hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GMP reductaseを標的とした新規アフリカ睡眠病治療薬の開発

「研究実績の概要」に記載のように,平成26年度は予定どおりTbGMPRのX線結晶構造解析および酵素反応速度論的解析を中心に行った。一方,宿主であるヒトGMPR(HsGMPR1およびHsGMPR2)の精製および反応速度論的解析を行い,TbGMPRとHsGMPR1およびHsGMPR2では基質や補酵素に対する親和性が異なることを明らかにし,活性中心の構造が異なることを示すことができた。T. brucei型とヒト型におけるこれらの違いは,TbGMPR選択的阻害剤を設計する上で大きなアドバンテージとなる。また,GMPR阻害剤であるribavirinを出発物質としたribavirin 5'-monophosphate(RMP)の合成では,その収率が55%から60%へ上がり,より安価でRMPアナログの合成が可能となった。さらに,より強い抗原虫作用を示すribavirin誘導体のスクリーニング系を構築することを視野に,血流型T. bruceiの培養系を構築し,ribavirinに対するIC50値を求めた結果,ribavirinはT. brucei brucei,およびT. brucei gambienseに対しても増殖を抑制することが判明し,IC50値は110 μM程度であった。以上より,本申請研究は,概ね順調に進展していると判断できる。酵素化学・構造生物学・薬理学平成27年度は,申請書の計画通りに本研究課題を推進する。昨年度までの研究成果により,TbGMPRΔPhe97-Arg226のアポ状態における立体構造を明らかにした。本年度は引き続き,TbGMPRに対して基質であるGMP,あるいはNADPHが結合した酵素基質複合体,あるいはリバビリンやリバビリンアナログなどの阻害剤が結合した酵素阻害剤複合体の立体構造の解明を目指す。酵素基質複合体の構造を観察するために,触媒残基であるCys318をAlaに置換し,触媒活性を欠失させたTbGMPRを作製し,構造解析に利用する。アポ状態,および複合体中でのTbGMPRの立体構造情報を用いて,分子モデリングシミュレーションソフトAutoDockなどを利用し,化合物ライブラリーに対するin silicoスクリーニングを行う。また,ヒト由来HsGMPRやウシ由来BtGMPRなど他の宿主由来GMPRについても同様のスクリーニングを行い,TbGMPRに特異的な化合物を探索する。そこで得られた化合物情報に基づき,ribavirin,あるいはRMPを出発物質としたTbGMPR阻害剤(RMPアナログ)の合成を試みる。さらに,合成されたRMPアナログについて,in vitro,およびin vivoにおける薬効を検証する。申請者らはすでに,抗原虫活性を評価するための,in vitroにおけるT. brucei培養評価系,およびin vivoにおけるT. brucei感染ラットを用いた化合物の薬効評価系を確立しており,設備などにも問題はない。「研究実績の概要」に記載のように,平成25年度は,1)酵素反応速度論的解析,2)医薬候補化合物の合成,および3)X線結晶構造解析に必要な各種酵素の大量精製系を確立を目指しており,1)3)のすべての項目において良好な結果が得られている。
イギリスの大学と帝国植民地との教育交流に関する歴史的研究-オックスフォード大学「ローズ留学基金」の性格と意義-

本年度は以下の2つの点に沿って研究を実施した。1.62年度の作業の継続(1)「ローズ留学基金」や英国植民地教育政策史に関する主要先行研究の分析・検討(2)セシル・ローズが生前に書いた7つの遺言状の分析による。「留学基金」設立の目的・意図・財源・基金の受給資格・条件・留学生の選考方法等の解明。(3)ローズ留学生のプロフィールと留学帰国後の社会的活動・経歴についての整理・解明。2.以上の作業に基づく「ローズ留学基金」の基本的性格とその歴史的意義の探究、およびそれを通じてのイギリス大学と帝国植民地との教育交流の一端の具体的解明。本年度は以下の3つの点に沿って研究を実施した.1.「ローズ留学基金」や英国植民地教育政家安に関する内外の文献資料を調査・収集し,主要先行研究を分析・検討する.2.セシル・ローズが生前に書いた7通の遺言状ひとつひとつの内容を詳細に分析することによって,「留学基金」設立の目的・意図・財源,基金の受給資格・条件・留学生の選考方法等を明らかにする.3.ローズ留学生に関する統計資料に基づいて,基金設立以後約半世紀間におけるかれらのプロフィールと留学後の社会的活動・経歴を整理・解明する.以上の作業を通じて明らかになった主要な点は次の2つである.1.ローズが留学基金を設立するに至った背景には,英語国民を統一してアングロサクソン文化を世界に伝播・普及するという壮大なヴィジョンがあった.そしてそのヴィジョンを達成するための手段・方途としてローズは秘密結社の結成,ケープ植民地大学の設立などを構想するが,最終的に選ばれたのが留学基金の設立であった.2.しかしその時には,大英帝国の支配のもとでの世界秩序の安定というローズの最初のもくろみはかなり緩和されたものになっていた.本年度は以下の2つの点に沿って研究を実施した。
移植脂肪幹細胞の傷害腹膜における再生誘導機序の解明

