hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多重配位モード籠形分子の開発とアロステリックな配位挙動の展開

[4]ピロールと同程度のアニオンバインディング能を持つ事を競争実験から明らかにした。更に、ジピリルピリジン鎖の構造改変を行うことにより、会合定数が100倍以上増加することを明らかにした。クリプタンド以外の大環状ポルフィリノイドのリガンドの多重配位挙動についても検討を行った。シクロテトラピリジンテトラピロールの複核コバルト錯体を合成し、不斉誘導の観点から金属に対する外部配位子の可逆的配位子交換反応について明らかにした。更に、シクロテトラベンゼンオクタピロールに対するカルボン酸の4重配位に際して、顕著なアロステリック効果が見られる事を明らかにした。今後は過酷な条件での配位挙動の研究が可能になる頑強なクリプタンド分子の開発を行い、クリプタンド型ポルフィリノイドの更なる機能開拓を行う予定である。ジピリルピリジン鎖を3つ含むクリプタンド状ポルフィリノイドの配位化学を明らかにするため、立体的な嵩高さの異なるアルキル置換基をピロールβ位に有する3種類のクリプタンド分子を合成し、アルコールとの配位平衡に於ける熱力学パラメーターをVT-NMRにより決定した。ピリジン側ではなく橋頭位側に立体障害が少ないクリプタンドが最も平衡定数が大きく、クロロホルム中でエタノールが配位する自由エネルギー変化は298Kに於いて-34KJ/mol、トルエン中では-42KJ/mol、と求められた。一方、橋頭位側に立体障害が多い異性体クリプタンドでは-20KJ/molであった。これらの値は3個のエタノールがアロステリック配位する際の値であり、単純なエタノールに対する値が決定できた事は意義がある。一方、上記のような卓越した機能を持つクリプタンド分子の空気酸化耐性の向上に向けて、新合成手法開発によるクリプタンド橋頭位への置換基導入について検討した。クリプタンドの前駆体であるが、反応性に富むために単離が困難であったジピリヘキサフィリンを収率よく得て、そのメソ位反応性を明らかにし、メソ位にシアノ基を有するジシアノジピリヘキサフィリンを得た。これを用いて、ジピリルベンゼン、ジピリルピリジンとのスカンジウムトリフラート触媒存在下での反応を行い、目的のクリプタンド分子を高収率で得る事に成功した。実際に、これらの分子では酸化耐性が大幅に向上し、蛍光分析にも十分使用できる。多重配位によるアロステリックな配位挙動の開発については、テトラベンジドデカフィリン、ジベンジデカフィリンに対するカルボン酸の4重配位、非環状ヘキサピロールと酒石酸誘導体との2重配位の配位平衡について検討し、アロステリックな錯体形成が起こっている事を明らかにした。
小児扁桃肥大への濾胞ヘルパーT細胞の関与と分化誘導解析によるSAS治療への応用

小児閉塞性睡眠時無呼吸(SAS)は扁桃肥大により起こりアデノイド扁桃手術で治療される.組織学的には扁桃胚中心の肥大と特異的液性免疫のための胚中心でのB細胞と濾胞ヘルパーT細胞(Tfh)の活性化が特徴である.このため,これらの細胞とSAS患者でのリンパ増殖の関連性を検討した.SAS患者の扁桃Tfh細胞は他疾患の扁桃と大きく異なることが分かった.さらに,脂質メディエーターであるリポキシンA4やロイコトリエンB4はナイーブT細胞からTfh細胞への分化へ関与していることが分かった.これらのメディエーターの調節はSASの保存的治療の候補となるかもしれない.一方基礎的検討では,研究協力者である山下恵司,一宮慎吾により濾胞ヘルパーT細胞(Tfh)の検討を継続して行っている.申請者は本年度は臨床検体の提供と臨床的解析を主に行ってきたが,この検体を用いて得られた成果を以下に示す.最終目的である濾胞形成のバイオマーカーがTfhに特異的に発現するものが関与するとの仮説から,この特異的細胞表面分子,関連の深い転写因子の検索を行った.この中で,細胞生存に関する因子を特定でき,すでに英文誌に投稿済である.また,実際に扁桃肥大を調節する生理活性物質の検索も進めており,臨床応用が可能となる小児にも使用可能なものの検索も並行して行っている.いくつかの候補が考えられ現在検討中である..臨床的解析は診療と並行して行い順調である.Tfhの位置づけのためのリンパ組織としての解析は順調であるが,基礎的検討で小児と成人の扁桃の比較による実際の加齢性変化を示す指標がまだ模索中であるため,この点が遅れている理由の一つである.このため,成人と小児の扁桃組織のTfhサブセットの解析も考慮しているところである.口腔咽頭領域は、絶えず外来抗原がアクセスするため、扁桃・アデノイドなどのリンパ組織が小児期には発達・肥大し、閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSAS)の原因となる.扁桃は免疫監視や生体防御の初動的役割を果たすため、さまざまな免疫細胞が集積し機能している.われわれは口蓋扁桃組織に、抗原特異的な液性免疫の成立に深くかかわるエフェクターヘルパーT細胞である濾胞ヘルパーT細胞(Follicular helper T cells:Tfh)が豊富に存在することを報告した.自己免疫性疾患ではTfh細胞の異常が関係するとの報告があるが、ヒトTfl1細胞のリンパ組織での機能制御機構,小児期における扁桃肥大及び加齢による退縮機構への関与については不明な点が多い.この課題ではこの点に焦点を当て臨床的な小児OSASの解析と基礎的なTfhの関与と調節因子探索による治療への応用を検討した.扁桃肥大症例ではTfh細胞が増加し胚中心の過形成を引き起こす.一方,Tfh細胞はナイーブT細胞が周囲のサイトカイン環境によって排他的誘導がなされて分化するが、その制御機構に関してはまだ十分に解明されていない.われわれはこれまでに、ロイコトリエンやリポキシンなどの脂質メディエーターを誘導するアラキドン酸5リポキシゲナーゼ(Alox5)ノックアウトマウスで、胚中心の形成が少ないこと、免疫後の脾臓内のTfh細胞の増加も乏しくなることを発見した.このことは脂質メディエーターがTfh細胞の分化誘導に深く関与していることを示唆している.そこで、ヒト扁桃リンパ球を用いてナイーブT細胞がTfh細胞に分化する過程における脂質メディエーターの役割について検討を行った.その結果,リポキシンがTfh分化誘導に関与していることが解明されたため,この脂質メディエーター調節因子による扁桃肥大の治療への応用の可能性が考えられた.小児閉塞性睡眠時無呼吸(SAS)は扁桃肥大により起こりアデノイド扁桃手術で治療される.組織学的には扁桃胚中心の肥大と特異的液性免疫のための胚中心でのB細胞と濾胞ヘルパーT細胞(Tfh)の活性化が特徴である.このため,これらの細胞とSAS患者でのリンパ増殖の関連性を検討した.SAS患者の扁桃Tfh細胞は他疾患の扁桃と大きく異なることが分かった.さらに,脂質メディエーターであるリポキシンA4やロイコトリエンB4はナイーブT細胞からTfh細胞への分化へ関与していることが分かった.これらのメディエーターの調節はSASの保存的治療の候補となるかもしれない..最も重要な点である加齢性変化については,小児と成人の扁桃の比較による実際の加齢性変化を示す指標を模索中である.このため,成人と小児の扁桃組織のTfhサブセットの解析も考慮しているところである.この点では,まだ,プレリミナリーな結果しか得られていないが,サブセットの一部に違いがあることが確認されたので,これを進めていくこととしている.耳鼻咽喉科旅費の一部が予定変更により使用しなかったことと,物品費として発注が遅れたものの一部が次年度への繰り越しとなった次年度への繰越金は必要な物品費としてあてる
ボラノホスフェート型新規アンチセンス核酸の合成

