hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
先天性横隔膜ヘルニアモデルマウス低形成肺に対する脱落乳歯歯髄幹細胞の有用性の検討

横隔膜ヘルニアモデルマウスではなく、肺低形成マウスとして用いてマウス肺の発生学的経過を解明することを目的とし、胎児マウスの日齢ごとの肺切片を病理学的に評価していくことで、間接的に横隔膜ヘルニアの治療に寄与しうると思われる。モデルマウス作成継続中のため。次年度はニトロフェン以外に報告されている薬剤の使用や、マウス種の変更を計画している。次年度使用額が生じた理由:今年度に施行した横隔膜ヘルニアモデルマウスの発生率が非常に低い状況であったため、次年度には肺低形成マウスを用いて胎児マウスの日齢ごとの肺切片を病理学的に評価していくこととしたため、継続使用額が生じた。使用計画:実験動物、試薬、抗体等に使用
ペプチド鎖解離因子RF-3による終始コドン認識機構の解明

【1】RF-3の作用機序・素過程の解明RF-3の過剰産生・生成系を構築し、これを確立した。解離因子RF-3のリボソームに対する結合はGTPアナログで促進され、GDPでは促進されない。このことは、EF-TuやEF-Gなど、GTP結合性翻訳伸長因子と同様にリボソームに対する結合がGTP-GDPのスイッチによって行われることを示している。【2】RF-3の機能ドメインの検索および普遍性の解明RF-3の機能を増強する遺伝子内変異を分離し、変異部位を同定した。この領域はRF-3の2カ所にクラスターし、RF-3の機能に深くかかわる領域が示唆された。様々な原核生物由来のRF-3ホモログの検索・機能の比較解析を行い、RF-3は大腸菌だけでなく、普遍的に原核生物界に存在する分子種である可能性があることが示した。本研究成果によりRF-3がアミノ酸配列上、他の翻訳伸長因子と相同性のある機能ドメインを保持するばかりでなく、他のtRNA-コドン認識にかかわるGTP結合性翻訳伸長因子同様のリボソーム結合モードを保持することも明らかにした。このことは終始コドン認識がセンスコドンと同様の分子基盤で行われることを想起させる。我々は、近年集積して来つつあるGTP結合性翻訳伸長因子の機能・構造解析の知見、およびさまざまな解離因子との相同性比較解析により、原核生物解離因子RF-1/2、真核生物解離因子eRF-1がtRNAの構造・機能を擬態するタンパク質分子であり、RF-3は解離因子RF-1/2に対してEF-Tu型もしくはEF-G型の反応機構により反応を促進するというモデル(RF-tRNA mimicry hypothesis)を導いた。
アルカリ長石による焼却飛灰中重金属の溶出抑制と最終安定化物化の実現

焼却主灰のセメント資源化が進む一方で焼却飛灰の単独埋立が増加している。焼却飛灰は有害重金属を多く含有するため、長期間確実にその放出を抑制できる技術が求められている。申請者は先行研究から、アルカリ長石表面が700°C程度で溶解し、生成したガラス状非晶質相に低沸点の元素が捕捉され難溶性態化することを確認した。本研究では、同現象を用いて焼却飛灰中の重金属を捕捉し、難溶性態化することを目指す。具体的には、1アルカリ長石による重金属類の捕捉・難溶性態化の確認、2捕捉重金属の化学形態の特定と捕捉機構の解明を行い、最終的には、3本手法により飛灰中の重金属溶出抑制(最終安定化物化)を実現する。
物質輸送とダイナミクスから探る生体分子-水相互作用と生体高品位保存への知見の展開

予防医療の観点からは検査キット等による簡易・迅速・安価な診断技術の発展が望まれるが,このためには生理機能を保ったまま生体分子を保存することが重要となる.生体分子の水和構造を維持し失活を防ぐためには,保護物質を添加することが有効であることが経験的に知られているが,添加による保護機序の分子論的な理解は得られていない.そこで本研究では,生体分子の構造やダイナミクスに深く関わっていると考えられる生体分子-水相互作用に着目し,複数の実験的手法を用いた統合的アプローチから保護物質添加による相互作用変化を定量的に議論することで,生体高品位保存のための保護メカニズムの理解に迫ることを目的とする.予防医療の観点からは検査キット等による簡易・迅速・安価な診断技術の発展が望まれるが,このためには生理機能を保ったまま生体分子を保存することが重要となる.生体分子の水和構造を維持し失活を防ぐためには,保護物質を添加することが有効であることが経験的に知られているが,添加による保護機序の分子論的な理解は得られていない.そこで本研究では,生体分子の構造やダイナミクスに深く関わっていると考えられる生体分子-水相互作用に着目し,複数の実験的手法を用いた統合的アプローチから保護物質添加による相互作用変化を定量的に議論することで,生体高品位保存のための保護メカニズムの理解に迫ることを目的とする.
非民主主義体制下の経済政策決定のゲーム論的政治経済学による分析

