hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メカニカル・ストレスによる骨吸収の発現に関する免疫組織学的検討

当講座で開発した実験用義歯を用いて義歯床下組織に規定した大きさのメカニカル・ストレスを加えて,これに伴う骨組織周囲の経時的な変化を観察し,メカニカル・ストレスから骨吸収が誘発されるまでのシグナル伝達を明らかにすることを目的とした.実験動物には15週齢ウィスター系雄性ラット160匹(1群40匹×4群)を用いて上顎臼歯に金銀パラジウム合金製のメタル・フレームを接着性レジンを用いて装着した.メタル・フレームに設置した維持装置を利用して,臼歯部口蓋に対して0,1.0および10.0kPaの大きさの持続的なメカニカル・ストレスを加える義歯床を装着した.義歯非装着群1群は処置を施すことなく経過させた.義歯床装着後1,2,3,5,7,10,14および21日に各群の5匹ずつの動物を屠殺して口蓋組織を採取,4%PFAによる固定,10%EDTAによる脱灰ののち通法に従ってパラフィン包埋し,第1臼歯部における前頭断的な4μmの切片を作成,H-E染色,OPNの免疫染色,TRAP染色を行った.10kPa加圧群の義歯床下骨組織は,義歯床装着3日後までは組織変化を示さなかったが,5日後には骨面に破骨細胞が出現してTRAP陽性を示し,吸収窩が形成された.破骨細胞ならびに吸収窩は,7日後には5日後よりも増加したのち軽度に減少した.OPNは,10kPa加圧群の義歯床下骨組織では,義歯床装着3日後に初めて骨組織表層における一部の骨細胞に軽度に発現し,5日後にはさらに強度となり,吸収窩骨面にも発現した.その後OPNの発現は経時的に減少し,7日後には一部の吸収窩骨面に認められるのみとなり,10日後には消失した.1kPa加圧群および義歯非装着群では,臼歯部口蓋骨には観察期間を通じて破骨細胞およびOPNの発現は認められなかった.以上のことから,持続的圧力下の義歯床下骨組織では,OPNは破骨細胞よりも早期に骨組織表層の骨細胞に発現し,持続的圧力による骨吸収に関与することが示唆された.当講座で開発した実験用義歯を用いた研究によって,義歯床を介して加えられるメカニカル・ストレスに起因する骨吸収の発現は,その大きさに依存することが明らかにされているが,メカニカル・ストレスから骨吸収が誘発されるまでのシグナル伝達については十分な解明が行われているとはいえない.そこで本研究は,ラットの臼歯部口蓋を対象として,義歯床を介して規定した大きさのメカニカル・ストレスを加えて,これに伴う骨組織周囲の経時的な変化を免疫組織学的に比較・検討することによってメカニカル・ストレスから骨吸収が誘発されるまでのシグナル伝達を明らかにすることを目的とした.実験動物には15週齢ウィスター系雄性ラット160匹(1群40匹×4群)を用いて上顎臼歯に金銀パラジウム合金製のメタル・フレームを接着性レジンを用いて装着した.メタル・フレームに設置した維持装置を利用して,臼歯部口蓋に対して規定した大きさの持続的なメカニカル・ストレスを加える義歯床を装着した.メカニカル・ストレスの大きさは,0,1.0および10.0kPaの3種類とし,義歯床下粘膜および義歯床の清掃は,1週間に2回,34日毎に行った.義歯非装着群1群は処置を施すことなく経過させた.義歯床装着後1,2,3,5,7,10,14および21日に各群の5匹ずつの動物を屠殺して口蓋組織を採取,4%パラホルムアルデヒドによる固定,10%EDTAによる脱灰ののち通法に従ってパラフィン包埋した.現在,パラフィン包埋した組織について第1臼歯部における前頭断的な4μmの切片を作成中であり,病理組織学的観察と免疫組織学的観察を行うための準備中である.当講座で開発した実験用義歯を用いて義歯床下組織に規定した大きさのメカニカル・ストレスを加えて,これに伴う骨組織周囲の経時的な変化を観察し,メカニカル・ストレスから骨吸収が誘発されるまでのシグナル伝達を明らかにすることを目的とした.実験動物には15週齢ウィスター系雄性ラット160匹(1群40匹×4群)を用いて上顎臼歯に金銀パラジウム合金製のメタル・フレームを接着性レジンを用いて装着した.メタル・フレームに設置した維持装置を利用して,臼歯部口蓋に対して0,1.0および10.0kPaの大きさの持続的なメカニカル・ストレスを加える義歯床を装着した.義歯非装着群1群は処置を施すことなく経過させた.義歯床装着後1,2,3,5,7,10,14および21日に各群の5匹ずつの動物を屠殺して口蓋組織を採取,4%PFAによる固定,10%EDTAによる脱灰ののち通法に従ってパラフィン包埋し,第1臼歯部における前頭断的な4μmの切片を作成,H-E染色,OPNの免疫染色,TRAP染色を行った.

10kPa加圧群の義歯床下骨組織は,義歯床装着3日後までは組織変化を示さなかったが,5日後には骨面に破骨細胞が出現してTRAP陽性を示し,吸収窩が形成された.破骨細胞ならびに吸収窩は,7日後には5日後よりも増加したのち軽度に減少した.OPNは,10kPa加圧群の義歯床下骨組織では,義歯床装着3日後に初めて骨組織表層における一部の骨細胞に軽度に発現し,5日後にはさらに強度となり,吸収窩骨面にも発現した.その後OPNの発現は経時的に減少し,7日後には一部の吸収窩骨面に認められるのみとなり,10日後には消失した.1kPa加圧群および義歯非装着群では,臼歯部口蓋骨には観察期間を通じて破骨細胞およびOPNの発現は認められなかった.以上のことから,持続的圧力下の義歯床下骨組織では,OPNは破骨細胞よりも早期に骨組織表層の骨細胞に発現し,持続的圧力による骨吸収に関与することが示唆された.
新規核種のRI内用療法における線量評価と個別化治療の開発

