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インド洋海域世界における民衆イスラーム－東アフリカ沿岸部を中心に

今年度は、成果刊行物での論文発表1件、学術誌への研究ノートの投稿1件、国際会議での口頭発表1件を実施した。また、2013年8月1日8月14日、9月16日10月3日の計1ヶ月間、ザンジバル(タンザニア)において現地調査を実施した。論文「ジニの存在意義ー東アフリカ沿岸部の民間療法の事例より」(『環インド洋世界における宗教復興・テクノロジー・生命倫理』京都大学大学院アジア・アフリカ地域研究研究科附属イスラーム地域研究センター・同附属現代インド研究センター、pp. 229-239)では、東アフリカ沿岸部において病をもたらすとされるジニが、どのように病の原因として人々に語られているかについて分析した。研究ノート「化け物の昔話」(『スワヒリ&アフリカ研究』25、大阪大学大学院言語文化研究科、pp.106-119)は、2012年にザンジバルで実施した調査の成果をまとめたものである。調査では、ザンジバル島の10カ所の村を訪問し、12人の調査協力者から53話の昔話を収集した。その中から化け物が登場する昔話を取り上げて分析し、化け物と昔話の展開の特徴を明らかにした。本年度の研究は当初の計画通り、論文投稿と研究発表、現地調査を実施することができ、順調に進展しているといえる。今後も継続して、ザンジバルにおけるイスラーム組織を中心とした活動に焦点を当てる。そのために、毎年1度、現地調査を実施し資料と情報収集をおこなう。また、イスラーム組織がインターネッ上に発信している情報についても適宜収集し、分析する。本年度は、学術誌への投稿1件、国際ワークショップでの発表1件を行った。これらに加え、2011年8月29日から9月29日までの一ヶ月間、東アフリカ沿岸部でフィールド調査を実施した。資料「ザンジバルにおけるスワヒリ語変種の語彙調査-貝類の名称を中心に-」(『スワヒリ&アフリカ研究』23,pp.48-63)もまた、2011年8月9月に実施した現地調査の研究テーマの一つである、海洋生物のスワヒリ語方言に関する調査成果の一部である。この調査では、ザンジバルにおけるスワヒリ語の3方言(マテームウェ方言、マクンドゥチ方言、ブェジュー方言)の基本語彙600語に加え、海洋生物の名称約400語を収集した。その結果、スワヒリ語方言の多様性とともに、各海洋生物の容姿や生態を的確に捉えた名称が多く存在することが明らかとなった。本年度は、学術誌へ論文を2件投稿した。また、2012年9月4日から9月20日までの約2週間、タンザニアにおいて現地調査を実施した。論文"'New'Traditional Medicine on the East African Coast:ThePractice of Prophetic Medicinein Zanzibar"(『日本中東学会年報』28(2),pp.1-25)は、2010年3月に京都大学に提出した博士論文の一部を発展させて考察したものである。本論文では、ザンジバル(タンザニア)において「伝統的」とされる医療が、イスラーム復興の潮流に適応するように改良され、現在も盛んに実践されていることを明らかにした。研究ノート「マカメ・ワ・マカメの民話」(『スワヒリ&アフリカ研究』24,pp.16-31)は、2012年9月にタンザニアで実施した調査の成果である。調査では、ザンジバル島の10カ所の村を訪問し、12人の調査協力者から、53話の民話を収集した。本報告では、それらの民話の中から、ザンジバルにのみ存在する「マカメ・ワ・マカメ」という人物が登場する民話16話を取り上げて分析した。その結果、ザンジバル人にとって等身大の「貧しいマカメ・ワ・マカメ」は、必ず民話の冒頭に登場し、聞き手が民話に対してより親近感を持つことができるように工夫されていることが明らかになった。また、聞き取った全ての民話は録音・テキスト化されており、今後のザンジバルの民話研究や方言研究に貢献できると考える。以上の研究活動から、本年度は東アフリカ沿岸部における民衆イスラーム研究に加え、ザンジバルの民話研究についても成果を発表することができたと考える。

調査では、ザンジバル島の10カ所の村を訪問し、12人の調査協力者から53話の昔話を収集した。その中から化け物が登場する昔話を取り上げて分析し、化け物と昔話の展開の特徴を明らかにした。本年度の研究は、当初の計画通り、現地調査の実施、論文投稿、国際会議での発表を実施しており、順調に進展しているといえる。本年度の研究は、当初の計画通り、論文投稿と現地調査を実施することができ、順調に進展しているといえる。本年度の研究は当初の計画通り、論文投稿と研究発表、現地調査を実施することができ、順調に進展しているといえる。英語による論文の執筆に時間を要しているため、より英語のスキルを磨く必要がある。そのためには、文献の読解や国際会議への出席・発表に加え、普段からの毎日の学習が必要である。本年度は、東アフリカ沿岸部におけるイスラーム組織の政治活動の研究に焦点を当てる。そのため、日々インターネット上に発信される情報を追うとともに、現地でインタビューを行い、刊行物を収集する予定である。今後も継続して、ザンジバルにおけるイスラーム組織を中心とした活動に焦点を当てる。そのために、毎年1度、現地調査を実施し資料と情報収集をおこなう。また、イスラーム組織がインターネッ上に発信している情報についても適宜収集し、分析する。
ニトロソアミン類の高感度分析システムの開発

