hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高血糖や老化に起因する排便障害の病態解明

本研究は、排便運動に深く関連した腹壁筋と外肛門括約筋に着目し、糖尿病や老化によって、その筋組織と運動ニューロンがどのような継時的変化を呈するかを明らかすることが目的である。28年度は、腹壁筋の運動ニューロンと筋組織の解析を行った。運動ニューロンでは、糖尿病群では数と大きさの減少が観察され、筋組織では、糖尿病群では筋の厚さと細胞の大きさの減少が観察された。29年度は、28年度同様オスのラットを用いて陰部神経を指標に外肛門括約筋の運動ニューロンの解析を行った。糖尿病群では数と大きさの減少が観察された。しかし、オスでは陰部神経の半分ほどが球海綿体筋も支配することから、その影響がほとんどないメスのラットを用いる必要性が生じた。30年度は、メスのラットを用いて外肛門括約筋の運動ニューロンと筋組織の解析を行った。これまでと同様にストレプトゾトシン(100mg/kg)を生理食塩水に融解させた溶液を腹腔内投与して糖尿病を発症させ、糖尿病群と健常コントロール群を比較対象としてそれぞれ解析した。イソフルラン吸入麻酔下にて、陰部神経を剖出し、10%Dextran-fluorescein溶液に切断神経中枢端を12時間浸し術創を閉じた。23週間後、灌流固定を行い脊髄を取り出し、後固定後、厚さ80μmの水平断切片を作成し、蛍光顕微鏡にて標識された運動ニューロンをデジタルカメラを用いて撮影し、ImageJ(NIH)を用いて平均細胞径を算出した。その結果、運動ニューロンでは、糖尿病群では数と大きさの減少が観察された。さらに、肛門括約筋の筋組織をいくつかの部分に分け、クリオスタットを用いて厚さ10μmの切片を作成し、ヘマトキシリン・エオジン染色を加え標本を作製した。それにより筋細胞の大きさの測定を行った。その結果、筋組織においても、健常コントロール群と比べ、糖尿病群では細胞の大きさの減少が観察された。本研究は、排便運動に深く関連した腹壁筋と外肛門括約筋に着目し、糖尿病や老化によって、その筋組織と運動ニューロンがどのような継時的変化を呈するか、またそれらの働きはどのように低下していくかを明らかすることが目的である。30年度は、オスの陰部神経の半分ほどが球海綿体筋も支配すること、さらに高血糖によりそれらの筋群が影響を受けるという報告があることから、その影響がほとんどないメスのラットを用いて、外肛門括約筋の運動ニューロンと筋組織の解析を行った。ストレプトゾトシン(100mg/kg)を生理食塩水に融解させた溶液を腹腔内投与して糖尿病を発症させた糖尿病群と健常コントロール群を比較対象としてそれぞれ解析した。実験には糖尿病発症から1ケ月のWistar系ラット(急性期)と3ケ月のWistar系ラット(慢性期)を用いた。生理食塩水に融解させた10%Dextran-fluorescein溶液に切断神経中枢端を12時間浸し運動ニューロンを逆行性に蛍光色素により標識する方法や、筋組織の断面をいくつかの部分に分け、厚さ10μmの切片を作成し、染色を加え標本を作製する方法は順調に進行した。そのため30年度に行う予定であった、腹壁筋と外肛門括約筋の働きを直接観察するための直腸内圧を記録する実験が行われていない。そのため、延長申請を行い、令和元年度前半は、外肛門括約筋の運動ニューロンと筋組織の追加の解析を、後半は、腹壁筋と外肛門括約筋の働きを直接観察する実験を行う予定である。31年度前半は、メスのラットを用いて外肛門括約筋の運動ニューロンと筋組織の追加の解析を行う予定である。同様に、ストレプトゾトシン(100mg/kg)を生理食塩水に融解させた溶液を腹腔内投与して糖尿病を発症させ糖尿病群と健常コントロール群を比較対象としてそれぞれ解析する。後半は、左右の第13胸椎および第1腰椎の腹壁筋を支配する筋枝を左右同時に強縮が起こる頻度で電気刺激し、その時に発生する直腸内圧を記録し、コンピューターソフトウェアを用いて腹壁筋群の直腸内圧に与える影響について解析する予定である。さらに現在作成中のWistar系ラット(老齢群)を用いて、運動ニューロンの解析をする予定である。排泄機能の障害は脊髄損傷、脳損傷といった神経系の障害に起因するものだけでなく、日本の国民病ともされる糖尿病や老化によっても生じる。ストレプトゾトシン(100mg/kg)を生理食塩水に融解させた溶液を腹腔内投与して糖尿病を発症させ、1ケ月後と3ケ月後の糖尿病群とその健常コントロール群を比較対象としてそれぞれ解析した。方法は、イソフルラン吸入麻酔下にて、腹壁筋を支配する筋枝を剖出し切断した。

生理食塩水に融解させた10%Dextran-fluorescein溶液に切断神経中枢端を12時間浸した上で術創を閉じた。23週間の生存期間後、深麻酔下にて灌流固定を行い、第10胸髄から第3腰髄までの脊髄を取り出し後固定を行った。その後、厚さ80μmの水平断切片を作成し、蛍光顕微鏡にて標識された運動ニューロンをデジタルカメラを用いて撮影し、ImageJ(NIH)を用いて平均細胞径を算出した。腹壁筋の筋組織は断面をいくつかの部分に分け、クリオスタットを用いて厚さ10μmの切片を作成し、ヘマトキシリン・エオジン染色を加え標本を作製した。それにより筋組織の厚みと筋細胞の大きさの測定を行った。結果、運動ニューロンでは、健常コントロール群と比べ、糖尿病群では数と大きさの減少が観察された。1ケ月後と比べ3ケ月後の糖尿病群ではその傾向がより大きくなっていた。筋組織においても、健常コントロール群と比べ、糖尿病群では筋の厚さと細胞の大きさの減少が観察された。本研究は、排便運動に深く関連した腹壁筋と外肛門括約筋に着目し、糖尿病や老化によって、その筋組織と運動ニューロンがどのような継時的変化を呈するか、またそれらの働きはどのように低下していくかを明らかすることが目的である。28年度は、腹壁筋の運動ニューロンと筋組織の解析を行った。ストレプトゾトシン(100mg/kg)を生理食塩水に融解させた溶液を腹腔内投与して糖尿病を発症させた糖尿病群と健常コントロール群を比較対象としてそれぞれ解析した。実験には糖尿病発症から1ケ月のWistar系ラット(急性期)と3ケ月のWistar系ラット(慢性期)と24カ月齢以上のWistar系ラット(老齢群)を用いる予定であったが、老齢群の作成が間に合わず、急性期と慢性期の比較を行った。生理食塩水に融解させた10%Dextran-fluorescein溶液に切断神経中枢端を12時間浸し運動ニューロンを逆行性に蛍光色素により標識する方法や、筋組織の断面をいくつかの部分に分け、厚さ10μmの切片を作成し、染色を加え標本を作製する方法は順調に進行した。排泄機能の障害は脊髄損傷、脳損傷といった神経系の障害に起因するものだけでなく、日本の国民病ともされる糖尿病や老化によっても生じる。28年度は腹壁筋の運動ニューロンと筋組織の解析を行った。運動ニューロンでは、糖尿病群では数と大きさの減少が観察され、筋組織では、糖尿病群では筋の厚さと細胞の大きさの減少が観察された。29年度は外肛門括約筋の運動ニューロンの解析を行った。ストレプトゾトシン(100mg/kg)を生理食塩水に融解させた溶液を腹腔内投与して糖尿病を発症させ、3ケ月後と5ケ月後の糖尿病群とその健常コントロール群を比較対象としてそれぞれ解析した。方法は、イソフルラン吸入麻酔下にて、陰部神経を剖出し切断した。23週間の生存期間後、深麻酔下にて灌流固定を行い、下部腰髄から仙髄までの脊髄を取り出し後固定を行った。
農業工学とコロイド化学の融合を基軸とする土壌・水環境保全技術の展開

