hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳類時計タンパクの翻訳・分解制御機構と生理的意義の解明

本研究は、哺乳類時計たんぱく質の翻訳および分解調節のメカニズムと生理的意義について解析することを目的としている。哺乳類体内時計は、時計遺伝子と呼ばれる一連の遺伝子群が形成するリズミックな遺伝子発現ネットワークによってうみだされている。まず、われわれはmPer2をテトラサイクリン依存性に発現可能なNIH3T3細胞株を作成し、mPer2の定常的な過剰発現に伴う細胞の概日リズム発現の変化を解析した。この結果、定常的に発現させるmPer2遺伝子の量依存的に概日リズムの減衰が見られた。このときのmPER2蛋白発現もしくは蓄積の調節がどのようになされているかを現在解析中である。さらに、Tetシステムを利用して、定常的な時計遺伝子の発現を誘導できる遺伝子導入モデルマウスの作出を行っている。現在、tTA遺伝子が導入されたマウスが8系統およびrtTA遺伝子が導入されたマウスが16系統出来ており、それらについて詳細な発現パターンの解析を行っている。このモデルマウスは、基地の遺伝子の翻訳分解調節の解析のみならず、上記の研究から取得した新たな遺伝子の機能解析においても非常に有用な系であると考えられ、今後も引き続き計画を進めていく。さらに、時計タンパクの翻訳ご就職の意義について、ルシフェラーゼとの融合タンパクにしたmPER2の量的な変動をリアルタイムに測定できる系を確立した。ルシフェラーゼとの融合タンパクにすることによって日生理的な性質を示す可能性があるが、mPER2の場合既にノックインマウスで野生型のmPER2とこの融合タンパクの間に、特に動態の違いが見いだされていないことが報告されている。その結果、定常的なmRNAの発現下でもmPER2-Luc融合タンパクはその蓄積に概日性の変動があることが確認された。それは、転写のリズムにくらべて非常に弱いものであるが、翻訳後の制御にも概日性の調節があることを示唆している結果である(投稿準備中)。また、この系を利用してflagタグを融合したmPer2を発言する細胞株を樹立し、抗flag抗体によるmPER2蛋白の複合体精製を行った。精製したmPER2蛋白複合体をSDS-PAGEにて展開し、得られたバンドをトリプシンで消化後質量分析を行い、複合体を構成する蛋白を同定した。現在道のものを含めて数種類の蛋白が同定されており、それらの体内時計発現における機能を詳細に解析している。さらに、視交叉上核において、Tet-Onシステムを利用して、定常的な時計遺伝子の発現を誘導できる遺伝子導入モデルマウスの作出を行っている。現在、Tet-On遺伝子が導入されたマウスが6系統出来ており、それらについて詳細な発現パターンの解析を行っている。
高選択的［２＋２＋２］付加環化反応を鍵とする多官能性環状π共役分子の合成

本年度の研究では主として、カチオン性ロジウム触媒を用いた高選択的[2+2+2]付加環化反応によるベルト状およびメビウス状シクロパラフェニレン(CPP)の合成を目的とし、検討を行った。(1) [2+2+2]付加環化反応を鍵とするベルト状[8]CPPの合成上記(1)において、ヒドロキノン型ジインとモノインとのエーテル化反応により大環状ポリインの合成を行い、偶数個のトリインユニットを有する大環状ポリインに対して[2+2+2]付加環化反応の検討を行った。その結果、大環状ドデカインに対してカチオン性ロジウム(I)/BIPHEP錯体触媒を作用させることでベルト状[8]CPPを良好な収率で合成することに成功した。(2)エナンチオ選択的[2+2+2]付加環化反応を鍵とするメビウス状[10]CPPの合成上記(2)において、奇数個のトリインユニットを有する大環状ポリインに対して[2+2+2]付加環化反応の検討を行った。その結果、大環状ペンタデカインに対してカチオン性ロジウム(I)/BINAP錯体触媒を作用させることでメビウス状[10]CPPを良好な収率およびエナンチオ選択性で得ることに成功した。また、上記(1)、(2)において、得られたCPPに対して単結晶X線構造解析、光学/キロプティカル特性の測定、量子化学計算を行うことで、物性の解明を行った。以上の研究において、カチオン性ロジウム(I)/ビスホスフィン系錯体触媒の優れた特性および熱力学的に大きく有利な[2+2+2]付加環化反応を最大限に活かすことにより、従来の方法では合成不可能であった新奇π共役分子の合成に成功した。目的の化合物の合成に成功し、当該分野において大きな研究の進展があったため。今回開発した合成手法の適用範囲を拡大するべく、異なるデザインの環状ポリインを合成し、ジグザグ型カーボンナノチューブの部分構造を有するベルト状分子の合成に取り組む。また、当初の計画にはないが、カチオン性ロジウム触媒による選択的[2+1+2+1]付加環化反応の開発を行う。さらに、開発した[2+1+2+1]付加環化反応を用いてベンゾシクラセンの合成に取り組む。また、得られたベルト状分子の化学/結晶構造および物性解明を行う。
侵入型金属間化合物を用いた窒素固定

大気中の窒素を取り込み有用な物質に変えること(窒素固定)は学術面はもとより工学的にも極めて重要であるが、現行のプロセスは高圧という特殊な設備を必要としており、省資源、省エネルギーと言う観点からは問題がある。これに対し本研究では、鉄と希土類、チタン、バナジウム、モリブデン等をベースとした窒素吸蔵性金属間化合物を作製すると共に、これらの表面にN_2分子の解離に対し高い活性を有するルテニウムをベースとした触媒層を形成させ、その窒素吸蔵能および吸蔵された窒素の存在状態と反応性とを系統的に解明することで、優れたN_2分子の活性化能と高い窒素吸蔵特性を有する複合型金属間化合物を作製することを目的とした。その結果、Al_2O_3とRu金属を共担持した希土類-鉄系金属間化合物粉末、Ru/Al_2O_3/RFe_7(R=希土類)においてN_2分子が常圧下にも拘わらず効率的に活性化され、500°C前後の温度で金属窒化物RFe_7N_Xの形で窒素が吸蔵されることが明らかとなった。また、吸蔵された窒素は金属間化合物内で窒素原子として存在することから、水素気流中、450°Cで処理することで容易にアンモニアとして再生されることも明らかとなった。そこで、この複合型金属間化合物を用いた窒素固定サイクルの最適化を行うことでそのシステム化についても検討を加えたところ、現行のアンモニア合成の操業条件(圧力:150atm、温度:500°C、空間速度:15000h^1、転化率:15%)に対して、本方法では常圧にも拘わらずかなり高いアンモニア生成速度を示すことが概算で明らかになった。以上より、本研究で検討した侵入型金属間化合物を用いたアンモニア合成は、窒素貯蔵の機能も兼ね備えた新しい窒素利用システムとして有望であると考えられる。
分子シャペロンによる虚血性疾患の予防と治療を目指した基礎的研究

