hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性酸素ラジカルによるテロメア四重鎖の損傷

活性酸素によるテロメアDNAの損傷についての磁気共鳴を用いた研究を行なった。テロメアDNAの構造であるGカルテットは、結合するアルカリ金属イオンの違いにより構造変化が生じ、ラジカル反応が変化したため、様々なアルカリ金属イオンについて構造を詳細に検討した。それらの構造学的知見をもとに、この状態で核酸のラジカルによる損傷を直接測定し、その時間変化を観測した。現在、最終的な生成物については、三次元液体クロマトグラフィーにより分取した後、質量分析やNMRにより同定中である。しかしながら、当初用いていたラジカル発生系およびストップトフロー反応系では、核酸との反応を直接測定することは、濃度的さらに反応速度的においても難しいことがわかったため、再度、反応混合系を見直し、ストップトフローの結合部やミキサーを試作し改良した。さらに検出部においても、キャピラリーセルを改良したものを試作し、使用することにした。これらの改良により、ストップトフロー-ESR測定システムに照射システムを組み込み、活性酸素ラジカル種を効率的に発生、および、生体試料と反応させることに成功した。核酸ラジカル検出の方法を確立した。また、いくつかのニトロン系スピントラップ試薬を化学合成し、再結晶により生成し、発生した核酸ラジカルを選択的に検出できることになった。さらに、このシステムをアミノ酸の活性酸素による損傷の研究に応用した。現在、テロメアDNAのラジカル反応の構造特異性が明らかになり、NMRの結果と併せてDNAの損傷のメカニズムを明らかにしつつある。活性酸素によるテロメアDNAの損傷についての分光学的な研究を行なった。ESR測定法についてもフロー法やストップトフロー測定法を用いるため、大量のDNAを合成し精製した。また、いくつかのニトロン系スピントラップ試薬を化学合成し、再結晶により生成した。これらのDNAオリゴマーのラジカル化反応について解析するために、フローESRの改良を行なった。流通系は高速液体クロマトグラフ分析用(HPLC)のポンプ、6方切り替えバルブ、インジェクションバルブを採用した。フローESRセルは水溶液扁平石英セルの円筒部分内径を0.3mmに改良したものを使い、光ファイバーによる照射光がセルに到達するように、ESRセルの平面部分を調整した。UV照射光により、過酸化水素からOHラジカルを選択的に発生させることができた。これらの改良により、フローセルで構成されたフローインジェクション-ESR測定システムに照射システムを、活性酸素ラジカル種を選択的に発生させることに成功した。さらに、発生したラジカルを定量的に解析することができた。テロメアDNAの構造であるGカルテットは、結合するアルカリ金属イオンの違いにより構造変化が生じ、ラジカル反応が変化する可能性があるため、様々なアルカリ金属イオンについても測定した。この状態で核酸のラジカルによる損傷を直接測定し、その時間変化を観測した。最終的な生成物については、三次元液体クロマトグラフィーにより分取した後、質量分析やNMRにより同定中である。これにより、テロメアDNAのラジカル反応の構造特異性が明らかになり、ESRの結果と併せてDNAの損傷のメカニズムが明らかにしつつある。

発生した核酸ラジカルを選択的に検出するために、いくつかのニトロン系スピントラップ試薬を化学合成し、再結晶により生成した。これらの装置改良により、核酸ラジカル検出の方法を確立しつつある。このシステムにおいて、核酸より反応性の高い、アミノ酸およびペプチドを対象として、活性酸素による損傷についても研究を遂行中である。現在、テロメアDNAのラジカル反応の構造特異性が明らかにするため、NMRの結果と併せて損傷のメカニズムを解明中である。
栄養の自己免疫病とアレルギーの進展に及ぼす影響

1.自己免疫病発症マウスにおける病気の進展及び免疫機能に及ぼす栄養の影響いろいろな自己免疫病発症マウスを用いて栄養の免疫機能、病気の発症に及ぼす影響について検討し、以下のような結果が得られた。(1)栄養不良でない程度の栄養制限によって、外来抗原に対する通常の免疫機能は保持され、一方、自己抗体の産生は抑制され、寿命は2倍以上延長される。(2)栄養のうちで総カロリー摂取量が最も重要な因子であり、ついで脂肪摂取量である。(3)病気の発症後でも初期であれば、カロリー制限によって病気の進行は押えられる。(4)カロリー摂取量はマウスの種類によって異なる。カロリー制限の効果は高カロリー群の60%前後で認められる。(5)カロリー制限によって、末梢リンパ系組織における細胞分裂の割合が抑制されていると考えられる。2.正常マウスにおける免疫機能に及ぼす栄養の影響6週齢のC57BL/6雌マウスを高カロリー・高炭水化物摂取群、高カロリー・高脂肪摂取群、低カロリー・高炭水化物食群、低カロリー・高脂肪食群の4群に分けて検討した。自己免疫病発症マウスと同様に、正常マウスにおいても脾細胞の細胞性免疫であるPHAに対する反応性、同種リンパ球混合培養は、栄養不良でない程度の栄養制限(undernutrition)によって高く保持される。3.モルモットコンニャク舞粉喘息に及ぼす栄養の影響4週齢Hartley系モルモットを高カロリー、炭水化物食群または脂肪食群、低カロリー、炭水化物食群または脂肪食群の4群に分けて検討した。脂肪制限及び栄養不良でない程度のカロリー制限が喘息発作の程度を軽減することに有効と思われる。自己免疫病発症マウス(NZB×NZW)F_1、雌マウスを用いて、発病前後の5ケ月齢より高カロリ-摂取群と低カロリ-摂取群(高カロリ-の60%カロリ-摂取)の2群にわけて飼育した。病気の進展、リンバ球サブセット、Cell cycle及び自己抗体について検討した。1.尿蛋白について、高カロリ-群は12ケ月で100%陽性であったが、低カロリ-群は0%であった。2.高カロリ-群は低カロリ-群に比べ、脾細胞のTリンパ球は減少し、その中でもLyt2陽性Tリンパ球が有意に減少していた。3.Tリンパ球mitogenのPHA、Con Aに対する脾細胞の増応性は高カロリ-群において著明に低下していた。一方、Bリンパ球mitogenのLPSに対する反応性は宮群間で差が認められなかった。4.リンパ球のCell cycleについては脾において高カロリ-群はS期、G_2+M期が増加し、G_1は減少していた。一方、骨髄のリンパ球については有意差は認められなかった。5.血中抗DNA抗体では低カロリ-群においてIgGクラスの抗dsDNA、抗ssDNA抗体いずれも産生の抑制がみられた。一方、IgMクラスの抗DNA抗体については有意差は認められなかった。(結論)(NZB×NZW)F_1マウスにおいて発病前後の5ケ月齢からカロリ-制限を行なっても免疫機能は保持されている。末梢リンパ系組織の脾においてカロリ-制限によってTリンパ球の数と機能は維持され、細胞分裂の割合が抑えられていることが示唆された。また、自己抗体については、IgG抗DNA抗体が自己免疫病の進体に関与し、カロリ-制限によってIgG抗DNA抗体の産生が抑制されていることが考えられた。1.正常マウスにおける免疫機能に及ぼす栄養の影響色々な自己免疫病発症マウスにおいて、カロリー摂取量を減らすことによって免疫機能は保持され、病気の進展は抑制されて寿命は2倍以上に延長された。今回、正常マウスを用いて栄養の量や質が免疫機能に及ぼす影響について検討した。(方法)

