hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小がんのイメージングと治療を両立する葉緑素含有アパタイトナノ結晶の創製

透過型電子顕微鏡から,全試料においてロッド状形態が観測され,その結晶径は短軸径(a軸方向)が18&#8211;19 nmで長軸径(c軸方向)が49&#8211;50 nmであった。赤外線吸収スペクトルより,Chlはリン酸イオンに比べてCaイオンと晶析し易く,HApの結晶核形成過程において,ChlはHApのa面と相互作用して成長し,Chlの添加に伴ってc軸方向に伸長した。発光スペクトルの結果から,複合化によってChl分子の空間対称性が低い状態へ変化した。そして,Chl分子間の会合・分散とHApーChl複合状態を制御し,イメージングに最適な発光特性を見出した。次いで,がん細胞膜上に超過剰発現する受容体へ特異的に取込みされる分子をナノ結晶表面へ化学修飾する技術を確立しており,HeLaがん細胞に対して特異標識特性が観測された。以上より,当該年度の研究によって,HApと天然色素をハイブリッドさせた光機能ナノバイオセラミックスの創製を実現した。当該年度(平成29年度)において,当初の予定どおり,可視光域に励起/発光帯を有し生体に無害な天然色素『葉緑素(Chl)』をはじめ種々の色素を用いて,分子の極性を巧みに利用した水酸アパタイト(HAp)の結晶核形成法を確立した。特に,生体安全性の高い『Chlを含有したHApナノ結晶』を創製し,Chl分子間の会合・分散とHApーChl複合状態を制御し,イメージングに最適な発光特性を見出した結果は,予定以上の成果であり,申請者及び申請者の研究室学生が一丸となって研究へ邁進したことにも由来する。同時に,当該年度は研究に専念する時間を確保出来たことも重なり,研究立上・推進が加速したためでもある。研究実績の概要で述べたように,生体に類似な穏和な条件でHApと色素をハイブリッドさせた光機能ナノバイオセラミックスの創製に世界で初めて成功した点は,新規性と進歩性共に評価されている。以上の研究成果は,イギリス化学会誌のDalton Transactionsをはじめといた著名な雑誌へ掲載され,特許1件を出願するまでに至っており,世界への成果発信についても十分に達成したものと評価できる。微小な超早期段階の悪性腫瘍を,蛍光内視鏡によって『安全・高感度に映し出して「その場で」治療できる材料』を創製できれば,がんの撲滅が実現する。これまでの材料候補では,イメージングにおいて低い生体安全性・発光効率・耐光性が問題であり,更には,治療との両立には至っていない。そこで,本研究では,生体安全性が高く微小がん部位を高精度に細胞スケールでイメージングして治療できるナノ結晶を創製する目的である。当該年度(西暦2018年度)においては,葉緑素(Chl)含有・水酸アパタイト(HAp)ナノ結晶表面への細胞結合分子の修飾方法を確立した。細胞結合分子として,がん細胞表面に超過剰発現する葉酸受容体を標的とした葉酸分子,及び,HER2受容体を標的としたHER2抗体を用いた。表面修飾技術は,既に申請者等は検討していたため円滑な開発が実現した。具体的に,液相反応により3-アミノプロピルシランをChl含有HApナノ結晶表面へ結合形成させ,最表面へアミノ基を露出させた。次いで,アミノ基と細胞結合分子内のカルボン酸の脱水縮合反応により,細胞結合分子をナノ結晶表面へ共有結合を介して形成させた。がん細胞へ特異的に結合・取込が効果的な修飾分子の密度(分子専有面積)が分かった。同時に,特定の分子専有面積において,修飾分子が結晶表面に存在するChlと励起錯体を形成した光化学的挙動を示すことが分かった。
結晶架橋法を用いた新奇なネットワーク高分子の構築

ネットワーク高分子合成における最大の問題点は、形成されるネットワークが不均一となる点である。本研究では、有機配位子と金属イオンからなる多孔性配位高分子(MOF)を用いて、その有機配位子に反応性官能基を導入し、MOF形成後にMOF内部に架橋剤を導入し、有機配位子を繋ぐ架橋反応を施した後に脱金属イオン反応を行なう結晶架橋法を利用し、1MOFのエピタキシャル結晶成長を利用した多面体中空ネットワーク高分子、2ピラードレイヤー型MOFを用いた可逆的異方変形ネットワーク高分子、3多面体ネットワーク高分子を鋳型とした無機塩の形状制御、などを達成した。本年度は、結晶架橋法を用いて生成するネットワーク高分子について、外側の形状のみならず、1内側の形状も制御されたもの、2内部の架橋構造が制御されたもの、の2種類について詳細な検討を行なった。1に関しては、MOFのエピタキシャル結晶成長を利用し、内核に架橋能のない有機配位子、外殻に架橋可能な官能基を有する有機配位子を精密に配置したコアシェル構造を作製して結晶架橋法を施すことで、外側のみがネットワーク高分子となった立方体形状の中空ネットワーク高分子の合成を試みた。その結果、配位結合の分解に伴って、外殻は膨潤しつつ内核は溶解する様子が光学顕微鏡観察によって確認され、内核の配位子のみの溶出もNMR測定により確認できた。2に関しては、ピラードレイヤー型のMOFを利用することで、結晶の軸方位によって架橋密度が異なるネットワーク高分子の作製を試みた。本研究ではカルボン酸型の配位子に架橋可能な官能基を導入し、ピラー配位子は架橋能のないものを用いた。結晶架橋法を施した結果、得られたネットワーク高分子は良溶媒中で異方的な膨潤挙動を示した。配位結合の分解に伴い、ピラー配位子のみが溶出されたことはNMR測定によって確認できた。このように本年度は、架橋可能な配位子と架橋不可能な配位子の空間的な配置を、MOFの結晶構造の観点から精密に設計し、1多面体形状の中空ネットワーク高分子、2異方膨潤挙動を示すネットワーク高分子、という、既存の方法では作製することが困難であった新奇なネットワーク高分子の作製に成功した。その結果、架橋可能な配位子と架橋不可能な配位子の空間的な配置を、MOFの結晶構造の観点から精密に設計することで、1多面体形状の中空ネットワーク高分子、2異方膨潤挙動を示すネットワーク高分子、という、既存の方法では作製することが困難であった新奇なネットワーク高分子の作製に成功した。さらに、1に関しては、内核のMOF作製時に金属微粒子や高分子微粒子を共存させることで、微粒子を内包した中空ネットワーク高分子となることが確認できた。輸送材料としての応用も視野にいれて研究を遂行している段階である。2に関しては、酢酸銅型のシート構造の重要性に着目することで、結晶架橋法における架橋の段階で留めておくと何度でも可逆的に異方伸縮する材料となることも見出している。このように、当初計画では予想していなかった結果が幾つか得られていることから、本研究の現在までの進捗状況は、「当初の計画以上に進展している」と結論づけることができる。本年度は、結晶架橋法を用いて生成するネットワーク高分子について、1外側と内側の形状が制御されたもの、2内部の架橋構造が制御されたもの、3機能性の架橋剤を用いたもの、の3種類について詳細な検討を行なった。1に関しては、MOFのエピタキシャル結晶成長を利用し、外側のみがネットワーク高分子となった多面体中空ネットワーク高分子の合成を行なった。その際の内核に用いる架橋能のない有機配位子から作製したMOF結晶の成長時に金属微粒子や有機色素を共存させ、その後にエピタキシャル結晶成長と結晶架橋法を施すことで、多面体中空ネットワーク高分子の中にこれらの機能性材料を取り込ませることも可能であった。また、磁性微粒子を導入した場合に、磁場中で微粒子のみが揺動する様子が確認されたことから、機能性材料が多面体中空ネットワーク高分子で狙い通りに遊離していることが示唆された。2に関しては、ピラードレイヤー型のMOFを利用することで、結晶の軸方位によって架橋密度が異なるネットワーク高分子の作製を行なった。カルボン酸型の配位子には従前の架橋可能な官能基を導入し、ピラー配位子は架橋能のないものを用いた。得られたネットワーク高分子は良溶媒中で異方的な膨潤挙動を示した。3に関しては、凝集誘起型発光(AIE)を示す架橋剤を用いることで、外部環境に応答して発光が変化する材料の作製に成功し、さらに加水分解後のカルボン酸基を希土類イオンに配位させることで、発光色の細やかなチューニングや白色発光材料の作製も可能であった。このように本年度は、前年度に引き続き、既存の方法では作製することが困難であった新奇なネットワーク高分子の作製に成功した。

