hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ワラビ毒・ブラキシンの毒作用発現機構に関する研究

(1)ワラビ地下茎よりの有毒成分の単離。前報において、家畜のワラビ中毒の原因物質としてワラビ地下茎メタノ-ル抽出物より二種類の活性配糖体を単離し、それらをBraxinA1、A2と命名した。本研究では、さらにワラビ地下茎抽出物の液滴向流クロマトグラフィ-、Toyopearl、HW-40Sのカラムクロマトグラフィ-、Wakosil 10C18HPLCを順次行い、モルモットに対する催血尿性を指標として,前述のBraxinA1、A2の他に、より活性の強い二つの画分が得られ、これらをBraxinB、Cと命名した。原ワラビ地下茎粉末よりの各画分の収量は、BraxinA1、A2では共におおよそ0.15%であるが、BとCではそれぞれ0.008%,0.007%と僅少であった。しかし、催血尿性においては、A1とA2は共に300-700mg/Kg(ip,一回投与)であるのに、BとCではそれぞれ36mg/Kg、28mg/Kgの少量で毒性を発現した。これらの成績より、ワラビ地下茎には少なくとも四種類の毒性分の存在が示唆された。なお本研究のBraxinCは、広野らのptoqiulosideと同一物質であることが示唆された。(2)ワラビの短期毒性、ワラビ地下茎粗毒性画分をモルモット腹腔内へ約60日間、連続投与した。一般病状としては、著しい体重の減少と脱毛がみられたが、赤血球、血小板数には著減がなく、白血球はむしろ増加の傾向を示した。剖検所見としては、腹腔臓器の癒着と出血、膀胱壁の浮腫と肥厚が顕著であった。しかし骨髄には異常はみられなかった。これらの成績からワラビ地下茎粗毒画分の短期毒性はその適用部位および膀胱への障害作用が主なものと考えられる。(3)ワラビ毒・BraxinCはラット腹腔肥満細胞に対してヒスタミン遊離作用を持たない。BraxinA1は肥満細胞に対して細胞膨化作用とヒスタミン遊離作用を示すが、BraxinCはいずれの作用も示さなかった。これらの成績は、BraxinA1とCとは作用発現機序のうえでも両者が異なることを示唆している。ワラビ配糖体であるBraxin A1によるモルモットにおける急性毒性.われわれは牛ワラビ中毒の原因物質として,ワラビ地下茎より1種の配糖体画分の単離に成功し,それをBraxin A1と命名した.本研究では,その急性毒性を検討する目的で,単離したBraxin A1のモルモットへの投与実験を行った. 400900mg/kgのBraxin A1の腹腔内への投与により,ワラビ中毒の特徴的症状である膀胱および周囲組織の浮腫と出血性の病変が認められた.これらの成績は, Braxin A1がワラビ中毒の原因物質であることを示している.ワラビ毒・Braxin A1のラット肥満細胞に対する細胞膨化作用. Braxin A1はラット腹腔肥満細胞よりのヒスタミン遊離に対して促進作用を持つが,同時に肥満細胞を著しく膨化させることを見出した.そこでBraxin A1の毒性機構を解明できる研究の一端として,その細胞膨化とヒスタミン遊離作用との関係を検討した.同時に,対照薬としてCompound 48/80, X537A, ATPを用いた. Compound 48/80による肥満細胞の膨化はヒスタミン遊離と一致して1過性に起こるが,その後はむしろ縮小の傾向を示した. X527Aによるヒスタミン遊離は急激に起こるが,膨化の進行は緩徐であるが同時に細胞崩壊を伴った.ATPではヒスタミン遊離に先行して膨化が発現し,長時間に亘り持続した. Braxin A1では, ATPにおけると異なり,膨化がヒスタミン遊離に遅れて発現した.しかし,その膨化はATPにおける様に持続的であった.以上の成績から, Braxin A1の細胞膨化作用とヒスタミン遊離作用との間には直接的な因果関係は無いものと考えられた.また, Braxin A1の肥満細胞に対する作用様式はATPともかなり異なるものと推測された.1.ワラビ配糖体であるBraxine A1(B-A1)のヒスタミン遊離作用に関する研究。B-Alの毒性発現機序う明らかにする目的で、ラット腹腔肥満細胞に対するそのヒスタミン遊離作用について検討した。(1)単離した肥満細胞をB-A1(3×10^<-3>g/mlとリンゲル液中でO°Cで10分間、インキュベートしたのち薬物を含まないメジウムで洗滌して薬物を除去しても、その後37°CでインキュベートするとB-A1のヒスタミン遊離作用の大部分は再現した。(2)しかもその作用は0°CでのB-A1とのプリインキュベーション時間(010分間)に比例して増加し、またそ傾向は無機イオンの欠除した等張ブドウ糖溶液を用いても影響されなかった。このような成績はCompund 48/80(10^<-5>g/ml)、×537A(5×10^<-5>g/ml)のいずれの対照薬によっても得られなかった。(3)破壊した肥満細胞より分離したヒスタミン含有顆粒標本をB-A1(3×10^<-3>g/ml)と糖張

グルコース溶液中で37°Cで030分間、インキュベートすると、ヒスタミン遊離は時間の経過とともに急激に増加し、その増加速度は肥満細胞標本にとけるよりも急峻であった。以上の成績から、B-A1はCompound 48/80の様に細胞表面の特定の受容体を介することなく、肥満細胞内へ取り込まれて細胞内顆粒に直接作用することによりヒスタミンを遊離させることが示唆された。2.ワラビ地下茎よりの毒性物質の単離に関する研究。モルモットに対する催血尿性を活性指標としてワラビ地下茎メタノール抽出物より毒性物質の単離を試みた。本研究では液滴向流クスマトグラフィーなどによる以前の方法に加えて分離用および分析用HPLCを併用した。その結果、B-A1及びA2以外にも活性のある画分が得られ、HPLCにおいて2ピークに分離し、溶出順にBraxin B、Cと仮称した。なおCは山田ら(1987)のプタキロサイドと一致した。(1)ワラビ地下茎よりの有毒成分の単離。前報において、家畜のワラビ中毒の原因物質としてワラビ地下茎メタノ-ル抽出物より二種類の活性配糖体を単離し、それらをBraxinA1、A2と命名した。本研究では、さらにワラビ地下茎抽出物の液滴向流クロマトグラフィ-、Toyopearl、HW-40Sのカラムクロマトグラフィ-、Wakosil 10C18HPLCを順次行い、モルモットに対する催血尿性を指標として,前述のBraxinA1、A2の他に、より活性の強い二つの画分が得られ、これらをBraxinB、Cと命名した。原ワラビ地下茎粉末よりの各画分の収量は、BraxinA1、A2では共におおよそ0.15%であるが、BとCではそれぞれ0.008%,0.007%と僅少であった。しかし、催血尿性においては、A1とA2は共に300-700mg/Kg(ip,一回投与)であるのに、BとCではそれぞれ36mg/Kg、28mg/Kgの少量で毒性を発現した。これらの成績より、ワラビ地下茎には少なくとも四種類の毒性分の存在が示唆された。なお本研究のBraxinCは、広野らのptoqiulosideと同一物質であることが示唆された。(2)ワラビの短期毒性、ワラビ地下茎粗毒性画分をモルモット腹腔内へ約60日間、連続投与した。一般病状としては、著しい体重の減少と脱毛がみられたが、赤血球、血小板数には著減がなく、白血球はむしろ増加の傾向を示した。剖検所見としては、腹腔臓器の癒着と出血、膀胱壁の浮腫と肥厚が顕著であった。しかし骨髄には異常はみられなかった。これらの成績からワラビ地下茎粗毒画分の短期毒性はその適用部位および膀胱への障害作用が主なものと考えられる。(3)ワラビ毒・BraxinCはラット腹腔肥満細胞に対してヒスタミン遊離作用を持たない。BraxinA1は肥満細胞に対して細胞膨化作用とヒスタミン遊離作用を示すが、BraxinCはいずれの作用も示さなかった。これらの成績は、BraxinA1とCとは作用発現機序のうえでも両者が異なることを示唆している。
半導体デバイスのミューオン誘起ソフトエラー率評価のための技術基盤構築

