hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規ビスイミダゾリン金属-触媒創製に基づく環境調和型合成技術の開発

合成した化合物は、生理活性物質骨格に多く含まれる構造であるために、実際に、抗HIV活性を有するtrigonoliimine Cの類縁化合物の合成も行った。本合成手法は、グラムスケールでの合成にも適用可能であり、触媒の回収再利用も可能となることが明らかとなった。現在、これらの知見を活かし、さらに高機能性の新規ビスイミダゾリン触媒の開発も行い、これまでに達成できなかった不斉合成反応に関して検討を行っている。広範囲の触媒的エナンチオ選択的反応かつ循環型触媒システムに適用可能な新規不斉触媒の開発を目指し研究を行った。特に、不斉ビスイミダゾリン触媒を設計・合成し、様々な不斉合成反応の開発を行うとともに、生物活性物質の合成を検討し、反応機構解析を行った。その結果、開発したビスイミダゾリン-パラジウム触媒を用いることで、これまでに達成がされていなかったニトリル類の活性化に基づく、光学活性アミン類の合成に成功した。また、水中での不斉合成技術の確立、触媒の回収再利用法の確立も可能となり、環境調和型不斉合成技術を開発することができた。当初の実験計画では、新規不斉触媒の設計と合成、および1,2の困難な不斉合成手法を可能にすることを目指しており、研究実績に示したようにこれまでに成功例のない合成手法2つを達成した。このように、研究実施計画にあった不斉触媒・合成手法の開発において、一定のレベルの成果が上げられたといえる。今後は,高機能性を有する新規不斉触媒を用い、未だ効率的合成法の確立が為されていない不斉合成反応を中心に検討し、生理活性物質合成を目指す。また、分子軌道計算を用いる不斉触媒設計、反応機構解明も平行して検討する。有機合成化学今後は,高機能性を有する新規不斉触媒を用い、未だ効率的合成法の確立が為されていない不斉合成反応を中心に検討し、生理活性物質合成を目指す。
エンドトキシンショックにおけるミクロの血管動態

これまでいろいろな論議のあるショック発生のメカニズム解明の第一歩として、細菌性ショックであるエンドトキシンショックの発生成因を解明する目的で、ラットの肝臓、腎臓、心臓および肺を用いて多面的に検討した。その結果は、次のとおりである。1)いずれの臓器においても、血管壁に多数の白血球が粘着侵入し、血管内皮細胞障害、間質の浮腫および血栓形成など血管系の障害像が観察された。また、肝細胞壊死、腎臓の近位尿細管浮腫および心筋細胞浮腫など実質細胞の変性像も観察された。2)ケミカルメディエーターであるTNFおよびLTは、いずれも炎症性細胞(マクロファジィ、白血球など)および間葉系細胞(メザンギウム細胞、間質細胞など)で産生放出されることが明らかとなった。このようにして産生されたTNFは、血管内皮細胞表面のレセプターに付着し炎症性細胞粘着に大きな役割を果たすことが考えられ、さらに粘着した炎症性細胞から産生されたLTにより血管透過性亢進など血管障害がもたらされることが示唆された。3)従来ショックにより生じた虚血障害あるいは血管障害により実質細胞変性の発生が考えられていたが、菌体毒素投与により実質細胞で内因性に産生されたTNFあるいはLTが、直接実質細胞障害に関与している可能性が考えられた。以上、本研究により、エンドトキシンショックでは、菌体毒素投与により産生されたケミカルメディエーターであるTNFおよびLTが、エンドトキシンショックの病態発現に大きく関与していることが明らかとなった。本年度は、エンドトキシンショックにおける血管の動態を、まず肝臓について形態学的に検討した。その結果、光顕で出血性壊死像が、走査電顕あるいは透過電顕によりジ-ヌソイドにおける血栓像などを、エンドトキシンショック時の特徴的と言われる毛細血管障害像が観察された。すなわち、エンドトキシン投与後数時間内に、炎症反応で特徴的な多数の白血球の血管壁への粘着、さらに血管内皮細胞内への侵入が認められた。それと同時に、肝動脈においては血管内皮細胞接合部の離開、肝ジ-ヌソイド内毛細血管の水腫および浮腫などの血管透過性亢進像が観察された。血管障害の発生機序を検討する目的で、エンドトキシンの刺激により産生放出され炎症反応で中心的な役割を果たすとされている腫瘍壊死因子(TNF)、および強力な血管透過性亢進および血管収縮作用をもちかつTNFの刺激により産生放出されるロイコトリエン(LT)の局在を免疫電顕法で観察した。TNFはクッパ-細胞および血管内皮細胞のライソゾ-ムにおいて産生放出され、放出されたTNFは血管内皮細胞表面のレセプタ-に付着し白血球粘着に大きな役割を果たす事が示唆された。また、血管壁に粘着あるいは血管内皮細胞に侵入した白血球から、TNFの刺激により産生されたLTによる血管障害およびTNFの直接作用による細胞凝固壊死の可能性も明らかにされた。現在、腎臓について同様の検討をおこなっているが、血管および血管周囲の透過性亢進像および糸球体のフィブリンによる微小血栓形成、さらに近位尿細管の上皮の空細形成を伴う浮腫状変化が認められた。TNF局在は血管内皮細胞表面および内皮細胞のライソゾ-ムに認められた。LTは白血球特殊顆粒内および浮腫状変化が認めらた近位尿細管のライソゾ-ム内にも局在していた。したがって、近位尿細管の浮腫に、LTが深くかかわっている可能性が考えられた。本年度は、エンドトキシン・ショックにおける血管動態を、腎臓において形態学的に検討した。その結果、小葉間毛細血管など微細血管を中心に血管の透過性亢進像が認められ、それに付随して間質における浮腫も観察された。またLPS投与により招来された炎症性反応として特徴的な多数の炎症性細胞の血管壁への粘着、さらには間質への侵入が認められた。

