hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオ分析・医薬品開発への応用を指向した新規チオフラビンＴ誘導体の創製

従って、in vitroだけではなく、in vivoでも標的タンパク質が染色可能であることが示唆された。以上のことから、当該コンセプトにおける標的指向性の拡張によって検出試薬や病理診断へ応用の可能性が示唆された。当初の目的の通り、遺伝子発現制御薬および蛍光プローブの開発として昨年度得た設計指針をもとにThT誘導体を新たに合成し、分光学的手法によりそれらの機能評価を行うことができたこと、さらに蛍光プローブの開発においては、in vivoにおいてThT誘導体の機能を評価することができたことなどが理由として挙げられる。チオフラビンT(ThT)は、標的に結合すると蛍光強度が顕著に増大するため、アミロイドタンパク質の蛍光イメージングなどに長年使用されてきた。しかし、その蛍光強度増大に起因する化学構造近傍のN3位に着目した誘導体化はこれまでほとんど行われてこなかった。本研究では、N3位置換ThT誘導体の新規創製に取り組んでおり、遺伝子発現の特異的制御を作用機序とする医薬品の開発や、任意のバイオ分子に対する蛍光プローブの設計・合成法の開発などに応用されることを最終目的とした。本年度は、前年度得た設計指針をもとに標的指向性の拡張を指向したThT誘導体を新たに合成し、分光学的手法によりそれらの機能評価を行い、さらに、固定化細胞中において蛍光および結合特性を評価した。具体的には、長いデカエチレンオキシドリンカーを導入したThT-Pのリンカー末端のアミノ基にリガンド分子であるコルチゾール誘導体を導入したThT-PCを合成し、標的であるグルココルチコイドレセプター(GR)が発現する乳がん由来細胞であるMCF-7細胞などを固定化し、蛍光染色を行った。結果、当該コンセプトによってさまざまな標的の高感度・高選択的なインジケーターを創製できることを実証し、ThT誘導体が蛍光ラベル化合物として高いポテンシャルをもつことを初めて明らかにすることができた。また、この研究成果を査読付き論文(一報)として刊行した。今後、本分子設計コンセプトに基づいて、さまざまな疾患標的分子に対する分子プローブが開発されるとともに、術中迅速病理診断等それらの分子プローブの臨床応用が期待される。蛍光プローブの開発では、今年度の機能評価の結果にもとづいて、リンカー長など化学構造を最適化させた改良型ThT誘導体の設計および合成を行う。また、創製したThT誘導体の機能評価を行う。遺伝子発現制御薬の開発では、グアニン四重鎖のトポロジーに対する選択性向上を狙って化学構造の最適化による改良型ThT誘導体を設計・合成し、分光学的手法を用いて機能評価を行う。さらに、今年度創製した化合物とあわせてG4構造誘起の評価(CDスペクトル測定など)およびin vitroにおける有効性の検証(PCR-stop assay法やリアルタイムRT-PCR法など)を行う。ここで有効性を示せた化合物についてはin vivoにおける発現制御の検証(キセノグラフト法など)を行う予定である。さらに、この結果にもとづいて化学構造の最適化による改良型ThT誘導体の設計および合成を行う予定である。
銅、鉛、錫のスラグへの酸化溶解損失に関する研究

銅、鉛、錫の溶融製錬の基本原理は、原料中の脈石成分と不純物を溶融スラグ相に集め、目的金属を溶融状態で分離回収することである。このとき目的金属のいくらかは、スラグ相に溶解したり懸垂し損失するが、目的金属の回収率を上げるためには、スラグへの損失を抑えることが重要である。溶融製錬で形成される基本的なスラグであるFeO-CaO-SiO_2系スラグへのこれらの金属の酸化溶解度とスラグ組成、酸素分圧、温度の関係を明らかにするため、これらの金属の溶錬温度である1200ないし1300°Cにおいて、銅、鉛、錫をそれぞれこの系のスラグと平衡させ、試料中の酸素ポテンシャルを酸素濃淡電池で測定する実験を行なった。その際、酸素分圧とスラグ組成を可能な限り大きく変化させた。得られた知見を次に要約する。1.スラグ中に銅は1価、鉛と錫は2価の酸化物として溶解し、スラグへのこれらの金属の酸化溶解度は各々の酸化の価数に応じた酸素分圧依存性を示す。2.FeO-SiO_2二成分系スラグにはCaOを、FeO-CaO二成分系スラグにはSiO_2を添加することにより、銅と錫の酸化溶解度は低下する。2CaO・SiO_2飽和の液相線上でFeO濃度の低いスラグに銅と錫は最も酸化溶解しにくい。これは塩基性のCaOを酸性のSiO_2で中和することにより、熱力学的に安定名スラグ融体が生成するためである。3.PbOはSiO_2と強い親和力を持つので、SiO_2の活量の高いスラグに鉛は酸化融解しやすく、SiO_2の含まないFeO-CaO二成分スラグに鉛は酸化溶解しにくい。鉛の酸化溶解損失の低減には、SiO_2の含まないスラグをつくるか、SiO_2を含む場合にはCaOを添加し中和すると効果がある。銅、鉛、錫の溶融製錬において、原料中の脈石成分と鉄分を、溶剤を添加し、適切なスラグを形成することにより、スラグ相に集め、目的金属を溶融状態で分離回収する。このとき目的金属の幾らかは、スラグ相に溶解したり懸垂し、損失する。目的金属の回収率を上げるためには、スラグへの損失を抑えることが重要である。スラグへの目的金属の溶解損失量は、スラグ生成量と溶解度の積であり、スラグ生成量は物量バランスより推算できる。溶解度は平衡実験により求めることが出来るが、銅、鉛、錫の溶解度は極めて限られたスラグ組成に関するものより報告されてない。これらの溶錬スラグの基本系の一つであるFeO-CaO-SiO_2系スラグへのこれらの金属の溶解度測定を計画し、昭和63年度、錫の溶解度測定は完了し、銅と鉛の溶解度測定は一部のスラグ組成につき終了した。鉛と錫は、FeO-CaOおよびFeO-SiO_2二成分系スラグよりFeO-CaO-SiO_2三成分系スラグに酸化溶解しにくいことが判明した。これは、塩基性のCaOと酸性のSiO_2の間の酸塩基反応により熱力学的に安定なスラグを形成し、この安定なスラグには第三成分が溶解しにくいためと考えられる。