6週齢のC57BL/6雌マウスを4群に分けた。A1は高カロリー、高炭水化物摂取群で、A2は高カロリー、高脂肪摂取群である。B群は低カロリー群で、A群の60%カロリー摂取である。B1はA1と同じ高炭水化物食、B2はA2と同じ高脂肪食である。これらの食餌で飼育し、10カ月齢に種々の免疫機能を測定した。(結果)脾細胞のmitogenに対する反応性については、Tリンパ球mitogenであるPHA-Pに対する反応性は、高カロリー、高脂肪摂取群(A2)において著明に低下し、次に高カロリー、高炭水化物摂取群(A1)が低下した。低カロリー、高脂肪摂取群(B2)は、低カロリー、高炭水化物摂取群(B1)と比べ、軽度低下していた。Con A,LPSに対する反応性は4群間で差異は認められなかった。同種リンパ球混合培養は高カロリー群(A1、A2)は低カロリー群(B1、B2)と比べ著明に低下していた。(結論)自己免疫病発症マウスと同様に、正常マウスにおいても脾細胞の細胞性免疫であるPHAに対する反応性、同種リンパ球混合培養は、栄養不良でない程度の栄養制限(undernutrition)によって高く保持される。2.モルモットコンニャク舞粉喘息に及ぼす栄養の影響4週齢Hartley系モルモットを高カロリー、炭水化物食群または脂肪食群、低カロリー、炭水化物食群または脂肪食群の4群に分けた。これらの食餌を5週間与えた後、1日1時間連続6日間コンニャク舞粉にて感作した。その後3週間して、1分間の吸入誘発テストを行った。(結果及び結論)(1)誘発テストによる発作の強さは脂肪食群で強い。特に低カロリー、脂肪食群で脂肪率が高い。(2)炭水化物食では、高カロリー群が低カロリー群よりも発作からの回復が遅い。(3)末梢血好酸球は脂肪食群で多い例が見られた。(4)即時型皮内反応は4群間で差は見られなかった。遅延型皮内反応は低カロリー炭水化物食群が高カロリー炭水化物食群よりも弱かった。以上のことより、脂肪制限及び栄養不良でない程度のカロリー制限が喘息発作の程度を軽減することに有効と思われる。
前立腺癌の再燃を決定する新しい遺伝子の同定と診断への応用

本研究では、Differential Display法によりヒト前立腺癌の再燃前後に変化する新しい遺伝子を同定しその調節機構と役割を明らかにした。Differential Display法により再燃前後で発現に違いがある遺伝子断片を見つけ、塩基配列の決定とコンピューター解析により未知か既知かの分析と既知遺伝子との相似性の検索を行い、OSM-β遺伝子とnmt55という遺伝子を同定した。また、アンドロゲン依存症の新しい遺伝子として、Liprinα-2とNKX3.1like遺伝子を同定した。OSM-β遺伝子は、オンコスタレンMのレセプター機能を持つチロシンキナーゼ型の増殖因子受容体familyに属し、その発現はアンドロゲンに依存しないことがわかった。また、再燃前立腺癌および、ホルモン非依存性前立腺癌では、この遺伝子が強く発現する例が多いことが明らかとなったので、再燃癌の増殖機構に関わることが示唆された。nmt55遺伝子は、転写調節因子であり、アンドロゲンレセプター遺伝子の発現と相関があることがわかった。アンドロゲンレセプターを介した調節を受ける他の遺伝子と関係し、前立腺癌のホルモン特性に関わるが、再燃癌ではこの遺伝子の発現が消失することが明らかとなり、再燃癌の増殖の調節に関わることが示唆された。Liprinα-2遺伝子は、アンドロゲン除去時にアポトーシス誘導に関わること、また、Liprinα-2の発現が消失すると、転移や増殖の促進が起こることが示唆される結果であり、また再燃癌ではこの遣伝子発現が消失することがわかり、再燃癌の発生に深く関わることが示唆された。また前立腺癌の発生と進展に関わるがん抑制遺伝子、ホルモン受容体遺伝子との相互作用を検討する。本年度の成果として、1.まず従来の前立腺全摘術により得られた早期の前立腺癌と正常前立腺組織よりRNAを抽出し、これを用いてDifferential Display法にて正常に比べて、前立腺癌で発現に違いがある、遺伝子断片を見つけ、塩基配列の決定とコンピュウター解析により未知か既知かの分析と既知遺伝子との相似性の検索をおこなった。その結果、癌と正常で発現の異なる100数個の遺伝子断片を得た。コンピュウター解析によりその中で既知で興味深い遺伝子としてOSM-betaとnmt55と言う2つの遺伝子が前立腺癌で発現することを明らかとした。現在これらの遺伝子の臨床との相関を検討中であり、また再燃癌でどのような発現状態をとるのかを解析中である。2.また、ヒト前立腺癌細胞株をもちいた同様な方法で、すでに、男性ホルモン依存性遺伝子として前立腺癌に関わる事を明かとした遺伝子である、liprin alpha2遺伝子について再燃癌組織での発現の状況を調べた。その結果、全部ではないが一部の再燃癌でこの遺伝子の発現が欠如していることがあきらかとなった。昨年度までの成果として、前立腺癌と正常前立腺組織よりRNAを抽出し、これを用いてdifferential display法にて正常に比べて癌に特異的に発現する、あるいは、発現が抑制されている遺伝子断片を100数個えている。さらなる解析でこのうち興味ある遺伝子としてOSM-βとnm55と言う2つの遺伝子が前立腺癌で特異的に発現することをあきらかとした。本年度の成果として、1.上記2つの遺伝子の機能と臨床像との相関などを検討した。IL-6 familyのoncostatine Mのレセプターの機能をもつOSM-β遺伝子の発現はホルモン非依存性前立腺癌で強く発現し、これらの増殖機転に関わる可能性が示唆された。また、核蛋白質nmt55遺伝子は機能は不明だが、前立腺癌のアンドロゲンレセプターの発現と相関し、このレセプターを介した転写調節により前立腺癌の特性に関わる可能性が示唆された。2.同様にDifferential Display法にて男性ホルモン依存性に関わる遺伝子して分離したLipurin α-2遺伝子とNKX3.1 like遺伝子のヒト前立腺癌への関わりをけんとうした。