また糸球体毛細血管では、ときとして炎症性細胞とフィブリンによる微小血栓形成が認められた。尿細管における障害としては、近位尿細管の浮腫およびライソゾームの増加が認められたが、虚血性の障害像として認識されている尿細管基底膜における障害像は観察されなかった。次にLPS刺激により産生放出されエンドトキシン・ショックでの炎症反応で中心的な役割を果たすとされている腫瘍壊死因子(TNF)および強力な血管透過性亢進および血管収縮作用をもつロイコトリエン(LT)の局在を免疫電顕法で観察した。腎臓におけるTNFは炎症性細胞であるマクロファジーおよび糸球体の間葉系細胞であるメザンギウム細胞のライソゾームにおいて産生され、放出されたTNFは血管内皮細胞表面のレセプターに付着し、LTと共に炎症性細胞粘着に大きな役割を果たすことが示唆された。LTはマクロファジー、多核白血球およびメザンギウム細胞のライソゾームで産生放出され、血管内皮細胞障害に中心的な役割を果たす事が考えられた。浮腫が生じた近位尿細管のライソゾームにおけるLTの局在は、エンドトキシン・ショックで認められる近位尿細管浮腫が虚血性障害ではなくLPS刺激により産生されるLTによる障害である可能性が示唆された。またLPS投与による腎臓障害をもたらしていると考えられたケミカル・メディエータは、炎症性細胞以外に糸球体のメザンギウム細胞で内因性にも産生されることが明らかとなった。本年度、われわれは大腸菌の菌体毒素であるリポポリサッカライド(LPS)を用いて、エンドトキシンショック時のラットにおける心臓および肺の病態像とケミカルメディーエーター(LT、TNF)の細胞内局在との関係を実験的に検討した。その結果、心臓および肺血管表面に多数の炎症性細胞の粘着が認められ、かつ血管の透過性亢進像および間質の浮腫状変化が認められた。心筋内の毛細管血管においても血管内皮細胞障害と、ときとして炎症性細胞とフィブリンによる微小血栓形成が認められた。心筋細胞においては、種々な程度の浮腫が認められたがミトコンドリアの変性は認められなかった。次に腫瘍壊死因子(TNF)およびロイコトリエン(LT)の局在を免疫電顕法で観察した。その結果、いずれの臓器においても炎症性細胞であるマクロファジーおよび間質細胞のライソゾームにおいて産生放出されたTNFは、血管内皮細胞表面のレセプターに付着し炎症性細胞粘着に大きな役割を果たすことが明らかとなった。また浮腫を生じた心筋細胞内のライソゾームにおいてもTNFが認められた。LTはいずれの臓器においても炎症性細胞で、さらに肺静脈内心筋細胞のライソゾーム内にも認められた。このことから、エンドトキシンショックにおける心筋血管障害は、炎症性細胞で産生されたLTおよび肺静脈内心筋細胞で産生され冠状動脈に流入したLTにより生じた可能性が示唆された。心筋浮腫は、浮腫を生じた心筋細胞のミトコンドリアに変性像が認められないことから、単なる虚血障害によるものではなく心筋細胞自身で産生された内因性TNFにより生じた可能性も考えられた。
高温超伝導体の超伝導ギャップ構造の解明

走査型トンネル顕微鏡法/分光法を用いた銅酸化物、及び鉄系超伝導体の研究を行った。銅酸化物超伝導体の母物質であるMott絶縁体にドープされたキャリヤは、結晶格子の対称性を破る擬ギャップ状態を局所的に誘起することを見出した。また、磁場を印加することによって超伝導ギャップの位相を知る新しい手法を開発し、鉄系超伝導体の超伝導ギャップ構造を明らかにした。さらに、これらの超伝導体における量子化磁束の電子状態の研究を行った。本研究は、走査型トンネル顕微鏡を用いて、銅酸化物高温超伝導体の超伝導ギャップの特徴を実験的に明らかにすることを目的とする。特に、分光イメージングを幅広いドーピング、磁場、温度範囲で行い、超伝導と共存/競合すると考えられている擬ギャップ状態における種々の電子秩序、電子超構造の生成過程と、超伝導ギャップとの関係を解明する。また、銅酸化物研究で培った分光イメージングの技術を、最近発見された鉄系超伝導体に適用し、超伝導ギャップ構造の特徴を探る。得られたデータから銅酸化物と鉄系超伝導体の類似点、相違点を明らかにし、両系の超伝導発現機構に関して考察を行う。本年度は、実験に用いるSTMの拡充と、既設STMを用いた研究を行った。STMの拡充に関しては、開発中の強磁場低温超高真空STMの性能を最大限引き出すために、防音電磁シールドルームの設置を行った。これによって、既設STMシステムと同レベルの高安定度高精度測定に必要な構成要素は全て整ったので、現在、システムの組み上げ作業を行っている。既設STMを用いた研究では、電子状態のドーピング、磁場依存性の研究を行った。ドーピング依存性に関しては、Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2を試料として、Mott絶縁体がドーピングによって金属(超伝導)化する過程を分光イメージングによって調べた。その結果、ドープされたホールは、結晶格子の並進回転対称性を破る擬ギャップ状態を局所的に誘起し、この領域がドーピングとともに拡大することを明らかにした。一方、超伝導発現組成を挟んでトンネルスペクトルには質的な変化は観測されなかった。現在定量的な解析を進めている。磁場依存性に関しては、Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2の準粒子干渉効果の観察から、超伝導ギャップに対する磁場の効果を明らかにした。その結果、磁場によってノード近傍の超伝導ギャップが抑制され、Fermiエネルギーにおける状態密度が上昇することを見出した。状態密度の磁場依存性は、量子化磁束周囲を流れる超伝導電流によるスペクトルのシフトに起因するVolovik効果で良く説明できる。また、磁束は準粒子散乱体として働き、コヒーレンス因子を通して、準粒子干渉パターンに超伝導ギャップの符号に依存した効果をもたらすことが分かった。この効果は、複雑な超伝導ギャップ構造を解明する新しい手法になりうる。昨年度に引き続き、アンダードープ銅酸化物のいわゆる擬ギャップ領域を分光イメージングSTMによって調べた。また、磁場中STMを用いた超伝導ギャップ対称性の研究を行った。アンダードープ銅酸化物では、結晶格子の四回対称性を破る一次元的な電子状態が出現することをCa_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2において昨年度見出したが、この現象を定量的に議論するための解析方法の検討を行った。各サイトにおけるトンネルスペクトルを拡張Dynes関数でフィッティングして得た現象論的なギャップの分布を、局所一次元性を定量化するパラメータとして導入した分光イメージの局所四重極モーメントの分布と比較したところ、ギャップの小さな部分で局所一次元性が発達していることが分かった。この結果は、Mottギャップから擬ギャップが現れる過程が局所対称性の破れを伴うことを示唆している。磁場中STMを用いた研究では、新しい高温超伝導体である鉄系超伝導体の超伝導ギャップ対称性を調べた。昨年度、磁束による準粒子散乱のコヒーレンス因子を通して、磁場中における準粒子干渉パターンに超伝導ギャップの位相に関する情報が含まれることを銅酸化物において見出したが、この手法を最も単純な構造を持つ鉄系超伝導体Fe(Se, Te)に適用した。鉄系超伝導体は複数の非連結Fermi面を持つことが特徴であるが、磁場中で準粒子干渉の実験を行ったところ、Γ点周りのホール面と、M点周りの電子面で、ギャップの位相が反転していることが分かった。このようないわゆるS_±波ギャップは、非連結Fermi面間のネスティングが対形成に関わっていることを示唆する。銅酸化物高温超伝導体と鉄系超伝導体の電子状態を、STMを用いて調べた。銅酸化物に関しては、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d>を試料として、渦糸芯における超伝導の抑制について調べた。Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d>の渦糸芯では、チェッカーボード状の電子状態の超周期が存在することが知られているが、その起源は分かっておらず、興味深い。

