hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軸索流からみた運動ニューロン疾患の成因と治療の研究

1.逆行性軸索流に依存する運動ニューロンの変性:運動ニューロンの軸索は未梢に分布し,血液脳関門を持たない.RNA合成阻害剤であるアドリアマイレン,蛋白合成阻害剤であるヒマミレクチンとラット坐骨神経に注入すると,数日2週間で,当該脊髄レベルの体性運動ニューロンのみが,選択性変性に陥り,遂には消失した.この病理は,あたかも運動ニューロン疾患の脊髄と観察しているが如く,非常に類似したものであった.また,長期生存によって前根には,小児進行性脊髄性筋萎縮症に特徴的とされるグリア束の形成をみた.以上から,運動ニューロンの生存と死には逆行性軸索流によって運搬される末梢からの情報(神経毒性物質,栄養因子糖)が大きな役割を荷っていることが推定された.2.血清から運動ニューロンへの情報:筋萎縮性側索硬化疾患者血清には神経細胞に病的に作用するものがあることが知られている.そこで,運動ニューロンが神経筋接合部から血清成分を逆行性軸索流によって取り入れていることを免疫組織化学的に証明することに成功した.血清アルブミンと免疫グロブリンG分画が多量に運動ニューロンに証明され,蛋白結合性毒物や重金属イオンはこのようにして運動ニューロンに到達し,運動ニューロン疾患の成因として血中の神経毒性物質の役割を推測させる所見を得た.3.神経筋接合部構成蛋白,ラミニンの逆行性輸送:ラミニンは培養系で極めて,強力な神経栄養因子として作用する.ラミニン様蛋白が運動ニューロンの肢体内に存在することを最近見い出した.これは運動ニューロンの生存にラミニンが重要な役割を演じていることを示唆する.逆にこのラミニン様蛋白を逆行性軸索流によって運動ニューロンに輸送してやることによって,運動ニューロンの変性を防ぎ,筋萎縮性側索硬化症の治療に利用出来るのではないかと考え,鋭意研究中である.1.逆行性軸索流に依存する運動ニューロンの変性:運動ニューロンの軸索は未梢に分布し,血液脳関門を持たない.RNA合成阻害剤であるアドリアマイレン,蛋白合成阻害剤であるヒマミレクチンとラット坐骨神経に注入すると,数日2週間で,当該脊髄レベルの体性運動ニューロンのみが,選択性変性に陥り,遂には消失した.この病理は,あたかも運動ニューロン疾患の脊髄と観察しているが如く,非常に類似したものであった.また,長期生存によって前根には,小児進行性脊髄性筋萎縮症に特徴的とされるグリア束の形成をみた.以上から,運動ニューロンの生存と死には逆行性軸索流によって運搬される末梢からの情報(神経毒性物質,栄養因子糖)が大きな役割を荷っていることが推定された.2.血清から運動ニューロンへの情報:筋萎縮性側索硬化疾患者血清には神経細胞に病的に作用するものがあることが知られている.そこで,運動ニューロンが神経筋接合部から血清成分を逆行性軸索流によって取り入れていることを免疫組織化学的に証明することに成功した.血清アルブミンと免疫グロブリンG分画が多量に運動ニューロンに証明され,蛋白結合性毒物や重金属イオンはこのようにして運動ニューロンに到達し,運動ニューロン疾患の成因として血中の神経毒性物質の役割を推測させる所見を得た.3.神経筋接合部構成蛋白,ラミニンの逆行性輸送:ラミニンは培養系で極めて,強力な神経栄養因子として作用する.ラミニン様蛋白が運動ニューロンの肢体内に存在することを最近見い出した.これは運動ニューロンの生存にラミニンが重要な役割を演じていることを示唆する.逆にこのラミニン様蛋白を逆行性軸索流によって運動ニューロンに輸送してやることによって,運動ニューロンの変性を防ぎ,筋萎縮性側索硬化症の治療に利用出来るのではないかと考え,鋭意研究中である.昨年度、末梢神経から有毒レクチンやアドリアマイシンを投与すると逆行性軸索流によって脊髄前角細胞に輸送され、運動神経細胞は選択的に変性に陥ることを明らかにした。これは運動ニューロンの生存が逆行性軸索流によって運搬される物質によってコントロールされうることを意味している。それより運動ニューロン疾患の発症機序として、神経筋接合部から逆行性軸索流によって輸送される物質が鍵を担っていることが強く示唆された。運動ニューロンは血液脳関門によって保護されているにもかかわらずその軸索は広く末梢に分布している。本年度は、様々な血清因子が運動ニューロンに取り込まれていて、そのなかには運動ニューロンを変性させるものが含まれているのではないかと想定し、ラット運動ニューロンに果して血清成分が取り込まれているか検討した。驚くべきことに、脊髄前角細胞には免疫組織化学的に多量の血清蛋白,アルブミンとIgGグロブリンが末梢神経から取り込まれていることが判明した。これは運動ニューロン疾患の成因を考えるうえで非常に重要な所見と考えられた。一方、神経細胞は発育途上で過剰に産生され、不要なニューロンはすみやかに変性脱落し(神経細胞の自然死)、運動ニューロンでも同様の現象が証明されている。Werdnig-Hoffmann病はこの過程が病的に過剰に現れたものとする考えも強い。神経細胞の自然死の同定は容易でなかったが今回Fink-Heimer法により鮮明に同定されることを見いだした。しかも、本疾患に特異的とされる脊髄前根のグリア束が有毒レクチンによる運動ニューロン変性に続いて形成された。
同種皮膚移植片拒絶反応のメカニズムの解明

