hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アマルガム修復物から放出される水銀の生体内挙動と生体適合性について

血液成分中の総水銀も無処置の対照群と比較して多く認められた.また,胎児臓器中の総水銀量は母親よりも少なかった.ガスクロマトグラフによる有機水銀の定量は,2,3の抽出方法について検討を加えたが,回収率が低く採用出来なかった.そのため,国立水俣病総合研究センターの赤木先生のご協力により,先生が開発された抽出方法で回収率の検討した結果,回収率は80%に向上したが,最適条件の設定について検討を要する.実験2.アマルガムに存在する水銀の中枢神経系に及ぼす影響について.ラットの歯に高銅型アマルガムを4本充填し,ロータロードに乗せ,脱落するまでの時間を計測したが,結果のバラツキが大きく,再度検討を要する.この実験に関する報告はきわめて少なく,評価方法について予備的検討が必要である.実験3.特殊染色法による水銀の臓器内分布特殊染色法(Photo-emulsion histochemical method)による水銀の臓器内分布は,脳中総水銀量が20ppb以上でないと検出されないことが判明した.そのために,アマルガムの充填歯数を4歯として検討している.また,飼育期間は脳中の水銀蓄積量を多くするために,3ヶ月の飼育は取り止め,6ヶ月および1年後に変更した.現在,6カ月経過後のラットを屠殺し総水銀の分析を行なっている.実験1.臓器中の総水銀および有機水銀の定量10週令のラット20匹を実験群,10匹を無処置の対照群として用いた.実験群には上顎臼歯4本に高銅型アマルガムを充填した.6ヶ月経過後に還流屠殺し,脳,肝臓,腎臓の総水銀,有機水銀を測定した.対照群の総水銀量は,脳:4.0±0.4ng/g,肝臓:18.9±2.4ng/g,腎臓:209.6±40.2ng/g,有機水銀量は,脳:4.6±0.5ng/g,肝臓:11.0±1.9ng/g,腎臓:48.7±2.2ng/gであった.実験群の場合,各臓器の総水銀量は対照群よりも多く,脳:5.6±1.lng/g,肝臓:29.9±9.4ng/g,腎臓:2706.5±1253.1ng/gであり,腎臓に多く認められた.有機水銀量は,脳:3.9±l.0ng/g,肝臓:9.1±4.5ng/g,腎臓:24.8±4.3ng/gであった.有機水銀の分析が不慣れなために,得られた結果の信憑性は低く,アマルガム中の水銀の有機化の可能性の有無を判断することは不可能であった.実験2.アマルガムに存在する水銀の中枢神経系に及ぼす影響について.10週令のラットの上顎臼歯4本に高銅型アマルガムを充填し,ロータロードに乗せ脱落するまでの時間について検討したが,実験群間でバラツキが大きく,実験が成立しなかった.この原因として10週令のラットでは既に学習能力を備えているために,学習能力の未熟なより若いラットで検討することが必要であることが判明した.実験3.写真エマルジョン法による水銀顆粒の観察10週令のラットの上顎臼歯4本に高銅型アマルガムを充填した.6ヶ月経過後に還流屠殺し,水銀顆粒の観察を脳,肝臓および腎臓について行った.水銀顆粒は脳では認められず,肝臓ではその存在は明確ではなかった.それに反して,腎臓では近位尿細管の細胞内に水銀顆粒が認められた.1年経過後についても同様の実験を行ったが,4本のアマルガムが残存したのは20匹中1匹であり,実験が成立しなかった.
先史時代における貝塚出現期の年代学的研究

本研究では、西日本における貝塚が出現する時代、つまり縄文時代早期から前期を中心とした年代研究を推し進めた。当該時期の年代的な枠組みを構築するため、各地のサンプルの年代測定を実施し、それらについて報告をまとめた。特に、西日本の縄文時代草創期後半から縄文時代早期の年代測定を推し進め、西日本における貝塚出現期にあたる押型文土器や貝殻文円筒形土器の実年代については大まかな見通しを得ることが出来た。さらに、瀬戸内海の縄文時代早期・前期の貝塚群の年代測定を進め、縄文時代早期のハイガイ貝塚群以前とされるヤマトシジミ貝塚群にも年代差があること、魚類を伴う本格的な貝塚群は前期後半以降にいちづけられる可能性が高いことがわかった。本研究の結果、西日本における出現期貝塚を考察する上で重要な定点となる年代値を多数得ることができた。本研究の目的は、先史時代における多様な貝類利用のあり方を炭素14年代測定法を用いて整理することによって、先史社会を復元することにある。本研究で、主な研究対象とする縄文時代は、四方を海に囲まれた日本列島で、海産資源の利用が活発化する時代であり、貝塚形成が始まったことでも知られる通り、現在まで続く日本人と海のかかわりを考える上で、重要な時代である。本研究では、貝塚が出現する時代、つまり縄文時代早期から前期の西日本を中心としたエリアの年代研究を推し進める。今年度の研究経過としては、土器の施文具として、貝類の利用がはじまる縄文時代草創期の鹿児島の隆起線文土器、瀬戸内海の単発的な縄文早期の貝塚群や、西日本でも貝塚が顕著にみられはじめる早期後半から前期の年代測定サンプルを集中的に測定した。また、山間部において陸産貝類の利用度の低いことを、四国の愛媛県上黒岩遺跡や徳島県古屋岩陰から明らかにした。福井県鳥浜貝塚、三重県鴻ノ木・高皿遺跡、鳥取県渡り上がり遺跡、長山馬籠遺跡、島根県島根大学構内遺跡、岡山県犬島貝塚、熊本県瀬田裏遺跡、宮崎県塚原C、阿蘇原上遺跡、鹿児島県湯屋原遺跡などでサンプルを収集し、年代測定にむけての準備を行った。中でも、鳥浜貝塚は2/16-3/10の企画展示(「再発見!烏浜貝塚資料」於:若狭歴史民俗資料館)と密接に関連しており、測定成果をいち早く研究展示に活かせた。また、2/1-4の椛の湖遺跡発見50周年記念展(於:道の駅きりら坂下)にも本測定成果は用いられた。本研究では、貝塚が出現する時代、つまり縄文時代早期から前期の西日本を中心としたエリアの年代研究を推し進めた。今年度の研究経過としては、福井県鳥浜貝塚、三重県鴻ノ木・高皿遺跡、鳥取県渡り上がり遺跡、島根県島根大学構内遺跡、岡山県黄島貝塚、犬島貝塚、鹿児島県湯屋原遺跡などのサンプルの年代測定を実施し、それらについて報告をまとめた。特に西日本の縄文時代草創期後半から縄文時代早期の年代測定を推し進め、西日本における貝塚出現期の押型文土器や貝殻文円筒形土器の実年代については大まかな見通しを得ることが出来た。さらに、瀬戸内海の縄文時代早期・前期の貝塚群の年代測定を進め、縄文時代早期のハイガイ貝塚群以前とされるヤマトシジミ貝塚群にも年代差があること(礼田崎→犬島→黒島)、魚類を伴う本格的な貝塚群は前期後半以降にいちづけられる可能性が高いことがわかった。
急性期～亜急性期脳卒中患者に対するｒＴＭＳ治療

