hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非晶質シリカ膜コーティングによるインプラントアバットメント表面の機能化

天然歯周囲の軟組織付着は、結合組織層におけるコラーゲン線維の歯根セメント質への陥入とヘミデスモソーム結合による上皮付着という、精巧な上皮ー間葉系相互作用により構成されている。それに対してインプラント周囲軟組織は、ヘミデスモソームによる上皮付着を認めるという報告はあるものの、コラーゲン線維はインプラントに平行に走行するのみで、いわゆる脆弱なバイオロジカルシールを呈する。これが、インプラントの最も頻度の高い合併症とされるインプラント周囲炎の要因の一つとされている。歯肉線維芽細胞はインプラント周囲結合組織の主要な構成成分の1つで、インプラントアバットメントから40 μmの範囲では、その32%を占めるとされている。したがって、線維芽細胞の付着とそこから産生されるコラーゲンリッチな厚い結合組織をインプラントアバットメント周囲に獲得することが、細菌の侵入や周囲粘膜と骨吸収を妨げ、インプラントの長期予後を獲得することにつながると考えられる。しかしながら、現在使用されているアバットメントとしては、チタンやジルコニアなど生体不活性材料が使用されており、機能性を持ったアバットメントの開発が望まれる。本研究ではゾルーゲル法により作製した非晶質(アモルファス)シリカを表面に応用することで、歯肉線維芽細胞の接着とコラーゲン産生の向上、さらに抗菌性を併せ持つ新規機能性アバットメント表面の創生を目的とした。前年度までに亜鉛を添加したアモルファスシリカコーティングを行ったジルコニア上で、歯肉線維芽細胞を培養し、total RNAを採取した。本年度はそれを使用してリアルタイムPCRを行い、各種遺伝子発現の測定を行った。その結果、コーティングを行った実験群で、コラーゲン遺伝子発現の上昇を認めた。また、コーティングの組成成分に一定量の亜鉛を添加することで、更に上昇することがわかった。インプラント周囲結合組織の厚さとアバットメントへの付着は、インプラントが長期的に安定するための要因の1つとされており、インプラント周囲結合組織の主要な構成成分である線維芽細胞とコラーゲン線維は、インプラントアバットメント周囲の封鎖に重要な役割を担う。しかし、現在使用されているアバットメントとしては、チタンやジルコニアなど生体不活性材料が使用されており、機能性を持ったアバットメントの開発が望まれる。本研究では非晶質(アモルファス)シリカコーティングをアバットメント表面に応用することで、線維芽細胞によるコラーゲン繊維の産生向上、さらに抗菌性を併せ持つ機能性アバットメント表面の創生を目的としている。当該年度は、部分安定化ジルコニアセラミックス表面に、添加非晶質(アモルファス)シリカコーティングを行った。この上で、線維芽細胞を培養し、13日目までの細胞生存率を評価したところ、コーティングを行わないコントロールと比較して差を認めなかった。これは少なくとも、コーティングによる細胞毒性がないことを示していると考えられる。また、亜鉛を添加したアモルファスシリカコーティングを行った。そのサンプル上で線維芽細胞を培養し、total RNAを採取したところである。当該年度の目標である、ジルコニアセラミックスへのシリカコーティングは完成した。材料学的な計測は未達成であるが、次年度予定の細胞培養実験に着手しいるため、おおむね順調に進展していると評価したインプラント周囲結合組織の厚さとアバットメントへの付着は、インプラントが長期的に安定するための要因の1つとされており、インプラント周囲結合組織の主要な構成成分である線維芽細胞とコラーゲン線維は、インプラントアバットメント周囲の封鎖に重要な役割を担う。前年度までに亜鉛を添加したアモルファスシリカコーティングを行った。そのサンプル上で線維芽細胞を培養し、total RNAを採取した。当該年度は、それを使用してqRT-PCRを行った。予定していた、qRT-PCRを行った。現在、結果の検討を行っているため、概ね順調に進展していると評価した。

本研究ではゾルーゲル法により作製した非晶質(アモルファス)シリカを表面に応用することで、歯肉線維芽細胞の接着とコラーゲン産生の向上、さらに抗菌性を併せ持つ新規機能性アバットメント表面の創生を目的とした。前年度までに亜鉛を添加したアモルファスシリカコーティングを行ったジルコニア上で、歯肉線維芽細胞を培養し、total RNAを採取した。本年度はそれを使用してリアルタイムPCRを行い、各種遺伝子発現の測定を行った。その結果、コーティングを行った実験群で、コラーゲン遺伝子発現の上昇を認めた。また、コーティングの組成成分に一定量の亜鉛を添加することで、更に上昇することがわかった。今後は採取したtotal RNAをもとに、rt-PCRを行う予定である。また、当該年度に未達成であった、材料学的な評価を行う予定である次年度は、qRT-PCRで得られた結果の評価と、動物実験を行い論文にまとめる予定である物品費とその他を購入した端数のため。(理由)見積もり時の物品費の価格と購入時の価格に差が生じていたため。(使用計画)次年度の予算と合わせて組織解析に必要な物品の購入に充て、遅延なく予算を執行し研究を進める予定である次年度の予算と合わせて、遅延なく予算を執行し研究を進める予定である
デジタル制御を利用した重力波検出器の開発

