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心不全アフェレシス治療の機序解明

その際の患者血液も含め、過去国内で治験前に心不全アフェレシス治療を行った計7例のべ10クールの免疫吸着療法前後のペアー血清を使用し、予定された以下の基礎的研究をおこなった。すなわち、protein active arrayにより未知タンパクを含めた自己抗原種の同定を第1に実施した。各クールの治療効果(左室駆出率が少なくとも5%以上増加したか否か)によって、治療上重要な意義のある自己抗原種かをサブトラクション法によって同定したところ、新規抗心筋自己抗原としてタイチンが存在することが明らかとなった。少数例での検討では、抗タイチン抗体は年齢にかかわらず心不全が重症な症例ほど検出され、心不全アフェレシス治療の奏功例を選択する簡便なマーカーとなりうることから、次年度以降も検討を継続する予定である。第2の基礎的研究として、ある種の心筋細胞イオンチャネル(現段階では非公開)に対する心抑制性抗心筋自己抗体の特異的作用を確認するために、補体不活化による影響、プロテインG前吸着による影響を実験した。自己抗体の有する陰性変力作用は補体不活化による影響はうけず、プロテインG前吸収では完全消失した。次年度は、自己抗体をFabならびにFc部に切断・添加することで同作用が変化しないか確認する予定である。先進医療B(旧高度医療)の許可が当初計画よりも数ヶ月遅れたが、その後の治療希望者が予想より多かったため、計画の遅延にはつながらなかった。基礎的研究は予定どおりであるが、臨床研究は(評価療法として実施する予定であったため)高度医療としての許可が必要であった。基礎研究に関しては計画遅延ないため、計画どおりに実施していく。臨床研究もプロトコルどりに先進医療Bとして実施していく。高度医療評価会議につづき、先進医療専門家会議においても、高度医療として認められれば、臨床研究に着手できる。前年度の臨床研究(高度医療B)の費用に関しては、研究途上であったため未申請となっており、本年度にデータモニタリング後に請求予定です(昨年度中に4症例のべ7クール実施済)。同費用に関しては厚労省審議済の先進医療Bと同額(もしくは一部負担)とする予定です(被験者負担なしのため1症例100万円以上)。前年度に引き続き、基礎研究と臨床研究を併行してすすめていく。まず当院で治験前に心不全アフェレシス治療を行った計7例のべ10クールの免疫吸着療法前後のペアー血清を使用したプロテインマイクロアレイ解析では、新規発見した抗タイチン抗体の特性を検討することで心不全アフェレシス治療のバイオマーカーとならないか検討する。具体的には、自己抗原の前吸収実験によって心抑制性特異性を確認するとともに、IgGサブクラスによる効果差、心筋自己抗体と心筋細胞間の結合形態の解析( FabならびにFc部に切断・添加することで同作用が変化しないか確認する実験)を行う予定である。あわせて引き続き「心抑制性心筋抗体」の測定を継続することで、治験対象外患者や、治験終了後に再治療が必要となった症例に対する、アフェレシス治療を考慮する。特に治療奏功例と考えられた症例に対しては、先進医療(高度医療)として臨床研究を本年度中に開始する。予定される研究進度については以下のとおりとする。1.基礎研究:心不全アフェレシス治療の対象となりうる症例に対して、全例で抗心筋自己抗体の事前測定を実施する。
バルク金属ガラスの構造緩和における局所構造変化に関する研究

優れた特性を有するZr-Cu-Al3元系バルク金属ガラスは広い組成範囲でバルク材が作製可能である。近年加熱過程による構造緩和により機械的特性が変化し且つ、組成依存性を有する事が報告されているが、これらの性質の違いの要因は解明されておらず、その一つに内部構造の差異等が考えられている。よってZr-Cu-Alバルク金属ガラスの加熱焼鈍過程における自由体積及び局所構造変化について、主に陽電子およびEXAFSの結果に基づいて考察した。はじめに、全ての合金組成において焼鈍による密度の上昇、すなわち構造緩和を確認した。この条件の下で、それぞれのバルク金属ガラスを構造緩和させた。その結果、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=4555)の組成範囲においては密度上昇に対応した自由体積サイズの減少が確認されたが、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=60,65)については、密度の上昇にも関わらず陽電子寿命は変化しなかった。一方、緩和前後のCDB測定の結果からは、自由体積周囲に存在する局所構造の元素比率に顕著な変化は観測されなかった。以上の結果から、緩和過程において自由体積サイズの変化の有無に関わらず、その周囲の原子の拡散および再配列は起こらない事が示された。さらに、EXAFS測定結果より、Cu-Zr結合の割合はZr_<45>Cu_<45>Al_<10>組成以外では増加した。これらより、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=50,55)では自由体積の収縮とそれに関与しないCu-Zrの結合割合の変化が緩和に寄与し、Zr組成が多くなると自由体積は収縮せずに別の領域でのCu-Zrの結合の割合の変化が緩和に大きく寄与している事を突き止めた。このように、Zr-Cu-AIバルク金属ガラスの緩和過程においては、自由体積の緩和のみではなく、それ以外の領域を含む、組成に依存した複合的な緩和機構が存在する事を明らかにした。本研究の目的であるZr-Cu-Alバルク金属ガラスの構造緩和における組成依存性の解明に関して、自由体積変化とそれに関連する局所構造変化の相補的な評価により、より詳細な緩和機構のモデルを提案するに至った事による。陽電子消滅法により自由体積を直接捉え、自由体積周囲の特徴的な元素分布を評価することができたが、実際の元素比率や、自由体積サイズとその分布の定量的な評価は未だなされていない。これらを明らかにするためには、複数の局所構造のモデルをシミュレートし、陽電子消滅の計算を行うことで、定量的評価が可能であると考えられる。【バルク金属ガラスの局所構造に関する合金組成依存性】Zr-Cu-Al及びZr-Cu-Ni-Al系に関して、複数の組成のバルク金属ガラスを傾角鋳造法にて作製した。これらの異なる組成の試料に関して陽電子消滅測定、また、Zr及びCu周囲の局所構造評価のためにEXAFSの測定を行った。Zr-Cu-Al金属ガラスの未焼鈍(as-prepared)の自由体積サイズに関して、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=45,50,55,60,65)の陽電子寿命値は2-3psec程度の差異であり、これは自由体積の平均サイズが組成に寄らずほとんど等しいことを示している。さらに、自由体積周囲の局所構造に関して、3元系、4元系共に組成依存性が見られた。Zrが多く含まれる組成のものがより自由体積周囲にZrが多く偏在している事が分かった。この傾向は3元系、4元系ともに共通している。EXAFS測定によるZr,Cu周囲の局所構造はZr-Cu-Al金属ガラスに関して、Zr周囲で明確な組成依存性が見られた。これは自由体積周囲の組成依存性と対応すると考えられる。以上より、金属ガラスの平均サイズはほぼ同じであるが、その周囲の元素比率は組成に依存しており、特に自由体積周囲にZrが偏在している事が明らかとなった。Tg以下における等温焼鈍による構造緩和過程の自由体積変化をそれぞれの合金組成に関して測定した。自由体積平均サイズ変化に関してはZr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=50,55)と、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=60)で異なる挙動が見られた。前者は密度変化にほぼ対応する変化が得られたが、後者のZr60%の組成の合金に関してはほとんど自由体積サイズの変化が見られなかった。このことから、自由体積周囲に存在する局所構造を保持した緩和過程であるが、Zr60%の組成である合金に関しては自由体積そのものの変化も示していないことから、陽電子が見ている自由体積以外の領域における変化かもしくは、自由体積のサイズ分布が異なり平均サイズの変化として検出されていない可能性も考えられる。この結果は、Zr60%の組成の合金の自由体積の状態及びその変化機構が他の組成と異なることが考えられる優れた特性を有するZr-Cu-Al3元系バルク金属ガラスは広い組成範囲でバルク材が作製可能である。

