hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高機能ディジタル補聴器の開発とそのフィッティング手法の研究

そこで,実際の携帯型補聴器に用いる騒音抑圧処理としては,前年度検討を行った衝撃音抑圧アルゴリズムではなく,ラウドネス補償関数の形状の最適化によって行うこととした.また,ハウリング抑圧については,理論的な検討と,アルゴリズムの開発は終了している.しかし,これを実際にプログラムとして携帯型補聴器に実装するには,メモリーと演算量が不足していることが明らかとなったため,実際にハウリング抑圧機能を実装してのフィールド実験は来年度への課題となった.したがって,今年度は,リクルートメント補償処理と,スペクトル減算法による騒音抑圧処理を実装した携帯型補聴器を用いて,フィッティング手法と,補聴効果に関する研究を行った.これまでに,100名以上の感音性難聴の被験者について実験を終えている.この結果を元に,リクルートメント補償処理における標準的なフィッティング手続きの定式化を行った.今後更に症例数を増やして更に詳細な検討を行う.本研究の一環として開発した携帯型ディジタル補聴器に,ラウドネスリクルートメント補償アルゴリズム実装し,実生活における評価実験を行った.その際,リクルートメント補償のためのラウドネス補償関数の形状を,低レベルでリニヤ動作をするように設定することによりスペクトル減算法を実現し,環境騒音(背景騒音)の抑圧を図った.また,高機能ディジタル補聴器は,特性の設定が柔軟に行える一方,ともするとフィッティングに長時間を要することがある.そこで,精度をできる限り維持しながら,効率的にラウドネスリクルートメント補償特性の推定が可能なラウドネス関数測定手法の検討を行った.その結果,第1段階のラウドネス判断を細分化した尺度で行う細分化1段階尺度評定法が最適であることを明らかにした.これらの研究成果を基に、100名を越える感音性難聴者について,実際にラウドネスリクルートメント補償関数を測定し,その測定結果に基づくフィッティングを行った.フィッティングされたディジタル補聴器によって,実生活における長時間の聴取実験を行った.評価結果は,静寂な環境下におけるテレビ・ラジオの聴取,23人での会話,環境騒音下における23人での会話,多人数の会話,街頭における会話の聞き取り,自己発生音の評価など,様々な聴取条件下における補聴効果を,7段階の評価尺度値として判断させた.その結果,聞き取りに関する全ての項目において,従来型の補聴器に比べ有意に優れた評価値を与えることが明らかになった.
三次元ナノ組織体の調製と動的構造の解析

1.界面活性剤保護白金ナノ粒子の調製とキャラクタリゼーションドデシル-、テトラデシル-、ヘキサデシル-トリメチルアンモニウム塩化物を含む水溶液中で、塩化白金酸を水銀ランプで光照射することにより、界面活性剤保護白金ナノ粒子を調製した。電子顕微鏡(200kV TEM)観察から金属核のサイズを求め、溶液中での拡散係数の測定から保護層を含むサイズを求めた。これらの比較から金属核は界面活性剤の単分子層で保護されていることがわかった。保護層の表面に吸着していると考えられる陰イオン性ポルフィリンの蛍光寿命は、保護層の界面活性剤の鎖長の減少とともに指数関数的に減少した。蛍光寿命の減少はポルフィリンの励起電子の白金核への移動によると考えられるが、この鎖長依存性は金電極表面の単分子層を横切る電子移動速度の鎖長依存性に比較すると小さいことがわかった。2.高分子配位子保護白金ナノ粒子の溶存状態白金に対するポリビニルピロリドン(PVP)のモノマー換算のモル比Rが1,2.5,10,40のナノ粒子について、電子顕微鏡観察(200kV TEM)および溶液中での拡散係数の測定を行った。電子顕微鏡観察の結果、金属核の直径はRの値と特に相関はなく2.9-3.3nmであった。拡散係数から得られる半径は、R=5の粒子について水中で14-19nm、エタノール中で15-22nmとなり、これらと金属核半径との差はPVP保護層の厚みとしては大き過ぎ、粒子が集合していると考えられる。Rの値が異なる他の粒子についても同様の結果が得られた。
糖タンパク質糖鎖を認識する単クロ-ン抗体によるヒト結腸癌関連糖鎖抗原の解析

ヒト結腸癌関連糖鎖抗原であるムチン型糖タンパク質を認識するモノクロ-ナル抗体の一つであるMLS102と、正常結腸粘膜上皮細胞と結腸癌細胞ともに産生するムチン型糖タンパク質を認識するMLS103の二つの抗体を用いて、ムチン型糖鎖の癌性変異を明らかにした。単クロ-ン抗体作製のための免疫原として使用した結腸癌細胞株LS180から、それぞれの抗体カラムを用いて抗原糖タンパク質を分離して、糖鎖構造とアミノ酸組成などの比較を行った。その結果、結腸癌関連糖鎖抗原のMLS102抗原分子上には、主要糖鎖として、ムチン型糖鎖の56%がMLと102の抗原決定基であるNeuAcα2→6GalNAcα1→Ser/Thr、すなわちSialylーTn抗原と、25%がTn抗原として知られるGalNAc α1→Ser/Thrであった。そして約20%の糖鎖が構造未同定として残されたが、それらの大半は比較的短い糖鎖であった。一方、これまで不明とされていた単クロ-ン抗体MLS103の抗原決定基は、結腸ガン細胞から抽出した酸性糖指質のsialylーLe^a糖脂質であるシアリルラクトフコペンタオシルセラミドのアシアロ物に反応した。また、同様の結果が糖タンパク質の糖鎖についても確かめられ、MLS103の抗原決定基はムチン型糖鎖ではLe^a型糖鎖をもつ、Galβ1→3(Fucα1→4)GlcNAcβ1→Galβ1→3GalNAcaα1→Ser/Thrであることが判明した。また同時に得られた、単クロ-ン抗体MLS104はLe^a糖脂質にはMLS103と同程度の結合性を示し、その抗原決定基はLe^a型糖型であることが示されたが、分離したムチン型糖タンパク質であるMLS103抗原と結腸癌細胞から精製した糖ペプチドに対しては両抗体の反応性に違いが認められ、その原因が糖鎖還元末端のGalNAcの6位のシアル酸に由来することが推察された。分離したMLS102抗原とMLS103抗原のムチン型糖鎖を陰イオン交換HPLCが比較したところ、MLS103抗原糖鎖にはMLS102抗原には存在しない糖鎖が認められ、その中にはセリンあるいはスレオニンに結合したGalβ1→3GalNAc糖鎖にシアル酸が一つあるいは二つもつ糖鎖のあることか判明した。また、MLS102抗原にはNeuAcα2→6GalNAcα→糖鎖より長い糖鎖ではMLS103抗原のそれに対応する糖鎖に比べて硫酸化の程度が高く、その原因が糖鎖に2つ硫酸基をもつ糖鎖含量の多いことに起因することを明らかにした。また、結腸癌細胞株LS180をFITC標識MLS102とロ-ダミン標識MLS103による蛍光抗体二重色を行ったところ、両抗原の分布が異なり、細胞にはMLS103抗原を発現する細胞(約90%)、MLS102抗原を発現する細胞(約10%)、の他に両抗原を同時に発現する細胞、両抗原をもとに発現しないものなどが存在し、MLS102抗原の発現には細胞の増殖周期も関与するものと考えられた。以上の事実から、結腸ガン細胞に発現されるMLS102抗原の糖鎖に認められた、SialyーTn抗原とTn抗原などに認められる糖鎖伸長不全現象の原因は、第一に糖鎖還元末端のGalNAcの3位にガラクト-スが転移できないこと、第二にMLS102抗原ではSialylーTn糖鎖より長い糖鎖に^<35>S硫酸で代謝標識される糖鎖を認めたことから、ガラクト-スの転移の欠如とともに、硫酸基とシアル酸の付加も関与するものと考えられた。

