hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗がん剤およびがん分子標的薬に対する治療抵抗性および薬剤反応性の分子機構

FACSでは、フラボノイドdimerは、モノマー型のBCRPを発現するPA/BCRP-C603Sの蛍光強度を増大させた。この作用はフラボノイドmonomerにはみられなかった。また野生型のBCRPを発現するPA/BCRPWTの蛍光強度には変化はなかった。[研究1]新規Pim-1阻害薬T1は、ヒト骨髄性白血病MV4-11細胞の増殖を10 nMで阻害した。MV4-11細胞をヌードマウスの皮下に移植してT1の抗腫瘍効果を調べた。T1は、50mg/kg投与群ではT/Cが29%、35mg/kg投与群ではT/Cは42%と、有意な抗腫瘍効果を示した。P-糖タンパク質発現細胞であるMV4-11/MDRは、T1に16倍の耐性を示した。また、BCRP発現細胞であるMV4-11/BCRPは、2倍の耐性を示した。T1は細胞のP-糖タンパク質、BCRPの発現には影響を与えなかった。[研究2]上皮間葉転換(EMT)におけるがん細胞の抗がん剤感受性の変化について検討した。ヒト大腸がん細胞HCT-116のSnail発現クローンを樹立した。樹立したSnail発現クローンは繊維芽細胞様の形態をとり、またE-cadherinの発現が低下していた。Snail発現クローンは、メトトレキサート、シスプラチン、SN-38に26倍の耐性を示した。cDNAマイクロアレイによる解析では、MRP3の発現上昇が認められた。[研究3]ABCB5発現細胞のメタボローム解析を行い、ABCB5が排出する細胞内物質の候補を抽出した。[研究4]新規フラボノイドdimerのBCRP阻害作用について検討した。2種類のフラボノイドdimerは、野生型BCRP導入細胞PA/BCRPWTのSN-38耐性を、それぞれのフラボノイドmonomerを2倍濃度で使用した場合より強く阻害した。また、フラボノイドdimerは、変異型BCRP導入細胞PA/BCRP-C603SのSN-38耐性を強く阻害した。BCRP-C603SがBCRPのホモ二量体間の共有結合に必要なCys-603を欠いているBCRP変異体であることから、フラボノイドdimerがBCRPの二量体形成に影響を与えている可能性が示唆された。P-糖タンパク質(P-gp)を発現するヒトがん細胞株HCT-15、SW620-14、HT1080/3HisMDRを用いて、P-gpの発現を変動させる低分子化合物を探索し、プロテアソーム阻害薬であるMG132、lactacystin、bortezomibがP-gpの発現を増大させることを見出した。次いでP-gpのユビキチン化に関連する酵素群を探索し、ユビキチンリガーゼ(E3)であるFBXO15とユビキチン結合酵素(E2)であるUBE2R1/CDC34がこの反応に関与することを見出した。FBXO15、UBE2R1のsiRNAの導入により、MG132存在下ではユビキチン化P-gpの減少が、MG132非存在下ではP-gpの発現の増大が観察された。FBXO15、UBE2R1の過剰発現により、ユビキチン化P-gpは増大した。また、FBXO15をノックダウンした細胞ではvincristineに対する抵抗性が増大した。以上より、P-gpの分解に関与するユビキチン-プロテアソーム系が明らかになった。ヒト
睡眠・覚醒リズム障害の迅速かつ高精度な病態診断システムの開発

本研究では、1年以上の共同生活(平均17年間)を営んでいる225組の日本人夫婦を対象に、睡眠のタイミングの比較を行った。さらに、種々の内的要因と外的要因が睡眠のタイミングに与える影響を評価した。解析により、夫婦両者の睡眠のタイミングは、自身のクロノタイプに強く規定されていたが、ある程度外的要因からの影響もみられた。この結果から、クロノタイプが個人の睡眠のタイミングを規定する最も強い要因であり、個人のクロノタイプを理解することが睡眠をとりまく生活の質を向上させることに有用であることが示唆された。本研究では、単一細胞内にも時計遺伝子転写ループによる生物時計機構(細胞内末梢時計)が存在することを利用して、皮膚等から採取したヒト末梢細胞に生物時計リポーター遺伝子を導入し、時計遺伝子転写発現リズムをリアルタイム測定することで、生物時計のリズム周期、位相、振幅をin vitroで精密評価するシステムを構築する。健常被験者を対象とした室内実験により、末梢時計リアルタイム計測システムと従来法の両者で同時評価した結果を比較検証し、本システムの再現性と信頼度を確認する。その後に、概日リズム障害を有する患者(睡眠・覚醒リズム障害、冬季うつ病、アルツハイマー型認知症)を対象として本システムの実用試験を行い、個人の生物時計障害を遺伝子レベルで迅速かつ簡便に診断、その病態生理を解明し、患者にオーダーメード医療を提供することを目的とする。生物時計リポーター遺伝子Per1::Luc(時計遺伝子Per1プロモーター+ルシフェラーゼ遺伝子)をエレクトロポレーション法によって初代線維芽培養細胞に導入し、細胞内におけるルシフェラーゼ微弱発光量をフォトンカウンティングヘッド(浜松ホトニクス)を用いてリアルタイムに測定したところ、約24時間周期のPer1::Luc日周リズムを観察することに成功した。そこで、20歳代の健常被験者から得た皮膚生検から初代線維芽培養細胞を樹立し、上記と同様の方法でPerl::Lucを導入し、Per1::Luc日周リズムが認められた。さらに、他の生物時計リポーター遺伝子Bmal1::Luc(時計遺伝子Bmal1プロモーター+ルシフェラーゼ遺伝子)を試した結果、Per1::Lucよりも顕著で安定した日周リズムが認められた。このことから、線維芽培養細胞系において時計遺伝子発現リズムを測定する上でBmal1::Lucが有用なリポーター遺伝子であることが明らかとなった。健常男性被験者13名に対して、外界環境情報から隔離された特殊検査室において、Forced Desynchrony (FD) protocolを実施した。FD前後のCR中に測定した深部体温の位相の違いΔφ、ならびに、FD前後のCR中に採取した血漿内メラトニンおよびコルチゾール分泌リズムの位相の違いΔφから内因性概日リズム周期τを決定したところ、個人の内因性リズム周期τは24時間前後であり、個人内において、体温、メラトニン分泌、コルチゾール分泌などの生理機能リズムの周期は、よく相関していた。さらに、各被験者から樹立した初代培養細胞におけるBmal1-luc発光リズムと同一被験者生理機能リズムを比較した結果、両者のリズム周期は正の相関を示し、特に、メラトニン分泌リズム周期とは非常によく相関していることが明らかとなった。このことは、末梢細胞における時計遺伝子発現リズム測定は、個人の生物時計in vitro評価法として有用であることが示唆された。本研究では、(1)ヒト末梢細胞において時計遺伝子転写発現リズムを測定することで、生物時計機能を精密評価するシステムを構築する。(2)健常被験者を対象とした室内実験により、末梢時計評価システムと従来法の両者で同時評価した結果を比較検証し、本システムの再現性と信頼度を確認する。(3)概日リズム障害を有する患者を対象として本システムの実用試験を行い、個人の生物時計障害を遺伝子レベルで迅速かつ簡便に診断、その病態生理を解明し、患者にオーダーメード医療を提供することを目的とする。健常男性被験者17名およびフリーラン型患者6名に対して、外界環境情報から隔離された実験室においてForced Desynchrony(FD)プロトコルを実施した。