本研究では、半導体デバイスに対するミューオン起因ソフトエラー評価用技術基盤要素として、1国内施設を活用したソフトエラー加速試験技術、2建屋内での宇宙線ミューオン計測技術、及び3ミューオン起因ソフトエラーシミュレーション技術を開発し、それらを統合化して、ミューオン起因ソフトエラー率評価手法を確立することを目的にする。それぞれの開発基盤要素に対する本年度の研究実績は以下の通りである。1大阪大学核物理研究センターMuSIC施設にて、J-PARC MUSE実験で使用した65nmバルクSRAM素子の照射試験を実施した。前者はパルスミューオンビームで、後者はDCビームの違いはあるが、SEU断面積の測定値は両者で一致しており、国内2つのミューオン施設を用いた実験手法を確立できた。また、MuSIC施設の実験で測定した負ミューオン特性X線データに基づく元素分析により、SEU断面積が最大値となる入射ミューオン運動量では、SRAMチップ内でミューオンが停止して捕獲反応が発生したことを実証できた。2前年度までに開発した宇宙線ミューオン計測装置を用いて、0度以外の天頂角(3040度)における新規エネルギー分布データを取得した。100400MeV領域の実測値を得ることができ、その結果をEXPACS計算と比較したところ、良い一致が得られた。3粒子・イオン輸送計算コードPHITSと簡易的な有感体積モデルを組み合わせたシミュレーション手法をJ-PARC MUSE照射試験データの解析に適用し、必要なパラメータ(臨界電荷量)の最適化を行った。5F建コンクリート建造物内におけるミューオンエネルギー分布を入力し、65nm SRAMに対するSEU率を計算して中性子入射SEU率と比較を行った。その結果、中性子遮蔽効果の大きい1階におけるミューオンの影響は中性子に比べ約10%であることが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。165nm設計ルールのバルク及びSOTB構造のSRAMメモリ(中性子照射実績有)に対して、J-PARC物質・生命科学実験施設のMUSE D2ビームラインで照射試験を実施した。正及び負ミューオンに対するシングルイベントアップセット(SEU)数を測定し、入射ミューオン数からSEU断面積に換算し、その入射運動量依存性や動作電圧依存性を調査した。有感領域付近で丁度止まる運動量を持ったミューオン照射の場合、負ミューオンの方が正ミューオンに比べて、明らかに大きなSEU発生が観測された。2プラスチックシンチレータで構成された建屋内での宇宙線ミューオン計測装置を開発した。それをコンクリート建屋内に設置し、天頂角0度に対する1070MeV領域のエネルギー分布データを取得した。低エネルギー領域の収量が増加する傾向を示しており、バックグランド電子が含まれている可能性が示唆された。3ミューオンと物質との相互作用の物理モデルを組み込んだ最新版の粒子・イオン輸送計算コードPHITSと簡易的な有感体積(SV)モデルを組み合わせたシミュレーション手法(PHITS-SV)を開発した。それを用いた事前計算を行い、J-PARC MUSE照射試験で使用するミューオンビームの運動量範囲などの実験条件を決定する際に活用した。繰越により平成29年7月末まで完了期間を延長したことで、平成29年度初めに追加の照射試験を実施でき、変更後の計画に沿って研究が順調に進捗している。特に、先行研究で正ミューオン照射試験の報告はあったが、負ミューオンによる照射試験はなく、世界最高強度のミューオンビームを提供できるJ-PARC MUSEで照射試験を2回実施できたことで、負ミューオンがソフトエラーに与える影響を初めて明らかにすることができた。1J-PARC MUSEで実施した照射試験の実験データ解析を継続して行った。シングルイベントアップセット断面積導出で必要となる入射ミューオン束の導出手法を確立し、負ミューオン特性X線データの解析からミューオン停止位置での元素識別の可能性を調査した。また、前年度照射試験を行ったSRAMメモリーデバイスに対して、多セルビットエラー発生に対する入射角度依存性を調査する実験をJ-PARCで実施した。2プラスチックシンチレータで構成された建屋内での宇宙線ミューオン計測装置を改良した。それをコンクリート建屋内に設置し、天頂角0度に対する20340MeV領域のエネルギー分布データを取得した。200MeV以上に存在する他者のデータと一致し、滑らかに接続することを確認した。3前年度開発した粒子・イオン輸送計算コードPHITSと簡易的な有感体積(SV)モデルを組み合わせたシミュレーション手法(PHITS-SV)をJ-PARC MUSE照射試験データの解析に適用した。SOTB実測データとPHITS-SVシミュレーションを比較し、臨界電荷量を調整することで実測データの正・負ミューオンSEU比を再現できることを示した。

