hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオマーカーを利用した疫学研究による多環芳香族炭化水素の発がんリスク評価

ヒトにおける環境発癌物質の発癌リスクを明らかにすることを目的とした環境疫学研究では、環境発癌物質の長期・微量・複合曝露を反映できるようなバイオマーカーの利用が期待されている。なぜならば、質問票にもとづいた曝露評価には限界があり、発癌物質別あるいは発癌機序別のリスク評価を正確に行うことはかなり困難であるからである。このような目的のためのバイオマーカーとして、発癌物質の内部曝露量をあらわす発癌物質の代謝物や、生物学的影響量をあらわすDNA付加体について数多くの研究が行われてきている。しかしながら、曝露集団を対象とした分析疫学研究への応用は限られており、リスク評価を提示できるような疫学研究はほとんどない。そこで、現在進行中のコークス炉作業者のコホート研究の中で多環芳香族炭化水素の物質別のリスク評価を行うために、曝露評価のデータとして、このコホートにおけるJob-Biomarker Matrixを作成することが本研究の目的である。これは、この作業者群での職種と内部曝露量のマトリックスで、作業者個人ごとの多環芳香族炭化水素の物質別の累積曝露量あるいは累積曝露強度を内部曝露量であらわすためのものである。当該研究期間には、中国鞍山鉄鋼業地域のコークス炉作業者約1200名を対象としたフィールド調査を実施した。調査協力者には説明を行い、同意を得た。採取した尿について、2環、3環、4環の多環芳香族炭化水素の代謝物の分析を開始した。現在、分析継続中である。分析終了後、今後の疫学的検討に資するために、本研究が対象とするコホート研究の、対照者(非職業曝露者)を含めたすべてのJob-titleについて、尿中代謝物のレベルを割り当てて、Job-Biomarker Matrixを完成させる予定である。また、疫学研究における曝露指標に関する基礎的検討を並行して行なった。このような目的のためのバイオマーカーとして、発癌物質の内部曝露量をあらわす発癌物質の代謝物や、DNA付加体について数多くの研究が行われてきている。しかしながら、曝露集団を対象とした分析疫学研究への応用は限られており、このような曝露のリスク評価を提示できるような疫学研究はほとんどない。そこで、現在進行中のコークス炉作業者のコホート研究の中で多環芳香族炭化水素(PAH)の物質別のリスク評価を行うために、曝露評価のデータとして、このコホートにおけるJob-Biomarkerマトリクスを作成する。これは、この作業者群での職種と内部曝露量のマトリックスで、作業者個人ごとのPAHの物質別の累積曝露量あるいは累積曝露強度を内部曝露量であらわすためのものである。本年度は、(1)尿中の3環、4環、5環のPAH代謝物の高速液体クロマトグラフィーによる高感度分析を確立した。(2)コホート研究の対象者である中国鞍山の鉄鋼業地域のコークス炉作業者、同じ工場地帯の他の鉄鋼関連作業者、および住民について、Job-Biomarkerマトリクスを作成するためのフィールド調査をおこなった。Jobタイトルごとに対象者を抽出し、同意を得て採尿を行った。サンプル数は、あらかじめ行った簡易な質問票調査によって設定した。jobタイトルや職種、生活地域の異なる合計1200余名について調査を行なった。

(3)PAHの物質別の尿中代謝物と気中物質の濃度と組成との関連を確認するために、典型的な対象職種の対象者について個人曝露濃度の測定と分析を行なった。(4)バイオマーカーに関する基礎的検討を並行して行なった。ヒトにおける環境発癌物質の発癌リスクを明らかにすることを目的とした環境疫学研究では、環境発癌物質の長期・微量・複合曝露を反映できるようなバイオマーカーの利用が期待されている。なぜならば、質問票にもとづいた曝露評価には限界があり、発癌物質別あるいは発癌機序別のリスク評価を正確に行うことはかなり困難であるからである。このような目的のためのバイオマーカーとして、発癌物質の内部曝露量をあらわす発癌物質の代謝物や、生物学的影響量をあらわすDNA付加体について数多くの研究が行われてきている。しかしながら、曝露集団を対象とした分析疫学研究への応用は限られており、リスク評価を提示できるような疫学研究はほとんどない。そこで、現在進行中のコークス炉作業者のコホート研究の中で多環芳香族炭化水素の物質別のリスク評価を行うために、曝露評価のデータとして、このコホートにおけるJob-Biomarker Matrixを作成する。これは、この作業者群での職種と内部曝露量のマトリックスで、作業者個人ごとの多環芳香族炭化水素の物質別の累積曝露量あるいは累積曝露強度を内部曝露量であらわすためのものである。本年度は、昨年度に実施した中国鞍山鉄鋼業地域のコークス炉作業者約1200名を対象としたフィールド調査(本研究の海外共同研究者が主に担当)により得られた尿について、2環、3環、4環の多環芳香族炭化水素の代謝物の分析を開始した。現在、分析継続中である。分析終了後、今後の疫学的検討に資するために、本研究が対象とするコホート研究の、対照者(非職業曝露者)を含めたすべてのJob-titleについて、尿中代謝物のレベルを割り当てて、Job-Biomarker Matrixを完成させる予定である。また、疫学研究における曝露指標に関する基礎的検討を並行して行なった。
半金属化合物の低有害性除去法

本研究は半導体産業などで材料ガスとして使用される半金属水素化物の排ガス処理法として使用される吸着法について、吸着剤自体を低有害性の物質で構成することと、使用済み吸着剤の廃棄が環境汚染の原因とならないように廃棄物処理法を含めて検討することを目的としている。対象ガスとしてセレン化水素を選び、これに対する有効な吸着剤の発見と吸着の定量化を進め、その中から吸着能力が優れ、かつ有害性が低い吸着剤を探索した。本研究で用いた吸着剤はシリカゲルを担体とし、化学試薬として硝酸亜鉛、塩化水銀、過マンガン酸カリウム、硫酸銅を添着して調製した。これらの吸着剤を充填層としてセレン化水素を含む試験気流に対する吸着破過曲線を測定した。セレン化水素濃度は0.11.0ppm、流速は300mL/minとした。吸着層の出口ガス濃度は定電位電解型アルシン検出器(DKK,ASH-276型)で連続測定した。吸着破過曲線から平衡吸着量を求めた。使用済み吸着剤からセレンを脱着する方法として溶出法を試みた。その方法として、一定量のセレン化水素を吸着した吸着剤を精製水、希硝酸または塩酸ヒドロキルアミン溶液各5mL中に投入して超音波または加熱などの処理を加えた後、上澄み液中のセレン濃度を測定した。この方法で吸着セレンの脱着率を求めた。成果として次のことが明らかとなった。硝酸亜鉛と塩化水銀はセレン化水素に対して等モル反応を示し吸着容量は小さい。硫酸銅はセレン化水素に対して約4倍モルの反応性を示す。過マンガン酸カリウムは吸着速度は小さいが吸着容量は600倍以上と大きい。硝酸亜鉛に吸着したセレン化水素は精製水中で76%の脱着を示したことから、低有害性で廃棄物処理も可能な吸着剤となる可能性が高い。過マンガン酸カリウムに吸着したセレン化水素は塩酸ヒドロキシルアミンで62%の脱着ができた。過マンガン酸カリウムについては吸着速度を加速する条件と脱着率の改善について検討を続ける必要がある。
不公正な審査団に対する持ち回り決裁による審査の有効性

