hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ粒子を用いた血管炎症病変の非侵襲的診断および治療法の探求

また、腹部大動脈瘤モデルマウスを用いて、金ナノ粒子投与後in vivo及びex vivo CT撮影をおこなった。経時的に動脈瘤血管の外膜側に金ナノ粒子の集積を認め、金ナノ粒子による血管炎症部位検出の有用性が示唆された。金ナノ粒子を取り込んだマクロファージ細胞に対して近赤外線レーザー照射(波長:830nm)を行い細胞死誘導について検討した。437mW出力において、低濃度の金ナノ粒子と培養した細胞では20分、高濃度の金ナノ粒子と共培養した細胞では10分の照射により細胞死が誘導された。196mW出力においては、低濃度の金ナノ粒子と培養した細胞を20分、高濃度の金ナノ粒子と培養した細胞を20分まで照射を行ったが、いずれも細胞死誘導は見られなかった。マイクロRNAの炎症抑制効果を確認するため、マイクロRNAを取り込ませた細胞と取り込ませていない細胞をLPSで刺激し、TNF-α発現についてELISAにて検討している。造影効果が高い金ナノ粒子を用いて複合ナノ粒子を合成し、in vitro/in vivoにおけるマクロファージへの取り込み、さらに取り込んだ細胞の細胞死を誘導する照射レーザーの設定についての検討を進める。複合ナノ粒子の合成条件を検討し、マクロファージ細胞への取り込み、および細胞死を誘導するレーザー設定の検討を進めていく予定である。また、マクロファージ細胞内に取り込まれたマイクロRNAの機能発現を確認するために、培養上清中のサイトカイン量の変化をELISAを用いて評価している。機能発現を確認した後、マイクロRNAを複合粒子に担持して、in vitroおよびin vivo実験を進めていく予定である。研究施設異動により、研究計画に遅れが見られたため。ノックアウトマウスの準備、複合ナノ粒子の合成条件の検討に時間を要した。複合ナノ粒子の合成条件を検討し、マクロファージ細胞への取り込み、細胞死を誘導するレーザー設定、およびマクロファージ細胞に取り込まれたマイクロRNAの効果について検討を進めていく予定である。昨年度からの繰越し費用をこれに充てる。実験環境が整ったので、遅れた研究計画も順調に進捗することが期待され、今回繰越された金額は有効に活用される予定である。提出した研究計画に基づき、複合ナノ粒子を合成し、in vitro/in vivo実験を行うために必要な研究資源を入手する目的で使用する。
免疫系におけるFas抗原のin vivoでの機能解析

アポトーシス誘導シグナルを媒介する細胞表層レセプター分子であるFas抗原(Fas)の免疫系での機能をin vivoで解析することによって、Fasの免疫系における機能を明らかにし、自己免疫疾患の病因の解明とその治療につなげることを目的として、以下の研究を行った。(1)Fasリガンドの異常で全身性自己免疫疾患に陥るgldマウスに抗Fasモノクローナル抗体RK-8を腹腔内に一回投与した結果、抗DNA抗体の生産、リウマチ様関節炎や糸球体腎炎が劇的に治癒し、リンフォアデノパシーも治癒した。投与1年後においても、自己免疫疾患・リンフォアデノパシーの再発は認められなかった。(2)T細胞特異的にFasを異常発現するTgをgldマウス・lprマウスと交配させることによって、T細胞だけにはFasを発現するlprマウスを作成した。このマウスを解析した結果、リンフォアデノパシーだけでなく、自己抗体の生産も認められなくなった。T細胞上でのFasの発現によって自己免疫疾患が治癒したことは、T細胞上のFasの発現が自己免疫疾患発症の予防に重要であることを示している。T細胞特異的にFasを高発現するトランスジェニックマウス(Tg)を作製した(正常マウスの8倍量および3倍量の発現をする2系統)。高発現Tgでは胸腺細胞の数が約半分に減少し、分化途中のCD4CD8陽性細胞と分化したCD4陽性細胞が減少していた。低発現系統でも症状は軽いが同様の結果を得た。また、末梢でもCD4陽性細胞だけが減少していた。つぎにスーパー抗原SEB投与による、末梢T細胞の増殖とそれに引き続く細胞死を解析したが、Tgの末梢T細胞の反応には異常が認められなかった。Fasのloss of functionミュータントであるlprマウスでは末梢T細胞のみに異常が認められるが、gain of functionミュータントであるTgではCD4陽性に分化する途中の胸腺細胞だけに異常が認められた。lprマウスの解析からFasは末梢だけで機能すると考えられてきたが、Tgの解析によりFasが胸腺でも機能していることが示唆された。我々が調製した抗マウスFasモノクローナル抗体RK-8は、細胞にアポトーシスを誘導するがマウスに投与しても個体を死亡させなかった。肝臓の実質細胞への影響を見ると、一部の肝実質細胞にアポトーシスを誘導したが、大半の肝実質細胞には異常が認められなかった。その結果、出血をともなう劇症肝炎は発症しなかった。PK-8を投与したマウスの免疫系では、胸腺の退縮(ストローマ細胞を含めて、ほとんど全ての細胞が無くなった)、脾臓でのCD4陽性細胞だけの減少が認められた。しかし、肝臓や免疫系に対する影響は一過性であり、退縮した胸腺も含めて一ヶ月以後には正常に回復した。今後は、他の臓器への影響、自己免疫疾患モデルマウスへの投与による治療実験を行う予定である。投与1年後においても、自己免疫疾患リンフォアデノパシーの再発は認められなかった。(2)T細胞特異的にFasを異常発現するTgをgldマウス・lprマウスと交配させることによって、T細胞だけにはFasを発現する1prマウスを作成した。T細胞上でのFasの発現によって自己免疫疾患が治癒したことは、T細胞上の発現が自己免疫疾患発症の予防に重要であることを示している。
運動の認知機能に及ぼす効果におけるパラドックスの解明

