hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭酸塩の焼結

本研究では炭酸ガスの固定化を念頭におき、適当な焼結助剤を添加することによってCaCO_3の焼結体を低温かつ常圧下で作製することを試みた。まず焼結助剤・焼成温度・雰囲気などを変えた際にできる焼結体を組織観察などにより評価した。その結果、焼結助剤としてLiFおよびLi_2CO_3が非常に効果的であることを見いだした。次にLiFを用いた焼成温度の異なる焼結体について、SEMおよびTEMによる組織観察・粒径測定、線収縮率、相対密度、硬さ試験などの評価を行なった。これらの結果から525°Cから550°Cの間に著しく焼結が進行していることが分かった。しかしそれ以上の温度による焼結体は手触りが荒くなり、硬さも減少していく傾向がみられた。過度の粒成長が起こったと考えられる。また空気中および炭酸ガス雰囲気におけるそれぞれ525°C、575°Cでの焼結体のXRDを行なった。その結果、525°Cでの焼結体は両雰囲気において出発原料と同一の組成であった。一方、575°Cでの焼結体からは両雰囲気からCaF_2およびLi_2CO_3が微量に検出された。さらに空気中雰囲気からはCaOとCa(OH)_2も検出された。CaOの検出により空気中雰囲気による575°C焼結体では熱分解が起こっているものと考えられる。さらに焼結の際に生じる液相の組成をCaCO_3の単結晶を用いたモデル実験により検討した。その方法として、まずCaCO_3の単結晶に焼結助剤のLiFを挟み込み、炭酸ガス雰囲気において575°Cで焼成し、焼結体の粒界モデルを作製した。そしてSEM・EPMA・TEMを用いて接着面の微構造を解析し、焼結のメカニズムを解明した。このモデル実験において液相には30μm前後のCaF_2の球状組織と、CaCO_3とLiFの共晶組織が存在していることが分かった。また、DTAを用いCaCO_3-Li_2CO_3-CaF_2の三元共融点を求めた。1)焼結プロセス焼結プロセスの研究では、焼結助剤、温度、雰囲気、時間などをパラメータとして実験を行った。焼結助剤としての有効性は水を用いたスレ-キング試験とビッカース硬度によって評価した。比較的低温で溶融するアルカリ金属およびアルカリ土類金属の塩が焼結に有効に作用することが判明したが、中でもLiFのほかLi_2CO_3が助剤として有効に作用することが判明した。次いで、炭酸ガス分圧を制御した加熱実験では、CO_3中で焼結させるとCaCO_3の分解温度が上昇し、約700°Cまでの温度で焼結させることができた。また、このときCaCO_3の粒成長が著しいことが分かった。2)評価評価の研究では、上記実験で得られた焼結体の収縮率、気孔率、粒子径の測定や微構造観察を行った。その結果、CaCO_3の粒子は焼結が進行とともに大きくなり、525°Cでは約6mnとなった。さらに高温では焼結温度の上昇とともに粒成長が進み、700°Cで焼結させた試料では肉眼で粒子が識別できるまで粒成長が進ことが明らかになった。また、焼結体をSEMおよびTEM観察した結果、焼結温度が低いものでは粒界に非晶質物質とLiFが存在することが分かった。

上記の結果を解析して焼結機構の解明を行ったところ、液相焼結であることが明らかになった。本研究では炭酸ガスの固定化を念頭におき、適当な焼結助剤を添加することによってCaCo_3の焼結体を低温かつ常圧下で作製することを試みた。まず焼結助剤・焼成温度・雰囲気などを変えた際にできる焼結体を組織観察などにより評価した。その結果、焼結助剤としてLiFおよびLi_2CO_3が非常に効果的であることを見いだした。次にLiFを用いた焼成温度の異なる焼結体について、SEMおよびTEMによる組織観察・粒径測定、線収縮率、相対密度、硬さ試験などの評価を行なった。これらの結果から525°Cから550°Cの間に著しく焼結が進行していることが分かった。しかしそれ以上の温度による焼結体は手触りが荒くなり、硬さも減少していく傾向がみられた。過度の粒成長が起こったと考えられる。また空気中および炭酸ガス雰囲気におけるそれぞれ525°C、575°Cでの焼結体のXRDを行なった。その結果、525°Cでの焼結体は両雰囲気において出発原料と同一の組成であった。一方、575°Cでの焼結体からは両雰囲気からCaF_2およびLi_2Co_3が微量に検出された。さらに空気中雰囲気からはCaOとCa(OH)_2も検出された。CaOの検出により空気中雰囲気による575°C焼結体では熱分解が起こっているものと考えられる。さらに焼結の際に生じる液相の組成をCaCo_3の単結晶を用いたモデル実験により検討した。その方法として、まずCaCo_3の単結晶に焼結助剤のLiFを挟み込み、炭酸ガス雰囲気において575°Cで焼成し、焼結体の粒界モデルを作製した。そしてSEM・EPMA・TEMを用いて接着面の微構造を解析し、焼結のメカニズムを解明した。このモデル実験において液相には30μm前後のCaF_2の球状組織と、CaCo_3とLiFの共晶組織が存在していることが分かった。また、DTAを用いCaCo_3-Li_2Co_3-CaF_2の三元共融点を求めた。
泌尿器系癌におけるNFκBの病態生理学的意義と新規NFκB阻害剤の有用性の検討