本研究は、ヌクレオシドの新規ボラノホスホリル化反応の開発と、これを用いたボラノホスフェートDNAの合成を目的としている。昨年度までに、ボラノホスホトリエステル法により、液相法で4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNA2量体を高収率で合成することに成功した。今年度はオリゴマーを合成するために、固相法への応用について検討を行なった。固相担体上での縮合条件及び脱保護条件を検討し、4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNAオリゴマーの合成を試みた。固相法による縮合条件、脱保護条件など種々検討した結果、Ad、Cy、Gu、Thいずれの核酸塩基を用いた場合にも高収率で目的物が得られる条件を見出すことができた。そこで、4量体の合成を試みたところ、4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNAを固相法を用いて合成することができた。次に、物性値を調べるため、ボラノホスフェートDNA12量体:d(C_<PB>A_<PB>G_<PB>T)_3を合成した。合成したDNAとその相補鎖とのTm値を測定したところ、天然型DNAおよび天然型RNAと形成する2重鎖が、高い安定性を示すことが確認できた。ボラノホスフェートDNAを含む2重鎖のTm値はオリゴチミジル酸誘導体のみが報告されているが、その値は低く、アンチセンス核酸としての有用性に疑問視する見解もあった。しかし、今回4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNAを用いることで2重鎖の安定性が飛躍的に向上することがわかり、アンチセンス核酸として十分に機能できることを示すことができた。これまでに、4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNAを構築するために必要なモノマーユニットを得ることに成功しているので、これらを用いて2量体の合成を試みた。縮合剤としてBop-Clを用いることにより、4種類の核酸塩基を含む2量体の合成を検討したところ、グアニン及びチミン塩基を有するモノマーユニットを用いた場合、収率が明らかに低下した。このため、Gu^<pa>のラクタム部位、及びThのイミド部位に保護基を導入し、副反応を完全に抑制することにした。新たに保護基を導入したGu^<pa, dpc>、Th^<bz>モノマーを合成するにあたり、リン酸部位の保護基を再検討する必要が生じ、2官能基性のボラノホスホリル化剤であるメチル-2-(トリメチルシリル)エチルボラノホスフェートを合成した。塩基部が完全に保護されたモノマーユニットが合成できたので、これらを用いて再度2量体の合成を試みたところ、高収率で4種類の核酸塩基を含む2量体を得ることができた。次に5'末端のDMTr基の除去条件について検討を行なった。酸を用いる通常の条件下DMTr基を除去すると、ボラノホスフェートがトリチルカチオンと反応し、分解することが知られている。そこで、トリチルカチオンのスカベンジャーについて種々検討した結果、トリエチルシランを添加することで分解が抑制できることを見出した。最後に、核酸塩基部位及びリン酸部位の保護基の除去条件について検討を行なった。アンモニア水を用いる通常の条件下での除去を試みたところ、RP-HPLCによる分析の結果、2量体の分解が確認された。そこで、段階的に保護基を除去することを試みた。まずリン酸部位の保護基であるメチル基をPhSHを用いて除去し、その後アンモニアメタノール溶液で残りの保護基の除去を試みたところ、2量体の分解は抑制され、高収率で完全に脱保護された、4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェート2量体を得ることに成功した。昨年度までに、ボラノホスホトリエステル法により、液相法で4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNA2量体を高収率で得ることに成功した。しかし、固相合成について検討を行なった結果、脱保護の際に副反応が起こることがわかった。そこで、今回リン酸部位に新たな保護基の導入を検討し、さらに新規縮合剤を用いて固相合成を行なったので、これらについて報告する。縮合剤として、新たに開発したホスホニウム塩型の縮合剤を用いることにより、弱塩基性条件下ボラノホスホリル化反応が進行することがわかった。そこで、リン酸部位の保護基としてメチル基の代わりに、より穏やかな条件下除去可能なシアノエチル(CE)基を用いることにした。そこで、ボラノホスホリル化剤として新たに、ビス-2-シアノエチルボラノホスフェートを三塩化リンから3段階87%の収率で合成した。次に、新たに得られたボラノホスホリル化剤を用いてモノマーの合成を試みた。当研究室で最近新たに開発した新規縮合剤である3-nitro-1,2,4-triazol-1-yl-tris(pyrrolidin-1-yl)

phosphonium hexafluorophosphate(PyNTP)を用いてボラノホスホリル化反応を行なったところ、高収率でリン酸部位がCE基で保護された4種類の核酸塩基を含むモノマーの合成に成功した。そこで、この新たに合成したモノマーを用いる固相合成について検討を行なった。モノマーと縮合剤の当量、塩基、反応時間など、種々検討を行なった結果、いずれのモノマーを用いた場合にも高い収率で縮合反応を進行させることができた。本研究は、ヌクレオシドの新規ボラノホスホリル化反応の開発と、これを用いたボラノホスフェートDNAの合成を目的としている。昨年度までに、ボラノホスホトリエステル法により、液相法で4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNA2量体を高収率で合成することに成功した。今年度はオリゴマーを合成するために、固相法への応用について検討を行なった。固相担体上での縮合条件及び脱保護条件を検討し、4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNAオリゴマーの合成を試みた。固相法による縮合条件、脱保護条件など種々検討した結果、Ad、Cy、Gu、Thいずれの核酸塩基を用いた場合にも高収率で目的物が得られる条件を見出すことができた。そこで、4量体の合成を試みたところ、4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNAを固相法を用いて合成することができた。次に、物性値を調べるため、ボラノホスフェートDNA12量体:d(C_<PB>A_<PB>G_<PB>T)_3を合成した。合成したDNAとその相補鎖とのTm値を測定したところ、天然型DNAおよび天然型RNAと形成する2重鎖が、高い安定性を示すことが確認できた。ボラノホスフェートDNAを含む2重鎖のTm値はオリゴチミジル酸誘導体のみが報告されているが、その値は低く、アンチセンス核酸としての有用性に疑問視する見解もあった。しかし、今回4種類の核酸塩基を含むボラノホスフェートDNAを用いることで2重鎖の安定性が飛躍的に向上することがわかり、アンチセンス核酸として十分に機能できることを示すことができた。
小児における確率的脳座標の作成

