自殺する事例が紹介されている。また、文学の中での自殺の扱いに注目し、分析したものに、ゲイツ『ヴィクトリア期の自殺ー狂気の犯罪と悲劇の歴史ー』(Barbara T. Gates, Victorian Suicide: Mad Crimes and Sad Histories, Princeton University Press, 1988 /桂文子他訳『世紀末自殺考』英宝社、1999年)等も検討。19世紀に「共感」という感情が広がるなど、自殺と感情の問題について、文学を中心に詳細に分析されていた。また、収集した19世紀の王立人道協会の日誌や自殺論も検討した。全体を通しての成果として、17、18世紀の自殺論争を著書として出版した。まず、これまでの研究成果を元に加筆、修正して、著書を刊行した。『近世イギリスの自殺論争ー自己・生命・モラルをめぐるディスコースと人道協会』知泉書館である。博士論文が元になっているが、今年度の資料の精読により明らかになった部分を加筆して作成した。17世紀から18世紀にかけての自殺論争では、「自己保存」や、生命は国家のものか、個人のものか、神のものかをめぐって激論が展開された。自己をめぐっても、自己と生命とでは、どちらが重要か、あるいはモラルはどうなのか、などが議論されていたことが明らかになった。そして自殺が医療の領域へと引き取られていったが、そこでは自殺防止を目的とする人道協会が出現した。その具体的活動内容を明らかにした。また、校務等の都合で、渡英は年度末になったが、大英図書館を中心として、18世紀末から19世紀にかけての自殺論争の資料を収集した。研究対象である王立人道協会にも赴き、ウィルキンソン事務局長と面会し、過去の活動内容や現在の状況を直接お聞きすることが出来た。設立当初の様子も伺うことが出来た。このさい、大学での人道協会の歴史等を研究している研究者を紹介頂き、次回、訪問できるように取り計らってくれた。19世紀以降の協会の資料についても、全てではないが若干入手できた。また、自殺論者の1人であるヒュームの故郷スコットランドのアバディーン大学や、地域図書館にも出向き、自殺論争やヒュームに関する特別な資料はないか探索し、新しい資料も発見できた。

まず、17・18世紀を中心とした今までの研究の経過を博士論文にまとめたものについては、今回研究公開費助成金で申請中であるが、刊行し、一般に公開するという目標は、研究書を出版することで達成した。その上で、引き続き、今度は18世紀末から19世紀を中心に、自殺観・生命観の歴史的変化についての検証を行っていく。具体的には、自殺論争について19世紀以降どのように変遷をしていったのか、それが現代の安楽死や生命倫理の問題にどのようにつながっていくのか、自殺の裁判結果や生命に関する法律の変遷もあわせて調査する。また、18世紀末に設立されたイギリス初の自殺防止・人命救助団体である王立人道協会について更に調査し、現在もまだ存続しているその団体が、誕生以後、イギリス社会においていかなる役割を果たしてきたのか、それが現代の自殺防止にどのようにつながってきたのか、現代の自殺観、生命観に与えた影響とその検証を行う。この点については、現在、新たに入手できた資料を精読中である。実際に資料を収集してみると、19世紀以降の自殺論の数が膨大であるため、先行研究から、代表的な論に絞って精読している。まず、17・18世紀を中心とした今までの研究の経過を博士論文にまとめたものについては、一般に公開したいとしていたが、実現できた。その上で、引き続き、今度は18世紀末から19世紀を中心に、自殺観・生命観の歴史的変化についての検証を行っていく予定であったが、資料収集も予定より少なかったものの順調に出来ている。また、18世紀末に設立されたイギリス初の自殺防止・人命救助団体である王立人道協会について更に調査し、現在もまだ存続しているその団体が、誕生以後、イギリス社会においていかなる役割を果たしてきたのか、それが現代の自殺防止にどのようにつながってきたのか、現代の自殺観、生命観に与えた影響とその検証を行うという予定であったが、19世紀の協会の日誌については、移転先にあるとのことで、次回収集予定である。しかし、現地で現在の事務局長とお会いでき、最新の資料も頂くことができた。これまでは、近世から現代までの中で、17・18世紀を中心に研究を行ってきた。今後は、収集した18世紀末19世紀の資料をもとに、自殺観・生命把握の変遷を教育やモラルとの関係で抽出していきたい。。これに加え、これまで調査したイギリス初の人命救助団体であるRHSについて、更に詳しく具体的活動を掘り下げるとともに、その後19世紀以降に米国などでも多数誕生した愛護協会との関連性も調査していく。これらの作業により、近世と現代との間にある19世紀という時代に、人間観や生命観にどのような変化があり、現代のそれらにつながっているのかが確認できる。また、研究の成果がある程度まとまったところで、学会発表を行う。研究者のみならず、できれば一般向けの著書も出版して研究の成果を公開するとともに、社会に貢献したい。
生体分子を利用した色素組織体の構築と光機能

