hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周病原細菌群に特異的な免疫制御機構の探索

産生を指標にflowcytometryで評価する系を用い、各Red complex細菌について、Th17分化能の高い細胞分画を絞り込んだ。2歯周病原細菌反応性Th17細胞の全身から局所への細胞動態を明らかにするため、経消化管的に歯周病細菌を投与しTh17を誘導し、歯周病細菌感染モデルを用いて解析した。μCTおよび実体顕微鏡での病態評価により、Th17全身投与と歯周病病態との関連が示唆された。3IL-17A-GFPレポーターマウス由来の歯周病細菌反応性Th17細胞をセルソーターで回収し、野生型マウスに移入する系を用いて、歯周病感染モデルにおける歯周病病態の解析を進めている。今後は同定した抗原成分反応性Th17細胞を移入する系も検証を行う予定である。以上の結果から、複数の歯周病細菌の抗原により全身を介した免疫応答で分化したTh17細胞が歯周病の病態形成に関わることが示唆された。まず第一に、T細胞抗原エピトープの同定を進める。研究計画に基づき、絞り込んだ細胞分画成分を逆相クロマトグラフィーで分離し、SDS-PAGEで展開し、プロテオミクス解析によりTh17細胞への分化の指標に抗原タンパク質の絞り込みを進める。必要に応じて二次元-PAGEで展開し解析する。得られた候補タンパク質を大腸菌で発現し、Th17細胞への分化誘導能を評価する。第2に、歯周病原細菌感染モデルを用いて研究計画に従い、歯周病の病態と腸管を介した全身における免疫細胞動態の解析を進める。研究計画に従い、研究を遂行する。各歯周病原細菌のT細胞抗原エピトープの同定を進める。絞り込んだ細胞分画成分を逆相クロマトグラフィーで分離し、Th17細胞への分化を指標に抗原タンパク質の絞り込みを進める。プロテオミクス解析により得られた候補タンパク質を大腸菌で発現し、Th17細胞への分化誘導能を評価する。同定したタンパク質についてオーバーラッピングペプチドを作成し、T細胞抗原エピトープ部位を同定する。さらに、歯周病原細菌感染モデルを用いて、腸管を介した全身における免疫動態および歯周病病態の解析を進める。研究計画に従い研究を進めているが、研究費の充足率が100%ではなく、次年度は本年度以上の予算が必要となるため、本年度配分の使用額の一部を次年度使用額とした。(理由)研究計画に従い研究を進めているが、研究費の充足率が100%ではなく、次年度は本年以上の予算が必要とされるため、本年度配分の使用額の一部を次年度使用額とした。(研究計画)研究遂行に必要な備品については導入済みであり経費の計上は行わない。次年度は消耗品などの物品費に使用する予定である。微生物培養、細胞培養、動物実験のマウス購入および飼育費、遺伝子実験、生化学実験、病原細菌コンポーネント同定のためのDNA合成およびペプチド合成などの外注費が必要となる。本研究の発展、研究成果の発表のため、学会参加のための旅費を計上予定である。研究遂行に必要な設備備品に関しては導入済みであり経費の計上は行わない。
RhoJによる内皮細胞運動と血管網パターン形成の制御機構

新生血管における内皮細胞の遊走運動は、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)やセマフォリン3E(Sema3E)などの走化性因子により制御されるが、個々の内皮細胞が多様な外部シグナルを如何にして統合し、運動方向を決定するのかについては不明であった。本研究では低分子量G蛋白質RhoJが、VEGFとSema3Eによる細胞内シグナル伝達を媒介し、内皮細胞の運動方向を制御することを明らかにした。さらにRhoJが、網膜における生理的および病的血管新生のいずれをも制御することを明らかにした。本研究の成果は血管に限らず、軸索誘導による神経ネットワーク構築の理解にも応用されることが期待される。平成25年度は主に、RhoJノックアウト(KO)マウスにおける腫瘍血管新生の解析を実施した。まず、Lewis lung carcinoma、B16F10メラノーマ、MMTV-PyMT乳癌モデルマウスにおいて、RhoJが腫瘍新生血管の内皮細胞に高発現していることを確認した。次に、RhoJ-KOマウスを用いて上記癌モデルを作成すると、腫瘍径の増大、肺・リンパ節転移、血管新生のいずれもが抑制されることを明らかにした。血管内皮細胞特異的にRhoJ遺伝子を欠失させても同様の結果が得られた。また、siRNAを用いたRhoJ遺伝子ノックダウンと、VEGF阻害剤あるいはCombretastatin-A4-Phosphataseを同時に投与すると、相乗的な血管新生阻害効果および抗腫瘍効果が得られた。培養血管内皮細胞を用いた研究では、RhoJがRhoA-ROCK経路を抑制することを明らかにした。このため、RhoJ遺伝子ノックダウンにより細胞遊走・管腔形成が阻害され、さらに血管透過性が亢進することが明らかとなった。これらの結果から、RhoJが腫瘍血管新生阻害剤の新たな標的分子となる可能性が示された。平成26年度は血管内皮細胞におけるRhoJのシグナル伝達機構を解析した。血管内皮細胞では活性型(GTP結合型)RhoJがPlexinD1のRho-binding domainに結合するが、Sema3EリガンドがPlexinD1受容体に結合すると、RhoJがPlexinD1から遊離してアクチン脱重合を誘導することが明らかとなった。一方、活性型RhoJは、VEGF刺激時におけるVEGFR2-PlexinD1複合受容体の形成を媒介して、MAPキナーゼ経路やPI3キナーゼ経路などの下流シグナルを活性化することを明らかにした。さらに血管内皮細胞運動において、RhoJはVEGFによる遊走促進、Sema3Eによる遊走阻害のいずれも制御することを明らかにした。RhoJ遺伝子欠損マウスを用いた虚血網膜症モデルでは異常血管新生が減少することから、RhoJが網膜血管新生病に対する新たな創薬標的分子となる可能性が示唆された。平成27年度は、福嶋葉子連携研究者および西山功一連携研究者と共同で、RhoJノックアウトマウスの大動脈輪を用いたex vivo血管新生タイムラプスイメージングを実施し、血管内皮細胞の運動制御におけるRhoJの役割を解析した。その結果、RhoJ遺伝子を欠失した内皮細胞では前向き運動が障害されるとともに、後ろ向き運動が増加するため、新生血管の伸長が遅延することが明らかとなった。同様の結果は、マウス網膜新生血管内皮細胞におけるRhoJ遺伝子組換え実験によっても確認された。すなわち新生仔マウスの網膜血管内皮細胞においてタモキシフェン誘導Cre-loxP遺伝子組換えによりRhoJ遺伝子をモザイク状に欠失させると、RhoJ遺伝子を欠失した内皮細胞が新生血管伸長端に到達できないことが明らかとなった。さらに培養ヒト臍帯静脈血管内皮細胞を用いたタイムラプス解析では、RhoJがVEGFによる前向き運動と、Sema3Eによる反撥運動を相乗的に統合し、方向性をもった細胞運動の効率性を向上させることが明らかとなった。平成26年度までに実施したシグナル伝達の研究結果と併せて、新生血管内皮細胞においてRhoJは、VEGF-VEGFR2シグナルの下流でMAPキナーゼおよびPI3キナーゼ経路を活性化するとともに、Sema3E-PlexinD1シグナルの下流で細胞骨格を再構成することにより、細胞運動を調節し、生理的血管発生および病的血管新生のパターニングを制御することが明らかとなった。当初の計画通り、血管内皮細胞におけるRhoJシグナルの細胞分子生物学的解析を実施し、RhoJによる内皮細胞運動の制御機構を明らかにした。また、RhoJ-KOマウスにて虚血性網膜症モデルを作成し、病的血管新生におけるRhoJの役割を明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。血管生物医学、眼科学

