hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光圧による単一有機微粒子の操作と配向制御

単一ナノメートル微粒子の新しいフェムト秒分光法を目指して、種々の微粒子系に一般的に適用可能で、感度が高く、時間分解能も高い分光手法として、フェムト秒パルスをポンプ光に、フェムト秒白色光をプローブ光に用いた表面光散乱分光法を世界に先駆けて開発してきた。この手法によれば集光ビーム半径より、また光の波長より小さい微粒子でも、一粒毎に散乱スペクトルを選択的に測定することができる。これによりμmサイズの単一ペリレン微結晶と、数十nmの単一金微粒子の超高速過程を直接測定することができた。前者ではモノマー励起状態、エキシマー状態のダイナミックスを、後者では格子温度の上昇とその後に続く冷却過程を明らかにすることに成功した。単一ナノメートル微粒子の光固定化を図るため、局所で光重合法も開発することに成功した。顕微鏡下捕捉用レーザー光に加え、光重合用紫外光を少し広めに照射し、捕捉したナノメートル微粒子を覆うよう重合し、基板に固定化した。乾燥後AFMにより光重合体の形状を観察評価し、確かにその中に捕捉した単一微粒子1ヶが含まれていることを確認した。水中レーザーアブレーションによるナノメートル微粒子の作製にも成功している。レーザーアブレーションを水中で行えば、ナノメートル微粒子が作製できると考え、数十マイクロメートルサイズの各種フタロシアニン、ペリレン、アントラセン、ピレン、コロネンなどの各結晶を貧溶媒である水に攪拌分散させ、エキシマーレーザーを照射した。溶液をキャストして乾燥し、AFMで観察すると100nm程度の微粒子が生成していることが示された。本手法はあらゆる有機物に適用可能であることから、多くの実験パラメータを調節しつつ、微粒子形状、サイズ、相の制御を図りうる新しい手法として注目されている。共焦点顕微鏡下にレーザー捕捉用ビームと同軸に超安定プローブ用レーザー光を導入し、その前方散乱光の強度と位相の情報より、目に見えない微小な微粒子の検出とその数の決定、散乱像による捕捉状態の把握かつ操作をはかっており、波長以下の大きさの単一微粒子の光検出と光操作の開発にめどをつけつつある。これにより光操作する微粒子数の高精度測定、微粒子間相互作用力、微粒子と基板の吸着力の決定、分子集合構造形成に役立つ光圧ポテンシャルの評価など基本的な問題の解決にあたる。また、光操作を可能にする光圧を利用して、分子を配向させつつ集合させる新しい微粒子の創製を目指しており、溶液中に分散した波長以下の大きさの各種微粒子を対象に研究している。光圧により集合させ、波長以上の大きさの微小球を創製できる系については、その特有の分子配向構造をピコ秒蛍光分光法により解析しており、分子の分極率が光圧に有効なパラメータであること、集合させうる最小微粒子サイズはl5nmであることを示した。さらに、単一微粒子の光物理・光化学過程の研究として、光操作した単一微結晶の光励起に伴う光熱効果によって誘起されるアニーリング、分解蒸発、ショックによる破壊現象を探索し、そのメカニズムの解明をはかっている。さらにパルスレーザーで高密度励起するこの手法を駆使し、微結晶表面のポジション毎のモルホロジー、粒径を制御する手掛かりを得た。ナノメートルサイズの微粒子一粒の過渡吸収を高感度・高精度に計測する新しい時間分解顕微分光法を開発した。本手法は、単一ナノ微粒子に照射したレーザー光の前方散乱光に過渡吸収の情報が含まれることに着目し、前方散乱光の位相と振幅の変化を微分干渉計を用いて高精度に観測することにより、単一微粒子の複素屈折率と粒径を同時に解析するものである。また、単一微結晶を対象とする顕微超高速分光・画像計測法の開発も順調に進み、倒立型顕微鏡にフェムト秒レーザー光源と各種光検出システムを組み合わせた超高速顕微分光・画像測定システムを製作し、微結晶一粒ずつの過渡吸収をフェムト秒の時間分解能で測定する一方、単一微結晶がフェムト秒パルス励起によって分解、飛散する様子を撮影することに成功した。一方、微粒子に作用する極微弱な力の3次元ポテンシャル計測法を用いて、ナノメートルサイズの金属微粒子とエバネッセント場の相互作用により発生する光圧の解析を行っている。顕微鏡下の全く新しい現象として顕微鏡下集光した近赤外レーザー光により分極率の大きい分子系に生じる光圧を駆使して、水溶液中に単一微粒子を形成させている。この光圧効果と水の光吸収に基づく光熱効果によって誘起される熱相転移性高分子の単一微粒子の形状を測定し、その内部構造の知見を得るとともに単一微粒子内、及びその近傍における局所温度の解析を行い、PNIPAN分子のコンフォメーションの観点から考察した。

顕微鏡下捕捉用レーザー光に加え、光重合用紫外光を少し広めに照射し、捕捉したナノメートル微粒子を覆うよう重合し、基板に固定化した。乾燥後AFMにより光重合体の形状を観察評価し、確かにその中に捕捉した単一微粒子1ヶが含まれていることを確認した。水中レーザーアブレーションによるナノメートル微粒子の作製にも成功している。レーザーアブレーションを水中で行えば、ナノメートル微粒子が作製できると考え、数十マイクロメートルサイズの各種フタロシアニン、ペリレン、アントラセン、ピレン、コロネンなどの各結晶を貧溶媒である水に攪拌分散させ、エキシマーレーザーを照射した。溶液をキャストして乾燥し、AFMで観察すると100nm程度の微粒子が生成していることが示された。本手法はあらゆる有機物に適用可能であることから、多くの実験パラメータを調節しつつ、微粒子形状、サイズ、相の制御を図りうる新しい手法として注目されている。
骨形成を促進するRANKL逆シグナルスイッチの最適化から新規骨形成促進薬開発へ

歯科医療では局所に骨誘導できる薬剤の開発が求められている。我々は骨形成促進作用を持つ分子量が10002000ほどのペプチドにより、観血処置をせずに注射で骨を誘導する方法を見出したが、BMP-2という骨形成促進タンパクの助けを借りていた。BMP-2は作用部位の腫脹など様々な問題が指摘されており、日本ではまだ承認されていない。本研究では、BMP-2に代わるRANKLという分子に結合する新規骨形成促進剤を生み出すための基礎的研究基盤を構築し、研究成果が広く歯科医療に還元できる研究を推進する。骨を活発に吸収している破骨細胞はRANKを膜上に発現する細胞外小胞(SEV)を分泌する。このRANK-SEVが骨芽細胞の働きを活性化することを「RANKL逆シグナル」という。本研究はこの逆シグナルを効率よく伝えて、骨芽細胞の活性化に至る最適条件は何かを求める集学的な研究である。本研究成果から新規骨形成促進薬創製の研究基盤を確立することが期待される。骨代謝の基礎的研究分野の新しい展開が図られるとともに、従来からの骨造成の主役であったBMP-2にとって変わる新規の骨造成促進薬の開発に繋がれば、臨床の各分野での展開にも期待できる。このように広い学術領域において波及効果が期待できる。
ラットin vivo RNA干渉による侵害受容遺伝子の制御と疼痛治療への応用