水食による土の劣化や汚染物質を伴う粘土の移動など,コロイドと呼ばれる微粒子の輸送が関係する農業・環境における諸課題が再認識されています。これらの課題を困難にする背景として,コロイドが電気を帯びること,互いに凝集する性質を持つこと,そしてこれらの性質が水質や流れなどの環境条件によって変化することが挙げられます。多様なコロイドと環境条件を想定したモデル実験と理論による分析を重ねることで,土壌・水環境に関わるコロイドの性質を明らかにして,土壌・水環境の保全技術の発展を目指します。
アジアにおける大学入試の多様化と高大接続プログラムの標準化に関する国際比較研究

近年アジア各国では大学入試改革が大胆に進行しているが、その主たる目的が格差是正のためであることで共通している。そのための特別措置は少数民族を対象としたものと、農村を対象としたものの二種類あり、具体的な措置としては、加点措置と定員枠の設定である。ただし、これらはすべて安定した措置とはなっておらず、常に論争を巻き起こしている。また、現在さまざまな高大接続プログラムが各国で導入されているが、それらは進学する大学が国内か海外という軸と、履修後の単位認定が特定の大学においてのみなのか、多くの大学で認定されるのかという軸で四事象を設定すれば適切に分類できる。研究計画は、フェーズ1:各国高大接続政策の枠組みと大学入学者選抜方法の改革動向の把握、フェーズ2:高校レベルでの教育課程の多様化と高大接続プログラムの運用実態調査、フェーズ3:アジア全体の高大接続の動向をトータルにまとめる、ことにある。研究分担者・協力者がそれぞれの担当国(地域)を調査していく方法で進めていった。平成27年度は、フェーズ1を中心に、現地調査を踏まえたうえで各国の高大接続政策の枠組みと大学入学者選抜方法の改革動向を中心とした資料分析研究を中心に行った。ここには、各国の教育省や入試委員会の公的文書の分析および主要な公立・私立大学の入学者選抜方法の分析が含まれる。入学者選抜方法の分析は、1筆記試験(統一・個別)の内容と評価、2筆記試験以外の多面的な選抜方法の評価、3入試制度改革にみられる公正さの特徴をまとめる。各人の調査結果は、6月、10月、2月の研究会を通して明らかにした。その成果は、海外への高大接続に焦点化して「東アジアにおける中等教育段階での留学促進策」というタイトルで日本比較教育学会第51回大会でのラウンドテーブルで報告した。研究代表者は、大学入試制度改革の概要について10月に韓国のソウル国立大学で開催された学会において“Global Impact on College Entrance Examination Reforms in East Asia"というタイトルで講演を行った。また、日本の大学入試改革動向の特徴については、11月に台湾の國立南國際大學で開催された会議において「日本大學入學考試制度改革與高中・大學的關系(日本の大学入試制度改革と高大接続)」というタイトルで講演を行った。他の分担者・協力者の成果も含めてこうした成果を報告書(紙媒体)として平成28年度中に刊行する予定である。計画していたフェーズ1の各国・地域の高大接続政策の枠組みと大学入学者選抜方法の改革動向の把握が順調に進んでいることが研究会での研究分担者・研究協力者の報告が確認できたから。平成28年度は、現地調査を踏まえてフェーズ1のまとめを行い、フェーズ2を一部調査した。フェーズ1の各国の独自性を考慮した上でのまとめ方としては、1)入試科目の多様化、すなわち従来の科目筆記試験以外の面接試験や小論文の導入などの新たな試みについてまとめてもらい、2)選抜方法の多様化、すなわちAO入試や推薦入試などの選抜方法の新たな試みについてまとめてもらった。さらにフェーズ2の調査では、海外の高等教育機関との高大接続が各国でトレンドになってきているということで国際教育プログラムについて報告していただいた。各人の調査内容は、7月、12月、2月の研究会を通して明らかにした。その成果は、各国の大学入試で特に争点化している格差是正措置に焦点化して「大学入試における格差是正措置」というタイトルで日本比較教育学会第51回大会でのラウンドテーブルで報告した。またそこでの報告を論文にしたものが、「アジアの大学入試における格差是正措置」というタイトルで広島大学高等教育研究開発センターから叢書として刊行された。それ以外の大学入試改革に関する成果は翌年度の4月に中間報告書(紙媒体)として刊行予定である。さらに研究代表者は、国際比較を踏まえたうえでの日本の大学入試改革の動向について「全球化時代的日本大學入學考試改革」というタイトルで中国語の講演を行った。計画していたフェーズ1の各国・地域の大学入学者選抜方法の改革動向の調査がまとめられ、フェーズ2もこれまでのところ順調に進められ、今後の見通しも立っているため。本研究は、アジア諸国における高大接続問題を大学入試と高大接続プログラムという2つの視点から捉え、国際比較検討を行うことにより、教育制度の地域的特質と国境を越える普遍性を明らかにすることを目的としている。研究分担者・協力者がそれぞれの担当国(地域)を調査し、定期的に研究会を開催して国際比較をしていく方法で進めていった。平成29年度は、まず前年度までに調査を終えていた大学入試改革の各国・地域の動向をまとめた中間報告書を刊行した。特に、1)入試科目の多様化、すなわち従来の科目筆記試験以外の面接試験や小論文の導入などの新たな試みについてまとめ、2)選抜方法の多様化、すなわちAO入試や推薦入試などの選抜方法の新たな試みについてまとめた。次に、各国・地域で導入されている高大接続プログラムについて、1)海外の高等教育機関への進学を促すもの、2)国内の有力大学への進学を促すもの、とに分けて各国・地域担当者が分担して分析した。各人の調査内容は、7月と12月の研究会を通して明らかにして、全体共有をはかった。