NF-κBは炎症性サイトカインや抗アポトーシス蛋白の誘導など様々な生体反応に関与している転写因子であり、泌尿器科系悪性腫瘍においても、癌の進展や転移、抗癌剤や放射線治療に対する抵抗性、悪液質などの腫瘍随伴症候群など様々な病態生理に関与していると想定される。dehydroxymethylepoxyquinomicin(DHMEQ)は新規に合成された強力なNF-κB阻害である。NF-κBはホルモン抵抗性前立腺癌や浸潤性膀胱癌において恒常的に活性化されており、DHMEQはNF-κB活性を抑制し、アポトーシスを誘導することを見出している。さらには前立腺癌の放射線抵抗性においてNF-κBの活性化が重要な役割を果たしており、DHMEQで前処置することにより放射線感受性を高めることが示され、その効果はG2/Mcell cycle arrestを介するものであった。さらにはサイトカイン産生膀胱癌細胞であるKU-19-19細胞に対してアポトーシスの誘導と血管新生阻害を介して抗腫瘍効果を示すことを見出した。また、MBT-2細胞を用いた肺転移モデルにおいてもDHMEQが肺転移を抑制することが示された。一方、進行性前立腺癌患者ならびにJCA-1担癌マウスにおいて、NF-κB依存性サイトカインであるIL-6の血清濃度が増加しており、IL-6が血清アルブミンやコレステロール値、ヘモグロビン濃度やbody mass indexさらには生存率などと関連していることが示された。担癌マウスにおいてDHMEQは血清IL-6を抑制し、悪液質を改善した。このように、DHMEQによるNF-κB活性の抑制は進行性泌尿器系癌に対する新たな分子標的治療となりうることが示唆された。本研究ではヒト膀胱癌細胞株KU19-19におけるNF-κBの活性と、KU19-19に対するNF-κB阻害剤の抗腫瘍効果を検討した。in vitroの実験において、Western blotとEMSA法によりKU19-19細胞におけるNF-κBとp65の細胞内・核内での存在を確認した。また、新規NF-κB阻害剤であるDHMEQを10μg/ml濃度で2時間から8時間作用させたところ、細胞内におけるNF-κB活性が著明に抑制されることが観察された。さらにGFP-tagged p65を用いた実験では、10μg/mlのDHMEQ投与によりNF-κBの核内移行が投与後2時間から4時間まで著明に抑制されることが見出された。KU19-19細胞に対するDHMEQの殺細胞効果の検討では、DHMEQ治療群におけるKU19-19細胞の生存率は、コントロール群に比して10μg/mlの濃度で75%、20μg/mlで25%、40μg/mlでは5%に低下し、濃度依存性の殺細胞効果が見られた。また治療群ではKU19-19細胞におけるアポトーシスの誘導が確認された。in vivoの実験において、KU19-19担癌マウスモデルを作成し、DHMEQの腹腔内投与による抗腫瘍効果について検討を行った。2μg/kgのDHMEQ治療群はコントロール群に比べて有意に腫瘍の増殖抑制がみられ、4週後の治療群における腫瘍の平均体積は3110±945mm^2で、コントロール群のそれ(6019±2309mm^2)と比べて50%の抑制効果が認められた。4週後の腫瘍を摘出して免疫組織学的検討を行ったところ、治療群では血管新生の著明な抑制がみられ、MVDは9.7±3.2 vessels/fieldと、コントロール群(17.6±6.1 vessels/field)に比して有意に低下していた。

また、治療群の腫瘍組織におけるアポトーシスindexはコントロール群に比して2.3倍の上昇がみられ、膀胱癌に対する新規NF-κB阻害剤の抗腫瘍効果が示された.IL-6などのサイトカインは癌の増殖ならびに悪液質への関与が示唆されており、またIL-6の産生はNF-κBにより調節されている。一方、癌の増殖においてIL-6によるSTAT3のリン酸化が関与していると考えられている。根治的前立腺全摘術が施行された前立腺癌組織内のSTAT3のチロシンリン酸化を免疫組織学的に解析し、その臨床病理学的な意義につき検討した。92例中66例が病理学的に限局性前立腺癌であった。p-STAT3の発現とGleason scoreや病理学的病期との間に有意な関連性が認められた。また、p-STAT3の高発現群では術後5年でのPSA再発率が有意に高かった。活性化型STAT3が前立腺癌においてinvasivenessやaggressivenessに関与していること示唆された。基礎的検討において、IL-6を産生している前立腺癌由来細胞株であるJCA-1細胞をヌードマウスの背部に移植すると、血中IL-6値が上昇するとともに体重減少などを示し、悪液質に陥ることを認めた。NF-κB阻害剤であるDHMEQの存在下にJCA-1細胞を培養したところIL-6の産生が抑制された。上記のJCA-1担癌ヌードマウスにDHMEQを連日腹腔内投与し、血中IL-6値ならびに悪液質に対する効果を検討した。DHMEQ投与群では体重が28.2±1.4gであり無治療群(24.1±1.6g)に比べ体重減少がほとんど認められなかった。DHMEQ投与群の腓腹筋重量(499.3±30.3mg)および精巣上体脂肪重量(197.1±31.7mg)はそれぞれ無治療群(306.3±24.5mg、117.1±19.1mg)に比べ有意に重い値を示した。以上の結果より、基礎的検討においてNF-κB阻害剤であるDHMEQはIL-6の産生を抑制し、悪液質の進行を抑制することが示唆された。前立腺癌の治療において、手術と共に放射治療は根治療法として施行される。細菌では密封小線源治療が浸襲性、効果、QOLなどの点で注目されている。しかしながら、各種放射線治療後に再発する症例もあり、放射線治療の効果増強や治療抵抗性の克服が期待される。放射線治療抵抗性の獲得の機序としてNF-κBの活性化が強く関与していると考えられている。今回研究者らはNF-κBの活性阻害作用を有するDHMEQを用いて放射線治療の増強効果の可能性について検討した。ホルモン感受性前立腺癌細胞株LNCaPを用いて種々の濃度のDHMEQを加え、6時間後に放射線照射を行った。細胞直接障害はトリパンブルー細胞分染法を用い、細胞周期はBrdUを用いたflow cytometry解析を行い、NF-κB活性はp65によるDNA binding assayにて測定した。LNCaPにおいて放射線照射した併用治療群では、DHMEQ単独群と比べて21.3%、放射線単独群と比べて34.3%の抗腫瘍効果の増強が示された。細胞周期解析では併用治療群(48.3%)において、無治療コントロール群(25.1%)、DHMEQ単独群(23.3%)、放射線単独群(27.6%)と比べ明らかなG2/M arrestの増強が確認された。放射線照射によりLNCaP細胞のNF-κBの活性化が確認されたが、DHMEQはこれを抑制した。
無歯顎者におけるインプラントおよび補綴装置選択基準の力学的検討