難治性疼痛は、原因が特定できずペインクリニックでの治療にも抵抗する慢性の痛みである。疼痛発生に直接関わる特定の遺伝子発現を人為的に制御することにより、新しい鎮痛法の開発につながる可能性が期待される。本研究では、痛み発生に関わる遺伝子の関与に関して、基礎的実験を行なった。トランスフェクションラットでは対照ラットと比較して疼痛閾値が有意に上昇した。本研究で難治性疼痛のメカニズムの一部が分子レベルで初めて明らかになった。難治性疼痛は三叉神経領域にもしばしば見られ、代表的なものに、神経因性疼痛とされる非定型顔面痛、ヘルペス後神経痛、舌痛症などがある。本研究の目的は、infraorbital nerve-chronic constrictioninjury model(眼窩下神経結紮モデル)(ION-CCI)による三叉神経痛モデルラットを実験的に作製し、ラット三叉神経節および顎顔面領域へのカプサイシン受容体および同TRPスーパーファミリー(侵害受容性陽イオンチャネル)遺伝子の相補的21塩基対二本鎖RNAをin vivoトランスフェクションし、RNA干渉効果によって、遺伝子の発現が抑制され、最終的にはラット個体の疼痛閾値が上昇し、鎮痛効果が惹起されるか否かを確認することである。今年度は三叉神経痛モデルラットを作成し、行動学的疼痛反応を引き起こすかどうか検討した。片側の眼窩下神経結紮ラットで、フォンフライ毛による機械的刺激を用いた顔面逃避反射閾値の測定を両側前額部、顔面頬部、下顎部の計6箇所で行った。結紮後1,2,4,8日目に閾値の測定を行った。結紮側では非結紮側にくらべ、すべての計測日で逃避反応閾値が優位に低下しており、特に4日目にその差が大きかった。非結紮側の閾値の低下は両側とも結紮していない対照ラットの逃避反応閾値より低下していた。眼窩下神経支配領域でない下顎部においても閾値の低下が見られ、さらに非結紮側でも閾値の低下が見られたことから、閾値の低下には中枢性の要因も考えられた。神経因性疼痛とされる非定型顔面痛、ヘルペス後神経痛、舌痛症は治療に抵抗するいわゆる難治性疼痛である。本研究の目的は、infraorbital nerve-chronic constriction injury model(眼窩下神経結紮モデル)(ION-CCI)による三叉神経痛モデルラットを実験的に作製し、ラット三叉神経節および顎顔面領域への疼痛関連遺伝子の相補的21塩基対二本鎖RNAをin vivoトランスフェクションし、RNA干渉効果によって、遺伝子の発現が抑制され、最終的にはラット個体の疼痛閾値が上昇し、鎮痛効果が惹起されるか否かを確認することである。作年度は三叉神経痛モデルラットを作成し、行動学的疼痛反応を引き起こすかどうか検討した。結紮後1, 2, 4, 8日目に閾値の測定を行った。そこで、今年度は、ラット大槽内にChristophらが用いたin vivoにおける方法(2006)に従ってsiRNAを注入してTRPV1 receptorをサイレンシングし、その後眼窩下神経結紮ラットの逃避反応閾値を測定した。結紮4日後にsiRNA(VsiR2,5'-GUUCGUGACAAGCAUGUACTT-3',3'-TTCAAG CACUG UUC GU ACAUG-5')をトランスフェクションし、その後7日間閾値の測定を行った。VsiR2注入により、1日目で昨年度の実験で得られた対照値にくらべ有意の閾値の上昇が見られた。この効果は5日までは対照値にくらべ有意差が見られた。すなわち、行動学的にはVsiR2が鎮痛効果を引き起こすことが明らかになった。Infraorbital nerve-chronicconstriction injury model(眼窩下神経結紮モデル)による三叉神経痛モデルラットを実験的に作製し、ラット三叉神経節へのカプサイシン受容体および同TRPスーパーファミリー(侵害受容性陽イオンチャネル)遺伝子の相補的21塩基対二本鎖RNA(siRNA)をin vivoトランスフェクションし(TR-Rat)、ラット個体の疼痛閾値の変化、および三叉神経脊髄路核ニューロン活動の記録を行うことにより、鎮痛様効果が惹起されるか否かを確認した。

解析は、昨年度の行動学的疼痛変化の解析により結紮後8-12日目の変化が顕著であったため、結紮後4日目にトランスフェクションし、その後7日間にわたり行動学的閾値測定(フォンフライ毛を用いた機械的刺激に対する逃避反応閾値)、およびその後7日目(結紮後11日目)に、顔面皮膚に与えた電気刺激に対する三叉神経脊髄路核における侵害受容性応答を記録した。主な結果として1)TR-ratでは行動学的にトランスフェクション1日目から対照ラット(C-Rat)と比較して閾値の上昇が観察され、その効果は少なくとも7日間持続した。2)トランスフェクション7日目における三叉神経脊髄路核でのField Potential(外界電位)の振幅はTR-RatではC-Ratと比較してその陰性成分が減弱された。難治性疼痛は現在でも詳しい病因が不明とされており、臨床的にも対処法が困難な場合が多く見られる。本研究で難治性疼痛のメカニズムの一部が分子レベルで初めて明らかになり、特に三叉神経領域の神経因性疼痛の原因解明と効果的な予防・治療法の開発に少なからず貢献することが期待される。
広葉樹の通水組織において季節的に堆積・消失する壁孔閉塞物に関する研究