その結果、架橋可能な配位子と架橋不可能な配位子の空間的な配置を、MOFの結晶構造の観点から精密に設計することで、1多面体形状の中空ネットワーク高分子、2異方膨潤挙動を示すネットワーク高分子、という、既存の方法では作製することが困難であった新奇なネットワーク高分子の作製に成功した。3に関しては、架橋剤部位にも機能性材料を導入することが可能であることが示された。さらに、1に関しては、中空部に機能性材料を導入することも可能であり、狙い通りに揺動することも確かめられた。輸送材料としての応用も視野にいれて研究を遂行している段階である。2に関しては、結晶架橋法における架橋の段階で留めておくと何度でも可逆的に異方伸縮する材料となることを見出した。さらに新規なピラー配位子の設計によって、架橋密度を変えられることも見出している。3に関しては、非常に架橋密度が高いゲルの特性が如実に現れており、平衡膨潤下でも発光を示すことが分かった。このように、当初計画では予想していなかった結果が幾つか得られていることから、本研究の現在までの進捗状況は、「当初の計画以上に進展している」と結論づけることができる。本年度は結晶架橋法を用いて生成するネットワーク高分子について、内部の架橋構造を制御するべく、さまざまなピラードレイヤー型MOFを用いた検討を行なった。ピラードレイヤー型MOFを用いた場合に結晶の軸方位によって架橋密度を制御できることは前年度に見出している。本年度見出した新たな知見として特筆すべきは、金属配位構造を加水分解することなく、錯体レイヤーを残した状態で2官能のピラー配位子のみを1官能のリベレータ配位子へと配位子交換すると、錯体レイヤーのみが架橋剤で繋がれたネットワーク高分子が得られたことである。このネットワーク高分子は膨潤媒の有無によって一軸方向に可逆的に異方変形挙動を示し、他の軸方位には全く変化を示さないことが明らかとなった。伸縮の大きさは30%程度と筋肉に匹敵する大きさであり、単結晶X線回折測定によって、この一軸方向での可逆伸縮が二次元レイヤー間距離の変化に起因していることが明らかになった。本手法では原料となるMOFの結晶秩序からゲルの変形挙動を予測することが可能であり、等方的な溶媒を用いても異方変形挙動を示した。また、結晶架橋法で生成する多面体形状のネットワーク高分子を鋳型として無機塩である炭酸カルシウムやリン酸カルシウムの結晶成長を行なった結果、いずれの無機塩においても全体の形状をMOF由来の立方体や正八面体に成形することが可能であった。炭酸カルシウムにおいてはカルサイトが生成することが粉末X線回折測定によって明らかになった。このように本年度も前年度に引き続き、既存の方法では作製することが困難であった新規なネットワーク高分子の作製に成功した。ネットワーク高分子合成における最大の問題点は、形成されるネットワークが不均一となる点である。本研究では、有機配位子と金属イオンからなる多孔性配位高分子(MOF)を用いて、その有機配位子に反応性官能基を導入し、MOF形成後にMOF内部に架橋剤を導入し、有機配位子を繋ぐ架橋反応を施した後に脱金属イオン反応を行なう結晶架橋法を利用し、1MOFのエピタキシャル結晶成長を利用した多面体中空ネットワーク高分子、2ピラードレイヤー型MOFを用いた可逆的異方変形ネットワーク高分子、3多面体ネットワーク高分子を鋳型とした無機塩の形状制御、などを達成した。
豆乳・牛乳混合系からの共沈カードの形成とそのメカニズム