銅の酸化溶解において、この現象は極端に現れており、FeO-CaO-SiO_2スラグとCu_2を主成分とするスラグは互に混じり合わず二液相に分離したので、この二液分離に関する平衡状態図も作成した。PbOはSiO_2と強い親和力を有するので、SiO_2の活量の低下に伴い、鉛の酸化溶解度も低下することが判明した。これらの溶解度データは現行の溶融製錬の操業を解析し改善をはかる際、また新溶錬法を開発する際に基礎データとして役立つものである。平成元年度には、銅と鉛の溶解度を測定の終えていないスラグ組成につき求め、本研究のとりまとめを行う予定である。銅、鉛、錫の溶融製錬の基本原理は、原料中の脈石成分と不純物を溶融スラグ相に集め、目的金属を溶融状態で分離回収することである。このとき目的金属のいくらかは、スラグ相に溶解したり懸垂し損失するが、目的金属の回収率を上げるためには、スラグの損失を抑えることが重要である。溶融製錬で形成される基本的なスラグであるFeO-CaO-SiO_2系スラグへのこれらの金属の酸化溶解度とスラグ組成、酸素分圧、温度の関係を明らかにするため、これらの金属の溶錬温度である1200ないし1300°Cにおいて、銅、鉛、錫をそれぞれこの系のスラグと平衡させ、試料中の酸素ポテンシャルを酸素濃淡電池で測定する実験を行なった。その際、酸素分圧とスラグ組成を可能な限り大きく変化させた。得られた知見を次に要約する。1.スラグ中には銅は1価、鉛と錫は2価の酸化物として溶解し、スラグのこれらの金属の酸化溶解度は各々の酸化の価数に応じた酸素分圧依存性を示す。2.FeO-SiO_2二成分系スラグにはCaOを、FeO-CaO二成分系スラグにはSiO_2を添加することにより、銅と錫の酸化溶解度は低下する。2CaO・SiO_2飽和の液相線上でFeO濃度の低いスラグに銅と錫は最っとも酸化溶解しにくい。これは塩基性のCaOを酸性のSiO_2で中和することにより、熱力学的に安定なスラグ融体が生成するためである。3.PboはSiO_2と強い親和力を持つので、SiO_2の活量の高いスラグに鉛は酸化溶解しやすく、SiO_2の含まないFeO-CaO二成分系スラグに鉛は酸化溶解しにくい。鉛の酸化溶解損失の低減には、SiO_2の含まないスラグをつくるか、SiO_2を含む場合にはCaOを添加し中和すると効果がある。
シリア・中心体系を介する情報フローによる体の左右の決定

体の左右の非対称性を生じる仕組みを明らかにした。とくに、左右対称性を破るノード繊毛について、1)いかにして正しく形成されるのかか、2)いかにして運動性を獲得するのか、3)他の繊毛と違ってなぜ回転運動をするのか、4)繊毛の回転運動によって生じる液体の流れが、いかにして感知されるのか、を明らかにした。1ノード細胞へ前後の極性を与えている位置情報の実体:ノードの前後に沿って非対称に発現するWnt5a, 5bの役割と、Wntを介さない機構としてDchsの役割を調べる。Wnt5a/Wnt5b両者を欠損するマウス、過剰のWnt5aを均一に発現するマウス胚におけるノード繊毛の傾き(基底小体の位置)を調べる。Dchs1, 2の変異マウスを作成する。2基底小体が細胞の後側へ移動する機構:ノード細胞において前後の極性を持って分布する細胞内極性タンパク質(Dvl, Pickleなど)の挙動を調べる。Prickle1, Prickle2の変異マウスを作成する。3ノードのシリアが時計方向に回転する仕組み:異常な回転運動を示すinv変異マウスにおける、ノードシリアの超微細構造を観察する。4アンテナの役割を持つシリアを介する細胞内シグナルの伝達機構:Ca2+チャネルPkd2)がシリアに局在する事が水流の感知に必要なので、シリアを経るCa2+シグナルを検出する。そのために、シリアに局在することが期待されるCa2+レポーター蛋白質(GCaMP)をデザインし、そのレポーターがノードで発現するトランスジェニックマウスを作成する。そして、Ca2+シグナルから標的遺伝子(Cerl2)の制御に至る経路を解明するために、Cerl2mRNAの3'UTRに結合するRNA結合性蛋白質を探索する。5シリアを形成できないQilin変異マウスを糸口にして,ノード細胞の細胞周期に依存した基底小体・シリアの形成機構を明らかにする(稲垣との共同):Qilin変異マウスから得たMEFなどを用いて、中心小体の複製における異常の有無を調べる。1)ノード細胞へ前後の極性を与えている位置情報の実体:ノードの前後で非対称に発現する(ノードの尾側で発現する)Wnt5a, Wnt5bの変異マウスにおいて、基底小体の位置を調べたところ、二重変異胚の約50%において、基底小体の位置が異常であった(ランダムになっていた)。また、組換えWnt5a蛋白質を過剰に加えて培養すると,正常胚に対して基底小体の異常を引き起こし,Wnt5a/5bに対しては回復効果を示さなかった。以上の結果より,Wnt5a/5bはpermissibeではなく、その濃度勾配がinstructiveに働いていることが示唆された。PCR core蛋白質であるPrickle1, Prickle 2を欠損するマウスでは、基底小体の位置がランダムになり,本来ならノード細胞の前側に局在すべきVangl1蛋白質が、細胞全体に広がっていた。2)ノードの繊毛が時計方向に回転する機構:ノードの繊毛は短時間のTaxol処理で回転運動が失われるが、そのような処理をしたマウス胚のノード繊毛の構造を、電子顕顕微鏡やトモグラフィーで解析した。その結果、短時間のしょりで、軸糸の微小管の走行が異常になっていることが判った(transpositionを起こしていた)。また、ノード繊毛の運動を再現できるモデルを構築し,微小管のtranspiositionが運動パターンを乱すことが示された。3)動かない繊毛が水流を感知する機構:Ca2+センサー蛋白質(GCaMP6, 8)をノードの動かない繊毛に発現・局在させるトランスジェニックマウスを作成することに成功し、それを用いてCa2+を検出する顕微鏡システムの確立を試みた。4)シリア形成・中心体複製におけるQilin(Cluap1)の役割:Qilin(Cluap1)蛋白質は,繊毛のみならず、繊毛を持たない細胞においては、中心体(母中心体)のdistal appendageに存在すること、しかし」中心体複製には必須でないことが判った。1)ノード細胞へ前後の極性を与えている位置情報の実体:ノードの前側で非対称に発現する、Sfrp (Wnt5a/5bのinhibitorとして働く)の役割を調べた。Sfrp1/2/5すべてを欠損するマウス胚では、基底小体の位置が全くランダムに変化し、本来ならノード細胞の前側に局在すべきVangl1タンパクの局在もランダムになり,水流の方向も乱れていた。従ってノードの尾側で発現するWnt5a/5bと、反対方向で発現するSfrpが協力して、ノード細胞に極性を与えていることが判った。2)ノードの繊毛が時計方向に回転する仕組み:繊毛の中心部に存在するradial spokeという構造の役割を調べるために、その構成蛋白質であるRsph4a、Rsph9を欠損するマウスを作成した。3)動かない繊毛が水流を感知する機構:Ca2+を感知するセンサー蛋白質(GCaMP6など)を、ノード脇の動かない繊毛にターゲットしたトランスジェニックマウスを用いて,水流に依存して動かない繊毛に入力するCa2+を観察することに成功した。4)シリア形成・中心体複製における、Qilin(Cluap1)の役割:Qilin(Cluap1)を欠損すると,r-Tubulin複合体が細胞質で異所的に形成されることが判った。