MEGは脳機能測定に優れているが、単独では脳上での信号源特定できない。そのためMRI等の検査を行い、脳構造画像を補う必要があった。しかし、MRIが必要であるため、"幼児にやさしい"MEG測定のメリットを損ねてしまい、小児領域での脳科学的応用は限られていた。今回はこれらの問題を解決するため、25歳児の頭表の形状から、脳の位置と形状を確率的に算出するアルゴリズムを開発し、MEGに応用可能とした。現在特許の申請中である。小児に特化した我々のこれまでの研究により、脳磁計(MEG)で、幼児に対してもストレスを与えることなしに、簡単に脳機能評価を行えるようになった。しかしながら、これまでNIRSやMEG単独では、脳のどこを測っているのかが分からないという問題があった。今回、小児の確率的脳座標の作成のための基礎データ収集を行い、頭皮上の3次元情報から、脳の位置や形状を推定するための最適なアルゴリズムを策定して。その結果は国際雑誌であるNeuroreport(2012)に掲載した。我々が作成したアルゴリズムで、実際に別に集めたMRIデータで脳の構造情報を予測し、実際の脳の構造との一致具合を、脳内の7つの定点における誤差(7点の推定誤差の二乗平均平方根)を38人の既存のデータで繰り返し評価したところ、最適なプロトタイプ処理を選択した場合には18.5±12.4mmであった。これは、無作為にプロトタイプを選択してアフィン変換した場合の推定誤差(約40mm)と比較して、有意に改善されていた。改善されているとはいえ、この推定誤差18.5±12.4mmという結果は、脳磁図計において、てんかんの焦点をダイポール推定するなどの臨床的場面においては、許容しがたい誤差であると考えられる。しかしながら一方で、空間フィルター法などにおいて、(生理学的にも数学的にも)空間的に広がりのある、事象関連(脱)同期現象などの情報を、群間比較するなどの脳科学の場面においては、ある程度許容できる誤差であると考えられた。現在さらに、頭皮上の空間情報を3Dスキャナーで取り込むことで、より詳細な情報を入力し、脳座標の推定精度を上げる方法を開発し、研究分担者である真田茂教授が中心となり現在特許申請中である。これまでNIRSやMEG単独では、脳のどこを測っているのかが分からないという問題があった。脳機能は測れるが、構造は測れないという欠点は、脳上での責任病巣を特定できないことから、臨床応用においては致命的な欠陥であった。この問題を解決する手段として、これまでは、MRI等の検査を行い、脳構造画像を補完する必要があった。これでは"幼児にやさしい"MEG測定の簡便性を損ねてしまうため、残念ながら、小児領域での臨床応用は限られていた。これらの問題を解決するための試みは世界的にもなされておらず、MEGやNIRS測定のみで脳の病巣部位同定を行うための方法を世界で初めて開発することが本研究の目的であった。1、第一の目標は、25歳児の頭表の形状から、脳の位置と形状を確率的に算出することである。それを実現することにより、"幼児にやさしい(外来レベルで検査可能) "検査である脳磁計(MEG)や近赤外線スペクトロスコピー(NIRS )を、確率的な脳構造画像上で、局在性を踏まえて評価することが可能になる。H23年度は、この第一の目標を、おおむね達成した。すなわち、幼児MRI脳画像データベースから、頭部形状のもっとも近いものを抽出するアルゴリズムの最適化を検討し、さらにアフィン変換を行う手法を確立した。頭蓋内の脳の位置において、およそ2cmの誤差で測定可能であることを国際論文(NeuroReport 2012 Hayashi et al.)に発表した。さらに精度を向上させるために、解析アルゴリズムを改変し、現在特許取得にむけて取り組んでいる。すでに40例の雛形となる幼児期の脳構造情報を取得しており、個々の頭部の形状から脳の座標を予測するシステムを試作した。検証実験としては、20例の雛形を用いた場合でも座標の平均誤差は2cm以内となることを確認し、現在学術誌(NeuroReport)にて報告した。第一の目標であった、25歳児の頭表の形状から、脳の位置と形状を確率的に算出することを達成した。このシステムによって、今後幼児の標準脳上での脳機能マッピングを行い、脳機能障害の局在の推定を進める基盤が整い、さらに改良を加えたアルゴリズムの策定を進めている。"幼児にやさしい(外来レベルで検査可能)"検査である脳磁計(MEG)や近赤外線スペクトロスコピー(NIRS )を、確率的な脳構造画像上で、局在性を踏まえて評価することを実施し、その臨床的有用性をアピールしていく。さらに改良を加えたアルゴリズムの策定を進めている。本研究の目的を達成するためには、被験者の募集が引き続き必要であり、そのための謝金が必要になる。他に、画像データの解析を進めるためのソフトウェアが必要である。

また統計処理を速やかに行うためのソフトウェアやコンピューターも必要である。当研究代表者は得られた結果を検討するために、他大学との研究会を開催するために出張したり、国内における学会参加を度行う。そのための交通宿泊代が必要である。画像解析を中心に行う研究のため、研究会のたびにカラー印刷を必要とし、文具品としてのプリンタートナーカートリッジ代が必要となる。
塑性加工における金属加工表面平滑化への潤滑と塑性流動機構の及ぼす影響

本研究は、塑性加工における製品表面性状のトライボロジカル制御技術の確立(金型寿命予測、潤滑油試験法、計算シミュレーション境界条件の定式化)を最終目的とする基礎研究の一部である。具体的には、バルク塑性変形を伴う金属加工表面における平滑化の問題について、潤滑条件に伴い変化する金属材料の塑性流動状態や表面性状の変化及び潤滑油性状などがどのように寄与しているか、加工中の被加工材料の工具面への凝着現象がどのような条件で発生するか等を実験により詳細に検討し、表面性状と材料変形機構の間に特定の関係を見いだす事を目的とする。試作した片側平面押出し加工装置を使用して平面ひずみ冷間押出し加工実験を行い、塑性加工により形成された表面性状に潤滑油の高圧粘度特性が及ぼす影響を調べ、その評価方法を検討した。被加工材に純アルミニウム1050Aを、試験油に分子構造の異なる4種類の潤滑油(市販トラクション油、ナンテン系基油、パラフィン系基油、流動パラフィン)を用い、潤滑油の種類と表面面圧が金型変形領域内の表面形成状態にどの様な影響を及ぼすかを調べるために、押出し比を2,3,4の3通りで実験を行った。押出し荷重に対しては、高面圧になる場合、押出し荷重に潤滑油のトラクションの影響が生じ、トラクション係数の大きな潤滑油ほど、押出し荷重も大きくなることがわかった。表面粗さ解析からは、最大山高さRpと算術平均線粗さRaとの関係が潤滑油によって異なること、ナフテン系とパラフィン系といった分子構造の違いが明確に現れることがわかった。また、画像解析により潤滑油の違いによる被加工材の表面性状の違いを表面のへこみ部に着目して整理したところ、表面粗さ解析と同様にナフテン系とパラフィン系で表面の特徴を分類できることがわかった。試作した片側平面押出し加工装置を使用して平面ひずみ冷間押出し加工実験を行った。被加工材に純アルミニウム1050Aを、試験油に粘度の異なる3種類のナフテン系鉱油を用いた。加工条件が金型変形領域内の塑性流動状態にどの様な影響を及ぼすかを調べるために、潤滑油の粘度、塗布油量を変化させて、十分な油膜を持ち表面が粗化した条件から平滑化した表面、焼付きの生じた表面など種々の表面状態を得ることができた。これらの表面状態を持つ被加工材を、工具および被加工材表面の表面粗さ測定と表面観察および撮影を行うと共に、あらかじめビレットにけがいておいた格子線のゆがみをvisioplasticity法により解析して、塑性変形領域における被加工材の塑性流動状態(金型内部の変形領域における塑性流れ模様、塑性流れ速度、相当ひずみ速度分布、相当ひずみ分布)の比較検討を行った。これらの解析結果から被加工材の塑性流動と表面の形成状態に特定の関連性があることを定量的に示すことができた。今後この関係から焼付き、表面の平滑化の条件を明らかにして、表面性状のコントロールに結びつけていきたいと考えている。
中高年期における知能の経時変化とその維持・向上に有効な年代別ストラテジーの構築