【目的】豆乳・牛乳混合系から乳酸発酵による共沈カードの生成には、フィチン酸よりもカルシウムの関与が重要であるという結果が得られている。そこで本年度は、両タンパク質の共沈におけるカルシウムの役割を明らかにすることを目的として実験を行った。【方法】大豆素材に分離大豆タンパク質(SPI)、乳素材として脱脂乳およびカゼインを用い、それぞれ1:1の割合で混合乳を調製した。この混合乳を用いて、共沈に対するカルシウムの影響をカルシウム添加により、また乳酸発酵中の可溶性カルシウム量の変化と共沈状態の関係を調べた。なお、可溶性カルシウムはVIVASPIN(VIVASCIENCE社製)を用い調製し、カルシウム量は原子吸光法にて測定した。【結果】SPI:脱脂乳の混合乳のpHを塩酸溶液にてpH6.9-6.0に調整し、塩化カルシウム溶液を滴下し、共沈物質の生成を観察した。その結果、pH6.9においても混合乳の添加塩化カルシウム濃度が12.2mMに達すると共沈が起こり、pHが低下するに伴い共沈に要する塩化カルシウム濃度は緩やかに低くなり、pH6.0においては5mM濃度付近で共沈がみられた。SPI:カゼインのpH調整混合試料についてもSPIと脱脂乳の混合試料の結果と類似した結果が得られ、大豆・乳タンパク質の共沈にはカルシウムが主役であることが認められた。また、脱脂乳を乳酸発酵することにより可溶性カルシウムが発酵に伴い増加することを確認し、SPI:脱脂乳の混合乳を乳酸発酵させ、共沈カードを形成させた。経時的に混合乳のpH、可溶性カルシウムの変化を調べた結果、共沈が起こるpH6.0付近で可溶性カルシウムが急増することが確認された。このpHの低下による脱脂乳中の不溶性カルシウムの可溶化が大豆タンパク質の凝固を促し、ついで乳タンパク質の共沈を誘導することを示唆している。このことにより両タンパク質の共沈生成には、カルシウムが重要であることが明らかになった。【目的】大豆タンパク質と牛乳タンパク質を共沈させ、豆乳と牛乳の混合系からカードを得る方法のひとつに酵素法がある。そこで白カビチーズに用いられるPenicillium caseicolumの産生する菌体外プロテアーゼを凝乳酵素として使用できる可能性、カード形成の最適条件の検討を行った。さらに、最適な条件で製造を試み、熟成中の成分変化等について調べた。【方法】試料は白目大豆鶴の子を用い、常法にて10倍加水豆乳を調製した。乳試料としては、低温殺菌乳、脱脂乳などを用いた。乳酸菌スターターには、Streptococcus thermophilusを使用した。P. caseicolumの酵素試料は、ふすま培地より調製した粗酵素液より得た透析内液(硫安画分30-80%)を用いた。豆乳、牛乳および混乳への凝乳性をレンネット試験法に準じて測定した。混乳カードは、乳酸発酵後凝固前に酵素液を加え、カードを形成させた。カードを熟成させ、熟成中の水溶性窒素、トリクロロ酢酸可溶性窒素(TCA-N)、遊離グルタミン酸量などについて測定した。また、タンパク質の変化は、SDS-PAGEを用いて検討した。【結果】P. caseicolumより抽出した菌体外プロテアーゼ系は、豆乳、脱脂乳および混乳に対する凝乳性が認められた。また、混乳に対しては、豆乳の混合比が高くなるほど、凝乳時間が長くなる傾向が確認された。この傾向は、乳試料の殺菌条件の違いによる差は認められなかった。ことから、混合比1:1および4:1の混乳を用いてチーズよう食品の製造を試みた。熟成中の水溶性窒素およびTCA-Nの変化は、熟成に伴い上昇し、熟成7週目には50%近くにもなり、順調な熟成を示した。また、旨味成分である遊離グルタミン酸量も熟成とともに上昇し、グルタミン酸の閾値の約4倍まで達した。熟成に伴い、牛乳タンパクであるαs-カゼイン、β-カゼインや大豆タンパクのβ-コングリシニンなどの各サブユニットが分解していることが確認された。【目的】豆乳からの大豆チーズでは、カルシウム量が牛乳からのチーズに比べ少なく、また風味に欠ける。これらの点を改良するために、豆乳・牛乳混合系から、大豆タンパクと牛乳タンパクの共沈によるカード形成の可能性を検討してきた結果、乳酸菌スターターによる乳酸発酵により、良質なカードを得ることができた。本年度は、SPI乳、脱フィチンSPI乳等と脱脂乳の混合系からカードを得、各カードの物性、溶解性を調べ、タンパク質共沈の機構を明らかにすることを目的とした。【方法】大豆素材は、脱脂大豆粉体、β-コングリシニン、SPIおよび脱フィチンSPIを用いた。調製した各大豆素材乳乳と脱脂乳を1:1の割合で混合し、混合乳とした。この混合乳を用いて乳酸発酵によりカードを調製し、物性、フィチン酸、カルシウムなどを測定した。また、緩衝液(PB、pH7.6)、塩化ナトリウム(NaCl)、チオシアン酸ナトリウム(NaSCN)、2-メルカプトエタノール(2-ME)およびプロピレングリコール(PG)を用いてカードの溶解性について検討を行った。【結果】調製したカードは、タンパク質収量も高く、また透明なホエーが得られ良好であった。

テクスチュロメーターにて各カードの硬さ、弾力性等を測定した結果、SPIカードと脱フィチンSPIカードの問では、各物性値の差は小さく、乳酸発酵カードの形成にフィチン酸の関与が低いことが示唆された。β-コングリシニンカードでは、硬さ、弾力性値が低く、剪断応力の値が高い傾向にあった。カード中のカルシウム含有量については、カード間にほとんど差は認められなかった。溶解度試験では、各カードともNaSCNに対する溶解度が1741%と高く、NaClに対しては4.15.6%、PGに対しては、2.23.5%、2-MEに対しては約3%、PBでは0.33.6%と低かった。【目的】豆乳・牛乳混合系から乳酸発酵による共沈カードの生成には、フィチン酸よりもカルシウムの関与が重要であるという結果が得られている。そこで本年度は、両タンパク質の共沈におけるカルシウムの役割を明らかにすることを目的として実験を行った。【方法】大豆素材に分離大豆タンパク質(SPI)、乳素材として脱脂乳およびカゼインを用い、それぞれ1:1の割合で混合乳を調製した。この混合乳を用いて、共沈に対するカルシウムの影響をカルシウム添加により、また乳酸発酵中の可溶性カルシウム量の変化と共沈状態の関係を調べた。なお、可溶性カルシウムはVIVASPIN(VIVASCIENCE社製)を用い調製し、カルシウム量は原子吸光法にて測定した。【結果】SPI:脱脂乳の混合乳のpHを塩酸溶液にてpH6.9-6.0に調整し、塩化カルシウム溶液を滴下し、共沈物質の生成を観察した。その結果、pH6.9においても混合乳の添加塩化カルシウム濃度が12.2mMに達すると共沈が起こり、pHが低下するに伴い共沈に要する塩化カルシウム濃度は緩やかに低くなり、pH6.0においては5mM濃度付近で共沈がみられた。SPI:カゼインのpH調整混合試料についてもSPIと脱脂乳の混合試料の結果と類似した結果が得られ、大豆・乳タンパク質の共沈にはカルシウムが主役であることが認められた。また、脱脂乳を乳酸発酵することにより可溶性カルシウムが発酵に伴い増加することを確認し、SPI:脱脂乳の混合乳を乳酸発酵させ、共沈カードを形成させた。経時的に混合乳のpH、可溶性カルシウムの変化を調べた結果、共沈が起こるpH6.0付近で可溶性カルシウムが急増することが確認された。このpHの低下による脱脂乳中の不溶性カルシウムの可溶化が大豆タンパク質の凝固を促し、ついで乳タンパク質の共沈を誘導することを示唆している。このことにより両タンパク質の共沈生成には、カルシウムが重要であることが明らかになった。
第一原理局所応力計算によるハイエントロピー結晶内部の原子レベル応力状態の解明

