hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノムワイドスクリーニングによる新規老化形質制御分子の同定と機能解析

当初の予定通り、RNA-seqによる網羅的遺伝子解析により、これまでに報告がない、老化細胞で変動する遺伝子群の同定に成功し、それら遺伝子の一部については、発現抑制・過剰発現細胞株、およびノックアウトマウスの樹立に成功している。また、RNAi・CRISPRスクリーニングによる老化細胞の形質維持に関わる因子の同定では、老化細胞の生存に必須である代謝酵素をコードする遺伝子を単離しており、順調に進んでいると考えられる。細胞老化は、恒久的増殖停止や生理活性因子の分泌を特徴とする細胞表現で、抗腫瘍機構として作用する一方、最近になって個体老化の重要な要因の一つである事も示された。しかし、細胞老化の誘導や老化形質の制御に関するメカニズムは不明な点が多い。研究代表者は、細胞周期G2期におけるp53の活性化が細胞老化誘導に必要かつ十分であることを見出した。本研究では、研究代表者の発見をもとにDNA損傷応答非依存的な老化細胞の安定的な培養法を確立し、老化細胞の形質に特化したゲノムワイドな発現プロファイリング・機能スクリーニングにより新規老化制御分子を同定するとともに、同定した分子の機能を細胞・個体レベルで解析することにより老化形質の制御機構や役割を解明を試みた。当該年度においては、ゲノムワイドな遺伝子発現抑制スクリーニングにより、老化細胞の生存・機能維持に関わる遺伝子群の探索を試みたところ、これまでに細胞老化とは関連性が示されていない遺伝子群の単離に成功した。その中でも、グルタミンをグルタミン酸に変換する酵素であるグルタミナーゼ遺伝子に着目して詳細な解析を行った。その結果、グルタミナーゼ遺伝子の発現抑制やグルタミナーゼ阻害剤は、老化細胞選択的に細胞死を誘導できることを見出した。また、そのメカニズムとして、細胞内pHホメオスタシスの制御が深く関与することも明らかになった。さらに、老齢マウスにグルタミナーゼ阻害剤を投与した結果、コントロール群と比較して、老化細胞のマーカーであるp16INK4A遺伝子の発現減少とともに、腎障害のマーカーで減少が認められた。これらの結果は、グルタミン代謝酵素を標的とした薬剤が老化の予防や加齢性疾病の治療に有効であることを示唆している。(1). RNAiスクリーニングによる恒久的な増殖停止を制御する鍵分子の同定ゲノムワイドなプール型RNAiライブラリーを老化細胞に導入する。老化細胞は恒久的にG1期に停止している特徴を利用して、ライブラリーを導入した老化細胞の中から、Fucciシステムにより検出可能なS/G2期に進行している細胞集団(恒久的な増殖停止が破綻した細胞)をセルソーターで分離する。その細胞から抽出したゲノムDNAを用いて次世代シークエンサーでライブラリーのバーコードを定量的に解析して、RNAiの標的分子を同定する。(2).老化形質制御分子の過剰発現・発現抑制細胞株の樹立と老化形質に対する機能解析ゲノムワイドなアプローチにより同定された分子が実際どのように老化形質を制御しているかを明らかにするために、それぞれの分子に関して、過剰発現・発現抑制株を樹立する。
十二指腸乳頭部Oddi括約筋運動ならびにその機能異常に関する研究

十二指腸乳頭部Oddi括約筋の運動観察はこの部位の疾患が機能的なものか否かを鑑別するのに重要である.そこでOddi括約筋の基礎的な運動様式を解明する目的で1)3)の研究を行なった.2)CCK負荷とOddi括約筋運動:CCK-33を0.20.3U/Kg/min持続静脈内投与すると血中CCK濃度は投与開始後810分で30-50pg/mlのピークに達する.投与開始直後から15分までの間Oddi括約筋運動は振幅ならびに収縮回数が前値の010%まで現象する.一方胆嚢はこの間強く収縮,血中CCK濃度が最大値に達した後も収縮は続き, CCK投与後1520分で最大収縮を示した.脂肪製剤の十二指腸内投与でも同様の現象であり, CCKに対するOddi括約筋と胆嚢のreciprocalな反応が胆汁排出の基本的なmechanismであると考えられた.3)空腹時のOddi括約筋運動:十二指腸の空腹期収縮(MMC)とOddi括約筋運動の関係は, a)phase IでもOddi括約筋には34/minの見られることがある.b)phase IIでは不完全な, phaseIIIでは完全なOddi括約筋運動と十二指腸収縮のlinkageがみられた. a)はOddi括約筋が十二指腸運動とは独立して収縮し得ることを示すものである.さてOddi括約筋運動の観察時期(無作為時あるいは薬剤負荷時)は通常812時間以上の絶食後に行なわれるが,胃十二指腸の空腹期収縮のうちのどのphaseで観察がなされているか知ることが極めて重要であることが示された. (胃)十二指腸運動の同時記録が必要である.十二指腸乳頭部Oddi括約筋の運動観察はこの部位の疾患が機能的なものか否かを鑑別するのに重要である.そこでOddi括約筋の基礎的な運動様式を解明する目的で1)3)の研究を行なった.2)CCK負荷とOddi括約筋運動:CCK-33を0.20.3U/Kg/min持続静脈内投与すると血中CCK濃度は投与開始後810分で30-50pg/mlのピークに達する.投与開始直後から15分までの間Oddi括約筋運動は振幅ならびに収縮回数が前値の010%まで現象する.一方胆嚢はこの間強く収縮,血中CCK濃度が最大値に達した後も収縮は続き, CCK投与後1520分で最大収縮を示した.脂肪製剤の十二指腸内投与でも同様の現象であり, CCKに対するOddi括約筋と胆嚢のreciprocalな反応が胆汁排出の基本的なmechanismであると考えられた.3)空腹時のOddi括約筋運動:十二指腸の空腹期収縮(MMC)とOddi括約筋運動の関係は, a)phase IでもOddi括約筋には34/minの見られることがある.b)phase IIでは不完全な, phaseIIIでは完全なOddi括約筋運動と十二指腸収縮のlinkageがみられた. a)はOddi括約筋が十二指腸運動とは独立して収縮し得ることを示すものである.さてOddi括約筋運動の観察時期(無作為時あるいは薬剤負荷時)は通常812時間以上の絶食後に行なわれるが,胃十二指腸の空腹期収縮のうちのどのphaseで観察がなされているか知ることが極めて重要であることが示された. (胃)十二指腸運動の同時記録が必要である.1.ヒト血中CCK濃度とOddi括約筋運動・胆嚢収宿十二指腸運動の関係(1)有胆嚢あるいは胆摘例に対し外因性CCK投与(0.02-0.03U/Kg/min,静脈内)あるいは内因性CCK誘発(Intrafat10ml,1minで十二指腸内注入)を行なった結果、次のことを知り得た。a)内因性CCK誘発例では血中CCK濃度がpeakに達するまで、他法に比し10分間の遅れをとったが、最大濃度は大差がなかった。b)CCK静脈内投与では投与中止後1015分で血中濃度が前値に戻ったが内因性CCKの場合にはpeakに近い濃度が2030分間も持続した。c)内外因性CCKとも胆嚢収縮Oddi括約筋運動抑制・十二指腸運動抑制効果をもち、両者の作用に本質的な差異はみられなかった。d)Oddi括約筋運動抑制は血中CCK濃度がpeak値の1/21/3(1020pg/dl)でも起り、胆嚢収縮もこの濃度で50%程度の収縮がみられた。以上のa)d)の結果から結論ずけられることは、1°)CCKはヒト胆道系(の運動)に作用する主な消化管ホルモンの一つであること、2°)ヒト胆道系のCCKに対する閾値は相当に低く、わずかの(脂肪)食事摂取でも胆道系は長時間にわたり強い反応を示すと考えられる。2.ヒト空腹期のOddi括約筋運動十二指腸とOddi括約筋の運動を同時記録した結果、1)十二指腸運動が全く見られない静止期(phase【I】)でもOddi括約筋には34/minの収縮運動がみられる。