近年、rTMSによる慢性期脳卒中片麻痺者の運動機能改善が報告されている。しかし急性期における適用報告はほとんどない。29人の急性期脳卒中片麻痺患者を無作為に10Hzの病巣側大脳高頻度rTMS群、1Hzの非病巣側大脳低頻度rTMS群、sham群に分け5日間連続のrTMS治療を施行したところ、改善度は高頻度rTMS群において著明であった。次に58人の急性期脳卒中片麻痺患者を無作為に高頻度rTMS群、高頻度rTMSと低頻度rTMSを両側の大脳に適用する両側rTMS群に分け、5日間連続のrTMS治療を施行したところ、改善度は両側rTMS群において著明であった。【目的】前年度の研究において反復性経頭蓋磁気刺激(rTMS)は発症早期脳卒中の上肢麻痺にも有効であり、その効果は患側高頻度(HF-rTMS)の方が健側低頻度(LF-rTMS)よりも高い可能性を報告した。今回その2種の刺激を同時に行う両側rTMS(BL-rTMS)とHF-rTMS単独との効果を比較した。【対象と方法】発症15日以内の片側大脳脳梗塞・脳出血患者46名をHF-rTMS群26名、BL-rTMS群20名に分けた。単発刺激により健側の示指屈曲が最も強い点を健側刺激部位、その左右対象部位を患側刺激部位とし、刺激強度は示指屈曲が得られる最低出力の90%とした。5日間連続して、HF-rTMS群には患側刺激部位に対し10Hz・10秒間の刺激を1分おきに10回、BL-rTMS群には健側刺激部位へ1Hz・50秒間の刺激と患側刺激部位へ10Hz・10秒間の刺激を交互に10回ずつ施行した。5日間の介入前後で手指Brunnstrom stage(BRS)、握力(GP)、30秒間に可能な手指屈曲回数(TAP)を測定し、その変化量を2群間で比較した。【結果】手指BRS変化量はHF-rTMS群0.7±0.7に対しBL-rTMS群1.5±0.9(P=0.001)、GP変化量はHF-rTMS群2.5±3.5kgに対しBL-rTMS群4.5±4.6kg(P=0.07)、TAP変化量はHF-rTMS群9.6±10.0回に対しBL-rTMS群14.3±11.3回(P=0.11)であり、特にBRSの改善はBL-rTMS群で有意に高かった。【考察】HF-rTMSとLF-rTMSは機序が異なるため発症早期の健側・患側大脳活動性によって効果に差があることが推察される。しかしBL-rTMSではその両者の特性を有し、更にそれぞれの効果を増幅するため、より大きな効果が得られたと考えられる。2年目には急性期脳卒中上肢麻痺に対し両側rTMS(BL-rTMS)が高頻度rTMS(HF-rTMS)よりも効果が高いことを証明し、3年目にはrTMSとtDCS(経頭蓋直流電流刺激)を組み合わせた方法について検討していたが、パイロットスタディにおいてtDCSの効果がほとんど期待できずに断念した。そこで次に急性期脳卒中下肢麻痺へのrTMS適用を検討した。rTMSにおいて頻用される8の字コイルでは下肢運動野まで刺激が届かないが、ダブルコーンコイルを用いれば届くことがわかっており、両側の下肢運動野を同時に賦活するBLHF-rTMSを考案した。しかし同分野での報告はこれまで皆無あり、慢性期におけるリスクの検証もされていなかった。そのためまず慢性期脳卒中下肢麻痺に対するBLHF-rTMSの歩行機能に対する効果と安全性を、sham群を含む31例への準RCT(Ratio 2:1)で検証した。結果、歩行速度はrTMS群で有意に改善し、かつ下肢のみならず上肢の痙縮も有意に減じることが確認された。本研究成果は2014年3月の脳卒中学会総会で報告し、現在論文作成中である。この結果を踏まえ、今後急性期脳卒中下肢麻痺に対する適用研究を開始する予定である。全期間を通した結果として、1)急性期脳卒中上肢麻痺患者に対してはHF-rTMS、LF-rTMSともに有効であり、特にHF-rTMSの効果が高い、2)BL-rTMSはHF-rTMSよりもさらに効果が高い、3)急性期脳卒中下肢麻痺への適用は今後の課題であるものの慢性期脳卒中下肢麻痺に対してはBLHF-rTMSが安全かつ有効であることがわかった。

近年、高頻度または低頻度の反復性経頭蓋時期刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation、以下rTMS)により慢性期の脳卒中患者の片麻痺が改善することが報告されているが、急性期亜急性期の脳卒中に対するrTMSの効果や安全性についての報告は皆無であり明らかでない。今年度の研究では、まず急性期亜急性期脳卒中患者においてrTMSによる上肢麻痺の改善が得られるか、またrTMSのうち高頻度刺激と低頻度刺激のどちらがより効果的なのかについて、その安全性とともにRCTデザインで検証した。初発の片側大脳の脳梗塞・脳出血患者29名を、無作為にHF-rTMS群(10HzのrTMSを患側大脳に施行、n=9)、LF-rTMS群(1HzのrTMSを健側大脳に施行、n=11)、Sham群(rTMSを施行するふりのみ、n=11)の3群に振り分け、5日間連続のrTMS治療を行った。5日間のrTMS治療前後に全対象で握力(GP)・30秒間手指屈曲回数(TAP)を測定し、3群間でその変化に差があるかを統計的に比較した。全対象は5日間のプロトコールを有害事象なしに完遂した。HF-rTMS群・LF-rTMS群ともにSham群に比しrTMS施行後のGP・TAPが有意に高かった。また特にHF-rTMS群ではGP・TAPの変化量もSham群に比し有意に高く、より効果があると考えられた。今回の結果は、大脳半球間抑制が脳卒中後数ヶ月後亢進する報告や脳梗塞モデルラットに対する急性期HF-rTMSで神経保護作用が認められた報告など、過去の基礎的研究結果との妥当性もあると考えられた。今回世界で初めてヒトの急性期脳卒中患者に対するRCTデザイン研究においてrTMSの有効性を証明できた。本結果は学会発表および英文論文において公表した。予定通り1年目でrTMSが急性期脳卒中にも有効であることを示し、RCTデザインのプロトコールで急性期にはLF-rTMSよりもHF-rTMSの方が効果が高いことを世界で初めて報告した。2年目はさらにそれを進めて、両側大脳に施行するBL-rTMSを世界で初めて急性期脳卒中患者に適用し、HF-rTMSに比し同等以上の効果があることを確認した(論文はまだアクセプトされていない)。結果については日本脳卒中学会総会、日本リハビリテーション医学会学術集会総会、全国自治体病院学会などでの発表や、英語・日本語論文にて報告している。今年度の研究目的の最大の焦点は急性期の脳卒中患者に対してrTMSの効果があるか否かであり、それについて統計的手法で結果を出すことができて、英語論文にて公表できたため予定通り進んでいると考える。これまでの研究で急性期脳卒中の上肢麻痺に対して特にBL-rTMSが有効であることが示されたが、BL-rTMS施行のためにはrTMS機器も2台、それを稼働させる電気設備も必要であり、ハード面の制約が大きい。また、頭部にコイルを同時に2つ設置することは物理的に不可能であり、全て徒手的に交換しなければならない等マンパワーも要する。そこでより現実的な方法として、rTMSを2台ではなく、同じく大脳神経活動性を制御可能なtDCS(経頭蓋直流電流刺激)とrTMSを併用する方法を考案している。tDCSであれば電池駆動であり、頭表に設置したまま別方にrTMSを打つことも可能である。tDCS+rTMSがBL-rTMS同等の改善を寄与するかどうか調べたい。今年度の研究において、脳卒中発症急性期亜急性期における患側高頻度刺激(HF-rTMS)の有効性を示したが、その効果には差があった。今後は、どのような症例により効果が高いかについて調査する。
内分泌組織におけるFGFの活性化機構についての研究