著明な線維化と炎症細胞浸潤を呈する障害腹膜に、中皮細胞を移植しても炎症状態下ではむしろ線維化が惹起されるが、脂肪幹細胞を移植することで線維化が抑制されることを確認した。腹膜組織の固有細動である中皮細胞を抗酸化処理することで障害刺激(腹膜透析液)による形質転換誘導を低減し、炎症サイトカインならびに線維化誘導因子の合成・分泌を抑制できることを明らかとした。また、脂肪幹細胞と中皮細胞を共培養ならびに脂肪幹細胞の刺激培養上清で中皮細胞を培養しても同様に中皮細胞の形質転換誘導が抑制されることが分かり、移植脂肪幹細胞の再生誘導機序の1つとして組織固有中皮細胞の機能・形態変化を正常化することが示唆された。これまでの研究で脂肪幹細胞の移植効果に比べ中皮細胞移植では、障害腹膜の治癒が遷延することを確認した。移植細胞の形質転換(EMT)を抑制することで移植細胞による組織再生の誘導ならびに促進が期待されることから、細胞膜の安定化作用を有する抗酸化物質(アスタキサンチンン)を用いて中皮細胞での形質転換抑制機序の検討を行い、細胞膜の安定性の確保でEMTが抑制されることを確認した。現在クロールヘキシジンによる腹膜障害モデルに代わり、メチルグリオキサールによる腹膜障害モデル(より腹膜透析患者の腹膜障害に近似したモデル)を作成し、移植脂肪幹細胞の障害低減効果に関する検討を開始した。今後、脂肪幹細胞での膜安定性向上による細胞機能の変化を検討するとともに、新たに確立する動物モデルを用いて移植細胞の傷害腹膜への効果を確認する。長期高糖濃度透析液にさらされる腹膜組織は線維化をきたし、機能的・形態的障害を呈する。透析液刺激による線維化は、組織を構成する中皮細胞を始め腹膜組織に存在する間葉系細胞の線維芽細胞への形質転換が中心的病態と考えられている。我々は、正常な中皮細胞を移植しても腹腔内が炎症状態では、むしろ線維化が惹起され、脂肪幹細胞を移植することで線維化が抑制されることを確認した。しかしながら、移植した中皮細胞は、移植後1週間を経てもかなりの数の細胞が組織内に存在しているが、移植脂肪幹細胞は短期間(2日間)しか存在せず、また移植による炎症性サイトカイン分泌や炎症細胞遊走抑制効果を含めた線維化改善効果が、一次的であることも明らかとなった。これら結果を踏まえ、中皮細胞の形質転換を抑制する機序を検討するとともにならびに、脂肪幹細胞の炎症下でのアポトーシス誘導の病態解明し、これらを抑制する機序を検討することで、より長期で効果的な線維化抑制・再生治療の確立が期待される。皮下脂肪から抽出した間葉系幹細胞と大網から抽出した間葉系幹細胞の形質並びに外的刺激(腹膜透析液刺激)に対する炎症性サイトカインならびに成長因子の分泌の反応が同一であることを確認した。炎症下は移植中皮細胞が線維芽細胞様に形質転換し、組織の線維化進展を惹起する中皮細胞の形質転換の機序に関して検討を行った。この結果透析液と同等ブドウ糖液刺激によって中皮細胞は直ちにミトコンドリア障害からラジカルを生成し、このラジカルがTGF-βならびにTNF-α経路さらにNFκ-βが活性化され、段階的に形質転換が誘導されることを確認し、この形質転換はラジカルを抗酸化物資で補足することで有意に抑制されることを確認し、国内ならびに海外の学会で発表し現在論文化し、投稿準中である。さらに脂肪幹細胞と中皮細胞を共培養することで糖刺激による中皮細胞の形質転換ならびに炎症性サイトカインの分泌が抑制されることを確認している。移植脂肪幹細胞の傷害腹膜における再生誘導機序の解明のプロジェクトでは、これまでの研究から中皮細胞と脂肪幹細胞の移植細胞種による組織再生への効果の相違に焦点をあて、この相違の要因として再生組織に細胞移植後も存在する刺激物質の影響に着目した。細胞移植後の環境として腹膜透析では、高濃度のブドウ糖が浸透圧物質として利用されており、このブドウ糖が酸化ストレスを惹起し既存の腹膜組織を構成する細胞のみならず移植細胞へも影響し、これが組織再生のプロセスに影響するとの仮説を立てた。この仮説から、移植後高濃度糖刺激に晒され線維芽細胞へ形質転換する移植中皮細胞のプロセスを抑制への抗酸化物質の投与の有効性を確認する動物実験を行い、その有効性を確認した。今回、中皮細胞のブドウ糖刺激による形質転換誘導の過程におけるROSの関連性を解明するため、中皮細胞を使った細胞実験を行い、ブドウ糖のミトコンドリア障害がROSを惹起し、このROSが炎症性サイトカインならびに成長因子の発現を誘導し、細胞の形質転換を誘導することを明らかにし、ミトコンドリア障害を軽減することで細胞移植による障害腹膜の再生が誘導される可能性を確認し、現在論文投稿中である。一方脂肪幹細胞は、ブドウ糖刺激に対してROSの発生を含め抵抗性が高く、さらに中皮細胞を共同培養した群では中皮細胞の形質転換が抑制された。さらに、ブドウ糖で刺激された脂肪幹細胞の培養上澄で中皮細胞を培養したところ、高濃度のブドウ糖を含有しているにもかかわらず中皮細胞の形質転換が惹起されないことを確認し、脂肪幹細胞移植の新たな誘導機序に関して検討中である。

腹膜組織の固有細動である中皮細胞を抗酸化処理することで障害刺激(腹膜透析液)による形質転換誘導を低減し、炎症サイトカインならびに線維化誘導因子の合成・分泌を抑制できることを明らかとした。また、脂肪幹細胞と中皮細胞を共培養ならびに脂肪幹細胞の刺激培養上清で中皮細胞を培養しても同様に中皮細胞の形質転換誘導が抑制されることが分かり、移植脂肪幹細胞の再生誘導機序の1つとして組織固有中皮細胞の機能・形態変化を正常化することが示唆された。移植細胞種によって、移植後の組織再生への効果が異なることを確認し、これに移植した細胞自体の細胞形質転換が関与していることを確認し、形質転換の抑制として膜安定化が有効であることを確認し、これから脂肪幹細胞の膜安定化によりさらに移植後の再生誘導・促進効果が高まることを確認予定であり、順調に検討は進行しているが、移植細胞の移植初期作用の機序を確認するための新たな動物モデルの確立において、刺激中に細胞を移植するため十分な腹膜組織の障害を得て、かつ移植細胞への障害は最小限に抑制できるデザインに苦慮しており、動物モデルでの検討が遅れている。昨年度の中皮細胞と脂肪幹細胞のブドウ糖刺激に対する炎症性サイトカイン分泌や形質の比較検討を継続して行い、中皮細胞移植が脂肪幹細胞と同様の効果が得られる治療法の確立に努める。また、我々の動物実験において、移植脂肪幹細胞が早い段階でアポトーシスを起こして修復組織から消褪することを確認しており、移植後早い時期に消失するにも関わらず修復が促進される機序としてアポトーシスを貪食したマクロファージのサイトカイン分泌機能の調整による間接的な修復促進効果を検討する。実施準備ができ次第、これまでの細胞実験をもとに、動物モデルでの実験を開始する。腎臓内科学今後、脂肪幹細胞での膜安定性向上による細胞機能の変化を検討するとともに、新たに確立する動物モデルを用いて移植細胞の傷害腹膜への効果を確認する予定であるが、新たな動物モデルの確立が困難な場合は、細胞膜の安定性を向上させた脂肪幹細胞を用いてクロールヘキシジンによる腹膜線維化モデルにおいて、より強い組織再生の効果とその機序を確認する。動物モデルとして使用予定のラットの購入が販売元の理由で購入できず、動物実験の実施予定が立たず、移植細胞の候補2種のこれまでの動物モデルへの移植結果を踏まえ、細胞特性を確認し、特に移植細胞の形質転換抑制機序に関しての検討を行い、適正かつ長期的効果の得られる細胞移植法の準備を行った。実験が主に我々が確立した細胞株を用いての研究となったため、研究資金を押さえた研究となった。新たに確立する腹膜線維化動物モデルの作成が遅延しているため、同モデルを用いて行う予定であった実験が遅れたためであり、確立次第予定している検討に平成26年度分の予算を実行する予定である。今期進行している2種の細胞特性を更に明確にする研究を行うとともに、得ら動物モデルを使用できない場合は、組織に浸潤した単球との相互作用を細胞の共培養法を用いて検討する予定である。動物モデルを使用可能な場合は、平成27年度の研究結果を踏まえて抗酸化前処理した中皮細胞の移植を行う予定である。新規腹膜線維化モデルへの脂肪幹細胞移植による線維化抑制ならびに組織再生効果とその機序に関する検討を実施する。脂肪幹細胞における膜安定化向上による組織再生誘導・促進における効果を実証し、その機序を検討する。
スケール間相互作用に着目した日本南岸の黒潮変動メカニズムの解明