体操競技や物品の品評会のように、選手(or出品物)の間に順位を付けなければならない審査団に関する問題を研究した。選手達の正しい(=社会的に望ましい)順位は、審査員達にとっては共通知識であるものの、彼らは一部の選手達をひいきしている可能性があるとする。このような場合、審査団内の意思決定メカニズムとして、秘密投票ではなく公開投票方式で、審査員に一人ずつ投票してもらう方法が正しい順位を得るために有効であることが示された。本研究は、候補者との間に利害関係を持つ審査員達(ただしその利害関係は客観的には明らかでない)によって審査団が構成されたコンテストにおいて、コンテストの趣旨に照らし合わせて最良のランキングが自発的に選ばれるような審査団内の意思決定の方法(=メカニズム)として、"各ランキーングについて上から順番に、それぞれの候補者がそのランキングにふさわしいか否か審査員達が逐次的に回答していく"という持ち回り決裁型メカニズムの有効性を分析するものである。本年度はこのメカニズムが有効に機能するための理論的な条件と、従来提案されてきたメカニズムと比較した時の特色について研究し論文にまとめ、下記の学会で報告を行った。それらの参加者及び討論者のアドバイスから、本メカニズムの派生形として"特定の審査員の回答が拒否権的な効力を持つということなく、全審査員の逐次的回答の多数決によって候補者を選ぶ"というより不公平感の少ないメカニズムのアイデアが得られた。このメカニズムについては、更なる研究を通じてその有効範囲の理論的な特徴づけを行うとともに、不公平感の縮小という心理的なメリットに留まらず、ゲームに関する共通知識について弱い仮定を課した場合でも望ましいランキングが選ばれるという意味で、均衡の頑健性を向上させるメリットがあることも明らかにした。実験による検証については、実験昌的及び実験で用いるモデルの確定、上述したメカニズムの派生形が実験結果に与える影響の考察など基本的な実験デザインを完了し、次年度の本実験に向けた準備を行った。体操競技や物品の品評会のように専門家にしか正確な順位が分からない事柄で、専門家たちがそれぞれ一部の選手(出品者)達をひいきしている可能性がある場合、どのようにして専門家集団(=審査員団)を構成すれば正確な順位を導くことが出来るのか、またその際、審査員団内部でどのような意思決定の方法(=メカニズム)を採用するべきなのか、という問題について検討することが本研究の目的である。本研究では、メカニズムデザイン論のアプローチを用いてこの問題を検討した。つまり、ゲーム理論を用いて合理的な審査員が採る戦略的行動を分析し、各審査員がそのような行動を採った際に審査員団の全体としての結論が正確な順位と一致するメカニズムを探索した。研究の成果として、複数の環境において、秘密投票ではなく稟議制のように個々の審査員から逐次的に意見を訊き、その情報を他の審査員に公開していくタイプのメカニズムが正確な順位を得る最良の方法となることが明らかになった。具体的には、1.各審査員について“確実にひいきしない選手"が明らかとなっている場合、それらの審査員に“ひいきしない選手"の順位決めに対する拒否権を与え、その上で逐次的に意見を表明してもらうメカニズムが、また2.審査員と選手の利害関係が完全に不明確である場合、全ての審査員に平等の票を割り当て、その上で一人ずつ公開投票で投票を行ってもらうメカニズムが、それぞれ正確な順位を導くために最良のメカニズムとなることが分かった。報告を予定していた学会の延期(Pan Pacific Conference on Game Theory)など研究目的の達成を妨げる事態も発生したものの、有効範囲の理論的特徴づけやメカニズムの派生形の検討、実験モデルの確定など本年度予定していた研究計画を概ね達成することが出来た。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在のところ当初の研究目標を達成する為の妨げとなるような問題点は見つかっていない。
クロムの分子地球化学 : 同位体分別機構の解明と古環境解析への応用

Fan氏は、2011年11月に着任後、海洋地球化学、環境放射化学の分野で精力的に研究を推進した。1.水酸化鉄およびマンガン酸化物へのクロムの吸着機構の解明:クロム(Cr)・モリブデン(Mo)・タングステン(W)は同族元素であり、その化学的挙動は類似している。このうちクロムは、分配挙動や同位体比を利用した古海洋環境復元のためのプロキシとして期待されている。これら元素の堆積物への吸着反応をはじめ、固液界面における分配挙動や同位体分別の報告は多くされている一方で、そのメカニズムにはまだ不明な点が多い。そこで本研究では天然試料の分析・室内実験・量子化学計算の3つの手法を用いてより詳細な固液界面における微量元素の吸着反応に関する研究を行った。Cr(VDを鉄水酸化物表面に吸着させ、吸着量の測定やEXAFS解析による吸着構造の決定を行い、MoやWの結果と比較した。その結果、Crは鉄鉱物表面に四面体構造のまま吸着していることが分かった。さらに鉄水酸化物にCr、Moは外圏錯体、Wは内圏錯体として吸着していることが分かった。また、Cr・Mo・Wの濃集の順序は天然試料の分析結果と同様であり、三瓶温泉に堆積する鉄水酸化物にCrやMoよりWが濃集している現象は、吸着元素の構造の違い(内圏錯体か外圏錯体)により決定されることが示唆された。さらに水酸化鉄へのクロム酸の吸着構造を量子化学計算の安定構造解析から推定した結果、やはり外圏錯体が安定であることが分かった。また外圏錯体を生成することは、クロム酸の同位体比が水酸化鉄などに吸着する際に変化しないこれまでの知見をサポートする結果であり、本研究は室内実験、野外調査、量子化学計算などの多方面からクロム酸の吸着現象を扱った研究として極めて重要である。成果の一部は、TakahashietaL (2014)に報告済みである。2.放射性セシウムのバーミキュライトへの吸着に及ぼす腐植物質の影響:福島原発事故により放射性セシウムが環境中へ放出された結果、セシウムがバーミキュライトなどの粘土鉱物・雲母に安定に取り込まれる現象が注目を集めているが、その際、環境中に存在する腐植物質がこの取り込みにどのような影響を及ぼすかは明確ではない。この点についてFan氏は、XAFS法、選択的溶出法などを主な手段とし、腐植物質の存在の有無によるバーミキュライトへのセシウムの吸着挙動の違い、特に腐植物質が鉱物表面を覆うことによりセシウムの吸着が阻害される効果を明らかにした(Fan et al., in press)。また、EXAFSが示す構造データと、RIPなどの放射性セシウムの固相に吸着される強さの指標とがよく相関することを示し、これまで不明確だったRIPの意味をEXAFS法から明確にした(Fan et al., submitted)。(抄録なし)Fan氏は、昨年11月13日に特別研究員として着任したため、まだ研究に着手した段階であり、十分な研究成果はまだ出ていないが、以下の研究を推進している。1.水酸化鉄への鉛の吸着に及ぼす炭酸イオンの影響海洋での水酸化鉄に対する鉛の吸着は、鉛の海洋中での挙動を支配する主要な因子である。その際、鉛が炭酸イオンと錯体を形成し、中性か陰イオンとなることが、(マンガン酸化物ではない)水酸化鉄への鉛の濃集の原因であると指摘されているが、その実験的な証拠は十分ではない。そこでFan氏は、拡散セル実験やXAFS法などを駆使し、炭酸イオンとの錯生成が鉛の水酸化鉄への吸着を促進していることを解明しつつある。このことは、鉛に限らず炭酸錯体が安定なイオンの海洋中での挙動を物理化学的に理解する上で重要な因子であり、今後の研究の進展が注目される。2.水酸化鉄へのクロム酸の吸着に関する研究1と同様に、クロム酸の水酸化鉄への吸着について、XAFS法を駆使した研究を推進している。特にこれまで高橋らが進めてきたモリブデン酸、タングステン酸との比較などに重点をおいて、研究を進めている。3.放射性セシウムのイライトへの吸着に及ぼす腐植物質の影響福島原発事故により放射性セシウムが環境中へ放出された結果、セシウムがイライトなどの粘土鉱物・雲母に安定に取り込まれる現象が注目を集めているが、その際、環境中に存在する腐植物質がこの取り込みにどのような影響を及ぼすかは明確ではない。この点についてFan氏は、XAFS法、選択的溶出法などを主な手段とし、腐植物質の存在の有無によるイライトへのセシウムの吸着挙動の違い、特に腐植物質が鉱物表面を覆う効果に関する考察、などに着目して研究を進めている。Fan氏は、2011年11月に着任後、海洋地球化学、環境放射化学の分野で精力的に研究を推進し、徐々に成果が出始めている。1.水酸化鉄への鉛およびカドミウムの吸着に及ぼす炭酸イオンの影響海洋での水酸化鉄に対する鉛(Pb)やカドミウム(Cd)などのイオンの吸着は、これらのイオンの海洋中での挙動を支配する主要な因子である。その際、Pb^<2+>やCd^<2+>が炭酸イオンと錯体を形成し、中性化学種か陰イオンとなることが、(マンガン酸化物ではない)