米国LIGOグループとの国際協力で重力波検出器のためのデジタル制御システムを共同開発し、神岡坑山内に設置されたプロトタイプ重力波検出器CLIOに一部システムを導入した。複雑な制御に絶え得るシステムを構築し、信号の入出力及びフィルター設計の調整など、実際の重力波干渉計の制御に十分耐え得るシステムを作り上げた。本研究は、現在日本で主流のアナログ回路を利用した干渉計型重力波検出器の制御を、計算機を利用したデジタルシステムによる制御に置き換えることにより、干渉計の調整、雑音の除去などをより簡便にし、干渉計の感度向上に貢献することを目的としている。日本の次期大型干渉計計画LCGTではデジタル制御は必須と考えられており、そのプロトタイプであり、LCGT建設予定地と同じ場所にあるCLIOにデジタル制御を導入することで、将来計画に対する知見と、技術蓄積が見込まれる。本年度は米国LIGOグループとの国際協力でCLIO制御用のデジタル制御システムを共同開発し、実際に神岡鉱山内に敷設されているCLIOに一部システムを導入するに至った。多チャンネルの信号間の複雑な制御に絶え得るシステムを構築し、信号の入出力及びフィルター設計の調整など、実際の重力波干渉計の制御に十分耐え得るシステムを作り上げた。具体的には、光路長制御の中の一自由度をアナログからデジタルに置き換え、干渉計を動作状態にスムーズに持っていくことができることを確認した。動作状態になるまでの時間もアナログに比べて短縮する等、デジタル制御の優位さが示される結果となった。また、初期アラインメントの自動化の原理検証実験を行い、次年度からの本格的な干渉計動作自動化への大きな足がかりを残すことができた。さらに、R&D的な実験への応用例の一つとして、CLIOの鏡の揺れを軽減するシステムの多自由度の制御に短時間のうちに適用することができた。これは当初の計画では想定されていなかったが、デジタルシステムの汎用性の高さと、取り回しのよさを実証でき、各種R&D実験にも十分適用可能なことを示すことができた。本年度のシンプルなシステムでの実証結果から、来年度以降の多チャンネル化を見込んだ開発が十分期待できる結果となった。本研究は、計算機を利用したデジタルシステムによる制御で干渉計型重力波検出器を操作することにより、干渉計の調整、雑音の除去などをより簡便にし、干渉計の感度向上に貢献することを目的としている。昨年度までに、LIGOグループとの国際共同開発によって整備してきた上記デジタルシステムが、プロトタイプ干渉計CLIOに導入され、デジタル制御を使った干渉計の動作が確認された。本年度は、導入されたシステムを実際に使用し、デジタル化による各種操作の自動化等による干渉計動作制の向上とともに、デジタルシステムの基本性能を見るための最重要課題である、干渉計のノイズハンティングを試みた。その際のデジタル固有のノイズの同定には、本システムならではの素早い取り回しによる、極めて迅速なノイズハンティングが可能であった。これによりデジタル化以前に達成されたアナログ制御での感度に迫る性能を実現し、その基本性能の優位性が示されたと考えている。日本の次期大型干渉計計画LCGTではデジタル制御は必須と考えられており、そのプロトタイプであり、LCGT建設予定地と同じ場所にあるCLIOにデジタル制御を導入することで、将来計画に対する知見と技術蓄積が得られた。
「高乳酸」シグナルによって形成されるがん免疫環境を打破する画期的治療法の開発

我々は、世界に先駆けて、単なる解糖系の終末代謝産物であると考えられていたがんから放出される乳酸が、がん周囲の異常な免疫環境を形成するのに関与する事を発見した。乳酸が、骨髄系細胞やマクロファージに働き、4つのシグナル経路を活性化することを明らかにしてきた。すなわち、乳酸イオンによるIL-23産生依存的及び非依存的炎症誘導経路、乳酸とともに放出されるプロトンによる免疫抑制経路、乳酸とプロトンによるエピジェネティック変化である。本研究では、乳酸シグナルの関与するヒトがん組織に浸潤する骨髄系細胞と乳酸の関連性の解析を進めると共に、乳酸シグナルに関わる分子をターゲットにした治療法の開発を目指す。
新規蛍光分子と重金属イオンアレイセンサーの開発

本研究の目的は,重金属イオンと特異的に結合し,蛍光スペクトルが変化する蛍光分子を複数合成するまた,それらを基板固定したアレイセンサーを開発することである.本年度は新規蛍光分子を2種類合成することに成功した.また,これらの新規蛍光分子の特性(イオン選択性,蛍光強度,蛍光波長)を明らかにした.開発した蛍光分子に親水性の置換基を導入したため,これまで問題となっていた水溶性の低さを改善できた.また,無機材料への修飾部位も導入できたため,今後のセンサー化の基盤となる蛍光分子を開発できた.これまでに開発した蛍光分子のうちの一つを用い,工場廃水中に含まれる亜鉛イオンの定量を試みた.廃水中には様々なイオンが共存しているが,公定法であるICP-AES分析法で金属成分を定量した結果,蛍光分子による定量値とICP-AESによる測定結果と良い相関がみられた.すなわち,開発した蛍光分子により工場廃水中の亜鉛イオンを簡易に定量可能であることが明らかとなった.国内では2013年5月に第73回分析化学討論会にてポスター発表、2013年9月に2013年光化学討論会にてポスター発表、2013年11月に第50回環境工学研究フォーラムにて口頭発表、2014年3月に第48回日本水環境学会年会にて口頭発表、以上4件の発表を行った。また、2013年9月には国際学会であるica2013にてポスター発表を行った.これまでの研究に関する論文が2013年11月に土木学会論文集G(環境)および2014年1月にWater Research誌に掲載された.(抄録なし)本研究の目的は,重金属イオンと特異的に結合し,蛍光スペクトルが変化する蛍光分子を複数合成する.また,それらを基板固定したアレイセンサーを開発することである.本年度は新規蛍光分子を3種類合成することに成功した.また,これらの新規蛍光分子の特性(イオン選択性,蛍光強度,蛍光波長)を明らかにした.これまでに開発した蛍光分子のうちの一つを用い,路面排水中に含まれる亜鉛イオンの定量を試みた.同時に,公定法との比較のためICP-AESを用いて金属成分を定量した結果,蛍光分子による定量値とICP-AESによる測定結果と良い相関がみられた.すなわち,開発した蛍光分子により実環境サンプル中の金属イオンを定量可能であることが明らかとなった.2012年10月末から約5か月間,米国へ渡航し,イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校,Lu研究室にて金ナノ粒子と機能性DNAを用いたナノマテリアルの開発に関する研究を行った.本研究をとおし,重金属イオンを測定可能な機能性ナノマテリアルの合成方法を習得した.本技術は蛍光分子では検出が難しい鉛および水銀を検出可能であるため,アレイセンサー開発という最終目的に有用であると考える.また,Lu研究室では光検出型化学センサーの開発に必要な有機分子の基板への固定化技術も習得した.本研究の目的は,重金属イオンと特異的に結合し,蛍光スペクトルが変化する蛍光分子を複数合成するまた,それらを基板固定したアレイセンサーを開発することである.本年度は新規蛍光分子を2種類合成することに成功した.また,これらの新規蛍光分子の特性(イオン選択性,蛍光強度,蛍光波長)を明らかにした.開発した蛍光分子に親水性の置換基を導入したため,これまで問題となっていた水溶性の低さを改善できた.また,無機材料への修飾部位も導入できたため,今後のセンサー化の基盤となる蛍光分子を開発できた.これまでに開発した蛍光分子のうちの一つを用い,工場廃水中に含まれる亜鉛イオンの定量を試みた.廃水中には様々なイオンが共存しているが,公定法であるICP-AES分析法で金属成分を定量した結果,蛍光分子による定量値とICP-AESによる測定結果と良い相関がみられた.すなわち,開発した蛍光分子により工場廃水中の亜鉛イオンを簡易に定量可能であることが明らかとなった.国内では2013年5月に第73回分析化学討論会にてポスター発表、2013年9月に2013年光化学討論会にてポスター発表、2013年11月に第50回環境工学研究フォーラムにて口頭発表、2014年3月に第48回日本水環境学会年会にて口頭発表、以上4件の発表を行った。また、2013年9月には国際学会であるica2013にてポスター発表を行った.これまでの研究に関する論文が2013年11月に土木学会論文集G(環境)および2014年1月にWater Research誌に掲載された.現時点で,合成した蛍光色素分子を基板上に固定化できておらず,光検出型化学センサーの開発・性能試験に至っていない.今後は合成した蛍光分子の基板上への固定化を重点的に行う。PVC膜またはガラス基板上に分子を固定し、光検出型化学センサーを開発する。センサーの開発後、センサーの繰り返し耐久性、阻害物質(浮遊物質、フミン質、有機酸、pH)の影響を明らかにする。(抄録なし)
骨粗鬆症が歯周組織および顎骨におよぼす影響についての実験的および臨床的研究