ハイエントロピー合金に優れた機械的性質を付与していると目される固溶強化機構を解明するために,独自手法である第一原理原子応力計算を用いて,ハイエントロピー合金結晶内部の応力場を明らかとする.得られた応力場を原子配置や電子状態といった局所的な情報と比較し,応力場を左右する物理的背景を明らかにする.ハイエントロピー合金に優れた機械的性質を付与していると目される固溶強化機構を解明するために,独自手法である第一原理原子応力計算を用いて,ハイエントロピー合金結晶内部の応力場を明らかとする.得られた応力場を原子配置や電子状態といった局所的な情報と比較し,応力場を左右する物理的背景を明らかにする.
多核錯体の逐次吸着を利用する傾斜機能材料の作成

個体材料の科学的機能の傾斜化には、従来の層レベルの傾斜機能材料からより微細な組成分布を有する傾斜機能材料へと変換することが必要となる。即ち、組成変化を分子レベルで設計可能な新しい材料合成プロセスの確立が重要な技術課題となる。本研究では、溶液からの様々な逐次吸着法を用いて、ナノレベルの積層構造を持つ傾斜機能薄膜の作成を検討してきた。第一に、静電的相互作用を利用する交互吸着法を様々な荷電物質へと展開させた。具体的には、多核錯体、粘土鉱物、酸化物粒子、色素分子、タンパク質、導電性高分子などが、それと反対電荷の高分子電解質と交互に規則的に吸着することを明らかにした。第二に、酸化物超薄膜を逐次積層化するための新しい手法として、表面ゾル・ゲル法を見出した。この手法は、水酸基を有する固体表面への金属アルコキシドの化学吸着、過剰に物理吸着したアルコキシドの洗浄、表面の加水分解と縮合という一連の操作の繰り返しよりなり、酸化物薄膜の分子レベルの膜厚制御が可能となった。この手法は、水酸基を有する有機分子、あるいは有機高分子と金属酸化物との交互積層薄膜の作成に展開された。第三に、高分子の重合溶液から基板表面に数ナノメートルの厚みの超薄膜を析出させる手法を見出し、これを繰り返すことで導電性高分子の精密な逐次積層が可能となった。これらの逐次吸着法の発展は、分子的精度で任意のシーケンス構造を有する傾斜機能材料の作成を可能にし、新しい機能薄膜材料の設計に大きく貢献するものと考えられる。
高血糖と血管の老化:ラジカルスカベンジャー機能異常と内皮細胞活性化遺伝子発現

老化・糖尿病における動脈硬化症の発症・進展を誘導する要因として、血管壁における活性型酸素の産生と分解の調節異常が重要である。特に高血糖は血管内皮細胞での活性酸素処理の異常をきたし、その結果過剰となった活性型酸素により血管内皮細胞の活性化をきたす遺伝子発現が誘導され、血管機能が障害される可能性がある。そこで本研究では、1)高血糖下でのペントース燐酸経路活性化異常とグルタチオンレドックス(GR)サイクルの活性低下:高グルコース状態で、活性酸素処理系として重要なGRサイクルの活性低下による血管内皮細胞障害を報告した(Kashiwagi ct al Diabetes 1992,Kashiwagi ctal. Diabetologia 1994,Asahina et al Diabetes 1995)。これら異常は、アシドーシス状態でも認められた(Ikebuchi et al Metabolism 1993)。これら異常はラジカルスカベンジャーにより改善し(Kashiwagi et al.Diabetes 1991 1991)、更にピンビル酸により是正された(kashiwagi et alAm J Physiol投稿中)。2)高血糖状態に伴う血管内皮細胞の活性化遺伝子発現異常:高グルコース状態は浸透圧効果を介して細胞間接着因子(ICNA-1)の遺伝子発現を特異的に誘導し、単球の内皮細胞への接着を増強する(Taki et al. Atherosclerosis投稿中)。しかしこの作用は酸化ストレスの亢進によるものではなかった。3)酸化LDLによる血管内皮細胞遺伝子発現異常:酸化LDLまたはその主要な構成要素であるLysoPCにより血管内皮細胞で単球遊走因子MCP-1(Monocyte chemoattractant protein-1)の遺伝子発現が誘導された(Takahara et al Metabolism投稿中)。「まとめ」このような結果から糖尿病に伴う代謝異常(高血糖・高浸透圧・アシドーシス、脂質酸化)により、血管内皮細胞は酸化ストレスの影響を受け易く、更に糖尿病状態では、単球と血管内皮細胞間相互作用が増強され、糖尿病性血管障害を導く可能性が示された。今後血管の老化を予防するという観点から、糖尿病患者でin vivoにおける酸化ストレスを抑制する臨床的研究を行うと共に、糖尿病患者における酸化LDL濃度の検討とその是正を検討する。老化・糖尿病における動脈硬化症発症・進展を検討するうえで、血管壁における活性酸素の産生と分解の異常は、LDLの酸化と血管内皮細胞の活性化遺伝子発現を介してマクロファージや血管平滑筋細胞機能を修飾し、動脈硬化症発症を誘導すると指摘されている。既に糖尿病状態では、非酵素的糖化反応が亢進するため活性酸素の産生が亢進していることが考えられる。そこで本研究では、高血糖状態での活性酸素分解能の異常を検討し、過剰となった活性酸素により、血管内皮細胞の活性化に関する遺伝子発現が誘導され、血管機能が障害されるという仮説を明らかにした。1.高血糖状態でのラジカルスカベンジャー機能異常と血管内皮細胞障害2.高グルコース条件下における血管内皮細胞活性化

