hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高分解能角度分解光電子分光による電子型銅酸化物高温超伝導体の微細電子構造の研究

銅酸化物高温超伝導発現機構の解明のためには、現存する多様な高温超伝導物質について系統的な研究を行い、その電子状態を相補的に比較する必要がある。最近発見された鉄ニクタイド系高温超伝導体も統一的超伝導機構探索のためには極めて重要な物質で、国内外で精力的な研究が展開されており、研究の緊急性が高い。本研究では、主に鉄ニクタイド超伝導体の高分解能角度分解光電子分光を行い、フェルミ面・バンド構造などの基本的な電子構造と、超伝導機構に直接関与する超伝導ギャップの直接測定を行い、電子型銅酸化物高温超伝導体との相互比較を行った。2008年度にTc=50Kを越える全く新しいタイプの高温超伝導体が鉄ニクタイド化合物において発見され、その発見の重要性、及び研究の緊急性から、本年度は鉄ニクタイド系高温超伝導体の電子構造の研究を主に行った。鉄ニクタイド化合物は、層状化合物で、母物質に電子型・ホール型のドープが可能であり、更に3d遷移金属による磁性相周辺で超伝導が発現する、というような銅酸化物高温超伝導体と極めて類似した特質を持っている。高温超伝導機構に普遍的なものは何かを知る上で、鉄ニクタイドの研究は大いに役立つはずであるという観点から、我々はいち早く大型の単結晶を入手し、高分解能角度分解光電子分光法によりフェルミ準位近傍の微細電子構造の研究を行い、以下に述べる成果を得た。(1)フェルミ面を実験的に決定し、鉄ニクタイドが複数のホール面と複数の電子面をもつ多バンド超伝導体であることを明らかにした。(2)各フェルミ面における超伝導ギャップの観測に世界に先駆けて成功し、その大きさは等方的であるが、フェルミ面により異なる事を明らかにした。(3) 122系の鉄ニクタイドにおいて、電子ドープ型、ホールドープ型の両相におけるARPESに成功した。(4)過剰ドープの試料についてもARPESを行い、バンド構造・フェルミ面を決定した。(5)最適ドープ試料において、電子バンド分散の異常(kink構造)がTc以下で現れる事を明らかにした。(6)試料のドープ量を系統的に変えた実験により、反強磁性相互作用によるバンド間散乱が超伝導にとって重要である事を見いだした。以上の結果は、国内外から大きな反響を呼び、複数の国際会議から招待講演を依頼され、また国内の主要新聞誌にも記事が掲載された。昨年度に引き続き様々な超伝導体試料、とりわけ最近発見された鉄系高温超伝導体について高分解能角度分解光電子分光実験を行った。鉄系高温超伝導体は2年前に本国で発見されて以来、国内外において現在も物性物理の主要研究対象となっており、銅酸化物系も含めた統一的な高温超伝導機構の理解のために極めて重要で研究の緊急性が高い物質群である。本年度に行った高分解能角度分解光電子分光実験により、電子ドープ型試料のバンド構造と超伝導ギャップを世界に先駆けて決定する事に成功した。実験の結果、ブリルアンゾーンの中心にあるホール面が、ゾーン境界に位置する電子面と良いネスティング条件を満たすときに、両フェルミ面において大きな超伝導ギャップが開く事を見出した。この超伝導ギャップには明確な異方性は無く(s波対称性)、そのサイズはフェルミ面のみに依る。さらに、過剰ドープ試料における実験から、ドープするキャリアの符号に依らず、フェルミ面のネスティング条件が大きく損なわれると超伝導が発現しない事を見出した。また、超伝導母物質における実験において、単層グラファイトなどで盛んに議論されている「ディラックコーン」と類似の電子構造を観測した。鉄系超伝導体のディラックコーンは、単層グラファイトと異なり大きな異方性を持っており、母物質の特異物性に大きな関わりを持つと考えられる。さらに、銅酸化物高温超伝導体について擬ギャップ構造の詳細な温度・波数依存性を測定し、擬ギャップがフェルミ面全体において超伝導ギャップと明確な連続性を持つ事を見出した。これらの実験結果は、電子構造におけるフェルミオロジーが高温超伝導を発現させる重要なパラメーターとなっている事を示唆するものであり、鉄ニクタイドおよび銅酸化物を含めた高温超伝導体の超伝導発現機構の解明を進めていく上で重要な知見であると考えられる。
単独で重油,工業油,食用油を分解できる新規細菌のキャラクタリゼーションと利用

富山湾の漁港海水から,油分解菌Ud-4を新規に単離し,Acinetobacter属と同定した。本菌は,重油,工業油,食用油を効率よく分解でき,重油中のn-アルカンと食用油中の油脂を分解するために,それぞれの分解酵素遺伝子であるalkMとlipAを持っていた。鉱物油と食用油を効率よく分解できる細菌に関する研究報告は初めてであり,本菌は様々な油汚染環境の修復に利用できる有用な微生物であることが示唆された。我々は,食用油,工業油,重油に分解活性を示す細菌Ud-4株を富山湾の漁港海水から単離した。本菌は,様々な種類の油汚染環境のバイオレメディエーションに利用できる可能性が考えられた。これを明らかにする目的で,菌種の同定や,組成の異なる3種類の培地を用いて各種油の分解率などを調べた。Ud-4は,透過型電子顕微鏡及び光学顕微鏡を用いた観察から,非運動性の短桿菌でグラム陰性であることが分かった。さらに,生化学的性状試験及び16SrDNA塩基配列解析の結果から,本菌はAcinetobacter属に分類されることが判明した。次に,5種類の食用油(キャノーラ油,オリーブ油,ごま油,大豆油,ラード)の分解率を,栄養価の高いLB培地,炭素源を含まないM9培地,そして海洋細菌用のNSW培地を用いて調べた。その結果,本菌は全ての食用油をいずれの培地においても分解し,396%の範囲の分解率を示した。また,本菌は2種類の工業油(切削油:ユシローケン,ノリタケカット)も各培地で871%分解した。さらに,C重油も各培地で710%分解した。以上の結果より,Ud-4は5種類の食用油,2種類の工業油,重油など多様な油を分解できる能力を有することが分かった。特に,LB培地では他の培地に比べて菌がよく増殖し,多くの油種で分解率が高くなる傾向が見られた。また,M9培地を用いた実験から,本菌は各油を唯一の炭素源として利用し,増殖できることも分かった。一方,NSW培地を用いた実験から,本菌が海洋など高塩分濃度下の油汚染環境にも利用できると考えられた。これらのことから,Ud-4は様々な油汚染環境の修復に利用できる有用な微生物であることが示唆された。富山湾の漁港海水から新規に単離した,食用油,工業油,重油に分解活性を示す細菌Ud-4株は,多様な油汚染環境のバイオレメディェーションに利用できる可能性が考えられる。また,本菌が様々な油を分解できるメカニズムとして,複数の油分解に関わる酵素を産生していることが考えられる。本年度は,食用油の分解に関わるリパーゼ遺伝子の解析を試みた。まず,ザイモグラムなどの予備実験の結果や過去の論文報告から,Acinetobacter sp.のリパーゼは特異的分子シャペロンが存在しないと不活性になる為に,ゲノムDNAライブラリーを構築後にハローアッセイでリパーゼ遺伝子を持つ大腸菌クローンをスクリーニングすることは困難であると考えられた。そこで,既知のAcinetobacter sp.のリパーゼ遺伝子の塩基配列情報を基に,インバースPCR法を利用してリパーゼ遺伝子及びその隣接したDNA領域を取得し,塩基配列を決定した。Ud-4のリパーゼ遺伝子は1017bpの塩基配列,339アミノ酸をコードしていて,推定分子量35.5KDaで,アミノ酸配列の中にリパーゼのコンセンサス配列であるG-X-S-X-Gの存在も確認された。さらに,リパーゼ遺伝子の下流には,リパーゼシャペロンの遺伝子と考えられる1032bpのORFが認められ,344アミノ酸をコードしていて,推定分子量39.1KDaであった。Ud-4のリパーゼとリパーゼシャペロンの予想アミノ酸配列は,Acinetobacter sp. SY-01のそれらと高い相同性83%および69%を示した。また,本研究の新規リパーゼは,プロテオバクテリアのリパーゼファミリーでGroup Iと定義されているものであった。今後,このリパーゼの酵素反応の特徴や,工業油や重油などの鉱物油の分解に関わる酵素遺伝子についても解析を進める予定である。我々が新規に単離し,食用油,工業油,重油に分解活性を示す細菌Ud-4株は,多様な油汚染環境のバイオレメディエーションに利用できる可能性が考えられる。本年度は,本菌について油分解能のキャラクタリゼーションをさらに進めた。まず,Ud-4の生育によるC重油中のn-アルカン成分の分解をガスクロマトグラフィーにより分析した。C重油を含む人工海水(ASW)培地にUd-4を接種したものと接種しないもの(コントロール)を準備し,25°Cで4週間培養後に,残ったn-アルカン成分を調べた。