今年度は上顎インプラントオーバーデンチャにおける機能時のインプラント,顎骨,粘膜の変化と補綴装置の変化を記録し,考察することによりインプラント,顎堤および補綴装置の挙動を解析することを目的とした本研究の流れの中で,その第一段階として模型実験においてインプラントおよび義歯のひずみの検討をおこなった.模型実験には通常のインプラントを使用し,各々のインプラントを連結して使用した場合の義歯およびインプラントのひずみを計測した.実験条件は2種類の実験用義歯(口蓋有,無)とインプラントの本数(4本,6本)の組み合わせの4パターンとした.さらに,それらの結果を連結していない場合の結果と比較した.その結果,インプラントを連結することにより,インプラントのひずみだけでなく義歯のひずみについても連結していない場合と比較して有意に小さくなった.また,義歯のひずみについては,インプラントが6本の場合は口蓋形態による差は見られなかった一方で,インプラントが4本の場合は,口蓋がない場合の方が口蓋がある場合に比べて有意に大きくなった.これらのことから,上顎インプラントオーバーデンチャーにおいて,インプラントの本数に関係なくお互いを連結することでインプラントだけでなく,義歯についての術後のトラブルを防ぐ可能性が示唆された.さらに,6本のインプラントを使用した場合は義歯の口蓋の有無は影響しないが,4本のインプラントを使用した場合は無口蓋形態の義歯は避けるべきである可能性が示唆された.当初予定していた模型実験にて検討については順調に進展していると思われる.しかし,当初の予定で模型実験と同時進行を予定していた有限要素法を用いた実験に関しては進展していないため,やや遅れていると感じている.今後は,本年度の検討結果を踏まえて,より臨床的な条件での検討を行いその違いを明らかにしていく予定である.特に,今年度は可撤性補綴物であるインプラントオーバーデンチャーのみでしか検討をおこなっていないが,今後は固定性補綴物であるブリッジの場合の計測および可撤性の場合との比較をおこなっていく予定である.また,模型実験だけでなく有限要素法での検討および口腔内での計測への準備も並行して行っていく予定である.今年度は上顎インプラントオーバーデンチャにおける機能時のインプラント,顎骨,粘膜の変化と補綴装置の変化を記録し,考察することによりインプラント,顎堤および補綴装置の挙動を解析することを目的とした本研究の流れの中で,その第一段階として模型実験においてインプラントおよび義歯のひずみの検討をおこなった.模型実験には通常のインプラントを使用し,各々のインプラントを連結して使用した場合の義歯およびインプラントのひずみを計測した.実験条件は2種類の実験用義歯(口蓋有,無)とインプラントの本数(4本,6本)の組み合わせの4パターンとした.さらに,それらの結果を連結していない場合の結果と比較した.その結果,インプラントを連結することにより,インプラントのひずみだけでなく義歯のひずみについても連結していない場合と比較して有意に小さくなった.また,義歯のひずみについては,インプラントが6本の場合は口蓋形態による差は見られなかった一方で,インプラントが4本の場合は,口蓋がない場合の方が口蓋がある場合に比べて有意に大きくなった.これらのことから,上顎インプラントオーバーデンチャーにおいて,インプラントの本数に関係なくお互いを連結することでインプラントだけでなく,義歯についての術後のトラブルを防ぐ可能性が示唆された.さらに,6本のインプラントを使用した場合は義歯の口蓋の有無は影響しないが,4本のインプラントを使用した場合は無口蓋形態の義歯は避けるべきである可能性が示唆された.当初予定していた模型実験にて検討については順調に進展していると思われる.しかし,当初の予定で模型実験と同時進行を予定していた有限要素法を用いた実験に関しては進展していないため,やや遅れていると感じている.今後は,本年度の検討結果を踏まえて,より臨床的な条件での検討を行いその違いを明らかにしていく予定である.特に,今年度は可撤性補綴物であるインプラントオーバーデンチャーのみでしか検討をおこなっていないが,今後は固定性補綴物であるブリッジの場合の計測および可撤性の場合との比較をおこなっていく予定である.また,模型実験だけでなく有限要素法での検討および口腔内での計測への準備も並行して行っていく予定である.当初の予定であった研究の中で,口腔内での測定および有限要素法を用いた検討をおこなっていないため,物品費が少なくなったと思われる.また,旅費に関しても本年度は国際学会に参加しなかったため当初の予定よりも少なくなったと思われる.
歯周炎によるAgonistic autoantibodyがもたらす高血圧症の解明

超高齢社会の日本においては脳梗塞の予防は喫緊の課題であり、最大のリスク因子である動脈硬化と高血圧を抑制することが必要である。高血圧も歯周炎と関係することが報告されているが、現在まで歯周炎が高血圧を悪化させるメカニズムは不明である。血圧はアンギオテンシンやアドレナリンがそれぞれの受容体(receptor)に結合することで上昇する。重度高血圧症患者ではこれらの受容体にアゴニストとして結合する自己抗体(Agonistic autoantibody: Aab)が高頻度にみられることが報告され、高血圧を引き起こす自己抗体としてAngiotensin II type 1 receptor(AT1R)に結合する自己抗体(AT1R-Aab)とα1 adrenergic receptorに結合する自己抗体(α1AR-Aab)が注目されている。この自己抗体が受容体上のどの部位(アミノ酸配列)に結合するかも明らかとなっているが、なぜ自己抗体が誘導されるのかは不明である。そこで本研究ではAT1R-Aabおよびα1AR-Aabの結合部位と歯周病原細菌の間には分子相動性があるのではないかという仮説の下にAT1R-Aabおよびα1AR-Aabが結合するアミノ酸配列と歯周病原細菌のアミノ酸配列を検索した。その結果、Angiotensin IIの受容体結合部位、α1 adrenergic receptorに結合する自己抗体(α1AR-Aab)の結合部位のペプチドと歯周病原細菌のペプチドとの間に相同性を見出し、相同ペプチドを合成した。当該年度はそれらの相同ペプチドに対するウサギポリクローナル抗体を作成し、相同ペプチドに対する抗体の測定系を確立した。複数のペプチドに対する抗体を作成したため、Agonistic autoantibodyの測定系を確立するのに時間がかかった。また妊娠性高血圧症等の患者検体を思うように集める事が出来なかった。今後は糖尿病、高脂血症、高血圧症等の生活習慣病患者を対象にAgonistic autoantibodyを測定する。また動物実験を検討し、メカニズムを詳細に検討する。高血圧も歯周炎と関係することが報告されているが、現在まで歯周炎が高血圧を悪化させるメカニズムは不明である(Am Heart J 2016:98)。この自己抗体が受容体上のどの部位(アミノ酸配列)に結合するかも明らかとなっているが、なぜ自己抗体が誘導されるのかは不明とされている。その結果、P.gingivalisがAngiotensin IIの受容体結合部位であるAFHYESQと相同性を持つAFDYENQペプチド、α- 1 adrenergic receptorの結合部位であるAPEDETICQINと相同性を持つAPEDEQINペプチドを有することを見出し、合成ペプチドを作成した。合成ペプチドを用いてELISA並びにフローサイトメトリーのシステムを構築するのに時間がかかっている。またマウスの血圧を測定するシステムの導入に関して調査を続けており、その経費によってはヒトを対象とした調査を先行させるべきか検討しているため、進行が少し遅れている。

ペプチドをマウスに免疫して自己抗体(AT1R-Aab)を誘導し、高血圧マウスを作成する。その際にAT1R-Aabと高血圧の関係を詳細に検討してAT1R-Aabの診断システムを確立する。その上で治療法として既存の降圧剤の効果を検討する。さらに新たな治療法として経口免疫寛容によるAT1R-Aabの抑制を検討する。今後は糖尿病、高脂血症、高血圧症等の生活習慣病患者を対象にAgonistic autoantibodyを測定する。また動物実験を検討し、メカニズムを詳細に検討する。本研究ではペプチドに対する抗体の測定システムの構築に遅れが生じているため、測定システムが完成次第、測定のための消耗品購入に使用される予定である。年度末で文房具等の消耗品の購入が出来なかったため、その購入に充当する
白血病幹細胞における幹細胞性維持と薬剤・放射線耐性に関わるNrf2の役割の解明

