hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
配糖化タンパクの収束的かつ自在な供給法開発による化学生物学的研究の堅固な基盤構築

翻訳後にさまざまな修飾を受けた糖タンパクなどの多様な修飾タンパクを化学的に純物質として合成するための収束的手法の開発を行った.まず,修飾の足掛かりとしてチオカルボン酸を有するオリゴペプチドの合成法として,新たなチオカルボン酸前駆体を開発し,オリゴペプチド合成に適用した.また,その開発の過程で,アスパラギン部位で結合を形成する新規ライゲーション反応を開発した.さらに,チオカルボン酸を足掛かりとした新規アミド合成反応として,アミノ酸の炭酸無水物を活用した手法を見出した.修飾タンパクの構造や動態の変化を分子レベルで深く理解するため,純物質として十分量の修飾,未修飾,あるいは天然,非天然のタンパク質を自由自在に供給する基盤技術が必要である.そこで,本研究課題では,収束的なタンパク質の化学合成法の開発を行った.戦略の中心に据えたのは,ペプチドの合成後修飾の足掛かりとなる側鎖チオカルボン酸を構築する技術の開発と,そのチオカルボン酸の官能基選択的変換反応の開発である.当初,非対称チオカルボン酸無水物を経てシステインーチオアスパラギン酸間の結合を形成する反応を検討したが,側鎖チオカルボン酸を安定に供給するのは困難であったため,C-末端アシルアジドとN-末端のgamma-チオアスパラギン酸の脱窒素および脱硫を伴うイミン形成反応と,続く一級アミンへのアシル転移によるカップリング反応とした.一方,バックアップ戦略により,側鎖にチオカルボン酸を有するペプチドの合成を行った.その際,チオカルボン酸前駆体として,フェナシル-,メチルフェナシル-,ジメチルフェナシル-,ビスフェナシルチオエステルを検討し,メチルフェナシルチオエステルが前駆体の安定性及びチオカルボン酸への可変性に最も優れていることを見出した.近年,開発報告数が伸びているチオカルボン酸前駆体のなかでも,汎用のペプチド保護基との直交性において有用性および信頼性の高い前駆体である.一方,チオカルボン酸を足掛かりとしてグリコシルエステル結合型のペプチドの修飾を行う新手法として,単純なチオカルボン酸を有するモデル基質を用いたグリコシル化反応を検討したが,現在までに修飾ペプチド合成に耐えうる高効率な反応条件を見出すに至っていない.しかし,これらの検討の過程で,修飾タンパク合成に向けいっそう有望で,かつ,簡便なペプチド合成法を見出した.これに基づき,従来に類例のない戦略としてペプチド合成を行っているところである.翻訳後にさまざまな修飾を受けた糖タンパクなどの多様な修飾タンパクを化学的に純物質として合成するための収束的手法の開発を行った.まず,修飾の足掛かりとしてチオカルボン酸を有するオリゴペプチドの合成法として,新たなチオカルボン酸前駆体を開発し,オリゴペプチド合成に適用した.また,その開発の過程で,アスパラギン部位で結合を形成する新規ライゲーション反応を開発した.さらに,チオカルボン酸を足掛かりとした新規アミド合成反応として,アミノ酸の炭酸無水物を活用した手法を見出した.修飾タンパクの収束的化学合成に向けて,新反応の開発を行った.まず,重要な合成中間体である側鎖にチオカルボン酸を有するペプチドの合成法開発に先立ち,高分子量のポリペプチド合成法として,C-末端アシルアジドとN-末端のgamma-チオアスパラギン酸の脱窒素および脱硫を伴うイミン形成反応と,続く一級アミンへのアシル転移によるカップリング反応を開発し論文発表した.アシル転移によるカップリング反応は,近年,ネイティヴケミカルライゲーション(NCL)法として高分子量ペプチドの合成に広く用いられているが,アスパラギン酸残基に適用した例はなく,本手法はシステインーアスパラギン間の天然型結合を収束的に形成する新しい方法論となった.しかし,本研究課題が目標のひとつに据える,非対称チオカルボン酸無水物を経てシステインーチオアスパラギン酸間の結合を形成する反応の完成には未だ至っておらず,さらなる検討が必要である.現在は,上述の収束的チオカルボン酸合成法の検討に加え,バックアップ戦略による側鎖にチオカルボン酸を有するペプチドの合成も検討中である.すなわち,ペプチド合成に広く用いられているBoc基-TFAの化学に基づく固相合成法と両立するチオカルボン酸前駆体をgamma-位に有するアスパラギン酸を用いて,ペプチド鎖伸長を行う逐次的戦略により合成を行っている.側鎖チオカルボン酸の前駆体として,脱Bocや脱Fmocと直交する条件で脱保護可能なチオエステルを開発した.また,25年度実施予定の反応開発を前倒しして行った.チオカルボン酸を足掛かりとしてグリコシルエステル結合型のペプチドの修飾を行う新手法として,単純なチオカルボン酸を有するモデル基質を用いたグリコシル化反応の開発を行っている.現在までに糖供与体の候補として種々の基質の合成を達成しており,反応条件の探索を行っている.本研究課題は24年度で達成予定のI.側鎖にチオカルボン酸を有するペプチドの合成法の開発および25年度で達成予定のII.先述のチオカルボン酸を足掛かりとしたペプチドの修飾法の開発の2つの主要な反応開発で構成されている.Iについては,最初に選択した挑戦的戦略では達成に思いのほか時間を要することが示唆されたので,現有のデータで一旦まとめて論文化するとともに,より確実性あるバックアップ戦略に変更した.その結果,目標達成までもう数か月の猶予が必要である.

一方で,IIについては,検討に用いる基質を単純化したモデル実験を用いることで,計画を前倒しし予定よりも早く反応開発に着手でき,早くも多くの知見を得ている.総じて,本研究課題は順調に進行していると言える.側鎖にチオカルボン酸を有するペプチドの合成法の開発においては,ペプチド合成に広く用いられているBoc基-TFAの化学に基づく固相合成法と両立する新規のチオカルボン酸前駆体を用いることで,逐次的戦略により達成できる目処がついており,手法の有用性を示すデータを整えて発表する.すなわち,申請者は既に,要件を満たすチオカルボン酸前駆体として,alpha-メチルフェナシル(Mpa)チオエステルを開発しており,この戦略により数十量体のオリゴペプチドの合成が可能であることを示す.一方,チオカルボン酸を足掛かりとしたグリコシルアミド,さらにはエステルによるペプチドの修飾法の開発においては,既に合成が完了している種々の糖供与体(脱離基として種々のフェノキシ基を有するグリコシルカーボナートなど)を用いて,種々のモデルチオカルボン酸で求核置換し,混合チオカルボン酸ー炭酸無水物と続く酸化硫化炭素を経てグリコシルエステルを得る反応条件を探索し,最適化を行う.もし,ここで開発するエステル化反応等の修飾反応の効率が十分に上がらない場合のバックアップ戦略として,適切にアスパラギン酸側鎖が脱保護可能なペプチドを合成し,ADP-リボース部分と縮合する戦略をバックアッププランとする.アノマー位の立体を制御することは困難であるが,両アノマーを分取できる条件の探索に時間とコストを割くことで,修飾タンパクの合成が可能であると期待できる.次年度の使用額は,今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり,平成25年度請求額と合わせ,平成25年度の研究遂行に使用する予定である.
ヘルパーT細胞におけるアクチビンの発現調節と機能