はじめに、全ての合金組成において焼鈍による密度の上昇、すなわち構造緩和を確認した。この条件の下で、それぞれのバルク金属ガラスを構造緩和させた。その結果、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=4555)の組成範囲においては密度上昇に対応した自由体積サイズの減少が確認されたが、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=60,65)については、密度の上昇にも関わらず陽電子寿命は変化しなかった。一方、緩和前後のCDB測定の結果からは、自由体積周囲に存在する局所構造の元素比率に顕著な変化は観測されなかった。以上の結果から、緩和過程において自由体積サイズの変化の有無に関わらず、その周囲の原子の拡散および再配列は起こらない事が示された。さらに、EXAFS測定結果より、Cu-Zr結合の割合はZr_<45>Cu_<45>Al_<10>組成以外では増加した。これらより、Zr_xCu_<90-x>Al_<10>(x=50,55)では自由体積の収縮とそれに関与しないCu-Zrの結合割合の変化が緩和に寄与し、Zr組成が多くなると自由体積は収縮せずに別の領域でのCu-Zrの結合の割合の変化が緩和に大きく寄与している事を突き止めた。このように、Zr-Cu-AIバルク金属ガラスの緩和過程においては、自由体積の緩和のみではなく、それ以外の領域を含む、組成に依存した複合的な緩和機構が存在する事を明らかにした。本研究の目的であるZr-Cu-Alバルク金属ガラスの構造緩和における組成依存性の解明に関して、自由体積変化とそれに関連する局所構造変化の相補的な評価により、より詳細な緩和機構のモデルを提案するに至った事による。陽電子消滅法により自由体積を直接捉え、自由体積周囲の特徴的な元素分布を評価することができたが、実際の元素比率や、自由体積サイズとその分布の定量的な評価は未だなされていない。これらを明らかにするためには、複数の局所構造のモデルをシミュレートし、陽電子消滅の計算を行うことで、定量的評価が可能であると考えられる。
炭酸ガス固定のための乾燥地植林における炭素動態解析技術の開発

本研究の目的は,乾燥地植林前後での炭素動態を解析・予測・評価可能な技術を開発することにある。本年度は,対象地である西オーストラリアにて炭素動態に関する調査を行うとともに,(1)林間閉鎖度と土壌炭素量の関係について解析を加え,土壌炭素量を推算するための土壌炭素動態モデルを構築した。また,(2)塩湖での温暖化ガス発生量および有機物分解速度についてまとめた。さらに,(3)対象地の塩湖を終点とする乾燥地森林生態系の炭素収支を推算するとともに,炭素動態解析のためのフレームワークを構築した。以下の点が明らかとなった。(1)林間閉鎖度と土壌炭素量の関係について調査結果と解析を加え,林間閉鎖度をパラメータとした土壌炭素量を推算するための土壌炭素動態モデルを構築した。モデルによる土壌炭素量の推算値は,林間閉鎖度と土壌炭素量の実測値の関係をよく再現した。この構築したモデルと林間閉鎖度分布を用いて研究対象地全体の土壌炭素量の推算が可能となった。(2)塩湖土壌呼吸の測定結果について解析を加え,塩湖から放出される二酸化炭素フラックスとメタンフラックスについてまとめた。解析の結果,塩湖からの温暖化ガス発生量としては,二酸化炭素がメタンよりも23オーダー大きいことがわかった。また,高塩分,高pH条件下にもかかわらず,塩湖での有機物分解速度は極端に遅いものではないことがわかった。(3)対象地の塩湖を終点とした乾燥地森林生態系における炭素動態解析のためのフレームワークを構築し,炭素収支を推算した。その結果,林地から年間流出する総リター量のうち約1/3が塩湖に流入すると推算され,さらに塩湖からの炭素放出量は対象地全体の総炭素放出量の約1/5を占めると推算された。提案した解析手法は,世界中に広く分布する塩湖を有する乾燥地森林生態系に対して有用であり,植林実施時の炭素固定量評価モデルへの応用に期待できる。今年度は,植林前後での炭素動態を把握する上で重要となる土壌の炭素動態について,(1)西オーストラリア現地にて広域での土壌サンプリングを実施し,採取した土壌サンプルおよび塩湖での土壌呼吸ガスについて分析を行った,また,これまでの調査結果に基づき,(2)現地森林生態系の炭素動態解析のためのフレームワークを作成し,現地森林生態系の炭素収支について推算を試みた。(1)西オーストラリア現地での土壌の炭素動態調査では,調査対象地域内の土壌炭素動態を把握するために,森林の林間閉鎖度別に9サイト,および流域・塩湖で5サイト,計14サイトを設定し,土壌サンプリングを行った。現在分析中であるが,現地土壌炭素動態の解析には,有機炭素だけでなく無機炭素の動態も考慮する必要があることがわかってきた。裸地土壌においては,林地同様,多くの土壌炭素が蓄積されている可能性があることがわかった。また,流出したリターの一部が流れ込む塩湖にて,土壌呼吸を測定した結果,土壌呼吸成分に二酸化炭素とともに二酸化炭素の20倍の温室効果をもつメタンが検出された。(2)これまでの調査結果に基づき,現地森林生態系全体のリター・土壌炭素動態を解析するためのフレームワークを作成した。また,広域での土壌・リター炭素収支の概算を行い,精度はともかく現地の炭素動態についておおよそのストックとフロー明らかとした。推算精度については,今後,採取したサンプルの分析を進め,データを蓄積することによって,向上させることができると考えている。今年度は,(1)西オーストラリア現地にて自然林,塩湖,植林試験区でのリター・土壌サンプリングを行い,炭素動態に関するデータを蓄積した。また,(2)森林の疎密さを表す林間閉鎖度をパラメータとした土壌炭素量の推算方法を検討した。さらに,(3)林床のリターモビリティに関する試験結果をもとに,昨年度構築したリター炭素動態モデルに改良を加えた。また,(4)塩湖での土壌呼吸測定結果を解析した。(1)昨年度に引き続き,自然林と塩湖にて土壌サンプリングを行った。また,植林前後の炭素増加量を把握するために,植林試験区にてリター・土壌を採取した。調査結果を解析した結果,植林試験区においても自然林と同様にリターが流出していることが示唆された。(2)森林の疎密さを表す林間閉鎖度をパラメータとした土壌炭素量の推算方法を検討した。解析の結果,各森林の土壌炭素量と林冠閉鎖度の間には相関関係が見られ,その関係式は線形の回帰式で表された。また,得られた推算式と対象地内の林冠閉鎖度分布をもとに土壌炭素量を推算し,対象地の土壌炭素量のベースラインをおおよそ明らかにした。(3)林床のリターモビリティに関する現地試験を解析した結果,枝のモビリティは,葉に比較しておおよそ1/5低いことがわかった。また,解析結果に基づき,葉と枝のモビリティの差をパラメータとしてモデルに組み込み,リター炭素動態モデルを精密化した。(4)現在,解析途中ではあるが,塩湖土壌からのCO_2フラックスは,地温の上昇にともない増大することが示唆された。一方,CH_4フラックスは土壌水分率との間に相関が見られ,水分率が低いと吸収,高いと放出側にシフトすることがわかった。本年度は,対象地である西