前年度に引き続きhsp105プロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を連結したコンストラクトを安定に発現するC3H10T1/2細胞を用いてHsp発現誘導物質の探索を試みた。今年度は非ステロイド系抗炎症薬(NSAID)以外の物質についても検討するため、数種の天然物抽出物についてHspの誘導性を検討した結果、Hsp発現誘導物質の発見には至らなかったが、逆に熱ショックによるHspの発現誘導を抑制する物質として牛蒡子抽出物中のArctigeninを見出した。Hsp105がATP枯渇状態においてタンパク質の変性や細胞死を抑制することから、Hsp105が細胞内においてどのようなタンパク質をターゲットとして変性を抑制するのか明らかにするために、前年度に引き続き細胞タンパク質をTriton X-100可溶性画分と不溶性画分に分け、ATP枯渇によりTriton X-100に対する溶解性が変化するタンパク質を検索した。前年度はSDS-PAGEによる分離を試みたが、候補タンパク質の分離が不完全にあったため同定に至らなかったため、今年度は等電点および分子量で分離する2次元電気泳動により検討したところ、ATP枯渇によりTriton X-100可溶性画分から消失する分子量約30kDa、等電点6付近のスポットがHsp105の高発現により減少が抑制された。現在、このスポットについてトリプシン消化後、MALDI-TOS-MSを用いたペプチドマスフィンガープリンティングにより同定を試みている。また、ATP枯渇状態による細胞死がアポトーシスにより生じており、Hsp105の高発現はHsp70同様ATP枯渇状態によるアポトーシスを抑制することが明らかになっていたが、今年度はHsp105のATP枯渇状態によるアポトーシスの抑制機構を明らかにするため、caspaseの活性について検討したところ、ATP枯渇によりcaspase-3、caspase-8、caspase-9の活性化が確認されたが、Hsp105の高発現はcaspase-9の活性化には影響を与えず、aspase-3およびcaspase-8の活性化を抑制した。これらの結果はHsp105はATP枯渇により誘導されるアポトーシスのうち、ミトコンドリア非依存的な部分を抑制していることを示唆しており、今後さらに検討する必要がある。ATP枯渇によるタンパク質変性に対するHsp105の保護効果にHsp105のATP結合能やHsp105のCK2によるリン酸化修飾が必要であるかどうかについて検討するため、ATP結合能を持たないHsp105変異体(Hsp105K69A)およびHsp105のCK2リン酸化部位の変異体(Hsp105S509A)の発現ベクターを作製し、ATP枯渇によるルシフェラーゼの不活性化について検討したところ、これらのHsp105変異体は、野性型Hsp105と異なりルシフェラーゼの不活性化を抑制できなかった。このことから、Hsp105のATP枯渇によるタンパク質変性に対する保護作用にはHsp105のATP結合能やHsp105のCK2によるリン酸化修飾が必要であると考えられた。ATP枯渇による細胞死に対するHsp105またはHsp70高発現の影響について検討したところ、ルシフェラーゼの不活性化に対する保護効果と異なり、Hsp105、Hsp70ともに細胞死を抑制することが明らかになった。Hsp105プロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を連結したコンストラクトを安定に発現するC3H10T1/2細胞を用いて、Hsp105の発現を誘導する薬物のスクリーニングを行い、Hsp105プロモーター活性を上昇させる化合物としてサリチルアミド、サリチルアルコール、アセトアミドフェノールなどフェノール性水酸基を有するものを数種類見出した。Hsp105プロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を連結したコンストラクトを安定に発現するC3H10T1/2細胞(C3H/pGL105細胞)を用いて、Hsp105の発現を誘導する薬物のスクリーニングを行い、サリチル酸誘導体にこのような活性があることを明らかにしていたが、さらに官能基を置換した数種類の物質について検討し、Hsp105の発現誘導にはフェノール性水酸基が重要であることを見出した。また、これらのHsp105の発現を誘導する物質を細胞に処理すると、タンパク質の凝集が抑制され、これに伴う細胞死も減少した。さらに、より低濃度でHsp105の発現を誘導する薬物として、AceclofenacおよびDiflunisalが見出された。平成18年度まではATP枯渇によるタンパク質変性に対するHsp105の保護効果についてモデルタンパク質としてルシフェラーゼを用いてきたが、Hsp105の細胞内でのターゲットとなるタンパク質が不明であった。そこで、今年度はこの点についても検討することとした。ATP枯渇状態で一定時間処理した後、Triton X-100可溶性画分および不溶性画分を回収しSDS-PAGEで分離した結果、数種類のタンパク質バンドがATP枯渇の時間に伴いTriton X-100可溶性画分から不溶性画分へと移行していた。これらのうち、約50kDaと約45kDaの2つのタンパク質はHsp105を高発現させることにより、不溶性画分への移行が遅れることがわかった。現在、これらのタンパク質の同定を試みている。

今年度は非ステロイド系抗炎症薬(NSAID)以外の物質についても検討するため、数種の天然物抽出物についてHspの誘導性を検討した結果、Hsp発現誘導物質の発見には至らなかったが、逆に熱ショックによるHspの発現誘導を抑制する物質として牛蒡子抽出物中のArctigeninを見出した。Hsp105がATP枯渇状態においてタンパク質の変性や細胞死を抑制することから、Hsp105が細胞内においてどのようなタンパク質をターゲットとして変性を抑制するのか明らかにするために、前年度に引き続き細胞タンパク質をTriton X-100可溶性画分と不溶性画分に分け、ATP枯渇によりTriton X-100に対する溶解性が変化するタンパク質を検索した。前年度はSDS-PAGEによる分離を試みたが、候補タンパク質の分離が不完全にあったため同定に至らなかったため、今年度は等電点および分子量で分離する2次元電気泳動により検討したところ、ATP枯渇によりTriton X-100可溶性画分から消失する分子量約30kDa、等電点6付近のスポットがHsp105の高発現により減少が抑制された。現在、このスポットについてトリプシン消化後、MALDI-TOS-MSを用いたペプチドマスフィンガープリンティングにより同定を試みている。また、ATP枯渇状態による細胞死がアポトーシスにより生じており、Hsp105の高発現はHsp70同様ATP枯渇状態によるアポトーシスを抑制することが明らかになっていたが、今年度はHsp105のATP枯渇状態によるアポトーシスの抑制機構を明らかにするため、caspaseの活性について検討したところ、ATP枯渇によりcaspase-3、caspase-8、caspase-9の活性化が確認されたが、Hsp105の高発現はcaspase-9の活性化には影響を与えず、aspase-3およびcaspase-8の活性化を抑制した。これらの結果はHsp105はATP枯渇により誘導されるアポトーシスのうち、ミトコンドリア非依存的な部分を抑制していることを示唆しており、今後さらに検討する必要がある。
神経変性疾患における原因蛋白質の伝播現象の解明