アクチビンは、細胞の増殖・分化などの調節に働く多機能因子である。我々は、免疫担当細胞におけるアクチビンの作用に着目し、ヘルパーT細胞におけるアクチビン産生とその機能についての研究を進めた結果、アクチビンAは液性免疫に重要な役割を果たすタイプ2ヘルパーT細胞(Th2)の活性化にともなって特異的に産生される事が示された。この結果は、アクチビンAがアレルギーや抗体産生などのTh2が引き起こす免疫応答に重要な役割を果たしている可能性を示唆するものである。我々は、Th2が産生するアクチビンAのマクロファージに対する作用について検討した。マクロファージは、自然免疫と獲得免疫の双方に重要な免疫担当細胞である。近年、ヘルパーT細胞がタイプ1(Th1)とタイプ2(Th2)に分類されるのと同様に、マクロファージも機能的に異なる二種類のタイプ(M-1およびM-2)に分化する事が知られる様になって来た。我々は、アクチビンAがマクロファージの分化に働く可能性を検討した。先ず、IFN-γが誘導するマウス腹腔内マクロファージおよびマクロファージ様細胞株RAW264.7細胞のNO^2-産生に対するアクチビンAの効果を検討した。他の代表的なTh2サイトカインと同様、アクチビンAはIFN-γが誘導するNO^2-の生産を抑制する事が明らかとなった。M-2マクロファージのマーカーであるarginase-1のmRNA発現は、アクチビンAによって上昇した。一方、IFN-γによって誘導されるM-1マクロファージのマーカーであるiNOSのmRNA発現は、アクチビンAによって阻害された。これらの結果から、アクチビンAはマクロファージのM-2への機能的分化に働くTh2サイトカインである事が明らかとなった。先ず、IFN-γが誘導するマウス腹腔内マクロファージおよびマクロファージ様細胞株RAW264.7細胞のNO2-産生に対するアクチビンAの効果を検討した。他の代表的なTh2サイトカインと同様、アクチビンAはIFN-γが誘導するNO2-の産生を抑制する事が明らかとなった。マウス脾臓

B細胞におけるアクチビンおよびその関連遺伝子の発現と、免疫応答にともなうその変化について検討した。マウス脾臓B細胞はアクチビンおよびアクチビン結合タンパク質であるフォリスタチンのmRNAを発現しており、これらの発現は、B細胞の活性化にともなって著しい変化を起こす事が明らかになった。LPSによってポリクローナルに活性化したB細胞は、アクチビン発現を増加させる一方、フォリスタチン発現は減少させた。B細胞の培養上清中のアクチビン活性も、LPS刺激によって上昇した。これらの結果は、B細胞は活性化にともない、アクチビンの産生を増加させると共に、その活性を阻害するフォリスタチンの産生を減少させる事により、正味のアクチビン活性を増加させている事を示唆している。この事は、免疫処置を施したマウスでは、未処置のマウスに比して、B細胞のアクチビン発現が高く、フォリスタチン発現が低かった事からも支持された。さらに、B細胞は、アクチビン受容体のmRNAも発現しており、この発現はB細胞のin vitroおよびin vivoでの活性化によって減少する事が明らかとなった。B細胞はアクチビンの産生源であると共に、その標的である可能性が強く示唆された。単離したナイーブB細胞を、LPS添加に先立ってActivin Aで刺激すると、LPSによって誘導される細胞増殖やIgGの産生が有意に増強される事が示された。これらの結果から、Activin Aは、B細胞の活性化にともなって産生され、B細胞の増殖や抗体産生を通じて液性免疫に重要な役割を果たすサイトカインである事が示唆された。
ウクライナ動乱の総合的研究