本研究は、地域から無作為抽出された中高年者約2,300名の12年間の縦断データを用いて、中高年期における知能の経時変化を示すとともに、知能の維持あるいは向上に効果的な心理社会的要因を明らかにすることを目的とした。主な成果は以下のとおりである。1知能の経時変化は、知能の側面によって異なるとともに、年代に関連なく個人差が存在する。2中年者の知能の向上には、教育歴の高さが関連するが、その効果は限定的である。3高齢者の知能の維持には、抑うつを予防したり、好奇心旺盛に過ごしたり、文化教養活動に従事したりすることが効果的である。本研究課題は,「国立長寿医療研究センター・老化に関する長期縦断疫学研究(NILS-LSA)」の縦断データを用いて,中高年期における知能の12年間の経年変化を明らかにするとともに,知能の経年変化に影響する心理社会的要因を実証的に検討し,中年期から高齢期にかけて知能を高く保持するための年代別のストラテジーを提言することを目的としている。1.具体的内容:平成24年度には,以下の研究を進めた。(1)データ収集:NILS-LSAの第7次調査として,半構造化面接及び自記式調査票により,知能及びその関連要因に関するデータ収集を行った(7月末に終了)。(2)データ解析:第1次調査第7次調査の縦断データを用いて,知能の12年間の経年変化を検討した。その結果,知能の側面や第1次調査時の年齢によって,知能の12年間の経年変化は異なることが示された。また,知能の経年変化に影響を及ぼす可能性のある要因(教育歴・抑うつ)の検討を行った。その結果,高い教育歴は,高齢期の知能の変化には影響しない(むしろ急激な低下を引き起こす)ことが明らかになった。さらに,知能と抑うつとの相互関係は,短期的に検討した場合,抑うつがその後の知能低下を招くというよりはむしろ,知能の低下が抑うつ状態の危険因子になる可能性が示された。(3)研究発表:上記の解析結果について,学会発表及び論文執筆を行った。2.意義・重要性:中高年者の知能は,日常的な問題を解決したり,生産的な活動を行ったり,他者に助言したりする能力と関連する重要な心理的側面である。しかしながら本邦において,その発達的変化やその要因に関する基礎データはほとんど蓄積されていない。今年度の解析では,知能の経年変化の様相や,関連する心理社会的要因が見出されたことから,社会的にも学術的にも,重要な知見が得られたといえる。本研究課題は「国立長寿医療研究センター・老化に関する長期縦断疫学研究(NILS-LSA)」の縦断データを用いて,中高年期における知能の加齢変化を明らかにするとともに,知能の加齢変化に影響する心理社会的要因を実証的に検討し,中年期から高齢期にかけて知能を高く保持するためのストラテジーを提言することを目的としている。1.具体的内容:平成25年度には,以下の研究を進めた。(1)データ収集:平成25年10月から,研究対象者をさらに長期的に追跡するフォローアップ調査を開始し,知能及びその関連要因に関するデータ収集を行った。本課題の当初の計画には含まれていなかったが,更なる長期的な追跡は,知能の加齢変化を解明する上で重要なものである。(2)データ解析:知能と認知的余暇活動との経時的な相互関係について検討し,読書や芸術鑑賞などの文化教養活動に取り組むことは,その後の知能に積極的な影響を及ぼす一方で,知的水準の高さが,物書き,和裁や書道などの創作活動を促すことを示した。また,知能の一側面である短期記憶の12年間の加齢変化を検討し,短期記憶は54歳まで維持されるが,55歳以降で縦断的な低下を示す可能性を明らかにした。(3)研究発表:上記の解析結果に関して,学会発表を行った。また,これまでの研究成果を整理し,今後の方向性を確認するために,中高年者の心理的発達や知能のエイジングに関する総説をまとめるとともに,当該研究課題に関する講演等を行った。2.意義・重要性:中高年者の知能は,サクセスフルエイジングの重要な資源である。しかしながら日本国内では,知能の加齢変化やその要因に関する実証データは少ない。平成25年度には,新しい視点から解析を行うとともに,得られた研究結果をこれまでの心理学的知見に位置づける作業を進めることができ,本研究課題の遂行のために重要な成果を得ることができたと考える。

本研究課題は,「国立長寿医療研究センター・老化に関する長期縦断疫学研究(NILS-LSA)」の縦断データを用いて,中高年期における知能の12年間の経時変化を明らかにするとともに,知能の経時変化に影響する心理社会的要因を実証的に検討し,中年期から高齢期にかけて知能を高く保持するための年代別のストラテジーを提言することを目的としている。1.具体的内容:平成23年度には、以下の研究を進めた。(1)データ収集:NILS-LSAの第7次調査として、半構造化面接及び自記式調査票により、知能及びその関連要因に関するデータ収集を行った。(2)解析:これまでに蓄積されている第1次第6次調査のデータを用い,知能の経時変化とライフスタイル要因(余暇活動・教育歴),内的要因(抑うつ・開放性)との関連について検討を行った。(3)研究発表:上述の結果について、学会発表を行い、論文を執筆した。2.意義・重要性:日本国内では,中高年者の知能のエイジングに関するデータはほとんど蓄積されていない。本研究課題によるデータ収集は,日本人中高年者の知能の12年間の経年変化を捉えることを可能とする点で意義深いものである。また,解析の結果,知能の経年変化には「抑うつ」や「開放性」,「教育歴」が影響していること,知能の個人差には「余暇活動」が関連することが示された。さらに,それらの影響は年代によって異なることも明らかになった。このように,解析の結果からは中高年期に知能を維持・向上する可能性のある心理社会的要因が見出されてきており,本研究課題の目的の遂行のために重要な知見が得られたと考えられる。本研究課題は「国立長寿医療研究センター・老化に関する長期縦断疫学研究(NILS-LSA)」の一環として,中高年期における知能の加齢変化及び,知能の加齢変化に影響する要因を検討し,知能を高く維持するための方策を明らかにすることを目的とする。1.具体的内容:(1)解析:前年度までの解析では,知能の加齢変化を明らかにするとともに,知能の加齢変化と開放性,抑うつ,余暇活動,教育歴等の心理社会的要因との関連を検討してきた。最終年度である平成26年度には,1研究の総括に向けて,これまで前提としてきた人生後半期の知能の重要性を改めて検討する解析を行うとともに,2知能と心理社会的要因に関してより深く考察し,今後の研究を展望するために,身体的要因が知能の加齢変化に及ぼす影響に関する解析を行った。その結果,1高齢期の知能の高さは,その後の死亡リスクを低くしたり,人生満足感を高くする効果を有していたことから,高齢になっても知能を維持・向上することは重要であること,2APOE遺伝子ε4は,高齢期の知識力や情報処理速度の低下に影響していたことから,これまでに明らかとなった知能の関連要因が,遺伝的リスクを有していてもなお,知能を維持するために有用かを検討することが重要であること,が示唆された。(2)研究成果の総括:研究成果を総括した結果,中年期には高教育歴等の人口統計学的側面,高齢期には抑うつや開放性等のより心理的な側面が,知能の加齢変化に影響することが明らかとなった。(3)研究発表:上記に関する学会発表,本課題の成果に関するシンポジウムでの話題提供を行うとともに,総説をまとめた。2.意義・重要性:中高年者の知能はサクセスフル・エイジングの重要な資源である。日本国内における知能の加齢変化やその要因に関する実証データはほとんど蓄積されていなかったことから,本課題の社会的・発達心理学的意義は高い。生涯発達心理学
PCCRCの病態解明にむけた試み