1.長期造血幹細胞におけるNrf2の役割の解明造血細胞でKeap1を欠損させた(Keap1CKO)マウスを用いて、長期造血幹細胞におけるNrf2活性化の影響を調べた。競合的骨髄移植実験を行うと、Keap1欠損の長期造血幹細胞は生着能が低下していた。しかし同時に、末梢血細胞への分化が抑制されていた。細胞周期を評価すると、Keap1欠損の長期造血幹細胞では静止期(GO期)細胞が減少していた。ゆえに、Keap1欠損による長期造血幹細胞の機能障害は細胞周期の亢進が一つの原因であると考えられた。これら表現型のNrf2依存性を検討するために、Keap1CKO::Nrf2^<-/->マウスの長期造血幹細胞を用いて移植実験を行った。Keap1CKO::Nrf2^<-/->マウス由来の長期造血幹細胞はControl細胞と同程度の生着率を示し、Keap1欠損細胞で観察された生着能の低下は観察されず、また末梢血細胞への分化抑制も観察されなかった。ゆえに、Keap1欠損で観察された表現型はNrf2依存的であることが示唆された。したがって、長期造血幹細胞における恒常的なNrf2活性化は、幹細胞性を障害すると考えられる。2.白血病幹細胞におけるNrf2の役割の解明誘導的白血病モデルマウス(PtenCKO)由来の骨髄細胞を用いて、白血病幹細胞におけるNrf2の貢献を調べた。PtenCKOマウスの骨髄細胞を競合的にレシピエントマウスへ移植し、その後で白血病誘導を行った。その結果、PtenCKO::Nrf2^<-/->細胞を持つマウスは、PtenCKO::Nrf2^<+/+>細胞を持つマウスと比較して、生存率が良い事が示された。これは、PtenCKO::Nrf2^<-/->由来の白血病幹細胞は維持能が低いために、レシピエントマウスが白血病発症に至らないことを示唆している。ゆえに、Nrf2は白血病幹細胞の維持に重要であると考えられる。今年度は、正常な長期造血幹細胞におけるNrf2活性化の影響を、競合移植実験によって明らかにすることができ、恒常的なNrf2の活性化は長期造血幹細胞の機能を低下させることを示した。また、白血病幹細胞に着目した解析では、誘導的白血病モデル(PtenCKO)マウス由来の骨髄細胞を競合的に移植し、レシピエントマウスにおいて白血病を誘導することで、Nrf2は白血病幹細胞の維持に重要であることを示唆することができた。これまでの研究成果から、正常な造血幹細胞では、恒常的なNrf2活性化は長期造血幹細胞の維持を障害する一方で、末梢血への分化を抑制することが明らかになった。Nrf2はストレス環境において転写活性化を示す因子であるため、今後は慢性炎症などのストレス環境下において、造血幹細胞の維持を弱めるのか、あるいは、分化を抑制することで維持を良くするかを検討する予定である。白血病幹細胞の実験においては、今回解析したレシピエントマウスで、白血病幹細胞がNrl2欠損によって実際に減少しているか、あるいは維持能が低下しているかを解析する予定である。1.造血幹細胞におけるNrf2の役割の解明白血病幹細胞は正常造血幹細胞と似た性質を持つため、まず造血幹細胞におけるNrf2の役割について調べた。通常状態では、Nrf2はKeap1依存的に分解されている。そこで、造血細胞においてKeap1を欠損させたマウス(Keap1CKO)を作成し、Nrf2を恒常的に活性化させることで、Nrf2の造血幹細胞における機能について検討した。Keap1CKOマウスの骨髄細胞を調べると、顆粒球および単球への分化が促進されており、赤血球、巨核球、リンパ球への分化が抑制されていることが分かった。一方、造血幹細胞・前駆細胞では、細胞数が有意に増加していた。Keap1CKO造血幹細胞・前駆細胞の機能性を脾臓コロニーアッセイおよび競合的骨髄移植実験で評価すると、生着能には変化がなかったが、増殖能・分化能が低下していた。以上より、造血幹細胞・前駆細胞におけるNrf2の活性化は、未分化性の維持に貢献していることが示唆された。2.白血病幹細胞におけるNrf2の役割の解明白血病自然発症モデルマウス(Gata1KD)とNrf2欠損マウス(Nrf2^^<-/->)を交配させ、Nrf2^<-/->:Gata1KDマウスを得た。しかし、Gata1KDマウスとNrf2^<-/->:Gata1KDマウスともに、白血病の発症頻度があまり高くなく、白血病細胞の性質を調べることは困難であった。そこで、より効率良く白血病発症マウスを得るため、誘導的白血病発症モデルマウス(PtenCKO)を用いて解析を行った。PtenCKOマウスとNrf2^<-/->:PtenCKOマウスの生存率を比較すると、aNrf2^<-/->:PtenCKOマウスは白血病を発症しやすいことが分かった。今後は、PtenCKO白血病細胞およびNrf2^<-/->:PtenCKO白血病細胞を用いて、白血病幹細胞におけるNrf2の機能の解明を目指す。1.造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)におけるNrf2の役割の解明造血細胞においてKeap1を欠損させた(Keap1CKO)

マウスの表現型がNrf2依存的かどうかをKeap1CKO:Nrf2^<-/->マウスを用いて検証した。その結果、Keap1欠損による表現型はNrf2欠損によって正常化した。ゆえに、Keap1CKOマウスの表現型はNrf2活性化に起因することが示された。次に、Keap1欠損によるHSPCの増加の原因を検討するため、細胞周期を調べた。Ki67の細胞染色で評価すると、Keap1欠損のHSPCは細胞周期に異常はなかった。したがって、Keap1欠損によるHSPCの増加は分化抑制による同分画の蓄積が原因であると考えられた。一方、HSPCの分化には細胞内活性酸素種(ROS)レベルの上昇が必要であると示唆されている。そこで、ROSレベルと還元型グルタチオン濃度を評価すると、Keap1欠損のHSPCではROSレベルに変化はなかったが、還元型グルタチオン濃度が高く、細胞が還元状態に強く維持されていると考えられた。以上より、HSPCにおけるNrf2活性化は、ROSレベルを低く保ち続けることで分化を抑制していると考えられる。2.白血病幹細胞におけるNrf2の役割の解明誘導的白血病発症モデルマウス(PtenCKO)の実験では、Nrf2^<-/->:PtenCKOマウスはPtenCKOマウスと比較して白血病を発症しやすいという結果を得ている。本年度は、この表現型の細胞自律性を検討した。両マウスの骨髄細胞を野生型レシピエントマウスへ移植し、白血病誘導を行うと、Nrf2^<-/->:PtenCKOの骨髄細胞をもつレシピエントの方が早く死に至った。ゆえに、Nrf2は白血病発症に対して抑制的に作用することが分かった。今後は、これら両マウスの白血病幹細胞の性質を評価する。1.長期造血幹細胞におけるNrf2の役割の解明造血細胞でKeap1を欠損させた(Keap1CKO)マウスを用いて、長期造血幹細胞におけるNrf2活性化の影響を調べた。競合的骨髄移植実験を行うと、Keap1欠損の長期造血幹細胞は生着能が低下していた。しかし同時に、末梢血細胞への分化が抑制されていた。細胞周期を評価すると、Keap1欠損の長期造血幹細胞では静止期(GO期)細胞が減少していた。ゆえに、Keap1欠損による長期造血幹細胞の機能障害は細胞周期の亢進が一つの原因であると考えられた。これら表現型のNrf2依存性を検討するために、Keap1CKO::Nrf2^<-/->マウスの長期造血幹細胞を用いて移植実験を行った。Keap1CKO::Nrf2^<-/->マウス由来の長期造血幹細胞はControl細胞と同程度の生着率を示し、Keap1欠損細胞で観察された生着能の低下は観察されず、また末梢血細胞への分化抑制も観察されなかった。ゆえに、Keap1欠損で観察された表現型はNrf2依存的であることが示唆された。したがって、長期造血幹細胞における恒常的なNrf2活性化は、幹細胞性を障害すると考えられる。2.白血病幹細胞におけるNrf2の役割の解明誘導的白血病モデルマウス(PtenCKO)由来の骨髄細胞を用いて、白血病幹細胞におけるNrf2の貢献を調べた。PtenCKOマウスの骨髄細胞を競合的にレシピエントマウスへ移植し、その後で白血病誘導を行った。その結果、PtenCKO::Nrf2^<-/->細胞を持つマウスは、PtenCKO::Nrf2^<+/+>細胞を持つマウスと比較して、生存率が良い事が示された。
フェムト秒光パルスを用いた光誘起プロトン移動反応のダイナミクスの観測と制御

