hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国長白山の巨大噴火の年代と環境への影響に関する年輪年代学的研究

1.現生樹木及び炭化樹幹の年輪年代学的検討本研究では、1994年8月初旬に現地調査を行い、現生の老齢樹からコア標本と火砕流堆積物中に埋没している炭化樹幹の標本を多数採取し、奈良国立文化財研究所で年輪年代学的な分析、検討を行った。その結果、直接目的とする噴火年代の確定にはいたらなかったが、次のような諸事実が明らかとなった。1).現生の老齢樹からの標本採取は、長白カラマツ(Larix olgensis)とチョウセンマツ(Pinus karaiensis)とについて行った。長白山カラマツの樹齢は150年前後のものばかりで、チョウセンマツは最多のもので289年、最少のものは108年と、かなり差がある。これら2樹種の年輪年代学的な分析結果をみると、長白カラマツは適用可能があるが、チョウモセンマツは適用できないことが判った。つぎに、長白カラマツについてだけ1836年現在までの標準パターンを作成、これと約1100kmはなれた青森県下北半島のヒバ林の標準パターン(1769年1989年)とを照合したところ、高い相関関係が得られた。つまり、長白カラマツの年輪パターンと青森ヒバの年輪パターンとが連動していることが明らかとなったのである。この理由としては、長白山と下北半島とがほぼ同じ緯度に位置しているためと思われる。このことから、長白カラマツに限定すれば青森県下の遺跡出土木材で作成可能のヒバ材の標準パターンを使って、炭化樹幹の枯死年代を確立することが可能となる。現在、青森県においては、924年1325年までの標準パターンを作成している。これと、長白カラマツの炭化樹幹で作成した暦年未確定の年輪パターン(371年分)と照合してみたが成立しなかった。長白山の噴火は10世紀頃と推定されている。今後、青森県においてさきの暦年標準パターンを8世紀頃まで古くさかのぼることができれば、長白カラマツの炭化樹幹の年輪パターンに暦年を確定することができ、巨大噴火の実年代を明らかにすることができるものと思われる。2).巨大噴火の発生した季節については、樹皮をもつ炭化材の最外年輪の木材組織の観察から、噴火した年の秋から冬にかけての時期であったことが判明した。このことは、長白山から噴出した火山灰が真束に細長くのびた状況で青森から北海道にかけて分布していることから示唆されるさらに、偏西風卓越期であったという事実とよく符合する。3).長白カラマツの炭化樹幹のなかで表皮をもつ標本の年輪パターンを相互に照合したところ、いずれも最外年輪の位置で合致し、一度の噴火で枯死したことも判明した。2.巨大噴火の性状について長白山の大噴火は、白色のアルカリ流紋岩質軽石(Bユニット)を爆発的に噴出する活動で始まった。つづく噴火は、大規模火砕流の噴出であった。この火砕流堆積物(Cユニット)は褐色ないし黒色の火山灰、岩片、軽石、スコリアなどからなるが、上部にいくにつれ火山灰、スコリアに富むようになり、岩質も珪長質からやや苦鉄質に変化する。この火砕流堆積物は天地カルデラから放射状に広がって、少なくとも50kmの距離の平坦面を覆い、それから遠方にも河谷沿いに数十km流れ下り、段丘地形を形成している。長白山東麓では、この火砕流堆積物がのる。このように、火砕流堆積物と降下軽石との間には、時間差を示唆するうすい土壌や偏食間隙を示す斜交関係が見いだされた。3.巨大噴火後の森林遷移について火砕流堆積物のなかの炭化材の採集地の海抜高度から、噴火前の植生垂直分布帯は、現在の垂直分布よりやや高かったことが判明した。各地の採集した炭化材の樹種同定の結果からみて、噴火前の植生はチョウセンマツとミズナラなどの落葉広葉樹の混交林でおったことが判った。このことは、噴火後の森林植生とほぼ一致していることを示す。すなわち、噴火後の森林の回復状況は、ほぼ噴火前の森林植生に遷移したことになる。なお、今後の研究計画としては、再度長白山山麓での炭化樹幹の採取が是非とも必要と思われる。本年度持ち帰った炭化樹幹のサンプル数がまだまだ少ないからである。

つぎに、長白カラマツについてだけ1836年現在までの標準パターンを作成、これと約1100kmはなれた青森県下北半島のヒバ林の標準パターン(1769年1989年)とを照合したところ、高い相関関係が得られた。つまり、長白カラマツの年輪パターンと青森ヒバの年輪パターンとが連動していることが明らかとなったのである。この理由としては、長白山と下北半島とがほぼ同じ緯度に位置しているためと思われる。このことから、長白カラマツに限定すれば青森県下の遺跡出土木材で作成可能のヒバ材の標準パターンを使って、炭化樹幹の枯死年代を確立することが可能となる。現在、青森県においては、924年1325年までの標準パターンを作成している。これと、長白カラマツの炭化樹幹で作成した暦年未確定の年輪パターン(371年分)と照合してみたが成立しなかった。長白山の噴火は10世紀頃と推定されている。今後、青森県においてさきの暦年標準パターンを8世紀頃まで古くさかのぼることができれば、長白カラマツの炭化樹幹の年輪パターンに暦年を確定することができ、巨大噴火の実年代を明らかにすることができるものと思われる。2).巨大噴火の発生した季節については、樹皮をもつ炭化材の最外年輪の木材組織の観察から、噴火した年の秋から冬にかけての時期であったことが判明した。このことは、長白山から噴出した火山灰が真束に細長くのびた状況で青森から北海道にかけて分布していることから示唆されるさらに、偏西風卓越期であったという事実とよく符合する。3).長白カラマツの炭化樹幹のなかで表皮をもつ標本の年輪パターンを相互に照合したところ、いずれも最外年輪の位置で合致し、一度の噴火で枯死したことも判明した。2.巨大噴火の性状について長白山の大噴火は、白色のアルカリ流紋岩質軽石(Bユニット)を爆発的に噴出する活動で始まった。つづく噴火は、大規模火砕流の噴出であった。この火砕流堆積物(Cユニット)は褐色ないし黒色の火山灰、岩片、軽石、スコリアなどからなるが、上部にいくにつれ火山灰、スコリアに富むようになり、岩質も珪長質からやや苦鉄質に変化する。この火砕流堆積物は天地カルデラから放射状に広がって、少なくとも50kmの距離の平坦面を覆い、それから遠方にも河谷沿いに数十km流れ下り、段丘地形を形成している。長白山東麓では、この火砕流堆積物がのる。このように、火砕流堆積物と降下軽石との間には、時間差を示唆するうすい土壌や偏食間隙を示す斜交関係が見いだされた。3.巨大噴火後の森林遷移について火砕流堆積物のなかの炭化材の採集地の海抜高度から、噴火前の植生垂直分布帯は、現在の垂直分布よりやや高かったことが判明した。各地の採集した炭化材の樹種同定の結果からみて、噴火前の植生はチョウセンマツとミズナラなどの落葉広葉樹の混交林でおったことが判った。このことは、噴火後の森林植生とほぼ一致していることを示す。すなわち、噴火後の森林の回復状況は、ほぼ噴火前の森林植生に遷移したことになる。なお、今後の研究計画としては、再度長白山山麓での炭化樹幹の採取が是非とも必要と思われる。本年度持ち帰った炭化樹幹のサンプル数がまだまだ少ないからである。
戦後日本の地方政治の構成と動態：都道府県議会データに基づく実証的研究