その結果、両遺伝子ともに再燃癌で発現が消失するか発現量が低下していることが明かとなった。本研究では、differential display法によりヒト前立腺癌の再燃前後に変化する新しい遺伝子を同定しその調節機構と役割を明らかにする。昨年までの検討の成果として、Differential Display法により再燃前後で発現に違いがある遺伝子断片を見つけ、塩基配列の決定とコンピューター解析により未知か既知かの分析と既知遺伝子との相似性の検索を行い、OSM-β遺伝子とnmt55という遺伝子を同定した。また、アンドロゲン依存症の新しい遺伝子としてLiprinα-2とNKX3.1like遺伝子を同定した。本年度の成果として、1.OSM-β遺伝子は、オンコスタレンMのレセプター機能をもつチロシンキナーゼ型の増殖因子受容体のfamilyに属し、その発現はアンドロゲンに依存しないことが分かった。また、再燃前立腺癌および、ホルモン非依存性前立腺癌では、この遺伝子が強く発現する例が多いことが明らかとなった。再燃癌の増殖機構に関わることは明らかで、この遺伝子を標的とした分子標的治療が考えられる。2.nmt55遺伝子は、転写調節因子であり、アンドロゲンレセプター遺伝子の発現と相関があり、アンドロゲンレセプターを介した調節を受ける他の遺伝子と関係し、前立腺癌のホルモン特性に関わり、再燃癌ではこの遺伝子の発現が消失することが分かった。3.Liprinα-2遺伝子は、アンドロゲン除去時にアポトーシス誘導に関わること、また、Liprinα-2の発現が消失すると、転移や増殖の促進が起こることが示唆される結果であり、再燃癌の発生に深く関わることが明らかとなった。
植物プロトプラストを利用した花色遺伝子の交換系開発

本研究は従来から遺伝分析の進めて来たマツバボタン属植物の系統を用い、花色形質を取り上げ、標的遺伝子、酵素等の特定化、分離・抽出を試みる一方、プロトプラストへの取り込み、色素発現細胞との融合等新らしい遺伝子交換系開発を目指して実施したものである。得られた結果の概要は次の通りである。1)ベタレイン色素高生産性細胞株を見出そうとして、マツバボタン各系統の実生由来のカルスを培養する中で色素形成は光照射に依存し、照射方法を工夫しながら10ケ月にわたって高色素生産株を選抜した。色素生産能力は当初の無選抜株に比し、約4倍量を示した。2)次に培養系統ならびに生体各部位からプロトプラストを単離・培養し生理活性の高いものを得た。また、カルス小塊の段階で微量の色素を抽出し、HPLCを用いた検定法を開発し、形質の発現をチェック出来ることを確認した。3)一方、色素形成に関与する遺伝子作用の検討と色素合成過程に働く酵素の特定化には多くの時日を要した。ベタレイン色素の前駆体であるチロシンが、有色系統のある発育段階で異常に蓄積される事実を発見し、チロシンカからド-パおよびベタラミン酸への合成過程で2つの異なる遺伝子作用を推定し得た。4)さらに、同花色素の前駆体合成に関わる酵素タンパク質を特定するため、SDS-PAGE電気作動法を用いて検討したところ、特異的タンパク質を数種見出し、目下基質特異性を調べ、単離および一次構造決定を試みている。プロトプラストへの特定遺伝子導入策および異系統細胞との融合操作については具体化を工夫中である。ベタレイン色素の生合成の遺伝的修飾は植物の第二次代謝産物に関わるバイオテクノロジー展開に重要な役割をになっている。元来園芸植物の花色を多彩化するために追究した来たテーマもこのような視点から大きな拡がりを見せるようになった。Portulaca属植物を材料として用い、遺伝的な背景を黒にする数多くの系統を用いて遺伝子分析を行なう一方、発育段階を黒にする花蕾から色素およびその前駆物質を抽出し、高速液体クロマトグラフ法を適用することによって、前駆物質ならびに最終産物である数種の色素の生産に関与する遺伝子の作用機作に言及することが可能となった。さらにプロトプラストから各系統の含有する蛋白質を抽出、電気泳動法によって分析した結果、花色発現に重要な関連性をもつ27KD蛋白質を特定できた。今後はこの分子量の蛋白質が色素生合成の特定段階のみに作用するかを確認するため、遺伝子工学的展開をさらに一層推進する予定である。本研究では従来から遺伝分析を進めてきたマツバボタン属植物の系統を用い、花色形質を取り上げ、遺伝子として作用する酵素の単離と特定化をした後、遺伝子導入と融合を目指してプロトプラストの変換系開発することであった。色素高生産性株の選抜に成功し、HPLC分析による微量検出法も開発することができた。一方、色素合成過程に働く酵素の特定化には労多くかなりの日時を要した。しかしチロシンからド-パヘの合成過程に働く2つの異なる遺伝子を確定でき、これらの単離・分析中、23の特定酵素を推定することができた。プロトプラストへの特定遺伝子導入策および異系統細胞との融合実験については、プロトプラスト独自の生存率、導入方法の検討を要する問題が出てきたため、目下具体化について工夫中である。
界面凝集体の時間分解局所トンネル電子励起アンチストークスラマン分光

