hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空孔径がα乗分布のフォトニック結晶ファイバを用いたファイバコリメータの開発

ファイバ断面の中心付近に複数の空孔を有するフォトニック結晶ファイバ(PCF)において,空孔径を半径方向に変化させた構造とすると,等価屈折率が半径方向に変化してグレーデッドインデックス(GI)型多モード光ファイバとして動作する.最終年度は,半径方向にα乗の空孔径分布を有するPCF(GI-PCF)においてαの値を1より小さくした際の特性について詳細な理論検討を行った.また,通常の単一モード光ファイバ(SMF)用コリメータへのGI-PCF応用,空孔径およびファイバ外径をテーパ化したGI-PCFの特性についても理論検討を行った.前年度までに,1≦α≦2(線形2乗分布)であるGI-PCFを通常のPCF用コリメータとして応用できることを理論的に明らかにしてきたが,実際にGI-PCFを作製する際にはファイバ断面内の空孔径の差が小さい,すなわちαの値が小さいことが望ましい.そこで,αが1より小さいGI-PCFをコリメータとして応用した際の特性を理論的に調べ,αが1/2までであれば1≦α≦2の場合と同等の光結合効率が得られることを明らかにした.また,空孔径を小さくすることで光結合効率およびそのファイバ長誤差に対する許容度を向上できることも示した.GI-PCFを通常のSMF用コリメータとして用いる際,空孔中心間距離と空孔径を適切に選ぶことで高い光結合効率が得られ,ファイバ長誤差への許容度も高くできることが明らかとなった.GI-PCFにおいて空孔径およびファイバ外径をテーパ化した構造についても検討を行い,モードフィールド径や出力ビーム形状を制御するためのレンズ素子として応用できることを明らかにした.GI-PCF試作のためのクラッド用石英細管を作製し,母材一体化加工・線引きを行い,GI-PCF試作を行なった.ファイバ断面の中央近傍に複数の空孔を配置したフォトニック結晶ファイバ(PCF)は,従来の光ファイバでは得られない特性を示すことから,機能性ファイバとして応用されている.本研究では,光源からPCFへの光結合効率を向上させるために,空孔径を半径方向にα乗分布(1≦α≦2)とした構造を提案し,その有効性について理論的検証を行った.提案した空孔径分布をもつPCF(GI-PCF)に光源からのガウスビームを入射した際,ファイバ中のビーム径が伝搬方向に周期的に変動し,導波パワーがほとんど減衰しないことが示された.通常の一様な空孔径を有するPCFにガウスビームを入射した場合には,光がファイバ中を伝搬するにしたがってビーム径の変動が収束して伝搬パワーが減衰することから,提案したGI-PCFは通常のPCFに比べて高い光結合効率が得られることが示された.伝搬する光のビーム径が最小となる長さで切断したGI-PCFを通常のPCFに接続することで,光源から通常のPCFへの光結合効率を向上するコリメータを実現できること明らかにし,光結合効率はαの値が2に近いほど高くなることが示された.また,GI-PCFにおける空孔径の空孔ピッチ(空孔中心間距離)に対する比d/Λが大きくなるほど光結合効率は高くできるが,接続するGI-PCF長誤差の許容度についてはd/Λを小さくしたものの方が優れていることが明らかとなった.通常のPCF端面におけるα乗の空孔径分布形成についても,炭酸ガスレーザ照射やアーク放電による基礎的な実験を行なった.提案したPCF(GI-PCF)およびファイバコリメータへの応用に関する理論検討は順調に進展している.一方で,PCFの光結合特性の測定については,実験機材の選定が遅れたため平成28年度中に実験に取りかかることができなかった.また,PCF端面加工についても,実験系の構築が遅れており,十分な実験が行えていないのが現状である.以上のことから,進捗状況は「(3)やや遅れている。」と評価した.ファイバ断面の中央近傍に複数の空孔を配置したフォトニック結晶ファイバ(PCF)は,従来の光ファイバでは得られない特性を示すことから,機能性ファイバとして応用されている.本研究では,光源からPCFへの光結合効率を向上させるために,空孔径を半径方向にα乗分布(1≦α≦2)とした構造を提案し,その有効性について理論的検証を行った.提案した空孔径分布をもつPCF (GI-PCF)を通常のPCFのためのコリメータとして利用する際,GI-PCFの空孔径が大きいほど高い光結合効率が得られるが,適切なGI-PCF長からの誤差に対する許容度は空孔径が小さいものの方が優れていることが明らかとなった.また,従来のグレーデッドインデックス型多モードファイバを用いたコリメータに比べて,提案したGI-PCFコリメータの方が動作波長範囲を広げた場合においても高い光結合効率の実現が可能であることが示された.通常のPCFの端面において空孔径分布をα乗分布となるように加工することで,光源からの光結合効率を向上できることも明らかにした.また,GI-PCFを通常のPCF用コリメータとして用いる際,ファイバ接続部において通常のPCFの空孔径を縮小することで,光結合効率およびファイバ長誤差に対する許容度がともに向上できることも理論的に明らかにした.間隙を有するPCF同士の接続においても,一方のPCFの端面に適切な長さのGI-PCFを接続することでPCF間の接続損失を低減できることを明らかにした.