全ての年度においてキエフのみならず、ドネツク、ハルキウ、ドニプロ、クリミアなどで調査を行い、地域の視点から動乱を研究した。ICCEES, ASEEESなど国際学会でウクライナ動乱についてのパネルを組織し、さらに業績をDemokratizatsiya, Russian Politicsなど欧米査読誌・諸媒体に発表した。委託研究でウクライナ・エリートの伝記を収集。研究開始時の課題のうち、ヤヌコヴィチ体制の急激な崩壊理由、内戦の経過、クリミアタタールの動向、新旧非承認国家の比較、残部ウクライナの内政については相当の成果を上げた。やや不十分だったのは、ソ連の民族連邦制に対する批判言説の分析である。2015年11月14日、2016年2月7日に慶応大学三田キャンパスで研究打ち合わせ会議、研究会を行った。第1回では松里と廣瀬がクリミアと東部ウクライナで夏季に行った調査に基づき報告した。第2回では大串がウクライナ危機がロシアの政治体制にもたらした影響について、長縄がクリミア・タタールについて報告した。現地調査としては、8月に松里がクリミアと東部ウクライナで、9月に廣瀬がクリミアで、2ー3月に藤森がドンバスと東部ウクライナで現地調査を行った。昨年、「本年度の実施計画」に書いたように、分離地域の研究をすることが課題だったので、重要な前進があった。特に、藤森がウクライナ政府の許可を得て人民共和国領域に入ったのは重要である。日本以外の研究者は、政治的また安全上の理由から分離地域には入らない傾向があるので、今年の前進は日本のウクライナ研究の優位になりうる。委託研究としては、ウクライナ27州の知事および州議会議長(2002年以降)の伝記調査をキエフの研究者(戦略研究所「新しいウクライナ」職員)に委託し、年度中に5週の調査結果を受け取って支払いも済ませた。研究発表としては、ICCEES世界大会(幕張)において本部企画やパネルを組織した。情勢を反映してウクライナ関連の企画が多い世界大会であったが、本件急をそれを牽引した。また、2016年のASEEES(ワシントンDC)に向けて、本研究から2パネル提案した。研究成果を日本語論文集にするため、NHK出版と交渉を始め、第2回研究会にも来てもらった。概要に記載した通り、研究会、現地調査、委託研究、研究成果の国際的発表、日本語での出版準備のすべてにおいて計画通り進んでいる。「研究目的」では、研究の実証性、多面性、不偏不党性を掲げたが、おおむね、その趣旨に沿った活動が展開できた。2016年8月12日、北海道大学において、12月24日、東京大学において研究打ち合わせ及び研究会を行った。現地調査は、松里が8月27日から9月16日にかけてキエフ、オデッサ、マリウポリで、長縄が9月4-13日にクリミアで、大串が2017年2月9-20日にキエフで行った。松里の現地調査の結果の一部は、Demokratizatsiya 2017年4月号で公刊される。委託研究は、ウクライナのキエフ市、ドネツク州、ルハンスク州、ジトミル州、オデッサ州につき、エリートの伝記データが収集され、そのほか100名の中央政治家、高級官僚の伝記が収集された。クリミア・タタールのハッジ問題、捕虜虐待と欧州人権裁判所の関係など、全く新しい論点にも取り組み始めた。海外での研究発表は、2016年9月24-25日に上海華東師範大学で開催された第6回スラブ・ユーラシア研究東アジア・コンフェレンスにおいて、「ユーラシア地域大国(ロシア,中国,インド)の発展モデルの比較」(田畑伸一郎代表)との共催で1パネルを組織し、藤森が報告した。11月17-20日にワシントンDCで開催されたASEEES年次総会で2パネル(地方の視点からの動乱および研究方法論について)を組織し、松里と大串が報告した。そのほか、内外で活発に業績を発表した。研究期間終了後の論文集の刊行に向けて、NHK出版と協議を始めた。担当者は研究会にも参加している。メンバー5人のうち3人の現地調査、委託研究の進展など、動乱の開始後、政治化したウクライナ研究の実証的水準を高めるという最初の目標にかなった活動が展開されている。アメリカ、中国など海外開催の学会でパネルを組織し、研究成果の多くも海外で公刊されており、国際的に高く評価されている。最終年度である今年度においては、松里が、東部ウクライナのクラマトルスク、ドネツク、マリウポリで、大串がハルキフとドニプロで現地調査を行った。廣瀬は、滞在先のフィンランドおよびバルト3国においてハイブリッド戦争への対策が強化されていることを観察した。松里は、リトアニアで調査を行い、ロシアに対する警戒心が、ハンガリーのフィデスやポーランドの「法と正義」のようなポピュリズムがリトアニアに伝播することを防いでいる様子を観察した。そのほか廣瀬と藤森は、ウクライナ危機が、沿ドニエストルなど非承認国家に対するロシアの政策に及ぼす影響を研究した。大串と廣瀬は、いずれもヘルシンキ大学のアレクサンテリ研究所で在外研究を行い、滞在先の各種セミナーを報告した。大串は、タラス・クジオ、ピーター・ラトランドなどを招聘して国際コンフェレンスを組織した。ウクライナ州エリートおよび中央の政治家・官僚の伝記の委託調査をさらに推進し、キロヴォグラード州、フメリニツカ州などについて新たな情報を得た。さらに、伝記調査の結果をインターネット上で公開すべく、業者と相談を開始した。

シカゴで11月に開催されたASEEESの年次大会でウクライナ政治に関するパネルを組織し、松里がクラマトルスクとマリウポリの市政の比較について、大串はハルキフ州など州レベルの野党ブロック党について報告した。松里は、そのペーパーをもとに論文を執筆し、Nationalities Papersの査読を通過し(2019年公刊)、さらに短縮版をPONARSmemoとしてインターネット上で発表した。さらに、ケンブリッジで4月に開催されたBASEESの年次大会では、大串が、ロシアの2016年下院選挙について報告した。これは、ウクライナ問題がロシアのポピュリスト体制成立にいかに貢献したかを論点として含むものだった。全ての年度においてキエフのみならず、ドネツク、ハルキウ、ドニプロ、クリミアなどで調査を行い、地域の視点から動乱を研究した。ICCEES, ASEEESなど国際学会でウクライナ動乱についてのパネルを組織し、さらに業績をDemokratizatsiya, Russian Politicsなど欧米査読誌・諸媒体に発表した。委託研究でウクライナ・エリートの伝記を収集。研究開始時の課題のうち、ヤヌコヴィチ体制の急激な崩壊理由、内戦の経過、クリミアタタールの動向、新旧非承認国家の比較、残部ウクライナの内政については相当の成果を上げた。やや不十分だったのは、ソ連の民族連邦制に対する批判言説の分析である。研究会、現地調査、委託研究、研究成果の国際的発表、日本語での出版準備のすべてについて、バランスをとりながら、計画通り進める。委託研究が進むにつれ、謝金の支払いが多額になってゆくので、海外での調査、研究発表を圧縮する必要がある。ウクライナ検察庁がNHKを刑事訴追したように、ウクライナ政府は外国人をクリミアやドンバスに行かせない方針である。これが現状における最大の問題だが、我々にはどうしようもない。最終年度であるので、予算の限界を考慮しつつ、最大限の成果を挙げる。たとえば27リージョンすべてについてエリートの伝記を委託調査することは、すでに予算上難しくなっているので、次のプロジェクトへの引継ぎ等検討する。ウクライナ政府の妨害により人民共和国領域で現地調査できない状況があるので、スカイプインタビューなど代替措置をとる。研究発表が海外に偏っているので、日本語の論文集を必ず出すため努力する。29年度が最終年度であるため、記入しない。政治学29年度が最終年度であるため、記入しない。
魚類耳石の微量元素特性による履歴情報解析に関する研究

魚類耳石の微量元素特性による履歴情報解析の基礎研究に資するため、微量元素の耳石への取り込みに及ぼす環境要因、性成熟、成長率などの影響を調べ、併せて耳石へのCa輸送様式をin vitroで調べた。得られた結果の概要は次の通りである。1.環境水のSrやBaは濃度依存的にキンギョ耳石に取り込まれ、長期間安定的に残留した。しかしAlやFeでは濃度依存性は認められなかった。2.希釈海水で飼育したキンギョの耳石へのSrの取り込みは、環境水のSr濃度の絶対値ではなく、Sr/Ca比と相関が高かった。3.耳石のSr/Ca比は、飼育水温と正の相関を示し、性成熟雌では減少した。また石灰化速度が小さい耳石ほど比は高かった。4.ニジマス小嚢標本を用いた実験から、血液Caは細胞内輸送により小嚢膜を通過し、耳石側へ輸送されることが分かった。この場合、CaはCaチャネルを介して細胞内に流入し、Ca^<2+>-ATPaseおよびNa^+-Ca^<2+>交換体の作用により耳石側へくみ出された。以上の結果から、耳石に取り込まれた微量元素(Srなど)は長期間安定的に残留するので、履歴情報解析に利用可能なことが確認された。しかし耳石のSrは種々の要因により変わり得るので、データの解析には注意を要することも判明した。今後は、本研究で明らかになった耳石へのCa輸送様式を参考にして、微量元素がどのような過程をへて内耳に至り、耳石に取り込まれるのかを解明することが必要がある。魚類耳石の微量元素特性による履歴情報解析の基礎研究に資するために、種々の微量元素、特にSrの耳石への取り込みと環境要因(水温、Sr濃度、希釈海水等)の関係を調べ、合わせて性成熟の影響も調べた。1.環境水に添加したSrとBaは、濃度依存的にキンギョ耳石に取り込まれたが、AlとFeの取り込みについては、濃度依存性は認められなかった。また取り込まれたSrの代謝回転率は極めて小さく、180日後も減少することはなかった。2.環境水のSr濃度と血液または耳石のSr量は指数関数で表され、高濃度になる程取り込み率が減少した。3.淡水、1/9、1/6または1/3海水で飼育したキンギョ耳石のSr/Ca比は、環境水のSr濃度の絶対値ではなく、Sr/Ca比と相関が高かった。4.耳石のSr/Ca比は、飼育水温(10-24°C)と正の相関(r=0.65)を示し、海産魚で報告されている負の相関とは逆の関係であった。5.エストラジオール投与により、耳石へのSrの取り込みは減少した。以上の結果から、耳石に取り込まれた微量元素、特にSrは長期間安定的に残留するので、履歴情報の解析に利用できることが明らかになった。しかし複数の要因が取り込み代謝に影響を及ぼすので、フィルドで得られた耳石データの解析には注意を要することも判明した。魚類耳石の微量元素特性による履歴情報解析の基礎研究として、耳石のSr含有量と成長率の相関、耳石へのCa輸送様式などを調べ次の結果を得た。1.X線分析で調べたキンギョ耳石のSr/Ca比は、成長層に比べて成長停滞の結果形成される不連続層で大きかった。2.キンギョ耳石の成長率とSr含有量およびSr/Ca比は負の相関を示し、成長率の小さい耳石程これらの値は大きかった。3.ニジマスの耳石含有小襄を培養する手法により耳石へのCa輸送様式を調べた。