FD前後にconstant routine(CR)条件下で血漿メラトニン・コルチゾル分泌リズムを測定し、生理機能リズム周期を決定した。さらに、各被験者の皮膚生検から初代線維芽培養細胞を樹立し、生物時計リポーター遺伝子Bmal1::Lucを導入して末梢細胞における時計遺伝子発現リズム周期(末梢リズム周期)を決定した。その結果、中間型9名において生理機能リズムと末梢時計リズム周期は非常によく相関性を示すことが明らかとなり、末梢細胞における時計遺伝子発現リズム測定は、個人の生物時計in vitro評価法として有用であることが示された。夜型8名では生理機能リズムと末梢リズム周期に乖離が見られ、内的脱同調を呈するハイリスク群である可能性が示唆された。また、フリーラン型6名では中間型に対しては長い生理機能・末梢リズム周期が認められたが、夜型の周期と違いは認められなったことから、周期の延長以外の機能障害もフリーラン型の病態発症に寄与していると考えられる。
新規c-Myc結合タンパク質MM-1のがん抑制遺伝子産物としての機能

1).MM-1が仲介する新規c-Myc転写抑制経路とターゲット遺伝子の同定MM-1はTIF1βのC末に直接結合し、HDAC1,mSin3などの転写コリプレッサー群をc-Mycにリクルートすることを既に報告した。次にestrogenによってc-Myc活性が制御できるMyc-ER細胞にTIF1βのC末のdominant-negative体を導入した細胞でのDNAマイクロアレイ法により、c-Myc-MM-1転写抑制ターゲット遺伝子としてc-fmsを同定した。c-fmsプロモーターに存在する2カ所のc-Myc結合配列E-boxの内、2番目のE-boxがc-Myc/MM-1の認識配列であることを明らかにした。c-fmsは通常、MM-1によりc-Mycによる転写活性化が抑制されているが、MM-1変異によりこの抑制系路が遮断され活性化され細胞癌化をもたらすと考えられる。次に、siRNAによるMM-1ノックダウン細胞を樹立し、DNAマイクロアレイ法によりMM-1ターゲット遺伝子としてc-myc経路にあるWnt4遺伝子を同定した。2).MM-1によるc-Myc分解MM-1遺伝子はヒト染色体12q12-12q13にマップされる。splicingの違いによるMM-1α,-β,-γ,-δの4つのisoformの存在を明らかにした。更に、現在までに解析してきたMM-1はMM-1αにヒト染色体14由来の13アミノ酸がN末に付加されたものであることがあった。MM-1,MM-1α,-γは主として核に局在するが、-β,-δは細胞質に局在し,エクソン1、2がその局在を規定していた。基本的にいずれのformもc-Mycとの結合性は存在するが、MM-1,MM-1α,-γのみがc-Myc転写抑制能を持っていた。MM-1結合タンパク質として昨年度同定したゴルジ体に局在するCog complex subunitである核に存在するCog4のsplicing isoform Cog4Sに加えて、Cog4そのものもMM-1に結合した。
フラストレート伝導系における新奇な量子輸送現象とダイナミクス

物性物理学における中心的な研究対象のひとつである、固体中を運動する伝導電子と局在スピンが相互作用する系において、格子構造のフラストレーションが引き起こす新奇な磁性と輸送特性、および動的性質を理論的に調べた。特に、非共線・非共面なスピンテクスチャをもつ磁気状態におけるトポロジカルな電子状態の発現と、それによる特異な表面状態やドメイン・渦といった局所的な量子欠陥が関与するダイナミクスを明らかにした。特筆すべき新しいスピン・電荷結合の効果として、自発的なスピンテクスチャ形成を介したディラック電子状態の発現や、自発的な空間反転対称性の破れを通じた多極子秩序の形成とスピンホール効果などを発見した。研究実施計画に沿って研究をすすめ、今年度は以下の成果を得た。(1)三角格子上の近藤格子模型における部分無秩序状態について、モンテカルロ計算により詳細な相図を求め、1/3フィリング近傍で電荷秩序を伴った部分無秩序状態が実現することを見出した。(2)三角格子上の周期的アンダーソン模型に対する平均場近似計算により、ハーフフィリング以外のコメンシュレートなフィリングでも部分無秩序相が実現することを見出した。また、これらにキャリアドーピングを行なうことにより、金属的な部分無秩序状態を見出した。(3)パイロクロア格子上のスピンアイス近藤格子模型に対して、多項式展開法に基づいた大規模なモンテカルロ計算を行ない、新奇なスピン電荷秩序相を見出した。また、この相に外部磁場を印加することによって電荷秩序がスイッチングを起こす現象を見出した。また、これらの研究をすすめる上で重要となる計算機環境の構築と計算プログラムの整備も同時に進めた。研究計画にはなかった成果として以下のものが挙げられる。(4}三角格子上のフェリ磁性状態において、ディラック電子状態が実現していること、さらにそれがハーフメタル状態であることを見出した。(5)カゴメアイスと結合した電子系に対する厳密対角化とモンテカルロ計算を行ない、特定のフィリングにおいて磁気秩序が無いにも関わらず電荷ギャップが開き、ホール伝導度が量子化された量子異常ホール状態が実現することを見出した。(1)三角格子上の近藤格子模型におけるスカラーカイラル秩序相について、局在スピンの量子性を線形スピン波近似の範囲で取り込んだ議論を行った。その結果、新しく見出していたカイラル相が量子揺らぎに対して安定性であることを明らかにした。(2)同じスカラーカイラル秩序相に対して、そのトポロジカルな性質に着目し、カイラルエッジ状態にまつわる端状態の再構成に関する微視的な計算を行った。計算に際して、最近提案されたランジュバン法に基づく新しい数値計算手法のコード開発・整備を行った。結果として、系の端付近では磁気的な再構成により強磁性的な相関が発達し、それと同時にカイラルエッジ電流が2倍程度に増幅されることを見出した。(3)パイロクロア格子上のスピンアイス近藤格子模型において、時間反転対称性は破れずに空間反転対称性だけが破れた新しいスピン液体的な状態が発現することを見出した。また、そこではスピンホール効果が自発的に現れることも見出した。(4)2次元正方格子上の近藤格子模型において電荷秩序相が発現することを、クラスタ動的平均場法と変分モンテカルロ法を相補的に用いることにより明らかにした。(5)カゴメ格子上のイジングスピン近藤格模型において、上向きスピン状態がループを構成するような特殊なフェリ磁性状態が発現することを見出した。それに伴い、光学伝導度に特徴的な共鳴ピークが現れることを明らかにした。(6)3次元立方格子上のスピン電荷結合系において、非共面的な多重波数磁気秩序の発現に伴って、3次元ディラック電子状態が現れることを見出した。研究実施計画に沿って研究を進め、以下の研究成果を得た。(1)電荷・スピン結合系において、トポロジカルホール効果などの異常な伝導特性をもたらす可能性がある多重Q秩序の安定化機構として、格子構造や次元に依らない、フェルミ面のトポロジーに基づいた普遍的なメカニズムを明らかにした。(2)カイラルな多重Q秩序がもつ特異な表面状態の効果を調べる目的で、解放端をもつ磁気チャーン絶縁体の大規模数値計算を行った。その結果、表面の再構成により表面カイラル電流が増大する振る舞いを見出した。(3)三角格子と正方格子を連続的につなぐ格子上の近藤格子模型や周期的アンダーソン模型を調べ、3重Qチャーン絶縁体と2重Q半金属状態の間の相転移が生じることを明らかにした。(4)カゴメ格子上のイジングスピンをもつ近藤格子模型に対して、モンテカルロ計算を用いて、部分無秩序状態やループ液体状態における電子状態を詳細に調べた。その結果、特異な磁気構造を反映した共鳴ピークが、状態密度や光学伝導度に現れることを見出した。(5)スピン軌道相互作用が強い系における電子相関の効果として、トロイダル秩序や磁気四極子といった奇のパリティをもった多極子に着目し、伝導系における自発的な空間・時間反転対称性の破れと、それらに伴う新しい量子伝導特性や電気磁気効果を調べた。その結果、トロイダル秩序に伴って現れる磁気伝導と電気磁気効果の複合現象として、新しい異常ホール効果が現れることを見出した。f電子を含むウラン化合物の1種において、現在実験的な検証が進められている。(6)前項の研究をさらに発展させ、電子系の秩序が引き起こす自発的な空間反転対称性の効果を網羅的に調べた。