近年,強い発がん性を持つことでしられるニトロソアミン類が水の塩素消毒副生成物として発生することが確認され,その監視技術が求められている.申請者はこのような現状を踏まえ,ニトロソアミン類の高感度分析法の開発を進めた.その結果,高速液体クロマトグラフィーに紫外線照射とルミノール化学発光検出法を組み合わせることで,前濃縮や誘導体化等の前処理なしで水試料からニトロソアミンを数pptレベルで直接測定可能な測定法を開発した.近年,強い発がん性を持つことでしられるニトロソアミン類が水の塩素消毒副生成物として発生することが確認され,その監視技術が求められている.申請者はこのような現状を踏まえ,ニトロソアミン類の高感度分析法の開発を進めた.その結果,高速液体クロマトグラフィーに紫外線照射とルミノール化学発光検出法を組み合わせることで,前濃縮や誘導体化等の前処理なしで水試料からニトロソアミンを数pptレベルで直接測定可能な測定法を開発した.強い発がん性を持つことで知られるニトロソアミン類の新規高感度検出法について検討した.紫外線照射されたニトロソアミン類がルミノールと化学発光反応を起こすことを見出し,検出感度を向上させるため,その発光反応機構の解明を進めた.結果として,(1)紫外線照射されたニトロソアミン類がラジカル的に分解し一酸化窒素(NO)を発生(2)同時に水溶液への紫外線照射によりスーパーオキシドアニオンラジカルが発生(3)NOとスーパーオキシドアニオンラジカルの反応によりペルオキシナイトライトが生成(4)ペルオキシナイトライトとルミノールの反応により発光反応が起こると解明された.各々の反応過程を確認するため,(1)ではNO発生剤を利用し,紫外線照射した水溶液とこの試薬を混合後,ルミノールと反応させることで発光反応を起こすことを確認し,この結果からNOが反応に関与していることを証明した.(2)ではスーパーオキシドアニオンラジカルに特異的な発光検出試薬としてしられるCLAを用いることで,水溶液への紫外線照射からスーパーオキシドアニオンラジカルが発生していることを確認した.(3)では,ニトロソアミンに一定時間紫外線を照射した後,ペルオキシナイトライトに特異的な吸収波長である302nmの吸光度を追跡することでペルオキシナイトライトの生成と消滅を追跡した.(4)ではペルオキシナイトライトとルミノールの反応は古くから知られており,様々なエンハンサー物質が報告されていることから,エンハンサー物質を添加して発光強度の測定を行った.結果,発光強度の増大が確認された.以上の結果から,前述の反応機構を決定した.本年度の研究結果から検出感度を大幅(100倍程度)に向上することができ,HPLCと本検出法を組み合わせることで数pptレベルのニトロソアミンの測定が可能になった.今後,更なる高感度化と環境水中のニトロソアミンの分析を進めていく予定である.ニトロソアミン類は強い発がん性を持つことで良く知られる物質である.近年,このニトロソアミン類が水の塩素消毒副生成物として発生することが確認され新たな問題となっている.数pptレベルの測定感度が要求されるため,現在の測定法では高濃縮が必要で測定法が非常に煩雑である.そこでニトロソアミン類の新規高感度検出法について研究を進めた.昨年度の研究から検出感度を大幅(100倍程度)に向上することができ, HPLCと開発した検出法を組み合わせることで数pptレベルのニトロソアミン類を水試料から直接測定することが可能となった.開発した分析法を用い様々な水試料を測定したところ,河川水や工場排水において数十pptレベルのN-nitrosodimethylamineやN-nitrosomorpholineの存在が確認できた.しかしながら,特に高いニトロソアミン発生が予測された畜産排水試料においては高濃度で共存する硝酸イオンなどの妨害を受け測定することが出来なかった.これらの試料の前処理については今後検討の余地がある.また硝酸イオン,亜硝酸イオンが開発した検出法で高感度検出可能であったことから,イオンクロマトグラフィーと開発した検出法を組み合わせることで硝酸イオン・亜硝酸イオンの選択的高感度検出法を開発した.
太陽系始原天体でおこる衝突現象のその場観測手法を用いた実験的研究

レーザー光を用いた衝突クレーター形成過程の直接観測手法の開発を行い、それを用いて衝突掘削過程における標的物性効果および斜め衝突効果について調べた。衝突掘削形状の増加率は、衝突直後において時間に対してべき乗則に従うが、掘削後半段階ではべき乗則からずれることがわかった。また、その冪指数および冪乗からのずれ度合いにおいて物性効果が関与することを明らかにした。さらに斜め衝突の場合、衝突掘削領域の形状は衝突直後においては楕円形状になるが、掘削後半段階には円形構造に近づくことを明らかにした。最後にこれらの結果をもとにMaxwell Zモデルを用いて衝突クレーター掘削過程に対するスケーリング則の定式化を行った。本研究においては、衝突クレーター形成の直接観測を行い、スケーリング則に対する衝突角度依存性及び物性効果を明らかにする事を目的としている。20年度は、斜め衝突時のクレーター形成過程のその場観測を行った。一段式ガス銃を用いてポリカーボネイド弾丸を100-200m/s加速し、標的(ソーダライムガラスビーズ)に斜め45度で衝突させた。標的にはあらかじめ7本のレーザー光(赤色および緑色)が等間隔で照射されており、掘削領域が広がるにつれて照射レーザー光の形状が変化する。このレーザー光の時間変化を高速ビデオカメラを用いて撮像を行った。スケール画像と比較および解析することにより、レーザー光の衝突前の位置からの変化量から、実際の掘削領域の深さ推定を行った。この解析を、7本のレーザー光に対して行い、各時間における掘削領域の3次元形状について導出を行った。この種の解析を各時間の画像に対して行うことで、最終的に斜め衝突時における掘削領域の3次元形状の時間変化を明らかにした。その結果、衝突直後(数m sec)の掘削領域の形状は衝突下流側に延びた楕円形状を示すが、時間と伴に掘削領域が広がるにつれ、掘削形状は円形に近づくことがわかった。また、具体的に形状の楕円率を各時間ごとに導出しその時間発展について調べたところ、衝突直後は楕円率0.6-0.7程度にあるのに対して、過渡クレーター形成時には円形から一割程度しかずれていないことが明らかとなった。また、過渡クレーター形成後の崩壊過程では楕円率は大きくは変化しなかった。以上のことから、本研究のように衝突速度数百m/s程度の斜め衝突の場合であっても、形成されるクレーターの形状は円形を保つことが明らかとなった。天体上に見つかるクレーターの画像解析において、クレーターの形状が衝突角度に対しては、いい制約条件を与え曲ないという事が本研究より明らかとなった。本研究では、衝突クレーター形成の直接観測を行い、スケーリング則に対する衝突角度依存性及び物性効果を明らかにする事を目的としている。21年度は、クレーター形成過程における掘削および放出過程の物性効果を調べた。本研究により開発した直接観測用の一段式簡易ガス銃を用いて球形弾丸を200-300m/sに加速し、標的(ソーダライムガラスビーズ)に衝突させた。標的には1本複数本のレーザー光(赤色および緑色)が照射されているため、クレーター形成に伴ないレーザ光と標的・放出物の接線の位置が変化する。この様子を高速ビデオカメラを用いて撮像し、放出物が標的外に放出される位置の時間変化の測定を行った。その結果、放出物の衝突点からの放出位置は、時間に対してべき乗則に従って増加すること、またクレーター形成の終段階においてはべき乗則から外れ、放出速度が指数関数的に減衰することを明らかにした。また、標的物性値(空隙率、内部摩擦角、音速)が異なるガラスビーズを用いて、同測定を繰り返した結果、この終段階の減衰率は物性依存性を示すことがわかった。これらの結果を基にして、Zモデル(掘削流に対する流体近似モデル)において粒子速度場の強度が時間に対して指数関数的に減衰すると仮定し、放出物速度の時間発展式を導出した。その結果、この新しいモデル式は、本実験で得られる様々な標的物性に対して、放出物速度の時間発展をよく再現することが分かった。次に、かぐや月探査によって取得された、巨大クレーター周辺での特定鉱物スペクトル分布データに対してこのモデル式の適用を行い、特定鉱物の起源(掘削された深さ等)について検討を行った。その結果を基にして、スケール依存性を考慮したクレーター形成過程の物理解釈を行い、天体スケールでの衝突クレーター形成過程における標的物性効果依存性について明らかにした。平成22年度では、クレーター形成に伴う衝突放出物の速度分布に対する標的物性効果について調べた。前年度に導入した小型衝突銃を用いて球形弾丸を100-200m/sに加速し、標的(ソーダライムガラスビーズ)に衝突させ、放出される物質の速度測定を行った。クレーター形成に伴う衝突放出物が、標的上方に照射されているシート状レーザー光と交差する際の散乱光を、高速ビデオカメラを用いて撮像することで、放出速度の時間および空間分布を測定した。