そしてその成果は最終報告書として刊行した。主要な成果は2冊の報告書であるが、それ以外では韓国に特化して『韓国の高等教育ーグローバル化と地方大学ー』というタイトルで広島大学高等教育研究開発センターから叢書として刊行した。さらにアジアの大学入試制度の比較考察を行った成果を、ブルガリアで開催された比較教育学会で報告した。また、最終報告書の内容の一部は、2018年6月に開催される日本比較教育学会で課題研究として報告する予定である。近年アジア各国では大学入試改革が大胆に進行しているが、その主たる目的が格差是正のためであることで共通している。そのための特別措置は少数民族を対象としたものと、農村を対象としたものの二種類あり、具体的な措置としては、加点措置と定員枠の設定である。ただし、これらはすべて安定した措置とはなっておらず、常に論争を巻き起こしている。また、現在さまざまな高大接続プログラムが各国で導入されているが、それらは進学する大学が国内か海外という軸と、履修後の単位認定が特定の大学においてのみなのか、多くの大学で認定されるのかという軸で四事象を設定すれば適切に分類できる。平成28年度は、フェーズ1の各国・地域の高大接続政策の枠組みと大学入学者選抜方法の改革動向をまとめた報告書を刊行し、フェーズ2の高校レベルでの教育課程の多様化と高大接続プログラムの運用実態調査を調査することにする。その成果は、逐次日本比較教育学会等で発表し、中間報告書としてまとめていく予定である。平成29年度は、フェーズ2の高等学校教育課程の多様化と高大接続プログラムの運用実態について、国内進学と海外進学に分けてまとめていくことにする。さらに最終的なまとめとして、アジア全体の高大接続改革の動向を整理することにする。その成果は逐次学会等で報告し、最終報告書として刊行することにする。29年度が最終年度であるため、記入しない。比較国際教育学29年度が最終年度であるため、記入しない。
IL-23を遺伝子導入した遺伝子改変樹状細胞を用いた肺癌治療法の開発

本研究の目的は、IL-23によって誘導される抗腫瘍効果の詳細な機序を解明し、臨床応用の可能性を検討すること、そしてIL-23を遺伝子導入した遺伝子改変樹状細胞を用いて新規の肺癌治療法を開発することである。このIL-23誘導性抗腫瘍効果が抗腫瘍免疫に重要な役割を担うIFN-γ非存在下にて増強することを見出し、肺癌局所でのIFN-γ産生能の低下した患者において極めて有意義な治療法となり得ると考えられる。研究初年度の目標は『IL-23の誘導する抗腫瘍抗腫瘍免疫を仲介する細胞及びサイトカインを同定し、IL-23誘導性抗腫瘍効果の詳細な機序を解明する』ことにあった。野生型マウスおよびIFN-γ欠損マウスに遺伝子導入にて確立したIL-23産生MCA205腫瘍細胞および野生型MCA205腫瘍細胞を、移植して腫瘍増大を観察した。このマウスに充分な各抗体を腹腔内投与することで、CD4 T細胞、CD8 T細胞、好中球、NK細胞等の抗腫瘍免疫担当細胞を欠損したモデルを導入した。マウス脾臓よりCD4 T細胞、CD8 T細胞を抽出し、抗CD3抗体と抗CD28抗体の存在下でIL-23やIL-12の刺激を与えて培養し、分化誘導されたT細胞の産生するサイトカインの特徴を明らかにした。IFN-γ存在下と非存在下では、IL-23によって誘導される抗腫瘍効果を担う細胞が異なること、また、IL-17を中心とするサイトカインがIL-23によって誘導される抗腫瘍効果の発現に大きく関わっていることが明らかとなった。今後、IL-17欠損マウスを用いた実験を行い、IL-17の重要性を検討することで、更に詳細な機序を明確にすることが必要と考えられた。現在、IFN-γ欠損マウスとIL-17欠損マウスを交配させ、両サイトカインの欠損動物を作成中である。
国内避難民問題の実証的研究

平成14年度は、各自の論文の作成に集中した。特に、春および秋の国際法学会の折りを利用し、各自の論稿の内容の確認と進捗状況等の打ち会わせを行った。(なお、不十分な場合は、適宜メールでの連絡も行った。)現在のところの状況は、以下のとおりである。佐藤哲夫は、NGOを初めとする人道援助機関による国内避難民保護をテーマに論文を作成中であります。西海真樹は、コソボ紛争を題材にして「国内避難民に関する領域国管轄権の変遷」の論題で論文を執筆中であります。なお、以上の2論文は、近日中に完成予定との連絡を受けております。阿部浩己は、「新人道主義の相貌-国内避難民問題の法と政治」の論文を完成しております。島田征夫は、「世界の難民問題と国連の取り組み」を完成しております。本年度は、研究分担者の交代などのため、実際の活動は夏休みからということになった。共同研究は、夏休み前に各メンバーに課題を分担し報告の準備をすすめることを確認し、夏休み後より実際の活動が再開された。具体的には、各自の個別テーマに通底する、本研究全体の問題意識の共有と再確認をメンバー相互間ではかるため、9月より2カ月に1回の割合で「国内避難民研究会」を開催した。研究会では、メンバーによる各テーマに関する報告を中心に活発な質疑応答が行われた。テーマとしては、まず19世紀の先例として人道的干渉の古典的事例が取上げられた。そのさい、当時の国際法理論の確認のため、当時の国際情勢の解明と有力な国際法学者の著作における解説などが検討された。さらに、湾岸戦争で採択された国連安全保障理事会の決議のうち、国内避難民に関係する部分の検討とともに、これに関する内外の著作を調べ、不干渉原則の現代的意義を再確認した。また、最近の事例であるコソボ紛争をめぐる国内避難民の問題点も指摘され、この事例に関する国際社会の従来見られなかった新しい動きには、今後の研究が必要であることが確認された。なお、研究計画では、メンバー1名を夏休みにヨーロッパに派遣する予定であったが、準備の都合などで本年度は見合わせ、次年度に行う予定である。また、そのこととも関連するが、補助金額の使用についても、本年度は、各メンバーが必要とする文献と資料の収集に全力をあげたことを付記する。平成12年度は、昨年度の理論的研究を踏まえて、早期にメンバーによる海外実地調査を行う予定であったが、どうしても日程がとれず、調査は以下のとおり、平成13年3月に行う予定である。西海は、コソボに赴き、コソボにある国連機関を訪ねて国内避難民関係の資料収集を行い、国内避難民がどのように発生し、どのような問題がどのように解決されたのか、現在どうなっているのかなどを調査する。島田は、ニューヨークに赴き、国連本部を訪ね、できるだけ国内避難民関係の資料収集を行い、コソボと同様の調査を行ってみる。現地報告のまとめとしてのそれぞれの調査については、平成13年4月以降に数回研究会を開催し、研究全体をまとまりのあるものにするため、相互の実地調査の比較検討と調査の内容面の細部にわたる意見交換を行い、平成13年度の研究総括のためのベースを作ることを予定している。平成13年度は、過去2年間の理論的研究と実証的研究を踏まえて、さらに3名が海外で実地調査を行った。まず、阿部は、ニューヨークの国連本部を訪れ、難民・国内避難民の担当者と懇談、中米と南米の国内避難民関係の資料収集を行い、その地で国内避難民がどのように発生し、どのような問題点を現在抱えているのかを調査した。佐藤は、イギリスを訪問、東欧、特にコソボなどで発生した国内避難民関係の資料収集を行い、その法的分析を行った。島田は、ルワンダに出かけ、かつての虐殺の地やブタレ大学を訪問、かつての悲惨な歴史を超えてツチ・フツ両民族が現在どのように融和しているのかを実地に検証した。現地報告の調査については、平成13年10月以降に2回研究会を開催し、相互の実地調査の比較検討と調査の内容面の細部にわたる意見交換を行い、本共同研究の総括としての論文集作成のベース作りを行った。
和漢処方処置による脳内遺伝子発現変化に関する基礎的研究