対称性の議論と数値計算を相補的に用いることで、電荷・スピン・軌道秩序およびそれらの複合秩序が引き起こす新しい電子状態や電気磁気効果を調べ上げた。研究実施計画に沿って研究を進め、以下の研究成果を得た。(1)電荷・スピン結合系において、自発的な対称性がもたらす電子状態のトポロジーの変化を調べた。具体的には、三角格子上の古典スピン近藤格子模型において、自発的にカゴメ格子状のネットワークを自己形成する相を見出し、この相では電子状態に線形なディラック分散が現れることを明らかにした。さらに電子相関の効果によって、電荷の分数化が現れる可能性を論じた。(2)スピン軌道相互作用が強い系における局所的な格子構造の非対称性による効果を調べた。具体的には、ジグザグ格子上の拡張近藤格子模型において、奇の多極子を伴う反強磁性相の安定性と、非対称なバンド変形や電流磁気効果の詳細を明らかにした。(3)二重交換模型において、強結合極限からの摂動展開法を開発した。それを用いて、パイロクロア格子状のスピンアイス型二重交換模型に対する有効スピン模型を導出し、その基底状態について、摂動論の有効性を示した。(4)スピネル酸化物AlV2O4とLiV2O4が示す特異な物性を理解する目的で、第一原理計算と拡張乱雑位相近似を組み合わせた手法を用いて、電荷・スピン・軌道の揺らぎを調べた。その結果、前者ではボンド上の電荷・軌道揺らぎが、後者ではスピン揺らぎが発達する様子を明らかにし、実験結果との対応を論じた。物性物理学における中心的な研究対象のひとつである、固体中を運動する伝導電子と局在スピンが相互作用する系において、格子構造のフラストレーションが引き起こす新奇な磁性と輸送特性、および動的性質を理論的に調べた。特に、非共線・非共面なスピンテクスチャをもつ磁気状態におけるトポロジカルな電子状態の発現と、それによる特異な表面状態やドメイン・渦といった局所的な量子欠陥が関与するダイナミクスを明らかにした。特筆すべき新しいスピン・電荷結合の効果として、自発的なスピンテクスチャ形成を介したディラック電子状態の発現や、自発的な空間反転対称性の破れを通じた多極子秩序の形成とスピンホール効果などを発見した。当初の計画にあった研究内容について着実に成果が得られている(上記「研究実績の概要」の(1)-(4))に留まらず、当該研究をスピン軌道相互作用を含む系に拡張することで、強く関連したトピックとして多極子秩序と絡んだ伝導系に関する重要な研究の進展があったため(「研究実績の概要」の(5), (6))。また、これらの研究成果に関して、学術論文を発表するだけでなく、国内外の学会や会議等で精力的に成果発表を行い、そこで参加者との積極的な議論を通じて、新しい研究展開にもつながっているため。27年度が最終年度であるため、記入しない。強相関電子系理論これまでの順調な研究の進捗をふまえて、それらをさらに発展・深化させるとともに、研究計画の最終年度として、本研究計画の取りまとめを行う。
終末部細胞分化能を利用した唾液腺再生医療の開発

再生医療を考えると、個々の生体から正常幹細胞を分離し、in vitroで増殖、分化させ、元の生体に戻すことが必要となる。Goodellら提唱するHoechst33342染色性のいわゆるside population (SP)がマウスやヒト唾液腺に存在するかについて検索した。その結果、マウス顎下腺で0.8から1.6%,ヒト耳下腺で0.2%程度のSP細胞が回収できた。なお、SP細胞回収は多剤耐性タンパク(MDRP)の阻害剤であるレセルピンで唾液腺細胞を処理することによって完全に阻害された。それらのSP細胞は仔牛血清含有DulbeccoのMEM培地下、コラーゲン付着皿上で増殖可能で、培養液中に異なる増殖因子(上皮成長因子EGF、線維芽細胞増殖因子FGF2、FGF10、肝細胞増殖因子HGF)を加えることによって異なる形態を示す細胞へ変化する。さらに、SP細胞のマーカーについて、また分化誘導されたそれぞれの細胞におけるアミラーゼ、アクアポリン5、サイトケラチン14、19、α平滑筋特異的アクチン(αSMA)、Na+K+ATPase、上皮成長因子受容体、c-metなどの発現を免疫染色とRT-PCRで検索した。唾液腺の発生は口腔上皮の肥厚が粘膜直下の間葉組織へ索状に侵入することによって始まる。その時期はマウス顎下腺で胎生12日(E12)である。E12.5から13の顎下腺を器官培養し、分枝形成を観察することによって唾液腺形成は上皮-間葉相互作用によって調節されていることが明らかになってきた。すなわち、EGF受容体、FGF受容体I、およびHGFの特異的受容体c-Metからのシグナルが分枝形成に重要である。Goodellら提唱するHoechst33342染色性のいわゆるside population(SP)がマウスやヒト唾液腺に存在するかについて検索し、少なくともSP細胞が存在することを確認した。それら細胞はいかなるマーカーをもつのか、いかなる分化能を発揮するのかついて検索中である。
筋エネルギー消費効率の新評価方法の確立