本研究は、地方議会の活動実態を研究することを通じ、日本政治という大きな枠組みの中で地方政治が果たしてきた役割を明らかにすることである。地方議員は第一に国会における主要な人材供給源を構成しており、とりわけ地方議会出身者は、自民党と社会党において国会対策に秀でた専門家として起用されている。また地方議員は、地方政治の秩序維持者としての役割を担い、55年体制を下支えしてきただけでなく、55年体制後、連立政権の時代に入り、議会運営に長けた地方議会出身者のプレゼンスは有効性を増すようになっている。日本語文献による地方政治研究の水準や蓄積を把握・確認するとともに、都道府県議会や茨城県内の市町村議会等に関する資料を収集した。都道府県議会については、国立国会図書館にて1947年から2011年までの議会構成、主要役員人事、議決結果と修正・否決事例に関する資料を収集した。茨城県内の市町村議会については、1999年の平成の大合併以降の自治体について、議会構成、主要役員人事、議決結果に関する調査を開始した。但し、自治体によってはインターネット上での調査に限界があり、自治体への現地調査の必要が判明し、調査項目等の再検討が必要となった。東日本大震災で被災した東北地方各県の調査については、青森県、岩手県、宮城県の各県立図書館にて資料収集を行うとともに、各地方紙の新聞記事の情報についても収集した。これに加えて長野県北部地震の被災状況について、情報収集を行うとともに、長野県、新聞社、長野市内の民間研究機関に聞き取り調査を実施した。調査の進捗状況を報告する研究会を9月(東京都)と11月(長野県)と3月(茨城県)の計3回実施した。ここでは、防災に関する有識者に対するヒアリング、調査の進捗状況報告、分析項目や分析方法の見直しなどに関する意見交換を行った。調査2年目は、以下の作業を実施した。1日本語文献による地方政治・議会研究の先行研究の水準や蓄積を把握・確認するとともに、都道府県議会や茨城県内の市町村議会等に関する資料を収集した。都道府県議会については、2011年以降の議会構成・主要人事・議決結果について調査を実施した。茨城県内の市町村については、網羅的な調査が困難であるため、どこまでが調査可能であるのか把握するために、いくつかの市と町の議会事務局にヒアリングを実施した。また議会議事録、地方紙等による情報収集、整理を継続して実施した。2震災からの復旧・復興に関する情報を蓄積、整理した上で、東北地方の各自治体関係者や新聞社記者へのインタビュー調査を追加的に実施した。また2014年以降の政府や自治体の地方創生の動きについても配慮し、地方創生について新聞記者、政府や自治体関係者へのヒアリングを実施するとともに、資料等の収集も行った。3地方議会の構成動態、国会・地方議会議員の経歴の各データユニットを作成するとともに、新たな情報を追加した。資料等の整理を依頼した研究補助者を使いつつ、データ入力を行った。4調査の進捗状況を検討する研究会を計4回(東京都のみ2回、長野県と茨城県各1回)実施した。研究内容を報告するとともに分析項目や分析方法の見直し、防災に関する有識者へのヒアリング、情報交換等を行った。加えて都内にある民間の研究機関に対し、聞き取り調査を実施し、防災、復興等に関する政府の動向について情報収集を行った。調査3年目は、以下の作業を実施した。1日本語文献による地方政治・議会研究の先行研究の水準や蓄積を把握するとともに、都道府県議会や茨城県内の市町村議会等に関する資料を収集した。都道府県議会については、2011年から2015年までの議会構成・主要人事・議決結果について調査を実施した。茨城県内の市町村については、水戸市・守谷市・取手市・大洗町の議決結果に関して資料を収集するとともに、議会事務局や議長を含む当該議員にヒアリングを実施した。2震災からの復興については、地方創生の動きも踏まえて、総合版戦略についての策定状況と内容について資料収集を実施した。3地方議会の構成動態に関する各データについては、新たな情報を追加し、依頼した研究補助者を活用しつつデータ入力を行った。4調査の進捗状況を検討する研究会を計3回(東京都2回、長野県1回)実施した。これまでの研究内容を報告するとともに、政治学・行政学・行政法の研究者へのヒアリングを実施した。都道府県議会に関する調査は、国立図書館等が所蔵している資料での調査により順調に進んだものの、茨城県内の市町村議会レベルについては、網羅的に調査することが資料の不備や未公表等の理由で困難なため、ヒアリングを実施することで対応した。本研究は、地方議会の活動実態を研究することを通じ、日本政治という大きな枠組みの中で、地方政治が果たしてきた役割を明らかにすることである。戦後、地方議員は、国会において官僚と並び有力な人材資源を構成しており、1990年代以降は衆参両院において第一の人材資源となっている。また、日本の地方議員は、中央政治に関与している部分が大きく、中央の諸政策に影響を及ぼしている。なぜ地方議員は国会における第一の人材資源となりえたのか、「民主主義の学校」とも称される地方自治の経験は、中央政治においてどのように活かされていたのか、地方議会、地方政党組織、国会、中央政党組織に着目し検証するものである。都道府県議会における選挙結果、議会構成、役職人事、昇進経路についてのデータ整備を行い、また国会における地方議員出身議員のキャリアパスについてもデータベース化した。また都道府県議会において生じた議案に対する修正・否決事例、議員提出条例についてもデータを整備し、またこれまで未開拓の市長村議会レベル(茨城県)についても修正・否決事例を集積し、それがどのようにして惹起されたのか検討した。