水酸化鉄へのこれらのイオンの濃集の原因であると指摘されているが、その実験的な証拠は十分ではない。そこでFan氏は、拡散セル実験やXAFS法などを駆使し、炭酸イオンとの錯生成がPb2+やCd2+の水酸化鉄への吸着を促進していることを解明しつつある。このことは、Pb^<2+>やCd^<2+>に限らず、炭酸錯体が安定なイオンの海洋中での挙動を物理化学的に理解する上で重要な因子であり、今後の研究の進展が注目される。2.放射性セシウムのイライトへの吸着に及ぼす腐植物質の影響福島原発事故により放射性セシウムが環境中へ放出された結果、セシウムがイライトなどの粘土鉱物・雲母に安定に取り込まれる現象が注目を集めているが、その際、環境中に存在する腐植物質がこの取り込みにどのような影響を及ぼすかは明確ではない。この点についてFan氏はこれまでの専門である放射化学的知識を基礎にして、XAFS法、選択的溶出法などを主な手段とし、腐植物質の存在の有無によるイライトへのセシウムの吸着挙動の違い、特に腐植物質が鉱物表面を覆う効果に関する考察、などに着目して研究を進めており、これについて既に論文を投稿中である。またEXAFSが示す構造データと、RIPなどの放射性セシウムの固相に吸着される強さの指標とがよく相関することを示しつつあり、これまで不明確だったRIPの意味をEXAFS法から明確にした。Fan氏は、2011年11月に着任後、海洋地球化学、環境放射化学の分野で精力的に研究を推進した。1.水酸化鉄およびマンガン酸化物へのクロムの吸着機構の解明:クロム(Cr)・モリブデン(Mo)・タングステン(W)は同族元素であり、その化学的挙動は類似している。このうちクロムは、分配挙動や同位体比を利用した古海洋環境復元のためのプロキシとして期待されている。これら元素の堆積物への吸着反応をはじめ、固液界面における分配挙動や同位体分別の報告は多くされている一方で、そのメカニズムにはまだ不明な点が多い。そこで本研究では天然試料の分析・室内実験・量子化学計算の3つの手法を用いてより詳細な固液界面における微量元素の吸着反応に関する研究を行った。Cr(VDを鉄水酸化物表面に吸着させ、吸着量の測定やEXAFS解析による吸着構造の決定を行い、MoやWの結果と比較した。その結果、Crは鉄鉱物表面に四面体構造のまま吸着していることが分かった。さらに鉄水酸化物にCr、Moは外圏錯体、Wは内圏錯体として吸着していることが分かった。また、Cr・Mo・Wの濃集の順序は天然試料の分析結果と同様であり、三瓶温泉に堆積する鉄水酸化物にCrやMoよりWが濃集している現象は、吸着元素の構造の違い(内圏錯体か外圏錯体)により決定されることが示唆された。さらに水酸化鉄へのクロム酸の吸着構造を量子化学計算の安定構造解析から推定した結果、やはり外圏錯体が安定であることが分かった。また外圏錯体を生成することは、クロム酸の同位体比が水酸化鉄などに吸着する際に変化しないこれまでの知見をサポートする結果であり、本研究は室内実験、野外調査、量子化学計算などの多方面からクロム酸の吸着現象を扱った研究として極めて重要である。成果の一部は、TakahashietaL (2014)に報告済みである。2.放射性セシウムのバーミキュライトへの吸着に及ぼす腐植物質の影響:福島原発事故により放射性セシウムが環境中へ放出された結果、セシウムがバーミキュライトなどの粘土鉱物・雲母に安定に取り込まれる現象が注目を集めているが、その際、環境中に存在する腐植物質がこの取り込みにどのような影響を及ぼすかは明確ではない。
西太平洋の海洋力学と気候の研究