本研究の目的は、広葉樹の通水組織間の壁孔が休眠期に限って堆積物に閉塞される現象について詳しい知見を得ることである。この現象がどれだけ普遍的な現象なのかを明らかにするため国産広葉樹22種について調べた結果、モクセイ科トネリコ属にだけ認められた。堆積物の化学的性質を調べた結果、ペクチンやヘミセルロースなどの一般的な細胞壁多糖類ではないことが明らかになった。ヤチダモをモデルとして季節的な堆積・消失過程を調べた結果、年輪の内・外層間で大きな違いがあることが明らかになった。平成20年度内には、大きく3項目の実験を実施した。第一に、道管相互壁孔の季節的な閉塞が広葉樹(木本の被子植物)のなかでどれだけ広く美通する現象なのかを明らかにするため、モクレン群から真正キク綱2群にわたる被子植物の広範な分類群から計12種を選び、休眠期に採取された辺材外層の試料を走査電子顕微鏡(SEM)で観察した。その結果、トネリコ属(モクセイ科)で見られる季節的な道管閉塞は、今回調べた12種のいずれにも認められなかった。この季節的な現象は、かなり限られた分類群にだけ生じるものである可能性が強い。第二に、マイクロインジェクション法による道管相互間の壁孔壁の透水度の測定を行うための準備と予備実験を行った。現在のところ、本実験の実行に不可欠の先端径が数10100Fmのガラス管を再現性よく作製することが難しく、たとえガラス管をうまく作製できても道管に挿入した後に流体漏洩を防ぐ処理もまた再現性よく行うのが難しいなど、計測以前に克服すべき実験手技上の問題がある。この方法を考案したハーバード大学のグループに尋ねたところ、この実験に最も必要なことはpatienceとのことであったので、まずはこれまで以上に時間を費やして手技を習得したい。第三に、壁孔閉塞物の化学的性状を予備的に調べた。この実験は、計画では21年度に実施する予定であったが、前倒しで着手した。その結果、壁孔閉塞物は極性の有無に拘わらず有機溶媒にはまったく溶解しないこと、弱酸で除去されること、紫外線吸収を示さないことなどが明らかになった。これまでほとんど研究例がなく、化学成分や生理機能がまったく不明であった道管相互壁孔の季節的閉塞現象について、少しずつ実体が明らかになりつつある。平成21年度は、季節的な壁孔堆積物がどのような植物群で見られるのか(以下、系統発生学的検討)、およびマイクロインジェクションによる透水度の測定の2項目の実験を前年度からの継続としてまずは重点的に研究を進めた。これらに加えて、新たにトネリコ属をモデルとして壁孔閉塞物の季節的な堆積過程について着手した。系統発生学的検討では、前年度の12種に加え、さらに10種について新たにSEM観察を行った。その結果、心材部や傷害による変色材部において通水機能を失った通水組織間壁孔でよく見られる永久的な堆積物は多くの樹種で見られたが、季節的な堆積物はトネリコ属のほかに新たに認められなかった。これまで原始的被子植物からキク群まで広範な植物群を対象としていたが、今後はモクセイ科を重点的に調べる必要がある。マイクロインジェクション法による道管相互間の壁孔壁の透水度の測定では、測定に適した毛管をコンスタントに作製するのが難しく、その後の実験操作においても手技上の困難な問題があり、依然として十分なデータが得られなかった。実験過程の諸段階を改めて見直すとともに、単一組織レベルでの測定とともに、その集合体として小材片レベルの計測も検討したい。新たに着手したトネリコ属をモデルとした季節的な堆積過程の検討では、堆積の開始から完了まで1ヶ月を要すること、孔圏道管と孔圏外道管では堆積のタイミングに半月程度のズレがあることなどの新知見が得られた。トネリコ属の代表的樹木であるヤチダモをモデルとして、道管相互壁孔および道管・柔細胞間壁孔への季節的な壁孔閉塞物の化学的性質について検討を進めるとともに、同閉塞物の堆積過程並びに消失過程について詳細に検討した。化学的性質に関しては、熱水などによるペクチン抽出処理および有機溶媒処理では変化が認められなかったが、アルカリ処理により完全に除去された。しかし、この結果に基づき酵素を使ったヘミセルロースの選択的な抽出処理を試みたが、除去されなかった。これらの結果から、広葉樹材の細胞壁に普遍的に見られる一般的な多糖類ではないことは明らかである。堆積過程に関しては、北海道大学構内の研究林実験苗畑の生立木から定期的に試料を採取して堆積過程を検討した。その結果、当年に形成された木部の早材部では10月初めに堆積が始まり、10月末には堆積が完了した。

これに対して、当年に形成された木部の晩材部では、10月の半ば過ぎに堆積が始まり、11月の半ばまで堆積が継続した。一方、壁孔閉塞物の消失過程に関しても、早晩材間で挙動に違いが認められた。晩材部の小道管では、5月初旬の開芽・開葉の頃、10日間以内の短期のうちに完全に消失した。これに対して、早材部の大道管では消失が起こらず、堆積物が永久的に残存することが明らかになった。また、秋期の堆積途上に限ってカルシウムを含む菱形結晶が頻出すること、堆積の初期段階では壁孔壁のセルロースミクロフィブリルに明瞭な緩みが見られることなど、閉塞物が壁孔壁内へ挿入的に沈着する独特のメカニズムがあることを示唆する状態が高分解能走査電子顕微鏡観察により明瞭に示された。
手先のリアルタイム画像認識を目的とする手掌部動作モデルの構築

人が日常行っている、把握、移動、回転などの自然な動作をそのまま計算機への入力とできれば非常に良好なマン・コンピュータインタフェースを構築することができる。本研究は、画像処理により手先の動作を非接触、かつ、リアルタイムで認識する方法の提案である。手先の動作を認識するためには、手先の各関節の角度を画像処理によって検出しなければならないが、人の手先は非常に複雑な動きをするため、関節角を画像処理によって検出しようとすると計算量が膨大になる。一方、ヒューマンインターフェースへの応用を考えると、リアルタイムで検出することが不可欠となるが、パターンマッチングなど、通常の方法では、リアルタイム性を確保するのは極めて困難である。手先の動きは極めて複雑であるものの、すべての関節が各々独立に自由運動を行なえるわけではなく、その運動にはある種の規則性が存在する。これは、手先の動作をモデルで表現できるということを意味する。ここでは、手先の動作を表現するモデルのことを「手先動作モデル」と呼ぶ。このとき、手先動作モデルで用いるパラメータを、画像処理によって検出しやすいものに設定できれば、手先の動作をリアルタイムで検出することが可能となる。すなわち、手先の動作を認識するのに、手先の各関節角を検出するのではなくて、手先動作モデルで必要とするパラメータを検出し、関節角は手先動作モデルによって計算しようという考え方である。本研究では、平面内で行う2指(親指と人差し指)のあらゆる動作を表現することが可能な手先動作モデルを導くことが出来た。このモデルは、2指の指先座標と、その侠角をパラメータとし、この2つのパラメータより、2指のすべての関節角を計算することが出来る。また、このモデルに、実際の手先の動作より求めたパラメータ値を代入し、各関節の角度が精度良く検出できていることを検証した。
紫外線障害に対する皮膚の防御機構：メタロチオネイン・ノックアウトマウスの光感受性