グラファイト上に吸着したカーボンナノチューブ、金ナノプレートなど様々の試料を走査型トンネル顕微鏡を用いてト形態を観察すると同時に、ラマンスペクトルの高空間分解能化を計画した。この実験を遂行するため独自の装置を開発した。トンネルプローブはタングステンへの銀・銅合金のエッチングあるいはタングステンをエッチングした後に化学的還元により銀をコートしたものを用いた。この結果、プローブ近傍において数10ナノメートルの空間分解能があることが確認できたが、トンネル電流により得られる像と必ずしも一致しないことを見出した。これは試料表面上において、トンネルプローブによりプラズモンが増強される領域が、必ずしもトンネル電流の通過する場所と一致しないことが原因と考えられる。また、酸化錫インジウム透明電極上に吸着した半導体量子ドット、金ナノプレートなどの試料からの発光を観測し、この発光に及ぼすトンネルプローブの効果についても検討した。金ナノプレートを用いると、表面の形態が原子レベルの分解能で測定できることを確認し、さらに光学的な発光測定も可能であることがわかった。量子ドットを試料として光励起した場合、トンネルプローブのナノメートルの高さ変化で発光強度が大きく変る事が明らかとなった。また、金ナノプレートにトンネルプローブを接近させると、トンネル電流のみで発光が観測される現象も見出された。これらの研究成果は、ナノメートル領域における高空間分解能の光学的スペクトル測定への道を開くものとして期待できる。倒立型光学顕微鏡の上に走査型トンネル顕微鏡の走査ユニットをのせて、同時に測定のできるシステムの組立てを行い、さらに下部あるいは斜め上方からアルゴンイオンレーザーを照射して発光スペクトルの測定および画像観察を行った。試料としては、酸化インジウム酸化錫透明導電性基板上にペリレン誘導体、フタロシアニン誘導体などの色素分子の溶液を置いたもの、あるいはこれが乾固して色素が吸着したものを用いた。溶液試料の下部から光照射した場合には、比較的容易に溶媒のラマンスペクトルが得られることを確認した。乾固した試料に斜め上方から光照射して、単一分子からの蛍光を同時に観測したところ、走査型トンネル顕微鏡のプローブ先端付近からも発光が観測された。この発光の強度は励起光の強度に比例し、金属の表面形状に依存すること、発光スペクトルは金属の種類と形状によって変化するので、金属自体の光励起発光に帰属した。このプローブ発光を用いて、単一分子の蛍光が励起できるか、あるいは金属プローブにより蛍光消光が起こるかの実験を開始したが、まだ結論は出ていない。分子間相互作用計算の手始めとして、アミン-水系の水素結合によるラマン散乱シフトの見積もりを行った。その結果、実験で得られたC-H伸縮振動のシフトは、アミン分子から水分子への電子の部分的移動によって起こるC-H結合のイオン性の増大によることが明らかとなった。アミンに水が数個結合した環状構造が最もシフト量が大きいことも説明が可能となった。今後、グラファイト基板と芳香族分子の相互作用の計算へと展開していく。グラファイトなど不透明基板に吸着した分子の分子像と発光を、同時に観測するための装置の製作にも着手した。本年度は凝集ステアリン酸膜などの分子像観察が行えることを確認し、入射光学系の設計を行っている。光信号によって分子像を描くための電子回路、ソフトウエアの検討も進めている。固液界面における構造体形成とその観察を目的として、動的相分離溶媒を利用した界面構造形成と長鎖アルキル基を有する分子を用いた自己組織化膜の二つを対象として研究を行った。動的相分離溶媒については、相分離の時間変化をラマン分光法により追跡してきたが、なぜアルキル鎖のCH振動が相分離に伴ってシフトするのか、明解な答が得られていなかった。この問題を計算機化学の立場から追求し、水素結合に伴う分子間電子移動によって電荷分布が変化することを明らかにした。さらにこれらの溶媒中で重合反応を試み、変化しつつある溶媒構造の大きさに対応してナノマイクロメートルの高分子構造体が生成することを見出した。自己組織化膜の空間分解ラマン分光を行うに先立ち、グラファイト上に吸着したカーボンナノチューブを試料としてトンネルプローブ誘起ラマン分光法によりどの程度の空間分解能が得られるのかを調べた。

ステージ走査型トンネル顕微鏡のプローブ上方に100倍の長作動距離対物レンズを置き、これを通して試料表面にレーザー光を照射し、ラマン散乱光を集めるシステムを組上げた。ここでは励起光にアルゴンイオンレーザーの488nmを用い、散乱光のスペクトルは冷却型電荷結合素子あるいは光電子増倍管によって測定した。電解研磨により作製したタングステンのプローブ表面に、化学めっきにより銀を付着させて走査型プローブとして用いた。また、銀合金を用いて走査型プローブを作製する独自の手法も開発した。組上げた装置を用いて、炭素-炭素間の伸縮モードの振動数をモニターしたところ、グラファイトとカーボンナノチューブが明解に区別でき、少なくとも200ナノメートルの分解能があることが明らかとなった。グラファイト表面に吸着したカーボンナノチューブを試料として、走査型トンネル顕微鏡によるナノメートルオーダーの形態像を得ると同時に、トンネルプローブ増強ラマンスペクトルの測定を行った。トンネルプローブは銀・銅合金を用いて独自の方法により製作した。その結果、ストークス領域においてはプローブ増強効果が確認され、ラマンスペクトルによるマッピングが可能であることが示された。一方、アンチストークス線の場合には明瞭なプローブ増強は確認されなかった。ラマンスペクトルの特定の波長を選択し、光強度によってナノメートル領域の画像を得る手法の開発も行った。この結果、数100ナノメートル以下の空間分解能があることが示された。空間分解能とアンチストークス線検出には、測定に適当な試料を探索する必要があり、今後の課題と考えられる。また、半導体量子ドットをカーボンナノチューブに結合させた試料を、酸化錫インジウム透明電極上に吸着させ、これを光励起することにより発光を観測し、この発光に及ぼすトンネルプローブの影響についても研究を行った。プローブとしては、電解研磨した白金製のものを用いた。プローブに流れる電流値を制御して、プローブと量子ドットの距離の関数として発光強度の変化を調べた。この結果、プローブが無限に離れたところから量子ドットに近づくにつれて発光強度は増加し、数ナノメートルでピーク値に達するが、さらに1ナノメートルの接近によって発光強度は半分程度に消光されることが確認された。サブナノメートルオーダーのプローブ位置の変化が、発光強度に大きく影響することが明らかになったので、より空間分解能の高いスペクトル測定への道を開くものとして期待できる。
薬物組織移行・薬効・副作用の支配要因の変動を考慮したバーチャル臨床試験系の確立

医薬品の影響には個人差が存在し、場合によっては薬効を発揮しない、重篤な副作用を引き起こす恐れもある。創薬において、どのような患者において副作用発生のリスクが高まるかを臨床試験開始前に予できれば、より最適な医薬品を提供することが可能となる。近年、生体の分子レベルの機能を論理的に積み上げることでヒト体内の薬物動態(薬物の各組織における濃度変化)を予測することができる生理学的薬物速度論(PBPK)モデルを用いた解析が進歩を見せている。本研究では、PBPKモデルに人種・遺伝子の違いといった個人差情報を組み込むことにより薬物動態および薬効・副作用の個人差を予測するシステムの構築を目的とする。
神経回路形成時の微小管ダイナミクスに対する脂質メディエーターの効果