また同時に得られた、単クロ-ン抗体MLS104はLe^a糖脂質にはMLS103と同程度の結合性を示し、その抗原決定基はLe^a型糖型であることが示されたが、分離したムチン型糖タンパク質であるMLS103抗原と結腸癌細胞から精製した糖ペプチドに対しては両抗体の反応性に違いが認められ、その原因が糖鎖還元末端のGalNAcの6位のシアル酸に由来することが推察された。分離したMLS102抗原とMLS103抗原のムチン型糖鎖を陰イオン交換HPLCが比較したところ、MLS103抗原糖鎖にはMLS102抗原には存在しない糖鎖が認められ、その中にはセリンあるいはスレオニンに結合したGalβ1→3GalNAc糖鎖にシアル酸が一つあるいは二つもつ糖鎖のあることか判明した。また、MLS102抗原にはNeuAcα2→6GalNAcα→糖鎖より長い糖鎖ではMLS103抗原のそれに対応する糖鎖に比べて硫酸化の程度が高く、その原因が糖鎖に2つ硫酸基をもつ糖鎖含量の多いことに起因することを明らかにした。また、結腸癌細胞株LS180をFITC標識MLS102とロ-ダミン標識MLS103による蛍光抗体二重色を行ったところ、両抗原の分布が異なり、細胞にはMLS103抗原を発現する細胞(約90%)、MLS102抗原を発現する細胞(約10%)、の他に両抗原を同時に発現する細胞、両抗原をもとに発現しないものなどが存在し、MLS102抗原の発現には細胞の増殖周期も関与するものと考えられた。以上の事実から、結腸ガン細胞に発現されるMLS102抗原の糖鎖に認められた、SialyーTn抗原とTn抗原などに認められる糖鎖伸長不全現象の原因は、第一に糖鎖還元末端のGalNAcの3位にガラクト-スが転移できないこと、第二にMLS102抗原ではSialylーTn糖鎖より長い糖鎖に^<35>S硫酸で代謝標識される糖鎖を認めたことから、ガラクト-スの転移の欠如とともに、硫酸基とシアル酸の付加も関与するものと考えられた。結腸癌関連糖鎖抗原であるムチン型糖タンパク質のMLS102抗原分子上には,主要糖鎖としてのSialosylーTn抗原糖鎖(NeuAc α2→6 GalNAc α1→Ser/Thr)の他に,Tn抗原(GalNAc α1→Ser/Thr)と構造未同定の短い糖鎖が存在していた。一方,正常結腸粘膜上皮細胞の産生するムチンであるMLS103抗原にはSialosylーTn抗原およびTn抗原糖鎖は存在しなかった。この結果は,結腸癌関連抗原であるMLS102抗原の発現はムチン型糖鎖の生合成段階における糖転移反応系の中に何らかの欠陥あるいは糖鎖伸長停止に係る反応系の活性化が生じたことを示唆している。本研究では,その原因を明らかにするために,[ ^<14>C]グルコサミンおよび[ ^3H]トレオニンで代謝標識した結腸癌細胞LS180細胞から免疫沈降によりMLS102抗原および103抗原を分離し,各々について,アミノ酸組成,分子量,および糖鎖の化学的性質を検討した。まず,両抗原のSDSーPAGEのパタ-ンを比較すると,102抗原は分子量13万から高分子領域にかけて4本の明瞭なバンドを示すのに対して,103抗原は分子量18万から20万にかけて幅広いバンドを示し,両者が異なる糖タンパク質であることが示された。アミノ酸組成は,MLS102抗原がセリン,トレオニン,プロリンを約60%含み,また,アミノ糖分析でも高いガラクトサミン含量が高く典型的なムチン型の糖タンパク質の特徴を示した。一方,103抗原のアミノ酸組成はセリン,トレオニン,プロリン含量はわずか25%と少なく,103抗原は102抗原に比べ糖鎖の結合していないペプチド部分が多いことが示された。MLS102抗原糖鎖の発現機構としてムチン型糖鎖の成合成過程におけるシアル酸転移反応での促進,あるいはガラクト-ス転移反応の不全による糖鎖伸長の不全が考えられるが,本研究において102抗原糖鎖の比較的短いものに硫酸化が起っているという興味ある知見が得られている。単クロ-
軸索髄鞘形成因子ナルディライジンの病態生理学的意義の解明