超伝導状態における準粒子干渉効果との関連からチェッカーボード構造の起源を調べるため、渦糸状態での分光イメージングを行ったが、磁歪による視野のドリフトが激しく、十分なデータが得られていない。磁歪は、磁束ピン止めと関連しているので、温度をわずかに上げることで、その影響を抑えることができないかどうか検討している。鉄系超伝導体に関しては、Fe(Se,Te)において、非連結Fermi面間で超伝導ギャップの符号が反転するs±波構造が実現していることを、準粒子干渉効果の磁場依存性から昨年度見出した。この手法を他の鉄系超伝導体に応用し、ギャップ構造の普遍性を調べるために、LiFeAsにおける準粒子干渉効果の実験を行った。しかし、LiFeAsには、準粒子の散乱体となるような欠陥が少なく、明瞭な準粒子干渉パターンの観測には至っていない。また、上部臨界磁場が低いため、容易に超伝導が抑制され、磁場中での準粒子干渉の探索も困難であった。一方で、欠陥が少ないため、個々の独立した欠陥の電子状態を研究することが可能であることを見出した。通常のs波超伝導体では、非磁性欠陥は超伝導に影響を及ぼさないが、s±波ギャップでは、非磁性不純物近傍にギャップ内束縛状態が形成されることが予言されている。自然に存在する様々な欠陥上でトンネル分光を行い、ギャップ内束縛状態を形成する欠陥を見出した。現在、この欠陥の磁性の有無に関する情報を得る手法を検討している。鉄系高超伝導体LiFeAs及び、銅酸化物高温超伝導体(Ca,Na)_2CuO_2Cl_2の電子状態をSTM/STSを用いて調べた。LiFeAsでは、超伝導ギャップの位相構造に関して情報を得るため、単一非磁性不純物が超伝導に与える影響を調べた。超伝導ギャップの位相がFermi面上で変化しない場合、非磁性不純物はその周辺の超伝導ギャップに影響を与えず、転移温度もほとんど変化しない。一方、ギャップに位相反転がある場合、非磁性不純物近傍に超伝導ギャップ内に不純物束縛状態が形成される。Snフラックス法で作製され、微量のSnを含むLiFeAs単結晶に対してSTM/STSを行ったところ、Snと思われる欠陥近傍でギャップ内束縛状態を観測した。Snはどのような形で置換されても非磁性であると考えられるので、この結果は、LiFeAsの超伝導ギャップには位相反転が存在することを示唆する。また、磁場を印加して、渦糸の構造も調べた。広い磁場範囲で通常期待される渦糸の三角格子は観測されず、渦糸格子の小さな剪断弾性定数を反映して乱れた構造をとることがわかった。渦糸中心でトンネル分光を位行ったところ。高々1meV程度の幅しか持たない非常にシャープな準粒子束縛状態ピークをFermi準位直下に観測した。通常の超伝導体では、渦糸芯の束縛状態はちょうどFermi面に表れるので、この結果は大変異常である。渦糸内の準粒子束縛状態が離散的になる量子極限の渦糸が実現している可能性が高い。(Ca,Na)_2CuO_2Cl_2では、キャリヤ数が少なく超伝導を示さない試料の電子状態分布を詳細に調べた。このドープ領域を特徴づけるいわゆる擬ギャップは、結晶の持つ4回対称性を局所的に破る2回対称のナノスケール構造で特徴づけられる。
遺伝子治療用ソフトコンタクトレンズの開発

pDNAを持続的に放出する、リン酸カルシウム複合体を形成した高分子ハイドロゲルにプラスミドDNA(pDNA)を包括させたソフトコンタクトレンズ(SCL)を家兎眼に装用させることにより、角膜上皮細胞にpDNAを導入する検討を行った。リン酸基を側鎖に有する高分子ハイドロゲルを遺伝子導入用デバイスとして用いることで、pDNAを導入することが可能であったことから、非侵襲的な簡便な方法で、より臨床に近い形態での遺伝子導入が可能であることが示唆された。【目的】リン酸カルシウム複合体を形成した高分子ゲルからなるソフトコンタクトレンズ(SCL)から、プラスミドDNAを持続的に放出することによって、プラスミドDNAを培養ヒト角膜上皮細胞(HCE-T)に導入する検討を行った。【方法】リン酸基を側鎖に有するSCLの合成を行った。得られたSCLにカルシウムイオンを介したプラスミドDNAとSCLの複合体を形成させることで、プラスミドDNAをSCLへ包括させた。包括したプラスミドDNAのin vitroにおける放出挙動をマイクロプレートリーダーにて測定した。さらに、Green Fluorescent Protein(GFP)発現プラスミドを包括したSCL下でHCE-Tを培養し、蛍光顕微鏡でGFPの発現を観察した。【結果】SCL中のリン酸基含有量の増加に伴いプラスミドDNAの放出量が増加し、3日以上にわたって持続することが確認された。さらに、HCE-TへのプラスミドDNAの導入が蛍光顕微鏡により確認され、SCL中のリン酸基の増加に伴い蛍光を呈した細胞も増加した。【結論】リン酸基を側鎖に有するSCLを遺伝子キャリアとして用いた導入方法によって、簡便な方法で、より臨床に近い形態で細胞へ遺伝子を導入することが可能となることが示唆された。【目的】pDNAを持続的に放出する、リン酸カルシウム複合体を形成した高分子ハイドロゲルにプラスミドDNA(pDNA)を包括させたソフトコンタクトレンズ(SCL)を家兎眼に装用させることにより、角膜上皮細胞にpDNAを導入する検討を行った。【方法】リン酸基を側鎖に有するSCLの合成を行い、得られたSCLにカルシウムを介したpDNAをSCLへ包括(pDNA-SCL)させた。プライマリーな角膜上皮細胞におけるpDNAの発現を確認するため、in vitroにおいてウサギ輪部角膜上皮細胞(RLEC)をpDNA-SCL上にて培養し、Green Fluorescent Protein(GFP)の発現を蛍光顕微鏡にて観察した。また、pDNA-SCLを日本白色家兎眼に装用後、眼球を摘出して作製した組織学標本の角膜上皮細胞におけるGFPの発現を、レーザー共焦点顕微鏡にて観察した。【結果】pDNA-SCL上に培養したプライマリーな細胞においては、培養ヒト角膜上皮細胞と同様、GFPの発現が確認された。また、pDNA-SCLを装用した角膜上皮においてもGFPの発現が認められ、多くは最表層ではあったが、深層部における発現も認められた。【結論】リン酸基を側鎖に有する高分子ハイドロゲルを遺伝子導入用デバイスとして用いることで、pDNAを導入することが可能であったことから、非侵襲的な簡便な方法で、より臨床に近い形態での遺伝子導入が可能であることが示唆された。【目的】pDNAを持続的に放出する、リン酸カルシウム複合体を形成した高分子パイドロゲルにプラスミドDNA(pDNA)を包括させたソフトコンタクトレンズ(SCL)を家兎眼に装用させることにより、角膜上皮細胞にpDNAを導入する検討を行った。
日本の労使関係のミクロ統計データに基づく数量的分析:労働組合の経済効果を中心に