平成27年度は、タイムラプス撮影技術を用いてRhoJによる血管網自己組織化の制御機構を解明するとともに、RhoJが網膜血管新生病に対する創薬標的分子となりうる可能性について、さらに検証する。当初の計画通り、RhoJ-KOマウスにて腫瘍モデルを作成し、病的血管新生におけるRhoJの役割を明らかにした。また、培養内皮細胞を用いた細胞分子生物学的解析により、RhoJを介した細胞内シグナル伝達機構を明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に予定していた研究は、補助金分のみで実施できたため、平成26年度基金分は全額、平成27年度に使用する。平成26年度は、内皮細胞においてRhoJがVEGFおよびSema3Eシグナルを統合する分子機構を解明するとともに、網膜における生理的血管発生および病的血管新生のパターン形成制御における役割を明らかにする。平成27年度は主に物品費の購入および人件費に充当する。平成25年度に予定していた研究は、補助金分のみで実施できたため、平成25年度基金分は全額、平成26年度に使用する。平成26年度は名古屋市立大にて本研究を継続するために、主に物品費にあてる。
漢字政策の改定が漢字使用に及ぼす影響に関する研究

本研究は,漢字政策の改定が,実際の漢字使用にどのような影響を及ぼしたかを,大規模データに基づく漢字使用の実態調査から明らかにするものである。漢字政策の改定が漢字使用に影響を与えた例として,次のようなことが明らかとなった。(1)当用漢字補正資料の削除候補字28字の中には,書き換え(附属→付属,濫用→乱用,膨脹→膨張,遵守→順守)が定着した等のことにより,頻度を下げている字がある。(2)常用漢字表(昭和56年)追加95字のうち78字(82.1%)が『現代日本語書き言葉均衡コーパス』の雑誌データで上位2000位以内に出現しており,常用漢字として定着が進んでいる。国立国語研究所が実施した現代雑誌90種調査(調査対象は1956年刊行の雑誌90種。以下,90種調査。)・現代雑誌70誌調査(調査対象は1994年刊行の雑誌70誌。以下,70誌調査。)を基に,当用漢字表時代・常用漢字表時代の漢字使用の実態を明らかにするための漢字頻度表・音訓頻度表を作成した。90種調査については,国立国語研究所報告22『現代雑誌九十種調査の用語用字(2)』所収の「用法別漢字表」を外注により電子化を行い,漢字頻度表・音訓頻度表にまとめ直した。70誌調査については,この調査結果を基に文化審議会国語分科会の審議資料(『現代雑誌の漢字調査(頻度表)』,『『現代雑誌の語彙調査』に基づく音訓一覧表』)を作成した際の電子データを活用して,漢字頻度表・音訓頻度表にまとめ直した。これら頻度表は,比較対象をしやすいようにリレーショナルデータベースに登録した。上記頻度表を基に,当用漢字表時代及び常用漢字表時代における漢字の使用実態を記述するとともに,その結果を比較することで,当用漢字表時代から常用漢字表時代にかけて漢字使用にどのような変化が生じているのか検討した。その結果,常用漢字表に新たに追加された「塔」「肌」「猫」「缶」「羅」「枠」の頻度が,90調査よりも70誌調査で高くなっていることが明らかとなった。また,当用漢字補正表で削除候補とされた「箇」「附」は,90種調査で1000位以内に出現していたが,70誌調査では,1501位以下となっている。これは,新聞における「箇」→「個」,「附」→「付」という書き換えが広く定着したことによると思われる。なお,「燈」は常用漢字表で字体が「灯」に変更になったことに伴い,頻度に低下が見られた。『現代日本語書き言葉均衡コーパス』に収録する2001年から2005年刊行の雑誌データ(以下,BCCWJ(雑誌))を基に,漢字頻度表を作成した。その頻度表と雑誌70誌調査(調査委対象は1994年刊行の雑誌70誌)の漢字頻度表とを比較し,1994年から2005年までの間に漢字使用にどのような変化が起こったのかについて分析を行った。概要は以下のとおり。(1)BCCWJ(雑誌)に出現した漢字は,異なり3,536字,延べ761,978字。このうち,常用漢字(1981年)が占める割合は,異なりで54.67%,延べで97.66%。(2)雑誌70誌調査では,常用漢字(1981年)が占める割合は,異なりで53,66%,延べで97.32%。雑誌70誌調査とBCCWJ(雑誌)とを比較すると,異なりで約1%の増加が見られるのみであり,全体としては大きな変化がない。(3)雑誌70誌調査で出現した漢字を高頻度層(1-1500位),中頻度層(1501-3000位),低頻度層(3001位以下)の三つに分け,BCCWJ(雑誌)でどの層に属しているかを調査した。2,688字(75%)について変動がなかった。中頻度層から高頻度層に上がったのは78字,低頻度層から中有頻度層に上がったのは138字であった。一方,高頻度層から中頻度層に下がったのは78字,中頻度層から低頻度層に下がったのは133字であった。BCCWJ(雑誌)に出現しなかったものも469字あった。(4)2010年の改定で常用漢字表に追加された196字のうち,185字が雑誌70誌調査に出現しているが,134字は中頻度層に出現しており,BCCWJ(雑誌)でもほとんど変化がない。

漢字政策と漢字使用の実態との関連を見るために,当用漢字表補正資料(昭和29年,国語審議会報告)における削除候補字・追加候補字,常用漢字表(昭和56年,内閣告示・内閣訓令)における追加字,改定常用漢字表(平成22年,内閣告示)における追加字に焦点を当て,雑誌90種調査,雑誌70誌調査,BCCWJ(雑誌)での出現状況を調査した。その結果の一例を示すと,当用漢字補正資料の削除候補字28字は,雑誌90種調査で16字が頻度9未満で「朕・璽」は出現せず,雑誌70誌調査では13字が2001位以下で「劾・朕・璽・脹・謁」の5字が出現しなかった。BCCWJでは15字が2001位以下で「劾・朕・謁・脹・虞」の5字が出現しなかった。当用漢字表補正資料で削除候補に掲げられるとともに,書き換え(附属→付属,濫用→乱用,膨脹→膨張,遵守→順守)が定着した等のことにより,頻度を下げていくものが見られた。また「逓」「爵」のように時代や話題との関連で頻度を下げていると思われるものもある。次に常用漢字表(昭和56年)追加95字,改定常用漢字表(平成22年)追加196字のBCCWJ(雑誌)における出現情報を見ると,常用漢字表(昭和56年)追加字のうち78字(82.1%)が上位2000位以内に出現しており,常用漢字として定着が進んでいることがうかがわれる。一方,改定常用漢字表(平成22年)追加字196字のうち上位2000字以内に出現するのは103字(52.6%)と半分程度であった。ただし2001-2500位に60字,2501-3000位に20字が出現している。つまり,極めて低頻度という漢字は少ないのであり,今後,常用漢字として定着していくか否か,それにより頻度に変化が見られるか等,観察していくことが必要と思われる。
分子性結晶三ヨウ化ホウ素と四ヨウ化スズの高圧力下の構造物性研究