西太平洋低緯度海域の海洋変動は、エル・ニ-ニョ/南方振動(ENSO)や10年スケールの気候変動(IDV)等地球規模の気候変動に極めて大きな影響を与えるにもかかわらず、未知の部分が多い。そこで、この海域の世界海洋観測計画(GOOS)を念願に置いた海洋国際共同研究を活性化することを目的とし、IOC/WESTPACのODC(Ocean Dynamics and Climate)プログラムの一環として発展途上国を含む各国の海洋観測計画の調整、海洋観測データの交換、海洋大循環モデルを用いた共同研究等を推進した。初年度(平成5年度)には、以下の調査研究を実施した。1.高解像海洋大循環モデルを用い、ロンボク海峡を通過する流れがインド洋のモンスーン・ブレイク時の赤道ジェット流にブロックされて半年周期の変動をすることを明らかにした。そこでこのジェット流が予測される11月にインドネシア南方海域でドリフタ-を投入し、アルゴス衛星による追跡を開始した。ブイの投入に際しては海洋大循環モデルへの同時期、同海域へのモデルブイ投入結果を参考にした。2.海洋モデルを駆動するフラックス・データセットの問題点を討議するために英国、米国の共同研究者を訪問し、同時にデータセットの収集を行なった。3.高解像の海洋大循環モデルにより黒潮の三次元構造の精密なモデリングにはじめて成功し、黒潮流量は大陸棚斜面上の固体地球との相互作用により大きく支配されるという極めて重大な結果を得た。4.McCreary教授、Lukas教授を招聘し、主として東京大学において西太平洋(インド洋も含めて)の海洋気候変動研究を詳細にレビューした。この結果、海洋気候変動に焦点を絞った新しいタイプの大気海洋結合モデルを開発することにし、インターネットによるリアルタイム研究ネットワークを組織した。また、米国ジェット推進研究所で開催されたJSC/太平洋パネル(D.Halpern議長)では本研究計画の発展形をGCOS/GOOSおよびWCRP/CLIVARの西太平洋域重点研究として位置づける話し合いがもたれた。平成6年度(最終年度)には、以下の調査研究を行なった。1.ノバ大学の海洋モデルと比較的簡単な大気モデルあるいは大気大循環モデルを用いた大気海洋結合モデルを開発し、インド洋を含む太平洋熱帯域のモンスーン、大気の季節内振動と海洋気候変動の関連を解釈した。その際、海洋モデルの検討のためMcCreary教授を、また英国の結合モデルとの比較のためIneson博士をそれぞれ招聘し討議した。2.西太平洋全域の海洋衛星データ、海洋観測データに基づき10年スケールまでの海洋環境変動の解析を行ない、水温変動データからの流速場の統計的な算出方法の改良を行なった。3.前年度に引き続き、高解像海洋循環モデルを観測気候値で駆動した結果を詳しく解析し、国外の研究分担者(Ilahude、Godfrey、Lukas博士等)のデータと比較検討を行なった。その結果、東部インド洋、南支那海を含む東南アジア海域における水位等の季節変動が観測データと極めて良く一致することが明かとなった。4.11月にインドネシアのバリ島で行なわれたIOC/WESTPAC科学シンポジウムODC-2セッションにおいて、本研究グループの成果を公表した。また、同時期に国内の研究分担者および国外の研究分担者(Lukas,McCreary,Ineson各博士)等を招いて西太平洋の海洋変動に関するワークショップを開催し、西太平洋の海洋気候変動の研究討論および将来計画の討議を行なった。この会合で発表された研究の一部を、本研究代表者がゲストエディタ-となりJ.Geophys.Res.の特集号として特別に出版することとした。また、研究代表者は1995年8月IUGG/IAPSO総会(米国、ホノルル)でチーフコンビーナーとして本計画に関連した海洋気候変動のシンポジウムを企画することとなっている。また、米国ジェット推進研究所で開催されたJSC/太平洋パネル(D.Halpern議長)では本研究計画の発展形をGCOS/GOOS

およびWCRP/CLIVARの西太平洋域重点研究として位置づける話し合いがもたれた。平成6年度(最終年度)には、以下の調査研究を行なった。1.ノバ大学の海洋モデルと比較的簡単な大気モデルあるいは大気大循環モデルを用いた大気海洋結合モデルを開発し、インド洋を含む太平洋熱帯域のモンスーン、大気の季節内振動と海洋気候変動の関連を解釈した。その際、海洋モデルの検討のためMcCreary教授を、また英国の結合モデルとの比較のためIneson博士をそれぞれ招聘し討議した。2.西太平洋全域の海洋衛星データ、海洋観測データに基づき10年スケールまでの海洋環境変動の解析を行ない、水温変動データからの流速場の統計的な算出方法の改良を行なった。3.前年度に引き続き、高解像海洋循環モデルを観測気候値で駆動した結果を詳しく解析し、国外の研究分担者(Ilahude、Godfrey、Lukas博士等)のデータと比較検討を行なった。その結果、東部インド洋、南支那海を含む東南アジア海域における水位等の季節変動が観測データと極めて良く一致することが明かとなった。4.11月にインドネシアのバリ島で行なわれたIOC/WESTPAC科学シンポジウムODC-2セッションにおいて、本研究グループの成果を公表した。また、同時期に国内の研究分担者および国外の研究分担者(Lukas,McCreary,Ineson各博士)等を招いて西太平洋の海洋変動に関するワークショップを開催し、西太平洋の海洋気候変動の研究討論および将来計画の討議を行なった。この会合で発表された研究の一部を、本研究代表者がゲストエディタ-となりJ.Geophys.Res.の特集号として特別に出版することとした。また、研究代表者は1995年8月IUGG/IAPSO総会(米国、ホノルル)でチーフコンビーナーとして本計画に関連した海洋気候変動のシンポジウムを企画することとなっている。モデル班はロンボク海峡を通過する流れがインド洋のモンスーン・ブレイク時の赤道ジェット流にブロックされて半年周期の変動をすることを明らかにした。そこで計測研究班(梶原)はこのジェット流が予想される11月にインドネシア南方海域でドリフタ-を投入し、アルゴス衛星による追跡を開始した。ブイの投入に際しては海洋大循環モデルへの同時期、同海域への投入結果を参考にした。モデル班(和方、升本)は海洋モデルを駆動するフラックス・データセットの問題点を討議するために英国、米国の共同研究者を訪問し、同時にデータセットの収集を行なった。高解像の海洋大循環モデルにより黒潮の三次元構造の精密なモデリングにはじめて成功し、黒潮流量は大陸棚斜面上の固体地球との相互作用により大きく支配されるという極めて重大な結果を得た。この成果をNature誌に投稿すべく準備中である。McCreary教授、Lukas教授を招聘し、主として東京大学において西太平洋(インド洋も含めて)の海洋気候変動研究を詳細にレビューした。
新規シグナル伝達系Rap2-MAP4K系の解析