負ミューオン誘起SEUに対して、捕獲反応で2次的に発生する陽子とα粒子が大きな影響を及ぼすことを明らかにした。これまで、当初の研究計画に沿って研究開発が進展している。コンクリート建屋における宇宙線ミューオン計測では、初めて20200MeV以下の低エネルギーミューオンのエネルギー分布を測定でき、予想より順調に研究が進展している。本研究では、半導体デバイスに対するミューオン起因ソフトエラー評価用技術基盤要素として、1国内施設を活用したソフトエラー加速試験技術、2建屋内での宇宙線ミューオン計測技術、及び3ミューオン起因ソフトエラーシミュレーション技術を開発し、それらを統合化して、ミューオン起因ソフトエラー率評価手法を確立することを目的にする。それぞれの開発基盤要素に対する本年度の研究実績は以下の通りである。1大阪大学核物理研究センターMuSIC施設にて、J-PARC MUSE実験で使用した65nmバルクSRAM素子の照射試験を実施した。前者はパルスミューオンビームで、後者はDCビームの違いはあるが、SEU断面積の測定値は両者で一致しており、国内2つのミューオン施設を用いた実験手法を確立できた。また、MuSIC施設の実験で測定した負ミューオン特性X線データに基づく元素分析により、SEU断面積が最大値となる入射ミューオン運動量では、SRAMチップ内でミューオンが停止して捕獲反応が発生したことを実証できた。2前年度までに開発した宇宙線ミューオン計測装置を用いて、0度以外の天頂角(3040度)における新規エネルギー分布データを取得した。100400MeV領域の実測値を得ることができ、その結果をEXPACS計算と比較したところ、良い一致が得られた。3粒子・イオン輸送計算コードPHITSと簡易的な有感体積モデルを組み合わせたシミュレーション手法をJ-PARC MUSE照射試験データの解析に適用し、必要なパラメータ(臨界電荷量)の最適化を行った。5F建コンクリート建造物内におけるミューオンエネルギー分布を入力し、65nm SRAMに対するSEU率を計算して中性子入射SEU率と比較を行った。その結果、中性子遮蔽効果の大きい1階におけるミューオンの影響は中性子に比べ約10%であることが分かった。1J-PARC MUSEで2回行った照射試験の実験データ解析(特にミューオン崩壊電子計測による入射ミューオン数の導出)を継続して行う。また、J-PARC MUSEで再度照射試験を実施し、多セルビットエラー発生に対する入射角度依存性を調査する。2建屋内ミューオン計測では、電子の影響を除去するデータ解析手法を検討する。さらに測定器上部に鉛ブロックを設置することで、エネルギー減衰させ、70MeV以上のより高いエネルギーのミューオン計測も行い、200MeV以上の先行研究結果と比較する。3SOTBデバイスに対するPHITS-SVシミュレーションを実施し、実測データと比較する。
悪性リンパ腫細胞の接着依存性増殖の病態と接着阻害による増殖抑止効果の解析

【緒言】難治性癌性胸膜炎を伴う胸線原発T細胞性悪性リンパ腫患者胸水より、線維芽細胞依存性に増殖する細胞株(L-KIM)を樹立し、平成11年度の本研究においては、その線維芽細胞上における増殖動態および接着分子の関与について解析し、L-KIMが線維芽細胞上でベータ1インテグリンを介する接着依存性増殖を示し、その接着については主にVLA-4(CD49d/CD29)及びVLA-5(CD49e/CD29)の両者が関与していると考えれる実験結果が得られた。その実験結果を踏まえ本年度においてはマウスへの腫瘍細胞移植についてその可否を検討し、in vivoでの抗ベータ1インテグリン抗体投与による腫瘍抑制効果を検討した。【方法】SCIDマウスの皮下にL-KIMを種々の細胞数で接種し、腫瘤形成の有無を確認した。また、抗ベータ1インテグリン抗体(4B4)をマウス1匹あたり0.2mgを腫瘍細胞接種開始より5日間腹腔内投与し、その増殖抑止効果について実験した。【結果および考察】マウス1匹あたり1X10^6、5X10^6、1X10^7のL-KIMをそれぞれ接種し、腫瘤形成について観察した結果、いづれの場合においても接種後1ヵ月で腫瘤が形成され始めた。腫瘤は他に転移することなく、接種した局所のみで増殖し続け、in vitroので研究結果に矛盾しない状況であった。腫瘍をパラフィン固定し、切片にして顕微鏡観察した結果は、腫瘍細胞が密に並んでおり、悪性リンパ腫の像を呈していた。腫瘍組織をほぐして細胞表面抗原を調べた結果、CD3,CD4,CD8,CD21などのL-KIMと同一の表面抗原が発現されており、これがL-KIMそのものであることが確認された。抗体投与による腫瘍増殖の抑制については現在研究が進行している所である。【緒言】難治性癌性胸膜炎を伴う胸腺原発T細胞性悪性リンパ腫患者胸水より、線維芽細胞依存性に増殖する細胞株(L-KIM)を樹立し、その線維芽細胞上における増殖動態および接着分子の関与について解析した。【方法】96ウェルプレートで培養後放射線照射された繊維芽細胞Balb3T3上でL-KIMを培養、[3H]チミジンの取込みを測定しL-KIMの増殖を評価した。ベータ1インテグリン(CD49d,CD49e,CD29)及びベータ2インテグリン(CD18)に対する単クローン抗体を培養系に添加し、増殖阻害効果を調べた。【結果および考察】L-KIMはBalb3T3存在下では培養日数にともなって増殖を認めたが、Balb3T3非存在下では増殖は認められず、培養5日後には殆ど死滅した。L-KIM増殖は対照抗体存在下に比して抗CD49d抗体で50%、抗CD49e抗体で42%、抗CD29抗体で30%にまで阻害された。さらに抗49d抗体と抗CD49e抗体の両者の組み合わせでは抗CD29抗体と同等の増殖阻害効果が認められた。ベータ2インテグリンのCD18に対する抗体では増殖は阻害されなかった。L-KIMは線維芽細胞上でベータ1インテグリンを介する接着依存性に増殖し、主にVLA-4(CD49d/CD29)及びVLA-5(CD49e/CD29)の両者がそれに関与していると考えられた。L-KIMは悪性リンパ腫の局所増殖におけるインテグリンの関与を解明する上で有用なモデルになりうると思われた。
日常的な支援に活かすアタッチメントの観点を滋養する手法の開発