「和漢薬の作用機序には遺伝子発現の量的変化が関連する」との仮説のもとに、長期投与を要する和漢薬には、病態により変化している遺伝子発現量を元に戻す作用があるものと考え、本研究を行なった。昨年までは、脳虚血・痴呆のモデル動物である両側総頚動脈永久結紮ラットの脳中で発現変化する遺伝子をマイクロアレイ法により検討し、虚血による変化を釣藤散が回復させる数多くの因子を見出した。その中にはアルツハイマー病に関連する因子が多く含まれていたので、アレイにより見つかった因子に加え、その他のアルツハイマー関連因子の脳虚血/釣藤散処置による変化を検討した。その結果、アルツハイマー病源因子とされるアミロイド前駆蛋白(APP)およびその分解にかかわる因子Neprilysin、インスリン分解酵素(IDE)はいずれも虚血4日後をピークとする発現量の増大を示した。釣藤散はIDEの発現上昇を抑制したが、その他の因子の発現量には影響を及ぼさなかった。アミロイドは長期間に渡る蓄積によってアルツハイマー病を引き起こすとされているが、この様に虚血初期においてそのmRNAの発現上昇を引き起こすことは、病態下において何らかの機能的役割を演じている可能性が考えられる。そこで、APP、IDE、NeprilysinのSiRNAを作製し、ラット大脳皮質初代培養細胞の培養開始2日後に添加することにより、それらのmRNA発現を抑制した。その発現抑制をRT/PCR法により確認するとともに、細胞形態変化に及ぼす影響について検討し、APP mRNA発現抑制は、細胞の活力低下、神経突起伸展の遅延を引き起こしている可能性を見出した。また、本研究課題により、補中益気湯の神経培養細胞遺伝子発現に及ぼす効果についてもマイクロアレイ法により検討し、発現上昇する因子232種と、減少する因子83種を見出した。痴呆病態モデル動物である両側総頸動脈永久結紮ラットに、結紮翌日から1日1回4日間、和漢処方薬・釣藤散を生薬換算量1g/kg経口投与し、脳中で変化する遺伝子をアッセイした。なお投与用量は釣藤散による睡眠増強効果を指標にして得られた結果より決定した。5匹分の脳より抽出したRNAを等量混合したサンプルを用いて、マイクロアレイ法により検討を行い、4,277種類の遺伝子中、虚血手術によって286種(6.7%)の発現量が増大し、199種(4.7%)が減少することを明らかにした。一方、慢性虚血動物を釣藤散で処置することにより変化した遺伝子数は、上昇が112(2.6%)、下降が494(11.6%)であった。興味あることに、虚血により上昇した286種の遺伝子のうち、実に63%にあたる181種が釣藤散処置により減少した。このことから釣藤散は、虚血により発現上昇した遺伝子レベルを戻すことにより、臨床報告されている抗痴呆効果を現わすものと惟定された。またこれら遺伝子群を詳細に解析することにより、学習障害に直接的に関連する因子を同定できることも期待される。そこで本研究2年目にむけて現在、それら遺伝子群のクラスター解析を行なうとともに、各5匹の個々の動物での発現変化の解析もすすめている。
閉塞型を導入した転造方式による高精度円筒歯車の塑性加工

金属製円筒歯車は,その大部分が切削,シェービング,研削などの除去加工によって創成されており,鍛造,転造など塑性加工の適用対象は小モジュールあるいは大圧力角の低級な歯車に限定されている.幾多の努力にかかわらず,生産性向上,材料節約,強度向上など塑性加工法のもつ利点が歯車において発揮できなかった最大の原因は,鍛造においては工具圧下面・加工物材料間の摩擦(材料流動の阻害)に由来する歯の盛り上り不良,転造においては変形の過多自由度(材料流動の拘束不完全)に由来する歯形およびピッチ精度の不良にあった.本研究は,転造によって自在に促進しうる材料の遠心流を鍛造類似の閉塞型を用いて拘束することによって高精度の円筒歯車を得ようとする新たな加工方式の開発に関するもので,本年度に得られた実績の概要は以下のとおりである.1.転造圧下部工具形状に関する検討:歯形成形部幅/圧下工具幅が1を下まわる場合には閉塞型への材料充満は完全に達せられる.一方,工具圧下面に3゚9゚の微小傾角を付与すると,材料流動はさらに促進され好ましい結果が得られやすいことが判明した.2.転造圧下過程に関する検討:かみ込み率が大きい場合には良好な材料流動が達せられるが,これが小さい場合(0.02mm/0.5rev)には歯形頂部の型内充満が達せられ難い.この傾向は理論的にも裏付けられた.3.閉塞型転造の実施ならびに製品精度に関する検討:ワイヤカット放電加工によって作成された閉塞型(モジュール1.02.0,歯形2038)を用いて歯車を成形し,製品精度が閉塞型の精度に一致することを確認した.4.加工機の設計指針に関する検討:所要荷重,位置決めストッパ特性,圧下速度などに関する検討を行った.それらは,理論結果とおおむね一致する.金属製円筒歯車は,その大部分が切削,シェービング,研削などの除去加工によって創成されており,鍛造,転造など塑性加工の適用対象は小モジュールあるいは大圧力角の低級な歯車に限定されている.幾多の努力にかかわらず,生産性向上,材料節約,強度向上など塑性加工法のもつ利点が歯車において発揮できなかった最大の原因は,鍛造においては工具圧下面・加工物材料間の摩擦(材料流動の阻害)に由来する歯の盛り上り不良,転造においては変形の過多自由度(材料流動の拘束不完全)に由来する歯形およびピッチ精度の不良にあった.本研究は,転造によって自在に促進しうる材料の遠心流を鍛造類似の閉塞型を用いて拘束することによって高精度の円筒歯車を得ようとする新たな加工方式の開発に関するもので,本年度に得られた実績の概要は以下のとおりである.1.転造圧下部工具形状に関する検討:歯形成形部幅/圧下工具幅が1を下まわる場合には閉塞型への材料充満は完全に達せられる.一方,工具圧下面に3゚9゚の微小傾角を付与すると,材料流動はさらに促進され好ましい結果が得られやすいことが判明した.2.転造圧下過程に関する検討:かみ込み率が大きい場合には良好な材料流動が達せられるが,これが小さい場合(0.02mm/0.5rev)には歯形頂部の型内充満が達せられ難い.この傾向は理論的にも裏付けられた.3.閉塞型転造の実施ならびに製品精度に関する検討:ワイヤカット放電加工によって作成された閉塞型(モジュール1.02.0,歯形2038)を用いて歯車を成形し,製品精度が閉塞型の精度に一致することを確認した.4.加工機の設計指針に関する検討:所要荷重,位置決めストッパ特性,圧下速度などに関する検討を行った.それらは,理論結果とおおむね一致する.
PU.1による赤白血病細胞文化の阻害の分子機構の解析