その結果、放出物の速度は衝突開始から時間に対してべき乗則に従って減少すること、また衝突点からの直線距離に対してもべき乗則で減衰することを明らかにした。また、標的物性値(空隙率、内部摩擦角)が異なる粉体標的を用いて同測定を繰り返した結果、放出速度の距離および時間に対する減衰率も物性依存性を示すことがわかった。これらの結果を基にして、Zモデル(掘削流に対する流体近似モデル)との比較および21年度までに行ったレーザー光を用いた垂直および斜め衝突での掘削流の時間発展に関する測定結果とを組み合わせて、クレーター形成過程における掘削・放出・堆積過程における、標的物性効果を考慮した経験的モデルの導出を行った。次に、実際の天体クレーターへの応用として、月周回衛星SELENE(かぐや)搭載の連続分光測定器スペクトルプロファイラ(SP)による結果との比較を行った。月面衝突クレーター周辺の堆積物に対するSPによる連続分光データの空間分布について、本研究で得られた経験モデル式を応用することで、特定スペクトルを持つ物質の掘削深さと堆積距離との関係の推定を行った。これらの比較から、モデル式で用いられる変数の最適化を行い、最終的に、衝突クレーターに対する物性効果を考慮したスケーリング式の定式化を行った。
水田土壌からの好熱性偏性嫌気性細菌の分離と分離菌株によるエタノール生成

1.中温性嫌気環境における好熱性微生物の分布と多様性山形県農試庄内支場の20年以上稲わらと無機資材のみが連用されてきた試験水田の土壌を主要対象に高温保温での発酵性嫌気性微生物のMPN計数試験を行い、保温温度が75°Cまでは安定した計数値が得られる培養条件を確立した。山形農試水田土壌での計数値(MPN/cm^3湿土壌)は、30°C保温で10^6-10^7、50°C、65°C又は75°C保温で10^5-10^6、10^5又は10^4のレベルであった。一方、山地自然保護地域が集水域の溜池の底泥でも、計数値は30°C保温の10^6に対し、50°Cと65°C保温では10^3と10^2レベルと低かったが、高温下で増殖可能な嫌気性微生物の分布が確認された。水田土壌のMPN培養から65°Cで増殖する70菌株を純粋分離したが、全て30°Cでは増殖せず、好熱性であった。水田土壌の65°C保温MPN培養には、16S rDNA配列のDGGE解析で数本の主要バンドが検出され、多様な好熱性嫌気性細菌の分布が示唆された。2.分離株によるバイオマス資源からの有用物質生産(1)各地の水田土壌から分離したThermoanaerobacter属の6分離株は16SrDNA配列の類似性がほぼ100%であるが、糖利用性やDNA G+C含量等に若干違いがあった。6分離株は糖類をエタノールへと発酵し、デンプン基質培養では対数増殖期後期にアミラーゼを生産・分泌した。分離源の異なる菌株のアミラーゼは熱安定性や最適pH等の特性が異なっていた。(2)水田土壌からCaldicellulosiruptor属関連の新規2系統のセルロース分解細菌を集積・分離した。分離株は最近縁生物との16S rDNA配列の類似性が約93%で、最適増殖温度が70-75°Cで、45°Cでは増殖せず、65°C保温培養では24-72時間でろ紙を跡形もなく分解した。1.水田土壌等の中温環境における好熱性嫌気性微生物の分布と多様性の検討酸生成嫌気性細菌の培養に一般的に使用されるPY培地で、水田土壌中に生息する好熱性酸生成嫌気性微生物のMPN計数と分離を試みた。計数値(MPN/g湿土壌)は、土壌が採取された季節を問わず、65°C保温で10^6レベルと、30°C保温の数%レベルであり、少なくとも今回試験した水田土壌中には高温条件下でも増殖できる嫌気性細菌がかなり高密度で生存していることを明らかにした。65°C保温MPN培養からは65°Cで継代可能な一次分離菌株を40菌株分離した。これらの分離菌株については、純化し、生理的性質や系統的位置づけを調べる予定である。なお、併せて、好熱性セルロース分解微生物の集積培養を試み、安定した集積培養系を確立した。以上に加え、水田土壌並びにそれに由来する高温嫌気集積培養についての16S rDNA配列のDGGE解析による好熱性嫌気性微生物の多様性

解析に向け、実験条件の検討を進めた。2.好熱性嫌気性細菌分離菌株のバイオマスからのエタノール生成への利用以前本研究室で我が国各地の水田の土壌から分離した7菌株のThermoanaerobacter属細菌について、糖類の利用性とエタノール生産について検討した。分離菌株が、多糖類を含む試験した29種類の糖類の内、特にデンプンとグルコースから比較的効率よくエタノールを生成し、その収率は糖10g当たり3-5gにのぼることが明らかになった。更に、分離菌株が培地中に分泌するアミラーゼについて、Km値、熱安定性や反応の最適温度等を調べ、いずれも50-80°Cで活性を示す好熱性酵素であるが、酵素的特性は菌株の分離源に対応して異なっており、一部の菌株の酵素が、100°C、30分の熱処理でも20%の活性を維持する、かなり熱安定性の高い酵素であることを明らかにした。1.中温性嫌気環境における好熱性微生物の分布と多様性山形県農試庄内支場の20年以上稲わらと無機資材のみが連用されてきた試験水田の土壌を主要対象に高温保温での発酵性嫌気性微生物のMPN計数試験を行い、保温温度が75°Cまでは安定した計数値が得られる培養条件を確立した。山形農試水田土壌での計数値(MPN/cm^3湿土壌)は、30°C保温で10^6-10^7、50°C、65°C又は75°C保温で10^5-10^6、10-5又は10^4のレベルであった。一方、山地自然保護地域が集水域の溜池の底泥でも、計数値は30°C保温の10^6に対し、50°Cと65°C保温では10^3と10^2レベルと低かったが、高温下で増殖可能な嫌気性微生物の分布が確認された。水田土壌のMPN培養から65°Cや増殖する50菌株を純粋分離したが、全て30°Cでは増殖せず、好熱性であった。水田土壌の65°C保温MPN培養には、16S rDNA配列のDGGE解析で数本の主要バンドが検出され、多様な好熱性嫌気牲細菌の分布が示唆された。2.分離株によるバイオマス資源からの有用物質生産(1)各地の水田土壌から分離したThermoanaerobacter属の6分離株は16SrDNA配列の類似性がほぼ100%であるが、糖利用性やDNA G+C含量等に若干違いがあった。6分離株は糖類をエタノールヘと発酵し、デンプン基質培養では対数増殖期後期にアミラーゼを生産・分泌した。分離源の異なる菌株のアミラーゼは熱安定牲や最適pH等の特性が異なっていた。(2)水田土壌からCaldicellulosiruptor属関連の新規2系統のセルロース分解細を集積・分離した。分離株は最近縁生物との16S rDNA配列の類似性が約93%で、最適増殖温度が70-75°Cで、45°Cでは増殖せず、65°C保温培養では24-72時間でろ紙を跡形もなく分解した。
形状記憶樹脂を用いた胸壁再建法に関する研究