平成16年度は育児休業などの取得に伴い交付申請を保留し、17年度より研究を開始した。平成17年度は、1.SCIDマウスにB6クラスIIノックアウトマウスの体幹皮膚を移植した後にBALB/c CD4細胞を腹腔内に移入することにより、CD4T細胞が、直接同種皮膚移植片を認識できない、いわゆる間接認識機構(indirect pathway)による同種皮膚移植片拒絶反応モデル作成した。2.拒絶片局所にCD4細胞の他に、NK細胞、マクロファージが浸潤していることを免疫組織、フローサイトメトリーで確認した。3.さらに本モデルにアシアロGM1の腹腔内投与を行い、明らかな移植片の生着期間の延長をみたことより、NK細胞が本モデルにおける皮膚移植片拒絶反応に関与していると考えた。平成18年度は、このNK細胞のエフェクターメカニズムの解析を行った。1.NK細胞上のエフェクター分子の抗体投与によるブロッキングによる移植片生着期間延長効果の検討本モデルにおいて、皮膚移植1週間から2週間後に、移植片が完全に正嫡していることを確認してから、1x10^7/匹のCD4T細胞を移入。2日後より、抗NKG2Dモノクロナル抗体を週2回、腹腔内投与した。その結果、コントロールに比べ有意に移植片生着期間の延長をみた。2.移植片のNK細胞レセプター発現の確認次に、実際の移植片上にNK細胞レセプターが発現されているのかをPCR法を用いて調べた。その結果、拒絶反応が起こっている時期に一致して、アロの移植片上にのみRae-1の発現を認めた。シンジェニックの移植片には発現は認められなかった。3.TUNEL法によるアポトーシス検出本モデルにおける移植片拒絶反応はネクローシスによるものではなく、アポトーシスによるものであることが、TUNEL法を用いた組織染色で判った。4.NK細胞による拒絶反応が非特異的ではなく特異的に生じていることの確認アロのCD4細胞移入後に移植片上にRae-1が発現されるようになることで、NK細胞が同種移植片にアポトーシスを生じるものと推測したが、なぜ移植片にのみRae-1が発現されるのかは解明できなかった。平成16年度は育児休業等の取得に伴い交付申請を保留し、今年度から研究を開始した。1.マウス移植モデルの作成SCIDマウスにB6クラスIIノックアウトマウスの体幹の皮膚を移植したのち、BALB/c CD4 T細胞を腹腔内に移入することにより、CD4 T細胞が,直接同種皮膚移植片をアロ認識できないような、いわゆる間接認識機構(indirect pathway)による同種皮膚移植編拒絶モデルを作成した。本モデルにおいて、B6ノックアウトマウスの皮膚は、CD4 T細胞移入後、約20から30日で拒絶された。2.拒絶片局所浸潤細胞の解析これまでのところ、同種移植片の拒絶には、T細胞のほか、NK細胞、マクロファージ、好酸球などの細胞が関与するという報告がある。我々は、indirect pathwayによる同種皮膚移植片拒絶反応に関与するエフェクター細胞を調べるため、本モデルにおいてCD4 T細胞を移入後、拒絶が完了する前に移植片を採取し、移植片(拒絶片)に浸潤している細胞を、免疫組織、及びフローサイトメトリーで解析をした。その結果、移植片内へのCD4 T細胞の浸潤とNK細胞、マクロファージの浸潤を確認したが、好酸球の浸潤は確認できなかった。3.エフェクター細胞の解析`2.で拒絶片内への浸潤を確認したNK細胞の関与を調べるために、本モデルに抗アシアロGM1抗体の腹腔内投与を行ったところ、移植片生着期間の明らかな延長をみた。以上より、NK細胞が同種皮膚移植片拒絶反応において何らかの重要な役割を果たしていると考え、現在、そのエフェクターメカニズムにつき解析を行っている。

3.TUNEL法によるアポトーシス検出本モデルにおける移植片拒絶反応はネクローシスによるものではなく、アポトーシスによるものであることが、TUNEL法を用いた組織染色で判った。4.NK細胞による拒絶反応が非特異的ではなく特異的に生じていることの確認アロのCD4細胞移入後に移植片上にRae-1が発現されるようになることで、NK細胞が同種移植片にアポトーシスを生じるものと推測したが、なぜ移植片にのみRae-1が発現されるのかは解明できなかった。
機械的刺激によるATP遊離のメカニズムとその生理的役割に関する研究

ラット尾動脈内皮細胞におけるATP遊離機構と機械的刺激との関連性について、今年度は画像解析装置およびATP可視化技術を用いて、以下の点を明らかにした。(1)ラット尾動脈初代培養内皮細胞において、低浸透圧刺激によるプリン物質放出量の著明な増加とともに、[Ca^<2+>]iレベルの有意な上昇が観察された。(2)低浸透圧刺激による[Ca^<2+>]iレベルの上昇は、P2Y_1受容体拮抗薬であるPPADS及びPhospholipase C inhibitorであるU-73122により一部ではあるが有意に抑制された。なお、PPADS及びU-73122自身の影響は認められなかった。(3)P2Y_1受容体作動薬である2-mSATPにより[Ca^<2+>]iレベルの上昇が観察され、この上昇はPPADS及びU-73122により有意に抑制された。(4)低浸透圧刺激により内皮細胞面積の増大(cell swelling)が観察された。さらに、その増大はPPADSにより増強され、2-mSATPにより抑制された。以上の結果より、ラット尾動脈内皮細胞において、低浸透圧刺激によりATPが遊離されるとともに[Ca^<2+>]iレベルが上昇する事が明らかになった。この[Ca^<2+>]iレベルの上昇がU-73122およびPPADSにより有意に抑制されたこと、また2-mSATPにより著明な[Ca^<2+>]iレベルの上昇が観察されたことなどから、低浸透圧刺激による[Ca^<2+>]iレベルの上昇は、P2Y受容体の中でもP2Y_1受容体を介した反応であることが示唆された。さらに、低浸透圧刺激による細胞面積の増大(cell swelling)がPPADSにより増強され、2-mSATPにより抑制されたことから、低浸透圧刺激に伴って増大した内皮細胞容積の修復(減少)過程にはP2Y_1受容体を介した[Ca^<2+>]iレベルの上昇が、関与している可能性が示された。ラット尾動脈内皮細胞におけるATP遊離機構とメカノレセプター(機械的刺激受容器)の関連性について,画像解析装置および,ATP可視化技術を用いて,以下の点について検討した。1.ATPの遊離に対する伸展刺激の影響:血管組織標本(ラット尾動脈)に様々な張力(0.l2.0g)の伸展刺激を加えたが、ATPの遊離に対する影響は認められなかった。2.ATPの遊離に対する外液浸透圧変化の影響:(1)血管組織標本およびラット尾動脈培養内皮細胞において、外液を低張性にすることにより、[Ca^<2+>]iの上昇とATPの著明な遊離が観察された。(2)培養内皮細胞において、[Ca^<2+>]iはATP(10^<-6>M)により上昇し、この上昇はプリン受容体(P2受容体)拮抗薬であるsuramin(10^<-4>M)により消失した。(3)外液を低張性にすることにより観察された[Ca^<2+>]iの上昇は、suraminによっては全く影響されなかった。また、suramin自身の影響は認められなかった。(4)低浸透圧刺激による[Ca^<2+>]