分子性結晶が高圧力下で示す様々な現象の普遍性の検証は、物質科学の基礎・応用に有意義である。本研究では、三ヨウ化ホウ素分子がつくる単分子結晶構造が、相転移を機に高圧力下で二量体構造に変化することを実験的に示した。四ヨウ化スズの超高圧力下の結晶構造を密度汎関数計算理論に基づく第一原理計算で推定した。四ヨウ化ゲルマニウムの高温高圧下の融解曲線を測定し、キンクをもつその特異な形状は液体相に二つの異なる構造が存在する可能性を強く示唆する結果を得た。本研究では、分子性結晶三ヨウ化ホウ素が高圧力下で示す相転移において、カナダの理論家グループが予測した、(1)ダイマーが形成されるのか、(2)高圧相の結晶構造、について、実験的な証拠を得ることを第一の目的としている。昨年度末に大阪大学および岐阜大学と協力してラマン散乱実験を行った。本年度はラマン散乱実験に用いた同一試料について、下記の目的でKEK PF-ARにおいて放射光X線回折実験を行った。(1)ラマン実験に使用した高圧状態にある試料を高温でアニールして試料の歪を解消し、より良い回折パターンを得る。(2)実験で得られた回折パターンを再現する結晶構造モデルを、第一原理計算で計算する。(1)については目論見に反して、試料の粒成長がみられ、回折パターンの質が悪化することが分かった。そのため、室温のまま、アニールすることなく試料を加圧して複数の圧力点で回折パターンを測定した。現在そのパターンを解析中である。ラマン散乱実験の結果は、平成24年9月の日本物理学会2012年秋季大会、および11月の第53回高圧討論会で発表した。以上の結果を、現在、論文に執筆中である。一方、本研究のもう一つの対象物質であるSnI4とその類型分子性結晶GeI4の研究を進めた。本年度はとくに圧力誘起液体ー液体相転移に注目した放射光X線回折実験と高温高圧下の密度測定実験を行ない、この相転移が一次である可能性が高いことを示した。これらの結果は平成24年9月および25年3月の日本物理学会で発表した。本研究の研究対象物質のひとつである四ヨウ化スズSnI4とその類型分子性結晶四ヨウ化ゲルマニウムGeI4の高圧力下における構造研究を進めた。SnI4については圧力誘起液体ー液体相転移に注目した放射光X線回折実験と高温高圧下の密度測定実験を行ない、この相転移が一次である可能性が高いことを確認した。また、1000K、60GPaを超える高温高圧力下での相転移と結晶構造について第一原理計算シミュレーションを行い、実験を支持する結果を得た。この結果は平成25年11月第54回高圧討論会で発表した。SnI4の高温高圧力下の挙動と相似であることが予想されるGeI4について、圧力誘起液体ー液体相転移に注目した高温高圧放射光X線回折実験を集中的に進めた。この結果は平成25年9月および26年3月の日本物理学会で発表し、論文が26年5月7日付で受理された。本研究のもう一つの研究目的は、分子性結晶三ヨウ化ホウ素BI3が高圧力下で示す相転移において、カナダの理論家グループが予測した、(1)ダイマーが形成されるのか、(2)高圧相の結晶構造、について、実験的な証拠を得ることであった。一昨年度末に大阪大学および岐阜大学と協力してラマン散乱実験を行った試料について引き続きKEK PF-ARにおいて放射光X線回折実験を行った。回折パターンの質がなかなか改善されなかったが、ラマン実験とX線回折実験の結果はダイマーの形成を強く示唆している。論文はほぼ完成し、投稿準備中である。本科研費実施期間中に、上記二つのテーマについて十分有意義な結果が得られた。平成23年夏に行われたIUCr国際結晶学会で、代表者は上記理論グループ代表のD.Klugと研究の詳細を議論した。23年11月の第52回高圧討論会では、代表者と分担者がそれぞれそれまでの研究結果を発表した。その後、新たな実験を開始した。(1)新たな試料を高圧発生装置に詰め(水分ppm以下の条件が必要なため特殊グローブボックスをもつ大阪大学の研究室と共同研究)、(2)高圧力下のラマン散乱実験を行ない(低波数での測定技術を有する岐阜大学研究室との共同研究、(3)第一原理計算による低圧相のラマンスペクトルの計算、及び高圧相として予想される複数の結晶構造のラマンスペクトルの計算を行った。

これまでに以下の重要な実験的知見が得られた。(1)相転移前にBI3平面分子の屈曲振動の振動数が圧力とともに減少するソフト化現象が見つかった。第一原理計算の結果もソフト化を示した。このような分子の結合力の低下はダイマー形成の前兆であることを強く示唆しており、相転移の前駆現象と理解することがでる。(2)これまで報告されたことのなかった高圧相のラマンスペクトルを測定できた。第一原理計算によるスペクトルと比較した結果は、同じ三斜晶系に属するものの、ダイマー2個を単位胞に含む結晶構造ではなく、ダイマー4個を含む構造が適切であると結論できた。以上の結果を、現在、論文を執筆中である。1)X線回折実験が当初の予想と異なり、データの質の改善が見られないことが判明した。これによって、高圧相結晶構造の確定に支障が出た。(2)しかし、一連の有意義なデータは測定できたので、それらを解析中である。(3)ラマン散乱についての論文はほぼ完成しており、最終的な投稿を目指す。(1)試料調整の方法を確立でき、今回のラマン実験が可能になった。(2)さらに、将来、より高圧下でのX線回折実験、光学実験の展望が開けた。(3)ラマン実験から有意義な結果を得ることができ、研究目的の実現に大きく近づいた。(4)論文化の目途が立った。(1)ラマン散乱実験の論文を投稿する。(2)本年度に得た放射光X線回折実験データを、第一原理計算と組み合わせて解析する。(3)実験と計算結果の比較から、BI3の高圧相結晶構造を最終的に決定する。(4)BI3のより高い圧力下での実験を行い、ダイマー以外の多量体分子の探索を行う。(5)SnI4について、アモルファス化、結晶構造相転移の第一原理計MDシミュレーションを行う。(6)以上の研究結果を論文化すると同時に、高圧討論会および物理学会で発表して、本研究の総括を行う。(1)ラマン実験に使用した高圧状態にある試料を高温でアニールする。この操作によって、試料の歪を解消し、より良い試料および静水圧条件を実現することができる。(2)アニールした試料のラマン実験を行い、さらに放射光X線回折実験を行う。(3)第一原理計算で複数の高圧相結晶構造候補についてX線回折パターンを計算する。(4)実験と計算結果の比較から、BI3の高圧相結晶構造を最終的に決定する。(5)研究結果を論文化すると同時に、高圧討論会および物理学会で発表する。(6)より高い圧力下での実験を行い、ダイマー以外の多量体分子の探索を行う。これにより、分子性結晶BI3の圧力誘起完全分子解離への道筋を解明できるものと期待される。放射光X線回折実験を行うための実験器具、消耗品代、および実験旅費として使用する。さらに、学会発表のための旅費にあてる。「計算ソフト使用料」は第一原理計算ソフトのライセンス料の一部とする。その他、英語論文添削費、PC周辺機器購入費などを計上する。研究費のほぼ半額を旅費が占める。大阪大学と岐阜大学と共同で研究を進めており、試料封入とラマン散乱実験をそれぞれの大学で行う。また、放射光X線回折実験を行うための旅費も含めている。さらに、学会発表のための旅費を含む。その他、英語論文添削費、実験器具購入費、PC周辺機器購入費などを計上している。
汚染土壌－植物における放射性セシウム動態の画像解析技術の開発および農業への応用