我々はnardilysin (NRDc)が膜タンパク質細胞外ドメインシェディングの活性化因子であること、ニューレギュリン1シェディングを介して神経軸索成熟と髄鞘形成を制御していることを明らかにした。一方NRDc欠損マウスは、明らかな低血圧・徐脈を呈したが、意外なことにその交感神経活動は亢進していること、心臓交感神経分布パターンに明らかな変化を認めることが明らかになった。一方薬理学的神経遮断や単離ペースメーカー細胞の解析から、NRDc欠損マウスの内因性心拍数が低下していることも明らかになった。この成果は、NRDcが交感神経、心筋双方で独立した役割を介して、循環動態を制御していることを示唆した。我々はnardilysin(NRDc)が膜タンパク質細胞外ドメインシェディングの活性化因子であることを明らかにしてきた。NRDc欠損マウス、神経細胞特異的過剰発現マウスの解析から、NRDcが中枢・末梢神経の軸索成熟と髄鞘形成を制御していることを明らかにし、その分子機構としてNRDcがβセクレターゼBACE1によるニューレギュリン1シェディングを制御することを示した。一方NRDc欠損マウスは、明らかな低血圧・徐脈を呈した。以上からNRDcが、髄鞘形成の関わる病態や交感神経調節系において重要な役割を果たすことが示唆された。本申請においては、1)DNRDcによるBACE1活性制御の分子機構解明、2)多発性硬化症、神経再生におけるNRDcの意義、3)交感神経支配を介する循環動態調節におけるNRDcの意義の解明、を目的とした。平成23年度には以下を明らかにすることができた。目的1:NRDcがBACE1の未成熟型と複合体を形成すること、NRDc欠損細胞にBACE1を発現させると未成熟型BACE1の割合が増加することがわかった。目的2:Cuprizone投与による脱髄の程度を、野生型、前脳神経細胞特異的NRDc強発現マウス(NRDc-Tg)を用いて比較検討した。予想に反しNRDc-Tgにおいてより強い脱髄を認めた。一方Cuprizone投与中止後の再髄鞘化は、NRDc-Tgで明らかに増強していた。目的3:野生型、ヘテロおよびホモ変異体マウスの心臓を用いて、交感神経終末のマーカーの免疫染色を行った。左室心筋を用いた検討で、NRDc+/+は外膜側により多くの交感神経支配を認めたが、NRDc-/-においては、外膜側と内膜側の神経密度に明らかな差は認めず、比較的均一な交感神経支配を受けていた。テレメトリーを用いた解析にて、NRDc-/-が日中、夜間を問わず徐脈を呈することが明らかになった。我々はnardilysin (NRDc)が膜タンパク質細胞外ドメインシェディングの活性化因子であることを明らかにしてきた。本申請においては、1)NRDcによるBACE1活性制御の分子機構解明、2)多発性硬化症、神経再生におけるNRDcの意義、3)交感神経支配を介する循環動態調節におけるNRDcの意義の解明、を目的とする。目的1)NRDcがin vivoでBACE1活性(βセクレターゼ活性)に及ぼす影響を検討するため、アルツハイマー病モデルマウスと前脳特異的NRDc強発現マウス(NRDc-Tg)を交配し、アミロイド班形成を検討した。NRDc強発現により、アミロイド班は有意に減少したが、この効果はNRDcのαセクレターゼ活性増強によるもので、βセクレターゼ活性に明らかな変化は認めなかった。本結果はNeurobiology of Aging誌に発表した。目的2) Cuprizone投与による脱髄の程度を、野生型およびNRDc-Tgで比較したところ、意外なことにNRDc-Tgにおいてより強い脱髄を認めた。一方Cuprizone投与中止後の再髄鞘化はNRDc-Tgで増強していた(論文準備中)。目的3) NRDc欠損マウスにおいて、心臓交感神経分布パターンに明らかな変化を認め、さらに内因性心拍数が低下していること、交感神経活動が亢進していることも明らかになった(論文準備中)。

NRDc欠損マウス、前脳特異的NRDc強発現マウス(NRDc-Tg)の解析から、NRDcが中枢・末梢神経の軸索成熟と髄鞘形成を制御していることを明らかにし、その分子機構としてNRDcがBACE1によるNRG1シェディングを制御することを示した。一方NRDc欠損マウスは、明らかな低血圧・徐脈を呈した。以上からNRDcが、髄鞘形成の関わる病態や交感神経調節系において重要な役割を果たすことが示唆された。本申請においては、1)NRDcによるBACE1活性制御の分子機構解明、2)多発性硬化症、神経再生におけるNRDcの意義、3)循環動態調節におけるNRDcの意義の解明、を目的とした。目的1:当該年度には新たにアルツハイマー病モデルマウスを用いて、NRDcがin vivoでBACE1活性(アミロイド前駆体タンパク質APP切断における)に及ぼす影響を検討するため、同モデルマウスとNRDc-Tgを交配しアミロイド班の数や面積の検討を行っている。目的3:野生型、ホモ変異体マウスの心臓を用いて、交感神経終末のマーカーの免疫染色を行ったところ、野生型は外膜側により多くの交感神経支配を認めたが、ホモ変異体マウスでは、外膜側と内膜側の神経密度に明らかな差は認めず、均一な交感神経支配を受けていた。徐脈の原因を明らかにするため、引き続き内因性心拍数、血中カテコラミン濃度、心筋におけるイオンチャンネル発現などの解析を続けている。申請時の平成23年度の計画欄に記した内容について、目的1はやや遅れているものの、目的2、3は順調に進んでおり、全体的にはおおむね順調に進展していると考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。目的1では、NRG1シェディングのみならず、BACE1のβセクレターゼ活性(APP切断)にNRDc発現が及ぼす効果の検討まで進んでいる。アルツハイマー病モデルマウスの主な検討は生後1年後に行うため、研究期間内に完全な解析が終了できるかどうかは不明だが、少なくともプレリミナリーな結果は得られると考えている。目的2の神経再生については、動物モデル構築に遅れが生じているが、多発性硬化症モデルを用いた結果は順調に得られている。目的3については、心拍数、血圧など循環動態の解析は、テレメトリーを用いた解析を含め、順調に進んでいる。さらに初代培養心筋細胞などを用いた、分子機構の解明についても興味深い結果が得られており、今後は同分子機構に則って、in vivoの表現型がレスキューできるかどうかを検証していく。目的3において、心筋特異的(αMHCプロモーター)NRDc強発現マウス(αMHC-NRDc-Tg)の作製、および同マウスと、NRDc-/-マウスの交配による、心臓特異的トランスジェニックレスキューを予定していた。αMHC-NRDc-Tgを作製し、心筋における過剰発現には成功したが、NRDc-/-マウスと交配した場合、充分な心筋NRDc発現が得られないことが明らかになった。原因は究明中だが、同手法を用いることは困難と考えられた。
嫌気性菌をドラッグデリバリー担体に用いた固形がんに対する新規治療法の開発

抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質(本イムノトキシン)を分泌する遺伝子組換えビフィズス菌(本組換え菌)について、動物モデルを用いた抗腫瘍効果の解析をおこなった。その結果、EGFRを発現するヒト癌細胞に対して、強い抗腫瘍効果が本組換え菌に見出された。その作用機序を分子・細胞レベルで解析したところ、本イムノトキシンの標的細胞特異的な細胞増殖阻害活性が立証された。このことから、本組換え菌は、実際の癌治療に応用可能であると考えている。本研究の目的は遺伝子組換えビフィズス菌を用いてEGFR陽性がんに対する新規な治療法を確立することである。ビフィズス菌は、静脈内に投与した場合、非常に高い選択性をもって腫瘍でのみ増殖する。これまでに、ビフィズス菌に抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を分泌させることにより、in vivoでEGFR陽性移植がん細胞(皮膚がん、乳がん)に対し抗腫瘍活性が現れることを見出した。また、抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質のビフィズス菌での分泌を確認し、大腸菌で作製した抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を用いてEGFRとの結合、細胞内への抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質の取り込みを見出し、種々のがん細胞でのin vitroでの細胞増殖阻害活性を見出している。本年度は、さらにがんの種類を広げてin vivoでの抗腫瘍効果を検討した。具体的には、1.EGFR陽性の膵臓がん由来BxPC-3細胞を移植したマウスに対して、抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を発現する組換えビフィズス菌を静脈内投与し、抗腫瘍効果を検討したところ、高い抗腫瘍効果を見出した。2.EGFR陽性の肺がん細胞であるPC-9を移植したマウスに対しても、同様に本組換えビフィズス菌の静脈内投与により高い抗腫瘍効果を見出した。以上の結果は、本組換えビフィズス菌がEGFR陽性の膵臓がんおよび肺がん細胞に対し、高い抗腫瘍効果を持つことを示すものと考えられる。1.種々のEGFR陽性がん細胞に対するin vivoでの抗腫瘍効果の解析(1)EGFR陽性の乳がん由来細胞MDA-MB-468のin vivoでの抗腫瘍効果EGFR陽性の乳がん由来細胞に対する抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を発現する組換えビフィズス菌の抗腫瘍効果を調べるために、EGFR陽性であるMDA-MB-468乳がん細胞移植マウスに対して、本組換えビフィズス菌を尾静注により投与し抗腫瘍効果を調べ、88.1%阻害という高い抗腫瘍効果を見出した。(2)EGFR陽性の結腸がん由来細胞HT-29のin vivoでの抗腫瘍効果EGFR陽性の結腸がん由来細胞に対する抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を発現する組換えビフィズス菌の抗腫瘍効果を調べるために、EGFR陽性であるHT-29結腸がん細胞移植マウスに対して、本組換えビフィズス菌を尾静注により投与し抗腫瘍効果を調べたが、抗腫瘍効果は見出すことはできなかった。これらの結果は、皮膚がん細胞であるA431細胞での高い抗腫瘍効果を得られた結果と合わせて考えると、本細胞療法が単一の臓器ではなく、複数の臓器由来の癌細胞に対して抗腫瘍効果を示しており、今後の開発の上で重要な結果である。また、癌腫によっては菌の分布などにより、抗腫瘍効果見出せない可能性があることも示している。2.抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質の分子、細胞レベルにおける作用機序の解析抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合タンパク質のビフィズス菌での分泌を確認した。また抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合タンパク質を大腸菌で発現、精製して分子、細胞レベルの作用機序を調べ、それぞれ、EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質とリコンビナントEGFRとの結合を見出し、また、EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合タンパク質のA431細胞等での細胞増殖阻害活性を見出した。また、抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質のビフィズス菌での分泌を確認し、大腸菌で作製した抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を用いてEGFRとの結合を見出し、種々のがん細胞でのin vitroでの細胞増殖阻害活性を見出している。昨年度は、さらにがんの種類を広げてin vivoでの抗腫瘍効果を検討した。

現在肺がん治療では、EGFRリン酸化阻害薬であるゲフィチニブに対する耐性が問題となっている。そこで、今年度は1.EGFRリン酸化阻害剤であるチロホスチンを肺がん由来PC-9細胞に添加して、EGFR阻害剤耐性細胞を作製した。2.この耐性細胞を用いて抗腫瘍効果を検討し、本耐性細胞株に対して抗腫瘍効果を見出した。3. IVISを用いて、マウスが生きた状態でのビフィズス菌の腫瘍蓄積性を見出した。以上の3点を実施した。本研究の目的は遺伝子組換えビフィズス菌を用いてEGFR(上皮成長因子受容体)陽性がんに対する新規な治療法を確立することである。ビフィズス菌は、静脈内に投与した場合、非常に高い選択性をもって腫瘍でのみ増殖する。これまでに、in vivoで、ビフィズス菌に抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を分泌させることによりEGFR陽性移植がん細胞(皮膚がん、乳がん)に対し抗腫瘍活性が現れこと、および、IVIS(in vivo imaging system)を用いて、マウスが生きた状態でのビフィズス菌の腫瘍蓄積性を見出した。また、in vitroで抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質のビフィズス菌での分泌を確認し、大腸菌で作製した抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質を用いてEGFRとの結合を見出し、種々のがん細胞の細胞増殖阻害活性を見出している。本研究の今後の臨床応用を考慮した場合、現在のMRS培地を用いた対数増殖期のビフィズス菌の培養液を遠心分離器を用いて精製する方法は、1.MRS培地中の動物由来成分(肉エキス)に由来する安全性の問題2.臨床現場において遠心分離器を用いて精製することの困難性の問題3.遠心分離器を用いて精製する際の精製サンプルの品質の安定性の問題以上の3点の製剤上の問題点がある。本年度はこれらの3点の製剤上の問題を解決する研究を実施し、ほぼ解決できる方法を開発できた。抗EGFR抗体/緑膿菌外毒素A融合蛋白質(本イムノトキシン)を分泌する遺伝子組換えビフィズス菌(本組換え菌)について、動物モデルを用いた抗腫瘍効果の解析をおこなった。その結果、EGFRを発現するヒト癌細胞に対して、強い抗腫瘍効果が本組換え菌に見出された。その作用機序を分子・細胞レベルで解析したところ、本イムノトキシンの標的細胞特異的な細胞増殖阻害活性が立証された。このことから、本組換え菌は、実際の癌治療に応用可能であると考えている。平成25年度研究実施状況報告書の「今後の研究の推進方策」に記述した1.EGFRリン酸化阻害剤であるチロホスチンを肺がん由来PC-9細胞に添加して、EGFR阻害剤耐性細胞を作製する。2.この耐性細胞を用いて抗腫瘍効果を検討する。以上の2点について、本年度で全て作製・解析できた。さらに、平成25年度にIVIS(in vivo imaging system)を導入した。そこで、IVISを用いて、マウスが生きた状態でのビフィズス菌の腫瘍蓄積性を検討することができた。以上のことから、研究の目的の達成度について、おおむね順調に進展していると考えている。医療系薬学今後の臨床応用を考慮した場合、現在のMRS培地を用いた対数増殖期のビフィズス菌の培養液を遠心分離器を用いて精製し、担癌マウスに静脈内投与する方法は、1.MRS培地中の動物由来成分(肉エキス)に由来する安全性の問題
フォークリフト運転座席の改善による運転手の腰痛予防効果に関する実地実験疫学的研究