RI内用療法は放射性核種を含んだ薬剤を用いて標的に放射線を与える治療手法であり、主として多発性転移を伴った腫瘍を標的とする。このRI内用療法において、新しい放射性薬剤が開発・導入されつつあり、用いられる放射性核種として、従来からあったベータ線放出核種に加えてアルファ線放出核種を含めた新しい核種が利用可能となった。そのような新しい放射性薬剤・核種が導入されるに伴って、投与する放射能量や投与のタイミングを患者の病態や腫瘍及び臓器の吸収線量に基づいて最適化することが重要であることが明らかとなってきている現状である。このため、RI内用療法において画像データや微細な生体構造の組織学的なデータに基づき、線量計測や線量シミュレーション手法を用いることにより、腫瘍や臓器のマクロな線量評価の手法と微小な組織の線量評価の手法に取り組んだ。アルファ放出核種のRI内用療法への応用は世界的に研究されているところであるが、アルファ核種として既に臨床導入されているRa-223を本年度の実験系に用いた。アルファ線を捉えてイメージングを行うことは通常困難であるが、Ra-223はガンマカメラ等の検出器で捉えうる特性X線やガンマ線も放出するので、これらを用いてイメージングを行った。Ra-223の実験室での計測及びRa-223を投与された患者から得られたイメージデータに基づいて集積量を定量する手法を開発した。またベータ線放出核種Lu-177については実際に投与したシミュレーションを行って集積量の定量の手法を検討した。これらのデータに基づいて体内動態からマクロに臓器や腫瘍の吸収線量を評価し、線量評価手法の実施可能性を検証することができた。微小な組織の線量評価については、医学物理の専門家と共同して手法を構築しており、次年度には実際の線量評価を実施する。国際的にも国内でもこのようなRI内用療法における線量評価に基づいた個別化治療に向けた検討は緒に就いたばかりである。そこで本研究ではRI内用療法において画像データや微細な生体構造の組織学的なデータに基づき、線量計測や線量シミュレーション手法を用いることにより、腫瘍や臓器のマクロな線量評価の手法と微小な組織の線量評価の手法を開発することに重点を置いて検討し、その結果を個々の症例に対して最適化されたRI内用療法の実施に繋げることを目的したものである。2018年度は正常臓器・腫瘍の吸収線量評価について、放射性薬剤による生体内臓器の吸収線量を評価するにあたって必要となる集積量の定量手法を確立した。これは、アルファ線放出核種Ra-223、ベータ線放出核種Lu-177のイメージデータから集積量を定量する手法である。また組織吸収線量だけでなく、Biological Effective Dose (BED)の線量概念を用いて正常組織への影響をよりよく評価する検討も実施した。当初の研究計画に沿って本研究を継続して推進する。1)正常臓器・腫瘍の吸収線量評価:本研究で、引き続き、既に確立されているいくつかの手法を応用して放射性薬剤による生体内臓器の吸収線量を評価する。核種として基礎データの得られているアルファ線放出核種Ra-223、ベータ線放出核種Lu-177をモデルとして用いる。解析法として、MIRD法、MIRDOSEやOLINDA/EXMを用いる。個々の患者における放射性薬剤の体内動態にこれらの手法を適用することにより、吸収線量を推計することができる。また腫瘍に与える吸収線量はこのようなファントムの手法とは別に計算する必要がある。個々の生体における吸収線量計算としては、本研究者らは、従来から粒子線の吸収線量評価法を開発しており、本研究において画像データや他の体内動態データに基づいて、臓器や腫瘍の吸収線量をSIMINDプログラムあるいは独自に組んだモンテカルロシミュレーションにより評価する。2)組織内でのマイクロドシメトリ:アルファ線放出核種を用いるRI内用療法においては、アルファ線の組織中飛程が数十マイクロメータであることから、臓器や腫瘍のマクロで平均的な吸収線量だけではなく、組織中の微小環境での吸収線量を評価するマイクロドシメトリが重要である。動物モデルを用いて組織のオートラジオグラフィにより、組織内分布のデータを取得し、線量計算モデルを作成する。3) RI内用療法の個別化: RI内用療法を受けられた既存の症例の画像データ等を解析して、体内動態からマクロな臓器や腫瘍の吸収線量を算出、さらに微小な組織レベルでのマイクロドシメトリも考慮して詳細な吸収線量の分布を求め、これら一連の線量評価手法の妥当性を検証する。さらにこの手法が個別的な治療を計画するにあたって有用であることを既存の症例データにおいてシミュレートすることにより検証する。

このため、RI内用療法において画像データや微細な生体構造の組織学的なデータに基づき、線量計測や線量シミュレーション手法を用いることにより、腫瘍や臓器のマクロな線量評価の手法と微小な組織の線量評価の手法に取り組んだ。アルファ放出核種のRI内用療法への応用は世界的に研究されているところであるが、アルファ核種として既に臨床導入されているRa-223を本年度の実験系に用いた。アルファ線を捉えてイメージングを行うことは通常困難であるが、Ra-223はガンマカメラ等の検出器で捉えうる特性X線やガンマ線も放出するので、これらを用いてイメージングを行った。Ra-223の実験室での計測及びRa-223を投与された患者から得られたイメージデータに基づいて集積量を定量する手法を開発した。またベータ線放出核種Lu-177については実際に投与したシミュレーションを行って集積量の定量の手法を検討した。これらのデータに基づいて体内動態からマクロに臓器や腫瘍の吸収線量を評価し、線量評価手法の実施可能性を検証することができた。微小な組織の線量評価については、医学物理の専門家と共同して手法を構築しており、次年度には実際の線量評価を実施する。国際的にも国内でもこのようなRI内用療法における線量評価に基づいた個別化治療に向けた検討は緒に就いたばかりである。そこで本研究ではRI内用療法において画像データや微細な生体構造の組織学的なデータに基づき、線量計測や線量シミュレーション手法を用いることにより、腫瘍や臓器のマクロな線量評価の手法と微小な組織の線量評価の手法を開発することに重点を置いて検討し、その結果を個々の症例に対して最適化されたRI内用療法の実施に繋げることを目的したものである。2018年度は正常臓器・腫瘍の吸収線量評価について、放射性薬剤による生体内臓器の吸収線量を評価するにあたって必要となる集積量の定量手法を確立した。これは、アルファ線放出核種Ra-223、ベータ線放出核種Lu-177のイメージデータから集積量を定量する手法である。また組織吸収線量だけでなく、Biological Effective Dose (BED)の線量概念を用いて正常組織への影響をよりよく評価する検討も実施した。当初の研究計画に沿って本研究を継続して推進する。1)正常臓器・腫瘍の吸収線量評価:本研究で、引き続き、既に確立されているいくつかの手法を応用して放射性薬剤による生体内臓器の吸収線量を評価する。核種として基礎データの得られているアルファ線放出核種Ra-223、ベータ線放出核種Lu-177をモデルとして用いる。解析法として、MIRD法、MIRDOSEやOLINDA/EXMを用いる。個々の患者における放射性薬剤の体内動態にこれらの手法を適用することにより、吸収線量を推計することができる。また腫瘍に与える吸収線量はこのようなファントムの手法とは別に計算する必要がある。個々の生体における吸収線量計算としては、本研究者らは、従来から粒子線の吸収線量評価法を開発しており、本研究において画像データや他の体内動態データに基づいて、臓器や腫瘍の吸収線量をSIMINDプログラムあるいは独自に組んだモンテカルロシミュレーションにより評価する。2)組織内でのマイクロドシメトリ:アルファ線放出核種を用いるRI内用療法においては、アルファ線の組織中飛程が数十マイクロメータであることから、臓器や腫瘍のマクロで平均的な吸収線量だけではなく、組織中の微小環境での吸収線量を評価するマイクロドシメトリが重要である。
パブリック・スペースの誕生と変容