オーストラリアにて炭素動態に関する調査を行うとともに,(1)林間閉鎖度と土壌炭素量の関係について解析を加え,土壌炭素量を推算するための土壌炭素動態モデルを構築した。また,(2)塩湖での温暖化ガス発生量および有機物分解速度についてまとめた。さらに,(3)対象地の塩湖を終点とする乾燥地森林生態系の炭素収支を推算するとともに,炭素動態解析のためのフレームワークを構築した。以下の点が明らかとなった。(1)林間閉鎖度と土壌炭素量の関係について調査結果と解析を加え,林間閉鎖度をパラメータとした土壌炭素量を推算するための土壌炭素動態モデルを構築した。モデルによる土壌炭素量の推算値は,林間閉鎖度と土壌炭素量の実測値の関係をよく再現した。この構築したモデルと林間閉鎖度分布を用いて研究対象地全体の土壌炭素量の推算が可能となった。(2)塩湖土壌呼吸の測定結果について解析を加え,塩湖から放出される二酸化炭素フラックスとメタンフラックスについてまとめた。解析の結果,塩湖からの温暖化ガス発生量としては,二酸化炭素がメタンよりも23オーダー大きいことがわかった。また,高塩分,高pH条件下にもかかわらず,塩湖での有機物分解速度は極端に遅いものではないことがわかった。(3)対象地の塩湖を終点とした乾燥地森林生態系における炭素動態解析のためのフレームワークを構築し,炭素収支を推算した。その結果,林地から年間流出する総リター量のうち約1/3が塩湖に流入すると推算され,さらに塩湖からの炭素放出量は対象地全体の総炭素放出量の約1/5を占めると推算された。提案した解析手法は,世界中に広く分布する塩湖を有する乾燥地森林生態系に対して有用であり,植林実施時の炭素固定量評価モデルへの応用に期待できる。
超流体-固体転移におけるインスタビリティ順序

超流動ヘリウム4の固化の理論モデル(双曲型ロトン模型)を提案し、またそれに基づいて、過加圧下の超流動ヘリウム4における固体核生成について研究を行った。固化に際して、従来のようにネットな密度の変化についてのインスタビリティーを考えるのではなく、並進対象性の破れについてのインスタビリティーを考えると、実験結果を説明できることを示した。実際、双曲型ロトン模型はこのインスタビリティーの順序を明白に説明する。また、この模型は、融解圧以下のロトンスペクトルを定量的に説明するばかりでなく、まだよく調べられていない領域、すなわち過加圧における準安定な超流動4Heについて下記のような新しい現象を予言する。(a)密度変化に作用する摂動には安定であるが、並進対称性を破る摂動に対しては非常に弱い。(b)融解圧上60barでロトンギャップは0となり、超流体は絶対不安定となる。(c)容器壁近傍では、壁のファンデルワールスポテンシャルによって実効的に圧力が高まり、その結果(b)の圧力は著しく低められ、融解圧上10bar程度での絶対不安定が予想される。特に(b)は、壁の影響や不純物に起因しない(イントリンシックな)固体核生成が、絶対圧力で85bar以下で起こりうることを主張し、実験家の興味を引いた。エコールノルマルシューペリウールのBalibarらは、これらを参考に収束音波を用いた実験を計画し、2003年3月の開始時に私を招いてくれた。ガラス壁面に音波の焦点を結ばせると、融解圧上5barで固体核が生成され、(c)とコンシステントな結果となる。焦点が壁面から充分離れるとイントリンシックな核生成が見られると予想されるが、今日の段階(2003年8月)では、まだ観測に至っていない。巨視的量子トンネリング(MQT)による加圧下超流動^4Heでの固体核生成は、LifshitzとKagan(L-K)により、理論的に予言された。そこでは、固体核の生成が、「秩序」および「密度」の双方の変化によってなされ、そのいずれかが先に起こるかによって、観測される核生成率Wの圧力依存性に現れる指数g:に違いが現れることを明白に述べている点で、極めて興味深い。それは、古典液体の固化では観測されることのない、MQT現象による、一次相転移研究の新しい切り口になり得るからである。最近、圧力下に置いた超流動^4Heにおいて、巨視的量子トンネリング(MQT)によるものと思われる固体核の生成が観測され、話題を呼んでいる。そこで観測された指数g=1は、L-Kによれば、「秩序変化が先に起こる場合」に相当する。我々は、簡単なモデルを考え、実際に超流動^4Heでは、先に秩序変化が現れ得ることを示し、ロトンギャップが消失する圧力(それは、秩序変化の現れるスピノーダル点に相当する)近傍で、g=1となることを示した(出版準備中)。また、密度が先に変化する場合についても、新しい可能性を探った。すなわち、実際の固体核は壁上で起こるのであるから、半空間についての核生成のダイナミクスをきちんと考察すれば、予想より低い過加圧を説明できるかも知れないという試みである。この場合、核の接触角が、新たな力学変数としてはいってくる。この効果は、静的な接触角(Youngの接触角)が0に近い場合には非常に大きく効くものの、ヘリウムの実験のように90度近い場合には、ほとんど影響しないことがわかった。これについては、本研究課題の成果として、既に出版された。超流動ヘリウム4の固化について、定性的に信頼の置ける(ある場合には、定量的にとも言える!)