西岸強化流である黒潮は基本的には太平洋海盆スケールの風系によって、スベルドラップの線形関係式に基づき駆動されるものである。既に大陸斜面や海嶺付近で行われる自転地球との渦度のやり取りが、この風系の変動への応答を和らげていることを研究代表者らは明らかにしてきた。黒潮は遠州灘沖において、時折、大蛇行を起し、それが長期にわたって続く時があり、この大蛇行現象は時間スケールからは経年変動現象の一つであり、空間スケールからは極めて地域的な現象である。こうした地域的な現象とエルニーニョ現象のような海盆スケールの現象がどのように関係するのかについて本研究では明らかにしようと試みた。対象としたのは黒潮の上流に当たる北赤道海流から、日本南岸の黒潮、更に下流にあたる黒潮続流まで、いわゆる亜熱帯循環系の範囲である。本研究においては、まず季節風に伴うカールにより励起されるミンダナオドームの盛衰のプロセスや黒潮・ミンダナオ海流の分岐緯度変動とエルニーニョ現象の関係を明らかにした。黒潮の強弱やルソン海峡通過流の大小とエルニーニョ現象の関係についてもデータ解析とモデル研究により初めて明らかにした。九州西方における黒潮のUターンのメカニズムはこれまで未知であったが、これも数値モデル実験により回答を与えることができた。すなわち海流の傾圧性と海底地形の相互作用からなるJEBARが重要であることがわかった。中規模渦と黒潮蛇行の発生のプロセス、紀伊半島に衝突する黒潮の生む振り分け潮の解明などについても明らかにした。伊豆-小笠原海嶺が亜熱帯循環系の季節変動に及ぼす影響、1988-89年の北部北太平洋表層の温暖化と亜熱帯循環系の変動の関係などについても明らかにすることができた。以上の成果のほとんどは国際誌に発表済みである。黒潮変動は、その北赤道海流など上流域での変動はもちろんであるが、小笠原海嶺や黒潮続流域付近で発生し西進する渦にも大きく影響される。従ってこういった渦の形成過程を明らかにすることが重要であり、本年度は高解像度太平洋海盆モデルをベースとして、黒潮続流域を含む水平解像度1/12°・span>1/12°、鉛直解像度45層の超高解像度入れ子モデルを作成し、スピンアップを実行して流れの基本場を作成した。次年度のハインドキャスト実験を整えることができた。申請者らはこれまで黒潮を含む亜熱帯循環の変動に対する海底地形の役割は、JEBARの概念を用いて簡潔に説明することができることを示してきたが、本年度はJEBARによる流量変動の平滑化効果を、2層惑星地衡流モデルを用いて、エネルギー論の観点から調べた。その結果、冬季の運動エネルギーからポテンシャルエネルギーへの変換および夏季の逆向きのエネルギー変換が、海嶺や大陸斜面によって促進されることが明確に示された。黒潮上流域の変動に関しては、衛星高度計データや現実的な海洋大循環モデルの結果を詳しく解析した結果、北赤道海流の分岐緯度が様々な時間スケールで変動することが明らかになった。分岐緯度は、季節変動スケールで春に最も南下し、秋に最も北上するだけでなく、海盆スケールの気候変動であるエルニーニョ/南方振動とも密接な関係があり、エルニーニョ時に分岐緯度が北上することが示された。さらに、北赤道海流上を西方伝播する中規模渦により、非常に短い時間スケールでの変動が存在することも明らかになった。本研究では、JEBAR (joint effect of baroclinicity and bottom relief)の概念をエネルギー論に基づいて定式化することによって、これまでの海底地形を設けた場合の研究結果に再考を加え、その利点を明らかにした。

エネルギー収支解析の結果、ポテンシャルエネルギーから順圧運動エネルギー変換率の符号が冬と夏で反転し、これが海底地形の存在により強調されることがわかった。風の強い冬に発生する順圧運動エネルギーがポテンシャルエネルギーとして蓄積され、冬の流量を抑制する。一方、この蓄積されたポテンシャルエネルギーが風の弱まる夏に解放されて順圧運動エネルギーとなり、結果として夏の流量を増加させる。このエネルギー変換率の冬夏逆転のメカニズムは、海底地形の存在による下層の圧力勾配によって説明できる。このように、渦度方程式で展開したJEBAR項がエネルギー論におけるポテンシャルエネルギーから順圧運動エネルギーへのエネルギー変換率に対応していることがわかった。本研究の成果は、現在、Journal of Physical Oceanographyに投稿中である。さらに、フィリッピン海域での北赤道海流の分岐緯度の経年変動とその下流に位置する黒潮の関係について高解像度海洋大循環モデルを用いて調べた。その結果、エルニーニョ時に北赤道海流の分岐緯度は北へ変位し、黒潮の上流域での流量が減少することが明らかになった。また、これに伴い、南シナ海への黒潮の流入量が増大し、エルニーニョの発生において重要な役割を果たす南シナ海の熱収支に大きな影響を及ぼすことも明らかになった。以上の成果は、現在、Journal of Physical Oceanographyに投稿中である。本年度は太平洋海盆スケールの気候変動であるエルニーニョと黒潮変動、とくに上流域の変動との関係、日本南方の中規模渦活動と黒潮蛇行の関係についてモデル実験、海洋データ解析の両面から研究を遂行した。まず太平洋海盆スケールの気候変動であるエルニーニョと黒潮変動、とくに上流域の変動との関係については、モデルおよび海洋観測データ、衛星データの解析から、フィリッピン沖における北赤道海流の分岐緯度が北上する時には黒潮は弱く(ミンダナオ海流は強く)、ルソン海峡からループ状の蛇行を経てリング渦が南シナ海に放出されやすいことがわかった。分岐緯度が南下する場合には北上する黒潮は強く(ミンダナオ海流は弱く)、渦度収支で北向き移流が惑星ベータ効果よりも卓越するために、南シナ海への流入は弱まる。分岐緯度が北上する場合はおおむねエルニーニョ時に対応し、南下する場合はラニーニャ時に対応する。黒潮系暖水の流入の程度が、南シナ海表層の熱収支に影響し、より赤道波動力学の影響を受けるフィリッピン東方海域との熱的なコントラストを生むこと、これが大気下層の気圧差をもたらすことで西風のバーストに影響することが示唆された。ラニーニャ時にはより西風のバーストが起き易い状況になると考えられる。日本南方の中規模渦活動と黒潮蛇行の関係については、東シナ海における黒潮と中規模渦の合体過程、遠州灘沖における大蛇行の成長に及ぼす傾圧的エネルギーの解放過程と海底地形の果たす役割についてモデル結果を詳しく解析し発表した。また本年度は3ヵ年に及んだ研究計画の最終年度にあたるため、全成果を取りまとめて出版するとともに、本計画の成果を基盤として、次期計画に結びつけるべく、黒潮と著しい類似性を示すアグルハス海流の変動などインド洋の海洋気候変動と太平洋の海洋気候変動の比較研究に関する予備的な調査も行った。
原子分解能を有する非光学式原子間力顕微鏡

