hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高精度の分子遺伝学的評価による食道癌治療成績向上のための包括的研究

食道癌144例のエキソームシーケンスを実施し、SNPアレイおよび環境因子との三位一体解析を実施した。その結果、症例間においてアミノ酸置換を伴う突然変異が認められ、飲酒・喫煙消費量のみならず、ALDH2とCYP2A6遺伝子多型とも有意に相関した。またTP53、NOTCH1、MLL2などの突然変異を認めた。最終的にシグナル活性経路上において様々なゲノム変異、たとえば細胞周期、エピゲノム制御因子、NOTCH、PI3K経路等が散在していた。今回の包括的解析により新たな分子標的治療を含めた食道癌治療の方向性を明らかにした。【背景と意義】食道進行癌は治療抵抗性で予後不良である。治療成績向上のためには食道癌の発生、進展および治療感受性に関わる因子を総合的かつ俯瞰的に明らかにすることが重要である。食道癌治療成績の向上を具現化するため、平成17年度から基盤研究(S)(以下、前基盤(S)と略称)の助成を頂き、「宿主(遺伝子多型:P)」・「疫学環境(E)」・「腫瘍(T)」を統合した三位一体研究を開始したが、この前基盤(S)研究を開始した時点と現時点では解析精度に於いて格段の差が生じた。例えば、平成17年度には遺伝子多型については数十個レベルの解析を予定し実行していたが、その後の技術発展により数十万個以上の網羅的解析が可能となった。またプロテオミクス技術も格段に進歩した。さらに臨床面でのニーズにも変化が生じ、術前化学放射線療法の効果予測の必要性が一段と高まった。そこで、世界最高の解析精度を具現化するために前基盤(S)研究に引き続き本提案を行うこととした。【方法と結果】前基盤(S)の症例数800例、観察期間1-4年に加えて、症例総計1200例、観察期間5年以上を確保するにあたり前基盤(S)でノウハウを踏まえていることからその進捗は極めて円滑・順調であり、初年度において、5年間研究計画全体でデータベースに追加で取得するべき症例数の約40%を充足した。解析プラットフォームは、超高密度50万遺伝子多型(SNPs)解析、超高密度(CGH)アレイによる腫瘍ゲノム情報整備、超高感度OMICS解析による遺伝子最終産物の把握、非コード転写産物(マイクロRNA等)の最新の機能解析、本邦の代表的食道癌診療施設で収集した多数例の精密な疫学・臨床情報解析、世界最高精度の治療感受性・副作用予測法の開発を開始した。【重要性】科学技術立国に相応しい世界最高品質の食道癌医療の具現化。食道進行癌の治療成績向上のためには癌の発生、進展および治療感受性に関わる因子を総合的かつ俯瞰的に明らかにすることが重要である。食道癌治療成績の向上を具現化するため、平成17年度から基盤研究(S)(以下、前基盤(S)と略称)の助成を頂き、「宿主(遺伝子多型:P)」・「疫学環境(E)」・「腫瘍(T)」を統合した三位一体研究を開始した。本研究ではさらに症例数を増やし、かつ網羅的遺伝子解析を実施することを目的とした。食道癌患者1071人、および健常人2762人から50万SNPs解析を行い、食道癌患者に特異的に変化を有する6SNPsを同定、それらは4q23,12q24.12に集中して存在することがわかった。その連鎖不均衡領域にはアルコール代謝に重要な役割を果たすADH1B,ALDH2遺伝子が存在した。生活習慣とこれらの遺伝子多型との交互作用を検討したところ、飲酒・喫煙が有意に交互作用を持って食道癌罹患と関与することがわかった。これら4つの因子を全く有していない場合と比較して、4つ全ての要素を有する場合、食道癌罹患危険率が357倍高くなること、また喫煙はこれら遺伝子多型の有る無しにかかわらず食道癌罹患に4倍相関するが、飲酒はこれら遺伝子多型を有していなければ食道癌罹患危険度は1.2倍、多型を有していれば12倍、さらに喫煙が加われば62倍となることがわかった。すなわち、この2カ所の遺伝子多型を解析することで、食道癌罹患の予防に有用である可能性が示唆された。切除症例より70例の標本からマイクロダイセクションを行った後に3万遺伝子の網羅的mRNA発現解析、また50万スポットのゲノムCGH解析を行った。現在、臨床病理学的データとの相関を解析中である。食道癌は、罹患率は低いものの消化器癌のなかで最も治療抵抗性であり難治性悪性腫瘍として知られる。

われわれは平成17年21年度まで本助成をいただき食道癌1071名の患者と2762名の対照者について遺伝子多型および環境要因を同時に解析することにより食道発癌危険因子を明らかにした(GUT 2010)。さらに、研究期間の延長を受け、真の食道発癌の予防あるいは進展治療のための、既知の概念を凌駕する全く新しい因子の同定(breakthrough)を目指している。すなわち食道癌の難治性を克服し治療成績向上のためには食道癌の発生、進展および治療感受性に関わる因子(遺伝子多型(宿主側要因)、遺伝子発現(腫瘍側要因)、疫学(環境側要因))を統合的に解析することが重要である。本データベースを基盤として、遺伝子アレイ、アレイCGHあるいは次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝子変異解析により、全く新しい真の食道癌の発生・進展・転移に関連するドライバー変異やゲノムレベルの変異機構が明らかになり、真の分子標的を明らかにすることが期待される。1)われわれは食道癌65症例のLMD後の原発巣癌細胞の発現遺伝子アレイからスーパーコンピュータによるEEM法(東京大学医科学研究所宮野悟教授による)を用いて食道癌で有意に発現が上昇している遺伝子module (gene-set)を抽出。またCGH arrayに対してGISTIC解析を用いて有意な増幅・欠損領域を抽出した。Broad InstituteやGEOに公開されているpublicな食道癌のデータベースとも比較したところ、ひとつの抽出した遺伝子群はDriverとなることを明らかにした(投稿中)。2)次世代シークエンサー(東京大学医科学研究所鈴木穣准教授)による原発巣のエキソーム解析の結果、癌特異的であり、各症例間あるいはシグナル経路上で共起するnon-synonymousな突然変異を100個以上同定してきた。たとえば家族性食道癌においてallelic imbalanceが多数存在する17q25領域の遺伝子変異(投稿中)や、重要な癌遺伝子Notch1における突然変異を世界ではじめて食道癌で明らかにした(投稿中)。食道癌は難治であり治療成績向上のためには食道癌の発生進展および治療感受性に関わる因子を総合的俯瞰的に明らかにすることが重要である。特に注目すべき点は臨床的に食道癌が喫煙飲酒という発がん環境因子との密接に関連していることである。我々はこれまでの食道癌患者1071名健常者2762名を用いたGWAS解析の結果から4番染色体および12番染色体2カ所の領域が患者およびコントロールで著しい差を認めた。また同定されたSNPsはアルコール代謝に関与する遺伝子多型を同定。実際に飲酒と喫煙との交互作用により罹患危険度が396倍上昇することを示した。しかし具体的に多量飲酒喫煙患者の食道粘膜におけるゲノム変異については明らかにされていなかった。われわれは喫煙飲酒歴など疫学因子を有する食道癌59症例原発巣よりLaser microdissectionにて癌細胞のみを採取しゲノムDNAおよびmRNAを抽出。全エキソン変異解析アレイCGHによるゲノムコピー数変異解析そしてオリゴマイクロアレイによる発現遺伝子プロファイル解析を実施してデータベースを構築。スーパーコンピューターによる数理学的統合解析によりゲノム増幅や欠失を伴う遺伝子群を明らかにすることによりゲノム変異を起点とする食道発癌癌進展について解明している。結果としてTP53変異が最も数理学的にdamageの値が大きく変異頻度も高いことを改めて明らかにした。また20数個の変異遺伝子により全例の食道癌症例を網羅していた。遺伝子瀬戸別に列挙するとH3K4 specific methyl-transferase、ATP-
コンドロイチン硫酸の腸管免疫系を介した抗炎症作用の分子解析