超高速レーザー分光を用いて光誘起プロトン移動反応ダイナミクスの研究を行った。主な研究成果を以下に列挙する。1.DNA塩基対のモデル分子として重要な7-アザインドール二量体の光プロトン移動反応をフェムト秒時間分解蛍光分光を用いて研究した。この反応の機構については、二つのプロトンが協奏的に移動するのか、一つずつ段階的に移動するのかに関して激しい論争がある。これまでに反応前駆体からの蛍光が2成分からなることがわかっており、これと反応機構との関係を明らかにすることが急務であった。蛍光ダイナミクスの励起波長依存性を詳細に調べたところ、長波長励起の場合、反応前駆体からの蛍光減衰が単一指数関数的になることがわかった。これにより、溶液中で反応は協奏的に進むということが明確になった。2.アントラキノンヒドロキシ誘導体の分子内光プロトン移動をフェムト秒時間分解蛍光分光法で系統的に研究した。1,8-ジヒドロ体、1,5-ジヒドロ体など分子内光プロトン移動を示すとされる分子について、互変異性体型の蛍光が光励起後50fs以内に現れること、すなわち励起状態でのプロトン移動が50fs以内で起こること、を見出した。このことは、これらの光プロトン移動が励起状態波動関数の非局在化を反映して障壁なしで進む構造変化であることを示唆している。また、すべての分子で分子内振動再分配過程を反映すると考えられる蛍光ダイナミクス(数ピコ秒)を観測し、分子内プロトン移動を示す分子ではこの分子内振動再分配にともなってプロトン平均位置の変化がおこると結論した。3.光パラメトリック増幅(OPA)により発生させたサブ10fsの光パルスを用いてポンプープローブ測定を行い、励起状態プロトン移動反応をする分子について光励起直後の電子励起状態分子における核波束運動を観測することに成功した。プロトン移動反応は化学のみならず生物化学的にも重要な反応であるが、そのダイナミクスにはいまだ未解明な部分が多い。本研究では本年度、分子内光プロトン移動反応の系としてアントラキノンのジヒドロキシ誘導体を、また分子間光プロトン移動反応の系として7-アザインドール二量体をとりあげ、その超高速光プロトン移動反応ダイナミクスをフェムト秒時間分解蛍光分光法によって研究した。アントラキノンのジヒドロキシ誘導体に関しては、1,8-誘導体であるクリサジンをはじめ、いくつかの分子でプロトン移動後の互変異性体に帰属される蛍光が光励起後50fs以内で現れることを見出した。これは、これらの分子では、励起状態で波動関数が非局在化していて、それを反映しておこる、光励起直後励起状態ポテンシャル上のノーマル体の位置にできた核波束が互変異性体の位置へとコヒーレントに移動する過程が、その光プロトン移動の本質であることを示唆している。一方、7-アザインドール二量体のプロトン移動反応に関しては、プロトン移動の反応機構が協奏的か段階的かということに関して論争がおきている。すなわち前駆体励起状態からの蛍光に観測される約200フェムト秒の寿命の成分に関して、これを初めて観測したわれわれが、これは電子状態の緩和によるダイナミクスでありプロトン移動はこの電子緩和のあと協奏的に進むと結論したのに対して、遅れて研究を行ったアメリカのグループはこれは2つのプロトンが段階的に移動するため現われるダイナミクスであると主張している。そこで、この反応の機構を明らかにするために、蛍光ダイナミクスの励起波長依存性を270nmから313nmの範囲で綿密に測定した。その結果、問題の時定数200fsの成分は励起波長が長くなる(励起エネルギーが小さくなる)にしたがって小さくなり、最も低いエネルギーでの光励起においてはほとんど消失することを見出した。

3.光パラメトリック増幅(OPA)により発生させたサブ10fsの光パルスを用いてポンプープローブ測定を行い、励起状態プロトン移動反応をする分子について光励起直後の電子励起状態分子における核波束運動を観測することに成功した。
高分子ハイドロゲルのミクロ相分離現象を利用した高効率人工光合成デバイスの構築

近年のエネルギー問題を背景として,太陽光のエネルギーを効率よく化学エネルギーに変換する手法の開発が求められている.本研究では,高分子ゲルのミクロ相分離現象を利用し,機能性ドメインの精密配置を実現することで,高効率な光-化学エネルギー変換システムの構築を目指す.すなわち,ポリマー鎖の精密合成によって色素ドメインや触媒ドメインのような機能性ドメインの形成およびその精密配置を誘起し,光反応系の効率的なエネルギーフローを合理的に設計可能とする.酸化触媒と還元触媒が精密配置された新規機能性ゲルを調製し,効率的な人工光合成システムの構築を行う.近年のエネルギー問題を背景として,太陽光のエネルギーを効率よく化学エネルギーに変換する手法の開発が求められている.本研究では,高分子ゲルのミクロ相分離現象を利用し,機能性ドメインの精密配置を実現することで,高効率な光-化学エネルギー変換システムの構築を目指す.すなわち,ポリマー鎖の精密合成によって色素ドメインや触媒ドメインのような機能性ドメインの形成およびその精密配置を誘起し,光反応系の効率的なエネルギーフローを合理的に設計可能とする.酸化触媒と還元触媒が精密配置された新規機能性ゲルを調製し,効率的な人工光合成システムの構築を行う.
強いスピン軌道相互作用を持つ1次元電子系の物性解明と超伝導接合への展開