Fibroblast Growth Factor(FGF)は甲状腺をはじめとする内分泌組織にも存在しているが、その活性は正常成人においては、きわめて重いと考えられる。この活性を制御する重要な因子としてプロテオグリカンをはじめとするEntracellulan Matrix(ECM)がきわめて重要な役割を果たしていることは多くの報告で示されている。今回、我々は甲状腺細胞のCell lineであるFRTL-5細胞を使って、細胞表面のプロテオグリカンの増減及びそれによる細胞増殖の変化を検討した。まず、細胞表面のプロテオグリカンの測定法を検討した。FRTL-5細胞を^3H-グルコサミン又は^<35>Sでラベルしておく。一定時間后、液替えし、特異的酵素であるヘパリチナーゼを作用させ、培養液中に増加する放射性活性を細胞表面のヘパリチナーゼ感受性グルコサミンであるヘパランサルフェイトとして評価する。この測定を用いるとFRTL-5細胞の細胞表面ヘパランサルフェイトはTSHの投与により、用量反応性に増加することが判明した。TGF-βやFGFでは明らかな変化はなかった。FGFが細胞表面のレセプターに結合して作用を発現するには、細胞表面のヘパランサルフェイト又はヘパリンの存在が不可欠であるとされている。TSHの投与によりFRTL-5細胞においては細胞表面のヘパランサルフェイトが増加し、さらにbasic FGFのlowaffinity bindingも増加した。一方、ヘパリチナーゼを使ってFRTL-5細胞表面のヘパランサルフェイを減少させてやると、FRTL-5細胞によるDNA合成、すなわち細胞増殖は抑制された。この抑制はヘパリンの投与により解除された。このように細胞表面のプロテオグリカンが変化するだけでも、細胞増殖に大きな変化が出ることが証明された。この変化を起こすものの1つとしてプラズミノーゲンアクティベーターがあるが、測定してみたところFRTL-5細胞では検出できなかった。
在宅療養児の保護者のソーシャルサポートへの援助要請行動に関する研究

在宅医療を必要とする子どもの保護者のソーシャルサポートの利用状況と、ソーシャルサポートに対する「援助要請」の促進・抑制要因を明らかにすることが目的である。在宅療養児の保護者の負担やソーシャルサポートニーズに関しては、多様な公的サポートサービスが提供されているものの有効に活用されていない点が指摘されているが、保護者がどのようにソーシャルサポートへアクセスし、サービス利用の選択・決定に至ったかについて等の援助要請行動に関する研究はほとんどなく、また、援助要請の促進または抑制する因子も明確ではない。本研究により、保護者の負担が軽減し快適な生活を送るためのソーシャルサポート希求への支援の方向性を探る。
角膜上皮細胞の特異性を規定している転写因子の機能解析と相互作用の解明

角膜上皮細胞のコア転写因子の機能解析を行った。角膜上皮細胞にてOVOL2をノックダウンすると上皮細胞の形態から線維芽細胞様の形態に変化し、E-カドヘリンを含む上皮系遺伝子の発現が低下し、バリア機能も大きく低下した。次に眼の発生に重要な転写因子であるPAX6をCRISPR/Cas9でノックアウトすると、角膜上皮特異的タンパクであるケラチン12 (K12)を含む角膜関連遺伝子の発現が低下し、ケラチン1(K1)やケラチン10(K10)といった皮膚関連遺伝子の発現の上昇を認めた。これらの一連の研究結果から、角膜上皮細胞の最終分化に必要な転写因子ネットワークを解明できた。コア転写因子の機能解析を行うために、まず6つの転写因子のうちPAX6の解析を開始した。CRISPR/Cas9一体型プラスミドであるレンチウィルスベクターにPAX6をターゲットとしたsgRNAを作成しクローニングを行った。ヒト培養角膜上皮細胞に遺伝子導入してPAX6タンパクがノックアウトされたことをウェスタンブロッティングで確認した。ノックアウトをしても細胞形態は変わらず上皮性を維持していた。しかし、これらの細胞はmRNAレベルで、角膜上皮特異的遺伝子であるケラチン3、ケラチン12、ALDH3A1、クラスタリンの発現が低下し、一方でケラチン1、ケラチン10、インボルクリン、フィラグリンの発現が上昇した。またタンパクレベルにといても同様の発現変化を確認した。またマイクロアレイによる網羅的な解析を行うと、2倍以上の発現上昇した遺伝子は371遺伝子、発現低下した遺伝子は389遺伝子あり、発現上昇した遺伝子は有意にケラチノサイト関連遺伝子が多く含まれたいた。一方で、発現低下した遺伝子には有意に角膜関連遺伝子が含まれていた。この事は、PAX6が非角化粘膜上皮である角膜上皮細胞の性質と、角化上皮である皮膚細胞の性質を制御していることが示唆された。次にコア転写因子の1つであるOVOL2のノックダウン実験を行った。オフターゲット予防に4つのOVOL2ターゲットであるsiRNAを培養角膜上皮に導入し、機能解析を行った。細胞形態変化はノックダウン後に大きく変わり、細胞の上皮性が失われ、線維芽細胞様の形態に変化した。現在、OVOL2をノックダウン後の解析をさらに進めているところである。研究計画通りにPAX6ノックアウト実験は終了しており、現在OVOL2をノックダウンして、遺伝子発現解析を進めている。コア転写因子の機能解析を行うために、まず6つの転写因子のうち、眼の発生に重要な転写因子であるPAX6のsgRNAをCRISPR/Cas9一体型であるレンチウィルスベクターにクローニングしてウィルスを作成し、角膜上皮細胞に遺伝子導入して、CRISPA/Cas9でノックアウトしたヒト角膜上皮細胞を解析した。その結果、角膜上皮特異的タンパクであるケラチン12 (K12)を含む角膜関連遺伝子の発現が低下し、ケラチン1(K1)やケラチン10(K10)といった皮膚関連遺伝子の発現の上昇を認め、PAX6が角膜上皮細胞の特異性を規定する重要な因子であることを明らかにした。次にOVOL2のノックダウン実験をsiRNAを用いておこなった。オフターゲットの可能性も考え、4つのsiRNAを用いたが、すべてのsiRNAにおいて同様にOVOL2のノックダウンを確認できた。角膜上皮細胞にてOVOL2をノックダウンすると上皮細胞の形態から線維芽細胞様の形態に変化した。またE-カドヘリンを含む上皮系遺伝子の発現が低下し、バリア機能も大きく低下した。網羅的な解析においても上皮系関連遺伝子が低下していた。一方で間葉系遺伝子の発現が上昇していた。さらに、角膜上皮のコア転写因子の1つであるKLF4は角膜上皮幹細胞が存在すると考えられる輪部基底部では発現が弱く、ケラチン12(K12)の発現パターンと一致し、KLF4は角膜上皮細胞の分化に寄与する事がわかった。ケラチン3およびケラチン12はいずれも最終分化マーカーであり、これらの一連の研究結果から、角膜上皮細胞の最終分化に必要な転写因子ネットワークを解明でき、異常分化を抑制するための、正常角膜上皮分化に必要な転写因子ネットワークを解明する事ができた。予定通り進行しているので、今のままの計画通り進めていく。眼科
バイパスアミノ酸・タンパク質飼料の製造法開発とその家畜生産性に関する研究