Rasファミリー低分子量GTP結合蛋白質Rap2がHGK、TNIK、MINKの3種類のMAPKKKキナーゼ(MAP4K)と結合することを見出し、Rap2とこれらMAP4Kが構成する新しいシグナル伝達系(Rap2-MAP4K系)について解析した。MAP4Kの活性化機構:MAP4Kの制御ドメイン(CNHドメイン)にRap2が結合して活性化する点では共通だが、HGKではJNK活性化能が主に促進されるのに対し、TNIKでは細胞伸展・接着の阻害能が主に促進される。各MAP4K活性化の結果の違いは、これらに結合する第3の分子の違いによると考え検索した。アフィニティー精製と質量分析により、TNIKのCNHドメインに結合する約200kDaの分子として、トリコペプチドリピート、アンキリンリピート、コイルドコイル領域、PDZドメイン結合モチーフを持つスキャフォールド蛋白質を同定した。また、TNIK自身もCNHドメイン結合蛋白質として同定され、Rap2-MAP4K系はMAP4Kの二量体(あるいは多量体)を含むと考えられた。さらに、今回作成した抗MINK特異抗体に反応する結合蛋白質もあり、MAP4Kの二量体(あるいは多量体)にはヘテロの組み合わせが存在する可能性も考えている。JNK活性化以外のシグナル機能:MAP4KによるJNK活性化にはMAP4Kのキナーゼ活性は必須でないが、TNIKによる細胞骨格・接着の制御には必須であり、TNIKがMAPキナーゼ系とは無関係の標的分子をリン酸化する可能性がある。ディファレンシャル二次元電気泳動により複数の標的分子候補スポットを見出して質量分析による同定を進めており、現在までにリン酸化状態が変化する分子を複数同定し解析している。私共は、低分子量G蛋白質Rap2が、JNKを含む新規MAPキナーゼカスケードの上流で機能する3つのMAP kinase kinase kinase kinase (MAP4K)と結合することを見出した。これらのキナーゼ(HGK、TNIK、MINK)はSte20キナーゼグループのGCK-IVサブファミリーに属するが、分類の根拠となるN末端キナーゼドメインだけでなく、C末端にCNHドメインと呼ばれる互いに相同性の高い制御ドメインを共有する。Rap2はこのドメインに結合するが、このドメインとG蛋白質との相互作用は従来知られておらず、私共は新規シグナル伝達系(Rap2-MAP4K系)として解析している。Rap2はHGKによるJNKの活性化を促進したが、TNIKによるJNKの活性化には影響せずにTNIKによる細胞形態変化のみを促進した。この際、Rap2はTNIKの自己リン酸化とdetergent-insoluble画分(細胞骨格画分)への移行を促進したことから、TNIKはこの画分に存在する何らかの標的蛋白質をリン酸化して細胞形態変化を引き起こす可能性がある。一方、TNIKは腫瘍壊死因子(TNFα)刺激に反応してJNKを活性化することが報告されているが、TNFα刺激はTNIKの自己リン酸化にはあまり影響せず、TNIKによる細胞形態変化を強く促進することもなかった。従って、Rap2によるTNIKの活性化とTNFα刺激による活性化とでは、その結果制御される下流シグナル伝達経路が異なると考えられる。今後も引き続きTNIKの下流で細胞形態を制御するMAPキナーゼカスケード以外の経路について、リン酸化標的蛋白質を中心に解析するとともに、Rap2によるMINKの活性化についても解析を進める。RasファミリーG蛋白質Rap2がHGK、TNIK、MINKの3つのMAPKKKキナーゼ(MAP4K)と結合することを見出し、Rap2とこれらMAP4Kが構成する新しいシグナル伝達系(Rap2-MAP4K系)について解析している。1.MAP4Kの活性化機構:MAP4Kの制御ドメイン(CNHドメイン)にRap2が結合して活性化する点では共通だが、HGKではJNK活性化能が主に促進されるのに対し、TNIKでは細胞伸展・接着の阻害能が主に促進される。

各MAP4K活性化の結果の違いは、結合する第3の分子の違いによると考え検索した。アフィニティー精製と質量分析により、現在までに、TNIKのCNHドメインに結合する約200kDaの分子として、トリコペプチドリピート、アンキリンリピート、コイルドコイル領域、PDZドメイン結合モチーフを持つスキャフォールド蛋白質を同定した。また、TNIK自身がCNHドメイン結合蛋白質として同定され、Rap2-MAP4K系はMAP4Kの二量体(あるいは多量体)を含むと考えられた。さらに、作成した抗MINK特異抗体に反応する結合蛋白質もあり、MAP4Kの二量体(あるいは多量体)にはホモだけでなくヘテロの組み合わせが存在する可能性も考えている。2.JNK活性化以外のシグナル機能:MAP4KによるJNK活性化にはMAP4Kのキナーゼ活性は必須でないが、TNIKによる細胞骨格・接着の制御には必須であり、TNIKがMAPキナーゼ系とは無関係の標的分子をリン酸化する可能性がある。ディファレンシャル二次元電気泳動により複数の標的分子候補スポットを見出して質量分析による同定を進めており、現在までにmammaliane longation factor 1 alphaを含め、リン酸化状態が変化する分子を複数同定している。
IL-35が歯肉上皮細胞に与える影響

前年度yori、ヒト歯肉上皮癌株化細胞(Ca-22)を用いてた実験結果において、P.gingivalis由来LPSを添加することにより炎症性サイトカインの遺伝子発現が上昇し、IL-35を添加することでこれらの遺伝子発現が抑制することを報告した。今年度は、前年度と同様の実験を行い伝達経路の確認を行った結果、ウェスタンブロット法にてIL-35添加によりERKおよびp-38のリン酸化の抑制を認めた。またLPSにより上昇したTLR2がIL-35添加により遺伝子発現の抑制が認められた。これらの結果より、歯周病病態において抗炎症性サイトカインであるIL-35は、歯肉上皮細胞に働き、P.gingivalis由来LPSの受容体であるTLR2の抑制と、MAPキナーゼ経路のシグナル伝達分子であるERKやp38のリン酸化抑制を介して、炎症性サイトカイン産生を抑制し、歯周病病態の過剰な炎症反応を制御する可能性が示唆された。しかし研究実施計画書に記載したEbi3-/-マウスに関しては有意な差が認められなかった。今後は実験条件の検討を行い再検討する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。現在、研究実施計画に記載したヒト口腔組織から歯肉上皮を単離・培養において安定した結果が得られていない。単離までは問題無く処理出来ているが、単離後の培養時に細胞がシャーレに定着しない場合や、定着しても細胞分裂が起きず、培養が困難になることがある。また、サンプルを得られる機会も限られており、早急な改善が難しい状態であるが、培養の安定にむけて検討していく予定である。しかし、研究実施計画に記載したヒト歯肉上皮細胞の代用としてヒト歯肉上皮癌株化細胞(Ca9-22)を用いた実験結果において、P. gingivalis由来LPSを添加することにより上昇した炎症性サイトカインであるIL-8、TNFの遺伝子発現が、IL-35を添加することにより、これらの遺伝子発現を抑制する結果が得られた。これらの結果からIL-35が何らかの形でヒト歯肉上皮細胞に対して炎症を抑制する働きが示唆された。すなわちIL-35は、歯周病病態において、過剰な炎症に対して、歯肉溝滲出液等を介して歯肉上皮細胞の炎症を抑制する可能性が示唆された。採取したヒト口腔歯肉上皮の定着・培養が安定した結果が得られてないため前年度yori、ヒト歯肉上皮癌株化細胞(Ca-22)を用いてた実験結果において、P.gingivalis由来LPSを添加することにより炎症性サイトカインの遺伝子発現が上昇し、IL-35を添加することでこれらの遺伝子発現が抑制することを報告した。ヒト口腔組織から歯肉上皮を単離・培養および、代用細胞としてより生体に近い上皮細胞を用いてIL-35が歯肉上皮細胞に及ぼす影響を検討する予定である。
炭素同位体比を用いた北極域における大気中のメタン濃度の変動に関する研究