・制御回路・ヘッドの改良:従来のPan-type walkerの駆動回路では商用電源(50/60Hz)で駆動するが,状況に応じて様々な周波数で駆動させるべく,周波数可変なPan-type walkerの開発を行った。機能の拡張のため,前年度までに準備していた回路に修正を加えて再設計を行った。また,力検出に必須であるDCブリッジ方式のプリアンプの性能向上についても検討をいった。後に述べる将来的な目的のために,AFMヘッドを新たに設計準備した。・利点を実証できる物理系の調査と実験:常温常圧では絶縁体である金属錯体分子や,応力により磁性発現するスピンクロスオーバー錯体分子などについて検討を行った。こうした材料のナノスケールでの機能性は未開拓であり,かつ重要であると考え,今後も非光学式原子間力顕微鏡の利点を活かした,局所応力で機能する材料の探索を行っていく予定ある。・実験データ解析:本装置を用い,昨年度までにSrTiO_3(100)基板表面に関して観察を行ったデータの取り纏めと解析を行い,成果発表の準備を行った。特にSTMでの占有状態像と非占有状態像の同一領域観察,また,高分解能の占有状態像の解析を行った。その結果,理論的に予測されていたが実験でこれまで報告されたことの無い酸素欠陥由来の状態を初めてSTMで可視化できた可能性があることが分かった。また,これまで論争にあったSrアダトム表面モデルおよび酸素欠陥表面モデルの双方を用いた新しい構造を提案できる可能性もあることが分かった。詳細は,学術誌で発表する予定である。超高真空・極低温条件下(絶対温度5K)で原子分解能を持つ、非光学式の原子間力顕微鏡(AFM)を開発し、デモンストレーションを行った。本年度は主に、物質・材料研究機構に既存の原子間力顕微鏡装置を基盤として、装置の要である顕微鏡本体の改良を行った。とりわけ、探針の位置決めアプローチで用いる粗動機構(アクチュエーター)の設計は、装置の機械的安定性を大きく左右する。一般のSTMやAFMに搭載されている慣性駆動型アクチュエーターでは、移動部と固定部の押し付け力を大きくできず、探針由ニットの堅牢さ(rigidity)が不十分である。またピエゾ素子の撓みを移動部の機械動作に変換する効率も良くなく、撓み特性が極端に低下(10分の1程度)する極低温環境ではしばしば問題となる。これらの問題を一気に解決するため、強い押し付けで高いrigidityを有し、極低温動作でも世界的に実績の高い、Pan-type walkerを採用したAFMユニットの開発を行った。並びに、実際に顕微鏡に組み込んで所期性能評価をした。非光学方程式での力検出機構としては、ピエゾ抵抗極低温環境下で原子分解能観察可能かつコンタクトモード(静的モード)への測定モード切替えが可能であるのは、本装置が世界で初めてである。本装置には超高真空その場での加熱・スパッタ処理等が行える機能も備えた。これにより、探針先端や試料について原子レベルでの清浄化処理が可能であり、原子分解能観察を支援している。本年度から所属を変更したため、SPMヘッドと測定/制御駆動回路の再作成を手がけた。また、その際に改良を行った。SPMヘッド:所属の変更に伴い装置を新たに作成する必要があったため、Pan-type walkerを再度設計・開発した。大部分は前年度までの成果を利用した設計であるが、実験の自由度を持たせるために、稼働部分・スキャナーをマウントする部材などに関して、改良を行った。設計した部品の製作も大部分が完了し、以降のアセンブリに繋げる準備を整えた。プローブ先端に修飾できる機能性材料について調査し、検討を行った。プローブ顕微鏡の高分解能化・高機能化として応用できる可能性があり、今後の検討課題とする。測定/制御駆動回路:ピエゾ抵抗効果方式AFM用プリアンプの設計の見直し、Pan-type walker制御駆動回路の見直しと再設計を行った。また所属の変更に伴い、開発環境の再構築を行った。特にPan-type walkerの制御駆動回路のついては、海路図とそれを基にしたマスクの設計を完了した。本制御駆動回路の完成により、Pan-type walkerを駆動する際に周波数や駆動電圧を可変できるようになる。マスクからプリント基板を生成するための準備を整えた。実験:昨年度までに開発した装置を走査型トンネル顕微鏡として用い、超高真空中でSuTiO_3(100)表面の原子分解能観察を行った。超高真空中での通電加熱法により√<5>×√<5>超構造表面を準備でき、戦友状態・非戦友状態での観察を行った。特に戦友状態においては過去に報告されていない像を得ることができた。理論で予測された酸素欠陥モデルを支持する、最初の実験データの可能性がある。解析の一部が完了しており、次年度以降での論文発表を予定している。

・利点を実証できる物理系の調査と実験:常温常圧では絶縁体である金属錯体分子や,応力により磁性発現するスピンクロスオーバー錯体分子などについて検討を行った。こうした材料のナノスケールでの機能性は未開拓であり,かつ重要であると考え,今後も非光学式原子間力顕微鏡の利点を活かした,局所応力で機能する材料の探索を行っていく予定ある。・実験データ解析:本装置を用い,昨年度までにSrTiO_3(100)基板表面に関して観察を行ったデータの取り纏めと解析を行い,成果発表の準備を行った。特にSTMでの占有状態像と非占有状態像の同一領域観察,また,高分解能の占有状態像の解析を行った。その結果,理論的に予測されていたが実験でこれまで報告されたことの無い酸素欠陥由来の状態を初めてSTMで可視化できた可能性があることが分かった。また,これまで論争にあったSrアダトム表面モデルおよび酸素欠陥表面モデルの双方を用いた新しい構造を提案できる可能性もあることが分かった。詳細は,学術誌で発表する予定である。
在宅要介護高齢者の効果的な災害時ケアマネジメント技法の開発