現在まで当院での約1900症例の大腸がん治療後サーベイランス症例の集積の結果,34例のPost-colonoscopy colorectal cancer (PCCRC)を同定しており,近位結腸の頻度が高く,扁平隆起性病変が多かった。初年度にPCCRCの内視鏡拡大所見や病理組織学的所見の特徴の同定,gDNAの抽出,MSI関連の免疫染色,ベセスダ5領域のフラグメント解析によるMSI解析,大腸癌関連遺伝子のdeep sequence,DNAメチル化マーカーの検討,腫瘍の悪性度の評価を行い,次年度に多施設での上記結果のValidationを行う予定である。
消化管癌腹膜播種に対するレーザー光線を用いた新規光線照射装置の開発

本研究の目的は、肉眼的にすべての病巣を診断することが難しく、腸閉塞や腹水により患者QOLを低下させる難治性の胃癌腹膜播種病変に対するレーザー光線照射を用いた新規治療法を開発することである。具体的には以下の研究を予定した。1)抗腫瘍効果をしめす至適な照射量の確認。2)レーザー光線照射が癌細胞と癌微小環境に与える影響の評価。3)内視鏡などに使用される細いファイバーからより広範囲の病変を治療するため、レーザー光を拡散させるデバイスの開発。本年度は、レーザー光および5-ALAを用いた光線照射の抗腫瘍効果および至適照射量を調べた。本研究期間は3年を予定しており、研究目的は胃癌腹膜播種病変に対するレーザー光線照射を用いた新規治療法を開発することである。腹膜播種モデルマウスを用いてin vivo実験における、ALA-PDD/PDTの抗腫瘍効果の評価を行うとともに、癌微小環境への影響も評価する。さらに、抗腫瘍効果を期待して細胞への5-ALAの集積をあげるため、レオウイルスによるsiRNAの細胞への輸送及びDDSの利用も検討する。最終的に、レーザー光をより広範囲照射する拡散能を有するファイバーの開発を行う。
矯正的歯牙移動時におけるオートファジーによる恒常性維持機構の解明

歯に矯正力を加えると周囲歯槽骨の骨代謝が亢進し歯牙移動が可能となる。その際、骨基質表層の骨芽細胞では、基質タンパク質合成が亢進するだけでなく、様々な病的環境に曝され、細胞の恒常性は低下していると推測されるが、その詳細な分子メカニズムは未だ不明な点が多い。本研究の目的は、矯正的歯牙移動時の骨芽細胞におけるオートファジーを介した恒常性維持機構を明らかにすることである。本研究では、LC3-GFPトランスジェニックマウスおよび骨、軟骨組織特異的にオートファジーをノックアウトしたTwist2-cre;ATG5 flox/floxマウスを用いオートファジーの発現動態および機能解析を行う予定であった。しかし、所属施設の遺伝子改変動物飼育施設の移管に伴い、遺伝子改変マウスの系統維持、作出が困難となったため、C57BL/6マウスに対し実験的歯牙移動を行い、オートファジーの発現を確認した。その結果、牽引側歯槽骨周囲骨芽細胞にオートファジーマーカーであるATG5の発現を認めた。また、興味深いことに歯牙移動時の歯根吸収が生じている歯根表層でも同様に発現を観察することができた。骨芽細胞周囲の病的環境を観察したところ、低酸素状態が歯牙移動初期から確認された。また、小胞体ストレスマーカーであるCHOPの発現もATG5発現前に同一領域に認められた。さらに、成体マウス頭蓋冠から単離した骨芽細胞において病的環境に対するオートファジーの動態を観察したところ、5%の低酸素ストレス環境下ではオートファジーマーカーの増加が認められ、小胞体ストレスマーカーの増加に伴うオートファジーマーカーの発現上昇も観察することができた。これらのことから、実験的歯牙移動時の病的環境に曝された骨芽細胞において、細胞恒常性維持のためオートファジーが関与している可能性が示唆された。その際、骨基質表層の骨芽細胞では、基質タンパク質合成が亢進するだけでなく、メカニカルストレスや低酸素、酸化ストレスなど様々な病的環境に曝され、細胞の恒常性は低下していると推測されるが、その詳細な分子メカニズムは未だ不明な点が多い。本研究の目的は、種々の細胞内で不要物質を分解し、細胞機能を維持する機構として知られているオートファジーに着目し、矯正的歯牙移動時の骨芽細胞におけるオートファジーを介した恒常性維持機構を遺伝子改変マウスを用いて明らかにすることである。本研究では、歯牙移動時の骨芽細胞における細胞内恒常性維持メカニズムの解明を目的に、遺伝子改変マウスを用いオートファジーの発現動態および機能解析を行う。まずLC3-GFPトランスジェニックマウスを用い実験的歯牙移動を行い、オートファジーの時間的・部位的分布を免疫組織化学的観察および定量的解析にて明らかにする。さらに骨、軟骨組織特異的にオートファジーをノックアウトしたCre発現依存的遺伝子欠損マウスを用い、microCTによる歯牙移動量の変化やそれに伴う周囲組織の変化を免疫染色、In situハイブリダイゼーション法にて観察する。現在、LC3-GFPトランスジェニックマウスの系統維持が困難であったため、C57BL/6マウスに対し、実験的歯牙移動を行い、LC3およびATG5の免疫組織化学的観察にてオートファジーの発現を確認している。また、すでに骨、軟骨組織特異的にオートファジーをノックアウトしたTwist2-cre;ATG5 flox/floxマウスの作出が完了している。初年度にはLC3-GFPトランスジェニックマウスにて歯牙移動時のオートファジー発現を時間的部位的分布を確認する予定であったが、LC3-GFPトランスジェニックマウスの系統維持が困難となったため、C57BL/6マウスに対し、実験的歯牙移動を行い、LC3およびATG5の免疫組織化学的観察にてオートファジーの発現を確認している。