我々の研究グループにおいて、運動習慣が脳認知症発症を予防(Tarumi et al. 2017)、また一過性の運動においても認知機能を高めることを報告した(Ogoh et al. 2014)。特に近年、運動は認知症発症予防の有効な手段として臨床研究分野において注目されており、重要な研究対象となっている。本申請研究では、この運動による認知機能改善のメカニズムに関するパラドックッスを明らかにすることを目的としている。平成30年度は、初年度であり、特に脳血流と認知機能との関連を明らかにするための実験を行ってきた。我々は、高強度インターバルエクササイズ(HIIE)は脳実行機能(EF)を改善することを報告したが(Tsukamoto et al. 2016)、この時の脳血流、脳乳酸摂取量、脳由来神経栄養因子(BDNF)の変化と認知機能改善との関連性を確かめるため実験を行った。我々は、高強度運動時脳血流が低下していることから(Ogoh et al. 2005)認知機能の改善は、脳乳酸摂取に関連すると仮説を立てた。脳乳酸摂取量を変化させる為、14名の健康な男性被験者は、60分の休憩を挟んで、2セットのHIIEを行った。血液サンプルを、右頸静脈および上腕動脈から得て、乳酸、グルコース、酸素、およびBDNF動静脈較差を算出した。また、実行機能(EF)は、カラーワードStroopタスクによって評価した。1回目のHIIEでは運動後40分間EFを改善したが、2回目HIIEでのEFの改善は運動直後のみであった。HIIE後のEFは特に脳の乳酸代謝の減少に関連した。これらの結果は、脳機能は、乳酸シャトルメカニズムの例として全身代謝に関連していることを示唆した。これらの結果は、FASEB J. (2018:1417-1427)で発表した。研究計画書に関する研究1の実験がおおむね終了し、現時点で関連研究を幾つかの英雑誌には発表している。本研究に関する論文は、平成30年度では、生理学系英雑誌に12編、平成31年度は既に6編掲載されている。本年度も継続してこの課題に取り組んでいく。前年度(平成30年度)に行った関連実験の論文をすべて英関連雑誌に掲載することを目指す。また、本年度の研究課題、調書の実験2を研究計画に基づいて行っていく。前年度は、特に様々な生理刺激に対して、重要な知見が得られたが、本年度は、特に脳循環調節機能と認知機能との連関について実験を行い、その生理メカニズム及び結果に関する生理的意義について明らかにしていく。昨年同様、横断的手法により実験を行うが、研究目的達成のために実験方法や測定方法は柔軟に対応していく。
新しいトレーサーにより海洋底ペリドタイトからマントルの地球化学的不均質を検証する

海洋底に露出するペリドタイトから変質の軽微な単斜輝石を分離し、複数の同位体系について分析する技術を確立した。これは、海洋底の火成岩類に対しても、広く応用が可能である。複数の地域において、噴出したマグマである玄武岩とマグマを吐き出した残りに相当するペリドタイトについて、ヘリウム同位体比が一致することを実際の試料において初めて示すことができた。これにより、南西インド洋海嶺東経10度付近と東経55度以東とにおけるヘリウム同位体比の差異は、マントル物質そのものに起因することが明らかになった。より小さいスケールの変化として、連続露頭から採取した一連の試料について、ヘリウム同位体比はほぼ一定ながら含有濃度が3桁にわたって変化することも判った。これは、最上部マントルにおけるマグマ抽出の詳細が記録されていることを示唆する。単斜輝石といえども、リチウム同位体のように変質に鋭敏な難揮発性元素においては二次変質の影響を考慮せざるを得ないことが判った。従って、アルゴン同位体のようないっそう二次変質の影響を受けやすい元素同位体を前もって分析し、変質が極めて少ない試料を選択、リチウムを含めた分析を行うという手順を確立した。モデル計算によると、変質が事実上影響しない^<40>Ar/^<36>Ar比は、中央海嶺試料単斜輝石においては1000以上となる。この条件を満たす試料は極めて限定されてしまうが、それに準ずる試料を加えた分析からは、玄武岩類でインド洋に特有にみいだされるDupal異常と呼ばれる系統的な同位体比異常がペリドタイトには現れないことを示すことができた。以上から、難揮発性元素に現れる同位体比異常にはマグマ生成・噴出の途中で付加される成分に起因するものがあることが判る。たとえば、マントル内には過去に海溝から沈み込んだ下部地殻物質が散在し、マグマ生成時に選択的に溶融・導入されるという形態が考えられる。年度計画に基づき、酸分解・元素分離に関わる器具・試薬等の購入の後、設備装置の設置・稼働を待って、器具の洗浄、試薬の純化などを始めた。それ以外は、本年度は主として、希ガス同位体分析のための鉱物分離に終始したが、平行して、現在までに得られている希ガス組成データの解釈を進めた。これは、同一海域で比較的近距離より採取されたはんれい岩、ならびに対応する現在の海嶺拡大軸で採取の玄武岩ガラスと組み合わせた議論である。特に重要な知見としては、低速拡大軸における部分融解度の低い火成活動の後に残されるマントルかんらん岩には予想されたより1桁から2桁多い希ガスが含まれ、その推定される体積を考慮すると、地球内部の希ガスとくにヘリウムの分布に大きく寄与する可能性が示されたことである。玄武岩層自体の厚さは数百メートルに達するが希ガスを有効に保持するのは、個々の溶岩流もしくは枕状熔岩で体積比1%に満たない、きわめて薄い急冷ガラス層のみである。一方、部分融解に関与するマントルはその融解度から推定するに玄武岩、はんれい岩層の10倍程度の体積には達するので、すくなくとも同程度、おそらく10100倍程度の寄与に達すると考えられる。これら成果については電子ジャーナルである、Geochemistry, Geophysics, Geosystemsに投稿し、査読を受けている。本研究の遂行上密接な関連を維持している当初は研究分担者であった西尾博士により、微量元素・リチウム同位体分析の技術的な確立がなされた。この結果については既にAnal. Chim. Acta誌にて公表されている。

