hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー切削象牙質面のプライマー浸透性と熱変性層の関連性について

共焦点レーザー顕微鏡ではB群の浸透が密で深かった。次に多いのはA群で、C群は浅くまばらだった。微小引っ張り強さ試験では1B-3B、2A-2C、3A-3B、4A-4C間に有意差を認めた。これまでEr:YAG laserのコンポジットレジン修復への応用に関して国内外問わず数多くの研究報告がみられるが、回転切削と比較してレーザー切削は象牙質接着に劣り、いまだ象牙質接着法は確立されていない。また、Er:YAG laserは本邦で認可され歯科医療保険で臨床使用されているにもかかわらず、確立された象牙質接着法が用いられていない現状からレーザー切削を応用したコンポジットレジン修復歯の予後に懸念がもたれる。これまでの研究結果から、リン酸エッチングやNaClOの併用によりコンポジットレジンと歯質の接着強さの改善は認められるものの、表面処理後の象牙細管は大きく開口していることがわかっている。大きく開口した象牙細管はプライマーの浸透性が向上しているものと考えられ、その深度により健康な歯髄組織へ炎症を惹起する要因になりえるものと考えられる。レーザー切削象牙質面への接着強さの向上は喜ばしいことであるが、歯髄に炎症を惹起するようでは本末転倒であるといえる。そこで本研究では、蛍光色素を混入したセルフエッチングプライマーを象牙質に応用し、その横断面を共焦点レーザー顕微鏡により観察を行うことにより、表面処理と熱変性層の厚みがプライマーの浸透性へどのような影響を及ぼすか明らかにすることを目的としている。また、接着横断面と微小引っ張り強さ試験後の横断面を比較することにより、コンポジットレジンと象牙質接着の問題点の解明とその改善に大きな足掛かりになるものと考えられる。計画当初には予定していなかったが、蛍光色素であるローダミンBを混入することにより本来のセルフエッチングプライマーの象牙質浸透性に影響があることが考えられる。そのため研究に先立ち、いろいろな濃度(0,1,3,5,10,20,30%)のローダミンBを混入したセルフエッチングプライマーを回転研磨盤により平面を作成した象牙質面に応用し、応用面に直角となる断面を作成し顕微鏡下で浸透性の観察を行った。その結果ローダミンB濃度が上がるほど象牙質への浸透性は低下していくものの、1%以下であれば遜色ない程度であることがわかった。回転研磨盤にて咬合面に平行に象牙質面作成後ローダミンB濃度が0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 2.0%となるセルフエッチングプライマー(クリアフィルボンドSE ONE)にて歯面処理を行った。メーカー指示に従い弱圧エアーにて乾燥後光照射を10秒間行った。硬組織自動精密切断機にて象牙質面に直交する面を作成し#600、#1000、#2000の耐水研磨紙を用いて切断面の研磨を行い共焦点レーザー顕微鏡(LSM710)による観察を行った。その結果、0.071.0%の濃度のものが蛍光度合いが観察に適していることがわかった。当初の計画では各ローダミンB濃度の引っ張り強さ試験まで行いローダミンB濃度決定まで行う予定であったが、計画になかったローダミンBによるプライマーの浸透性の違いについて検討を行ったため若干の遅れをきたしている。しかし、研究の遅れは1か月程度であり、進捗状況にあまり問題はない。これまでEr:YAG laserのコンポジットレジン修復への応用に関して国内外問わず数多くの研究報告がみられるが、その内容は回転切削と比較して象牙質への接着性に劣るとするものである。Er:YAG laserは歯科医療保険で認可され臨床使用されているにも関わらず象牙質接着法が確立されていない状態である。これまでの研究結果から、レーザー切削象牙質面にリン酸エッチングやNaClOなどの表面処理剤を併用すると接着強さが改善することがわかっている。表面処理剤を併用すると象牙細管が大きく開口していることから、プライマーの浸透性が向上したために接着性も向上しているものと考えられるが、通常より深部に浸透したプライマーにより歯髄の炎症を惹起する可能性も考えられる。本研究では、蛍光色素(ローダミンB)を混入したセルフエッチングプライマーを応用した象牙質の横断面を共焦点レーザーで観察することにより、回転切削とレーザー切削のプライマーの浸透性の違い、表面処理による浸透性の変化を観察することを目的としている。ローダミンBの濃度が高すぎるとプライマーの粘度が上がり、浸透性が著しく低下するため、配合するローダミンBの濃度は0.050.1%が良いことが昨年までの研究でわかっていた。0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.1%の試料を各10個ずつ作製し観察を行った結果、0.05,0.06%では蛍光が弱く観察しにくく、また、0.09,0.1%では蛍光が強すぎて細管間がつぶれたように見えてしまうこともあり観察しずらいことがわかった。他の業務(教育・診療)が忙しく研究にまとまった時間を割くことができなかった。Er:YAG laserによる切削は従来の回転切削に比較し象牙質面に対するコンポジットレジンの接着強さが低い。レーザーの熱により象牙質面が変性し、プライマーの浸透に影響を与えていると考えられる。