成犬15頭を用いて、形状記憶樹脂の組織適合および強度について研究を行った。1)2×2cm大の小片を、板状、メッシュ状にし、皮下に移植。術後1週、2週、4週後に摘出し、組織反応を調べた。板状、メッシュ状のいずれも周囲組織との癒着はみられず、また病理学的にも炎症反応はみられなかった。2)助骨を10cmにわたり一本切除した群、二本切除した群、胸壁を10×10cm切除した群に分け、それぞれを形状記憶樹脂で補填した。術後外観上の変形は無く、胸部単純X線でも変形はみられなかった。呼吸機能に関しては血液ガス所見で検討したが、術前、術後で大きな変化はみられなかった。以上より、胸壁補填材料として形状記憶樹脂を用いた場合、強度、および術後呼吸機能に関しては今後更に検討を要するが、組織反応が無く、外観も問題が無い事より今後新しい補填材料となり得ると思われる。
アップコンバージョン効果による近赤外オプトジェネティクス

光遺伝学(オプトジェネティクス)は、動物の狙った神経細胞に光感受性機能タンパク質を作らせ、光のオン・オフで神経細胞の活動を制御する革新技術です。近赤外光(波長、650-1450 nm)は、可視光に比べ組織透過性に優れ、体表から脳の中まで信号を送ることができます。しかし、この信号を受け取る仕組みが今までありませんでした。私たちは、可視光に高感度のチャネルロドプシンとランタニドナノ粒子(レアメタル元素からなる。近赤外光を吸収し、青、緑、赤などの可視光を発光する性質を持つ)を組み合わせ、近赤外光による神経細胞活動のオン・オフ制御に成功しました。本研究は、最先端のナノ科学と生命科学の融合の成果です。非侵襲的に神経活動をコントロールすることは神経回路の生理機構の解明にとって重要なだけではなく、神経疾患に対する長期間の治療にも応用できる可能性が展望される。近赤外光は、生体組織による吸収が低いため、生体深部の光操作に理想的である。希土類元素混合物の結晶体のランタニドナノ粒子(LNP)は、近赤外光エネルギーを吸収し、可視光を発光する性質(アップコンバージョン現象)を有している。本研究においては、LNPをドナーとして近赤外光エネルギーを可視光に変換し、チャネルロドプシンなどの光感受性タンパク質をアクセプターとして神経細胞を制御するシステムの構築と最適化に成功した(Sci Rep, 2015)。市販のLNPとして広く用いられているLNP:LiYF4(Yb/Er 20/2)は、545 nmにおいて最大の発光を有している。したがって、545 nm付近の光に対する感度の高いC1V1(ピーク吸光波長:539 nm)がLNP:LiYF4(Yb/Er 20/2)のアップコンバージョンに最適化されていることを明らかにした。ドナーLNPをコーティングしたシャーレ上でラット大脳皮質や海馬のニューロンの初代培養を作製し、リン酸カルシウム法により、アクセプター分子を発現させる。whole-cell patch clamp下で、近赤外レーザー(976 nm)をパルス照射し、光電流を計測するとともにcurrent clampモードで膜電位を計測し、活動電位誘発に必要なレーザーパワーでは、照射部の温度上昇の影響がほとんど認められなかった。本研究においては、LNPをドナーとして近赤外光エネルギーを可視光に変換し、アニオンチャネルロドプシンなどの光感受性タンパク質をアクセプターとして神経細胞活動を抑制するシステムの構築と最適化に成功した(Hososhima et al., 17th International Conference on Retinal Proteins, 2016; Yawo et al.,第39回日本神経科学大会, 2016; Yawo et al.,第94回日本生理学会大会, 2017)。2種類のアニオンチャネルロドプシン、GtACR1, GtACR2について、スペクトル感受性と光量感受性を比較した。その結果、GtACR1は、緑色光に対して極めて高い感受性があり、光遺伝学サイレンサーとして従来用いられてきたハロロドプシンに対し200倍、ArchTに対し400倍高感度であることが分かった。一方、LNP:LiYF4(Yb/Er 20/2)は、545 nmにおいて最大の発光を有している。したがって、545 nm付近の光に対する感度の高いGtACR1がLNP:LiYF4(Yb/Er 20/2)のアップコンバージョン・アクセプターに最適化されていることを明らかにした研究を通じて確立した基盤技術を発展させ、近赤外光アップコンバージョンによるin vivo脳機能制御の研究を展開する。(1)てんかんモデル:前年度の研究において最適化されたチャネルロドプシンを組込んだAAVウイルスベクターを作製する。LNPとAAVを混合し、マウスまたはラットの海馬歯状回に投与する。ガラス管電極に、可視光レーザーと近赤外レーザーのファイバーを挿入したオプトロードを、LNP/AAV投与部位に設置し、局所場電位を計測する。また、EEG, EMGを同時計測する。可視光レーザーの反復光刺激(10 Hz)により、てんかん様けいれん活動を確認したのち、近赤外レーザーの反復光刺激(10 Hz)に対する応答を検証する。

さらに、ファイバーと計測部位の距離を延長し、最終的には、脳表、経頭蓋の照射に対する応答を検証する。(2)パーキンソン病モデルの脳深部刺激(Deep Brain Stimulation; DBS):マウスのパーキンソン病モデルを用いて、近赤外光によるDBSを試みる。アクセプターチャネルロドプシンをマウスin uteroエレクトロポーレーション法により、大脳基底核ニューロンに発現させる。6-OHDA投与で片側パーキンソン病症状を発現させたのち、にLNPを投与し、可視光レーザーと近赤外レーザーのファイバーを挿入する。可視光レーザーの高頻度光刺激(100 Hz)による症状改善と、低頻度光刺激(20 Hz)による症状亢進を確認したのち、近赤外レーザーの反復光刺激に対する応答を検証する。神経生理学
大直径シールリングの周期的熱変形現象の発生限界条件の研究