主要な点としては、元素分離に使用するイオン交換樹脂の使用量を極力抑えることにより、分析の際の環境およびプロトコロルのバックグラウンドと言うべきブランク量を抑えて分析の精度向上と迅速化が図られたことが挙げられる。なお、鉱物分離作業は個々の試料の状態に強く依存し、残念ながら、当初見込みを超えた作業量が避けがたいことが明らかになりつつある。前年度に獲得した海洋底ペリドタイト試料の希ガス同位体データは、査読を経て世界初の例として米国地球物理学連合の2003年12月付け電子ジャーナルに掲載となった。引き続き海底露頭から採取された一連のペリドタイトについて、ヘリウム分析を優先したところ、ヘリウム濃度に関して鉛直方向の不均一が示された。また調査航海への乗船によって研究代表者が昨年度新たに獲得した試料についても、同位体分析のための準備を始めた。一方、難揮発性元素同位体については、近年のリチウム同位体の研究によって二次変質の影響が明らかにされてきたことから、本研究でも詳細に検討する必要が生じた。この目的で、本研究で対象としている海洋底ペリドタイトと鉱物組成などで類似性があるようなマントル由来の捕獲岩や古い火山岩試料のデータを基に、鉱物ごとに二次変質による同位体比の改変などの影響を検討した。その結果マントルの主要構成鉱物のなかで、かんらん石は単斜輝石に比べて二次変質の影響を受けやすいことを明らかに出来た。この成果の一部は当初研究分担者であった西尾博士によりまとめられ、現在国際誌あてに投稿中である。加えて、この検討を通じ、マントルを構成する鉱物の中では二次変質の影響を受けにくい単斜輝石といえども、リチウム同位体のように鋭敏な元素においては同位体組成に対しての二次変質の影響を考慮せざるを得ないことが判った。従って、アルゴン同位体のようないっそう二次変質の影響を受けやすい元素の同位体を予め分析することで、変質が極めて少ない新鮮な試料を選びだし、リチウムを含めた難揮発性同位体分析を行うことが重要である。このような方針で現在研究を進めている。40Ar/36Ar同位体比を二次変質にもっとも敏感な指標として、新鮮な試料の選択を図った。モデル計算によれば二次変質の影響を無視し得る値は1000以上であるが、そのような試料はなく、以降の検討に資するため、最も同位体比が高かった1試料を選び出すにとどめた。難揮発性元素同位体のうちLiは時間経過の影響のない同位体のみを含み、同位体比異常の起源に対して大きな制約を課する。これまで、インド洋の海洋底ペリドタイトには海嶺玄武岩で観察される同位体比異常(Dupal異常と呼ばれる)が見いだせないとされていたが、本研究でもLi-Nd同位体系について北大西洋-東太平洋海嶺玄武岩との違いは見っからなかった。このことは、海嶺玄武岩マグマの生成時に同位体比異常をもたらす成分が混入している事を意味する。近年のHf-Os同位体の知見からは、下部地殻成分の混染との解釈があるが、本研究を通じて、インド洋海嶺玄武岩のLi同位体比の特徴も同様に下部地殻成分の混入として解釈できる事が明らかとなった。この成果は、2004年度秋の学会で報告し、査読付き雑誌への投稿準備中である。一方、揮発性元素を用いたグローバルスケールでのマントル不均質の検討については、He同位体を主として進めることができた。
生体内での小分子物質による神経軸索保護〜視神経変性モデルを例として

軸索変性過程の詳細は従来明らかではなかったが、最近申請者らは、神経軸索のワーラー変性(傷害後変性)が著しく遅延する自然発症マウスwldsの発症機構の解析から、NAD合成酵素NMNATの過剰発現とSir2の活性化が軸索変性過程を遅延させ、神経変性過程を抑制する可能性を示した。最近wldsマウスと疾患モデル動物の交配による疾患治療効果を検討する実験において、軸索変性遅延効果が認められても神経細胞死は抑制されないという例が報告されるようになった。これまでの報告されている中で、wldsマウスのバックグラウンドを持つことによって神経細胞全体が保護されるのはDBA2マウスにおける緑内障モデルほか少数のモデルにとどまる。本年度の研究においては、NMNAT酵素活性過剰発現による神経細胞保護効果を異なるストレス刺激に対して観察した。その結果、低酸素・再酸素化による細胞傷害に対する保護効果が顕著であることが明らかとなった。この結果からNMNAT酵素を活性過剰発現する神経細胞におけるミトコンドリア機能の改変が考えられたため、ミトコンドリアの電子伝達系酵素複合体のそれぞれに対する阻害剤の毒性に対するwldsマウスの神経細胞がもつ保護効果を検討したところ、一部の阻害剤に対する特異的な保護効果を認めた。このことから、DBA2マウスにおける視神経障害に典型的に見られるような、NMNAT活性が保護可能な神経傷害メカニズムには、ミトコンドリアの異常が関与している可能性が強く示唆された。神経軸索変性は中枢、末梢の神経変性疾患などにおいて幅広く見られ、神経変性疾患、脳血管障害による神経傷害など幅広い神経疾患の進展や症状形成にも関与している。軸索変性過程の詳細は従来明らかではなかったが、最近申請者らは、神経軸索のワーラー変性(傷害後変性)が著しく遅延する自然発症マウスwld^s幅捷の異常の本体がNAD産生酵素であるNMNAT(Nicotinamide mononucleotide adenylyltransferease)酵素活性の過剰発現であることを明らかにした。NMNATの酵素活性過剰発現は、神経軸索をワーラー変性から保護するのとあわせ、細胞体を含む神経細胞全体を保護できる場合と保護できない場合があるが、これまでの報告の多くの場合においては、神経軸索の保護にとどまる。一方、vald^sマウスと交配したDBA2/Jマウス(緑内障モデル)においては、視神経節細胞は細胞体を含めた保護が観察された。このことは、この緑内障モデルの発症メカニズムを考える上で興味深い。初代培養神経細胞に、これまでに神経変性と関連付けられているさまざまなストレス刺激を加えて、wld^sマウス由来神経細胞がどのようなストレス刺激に対する保護作用を特に強く示すかを検討したところ、低酸素・低栄養刺激に対する保護効果を最も強く示すことが明らかとなった。今後、wld^sマウス由来神経細胞の示す神経保護作用のメカニズムを緑内障モデルの発症機序の理解と、その応用よる神経保護の実現に関する研究を更に継続する予定である。
博物館を基盤とした初等中等教育レベルでの微視的物質観育成のための教材開発と展開