モデル自由エネルギーを得た。それは、超流体-固体転移に伴う密度変化と、並進対称性の破れを表す変数の2つの変数を力学変数として含む。このモデルは,少なくとも、融解圧以下の既存の測定については、ロトンマス、ロトンギャップの圧力依存性は大変良く合い、融解圧における超流体-固体境界の厚さや界面エネルギーも良い一致を見せる。さて、このモデルは、並進対称性の破れを表す秩序変数を明白に含むので、固体相までカバーする。従って、最近実験がはじめられた「融解圧以上」の、準安定な超流体の物性を予見する。それを信頼するとすれば、(1)固体への転移にあたって、密度変化より先に並進対称性の破れが起こらなければならない。(2)スピノーダル圧(これ以上の圧力では、超流体は不安定になる)は、融解圧+53barであり、このとき超流体のロトンギャップは消失する。(3)融解圧における超流体体-固体のエネルギー密度のバリアは380mbarであり、その値は圧力の変化について鈍感である。(1)は、従来の固体核生成の理論モデル(密度を単一の変数として含むモデル)を、少なくとも超流動4Heにおいては、断固として退ける結果である。また(3)の、エネルギー密度のバリアが380mbarということから、過加圧状態の超流体では、10Å程度のサイズのセミマクロな領域では、超流体と固体の線形結合が起こっているのではないかと考えられ,「量子レマーネント状態」という、固体核が形成される元となる,種固体の量子版のような新しい物理概念に至る。以上、要約すると,実際の液体-固体転移を良く記述するモデルを発見したということと、それを元にして、熱的、および量子的固体核生成の実験の一部が解釈できること、そしてそれに関連した新しい概念が生まれつつあることを示した。前年度に得られたヘリウム4の超流体-固体転移のモデル自由エネルギーを詳細に検討して論文にまとめ、8月のQFS2001(量子流体・個体についての国際シンポジウム2001年)で発表した。丁度スピノーダル圧(これ以上の圧力では、超流体は不安定になる)の検証が、フランスのバリバーらによって計画されたため、それについての定量的な値を計算し、融解圧_+60barと見積もった。同会議では、イスラエルのマルコビッツらによる興味深い報告があり、それによれば固体ヘリウムと容器壁の結晶の対称性が一致すれば固体は壁に濡れ、その際格子定数は異なっても良い。これは、我々の結果(過加圧下の超流体は、密度変化に作用する摂動には安定であるが、並進対称性を破る摂動に対しては容易に(固体への)インスタビリティーを生じる。)とコンシステントであり、壁近くでの超流体の固化について、以下のような定量的な計算を行う契機となった。壁近くでの超流体-固体転移は、壁のもたらすファンデルワールスポテンシャルのもとで、非線形自由エネルギーに従う2変数(密度と秩序)の分布を計算する必要がある。これは、計算機を用いて数値計算を行うより他はない。現時点では、壁と垂直方向に一次元に変化する場合のみを扱い、壁と水平方向の変化は考えない。(すなわち、核生成は扱わない。)まず、壁表面は完全になめらかで水平とする。プレリミナリーな結果として、融解圧下では壁直上の「第一原子層においてのみ」上記のスピノーダル圧を越え、第二層目の固化に引きずられて固化することがわかった。
超微量成分コントロールによるひずみ硬化制御

本年度は実験と計算機による分子シミュレーションの二つの手法を用いて、短鎖マトリクス中の超高分子量成分の非線形レオロジーへの影響を調べた。実験では高分子量/超高分子量成分ブレンドの伸長粘度測定を超高分子量成分の分子量一定の基で混合比率を変えて行った。この結果、高分子量成分同士のからみあいが始まると考えられる濃度で、急激なひずみ硬化特性の高まりが見られた。一方、線形領域での弾性率の増加分は濃度に対して線形であり、超高分子量成分どうしのからみあいが非線形レオロジーにのみ特異的に作用することがわかった。一方、分子シミュレーションではマトリックス分子の分子量もモデル化して扱い、広いパラメーター領域でのスキャンを行った。その結果、実験を再現する結果を得、さらにひずみ硬化性の高まりはマトリックス分子の緩和時間が超高分子のラウス緩和時間に達すれば超高分子量成分の濃度に無関係に発生することを新たにあきらかにした。高ひずみ下で材料の粘度が急激に上昇する′′ひずみ硬化特性′′は、材料の加工性に重要な関わりを持っているが、その機構は明らかでない。本研究は、材料中に含まれる微量の超分子量成分が果たす役割を実験的・理論的に明らかにすることを目的としている。本年度は、研究実施計画に沿って以下のような研究を行った。1、溶媒キャスト法を用いて、微量の超高分子量成分を様々な濃度で均一に分散させたサンプルの作成を行った。溶媒や乾燥温度、乾燥時間などの実験条件の最適化を行った。2、上記の材料を用いて一軸伸長粘度の測定を行い、超高分子量成分の濃度と分子量が、ひずみ硬化に与える影響について調べた。3、ひずみ硬化における分子の運動を調べるため、からみあい効果をとりいれた高分子の粗視化モデルを構築した。これを用いたブラウニア・ダイナミクス・シミュレーションを行い、からみあいがひずみ効果に及ぼす影響を調べた。4、上記の実験およびシミュレーションの結果を、高分子学会、日本レオロジー学会、分子シミュレーション研究会で発表した。実験の成果は、日本レオロジー学会誌上で発表した。シミュレーションの成果は、Molecular Simulation誌に投稿中である。
グローバル・サミットと国際市民活動の循環的相互影響：ＷＴＯ閣僚会議とＧ８を事例に