電子ドナー性および電子アクセプター性色素に核酸塩基レセプターを連結した色素ユニットを合成し、ドナー性色素分子として太陽電池や発光型電界効果トランジスタなどの光電子デバイス材料であり、化学的に安定で合成が容易であるジケトピロロピロールを用い、アクセプター性色素にはナフタレンジイミドを用いた。構築した色素組織体でヘテロ接合型電極を作成し、その光電変換特性の評価、組織体構造による光電変換効率の制御を検討した。その結果、ヘテロ接合型電極では両色素の電荷移動(CT)錯体のDNA組織体を固定した電極に比べ、50倍の高い光電応答が得られ、組織体構造による光電応答の制御を達成することができた。積層化した色素分子はπ相互作用により、分子間での電荷およびエネルギーの移動が可能であり、その性質を利用して有機トランジスタなどの電子デバイスへの応用が期待されている。生体分子であるDNAは高い自己組織化能と分子選択性をもつことから色素分子を集積させるテンプレートに適した高分子材料である。本研究では高い蛍光特性と熱安定性をもつ色素であるジケトピロロピロールに核酸塩基レセプターであるサイクレン亜鉛錯体を連結した分子(DPP)とDNAとによる色素分子組織体の形成について検討した。その結果、DPPは500ー600 nmの領域にジケトピロロピロールに起因する吸収帯を持ち、この吸収帯はdT20の添加に伴い吸光度が減少した。このような淡色効果は鎖長の異なる他のDNA (dT30, dT40)でも観察された。またDPPは560 nm付近に極大を持つ蛍光を示し、dT20を添加するにつれて蛍光強度が減少した。従って、淡色効果および蛍光消光よりDPPのZn-サイクレン部位はDNAチミンと選択的に結合し、ジケトピロロピロール部位が互いに会合していることが示唆された。DPPとDNA (dT10, dT20, dT30, dT40, dT50)の混合溶液のCDスペクトルでは500ー600 nmのDPPの吸収帯領域に誘起CDシグナルが観測された。アキラルであるDPPは誘起CDシグナルを示さないことから、DNAとの混合による誘起CDシグナルは会合によるDPP間の励起子結合に起因していると考えられる。ゲルろ過クロマトグラフィーではチミンの吸収波長である260 nmとDPP由来の520 nmにおいて同じ溶出時間にピークが現れ、DNA鎖長に対応して溶出時間が変化した。このことからDNAの鎖長に応じた長さの組織体が形成されることが示唆された。光合成を模倣して光エネルギー変換システムを構築するためには色素分子の空間制御が変換効率を向上させるうえで重要な鍵であり、さまざまな手法で色素分子の空間制御が検討されている。DNAは、色素組織体を構築するための鋳型材料としても利用でき、希望する数の色素分子をその立体配置を制御して配列できるという他の鋳型材料にはない特徴を持っている。これまでにチエニル基を持つジケトピロロピロールに核酸塩基レセプターであるサイクレン亜鉛錯体を連結した分子(DPP)とチミジンのみからなるオリゴDNAとによる色素分子集合体の形成について検討し、UV滴定、ゲルろ過クロマトグラフィー、CDスペクトルにより、DNAの添加によりサイクレン亜鉛錯体部位がチミンと選択的に結合し、ジケトピロロピロール部位が互いに会合した集合体を形成し、かつその集合体はDNA鎖長に応じた長さの集合体が形成されることが示唆された。さらにDPPおよびナフタレンジイミドにサイクレン亜鉛錯体を連結した分子(NDI)と3'-末端をチオール(SH)基で修飾したDNAを用いて色素分子集合体を構築し、それらを金(Au)電極上にAu-S結合を介して固定化した修飾電極の作製とその修飾電極の光電変換特性について検討した。DPP集合体のみを固定化した電極では、犠牲剤にアスコルビン酸を用いたところ、光照射によりアノード電流が発生し、メチルビオロゲンを用いた場合にはカソード電流の発生が確認された。また、光電流は集合体を形成するDNAの鎖長に対応したことから、光電流は犠牲剤および集合体を形成するDNAの鎖長により制御できることが明らかになった。また、NDI集合体と共に固定化したヘテロ接合型の電極では、DPP集合体のみを固定化した電極にくらべ2倍以上の光電流が得られたことから、DPP集合体からNDI集合体への効率的な電荷移動が起こっていると考えられる。高い蛍光特性と熱安定性をもつ色素であるジケトピロロピロールに核酸塩基レセプターであるサイクレン亜鉛錯体を連結した分子(DPP)とチミジンのみからなるオリゴDNAとによる色素分子集合体の形成について検討し、UV滴定、ゲルろ過クロマトグラフィー、CDスペクトルにより、DNAの添加によりサイクレン亜鉛錯体部位がチミンと選択的に結合し、ジケトピロロピロール部位が互いに会合した集合体を形成し、かつその集合体はDNA鎖長に応じた長さの集合体が形成されることが示唆された。

DPPとDNAとによる色素分子集合体を構築して、それらを金電極上に固定化した修飾電極を作製してその光電変換特性について検討を行ったところ、DPP集合体を固定化した電極からの光電流は犠牲剤および集合体を形成するDNAの鎖長により制御できること明らかにした。さらにDPPに対して電子アクセプターとなるナフタレンジイミドにサイクレン亜鉛錯体を連結した分子(NDI)とDNAによりNDI集合体を構築し、DPP集合体と共に固定化したヘテロ接合型電極を作成し、光電荷分離による光電応答の高効率化を検討した。その結果、DPPとNDI同士は光電応答を阻害する電荷分離錯体を形成するが、DNAにより集合体にすることにより電荷分離錯体の形成を抑制することを見出し、電荷分離錯体の集合体を固定した電極に比べ50倍の光電応答を得ることに成功した。電子ドナー性および電子アクセプター性色素に核酸塩基レセプターを連結した色素ユニットを合成し、ドナー性色素分子として太陽電池や発光型電界効果トランジスタなどの光電子デバイス材料であり、化学的に安定で合成が容易であるジケトピロロピロールを用い、アクセプター性色素にはナフタレンジイミドを用いた。構築した色素組織体でヘテロ接合型電極を作成し、その光電変換特性の評価、組織体構造による光電変換効率の制御を検討した。その結果、ヘテロ接合型電極では両色素の電荷移動(CT)錯体のDNA組織体を固定した電極に比べ、50倍の高い光電応答が得られ、組織体構造による光電応答の制御を達成することができた。平成25年度はチエニル基を持つジケトピロロピロールに核酸塩基レセプターであるサイクレン亜鉛錯体を連結した分子とチミジンのみからなるオリゴDNAとによる色素分子集合体の形成について分光学的手法により、ジケトピロロピロール同士がπスタックして階層化した集合体を形成することを明らかにした。平成26年度は3'-末端をチオール(SH)基で修飾したDNAを用いて構築したジケトピロロピロール集合体を金表面上にAu-S結合を介して固定化した修飾電極を用いて集合体の光電変換特性の検討を行い、犠牲剤により光電流のスイッチング制御と、さらにDNA鎖長により光電流の制御が可能であることを証明した。また、ジケトピロロピロールに対して電子アクセプターとなり得るナフタレンジイミドの集合体を共存させて固定化することによりヘテロ接合型の修飾電極の開発に成功し、この電極が高い変換特性を示すことを見出し、DNAにより色素分子を組織化することがジケトピロロピロールとナフタレンジイミドの電荷移動錯体形成を抑制して光電流の増強に重要な役割を果たすことを明らかにすることができた。光電変換の量子収率を決定するために、電極上にある集合体の固定化量をAu-S結合の電気化学的酸化により見積もることを試みたが、この手法では固定化量を過大に見積もってしまうことがわかった。現在、その解決策として透過吸収により直接的に固定化量を決定する方法を検討している。以上のように量子収率を決定に関しては未だ決定できていないものの、交付申請書に記載した研究の目的をほぼ達成できていると考える。光化学、核酸化学色素集合体固定化量の検討:これまでは金の棒電極を使って修飾電極を作製し、光電変換特性の評価を行ってきたが、この電極では色素分子の固定化量を電気化学的手法でのみしか評価できない。電気化学的手法では固定化量を過大に見積り誤差が大きくなる傾向があり、そのため量子収率にも誤差が生じてくる。
曲面のモジュライ空間の幾何学と写像類群のコホモロジー