本研究は、運動時の骨格筋エネルギー代謝に着目し、エネルギー効率の計算における自由エネルギーの関与を検討した。本研究において、運動強度の増大に伴うエネルギーの減少は、活動筋動員増大及び酸素摂取量の増大を誘発する事を示している。また、一過性高強度負荷運動直後のエネルギー放出量は、preと比較して数日後でも変化が観られていないことから、一過性短時間高強度運動時のエネルギー効率・代謝は、一時的な減少を有しているが、運動を制限するほどでなく、エネルギー代謝以外の因子によって動きが制限される事を示した。以上より、運動時のエネルギー効率は、エネルギー量の変化や運動形態を考慮して検討する必要性がある。本研究は、運動時の活動筋内エネルギー代謝の変化を生化学的パラメータを用いて検証することである。重ねて、運動時の筋内(表層・深層部)や筋群(協働筋)間におけるエネルギー消費が異なるかどうかを明らかにすることを目的としている。平成25年度は、研究成果を上けることはできていない。しかし、平成26年度の研究を実施する上で重要な測定方法の確立に向けて先行研究の調査および予備実験を遂行した。リン酸ケミカルシフトイメージング法(31P-CSI法)を実施する上で問題となる点は、測定に要する時間および運動形態である。本研究での被検筋は、筋線維組成(エネルギー効率)が異なる下腿部の筋(腓腹筋、ヒラメ筋)を測定する予定である。実際に安静時でスペクトル測定を試みると評価できるデータを得られるものの、測定に伴う時間を長く要する事が明らかとなり、ダイナミック運動を継続的に実施しながら測定することが不可能であった。また、運動実施時に継続的短時間で測定することができないため、同じ運動負荷条件で測定する筋の核磁気共鳴分光法(MRS)データが得られないことも明らかとなった。このことから本研究で使用する運動形態を再検討する必要性を感じた。そのため、末梢筋に対して高負荷を与えることが可能であり、測定部の動きや測定データへのノイズが小さくなり、かつ測定時間がある程度確保できる動形態を用いて実施する事を予定している。平成26年度は、一過性激運動後の骨格筋エネルギー出力(自由エネルギー(ΔGATP))の回復は筋群で異なるか検討した。被験者は健康成人男性8名とし、一過性激運動(自体重の80%負荷で10回(0.67 Hz)×10セットのスクワット運動を30s間隔)を実施させた。被験筋は大腿直筋(RF)および外側広筋(VL)とした。運動の影響を検証するため測定は運動前(Pre)・直後(Post0)、24(Post24)・48(Post48)・72(Post72)時間後に実施した。自由エネルギーの測定は、磁気共鳴装置(MRI)を用いて筋内のクレアチンリン酸(PCr)濃度、無機リン酸(Pi)濃度、pHをリン-磁気共鳴分光法(31P-MRS)で測定し算出した。また、運動に伴う筋痛や回復期における脚の痛みの評価はVASを用いて、パフォーマンスとして等尺性最大膝伸展力(MVC)を測定した。MVCはPreと比べてPost24まで有意に低下していたが、48時間以降に有意差は観られなかった。VASの結果は、Post48まで有意に高く、Post72で有意差は観られなかった。自由エネルギーは、VL・RFともに、Preと有意差は認められなかった。以上の事から、筋疲労が生じるような高強度負荷運動後の回復期における骨格筋エネルギー出力は、24時間後には十分に回復しているが、筋力の低下が持続している事が明らかとなり、一過性の運動後のパフォーマンスの体現はエネルギー的側面ではなく、その他の要因によって阻害されている事が明らかとなった。平成27年度は、下記の実験を実施した。実験プロトコルは、1)漸増率1 kg/minの漸増負荷運動、1) 6分間の低強度一定負荷運動、2) 6分間の高強度一定負荷運動、3)繰り返し高強度一定負荷運動(6分間×2回)、4) 90秒間200%WRmax激運動に続く6分間の高強度一定負荷運動、5)繰り返し激運動(100%WRmax×3回)を実施した。あらかじめ激運動を実施する事で代謝状況を変化させた後、動員される筋エネルギーを評価する事を目的とした。被験者は、6名の健康な成人男性であった。測定項目は、磁気共鳴装置(MRI)とサーフェイスコイルを用いて大腿四頭筋から骨格筋エネルギー代謝、さらに、筋電図を用いて外側広筋・大腿直筋・内側広筋より運動時の筋動員率、呼気ガス分析装置を用いて運動時及び回復時の酸素摂取量、近赤外線分析装置を用いて外側広筋・大腿直筋より筋内酸素動態を測定した。MR装置より測定した骨格筋エネルギー代謝に関わるデータは、運動時に放出されるエネルギー量を計算するためにも用いた。その結果、疲労困憊時の骨格筋エネルギー代謝項目は、ほぼ枯渇しており、運動時に放出されるエネルギー量は減少していた。骨格筋エネルギー代謝、筋内酸素動態、筋活動率は、低強度と高強度一定負荷運動を比較すると、共に減少するけれども、その量に違いが観られた。さらに、あらかじめ代謝状況を変化させた条件での筋活動度は、運動を継続するに伴い協働筋で変化を示していた。以上の結果から、運動強度や運動形態の違いに伴い、活動筋内のエネルギー出力は変化を示し、それを補うように協働筋の動員変化が生じる。