1)前年度に完成した自動記録可能な運転動態別全身振動記録システム及び追加作成システムを用いて、フォークリフト作業現場において、新しい運転座席の効果を確認するための実験疫学的調査を行った。・無作為化対照試験対象となるフォークリフトの決定・対象フォークリフトの試験路及び実作業における全身振動の測定・対象フォークリフト運転手の疲労感を質問紙により調査した。・従来の運転座席の新しい運転座席への交換及び慣らし運転を依頼し、受諾された。・新しい運転座席を装備した対象フォークリフトの試験路及び実作業における全身振動の測定を行った。・負担・疲労感及び新旧の座席に関する人間工学的評価を質問紙により調査した。2)2006年6月にイタリアで開催された第3回国際労働衛生学会及びサテライト学会に西山が参加し、意見交換と資料収集を行った。3)全身振動の健康影響に関する文献レビューおよび西山等の上記1)を含む全身振動調査研究の総括に基づく、新しい運転座席の導入効果の考察を行った。5)上記成果を受けて、研究協力者により、特許が出願された。1)試作済の同乗不要、自動記録可能な運転動態別全身振動記録システム3セットを完成した。その特性は以下の通り。・運転手席座面及び座席取り付け部の並進行3軸(ISO 2631-1 1997を満たす)を同時に測定。・運転手の着座状況の測定。・少なくとも1勤務日については平常業務のもとで、業務の中断無しに、連続して測定・記録可能。・勤務の開始から終了まで測定・記録のための要員を必要としないこと。・測定・記録システムは対象車両積載のバッテリーで稼動し、業務に差し支えるほど業務空間を占有しないこと。・データは、測定・記録システムから容易に着脱できるコンピュータメモリ媒体に保存可能で、測定・記録システムは必要な日数だけ、対象車両に据え付けたままで使用可能なこと。・解析評価された振動データは、運転動態データを用いて、運行動態別に分類して、EU指令(2002/44/EC)に基づいた評価・判定が自動的にできるシステムのハードウエアを完成した。2)試作運転座席と既成の運転座席を用いた無作為化対照試験が実施可能なフォークリフト作業現場をほぼ決定した。3)新しい運転座席の効果を確認するための実験疫学的調査:阪神地区の事業所数箇所から30人弱の運転手の参加が得られる見通しがたった。4)2005年6月にフランスで開催される第3回国際全身振動会議に西山が参加し、意見交換と資料収集を行なった。5)全身振動の生体影響研究に関する文献レビューを行った。
溶融塩電解によるニッケル基超合金の二珪化モリブデンコーティング

本研究では、高温でも機械的・化学的に安定な耐酸化性被膜で超合金を被覆することによって、耐酸化性を飛躍的に向上させることを目標とした。具体的には、溶融塩電解による二珪化モリブデン(MoSi2)被膜の形成を検討した。特に、溶融塩中でのイオンの輸送速度と電極反応の速度、合金中の元素の拡散速度を見積もることによって、機械的・化学的に安定で緻密な厚膜を形成するのに適した電解条件を明らかにした。発電効率の向上やCO2の排出量削減を目指して、ガスタービン材料の次世代ニッケル(Ni)基超合金の開発が精力的に進められている。しかし、高温強度の向上と引き換えに耐酸化性が低下する問題がある。そこで、本研究では、高温でも機械的・化学的に安定な耐酸化性被膜で超合金を被覆することによって、耐酸化性を飛躍的に向上させることを目標とした。特に、溶融塩中でのイオンの輸送速度と電極反応の速度、合金中の元素の拡散速度を見積もることによって、機械的・化学的に安定で緻密な厚膜を形成するのに適した電解条件を明らかにすることを目標とした。平成26年度は、まず、電気化学測定から珪酸イオンの輸送速度、電極反応の速度を見積もった。その結果、電極上での還元反応が速やかに起こり、珪酸イオンの輸送、電極反応は、表面処理に必要な電流密度(1050 mA cm-2)の水準で十分速いことがわかった。また、定電流電解によって合金元素の拡散速度を見積った。その結果、700°C、800°Cでは、100 micronを越えるMoSi2が生成することから、形成されたMoSi2中のSiの拡散速度は十分に速いことがわかった。一方で、950°CではMoSi2の膜厚は20 micron程度となり、形成が抑制された。その原因は明らかにならなかったが、MoSi2の形成には電解温度を上げすぎないことが重要であることがわかった。イオンの輸送が遅いことも懸念されたが、一連の検討で、電解浴の撹拌等は特に必要がないことがわかった。また、130 micron程度までは膜厚が増加するため、モリブデンとシリコンの共析も、現段階では必要がないことがわかった。発電効率の向上やCO2の排出量削減を目指して、ガスタービン材料のニッケル(Ni)基超合金の開発が進められている。しかし、強化元素を添加すると耐酸化性が低下する問題がある。そこで、本研究では、高温でも機械的・化学的に安定な耐酸化性被膜で超合金を被覆することによって、耐酸化性を向上させることを目標とした。平成27年度は、平成26年度の結果に基づき、平滑かつ緻密な皮膜を形成できる条件の探査に注力した。具体的には、電解浴中のモリブデン源(K2MoO4)の濃度を10mol%とし、ボロン源(K2B4O7)の濃度を0.015 mol%に変化させて電解を行った。その結果、ボロン源濃度が低い場合は、樹脂状晶が生成し、平滑なMo皮膜が形成せれないことがわかった。一方、ボロン濃度を増大させていくと、柱状晶が生成し、表面が平滑になり、皮膜も緻密になることがわかった。また、カソードの電流密度を550 mA cm-2に変化させて電解を行ったところ、電流密度が低い場合は析出した結晶粒の粒径が大きいが、電流密度を増大させていくと、結晶粒径が小さくなることがわかった。また、先行研究ではMo電析物はBを含んでいないと考えられていたが、詳細な分析によってMo皮膜中にBが混入していることがわかった。Mo中のBの固溶度は非常に小さいので、過飽和でMoに溶解しているか、Mo2B等の微小な結晶として皮膜中に分散していると推察された。具体的には、弗化物溶融塩(LiF-KF共晶塩)中に少量のK2SiF6を溶解させ、Mo電極を用いて、電気化学測定(サイクリックボルタンメトリ:CV)によって、珪酸イオンの電位-電流応答を観測した。その結果、K2SiF6を1 mol%程度溶解させただけでも、50 mV&#61655;s-1程度の掃引速度で還元電流が鋭く立ち上がった。