耳石へのCa輸送は細胞内経由で行われ、細胞への流入は受容体依存性のCaチャンネルを介して、また細胞内から耳石側へのCaくみ出しにはCa^<2+>-ATPaseとNa^+-K^+交換体が関与していることがわかった。4.Ca輸送が行われている小襄部位を特定するために、小襄膜を小孔に張りCa輸送量を測定した。輸送量は小襄の体軸面腹側部で最大であり、中央部で最小であった。以上のことから、耳石の石灰化速度の遅い時にSrが耳石に入り易いことおよび耳石へのCa輸送にはCaチャネル、Ca^<2+>-ATPaseなどが関与していることが明らかになった。今後は本研究で明らかになったCa輸送様式を参考にして、耳石の微量元素がどのような経路で耳石に至り、取り込まれるかを解明する必要がある。
対流圏界面変動をもたらす波動擾乱の動態と作用

中間規模波動の活動度の源に関する論文が、米国気象学会誌Monthly Weather Reviewに印刷公表された。中間規模波動の励起源として、総観規模波動の非線形過程に着目した解析を行った。ヨーロッパ中期予報センターの全球再解析データ(19791993年)および現業全球客観解析データ(19941999年)を用いて、準地衡ポテンシャル渦度の擾乱成分を記述する方程式の各項を評価した。ここで、中間規模波動の時間スケール以下の成分を擾乱、それ以外を背景場と定義した。この定義では、総観規模波動は背景場に含まれる。その結果、背景場の非線形相互作用で生成される擾乱成分の水平スケールは、中間規模波動のスケールと同程度(15002500km)のものが最も顕著であった。このようにして生成された擾乱が、背景場の準地衡ポテンシャル渦度勾配の局在する領域上で波を誘起し、この波が長時間持続することで、準地衡ポテンシャル渦度勾配勾配局在領域上に中間規模波動が遍在している状況になっていることが示唆された。この結果は日本気象学会春季大会で発表された。また、東京大学海洋研究所研究船白鳳丸の研究航海で行われた、ラジオゾンデ南北スキャン観測のデータを用いて、南太平洋亜熱帯および中緯度域上空の上部対流圏・下部成層圏域での擾乱の特性について調べた。対流圏界面上の負のポテンシャル渦度アノマリーとして認識される切離低気圧が、この領域の大気重力波重要な励起源であることが示された。この結果は、日本気象学会秋季大会、米国気象学会中層大気会議、および成層圏変動と気候に関する国際シンポジウムで発表された。
IGF-Iの局所的強制発現が下顎頭軟骨および下顎骨の成長発育に及ぼす影響

実験材料として、6週齢の雄性Wistar系ラット10匹を用いた。左右顎関節を実験側あるいは対照側に分け実験側にはrat IGF-Iを挿入したpcDNA3.1ベクターを、対照側にはpcDNA3.1ベクターを遺伝子導入した。遺伝子導入にはHVJ遺伝子導入キットを用いた。実験を開始するに際し、pcDNA3.1-IGF-Iベクターを作製した。ベクターは局所麻酔下にてラット顎関節腔周囲に注入した。0day,3day,6day,9day,12day,15day,18dayに50ug/ul注入し21dayに屠殺した。下顎骨を摘出し、4%パラフォルムアルデヒドにて24時間固定し、PBSにて洗浄を行った。評価法として,規格化された軟X線写真を撮影し下顎骨各部の大きさを測定した.具体的には、オトガイ孔(MeF)、下顎孔最下方点(MaF)、下顎頭最後上方点(Cd)、筋突起先端(Cr)、下顎角先端(Go)、下顎骨前縁(Id)、前下顎角切痕(aGo)、Cdを下顎下縁平面に投影した点(MP)の計8つの基準点を軟X線写真上に設定し、各基準点間の距離を計測した。計測には画像解析ソフトWin Ceph (Ver.8.0)を用いた。実験側と対照側の下顎骨左右の値の平均値を算出し計測値とした。両群間の平均値の差の検定にはPared t-testを使用した。実験材料として,6週齢の雄性Wistar系ラットを用いた.左右顎関節を実験側あるいは対照側に分け実験側にはrat IGF-Iを挿入したpcDNA3.1ベクターを,対照側にはpcDNA3.1ベクターを遺伝子導入した.遺伝子導入にはHVJ遺伝子導入キットを用いた.実験を開始するに際し,pcDNA3.1-IGF-Iベクターを作製した.ベクターは全身麻酔下にてラット下顎角部を剖出し下顎枝後縁から関節包を明示,注射針を用いて関節腔に注入する予定であったが,この注入方法を成長期のラットに対して用いると成長障害,IGF-Iの軟骨細胞の分化・増殖に悪影響を起こす可能性があるため,現在関節包を明示することのないより侵襲の少ない注入方法を開発中である.今後の予定は,発現後2週間に渡り一定の間隔でIGF-1が下顎頭の成長に及ぼす影響について実験側とコントロール側を比較し評価する.評価法として,規格化された軟X線写真を撮影し下顎骨各部の大きさを測定する.続いてラットを全身麻酔下にて4%パラフォルムアルデヒド固定液を用いて上行大動脈より灌流固定し,下顎骨を摘出後、同固定液にてさらに24時間の後固定を施す.これにより得られた試料は通法に従い脱灰、脱水を経てパラフィン包埋し、厚さ5ミクロンの矢状断連続切片を作製する.その後,免疫染色によって細胞分化マーカー,増殖マーカーを同定する.本研究では細胞分化マーカーとしてII型およびX型コラーゲン,増殖マーカーとしてPCNA (proliferating cell nuclear antigen)を使用する.同時に下顎頭軟骨における細胞分化マーカー遺伝子の発現をcompetitive RT-PCR法により定量的に測定する.実験材料として、6週齢の雄性Wistar系ラット10匹を用いた。
ネットワークアクセス検査装置の設定診断システムの研究