このことは、エネルギー効率を計算する上で、運動時のエネルギー出力量の変化を考慮する必要性を示す。次年度は、得られたデータを詳細に検討し、エネルギー効率値を算出する事を目標とする。平成27年度は、運動強度及び運動形態の変化に伴う骨格筋内エネルギー量の変化を示す事が出来た。しかし、エネルギー効率値の算出までには至っていない。これは、得られた実験データのノイズといった問題や実験装置の利用に時間的問題が一番の理由と考えられる。しかし、実験自体は完了している事から、平成28年度は、昨年度実施した筋損傷状態でのエネルギー出力と筋力の関係を含めて、運動強度・筋状態に伴うエネルギー効率値とパフォーマンスの関係性を算出する事を目的とする。本研究は、運動時の骨格筋エネルギー代謝に着目し、エネルギー効率の計算における自由エネルギーの関与を検討した。まず、漸増負荷運動時における代謝動態を検討した。運動強度が増大するに伴って放出される自由エネルギーは、線形的に減少し酸素摂取量もまた線形的増大を示した。次に、6分間の一定負荷運動時において、自由エネルギー及び酸素摂取量は、3分-6分で有意な変化が観られなかった。これまでの運動中のエネルギー効率の計算ではエネルギー源であるATPから放出されるエネルギー量を一定として計算するが、本結果により自由エネルギー量は運動強度に依存して減少する事、さらに、その数値は安静時で-13.70から疲労困憊時で-12.32kcal/molであることを示した。複数の活動筋内エネルギー代謝を検討するため、予備実験において、底屈運動時の自由エネルギー放出量を測定した。その結果、ヒラメ筋及び腓腹筋のエネルギー量は、運動強度の増大と共に減少し、その動態に違いが観られた。これに基づき、自体重80%負荷スクワット運動時の外側広筋・大腿直筋代謝を、pre・post0h・24h・48h・72hで測定した。その結果、両筋における自由エネルギー量は、preと比較して有意な差を示さなかった。これまでのエネルギー効率の計算は、ATPから放出されるエネルギー量は変動しないと仮定し算出されてきたが、運動強度の変化に伴う減少結果は、活動筋動員増大及び酸素摂取量の増大を誘発する事を示している。また、一過性高強度負荷運動直後のエネルギー放出量は、preと比較して変化が観られていない。エネルギー代謝測定に要するMR設定時間が制限因子となるが、一時的短時間高強度運動時及び回復期のエネルギー効率・代謝の結果は、筋力と言った運動を制限する因子と成らず、エネルギー代謝以外の因子によって規定される事を示した。本研究において、運動強度の増大に伴うエネルギーの減少は、活動筋動員増大及び酸素摂取量の増大を誘発する事を示している。また、一過性高強度負荷運動直後のエネルギー放出量は、preと比較して数日後でも変化が観られていないことから、一過性短時間高強度運動時のエネルギー効率・代謝は、一時的な減少を有しているが、運動を制限するほどでなく、エネルギー代謝以外の因子によって動きが制限される事を示した。以上より、運動時のエネルギー効率は、エネルギー量の変化や運動形態を考慮して検討する必要性がある。
A Digital Humanities Analysis of Christianity in the 19th-Century British Fiction

19世紀英国小説にキリスト教がどう描かれているかを,Digital Humanitiesの手法(distant reading)を用いて客観分析したあと、その妥当性をclose readingによって吟味するのが本研究の主たる目的である。この結果の意味するところをより正確に解明するため、単語をさらに綿密なclose readingによってより詳細に検証することが、今後の課題である。英文学
メタロアントシアニンの構造研究

美麗な花色は主にアントシアニンであるが,単独では不安定なアントシアニンの花弁中での安定化機構および青色の発現機構の解明を目的とし,特に金属の関与したメタロアントシアニンについて研究した.(1)ツユクサの青色色素コンメリニンの構造我々は天然および合成コンメリニンが電気泳動で7個のスポットに分離されることを手掛りとしてコンメリニンはマロニルアオバニン6分子,フラボコンメリン6分子,マグネシウム2原子からなる分子量的1万の分子であることを証明できた.また分子中におけるそれらの成分の配列に関しては結晶形,旋光分散などのデータから,マロニルアオバニン2分子が疎水結合でスタッキングしたもの3組が2原子のマグネシウムによってキレートし,プロペラ状となり,各マロニルアオバニンにフラボコンメリン1分子ずつがさらに疎水結合でスタッキングした構造を推定した.従来測定のできなかったコンメリニンのプロトン核磁気共鳴スペクトルの測定に成功し,その結果も上記の推定を裏付けた.(2)高度にアシル化をされたアントシアニンの構造と安定性西洋アサガオの青色色素ヘブンリーブルー,セブリナの色毒セブリニン,赤キャベツのジアシル化アントシアニン3種,モノアシル化アントシアニン5種の構造を確定した.このうち芳香族酸2個以上をもつ色素は中性附近の液中で安定であるが, 1個以下のアントシアニンは不安定で容易に脱色する.この現象は我々のサンドイッチ型スタッキングによる安定化の説を裏付ける.(3)ヤグルマギク青色色素プロトシアニンの構造この色素はスクシニルジアニン6分子,マロニルフラボン6分子,マグネシウムと鉄各1原子からなるメタロアントシアニンであろうと推定した.美麗な花色は主にアントシアニンであるが,単独では不安定なアントシアニンの花弁中での安定化機構および青色の発現機構の解明を目的とし,特に金属の関与したメタロアントシアニンについて研究した.(1)ツユクサの青色色素コンメリニンの構造我々は天然および合成コンメリニンが電気泳動で7個のスポットに分離されることを手掛りとしてコンメリニンはマロニルアオバニン6分子,フラボコンメリン6分子,マグネシウム2原子からなる分子量的1万の分子であることを証明できた.また分子中におけるそれらの成分の配列に関しては結晶形,旋光分散などのデータから,マロニルアオバニン2分子が疎水結合でスタッキングしたもの3組が2原子のマグネシウムによってキレートし,プロペラ状となり,各マロニルアオバニンにフラボコンメリン1分子ずつがさらに疎水結合でスタッキングした構造を推定した.従来測定のできなかったコンメリニンのプロトン核磁気共鳴スペクトルの測定に成功し,その結果も上記の推定を裏付けた.(2)高度にアシル化をされたアントシアニンの構造と安定性西洋アサガオの青色色素ヘブンリーブルー,セブリナの色毒セブリニン,赤キャベツのジアシル化アントシアニン3種,モノアシル化アントシアニン5種の構造を確定した.このうち芳香族酸2個以上をもつ色素は中性附近の液中で安定であるが, 1個以下のアントシアニンは不安定で容易に脱色する.この現象は我々のサンドイッチ型スタッキングによる安定化の説を裏付ける.(3)ヤグルマギク青色色素プロトシアニンの構造この色素はスクシニルジアニン6分子,マロニルフラボン6分子,マグネシウムと鉄各1原子からなるメタロアントシアニンであろうと推定した.美麗な花色は主にアントシアニンであるが単独では不安定なアントシアニンの花弁中での安定化機構および青色の発現機構の解明を目的とし、特に金属の関与したメタロアントシアニンについて研究した。(1)ツユクサの青色色素コンメリニンの構造林らはコンメリニンの組成としてアオバニン2分子、フラボコンメリン2分子、マグネシウムとカリウム各1原子を報告しているが、我々は天然および合成コンメリニンが電気泳動で7個のスポットに分離される場合のあることを手掛りとしてその組成を追求した所、コンメリニンはマロニルアオバニン6分子、フラボコンメリン6分子、マグネシウム2原子からなる分子量約1万の分子であることを証明できた。また分子中におけるそれらの成分の配列に関しては結晶形、旋光分散などのデータから、マロニルアオバニン2分子が疎水結合でスタッキングしたもの3組が2原子のマグネシウムによってキレートし、プロペラ状となり、各マロニルアオバニンにフラボコンメリン1分子ずつがさらに疎水結合でスタッキングした構造を推定した。従来測定のできなかったコンメリニンのプロトン核磁気共鳴スペクトルの測定に成功し、その結果も上記の推定を裏付けた。(2)赤キャベツの色素の構造赤キャベツのアントシアニン色素は比較的水溶液中で安定であるので、その機構を探るため、その構造を研究した。赤キャベツから5種のモノアシル化アントシアニンを単離し、シアニジン骨格の3位にアシル化リホロースがまた5位にグルコースが結合したものであり、アシル基として、P-クマリルフェルリル、シナピル、4-グルコシル-P-クマリル、4-グルコシル-フェルリルがそれぞれ結合したものであることを証明した。
プリズム適応療法による神経ネットワークの機能変化と半側空間無視改善機序の解明