(1)第2次大戦後の国際紛争データを用いた新たな政治的(地政学的)不安定性指標を作成し指標が各非民主主義国の成長率と強い正の相関を持つことを示した。(2)大衆制御を目指すエリートが戦略的に再分配政策を採用するモデルを構築し非民主主義国において物的資本収益率、遺産動機の強さ、人的資本賦存量に応じて成長志向・成長抑制の政策分化が生まれることを示した。(3)縁故主義的な差別課税を導入した政治経済学モデルを使い縁故主義が非効率な生産要素移動のドミノ反応をもたらし経済の均衡一意性を崩す不安定性要因になることを示した。エリートと大衆の2階層からなる内生成長モデルに地政学的な政治競争を付加したモデルを展開し、モデルを用いて理論分析と理論妥当性の確認のための実証研究を行った。理論分析では、国民経済を自己への奉仕システムにしうるエリートが政策決定権を握っているとき、そこで採用される政策は極めて成長志向的になりうること、しかし、その政策が大衆の権力奪取「能力」を高めるとき成長志向は厳しく制約されることが示された。とくに、こうしたエリートと大衆の権力奪取をめぐるゲームの下で、国民経済が国際紛争の危険に晒されると、エリートと大衆の間に外国を「共通の敵」とする協調が成立し大衆の権力奪取「意思」低下による制約緩和と政策決定における成長志向が生じることが示された。実証分析では、国際紛争の数を各国の紛争からの距離によって基準化した新たな政治的(地政学的)不安定性指標を作成した。そして、指標を用いて不安定性と成長の正の相関を確認するとともに、物的・人的資本・TFPの増大などの成長要因が不安定性のもたらす政府の投資・教育支出増大と消費支出減少と強い相関があることを見出した。これらの実証結果は、理論分析の結果と整合的であるが、とくに、以下の研究上の意義を指摘することができる。まず理論面では、従来の政治経済学モデルは類似の政治体制下にある国々の成長成果の差異を必ずしも十分に説明できていなかった。しかし、本研究は、地政学的不安定性という当該国には十分に制御できない要因が各国の成長と密接な関連を持っていることを示したことから、成果多様性の背景にある新たな要因の解明に寄与したということができる。次に実証面では、独自の政治的不安定性指標を構築しその指標が成長と極めて強い相関を持つことを示した。このことから、成長回帰分析に不可欠である操作変数について外生性を十分に担保した優れた変数を新たに構築・発見したということができる。非民主主義体制下では、本来的に平等に扱われるべき経済主体が政治リーダーや官僚組織との親密度によって政策上の差別的な扱いを受ける政治的縁故主義が発生する。2010年度の研究では、こうした政治体制が引き起こす国民間の分断戦略が、経済の安定性にいかなる影響を与えるかを中心に分析を行った。アジア金融危機以来、政治的縁故主義は途上国の経済不安定性の大きな原因として非難されてきたが、これら批判はなぜ政治的縁故主義が経済不安定性の原因になるのかという根本問題については詳しい検討なくなされてきた経緯がある。このため、最近では、縁故主義批判に対する反批判がなされることも多くなっている。研究では、こうした文献の現状を踏まえ、標準的な課税モデルに政治的縁故主義を導入した政治経済学モデルを構築し、それに基づき政治的縁故主義が経済不安定性をもたらす自然なメカニズムを提案した。モデルでは、政府が政府と各民間主体との関係の親密度のインデックスに従い各民間主体の効用に異なるウエイトを付与した「歪曲された」ベンサム型社会厚生関数を最大化する。この状況の下で、民間主体は差別政策に反応して租税忌避を目指した非効率な生産要素移動を引き起こす。この政府と民間主体の相互作用の重要な点は、もともと戦略的相互依存関係にない民間主体同士の間にも相互作用を引き起こしドミノ反応的な生産要素移動をもたらす点にある。こうしたドミノ反応は、政治的縁故主義が引き起こす生産要素移動が一種の自己強化メカニズムを持っていることを意味しており、それは経済の均衡の一意性を崩すものとなる。すなわち、民間主体の期待やファンダメンタルズへの小さなショックが大きな経済変化を招くことを合理的に論証できることから、従来の研究で明確でなかった非民主主義体制下の政治的縁故主義と経済不安定性のリンクを理論的に説明することができるようになるのである。「なぜ、国々の経済成果は異なるのか?」本研究では、中位投票者定理に代表される民主主義下の政策決定とは異なる非民主主義下の政策決定の多様性にその原因を求めてきた。2011年度の研究では、経済の初期条件が非民主主義下で採用される政策の分化にいかなる影響を与えるかを中心に分析を行った。

具体的には、政権維持と生産果実の獲得を目指す政治エリートが目的達成のために再分配政策を戦略的に採用するモデルの中で経済の物的資本の賦存量に応じて自己強化的に政策分化が生まれることを示し、同時に政策分化の分岐点の位置が経済の遺産動機の強さ、物的資本の収益性、人的資本の賦存量によって変化することを示した。こうした政策の内生選択の解明は、かつてのアジア諸国に見られた非民主主義下での急速な経済成長や近年のアフリカ諸国一部にみられる停滞経済から成長経済への劇的な転換を(偶発的なものとしてではなく)経済の基礎的条件と関連付けながら説明できるようになるという意義が最も大きい。なお、2011年度は、「ジャスミン革命」を発端として2011年および2012年現在も進みつつある体制転換という新たな事態の変化が生じたため、非民主主義下での政策決定という視点だけでなく、非民主主義体制の存続と政策決定の関係についても手がかりを得るモデル構築も試みた。こうした体制転換は、それが始まって間もなくのものであることから、まだその帰結に関しては不確実性が存在する-それが真に民主主義体制への移行を意味するのかなど。このため、断定的な結論の性急な導出は避けねばならないが、体制維持に徴税コスト、エリート集団の数、エリートの時間的視野という要因がいかなる影響を与えるかをモデル分析し、それぞれが分配原資の不足、体制維持活動におけるただ乗り問題の発生、次期の政権継承へ向けての大衆抑圧の強化を通じて体制維持にネガティブな効果を持つという結果を得ている。
安全・安心な交通道路を目指した次世代自動車のための接近報知音デザインに関する研究