(1)DVD分光器前年度に引き続き、代表者らがこれまでに開発してきたDVD分光器の改良および数値データ化・数値解析法の改良を進めた。前年度に開発した正面入光型・小型DVD分光器を「潜望鏡型DVD分光器」と名付け、『化学と教育』誌(2006年5月号)、科学教育学会(つくば市、2006年8月)、国際化学教育会議(ソウル、2006年8月)で発表し、また、高校生向けや学校教員向け化学実験講座などでの実施、製作キットの配布などにより、その普及に努めた。DVD分光器の改良では、前年度のものは半値幅12nmと教育用簡易分光器としては高分解能であったが、今年度は、スリットにカミソリの刃を2枚向かい合わせたものを使用し、デジタルカメラの3倍ズーム機能を組み合わせさらに高分解能化し、ナトリウムのD線(589.0nmおよび589.6nm)を分離観測できるようにした。半値幅は0.30.5nmに達し、市販の分光光度計以上の高分解能となった。数値データ化は、ソフトを前年度に利用した「ScionImage」から「ImageJ」(米国・国立衛生研究所作成)に移行し、画像処理から数値化まで一貫して行えるようにし、さらにそのマクロ機能も利用して簡便な操作で処理できるようにした。数値解析法については、表計算ソフト「エクセル」のテンプレートを作成し簡便にスペクトルチャートを得られるようにした。これらのマクロ、表計算のテンプレートファイルは、CDにして学校教員などに配布できる形とした。また、潜望鏡型DVD分光器の製作キットを作成し、教育目的で利用する学校教員などに配布を開始した。高校教員、大学教員、科学館などから応募が多数あった。(2)赤外分光法分子の振動を調べる方法として赤外分光法に関する高校生向けプログラムを検討し、2007年4月の高校生向け化学実験講座で実施した。(1)DVD分光器によるスペクトル測定システムの構築:代表者らがこれまで開発してきたDVD分光器を改良し、さらにスペクトル画像の数値データ化を試みた。(1)-1 DVD分光器の改良:正面入光型とし、併せて小型化した。さらにDVDの回折条件を見直し、小型でかつ肉眼による観察や写真撮影が非常に容易な分光器とした。(1)-2スペクトルの数値データ化:市販のグラフ作成ソフト、またはフリーソフトと表計算ソフトを用いて観測スペクトル画像を数値データ化し、スペクトルチャートの作成および定量的解析が可能であることを示した。蛍光灯や水素などの発光スペクトルを解析し、輝線は半値幅1-2nmで観測され、非常にシャープなスペクトルを観察できることがわかった。水銀などの輝線を利用して波長校正も容易に行える。さらに、白色蛍光灯を光源として着色溶液のスペクトルを測定することにより、分光光度計とほぼ同一の吸収スペクトルチャートが得られることを示した。このように、DVD分光器と汎用ソフトによるスペクトル測定システムをほぼ構築することができた。(2)研究機器を用いた中等教育レベルでのミクロ像の観察:本年度は、走査プローブ顕微鏡(SPM)を用いて高校生向けの講座を博物館で実施した。2時間のプログラムで、「微視的世界の観察の歴史」「測定法」の説明から高校生自身によるCDおよびDVD記録面の観察までを行った。(3)簡易な装置による旋光性の観察:液晶ディスプレイ(LCD)からの光が偏光特性を持つことを利用し、プラスチックの光弾性や、ショ糖・果糖などの旋光性を容易に観察できることを示した。また、旋光性観察の簡易展示装置を作成し、博物館の企画展で展示した。(4)その他の講座等:自作簡易比色計や分光光度計を用いたpH指示薬の電離定数測定の実験を、高校生向けおよび高校教員向けの講座で実施した。

(2)赤外分光法分子の振動を調べる方法として赤外分光法に関する高校生向けプログラムを検討し、2007年4月の高校生向け化学実験講座で実施した。
レーザ距離センサを用いた弾性ロボットマニピュレータの衝突過程を含む制御系の設計

弾性マニビュレータによる環境面への接近動作から力制御動作までの接触動作において,レーザ距離センサによる接近/接触状態の把握を持つ自律的な制御方策の提案を念頭に起き,以下について実施した.1.固定された環境面に対する接触動作のための制御方策の提案制御構造や実装の簡略化という立場から,衝突時に制御則の切り換えを要しない制御方策を提案した.そこでは,モデル追従型サーボ系をベースとした力制御系が,環境面から離れた状態で等速な接近動作を,衝突後に安定な力制御動作が実現できることを示した.さらに,角度ゲインを変えることにより接近速度の調整が可能であることを示した.また,この制御方策の力追従特性の向上を目的とした評価関数を導入し,角度ゲイン決定法を提案し,接触後の力追従特性に最適性を与えていることを示した.さらに,センサの節約の観点から,アームのたわみ検出用ひずみセンサを必要とせず,これまでと同等な制御性能が得られる制御方策を提案した.2.ベルトコンベヤなどによる移動物体に対する接触動作のための制御方策の提案1.で考察された結果を,移動物体への接触動作に拡張した.ここでは,移動物体に対する相対速度の推定値を得るためにレーザ距離センサを用いた.この推定値を用いた,スムーズに力制御動作へ移行する最適接近速度の計算法を提案した.接触後の力追従特性に最適性を与えることを検証実験により示した.3.検証実験のための2リンクフレキシブルマニビュレータシステムの構築現有の1リンクフレキシブルアームに対し,第2リンクとして剛体アームを取り付け,その先端にレーザ距離センサと力センサを取り付けた.これにより,センサの姿勢制御が可能となった.弾性マニピュレータによる環境面に接触するまでの接近制御から力制御への一連の動作において,スムーズな移行を実現する制御方法を考えた。まず,1リンクフレシキブルアームに対し,接触時に制御系の切り替えを行う方法と行わない方法を提案し,検証実験を行った.そして,レーザ距離センサを用いた接近/接触状態の把握を持つ自律的な制御方法として,前述の2つの制御方法の適用について検討した.さらに,レーザ距離センサを用いるためには環境面に対する姿勢制御が必要であり,2リンク弾性マニピュレータの製作を行った.以下に,実験により得られた知見をまとめる.1.衝突時にアームの弾性振動が励起され力の応答に影響を与えるため,振動抑制を含む力制御を提案し,このときの最適接近速度の計算を行った.これを適用するとき衝突力の緩和,スムーズな移行が可能である.2.接触状態のモデルに対しモデル追従型力サーボ系を設計し,歪みフィードバックを追加することにより,この制御系が環境面から離れた状態において,等速な接近動作を実現する.さらに,接近速度補償を追加したとき,前述の特徴を保ちながら接近速度の調整が可能である.また,この手法の拡張として,最適接近速度の考え方に基づき,接触過程を考慮した最適な力制御方策が有効である.3.制御系の切り替えは弾性振動を励起する恐れがあり,切り替えを行わない方法が優位である.制御系の切り替えは弾性アームにおいて好ましくないものと考える.また,本制御手法にレーザ距離センサを用いることにより,移動する環境面に対しても接近制御から力制御への自律的移行が可能であることを検討した.平成10年度では,2リンクマニピュレータにて検証実験を行う.弾性マニビュレータによる環境面への接近動作から力制御動作までの接触動作において,レーザ距離センサによる接近/接触状態の把握を持つ自律的な制御方策の提案を念頭に起き,以下について実施した.1.固定された環境面に対する接触動作のための制御方策の提案制御構造や実装の簡略化という立場から,衝突時に制御則の切り換えを要しない制御方策を提案した.そこでは,モデル追従型サーボ系をベースとした力制御系が,環境面から離れた状態で等速な接近動作を,衝突後に安定な力制御動作が実現できることを示した.さらに,角度ゲインを変えることにより接近速度の調整が可能であることを示した.また,この制御方策の力追従特性の向上を目的とした評価関数を導入し,角度ゲイン決定法を提案し,接触後の力追従特性に最適性を与えていることを示した.さらに,センサの節約の観点から,アームのたわみ検出用ひずみセンサを必要とせず,これまでと同等な制御性能が得られる制御方策を提案した.2.ベルトコンベヤなどによる移動物体に対する接触動作のための制御方策の提案1.で考察された結果を,移動物体への接触動作に拡張した.ここでは,移動物体に対する相対速度の推定値を得るためにレーザ距離センサを用いた.この推定値を用いた,スムーズに力制御動作へ移行する最適接近速度の計算法を提案した.接触後の力追従特性に最適性を与えることを検証実験により示した.3.検証実験のための2リンクフレキシブルマニビュレータシステムの構築現有の1リンクフレキシブルアームに対し,第2リンクとして剛体アームを取り付け,その先端にレーザ距離センサと力センサを取り付けた.これにより,センサの姿勢制御が可能となった.
メチル化診断チップによる肺癌の分子診断法の確立と発癌リスク評価