遺伝子発現高グルコース培養条件下に血管内皮細胞の表面のICAM-1の発現を、その特異抗体を用いたElisa法にて検討した。高グルコース条件下にICAM-1の発現が増加した。これら増加は各種ラジカルスカベンジャー(鉄キレーター、VitEなど)にて抑制された。更に高浸透圧培養下にも、これら遺伝子発現の異常が観察されることより、血管内皮細胞に浸透圧受容機構の存在する可能性が示唆された。現在MCP-1、PDGF-beta鎖の遺伝子誘導を検討中である。老化・糖尿病における動脈硬化症の発症・進展を誘導する要因として、血管壁における活性型酵素の産性と分解の調節異常が重要である。特に高血糖は血管内皮細胞での活性酸素処理の異常をきたし、その結果過剰となった活性型酸素により血管内皮細胞の活性化をきたす遺伝子発現が誘導され、血管機能が障害される可能性がある。そこで本研究では、2)高血糖状態に伴う血管内皮細胞の活性化遺伝子発現異常:高グルコース状態は浸透圧効果を介して細胞間接着因子(ICAN-1)の遺伝子発現を特異的に誘導し、単球の内皮細胞への接着を増強する(Taki et al.Atherosclerosis投稿中)。しかしこの作用は酸化ストレスの亢進によるものではなかった。「まとめ」このような結果から糖尿病に伴う代謝異常(高血糖・高浸透圧・アシドーシス、脂質酸化)により、血管内皮質細胞は酸化ストレスの影響を受け易く、更に糖尿病状態では、単球と血管内皮細胞間相互作用が増強され、糖尿病性血管障害を導く可能性が示された。今後血管の老化を予防するという観点から、糖尿病患者でin vivoにおける酸化ストレスを抑制する臨床的研究を行うと共に、糖尿病患者における酸化LDL濃度の検討とその是正を検討する。
カルシウムの植物細胞核における動態とクロマチン機能の制御に関する研究

エンドウクロマチンの構造と機能に対するカルシウム(【Ca^(2+)】)の作用について調べた。先ずin vitroにおける【Ca^(2+)】の作用としてクロマチンの吸収スペクトル、熱融解曲線の測定からクロマチンは【Ca^(2+)】によって凝集化をともなった安定した構造に移行していると思われた。またクロマチンを超音波処理すると、分子サイズの断片化とともに凝集化の少ないクロマチンが得られた。超音波処理をしたものと、しないクロマチンに【Ca^(2+)】を加え50%凝集沈殿に要する【Ca^(2+)】量は超音波処理したもので2倍多く必要とした。またクロマチンを食塩によって解離させたものを、【Ca^(2+)】あるいはEGTA存在下で再会合させると【Ca^(2+)】存在下で得られたクロマチンのTm値はEGTA存在下で再会合させたものより高かった。これらの結果は【Ca^(2+)】がクロマチンの構造に関与していることを示すので、【Ca^(2+)】とクロマチンの転写鋳型活性の相関について調べた。すなわち凝集したnativeな構造のクロマチンと、それに超音波処理を加えてより凝集化の少ない構造にしたもの、さらに熱変性させたDNAの3種の構造の異なる鋳型を用い、それぞれにEGTAを加えて転写させた結果、最も凝集した構造の、nativeなクロマチンの場合のみ100μM以下の少量のEGTAで鋳型活性の増加が認められた。このことは【Ca^(2+)】によるクロマチン構造の凝集化が転写鋳型活性の調節に関与していることを示している。またあらかじめクロマチンをDNase【II】で4種のフラグメントに断片化したものを【Ca^(2+)】あるいはEGTA存在下でゲル濾過を行うと、軽度に分解されたフラグメントのみが【Ca^(2+)】によって凝集し、より大きなサイズへ移行した。それにともない転写鋳型活性の低下ならびに最大の鋳型活性を示すクロマチン画分が高分子側へ移行しているのが認められた。またin vivoにおける【Ca^(2+)】の影響をみるため【Ca^(2+)】欠乏根と【Ca^(2+)】供与根からクロマチンを調製して比較すると【Ca^(2+)】欠乏根のクロマチンの構造が不安定になっているのが示された。
非定常熱流体解析に基づいた熱流体を利用した３軸方向加速度センサーの設計開発

熱流体の慣性を利用して3軸方向の加速度を検知する加速度センサーの設計開発を行った.まず3軸方向の加速度が干渉しないで測定出来る温度センサーの位置を明らかにした.次にヒーターの形状を円形,4分割型,点型とし,それぞれの測定性能を明らかにした.マクロスケールでの解析,およびサイズを20倍にした装置を作成し,加速度に比例する温度差を検知することができ作動原理の正しさが確認された.最後に非定常状態の応答性を解析し,実用的な測定を行うための周波数の上限を明らかにすることができた.以上のように3軸方向加速度センサーの設計は行えたので,次はMEMS技術を用いて製作,実験を行う段階に到達したと言える.本年度の解析は,装置全体を考慮し,ヒーターが円形のもの(モデル1),装置全体を考慮し,ヒーターを4分割したもの(モデル2)の2種類のモデルを作製し,センサーとして性能を解析した.(1)モデル1の解析結果ax=010,az=110の範囲において,加速度azによるΔTx ,ΔTx1,ΔTx2への影響は,加速度axと比べ,それぞれ0.0187×100 = 1.87[%],0.0205×100 = 2.05[%],0.0164×100 = 1.64[%]となった.また,加速度azによる影響は,ΔTx2<ΔTx<ΔTx1の順に大きくなる.加速度axによるz1,2サーミスタでの標準状態との温度差ΔTz1,ΔTz2への影響は,加速度azと比べ,0.0654×100 = 6.54[%]と,0.0957×100 = 9.57[%]である.(2)解析モデル2の解析結果ax=010,az=110の範囲において,加速度azによるΔTx ,ΔTx1,ΔTx2への影響は,加速度axと比べ,それぞれ0.0135×100 = 1.35[%],0.0140×100 = 1.40[%],0.0168×100 = 1.68[%]となった.加速度azによる影響は,ΔTx<ΔTx2<ΔTx1の順に大きくなる.ΔTx(= Tx1ーTx2)の計算を行う方が僅差ではあるが,加速度azによる影響が少ない検出方法である.加速度axによるz1,2サーミスタでの標準状態との温度差ΔTz1,ΔTz2への影響は,加速度azと比べ,0.0873×100 =8.73 [%]と,0.2173×100 =21.73 [%]であり,特にサーミスタで,加速度axによる影響が顕著に出る.このような干渉は望ましくなく,さらなるセンサーの最適化,また,実験的検証が必要である.平成26年度は,実験用加速度センサーの作製を重要項目としている.本来,加速度センサーの大きさは数ミリ程度を対象としていたが,実際のMEMS技術を用いた加工費は本研究の予算を超えることが明らかとなった.そのために,大きさを数センチ程度に拡大し,MEMS技術は用いずに,実験用加速度センサーを作製することにした.加速度センサーのスケールが異なる場合,その中の熱流動も異なり,これまでの数値シミュレーションの結果がそのまま使えるとは限らない.スケールを変更しても従来の温度分布が維持されるようにヒーター温度などを調整することとし,まず,スケールと温度の関係を明らかにする数値シミュレーションを行った.その結果,グラフホフ数を一致させることで同じ温度分布が得ることができることが確認された.しかし,このグラフホフ数を維持した状態でセンチメートル程度の大きさの加速度センサーを制作するとなると,ヒーターと外壁の温度差が1[K]未満となってしまうため,対流が支配的でない範囲内でのグラフホフ数の変更などを行わなければならないことが新たな問題となることも明らかとなった.そこで,加速度センサーの外壁温度と内部の気体の関係を,数値シミュレーションによって解析した.その結果,外壁温度が上昇した場合,内部の気体の温度分布は対流の影響が小さくなる方向に変遷して行くことが明らかとなった.最後に,実験用加速度センサーの作成に向けた解析モデルの検討を行った.代表長さを,ヒーターからの発熱量16[mW],外壁温度300[K],体膨張係数とした.z軸方向の加速度を-1Gで一定とし,x軸方向の加速度を0.1G,0.2G,0.3Gと0.1ずつ増加させ,1Gまでの10パターンについて定常計算で数値計算を行い,得られたデータを実験に資することとした.加速度センサーの性能を向上させるために,リング状のヒーターを点状に置き換え,数値解析によりその性能を比較し,利点,欠点を明らかにした.点状のヒーター上に作られる熱塊は,リング状のそれよりも細長くなるため,同じ加速度に対して熱塊の動きがより敏感になると考えた.その結果,例えばx方向に5gの加速度をセンサーに与えたとき,円状ヒーターが温度センサー部に生み出す温度変化は0.784度であり,点状ヒーターでは4.208度と5.36倍にもなり,その感度の良さが明らかとなった.なお,ヒーターの発熱量は0.015Wとした.しかし,円状ヒーターに生じる温度の最大値は482Kに対し,点状ヒーターのそれは1700Kとなることが今後の課題となった.