(1)1990年代初頭以降,日本の雇用システムは,バブル崩壊後の不況と経済の急速な国際化のもとで,大きな変更圧力を受けてきた。雇用システムを構成する諸要因のうち,長期雇用慣行(終身雇用制)と年功的賃金構造に関しては,それが変化してきたのか否か,今後どのように変容しうるのかに関する数量的分析と将来展望が精力的に行われている。だが,これに対して,雇用システムのいまひとつの構成要素である労使関係については,数量的に分析されることはほとんどなかったといってよい。たとえば,労働組合の賃金効果ひとつをとってみても,政府統計のミクロ・データを用いた厳密な計量経済分析はきわめて少ないのが実情である。こうした状況をもたらした原因の一端は,労働省「賃金構造基本統計調査報告」(以下,「賃金センサス」と略記する)の調査票に労働組合の有無に関する質問がないというデータ側の事情にある。(2)こうした状況を踏まえて,本研究では,労働省「賃金構造基本統計調査報告」と,労働組合の有無を識別するその他の統計調査,すなわち「賃金労働時間制度等総合調査報告」と「労使コミュニケーション調査報告」を個票レベルでマッチングさせ,組合の有無を識別した上で,労働組合やその他の労使関係制度が賃金水準や賃金構造に対して及ぼす効果を分析することを試みた。(3)本年度は,まずはじめに,欧米と日本における先行研究の徹底的な吟味を行った。とりわけ検討の対象となったは,欧米および日本におけるミクロ統計データを用いた労使関係の経済分析の方法と成果,ならびに日本における労使関係論の調査研究の到達点である。次に,上記の指定統計1点と承認統計2点の目的外利用に関する申請を行った。幸いにして,労働省のご厚意のおかげで,マッチングを可能にするようなミクロ統計データにアクセスすることができた。ただし,目的外利用申請の事務手続きに予想外の時間を費やしたため,年度内にはそのデータ記述統計量の確認にとどまり,詳細な計量経済分析を行うことができなかった。そこで,次善の策として,2種類の既存アンケート調査の個票データを用いて,われわれの目指す研究課題の分析実験を行った。第1は,連合総研個人アンケート調査結果のクロスセクション分析である。その結果,組合は賃金水準を基本的には引き上げないが,男子の勤続年数をより高く評価し,男女間の賃金格差を縮めるという効果がみられた。第2は,日経「会社総監」パネル・データの分析である。それによれば,組合の存在は男子の賃金を引き上げないが,女子の賃金を8%ほど引き上げること,また男子の年齢をより高く評価することが示された。しかしながら,以上の結果は,代表性に問題のあるサンプルから得られたものであるので,今後,上記3点のミクロ・データを用いた分析によって結論の確認を行う予定である。
界面効果翼船の性能評価法に関する研究

界面効果翼船(WIG)はその効果をフルに発揮させようとすると、界面すれすれを航行させる必要がある。しかし、界面効果の非線形性により一般には小さな船体運動も揚力、揚力中心の大きな変動を誘引し、その結果船体の激しい動揺を招くため、できる限り運動特性のフラットな翼(船体)形状の開発が望まれる。本研究は3次元界面効果翼船の界面効果、運動特性の理論的評価法の確立と、その良好な形状開発を念頭に置いた最適設計手法の確立を目的とし、次のような研究を行った。1. WIGの近似解析法の確立(1)高アスペクト比3次元WIGの近似循環分布の表現WIGの3次元影響はPlandtlの揚力線理論のようなdownwash効果によるのではなく、単に翼端近傍で渦が後方に流出する必要性から生じる。翼中央付近は2次元WIGとして、翼端近傍では3次元効果に着目して解析した。その結果、この近似関数表現は全領域で数値解とよい一致を見た。また、後引き渦は放物線状に広がってゆくことが分かった。(2) WIGの波浪中耐航性能2次元平板翼が規則波上を航行するときの非定常問題について、WIGまわりの循環分布の近似解法を示した。近似方程式にはWIGの弦長だけでなく、航行状態(航行高度分布)を表す長さのパラメターl^*が現れ、運動位相の遅れを支配するものであることがわかった。2. 2次元WIGの翼型最適化ポテンシャル理論に基づき2次元WIGの揚力係数を最大にする翼型を見い出すことを試みた。設計変数として翼厚分布とキャンバー分布とし、制約条件として、最大流速(最小圧カ)の制限、圧力中心の制限、静安定性条件の3つの場合について最適化を行った。最後の条件の場合、母型とは相当に違いのある反転翼型が得られた。3. WIGの造波影響空中渦による造波グリーン関数を用いて、WIGの水面効果に関して解析を行った。厚翼WIGまわりの流れを1次要素を用いた渦層モデルで表現し、良好な揚力を得た。本研究は3次元界面効果翼船の界面効果、運動特性の理論的評価法の確立と、その良好な形状開発を念頭に置いた最適設計手法の確立を目的とする。本年度は、次の3つの研究を行った。1、3次元WIGの誘導抵抗と揚抗比を最大とする翼輪郭形状アスペクト比の大きな3次元WIGの誘導抵抗を求める原理を示した。この方法によれば、通常の揚力線理論で知られているdownwash×循環の積分の形ではなく、翼高さ×幅方向速度^2の積分で与えられることが分かった。しかし、誘導抗力の値は摩擦抵抗成分に比べて小さく、それほど重要な成分ではないことが分かった。従って、揚力/誘導抗力比は想像以上の大きな値を取るが、それにも関わらず揚抗比を最大とする翼輪郭形状を求めたところ、楕円翼形状よりやや細目の形状が得られた。

2、境界層剥離がないことを制限条件とした2次元WIGの最適キャンバーライン2次元WIG周りの流れに境界層理論を導入し、剥離判定を加えて最大揚力/粘性抗力比を持つ最適キャンバーラインを求めた。結果は粘性圧力抵抗は重要な役割をせず、概ね最大揚力は剥離をする限界線状にあるキャンバーによって達成されることが分かった。3、厚翼WIG周りの流れ把握のための界面効果を無視した予備的計算厚翼WIGまわりの流れを1次要素を用いた渦層モデルで表現し、良好な揚力を得た。界面効果翼船(WIG)はその効果をフルに発揮させようとすると、界面すれすれを航行させる必要がある。しかし、界面効果の非線形性により一般には小さな船体運動も揚力、揚力中心の大きな変動を誘引し、その結果船体の激しい動揺を招くため、できる限り運動特性のフラットな翼(船体)形状の開発が望まれる。本研究は3次元界面効果翼船の界面効果、運動特性の理論的評価法の確立と、その良好な形状開発を念頭に置いた最適設計手法の確立を目的とする。本年度は、次の2つの研究を行った。1、2次元WIGの波浪中耐航性能2次元平板翼が波浪上を航行するときの非定常問題について考察した。定常航走時からの翼高さ、迎え角変動について線形化すると、船舶と同様にradiation問題とdiffraction問題を構成することができる。radiation問題からは付加質量力と共に造波減衰力に対応した造渦減衰力が生じることが明らかとなった。また、diffraction forceを計算し、運動振幅を調査したところ、線形理論の枠組み内ではWIGは動的に安定であることがあきらかとなった。diffraction forceとradiation forceにはハスキントの関係があると考えられるが、今後の理論的課題である。2、2次元WIGの翼型最適化ポテンシャル理論に基づき2次元WIGの翼型を最適化することを試みた。目的関数を揚力係数としそれを最大にする。設計変数として翼厚分布とキャンバー分布とし、制約条件として、最大流速(最小圧力)の制限、圧力中心の制限、静安定性条件の3つの倍委について最適化を行った。最後の条件の場合、母型とは相当に違いのある反転翼型が得られた。この翼型は実験的にも静安定条件を満足していることが分かった。本年度は、主に次の2つの研究を行った。1、2次元WIGの波浪中耐航性能2次元平板翼が規則波上を航行するときの非定常問題について、支配パラメタを見い出すという観点から、WIGまわりの循環分布の近似解法を示した。近似方程式にはWIGの弦長だけでなく、航行状態(航行高度分布)を表す長さのパラメターL^*が現れ、これは主に運動位相の遅れを支配するものであることがわかった。この長さは、WIG下面で流体が全く静止するときを理想のWIGとすれば、それと同等の効果を持つ翼弦長であることがわかった。このパラメタは、定常WIGの揚力特性をも支配しているので、WIGの総合性能の把握、最適化を行う上で、第1議的に考慮すべき者であることが分かった。
変異FLT3分子シグナルがもたらす細胞増殖・分化の脱制御機構の解析