その結果、都道府県議会議員は、国会における主要な人材供給源を構成している。とりわけ地方議会レベルで経験を積んできた県議出身者は、自社両党において国会対策に秀でた専門家として起用されている。自社主導型の55年体制期において国会対策は、主に県議出身者によって担われていた。また地方議員は、地方政治の秩序維持者としての役割を担い、55年体制を下支えしてきただけでなく、55年体制崩壊後、連立政権の時代に入り、これまでの与党内の事前審査に加えて、与党間はもとより野党との調整すなわち国会対策は更に重要となり、議会運営に長けた県議出身者のプレゼンスは有効性を増すようになっている。本研究は、地方議会の活動実態を研究することを通じ、日本政治という大きな枠組みの中で地方政治が果たしてきた役割を明らかにすることである。地方議員は第一に国会における主要な人材供給源を構成しており、とりわけ地方議会出身者は、自民党と社会党において国会対策に秀でた専門家として起用されている。また地方議員は、地方政治の秩序維持者としての役割を担い、55年体制を下支えしてきただけでなく、55年体制後、連立政権の時代に入り、議会運営に長けた地方議会出身者のプレゼンスは有効性を増すようになっている。都道府県議会に関する調査は、国立国会図書館、東京都立図書館、東京都議会図書館が所蔵している資料での調査が可能であったが、茨城県の市町村議会レベルについてはインターネットでの公表している議会としていない議会があり、また市町村合併の影響により過去の資料が不備である議会があることが判明した。よって当初の茨城県内の市町村議会を網羅的に調べる予定は困難であることから、調査対象は少なくとも平成の市町村合併以降の調査可能な議会へと変更した。最終年は、引き続き以下の作業を継続するとともに研究成果の取りまとめを行う。1最新の研究成果や地方紙等の情報収集。2市町村議会関係者へのヒアリング。3地方議会に関するデータの分析と最新情報の追加入力作業。4研究者を含む研究会の実施(年3回程度)。政治学3年目にかけては、引き続き以下の作業を継続するとともにデータの入力作業を実施する。1先行研究、資料、議会議事録、地方紙等による情報収集、整理を継続する。2震災からの復旧・復興に関する情報を蓄積、整理した上で、東北地方の各自治体関係者へのインタビュー調査を追加的に実施し、情報の充実に努める。また政府と自治体の地方創生の動きにも着目し、ヒアリングや資料収集を行う。3地方議会の構成動態、国会・地方議会議員の経歴の各データユニットを作成する。資料等の整理を依頼した研究補助者を使いつつ、データ入力と統計的な分析を行う。4他大学の研究者を含む研究会を年3回程度実施する。都道府県議会に関する調査は、国立国会図書館や東京都議会図書館が所蔵している資料での調査が可能であり、最近のデータについては各議会が公表していることもあり、おおむね順調に進展している。
遺伝性エナメル質形成不全症の遺伝子解析及び変異タンパク解析

本年度は口腔遺伝性疾患である遺伝性象牙質形成不全症症例を検出し、病因遺伝子の同定ならびに病因変異を検出し、その成果を日本小児歯科学会総会(東京)・International Association of Paediatric Dentistry(香港)・日本人類遺伝学会(東京)にて発表するとともに、Journal of Dental Researchに投稿した。この功績から平成19年日本小児歯科学会より「第45回日本小児歯科学会優秀発表賞」および「日本小児歯科学会奨励賞」を授与された。このことは、小児歯科分野においても、将来に向けての病因遺伝子解析の重要性が認識されたことを意味しており、申請者の研究が本分野での先駆的業績といえる。現在も、新たな家系の検出とその病態、病因の解明に向けて精力的に研究を展開中である。昨年度から継続している合成ヒトアメロジェニン蛋白を用いた研究は、歯の発生期におけるエナメル質形成のメカニズムの解明だけでなく、歯の再生医療分野においても有益な情報を与えてくれるものと考える。現在歯周病治療やインプラント治療に広く臨床応用されている「エムドゲイン」はブタ歯胚より抽出したエナメルマトリックスタンパクを使用しており、その組成の90%以上をブタアメロジェニンタンパクが占めている。合成ヒトアメロジェニン蛋白は「エムドゲイン」に代わる、ヒト由来の副作用の少ない治療薬としての可能性があり、再生医療としての臨床応用へ向け研究を継続している。北海道大学病院歯科診療センターおよび関連病院との連携をとりながら、遺伝性エナメル質形成不全症症例収集を行い、その症例数を増やした。学振申請時点では解析する遺伝子として、X染色体上のアメロジェニン、常染色体上のアメロブラスチン・エナメリン・エナメリシンを対象としそれぞれに対応するPrimerを有していたが、学振採用後に報告された新たな責任候補遺伝子に関しても独自にPrimerを設計した。新奇の遺伝子としては17番染色体上のdistal-less homeobox3 gene(DLX3)と19番染色体上のkallikrein-4 gene(KLK4)が挙げられる。遺伝子レベルでの診断に至らない症例に対し左記責任候補遺伝子に関する遺伝子解析を行っている。現在は4世代にわたるX連鎖遺伝性エナメル質形成不全症において検出されたアメロジェニン遺伝子変異を、分子学的見知から追求すべくタンパク機能解析の系を構築した。この系ではヒト歯胚からアメロジェニンmRNAを抽出し、全長のアメロジェニンcDNAのクローニングに成功した。次いで、正常アメロジェニンcDNAをもとに同定した遺伝子変異をもった変異アメロジェニンcDNAも作製し、両クローニング産物をタンパク発現ベクターに組み込んで、in vitroの系でタンパクを発現した。正常・変異タンパクは安定に発現しその分子量もほぼ同じものであった。また、島津製作所との共同研究を行い、健康な歯および遺伝性エナメル質形成不全症患者の歯を用いて、蛍光X線回折・X線回折を行った。両者に有意な差は確認されなかったものの、形成不全歯を用いた系は報告が無く特筆すべきものである。これらの結果を総括し現在論文投稿中である。さらに北海道大学歯科診療センターおよび関連病院との連携をとりながら遺伝性エナメル質形成不全症症例を収集し、その症例を増やしている。これらの症例に対し、常染色体上のアメロブラスチン・エナメ:リン・エナメリシンに関する遺伝子解析に加え、昨年度新たに作製したDistal-less homeobox gene(DLX3)やKallikrein-4(KLK4)に関しても順次遺伝子解析を行っている。これらの解析の中で、関連病院より遺伝性エナメル質形成不全症の疑いで精査紹介された症例で非常に貴重な症例を検出した。その臨床所見からまだ本邦で報告のない遺伝性象牙質形成不全症が疑われ、責任候補遺伝子である4番染色体上Dentinsilophpspho proteinに関し新たにprimerを設計し遺伝子解析を行った。その結果世界で9例目となる新奇の変異を検出し、現在論文投稿中である。
一重項酸素の新しい絶対濃度測定法の開発と新原理に基づいた高感度検出装置の試作