本研究の目的は、(1)子どもや青年(以下、子ども)の支援に関わる現場の職員の観点から見た子どもの特徴や言動から、(2)アタッチメントの視点にもとづいて子どもを理解するのに適切と思われるものを抜きだし、(3)リスト化し、(4)それによって現場の支援者がアタッチメントの観点を用いて子どもを理解することができ、また、アタッチメントの観点そのものを滋養することが出来るようにすることである。研究の初年度に当たる2018年度は、(1) (2)の作業を行なうために、現場の協力者と企画書を作成し、参加者を募ってケースカンファレンス(以下、CC)を行なった。理解の対象としたのは「思春期青年期の行動上の問題を抱えている子どもたち」であり、CCの参加者として、a)社会的擁護の施設職員、b)司法矯正の職員を募った。CCの形態はa)について、5回のCC、各回20名程度の参加者(施設長、心理士、指導員等)であり、子どもの年齢は10-15歳であった。b)については、10回のCC、各回20名程度の参加者(家庭裁判所調査官、法務技官)であり、子どもの年齢は15-19歳であった。いずれのCCにおいても、事例呈示と子どもの理解についての討議を行なったが、その際にアタッチメントの観点からはどの言動が注目できるかについて職員へのフィードバックを行なった。以上のCCから15の事例に関する資料が得られたが、ここに(1)が含まれていることになる。これにもとづいて、研究代表者が(2)を実施した。現在、実施回数の多かったb)について、この作業を行ない、127項目を抽出し、その解釈を含めてリスト化したところである。これを非行少年版のアタッチメント項目リスト(AIL)と呼んでいる。本年度は、行動上の問題を抱えた子どもたちの支援に当たる施設職員、および司法矯正領域の職員からの参加者を募り、思春期青年期の子どもについてのCCを行なう予定であった。これについては計画通り実行できている。さらに当初の予定では、施設職員とのCC5回、司法矯正職員とのCC5回を実施する予定であったが、後者について、参加者の協力によってそれ以上の回数を行なうことが出来た。そのため、来年度の完成を予定していたAILについて、非行少年版の暫定版を今年度中に仕上げることができた。司法矯正職員とのCCは2019年度も継続する予定であるが、暫定版は2019年度の犯罪心理学会で発表される予定である。社会的擁護版のAILについても、本年度得られた5事例をもとに作成しているところであり、来年度もCCを継続し、項目を蓄積してAILを作成する予定である。計画よりも早く研究が進んでいる部分もあるが、抽出する項目の精度をあげるために、2019年度も今年度と同様のCCを開催する予定である。参加者は新たに募集するが、今年度の参加者の再参加は妨げない。CCの実施と並行して項目の抽出を行い、暫定版のAILを改訂していく。2019年度の後半に、アタッチメント研究者である研究分担者にAILについて、項目抽出の適切さ、解釈の適切さを検討してもらい、討論を経て2019年度中には社会的擁護版、非行少年版のAILを完成させる予定である。2020年度は、再び参加者を募り、各現場の職員に各AILを使用してもらい、2021年度にその効果を検証する。具体的には、AILによる子どもの行動問題理解の深まりについての質的分析、およびアタッチメントの観点が内在化されたかについての量的分析を行なう。

これについては計画通り実行できている。さらに当初の予定では、施設職員とのCC5回、司法矯正職員とのCC5回を実施する予定であったが、後者について、参加者の協力によってそれ以上の回数を行なうことが出来た。そのため、来年度の完成を予定していたAILについて、非行少年版の暫定版を今年度中に仕上げることができた。司法矯正職員とのCCは2019年度も継続する予定であるが、暫定版は2019年度の犯罪心理学会で発表される予定である。社会的擁護版のAILについても、本年度得られた5事例をもとに作成しているところであり、来年度もCCを継続し、項目を蓄積してAILを作成する予定である。計画よりも早く研究が進んでいる部分もあるが、抽出する項目の精度をあげるために、2019年度も今年度と同様のCCを開催する予定である。参加者は新たに募集するが、今年度の参加者の再参加は妨げない。CCの実施と並行して項目の抽出を行い、暫定版のAILを改訂していく。2019年度の後半に、アタッチメント研究者である研究分担者にAILについて、項目抽出の適切さ、解釈の適切さを検討してもらい、討論を経て2019年度中には社会的擁護版、非行少年版のAILを完成させる予定である。2020年度は、再び参加者を募り、各現場の職員に各AILを使用してもらい、2021年度にその効果を検証する。具体的には、AILによる子どもの行動問題理解の深まりについての質的分析、およびアタッチメントの観点が内在化されたかについての量的分析を行なう。年度内に所属機関の変更があり、そのために予定していた海外出張を行なえなかったこと、また異動に伴う大学間の送金の手続きがうまくいかなかったこと、さらにそのために研究分担者への研究費の配分も行なえなかったこと、といった理由のために計画をしていた通りの予算の使用が出来なかった。そのため、大幅な次年度使用額が生じている。今年度予定していた海外出張を2019年度に行なうとともに、必要な物品の購入等も行なうことで、当初の予算使用計画に近い形での実施を予定している。
非症候群性原発性萌出不全の病態および分子機構の解明

非症候群性原発性萌出不全;Primary Failure of Tooth Eruption(PFE)は、近年矯正歯科臨床において遭遇する機会が増加している疾患である。この疾患の特徴は、歯の継続的な萌出メカニズムが阻害されることにより、咀嚼・発音といった日常生活を担う上で重要な機能障害が起こることである。現在までに、PFEの原因遺伝子としてPTH1Rが同定されているものの、詳細な発生機序およびこれらを取り巻く分子調節メカニズムは未だ明らかとなっていないのが現状であることから、本研究においてはPFEの病態に関わる分子機構の解明を目的とし研究を開始した。PFE患者から採取したPFE罹患未萌出歯および正常萌出歯から歯髄および歯根膜組織を採取・細胞培養、RNAを回収し、これらのサンプル間でいかなる遺伝子発現の変化が起こっているのかをマイクロアレイ分析にて解析した結果、PFE罹患未萌出歯サンプルで統計的に有意に低下する遺伝子が103、増加する遺伝子が155あることが分かった。またパスウェイ分析を行った結果、PFE罹患未萌出歯サンプルにおいてRANKLを中心とする骨芽細胞・破骨細胞シグナリングパスウェイが有意に低下する一方、TNF・IL-6、8といった炎症性サイトカインは有意に増加していた。以上の結果から、現在までに原因遺伝子として明らかになっているPTHRの変異によるRANKLの発現低下を原因とした骨リモデリングの低下が起こり、そのフィードバックとして炎症性サイトカインが増加したと考えられる。現在までに、歯の萌出阻害は骨リモデリングの異常が主な原因であると考えられてきたが、未萌出歯周囲の歯根膜組織においても遺伝子発現レベルの変化が確認されたことから、歯根膜組織および周囲骨組織における相互関連メカニズムが、PFEの病態発生機序および正常歯の萌出に重要な役割を果たす可能性が示唆された。この疾患の特徴は、歯の継続的な萌出メカニズムが阻害されることにより、特に臼歯部において開咬状態を呈する結果、咀嚼・発音といった日常生活を担う上で重要な機能が阻害されることである。まず、PFE患者が罹患部位以外の矯正治療を行う上で抜歯が必要であると診断された歯を入手することが可能であったため、患者への説明と同意を行った後、罹患未萌出歯および正常萌出歯の採取から本研究の着手を開始した。罹患未萌出歯および正常萌出歯歯根内の歯髄および周囲に存在する歯根膜組織を採取してコラゲナーゼにて処理後、10%FBS含有Medium培地にて細胞培養を行った。その後、培養・増殖後の細胞からRNAを回収し、これらのサンプル間でいかなる遺伝子発現の変化が起こっているのかをマイクロアレイ分析にて解析した結果、罹患未萌出歯および正常萌出歯間には、骨リモデリングおよび炎症機構に関連するいくつかの遺伝子に統計的な有意差があることが明らかとなった非症候群性原発性萌出不全;Primary Failure of Tooth Eruption(PFE)は、近年矯正歯科臨床において遭遇する機会が増加している疾患である。当初予定していた抜去歯からのRNA回収およびマイクロアレイ解析までを行い、対照群間における発現遺伝子の統計的有意差を確認することができた。今後の計画としては、統計的有意差が確認された遺伝子群を用い、骨細胞・骨芽細胞・破骨細胞・歯根膜細胞といった様々な種類の細胞へ過剰発現もしくはノックダウン実験およびリコンビナントタンパクを用いた機能解析を行っていく。そのため、まず特異的に発現する遺伝子のクローニングを行い、強制発現ベクターおよびsiRNAベクターの作製を行っていく。