コンドロイチン硫酸(以下CS)は,グリコサミノグリカンに属する酸性多糖類である。構造的にはGalNAcにGlcAがβ1-3結合した二糖を構成単位とした繰り返し構造をもつ直鎖状多糖鎖で、GalNAcのC4位またはC6位,あるいは,GlcAのC2位に硫酸がエステル結合した化合物である。今回CSの経口的摂取における生体調節機能を明らかにするために,賦与が予想される抗炎症活性および抗アレルギー活性について,腸管免疫系に焦点を絞り,全身性免疫系への影響を分子レベルで定量的に解析した。その結果、以下のことが明らかになった。1.ウシ気管軟骨由来CS(分子量分布822kDa、平均分子量15kDa)のマウス腸管からの吸収は、投与量の0.01%以下であること。2.上記CSを分子量により分画しても各画分のCSの硫酸化度、硫酸化の位置に違いがないこと。3.分子量12kDa以上のCSはほとんど経口吸収されないこと。4.腸管上皮間リンパ球(IEL)膜表面上のL-セレクチンにCSが結合し、サイトカイン産生を介して全身性免疫系を刺激すること。5.腸管吸収されたCS(分子量75kDa)は脾臓細胞のヘルパーT細胞のI型、II型への分化誘導に機能すること。以上経口投与したCSはその分子量により代謝的運命が異なるものの腸管免疫系を介して全身性免疫に対しても作用する可能性が明らかになった。1.コラーゲン誘導肢踵浮腫に及ほす経口投与コンドロイチン硫酸の影響Balb/cマウスに対し,II型コラーゲン上の関節炎惹起エピトープを認識する4種の抗体を尾静脈より投与し,その3日後にLPSを腹腔投与して補体を活性化させて関節炎を惹起させた.CS-A(平均分子量15kDa)を抗体投与1週間前から,400mg/kgの濃度で1日1回経口投与した.試験期間中,肢踵浮腫容積測定装置(Dial Thickness Gauge)で肢踵の浮腫を測定し,四肢肥厚の合計を疾患重篤度とし,各群の平均により比較を行った.また,同期間中に四肢に発症した関節炎の重篤度を観察し,Trenthamらによる関節炎の形態学的評価に順じてスコアを付け,四肢の合計を疾患重篤度とし,各群の平均により比較を行った.関節炎惹起1週間前から惹起後24日目まで,マウスの肢踵の浮腫を計測したところ,前後肢に明らかな関節炎重篤度に応じた浮腫が観察され,再現性の高い評価系であることを確認した.このときマウス血液中のヒスタミン量、IgEを測定したところ、コンドロイチン硫酸投与群で優位に低下していた.2.抗アレルギー活性の検討予備的検討において,経口投与したCSが僅かながら血中に移行されることを確認したが,消化管を取巻く環境で,種々の活性の第1段階が発現されることを考慮すると,CSの粘膜免疫系に及ぼす影響に興味が持たれた.そこで抗原感作マウス脾細胞にCSを添加して培養を行った際に,培地中抗原特異的IgE抗体価が抑制され,CSが抗アレルギー活性を有する可能性が示唆されたことから,CSに賦与される経口的生理活性として,抗アレルギー活性を評価した.その結果,CSの分子量に依存して効果は異なることが明らかになった.さらに,CSの経口的抗アレルギー活性が示された生体内における粘膜及び全身性免疫担当細胞の解析を試みたところ,Th1型のヘルパーT細胞が優位に上昇していることが明らかになった.来年度も継続して検討を続けたいと考えている.

生体試料中コンドロイチン硫酸の簡易微量分析法を用いて,in vitroにおける全身性免疫系に及ぼすCSの影響を抗原感作マウス脾細胞におけるコンドロイチン硫酸の免疫化学的活性について詳細に検討した結果を踏まえ,コンドロイチン硫酸の経口的摂取における生体調節機能を明らかにするために,賦与が予想される抗炎症活性および抗アレルギー活性について,腸管免疫系に焦点を絞り,全身性免疫系への影響を,マウス脾細胞の産生するサイトカインレベルで定量的に解析した。コンドロイチン硫酸の全身性免疫機構に及ぼす影響をin vitroにおいて検討し,免疫感作マウス脾細胞に対するコンドロイチン硫酸の免疫化学的活性を初めて見出した。すなわちコンドロイチン硫酸添加によるサイトカイン産生能を検討したところ,IFN-γ及びIL-2産生の促進,IL-5及びIL-10産生の抑制が認められ,コンドロイチン硫酸がTh1/Th2バランスをTh1に誘導させることが明らかになった。更に,培養脾細胞の表面抗原組成を解析し,コンドロイチン硫酸の添加によってT細胞組成比の増加,また,T細胞サブセット解析においてヘルパーT細胞の組成比の増加が観察された。免疫化学的活性における糖鎖の構造活性相関及びその作用受容体の検索については,コンドロイチン硫酸の有する構造的多様性と,コンドロイチン硫酸の免疫化学的活性の相関を詳細に検討し,二糖ユニットあたり2つの硫酸基を有する構造がTh1誘導の最も高い活性を示すことを見出した。
多環芳香族炭化水素受容体を介した内分泌攪乱物質の毒性発現機構の解析