iの上昇とATPの遊離は、細胞内のカルシウムイオンをキレートするBAPTA-AM(10^<-6>M)により完全に抑制された。以上の結果から、低浸透圧刺激により惹起される[Ca^<2+>]iの上昇は、遊離された内因性ATPによるものではなく浸透圧の低下に伴う細胞体積の変化、即ち機械的刺激に起因することが明らかにされた。さらに機械的刺激に応答するATP遊離機構には[Ca^<2+>]iの上昇が深く関与していることが示唆された。本結果は、第8回バイオイメージング学会にて発表した。ラット尾動脈内皮細胞におけるATP遊離機構と機械的刺激との関連性について,今年度は画像解析装置およびATP可視化技術を用いて,以下の点を明らかにした。(1)ラット尾動脈初代培養内皮細胞において、低浸透圧刺激によるプリン物質放出量の著明な増加とともに、[Ca^<2+>]iレベルの有意な上昇が観察された。(2)低浸透圧刺激による[Ca^<2+>]iレベルの上昇は、P2Y_1受容体拮抗薬であるPPADS及びPhospholipase C inhibitorであるU-73122により一部ではあるが有意に抑制された。なお、PPADS及びU-73122自身の影響は認められなかった。(3)P2Y_1受容体作動薬である2-mSATPにより[Ca^<2+>]iレベルの上昇が観察され、この上昇はPPADS及びU-73122により有意に抑制された。(4)低浸透圧刺激により内皮細胞面積の増大(cell swelling)が観察された。さらに、その増大はPPADSにより増強され、2-mSATPにより抑制された。以上の結果より、ラット尾動脈内皮細胞において、低浸透圧刺激によりATPが遊離されとともに[Ca^<2+>]iレベルが上昇する事が明らかになった。この[Ca^<2+>]iレベルの上昇がU-73122およびPPADSにより有意に抑制されたこと、また2-mSATPにより著明な[Ca^<2+>]iレベルの上昇が観察されたことなどから、低浸透圧刺激による[Ca^<2+>]iレベルの上昇は、P2Y受容体の中でもP2Y_1受容体を介した反応であることが示唆された。さらに、低浸透圧刺激による細胞面積の増大(cell swelling)がPPADSにより増強され、2-mSATPにより抑制されたことから、低浸透圧刺激に伴って増大した内皮細胞容積の修復(減少)過程にはP2Y_1受容体を介した[Ca^<2+>]iレベルの上昇が、関与している可能性が示された。
競泳のスタート局面における入水前後の動作と流体力の関係及び最小減速モデルの構築

競泳競技の短距離種目でレース結果に大きく影響するとされるスタート局面(スタートから15m通過まで)において,入水後の減速を抑える技術はスタートのパフォーマンスの差をもたらす大きな要因であると考えられる.本研究では入水前後の泳者の動作やその際に生じる流体力の大きさについて定量化することで,減速の少ない動作を評価する指標を獲得し,さらに,最も減速の少ない入水前後の動作のモデル構築を目的としている.当該年度は動作分析によって入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について検討を行った.男子競泳選手15名を対象にスタート動作(スタート10mけのび)を動作分析した.入水開始時,全身入水直後,入水開始1秒後における重心速度の変化について調査した.また,重心速度の変化に影響を与える泳者の動作的要因について検討した.その結果,重心速度は全身入水直後と入水開始1秒後では有意な相関(r = 0.881, p < 0.01)があったが,入水開始時と全身入水直後では有意な相関は認められなかった(r = 0.107, p = 0.352).また,全身入水直後の重心速度が高い泳者は手と大転子の入水位置が近い,入水開始時の運動量が大きいなどの特徴が見られた.よって,手と大転子の入水位置が近くなるような入水技術を獲得できれば,全身入水直後だけでなく,それ以降の重心速度も高く保つことができると示唆された.次年度は入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について男子選手だけでなく女子選手も対象として検討するとともに,次年度以降に予定している風洞実験用の人形模型を作成する必要があると考えられる.当該年度は当初の予定に従い,入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について検討することができた.一方で,業者決定が間に合わず,次年度以降の風洞実験に用いる人形模型の作成ができなかった.当該年度に作成できなかった人形模型を作成する予定である.また,当初の予定通り,競泳選手30名ほどを対象に入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について検討する予定である.競泳競技の短距離種目でレース結果に大きく影響するとされるスタート局面(スタートから15m通過まで)において,入水後の減速を抑える技術はスタートのパフォーマンスの差をもたらす大きな要因であると考えられる.本研究では入水前後の泳者の動作やその際に生じる流体力の大きさについて定量化することで,減速の少ない動作を評価する指標を獲得し,さらに,最も減速の少ない入水前後の動作のモデル構築を目的としている.当該年度は動作分析によって入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について検討を行った.男子競泳選手15名を対象にスタート動作(スタート10mけのび)を動作分析した.入水開始時,全身入水直後,入水開始1秒後における重心速度の変化について調査した.また,重心速度の変化に影響を与える泳者の動作的要因について検討した.その結果,重心速度は全身入水直後と入水開始1秒後では有意な相関(r = 0.881, p < 0.01)があったが,入水開始時と全身入水直後では有意な相関は認められなかった(r = 0.107, p = 0.352).また,全身入水直後の重心速度が高い泳者は手と大転子の入水位置が近い,入水開始時の運動量が大きいなどの特徴が見られた.よって,手と大転子の入水位置が近くなるような入水技術を獲得できれば,全身入水直後だけでなく,それ以降の重心速度も高く保つことができると示唆された.次年度は入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について男子選手だけでなく女子選手も対象として検討するとともに,次年度以降に予定している風洞実験用の人形模型を作成する必要があると考えられる.当該年度は当初の予定に従い,入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について検討することができた.一方で,業者決定が間に合わず,次年度以降の風洞実験に用いる人形模型の作成ができなかった.当該年度に作成できなかった人形模型を作成する予定である.また,当初の予定通り,競泳選手30名ほどを対象に入水前後の動作と入水後の重心速度の関係について検討する予定である.当該年度は風洞実験に用いる人形模型の作成費を計上していた.しかし,仕様決定や業者決定が間に合わず人形模型の作成ができなかった.次年度に人形模型を作成する予定としている.
臨床PET検査をめざした動脈硬化巣における脆弱プラーク検出の基礎的研究