本研究の目的は、災害時要援護者のうち、特に在宅で暮らす要介護高齢者に対するケアマネジメントの技法を確立することである。そのために過去の災害における要援護者の援助の実態について、調査研究を行ってきた。災害時における効果的な援助に必要な要件を明らかにし、その要件に基づき各援護者の評価を行い、災害の規模やその広域性に基づき、要援護者に対するケアマネジメントの技法を確立し、その成果をもって、今後想定される災害における適用についての実現方法を検討してきた。本年度は昨年度までの成果を受け、実際に災害時に有効となる、災害時要援護者特に高齢者に対する援助技術を体系化したケアプランを策定した。また、想定外力が発生した際の災害の広域性・規模による、ケアプランの実施状況のシミュレーションを行うことを目指した。昨年度の中越沖地震の発災を受け、仮設住宅入居者の中から特に要援護世帯における生活再建支援のために必要となるケアマネジメント技法を確立するための実証実験を新潟県柏崎市の協力で実施した。具体的には、(1)発災後に必要な援助に必要となる要件を明らかにする、(2)その要件の実現のために必要となる確保について検討する、(3)各要援護者に対して援助をうけるために予め明らかにすべき要件を確立する、(4)想定外力に対し実現可能な援助についての検討を行った。その結果、援護を必要とする世帯に対する生活再建支援プランを策定し、被災者台帳システムと連携しながら、支援に必要な情報を一元的に管理しながら、生活再建のための支援目標を達成すべく、被災世帯の支援が可能になるような仕組みを構築した。この仕組みをもとに現在柏崎市では実際に被災世帯支援が進行している。今後は本研究成果をふまえ、柏崎市での要援護世帯の生活再建の進捗状況をモニタリング行いながら、さらに在宅で暮らす要介護高齢者を中心とした被災世帯のケアマネジメント技法の精度を高めるための研究を継続的に進める必要がある。本研究では、高齢者の自立生活支援を目的とした在宅介護支援サービスを受給者に対して、ノーマライゼーション(地域における生活の継続性)の権利擁護を確保しながらの、効果的な防災対策を総合的に研究・検討する。2004年新潟県豪雨水害、新潟県中越地震での高齢者の被災は、高齢者福祉の文脈の中における防災対策のあり方について、あるいは社会福祉と防災の関係について、総合的な観点からの研究の必要性を指摘している。本年度は、被災地での「福祉に関わる対策」実施状況を把握のために、2004年新潟豪雨災害、新潟県中越地震における「災害時要援護者」にかかわる分野での応急・復旧・復興期の対応の調査を行った。調査手法としては、ケア担当者・担当機関へのインタビュー調査、さらにインタビュー調査をもとに作成した質問紙による調査を行った。インタビュー調査の範囲は、被災地のみでなく、復旧・復興期に被災高齢者を受け入れた周辺地域でも実施した。また、サービス受給者である要介護高齢者へのインタビュー、本人へのインタビューが困難な場合は周辺の人々へのインタビュー調査を行った。上記の調査を行うことによって、新潟豪雨災害・新潟県中越地震被災地域における、介護サービス受給者に対する対応のために必要な資源とその配分に関する基礎的資料を得た。また「災害時要援護者の避難対策に関する検討会(内閣府)」に対して、研究成果を提供し「災害時要援護者の避難支援ガイドライン」策定に貢献した。災害時要援護者対応について、介護保険制度下でおこったはじめての大規模災害である「2004新潟県中越地震」において、昨年度の応急・復旧段階における要援護者対応に加え、本年度は生活再建段階に入った要援護者対応の実態と課題についてモニタリングを行った。また、将来へのそなえとして、災害時要援護者の支援者として役割を期待される、行政、医療・保険・福祉の専門家による情報共有の枠組みを示した「危機対応計画(小千谷市・高齢者の安全・安心を守るための危機対応マニュアル」の構築を支援した。計画の運用については、(1)小千谷市総合防災訓練(2006年10月)における要援護者の福祉避難所への避難訓練、(2)ノロウィルス発生、事故などの実際に発生した危機に対するマニュアルに基づく対応、の成果を情報として蓄積・整理し、効果の検証を行い、マニュアルの改訂を行った。災害時要援護者に対する援助技術については、高齢者の支援のためのケース目標を構築する際、「将来起こりうる問題の予見」の根拠として、リスクの一要因である災害を採用したケアプランの策定・実施のための援助技術を開発のための基礎項目について調査を行った。そこから得られた知見から、ケアプラン策定の際のアセスメント段階で、サービス受給者・介護者(家族)の「身体的機能、社会資源評価、経済資源評価、住環境評価」情報を収集し評価する際に、想定外力、災害に対する潜在能力についても評価するための簡便な調査票を作成し、実際に新潟県中越地震の被災地である小千谷市で、ひとり暮らし高齢者に対して、調査を実施した。調査結果より、災害時要援護者対応に必要な基礎情報のデータベース化を行った。

本年度は昨年度までの成果を受け、実際に災害時に有効となる、災害時要援護者特に高齢者に対する援助技術を体系化したケアプランを策定した。また、想定外力が発生した際の災害の広域性・規模による、ケアプランの実施状況のシミュレーションを行うことを目指した。昨年度の中越沖地震の発災を受け、仮設住宅入居者の中から特に要援護世帯における生活再建支援のために必要となるケアマネジメント技法を確立するための実証実験を新潟県柏崎市の協力で実施した。具体的には、(1)発災後に必要な援助に必要となる要件を明らかにする、(2)その要件の実現のために必要となる確保について検討する、(3)各要援護者に対して援助をうけるために予め明らかにすべき要件を確立する、(4)想定外力に対し実現可能な援助についての検討を行った。その結果、援護を必要とする世帯に対する生活再建支援プランを策定し、被災者台帳システムと連携しながら、支援に必要な情報を一元的に管理しながら、生活再建のための支援目標を達成すべく、被災世帯の支援が可能になるような仕組みを構築した。この仕組みをもとに現在柏崎市では実際に被災世帯支援が進行している。今後は本研究成果をふまえ、柏崎市での要援護世帯の生活再建の進捗状況をモニタリング行いながら、さらに在宅で暮らす要介護高齢者を中心とした被災世帯のケアマネジメント技法の精度を高めるための研究を継続的に進める必要がある。
新カリキュラムのフィジカルアセスメント導入における教育者の質確保のための環境整備