急性骨髄性白血病の約20%に認められるFLT3遺伝子の部分的なtandem duplication(FLT3/ITD)は、臨床的に、初診時末梢白血病細胞数と強い相関関係を有し、独立した新たな予後不良因子であり、この遺伝子異常が白血病細胞の増殖機構に深く関与していることを示してきた。本研究においては、FLT3遺伝子異常と活性化機構の関連を検討した。まず、我々は、傍膜貫通(JM)領域のITD変異以外にキナーゼ領域における点突然変異が急性白血病症例の約7%に存在し、その変異がFLT3分子の恒常的活性化をもたらし、IL3依存性細胞株32Dに発現させることにより、32D細胞をトランスフォームさせることを明らかにした。次に、FLT3分子の活性化におけるJM領域の役割を明らかにするために、JM領域のITD、欠失、点突然変異FLT3分子を作製し、その活性化機構を検討したところ、JM領域は二量体形成において重要な役割を果たし、また、野生型JM領域はリガンド非存在下におけるFLT3分子の自己活性化能を抑制していることを示唆する結果を得る一方、ITDや欠失変異体においては、その長さ、部位に関係なく二量体を形成し恒常的活性化をもたらしていることが明らかとなった。また、これら変異FLT3分子を32D細胞に発現させると、MAPK、STAT5、SHCなどのシグナル伝達分子の活性化が同様に認められた。また、FLT3発現32D細胞は、G-CSFによる成熟好中球への分化が抑制されているが、PKCモジュレーターと分子シャペロン阻害剤の処理によって、G-CSFによる分化能が回復されることを見出した。更に、変異FLT3遺伝子トランスジェニックマウスの作製を施行中であるが、発現F1マウスは不妊傾向にあり、現在数種類の発現ベクターを用いることにより、発現量を調整し作製・樹立にむけ継続実験中である。また、これら変異FLT3分子を32D細胞に発現させると、MAPK、STAT5、SHCなどのシギナル伝達分子の活性化が同様に認められた。これらの結果により、FLT3JM領域はその長さが変化することにより、FLT3分子の恒常的な二量体形成を誘導することによりキナーゼの活性をもたらすことが考えられた。FLT3遺伝子の部分的なtandem duplication(FLT3/ITD)は、急性骨髄性白血病の約20%に認められる新たな予後不良因子である。

本研究においては、FLT3分子の活性化におけるJM領域の役割を明らかにするために、JM領域のITD、欠失、点突然変異FLT3分子を作製し、その活性化機構を検討したところ、野生型JM領域はリガンド非存在下におけるFLT3分子の自己活性化能を抑制していることを示唆する結果を得、また、ITD変異JM領域は、キナーゼ領域が無くとも野生型FLT3分子と結合することにより恒常的活性化を誘導する知見を得た。一方、ITDや欠失変異体においては、その長さ、部位に関係なく二量体を形成し恒常的活性化をもたらしていることを明らかとした。更に、これらの複合体形成においては、分子シャペロンHSP90が介在分子として重要な役割をしていることを証明した。また、これら変異FLT3分子を32D細胞に発現させると、MAPK、STAT5、SHCなどのシグナル伝達分子の活性化が同様に認められた。一方、FLT3発現32D細胞は、G-CSFによる成熟好中球への分化が抑制されているが、PKCモジュレーターと分子シャペロン阻害剤の処理によって、G-CSFによる分化能が回復されることを見出した。更に、変異FLT3遺伝子トランスジェニックマウスの作製を施行中であるが、発現F1マウスは不妊傾向にあり、現在数種類の発現ベクターを用いることにより、発現量を調整し作製・樹立にむけ継続実験中である。
依存症の回復におけるセルフヘルプグループの機能研究

平成11年度にアルコール専門クリニックに通院治療中のアルコール依存症の患者像の分析を行い、社会階層や年齢、職種、病歴、治療歴、生活保護受給率などが専門病棟の入院患者と大きく異なっていないことを明らかにした。平成13年度には2年後の予後調査を行い、2年間の断酒継続率は36.3%であったが、就労しているものはわずか7.7%にすぎないこと及び、断酒継続と属性要因との関連については教育歴と通院先クリニックに有意差が認められた。またアルコール依存症から良い回復をとげていると思われる29名について詳細な半構造面接調査を行った。所属するセルフヘルプグループごとに回復のあり方を分析したところAAは神(絶対者)の前での自己肯定であり、断酒会では社会的存在としての自己肯定であると推測できた。また、セルフヘルプグループの枠をはずして回復の諸相、生き方を類型化したところ(1)社会的に成功している、(2)セルフヘルプグループで活躍している、(3)セルフヘルプグループに支えられている、(4)仕事も家庭も維持できた、(5)社会的な制約を離れた生き方を選択した、の5類型、及び回復に関するキーワードを見いだせた。生き方の選択には所属するセルフヘルプグループの価値体系の影響も推測されたが、年齢、性別などの要因も存在した。回復者と治療中の患者との比較をしたところ、回復者は早い時期に幻覚などの症状がでたり、警察沙汰などを起こし、治療開始、断酒開始も早く、30代か40代のはじめには断酒が定着していることが分かった。今年度は研究のフィールド確保に力を入れた。都内各地のセルフヘルプグループを調べ、可能であれば参加し、アルコール依存症からの快復について検討するとともに、研究の協力を依頼した。またアルコール依存症専門医を訪ね、研究の意図を話し助言をいただき、協力を依頼した。研究(1)は今回の研究テーマのメインとなるもので、3年以上断酒を継続しているアルコール依存症者のうち、回復が著しいと考えられるものを断酒新生会、Alcoholic Anonymous、断酒友の会などのセルフヘルプグループから紹介して貰い、面接調査を実施する。現在10人あまりの対象者にたいし、半構造面接調査を実施し、テープ起こしを行っている。研究(2)では都内および埼玉におけるアルコール依存症の専門クリニックで、治療を行っているアルコール依存症者を対象に、飲酒歴、治療歴、セルフヘルプグループへの関わりなどについてアンケート調査を行い、集計を行っている。彼等を2年後に追跡調査し、断酒継続率をアルコール専門病院での成績と比較検討し、断酒できた因子、失敗した因子などについて分析を行う予定である。研究(1)今年度は昨年度に引き続き、「良い回復をしている人」について面接調査を行った。「良い回復」を下記のように定義した。1,3年以上の断酒を継続している。2,仕事や役割をもち、社会的に自立している。3,精神的に安定し、自分がアルコール依存症であることを肯定している。以上に当てはまる回復者をセルフヘルプグループから紹介して貰い、29名に対し、半構造面接を行い、そのテープを起こして内容の分析を行った。対象を所属するセルフヘルプグループによって,Alcoholics Anonymousと断酒新生会、その他の3つに分類し、セルフヘルプグループへの思い、回復の機能、アルコール依存症の回復とは、等を抽出・分析し、その結果を日本精神衛生学会、社会精神医学会に於いて発表した。研究(2)東京近郊の5つのアルコール専門クリニックに通院治療を行っている患者182名に対し、飲酒歴、治療歴、セルフヘルプグループへの参加度などについてアンケート調査を実施・分析し、日本看護科学学会において発表すると共に、「アディクションと家族」(日本嗜癖行動学会誌)に投稿し、17巻4号に掲載された。平成11年度にアルコール専門クリニックに於いて治療中のアルコール依存症者の属性・関係機関の支援状況、セルフヘルプグループとの関係などを調査した。