また、2月末から3月まで、インド・カルナータカ州マイソール市への短期間の補足調査を行った。これは科学研究費による海外渡航調査である。この調査では、4月末に行われるインド総選挙に向けて、市内で大規模に行われている政治集会や、カースト集会の調査、王族カーストへの補足的なインタビューなどを行った。政治集会では現代でも政治の領域で積極的に用いられる王権をほのめかす言説とその運用をみることができた。また王族カーストへのインタビューでは彼等の親族関係について引き続き調査を行った。また彼等特有の住宅形式の実測調査を行い、これによって彼等の生活空間の特徴を明らかにすることができた。また本年度は主に関連する文献資料の読解およびその考察に多くの時間が割かれた。本研究は今年度で終了となるが、この研究で得られた成果は引き続き論文等の形で発表される予定である。研究の2年目にあたる今年度は、昨年度に行われた長期のフィールド・ワークの補足的調査が行われた。海外調査は4月にインド・マイソール市へ、7月にイギリス・ロンドン市およびフランス・パリ市への、それぞれ約一か月間の調査である。科学研究費による海外渡航調査は7月のロンドン・パリ調査である。マイソールでは、インタビューや春期に行われるさまざまな祭礼の調査を行った。7月の調査は、主に文献調査で、ロンドンでは大英図書館内のインディアン・オフィス・コレクションを調査し、パリではパリ海外宣教師派遣協会で植民地期の写真資料などを主に調査した。また5月に行われた日本民族学会では「武将から貴族へ:南インド・マイソールの王族カースト・アラスに関する歴史人類学的研究」というタイトルで、さらに10月に行われた日本南アジア学会では、「王の取り分:間接統治下マイソール藩王国の土地制度・婚姻戦略・地位をめぐる歴史人類学的研究」というタイトルで、それぞれ口頭発表を行った。さらに、これまでの研究の成果の一部を「Becoming Gentlemen : Politics of education among the rulingcaste in Princely state of Mysore(ジェントルマンになること:マイソール藩王国の統治カーストにおける教育の政治学)」というタイトルの英文論文として学術雑誌『南アジア研究』に投稿した。本年度の研究では、イギリス植民地時代の王や王族たちが、新たな社会の代表者となるためにとった様々な戦略を明らかにし、近代におけるパブリック(公共)の意義を考察することができた。
アンチセンス/エナンチオDNA

天然型DNAのデオキシリボース部分全てをその鏡像体で置き換えたものをエナンチオDNAと呼ぶこととし、このエナンチオDNAをアンチセンス分子として利用することを念頭に研究を遂行した。第1にエナンチオDNAの合成法を確立することが出来た。原料となるエナンチオヌクレオシドはL-アラビノースを出発として短行程・高収率な合成法を開発した。各エナンチオヌクレオシドは常法にてホスホロアミダイトとし、市販のDNA合成機によって任意の塩基配列のものを充分量・高収率・高純度で調製できるようになった。第2に、アンチセンス分子に求められる性質の1つとして、エナンチオDNAのヌクレアーゼに対する抵抗性を調べた。エナンチオDNAは当初期待したとうり、ウシ脾臓ホスホジエステラーゼや、蛇毒ホスホジエステラーゼによって通常の反応条件下ではほとんど分解されなかった。第3に、エナンチオDNAと天然型核酸との相互作用を解析した。エナンチオDNAが相補塩基特異的に天然型核酸とハイブリダイズすることが分かったが、加えて注目すべき特性を見い出すことができた。すなわち、エナンチオDNAは相補的天然型RNAと同DNAを区別し、同RNAに高選択的に結合すること、エナンチオDNAが2重鎖よりも3重鎖をはるかに形成しやすいこと、の2点である。第4に上記の結果を踏まえて、より優れたアンチセンス分子のデザインのための基礎データとして、エナンチオDNAが相補的天然型RNAと形成する3重鎖のコンフォメーション解析をコンピュータを用いて行った。その結果、非天然形3重鎖がマクロに天然形3重鎖に類似した右巻きらせんであることが予想され、非天然型3重鎖形成における高いRNA選択性に対してもコンフォメーション解析レベルでの解釈が得られた。
ナノケモテクノロジーへの応用にむけた機能性無機化合物の高精度電子密度分布解析

ナノケモテクノロジーに応用される次世代結晶の構造物性研究を推進するため、結晶内の電子密度分布の案測と理論計算を併用して物質中の化学結合を本質的に理解し、その応用をはかることを第一目的として研究を進めた。微小結晶とシンクロトロン放射光を用いた無消衰条件下における回折強度データの収集を行い、従来よりも飛躍的に高い精度で電子密度分布を測定し、密度汎関数法に基づく第一原理計算シミュレーション結果と比較した。まず良質なベータ型Si_3N_4結晶の電子密度分布を測定し、その中心対称性の問題を明らかにした。実験は東京工業大学応用セラミックス研究所石澤研究室の各種X線回折装置および高エネルギー加速器研究機構放射光実験施設ビームライン14Aに設置された水平型高速四軸型回折計を用いて行った。得られたデータを現在開発中のXtal解析システムで解析するとともに、AbinitおよびWien2000コードなど密度汎関数法に基づく第一原理計算シミューレーションを行い、両者の比較を行った。ごの研究成果の一部を2002年8月にスイスで開催された国際結晶学連合会議で発表した。またこの研究の全体を2003年8月にオーストラリアで開催される電子密度分布に関する国際会議(サガモア会議)で発表した。ベータ型Si_3N_4結晶以外では水の全分解の触媒材料として期待されるRb-Ta系複合酸化物、Cs-Ta系複合酸化物、Fe-Nb系複合酸化物などの結晶構造や電子密度分布に関する研究をすすめ、新しい知見を得、環太平洋セラミックス国際会議などで発表した。2003年には、Li_3TaO_4およびCs_3Ta_5O_<14>について結晶学関連の代表的な雑誌であるActa Crystallographicaに2編の論文が掲載された。ナノケモテクノロジーに応用される次世代結晶の構造物性研究を推進するため、結晶内の電子密度分布の実測と理論計算を併用して物質中の化学結合を本質的に理解し、その応用をはかることを第一目的として研究を進めた。この研究成果の一部を2002年8月にスイスで開催された国際結晶学連合会議で発表した。またこの研究の全体を2003年8月にオーストラリアで開催される電子密度分布に関する国際会議(サガモア会議)で発表する予定である。ベータ型Si_3N_4結晶以外では水の全分解の触媒材料として期待されるRb-Ta系複合酸化物、Cs-Ta系複合酸化物、Fe-Nb系複合酸化物などの結晶構造や電子密度分布に関する研究をすすめ、新しい知見を得た。研究成果を論文にまとめ現在投稿中である。
ｍＲＮＡ輸送因子ＧＡＮＰによるＨＩＶ―１感染阻止分子Ａｐｏｂｅｃ３Ｇ制御