安心・安全な交通道路の提供を目指した接近報知音のデザインについて研究を進めてきた.まず,国内外の取り組みや報知音のデザインについて調査し,活用する音響特性を決定して様々な振幅変動音を作成した.環境音聴取状況において,それらの変動音を認知可能な呈示レベルを調査し,定常音よりも振幅変動を含ませた方が呈示レベルが低く,気づきやすいことが確認された.また,印象評価実験を行い,三角波や方形波で振幅変動をかけた方が,報知感や親しみ感が高くて不快な印象を与えないことが確認された.以上の結果より,振幅変動を用いることで,次世代自動車の接近を歩行者が気づきやすくなる音をデザインできることが示唆された.安心・安全な環境を提供できる接近報知音のデザインに向けた取り組みとして,報知音のデザインに関するサーベイを行なった.その結果,音の高さや持続時間,繰り返し周期など,単純な特徴を考慮したものが多く,その中でも,聴覚の特性を考慮したサウンドデザインや,様々なサイン音合成のための信号処理法が提案されていることを発見した.海外でも様々なサウンドデザインが行なわれており,今後のデザイン方法の決定に大いに参考になった.また,これまで行なった研究成果と,サイン音のデザインに関するサーベイ結果に基づいて接近報知音の合成を行ない,評価実験を行なった.本研究では,自動車を想起させるために,ガソリン車の排気音から抽出した準周期的な変動を用いており,その変動の速さや大きさに関しては,これまでの研究で調査してきた.今回は,音色知覚に影響を及ぼす,振幅包絡の形状に着目して評価実験を行なった.実験では,変動の速さと変動の大きさ,振幅包絡の形状をそれぞれ組み合わせた接近報知音を合成し,それらが環境音呈示状況下において聞こえるか否かを回答させた.なお,接近報知音の呈示レベルは徐々に大きくしたり,小さくしたりして,どの呈示レベルの際に気づけたかを調査した.その結果,変動を感じやすい速さ8 Hzの場合は,矩形波の方が正弦波やノコギリ波よりも気づきやすいことが確認できた.一方,他の速さの場合,振幅包絡の形状はほとんど気づきやすさに影響を及ぼさないことが確認できた.この結果より,変動の特徴間の相互作用について,一部ではあるが,確認できた.次年度以降に取り組む,実験結果に対する分析の準備ができ,条件数や被験者数を拡充して再度実験を繰り返し行なうことで,気づきやすい報知音のデザインに取り組んでいく.報知音のデザインに関するサーベイや接近報知音のデザインと合成ができ,実験規模が小さいが,聴取実験の実施と分析を行なうことができた.計画時よりは,やや早く進めることができている.ただし,実験条件を拡充する必要があるため,この状況に満足せず,様々な条件において実験を繰り返すことで,安心・安全な環境を提供できる接近報知音のデザインを目指す.安心・安全な環境を提供できる接近報知音のデザインに向けた取り組みとして,国内外においてすでに用いられている接近報知音の音響特性を調査した.その結果,特定の周波数帯域を活用しており,聴覚特性を生かした帯域を用いることで,幅広い年齢層において認知しやすいと考えられていることを発見した.また,海外においては様々なルールが決められており,世界的にみて考慮すべき項目が複数あることを確認した.また,これまで行なった研究成果と,接近報知音のデザインに関するサーベイ結果に基づいて新たに接近報知音の合成を行ない,評価実験を行なった.本研究では,自動車を想起させるために,ガソリン車の排気音から抽出した準周期的な変動を用いており,その変動の速さや大きさに関しては,これまでの研究で調査してきた.今回は,音色知覚や音の印象に影響を及ぼす,音響信号の周波数特性に着目して評価実験を行なった.実験では,特定の周波数成分のパワーを持つ複合音を合成し,それに対して変動を付与したものを用いた.変動を付与する際に,その速さと大きさをそれぞれ組み合わせた接近報知音を合成し,それらが環境音呈示状況下において聞こえるか否かを回答させた.なお,接近報知音の呈示レベルは徐々に大きくしたり,小さくしたりして,どの呈示レベルの際に気づけたかを調査した.その結果,聴覚の感度が良いと言われている1 kHzの純音を用いた方が,複数の周波数成分を持つ複合音よりも気づきやすいことが確認された.また,モーター音に変動を付与した場合と同様に,変動の速さが8 Hzの方が20 Hzよりも気づきやすいことが確認された.音質評価ソフトウェアを用いてそれらの音響特徴量を比較した結果,複数の異なる点が確認され,次年度に取り組むサウンドデザインの参考になり,条件数や被験者数を拡充して再度実験を繰り返し行なうことで,気づきやすい報知音のデザインに取り組んでいく.国内外における接近報知音に関するサーベイや,それに基づいた接近報知音のデザイン及び合成ができ,実験規模が小さいが,聴取実験の実施と分析を行なうことができた.計画時通りに進めることができていると考えられる.ただし,実験条件を拡充する必要があるため,この状況に満足せず,様々な条件において実験を繰り返すことで,安心・安全な環境を提供できる接近報知音のデザインを目指す.安心・安全な環境を提供できる接近報知音のデザインに向けた取り組みとして,国内外において既に用いられている接近報知音の音響特性を調査した.その結果,特定の周波数帯域を活用しており,聴覚特性を生かした帯域を用いることで,幅広い年齢層において認知しやすいと考えられていることを発見した.また,海外において様々なルールが決められていたが,国連の規則(UN Regulation No.138)が制定されて音圧レベルと周波数特性に関する条件が定められたことを確認した.

また,これまで行なった研究成果とサーベイ結果に基づいて新たに接近報知音の合成を行ない,評価実験を行なった.本研究では,自動車を想起させるために,ガソリン車の排気音から抽出した不均一な変動を用いており,その変動の速さや大きさに関しては,これまでの研究で調査してきた.今回は,国連の規則(UN Regulation No.138)を考慮して合成した音に対する評価実験を行なった.実験では,特定の周波数成分のパワーを持つ複合音を合成し,それに対して変動を付与したものを用いた.変動を付与する際に,その速さと大きさをそれぞれ組み合わせた接近報知音を合成し,住宅街で録音した環境音呈示状況下においてそれらの音が聞こえるか否かを回答させた.なお,接近報知音の呈示レベルは徐々に大きくしたり,小さくしたりして,どの呈示レベルの際に気づけたかを調査した.その結果,これまでの結果と同様に,変動を付与した方が気づきやすいことが確認された.また,聴覚の感度が良いと言われている4 kHzの成分を含まない音を用いた方が,その成分を含む複合音よりも気づきやすいことが示された.音質評価ソフトウェアを用いてそれらの音響特徴量を調査した結果,複数の異なる点が確認され,今後,その結果を参考に再度実験を行なうことで,気づきやすい報知音のデザインに取り組んでいく.安心・安全な交通道路の提供を目指した接近報知音のデザインについて研究を進めてきた.まず,国内外の取り組みや報知音のデザインについて調査し,活用する音響特性を決定して様々な振幅変動音を作成した.環境音聴取状況において,それらの変動音を認知可能な呈示レベルを調査し,定常音よりも振幅変動を含ませた方が呈示レベルが低く,気づきやすいことが確認された.また,印象評価実験を行い,三角波や方形波で振幅変動をかけた方が,報知感や親しみ感が高くて不快な印象を与えないことが確認された.以上の結果より,振幅変動を用いることで,次世代自動車の接近を歩行者が気づきやすくなる音をデザインできることが示唆された.初年度では,報知音のデザインに関するサーベイや接近報知音のデザインと合成ができ,実験規模が小さいが,聴取実験の実施と分析を行なうことができた.ただし,実験条件を拡充する必要があるため,分析結果に基づいて,様々な条件における実験を繰り返し行なう.また,実環境を想定した評価実験を今後行なう予定である.2年目では,国内外における接近報知音に関するサーベイや接近報知音のデザインと合成ができ,実験規模が小さいが,聴取実験の実施と分析を行なうことができた.ただし,実験条件を拡充する必要があるため,分析結果に基づいて,様々な条件における実験を繰り返し行なう.また,実環境を想定した評価実験を今後行なう予定である.音響心理学,音楽知覚認知,音楽情報処理
ガーリックの新規抗がん作用とデザイナーフーズとしての特徴