これまでに、バイパス油脂の一種である脂肪酸カルシウムの給与が、牛の反芻胃内恒常性を維持し、反芻胃内におけるタンパク質や脂肪などの分解を抑制できる効果を示した。しかし、バイパス油脂は脂肪酸カルシウムのほかに、飽和脂肪酸製剤などもあり、材料や製造法の違いによる脂肪酸組成や第一胃内における融点など特徴の違いが予想される。本試験では、バイパス油脂飼料として、カロフィットB、メガラックR、ネオフィットS、バイパスメイトL、バイパスメイト+メチオニンなど5種類のバイパス油脂を供試し、さらに、粗飼料と濃厚飼料の給与割を70:30、50:50、30:70に調製した飼料を給与している牛の第一胃内における非分解性(バイパス性)を功in situナイロンバック法により測定し、各バイパス油脂のルーメンバイパス率と脂肪酸組成の変化を比較検討した。バイパス油脂製剤は、牛の第一胃内において24時間in situ培養後の残存率が、粗飼料主体(粗濃比70:30)区で90-95%と高かったが、濃厚飼料割合の増加に伴いバイパスメイト+メチオニン製剤残存率の減少が見られ、濃厚飼料主体(30:70)区:で粗飼料主体区より8%ほど低かった。その他の油脂製剤に対する飼料濃厚比の影響は認められなかった。各バイパス油脂の脂肪酸組成では、カロフィットBの構成脂肪酸がほとんど飽和脂肪酸であったが、メガラックR、ネオフィットS、バイパスメイトLなど植物性脂肪酸カルシウムの総脂肪酸中C18:1やC18:2など不和脂肪酸の割合が37から87%までと高かった。牛の第一胃内において24時間功in situ培養後の残差は、培養前の製剤よりC18:2を主体とする不和脂肪酸の割合は減少がみられ、メガラックRでは37-22%、ネオフィットSでは、62.2-60.0%、バイパスメイトLでは87-82%、バイパスメイト+メチオニンでは86-69%まで低下した。反芻家畜のルーメン内におけるタンパク質の分解は飼料タンパク質の理化学的な性質とタンパク質分解に関与する微生物によって生成される酵素の種類と量による影響を受ける。タンパク質分解に関与するルーメン微生物は、主としてバクテリアとプロトゾアであり、動物の種、個体、環境によって微生物叢が異なるが、宿主が摂取する飼料による微生物の種類と数を変化させ、二次的生産する酵素に大きく影響すると考えられる。脂肪酸カルシウム塩は乳牛の泌乳盛期におけるエネルギー補給する目的で開発されたバイパス油脂であり、中性のルーメン内では脂肪酸とカルシウムが結合状態のままで、第四胃以降の酸性条件下では解離するという性質を持っているといわれている。脂肪酸カルシウム塩と個々のアミノ酸またはダイズ粕を混合し、2軸式エクストルーダによってペレットタイプの被覆成形することによるアミノ酸・タンパク質飼料のバイパス性の改善が期待できると考えられるが、ルーメン内微生物の代謝に悪影響をおよぼすことは否定できる報告はない。本試験では、まず、脂肪酸カルシウム塩(バイパスメイトL)添加がルーメン内プロトゾア(Entodinum属繊毛虫)とStreptoccus bovis、Selenomonas ruminatiumsubsp.lactilyca、Prevotella ruminicola、Butyrivibro fibrisolvens、Ruminoccus albus、Ruminoccus flavefaciensなど6種類のルーメンバクテリアに対する影響をin vitro法を用いて検討した。プロトゾアのデンプン摂取および消耗力は脂肪酸カルシウム塩添加の有無、または添加量(0.050.4%)による影響を受けず、プロトゾアの体内に取り込んだデンプンは培養後12時間目にほとんど消耗された。プロトゾアのタンパク質分解能への影響、バクテリアの増殖および酵素活性への影響などについて、分析およびデータ解析中である。脂肪酸カルシウム給与が去勢牛の反芻胃内発酵および小腸への養分流入量に及ぼす影響【目的】給与飼料への脂肪酸カルシウム(バイパスメイトL)添加が乳用種去勢牛の反芻胃内発酵ならびに各飼料養分の消化管部位別消化へ及ぼす影響を検討した。【方法】第一胃、十二指腸および回腸末端に力ニューレを装着した去勢牛2頭(平均体重426kg)を供試し、チモシー乾草50%、圧ペントウモロコシ30%および大豆粕20%を組み合わせた給与飼料(対照区)および対照区の5%を脂肪酸カルシウムで置換した飼料(CSFA区)の反転給与試験を実施した。飼料給与量は去勢牛の代謝体重1kgあたり85g/日の乾物量とし、1日2回に分けて(8:00,18:00)給与した。飼料個々のルーメン内in situ消化はin situナイロンバック法で行い、反芻胃内培養時間を3,6,9,12,24,36及び72時間(チモシー乾草のみ)をとした。各浸漬時間(t)における消失率(P)の平均値をロディスティック曲線式P=a+b(1-e^<-ct>)にあてはめ、速やかに消失する区分(a)、時間とともに分解されて消失する区分(b)及びbの分解速度定数(c)をそれぞれ求めた。内容物の流出および排糞量は第二酸化クロムをマーカーとして測定した。【結果】飼料摂取量は同程度であった。CSFA区では反芻胃内pHが高く安定し、第一胃液中のVFAおよびNH_3-N窒素濃度の低下し、また、経時的変動が小さかった。チモシー乾草のNDF消失率はCSFA区で高く推移し、大豆粕粗タンパク質とトウモロコシデンプンの消失率は対照区と試験区の間に違いが認められなかった。