HIVウイルスは体内に侵入して長期間の感染経過をたどる。APOBEC3G(A3G)はHIV-1ウイルスに細胞の抵抗性をもたらす宿主因子であることが明らかにされている。本研究でmRNA輸送因子GANPがHIV-1粒子にA3Gを能動的に導入することを見出した。GANPは、T細胞内でA3Gと直接結合すること、両分子はGagタンパク質の異なる部位を介して取込まれること、GANPがA3Gをウイルス粒子のコア領域に運ぶことを明らかにした。その結果、感染性を著しく低下させ、「不活性型ウイルス」を産生させる。この成果は生体内ワクチンとしての新規治療、予防技術の開発に繋がるものと期待できる。HIV感染は免疫応答の破綻を引き起こしつつ病態を進行させる。mRNA核外輸送分子GANPは、HIV-1粒子に能動的に侵入する宿主因子であることを見いだした。GANPはHIV-1ゲノム(g)RNAと結合し、その代謝経路を制御し、ウイルス粒子に取り込まれると考えられる。これまでにGANPはAPOBEC3G(A3G)と直接結合し、ウイルス粒子への取り込みを制御していることを見いだしている。このことは、GANPがA3Gの機能を制御し、感染能力の無い「不活性型ウイルス」の産生を促し、生体内ワクチンとして作用し免疫反応を高める効果を示すと考えられる。そしてウイルス粒子内への取り込み経路にはHIV-1 Gagのが必要である。最終年度は、GANPとA3Gがウイルス粒子に取り込まれる経路について詳細に解析を進めた。その結果、GANPとA3GがHIV-1 Gagタンパク質の異なる部位を介して取り込まれること、GANPの存在によって効率よくA3Gがウイルス粒子内に取り込まれることをしめした。以上の結果は、HIV-1のmRNA輸送経路においてGANPが非スプライス型の全長HIV-1gRNAのRev依存性核外輸送を促進し細胞質内、ウイルス粒子内でHIV-1 gRNAと結合することと密接に関連することを裏付けている。mRNA核外輸送分子GANPは、HIV-1粒子に能動的に侵入する宿主因子であることを見出した。GANPはHIV-1ゲノム(g)RNAと結合し、gRNAの代謝を制御し、ウイルス粒子に取り込まれることを見出している。さらにGANPはAPOBEC3G(A3G)と直接結合し、ウイルス粒子への取り込みを制御している。GANPがA3Gの機能を制御し、感染能力の無い「不活性型ウイルス」の産生を促し、生体内ワクチンとして免疫反応を高める効果を示すと考えられる。GANPとA3Gがウイルス粒子に取り込まれる経路の詳細を明らかにする。本年度は、HIV-1のmRNA輸送経路に着目し、GANPが非スプライス型の全長HIV-1gRNAのRev依存性核外輸送を促進し細胞質内、ウイルス粒子内でHIV-1 gRNAと結合することを明らかとした。さらに、ウイルス粒子内への取り込み経路でHIV-1 Gagのキャプシド領域が必要であることを明らかとした。mRNA核外輸送分子GANPがHIV-1粒子に能動的に侵入する宿主因子である知見に基づき、HIV-1のmRNA輸送経路に着目し研究を展開した。HIV-1のmRNA輸送には、Revタンパクが関与しているため、この経路におけるGANPの効果を評価した。In vitro RNA輸送アッセイによって、GANPが非スプライス型全長HIV-1gRNAのRev依存性核外輸送を促進し細胞質内、ウイルス粒子内でHIV-1 gRNAと結合している宿主因子であることを確定した。さらに、GANPのウイルス粒子内への取り込み経路を調べるため、ウイルスGagタンパクの変異体を用いてウイルス様粒子で検定したところ、キャプシド領域が必要であることを同定した。以上の研究計画の達成度は、計画通り進展した成果である。本年度は、ウイルス感染がmRNA輸送機能を有し、核膜孔の構成を保護していると考えられる宿主因子群とGANP分子の相互作用を明らかにし、果たしてウイルス感染時にこの宿主タンパク構成に影響を及ぼすのか、及ぼすのならばどのような異常をもたらすのかを解析する。ウイルス感染では核膜の構造を突破してウイルスゲノムのcDNAがヒトの細胞に感染した後核内のDNAに組み込まれ(インテグレーション)、持続的ウイルス産生リザーバーとなる。この際の細胞内のダイナミックな変化を高解像度のsuperresolution dynamic microscopy analysisによって調べる。これに供する顕微鏡は大阪大学IFRECの研究所で共同研究として行う予定である。また、この感染成立期に宿主因子はどのように抵抗しているのかをApobec3G以外のシチジン脱アミノ化酵素の制御の観点から解析を進める。

近年、AID/APOBECファミリーによる遺伝子導入機能は、様々なウイルス感染から逃れる為に、ヒトの進化において必須な条件であったと考えられるようになってきている。RNAウイルス、そしてDNAとして取り込まれた遺伝子は有害性が高く、これらから逃れる為にはシチジン脱アミノ化酵素がRNAおよびDNAを標的としていることが明らかになっている。このような観点にたってGANPによるAID/APOBEC分子の標的選択性と活性の制御機構を解析する本年度の研究費に使用計画としては、分子生物学的手法やタンパク質検出に用いる研究試薬、HIV-1ウイルス量を定量するELISAキットを中心に使用する。学会発表や共同研究に係る出張経費、論文投稿に係る英文校正代を予定している。
EPCRに結合するモノクローナル抗体による重症性マラリア治療法の開発

血管内皮プロテインCレセプター(endothelial cell protein C receptor: EPCR)は、静脈や動脈の血管内皮細胞に巾広く発現している分子である。EPCRは高親和性の結合により、生理的条件下においてプロテインCを捕捉し、血管上にプロテインCを濃縮させた状態で保持することにより、血管内での不必要な血栓形成を阻止している。一般的なマラリアは、血管内皮皮上のCD36を受容体として利用しているが、重症性のマラリアは、CD36ではなく、EPCRを受容とすることが明らかになった。重症性マラリアは、EPCRに結合することによって、EPCRの機能を阻害し、血栓形成を誘導することで、重症化させる。したがって、マラリアのEPCRへの結合を阻止することができれば、新たな治療法が期待できる。EPCRをラット繊維芽細胞に発現させたものを抗原として、ラットに免疫して作成したモノクローナル抗体の一つであるRCR-2は、ヒトのEPCRに結合するラットモノクローナル抗体である。この抗体の可変領域に関して、クローニングを行なったので、得られたシークエンス情報を元に、ヒト化抗体の作成を行なっている。また、この抗体は、高親和性の結合能を有するので、分子間操作用解析、ELSA,アフィニティーカラムなどの幅広い分野で利用されるようになってきた。それにしたがい、この抗体のFAbフラグメント、タグ付きリコンビナントなどの要請が多く寄せられるようになったので、これらについても対応していく予定である。EPCRの機能は、抗血栓にとどまらず、抗炎症作用や、血管内皮アポトーシスの回避などの様々な機能を有している。同様な機能を期待できる物質が、黒酵母が産生するβ-グルカンの熱水処理産物に含まれることが示唆されていたので、その解析を本研究と並行して行なっていた。その中で、予想外の結果が得られ、医薬品への期待が示唆されたので、一時的にその研究を優先させたので、計画に遅れが生じた。グルカンの研究は完了し、論文を投稿して受理された(Hayashi, N.etal, BBRC, 2019,511, 318-322)。同時並行で行なっていた別課題の論文が受理されたので、本年度は、本研究に集中して取り組みたい。本年度において、一部の実験を共同研究者であるProf. K. ZhangとWayne State University, MI, USAにおいて行う予定であったが、日程調整がつかずに、次年度に繰り越しになったため。
インプラント型補聴器開発のための基礎的検討