平成28年度の結果から、まずはTDP-43の異常・正常局在をin vitroで再現することを目的に条件を検討した。前年度は、蛍光タンパク質で標識したTDP-43を培養細胞に発現させると、野生型TDP-43においても核局在性を失い、正常な局在を再現できていなかったが、レンチウィルスを介してマウス初代培養ニューロンに感染させることにより正常な核局在性を示した。これと並行して、TDP-43と同様に伝播現象を支持する初見が報告されているα-Synucleinについても同様に蛍光標識後、ニューロンに発現させ局在解析を行った。Transgeneが導入された細胞は一部であったが、導入マーカーの蛍光タンパク質(mRFP)が発現する細胞特異的に、α-Synucleinの発現が軸索・細胞体にまで及んでおり、Transgeneが発現していない細胞ではシグナルを認めなかった。正常なシナプス局在を示すα-Synucleinについては、増感法を用いた染色条件の検討によりシグナル検出が可能になった。今後、これらの正常及び異常局在を示す細胞を用いて共培養による発現変化を調べる。一方、前年度に解析を進めていた加齢に伴う嗅球でのα-Synucleinの蓄積について、他領域での変化を調べたところ、海馬において局在変化は認めないもののα-Synucleinのシナプスでの集積を認めた。嗅球からは嗅内皮質を介して海馬へ投射するため、細胞の脆弱性もしくは細胞間伝播により海馬においてα-Synucleinが多く発現している可能性が考えられる。嗅球及び海馬での異常を示す細胞について解析を行い、細胞種を特定した解析系の確立を計画している。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、in vitro伝播モデルの作製に先行して、培養細胞の異常蛋白質の取り込みおよび細胞内凝集体形成を確認後、細胞間伝播現象について検証を行うことを目的とした。まず、TDP-43がCaspase認識部位で切断されるとN末/C末で異なる凝集性をもつことが推測されることから、二重標識TDP-43を作成し、各断片の追跡を可能にした。標識用の蛍光タンパク質として、N末側にKatushka(赤色)、C末側にVenus(緑色)と、励起波長の離れた蛍光タンパク質を融合した。レンチウィルス作製の際にHEK293T細胞に発現させたところ、TDP-43のC末側のみに蛍光タンパク質を融合させた片側標識TDP-43と二重標識とで異なる発現状態となった。片側標識のTDP-43は、主に細胞質に均一にVenusのシグナルを検出したが、一方で二重標識TDP-43を強発現した細胞では、細胞質にKatushka、Venusが共局在する構造物を認めた。また、Venusは核及び細胞質に同等のシグナルを認めたが、Katushkaは細胞質でのシグナルが強く、KatushkaとVenusで異なる挙動を示していることからTDP-43がCaspase切断部位で切断されていることが示唆された。尚、TDP-43の核局在性と相関せず細胞質においてもシグナルを検出したが、強発現による影響の可能性について今後ウイルスを用いて確認する必要がある。In vitroの伝播モデル作製と並行して行ってきたマーモセットTg系統の解析では、歩行障害・睡眠障害を認めるとともに、PET解析による脳画像解析においても変化を認めている。In vitroの伝播モデル作製と並行して行ってきたマーモセットTg系統の解析の中で新たな展開があり、平成27年度は急遽マーモセット解析を重点的に行ったため、in vitroの解析が当初の予定を達成していない項目が存在する。これについては平成28年度に達成できるよう遂行するとともに、局在確認や蛍光タンパク質の検討などKIマウスの細胞を必ずしも必要としない場合は、既に保存済みで接着・分化までの時間が早いマーモセットニューロスフェア等を用いて効率化を図る。また、マーモセットを用いたin vivo解析を行う中で見出した現象は、過去の報告と組み合わせると細胞種ごとの伝播能の違いを支持する現象であることから、本研究結果を参考にin vitroの実験に使用する細胞種として注目し、in vitroの現象との相関を検証する。

一方、前年度に解析を進めていた加齢に伴う嗅球でのα-Synucleinの蓄積について、他領域での変化を調べたところ、海馬において局在変化は認めないもののα-Synucleinのシナプスでの集積を認めた。嗅球からは嗅内皮質を介して海馬へ投射するため、細胞の脆弱性もしくは細胞間伝播により海馬においてα-Synucleinが多く発現している可能性が考えられる。嗅球及び海馬での異常を示す細胞について解析を行い、細胞種を特定した解析系の確立を計画している。今後の推進方策としては、マウス初代培養ニューロンを用いてTDP-43タンパク質のN/C末それぞれの局在を確認すると同時に異常局在を引き起こすレンチウィルス感染条件を確立する。更に細胞種依存的な伝播レベルを考慮し、異種細胞の同時培養を行い、変化を調べる。当初の計画では、TDP-43タンパク質のN/C末にそれぞれ波長の異なる蛍光タンパク質を融合させた二重標識TDP-43を用いて、Cleaved Caspase3により切断され生成したそれぞれの断片について、挙動を追跡する方針であった。現在までの結果から、片側標識と二重標識で同じC末断片でも異なる挙動を示していることから、標識が影響して本来とは異なる挙動を示している可能性がある。これについてはニューロンにおける局在を検証しておく必要があるが、ニューロンでも二重標識による影響が示唆された場合には、これまでに凝集性が高いと報告のあるC末断片のみを標識した片側標識TDP-43での解析を行う。N末断片の異常が予測される場合には、N末側の配列を認識する抗体による免疫染色により情報を補う。また標識の影響が大きく解析が難しい場合は、TDP-43と同様に伝播現象を支持する所見が報告されているα-Synucleinで代替することも考慮に入れている。α-SynucleinはTDP-43とは異なり断片化が主要な病変原因ではないと予測されるにも関わらず、伝播能を持つと推測されることから代替タンパク質として適していると考える。28年度が最終年度であるため、記入しない。
薬物の溶解状態の動的変化を組み込んだ消化管吸収シミュレーションシステムの研究

