hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝性乳癌原因遺伝子産物Brca2のDNA損傷修復機能破綻と発癌―Rad51との相互作用を中心に分子から動物個体まで

本研究の目的は,Brca2を中心とした癌関連遺伝子について、生理機能を分子,細胞,個体レベルで解明して,乳癌の診断,予防,治療技術の発展に貢献することである。特にBrca2とRad51との相互作用およびその意義の解明、Brca2解析の獣医学領域への展開,および新規lkB分子MAILの生理機能の解明を目標として研究した。1.イヌBrca2のクローニングと乳腺腫瘍症例における解析イヌBrca2のcDNAめ全長をクローニングして塩基配列を決定した。また、症例におけるBrca2の変異解析を行うため,10kbにおよぶcDNAの全長を安定して増幅させるPCR法を開発した。さらに、Brca2遺伝子で最大であるエキソン11について、in vitro転写翻訳系を用いたProtein trancationtestの検査系の開発に成功し、症例における変異解析を行った。2.ネコのBrca2のクローニングと発現解析ネコBrca2のcDNAの全長をクローニングして塩基配列を決定し、データベースに登録した。また、RT-PCR法により組織分布を調べ、乳腺等の広範な組織での発現を確認した。イヌのBrca2とRad51について行った。イヌBrca2はそのC末端領域でRad51と会合することが判明したことに加え、エキソン11にコードされる中央部に転写活性化能をもつ領域が存在することが示唆された。4.新規lkB分子MAILの機能解析新規lkB分子MAILのゲノムをクローニングしてその構造を明らかにした。また、この分子の発現調節機構を解析した。本研究の目的は,遺伝性乳癌の原因遺伝子Brca2について,その生理機能を分子,細胞,個体レベルで解明して,乳癌の診断,予防,治療技術の発展に貢献することである.特にBrca2変異マウスの作製,C末端領域とRad51との会合の意義の解明,およびBrca2解析の獣医領域への展開を目標として研究した.ジーンターゲティングにより胚性幹細胞(ES細胞)に変異を導入するため,ターゲティングベクターの構築を行った.すなわち,マウスBrca2のC末端部分をコードする遺伝子をクローニングして構造解析を行い,相同組換えに利用する配列を得てこれを選択マーカーと組み換えた.Brca2とRad51との複合体に会合する分子を検索することを試みた.すなわち,酵母two-hybrid法により,会合する分子のcDNAをクローニングするためのライブラリーを得た.また,Brca2を大腸菌で発現させてこれに結合するタンパク質をアフィニティー精製することを試みた.まず,発現ベクターにBrca2を組み換えたが,これまでのところ大腸菌ではBrca2を発現することができていない.3.イヌのBrca2とRad51のクローニングおよび症例における解析イヌの組織からmRNAを抽出し,RT-PCR法およびRACE法を用いてイヌのBrca2のcDNAをクローニングした.塩基配列の決定を進め,8割程度の構造を明らかにした.また,Rad51をクローニングして塩基配列の解析を進めている.さらに,乳腺腫瘍の症例犬の材料を収集し,来年度以降の解析に備えた.本研究の目的は,遺伝性乳癌の原因遺伝子Brca2について,その生理機能を分子,細胞,個体レベルで解明して,乳癌の診断,予防,治療技術の発展に貢献することである。特にBrca2変異マウスの作製,Brca2解析の獣医学領域への展開,およびC末端領域とRad51との会合の意義の解明を目標として研究した。ジーンターゲティングにより胚性幹細胞(ES細胞)に変異を導入するため,ターゲティングベクターの構築を行った。これをES細胞に導入して変異細胞を得た。2.イヌのBrca2およびRad51のクローニングおよび症例における解析イヌBrca2のcDNAをRT-PCR法でクローニングし,全塩基配列を決定した。決定した配列は,データベースに登録した。イヌのBrca2については,ゲノム解析により一部の配列について既に報告されていたが,その配列とことなる配列も数カ所認められ,Brca2に多形が存在する可能性が示された。また,症例におけるBrca2の変異解析を行うため,Protein trancation