高齢化の進む日本においては骨粗鬆症は、大変重要な課題を持った疫患の一つである。骨粗鬆症が歯牙および歯周組織ならびに顎骨などにどの様な影響をおよぼすか、検索し報告した。1.卵巣摘出、低カルシウム食飼育によるラット実験的骨粗鬆症モデルを用いて、高分解能走査型電子顕微鏡による顎骨表面の立体超微細構造とくに骨細胞および骨基質の変化を観察し、またmicro densitometry法骨形態計測法などの画像解析法を用いて、骨形成過程への影響、とくに加齢に伴う生理的変化と骨粗鬆症に伴う変化とを比較し、骨形成過程への影響を検討した。その結果、骨粗鬆症では、顎骨の骨基質形成面のコラーゲン細線維の石灰化が障害されて、骨粗鬆化が発症することが認められ、皮質骨および骨梁の密度、幅、数が顕著に減少し、高度の骨粗鬆化が認められた。(平成3年度既報告)この実験的骨粗鬆症ラットに、オバホルモン(エストラジオール)を投与することにより、皮質骨および骨梁の密度、幅、数の減少を抑制し骨の粗鬆化を抑制することが確認された。2.透過型電子顕微鏡の観察によると、骨粗鬆症ラットでは、骨芽細胞は、ゴルジ空胞の膨化および自食胞が多数みられ、機能の低下が認められた。またコラーゲン細線維は、未石灰化領域では、周期構造が明瞭で石灰化領域に近ずくにつれて、線維が太くなり、線維間隙および周期構造が消失し、石灰化が行われていることが確認されたが、異常構造を示すものは、認められなかった。3.現在、細胞培養により、卵巣摘出・低ca食骨粗鬆症およびストレプトゾトシン誘発糖尿病ならびに四塩化炭素誘発肝梗変などの各種病態下より採取した骨由来細胞の分離培養および株化の確立ならびに至適培養条件を検討中である。高齢化の進む日本においては骨粗鬆症は大変重要な課題を持った疾患の一つである。骨粗鬆症では、顎骨の骨基質形成面のコラ-ゲン細線維の石灰化が障害されて、骨粗鬆化が発症することが認められた。また顎骨の皮質骨および骨梁の密度、幅、数が顕著に減少し、高度の骨粗鬆化が認められたこの傾向は、若年において、より強度に発症し、年齢の増加とともに軽度になる傾向が認められた。2.続発性骨粗鬆症モデルとして、当講座において確立されたストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットおよび四塩化炭素誘発肝硬変ラットを用いて、歯周組織および顎骨に発症する骨粗鬆症様変化を観察し、骨形態計測法を用いて検討した。糖尿病および肝梗変では、骨粗鬆化では軽度で、卵巣摘出によるエストロゲンの欠乏とカルシウム摂取不歩がより強度に骨粗鬆化を生じることが明らかとなった。3.現在、細胞培養システムを用いて、各種病態下より採取した骨由来細胞の分離培養ならびに株化の確立、各種培養条件下における細胞動態の解明を計るためのCell lineの確立と培養条件を検討中である。3.現在、細胞培養により、卵巣摘出・低ca食骨粗鬆症およびストレプトゾトシン誘発糖尿病ならびに四塩化炭素誘発肝梗変などの各種病態下より採取した骨由来細胞の分離培養および株化の確立
「福祉国家」政策の厚生経済学的基礎理論:「人間発達」の観点から

平成19年度の成果として、(1)非帰結主義・非厚生主義的な社会的評価の分析、(2)非厚生主義的分配的正義基準による資源配分メカニズムの公理的分析、(3)上記資源配分メカニズムの分権的遂行可能性に関する研究、(4)市場経済の非厚生主義的福祉指標に基づく厚生分析、(5)所得再分配に関する社会的選択問題の政治経済的意思決定に関する事実解明的分析、以上のテーマ、それぞれに関して研究成果を公刊、ないしは新たに論文として纏めた。(1)に関しては、P.Pattanaik,K.Tadenuma,Y.Xu,との共編著のなかでの私の論文が相当する。(2)に関しては、Yongsheng Xuとの共同研究成果が対応する、(3)に関しては、山田玲良との共同研究成果が対応する。(4)については、現在、尚、進行中のプロジェクトであるが、その成果の一部が岩波書店から出版された単著である。また、(5)については、論文をディスカッション・ペーパーとして仕上げ、今後、審査制の国際学術誌での公刊に向けて、さらに練り上げていく事になる。この(4)、(5)に関しては、それぞれRoberto Veneziani及びJohn Roemer等との共同研究も行っており、今後の成果が期待される。また、いずれの研究カテゴリーにおいても、福祉国家政策の基本的な規範的価値基準に「人間発達」という視点を置き、その観点から、選択の自由、実質的機会の平等、経済的効率性などの評価基準を定義し、それらの基準を満たす資源配分ルールの特徴づけや、分権的遂行可能性、さらに政治的実現可能性などについて研究してきた。さらに、福祉国家政策に当たっての基礎認識として、市場経済をどう見るか、という問題がある。市場経済を経済効率性という観点のみならず、「人間発達」への機会の公正性という観点から評価する研究として、(4)がある。H17年度は、「福祉国家」政策の厚生経済学的基礎理論に関わるいくつかの重要な成果を得た。第一に、負の公共財供給の伴う動学的資源配分問題における「機能と潜在能力」指標による「機会の平等」・配分効率性・持続可能性の3条件両立可能性問題に関しては、一般不可能性定理を導く事が出来た。この論脈では配分効率性は必ずしも必要不可欠な性質とも言えないので、「機会の平等」と持続可能性の基準を優先し、その制約下で最大限効率的な配分を選ぶセカンド・ベストルールが展望される。第二に、「機能と潜在能力」指標を用いた協力的交渉ゲームの公理的研究に関しても、計二回に渡って、海外の共同研究者であるYongsheng Xu教授のいる米国Georgia州立大学を短期訪問して集中的に共同研究作業を行った結果、「機能と潜在能力」指標を用いた協力的交渉解を3つほど提唱し、それぞれの解の性質を公理的に明らかにする事が出来た。解の性質の違いは、解の合理性についての強弱、対称性についての強弱、効率性についての強弱などの組み合わせによって説明できる事がわかった。第三に、「福祉国家」政策の厚生経済学的基礎理論に直接関わる論文として、和文論文を二本書き、そのうちの一本は『経済研究』誌にすでに公刊された。そこでは「福祉国家」的経済政策が考慮すべき3つの基準として、市民の自律性の保証、実質的機会の出来る限りの均等化、及び配分効率性を提唱した。そしてこれら3つの基準を同時に達成するようなファーストベストの「福祉国家」的経済政策は一般には存在しないものの、3つの基準へのウエイト付けをうまく考える事によって、セカンドベストの「福祉国家」的経済政策を実現するための整合的資源配分ルールが設計可能である事を証明した。さらに、この3月に一橋大学で国際コンファレンス『Internatiol Conference on Rational Choice, Individual Rights and Non-welfaristic Normative Economics』を開催し、国内4人、海外から11人もの研究者を招聘し、研究交流を行った。平成17年度に引き続き平成18年度も、「福祉国家」政策の厚生経済学的基礎理論に関わるいくつかの重要な成果を、公刊論文、公刊予定論文、もしくはDiscussion Paperという形で纏め上げ、発表する機会を得た。第一に、「福祉国家」政策の厚生経済学的基礎理論に直接関わる英語論文を2本執筆し、そのうちの一本は、Springer出版のモノグラフ・シリーズ『Choice and Welfare』より、Prasanta Pattanaik, Koichi Tadenuma, Yongsheng Xu, and Naoki Yoshihara共同編集の著作『Rational Choice and Social Welfare』にて刊行予定である。また、もう一本も、7月の立命館大学におけるVan Parijs教授(ベーシックインカムの提唱者)を招いた国際ワークショップにおいて報告され、Parijs教授との研究交流も行う事ができた。上記2本の論文は、いずれも規範理論に関する経済学的分析であるが、「福祉国家」政策の分権的遂行問題に関連する論文1本も完成させ、査読付き国際誌への掲載も決まった。第二に、「機能と潜在能力」指標を用いた協力的交渉ゲームの公理的研究に関しても、その成果を「社会的選択と厚生に関する世界大会」等の国際コンファレンス等で報告し、さらにそれらで得たコメントを下に、共同研究者であるYongsheng Xu教授のいるGeorgia State Universityを短期訪問しながら、Discussion Paperの改訂を行った。この改訂作業は来年度に引き続く予定である。また、関連する協力的交渉ゲームの公理的研究の成果が2本の論文として、査読付き国際誌への掲載も決まった。第三に、労働配分の不均等性という観点からの衡平性基準に基づいて、市場経済の資源配分機能について評価する理論研究を新たに推進させ、2本のDiscussion Paperを発行させた。