脳損傷患者に認められる高次脳機能障害である半側空間無視(以下、無視)に対してプリズム適応(PA)療法の効果が実証されており、推奨される治療とされている。PA療法の効果は机上検査の改善に留まらず、視覚以外の空間認知、非方向性の空間認知にも影響をもたらすことが知られているが、その神経学的メカニズムは十分に解明されていない。本研究の目的は、健常者及び半側空間無視患者において、プリズム適応前後の安静時FCを測定するとともに、FCの変化に対応した行動指標や臨床評価を探索することでプリズム適応療法による無視の改善メカニズムを明らかにすることである。
「咬み合わせの電気的測定装置」を用いた咬合起因性顎関節症発生機序に関する研究

本科研申請時の計画では、研究代表者らが開発した咬み合わせの電気的測定装置オクル-ザルマルチスキャナーを改良し、閉口路から中心咬合に至るまでの咬合接触点の経時的変化とそれぞれの接触点に加わる圧の変化が、顎間接障害発生機序とどのように関わっているかを調べることを目的とした。しかしながら平成5年、本装置専用の感圧ゴムを開発製造していた日本合成ゴムが、会社のリストラにて該当部門を撤廃したためセンサー部の供給が不可能となった。急遽代替の感圧ゴムの開発と測定器の改変を余儀なくされ、イナバゴム(本社大阪)とともに当初の目的に合った測定システムを再構成することとした。現在のところ、広範囲に亘る咬合圧(数g数100g/mm^2)を感知し、その圧分布を立体表示するとともに咬合面圧の重心と咬合接触点の重心の表示、ならびに圧や面積の総和計算ができるようになった。しかし経時的変化を知るにはサンプリング間隔が約1秒で本研究目的に使用できる水準には達していない。この様な状況をふまえて、顎関節障害者の顔面の対称性や姿勢の歪み、咬合平面の側方傾斜などと咬合面圧の対称性との関係を本学矯正科来院患者、武雄市朝日小学校児童、本学学生を対象に調査した。結果は、1.咬合面積の大小によって咬合面圧の総計が大きく左右されるが、単位面積当たりの圧に大きな差はなかった。2.顎関節障害者では左右瞳孔線の傾きや鼻翼線などにばらつきが有意に大きかったが、症状側を特定する一定の傾向を認めなかった。3.脊柱が歪んでいる側(偏位側)の咬合平面は上方へ傾いており、咬合面圧は反対側より高い数値を示した。これらの調査をさらに発展させる一方、咬合の経時的変化を測定できるシステムを作るために測定器の開発を進行中である。本研究は、われわれが開発した咬み合わせと咬合力(咬合面圧分布)の電気的同時記録装置「オクルーザルマルチスキャナー」を改良して咬合接触時の経時的変化を検査し、顎関節機能障害の発生機序を探る目的で計画した。しかし、センサー部およびそれに内蔵する高圧対応の特殊感圧導電ゴム(PCR)を供給していた日本合成ゴム株式会社が、この領域の部門を経営上の理由から撤退した。したがって新たに本研究目的にあったPCRとセンサー、および分析装置を再度構成せざるを得なくなった。本来、他の分野で用いられているPCRは感知する圧が低圧(数gから50g/mm^2まで)であるが、咬合センサーではその10倍近くの感圧範囲が必要となる。しかも、高圧感知のPCRの用途は少なく、またそれを製造できるメーカーも限られている。関連会社を種々調査したところ、幸いイナバゴム株式会社(本社・大阪)の協力が得られることとなり、現在、当社に依頼してPCRとセンサー電極の開発、および当社がすでに市販している圧分布計測装置イナストマーPXの歯科用途への改造を行うこととした。以上の理由から臨床研究の遅れが余儀なくされているが、新システムの構成が完成すれば、以前のスキャナーと比較して検出電極の配置数は数倍に増加するとともに、データの三次元表示も可能となり、機能の向上が見込まれている。すでに測定装置自体は完成し納入されており、ソフトに関して若干の手直しを行っている段階で、本年度中には測定が可能となる予定である。本システムを臨床応用した成果については次年度に報告する。

当初の研究計画では研究代表者らが開発した咬合面圧分布測定装置を用いて咬合の機能解析を行なう予定であったが、そのセンサー部PCR(感圧ゴム)製造を委託業者が撤退するという予期せぬ事態が発生した。したがって急遽目的に合ったPCRの開発と測定装置の変更をせざるを得なかった。平成6年度は圧力分布計測装置(イナバゴム社製)と新しいPCRが咬合面圧測定に応用できるかどうかの基礎実験を主として行なった。その結果、開発したPCRは接近した2点間の識別において若干の問題は残るものの、咬合全体の圧分布測定に適しているという結論が得られたので、次いで0.8mm間隔の格子状電極を構成する咬合面圧測定用咬合板を設計作成した。さらに計測装置の解析プログラム改変を実施し、現在のところ以下の分析を行なうことができるようになった。1)各電極で感知した圧力レベルを座標点ごとに表示する。2)咬合面圧分布を立体表示する(図参照)。3)咬合面圧の重心、咬合面積の重心を計算し、座標上に表示する。4)咬合面を左右側に分けて、その面積総和と圧の総和を表示する。以上の機能をもとに、正常咬合者や顎関節機能障害者の測定、および同一被検者の経日的変化などを現在測定中である。このデータの解析はまだ終了していない。本研究は、研究代表者らが開発した咬合面圧分布測定装置を改良して顎関節障害者の咬合機能を測定、解析する計画であった。しかし、同装置のセンサー部の電極と特殊感圧導電ゴムを開発・供給していた日本合成ゴム株式会社がこの領域の部門を経営上の理由から撤退したため、新たに、測定システムすべてを再構成し、これを使用して研究を実施した。平成7年度に行った研究概要は以下の通りである。1.顎関節障害のない本学学生を対象に咬合面圧分布を調べたところ、圧合計と咬合面積に相関が認められた。しかし単位面積当たりの咬合力に大きな差はなかった。2.九州大学歯学部付属病院来院の顎関節障害者を対象に顔面軟組織の左右対称性を検討したところ、左右瞳孔線、鼻翼線などの傾きが正常者よりばらつきが大きかったが、症状側を特定できる傾向は認めなかった。3.武雄市朝日小学校児童を対象に新しい咬合面圧分布測定装置を用いて検査した結果、咬合平面が上方へ傾いている側の咬合面圧が大きく脊椎も傾いていることが示された。顎関節障害との関係は不明であった。
ヒトに対するダイオキシン類の生体影響指標を確立する