歯科インプラント上の歯冠内に装着するインプラント型骨伝導補聴器を提案してきたが,本研究課題では,この歯科インプラント型骨伝導補聴器開発のための基礎的検討を行った。骨伝導振動子を歯の表面に当てて歯を横方向に加振する場合,付加ポイントを上の歯とするよりも下の歯の方とした方が,高い受聴感度が得られることが分かった。また,耳栓の有無によって骨導音の知覚に差が生じ,高S/N下でも両耳に耳栓を装着した場合の方が良くなる傾向があることを確認した。外部マイクロホンとの間の無線化方法としてはBluetoothを用いる方法,人体通信を用いる方法,磁気誘導を用いる方法などが考えられるが,これらについて検討した。1.骨伝導振動子のインプラント化に関する基礎的研究骨伝導振動子を歯の表面に当てて歯を横方向に加振する場合(横加振)と歯の噛み合わせ面に当てて歯を縦方向に加振する場合(縦加振)とで聴感特性を比較した。その結果,ある被験者では2kHz以下で縦加振の方が高感度,逆に4.5kHz以上で横加振の方が高感度となることが分かった。この傾向は,被験者によって異なり,利用者に合わせて使い分ける必要があることが分かった。2.体外に携帯する本体と口腔内に装着する補聴器を結ぶ無線技術の研究体外に携帯する本体と口腔内に装着する補聴器との間の人体通信による無線化を検討した。H24年度は腕に取り付けた電極と歯に取り付けた電極との間を人体通信で無線化したが,H25年度は腕に取り付けていた送信電極を乳様突起に取り付けることによって単語了解度が向上し,伝送損失が約3dB改善されることが分かった。3.気導音と骨導音の時間分解能の比較骨導音の音質が気導音に比べて劣る原因として,(周波数特性ではなく)時間分解能に着目し,骨導音の時間分解能を主観評価実験で調べた。その結果,両耳聴取による時間分解能改善効果が,気導音の場合と比較して骨導音の方が大きいことが明らかとなった。このことから骨導補聴器における両耳聴取の有効性が示唆される。4.語音聴力検査による骨導音と気導音の単語了解度の比較骨導音の気導音に比べ音質が劣ることや,音が大きく聞こえないことなどの問題点を,骨導音受聴時に周囲の気導音が聞こえることによるS/N低下に起因していると考え,耳栓を用いて気導音を遮断した状態での骨導音の単語了解度を語音聴力検査によって気導音と比較した。その結果,今回の実験では気導ヘッドホンを用いた場合と比較して,耳栓をした状態で骨導ヘッドホンを用いた場合の方が,単語了解度が高くなることを確認した。1.骨伝導に特化した補聴器回路の開発被験者30名に対して,4か所の歯を加振したときの受聴感度を比較し,第一大臼歯では上顎の歯,中切歯では下顎の歯の受聴感度が高いことを明らかにした。また,周波数特性(利得)補正による了解性改善を試みた結果,使用者毎に異なる特性のフィルタを用いて周波数特性補正を行うことによって,単語了解度を向上できることが示唆される結果を得た。2.体外に携帯する本体と口腔内に装着する補聴器を結ぶ無線技術の研究体外に携帯する本体と口腔内に装着する補聴器を結ぶ無線技術として,人体通信について検討した。腕に取り付けた電極と歯に取り付けた電極との間を人体通信で無線化し,音声劣化による聞き間違いが起こらないことを実験的に確かめた。3.骨伝導振動子のインプラント化に関する基礎的研究皮膚を介して歯を加振した場合,皮膚による減衰量が0.258[kHz]の間で約10dB増大することを検知限電圧測定実験によって明らかにした。このとき,骨伝導振動子を歯へ押し当てる力をコンプレッションゲージで一定に保つが,押力による検知限電圧の変化が,皮膚を介した場合では1.4N以下になると非常に大きくなるが,歯を直接加振した場合ではほとんど変化しないことが分かった。4.気導音と骨導音の時間分解能の比較予定には無かったが,骨導音の音質が気導音に比べて劣る原因として,周波数特性ではなく時間分解能に着目し,骨導音の時間分解能を主観評価実験で調べた結果,骨導音の時間分解能が気導音に比べて劣ることが分かった。5.歯音と吸着音による補聴器コントロールの検討予定には無かったが,手が届かないインプラント型補聴器を歯音(歯のかみ合わせ音)と吸着音(舌打ち音)の骨導音を用いてコントロールすることを考え,500 Hz以下の領域の相違を特徴量として用いた結果,歯音100 %,吸着音91 %の識別率が得られた。

1.骨伝導振動子のインプラント化に関する基礎的研究H26年度は下顎の歯に装着したマウスピースに振動子を接着剤で固定して歯を加振することで測定値のばらつきを少なくし,歯を介した骨導音の最小可聴値を測定した。歯に直接振動子を押し当てて測定した場合と比較して,測定値のばらつきを軽減することができた。2.体外に携帯する本体と口腔内に装着する補聴器を結ぶ無線技術の研究体外に携帯する本体と口腔内に装着する補聴器との間の無線化を検討した。H24年度は腕に取り付けた電極と歯に取り付けた電極との間を人体通信で無線化したが,H25年度は腕に取り付けていた送信電極を乳様突起に取り付けることによって単語了解度が向上し,伝送損失が約3dB改善されることが分かった。H26年度は磁気誘導による無線化について検討し,超磁歪式の骨伝導振動子と組み合わせても実用上支障がないことを確認した。3.語音聴力検査による骨導音と気導音の単語了解度の比較H25年度は耳栓を用いて気導音を遮断した状態での骨導音の単語了解度を語音聴力検査によって気導音と比較した結果,気導ヘッドホンを用いた場合と比較して,耳栓をした状態で骨導ヘッドホンを用いた場合の方が,単語了解度が高くなることを確認した。そこでH26年度は,骨伝導振動子を貼り付けたマウスピースを用いて歯を加振し,耳栓装着の効果を調べた,その結果,両耳に耳栓を装着した場合のほうが,耳栓を装着しない場合よりも5001500 [Hz]の間で1015 [dB]程度最小可聴値が小さくなり,聞こえが良くなることを確認した。音声骨伝導に特化した補聴器回路の開発においては,周波数特性を骨伝導に最適化した補聴器回路の設計・開発を目標としていたが,平成24,25年度は増幅回路のみ試作し,周波数特性(利得)の補正についてはソフトウェアで実装して実験を行った。受聴感度の高い骨導音付加ポイントを特定するために歯の4か所で検知限電圧の測定を行った結果,受聴感度の高い付加ポイントは上の第一大臼歯と下の中切歯である被験者が多いことが分かった。また,付加ポイントを上の歯とするよりも下の歯の方とした方が,高い受聴感度が得られるという結果となった。さらに,それぞれの歯には共振周波数があり,その周波数は人によって異なることが分かった。このことから,使用者の共振特性を調べ,それに応じて利得補正を行うことが必要であることが分かった。当初の予定にはなかったが,気導音と骨導音の時間分解能を比較し,骨導補聴器における両耳聴取の有効性が示唆される結果が得られた。また,平成25年度は,骨導音の気導音に比べ音質が劣ることや,音が大きく聞こえないことなどの問題点を,骨導音受聴時に周囲の気導音が聞こえることによるS/Nの低下に起因していると考え,耳栓を用いて気導音を遮断した状態での骨導音の単語了解度を語音聴力検査によって気導音と比較した。その結果,気導ヘッドホンを用いた場合と比較して,耳栓をした状態で骨導ヘッドホンを用いた場合の方が高い単語了解度となった。このように骨導音の有効性が示唆される結果となった。これらのことなどを考えると,達成度としてはおおむね順調に進展しているといえる。骨伝導に特化した補聴器回路の開発においては,周波数特性を骨伝導に最適化した補聴器回路の設計・開発を目標としていた。しかし,周波数特性(利得)補正の効果が十分得られていないことから,平成24年度は増幅回路のみ試作し,周波数特性(利得)の補正についてはソフトウェアで実装して実験を行った。
児童虐待における家族支援法システムの再構築-ジェンダーに敏感な視点から