大直径油膜シールのシールリングにおいて100秒前後という長い周期の周期的変形現象が観察されることがある。この現象の発生状態で長期の運転を継続すると、リングに磨耗や疲労による損傷を生じる恐れがあるので、予め設計段階でこれを回避することが必要である。この現象はシールリングの熱変形が関与し、周期的現象のメカニズムには潤滑油膜特性、非定常温度分布および熱変形が複雑に関連している。従来の研究においては、潤滑・温度分布・熱変形の各計算に単純な仮定を置いていたため、理論と現象が定量的に一致しないという不備があり、定量評価する場合には、経験的な補正係数を導入する必要があった。本研究は、このような経験的補正係数を用いずに、物理的意味の明確な理論の構築を目指し、特に潤滑油膜解析においては、従来の等粘度仮定の理論を精密化し、油膜温度による粘度変化を考慮した解析理論に基づくコンピュータプログラムを新たに作成した。また、温度分布・熱変形についても、従来の解析方法の精度改善を図った。さらに、これらを総合したシールリング熱変形挙動シミュレーションプログラムを作成して、その解析結果とシールリング熱変形挙動の実測結果を対比したところ、経験的な補正係数を用いずに周期的熱変形現象を評価できることが確認でき、現象の発生限界条件およびそれに関連する要因が明らかとなった。本研究の成果は理論面にとどまらず、産業界においても、従来経験のない大型発電機用大直径シールリングや将来の超電導発電機の機内真空シールなどの設計の信頼性を高め得るという実用価値を有する。
巨核球系白血病細胞の分化と分化因子の研究

1)巨核球系細胞株(T-33)の分化誘導を各種リコンビナント造血因子を使っておこない、p2抗体による血小板糖蛋白llb/lllaの発現率をみた。T-33のclone17は無刺激で発現率が10%以下であったが、IL-6,IL-11,LIF,EDF,GM-CSFの10-100ng/mlおよびEpoの1-10U/ml添加後6日目において50-100%と増加した。TPAの前処置によってさらに増強された。これらのリコンビナント因子の混合添加によってもさらに増強された。この事実は巨核球成熟因子(MEG-POTENTIATOR,MEG-POT)が巨核球性白血病細胞の分化を誘導しうることを示している。チロシンキナーゼ阻害物質(Herbimycin)によっても発現率は顕著に増加した。多種類のMEG-POT因子を含む悪性中皮腫細胞株(T-85)の培養上清は同様の添加培養で極めて強い分化誘導能を示した。これは上清に含まれるMEG-POTの相乗作用によると思われる。2)T-33の分化誘導をこれまではホルボールエステル(TPA)単独で行ってきたが、今回の実験で既知のリコンビナント因子も明瞭な分化誘導能を示すことが判明した。また正常の巨核球に作用するMEG-POTが白血病細胞の分化にも働くことも判明した。GI社が開発したMEG-CSFについては現在検討中である。3)T-85細胞株のトロンボポエチン活性が既知のMEG-POT因子によるものか、あるいは新規の物質も関与しているのかについては、現在活性物質を精製中であるが、その後の追試でも上清を既知因子に対する抗体および結合蛋白で処理してもトロンボポエチン活性の約15%が残るのでこの点をさらに検討していくつもりである。
モノクローナル抗体をもちいたアルツハイマー脳沈着PHFの意味づけ

アルツハイマー脳に多量に沈着するPHFは、この脳中で異常に伸長した神経突起に由来するという考えが提出されている。微小管に結合するタンパク質(MAPs)はPHFの主要な構成成分であり、しかも新たに伸長した神経突起、分化した樹状突起、軸索間で異なっていることが知られている。そこで、各神経突起の微小管に特異的なモノクローナル抗体を作製し、各突起の機能分化における分化した微小管の役割とPHFの由来を解明することを試みた。試験管内免疫法により、多くの抗PHF抗体を作製した。この中には、リン酸化MAP1B(MAP5)を認識する抗体も存在し、これによってMAP1BもPHF構成成分の1つであることが示された(井原康夫都老人研室長とも共同研究)。抗PHF抗体、抗α、βーチューブリン抗体、抗MAPs抗体をもちいてラット脳の出生後の発達に伴う変化を調べたところ、1ー10日まではレベルに大きな変化はなく、10ー14日の間でMAP1AとMAP2の増加、MAP1Bの減少が認められた。これらの変化は、ほぼ同時期に起こった。また、抗αーチューブリン抗体の1種が幼若脳と、抗α、抗βーチューブリン抗体の各1種が成熟脳とそれぞれ強く反応した。ポリ-Lーアスパラギン酸による解離からMAPsと微小管の結合の強さを推定するとMAP2、MAP1A、MAP1Bの順であった。以上のことは、ラット脳の発達によって、微小管を構成するチューブリンとMAPsが変化すること、しかもこの変化の方向は微小管の動的性質が弱くなる方向であるとが示唆された。
レトロウイルスの所持するスーパー抗原を応用したマウス自己免疫病の解析

戻し交配を12回行うことで,CBA/K1Jms-lpr^<cg>/lpr^<cg>からMRL/MpJへのlpr^<cg>遺伝子導入を行い,コンジェニック化されたMRL/MpJ-lpr^<cg>/lpr^<cg>(MRL-lpr^<cg>)を作出した.このMRL-lpr^<cg>新生児マウスをFM母親マウスに哺乳させて,スーパー抗原の活性を有するマウス乳癌ウイルスMMTV(FM)の感染系を作ったが(MRL-lpr^<cg> fFM),これが妥当であることは,MMTVgp52を乳汁中に分泌していることで確認された.初めに寿命の検討をしたが,MRL-lpr^<cg>では180【+-】10日であったのに対して,MRL-lpr^<cg>fFMでは226【+-】15日で延長が見られた.その後,皮下,内部,腸管膜リンパ節の重量を測定したが,それぞれにつき,3カ月齡の雄雌,5カ月齡の雄雌のいづれにおいてもMRL-lpr^<cg>fFMでは減少が見られ,中には約2分の1程度のものも見られた.腫脹リンパ節細胞の検索ではVβ8.2,Vβ14細胞が特異的に減少していた.尿蛋白をスコアーで見ると,5カ月齡雄の場合,MRL-lpr^<cg>では2.41【+-】0.26,MRL-lpr^<cg>fFMでは1.67【+-】0.16,雌の場合MRL-lpr^<cg>では2.63【+-】0.24,MRL-lpr^<cg>fFMでは2.08【+-】0.27といづれの場合にも尿蛋白減少効果が見られた。また,H-E染色で見た腎臓組織病変についても,3カ月齡の雌,5カ月齡の雄と雌において病変の改善が見られた.このことから,自己免疫に重要なVβ8.2細胞を減少・欠失させて糸球体腎炎を軽減させ、寿命の延長をきたした可能性が示された。現在,電子顕微鏡標本,IgCやC3の沈着を見るための免疫染色などでの検討を進めている.また,抗核抗体,抗DNA抗体,高ガンマグロブリン血症,.免疫複合体増量などの血清学的異常が改善されるか否かの検討も行っている.戻し交配を12回行うことで,CBA/K1Jms-lpr^<cg>/lpr^<cg>からMRL/MpJへのlpr^<cg>遺伝子導入を行い,コンジェニック化されたMRL/MpJ-lpr^<cg>/lpr^<cg>(MRL-lpr^<cg>)を作出した.このMRL-lpr^<cg>新生児マウスをFM母親マウスに哺乳させて,スーパー抗原の活性を有するマウス乳癌ウイルスMMTV(FM)の感染系を作ったが(MRL-lpr^<cg> fFM),これが妥当であることは,MMTVgp52を乳汁中に分泌していることで確認された.初めに寿命の検討をしたが,MRL-lpr^<cg>では180【+-】10日であったのに対して,MRL-lpr^<cg>fFMでは226【+-】15日で延長が見られた.その後,皮下,内部,腸管膜リンパ節の重量を測定したが,それぞれにつき,3カ月齡の雄雌,5カ月齡の雄雌のいづれにおいてもMRL-lpr^<cg>fFMでは減少が見られ,中には約2分の1程度のものも見られた.腫脹リンパ節細胞の検索ではVβ8.2,Vβ14細胞が特異的に減少していた.尿蛋白をスコアーで見ると,5カ月齡雄の場合,MRL-lpr^<cg>では2.41【+-】0.26,MRL-lpr^<cg>fFMでは1.67【+-】0.16,雌の場合MRL-lpr^<cg>では2.63【+-】0.24,MRL-lpr^<cg>fFMでは2.08【+-】0.27といづれの場合にも尿蛋白減少効果が見られた。現在,電子顕微鏡標本,IgCやC3の沈着を見るための免疫染色などでの検討を進めている.また,抗核抗体,抗DNA抗体,高ガンマグロブリン血症,.免疫複合体増量などの血清学的異常が改善されるか否かの検討も行っている.我々が初期に樹立したCBA-lpr^<cg