その結果,C10-C25のn-アルカン成分がUd-4によりほぼ完全に分解されていた。これは,後述するように,本菌がアルカンモノオキシゲナーゼ遺伝子(alkM)を保有していたことと一致している。また,鉱物油と食用油を分解する細菌Ud-4について,それぞれの成分の異化経路を調べるために,既知の異化遺伝子の保有の有無をPCR法で調べた。本菌のリパーゼ遺伝子(lipA)については,前年度に塩基配列を決定しているが,本年度はAcinetobacter属のlipAを特異的に検出できるプライマーを設計して検出を試みた。その結果,本菌はn-アルカンの分解に関わるalkMとトリグリセリドの分解に関わるlipAでPCR陽性を示した。一方,alkB,alkB1,alkB2,xylE,ndoB,nidAについてはPCR陰性であった。シークエンス解析を行ったところ,alkMの増幅断片はAdnetobacter sp.M-1のalkMの塩基配列と85%の相同性を示し,lipAの増幅断片はAcinetobacter sp.SY-01のlipAの塩基配列と77%の相同性を示した。今後は,実際の油汚染土壌の浄化に本菌の適用を検討する予定である。
大型類人猿の出産間隔を調整するメカニズムの解明

本研究は、ヒト科における出産間隔を調整するメカニズムを解明する為に、オランウータンを中心とする大型類人猿の母親が、授乳行動を変えることで出産間隔を調整している可能性を検討することが目的として、行動学的および形態学的手法を用いて研究を行った。行動学的研究については、野生下および飼育下で資料収集を継続した。野生個体を対象とする調査は、2005年から長期調査を行っている、ボルネオ島マレーシア領サバ州のダナムバレイ自然保護区において、共同研究者や現地調査助手と共に、行った。平成30年5月、9月、10月、および平成31年3月の計4回23日間マレーシアに渡航し、代表者自身も野外調査を行なった。2019年2月には、5年ぶりに経産雌(2011年に第1子を出産)が妊娠していることを観察できた。しかしそれ以外の経産雌に関しては、平成31年3月まで妊娠の徴候が見られなかった。日本国内の動物園(多摩動物公園および旭山動物園)で、2組の母子を対象に、直接観察と夜間映像の記録をもとに、授乳行動を分析する研究を継続した。骨盤の妊娠出産痕(経産女性に特徴的な耳状面前部の圧痕)が、類人猿でも見られるのではないか、という仮説を検証する為、骨格標本を対象とした形態学的調査も継続し、耳状面前部の圧痕の発生頻度の種間差を追認できた。また、ヒトの腰痛(仙腸関節痛)が起きるメカニズムについて研究している技術者と議論した結果、圧痕の形成要因について新たな仮説をたてることができた。国際的な学術雑誌で2本の共著論文を発表し、日本霊長類学、日本哺乳類学会、国際母乳哺育学会等で発表した。またオランウータンの生態や行動に関する日本語の単著を出版し、大手新聞社や学会誌などに書評が掲載された。平成30年度は共著論文を2本出版し、国内学会で2件、国際学会で1件、国際シンポジウムで1件の発表を行い、計4回海外調査を行うことができた。平成30年度の特筆すべき成果としては、オランウータンに関する日本語の総説(単著)を2018年7月に出版したことである。自身の研究成果だけでなく、遺伝学や生態学、形態学など幅広い分野の研究から得られた最新の知見をわかりやすく紹介することを試み、大手新聞社や週刊誌、関連学会誌などの書評欄で取り上げられた。行動学的研究については、平成31年3月のマレーシア調査で、一部の樹種が開花しはじめており、令和元年78月に一斉結実が起きる可能性が高まっていることが確認できた。一斉結実による果実生産量の増加に伴って、令和元年の間に調査対象の雌達が妊娠出産する可能性が高く、今年度は10年に一度しか収集できない貴重なデータを得られる可能性が高い。生理学的研究については、平成30年度中は尿中性ホルモンの測定実験は行うことができなかったが、ヒト用排卵検査薬(黄体形成ホルモンのピークを検出できる)の導入をすすめている。オランウータンでもヒト用排卵検査薬が有効であることが確かめられれば、飼育下での繁殖管理や、野生下での繁殖研究にも大いに役立つことが期待される。形態学的研究については、当初の仮説である「大型類人猿にも妊娠出産痕がある」という仮説は否定されたが、耳状面前部の圧痕の発生頻度に明確な種差がある(ゴリラで高く、オランウータンで低く、チンパンジーはその中間)ことを発見した。平成30年度には、ヒトの腰痛(仙腸関節痛)が起きるメカニズムについて研究している技術者と議論した結果、圧痕の形成要因について新たな仮説をたてることができた。(1)行動学的および生理学的研究:平成30年度以前から調査を行っている、野生個体および飼育個体を対象とした資料収集を継続する。野生個体については、2005年から長期調査を行っている、ボルネオ島マレーシア領サバ州のダナムバレイ保護区において、共同研究者や現地調査助手と共に、資料収集を継続する。7組の母子を対象に、可能な限り毎月、追跡調査を行い、授乳行動の観察を行う。また日本国内の動物園(多摩動物公園と釧路市動物園)で、直接観察と夜間映像の記録をもとに、授乳行動を分析する。京都大学野生動物研究センターにて、野生下及び飼育下収集した尿サンプルについて、尿中ホルモン代謝物(性ホルモンのエストロゲンとプロゲステロンの代謝物、および栄養状態の指標となるインスリン代謝物C-ペプチド)の測定を行う。さらにヒト用排卵検査薬を飼育下および野生下で用いて、現場で即時に排卵の有無を測定することを試みる。本年度は、5月および7月と9月以降に計4回マレーシアに渡航し、調査許可を更新すると共に、現地で集めた尿サンプルを日本へ輸出する。(2)形態学的研究:今まで調査の結果、耳状面前下部における圧痕発生頻度の種間差示すのに十分なデータを集めることができた。今年度は大型類人猿の体重に関するデータを収集し、モデルやシミュレーション等を使って、耳状面前下部にかかる負荷について検証することで、圧痕の形成要因を考察し、発生頻度の種間差を報告する論文としてまとめる予定である。(1)および(2)の成果を、日本霊長類学会、日本人類学会等で発表する。また昨年度より執筆しているダナムバレイのオランウータンの妊娠と果実生産量の関係を分析した論文を完成させ、9月までに霊長類学の国際的な学術雑誌Primatesに投稿する。行動学的研究については、野生個体および飼育個体を対象とした資料収集を継続した。