平成21年度より、フィジカルアセスメントが看護教育の必須科目に加えられた。そこで、フィジカルアセスメント担当教員を対象にして、形態学に関する知識等を把握するために実態調査を行なった。その結果を踏まえ、フィジカルアセスメント担当教員を対象に、解剖セミナーを開催した。その後、解剖セミナー参加教員を対象にして、フィジカルアセスメントの教授時に、解剖セミナーがどのように反映されたかについて、質問紙調査を行なった。フィジカルアセスメント教育の実態を把握するため,全国の看護師養成機関へ自記式質問紙調査を実施した。調査内容は,1.フィジカルアセスメントの講義・演習内容,方法,2.フィジカルアセスメント教育での困っている点とその対策,3.フィジカルアセスメント教育の工夫,4.解剖形態学・生理機能学のフィジカルアセスメントへの活用状況,5.フィジカルアセスメント担当教員のフィジカルアセスメントの知識習得状況,6.フィジカルアセスメント担当教員の解剖形態学セミナーの受講希望状況である。結果は,回収率27.6%,フィジカルアセスメントは開講時期が1学年次前期31%,1学年次後期44%を占めており,授業時間は30時間以上45時間未満が58.8%と多かった。教育体制は講義担当が1名から16名,演習においても教員1名に対し学生は3.8名から80名と様々であった。開講して5年未満は64.4%を占めており,教育環境が整わず,教員の知識不足や講義・演習の組み立てに苦慮しており,未だに検討段階にあることが伺えた。学生の解剖形態学の演習・実習はフィジカルアセスメントに役立っているが71.2%を占めており,教員自身の解剖形態学の演習・実習がフィジカルアセスメントを教育する上で役立っているが86.5%を占め,フィジカルアセスメント教育において有効であると考える。また,解剖形態学の演習・実習の希望者は77%であった。以上のことから,フィジカルアセスメントを担当する教員は,教育を充実させるため,自身の解剖形態学の知識を向上させることを重要視しており,解剖セミナーの参加を期待していることが伺える。これらの結果を踏まえ,平成22年度は体表的に観察できる人体解剖による臓器の位置、構造を把握するためのセミナーを実施し,フィジカルアセスメント教育の整備について検討していく。我々は「看護教育者のための人体解剖セミナー」を8月2628日の3日間実施した。フィジカルアセスメント(以下PA)を担当する教員がこの解剖セミナーに参加することによって、体表的に各臓器の位置、構造の理解を深め、効果的にPAの講義および実習を行うことを目的としている。解剖セミナー参加の対象者は、看護養成機関に在職し、PAを担当する教員とした。ポスターによる自由公募の結果、96名が参加した。事前準備として献体(8体)を用い、四肢、胸部および腹部において段階的な剖出を施した。すなわち、上肢・下肢では浅層から深層へと筋、血管および神経を剖出した。その際神経絞扼部位と筋肉内注射部位を観察しやすいよう剖出した。胸部では、(1)胸骨・肋軟骨を除去し心臓を摘出、(2)肋間筋を除去、(3)肺のみ摘出、(4)心肺一括摘出、を行った。腹部では、(1)腹壁筋温存、(2)腹壁筋切開後、腹膜温存、(3)腹部臓器を温存、(4)小腸を全摘出し、左腹膜後器官・脈管剖出、を行った。解剖セミナーの日程は、午前に臓器の三次元的構造を中心とした講義を行い、午後に解剖体の観察を行った。参加教員を8グループに分け、ローテーションにて1体につき20分間、参加教員が観察・触診をした。その際、研究分担者が指導に当たった。解剖セミナー終了後にアンケートを行った。立体的に臓器の位置関係を捉えることができたとのコメントが多かった。23年度ではこのアンケート結果に加え、解剖セミナーがPA教授時にどのように反映されたかについて質問紙調査を実施し、それらの結果をまとめる予定である。平成23年度は、昨年8月に実施した解剖セミナーの教育現場での反映状況を把握するために、質問紙調査を行った。その結果、80%以上が役立った項目は、胸部の観察(88%)、腹部の聴診(82%)、心尖部の位置(80%)、上腕から足背の動脈(80%)、胸部打診(80%)、呼吸音聴診(80%)であった。80%以上の項目は、解剖教材により視覚的に確認しやすい項目である。視覚的に捉えることにより、印象強く記憶としても残りやすいため、解剖学的理解が深められたと考えられる。このことが、学生にも自信を持って教育することにつながったのではないかと考えられる。反対に、役立たなかった項目は、爪の観察14%であった。解剖教材は皮膚や爪の色は変化しているため、色による観察が必要な部位では、学習効果が得られない。解剖教材では、臓器の位置や立体的な理解を深めることはできるが、正常と異常の理解を深めることにはなりにくいと考えられる。

解剖セミナーの内容がフィジカルアセスメントの教育に「全部大変役立った」と「一部大変役立った」を合わせると96%であった。このことは、解剖セミナーはフィジカルアセスメントの教育に役立つ内容であるといえる。また自由記載に、「教授する上での自信につながった」とあり、実際に見て感じた状況を自分の言葉で学生に伝えることができるため、「具体的に教授できる」ことに繋がっていると考える。他に教授方法においても、「立体的にイメージできる教育の重要性を学んだ」「解剖学を踏まえた看護教育の重要性を学んだ」とあり、今後の教授方法に影響を与える効果があったと考えられる。フィジカルアセスメントの教育において、膨大な内容をいかに限られた時間内で効果的に教授するかということは、担当する教員は共通の悩みであるが、今回のセミナーを通して、「フィジカルアセスメント教育に必要な内容を絞り込むことができた」など教育内容の精選にも役立っていたことがわかった。
底生有孔虫Melonis属の分類学的ならびに古生態学的研究

現世および第四紀の深海底層水の指標のひとつである石灰質底生有孔虫Melonis属について検討した。1.高知県沖・大東海嶺付近・小笠原諸島東方・シャツキ-ライズ付近の深海底より採取された柱状試料をもとに,更新世後期完新世の同属の形態解析を行った。また,それらの標本と現生標本およびヨ-ロッパの模式的標本をもとに,種内変異と種の分類と層位分布について検討した。その結果,以下の点が判明した。柱状試料には、Melonis sphaeroides,Melonis affinis,Melonis sp.A,M.barleeanusが含まれる。M.sphaeroidesには寒流系の変種が認められる。また,これまで多くの研究者によって,M.parkeraeと呼ばれてきたものはM.nicobarensisに同定されるべきものである。しかし,これはM.barleeanusの1形態型である。2.新生代化石種の時空分布を把握するため,国内各地より試料を採集し,化石群集の検討を行った。その結果,以下の各地よりMelonis属に同定される化石標本を得た。北海道羽幌地域(上部始新統),同釧路地域(漸新統),青森県三戸地域(上部中新統),宮城県仙台周辺(中部中新統),千葉県房総地域(下部中新統ー下部更新統),神奈川県三浦半島地域(中部中新統ー下部更新統),富山県八尾地域(下部中新統),富山県氷見地域(下部中新統,上部鮮新統ー下部更新統),石川県能登地方(下部中新統),岐阜県瑞浪地域(下部中新統),高知県大野(下部更新統),宮崎県高鍋地域(上部鮮新統),沖縄県島尻(上部鮮新統)。これらの各地より得られた標本について,分類学的な概査を行った。現世および第四紀において深海低層水の一指標である石灰質底生有孔虫Melonis属について、以下の研究を行った。1.高知県沖の深海盆より採取された柱状試料について、Melonis属の最終氷期以降における層位分布を検討した。この試料よりM.parkerae,M.pompilioides,M.sphaeroidesの3種が得られたが、それぞれ異なる層位分布をすることが明らかになった。この分布上に相違が示すものを考察するため、今後、この属を含む群集の層位的変化を検討する。また、四国海盆およびその周辺の北西太平洋海域にからの柱状試料によって同様の調査を行い、高知沖における層位分布の普遍性を検討する。2.後期新生代化石種の時空分布を把握するため、国内各地より試料を採集し、微化石処理と化石群集の検討を行った。その結果、これまでに以下の各地よりMelonis属に同定される化石標本を得た。北海道羽幌地域(上部始新統)、同釧路地域(漸新統)、青森県三戸地域(上部中新統)、宮城県仙台周辺(中部中新統)、千葉県房総地域(下部中新統-下部更新統)、神奈川県三浦半島地域(中部中新統-下部更新統)、富山県八尾地域(下部中新統)、富山県氷見地域(下部中新統、上部群新統-下部更新統)、石川県能登地方(下部中新統)、宮崎県高鍋地域(上部鮮新統)、など。今後、これら各地より得られた標本について分類学的な整理を行い、各々の種の層位分布ならびに古生態について検討する。なお、八尾地域の中新統について、Melonis属を含む化石群集の特徴およびそれらを産する地層の年代学的位置を検討し、地質学会東北支部年会(10月、山形大)および古生物学会年会(1月、早稲田大)において発表した。