本研究は横浜市立大学のPET検査施設を利用し、既に横浜市立大学で臨床応用されているglucose代謝イメージング製剤である、F-18FDG(FDG)とアポトーシスの関係を基礎的に検討すること。リン脂質結合タンパクファミリーのF-18標識の可能性を検討し新たなアポトーシス検出製剤を開発することを目的におこなった。apolipoprotein E欠損マウスに高コレステロール食を7週与えた動脈硬化モデルマウスを作成し、脆弱なプラークへのアポトーシス発現についてFDGおよびF-18標識Annexin V(AnnV)を投与し、コントロールマウスと対比して検討した。また脆弱なプラークは病理組織学的検討により、TUNNEL法によるアポトーシス細胞の確認とMOMA-1抗体を用いたマクロファージの存在にて確認した。さらに遊離細胞系HL60細胞にガンマ線5Gy照射してアポトーシスを誘導し、非照射細胞と比較して合成したAnnVへの結合を測定し、アポトーシスの有無による差を遊離細胞系実験にて検討した。AnnVはアポトーシスの検出にフローサイトメトリーで使われているアネキシンの標識体として合成した。合成はWaters社のSEPPAKカラムにAnnexin Vの水溶液を少量注入し、凍結乾燥機で十分に溶媒を飛ばし、サイクロトロンで製造したF-18 F2gasを直接カラムに通じたのちに、緩衝液でAnnVを回収して生成した。動脈硬化モデルマウスの脆弱なプラークへのFDGおよびAnnVの集積はコントロールマウスと比較して有意な集積亢進を示した。合成したAnnVはガンマ線照射して誘導したアポトーシス発現率の高い細胞と非照射細胞で結合に有意な差を示した。以上の結果からアポトーシス検出PET用製剤としてAnnVが有用である可能性が示され、臨床応用に向けさらにインビボ動物実験の必要性が示された。vulnerable plaqueは直接生命予後に関わり、かかる病変部の診断は動脈硬化性病変に対する治療戦略の決定に大きく左右する。現在までのところ、血管内視鏡、血管超音波検査などを用いた形態的診断の報告は多数認められるが、plaqueの機能的診断の報告は国内外を通じて少ない。特にアポトーシスimaging用ポジトロン製剤であるC-11 Annexin Vと、炎症細胞のimaging用ポジトロン製剤であるF-18FDGを組み合わせた報告は国内外でもまだない。準備実験としてAnnexin Vのポジトロン製剤であるC-11標識薬剤の合成実験を行った。横浜市立大学医学部付属病院に設置されているサイクロトロン(CYCLONE 18/9 IBA Belgium)を稼動し^<14>N(p,α)^<11>C反応にて^<11>CO2を生成した。その^<11>CO_2を^<11>CH_3I自動合成装置に通して^<11>CH_3Iを生成し、-20°CMeOH1.0ml中に溶解しているAnnexin Vとバブリングさせた後クローズシステムのなかで80°C5分間反応させ真空中で乾燥させた。2.0mlの生理食塩水を加えて調整し、マイクロポアフィルターをとおしてC-11 Annexin Vを合成した。HPLC column(TDK-GEL ODS-120T)4.6×250mmを用いた合成したC-11 Annexin Vの検討ではアイソトープ標識のないAnnexin VとC-11 Annexin VのUV detectorおよびradiodetectorのretention timeはそれぞれ共に3.5分と3.8分であった。^<11>CH_3I反応器にトラップされた放射能に対するradiochemicalyieldは10-15%であった。

また、^<18>F-FDGの合成を行った。^<18>F-FDGは^<18>O-濃縮水に陽子を照射して^<18>O(p,n)^<18>Fの核反応で生成した担体無添加のH^<18>Fに、炭酸カリウムとKryptofix2.2.2を添加して充分に乾燥させた後、無水のアセトニトリルに溶解したトリフレートを加え、得られたフルオロテトラアセチルグルコピラノースを塩酸で加水分解し、生成した^<18>FDGを陽イオン交換樹脂、イオン遅延樹脂、Sepak C18、アルミナに通し不純物を分離除去した後、注射剤の製法により生成した。^<18>F-FDGは30μA 70minの照射条件のもとにおいて、合成終了時に14.8GBq以上であることをキューリーメーターにて確認した。また心疾患の臨床例に^<18>F-FDGを用いたPET検査を行い、両心室のペーシング治療による重度心不全症例の治療効果判定に有用であることを論文で発表した。本研究は横浜市立大学のPET検査施設を利用し、既に横浜市立大学で臨床応用されているglucose代謝イメージング製剤である、F-18FDG(FDG)とアポトーシスの関係を基礎的に検討すること。リン脂質結合タンパクファミリーのF-18標識の可能性を検討し新たなアポトーシス検出製剤を開発することを目的におこなった。apolipoprotein E欠損マウスに高コレステロール食を7週与えた動脈硬化モデルマウスを作成し、脆弱なプラークへのアポトーシス発現についてFDGおよびF-18標識Annexin V(AnnV)を投与し、コントロールマウスと対比して検討した。また脆弱なプラークは病理組織学的検討により、TUNNEL法によるアポトーシス細胞の確認とMOMA-1抗体を用いたマクロファージの存在にて確認した。さらに遊離細胞系HL60細胞にガンマ線5Gy照射してアポトーシスを誘導し、非照射細胞と比較して合成したAnnVへの結合を測定し、アポトーシスの有無による差を遊離細胞系実験にて検討した。AnnVはアポトーシスの検出にフローサイトメトリーで使われているアネキシンの標識体として合成した。合成はWaters社のSEPPAKカラムにAnnexin Vの水溶液を少量注入し、凍結乾燥機で十分に溶媒を飛ばし、サイクロトロンで製造したF-18 F2gasを直接カラムに通じたのちに、緩衝液でAnnVを回収して生成した。動脈硬化モデルマウスの脆弱なプラークへのFDGおよびAnnVの集積はコントロールマウスと比較して有意な集積亢進を示した。合成したAnnVはガンマ線照射して誘導したアポトーシス発現率の高い細胞と非照射細胞で結合に有意な差を示した。以上の結果からアポトーシス検出PET用製剤としてAnnVが有用である可能性が示され、臨床応用に向けさらにインビボ動物実験の必要性が示された。
実機浮屋根式タンクを考慮したスロッシング挙動の把握とその減衰対策への研究