その際,間隙長に対して適切なGI-PCF長が存在することも明らかにした.PCFへの光結合特性測定系の構築を行うとともに,GI-PCF試作のためのコア材,クラッド用石英細管,ジャケット材の作製を行った.提案したPCF (GI-PCF )およびファイバコリメータへの応用に関する理論検討は順調に進展している.一方で,PCFへの光結合特性測定,PCFの端面加工,GI-PCFの試作については,今年度から検討を始めたため十分な実験を行えていないのが現状である.以上のことから,進捗状況は「(3)やや遅れている。」と評価した.ファイバ断面の中心付近に複数の空孔を有するフォトニック結晶ファイバ(PCF)において,空孔径を半径方向に変化させた構造とすると,等価屈折率が半径方向に変化してグレーデッドインデックス(GI)型多モード光ファイバとして動作する.最終年度は,半径方向にα乗の空孔径分布を有するPCF(GI-PCF)においてαの値を1より小さくした際の特性について詳細な理論検討を行った.また,通常の単一モード光ファイバ(SMF)用コリメータへのGI-PCF応用,空孔径およびファイバ外径をテーパ化したGI-PCFの特性についても理論検討を行った.前年度までに,1≦α≦2(線形2乗分布)であるGI-PCFを通常のPCF用コリメータとして応用できることを理論的に明らかにしてきたが,実際にGI-PCFを作製する際にはファイバ断面内の空孔径の差が小さい,すなわちαの値が小さいことが望ましい.そこで,αが1より小さいGI-PCFをコリメータとして応用した際の特性を理論的に調べ,αが1/2までであれば1≦α≦2の場合と同等の光結合効率が得られることを明らかにした.また,空孔径を小さくすることで光結合効率およびそのファイバ長誤差に対する許容度を向上できることも示した.GI-PCFを通常のSMF用コリメータとして用いる際,空孔中心間距離と空孔径を適切に選ぶことで高い光結合効率が得られ,ファイバ長誤差への許容度も高くできることが明らかとなった.GI-PCFにおいて空孔径およびファイバ外径をテーパ化した構造についても検討を行い,モードフィールド径や出力ビーム形状を制御するためのレンズ素子として応用できることを明らかにした.GI-PCF試作のためのクラッド用石英細管を作製し,母材一体化加工・線引きを行い,GI-PCF試作を行なった.理論検討においては,ファイバコリメータとして応用した際に高い光結合効率が得られるGI-PCFの設計を進める.従来のGIファイバを用いたコリメータに対する優位性を明らかにするとともに,広い波長帯域でファイバコリメータとして使用可能なGI-PCFの構造を明らかにする.実験においては,研究協力者である(有)飛田理化硝子製作所とGI-PCFの母材試作を行うとともに,炭酸ガスレーザ照射によるPCF端面へのα乗空孔径分布形成の実験系を構築して端面加工実験を行う.理論検討においては,通常のPCF用コリメータとして応用した際に高い光結合効率が得られるGI-PCFの設計を進める.その際,ファイバ作製(母材形成,線引き加工)が容易な構造を明らかにする.GI-PCFを従来の単一モード光ファイバ用コリメータとして用いる場合に適したファイバ構造についても理論的検討を行う.実験においては,研究協力者である(有)飛田理化硝子製作所とGI-PCFの試作を行う.光源からファイバへの光結合特性測定を行い,GI-PCFの有効性を確認する.
犬における心不全による膵炎発現のメカニズムの解明と新規の治療法の確立

平成30年度は、(1)健常犬7頭に高頻度心室刺激を与えることで頻拍誘発性心筋症モデルを作成した。そして「頻拍誘発性心筋症モデル犬を用いた心機能低下に伴う膵血流量の減少について」調査を行った。【はじめに】人医療において膵虚血は膵炎の発生化因子としてだけでなく、重症化ならびに予後悪化因子としても非常に重要視されていることから、CHFにより心拍出量が低下することで膵虚血さらには膵炎が引き起こされたのではないかと推測している。しかしながら、犬の心不全時における膵血流量を実際に評価した報告はなく、実際に膵血流量に変化が生じるか否か、また変化が認められるならば、どのタイミングでそれが生じ得るかは未だ不明のままである。【材料と方法】心臓超音波検査および膵血流量の測定のためソナゾイド造影超音波検査(CEUS)を行った。CEUSは、生理食塩水で希釈した0.05 ml/kgのソナゾイドを橈側皮静脈から1分間かけて静注し、膵右葉を5分間スキャンした。得られた連続画像を基に各時相の膵実質のエコー輝度を測定した。【成績】2Wの心臓超音波検査では、Preと比較して有意な左心内径短縮率の低下(p<0.01)ならび心拍出量の減少(p<0.05)が認められた。また、収縮期血圧、平均血圧および拡張期血圧の有意な低下が認められた(それぞれ、p<0.01、p<0.05よびp<0.01CECSに関して、また、Preと比較して2Wのソナゾイド静注開始後30秒から240秒までの各時相における輝度は有意に低下していた。さらに、Preと比較して2WのAUCならびにPIは有意に低下していた(p<0.05ならびにp<0.05)。【考察および結論】本調査により、心機能および血圧が低下すると実際に膵血流量が低下することが明らかとなった。平成30年度の研究により、対照群としてのデータが揃うことができた。平成31年度(令和元年度)は、治療群の調査を行う。本ペースで研究を遂行すれば当該年度で研究は概ね終了すると思われる。昨今、心不全の病態管理において多臓器との連関を意識した治療の必要性が改めて注目されて始めている。膵虚血と膵炎の関連が疑われている中、平成30年度における本研究の結果は心疾患を有する犬ならびに膵炎に罹患している犬の治療にあたり有用な情報となるかもしれない。今後は病理学的検査を含め血流量の減少が膵臓にもたらす影響を検討するのに加え、治療群を設定し同様な調査を行う予定である。H29年度は、(1)「犬における膵臓の血流評価のための手法確立CT灌流画像法(Perfusion CT)を用いた膵炎症例の膵血流計測法を確立する。」という目標があった。共同研究者による過去の腎臓血流評価に対する報告と同様のプロトコールの使用が、膵臓血流に対しても十分に応用可能であることが判明した。また、心不全モデルによって膵炎が惹起されるかどうかの判断の際に、複数回の全身麻酔(Perfusion CTの実施)が必要となる。そのため、麻酔処置による研究への負の影響を除去するため麻酔方法も新たに確立する必要があった。イソフルレンの吸入麻酔やプロポフォールの静脈内麻酔よりもアルファキサロンの方が循環動態への影響が少ないことが判明した。これらの結果により、膵臓に負担の少ないperfusion CT検査方法を確立できた。(2)「心不全モデル犬における膵臓の血流と血栓形成能の経時的変化の評価を行う。心房刺激モデルよりも心室刺激モデルの方が、心拍出量の低下、全身血圧の低下、そして心臓の形態変化が大きく認められた。よって本研究には心室刺激モデルが適していると判明した。また、3週間の心臓刺激と5週間の心臓刺激を比較したところ、5週間の心臓刺激がより心不全状態を再現できることから、本研究の心臓刺激のプロトコールを5週間に変更する予定となった。さらに、(3)(3)「心不全モデル犬における心不全前後の膵臓の病理学的評価(2)と同一個体を利用し、高頻度心房刺激前と刺激後における膵臓の虚血性あるいは/および血栓性の病変の有無を肉眼的そして顕微鏡学的に評価する。」という目標もあった。膵臓は物理的な刺激でも膵炎が引き起こされる恐れがあったが、生検前後での膵臓の超音波検査像、および膵炎バイオマーカーによる判断では、部分切除による膵炎の誘発が生じないことを確認した。研究実績の概要に述べた部分の研究発表や論文化ができていない。また、本年度の研究パートの大部分が共同研究者主体の研究(Perfusion CT)であったため、そのペースに合わせざるを得なかった。また、所属機関内での配属替えの影響でわずかな期間であるが研究が行えない期間が存在した。