testの検査系の開発に取り組み,Brca2モチーフを含む一部の領域について開発に成功した。3.ネコのBrca2のクローニングネコのBrca2について,2kb程度のクローニングと塩基配列の読解に成功した。イヌのBrca2とRad51について行った。ヒトのBrca2ではその中央部分がRad51と会合することが報告されているが,それとは対照的にイヌBrca2はそのC末端領域でRad51と会合することが判明した。本研究の目的は,Brca2を中心とした癌関連遺伝子について、生理機能を分子,細胞,個体レベルで解明して,乳癌の診断,予防,治療技術の発展に貢献することである。特にBrca2とRad51との相互作用およぴその意義の解明、Brca2解析の獣医学領域への展開,および新規1kB分子MAILの生理機能の解明を目標として研究した。1.イヌBrca2の乳腺腫瘍症例における解析症例におけるBrca2の変異解析を行うため,10kbにおよぶcDNAの全長を安定して増幅させるPCR法を開発した。また、Brca2遺伝子で最大であるエキソン11について、in vtro転写翻訳系を用いたProtein trancationtestの検査系の俳発に成功し、症例における変異解析を行った。2.ネコのBrca2のクローニングと発現解析ネコBrca2のcDNAについてその全長(10kb)をクローニングして塩基配列を決定し、データベースに登録した。また、RT-PCR法により組織分布を調べ、乳腺等の広範な組織での発現を確認した。イヌBrca2はそのC末端領域でRad51と会合することが判明したことに加え、エキソン11にコードされる中央部に転写活性化能をもつ領域が存在することが示唆された。4.新規IkB分子MAlLの機能解析新規IkB分子MAILのゲノムをクローニングしてその構造を明らかにした。また、この分子の発現調節機構を解析した。
卵巣に存在する新しい血管新生因子の検索

動脈硬化症に深く関わる血管平滑筋細胞の増殖を調節する新しい因子を検索した。培養血管平滑筋細胞の増殖を促進するポリペプチドを、ウシ卵胞液を材料として各種クロマトグラフィーを繰り返して精製した。精製したポリペプチドの部分アミノ酸配列を決定し、その情報を基にCDNAクローニングを行いその構造を明らかにした。ウシ卵胞液中には血管平滑筋細胞の増殖を強く促進する分画がいくつか存在している。その活性の一部はHeparin SepharoseでNacl濃度1.0M付近に溶出され、その部分アミノ酸配列を決定したところ、ヘパリン結合性増殖因子MidkineおよびPleiotrophinであることが明かとなった。さらにもう一つの活性は、DEAE SepharoseでNacl濃度0.3M,Heparin SepharoseでNacl濃度0.65M付近に溶出された。逆相HPLCで最終的に単一標品にまで精製され、SDS-PAGEで分子量8万の一本鎖ポリペプチドであることが明かとなった。精製標品の部分アミノ酸配列を決定し、その情報をもとにCDNAクローニングを行い、その塩基配列を決定した。その塩基配列をDNAバンクで調べたところ、胎児の分化に関わっているとされるF-Spondinであることが明かとなった。牛血管内皮細胞及び血管平滑筋細胞培養系を用い、細胞数の増加を指標とする増殖アッセイ系を確立した。またボイデンチャンバーを用いた遊走活性測定系も同時に確立しスクリーニングシステムとした。牛卵胞液を出発原料として、新しい血管平滑筋細胞増殖因子を、種々のクロマトグラフィーを用いて精製した。ヘパリンアフィニティークロマトグラフィーによりHBGF系成長因子を分離し、残りをイオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相系クロマトグラフィー等により分画した。既知の成長因子のラジオリセプターアッセイを併用することにより、上記クロマトグラフィーでの既知物質の分画を確認しながら新しい血管平滑筋細胞増殖因子の精製を進めた。逆相HPLCにより最終的にこの新しい血管平滑筋細胞増殖因子を単一標品にまで精製した。最終精製標品を用い、Lysyl-endopeptidase digestionの後、逆相HPLCによりペプチドフラグメントを単離し、その部分アミノ酸配列を決定した。