26年度はマイクロアレイデータの解析までを主に行っており、統計的有意差が確認された遺伝子群に対する過剰発現およびノックダウン実験は27年度に行うこととしたため、次年度使用額が生じている。強制発現ベクター作製に使用するベクター購入および、ノックダウン実験の用いる細胞培養およびトランスフェクション試薬の購入を行う予定である。
コナガバキュロウイルスの特性解析と利用に関する研究

コナガ由来のPlxy1217細胞を用いて研究を進めた。Plxy1217細胞は、恵与を受けた当初の継代数は多くなかったために樹立細胞系とはいえず、また市販されていない栄養豊富な特殊な培養液で継代されていたので、汎用性を高める目的もあって、まず、市販のIPL-41培養液で継代することによって、IPL-41培養液に順化させた細胞系として樹立した。樹立したPlxy1217細胞系に感染幼虫から調製したPlxyNPV接種液を接種したところ、NPV感染に典型的なCPEと包埋体様封入体の形成が認められた。この感染細胞の培養液中のPlxyNPVのプラーク純化を、Plxy1217細胞を用いて試みたところ、12の分離株において、ウイルス接種後14日頃からプラークが認められた。これらのプラークに含まれるPlxyNPVを培養液中に採取して接種液とし、Plxy1217細胞に接種したところ、いずれのプラークも、明瞭な包埋体の形成は示さなかったが、感染細胞から包埋体を粗精製して、包埋体の構成たんぱく質であるポリヘドリンをイムノブロット法により検出したところ、いくつかのプラークで、ポリヘドリンが約28kDaのバンドとして明瞭に認められた。このことから、プラークに含まれるPlxyNPVは、Plxy1217細胞において増殖するが、増殖量はきわめて少ないことが考えられた。これらのプラークに含まれるPlxyNPVを、今後のさまざまな研究に供するため、培養細胞とコナガ幼虫の両方を用いて増殖させることを試みたが、満足のいく増殖を得ることはできながった。本研究は、コナガ(Pultella xylostella)に対して高致死活性をもつバキュロウイルス科の核多角体病ウイルス(NPV : nucleopolyhedrovirus)を野外で採集し、クローン化して、クローン化NPVの生物学的特性を解析することにより、コナガに対して高殺虫活性をもつNPVクローンを選抜し、コナガを標的とした高効果NPV殺虫剤を開発するための基盤を整備することを目的としている。今回は、まず、フィリピンの14地点で採集したコナガの罹病幼虫と罹病蝋を、顕微鏡下で包埋体の有無を調査することにより、バキュロウイルスと推定される70の分離株を得た。これらの分離株を、コッホの条件にもとついて、顕微鏡ならびに生物検定により精査したところ、33の分離株がバキュロウイルス科のグラニュロウイルスと推定され、残りの37株がNPVであると考えられた。現在、NPVと推定されたウイルスをコナガ幼虫に再感染させ、罹病幼虫の血液およびその希釈液を接種液として、各種昆虫細胞株に接種し、包埋体の生産と細胞病変効果を指標として、コナガNPVの最適許容細胞株の探索を行っている。同時に、コナガNPVの許容細胞を用いて、プラーク純化法によるウイルスのクローニングも開始したが、解析に要する十分な数の信頼に足るクローンは現在のところ得られていない。また、コナガNPVを効率的に産生するための細胞株を独自に確保するために、コナガの卵ならびに艀化幼虫の脂肪組織や中腸、血球細胞などを出発材料として、新規細胞株を作出するための研究にも着手した。組織片を移植してすでに2ヶ月近くになるが、まだ活発な細胞の遊出は認められていない。本研究は、野外で分離したコナガ(Pultella xylostella)核多角体病ウイルス(NPV:nucleopolyhedrouirus)から、コナガに対して高殺虫活性をもつNPVクローンを選抜し、コナガを標的とする効果の高いNPV殺虫剤を開発するための基盤を整備することを目的としている。これまでに、フィリピンで採集したコナガ罹病幼虫からコナガNPV(PlxyNPV)と推定された37株のNPVを分離した。今回、これらのPlxyNPVを培養細胞で増殖させるための接種液を調製するために、ウイルスを脱皮直後の3齢コナガ幼虫に接種したところ、およそ30%が致死したに過ぎなかった。フィリピンのコナガを用いた同条件の感染実験では、100%の致死が得られることから、PlxyNPVに対する感受性は、日本のコナガとフィリピンのコナガで大きく異なっていることが示唆された。つぎに、感染が認められた21の分離株のコナガ感染幼虫の血液と幼虫磨砕液の上清を接種液として、昆虫細胞系に接種し、PlxyNPV許容細胞系の探索を行った。最初に、PlxyNPVの増殖を許容すると報告されているHeliothis virescens由来のHv-AM1細胞と、Trichoplusiani由来のTn-CL1細胞を用いて感染実験を行ったところ、両細胞とも、21のPlxyNPV分離株のうち14の分離株の増殖を許容することが示唆されたが、ウイルスの継代を繰り返すうちに、やがてCPEも包埋体様封入体の形成も認められなくなった。このことから、Hv-AM1細胞もTn-CL1細胞も、今後、PlxyNPVの生物学的特性解析や、PlxyNPVに関する分子生物学的研究、遺伝子工学的研究などを進めるうえで十分に満足のいく細胞系ではないと判断した。現在、コナガ由来のPlxy217細胞を用いて同様の研究を継続している。