本研究は、土壌ー植物系の放射性セシウムの移行と分布を連続的に捉える画像化技術を開発し、植物の放射性セシウムの挙動を系統的に解明しようとするニーズに応えることを目的とした。具体的には、汚染土壌と栽培環境を再現し植物の栽培が可能な「根箱装置」を開発し、これと放射線計測技術を組み合わせて植物体内の放射性セシウムの動態を可視化する「RIイメージング技術」を開発した。また、ポジトロンイメージング(PETIS)のために、ポジトロン放出核種である129Csトレーサの開発を行った。開発した技術は農産物や食品の安全評価、放射性セシウム高/低吸収品種の育種選抜、最適栽培条件の検討などに幅広く応用できるものである。カリウムは植物のセシウム吸収を抑制するため、カリウムフリーのCs-129トレーサの精製方法の確立は本研究の進行において最も重要である。H25年度は、前年度に続いて照射産物の水溶液(カリウム、ヨウ素、Cs-129が混在)からCs-129を精製する方法を検討した。申請者は、所属機関が新たに開発したセシウム捕集材をカラムに充填し、Cs-129の精製を試みた。このカラムがCs-129を吸着する過程をポジトロンイメージング装置(PETIS)で撮像したところ、明瞭な動画像を得ることに成功した。また、5 mM硫酸アンモニウム溶液を用いたカラムの洗浄によるCs-129の溶出実験の結果、溶出液中のカリウム濃度が3 umol/L以下であることが分かった。精製したCs-129トレーサをダイズの根に投与しPETISで撮像を行ったところ、セシウムの吸収・移行の定量的解析が可能な動画像は得られなかった。その原因は、本カラム(セシウム捕集材)によるCs-129の吸着は非常に強固であるため洗浄による溶出は難しく、本研究に必要な量のCs-129が確保できなかったことにある。そこで、Cs-129を用いた本研究の遂行が困難であると判断し、H25年度後半から急きょCs-137(購入RI)とガンマカメライメージング装置を用いて、植物のセシウム動態解析の実験系の構築を行った。結果、ダイズの水耕培地中の根に投与したCs-137が地上部に移行していく様子をガンマカメラで可視化し、定量的解析を行うことに成功した。また、植物のセシウム吸収の促進/抑制メカニズムの解明研究の一環として、H24年度に開発した「根箱装置」を利用し、C-11ラベルした二酸化炭素とPETISによる根の分泌物(有機酸など)の可視化を試みた。結果、C-11ー光合成産物の根への転流と土壌への分泌物の両方を可視化し、定量的に解析する実験系を確立した。H24年度は、植物RIイメージングのための1)「根箱装置」の開発、2)ポジトロン放出核種である放射性セシウム129(Cs-129)の製造・精製・計測条件の検討を行った。まず、硬質アクリル板を材料に2種類の「根箱装置」を開発した。この装置は、植物の長期間の土耕栽培が可能で、そのままポジトロンイメージング装置(PETIS)にセットし、土壌ー根系ー地上部を対象にしたRIイメージング実験が可能な構造を持っている。これを用いたイネなどの栽培試験では、植物の正常な生育が可能であることを確認した。「根箱装置」を用いたトレーサ投与の実験系の予備実験として、試作版の「根箱装置」に土耕栽培した根系周辺へポジトロン放出核種であるNa-22を投与し、PETISで撮像を行った。その結果、土壌中および植物体内のNa-22の移行の様子を画像化することに成功した。次に、ヨウ化カリウム(KI)をサイクロトロン施設で照射した産物(カリウム、ヨウ素、Cs-129が混在)から高純度のCs-129を精製する方法を数種類の精製カラムを用いて検討した。そこで陰イオン交換カラムを用いて溶液中のヨウ素を除去し、精製したCs-129トレーサをイネの水耕液に投与してPETISを用いて96時間連続撮像を行った。その結果、ポジトロン放出割合が極めて低いにも関わらず、根系におけるCs-129の分布を示す画像の取得が可能であることが確認できた。しかし、Cs-129が地上部に移行する様子は殆ど捉えられなかった。これはCs-129トレーサ溶液中に高濃度に存在するカリウムイオンの競合による影響が大きいと考えた。

そこで、市販の精製カラムを用いてカリウムとセシウムの分離・精製を試みたが、精製目標を満たすカラムは見つからなかった。現在、当該機構で開発したセシウムを特異的に吸着するカラムを用いて精製方法を検討している。H24年度に実行した研究の中で、高純度のCs-129トレーサを精製する方法の確立に関する進行が少し遅れを取っている。その原因は、カリウムとセシウムの性質が非常に近いため、水溶液中に混在する両物質を分離することが非常に難しい点にある。これまで、カリウムあるいはセシウムを特異的に吸着する性質を持つ市販の分子認識カラムなどを用いた精製方法を試みたが、イメージング実験に十分な純度と量を精製できなかった。ところが、現段階ですでにセシウムを特異的に吸着する性質を持つ有望なカラムの候補が見つかり、精製条件の最適化を検討している最中である。本年度の実験の成果は、交付申請書に記載した「研究の目的」の前半部分に当たり、一部分の進行が少し遅れているほか、おおむね研究実施計画の通り進んでいる。H25年度は、引き続き高純度のCs-129を精製する方法を検討し、水耕栽培あるいは「根箱装置」で土耕栽培した植物の根域へ精製したCs-129トレーサを投与し、PETISを用いて撮像を行う実験方法を確立する。この方法を利用して、セシウム高/低吸収候補の植物を用いてデモンストレーションを行い、植物における放射性セシウムの移行能力を解析する。上記のCs-129トレーサの精製が難航している現状を考慮すると当初の計画通りに進まない可能性がある。その場合、すぐにCs-137のイメージングが可能な高エネルギーガンマ線検出用のガンマカメラ(所属研究グループにおいて利用が可能)とCs-137(購入RI)を組み合わせて、計画を遂行する。H25年度は、H24年度に開発した「根箱装置」に現地の土壌を組み合わせて実験室でイメージング実験を行うことを想定しているため、数回分の現地入りの旅費を計上した。「根箱装置」はRI実験に使用(RI汚染物として廃棄)するため、実験回数に伴い必要数量が増加する。また、投稿論文や学会だけではなく、一般市民向けのシンポジウムなどにも積極的に参加して研究成果の発信を行うため、旅費を前年度より多めに計上した。その他、論文雑誌への英文投稿のための英文校閲費、投稿料として使用する。実験手法の変化に伴い、購入RIの費用が発生する可能性がある。
近世後期〜幕末における体制変革構想-市場社会の成熟と中央集権化の可否-