本研究では,安全で安定したネットワークの実現を目指して,ファイアウォールポリシーの診断に関する研究に取り組み,以下の成果を得た.1)空間的関係を用いたファイアウォールポリシーの解析と診断のための新たな方法論を提案,2)上記方法論により従来手法では扱えなかった設定誤りを検出する手法を開発, 3)上記手法を用いたファイアウォール診断システムのプロトタイプを実現,4)上記方法論を効率的に実現する手法を開発,5)ポリシーベースの協調による適応型ポリシー制御方式を開発.本研究では,安全で安定したネットワークの実現を目指して,ファイアウォールポリシーの診断に関する研究に取り組み,以下の成果を得た.1)空間的関係を用いたファイアウォールポリシーの解析と診断のための新たな方法論を提案,2)上記方法論により従来手法では扱えなかった設定誤りを検出する手法を開発, 3)上記手法を用いたファイアウォール診断システムのプロトタイプを実現,4)上記方法論を効率的に実現する手法を開発,5)ポリシーベースの協調による適応型ポリシー制御方式を開発.従来,ネットワークの制御,監視,診断の機能(NAI)を用いるためには,NAIの一連の動作手順をルールとして設定する.これらのルールは一般に計算機プログラムと同様に逐次的に解釈実行されるため,ネットワーク管理者は,NAIの動作手順を詳細に追いかけて,その妥当性を検証しなければならない.ネットワークの規模が大きくなり複雑化するに従い,これらの作業も複雑になる.また,多数の管理者の共同作業となるため,複数の装置での設定の矛盾や設定のもれが生じる場合がある.このような問題を解決するため,本年度は以下の研究に取り組んだ.(1)フィルタ間の空間的関係を用いてフィルタ系列の設定異常を検出するシステムのモデルを構築し,フィルタを加えるなど設定の一部に変更を加えた場合に,その変更により影響を受けるフィルタを求める方式を実現した.(2)メールを正しく転送できない,あるいは,意図したホームページにアクセスできないなどのネットワークに係わる異常事象から,その事象に係わるフィルタを求めるフィルタ逆引きシステムを考案し,基本機能を設計した.(3)高速ネットワークのための選択的なパケットキャプチャの実現方式として,トラピック特性に応じてフィルタリングポリシを変化させることにより,効率的にパケットを選択する方式を考案し,プロトタイプシステムを実現して評価実験により有効性を確認した.以上の結果を,国際会議論文2編,その他論文3編にまとめて発表した.従来,ネットワークの制御,監視,診断の機能(NAI)を用いるためには,NAIの一連の動作手順をルールとして設定する。これらのルールは一般に計算機プログラムと同様に逐次的に解釈実行されるため,ネットワーク管理者は,NAIの動作手順を詳細に追いかけて,その妥当性を検証しなければならない。ネットワークの規模が大きくなり複雑化するに従い,これらの作業も複雑になる。また,多数の管理者の共同作業となるため,複数の装置での設定の矛盾や設定のもれが生じる場合がある。このような問題を解決するため,本年度は以下の研究に取り組んだ。(1)フィルタ間の空間的関係を用いてフィルタ系列の設定異常を検出するシステムを設計し,プロトタイプを作成して簡単な評価実験を行った。(2)通信状況により動作を変化させるステートフルファイアウォールの設定を解析して,コンピュータネットワークの利用時に生じる異常の原因究明を容易にする方式を考案し,基本機能を設計した。(3)時刻を考慮してファイアウォールを制御する方式,及び,時刻を考慮してファイアウォールの設定をセキュリティポリシーと比較解析し,設定誤りを検出する方式を考案し,基本機能を設計した。従来,ネットワークの制御,監視,診断の機能(NAI)を用いるためには,NAIの一連の動作手順をルール(フィルタと呼ぶ)として設定する.これらのフィルタは一般に計算機プログラムと同様に逐次的に解釈実行されるため,ネットワーク管理者は,NAIの動作手順を詳細に追いかけて,その妥当性を検証しなければならない.ネットワークの規模が大きくなり複雑化するに従い,これらの作業も複雑になる.また,多数の管理者の共同作業となるため,複数の装置での設定の矛盾や設定のもれが生じる場合がある.このような問題を解決するため,本年度は以下の研究に取り組んだ.(1)フィルタ間の空間的関係を用いて,複数のフィルタの組み合わせにより生じる設定誤りを検出する手法を考案し,実験システムを構築して有効性を評価した.(2)フィルタ間の空間的な関係のうちトポロジーのみを用いて設定誤りを求める方式を考案し従来方式と比較して有効性を確認した.(3)前記トポロジーを用いて,時限指定のあるフィルタを含むIPパケットフィルタリングの設定異常を診断するシステムを考案し,実現方式を設計した.以上の結果を,論文誌論文1編,国際会議論文1編,その他論文4編にまとめて発表した.
四半期財務情報の投資意思決定有用性に関する実証研究