男性あるいは女性加害者への介入プログラムは、ドメステック・バイオレンスの場合も児童虐待の場合も、ジェンダーに敏感な視点が必要である。なぜなら親密な暴力は、個人のジェンダー意識(ジェンダー・アイデンティティーと言い換えることもできる)に基づく行動の一つだからである。個人のジェンダー意識に基づく行動は多様であり、社会的に確立しているジェンダー意識を直接に反映することもあるが、反対の行動をとることもある。例えば、女性加害者は女性役割や母親役割に反して、暴力をふるう。それは、彼女の個人的ジェンダー意識が社会的ジェンダー意識にとらわれ、反発あるいは過剰な適応として、暴力行為にいたるからである。加害者への介入プログラムは、被害者支援の観点から、加害者の個人的ジェンダー意識を変化させることを重視して実行される必要がある。そのためには、家族支援の専門家としてソーシャル・ワーカーを児童虐待防止法に明確に位置付けることと、すべての関係者にジェンダーに敏感な視点から家族関係を把握する共通理解を確保することが、求められる。本年度は、主として、文献収集に努めた。児童虐待における家族支援の法システムの再検討にあたっては、研究状況の整理が不可欠だからである。関心の高い問題領域だけに、膨大な文献があるが、本研究の目的からみて、以下の点に注目した。一つは、児童虐待とドメスティック・バイオレンスとの関係に注目した、法的介入論についてである。アメリカでは、児童虐待への法的取り組みにおいて、DV法との比較という視点で、検討が進められていた。とくに、児童虐待への法的取り組みが、DVに比べて、家族保護の要請が強く、子どもへの保護が不十分であることに注意が向けられている。DVへの法的取り組みが、憲法学の課題、すなわち人権論たりうるのかについての、検討が深められたことが、大きいのではないか、と思われる("Domestic Violence from a Private Matter toa Federal Offense(Controversies in Constitutional Law)"、1998.)日本では、児童虐待とDVとの関連についての研究は、あまりなく、カウンセリングの対応として、二つのテーマを取り上げる程度であった(信田さよ子『DVと虐待:「家族の暴力」に援助者ができること』医学書院、2002年)。いまひとつは、心理的対応と法的対応の関係に注目する研究についてである。これも、アメリカでは一定の研究の蓄積があった。これにたいし、日本では、その関係に注目する研究が少なく、逆に、法制度を一方的に批判したまま、心理的療法を提起するものが一部にみられた。もし、法的基礎なしの心理的対応が進展しているとすれば、大きな問題であろう。いずれにしても、児童虐待もDVも、家族関係における暴力の克服という課題、および心理的対応と法的介入のリンクという課題は、共通しており、比較の視点が必要であることが明らかになった。オーストリア・ウィーンでの聞き取り調査と、アメリカの研究動向の検討を行った。ウィーンでは、児童虐待防止法の現状を調査した。とくに児童相談所に通告義務を課すことが検討されている現状について、二名の研究者(法・刑事社会学研究所のピルグラム氏とペリカン氏)から説明を受けた。児童虐待の緊急性を考慮して、児童相談所に警察への通告義務を課そうとする法改正にたいし、児童相談所や研究者からは、逆に相談者との信頼関係が形成されず、かつ警察の関与が解決にはならないことが問題として指摘された。児童虐待における相談は、専門家の判断に委ねることで充分なのか、あるいは通告義務を課すことで、警察との連携を強化することが望ましいのか。児童虐待における家族支援をめぐる法制度のありかたは、オーストリアでも困難な問題である。いま一つは、児童虐待(Child Abuse:以下、CAと言う)とドメスティック・バイオレンス(Domestic Violence:以下、DVという)との関係を問う研究の検討である。CAとDVは、ともに家族・親密な関係における暴力であるが、それぞれ異なる法制度の下にある。その結果、児童・家族保護か女性支援かで対立する傾向にあり、本研究の出発となる疑問でもある。この領域での研究が進展しているアメリカの文献を検討した結果、アメリカでも同様の問題意識から、Family ViolenceあるいはIntimate Violenceという概念が、とくにDVの領域で提起されていることが明らかになった。DV問題は、1990年代、女性被害者の救済と男性加害者への刑事罰が最重要課題とされていた。しかし2000年に入ると、女性の加害も問題視されるようになり、また男性暴力への教育指導のありかたにも疑問が生じた。

その結果、ジェンダー概念をより実態に合わせる方向で「ジェンダーを包摂する家族支援」の再構築(John Hamel & Tonia L. Nicholls," Family Interventions in Domestic Violence, 2007, New York)が検討されている。子ども虐待への対応を「ジェンダーに敏感な視点」(以下、ジェンダー視点という)から検討することが、課題である。今年度は、研究状況の整理と事例検討という作業に取り組んだ。第一に、DVへの対応の進展に伴って浮上している課題を検討した。とくにアメリカなど英語圏の研究状況に注目し、ジェンダー視点の問題状況を探った。一つは、DVにおける加害者への取組として、加害者に対し、強制逮捕や研修義務化が実施されている点である。その是非・方法をめぐり、ジェンダー視点の有効性が争点となっている。いま一つは、DVと子ども虐待の関連が注目されてきており、包括的取組が進展している。ここでも、ジェンダー視点の有効性が問題となっている。したがって、研究でも現場でも、第一段階(DVを社会問題化する時点)で、ジェンダー視点の果たした有効性は広く確認・共有されているが、第二段階(加害者への取組や子ども虐待とDVへの包括的取組)のいま、ジェンダー視点の有効性が再検討されていることが明らかになった。ジェンダー視点の射程を明確にすることが、重要な課題である。第二に、日本の問題を検討した。日本では、第二段階、すなわちDV加害者への取組や子ども虐待とDVへの包括的取組が遅れている。この背景を検討するにあたり、一つは家族政策を取り上げた。すなわち、児童扶養手当法を素材に、日本における近代家族政策は積極的な維持・強化ではなく、消極的な容認・放任にとどまる特質をもつことを明らかにした。いま一つは、憲法研究において無視されてきた上杉慎吉『婦人問題』を取り上げ、日本の憲法学において上杉の著作を例外として、近代家族の問題が回避されてきたことを明らかにし、日本の家族政策の特質と対応している点に注目した。この近代家族の消極的容認・放任という政策・研究状況をふまえ、ジェンダー視点にたつ母親による子ども虐待事例の検討を行った。
ランタノイド金属イオンの錯形成熱力学と溶液構造