曲面のモジュライ空間についてスリットドメインとよばれる手法を用いてセル分割を構成し,その結果を用いて写像類群の(コ)ホモロジーについて,いくつかの知見を得た.まず向き付け不可能な曲面のモジュライ空間について考察し,クラインボトルの場合についてホモロジーを完全に決定した.また,写像類群の曲面のホモロジーへの作用から定まるモジュライ空間上の局所系について,いくつかの場合について局所系係数のホモロジーを計算した.超楕円形のリーマン面の写像類群は,最近河澄響矢氏らによって研究されているが,この場合に対しても,スリットドメインによる手法が有効であることが明らかになった.現在,超楕円形写像類群の(コ)ホモロジーについての研究を進めている.また新しい方向性としてスリットドメインによる巡回オペラッドの構造を見出して写像類群の研究に応用した.共形場理論のモノドロミー表現として現れる組みひも群の表現は、量子群を用いて記述することができる。ここで基本的な役割をはたすのは、ドリンフェルトアソシエータと呼ばれる、リーマン球面上に碓定特異点をもつフックス型微分方程式の接続行列である。本年度は、ドリンフェルトアソシエータに焦点をあてて、その幾何学的性質および数論的性質についていくつかの新しい結果を得た。具体的な研究実績は次の通りである。ドリンフェルトアソシエータの対数微分形式による反復積分表示を考察した。共形場理諭のモノドロミー表現から定義される結び目の位相不変量と組み合わせることにより、この反復積分表示から、多重ゼータ関数の特殊値についての新しい知見を得た。とくに、多重ゼータ関数の特殊値の間に成立する代数的な関係式を系統的に書き下す方法を得た。また、組みひも群の表現と量子群について知られている結果を、曲面の写像類群の表現に拡張した。この仮定において、曲面のキルト分割に関連して導入された2次元複体の構造を調べ、グロタンディエックによって提起されているガロア表現とタイヒミュラー群についてのプログラムにおいて、いくつかのステップで新しい結果を得た。曲面のモジュライ空間についてスリットドメインとよばれる手法を用いてセル分割を構成し,その結果を用いて写像類群の(コ)ホモロジーについて,いくつかの知見を得た.まず向き付け不可能な曲面のモジュライ空間について考察し,クラインボトルの場合についてホモロジーを完全に決定した.また,写像類群の曲面のホモロジーへの作用から定まるモジュライ空間上の局所系について,いくつかの場合について局所系係数のホモロジーを計算した.超楕円形のリーマン面の写像類群は,最近河澄響矢氏らによって研究されているが,この場合に対しても,スリットドメインによる手法が有効であることが明らかになった.現在,超楕円形写像類群の(コ)ホモロジーについての研究を進めている.また新しい方向性としてスリットドメインによる巡回オペラッドの構造を見出して写像類群の研究に応用した.
炎症性疼痛に対する三叉神経節内GABA/GABA B 受容体シグナル伝達系の役割

この研究の目的は顎関節周辺部末梢受容野の慢性炎症による痛覚過敏や異痛症発生時の三叉神経節ニューロンでの変化をGABAに着目し解明する事である。中枢神経系での抑制性伝達物質として知られるGABAであるが、末梢領域での存在や役割についてはほとんど知られていない。我々は正常群と比較してモデル動物の三叉神経節においてGABA合成酵素のGADの発現が有意に増加していることを免疫組織化学的手法で確認し、加えてイオントフォレシス細胞外記録法によりバクロフェンが三叉神経節ニューロンの活動性に変調をもたらす事をつきとめた。これらが慢性炎症に起因する顎口腔顔面領域の痛覚過敏や異痛症の一因となっている可能性がある。炎症性疼痛に対する三叉神経節内GABA/GABA B受容体シグナル伝達系の役割を解明するため、当初の計画通り平成26年度は顎関節、咬筋など深部組織炎症により、この部位を支配しVc/C1領域に投射する小型-中型三叉神経節ニューロンのGABAとGABA B受容体発現がどのように変調するかを逆向性二重蛍光標識および免疫組織化学法を用いて検討した。結果、正常ラットと比較して、GABA B受容体発現頻度に変化が見られたが、確証を得るために今後も引き続き追加実験検証を行いたい。さらに、平成26年9月11日平成26年9月13日の3日間にわたりパシフィコ横浜にて第37回日本神経科学大会、平成26年9月26日平成26年9月27日の2日間にわたり福岡国際会議場にて第56回歯科基礎医学会学術大会・総会、および平成27年3月21日平成27年3月22日の2日間にわたり神戸国際会議場・展示場にて第92回日本生理学会大会(第120回日本解剖学会大会合同)において、本研究課題にかかわる研究内容の発表を行い、また他大学研究機関の同分野の研究者との意見交換等により、本研究課題遂行・発展の為の研究調査も同時に行った。炎症性疼痛に対する三叉神経節内GABA B受容体シグナル伝達系の役割を解明するため、平成27年度は顎関節・咬筋等の深部組織炎症により、この部位を支配しVc/C1領域に投射する小型中型三叉神経節ニューロンのGABA産生とGABA B受容体発現がどのように変調するかを逆行性二重蛍光標識および免疫組織化学法を用いて検討した。結果、正常ラットと比較して痛覚過敏を伴う慢性炎症惹起時にGABA合成指標となるGAD65・GAD67産生とGABAB受容体の発現に変化が見られた。また、新たに平成27年度より、In vivo実験としてマルチバレル電極/イオントフォレシス微小電気泳動法を用いた細胞外記録により、末梢受容野に加えた侵害刺激に応じる三叉神経節ニューロンへのGABA B受容体作動薬・拮抗薬の投与時の変調効果について正常群と炎症群で比較解析記録を開始した。現在までに、シナプスが存在しないはずの三叉神経節においてのGAD65・GAD67産生とGABA B受容体の存在を確認し、この部位へのGABA B受容体作動薬・拮抗薬の局所投与が侵害受容伝達に及ぼす影響を記録し、慢性炎症惹起時のGAD産生量とGABA受容体発現頻度の変化が末梢受容野の痛覚過敏に関与しているだろう事が徐々に解明されつつある。さらなる確証を得るために今後も引き続き追加実験検証を行い、その結果を国際学会IADR 2016(平成28年6月22日6月25日)にて学会発表予定である。平成27年9月11日9月13日第57回歯科基礎医学会学術大会・総会(朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター)、平成28年3月22日3月24日第93回日本生理学会大会(札幌コンベンションセンター)にて共同演者として学会発表を行った。また他大学研究機関の同分野の研究者との意見交換等により、本研究課題遂行・発展の為の研究調査も同時に行った。平成26年度に引き続き、平成27年度では顔面皮膚・顎関節・咬筋等の痛覚過敏を伴う慢性炎症惹起時に、この部位に受容野を持ち、Vc/C1領域に投射する小型中型三叉神経節ニューロンのGABA産生とGABA B受容体発現がどのように変調するかを逆行性二重蛍光標識および免疫組織化学法を用いて検討し、一定の見解を得ることができた。また、当初の計画通り新たに平成27年度より、In vivo実験としてマルチバレル電極/イオントフォレシス微小電気泳動法を用いた細胞外記録により、末梢受容野に加えた侵害刺激に応じる三叉神経節ニューロンへのGABA B受容体作動薬・拮抗薬の投与時の変調効果について正常群と炎症群で比較解析記録を開始することができた。結果として慢性炎症惹起時のGAD産生量とGABA受容体発現頻度の変化が末梢受容野の痛覚過敏に関与しているだろう事が徐々に解明されつつある。さらなる確証を得るために今後も引き続き追加実験検証が必要であると考えられるが、本研究の結果を平成28年度に国際学会IADR 2016(平成28年6月22日6月25日)、および追加実験結果を日本生理学会大会にて学会発表予定である。関連分野を含めると共同著者として平成26年度には1編の論文発表と、共同演者として3回の学会発表、平成27年度には2回の学会発表を行った。