前年度は、種を越えて細胞内に存在するメタロチオネイン(MT)蛋白の紫外線障害抑制効果を検討するため、MTノックアウトマウス皮膚を用いて、中波長紫外線UVA誘導障害細胞の発現を観察した。その結果、MTノックアウトマウスにおいては、サンバーン細胞、アポトーシス細胞のいずれもが対照に比較して増加した。この事実は、従来のMT誘導皮膚の紫外線抵抗性を裏付けるとともに、サンプロテクションにおけるMTの有用性を改めて示した。MT欠乏マウスの紫外線感受性の増加が、MTの抗酸化能のみに依存しているのか否かを検討するために、MTノックアウトマウスを用いて、表皮の増殖に及ぼす影響を検討した。[方法]MTノックアウトマウス背部皮膚に表皮の増殖をもたらすcholera toxin,TPAの局注および中波長紫外線UVBの照射を行い、対照マウスのそれと比較検討した。[結果]MTノックアウトマウス背部表皮はいずれのマウスでも著明な増殖をみたが、MTノックアウトマウスの増殖は対照に比較して抑制されていた。MTの存在は表皮の増殖に関与し、長期の紫外線曝露にあっては紫外線抵抗性が低下することが示唆された。これらの結果は、Jounal of Investigstive Dermatology 111巻(1998)の2篇に報告した。今後は創傷治癒におけるMTの関与と存在意義を検討する予定である。種を越えて細胞内に存在するメタロチオネイン(MT)蛋白の紫外線障害抑制効果を検討するため、MTノックアウトマウス皮膚を用いて、中波長紫外線UVB誘導障害細胞の発現を観察した。[方法]MTノックアウトマウス(129/Sv-Mt1Mt2)背部皮膚を器官培養後、UVB 300mJ/cm^2を照射、サンバーン細胞、アポトーシス細胞数をカウントし、対照マウス(129/Sv)におけるそれと比較した。アポトーシスの染色はTUNEL法によった。[結果]MTノックアウトマウスにおいては、サンバーン細胞、アポトーシス細胞のいずれもが対照に比較して増加した。[結論]上述の結果は、従来のMT誘導による皮膚の紫外線抵抗性を裏付けるとともに、サンプロテクションにおけるMTの有効性を改めて示した。引き続きMTノックアウトマウス培養皮膚繊維芽細胞におけるストロメライシソ-1遺伝子発現を観察する予定である。
生物学的特性に基づいた上皮性卵巣癌に対するアボトーシス関連遺伝子治療個別化の試み

上皮性卵巣癌における耐性遺伝子を用いた抗癌剤感受性試験の有用性を検討した.評価可能病変を有し,化学療法施行前に組織が採取できた上皮性卵巣癌のべ75例を対象とした.初回化学療法としてTJ療法(Paclitaxel,CBDCA)が33例に,2次または3次化学療法としてEP療法(Etoposide,CDDP)またはCPT-11/CDDP療法がそれぞれ22例と20例に行われた.患者の同意を得て,腫瘍組織からRNAを抽出し,MDR-1,Topo IおよびTopo IIαの遺伝子発現量をreal-time RT-PCR法を用いて,ribosomal RNAを内部指標として測定した.日本癌治療学会の効果判定基準に基づき化学療法の効果を判定した.化学療法の効果を指標として,ROC曲線を用いて各遺伝子発現のcut-off値を算出し,抗癌剤感受性試験の正診率を検討した.化学療法の奏効率はTJ療法で59.0%,EP療法で31.8%,CPT-11/CDDP療法で30.0%であった.遺伝子発現のcut-off値は,TJ療法に対してMDR-1が80,EP療法に対してはTopoIIαが90,CPP11/CDDP療法に対してはTopoIが200であった.MDR-1ではcut-off値未満で有効と判定し,TopoIおよびTopoIIαではcut-off値以上で有効と判定した.その結果,TJ療法に対する正診率は69.2%であり,EP療法で80.0%,CpT-11/CDDP療法で61.1%であった.この成績は従来の感受性試験を上回るものである.従来の抗癌剤感受性試験では,組織や細胞の培養が必要であるため,手技が煩雑で,判定までの時間もかかるのに対して,遺伝子診断は簡便で検体の移送も容易なことから,遺伝子を用いた抗癌剤感受性試験は期待される手法であり,現在,臨床応用に向けてさらなる検討を行っている.EIA遺伝子導入後,p53蛋白発現が増加し,それに伴いBax蛋白やcleaved Caspase9が増強した.この,p53経路を介したEIA誘導アポトーシスは,siRNAによりキャンセルされた.EIA遺伝子導入による殺細胞効果を検討した成績では,アデノウイルスベクターによるEIA遺伝子導入後,48時間から著明な細胞数減少がみられた.同時に,アポトーシス細胞比率の著明な上昇が観察された.腫瘍の生物学的特性に基づいた本研究により,上皮性卵巣癌における抗癌剤誘導性アポトーシスとその腫瘍の生物学的特性が明らかになるとともに,卵巣癌に対する治療の個別化の可能性が示唆された.上皮性卵巣癌における耐性遺伝子を用いた抗癌剤感受性試験の有用性を検討した.評価可能病変を有し,化学療法施行前に組織が採取できた上皮性卵巣癌のべ75例を対象とした.初回化学療法としてTJ療法(Paclitaxel,CBDCA)が33例に,2次または3次化学療法としてEP療法(Etoposide,CDDP)またはCPT-11/CDDP療法がそれぞれ22例と20例に行われた.患者の同意を得て,腫瘍組織からRNAを抽出し,MDR-1,Topo IおよびTopo IIαの遺伝子発現量をreal-time RT-PCR法を用いて,ribosomal RNAを内部指標として測定した.日本癌治療学会の効果判定基準に基づき化学療法の効果を判定した.化学療法の効果を指標として,ROC曲線を用いて各遺伝子発現のcut-off値を算出し,抗癌剤感受性試験の正診率を検討した.化学療法の奏効率はTJ療法で59.0%,EP療法で31.8%,CPT-11/CDDP療法で30.0%であった.遺伝子発現のcut-off値は,TJ療法に対してMDR-1が80,EP療法に対してはTopoIIαが90,CPP11/CDDP療法に対してはTopoIが200であった.MDR-1ではcut-off値未満で有効と判定し,TopoIおよびTopoIIαではcut-off値以上で有効と判定した.その結果,TJ療法に対する正診率は69.2%であり,EP療法で80.0%,CpT-11/CDDP療法で61.1%であった.この成績は従来の感受性試験を上回るものである.従来の抗癌剤感受性試験では,組織や細胞の培養が必要であるため,手技が煩雑で,判定までの時間もかかるのに対して,遺伝子診断は簡便で検体の移送も容易なことから,遺伝子を用いた抗癌剤感受性試験は期待される手法であり,現在,臨床応用に向けてさらなる検討を行っている.EIA遺伝子導入後,p53蛋白発現が増加し,それに伴いBax蛋白やcleaved Caspase9が増強した.この,p53経路を介したEIA誘導アポトーシスは,siRNAによりキャンセルされた.EIA遺伝子導入による殺細胞効果を検討した成績では,アデノウイルスベクターによるEIA遺伝子導入後,48時間から著明な細胞数減少がみられた.同時に,アポトーシス細胞比率の著明な上昇が観察された.腫瘍の生物学的特性に基づいた本研究により,上皮性卵巣癌における抗癌剤誘導性アポトーシスとその腫瘍の生物学的特性が明らかになるとともに,卵巣癌に対する治療の個別化の可能性が示唆された.卵巣癌におけるc-myc遺伝子と化学療法感受性,予後との関連について検討した.化学療法後のAIとARF LIは増加し,Ki-67 LIは減少した.またc-myc遺伝子発現量とARF LIの間には有意な正の相関が得られた.