これまでの疫学研究によりガーリックの積極的な摂取は、がんを予防する可能性が示唆されている。本研究課題では、ガーリックに含まれるアリルスルフィドに着目し、その構造と抗がん作用について基礎的な検討を行い、ガーリックのがん予防食品としての特徴や機能について明らかにすることを目的とした。ガーリック由来のスルフィドとして、アリル基やメチル基を結合したモノスルフィド、ジスルフィド、トリスルフィドが主要なものである。これらのスルフィドのうち標品が市販されていないトリスルフィドの合成法を確立しヒト大腸がん細胞株HCT-15を用いて構造活性相関について検討した。ジアリルモノスルフィド(DAS)やジアリルジスルフィド(DADS)はHCT-15の増殖をほとんど抑制しなかったが、ジアリルトリスルフィド(DATS)は顕著に細胞増殖を抑制した。DATSは微小管の重合を抑制し、細胞周期をM期で停止させること、カスパーゼ3を活性化してアポトーシスを誘導することが明らかとなった。また、異なる側鎖を導入したトリスルフィドを合成して細胞増殖抑制活性を測定したところメチル基、エチル基、プロピル基、アリル基の順で炭素鎖長に比例して増殖抑制活性は増加したがブチル基を導入したジブチルトリスルフィドの増殖抑制活性は減少した。さらにこれらのスルフィドが発がんに及ぼす影響を検討する目的で、肝臓の薬物代謝系酵素の活性に及ぼす影響についてラットを用いて検討した。DAS,DADSは第I相、第II相酵素の活性にほとんど影響を及ぼさなかったがDATSはグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、キノンレダクターゼ(QR)の活性を有意に増加させた。さらに、DATSは四塩化炭素投与による急性肝障害を低減させたことから、DATSによるGSTやQRの誘導がラジカル分子によるストレスから生体を防御することが明らかになった。ガーリック(Allium sativum L.)は抗菌作用、抗血小板作用などの多彩な薬理作用を有することが知られている。米国でスタートしたデザイナーフーズプロジェクトでは、がん予防効果の可能性のある食品40種類を挙げているが、その中でガーリックは、がん予防効果が最も高い食品として取り上げられており、デザイナーフーズの素材として最も注目されている食品の一つである。本研究は、ガーリックの強力な抗がん作用に着目し、新しい視点からネギ属植物の機能評価を行うことを目的としている。本年度はガーリックの抗がん作用を担うと考えられるallyl sulfideの合成法を確立するとともにその抗がん作用について検討した。Diallyl sulfide(DAS),diallyl disulfide(DADS)は3社から標品が市販されているものの純度に問題がある。また、diallyl trisulfide(DATS)などtrisulfideやtetrasulfideについては合成や精製が困難であることから研究は遅れている。本研究では高温有機溶媒中で硫黄、硫化ナトリウムを反応させて合成した多硫化物によう化メチル、臭化アリルを作用させて置換反応することにより効率よく各種スルフィド類を合成する方法を確立した。さらに詳細な減圧蒸留の条件検討を行い、DADS、DATSに富む画分を得て、高速液体クロマトグラフによる精製法を確立し純度97%以上のDATSを調製することに成功した。ヒト大腸がん細胞(HCT-15)を用いてこれらのsulfideの抗がん作用をin vitroで検討したところ、DASはHCT-15細胞の増殖にほとんど影響を及ぼさなかったが、DATSとDADSは増殖を抑制し、特にDATSは顕著に増殖を抑制した。さらに、DATSはHCT-15細胞のCaspase-3,-8の活性の増加、ミトコンドリア膜電位の低下とともにapoptosisを誘導した。

一方、タマネギ由来のdipropyl disulfides(DPDS)はHCT-15細胞にはほとんど影響を及ぼさなかったことからallyl基を有するdi-もしくはtri-sulfideが抗がん作用を有することが明らかになった。これらの抗がんsulfideの作用機構についてさらに検討中である。本研究は、ガーリック(Allium staivum L.)の強力な抗がん作用に着目し、新しい視点からネギ属植物の機能評価を行うことを目的としている。本年度は、ガーリックの抗がん作用を担うと考えられるallyl sulfidesについて、昨年度までに確立した合成法を応用して様々な関連化合物を合成し、その抗がん作用についてヒト大腸がん細胞株HCT-15を用いて検討した。HCT-15に、0.1100μMのallyl sulfide(AS1)、allyl disulfide(AS2)、allyl trisulfide(AS3)を24時間処理し、細胞増殖に及ぼす影響を検討した。AS1およびAS2は細胞増殖に影響を及ぼさなかったのに対し、AS3処理では0.4μM以上で濃度依存的に細胞増殖を抑制した。IC_<50>は約2μMと算出された。Propylsulfide類ではpropyl trisulfideがAS3と同様な増殖抑制作用を示し、0.4μM以上で濃度依存的に抑制したが、同じpropyl基を有するmonosulfideやdisulfideは細胞増殖に影響を与えなかった。さらに、methyl、e-lyl、butylなど側鎖の炭素鎖長の異なるtrisulfidesの増殖抑制作用について検討した。その結果、methyl<butyl<ehtyl<propyl=allyl効果はの順に強く、側鎖の種類も増殖抑制に影響を及ぼすことが明らかとなった。さらにAS3の作用メカニズムについて検討を行ったところHCT-15細胞をG2/M期でアレストし、caspase-3を介してapoptosisを誘導することが示唆された。以上の結果からtrisulfide構造ががん細胞の増殖抑制に重要であることをはじめて明らかにした。現在、AS3の抗発がん作用について検討を行っている。今後trisulfide構造に着目した抗がん剤の開発や、trisulfide類を含有する食品のfood chemopreventionへの応用が期待される。本研究課題ではこれまでに、ネギ属植物に由来するalk(en)yl sulfideのうちdiallyl trisulfide (DATS)が強力な抗がん作用を示すことを細胞レベルで明らかにした。本年はDATSを中心に、いくつかのalk(en)yl sulfideについてphase Iおよびphase IIに及ぼす影響や四塩化炭素誘導急性肝障害モデルを用いて、検討し以下の新知見を得た。DATSによる薬物代謝酵素の誘導が、生体に防御効果を示すか否かを明らかにする目的で、四塩化炭素誘導急性肝障害モデルを用いて肝保護作用を検討した。その結果、phase II誘導活性とよく相関し、分子中に硫黄原子を3つ持つDATSが最も強力な肝保護効果を示した。
Cyclic GMP/G-kinaseによるリン酸化の基質となるタンパク質の同定