本研究では、レーザー切削象牙質面に蛍光色素含有セルフエッチングプライマーを応用し、共焦点レーザー顕微鏡によりその浸透性を評価・検討することである。ウシ歯象牙質平面にEr:YAG laser(注水下)にて以下の条件(150mJ/10pps照射、2150mJ/10pps照射、3250mJ/10pps照射、450mJ10pps照射後150mJ/10pps照射)で窩洞形成を行い、各種表面処理(A:リン酸エッチング30秒、B:リン酸エッチング30秒後+NaClO 60秒、C:処理なし)を行った。蛍光色素含有セルフエッチングプライマー処理を行った後、微小引っ張り強さ試験、アザン染色による観察、共焦点レーザー顕微鏡による観察を行った。共焦点レーザーによる観察では横断面から観察することにより象牙細管へのプライマーの浸透深さや量を観察することができる。全実験群を通してB群のプライマーの浸透距離が深く、浸透量も多かった。次にプライマーの浸透深さ・量が多かったのがA群で、C群は浸透自体がまばらで深度も浅かった。レーザーの照射条件別では、パワーの高いものがプライマーの浸透度も高いと推測していたが、2群が高い結果となった。微小引っ張り強さ試験では、レーザー照射条件の違いによる差はあまりでず、表面処理の違いではA群が最も高く、C群が最も低かった。プライマーの浸透度が高い群が微小引っ張り強さ試験の成績も良いというわけではなかった。以前行ったSEM観察ではB処理群の象牙細管はかなり広いロート状に観察されたため、残存象牙質が薄くなりすぎると破折する要因になっている可能性がある。共焦点レーザー顕微鏡ではB群の浸透が密で深かった。次に多いのはA群で、C群は浅くまばらだった。微小引っ張り強さ試験では1B-3B、2A-2C、3A-3B、4A-4C間に有意差を認めた。平成27年度に行う予定であった象牙質面に各ローダミンB濃度のセルフエッチングプライマーを応用したものの微小引っ張り強さ試験を行い、ローダミンBの濃度を決定する。その後以下の研究を行う。【アザン染色による熱変性層の確認】上記12と同様に試料を作成し、脱灰・中和・包埋後連続切片を作成しアザン染色を行いプライマーの浸透性と比較を行う。【微小引っ張り強さ試験】1と同様に作成した象牙質面に開窓した両面テープで直径6mm高さ3mmの透明アクリルチューブを固定する。2と同様の歯面処理を行った後、コンポジットレジン充填を行う。3蒸留水中に浸漬し恒温恒湿器中に24時間保管後、硬組織自動精密切断機にて接着界面が1×1mmとなる角柱型ビーム試料を作成する。4小型卓上試験機にてクロスヘッドスピード0.5mm/minで微小引っ張り接着試験を行う(n=20)。5引っ張り強さ試験に用いた試料の共焦点レーザー顕微鏡による観察を行う。微小引っ張り強さ試験前後、アザン染色による熱変性層の厚さの観察を行い、レーザー照射象牙質へのプライマーの浸透性と熱変性層がコンポジットレジンの接着にどのような影響を与えるか検討を行う。当初の予定通り回転切削象牙質面とレーザー切削象牙質面に対する観察を以下のように行っていく。【共焦点レーザー顕微鏡による観察】歯象牙質平面を作成し、Er:YAG laser(Erwin, tip: FTB-80使用)を注水下にて使用し、以下の条件(50mJ/10pps照射、150mJ/10pps照射、250mJ/10pps照射、50mJ10pps照射後150mJ/10
準凸最適化問題に対する双対理論を用いた緩和問題とその同値性について

準凸最適化問題は経済学等の問題を最も適切に数理モデル化できる手法の一つである。緩和は問題を解きやすい形に帰着して解決する手法であるが、準凸最適化においては未解決課題が多く残されている。本研究では緩和問題に関する研究の一つとして、準凸最適化問題に対する双対理論を用いた緩和問題とその同値性について研究を行う。応募者独自の手法である生成集合と準凸最適化における双対理論を用いて緩和問題を導出し、主問題と同値となるための条件を明らかにする。
デンドリマー骨格を母体とする新規生理活性物質の探索

本申請者がこれまでに開発してきた生理活性物質の合成法と次世代ナノ医療材料のキー化合物として期待されている「フラロデンドリマー」の化学とを融合した高度な機能をもつ医薬品への応用を指向した新規有機物質群を創製することを目指し、本研究を行ってきた。すなわち、まず申請者が長年行ってきた(1)生理活性物質の合成を行う。次に(2)フラロデンドリマーとそれらの生理活性物質を接合させる。最後に(3)合成されたフラロデンドリマー骨格を有する有機物質群について、各種生理活性機能の探索を行う。プロセス(1)において、申請者が得意とするダルチェン縮合(塩基存在下、各種アルデヒドとジクロロ酢酸エステルとの反応によるクロログリシッド酸エステルの合成)を出発反応に用いて、抗がん活性や抗菌作用が期待される含酸素環状化合物の合成を行った。この研究途上、α-クロログリシッド酸エステルを塩化マグネシウムで処理するとα-ヒドロキシブテノリドが簡便に得られる新合成法を開発した。この反応を用いて、摂食阻害作用を有する3-DPAラクトンを新規に合成した。また、α-クロログリシッド酸エステル(1)をPh3Pで処理すると3-クロロー2-ケトエステル(2)が収率よく得られることを見いだした。更に、エステル1を酢酸カリウムで処理すると2-アセトキシー3-ケトエステル(3)が得られる新反応を見いだした。この反応を用いて、ある種のカビから得られた天然物(-)-ベルコサピロンA(4)の全合成に成功し、絶対立体配置も明らかにした。このものの生理活性は未知であるが、植物生長促進作用を示すペスタロチンと類似の構造をしており、種々の生理活性が期待される。今後、合成したこれらの有機物質群とフラロデンドリマーとを結合させ、様々の生理活性試験を行い、新たな活性の探索を行う。一方、アセトニドで保護したエステル1からピロン誘導体の新合成法を開発した。本研究中、多くの成果を挙げることができ、内外の査読付き学術雑誌に13編の論文を発表することができた。(1)フラロデンドリマーの合成収率の向上本研究者が見出した、アントラセンをフォーカルポイントにもつポリアミドアミンデンドリマーとフラーレンとのDiels-Alder反応によるフラロデンドリマーの合成法において、アントラセンデンドリマーの分子設計がフラロデンドリマーの合成収率に大きく影響を及ぼすことを明らかとした。すなわち、アントラセンデンドリマーの立体的効果を考慮し、デンドリマー型の置換基の位置を9位から2位へと変更し、また、電子的効果を期待して、より電子吸引的な性質の高いカルボニル基をデンドリマーとアントラセンの間に配置したところ、フラロデンドリマーの収率が70%を超え、当初発表した反応に比べ5倍程度の収率が得られた。これは、フラロデンドリマーの合成収率としては、これまで報告されている中で、最も収率の高い方法と肩を並べる結束であり、触媒等を一切必要としない点を考慮すれば、最も簡便で効率の良い合成法であるといえる。したがって、フラロデンドリマーの超簡便合成法の確立へ向けて、大きく前進することができた。(2)フラロデンドリマーの一重項酸素光増感機能の確認合成した一連のフラロデンドリマーについて、一重項酸素光増感剤としての機能を確認した。