本年度は高移動度InAs量子井戸から切り出した量子細線の電流-電圧関係を温度、ゲート電圧(電子密度)を変えながら測定した。その結果、TLLの特性として知られる普遍的スケーリング関係を得た。さらに、TLLの理論式を用いてTLLパラメータを評価した。その結果、通常のスピン軌道相互作用を持たないTLLで期待されるTLLパラメータの理論予測と実験結果が一致することがわかった。これは強いスピン軌道相互作用はほぼTLL特性に影響を与えていないことを意味しており、非常に重要な実験的示唆である。また、InAsでは非常に小さなTLLパラメータをもつことがわかった。これはInAs細線が強い電子相関を持っており、下記のクーパー対分離の高効率化にとって良い実験舞台となることを意味する。さらに、自己形成型のInAsナノ細線二本と超伝導体の接合の加工技術を用いて二重細線のジョセフソン接合を作製し、超伝導電流の測定を行った。その結果、それぞれの単一細線で流れる超伝導電流の和よりも二重ナノ細線に流れる超伝導電流が大きくなっていることがわかった。これは、クーパー対分離により超伝導体間を運ばれる電流の存在を意味している。これまでの先行研究とは異なり伝導度はプラトー構造を示しており、弾道的な輸送特性での分離のはじめての検証に成功した。さらに、クーパー対分離は局所対トンネルよりも効率よく起きていることが分かった。さらに、磁場依存性から分離成分が局所成分の1/2の磁場で焼失することも分かった。これらの結果は無磁場で二重ナノ細線にマヨラナ粒子を実現可能であることを示している。高移動度InAs量子井戸から形成した量子細線においてTLLパラメータの評価と理論との比較を行うことに成功した。その結果、スピン軌道相互作用があまり大きな影響をTLLに対して持たないこと、InAs細線が強い電子相関を持つことが実験的に明らかになった。これにより、実験的な側面からは一つ目の提案は解明された。今後理論的なスピン軌道相互作用を持つTLLの輸送特性の解明が必要となる。また、二重ナノ細線でのクーパー対分離現象に関しても弾道的な輸送特性を持つデバイスにおいて高効率の分離現象の実証に初めて成功した。この結果は、電子相関により1次元系でも高効率のもつれスピン対の形成がクーパー対分離により可能となることを意味するだけでなく、将来的にこの二重ナノ細線を用いたマヨラナ粒子の実現が可能であることを示唆する結果であり、非常に重要な意義を持っている。この結果が達成されたことは、本研究計画で提案していた超伝導接合に関する事項に関して大きく前進したことを意味している。また、磁場依存性が分離成分と局所トンネル成分で異なるというこれまでにない新たな現象も発見した。この結果に関しては現在起源に関する考察を行っており、今後詳細を検討する予定である。まず、強いスピン軌道相互作用を持つTLLの研究については、理論的に実験結果を説明可能であることを調べ、実験結果とのより詳細な比較を行う。さらに、単一の細線に関する特性評価はほぼ終了したため、次に強いスピン軌道相互作用をもつ結合二重細線の特性を調べたい。そのためにはゲート電圧により細線を形成すること、また細線間の結合を電気的に制御することが必要となるため、次年度はまずInAs量子井戸上に二重細線をゲート電圧により形成すること、またその制御を行うことを目標とする。また、二重ナノ細線におけるクーパー対分離に関しては、超伝導体直下のナノ細線部分(近接領域)のゲート制御を行うためのデバイスの作製とその制御を行い、分離機構がどのように変化するのかを解明する。この近接領域のゲート制御により、細線の化学ポテンシャルを変調することができるため、無磁場でのマヨラナ粒子の実現に必要な条件を達成可能となる。また、上記のInAs量子井戸上に形成する二重細線に関しても、超伝導接合を用いてトポロジカル超伝導を実現可能であるかを検討する。

高移動度InAs量子井戸から形成した量子細線においてTLLパラメータの評価と理論との比較を行うことに成功した。その結果、スピン軌道相互作用があまり大きな影響をTLLに対して持たないこと、InAs細線が強い電子相関を持つことが実験的に明らかになった。これにより、実験的な側面からは一つ目の提案は解明された。今後理論的なスピン軌道相互作用を持つTLLの輸送特性の解明が必要となる。また、二重ナノ細線でのクーパー対分離現象に関しても弾道的な輸送特性を持つデバイスにおいて高効率の分離現象の実証に初めて成功した。この結果は、電子相関により1次元系でも高効率のもつれスピン対の形成がクーパー対分離により可能となることを意味するだけでなく、将来的にこの二重ナノ細線を用いたマヨラナ粒子の実現が可能であることを示唆する結果であり、非常に重要な意義を持っている。この結果が達成されたことは、本研究計画で提案していた超伝導接合に関する事項に関して大きく前進したことを意味している。また、磁場依存性が分離成分と局所トンネル成分で異なるというこれまでにない新たな現象も発見した。この結果に関しては現在起源に関する考察を行っており、今後詳細を検討する予定である。まず、強いスピン軌道相互作用を持つTLLの研究については、理論的に実験結果を説明可能であることを調べ、実験結果とのより詳細な比較を行う。さらに、単一の細線に関する特性評価はほぼ終了したため、次に強いスピン軌道相互作用をもつ結合二重細線の特性を調べたい。そのためにはゲート電圧により細線を形成すること、また細線間の結合を電気的に制御することが必要となるため、次年度はまずInAs量子井戸上に二重細線をゲート電圧により形成すること、またその制御を行うことを目標とする。また、二重ナノ細線におけるクーパー対分離に関しては、超伝導体直下のナノ細線部分(近接領域)のゲート制御を行うためのデバイスの作製とその制御を行い、分離機構がどのように変化するのかを解明する。この近接領域のゲート制御により、細線の化学ポテンシャルを変調することができるため、無磁場でのマヨラナ粒子の実現に必要な条件を達成可能となる。また、上記のInAs量子井戸上に形成する二重細線に関しても、超伝導接合を用いてトポロジカル超伝導を実現可能であるかを検討する。
産業史的視点による日本映画史の再構築：1970年代の構造的変革についての共同研究

本研究は、日本映画史上最大の構造的転換期・構造的変革期をなす1960年代末70年代を対象とし、その社会経済的実態を次に掲げる問題群の解明を通して明らかにし、その歴史的位相を確定する。即ち、1スタジオ・システムの衰退・崩壊の内実とその産業史的意味、2大量宣伝・大量動員手法を確立した角川映画の勃興、3映画各社が試みた経営合理化と新たな作品路線の模索、4「ピンク映画」の隆盛の実態とその影響、5異業種からの映画産業界への人材流入の拡大とそのインパクト、である。上記の五つの括りに因んだ映画関係者をインタビュイーとして抽出し、研究会一回につき1名をゲストとして招聘し、精度の高いヒアリングを実施する。
記憶エングラムによる動的な情報表現の機序と意義を解明する