また繊毛が形成される際に、この蛋白質は特殊な合成運搬経路をたどることを示唆するデータを得た。1.ノード細胞へ前後の極性を与えている位置情報の実体:Wnt inhibitorであり、ノードの前側で発現するSfrp1,2,5のすべてを欠損すると、ノードの基底小体の位置が、後ろにシフトしなかった。また、ノードの後側で発現するWnt5aを胚全体で均一に発現させる・あるいはノードの前後で均一に発現させると、基底小体が細胞の中央に留まった。以上より、ノードを中心に非対称かつ反対の方向に発現するWnt5a/5bとSfrp1/2/5が、Wnt5活性の勾配をつくり、これが基底小体を細胞の後側へと位置させている事が判った。2.基底小体が細胞の後側へと移動する機構:細胞内極性因子であるPrickle1,2を欠損するマウスでは,基底小体がランダムに位置する事が判った。3.ノード繊毛が回転運動する理由:ノード繊毛は、他の動く繊毛と異なり、回転運動をする。構造的には、ノード繊毛は、中央の微小管やradial spokeを欠く。そこで、Radial spokeの因子(Rsph4a, Rsph9)を欠損するマウスを作成したところ,本来は波打ち運動する繊毛が、回転運動をするようになった。以上より、radial spokeが無い事が、回転運動を可能としている一因である事が判った。4.アンテナの役割をする不動繊毛が水流を感知する機構:繊毛に局在する種々のCa2+センサー蛋白質をノードで発現するトランスジェニックマウスを作成し、それを用いて繊毛から流入するCa2+の検出を試みた。その結果,左右非対称なCa2+のoscillationを検出した。『動かない繊毛が水流を感知する機構』については、繊毛から流入するCa2+を観察できる系ができ、これを利用してノードを観察した結果,左右非対称なCa2+のoscillationを検出する事ができた。これにより、大きく進むと期待できる。残りのプロジェクトも、概ね順調に進んでいる。1ノード細胞へ前後の極性を与えている位置情報の実体:ノード細胞を極性化している位置情報が、体の前後に沿ったWnt5a/b活性の勾配であることを明らかにして、論文としてまとめた(Minegishiet al., Dev Cell, 2017)。2基底小体が細胞の後側へ移動する機構:種々のinhibitorを用いた実験から、基底小体が移動する際には、アクトミオシンが関与することが示唆された(未発表)。3ノード繊毛が運動性を獲得する機構:ノード繊毛が特異的に運動性を失う変異を探索した結果、23の変異を同定した。そのうちの1つの原因遺伝子については、機能を解析し、なぜノード繊毛だけが運動性を失うのかが明らかになった(H30年度中に完成させる予定)。4ノードが時計方向の回転を行う機構:繊毛軸糸のダイニンの活性化をライブで可視化するための遺伝子改変マウスを作成した(進行中)。5ノード脇の不動繊毛が水流を感知する機構:ノードの不動繊毛内のCa2+を観察する実験系を確立し、左右非対称なCa2+のoscillationを検出することに成功した。6水流を感知したことで、Cerl2mRNAが崩壊する機構: Cerl2の3'-UTR配列内に水流に反応する配列(FRE)があること、FREの水流に対する反応にはCa2チャネルが必要なことを明らかにした(2019年度に論文として完成予定)。体の左右の非対称性を生じる仕組みを明らかにした。
北マリアナ諸島の火山活動に関する研究

北マリアナ・アナタハン火山において20089年に総合観測を実施し活動評価を行った。期間中に発生した水蒸気爆発では,火口直下を震源とし振幅が次第に増大する連続微動が捉えられた。GPS観測からは西方にある圧力源の収縮が記録されマグマが斜めに上昇する経路が捉えられた。噴出物からはマグマ噴火が20034年までであり,以降は水蒸気爆発であることが示された。これまで一連の火山活動はほぼ終息したと考えられる。平成19年11月に島原市の会議において,サイパンの研究者から北マリアナの火山活動の現状報告を受け打合せを行った.さらに,12月の米国地球物理学会において,米国地質調査所研究者と具体的に調整を行い本観測研究についての理解を得た.度内に地震計の設置を考えていたが,年末からアナタハンの火山活動が活発化したため調査を延期し,研究費を20年度に持ち越した.平成20年5月には事前調査を実施し,機材の運搬方法や設置方法などについて,現地研究者,ヘリコプター会社,船会社との調整を行った.また,臨時観測によって良質の地震データが得られることを確認した.6月末7月始の2週間をかけて,アナタハン,パガン,アグリハン,アスンシオン,マウグ,ウラカスの地震地殻変動・地質総合調査を実施した.ヘリコプターはアナタハンにおける荷揚げ,機材設置,2名研究者の輸送に使用し,機材全般の輸送や,アナタハン以外の機器設置や調査は傭船を用いて実施した.その結果,アナタハンにおいては島内5ヵ所に地震計,1ヵ所に傾斜計を設置することができ,20年度末にデータ回収を行うことになった.GPSに関してはアナタハンの5点に加えて,上記島々において2日以上の継続観測を行うことができ,2004年以前の観測結果と比較可能な良質データを得た.すなわち,北マリアナ島弧が,ウラカスの北を固定軸として,反時計方向に東進するように背弧拡大していることが明らかになった.GPS観測の結果はアジア地震学会と米国地球物理学会で発表した.また,アナタハンとウラカスでは地上地質調査を行い,アナタハンでは,2005年以降の噴火の堆積物を確認し,噴火の及んだ範囲を確認することができた.20年度末に回収予定をしている地震計,傾斜計データ,およびGPSの繰り返し観測結果の解析によりアナタハンのマグマ供給系が明らかになると期待される.北マリアナ諸島のアナタハン火山は,陸上火山としては北マリアナ弧の最南端に位置する活火山である。そこでは2003年5月に有史初の中規模噴火が発生し現在も断続的に活動を続けている。本研究では,アナタハン島で地震,測地,地質・岩石学的立場から総合的な観測・調査を進め,噴火状態を火山学的に評価し,噴火それを引き起こしたマグマの蓄積・移動過程などのマグマ供給の仕組みを明らかにするとともに,北マリアナ弧におけるアナタハンのマグマ活動の位置づけを,造構場と岩石学の立場から理解することを目的とする。平成20年度5月に地震計を仮設置し,想定したシステムで解析に十分なデータ取得が可能かどうかを確認した。引き続いて6月末に火口を挟んで島全体に広がるような5点の地震の臨時観測点を設置した。このうち2点はこれまでのGPS観測点と同一であり新たな観測点3点にもGPSのキャンペーン観測ができるように整備した(渡邊・森田,2008)。これらの観測点では電源としてエアーバッテリーを使用しデータロガーに記録した。また火口の地形調査を行った。島内の徒歩移動が不可能であるため,大型機材は釣り船で運搬し,サイパンからのヘリコプターで小分け運搬および調査移動に使用した。さらに6月末から7月初めにかけて上の観測網展開で用船した釣り船を使用し,北マリアナ諸島のGPS観測および岩石試料の採取を行った。GPS観測は約10年間我々のチームが展開して来た観測研究のデータを活用した研究である。最北端のウラカス島ではマグマ供給系について岩石学的な議論をするため特に集中して調査資料採取を行った。平成21年1月にはアナハタン島で前年度から展開している地震観測データの回収と繰り返しGPS観測を実施した。回収した地震観測データと繰り返しGPS観測データの解析を開始した。北マリアナ諸島の背弧海盆の拡大のメカニズムについてはこれまでの考え方を補強するデータが得られ,平成20年AGU秋季大会で発表した。本研究では,北マリアナ諸島で最も活発な噴火活動を行っているアナタハン島で地震,測地,地質・岩石学的立場から総合的な観測・調査を進め,噴火状態を火山学的に評価し,噴火を引き起こしたマグマの蓄積・移動過程などのマグマ供給の仕組みを明らかにするとともに,北マリアナ弧におけるアナタハンのマグマ活動の位置づけを,造構場と岩石学の立場から理解することを目的とした.アナタハン島において昨年から継続している地震観測のデータ回収および撤収を行い,これまでも繰り返しているGPSのキャンペーン観測を実施した.また,火山活動の目視観測と火口地形の観測および火山岩試料の採取を実施した.