繊維型DNAチップにメチル化特異的プローブを搭載した「メチル化診断チップ」を作成し、肺癌手術検体のDNAを用いて4遺伝子のCpG領域のメチル化率を定量的に解析した。RUNX3遺伝子では扁平上皮癌よりも腺癌の癌部でメチル化率が有意に高く癌特異性が認められた。再発死亡例では癌部のメチル化率が高い結果であった。「メチル化診断チップ」を用いた肺癌のメチル化率の検索により予後不良群の同定が可能と考えられた。1.肺癌組織におけるメチル化診断チップの実験用プライマーの作製メチル化診断チップGenoPal^<TM>(三菱レーヨン)注入用のプローブ、Cy5標識プライマー、リン酸化標識プライマー作製を行った。癌抑制遺伝子・癌関連遺伝子のプローブを作成し、同遺伝子のコントロール検体のmultiplex PCR産物から得られた検量線を求め、最適なプローブかどうかを検討した。その結果、RUNX3遺伝子を評価可能な癌抑制遺伝子と判断した。2.メチル化診断チップGenoPal^<TM>を用いた肺癌手術検体のメチル化解析RUNX3遺伝子のプローブを注入したメチル化診断チップGenoPal^<TM>を用いてメチル化解析を行い、肺癌手術検体の臨床病理学的事項を検討した。対象:肺癌手術例50例(腺癌25例、扁平上皮癌25例)とその対応する非腫瘍組織において、RUNX3遺伝子プロモーター領域近傍のメチル化をメチル化診断チップGemoPal^<TM>を用いて定量的に解析した。方法:手術検体からDNAを抽出、Bisulfite処理をしたものをPCRにて増複した。PCR産物を生成、strandase処理を行い、メチル化チップに搭載したプローベとハイブリダイゼーションさせ、検出、解析した。解析はstandization curveからメチル化率を算出した。結果: RUNX3遺伝子のメチル化率において、腺癌の癌部では0-78.40%(平均20.26%)、非癌部では0-54.80%(平均7.36%)、扁平上皮癌の癌部では0-33.70%(平均6.22%)、非癌部では0-92.50%(平均9.54%)であった。結論: RUNX3遺伝子は扁平上皮癌よりも腺癌の癌部でメチル化率が有意に高く(p<0.03)、いずれの非癌部組織よりも高く、癌特異性があると考えられた。1.メチル化診断チップの定量性評価組織型別では、腺癌の癌部のメチル化率は0-57.71%(平均8.50%)、非癌部では0-12.29%(平均2.44%)と癌部で有意に高い結果であった(p<0.01)。2.メチル化パターンと臨床病理学的因子の検討RUNX3遺伝子のメチル化率を再発死亡例(N=23)、生存例(N=73)に分けて比較検討した。同一検体の非癌部のメチル化率は2.57±0.41%であった。再発死亡例では16.49±3.47%、生存例では5.54±0.95%で、有意に再発死亡例で癌部におけるメチル化率が高い結果であった(p<0.01)。この結果から、病理病期I期の群において癌部のメチル化率を定量的に調べることにより、予後不良群を同定でき、治療法の計画を変え、肺癌全体の予後を改善させる可能性が考えられた。
アジア言語における地域性と普遍的認知意味構造

本研究では、系統を異にするアジア諸語の語彙や文法構造の分析的な検討を通して、その地域的な類似性と差異、普遍的な認知意味構造を多量のテキストデータをそのために特化して開発した解析用計算モデルによって記述する。まず、1.言語類型論、比較語彙論的なこれまでの検討で蓄積した知見を整理し、それに基づいて、2.日本語や韓国語の電子テキスト及び南インド諸語のテキストデータから機械可読的なタグ付コーパスを構築する。語彙・文法構造を捉えるための解析ソフトウェアを開発し、対象とする多量のテキストデータから、系統的に異なる言語が地域的な接触によって語彙・文法の共有する状況、系統的、地理的に隔絶していながら東アジア・南アジアで類似の文法表現が発達するなど、ヒト言語に普遍的な認知構造を抽出する。なお、このような多量のデータからの結論を裏付けるために、近年、われわれが脳科学研究者らとの共同研究で手がけている機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)による母語の異なる話者の文法現象の脳内表象観測データを用いて、実験的に現象の地域性と普遍性を裏付ける。複雑に言語の系統が入り組んだ東アジアおよび南アジアの言語を研究する過程でアジア言語の語彙、意味構造に現れる地域性と人間の脳から生成される言語表現である故の普遍的認知意味構造の関係について研究を進めた。本研究は、われわれがこれまで共同または単独で行ってきた、比較語彙、認知意味、文法化現象、言語間借用、コーパス解析技術、自然言語処理などにおける言語の対照研究の分析を学際的な方法論を用いて拡充させることにより、語彙・文法構造の言語普遍的側面と言語個別的側面を体系的に捉えようとしたものである。本年度は、研究開始初年度の仕事として、研究代表者(佐藤)は、機械可読的コーパスの仕様作成とユーザフレンドリーなシステムインターフエースの設計を行った。特に大量コーパスのタギングの自動化のためのシステム設計を行い、コーパス開発を開始した。研究分担者(堀江)とのこれまでの科研費等での共同研究で行った日韓語の時間、空間表現に関する文法現象の考察と分析を行った。この成果を韓国語、ベトナム語、インド諸言語のデータの整理をして、研究分担者(山下、堀江)の分析に供する準備を行った。研究分担者(山下)は、比較語彙の調査結果を踏まえて、文法構造データを収集し、認知言語学的な観点から分析した。さらに、研究分担者(堀江)は、すでに日韓比較の文法現象の分析をすでに日本と韓国で頒布されているCD-ROMデータなどを用いて文法構造を認知言語学的な観点から分析して、そのデータベース作成のための基礎調査を行った。この蓄積に基づいて、来年度、再来年度は、日韓比較語彙一般、中国語起源の語彙の日韓比較、文法構造の比較などの大量データコーパス作成に向けて、認知言語学的な観点から分析する。その結果を、コーパス作成に生かし、差異・類似性データベースに反映させる計画である。本年度は、研究開始2年目の仕事として、研究代表者(佐藤)は、機械可読的コーパスの仕様作成とユーザフレンドリーなシステムインターフェースの設計を継続した。特に大量コーパスのタギングの自動化のためのシステム設計を行い、コーパスの開発を行った。研究分担者(堀江)とのこれまでの科研費等での共同研究で行った日韓語の時間、空間表現に関する文法現象のモデルを構築した。さらに、研究分担者(堀江)は、すでに日韓比較の文法現象の分析をすでに日本と韓国で頒布されているCD-ROMデータなどを用いて文法構造を認知言語学的な観点から分析して、そのデータベース作成のための基礎調査を継続してきた。