現世および第四紀の深海底層水の指標のひとつである石灰質底生有孔虫Molonis属について検討した。1.高知県沖・大東海嶺付近・小笠原諸島東方・シャツキ-ライズ付近の深海底より採取された柱状試料をもとに、更新世後期完新世の同属の形態解析を行った。また,それらの標本を太平洋の現生標本およびヨ-ロッパの模式的標本と比較しつつ、種内変異と種の分類と層位分布について検討した。その結果、以下のような結果を得た。(2) M.sphaeroidesには寒流系の変種が認められる。また,従来,M.nicobarensisと呼ばれてきたものは,M.barleeanusの1形態型である。2.これらの成果を,古生物学会例会(6月,瑞浪化石博物館)および第4回底生有孔虫国際シンポジウム(BENTHOS '90;10月,仙台)において発表した。3.新生代化石種の時空分布を把握するため,国内各地より試料を採集し,化石群集の検討を行った。その結果,岐阜県瑞浪地域(下部中新統上部),高知県大野(下部更新統),沖縄県島尻(上部鮮新統)の各地より,あらたにMelonis属に同定される化石標本を得た。これらの標本と前年度までに得た標本について,引続き分類学的調査を行っている。今後,分類学的な混乱のみられる種群についてさらに検討し,必要な整理を行いつつ,各々の種の層位分布ならびに古生態について検討する。
平滑筋細胞内Ca^<2+>放出系の機能発達におけるc-kitの役割

平滑筋細胞の機能発達におけるc-kitレセプター型チロシンキナーゼの役割を明らかにするために,抗c-kitモノクローナル抗体(ACK2)を用い,平滑筋収縮機能の発達と細胞内Ca^<2+>シグナル系に対するc-kitの影響について,電気生理学的,薬理学的に検討した.nystatin穿孔パッチクランプ法を用い,膜電位固定下,c-kit陽性細胞から調律性のCa^<2+>依存性Cl^-電流が観察された.消化管平滑筋細胞からは自発振動性(STOCs)の,またcaffeine(I_<CAF>)及びcarbachol(I_<CCh>)誘発性のCa^<2+>依存性K^+電流が観察された.これらの電流と,fura-2による細胞内Ca^<2+>濃度測定の結果から,ACK2処置によりc-kit陽性細胞の欠落と自動能障害を起こしている消化管の平滑筋細胞では,細胞内Ca^<2+>貯蔵部位へのCa^<2+>再取り込み機能の低下があることが示唆された.STOCs及びI_<CAF>の活性化に動員されるCa^<2+>はryanodine感受性Ca^<2+>放出によって供給され,その貯蔵部位へのCa^<2+>の充填にはL型Ca^<2+>チャネルが重要な役割を果たしていることがわかった.等尺性張力測定において,caffeineは濃度依存性(0.1-3mM)に,胃平滑筋の弛緩をおこし,さらに3mM以上の高濃度になると一過性収縮に続く弛緩反応を惹起した.この弛緩応答は,高K^+あるいはcarbachol存在下で著しく加速された.以上より,ryanodine感受性Ca^<2+>放出は,マウス胃平滑筋細胞の細胞内Ca^<2+>恒常性と収縮性の重要な調節因子であること,またc-kit陽性細胞は調律的興奮とCa^<2+>-fluctuationを介して平滑筋の機能発達に重要な役割を果たしていることが示唆される.平滑筋細胞の機能発達におけるc-kitレセプター型チロシンキナーゼの役割を明らかにするために,抗c-kitモノクローナル抗体(ACK2)を用い,平滑筋収縮機能の発達と細胞内Ca^<2+>シグナル系に対するc-kitの影響について,電気生理学的,薬理学的に検討した.nystatin穿孔パッチクランプ法を用い,膜電位固定下,c-kit陽性細胞から調律性のCa^<2+>依存性Cl^-電流が観察された.消化管平滑筋細胞からは自発振動性(STOCs)の,またcaffeine(I_<CAF>)及びcarbachol(I_<CCh>)誘発性のCa^<2+>依存性K^+電流が観察された.これらの電流と,fura-2による細胞内Ca^<2+>濃度測定の結果から,ACK2処置によりc-kit陽性細胞の欠落と自動能障害を起こしている消化管の平滑筋細胞では,細胞内Ca^<2+>貯蔵部位へのCa^<2+>再取り込み機能の低下があることが示唆された.STOCs及びI_<CAF>の活性化に動員されるCa^<2+>はryanodine感受性Ca^<2+>放出によって供給され,その貯蔵部位へのCa^<2+>の充填にはL型Ca^<2+>チャネルが重要な役割を果たしていることがわかった.等尺性張力測定において,caffeineは濃度依存性(0.1-3mM)に,胃平滑筋の弛緩をおこし,さらに3mM以上の高濃度になると一過性収縮に続く弛緩反応を惹起した.この弛緩応答は,高K^+あるいはcarbachol存在下で著しく加速された.以上より,ryanodine感受性Ca^<2+>放出は,マウス胃平滑筋細胞の細胞内Ca^<2+>恒常性と収縮性の重要な調節因子であること,またc-kit陽性細胞は調律的興奮とCa^<2+>-fluctuationを介して平滑筋の機能発達に重要な役割を果たしていることが示唆される.平滑筋細胞の機能発達におけるc-kitレセプター型チロシンキナーゼの役割を明らかにするために、抗c-kitモノクローナル抗体(ACK2)を用い、平滑筋収縮機能の発達と細胞内Ca^<2+>シグナル系に対するc-kitの影響について、電気生理学的、薬理学的に検討した。nystatin穿孔パッチクランプ法を用い、膜電位固定下、c-kit陽性細胞から調律性のCa^<2+>依存性Cl^-電流が観察された。消化管平滑筋細胞からは自発振動性(STOCs)及びcaffeine惹起(I_<CAF>)のCa^<2+>依存性K^+電流が観察された。これらの電流と、Ca^<2+>高感受性蛍光色素による細胞内Ca^<2+>濃度測定を指標として調べた結果、ACK2処置によりc-kit陽性細胞の欠落と自動能障害を起こしている消化管の平滑筋細胞では、細胞内Ca^<2+>貯蔵部位へのCa^<2+>再取り込み機能の低下があることが示唆された。また、STOCs及びI_<CAF>の活性化に動員されるCa^<2+>はryanodine感受性Ca^<2+>放出によって供給されていた。