フラロデンドリマーを光線力学療法剤として応用する上で、いかに効率よく一重項酸素を発生することが可能であるかが重要である。そこで、いくつかのモデル反応を利用して、一重項酸素の発生効率を調べたところ、基質が高い収率で酸化されることを確認した。これは、生体内で利用するのに十分な量の一重項酸素を発生させることが可能であること、すなわち、光線力学療法剤への応用が可能であることを示している。今後は、実際の細胞を利用した生理・薬理活性試験を通して、さらに高機能な医薬品の分子デザインへと展開する予定である。(1)デンドリマー末端へ導入する生理活性物質の合成デンドリマー末端に導入可能な生理活性物質として、新たに、4-Halo-3-hydroxy-2-pyrone誘導体の簡便な合成法を見出した。さらに、gallic acid誘導体の合成にも成功し、様々な生理活性物質をデンドリマーと結合させる準備を整えることができた。(2)モデル反応を用いた光線力学療法剤としての応用の可能性の確認本研究において合成した一連のフラロデンドリマーについて、一重項酸素光増感剤としての機能を確認した。フラーレンは高い一重項酸素光増感剤としての機能が知られており、これを薬剤へと応用する研究がいくつか報告されている。しかし、フラロデンドリマーを用いた例は報告されていない。フラロデンドリマーは通常のフラーレン誘導体と異なり高い水溶性を持つため、光線力学量王座意図して使用する上で大きなアドバンテージを持っている。また、そのTONは約1000にも達し、光増感剤としては十分な活性を持つことが分かった。(1)前年度に引き続き、フラーレンとデンドリマーとを結合した、フラロデンドロンの生理活性を明らかとするため、一重項酸素光増感作用について更なる検討を加え、明らかとした。特に、高いTONで種々のオレフィン類に対し光酸素付加反応が進行する点は、有用である。(2)フラロデンドロンの末端に導入する生理活性物質の合成法について、種々検討を行い、パン酵母を利用した新規な天然物合成や、タンデム型の反応を利角した複素環合成法を確立した。今後、これらの化合物をデンドリマーの末端に導入することで、従来にない高い生理活性が確認されることを期待している。(3)最近、ドラッグデリバリーを初め、医薬品への応用が検討され始めているカーボンナノチューブについて、デンドリマー骨格との複合化を検討するため、フラロデンドロンの利用を検討した。フラロデンドロンは、その両親媒性化合物としての構造と、フラーレン部位の高い親炭素材料性とから、カーボンナノチューブとの複合化に最適の分子であると期待される。実際に、フラロデンドロンとカーボンナノチューブを混合し、超音波照射を行ったところ、通常、溶媒に全く分散しないカーボンナノチューブが、種々の溶媒に分散しすることが明らかとなった。
職場チームの課題特性と風土がチームの失敗学習に及ぼす影響

産業組織におけるチームの存在感は高まり,職場チームの効果性や創造性を高めるために必要なチームレベルの学習,すなわちチーム学習の検討が求められている。本研究では,チームによる失敗からの学習に焦点をあて,その学習効果や学習スタイルに影響を及ぼす要因を検討する。ここではチームの風土やチームの課題特性の影響を検討し,チームによる失敗学習の心理機制を解明するとともに,実際的な職場チームの支援策について提案を行う。
先天性中枢性性腺機能異常症における標準的遺伝子診断法の開発と疾患成立機序の解明

先天性中枢性性腺機能異常症は、不妊の代表疾患であるが、ゴナドトロピン療法による原因治療法が可能な疾患である。しかしながら、遺伝的異質性の高く、診断に標準的な遺伝子診断法の開発が必須である。本研究では、WAVE法を用いた標準的遺伝子診断法を確立し、継続可能なシステムを作り、診断効率を高めた。また、新たに同定された変異において機能解析を行い、先天性中枢性性腺機能異常症において、様々なリガンド-受容体が発症に関与することを明らかにし、疾患成立機序を解明する一助とした。今後、変異および臨床解析結果のデータベース化を計り、臨床に直結するデータを患者へ還元していく。また、近年、先天性中枢性性腺機能異常症の病因・病態にoligogenicityの関与が推測されており、次世代シーケンサーとの併用を検討する予定である。先天性中枢性性腺機能異常症は、性腺刺激ホルモンと卵胞刺激ホルモン分泌低下で定義され、不妊原因の代表疾患であるのみならず、ゴナドトロピン治療という原因療法が可能な疾患であり、様々なパターンで発症する。本研究目的は、成人不妊症患者を対象として、(1)遺伝的異質性の高い先天性中枢性性腺機能異常症における遺伝子変異解析の効率化を目指し、熱変性高速液体クロマトグラフィーシステムWAVE法(以下DHPLC法)を用いた変異スクリーニング法を開発し、安価で、包括的・継続的な遺伝子診断システムを構築すること、(2)変異陽性例の臨床スペクトラムを決定すること、(3)in vitro機能解析で先天性中枢性性腺機能異常症の疾患成立機序を解明すること、(3)治療効果を分子の観点から評価し、治療法選択の基盤を作ることである。得られる知見は、先天性中枢性性腺機能異常症の診断の効率化と治療効果の向上により、少子化対策に貢献すると期待される。平成21年度には、既に診断済みの患者200例に加え、先天性中枢性性腺機能異常症の患者の臨床診断を行い、さらに約100例の患者検体を収集した。また、先天性中枢性性腺機能異常症の責任遺伝子変異スクリーニング法として、WAVEシステムの導入し、WAVEシステムの最適化の評価を行い、DHPLC法の使用条件を確立した。さらに、患者検体を用いてDHPLC法および直接シークエンス解析で変異解析を順次行っている。平成22年度では、平成21年度に先天性中枢性性腺機能異常症の責任遺伝子変異スクリーニング法として使用条件を確立したDHPLC法および直接シークエンス解析を用いて、収集した患者検体の変異解析を行い、新たに変異陽性患者を5例(KAL1変異1例、FGFR1変異2例、PROKR2変異2例)を同定した。今後、標準的遺伝子診断法確立のため、継続可能なシステム作りを目指す。新たに同定された変異の機能解析を行い、先天性中枢性性腺機能異常症の疾患成立機序を明らかにする。さらに変異および臨床解析結果をデータベース化し、臨床に直結するデータを患者へ還元し、不妊治療の選択基準の確立化を目指す。

本研究目的は、成人不妊症患者を対象として、(1)遺伝的異質性の高い先天性中枢性性腺機能異常症における遺伝子変異解析の効率化を目指し、熱変性高速液体クロマトグラフィーシステムWAVE法(以下DHPLC法)を用いた変異スクリーニング法を開発し、安価で、包括的・継続的な遺伝子診断システムを構築すること、(2)変異陽性例の臨床スペクトラムを決定すること、(3)in vitro機能解析で先天性中枢性性腺機能異常症の疾患成立機序を解明すること、(4)治療効果を分子の観点から評価し、治療法選択の基盤を作ることである。得られる知見は、先天性中枢性性腺機能異常症の診断の効率化と治療効果の向上により、少子化対策に貢献すると期待される。平成22年度では、平成21年度に先天性中枢性性腺機能異常症の責任遺伝子変異スクリーニング法として使用条件を確立したDHPLC法および直接シークエンス解析を用いて、収集した患者検体の変異解析を行い、新たに変異陽性患者を5例(KAL1変異1例、FGFR1変異2例、PROKR2変異2例)を同定した。平成23年度では、標準的遺伝子診断法確立のため、継続可能なシステム作りを目指し、さらに解析条件を改善し、診断効率を高めた。また、先天性中枢性性腺機能異常症の疾患成立機序を明らかにするため、新たに同定された変異において、機能解析を現在行っている。今後は、変異および臨床解析結果をデータベース化し、臨床に直結するデータを患者へ還元し、不妊治療の選択基準の確立化を目指していく。近年、先天性中枢性性腺機能異常症の病因・病態にoligogenicityの関与が推測されており、次世代シーケンサーとの併用を検討し、複雑な疾患成立機序を明らかにしていく予定である。
肺癌のアンチオリゴヌクレオチドによる増殖抑制の検討-特に、癌、増殖遺伝子を用いて