希土類利用の基礎的知見を得る目的で、非水ジメチルホルムアミド(DMF)-ジメチルアセトアミド(DMA)混合溶媒での3価希土類イオンの配置構造および反応性をNMRおよびカロリメトリーで研究した。これまでの研究で3価希土類イオンは臭化物イオンとDMF溶媒中で外圏錯体を、DMA中で内圏錯体を形成することが示されている。DMA中の金属-酸素(溶媒)原子間距離はDMF中に比べて短い。原子間距離が短縮すると配位数が減少するのが一般的であることから、アセチルメチル基の立体傷害が原因でDMA中の溶媒和数がDMF中よりも低下していることが錯体構造の違いの原因であると考えられた。この「溶媒和の立体効果」はDMF-DMA混合溶媒でどうなるか。DMFが強く選択溶媒和するならば外圏となり、選択溶媒和の傾向が強くなければ、溶媒組成に依存して外圏から内圏のスイッチがおきるであろう。金属の違いはどうか、このような点に関して、本研究ではカロリメトリーと^<89>Y-NMRによる研究を行った。本研究では、様々な混合溶媒組成で、YおよびNdのブロモ錯体生成の熱力学的パラメータを決定した。DMA分率の上昇とともに吸熱反応の程度が急激に増加した。非線形最小二乗法による解析を行い、生成錯体種の熱力学的パラメータを決定した。同じ金属でも外圏錯体と内圏錯体の生成エンタルピーおよびエントロピーにははっきりとした違いが存在する。また、内圏錯体の生成エンタルピー、エントロピーはYとNdで差が大きい。一方、外圏錯体では両者の違いは小さい。混合溶媒中の結果、DMA分率xが0-0.6の範囲では、YとNdの違いは事実上存在しない。したがって外圏錯体が生成している。DMA分率が0.6以下になると両者の違いが徐々に拡大した。この範囲では外圏と内圏の平衡が存在していると考えられる。同様の結論がNMRでも得られた。
世界の諸宗教文化における聖典と聖典解釈に関する総合的研究

世界の諸宗教文化の形成において聖典の果たした役割はきわめて大きい。本研究では、文書化された聖典と口承された聖典の両者を総合的に研究することによって、諸々の宗教観念や思考が人々の意識や思考に浸透していった様を明らかにしようと試みた。従来の聖典論においては、テクスト批判に基づく聖典の形式過程の究明やテクスト解釈に基づく観念論的思想史の研究が中心となってきた。一方で、聖典の受容形態、テクストが社会的文脈へと位置づけられる様態の研究は不十分であった。本共同研究においては、民衆の生活倫理や価値観に対する聖典の影響という視座を確保し、思想史と社会史の融合を図った。各宗教文化における聖典の形式・解釈・受容の比較検討によって、聖典の概念や聖典論の枠組みそのものを再検討することにも端緒をつけることができた。研究の成果は論文化され、報告書にまとめられた。これらの論文を基に拡充された聖典に関する論集が平成10年春に刊行予定となっている。世界の諸宗教の精神文化形成に聖典が果たした役割は極めて大きい。聖典は書かれたものと口承されてきたものを含むが、いずれも宗教的概念や思考が人々の意識の中に浸透していった様を探るてがかりとなる。従来の聖典研究では、テクスト批判に基づく聖典形成過程の研究、あるいはテクスト解釈に基づく概念論的思想史の研究が主流であって、聖典の受容形態、すなわちテクストを位置づける社会的文脈を明らかにするという視点はなおざりにされがちであった。本共同研究は、思想史と社会史の融合をはかり、民衆の生活論理や価値観への聖典の影響といった視座を提供しながら、各宗教文化に聖典形成と聖典解釈の方法の綜合的把握を目指すものである。そして各宗教伝統における聖典解釈の在り方を比較検討することで、キリスト教文化圏を中心に作られた聖典概念そのものの再検討とその拡充を試みる。加えて聖典一般を巡る議論をも整理しその妥当性を問おうとするものでもある。このような問題意識ないし目的意識を共有しつつ、本初年度は各研究分担者の担当する宗教文化での探索を試み、基礎的作業としての個別的研究調査・資料収集を実施した。各個別研究をふまえて、数回実施された全体討議では、今年度計画たる諸宗教文化における聖典に関する基礎知識の共有に加えて、近年欧米で盛んな聖典一般を巡る議論の総括と批判を行った。その結果、我々の予想以上に聖典解釈の方法が多様であるが、その多様性にもかかわらず、各宗教文化を通じて聖典が人々を魅了し続けてきたという事実が明らかにされた。正典や注釈さらには呪物崇拝までをも含めて比較宗教史的立場を積極的に活かして、聖典概念を再検討し聖典の権威のありかを問題にしていく必要もあろう。この点は次年度以降に主題化されていくべき視点である。本年度の着実なる資料収集及び共同討議の結果、次年度以降の綜合的把握に向けての資料及び理解もほぼ揃いつつある。世界の諸宗教文化の形成において聖典の果たした役割は極めて大きい。聖典には文書化されたものと口承されてきたものとがあるが、その両方を研究することによって、諸々の宗教的観念や思考が人々の意識や生活に浸透していった様をうかがうことが可能である。これまでの聖典研究においては、テクスト批判に基づいて聖典の形成過程を明らかにすること、あるいはテクスト解釈に基づいて観念論的思想史を研究することが中心となってきた。一方で、聖典の受容形態、すなわちテクストが社会的文脈のうちに位置づけられる様態を明らかにするという視点は軽視されてきたといえる。本共同研究では、民衆の生活倫理や価値観に対しての聖典の影響という視座を確保しながら、思想史と社会史の融合をはかる。ここに、各宗教文化における聖典形成と聖典解釈の方法の総合的把握を目指す。さらに各宗教文化における聖典解釈のありかたを比較検討することによって、キリスト教文化圏を中心に作られ通用してきた聖典概念そのものを再検討し、その拡充を試みる。聖典一般をめぐる議論をも整理し、その妥当性を問うこととなる。こうした問題意識を共通の基盤として、本年度は、前年度におこなった基礎的な資料収集・研究・議論を継承しつつ、各研究者がそれぞれの分野における具体的研究を進行させた。その報告を夏冬の全体会合などにおいて報告し、討議をおこなった。