平成11年度の研究により以下の事柄が明らかとなった。(1)PU.1の各種変異体を作製しc-myc遺伝子の転写の抑制に必要なPU.1の領域を検索したところ、転写活性化領域とは異なるC-末の122-272アミノ酸に転写抑制活性があることがわかった。(2)PU.1は転写抑制活性をもつ癌抑制遺伝子Rbと結合することが知られているので、PU.1による転写抑制にRBの関与があるか否かを調べた。RBを発現していないHeLa細胞、SAOS細胞を用いてPU.1によるc-mycの転写抑制の有無を調べたところ両細胞で認められ、PU.1の転写抑制にRBが関与しないことが明らかとなった。(3)ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)は転写抑制機構において重要な役割を持つことが知られている。そこで、PU.1による転写抑制におけるHDACの関与の有無を知るためにPU.1とHDACの細胞内における相互作用を調べたところ、PU.1の全長および転写抑制活性をもつ変異体で認められた。しかしながら、転写抑制活性のない変異体では認められなかった。さらに、PU.1の全長および転写抑制活性をもつ変異体は基本転写調節因子TBPとも結合することがわかった。以上のことから、PU.1によるc-myc遺伝子の転写抑制にはHDAC,TBPを含む複合体の関与が示唆された。1. PU.1のDNA結合(Ets)ドメインのみを発現するMEL細胞の樹立サイトメガロウイルスプロモーターおよび発現誘導型のメタロチオネインプロモーター下流にPU.1のDNA結合(Ets)ドメインのみを組み込んだ発現ベクターを作製し、これを発現するMEL細胞を樹立した。2. PU.1のDNA結合(Ets)ドメインのMEL細胞分化に与える影響1.で作製した細胞についてDMSOによる分化に与える影響を調べたが、分化阻害は見られなかった。c-myc,c-myb,c-fosの転写調節に及ぼすPU.1の影響を調べたところ、いずれのプロモーターもPU.1の過剰発現により活性が低下した。PU.1のdeletion mutantを用いた解析から、74-122アミノ酸はプロモーター活性の抑制に必要ないことがわかった。また、この転写抑制はEts-1あるいはEts-2,CBPの同時発現によっては阻止されないことが明らかとなった。
頭蓋内静脈の走行についての系統発生的研究

頚静脈窩の形態のその鼓室への突出についてサルとヒトの頭蓋を検討した。ヒト:左右のどちらかに半球状の頚静脈窩の形成が見られ、また60%の検体で左より右の頚静脈窩が大きかった。このことは従来の報告と一致していた。また、20%の検体が鼓室に突出し、一検体は右頚静脈窩壁が鼓室にて欠損、他の一検体は同じく右頚静脈窩壁に亀裂が見られた。このような検体的に高位頚静脈球症として扱われるのと思われた。サル:系統進化に応じて、チンパンジー、テナガザル、マカク、新世界ザルについて検討したところ、全ての検体で半球状(ドーム状)の頚静脈窩は形成が、一部のサルで観察されたが、系統進化に応じてその発生率は高くなった。また全てのサル検体では頚静脈窩は鼓室に突出することなく、そのほとんどが、含気蜂巣で鼓室と分けられていた。また、頭蓋内静脈は、猿の検体では人ぼどはっきりした左右の形態差は見られなかった。頭蓋内静脈洞の形態は系統進化に応じて、その違いが認められた。すなわち頭蓋内静脈は、猿の検体では人ほどはっきりした左右の形態差は見られなかった。また、系統進化に応じてその形態がより複雑なものとなっていく傾向が見られた。結論:頭蓋内静脈系と頚静脈球形態には系統進化の影響が強く関与している可能性が今回の検討で示唆された。頚静脈球の形態をコンピュータに取り込み、数学的に処理するプログラムを作成中である。
HCFC-22代替混合冷媒の伝熱促進管の開発

空調機やヒートポンプの冷媒として用いられるHCFC-22の代替混合冷媒R-410AとR-407Cの伝熱促進管として内面微細溝付管を取り上げ,水平に配置したら施溝付管内とヘリンボン溝付管内の沸騰・蒸発および疑縮の実験を行い,伝熱特性と伝熱促進効果を明らかにするとともに,熱伝達の予測方法を検討して,以下の成果を得た.1.沸騰・蒸発熱伝達に関して:(1).擬似共沸混合冷媒R-410Aの熱伝達は,一般に純冷媒の熱伝達とみなして良く,平滑管の熱伝達係数は著者らが提案した整理式によって精度良く予測することができる.一方,非共沸混合冷媒R-407Cでは,いずれの管においても低流量低クオリテイの場合に,成分冷媒の物質拡散抵抗の影響により伝熱が低下する.(2).両混合冷媒の熱伝達係数は,いずれの溝付管においても,流量の増加とともに増大するが,平滑管と比べた伝熱促進の程度は,低流量ではら旋溝付管で,高流量ではヘリンボン溝付管で大きくなる.(3).溝付管内の非加熱空気・水二相流の流動様相の観察を,特に構内の液体の挙動に注目して行い,溝付管の伝熱促進を説明するデータを得た.2.凝縮熱伝達に関して:(1).沸騰・蒸発の場合と同様,R-407Cでは,低流量低クオリテイの場合に,成分冷媒の物質拡散抵抗による伝熱低下が生じる.(2).混合冷媒の熱伝達係数は,いずれの管においても,流量の増加とともに増大するが,熱流束の影響はほとんどみられない.溝付管における伝熱促進は,高流量でクオリテイが高いほど,ヘリンボン溝付管のほうが大きい.(3).平滑管の熱伝達に関して,液膜熱伝達と摩擦圧力損失の相関式を組み合わせて予測する方法を確立した.また,ら旋溝付管内の熱伝達に関して,流動様相の観察結果をもとに,環状流域における数値解析モデルを提案した.3.圧力損失は,蒸気密度の違いに応じてR-407CのほうがR-410Aより20%30%程度大きく,またヘリンボン溝付管では,ら旋溝付管と比べて,最大1.5倍の大きい値を示す.空調機やヒートポンプの冷媒として用いられるHCFC-22の代替混合冷媒R-410AとR-407Cの伝熱促進管として内面微細溝付管を取り上げ,水平に配置したら施溝付管内とヘリンボン溝付管内の沸騰・蒸発および疑縮の実験を行い,伝熱特性と伝熱促進効果を明らかにするとともに,熱伝達の予測方法を検討して,以下の成果を得た.1.沸騰・蒸発熱伝達に関して:(1).擬似共沸混合冷媒R-410Aの熱伝達は,一般に純冷媒の熱伝達とみなして良く,平滑管の熱伝達係数は著者らが提案した整理式によって精度良く予測することができる.一方,非共沸混合冷媒R-407Cでは,いずれの管においても低流量低クオリテイの場合に,成分冷媒の物質拡散抵抗の影響により伝熱が低下する.(2).両混合冷媒の熱伝達係数は,いずれの溝付管においても,流量の増加とともに増大するが,平滑管と比べた伝熱促進の程度は,低流量ではら旋溝付管で,高流量ではヘリンボン溝付管で大きくなる.(3).溝付管内の非加熱空気・水二相流の流動様相の観察を,特に構内の液体の挙動に注目して行い,溝付管の伝熱促進を説明するデータを得た.2.凝縮熱伝達に関して:(1).沸騰・蒸発の場合と同様,R-407Cでは,低流量低クオリテイの場合に,成分冷媒の物質拡散抵抗による伝熱低下が生じる.(2).混合冷媒の熱伝達係数は,いずれの管においても,流量の増加とともに増大するが,熱流束の影響はほとんどみられない.溝付管における伝熱促進は,高流量でクオリテイが高いほど,ヘリンボン溝付管のほうが大きい.(3).平滑管の熱伝達に関して,液膜熱伝達と摩擦圧力損失の相関式を組み合わせて予測する方法を確立した.また,ら旋溝付管内の熱伝達に関して,流動様相の観察結果をもとに,環状流域における数値解析モデルを提案した.3.圧力損失は,蒸気密度の違いに応じてR-407CのほうがR-410Aより20%30%程度大きく,またヘリンボン溝付管では,ら旋溝付管と比べて,最大1.5倍の大きい値を示す.本研究は,空調機やヒートポンプの蒸発器と凝縮器を対象として,冷媒HCFC-22の代替冷媒として有力な2種類の混合冷媒,凝似共沸混合冷媒HFC-32/HFC-125(50/50mass%)および非共沸混合冷媒HFC-32/HFC-125/HFC-134a(23/25/52mass%)の水平管内流における沸騰・蒸発と凝縮の熱伝達の促進方法を検討し,最適の伝熱促進管を開発することを目的とする.1.沸騰・蒸発熱伝達に関して,平滑管および内面ら旋溝付管の実験を行い,次の結果を得た.(1).混合冷媒HFC-32/HFC-125では,成分冷媒の物質拡散抵抗による伝熱低下はみられない.局所熱伝達係数は,冷媒HCFC-22と比べて,平滑管では同程度か幾分大きくなるのに対し,内面ら旋溝付管では1.31.5倍程度になり,幾分大きい伝熱促進が達成される.(2).