つまり、電極上での還元反応が速やかに起こることから、珪酸イオンの輸送、電極反応は、表面処理に必要な電流密度の水準(1050 mA cm-2)で十分速いことがわかった。また、定電流電解によって合金元素の拡散速度を見積った。カソードはMo、アノードはシリコンとした。温度は700950°Cとし、電流密度と電解時間を変化させて生成する被膜の厚さを計測した。その結果、700°C、800°Cでは、100 micronを越えるMoSi2が生成することから、形成されたMoSi2中のSiの拡散速度は十分に速いことがわかった。一方で、950°CではMoSi2の膜厚は20micron程度となり、形成が抑制された。その原因は明らかにならなかったが、MoSi2の形成には電解温度を上げすぎないことが重要であることがわかった。イオンの輸送が遅いことも懸念されたが、一連の検討で、電解浴の撹拌等は特に必要がないことがわかった。また、130micron程度までは膜厚が増加するため、モリブデンとシリコンの共析も、現段階では必要がないことがわかった。金属生産工学次年度(平成27年度)は、電解諸条件が被膜の機械的・化学的特性に与える影響を検討する。具体的には、溶融塩中のイオン濃度(珪素源、モリブデン源等)や温度、電流密度を変化させて定電流電解を行う。そうして得られた被膜の組織(膜厚、緻密さ、硬度)、基材との密着性を評価する。一連の検討で基材と密着性が高く、厚膜が形成できる条件を確定する。さらに、数水準の膜厚(50150 micron)の被覆試料を作製し、被覆合金の耐酸化試験を行う。これは、被覆合金を大気下で高温(1200°C)にさらし、質量変化を測定するものである。さらに、試験後の合金のミクロ組織を観察し、被膜と基材の密着性や空孔の有無について確認する。また元素分布を測定し、高温での拡散挙動を解析する。この耐酸化試験の結果を電解試験にフィードバックし、最適な電解条件を決定する。一連の検討によって、1200°Cでも、サイクル試験での剥離による質量減少が5%以下になることを目標とする。
原形質膜の機能からみた植物のアルミニウム障害及び耐性機構に関する研究

酸性土壌は世界の農耕地の3040%を占めると言われ、根圏のストレス要因の重要なものである。pHが5.0以下になると土壌中のアルミニウム(Al)が溶解し、根の伸長が阻害されることが知られている。食糧、環境問題を考える時、徐々に増加の傾向にある酸性土壌中のAlの毒性及び植物のAl耐性機構を調べることは重要な課題である。Al耐性コムギ(Atlas)と感受性コムギ(Scout)を用い、あらかじめK^+を負荷した根を低pH条件下におくと、Scoutの方がAtlasに比べて、より大量のK^+を排出した。このK^+のエフラックスはAlによって抑制された。その抑制の程度はScoutの方がAtlasよりも大きかった。K^+のエフラックスは原形質膜のH^+ポンプの阻害剤であるバナジン酸でも増加することから、濃度勾配により細胞内に流入したH^+により脱分極が起こり、細胞内の電位を調整するためフラックスの大きいK^+を排出したと考えられた。Ca^<2+>もK^+のエフラックスを抑制し、その効果はAtlasの方が大きかったので、原形質膜ベシクルを用いて、^<45>Caの取り込み活性とAlによる阻害を比較した。カルシウムチャンネルによると思われる^<45>Ca^<2+>のベシクル内への取り込み活性は、Alで強く阻害されたが、Alを加えない場合の活性およびAlによる阻害の程度については、AtlasとScoutで差が認められなかった。またコムギ根のAlによる伸長阻害機構について、伸長域の細胞伸長に着目して検討した。コントロール根では根端約1.03.5mmの部位において細胞の長さが著しく増加したのに対し、Al処理根では細胞の長さの増加が著しく低下し、横方向への肥大が観察された。細胞伸長阻害が起こっている部位に、リグニンの沈着が起こっていることを確認し、AtlasとScout間の伸長阻害の程度とリグニン様物質の沈着の程度が一致した。植物の酸性土壌における応答反応及び耐性機構を明らかにする目的で研究を行い、以下の成果を得た。Al耐性コムギ(Atlas)と感受性コムギ(Scout)を用い、in vivoでの低pHにおけるAlに対する応答反応を比較した。すなわち、あらかじめK^+を負荷した根を低pH条件下におくと、Scoutの方がAtlasに比べて、より大量のK^+を排出した。低pHによるK^+のエフラックスはCCCPで増加すること、さらに原形質膜のH^+ポンプの阻害剤であるバナジン酸でも増加することから、濃度勾配により細胞内に流入したH^+により脱分極が起こり、細胞内の電位を調整するためフラックスの大きいK^+を排出したと考えられた。AlがK^+のエフラックスを、Scoutの方でより大きく阻害したことは、Scoutの方がAlによって細胞内電位の調整が、より大きく阻害されることを意味している。Ca^<2+>もK^+のエフラックスを抑制したが、この作用はCa^<2+>がH^+のインフラックスを抑制したか、あるいはH^+のエフラックスを促進したと考えられた。その効果はAtlasの方が大きかったので、次年度においては原形質膜ベシクルを用いて、^<45>Caの取り込み活性とAlによる阻害を、AtlasとScoutで比較する予定である。

酸性土壌中においてアルミニウム(Al)は、植物の成長、特に根の伸長を阻害する。この根の伸長阻害について、分裂域(meristem)の分裂阻害という観点からの報告はなされてきたが、伸長域(elongation zone)の細胞伸長に対する影響という観点からの報告はなされていない。本年度は、コムギ(Triticum aestivum L.)を用い、根の伸長阻害の機構について、伸長域の細胞伸長に着目して検討した。(1)播種5日目のコムギにAl処理(20μM AlCl_3、pH4.75)を24または48時間した後、固定し、切片を観察したところ、コントロール(0μM AlCl_3)では根端約1.0から3.5mmの部位において細胞の長さが著しく増加しているのに対し、Al処理を施した根では細胞の長さの増加が著しく低下していた。また、この部分においては表皮より2層もしくは3層目の細胞に横方向への肥大が観察された。(2)この細胞の伸長阻害の起こっている部位における質的な変化を検討したところ、2層もしくは3層目の細胞にリグニン様物質が沈着していることがフロログルシノールで染色することによって観察された。(3)また、臭化アセチルを用いてリグニン含量を測定したところ、伸長域にAl濃度に依存したリグニンの沈着がみられた。(4)さらにAl感受性の異なるコムギ2品種(耐性品種Atlas 66、感受性品種Scout 66)において、Alによる根の伸長阻害の程度と染色によるリグニン様物質の沈着の程度が一致した。以上の結果から、Alによる根の伸長阻害は、細胞伸長の阻害に大きく依存している可能性が考えられ、根の伸長阻害は、Al処理によって誘導された伸長域のリグニン様物質の沈着が細胞伸長を阻害することによって起こることが推察された。
東アジアにおける父親の育児環境と父親支援の比較研究