2)十二指腸の強収縮期(phase【III】)では、この運動に同期して10/minの強い収縮がみられ、同時にbase lineの上昇がみられた。以上a),b)の結果からOddi括約筋の運動は根本的には十二指腸運動から独立したものであるが、十二指腸運動の影響を容易に受けることがわかった。十二指腸運動亢進時には胆汁の排出はむすろ阻止されることになろう。
光を学ぶための化学教材の開発と合成した錯体のDFT計算

申請者は在籍する奈良市立一条高校において、イリジウムやルテニウムと配位子を用いて錯体の開発をマイクロ波合成法によって行なった。ポリピリジン配位子やテルピリジン配位子の組み合わせによって、特有の化学発光を示すポリビピリジンイリジウム錯体やポリビピリジンルテニウム錯体を合成した。特に、視覚的に最も分かり易い、赤や青、黄色の発光を示すイリジウム錯体やルテニウム錯体の合成開発実験を実施した。合成した錯体の物性評価を、派遣先である奈良女子大学理学部化学科(受入先:塚原敬一教授)で、紫外-可視吸収スペクトルの測定をした。CVにより酸化還元電位を測定しHOMO、LUMOの推定をした。さらに、エレクトロスプレーイオン化飛行時間型質量分析により、その錯体を同定し、核磁気共鳴スペクトル測定も実施した。また、同時に大阪大学大学院工学研究科では錯体のX線構造解析を、奈良教育大学教育学部(受入朱:山邊信一教授)では合成した錯体のDFT計算を行い、金属錯体特有の発光原因を明らかにした。理論計算による電子密度(スピン密度)分布の状態を調べた。画像処理ソウトSCIGRESSMO Compactで錯体のHOMOLUMOを映像化した。○申請者は在籍する奈良市立一条高校において、イリジウムやルテニウムと配位子を用いて錯体の開発をマイクロ波合成法によって行なった。○
水稲品種の子実生産能力に関する比較生理学的研究

平成2年度に得られた結果の概要は、次の通りである。1、光合成能力の老化に伴う減衰:合成サイトカイニン(ベニジルアデニン,BA)は、イネ個葉の老化にともなう光合成速度の低下を抑制した。この傾向は特に窒素濃度が高い場合に顕著であった。さらにクロロフィル濃度、可溶性タンパク質濃度も、BA処理によって高く維持された。しかし、この可溶性タンパク質濃度の維持は、BAによるタンパク質分解酵素(プロテア-ゼ)活性の抑制によるものではないことが示された。したがって今後、サイトカイニンの老化抑制機構は、タンパク合成系との関連で追及すべきと考えられる。2、炭素と窒素との相互作用:15Nを使ってイネ各部分による窒素の吸収を調べた。高窒素条件下では、イネによる窒素吸収は暗期に比べ、明期では50%多かったが、低窒素条件下では窒素吸収に明暗の間で差がなかった。また、下位葉や根においては一旦吸収された15Nが急激に低下し、吸収窒素は植物の部位によっては一旦蓄積された後、急激に他の部位に再転流されることが示された。3、光合成産物の蓄積能力:出穂前における葉鞘の蓄積デンプンは、イネの収量形成に極めて重要である。出穂前後の葉鞘における炭水化物代謝に関わる酵素活性を調べたところ、Sucrose synthase,Starch synthase活性が葉鞘内デンプン含量の変動と密接に関係していた。このことから、これら2種の酵素活性が、穂へのデンプン流入量を通じて、イネ収量に影響していることが示唆された。1.3系およびそれらから作出されたF_1より成るセットを6セット用いて,葉面積の展開速度(LA),葉面積当り光合成速度(APS)を比較し, F_1水稲の高収性を光合成面から明らかにしようとした.その結果,強いヘテロシスを示すのはLAであり, APSはヘテロシスを示さなかった.しかしF_1のAPSは老化の速度が遅く,登熟期においても比較的高い値を示していた.こうしたことが,収量にみられるヘテロシスの光合成面での原因となっていると考えられた.2.インディカ,ジャポニカのF_1品種の収量を各々通常のインディカ,ジャポニカ品種と比較することによってF_1品種の高収性が何に起因するかを調べた.収量はインディカ,ジャポニカともにF_1品種が通常品種より有意に高いことが示され,その原因としては,干粒重が高いことに原因して挙げられた. F_1品種は1穂粒数も極めて高くなっていたが,それとひきかえに稔実歩合が小さくなっており,この点からソース能力をさらに増加させれば増収の可能性が考えられた.3.日印交雑品種,水原258号の高収性の解明のために日本晴,水原258号の光合成・呼吸面での特徴を調べた.光合成には両品種の間で有意な差が認められなかったが,呼吸では水原が日本晴を常に上回っていた.このことが水原の高い収量性とどう関連しているかは今後の研究課題である.4.窒素による成長速度の調節がどのような代謝過程に起因するのか明らかにするため, C/Nバランスに着目し調査した.炭水化物,アミノ酸含量およびその日変化の大きさは,植物体の部位,培地,窒素濃度により大きく異なった.炭水化物含量の日変化の大きさは成長速度と関連しており,炭水化物の利用過程に着目することにより,制御過程を明らかにすることが可能と考えられた.1.δ^<13>Cの測定により、気孔からCO_2固定部位までのCO_2輸送抵抗を計算的に求めることに成功した。さらにδ^<13>Cの測定精度を高めるために、葉身から糖を抽出し、そのδ^<13>Cを測定することを急いでいる。これらの実験データより光合成の品種間差のメカニズムについての興味ある情報が得られつつあり、1989年8月にストックホルムで行われる国際光合成会議で発表することにしている。2.今年度より始めた陸稲の光合成における耐乾性については、陸稲品種が水稲品種よりも明らかに高い耐乾性を有していることがわかった。そのメカニズムを調べたところ、葉内の水分状態が異なっているわけではなく、葉内の光合成機構そのものに耐乾性があり、陸稲ではむしろ弱い水ストレスがかかっていた方が光合成機構の活性は高くなることが示された。今後はCO_2固定にかかわる生化学的反応の速度と,その反応の場である反応液の浸透圧との関係を調べていくつもりである。3.光合成における雑種強勢のメカニズムを、不稔系、維持系、回復系の光合成を測定することによって調べたところ、F1雑種の高い光合成速度は不稔系からもたらされる可能性が高いことが示された。4.以上のような個葉レベルの光合成の研究とともに、水田における個体群の光合成、呼吸についても実験を進めた。その結果、日中の呼吸は夜間の呼吸よりもはるかに高いこと、また日中の呼吸は日射量に比例して変化していること等が判った。こうして得た1日の全呼吸量は今まで考えられていた大きさよりもはるかに大きく、1日のCO_2収支を考える上で、呼吸の果たす役割は極めて重要であると考えられた。今後この測定装置をフルに活用して呼吸の実験を行うこととしたい。今年の実験結果は主に光合成に係わるものであり、収量部分についての実験は来年度に精力的に行う積りである。1。昨年に引続き、delta^<13>