従来の癌化学療法での基となる細胞障害性の特異性は、癌細胞と正常細胞間の違いの細胞増殖能に起因する薬剤の取り込み率に大きく依存しているが、癌の大部分を占める進行癌の化学療法での長期生存率の成績に満足できるものが得られていないことより、新たな薬剤や治療法の開発が望まれる。細胞生物学から得られた情報に基ずき、著者らはアンチセンスオリゴヌクレオチドを作製し、肺癌の細胞増殖を特異的に抑制することを計画した。ターゲット遺伝子としては、肺癌に高頻度に発現があり、また、発生頻度が高く、治療に対して抵抗性のある肺腺癌を考慮してトランスフォーミンググロースファクターα(TGF-α)を選択した。アンチセンスオリゴヌクレオチドは3下流領域を選択し、ホスホチオエ-ト型に修飾したものを作製した。RT-PCR法を使用した癌細胞のTGF-α遺伝子の解析より、肺癌細胞7株と線維肉腫にその発現を認め、3株の肺癌では強い発現が見られた。強い発現を認めた肺癌株HPC-93EP細胞の細胞増殖に対して、TGF-αアンチセンスオリゴヌクレオチドは抑制を示し、その効果は濃度に依存性であったが、対照のTGF-αセンスオリゴヌクレオチドでは増殖抑制が見られなかった。次に、アンチセンスオリゴヌクレイチドの細胞増殖の抑制をフローサイトメトリーによるTGF-α蛋白の発現とRT-PCR法によるmRNAレベルのTGF-α遺伝子産物の発現にて検討したところ、蛋白陽性細胞数は濃度依存的に減少し、TGF-α遺伝子産物の発現でも減少が見られた。このように、増殖因子に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドは肺癌の可能な治療として有望であると思われた。これまで我々は肺癌を障害することを目的とした研究を行ってきたが、特に増殖能を除いて癌に特異的を求めることは非常にむつかしい。今回は肺癌細胞を特異的に障害する目的で、肺癌で分子生物学学的解析に基ずいて得られた情報のうち、正常細胞と癌細胞の間に認められている生化学的差異のオンコジンの活性化、増幅を基に、肺癌に高頻度に発現しているオンコジンおよび増殖遺伝子に対するアンチセンスオリゴヌクレオチド(AO)を作製し、癌細胞の増殖を特異的抑制すること治療法が肺癌治療に適用できるかの可能性を検討した。本研究の進行は研究組織の分担者である安田の個人的理由(母親の長期入院と死亡による諸々事情とその後の疲れによる病気)で4ヵ月以上中断したため、計画はかなり遅れている。この間、手術材料の逐次凍結保存は行った。所有している培養細胞の一部の癌遺伝子・増殖遺伝子解析をH-ras、C-mycおよびPCNA遺伝子について行い、いくつかの細胞でこれらの遺伝子の発現が認められたので、これらの遺伝子に対する15塩基のアンチセンスオリゴヌクレオチドの設計および合成を行い、その効果の検討を癌遺伝子・増殖因子遺伝子解析で発現異状が分っている培養細胞株のいくつかに対して添加して行ったが、その増殖抑制活性は十分得られなかった。この理由として、作製したAOがエクソヌクレアーゼ活性により分解にされたことや安定性、細胞への透過性および溶解性が良くなかったことが考えられたため、その効果を評価出来できるに至っていない。これらの点を改良することを現在検討している。化学療法の細胞障害の基となる概念は、正常細胞との違いを増殖能に大きく依存しているが、種々の点で長期間の成績は必ずしも十分でない。今回、癌細胞を特異的障害をする目的で、分子生物学的解析より得られた情報で、オンコジンの活性化、増幅などの癌細胞特異的な情報を基に、肺癌に高頻度に発現している遺伝子をターゲットとしたアンチセンスオルゴヌクレオチド(AO)を作製し、癌細胞の増殖を特異的抑制する治療法が肺癌治療に適用できるかどうかの可能性を検討した。

この目的の必要条件として、ターゲット遺伝子の発現頻度が癌細胞で高率でなければその利用価値は低いと考えられる。検討はヒト肺癌細胞13株を含む26種の悪性腫瘍を使用し、オンコジーンおよびサイトカイン遺伝子の解析で行った。調べた範囲ではras等のオンコジーンの発現頻度は余り高率でなかった。そこで、最近多くの悪性腫瘍の癌病態で重要視されているサイトカイン、特に癌細胞自身が産生するサイトカインIL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8、TGF-α、TGF-β、TNF-α、GM-CST、G-CSF, VEGF遺伝子を解析したところ、IL-8、TGF-αの発現は多くの細胞で認められた。TGF-αはEGFRを介するオートクラインの作用機構が知られている。また、化学療法が困難とされている肺腺癌にも多く発現していることから、TGF-α遺伝子に対する15塩素のホスホロチオエ-ト型オリグヌクレオチド(S-オリゴ)を合成し、TGF-α遺伝子が高発現のヒト肺癌細胞にS-オリゴAOを添加して細胞増殖能、蛋白発現、フローサイトメトリーによる細胞周期および遺伝子発現の検討して結果、著しい細胞増殖の抑制、細胞周期のG1期での停止、TGF-α蛋白発現および遺伝子発現の抑制を認めた。この成績は本剤による抗腫瘍効果を示唆するものである。
微小重力環境における試験質量の全自由度非接触制御法の開発