これらのことからc-myc遺伝子はARFを介する化学療法誘導性アポトーシスに関与することが示された.化学療法有効例でc-myc遺伝子発現量が有意に高く,c-myc遺伝子発現量200以上の症例で化学療法奏効率は高かった.c-myc遺伝子は化学療法感受性に関与することが示唆された.c-myc遺伝子発現量200以上の症例の予後は良好であり,多変量解析ではc-myc遺伝子発現量が独立予後因子となった.以上の成績からp53遺伝子異常の有無に関わらず,c-mycはARFを介してアポトーシスを誘導し,c-myc遺伝子発現量は上皮性卵巣癌の化学療法感受性に関与することが明らかとなった.上皮性卵巣癌における耐性遺伝子を用いた抗癌剤感受性試験の有用性を検討した.腫瘍組織からRNAを抽出し,MDR-1,Topo IおよびTopo IIαの遺伝子発現量をreal-time RT-PCR法を用いて測定した.化学療法の効果を指標として,ROC曲線を用いて各遺伝子発現のcut-off値を算出した.化学療法の奏効率はTJ療法で59.0%,EP療法で31.8%,CPT-11/CDDP療法で30.0%であった.遺伝子発現のcut-off値は,TJ療法に対してMDR-1が80,EP療法に対してはTopoIIαが90,CPT-11/CDDP療法に対してはTopoIが200であった.TJ療法に対する正診率は69.2%であり,EP療法で80.0%,CPT-11/CDDP療法で61.1%であった.上皮性卵巣癌において耐性遺伝子による抗癌剤感受性試験の有用性が示唆された.治療の個別化のためには,患者の病態を適切に反映したモデルを用いた基礎的検討が必要と考えられる.本研究では,上皮性卵巣癌症例の腫瘍組織を用いて,腫瘍の生物学的特性と抗癌剤誘導性アポトーシスとの関連を明らかにすることを目的として以下の検討を行った.卵巣癌組織の集積と保存およびスクリーニング鳥取大学医学部附属病院にて,治療を行った上皮性卵巣癌患者より文書による同意を得て,腫瘍組織を採取する.全ての症例は標準的化学療法であるタキサン化合物とプラチナ製剤による治療を行った.100例を超える冷凍保存組織からRNAを抽出しcDNAを準備した。卵巣癌組織のアポトーシス関連遺伝子解析上皮性卵巣癌における耐性遺伝子を用いた抗癌剤感受性試験の有用性を検討した.評価可能病変を有し,化学療法施行前に組織が採取できた上皮性卵巣癌のべ75例を対象とした.初回化学療法としてTJ療法(Paclitaxel, CBDCA)が33例に,2次または3次化学療法としてEP療法(Etoposide, CDDP)またはCPT-11/CDDP療法がそれぞれ22例と20例に行われた.患者の同意を得て,腫瘍組織からRNAを抽出し,MDR-1,Topo IおよびTopo IIαの遺伝子発現量をreal-time RT-PCR法を用いて,ribosomal RNAを内部指標として測定した.日本癌治療学会の効果判定基準に基づき化学療法の効果を判定した.化学療法の効果を指標として,ROC曲線を用いて各遺伝子発現のcut-off値を算出し,抗癌剤感受性試験の正診率を検討した.化学療法の奏効率はTJ療法で59.0%,EP療法で31.8%,CPT-11/CDDP療法で30.0%であった.遺伝子発現のcut-off値は,TJ療法に対してMDR-1が80,EP療法に対してはTopoIIαが90,CPT-11/CDDP療法に対してはTopoIが200であった.MDR-1ではcut-off値未満で有効と判定し,Topo IおよびTopo IIαではcut-off値以上で有効と判定した.
雲南省西北部(横断山脈)の高等植物数群の系統と分化に関する研究

本計画の最終年度にあたり、次の調査研究を実施した。1)研究代表者の岩槻が、1990年1月9日から24日にかけて訪中した、南京中山記念植物園と昆明植物研究所を訪ね、研究成果の刊行に向けて、資料標本の調査と、共同研究者との打ち合せを行った。(当初、8月訪中の予定であったが、天安門事件が発生したため延期し、北京の植物研究所の訪問は省略した。)2)研究分担者の1人、昆明植物研究所の武素功氏が1990年2月18日から3月17日にかけて来日した。資料標本の調査と、共同研究者との打ち合せを行い、研究成果の取りまとめを行った。3)1987年、88年の現地調査によって収集した資料標本は、ラベリングを終え、仮同定が進行中であったが、研究代表者と分担者が協力して仮同定を行い、いくつかの分類群については詳細な比較研究を行った。4)昆崙山脈の採集品は、主として大場と武が研究し、主要な科についての同定を終えた。これは、武を代表とする中国科学院の青蔵高原調査の資料と一緒に報告書にまとめられる予定である。5)シダ植物については、岩槻,加藤、村上、武、成が中心になって研究を行った。チャセンシダ科ホウビシダ群については村上が分類学的に比較解析した。1989年の現地調査の際に抽出し、持ち帰った資料にもとずいて、葉緑体DNAの分析が行われた。日本の無融合生殖型ホウビシダと同じ表現形質をもった有性生殖型が四川省峩眉山で発見され、狭義のホウビシダ類の多様化の過程を解く緒口が見出されようとしている。オシダ科については若林の協力によって染色体数の観察が行われた。また、研究協力者の中藤成美が約20種のシダ植物について染色体の観察を行った。染色体の資料も参考にしながら、オシダ科、メシダ科、ウラボシ科などについて比較研究を行った。日中に共通の種や、近縁の姉妹種関係にあるものについては、大量の資料を照合することにより、類縁の再検討を行った。6)ベンケイソウ科とユキノシタ科は大場、若林、秋山、武によって研究された。若林は染色体数の観察を行った。染色体の資料も加え、青蔵高原やヒマラヤの資料とも対比させながら、特に高山系の種について詳細な検討を行った。7)清水の1988年の観察資料は分析され、雲南省の植物社会学がまとめられた。8)対象となった数科以外にも、横断山脈における植物資料が再検討された。多くの資料は今後の研究に委ねられているものの、命名上の問題などは比較整理された。これらの研究を通じて、今後の研究のために貴重な資料が集積されたといえる。9)収集され、仮同定された標本のうち、昆明植物研究所と東京大学に収納される標本以外の重複品は交換資料として世界の主要なハ-バリウムに送付され、見返りに、各地からの貴重な標本が返送されつつある。10)種子や胞子の状態で持ち帰られた植物は東京大学植物園で裁培され、研究に供されるほか、一部の種は系統保存に資される。