C値から葉肉内CO_2拡散抵抗(Rr)とCO_2固定抵抗(Rc)の推定を行った。今年度は精度を高めるため、光合成以外の分別反応を受けないよう、光合成の直接的な産物である糖のdelta^<13>Cを測定した。光合成に対する全抵抗中、気孔抵抗(Rs)は16ー38%、Rrは20%以下、(Rc)は50ー68%であった。また光合成の品種間差の主要な要因はRcで、次いでRs、Rrの順であった。Rc、Rrとそれぞれ関係すると考えられる、RuBPCase含量と炭酸脱水酵素(CA)活性を測定し比較検討したところ、RuBPCase含量とRcの間には相関は認められたが予期したほどは高くなかった。CA活性はRrとの間には相関は認められず、Rcや光合成速度と相関が認められた。今後RuBPCaseについて含量ではなく、活性の測定が必要と考えている。2。これまでの本研究の結果から、光合成速度の品種間差は葉が老化段階にさしかかった時にあらわれることがわかり、老化のメカニズムの解明が必要と考えた。本年度は、老化を抑制するとされているサイトカイニンの1種のベニジルアデニン(BA)を散布し、老化抑制の機構の解明を試みた。BA処理により光合成の低下は抑制された。特に可溶性タンパク含量の低下は抑制されたが、その間タンパク分解酵素活性は抑制されていなかった。一方、内生サイトカイニン含量には差は認められなかった。今後、可溶性タンパク含量の低下の抑制の機構を解明する必要があると考えている。3。光合成の面からの研究と同時に光合成産物の貯蔵器官についても、その機能を炭水化物代謝関連の酵素活性の面から研究を開始した。葉鞘、稈では出穂期に酵素活性の大きな変動が見られること、また穂では弱勢穎花の酵素活性は強勢穎花に比べ低いが、窒素追肥によった顕著に高まることが明かとなった。平成2年度に得られた結果の概要は、次の通りである。1、光合成能力の老化に伴う減衰:合成サイトカイニン(ベニジルアデニン,BA)は、イネ個葉の老化にともなう光合成速度の低下を抑制した。この傾向は特に窒素濃度が高い場合に顕著であった。さらにクロロフィル濃度、可溶性タンパク質濃度も、BA処理によって高く維持された。しかし、この可溶性タンパク質濃度の維持は、BAによるタンパク質分解酵素(プロテア-ゼ)活性の抑制によるものではないことが示された。したがって今後、サイトカイニンの老化抑制機構は、タンパク合成系との関連で追及すべきと考えられる。2、炭素と窒素との相互作用:15Nを使ってイネ各部分による窒素の吸収を調べた。高窒素条件下では、イネによる窒素吸収は暗期に比べ、明期では50%多かったが、低窒素条件下では窒素吸収に明暗の間で差がなかった。また、下位葉や根においては一旦吸収された15Nが急激に低下し、吸収窒素は植物の部位によっては一旦蓄積された後、急激に他の部位に再転流されることが示された。3、光合成産物の蓄積能力:出穂前における葉鞘の蓄積デンプンは、イネの収量形成に極めて重要である。出穂前後の葉鞘における炭水化物代謝に関わる酵素活性を調べたところ、Sucrose synthase,Starch synthase活性が葉鞘内デンプン含量の変動と密接に関係していた。このことから、これら2種の酵素活性が、穂へのデンプン流入量を通じて、イネ収量に影響していることが示唆された。
帯電現象を利用した織物表面に存在する水の状態の解析に関する研究

絶縁状態の布表面に帯電した電荷の空気中への飛散による電荷の減衰過程を測定し、解析することにより、布を作っている高分子鎖と結合した水の結合状態について知見を得ることができる。この結果の再現性を明確にするために、初年度では、表面電荷の測定をより精度良くできるよう、測定精度のよい表面電位計を購入し帯電電荷の減衰測定をおこなった。その結果、これまでの測定結果と同じ結果が新しい電位計により精度良く測定されることが確かめられた。さらに平成11年度では13種の表面組成の異なる、帯電防止用にに新しく開発された新素材の衣服用裏地を含めた試料布について測定を行った。電荷の帯電は、特に水の影響が大きいため、試料が測定環境条件に十分に平衡になるよう、長時間測定環境と同じ条件の恒温恒湿器の中で調湿を行い、恒温恒湿室内で帯電電荷測定を測定を行った。測定結果を解析した結果、2つの電荷減衰過程が存在することがわかった。電荷が速い減衰をする過程は布表面の化学構造に関係し、一方他のゆっくりと減衰する電荷減衰の過程は表面の性質に関係の少ない過程であることがわかった。布表面に存在する水には高分子鎖と強く結び付いている結合水と、自由に存在する自由水が存在すると考えられる。この時、電荷はそれぞれ独立して空気中に飛散することが実験結果から推察される。しかしながら、これらの実験結果の解釈にはさらなる検討が必要であろう。繊維中に存在する水には、高分子と強く結合した水と、自由に動き回っている水が存在しているといわれている。絶縁状態の布表面に帯電した電荷の空気中への飛散による電荷の減衰過程を測定し解析すると、高分子と結合した水を定量することができることがわかった。この研究は、これまでに行った実験をより精度の高い測定装置を購入し、追試を行って実験結果を確かめ、高分子固体中の水の状態解析の新しい測定方法としての有効性を確かめることを目的としている。そこで、帯電した固体試料の帯電電荷量を精度よく測定できるよう、トレック社製表面電位計(Model 344)を購入し、大学内の人工気候室に設置し、温度および湿度を調節した条件下で、同じ条件で調湿した種々の試料について摩擦帯電後の電荷減衰測定を行った。その結果、これまで比較的安価な表面電位計で測定していたが、同じ結果がより精度よく得られることが判った。また、測定方法もこれまでに改良してきた方法で、十分に目的が達成できることが確認できた。さらに、試料のサイズなどを大きく変えて測定し、電導による帯電電荷の漏洩が起こらない実験条件が設定できていることが確認できた。衣服の裏地に使用されている種々の布地について、電荷の空中飛散による摩擦帯電電荷の減衰測定を行った。その結果、電荷の減衰する速さは布の表面の水分率ではなく、電荷の減衰に関与する自由水の量に依存することが確認できた。測定結果について報文にまとめているところである。絶縁状態の布表面に帯電した電荷の、空気中への飛散による電荷の減衰過程を測定し解析することにより、布を作っている高分子鎖と結合した水の結合状態について知見を得ることができる。このことを明確にするために、平成10年度では、表面電荷の測定をより精度良くできるよう、表面電位計を購入し帯電電荷の減衰測定をおこなった。その結果、これまでの測定結果と同じ結果が、より精度良く測定されることが確かめられた。さらに、平成11年度では10種の表面組成の異なる、主として、帯電防止用に新しく開発された新素材の衣服用裏地について、詳しい測定を行うことにした。電荷の帯電は、特に水の影響が大きいため、試料が測定環境条件に十分に平衡になるよう、長時間測定環境と同じ条件の恒温恒湿器の中で調湿を行いさらに測定を行う人工気候室内で帯電電荷測定を行う前に1時間以上放置し調湿してから測定を行った。実験を行った温度は15、20、25°Cで相対湿度は30、45、60、75%とし、人工気候室の制御可能な条件全てについて、摩擦帯電電荷の時間減衰過程を15分間測定した。