それらの部分アミノ酸配列を基にオリゴヌクレオチドプライマーを合成し、それらをプローブとして、牛卵巣cDNA libraryをスクリーニングして新しい血管平滑筋細胞増殖因子のcDNAクローニングに成功した。精製したポリペプチドの部分アミノ酸配列を決定し、その情報を基にcDNAクローニングを行いその構造を明らかにした。その活性の一部はHeparin SepharoseでNaCl濃度1.0M付近に溶出され、その部分アミノ酸配列を決定したところ、ヘパリン結合性増殖因子MidkineおよびPleiotrophinであることが明かとなった。さらにもう一つの活性は、DEAE SepharoseでNaCl濃度0.3M、Heparin SepharoseでNaCl濃度0.65M付近に溶出された。精製標品の部分アミノ酸配列を決定し、その情報をもとにcDNAクローニングを行い、その塩基配列を決定した。その塩基配列をDNAバンクで調べたところ、胎児の分化に関わっているとされるF-spondinであることが明かとなった。
遺伝性大腸がんの発がん機構の解明

1.家族性大腸腺腫症(FAP)について:FAPの原因遺伝子APCはすでにクローニングされた。本研究班が集積したFAP系の多くでAPC遺伝子の変異が検出され、患者かどうかの遺伝子診断をはじめる事ができた。FAPは腺腫の数で、密生型と非密生型に分類される。各々の変異を調べたところ、密生型ではコドン1250から1464の間に変異が検出されたのに対し、非密生型の変異はそれ以外の部分にあった。故に、この部位が腺腫形成に強く関係している事がわかった。FAP患者からの種々の段階の腺腫につきAPCの異常を調べたところ、初期の腺腫に高頻度で両alleleの異常を認めた。この事からAPCの遺伝子の異常は腺腫形成の最初の段階に関与し。不活化の機構は2ヒットである事も明らかとなった。2.遺伝性非腺腫症性大腸がん(HNPCO)について:HNPCCの原因遺伝子はまだ全くわからず、症例の集積が先決である。HNPCC患者のがん9例を集め、培養樹立例の1例できた。血液は患者20人、家族31人から採血し、EBウィルスを感染させて樹立できたリンパ球は、現在までのところ、患者15例、家族25例である。HNPCCがん症例のLOHは、染色体17番で3例、18番で3例、22番で0例だった。p53,MCC,DCCについてPCR-SSCPを行ったところ、がん1例にp53の変異が見つかり、MCCで1例の患者のリンパ球に異常が検出され、現在シークェンシングを行っている。3.大腸がん細胞への染色体1番の導入:導入により扁平になった細胞クローンが得られた。6クローン中4クローンでは1番染色体のうち短碗3436領域のみが在存しており、ここにがん抑制遺伝子がある可能性が示唆された。
SMPクラスタ型並列計算機用オブジェクト指向並列分散クラスライブラリの設計と構築

本研究はSMPクラスタを対象にしたオブジェクト指向並列分散クラスライブラリを設計・構築し,不規則性をもつ大規模並列計算に適用してその有効性を検証することを目的とする.これまでに,不規則性をもつ大規模並列計算の例として並列分子動力学計算や交通シミュレーションをとりあげ,並列オブジェクト指向クラスライブラリの設計と実装法について検討した.予備実験を通して,この種の不規則な計算には効率のよい動的負荷分散機能が重要な役割を占めることがわかり,本年度の研究ではクラスライブラリの機能の一部として動的負荷分散コンポーネントを実現することを目指し,検討と実装・評価を行なった.その際,本研究の目的である,ハードウェア環境からの独立性(可搬性)を保ちつつプログラマによる改変・最適化が容易に行えるクラスライブラリの実現という観点から,動的負荷分散コンポーネントに対してデザインパターン・アプローチを適用し実装した.実際に,この動的負荷分散コンポーネントを並列分子動力学計算に組込み性能を評価した.本研究はSMPクラスタを対象にしたオブジェクト指向並列分散クラスライブラリを設計・構築し,不規則性をもつ大規模並列計算に適用してその有効性を検証することを目的とする.本年度の研究では,不規則性をもつ大規模並列計算の代表的な例として並列分子動力学計算をとりあげ,並列オブジェクト指向クラスライブラリの設計と実装法について検討した.