野生個体を対象とする調査は、2005年から長期調査を行っている、ボルネオ島マレーシア領サバ州のダナムバレイ自然保護区において、共同研究者や現地調査助手と共に、資料収集を継続した。平成29年5月、8月、11月、計3回45日間マレーシアに渡航し、サバ州都コタキナバルにおいて調査許可と査証の更新、ダナムバレイにおける野外調査等を行なった。調査期間中に1頭の初産雌が2016年に出産したと推定される第一子を初めて観察したが、経産雌の妊娠・出産は1例も観察されなかった。これにより、ダナムバレイでの出産間隔は6年を超える(7年以上)であることが確定的になった。日本国内の動物園で、直接観察と夜間映像の記録をもとに、授乳行動を分析する研究については、共同研究者らの協力のもと、多摩動物公園および旭山動物園で3組の母子を対象に資料収集を行った。骨盤の妊娠出産痕(経産女性に特徴的な耳状面前部の圧痕)が、類人猿でも見られるのではないか、という仮説を検証する為、骨格標本を対象とした形態学的調査を行った。日本学術振興会若手研究者交流事業スイス枠に採用されたので、2017年12月2018年3月にスイスのチューリッヒ大学に滞在し、同大やヨーロッパの博物館に収蔵されている大型類人猿のコレクションを調査した。耳状面前部の圧痕発生頻度の種間差を示す十分なデータを収集することができたが、これらの圧痕の形成要因に妊娠出産が関与している可能性は低いと考えられた。国際的な学術雑誌に投稿する為に、2本の共著論文を執筆し、日本霊長類学会、日本哺乳類学会、日本人類学会などで研究発表を行った。当初の計画では、平成31年度にヨーロッパの博物館や大学に所蔵されている大型類人猿の骨格標本の調査を行う予定だった。しかし、日本学術振興会若手研究者交流事業(スイス枠)に採用され、平成29年12月平成30年3月の3ヶ月間、チューリッヒ大学人類研究部門に在籍し、計画を前倒しして調査をすすめることができた。同大が所有する世界トップクラスの類人猿骨格標本や、スイスのバーセル自然史博物館やベルギーの王立中央アフリカ博物館など、ヨーロッパな主要な類人猿コレクションも調査することができた。またチューリッヒ大学のホスト研究者であるCarel P. van Schaik博士やMaria van Noordwijk博士らとのディスカションにより、ダナムバレイのオランウータンの妊娠と果実生産量の関係を分析した研究についても論文執筆を進めることができた。さらにvan Noordwijk博士らと、複数の調査地で収集された信頼性の高いデータのみを用いて、オランウータンの繁殖パラメーター(初産年齢、出産間隔、死亡率)を調べた研究についてまとめ、2018年4月にJournal of Human Evolution誌に投稿し、現在査読中である。本研究は、ヒト科における出産間隔を調整するメカニズムを解明する為に、オランウータンを中心とする大型類人猿の母親が、授乳行動を変えることで出産間隔を調整している可能性を検討することが目的として、行動学的および形態学的手法を用いて研究を行った。行動学的研究については、野生下および飼育下で資料収集を継続した。野生個体を対象とする調査は、2005年から長期調査を行っている、ボルネオ島マレーシア領サバ州のダナムバレイ自然保護区において、共同研究者や現地調査助手と共に、行った。
中心体複製のメカニズムの解明

中心体が複製されるにはCdk2-Cyclin Eが活性化されることが必要であることが最近判明したので、本研究では、Cdk2-Cyclin Eによってリン酸化される中心体構成蛋白質である基質を単離同定し、そのシグナル伝達経路と中心体複製の分子メカニズムを解明することを試みた。G1/S期に同調させたヒトHeLa細胞から中心体を精製し、バキュロで産生した活性化Cdk2-Cyclin Eによってリン酸化される中心体蛋白質を2Dゲルから単離し、そのアミノ酸配列を決定した。この時点で米国のグループが全く同じ方法によって同じ蛋白質NPM/B23を単離同定し、その特異的抗体の作成から局在と、中心体複製における機能の重要性をCellに発表した。そこで本研究としては、中心体複製の分子メカニズムの解析を行う為にNPM/B23の詳細な作用機序を現在解析中である。リン酸化部位を変異させた基質蛋白質を用いた解析、抗体による中心体複製への効果を調べている。さらにNPM/B23と相互作用する下流蛋白質を同定するために、pull down実験やtwo hybrid法を用いて単離同定を行っている。
大腸癌の肝転移巣にける血管新生メカニズムの解析