炎症性疼痛に対する三叉神経節内GABA受容体のシグナル伝達系における役割を解明するため、研究期間全体の成果を踏まえ、さらなる追加実験・検証を行ない、最終年度は正常群と比較し顎関節・咬筋等の深部組織炎症惹起モデルにおいて、この部位を支配し三叉神経脊髄路核尾側亜核に投射する小型中型三叉神経節ニューロンのGABA産生と受容体発現の変化を、GABA合成の具体的指標として注目されているGAD65・GAD67に着目して逆行性二重蛍光標識法および免疫組織化学的手法を用いて確認した。加えてIn vivo状況下の実験においても、マルチバレル電極によるイオントフォレシス微小電気泳動法を用いた細胞外記録により、末梢受容野に加えた侵害刺激に応じる三叉神経節ニューロンの活動性にGABA B受容体作動薬・拮抗薬の投与が変調効果をもたらす事も確認できた。これらの結果から、シナプスが存在しないはずの三叉神経節におけるGAD産生とGABA受容体の存在が慢性炎症惹起時の侵害受容伝達の変調に大きく関わり、顎口腔顔面領域の痛覚過敏や関連痛の発現に関係している可能性が示唆された。本研究の結果は、近年注目されている非歯原性歯痛の発生メカニズムの解明に役立ち、治療法確立の一助となり得るものである。当初の計画通り、本研究成果は国際学会IADR 2016(平成28年6月22日6月25日)において学会発表を行なった。また、共同演者として国際学会IADR 2017(平成29年3月20日3月25日)および第94回日本生理学会(平成29年3月28日3月30日)において関連分野の学会発表や研究調査等を行なった。今後の研究の展開として、本研究の追加結果を国際学会IADR 2018、第95回日本生理学会および歯科基礎医学会等に発表予定である。また、共同著者として本研究の一部および関連内容を国際誌に投稿準備中である。この研究の目的は顎関節周辺部末梢受容野の慢性炎症による痛覚過敏や異痛症発生時の三叉神経節ニューロンでの変化をGABAに着目し解明する事である。中枢神経系での抑制性伝達物質として知られるGABAであるが、末梢領域での存在や役割についてはほとんど知られていない。我々は正常群と比較してモデル動物の三叉神経節においてGABA合成酵素のGADの発現が有意に増加していることを免疫組織化学的手法で確認し、加えてイオントフォレシス細胞外記録法によりバクロフェンが三叉神経節ニューロンの活動性に変調をもたらす事をつきとめた。これらが慢性炎症に起因する顎口腔顔面領域の痛覚過敏や異痛症の一因となっている可能性がある。確証を得るために今後も引き続き追加実験検証を行うが、炎症性疼痛に対する三叉神経節内GABA/GABA B受容体シグナル伝達系の役割を解明するため、当初の計画通り平成26年度に逆向性二重蛍光標識および免疫組織化学法を用いた検討により、顎関節・咬筋など深部組織炎症惹起動物において、この部位を支配しVc/C1領域に投射する小型-中型三叉神経節ニューロンのGABAとGABA B受容体発現頻度に正常動物と比較して変調変化を認められた。また、現在までに第37回日本神経科学大会と第56回歯科基礎医学会学術大会・総会、および第92回日本生理学会大会(第120回日本解剖学会大会合同)の3つの国内学会において本研究課題にかかわる研究内容の発表を行い、また他大学研究機関の同分野の研究者との意見交換等により、本研究課題遂行・発展の為の研究調査も同時に行った。炎症性疼痛に対する三叉神経節内GABA受容体シグナル伝達系の役割を解明するため、今後も引き続き逆行性二重蛍光標識および免疫組織化学法、およびIn vivo実験としてマルチバレル電極/イオントフォレシス微小
古地図・図会・浮世絵等と地震工学情報を統合した納得感のある減災行動誘発手法の開発