タバコ煙中,ディーゼル排気中に多く含まれる環境汚染物質である多環芳香族炭化水素(PAH)は多環芳香族受容体(AHR)を介して様々な毒性を発現する.しかしながら毒性発現の詳細な機構については不明である.そこで本研究では簡便でかつ一度に何千もの遺伝子発現の変化が解析できるDNAマイクロアレイ法を用いて新規AHR標的遺伝子の同定し,PAHの毒性発現機構を明らかにすることを目的とした.野生型マウスおよびAHRノックアウトマウスにAHRのリガンドである3-methylcholanthrene(MC)を投与し,肝臓から全RNAを調製した.調製したRNAにおける遺伝子の発現変動をDNAマイクロアレイを用いて解析し,新規AHR標的遺伝子の探索を行った.解析の結果,PAHにより発現が抑制される遺伝子としてPPARα標的遺伝子を同定した.このPPARα標的遺伝子の発現抑制にはPAHによるAHRを介したPPARαシグナル伝達の抑制が原因であることを明らかにした.このPPARαシグナル伝達系は脂肪酸分解に関与する遺伝子の発現を制御している因子であるため,マウス肝小葉でのPAHによる脂肪滴の発生には,このシグナル伝達系の阻害が重要であることが示唆された.PAHによる脂質代謝異常や脂肪肝の発生は重要な毒性症状でありながらその原因が全くわかっていなかった毒性であることより,この研究成果はPAHによる脂質代謝異常や脂肪肝の毒性発現機構を解明するための重要な知見であると考えられる.タバコ煙中,ディーゼル排気中に多く含まれる環境汚染物質である多環芳香族炭化水素(PAH)は多環芳香族受容体(AHR)を介して様々な毒性を発現する.しかしながら毒性発現の詳細な機構については不明である.そこで本研究では簡便でかつ一度に何千もの遺伝子発現の変化が解析できるDNAマイクロアレイ法を用いて新規AHR標的遺伝子の同定し,PAHの毒性発現機構を明らかにすることを目的とした.野生型マウスおよびAHRノックアウトマウスにAHRのリガンドである3-methylcholanthrene(MC)を投与し,肝臓から全RNAを調製した.調製したRNAにおける遺伝子の発現変動をDNAマイクロアレイを用いて解析し,新規AHR標的遺伝子の探索を行った.解析の結果,PAHにより発現が抑制される遺伝子としてPPARα標的遺伝子を同定した.このPPARα標的遺伝子の発現抑制にはPAHによるAHRを介したPPARαシグナル伝達の抑制が原因であることを明らかにした.このPPARαシグナル伝達系は脂肪酸分解に関与する遺伝子の発現を制御している因子であるため,マウス肝小葉でのPAHによる脂肪滴の発生には,このシグナル伝達系の阻害が重要であることが示唆された.PAHによる脂質代謝異常や脂肪肝の発生は重要な毒性症状でありながらその原因が全くわかっていなかった毒性であることより,この研究成果はPAHによる脂質代謝異常や脂肪肝の毒性発現機構を解明するための重要な知見であると考えられる.ダイオキシン類や多環芳香族炭化水素類(PAH)に曝露された培養リンパ球ではaryl hydrocarbon hydroxylase(AHH)活性が上昇し,その誘導能は大きく三群に分かれること,さらにAHH活性の高誘導能群では肺がんリスクが有意に高いことが報告されている.また,ダイオキシン類やPAH類に曝露されたリンパ球ではCYP1A1およびCYP1B1などのCYP1ファミリーが顕著に誘導されることが知られている.これまで,CYP1ファミリーのなかでもCYP1A1はAHH活性の本体であると考えられてきた.AHH活性の誘導能との関連からCYP1ファミリーの誘導能を検討することはダイオキシン類などのがん原物質に対する個人の感受性を評価する上で重要であると考えられる.しかし,ダイオキシン類の曝露が実際にどの程度個体に生体応答を引き起こしているかを定量的に評価する方法は確立されていない.そこで本研究では,ヒトにおけるダイオキシン類曝露による生体応答をCYP1ファミリーを中心として定量的に評価できる方法を確立することを目的とした.血中ダイオキシン濃度が既知である日本人72名の血液検体よりtotal RNAを抽出し,定量的RT-PCRを行った.塩基配列解析法は直接塩基配列決定法を用いた.全検体より抽出したtotal RNAより定量的RT-PCRを行い,血球中おけるCYP1A1 mRNAおよびCYP1B1 mRNAの発現を検討したところCYP1B1 mRNAはほぼ全ての検体において発現が認められたのに対してCYP1A1は検出限界以下であった.さらに,血中ダイオキシン濃度とCYP1B1 mRNAの発現量との相関を検討したところ,その誘導能には個人差が存在し三群に分類されることが明らかとなった.これらのことより血球中におけるAHH活性の本体はCYP1A1ではなくCYP1B1である可能性が示唆された.さらに,CYP1B1 mRNAの発現量の個人差に影響を与える原因を解明するため全検体のゲノムを用いてCYP1B1遺伝子の5'-上流約-5kから3'-UTRまでの塩基配列を解析した.その結果,CYP1B1 mRNAの発現量と有意に相関する変異は存在しなかった.現在,CYP1B1 mRNAの発現量の個人差に影響を与える他の要因について検討しているタバコ煙中,ディーゼル排気中に多く含まれる環境汚染物質である多環芳香族炭化水素(PAH)は多環芳香族受容体(AHR)を介して様々な毒性を発現する.しかしながら毒性発現の詳細な機構については不明である.そこで本年度は簡便でかつ一度に何千もの遺伝子発現の変化が解析できるDNAマイクロアレイ法を用いて新規AHR標的遺伝子の同定し,PAHの毒性発現機構を明らかにすることを目的とした.

野生型マウスおよびAHRノックアウトマウスにAHRのリガンドである3-methylcholanthrene(MC)を投与し,肝臓から全RNAを調製した.調製したRNAにおける遺伝子の発現変動をDNAマイクロアレイを用いて解析し,新規AHR標的遺伝子の探索を行った.解析の結果,PAHにより発現が抑制される遺伝子としてPPARα標的遺伝子を同定した.このPPARα標的遺伝子の発現抑制にはPAHによるAHRを介したPPARαシグナル伝達の抑制が原因であることを明らかにした.このPPARαシグナル伝達系は脂肪酸分解に関与する遺伝子の発現を制御している因子であるため,マウス肝小葉でのPAHによる脂肪滴の発生には,このシグナル伝達系の阻害が重要であることが示唆された.PAHによる脂質代謝異常や脂肪肝の発生は重要な毒性症状でありながらその原因が全くわかっていなかった毒性であることより,この研究成果はPAHによる脂質代謝異常や脂肪肝の毒性発現機構を解明するための重要な知見であると考えられる.
人工ナノ欠陥を導入した熱電変換薄膜モジュール