さらに、成体マウス頭蓋冠から単離した骨芽細胞において病的環境に対するオートファジーの動態を観察したところ、5%の低酸素ストレス環境下ではオートファジーマーカーの増加が認められ、小胞体ストレスマーカーの増加に伴うオートファジーマーカーの発現上昇も観察することができた。これらのことから、実験的歯牙移動時の病的環境に曝された骨芽細胞において、細胞恒常性維持のためオートファジーが関与している可能性が示唆された。
尿失禁を予防する分娩期のケアのプログラム開発

平成30年度は、前年度から引き続き、対象者の骨盤外計測と尿失禁に関する質問紙調査を実施した。目的は、尿失禁を予防するプログラム開発を行い尿失禁の効果を探索することである。介入群(尿失禁予防プログラム実施群)は、50名の同意を得て実施できた。コントロール群の同意は35名得られ、合計85の対象者を調査できた。しかし、縦断調査であるため、同意の撤回、帝王切開、他施設への搬送などもあり、脱落者は18名に上り、研究期間が延長した。最終分娩予定者の分娩が終了していないため、さらに脱落者が増加する可能性がある。従って、研究対象者を追加して調査を行う予定である。この調査を行い、サンプルサイズが確保できたら、介入群の尿失禁発生率とコントロール群の尿失禁発生率を比較する。さらに、尿失禁の有の者と無の者に分けて、ロジスティック回帰分析を行い、その要因を探索する予定である。本研究の前に、3種類のパイロットスタディを実施した。第1は、初妊婦を対象とした骨盤計測である。骨盤の形態を測定し、妊婦の骨盤の実態をまとめた。第2は、褥婦の骨盤計測である。自然分娩を行った褥婦を対象に、骨盤計測を行い、産褥の骨盤の実態調査を行った。これは、第33回日本助産学会で発表を行った。第3は、初産婦を対象に、脊柱を伸展した分娩体位と自然な努責を行う介入群と仰臥位で脊柱を丸めた分娩体位とバルサルバ努責法のコントロール群に分けて、産後1か月の尿失禁の有無を調査した。介入群15名、コントロール群15名の合計30名で調査を行った。結果として、尿失禁の有意差は無かった。この結果をまとめ、国際学会への発表予定である。その後、論文にまとめ、専門誌に投稿予定である。また、分娩時の努責(pushing)方法の相違による尿失禁の出現の差について、システマティックレビューを行った。修正に時間を要したが、海外の専門誌に投稿予定である。本研究は縦断調査であり、3回のフォローを必要とする。妊娠前期、妊娠末期、産褥1か月の3回である。しかし、この間、帝王切開になった者、同意撤回者、母児の合併症にて他施設への転院、死産などの理由で18件の脱落があった。その結果、新たに対象者を確保する必要があったため、研究期間の延長が必要となった。研究代表者は、大学の講義との調整があるため、研究補助者を募集し1名を確保できた。しかし、その研究補助者が他の施設の就職が決定したため、調査が滞る事態が生じた。新しく研究補助者を1名確保できたが、調査の手技になれるまでに時間を要した。研究代表者は、2019年3月に卵巣嚢腫が発覚し、入院及び手術が必要となった。その結果、研究も滞り、研究期間の延長に至った。調査は、縦断調査でフォローアップが必要である。研究者は、教育も行っているため、更なる研究補助者の確保が必要である。新たな研究補助者を募集し、更に研究実施ができる体制を整える。縦断調査のため、脱落者を見込み、更に対象者を追加調査し、サンプルサイズの確保を図る。研究代表者は、体調を崩し、入院、手術が必要となった。健康回復は、6月中旬となる見込みである。その後、研究協力者、分担者と協力を行い、分析を進める予定である。データの収集は終了していないが、集計の開始を始める。データの整理を行い、調査が終了した時点で、スムーズに分析や解析が行えるよう準備を進めていく。分析結果は、研究協力者と検討を行い、論文に仕上げる予定である。また、統計の専門家にも意見をもらい、検討していく予定である。その後、英語論文にまとめ、海外の専門誌に投稿予定である。平成28年度は、プログラム内容の検討を行うため、分娩時の姿勢と呼吸が産後の骨盤底筋群に、どのような影響があるかを文献検討した。分娩時の呼吸法と尿失禁の関連については、文献レビューの結果、有意差はなかった。この結果は、ICM3年毎大会の審査にアクセプトされ、平成29年6月に発表予定である。また、論文作成も行い、投稿を予定している。呼吸法については、妊娠期から分娩時の呼吸に関して産婦人科医の意見も参考にする予定である。分娩時の姿勢と尿失禁・骨盤底筋群の関連については、研究協力者及び2名の理学療法士(骨盤底筋群のリハビリテーションの専門家)と検討を行っている。検討した結果、分娩時の姿勢と呼吸と尿失禁の関連を調査するにあたり、妊娠期の骨盤の形状が交絡因子に影響することが考えられた。そのため、妊娠初期(妊娠15週まで)から妊娠後期(妊娠35週前後)の骨盤形状の変化を調査予定である。この調査のために、平成28年11月に国際医療福祉大学研究倫理審査に提出し承認を得た(承認番号16-Ifh-066)。しかし、2016年個人情報保護法改正により、「連結可能匿名化」は、倫理審査の検討の対象となった。そのため、再度、書類の検討が必要となり、インフォームドコンセントおよび対象者への同意書等の書類を検討中である。早急に修正した後、調査に入る予定である。