若林は染色体数の観察を行った。染色体の資料も加え、青蔵高原やヒマラヤの資料とも対比させながら、特に高山系の種について詳細な検討を行った。7)清水の1988年の観察資料は分析され、雲南省の植物社会学がまとめられた。8)対象となった数科以外にも、横断山脈における植物資料が再検討された。多くの資料は今後の研究に委ねられているものの、命名上の問題などは比較整理された。これらの研究を通じて、今後の研究のために貴重な資料が集積されたといえる。9)収集され、仮同定された標本のうち、昆明植物研究所と東京大学に収納される標本以外の重複品は交換資料として世界の主要なハ-バリウムに送付され、見返りに、各地からの貴重な標本が返送されつつある。10)種子や胞子の状態で持ち帰られた植物は東京大学植物園で裁培され、研究に供されるほか、一部の種は系統保存に資される。
浮沈式大型津波シェルターの耐波性能評価と設計指針

本研究では,浮沈式大型津波シェルターを提案・開発し,これに作用する流体力および運動特性について,実験および数値計算による検討を行った.その結果,次に示す主要な結論を得た.津波シェルター形状は,回転楕円体が最も津波力が小さい結果となり,その形状の優位性が数値計算および実験結果より示された.また,Surge運動およびYaw運動について,回転楕円体の方がBox型よりも低減効果が得られることが分かった.本研究では,浮沈式大型津波シェルターを提案・開発し,これに作用する流体力および運動特性について,実験および数値計算による検討を行った.その結果,次に示す主要な結論を得た.津波シェルター形状は,回転楕円体が最も津波力が小さい結果となり,その形状の優位性が数値計算および実験結果より示された.また,Surge運動およびYaw運動について,回転楕円体の方がBox型よりも低減効果が得られることが分かった.本研究では,被災地域の地形・居住環境・企業立地など,各自治体の地域特性を踏まえ,子供からお年寄りまで,無理なく安全に避難することが可能な「浮沈式大型津波シェルター」の技術開発を行うことを目的とした.1浮沈式大型津波シェルター形状による衝撃圧低減制御に向けた検証試験:陸上に遡上した津波は,流勢が強い場合(高フルード数),運動エネルギーを軽減する形状案を見出す必要がある.また,陸上に遡上した津波特有の衝撃波圧と重複波圧の両者を回避する方策を取る必要がある.ここでは,申請者が開発した数値計算法を用いて,種々の大型津波シェルター形状に作用する流体力と津波挙動を評価し,津波衝撃力の低減・制御効果の高い23案を抽出した.その際,没水時および浮体時の双方において,効果があるものを選定した.その後,模型製作を行い,大型波浪水槽による津波実験を行い,衝撃波圧と重複波圧の両者がp/p_0 < 1.5以下となることを実証した.実験は,1/50スケールで行った.高速度ビデオカメラと無線式加速度計によって流体運動とシェルターの運動を計測し,検力計によってシェルターに作用する流体力の計測を行った.その他,波高計,流速計を用いて,津波浸水深と津波流速を計測した.2津波作用時における浮沈式大型津波シェルターの運動性能に関する研究:項目1で見出された形状案に対して,浮体時のバラスト水の有無によるシェルターの安定性に関わる運動試験を行った.ここでは,各種運動要素として,ヒーブ,ピッチ,サージ運動を計測し,それらの加速度が0.25g以下となることを検証した.また,予備実験では,様々なシェルター形状と係留方法に対して実験を行い,各シェルターの流体力特性と運動特性を把握した.さらに,数値シミュレーションによる最適形状の選定とその実証試験を行った.申請者は,数十人数百人規模の人々が,迅速かつ安全に避難することが可能な津波シェルターの開発を行った.その内部は,収納式保護座席のみならず,酸素ボンベ,食糧備蓄,緊急医療システム,通信システム,発電機,気圧制御装置などが配備されており,数週間程度,避難者をサポートできる施設である.本津波シェルターは,前述の問題点を解消すべく,遡上津波の流勢や浸水深の規模に応じて,浮沈するような浮体構造を採用しつつ,弾性係留索による位置保持の機能を有する構造物となっている.本研究では,数値シミュレーションおよび津波実験によって,この浮沈式大型津波シェルター作用する流体力と浮体運動特性を明らかにすることを目的とした.その結果,津波シェルター形状は,回転楕円体が最も津波力が小さい結果となり,その形状の優位性が数値計算および実験結果より示された.また,Surge運動およびYaw運動について,回転楕円体の方がBox型よりも低減効果が得られることが分かった.さらに,係留索に用いる弾性材(バネ)は,津波力を低減する効果はあるものの,運動を低減させる効果は顕著ではなかったため,さらなる検討と改善案が必要である.但し,安全側の係留方式としては有効と考えられる.今後は,津波シェルターに作用する漂流物の影響,衝撃圧の軽減効果,係留方法の最適設計を検討する必要がある.環境流体工学浮沈式大型津波シェルターの最適形状について,数値シミュレーションによって明らかにし,その流体低減効果および運動性能について,実験による検証を計画通り行った.さらに,新しい係留方法を提案し,衝撃力の緩和にも成功している.以上のことから,おおむね順調に進展していると判断する.3ダブルハル構造様式によるシェルターの安定性と耐外力性の評価に関する研究:浮沈式大型津波シェルターには,津波作用時において多くの漂流物が同時に多方向から作用することが想定されるため,抜本的な対策が必要不可欠である.そこで,船舶構造様式の分野で実績のあるダブルハル構造(外壁を2重構造)を作用することによって,漂流物による衝撃圧を緩和する.仮に,最外縁の外壁が漂流物によって破壊されたとしても,構造物としての機能は損なわない工夫を施す.ここでは,耐波性と安全性の向上を目的として,ダブルハル型のシェルター模型を製作し,各種漂流物模型(例えば,木材や車・船)を作用させ,その衝撃力によって最外縁の隔壁が損傷した場合の安定性・安全性を検証する.特に,従来の構造様式(シングルハル)と比較検証し,バラスト水が注入されたダブルハル方式の浮体安定性・耐外力性が50%以上向上することを実証する.4浮沈式大型津波シェルターの概念・基本設計の指針の提案:前年度で得られた知見に基づいて,浮沈式大型津波シェルターの概念設計を行う.また,実構造物を建造するための構造強度,流体抵抗,運動性能などについて基本指針を打ち出す.
新しいX線磁気円二色性顕微分光法の開発と応用研究への適用