大気中のメタンは二酸化炭素に次いで重要な温室効果気体であり、産業革命以降の人間活動の活発化によって濃度が急激に増加していることが知られている。大気中メタンの現在の収支を明らかにするため、これまで主に大気中メタン濃度の観測が行われてきたが、地球表層におけるメタンの放出源が多岐にわたっていること、及び大気中のOHラジカルとの反応でメタンが消滅することなどから、濃度観測のみからは収支の推定が困難であると考えられる。本研究では、メタンの放出源や消滅反応に関する情報を持つ、メタンの炭素同位体比(δ^<13>CH_4)の精密観測を日指して、現有のガスクロマトグラフ質量分析計の改良を行ってきた。その結果、従来のδ^<13>CH_4分析に必要であった空気試料量の約1/100である50100mlの試料を用いて、δ^<13>CH_4値を従来法と同程度の精度(0.04-0.08パーミル)で精密分析可能にするシステムの開発に成功した。本システムを用いて、北極・ニーオルスン観測基地(北緯79度、東経15度)で採取された大気試料、及び過去にニーオルスンで採取されその一部を保存していた大気試料のδ^<13>CH_4分析を行い、1999年7月から2003年3月までの時系列データを得た。ニーオルスンにおけるδ^<13>CH_4は明瞭な季節変化を示し、9-10月に最低値、6月に最高値が観測された。これは、メタン濃度の季節変化(7-8月に最低値、11-1月に最高値を示す)と明らかに位相が異なっており、それぞれのメタン放出強度の季節変化に位相差があることに加え、夏期にOHラジカルとの反応によってメタンが消滅する際の同位体分別を反映していると考えられる。本研究で得られた約3年半のδ^<13>CH_4時系列データから、不規則な経年変動の存在が示唆された。このことは、地球表層でのメタン循環が年々変動していることを示しているが、結論を得るためには更に長期間の高精度データを蓄積する必要がある。大気中のメタン(CH_4)は二酸化炭素に次いで重要な温室効果気体であり、産業革命以降の人間活動の活発化によって大気中の濃度が急激に増加していることが知られている。CH_4の炭素同位体比(δ^<13>C)はCH_4の放出源ごとに値が大きく異なっていることから、大気中のCH_4のδ^<13>Cを精密に測定することによって、地球表層におけるCH_4濃度の変動原因に関する情報を得ることができると期待されている。本研究では、現有のガスクロマトグラフ質量分析計を改良し、少量(50-100ml)の大気試料を用いてCH_4のδ^<13>Cを0.05パーミルの精度で測定可能なシステムの開発を目指している。さらに本システムを用いて北極域で採取された大気試料中のCH_4のδ^<13>Cを測定し、北極域において観測されるCH_4濃度の季節変化への各CH_4放出源の寄与を明らかにすることが目的である。本年度は、まず質量分析計の試料濃縮部及び燃焼炉に手を加え、これまでは燃焼炉部分に大気試料中の酸素とCH_4が共に導入されていたものを、試料中のCH_4のみが導入されるように改造した。その結果、燃焼炉部分でのCH_4-CO_2変換効率が安定し、結果として分析精度の向上が見られた。さらに、試料濃縮部と質量分析計の接続部分にも改良を加え、試料流路中に流れのよどみが生じないよう工夫することにより、クロマトグラフ上のCH_4ピークの再現性が向上した。これらの改良によって、大気試料(CH_4濃度1.8ppmv)を50ml用いた時のδ^<13>Cの分析精度は0.07パーミル(標準誤差)に向上した。また、1991年から実施している北極・ニーオルスン観測拠点での大気採取を本年度も継続し、CH_4濃度の観測とδ^<13>C測定用大気試料の保存を行った。来年度は、保存した大気試料のδ^<13>C分析を実施し、北極域でのCH_4放出源強度の季節変化について考察を行う。

本システムを用いて、北極・ニーオルスン観測基地(北緯79度、東経15度)で採取された大気試料、及び過去にニーオルスンで採取されその一部を保存していた大気試料のδ^<13>CH_4分析を行い、1999年7月から2003年3月までの時系列データを得た。ニーオルスンにおけるδ^<13>CH_4は明瞭な季節変化を示し、9-10月に最低値、6月に最高値が観測された。これは、メタン濃度の季節変化(7-8月に最低値、11-1月に最高値を示す)と明らかに位相が異なっており、それぞれのメタン放出強度の季節変化に位相差があることに加え、夏期にOHラジカルとの反応によってメタンが消滅する際の同位体分別を反映していると考えられる。本研究で得られた約3年半のδ^<13>CH_4時系列データから、不規則な経年変動の存在が示唆された。このことは、地球表層でのメタン循環が年々変動していることを示しているが、結論を得るためには更に長期間の高精度データを蓄積する必要がある。
生後発達期神経回路再編成における神経活動の機能的意義の解明

成熟動物の小脳プルキンエ細胞は1本の登上線維により単一支配されているが、生後直後には複数の登上線維により多重支配を受けている。マウスでは生後3週の間に過剰な登上線維が刈り込まれ、単一支配に移行することが知られている。この登上線維の刈り込みの機序と、登上線維起始核の下オリーブ核の機能的成熟との関連を明らかにすることが研究の主な目的となる。本年度は、登上線維の刈り込みに関わるメカニズムの解析として、ミクログリアの関与について解析を行った。ミクログリアを薬理学的、遺伝子工学的手法を用いて発達期小脳から脱落させた所、登上線維の刈り込みが障害されることが分かった。ミクログリアは貪食により過剰なシナプスを除去することが知られているが、発達期小脳では登上線維の貪食像はほとんど見られなかった。また、ミクログリア欠損マウスでは抑制性シナプスの形成が低下していた。抑制性シナプスの機能不全は登上線維の刈り込みを障害することが報告されているため、抑制性シナプス伝達を亢進するジアゼパムを投与して抑制性シナプス伝達を補償する実験を行ったところ、登上線維の刈り込みは改善することが分かった。また、下オリーブ核の活動に重要な要素となる閾値下膜電位振動(Subthreshold-membrane potential oscillation)に必須な要素としてKv11型電位依存性K+チャネルの関与を明らかにするため、下オリーブ核に発現の多いKv11.3(Kcnh7)の遺伝子組み換えマウスの作成を開始した。登上線維の刈り込みにおけるミクログリアの関与を調べる実験については論文投稿中である。下オリーブ核のSTOに関与する因子として、Kcnh7の組み換えマウスの作出がほぼ完了した。下オリーブ核のSTOが障害されていることが想定されるHCN1ノックアウトマウスにおいて登上線維の刈り込みの異常の有無を解析する。また、Kcnh7ノックアウトマウスの作出が終了した暁には、このマウスにおいてもシナプス刈り込みの有無を解析する。結果如何によっては、両者のダブルノックアウトマウスの作出も検討する。
医事刑法の理論学的基礎の再構築