この系列の研究は、現在、ロンドン大学のRoberto Veneziani講師との共同研究として、さらなる発展が平成19年度において期待される。平成19年度の成果として、(1)非帰結主義・非厚生主義的な社会的評価の分析、(2)非厚生主義的分配的正義基準による資源配分メカニズムの公理的分析、(3)上記資源配分メカニズムの分権的遂行可能性に関する研究、(4)市場経済の非厚生主義的福祉指標に基づく厚生分析、(5)所得再分配に関する社会的選択問題の政治経済的意思決定に関する事実解明的分析、以上のテーマ、それぞれに関して研究成果を公刊、ないしは新たに論文として纏めた。(1)に関しては、P.Pattanaik,K.Tadenuma,Y.Xu,との共編著のなかでの私の論文が相当する。(2)に関しては、Yongsheng Xuとの共同研究成果が対応する、(3)に関しては、山田玲良との共同研究成果が対応する。(4)については、現在、尚、進行中のプロジェクトであるが、その成果の一部が岩波書店から出版された単著である。また、(5)については、論文をディスカッション・ペーパーとして仕上げ、今後、審査制の国際学術誌での公刊に向けて、さらに練り上げていく事になる。この(4)、(5)に関しては、それぞれRoberto Veneziani及びJohn Roemer等との共同研究も行っており、今後の成果が期待される。また、いずれの研究カテゴリーにおいても、福祉国家政策の基本的な規範的価値基準に「人間発達」という視点を置き、その観点から、選択の自由、実質的機会の平等、経済的効率性などの評価基準を定義し、それらの基準を満たす資源配分ルールの特徴づけや、分権的遂行可能性、さらに政治的実現可能性などについて研究してきた。さらに、福祉国家政策に当たっての基礎認識として、市場経済をどう見るか、という問題がある。市場経済を経済効率性という観点のみならず、「人間発達」への機会の公正性という観点から評価する研究として、(4)がある。
タンパク質相互作用を介したＣａＭＫホスファターゼのダイナミックな制御メカニズム

カルシウムイオンは神経機能の様々な制御に重要な役割があり、また多機能性CaMKsの活性化に重要である。多機能性CaMKsは学習や記憶などの神経機能の制御に関与し、カルシウムシグナル経路に重要な役割を持つ。CaMKPはラット脳から精製された、CaMKI、CaMKIIとCaMKIVに対して特異性の高いホスファターゼとして報告された。以前の論文でCaMKPにpoly(Lys)が結合することによって基質との複合体を形成することが明らかとなり、CaMKPはより基質を脱リン酸化するようになることがin vitroにおいて示された。しかしながら、in vivoにおいてpoly(Lys)と同様の機能を持つCaMKPの活性調節因子はまだ見つかっていない。またpoly E配列は種間で高度に保存されており、poly E配列に結合する生理的な因子を同定することは重要な課題である。今回の研究で、CaMKPがPcdh-γC5の細胞質領域だけのコンストラクトであるPcdh-γC5 (715-944)と相互作用し、Pcdh-γC5(715-944)の細胞内局在を制御することを明らかにされた。また、リン酸化CaMKIを基質に脱リン酸化アッセイを行ったところ、in vitroまたはin vivoにおいてPcdh-γC5(715-944)の結合によりCaMKPは顕著にリン酸化CaMKIを脱リン酸化した。GSTプルダウンにより、CaMKP, CaMKIとPcdh-γC5(715-944)は三者複合体を形成したことから、Pcdh-γC5(715-944)は足場の役割を果たしCaMKPの活性制御に寄与する可能性が考えられた。これらの結果より、Pcdh-γC5(715-944)はCaMKPの内在性のpositive regulatorであることが強く示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
プロセッサ内部状態のモデリングに基づく高性能志向プロセッサの高セキュリティ化