今年度は、この調査を行いながら、10月にはプログラムを構築する予定である。プログラム完成後は、再度倫理審査委員会に承認を得る予定である。その後、研究依頼施設の同意を得た後、研究協力助産師へプログラム内容の教育および調査方法を教育し研究協力を得る予定である。交絡因子を調査するため倫理審査委員会で承認を得た。しかし、個人情報保護法の改正により、インフォームドコンセントに関する書類の修正が必要である。本研究の目的は、尿失禁を予防する分娩期のケアのプログラム開発である。尿失禁を予防するためには、骨盤底筋群の負荷を軽減することが必須である。腹腔は上が横隔膜、背面から前面は腹横筋、後ろは多裂筋、そして下面が骨盤底筋群で構成されインナーユニットと呼ばれる。これらの筋肉は全て連動しているので、呼吸を調整することは横隔膜と骨盤底筋群の連動を調整し、姿勢を整えることは腹横筋・多裂筋と骨盤底筋群の連動を調整することに繋がる。平成29年度は、分娩時の努責(呼吸)の方法が骨盤底筋群の連動に関連があると考え、文献レビューを行った。網羅的に検索した結果、1513件の文献が検出された。その中から、適切な対象と結果が得られた研究を選択した結果、2件のランダム化比較試験(RCT)が抽出された。この内、1つのRCTは二値データ、他のRCTは連続データであったためメタアナリシスはできなかった。どちらの研究も、尿失禁の出現には有意差はなかった。この結果は、31st ICM (国際助産師連盟)大会で発表した。更に、systematic reviewとして投稿準備中である。なお、分娩中の姿勢と尿失禁の関連に関する文献は見当たらなかった。また、尿失禁の出現の交絡因子に骨盤の形状がある。妊婦及び褥婦の骨盤形状の特徴をプレテストで調査した。その結果は、現在、投稿準備中である。以上の結果をふまえ、尿失禁プログラムは、分娩中のケアのみでは効果が得られにくいと考えられた為、妊娠中からインナーユニットに関連する横隔膜、腹横筋、多裂筋の訓練を理学療法士と共に開発した。調査は、国際医療福祉大学研究倫理審査委員会の承認を得て、プログラムを実施する介入群と実施しないコントロール群に分けて調査を開始した。2施設の研究協力が得られ、現在、介入群49名のデータが収集された。今後は、コントロール群のデータ収集を行う予定である。研究対象者の同意が得られず、対象者の参加が少ない。また、尿失禁プログラムの実施に同意する施設も少ない。平成30年度は、前年度から引き続き、対象者の骨盤外計測と尿失禁に関する質問紙調査を実施した。目的は、尿失禁を予防するプログラム開発を行い尿失禁の効果を探索することである。介入群(尿失禁予防プログラム実施群)は、50名の同意を得て実施できた。コントロール群の同意は35名得られ、合計85の対象者を調査できた。しかし、縦断調査であるため、同意の撤回、帝王切開、他施設への搬送などもあり、脱落者は18名に上り、研究期間が延長した。最終分娩予定者の分娩が終了していないため、さらに脱落者が増加する可能性がある。従って、研究対象者を追加して調査を行う予定である。この調査を行い、サンプルサイズが確保できたら、介入群の尿失禁発生率とコントロール群の尿失禁発生率を比較する。さらに、尿失禁の有の者と無の者に分けて、ロジスティック回帰分析を行い、その要因を探索する予定である。本研究の前に、3種類のパイロットスタディを実施した。第1は、初妊婦を対象とした骨盤計測である。
酪農における産業集積の経済の発現メカニズムの解明と増進方法の検証

JAによる新規参入の農作業受託事業の効率性に関して、GPS機器を用いた作業データの取得と作業効率性の分析を行った。事業への参入初年度ということもあり、過去にデータを取得した事業体と比較して多くの作業効率性の低下がみられた。作業効率性の低下は機械類の過不足よりも作業動線の問題により生じる場面が多かったが、要因としては農道等のインフラの不備によるものが大きかった。TMRセンターにおける作業効率の分析を行った。作業効率改善のシミュレーションから、圃場の立地改善により作業効率の向上が見込めることが明らかとなったが、一方で作業機等の資本投資によりこうした作業効率の悪化は立地を保ったままでも改善できることも明らかとなった。酪農の大規模経営体における作業データの取得のプレテストを行った。聞き取りとの組み合わせにより8割方の作業については作業者と内容を特定することが出来たが、一部作業については作業場所の立地の問題から取得方法の改善が必要であることが明らかとなった。道東を中心に複数のTMRセンターを含むJAの酪農経営の支援事業について聞き取り調査を行った。聞き取りの結果から、各支援事業における前提条件としての酪農経営の立地、参加経営の使用技術、経営方針が成果に大きく影響することが示唆された。同時に、事業の成否に対して参加経営内でのコンフリクトを調整する重要性が大きいこと、そうした調整の方法を分析のフレームワークに組み込んでいくことの重要性が明らかとなった。本研究の研究対象は北海道の酪農であるため、2018年9月6日の北海道胆振東部地震の影響を強く受けた。地震に伴う長期の停電により、北海道全域の酪農が非常に大きな悪影響を受けたことにより、9月以降しばらく調査受け入れが困難となり、調査を行う日程が大きくずれ込むと同時に、調査先経営の乳牛の状態も悪化したため、生産性が戻るまで一部の研究を行いづらくなった。また、調査先経営における事故が11月にあり、そのことによって地震後に11月に再調整した調査もさらに遅れて2019年の2月にまで遅れた。以上の要因により昨年度中に行う予定であった他の調査も大きく予定を変更せざるを得なかった。2019年度もJAの事業のデータ収集・分析を行う。その際2018年度の作業情報を提示し、それによる作業効率改善効果についても検証する。2018年度は一般的なロータリーパーラーを使用した大規模化を行っている大規模酪農経営の労働生産性について検討した。これについては一部データ取得が困難であった作業場所についてはビーコン等を使用したシステムの構築によりデータ取得状況の改善に努める。同時に、自動搾乳機を使用して大規模化を図っている経営を中心に他のお大規模経営についても同様の調査を進める。酪農経営の生産性評価については、震災以降の各地域の経営の経営状況の回復を見てデータ取得を進める。

酪農経営の生産性評価については、震災以降の各地域の経営の経営状況の回復を見てデータ取得を進める。北海道胆振東部地震により現地調査の回数が減少したことと、データ分析に使用するワークステーションの購入が次年度にずれ込んだことによる。いずれも今年度に支出予定である。
骨髄細胞を用いた新しい皮膚再生医療の開発

近年の再生医学の進歩により、骨髄由来の細胞は表皮細胞をはじめとする皮膚構成細胞に分化しうることが明らかになった。しかしながら骨髄単核球が皮膚構成細胞の大部分に分化が可能であるにも関わらず、実際in-vitroで生理的に機能しうる皮膚を再生させることは現在においても不可能である。本研究の目的は、骨髄細胞を用いた皮膚再生医療の開発を行い、実際臨床応用の手がかりを得ることである。1.皮膚再生に必要なそれぞれの細胞(表皮細胞、線維芽細胞、内皮細胞等)におけるニッチの解析。(1)酸素濃度、温度、培養液等の培養条件。(3)添加、または培養フラスコにコートする接着分子(コラーゲン等)。(4)共培養細胞(表皮細胞、線維芽細胞、内皮細胞、脂肪細胞等)。(5)人工真皮(生体吸収性高分子)以上の条件を変え、または組み合わせて培養を行い、表皮細胞との共培養の条件が最も皮膚細胞に分化することを見出した。2.動物モデルを用いた、生体内における機能的な皮膚臓器の再生の検討。(1)免疫不全マウスに皮膚欠損創を作成し、ヒト骨髄単核球を含んだ人工真皮を貼付することで、人工真皮中の骨髄単核球が線維芽細胞、内皮細胞に分化することを確認した。(2)GFPトランスゲニックマウスの骨髄を正常マウスに移植したキメラマウスにおいて皮膚欠損創を作成したところ、骨髄由来の表皮細胞、ならびに線維芽細胞、内皮細胞に分化することを確認した。1.皮膚再生に必要なそれぞれの細胞(表皮細胞、繊維芽細胞、内皮細胞等)におけるニッチの解析。(1)酸素濃度、温度、培養液等の培養条件(2)添加する液性因子(EGF、bFGF、TGFβなどの増殖因子、サイトカイン等)。(1)免疫不全マウスに皮膚欠損創を作成し、ヒト骨髄単核球を含んだ人工真皮を貼付することで、人工真皮中の骨髄単核球が線推芽細胞、内皮細胞に分化することを確認した。以上の実験結果から今後は、骨髄単核球からそれぞれの皮膚構成細胞での分化最適条件の検討を行う。この年度においては、具体的に至適条件を設定し、in-vitroにおいて実際に想定した細胞種への分化ができることを目標とする。同時に、至適条件を局所生体内に整える手段の検討も行う。また平成15年からの研究成果を踏まえ、前述した骨髄単核球直接投与法に応用し、実際の臨床上の効果を判定する。
Lowe症候群の病態解明に関する分子生物学的研究-アンチセンスオリゴを用いたOCL-1遺伝子の機能解析-