本研究は、文化的類似性を持つ東アジア各国とわが国を相対化し、父親の育児環境や意識や支援方法を比較検討することにより、わが国および東アジア各国における効果的な父親支援のあり方を明確にする。具体的には、東アジア各国の父親の育児環境と意識を定量的に把握し、父親たちの育児を阻害する要因を明らかにし、各国の文化に応じた父親支援の具体的な内容を明確にする。そのことにより我が国の父親支援の発展に寄与する。
キイロショウジョウバエにおける誘発可能遺伝子ファミリー調節機構とその適応進化

1遺伝子発現と遺伝子構造ショウジョウバエにおけるアミラーゼ遺伝子の発現パターンは発現時期や部位などが種によって様々である。約30種のショウジョウバエのアミラーゼ遺伝子配列(コーディング調節領域)を決定したところ、キイロショウジョウバエ近縁種以外のアミラーゼ遺伝子の重複パターンはそれぞれ異なっており、遺伝子構造の進化は独立に起こってきとこが明らかとなった。それにもかかわらず、コーディングでの協調進化、ノンコーディングでの独立進化という傾向は全てのグループで共通であった。この結果の詳しい解析の結果両領域での進化のパターンは適応的に起きてきたことが分かった。2アミラーゼ遺伝子トランスクリプション因子の解析ショウジョウバエの中でP因子を転移させることによって突然変異体を生じさせるいわゆるエンハンサートラッピング法によって突然変異系統を多数作成し、基質の違いと組織特異性による違いにより誘発能や抑制能の異なる系統を多数スクリーニングした。そのうちの7系統はリバータントの活性と遺伝子を調べることにより、アミラーゼのトランスクリプション因子を含む調節遺伝子であることを確認した。現在、クローニング中である。3匂い遺伝子の解析同様な方法で匂い異常の突然変異をスクリーニングし、エタノールの匂いを認識するために必要な遺伝子をクローニングすることに成功した。
虚血および再灌流時の脳組織代謝変化のオミクスによる包括的解析

ラット中大脳動脈閉塞モデルを用いて、脳虚血再灌流時の脳虚血再灌流→heat shock protein 27 (HSP27)リン酸化亢進→G6PD活性亢進→NADPH/NADP+ ratio上昇を確認した。Ataxia telangiectasiamutated(ATM) kinase(HSP27リン酸化酵素)の阻害薬(KU-55933)により虚血再灌流時のHSP27リン酸化とG6PD活性亢進が阻害され,蛋白のカルボニル化も亢進し、脳梗塞も増大した。以上より、脳虚血再灌流時に、ATM kinaseによるHSP27リン酸化を介して活性酸素種に対処するという内因性抗酸化システムの存在が示された。ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて,ラット中大脳動脈閉塞2時間後脳虚血組織のメタボローム解析を行い92種の代謝物を網羅的に分析すると,主成分分析のスコアプロットやHeatmapで虚血群と対照群が明瞭に分離された.多変量解析で脳虚血特異的に変化する代謝経路を探索したところ,ペントースリン酸経路の亢進,ケトン体の増加,GABAshuntの亢進,分岐鎖アミノ酸やヒポキサンチンの増加などが示唆された.また,マイクロアレイ解析で脳虚血2時間後に変化する遺伝子セットを探索したところ,Toll-like receptor signaling pathwayとMAPK signaling pathwayが最も亢進していた.このMAPK signaling pqthwayの中でも,6番目に亢進しているheat shock protein 27 (HSP27)は,ペントースリン酸経路の律速酵素であるglucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD)の活性を上昇させる因子であり,メタボローム解析でのペントースリン酸経路の亢進を示唆する所見と合わせて考えると注目に値した.この経路はNADPHを産生することにより還元型グルタチオンの再生産を促進し,抗酸化状態を維持する.immunobolotでは,虚血時にはG6PDの発現量は変化しないが,リン酸化HSP27 (pHSP27)の増加によりG6PDの酵素活性が上昇することが示唆された.さらに,G6PDの活性を測定すると,HSP27のリン酸化の進行に一致するように,脳虚血2時間後に約50%上昇し,NADPH/NADP+ ratioも約100%上昇していた.以上より,虚血時にHSP27のリン酸化が起こりG6PDの活性を亢進させてNADPHを増加させ活性酸素種に対処するという内因性抗酸化システムの存在が示された上述のごとく,オミクス解析により,脳虚血の際に特異的に変化するいくつかの代謝経路を見出すことが出来た.さらに,ペントースリン酸経路にかんしては,律速酵素であるG6PDがHSP27により活性化されることを強く示唆する所見を得て,新たな内因性保護機構を発見した可能性があり,ほぼ予定通りに研究は進行している.しかしながら,脳虚血後の再灌流実験の施行も年度内に予定していたが,これは実験ラットの匹数が多かったためにぎりぎり間に合わず,2016年4月の最終週の施行となった.ラット中大脳動脈閉塞後(再灌流はなし)の脳虚血組織をガスクロマト質量分析装置(GC-MS)を用いて,網羅的に分析しメタボローム解析を行った.この結果を多変量解析により分析すると,主成分分析のscoreplotやHeatmapで虚血群と対照群(非虚血群)が綺麗に分離された.脳虚血特異的に変化する代謝経路を探索したところ,ペントースリン酸経路の亢進,ケトン体(hydroxybutyrate)の増加,GABAの増加などが示唆された.また,マイクロアレイ解析を行ったところ,脳虚血2時間後にToll様受容体シグナル経路とmitogen-activated protein kinase(MAPK)シグナル経路が有意に亢進していることが判明した.MAPKシグナル経路の中でも,heat shock protein 27 (HSP27)の発現増加が注目された.何故なら,HSP27はペントースリン酸経路の律速酵素であるglucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD)の活性を亢進するからである.G6PDはNADPHを産生して還元型グルタチオンの再生産を促進,抗酸化状態を維持するのに貢献する.RT-PCRやImmunoblotにより虚血時にG6PDのmRNA量やタンパク量は変化しないが,リン酸化HSP27 (pHSP27)は脳虚血後1時間で増加すること,G6PDの酵素活性は虚血2時間後に上昇すること,NADPH/NADP比も虚血2時間後に上昇することを確認した.さらに,虚血時のHSP27のリン酸化とそれに伴うG6PDの活性化はataxia telangiectasiamutated(ATM)kinaseの阻害薬(KU-55933)の脳室内注入により阻害されることを見出した.以上より,再灌流を伴わない虚血早期においてATM kinaseが関与するHSP27リン酸化を介してのG6PD活性化がNADPHを増加させ、虚血早期の内因性抗酸化機構として働いている可能性が示唆された.これらの結果をまとめ,論文として報告した.上述のごとく,オミクス解析により,脳虚血の際に特異的に変化するいくつかの代謝経路を見出すことが出来た.