しかしながら、犬の心不全時における膵血流量を実際に評価した報告はなく、実際に膵血流量に変化が生じるか否か、また変化が認められるならば、どのタイミングでそれが生じ得るかは未だ不明のままである。【材料と方法】心臓超音波検査および膵血流量の測定のためソナゾイド造影超音波検査(CEUS)を行った。CEUSは、生理食塩水で希釈した0.05 ml/kgのソナゾイドを橈側皮静脈から1分間かけて静注し、膵右葉を5分間スキャンした。得られた連続画像を基に各時相の膵実質のエコー輝度を測定した。【成績】2Wの心臓超音波検査では、Preと比較して有意な左心内径短縮率の低下(p<0.01)ならび心拍出量の減少(p<0.05)が認められた。また、収縮期血圧、平均血圧および拡張期血圧の有意な低下が認められた(それぞれ、p<0.01、p<0.05よびp<0.01CECSに関して、また、Preと比較して2Wのソナゾイド静注開始後30秒から240秒までの各時相における輝度は有意に低下していた。さらに、Preと比較して2WのAUCならびにPIは有意に低下していた(p<0.05ならびにp<0.05)。【考察および結論】本調査により、心機能および血圧が低下すると実際に膵血流量が低下することが明らかとなった。平成30年度の研究により、対照群としてのデータが揃うことができた。平成31年度(令和元年度)は、治療群の調査を行う。本ペースで研究を遂行すれば当該年度で研究は概ね終了すると思われる。現在までの進捗状況に述べた、「やや遅れている」に関して、H30年度はH29年度の結果を利用することで、研究の遅れを十分に取り戻すことが可能である。昨今、心不全の病態管理において多臓器との連関を意識した治療の必要性が改めて注目されて始めている。膵虚血と膵炎の関連が疑われている中、平成30年度における本研究の結果は心疾患を有する犬ならびに膵炎に罹患している犬の治療にあたり有用な情報となるかもしれない。今後は病理学的検査を含め血流量の減少が膵臓にもたらす影響を検討するのに加え、治療群を設定し同様な調査を行う予定である。当該研究における研究費の使用計画に則って、適切な予算管理を行ったが172円の差額が生じてしまった。翌年度にこれを上乗せし文房具をはじめとした物品費として計上する予定である。今年度において、(1)共同研究者との対面会議が、他の学会開催に合わせて行われたことで、旅費の節約につながったこと2)同日に複数頭の供試動物に対する検査を実施したことで、薬剤(超音波造影剤)の節約につながったこと、で次年度使用額が生じた。来年度には論文作成費(英文校閲ならびに投稿費など)にあて請求する予定である。
脳障害後の神経回路再編促進モデルによる回路シフトの解析

脳において神経の軸索の伸長や再生が起こりにくい大きな要因に、1軸索の周囲環境に存在する軸索伸長阻害因子(外的要因)、2軸索伸長をうながす神経細胞内シグナルの枯渇(内的要因)、の2つが示されている。本研究では、これらの外的、内的要因を取り除くことが可能な遺伝子改変マウスによって、障害後の運動回路の再編や機能の回復を促進することができるか検証することを目的とする。特に、大脳皮質と脊髄をつなぎ自発的あるいは巧緻的な運動に必要とされる皮質脊髄路をターゲットとする。本年度は、外的、内的要因を標的としたシングル、ダブル、トリプルノックアウトマウスにおいて、皮質脊髄路の再編が促されるかどうかを検証するため、脊髄損傷モデルを構築した。皮質脊髄路の軸索を順行性神経トレーサーでラベルし、損傷後の軸索の伸長や退縮の度合いを評価した。その結果、外的要因を阻害したマウスでは、損傷による切断後の軸索の退縮が顕著に抑制された。一方、内的要因を克服したマウスでは、損傷による切断後の軸索の伸長が顕著に増加した。こうした変化が、回路の再編を促進するかを明らかにするため、経シナプス逆行性ウイルストレーサーを用いて、神経回路の接続解析を行った。その結果、これらのダブルノックアウトマウスにおいて、筋と大脳皮質を結ぶ回路の再編が増えることが明らかとなった。本研究の結果から、外的、内的要因は、神経回路の再生を阻む異なる過程に関わっていることがわかった。さらにこれらの要因を阻害することで、神経回路の再編を促進することが可能であることが示された。本研究の成果は、脳脊髄の障害に対し、外的、内的要因双方を標的として、機能回復をもたらす治療法の開発に貢献すると期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。成体の脳において神経軸索の伸長や再生が起こりにくい2大要因として、1軸索の周囲環境に存在する軸索伸長阻害因子(外的要因)、2軸索伸長をうながす神経細胞内シグナルの枯渇(内的要因)、の存在が知られている。本研究では、こうした内的および外的要因を取り払える遺伝子改変マウスを用いて、障害後の運動回路の再編や機能の回復を促すことができるかどうかを解明することを目的とする。運動回路として、大脳皮質と脊髄をつなぎ自発・巧緻運動に重要とされる皮質脊髄路を対象とする。本年度はまず、内的および外的要因をになう遺伝子を標的とする遺伝子改変マウス(単独、ダブル、トリプルfloxマウス)の交配を開始し、実験群の準備を行った。各遺伝子が適切にノックアウトされるかを確認するため、各floxマウスの大脳皮質にCreを発現するAdeno-associated virusを注入した。その結果、各遺伝子の発現がなくなることを、免疫染色やin situ hybridizationを用いて確認できた。次に、これらのマウスの新生仔脳から採取した神経細胞を培養し、軸索伸長の効果を調べた。各種の軸索伸長阻害因子の存在下で培養したところ、野生型の神経細胞に比べ、軸索の伸長が高まることが認められた。これらの遺伝子改変マウスにおいて、脳障害後の皮質脊髄路の再編過程が強まるかを明らかにするため、まずは、障害前の脳内での皮質脊髄路の軸索投射様式の全貌を明らかにした。また、運動機能の評価系として、前肢による餌取り運動をキネマティック解析できる系を確立した。本年度はまず、遺伝子改変マウスの準備と、これらのマウス神経細胞の軸索伸長への効果を確かめることができた。また、神経回路の再編や運動機能を評価する実験系の確立を行うことができた。したがって、本実験への準備が着実に進展していると言える。一方で、実験に使用するダブルノックアウト、トリプルノックアウトマウスの準備が、交配のため時間がかかり、遺伝子改変マウスを用いた実験を大規模には開始できていない。そのためやや遅れているとした。

さらにこれらの要因を阻害することで、神経回路の再編を促進することが可能であることが示された。本研究の成果は、脳脊髄の障害に対し、外的、内的要因双方を標的として、機能回復をもたらす治療法の開発に貢献すると期待される。平成29年度に明らかにした脳障害前の皮質脊髄路の軸索の投射様式が、障害後にどのように変化し再編するかを明らかにする。さらに外的・内的要因をになう遺伝子のコンディショナルノックアウトにより、これらの回路再編をになう軸索の投射量が亢進するかどうかを調べる。次に、脳障害により失われた巧緻運動の機能の回復がうながされるかを調べる。これらの解析から、外的・内的要因を取り払った場合に、運動回路の再編や機能回復が促進できるかを明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
悪性脳腫瘍に対する可容性Fasリガンドによるアポトーシス誘導療法の開発