すなわち、最初の2分間は10秒おきに、2分以後は30秒おきに測定を行った。測定結果を解析した結果、電荷が遠い減衰をする過程と、長時間にわたるゆっくりと減衰する2つの独立した電荷減衰の過程があることがわかった。布表面に存在する水には高分子鎖と強く結び付いている、いわゆる結合水と、自由に存在する、いわゆる、自由水が存在すると言われているが、水分子が空気中に飛散するときに、それぞれにトラップされた電荷を独立して減衰させると考えると実験結果をうまく説明できるが、これまでの実験結果と異なるところもあり現在詳しい解析を行っている。
視覚性認識の脳内機序に関する連続的情報処理仮説の行動学的検討

視覚性認識の脳内機序仮説としての連続的情報処理仮説の妥当性を行動学的に検討した。1.被験体として9頭のマカクザル(アカゲザル及びニホンザル)を用いた。3頭のサルで視覚前野皮質のうち下部側頭回に神経繊維の投射を行う領域の摘除を、他の3頭で下部側頭回皮質の全域摘除を行った。皮質摘除は吸引法により、両側性に、無菌的に行った。残りの3頭は無手術統制群とした。2.テスト装置はウイスコンシン式一般テスト装置の一部改良型を用いた。使用テスト課題は、(1)パタ-ン弁別課題、(2)継時的単式物体弁別課題:つぎの課題(3)の統制課題、(3)同時的複式物体弁別課題:視覚性認知、連合記憶課題。(4)各試行毎に新奇物体対を用いる遅延見本合わせ課題:視覚性認知記憶課題。課題(1)は術前初学習させ、皮質摘除後に保持テスト、再学習を行った。課題(2、3、4)は術後初学習させた。課題(4)では、遅延時間10秒の基本課題学習後、遅延時間を30秒、更に60秒に延長して、100試行中の正反応率を調べた。3.全てのテスト終了後、摘除ザルの脳の前額断切片標本を作製し、各摘除域の組織学的検討を行った。4.視覚前野皮質の摘除により、課題(1)において、下部側頭回皮質摘除に匹敵する障害が生じた。この障害はパタ-ン知覚中枢野である類似の下部側頭回後半部への視覚情報遮断によるものと考えられる。課題(2、3、4)でも、下部側頭回皮質摘除に障害が生じたが、課題(3、4)での障害は下部側頭回摘除に比べれば軽かった。この知見は、視覚性認知、連合記憶中枢である下部側頭回前半部が、視覚前野摘除後にも、部分的にではあるが、機能していたことを示唆する。1.被験体として6頭のマカクザル(アカゲザル及びニホンザル)を用いた。3頭のサルにつき、視覚前野皮質のうち下部側頭回に神経繊維の投射を行う領域を全摘除した。他の3頭のサルは手術統制群とし、下部側頭回皮質の全域摘除を受けた。2.テスト装置はウィスコンシン式一般テスト装置の一部改良型を用いた。使用テスト課題は、(1)パターン弁別課題、(2)継時的単式物体弁別課題:つぎの課題(3)の統制課題、(3)同時的複式物体弁別課題:視覚性認知記憶課題。課題(1)は術前に学習させ、術後の把持を調べた。課題(2、3)は術後初学習とした。3.(1)視覚前野皮質のうち下部側頭回に線維投射する領域の完全摘除により、下部側頭回皮質摘除に匹敵するパターン弁別障害が生じることが明らかになった。この障害はパターン弁別中枢野である下部側頭回後半部への視覚情報遮断によるものと考えられる。(2)単純な継時的単式物体弁別学習でも障害がみられた。

これは視記憶中枢野である下部側頭回前半部への視情報遮断によると考えられる。4.視覚前野皮質摘除により、課題により、下部側頭回皮質摘除に匹敵する障害が生じる事が見いだされたが、行動観察によって、重度の要素的感覚障害の存在も示唆された。視覚前野皮質摘除による弁別障害が感覚障害によるものではなく、下部側頭回への視覚情報入力遮断によると結論するためには、格子縞弁別等の感覚テストを導入し、視覚前野皮質摘除ザルが、使用されたパターンの構成要素の弁別には十分な視力を有していることを証明する必要がある。視覚性認識の脳内機序仮説としての連続的情報処理仮説の妥当性を行動学的に検討した。1.被験体として9頭のマカクザル(アカゲザル及びニホンザル)を用いた。このうち3頭は、前年度に、視覚前野皮質のうち下部側頭回に神経繊維の投射を行う領域の摘除を、他の3頭は下部側頭回皮質の全域摘除を受けたサルである。皮質摘除は吸引法により、両側性に、無菌的に行った。残りの3頭は無手術統制群として、本年度に訓練を開始したサルである。2.テスト装置はウィスコンシン式一般テスト装置の一部改良型を用いた。使用テスト課題は、(1)パタ-ン弁別課題、(2)継時的単式物体弁別課題;つぎの課題(3)の統制課題、(3)同時的複式物体弁別課題;視覚性認知記憶課題。無手術統制ザルには、課題(1)を学習させ、その把持を調べ、引き続き課題(2、3)の学習をさせた。皮質摘除ザル6頭には、今年度は主として課題(3)の術後初学習を行わせた。3.視覚前野皮質のうち下部側頭回に線維投射する領域の完全摘除により、課題(3)においても下部側頭回皮質摘除に類似の障害が生じることが明らかになった。この障害は視覚性記憶中枢野である下部側頭回前半部への視覚情報遮断によるものと考えられる。4.視覚前野皮質摘除により、課題(3)において、下部側頭回皮質摘除に類似の障害が生じる事が見いだされたが、この課題の遂行には、視覚性認知記憶だけではなく、刺激と報酬との連合記憶も関与している。視覚前野皮質摘除による記憶障害がこの2種の記憶の何れの障害によるものかを更に明らかにするため、今後は視覚性認知記憶のみを必要とする遅延見本合わせ課題を用い障害の性質を調べる予定である。このうち3頭は、一昨年度に、視覚前野皮質のうち下部側頭回に神経繊維の投射を行う領域の摘除を、他の3頭は下部側頭回皮質の全域摘除を受けたサルである。残りの3頭は無手術統制群として、昨年度に訓練を開始したサルである。2.各試行毎の新奇物体対を用いる遅延見本合わせ課題を用い、上記摘除群の障害を調べた。この課題は視覚性記憶のうちでも、特に視覚性認知記憶のテスト課題とされている。テスト装置はウィスコンシン式一般テスト装置の一部改良型を用いた。合計200個の物体で100組の対をつくり、1試行1組づつ使用し、100試行毎に組みかえて使用した。基本課題では、見本物体サンプリング期とマッチング期間の遅延時間は10秒で訓練した。基本課題学習後、遅延時間を30秒、更に60秒に延長し、各条件で100試行中の正反応率を調べた。3.テスト終了後、脳摘除ザルの脳切片標本を作製し、摘除域の組織学的検討を行った。4.視覚前野皮質の摘除により、遅延見本合わせ課題で下部側頭回皮質摘除に類似の障害が生じることが明らかになった。しかし、基本課題修得でも、延長された遅延条件でも、障害の程度は下部側頭回皮質摘除に比べれば軽かった。
東海村臨界事故の総合研究と地域社会における原子力事故防災教材の開発