cGMP依存性タンパクリン酸化酵素(G-kinase)の基質であり、そのリン酸化とG-kinaseによる細胞膜Ca^<2+>-pumpの活性化との間に良い相関が認められるタンパクとしてブタ大動脈平滑筋から我々が見つけだした、分子量240 kDaのタンパクは、その後の研究で、calmodulin、concanavalin A、heparinに結合性を持つ事がわかり、Triton X-100で可溶化後、3段階(calmodulin、concanavalin A、heparin)のaffinity chromatographyにより、SDS-PAGE上、殆ど単一のバンドと見られるレベルまで精製できる事がわかったので、精製タンパクについて予備的なアミノ酸分析を行った所、同じくheparin結合性で、分子量も良く似た糖タンパクであるラット及びマウス小脳のinositol 1,4,5-trisphosphate(IP_3)受容体と、21個のアミノ酸配列が完全に一致する断片が見出された。そこで、IP_3結合性について検討を行った所、IP_3を単一部位に高い親和性で結合する事(IP_3の親和性は、IP_3の約1/60)、結合の比活性は精製につれ上昇する事、結合はIP_3受容体の桔抗薬であるheparinで完全に抑制される事、等が明かとなった。蔗精密度勾配遠心分離を行っても、IP_3結合活性は、240 kDaタンパクと常に行動を共にするので、240 kDaタンパク自身の性質である事は間違いない。又、240 kDaタンパクの沈降位置は、小脳から精製したIP_3受容体のそれとほぼ同じであるし、240 kDa蛋白質に比べると明らかに弱いが、小脳IP_3受容体もG-kinaseによってリン酸化される。しかしながら、240 kDaタンパクと小脳IP_3受容体とは、calmodulin結合性に違いがあるし(小脳IP_3受容体はcalmodulin非結合性)、予備的検討で、免疫学的にも両者の間には多少違いのある事がわかっており、240 kDaタンパクは、IP_3受容体ファミリーの一員であると考えられる。今后は、チャネル活性の有無等について検討を加えると共に、240 kDaタンパクによる細胞膜Ca_<2+>-pumpの活性化について更に詳しい検討を加えて行きたい。3)以上の成績から、我々の240 kDaタンパク質は、IP_3受容体である可能性が濃厚になってきたので、ヘパリン、lentil lectin、concanavallin Aを用いたaffinity chromatographyの組み合わせにより、calmodulin affinityカラムからの1M NaC1溶出液に含まれるこの蛋白の更なる精製を試み、1M NaC1溶出液に共存する他の蛋白を殆ど含まぬ状態まで精製する事に成功した。これまで知られているIP_3受容体は、同時にイオンチャネルであるので、現在、この精製240 kDaタンパク質を、リン脂質膜に組み込み如何なるイオンチャネルが存在するか等について検討中である。又、その細胞内局在を明らかにする事等を目標に、精製タンパク質を用い抗体の生産も試みている。

cGMP依存性タンパクリン酸化酵素(G-kinase)の基質であり、そのリン酸化とG-kinaseによる細胞膜Ca^<2+>-pumpの活性化との間に良い相関が認められるタンパクとしてブタ大動脈平滑筋から我々が見つけだした、分子量240kDaのタンパクは、その後の研究で、calmodulin、concanavalin A、heparinに結合性を持つ事がわかり、Triton X-100で可溶化後、3段階(calmodulin、concanavalin A、heparin)のaffinity chromatographyにより、SDS-PAGE上、殆ど単一のバンドと見られるレベルまで精製できる様になったので、予備的なアミノ酸分析を行った所、同じくheparin結合性で、分子量も良く似た糖タンパクであるラット及びマウス小脳のinositol 1,4,5-trisphosphate(IP_3)受容体と、21個のアミノ酸配列が完全に一致する断片を含む事がわかった。そこで、IP_3結合性について検討を行った所、IP_3を単一部位に高い親和性で結合する事(IP_4の親和性は、IP_3の約1/60)、結合の比活性は精製につれ上昇する事、結合はIP_3受容体の拮抗薬であるheparinで完全に抑制される事、等が明かとなった。蔗糖密度勾配遠心分離で、IP_3結合活性は、240kDaタンパクと常に行動を共にしており、240kDaタンパク自身の性質である事は間違いない。又、240kDaタンパクの沈降位置は、小脳から精製したIP_3受容体のそれとほぼ同じであるし、240kDa蛋白質に比べると明らかに弱いが、小脳IP_3受容体もG-kinaseによってリン酸化されるので、240kDaタンパクは、IP_3受容体ファミリーの一員であると考えられる。今後は、チャネル活性の証明、G-kinaseによる細胞膜Ca^<2+>-pumpの活性化に、240kDaタンパク以外のタンパクが必要か否かについて検討をしたい。240kDaタンパクと小脳のIP_3受容体とは、calmodulin結合性に違いのある事がわかっているが(小脳IP_3受容体はcalmodulin非結合性)、予備的検討で、免疫学的にも多少違いのある事が示唆されている。その点についても更に検討したい。
石灰質ナンノ化石からみたパナマ地峡開閉に伴う鮮新世環境変動

本年度考察の対象としたのは,国際深海掘削計画(IPOD-ODP)LEG 94,138、165、166の掘削地点606,607,609,610(いずれも北大西洋),844,846,850(いずれも東部赤道太平洋),998と999(カリブ海),1006(バハマ)で得られた下部中新統から鮮新統に至る深海堆積物試料である.試料中の石灰質ナンノ化石を検鏡,同定し,化石群集の時代的変遷を明らかにした.その結果得られた成果は下記の通りである.パナマ地峡両側の太平洋,大西洋海域での石灰質ナンノ化石群集の時代的変遷は,どちらもさまざまな種の消長を繰り返すが,Discoaster tamalis絶滅の層準より上位でカリブ海域とバハマ海域の化石群集に共通点がみられるようになる.このことからパナマ地峡が閉塞したのは2.82Maで,これを境にして大西洋ではメキシコ湾流の発達がみられるようになったと考えられる.一方北大西洋の更新統中の石灰質ナンノ化石群集を4掘削地点で比較すると,低緯度から高緯度海域に向かって産出種数がわずかながら減少し,群集組成が単調になる傾向がみられる.産出類のいくつかは暖流域,あるいは寒流域に特徴的なものであることが明らかとなった.とくにCoccolithus pelagicusは寒冷種として際だっている.この北大西洋海域で得られた成果をもとに石灰質ナンノ化石種に基づく温度スケールを作成し,このスケールを用いて,パナマ地峡閉塞後の太平洋,大西洋の海峡変化を今後明らかにする.本年度考察の対象としたのは,国際深海掘削計画(IPOD-ODP)LEG 94,138、165、166の掘削地点606,607,609,610(いずれも北大西洋),844,846,850(いずれも東部赤道太平洋),998と999(カリブ海),1006(バハマ)で得られた下部中新統から鮮新統に至る深海堆積物試料である.試料中の石灰質ナンノ化石を検鏡,同定し,化石群集の時代的変遷を明らかにした.その結果得られた成果は下記の通りである.パナマ地峡両側の太平洋,大西洋海域での石灰質ナンノ化石群集の時代的変遷は,どちらもさまざまな種の消長を繰り返すが,Discoaster tamalis絶滅の層準より上位でカリブ海域とバハマ海域の化石群集に共通点がみられるようになる.このことからパナマ地峡が閉塞したのは2.82Maで,これを境にして大西洋ではメキシコ湾流の発達がみられるようになったと考えられる.一方北大西洋の更新統中の石灰質ナンノ化石群集を4掘削地点で比較すると,低緯度から高緯度海域に向かって産出種数がわずかながら減少し,群集組成が単調になる傾向がみられる.産出類のいくつかは暖流域,あるいは寒流域に特徴的なものであることが明らかとなった.とくにCoccolithus pelagicusは寒冷種として際だっている.この北大西洋海域で得られた成果をもとに石灰質ナンノ化石種に基づく温度スケールを作成し,このスケールを用いて,パナマ地峡閉塞後の太平洋,大西洋の海峡変化を今後明らかにする.
多剤耐性菌の生体防御機構からのエスケープ機序解明と新規治療法の開発