脳が、特に海馬がどのように記憶を保存しているのかはいまだに大きな謎である。記憶の物理的痕跡としてシナプス可塑性が有力な候補として考えられており、その実験的証拠も多く集まっている。しかし、その物理的痕跡がどのように神経活動を修飾することで記憶の想起が可能になるのかは全く分かっていない。この問題を解決するため申請者は、文脈記憶を記銘・想起しているマウスの海馬記憶エングラムからテトロード記録を行った。その結果、記憶エングラムとは受容野を動的に変化させる場所細胞であるという知見が得られた。本研究では、この予想外の発見の生理学的意義やメカニズムをさらに深く明らかにする。
多価イオンの局所的強クーロン場における分子の動力学

本年度の主な成果は以下の通りである。1.多価分子イオンのクーロン爆発解析による分子構造の直接観察に関して、今年度は前年度に引き続きジメチルスルフィドを標的分子とし、クーロン爆発イメージング法によりその2面角の計測と、SS軸周りの回転に起因する光学異性体の識別について検討を行った。入射イオンはAr^<11+>、実験室系の衝突エネルギーは165keVとし、全てのC原子、S原子イオンが同時計測されたイベントについて解析を行った。解離断片の速度ベクトルの相関をより明確にするために、重心の決定からベクトルの帰属、カイラリティー識別までの解析方法を改良した結果、P-、M-エナンチオマーを明確に識別することができた。2.MCPを用いた多重コインシデンス測定では、MCPの感度の制限に起因する検出効率の低下が深刻な問題となっている。MCP開口部は全体の約50%であり、例えば4重コインシデンスの場合、検出効率は0.5^4=0.06にしかならない。そこでMCPの前にメッシュを配置して電子の追い返し電場を形成し、非開口部で生成した二次電子を追い返して開口部に導いて検出することにより、検出効率の改善を図った。性能評価のためAr^<8+>とN_2の衝突で生成したフラグメントイオンのコインシデンス測定を行ったところ、メッシュ-MCP間の電位差が数十ボルトのときに約1.5倍の検出効率を得た。4重コインシデンス計測効率では5倍の改善が期待される。3.H^+、Ar^<8+>とメタノール(CH_3OHおよびCD_3OH)の衝突実験を行った。前年度の実験で同定した2価イオンの種々の解離チャネルについて、S/Nの改善による帰属の確立を目的としたコインシデンス測定を行った。また時間分解能の改善と多価イオンビームの安定化を目的として、従来行われていたパルスモードに変えてDCビームによる衝突実験のシステムの開発を進めた。H^+.Ar^<8+>とベンゼン-d6の衝突実験を行った。入射イオン検出をトリガーとした位置有感飛行時間計測を行い、主として、炭素数を(1-5),(2-4),(3-3)に分割する解離イベントについて解析を行った。蒸発したD原子の数(ΔD)を励起エネルギーの指標とすると、高励起状態では対称的解裂が選択的に起こることがわかった。有機分子の高励起状態がこのような液滴的な振る舞いをすることは興味深い。また解離断片の運動エネルギーを解析した結果、多重イオン化の後まずイオン対に分解し、その後Dの蒸発が起こるという過程が否定された。ΔDの入射粒子依存性は、多重イオン化が電子捕獲によって引き起こされるAr^<8+>衝突の場合と比較して、H^+衝突の場合はより多くの振動励起を伴うことを示しており、ΔDを振動励起の指標とすることの妥当性を裏付ける結果となった。また、H^+、Ar^<8+>とメタノールの衝突実験を行い、その解離過程を調べた。一方、分子をより高価にイオン化した場合、解離断片の飛跡の解析により分子構造の情報が引き出すことができることが今までの研究でわかっている。本研究ではジメチルスルフィドを標的分子とし、クーロン爆発イメージング法によりその2面角の計測と、SS軸周りの回転に起因する光学異性体の識別について検討を行った。解離断片の速度ベクトルの相関を解析し、2面角が再現できることと光学異性体が識別できることを示した。超多価イオン衝突実験については、小型の衝突実験装置を製作した。また、不均一磁場を用いた位置有感飛行時間計測システムを新たに製作し、特許を申請した。

3.H^+、Ar^<8+>とメタノール(CH_3OHおよびCD_3OH)の衝突実験を行った。前年度の実験で同定した2価イオンの種々の解離チャネルについて、S/Nの改善による帰属の確立を目的としたコインシデンス測定を行った。また時間分解能の改善と多価イオンビームの安定化を目的として、従来行われていたパルスモードに変えてDCビームによる衝突実験のシステムの開発を進めた。
抑制性神経回路発達に対する神経活動の修飾作用の解明

興奮性神経回路発達に対する神経回路活動の関与は数多くの報告がある。これに対し、抑制性神経回路の発達変化の制御についての研究は技術的な制約のため殆どない。外界刺激によって抑制性入力のみを活性化することができるモデルとして、聴覚系外側上オリーブ核に入力する聴覚依存性抑制性回路を用いて、神経活動による抑制性神経回路機能の発達制御を外側上オリーブ核から急性単離した神経細胞にグラミシジン穿孔パッチ法を適用して検討した。この核に対する主要伝達物質であるグリシンは、生後1週目までは活動電位を伴う興奮性応答を引き起こし、生後2週目には細胞の過分極を伴う抑制性に発達変化した。この興奮から抑制性への変化は発達に伴う細胞内Cl^-濃度の減少によることが明らかとなった。この細胞内Cl^-濃度の発達減少のメカニズムとして、幼若期には細胞内外のNa^+濃度差に依存したCl^-の取り込みがあるために細胞内Cl^-濃度は高く保たれている。発達に伴い、細胞内外のK^+濃度差に依存したCl^-の汲みだし機構が機能的に発現するために細胞内Cl^-濃度は低くなる。この結果とCl^-汲みだしおよび取り込み機構はフロセマイドによってブロックされることから、2種類のカチオン-Cl^-トランスポーター(K^+-Cl^- cotransporter(KCC)とNa^+,K^+-Cl^- cotransporte機能の発達変化による細胞内Cl^-濃度の低下が、グリシンの興奮性から抑制性への変化の原因であることが判明した。この細胞内Cl^-濃度調節機構の発達変化は聴覚発生直前に内耳を破壊し、聴覚依存性入力を遮断すると抑制され、神経細胞に特異的に発現しているKCC2mRNAの発現が内耳破壊動物では成熟後も障害された。特に、同側内耳破壊によって聴覚依存性グルタミン酸作動性入力を遮断した動物では細胞内Cl^-濃度調節機構の発達障害は著明であった。以上の結果から、抑制性伝達物質応答は神経回路入力活動、特に発達期の興奮性入力によって制御されていることが判明した。中枢および末梢を問わず神経回路発達に対する神経活動の修飾作用は興奮性シナプスにおいてのみ研究されており、抑制性神経回路については世界的にも全く行われていない。抑制性シナプスの発達については"神経前終末の活性化による後細胞活動上昇によって引き起こされる神経の可塑性"という興奮性回路のメカニズムは生体内でおこる抑制性シナプスの可塑的変化のメカニズムとして単純に受け入れにくい。そこで聴覚系外側上オリーブ核に入力する抑制性回路を用いて、神経活動による抑制性神経回路機能の発達制御をグラミシジン穿孔パッチクランプ法を利用して検討した。この核の主要伝達物質であるグリシンに対する神経細胞応答は、2種類のC1^-トランスポーター(KCCとNKCC)機能の発達変化による細胞内C1^-濃度の低下に起因して、興奮性から抑制性に変化する。この変化は発達早期に聴覚入力を遮断すると抑制される。また、この核に入力する主要抑制伝達物質はGABAからグリシンに発達変化する。これも聴覚入力遮断により妨げられる。つまり、この核における抑制伝達性物質およびその応答は聴覚によって駆動される神経回路入力活動によって制御されていることが判明した。現在、発達変化に伴うC1^-トランスポーターのサブタイプの発現を単一細胞RT-PCRを用いて検討中である。