将来の宇宙機搭載用の重力波検出器にむけて、その要素技術開発の一環として、試験質量の並進や回転運動を非接触に検知し、非接触に制御する手法の開発を行った。このために、静電容量方式の非接触センサ、静電引力型の非接触アクチュエータを開発した。また、地上で2段のねじれ振り子と組み合わせることで、試験質量の2自由度について微小重力環境を模擬する装置を開発し、これらを用いて総合的な実証試験を行った。今年度は、自由落下(微小重力)試験装置に組み込むコンポーネントの各個開発を行った。まずは、微小環境を模擬するために仮の試験質量を振り子につるした状態で、非接触センサ(静電容量型センサ)、非接触アクチュエータ(静電アクチュエータ)の動作検証を行った。また、それらとアナログ信号処理部やデジタル信号処理部との組み合わせ試験を行った。非接触センサやアクチュエータについては、1自由度の状態でほぼ設計どおりの性能がでることを確認した。これ今後、多自由度化して行くためには、センサ、アクチュエータともに自由度の分離やゲインの調整が必要になるため、それらが可能になるよう、アナログおよびデジタルの信号処理部の開発を行った。とくに、アナログ回路について、センサやアクチュエータとのフロントエンド部分については(なお、センサとアクチュエータは同じ電極板を共有する構造となっている)、のべ長時間使用していると、回路のIC素子が暴走することがあることが分かった。これについては原因を調査中であり、今後回路の改修を行う予定である。デジタル回路部分については、はじめ、既存品を用いたので、開発すべき部分は回路上のFPGAにフィルターを組み込む部分だけであった。実際にこれを組み込み、先に開発したセンサ、アクチュエータ系と合わせて、1自由度分について制御ループを構成し、1自由度の組み合わせ動作が可能であることを確認した。また、今後の多自由度化にそなえて、入力・出力チャンネルを16chに増やしたものを開発した。こうして、各コンポーネントの開発と、それに付随した問題の洗い出しを行った。本研究の目的は、将来の宇宙用重力波検出器にむけた要素技術開発の一環として、試験質量の自由度を微小重力環境下で制御することである。地上で微小重力環境を構築し、必要な実験を行うための手段はいくつかあるが、本研究をふくめてこの先に最終的に目指すのは、落下棟などでの自由落下実験を行ううえで必要な、試験筐体レベルのものの開発である。今年度は、非接触センサ(静電容量型センサ)、非接触アクチュエータ(静電アクチュエータ)の多自由度化をはかるべく、まずは地上にて、ねじれ振り子を応用した微小重力環壌模擬装置を構築した。試験筐体を自由落下させると、最悪の場合破損のおそれがあり、何度も実験はできないが、このような地上装置であれば、その危険は極めて低い。そのかわり、この装置では全自由度ではなく限られた自由度について微小重力環境を模擬することになる。開発した模擬装置では、2自由度ぶん(試験質量の1方向の並進、および、1方向の回転)について、振り子としての共振周波数はそれぞれ約0.03Hzに抑えられており、この周波数以上ではほぼ微小重力環境を模擬できているとみなせた。最終的に使用予定の周波数帯は0.1Hz付近なので、この模擬装置にて、2自由度だけではあるが、微小重力環境再現の目的は達成できている。こうして、本装置を用いて、多自由度信号の効率的な取得法の開発や、それら複数の信号の分離方法の開発を行った。そして、最終的に、1つの試験質量について、その2自由度ともを同時に制御できることが確かめられた。また、実際に自由落下試験筐体、ひいては宇宙機に組み込む際に問題となるであろう、試験質量の初期位置の調整をはじめとする課題などを洗い出した。
精神分裂病の認知障害指標の治療による変化についての総合的研究

薬物療法および生活技能訓練の効果を予測し、効果発現機序を明らかにするために、各治療に際して縦断的に認知指標(事象関連電位、注意機能、言語性記憶)と生化学的指標(HVA,MHPG)の計測を行った。I.16名の未投薬急性期分裂病患者に対して、薬物療法開始前、開始1週間後、3週間後、8週間後に、事象関連電位の記録、血中MHPG濃度・血中HVA濃度の測定、症状評価を行った。(1)分裂病群の一部(主として妄想型)では、事象関連電位のP300の振幅が治療開始後に一過性に増大していた。このことは、分裂病群のP300振幅は全体として小さいが、治療によって一定以上増大する群が存在することを示している。(2)P300振幅の増大と血中MHPGの変動とに有意な正相関を認めた。この結果から、薬物によるP300振幅の増大にはノルアドレナリン系が関与していると考えられる。(3)治療1週間後のP300振幅変動が大きい群は、8週間後の総合症状改善率が有意に高かった。治療初期のP300成分は、薬物療法の効果や予後の予測指標になる可能性がある。II.急性期症状消退後の分裂病患者15名に6ヶ月間の生活技能訓練を施行した。SST前に言語性記憶、処理容量、注意維持の評価を行い、訓練施行前後で症状評価とロールプレイテストによる生活技能評価を行った。(1)SSTにより生活技能と陰性症状が有意に改善していた。(2)SST前の言語性記憶成績と注意維持成績は、会話技能の改善率と有意な正相関を示し、SST前の処理容量成績は、状況把握の改善率と有意な正相関を示していた。このことから、SST前の言語性記憶成績、処理容量成績、注意維持成績によって、SSTの効果を予測できる可能性が示された。本研究の目的は、精神分裂病における精神症状、生化学的異常、認知機能障害について総合的研究を行うことにある。これまでに、分裂病のリハビリテーションの効果に関係があると考えられる情報処理障害(注意維持障害・処理容量低下)と、精神症状との関連を検討したので報告する。結果及び考察:分裂病群において、CPTでの成績低下とSOAでの成績低下を認めた。また分裂病群の検討では、CPTの成績及びSOAの成績は、GAS得点と正の相関を示し、BPRSの思考解体得点と負の相関を示し、言語性記憶と負の相関を示した。以上のことから、分裂病患者において注意維持障害と処理容量低下の存在が示唆された。また、こららの情報処理障害が思考解体を引き起こす可能性が考えられた。来年度は、情報処理障害だけでなく、生化学的検査結果、事象関連電位の所見なども合わせて検討する予定である。また、横断的側面だけでなく、治療前後での縦断的な変化についても報告する予定である。未投薬急性期分裂病患者に関する事象関連電位と生化学的指標の縦断的研究対象と方法:16名の未投薬急性期分裂病患者(男性9名、女性7名;平均年齢25.2±9.9歳)に対して、薬物療法開始前、開始1週間後、3週間後、8週間後に、事象関連電位の記録、血中MHPG濃度・血中HVA濃度の測定、症状評価を行った。結果と考察:(1)分裂病群の一部(主として妄想型)では、事象関連電位のP300の振幅が、治療開始後に一過性に増大していた。(2)P300

振幅の増大と血中MHPGの変動とに有意な正の相関を認めた。この結果から、薬物によるP300振幅の増大にはノルアドレナリン系が関与していると考えられる。(3)治療1週間後のP300振幅変動が大きい群は、8週間後の総合症状の改善率が有意に高かった。治療初期のP300成分は、薬物療法の効果や予後の予測指標になる可能性があると考えられる。2.急性期症状消退後の分裂病患者に関する生活技能訓練(SST)と心理指標についての縦断的研究対象と方法:急性期症状消退後の分裂病患者15名(男性10名、女性5名;平均年齢29.5±7.7歳)に6ヶ月間のSSTを施行した。SST施行前後でロールプレイテストによる生活技能評価と症状評価を行った。またSST前に、言語性記憶の評価、処理容量の評価、注意維持の評価を行った。結果と考察:(1)6ヶ月間のSSTにより、生活技能と陰性症状が有意に改善していた。(2)SST前の言語性記憶成績と注意維持成績は、会話技能の改善率と有意な正相関を示し、SST前の処理容量成績は、状況把握の改善率と有意な正相関を示していた。このことから、SST前の言語性記憶成績、処理容量成績、注意維持成績によって、SSTの効果を予測できる可能性が示された。
PEEPによる人工呼吸誘発肺障害抑制メカニズムの機序解明