大腸癌の血行性転移成立過程は複雑なものである。これらの転移過程を調べるために、大腸癌のラット肝転移モデルにおける動物実験用MRI(SIS200/400)を使用した肝転移巣の経時的評価方法を開発、発表してきた。また、大腸癌の転移能評価のために、大腸癌細胞株KN12SMをin vivo selectionすることにより、更に高転移能を示す株を数種類樹立し、それらの癌細胞の特性を検討した。接着分子発現をフローサイトメトリー解析で評価したところ、高転移株では、親株に比べSiaryl Lewis^a発現増加とE-cadherin発現減少が認められた。この結果は、学会ならびに論文で報告した。ラット大腸癌細胞株RCN-9を使用したラット肝転移モデルでは、RCN-9をラットの門脈へ注入した後、4週間後から肝転移巣が動物実験用MRIで観察できた。撮影方法では、ガドリニウム静注T1強調画像が最も適していた。肝転移巣の血行動態を評価するためにガドリニウム静注後、経時的に撮影、解析することによりdynamic MRI画像を作製した。dynamic MRI撮影では、肝転移巣は造影後3分までに信号強度が最強となり、その後は転移巣辺縁部より徐々に減弱していった。画像解析によりこれらの信号強度の変化を数値化することができた。肝転移巣に対するdynamic MRI撮影は、転移巣における血行動態が解析でき、腫瘍血管新生を評価する新しいパラメーターと成り得る可能性が示唆された。レチノイドの血管新生阻害作用は以前より報告されてきた。今回我々は、合成レチノイドのTAC101を使用し、その肝転移抑制作用を検討した。vitroでは、RCN-9に対して、ATRAとTAC101は同程度の増殖抑制効果を示した。vivoでは、TAC101を8mg/kg/dayで4週間投与したところ、肝転移巣発現率はコントロール群で80%(5/6)、TAC101投与群では20%(1/5)であり、TAC101の肝転移抑制効果が認められ、MRIで評価できた。現在、微小血管密度や腫瘍血管の微細構造について、検討中である。大腸癌の予後に大きな影響を及ぼしている転移、再発のなかで、肝転移の占める割合は大きい。癌の血行性転移成立過程は複雑なものであり、これらの転移過程を調べるために、我々は、大腸癌のラット肝転移モデルにおける動物実験用MRI(SIS200/400)を使用した肝転移巣の経時的評価方法を開発、発表している。大腸癌の転移能力を調べるために、我々は、大腸癌細胞株KM12Cシリーズにおける高転移株KN12SMをin vivo selectionすることによって、更に高転移能を示す株を数種類樹立した。これらの大腸癌細胞株の細胞表面における接着分子の発現をフローサイトメトリー解析で評価したところ、更に高転移を示す株では、親株に比べ、Siaryl Lewis^aの発現増加とE-cadherinの発現減少が認められた。これは、KM12Cシリーズにおける高転移株の低転移株に対する変化と同じものであった。また、我々は、ラット大腸癌細胞株RCN-9を使用したラット肝転移モデルを作製し、肝転移巣の成立過程を経時的に動物実験用MRIで観察することに成功した。RCN-9(1x10^6 cell)をラットの門脈へ注入した後、4週間後から、肝転移巣が動物実験用MRIで観察された。

撮影方法としては、ガドリニウム静注T1強調画像が最も適していた。また、ガドリニウム静注T1強調画像の撮影において、ガドリニウム静注後、経時的に撮影し、MRI画像解析によってdynamic MRI画像を作製した。dynamic MRI撮影では、肝転移巣は、造影後3分までに信号強度が最強となり、その後は転移巣辺縁部より徐々に減弱していった。画像解析により、これらの信号強度の変化を数値化することができた。肝転移巣に対するdynamic MRI撮影は、転移巣における血行動態が解析でき、腫瘍血管新生を評価する新しいパラメーターと成り得る可能性が示唆された。現在、これらの肝転移モデルに使用する血管新生阻害剤を検討中である。大腸癌の血行性転移成立過程は複雑なものである。これらの転移過程を調べるために、大腸癌のラット肝転移モデルにおける動物実験用MRI(SIS200/400)を使用した肝転移巣の経時的評価方法を開発、発表してきた。また、大腸癌の転移能評価のために、大腸癌細胞株KN12SMをin vivoselectionすることにより、更に高転移能を示す株を数種類樹立し、それらの癌細胞の特性を検討した。接着分子発現をフローサイトメトリー解析で評価したところ、高転移株では、親株に比べSiaryl Lewis^a発現増加とE-cadherin発現減少が認められた。この結果は、学会ならびに論文で報告した。ラット大腸癌細胞株RCN-9を使用したラット肝転移モデルでは、RCN-9をラットの門脈へ注入した後、4週間後から肝転移巣が動物実験用MRIで観察できた。撮影方法では、ガドリニウム静注T1強調画像が最も適していた。肝転移巣の血行動態を評価するためにガドリニウム静注後、経時的に撮影、解析することによりdynamic MRI画像を作製した。dynamic MRI撮影では、肝転移巣は造影後3分までに信号強度が最強となり、その後は転移巣辺縁部より徐々に減弱していった。画像解析によりこれらの信号強度の変化を数値化することができた。レチノイドの血管新生阻害作用は以前より報告されてきた。今回我々は、合成レチノイドのTAC101を使用し、その肝転移抑制作用を検討した。vitroでは、RCN-9に対して、ATRAとTAC101は同程度の増殖抑制効果を示した。vivoでは、TAC101を8mg/kg/dayで4週間投与したところ、肝転移巣発現率はコントロール群で80%(5/6)、TAC101投与群では20%(1/5)であり、TAC101の肝転移抑制効果が認められ、MRIで評価できた。現在、微小血管密度や腫瘍血管の微細構造について、検討中である。
光化学反応による新規イオノファーの合成とその物性の応用