切迫する大地震を前にして、抜本的な災害被害軽減のため、危険を回避する土地利用と、個々人の耐震補強を進めるための研究が必要とされている。そこで、本研究では、古地図や図会、浮世絵などの非地震工学的情報と、強震動や、地盤、建築物の耐震性などの地震工学情報とをWebGIS上で統合すると共に、地震時の状況をVR技術により再現するシステムを構築することにより、納得感とわが事感のある減災行動誘発手法を開発した。高機能化と人口偏在・少子高齢化は災害への耐力を減じ、我が国社会は巨大地震により破綻しかねない状況にある。この回避には、個々人の耐震化努力が不可欠であり、政府や自治体は、耐震化推進のため地震防災戦略や耐震化促進計画を策定し、様々な施策を展開してきた。しかし、耐震化の進捗は芳しくない。その最大の原因は国民一人一人の意識にある。本研究では、各種地震工学情報と地理・地学・歴史・社会等の災害関連情報を融合することで、説明力を持った地震災害情報を創出し、理解→納得感→我が事感→説得→解決策提示による新たな減災行動誘発手法を開発する。平成22年度は、まず江戸の切絵図や名古屋城下の代表的古地図、明治以降の古地図等を収集し、一部をラスター情報として電子化した。また、広重や北斎などによる浮世絵など、かつての風景をビジュアルに描いた図画・写真を収集し、描写場所を当時の地図から特定して緯度経度等のGIS情報を獲得した上で、当該地点の現風景を撮影した。さらに、Web上で利用可能な形でディジタル化した。また、数十点での単点常時微動計測とH/Vスペクトル分析により当該地点の地盤震動性状を把握した。これに加え、元禄地震や宝永地震・宝永噴火の被害を克明に記した鸚鵡籠中記、名古屋の地震を描いた世直し草紙、昭和の東南海地震の被害データなどを収集した。次に、東海4県の自治体・ライフラインが所有する地盤・地震観測データを収集する協働の枠組み作りを開始し、複数の自治体からの地盤データ収集を行った。また、更新地震計を活用した強震観測システム構築に着手し、継続的な基礎データの収集体制の構築を行った。さらに代表的な建物応答解析モデル作りにも着手した。最後に、国勢調査データに基づき、人口の地理的分布、年代分布、時代変化を分析すると共に、人口の年代分布と家屋の建築年代分布との対応を検討した。この回避には、個々人の耐震化努力が不可欠であり、政府や自治体は、耐震化推進のため地震防災戦略や耐震化促進計画を策定し、ハザードマップ作り、耐震診断・改修補助、安価な耐震改修工法の開発など、様々な施策を展開してきた。応募者は、耐震化推進の実践活動に携わる中で、(1)地震ハザード・リスクの理解、(2)地震危険度に対する納得感、(3)我が身の問題という我が事感、(4)身近な人の説得、(5)信頼できる専門家の助言と解決策提示、のプロセスを経れば、確実に耐震化行動に誘導できることを学んだ。そこで本応募研究では、各種地震工学情報と地理・地学・歴史・社会等の災害関連情報を融合することで、説明力を持った地震災害情報を創出し、理解→納得感→我が事感→説得→解決策提示による新たな減災行動誘発手法を開発する。平成23年度は、村絵図をラスター画像情報として登録すると共に、江戸時代以降の土地利用の変遷や地名の変化を実感できるWebシステムの開発に着手した。また、浮世絵・図会などのラスター画像化を行うとともに、描画地点での微動計測を継続して行った。さらに、これらを活用して、ビジュアルにまちの変遷を理解できる環境を整え、古地図や空中写真、地形の変遷などと共に閲覧することで、災害危険度の高い地域への人間活動の拡大を伝えるシステムの構築に着手した。鸚鵡籠中記や猿猴庵日記などの分析も継続的に行っている。広域の高解像度地下構造モデルの構築を始めるとともに、地震観測データを組み合わせて強震動予測を行った。さらに、建物の地震応答解析を実施し、住民が居る場所に応じた揺れを予測し、地震時に住民が遭遇する揺れの様相を再現する環境を構築してきている。本研究では、各種地震工学情報と地理・地学・歴史・社会等の災害関連情報を融合することで、説明力を持った地震災害情報を創出し、理解→納得感→我が事感→説得→解決策提示による新たな減災行動誘発手法を開発することを目的とする。H24年度は、H23年度に引き続いて下記の研究を実施した。国土地理院発行の旧版地図等をラスター画像情報として登録すると共にWebGIS化を行った。また、江戸時代以降の土地利用の変遷や地名の変化を実感できるWebシステムの開発に着手した。

また、浮世絵・図会・絵葉書・鳥瞰図などのWebGIS化と微動計測を引き続き実施した。さらに、これらを活用して、ビジュアルにまちの変遷を理解できる環境を整え、古地図や空中写真、地形の変遷などと共に閲覧することで、災害危険度の高い地域への人間活動の拡大を伝えるシステムの構築を行った。また、鸚鵡籠中記や猿猴庵日記などの分析を行った。次に、広域の高解像度地下構造モデルの構築を進めるとともに、地震観測データを組み合わせて名古屋市内を対象として強震動予測を実施した。さらに、建物の地震応答解析を実施し、住民が居る場所に応じた揺れを予測し、地震時に住民が遭遇する揺れの様相を再現する環境を構築した。また、社会の対応力(医療・消防・建設)に関するデータ収集を行い、被害量を対比することで、発災時の社会の対応可能性を把握し、地震時の社会の様相を明らかにするとともに、人別・時間別・場所別の発災時被災シナリオを試作した。予算等の関係により、計画以上には進展していないが、最終年度のH25年度に向けて、確実に成果が出てきていると判断したため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、継続的に行っているWebGIS化を進めるとともに、理論的裏付けのための微動計測も実施する予定である。また、現時点まで、ほぼ順調に進んでいるので、現状の研究体制を維持しつつ推進していく予定である。また、最終年度に向けて、システム構築を進めていく予定である。
MO/MC法による溶媒効果の考慮と極性溶媒中での反応の制御と設計-モンテカルロ法と分子軌道法を組み合せた溶媒効果の検討-

2,2,2-トリフルオロビニルトシラートを2当量の塩基で処理すると、α位にTsO基を有するジフルオロビニルアニオンが生成する。このアニオンは、トリアルキルボランとの反応によりジフルオロビニルボランを与える。このビニルボラン誘導体の生成反応は、ジフルオロビニル位での置換反応を含む。この興味深い反応に対して、脱離基及び置換基としてMsOとMe基を用いたモデルにたいして、非経験的分子軌道計算を適用した詳細な検討により、S_N1類似及びS_N2型機構の存在を明らかにした。分子軌道(MO)計算には、Gaussian94プログラムを用い、安定構造、遷移状態はRHF/6-31+G*レベルで最適化を行った。さらに、ビニル炭素上でおこる置換反応で最も一般的な機構は付加脱離の詳細についても同様な検討を行った。この時、付加脱離機構の中間体は、Li^+を含めなければ最適化されなかった。3つの反応機構に対して得られた遷移状態を用いて、極限的反応座標(IRC)計算を行い、検討している反応機構の反応物と生成物が得られることを確認した。それぞれの反応機構でLi^+の位置により異なった機構に対する遷移状態が得たことから、反応機構に及ぼすカウンターカチオンの影響が大きいことがわかる。本研究で得られた付加脱離とS_N1類似機構の遷移状態は、S_N2型機構の遷移状態はRHF/6-31G*レベルでそれぞれ3.9と15.7kcal mol^<-1>高いと計算された。また、付加脱離機構のTSは更に不安定であると言う結果がえられた。MO計算結果は、S_N2型の機構が最も有利であることが判明した。
土地利用型農業における農地利用をめぐる農家間ネットワークに関する地理学的研究