>自己免疫マウスをFMマウスに哺乳させることにより,CBA-lpr^<cg>(FM)を作成してその検討を行ったが,Vβ8.2細胞は対照マウスの67分の一に減少しており,Vβ8.3細胞は変化ないことから,Vβ8.2細胞が選択的に減少した系統であることを確認した.Vβ8.2の欠損が自己免疫に与える影響を検討するのに,最近我々が樹立して自己免疫が高度であるMRL-lpr^<cg>マウスをFMマウスに哺乳させることにより,MRL-lpr^<cg>(FM)を作成してその検討を開始した.無処置MRL-lpr^<cg>では表在性リンパ節,深在性リンパ節,腸間膜リンパ節重量がそれぞれ1,935±242mg,1,071±182mg,1,482±307mgであったのに対して,MRL-lpr^<cg>(FM)では1,376±266mg,697±187mg,1,065±271mgと全般的に縮小していた.ただしこれと対照的に,脾臓重量は無処理MRL-lpr^<cg>では540±62mgであったが,MRL-lpr^<cg>(FM)では852±220mgと増大していた.自己免疫の指標として種々のものがあるが,抗核抗体や抗DNA抗体などの血清抗体の測定は後程まとめて行うとして,免疫複合体型糸球体腎炎の指標として尿蛋白を測定した.方法はテステープを用い,半定量的にスコアー化した.無処置MRL-lpr^<cg>では2.50±0.35であったの対して,MRL-lpr^<cg>(FM)では1.56±0.30と減少していた.今後,組織のHE染色,電顕的検索あるいは免疫蛍光染色で補体成分やIgGの沈着を検討することで,免疫複合体型糸球体腎炎が真に軽減しているかについての結論が得られる.戻し交配を12回行うことで、CBA/K1Jms-lpr^<cg>/lpr^<cg>からMRL/MpJへのlpr^<cg>遺伝子導入を行い,コンジェニック化されたMRL/MpJ-lpr^<cg>(MRL-lpr^<cg>)を作出した.MRL背景遺伝子上にlpr^<cg>がホモ接合で入ると優れた自己免疫のモデルになることは,以前にも示した.このMRL-lpr^<cg>新生児マウスをFM母親マウスに哺乳させて,スーパー抗原の活性を有し,マウス乳癌ウイルスであるMMTV(FM)の感染系を作ったが(MRL-lpr^<cg>fFM),これが妥当であることは,MMTVgp52を乳汁中に分泌していることで確認された.初めに寿命の検討をしたが,MRL-lpr^<cg>では180±10日であったのに対して、MRL-lpr^<cg>fFMでは226±15日で延長が見られた.そのメカニズム解明のために皮下,内部,腸管膜リンパ節の重量を測定したが,それぞれにつき,3カ月齢の雄雌,5カ月齢の雄雌のいづれにおいてもMRL-lpr^<cg>fFMでは減少が見られ,中には約2分の1程度のものも見られた.腫脹リンパ節細胞の検索ではVβ8.2,Vβ14細胞が特異的に減少しており,殆ど期待通りの系であることが確認された.尿蛋白をスコアーで見ると,5カ月齢雄の場合,MRL-lpr^<cg>では2.41±0.26,MRL-lpr^<cg>fFMでは1.67±0.16,雌の場合MRL-lpr^<cg>では2.63±0.24,MRL-lpr^<cg>fFMでは2.08±0.27といづれの場合にも尿蛋白減少効果が見られた.このことから,自己免疫に重要なVβ8.2細胞を減少・欠失させて糸球体腎炎を軽減させ,寿命の延長をきたした可能性が示された.現在,免疫複合体型糸球体腎炎を軽減させたか否かの検討のため,H-E染色,電子顕微鏡標本,IgGやC3の沈着を見るための免疫染色などでの検討を進めている.また,抗核抗体,抗DNA抗体,抗ガンマグロブリン血症,免疫複合体増量などの血清学的異常が改善されるか否かの検討も行っている.
Ras蛋白質と相同性を持つシスタチンの発がん活性の検索