消化管モデル実験系の新たな形として、胃からの内容物排出を模倣可能な実験系を新たに開発した。この系は、腸溶性製剤を含む可動式のモデル胃内設置カゴを有し、それを動かすことで製剤をモデル胃からモデル腸内に移動させることができる。このシステムを用いることで、腸溶性のATP製剤からの薬物放出のpH依存性を、胃から小腸への移動を模倣して評価できることを示している。この結果は、日本薬学会第139年会(千葉)にて発表している。また、従来の消化管モデルを改良し、難水溶性の塩基性薬物の胃から小腸移行過程で生じる過飽和現象について、詳細に検討する実験系を作成した。このシステムは、従来の人工膵液だけでなく、人工胆汁の導入も可能にしている。イトリコナゾールの膜透過性への過飽和現象の効果、それに及ぼす水溶性高分子の製剤添加物としての影響、さらに胆汁が存在する場合の全体の変化、などが検討されており、水溶性高分子の存在は、過飽和の効果持続に寄与すること、一方、胆汁酸の共存は過飽和効果の減少につながることを明らかにしている。この結果は、日本薬剤学会第34年会で発表予定である。さらに、サンプリング用マイクロダイアリシスプローブの改良にも着手した。塩化ビニル膜の可塑剤除去による改質を試みたが、透過性の調整は困難であり、目指した性能の膜は得られなかった。そこで、スピンコーターを用いて、ナノフィルムを作成し、それで多孔膜プローブを覆うことで薬物サンプリング性能が優れたマイクロダイアリシスプローブの作成を試みている。現時点で、ポンプの作動環境の最適化、ナノフィルムの予備的作成を行なっている。これらの研究を発展させるため、次年度より、博士課程の大学院生が研究補助者として参画する。消化管モデル実験系の新たな形として、胃からの内容物排出を模倣可能な実験系を新たに開発していること、また、従来の消化管モデルを改良し、難水溶性の塩基性薬物の胃から小腸移行過程で生じる過飽和現象について解析するモデルとして、人工胆汁の導入過程を含む実験系を作成したことから、その点においては、研究は順調である。イトリコナゾールの膜透過性への過飽和現象の効果、それに及ぼす水溶性高分子の製剤添加物としての影響、さらに胆汁が存在する場合の全体の変化、などを明らかにしている。しかし、当初予定した塩化ビニル膜の改質については考えていた結果が得られず、その部分での研究は進んでいない。そこで、サンプリング用マイクロダイアリシスプローブの改良を目的として、スピンコーターを用いて、ナノフィルムを作成し、それで多孔膜プローブを覆うことで薬物サンプリング性能が優れたマイクロダイアリシスプローブの作成を試みている。この方法がうまくいけば、遅れている部分を取り戻せるものと考えている。従来の消化管モデルをさらに改良し、難水溶性の塩基性薬物の胃から小腸移行過程で生じる過飽和現象についてさらに詳細に解析可能なモデルとする。すなわち、人工膵液と人工胆汁の導入過程を含む実験系で、さらに食事成分が共存した場合の影響、胃内の酸性度が低下した場合の挙動を再現することなどを試みていく。イトリコナゾールの膜透過性への過飽和現象の効果、それに及ぼす食事成分の影響を、水溶性高分子の製剤添加物としての影響、さらに胆汁が存在する場合の全体の変化、などと併せて明らかにしていく。また、スピンコーターを用いて、ナノフィルムを作成し、それで多孔膜プローブを覆うことで薬物サンプリング性能が優れたマイクロダイアリシスプローブの作成をさらに進めて行く。すなわち、作成された膜の物理的、化学的性質の評価を行う。物理的強度の測定や、物理化学的性質が異なるモデル化合物の透過性の比較を行うことで、膜の特徴づけを行なって行く。ポンプの作動環境を最適化した条件で、模擬的なサンプリングに適用し、その性能評価を行って行く。

現時点で、ポンプの作動環境の最適化、ナノフィルムの予備的作成を行なっている。これらの研究を発展させるため、次年度より、博士課程の大学院生が研究補助者として参画する。消化管モデル実験系の新たな形として、胃からの内容物排出を模倣可能な実験系を新たに開発していること、また、従来の消化管モデルを改良し、難水溶性の塩基性薬物の胃から小腸移行過程で生じる過飽和現象について解析するモデルとして、人工胆汁の導入過程を含む実験系を作成したことから、その点においては、研究は順調である。イトリコナゾールの膜透過性への過飽和現象の効果、それに及ぼす水溶性高分子の製剤添加物としての影響、さらに胆汁が存在する場合の全体の変化、などを明らかにしている。しかし、当初予定した塩化ビニル膜の改質については考えていた結果が得られず、その部分での研究は進んでいない。そこで、サンプリング用マイクロダイアリシスプローブの改良を目的として、スピンコーターを用いて、ナノフィルムを作成し、それで多孔膜プローブを覆うことで薬物サンプリング性能が優れたマイクロダイアリシスプローブの作成を試みている。この方法がうまくいけば、遅れている部分を取り戻せるものと考えている。従来の消化管モデルをさらに改良し、難水溶性の塩基性薬物の胃から小腸移行過程で生じる過飽和現象についてさらに詳細に解析可能なモデルとする。すなわち、人工膵液と人工胆汁の導入過程を含む実験系で、さらに食事成分が共存した場合の影響、胃内の酸性度が低下した場合の挙動を再現することなどを試みていく。イトリコナゾールの膜透過性への過飽和現象の効果、それに及ぼす食事成分の影響を、水溶性高分子の製剤添加物としての影響、さらに胆汁が存在する場合の全体の変化、などと併せて明らかにしていく。また、スピンコーターを用いて、ナノフィルムを作成し、それで多孔膜プローブを覆うことで薬物サンプリング性能が優れたマイクロダイアリシスプローブの作成をさらに進めて行く。すなわち、作成された膜の物理的、化学的性質の評価を行う。物理的強度の測定や、物理化学的性質が異なるモデル化合物の透過性の比較を行うことで、膜の特徴づけを行なって行く。ポンプの作動環境を最適化した条件で、模擬的なサンプリングに適用し、その性能評価を行って行く。
ストレス応答を制御するリン酸化シグナル解明への遺伝学的アプローチ