この研究の目的は、東海村臨界事故を地域社会における原子力事故危機管理の問題として総合研究するとともに、地域社会の学校教育や市民教育で活用されるべき原子力事故防災教材を開発することである。そこで参加メンバー各自が意思決定・影響評価・損害軽減・被害救済の4グループに分かれるとともに、人文社会系のメンバーはおもに総合研究を、また自然科学系のメンバーはおもに教材作成を担当した。またこの研究は、東海村および常陽地域研究センターと連携して実施された。人文社会系の研究実績としては、(1)茨城大学地域総合研究所を地域住民にとっての原子力事故情報データベースとするために、各種機関がまとめた臨界事故関連資料、海外諸国の地方政府が作成した原子力防災マニュアルなど、原子力事故や原子力問題に関する各種資料を収集した。また(2)東海村を初めとする11市町村の住民を対象にアンケート調査を実施し、原子力事故防災に関する住民の意識を分析した。そして(3)メンバー各自が、基本的には別掲した論題で、個別研究のための資料の収集・集計・分析を実施し、報告を作成した。自然科学系の研究実績としては、(1)学生や一般市民への防災意識の浸透を目的として、臨界事故の要因とその影響に関する考察、JCO事故以上の事故が起こった場合の化学的処理の方法、屋内退避や避難が必要な事故が起こった場合の対応などにつき、全4巻(各巻30分40分程度)の防災ビデオを作成した。また(2)一般市民や学生を対象に、「原子力施設と地域社会」と題する公開講座を実施した。また(3)モスクワ大学化学部との情報交換・研究交流を実施し、放射性物質拡散防止のための化学処理方法をはじめてわが国の土壌で試験検討した。そしてメンバー各自が、基本的には別掲のテーマ・分担に従って、個別研究のための資料の収集・集計・分析を実施し、報告を作成した。人文社会系の研究実績としては、(1)茨城大学地域総合研究所を地域住民にとっての原子力事故情報データベースとするために、各種機関がまとめた臨界事故関連資料、海外諸国の地方政府が作成した原子力事故防災マニュアルなど、原子力事故や原子力問題に関する各種資料を収集した。また(2)臨界事故に関する住民意識調査として、東海村・那珂町・水戸市、日立市・常陸太田市・瓜連町・ひたちなか市(事故現場から10km線上の自治体)、つくば市・いわき市・宇都宮市・佐原市(同じく60km線上の自治体)の11自治体につき各300人、計3,300人の住民を対象に、郵送によるアンケート調査を実施した。そして(3)メンバーの各自が、基本的には別掲のテーマ・分担に従って、個別研究のための資料の収集・集計・分析などを実施した。自然科学系の研究実績としては、(1)モスクワ大学化学部から3名の研究者を招聘して研究交流を実施し、チェルノブイリ事故における化学処理技術の東海村臨界事故に対する有効性を検証した。また(2)原子力事故時の避難経路について東海村周辺の細密数値地形モデルを作成し、その情報を地図にオーバートレイする作業を進めた。そして(3)次年度にQA方式の防災ビデオ教材を作成する準備作業として、茨城大学で「原子力施設と地域社会」と題する講座を開催し市民に公開した。なお本年度の研究実績の大部分は、以上に述べた研究の性格から分かるように、裏面に記すべきような文献形式の成果とはならない。

この研究の目的は、東海村臨界事故を地域社会における原子力事故危機管理の問題として総合研究するとともに、地域社会の学校教育や市民教育で活用されるべき原子力事故防災教材を開発することである。そこで参加メンバー各自が意思決定・影響評価・損害軽減・被害救済の4グループに分かれるとともに・人文社会系のメンバーはおもに総合研究を、また自然科学系のメンバーはおもに教材作成を担当した。人文社会系の研究実績としては、(1)茨城大学地域総合研究所を地域住民にとっての原子力事故情報データベースとするために、各種機関がまとめた臨界事故関連資料、海外諸国の地方政府が作成した原子力事故防災マニュアルなど、原子力事故や原子力問題に関する各種資料を収集した。また(2)メンバー各自が、基本的には別掲のテーマ・分担に従って、個別研究のための資料の収集・集計・分析を実施し、報告を作成した。自然科学系の研究実績としては、(1)学生や一般市民への防災意識の浸透を目的として、臨界事故の要因とその影響に関する考察、JCO事故以上の事故が起こった場合の化学的処理の方法、屋内退避や避難が必要な事故が起こった場合の対応などにつき、全4巻(各巻3045分程度)の防災ビデオを作成した。また(2)一般市民や学生を対象に、「原子力施設と地域社会」と題する公開講座を実施した。また(3)モスクワ大学化学部との情報交換・研究交流を実施し、放射性物質拡散防止のための化学処理方法を初めてわが国の土壌で試験検討した。そしてメンバー各自が、基本的には別掲のテーマ・分担に従って、個別研究のための資料の収集・集計・分析を実施し、報告を作成した。
環境化学物質と眼アレルギー疾患、特に花粉症について