【目的】動物実験等によりダイオキシンが女性ホルモンであるエストロゲンの代謝を変化させるという報告があり、ダイオキシンの毒性との関連が指摘されている。そこで、自治体焼却施設労働者における血清中ダイオキシン類濃度と尿中エストロゲン代謝物濃度を測定し、その関連性を検討した。【方法】対象者は焼却施設に勤務する男性57名を選択した。質問紙調査により対象者の属性を調査した。血清中ダイオキシン類濃度を曝露指標とした。採取した血液を血清分離、脂肪抽出、脂肪分解、溶媒抽出、カラムクリーンアップを行い測定試料とし、高分解能ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて測定した。尿中エストロゲン代謝物(エストロン(E1)、エストラジオール17β(E2)、2位水酸化エストロゲン...4種類、4位水酸化エストロゲン...3種類および16位水酸化エストロゲン...2種類;計11種類)を影響指標とした。採取した尿を固層抽出、脱抱合体反応、溶媒抽出、誘導体化反応、溶媒抽出、カラムクリーンアップを行い測定試料とし、高分解能ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて測定した。【結果】対象者の血清中ダイオキシン、ジベンゾフランおよびコプラナPCB濃度は毒性等量で、それぞれ、12.9、12.4および13.6pgTEQ/g脂肪であった。単相関分析より血晴中ダイオキシン類濃度(TEQ値)と16位水酸化エストロゲンの一つである尿中エストリオール(E3)濃度との間に有意な正の相関がみられた。年齢、Body mass index (BMI)、喫煙本数、アルコール摂取量の影響を調節した共分散分析においても、ダイオキシン類濃度とE3との間に有意な正の相関がみられた。また、BMI、喫煙量、アルコール摂取量とエストロゲン代謝物との間にも相関関係がみられた。【まとめ】ヒトにおいてもダイオキシン類がエストロゲンの代謝に影響を与える可能性が示唆された。同時にエストロゲンの代謝にはBMI、喫煙量、飲酒の影響を受けることが示唆された。当研究所では焼却施設労働者の血中ダイオキシン類濃度を測定し、労働者の曝露状況を調査している。本研究では、ダイオキシン類調査のための採血と同時期に採尿を行い、ダイオキシン類の生体影響指標として期待される尿中エストロゲン類濃度(エストロン(E1)、17βエストラジオール(E2)、16-水酸化体であるエストリオール(E3)、16-ハイドロキシエストロン、カテコール体である2-ハイドロキシエストラジオール、4-ハイドロキシエストラジオール、2-ハイドロキシエストロン、4-ハイドロキシエストロン)と血中ダイオキシン類濃度の関係を検討する。今年度では焼却施設3ヶ所において労働者28名の尿サンプル(早朝尿)を採取した。持ち帰った試料は固層抽出を行った後、脱抱合体反応を行い、溶媒抽出、GC誘導体化、シリカカラムによるクリーンアップ等を行い測定検体とした。高分解能GC/MSにより尿中エストロゲン代謝物濃度を測定した。尿中エストロゲン代謝物指標と血中ダイオキシン類濃度の関連を回帰分析により解析した。その結果、血中ダイオキシン、ジベンゾフランとエストロゲン代謝物指標の間に有意な相関はみられなかった。血中コプラナPCB濃度とエストロゲン代謝物指標の関連を解析したところ、血中PCB(TEQ)とカテコールエストロゲン/総エストロゲン(カテコールエストロゲンの総エストロゲン代謝物に占める割合)の間に弱い負の相関傾向がみられた。当初、ダイオキシン類とカテコールエストロゲン類の間には正の相関傾向があるのではないかと考えていたが、結果はその逆になった。ただ、検体数が28と少数であるため、来年度はさらに2施設30名の尿サンプルを採取し、データ数を蓄積し、この傾向が本当に正しいのか否かを総合的に検討する。なお、今回測定した個人結果および全体の調査結果をまとめた個人結果票を作成し、被験者の方に説明を行った。

単相関分析より血晴中ダイオキシン類濃度(TEQ値)と16位水酸化エストロゲンの一つである尿中エストリオール(E3)濃度との間に有意な正の相関がみられた。年齢、Body mass index (BMI)、喫煙本数、アルコール摂取量の影響を調節した共分散分析においても、ダイオキシン類濃度とE3との間に有意な正の相関がみられた。また、BMI、喫煙量、アルコール摂取量とエストロゲン代謝物との間にも相関関係がみられた。【まとめ】ヒトにおいてもダイオキシン類がエストロゲンの代謝に影響を与える可能性が示唆された。同時にエストロゲンの代謝にはBMI、喫煙量、飲酒の影響を受けることが示唆された。
脳血管障害片麻痺者における持続等尺性運動時の筋交感神経活動

脳血管障害者8名と健常高齢者8名を対象に研究を行った。全ての被験者は検査時点では高血圧症や糖尿病はなく、特に投薬を受けていない事を確認した。脳血管障害者は発症後1ヶ月以上経過したテント上大脳半球皮質下に病変を認める片麻痺患者とした。上腕二頭筋持続等尺運動は、それぞれの被験者の非麻痺側を対象とし、最大筋力を測定し、30分安静臥床にした後、右腓骨神経から筋交感神経を3分間測定した。その後、安静時の最大筋力の35%の負荷で上腕二頭筋の持続収縮を2分、再び安静とし4分間の回復期を観察した。その間、筋交感神経、血圧と心拍数の持続測定を行った。健常者における上腕二頭筋持続等尺性収縮運動負荷時の筋交感神経活動の報告はこれまで無かったが、持続ハンドグリップ運動負荷時の報告と同様に有意な上昇が観察された。本研究の主となる脳血管障害者の測定結果は非常に興味深いものであった。脳血管障害者の安静時筋交感神経活動は健常者より有意に高いことが判明した。脳血管障害者の持続等尺運動による血圧、心拍数の上昇は健常者よりむしろ減弱しており、筋交感神経活動の反応も有意に低下している事が判明した。これは、テント上病変が筋交感神経活動の基礎値を上昇させ、運動による交感神経応答を現弱させていると考えられる。臨床的には、本研究結果は脳血管障害片麻痺者の運動訓練の安全性を確認した点で、初めての研究であり、非常に重要な発見である。持続等尺運動は筋力強化訓練として有用な方法であるが、この訓練を血圧上昇が危惧される脳血管障害者に負荷しても健常者以上のPressor responseは生じにくく比較的安全であることが判明した。また脊髄レベルの障害が頚髄損傷四肢麻痺者に寒冷昇圧試験を行い、同じ寒冷刺激では頚髄損傷四肢麻痺者は健常者よりも大きな昇圧反射を示すことも判明した。研究計画に沿って、筋交感神経活動測定の設備整備と準備実験を行った。運動負荷および筋交感神経活動研究環境を整備し、ヒトから直接筋交感神経活動を測定することに成功した。その点では本年度の目的は概ね達成された。具体的には当初の計画通りの方法で研究を遂行した。健常高齢者を対象に上腕二頭筋持続等尺性運動を施行し、健常者における運動時血圧、心拍数、筋交感神経活動を観察した。すなわち、被験者は上腕二頭筋の最大筋力を測定し、30分安静臥床にした後、右腓骨神経から筋交感神経を3分間測定した。さらに、本年度は健常者のみの測定計画であったが、すでに2名の脳血管障害者の測定にも成功した。例数が少ないので、統計学的な処理は不可能であるが、脳血管障害者の持続等尺運動による血圧、心拍数の変化は健常者よりむしろ減弱しており、筋交感神経活動の反応も低下している傾向を認めた。