以上の蓄積に基づいて、来年度は、日韓比較語彙一般、中国語起源の語彙の日韓比較、文法構造の比較などの大量データコーパス作成に向けて、認知言語学的な観点から分析をさらに深める。コーパス構築は、これまでの分析結果を反映させた系統性と新規性の高いものとなる。本年度は、研究最終年度の仕事として、研究代表者(佐藤)は、機械可読的コーパスの仕様作成とユーザフレンドリーなシステムインターフェースの設計を完了した。特に大量コーパスのタギングの自動化のためのシステム設計を行い、システム開発を行った。一方、研究分担者(堀江)とのこれまでの科研費等での共同研究で行った日韓語の時間、空間表現に関する文法現象のモデルを構築した。この成果を韓国語、ベトナム語、インド諸言語のデータの整理をして、研究分担者(山下、堀江)の分析に供した。研究分担者(山下)は、比較語彙の調査結果を踏まえて、文法構造データを収集し、認知言語学的な観点から分析した。さらに、研究分担者(堀江)は、すでに日韓比較の文法現象の分析をすでに日本と韓国で頒布されているCD-ROMデータなどを用いて文法構造を認知言語学的な観点から分析して、そのデータベース作成のための基礎調査をまとめた。以上の研究まとめに基づいて、日韓比較語彙一般、中国語起源の語彙の日韓比較、文法構造の比較などの大量データコーパス作成を行った。このコーパス構築は、これまでの分析結果を反映させた系統性と新規性の高いものである。なお、このような多量のデータの特性を裏付けるために、われわれが脳科学研究者らとの共同研究で手がけてきた機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)による母語の異なる話者の文法現象の脳内表象観測データを用いた実験を行い、現象の地域性と普遍性の傾向を示すことができた。
歯科材料の安全性試験法の基盤技術の開発とそのバリデーションによる試験体系の確立

I.臓器モデルの開発1)口腔上皮モデルを作成する目的でマウス口蓋上皮組織片からトリプシン処理により上皮細胞層を採取し、不活化したBalb 3T3細胞をフィーダー層として初代培養を行った。得られた上皮細胞の特性について経時的に組織学的検索を行った。2)骨芽細胞モデルを作成する目的でマウス頭頂骨からコラゲナーゼ処理により骨芽細胞を分離し初代培養を行った。継代2代細胞にSV40 large T antigenとneomycin耐性遺伝子からなるPMT1-neo遺伝子をリン酸沈澱法で遺伝子導入した培養細胞から高アルカリホスファターゼ(ALPase)活性の細胞を分離し継代培養し樹立細胞株を得た。本細胞は線維芽細胞株形態を有し、ディフュージョンチャンバー内に注入し、マウス腹腔に埋植したとき骨組織を形成した他、I型コラーゲン、オステオポンチン、オステオカルシン等のmRNAを発現しており、骨芽細胞の特性を有することが明らかとなった。II.口腔上皮モデル及び骨芽細胞モデルを用いた毒性試験1)本研究で得られた骨芽細胞モデルを用い骨を標的とする重金属であるCdCl_2及びPbEDTAを投与し、骨芽細胞の細胞周期回転及びmRNAの発現を指標に毒性を調べた。細胞周期回転に対してCdCl_2は主としてS期の進行を抑制し、PbEDTAはG_1期を遮断する作用を有すること、mRNAの発現に対してはCdCl_2はオステオポンチン、コラーゲンα(1)を抑制するが、PbEDTAはオステオポンチンのみ抑制することが明らかとなった。2)昨年度の研究計画のうち口腔上皮モデルを用いた毒性試験については実験継続中である。I.歯科材料の安全性試験基準の作成1)歯科材料の安全性試験の国際的規準であるISO TC 106、TC 194の急性毒性試験、変異原性試験、細胞毒性試験、感作性試験、埋植試験の各基準について調査した。TC 194はバイオマテリアル全体にわたる水平的基準であり、またTC 106 WC 2は歯科材料の垂直的基準であり、両者の試験法には不一致が認められた。2)以上の調査結果をもとに歯科材料の安全性試験基準案の作成を進め、歯科材料の分類に対応する試験項目の大網を作成した。II.臓器モデルの開発と毒性試験への応用1)ラット口蓋上皮組織片をトリプシン処理し、上皮細胞層を採取し、上皮細胞を培養する手抜を確立した。2)上皮性培養細胞JTC-12細胞を24ウェルプレートに培養したのち、ミリセルに移し、経上皮電気抵抗(TER)を測定してから、細胞毒化学物質(アミノグリコシド系抗生物質)を投与し、TERの測定、蛍光プローブの漏出量測定およびカルボキシフルオレシンとプロビジウムヨーデイトで二重染色した細胞の蛍光自動測定システム(本補助金で購入)による生死判定を行った。抗生物質投与によるTERの減少は蛍光色素の漏出量と平行し、細胞間の接合構造の破壊を意味したが、細胞は生存しており、上皮のTERの減少が細胞初期変化の指標となることが明かとなった。本年度の研究計画をほゞ完全に実施できた。
脳波と心拍からみる「ことば」と「からだ」による伝承-日本の伝統芸能がもつ普遍性-