今年度はその2年後の予後調査を行い2年間の断酒維続率が36.3%であること、しかし、就労に至っているもめはわずか7.7%であることが判明した。断酒継続と属性要因との関連については教育歴と通院先クリニックに有意差が認められた。また、アルコール依存症から良い回復をとげていると思われる29名について詳細な半構造面接調査を行い、回復の諸相、生き方を類型化した。その結果、回復とは自己肯定感を取り戻すことであり、その根拠として断酒後の生き方が示された。(1)社会的に成功している、(2)セルフヘルプグループで活躍している、(3)セルフヘルプグループで支えられている、(4)仕事も家庭も維持できた、(5)社会的な制約から離れた生き方を選択した、の5グルつに分けられ、回復に関してのキーワードを見いだせた。生き方の選択には所属するセルフヘルフグループの価値体系の影響も推測されたが、年齢・性別など他の要因も存在した。
遺伝子導入によって活性化される抗原提示細胞を用いた消化器腫瘍に対する抗腫瘍効果

抗原提示能を担う樹状細胞を活性化させ、腫瘍に対する免疫応答を強化させるため、樹状細胞上に存在するCD40分子を、そのリガンド分子CD40Lを腫瘍細胞に発現させることによって刺激させた。CD40L遺伝子導入細胞の中で、主要組織適合抗原の発現が、親株と変わらない細胞を選択し、これを同系マウスの皮下に接種し抗腫瘍効果が惹起されるかどうかを検討した。その結果、(1)CD40L遺伝子導入細胞は腫瘍を形成したものの、その増殖能は親株のそれと比較して著しく低下していた。(2)一部の遺伝子導入細胞は、当初より腫瘍を形成することなく、完全に拒絶された。(3)遺伝子導入細胞を拒絶した同系マウスには、抗原特異的な獲得免疫が誘導されていた。但しヌードマウスに接種すると腫瘍は形成され、その増殖速度は親株腫瘍のそれと同じであった。実際に樹状細胞が腫瘍上のCD40L分子と反応するかどうかを確認するために、マウス骨髄細胞よりIL-4とGM-CSFを用いて、樹状細胞を単離し、その上でCD40L遺伝子導入細胞あるいは親株細胞と共に培養した。その結果(1)遺伝子導入細胞と樹状細胞はクラスターを形成したが、親株と共培養した樹状細胞ではこのクラスター形成は見られなかった。(2)遺伝子導入細胞と共培養した後の樹状細胞では、主要組織適合抗原クラスII分子の発現、また樹状細胞の活性化の指標であるCD86分子の発現も、共培養前と比較して高まっていた。(3)遺伝子導入細胞と共培養した樹状細胞でIL-12およびIL-23の発現が検出され、培養上清中にこれらが分泌されていた。(4)IL-18、Mig遺伝子の発現もCD40L遺伝子導入細胞と共培養した場合のみ観察された。すなわち樹状細胞は腫瘍細胞上のCD40L分子によって活性化され、活性化後に分泌されるサイトカイン、ケモカインによって細胞性免疫応答が強化されることが示唆された。抗原提示能を担う樹状細胞を活性化させ、腫瘍に対する免疫応答を強化させるため、樹状細胞の細胞膜上に存在するCD40分子を、そのリガンド分子の遺伝子を腫瘍細胞に発現させることによって刺激させた。まず、レトロウイルスを用いて腫瘍細胞に、CD40リガンド遺伝子を発現させ、その発現をフローサイトメトリーで確認した。主要組織適合抗原の発現、およびインビトロ増殖能が、親株と変わらない遺伝子導入細胞を選択し、この細胞を同系マウスの皮下に接種し、抗腫瘍効果が惹起されるかどうかを検討した。その結果、(1)CD40リガンド遺伝子導入細胞は、腫瘍を形成したものの、その増殖能は親株のそれと比較して、著しく低下していた。(3)遺伝予導入細胞を拒絶した同系マウスに、再度致死量の親株を接種しても、腫瘍は形成されなかったが、同系マウス由来の他の腫瘍を接種すると、その腫瘍は生着した。したがって、腫瘍にCD40リガンド遺伝子を発現させると、抗原特異的な獲得免疫が宿主に誘導されることがあきらとなった。