p型熱電変換材料であるCa_3Co_4O_9(CCO)は高い熱電変換性能を示すことから、単結晶や薄膜を用いて研究開発が行われてきている。昨年度、我々はn型熱電変換材料Sm_<2-x>Ce_xCuO_4薄膜にBaZrO_3(BZO)を添加することで、膜内に20nm程度のBZO粒子が析出していること、熱伝導率が1/2以下に低減することが報告している。本年度では、BZOナノ粒子導入によるCCO薄膜の高特性化を目的とする。実験方法は、BZOを010wt.%添加したCCOターゲットを作製し、パルスレーザー蒸着(PLD)法を用いてAl_2O_3(0001)基板上に膜厚3000Å程度のBZO添加CCO薄膜を作製した。その結果、作製したCCO薄膜は、XRD解析から面内配向し、c軸単相であることを確認した。CCO薄膜の室温でのPower Factorは、0.52mW/mK^2(ゼーベック係数123μV/K、電気抵抗率2.9mΩ・cm)であり、BZO添加量増加に伴い若干低下することが分かった。また、無次元性能指数ZT及び熱伝導率κの評価を簡易的なハーマン法を用いて行った。BZO添加量5wt.%の時にZTは最大値をとり、CCO薄膜に比べて約1.3倍の値に向上した。この原因は熱伝導率の値が0.6倍程度に低減したためである。CCO薄膜のTEM微細構造観察を行った結果、10nm程度のBZO粒子が層状に分散していることが確認された。ナノBZO粒子またはそれに起因した欠陥転移が、高性能CCO熱電変換の熱電性能の向上に寄与していると考えられる。熱電変換材料の性能はゼーベック係数(S)、電気抵抗率(ρ)、キャリア熱伝導率(κc)、フォノン熱伝導率(κp)の関数である性能指数Z=S^2/ρ(κc+κp)で表され、Zが大きいほど変換効率は大きくなる。本研究では、酸化物系熱電材料としてSm_<1.98>Ce_<0.02>CuO_4(SCCO)、金属系熱電材料としてBi_2Te_3を用いて、微細構造制御による熱電性能向上を検討した。(1)SCCOの微細構造制御によって、κpを減少させ、Zを向上させることを目的とし、微細なBaZrO_3(BZO)材料を添加したc軸配向したSCCO薄膜を作製し、熱電特性に与える影響の検討を行った。BZO添加量1wt.%において出力因子(=S^2/ρ)は約0.89倍に減少したものの、κは約0.34倍に減少し結果としてZ(=S^2/ρκ)は約2.6倍に向上した。(2)また金属系熱電変換薄膜においては、薄膜化技術を用いてエピタキシャル成長させたc軸配向Bi_2Te_3薄膜中に微小な粒状異物質を導入することによる熱電特性への影響について検討した。Bi_2Te_3薄膜の熱伝導率低減による熱電特性向上を目的とし、Bi_2Te_3薄膜内部に粒状のCeO_2及びZnOを導入した。その結果、熱伝導率は添加量の増加に伴って、低減していく傾向を示すことがわかった。CeO_2添加の場合では最大約0.4倍、ZnO添加の場合では最大約0.5倍程度の減少を確認した。それに伴って、ZTも向上し、CeO_2添加の場合は5.Ovol.%添加のときに極大値をとり、Bi_2Te_3単相薄膜に対して、約4倍程度の熱電特性の向上を確認した。ZnO添加の場合では0.92vol.%添加のときに極大値をとり、2倍程度の熱電特性向上を達成した。このような手法は母相がp型熱電材料であるSb_2Te_3などのキャリアの異なる材料や、高温領域で特性が高いとされる酸化物系熱電変換材料薄膜においても適用でき、幅広い応用が可能であると考えられ、さらなる熱電特性の向上が期待される。

CCO薄膜の室温でのPower Factorは、0.52mW/mK^2(ゼーベック係数123μV/K、電気抵抗率2.9mΩ・cm)であり、BZO添加量増加に伴い若干低下することが分かった。また、無次元性能指数ZT及び熱伝導率κの評価を簡易的なハーマン法を用いて行った。BZO添加量5wt.%の時にZTは最大値をとり、CCO薄膜に比べて約1.3倍の値に向上した。この原因は熱伝導率の値が0.6倍程度に低減したためである。CCO薄膜のTEM微細構造観察を行った結果、10nm程度のBZO粒子が層状に分散していることが確認された。ナノBZO粒子またはそれに起因した欠陥転移が、高性能CCO熱電変換の熱電性能の向上に寄与していると考えられる。
高血圧責任遺伝子同定への新規アプローチ：ストレス応答遺伝子と高血圧をつなぐ

本研究の目的は、高血圧モデルであるSHRSPにおけるストレス性高血圧の責任遺伝子を同定することである。これまでに我々は、SHRSPと正常血圧を示すWKYの間で作成した種々のコンジェニックラットを用いた遺伝学的解析により、交感神経活性の亢進による血圧上昇に関与する遺伝子が、第1染色体に存在することを明らかにした。本研究においては、まず、ストレス性高血圧の責任遺伝子が含まれると推測される第1染色体の候補領域を、最小で約1.2Mbpの範囲まで絞り込んだ。この領域に含まれる遺伝子の総数は44個であり、このうち28個は嗅覚受容体遺伝子であった。残り16個の遺伝子のうち、遺伝子シンボルにLOCもしくはRGDを含むものを除外すると、残りは9個であり、これらを解析の優先的対象とした。次に、交感神経活性と血圧の制御中枢である吻側延髄腹外側野(RVLM)を含む脳幹部位を採取し、RNAとタンパク質を抽出した。定量的RT-PCRにより、候補領域に含まれる上記9個の遺伝子について、遺伝子発現量の比較を行った。2系統間で発現量に有意差を示す遺伝子は存在しなかった。しかし、2系統のwhole genome sequencingによって得られた塩基配列情報に基づき、小胞体膜に局在するカルシウムセンサータンパク質をコードするStim1遺伝子に、不完全長のタンパク質を生じるナンセンス変異が存在することがわかった。ウェスタンブロット法により、SHRSPの脳幹において、野生型よりも短い変異型Stim1が発現していることが確認された。WKY、SHR、SHRSPの亜系を含む計19系統のラットについてDNAシーケンシングを行い、変異型Stim1を生じる変異は、SHRSP系統に特異的に見られるSNPであることが明らかになった。
フレーバー物理とコライダー物理の双方から探る標準模型を超える物理

素粒子における標準模型は、多くの実験を説明することができる非常に成功を収めた理論である。その一方でこの標準模型では、暗黒物質の存在や物質・反物質の非対称性など多くの問題が未解決であることから標準模型の拡張が不可欠であると考えられている。本研究では、KEK行われているBelle実験やCERNでのLHCb実験で報告されている実験値と標準模型の予言のずれをヒントにまだ見ぬ標準模型を超える物理を解明するべく、これらのずれを説明しうる模型のLHC実験での直接検証に関する研究を行う。
急性感音難聴におけるステロイドTarget gene作用点の解明