我々はrasがん遺伝子産物(Ras)がシステイン・プロテアーゼを直接阻害することを発見した。そこで本研究はRasのこの活性が発がんに関与しているかどうかを明らかにすることを目的として次のようなプローブを用いて行なわれた。(1)Rasと同様にシステイン・プロテアーゼ阻害活性を持つがGTP-結合活性を持たない可溶性蛋白質、シスタチン、(2)シスタチンのC-末端にRas蛋白質のCAAXモチーフを結合させたシスタチン-CVLS、(3)Ras蛋白質のアミノ酸42番目から49番目が欠損した変異体、RasΔ42-49。この変異体はGTP-結合活性やRaf-1-結合活性が欠損しているがシステイン・プロテアーゼ阻害活性は野生型のそれらと同程度である。これらの蛋白質の遺伝子をNIH3T3細胞に導入し、トランスフェクト細胞を単離した。導入された遺伝子の発現はデキサメサゾンの処理により誘導された。そこでデキサメサゾン存在下で軟寒天中のコロニー形成能を測定した。すると13の遺伝子の発現のみではトランスフォームしなかった。ところが発がんプロモーター、TPAの存在下で2および3の遺伝子を発現すると高いコロニー形成率が観察され、基質非依存性にトランスフォームしたことが判明した。1の遺伝子は中程度のコロニー形成率を示した。これらのことから、システイン・プロテアーゼを阻害することによって発がんの初期の変化が誘導されると推定された。私はrasがん遺伝子産物(Ras)がシステイン・プロテアーゼを直接阻害することを発見した。そこで本研究はRasのこの活性が発がん過程に関与しているかどうかを明らかにすることを目的として次のようなプローブを用いて解析した。(1)Rasと同様にシステイン・プロテアーゼ阻害活性を持つがGTP-結合活性をもたない可溶性蛋白質、シスタチン、(2)Ras蛋白質の生物学的活性にはC末端にファルネシル化の修飾を受けるCAAXモチーフが必要であるので、シスタチンにCAAXモチーフを結合させたシスタチン-CVLS、(3)Ras蛋白質のアミノ酸42番目から49番目が欠損した変異体、RasD42-49。この変異体はGTP-結合活性やRaf-1-結合活性が欠損しているシステイン・プロテアーゼ阻害活性は野生型のそれらと同程度である。導入された遺伝子はデキサメサゾンの処理により高発現が誘導された。この時に細胞が基質非依存性にトランスフォオームしたがどうかを調べるために軟寒天中でのコロニー形成実験を行なった。ところが発がんプロモーター、TPAの存在下で2および3の遺伝子を発現すると高いコロニー形成率が観察され、トランスフォームしたことが判明した。これらのことから、膜分画においてシステイン・プロテアーゼを阻害することがイニシエーションの変化を誘導するに十分であると推定された。昨年までの研究においてrasがん遺伝子産物(Ras)、およびシスタチンはシステイン・プロテアーゼを特異的に阻害し、この阻害活性が発がんの初期の過程をGTP-非依存的に促進することを確認した。しかしながらこれまでのところどのようなシステイン・プロテアーゼが発がんに対して抑制的に働いているか明らかでない。その中で最近注目されているinterleukin1β-convertingenzyme(ICE、caspase)ファミリーはシステイン・プロテアーゼに属し、アポトーシスを誘導すると報告されている。そこでこのファミリーに属しているICE、CPP32、およびICH-1の遺伝子を真核細胞の発現ベクターに組み込み、NIH3T3、またはHa-ras-NIH3T3細胞に導入して発現を誘導した。NIH3T3のトランスフェクト細胞はこれらの遺伝子の発現を誘導しても特に変化は観察されなかった。

従ってNIH3T3細胞ではICEファミリープロテアーゼの発現のみではアポトーシスを誘導できないと考えられた。一方、Ha-ras-NIH3T3細胞においてはICEやCPP32の発現では特に変化は見られなかったが、ICH-1を発現すると顕著な形態変化が観察され、正常細胞のような偏平な細胞が出現した。この形態的正常復帰はICH-1の発現レベルに相関し、同時にRas蛋白質の減少も見られた。in vitroで細胞抽出液を加温するとRas蛋白質が一部分解するが、それはICEインヒビターで抑制された。これらのことからRasとICH-1の相互作用が発がんに影響を与えると推定された。
膜輸送の場としての膜脂質:環境条件による動的転換とその制御

植物細胞内外の物質輸送をつかさどる細胞膜は、動物細胞と同様リン脂質を主要な成分としている。しかし、植物をリン欠乏条件で生育させると、細胞膜やミトコンドリア膜に存在するリン脂質の大半が糖脂質に転換され、膜中にプールされていたリンが細胞内部に大量に放出される。このような栄養飢餓条件での膜脂質成分の転換は、イオウ欠乏など他の栄養飢餓条件でもそれぞれ異なる変動を示すこともわかってきた。生体膜脂質は膜輸送を行うための「場」を提供しており、このような大きな「場」の転換は膜で行われる輸送系に甚大な影響を及ぼしていると考えられる。しかし、膜脂質構成成分の変化が植物の養分吸収の効率や膜輸送にどのような影響を及ぼしているかは全く未知である。そこで本研究では、膜輸送の場としての膜脂質の重要性を明らかにするための基礎的研究としてリン欠乏応答とイオウ欠乏応答に着目し、栄養欠乏条件でも膜脂質転換の起こらない変異体の単離・解析を行った。平成21年度は、以下の研究を行った。1.これまでの研究からリン欠乏時の膜脂質転換に関与することが明らかになったホスファチジン酸ホスファターゼ(PAH1,2)の機能に関してより詳細に明らかにするため、PAHの細胞内局在性の解析を行った。まず、細胞分画による活性測定を行い、主に葉緑体外の可溶性画分に大きな活性が存在することを明らかにした。また、PAH1-GFPのキメラ遺伝子を発現させ、融合タンパク質の大部分が可溶性画分に顕著に見られることも分かった。また、^<14>C標識したグリセロールを用いてリン脂質(PC)と糖脂質(MGDG)への野生型と変異体での取り込みの違いからPAH1, PAH2が真核型脂質合成経路に関わるホスファチジン酸ホスファターゼであることを証明した(Nakamura et al PNAS 2009)。3.リン欠乏時のリン脂質分解酵素、糖脂質合成酵素の遺伝子発現誘導には、オーキシン情報伝達の上流に関わるIAA14が抑制的にARF7, ARF19が促進的に寄与していることを示した(Narise et al PMB 2010)。そこで本研究では、膜輸送の場としての膜脂質の重要性を明らかにするための基礎的研究としてリン欠乏応答とイオウ欠乏応答に着目し、栄養欠乏条件でも膜脂質転換の起こらない変異体の単離・解析を行う。平成20年度は、PAH1, 2の機能に関してより詳細に明らかにするため、PAHの細胞内局在性の解析を行った。まず、細胞分画による活性測定を行い、膜画分に大きな活性が存在することを明らかにした。また、PAH1-GFPのキメラ遺伝子を発現させ、融合タンパク質が、ERや細胞膜などに特に顕著に見られることも分かった。また、われわれの明らかにしたリン欠乏応答機構が、植物に広く普遍的に見られる応答機構かどうかを明らかにするため、シロイヌナズナ以外のTypeB糖脂質合成系遺伝子の存在をゴマを例にして解析した。その結果、ゴマでもTypeB遺伝子が存在し、リン欠乏で誘導されること、ゴマでもリン欠乏時にDGDGの含量が増大することなどを明らかにした。さらに、上記の結果に加えて、リン欠乏応答に関わる新規遺伝子の解析から、葉緑体でのイオウ糖脂質合成に関わる新規遺伝子を同定した。