CSFAのin situ乾物消失率は36時間後に約6%であり、残渣の脂肪酸組成にも変化が認められなかった。反芻胃内OM消化率はCSFA区で低く、全消化官内OM消化率は差がみられず、OM消化は反芻胃から小腸にシフトされた。デンプンとNDFの消化管部位別消化率で有意差は認められなかった。窒素(N)化合物の反芻胃内分解率はCSFA区で低く、小腸からのN吸収率は高い傾向にあった。これまでに、バイパス油脂の一種である脂肪酸カルシウムの給与が、牛の反芻胃内恒常性を維持し、反芻胃内におけるタンパク質や脂肪などの分解を抑制できる効果を示した。しかし、バイパス油脂は脂肪酸カルシウムのほかに、飽和脂肪酸製剤などもあり、材料や製造法の違いによる脂肪酸組成や第一胃内における融点など特徴の違いが予想される。本試験では、バイパス油脂飼料として、カロフィットB、メガラックR、ネオフィットS、バイパスメイトL、バイパスメイト+メチオニンなど5種類のバイパス油脂を供試し、さらに、粗飼料と濃厚飼料の給与割を70:30、50:50、30:70に調製した飼料を給与している牛の第一胃内における非分解性(バイパス性)を功in situナイロンバック法により測定し、各バイパス油脂のルーメンバイパス率と脂肪酸組成の変化を比較検討した。バイパス油脂製剤は、牛の第一胃内において24時間in situ培養後の残存率が、粗飼料主体(粗濃比70:30)区で90-95%と高かったが、濃厚飼料割合の増加に伴いバイパスメイト+メチオニン製剤残存率の減少が見られ、濃厚飼料主体(30:70)区:で粗飼料主体区より8%ほど低かった。その他の油脂製剤に対する飼料濃厚比の影響は認められなかった。各バイパス油脂の脂肪酸組成では、カロフィットBの構成脂肪酸がほとんど飽和脂肪酸であったが、メガラックR、ネオフィットS、バイパスメイトLなど植物性脂肪酸カルシウムの総脂肪酸中C18:1やC18:2など不和脂肪酸の割合が37から87%までと高かった。牛の第一胃内において24時間功in situ培養後の残差は、培養前の製剤よりC18:2を主体とする不和脂肪酸の割合は減少がみられ、メガラックRでは37-22%、ネオフィットSでは、62.2-60.0%、バイパスメイトLでは87-82%、バイパスメイト+メチオニンでは86-69%まで低下した。
軟骨由来成長因子エコジェニン/CTGFを用いた歯周組織再建への試み

1.歯根膜線維芽細胞株(MPL)にエコジェニン/CTGF作用させると、骨芽細胞と共通した分化マーカーであるI型コラーゲン、オステオカルシン、オステオポンチン、アルカリホスファターゼ等のmRNAの発現が亢進することは昨年度見いだしたが、本年度は新たに骨膜と歯根膜にのみ発現し、骨芽細胞に分化すると発現レベルが低下するペリオスチン遺伝子の発現がエコジェニン/CTGFの作用により亢進することを見い出した。すなわち、エコジェニン/CTGFは歯根膜線維芽細胞に対しては骨芽細胞にtransdiffeentiationさせるのではなく、歯根膜線維芽細胞としての分化機能の発現を特異的に誘導することが明らかとなった。2.TGF-β、BMPおよびIGF-Iにより骨芽細胞株Saos-2においてエコジェニン/CTGFの発現が亢進することが分った。また、歯根膜線維芽細胞MPLにおいてもTGF-βによりエコジェニン/CTGF発現の亢進を見い出した。3.β-ガラクトシダーゼ遺伝子をマーカーとして組み込んだ非増殖性アデノウイルスベクターを顎関節腔内に直接注入することにより、関節軟骨に遺伝子導入が可能であった。また、熱ショックタンパク70遺伝子をマーカーとして組み込んだ非増殖性アデノウイルスベクターを培養細胞に感染させ熱ショック刺激で発現することからこのベクターが有用であることを確認した。4.エコジェニン/CTGF遺伝子を非増殖性アデノウイルスベクターに組み込み、マウス骨芽細胞株MC3T3-E1細胞への遺伝子導入してエコジェニン/CTGFの産生能を検討した。その結果、MC3T3-E1細胞にはこの方法で効率よく遺伝子導入が可能で、また遺伝子発現も少なくとも7日間継続することがわかり、その有用性を確認できた。1)In situハイブリダイゼーションにより萌出期にある生後4週令のマウスの下顎臼歯部の歯根膜細胞、特にその根尖部の歯根膜細胞にエコジェニン/CTGF mRNAの強いシグナルが認められた。2)マウス歯根膜線維芽細胞培養株(MPL)でのエコジェニン/CTGFの発現は増殖期に高く、コンフルエントに達すると低下した。3)エコジェニン/CTGFはマウス歯根膜線維芽細胞株MPLのDNA合成を促進し、細胞増殖を促進した。4)エコジェニン/CTGFはマウス歯根膜線維芽細胞株MPLの分化マーカー遺伝子の発現を促進した。すなわち、I型コラーゲン、オステオポンチン、アルカリホスファターゼ、オステオカルシンのmRNAの発現を促進した。なお、mRNAレベルだけでなく、アルカリホスファターゼ活性ならびにコラーゲン合成を促進した。5)エコジェニン/CTGFはマウス骨芽細胞株MC3T3E1細胞とヒト骨肉腫細胞株Saos-2のDNA合成を促進し、細胞増殖を促進した。6)エコジェニン/CTGFはマウス骨芽細胞株MC3T3E1細胞とヒト骨肉腫細胞株Saos-2のI型コラーゲン、オステオポンチン、オステオカルシン、アルカリホスファターゼのmRNAの発現を促進した。また、mRNAレベルだけでなく、アルカリホスファターゼ活性ならびにコラーゲン合成を促進した。7)ヒト骨肉腫由来骨芽細胞様細胞株Saos-2に軟骨細胞とほぼ同程度の親和性を有するエコジェニン/CTGF受容体が存在することを明らかにした。以上、エコジェニン/CTGFが増殖期の歯根膜細胞に発現し歯周組織を形成する歯根膜線維芽細胞と骨芽細胞の増殖と分化を促進することが明らかとなった。
天空輝度と天候状態の時間的変動の関係に関する研究

本研究では、京都大学IDMP観測所で天空輝度分布の観測を開始した1992年6月から1995年12月までの期間について、145分ごとに観測した天空15点の輝度の各点における変動と天候状態との関係を調べた。天候状態の指標として、日照率と雲量を検討した。雲量については、天空における雲の状態が中間天空の天空輝度分布の変動に影響すると思われることから着目した。雲量については気象台のデータをもちい、日照率についてはIDMP観測所での観測値と気象台のデータの両方をもちいた。まず京都地方気象台で観測された雲量(198695年)と日照率(199195年)の統計的要約をおこなった。(1)雲量0は1990年以降観測されておらず、雲量17がそれぞれ約5%、8、9がそれぞれ10%で雲量10が約50%をしめる。(2)雲量は既往文献での19661975年の鹿児島のデータに比較して平均で1.52.0多い。(3)日照率0%と100%がそれぞれ約30%、1090%はそれぞれ約5%をしめる。(4)雲量1の約8割が日照率100%であるが、雲量10でも14%が、雲量8、9ではともに約40%が日照率100%である。(5)雲量10の約60%、雲量9の約10%が日照率0%である、ことがいえた。このことから雲量と日照率によって天空状態を分類し、中間天空を抽出することができると考えた。IDMP観測所での日照率については、直達日射量から求めたものについて、気象台の値との相関はr^2が0.56であった。観測時刻前60分と前後60分ではr^2が0.83なので、気象台と同じ前60分の値をもちいてさしつかえないとした。天空輝度の変動については、9時から5時までの太陽高度7段階別の輝度の時間的平均値および変動係数と雲量および日照率との関係を中間天空について調べ、高度による輝度のばらつきを天候状態とつきあわせた。
ゾル-ゲル反応を利用したシリカコーティングによるセルロースのガラス化