今回の検討において、グルココルチコイドは細胞質受容体を介して保護効果を発現している可能性が示唆された。また、音響外傷において細胞質型ホスホリパーゼA2が関与している可能性が示唆された。以上より、グルココルチコイドは作用機序の一つとしてアラキドン酸カスケードを阻害することで内耳の保護に関与する可能性が示唆された。音響外傷モデルに各種PLA2inhibitorを投与し、その保護効果を検討した。細胞質型PLA2inhibitorが音響外傷に対し、生理学的・組織学的に保護効果を示すという結果を得た。以上より、グルココルチコイドがアラキドン酸カスケードを介して内耳の保護効果を起こしている可能性が示唆された。(上記結果はH21日本耳鼻咽喉科学会総会にて発表予定である。)実験方法は従来行っていたものと同様であり、下記の方法で行った。(1) 8週令メスDDYマウスを使用(3)薬剤を音響負荷直前に腹腔内投与(5)音響負荷1.2weeks後に付加然と同様の条件でABR閾値を測定し、負荷前値((2))よりの閾値変化を測定。生理学的に検討する。(6) 2weeks後のABR閾値測定後、深麻酔下に断頭し蝸牛を摘出。脱灰後propidium iodineにて有毛細胞を染色。破損した細胞数をcountし、組織学的に検討する。実験方法は従来行っていたものと同様であり、下記の方法で行った。(1)8週令メスDDYマウスを使用(3)薬剤を音響負荷直前に腹腔内投与(5)音響負荷1.2weeks後に付加然と同様の条件でABR閾値を測定し、負荷前値((2))よりの閾値変化を測定。生理学的に検討する。(6)2weeks後のABR閾値測定後、深麻酔下に断頭し蝸牛を摘出。(上記結果はH21日本耳鼻咽喉科学会総会にて発表した。)
酸性雨かつ陸域生態系におよぼす影響の事前評価とそれに基づく対策の検討

特定地域における大気汚染物質降下量の実態を把握し,国内における大気汚染物質の発生源と排出量,酸性雨生成との関係を示す数学モデルの開発をすすめた.一方,各種土壌の酸性雨に対する緩衝能を測定するとともに,人工酸性雨が草本植物や藻類の成長におよぼす影響を検討した.1.大気汚染物質の拡散,伏着予測モデルの開発:特定地域における大気汚染物質の大気中濃度や酸性雨の生成を予測するために,ラグランジェ流跡線モデルとオイラー型の式ををもとに汚染物質の移流拡散,変質過程,沈着過程を示す数学モデルの開発をすすめ,基本データの収集および各種定数を選定し,それらの数値の適用性を検討した. (担当:小林・大喜多)2.大気汚染物質の沈着量の測定:東京農工大学農学部付属波丘地実験実習施設(八王子)において,コナラ林とスギ林でSO2, HNO3のガス状成分とSO42-NO3-の粒子状成分を林内・外で測定するとともに,林内雨と樹幹流を採取して雨水成分を分析し,比較検討した.また,関東地方,長野県下,福島県下の9地点で1987年の夏季3ヶ月間にわたり酸性雨の実験調査を行った. (担当:大喜多・村野・小倉・定方)3.各種土壌の緩衝能の評価:土壌を構成する各種粘土鉱物の酸中和能や,母岩を異にする黒ボク土ならびに赤黄色土で裸地,草地および林地と植生を異にする土壌を対象として,塩酸に対する中和能力を比較検討した. (担当:吉田・大羽・岡崎)4.陸上生態系に対する酸性雨の影響:ハツカダイコンの成長におよぼす硫酸水と硝酸水の影響を生長解析法により検討するとともに,足尾煙害地において土壌酸性化と植物の生育との関係を現地調査した.また藻類の増殖過程におよぼす湖水の酸性化の影響を試験した. (担当:戸塚・河合)特定地域における大気汚染物質降下量の実態を把握し,国内における大気汚染物質の発生源と排出量,酸性雨生成との関係を示す数学モデルの開発をすすめた.一方,各種土壌の酸性雨に対する緩衝能を測定するとともに,人工酸性雨が草本植物や藻類の成長におよぼす影響を検討した.1.大気汚染物質の拡散,伏着予測モデルの開発:特定地域における大気汚染物質の大気中濃度や酸性雨の生成を予測するために,ラグランジェ流跡線モデルとオイラー型の式ををもとに汚染物質の移流拡散,変質過程,沈着過程を示す数学モデルの開発をすすめ,基本データの収集および各種定数を選定し,それらの数値の適用性を検討した. (担当:小林・大喜多)2.大気汚染物質の沈着量の測定:東京農工大学農学部付属波丘地実験実習施設(八王子)において,コナラ林とスギ林でSO2, HNO3のガス状成分とSO42-NO3-の粒子状成分を林内・外で測定するとともに,林内雨と樹幹流を採取して雨水成分を分析し,比較検討した.また,関東地方,長野県下,福島県下の9地点で1987年の夏季3ヶ月間にわたり酸性雨の実験調査を行った. (担当:大喜多・村野・小倉・定方)3.各種土壌の緩衝能の評価:土壌を構成する各種粘土鉱物の酸中和能や,母岩を異にする黒ボク土ならびに赤黄色土で裸地,草地および林地と植生を異にする土壌を対象として,塩酸に対する中和能力を比較検討した. (担当:吉田・大羽・岡崎)4.陸上生態系に対する酸性雨の影響:ハツカダイコンの成長におよぼす硫酸水と硝酸水の影響を生長解析法により検討するとともに,足尾煙害地において土壌酸性化と植物の生育との関係を現地調査した.また藻類の増殖過程におよぼす湖水の酸性化の影響を試験した. (担当:戸塚・河合)
「熱エネルギーの特殊性」を柱にした中学校・高等学校の実感を伴う教材・単元の開発

平成24年度実施の学習指導要領理科では,中学校で熱に関する内容が復活し,中2で,「電力量」,「熱量」が,中3で「エネルギーの変換での効率」,「熱の伝わり方」,そして「科学技術と生活の関連」が扱われる。高校では,新科目『科学と人間生活』の小項目として「光や熱の科学」が,『物理基礎』でも小項目として「熱」が設置され,熱現象を扱うことになった。これは,エネルギーの変換を単に学ぶだけでなく,「熱の性質」や「熱エネルギーの特殊性(不可逆性)」がエネルギーの視点として重要であることが背景としてある。本研究の目的は,生活に密着した熱現象を教材化するとともに,熱現象をミクロおよびマクロに捉え,その性質や特殊性について生徒が関心を持って取り組めるような教材および単元開発にある。研究の概要,成果としては,中学校3年「エネルギー」および「科学技術の発展」の単元として,熱の利用,熱の性質,エネルギーの変換における熱の特徴と変換効率を題材とする教材を開発した。その中で,熱機関の発明からワットの改良に関しての映像などを利用した科学史的要素を取り入れた展開,サーモカメラを利用しての熱の性質の教材化と不可逆性の導入,エネルギー変換にともなう熱の発生の実験を取り入れた授業計画を作成して実践した。'さらに,持続可能な社会の構築をキーワードにエネルギー利用に関する科学技術についての生徒同士の議論,発表を取り入れた調べ学習を取り入れ,地球環境との関わりについても議論を行った。このような単元構成を通して,視野の広がりと課題発見能力やクリティカルシンキングの伸張が見られた。高等学校教材の開発では,カルノーサイクル,オットーサイクル,ディーゼルサイクルなどをモデル化して分析することで,熱効率についての理解を深めることができた。また,今回開発したこれらの教材を取り入れた単元計画を作成した。
微量酸性糖を標的とした腫瘍マーカーの開発