本研究の目的は、四半期財務情報の投資意思決定有用性について実証的証拠を得ることである。平成23年度は、わが国上場企業の2003年度2009年度の延べ5,054個の企業と年度を分析対象として、(1)四半期期待外利益率、(2)四半期期待外進捗率、および(3)両者の追加的な情報内容を検証した。(3)には、(1)と(2)のコロボレーション効果の分析も含んでいる。具体的なインプリケーションは、次のとおりである。3ヶ月ベースの四半期財務情報を用いた場合、第1四半期第4四半期のすべてにおいて、(1)四半期期待外利益率と株価変化の間にはプラスの関係がある、(2)四半期期待外進捗率と株価変化の間にはプラスの関係がある、(3)四半期期待外利益率と四半期期待外進捗率は他方を所与としても株価変化を追加的に説明するプラスの情報内容を有する、(4)四半期期待外利益率と四半期期待外進捗率は、株式市場において相互に勘案されて評価されている(コロボレーション効果)。一方、累計ベースの四半期財務情報を用いた場合、第4四半期の四半期期待外利益率が非有意に推定された点で3ヶ月ベースと異なった。その理由として、次期予想の同時公表により、累計ベースの第4四半期の情報内容は、陳腐化してしまった可能性が考えられる。そこで、第4四半期の回帰モデルについて、次期予想期待外利益率を独立変数に追加したところ、累計ベースの四半期期待外利益率がやや弱い水準ではあるもののプラス有意に推定されるという興味深い証拠を得た。以上の結果より、第1に、四半期期待外利益率と四半期期待外進捗率には追加的な情報内容が含まれており、両者の間にはコロボレーション効果が存在することを証拠づけた点、第2に、第4四半期の財務情報に関して独特の価格形成が行われていることを発見した点が本研究の貢献である。わが国の四半期財務情報の投資意思決定有用性に関する実証研究の蓄積は、四半期開示の歴史が長い米国等と比べ、数少ない。そこで、わが国において、四半期財務情報が投資者の証券投資の意思決定に有用であるかどうかについて実証的な証拠を積み重ねる必要がある。平成22年度は、四半期財務情報のアナウンスメントに対する株式市場の反応を調査した。2004年3月期2007年3月期の東証第1部市場上場企業、延べ2,047個を対象として、当期の四半期が前年同一四半期と比較して増益(減益)であるかどうか、そして、当期の四半期において、その1期前の四半期で公表された年次利益予想が、上方修正(下方修正)されたかどうかに注目し、両者の相互作用が株式市場に追加的な影響を及ぼしているか否かについて実証分析した。その結果、四半期ベースの期待外利益率と年次ベースの業績予想修正にコロボレーション効果が存在するという証拠を得た。具体的には、(1)四半期ベースの増益と年次業績の上方修正が同時公表されるとき、株価上昇が大きいこと、(2)四半期ベースの減益と年次業績の下方修正が同時公表されるとき、株価下落が大きいことがわかった。四半期ベースと年次ベースの利益変化が同じ方向を示すとき、株式市場は、この情報を企業の将来業績に対する顕著なグッドニュース(バッドニュース)として捉え、相対的により大きなプラス(マイナス)の評価を行うのである。平成22年度の発見事項は、四半期財務情報の投資意思決定有用性を示す貴重な証拠となる。
軟骨細胞の分化に必須な転写因子群の、完全同定に向けたシステム構築

ヒト骨髄由来の間葉系幹細胞が軟骨細胞へ分化する過程で起こる遺伝子発現の変化について、1万2千種類の既知遺伝子を対象にDNAチップを用いた網羅的解析を行った。その結果、数百を越える多数の遺伝子が軟骨分化と連動して激しく変化していることが明らかになった。そこで本研究では主に転写因子に焦点を当て、その中から特に変化の激しかった22種類の遺伝子を選び出して更に詳しい解析を行った。まずそれぞれの転写因子の発現が軟骨分化に必須であるかどうかを調べる目的で、解析系を未分化なマウスATDC5細胞に切り替え、インシュリンによって引き起こされる軟骨分化過程においても同様の変化が観察されるかどうかノーザンハイブリダイゼーション解析を行った。その結果、一つの因子を除いて他の全ての因子は軟骨分化に伴ってその発現がほとんど変化しないか、あるいは低下していた。また幾つかの因子については、マウス肋軟骨由来のmRNA中にシグナルが検出できなかった。このことは、BMP-2によるヒト間葉系幹細胞の軟骨細胞への分化過程で見られる転写因子の活性化は、必ずしも一般性のある現象ではないことを示唆している。尚、上述した二つの系で共に発現の活性化が観察された転写因子(Tilz 1)については、マウス肋軟骨での発現がノーザンハイブリダイゼーション解析で確認できたので、現在in situハイブリダイゼーション法により軟骨組織の発生過程と関連させてin vivoでの発現パターンについて解析を進めている。レポーター細胞の作成については、まず簡易的な方法としてII型コラーゲンのプロモーター下流にLac Z遺伝子を繋いだとプラスミドを作成し、それを未分化ATDC5細胞に導入して軟骨分化に伴ってβ-ガラクトシダーゼが発現する細胞をクローン化している。
析出型アパタイトによる内在性顎骨細胞の賦活化

本研究の科研費(若手研究)の採択通知をもって、以前の研究にてアパタイトコートヒアルロン酸(ACH)が歯科診療に応用に可能なACHの適応としては適当であり、さらにMSCsの分子分泌能を強化する足場材料となりうると考えられる。本研究は、MSCsの足場となりうる骨補填材の開発を行うことを目的と、ACH上にMSCsを培養した報告はされておらず、培養した場合どのような活性を示すのかは不明である。本研究において、in vitro, in vivoにおいてMSCsとACHを組み合わせた骨再生について評価を行うこととした。in vitroにおいて、ACH上にてMSCsの生体親和性を調べるために、培養24,48時間後にPI染色にて核染色を行い細胞増殖の評価を、アクチン染色にて細胞伸展の評価を行う。続いて、ラットの頭頂骨を用いたin vivoによるACHによる骨補填後の骨形成の検討を行う。全身麻酔下にてラットの頭部に皮膚切開、骨膜切開を行い、骨膜下を剥離し、頭頂骨に穿孔を行い、出血を促し、ACHもしくはACH+MSCsをにて固定後、骨膜、皮膚を縫合する。対照群は何も留置せず、骨に穿孔のみをおこない、チタンキャップを留置し、縫合する。4、8週目の骨形成状態をμCTにて骨形成状態の評価と、組織標本による骨形成状態の評価を行う。実験は対照群(Sham群)、実験群(ACH群、ACH+MSCs群)の三群に分け、治癒期間を4週、8週群(各群:10匹、計:30匹)とする。in vitroにおいて、蛍光顕微鏡にて各標本をランダムに5箇所ずつ観察し、細胞数、総面積を測定する。また、生体活性を調べるために培養4,7日目に、ALP活性を培養14日目にRealtime-PCR法を用いて、石灰化の分化マーカーであるrunx-2、オステリックス、タイプ1コラーゲン、オステオカルシンのm-RNAの発現を測定することした。培養24,48時間後にPI染色にて核染色を行い細胞増殖の評価を行い、ACH上での細胞増殖が確認された。研究計画では初年度は細胞実験における初期結果を得ることが一つの到達点であり、初年度において培養24,48時間後にPI染色にて核染色を行い細胞増殖の評価を行い、ACH上での細胞増殖がを確認できたことは満足いく結果といえる。しかしながら、最終的な段階としては、生体活性を調べるためのALP活性、m-RNAの発現の評価の定量化ができなかった。今回の初期研究での進展は、今後のアパタイトコートヒアルロン酸の応用への大きなステップを踏むことができたと考えられる。今年度は実験計画を改め、再度今後の研究に関して新たね視点での研究計画または評価が期待できるものである。今回のin vitroにおいて、ACH上にてMSCsの細胞増殖の評価を行った。生体活性を調べるALP活性、m-RNAの発現の評価の定量化が行えなかったため、今後は実験方法を再考し、生体活性因子を抽出できるように検討する。また、コントロール群として、炭酸アパタイトにアパタイトをコーティングし、ACH同様にMSCsの生体活性を検討する。また、本研究においては、各々のin vitroの結果を随時、国内外の関連学会で発表を行うと共に、インプラント関連雑誌への投稿も並行して行う予定である。これらの報告で得られる他研究者からの意見、また査読員のコメントも今後の研究に反映させ、より臨床的意義の持つ研究に位置づけていく予定である。