Plxy1217細胞は、恵与を受けた当初の継代数は多くなかったために樹立細胞系とはいえず、また市販されていない栄養豊富な特殊な培養液で継代されていたので、汎用性を高める目的もあって、まず、市販のIPL-41培養液で継代することによって、IPL-41培養液に順化させた細胞系として樹立した。樹立したPlxy1217細胞系に感染幼虫から調製したPlxyNPV接種液を接種したところ、NPV感染に典型的なCPEと包埋体様封入体の形成が認められた。この感染細胞の培養液中のPlxyNPVのプラーク純化を、Plxy1217細胞を用いて試みたところ、12の分離株において、ウイルス接種後14日頃からプラークが認められた。これらのプラークに含まれるPlxyNPVを培養液中に採取して接種液とし、Plxy1217細胞に接種したところ、いずれのプラークも、明瞭な包埋体の形成は示さなかったが、感染細胞から包埋体を粗精製して、包埋体の構成たんぱく質であるポリヘドリンをイムノブロット法により検出したところ、いくつかのプラークで、ポリヘドリンが約28kDaのバンドとして明瞭に認められた。このことから、プラークに含まれるPlxyNPVは、Plxy1217細胞において増殖するが、増殖量はきわめて少ないことが考えられた。これらのプラークに含まれるPlxyNPVを、今後のさまざまな研究に供するため、培養細胞とコナガ幼虫の両方を用いて増殖させることを試みたが、満足のいく増殖を得ることはできながった。
BTLAとPD-1制御による冠動脈内膜肥厚とドナー特異的抗体産生抑制効果の解析

拒絶反応を抑制するための免疫抑制剤やステロイド等の投与方法や開発により、移植成績は良好な傾向となっている。しかし、従来型免疫抑制剤の長期投与では副作用の増加と医療費の向上を引き起こし、慢性拒絶反応の制御は依然困難な状態である。現在までに抗PD-1抗体や抗CTLA-4抗体等、多くの抗体が拒絶反応制御に対して研究されている。そこで、今回の研究では抗BTLA抗体と抗PD-1抗体の組み合わせをマウス心臓移植モデルに対して使用し、抑制性受容体抗体による免疫制御細胞の誘導の有無とその機序の解析を行い、ひいては慢性拒絶反応抑制効果について調査した。平成27年度は無治療群、抗BTLA(B and T Lymphocyte Attenuator)抗体単独投与群、抗PD-1(Programmed Cell Death 1)抗体単独投与群、抗BTLA抗体+抗PD-1抗体併用群の4群を作成し、移植心臓の生着延長期間(以下、MST)を確認した。MSTは、無治療群7日間、抗BTLA抗体単独投与群46日間、抗PD-1抗体単独投与群25日間、抗BTLA抗体+抗PD-1抗体併用群100日以上であった。抗BTLA抗体と抗PD-1抗体の組合せがFK506やシクロスポリンなどの従来型の免疫抑制薬と同じ効果を有していた。投与スケジュールの中で手術当日の1回投与が100日以上の生着延長効果を認めたため、このスケジュールを基準に実験を進めていく。平成29年度はBTLA抗体単独投与群の生着延長効果を確認すると共に、移植心の冠動脈内膜変化を組織免疫学的に評価した。冠血管周囲にCD4+CD25+制御性T細胞の誘導を認めた。平成30年度は論文を作成し、現在査読中である。・各群から採取した脾臓を用いて、混合リンパ球培養、サイトカイン分析を行っている。・各群から採取した移植心を免疫組織染色で評価中である。平成28年度はBTLA抗体単独投与群の生着延長効果を確認すると共に、移植心の冠動脈内膜変化を組織免疫学的に評価した。

現在までに抗PD-1抗体や抗CTLA-4抗体等、多くの抗体が拒絶反応制御に対して研究されている。そこで、今回の研究では抗BTLA抗体と抗PD-1抗体の組み合わせをマウス心臓移植モデルに対して使用し、抑制性受容体抗体による免疫制御細胞の誘導の有無とその機序の解析を行い、ひいては慢性拒絶反応抑制効果について調査した。平成27年度は無治療群、抗BTLA(B and T Lymphocyte Attenuator)抗体単独投与群、抗PD-1(Programmed Cell Death 1)抗体単独投与群、抗BTLA抗体+抗PD-1抗体併用群の4群を作成し、移植心臓の生着延長期間(以下、MST)を確認した。MSTは、無治療群7日間、抗BTLA抗体単独投与群46日間、抗PD-1抗体単独投与群25日間、抗BTLA抗体+抗PD-1抗体併用群100日以上であった。抗BTLA抗体と抗PD-1抗体の組合せがFK506やシクロスポリンなどの従来型の免疫抑制薬と同じ効果を有していた。投与スケジュールの中で手術当日の1回投与が100日以上の生着延長効果を認めたため、このスケジュールを基準に実験を進めていく。平成29年度はBTLA抗体単独投与群の生着延長効果を確認すると共に、移植心の冠動脈内膜変化を組織免疫学的に評価した。冠血管周囲にCD4+CD25+制御性T細胞の誘導を認めた。現在、論文を作成中である。・各群から採取した脾臓を用いて、混合リンパ球培養、サイトカイン分析、免疫組織染色で評価した。・現在、論文を作成中である。拒絶反応を抑制するための免疫抑制剤やステロイド等の投与方法や開発により、移植成績は良好な傾向となっている。しかし、従来型免疫抑制剤の長期投与では副作用の増加と医療費の向上を引き起こし、慢性拒絶反応の制御は依然困難な状態である。平成30年度は論文を作成し、現在査読中である。
神経管腹側パターン形成機構の解析