Lowe症候群は、眼、脳、腎臓の傷害を特徴とする遺伝性疾患で、細胞内シグナル伝達に関与するイノシトールポリリン酸-5-ホスファターゼと類似した遺伝子(OCRL-1)の異常によるのではないかとされている。しかし、この遺伝子異常が、Lowe症候群の病態形成に如何に関与するかは不明である。本研究ではLowe症候群は全身の細胞内シグナル伝達機構の障害による細胞の分化・成熟傷害に起因するとの仮説立て、これを証明することを目的として研究を行った。研究成果:1.in vitro未分化神経系モデルとして、ヒト神経芽細胞腫株(HTLA230およびGOTO)あるいはラット褐色細胞腫株PC12を使用した。これらの細胞でLowe症候群に関与する遺伝子OCRL-1の発現が認められるか否かをノーザンブロットにて検討。また神経細胞をレチノイン酸(10^<-6> M)あるいは神経成長因子(NGF:50ng/ml)にて分化誘導し際の、OCRL-1遺伝子の発現変化を検討した。いずれにおいてもOCR-1の発現は極めて弱く、細胞分化に伴うOCR-1の関与は不明であった。今後はPCRを用いて検討する。Lowe症候群は、眼、脳、腎臓の障害を特徴とする遺伝性疾患で、細胞内シグナル伝達に関与するイノシトールポリリン酸-5-ホスファターゼと類似した遺伝子(OCRL-1)の異常によるのではないかとされている。本研究ではLowe症候群は全身の細胞内シグナル伝達機構の障害による細胞の分化・成熟障害に起因するとの仮説立て、これを証明することを目的として研究を行った。研究成果:1.in vitroでの未分化神経系モデルとして、ヒト神経芽細胞腫株(HTLA230およびGOTO)あるいはラット褐色細胞腫株PC12を使用した。これらの細胞でLowe症候群に関与する遺伝子として報告されたOCRL-1遺伝子の発現が認められるか否かをノーザンブロットにて検討した。また神経細胞をレチノイン酸(10^<-6>M)あるいは神経成長因子(NGF;50ng/ml)にて分化誘導した後、OCRL-1遺伝子の神経細胞の分化・増殖に伴う発現量の変化を検討した。いずれにおいても発現は極めて弱く、今後はPCRを用いて検討する必要があると考えられた。2.OCRL-1 mRNAの5'側、3'側のそれぞれ18塩基配列に対して相補性を有するanti-sense oligo.を合成する。anti-sense oligo.はヌクレアーゼ耐性と取り込みを上げるためphosphothionate deoxyoligonucleotidesを使用。各anti-sense(5uM)を培養上中に添加し5日間培養した後、いずれのanti-senseがOCRL-1の発現を最も制御するかを免疫沈降-ウエスタンブロット法にて検討した。OCRの活性変化を直接検出することはできなかったため、来年度はanti-senseを投与した際の、培養細胞のNGF、FGFあるいはEGFに対するc-fos、c-jun、jun-B、jun-D、Egr-1等の過性発現の有無をノーザンブロットにて検討する予定である。
強誘電性高分子巨大単結晶の育成とその成長の動的過程と物性の研究

ふっ素高分子とくにフッ化ビニリデンと三フッ化エチレンP(VDFーTrFE)共重合体にみられる顕著な強誘電性と強い圧電性は高度に結晶化した特異な膜構造に由来することがこれまでに著者らの研究により明かにされている。本研究はこれらの強誘電性高分子の巨大単結晶(1mm^3)を育成し、その結晶化機構と物性を明かにし、これらの高結晶化膜、できれば単結晶を利用した圧電素子の開発・応用を検討することであった。本研究では高圧装置を設置し、(1)高温・高圧下での結晶化、(2)帯域溶融結晶化、(3)固相等温結晶化、(4)電場下結晶化など種々の方法で単結晶の育成をP(VDFーTrFE)を中心に試みた。所期の大きさの単結晶を得ることはできなかったが、(1)(2)の方法で厚さ0.2μm、幅10ー100μmの板状結晶、直径10ー20μmの塊状結晶を得ることができた。これは他の高分子結晶に比べてはるかに大きい。P(VDFーTeFE)についても同様であった。結晶の融点Tmとキュリー温度TcをTrFEモル組成比、圧力の関数として求めることにより、これらの結晶がTmとTcの間にある相(常誘電相、回転相)ではじめて生長することを明らかにした。またこの結果を適用して、高圧下で回転相をPVDFに出現させて、P(VDFーTrFE)と同様に大きい伸び切り鎖結晶からなるβー型PVDF膜を得た。この結晶は融点207°Cまで圧電性を保持しており、現在知られている高分子圧電体の中で最高の使用可能温度をもつ。高分子の結晶成長に密接に関連する回転相および溶融相における分子運動を広幅NMR、誘電率測定、溶融体の流動配向と粘度測定によって研究し、有用な知見を得た。また高度に結晶化したβ型強誘電性膜の圧電性を研究し、これを利用して超音波顕微鏡、極低温(4°K)でも使用可能な物性測定用のトリンスジューサとなることがわかった。一般に高分子を融液から結晶化すると球晶となる.しかし強誘電性高分子であるフツ化ビニリデンと三フッ化エチレンの共重合体P(VDFーTrFE)は常圧でもよく発達した伸長鎖ラメラ結晶と,バルク状単結晶が成長することを見出した.本研究ではこれらの結晶をより大きく成長させること,結晶成長の機構を明らかにすること,高度に結晶化した膜の物性を明らかにし,電気機械変換素子としての応用をはかることである.本年度はまず高圧・高温下での結晶成長を行なった.このため高圧・高温装置(10Kbar,350°C)を導入した.種々のVDF組成をもつP(VDFーTrFE)の高圧下におけるDTAを測定し,強誘電・常誘電相転移温度Tcと融点の圧力依在性(相図)を,定した.圧力依存性は相転移における吸熱,体積変化から予測されるものとよく一致した.高圧下で成長したラメラ結晶の厚さ(0.15ー0.2μm)は常圧結晶化ラメラよりも1.5ー2倍大きくなった.高圧下で結晶表面エネルギが増大するとともに,分子鎖の流動性が増大した結果である.