リゾフォスファチジン酸(LPA)は多様な生理活性を引き起こす細胞外脂質メディエーターである。これまでLPAは幼若神経細胞の神経突起を一時的に退縮させることが示されている。この反応は微小管を安定化させるタクソールでは影響を受けないことがわかった。さらにLPA処理前後において細胞骨格画分におけるチューブリン量に変動がなかったことから、LPAの微小管に対する作用は脱重合の促進ではないと考えられた。むしろLPAは重合微小管の細胞体への輸送を促進していると思われる。さらにLPAによる微小管再編成には重合アクチンが必要であること、少なくとも部分的に微小管アクチン架橋因子(Microtubule actin-crosslinking factor/MACF)が関わっていることが示された。一方、微小管を構成するチューブリンは様々な様式の翻訳後修飾(チロシン化、アセチル化、ポリグルタミン酸化など)を受けることが知られているが、LPA処理によりいずれのチューブリンも再編成されることがわかった。これらのうち、ポリグルタミン酸化チューブリンは他のチューブリンとは異なりアクチンと共存していることが初めて示された。この種のチューブリンは細胞の運動性などに関与していると考えられるため、アクチンとの相互作用を介して細胞形態や運動を制御している可能性が考えられる。実際にポリグルタミン酸化されない変異体チューブリンを神経細胞内に導入すると神経細胞形態が異常になることが示された。今後これらの点を詳細に検討し、細胞外メディエーターによる細胞骨格制御がどのように神経回路形成に影響しているかについて明らかにする。幼若大脳皮質神経細胞は細胞外脂質メディエーターであるリゾフォスファチジン酸/LPAに応答して伸展しつつある神経突起を一過性に退縮させる。本研究では、LPAの神経突起形成時の微小管に対する効果およびアクチンと微小管の相互作用への影響について検討した。得られた結果は以下の通りである。1.微小管を構成する各種チューブリン(αチューブリン、βチューブリン、チロシン化チューブリン、アセチル化チューブリンおよびポリグルタミン酸化チューブリン)に関する免疫細胞化学染色、ウエスタンブロッティングを行った。LPAにより突起退縮が誘発された時、いずれのチューブリンも脱重合することなく神経突起内から細胞体の方向へ輸送された。2.この輸送はアクチン重合阻害剤であるサイトカラシンDにより阻害されたが、微小管安定化剤であるタクソールによっては影響を受けなかった。3.ポリグルタミン酸化チューブリンはアクチンフィラメントと共存していた。これらのことからLPAによる微小管の再編成は微小管の細胞体への輸送が原因であり、この輸送はアクチン重合反応に依存していることが明らかとなった。またポリグルタミン酸化チューブリンは他のチューブリンとは異なる役割を果たしていることが考えられた。アクチンと微小管の相互作用が考えられたため、両細胞骨格成分の架橋分子であるMAP2c、MACFおよび微小管輸送に関わるdyneinに着目し、それらの細胞内分布を免疫組織学的に調べた。2.株化神経上皮(TR)細胞にMACFの微小管結合部位を過剰発現させたところ、微小管の安定化とともにLPAによる微小管再編成の阻害が観察された。これらからLPAによるアクチンに依存した微小管輸送にMACFが関与していることが示唆された。
卵巣明細胞癌における癌幹細胞の同定とその治療抵抗性メカニズムの解明

癌幹細胞マーカーの一つであるALDH1に注目し,卵巣明細胞腺癌患者から得た検体について免疫組織学的手法によって解析を行い,ALDH1の発現量と癌の悪性度との間に相関性があることを見出した。またALDH1高発現細胞ではNRF2を介した酸化ストレス耐性機構が亢進していることを示し,卵巣明細胞腺癌の化学療法抵抗性をもたらす分子機構の一端を解明した。卵巣がんの中で治療抵抗性の卵巣明細胞腺癌について癌幹細胞の研究を進めている。手術検体を用いて癌幹細胞マーカーの候補であるALDH1の発現を免疫組織染色により検討し、その結果を組織型で分類し、予後との関連性を検討した。現時点では、明細胞癌においては、進行期との相関があり、I,II期に比べ、III,IV期の方がALDH1の発現率が有意に高いという結果が得られた。さらにALDH1の発現率が高い症例ほど無病生存期間が短いことを確認した。明細胞卵巣癌細胞株KOC7Cを用いて、卵巣癌幹細胞マーカーであるALDH1の陽性細胞と陰性細胞に分け、ROSの活性を試験的に検討したところ、陽性細胞の方がROS活性が低い傾向が見られた。ROSを抑制するメカニズムとしては、1ROS産生を抑制する、2産生されたROSを解毒化するという二つの経路が考えられる。2の経路において主要な働きをしているのが、Keap1-Nrf2シグナル経路である。このシグナル経路は、酸化ストレスに対する生体防御機構において重要な役割を果たしている。Nrf2が恒常的に安定化すると、抗癌剤に対して耐性になることが示されていることから癌幹細胞はNrf2を高発現することでROSなどの酸化ストレスを回避し、治療抵抗を示し生存し続けていることが想定された。卵巣明細胞腺癌において、ALDH1をマーカーとした癌幹細胞がNrf2を始めとした解毒、抗酸化作用に関わる遺伝子発現の活性化によりROS活性を低くし、治療抵抗性を誘導していることを示すことができた。明細胞卵巣癌細胞株KOC7Cを用いて、卵巣癌幹細胞マーカーであるALDH1の陽性細胞と陰性細胞に分け、ROSの活性を試験的に検討したところ、陽性細胞のほうがROS活性が低い傾向が見られた。ROSを抑制するメカニズムとしてはKeap1-Nrf2シグナル経路である。次いでALDH1陽性と陰性細胞における網羅的遺伝子発現解析において、遺伝子発現の差を見出すことができず方法を変えながら解析を行っている。ALDH1陽性細胞と陰性細胞のソーティング方法によって遺伝子発現パターンが異なり、安定的な結果を得るに至っていない。卵巣がんの中で治療抵抗性の卵巣明細胞腺癌について癌幹細胞の研究を進めた。明細胞癌においては、進行期との相関があり、I,II期に比べ、III,IV期の方がALDH1の発現率が有意に高いという結果が得られた。卵巣明細胞腺癌において、ALDH1をマーカーとした癌幹細胞がNrf2を始めとした解毒、抗酸化作用に関わる遺伝子発現の活性化によりROS活性を低くし、治療抵抗性を誘導していることを明らかにした。次いでALDH1陽性と陰性細胞における網羅的遺伝子発現解析において、遺伝子発現の差を見出すことができず方法を変えながら解析を行ったが、解析に一貫性がなく有意な結果を見出すことができなかった。この研究の中で卵巣明細胞癌においてALDH1が予後と関連し、癌幹細胞マーカーとなる可能性を示すことができた。更にこの癌幹細胞においてNrf2による抗酸化作用がプラチナ抵抗性に関与することを示した。計画調書通りすすんでいるから。ALDH

1陽性細胞と陰性細胞での遺伝子発現の網羅的解析を進める。各種のソーティングにより分取したALDH1陽性細胞と陰性細胞から各々total RNAを抽出する。受託mRNA発現マイクロアレイの解析結果を元にデータマイニングを行い、POS関連遺伝子を中心に、パスウェイ解析、GO解析等を行う。発現レベルが大きく異なる遺伝子に注目し、生化学的に実験を行う。医歯薬学ALDH1陽性細胞と陰性細胞での遺伝子発現の網羅的解析を進める。ソーティングにより分取したALDH1陽性細胞と陰性細胞から各々total RNAを抽出する。受託mRNA発現マイクロアレイの解析結果を元にデータマイニングを行い、ROS関連遺伝子を中心に、パスウェイ解析、GO解析等を行う。発現レベルが大きく異なる遺伝子に注目し、生化学的実験を行う。購入予定していた消耗品の数が少なく済んだため。抗体、試薬等を購入し、学会発表等に活用する予定である。抗体、試薬等を中心に購入し、学会発表等に活用する予定である。
がん細胞の浸潤性獲得の分子機構