本研究は、われわれがこれまで携わってきたストレス応答キナーゼに関する研究手法ならびに研究成果をもとに、線虫C.elegansを用いた遺伝子探索によってストレス応答を制御する新たなリン酸化シグナル経路を見出し、口腔疾患の新たな予防、診断、治療法のターゲットとしての意義を探ろうとするものである。昨年度、われわれは哺乳類ASK1分子の線虫オルソログであるNSY-1の遺伝子変異個体が、無酸素状態において野生型個体に比べて生存率が上昇するという興味深い表現型を見いだし、NSY-1-PMK経路が無酸素に対する個体の応答に重要な役割を果たしていることを示した。本年度は、NSY-1下流で発現制御を受ける因子を探索するため,マイクロアレイを用いた遺伝子発現量の網羅的解析を行った。野生型において無酸素により発現量が2倍以上に増加し、かつ無酸素条件における発現量がnsy-1変異体において野生型の2分の1以下となる遺伝子を抽出した結果、13の遺伝子が得られた。定量的PCRにより結果を再確認し、さらにその中でPMK-1経路に依存した発現パターンを示した遺伝子を7つ候補遺伝子として得た。これらの遺伝子のプロモーター領域をそれぞれ単離し、その下流にGFPをつないだ外来性遺伝子を発現するトランスジェニック線虫を作製した。その結果、互いに異なる遺伝子プロモーターに由来する2系統が、NSY-1-PMK-1経路の活性に依存してGFPが発現することを確認し、蛍光顕微鏡を用いたバイオイメージングによってNSY-1-PMK-1経路の活性化をモニターできる系の確立に成功した。現在さらに、これらのトランスジェニック系統を用いたストレス応答制御因子の遺伝子スクリーニング系の構築を進めている。本研究は、われわれがこれまで携わってきたストレス応答キナーゼに関する研究手法ならびに研究成果をもとに、線虫C. elegansを用いた遺伝子探索によってストレス応答を制御する新たなリン酸化シグナル経路を見出し、口腔疾患の新たな予防、診断、治療法のターゲットとしての意義を探ろうとするものである。本年度、われわれは哺乳類ASKl分子の線虫オルソログであるNSY-1の遺伝子変異個体が、無酸素状態において野生型個体に比べて生存率が上昇するという興味深い表現型を見いだした。この表現型は、線虫p38MAPキナーゼ(PMK)経路を構成する各分子の変異個体で共通して認められたことから、NSY-1-PMK経路が無酸素に対する個体の応答に重要な役割を果たしていると考えられる。また、無酸素状態に12から24時間置いた個体においては、野生型ではPMK-1の強い活性化が見られるのに対し、NSY-1変異体ではその活性化はほとんど検出できないレベルにまで低下していた。以上の結果は、無酸素に対するストレス応答におけるNSY-1-PMK経路の重要性だけではなく、本研究の目的である「ストレス応答を制御する新たなリン酸化シグナル経路」を見いだすための非常に有用なスクリーニング系の構築が可能なことを示している。すなわち、NSY-1変異個体と野生型個体にそれぞれ無酸素刺激を加え、遺伝子発現の変化をマイクロアレイ解析することで、高率でNSY-1-PMK経路の標的遺伝子を兄いだすことができる。現在、実際にそのような解析を終え、候補遺伝子の評価を行っている。最も鋭敏にPMK活性に依存して発現誘導がかかる遺伝子のプロモーターを利用し、バイオイメージングを用いたPMK活性評価系ならびにそれを用いた遺伝子スクリーニング系を確立することが次年度の目標である。
電子正孔系における量子秩序形成の研究

本研究の目的は半導体の電子正孔系および励起子系を対象に、精緻なレーザー分光手法を駆使した実験と、電子相関を取り入れた理論研究を密接に連携させ、量子多体系としての物質相とその集団励起および量子秩序形成ダイナミクスについて実験(東大)と理論(阪大)を連携させて研究を進めることであった。以下に研究項目別の成果をまとめる。1.準熱平衡励起子系の相図解明:(東大)ヘリウム3冷凍機を用いて、励起光照射下においても0.3K台の低温を確保した上で、亜酸化銅結晶におけるパラ励起子を3次元歪トラップに蓄積することで量子多体系の性質が顕在化する励起子BEC相境界近傍まで到達した。トラップからの微弱発光の高感度検出による発光イメージ法を確立し、量子カスケードレーザーを用いたCWライマン分光法による定量評価法を開発した。(阪大)準熱平衡相図を決定するために、高密度弱結合領域から低密度強結合領域までを統一的に記述できる動的平均場理論を開発した。連続模型による解析手法と長距離クーロン相互作用の取り入れ方を検討し、隣接サイト間相互作用を扱う手法を開発し数値計算を行った。2.量子縮退しか励起子系の集団励起とそのコヒーレンスの検出:(東大)亜酸化銅パラ励起子のAuger係数の値とその温度依存性を決定し、低温で非弾性衝突が発散する量子力学的特徴を示すことを見出した。(阪大):励起子間有効相互作用のボゾン化理論を再考して、励起子気体相での光学応答の自己無撞着理論を構築し、光学応答の数値計算を進めた。半導体ブロッホ方程式理論との違いを解明した。3.電子正孔系の量子秩序形成の動的理論(阪大):低次元系での多励起子状態における励起子間Auger散乱断面積を数値的に評価した。低温での「量子散乱領域」の理論研究を開始した。東大グループの実験結果との比較を行った。
機能性軟質義歯裏装材の開発