代表的な活性酸素である一重項酸素は酸素分子の電子励起状態であり,種々の疾患関連因子として,また光線力学療法のがん細胞壊死の主役として注目されている。近年,種々の一重項酸素検出法が考案され検出装置の高感度化が進行しているが,一重項酸素を定量することが困難な状況が続いている。本研究では基底状態の酸素分子と一重項酸素が共に常磁性であり,電子スピン共鳴装置と呼ばれる装置で電子常磁性共鳴信号として同時に検出可能であることに着目し,基底状態の酸素分子を濃度標準とした一重項酸素の新しい絶対濃度測定法を開発した。さらに,一重項酸素からの近赤外発光と電子常磁性共鳴信号の同時検出装置を試作した。一重項酸素は酸素分子の最低電子励起状態であり,強い酸化力を持つため種々の疾患関連因子として,また光線力学療法におけるがん細胞壊死の主役として注目されている。一重項酸素は基底状態に緩和する際に近赤外領域の波長1270nmに固有のりん光を発する。この近赤外発光を検出する方法が一重項酸素の主たる物理的検出法となっている。しかし,一般に発光法による励起分子の定量は困難である。現在,種々の一重項酸素検出法が考案され高感度化が進行しているが,一重項酸素の定量は困難である状況が続いている。酸素分子は基底状態が三重項状態であり,常磁性を示す極めて珍しい分子である。一重項酸素は軌道角運動量が死滅せずに残っているため,スピン角運動量がゼロの一重項状態であるにもかかわらず常磁性であり,電子スピン共鳴(ESR)装置と称される装置で観測可能である。本研究では,三重項酸素と一重項酸素が同時に検出されるEPR法の特性に注目した。基底状態の酸素を濃度標準物質とすることにより,一重項酸素の絶対濃度決定が可能である。近赤外光電子増倍管モジュールとパルスレーザーを組合せて一重項酸素の時間分解りん光測定装置を作製した。溶液中で光増感生成した一重項酸素を検出し,装置の作動確認を行った。光透過型空洞共振器を用いて気相における一重項酸素の赤外発光ーEPR同時検出装置を試作し,種々の圧力条件下で測定を行った。溶液中の実験からは,ある種の紫外線吸収剤から一重項酸素が光増感生成することを明らかにした。気相中の実験からは,大気圧下における一重項酸素の近赤外発光検出に成功し,一重項酸素の寿命が求められた。しかし,EPR信号は線幅の広がりのために検出できなかった。一方,線幅が狭くなる低圧においてはEPR信号が検出されたが,近赤外発光は一重項酸素濃度が低いため観測されず,検出装置をさらに高感度化することが必要である。一重項酸素は,光酸化反応における主役として合成化学的・生化学的に興味をもたれ,近年種々の疾患の関連因子として注目されている。一重項酸素は1270 nmの赤外光を発し,この赤外発光を検出する方法が主たる一重項酸素の検出方法となっている。しかし,一重項酸素の放射速度定数が不明のため,発光法による定量は困難である。本研究では,一重項酸素の絶対濃度を決定する信頼性の高い測定法である電子常磁性共鳴法(EPR法)により予め較正された赤外光検出器を用い,携帯性,簡便性,経済性に優れた「一重項酸素の新しい絶対濃度測定法の開発」を第一の目的とした。また,EPR信号を赤外発光強度の変化として検出する新しい原理に基づいた一重項酸素の高感度検出装置(赤外発光検出EPR)を試作することを第二の目的とした。基底状態の酸素分子は三重項状態であり,常磁性を示す極めて珍しい分子である。一重項酸素は軌道角運動量が死滅せずに残っているため,スピン角運動量がゼロの一重項状態であるにもかかわらず常磁性であり,ESRと呼ばれる装置で観測可能である。本研究では,三重項酸素と一重項酸素が同時に観測されるEPR法の特性に着目した。基底状態の酸素濃度は正確に測定可能であるため,三重項酸素を濃度標準物質とすることにより,一重項酸素の絶対濃度を決定することが可能である。平成24年度に近赤外光電子増倍管モジュールを購入し,一重項酸素の時間分解りん光スペクトルおよび寿命測定システムを構築した。発光検出用の窓を備えた光透過型空洞共振器を用いて,気相における一重項酸素の赤外発光ーEPR同時検出装置を試作した。三重項酸素から一重項酸素への光学遷移はスピンと軌道の二重禁制遷移であるため,本研究では光増感法を選択した。

三重項増感剤としてオクタフルオロナフタレンを用い,気相における一重項酸素からの赤外発光を検出することに成功した。一重項酸素は基底状態に緩和する際に波長1270nmに固有のりん光を発する。この近赤外発光を検出するために,9501400nmの波長領域に十分な感度を有する近赤外光電子増倍管モジュール(浜松ホトニクス製,H10330A-45電子冷却型近赤外光電子増倍管モジュール)を購入し,Nd:YAGレーザ,近赤外用小型分光器,ボックスカー積分器,デジタルオッシロスコープと組合せて,一重項酸素の時間分解りん光スペクトルおよび寿命測定システムを構築した。増感剤を励起するNd:YAGレーザは波長として266, 355, 532nmが選択可能であり,広範囲な増感剤に対応可能である。本システムの時間分解能は約100nsである。液相における一重項酸素の寿命は溶媒によって大きく異なるが3μs(水中)よりも長いため,本システムは広範囲な溶媒中の研究に対応可能である。また,本システムを用いて有機系サンスクリーン剤であるショウノウ誘導体からの一重項酸素の光増感生成を確認したところ,エタノール溶液中で発光ピーク波長1274nm,寿命16μsの一重項酸素からの近赤外発光が観測され,光増感生成の量子収量0.05が得られた。これらの研究成果はThe Journal of Physical Chemistry A, 117, 1413-1419 (2013)に掲載された。一方,気相における一重項酸素の寿命は圧力および容器に依存し,大気圧中で最も短く内径10mmのセルでは約23msである。従って,本システムは気相における一重項酸素の研究を広範囲な条件下で行うことが可能な時間分解能を有している。三重項増感剤としてオクタフルオロナフタレンを用いて発光ピーク波長1270nm,寿命22ms(大気圧下)の一重項酸素からの近赤外発光を気相中で観測することに成功した。種々の濃度の一重項酸素を発生させEPR信号強度と赤外発光強度を同じ条件で観測する。一重項酸素濃度はEPR信号から正確に決定されるため,一重項酸素濃度と赤外発光強度の関係が求められる。すなわち赤外発光検出器の較正が可能であることを確認する。赤外発光検出には近赤外光電子増倍管モジュールを用いる。光増感で生じる一重項酸素の濃度は励起光強度により容易に変えられるため,種々の濃度でEPRと赤外発光強度を同時測定し,赤外発光検出器の較正を行う。較正された赤外発光検出器を二次標準とすることにより,携帯性,簡便性,経済性の面で困難なEPR測定が行えない環境においても,絶対濃度が決定可能となる。本研究で試作する装置の一重項酸素発生ユニットは,濃度が保証された「一重項酸素発生器(Singlet Oxygen Generator)」の試作品とみなすことができる。一重項酸素は全角運動量J = 2をもち磁場下では五つの副準位に分裂する。一方,三重項酸素はスピン角運動量S = 1をもち三つの副準位に分裂する。各副準位からの放射遷移確率が異なる場合,EPR遷移により放射遷移確率の大きい副準位の占有数が増加すると赤外発光強度が増加し,EPR遷移を赤外発光強度の変化として検出される可能性がある。通常のEPR測定装置は磁場変調を行うが,圧力が高くなるとEPRスペクトルの線幅が増大し信号強度が低下する。磁場変調幅は最大でも2 mT程度と限界があり,高い酸素分圧下での測定を著しく困難にしている。発光検出法では磁場変調を用いないため,この問題点が克服されることが期待される。
甲状腺ホルモン標的臓器におけるレチノイン酸による甲状腺ホルモン作用の修飾