計算機システムをマイクロアーキテクチャ攻撃から守るため,プロセッサ内部状態変化のモデリングに基づく高セキュリティ化手法を確立する.マイクロアーキテクチャ攻撃とは悪意ある命令列の実行により機密情報の取得や権限昇格などを行う攻撃である.これらの攻撃が成立する本質的理由はプロセッサの様々な高速化手法が内部状態に副作用(ソフトウェアからは直接観測できない内部状態の変化)を持つことである.そこで,本研究では命令実行の依存グラフ表現を拡張することで,機密情報の露見につながる内部状態のモデリング方法を確立し,内部状態から機密情報の露見防止への活用を目指す.計算機システムをマイクロアーキテクチャ攻撃から守るため,プロセッサ内部状態変化のモデリングに基づく高セキュリティ化手法を確立する.マイクロアーキテクチャ攻撃とは悪意ある命令列の実行により機密情報の取得や権限昇格などを行う攻撃である.これらの攻撃が成立する本質的理由はプロセッサの様々な高速化手法が内部状態に副作用(ソフトウェアからは直接観測できない内部状態の変化)を持つことである.そこで,本研究では命令実行の依存グラフ表現を拡張することで,機密情報の露見につながる内部状態のモデリング方法を確立し,内部状態から機密情報の露見防止への活用を目指す.
口腔癌に対する術前化学療法効果と腫瘍残存様相ならびに切除後の再発に関する研究

下扁平上皮癌77例を対象として、癌細胞の末梢神経湿潤の有無について治療前生検組織ならびに手術切除組織を形態学的に観察した。神経湿潤がみられた症例は19/77例(25%)であった。T分類別にはその頻度に差は認められなかった。分化度別頻度をみると、高分化:19%、中分化:27%、低分化:29%と分化傾向が低い腫瘍で多い傾向がみられた。また、癌湿潤様式別では1型:0%、2型:21%、3型:20%、4C型:46%、4D型:29%であり、湿潤傾向が強くなるに従い頻度が高くなる傾向がみられた。神経湿潤の有無別の局所再発率、リンパ節転移率ならびに5年累積生存率をみると神経湿潤「有り」は各々53%,26%,45%で、「無し」では各々33%,19%,72%であり、神経湿潤「有り」の症例は臨床経過が不良なことが明らかとなった。コラーゲン増性の程度と化学療法療法効果ならびにsurgicalmargin(SM)の関係について50例の口腔扁平上皮癌を材料に検討した。コラーゲン(typeI,III)の免疫組織学的所見より、増生の強いp-1,リンパ球湿潤が強いP-2,コラーゲン増生ならびにリンパ球湿潤の程度が弱いP-3に分類された。分化度、癌振潤様式ならびに細胞核DNA量との関連をみると、低分化、高度湿潤、DNA量が多い症例はP-3を示す症例が多かった。化学療法療法効果との関連をみると、効果の著名な症例ではP-1となる症例が多かった。化学療法療法効果ならびに切除物のSMの関係ではSM、positiveであった症例は腫瘍径3cm以上(9/26,35%)であり、化学療法療法後p-3であった症例に多く認められた(8/11,73%)。
神経突起伸長に関与する分子の探索と機能解析

(1)神経分化したNG108-15細胞にシンドビス・ウイルス・ベクターを用いて遺伝子導入し、whole cells patch法によって電気興奮性を記録するという実験系において、活性化型Rap1が活動電位を抑制し、活性化型Rasが活動電位を増強することを見出した(今村ら)。(2)random mutagenesisおよび酵母two-hybrid法を用いて、Rap1の活性化因子の一つであるC3Gの機能をdominant negativeに抑制するRap1変異体を取得した(施ら)。細胞外マトリックス関連の成果(1)遺伝子欠損マウスの交配によって分泌型MMPであるMMP-2と膜型MMPであるMT1-MMPの2重変異体を作成したところ、出生直後に無呼吸のまま死亡することが分かった。これらのマウス新生仔では、血管径が著しく小さく、筋肉も未発達であった(呉ら)。(2)肺非小細胞癌(竹中ら)および大腸癌(武内ら)において、RECKの発現と良好な予後との間に相関性が見られることが示された。(3)TIMP-2による血管内皮細胞の運動抑制に際して、Rap1を介したRECKの発現誘導が関与する可能性が示された(呉ら)。(4)L-selectinを介したリンパ球のローリングに静脈内皮に発現しているendomucinが関与することが見出された.(神田ら)。その他Sept4欠損マウスにおいて精子形成に異常が生ずることを見出した(猪原ら)。本研究では、神経突起伸長に関与する可能性のある遺伝子の探索と解析とを目的としている。本年度は、神経分化に従って発現してくる遺伝子を探索するための新たな基盤技術の確立と、既に得られている幾つかの遺伝子の解析を進めた。1)スプライス・アクセプター下流に3者融合マーカーGBT(beta-gal/blasticidin-S deaminase/HSV-tk)をつないだものを挿入したレトロウイルス・ベクターをヒト肺がん由来細胞株(A549)に感染させ、TGF-beta存在下でのみ高く発現する遺伝子の探索を行った。その結果、6個の新規遺伝子を含む15個の遺伝子が検出され、その内の一つTMXが、小胞体に局在する膜貫通型チオレドキシン様分子をコードする事を見出した。2)ニューロトロフィン刺激やLTP刺激によって神経細胞内に発現誘導される事が知られているNGFI-A(別名zif268、egr-1など)が、PC12細胞におけるNGFによる突起伸長を阻害する効果を持つ事を見出した。3)脳内で豊富に発現されている新規細胞骨格タンパク質セプチン・ファミリーの4つのメンバー(CDCrel-1、septin6、CDC10、H5)の脳内での分布を免疫組織化学的に調べ、これらが、互いに異なる分布を示す事を見出した。これは、酵母の4種のセプチン・タンパク質が共に分裂溝に局在し細胞質分裂に関与する事を考えると意外な結果である神経成長因子(NGF)に代表されるニューロトロフィンは、神経細胞の分化や突起伸長の誘導、生存維持など多様な生理作用を持ち、個体発生期のみならず、成熟した脳神経系においても、神経回路可塑性の重要な担い手の一つと考えられている。本研究課題では、ニューロトロフィンによる神経突起伸長の分子メカニズムの解明に向けて、1)培養細胞の神経分化誘導に伴って発現の変化する遺伝子の探索、2)これまでに同定した神経分化及び突起誘導関連分子(RAP1及びRECK)の機能解析、3)脳スライスにおける遺伝子導入/神経活動解析系の確立、という三つのレベルでの研究を並行して進めている。今年度は、以下のような進展があった:2)RECKノックアウト・マウスにおいて間葉系組織の乱れ、血管新生の停止などが起こること、またRECKが少なくとも3種のマトリックス・メタロプロテアーゼを阻害することなどが示された(呉ら、Cell)。現在、神経系の異常を解析している。3)GFP及びRASまたはRAP1遺伝子を発現するシンドビスウイルスを作成し、培養神経芽腫細胞(NG108)および培養海馬スライスに感染させ、パッチクランプ法による電気生理学的応答の解析を進めている。1)Rap1結合タンパク質として単離されたRGL3の特異抗体を作成し、機能解析を進めた。また、Rap1の活性化因子(GEF)の一つであるC3Gに対して強い親和性を示すdominant negative Rap1変異体を見出し、C3Gの担うRap1シグナルの槍能解析を進めた。2)パーキンソン病等で見られる細胞内封入体Lewybody(LB)においてH5/Sept4が選択的に蓄積していることを見出した。さらに、LBへの局在が既に知られているα-synucleinおよびsynphilin-1と共に培養細胞内でH5/Sept4を発現させると、LB様の封入体が出現し、細胞死が誘導されることを見出した(Ihara et al., in press)。また、セプチン・ファミリーの統一的命名法を共同提案した(Macara et al.,2002)。3)GFP-RECK融合遺伝子を作成し、細胞内での挙動をtime-lapse confocal microscopeにて観察し、その細胞レベルでの機能に洞察を加えようとしている。4)Rap1およびH-Rasを発現するシンドビス・ウイルス作成し、ラット海馬スライスおよび神経芽腫細胞における作用を、パッチクランプ法によって解析した。その結果、グルタミン酸受容体およびNaチャネルの活性制御にこれらの低分子量Gタンパク質が関与する可能性が示唆された(今村ら、投稿準備中)。