本研究ではまず市販弾性義歯裏装材およびティッシュコンディショナーの静的粘弾性および硬化挙動について検討し、またティッシュコンディショナーのポリマー分子量および粉液比と応力緩和挙動との関係についても検討した。本材の成分の溶解量および吸水量についても計測を行った。これまで軟質義歯裏装材の物性に関しては静的粘弾性を中心に検討してきたが、材料のより精密な解析の必要性から、動的粘弾性による計測を行った。本材に使用される材質によりその粘弾性的性質はほぼ一定の傾向があり、材質によりその挙動は大きく異なっていた。さらに軟質義歯裏装材の動的粘弾性と咀嚼機能(最大咬合力、試験食品の咀嚼、満足度)との関係について検討した。この結果、弾性的な軟質義歯裏装材よりも粘弾性的な性質を有する軟質義歯裏装材のほうが、咀嚼機能が向上する傾向があることがわかった。これらの研究結果より、ティッシュコンディショナーの粉末には、ブチル系のポリマーが適していることが示唆された。また弾性義歯裏装材については、アクリル系のポリマーが本材の主成分に適していることが解明された。現在、アクリル系ポリマーを用い、可塑剤の種類および含有量が本材の動的粘弾性に及ぼす影響についての測定を終えた。今後、耐久性の高いアクリル系弾性義歯裏装材の実用化を目指し、本材に使用されるモノマーと粘弾性的性質、成分の溶解量、吸水量などの理工学的性質との関係について検討していく予定である。高齢化社会を迎え、総義歯あるいは部分床義歯の難症例が増加している。このような難症例患者の治療には、組織調整材(ティッシュコンディショナー)により床下粘膜に生じた病変や歪を正常な状態に回復させ、動的印象後、弾性義歯裏装材によりリライニングを行う術式は非常に効果的である。本研究では、ポリマーの種類と分子量、ペーストおよび可塑剤等の種類と含有量、ならびにエチルアルコールの、含有量が、粘弾性的性質、床用レジンとの接着強さ等の理工学的性質ならびに咀嚼機能に及ぼす影響について検討し、機能性軟質義歯裏装材を開発することを目的としている。本年度はまず市販弾性義歯裏装材および市販組織調整材の静的粘弾性的性質および硬化挙動について検討し、研究成果をJournal of Prosthetic Dentistry(2編)に発表した。さらに組織調整材のポリマー分子量および粉液比と応力緩和挙動との関係を測定し、その成果をJournal of Oral Rehabilitationに発表した。現在、軟質義歯裏装材の粘弾性的性質と無歯顎患者の咀嚼機能との関係の評価を行い、投稿準備中である。さらに現在、粉末および液の組成および構造的因子と硬化中の動的粘弾性について計測中である。高齢社会を迎え、総義歯あるいは部分床義歯の難症例が増加している。このような症例では組織調整材によりティッシュコンディショニング、および動的印象を行い、弾性義歯裏装により、リライニングが行われている。しかしながら耐久性や粘弾性的性質に問題があり、さらなる開発が望まれる。本研究では、ポリマーの種類と分子量、ペーストおよび可塑剤の種類と含有量、ならびにエチルアルコールの含有量が、粘弾性的性質、床用レジンとの接着強さ等の理工学的性質ならびに咀嚼機能に及ぼす影響について検討し、機能性軟質義歯裏装材を開発することを目的とする。今年度は弾性義歯裏装材の動的粘弾性を計測し、さらに粘弾性的性質が咀嚼機能に及ぼす影響について検討し、現在投稿準備中である。またポリマーの種類と分子量、可塑剤の種類と含有量、エチルアルコールの含有量とゲル化中の粘弾性についての計測も終わり、ならびに床用レジンに及ぼす化学組成の影響についても測定を終えた。結果の一部はJournal of Oral Rehabilitationに発表し、残りのデーターも現在投稿準備中である。

市販組織調整材の成分の溶出量と吸水量についての実験も行い、研究成果はJournal of Oral Rehabilitationに発表した。次年度はポリマーの種類と分子量、可塑剤の種類と含有量、エチルアルコールの含有量とゲル化後の動的粘弾性について検討していく予定である。高齢社会を迎え、総義歯あるいは部分床義歯の難症例が増加している。このような症例では組織調整材によりティッシュコンディショニング、および動的印象を行い、弾性義歯裏装により、リライニングが行われている。しかしながら耐久性や粘弾性的性質に問題があり、さらなる開発が望まれる。本研究では、ポリマーの種類と分子量、ペーストおよび可塑剤の種類と含有量、ならびにエチルアルコールの含有量が、粘弾性的性質、床用レジンとの接着強さ等の理工学的性質ならびに咀嚼機能に及ぼす影響について検討し、機能性軟質義歯裏装材を開発することを目的とする。平成11年度は弾性義歯裏装材の動的粘弾性を計測し、さらに粘弾性的性質が咀嚼機能に及ぼす影響について検討し、現在投稿中である。またポリマーの種類と分子量、可塑剤の種類と含有量、エチルアルコールの含有量とゲル化中の粘弾性についての計測も終わり、ならびに床用レジンに及ぼす化学組成の影響についても測定を終えた。結果の一部はJournal of Oral Rehabilitationに発表し、残りのデーターも現在投稿中もしくは準備中である。平成12年度はポリマーの種類と分子量、可塑剤の種類と含有量、エチルアルコールの含有量とゲル化後の動的粘弾性を中心に検討した。現在投稿準備中である。平成13年度は上記の科学組成および構造的因子が床用レジンとの接着性、溶出成分および臨床応用を中心に検討していく予定である。高齢杜会を迎え、総義歯あるいは部分床義歯の難症例が増加している。このような症例では組織調整材によりティッシュコンディショニング、および動的印象を行い、弾性義歯裏装材により、リライニングが行われている。本研究では、ポリマーの種類と分子量、ぺーストおよび可塑剤の種類と含有量、ならびにエチルアルコールの含有量が、粘弾性的性質、床用レジンとの接着強さ等の理工学的性質ならびに咀嚼機能に及ぼす影響について検討し、機能性軟質義歯裏装材を開発することを目的とする。組成および構造的因子の異なる6種類の軟質義歯裏装材の動的粘弾性を計測し、これら粘弾性的性質が咀嚼機能に及ぼす影響について検討した。その結果、弾性的な軟質義歯裏装材よりも粘弾性的な軟質義歯裏装材のほうが、咀嚼機能が向上する傾向であった。この研究成果はJournal of Dental Researchに掲載された。組織調整材の硬化挙動および応力緩和挙動に及ぼすエチルアルコール含有量の影響については、Journal of Oral Rehabilitationに掲載された。また組織調整材の成分の溶出量、吸水量と寸法変化との関係についても検討し、これらの結果もJournal of Oral Rehabilitationに掲載された。以上の研究成果を踏まえ、高い緩圧効果を有する弾性裏装材の開発を目的に、粘弾性的性質に及ぼす可塑剤の影響についての測定を行い、現在投稿準備中である。
透明高分子材料のき裂先端部の可視化に関する研究