本年度は昨年度行った調査と分析データの整理・報告を主に行った。とりわけ、二回の方法論に関する国際カンファレンス(INSNA : International Network for Social Network Analysis, ASNA : Applicationsof Social Network Analysis)において報告を行い、欧州を中心とした社会ネットワーク分析・組織論の研究者とディスカッションを行ったことは、今後の研究においても非常に意義深いものであったと考えられる。また、社会運動論の理論的な学習に関しても、海外の研究者たちと多く議論した。5月のドイツ・ベルリン訪問では、いくつかのプロジェクトにおいて共同研究を行っているErnesto Cruz Ruiz (University of Osnabruck)と、また8月のイョーテボリ訪問では、来年のInternational Sociological Association Yokohama 2014Congressにて同部会をオーガナイズするChristophHaug (University of Gothenburg)、また日本の運動を都市社会学の立場から研究しているCarl Cassegard (University of Gothenburg)と議論を行った。これらの成果は、本年度に刊行したいくつかの論文に記したとおりだが、今年度の代表的な成果として富永京子「社会運動における離脱の意味ー脱退、燃え尽き、中断をもたらす運動参加者の人間関係認識ー」『ソシオロゴス』(ソシオロゴス編集委員会,第37号)、富永京子「社会運動への参加が人々にもたらす影響ー2008年北海道洞爺湖G8サミット抗議行動を事例として」『社会学年誌』(早稲田社会学会,第55号)などがある。詳しくは下記をご参照いただきたい。(抄録なし)本年度は、調査、分析手法(インプット)、そしてアウトプットの三つを比較的バランスよく遂行できた。第一に調査について、東京、北海道、イギリス(ロンドン、コルチェスター)のNGO従事者20名近くに取材を行った。この結果として、政治活動参加・継続・離脱にかかわる要素として個人のライフスタイルや私生活が大きな影響を及ぼすことを発見できた。特に、政治活動をする上で個人が常に「離脱」という選択肢を抱えている点を発見したことについては、今後の社会運動研究に対しても大きなインパクトを及ぼすものと想定される。第二に分析手法として、混合調査法(Mixed Method)、比較研究(Comparative Study)、そして社会ネットワーク分析(Social Network Analysis)の基礎を学習した。これらの手法を基にしてサミット抗議行動に関する組織間・個人間ネットワークのデータセットを作成し、分析した結果、興味深い知見があった。さらにこうした調査結果と分析結果を国内外の研究会・学会・招待講演(合計12回、うち国内7,国外5)で報告および議論した結果、今後は個人間のソーシャル・ネットワークをベースとして、個人のキャリアと人間関係が運動の参加・継続・離脱に及ぼす影響を検討する方向にシフトした方がいいのではないかと考えている。研究実施計画では、分析対象として特に政府の態度や構造といったマクロ要因に焦点を当てていたが、次年度以降の計画を変更し、個人の生活やモチベーションといったミクロ要因を中心に研究する必要があるだろう。特に、昨年夏に開催されたEssex Summer Schoolにおいて、社会ネットワーク分析を学習できた点が大きい。これにより、政府の動向や社会構造の変化といったマクロ要因でなく、また個人のモチベーションやキャリアといったミクロ要因でもなく、両者をつなぐ「メゾ要因」とでもいうべきものが計測可能になった。また、質的なデータと量的なデータを組み合わせるという点でも、社会ネットワーク分析の社会運動研究への応用は一定の価値を持つものと考えられるだろう。今後は、調査によってさらにプライベートなデータ(個人の私生活、政治活動を継続する上での困難、他者との関係)を聞き出す必要があるため、情報提供者とのラポールの維持と形成がより重要な役割を占めるだろう。それと同時に、特にタイムスケールに沿ったネットワーク分析手法の獲得をしなくてはならない。これに関しては、ASNA,INSNAといったネットワーク分析関連の学会が主催するワークショップやサマー・スクールにおいて学習を試みたい。(抄録なし)
半導体集積回路における新しい高性能伝送線路技術の研究

半導体集積回路の高速化の障害となっているチップ内のグローバルクロック配線問題を解決するために、超高速ワイヤレス配線を提案し、実証研究を行なっている。本研究ではワイヤレス配線としてダイポールアンテナを用い、半導体集積回路の主流であるシリコン基板上で発信されたクロック信号は送信アンテナから高周波損失のあるシリコン基板を経て各回路ブロックの受信アンテナで受信することが可能であることを確認している。本年度は抵抗率10Ωcmのシリコン基板上にシリコン酸化膜を形成し、厚さ1.0μmのアルミニウム薄膜を堆積し、エッチングによって形成したアンテナパターンで以下の実験を行なった。(1)受信アンテナ間に集積回路の金属配線が存在する場合は干渉による減衰が起こるが、配線の長さがアンテナ長の1/4以下であれば干渉は無視できることがわかった。また配線の方向がアンテナからの電波の放射方向に直交する場合は減衰し、放射方向に並行な場合は増幅することがわかった。(2)シリコン基板に高エネルギーのプロトン注入を行なうと、シリコン基板を高抵抗化することができ、アンテナ送受信利得を約20dB上昇することが出来ることがわかった。これからシリコン基板の損失を下げることが重要であることがわかった。(3)シリコン基板の下に低誘電率膜を形成し、基板裏面に金属接地した場合に比べて、アンテナ送受信利得を改善することができた。
束縛経路理論--その基礎, 統語現象への適用, 言語機械処理理論への応用

本研究の目的は,「束縛経路理論」という新しい言語理論を開発し,それを様々な統語現象に適用し,更に,言語機械処理理論への応用の可能性を探ることにある.束縛経路理論は,統語構造に現れる"依存要素(dependent element)"とその"先行詞(antecedent)"との間に「束縛経路(binding path)」を設定し,依存関係の「合法性」を束縛経路に関する諸原理に基づいて説明しようとするものである.束縛経路理論の特色は,文法の諸原理を「束縛経路」という共通の媒介の上に載せて,それらを有機的に統合しようとする点にある.そうすることによって,諸原理の相互関係や連繋の仕方が明確になり,原理間の余剰性を排除することが可能となる.また,束縛経路及び諸原理はいずれも, Xバー理論の単純明快な概念に基づいて定義され,それらの原理は一様に束縛経路という「表示」に対して適用される.こうしたアプローチを採ることによって,今日の生成理論(GB理論)にみられるさまざまな概念上の難点が克服できる.本年度は,「束縛経路理論」の基礎を整備・確立することが,最大の課題であった.そのために,まず,同理論の中心である「束縛経路」を厳密に定義し,同時に「依存関係」を結ぶ要素を確定することに研究の主眼を置いた.依存関係を結ぶ要素として,従来よく研究が行われている移動要素とその痕跡という関係のほかに,寄生空範疇とその先行詞,照応表現とその先行詞などをも含める方向で検討を進めてきた.「束縛経路」の定義も,当然,それに対応できるように一般化することに努めてきた.その結果,本年度発表した一連の論文では,補部のwh移動,非補部のwh移動,名詞句移動を始めとし,照応表現,寄生空範疇などの依存関係についても取り上げ,多くの成果を収めることができた.特に,寄生空範疇に関しては,従来の同種の研究にみられたさまざまな不備を克服できる方策を束縛経路理論の観点から提案することができた.発表した研究論文のうち2編は,海外の国際的な専門誌(The Linguistic Review)に受理された.本研究の目的は,「束縛経路理論」という新しい言語理論を開発し,それを様々な統語現象に適用し,更に,言語機械処理理論への応用の可能性を探ることにある.束縛経路理論は,統語構造に現れる"依存要素(dependent element)"とその"先行詞(antecedent)"との間に「束縛経路(binding path)」を設定し,依存関係の「合法性」を束縛経路に関する諸原理に基づいて説明しようとするものである.束縛経路理論の特色は,文法の諸原理を「束縛経路」という共通の媒介の上に載せて,それらを有機的に統合しようとする点にある.そうすることによって,諸原理の相互関係や連繋の仕方が明確になり,原理間の余剰性を排除することが可能となる.また,束縛経路及び諸原理はいずれも, Xバー理論の単純明快な概念に基づいて定義され,それらの原理は一様に束縛経路という「表示」に対して適用される.こうしたアプローチを採ることによって,今日の生成理論(GB理論)にみられるさまざまな概念上の難点が克服できる.本年度は,「束縛経路理論」の基礎を整備・確立することが,最大の課題であった.そのために,まず,同理論の中心である「束縛経路」を厳密に定義し,同時に「依存関係」を結ぶ要素を確定することに研究の主眼を置いた.依存関係を結ぶ要素として,従来よく研究が行われている移動要素とその痕跡という関係のほかに,寄生空範疇とその先行詞,照応表現とその先行詞などをも含める方向で検討を進めてきた.「束縛経路」の定義も,当然,それに対応できるように一般化することに努めてきた.その結果,本年度発表した一連の論文では,補部のwh移動,非補部のwh移動,名詞句移動を始めとし,照応表現,寄生空範疇などの依存関係についても取り上げ,多くの成果を収めることができた.特に,寄生空範疇に関しては,従来の同種の研究にみられたさまざまな不備を克服できる方策を束縛経路理論の観点から提案することができた.発表した研究論文のうち2編は,海外の国際的な専門誌(The Linguistic Review)に受理された.
窒素栄養-維管束形成の間を説明する機械学習モデルの高精度化と分子生物学的証明