引き続いてそれぞれのデータ解析を行った.2008年夏を除いて火山活動によると思われる地震活動はほとんど認められなかった.2008年夏に捉えられた連続微動は火口の直下を震源にして起きており,その震源での波形特性は水蒸気爆発的なものに近い.地殻変動は小噴火時に浅所で開講割れ目ができたことを示すものの西側地下ではそれを上回る量の収縮を示し,さらに2009年も収縮を続けている.一方,2003年からの活動は均一組成の安山岩マグマによって引き起こされたと考えられる.噴出物量・火口拡大量の比較および噴出物の構成物からは,2005年以降の噴出物はほとんどが基盤の岩石を吹き飛ばす水蒸気爆発で特徴づけられる.火山活動は2008年夏以降にわずかの量の灰噴火を除いて噴火活動は観測されていない.以上の地震や地殻変動等のデータと解析結果に基づき,2003年から継続していた火山活動は一旦終息したと考えることができる.今回の研究の成果を2009年4月アルゼンチンで開催された第3回国際マール会議,および,同年12月サンフランシスコで開催された米国地球物理学連合秋季大会で報告した.
患者の感覚に基づいたEBM構築のためのインプラント治療成積の評価

我々は,OHIPの原版(英語版)を日本語に翻訳し,日本での使用の妥当性を確認するため、二ヵ国語に通じたもの(39名)を対象に原版と邦訳版の回答を比較・検討した.OHIPの翻訳の妥当性は項目ごとの一致率とλ係数(対象性評価の指標)によって分析した.尺度ごとの平均一致率はそれぞれ,「機能的な問題」75%,「痛み」76%,「不快感」69%,「身体的困りごと」79%,「心理的困りごと」77%,「社会的困りごと」90%,「ハンディキャップ」85%であった.全49項目中41項目は0.4以上のλ係数を有し、高い一致性が認められた.上記7尺度のα信頼性係数は,原版では0.760.90,翻訳版では0.770.89にあり,日英両版の尺度の内的妥当性が変わらないことが示唆された.日英両版における7尺度のSpearmanの順位相関係数は0.830.92(P<0.001)で優位な相関性を示した.我々の製作した日本語版OHIPはこのように高い信頼性と翻訳の妥当性を有することから,日英二言語間で使用可能であることが示唆された.本結果および内容は日本歯科補綴学会雑誌に投稿し、受理された。インプラントが患者の健康と幸福にどのように貢献するかを、信頼性・妥当性が検証されている口腔内QOLに敏感な測定方法を用いてエビデンスを構築することが急務であると考えられた。われわれはまずSladeらによって開発されたthe Oral Health Profile Profile(OHIP)の等価性に配慮した日本語版は開発してきた。具体的には、日本語/英語バイリンガルの50名に日英両版のOHIPを用いその妥当性を評価し、等価性をもつOHIPを作製した。次にその日本語版OHIPを用いたインプラント治療(下記実験1・2)の治療成績の比較をとおして、従来型の補綴治療時のDecision Makingに寄与する明確で強いエビデンスを獲得するためである。本計画では<実験1.下顎大臼歯部片側遊離端欠損に対して:従来型可撤性部分床義歯vsインプラント支持の歯冠修復物><2.上顎無歯顎者に対して:従来型総義歯vsインプラント支持型無口蓋オーバーデンチャー>と考えていたが、まずはじめに実験1を行ってきている。実験デザインに正確な具体性を持たせるため、対象者を下顎遊離端欠損に限定し、さらに可能な限り強いエビデンスを求めるために、コントロールとしてまったく補綴介入を望まなかった群、部分床義歯を望んだ群をコントロールにくわえ、かつインプラント希望の患者にも従来型可撤性部分床義歯を使用させて評価している。現在までのところ、まったく補綴介入を望まなかった群は高い口腔内QOLをしめしている。インプラント支持の歯冠修復物装着者は従来型可撤性部分床義歯希望者よりおおむね高い口腔内QOLを示したが、更なるデータの蓄積により、統計的に優位かどうかを最終的に有意であるかどうか評価する必要がある。
ヒト培養骨格筋細胞のカルシウム動態解析と遺伝子解析による悪性高熱症素因の診断