本研究は、平成10年度及び11年度の2年間にわたり研究代表者が単独で実施したものであり、医事刑法の理論学的基礎を成すものでもある、自己及び他者の身体に関する処分権能についての法的諸観念(例えば、人間の尊厳、自己決定権、人格権、臓器の法的性格等々)の再構成を、学際的並びに比較法的知見を加味しつつ、且つ、感性的な障害の克服を図りつつ、試み、今後の学界における理論展開に資することを目的とした。本来的に極めて観念的・抽象的な議論に陥りやすい領域の研究である為、最終的には、それらの諸観念が用いられているコンテクストの代表例として、現行法制上は犯罪とされている「臓器の売買」という問題を取り上げ、我が国の法律学諸分野における議論のみならず、当初からの研究視座に基づき、アメリカやドイツにおける法哲学(特に意思・人格を中核とするカント主義、労働と私的支配を中心とするロック等)的議論や「法と経済学」(自由市場論)的議論を批判的に検討した。そこから得られた私見は、全面的な「臓器の売買」の禁止が必ずしも論理的には基礎付けられないということであるが、その詳細は研究成果報告書に委ねる。本研究の目的からすれば、より重要な前提論としては、臓器を私的所有権の対照としては捉えにくいこと、同コンテクト中で用いられる人間の尊厳や人格権という観念で示される内実が必ずしも臓器の移転自体の法的不許容性を基礎付け(得)るものとは思われないこと、自己決定の内実の社会共有的価値秩序との整合性が判断基準とされていること(例えば、「有償で」臓器を移転すること、「特定の属性を有する個人に」臓器を移転すること)、その社会共有的価値秩序は自己内部でも十分な合理的成熟化を経て居らず又社会コスト論等による外在的判断基準と遮断されていること等が確認された。本研究は、研究代表者が単独で実施し、平成10年度及び11年度の2年間で完了することが予定されているが、平成10年度は、臓器移植を含む末期医療・生殖医療に関わる従前の我が国医事法関連文献を再度批判的に検討し、現在の医事刑法理論学の視座・枠組の特質ないし問題点を具体的に明らかにすることに費やされた。その焦点は、我が国の医学・哲学・倫理学・経済学・文化人類学・歴史学等々における議論の視座との齟齬及びその原因の解析ということにおかれた。また、その齟齬の解消の可否、可能であるとすれば、その方法につき検討すべく、ドイツ・アメリカ合衆国・イギリス・オーストラリア等を対象とする比較法的研究の為の資料収集・分析も行った。いずれの作業も膨大なものであって、なお明確な結論を得る段階に至ってはいないが、現在の議論の基本的視座を支える思考自体が実は必ずしも確固たる根拠付けを有していないのではないか、という当初からの疑念は確認されたように思われる。即ち、一方で、自己及び他者の身体に関する処分権能についての法的諸観念(例えば、人間の尊厳、自己決定権、人格権等々)の内実は未だ煮詰められたものではないし、そもそも医事刑法領域における妥当力を有するものであることの論証は為されていない。他方、医学・生命倫理学・宗教学等における議論は、例えば、身体の部分(臓器等)というものは“事物の本性"として他者への移転が予定されていないものと信じる、というように謂わば極めて感性的な側面を有する場合が多く、傾聴すべき問題提起は含まれるものの、法的議論への導入に際しては相当な翻訳が要求されるといわざるを得ない。議論のジャーナリスティックな色彩も濃厚である。

平成11年度は、まずは、上述の法的諸観念の再構成を、比較法的知見を加味しつつ、且つ、感性的な障害の克服を図りつつ、試み、可能ならば、その妥当性をアンケート等で検証する予定である。本研究は、平成10年度及び11年度の2年間にわたり研究代表者が単独で実施したものである。平成11年度は、10年度の成果を踏まえ、自己及び他者の身体に関する処分権能についての法的諸観念(例えば、人間の尊厳、自己決定権、人格権等々)の再構成を、比較法的知見を加味しつつ、且つ、感性的な障害の克服を図りつつ、試み、可能ならば、その妥当性をアンケート等で検証することを予定した。研究の主要部分を成す諸観念の再構成については、抽象論に終始することを回避すべく、これらが用いられているコンテクストの代表例として、現行法制上は犯罪とさえされている「臓器の売買」という問題を取り上げ、我が国の法律学諸分野における議論を批判的に検討するのみならず、当初の研究視座に基づき、アメリカやドイツにおける法哲学(特に意思・人格を中核とするカント主義等)的議論や「法と経済学」(自由市場論)的議論を学習した。そこから得られた私見の詳細は研究成果報告書に委ねるが、前提論として、同コンテクスト中で用いられる人間の尊厳や人格権という観念で示される内実が必ずしも臓器の移転自体の法的不許容性を基礎付け(得)るものとは思われないこと、自己決定の内実の社会共有的価値秩序との整合性が判断基準とされていること(例えば、「有償で」臓器を移転すること、「特定の属性を有する個人に」臓器を移転すること)、その社会共有的価値秩序は自己内部でも十分な合理的成熟化を経て居らず又社会コスト論等による外在的判断基準と遮断されていること等が確認された。アンケート等による検証については、特に予算を計上しなかったことに加え、極めて高度な内容を一般人に対応させるべくブレイクダウンすることが適切とは判断されず、同一テーマを扱った大学院演習や医学・刑法学関係者等との議論の形で、可能な限り実施した。残念ながら、現時点では部分的支持しか得られない状況にある。
アンジオテンシン受容体遮断の心筋分化に対する効果

本研究の目的は、心筋分化におけるレニンーアンジオテンシン系の役割とアンジオテンシン受容体遮断の効果を解明することである。予定研究期間の初年度である本年度は、間葉系幹細胞やP19CL6細胞といった心筋細胞へ分化することが報告されている細胞を用いてin vitroの実験を施行した。研究代表者が2006年にHypertension誌に間葉系幹細胞には内因性レニンーアンジオテンシン系が存在し、局所アンジオテンシンII産生調節に最も重要な役割を果たしているのは内因性のレニンである可能性があると発表したことから、本研究でも間葉系幹細胞における内因性レニンの存在と重要性を確かめることから開始した。その結果、間葉系幹細胞の内因性レニン発現は調節可能であり、さらには間葉系幹細胞をレニン分泌細胞に分化させることができるということを報告した(Matsushita K et al,J Biol Chem.2010;285:11974-11982)。これまで局所のレニンについては、内因性か外来から取りこまれたものか不明な点が多かった。今回の報告によって幹細胞では内因性レニンが細胞内で産生、貯留され、細胞外へ分泌されると証明された意義は大きく、幹細胞レニンーアンジオテンシン系研究の発展に重要な役割を果たしたと考えられる。現在、間葉系幹細胞とP19CL6細胞の両者を心筋細胞へ分化させる系で分化誘導効率を上げる条件を設定中であり、内因性レニンの調節も含めて各種予備実験を行っている。一般的に心筋細胞への分化誘導効率は低いため、可能な限り誘導効率を上げる条件を設定して実験を進めることが非常に重要と考えている。誘導効率を最大限に上げる条件を決定次第、心筋細胞分化過程での内因性レニンーアンジオテンシン系の動態と外因性アンジオテンシンII投与の効果を検討する予定である。
神経因性疼痛モデルマウスにおけるCGRPとアドレノメデュリンの関与