生体防御機構からのエスケープ機構の解析に関しては、好中球との相互作用を中心に、おおむね順調に計画は進行している。最終年は、動物感染モデルを用いての成績をまとめ、莢膜や外膜タンパク、LPSなどを遺伝子的に欠損させた病原菌を用いた検討で、重要な病原因子を明確にし、病原因子をターゲットとした抗体療法などの新規治療法の開発につなげたいと思っている。薬剤耐性菌であるアシネトバクター・バウマニ(A. baumannii )の病原性について以下を学会や論文発表した。アシネトバクター・バウマニ(A. baumannii)とマスト細胞LAD2を共培養するとLAD2はTNF-α, IL-8を放出した。本菌のマスト細胞への接着はCD32を介することを報告した(Kikuchi-Ueda T, Immunobiology)。本菌由来リポ多糖体の脂肪細胞機能に及ぼす影響を解析し,脂肪細胞は炎症サイトカインの産生や好中球の集積を促進するように作用することを報告した(Unno Y, Mediators of Inflammation)。本菌のバイオフィルム形成に及ぼす抗菌薬のsub-MIC効果について検討し,コリスチンが増強することを報告した(Sato Y, PLOS ONE)。A. baumanniiの新規病原性として,好中球の感染防御機構であるneutrophil extracellular taps (NETs)を好中球の接着を本菌が抑制することで阻害することを報告した(Kamoshida G, Frontiers in Immunology)。昆虫感染モデルを用いた検討で,A. baumanniiアウトブレイク株は標準株に比較して病原性が高いことを明らかにし,論文投稿準備中である。本菌のマウス肺炎モデルにおいては緑膿菌に比較して肺組織障害は軽いことがわかったが浸潤する免疫細胞について解析中である。アシネトバクター・バウマニと他のアシネトバクター属菌の好中球との相互作用や病原性の違いについても検討する。当教室では長年アシネトバクター・バウマニ(A. baumannii)の病原性に関して研究を続けており,基礎データが比較的あったために論文化することが可能であった。ただし,変異株の作成等に関しては平成30年度の課題として実施予定である。アシネトバクター・バウマニ(A. baumannii)の病原性をマウス肺炎モデルで詳細に検討する。老化マウスモデルで本菌の病原性を解析する。本菌の病原性を昆虫感染モデルで詳細に検討し論文投稿する。A. baumanniiの病原因子欠損株(莢膜欠損株やLPS欠損株)などを作成する。病原因子欠損株に対する好中球の応答性の評価やマウスや昆虫モデルでの病原性を評価する。多剤耐性アシネトバクター・バウマニの治療薬の免疫毒性作用について検討する。平成29年度は関連論文の執筆に時間を要したこと,分担教室員の都合により,予定していた病原因子を欠損させた変異株の作成やマウス動物実験が遂行できず,平成30年度にこれらの研究を集中的に実施するために研究費使用を次年度(平成30年度4月以降)に持ち越しました。研究データの解析結果から、2019年度は追加実験すべき動物の購入や高価な試薬購入を考えているため、2018年度の予定予算の使用額が少なくなり次年度に持ち越しました。
希少難治性筋疾患におけるオートファジーを介した蛋白分解機構と病態機序の解明

希少難治性筋疾患のうち、オートファジー異常を原因とする疾患として、「自己貪食空胞性ミオパチー」があり、1)1次性ライソゾーム異常によるDanon病を代表とする筋鞘膜の性質をもつ自己貪食空胞、2)2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞(RV)、に分類される。オートファジーには未解明の部分が多く、特に筋組織での研究は進んでいない。28年度は、私たちは、2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞を多数有する封入体筋炎を対象として研究を行い成果を発表した。近年、封入体筋炎の血清中での抗cytosolic-5'-nucleotidase 1A抗体の発現が報告され、私たちは、この自己抗体の筋組織上での発現を検討した結果、封入体筋炎における骨格筋での抗cytosolic-5'-nucleotidase 1A抗体陽性線維の存在が、診断感度、特異度ともに高いことを示した。29-30年度は、1次性ライソゾーム異常によるDanon病とXMEAを対象として全国実態調査を行った。本邦でDanon病症例を、20家系39例(男:女=17:22)確認した。全例が心筋症を有し、一部は重症心不全を呈した。肥大型心筋症やWPW症候群などの心伝導異常が特徴であった。1例で心臓移植が実施され、左心補助人工心臓植込み例も認めた。発症に国内での地域の分布差はなく、遺伝子変異部位も家系によりすべて異なる。筋病理学的には小空胞をもつ筋線維が散在し一部で酸フォスファターゼ活性が亢進している。この小空胞の膜にアセチルコリン・エステラーゼ活性が認められ、筋鞘膜構成蛋白を発現し筋鞘膜の特徴をもつ自己貪食空胞AVSFと一致した。類似疾患XMEAも本邦で4家系12例を見出した。臨床病型として、過去に先天性あるいは乳児型自己貪食空胞性ミオパチーとして報告した例が、XMEAのアレル病であることを明らかにし、今後臨床分類の再検討を目指す。希少難治性筋疾患のうち、オートファジー異常を原因とする疾患として、「自己貪食空胞性ミオパチー」がある。自己貪食空胞性ミオパチーは病理学的に極めて特徴的な自己貪食空胞を有する稀少な筋疾患で、根治療法はなく身体障害度は重度である。生体防御の機構として飛躍的に注目されているオートファジー分子機構の関与が疑われるが、依然原因不明で治療も未確立である。本疾患の空胞には、1)1次性ライソゾーム異常によるDanon病を代表とする筋鞘膜の性質をもつ自己貪食空胞、2)2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞(RV)、がある。平成28年度は、自己貪食空胞性ミオパチーのうち、特に2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞を多数有する封入体筋炎を対象として、その臨床病理学的特徴について研究を行い成果を発表した。本疾患は、炎症性ミオパチーの一つであり、高齢者発症の筋炎の中で最多である。有効な治療法はなく予後不良で、厚生労働省の指定難病になっている。病態として、縁取り空胞にアミロイド蛋白やタウ蛋白など異常蛋白が蓄積するconformationaldisease、変性疾患としての性質とともに、MHC-I発現を多数認めCD8T細胞による浸潤を特徴とする免疫疾患の性質を有する。近年、封入体筋炎の血清中で抗cytosolic-5'-nucleotidase 1A抗体が発現していることが報告された。私たちは、この自己抗体の筋組織上での病理学的な発現を検討した。そして、封入体筋炎における骨格筋での抗cytosolic-5'-nucleotidase 1A抗体陽性線維の存在が、診断感度、特異度ともに高いことを示した。今後は、筋組織上での本抗体の役割解明やオートファジーとの直接的な関与について検討を行っていく。研究対象疾患である自己貪食空胞性ミオパチーのうち、2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞を有する代表疾患である封入体筋炎の病態解明に迫る研究を行い、抗cytosolic-5'-nucleotidase 1A抗体の重要性について臨床病理学的に結果を出し、学会発表、国際しに発表が行えた。平成29年度は、自己貪食空胞性ミオパチーのうち、特に1次性ライソゾーム異常によるDanon病を対象として、過去の全国実態調査の追跡調査結果の解析を行った。前回調査で確認したDanon病13家系28例(男:女=13:15)に加え、今回新たに7家系11例(男:女=4:7)を見出した。本邦で現在までにDanon病と診断された症例として、20家系39例(男:女=17:22)を確認した。