平成1215年度で,悪性高熱症関連疾患患者およびその血縁者65名のCICR(Ca-induced Ca release)速度の測定を行った.65名中59名で宅急便を利用して,生検された骨格筋標本を輸送し検査を行った.患者の内訳は,悪性高熱症の既往歴22名,悪性高熱症家族歴21名,術後悪性高熱症10名,筋疾患4名,高CPK血症4名,横紋筋融解症2名,その他2名であった.CICR速度の亢進が認められたものは18名(悪性高熱症の既往歴11名,その家族歴6名,筋疾患1名)で,47名では亢進は認められなかった.このうちから骨格筋の培養に成功したものは41であった.これらの細胞を一旦-70°Cで凍結保存した.これらから10名の骨格筋培養細胞を解凍してでカフェインによる細胞内のカルシウム動態について検討した.10名中4名でCICR速度の亢進が認められ悪性高熱症の素因があった.この4名のカフェインのED50は1.682±0.156Mmで,CICR速度の亢進が認められなかった6名のED50;0.2668±0.224mMに比べ有意に低かった.一方,ハロセンに対する反応は6名で検討した.検討できた例数が少ないためかCICR速度の亢進例と非亢進例では有意差は認められなかった.骨格筋小胞体のカルシウム放出チャンネル(リアノジン受容体:RYR1)の機能については、その遺伝子の変異部位が多数報告されている.この異常部位によって機能異常の程度が異なる可能性があると考えられるため,さらに悪性高熱症の原因遺伝子であるRYR1の変異部位とカルシウチャンネルの機能異常についての関連性の検討が必要である。遺伝子解析については,8例でRYR1遺伝子の点変異を6箇所検索したが,変異は認められなかった.RYR1は約5000のアミノ酸からなる大きなたんぱく質で,悪性高熱症に関与する変異部位は40箇所以上報告されている.これらについてのさらなる検索は,当施設で行っていた方法では時間と費用がかかり困難であった.平成1215年度で,悪性高熱症関連疾患患者およびその血縁者65名のCICR(Ca-induced Ca release)速度の測定を行った.65名中59名で宅急便を利用して,生検された骨格筋標本を輸送し検査を行った.患者の内訳は,悪性高熱症の既往歴22名,悪性高熱症家族歴21名,術後悪性高熱症10名,筋疾患4名,高CPK血症4名,横紋筋融解症2名,その他2名であった.CICR速度の亢進が認められたものは18名(悪性高熱症の既往歴11名,その家族歴6名,筋疾患1名)で,47名では亢進は認められなかった.このうちから骨格筋の培養に成功したものは41であった.これらの細胞を一旦-70°Cで凍結保存した.これらから10名の骨格筋培養細胞を解凍してでカフェインによる細胞内のカルシウム動態について検討した.10名中4名でCICR速度の亢進が認められ悪性高熱症の素因があった.この4名のカフェインのED50は1.682±0.156Mmで,CICR速度の亢進が認められなかった6名のED50;0.2668±0.224mMに比べ有意に低かった.一方,ハロセンに対する反応は6名で検討した.検討できた例数が少ないためかCICR速度の亢進例と非亢進例では有意差は認められなかった.骨格筋小胞体のカルシウム放出チャンネル(リアノジン受容体:RYR1)の機能については、その遺伝子の変異部位が多数報告されている.この異常部位によって機能異常の程度が異なる可能性があると考えられるため,さらに悪性高熱症の原因遺伝子であるRYR1の変異部位とカルシウチャンネルの機能異常についての関連性の検討が必要である。遺伝子解析については,8例でRYR1遺伝子の点変異を6箇所検索したが,変異は認められなかった.RYR1は約5000のアミノ酸からなる大きなたんぱく質で,悪性高熱症に関与する変異部位は40箇所以上報告されている.これらについてのさらなる検索は,当施設で行っていた方法では時間と費用がかかり困難であった.今年度は,15名の悪性高熱症関連疾患で,筋生検を行いCICR速度の測定を行った.12例は他施設で筋生検後当教室に輸送された.残り3例は当施設で筋生検を行った.患者の内訳は劇症悪性高熱症1例,亜型悪性高熱症3例,術後悪性高熱症3例,悪性高熱症の家族歴4例,高CPK血症2例,筋疾患2例であった.CICR速度は,劇症悪性高熱症の1例で亢進が認められた.しかし残りの14例では亢進は認められなかった.この14例のなかの1例(亜型悪性高熱症)では,骨格筋小胞体からのカルシウムの漏れだし速度が異常に速かった.骨格筋細胞の培養は,15例中11例で成功した.

3例は培養中の感染で,1例は骨格筋細胞の増殖が認められなかった.新しいより簡便な方法を検討中である.培養に成功した骨格筋細胞は-70°Cで冷凍保存した.遺伝子検索については,1例の骨格筋細胞を大量に増殖培養させて,DNAを抽出することに成功した.現在はSSCP法をおこなうための条件を模索中である.平成13年度は,15名の悪性高熱症関連疾患患者の筋生検を行いCICR速度を測定した.全例他施設で節生検を行った後,当教室に宅急便で輸送された.患者の内訳は劇症悪性高熱症1例,亜型悪性高熱症4例,悪性高熱症(型は不明)の既往2例,術後悪性高熱症1例,悪性高熱症の家族歴5例,高CPK血症1例,筋疾患(Central Core Disease ; CCD)1例であった.CICR速度は,劇症悪性高熱症の1例,CCDの1例,MHの既往1例とその家族3例の計6例で亢進が認められた。残りの9例では亢進は認められなかった。骨格筋細胞の培養は,15例中13例で試みた.3例は培養中に真菌感染が認められた.抗真菌剤を培養液に加えると2例で骨格筋細胞の増殖がほとんど認められなかった.しかし,8例では衛生細胞の培養に成功した.培養に成功した骨格筋衛生細胞は-70°Cで一旦冷凍保存した.この中の4例を解凍して骨格筋の筋管細胞まで培養してこれらの細胞のカルシウム動態を検討した.カルシウム画像解析装置により,カフェイン刺激による筋管細胞内のカルシウム濃度の測定を行った.CICR速度の非亢進2例では、カフェイン濃度が2.5mMで,亢進2例ではカフェイン1mMで筋管細胞内のカルシウム濃度の上昇を示唆するratio340/380の増加が観察された.カフェインによる反応は10mMプロカインでほとんど抑制された.昨年度に加えCICR亢進3例,非亢進5症例となった.CICR速度の亢進と非亢進で,カフェイン刺激でカルシウム濃度の上昇に有意な差が認められるかどうか検討を続ける予定である。今回CICRが亢進してい家系が1家系発見された.遺伝子検索については,SSCP法をおこなうための条件を模索中である.平成14年度は,8名の悪性高熱症関連疾患患者の筋生検を行いCICR速度を測定した.1例は当施設で筋生検を行い,7例は他施設で筋生検を行った後,当教室に宅急便で輸送された.患者の内訳は劇症悪性高熱症1例,術後悪性高熱症2例,悪性高熱症の家族歴4例,高CPK血症1例であった.CICR速度は,悪性高熱症の家族歴1例で亢進が認められた.残りの7例では亢進は認められなかった.しかし,非亢進例のうち,劇症悪性高熱症1例とその家族の1例では,カルシウム濃度に依存しない骨格筋小胞体からのカルシウムのもれだし速度が速かった.骨格筋細胞の培養は,8例中8例で試み,7例では衛生細胞の培養に成功した.培養に成功した骨格筋衛生細胞は-70°Cで一旦冷凍保存した.この中の6例を解凍して骨格筋の筋管細胞まで培養してこれらの細胞のカルシウム動態を検討した.カルシウム画像解析装置により,カフェイン刺激による筋管細胞内のカルシウム濃度の測定を行った.CICR速度の非亢進4例では,カフェイン濃度が2.5mMで,亢進1例ではカフェイン1mMで筋管細胞内のカルシウム濃度の上昇を示唆するratio340/380の増加が観察された.カフェインによる反応は10mMプロカインでほとんど抑制された.昨年度に加えCICR亢進4例,非亢10症例となった.さらに,本年度はハロタンによるカルシウム濃度の上昇検討もCICR非亢進例3例で行った.4クロロ-m-クレゾールでも検討中である.CICR速度の亢進と非亢進で,何の刺激に対して最もクリアにカルシウム濃度の上昇に有意な差が認められるかどうか検討を続ける予定である.遺伝子検索については,DNAを培養細胞から抽出することに成功した.しかし.リアノジン遺伝子の点変異は検出されていない.
テラヘルツ電磁波エコーによる金属面塗装膜剥離の非接触リモート診断