次に加速度センサーの非定常状態での応答性を明らかにするために,正弦波状に変化する加速度を与え,その周波数と温度センサーの出力温度の関係を調べた.周波数を0から5000Hzまで変化させて,温度センサーの出力温度の振幅と位相遅れを数値解析により明らかにした.その結果,周波数が大きくなるほど位相遅れも大きくなり,5000Hzでは167.4度となった.また,そのときの振幅は,0Hzの0.33%となった.また,100Hzでは位相遅れは61.2度,振幅は52.73%である.その結果,実用的な測定を行うための周波数の上限を明らかにすることができた.実験において,半径18cmの回転台の上にマクロタイプの装置を作成し,回転運動を与えることで加速度をセンサーに与え,作動原理の実証を行った.なお,ミクロタイプ,すなわち装置の大きさを数mmにすることは,予算の関係上できなかった.総じて,加速度センサーの形状や温度センサーの最適位置を明らかにすることができ,今後はMEMS技術により,ミクロタイプの加速度センサーの作製と実験を行う段階に来ている.熱流体の慣性を利用して3軸方向の加速度を検知する加速度センサーの設計開発を行った.まず3軸方向の加速度が干渉しないで測定出来る温度センサーの位置を明らかにした.次にヒーターの形状を円形,4分割型,点型とし,それぞれの測定性能を明らかにした.マクロスケールでの解析,およびサイズを20倍にした装置を作成し,加速度に比例する温度差を検知することができ作動原理の正しさが確認された.最後に非定常状態の応答性を解析し,実用的な測定を行うための周波数の上限を明らかにすることができた.以上のように3軸方向加速度センサーの設計は行えたので,次はMEMS技術を用いて製作,実験を行う段階に到達したと言える.本来は数mm程度の大きさの実験用加速度センサーを,本学にあるMEMS作製装置を用いて作製する予定であったが,本装置では作製困難な箇所があることが明らかとなった.外注することも考えたが,予算が大幅に超えてしまう.そのために,MEMS技術を使わなくても良いように,スケールを大きくして実験用加速度センサーを作製し,今後の研究に資するデータを得ることとした.その結果,数値シミュレーションや設計の一部をやり直す必要が生じ,少し,予定より遅れることとなった.流体工学,数値流体力学前述のように,スケールアップした実験を行い,今後のMEMS技術による装置の製作に資するデータの収集を行うこととする.数値シミュレーションに関しては,ほぼ予定通りに進んでいる.しかし,実験については進展していない.これは,当初の予定よりも加工費がかかることが明らかになったためである.雛形の作製に数百万円オーダーの予算が必要であり,実行は難しい.前述のようにやや計画が遅れているために,海外での研究発表を2015年度に移行したため.実験に関して,マイクロサイズの装置を作ることは,予算の限界を超えるため不可能である.しかし,マクロサイズであれば,十分に作製が可能である.サイズのオーダーの変更に伴う運動方程式の相似性の確認などの,基礎的なシミュレーションを行い,実験の妥当性を明らかにしながら,研究を進めることとする.2015年7月にソウルの国際会議で発表を行う.その航空券代として使用する.
胃癌個別化医療を支える胃癌病理学．胃癌の多様性を解明する．