全例が心筋症を有し、一部は重症心不全を呈した。肥大型心筋症やWPW症候群などの心伝導異常が特徴であった。1例で心臓移植が実施され、左心補助人工心臓植込み例も認めた。発症に国内での地域の分布差はなく、遺伝子変異部位も家系によりすべて異なる。またde novoと考えられる例が10家系あった。筋病理学的には、全例において、軽度中等度の筋線維径の大小不同がみられ、壊死・再生線維は認めない。小空胞をもつ筋線維が散在し、一部で酸フォスファターゼ活性が亢進している。この小空胞の膜に、アセチルコリン・エステラーゼ活性が認められ、ジストロフィンやサルコグリカンなどの筋鞘膜構成蛋白を発現し、我々が過去に報告した、筋鞘膜の特徴をもつ自己貪食空胞AVSFと一致した。今後は、筋組織上でのAVSFの形成機序解明について検討を行っていく。研究対象疾患である自己貪食空胞性ミオパチーのうち、1次性ライソゾーム異常によるDanon病の自然歴解明と病態解明に迫る研究を行い、臨床病理学的に結果を出し、国際学会発表を行えた。希少難治性筋疾患のうち、オートファジー異常を原因とする疾患として、「自己貪食空胞性ミオパチー」があり、1)1次性ライソゾーム異常によるDanon病を代表とする筋鞘膜の性質をもつ自己貪食空胞、2)2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞(RV)、に分類される。オートファジーには未解明の部分が多く、特に筋組織での研究は進んでいない。28年度は、私たちは、2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞を多数有する封入体筋炎を対象として研究を行い成果を発表した。近年、封入体筋炎の血清中での抗cytosolic-5'-nucleotidase 1A抗体の発現が報告され、私たちは、この自己抗体の筋組織上での発現を検討した結果、封入体筋炎における骨格筋での抗cytosolic-5'-nucleotidase 1A抗体陽性線維の存在が、診断感度、特異度ともに高いことを示した。29-30年度は、1次性ライソゾーム異常によるDanon病とXMEAを対象として全国実態調査を行った。本邦でDanon病症例を、20家系39例(男:女=17:22)確認した。筋病理学的には小空胞をもつ筋線維が散在し一部で酸フォスファターゼ活性が亢進している。この小空胞の膜にアセチルコリン・エステラーゼ活性が認められ、筋鞘膜構成蛋白を発現し筋鞘膜の特徴をもつ自己貪食空胞AVSFと一致した。類似疾患XMEAも本邦で4家系12例を見出した。臨床病型として、過去に先天性あるいは乳児型自己貪食空胞性ミオパチーとして報告した例が、XMEAのアレル病であることを明らかにし、今後臨床分類の再検討を目指す。今後、1次性ライソゾーム異常によるDanon病を代表とする筋鞘膜の性質をもつ自己貪食空胞の病理学的解明とともに、引き続き、2次性ライソゾーム異常による縁取り空胞を有する疾患の病態解明について病理学的検討を行っていく。特に、Danon病については、過去の実態調査の追跡調査の位置づけで調査を行っており、本疾患の自然歴解明についても明らかにしていきたい。
ヘリコバクターピロリの胃粘膜感染機構と炎症惹起メカニズムの研究

ピロリ菌による胃炎惹起メカニズムの包括的理解を目指して、本菌と感染宿主との相互作用に関して、マクロ的解析、胃内のマクロファージ・樹状細胞の解析、腸管パイエル板での解析、の三つの局面に分けた研究を行った。その結果、感染の経時的進行に伴い、ピロリ菌は菌体自身と宿主の双方の菌体付着に関与する因子群の機能的発現をダイナミックに変動させることで、各感染ステージそれぞれに適した感染の場を自ら構築することを見出した。胃粘膜に持続感染を引き起こすヘリコバクターピロリ(Helicobacter pylori,ピロリ菌)は、胃炎、消化性潰瘍、胃MALTリンパ腫、胃がんの原因菌として多くの研究が行われている。本研究では、ピロリ菌による胃炎惹起メカニズムの包括的理解を目指して、本菌と感染宿主との相互作用に焦点を絞り、三つの局面に分けた研究を企図した。(1)マクロ的解析:感染モデル動物において、ピロリ菌が直接相互作用する宿主細胞群を同定する。(2)胃内のマクロファージ.樹状細胞の解析:ピロリ菌による食細胞の機能撹乱と炎症惹起の分子メカニズムを解析する。(3)腸管バイエル板での解析:抗原取り込み器官における菌体宿主相互作用を解析する。昨年度は下記の成果を得た。(1)マクロ的解析:宿主に感染したピロリ菌の動態を経時的、空間的に調べるための、蛍光タンパク質(GFPなど)を発現するピロリ菌を作製した。得られた遺伝子改変ピロリ菌の、胃上皮細胞に対する感染能を調べるために、in vitroで感染実験に供した結果、作製したピロリ菌は、野生株と同等の細胞付着能、運動能、およびIV型分泌装置依存的活性惹起能を有していることを確認した。(2)胃の反応解析:細胞による菌体の貪食作用と、MΨの炎症性サイトカイン産生のそれぞれに影響を及ぼすピロリ菌の因子を同定するために、各種ピロリ菌と、各種培養細胞を用いたin vitroでの感染実験を行い、サイトカイン産生解析を行った結果、ピロリ菌が感染したマクロファージでは、宿主のMyD88に依存して、IL-1やMIP-2をはじめとする種々サイトカインのmRNA発現が充進することが明らかになった。(3)腸管パイエル板での解析:抗原取り込み器官における菌体宿主相互作用を解析する。平成21年度は下記の成果を得た。(1)マクロ的解析:前年度に作製した蛍光タンパク質発現するピロリ菌をin vivo動物感染実験に供した。しかしながら、主要な病原因子であるIV型分泌装置に依存した病原性が見られなかった。おそらく変異株の作製過程において、in vitroで馴化したためにin vivoでの病原性が減弱した可能性が考えられた。(2)胃の反応解析:細胞による菌体の貪食作用と、マクロファージの炎症性サイトカイン産生のそれぞれに影響を及ぼすピロリ菌の因子を同定するために、各種ピロリ菌と、各種培養細胞を用いたin vitroでの感染実験を行い、サイトカイン産生解析を行った結果、ピロリ菌が感染したマクロファージでは、宿主のMyD88に依存して、種々サイトカインのmRNA発現が亢進することが、また、これらの反応には菌体の持つIV型分泌装置に依存した活性と非依存的な活性があることが明らかになった。(3)パイエル板の反応解析:各種遺伝子改変マウスから調製した樹状細胞と、種々遺伝子改変ピロリ菌を用いたin vitroでの感染実験によって、樹状細胞活性化に関わる宿主因子を一部同定した。胃粘膜に持続感染を引き起こすヘリコバクターピロリ(Helicobacter pylori,ピロリ菌)は、胃炎、消化性潰瘍、胃MALTリンパ腫、胃がんの原因菌である。本研究では、ピロリ菌による胃炎惹起メカニズムの包括的理解を目指して、本菌と感染宿主との相互作用に焦点を絞り、マクロ的解析、胃内のマクロファージ・樹状細胞の解析、および腸管パイエル板での解析の三つの局面に分けた研究を行った。(1)マクロ的解析:ピロリ菌の感染成立に重要な体内動態と病原性を理解するために、胃上皮細胞への菌体付着に重要な菌体膜タンパク質アドヘジンを中心として、スナネズミ感染モデル動物内での時間軸に沿ったピロリ菌発現動態と、胃粘膜の発現動態の解析を行った。