平成22年度の研究として,(1)関東平野の稲作卓越地域における,貸借権の設定や作業受委託による特定の担い手への農地の利用集積の仕組みについての研究は,千葉県成田市北須賀地区を事例として,大規模稲作経営を行う特定の担い手へ,農地が集積される仕組みに関する現地調査を行った。この研究に関しては,学術誌「地学雑誌」へ掲載された。(2)中山間地域における,棚田での農地利用をめぐる農家の存立基盤についての研究は,長野県上水内郡中条村大西地区を事例とし,棚田での耕作が維持されてきた基盤を,地域の「内的」要因と,棚田百選としてまなざされる「外的」要因から考察した。この研究に関しては,学術誌「人文地理」63巻2号への採録が決定され,2011年4月末に刊行される予定である。(3)長野県須坂市における,農産物加工に関する研究を行い,長野県須坂市の味噌・醤油醸造を事例に,生産から加工に至る動向について歴史的経緯を含めた調査を実施した。この研究に関しては,「日本地理学会2010春季学術大会」にて発表し,学術誌「地理科学」66巻2号への採録が決定され,2011年4月末に刊行される予定である。(4)淡路島三原平野の三毛作地帯を事例とし,高度に労働集約化がされた土地利用型農業地域にて調査を行い,村落社会構造を分析することから,農地の管理がどのように行われているのかを考察した。この研究に関しては博士論文としてまとめ,公開審査も終え,学位請求論文として提出するために現在英訳をしている段階であり,学術誌「人文地理」への投稿を準備している。また昨年度に学術誌「地理学評論」に掲載された論文が評価され,「平成22年度日本地理学会賞(若手奨励部門)」を授賞した。本年度は,(1)十勝平野の戦後開拓地を事例とし,農家間の社会関係から農地移動に至るプロセスについての研究,(2)中山間地域において,棚田での農地利用をめぐる農家の存立基盤についての研究,(3)関東平野の稲作卓越地域において,貸借権の設定や作業受委託による特定の担い手への農地の利用集積の仕組みについての研究,(4)那須地域において,農業生産空間が既存の観光地に包摂されていく実態についての研究を行った。(1)については,2007年度に実施した調査で取得したデータを整理した。その結果,大規模農家が実施したそれぞれ農地移動のプロセスは,大規模農業経営において,いかなる役割を果たしているのか考察した。この研究に関しては,「経済地理学会2008年関東支部4月例会」にて発表し,学術誌「地理学評論」へ投稿中である。(2)については,長野県上水内郡中条村の棚田百選「大西」を事例として,棚田での耕作が維持されてきた基盤について,地域の「内的」要因と,棚田百選としてまなざされる「外的」要因から考察した。この研究に関しては,「日本地理学会2008年秋季学術大会」にて発表し,学術誌「人文地理」へ投稿を予定している。(3)については,千葉県成田市北須賀地区を事例として,大規模稲作経営を行う特定の担い手へ,農地が集積される仕組みに関する現地調査を行った。この研究に関しては,「日本地理学会2009年秋季学術大会」で発表する予定であり,学術誌「地域研究年報」へ投稿を予定している。(4)については,観光地として発展してきた那須地域において,農業体験や観光農業,農産物直売所などを通じて,農業生産空間が観光化してきた実態について考察した。この研究に関しては,「日本地理学会2008年秋季学術大会」にて発表し,学術誌「地理空間」へ掲載された。平成21年度は(1)十勝平野の戦後開拓地を事例とし,農家間の社会関係から農地移動に至るプロセスについての研究が,「地理学評論」へ掲載された。この研究に関しては,学術誌「人文地理」へ投稿中である。(3)関東平野の稲作卓越地域における,貸借権の設定や作業受委託による特定の担い手への農地の利用集積の仕組みについての研究は,千葉県成田市北須賀地区を事例として,大規模稲作経営を行う特定の担い手へ,農地が集積される仕組みに関する現地調査を行った。この研究に関しては,「日本地理学会2009年秋季学術大会」で発表し,調査結果の一部が紀要「地域研究年報32号」へ掲載され,さらに調査結果のもう一部を学術誌「地学雑誌」へ投稿中である。この研究に関しては,「人文地理学会2009年大会」および「日本地理学会2010春季学術大会農業・農村の地理学研究グループ例会」にて発表し,博士論文としてまとめている段階である。(5)三浦半島の半農半漁村において,三浦半島の半農半漁村において,ある特定の漁法が盛衰のプロセスを各農・漁家の農地の所有状況から分析・考察し,紀要「歴史地理学野外研究14号」へ掲載された。

(6)長野県須坂市における,農産物加工に関する研究を行い,長野県須坂市の味噌・醤油醸造を事例に,生産から加工に至る動向について歴史的経緯を含めた調査を開始した。平成22年度の研究として,(1)関東平野の稲作卓越地域における,貸借権の設定や作業受委託による特定の担い手への農地の利用集積の仕組みについての研究は,千葉県成田市北須賀地区を事例として,大規模稲作経営を行う特定の担い手へ,農地が集積される仕組みに関する現地調査を行った。この研究に関しては,学術誌「地学雑誌」へ掲載された。(2)中山間地域における,棚田での農地利用をめぐる農家の存立基盤についての研究は,長野県上水内郡中条村大西地区を事例とし,棚田での耕作が維持されてきた基盤を,地域の「内的」要因と,棚田百選としてまなざされる「外的」要因から考察した。この研究に関しては,学術誌「人文地理」63巻2号への採録が決定され,2011年4月末に刊行される予定である。(3)長野県須坂市における,農産物加工に関する研究を行い,長野県須坂市の味噌・醤油醸造を事例に,生産から加工に至る動向について歴史的経緯を含めた調査を実施した。この研究に関しては,「日本地理学会2010春季学術大会」にて発表し,学術誌「地理科学」66巻2号への採録が決定され,2011年4月末に刊行される予定である。(4)淡路島三原平野の三毛作地帯を事例とし,高度に労働集約化がされた土地利用型農業地域にて調査を行い,村落社会構造を分析することから,農地の管理がどのように行われているのかを考察した。この研究に関しては博士論文としてまとめ,公開審査も終え,学位請求論文として提出するために現在英訳をしている段階であり,学術誌「人文地理」への投稿を準備している。また昨年度に学術誌「地理学評論」に掲載された論文が評価され,「平成22年度日本地理学会賞(若手奨励部門)」を授賞した。
光子線と粒子線のがん転移への影響の比較