レチノイン酸(RA)は甲状腺ホルモン作用に対し転写レベルにおいて、それぞれの受容体を介して修飾しているという報告はあるが、甲状腺ホルモンの移送に対してどのように影響しているかは分からない。今回RAが甲状腺ホルモンの移送に対してどうのように影響しているかを観察するために、ラット肝癌由来DRLh84細胞における、甲状腺ホルモンの細胞内取り込み、核内取り込みについて調べた。トリヨードサイロニン(T3)の細胞内移送、核内移送は大量の非標識T3によりdisplaceされた。その細胞内への取り込みは10分まではほぼ直線的に増加した。一方核へのとりこみはやや遅れて認められた。レチノイン酸(RA)処理においてT3の取り込みへの影響を見るとRA処理により細胞内への取り込みには影響がなかったが、細胞から核への取り込みにおいて、容量依存性に低下した。また前処理の時間での影響を見てみると3時間で約50%、12時間で60%の低下が認められ以後その低下は36時間まで続いた。RAのアナログによる実験では9cisRA>RA=13cisRAの順に強い抑制を示した。RAによるT3核受容体、細胞質T3結合蛋白(CTBP)に対する影響をみると、両者はRA36時間処理でコントロール処理に比べて差異を認めなかった。これらの結果よりT3の細胞内移送には細胞内移送と細胞内から核内の移送があり、それぞれ別に制御されていると考えられる。またRAは核内移送を選択的に抑制することによりT3の作用を修飾している可能性が示された。
表皮角化細胞の接着機構の解明―瘢痕性類天疱瘡患者血清の認識エピトープ検討―

5型ラミニンは表皮基底膜が真皮に接着するために重要な働きをし、ヘミデスモソームを構成している蛋白である。瘢痕性類天疱瘡患者の大部分はこの5型ラミニンに対する自己抗体を有していることが確かめられており、われわれが集めた患者血清も免疫沈降法でそのことを確認した。本蛋白は3種のサブユニット(α、β、γ)からなる3量体であり、自己抗体がどのサブユニットを認識しているのかを知ることが、本蛋白を介した細胞接着の機構の詳細を知るための手がかりになると考え、本研究をはじめた。我々の症例では免疫ブロット法の結果などからα蛋自に対する自己抗体の頻度が高いことが確認したので、その詳細なエピトープ解析を進めた。RT-PCR法で得られたα鎖cDNA(約1kbの断片)を真核細胞で糖鎖を有するペプチドとして発現させたり、in vitro transcription/translation法で発現させて患者血清を用いた免疫沈降法を行なった結果では、α鎖N末端を構成するペプチドに反応する患者血清が多くみられ、角化細胞の接着機能に関与するとされるC末端とは反応するものが少なかった。以上の結果より自己抗体が角化細胞の接着を直接阻害し水疱形成をもたらすという天疱瘡で見られるような病態は本症では否定的であった。.これまでの研究を応用して本症の血清診断法を確立するため、すべての鎖の蛋白全長を含む発現ベクターを作成し、これらと患者血清を用いた高感度の診断法の開発を試みている。他の研究施設から5型ラミニンのαβγすべての鎖に対する自己抗体が瘢痕性類天疱瘡をおこしうる事が報告されており、本症の診断を簡便に行なうためには必要なものと考えている。瘢痕性類天疱瘡患者の大部分はこの5型ラミニンに対する自己抗体を有していることが確かめられており、われわれが集めた患者血清も免疫沈降法でそのことを確認済みである。本蛋白は3種のサブユニット(α、β、γ)からなる3量体である。自己抗体がどのサブユニットを認識しているのかを知ることが、本蛋白を介した細胞接着の機構の詳細を知るための手がかりになると考え、本研究を進めている。これまでのところ免疫ブロット法の結果などからα蛋白に対する自己抗体の頻度が高いことが確認されており、その詳細なエピトープ解析を進めている。現段階では、RT-PCR法で得られたα鎖cDNA(約1kbに断片化したもの)を真核細胞用発現ベクターに組み込み、293細胞にトランスフェクションし糖鎖を有するペプチドとして発現させることを試みている。この組み換え蛋白を患者血清を用いた免疫沈降法の材料にすることにより自己抗体の認識エピトープを絞り込むことが可能になる。今後、患者血清と反応する組み換え蛋白を選定し、1)組み換え蛋白を表皮角化細胞培養系に添加し、細胞接着、特にヘミデスモソーム形成に及ぼす影響を検討する。2)組み換え蛋白に対するモノクローナル蛋白を作成し、培養細胞系や三次元培養系に添加しその影響を検討する。以上の2点を計画中である。昨年度は、瘢痕性類天庖瘡患者の自己血清の標的分子である5型ラミニンα鎖を断片として真核細胞で発現させた。この組換え蛋白を患者血清とともに用いて免疫沈降法をおこなったが、そのうちいくつかの断片の発現量が少なく特異的沈降を検出するのが困難であった。そこで本年はα鎖cDNAをin vitrotranscription/translation反応で発現することにした。すなわち比放射活性の高く且つnativeな立体構造を保ちうる状態で組換え蛋白を得られると考えた。

これらの発現蛋白を患者血清との免疫沈降法に用いたところ、α鎖のN末を構成するペプチドに対して反応する血清が多い傾向が見られた。α鎖の細胞接着機能に関与するのはC末と考えられており、本文視の免疫原性と機能は一致した局在を示さない可能性が示唆された。今後は組換え蛋白や患者血清と同様の反応性を有する抗血清を表皮角化細胞培養系に添加した状態でのへミデスモソーム形成を検討する予定である。昨年度および本年度は、瘢痕性類天庖瘡患者の自己血清の標的分子である、5型ラミニンα鎖cDNA断片をin vitro transcription/translation反応で発現させて患者血清との免疫沈降反応を行なった。この発現方法では^<35>Sメチオニン標識したnativeな立体構造を有したペプチド断片が得られるため、反応エピトープを高感度に検出することが可能であった。中でもα鎖N末端を構成するペプチドに反応する患者血清が多くみられ、角化細胞の接着機能に関与するとされるC末端とは反応するものが少なかった。以上の結果より自己抗体が角化細胞の接着を直接阻害し水庖形成をもたらすという天庖瘡で見られるような病態は本症では否定的であった。これまでの検討では5型ラミニンのαβγすべての鎖に対する自己抗体が瘢痕性類天庖瘡をおこす事が確認できた。次に本症の診断を容易に行なう血清診断法を確立するため、すべての鎖の蛋白全長を含む発現ベクターを計画した。現在までのところβγは作成しαを作成中であるが、これらと患者血清を用いた高感度の診断法の開発を試みている。
アウトカム基盤型教育の評価指標としての精神科看護キャリアコミットメントの概念生成