2003年9月に北海道で発生した平成15年十勝沖地震で浮屋根等を有する特定屋外貯蔵タンクにおいてスロッシング現象が生じ,浮屋根の破壊,沈没,火災発生といった事故が発生した.これを受けて,液面のスロッシングに伴う浮屋根の挙動の力学的特性についての検証が始まり,実規模レベルでのタンクによる検証を行うことが求められている.そこで,本研究では実際に使用されている実機浮屋根式タンクを用いて,ここにスロッシング現象を発生させる一つの実験方法を提案するものである.タンク内部に造波装置を設置し,エアシリンダーで造波装置をスロッシングの固有周波数に合わせて作動させることによりタンク内部の流体全体を動かし,これにより浮屋根にスロッシング現象を発生させることを試みるものである.この結果,実機タンクの浮屋根にスロッシング現象を発生させ,かつ妥当な減衰を得ることができた.2003年9月に北海道で発生した平成15年十勝沖地震で浮屋根等を有する特定屋外貯蔵タンクにおいてスロッシング現象が生じ,浮屋根の破壊,沈没,火災発生といった事故が発生した.これを受けて,液面のスロッシングに伴う浮屋根の挙動の力学的特性についての検証が始まり,実規模レベルでのタンクによる検証を行うことが求められている.そこで,本研究では実際に使用されている実機浮屋根式タンクを用いて,ここにスロッシング現象を発生させる一つの実験方法を提案するものである.タンク内部に造波装置を設置し,エアシリンダーで造波装置をスロッシングの固有周波数に合わせて作動させることによりタンク内部の流体全体を動かし,これにより浮屋根にスロッシング現象を発生させることを試みるものである.この結果,実機タンクの浮屋根にスロッシング現象を発生させ,かつ妥当な減衰を得ることができた.本研究では、苫小牧で被害を受けた浮屋根式タンクの1/10モデル及び実機タンクを用いて振動実験を行い、スロッシング発生時の浮屋根の1次モードに着目し、浮屋根の挙動(加速度および歪み)からバッファーによるスロッシング減衰対策について検討した。本研究をまとめると,以下のとおりである.1.バッファーによる制振効果浮屋根に生じる運動エネルギーから最適な剛性を有するバッファーを設計し、設置することにより、波高を最大3050%低減し、1次スロッシングモードの減衰定数も2倍以上に増大させる効果が期待できる。2.バッファーによる制振機構浮屋根モデルにバッファーモデルを取付けることで、発生するスロッシングを抑制できることが確認できた。バッファー材料として、高剛性・高摩擦を有する材料と低硬度・低摩擦係数を有する2種類の合成ゴムを用いて比較した。後者が、バッファーの変形によって糟性減衰効果を高め、ゴムの高分子鎖間での熱エネルギー損失を高めることで、スロッシングを抑制効果が期待できる。3.今後の課題本年度の研究では,浮屋根を完全にモデル化したとは言えず、本研究で得た所見をより実際に近いモデルで浮屋根式タンクの制振装置としての妥当性を確認する必要がある。20年度からは、実タンクでの実用的なスロッシング制振装置の完成を目指すこととする。本研究は、実際に使用されているシングルデッキ型浮屋根式貯槽タンク(秋田県男鹿市の(株)ジャパンエナジー船川事業所内の休止中タンクである直径15.5m,高さ10mの1,600KLインナーフロートタンク)を用いて、浮屋根にスロッシング現象を発生させる一つの実験方法を提案したものである。実規模レベルの浮屋根式貯槽タンクを用いてスロッシング現象を発生させるには、特別な実験方法を考案する必要がある。そこで、本研究では、安価でかつ簡単に実験ができることを目的として、タンク内部に造波装置を設置し、エアージャッキで造波装置駆動させる方法を提案した。この装置をスロッシングの固有振動数で作動させることにより、タンク内部の流体全体を動かすことを行った。これにより浮屋根に振幅20cm以上のスロッシング現象を発生させることができた。一方、スロッシングを発生させる実験の場合、振幅のみならず起振終了後の浮屋根の減衰定数が地震発生時と相違がないかを把握することが重要である。本研究では、浮屋根の減衰定数が0.37%となり、既往の研究で指摘されている値と妥当な結果を得ることができた。以上、本研究により実機貯槽タンクでスロッシング現象を発生させることができ、かつ妥当な浮屋根の減衰定数を得ることができたので、シングルデッキ型浮屋根が損傷から破壊に至るまでの挙動の把握やスロッシングの制振方法の開発等に本研究で提案した実験方法が大きく寄与できると考える。本研究は,実際に使用されているシングルデッキ型浮屋根式貯槽タンクを用いて,浮屋根にスロッシング現象を実生させる一つの実験方法を提案したものである.実機浮屋根式タンクの底部に造波装置を設置し,エアシリンダーによって造波装置をスロッシングの固有周波数で作動させることによってタンク内部の流体全体を動かし,スロッシング現象を発生させることができた.起振終了後の浮屋根の減衰定数は,0.37%となり,既往の研究を裏付ける妥当な減衰定数を得た.本研究によって,実機タンクでスロッシング現象を実生させることを可能にしたことから,本研究が浮屋根の損傷から破壊に至るまでの挙動の把握やスロッシングの制振方法の開発等に大きく寄与できると考える.この装置を用いて,減衰装置として合成ゴムからなるバッファーを浮屋根に設置した.

バッファーモデルは,本実験タンクの浮屋根質量と速度応答スペクトルから浮屋根がタンク側面へ衝突する際のエネルギーを算出し,そのエネルギーを吸収できるポテンシャルエネルギーを有し,かつスロッシングの減衰効果が得るために,高減衰性ゴム配合および形状設計を行った.これにより,バッファーなしに対し,バッファーを設置することで浮屋根の変位が30%程度に抑制されていることがわかる.つまり,バッファーによってスロッシング時の浮屋根揺動を抑制する効果が認められた.
表面修飾した炭素ナノチューブの走査型プローブ顕微鏡への応用