今年度はトマト育苗における養液濃度と茎維管束面積発達速度が相関する現象について、養液中のどの元素が主に影響を与えているかを明らかにするため、全体のイオン強度を一定にした中でそれぞれの多量栄養素の濃度を変動させて生育への影響を観察した。28日間水耕栽培したトマトの草丈、茎径、SPAD値を比較した。いくつかの茎の横断切片を観察し、茎径の自乗(×3.14)と維管束面積が比例することを確認した。根の広がり程度の違いにより養液窒素濃度の与える影響が異なることが分かったため、36穴セルトレイ内へ根の発達を制限した条件で試験を行った。中程度窒素・高窒素条件で栽培したトマト苗を比較したところ生育初期には各栄養条件間で生育の差は見られず、17日目以降に生育の差がみられ始めた。この時の遺伝子発現解析を行い、茎径(木部の発達)に差が出る直前・差が出た直後・差が出た後の3通りに分けて、遺伝子発現データをまとめた。その結果、生育に差が出る直前に、サイトカイニン合成遺伝子(IPT)と誘導性遺伝子(typeA-RR)発現量が中程度窒素と比較し、高窒素条件で有意に上昇していた。このことからトマト幼苗18日目以降の養液濃度による維管束発達の違いには主に窒素濃度が影響し、サイトカイニン合成量上昇を介した下流の応答がかかわっていることが示唆された。本研究に用いた実験条件では子葉の直下の茎系を測定することにより非破壊的に維管束の成長得度を観察できることが分かり適切な実験系を確立することができた。トマト育苗期における異なる栄養条件下でサイトカイニン応答性遺伝子、オーキシン応答性遺伝子、ブラシノステロイド応答性遺伝子、窒素栄養・オーキシン・ブラシノステロイドに共通して応答し、維管束で発現がみられるbZIP転写因子の発現を計画通り確認した。また、このbZIP遺伝子とシロイヌナズナにおけるホモログについて発現抑制およびbZIP:GFP融合タンパク質の過剰発現するベクターを構築し、シロイヌナズナに形質転換を行った。最近の報告で形成層のサイトカイニン量の上昇は、隣接する導管分化領域のオーキシン量の上昇と導管面積の増大を引き起こすことが示唆された。この報告とこれまでの実験から、窒素栄養とオーキシンに応答するbZIP遺伝子について、共発現解析と遺伝子近傍上流配列のG-box配列の保存性などから制御下にある遺伝子として導管の細胞壁の発達に関わる遺伝子AtXTH12, AtXTH13を予測している。これらの遺伝子についてはプロモーターレポーターアッセイのためのベクターを構築済みなので、bZIP発現抑制、過剰発現形質転換体における発現制御とbZIP転写因子がこれらのプロモーターに直接結合して制御を行うかどうかを調べることにより、養液濃度が維管束面積を増大させる一連の分子メカニズムを明らかにする。

これらの遺伝子についてはプロモーターレポーターアッセイのためのベクターを構築済みなので、bZIP発現抑制、過剰発現形質転換体における発現制御とbZIP転写因子がこれらのプロモーターに直接結合して制御を行うかどうかを調べることにより、養液濃度が維管束面積を増大させる一連の分子メカニズムを明らかにする。次年度使用額は100円以下であり、おおよそ計画通り支出している。
反芻家畜におけるグルコースの利用(酸化)と蓄積に対するインスリンの代謝調節