IL-2やOK-432にて賦活化した末梢血単核球細胞よりmRNAを抽出し、PT-PCR法を用いて全長Fasリガンド(h-FasL)を同定しサブクローニング後大腸菌にトランスフォメーションし、得られたクローンよりFasL cDNAを調製した。これをpBlueBacHisトランスファーベクターにクローニングを行い線状野生型バキュロウイルスDNAと昆虫細胞Sf9に同時感染を行い組み替えバキュロウイルスを構築した。組換えバキュロウイルスをSf9細胞に感染させてrecombinant h-FasL(rh-FasL)を得た。組換え蛋白のヒスチジンタグと親和性を示すニッケルキレートカラムを用いてrh-FasLの精製を行った。Western blottingおよびELISAでFasLの存在を確認した。FasLは免疫組織化学的にSf9の細胞膜に発現していた。Fasを発現している悪性経膠腫培養細胞T98Gに対してrh-FasLを作用させると濃度および時間依存性にアポトーシスが誘導された。rh-FasLの殺細胞効果は、同細胞株にアポトーシスを誘導できる抗Fas抗体の10倍であった。抗Fas抗体に対して感受性が低い細胞株や抵抗性を示した細胞株でもアポトーシスを誘導できたが、T98G細胞よりも数倍の濃度を要した。ヒトグリオーマ細胞株5株、および生検グリオーマ組織11例よりlysateを作製し、Western blottingを行ったところ、細胞株では全例に、グリオーマ組織では10例でFasLが認められた。悪性グリオーマ術中生検組織の免疫組織化学的検討では、Fasは大多数の膠芽腫で細胞質に陽性反応が認められた。4症例で増殖した血管内皮、浸潤リンパ球さらには一部の腫瘍細胞で陽性反応が認められた。血管内皮にFasLが強く染色される例では、FasLがCTLの脳腫瘍組織内への進入を防いでいる可能性が考えられた。悪性脳腫瘍組織においてFasL/Fasの発現を免疫組織学的に検討し、TUNEL法によるapoptotic indexとの相関を検討した。髄膜腫、転移性脳腫瘍の細胞膜及び細胞質に比較的強いFasの発現が認められたが、apoptotic indexとの相関は見られなかった。一般にグリオーマにおいては、Fasの発現の程度が強いほどapoptotic indexも高い傾向にあった。IL-2やOK-432にて賦活化した末梢血単核球細胞よりRT-PCR法を用いて全長Fasリガンド(FasL)を固定しサブクローニング後大腸菌にトランスフォーメーションし、得られたクローンよりFasLcDNAを調整した。これをpBlueBacHisに挿入しバキュロウイルスと昆虫細胞Sf9にトランスフェクションして組換えウイルスの増殖、精製を行った。組換えウイルスにFasLcDNAが挿入されていることを確認後FasLの大量精製を行った。Fasを発現している悪性神経膠腫培養細胞T98Gに対して濃度および時間依存性にアポトーシスが誘導された。FasLの殺細胞効果は、同細胞株にアポトーシスを誘導できる抗Fas抗体の10倍であった。抗Fas抗体に対して感受性が低い細胞株や抵抗性を示した細胞株でもアポトーシスを誘導できたが、T98G細胞よりも数倍の濃度を必要とした。

ヒトグリオーマ細胞株5株、および生検グリオーマ組織11例よりlysateを作製し、Western blottingを行ったところ細胞株では全例に、グリオーマ組織では10例でFasLが認められた。悪性グリオーマ術中生検組織の免疫組織化学的検討では、Fasは大多数の膠芽腫で細胞質に陽性反応が認められた。約10%の症例で増殖した血管内皮、浸潤リンパ球さらには一部の腫瘍細胞で陽性反応が認められた。血管内皮にFasLが強く染色される例では、FasLがCTLの腫瘍組織内への侵入を防いでいる可能性が考えられた。
大気圧空気を酸化剤に用いたアルカンの選択部分酸化触媒系の開発

酢酸溶媒中、O_2を酸化剤に用いて、反応温度365KでVO(acac)_2触媒によるデカリンの酸化反応を実施した。まず、cis-デカリン酸化を行ったところ、3°酸化物であるcis-9-デカロール、trans-9-デカロール、2°酸化物のアルコール、ケトンそCO_2が生成した。cis-9-デカロールとtrans-9デカロールの比(cis:trans)は83:17であり、立体化学を保持したcis-9-デカロールが選択的に生成した。V触媒はデカリンの3°C-H結合を立体特異的に水酸化できることが明らかとなった。バナジウム配位子を種々検討したところ、酒石酸配位子が有効であり、300Kでcis-デカリンの部分酸化を実確したところ9-デカロールのcis:trans比は94:6となり、かなり立体化学が保持された。V活性種について知見を得るため、酸化剤にH_2O_2および^tBuOOHを用いて反応性を検討した。cis-、trans-デカリン酸化における立体化学保持率ならびにシクロヘキサン/シクロヘキサン-d_<12>競争酸化反応における速度論的同位体効果の比較から、O_2を酸化剤に用いたV触媒系ではV^V(O_2)種が酸化活性種として作用していることが強く示唆された。これらの結果から、V^V(O_2)種がアルカンを水酸化して、アルコールとV^V(O)種を生成し、V^V(O)種がO_2と反応してV^V(O_2)種が再生する反応機構を提案した。酸素によるアルカンの部分酸化反応に、酢酸溶媒中VO(acac)_2触媒が高い活性を示すをことを見出している。1気圧の酸素を吹き込みアダマンタン(0.47M)の部分酸化反応を行ったところ、反応温度120°Cでは反応時間6時間において部分酸化生成物合計の収率35%、TON(V)=380であった。そこでより効率的な触媒系の開発を目指し検討を行った。反応温度120°Cの時、溶媒の酢酸に対するアダマンタンの溶解度は約0.5Mと低かった。また120°Cはこの溶液の沸点であり、溶存酸素濃度は低いと考えられる。そこで、アダマンタン溶解度、溶存酸素濃度の増加を期待して溶媒にプロピオン酸を用いて酸化反応を行った。アダマンタン濃度1.59M、反応温度120°Cの条件で6時間反応したところ部分酸化生成物合計の収率65%、TON(V)=3000と良好な結果を得た。次に触媒活性の向上を目的に各種添加物を検討した。酢酸溶媒中2.2mMのトリフルオロメタンスルホン酸(HOTf)の添加によりアダマンタン酸化生成物生成速度が6.5倍に増加することを見出した。プロピオン酸溶媒中でも同様に促進効果が観測された。HOTfは単独では機能しないことからバナジウム触媒を高活性化させていると考えられる。酸素分圧0.2気圧でも高い酸化活性が得られれば、空気をそのまま酸化剤に用いることができる。このような理由からプロピオン酸溶媒中1気圧の空気を吹き込み反応温度100°Cでアダマンタン(0.47M)の部分酸化反応を6時間行った。しかし酸化生成物合計の収率は17%と低かった。そこで酸素分子の活性化を期待して各種添加物を検討した結果、シクロヘキサノン470mMを添加した条件ではアダマンタン酸化生成物生成速度は3倍以上に向上し、反応時間6時間での収率は53%と、特筆すべき反応成績を得ることができた。グリーンサスティナブルケミストリーの観点から、温和な条件下、酸素を酸化剤に用いて炭化水素をアルコールなどの有用な含酸素化合物に転換可能な触媒系を開発することは極めて意義深い。まずアルカンの部分酸化反応を検討した。酸化剤として、持続可能かつ最もグリーンな酸化剤である1気圧の空気(P(O_2)=0.21atm)を用いて部分酸化反応を行うことができれば理想的である。そこで、酢酸-n-ブチル溶媒中、反応温度120°Cで1気圧の空気を吹き込み、触媒にシリカ担持酸化コバルトを用いてアダマンタン(1.89M)の部分酸化反応を行った。反応開始6時間の後、アダマンタン酸化生成物合計の収率57%、コバルト当たりのターンオーバー数TON(Co)=8190と特筆すべき反応成績を得た。また、触媒の再利用を検討した。アダマンタン酸化反応終了後、触媒を濾過回収し、再び酸化反応に供したところ、未使用の触媒と同等の酸化活性を示した。少なくとも5回の使用まで酸化活性の低下無く、再利用できることが分かった。また酸化反応中に溶出したコバルトを定量したところ、溶出量は約0.2%と低く抑えられたことが分かった。次に、酸素によるアルケンの部分酸化反応を検討した。酢酸溶媒中、既にアルカン酸化に有効であることを見出しているVO(acac)_2触媒を用いて、1気圧の酸素を吹き込み反応温度92°Cにてシクロオクテンの部分酸化反応を10時間行った。エポキシドの収率21%、TON(V)=627と良好な結果が得られた。また、シクロヘキセンの部分酸化反応は室温(25°C)下、空気中で進行し、反応時間6時間の時、TON(V)=111であった。