スギ花粉症の増加が近年種々話題になってきている。今回実験スギ花粉症におよぼす生活環境因子の検討を試みた。その結果身近な環境汚染物質りある、有機燐殺虫剤、有機燐除草剤、トリハロメタン、パラジクロロベンゼン、タバコ煙、食品色素としてタートラジン、および赤色3号、食品酸化防止剤などがスギ花粉によるモルモットのアレルギー性結膜炎を増悪させることが判明した。しかもそれらの増悪を引き起こす濃度はppmまたはppbレベルという極めて微量な濃度であった。むしろ高濃度ではその増悪作用はやや弱い傾向があった。これらの結果は従来の古典的な中毒学の細胞の変性、死を目標とする濃度とはまったく異なり、免疫系への毒性は極めて低濃度でその毒性が発揮されているのが分かる。いまだそれらの混合負荷、すなわちtotal body burdenに関する実験は行っていないが、今後の研究課題も残ったままである。なお実験経過中に化学的環境のみでなく、物理学的環境にも眼を向ける必要性があるかと思われ、VDT作業で問題となるCRT画面曝露の影響を観察したが、機械的は角膜上皮障害のみでなく、CRT曝露によるアレルギー性結膜炎の著しい増悪作用が認められた。CRT画面からは低周波の電磁波が放射されており、各波長による電磁波の影響が今後の研究課題としてのこった。近年の花粉症の増加の原因をスギ花粉の増加に求めようとするのは余りにも非科学的な発想であり、むしろ生活環境の変化に求めるべきである、今回の実験から免疫系に及ぼす環境因子の重要性を明らかになし得た。モルモットに杉花粉アレルギ-性結膜を起こさせ,そのアレルギ-性結膜炎の強さを正確に定量出来るように先づ行って成功した。続いて,そのアレルギ-性結膜炎におよぼす環境因子の影響をみた。その結果は次の通りである。1.有機燐殺虫剤の影響スミチオン,DDVPを用いて行った実験では体内濃度10^<ー6>M相当の低濃度でもアレルギ-性結膜炎の増悪効果が認められた。ただし10^<ー3>M相当の高濃度では,それほどの増悪作用は認められなかった。2.有機塩素除草剤の影響グラモキソンを使用した。その増悪効果は有機燐に比べると弱いが,明らかに認められた。3.タバコ煙の影響タバコ煙に曝露させると,一定曝露時間までは曝露時間に平行してアレルギ-性結膜炎が増悪した。4.テレビ画面の影響テレビ画面前面にモルモットを置くと,アレルギ-性結膜炎は著明に悪化した。可視光線,紫外線,赤外線,音響を遮断してもこの増悪傾向は防げなかった。電磁波による障害と思われた。以上現在の花粉症の増大の最大の因子は生活環境にあると思われた。順調に研究は進展した。以下に得られた結果を項目別に列挙する。1.電磁波による影響。テレビジョンブラウン管から発生する電磁波を実測すると高周波領域は規制通り非常に低いエネルギ-レベルしか発生していないが、低周波領域には比較的高エネルギ-が認められる。現在引き続き、電磁波発生装置を整備して、電磁波のアレルギ-性結膜炎に及ぼす影響を検討中である。2.食品添加物の影響。食品色素も低濃度で即時型アレルギ-反応を増強することが確認された。これはある程度予測されたことであった。この問題に関しては光線の関与を当然考慮せざる得ず、光線の増悪効果を検討中である。問題は食品保存剤にも同様な増悪傾向が認められたことである。またその際高濃度ではむしろ増悪作用が弱いことが認められた。従来にも認められた細胞障害性が予想される高濃度での障害の弱さを確認した事ととなった。3.室内大気汚染物質の影響。

家庭内で繁用されているパラジクロルベンゼンに著明なアレルギ-性結膜炎の増悪作用が確認された。現在定量的な実験が行えるよう、飼育室の整備に努めている。4.分離マスト細胞を利用した実験系の確立。ようやく緒に付けることが出来た。この方法の精度をさらに上げ、実験動物の使用数を減少せしめるよう努力中である。今年度は主目的を家庭内生活環境汚染物質の実験アレルギー性結膜炎への影響を検討した。その際に抗血清は無菌的に採取し、凍結保存し、用時溶解して使用した。先ず家庭内の大気汚染物質としてパラジクロロベンゼンの影響をみた。その結果大気中濃度3.2ppbという非常に低濃度から実験的アレルギー性結膜炎の増悪作用が認められた。最も増悪作用が強く認められたのは32ppbであった。この濃度は家庭内のみならず、屋外でも検出されている濃度である。パラジクロロベンゼンは家庭用防虫剤、また芳香剤として汎用されており、安全と言われているが、一部の専門家から指摘されているように決して安全なものでないことが証明された。飲水中のトリハロメタンとしてクロロホルムの増悪作用を観察したところ、飲水濃度0.1ppmから増悪作用が認められ、1ppmで最も増悪作用が強かった。その他食品の酸化防止剤や、タートラジン、赤色3号の食品色素も極めて微量で増悪作用が認められた。以上家庭内の極微量化学物質が免疫学的な環境としては決して望ましいものでないことが明かとなった。CRT曝露による増悪作用はすでに報告してあるが、それらの作用機序を明らかにするため自律神経作動薬の点眼により、コリン作動系が重要な働きをしている事を明らにし得た。また微量化学物質の免疫系への影響検討中の副産物として微量フルオレスセインの免疫毒性にも関わった。
幼若永久歯小窩裂溝部表層エナメル質に関する研究一萌出後の経時的変化と酸処理効果

シ-ラントの保持力を長期にわたり安定したものとするためには,溝開口部における内斜面エナメル質への強固な接着が必要であり、そのための十分な酸処理効果が得られることが重要である。しかし,エナメル質表層には耐酸性のある無小柱エナメル質が存在しているため,期待する酸処理効果が,得られていないように思われる。そこで,萌出直前の未萌出小臼歯をコントロールとし,萌出後68年の小臼歯を用いて,裂溝部エナメル質における,無小柱エナメル質の厚さ,酸処理後の表層部エナメル質の形態的変化およびシ-ラントの浸透性について走査型電子顕微鏡にて検討を行った。〔結果ならびに考察〕1.未萌出歯では,無小柱エナメル質が存在することは少なく,その厚さもうすいものであった。リン酸処理後の歯面では,ほぼ全面にわたり小柱構造が観察された。これは,リン酸処理では表層が一層溶解消失するため,無小柱エナメル質の厚さがうすい未萌出歯では,無柱部分が酸処理により溶解消失してしまうためと考えられる。2.萌出後数年経過した歯では,無小柱エナメル質の厚さは未萌出歯に比べ厚くなる傾向にあり,リン酸処理後の表面も,一部に結晶構造に基づく凹凸は観察されるが,小柱構造は不明瞭な部分が存在した。これは,無小柱エナメル質が厚く,表層が溶解されても,なお,無柱部分が残存しているためと考えられる。3.リン酸処理後,低粘度のシ-ラントを愼塞した場合の縦断面を観察すると,無小柱エナメル質の部分にもレジン浸透エナメル質が形成されており,リン酸により無柱部分も脱灰され,モノマーが歯質内に浸透すると考えられる。また,脱灰作用がリン酸より小さいと考えられる,酸性モノマーを含有するHEMA水溶液(pH1.0前後)で前処理した場合にも,無小柱エナメル質の部分にレジン浸透エナメル質が形成されることも確認した。
農生態系の土着天敵を活用したハモグリバエ類の生物的防除