混合冷媒HFC-32/HFC-125/HFC-134aでは,いずれの管においても,特に低流量で,成分冷媒の物質拡散抵抗による伝熱の低下が生じ,局所熱伝達係数は,HCFC-22と比べて,60%程度までの低い値を示す.ら旋溝付管による伝熱促進の程度も,HCFC-22と比べて小さい.(3).蒸気密度が幾分大きい混合冷媒HFC-32/HFC-125では,他の2冷媒と比べて,20%30%程度小さい圧力損失になっている.2.凝縮熱伝達に関しては,次の結果を得た.(1).2成分および3成分の混合冷媒の平滑管内凝縮に関して,蒸気は飽和で液体は過冷さらに気液界面でのみ相平衡状態にあると仮定して,冷媒側の物質収支と冷却水側の熱収支を組み合わせて解く熱伝達の予測方法を開発した.本予測方法による予測値と実験データとの一致は良い.(2).内面ら旋溝付管を内菅とする水冷却の二重管式試験装置の製作を行った.現在,混合冷媒の成分冷媒の一つであるHFC-134aの熱伝達および圧力損失に関するデータを得ている.本研究は,空調機やヒートポンプの蒸発器と凝縮器を対象として,冷媒HCFC-22の代替冷媒として有力な2種類の混合冷媒,すなわち擬似共沸混合冷媒R-410Aおよび非共沸混合冷媒R-407Cの水平管内流における沸騰・蒸発と凝縮の伝熱促進管を開発するとともに,その熱伝達の予測方法を検討している.本年度は,代表的な伝熱促進管である内面微細ら旋溝付管について検討を行った.1.沸騰・蒸発熱伝達に関して,次の結果を得た.(1).熱伝達係数に及ぼす管径,流量,熱流束また溝の形状・寸法の影響など一般的な特性を明らかにして,伝熱促進管の開発に有用な情報を得るために,多数の研究者の実験データからなるデータベースを作成した.これを用いて,伝熱促進の定量的検討を現在進めている.(2).伝熱促進の機構を明らかにするために,管内に内視鏡を挿入し,気液二相の挙動,特に溝内の液の流れに注目して,観察を行った.その結果,特に低流量で,管頂側の溝内に伝熱の良好な薄い液膜が形成され,これが管周全体の伝熱の改善に大きく寄与すること,また溝内に薄液膜が形成される部分を除く管底側部分(液が溝を越えて流れる傾向を示す)の管周に占める割合は,本研究者らが平滑管について提案しているぬれ境界角度(管周上に占めるぬれ部分の割合を表す)の式で比較的良く予測できることがわかった.2.凝縮熱伝達に関して,次の結果を得た.(1).伝熱促進の機構を明らかにするために,内視鏡を用いて直接観察を行い,溝内の凝縮液流れの特性を明らかにした.また,得られた局所熱伝達と圧力損失に関する実験データを,従来提案している熱伝達の理論計算結果および圧力損失の整理式と比較した.(2).まず純冷煤の液膜熱伝達特性および摩擦圧力損失を予測するための一般相関式を作成し,これらの相関式を組み合わせて,二成分非共沸混合冷媒の凝縮特性を予測する方法を確立した.本年度は,2種類の混合冷媒R-410AとR-407Cのら旋溝付管およびW溝付管(W字型の溝を有する管)の凝縮熱伝達の実験を主として行い,併せてW溝付管の沸騰・蒸発熱伝達の実験と溝付管内の気液二相流動様相の観察を行って,以下の成果を得た.1.凝縮熱伝達に関して,次の結果を得た.(1).平滑管,ら旋溝付管,W溝付管のいずれの管においても,両混合冷媒の熱伝達係数は,流量の増加とともに増大するが,熱流束の影響はほとんどみられない.(2). W溝付管とら旋溝付き管の管摩擦圧力損失は,それぞれ,平滑管の約2倍,約1.5倍になる.(3). R-410AのW溝付管とら旋溝付管における熱伝達係数は,平滑管の場合と比べて,低流量でそれぞれ約2.5倍と約2.2倍,高流量で約3.5倍と約2倍の高い値を示すが,R-407Cのら旋溝付管における熱伝達係数は,高流量では約2倍と高い値を示すものの,低流量の特に高クオリティ域では1.3倍程度と促進の程度は低くなる.(4).両混合冷媒の熱伝達係数は,HCFC-22冷媒と比べて,高流量ではほぼ同じ値を示すが,低流量ではR-410Aで最大20%,R-407Cでは最大50%程度低い値を示す.
セレクチンを介した細胞間シグナル阻害による筋皮弁の再灌流障害の防止