1、各種のマトリックスメタロプロテイナーゼに対する単クローン抗体で胃癌組織を調べることにより、72-kDaと92-kDa type IV collagenaseの発現は共に初期癌では認められず進行癌でのみ高頻度(65%)に起こることを示した。一方で、collagenaseの発現は初期から高頻度の発現を示した。2、92-kDatype IV collagenaseの発現誘導機構についてプロモーターの解析から、以下の点を明らかにした。炎症性サイトカインとv-Srcに代表されるシグナルによってそれぞれ独立に制御される。v-Srcシグナルによる誘導を受けるかどうかは細胞によって異なるがそれはプロモーター中のRCE(Rb control element)への結合活性の有無によって決まる。3、胃癌細胞を正所移植すると組織の線維芽細胞の産生するTGF-bによって癌細胞による72-kDaと92-kDa type IV collagenaseの発現が誘導され、転移能が昂進する。TGF-bの作用は細胞によって異なるがそれを決定する因子の一つとしてRbの欠失があることを明らかにした。所見:本研究班は今年で最終年度を迎える。この3年間で癌細胞の浸潤に関わる様々な細胞外マトリックスの分解酵素に関する情報が遺伝子から組織レベルで蓄積した。癌細胞の浸潤制御を可能にする標的分子としてどの細胞外マトリックス分解酵素が妥当かを決めることが今後の問題である。
農業経営の環境保全型改革と経営成長プロセスの解明

本研究の課題は,農業経営の環境保全型改革にかかわる取り組みを分析し,その道筋を展望することにある。そのために,本研究は次の3つの研究領域を設定し,課題への接近を図ることとしている。第1に,典型的な経営形態に即した検討であり,水田作,畑作,酪農,園芸作を取り上げている。第2に,農業の地域性に即した検討であり,遠隔農業地帯として北海道・東北を,大消費地近郊農業地帯として関東を,中山間農業地帯として中国中山間を取り上げている。第3に,農業経営に対する環境規制の影響であり,なかでも農産物認証制度,エコファーマー制度,畜産環境対策,環境直接支払いといった農業環境政策を念頭に置いている。ただし,実態分析をおこなううえで,これら3つの領域は相互に関連しており,最終的な成果の取りまとめは以下のようにおこなった。水田作については,閉鎖系水域の秋田県大潟村を事例に,不耕起栽培技術の経営的評価をおこなった。畑作については,経営所得安定対策のスタートにより構造変動が進む北海道畑作地帯を事例に,休閑緑肥作を導入した経営モデルの検討をおこなった。酪農については,北海道草地酪農地帯を事例に,放牧の導入による経営改善に取り組む「マイペース酪農」の実態分析をおこなった。園芸作については,関東の野菜生産を事例に,適正農業規範(GAP)の導入に関する実態分析をおこなった。なお,この問題については,アジア先進国との比較という観点から,台湾を事例に同様の分析をおこなっている。地域分析としては,この他に,沖縄における農業経営と資源環境保全のかかわりを分析している。最後に,環境規制については,先進的な位置づけをもつドイツを事例に,畜産に対する環境規制が農業経営行動に及ぼす影響を分析した。本研究は,(1)典型的な経営形態(水田作,畑作,酪農,園芸作),(2)農業の地域性(遠隔:北海道・東北,大消費地近郊:関東,中山間:中国),(3)農業環境規制・施策(畜産環境対策,産地リスク管理,エコファーマー,認証制度,農地・水・環境保全向上対策等)という3つの領域を設定し,課題への接近を図ることとしている。平成18年度は北海道・東北の水田作経営,北海道の畑作経営,北海道の畜産経営を中心とした実態調査をおこなった。北海道の水田作経営では,1990年代後半以降の収益性の低下のもとで,多様な米生産の方向が模索されている。例えば,2000年度に創設された北海道の認証制度「Yes! clean」を活用した米・青果物の組織的取り組みがかなり広汎なかたちで展開しており,持続的農業の経済性をめぐる具体的な検討をおこなった(調査地域:空知地域)。併せて,モデル事業がスタートした「農地・水・環境保全向上対策」に関して事例調査をおこなった。東北の水田農業は,農政改革のもとで担い手育成と「持続可能な地域営農」の仕組みづくりを模索しており,「集落営農」の組織化方策と管理運営をめぐる課題の摘出をおこなった(調査地域:青森,秋田,福島)。北海道の畑作経営では,規模拡大に伴う新たな土地利用方式の確立を基本線としており,休閑緑肥の導入について統計・実態の両面から検討した(調査地域:十勝地域及び北見市)。併せて,品目横断対策への移行に伴う影響試算を収益性の面から検討した。北海道の酪農経営は,「高投入集約型」と「低投入持続型」への分化が進んでおり,いわゆる「メガ・ファーム」も含めた前者のタイプにおけるふん尿処理問題を統計・実態の両面から検討した(調査地域:十勝地域,標茶町,せたな町)。また,本年度は先進国・東アジア農業との比較研究という観点から,CAP改革下における農業環境政策(ドイツ,フランス),WTO加盟下において「高付加価値農業」の展開を志向する台湾の認証制度(CAS・GAP)に関する調査も併せて実施した。

本研究は, (1)農業経営の典型的な経営形態(水田作,畑作,酪農,園芸作),(2)農業の地域性(遠隔地帯:北海道・東北,大消費地近郊地帯:関東,中山間地帯:中国中山間),(3)農業に対する環境規制・関連諸施策(農産物認証制度,産地リスク管理,エコファーマー制度,畜産環境対策,環境直接支払い)という3つの領域を設定し,課題への接近を図ることとしている。平成19年度は,「経営所得安定対策(品目横断的経営安定対策)」がスタートし,その影響を大きく受ける北海道の畑作経営・畑作農業を対象とした実態分析を中心的なひとつの柱に立て,調査研究を実施したのが特色である。対象地域は,北海道畑作の中核である十勝地域(中央部・周辺部),網走地域(斜網・北見)に加えて,中規模・複合的な性格をもつ畑作(田畑作)地帯である道北地域(上川北部・留萌),富良野地域,石狩中央地域を網羅しておこなった。北海道の畑作農業は,スタートした新たな対策下における収益確保対応に加えて,離農の進行と残存農家の規模拡大に伴う新たな土地利用方式(農法)の確立を基本課題としており,この点については,休閑緑肥作の導入・定着をひとつの視点とした大規模畑作の経営モデル設計に踏み込んだ検討をおこなった。これに加えて,「高投入集約型」と「低投入持続型」への分化が進んでいる酪農地帯(根釧地域),畑作地帯と同様に,持続的な水田土地利用方式の確立を模索する大規模水田地帯(石狩・空知),また,先進国・東アジア農業との比較研究という観点から,EU(ドイツ)・台湾における環境保全型農業の調査研究を前年度に引き続き実施した。
希土類等の遷移金属を用いる新分子変換反応