人工呼吸誘発肺傷害(VILI)の予防を最終目標とし、肺動脈血管内皮細胞を用いて伸展実験(過伸展模擬ひずみ+PEEP)を行い、伸展とIL-6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量の時系列計測を行った。PEEPを加えることによって肺の過伸展時のIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現を抑制できる可能性がある。さらに、このときのPEEPは1実ひずみを減らすことでIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現を減少させたこと、2PEEP自体にIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現の抑制効果の2つの役割があることが示唆された。人工呼吸は患者の換気や酸素化が不十分な時に用いられるが、この人工呼吸による肺の過伸展や高濃度酸素吸入が肺傷害を引き起こす、または既存の肺傷害を増強させることがわかってきた[人工呼吸誘発肺傷害(VILI)]。VILIメカニズムの解明とVILIを予防する人工呼吸の設定を最終目標とし、本研究ではin vitroの培養細胞伸展システムを用いて、機械的伸展が肺動脈血管内皮細胞に与える影響についてPEEP[呼気終末陽圧人工呼吸]模擬伸展による遺伝子発現及びサイトカイン産生の時系列解析を行い、機械的伸展からサイトカイン産生に至るシグナル伝達経路を同定し、人工呼吸が肺障害を引き起こす過程の遺伝子発現経路を推定する。H25年度は、肺動脈血管内皮細胞を用いて伸展実験(過伸展模擬ひずみ+PEEP)を行い、伸展とIL-6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量の時系列計測を行った。過伸展模擬ひずみにPEEPを加えると、細胞のIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現量は過伸展模擬ひずみ単独の場合よりも減少することが示された。つまり、PEEPを加えることによって肺の過伸展時のIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現を抑制できる可能性がある。H26年度は、H25年度の研究結果で過伸展模擬ひずみ+PEEP実験において、IL-6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量が減少する結果が確認され、PEEPがVILIに関係する遺伝子の発現を抑制、または、発現パターンを変化(遅延)させる可能性が示唆されたので、PEEP+過膨張模擬伸展実験における網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR)を行う予定だったが、試薬・実験手技・実験プロトコールを整えた時点で、細胞伸展刺激装置が故障してしまい、H26年度の研究実績の結果として公表できるまでの結果が得られていない。VILIメカニズムの解明とVILIを予防する人工呼吸の設定を最終目標とし、本研究ではin vitroの培養細胞伸展システムを用いて、機械的伸展が肺動脈血管内皮細胞に与える影響についてPEEP[呼気終末陽圧人工呼吸]模擬伸展による遺伝子発現及びサイトカイン産生の時系列解析を行い、機械的伸展からサイトカイン産生に至るシグナル伝達経路を同定し、人工呼吸が肺障害を引き起こす過程の遺伝子発現経路を推定することを目的として研究を進めた。肺動脈血管内皮細胞を用いて伸展実験(過伸展模擬ひずみ+PEEP)を行い、伸展とIL-6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量の時系列計測を行った。次に、PEEP+過膨張模擬伸展実験における網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR)を行うと、PEEPがVILIに関係する遺伝子の発現を抑制、または、発現パターンを変化(遅延)させる可能性が示唆された。人工呼吸誘発肺傷害(VILI)の予防を最終目標とし、肺動脈血管内皮細胞を用いて伸展実験(過伸展模擬ひずみ+PEEP)を行い、伸展とIL-

6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量の時系列計測を行った。PEEPを加えることによって肺の過伸展時のIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現を抑制できる可能性がある。さらに、このときのPEEPは1実ひずみを減らすことでIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現を減少させたこと、2PEEP自体にIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現の抑制効果の2つの役割があることが示唆された。PEEP+過膨張模擬伸展実験における網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR)を行う予定だったが、試薬・実験手技・実験プロトコールを整えた時点で、細胞伸展刺激装置が故障してしまい、装置の修理にほぼ8ヶ月を費やしてしまい、現時点では、H26年度の研究実績の結果として公表できるまでの結果が得られていない。細胞情報工学H27年度は、前年度(H26年度)の遅れを取り戻せるように研究を推進する。H25年度の研究結果で過伸展模擬ひずみ+PEEP実験において、IL-6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量が減少する結果が確認され、PEEPがVILIに関係する遺伝子の発現を抑制、または、発現パターンを変化(遅延)させる可能性が示唆されたので、PEEP+過膨張模擬伸展実験における網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR)を行う。肺動脈血管内皮細胞を用いた伸展実験(過伸展模擬ひずみ+PEEP)によって、伸展とIL-6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量の時系列計測を行った。その結果から、過伸展模擬ひずみにPEEPを加えると、細胞のIL-6タンパク質産生量、IL-6遺伝子発現量は過伸展模擬ひずみ単独の場合よりも減少することが示された。すなわちH25年度の計画は順調に実施された。H26年度は、実験装置の故障により予定通り実験を行うことが出来なかった。そのため実験で必要な消耗品(物品費)購入のための予定金額を使用できなかったため、次年度使用額が生じてしまった。H26年度は、研究計画通りに研究を推進する。H25年度の過伸展模擬ひずみ+PEEP実験で、IL-6遺伝子発現量あるいはIL-6タンパク質産生量が減少する結果が確認されたので、PEEPがVILIに関係する遺伝子の発現を抑制、または、発現パターンを変化(遅延)させる可能性がある。したがって、PEEP+過膨張模擬伸展実験における網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR)を行う。(次年度使用額が生じた理由と使用計画)H25年度の結果をもとに、PEEP+過膨張模擬伸展実験における網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR)を行うので、細胞培養関連試薬とマイクロアレイ、リアルタイムRT-PCRの試薬の購入、および研究成果報告として、学会(アジア太平洋呼吸器学会)での発表のための旅費を予定している。細胞培養関連試薬、マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR関連物品の購入を予定している。H25年度の結果をもとに、H26年度は、PEEP+過膨張模擬伸展実験における網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ、リアルタイムRT-PCR)を行う。
噴火未遂発生場の構造と揮発性成分の動態に関する研究