セルロース素材の高性能・高機能化を目的として、セルロースフィルム表面への無機シリカ(酸化ケイ素;ガラスの主成分)コーティング処理によるセルロースの無機複合化を試みている。複合化させるセルロース基材として、市販セロファン、および自製再生セルロースフィルム(コットン/塩化リチウム/ジメチルアセトアミドから調製)を選定した。コーティング試薬として一番シンプルな構造を有するメチルトリメトキシシラン(MTMS)を選定した。これらを用い、所定の温度と時間で処理を行なって得られたコーティングフィルムの特性を解析した。コーティング再生セルロースフィルムのはっ水性を調べるために水接触角を測定した。未処理の市販セロファンおよび自製セルロースフィルムの水接触角は、それぞれ33°、76°であった。とくに、セロファンの親水性が高いことが確認された。MTMSを用いて120°Cで気相コーティング処理した接触角は、それぞれ91°、115°であった。両フィルムとも、コーティングによって高いはっ水性を付与できたことが明らかとなった。コーティング処理した自製セルロースフィルムの引張物性を測定した結果、ある程度の温度と時間の処理条件までならば、未処理フィルムの引張物性と同等、あるいは少し増大させることが明らかとなった。150°C・24時間コーティング処理後の引張物性は、未処理フィルム値よりも低下していたため、加熱処理中にセルロースの分解が起こっているものと考えられた。いっぽうで、シランを使用しない同加熱条件下のコントロール実験での引張物性値は、気相コーティングフィルム値より低い値を示した。これは、処理によってフィルムに耐熱性が付与されたことを示唆した。以上の結果は、シランカップリング剤MTMSを用いた簡便な無機コーティング法によって、セルロースフィルムの高性能化が可能なことを示している。研究計画では、3官能性のトリアルコキシシラン(シランカップリング試薬)を用いて再生セルロースフィルム表面へのコーティング条件検討ならびに得られた複合化(表面コーティング)フィルムの性能解析を立案していた。本課題では、コーティングを施すセルロース基材として、再生セルロースフィルムを選択した。これまでアルコキシシラン(シランカップリング剤)を使用したセルロースコーティング研究のほとんどが、繊維や粉体、織物の形状で行なわれてきている。つまり、フィルムを用いたセルロースコーティング研究例は非常に少ない。これは従来の液相コーティング法では、反応試薬の調製や洗浄の際に水ならびに反応触媒として酸を使用するため、フィルムを用いる場合には、水による膨潤や乾燥による収縮が原因で大きな形状の変化が起き、さらに残留する酸による分解が発生する場合がある。これを避けるため従来までの研究では、フィルムはサンプルとして採用されてこなかった。しかしながら、フィルムは包装や成分分離に用いられる重要な材料形態のひとつである。本研究ではフィルムを用いて、またこれまでの試薬調製からフィルム洗浄を含めた煩雑な手順が必要な液相コーティング方法ではなく、簡便な気相蒸着法による表面コーティング法を開発しようとする点が独創的である。現在までのところ、セルロースフィルムのアルキルアルコキシシラン(シランカップリング試薬)を用いた簡便な実験手順による気相コーティング処理条件が見出せ、さらに透明性を低下させない状態でセルロースフィルム表面の疎水化に成功している。前年度から継続して、トリアルコキシシラン(シランカップリング剤)の気相コーティング条件の探索、およびコーティングされたセルロースフィルムの特性解析を行なう。さらに、コーティング試薬のシランの種類、とくに官能基の種類の中でもアルキル鎖長を変化させてコーティング効果の変化を検討する。フィルムの特性解析として具体的には、顕微鏡(電子顕微鏡・原子間力顕微鏡)による形態観察、透明度、引張機械物性(弾性率・強度・伸度)、表面接触角(はっ水性)、吸水率(バルク疎水性)、熱物性(耐熱性・熱重量測定)などの測定を行なう。当該年度に、研究遂行上欠かせない接触角測定装置が導入できたため、サンプルのはっ水性を調べる測定が順調に行なえる。セルロースの高性能化を目的として、セルロースフィルム表面へのシリカ(酸化ケイ素;ガラスの成分)コーティング処理によるセルロースの無機複合化を試みている。当年度は、シリカ原料の気相蒸着法によるコーティング処理条件を検討した。セルロース基材としては、これまでに研究報告が無く、また種々の物性評価が可能であることから再生セルロースフィルム(市販セロファンおよび溶液からの自製セルロースフィルム)を採用した。コーティング試薬としてメチルトリメトキシシランを選定した。これらを用い、気相コーティングさせる処理時間や温度などを変化させ、得られたコーティングフィルムの特性を検討し、条件と特性の相関を調べた。気相コーティング実験は、フィルムと試薬を密閉容器内に同封して加熱するだけの簡便な手法を開発した。気相コーティング処理後のフィルムの外観(透明性)は、処理前とほとんど変わらなかった。また、走査電子顕微鏡による表面観察からも、コーティングによる表面形態の変化は見られなかった。処理前後におけるフィルムの吸水率変化から疎水性の程度が推定できるため、コーティング処理温度と吸水率の関係を調べたところ、105°Cを超える温度で処理した場合に疎水化効果が高くなることがわかった。また、セロファンよりも自製フィルムの方が疎水化効果が高いことから、結晶化度の低い自製フィルムの方がコーティングされやすいことが示唆された。シラン使用量と吸水率変化から、極少量のシラン使用で効果があることが明らかとなった。