希土類金属は17個の元素からなる周期律表で最大のグル-プであるがその有機合成への利用の例はまだ少ない。我々はジアリ-ルケトンをイッテルビウム金属(Yb)とTHF中で反応させるとメタラオキシラン中間体が生成し、ケトン炭素の極性がアンポ-ルされ求核性になり種々の求電子剤と付加反応を起こして非対称ピナコ-ル、1,3-ジオ-ル、α-ヒドロキシケトン等を容易に与えることを見いだしている。本研究ではこの反応を用いて、1)光学活性1,3-ジオ-ルの合成反応および、2)Ybとの反応をケトンの代りにイミンに適用することにより類似の中間体を発生させ、イミンの還元や二量化反応等の新合成反応を開発することを目的として検討し、以下に示す成果を得た。1)光学活性1,3-ジオ-ルの合成反応の開発。まずベンゾフェノンとYbの反応からメタラオキシラン中間体を生成させておき、これにシクロヘキセンオキシドを反応させるとOH基とPh_2COH基がトランス位にある1,3-ジオ-ルが67%収率で選択的に得られたことより、本反応ではメタラオキシラン中間体はエポキシドのO原子の反対側から攻撃し、SN2タイプの機構で進行することがわかった。従ってキラルエポキシドを用いると光学活性1,3-ジオ-ルが合成できるはずである。そこで種々のキラルエポキシドとベンゾフェノン、9-フルオレノンの反応を検討した結果、キラル1,3-ジオ-ルが高い光学純度(9099%ee)で容易に得られることが明らかになった。キラル1,3-ジオ-ルは生理活性物質の合成中間体として重要であり本研究によって初めてケトンとエポキシドからの合成が可能となった。2)イミンの還元および二量化による1,2-ジアミノエタンの合成。Ybとケチミンの反応からはアミンが、アルジミンからは二量化生成物の1,2-ジアミノエタンが高収率で得られることが明らかになった。
複雑液体系の時間空間揺らぎによる振動数・時間領域振動分光シグナルの形状変化の解析

複数成分から成る液体系の,分子レベル或いはナノメータースケールでの構造とその動的変化は,凝縮相系化学における基本問題の1つである。本研究は,振動数領域・時間領域振動分光シグナルの形状に現れる,共鳴的振動相互作用に由来する特徴を解析することにより,この間題にアプローチしようとするものである。今年度は以下の成果を得た。(1)水和tryptophan zipper 2を対象に,コヒーレント2次元赤外スペクトルの時間領域計算と,振動数揺らぎの挙動の解析を行った。水和tetraalanineの場合と同様,長時間領域(t=1-10ps)の振動数揺らぎがstretched exponential関数で良く近似できることが示された。また,そのβ値がペプチド基の水和の程度により変化することを見出した。(2) N,N-dimethylformamide(DMF)の同位体混合液体のC=O伸縮振動モードを対象に,振動バンドの融合と強度分布の偏りを理論的に解析した。スペクトルの計算は,128分子系を対象に時間領域計算法により行った。Normal/^<13>C混合液体の場合には,両分子種のバンドは別々に現れているが,例えばモル分率χ_<normal>=0.5でも両バンドの強度比は1:1から大きく外れており,振動カップリングによって強度分布に偏りが生じていることが示された。また,normal/d_1混合液体の場合には,融合したバンドが現れ,振動カップリングの効果が顕著であることが示された。これらの振舞いは,モデル混合液体系を対象とした計算から得られたバンド形状のマップ,および実測スペクトルと比較検討を行い,良い一致が得られた。本研究は,振動数領域・時間領域振動分光シグナルの形状に現れる,共鳴的振動相互作用に由来する特徴を解析することにより,この問題にアプローチしようとするものである。(1)コヒーレント2次元赤外スペクトルの時間領域計算法について,振動波動関数の時間発展をeigenstate-free形式で行うこと,及び幾つかの計算ルーチンにopen MP並列化を導入することなど,計算手法上の改良を幾つか合わせることにより,計算時間の短縮と,扱い得る系サイズ(振動子数N)の拡張を試みた。その結果,水和BPTI(bovine pancreatic trypsin inhibitor, N=61)のコヒーレント2次元赤外スペクトル(rephasing, non-rephasingの両方)の時間領域計算が,比較的リーズナブルな時間で実行できることとなった。従来はN=32程度が上限であり,系サイズ依存性がO(N^5)程度であることを考えると,扱い得る系のサイズを大きく拡張することができたものと考えられる。(2)ペプチド鎖水溶液のアミドIモードと水のOH伸縮振動モードを対象に,振動数揺らぎの特徴の理論的解析を行った。長時間領域(t=1-10ps)の振動数揺らぎがstretched exponential関数で良く近似できること,そのβ値が両者で大きく異なること,その相違は溶質の存在による溶媒ダイナミクスの有効次元数に関わると示唆されること,などが分かった。
空間経済学を用いた対日直接投資拡大政策に関する分析

本研究では、対日直接投資、外資系企業の誘致(拡大)政策について経済学、特に空間経済学のツールを用いて分析を行うことを目的としている。本年度は、理論分析において研究の進展がみられた。以下では、本年度の主要な研究について概要を述べる。1.多国籍企業と現地企業の間に発生するR&Dスピルオーバー効果を考慮した上で、外資系企業のR&D活動の誘致政策が経済厚生に与える影響について分析を行った。このような誘致政策に関する分析は、現在、日本が行っている「アジア拠点化立地推進事業」といった外国から高付加価値部門(R&D部門など)を誘致しようとする政策をイメージしたものであり、誘致政策の妥当性について経済学的な観点から考察を行うことが出来た。本分析については、現在、論文にまとめている段階であり、完成後には英文校正などを経て、海外査読雑誌への投稿を予定している。(本研究は、滋賀大学経済学部の大川良文准教授との共同研究である。)2.市場規模格差と技術格差が企業立地に与える影響について分析を行った論文を海外査読雑誌へ投稿した。この論文については、年度内に第1回目の査読結果が到着したため、現在、査読レポートを参考に改訂を行っており、完了後に再投稿を行う予定をしている。また、この論文については、北九州市立大学で開催された研究会において、報告を行い、他の参加者から有益なコメントを得ることが出来た。(本研究は、神戸大学経済学研究科の菊地徹教授との共同研究である。)本研究は、「distribution」「productivity」「linkage」というキーワードを軸に対日直接投資拡大政策について分析を行うことを目的としている。今年度は研究の初年度ということもあり、研究の基礎を作ることを念頭に置いた。特に理論面では、以前から執筆を行っていた「Footloose Capital and Comparative Advantage」(神戸大学・菊地徹教授との共著)の大幅な改訂作業を行った。本論文は、今後行っていく法人税改革などの分析の基礎となる論文である。当該論文については、日本経済学会春季大会において報告を行い、討論者の先生などと議論を行った。現在、頂いたコメントを参考に修正を行っている段階であり、近日中に査読雑誌への投稿を予定している。また、以前から投稿をしていた論文「Time Zones, shift working and international out sourcing」(神戸女学院大学・福島マルセロ専任講師との共著)が本年度中に海外査読雑誌に採択、掲載された。そして、外資系企業と国内企業との間に発生するスピルオーバー効果と海外直接投資の決定に関する分析を行う論文の執筆も行っており、現在、分析結果を論文としてまとめている段階である。今後は、当該論文の学会報告、改訂を行った上で、査読雑誌への投稿を予定している。実証面に関しては、すでに関係省庁において公表されているデータを用いて、外資系企業の日本国内でのプレゼンスに関する分析を行うための準備作業をスタートさせた。以上に加えて、国際機関が発行しているデータを用いて、そもそも本研究の出発点である対日直接投資の受け入れの過少性についても、論文を執筆すべく分析をスタートさせている。)
加齢性黄斑疾患の新しい治療と機能評価