さらに,ペントースリン酸経路にかんしては,律速酵素であるglucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD)がリン酸化されたHSP27により活性化されることを強く示唆する所見を得た.しかも,このHSP27のリン酸化はATM kinaseが関与していることまで解明できた.前年度より若干遅れていた再灌流実験にも力を入れて行った.その結果,再灌流の際にも上述のHSP27のリン酸化亢進,G6PDの活性増加,NADPH/NADPratioの上昇などが起こることが判明した.これらの所見を確認し,さらに,ATM kinaseの佐賀医薬を投与するとどうなるかを確認しつつある.ラット中大脳動脈閉塞モデルを用いて、脳虚血再灌流時の脳組織をガスクロマトグラフ質量分析装置(GC-MS)を用いて、網羅的に分析しメタボローム解析を行った.この結果を多変量解析により分析すると、scoreplotで対照群と虚血群と虚血再灌流群が時間依存的に綺麗に分離された。この結果を用いて脳虚血再灌流時に特異的に変化する代謝経路をエンリッチメント解析で探索したところ、再灌流なしの虚血の際と同様に、ペントースリン酸経路の亢進が示唆された。さらに、イミュノブロットにより再灌流時間に依存したheat shock protein 27 (HSP27)のリン酸化亢進も確認された。ペントースリン酸経路の律速酵素であるGlucose6-phosphate dehydrogenase (G6PD)の酵素活性の測定、NADPHの測定などにより、脳虚血再灌流→HSP27リン酸化亢進→G6PD活性亢進→NADPH/NADP+ ratio上昇という流れを確認した。さらに、Ataxia telangiectasia mutated(ATM) kinase(HSP27リン酸化酵素)の阻害薬(KU-55933)により、中大脳動脈閉塞による脳虚血再灌流時に、HSP27リン酸化とG6PD活性亢進が阻害されること、蛋白のカルボニル化(酸化ストレスの指標)が増大すること、脳梗塞の体積が有意に増大することが確認された。以上より、脳虚血再灌流時に、ATM kinaseによるHSP27リン酸化によってG6PDの活性が亢進し、さらにNADPHを増加させ還元型グルタチオンの再生産を促進して活性酸素種に対処するという内因性抗酸化システムの存在が示された。以上の結果をまとめた論文がNeuroscienceとBrain Researchにacceptされた。ラット中大脳動脈閉塞モデルを用いて、脳虚血再灌流時の脳虚血再灌流→heat shock protein 27 (HSP27)リン酸化亢進→G6PD活性亢進→NADPH/NADP+ ratio上昇を確認した。Ataxia telangiectasiamutated(ATM) kinase(HSP27リン酸化酵素)の阻害薬(KU-55933)により虚血再灌流時のHSP27リン酸化とG6PD活性亢進が阻害され,蛋白のカルボニル化も亢進し、脳梗塞も増大した。以上より、脳虚血再灌流時に、ATM kinaseによるHSP27リン酸化を介して活性酸素種に対処するという内因性抗酸化システムの存在が示された。虚血時にHSP27がリン酸化され,これによりペントースリン酸経路が亢進して内因性虚血保護機構として働くという仮説を検証するために,HSP27のリン酸化メカニズムの阻害薬や亢進薬を用いて詳細に検討していく予定である.
温熱環境管理に必要な家畜の体温調節特性に関する研究

温熱環境を適切に管理するには,環境構成要因を的確に把握することと,家畜の体温調節に関する知識が必要である。家畜の生産性は高められ,その熱産生量は著しく高く,体温調節との関係で特性として捉え,環境管理技術に役立てなければならない。本研究では,熱収支を基盤とし,体温調節性生理反応と組合わせて解析し,考察を深めた。牛では,体温が朝低く夜高くなる日リズムと,温度や熱産生量に応じて変化するレベルを捉えて解析した。その結果,リズムは固有の現象であり,生ずる理由は,温度に対する感受性が日内で変化すると考えた。なぜならば,朝体温が低いのは,その体温で体熱を放散できるからであり,感受性が高いといえるからである。また,逆に体温が夜に高いのは,感受性が低く体温を高くしなければ放熱できないからである。体温レベルについては,体温の上昇は,体熱を放散できないことから生ずるのではなく,必要な放熱を維持するために積極的に変化したこと,すなわち,放熱性の反応はいずれも体温の上昇なくしては生じ得ないからである。鶏では,高温感作の経験の重要性や明・暗に対応した体温調節上の特性が認められた。体温調節については,運動負荷によって体温を上昇させ,体温が放熱反応を調整していることを確認した。また,常温から高温域に変わると,血液粘度が特異的に低下するが,この現象のメカニズムを明らかにでき,高温移行時の体温調節に関する理解を深めることができた。これらの成果は,給餌時刻や防暑技術の運用時間帯の決定などに対して,適切な論拠を与える役割を果たし得るものと考えられた。本研究の目標は,各家畜の体温調節特性を明らかにし,合理的な防暑技術の選択とその運用法を提示することである。本年度は体温調節特性について,その特性を体温の日リズムと調節レベルにあるととらえ,2つの実験を行ない,防暑技術と結び付けられる解釈を試みた。実験1では,4頭の育成雌牛を用いて,日内を朝,昼,夕,夜に分け,各期の給飼を同一にし,常温(23°C)と高温(33°C,1日4時間)に感作し,体温調節性生理反応を調べ,体温に認められる日リズムの成因について調べた。実験2では育成雌牛を4頭用い,日内を昼と夜に2分し,環境温度を20°Cの飼育条件から23,28,33,38°Cに変え,それぞれ4時間ずつ昼(1115時)と夜(233時)に感作し,この間の生理反応と起立時間を測定し,環境温度に対する感受性の昼・夜間差を検討した。両実験とも体熱平衡の成立した時間帯のデータを用いて検討した。実験1では,膣温と平均体温には,朝昼期で低く,夕夜期で高くなる日内リズムが両環境温度下で認められ,高温下での上昇も明瞭であった。ここでは体温の日リズムと高温下での上昇が,いずれも産熱量に見合った放熱量を維持するために必要な反応であり,同じ量の放熱をするのに,夕夜期には朝昼期よりも,また,高温下では常温下よりも高い体温の設定が必要になると解釈した。また,なぜ必要になるのかについては,実験2の結果から,高温下での体温の上昇,呼吸数の増加,起立時間の延長などが,いずれも夜間の反応で顕著となり,この現象を生体には温度に対する感受性があると仮定して説明を試みた。すなわち,その感受性には日リズムがあり,感受性の低くなる夜間には体温を高くしなければ,同じ量の体熱を放散できないと考えるのである。今回の結果と解釈は,環境管理を考えるために必要な知識を提供できるものと考えている。本研究目標は,各家畜の体温調節特性を明かにし,合理的な防暑技術の選択とその運用法を提示することにある。