胃癌は一様ではなく,組織像は多様多彩である.2014年の癌ゲノムアトラス(TCGA)ネットワークによる胃癌分子型分類では,EBウイルス(EBV)関連胃癌,マイクロサテライト不安定性胃癌(MSI-H),ゲノム安定性胃癌(びまん型),染色体不安定性胃癌(腸型)の4型が挙げられている.胃癌における個別化医療をさらに推進するためには,びまん型,腸型を新たな観点でさらに再分類するとともに,サブタイプごとに進展に伴う癌細胞の多様性の獲得機構について解明し,胃癌病理学を再構築する必要がある.H30年度には,1) EBV関連胃癌では,癌細胞1個当たりの感染ウイルスコピー数の中央値は9.9で,コピー数が高い症例はPD-L1発現が亢進し,疾患特異的生存を検討すると予後不良あった.また,癌幹細胞がCD44v6v9陽性細胞群に濃縮されていることを実証し,EBV関連胃癌培養細胞株のエクソソームにより樹状細胞の成熟が阻害されることを示した.2) MSI-H胃癌に相当するミスマッチ修復酵素発現欠失胃癌(MMRD胃癌)ではHLA class Iの発現低下が高頻度で,EBV関連胃癌と対照的であることを見出した.3)腸型胃癌の初期には粘膜内の腺管形成腫瘍(gastric intramucosal neoplasm,GIN)を経るものと考えられる.GINの遺伝子異常を検討し,主にAPC変異型,TP53変異型,その他の3群に分類され,TP53変異型が微小な段階から浸潤癌に進展することを示した.4)ゲノム安定性胃癌では,ポリコーム抑制複合体2の構成分子EZH2の高発現が、頻度は低い(7%)ものの、予後不良因子となることを示した.また,癌腫は異なるがmicroRNA21陽性の癌関連線維芽細胞が腺癌の進展を促進していることを実証した.連携研究者は牛久哲男准教授,牛久綾講師,国田朱子助教,阿部浩幸講師である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。胃癌の発生にはピロリ菌の慢性感染,慢性胃炎が重要な役割を果たしているが,発生する胃癌は一様ではなく,組織像は多様多彩である.従来,胃癌を組織像から腸型,びまん型の二種類に大別して論じてきたが,胃癌の個別化医療という観点からは不十分である.2014年に発表された癌ゲノムアトラス(TCGA)ネットワークによる胃癌分子型分類(Nature 513:202, 2014)では,EBウイルス関連胃癌,マイクロサテライト不安定性胃癌(MSI-H),ゲノム安定性胃癌(びまん型),染色体不安定性胃癌(腸型)の4型が挙げられている.胃癌における個別化医療をさらに推進するためには,びまん型,腸型を新たな観点でさらに再分類するとともに,サブタイプごとに,進展に伴う癌細胞の多様性の獲得機構について解明し,胃癌病理学を再構築する必要がある.本研究では二つの軸で形態学的多様性を解明する.第一に,癌進展に伴う遺伝子変異蓄積過程を明確にする.同時に,サブタイプに特徴的な間質間葉系細胞の存在を探る.さらに,両者の相互作用を検証することでサブタイプごとに多様性を解き明かし,胃癌個別化医療を支える病理学の構築を目指す.今後も引き続き,サブグループごとに,進行に伴う多様性の検証,間質細胞の胃癌多様性への寄与,上皮幹細胞,癌幹細胞動態の面で解析を進めていく.連携研究者は牛久哲男准教授,国田朱子助教,阿部浩幸助教である.胃癌は一様ではなく,組織像は多様多彩である.2014年発表された癌ゲノムアトラス(TCGA)ネットワークによる胃癌分子型分類では,EBウイルス関連胃癌,マイクロサテライト不安定性胃癌(MSI-H),ゲノム安定性胃癌(びまん型),染色体不安定性胃癌(腸型)の4型が挙げられている.胃癌における個別化医療をさらに推進するためには,びまん型,腸型を新たな観点でさらに再分類するとともに,サブタイプごとに,進展に伴う癌細胞の多様性の獲得機構について解明し,胃癌病理学を再構築する必要がある.本研究では,癌進展に伴う遺伝子変異蓄積過程を明確にすると同時に,サブタイプに特徴的な間質間葉系細胞の存在を探る.さらに,両者の相互作用を検証することでサブタイプごとに多様性を解き明かし,胃癌個別化医療を支える病理学の構築を目指している.H27年度には,1)RHOA変異胃癌における遺伝子異常を腫瘍内で検討した.RHOA遺伝子をはさむSNPを利用してアレルコピー数の検討を行ったところ,進展部位に非依存的に,粘膜固有層内においてアレル不均衡が生じていた.2)また,びまん性胃癌において炎症関連分子Xの発現を検討したところ,独立した予後不良因子となることを見出した.現在,炎症関連分子Xの胃癌細胞での機能について解析を行っている.3)染色体不安定胃癌(腸型)では,とくにサブタイプHER2遺伝子増幅胃癌において組織の不均一性を検討した.4)EBウイルス関連胃癌では,細胞株SNU719において,癌幹細胞がCD44v6陽性細胞群に含まれていることを見出した.今後も引き続き,サブグループごとに,進行に伴う多様性の検証,間質細胞の胃癌多様性への寄与,上皮幹細胞,癌幹細胞動態の面で解析を進めていく.連携研究者は牛久哲男准教授,牛久綾特任講師,国田朱子助教,阿部浩幸助教である.

A.進行に伴う多様性の検証:1)RHOA変異胃癌における遺伝子異常について,RHOA遺伝子をはさむSNPを利用してアレルコピー数の検討を行った.変異とは独立して,粘膜固有層内においてアレル不均衡が生じていた.2)また,びまん性胃癌において炎症関連分子Xの発現を検討したところ,独立した予後不良因子となることを見出した.炎症関連分子Xの癌細胞での機能について解析を行っている.3)染色体不安定胃癌(腸型)では,とくにサブタイプHER2遺伝子増幅胃癌において組織の不均一性を検討し,増幅,非増幅クローンが存在するが,内腔側からのアクセス可能な分布をしていることを確認した.B.間質細胞の胃癌多様性への寄与:胃癌細胞から放出されるエクソソームによる微小環境制御を検討するため,とくにウイルス由来の産物を追跡できるEBウイルス関連胃癌をモデルとして,エクソソーム単離,分析など基礎的検討を進めた.今後,単離エクソソームを用い,骨髄由来間葉系幹細胞への影響,あるいは単球から樹状細胞への分化誘導への影響を検討する予定である.C.上皮幹細胞,癌幹細胞動態:ベクトン・ディッキンソン社製BD LSRFortessa X-20フローサイトメーターを教室に導入し,解析を進めている.とくに,EBウイルス関連胃癌細胞株SNU719において,CD44v6陽性細胞群に癌幹細胞が含まれていることを見出した.正常胃幹細胞との関連性について検討を進めている.胃癌は一様ではなく,組織像は多様多彩である.2014年発表された癌ゲノムアトラス(TCGA)ネットワークによる胃癌分子型分類では,EBウイルス関連胃癌,マイクロサテライト不安定性胃癌(MSI-H),ゲノム安定性胃癌(びまん型),染色体不安定性胃癌(腸型)の4型が挙げられている.胃癌における個別化医療をさらに推進するためには,びまん型,腸型を新たな観点でさらに再分類するとともに,サブタイプごとに,進展に伴う癌細胞の多様性の獲得機構について解明し,胃癌病理学を再構築する必要がある.本研究では,癌進展に伴う遺伝子変異蓄積過程を明確にすると同時に,サブタイプに特徴的な間質間葉系細胞の存在を探る.さらに,両者の相互作用を検証することでサブタイプごとに多様性を解き明かし,胃癌個別化医療を支える病理学の構築を目指している.H28年度には,1)マイクロサテライト不安定性胃癌(MSI-H)に相当するミスマッチ修復酵素発現欠失胃癌(MMRD胃癌)を対象にARID1A発現消失の分布と推移について検討を加えた.2) EBウイルス関連胃癌では,PD-L1遺伝子増幅がPD-L1遺伝子発現細胞群の一部に生じることを見出した.3) EBウイルス関連胃癌の腫瘍間質におけるCD204陽性細胞,PD-L1陽性免疫細胞浸潤の意義について検討し, CD8陽性細胞による攻撃を回避する機構の一端を明らかにした.さらに,4)進行胃癌を対象に,不均一性を克服するために,細胞膜に存在する分子CDH17,CLDN18を同時に標的とすることが,癌細胞検出ならびに治療に有効である可能性を示した.今後も引き続き,サブグループごとに,進行に伴う多様性の検証,間質細胞の胃癌多様性への寄与,上皮幹細胞,癌幹細胞動態の面で解析を進めていく.連携研究者は牛久哲男准教授,牛久綾特任講師,国田朱子助教,阿部浩幸助教である.A.進行に伴う多様性の検証:各サブタイプにおける進展に関する遺伝子異常,発現異常について検討を進めるとともに,不均一性を克服できる手段についても検討を進めている.1)インフラマソーム関連分子として知られているNLRP
増殖因子と培養細胞による唾液腺組織の再生