また処理時間と吸水率の関係は、一定時間以上の気相処理をしても効果がほとんど向上しないことを示した。コーティングフィルム表面への水滴写真(接触角)から高い表面疎水性が推定された。以上の結果は、アルコキシシランを用いた簡便な気相コーティングによってセルロースフィルムの耐水性が向上できることを示している。当年度の研究計画では、3官能性のトリアルコキシシランを用いてセルロース表面へのコーティング条件検討ならびに得られたサンプルの構造解析を立案していた。本課題では、コーティングを施すセルロース基材として、再生セルロースフィルムを選択した。これまでアルコキシシラン(シランカップリング剤)を使用したセルロースコーティング研究のほとんどが、繊維や粉体、織物の形状で行なわれてきている。つまり、フィルムを用いたセルロースコーティング研究例は非常に少ない。これは従来の液相コーティング法では、反応試薬の調製や洗浄の際に水を使用するため、フィルムを用いる場合には、水による膨潤や乾燥による収縮が原因で大きな形状の変化が起こる。これを避けるため従来までの研究では、フィルムはサンプルとして採用されてこなかった。しかしながら、フィルムは包装や成分分離に用いられる重要な材料形態のひとつである。本研究ではフィルムを用いて、またこれまでの試薬調製からフィルム洗浄を含めた煩雑な手順が必要な液相コーティング方法ではなく、簡便な気相蒸着法による表面コーティング法を確立しようとする点が独創的である。現在までのところ、セルロースフィルムのアルキルアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン)を用いた簡便な実験手順による気相コーティング処理条件が見出せ、さらに透明性を低下させない状態でセルロースフィルム表面の疎水化に成功している。セルロース素材の高性能・高機能化を目的として、セルロースフィルム表面への無機シリカ(酸化ケイ素;ガラスの主成分)コーティング処理によるセルロースの無機複合化を試みている。複合化させるセルロース基材として、市販セロファン、および自製再生セルロースフィルム(コットン/塩化リチウム/ジメチルアセトアミドから調製)を選定した。コーティング試薬として一番シンプルな構造を有するメチルトリメトキシシラン(MTMS)を選定した。これらを用い、所定の温度と時間で処理を行なって得られたコーティングフィルムの特性を解析した。コーティング再生セルロースフィルムのはっ水性を調べるために水接触角を測定した。未処理の市販セロファンおよび自製セルロースフィルムの水接触角は、それぞれ33°、76°であった。とくに、セロファンの親水性が高いことが確認された。MTMSを用いて120°Cで気相コーティング処理した接触角は、それぞれ91°、115°であった。両フィルムとも、コーティングによって高いはっ水性を付与できたことが明らかとなった。
脳の機能的性分化に対する脳内アロマターゼ含有神経細胞の関与-免疫組織化学的研究

本研究では、脳の性分化に重要な酵素であるアロマターゼを含有する神経細胞の発達とその性分化に果たす役割を、ヒト胎盤アロマターゼに対するウサギ抗血清を用いて、免疫組織化学的手法を使って調べた。発達過程にあるラット脳において、アロマターゼは、性機能と密接に関係している視床下部や辺縁系の領域(視索前野、腹内側核、弓状核、分界条床核、扁桃体内側核・中心核、外側中隔核、腹側淡蒼球)内の神経細胞体に、性分化の臨界期に一致して認められた。さらに、別の哺乳動物であるマウスにおいても、ほぼ同じ領域にアロマターゼ陽性細胞体を認めることができた。免疫反応性は動物種によって異なったが、基本的には、視床下部内の陽性細胞は胎生期から生後早期までの期間に認められ、辺縁系内の陽性細胞は脳部位によって、胎生期から成熟期まで認められるものと、生後しばらく経過して以後成熟期まで認められるものがあった。次に、アロマターゼ陽性細胞とステロイドホルモンとの関係を調べるために、エストロゲン受容体とアロマターゼの二重免疫染色を行った。分界条床核と扁桃体内側核において、アロマターゼ陽性細胞の大部分はその細胞核にエストロゲン受容体を持っていた。しかし、胎生期に多数のアロマターゼ陽性細胞が認められる視索前野では、両者の細胞局在は必ずしも一致しなかった。このことから、アロマターゼによって合成されたエストロゲンは、同一細胞内に作用する場合と、近隣に存在する異なる細胞に傍分泌的に作用する場合があることが考えられた。また、アロマターゼの発現時期はエストロゲン受容体よりも数日早いことが分かったので、精巣からテストステロンが分泌され始めてから実際にアロマターゼの機能が作動するようになると考えられた。ステロイドホルモンによるアロマターゼ陽性細胞およびエストロゲン受容体の変化については、現在、研究を進行中である。
糖類を用いた分子構造修飾によるペプチド性医薬品の生体内挙動制御に関する研究

1.ペプチド性医薬品すなわちタンパク質の分子構造に対する化学修飾は、その生体内挙動制御の有力な手段と考えられる。我々は、本アプロ-チの方法論の体系化を目指して、タンパク質に各種化学修飾を施した際の化学構造-物理化学的・生物学的特性-体内動態の、三者間の相関に対する系統的検討を行ってきた。具体的な化学修飾法としては、(1)電荷の導入、(2)高分子物質との結合、(3)ポリエチレングリコ-ルやカルボキシメチルデキストラン等の排除認識素子(生体の特異的認識機構による認識を妨害する構造)の導入、(4)細胞レセプタ-により、特異的認識を受ける糖鎖構造の導入、等を取り上げ、特に修飾素材として糖類を利用するものに焦点を当てて研究を展開した。タンパク質の全身的レベルにおける挙動は、主として腎臓における糸球態瀘過と肝臓における実質細胞あるいはクッパ-細胞による細胞内取り込み、およびプロテア-ゼによる分解によって支配される。我々はこれに対し、デキストラン結合に伴う排除分子容積の増大による腎糸球態瀘過およびプロテア-ゼ分解の抑制や、負電荷を持つカルボキシメチルデキストラン結合による肝臓取り込みの抑制を利用して、タンパク質の主体内半減期を著しく延長する方法を確立し、ウリカ-ゼやス-パ-オキサイドジスムタ-ゼ、あるいは大豆トリプシンインヒビタ-に適用して、血中濃度とこれに対応する生物活性の持続化を得た。一方、タンパク質に対するガラクト-スやマンノ-ス残基の導入は、レセプタ-仲介エンドサイトシスの機構による特異的細胞取り込みを引き起こし、特定細胞に対するペプチド性医薬品の選択的送達の道が開かれた。以上、本研究で得られた知見は、今後バイオテクノロジ-等により生み出されるペプチド性医薬品を実用化していく上で、重要な基礎的情報となるものと思われる。ペプチド性医薬品のモデルとして、大豆トリプシンインヒビター及び尿酸酸化酵素ウリカーゼを選び、多糖類デキストランを用いた分子構造修飾を施すことによる体内挙動制御の可能性を明らかにした。まずペプチドーデキストラン結合体の合成方法を確立するため、過ヨウ素酸酸化法、臭化シアン法、カルボジイミド法、塩化シアヌル法、エピクロルヒドリン法、SPDP試薬法、活性エステル法の7種類の方法で結合体を合成し、比較検討した。その結果、過ヨウ素酸酸化法が最も収率がよくまたペプチドの活性も高く保持されており、修飾方法として最も適していることが明らかとなった。この方法で合成した大豆トリプシンインヒビターデキストラン結合体の生体内挙動特性をマウスを用いた動物実験により検討した。未修飾大豆トリプシンインヒビターは、静脈内投与後血中より半減期約2分で速やかに消失し、投与量の大部分が尿中に排泄された。これに対して、デキストラン結合体の血中消失半減期は10倍以上で、尿中排泄も大きく減少することが示され、デキストランを用いた分子構造修飾により、大豆トリプシンインヒビターの血中滞留性が大きく改善されることが明らかとなった。さらに、マウスにおけるトリプシンショック実験あるいはラットにおける急性膵炎モデル実験を行った結果、デキストラン修飾体は未修飾ペプチドに比較し優れた治療効果を示すことが確められた。一方、ウリカーゼに関してもデキストランで修飾することにより体内挙動をコントロールできることが示された。以上の結果より、多糖類デキストランを利用した分子構造修飾のアプローチは、ペプチド性医薬品の生体内挙動を制御するための有用な手段となることが明らかとなった。以上、本研究で得られた知見は、ペプチド性医薬品を実用化するための重要な基礎的情報となり得るものと考えられる。ペプチド性医薬品すなわちタンパク質の分子構造に対する化学修飾は、その生体内拳動制御の有力な手段と考えられる。