酢酸溶媒中、O_2を酸化剤に用いて、反応温度365KでVO(acac)_2触媒によるデカリンの酸化反応を実施した。まず、cis-デカリン酸化を行ったところ、3°酸化物であるcis-9-デカロール、trans-9-デカロール、2°酸化物のアルコール、ケトンそCO_2が生成した。cis-9-デカロールとtrans-9デカロールの比(cis:trans)は83:17であり、立体化学を保持したcis-9-デカロールが選択的に生成した。V触媒はデカリンの3°C-H結合を立体特異的に水酸化できることが明らかとなった。バナジウム配位子を種々検討したところ、酒石酸配位子が有効であり、300Kでcis-デカリンの部分酸化を実確したところ9-デカロールのcis:trans比は94:6となり、かなり立体化学が保持された。V活性種について知見を得るため、酸化剤にH_2O_2および^tBuOOHを用いて反応性を検討した。cis-、trans-デカリン酸化における立体化学保持率ならびにシクロヘキサン/シクロヘキサン-d_<12>競争酸化反応における速度論的同位体効果の比較から、O_2を酸化剤に用いたV触媒系ではV^V(O_2)種が酸化活性種として作用していることが強く示唆された。これらの結果から、V^V(O_2)種がアルカンを水酸化して、アルコールとV^V(O)種を生成し、V^V(O)種がO_2と反応してV^V(O_2)種が再生する反応機構を提案した。
小児アレルギ-疾患の易感染傾向に関する研究

小児の気管支喘息、アトピ-性皮膚炎、アレルギ-性鼻炎の重症化、難治化の要因として易感染傾向があげられる。易感染傾向の免疫学的パラメ-タ-として次のものを検討した。(1)末梢血リンパ球ADCC活性、NK活性:易感染傾向を有する重症気管支喘息児29名、重症食物アレルギ-を有する重症アトピ-性皮膚炎児31名、健康児21名で検討を行なった。結果、重症喘息群、アトピ-性皮膚炎群においてNK活性の有意(p<0.05)な低下がみられた。(2)末梢血好中球の遊走能、貧食能、化学発光能の検討:アガロ-ス法による好中球遊走能は、気管支喘息患児4名において全員低下していた。イ-スト貧食能は、コントロ-ルと比較して差がなかった。PMA刺激による化学発光能はコントロ-ルとは異なる発光パタ-ンを呈した。(3)血清免疫グロブリン(IgG)サブクラス:気管支喘息児、アトピ-性皮膚炎児において免疫グロブリンサブクラスIgG1,IgG2,IgG3,IgG4を測定したところ、気管支喘息重症群ではIgG4 subclassの低値が認められた。重症の気管支喘息児、アトピ-性皮膚炎児に次の治療を行なった。(1)海水療法:9名の重症アトピ-性皮膚炎児を7日間入院させ海水浴を行なったところ、全員皮膚症状の改善が認められ、海水浴も上手に行なえば重症アトピ-性皮膚炎に有効であることがわかった。(2)トランスファ-・ファクタ-経口投与:重症食物アレルギ-を有するアトピ-性皮膚炎児9名にヒスタミン分画を含まないトランスファ-・ファクタ-を経口投与したところ皮膚症状の著名な改善がみられた。重症難治性気管支喘息児、アトピ-性皮膚炎児の指標として、以上の免疫学的検査を行なったところNK活性、好中球機能、IgG subclassがその指標となりえることがわかった。小児アレルギ-疾患の代表である気管支喘息、アトピ-性皮膚炎、アレルギ-制鼻炎における感染症の合併の実態調査と易感染性を反映するパラメ-タ-について検討した。1.アレルギ-性鼻炎で通院中の患者のうち鼻閉症状の強いもの30名についてWater's Viewx線撮影とCTスキャンによる副鼻腔撮影を行ったところ16名に明らかな上顎洞炎を認め、X線撮影とCTスキャンの診断一致率も70%と高い相関が認められた。2.重症な気管支喘息の患児の中にはアレルギ-性鼻腔、副鼻腔炎を合併しているものがあり、そのうち3名について抗生剤(AMーPC)を2週間投与し副鼻腔炎を治療した。その結果、全員に治療後の喘息の重症度が減少した。副鼻腔炎の合併は、アレルギ-性鼻炎のみならず気管支喘息の重症化にも関係しているものと思われた。3.以上の患児の中にはADCCやNK機能が低下しているものもみられ、ウィルス感染を合併しやすいものが多かった。4.アトピ-性皮膚炎の原因として食物アレルギ-が最近注目されるようになったが、黄色ブドウ球菌などの感染を合併するものが多く、また感染後に皮膚炎が増悪することは非常に多い。こちらの患児に海水浴を行なったところ、食物制限は変化していないのに、皮膚炎が劇的に改善するものが多かった。海水浴を室内で再現するために海水浴を紫外線照射療法を施行したところ高い有効率が認められた。アレルギ-性疾患の中にはウィルス、細菌、真菌などの感染に対して免疫力の低下したものがあり、疾患自体もこれらの感染後に増悪することが多い。食物やダニに対するアレルギ-をコントロ-ルするのと同時に、ウィルス、細菌、真菌などに対する感染(もしくはそれらの微生物に対するアレルギ-)をコントロ-ルすることは重要である。(2)トランスファ-