その際,特に以下の点をクラスライブラリ設計における重要な目標とした:(1)単一プロセッサ,SMP計算機,およびSMPクラスタのいずれの環境においても,アプリケーションプログラムを変更することなく実行可能にする.これにより,SMPクラスタ用のプログラムの作成が容易に行なえるようになると期待される.(2)また,アプリケーションプログラマ自身が,クラスコンポーネントの改変を通じて,実行環境に合わせたプログラムの実行効率の最適化を容易に行なえるようにする.このために,我々は,デザインパターン的なアプローチに基づき,アプリケーションプログラマが容易に利用でき且つ容易に変更可能はクラスコンポーネントの仕組を現在開発中である.現在,予備評価として,この仕組に基づいた並列分子動力学計算用のクラスライブラリを新に設計し,単一プロセッサ上でのシミュレーションによる実験を行なっている.また,SMP型PC上での実験の準備も同時に行なっている.本研究はSMPクラスタを対象にしたオブジェクト指向並列分散クラスライブラリを設計・構築し,不規則性をもつ大規模並列計算に適用してその有効性を検証することを目的とする.これまでに,不規則性をもつ大規模並列計算の例として並列分子動力学計算や交通シミュレーションをとりあげ,並列オブジェクト指向クラスライブラリの設計と実装法について検討した.予備実験を通して,この種の不規則な計算には効率のよい動的負荷分散機能が重要な役割を占めることがわかり,本年度の研究ではクラスライブラリの機能の一部として動的負荷分散コンポーネントを実現することを目指し,検討と実装・評価を行なった.その際,本研究の目的である,ハードウェア環境からの独立性(可搬性)を保ちつつプログラマによる改変・最適化が容易に行えるクラスライブラリの実現という観点から,動的負荷分散コンポーネントに対してデザインパターン・アプローチを適用し実装した.実際に,この動的負荷分散コンポーネントを並列分子動力学計算に組込み性能を評価した.
生体平衡維持機構の制御論的研究とその高齢者転倒予防等への応用

ヒト直立する時の平衡制御をPID制御モデルで記述することが出来た.このモデルの基本的な考えとして,直立姿勢を維持するために筋骨格系から作り出す校正用の力である校正モーメントは身体の偏移角度と比例(比例制御,P制御),偏移角度の変化と比例(微分制御,D制御)および偏移角度の累積と比例(積分制御,I制御)により行われていると仮設した.平衡制御のPID制御モデルとは校正モーメントが比例,微分,積分制御のそれぞれの割合で行い,その重さの係数はそれぞれKp,KdとKiであると定義されている.このPID制御モデルを使用してヒト立位時の身体動揺の様子をシミュレーションにより再現することが可能で,また,身体動揺の周波数特徴も表される.この結果から,ヒトの安静直立時の平衡制御がPID制御モデルによって記述することの優位性を示している.さらに,このモデルを使用して平衡制御の視覚による影響を調べた.結果として,閉眼時のKdの値が有意に下がっていることが判明した.視覚が微分制御器の働きとして,平衡制御における役割が明らかにされた.直立等身体の姿勢維持において姿勢緊張(Postural Tone)の制御が大きな役割を果たしている。大脳皮質あるいは小脳の損傷の場合には体の筋張力制御の障害をもたらし人間の姿勢維持が不可能になった状況が良く見られる。これまで、姿勢制御のメカニズムとして脊髄反射、錐体外系の働きおよび姿勢反射に帰着され、自律神経機能との関連はまだ未解明である。我々は心拍変動を計測しながらヒト直立時の重心動揺を記録した結果、心拍変動と床圧力中心(Center-of-pressure : COP)との関連性を提示してきた。被験者らはフォースプレートの上に立たせて、心電図計による心拍変動を計測する。同時に、右手の親指と人差し指間の握力もモニターした。1)心拍変動の低い周波数成分(<0.03Hz)に重心動揺と心拍変動との同期現象が現れる。2)右手の親指と人差し指間の握力は計測から5分後に心拍変動と同期した現象が見られる。姿勢緊張は低い周波数で心拍変動と同期し、自律神経活動が姿勢緊張に影響していることを明らかにした。ヒト立位時の姿勢維持が可能となったのはヒトの脳の発達により,運動制御機能の進化の結果だと考えられる.