カーボンナノチューブを原子間力顕微鏡(AFM)探針として用いる場合,ファンデアワールス(vdW)力についての理解が必要である.本研究では走査型電子顕微鏡内ハンドリング技術を用いてナノチューブの吸着現象について検討し,vdW力を決定する未処理のナノチューブのハンマーカー定数が一般的な金属とほぼ同様の値となることを見いだした.ナノチューブ探針に加わった力情報を正しく検出するためにはナノチューブの加重下における挙動の理解が重要である.先と同様の方法で検討した結果,ナノチューブが等方的な連続体として取り扱えることを明らかにし,その挙動が古典的な材料力学モデルで解析可能なことを示した.また,過剰な加重下ではナノチューブのキャップ部に欠陥を生じ,歪みを解放することもわかった.ナノチューブ探針によりポリカーボネート表面に加重を加えることで,表面にナノスケールの窪みを形成でき適度な加重下では欠陥は生じず連続した高密度情報記録が可能であることを示した.ナノチューブで電子デバイスを制作するときその仕事関数は重要なパラメータである.本研究では,ケルビンフォース顕微鏡によりナノチューブの接触電位差が直径に依存しその増加とともに減少する事を見いだした.気相化学成長法で成長した先端に直径数十nmの磁気微粒子を内包したナノチューブを磁気力顕微鏡探針として用い,試料表面の磁気情報を読み出すことに成功した.磁気微粒子の直径から検出系を高感度化することで従来の探針に比べて著しい空間分解能の向上が期待できる.炭素ナノチューブは,直径が1nm20nmでかつ高アスペクト比のため走査型プローブ顕微鏡(SPM)の探針に最適である.本研究の目的は,炭素ナノチューブをSPMの探針へ応用するだけでなく、その表面をプラズマ等によって修飾し,特定の元素,分子または官能基をナノスケールで画像化できる探針の開発を目的とする.初年度は,炭素ナノチューブをSPMへ応用する際,高分解能を安定に得るための探針に要求される条件を確立する.炭素ナノチューブは2つのナノマニピュレータを設けた走査型電子顕微鏡(SEM)チャンバー内にて市販のSPM探針へ取り付けた.SEM試料室内に残留するハイドロカーボンを原料とし,ナノチューブとSPM探針の接合部に,電子線を照射しミクロな領域の化学気相成長によりこれらを強固に固定した.ナノチューブの固定強度を,SEM内で直接観察し測定した.探針のベースとなるSiチップが破損するまでナノチューブは脱落せず十分な強度で固定することに成功した.さらに,ナノチューブの機械的特性を測定し横方向と縦方向から働く力に対して同様の力学定数で説明できることが明らかになった.このナノチューブSPM探針をDNAの像観察に用い,市販のベストデータに比べて約2倍の解像度を達成した.また,耐久性も高い.一方,探針形状が高アスペクト比であることから,従来の探針ではあまり問題にならなかった,ナノチューブの側壁に働く横方向からの力で,SPM像が影響を受けることが明らかになった.この現象を先に測定したナノチューブのナノメカニクスと比較し,安定にSPM観察が出来る条件を明らかにした.カーボンナノチューブを原子間力顕微鏡(AFM)探針として用いる場合,ファンデアワールス(vdW)力についての理解が必要である.本研究では走査型電子顕微鏡内ハンドリング技術を用いてナノチューブの吸着現象について検討し,vdW力を決定する未処理のナノチューブのハンマーカー定数が一般的な金属とほぼ同様の値となることを見いだした.ナノチューブ探針に加わった力情報を正しく検出するためにはナノチューブの加重下における挙動の理解が重要である.先と同様の方法で検討した結果,ナノチューブが等方的な連続体として取り扱えることを明らかにし,その挙動が古典的な材料力学モデルで解析可能なことを示した.また,過剰な加重下ではナノチューブのキャップ部に欠陥を生じ,歪みを解放することもわかった.ナノチューブ探針によりポリカーボネート表面に加重を加えることで,表面にナノスケールの窪みを形成でき適度な加重下では欠陥は生じず連続した高密度情報記録が可能であることを示した.ナノチューブで電子デバイスを制作するときその仕事関数は重要なパラメータである.本研究では,ケルビンフォース顕微鏡によりナノチューブの接触電位差が直径に依存しその増加とともに減少する事を見いだした.気相化学成長法で成長した先端に直径数十nmの磁気微粒子を内包したナノチューブを磁気力顕微鏡探針として用い,試料表面の磁気情報を読み出すことに成功した.磁気微粒子の直径から検出系を高感度化することで従来の探針に比べて著しい空間分解能の向上が期待できる.
シベリアにおける最終氷期以降の気候と植生

シベリアから極東ロシア,日本列島にいたる地域の植生変遷を気候変動やそれに伴う様々な環境「変動との関係で地球的視野から位置づけることを目的として,15地点で堆積物の採取を行い古生態学的研究を行った。なお,平成13年度15年度に行ったこの研究は,「研究計画最終年度前年度の申請」によって平成16年度から「極東ロシアにおける最終氷期以降の植生変遷」(平成16年度18年度)に引き継がれ,現在も継続中である。西シベリアでは,後氷期中期以降はカバノキ属の花粉が最も優勢で,マツ属花粉もこれに伴っていた。また,現在,森林地帯である西シベリアの山岳地でも,後氷期中期以降,カバノキ属,マツ属にモミ属を伴う森林が広がっていた。バイカル湖周辺では,約12000年前以降,シベリアトウヒが増加し,完新世前期には,南部では常緑タイガ,北部では落葉タイガが発達した。完新世中期以降シベリアマツ,ヨーロッパアカマツが広域に増加した。アムール川河口域では,完新世初期には,カバノキ属の優占する植生が発達していた。約7500年前には,モンゴリナラやハルニレなどの落葉広葉樹花粉が出現する。この時代にアムール川流域で広葉樹が増加したと考えられる。その後,植生は大きく変化し,カバノキ属とともに,エゾマツが増加する。グイマツは少なくとも完新世初期からこの地域に分布していた。カムチャツカ半島では,南部のPuschino湿原では,晩氷期あるいは完新世初期に,イネ科,ヨモギ属,キク科などの草本植物が優占していたが,完新世初期以降カバノキ属,ハンノキ属などの落葉広葉樹の多い植生が形成され現在まで続いている。中部のSmal1 Kimitina湿原では,完新世初期にカバノキ属,ハンノキ属の優勢な森林が形成されたが,6000年前にハイマツが,2000年前にグイマツが,1800-1500年前にエゾマツが増加して,現在の植生に至っている。平成13年8月26日から9月12日に西シベリアのNobosiviruskの西方の地域において,堆積物の採取,植生調査,土壌調査等を行った。1.植生今回,調査を行った地域は,北から,ヨーロッパアカマツやカバノキ属を中心とする北方針葉樹林(タイガ),カバノキ属がパッチ状に分布するウッドランド,イネ科,アカザ科など草本植物を中心とするステップであった。また,低湿地帯では,乾燥のため水分が蒸発し,塩分が土壌表面に集積し,このような立地にはアッケシソウなどの塩性植物群落が広がっていた。2.堆積物採取Nobosiviruskの西方160km200kmに位置する湖が干上がった湿地(地名:SumaおよびKundran)において,それぞれ深度10mまでの堆積物を採取した。また,同じく西方360kmに位置するChany湖の堆積物を深度2mまで試掘した。これらの地点の堆積物はほとんどが,粘土またはシルトであった。さらに,Nobosiviruskの北30kmのBeloe湿原で2.5mの泥炭堆積物を採取した。3.堆積物の放射性炭素年代SumaとKundranにおいて採取した堆積物の放射性炭素年代を測定した。その結果は以下のとおりであった。以上のように,SumaとKundranにおいて採取した堆積物は少なくとも2万年前よりも古いことから,少なくとも最終氷期最盛期以降の堆積物であることが明らかになった。