主要栄養素のいずれに対しても同化作用を有するインスリンは栄養素の利用(酸化)と蓄積割合を調節している重要なホルモンの一つである.本研究は種々の栄養生理条件下にある反芻家畜の栄養素の利用(酸化)と蓄積量の割合を明らかにすると共に、この割合を調節する一因子であるインスリンの関与を検討することを目的とした.1.低マグネシウム血症めん羊の栄養素の利用(酸化)およびこの利用性に対するインスリンの関与を明らかにするため、(1)正常飼料または低Mg/高K飼料を摂取しためん羊にグルコースクランプ法(EGC法;8mU/KgBW/min)と呼吸試験を同時に実施し、炭水化物、脂肪および蛋白質の酸化量を求めた.低Mg血症めん羊における脂肪の酸化割合は有意に増加した.この酸化割合の変動にインスリン作用の低下が関与すると推察された.(2)正常めん羊と低Mgめん羊を常温(20C)および寒令(0C)環境下で飼育し、(1)と同様にグルコースクランプ法(EGC法;1,2,4および8mU/KgBW/min)と同時に呼吸試験を実施し、各栄養素の酸化量とインスリン作用(感受性)を比較検討した.寒冷環境下において低Mg血症めん羊のインスリン作用は正常めん羊のそれより有意に低下した.いずれのめん羊でも、寒冷環境下の熱生産量および脂肪の酸化割合は、常温時のそれより有意に増加したが、インスリン注入水準による差異は認められなかった.2.クレンブテロール(β-adrenergic agonist)投与めん羊における栄養素の利用分配とその調節に対するインスリンの関与を明らかにするため、(1)めん羊にクレンブテロール(0,10および40ug/KgBW/d)を7日間投与した後、呼吸試験を実施して三大栄養素の酸化割合を求めた.クレンブテロール投与は血中FFA濃度を増加し、熱生産量および脂肪の酸化割合を有意に増加させた.このことから、クレンブテロールは体脂肪の分解および脂肪の利用(酸化)を促進し、熱生産量を増加させることが示された.本実験は低マグネシウム(Mg)血症めん羊のグルコース利用性およびこの利用性に対するインスリンの関与を明らかにするため行った。1.めん羊にマグネシウム(0.38%)とカリウム(0.52%K)含量の正常な飼料(対照飼料)またはMg含量(0.05%)が低く、K含量(5.94%)の高い飼料(低Mg/高K飼料)を10日間以上にわたって給与した。これらのめん羊について飼料給与後24時間に呼吸試験を実施し、炭水化物、脂肪および蛋白質の酸化量を求めた。更に、インスリン(8mU/kg BW/min)とグルコースを同時に注入し、注入前の血糖値を維持するグルコースクランプ実験と呼吸試験を同時に実施して各栄養素の利用性を検討した。得られた成果は以下の通りである。低Mg/高K飼料摂取めん羊の血中Mg濃度は対照区のそれより有意に低下し、血中トリグリセライド、リン肪質および遊離脂肪酸濃度は増加する傾向を示した。グルコースクランプ実験時におけるグルコース注入量は低Mg/高K飼料区で低下する傾向が認められ、インスリン作用が低下することが示唆された。熱産生量は両飼料区でほぼ同じ値を示したが、低Mg/高K飼料区めん羊の脂肪酸化割合は増加し、炭水化物酸化量は低下する傾向を示した。これらのことから、低Mg血症めん羊の脂肪酸化は促進することが示唆された。また、このことにインスリン作用の低下が関与すると推察された。2.正常めん羊と低Mg血症めん羊を常温(20°C)および寒冷(0°C)環境下で飼育し、上述と同様にグルコースクランプ実験と呼吸試験を同時に実施し、各栄養素の酸化割合およびこれに対するインスリンの関与を検討中である。主要栄養素のいずれに対しても同化作用を有するインスリンは栄養素の利用(酸化)と蓄積割合を調節している重要なホルモンの一つである.本研究は種々の栄養生理条件下にある反芻家畜の栄養素の利用(酸化)と蓄積量の割合を明らかにすると共に、この割合を調節する一因子であるインスリンの関与を検討することを目的とした.1.低マグネシウム血症めん羊の栄養素の利用(酸化)およびこの利用性に対するインスリンの関与を明らかにするため、(1)正常飼料または低Mg/高K飼料を摂取しためん羊にグルコースクランプ法(EGC法;8mU/KgBW/min)と呼吸試験を同時に実施し、炭水化物、脂肪および蛋白質の酸化量を求めた.低Mg血症めん羊における脂肪の酸化割合は有意に増加した.この酸化割合の変動にインスリン作用の低下が関与すると推察された.(2)正常めん羊と低Mgめん羊を常温(20C)および寒令(0C)環境下で飼育し、(1)と同様にグルコースクランプ法(EGC法;1,2,4および8mU/KgBW/min)と同時に呼吸試験を実施し、各栄養素の酸化量とインスリン作用(感受性)を比較検討した.寒冷環境下において低Mg血症めん羊のインスリン作用は正常めん羊のそれより有意に低下した.いずれのめん羊でも、寒冷環境下の熱生産量および脂肪の酸化割合は、常温時のそれより有意に増加したが、インスリン注入水準による差異は認められなかった.2.クレンブテロール(β-adrenergic agonist)投与めん羊における栄養素の利用分配とその調節に対するインスリンの関与を明らかにするため、(1)めん羊にクレンブテロール(0,10および40ug/KgBW/d)を7日間投与した後、呼吸試験を実施して三大栄養素の酸化割合を求めた.

クレンブテロール投与は血中FFA濃度を増加し、熱生産量および脂肪の酸化割合を有意に増加させた.このことから、クレンブテロールは体脂肪の分解および脂肪の利用(酸化)を促進し、熱生産量を増加させることが示された.インスリンは三大栄養素に対して同化作用を有し、栄養素の利用(酸化)と蓄積割合を調節する重要なホルモンの一つである。本研究は種々の栄養生理条件下にある反芻家畜の栄養素の利用(酸化)と蓄積量の割合を明らかにすると共に、この割合を調節するインスリンの関与を検討することを目的とした。1.正常めん羊と低Mg/高K飼料摂取の低Mg血症めん羊を常温(20C)および寒冷(0C)環境下で飼育し、グルコースクランプ法(EGC法;1,2,4および8mU/KgBW/min)と同時に呼吸試験を実施し、各栄養素の酸化量とインスリン作用(感受性)を比較検討した。いずれのめん羊でも、寒冷環境下の熱生産量および脂肪の酸化割合は、常温時のそれより有意に増加したが、これらに対する低Mg血症とインスリン注入水準の影響は認められなかった。寒冷環境下において低Mg血症めん羊のインスリン作用は正常めん羊のそれより有意に低下した。2.クレンブテロール(beta-adrenergic cgonist)投与めん羊における栄養素の利用分配とその調節に対するインスリンの関与を明らかにするため、(1)めん羊にクレンブテロール(0,10および40ug/kgBW/d)を7日間投与した後、呼吸試験を実施熱生産量および脂肪の酸化割合はクレンブテロールの投与によって有意に増加した。このことから、クレンブテロールは体脂肪の分解および脂肪の利用(酸化)を促進し、熱生産量を増加させることが示された。(2)クレンブテロールの栄養素分配調節作用にインスリンがどのように関与するか現在検討中である。
感染根管の臨床症状と細菌との関係-分離細菌からの組織破壊性酵素の分離と精製-

現在、Enterococcus faecalis,Actinomyces israellii,Fusobacteriumvarium,Bacteroides nelanimpgonicus ss,intermediusに認められた。hyaluronidase活性について検索し,furbidity reduction methodで、培養上清中に活性があることが明らかになってきたので、Tamとchan(1983)の方法に準じて、各菌株から産生されるhyaluronidaseについて分離・精製を行なっている。
心筋細胞におけるミトコンドリア機能の調節機構:mPTPの作動様式と生理学的意義