しかし,脳は如何に身体をコントロールして平衡維持を可能にしているのか,あるいは如何に視覚等の影響を受けているのかは重要な問題である.本研究ではPID(比例,積分と微分)制御モデルを用いて立位姿勢時の平衡維持を解析し,異なる視覚刺激パターンの条件下で,平衡維持における視覚の影響について検討した.10人の健常な若年者(男性4名,女性6名,平均年齢37.7±7.21歳)に対する立位姿勢時の左右方向の身体動揺を計測した.足関節と腰関節の回転はほぼ同じ振幅,逆フェーズで運動することに基づき,多リンク系の倒立振子モデルを構築した.被験者の体格によりモデルのパラメーターを決め,立位姿勢時のKD, KPとKIを同定することが可能となった.開眼時と比べ,閉眼時のKD値が有意に減少することが判明した(開眼時は131.5±37.6

Nms/rad,閉眼時は90.4±26.0Nms/radであった,p<0.001).身体動揺のシミュレーションには,KD値を下げていくと閉眼時の特徴的な身体動揺曲線が得られた.結論として:1)立位姿勢時の身体動揺はPID制御で記述することが可能である.2)視覚によりバランス制御の影響はダンプ係数(KD)の低下で説明することが出来る.3)立位姿勢時の平衡維持における前庭,視覚と固有感覚のフィードバック制御は鉛直方向付近では線形化することが可能だと考えられる.これらの結果から,新たな平衡機能評価の手段を確立することが期待される.ヒトが安静直立する時の平衡制御をPID制御モデルで記述することが出来た.このモデルの基本的な考えとして,直立姿勢を維持するために筋骨格系から作り出す校正用の力である校正モーメントは身体の偏移角度と比例(比例制御,P制御),偏移角度の変化と比例(微分制御,D制御)および偏移角度の累積と比例(積分制御,I制御)により行われていると仮設した.平衡制御のPID制御モデルとは校正モーメントが比例,微分,積分制御のそれぞれの割合で行い,その重さの係数はそれぞれKp,KdとKiであると定義されている.このPID制御モデルを使用してヒト立位時の身体動揺の様子をシミュレーションにより再現することが可能で,また,身体動揺の周波数特徴も表される.この結果から,ヒトの安静直立時の平衡制御がPID制御モデルによって記述することの優位性を示している.さらに,このモデルを使用して平衡制御の視覚による影響を調べた.結果として,閉眼時のKdの値が有意に下がっていることが判明した.視覚が微分制御器の働きとして,平衡制御における役割が明らかにされた.逆に,糖尿病なとの原因で網膜の病変のある方はKd値が低下していることも判明した.一方,高齢者の方にこのPID制御モデルを利用して平衡制御能力を計測してみると年齢とともにKdの値が減少していることが明らかにされた.特に,65歳後の被験者にはKd値が急に下がることが判明した.これは加齢とともに,ヒトの平衡維持制御がPID制御からPI制御に変換していることを示している.この現象は高齢者の平衡能力の低下の原因であると考えられ,またはこれは65歳後の転倒発生率の増加の理由になる可能性が十分に高い.これから,転倒発生率とPID制御との関係を調べる必要があると考えられる.姿勢緊張における自律神経活動との同期現象の研究:「背景」直立等身体の姿勢維持において姿勢緊張(Postural Tone)の制御が大きな役割を果たしている。大脳皮質あるいは小脳の損傷の場合には体の筋張力制御の障害をもたらし人間の姿勢維持が不可能になった状況が良く見られる。これまで、姿勢制御のメカニズムとして脊髄反射、錐体外系の働きおよび姿勢反射に帰着され、自律神経機能との関連はまだ未解明である。我々は心拍変動を計測しながらヒト直立時の重心動揺を記録した結果、心拍変動と床圧力中心(Center-of-pressure:COP)との関連性を提示してきた。「目的」本研究の目的は姿勢緊張と自律神経活動との同期現象を明らかにし、その機序を探る。「方法」被験者らはフォースプレートの上に立たせて、心電図計による心拍変動を計測する。同時に、右手の親指と人差し指間の握力もモニターした。その時、被験者に一定の力で握力を維持するように指示した。健常者6人(平均年齢32±3.2歳,男性4人,女性2人)が以上の実験を実施した.「結果」