農薬に強い侵入害虫ハモグリバエ類の生物的防除を目的として、在来のナモグリバエを攻撃する土着天敵の利用技術について検討した。ナモグリバエからは3科15種の幼虫寄生蜂および蛹寄生蜂が得られ、11月に定植されたエンドウでは気温の低い2月まで、ナモグリバエが増加し、気温が上昇する3月から土着天敵の寄生率が次第に上昇すること、4月下旬以降では寄生率が100%近い値にまで達することが判明した。これらのことから、地域天敵資源の増殖場所としてエンドウ-ナモグリバエは理想的なシステムとなっていることを明らかにした。天敵群集の種構成は時期およびエンドウ株上での葉齢により異なったが、3月の低温期にはChrysocharis pubicornisが、気温が上昇する4月下旬から5月上旬では幼虫寄生蜂のDiglyphus isaeaやChrysocharis pentheus、幼虫蛹寄生蜂のDacnusa nipponicaが優占した。また、下位葉ではエンドウの被害葉20枚あたり100頭から300頭の寄生蜂が確保可能であった。以上の結果に基づき、地域天敵資源利用マニュアルを作成し、地域農家野菜施設での導入実験を行ったところ、約半数の農家でハモグリバエ類の発生が抑えられた。失敗した農家25%については、エンドウ被害葉の採集部位が不適切であったり、天敵導入前後の農薬散布などが実施されたことが原因として考えられた。地域資源として農生態系に生息するハモグリバエ類の天敵相を南九州で調査し、62ヶ所約10,000頭のサンプルについて標本を作製し、同定した。その結果、21種の寄生蜂がナモグリバエの天敵として確認できた。露地に植えたエンドウ葉は3月末にはほぼ全葉がナモグリバエの幼虫による加害を受け、さらに幼虫のほとんどが寄生蜂に寄生されていることが判明した。また、このエンドウ被害葉からは主に5種の寄生蜂が優占的に羽化することを明らかにした。このうち、最優占種のひとつであるプビコルニス蜂は夏の高温、長日条件下で休眠すること、休眠解除には秋から春の低温、短日条件が重要であることを室内実験で明らかにした。この蜂はナモグリバエには高い適応性を有するが、休眠特性のため侵入害虫のマメハモグリバエやトマトハモグリバエの生物的防除資材としては限界があると考えられる。なお、初年度はさらに予備的であるが、エンドウ被害葉をトマトおよびナス農家14軒のハウス内に設置し、エンドウから羽化する土着天敵がマメハモグリバエやトマトハモグリバエに対して防除効果を有することを確認できた。農家に対するアンケート結果によると、半数の農家が効果高いと評価し、また残りの農家については天敵に影響を及ぼす農薬散布などが原因で失敗したと推測された。農家圃場での天敵放飼実験は、今春から夏に地域農家60軒の協力を得てさらに大規模に実施する予定である。また、現在、エンドウの生育パターンと天敵発生の関連について野外での継続調査を実施しており、今年の成果を踏まえて、来年総合的なとりまとめを実施する予定である。環境に優しい農業として天敵利用は注目されているが、海外あるいは他の地域からの天敵導入がその地域の生態系さらに生物多様性(遺伝子汚染)に影響を及ぼす可能性が指摘されている。また、さまざまな商品化された天敵の利用は農薬の費用の数十倍と高く、天敵利用の普及の大きな妨げとなっている。環境に優しい真の環境保全型害虫管理そして経済的に農家へ普及可能な生物的防除技術を確立するため、農薬に強いLiriomyza属ハモグリバエ類に対する土着天敵利用技術を検討した。エンドウは多くの農家が自家消費用として栽培している作物である。このエンドウの葉に潜るナモグリバエには土着の寄生性天敵(寄生蜂)が多数寄生する。

農家がエンドウの被害葉を圃場で採集し、自分の野菜施設へ設置することで、果菜類の害虫ハモグリバエ類を防除できる技術を本研究では確立した。県内および南九州の各地からエンドウ被害葉を採集し、約2万頭の寄生蜂を同定した結果、寄生蜂21種が得られ、その多くはLiriomyza属ハモグリバエ類にも有効に働く種であることを明らかにした。また、冬から春にエンドウのフェノロジーと、エンドウ上でのナモグリバエの発生パターンならびに寄生蜂による寄生率の推移を調査した。その結果、3月下旬でエンドウ株下位の葉で60-80%の寄生率が、さらに45月では100%近い寄生率となることが明らかとなった。これらの結果を踏まえ、地域農家に対してエンドウのナモグリバエに発生する土着天敵の利用マニュアルを作成した。キュウリ、ナスおよびトマト栽培農家合計30人の防除の取り組みの結果、約60%の農家がハモグリバエの防除に成功したこと、またほとんどの農家が継続の意志があることが明らかになった。なお、気温の低い冬から早春にゆっくりと生育するエンドウ上ではまず低温期に活動できるナモグリバエが発生し、高密度となる。そして、暖かくなった春に寄生蜂が活動を開始し、急激に寄生率が上昇することが判明した。エンドウは自然界が作り出した天然の天敵大量増殖工場と考えることもできる。本システムのアイデアを他の害虫類とその天敵のシステムに援用することで、世界的にも類を見ない地域天敵資源を用いた生物的防除技術の展開が可能になると考えられた。また、エンドウ圃場に果菜類の害虫であるマメハモグリバエやトマトハモグリバエが潜孔したインゲンマメ株をオトリトラップとして設置したところ、土着天敵の反応は天敵が育ったナモグリバエの個体数により大きく影響されていることが判明した。また、実験室内での結果から、寄生蜂は自身が育ったハモグリバエよりもそのハモグリバエが潜孔する植物に反応していることも明らかになった。これらの知見から、標的となる害虫よりもその害虫が摂食している植物に由来する化学刺激による定位付で天敵の放飼効率の向上が期待できると考えられた。今後の天敵利用を考えていく上で大変重要な示唆を含んでいる。
栄養・食品成分によるオートファジー調節シグナリング機構：その多様性と抗加齢