・ファクタ-経口投与:重症食物アレルギ-を有するアトピ-性皮膚炎児9名にヒスタミン分画を含まないトランスファ-・ファクタ-を経口投与したところ皮膚症状の著名な改善がみられた。重症難治性気管支喘息児、アトピ-性皮膚炎児の指標として、以上の免疫学的検査を行なったところNK活性、好中球機能、IgG subclassがその指標となりえることがわかった。易感染傾向を有する気管支喘息児、アトピ-性皮膚炎児について細胞性免疫能の指標となるADCC活性、NK活性を測定した。対象は気管支喘息、アトピ-性皮膚炎あるいはその両者を合併する206名、平均年齢は6.1±4.3歳、このうち臨床的に易感染傾向を有するものは46%であった。コントロ-ル群として健康児21名と比較した。ADCC活性、NK活性の測定は^<51>Cr遊離法によって測定した。結果、コントロ-ル群のADCC活性は、62.4±11.7%、NK活性は36.2±12.3%であり、易感染傾向を有するアレルギ-疾患児全体で比較した場合には有意な低値は示さなかったが患者群で低い傾向を示した。そこで、易感染傾向を示す重症喘息児29名と比較すると患者群のNK活性は27.7±14.8%で有意な低値を示していた(P<0.05)。さらに重症食物アレルギ-が関与する重症アトピ-性皮膚炎児31名と比較してみると、ADCC活性は49.0±19.1%、NK活性は27.0±13.5%とともに有意に低値を示した(P<0.05)。このことからADCC活性、NK活性の測定は易感染傾向を有するアレルギ-疾患児の良い指標となると考えられた。次にこうした易感染傾向を有するアレルギ-疾患児の治療としては症状に対する対症療法と免疫補充あるいは免疫賦括療法が考えられる。今年度は重症食物アレルギ-が関与するアトピ-性皮膚炎児9名に経口でヒスタミン分画を含まない分子量500010000ダルトンのトランスファ-・ファクタ-を投与した。その結果、皮膚症状の著明な改善とリンパ球表面抗原CD4/CD8比の低下、ADCC活性、NK活性が低値を示していた症例で活性の上昇が認められた。今年度は易感染傾向の指標としてADCC活性とNK活性が有用であるかとがわかり、さらにこうした症例に対しては以前より免疫賦括作用を有するといわれているトランスファ-・ファクタ-が効果を示すことがわかった。小児の気管支喘息、アトピ-性皮膚炎、アレルギ-性鼻炎の重症化、難治化の要因として易感染傾向があげられる。今年度は易感染傾向の免疫学的指標として血清免疫グロブリンGサブクラス、末梢血好中球遊走能、皮膚反応性を調べるスキンチャンバ-法によるヒスタミン、トリプテ-ス測定について検討を行ない、治療方法についても検討を行なった。(1)末梢血好中球の遊走能、貧食能、化学発光能の検討:アガロ-ス法による好中球遊走能は、気管支喘息患児4名において全員低下していた。イ-スト貧食能は、コントロ-ルと比較して差がなかった。PMA刺激による化学発光能は、好中球が貧食時に活性酸素に関係するエネルギ-状態の高い電子が低い状態に変化する際に失うエネルギ-を、光子として光電子倍増管で経時的に捉える検査法である。ザイモザン刺激ではコントロ-ルと差がなかったが、PMA刺激ではコントロ-ルとは異なる発光パタ-ンを呈した。(2)血清免疫グロブリンG(IgG)サブクラス:血清の免疫グロブリンG(IgG)サブクラスIgG1,IgG2,IgG3,IgG4を免疫拡散法で測定した。結果、易感染傾向を呈しそれを契機に重症喘息発作を起こす症例において、IgG4欠損例が見つかった。
炎症性腸疾患における鉄動態変化に基づくマクロファージ機能異常とその病態関与の解明

炎症性腸疾患(Inflammatory Bowel Disease;以下IBD)の病態生理にはさまざまな環境因子が関与する。中でも鉄は細菌の増殖および毒性維持に必須の因子であり、生体内での酸化ストレスの産生や腸内細菌への影響を介してIBDの病態に関与すると考えられてきた。一方、鉄代謝制御因子Hepcidinの発見により慢性炎症に伴う鉄代謝異常の分子メカニズムが明らかとなり、慢性炎症刺激がHepcidinを介して体内の鉄動態を変化させ、マクロファージの機能亢進につながることが報告されている。しかしIBDの慢性炎症に伴う鉄代謝異常やその病態への関与については不明である。そこで、腸内細菌の存在下に慢性腸炎が自然発症するIBD動物モデル(IL-10 KOマウス、TCR-alpha KOマウス)を用いて、1)腸管炎症と各臓器における鉄の体内分布の経時的変化、2)鉄代謝関連分子Hepcidinの発現変化について検討した。その結果、1)野生型マウス(コントロール群)と比較して、IL-10KOおよびTCR-alpha KOマウスのいずれも8週齢で腸炎を発症し、以降、経時的に組織学的腸炎の進展を認めた。またコントロール群と比較しTCR-alpha KOマウスでは腸管組織における主にマクロファージから産生される炎症性サイトカイン(TNF-alpha、IL-12/23p40)のmRNA発現が有意に亢進していた。2)肝臓、脾臓、大腸における組織内鉄量と血清鉄濃度についてはTCR-alpha KOマウスとコントロー群の間に有意な差を認めなかった。3) TCR-alpha KOマウスの肝組織におけるHepcidinのmRNA発現はコントロール群と比べ有意に亢進し、腸炎の進展と伴に増加傾向を認めた。本年度当初の研究計画では、腸内細菌によって慢性腸炎が誘導される代表的なIBD動物モデルであるIL-10KOマウスを用いて腸管炎症の進展に伴う生体内での鉄動態を検討する予定であった。しかし、当動物実験施設でのIL-10 KOマウスの交配後の出生数や出生後生存率が低く、研究継続に支障を来す恐れがあり、他の動物モデル(TCR-alpha KO)に一部変更して予定の検討を行っている。現在、IL-10KOマウスの系統維持に目途は立ってきたため、今後は両系統(異なる2つのstrain)を使って検討を行っていく。またマクロファージ細胞内の鉄量測定が必要と考え、各臓器からマクロファージの単離を試みているが安定せず、進捗が遅れている一因となっている。1)各臓器におけるマクロファージに細胞内鉄量について各臓器における組織内鉄量については有意な変化を認めなかったため、各臓器におけるマクローファージに絞って細胞内鉄量を測定し、腸管炎症の進展に伴う鉄の体内動態の変化を検討する。また採取した各臓器(組織)内のマクロファージの活性化マーカーの発現やLPS刺激に対するサイトカイン産生能を測定し、マクロファージ活性化と細胞内鉄量との相関を検討する。2)鉄の体内動態の変化と腸炎活動性ならびに酸化ストレスとの関連性上記の如く解析した生体内のマクロファージにおける鉄の動態変化と各臓器における組織学的炎症度、組織lysateを用いたTBARS法による過酸化脂質(malondialdehyde)や新鮮凍結切片を用いたDihydroethidium染色によるsuperoxide産生を測定し、鉄動態の経時的変化と腸炎活動性や酸化ストレスとの関連性について検討する。2)鉄代謝関連分子の発現と組織内局在の検討炎症性腸疾患(Inflammatory Bowel Disease;以下IBD)の病態生理にはさまざまな環境因子が関与する。