我々は、本アプロ-チの方法論の体系化を目指して、タンパク質に各種化学修飾を施した際の化学構造-物理化学的・生物学的特性-体内動態の、三者間の相関に対する系統的検討を行ってきた。具体的な化学修飾としては、(1)電荷の導入、(2)高分子物質との結合、(3)ポリエチレングリコ-ルやカルボキシメチルデキストラン等の排除認識素子(生体の特異的認識機構による認識を妨害する構造)の導入、(4)細胞レセプタ-により、特異的認識を受ける糖鎖構造の導入、等を取り上げ、特に修飾素材として糖類を利用するものに焦点を当てて研究を展開した。タンパク質の全身的レベルにおける拳動は、主として腎臓における糸球体濾過と肝臓における実質細胞あるいはクッパ-細胞による細胞内取り込み、およびプロテア-ゼによる分解によって支配される。我々はこれに対し、デキストラン結合に伴う排除分子容積の増大による腎糸球体濾過およびプロテア-ゼ分解の抑制や、負荷電を持つカルボキシメチルデキストラン結合による肝臓取り組みの抑制を利用して、タンパク質の生体内半減期を著しく延長する方法を確立し、ウリカ-ゼやス-パ-オキサイドジスムタ-ゼ、あるいは大豆トリプシンインヒビタ-に適用して、血中濃度とこれに対する生物活性の持続化を得た。一方、タンパク質に対するガラクト-スやマンノ-ス残基の導入は、レセプタ-仲介エンドサイトシスの機構による特異的細胞取り組みを引き起こし、特定細胞に対するペプチド性医薬品の選択的送達の道が開かれた。以上、本研究で得られた知見は、今後バイオテクノロジ-等により生み出されるペプチド性医薬品を実用化していく上で、重要な基礎的情報となるものと思われる。
六方晶系アラゴナイトの存在の実験的検証

エビタキシ媒介相転移(epitaxy-mediated transformation)という相転移過程を新たに提唱し、それが起こるための条件とその結果生じる結晶組織について理論的に議論した。この相転移により準安定相の対称性に支配された安定相の多結晶体や貫入双晶が形成されることを示し、多結晶体の形成過程に対して統一的な説明を与えた。一方で、安定相の不均質核形成が準安定相の固体内相転移を促進しうることから、結晶組織のみからはエピタキシ媒介相転移を経て形成されたことが分からない場合があることも明らかにした。実験的研究として炭酸カルシウムの溶液合成実験を行い、炭酸カルシウムの多形どうしの相転移過程を調べた。特に、安定性の低い相であるvateriteから比較的安定な相であるaragoniteへのエピタキシ媒介相転移を初めて確認した。実験で得られたaragoniteは放射状の多結晶体や貫入双晶を形成しており、理論的に予期されたエピタキシ媒介相転移によって形成される結晶組織の妥当性も示された。得られた結晶を透過型電子顕微鏡で観察すると六方晶系のような組織が見られた。これは未だ確認途上であるが、六方晶系aragoniteの存在を示す証拠となる可能性がある。本研究にて提唱されたエピタキシ媒介相転移は、これまで知られてきた固体内相転移と溶液媒介相転移とともに普遍的な相転移過程として翻識されるべき現象である。エピタキシ媒介相転移によって形成される組織についても議論したことにより、実際に合成された試料や天然に産出する鉱物の形成過程を推定することが可能になった。さらに、地球上に広く存在し、生体内鉱物としても近年注目を集める炭酸カルシウムにおいてエピタキシ媒介相転移を確認したことは、今後行われるであろう様々な研究にとって意義のある発見と思われる。(抄録なし)オストワルド段階則(Ostwald,1987)に従う結晶生成過程に関する理論的研究を完成させた。オストワルド段階則によって先に生じた準安定相の表面に、後から安定相が不均質核形成する場合、準安定相結晶の対称性に支配された安定相の多結晶集合体が形成される。この現象は、様々な系において報告されているが、普遍的な解釈は得られていない。本研究では、準安定相の形成後の過程について、従来のdirect transformation、solvent-mediated transformationに加えて新たに、準安定相の表面上に安定相が核形成することで起こる、epitaxy-mediated transformationを提唱し、その条件を明らかにした。その結果、準安定相が晶出するためには、準安定相の表面エネルギーが小さいこと、結晶の異方性が小さいことに加え、高過飽和度が必要であることが分かり、これらの条件を表す具体的な数式を導いた。また、準安定相に安定相が核形成するためには、安定相二次元核の表面エネルギーが小さいこと、結晶の異方性が小さいことが必要なことが具体的な条件式とともに求められた。不均質核形成では、界面エネルギーが低くなる結晶方位が優先的に選択される。さらに、上記の理論的研究の検証実験として炭酸カルシウムの合成を行った。炭酸カルシウムにおいては3つの多形、calaite、aragonite、vateriteに加え、Miyake and Kawano(2010)のシミュレーション結果から、六方晶系aragoniteの存在が示唆されている。現実にはこの物質は確認されていないが、天然に産出するaragoniteの六角柱状結晶は、六方晶系aragoniteを核としてその上に通常のaragoniteが核形成して形成されたとも考えられる。実験ではvateriteの単結晶とaragoniteの単結晶、多結晶体が得られ、多結晶体は安定性の低いvateriteの上に比較的安定なaragoniteが核形成したものと分かった。これによりepitaxy-mediated transformationの実証が成功したといえる。一方で、天然の六角柱状aragoniteは、aragoniteのa軸を放射状に配置した多結晶体であり、実験で得られた多結晶体とは明らかに異なる。従って、vateriteとは結晶構造・表面構造が異なる六方晶系aragoniteが存在し、六角柱状aragoniteの核となった可能性がある。

本研究にて提唱されたエピタキシ媒介相転移は、これまで知られてきた固体内相転移と溶液媒介相転移とともに普遍的な相転移過程として翻識されるべき現象である。エピタキシ媒介相転移によって形成される組織についても議論したことにより、実際に合成された試料や天然に産出する鉱物の形成過程を推定することが可能になった。さらに、地球上に広く存在し、生体内鉱物としても近年注目を集める炭酸カルシウムにおいてエピタキシ媒介相転移を確認したことは、今後行われるであろう様々な研究にとって意義のある発見と思われる。オストワルド段階則に従う結晶化における、多結晶体生成の一般的な解釈を目的に研究を行い"epitaxy-mediated transformation"という新しい概念を導入して普遍的理論を完成させた。これにより本研究の第一目標である理論的研究の完成に到達した。理論の完成後は炭酸カルシウムの合成実験を行って、理論を支持する実験結果を得ている。最終目標である六方晶系アラゴナイトの存在の検証はまだ達成されていないが、長期の実験時間を見込んだ実験を既に開始しており、今後の成果が期待できる。最終目標である六方晶系アラゴナイトの存在の検証を実現するため、炭酸カルシウムの合成実験を継続して行う予定である。(抄録なし)