培養24,48時間後にPI染色にて核染色を行い細胞増殖の評価を行い、ACH上での細胞増殖が確認された。研究計画では初年度は細胞実験における初期結果を得ることが一つの到達点であり、初年度において培養24,48時間後にPI染色にて核染色を行い細胞増殖の評価を行い、ACH上での細胞増殖がを確認できたことは満足いく結果といえる。しかしながら、最終的な段階としては、生体活性を調べるためのALP活性、m-RNAの発現の評価の定量化ができなかった。今回の初期研究での進展は、今後のアパタイトコートヒアルロン酸の応用への大きなステップを踏むことができたと考えられる。今年度は実験計画を改め、再度今後の研究に関して新たね視点での研究計画または評価が期待できるものである。今回のin vitroにおいて、ACH上にてMSCsの細胞増殖の評価を行った。生体活性を調べるALP活性、m-RNAの発現の評価の定量化が行えなかったため、今後は実験方法を再考し、生体活性因子を抽出できるように検討する。また、コントロール群として、炭酸アパタイトにアパタイトをコーティングし、ACH同様にMSCsの生体活性を検討する。また、本研究においては、各々のin vitroの結果を随時、国内外の関連学会で発表を行うと共に、インプラント関連雑誌への投稿も並行して行う予定である。これらの報告で得られる他研究者からの意見、また査読員のコメントも今後の研究に反映させ、より臨床的意義の持つ研究に位置づけていく予定である。(理由)当初計画より細胞実験に遅れがあり、物品費の使用が少なかったため、次年度使用額が生じた。(使用計画)今後は、生体活性因子の定量化を向上し、動物実験も並行して実験を行っていく。
重症心身障がい児の胃食道逆流症の病因としての上部消化管motility異常の解明

重症心身障がい児における胃排出遅延は、胃食道逆流の直接的病因となっている可能性は否定的と考えられた。六君子湯や胃瘻造設術により酸性胃食道逆流が減少したのは、胃の適応性弛緩の改善によって経腸栄養製剤の胃内での保持がよくなり、buffering効果が高まったことが原因と推測された。重症心身障がい児では酸性と非酸性GERがほぼ同程度であったが、異常GERの児では正常GERの児に比べて酸性GERが増加していた。その原因として胃底部受容性弛緩不全によるbuffering actionの障害の関与が推測された。重症心身障がい児(重心児)の胃食道逆流症(GERD)の病因となる上部消化管motility異常の解明が本研究の目的である。食道インピーダンスpH(MII-pH)モニタリングによって経管栄養を受けていた重心児の酸性非酸性逆流を後方視的に分析した。酸性/非酸性逆流の回数中央値(範囲)は36(15-96)/6(2-37)、時間率は1.9%(0.5-8.8)/0.2%(0-0.9)と、80%以上は酸性逆流であった。重心児のGERDと胃のmotility異常の関連性を明らかにするために、六君子湯投与後のMII-pHパラメータの変化を検討した。六君子湯は機能性ディスペプシアに対するセカンドラインの治療薬である漢方薬で、胃受容性弛緩不全と胃排出遅延を改善する作用があるとされている。六君子湯投与により酸逆流時間率(Reflux Index: RI)、酸性逆流回数、酸性近位側逆流の減少がみられた。食道酸クリアランス時間は短縮したが、MII-pH評価による食道クリアランス時間は変化しなかった。本結果から重心児のGERDの病因には食道よりも胃のmotility異常が関与している可能性が示唆された。胃motility異常の意義を更に検討するために、腹腔鏡補助下胃瘻造設術による酸性非酸性逆流と胃排出能の変化について検討した。術前RI<5%症例では、RIと5分以上及び総逆流回数は増加したが、RI>5%症例ではRI、食道酸クリアランス時間、酸性+非酸性逆流回数が減少し、胃排出が改善した。本結果から酸逆流正常例では胃瘻造設によって胃motilityが低下して酸逆流が増加するが、酸逆流増加例では胃瘻造設による軸捻転解除など胃の形態的変化が排出能などの胃motilityを改善して胃食道逆流を軽減させると考えられた。これらの結果から、重心児のGERDの病因としての胃motility異常の重要性が示唆された。重症心身障がい児(重症児)の胃食道逆流症(GERD)に対する噴門形成術の生理学的及び臨床的意義について、自験データ分析と文献検索により検討した。重症児のGERDに対する一般的術式であるNissen噴門形成術は、食道胃内圧検査結果からtransient LES relaxation(TLESR)時の噴門の開きを不完全とすることによってGERの発生を抑制し、術後再発例ではTLESRの時に術前と同じように噴門が完全に開く状態になっていることから、GERDの抑制のためには噴門が不完全にしか開かない状態を維持し続けなければならないと考えられた。その結果、おくびによって胃内ガスを排出することが困難となるため、呑気によって腸管ガスが貯留しやすい重症児においてガスの排出障害は腸管拡張による腸管運動障害や腸閉塞につながる。文献的には術後に強い嘔気を約1/3の患者にみられるとともにGERD再発も少なくない。噴門形成術は肺炎罹患率や入院回数を下げる効果は認められず、必ずしも重症児のQOLの改善につながっていなかった。漢方薬の六君子湯は重症児で食道酸暴露時間を低下させるとともに胃排出遅延を改善した。文献的には胃の受容性弛緩を高めるとの報告もみられ、胃の生理機能を改善させてGERDをコントロールすると考えられる。GERDの重症児に対する胃瘻造設術は自験例ではGERを減少させ、胃排出遅延を改善した。文献的には中等度のGERD患者では噴門形成術をしないで胃瘻造設術と内科治療で多くの症例は管理できていたことから、生理学的に無理のある噴門形成術よりも胃瘻造設術と六君子湯などを使った内科的治療の併用が低侵襲で効果的と考えられた。データ分析と関連論文の精査などは順調に進んでいる。2015年度の研究成果に基いた重症心身障がい児の胃食道逆流症に対する治療について第106回日本外科学会学術集会にて口演した。重症心身障がい児の胃食道逆流症の病因としての上部消化管motility異常を解明する手段として、国際的には24時間食道インピーダンスpHモニタリングが最も信頼できる検査とされている。しかし、本検査の我が国での歴史は浅く、検査結果を評価する診断基準はいまだ確立していない。そこで、本学を含めた全国7施設(久留米大学、岡山大学、香川大学、群馬大学、千葉大学、獨協大学越谷病院)の小児外科医と日本小児消化管機能研究会ワーキングチームを結成した。海外の文献から情報を収集するとともに、食道インピーダンスpHモニタリングの世界的権威であるオーストラリアフリンダース大学のTaher Omari博士に直接意見を求めた。ワーキングチーム内で頻繁に意見交換を行い、24時間食道インピーダンスpH