我が国の伝統芸能では、明治以来の西洋音楽が一般化された現在においても、それぞれの芸能には独自の楽譜が使用されて、リズムと旋律を「ことば」と「からだ」で記憶している。伝統芸能においては、まず、独自の「ことば」と「口唱歌(くちしょうが)」があり、演じる「からだ」と一体となって認知されつつ伝承されるのである。本研究では、「ことば」と「からだ」の伝承形態の普遍性について、大衆的な我が国の伝統楽器「和太鼓」を用いて音楽理解との関係を実験的に明らかにしようとした。「ことば」と「からだ」で学習する場合に、習得度の向上と演奏時の心拍数が音楽理解とどのように関係しているか、演奏者に心拍測定器を装置してもらって測定した。課題曲Aは、熟達者と初心者の学習時から本番までの心拍数の変移を記録した。その後、課題曲Bでは課題曲Aと同様に素人で経験数の差のある奏者の学習時を心拍測定器で計った。課題曲Bでは、演奏した音楽の聴取時に脳波測定を行って記録した。同時に、課題曲Bの編曲を聴取してもらい、二通りの音楽認知を調べ、あわせて、課題曲を全く練習していない人の聴取時の脳波を測定した。心拍については、課題曲Aでは熟達者と初心者の学習過程による心拍数の変移を追うことで、熟達者の心拍数が初心者の心拍数へ合わす傾向が見られて、最終的にほぼ一致した。課題曲Bにおいては、演奏経験年数の違う被験者の心拍数の差は縮まったが、課題曲Aのようにほぼ一致することはなかった。このことから、和太鼓音楽の演奏レベル向上は、「ことば」と「からだ」で学習する過程で進み、合奏としての音楽のまとまりが合奏としての完成度へ近づくことが明らかになった。音楽理解と心拍との関係が示唆された。脳波については、課題曲Bの聴取時の分析には熟達者と太鼓未経験の被験者を加えた。その結果、アルファ波とベータ波、交感神経と副交感神経については、演奏経験の差異と経験の有無での検討は、千差万別で明確な差異は見られなかった。しかし、和太鼓という楽器の特性であろうと推測できる聴取時のリラックス状態は高い傾向が認められた。我が国の音楽(邦楽)は西洋音楽のように共通した音符による楽譜を用いず、各邦楽の世界ごとにそれぞれ独自の口唱歌(くちしょうが)を中心に利用されている。2年継続研究の初年度は、我が国の伝統楽器である和太鼓音楽を取りあげ、口唱歌で学ぶ伝統的な学習を始めた初心者と熟練者を対象に、音楽認知の差異を聴取時と(:脳波)と演奏時(:心拍数)について、それぞれ、頭と胸のそれぞれ左右に電極を貼り付けて調査した。調査結果1.課題曲Aを習得している経験者(5年)1人と、初心者2人の聴取時における脳波の比較をした。その結果、口唱歌で習得した経験者は右脳より左脳でα波が増大したのに比べて、初心者の2人は共通して右脳においてはβ波の増よりα波の増が大きく、左脳ではβ波の方の増が大きかった。

経験者は左右の脳波平均でβ波よりα波が高いが、初心者の左脳はβ波が高く右脳はα波が高かった。2.課題曲Aの演奏時における心拍数について熟練者(10年)と初心者2人づつの比較をした。その結果、熟練者には個人差はあるが演奏時の経過時間での心拍数の波形には共通したパターンがみられるのに比べ、初心者は複雑なリズムフレーズでは二人二様のパターンになった。結果からの考察本調査の楽器素材を和太鼓としたことで、リズム音楽の習得時に「ことば」と「からだ」の関係で音楽知覚が進むことを予測していた。1の結果では音楽の流れを経験者は寛いで聴取しているのに比べ、初心者はリズムを考えながら聴取していると推測できる。2の結果からは、熟練者は音楽全体を把握しており、初心者は全体を覚えてない不安感がデータに表れたと考えられる。我が国の伝統芸能では、明治以来の西洋音楽が一般化された現在においても、リズムと旋律を「ことば」と「からだ」で記憶し、それぞれの芸能には独自の楽譜が使用されている。伝統芸能においては独自の「ことば」は、口唱歌(くちしょうが)であり、演じる「からだ」と一体となって認知されつつ伝承される。本研究では、「ことば」と「からだ」の伝承形態の普遍性について、大衆的な伝統楽器の和太鼓を使用して音楽理解との関係を実験的に明らかにしようとした。「ことば」と「からだ」で学習する場合に、習得度の向上と演奏時の心拍数が音楽理解とどのように関係しているか、演奏者に心拍計測器を装置してもらい、課題曲Aの練習時から本番までの心拍数の変移を記録した。その後、素人6人の奏者が演奏する課題曲Bについて心拍の計測と聴き取りを脳波で記録することで、演奏者自身の音楽習得による音楽認知を調べた。さらに、学習した課題曲AとBの編曲を聴取した場合、さらに、課題曲を全く学習していない被験者の脳波を比較検討した。心拍については、課題曲Aを初心者と熟達者の2人を対象に、初心者の学習過程による心拍を計測し、熟達者と比較検討した。その結果、最終的には練習を重ねることで初心者の心拍数は熟達者に近づいた。課題曲Bでは、課題曲が完成するにしたがって、心拍数の差は演奏経験年数の違う6人の差は小さくなった。このことから音楽の演奏レベル向上による「ことば」と「からだ」の習得度は合奏という演奏形式を通して、音楽理解は心拍との関係があることを示唆できた。脳波については、課題曲Bの聴取時の分析には、比較データのために2名の熟達者と演奏経験の無い8人を入れた。その結果、アルファ波とベータ波、交感神経と副交感神経については、演奏経験の差異と未経験者の差異は千差万別で明確な差異はなかった。しかし、和太鼓楽器の特性と推測できる聴取時のリラックス状態は高い傾向が認められた。
沖縄産海洋生物由来の骨代謝調節分子の探索と作用機序の解明