噴火未遂をしばしば起こしている火山の構造を調べた結果,火口直下に地下深部のマグマから分離上昇した火山ガスと地下水が混合する熱水たまりが存在し,その気液比は火山活動の消長に伴って変動していることがわかった.熱水の一部は地表を覆う熱変質層の隙間から噴気として地表に噴出し,一部は帯水層を通して周辺に温泉水として広がっている.電磁気探査によって得られる電気伝導度分布から火山ガスの散逸量を推定した結果,雲仙火山のマグマに含まれる揮発性成分の多くが,帯水層を通して散逸していることが明らかとなった.この結果は,マグマからの脱ガスが,爆発的な噴火の阻害や噴火未遂を起こす原因となっていること示す.噴火未遂をしばしば起こしている火山の構造を調べた結果,火口直下に地下深部のマグマから分離上昇した火山ガスと地下水が混合する熱水たまりが存在し,その気液比は火山活動の消長に伴って変動していることがわかった.熱水の一部は地表を覆う熱変質層の隙間から噴気として地表に噴出し,一部は帯水層を通して周辺に温泉水として広がっている.電磁気探査によって得られる電気伝導度分布から火山ガスの散逸量を推定した結果,雲仙火山のマグマに含まれる揮発性成分の多くが,帯水層を通して散逸していることが明らかとなった.この結果は,マグマからの脱ガスが,爆発的な噴火の阻害や噴火未遂を起こす原因となっていること示す.火山噴火の予測精度を向上させるには,異常現象を経て噴火に至るケースを研究するばかりではなく,異常現象が噴火につながらないケース(噴火未遂)についても理解を深める必要がある.本研究者らの最近の研究成果によれば,異常現象から噴火に至るまでの過程は多様であり,この多様性は,マグマが地表まで容易に到達できるか,できないかに拠っている.本研究は,マグマの上昇を阻害し「噴火未遂」に終わることを決定づける現象がどこで発生しているかを,地下構造の観点から明らかにする.特に,マグマに含まれる揮発性成分がどの深さでどの程度失われているかを電気伝導度構造から評価する手法を試みる.初年度は,以下の調査を実施した.阿蘇カルデラの北部,由布・鶴見・伽藍岳周辺,および霧島火山群周辺において,浅部電気伝導度分布調査を行った.詳細は解析中であるが,それぞれの火山周辺において高電気伝導度領域が広がっていることが明らかとなった.また,これらの火山周辺において温泉・湧水の採集を行い,同位体水文学的調査を行った.これらの分析もとりまとめ中であるが,火山体周辺の高電気伝導度領域に対応してマグマ起源物質の拡散が起きていることを示唆する結果が得られている.また,阿蘇カルデラにおいて,中岳を通る北北東ー南南西方向の測線において深部比抵抗構造調査を行った.その結果,浅部の低比抵抗層の下に高比抵抗層があり,深さ15km程度において低比抵抗域が存在していることが明らかとなった.阿蘇火山の中岳周辺において高精度電磁気探査を繰り返し実施し,帯水層付近の電気伝導度構造の時間変化の検出を試みた.阿蘇火山に発生した集中豪雨に伴って表層付近の電気伝導度が変化していることが明らかとなった.これらの詳細な結果は,現在解析中である.こうした研究を蓄積したうえで火山噴火シナリオ作成に研究成果をどのように反映していくか検討を行った.火山噴火の予測精度を向上させるには,異常現象を経て噴火に至るケースを研究するばかりではなく,異常現象が噴火につながらないケース(噴火未遂)についても理解を深める必要がある.本研究者らの最近の研究成果によれば,異常現象から噴火に至るまでの過程は多様であり,この多様性は,マグマが地表まで容易に到達できるか,できないかに拠っている.本研究は,マグマの上昇を阻害し「噴火未遂」に終わることを決定づける現象がどこで発生しているかを,地下構造の観点から明らかにする.特に,マグマに含まれる揮発性成分がどの深さでどの程度失われているかを電気伝導度構造から評価する手法を試みる.平成24年度は,阿蘇カルデラ,九重火山,雲仙火山周辺の電気伝導度構造を調査し,それぞれの火山周辺において高電気伝導度領域の広がりを明らかにした(論文2,3,5).火山活動の時間変化に伴う電気伝導度構造の変化を検出する試みについては,阿蘇火山の中岳周辺において高精度電磁気探査を繰り返し実施し,阿蘇火山の活動が活発化するにしたがって火口下200m程度において電気伝導度が低下し,活動が低下すると電気伝導度が高くなる結果が得られた.この結果は,深部から供給される火山流体中の気体成分比が変化したことによると解釈される(論文6).火山活動の変化に伴う電気伝導度構造の変化を高精度に検出できることを初めて明らかにしたものである.一方,検出される電気伝導度構造の変化がマグマからの脱ガスとどのように関係しているかを明らかにする試みとして,熱水に浸された岩石の電気伝導度が熱変質によってどのように変化するか(論文1),電気伝導度構造から脱ガス量を推定する手法の検討(論文7)をおこなった.また,噴火未遂の事例研究として,阿蘇火山の微小噴火に関する諸研究を比較検討し,結果を月刊地球において公表した.火山噴火の予測精度を向上させるには,異常現象を経て噴火に至るケースを研究するばかりではなく,異常現象が噴火につながらないケース(噴火未遂)についても理解を深める必要がある.

本研究は,マグマの上昇を阻害し「噴火未遂」に終わることを決定づける現象がどこで発生しているか,特に,マグマに含まれる揮発性成分がどの深さでどの程度失われているかに注目し,電気伝導度構造から評価する手法を開発する.最終年度は以下の調査検討をおこなった.阿蘇火山の活動変化に伴う地下の電気伝導度変化:阿蘇火山の中岳周辺において高精度電磁気探査を継続し,他の観測結果動との比較を行った.その結果,多量の降雨のあとに湯だまりの水位が上昇した場合には,地下50m程度の表層の電気伝導度が上昇した.一方,火山活動が活発化して火口底の赤熱などが起きた場合には,地下200m以深の電気伝導度が低下した.この変化は,火口下に存在すると考えられている熱水たまりの気体の量比が液体に比べて増大することにより,電気伝導度が低下したものと解釈できる.こうした微小な変化を検出したのは初めてのことである,九州および台湾の火山地域における浅部電気伝導度・温泉水調査:標記の火山地域において,浅部電気伝導度分布調査および温泉水の化学的調査を行った.その結果,これらの火山において,火道部から周辺への揮発性成分の拡散を示唆する結果が得られた.また,これに加えて,大分ー熊本構造線等の活構造に対応した高電気伝導度域の存在も明らかにした.この領域には,スラブ脱水流体の上昇に伴う温泉が分布している.マグマ脱ガス量の推定法の開発:上記の結果等を受けて,火道から周辺の帯水層への脱ガス量を電磁気探査から推定する方法を開発し,雲仙火山に適応した.その結果,雲仙火山に供給されているマグマが有する揮発性成分の多くが帯水層に脱ガスしていることを示唆する結果を得た.26年度が最終年度であるため、記入しない。火山物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。タイにおいて発生した水害によって購入予定の機材の納入が遅れたために実験の開始が大幅に遅れることとなったが,高精度電磁気探査を実施した時期に火口湖の水位の大きな変動が発生したことにより,火口直下の電気伝導度が変化する現象に遭遇でき,その変化が実際にとらえられることを実証できた.また、そのほかの火山についても表層電気伝導度分布を調査することができ,高電気伝導度領域の広がりがあることが明らかとなった.また,阿蘇カルデラの深部比抵抗構造についても1本の測線について明らかとなっている.噴火未遂に関係する事例の多い火山周辺において電気伝導度分布調査を行い,高電気伝導度領域の広がりがあることが明らかとなった.また,火山活動の変化に伴う電気伝導度構造の変化を検知する試みについて,阿蘇火山で高精度電磁気探査を実施した結果,帯水層に供給される火山流体の気体成分比の変化に伴う電気伝導度構造の変化を検知できることが明らかとなった.また,電気伝導度構造からマグマの脱ガス量を推定する手法についても検討が進んでいる.高精度電磁気探査は4点での繰り返し測定であるために時間変化起きていることを検出することには成功しているが,どの領域で変化が起きているかを精度よく決めるには至っていない.そのため,測定点数を増やして変化している領域を決める調査を進めていく.阿蘇カルデラの深部比抵抗構造については,2本目の測線の調査を行い,面的な広がりを明らかにしていく.浅部電気伝導度分布調査と温泉水の水文学的調査については,九州の他の火山の調査を行い,台湾の火山における結果との比較も行う.繰り返しの高精度電磁気探査では,電気伝導度の時間変化を検出することに成功している.
スーパーオキシド,低分子モノオキシドによる肝微小循環-毛細胆管連関調節機構の解析