1近世後期日本における市場社会の諸相を探るべく、活字化されていない史料収集に努めた。その対象として、町人向けの教訓書と、知識人の経世論という二つの相異なる分野の史料を収集した。前者については著者を特定せず、幅広く収集することが重要であったが、主に東京大学総合図書館所蔵の南葵文庫に依拠することになった。後者についても、経世論の類型化を行うためにはできるだけ多くの史料を集める必要があるのだが、知識人の著作という性格上、人物を特定することが可能であるため、さしあたり類型化の手がかりを与えてくれそうな仁井田好古の著作を中心に収集した。その際、東京大学図書館、大阪府立中之島図書館においては史料の保存に力が尽くされ、しかも研究者に対する便宜が最大限はかられる体勢であったことから、複写にまつわる支出が予想外に低く抑えられ、資金を有効に利用することができた。2以上の史料収集をおこなうと同時に、その分析枠組みを作るための基礎作業を行った。設備備品として購入したパソコンを用いて、まず朱熹の著作の一部を入力した。これは当事の社会においては儒学が知識人、民衆に共有された教養であったためである。入力作業に際しては備品と附属のスキャナ、読み取りソフトが威力を発揮した。また上記1で収集した史料についても入力を開始したが、写本類が中心であるため、読み取りと入力がすべて手作業となり、難航している。なお、史料の収集、入力の両面において、作業を続行する必要があるため、次年度以降の研究を継続したいと考えている。
線毛発生の調節機構についての研究

1、線毛発生即ち線毛細胞の形成は、fibrous granuleと呼ばれる顆粒構造の出現に始まり、これを材料として中心子が複製、中心子は細胞先端部へ移動して基底小体となり、その遠位側より線毛が伸長するという一連の経過をたどる。線毛発生における伸長線毛の物理的保持、alarsheetsの形成に関与して、線毛基部の細胞膜の管状陥凹によりtransitional tubulesが形成されることを解明した。3、ヒト卵管線毛細胞の細胞先端部領域を粗精製し、これを抗原としてラットに免疫し、根小毛を特異的に認識するモノクローナル抗体(R4109、R4901)の作製に成功した。ウエスタンブロッティング法及び免疫電顕法の結果から、この抗体は58kDaの分子量の蛋白質を認識し、この58kDa蛋白質は根小毛の横紋の主要構成要素であることを明らかにした。R4109をもちいた線毛発生細胞の細胞生物学的検討により、fibrous granuleは上述の58kDa蛋白質から構成されることを見いだし、根小毛の形成にfibrous granuleが関与することを明らかにした。4、R4109は、卵管上皮、気道上皮、脳室上衣の線毛細胞に存在する根小毛に加え、網膜視細胞、血管内皮細胞、結合組織の線維芽細胞等の孤立線毛に付随する根小毛をも認識した。またPtK2細胞、HF細胞、BAEC細胞等の培養細胞における解析から、多くの培養細胞では孤立線毛の形成とは無関係に根小毛が形成されることを明らかにした。1、ヒト卵管粘膜の線毛発生細胞を電子顕微鏡で観察し、基底小体附属構造の形成過程について新知見を得た。(1)線毛の形成に際し、ルートレットの先端は細胞内部に線状に伸張し(fibrillar part)、ミトコンドリアや粗面小胞体の形質膜と接着した。Fibrillar partの横紋の周期は69nmで、基底小体に連続する部分(conical part)及び線毛細胞における通常のルートレットより5nm長かった。この構造は線毛発生時に一過性に出現し、線毛伸張時の基底小体の繁留に関与することが示唆される。2、ヒト卵管粘膜の線毛細胞より、Andersonらの方法に準じて基底小体及び基底小体附属構造を分離精製し、これを抗原としてラットリンパ筋法によりモノクローナル抗体BB-20、BB-49を作製した。蛍光抗体法によりBB-20は基底小体を、BB-49はルートレットを特異的に認識し、これらの抗体を用いたSDS-PAGE、ウェスタンプロティングにより、単一のバンドが検出された。今後SDS-PAGEにより基底小体関連タンパク質を分離し、一次構造の解析、決定したアミノ酸配列からcDNAをクローニングし、線毛細胞への分化にともなう遺伝子発現について研究を行なう。(1)線毛発生における線毛の伸長に際し、線毛基部の細胞膜の陥凹により管状構造が一過性に出現することを見いだし、transitional tubulesと命名した。Alar sheathsの形成、伸長中の線毛の物理的保持に密接に関係する構造と考えられた。(2)根小毛striated rootletは、線毛が伸長する基底小体に付随する構造で、横紋を有する細線維の束から構成される。ヒト卵管線毛細胞の細胞先端部領域を粗精製し、これを抗原としてラットに免役し、根小毛を特異的に認識するモノクローナル抗体(R4109,R4901)の作製に成功した。(3)線毛発生即ち

線毛細胞の形成は、fibrous granuleと呼ばれる顆粒構造の出現に始まり、これを材料として中心子が複製、中心子は細胞先端部へ移動して基底小体となり、その遠位側より線毛が伸長するという一連の経過をたどる。R4109をもちいた線毛発生細胞の細胞生物学的検討により、fibrous granuleは上述の58kDa蛋白質から構成されることを見いだし、根小毛の形成にfibrous granuleが関与することを明らかにした。(4)R4109は、卵管上皮、気道上皮、脳室上衣の線毛細胞に存在する根小毛に加え、網膜視細胞、血管内皮細胞、結合組織の線維芽細胞等の孤立線毛に付随する根小毛をも認識した。またPtK2細胞、HF細胞、BAEC細胞等の培養細胞における解析から、多くの培養細胞では孤立線毛の形成とは無関係に根小毛が形成されることを明らかにした。
遺伝子間領域による長大遺伝子の発現制御機構の解明