透明高分子材を用いて、疲れき裂成長過程中におけるき裂開閉挙動を連続的に観察し、き裂成長条件を検討することを目的とした。そのため、疲労き裂開閉口を、単色光による干渉縞より、連続的に観測可能な小型繰返し負荷試験を試作した。試験機は、光学顕微鏡に取り付け可能で、テレビモニタ装置を介して、き裂開閉口の連続記録ができるシステムとなっている。また任意の録画面を画像解析装置に接続することによって干渉縞の解析を容易に行うことができるようになっている。試作試験機を用いて、アクリル(PMMA)材のき裂成長実験を行い、下記を示した。1.負荷の増加とともに,き裂端部のクレイズ領域は次第に増加し、それとともに、き裂開口量も増加する。き裂が一担成長を開始すると、その後ほぼ一定の開口量を保つ。2.繰り返し負荷試験の完全徐荷中においても、き裂は閉口しない。3.同一応力拡大係数に対するき裂先端部のクレイズ域長さは、繰り返し負荷の場合の方が、単調増加負荷より長くなり、必ずしもDugdale模型が有効ではない。4.き裂端開口量とクレイズ領域長さは、負荷方法によらない比例関係となる。5.繰返し負荷中のき裂成長は、ピ-ク荷重近傍のみで起る。しかし、試作した装置では、き裂成長を直線的に起させることが難かしく、実験結果に幾分の不確かさが残った。現在改良し、追試を実施中であり、前述の結果と同様な結果が得られつつある。構造材料として、高分子材料の使用頻度が増してきており、金属材料と同様に、破壊現象についての深い知識が必要となっている。しかし、高分子材の機械的性質が時間、温度および圧力の影響を強く受けるため、金属材料で蓄積された破壊に関する理解を、高分子材料に単純に当てはめることはできない。特に、き裂端に発生するクレイズは重要であり、この充分な理解なくして高分子材料の破壊を論ずることはできない。本研究では、まず高分子材料の破壊現象の理解に最も重要な(1)き裂先端部に形成されるクレイズ領域を顕微鏡にて直接観察し、(2)同時にクレイズ及びき裂上下面反射した光の干渉によって生ずる縞模様より、き裂部の開閉口挙動を連続的に測定可能な装置を製作した。試験装置は、(1)き裂進展用小型繰り返し負荷装置、(2)き裂挙動の観察装置(顕微鏡およびモニター装置;本研究費で購入)及び(3)縞模様の解析装置からなっている。続いて、透明高分子材料の代表としてPMMA(アクリル)板より作った両片持ち梁(DCB)試験片を用いて、試作した装置によって静的及び動的負荷のもとでのき裂挙動の観察を行い、(1)静的及び動的負荷条件下におけるき裂端のクレイズ形状とDagdale模型との比較、(2)き裂成長時におけるき裂端の開口変位等の破壊の基本事項についての多くのデータを蓄積した。さらに(3)方向によって性質の異なる異方性材についての実験をも行い、等方性材の結果と比較した。さらにこれらの実験データを多く集めることによって、高分子材料のき裂進展に対して提案されているクリテリオンについて、その妥当性の考察が可能となる。
可算モデルの個数が有限となる理論の研究

・自然数の理論の可算モデルに関する次の予想を研究した.予想:Mを一階ペアノ公理の超準可算モデルとする.通常の自然数の部分ωはその部分モデルになっている.しかしωをimplicitに定義する低い階層の論理式ψは存在しない.いくつか,注意をしておく必要がある.ペアノ公理は帰納法をすべて含んでいるので,1階論理式Ψ(x)でΨの解集合がωに一致するものはない.すなわち,通常の意味でωは定義可能集合にはならない.われわれは定義可能性の概念を少し拡大した.すなわち,2階の変数Xをもつ論理式ψ(X)がωをimplicitに定義するとは,集合ωがψ(X)のただひとつの解になっていることと定義した.われわれは,単純なΣ_3-論理式という概念を導入して次を得た:[結果:]ωをimplicitに定義する単純なΣ_3-論理式はない.ここで上の論理式のクラスは,Xが関数で閉じているという形の主張はすべて含む大きなクラスである.・単純理論に関する融合を研究した.ω-安定な二つの理論の共通拡大でω-安定なものを決して持たない場合があることはよく知られている.(同じ理論のクラスに属する共通拡大を融合とよぶ.)そこで,理論のクラスを拡大して,単純理論に対して融合が可能かどうかを考察し次を得た:結果:T_1とT_2を二つの理論として,L(T_1)∩L(T_2)=0とする.ともにヨ^∞-限量記号を消去し,いずれか一方は代数閉包が自明になっていれば,融合が存在する.・自然数の理論の可算モデルに関する次の予想を研究した.予想:Mを一階ペアノ公理の超準可算モデルとする.通常の自然数の部分ωはその部分モデルになっている.しかしωをimplicitに定義する低い階層の論理式ψは存在しない.いくつか,注意をしておく必要がある.ペアノ公理は帰納法をすべて含んでいるので,1階論理式Ψ(x)でΨの解集合がωに一致するものはない.すなわち,通常の意味でωは定義可能集合にはならない.われわれは定義可能性の概念を少し拡大した.すなわち,2階の変数Xをもつ論理式ψ(X)がωをimplicitに定義するとは,集合ωがψ(X)のただひとつの解になっていることと定義した.われわれは,単純なΣ_3-論理式という概念を導入して次を得た:[結果:]ωをimplicitに定義する単純なΣ_3-論理式はない.ここで上の論理式のクラスは,Xが関数で閉じているという形の主張はすべて含む大きなクラスである.・単純理論に関する融合を研究した.ω-安定な二つの理論の共通拡大でω-安定なものを決して持たない場合があることはよく知られている.(同じ理論のクラスに属する共通拡大を融合とよぶ.)そこで,理論のクラスを拡大して,単純理論に対して融合が可能かどうかを考察し次を得た:結果:T_1とT_2を二つの理論として,L(T_1)∩L(T_2)=0とする.ともにヨ^∞-限量記号を消去し,いずれか一方は代数閉包が自明になっていれば,融合が存在する.自然数の理論の可算モデルに関する次の予想を研究した。予想:Mを一階ペアノ公理の超準可算モデルとする。通常の自然数の部分ωはその部分モデルになっている。しかし,ωをimplicitに定義する論理式φは存在しない。いくつか,注意をしておく必要がある。ペアノ公理は帰納法をすべて含んでいるので,1階論理式Ψ(χ)でΨの解集合がωに一致するものはない。すなわち,通常の意味でωは定義可能集合にはならない。われわれは定義可能性の概念を少し拡大した。すなわち,2階の変数Χをもつ論理式ψ(Χ)がωをimplicitに定義するとは,集合ωがψ(Χ)のただひとつの解になっていることと定義した。われわれは,上の予想は論理式の範囲を狭めれば正しいことを示すことに成功した:結果:ωをimplicitに定義するsimpleなformulaはない。ここでsimpleな論理式は,Xが関数で閉じているという形の主張はすべて含む大きなクラスである。・自然数の理論の可算モデルに関する次の予想を研究した.予想:Mを一階ペアノ公理の超準可算モデルとする.通常の自然数の部分ωはその部分モデルになっている.しかしωをimplicitに定義する低い階層の論理式ψは存在しない.いくつか,注意をしておく必要がある.ペアノ公理は帰納法をすべて含んでいるので,1階論理式Ψ(x)でΨの解集合がωに一致するものはない.すなわち,通常の意味でωは定義可能集合にはならない.われわれは定義可能性の概念を少し拡大した.すなわち,2階の変数Xをもつ論理式ψ(X)がωをimplicitに定義するとは,集合ωがψ(X)のただひとつの解になっていることと定義した.われわれは,単純なΣ_3-論理式という概念を導入して次を得た:[結果:]ωをimplicitに定義する単純なΣ_3-論理式はない.ここで上の論理式のクラスは,Xが関数で閉じているという形の主張はすべて含む大きなクラスである.・単純理論に関する融合を研究した.ω-安定な二つの理論の共通拡大でω-安定なものを決して持たない場合があることはよく知られている.(同じ理論のクラスに属する共通拡大を融合とよぶ.)