本研究は微量酸性糖に着目し、血清サンプルから臨床応用可能な新規腫瘍マーカーを探索することを目的とした。血清中の大部分を占める中性糖とシアル酸付加した酸性糖を除去することにより、がん患者血清から効率的に硫酸基付加した14種類の糖鎖構造を新規腫瘍マーカー候補として同定した。マーカー候補は糖鎖構造を決定し、その中には結合様式の異なるtype1とtype2の両方を有する特徴的なハイブリッド構造も観察された。また質量分析によりマーカー候補の血清レベルの測定を行った結果、がん患者で有意な上昇が確認された。本研究は、新規腫瘍マーカーの探索および臨床応用を目的としている。これまでに、当研究室が確立した微量糖鎖構造解析技術を用いて、がん患者血清を用いた新規の腫瘍マーカー候補の探索を行ってきた。がん患者血清から調整した糖鎖と、健常者の血清から調整した糖鎖のHPLCにおけるパターンを比較することにより、がん患者特異的なピークを分離し、腫瘍マーカー候補とする。これまで腫瘍マーカー候補として見出している糖鎖の一つに、Core2構造を有する硫酸基付加されたO型糖鎖がある。この糖鎖の詳細な構造を明らかにするため、酵素消化、2次元糖鎖マッピング法および質量分析法を組み合わせ、結合様式を含む構造解析を行った。さらに構造決定した糖鎖が腫瘍マーカーとして有用であるか検討するために、多検体で検証する必要がある。そこで収集したがん患者および健常者血清をヒドラジン処理することで糖鎖を切り出し、さらにアミノピリジンで標識(PA化)した。また、ターゲットとする糖鎖構造に安定同位体である重水素(2H)標識したPA付加糖鎖を内部標準として、血清由来の1H標識PA化糖鎖に一定量添加する。このPA化糖鎖mixtureを、順相および逆相カラムHPLCを用いて分離・精製、その後SRM(selected reaction monitoring)法を用いた3連四重極型質量分析計で相対定量し、この糖鎖構造が腫瘍マーカーとして有用であるか検討を進めている。今年度の実施計画の予定通り進んでいる。これまで腫瘍マーカー候補として同定していた硫酸基付加O型糖鎖の構造は酵素消化、2次元糖鎖マッピング法および質量分析法で決定した。さらにこの糖鎖構造が臨床応用可能か検討するために、多検体を用いたverification studyを行う必要がある。現在までに膵臓癌65名、胃癌146名、大腸癌101名、食道癌74名、健常者194名分の血清からヒドラジン処理により、糖鎖を抽出および蛍光ラベルを行った。この調整した糖鎖サンプルのうち血清10ul分に、内部標準として重水素(2H)標識した糖鎖を10 fmol添加し、順相および逆相HPLCで分離、その後SRM法を用いた質量分析により正確な定量を行い、各サンプルのターゲット糖鎖の測定を進めている。本研究は、臨床応用可能な新規腫瘍マーカーを探索することを目的とする。これまでに、がん患者および健常者血清から調整した糖鎖をHPLCで分離し、そのパターン比較から、がん患者に特異的なピークを腫瘍マーカー候補として、糖鎖構造の解析および定量を行ってきた。方法として、がん患者および健常者血清をヒドラジン処理により糖鎖を切り出し、さらにアミノピリジンで標識(PA化)する。ターゲットとする糖鎖構造に安定同位体である重水素(2H)標識したPA付加糖鎖を内部標準として、血清由来の1H標識PA化糖鎖に一定量添加し、このPA化糖鎖mixtureを、順相および逆相カラムHPLCを用いて分離・精製、その後SRM(selected reaction monitoring)法を用いた3連四重極型質量分析計で相対定量し、この糖鎖構造が腫瘍マーカーとして有用であるか検討する。これまでにcore1 sialyl Lewis A構造を腫瘍マーカー候補として報告した他、core2構造を有する硫酸基付加されたO型糖鎖も同定している。さらに、本研究では、新規腫瘍マーカーとして硫酸基を含む微量酸性糖に着目した。血清中の糖鎖は、N-アセチルノイラミン酸(NeuAc)付加された酸性糖が大部分を占めているが、NeuAc以外の微量酸性糖も少なからず存在する。当研究室ではこれまでに、硫酸基が付加された糖鎖が主要成分である大腸がんの存在や、哺乳類ではその存在比率は極めて低いと考えられているdeaminoneuraminic acid(KDN)が付加されたN型の遊離糖鎖が蓄積した前立腺がんを報告した。そこで、硫酸基、KDNを含む酸性糖にフォーカスした新規の糖鎖腫瘍マーカー候補を探索し、臨床応用可能かどうか、がん患者血清を用いて検討する。既に腫瘍マーカー候補として同定していた硫酸基付加O型糖鎖の構造は酵素消化、2次元糖鎖マッピング法および質量分析法により結合様式を含む糖鎖構造を決定した。さらに現在までに膵臓癌65名、胃癌146名、大腸癌101名、食道癌74名、健常者194名分の血清からヒドラジン処理により、糖鎖を抽出および蛍光ラベルを行った。この調整した糖鎖サンプルのうち血清10ul分に、内部標準として重水素(2H)標識した糖鎖を10fmol添加し、順相および逆相HPLCで分離、その後SRM法により質量分析で正確な定量を行った。同時に、NeuAcが付加されていない酸性糖にフォーカスを絞った新規糖鎖腫瘍マーカー探索を実施した。胃がん患者11名、膵がん患者9名および健常者20名の血清からPA化糖鎖を調整した後、N-アセチルノイラミニダーゼと反応させ、DEAEカラムにて酸性糖と中性糖に分離する。