我々は加齢黄斑変性の際の新生血管抜去の際に失われる網膜色素上皮細胞の欠損を補填して視力を回復するために、手術によりあらかじめ採取した網膜色素上皮細胞を、一定期間組織培養し、網膜色素上皮の欠損部位に再移植することを目的とした研究を行ってきた。16年度では、シート上培養された一層の虹彩色素上皮細胞や網膜色素上皮細胞をいかに愛護的に網膜下に移植するかの技術的な問題の解決を行った。まず手術が比較的容易な周辺虹彩切除で採取した家兎の虹彩色素上皮と網膜色素上皮細胞cell lineを、3T3-J2細胞をFeeder layerとして、血清培地下において培養した。この際、培地に磁性微粒子を混入し、細胞内に取込ませた。細胞はこれにより磁気を帯びるようになり、内筒に内蔵した金属棒に引き寄せられ、シート上のままこれにより運搬された(Tissue Eng,2005)。3T3-J2細胞をFeeder layerとして培養された角膜上皮細胞を用いて培養細胞の至適保存条件を検索した(Cornea,2005)。名古屋大学倫理委員会の許可を得て硝子体手術の際に抜去された新生血管膜に付着した少量の網膜色素上皮細胞を丁寧に分離し、3T3-J2細胞をFeeder layerとして培養し、培養細胞に網膜色素上皮としての機能が備わっているか免疫組織学的検査により検索し証明した(Cytotherapy,2005)。17年度では、さらに加齢黄斑変性における新生血管膜の発症病態を、移植網膜色素上皮への遺伝子導入の可能性の観点から研究した。新生血管膜の免疫組織額的検討からは、発症病態には炎症がかかわっていること(投稿中)、血清の高感度CRPが炎症にかかわるサイトカインの遺伝子多型に関係があったこと(投稿準備中)、さらにこれが加齢黄斑変性やポリープ状脈絡膜血管症で上昇していたこと(投稿準備中)などの結果を得た。我々は加齢黄斑変性の際の新生血管抜去の際に失われる網膜色素上皮細胞の欠損を補填して視力を回復するために、手術によりあらかじめ採取した網膜色素上皮細胞を、一定期間組織培養し、生体で観察されるような一層の細胞に配列させて網膜色素上皮の欠損部位に再移植することを目的とした研究を行ってきた。本年度では、シート上培養された一層の虹彩色素上皮細胞や網膜色素上皮細胞をいかに愛護的に網膜下に移植するかの技術的な問題の解決を行った。細胞はこれにより磁気を帯びるようになり、内筒に内蔵した金属棒に引き寄せられ、シート上のままこれにより運搬された(Tissue Eng,2005印刷中)。3T3-J2細胞をFeeder layerとして培養された角膜上皮細胞を用いて培養細胞の至適保存条件を検索した(Cornea,2005印刷中)。さらに、名古屋大学倫理委員会の許可を得て硝子体手術の際に抜去された新生血管膜に付着した少量の網膜色素上皮細胞を丁寧に分離し、3T3-J2細胞をFeeder layerとして培養し、培養細胞に網膜色素上皮としての機能が備わっているか免疫組織学的検査により検索し証明した(投稿中)。

我々は加齢黄斑変性の新生血管抜去の際に失われる網膜色素上皮細胞の欠損を補填して視力を回復するために、手術によりあらかじめ採取した自己網膜色素上皮細胞を、一定期間組織培養し、網膜色素上皮の欠損部位に再移植することを目的とした研究を行ってきた。本年度では、磁性微粒子を用いて周辺虹彩切除で採取した家兎の虹彩色素上皮と網膜色素上皮細胞cell lineを、3T3-J2細胞をFeeder layerとして、血清培地下において培養する研究を継続した。培養された網膜色素上皮細胞は重層化し、一層にはならなかったものの、細胞シートとして完成され、これを内筒に内蔵した金属棒で実際に運搬し、家兎の生体に移植する実験を行い方法の改良を模索した。さらに網膜色素上皮細胞の機能を十分に発揮させるため、または代用する自己虹彩色素上皮に網膜色素上皮の機能を発現させるために、移植網膜色素上皮への遺伝子導入の可能性を踏まえて加齢黄斑変性における新生血管膜の発症病態を研究した。手術で除去した新生血管膜の免疫組織学的検討からは、発症病態には炎症がかかわっていることを見い出した。すなわち新生血管膜への浸潤リンパ球数の多寡により、再発の有無の確率が異なること、一部の検体でMAPKinaseが陽性であったことにより、新生血管の発育には炎症が関与していると考えられた(投稿中)。血清の高感度CRPが炎症にかかわるサイトカイン(IL、TNFなど)の遺伝子多型に関係があったこと(投稿準備中)、さらに血清の高感度CRPが加齢黄斑変性やポリープ状脈絡膜血管症で上昇していたこと(投稿準備中)などの結果も得た。
トラップされたイオンを用いた動力波干渉計用レーザーの長期周波数安定化

原子分子の共鳴線を用いたレーザーの長期周波数安定化は、モードジャンプを抑制して干渉計を安定に連続運転するために必要不可欠であるとともに、将来宇宙空間において観測可能になるであろう超低周波重力波にも対応しうる干渉計を開発するうえでも重要な要素技術である。我々は、極低温イオンの超高分解能スペクトルを利用した干渉計用レーザーの長期周波数安定化を目的として、原子イオンのトラッピングとレーザー冷却を行った。RF(Paul)トラップに蓄積したMg^+に288nmの紫外光を照射したところ、レーザー冷却効果を反映してドップラー幅が著しく狭窄化された蛍光スペクトルが観測された。このスペクトルは、イオンの共鳴周波数よりも低周波側でピークを持ち、高周波側では急激に減衰する非対称形になるものが特徴である。我々は、レーザー光の輻射圧による冷却効果とRF電場下でのイオン同士の衝突による加熱効果を考慮したモデルを導入し、イオン運動の解析を行うとともに、観測されたスペクトル形を精密に再現した。その結果、イオン運動はスペクトルがピークを持つときに最も冷却されており、温度に換算して1K程度になっていることが明らかになった。更に、イオン数が減少し衝突による加熱が弱くなると、蛍光スペクトルには不連続な変化が現れる。これはイオン運動が、比較的大きな軌道を衝突を繰り返しながらカオス運動している状態から、トラップポテンシャルとイオン間のクーロン力で決まる平衡点に結晶化した極低温状態へ一次相転移を起こしたことを示していることが明らかになった。このように、レーザー冷却によって比較的多数のイオンが1K以下にまで冷却できることが示され、ドップラーフリーの高分解能分光の基礎技術が確立した。