各種がん細胞(肺がん、乳がん、膵がん、前立腺がん)に対しX線、炭素イオン線、陽子線を段階的に照射し、がん転移に関わる細胞遊走能、浸潤能を比較検討した結果、低線量X線照射により、遊走・浸潤能が亢進した。一方、炭素イオン線照射された細胞は、線量依存的にこれらの能力が抑制された。陽子線は、低線量照射により、遊走・浸潤能共に亢進し、高線量照射により抑制されることが示された。分子生物学的な解析の結果、炭素イオン線照射では核膜タンパク質SUNの遺伝子発現が抑制されていたことに対し、X線照射では、SUNの発現が有意に亢進している結果を得た。本研究により、粒子線にがん転移抑制効果がある可能性が示された。本研究の目的は、異なる線質である3種の放射線(光子線:X線、粒子線:炭素イオン線、陽子線)が、がん転移に関わる因子に対してどのような影響が生じるか検討し、遠隔転移抑制を視野に入れた放射線治療を行う為の生物学的な因子を定量的に提供することである。本年度は、細胞機能に関する実験を主に進めた。ヒト肺がん細胞A549、ヒト乳がん細胞MDAMB-231、ヒト膵がん細胞PANC-1、AsPC-1に対してX線、炭素イオン線、陽子線照射後、がん転移に関わる細胞遊走能ならびに浸潤能を比較検討した。その結果、低線量のX線(0.5 Gy、2 Gy)を照射されたがん細胞の遊走、浸潤能が亢進した。炭素イオン線の場合、X線でがん転移能の亢進が認められた線量と同等の生物学的効果を有する線量を照射すると、遊走能、浸潤能は抑制された。陽子線照射された細胞は、非照射細胞と比べて遊走能、浸潤能に有意な変化がみられなかった。粒子線は光子線に比べがん転移の抑制効果がみられた。また、粒子線同士を比較すると炭素イオン線が陽子線に比べ有意に転移能を抑制した。次にヒト膵がん細胞PANC-1、AsPC-1を用いて放射線照射後の細胞状態を観察した。その結果、X線照射後、生存細胞において膵がんがん幹細胞のマーカーであるCD24ならびにCD44の発現が亢進した。炭素イオン線照射された細胞では、CD24、CD44共に発現が抑制された。そこで、膵がん細胞をがん幹細胞と非がん幹細胞に分離し、X線を照射後、細胞の遊走能、浸潤能を比較すると非がん幹細胞は、線量依存的に細胞遊走能が抑制された。一方、がん幹細胞は、X線を2 Gy照射されると細胞の遊走能が亢進した。本年度の成果では、異なる線質の放射線は、それぞれがん転移に関わる因子に対して異なる影響を与えることが示された。また、がん幹細胞が放射線によって細胞遊走能を亢進させることを示唆した。昨年に引き続き、ヒト肺がん細胞A549、ヒト乳がん細胞MDAMB-231、ヒト前立腺癌細胞PC-3及び、本年からヒト子宮頚がん細胞HeLaに対してX線、陽子線、炭素イオン線照射後、がん転移に関わる細胞遊走能ならびに浸潤能を比較検討した。その結果、低線量(0.5 Gy、2 Gy)X線を照射されたがん細胞の遊走、浸潤能が亢進する結果がこれまで同様に、確認された。炭素イオン線の場合、X線でがん転移能の亢進が認められた線量と同等の生物学的効果を有する線量を照射しても、遊走能、浸潤能は抑制され、線量依存的に更に抑制されることがわかった。本結果より、粒子線は光子線に比べがん転移の抑制効果がみられることが示された。また、その結果はがん種によらず汎用的な事象であることが分かった。次にヒト膵がん細胞AsPC-1を用いて放射線照射後の膵がんがん幹細胞のマーカーであるCD24、CD44のバリアントの発現を検討した。その結果、CD24、CD44sのmRNA levelがX線照射により亢進することが分かった。本マーカーを使いがん幹細胞と非がん幹細胞に分離し、X線を照射後の細胞の遊走能、浸潤能を比較すると非がん幹細胞は、線量依存的に細胞遊走能が抑制されることも確認された。X線照射により膵がん幹細胞マーカーであるCD44のバリアントの遺伝子発現が変化することを見出した。がん患者の急速な増加と高齢化に伴い、より浸襲性の少ないがん治療が望まれている。また、医療費の高騰を抑制するためにも、コスト的にも有利ながん治療が期待される。その両面から放射線治療の適応は急激に高まっている。近年、光子線は局所制御を高め、隣接正常臓器への過照射を避けるため、強度変調放射線治療(IMRT)や低位放射線照射が急速に普及してきている。更に、炭素イオン線や陽子線といった粒子線を用いた放射線治療により、今まで治療成績が不良であった腫瘍に対しても、良好な治療成績が得られている。

しかし、外科、化学療法を含む集学的な局所療法の進歩で、良好な局所制御がなされるようになっている現在においても、今なおがんの遠隔転移は最大の課題である。がん転移の有無は生存率に大きく影響し、がん患者の予後に関わる。よって、初期治療からの放射線治療においても転移予防を視野に入れる必要がある。本研究により、すい臓がんにおいて、生存、転移に関わるとされるCD44の発現がX線線量の増加に伴い、増加することが示された。CD44には、様々なバリアントとよばれる変異体が存在することが知られているが、X線で発現が増加したものは、CD44sと呼ばれる標準型であった。また、このCD44sをノックダウン(mRNAの発現を一時的に抑制)させると細胞の放射線感受性が高まり、殺細胞効果が増強し、さらにがん転移能に関連するとされる上皮間葉転換のマーカーも減少した。よって、これらの成果から、すい臓がんにおいてのCD44sの発現の有無は、放射線治療の効果予測ならびに放射線誘発性がん転移の発生予測として有用であることが示された。各種がん細胞(肺がん、乳がん、膵がん、前立腺がん)に対しX線、炭素イオン線、陽子線を段階的に照射し、がん転移に関わる細胞遊走能、浸潤能を比較検討した結果、低線量X線照射により、遊走・浸潤能が亢進した。一方、炭素イオン線照射された細胞は、線量依存的にこれらの能力が抑制された。陽子線は、低線量照射により、遊走・浸潤能共に亢進し、高線量照射により抑制されることが示された。分子生物学的な解析の結果、炭素イオン線照射では核膜タンパク質SUNの遺伝子発現が抑制されていたことに対し、X線照射では、SUNの発現が有意に亢進している結果を得た。本研究により、粒子線にがん転移抑制効果がある可能性が示された。線質の違いによりがん転移に与える影響が顕著にあらわれたことをうけ、再現性の確認の為、細胞機能の評価に時間を費やした。結果、初年度行う予定であった遺伝子発現解析を行うことができなかった。膵癌細胞、子宮頸癌細胞に対する解析は未着手であった。また動物実験にまで着手できなかった。得られた結果を元に動物実験を行う。また、標的遺伝子のノックダウンにより、X線照射で亢進する転移能が抑制できるか否か検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。放射線治療学少し計画から遅れている為、研究計画に沿う様、放射線照射後の細胞を用いてタンパク・遺伝子発現解析を早期に行い、動物実験を行うことが主眼である。膵癌細胞、子宮頸癌細胞には未着手のため、これらのcell lineの実験も行っていく。これらin vitroとin vivo実験で得られた結果の整合性を検討し、着目した遺伝子の阻害実験をin vitro、in vivo共に行う。H26年度より、得られた結果を集約し、遺伝子、タンパク発現量、細胞機能、in vivo実験結果の相関関係を解析して、線質や線量の違いによる転移への影響を明らかにする。実験計画の内容を見直した為、実験試薬の購入を1つ見送った。実験計画の遅れから、DNAチップの使用まで至らなかった、また動物実験にも着手できなかった。この2点の経費の割合は大きく、結果として経費の残存につながった。次年度に見送った実験を行う為、必要な実験試薬を購入する。今年度は予定通り、実験を遂行し、DNAチップ使用実験および動物実験を実施していく。
染色体DNA切断端の自動分析法の確率と臨床利用