神経管の腹側パターンは、その腹側にある脊索から放出されるSonic hedgehog(Shh)シグナルによって形成される。これまでに、Shhによる標的遺伝子の発現誘導にはGliファミリーの転写因子の関与が示唆されてきたが、その詳細については不明であった。そこで、本研究では、まずGli2に注目し、それがShhシグナルの仲介因子となっている可能性について検討した。培養細胞では、全長のGli2は弱い正の転写因子としての性質を示したが、ドメイン解析の結果、Gli2は転写抑制ドメインと転写活性化ドメインとを持つ複雑な転写因子であり、状況により強力な正の転写因子にも転写抑制因子にもなりうろことが示唆された。つぎに、Gli2のShhシグナル伝達における役割を調べるために、Gli2を神経管の背側で発現するトランスジェニック胚を作成した。全長のGli2を発現させた個体は正常だったが、転写抑制ドメインを欠失した活性化型Gli2を発現させた個体では、Shhの標的遺伝子が神経管の背側で異所的に発現し、活性化型Gli2はShhの効果を模倣した。したがって、Gli2はShhによって活性化されて標的遺伝子を誘導する、Shhシグナルの仲介因子であると考えられた。Gli1,Gli3についても同様の解析を行った結果、Gli3もGli2と同様にShhの仲介因子として働くことが示唆され、一方Gli1は転写抑制ドメインを持たない単純な正の転写因子であり、間接的にShh標的遺伝子の誘導に関わっていると考えられた。以上の結果より、神経管パターン形成におけるGliファミリーの機能について次のようなモデルが考えられる。Shhは、まず腹側においてGli2,Gli3を活性化する。ついで活性化されたGli2/3が正の転写因子であるGli1-発現を誘導し、活性化されたGli2/3と誘導されたGli1とが協調的にShhの標的遺伝子を発現させる。
耐性ウイルスに有効な抗HIV薬及びコレセプターを基礎にした感染防御法の開発

申請者等は次の研究課題を本年度計画した。1.ウイルスが多剤薬剤耐性を獲得しにくい抗HIV剤の開発および多剤耐性HIV-1ウイルスに対する抗HIV活性の測定2.HIV-1 proteaseの内因性自殺ペプチド(アンチダイメリン)構造に基づく薬剤耐性を回避するペプチド誘導体の開発3.HIV-1の第2受容体に基礎を置くワクチン開発の基礎研究その結果、チアミンジスルフィドの2モルのヒドロキシエチル基にエーテル結合を介して種々の長さの飽和脂肪酸を導入した新規チアミン誘導体の開発に成功した。本化合物の抗HIV活性は現在測定中である。さらに、アンチダイメリン誘導体の検索の結果、cyclo-oligopeptidcの中にHIV-1 proteaseの活性二量体形成を阻害する新規誘導体を発見し、本化合物の抗HIV活性は現在測定中である。現在本cyclo-oligopeptideの大量合成も開始した。最後に、HIV-1の第2受容体に対するペプチドワクチンを作製する際に、ケモカインレセプターの細胞外ループをミミックした環状ペプチド抗原の作製に成功し、本抗原をマウスに免疫後得られた、立体構造認識抗体が特異的にケモカインレセプターに結合することが示され、さらに種々のHIV-1(R5,X4,R5X4)のすべてのウイルス感染を防止できることも確認できた。今後、霊長類を用いて研究を進めていきたい。なお、本抗原によってマウスに重篤な免疫疾患等の症状は見られなかった。
細胞表面への細胞外マトリックス薄膜形成による細胞機能の制御と積層化組織の構築

学術のみならず、社会的、経済的にも注目を集めている再生医療分野において、細胞移植が成果をあげている一方で、移植効率の低さが指摘されており、生体外で生体類似組織を構築する技術の開発が求められている。近年、生体に見られるような細胞と細胞外マトリックス(ECM)から成る階層構造を構築する技術が報告されているが、細胞の増殖や分化が制御され、生体組織に匹敵する機能を有する組織の構築には至っていない。このような組織を構築するためには、細胞の界面構造や機能を制御しながら組織を構築する必要がある。本研究では、生体外で望みの細胞とECMを用いて、細胞の増殖や分化を制御した生体組織に匹敵する機能を有する様々な積層化組織の構築を目的とした。具体的には1.ヒト血管壁モデル組織や2.筋芽細胞からなる骨格筋モデル組織の構築を生体外で行う。本年度においては、細胞表面にフィプロネクチン(FN)-ゼラチン(G)薄膜(Nano-ECM)をおよそ6nm形成することで、細胞層間の接着足場を提供し、細胞を1層ずつ積層化することによって、生体の血管壁に類似した積層組織を構築した。また、構築した正常ヒト血管モデルを用いて、生体血管の初期炎症状態を生体外で再現することに成功した(K.KadowaW,M.Matsusaki,M.Akashi,to be submitted.)。さらに、細胞表面に高分子ナノ薄膜を人工的なNano-ECMとして形成し、サイトカインをナノ薄膜に担持させることで、細胞の機能を制御できることを見出した(K.Kadowaki,M,Matsusaki,M.Akashi.,Chem-Lett.accepted.)。本手法を用いて、細胞の界面構造を制御することで細胞の機能が制御可能となり、生体組織に類似した構造と機能を有する組織の構築が期待される。このように、生体外で様々な生体モデル組織が構築できれば、再生医療分野での移植効率の向上だけでなく、疾患モデル組織として発ガン実験や薬剤の効果判定などへの応用も期待される。本年度においては交互積層法により、細胞表面に様々な高分子やタンパク質ナノ薄膜を形成し、細胞機能(細胞生存、形状、増殖)の制御を検討した(K.Kadowaki, M.Matsusaki, and M.Akashi, Langmuir, online published)。ECM成分であるフィブロネクチンとゼラチンからなるタンパク質ナノ薄膜は、細胞表面において生体のECMに近い構造をしており、高い細胞親和性を有していることが示唆された。来年度以降は、細胞表面にECMナノ薄膜を形成し、2層目の細胞の接着足場を提供することで細胞の積層化を検討する。具体的には、上述したヒト血管壁モデル組織や骨格筋モデル組織の構築および構造・機能評価を行う予定である。このように、生体外で様々な生体類似積層化組織が構築できれば、再生医療分野での移植効率の向上だけでなく、疾患モデル組織として発ガン実験や薬剤の効果判定などへの応用も期待される。本年度においては、細胞表面にフィブロネクチン(FN)-ゼラチン(G)薄膜(Nano-ECM)をおよそ6nm形成することで、細胞層間の接着足場を提供し、細胞を1層ずつ積層化することによって、生体の血管壁に類似した積層組織を構築した(M.Matsusaki, K.Kadowaki, M.Akashi et al., J.Biomater.Sci.: Polymer Edn.in press.)。