新年度末に明らかになった内因性一酸化炭素(CO)による肝血管抵抗の調節作用を示す成績から、COの作用部位の特定を明らかにするため、肝実質細胞,類洞内皮細胞,伊東細胞を初代培養し、CO,NOによるcyclic GMPの反応を検討した。その結果、伊東細胞は可溶性グアニレートシクラーゼ活性が極めて高く、CO数μMに反応してcGMPが上昇することが示された。一方分離灌流肝を用いた系において、COの生成酵素であるヘムオキシゲナーゼの阻害剤を投与すると肝血管抵抗が上昇するのに伴い、類洞血管の不連続性狭小化が起こること,狭小化部位に一致して伊東細胞が局在することが明らかとなった。以上のことから、類洞のトーヌスが肝実質から生成されたCOが伊東細胞に作用し、cGMP依存性に調節されることが示された。肝実質細胞のCOはそれ自身に作用し、何らかの生物活性を発揮する可能性が考えられるが、ヘムオキシゲナーゼが胆汁色素の代謝のkey Enzymeであることを考慮し、COが胆汁流量の調節因子である可能性の検証を試みた。ラット分離灌流肝において、ヘムオキシゲナーゼ阻害剤Zinc protoporphyrin IXの投与により胆汁流量は灌流液中に胆汁酸が存在するときに有意な増加を示した。また肝細胞における胆汁排泄のmotivation forceとなる毛細胆管の収縮間隔を、培養肝細胞のtime-lapse video microscopyで解析したところCOの抑制により収縮回数の増加が認められた。しかしながらこの現象にはcGMPの関与は否定的であり、一方、細胞内ATP量がヘムオキシゲナーゼの阻害により上昇することから、現在COが細胞内ATPを変動させ、K^+チャネルの機能を変化させる可能性を検討している。本年度の最も大きな実績は低圧灌流系である肝微小循環系の内因性弛緩物質としてのheme oxygenase(HO)由来の一酸化炭素(CO)の生理的意義が確立されたことにある。HO由来のCO生成が微小血管トーヌスの調節に関与している可能性を検証する目的で、申請者らは構成型酵素であるHO-2活性の豊富な肝の分離灌流系を用いその類洞循環を独自に開発したFITC標識アルブミン注入法(480-530nm)によるintravital digital microfluorographyを用いて観察した。この際血管平滑筋のない類洞血管の収縮メカニズムを探るため、肝特異的な血管周皮細胞と考えられている伊東細胞の生体観察が必要となった。伊東細胞は肝臓の約85%のVitamin Aを貯蔵していることが知られている。したがってその微弱な自家蛍光(360-450nm)を利用し高感度撮像管でイメージングすることにより伊東細胞の肝小葉内分布を生体内で識別可能であることを明らかにした。ここに初めて、励起フィルターの切り替えにより同一視野の微小血管での収縮部位と伊東細胞の位置関係を経時的に解析することが可能となった。2波長蛍光をデジタル画像として生体内解析できる本法は、平滑筋のない微小血管反応における血管周皮細胞の役割を議論できる初めての実験系となった。正常灌流肝では肝静脈のeffluent中にsubmillimolarレベルのCOが検出可能であり、HOの拮抗的阻害薬であるzinc protoporphyrin IX(ZnPP,1μM)を灌流液中に添加すると検出できなくなる。この時灌流圧は持続的に上昇し血管抵抗は約30%増加する。ここに1-2μM程度のCOや膜透過性のcGMP(8Br-cGMP)を含む灌流液を加えると灌流圧は可逆的に下降した(文献1)。

ZnPPによる血管抵抗上昇の責任部位を明らかにするため肝微小血管のdigital microfluorographyを施行したところ、ZnPP投与後10分で類洞に不連続性収縮が現れ、局所の灌流速度が一過性に上昇した後経時的に低下した。興味深いことに類洞収縮部位はVitamin A自家蛍光で認識できる伊東細胞の局在に一致し、本細胞が構成型HO由来のCOを介した類洞血管トーヌスの調節に関与することが示唆された(文献2)。ZnPPで惹起される昇圧反応はendothelin receptor antagonistやα1-antagonistでは抑制できないことから、従来考えられてきた脈管収縮機序を介した間接作用とは考えられない。平成6年度に,肝臓ではNOが血管弛緩因子として作用せず,ヘムオキシゲナーゼから生成される一酸化炭素が内因性の弛緩因子として作用することが,肝臓で明らかにされた。これを契機に血管トーヌスの調節部位として申請者らは類洞壁細胞である伊東細胞に着目した。この細胞は可溶性グアニレートシクラーゼ活性が極めて高く,マイクロモルレベルのCOによりcGMPが上昇することが,平成7年度に明らかにされた。またCO生成量にみあった量のビリルビンが胆汁排泄空間へ選択的に分泌されるために,門脈灌流液中にtaurocholateが必要であることも示された。CO抑制時に生じる血管抵抗の増大は門脈の収縮によるものではなく,類洞レベルの不連続性収縮によること,その収縮部位に一致して伊東細胞が局在することが微小循環の解析で明らかになった。またCO抑制に際して胆汁流量が増加することが見い出された。肝細胞の生成するCOが胆汁流量を調節する因子であることを示す初めての報告である。そこでメカニズムにはcGMPの関与の可能性が低く,細胞内ATPの調節,K^+チャネルの開口確率の調節を介したメカニズムを想定しているが,詳細は現時点では不明であり,さらに検討を進めている。