ミトコンドリア(Mito)内膜のpermeability transition pore (mPTP)は、病態時のみならず生理的にもその役割が注目されている。本研究では、(1)calceinによりmPTPの開口とそのkineticsを画像法により評価し、[Ca^<2+>]_mと膜電位によるmPTPの調節機構について検討すること、(2)mPTPの開口が[Ca^<2+>]_mとSR内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_<SR>)に及ぼす効果と、mPTPを介したmitoとSR間のcross-talkを画像法を用いて検討し、mPTPの生理的意義を解明することを目的とした。平成13年度には、MitoのATP感受性K^+チャネル開口薬であるDiazoxide (Dz)が、mPTPを介してCa^<2+>を放出し、Ca^<2+> sparkとCa^<2+> transientを増大させることを報告した。また、mPTPの開口を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて画像法により評価する方法を開発し、DzがmPTPを開口することも示した。平成14年度には、rhod-2とsaponinを用いてPermeabilized myocyteにおいて、Mito内のCa^<2+>濃度([Ca^<2+>]_m)の測定法を新たに考案し、この方法を用いてDzはmPTPの開口を介して濃度依存性に[Ca^<2+>]_mを減少することを報告した。平成15年度には、Mitoにおける[Ca^<2+>]_mの調節機構の詳細について、Mitoの膜電位との関係について検討し、膜電位の脱分極が起こるような病態下では、mPTPとNa^+/Ca^<2+>交換によるCa^<2+>の流入とくみ出しのバランスが重要であることを明らかにした。今後は、虚血再灌流障害や心不全における[Ca^<2+>]_mの動態とmPTPとMitoのNa^+/Ca^<2+>の役割について検討してゆく予定である。心筋細胞において、ミトコンドリア(Mito)のATP感受性K^+チャネル開口薬であるDiazoxideがMitoのpermeability transition pore(mPTP)を介してCa^<2+>を放出し、Ca^<2+> sparkとCa^<2+> transientを増大させることを報告してきた。平成13年度は、このmPTPの開口を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて画像法により直接評価する方法を検討した。ラット単離心室筋細胞にcalcein/AM(20μM)を室温で20分間負荷した。同時にコバルト(5mM)をloading溶液に添加することで、細胞質に分布した色素は除去した。(1)電位依存性にMitoに選択的に集積するTMREと同時に染色すると、calceinのimageとTMREのimageは分布が完全に一致した。また、この同時染色を長時間行うと、色素間の相互作用によりcalceinの蛍光強度が減弱した。(2)calceinを負荷した後に、saponin(0.05mg/ml)を用いて細胞膜をpermeabilizeし、細胞質の色素を除去しても、蛍光強度の減少は10%以下であった。(3)Diazoxide(200μM)を10分間投与すると、calceineの蛍光強度は16%減少し、この効果はmPTPの選択的な阻害剤であるcyclosporin Aにより完全に抑制された。

以上より、calceinとコバルトを同時に用いることにより、calceinがMitoへ選択的に負荷され、このcalcein蛍光の減少がmPTP開口の指標となりうることが示された。また。DiazoxideがmPTPを開口することが画像法を用いて確認された。心筋細胞において、ミトコンドリア(Mito)のATP感受性K^+チャネル開口薬であるDiazoxide(Dz)が、Mitoのpermeability transition pore(mPTP)を介してCa^<2+>を放出し、Ca^<2+>sparkとCa^<2+>transientを増大させることを報告してきた。また、mPTPの開口を共焦点レーザー顕微鏡を用いて画像法により直接評価する方法を開発し、Dzによりcalceineの蛍光強度が低下し、この効果はmPTPの選択的な阻害剤であるcyclosporin Aにより完全に抑制されることから、DzがmPTPを開口することも示してきた。今回はミトコンドリア内のCa^<2+>濃度([Ca^<2+>]m)の測定法を新たに考案し、Dzの[Ca^<2+>]mに対する作用を検討した。心室筋細胞を蛍光色素のrhod-2/AMを負荷した後に、saponin(0.05mg/ml)で細胞膜をpermeabilizeして、514nmで励起時の>560nmでの蛍光強度から[Ca^<2+>]mを測定した。灌流液のCa^<2+>濃度を177μM、300μM、600μM、と変化させると、[Ca^<2+>]mは変化した。Ruthenium Redを用いて、Mitoへの主なCa^<2+>流入経路であるuniorterを抑制すると、この変化は完全に消失した。これらの結果は、rhod-2とsaponinを用いることで、permeabilized myocyteにおいて、[Ca^<2+>]mを測定可能であることを示している。次に、この方法を用いてDzの効果について検討した。Dz(1μM、5μm、10μm)は濃度依存性に[Ca^<2+>]mを減少したが、これは以前に我々が報告した、mPTPを介したMitoからのCa^<2+>の放出によるためと考えられた。心筋細胞において、mPTPの開口を共焦点レーザー顕微鏡を用いて画像法により直接評価する方法を開発し、ミトコンドリア(Mito)のATP感受性K^+チャネル開口薬であるDiazoxide (Dz)によりcalceineの蛍光強度が低下し、この効果はmPTPの選択的な阻害剤であるcyclosporin A (CsA)により完全に抑制されることから、DzがmPTPを開口することを示してきた。また、Ca^<2+>感受性色素のrhod-2とsaponinを用いることで、permeabilized myocyteにおいて、ミトコンドリア内のca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_m)の測定法を確立して、Dz (1μM、5μm、10μm)は濃度依存性に[Ca^<2+>]_mを減少することを確認した。今回は、Mitoにおける[Ca^<2+>]_
細胞外グリセルアルデヒド－３－リン酸脱水素酵素のＩｇＥ産生抑制機序の解明

解糖系代謝酵素として知られるGlyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)は、アポトーシス誘導やNO生成など様々な機能に関与することが報告されているが、細胞外での機能については十分に解明されていない。本研究では、これまでにヒト末梢血単核球(PBMCs)を用いた生体外IgE産生モデル培養系においてGAPDHがIgE産生を抑制することを見出した背景から、生体での機能と生体外IgE産生モデル培養系での作用を併せて検討することにより、I型アレルギー反応におけるGAPDHの作用機序の解明を目的とした。GAPDHの生体における作用を検討するため、卵白アルブミン(OVA)免疫マウスの血中抗体濃度への影響を調べた結果、GAPDHの経口投与はOVA特異的IgE濃度を低下させること、血中総IgA及びIgG濃度を上昇させることを見出した。また、GAPDHはマウス脾臓リンパ球のIL-4、IFN-γ、TGF-β1などのサイトカイン産生を増強させたことから、これらサイトカイン産生に影響を及ぼすことにより、最終的に血中抗体濃度を調節している可能性が示された。GAPDHのIgE産生抑制領域を特定するため、PBMCsを用いてタンパク質分解酵素により断片化したGAPDHの作用を検討した結果、このGAPDHペプチドもGAPDHタンパク質と同様にIgE産生を抑制した。そこで、さらにGAPDHペプチド中からIgE産生抑制配列を精製した結果、N末端ドメインに位置するペプチドがその活性配列であることを突き止め、その作用には特定のアミノ酸配列が関与している可能性を見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。