本研究ではテラヘルツ(THz)電磁波による金属蔓塗装剥離の遠隔検出を目指している。このような剥離の非破壊検査では、内部の様子を階層的に検査できる断層画像撮影技術は極めて有効である。そこではじめに機械走査によるTHz断層画像計測システムを試作し、剥離検出を行なった。しかし実用性を考慮すると高速で2次元断層イメージを取得する必要がある。そこで、次にTHz波の光としての並列性に注目し、電気光学的時間一空間変換と線集光THz結像光学系を利用して、機械的走査機構を用いることなく、高速で2次元断層分布の取得が可能になる手法を考案した。このアイデアに基づいた実時間2次元THzトモグラフィー装置を試作し、塗装された移動基板の表面変化の様子、ならびに塗装直後から乾燥にいたる膜厚の経時変化を追跡し、試作装置の性能を評価した。以下に成旺を列挙する。(1)1mmごとのビーム移動による点計測によって10mm四方のアルミ基板上の白アルキド樹脂塗装剥離を検出できた。剥離に対する奥行分解は40μmで最大500μmの剥離が確認できた計測時間は5分であった。(2)実時間2次元トモグラフィーにおいては、300μm厚に塗装された物体を5mm/秒で移動させた場合、ムービー上に順次塗装膜に対応した1Hzエコー像が表示された。膜厚に関する分解はさきほどと同様40μmである。(3)20分間の連続した乾燥による塗装膜厚の変化がムービー上に記録され、塗装完走に対する情報が検出できた。(4)膜厚に対する分解能向上のため新たに重回帰アルゴリズムを適用し、20μmの分解能を達成した。なお、以上の成旺はNHK教育テレビ「サイエンス・ゼロ」(2007.2.23)で放映された。本研究ではテラヘルツ(THz)電磁波による金属面塗装剥離の遠隔検出を目指している。そこであらためてTHz領域について断層画像取得の方法を考えてみると、THzパルスを利用すれば超音波エコーと同様にパルスエコー法が適用できるはずである(THzトモグラフィー)。我々はこのような方法を、塗装膜厚やヒト皮膚断層の非接触リモート測定に応用してきた。しかしながら、従来のTHzトモグラフィーは基本的に点計測に基づいているため、2次元断層イメージを取得するためには2次元的な機械的走査機構が必要となる。その結果、画像取得に膨大な時間(数分数時間)がかかり、本手法の応用性を著しく制限してきた。しかしこのような機械的な走査を無くし、リアルタイムで2次元断層像が取得できれば移動物体にも適用でき、THzトモグラフィーの応用性は飛躍的に高まるはずである。ここで、THz波の光としての並列性に注目し、電気光学的時間-空間変換と線集光THz結像光学系を利用すれば、機械的走査機構を必要とすることなく、2次元断層分布の取得が可能になる。我々はこのような独自のアイデアに基づいた実時間2次元THzトモグラフィー装置を開発し、その基本特性評価を行った。さらに、本手法の応用性を評価するため、塗装膜の膜厚と乾燥状態の非接触リモート計測に応用し、その有用性を確認した。
脂肪酸から糖へのエネルギー基質変換が心機能に及ぼす影響とそのメカニズムの解明