中枢神経系の発達した脊椎動物では長大な遺伝子が多数存在する。長大遺伝子は、AT-richなゲノム環境に位置しており、隣接する遺伝子間領域も長い。これらの長大遺伝子は神経細胞で特異的に発現し、自閉症や統合失調症との関連が示唆されている。私たちは、長大遺伝子がその遺伝子の置かれたゲノム環境により発現制御されるモデルを提唱、検証している。本研究では、トポIIβ、hnRNPU/SAF-A/SP120が発現制御に関与する可能性が高いことを示した。ラット脳幹由来のRN33B細胞株が神経細胞終末分化のモデル培養細胞系として使用可能であることを示した。ゲノム編集技術を用いてこの系でモデルを検証する予定である。これまでに、トポIIβが標的とするゲノム領域をタイリングアレイで同定し、作用点が遺伝子間領域にも存在することを報告したが、その作用機序解明のため、トポIIβ標的領域をクローニングし、ライブラリーを作成、配列、およびそのゲノムポジションを決定した。一部のクローンを取り出し、試験管内反応系を用いて、標的領域を生化学的に解析した。以上の解析により、標的領域に関して以下の4点を明らかにした。1) AT含量が高いという共通した性質に加え、A (または、T)が2-5個連続するA/T-patch配列を有意に多く含んでいた。2)長くてAT-richな遺伝子間領域に高頻度に存在しており、標的領域が存在する遺伝子間領域は、長くてAT-richな遺伝子に高頻度に隣接していた。3)トポIIβとRNA依存的に複合体を形成するhnRNPU/SAF-A/ SP120が選択的に結合する。4)核マトリックスに選択的に結合するMARであるが、相互作用の強さはバラエティーに富んでおり、標的領域と核マトリックスの相互作用は動的に変動する可能性が高い。長大遺伝子に隣接する遺伝子間領域の遺伝子発現制御機能を解析するため、標的とする遺伝子を選定した。ラット脳幹由来のRN33B細胞株を用いて終末分化系の構築を試みた。まず形態変化、および細胞分裂の停止を確認した。次に分化誘導した細胞としていない細胞の遺伝子発現を比較し、複数の長大遺伝子の発現が誘導されることを確認した。これらの遺伝子は長い遺伝子間領域に隣接しているので、解析の標的と成り得る。初代培養神経細胞同様、RN33B細胞分化系でもトポイソメラーゼ(トポ) IIαタンパク質量が低下し、トポIIβタンパク質量が上昇することを確認した。しかし初代培養神経細胞に比べてトポIIαの発現量低下は緩やかなため、α/βを区別しないトポII阻害剤ICRF-193で処理すると細胞が死滅してしまった。よってICRF-193を用いてトポIIβの機能を解析することが困難なことが分かった。今後、トポIIβノックアウト細胞株を構築して解析する必要がある。ES細胞を用いて、神経細胞終末分化系を構築、長大遺伝子の発現解析を行う予定であったが、集団として機能的に均質な終末分化した神経細胞を得ることが困難と判断し、株化された細胞を用いる方針に転換した。また、欠失させるゲノム領域の選定に、配列や発現のデータベースのみを活用する予定だったが、実際の実験データも参考に領域を選択することにしたため、長大遺伝子間領域欠失系を構築する予定が遅れている。分子生物学遅れている長大遺伝子間領域の欠失系を、繊維芽細胞を用いて構築する。培養細胞を用いた神経細胞終末分化系は、当該研究室で既にシステムが構築されているため、実験を再現後、遺伝子発現変化の未知な遺伝子に関しては、RT-qPCRにより発現変化を観察する。欠失させるゲノム領域を決定し、線維芽細胞で構築した長大遺伝子間領域の欠失系を用いて、長大遺伝子間領域を欠失させる。分化前後での遺伝子発現の変化を欠失させた細胞とさせていない細胞で比較し、長大遺伝子間領域の機能を調べる。神経細胞の終末分化系をES細胞から培養細胞に変更したため、欠失ゲノム領域の選定に時間を要し、長大ゲノム領域欠失系の構築には至らなかったため。長大ゲノム領域欠失系構築のため、合成オリゴDNA、組換えDNA構築のための試薬、および培養細胞の培養等に使用予定である。
新規クルクミン誘導体による新しい抗癌剤・遺伝子治療の開発

新規クルクミン誘導体が様々ながん細胞に対して増殖抑制効果を持つことが、培養細胞を用いた実験で明らかになった。この誘導体に抗癌剤を組み合わせた場合のがん細胞増殖抑制効果を検討した。また、がん抑制遺伝子TP53ステータスによる増殖抑制効果についても検討した。その結果、クルクミン誘導体単独よりも抗癌剤を組み合せた場合でより強い増殖抑制効果が認められ、この効果は相加的な効果であった。各種がん細胞のTP53ステータスによる細胞増殖抑制効果の違いは見出せなかった。われわれは、大腸癌細胞株DLD-1に対してクルクミンの約30倍以上の増殖抑制活性を有する新規化合物GO-Y030を同定したことは既に報告している。このGO-Y030および既存の抗癌剤を用いてTP53のステータスの異なる複数の癌細胞株に投与し、IC50値を算出してTP53ステータスと細胞増殖抑制効果との相関性についての検討した。【結果2】5-FUのIC50値は、DLD-1に対し2.0μM、HCT116(p53+/+)に対し2.5μM、HCT116(p53-/-)に対し2.5μMといずれのcell lineでもほぼ近似した値であり、TP53のステータスとIC50値に明らかな関連性は示唆されなかった。また、SaOS2では10μM、U20Sでは10μMと、細胞増殖抑制効果は大腸癌細胞株に対する値と比べ弱いものであった。以上から、クルクミン誘導体または既存抗癌剤の感受性とTP53ステータスとの明らかな関連性は示されなかった。今後、新規クルクミン誘導体と5-FUとの併用による、細胞増殖抑制に対する相加・相乗効果、5-FU耐性癌細胞株へのクルクミン誘導体投与による耐性解除効果、p53導入による細胞増殖抑制効果について検討する予定である。【結果1】【結果2】GO-YO30のp53の安定化作用についてクルクミンをコントロールしてHCT116(p53+/+)をいて比較検証した。経時的にP53の細胞内発現レベルを調べたが、GO-YO30とクルクミンのいずれも一時的なp53の発現上昇後を認めた後ほぼ等しいタイミングで細胞内発現レベルの低下を認めた。p53の標的遺伝子であるMDM2の発現レベルの変化も特に差は認められなかった。この結果から、GO-YO30の有意なp53安定化やMDM2分解の作用を確認することはできず、GO-YO30の強力な細胞増殖抑制効果がp53経路依存性であるか否かについて新たな知見を得ることは出来なかった。GO-YO30処理下でのp53欠失細胞株に対し野生型p53導入による細胞増殖抑制効果の増強については現在検討中である。
動的に文脈適応する語彙表現の学習

深層学習による語彙表現の手法を考案した。本年度の具体的な成果は、次の2点である。1)昨年開発した語彙表現の学習手法を高速化し、大規模データで実行した。様々な従来手法と比べて、文脈情報や外部知識を考慮する提案法の利点と欠点を考察した。2)リカレントニューラルネットワークを注目し、新たな動的な語彙表現学習手法を提案した。この手法は可変長単語系列の文脈表現が扱えるため、よりフレキシブルなアプリケーションが想像される。機械翻訳システムに取り組んだ。1)文脈に適応する動的な語彙表現を提案し、ニューラルネットワークに基づく構文解析システムに取り込んだ。2)多目的最適化法(ADMM)を利用し、よりフレキシブルな語彙表現の学習手法を提案した。様々な文脈情報や外部知識を考慮するために、新しい目的関数の追加により簡単に実験を行うことができるようになった。計画通り新しい手法を提案し、自然言語処理のタスクで評価を行った。今後は計画通り、実装を並列化することによって高速化し、様々な手法を比べる。最終的に精度を上げるように研究を行う。
有機フォトリフラクティブ材料の開発とそのトランジエントホログラムへの展開