アウトカム基盤型教育では学習者が到達すべき目標を明確化するとともに、目標を達成できるような教育の提供を、説明責任を持って行うことが推奨されている。本年度は、精神看護学実習における学生との共同評価基準のプロトタイプを、ルーブリック形式で作成した。これは、実習前、実習1週目終了時、実習終了時の3点において精神看護コミットメントと関連する項目を検討したものである。プロトタイプは、共同研究者間で精神看護コミットメントを構成する下位概念のうち、愛着コミットメントに焦点を当て、教育のアウトカム測定を行うことを念頭において作成した。これまでの看護教育側の検討結果から、精神障害者に対する偏見やスティグマ、陰性感情などの問題は看過できないものであり、対象への苦手意識や怒りの感情などの「負の感情」を評価項目に組み込むこととなった。精神看護学実習において看護学生は、対象との関係形成における不安感や、実習においては、操作的な患者に対する怒りの感情や、退院促進につながらないことへの無力感、また、時には対象から恋愛感情を抱かれることへの困惑なども経験する。このような経験の中で、看護学生には、対象との心理的距離を適切に保ちながら、プロフェッショナルとして看護を提供していく対人援助技術を養うことが重要であり、対象への安定した情緒的関心を持ちつつ、援助関係の形成過程を客観的に自己査定することのできる能力が必要となる。このようなコンピテンシーを、自己理解を深める過程で醸成できるよう、病棟の臨床看護師もしくは実習指導者と看護学生、そして教員が、学生に寄り添いつつ、成績評価に影響しないツールとして本ルーブリックを活用することが望まれる。これらの目的を達成できるルーブリックとして、学生自身による自己活用や、臨床側との協働による実習指導を促進するにあたって効果的なものとなるよう、ヒヤリングや実証的取組が必要である。当初、1実習後の精神障害者、実習環境、精神科看護への肯定的態度に影響する要素、実習指導者が考える精神看護技術・魅力の要素、臨床現場と大学間で共通認識できる精神科看護への志向性、愛着形成に資する要素について、概念分析を予定していたが、愛着の対極線上にある負の感情に着目する必要性が生じ、これらの教育実践の場における活用のあり方について、軌道修正を行い、検討に時間を要したため。アウトカム基盤型教育ては、学習者のコンピテンシーを見据えた教育プログラムと形成的評価が必要であり、独自性の高い教育の発展が期待される。今後は、模擬患者へのロールプレイ時の評価基準等と合わせて、同意の得られた数例の協力者に試験導入を行い、愛着コミットメントを評価するためのルーブリックのプロトタイプを改良していく予定である。まず、精神看護学の共同研究者を中心として、再検討をしつつ、これらを臨床看護師・実習指導者と共有していくことのできるものとして、意見交換を行い、連携先の病院との指導指針として活用できるものとしていく。精神科領域で精神看護学実習を行っている共同研究者と実習状況についての情報共有を行い、ブレーンストーミングにより病棟実習における課題を討議し、内容分析を行った。地域性、病床数、強みとする特徴などは施設毎に異なっているものの、2週間の実習期間で学習効果を高めるため、【プロセスレコードを活用した指導方法】【指導者が看護学生に求める偏見に関する意識】【病棟レクリエーションへの学生参画のあり方】【保護室の見学実習における学習目標】【医療モデルと生活モデルの理解】【受け持ち患者の症状悪化時における実習状況】【福祉と連携した地域生活支援における看護の役割】を明確にしていく必要性が確認された。国の施策として地域移行が求められる中、長期入院患者の退院に関する取り組みは多くの課題を抱えている。様々な考え方のある精神看護領域において、教員による教育・指導体制を含む【現場での連携上の問題】【指導者との問題意識の共有】【学生の発達課題と精神看護観】について、病院のみならず、就労支援事業所など地域系の実習施設と協働して、看護学生が体験できる事柄を列挙し、上記の学習目標について意見交換を行う。看護学生の学びに影響する要素として、【看護師と患者との距離の近さの実感】を感じながら、自己の実践に対して【患者の言葉によるフィードバックの手応え】【患者の肯定的な表情を見られる喜び】【生きてきた生活背景を強く感じた実習】などの評価・反応があった。指導環境は、【患者の人となりに関する情報提供の助け】【教員との患者像の共有】【ともに考える姿勢】【指導者と学生との関係形成】が学生の学習意欲を高めていた。学びとして【気持ちまで寄り添うことが看護】【薬物以外の"人の関わり"による治療】などが挙げられ、「実習生が唯一、社会と関われる時間」との患者の言葉が印象に残っている学生もいた。倫理的問題への学びが今後の検討課題である。共同研究者との検討を基に、今後、病棟の臨床指導者や地域の実習指導者らの協力を得て、協働で精神看護学実習の質を向上し、アウトカムを明確化していく方向性について、大まかな構成要素を抽出することができた。学部教育では、急性期は見学実習にとどめ、地域生活を見据えた実習を、現状の中で取り組んでいくための枠組みについて整理することができた。

これは、実習前、実習1週目終了時、実習終了時の3点において精神看護コミットメントと関連する項目を検討したものである。プロトタイプは、共同研究者間で精神看護コミットメントを構成する下位概念のうち、愛着コミットメントに焦点を当て、教育のアウトカム測定を行うことを念頭において作成した。これまでの看護教育側の検討結果から、精神障害者に対する偏見やスティグマ、陰性感情などの問題は看過できないものであり、対象への苦手意識や怒りの感情などの「負の感情」を評価項目に組み込むこととなった。精神看護学実習において看護学生は、対象との関係形成における不安感や、実習においては、操作的な患者に対する怒りの感情や、退院促進につながらないことへの無力感、また、時には対象から恋愛感情を抱かれることへの困惑なども経験する。このような経験の中で、看護学生には、対象との心理的距離を適切に保ちながら、プロフェッショナルとして看護を提供していく対人援助技術を養うことが重要であり、対象への安定した情緒的関心を持ちつつ、援助関係の形成過程を客観的に自己査定することのできる能力が必要となる。このようなコンピテンシーを、自己理解を深める過程で醸成できるよう、病棟の臨床看護師もしくは実習指導者と看護学生、そして教員が、学生に寄り添いつつ、成績評価に影響しないツールとして本ルーブリックを活用することが望まれる。これらの目的を達成できるルーブリックとして、学生自身による自己活用や、臨床側との協働による実習指導を促進するにあたって効果的なものとなるよう、ヒヤリングや実証的取組が必要である。当初、1実習後の精神障害者、実習環境、精神科看護への肯定的態度に影響する要素、実習指導者が考える精神看護技術・魅力の要素、臨床現場と大学間で共通認識できる精神科看護への志向性、愛着形成に資する要素について、概念分析を予定していたが、愛着の対極線上にある負の感情に着目する必要性が生じ、これらの教育実践の場における活用のあり方について、軌道修正を行い、検討に時間を要したため。特に、精神障害者への偏見や倫理的問題に関する学びを、臨床との協働でどのように深めていくかが、今後の検討課題として、明確化された。アウトカム基盤型教育ては、学習者のコンピテンシーを見据えた教育プログラムと形成的評価が必要であり、独自性の高い教育の発展が期待される。今後は、模擬患者へのロールプレイ時の評価基準等と合わせて、同意の得られた数例の協力者に試験導入を行い、愛着コミットメントを評価するためのルーブリックのプロトタイプを改良していく予定である。まず、精神看護学の共同研究者を中心として、再検討をしつつ、これらを臨床看護師・実習指導者と共有していくことのできるものとして、意見交換を行い、連携先の病院との指導指針として活用できるものとしていく。共同研究者との打ち合わせ旅費について、1名が諸般の事情で会議に参加しなかったことや、研究筆頭者をはじめとする協働研究者が、国内外での学会で演題を発表する機会がなかったため、旅費等を使用することが少ない結果となった。また、論文投稿にまでは至っていないため、投稿料についても、使用することがなかった。
白血病関連キメラ因子による細胞死誘導因子Bimの発現抑制の機序とその意義の解明