沖縄県浦添市の海岸で採集した海洋ラン藻Okeania sp.からypaoamide B, Cを単離し、それぞれの化学構造式を明らかにした。得られた化合物のうち、ypaoamide Cは破骨細胞分化を抑制する傾向があることが示唆された。また紅藻ミナミソゾLaurencia nidificaから単離した既知化合物であるaplysinには、骨芽細胞の初期の分化マーカーであるアルカリホスファターゼ活性の上昇が認められたが、石灰化は促進しないことが明らかになった。これまでに沖縄県浦添市付近の海岸で採集した未同定海洋シアノバクテリアから、破骨細胞の分化を阻害する化合物を単離しているが、得られた化合物が微量であり詳細な化学構造式が未決定であった。予備調査の結果から、この化合物を含む未同定海洋シアノバクテリアは沖縄県恩納村付近の海岸で4月12月頃発生することが明らかとなっている。そこで2015年6月8月にかけて沖縄県恩納村付近の海岸で採集した未同定海洋シアノバクテリアから破骨細胞の分化を阻害する化合物を探索したところ、新規化合物okeaniamideを単離し、各種スペクトル解析、分解、誘導反応により化学構造式を明らかにした。またokeaniamideの新規類縁体であるchlorookeaniamideも同時に単離したが、chlorookeaniamideは破骨細胞の分化阻害活性を示さないことが明らかとなった。骨芽細胞に作用する低分子化合物については、約160種類の海洋生物の抽出物から骨芽細胞の分化を促進する低分子化合物を探索した。その結果、沖縄県浦添市付近の海岸で採集した未同定海洋シアノバクテリアから、骨芽細胞の初期分化マーカー酵素であるアルカリ性ホスファターゼ(ALP)活性を上昇させる化合物を単離した。さらに沖縄県糸満市付近の海岸で採集した海洋シアノバクテリアOkeania sp.から新規環状デプシペプチドodoamideとodobromoamideを単離した。得られた化合物については骨芽細胞、破骨細胞に対する作用は確認していないが、腫瘍細胞に対して強い増殖阻害を示す事が明らかとなった。骨代謝を調節する低分子化合物の探索において、破骨細胞を標的とした化合物の探索では、予定通り沖縄県恩納村付近の海岸で海洋シアノバクテリアを採集することが出来た。また、採集した海洋シアノバクテリアから破骨細胞の機能を阻害する化合物を単離し、その化学構造を明らかにした。骨芽細胞を標的とした化合物の探索においては、沖縄県浦添市付近の海岸で採集した海洋シアノバクテリアからALP活性を上昇させる化合物を単離している。得られた化合物が微量であり、詳細な化学構造は未決定であるが、精密質量測定及び各種スペクトル解析の結果から新規化合物と推定している。さらに骨代謝を調整する低分子化合物の探索過程において、海洋シアノバクテリアOkeania sp.から2種類の新規環状デプシペプチドを得ている。沖縄県浦添市付近の海岸、沖縄県本部町付近の海岸で採集した海洋シアノバクテリアの抽出物が骨芽細胞の初期分化マーカー酵素であるアルカリ性ホスファターゼ(ALP)活性を上昇させることが明らかとなった。浦添市付近の海岸で採集した海洋シアノバクテリアの抽出物について、骨芽細胞のALP活性を指標にして骨芽細胞分化促進物質を分離、精製したところ、新規マクロライド配糖体を単離し、各種スペクトル解析と誘導反応により化学構造式を明らかにした。次に得られた化合物が石灰化を促進するか検討した。石灰化の判定には、カルシウム塩を染色するアリザリンレッドS溶液を用いた。その結果、骨芽細胞の分化促進実験とは異なり、得られた化合物にはアリザリンレッドS染色の増加が認められなかった。沖縄県本部町付近の海岸で採集した海洋シアノバクテリアについても同様の方法で骨芽細胞分化促進物質を分離、精製したところ、ALP活性を上昇させる化合物として、既に報告されているリポペプチドを単離した。次に得られ化合物が石灰化を促進するか検討したところ、骨芽細胞の分化促進実験と同様に、リポペプチドを処理した群ではアリザリンレッドS染色の増加が認められた。またこのシアノバクテリアからは、メチル基の立体化学が異なる類縁体も得られているが、この類縁体にはALP活性の上昇や、石灰化促進作用は認められなかった。その他にも紅藻からALP活性を上昇させる化合物としてpalisadin Aとluzonensolを単離したが、どちらの化合物も石灰化促進作用は認められなかった。骨芽細胞を標的とした化合物の探索においては、海洋シアノバクテリアからALP活性を上昇させるマクロライド配糖体とリポペプチドを得ている。その後の研究からマクロライド配糖体は石灰化を促進しないことが明らかになったが、リポペプチドは低濃度で石灰化促進効果が認められた。また紅藻からALP活性を上昇させる化合物としてpalisadin Aとluzonensolを単離した。以上のことから、本課題はおおむね順調に進展していると自己評価した。沖縄県国頭郡本部町付近の海岸で採集した海洋ラン藻抽出物にアルカリ性ホスファターゼ(ALP)活性を上昇させることが明らかになった。そこで、採集したラン藻抽出物について、分離・精製を進めたところ、既知のリポペプチドとその構造類縁体を単離した。ALP上昇活性について測定したところ、既知のリポペプチドについてはALP上昇活性が認められたが、その類縁体についてはALP上昇活性が認められなかった。次に得られたリポペプチドが石灰化を促進するか検討した。

石灰化の判定には、カルシウム塩を染色するアリザリンレッドS溶液を用いた。その結果、骨芽細胞の分化促進実験と同様にリポペプチドを処理した群はアリザリンレッドS染色の増加が認められた。そこで、合成したリポペプチドを用いてALP活性を測定したところ、合成したリポペプチドではALP活性の上昇や石灰化促進作用は認められなかった。この結果は、単離したリポペプチドに含まれる微量成分がALP活性の上昇や石灰化促進作用を示している可能性を示唆していることから、現在リポペプチドに含まれる微量成分の分離・精製を行っている。その他にも糸満市喜屋武付近の海岸から採集した海洋ラン藻から新規環状ペプチドを単離したが、ALP活性の上昇や石灰化促進作用は認められなかった。また同じく喜屋武付近の海岸から採集した海洋ラン藻から新規環状ペプチドを2種類単離したが、得られたそれぞれの化合物はALP活性の上昇や石灰化促進作用を示さず、強い細胞毒性を示すことが明らかとなった。沖縄県浦添市の海岸で採集した海洋ラン藻Okeania sp.からypaoamide B, Cを単離し、それぞれの化学構造式を明らかにした。得られた化合物のうち、ypaoamide Cは破骨細胞分化を抑制する傾向があることが示唆された。また紅藻ミナミソゾLaurencia nidificaから単離した既知化合物であるaplysinには、骨芽細胞の初期の分化マーカーであるアルカリホスファターゼ活性の上昇が認められたが、石灰化は促進しないことが明らかになった。Okeaniamideについては構造解析が終了したので、RANKL刺激により引き起こされるIKK/IkB/NF-kB経路やMAPKs (p38MAPK, JNK, ERK)経路の活性化とマスター転写因子として重要視されるNFATc1とその上流にあるとされるc-Fosの発現量に対する効果を検討する。またALP活性を上昇させる化合物については、構造解析のために必要な海洋シアノバクテリアを確保する。次に採集した海洋シアノバクテリアから化合物を単離・精製し、各種スペクトル解析により化学構造式を明らかにする。得られた化合物については、骨芽細胞の初期分化だけでなく後期分化にも影響するか確認するため、成熟骨芽細胞の分化マーカーであるオステオカルシンを測定し、骨芽細胞による石灰化を評価する予定である。odoamideとodobromoamideについては骨芽細胞、破骨細胞に対する作用を確認する。沖縄県浦添市付近の海岸で採集した海洋シアノバクテリアからはALP活性を上昇させる新規マクロライド配糖体を単離しているが、3種類の類縁体も同時に単離している。得られた化合物については、その化学構造式を明らかにし、詳細な薬理活性を評価する事で、構造活性相関に関する知見を得る。リポペプチドについては、石灰化を促進する事が明らかになっているので、骨芽細胞の後期分化に影響するかを検討するため、骨芽細胞分化の後期に発現される骨基質タンパク質の一つであるオステオカルシンの発現量を測定する。また、海洋生物に含まれる骨代謝調節物質の探索については、これまでと同様に探索研究を進める。