本研究の目的は、外因的あるいは内因的な染色体切断を定量的に時系列測定できるようにすることにある。まず、経費で購入できたフローサイトメーター(Coulter社製EPICSXL System IIC)をアイソトープセンターに搬入し、[^3H]チミジンの細胞核内取り込みによるDNA切断端の誘導と細胞周期、apoptosisとの関連を追究した。DNA切断端は、FITC-dUTPを用いたTUNEL法によって蛍光標識した。前骨髄性白血病細胞HL-60やT細胞由来Molt-4では、7.4kBq/mlの[^3H]チミジンではS期の細胞の割合の増加と弱いながらapoptosisが観察されたが、細胞周期はほぼ回転していた。しかし、74と185kBq/mlでは、S期の細胞の一過性の上昇と引き続くG2/M期停止さらにapoptosisへの移行が見られ、S期からG2/M期の細胞には対照に比べて数倍高いFITCシグナルが得られた。さらに、過酸化水素耐性HL-60細胞の解析から、H_2O_2などの活性酸素種の関与も明らかとなった。ネオカルチノスタチン(NCS)に対しても、2重鎖切断修復に必要なDNA-PKを欠くM059J細胞の方が正常なM059Kに比べて高感受性を示した。NCS50ng/ml添加後、フローサイトメトリーによってDNAヒストグラムパターンの経時変化をみたところ、M059J細胞では添加後30分でS期の細胞が増加し,この傾向は48時間まで続いた。他方、M059K細胞ではDNAヒストグラムパターンに大きな変化は認められなかった。断端数をフローサイトメトリーにて半定量化したところ、M059J細胞では細胞周期全般で切断端数の増加傾向が認められたが、M059K細胞では特にG1期の細胞でNCS添加後2時間を頂点にして切断端数は減少していった。このように、DNA切断端をフローサイトメトリーにてほぼ定量化することが可能となった。これら結果は、臨床面においても、放射線や抗癌剤による治療の効果や副作用の予測において、十分に利用可能と考えられる。本研究の主たる目的は、外因的あるいは内因的な染色体切断を定量的に時系列測定できるようにすることにある。まず、本年度に購入できたフローサイトメター(Coulter社製EPICS XL System IIC)をアイソトープセンターに搬入し、[^3H]チミジンの細胞核内取り込みによるapoptosisの誘導と細胞周期、DNA切断端との関連を追究した。前骨髄白血病細胞HL-60やT細胞由来Molt-4に7.4185kBq/mlの[^3H]チミジンを加えて培養したところ、12日で増殖抑制とヌクレオソーム単位のDNAラダー、caspase-3の活性上昇が認められる。そこでHL-60を使って、PI染色によるDNAヒストグラムパターンとDNA切断端(FITC-dUTP/TdT)を同時測定したところ、7.4kBq/mlの[^3H]チミジンではS期の細胞の割合の増加と弱いながらapoptosisが観察されたが、細胞周期はほぼ回転していた。

しかし、74と185kBq/mlでは、S期の細胞の一過性の上昇と引き続くG2/M期停止さらにapoptosisへの移行が見られ、S期からG2/M期の細胞には対照に比べて数倍高いFITCシグナルが得られた。これは、低エネルギーβ線放出核種^3HのS期細胞核内取り込みによって、他の電離放射線と同様にS期からG2/M期にかけてのDNAに切断が生じ、それが細胞の修復能を越えた場合、S期の進行の遅れとG/2M期停止から細胞死に至るものと考えられた。apoptosisの細胞で観察されるよりも一桁二桁も少ないDNA切断端を自動定量化するために、細胞がサンプルとして与えられた場合に、その細胞1個あたりのDNA切断数が得られるのに必要な総ての過程の確立を目指している。DNA依存性プロテインキナーゼ(DNA-PK)を欠くヒトグリオーマ細胞M059Jと正常なM059K細胞を用いて,DNA2重鎖切断を誘導する抗癌剤ネオカルチノスタチン(NCS)の影響を調べた.通常の細胞増殖では,DNA-PKを欠くM059J細胞がM059K細胞に比べて倍加時間が短く,DNA-PKは増殖に対しては負に作用するという我々の主張を支持する結果が得られた.DNA2重鎖切断を誘導するネオカルチノスタチン(NCA)に対しても2重鎖切断修復に必要なDNA-PKを欠くM059J細胞の方が高感受性を示し,^3Hなどのβ線を含む電離放射線照射と類似した結果が得られた.この時,NCS50ng/ml添加後,フローサイトメトリーによってDNAヒストグラムパターンの経時変化をみたところ,両細胞で大きな違いが観察された.M059J細胞では添加後30分でS期の細胞が増加し,この傾向は48時間まで続いた.他方,M059K細胞ではDNAヒストグラムパターンに大きな変化は認められなかった.さらに,FITC-dUTPを用いたTUNEL法によってDNA切断端を蛍光標識後,断端数をフローサイトメトリーにて半定量化した.M059J細胞では細胞周期全般で切断端数の増加傾向が認められたが,M059K細胞では特にG1期の細胞でNCS添加後2時間を頂点にして切断端数は減少していった.また,DNA修復に関与するp53とATMの発現をタンパク質レベルで見たところ,M059K細胞では薬剤処理によってp53の誘導が認められたが,M059J細胞では構成的な発現が認められ,p53発現制御異常が示唆された.P53N末端15番目のセリンリン酸化酵素であるATMに関しては両細胞共に発現が認められないため,現在詳細に追求中である.このように,DNA切断端をフローサイトメトリーにてほぼ定量化することが可能となった.この結果は,臨床面においても,放射線や抗癌剤治療の効果や副作用の予測に役立つものと考えられる.