血清糖鎖での大部分を占めるNeuAc付加糖鎖は、この酵素処理により中性糖分画に溶出されるが、硫酸基やKDN付加された糖鎖はN-アセチルノイラミニダーゼには反応しないため、酸性糖領域に溶出される。この酸性糖分画に溶出された分画を濃縮後、順相および逆相クロマトグラムにかけ、がん患者、健常者間の分離パターンを詳細に比較し、がん患者特異的なピークを腫瘍マーカー候補として検索した。マーカー候補となるピークは、イオントラップ型質量分析装置を用いたLC/MS/MSで質量分析し、糖鎖の構造を推定した。またマーカー候補は、SRM法により40名の血清中の相対量も測定した。血清中の糖鎖は、糖鎖構造末端にN-アセチルノイラミン酸(シアル酸)が付加した酸性糖鎖と中性糖鎖が大部分を占めている。しかし、がん組織の糖鎖構造解析から、硫酸基やKDN等のシアル酸以外の酸性糖が少なからず存在していることが明らかとなった。そこで本研究では血清中のシアル酸以外の微量酸性糖に着目し、臨床応用可能な新規腫瘍マーカーを探索することを目的とした。胃がん患者11名、膵がん患者9名および健常者20名の血清から糖鎖を切り出し蛍光ラベルした後、N-アセチルノイラミニダーゼと反応させ、シアル酸を切断する。この酵素処理により、血清糖鎖での大部分を占めるシアル酸付加糖鎖は中性糖となるが、硫酸基やKDN付加された糖鎖はN-アセチルノイラミニダーゼには反応しないため、酸性糖領域に溶出できる。この酸性糖領域を順相および逆相クロマトグラムで分離し、がん患者および健常者の分離パターンを比較する。その結果、がん患者特異的なピークを検出し、14種類の硫酸基付加糖鎖構造を腫瘍マーカー候補とした。これらのマーカー候補は、結合様式を含む構造解析を行った後、がん患者の血清レベルの相対定量を行った。14種類のマーカー候補の糖鎖構造には、6-sulfo type2 lactosamine、6-sulfo Lewis X/Y、3'-sulfo type1 lactosamine、3'-sulfo Lewis Aを含み、さらに結合様式の異なるtype1とtype2の両方を有する特徴的なハイブリッド構造も観察された。質量分析によるマーカー候補の血清相対定量を行った結果、がん患者で有意な上昇が確認された。以上より、N-アセチルノイラミニダーゼを用いたフォーカストグライコミクスは微量酸性糖の探索に極めて有効であり、新たな腫瘍マーカーの検出を導いた。本研究は微量酸性糖に着目し、血清サンプルから臨床応用可能な新規腫瘍マーカーを探索することを目的とした。血清中の大部分を占める中性糖とシアル酸付加した酸性糖を除去することにより、がん患者血清から効率的に硫酸基付加した14種類の糖鎖構造を新規腫瘍マーカー候補として同定した。マーカー候補は糖鎖構造を決定し、その中には結合様式の異なるtype1とtype2の両方を有する特徴的なハイブリッド構造も観察された。また質量分析によりマーカー候補の血清レベルの測定を行った結果、がん患者で有意な上昇が確認された。現在進行しているverification studyを継続し、腫瘍マーカーとして臨床応用可能であるか判断する。
ヒトIL-12受容体の樹状細胞における発現とその免疫生物学的意義

ヒト臍帯血単球由来樹状細胞細胞におけるIL-12受容体(IL-12R)について:単球由来樹状細胞におけるIL-12R(β1およびβ2)の発現およびIL-12に対する応答性について検討した。フローサイトメーターにてIL-12Rβ1はTcell, ConA blast, DCで発現を認めたがMonocyteでは認めなかった。またIL-12Rβ2の発現はmRNAレベルの解析にて同様にT cell, ConA blast, DCにて認めたがMonocyteでは認められなかった。このDCに発現するIL-12Rは機能的で、IL-12の存在にてDCからGM-CSF, IL-1β, IL-6, TNF-α, IFN-γの産生が誘導された。IL-12によるDC刺激は多くの細胞内タンパクのリン酸化を誘導したがそのパターンはT cellにおけるのとは明らかに異なっていた。またIL-12刺激はIL-12Rβ1鎖のリン酸化を誘導し、さらにチロシン残基のリン酸化された数種類のタンパクのIL-12Rβ1鎖への会合を引き起こした。この事実はDC, ConA blastに共通してみられた。つまりIL-12刺激によりJak2, Tyk2, Stat3及びStat4の活性化とIL-12Rβ1への会合を認め、MAPkinase familyのチロシンリン酸化と酵素活性誘導が認められた。以上の結果からDCの産生するIL-12は直接にDCに働きうることが示された。さらに樹状細胞におけるケモカイン受容体の情報伝達についても解析を押し進め、未熟樹状細胞と成熟樹状細胞においてRANTESに対する応答性の差違を生化学的に明らかにした。フローサイトメーターにてIL-12Rβ1はT cel1, ConA blast, DCで発現を認めたがMonocyteでは認めなかった。このDCに発現するIL-12Rは機能的で、IL-12の存在にてDCからGM-CSF, IL-1β,IL-6, TNF-α,IFN-γの産生が誘導された。
温帯果樹の休眠芽における水チャンネル及びABA合成遺伝子発現に関する研究

モモなどの落葉果樹の休眠打破には酸化還元状態が変化、それに関連した酵素活性が著しく変化することが報告されている。そこで、昨年の成果に基づき、ニホンナシの芽の休眠制御機構を解明するため、はめおよび混合花芽における休眠期のグルタチオン等の抗酸化化合物の変動とグルタチオン還元酵素(GR)およびシアン耐性呼吸末端酸化酵素(AOX)活性について精査した。すなわち、`幸水'成木から秋季春季まで発育枝を採取して、休眠の深度の計測との関係を、上部・中部・基部の葉芽および混合花芽内の抗酸化化合物について調査した。また、ポット植え`幸水'を用い、ガラス温室(12°C以上)、人工気象室(20°C±1°C)で栽培し、低温遭遇をさせない区を設けた。対照区として露地(温度は成り行き)で栽培した同様のポット樹を用いた。これらについて、先の抗酸化化合物の変化とGRとAOX活性について調査した。その結果、成木では葉芽が混合花芽より早く、上部と基部の芽が中部の芽よりも早く休眠の最深期に入った。全グルタチオン含量はどの部位の芽についても休眠導入期で低く、休眠打破記に高くなっていた。また、酸化型グルタチオンに対する還元型グルタチオンの割合は最深期では低かったが、休眠打破後の芽では高かった。ポット樹の試験では、休眠打破直前の芽において酸化型グルタチオンに対する還元型グルタチオンの割合と、GR活性が高くなっていた。低温遭遇させなかった区の芽におけるAOX活性の測定結果から、その活性は露地区(低温遭遇区)に比べ低く、一方、露地区では、自発休眠打破後でその活性が高いことを認めた。さらに現在、AOX遺伝子発現について解析中である。以上のように、ニホンナシの休眠芽の打破にはRedox(酸化還元状態)の変化が関与することを示唆した。休眠の様相(低温要求性)が異なるニホンナシ`二十世紀'`豊水'`幸水'を用い、休眠導入期から最深期(endo-dormancy)、さらには覚醒期・萌芽期(eco-dormancy)における混合花芽と葉芽、さらにはその枝上における着生位置との関係を精査した。現在、調査を継続中であるが、`二十世紀'は導入が早く、また最深期に至るのも11月上旬であり、他2品種が11月下旬に最深期を迎えていた。また、`豊水'発育枝上の混合花芽の位置と休眠の関係は、既に9月時点で頂部の芽による競合的抑制が基部の芽に及んでいた(para-dormancy)。`幸水'ではそれほど顕著ではなかった。一方、ポット植え`幸水'樹を用い、人工気象室下で低温遭遇させない区と自然環境下で生育した区を設け、それぞれの休眠の様相を精査し、休眠芽内のRedoxの変化についてグルタチオンを指標として調査した。還元型グルタチオン(GSH)と酸化型グルタチオン(GSSG)の比は、処理開始後25日目までの状態でみると、混合花芽のりん片では人工気象室区で高いが、混合花芽自体のそれは自然環境区で高かった。葉芽・枝内のRedoxは両区に差異は認められていない。さらに休眠導入期の`幸水'の枝の位置別の芽におけるRedoxは、基部ほどGSHレベルが多いことが認められ、`豊水'同様para-dormancyによる差異があることが判明した。また、組織による違い、すなわち芽の基部組織と芽自体とでは前者でGSH/GSSG比がどの位置の芽でも低いことを明らかにした。恐らく、今後予定している水チャネル遺伝子、ABA生合成遺伝子、AOX遺伝子などの発現も部位特異的に認められるのではないかと推察している。現在、その分析のために15日間隔でサンプリングを鋭意進行している。