研究目的脈管茎における接着分子のうちセレクチンファミリーは炎症反応に強く関係しており、白血球の血管内皮細胞への強固な接着よりも、その前におこるローリング現象に関与している。セレクチンの阻害剤であるSulfatidesを用い、虚血後再灌流時に生じる一連の白血球の反応を抑制し、白血球を介する再灌流障害を抑制することが可能であるかについて、実験的に検討した。研究方法雄性、Lewisラット10週齢300gを使用、ネンブタール腹腔内麻酔後、腹部に浅下腹壁動静脈を血管茎とする3×4cm大の島状皮弁を作成する。下記の2群(それぞれn=8)にわけて大腿動静脈を、茎の中枢と末梢の2箇所でクランプし、10時間後に解除して再灌流を行なう。術後5日目に皮弁を写真撮影し、画像解析装置を用いて生着面積を計算する。II群コントロール群Albumin 1mgを生食で溶かして0.5mlとしたものを静脈投与する。実験結果I群生着面積は皮弁全体の59.8+11.2%であった。II群生着面積は皮弁全体の42.9+9.1%であった。IとII群間には、P=0.01で統計学的に有意差を認めた。考察以上の結果より、Sulfatidesを用いることより、虚血後再灌流時に生じる一連の白血球の反応を抑制し、白血球を介する再灌流障害を抑制することが可能であると考えられる。
IL‐4,IL‐13のシグナル伝達機構解析に基づくアレルギー疾患発症機序の解明

IL-4,IL-13がアレルギー疾患の発症に深く関わっていることはよく知られているが,その詳細な発症機序は不明なままである.この点を明らかにするために,我々は以前気管支上皮細胞をIL-4あるいはIL-13で刺激して発現が誘導される遺伝子群(トランスクリプトーム)をマイクロアレイにて同定した.そして,同定された遺伝子の中で扁平上皮癌抗原1(SCCA1)とSCCA2という分子が,気管支喘息患者の気道組織にて発現増強しており,血中レベルも上昇していることを明らかにした.今回,このSCCA1とSCCA2の機能的解析あるいは生体における役割について解析を行った.SCCA1とSCCA2はともにセルピンと呼ばれるセリンプロテアーゼファミリーの一員であるが,他の多くのセルピンとは異なり,システインプロテアーゼ活性に対する阻害活性を持つことを明らかにした.特に,SCCA2は主要なダニアレルゲンであるDer p 1と呼ばれるシステインプロテアーゼ活性を阻害することを明らかにした.これは,IL-4やIL-13がプロテアーゼインヒビターを産生して外来性のシステインプロテーゼに対して生体防御的に働くという,新規のTh2型免疫反応による生体防御機構が存在することを示していた.さらに,SCCA2のアミノ酸変異を人為的に行って解析を行う過程で,野生型SCCA2に比べてより強いDer p 1に対する阻害活性を示す変異型SCCA2を作製することに成功した.このことは,この変異型SCCA2自身,あるいはそれに構造的に類似した化合物を,ダニアレルゲンによるアレルギー疾患に対する創薬として開発しうる可能性を示唆している.IL-4,IL-13がアレルギー疾患の発症に深く関わっていることはよく知られているが,その詳細な発症機序は不明なままである.この点を明らかにするために,我々は以前気管支上皮細胞をIL-4あるいはIL-13で刺激して発現が誘導される遺伝子群(トランスクリプトーム)をマイクロアレイにて同定した.そして,同定された遺伝子の中で扁平上皮癌抗原1(SCCA1)とSCCA2という分子が,気管支喘息患者の気道組織にて発現増強しており,血中レベルも上昇していることを明らかにした.今回,このSCCA1とSCCA2の機能的解析あるいは生体における役割について解析を行った.SCCA1とSCCA2はともにセルピンと呼ばれるセリンプロテアーゼファミリーの一員であるが,他の多くのセルピンとは異なり,システインプロテアーゼ活性に対する阻害活性を持つことを明らかにした.特に,SCCA2は主要なダニアレルゲンであるDer p 1と呼ばれるシステインプロテアーゼ活性を阻害することを明らかにした.これは,IL-4やIL-13がプロテアーゼインヒビターを産生して外来性のシステインプロテーゼに対して生体防御的に働くという,新規のTh2型免疫反応による生体防御機構が存在することを示していた.さらに,SCCA2のアミノ酸変異を人為的に行って解析を行う過程で,野生型SCCA2に比べてより強いDer p 1に対する阻害活性を示す変異型SCCA2を作製することに成功した.このことは,この変異型SCCA2自身,あるいはそれに構造的に類似した化合物を,ダニアレルゲンによるアレルギー疾患に対する創薬として開発しうる可能性を示唆している.IL-4,IL-13がアレルギー疾患の発症に深く関わっていることはよく知られているが,その詳細な発症機序は不明なままである.この点を明らかにするために,我々は以前気管支上皮細胞をIL-4あるいはIL-13で刺激して発現が誘導される遺伝子群(トランスクリプトーム)をマイクロアレイにて同定した.そして,同定された遺伝子の中で扁平上皮癌抗原1(SCCA1)とSCCA2という分子が,気管支喘息患者の気道組織にて発現増強しており,血中レベルも上昇していることを明らかにした.今回,このSCCA1とSCCA2の機能的解析あるいは生体における役割について解析を行った.SCCA1とSCCA2はともにセルピンと呼ばれるセリンプロテアーゼファミリーの一員であるが,他の多くのセルピンとは異なり,システインプロテアーゼ活性に対する阻害活性を持つことを明らかにした.特に,SCCA2は主要なダニアレルゲンであるDer p1と呼ばれるシステインプロテアーゼ活性を阻害することを明らかにした.これは,IL-4やIL-13がプロテアーゼインヒビターを産生して外来性のシステインプロテーゼに対して生体防御的に働くという,新規のTh2型免疫反応による生体防御機構が存在することを示していた.さらに,SCCA2のアミノ酸変異を人為的に行って解析を行う過程で,野生型SCCA2に比べてより強いDer p1に対する阻害活性を示す変異型SCCA2を作製することに成功した.このことは,この変異型SCCA2自身,あるいはそれに構造的に類似した化合物を,ダニアレルゲンによるアレルギー疾患に対する創薬として開発しうる可能性を示唆している.IL-4,IL-13がアレルギー疾患の発症に深く関わっていることはよく知られているが,その詳細な発症機序は不明なままである.この点を明らかにするために,我々は以前気管支上皮細胞をIL-4あるいはIL-13で刺激して発現が誘導される遺伝子群(トランスクリプトーム)をマイクロアレイにて同定した.そして,同定された遺伝子の中で扁平上皮癌抗原1(SCCA1)とSCCA2という分子が,気管支喘息患者の気道組織にて発現増強しており,血中レベルも上昇していることを明らかにした.今回,このSCCA1とSCCA2の機能的解析あるいは生体における役割について解析を行った.