1)脳のホメオスタシスと機能維持に必要な脳脊髄液の産生に関わるコロイドプレキサス(脈絡叢)に特異的に発現する遺伝子をマウスを材料としたsuppression subtractive hybridization法を用いて探索し、従来知られていたtransthretinの他、新規遺伝子やgelsolin、phospholipid transfer protein、ABC transporter A8、androgen-inducible aldehyde reductaase等を含む遺伝子群を単離した。これらは、脈絡叢の機能を解明する上で有用と考えられる。2)細胞質分裂に関与する細胞骨格成分であり、環状や繊維状の分子集合体を作るGTPase群セプチン・ファミリーの内、Sept4(別名H5)がパーキンソン病などで見られる細胞質封入体(レヴィー小体)に濃縮されていることを見出した。培養細胞における強制発現実験から、Sept5がレヴィー小体の成分として知られるα-synucleinおよびsynphilinと協調的に細胞質内封入体を形成し、細胞毒性を示すことが観察された。この結果は、Sept5がパーキンソン病の発症に関わる可能性を示唆する。セプチンは、アルツハイマー病のneurofibrilary tangleにも濃縮されていることから、これらの神経変性疾患に共通する分子基盤の一端を示す知見と考えられる。3)低分子量Gタンパク質RasおよびRap1の神経細胞機能における役割を明らかにする目的で、これらの分子の活性化型およびドミナント・ネガティヴ型変異体を発現するシンドビス・ウイルスを作成し、培養海馬スライスに導入した場合の電気生理学的影響をパッチ・クランプに法によって解析した。その結果、RasとRap1がイオン性グルタミン酸受容体の応答をそれぞれ正負に制御することが見出された。(1)神経分化したNG108-15細胞にシンドビス・ウイルス・ベクターを用いて遺伝子導入し、whole cells patch法によって電気興奮性を記録するという実験系において、活性化型Rap1が活動電位を抑制し、活性化型Rasが活動電位を増強することを見出した(今村ら)。(2)random mutagenesisおよび酵母two-hybrid法を用いて、Rap1の活性化因子の一つであるC3Gの機能をdominant negativeに抑制するRap1変異体を取得した(施ら)。細胞外マトリックス関連の成果(1)遺伝子欠損マウスの交配によって分泌型MMPであるMMP-2と膜型MMPであるMT1-MMPの2重変異体を作成したところ、出生直後に無呼吸のまま死亡することが分かった。これらのマウス新生仔では、血管径が著しく小さく、筋肉も未発達であった(呉ら)。(2)肺非小細胞癌(竹中ら)および大腸癌(武内ら)において、RECKの発現と良好な予後との間に相関性が見られることが示された。(3)TIMP-2による血管内皮細胞の運動抑制に際して、Rap1を介したRECKの発現誘導が関与する可能性が示された(呉ら)。(4)L-selectinを介したリンパ球のローリングに静脈内皮に発現しているendomucinが関与することが見出された.(神田ら)。
培養骨芽細胞内カルシウムイオンとその状態変動の蛍光色素による研究

マウス胎児頭蓋骨由来骨芽細胞株MC3T3-E1細胞の初期増殖から石灰化までの分子機構の究明のため、ホスファターゼ作動に対応した細胞内へのCa^<2+>動態変動の研究を細胞内蛍光指示薬を用いた蛍光分光高度計と蛍光顕微測光システムで行った。比較研究として用いたヒト上皮細胞癌A431細胞で観測されるような上皮成長因子(EGF)刺激での細胞外からの一過性Ca^<2+>流入は、MC3T3-E1細胞では蛍光分光光度計と蛍光顕微測光システムのどちらの測定でも観測されなかった。しかし、ウシ胎児血清(FCS)刺激では、A431細胞と同様にMC3T3-E1細胞でも細胞内の遊離のCa^<2+>濃度の上昇が起きていた。さらに、FCS刺激後のMC3T3-E1細胞においてはEGF単独では生じなかったCa^<2+>流入がFCS中に含まれている何らかの因子との相乗作用(Synergistic Function)によって誘起されることが蛍光顕微測光システムで観測できた。このことは、骨系細胞においてはEGF受容体の発現量がごくわずかであると言うことに対応して、細胞増殖に対するEGF-EGF受容体系の情報伝達経路は機能しているとしてもごくわずかな効果であることを意味している。一方、MC3T3-E1細胞においては神経栄養因子の一つであるニュウロトロフィン3(NT3)とその受容体(TRKC)が発現しており、NT3刺激でのCa^<2+>流入がその骨芽細胞で初めて観測された。従って、NT3-TRKC系の関与する経路は骨芽細胞での増殖過程に関与した情報伝達系の一つであると思われる。また、蛍光顕微測光システムで得られた細胞内のCa^<2+>変動の画像写真は、MC3T3-E1細胞内のCa^<2+>の蓄積量の方がA431細胞より多量であることを示していた。このことは、骨芽細胞系では上皮細胞系とは異なった形での特徴的な細胞内Ca^<2+>蓄積の機構が増殖初期の段階から起こっていることを意味している。本申請研究は、マウス骨芽細胞株MC3T3-E1の初期石灰化過程の分子機構の究明のために、細胞内Ca^<2+>の存在様式の動態、アシドホスファタ-ゼ・アルカリホスファタ-ゼの作動とCa^<2+>のinfluxとの関連性、ホルモン・成長因子刺激に対応したレセプタ-介在のCa^<2+>のinflux機構の有無などを蛍光色素法により明らかにすることを目的としている。申請初年度(平成元年度)には、蛍光分光光度計を用いたFura-2での細胞内Ca^<2+>濃度測定のための測定セル容量の微量化を試みた。我々の目的とする測定系は浮遊細胞系ではなく吸着細胞系であるので、この微量化にはいくつかの問題点はあったけれども、カバ-グラス上に培養した細胞の表面をホルモン・成長因子等を含む試料液が流れる様に工夫したフロ-型セル(内容量:0.1ml)を完成させた。また、このフロ-型測定セルは蛍光分光光度計用だけでなく、蛍光顕微測光システム用の測定セルとしても使用できる。