しかし、当動物実験施設でのIL-10 KOマウスの交配後の出生数や出生後生存率が低く、研究継続に支障を来す恐れがあり、他の動物モデル(TCR-alpha KO)に一部変更して予定の検討を行っている。現在、IL-10KOマウスの系統維持に目途は立ってきたため、今後は両系統(異なる2つのstrain)を使って検討を行っていく。またマクロファージ細胞内の鉄量測定が必要と考え、各臓器からマクロファージの単離を試みているが安定せず、進捗が遅れている一因となっている。1)各臓器におけるマクロファージに細胞内鉄量について各臓器における組織内鉄量については有意な変化を認めなかったため、各臓器におけるマクローファージに絞って細胞内鉄量を測定し、腸管炎症の進展に伴う鉄の体内動態の変化を検討する。また採取した各臓器(組織)内のマクロファージの活性化マーカーの発現やLPS刺激に対するサイトカイン産生能を測定し、マクロファージ活性化と細胞内鉄量との相関を検討する。2)鉄の体内動態の変化と腸炎活動性ならびに酸化ストレスとの関連性上記の如く解析した生体内のマクロファージにおける鉄の動態変化と各臓器における組織学的炎症度、組織lysateを用いたTBARS法による過酸化脂質(malondialdehyde)や新鮮凍結切片を用いたDihydroethidium染色によるsuperoxide産生を測定し、鉄動態の経時的変化と腸炎活動性や酸化ストレスとの関連性について検討する。2)鉄代謝関連分子の発現と組織内局在の検討当初予定していた研究計画と比べ、使用した実験マウス数が少なかったこと、および解析に必要なサンプルデータが揃わず解析が遅れたために次年度使用額が生じた。また次年度の本研究遂行に必要とされる研究経費は、1)実験マウスの飼育・管理、2)各種抗体および試薬、に当てられる。1)実験マウスの飼育・管理に要する費用:安定した研究遂行のため、自然発症腸炎モデル(IL-10 KOおよびTCR-alpha KOマウス)については通常より多めの維持管理が必要となる。また、1回の実験あたり各群6-8匹で2群(計12-16匹/回)の実験マウスおよびその管理が必要と予測されるが、経時的な解析やex vivoでの検討が必要であり、これらの点においても実験マウスの確保が必要である。2)各種抗体および試薬:これまでと同様、病理組織学的解析やサイトカイン測定やFACS解析に必要な試薬・抗体、生体内の鉄代謝動態を検討するための試薬・キットなどが必要になる。
ヒト一倍体細胞を用いた遺伝子トラップ法によるTDP-43関連遺伝子の同定

神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者の残存した運動ニューロンにはTAR DNA-binding protein of 43 kDa(TDP-43)の過剰な蓄積があることが報告されている。TDP-43の蓄積がALSの病態と深く関与するが、その蓄積のメカニズムに関して、詳細は解明されていない。本研究ではヒト一倍体細胞に遺伝子トラップ法を用いてTDP-43が凝集に関与する遺伝子を検索・同定することで、TDP-43が凝集する過程・メカニズム・病的意義を解明し、未だ解明されていないALSの病態解明へと展開するための研究盤を確立することを目的とする。細胞内の蛋白質の局在を明らかにする方法としては免疫組織化学で染色して観察する方法や、目的の蛋白質に蛍光蛋白を付加して発現させ蛍光顕微鏡で観察する方法があるが、本研究では生きた細胞内でのTDP-43の局在や凝集の変化の観察を目的とするため、蛍光蛋白の付加されたTDP-43発現Haploid cell lineの樹立を行なった。Haploid cellは、Hap1 cellを用いた。蛍光蛋白はCherryredをTDP-43のC末に付加した。遺伝子トラップ法は、トラップベクターをランダムにゲノムに挿入することによって、不特定多数の遺伝子の機能を不活化する方法である。本研究では遺伝子トラップカセットが内在性遺伝子内に挿入された場合に、そのポリAシグナルを利用して、CAGプロモーターによりGFPを発現すると同時に内在性遺伝子を破壊するジーントラップ用のレトロウイルスベクターを用いて実験をおこなったが、効率に問題があることがわかった。そこで、CRISPERライブラリーによるノックアウトを目指すことにした。蛍光を発するTDP-43タンパク質を発現する1倍体細胞を予定通り作成した。ノックアウトに関しては、ウイルスによるものは、うまくいかなかったが、CRISPRライブラリーを用いて、可能であることを確かめた。本研究ではヒト一倍体細胞に遺伝子トラップ法を用いてTDP-43が凝集に関与する遺伝子を検索することを目的とした。Haploid cell lineにCRISPRおよび認識配列を含むレンチウイルスライブラリーをを感染させることでシステマティに遺伝子破壊を行なった。ライブラリーは、各遺伝子に対して3箇所の認識配列を含むよう作製されている。TDP-43のC末にeGFPを融合して発現させ、eGFPのシグナルが増強している細胞をセルソーターで単離した。単離した細胞をさらにセルソーターで、再分離後、回収した細胞からDNAを単離し、認識配列部位を増幅後、次世代シーケンサーによりシークエンスを行い、遺伝子の特異的な認識配列を同定した。1つの遺伝子に関して、2つ以上の認識配列を含む遺伝子をTDP-43凝集に関わる遺伝子として、選別したところ、約30個の遺伝子を同定した。今後は、これらの遺伝子がTDP-43凝集に関わるかどうか検定し、さらには、筋萎縮性側索硬化症の患者遺伝子に変異があるかどうか調べる必要がある。樹立した蛍光蛋白の付加されたTDP-43発現Haploidcell lineにCRISPRライブラリーウイルスを感染させることで遺伝子破壊を行う。TDP-43の凝集が存在する細胞をセルソーターを用いて、分離し、次世代シーケンサーを用いて、ノックアウトされた遺伝子を同定する。神経内科学
セラミド(アポトーシス誘導セカンドメッセンジャー)によるループスマウスの治療