外界刺激によって抑制性入力のみを活性化することができるモデルとして、聴覚系外側上オリーブ核に入力する聴覚依存性抑制性回路を用いて、神経活動による抑制性神経回路機能の発達制御を外側上オリーブ核から急性単離した神経細胞にグラミシジン穿孔パッチ法を適用して検討した。この核に対する主要伝達物質であるグリシンは、生後1週目までは活動電位を伴う興奮性応答を引き起こし、生後2週目には細胞の過分極を伴う抑制性に発達変化した。この興奮から抑制性への変化は発達に伴う細胞内Cl^-濃度の減少によることが明らかとなった。この細胞内Cl^-濃度の発達減少のメカニズムとして、幼若期には細胞内外のNa^+濃度差に依存したCl^-の取り込みがあるために細胞内Cl^-濃度は高く保たれている。発達に伴い、細胞内外のK^+濃度差に依存したCl^-の汲みだし機構が機能的に発現するために細胞内Cl^-濃度は低くなる。この結果とCl^-汲みだしおよび取り込み機構はフロセマイドによってプロックされることから、2種類のカチオンーCl^-トランスポーター(K^+-Cl^-cotransporter(KCC)とNa^+,K^+-Cl^-cotransporte機能の発達変化による細胞内Cl^-濃度の低下が、グリシンの興奮性から抑制性への変化の原因であることが判明した。この細胞内Cl^-濃度調節機構の発達変化は聴覚発生直前に内耳を破壊し、聴覚依存性入力を遮断すると抑制され、神経細胞に特異的に発現しているKCC2mRNAの発現が内耳破壊動物では成熟後も障害された。特に、同側内耳破壊によって聴覚依存性グルタミン酸作動性入力を遮断した動物では細胞内Cl^-濃度調節機構の発達障害は著明であった。以上の結果から、抑制性伝達物質応答は神経回路入力活動、特に発達期の興奮性入力によって制御されていることが判明した。
接着性モノマーの理論的分子設計による高機能接着システムの開発

セルフエッチングプライマーには各システム特有の機能性モノマーが含まれているものの,その違いが接着能に及ぼす影響についてはほとんど報告されていない。本研究では,異なる機能性モノマーを含有する3種のセルフエッチングシステム,Unifil Bond(UB:ジーシー),Clearfil Linerbond II (CLII:クラレ)およびClearfil Mega Bond(CMB:クラレ)と,それぞれに含まれる機能性モノマー,4-MET, Phenyl-PおよびMDPを用い,形態学的,化学的および力学的に比較検討した。その結果,いずれの接着システムにおいても象牙質との接着界面で厚さ0.51μmのハイブリッド層が形成され,UB, CMBではコラーゲン周囲にアパタイト結晶が散在していることがTEM観察より明らかとなった。XPS分析より,今回用いた機能性モノマーでは,MDP>4-MET>Phenyl-Pの順で吸着量が高かった。HApに吸着した4-METはその単体に比べカルボキシル基が低エネルギー側に化学シフトしておりHApと化学吸着していた。Phenyl-P単体のC1sピークはその構造式から得られる理論的なピーク比に近いものの,HAp上のPhenyl-PはC1sピークの形が大きく異なっており,加水分解されたことが明らかとなった。HApに吸着したMDPのC1sピークはMDP単体と大きな違いは認められなかったが,C-OPピークがわずかに低エネルギー側に化学シフトしており,HApに化学吸着していることが示唆された。サーマルサイクル試験後の引張り試験の結果,CLIIは,UB, CMBに比べて引張り接着強さが優位に低下しており,前述の化学分析の結果を裏付けるものとなった。以上より,各セルフエッチングシステムの象牙質接着性は,含まれる機能性モノマーの性能に大きく依存することが示唆された。近年,セルフエッチングシステムは本邦のみならず諸外国においても広く臨床応用されている。従来のエッチングとプライミングを同時に行うセルフエッチングプライマー中には,各システム特有の機能性モノマーが含まれている。しかしながら,その違いが接着性能に及ぼす影響についてはほとんど報告されていない。本年度は、まず,セルフエッチングシステムの象牙質接着性に焦点をあて,異なる機能性モノマーを含有する3種のセルフエッチングシステム,Unifil Bond(ジーシー),Clearfil LinerbondII(クラレ)およびClearfil Mega Bond(クラレ)と,それぞれのセルフエッチングプライマーに含まれる機能性モノマー,4-MET,Pheny1-PおよびMDPを用い,形態学的,化学的および力学的に比較検討した。その結果,いずれの接着システムにおいても象牙質との接着界面で厚さ0.51μmのハイブリッド層が形成されていることがTEM観察より明らかとなった。また,Unifil BondおよびClearfil Mega Bondではハイブリッド層内のコラーゲン線維周囲には象牙質無機成分由来のアパタイト結晶が散在しており,コラーゲン線維周囲のアパタイトを完全には脱灰しないことが示唆された。XPS分析では,機能性モノマーとアパタイトとの強固な化学吸着が認められたことから,いずれの機能性モノマーもアパタイトを脱灰するのみならず,コラーゲン線維周囲に残存したアパタイトとプライマー中の機能性モノマーが化学結合することが推察された。今回用いた機能性モノマーの中では,MDPが最も高い吸着量(MDP>4-MET>Phenyl-P)を示した。以上より,各セルフエッチングシステムの象牙質接着性は,含まれる機能性モノマーによって異なることが示唆された。セルフエッチングシステムは,歯質のコンディショニングとプライミングを同時に行う水洗不要な接着システムであり,酸性の機能性モノマーが主要化合物として用いられる。