その結果、感染の経時的進行に伴い、ピロリ菌は菌体自身と宿主の双方の菌体付着に関与する因子群の機能的発現をダイナミックに変動させることで、各感染ステージそれぞれに適した感染の場を自ら構築することを見出した。(2)胃の反応解析:ピロリ菌がマクロファージに感染した際に活性化するMyD88依存的シグナル伝達に関わる菌体の責任分子を一部局定した。さらに、本活性化に関連するIL-1に関して精査した結果、感染により発現増大するIL-αが感染増悪化に関与することが明らかになった。(3)パイエル板の反応解析:各種遺伝子改変マウスから調製した樹状細胞と、種々遺伝子改変ピロリ菌を用いたin vitroでの感染実験によって、樹状細胞活性化に関わる宿主因子と菌体因子を一部同定した。現在詳細な分子メカニズムを解析中である。さらに、平成22年度は、本研究課題が新学術領域「ゲノム科学の総合的推進に向けた大規模ゲノム情報生産・高度情報解析支援」に採択され、現在動物感染モデル用ピロリ菌の全ゲノム塩基配列解析を行っている。これらの解析データと、本研究で得られた結果を総合的に解釈することで、ヒトに病原性を示す上で重要な菌体因子の確定が可能となる。
食品成分の免疫調節作用とその機構の解明

環境要因のうち、特に食品が免疫能にどのような影響を与えるかを明らかにして免疫能を健全に保つための栄養を解明するため、顆粒球中性プロテアーゼに関する以下の実験を行い、以下の成果を得た。顆粒球中性プロテアーゼが免疫調節因子として重要な働きをしていることを筆者達は見だしているので、顆粒球中性プロテアーゼの面から食品成分や運動の影響を調べることにより、免疫能に対する影響を解明しようと考えた。顆粒球中性プロテアーゼのうち、メダラシンとカテプシンGは生体内で免疫調節因子として働いていることを筆者達は見出したが、その機構をさらに追求した。その結果、カテプシンGもヒトNK細胞活性を増大させることがわかった。薬剤による歯肉増殖した局所のメダラシン量が増えていることを免疫組織化学的方法で明らかにし、メダラシンは細胞増殖にも関与している可能性を示した。不飽和脂肪酸であるドコサヘキサエン酸をマウスに投与すると用量依存的に顆粒球メダラシン活性が増大し、飽和脂肪酸であるパルミチン酸やステアリン酸の投与では低下することがわかり、脂肪酸の種類により顆粒球メダラシン活性が変化し、生体防御能が変化する可能性があることがわかった。緑茶をマウスに投与して顆粒球のプロテアーゼ活性の変化を調べた結果、茶葉そのものの投与では顆粒球中のメダラシンおよびカテプシンG活性ともに低下し、茶葉の抽出液の投与では両プロテアーゼ活性ともに増大することがわかった。緑茶のどのような成分が顆粒球中性プロテアーゼ活性を変化させるのかを検討中である。食品成分の免疫能に対する影響とそのメカニズムを免疫制御因子である顆粒球中性プロテアーゼの面から明らかにするため、以下の実験を行い、成果を得た。顆粒球中性プロテアーゼのうち、カテプシンGのヒトのNK活性に対する影響を調べた。本プロテアーゼは用量依存的にヒトNK活性を増大させた。この作用はカテプシンG阻害剤存在下では消失したので、カテプシンGのプロテアーゼ作用によると考えられる。血清存在下で顆粒球とリンパ球を培養してもNK活性は増大するので、顆粒球に存在するカテプシンGは顆粒球がリンパ球と接触する際に直接作用すると考えられる。カテプシンGによりNK活性が増大する際にNK細胞内のカルシウムイオン濃度が増大することがわかった。従って、カテプシンGによるNK細胞の活性化に細胞内のカルシウムイオン濃度の増大が関与するものと考えられる。リンパ球からNK細胞を純化し、カテプシンGを作用させると、NK活性は増大するが、リンパ球からNK細胞を除去してカテプシンGを作用させると、NK活性は増大しなかったので、カテプシンGはNK細胞に直接作用しているものと考えられる。次に歯肉増殖におけるメダラシンの意義をラットを用いて調べた。nifedipineを投与すると歯肉が増殖することがあることが知られているが、ラットに本剤を投与すると数か月で歯肉が増殖し、メダラシン陽性細胞数が増大した。メダラシンはリンパ球に対する増殖促進作用があるが、歯肉中の繊維芽細胞に作用して増殖を促進したと考えられる。マウスを用いて脂質のうち、リノール酸を投与し、経時的にメダラシン活性を追うと低下することがわかった。更に脂質の種類、投与期間を変えて調べる予定である。ヒト骨髄からプロテイナーゼ-3の精製を試みているが、未だに成功していない。最近、抽出法が問題であることがわかり、種々の抽出法を試みている。免疫担当細胞であるリンパ球や単球の機能を調節している顆粒球中性プロテアーゼ、特にメダラシンおよびカテプシンG活性が食品成分によってどのように変化しているかを調べることにより、どのような栄養が生体防御能を健全に維持するために良いのかを明らかにするのが本研究の目的である。マウスに種々の濃度のエタノールを飲料水に混ぜて与え、経過を追ってマウス顆粒球中のメダラシンおよびカテプシンG活性を測定したところ、投与するエタノールの濃度に依存して徐々に顆粒球メダラシン活性が低下した。