収縮におけるcaffeineの効果は、0.1-1mMの範囲で濃度依存性の弛緩反応として現れ、3mM以上になると一過性収縮に続く弛緩反応となった。caffeineによる一過性収縮と弛緩反応はdibutyryl cAMP存在下でも見られ、caffeineの効果はcAMP依存性メカニズムではなくryanodine感受性Ca^<2+>ストアの涸渇によることが示唆された。caffeine(3mM)は、高K^+、A23187,carbacholなど別々のCa^<2+>動員経路による収縮応答に勝る強い弛緩反応を示した。以上より、ryanodine感受性ストア内のCa^<2+>含有量がマウス胃平滑筋の収縮機能の維持に重要な役割を果たしており、c-kitとryanodine感受性Ca^<2+>ストアのサイズとの関係について引き続き検討を行っている。平滑筋細胞の機能発達におけるc-kitレセプター型チロシンキナーゼの役割を明らかにするために,抗c-kitモノクローナル抗体(ACK2)を用い,平滑筋収縮機能の発達と細胞内Ca^<2+>シグナル系に対するc-kitの影響について,電気生理学的,薬理学的に検討した.nystatin穿孔パッチクランプ法を用い,膜電位固定下,c-kit陽性細胞から調律性のCa^<2+>依存性Cl^-電流が観察された.消化管平滑筋細胞からは自発振動性(STOCs)の,またcaffeine(I_<CAF>)及びcarbachol(I_<CCh>)誘発性のCa^<2+>依存性K^+電流が観察された.これらの電流と,fura-2による細胞内Ca^<2+>濃度測定の結果から,ACK2処置によりc-kit陽性細胞の欠落と自動能障害を起こしている消化管の平滑筋細胞では,細胞内Ca^<2+>貯蔵部位へのCa^<2+>再取り込み機能の低下があることが示唆された.STOCs及びI_<CAF>の活性化に動員されるCa^<2+>はryanodine感受性Ca^<2+>放出によって供給され,その貯蔵部位へのCa^<2+>の充填にはL型Ca^<2+>チャネルが重要な役割を果たしていることがわかった.等尺性張力測定において,caffeineは濃度依存性(0.1-3mM)に,胃平滑筋の弛緩をおこし,さらに3mM以上の高濃度になると一過性収縮に続く弛緩反応を惹起した.この弛緩応答は,高K^+あるいはcarbachol存在下で著しく加速された.以上より,ryanodine感受性Ca^<2+>放出は,マウス胃平滑筋細胞の細胞内Ca^<2+>恒常性と収縮性の重要な調節因子であること,またc-kit陽性細胞は調律的興奮とCa^<2+>-fluctuationを介して平滑筋の機能発達に重要な役割を果たしていることが示唆される.
肝疾患病態における細胞内輸送に関連する分子機構の解析

マウス胎児線維芽細胞にRab8aを欠損させると、Canonical Wntシグナルの増強が脂肪細胞分化の低減をきたすことを示してきた。Rrab8はRab8aとRab8bの二つのアイソフォームから構成され、Rab8bはRab8aと同様に、cargo proteinのapical側への輸送や、LRP6 caveolae依存的エンドサイトーシスを促進することによるWntシグナルの制御に関与している。Rab8aとRab8bが間葉系幹細胞の脂肪細胞分化に相補的にはたらいているのかどうかについては不明である。この問題を解決するために、shRNAによりRab8b KDマウス胎児線維芽細胞を樹立し、また同様の方法でRab8a-/-, Rab8b KDマウス胎児線維芽細胞を作成した。Rab8a-/-,Rab8b KDマウス胎児線維芽細胞は、通常のカバーガラスに接着しなかったため、0.1%ゼラチンコーティングしたカバーガラス上で培養し、培養期間を5-6日間から12日間に延長することで、接着が得られた。Rab8b KDマウス胎児線維芽細胞では、Rab8aノックアウトマウス胎児線維芽細胞と同様に、脂肪滴のサイズは小さく、Rab8a-/-, Rab8b KDマウス胎児線維芽細胞においても小さい脂肪滴サイズであったことから、脂肪細胞への分化が障害されていることが示された。脂肪細胞のマーカーであるGlut4とFabp4はいずれもRab8a-/-, Rab8b KDマウス胎児線維芽細胞においてmRNAの発現が有意に低下していた。PPARγは軽度低下を認めていた。これらのことから脂肪細胞への分化過程の誘導が減弱していることが示唆された。脂肪細胞の分化におけるRab8aならびにRab8bの役割についての結果が得られた。さらなる細胞内輸送についての検討を行う。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)/非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は、肝細胞に中性脂肪が沈着し、炎症細胞浸潤や風船様肝細胞腫大を伴う病態であるが、そのメカニズムについては明らかでない点が多い。栄養として体内に取り込まれた脂肪が肝細胞内に取り込まれ、細胞内代謝あるいは細胞外へ排出される細胞内輸送の破綻が細胞内脂肪蓄積の病態に関与している可能性があるが、肝細胞内輸送に焦点を当てた検討はほとんどなされていない。そこで細胞内における脂肪生成、脂肪沈着について、in vitroでの系を用いて検討した。マウス胎児線維芽細胞は、脂肪生成誘導剤に反応して脂肪細胞に成熟し、Canonical Wntシグナルがその脂肪生成を阻害するが、Rab8a欠損マウス胎児線維芽細胞におけるWntシグナルが、脂肪細胞の分化能に変化を及ぼすのかどうかについて検討を行った。野生型のマウス胎児線維芽細胞を脂肪細胞に分化させたところ、脂肪生成とともに細胞内にRab8aを認めた。Fabp4やGlu4の強発現がみられる成熟脂肪細胞では、未分化細胞に比べ、Rab8とRab11の蛋白発現レベルが上昇していた。続いて、Rab8a欠損マウス胎児線維芽細胞の脂肪生成能を評価した。野生型マウス胎児線維芽細胞は、分化誘導後、Rab8a欠損マウス胎児線維芽細胞に比べ、早期に成熟し、成熟脂肪細胞はより大きな脂肪滴を有していた。分化した野生型マウス胎児線維芽細胞はβカテニンの発現、Tcf1の発現レベルが低下しており、脂肪生成分化においてCanonical Wntシグナルが抑制されていた。一方、分化誘導されたRab8a欠損マウス胎児線維芽細胞では、βカテニンやTcf1の発現レベルはむしろ増加していた。Rab8a欠損マウス胎児線維芽細胞でCanonical Wntシグナルを増強すると脂肪細胞の分化を低減させうることを示していた。脂肪細胞の分化におけるRab8aの役割についての結果が得られた。

これらのことから脂肪細胞への分化過程の誘導が減弱していることが示唆された。脂肪細胞の分化におけるRab8aならびにRab8bの役割についての結果が得られた。さらなる細胞内輸送についての検討を行う。