Bimはサイトカインによって発現が抑制されるBH3細胞死誘導因子として造血前駆細胞や神経細胞のアポトーシス制御メカニズムに重要な役割を果たしている。またBcr-Ablなど白血病関連キメラ因子にはBimの発現を抑制するものがある。このためわれわれはサイトカインからのシグナルやキメラによってBimの転写が抑制されるメカニズムをプロモーター解析を通して解明することを試みた。Bim遺伝子前後のゲノムDNAの配列をデータベースから現時点で得られる配列をもとにサザンブロット法やPCR法などを用いて200Kbにわたり決定し、RNase protection assayによりBim遺伝子転写開始点を同定した。TATAボックスは同定できなかった。その上で20個以上のゲノムプローブを作成して定法に基づきDNase高感受性領域の同定を行い、プロモーターと想定される領域以外に四つの遠隔エンハンサーの候補領域を同定した。三つは上流ひとつは下流にあったが、最上流のものは隣接する遺伝子のイントロンに存在することから、その遺伝子のエンハンサーである可能性が高いと考えられた。さらに定法に基づきプロモーター活性を測定したところ、転写開始点より上流70105bpのきわめてGC配列に富む領域はサイトカイン存在下でも非常に強い転写促進活性を持つことが判明した。このことから強力な転写抑制因子がサイトカインやキメラ依存性に発現・活性化して結合するサイレンサー領域が存在するものと推定され、現在同定を急いでいる。
乱流における新しい超音波計測法の開発と乱流運送限界の解明

吸収状態がある系の相転移は、Directed Percolation(DP)と呼ばれ、非平衡系における相転移の普遍的なクラスとして知られており、物理・化学・生物等多くの分野で理論的研究が行われてきた。しかし、DP転移の実験による十分な検証は存在しなかった。我々は、液晶中に生じる乱流・乱流転移の間欠性に着目し、従来謎とされてきたヒステリシス転移がDP転移と関わっていることを見出し、従来に比べ格段にシステムサイズが大きく統計性の高い実験を行い、3つの臨界指数すべてが高精度でDPクラスの指数に一致することを始めて示し、DP転移が現実に存在することを実証した。これまで理論的には多くの研究が存在したが3つの臨界指数が一致する実験は存在せず、実験系との対応に疑問が持たれていたが、この実験によりDPが自然界に存在することが示された。2.熱乱流特性を測定する超音波および温度計測システムの開発熱輸送のスケーリングを決める要因として、境界層の構造と平均流の存在と安定性が考えられるが、我々はこれらの点を明らかにするためには、乱流速度場の構造と平均流の特徴を捕まえることが不可欠であると考え、3つの新しい計測方法を導入した。その一つは、超音波トランスデューサーを複数設置することにより、X, Y, Z3方向の軸上の速度場を一瞬にして計測するシステム、第二に移動式の超音波トランスデューサーを用いたセル内の速度場をスキャンするシステム、第三に多数の温度センサーによる平均流の長時間測定システムである。これらにより空間のエネルギースペクトラムの測定が可能となった。また、容器に埋め込んだ32個のサーミスターにより平均流の構璋とその安定性や振動などの特性が、対流容器のアスペクト比により大きく変わることなどを見出した。本研究は、極めて発達した熱乱流を発生させ、熱流やレーリー数などマクロな物理量間に期待される究極的なスケーリング則や乱流揺らぎの統計測を確立し、そのメカニズムを明らかにするために、従来計測が困難であった乱流速度場の時間変化を超音波計測の手法により実現することが目的である。今年度の成果は、以下のとおりである。1.発達した熱乱流を安定して生成するため水銀対流装置の冷却制御系、電磁バルブ、ポンプを改良し冷却能力を上げた。2.1本の超音波プローブにより円筒容器の中心軸に沿った速度場の分布を測定することに成功し、速度場の瞬時の様子が時々刻々捉えられるようになった。3.上記測定の精度を確認するため、透明の液体を用いてPIV法と超音波計測の比較を行い、超音波エコー取得率が90%以上の場合に両者に高い相関が得られることから、超音波法が熱乱流に適用可能であることを確認した。4.速度場の直接測定により乱流のエネルギースペクトラムを従来のようテーラー仮説を用いることなく、直接計算することに成功し、熱乱流で予測されていた、Bolgiano-Obkhov則(-11/5乗則)を直接始めて検証した。また、1点測定でテーラー仮説を用いた場合は場所により指数が異なることを明らかにした。5.3本のプローブによる時分割測定を実現し垂直中心軸の他に上部境界層内での乱流速度分布の時間変化を測定することに成功した。その結果、境界層内と外で垂直方向の速度成分の逆転が存在すること水平方向の速度分布に長い相関距離や相関時間が存在するとともに、コヒーレントな孤立波構造が伝播することを見出した。6.乱流中に対称性を破って出現するマクロな平均流の時空間変化を超音波法により始めて可視化した。

その結果、平均流はアスペクト比0.5の円柱容器では上半分で上昇、下半分で下降の平均構造を持ち、上下にランダムにゆれる振動を示すことが見出された。超音波による熱乱流の速度場計測法を確立するとともに、熱乱流における熱輸送法則とそれを決定付けている境界層の構造を明らかにすることが本研究の主要な目的である。そのため、今年度は以下の研究を行い、所定の成果を得た。1.超音波ドプラー法が乱流速度場の計測に用いられた例は殆どなく、熱乱流に適用した我々の実験が最初の実験であった。超音波による速度場計測の正しさを定量的に明らかにするため、PIV(粒子画像速度計)法と超音波計測を水の熱対流系に同時に適用し、両者の比較を行った。その結果、両者は定量的によく一致することを確かめた。また、超音波法では、散乱体の密度が重要であり、エコー取得率が90%を越える条件で両測定の相関が0.9を超えることを明らかにした。(発表済み)2.同じレーリー数でより高いレイノルズ数が得られる低プラントル数の液体金属(水銀)を用いて実験を行い、ハード乱流状態を特徴づける乱流中の平均流(巨視的流れ)の構造が容器のアスペクト比にどう依存するかを調べた。その結果、アスペクト比2の横長の円筒セルでは、速度場、温度場とも強い低周波の振動が現れることから、平均流は反転または、横揺れの振動運動となっている可能性が高いことが分かった。アスペクト比1では、エネルギースペクトル低周波にピークが現れるが明確な周期振動とは異なり、平均流は1ロール状態を形成して揺らいでいることが示唆された。さらにアスペクト比0.5のセルでは、セルの上半分で上向き、下半分で下向きの平均流が観測され、エネルギースペクトルには明確なピークは見られなかった。主成分解析や条件付確率などの解析から、傾いた1ロールか、2つのドーナッツ状ロールの存在が示唆された。(発表済み)3.境界層内の構造を明らかにするため、境界面に沿ったx軸、y軸方向の速度場の同時計測を行った。その結果、境界層内を伝播する孤立波状の励起構造や、平均流ロールの回転に伴うと見られるx-y面内の速度場の回転が観測された。以上の実験事実からアスペクト比0.5の場合の乱流中の平均流は、長く傾いたロール構造をとっており、時間とともに回転や上下動などの変動を伴っていると推測された。これらの構造が熱乱流の熱輸送に大きな影響を与えていることは明らかである。(発表準備中)4.さらに多数の超音波トランスデューサーを同時に用いて、3次元の速度場計測を実現し、乱流構造を明らかにするため、セルの外部から超音波トランスデューサーをあて、自動ステージを移動させながらセル全体をスキャンする新しい計測方法の開発に着手した。セル容器の壁での反射を最小にするため音響インピーダンスのマッチングを最適化し、ビームの形状を整形するため、超音波トランスデューサーを自作し試験を行った。(継続中)超音波による熱乱流の速度場計測法を確立するとともに、熱乱流における熱輸送法則とそれを決定付けている境界層の構造を明らかにすることが本研究の主要な目的である。そのため、18年度は以下の研究を行い、所定の成果を得た。
心筋リモデリングにおけるTRPC3/6を介したシグナルクロストークの意義の研究