両地点とも,深度の深い層準の年代が上位の年代よりも古い値が得られた。この矛盾については,下層の堆積物が上層のより新しい有機物の混入により,若い年代がでた可能性がある。今後さらに詳しい年代測定を行い,この矛盾点の解明が必要である。4.花粉分析Suma堆積物について,下層から上層まで,概略の花粉分析を行った結果,花粉含有量が極めて少ないことがわかった。しかし,層準によってはアカザ科,イネ科の草本を中心とする花粉組成を得ることができた。今後,詳しく花粉分析をはじめとする各種分析を進めてゆく予定である。平成14年度は,西シベリアと極東のアムール川流域で調査を行った。1.西シベリア平成14年9月10日から9月29日にシベリアのIrkutsukからNobosivirskの地域において,堆積物の採取,植生調査,土壌調査等を行った。(1)植生今回,調査を行った地域は,ステップから北方針葉樹林であった。(2)堆積物採取は,下記の4地点で行った。(3)堆積物の放射性炭素年代採取した堆積物の放射性炭素年代を測定した。その結果は以下のとおりであった。2.アムール川流域平成14年8月20日から9月3日にKhabarovskの北方に位置するアムール川河口域において,堆積物の採取,植生調査,土壌調査等を行った。(1)植生今回,調査を行った地域は,常緑針葉樹林帯から落葉針葉樹林帯への境界域であった。(3)採取した堆積物の放射性炭素年代を測定した。其の結果は以下化のとおりであった。以上のように,Tyapka, Chlyaにおいて採取した堆積物は完新世初期以降の堆積物であることが明らかになった。以上の西シベリア及びアムール川河口域で採取した堆積物の各種分析は順次進めているところである。平成15年度カムチャツカ半島平成15年9月14日から28日に新潟→ウラジオストック→ペトロパブロフスク・カムチャツキー→ナチキ(自動車)→ミルコボ(自動車)→ナチキ(自動車)→ペトロパブロフスク・カムチャツキー→ウラジオストック→新潟のコースで海外出張を行い,主に,カムチャツカ半島中央部のカムチャツカ川周辺域において,堆積物の採取,植生調査,土壌調査等を行った。(1)植生調査を行った地域のほとんどは,ダケカンバを中心とする森林ツンドラであった。一部,カラマツ,エゾマツの分布する地域が認められた(Milkovo)。(2)採取した堆積物および放射性炭素年代Puschino:カムチャツカ川南部採取した堆積物0-564cm火山灰層によって約10000年以上Duck Lake:カムチャツカ川南部採取した堆積物0-170cm火山灰層によって約10000年以上Milkovo1:カムチャツカ川中部採取した堆積物0-675cm火山灰層によって約5000年Milkovo2:カムチャツカ川中部採取した堆積物0-475cm火山灰層によって約10000年以上以上のように、カムチャツカ半島で採取した堆積物は,多数の火山灰層を含んでおり,最終氷期の晩氷期から現在までの少なくとも10000年以上を含んでいる。また、これまで採取した西シベリア,アムール河川口域および上記のカムチャツカ半島で採取した堆積物の花粉分析,微少炭化片分析,年代測定などを順次進めているところである。
CVD法によるコイル状カーボンファイバーの連続合成法の開発

1.バッチ式基礎実験装置(内径23mm,横型)を用いて、アセチレンの金属触媒活性化熱分解法によりコイル状のカーボンファイバーを合成し、コイルの合成条件を詳細に検討すると共に、その成長メカニズムの検討を行った。(1)触媒としては、これまで全くコイル成長が観察されなかった、FeおよびNiS粉末でも、合成条件を厳密に制御することにより10-20%のコイル収率が得られた。(2)種々の遷移金属炭化物の中で、TiCのみがコイル成長をもたらした。またTi酸化物の中で、Ti_2O_3および空気中で酸化したTi板がコイル成長をもたらした(収率:13-27%).(3)Ni単結晶を用いて、各結晶面での全炭素およびコイル析出量を検討した。各結晶面での触媒活性の順位は、Ni(100)>(111)>(110)であり、Ni(100)のコイル収率は、(110)の3倍の高い値を示した。すなわち、この触媒結晶面での炭素析出の異方性がコイル化の駆動力と考えられる。2.直径60mmの透明石英製横型反応管を用い、触媒を塗布したグラファイト基板あるいは金属板(触媒兼基板)を間欠的または連続的に移動しながらコイル合成を行い、コイル成長の特徴、問題点、装置設計などのついて検討を行った。その結果次の事が明らかにされた。(1)コイルは、原料ガス導入口のごく近く(20mm)でのみ成長し、それ以上になるとコイルは全く成長しない。(2)コイル収量は、反応時間と共にほぼ直線的に増加し、1-2mmの長さのコイルが得られる。(3)反応時間が10分以上になると硬い炭素層の析出速度が急激に増加する、(4)触媒としてはNiが最も適している。(5)得られたコイルをエメリ-紙で削ることにより、長さが数十ミクロンのコイルが得られた。その長さ分布は、用いたエメリ-紙の粒度に依存する。3.上記で得られた結果をもとに、現在サンプル合成のための、大型の合成装置(生産能力:数百グラム/月)の設計、製作を行っている。1.バッチ式基礎実験装置(内径23mm,横型)を用いて、アセチレンの金属触媒活性化熱分解法によりコイル状のカーボンファイバーを合成し、コイルの合成条件を詳細に検討した。(1)触媒としては、Ni,Ti及びWが最も有効で、原料アセチレンに対するコイル収率は50%以上を示した。(2)コイルは用いた金属触媒に依存したかなり狭い温度領域(700-850°C)でのみ成長した.最高のコイル収率を示す最適反応温度は,750°C(Ni,W),775°C(Ti)であった。(3)アセチレン中のチオフェン不純物の最適流量は、約0.35sccm(全ガス流量中0.24%)でありこの値から少しでもずれるとコイルは全く成長しなかった。(4)触媒金属の最適

粒度は、約2.5ミクロンであり、特に、1ミクロン以下の微粉末ではコイル収率は10%以下であった。2.直径60mmの透明石英製横型反応管を用い、触媒を塗布したグラファイト基板あるいは金属板(触媒兼基板)を間欠的または連続的に移動しながらコイル合成を行い、コイル成長の特徴、問題点、装置設計などについて予備的な検討を行った。その結果次の事が明らかにされた。(1)コイルは、原料ガス導入口近くでのみ成長した。したがって、原料を横型反応管の上部中央部より導入し下部より垂直に排出した。コイルは、原料ガス導入管直下に導入管直径の3-4倍の領域に析出した。その外側には直線状ファイバーが、さらにその外側には粉末が析出した。(2)基板とガス導入口の距離は、11-21mmでは、コイルが100%析出したが、24mmでは全く析出しなかった。(3)反応ガスの拡散を防ぐため装置内に種々のガスシールド板を設置したが、コイルは全く析出しなかった。(4)以上の結果を踏まえて、現在、改良型の半連続装置を設計、製作中である。1.バッチ式基礎実験装置(内径23mm,横型)を用いて、アセチレンの金属触媒活性化熱分解法によりコイル状のカーボンファイバーを合成し、コイルの合成条件を詳細に検討すると共に、その成長メカニズムの検討を行った。(1)触媒としては、これまで全くコイル成長が観察されなかった、FeおよびNiS粉末でも、合成条件を厳密に制御することにより10-20%のコイル収率が得られた。(2)種々の遷移金属炭化物の中で、TiCのみがコイル成長をもたらした。またTi酸化物の中で、Ti_2O_3および空気中で酸化したTi板がコイル成長をもたらした(収率:13-27%).(3)Ni単結晶を用いて、各結晶面での全炭素およびコイル析出量を検討した。各結晶面での触媒活性の順位は、Ni(100)>(111)>(110)であり、Ni(100)のコイル収率は、(110)の3倍の高い値を示した。すなわち、この触媒結晶面での炭素析出の異方性がコイル化の駆動力と考えられる。2.直径60mmの透明石英製横型反応管を用い、触媒を塗布したブラファイト基板あるいは金属板(触媒兼基板)を間欠的または連続的に移動しながらコイル合成を行い、コイル成長の特徴、問題点、装置設計などについて検討を行った。(1)コイルは、原料ガス導入口のごく近く(20mm)でのみ成長し、それ以上になるとコイルは全く成長しない。(2)コイル収量は、反応時間と共にほぼ直線的に増加し、1-2mmの長さのコイルが得られる。(3)反応時間が10分以上になると硬い炭素層の析出速度が急激に増加する、(4)触媒としてはNiが最も適している。(5)得られたコイルをエメリ-紙で削ることにより、長さが数十ミクロンのコイルが得られた。その長さ分布は、用いたエメリ-紙の粒度に依存する。3.上記で得られた結果をもとに、現在サンプル合成のための、大型の合成装置(生産能力:数百グラム/月)の設計、製作を行っている。
環境中および生体内で生成するハロゲン置換体の解毒体謝と乳癌発生への影響