スチレン誘導体の分子内[2+2]光環化付加反応により、クラウンエーテルとシクロファンの融合した化合物を高効率に合成し、基礎的錯形成能を固-液抽出実験により調べた結果、高いリチウムイオン親和性を示すことが明らかになった。そこで、いくつかの知見に基づいて、リチウムイオン選択性の更なる向上を目指し、クラウノファンへ適切な構造修飾を施した。先ず、シクロファン部分の柔軟性を制限すると同時に、リチウムイオンよりサイズの大きなイオンとの2:1(ホスト:ゲスト)サンドイッチ錯体形成を阻止することを計画した。柔軟性に制限を与えるため、二個の芳香環が三点で連結されたクラウノファン同族体(クラウノパドラン)を設計し合成した。次いで、12-クラウン-4より14-クラウン-4誘導体の方が、リチウムイオンに対する親和性が大きいことを念頭に置き、環サイズの大きい化合物を合成した。合成したクラウノパドラン類の錯形成能を固-液(ジクロロメタン)抽出実験から評価した結果、ほぼ全ての化合物がリチウムを効率良く抽出した。また予測のとおリクラウノパドランは独占的にリチウムを抽出した。銀イオンの選択的抽出を目指し、ジヒドロキシクラウノファンヘピリジルメチル基を導入した化合物を合成した。重金属イオンの液-液抽出実験の結果、全てのものが銀イオンを高効率に抽出した。中でもピリジン環を芳香環の側鎖に持つものが、銀イオンを独占的かつ高効率に抽出することを確認した。ジビニベンゼン残基をオリゴオキシエチレンで連結した化合物の分子内[2+2]光環化付加反応により、2個のシクロブタン環で架橋したクラウノファン類似体(クラウノパドランと呼ぶ)の合成を種々の条件下で試み、シクロヘキサン中で96%の高効率で合成することに成功した。これは既存のクラウンエーテル合成法の中で最も高い効率を示すものの一つである。これらのクラウノパドランをホスト分子とする、アルカリ金属チオシアン酸塩の固-液抽出実験の結果、エーテル酸素数4のものが単独系では、リチウムイオンを定量的かつ独占的に抽出した。一方、競争系でのナトリウム及びカリウムイオンに対するリチウムイオン選択性は、各々、140倍及び1900倍であった。このように高いリチウムイオン選択性の要因をX線結晶構造解析により検討したところ、本分子の空孔径が、約1.22Åとリチウムのイオン径に最適であることを確認した。さらに、芳香環に結合したシクロブタン環が、近傍のホストの接近を妨げ、2個のポリエーテル環の分子間相互作用によるサンドイッチタイプの錯形成を困難とするため、イオン径の大きいアルカリイオンをうまく錯化できないことが示唆された。続いて、トリビニルベンゼン残基をオリゴオキシエチレンで連結した化合物の同じく分子内[2+2]光環化付加反応により、3個のシクロブタン環で架橋したクラウノパドランの合成にも成功した。種々の条件下で反応を試みたところ、アセトニトリル中、NaBH4の存在下、52%の収率で合成できることが明らかになった。エーテル酸素数5のクラウノパドランが、液-液抽出実験の結果、15-クラウン-5よりも高いナトリウムイオン選択性を有することを明らかにした。2個のシクロブタン環で架橋したクラウファン(クラウノパドラン)の、リチウムイオン抽出効率の何上を目指し、先ずクラウノバドランの方向環の4-及び4'-位にメチル-及びiso-プロピル基を導入した。その結果、極性の低いクロロホルム中でのリチウムイオン抽出効率を、原型クラウノファンの50%から84%(メチル-誘導体)、90%(iso-プロピル誘導体)まで増大させることに成功した。次いで、原型クラウノパドランのポリエーテル部分を6-位にオキセタン環を持つ1,4,8,11-テトラオキサウンデカンジイル基に代えたところ、リチウムイオン抽出率が、87%に増大した。X-

綿結晶構造解析の結果、これは、そのポリエーテル環が原型クラウノパドランのものよりリチウムイオン適合性が高いこと、並びにポリエーテル環内に取り込まれたリチウムイオンをオキセタン環がキャップする形で錯形成するためと推測された。さらに、上記のオキセタン環を含むクラウノパドランは、酸触媒下メタノール中の開環反応により容易にラリアートクラウノパドランに導くことができた。得られたラリアートクラウノパドランを用い、リチウムイオンを定量的かつ独占的に抽出することに成功した。スチレン誘導体の分子内[2+2]光環化付加反応により、クラウンエーテルとシクロファンの融合した化合物を高効率に合成し、基礎的錯形成能を固-抽出実験により調べた結果、高いリチウムイオン親和性を示すことが明らかになった。そこで、いくつかの知見に基づいて、リチウムイオン選択性の更なる向上を目指し、クラウノファンへ適切な構造修飾を施した。先ず、シクロファン部分の柔軟性を制限すると同時に、リチウムイオンよりサイズの大きなイオンとの2:1(ホスト:ゲスト)サンドイッチ錯体形成を阻止することを計画した。柔軟性に制限を与えるため、二個の芳香環が三点で連結されたクラウノファン同族体(クラウノパドラン)を設計し合成した。次いで、12-クラウン-4より14-クラウン-4誘導体の方が、リチウムイオンに対する親和性が大きいことを念頭に置き、環サイズの大きい化合物を合成した。合成したクラウノパドラン類の錯形成能を固-液(ジクロロメタン)抽出実験から評価した結果、ほぼ全ての化合物がリチウムを効率良く抽出した。また予測のとおリクラウノパドランは独占的にリチウムを抽出した。銀イオンの選択的抽出を目指し、ジヒドロキシクラウノファンヘピリジルメチル基を導入した化合物を合成した。重金属イオンの液-液抽出実験の結果、全てのものが銀イオンを高効率に抽出した。中でもピリジン環を芳香環の側鎖に持つものが、銀イオンを独占的かつ高効率に抽出することを確認した。
液状化被害データベースに基づく宅地の液状化防止方法と耐液状化基礎の開発