セラミドはFasのシグナル伝達分子の一つであり、リンパ球にアポトーシスを誘導する。我々は構造がセラミドに類似している新しい免疫抑制薬FTY720のFas発現欠損MRL-lpr/lprマウス(lprマウス)に対する投与実験を行い、治療に有用である事を報告した。今回は、セラミドそのものを治療に使用できるかどうかを検討することを目的とした。セラミドには側鎖の長さによりいろいろなものがあり、側鎖の短いものでなければ細胞内に入り細胞をアポトーシス死に導くことはない。従ってここではにC2-セラミドを使用する。すでに自己免疫病を発症している4ヶ月齢のlprマウス(各群15匹)に対して、オリーブオイルに溶解したC2-セラミド(2mg/kg)を週3回経口的に継続投与した。コントロールとしてオリーブオイルのみを経口的に投与する群、デキサメサゾン(2mg/kg)を経口的に投与する群をおいた。血中の抗DNA抗体価の推移や生存曲線および腎障害の程度を組織学的に検討した。8ヶ月齢ではオリーブオイルのみ群に比しC2-セラミド投与群は生存率の上昇、牌臓のCD3陽性double negative T細胞の減少、抗ds-DNA抗体の低下と腎糸球体への免疫グロブリン沈着の減少が認められた。その程度はデキサメサゾン投与群と同程度であった。また抗Fas抗体を投与した際に認められる肝障害やデキサメサゾン投与群に認められたような高血糖は認められなかった。C2-セラミドの経口投与は全身性エリテマトーデスの新しい治療法になる可能性がある。本研究はT細胞にアポトーシスを誘導するセカンドメッセンジャーであるセラミドを用いて、ループスマウスであるlprマウスおよびNZB/NZW F1マウスを治療することである。本年度はセラミドに構造上非常に類似した、しかも水溶性であるために投与しやすいFTY720を用いた実験を中心に行った。MRL-lpr/lprマウスはFasの発現に異常があるために約4ヶ月齢で自己免疫疾患が発症する。に対して、FTY720とFasのシグナル伝達物質と推定されているceramideを経口投与し、各々の効果を検討する。1)lprマウス脾細胞をFTY720または細胞膜透過制を有するC2-セラミド存在下にin vitroで培養すると、デキサメサゾンと比較してより選択的にCD3^+CD4^-CD8^-(DN)T細胞に対してアポトーシスを誘導した。2)既に自己免疫疾患を発症しているのlprマウスに生後4ヶ月齢からFTY720(1mg/kg)、デキサメサゾン(1mg/kg)および生食(各群15匹からなる)を週3回継続経口投与したところ、8ヶ月齢ではコントロール群と較べて、a)生存率の上昇(FTY投与群87%vsコントロール群40%)、b)脾臓、リンパ節のDNT細胞の減少と抗CD3抗体刺激増殖能の改善、c)血清抗ds-DNA抗体価の低下とが認められた。その程度はデキサメサゾンに匹敵するものであった。デキサメサゾン投与群は実験終了時に血糖が非常に高値になったのに対して、FTY720投与群では血糖値や肝機能は全く正常であった。FTY720はlprマウスのDNT細胞にアポトーシスを誘導し、副腎皮質ステロイドと同程度の治療効果を示し、より副作用が少なく、新しい治療法になる可能性がある。

従ってここではにC2-セラミドを使用する。すでに自己免疫病を発症している4ヶ月齢のlprマウス(各群15匹)に対して、オリーブオイルに溶解したC2-セラミド(2mg/kg)を週3回経口的に継続投与した。コントロールとしてオリーブオイルのみを経口的に投与する群、デキサメサゾン(2mg/kg)を経口的に投与する群をおいた。血中の抗DNA抗体価の推移や生存曲線および腎障害の程度を組織学的に検討した。8ヶ月齢ではオリーブオイルのみ群に比しC2-セラミド投与群は生存率の上昇、脾臓のCD3陽性double negative T細胞の減少、抗ds-DNA抗体の低下と腎糸球体への免疫グロブリン沈着の減少が認められた。その程度はデキサメサゾン投与群と同程度であった。また、抗Fas抗体を投与した際に認められる肝障害やデキサメサゾン投与群に認められたような高血糖は認められなかった。C2-セラミドの経口投与は全身性エリテマトーデスの新しい治療法になる可能性がある。
火災現場における石英管ヒータ式電気反射ストーブの使用判別法に関する研究

火災原因調査において、火元から石英管ヒータ式電気反射ストーブが発見された場合、これが出火直前に使用されていたかどうかを判断することは犯罪鑑識上重要である。罹災したストーブを検査すると、発熱体内部にある電熱コイルが形くずれを起こしている場合が散見されるが、これは小火程度の火災でも観察されることがある一方で、家屋が全焼しても観察されない場合が多々ある。電熱コイルの最高使用温度は高温であるが、これを超えて発熱すると形くずれを起こす可能性があるため、形くずれの原因を火災熱とジュール熱の相乗効果と考え、通電中の電熱コイルを外部から加熱する実験を種々行った。しかし、形くずれを再現することはできなかった。そこで、その他の火災環境因子が通電中の電熱コイルに及ぼす影響を調査した結果、煤と燃焼生成ガス、そして、ガスの発生に伴う酸素濃度の低下が通電中の電熱コイルを異常発熱させる要因になることが新たにわかった。得られた知見は次の通りである。1煤は通電中の石英管ヒータ内に侵入しても酸素がなければ燃えずに溜まる。この状態で空気(酸素)が流入すると、煤が激しく燃焼してコイルを急速に加熱する場合がある。2通電中の石英管ヒータ内にメタン、エタン等の炭化水素ガスや一酸化炭素が侵入すると、コイルの表面で還元反応が起きて絶縁性能が劣化する。ここに煤等の導電性物質が存在すると短絡回路が形成されて電流値が上昇し、コイルが過度に発熱する場合がある。今後は得られた知見を実験に反映させ、電熱コイルが実際に形くずれを起こすかどうかについて更なる検討を行う予定である。