また、4層の線維芽細胞の構造体は、炎症を抑えて培養皿よりも好ましい環境を内皮細胞に提供していることを見出した(K.Kadowaki, M.Matsusaki, M.Akashi, Biochem.Biophys.Res.Commun.2010, 402, 153.)。本手法を用いて、細胞の界面構造を制御することで細胞の機能が制御可能となり、生体組織に類似した構造と機能を有する組織の構築が期待される。来年度以降は、本手法により構築したヒト血管壁モデル組織や骨格筋モデル組織の構造および機能評価を詳細に行う予定である。このように、生体外で様々な生体モデル組織が構築できれば再生医療分野での移植効率の向上だけでなく、疾患モデル組織として発ガン実験や薬剤の効果判定などへの応用も期待される。学術のみならず、社会的、経済的にも注目を集めている再生医療分野において、細胞移植が成果をあげている一方で、移植効率の低さが指摘されており、生体外で生体類似組織を構築する技術の開発が求められている。近年、生体に見られるような細胞と細胞外マトリックス(ECM)から成る階層構造を構築する技術が報告されているが、細胞の増殖や分化が制御され、生体組織に匹敵する機能を有する組織の構築には至っていない。このような組織を構築するためには、細胞の界面構造や機能を制御しながら組織を構築する必要がある。本研究では、生体外で望みの細胞とECMを用いて、細胞の増殖や分化を制御した生体組織に匹敵する機能を有する様々な積層化組織の構築を目的とした。具体的には1.ヒト血管壁モデル組織や2.筋芽細胞からなる骨格筋モデル組織の構築を生体外で行う。本年度においては、細胞表面にフィプロネクチン(FN)-ゼラチン(G)薄膜(Nano-ECM)をおよそ6nm形成することで、細胞層間の接着足場を提供し、細胞を1層ずつ積層化することによって、生体の血管壁に類似した積層組織を構築した。また、構築した正常ヒト血管モデルを用いて、生体血管の初期炎症状態を生体外で再現することに成功した(K.KadowaW,M.Matsusaki,M.Akashi,to be submitted.)。さらに、細胞表面に高分子ナノ薄膜を人工的なNano-ECMとして形成し、サイトカインをナノ薄膜に担持させることで、細胞の機能を制御できることを見出した(K.Kadowaki,M,Matsusaki,M.Akashi.,Chem-Lett.accepted.)。このように、生体外で様々な生体モデル組織が構築できれば、再生医療分野での移植効率の向上だけでなく、疾患モデル組織として発ガン実験や薬剤の効果判定などへの応用も期待される。
酸性土壌適応植物のAI耐性およびAI集積機構の解析

熱帯の酸性土壌に生育し、Al耐性が非常に強いMelastoma malabathricum、Acacia mangium、およびMelaleuca cajuputiと、典型的なAl感受性植物であるオオムギ(Hordeum vulgare)の幼植物の生育に与える窒素源(2 mM NH_4^+あるいは2 mM NO_3^-)とAl(0あるいは0.5 mM Al)の影響を調査した。熱帯植物種の生育はAlおよびNH_4の添加によって促進された。M.malabathricumの切断根はNH_4添加により根圏の不溶性Alを可溶化し、そのAlを主に根端から吸収した。オオムギを除いて、Alは葉のN含有率に影響しなかった。M.cajuputiの根は多量のクエン酸を放出し、その放出量は_+Al処理によって若干増加した。A.mangiumでは、+Al+NH_4処理培養液中の可溶性AlのPCV(ピロカテコールバイオレット)に対する反応性が低く、また、この処理におけるA.mangiumの根のAl含有率は非常に低かった。M.malabathricumの根は、H^+をNH_4^+吸収時だけではなくAl吸収時にも放出した。結論としてAlとNH_4^+は熱帯木本種にとって有益な効果を持つといえる。メラストーマの切断根のAl吸収にはH^+の放出が伴われ、そのモル比(Al:H^+)は1:3であった。このH^+放出はCOCPの影響を受けなかったことから、代謝エネルギー依存ではない。このことに加え、切断根実験におけるAlのほとんどがアポプラストに存在していたことから判断すると、アポプラストに流入したAlは根の細胞壁の陽イオン交換基に結合しているH^+と交換し、保持されていると考えられる。この交換基に対する親和性はCa^<2+>(細胞の保持のため全ての溶液に添加、Al不在時は根からのH^+放出はほとんど無し)あるいはLa^<3+>よりもAl^<3+>のほうが高く、交換基の配置がAl特異的なものになっているのかもしれない。熱帯の酸性土壌に適応したAl耐性(要求性)植物を持ちいて、Alが無毒化される過程、もしくはAlが生育を促進する機構について以下のごとく解析した。M.malabathricumの生育は培地のCaおよびMg濃度が非常に低くても低下することはなかった(0.1mM Ca and 0.05mM Mg)。しかしながら、Caが完全に欠除した条件ではその生育は阻害された。CaとMgの含有率はAl施与によって多少低下し、これは若い葉と根で顕著であった。M.malabathricumの葉のAl含有率はCaあるいはMg施与にとって低下することは無かったが、Ca欠除条件でわずかに低下した。低pH土壌に適応した植物はAl無添加処理では生育が悪かった。生育に対するpHの効果はAlの効果よりも小さく、Al添加による生育の促進はH^+毒性の軽減のみではなく、P吸収のような根の活性の上昇により引き起こされた。熱帯の酸性土壌に生育し、Al耐性が非常に強いMelastoma malabathricum、Acacia mangium、およびMelaleuca cajuputiと、典型的なAl感受性植物であるオオムギ(Hordeum vulgare)の幼植物の生育に与える窒素源(2mM NH_4^+あるいは2mM NO_3)とAl(0あるいは0.5mM Al)の影響を調査した。

熱帯植物挿の生育はAlおよびNH_4の添加によって促進された。M.malabathricumの切断根はNH_4添加により根圏の不溶性Alを可溶化し、そのAlを主に根端から吸収した。オオムギを除いて、Alは葉のN含有率に影響しなかった。M.cajuputiの根は多量のクエン酸を放出し、その放出量は+Al処理によって若干増加した。A.mangiumでは、+Al+NH_4処理培養液中の可溶性AlのPCV(ピロカテコールバイオレット)に対する反応性が低く、また、この処理におけるA.mangiumの根のAl含有率は非常に低かった。M.malabathricumの根は、H^+をNH_4^+吸収時だけではなくAl吸収時にも放出した。結論としてAlとNH_4^+は熱帯木本種にとって有益な効果を持つといえる。メラストーマの切断根のAl吸収にはH^+の放出が伴われ、そのモル比(Al:H^+)は1:3であった。このH^+放出はCOCPの影響を受けなかったことから、代謝エネルギー依存ではない。このことに加え、切断根実験におけるAlのほとんどがアポプラストに存在していたことから判画すると、アポプラストに流入したAlは根の細胞壁の陽イオン交換基に結合しているH^+と交換し、保持されていると考えられる。この交換基に対する親和性はCa^<2+>(細胞の保持のため全ての溶液に添加、Al不在時は根からのH^+放出はほとんど無し)あるいはLa^<3+>よりもAl^<3+>のほうが高く、交換基の配置がAl特異的なものになっているのかもしれない.