負荷心臓では、構造リモデリング(心肥大・線維化)と同時に代謝リモデリングが起こる。脂肪酸取り込みが減少するFABP4/5ダブルノックアウトマウスやCD36 KOマウスの心臓では、代償的にグルコース代謝が著しく亢進する。これらのマウスに大動脈縮窄による圧負荷を加えると、心収縮能が著明に低下した。代謝解析の結果、圧負荷によりグルコース取り込みはさらに増加するが、脂肪酸取り込みと合わせたエネルギー総量は減少し、ATP産生が低下した。一方、エネルギー供給不足にも関わらず、心肥大の構成分子(アミノ酸・核酸・脂肪酸)の合成は促進した。負荷心臓では、ATP産生より構造リモデリングが優先されると推察された。脂肪酸取り込みが障害されるFABP4/5ダブルノックアウト(DKO)マウスやCD36 KOマウスの心臓では、エネルギー基質不足を補うために代償的にグルコース代謝が著しく亢進する。FABP4/5 DKOマウスとCD36 KOマウスにTACによる圧負荷を作成すると、TAC後3週間でDKOマウスの20%が、CD36 KOマウスの50%が死亡した(野生型は100%生存)。生存したマウスも、DKOマウス・CD36 KOマウスともに心機能が著明に低下した。核医学実験やメタボローム解析などにより、以下の結果を得た。(1)圧負荷に応答してATPを増産する必要がある状況下でも、DKOマウスとCD36 KOマウスの心臓では、糖利用予備能を負荷前からすでに大幅に利用しているため、相対的な糖取り込みの増加は十分には出来ていない。(2)圧負荷に応答して心筋細胞が肥大するために、構造蛋白だけでなく生体膜成分の増産が必須であると予想される。しかしながら、生体膜の構成因子であるリン脂質は脂肪酸取り込み低下のため十分に補充されず、それを補うために、有意に減少したクエン酸の中からであっても、脂肪酸合成経路に合成材料を供与せざるを得ない。(3)心筋にストレスが生じる際には、活性酸素種(ROS)を除去するために、ペントースリン酸経路に流入するグルコースが増加し、NADPHを介した還元型GSHによる酸化還元反応を増幅する。中等度に脂肪酸取り込みが低下したDKOマウスでは、代償的に取り込みが増加したグルコースの一部をペントースリン酸経路にも流用できるが、高度に脂肪酸取り込みが低下したCD36 KOマウスでは、解糖系・TCA回路・脂肪酸合成にほとんどのグルコースが利用されてしまうため、ペントースリン酸経路に流れこむグルコース量が低下したままでほとんど増加させることができない。(1)圧負荷により、KOマウス群でも、野生型と同様に心重量と線維化の増加が認められた。(2)圧負荷により、KOマウス群の18F-FDGの取り込みはさらに増加するが、解糖系の代謝産物の総和は野生型と同等であった。(3)TCA回路の代謝産物の総和は、KOマウス群で、野生型に比べて有意に低下し、それに一致して、PCr/ATP比の低下(ATP産生の低下)が認められた。(4)KOマウス群で多くのアミノ酸成分の増加が認められた。(5)KOマウス群でマロニルCoA/クエン酸比(脂肪酸合成)の増加が認められた。心臓に圧負荷が加わると、圧に抗することのできる組織構築が必要になるため、タンパク合成や線維化が促進する。FABP4/5 DKOマウスとCD36 KOマウスでは、グルコース取り込みが著明に増加するが、圧負荷が加わった場合、増加したグルコース取り込みは、タンパク合成や線維化に優先的に利用され、さらに、脂肪酸取り込みが低下する分、脂肪酸合成(細胞膜合成)にも利用される。その結果、心肥大や線維化は生じるものの、エネルギー通貨であるATP産生は相対的に低下し、心収縮が低下するものと、推察された。ATeamノックインマウスは心筋細胞内のATPレベルを生きたまま、心臓丸ごと、1細胞レベルの高解像度で、高感度・高速反応性に定量的に評価することができるマウスである。このATeamノックインマウスとFABP4/5 DKOマウス、ATeamノックインマウスとFAT KOマウスを交配し、拍動する心臓のATP濃度をin vivoで測定した。残念ながら、圧負荷の有無により心臓のATP濃度の有意な変化は認められなかった。これは、細胞質のATP低下が、予備エネルギーであるホスホクレアチンにより直ちに補充されるため、見かけ上、ATP濃度に変化が見られないため、と推察している。心臓に血行動態的負荷が加わると、心肥大(構造リモデリング)が生じると同時に代謝変化(代謝リモデリング)がみられる。構造リモデリングでは、心筋細胞が肥大し線維芽細胞が増殖し間質の線維化が増大する。

代謝リモデリングでは、心肥大初期(代償期)より、脂肪酸酸化が減少し、グルコース取り込みが増加し、アデノシン三リン酸(ATP)の貯蔵エネルギー源であるホスホクレアチン(PCr)が減少する。脂肪酸取り込みが障害されるFABP4/5ダブルノックアウト(DKO)マウスやCD36 KOマウスの心臓では、エネルギー基質不足を補うために代償的にグルコース代謝が著しく亢進する。通常の生育下では心機能は正常に保たれるが、大動脈縮窄(TAC)による圧負荷を加えると、心収縮能が著明に低下した。代謝解析(核医学実験・メタボローム解析・フラクソーム解析など)を実施し、以下の結果を得た。(1)DKOマウスとCD36 KOマウスでも、圧負荷により、野生型と同様に心肥大と線維化の増加が認められた。(2)圧負荷により、DKOマウスとCD36 KOマウスのグルコースの取り込みはさらに増加するものの、TCA回路活性が低下し、それに一致して、PCr/ATP比の低下(ATP産生の低下)が認められた。(3)DKOマウスとCD36 KOマウスでグルコース由来のアミノ酸合成・脂肪酸合成・核酸合成の増加が認められた。以上、圧負荷により取り込みがさらに増加したグルコースは、ATP産生経路(TCA回路、酸化的リン酸化)よりも、むしろ心肥大の構成分子(アミノ酸・核酸・脂肪酸)を合成するための非ATP産生経路で優先的に利用されること、が明らかとなった。これらの結果から、ATP需要が増大する状況であっても、取り込みが増加したグルコースは、ATP産生(収縮・拡張)より圧負荷に抗する頑丈な構造リモデリング(心肥大・線維化)に優先的に利用され、そのために心機能が低下すると推察された。負荷心臓では、構造リモデリング(心肥大・線維化)と同時に代謝リモデリングが起こる。脂肪酸取り込みが減少するFABP4/5ダブルノックアウトマウスやCD36 KOマウスの心臓では、代償的にグルコース代謝が著しく亢進する。これらのマウスに大動脈縮窄による圧負荷を加えると、心収縮能が著明に低下した。代謝解析の結果、圧負荷によりグルコース取り込みはさらに増加するが、脂肪酸取り込みと合わせたエネルギー総量は減少し、ATP産生が低下した。一方、エネルギー供給不足にも関わらず、心肥大の構成分子(アミノ酸・核酸・脂肪酸)の合成は促進した。負荷心臓では、ATP産生より構造リモデリングが優先されると推察された。以下の実験群(6群)のメタボローム解析がすべて終了した。ATeamノックインマウスとFABP4/5 DKOマウス、ATeamノックインマウスとFAT KOマウスの交配が順調に進んでおり、それらのマウスを用いて今年度内に、生きたままの心臓のATP濃度を測定する予定である。1.ミトコンドリアのATPレベルをin vivoで評価する(ATeam1 mitochondriaノックインマウスを用いた解析)細胞質のATPはホスホクレアチンにより補充されるため、ATP産生オルガネラのミトコンドリアと細胞質とではATP濃度変化に大きな乖離がある可能性がある。この問題点に対して、ミトコンドリア特異的にATP濃度が測定可能なATeam1 mitochondriaを利用する(共同研究者の山本正道が開発中)。このATeamマウスとFABP4/5 DKOマウス・CD36 KOマウスを交配し、圧負荷(TAC)の有無・時間経過によるミトコンドリアにおけるATPレベルの変動を拍動する心臓で測定し解析する。
高アミロース玄米の湿熱処理による食後血糖値上昇の穏やかな米と災害用非常食の開発