環境中の有害化学物質は、光化学反応、塩素化反応などによりさらに毒性の強い、難分解性・体内蓄積性のある物質に変化する可能性があり、また、我々の生体内では、局所的に炎症性細胞によりラジカル反応や塩素化反応が惹起され、塩素置換体に変化する可能性がある。そこで、本研究では、BPAをモデル化合物として、その塩素置換体が炎症時などに生体内で生成する可能性、塩素置換体のin vivoエストロゲン様活性およびエストラジオール(E2)解毒代謝への影響について検討し、以下のことを明らかにした。(1)BPAを過酸化水素とともに好中球などの炎症性細胞が放出するミエロパーオキシダーゼと反応させて塩素置換体が生成するかどうか検討したところ、一塩素、一臭素置換体が生成した。(2)卵巣摘出ラットを用いて子宮重量への影響について検討した。一塩素置換体は、BPAと同程度に濃度依存的に子宮重量を増加させ、BrdUラベリングインデックスに関しては、BPAより強い効果を示した。(3)エストロゲンは肝臓や乳腺組織等でチトクロームP450(CYP1A1や1B1)により水酸化などの代謝を受け、カテコールエストロゲン(2-CEsおよび4-CEs)が生成し、4-CEsは発癌性を示すが、これはUGTによりグルクロン酸抱合化され解毒される。そこで、グルクロン酸抱合酵素(UGT2B7)への影響について検討し、一塩素置換体がUGT2B7の発現を抑制することがわかった。BPAのエストロゲン様活性はエストロゲンレセプターを介したものであるが、標的組織のエストロゲンの排泄を担う抱合酵素の発現を減少させることによりエストロゲン濃度を高め、結果的に生体内でのエストロゲン活性を変化させる可能性を示した。環境中に存在する有害性化学物質は、光化学反応、ラジカル反応、塩素化反応などによりさらに毒性の強い難分解性、体内蓄積性のある物質に変化する可能性がある。一方、生体内では、感染や種々の疾患に伴う組織の慢性炎症が起こると、局所的に炎症性細胞によりラジカル反応やハロゲン化反応が惹起される。研究分担者の寺尾らは、工場排水中からビスフェノールA(BPA)の塩素置換体を検出・同定している。そこで、本研究では、BPAをモデル化合物として、その塩素置換体が炎症時などに生体内で生成する可能性、それらの解毒代謝およびエストラジオール(E2)代謝への影響を明らかにすることを目的とした。本年度は、まず、好中球により放出されるmyeloperoxidase(MPO)によるBPAのハロゲン化反応について検討した。その結果、NaCl、MPO、過酸化水素共存下で3-ClBPA、3-BrBPAが生成し、Br体の方が生成しやすいことがわかった。(本研究結果については、フォーラム:衛生薬学・環境トキシコロジー、10月、広島にて発表した。)現在、生体内での生成については検討中である。一方、ヒト乳癌細胞(MCF-7)をBPAおよびそのハロゲン置換体とE2を添加した培養液中で培養し、細胞外液および細胞内のE2遊離体および抱合体量を測定することにより、E2の細胞内代謝に与える影響を検討したが、影響は観察されなかった。しかし、卵巣を摘出したラットの子宮重量への影響について検討したところ、薬理学的に十分でない、すなわち増殖作用を示さない量のE2とそれ自身では増殖作用を示さない量のBPAを同時に投与すると、増殖作用を亢進する傾向が観察された。従って、本結果は、BPAが子宮組織においてE2の代謝に影響を与えている可能性を示唆しており、今後量的な効果と代謝酵素への影響を詳細に検討することにした。

本研究では、BPAをモデル化合物として、その塩素置換体の乳癌発生への影響を解毒代謝の観点から明らかにすることを目的とした。本年度は,MCF-7乳がん細胞を用いた増殖試験とSDラットを用いた子宮肥大試験を行い,BPA塩素置換体のエストロゲン様活性をBPAのそれと比較検討した.さらに,肝臓でエストロゲンの代謝に関わるCYP1A2およびUGT2B1の遺伝子発現への影響についても検討した.MCF-7乳がん細胞の増殖試験において,10^<-7>10^<-9>Mの濃度で,3-C1BPAは,BPAより強い増殖作用を示した.子宮肥大試験では,7週齢の雌性SDラットに植物性エストロゲンを含まない飼料を与え,卵巣摘出を行い,それより一ヶ月後にBPAとその塩素置換体をそれぞれ3日間反復皮下投与し,子宮重量の測定とBrdU免疫染色を行った.その結果,いずれの場合も投与量依存的に子宮重量が増加し,有意に子宮内膜面積が増大し,BrdU標識細胞数も増加した.(本研究結果については第32回日本環境変異原学会にて発表した.)一方,6週齢の雄性ICRマウスに,BPAとその塩素置換体を連続二週間経口投与した後,肝臓を摘出し,RT-PCR法を用いてCYP1A2およびUGT2B1の遺伝子発現を調べた.BPAはいずれの遺伝子発現に対しても影響を不さなかったが,3-C1BPAは,UGT2B1遺伝子発現を有意に抑制し,CYP1A2遺伝子発現に対しても同様な傾向を示した.以上の結果から,3-C1BPAは,in vivoでエストロゲン様活性を示し,また,エストロゲンの解毒代謝を撹乱し,エストロゲン作用に影響をもたらして乳癌発生に影響を与える可能性が考えられた.