地震時の地盤の液状化による建物の傾斜と基礎の不同沈下、および使用限界の関係を調べた。液状化した地盤の地下水位について、季節変動量や降雨との関係を明らかにした。液状化によって大きな被害を受けた家屋と、液状化対策のお陰で被害を免れた家屋の数値解析的ケーススタディの援用を得て、地震時に地盤が液状化しないための地盤改良工法や、地盤が液状化しても建物が傾斜せず不同沈下しないための基礎の選定方法を提案した。2007年新潟県中越沖地震時に地盤が液状化して全壊半壊に至った家屋について、液状化の程度と基礎の被害の関係を実態調査し、地盤調査によって地下水位や液状化層を推定した。また、液状化によって健全性を損なわない基礎の要求性能を地盤・地形条件ごとに整理した。具体的な実績は、以下の通りである。1)液状化した多数の宅地上の家屋被害調査結果をまとめた。2)上記家屋の内、39家屋の建替え・ジャッキアップ時に基礎の被害を測量した。3)上記1)の宅地におけるスウェーデン式サウンディングによる地盤調査結果を図化し、砂地盤の強度・密度・液状化層を明らかにした。4)スウェーデン式サウンディング調査実施地区の内、刈羽村稲場と柏崎市山本団地において地盤の標準貫入試験と砂の不撹乱試料採取・液状化強度試験を実施した。5) 3)と4)の結果を照査し、個々の宅地における地層構成と液状化層を特定した。6)既往資料と新たな測量によって、地震前後の宅地(隣接斜面を含む)の地形を明らかにし、地盤の変状量を定量化した。7)上記3)5)に基づき、地震前後の宅地の形状と地層構成(地下水位、各層の土質特性を含む)に関するデータ・ベースを構築した。8)翌年度(21年度)実施予定の液状化解析と基礎の構造解析に向けて、使用する数値解析コードの調査と解析方法の検討を行った。2007年新潟県中越沖地震時に地盤が液状化した地域において、地下水位の長期変動特性を測定した。また、数値解析によって、液状化に伴う実際の地盤変状の再現を試みるとともに、地下水位レベルと被害の程度の関係を調べる模型振動台を試作し、性能をチェックした。さらに液状化に由来する斜面の地すべり量を、既往のNewmark法を修正して予測した。1)刈羽村と柏崎市の7地域において地下水位計を24箇所設置し、地震後2年間の水位変動を測定して降雨量との関係を調べた。その結果、地下水位は降雨量の影響を1ヶ月遅れ程度で受け、季節的に変動することが分かった。2)前年度に液状化試験を実施した刈羽村稲場と柏崎市山本団地のデータに基づき、実際の地盤変状を数値解析によってシミュレーションした。その結果、地盤改良と地下水位低下工法の効果を数値的に再現可能であることが分かった。3)地下水位のレベルに応じた水平地盤と傾斜地盤の地盤変状を、模型実験的に相対比較するために、剛体土槽と自由振動台を試作しパイロットテストを実施したが、過剰間隙水圧の上昇が十分でなく、改善を要することが分かり、次年度の課題として残された。4)2004年新潟県中越地震で、地盤の液状化に起因する地すべりが発生した旧山古志村尼谷地地区の地すべりを例として、繰り返し載荷による土の強度低下を考慮した修正Newmark法によって実際の地すべり量を再現した。その結果、この方法は地すべり量を予測する簡便な方法として有効であることが分かった。翌年度(22年度)実施予定の3次元液状化解析検討を行った。2007年新潟県中越沖地震で液状化被害を受けた家屋について、液状化の程度と基礎の被害の関係を実態調査し、地盤が液状化しても健全性を損なわない基礎の要求性能を地盤・地形条件ごとに明らかにした。また数値解析の援用を得て、宅地の液状化対策最適選定方法を提案し、液状化で壊れない低コスト住宅基礎選定方法を示した。具体的には、下記の研究を実施した。1)液状化被害を受けた宅地の地下水位と降雨量の関係を調査した。その結果、地下水位は月間降水量の変化を約一ヶ月遅れで反映する変化パターンを示すこと、その季節変動量は場所や地形によって0.3m1.0m程度であることが分かった。その結果、液状化を予測する場合は、多雨(多雪)期の水位に基づくべきであることが推奨された。2)液状化被害の程度と地下水位との関係、損傷した基礎の被災度(凹凸度)とP_L値(液状化指数)との関係等を数量化するために地下水位の実測値を追加補完した。その結果、地下水位が浅いほど、P_L値が大きいほど液状化被害の程度は著しく、凹凸度が大となることが実証された。

3)被害家屋のうち、液状化無対策宅地および有対策宅地の地盤変状を、数値解析と実測値との比較を行って検証した。その結果、液状化対策を行っていない宅地が液状化に起因する斜面崩壊を誘発したのに対し、地下水位低下・杭基礎・浅層地盤改良を実施した宅地の変状が僅かであることが解析的に実証された。4)地震後に排水暗渠による地下水位低下工法を施工した住宅地における、水位低下の効果を長期観測し、本管と枝管の適切な間隔・埋設深度などのデータが得られた。ただし、地下水の供給の多少とそれらの関係についてはさらなる研究を要する。5)柱状改良・小口径鋼管杭などの支持杭を持つ家屋の液状化被害程度が小さいことが分かった。これに基づいて、液状化対策工法と耐液状化基礎の提案、および選定フロー作成の見通しがついた。
ソリトンモードに基づく海岸波浪の巨視的記述に関する研究

本研究では,顕著な波群を伴う非線形不規則波の包絡波形に対しては包絡ソリトンを基準モードとした記述法を提案する一方,波峯成分の独立性が顕著となる海岸波浪に対してはソリトンを基準モードとしてその微視的および巨視的記述を行う手法を提案し,その工学的応用も試みた.本研究の主要な成果を列挙すれば,以下の通りである.1.海岸波浪の2次元伝播の記述に関する研究:この研究によって,海岸波浪を波向線路内を進む1次元波動と扱えば,支配方程式は3次元Navier-Stokes方程式から各波向線路ごとに定まるkdv型方程式に帰着され,その記述もkdv型方程式に従って1次元的に行えることが示された.2.海岸波浪の微視的構造に関する研究:海岸波浪の波形,水粒子速度,圧力および伝播波形に関する現地観測記録を用いてそれが不規則ソリトン列として扱えることは実証し,海岸波浪がソリトンを基準モードとした微視的構造を持つと考えて何ら矛盾のないことを明らかにした.3.海岸波浪の巨視的構造に関する研究:海岸波浪を多ソリトン系と扱えば,その振幅分布が最大生起確率条件によって理論的に決定出来,現地観測結果との対応も良好であることを示し,この分布関数を基にした海岸波浪の巨視的記述法も提案した.4.海岸波浪の巨視的記述に関する研究:摩擦のある斜面上のソリトン解を導き,これを海岸波浪の拡張された基準モードとすることによって,非線形性および不規則性に加えて海底勾配および摩擦の影響をも考慮した海岸波浪の微視的および巨視的一貫記述が可能となることを示した.以上,本研究によって,従来の手法では困難であった摩擦のある傾斜海浜上を進む海岸波浪の解析的記述が可能となった.この成果は,海岸波浪の今後の取り扱いに生かされるものと期待される.本研究では,顕著な波群を伴う非線形不規則波の包絡波形に対しては包絡ソリトンを基準モードとした記述法を提案する一方,波峯成分の独立性が顕著となる海岸波浪に対してはソリトンを基準モードとしてその微視的および巨視的記述を行う手法を提案し,その工学的応用も試みた.本研究の主要な成果を列挙すれば,以下の通りである.1.海岸波浪の2次元伝播の記述に関する研究:この研究によって,海岸波浪を波向線路内を進む1次元波動と扱えば,支配方程式は3次元Navier-Stokes方程式から各波向線路ごとに定まるkdv型方程式に帰着され,その記述もkdv型方程式に従って1次元的に行えることが示された.2.海岸波浪の微視的構造に関する研究:海岸波浪の波形,水粒子速度,圧力および伝播波形に関する現地観測記録を用いてそれが不規則ソリトン列として扱えることは実証し,海岸波浪がソリトンを基準モードとした微視的構造を持つと考えて何ら矛盾のないことを明らかにした.3.海岸波浪の巨視的構造に関する研究:海岸波浪を多ソリトン系と扱えば,その振幅分布が最大生起確率条件によって理論的に決定出来,現地観測結果との対応も良好であることを示し,この分布関数を基にした海岸波浪の巨視的記述法も提案した.4.海岸波浪の巨視的記述に関する研究:摩擦のある斜面上のソリトン解を導き,これを海岸波浪の拡張された基準モードとすることによって,非線形性および不規則性に加えて海底勾配および摩擦の影響をも考慮した海岸波浪の微視的および巨視的一貫記述が可能となることを示した.以上,本研究によって,従来の手法では困難であった摩擦のある傾斜海浜上を進む海岸波浪の解析的記述が可能となった.この成果は,海岸波浪の今後の取り扱いに生かされるものと期待される.61年度においては、以下の研究を行い、いずれもその成果を論文として完成させている。1.海岸波浪の伝播とソリトンモード:海岸波浪がソリトンを基準モードとした微視的構造を持つことを、現地波浪の伝播過程を調べることによって示したものである。この成果は第33回海岸工学講演会論文集に掲載。2.海岸波浪の波高分布に関する研究:長い伝播過程を経た海岸波浪はいわゆる熱平衡状態に達しているとの仮定の下に、海岸波浪を無数のソリトンから成る巨視系として扱い、その波高分布をエントロピー最大条件によって理論的に決定し、観測データとの比較によってその適用性を実証した。3.海岸波浪のエネルギー分布に関する研究:海岸波浪のエネルギー配分は最大生起確率条件に従って行われるとして、エネルギー分布を確率的に導き、それが観測結果とも良く一致することを示したものである。4.包絡ソリトンモード表示に関する研究:海岸波浪の時系列を支配するものとして波群に着目し、波群を伴う不規則波の包絡ソリトンモード表示を試み、その適用性を観測データによって実証した。5.長波の伝播に関する研究:ソリトンを基準モードとするような非線形長波の2次元伝播に対する計算法を提案し、日本海中部地震津波に適用してその実用性を明らかにした。これは、海岸波浪の2次元浅水変形の巨視的記述法の確立に対して途を拓いたものである。6.海岸波浪の内部特性のソリトンモード表示:海岸波浪の微視的構造を工学的に重要な水粒子速度などの内部特性に関して明らかにするため、現地データを用いて海岸波浪の内部特性に対するソリトンモード表示を試み、内部特性を含めて海岸波浪がソリトン列として扱えることを実証した。
膵癌においてナノ粒子漏出性制御を司る分子基盤の解明