中アミロース米「コシヒカリ」より高アミロース米「越のかおり」のほうが難消化性デンプン含量が高く、さらに湿熱処理(低水分条件下での飽和水蒸気処理)によって増加することがわかった。また、ラットに投与すると、中アミロース米より高アミロース米のほうが空腹時血糖値が低下すること、湿熱処理によりさらに低下することがわかった。血糖値上昇抑制に起因すると考えられる、脂質代謝や糖代謝への影響が確認され、湿熱処理高アミロース米が血糖上昇の穏やかな米であることが確認できた。食後血糖値の上昇しにくい低GI米を、湿熱処理技術を用いて開発することを目的として研究を実施している。供試米としてコシヒカリ、高アミロース米、有色素米を使用し、ヌカ中に含まれる脂質や脂肪酸が湿熱処理時にデンプン複合体を形成して難消化性が向上することを期待し、玄米に種々の条件で湿熱処理を行った。その結果、玄米湿熱処理によって、食物繊維含量・難消化性デンプン含量が増加し、in vitroにおけるα-アミラーゼデンプン分解速度の低下が認められた。また、湿熱処理後に後精米した白米中には、ヌカ中に含まれるポリフェノールを中心とした抗酸化成分の移行が確認された。抗酸化成分の胚乳移行が確認されたため、脂溶性ビタミン・水溶性ビタミン・オリザノールなどの移行に及ぼす湿熱処理条件を検討中である。この湿熱処理米を炊飯し乾燥・粉砕して、食後血糖値応答と脂質代謝への影響を調べる目的で、ラットを対象とした動物実験を実施する予定であったが、平成26年10月に湿熱処理装置が故障(ボイラー故障)し、試料調製が遅延したため動物実験の実施はできなかった。現在、試料調製が終了した段階で、動物実験は平成27年度に実施する予定である。今年度、長岡高専現有のLC/MS/MS用の代謝産物分析メソッドパッケージを購入し、動物実験におけるメタボローム解析実施に向けて測定条件の確立を行い、実施体制を確立することができた。また、自動血液生化学分析装置を利用し、臓器中の代謝関連酵素活性の網羅的測定を目指して、活性測定条件を検討している。コシヒカリ、越のかおり(高アミロース米品種)を用い、0.1MPa、10分間湿熱処理した玄米と未処理玄米を精米し、炊飯後通風乾燥したものを用いた。5週齢Wistar系雄ラットを5群(n=6)に分け、1.改変AIN-76飼料(対照群)、2.高脂肪-コシヒカリ飼料(KH群)、3.高脂肪-越のかおり飼料(KK群)、4.高脂肪-湿熱処理コシヒカリ飼料(HMTKH群)、5.高脂肪-湿熱処理越のかおり飼料(HMTKK群)を各々5週間投与した。各高脂肪飼料は、対照飼料にラード10%、コーン油6%を添加し、PCF比を調整するためカゼインを8%増量し、米飼料はα-コーンスターチと置換した。0, 14, 28日目に尾静脈採血により血糖値を測定、期間前半(1421日目)と後半(2835日目)に採糞、36日目に解剖を行った。糞重量、腹腔内脂肪重量、肝臓(肝重量、脂質重量)、血清(グルコース、中性脂肪、総コレステロール、HDL-コレステロール)、糞中澱粉及びステロール含量、盲腸重量及び内容物pHを測定した。高脂肪食は飼料摂取量が対照より少なく、体重増加に差がなかった。KKは空腹時血糖が上昇したが、高アミロース米であるKK群や湿熱処理米では上昇しなかった。中性脂肪は、対照より米投与群が低値で、特にHMTKH群が低値を示した。総コレステロールは、KK、HMTKH群が低値を示したが群間に差はなかった。難消化性澱粉の多いKK、HMTKK群で糞重量が増加した。平成26年度に予定していて実施できなかった動物実験も27年度に実施することができ、遅延を解消することができた。デンプンの湿熱処理とは、デンプンを低水分条件下で飽和水蒸気によって加熱する方法で、これまで玄米に湿熱処理をすると、食物繊維や難消化性デンプン含量の増加、消化管通過時間の短縮、糖代謝や脂質代謝に影響することを確認してきた。これらの現象は、糊粉層中の難消化性成分増加によるものか、胚乳部デンプンの消化速度が低下しグルコース吸収速度が低下することによるものかが明らかでない。そこで今回、湿熱処理が玄米のデンプンに与える影響を調べるため、「コシヒカリ」(KH)の未処理玄米と高アミロース米品種「越のかおり」の未処理玄米(KK)、KH,KKに対し0.3 MPa、10分間の湿熱処理をした玄米(HMTKH,HMTKK)を各々精米した白米を調製した。ラードを10%付加した高脂肪AIN-76配合飼料のコーンスターチを各白米試料48.5%で置換した飼料により、5週齢のWistar系雄ラットを35日間自由摂取で飼育した。KHとKKの比較からアミロース含量の影響、KH,KKとHMTKH,HMTKKの比較から湿熱処理の影響を評価することができる。機能成分として考えられる難消化性デンプンは、アミロース含量の多いKKの方がKHより高く、湿熱処理によってKKよりHMTKKが高くなった。

アミロース含量と湿熱処理の有無によるラットの成長等には差がなかったが、湿熱処理によって14日目の空腹時血糖値が低下傾向を示し、解糖系のグルコキナーゼとピルビン酸キナーゼ活性は、HMTKH,HMTKKの方がKH,KKより高かった。血中トリグリセリド、脂肪酸合成系のアセチルCoAカルボキシラーゼと脂肪酸合成酵素活性は、アミロース含量の異なるKHとKK間には差がなかったが、湿熱処理によって低下する傾向が見られた。中アミロース米「コシヒカリ」より高アミロース米「越のかおり」のほうが難消化性デンプン含量が高く、さらに湿熱処理(低水分条件下での飽和水蒸気処理)によって増加することがわかった。また、ラットに投与すると、中アミロース米より高アミロース米のほうが空腹時血糖値が低下すること、湿熱処理によりさらに低下することがわかった。血糖値上昇抑制に起因すると考えられる、脂質代謝や糖代謝への影響が確認され、湿熱処理高アミロース米が血糖上昇の穏やかな米であることが確認できた。米の湿熱処理装置のボイラー故障により、動物実験向けの湿熱処理米試料調製が遅延したため、動物実験を実施することができなかった。現在は修理後、試料調製も終了しており、27年度6月に実施予定である。研究期間3年間の最終年度であるため、これまでの2年間の知見をふまえ、当初の達成目標を目指して推進する。食品科学実施の遅れている動物実験の実施、メタボローム解析・酵素活性測定を実施する。結果によりDNAアレイによる遺伝子発現を検討する。玄米の湿熱処理によるヌカ中機能性成分の胚乳移行について、湿熱処理条件との関係を検討する。PCRアレイを用いた遺伝子発現解析を実施する予定であったが、平成28年度に実施することにしたため繰り越しとなった。湿熱処理装置のボイラー故障により試料調製が遅れ、動物実験の実施ができなくなったため。平成28年度に実施するために使用する予定である。平成27年6月に未実施の動物実験を実施しするため使用する。平成27年請求分の予算は、申請時研究計画の平成27年度分の研究遂行のため使用する予定。