低温遭遇させなかった区の芽におけるAOX活性の測定結果から、その活性は露地区(低温遭遇区)に比べ低く、一方、露地区では、自発休眠打破後でその活性が高いことを認めた。さらに現在、AOX遺伝子発現について解析中である。以上のように、ニホンナシの休眠芽の打破にはRedox(酸化還元状態)の変化が関与することを示唆した。
クレイズおよびネッキングによる視界制御性およびレンズフィルムに関する研究

クレイズおよびネッキングを、故意にフィルムに発生させることにより、高次構造の異なる相からなる複合構造を持つフィルムが得られる。これらは、透明性や光散乱特性に異方性を示し、視点により透明性が異なる視界制御性フィルムとして応用が可能である。前年度の実験では結晶性高分子であるポリフッ化ビニリデン(PVDF),ポリプロピレンフィルム(PP)に関して残留ひずみとクレイズの制御の関係を明らかにし、ポリエステルフィルムについて、そのキャスト条件により分子の絡み合いが異なることを示唆する結果を得た。そこで、非晶性ポリエチレンテレフタレート(A-PET)についても、一定張力および曲げの組み合わせにより、クレイズおよびネッキングを制御する方法を試みたが、容易にネッキング延伸が生じてしまいクレイズの制御が困難であることが分かった。特性比および絡み合い点間分子量から、A-PETは延性的な性質が予測され、実際に、単純引張試験ではそのような結果が得られる。PPおよびPVDFなどでは、破断応力に近い一定張力および曲げによるフィルム外側の張力を加わることによって、クレイズ発生応力に達するよう調整した。この場合、条件としては延伸処理に近いことから、新規に装置を作り直し、フィルムの曲げによる張力を優位とし、フィルム全体に加わる張力を最小限とするよう改良した。その結果、A-PETに対してもクレイズの制御が可能となった。フィルムの深さ方向に対するクレイズ成長が遅いため処理回数を重ねる必要があるが、このクレイズを複合したA-PETは良好な視界制御性を示した。これにより、比較的延性な高分子材料に対してもクレイズの制御が可能となった。また、レンズフィルム状の規則性ネッキングが、溶液キャスト法によるPETフィルムおよびポリカーボネートフィルムなどで得られ、顕微鏡下では集光する様子が観察できた。クレイズは、亀裂とは異なる高分子特有の初期破壊である。この初期破壊現象を制御することにより、高次構造の異なる相からなる複合構造を生成し、透明性や光散乱特性に異方性を持つフィルムが得られる。このフィルムは、視点により透明性が異なる視界制御性フィルムとして応用が可能である。この手法を高分子フィルムのネッキング現象にまで応用し、クレイジングおよびネッキングの複合による機能性高分子フィルムの解析を行った。今年度の実験ではクレイズまたはネッキングの制御を結晶性高分子と非晶性高分子に分けて検討した。ー結晶性高分子ー結晶性高分子としてはポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレンを用い、主に分子配向、結晶性と周期性クレイズの関係を中心に実験を進めた。その結果、今回使用したフィルムの範囲では、成形時の残留ひずみが周期性クレイズの制御に大きく関わっていることが分かった。実際に、残留ひずみの存在しない状態から残留ひずみを加えることにより、良好な視界制御フィルムが得られた。ー非晶性高分子ーポリエステルフィルムにより、周期性クレイズの評価を行うと同時に、処理条件とネッキング生成の関係を検討した。構造を変えずに分子の絡み合い密度を変化させるように、キャスト条件を変えてフィルムを作成した。分子構造および分子配向に差がないと思われる条件で、クレイズおよびネッキングの発生応力に変化が見られた。今回用いた研究手法では、同一のフィルムについてクレイズの発生応力、ネッキングの発生応力およびクレイズの成長速度の推定が可能である。これらの結果と分子の絡み合い密度との関係について、次年度に研究を進める予定である。
アポトーシスに対する生存因子であるbc1-2およびその遺伝子が虚血心筋に発現する-ヒトの心筋梗塞およびウサギ心筋梗塞モデルを用いた解析-

近年細胞死には、従来からよく知られている壊死(necrosis)の他に、アポトーシス(apoptosis)つまりプログラム細胞死(programmed cell death)があるが、心筋梗塞においてもアポトーシスが関与することがわかってきた。アポトーシスにはアポトーシスの防御因子すなわち生存因子と促進因子が存在する。これまでアポトーシスに対する生存因子であるbcl-2は心筋細胞では発現しないとされているが、虚血にさらされた心筋細胞ではbcl-2が発現することによって心筋細胞は生き延びるという仮説を考えた。この仮説を証明するために、ヒトの心筋梗塞剖検心26例およびコントロール10例についてrisk area内の残存心筋に、bcl-2蛋白およびその遺伝子が発現しているかを免疫組織、ならびにin situ hybridizationにて検討した。また、ウサギの心筋梗塞モデルを50羽作製し、risk area内の残存心筋にbcl-2ならびにその遺伝子が発現しているかを免疫組織、エライザー、ウェスタンブロッティング、ノーザンブロッティングならびにin situ hybridizationにて検討した。その結果以下のことが明らかとなった。1)ヒトの正常剖検心にbcl-2の発現はないが、心筋梗塞急性期(発症5日以内)ならびに亜急性期(発症1カ月以内)においてrisk area残存心筋細胞にbcl-2蛋白ならびに遺伝子が発現する。しかし、bcl-2の発現は陳旧期(発症1ケ月以上)には消失する。2)30分閉塞後の再灌流というウサギ心筋梗塞モデルにおいては梗塞領域はrisk areaの約40%である。残りの60%の梗塞部残存心筋細胞にbcl-2蛋白ならびに遺伝子が梗塞急性期(8時間から2日)に著明に発現した。しかしこの発現は陳旧期(1カ月)では消失した。結語心筋梗塞急性期に梗塞部残存心筋細胞に発現するbcl-2は、アポトーシスの抑制因子であるので、虚血にさらされた残存心筋はbcl-2を発現することによって生き延びる可能性が示された。