本研究ではまず、sVCAM1による漏出性亢進をもたらす細胞生物学的変化の実態について解析を行った。はじめに、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)に対しsVCAM1を作用させ、in vitroでの血管透過性評価において一般的に用いられる、蛍光標識デキストラン透過性アッセイおよび内皮電気抵抗(TER)評価を行った。その結果、sVCAM1は蛍光標識巨大デキストラン(2M Da)の透過性を亢進する一方で、TERには殆ど影響を与えないことが明らかになった。さらに、免疫細胞化学および定量的リアルタイムPCR改正の結果、内皮細胞間に接着を維持するタイトジャンクション分子の発現についてsVCAM1による発現の変化は見られなかった。これらから、sVCAM1はトランスサイトーシスの亢進によりナノ粒子の透過性を向上させる可能性が考えられた。そこで、sVCAM1の受容体として機能すると考えられているintegrin alpha 4が、sVCAM1による血管透過性亢進を介していると仮定し、siRNAによりintegrin alpha 4の発現を抑制したHUVECにおけるsVCAM1の影響を評価した。その結果、integrin alpha 4単独の発現抑制自体により、蛍光標識デキストランの透過性がsVCAMを作用させたときに比べさらに大きく亢進することが明らかになった。Integrinalpha4の発現を抑制したHUVECでは、TER評価でも透過性亢進が認められ、さらにタイトジャンクション分子や接着結合分子の細胞表面への局在に不均一性が観察され、細胞間隙が顕著に拡大することが明らかになった。さらに解析を進めた結果、integrin alpha 4の発現を抑制することにより、アクチン骨格が細胞近傍から遊離する傾向が観察された。これらの結果から、integrin alpha4発現陽性の血管内皮細胞において、その発現を抑制することにより、細胞間隙の拡張を介して巨大分子の血管透過性を亢進させられる可能性が示唆された。本年度はまず、sVCAM1による漏出性亢進をもたらす細胞生物学的変化の実態について解析を行った。その結果、sVCAM1は巨大(2M Da)蛍光標識デキストランの透過性を亢進する一方で、TERには殆ど影響を与えないことが明らかになった。さらに、免疫細胞化学および定量的リアルタイムPCR解析の結果、内皮細胞間の接着を維持するタイトジャンクション分子の発現についてsVCAM1による発現の変化は見られなかった。これらから、sVCAM1はトランスサイトーシンスの亢進によりナノ粒子の透過性を向上させる可能性が考えられた。その結果、integrin alpha 4単独の発現抑制自体により、蛍光標識デキストランの透過性がsVCAMを作用させた時に比べさらに大きく亢進することが明らかになった。

研究計画を立案した当初はsVCAM1による血管透過性の制御を考え、sVCAM1による漏出性亢進をもたらす細胞生物学的変化の実態について解析を行った。その解析を進める過程で、血管透過性制御因子としてより有力な分子として、integrin alpha 4を新規の候補分子として見出し、予想外の知見を得ることが出来た。Integrin alpha 4の下流シグナルに関しても、アクチン骨格の制御に関連する経路である可能性も示唆されたものの、今後まだ実証の必要がある。以上から、本来は平成26年度中にsVCAM1の結合分子を同定し、下流シグナル経路に関連する具体的な経路についておよその見通しを立てる予定であったことを考え、本年度の進捗としては、一定の成果が得られたものの、予定よりやや遅れていると判断する。今後は、integrin alpha 4の血管透過性制御における役割を中心に解析を進めたいところである。しかしながら、一身上の都合により退職することとなり、研究課題応募資格を失うため、一定の成果を得られた本研究課題は本年度にて終了し、以後は異なる研究課題として共同研究先での課題発展を考えている。研究開始当初は、研究打ち合わせにより生じる旅費を計上していたが、電話会議などで代用し、また学会発表の回数と参加学会を変更したため、次年度使用額が生ずることとなった。本研究は平成26年度で終了するため、使用予定はない。
確率重みを有する神経回路網の結合学習に関する研究