本研究は「栄養によるオートファジー調節を通して抗加齢に貢献する」という考えに基づき、このオートファジーの調節因子について、栄養・食品成分,特にアミノ酸と抗酸化物質、米タンパク質の中に探索し、その調節機構について,オートファゴソーム形成調節、転写調節、そして寿命遺伝子SIRT1との関連をアセチル化を含めて詳細に解明し、特に高齢者に対する新たな食品機能性の根拠を提供するものである。I.栄養・食品成分によるオートファジーによる調節1)アミノ酸による調節機構:これまでアミノ酸の種類によって異なるシグナリング経路の存在が強く推定されたことから、新規にアルギニンでの経路を検討した。A.アルギニンによるAutophagic activityレベルでの調節機構:アルギニンはROSを介さず、mTORC1も介さないことから、未知の経路が予想されるが,まだ現在、新たな経路は発見されていない。B.新規シグナリング調節タンパク質を介したAutophagic capacityレベルの調節:新規タンパク質TRIB3の転写調節は見かけ上絶食やアミノ酸添加により見事に応答したが,TRIB3 mRNAのsiRNAノックダウン法により検討したところ、オートファジー経路への因果関係は否定された。2)抗酸化性食品成分による調節:エピガロカテキンガレート(EGCG)は濃度依存性の正負のオートファジー調節性を示し,類縁体であるEGC, GCGなども至適濃度が異なるが,同様な傾向が観察された。レスベラトロールも濃度依存的に促進作用を示すが、高濃度(50 microM)では効果は消失した。さらに類縁体であるピセアタノールも同様だがやや高い効果を示した。3)米タンパク質による調節の可能性:今年度は実施にまで至らなかった。II.抗加齢の調節:SIRT1を脱アセチル化との関係で観察するため、特にオートファジー調節タンパク質であるLC3-I, LC3-IIでのアセチル化をAcetyl-Lys抗体での検出を試みている。I.栄養・食品成分によるオートファジー調節1)アミノ酸による調節機構:A.アルギニンによるAutophagic Activityレベルでの調節機構:アルギニンでの作用機構が明確にならなかったので,同じく活性酸素種(ROS)を介さないグループに属するメチオニンについてその機構を調べたところ、mTORとPP2Aを介する可能性が示された.B.新規シグナリング調節タンパク質を介したAutophagic Capacityレベルの調節:明確な知見が得られなかった。2)抗酸化性食品成分による調節機構:ガレート基を有するカテキン類であるEpicatechin Gallate, (ECG), Epigallocatechin (EGC), Epigallocactechin gallate (EGCG), Gallocatechin gallate (GCG)について、オートファジー活性化作用の構造活性相関を検討した.その結果,低濃度(20 μM)ではオートファジーを促進したが,高濃度(50-100 μM)では逆に抑制する二相性が示された。3)米タンパク質による調節の可能性:今年度も実施に至らなかった。II.抗加齢の調節:抗加齢に関与すると言われるSIRT1(ヒストン脱アセチル化酵素)を活性化するレスベラトロール(Resv)やピセアタノール(Pice)のオートファジーに対する効果を検討したところ、上記抗酸化成分と同様、低濃度での促進、高濃度での抑制の二相性が示された。ただし、ROSの産生はこの濃度範囲で濃度依存的に抑制され、オートファジー調節活性との整合性は認められなかった。また、Resvの酸化型であるDihydroresveratorolもResvと同様のオートファジー調節活性を示したことから、Resvの作用は抗酸化作用ではない経路であることが証明された。今年度も修士課程の大学院生中心の研究であったが、十分な時間が取れず、再現性の良い質の高い結果が得られなかった。I.栄養・食品成分によるオートファジー調節1)メチオニンによるオートファジー調節の機構:肝H-4-II-E細胞のオートファジーを調節するアミノ酸のうち、アルギニンは活性酸素(ROS)を介さないものと示された。ついで、メチオニンについて調べたところ、mTORC1を介することは明らかになったが、その上流のROSを通るかどうかは確定できず、個別のアミノ酸のシグナリング経路は予想以上に複雑であることが予想される。2)抗酸化性食品成分による調節機構:抗酸化成分EGCGと同様、レスベラトロールやピセアタノールなどのスチルベノイドも確かにオートファジーを促進することが認められた。若干、よりピセアタノールに強い活性が認められた。3)オートファジー調節における(脱)アセチル化反応の関与:オートファジー形成段階の調節タンパク質LC3の調節にアセチル化ー脱アセチル化反応が関与しているかどうか検討した。オートファジーが大きく変動する摂食・絶食の条件下で、抗アセチル化抗体によりLC3のアセチル化状態の検出を試みたが、安定した再現性のある結果が得られなかった。II.抗加齢の調節:寿命タンパク質SIRT1が脱アセチル化酵素であることから、レスベラトロールとSIRT1の関係から、オートファジー調節の重要な調節機構としてのアセチル化の位置付けについて、その詳細を検討した。オートファゴソーム膜画分とサイトゾル画分でのLC3のアセチル化の分布を検討したが、I. 3)での検出手法が十分に確立できず、明確な成果を得るまでに至らなかった。

本研究は「栄養によるオートファジー調節を通して抗加齢に貢献する」という考えに基づき、このオートファジーの調節因子について、栄養・食品成分,特にアミノ酸と抗酸化物質、米タンパク質の中に探索し、その調節機構について,オートファゴソーム形成調節、転写調節、そして寿命遺伝子SIRT1との関連をアセチル化を含めて詳細に解明し、特に高齢者に対する新たな食品機能性の根拠を提供するものである。最大の原因は明確であり,本研究を推進する学生、特に博士課程の学生が一昨年2名研究室から去ってしまった(1名は卒業帰国。1名は就職)。そのために、学生は修士課程の学生のみになり,技術の継続維持が困難になった.1年経ち、ようやく何とか修士学生たちも技術が身に付いてきたので、何とか軌道に乗せたい。とにかく若い学生を鼓舞して、接触・議論を多くして興味を持たせ、質の高い実験を得ることに喜びを見つけるように指導していく(修士課程2年生になると、自覚が出て来て責任感も出てくる)。28年度が最終年度であるため、記入しない。農芸化学・食品科学とにかく、若い学生たちを鼓舞して、ともに繰り返しの実験を進めて興味を持たせていくしかない。可能であれば、ポスドクの採用も期待したい。高度な研究消耗品を使うDNAマイクロアレイを始めとする実験にまで進まなかったため。当初、研究計画調書の段階では画像解析システム装置の購入を予定していたが、事情によりその購入が不要になり,他方、次年度以降の研究消耗品の購入が大きく予定されることから、今年度の分を一部次年度に引き継ぐようにした。次年度では、こうした高度な技術の導入を進める予定である。次年度以降で予定されるDNAマイクロアレイを中心とする高度な研究消耗品の購入に充てる予定である。
唾液腺腫瘍の発生に関する組織化学的・遺伝学的研究

唾液腺腫瘍のうち、多形腺腫52症例と悪性腫瘍32症例の腫瘍組織とその周囲の唾液腺組織、さらに唾液腺炎あるいは唾石症の手術の際に摘出した正常唾液腺組織17標本を対象とし、AgNOR染色、抗PCNA抗体と抗c-erbB-2抗体を使用した免疫染色を行い、細胞増殖能とc-erbB-2癌遺伝子発現について研究した。結果1)正常唾液腺組織(AgNOR1.7±0.1、PCNA6.6±3.6)、多形腺腫(AgNOR1,7±0.7、PCNA19.3±4.1)、唾液腺悪性腫瘍(AgNOR3.1±0.2、PCNA34.4±5.2)の順にAgNOR数と抗PCNA抗体陽性率が高値を示していた。2)多形腺腫のほとんどの症例では抗PCNA抗体陽性率は低いが、3例の多形腺腫(52症例中)では腫瘍本体とその周囲の唾液腺組織が抗PCNA抗体に強く反応を示した。3)多形腺腫のAgNOR数と抗PCNA抗体陽性率と、その多形腺腫の観察期間(患者が腫瘤に気づいてから手術までの期間)や、大きさ(最大直径cm)との間には相関は見られなかった。4)抗c-erbB-2抗体に対しては、唾液腺悪性腫瘍32症例中9例が陽性であった。その陽性症例中多形腺腫内癌が5例あり、その多形腺腫内癌の多形腺腫部分も1例で陽性を示した。一方、通常の多形腺腫は全例染色されなかった。考察多形腺腫の細胞増殖能は症例により異なり、長い時間経過して大きくなった多形腺腫が必ずしも高い細胞増殖能を持つとは限らないことを示した。さらに多形腺腫内癌の発生にc-erbB-2癌遺伝子発現が関係し、多形腺腫内癌の多形腺腫部分と通常の多形腺腫は病理組織学的には類似した腫瘍であっても、遺伝子発現の観点では異なった腫瘍である可能性が考えられた。