硬X線領域の磁気円二色性(XMCD)測定は、比較的深い侵入長と、放射光利用による中程度の空間分解能のおかげで、バルク敏感な磁気顕微鏡として重要な地位を占めている。一方、重要磁性元素である鉄やコバルトを含む3d遷移金属元素に対して感度が低いという問題があった。この問題を解決するために、XMCDの原理から見直すことで、X線領域の新しい磁気光学効果、X線磁気円偏光発光(XMCPE)を提案し、さらに、鉄を試料として、XMCPEが存在すること、20%近い高い反転比を示すことを実験的に明らかにした。強磁性体内部での磁区分布、さらには内部磁区の各々の磁化反転過程については、永久磁石の保磁力向上や電磁鋼板の低鉄損化など応用研究に深く関わっているにもかかわらず、適切な測定手法が無いため、意外にも詳しく調べられていない領域である。本萌芽研究では、強磁性体の磁区観察手法として確立されているX線磁気円二色性(XMCD)顕微分光法についてその原理から見直すことで、侵入長の長い硬X線領域で反転比の大きい新しい二色性現象を提唱し、さらに実現可能、そして実材料に適用可能な測定法であることを実験的に示すことを目的としている。平成27年度は発光円二色性現象の確認の前段階として、蛍光X線スペクトルを観測し、十分な観測強度が取れるかどうかを確認した。入射X線のエネルギーは鉄K吸収端(7.13keV)とし、スリットで約100ミクロン角に制限し、鉄単結晶の試料に照射した。蛍光X線はやはりスリットで約100ミクロン角に制限し、ゲルマニウム単結晶の平板アナライザで分光した。蛍光スペクトルはアナライザの散乱角を振ることで得た。鉄Kα1のピーク強度でおおよそ毎秒1カウントの強度が得られ、発光円二色性の検証実験としては十分な強度があることを確かめることができた。当初の予定では、平成27年度には発光磁気円二色性という現象の確認を行い、加えて高効率測定の要となる平行化光学系の導入と試験を行うことになっていた。平成27年度は2回のビームタイムを予定していたものの、個人的な理由でビームタイムが1回に減ったため、発光磁気円二色性現象の確認の前段階までで終わってしまった。また、平行化光学系については、減額された予算内で購入できるよう業者と細かく検討したため納入までに予想外に時間がかかり、年度後半の実験に間に合わなかった。平成28年度は集光光学系の導入と実材料を用いた演示実験を行う予定であったが、これらの状況を鑑み、対象とする実材料の変更などの対応を行うこととした。これにより、発光磁気円二色性現象の確認と実材料を用いた演示実験を平成28年度実施内容とすることで、全体目標に対する進捗状況としては40%程度、やや遅れているという状態である。強磁性体内部での磁区分布、さらには内部磁区の各々の磁化反転過程については、永久磁石の保磁力向上や電磁鋼板の低鉄損化など応用研究に深く関わっているにもかかわらず、適切な測定手法が無いため意外にも詳しく調べられていない領域である。本萌芽研究では、強磁性体の磁区観察手法として確立されているX線磁気円二色性(XMCD)顕微分光法についてその原理から見直すことで、侵入長の長い硬X線領域で反転比の大きい新しい二色性現象を提唱し、さらに実現可能、そして実材料へ適用可能な測定法であることを実験的に示すことを目的としている。平成27年度は発光円二色性現象の確認の前段階として、鉄の蛍光X線スペクトルを観測し、十分な観測強度があることを確認した。平成28年度は、これに続いて蛍光X線の円偏光度の測定を行い、発光X線に磁気円二色性があることを確認することに成功した。具体的な実験内容は以下の通りである。入射X線のエネルギーを鉄K吸収端(7.13keV)にし、スリットで約100ミクロン角に整形し、鉄単結晶試料に照射した。蛍光X線はスリットで約75ミクロン角に制限し、ダイヤモンド移相子を用いて円偏光と直線偏光の相互変換を行い、さらにこれをゲルマニウム単結晶の平板アナライザで分光するとともに直線偏光解析を行った。鉄Kα1蛍光スペクトルにおいて円偏光度は最大約12%に達し、散乱角等の補正を施すと約18%という大きな値になった。また、試料の磁化を反転させると円偏光度も反転することを確認した。これらの結果から、確かに侵入長の長い硬X線領域で反転比の大きい新しい磁気円二色性現象を発見することに成功したと言える。変更後の計画においては、平成28年度には発光磁気円二色性現象の確認と電磁鋼板を用いた磁気ドメイン観測の演示実験までを行うこととしていた。28年度前期には、上述した通り計画に従って発光磁気円二色性現象の確認を行うことができた。28年度後期には、前期に残していた磁場方位の確認など補足的な実験を行い、続いてドメイン観察に進む予定であったが、測定データの統計誤差が思ったよりも大きかったため、測定データの質の向上を図ることを優先し、磁気ドメイン観察の演示実験は取りやめた。当初の計画(発光磁気円二色性の観測、平行化光学系の導入、磁気ドメイン観察)と比べると、達成できたのは発光磁気円二色性の観測までであり、40%程度の達成度となるかもしれない。

しかしながら、本萌芽研究においては、やはり、これまで存在すら予想されていなかった発光磁気円二色性の観測が最重要課題であり、しかも、非常に大きな磁気効果を示すという実用研究にとって重要な特性を持っていたこともあり、そういう視点からは70%程度の達成度と考える。強磁性体内部での磁区分布、さらには内部磁区の各々の磁化反転過程については、永久磁石の保磁力向上や電磁鋼板の低鉄損化など応用研究に深く関わっているにもかかわらず、適切な測定手法が無いため意外にも詳しく調べられていない領域である。本萌芽研究では、強磁性体の磁区観察手法として確立されているX線磁気円二色性(XMCD)顕微分光法についてその原理から見直すことで、侵入長の長い硬X線領域で反転比の大きい新しい二色性現象(X線磁気円偏光発光)を提唱し、さらに実現可能であること、実材料へ適用可能であることを実験的に示すことを目的としている。平成27年度はこのX線磁気円偏光発光というX線領域の新しい磁気光学効果を見出す前段階として、鉄の蛍光X線スペクトルを観測し、十分な観測強度があることを確かめた。平成28年度は、これに続いて蛍光X線の円偏光度の測定を行った。鉄Kα1蛍光スペクトルにおいて円偏光度は最大約12%に達し、散乱角等の補正を施すと約18%という大きな値になった。また、試料の磁化を反転させると円偏光度の正負も反転することを確認した。これらの結果は、強磁性体が発する蛍光X線が磁気円二色性を有することを示しており、確かに、侵入長の長い硬X線領域で反転比の大きい新しい磁気光学効果を発見することに成功したと結論した。平成29年度は、この結果を論文発表し、また、プレス発表を行い、新聞二紙に掲載された。さらに、測定原理及びこれを応用した磁気顕微鏡の内容で特許出願を行った。硬X線領域の磁気円二色性(XMCD)測定は、比較的深い侵入長と、放射光利用による中程度の空間分解能のおかげで、バルク敏感な磁気顕微鏡として重要な地位を占めている。一方、重要磁性元素である鉄やコバルトを含む3d遷移金属元素に対して感度が低いという問題があった。この問題を解決するために、XMCDの原理から見直すことで、X線領域の新しい磁気光学効果、X線磁気円偏光発光(XMCPE)を提案し、さらに、鉄を試料として、XMCPEが存在すること、20%近い高い反転比を示すことを実験的に明らかにした。上に述べたように研究計画を一部変更し、研究期間内に意義のある項目を達成できるようにする。当初はガーネット等の迷図磁区の観察をもって演示実験とする予定であったが、この実験を実施するには10μm程度の集光が必要となる。減額された予算内では低吸収などの条件を満たす集光素子を用意することが困難であると判明し、しかも、集光素子が無くては平行化光学系もその能力を発揮できない。そこで、100μm程度の集光で磁区観察が十分可能な市販の電磁鋼板等を試料として演示実験を実施することとする。これにより平行化光学系と集光素子の立ち上げ調整を省くことができる。よって、平成28年度の実施計画は以下の通りとなる。まず、発光磁気円二色性現象の確認を行う。蛍光X線の測定までは達成しているので、あとは移相子を導入すればよい。これに伴い新たに必要となるX線パスや試料ホルダについては、寸法取りまで終わっているので、早急に製作を開始する。発光磁気円二色性の確認が終われば実試料の測定に移る。空間分解能と発光X線の発散の制限は入射スリットおよび出射スリットで行う。面内磁化の試料であるが、散乱角135度で検出系を構えれば磁気効果は70%に減ずるだけなので十分観測可能であると考えている。
中学校技術科におけるボール盤、丸のこ盤を活用した木材加工実習の教材研究