その試作された測定セルのテストにおいて、ヒト上皮性癌細胞株A431の上皮成長因子(EGF)刺激とウシ胎児血清(FCS)刺激に応答して現れる細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が観測できた。前者のEGF刺激に応答した上昇は抗EGFレセプタ-モノクロナ-ル抗体によって抑制されたが、後者のFCS刺激に対応した上昇はそのモノクロナ-ル抗体によっては抑制されなかった。その結果は第27回日本生物物理学会年会(1989年10月7日:東京大学教養学部)にて発表した。このテストに引き続き、MC3T3-E1細胞での同様な研究を行ったところ、この骨芽細胞系ではEGF刺激に応答した細胞内Ca^<2+>濃度の有意な上昇は培養後2日・4日・10日・20日・35日のどの増殖相においても起こらなかった。現在、その他のホルモン・成長因子等による骨芽細胞内のCa^<2+>濃度の変動を調べると共に一連の蛍光色素の中から最も適当な色素の選択も行っている。本申請研究は,マウス骨芽細胞株MC3T3ーE1での初期石灰化過程の分子機構の究明のために,蛍光色素法を用いて,(1)細胞内カルシウムイオンの存在様式の動態,(2)アシドホスファタ-ゼ・アルカリホスファタ-ゼの作動とカルシウムイオンのinfluxとの関連性,(3)ホルモン・成長因子などの刺激に対応したレセプタ-介在のカルシウムイオンのinflux機構,を研究する目的で施行された.初年度には,蛍光分光光度計を用いたFuraー2での細胞内カルシウムイオン濃度測定のための微量型測定セル(浮遊細胞系だけでなく吸着細胞系でも可能,カバ-グラス上に培養した細胞の表面をホルモン・成長因子などを含む試料液が流れるように工夫したフロ-型セル(内容量:0.1ml),蛍光分光光度計だけでなく蛍光顕微測光システム用の測定セルとしても使用可能)を開発した(生物物理29(Suppl.),S184,1989).初年度二年度にかけて,まず,その微量測定セルのテストとして,ヒト上皮性癌細胞株A431に対する上皮成長因子(EGF)刺激とウシ胎児血清(FCS)刺激に応答して現れる細胞内カルシウムイオン濃度の上昇パタ-ンを調べ,両者の刺激応答パタ-ンの違いを究明した.次に,培養開始後10日14日で細胞内カルシウムの有意な上昇が原子吸光法で観測できるマウス骨芽細胞株MC3T3ーE1での,培養開始後2日・4日・10日・20日・35日でのEGF刺激・FCS刺激応答に対する同様な実験を行ったが,A431でのような現象は観測できなかった(歯科基礎医学会誌32(補冊),243,1990).引続き,骨芽細胞とA431細胞でのこれらの蛍光測定の違いは,細胞の集合状態の違い(前者はコンフルエントな単層後にも重層的な増殖が可能であるに対して,後者では重層的な増殖は不可能)によるものか,どうかを検討してきた.
球殻内の熱対流の安定性に関する理論的研究

平面境界の場合の有限振幅熱対流の研究は古くから行われており,その性質も比較的よく知られている.しかし,地球内部のマントルや核の中で起こっているであろうような,球界が球面で,しかも重力が半径方向に働いている場合の熱対流は,理論的な解析が困難なこと,実験が殆ど不可能なこと等のために,研究も少なく,対流の性質も余り良く分かっていない.最近,超拘束電子計算機の発達により,この問題をある程度まで数値的に解くことが可能になったが,数値的な解法はある特定のパラメータの組にたいしては解を与えるものの,解の大局的,総合的な性質を与えるものではない.本研究は古典的な摂動論によって球殻内の有限振幅熱対流の安定性を出来る限り解析的に調べようとするものである.球座標における非線型問題においては,球関数の積の積分(ウィグナー積分)が必要となるが,本研究においてはこれらの積分は代数的に求めることとし,計算には数式処理システムを用いることとした.この他,摂動計算にも数式処理システムを用い,更に必要に応じて処理システムを自作して計算を行った.その結果,比較的小さい波数ののを含む運動については3次の摂動方程式までを導くことが可能になった.具体的な対流の安定領域を求めるためには動径方向の固有関数を数値的に求める必要があり,現在その計算を行っている.また,このような方法の有効性を実証するために,浮力と表面張力の2つの力によって駆動される対流について計算を行い,一方の駆動力の○の極限で,これまでに知られていたレィリー・ベナール対流,マランゴーニ対流の安定性の結果と一致することが確かめられた.平面境界の場合の有限振幅熱対流の研究は古くから行われており,その性質も比較的よく知られている.しかし,地球内部のマントルや核の中で起こっているであろうような,球界が球面で,しかも重力が半径方向に働いている場合の熱対流は,理論的な解析が困難なこと,実験が殆ど不可能なこと等のために,研究も少なく,対流の性質も余り良く分かっていない.最近,超拘束電子計算機の発達により,この問題をある程度まで数値的に解くことが可能になったが,数値的な解法はある特定のパラメータの組にたいしては解を与えるものの,解の大局的,総合的な性質を与えるものではない.本研究は古典的な摂動論によって球殻内の有限振幅熱対流の安定性を出来る限り解析的に調べようとするものである.球座標における非線型問題においては,球関数の積の積分(ウィグナー積分)が必要となるが,本研究においてはこれらの積分は代数的に求めることとし,計算には数式処理システムを用いることとした.この他,摂動計算にも数式処理システムを用い,更に必要に応じて処理システムを自作して計算を行った.その結果,比較的小さい波数ののを含む運動については3次の摂動方程式までを導くことが可能になった.具体的な対流の安定領域を求めるためには動径方向の固有関数を数値的に求める必要があり,現在その計算を行っている.また,このような方法の有効性を実証するために,浮力と表面張力の2つの力によって駆動される対流について計算を行い,一方の駆動力の○の極限で,これまでに知られていたレィリー・ベナール対流,マランゴーニ対流の安定性の結果と一致することが確かめられた.
ヘリウム燃焼による酸素元素合成

宇宙において、炭素や酸素、さらに重い元素がどのように合成されてきたかを理解するためには、関係する様々な原子核反応の反応率の値が必要である。この元素生成のシナリオを決める上で、未解決の最も重要な元素合成過程の一つに、ヘリウム(He)燃焼過程の^<12>C(α,γ)^<16>0がある。0.3MeVのエネルギー領域における反応断面積が必要なのであるが、これを直接測定することは、クーロン障壁のため、現在の技術では不可能である。そこで、この反応断面積を理論的に推定しようというのが、本研究の目的である。本研究においては、軽い原子核の構造の分析に成功しているクラスター模型の一つである直交条件模型を用いて、酸素原子核の再分析を行った。とくに、パウリ原理の効果の取り込みに注意した。その結果、エネルギー準位、電気的遷移、密度分布、散乱現象を、統一的に、かつかなりよい精度で説明することができた。これをもとに、反応率を与える天体核S因子を、およそ135keVbであると推定した。これは、現在のところ、理論的推定値として精度において最善のものであると評価されている。また、パウリ原理の効果について、方法の妥当性を確認するために、関連する研究を行った。
核酸の光損傷を修復する人工フォトリアーゼの開発