まず、細胞分画による活性測定を行い、主に葉緑体外の可溶性画分に大きな活性が存在することを明らかにした。また、PAH1-GFPのキメラ遺伝子を発現させ、融合タンパク質の大部分が可溶性画分に顕著に見られることも分かった。また、^<14>C標識したグリセロールを用いてリン脂質(PC)と糖脂質(MGDG)への野生型と変異体での取り込みの違いからPAH1, PAH2が真核型脂質合成経路に関わるホスファチジン酸ホスファターゼであることを証明した(Nakamura et al PNAS 2009)。3.リン欠乏時のリン脂質分解酵素、糖脂質合成酵素の遺伝子発現誘導には、オーキシン情報伝達の上流に関わるIAA14が抑制的にARF7, ARF19が促進的に寄与していることを示した(Narise et al PMB 2010)。
EXAFSを用いた光学活性結晶における不斉導入反応の動的解析

本研究はキラル結晶における不斉導入反応の反応機構を偏光EXAFS法を用いて検討し、その素過程を明かにすることが目的である。そこで、以下の手順に従い研究を進めた。(1)反応条件下でin-situ偏光EXAFS測定システムの開発した。特に、EXAFSの入射X線の電場ベクトル依存性を利用し、反応場の立体局所構造解析を行える。ゴニオメ-タの設計製作を行った。これとあわせて、反応進行中のEXAFSが測定できるようなEXAFSin-situ測定セルの設計製作も行った。(2)反応条件下でのin-situ EXAFSの有効性を評価するため、固体表面に固定化した活性点での反応条件下に置けるEXAFSの測定を行った。具体的にはシリカ表面にRhのダイマ-を固定化し、そのCO挿入条件下における活性点構造の変化から、金属結合補助型CO挿入メカニズムを提案した。(3)本研究の助成金により購入した薬品を用いて、4,4′-dimethylchalconeを合成し、その単結晶を成長させた。また、EXAFSをもちいて、臭素化過程を行うことになっているが、予備実験として、IRにより速度論的な解討を加えた。(4)文部省高エネルギ-物理学研究所にある放射光実験施設に対し、EXAFS測定のマシンタイムの申請を行い、現在、それが受理されマシンタイムの配分をまっている段階である。
活性酸素によるミトコンドリア障害の病態解析:ステロイド筋症とミトコンドリア脳筋症での検討

1.グルココルチコイド服用患者におけるミトコンドリア機能:60例のグルココルチコイド服用患者でエルゴメーター運動負荷試験を行い,運動負荷中の血中乳酸値を測定したところ,服用グルココルチコイド総量に比例して血中乳酸値の上昇が見られた.2.ステロイド筋症患者の骨格筋組織における活性酸素の影響:ステロイド筋症患者(14例)の骨格筋組織のミトコンドリアDNA中の8-hydroxy-deoxyguanosine(8-OH-dG)は,対照群より著明に増加し(P<0.001),グルココルチコイドの総量と有意に相関した(r=0.608,P<0.05).3.ステロイド筋症患者の骨格筋組織におけるミトコンドリア障害:生検筋組織において,その電子伝達系酵素複合体活性は複合体Iにおいて有意に低下していた(P<0.05).4.筋細胞培養系におけるグルココルチコイドの活性酸素産生への影響:ラットおよびヒト培養筋細胞(L6,RD)を用いて,グルココルチコイド添加(デキサメサゾン10^<-5>-10^<-7>M)後,3時間-7週間において,活性酸素(OH^-)をフローサイトメトリー法により検討した.その結果,ヒト培養筋細胞(RD)ではデキサメサゾン10^<-5>と10^<-6>M添加では,3時間以降に活性酸素の増加が認められ,1週間後に最大になった.5.筋細胞培養系におけるグルココルチコイドのミトコンドリア障害への影響:4の実験系において,RD細胞のミトコンドリア膜電位の変化およびアポトーシスをJC-1およびAnnexin V/PIを用いたフローサイトメトリー法で検討した.その結果,ミトコンドリア膜電位は48時間以後には低下し(10^<-5>-10^<-7>M),Annexin V/PIのシグナルは増加していた.SOD(100u/ml)を併せて添加した場合には.活性酸素の増加は消失し,ミトコンドリアの膜電位の変化およびアポトーシスの増加も抑制された.以上の成績よりグルココルチコイドを長期間投与すると,活性酸素の産生亢進とミトコンドリア膜電位の低下およびアポトーシスが誘起されることが明かとなった.1.グルココルチコイド服用患者におけるミトコンドリア機能:60例のグルココルチコイド服用患者でエルゴメーター運動負荷試験を行い,運動負荷中の血中乳酸値を測定したところ,服用グルココルチコイド総量に比例して血中乳酸値の上昇が見られた.2.ステロイド筋症患者の骨格筋組織における活性酸素の影響:ステロイド筋症患者(14例)の骨格筋組織のミトコンドリアDNA中の8-hydroxy-deoxyguanosine(8-OH-dG)は,対照群より著明に増加し(P<0.001),グルココルチコイドの総量と有意に相関した(r=0.608,P<0.05).3.ステロイド筋症患者の骨格筋組織におけるミトコンドリア障害:生検筋組織において,その電子伝達系酵素複合体活性は複合体Iにおいて有意に低下していた(P<0.05).4.筋細胞培養系におけるグルココルチコイドの活性酸素産生への影響:ラットおよびヒト培養筋細胞(L6,RD)を用いて,グルココルチコイド添加(デキサメサゾン10^<-5>-10^<-7>M)後,3時間-7週間において,活性酸素(OH^-)をフローサイトメトリー法により検討した.その結果,ヒト培養筋細胞(RD)ではデキサメサゾン10^<-5>と10^<-6>M添加では,3時間以降に活性酸素の増加が認められ,1週間後に最大になった.5.筋細胞培養系におけるグルココルチコイドのミトコンドリア障害への影響:4の実験系において,RD細胞のミトコンドリア膜電位の変化およびアポトーシスをJC-1およびAnnexin V/PIを用いたフローサイトメトリー法で検討した.その結果,ミトコンドリア膜電位は48時間以後には低下し(10^<-5>-10^<-7>M),Annexin V/PIのシグナルは増加していた.SOD(100u/ml)を併せて添加した場合には.活性酸素の増加は消失し,ミトコンドリアの膜電位の変化およびアポトーシスの増加も抑制された.以上の成績よりグルココルチコイドを長期間投与すると,活性酸素の産生亢進とミトコンドリア膜電位の低下およびアポトーシスが誘起されることが明かとなった.グルココルチコイド服用患者におけるミトコンドリア機能:60例のグルココルチコイド服用患者でエルゴメーター運動負荷試験を行い,運動負荷中の血中乳酸値を測定したところ疾患対照56例,正常対照16例に比較し著明な高値をとった(p<0.001).また血清乳酸値レベルと服用グルココルチコイド総量は有意に相関した(r=0.618,p<0.0001).さらに25例の患者ではグルココルチコイド服用後,運動負荷時の血中乳酸値と筋症状(disability score)は有意に増加していた(ともにp<0.001).ステロイド筋症患者の骨格