αCGRP遺伝子欠損マウスと野生型マウスを用いて、一側の坐骨神経結紮モデル(Partial sciatic nerve ligation model)を作製し、神経因性疼痛におけるαCGRPの関与を検討した。本研究では、神経因性疼痛における自発痛、機械性痛覚過敏、熱性痛覚過敏に対して、αCGRPは関与しないことが明らかとなった。神経因性疼痛は、末梢・中枢神経系の損傷により生じる痛みであり、外傷・脊椎・脊髄疾患、糖尿病性ニューロパチー、代謝異常に起因し治療に難渋する痛みである。これまで様々な治療が試みられてきたが、いまだ決定的な治療法がない。一方、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は痛みの伝達・修飾物質として重要であるが、その詳細な機序はいまだ不明である。本研究では、独自に作製された遺伝子欠損マウスを用いて1CGRPファミリーであるCGRPやアドレノメデュリン(AM)が神経因性疼痛に関与しているメカニズムを明らかにし、2カルシトニン受容体様受容体(CRLR)と、受容体活性調節蛋白(RAMP)をターゲットとした、新たな鎮痛法の開発を目指す。本年度は、一側の第5,6腰髄神経を結紮切断するSpinal nerve ligationモデル、一側の総腓骨神と脛骨神経を結紮・切断するSpared nerveinjuryモデルの2種類の神経因性疼痛モデルを作製し、自発痛、von Freyフィラメントを用いた侵害性機械刺激に対する逃避閾値、侵害性熱刺激に対する逃避潜時を経時的に記録し、遺伝子欠損マウスと野生型マウスを比較した。神経因性疼痛モデル作製に予定よりも時間を要したため、モデル作製と行動評価を今後も継続して行う必要ががあり、当初の予定よりも遅れている。平成28年度は、αCGRP遺伝子欠損マウスと野生型マウスを用いて、過去の文献に基づきセボフルラン麻酔下(3ー5%)に一側の総腓骨神と脛骨神経を結紮・切断するSpared nerveinjuryモデルと、一側の坐骨神経の1/3から1/2を結紮するPartialsciaticnerve ligationモデルの2種類の神経因性疼痛モデルを作製した。疼痛モデル作製後1日目から自発関連行動の観察、von Freyフィラメントを用いた侵害性機械刺激に対する逃避閾値、侵害性熱刺激に対する逃避潜時を経時的に記録した。平成29年度は行動試験を行うとともに脊髄、疼痛部位へのCGRP・AM受容体拮抗薬の投与や免疫組織学的検討、電気生理学的検討を行い、CGRPファミリーの神経因性疼痛モデルへの関与について検討していきたい。本年度は2種類の神経因性疼痛モデルをαCGRP遺伝子欠損マウスと野生型マウスを用いて作製し、疼痛行動を検討した。使用される遺伝子欠損マウスと野生型マウスは、繁殖させたものを使用しているが、マウスの繁殖に想定以上の時間を要したこと、安定した神経因性疼痛モデルを作製することに想定以上の時間を要したことから、当初の予定より実験が遅れた。現在は安定したマウスの繁殖とモデルの作製が可能になり、徐々によい結果が得られている。神経因性疼痛は、末梢・中枢神経系の損傷により生じる痛みであり、外傷、脊椎・脊髄疾患、糖尿病性ニューロパチー、代謝異常に起因し治療に難渋する痛みである。一方、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は痛みの伝達・修飾物質として重要であるが、その詳細な機序は未だ不明である。本研究では、独自に作製されたノックアウトマウスを用いて、1CGRPファミリーであるCGRPやアドレノメデュリン(AM)が神経因性疼痛に関与しているメカニズムを明らかにし、2カルシトニン受容体様受容体(CRLR)と、受容体活性調節タンパク(RAMP)をターゲットとした、新たな鎮痛法の開発を目指す。平成27-28年度は、αCGRP遺伝子欠損マウスと野生型マウスを用いて、各種神経因性疼痛モデルを作製し、自発関連行動の観察、フォンフライフィラメントを用いた侵害性熱刺激に対する逃避閾値、侵害性熱刺激に対する逃避潜時を経時的に記録した。平成29年度は、神経因性疼痛モデルの疼痛行動の経時変化をさらに記録するとともに、脊髄の免疫組織学的検討を行い、CGRPファミリーの神経因性疼痛への関与について検討した。本研究では、神経因性疼痛において、自発痛、機械性痛覚過敏、熱性痛覚過敏に対して、αCGRPは関与しないことが明らかとなった。

αCGRP遺伝子欠損マウスと野生型マウスを用いて、一側の坐骨神経結紮モデル(Partial sciatic nerve ligation model)を作製し、神経因性疼痛におけるαCGRPの関与を検討した。本研究では、神経因性疼痛における自発痛、機械性痛覚過敏、熱性痛覚過敏に対して、αCGRPは関与しないことが明らかとなった。本年度は、αCGRP遺伝子欠損マウス、野生型マウスを用いて2種類の神経因性疼痛モデルを作製し、疼痛行動の解析を行った。今後は、αCGGRP遺伝子欠損マウスに加え、AM遺伝子欠損マウス、RAMP2遺伝子欠損マウスを用いて、これまで行ってきた2種類の神経因性疼痛モデルと一側の坐骨神経(L4-6)を結紮するPartial sciaticnerve ligationモデルを作製し、疼痛行動の経時変化を記録する。さらに、脊髄、後根神経節でのCGRP、AM、RAMP発現の免疫組織学的検討や脊髄後角ニューロンの機能変化を電気生理学的に検討していきたい。平成28年度はαCGRP遺伝子欠損マウスを用いて2種類の神経因性疼痛モデルを作製し、疼痛行動の解析を行った。平成29年度は、神経因性疼痛モデルの疼痛行動の経時変化をさらに記録するとともに、脊髄や疼痛部位へのCGRP・AM受容体拮抗薬の投与や、脊髄・後根神経節におけるCGRPファミリーやその受容体、c-Fosの発現を免疫組織学的に検討し、脊髄後角ニューロンの機能変化を電気生理学的に検討していきたい。麻酔・蘇生学本年度は、神経因性疼痛モデル作製と疼痛行動解析を中心に行った。当初の予定よりも、モデルの作製と行動解析に時間を要したため、受容体拮抗薬投与やPCRを用いたタイピング、免疫染色や電気生理学的手法による解析が行えず、次年度使用額が生じた。平成28年度は実験に使用する予定であったマウスの繁殖と安定した疼痛モデルの作製に想定以上の時間を費やしたために、予定よりも進行が遅れた。次年度は、CGRP受容体拮抗薬やAM拮抗薬の使用、遺伝子欠損マウス作製時のPCRを用いたタイピング、免疫染色や電気生理学的手法による解析を行う予定であり、平成28年度請求額と併せて使用する計画である。平成29年度はCGRP受容体拮抗薬やAM受容体拮抗の使用、遺伝子欠損マウス使用時のPCRを用いたタイピング、免疫組織染色や電気生理学的手法を施行する予定である。