そこで、実際に樹状細胞が腫瘍上のCD40リガンド分子と反応するかどうかを確認するために、マウス骨髄細胞より、IL-4とGM-CSFを用いて、樹状細胞を単離し、その上でCD40リガンド遺伝子導入細胞あるいは親株細胞と共に培養した。その結果(1)遺伝子導入細胞と樹状細胞はクラスターを形成したが、親株と共培養した樹状細胞ではこのクラスター形成は見られなかった。(2)遺伝子導入細胞と共培養した後の樹状細胞では、主要組織適合抗原クラスII分子の発現、また樹状細胞の活性化の指標であるCD86分子の発現も、共培養前と比較して高まっていた。したがって、樹状細胞は腫瘍細胞上のCD40リガンド分子によって、活性化され抗腫瘍効果を惹起したと考えられる。抗原提示能を担う樹状細胞を活性化させ、腫瘍に対する免疫応答の強化法を検討する手段として、樹状細胞の細胞膜上に存在するCD40を、そのリガンド分子(CD40L)の遺伝子を腫瘍細胞に発現させることによって刺激しようとした。このCD40/CD40L相互作用によって、樹状細胞の活性化に伴う抗腫瘍効果が惹起されるかどうかを検討した。CD40L発現腫瘍細胞を、同系マウスの皮下に接種すると一部のマウスはこれを拒絶し、また腫瘍が形成されたマウスでも、その増殖能は親株と比較して、著しく低下していた。さらに遺伝子導入細胞を拒絶したマウスでは、腫瘍特異的な獲得免疫が誘導されていた。但し遺伝子導入腫瘍をT細胞を欠くヌードマウスに接種すると、腫瘍は形成され、その増殖速度は親株腫瘍のそれと同じであった。したがって、腫瘍におけるCD40L発現はT細胞依存性の免疫応答を誘導しうることが判明した。そこで樹状細胞と腫瘍上のCD40L分子との反応に伴うサイトカイン発現の変動を検討した。マウス骨髄細胞より、IL-4とGM-CSFを用いて、樹状細胞を単離し、その上でCD40L遺伝子導入細胞あるいは親株細胞と共に培養した。その結果、(1)CD40L遺伝子導入細胞との共培養で樹状細胞上の活性化マーカーCD86の発現は上昇した。(2)樹状細胞でIL-12およびIL-23の発現が検出され、培養上清中にこれらが分泌されていた。この時発現量としては、IL-23の方がIL-12より多かった。(3)IL-18、interferon-gamma、monokine-induced by interferon-gamma (Mig)遺伝子の発現もCD40L遺伝子導入細胞と共培養した場合のみ観察された。そこで、これらの遺伝子のなかで、ケモカインであるMig遺伝子を腫瘍細胞に導入し、その後同系マウスに接種すると、腫瘍の増殖は親株接種群と比較して遅延し抗腫瘍効果が惹起された。すなわち樹状細胞の活性化後に分泌されるサイトカイン、ケモカインによって細胞性免疫応答が強化されることが示された。
加齢による脳神経細胞のＡＴＰ量減少メカニズムとその神経変性疾患リスクとの関連

本研究は、(1)脳神経細胞における加齢依存的なATP減少のメカニズムと、(2)アルツハイマー病関連タンパク質タウの毒性に対する脆弱性におけるその役割と関連について調べることを目的としている。これまでに、(1)については、(I)脳神経細胞では加齢依存的にATP量が減少し、それは神経細胞内へのグルコース取り込みを増加させることで抑制できることを、(2)については、(II)Glut過剰発現によってタウタンパク質が減少する、ことを明らかにしてきた。当該年度は、それらの結果に基づき、内在性グルコーストランスポーター(dGlut1)と脳神経細胞内での加齢依存的なグルコース代謝変化、およびグルコース取り込み増加(Glut過剰発現)によるタウタンパク質の分解経路への効果を主として検討した。その結果、以下のことを明らかにした。(i)内在性dGlut1のmRNA量は、若齢と比べ老齢で減少し、それと相関して脳内グルコース量が低下した。(ii)加齢に伴うATP産生経路に関わる解糖系酵素遺伝子の発現は減少するが、Glut過剰発現により一部の遺伝子において減少が抑制できた。これらより、加齢依存的な脳神経細胞内へのグルコース取り込みの減少が、解糖系の活性を低下させ、ATP量が減少することが示唆された。また、(2)については、タウが減少するメカニズムを、その分解経路の一つであるオートファジーに着目して検討。その結果、(iii)タウ発現ショウジョウバエの脳神経細胞内において、Glutを過剰発現させると、オートファジーが促進された。さらに(iv)グルコース取り込みを増加させる薬剤Metformin投与によってもタウが減少した。これらより、脳神経細胞内へのグルコース取り込み増加により、毒性タンパク質であるタウがオートファジーを介して分解されるということが示唆された。これらの成果を国内・国際学会で発表した。30年度は、脳神経細胞における加齢依存的なATP減少メカニズムと、アルツハイマー病などの神経変性疾患の原因となるタンパク質タウの毒性に対する脆弱性とその関連の二点に重点を当て研究を行った。研究実績の概要に記したように、多くの新しい知見が得られてきた。ショウジョウバエのグルコーストランスポーター(Glut1)には多くのスプライシングアイソフォームが存在するため、脳神経細胞内の内在性Glut1の発現解析の際、プライマーの設計を注意深く行う必要があったが、その問題も解決でき、発現アイソフォームの同定も行うことができた。さらに毒性タウの分解メカニズムについても、オートファジーに着目し、新たな知見を得ることができた。当該年度に得られた新規の成果は、国内学会(日本ショウジョウバエ学会)および国際学会(Cell symposia:Aging and Metabolism)で口頭発表・ポスター発表に採択され、老化を専門とする世界中の研究者からも高い評価を得ることができた。これらより、研究はおおむね順調に進展していると評価する。本研究の今後の推進方策を以下に示す。2年目(平成31年度)(1)加齢に伴うdGlut1の変化を調べる。これまでに、加齢依存的に脳神経細胞内においてdGlut1のmRNA量が減少することがわかった。したがって、2年目はdGlut1の脳神経細胞内の局在変化を調べる。そのために、CRISPR-Cas9システムを用いて、dGlut1-GFPおよびdGlut1-pHluorinのノックインショウジョウバエを作製する。これらノックインショウジョウバエを用いて、若齢および老齢個体の脳神経細胞における内在性dGlut1の細胞膜への局在を、イメージング、免疫電子顕微鏡および免疫染色法によって解析する。また、内在性タンパク質に蛍光タンパク質が融合したMiMIC系統でも同様の実験を行う。(2)加齢による細胞体ATP量減少とタウのリン酸化パターン変化との関連を調べる。これまでに、ヒトのタウを脳神経細胞に発現させたショウジョウバエタウ毒性モデルにさらにGlutを過剰発現させた個体とタウ単独発現個体を比較したところ、Glut過剰発現によりタウタンパク質が減少することがわかった、そのた2年目は、神経変性疾患で報告されているタウの異常リン酸化部位を特異的リン酸化抗体を用いて、ウエスタンブロット法で網羅的に調べる。3年目(平成32年度)実験(2)を継続する。結果がまとまり次第、論文発表を行う。また、