これは、脳血管障害片麻痺者のリハビリテーション訓練の安全性を確認するという意味では、非常に重要な発見である。健側上下肢の筋力を強化する訓練は積極的に行っても健常者以上のPressor responseは無いこと意味している。脳血管障害者8名と健常高齢者8名を対象に研究を行った。全ての被験者は検査時点では高血圧症や糖尿病はなく、特に投薬を受けていない事を確認した。脳血管障害者は発症後1ヶ月以上経過したテント上大脳半球皮質下に病変を認める片麻痺患者とした。上腕二頭筋持続等尺運動は、それぞれの被験者の非麻痺側を対象とし、最大筋力を測定し、30分安静臥床にした後、右腓骨神経から筋交感神経を3分間測定した。その後、安静時の最大筋力の35%の負荷で上腕二頭筋の持続収縮を2分、再び安静とし4分間の回復期を観察した。その間、筋交感神経、血圧と心拍数の持続測定を行った。健常者における上腕二頭筋持続等尺性収縮運動負荷時の筋交感神経活動の報告はこれまで無かったが、持続ハンドグリップ運動負荷時の報告と同様に有意な上昇が観察された。本研究の主となる脳血管障害者の測定結果は非常に興味深いものであった。脳血管障害者の安静時筋交感神経活動は健常者より有意に高いことが判明した。脳血管障害者の持続等尺運動による血圧、心拍数の上昇は健常者よりむしろ減弱しており、筋交感神経活動の反応も有意に低下している事が判明した。これは、テント上病変が筋交感神経活動の基礎値を上昇させ、運動による交感神経応答を現弱させていると考えられる。臨床的には、本研究結果は脳血管障害片麻痺者の運動訓練の安全性を確認した点で、初めての研究であり、非常に重要な発見である。持続等尺運動は筋力強化訓練として有用な方法であるが、この訓を血圧上昇が危倶される脳血管障害者に負荷しても健常者以上のPressor responseは生じにくく比較的安全であることが判明した。また、脊髄レベルの障害が頚髄損傷四肢麻痺者に寒冷昇庄試験を行い、同じ寒冷刺激では頚髄損傷四肢麻痺者は健常者よりも大きな昇圧反射を不すことも判明した。
ビスフェノールなど内分泌かく乱化学物質の神経発生過程におけるターゲット因子の同定

ビスフェノールA(BpA)やノニルフェノールは、プラスチック製品の添加剤などとして使用され、河川の水や食物の容器などで検出されている。最近これらの化合物が中枢神経系の発達に影響を及ぼしている可能性が示唆された。本研究ではこれらの化合物が、アルツハイマー病などの脳の病気や発生過程において中枢神経形成に関わるNotchシグナル系で働いているγ-セクレターゼに直接作用していることを明らかにした。ビスフェノールA(BpA)やノニルフェノールなどは、プラスチック製品の添加剤や化学物質合成の原料として使用され、河川の水やプラスチック製品を容器とする食物の中に検出されている。これらの物質は内分泌かく乱化学物質として見いだされ、エストロゲン様の作用があることが報告されたが、後にこれらの化合物のエストロゲン受容体への結合は内在性のエストロゲンに比べて極めて弱いことが明らかにされた。ところが、最近これらの化合物がヒトや実験動物において、中枢神経系の発達に影響を及ぼしている可能性が示唆された。申請者らはラット脳から、BpA結合タンパク質として、プロティンジスルビドイソメラーゼ(PDI)を精製した。本年度はPDIとBpAとの結合と機能、一方でアフリカツメガエルを用いて、BpAによる頭部の形成異常について検討した。まず、PDIとBpA誘導体との結合を検討した結果、BpAのフェノール部位が結合に必須であることが明らかになった。またBpAはPDIのイソメラーゼ活性を阻害することを明らかにしているが、このフェノール部位のPDIとの結合が、BpAの活性阻害に必要であることを明らかにした。一方、カエルの胚を用いた検討では、まず異常な表現系を引き起こすBpAの濃度を決定した。10nM20μMまで検討した結果から60nMが異常を引き起こす最低濃度であることを見いだした。表現系としては、体節の湾曲、色素の非形成、目の非形成などが見られた。この異常が、どのように引き起こされるのかメカニズムを明らかにするため様々な遺伝子発現について検討した結果、Notch signal系がBpAによって阻害されている可能性を見いだした。実際にBpA投与した胚にNotchsignal系の因子を過剰発現するとこの異常は解消された。ビスフェノールA(BpA)やノニルフェノールは、プラスチック製品の添加剤などとして使用され、河川の水やプラスチック製品を容器とする食物の中に検出されている。これらの物質は内分泌かく乱化学物質として見いだされ、エストロゲン様の作用があることが報告されたが、最近これらの化合物が中枢神経系の発達に影響を及ぼしている可能性が示唆された。本研究の目的は、このような化学物質による生体への影響の原因やメカニズムを解明するため、化学物質のターゲットタンパク質を明らかにすることである。前年の研究において、BpAがNotch signal系を阻害していること、先行研究によって見いだしたPDIとの結合にはBpAのフェノール部位が重要であることを明らかにした。この成果を踏まえ、本年度は以下の研究成果が得られた。まず、Notch signal系の阻害機構として、蛍光標識した合成ペプチド基質を利用することで、BpAがγ-セクレターゼを阻害していることを明らかにした。この酵素はNotchの細胞内ドメインを切り出すのに必要な酵素である。PDIとBpAの相互作用については、PDIを構成しているa,b,b',a',cドメインをそれぞれ大腸菌に発現して調べた。その結果BpAはa及びb'ドメインに結合することが明らかになった。さらに、aドメインへのBpA結合は、PDIの活性であるイソメラーゼ活性を阻害しなかったが、b'への結合が阻害した。ところで、PCBは生体に取り込まれると水酸化されることが明らかになっている。そこで、PDIの活性について、水酸化PCBがBpAと同じような作用を示すのかどうか検討したところ、BpAよりもむしろ強い作用を示した。以上の結果から、BpAのみならずハロゲン化された芳香族炭化水素も体内で水酸化されることで、PDIやNotch signalといった神経発生において重要と考えられている因子に影響を与えていることが明らかになった。