池澤によって中国の「孝経」を題材として祖先崇拝や倫理の問題が、鎌田によってイスラームのコーラン解釈の問題が、深澤によって近代ドイツの神秘主義的民族運動における聖典形成と政治化の問題が、鶴岡によって中世から近代にかけてのヨーロッパとくにスペインの神秘主義における聖典の権威と解釈の変遷の問題が論じられたほか、聖典論一般についても金井や磯前によって議論が提出された。このように、多様な地域・時代にわたって、聖典の形成とその社会への浸透、宗教思想と社会規範・倫理との関係、聖典解釈の枠組みそのものの変化などの多くの重要な問題が具体的に検討されつつある。来年度の成果発表にむけて、このような方向で研究が着実に進行している。世界の諸宗教文化の形成において聖典の果たした役割はきわめて大きい。本研究では、文書化された聖典と口承された聖典の両者を総合的に研究することによって、諸々の宗教観念や思考が人々の意識や思考に浸透していった様を明らかにしようと試みた。従来の聖典論においては、テクスト批判に基づく聖典の形成過程の究明やテクスト解釈に基づき観念論的思想史の研究が中心となってきた。一方で、聖典の受容形態、テクストが社会的文脈へと位置づけられる様態の研究は不十分であった。本共同研究においては、民衆の生活倫理や価値観に対する聖典の影響という視座を確保し、思想史と社会史の融合を図った。各宗教文化における聖典の形成・解釈・受容の比較検討によって、聖典の概念や聖典論の枠組みそのものを再検討することにも端緒をつけることができた。研究の成果は論文化され、報告書にまとめられた。これらの論文を基に拡充された聖典に関する論集が平成10年春に刊行予定となっている。
マウスにおける胆汁酸硫酸化の生理機能解明

リコンビナントSULT2A4を大腸菌で発現し、基質特異性を検討した。その結果、胆汁酸類のC-7位の水酸基を特異的に硫酸化することが明らかとなった。次に、反応機構解明のため、触媒中心に位置するLeu99およびHis48を標的として部位特異的変異の導入を行い、変異酵素を作製し解析を行った。その結果、全ての変異酵素でVmax/Kmの値が低下した。さらに、L99H、H48T、H48NはKm値を著しく大きくしたことから、基質との親和性に関わる残基であると判明した。胆汁酸特異的硫酸転移酵素SULT2A4の基質特異性の解明リコンビナントSULT2A4を大腸菌で発現し、得られた酵素を用いて基質特異性を検討した。その結果、予想していたとおり胆汁酸類のC-7位の水酸基を特異的に硫酸化することが明らかとなった。またSULT2A4のコール酸を基質にした場合の至適pHが66.5と低いことを明らかにした。また、コール酸、ケノデオキシコール酸、タウロコール酸、タウロケノデオキシコール酸、グリココール酸に対するKm値、Vmax値を決定した。その結果、コール酸がもっとも効率よく硫酸化を受ける基質であることが判明した。SULT2A4の部位特異的変異の導入による触媒反応メカニズムの解明SULT2A4の反応メカニズム解明のため、触媒中心に位置するLeu99およびHis48を標的として部位特異的変異の導入を行い、ミュータント硫酸転移酵素を作製した。今年度は、L99H、H48T、H48N、E237A、E237Qの5種の変異酵素を作製したので、来年度以降これらの変異酵素を用いた解析を行う予定である。これらの結果より、SULT2A4は、胆汁酸C-7位の水酸基を特異的に硫酸化する非常にユニークな硫酸転移酵素である。その生理機能としては、細胞毒性の高い2次胆汁酸の生成を抑える機構への関与が考えられた。すなわち1次胆汁酸から2次胆汁酸への腸内細菌による代謝の初期に関わるC-7位の脱水酸化をあらかじめ硫酸化しておくことで抑制し、毒性の高い2次胆汁酸の生成を抑制する解毒機構として機能している可能性が考えられた。SULT2A4の部位特異的変異の導入による触媒反応メカニズムの解明SULT2A4の反応メカニズム解明のため、触媒中心に位置するLeu99およびHis48を標的として部位特異的変異の導入を行い、L99H、H48T、H48N、E237A、E237Qの5種の解析を行った。一般に硫酸転移酵素SULTは、Leu99(SULT2A4の場合)の位置にHisが保存され、触媒残基として機能している。SULT2A4においては、保存されたHisが無く、His48が代わりの触媒残基としてプロトンを引き抜く重要な残基と予想される。H48T、H48Nの解析結果より、His48に変異を導入した変異酵素においては、活性が著しく低下し、予想を指示する結果が得られた。さらに興味深い結果として、L99Hにおいては、活性は比較的保持されたまま、野生型SULT2A4では全く活性を示さなかったPregnenoloneやDHEAに活性を示すようになった。この結果は、ステロイドC-3位の水酸基を硫酸化したと考えられ、変異により導入されたHis99がステロイドC-3位の水酸基からプロトンを引き抜き、硫酸化反応を触媒したと考えられた。Glu237の変異酵素においては、活性低下はほとんど確認できなかった。生体内における硫酸化は、生体外異物の解毒代謝機構や内因性の生理活性物質(ステロイドホルモン、カテコールアミン神経伝達物質など)の不活性化と濃度調節機構として研究されてきた。近年、リトコール酸をはじめとした二次胆汁酸の解毒代謝に硫酸化が関与することが知られ注目されている。本研究では、マウスにおいて胆汁酸のC-7位の水酸基を特異的に硫酸化する新規硫酸転移酵素(SULIT2A4)の生理機構の解明を目的とした研究を行う。

ミュータント酵素を用いて、コール酸をモデル基質にした場合のKmおよびVmaxなどの酵素反応パラメーターを検討した結果、L99H、H48T、H48N、E237A、E237QでVmax/Kmの値が低下した、すなわち全ての変異酵素で反応効率が低下した。特に、L99H、H48T、H48Nでは著しい反応効率の低下であった。さらに、L99H、H48T、H48NはKm値を著しく大きくしたことから、基質との親和性に関わる残基であることが判明した。マウスでは、SULT2A4が特異的に胆汁酸硫酸化に関与するが、ヒトやゼブラフィッシュなど異なる生物種ではどの硫酸転移酵素が胆汁酸硫酸化に関与するのか確認し、ヒトではSULT2A1が、ゼブラフィッシュではSULT3 ST2およびSULT3 ST3が幅広く胆汁酸硫酸化に関与することを明らかにした。これらの結果より、マウスSULT2A4は、胆汁酸C-7位の水酸基を特異的に硫酸化する非常にユニークな硫酸転移酵素である。その生理機能としては、細胞毒性の高い2次胆汁酸の生成を抑える機構への関与が考えられた。すなわち1次胆汁酸から2次胆汁酸への腸内細菌による代謝の初期に関わるC-7位の脱水酸化をあらかじめ硫酸化しておくことで抑制し、毒性の高い2次胆汁酸の生成を抑制する解毒機構として機能している可能性が考えられた。