モニタリングによる小児の胃食道逆流の評価試案を作成した。本評価試案における異常な胃食道逆流は、1歳未満は酸逆流時間率が10%以上、ないしは、インピーダンスによる逆流回数が100回を越える場合、1歳以上は酸逆流時間率が5%以上かインピーダンスによる逆流回数が70回を越える場合とした。また、胃食道逆流と症状の関連性ついては、Symptom Indexが50%以上、ないしは、Symptom association probabilityが95%以上の時に陽性とすることした。24時間食道インピーダンスpHモニタリングの評価試案を第47回日本小児消化管機能研究会シンポジウムの基調講演で発表した。24時間食道インピーダンスpHモニタリングの日本の診断基準を作成するために平成28年度の1年を要したため、当初の3年計画の研究を1年間延長することとなった。重症心身障がい児(重症児)にみられる胃食道逆流(GER)の病態を解明するために、経鼻胃管栄養中重症児26例(1-17歳、中央値6歳)を対象として食道インピーダンスpHモニタリング(MII-pH)による後方視的検討を行った。重症児全体でみると酸性と非酸性GERがほぼ同程度みられたが、異常GERを示す児では正常GERの児に比べて酸性GERが有意に増加していると考えられた。重症心身障がい児における胃排出遅延は、胃食道逆流の直接的病因となっている可能性は否定的と考えられた。六君子湯や胃瘻造設術により酸性胃食道逆流が減少したのは、胃の適応性弛緩の改善によって経腸栄養製剤の胃内での保持がよくなり、buffering効果が高まったことが原因と推測された。重症心身障がい児では酸性と非酸性GERがほぼ同程度であったが、異常GERの児では正常GERの児に比べて酸性GERが増加していた。その原因として胃底部受容性弛緩不全によるbuffering actionの障害の関与が推測された。重症心身障がい児(重心児)では胃食道逆流症(GERD)がよくみられ、しばしば児のQOLを低下させる。その病因として、中枢神経、食道、噴門付近の逆流防止機構、及び、胃の異常の可能性が推測されるが、未だ不明な点が多い。研究者はこれまでに重心児において胃食道逆流(GER)発生の生理学的メカニズムがtransient lower esophageal sphincterrelaxationというおくびが発生する運動であることを明らかにし、GERが必ずしも噴門付近の逆流防止機能の破綻から起こっているわけではないと考えた。更に、GERの発生を抑止する噴門形成術がおくびの発生を抑制するために、消化管にとって必ずしも生理的な治療となってないことも報告した。本研究の目的は重心児のGERDの病因としての上部消化管motilityの異常を明らかにすることであるため、2014年度は胃motilityに内科的及び外科的に影響を及ぼす六君子湯と腹腔鏡補助下胃瘻造設術のGERに対する影響について検討した。動物実験及びヒトで胃motilityに作用することが明らかにされている六君子湯が、重心児でGERを減少させたことは、これらの患者におけるGERDの病因としての胃motility異常の意義を示唆したと考えられる。更に、胃を腹膜に固定するとともに胃の形態を変えるとともに腹膜に固定して胃運動を障害する胃瘻造設術が、術前の酸逆流の程度に応じてGERに対して相反する結果をもたらしたことは、GERと胃motilityの関連性を強く示唆するものと考えられる。
単分子膜物性の精密測定と膜構造変化のin situ測定

水面上の不溶性単分子膜は、両親媒性界面活性物質の存在状態としての一種の極限状態であり、界面活性物質の物性測定の最も基本的な研究対象であるのみならず、機能性有機超薄膜として注目をあつめている、LB膜の素材としても重要な研究対象であり、この膜を近代科学の対象として研究を始めたAdam,Langmuir,Harkinsから数えれば約70年を上回る研究の歴史がある。しかし、単分子膜の構造を近代的な機器を用いて詳細に研究することは対象物質があまりにも微量であること、あまりにも薄膜であること等の理由により、つい最近までほとんど不可能であった。1991年にドイツとフランスで新しい原理の単分子膜観察装置の開発が報告された、それがブリュースター角顕微鏡である。本研究でもこれを独自に開発し、各種条件下での単分子膜のin situ観察が可能になった。これによって、相転移時における2相共存構造、下層水中の金属イオンの膜構造に対する効果、温度圧力変化に対する膜構造変化等を、in situで観察し、CCDカメラを通してビデオに記録し、プリントして検討することが可能になった。ブリュスター顕微鏡は、単分子膜研究において非常に有効な、画期的装置であることが確認された。また、本助成金で購入された瞬間マルチ測光システムは、非常に高感度であり、水面上の単分子膜1層の電子スペクトル測定が可能である。これを用いて、水面上のジアセチレン長鎖誘導体単分子膜の紫外線重合を追跡することができた。さらに、色素長鎖誘導体の単分子膜の圧縮に伴うスペクトル変化も記録することができた。さらに、世界で最高の温度制御能力を有するLangmuir水槽を開発した。この装置はマイクロコンピュータで制御して、水層表面温度、つまり単分子膜温度を時間の関数として変化できるという、世界でも最先端の性能を有する。これを駆使していくつかの単分子物質のA-T等圧線を測定したところ、温度が上昇すると単分子膜が収縮する、珍しい相転移を見いだすことができた。水面上の不溶性単分子膜は、界面活性物質の存在状態の最も基本的なものであり、その研究は界面活性物質の性質を理解する最も基礎的なものになる。この不溶性単分子膜に関する研究には70年を上回る歴史があるが、それにもかかわらず多くの基本的な問題が未解決のまま残されていた。ここに進行中の研究は、これらの未解決の問題の解明のために計画されたもので、これまでにない精度で不溶性単分子膜の温度、圧力の制御のできる装置の開発と、いくつかの新しい観測装置(ブリュースター角顕微鏡、高感度瞬間マルチ測光システム、原子間力顕微鏡)の組み合わせにより、水面上の単分子膜を直接観察し、その構造をさぐることを目的にしている。平成4年度は、マイクロコンピュータで制御し、圧縮歪み速度を一定に保って(観測時間を一定に保って)単分子膜を圧縮でき、しかも単分子膜を展開している水面温度を、大量のペルチエ素子を用いて純電子的に精密制御できる装置を開発した。市販の装置では、単分子膜を展開するLangmuir水槽は内面がテフロンコーティングしてあり、下層水の深さが20-30mmあるが、今回開発した装置の水槽は、底板に白金の薄板を用いており、下層水の深さを2mm程度にしてあり、下層水の熱伝導が速いため対流が抑えられ、ブリュースター角顕微鏡による単分子膜の直接観察が容易になった。