研究成果は、次のような三つの項目として表される。(a)一般化されたEMアルゴリズムの構築一般化された分離情報量は対数の一般化クラスを与え、これに基づいてEMアルゴリズムを導出すると、従来のEMアルゴリズムを特別な場合として含む「確率重み付きEMアルゴリズム(WEM)」が得られた。そして、このアルゴリズムの導出に際して、フィッシャー情報量やフィッシャー・スコアーそしてクラメール・ラオの推定限界の一般化が得られた。これは、対数尤度の最大化を図っていた従来の最尤推定法そのものを拡張したことになっている。(b)混合エキスパート型神経回路網新たに得られたWEMアルゴリズムは一般化対数に基づくものであるが、近似を必要としない閉じた繰り返しアルゴリズムとしての計算が可能であることも分かった。この一般化対数はパラメータαをもち、単調増加関数族を構成している。そして、その特別な場合が従来の対数となっている。このパラメータαは学習行列の正定値性を調整することができ、その正定値性の限界付近で、高速学習性が実現されることが判明したWEM構造においては、順方向の入出力流にその逆方向の入出力流を組み合わせて一対の学習構造とすることができることが判明した。これは一つの学習的機能ブロックとして働くことができる。そしてこれらの機能ブロックを継続接続すると階層構造が実現でき、求心性と遠心性の両方の情報経路を生成できることが分かった。以上のように、今年度は新たな確率モデルの提案を行い、当初予想以上の高速学習性を得て今後の機能モデルの議論への道筋をつけることができた。
摂食調節における脳内セロトニン系とグレリンの制御機構の解明

食欲抑制系の刺激を伝達する脳内セロトニン系のシグナル伝達に関与する神経ペプチドと胃から分泌され摂食を促進するグレリンとの関係を探索する研究を施行した。セロトニン受容体刺激薬であるmCPPまたは5-HT放出促進かつ再取り込み阻害薬であるフェンフルラミン(3-5mg/kg)を腹腔内投与すると5-HT2C受容体または5-HT1B受容体を介して摂食を抑制することが知られている。C57BL6Jマウスにおいて24時間絶食後では、飽食時に比べ、視床下部の5-HT2C受容体と5-HT1B受容体の遺伝子発現が増加し、血中活性型グレリン濃度が上昇した。mCPP,フェンフルラミンの腹腔内投与で24時間絶食により上昇した血中活性型グレリン濃度は低下し、視床下部ではPOMC, CARTの遺伝子発現が有意に増加した。視床下部NPY, AGRP,グレリンの遺伝子発現は前記セロトニン系薬剤投与による変化は認められなかった。これらのことからセロトニン系と血中活性型グレリン濃度間には、負のフィードバック機構が存在することが示唆された(BBRC 341:703-707,2006)。8週齢のC57BL6J, KK, KKAyマウスでは、摂食量と体重がC57BL6J, KK, KKAyマウスの順で多い。血中デスアシルグレリン濃度は、摂食量と体重に反比例して低くなったが、活性型グレリン濃度は3種のマウス間で差がなかった。血中デスアシルグレリン濃度は、過食と肥満に応じて低下することが示唆された。更に視床下部ではSGK-1遺伝子発現がC57BL6J, KK, KKAyマウスの順に増加していたが、NPY, POMC、グレリンの遺伝子発現は、3種のマウスの摂食、体重に相関しなかった。これらのことより視床下部SGK-1遺伝子発現は摂食、体重と正の相関があることが示唆された(BBRC 344:696-699)。食欲抑制系の刺激を伝達する脳内セロトニン系およびそのシグナル伝達の下流に関与する脳内メラノコルチン系と胃から分泌され摂食を促進するグレリンとの関係を探索する研究を施行した。1)マウス(5週齢のC57BL6J雄性マウス)を使用し、24時間絶食後に5-HT2C受容体刺激薬であるmCPP(5mg/kg)を腹腔内投与する90分後に血中活性型グレリン濃度は生食群に比べ有意に低下した。このグレリン抑制効果は、選択的5-HT2C受容体拮抗薬:SB242084(1mg/kg)前投与により消失したことより5-HT2C受容体を介した反応と思われた。2)メラノコルチン受容体3と4の伝達障害を有するAy/aマウスでは、体重に差がない野生群に比べ空腹時の活性型グレリン、デスアシルグレリンの濃度が低値であったことより、脳内メラノコルチン系の障害は、グレリンは低値でありながら、過食であることが示唆された。3)mCPPの摂食抑制効果やグレリン抑制効果はメラノコルチン系を介さないことが示唆された。4)セロトニン再取込み阻害薬(SSRI):フルボキサミン(30mg/kg)の投与後には活性型グレリン濃度は生食群と比べて有意な変化は認められなかった。

ところがSB242084(1mg/kg)前投与後フルボキサミン投与により90分後グレリン濃度の低下を来たした。以上のことより5-HT2C受容体のシグナル伝達障害がある際に、フルボキサミンはグレリン抑制効果を発揮することが示唆された。5)SB242082前投与はグルコース投与による血中グレリン濃度の低下効果には影響を及ぼさなかったことから、グルコースによるグレリン抑制には5-HT2C受容体は関与していないことが示唆された。6)白色LEDの照度(100、1000ルクス)によるC57BL6Jマウスの24時間摂食量への影響は、照明の明暗サイクルを12時間、24時問、2時間ごとに変えてみたが照度差が認められなかった。過食は、肥満、2型糖尿病の成因となる重要な生活習慣因子であるが、その予防や治療は確立していない。脳内セロトニン系は、5-HT2C受容体,5-HT1B受容体を介して摂食抑制系の刺激を伝達することが知られており、胃から分泌されるグレリンは摂食促進系の刺激を末梢から中枢に伝達することが知られている。本研究では脳内セロトニン系とグレリンの関係をマウスで検討した。1)空腹時に視床下部の5-HT2C受容体,5-HT1B受容体の遺伝子発現は2倍以上に増強して、血中活性型グレリン濃度が上昇した。5-HT2C受容体と5-HT1B受容体を介して摂食抑制を起こすセロトニン系作動薬(mCPP,フェンフルラミン)を腹腔内投与すると空腹時の血中活性型グレリン濃度が低下し、視床下部ではCART、POMCの遺伝子発現が増強したが、視床下部でのNPY,AGRP、グレリンの遺伝子発現は不変だった。これらの結果から、セロトニン系は、視床下部でPOMC、CARTを介して末梢血中の活性型グレリン濃度を低下させる作用をもち、脳内セロトニン系と血中の活性型グレリンには生体内で負のフィードバックシステムが存在することが示唆された。2)C57BL6Jマウスに、3-4匹の集団ケージと個別ケージ飼育に分けると、絶食で24時間後には個別ケージのマウスの方が体重、脂肪組織、血中インスリン濃度が有意に低下し、活性型グレリン濃度が上昇した。一方、視床下部における5-HT2C受容体、NPY,POMCの遺伝子発現には両群間で差が認められなかった。3)高脂肪食を10日間与えたマウスは、同期間低脂肪食を与えたマウスと比べ、体重と飽食時の血中グレリン濃度には差がないが、空腹時のグレリン濃度の上昇が減弱した。視床下部では、5-HT2C受容体の遺伝子発現は有意に増強したが、NPY、POMCの遺伝子発現には差が認められなかった。