SCCA1とSCCA2はともにセルピンと呼ばれるセリンプロテアーゼファミリーの一員であるが,他の多くのセルピンとは異なり,システインプロテアーゼ活性に対する阻害活性を持つことを明らかにした.特に,SCCA2は主要なダニアレルゲンであるDer p 1と呼ばれるシステインプロテアーゼ活性を阻害することを明らかにした.これは,IL-4やIL-13がプロテアーゼインヒビターを産生して外来性のシステインプロテーゼに対して生体防御的に働くという,新規のTh2型免疫反応による生体防御機構が存在することを示していた.さらに,SCCA2のアミノ酸変異を人為的に行って解析を行う過程で,野生型SCCA2に比べてより強いDer p 1に対する阻害活性を示す変異型SCCA2を作製することに成功した.このことは,この変異型SCCA2自身,あるいはそれに構造的に類似した化合物を,ダニアレルゲンによるアレルギー疾患に対する創薬として開発しうる可能性を示唆している.
クワカルスのステロール生合成を指標とした高脂血症改善薬の開発基礎研究

クワ(Morus alba L..)の実生より誘導したカルスはステロール系化合物およびイソプレニルフェノール系化合物を産生する。イソプレニルフェノール成分chalcomoracin, mulberrofuran E, kuwanon J, Q, R, VへのC-13標識酢酸の取り組み率を比較したところ酸化段階の少ない化合物において取り込み率が増大していた。この結果から,酸化段階の最も少ない化合物が生合成された後に順次酸化されて一連のイソプレニルフェノール類が生成することが示唆された。また,同カルスにはHMG-CoA還元酵素阻害剤のcompactinに対して感受性および非感受性の2種の独立したイソプレン生合成経路のあることを明らかにしており, C-13標識酢酸を投与した場合,非感受性のイソプレン生合成経路において取り込まれる酢酸は投与した酢酸がトリカルボン酸回路を経由している。この投与した酢酸がトリカルボン酸回路を経由する機構につき検討した。クワカルスの酢酸-マロン酸経路を基幹とする脂肪酸合成に着目した。C-13標識酢酸を投与したカルスの低極性画分について,ケン化、メチル化の後、HPLCによる分離操作によりパルミチン酸メチルエステルを得,そのC-13NMRスペクトルを測定した。その結果,同脂肪酸において,アセチルCoAのメチル炭素に相当する計8個の炭素にC-13標識の取り込みが認められた。このことから、クワカルス内で投与した酢酸から脂肪酸が合成された後, β一酸化を受けて生じたアセチルCoAがトリカルボン酸回路を経由し, compactin非感受性のイソプレン生合成経路に取り込まれている可能性の高いことが示唆された。イソプレン生合成に脂肪酸代謝が関与していることを明らかにした例は初めてであり,イソプレン生合成阻害剤の開発において脂肪酸代謝を視野に入れる必要性のあることが推察された。これらの現象は新たにM. Bombycisより誘導したカルスにおいても認められた。クワ(Morus alba L.)の実生より誘導したカルスはβ-sitosterolなどのステロール系化合物およびカルコン誘導体などのイソプレニルフェノール系化合物のための各々独立した2種類のイソプレン生合成経路が共存している。このうち、3-hydroxy-3-methyl-glutaryl CoA(HMG CoA)還元酵素阻害剤のコンパクチンの投与実験ではステロール系化合物のためのイソプレン生合成経路のみが阻害されることを明らかにしている。また、^<13>C標識酢酸の投与実験ではイソプレニルフェノールのイソプレン部分に取り込まれる酢酸はトリカルボン酸回路(TCA回路)を経由するものであることが明らかになっている。そこで初年度はこの現象につき検討した。^<13>C標識酢酸投与実験のクワカルスについてメタノール抽出エキスを得た後、アルカリ処理等の操作を経て脂肪酸メチルエステル画分を調製し、同画分からパルミチン酸メチルエステルを単離した。^<13>C-NMRを測定した結果、同脂肪酸には良好な^<13>C標識の取り込みが認められたことから、^<13>C標識酢酸の投与実験において観察されるTCA回路の関与は脂肪酸のβ-酸化による可能性が高いことを示唆した。すなわち、イソプレニルフェノール化合物のイソプレンに取り込まれるTCA回路経由の酢酸は、投与した^<13>C標識酢酸が直接TCA回路に取り込まれて再構成されたものではなく、標識酢酸がポリケチド経由で生合成される脂肪酸に取り込まれ、その脂肪酸のβ-酸化から生成するアセチルCoAがTCA回路を経由したものであることが結論された。

クワ(Morus alba L.)の実生より誘導したカルスはβ-sitosterolなどのステロール系化合物およびカルコン誘導体などのイソプレニルフェノール系化合物のための各々独立した2種類のイソプレン生合成経路が共存している。今年度新たにヤマグワ種のMorus bombycisの実生よりカルスを誘導しマグワ種M.albaカルスとの成分を含めた比較検討を行った。M.bombycisの実生からカルスの誘導はM.albaカルス誘導条件と同様2,4D添加のLS培地より行った。カルス化後,細胞塊をMS寒天培地にて数次継代培養した。そこで,M.bombycisカルスの成分検索を行ったところイソプレニルフェノール類としてchalcomoracinおよびkuwanon Jを効率良く産生していることが明らかとなった。このカルスの二次代謝産物の産生傾向はマグワ種M.albaカルスとほぼ同様であることが確認できた。また,マグワ種のイソプレニルフェノール類の生合成につき再検討した。主たるイソプレニルフェノール成分chalcomoracin,mulberrofuran E,kuwanon J,Q,R,Vについて各化合物への13-C標識酢酸の取り込み率を比較したところ酸化段階の少ない化合物において取り込み率が増大していた。この結果から,酸化段階の最も少ない化合物が生合成された後に順次酸化されて一連のイソプレニルフェノール類が生成することが示唆され,2-アリルベンゾフラン系ではmulberrofuran Eの水酸化によりchalcomoracinが,カルコン系統ではkuwanon Vが最初の生合成された後,kuwanon Q,R次いでkuwanon Jが各々水酸化反応により生合成されることが推定された。クワ(Morus alba L.)のカルスにはHMG-CoA還元酵素阻害剤のcompactinに対して感受性および非感受性の2種の独立したイソプレン生合成経路のあることを明らかにしており,イソプレニルカルコン誘導体におけるイソプレン生合成経路は非感受性である。さらに,C-13標識酢酸を投与した場合,compactin非感受性のイソプレン生合成経路において取り込まれる酢酸は投与した酢酸がトリカルボン酸回路を経由してしている。この現象がMorus alba L.カルスに特異的であるか否かをMorus bombycisカルスを用いて検討した。C-13標識酢酸を投与したM.bombycisカルスよりβ-sitosterolおよびイソプレニルカルコン誘導体としてchalcomoracinを分離し、各々のC-13 NMRスペクトルを測定した。その結果,β-sitosterolには投与した標識酢酸がそのままの形で取り込まれていたが,chalcomoracinのイソプレン部分の標識様式は投与した酢酸がトリカルボン酸回路を経由して再構成された標識酢酸によるものであった。この実験事実は,M.bombycisカルスがM.albaカルスと同じ二つの独立したイソプレン生合成経路ならびに代謝機構を有していることを示した。