本研究では高性能の有機フォトリフラクティブ(PR)材料を開発することを目的として、光電導性と一次の電気光学効果を持たせるためホール輸送剤、電荷発生剤、非線形光学分子を種々の高分子バインダーに分散させた分子分散高分子膜を取り上げ、それぞれの要素材料がどのようにPR効果に影響を及ぼすかについてまず検討を行ない、その後に最適なポリマー系へと展開すること、また、その応用例として実際にフーリエ変換ホログラフィーによりホログラムの記録・再生を行うことを目的としている。本年度は、上記分子分散高分子系について、特にバインダーのガラス転移温度と電気光学効果の相関を検討し、系のガラス転移温度、すなわち分子運動の容易さがr_<33>ならびに回折効率に大きな影響を与えることを明らかにした。回折効率の温度変化を測定した結果、系ガラス転移温度近傍で最大の回折効率を示すことをはじめて見い出した。また、各構成成分のPR効果に及ぼす因子を明らかにし、4光波混合による回折効率として数%が達成され、2光波混合によってプローブ光のポンピング光による光増幅を確認し、この回折がフォトリフラクティブ効果によることを示した。さらに、実際にホログラム記録を試み、画像の記録・再生に成功した。応答速度の向上が今後の課題であることを指摘し、その改善に向けてさらに検討を続ける。
劣性栄養障害型表皮水疱症患者における変異型7型コラーゲンの生理学的機能の解明

劣性栄養障害型表皮水疱症は表皮と真皮を接着させる7型コラーゲン遺伝子が2本とも異常を呈することにより発症する。大多数の患者では、2本の7型コラーゲン遺伝子にそれぞれ異なる遺伝子変異を有するため、遺伝子変異からその臨床予後を推測することは困難である。2本の7型コラーゲン遺伝子のうち、1本の遺伝子に全く7型コラーゲンを発現しない変異を有する患者を抽出し、残りの遺伝子変異と臨床重症度、タンパク発現量、超微細構造における相関関係を解明した。本研究の目的は、抗COL7抗体を用いた免疫組織学的手法および電子顕微鏡学的手法を用いて劣性栄養障害型表皮水疱症患者で見られる単一の変異型COL7の発現量と形態学的異常を解析し、遺伝子型一表現型について分析することである。また、変異型COL7リコンビナントタンパクを作製し、COL7の3量体安定性、熱や酵素に対する安定性を解析することにより病態メカニズムを解明する。1)RDEB患者の生体試料収集現在、日本各地の皮膚科施設と密に連携し、インフォームドコンセントを得て、RDEB患者のDNAサンプルや皮膚組織を含めた生体試料および患者情報を収集している。2)RDEB患者におけるCOL7遺伝子変異解析当研究室ですでに稼働している手法であるダイレクトシークエンス法や制限酵素法により、RDEB患者のCOL7遺伝子解析を行った。3)免疫組織学的手法を用いた生体内変異型COL7の発現量の解析(図4)収集したRDEB患者皮膚組織に対し、全世界で広く使用されている抗COL7抗体(LH7.2)を用いて蛍光抗体法を行い、生体内における変異型COL7の発現量を比較検討した。4)電子顕微鏡学的手法を用いた生体内変異型COL7の超微細構造の解析(図5)収集したRDEB患者皮膚組織を用いて、COL7が重合することにより構成される係留線維の超微細構造を電子顕微鏡学的に解析した。5)変異型COL7遺伝子cDNAの作製免疫組織学的、電子顕微鏡学的手法を用いて劣性栄養障害型表皮水疱症患者で見られる単一の変異型COL7の発現量と形態学的異常を解析し、遺伝子型ー表現型について分析を行う。1) RDEB患者の生体試料収集RDEB患者のDNAサンプルや皮膚組織を含めた生体試料および患者情報を収集している。2)変異型COL7リコンビナントタンパクの作製昨年度作製した変異型COL7遺伝子cDNAをpCMVベクターに組み込んだ。さらに、作製したベクターをヒト胎児腎由来細胞(HEK293)に遺伝子導入し、変異型COL7リコンビナントタンパクを作製した。3)変異型COL7リコンビナントタンパクの3量体安定性に関する解析HEK293細胞に強制発現させた変異型COL7リコンビナントタンパクの発現量を比較した。また、作製したリコンナントタンパクを変性および非変性状態でウェスタンブロット法を行い、3量体の安定性について比較検討を行っている。4)変異型COL7リコンビナントタンパクの熱および酵素に対する安定性の解析HEK293細胞に強制発現させた各変異型COL7リコンビナントタンパクの熱に対する安定性を解析する、また、同様にコラゲナーゼやトリプシン、ペプシンなどを添加し、酵素に対する安定性を比較を行うための条件検討が終了した。5)データ解析以上で得られたデータを解析し、遺伝子型ー表現型に関する相関関係を解析したところ、ミスセンス変異では重症度がCOL7の発現量と相関関係がなく、個々のミスセンス変異によって生じた異常COL7の機能と相関していることが分かった。これまで行った研究はすでに当研究室で確立されている技術を応用したものであり、当初の予定通り研究の計画が進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度はほぼ予定通り研究計画が進んでいる。平成24年度は変異型COL7リコンビナントタンパクの作製やそのリコンビナントタンパクの熱および酵素に対する安定性の解析を行う予定である。
平滑筋におけるアクチン連関収縮制御機構研究

(1)カルデスモンをNTCBで切断し、DEAE-カラム、ゲル濾過カラムにより18kDaのN-端断片を得た。この断片はアクチン結合部位、カルモジュリン結合部位を含まず、ミオシン結合部位のみを含んでいた。またカルデスモンをalpha-キモトリプシンで切断し、DEAE-カラム、カルモジュリンアフイニテイカラムにより、38kDaのC-端断片を得た。この断片はアクチン結合部位、カルモジュリン結合部位を含み、ミオシン結合部位は含まれていなかった。モ-テイリテイアッセイ法、ATPase活性法により、これらの断片がアクチンミオシン相互作用に及ぼす影響を調べたところ、N-端断が促進、C-端断片が阻害効果があることが分かった。以上の結果はカルデスモンがアクチンに結合することにより平滑筋収縮を阻害する方向に、またミオシンに結合することにより促進の方向に制御していることを示唆している。ミオシン軽鎖キナーゼ(MLCK)をCNBrで切断し、DEAE-カラム、フェニルセファロースカラムにより、29kDaのN-端断片を得た。この断片はアクチン結合部位を含むが、キナーゼ部位は含んでいなかった。この断片はインタクトなMLCKと同様に、アクチンミオシン相互作用を阻害した。この結果は、MLCKがアクチンに結合することによって、平滑筋収縮をキナーゼ活性を介さずに負の方向に制御していることを示唆している。
ビタミンＣ不足が、発生・成長及び、加齢疾患や老化に及ぼす影響についての包括的研究