(2)については、タウが減少するメカニズムを、その分解経路の一つであるオートファジーに着目して検討。その結果、(iii)タウ発現ショウジョウバエの脳神経細胞内において、Glutを過剰発現させると、オートファジーが促進された。さらに(iv)グルコース取り込みを増加させる薬剤Metformin投与によってもタウが減少した。これらより、脳神経細胞内へのグルコース取り込み増加により、毒性タンパク質であるタウがオートファジーを介して分解されるということが示唆された。これらの成果を国内・国際学会で発表した。30年度は、脳神経細胞における加齢依存的なATP減少メカニズムと、アルツハイマー病などの神経変性疾患の原因となるタンパク質タウの毒性に対する脆弱性とその関連の二点に重点を当て研究を行った。研究実績の概要に記したように、多くの新しい知見が得られてきた。ショウジョウバエのグルコーストランスポーター(Glut1)には多くのスプライシングアイソフォームが存在するため、脳神経細胞内の内在性Glut1の発現解析の際、プライマーの設計を注意深く行う必要があったが、その問題も解決でき、発現アイソフォームの同定も行うことができた。さらに毒性タウの分解メカニズムについても、オートファジーに着目し、新たな知見を得ることができた。当該年度に得られた新規の成果は、国内学会(日本ショウジョウバエ学会)および国際学会(Cell symposia:Aging and Metabolism)で口頭発表・ポスター発表に採択され、老化を専門とする世界中の研究者からも高い評価を得ることができた。これらより、研究はおおむね順調に進展していると評価する。本研究の今後の推進方策を以下に示す。2年目(平成31年度)(1)加齢に伴うdGlut1の変化を調べる。これまでに、加齢依存的に脳神経細胞内においてdGlut1のmRNA量が減少することがわかった。したがって、2年目はdGlut1の脳神経細胞内の局在変化を調べる。そのために、CRISPR-Cas9システムを用いて、dGlut1-GFPおよびdGlut1-pHluorinのノックインショウジョウバエを作製する。これらノックインショウジョウバエを用いて、若齢および老齢個体の脳神経細胞における内在性dGlut1の細胞膜への局在を、イメージング、免疫電子顕微鏡および免疫染色法によって解析する。また、内在性タンパク質に蛍光タンパク質が融合したMiMIC系統でも同様の実験を行う。(2)加齢による細胞体ATP量減少とタウのリン酸化パターン変化との関連を調べる。
変形性顎関節症の発症機序と病態の解明:破骨細胞に対する性ホルモンの影響

顎関節症で骨変形が生じる原因は不明であるが骨の吸収に関わる破骨細胞が関与している可能性があり、今研究によって破骨細胞分化因子と抑制因子のバランスによって骨変形が生じることが明らかとなった。また動物実験で環境ホルモンであり、性ホルモン類似作用をもつビスフェノールを妊娠マウスに投与すると新生児マウスの顎の発育不全を見たことから顎関節症の骨変形に対して性ホルモンの関与が示唆された。1.臨床的・基礎的研究顎関節症患者の関節内組織を採取して破骨細胞分化因子(RANKL)・抑制因子(OPG)の発現・局在部位を光学的免疫組織化学的手法で証明し、関節鏡視での臨床所見と比較検討し、病態の重症度との検討を行った。結果は・RANKL、OPGは血管内皮細胞,滑膜細胞,線維芽細胞に局在していたが、PANKL陽性率と退行変性の程度との間に相関は認めず、OPG陽性率と退行変性の程度との間に相関を認めたことから、滑膜組織におけるRANKLの発現は破骨細胞の分化の供給源となる可能性を示唆する一方で、退行変性はOPGの発現に影響されるのではないかと推察された。2.臨床的研究『顎関節症の簡易滑液検査-尿検査試験紙を用いた予備的検討-』顎関節症132関節、健常者10関節の滑液を回収し、尿検査試験紙を用い、蛋白を尿自動分析器で比色測定を行った。また蛋白濃の定量測定と希釈率補正のための蛋白/クレアチニン比も測定し検討した。結果は試験紙と定量した蛋白の間に正の相関があった(r=0.61,p<0.0001)。蛋白/クレアチニン比はクレアチニン1mgあたりの蛋白量が健常者群で平均1.5g、患者群では7gと有意に上昇していた。これらから試験紙が滑液検査に応用できる可能性が示唆された。また希釈率の補正としてクレアチニン測定が有用となる可能性も示唆された。3.基礎的研究各濃度の外因性エストロゲンを妊娠マウスに経口投与し、出生仔での全身ならびに顎関節の成長発育への影響をみた実験を遂行中である。エストロゲン濃度により出生仔の身長・体重並びに行動異常などの全身状態への影響が伺われた。H20.3末で全身固定中であり今後は顎関節への影響を見る予定である。1.基礎的研究昨年度作成した『各濃度の外因性エストロゲンを妊娠マウスに経口投与し、出生仔での全身ならびに顎関節の成長発育への影響をみた実験』でエストロゲン投与群とコントロールを比較した。濃度的な関係は不明であるもののエストロゲン投与群において下顎頭の構成細胞の減少による低形成を認めた。このことは今研究の目的とした変形性顎関節症の発症機序に対して性ホルモンが大きく関わることを裏付けることであり、非常に有意義な結果である。2.臨床的研究尿検査試験紙を用いた顎関節症の予備的簡易滑液検査でpHと蛋白濃度の比較で酸性において炎症を示唆する蛋白濃度が増加するのではと予想していたが結果は主として6.5、7の2峰制を示した。これは微小量の滑液原液を生理食塩水で希釈回収したことにより、滑液の変化というよりむしろpH7という生理食塩水の影響と推測された。潜血に関しては血液混入した標本を除外したにもかかわらず、検出された。これは高速回転の遠心により血球成分が破壊され流出したヘモグロビンを誤差的に検出している、あるいは目で確認できない程度の微量出血や採取時の毛細血管からの赤血球中のヘモグロビンの漏出も捉えているのではないかと推測された。この事から今後、尿検査試験紙を滑液検査に応用する際の問題点として以下が明らかとなった:特異性、再現性、試験紙の改良、基準値、遠心分離の条件、希釈液の影響、臨床症状との関連性、など。変形性顎関節症の発症機序を調べる目的で、エストロゲン様作用を持つビスフェノールA(BPA)を胎生期に投与し、マウス胎児下顎頭の発生に及ぼす影響を組織学的定量解析で評価した。ICR雌性妊娠マウスに対して12-16dpc(膣栓+:Odpc)に連日BPAを経口投与(BPA群:濃度0.2、2、20、2,000、200,000、500,000μg/kg。母獣は各3頭)、コントロール(CO群)としてコーン油(2.5ml/kg)も同様に投与した。出生1日目のマウス新生児各10-12匹を屠殺し、20μm厚のパラフィン切片を作製後にHE染色し、下顎頭の細胞数と体積をStereo Investigator(MBF社製)を用いて測定した。【結果】

下顎頭の平均細胞数(×10^4個)はCO群が6.1、BPA群は0.2μg/kgで2.2、2μg/kgで1.5、20μg/kgで3.0、2000μg/kgで2.8、200,000μg/kgで2.6、500,000μg/kgで2.2であった。下顎頭の平均体積(×10^6cm^3)はCO群が17、BPA群は0.2μg/kgで4.2、2μg/kgで2.5、20μg/kgで9.5、2000μg/kgで8.5、200,000μg/kgで7.6、500,000μg/kgで6.0であった。このようにBPA群ではCO群に比べて2相性に下顎頭の発育低下を認め、特に低濃度で下顎頭の発育低下が顕著であった。【考察】BPA投与により下顎頭の発育低下をみたことから、マウスでは下顎頭の成長発育が胎生期においてすでにエストロゲンレセプターを介した性ホルモンの影響を受けていることが示唆された。