本研究は、これまでのように手作業を中心とした木材加工を行う前に、電動工具による精度の高い加工を生徒に要求することによる教育効果を検証する。本教材により、「ものづくり」の実践的・体験的な学習活動を通して、材料と加工に関する基礎的・基本的な知識及び技術を習得するとともに、技術と社会との関わりについて理解を深め、技術を活用する能力を育てる。本研究では、1年次に行う木材加工を見直し、手作業による本棚の製作を行う前に、電動工具を使用してミニ本棚を製作させ、早い時期から精度の高い加工について体験を通して理解させる授業を計画し実践した。対象は公立中学校第1学年、5クラス、計176名であり、木材加工12時間の中の3時間で行った。中学校技術科、木材加工の教材として一般的である「本棚の製作」を基本に考え、生徒には一人に一枚の板材(250×50×6)を与え、側板×2、底板、背板の4つの部品から構成されるミニ本棚を製作させる。可能な限り、部品点数を少なくすることにより、誰もが出来の良いものを完成させることができた。今回使用した電動工具は、卓上用丸のこ盤と卓上用ボール盤を使用した。電動工具を使用することにより、ほぼ全員が完成度の高い作品を製作することができ、ほぼ全員が授業に対する関心、意欲が高まったと考えられる。また、このミニ本棚製作の経験を生かして、実際に標準サイズの本棚を製作する際の作業を円滑に進めることができた。
フリーラジカルによるグルココルチコイド抵抗性に対する分子薬理戦略

1.フリーラジカルストレスによるステロイド感受性低下の検証:酸化ストレスの高まる病態で、ステロイド薬に対する感受性が低下することが報告されている。酸化的ストレスを作用させたCOS7細胞では、レポーター遺伝子、Green fluorescent protein融合グルココルチコイド受容体による検討で、グルココルチコイド応答性が低下していることを明らかにした。ステロイド受容体のファミリーであるエストロゲン受容体についても検討を行い、エストロゲン受容体により調節を受けるレポーター遺伝子を導入したMCF7細胞では、過酸化水素あるいはメナジオンによる酸化ストレスはエストラジオールによるレポーター遺伝子発現を有意に抑制した。これらの検証から、酸化ストレスはステロイド感受性全般を分子レベルで低下させることが明らかになった。2.ステロイド応答性規定因子としての熱ショック蛋白群の作用:ストレス蛋白質である熱ショック蛋白質(HSP)のなかで、HSP90,HSP70等はステロイド受容体と複合体を形成し、その高次構造、細胞内輸送を制御することが知られている。HSP70には構成型と誘導型があるが、本研究で構成型HSP70にmRNAと蛋白レベルでバリアント(HSC56)があり、分子シャペロン機能が低下していることを明らかにした。HSC70はステロイド感受性に関与し、酸化ストレスによりステロイド応答性が減弱した細胞に、遺伝子導入によりHSC70を増強するとステロイド感受性が復帰すること、動物実験で熱ストレスを加えHSP70を誘導させたマウスでは、エンドトキシン誘発性血管透過性変化が抑制されることを明らかにした。これらの結果は、熱ショック蛋白が酸化ストレスに対する防御因子となり、酸化ストレスの分子薬理治療として活用できることを示唆した。3.酸化ストレスの生体内での発生とフリーラジカル消去薬の応用:生体内での酸化ストレスではエンドトキシン、虚血-再灌流障害、薬物などがあるが、本研究では腎機能低下に伴い血中に増加する尿毒症物質のひとつである有機酸が腎尿細管細胞に取り込まれ酸化ストレスを起こすことを明らかにした。薬理学的な抗酸化機能を持つカルベジロールに一酸化窒素消去能があり、抗酸化薬の薬理作用(副作用)に同じフリーラジカルである一酸化窒素との相互作用も関連することが示唆された。1フリーラジカルストレスによるグルココルチコイド感受性低下の検証とその薬理学的治療(1)酸化ストレスによりグルココルチコイド感受性が低下することをCOS7細胞に導入したグルココルチコイド感受性レポーター遺伝子の転写活性により明らかにした。(2)Green fluorescent protein(GFP)融合グルココルチコイド受容体(GR)発現プラスミドをCOS7細胞に導入し、酸化ストレスを加えるとステロイドによるGFP-GRの細胞質から核への移動が阻害することから、酸化ストレスはGRの細胞質-核輸送を阻害することを明らかにした。(3)GRと複合体をつくり、GRの細胞質-核輸送に関与する熱ショックタンパク質群のなかで、HSC70を細胞に強発現させると、酸化的ストレスによるグルココルチコイド感受性低下が抑制されることをレポーター遺伝子の実験系で明らかにした。(4)リコンビナントヒトHSC70を作成し、HSC70の抗酸化能をin vitroの系で検討し:1)フリーラジカル検出試薬(H2F)を用いて検討によりHSC70はフリーラジカル発生系によるH2Fの蛍光増強を抑制すること;2)電子スピン共鳴法を用いた検討で、HSC70はヒドロキシラジカル消去作用があることを明らかにした。2一酸化窒素(NO)によるグルココルチコイド感受性変化の分子機構の解明