1.2継代目のラットとヒト顎下腺培養細胞に対するBFGFの濃度の違いによる影響に関して検討した。Bromodeoxyuridine(BrdU)陽性細胞数の割合は50ng/mlまでは徐々に増加し、それから100ng/mlまでは急激に増加した。しかし、100ng/ml以上ではBrdU陽性細胞数の割合はプラトーになった。ラット・ヒトの両方の細胞で、培養4日目の100ng/mlbFGFでの総細胞数は、コントロール群の総細胞数に比べ有意に高かった。一方、bFGFの有無は、培養細胞の形態に対して違いを認めなかった。以上の結果から、唾液腺上皮細胞に対するbFGFの主な影響は、細胞分裂刺激として働くことが示された。2.ラット顎下腺萎縮モデルにより、bFGFの組織再生能に関して検討を行った。手術用顕微鏡下にて導管を血管・神経から注意深く剥離し、8-0絹糸にて結紮した。結紮2週間後、腺組織は極度の萎縮と重量減少がみられた。その後、結紮を解除し、色々な量のbFGF、isoproterenol、生食を導管から逆行性に注入した。SoproterenolとbFGFは有意に細胞増殖が増加した。抗FGFレセプターtype1抗体に対する免疫組織化学の結果では、障害された腺での免疫活性は増加する事が示され、障害された腺と正常の腺でのbFGFに対する反応の違いも示された。これらの結果から、bFGfは唾液腺組織の組織再生を促進する事がしめされた。増殖因子の投与による再生促進実験一萎縮唾液腺(導管結紮モデル)に導管逆行性にbFGFを投与した時の、bFGFの至適作用濃度を検討した。1,体重200gの7週齢wistar系ラットの顎下腺導管を結紮し、2週間結紮群(n=6)、3週間結紮群(n=6)および4週間結紮群(n=6)の3群を作製した。顎下腺重量の平均値は、対照群(n=6)の0.31±0.024gに対して、結紮2週間の群(n=6)で0.09±0.018g、3週間の群(n=6)で0.08±0.015g、4週間の群(n=6)で0.08±0.017gでった。2週間以上結紮した群の顎下腺重量は、未結紮の顎下腺に比較して平均26%と著明な萎縮を示した。(導管結紮によるラット顎下腺萎縮モデルラットに対する塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)の影響)ラット顎下腺導管の結紮モデルを使用して、結紮除去後に起こる細胞増殖過程とbFGFによる影響について検討を行い、以下の結果が得られた。1) 2週間の導管結紮により顎下腺の腺房は著明に萎縮し、重量は結紮前の26%に減少した。2)イソプロテレノールおよびbFGFの投与によりPCNA陽性細胞は有意に増加した。3) bFGFのIn vivoにおける細胞増殖促進効果は10ng/ml(1.0ng/gland)で最大となった。4)イソプロテレノールでは導管系の細胞を中心に陽性反応が認められるのに対し、bFGFによる増殖促進は、腺房細胞を含めて幅広い細胞に認められた。5) bFGF投与2週間後びは、対照群と比較して重量の増加と腺房を中心に組織の著明な回復が認められた。以上よりbFGFは萎縮唾液腺組織の再生を促進する可能性が示された。(清浄唾液腺細胞に対するbFGFの影響)培養唾液腺細胞および正常唾液腺組織に対する塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)の影響に関して検討したところ、以下の結果が得られた。

1)培養唾液腺細胞に対し、bFGFは100ng/ml以上の濃度で、有意な増殖促進を示した。2) bFGFの作用時間は短時間(1時間)と長時間(12時間)とも同様に培養唾液腺細胞の増殖を誘導できることが明らかになった。In vivoにおいて、コラーゲンゲル中あるいはマトリゲルとともに培養することで、唾液腺細胞は腺管構造を示すことが知られている。今回、In vivoにおける腺管形成の可能性について検討するために実験を行った。(顎下腺萎縮モデルの作製)Wistar系ラット(雄性・12週齢)をベントバルビタール腹腔内麻酔下に、絹糸にて顎下腺主導管を結紮した。その後2週間飼育した後、実験に使用した。結紮2週間後の顎下腺のHE染色標本では、終末部腺房細胞の萎縮がみられ、細胞質は少なくなり、核のみが数珠状に配列している像を呈していた。また、導管の拡張と結合組織成分の増加と炎症細胞の浸潤を認めた。(唾液腺細胞培養)Wistar系ラット(雄性・5週齢)をベントバルビタール腹腔内麻酔下に、顎下腺を摘出し、堀江らの方法で培養を行った。移植には培養2継代目の細胞を用いた。細胞がコンフルエントになった後、単離し唾液腺培養培地を用い、細胞懸濁液を作製した。(培養唾液腺細胞の顎下腺萎縮モデルへの移植)顎下腺萎縮モデルラットの導管結紮を解除し、萎縮した唾液腺被膜直下にマイクロシリンジを用いて細胞懸濁液を注入した。生理食塩液を注入したものをコントロールとした。その後、2週間飼育し観察を行った。(結果・考察)コントロールの顎下腺では、終末部腺房細胞の萎縮がさらに進み、導管細胞数の減少、結合組織成分の増加と炎症細胞の浸潤を認めた。細胞懸濁液を注入した顎下腺では、終末部腺房細胞の萎縮がみられたが、導管細胞数は回復傾向がみられた。今回の実験では、萎縮した唾液腺組織に細胞懸濁液を注入することにより、組織の回復傾向がみられたが、顎下腺萎縮モデルの萎縮の程度等により組織の回復には差がみられるため、この違いが何によるものかの検討が必要である。また、回復に関係する因子に関しても組織学的、生化学的検討が必要である。