受容体活性型Ca2+チャネルであるTRPC3/6は、NFAT-calcineurin経路を活性化し、病的心筋リモデリング促進に働くことが報告されている。本研究では、心保護作用を有するナトリウム利尿ペプチド-GC-Aシグナルと、TRPC3/6-カルシニューリン-NFATシグナルとのクロストークの存在とその分子機序の解析を行った。各種培養細胞を用い、ナトリウム利尿ペプチド-GC-A経路が、TRPC6のリン酸化を介してNFAT依存性転写活性や細胞内Ca2+流入を抑制する事を明らかとし、さらに心肥大モデル動物であるGC-AノックアウトマウスやアンギオテンシンII投与マウスにおける心肥大の心肥大を、TRPCの選択的阻害薬は抑制した。さらに、TRPC阻害による病的心臓リモデリング抑制効果に関する検討を行い、ラット新生仔培養心筋細胞において、siRNAや阻害薬を用いたTRPC3/6の阻害が、アンジオテンシンIIやエンドセリン-1刺激による自動発火頻度の増加、NFAT依存性転写活性の更新、心筋細胞肥大を抑制した。また、生体内においてTRPC3/6複合体を阻害する効果を持つことが示されている、選択的TRPC3阻害薬であるPyrazole3が、アンジオテンシンIIの慢性投与にてみられる心肥大を抑制することを明らかとした。以上結果は、ナトリウム利尿ペプチド-GC-A経路とTRPC3/6-カルシニューリン-NFAT経路とのクロストークが存在し、TRPC3/6を標的とした治療が、病的心臓リモデリングに対する新たな治療法となる可能性を示すものであると考える。ラット新生仔心室筋細胞をエンドセリン-1刺激やTRPC6を過剰発現した際に見られるNFAT依存性転写活性の亢進を、ANPは抑制した。また、TRPC6を発現したHEK293細胞にて、ANPはTRPC6由来のCa2+流入と陽イオン電流を強く抑制した。これら抑制効果は、PKG阻害薬やPKGによるリン酸化部位を変異させたTRPC6変異体で消失した。ラット新生仔心室筋細胞をアンギオテンシンIIやエンドセリン-1にて刺激した際に見られる自動発火頻度の増加もANPは抑制したが、PKG阻害薬の投与にてANPによる抑制効果は消失した。以上の結果は、ナトリウム利尿ペプチドーGC-A経路が、TRPC6のリン酸化を介してNFAT依存性転写活性や細胞内Ca2+流入を抑制する事を示している。また、GC-Aノックアウトマウスは高血圧と心肥大を示すが、その心室においてTRPC6の遺伝子発現が増加しており、TRPCの選択的阻害薬であるBTP2投与にて、血圧非依存性に心肥大の改善を認めた。さらにアンギオテンシンII投与によるマウス心肥大もBTP2投与は抑制した。以上結果より、ナトリウム利尿ペプチド-GC-A経路とTRPC3/6-カルシニューリン-NFAT経路とのクロストークの存在が明らかとなり、さらにTRPC3/6を標的とした治療が、病的心臓リモデリングに対する新たな治療法となる可能性を示唆する結果であると考える。受容体活性型Ca2+チャネルであるTRPC3/6は、病的心筋リモデリング促進に関与していることが報告され、本研究では、心保護作用を有するナトリウム利尿ペプチド-GC-Aシグナルと、TRPC3/6-カルシニューリン-NFATシグナルとのクロストークの存在とその分子機序の解析を行い、さらにTRPC3/6阻害による病的心臓リモデリングに対する効果の検討を行った。

我々は今まで、各種培養細胞にて、ナトリウム利尿ペプチド-GC-A経路がTRPC6のthreonin69部位での直接のリン酸化を介し、NFAT依存性転写活性や細胞内Ca2+流入を抑制することを明らかとした。本年度は、ANP,BNPに対する共通の受容体であるGC-Aを欠失させたGC-A KOマウスでみられる病的心臓リモデリングを、TRPC阻害薬であるPyr2が抑制すること、TRPC6トランスジェニックマウスとGC-A KOとの交配により、GC-A KOマウスにおいてTRPC6過剰発現により心肥大が増悪する事を示し、生体内におけるナトリウム利尿ペプチド-GC-AシグナルとTRPC3/6-カルシニューリン-NFATシグナルのクロストークの意義を明らかとした。さらに、TRPC阻害による病的心臓リモデリング抑制効果に関する検討を行い、ラット新生仔培養心筋細胞において、siRNAを用いたTRPC3/6の阻害が、アンジオテンシンIIやエンドセリン-1刺激による自動発火頻度の増加を抑制し、Pyr2がエンドセリン-1刺激や、TRPC6の過剰発現によるRCAN1の発現亢進を抑制し、心筋細胞肥大を抑制することを明らかとした。TRPCには1-7のサブタイプが存在し、TRPC3/6は生体内でヘテロ4量体を形成しており、TRPC3の選択的な阻害は、TRPC3/6複合体を阻害する効果を持つことが示されている。選択的TRPC3阻害薬であるPyrazole3(Pyr3)が、アンジオテンシンIIの慢性投与にてみられる心肥大を、Pyr2の場合と同様に抑制することを明らかとした。以上結果より、ナトリウム利尿ペプチド-GC-AシグナルとTRPC3/6-カルシニューリン-NFATシグナルとのクロストークの存在と分子機序、生体内での意義が明らかとなり、さらにTRPC、特にTRPC3/6を標的とした治療が病的心臓リモデリング抑制に重要であることが明らかとなったものと考える。