細胞に紫外線を照射すると、核酸のポリヌクレオチド鎖中で隣接する2つのチミジンの間で光[2+2]環化反応が進行し、cis-syn配置のシクロブタン型光二量体(T[c,s]T)が主成績体として生成する。このような変異はDNA複製の際の欠失や付加の原因となり、細胞死や突然変異を誘発する。シクロブタン環を開裂させて修復する酵素であるDNAのフォトリアーゼの機能を有する人工化合物は、新薬のリード化合物として期待される。大環状テトラアミン-亜鉛(II)錯体(ZnL)は中性水溶液中でチミジンを選択的に認識して、イミド窒素アニオン-亜鉛配位結合に基づく安定な複合体を生成する。申請者は、ZnLのチミジリル(3'-5')チミジン(d(TpT))の光[2+2]環化反応におよぼす影響を検討した。紫外線の照射下では、d(TpT)とT[c,s]Tとの間で平衡が生ずる。2つの亜鉛錯体を架橋した複核錯体(Zn_2L)が、d(TpT)とより安定な複合体を生成してd(TpT)の光環化反応を阻害するのと同時に、この平衡をd(TpT)へ著しく片寄らせることが判った。この成果により、申請者は平成11年度錯体化学研究会「研究奨励賞」を受賞した。さらに平成11年度は、Zn_2Lおよびリボフラビン(FAD)存在下でT[c,s]Tの光開裂反応を検討した。単核亜鉛錯体は、FADとも複合体と生成するので、複核錯体Zn_2LはT[c,s]TおよびFADと1:1:1で三元複合体(Zn_2L=T[c,s]T=FAD)を生成すると考えられる。申請者は、FADを照射して生成する光励起FAD^★から、T[c,s]Tへの複合体内エネルギー移動によるT[c,s]Tの開裂が加速されると考え、実験を行った。しかし、反応加速は亜鉛錯体に由来する程度にとどまり、FADによる加速効果は認められなかった。そこで現在FADの還元型、FADH_2による加速効果を検討している。細胞に紫外線(200-300nm)を照射すると、核酸のポリヌクレオチド鎖中で隣接する2つのピリミジン(チミジンまたはウラシル、シトシン)の間で光[2+2]環化反応が進行し、cis-syn配置のシクロブタン型光二量体(T[c,s]T)が主成績体として生成することが知られている。シクロブタン環を開裂させて修復する酵素であるDNAフォトリアーゼは、人間の体内に存在するという証拠が得られていないので、核酸の光損傷を修復する人工化合物は、新薬のリード化合物として大いに期待される。大環状テトラアミン-亜鉛(II)錯体は中性水溶液中でチミジンを選択的に認識して、イミド窒素アニオン-亜鉛配位結合に基づく安定な複合体を生成する。そこで平成10年度は、大環状テトラアミン-亜鉛錯体の、チミジリル(3'-5')チミジン(d(TpT))の光[2+2]環化反応におよぼす影響を検討した。2つの亜鉛錯体を架橋した複核錯体は、d(TpT)とより安定な複合体を生成してd(TpT)の光環化反応を阻害するのと同時に、この平衡をd(TpT)へ著しく片寄らせることが判った。さらに、亜鉛錯体はT[c,s]Tの光開裂反応を加速することが判明したので、これに光増感ユニットを導入すれば光開裂反応がさらに効率良く進行することが示唆された。平成10年度は光増感ユニットとしてインドールを導入した大環状ポリアミン-亜鉛錯体の合成を試みたが、酸性下で非常に不安定であることが判った。現在、フラビン基およびアントラキノン基の導入を検討している。

2つの亜鉛錯体を架橋した複核錯体(Zn_2L)が、d(TpT)とより安定な複合体を生成してd(TpT)の光環化反応を阻害するのと同時に、この平衡をd(TpT)へ著しく片寄らせることが判った。この成果により、申請者は平成11年度錯体化学研究会「研究奨励賞」を受賞した。さらに平成11年度は、Zn_2Lおよびリボフラビン(FAD)存在下でT[c,s]Tの光開裂反応を検討した。単核亜鉛錯体は、FADとも複合体と生成するので、複核錯体Zn_2LはT[c,s]TおよびFADと1:1:1で三元複合体(Zn_2L=T[c,s]T=FAD)を生成すると考えられる。申請者は、FADを照射して生成する光励起FAD^★から、T[c,s]Tへの複合体内エネルギー移動によるT[c,s]Tの開裂が加速されると考え、実験を行った。しかし、反応加速は亜鉛錯体に由来する程度にとどまり、FADによる加速効果は認められなかった。そこで現在FADの還元型、FADH_2による加速効果を検討している。
セボフルランの内皮依存性血管弛緩抑制作用におけるペルオキシナイトライトの役割

<等尺性張力変化測定>ペントバルビタール麻酔下に、ラットの胸部大動脈を摘出してリング標本を作成し、95%O_2、5%CO_2で飽和した37°CKrebsRinger液中に至適張力を負荷して懸垂した後、その等尺性張力変化を測定する方法を用い、フェニレフリンで前収縮させた各血管標本において、ACh惹起弛緩反応におよぼすセボフルランの抑制作用を検討した。これについては、我々の教室において過去の報告と同様、抑制作用が確認された。さらにONOO^-スカベンジャーであるEbselen(10^<-4>M)およびQuercetin(10^<-5>M)で前処置した血管標本を用い、ACh惹起血管弛緩反応およびセボフルランの弛緩反応抑制作用の有無を確認したところ、セボフルランの抑制作用は、消失および減弱した。これらにより、両者におけるONOO^-の関与が明らかとなった。また、フェニレフリン(3×10^<-7>M)で前収縮させた各血管標本において、ONOO^-ドナーであるSIN-1を用いて、ONOO^-惹起血管弛緩反応におよぼすセボフルランの抑制作用の有無を確認したところ、抑制作用は認められなかった。これにより、セボフルランのACh惹起血管弛緩抑制作用において、ONOO^-の不活化は関与しないことが明らかとなった。<Radioimmunoassay(RI)法によるcyclic GMP量測定>前述の十間系終了後、各リング標本における血管平滑筋cyclicGMPの定量をRI法により測定したところ、セボフルレンによるcyclicGMP産生の減少が確認され、またその減少はEbselenおよびQuercetinで有意に回復した。またSIN-1惹起性弛緩反応ではセボフルランによりcyclicGMPの減少はみられなかった。以上よりセボフルランはONOO^--cGMP系弛緩に影響はないが、ONOO^-の産生を抑制していると考えられた。