そこで,理論のクラスを拡大して,単純理論に対して融合が可能かどうかを考察し次を得た:結果:T_1とT_2を二つの理論として,L(T_1)∩L(T_2)=0とする.ともにヨ^∞-限量記号を消去し,いずれか一方は代数閉包が自明になっていれば,融合が存在する.
閉経後骨粗鬆症における細胞成長因子およびサイトカインの役割に関する研究

近年骨芽細胞にエストロゲンに対するレセプターが発見され,エストロゲンはinsulin-like growthfactor(IGF)やtransforming growthfactor-βの産生を促し,骨形成を促進する一方,前破骨細胞から破骨細胞への変換を抑制し骨吸収を抑制することが報告されている。また,interleukin(IL)-1やtumor necrosis factor(TNF)-αが骨吸収を促進するとされる。そこでわれわれは閉経後骨粗鬆症の病態を解明する目的でCa調節ホルモンと共に細胞成長因子,サイトカインなどを測定した。20代から80代の健常女子骨粗鬆症患者を対象とした。第3腰椎の骨量をQCT法により測定した。骨代謝の指標として血中intact PTH,PTH-M,カルシトニン(CT),1,25,(OH)_2D,24,25(OH)_2D,25-OHDおよび骨グラ蛋白(BGP)を測定した。サイトカインとして,末梢血マクロファージのIL-1βおよびTNF-αの産生能を測定した。さらに成長因子としてIGF-Iも測定した。その結果QCTによる。骨量は加齢により減少することを認めた。血中PTHは閉経後も正常ないし増加し、骨粗鬆症患者と有意差を認めなかった。骨粗鬆症患者において,血中CTは骨量と正相関があり,1,25(OH)_2Dは高度の骨粗鬆症で減少した。血中24,25(OH)_2Dや25-OHDも減少した。IL-1β産生能やTNF-α産生能は閉経後増加傾向にあり,骨粗鬆症患者で増加した。血中IGF-Iと骨量との間に有意の正相関をみとめた。以上のことから骨粗鬆症ではIL-1βやTNF-αなどのサイトカインが増加している。エストロゲンは成長因子少なくともIGF-Iを介して骨量の保持に重要な役割を演ずるものと思われた。以上の他に現在IL-6についても骨粗鬆症との関連について検討中である。近年骨芽細胞にエストロゲンに対するレセプタ-が発見され,エストロゲンはinsulinーlike growthfactor(IGF)やtransforming growthfactorーβの産生を促し,骨形成を促進する一方,前破骨細胞から破骨細胞への変換を抑制し骨吸収を抑制することが報告されている。また,interleukin(IL)ー1やtumor necrosis factor(TNF)ーαが骨吸収を促進するとされる。そこでわれわれは閉経後骨粗鬆症の病態を解明する目的でCa調節ホルモンやサイトカインなどを測定した。骨代謝の指標として血中intact PTH,PTHーM,カルシトニン(CT),1,25,(OH)_2D24,25(OH)_2D,25ーOHDおよび骨グラ蛋白(BGP)を測定した。サイトカインとして,末梢血マクロファ-ジのILー1βおよびTNFーαの産生能を測定した。さらにIGFーIおよびIGFーIIも測定した。

その結果QCTによる。骨量は加齢により減少することを認めた。血中PTHは閉経後も正常ないし増加し、骨粗鬆症患者と有意差を認めなかった。骨粗鬆症患者において,血中CTは正であり,1,25(OH)_2Dは高度の骨粗鬆症で減少した。血中24,25(OH)_2Dや25ーOHDも減少した。ILー1β産生能やTNFーα産生能は閉経後増加傾向にあり,骨粗鬆症患者で増加した。血中IGFーI/IIと骨量との間に有意の正相関をみとめた。以上のことから骨粗鬆症ではILー1βやTNFーαなどのサイトカインが増加している。エストロゲンは少なくともIGFーI/IIを介して骨量の保持に重要な役割を演ずるものと思われた。近年骨芽細胞にエストロゲンに対するレセプターが発見され,エストロゲンはinsulin-like growthfactor(IGF)やtransforming growthfactor-βの産生を促し,骨形成を促進する一方,前破骨細胞から破骨細胞への変換を抑制し骨吸収を抑制することが報告されている。また,interleukin(IL)-1やtumor necrosis factor(TNF)-αが骨吸収を促進するとされる。そこでわれわれは閉経後骨粗鬆症の病態を解明する目的でCa調節ホルモンと共に細胞成長因子,サイトカインなどを測定した。20代から80代の健常女子骨粗鬆症患者を対象とした。第3腰椎の骨量をQCT法により測定した。骨代謝の指標として血中intact PTH,PTH-M,カルシトニン(CT),1,25,(OH)_2D,24,25(OH)_2D,25-OHDおよび骨グラ蛋白(BGP)を測定した。サイトカインとして,末梢血マクロファージのIL-1βおよびTNF-αの産生能を測定した。さらに成長因子としてIGF-Iも測定した。血中PTHは閉経後も正常ないし増加し,骨粗鬆症患者と有意差を認めなかった。骨粗鬆症患者において,血中CTは骨量と正相関があり,1,25(OH)_2Dは高度の骨粗鬆症で減少した。血中24,25(OH)_2Dや25-OHDも減少した。IL-1β産生能やTNF-α産生能は閉経後増加傾向にあり,骨粗鬆症患者で増加した。血中IGF-Iと骨量との間に有意の正相関をみとめた。以上のことから骨粗鬆症ではIL-1βやTNF-αなどのサイトカインが増加している。エストロゲンは成長因子少なくともIGF-Iを介して骨量の保持に重要な役割を演ずるものと思われた。以上の他に現在IL-6についても骨粗鬆症との関連について検討中である。