東京都老人総合研究所、順天堂および東邦大学呼吸器内科、(株)カゴメ、医療法人社団同友会春日クリニックの協力を得て行われた、血中の抗酸化物質と呼吸器疾患の関係について検証した臨床研究はCrin Respir J.(2015)でその成果を発表した。慢性閉塞性肺疾患(COPD)、喘息(BA)および両疾患のオーバーラップ症候群(ACOS)の患者を対象にした今回の研究では、肺疾患の病歴なしの対象群に対して、COPD群で血中ビタミンC(VC)濃度の有意な低下が認められた。さらに酸化ストレスの亢進を意味する、総VCに対する酸化型のVCの割合も対象群に対してCOPD群で高い値を示した。一方、BA群とACOS群では対象群との有意な差は認められなかった。血中のリコピン濃度やGSHなどの他の抗酸化物質の測定項目もVCと同様の結果が得られたことから、COPDは喫煙等による慢性的な酸化ストレスによって体内のレドックスバランスが崩壊していることが示唆された。一方、BAおよびACOSに関しては抗酸化物質の不足とは別の原因でそれらの病態が進行している可能性も示唆された。これまで、日本人における呼吸器疾患患者を対象に体内の抗酸化栄養素の過不足を調べた研究は乏しく、さらに検体の平均年齢が55歳以上と高齢者を対象にした今回の研究結果は、呼吸器疾患患者の予測や治療方針の選択に多いに役立つものと考えられる。(株)ニチレイフーズとの共同研究では、高齢期からのVC投与が骨粗鬆症およびサルコペニア発症の予防に効果を示すか野生型マウスを用いて検討した。20ヵ月齢から4ヶ月間ビタミンC投与を行ったが、筋組織中のVC濃度の有意な上昇は認められなかった。VC投与群で暗期の自発行動量の上昇は見られたが、筋重量およびその筋繊維タイプの変化、また骨密度等の測定項目に有意な差は認められなかった。今回、対象群の加齢変化が認められなかったため、VC投与の影響を検討することができなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。・慢性的なビタミンC不足が老化関連疾患の発症に及ぼす影響について調べるため、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、喘息(BA)および近年臨床面で注目されつつある両疾患のオーバーラップ症候群(ACOS)の患者を対象にした臨床試験を行った。対照群として医療法人社団同友会春日クリニックの協力を得て人間ドックを受診した60歳以上の方を対象に試験への協力依頼書に同意してもらいサンプルを回収した。東京都老人総合研究所、順天堂大学および東邦大学の呼吸器内科、さらにカゴメ株式会社とともに参加し、実験デザイン、サンプルの回収、ビタミンC測定、データの統合と統計解析、論文の執筆を担当した。患者の分類に関してはGOLD、GINAガイドラインにそれぞれ従いCODP(N=39)、BA(N=15)、およびACOS(N=21)郡に振り分けた。対照群(N=30)に関しては、肺疾患の病歴を持たず、喫煙習慣のないサンプルを抽出した。試験前日夜からのビタミンC摂取を禁止し、さらに基準値以上のビタミンCが尿中から検出されたサンプルは除外した。測定解析の結果、COPD群の血中ビタミンC濃度は健常者群に対して有意に低値を示した。レドックスバランス破綻の指標となる総ビタミンCに対する酸化型のビタミンCの割合は健常者群に対して疾患群で高い値を示した。一方、BA群およびACOS群においては、ともに健常者群と有意な差は認められたかった。カロテノイド類の測定結果においては、リコピンが唯一COPD群で健常者群と比べ有意に低値を示したが、ルテイン、ゼアキサンチン、β-クリプとキサンチン、β-カロテン、α-カロテン、およびレチノール、α-トコフェロールについてはいずれにおいても疾患群と健常者群に有意な差は認められなかった。酸化ストレスの指標であるGSHの値においては、COPD群が健常者群に対し有意に低値を示したが、一方でGSH/GSSG比及び尿中の8-OHdGの値には疾患群と健常者群の間で有意な差は認められなかった。

これまで、日本人における呼吸器疾患患者を対象に体内の抗酸化栄養素の過不足を調べた研究は乏しく、さらに検体の平均年齢が55歳以上と高齢者を対象にした今回の研究結果は、呼吸器疾患患者の予測や治療方針の選択に多いに役立つものと考えられる。(株)ニチレイフーズとの共同研究では、高齢期からのVC投与が骨粗鬆症およびサルコペニア発症の予防に効果を示すか野生型マウスを用いて検討した。20ヵ月齢から4ヶ月間ビタミンC投与を行ったが、筋組織中のVC濃度の有意な上昇は認められなかった。VC投与群で暗期の自発行動量の上昇は見られたが、筋重量およびその筋繊維タイプの変化、また骨密度等の測定項目に有意な差は認められなかった。今回、対象群の加齢変化が認められなかったため、VC投与の影響を検討することができなかった。これまでの結果から、COPDは喫煙等によって引き起こされる慢性的な炎症から肺組織を守る、ビタミンCやリコピンといった抗酸化物質の欠乏によって引き起こされる、またはその病体が進行する可能性があることが示唆された。一方で、BAおよびACOSの病体発症やその進行に関しては、抗酸化栄養素の欠乏とは別の原因である可能性があることも同時に示唆された。これまで、日本人における肺疾患患者を対象に体内の抗酸化栄養素の過不足を調べた研究は乏しく、さらに検体の平均年齢がすべての群において55歳以上と高齢者を対象にした今回の研究結果は、肺疾患患者の予測や治療方法の選択に多いに役立つものと考えられる。以上の研究報告は論文作成まで済み、現在The American Journal of Clinical Nutritionに投稿中である。また、第26回日本呼吸器学会で共著研究者としてポスター発表を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。慢性的なビタミンC不足が老化関連疾患の発症に及ぼす影響について調べるプロジェクトとしてあげた、骨粗鬆症およびサルコペニア発症に対するビタミンCの影響について解析を進める。所属グループが独自に開発したビタミンCを合成できないSMP30/GNL KOマウスを用いて、ビタミンC摂取不足の状態を作成し、一方で高齢期からの積極的なビタミンCの摂取によって、老化に伴い発症するこれらの疾患を予防できるか検討する。これらは(株)ニチレイフーズとの共同研究により行い、骨粗鬆症に関するプロジェクトでは、骨芽細胞の活性を血中のアルカリホスファターゼ活性で定量し、骨密度測定および骨芽細胞、破骨細胞を用いた代謝活性とコラーゲンの遺伝子発現を比較する。一方でサルコペニアに関するプロジェクトにおいては、足底筋、ヒラメ筋、腓腹筋をそれぞれアATPase染色し、遅筋タイプから速筋タイプへの加齢に伴う筋繊維タイプの移行にビタミンCが関与するか検討する。