例と制約によるプログラミング

テキスト編集の自動化について、半順序優先度を持つ制約を基本とする方式を研究した。テキストが満たすべき制約をユーザが定義することにより、制約が満たされなくなった時にはシステムが自動的に編集操作を補う。制約には半順序の優先度が与えられるが、これはユーザが与えるのではなく、ユーザの操作例からシステムが徐々に決定していく。制約を充足させる方法もユーザの操作例から学習し、これにも制約の優先度とは別に優先度を与える。2種類の優先度によって無駄な動作が抑えられるため、効率良く自動化することが可能である。この方式の特徴は次の通りである。・GPSではゴールは達成可能であることが前提であるが、このシステムにおいては、制約は充足可能とは限らず、優先度に従って最も適当な動作をする。・制約階層とは異なり、制約の優先度関係はユーザが固定的に与えるのではなく、ユーザとの対話を通して徐々に決定していく。・ユーザの操作の中には、テキストの編集を行なう部分と制約を充足させるための部分が混じっているため、そこから学習した解法には、制約を充足させる以外の編集操作も行ってしまうものがある。ユーザとの対話を通して解法の優先度を決定することにより、不必要な解法を排除し、探索空間を小さくしている。半順序優先度の学習という枠組は、対象領域に依存した知識を仮定しないため、テキスト編集以外の領域にも適用可能である。具体的には、マルチメディアユーザインターフェース作成への応用について、現在研究を行っている。
極限界面・結晶成長制御による室温スピントロニクスデバイスの研究

室温動作可能なスピン偏極素子作製を目指し、ZnOベースのホモエピ成長を行い極限界面・結晶成長制御によるスピン物性制御を実施した。これまでの研究により、現在実用化されているアモルファスシリコンTFTを凌ぐ良好な特性(増幅率(>10^6)と移動度(10cm^2/Vs))の薄膜トランジスタを多結晶ZnO/SiO_2系にて実現している。この電界によるキャリア数制御という、要素技術を単結晶上のホモエピタキシャル薄膜に適用した。特にZnO薄膜へのCoをドーピングによるワイドギャップ磁性半導体の実現が、極限界面・結晶成長制御により系統的制御が可能となった。特にZnO薄膜作製時の極性制御は結晶成長モードに密接に関係し、強磁性発現に極めて重要な因子であることが明らかになった。酸素極性、Zn極性共に明瞭なキャリア濃度と磁化率に正の相関があり、10^<19>cm^<-3>以上の電子キャリア領域で1ボーア磁子/Coを超える大きな強磁性が発現した。室温スピントロニクスデバイスのプロトタイプとしてTMR素子作製をドライエッチング処理によりメサ構造を形成することで実施した。このような接合型素子によるスピントンネル素子、あるいは異方性結晶成長特性を利用した量子細線構造形成による量子井戸型光素子を希薄磁性半導体をベースとして作製し、その動作の検証を行った。トンネルバリア層となるMgOあるいはAl_2O_3薄膜の品質がTMR特性を支配しており、今後のデバイス特性改善に必須であることが分かった。また、最適なクラッド材料を選択し、あらゆる希薄磁性半導体に対しても適用できるような汎用性をもった装置開発を行った。研究は単結晶基板上での磁性ZnO薄膜の作製と電界効果実験の2つを同時進行で行った。単結晶基板上の磁性ZnOの作製については、磁性イオンの固溶限の同定およびケミカルドーピングによるキャリア量制御を達成した。また、電界効果実験については、我々が確立した技術を用いてTFT構造の作製を磁性イオンドープZnOに対して行った。これまでに作製されたZnOトランジスタはON/0OFF比から十分に動作することがわかっており、この構造によって磁性ZnOへの動的キャリア注入は有効に行えた。さらに単結晶基板を用いたホモエピタキシャル系において多層構造作成し、量子井戸構造に起因する2次元電子ガス特性の発現を確認した。磁性状態を検証する為にプリズムカップリング法の開発を行った。薄膜表面に三角プリズムを押さえつけ、そこにある入射角で偏光レーザーを入射した。薄膜中を透過している間に偏光面は回転し、出力時には薄膜の磁気状態に従って、ある偏光角をもって検出器に到達する。通常の垂直入射に比べて光路長が数千倍長くなるために、出力時の回転角は磁気情報に対して非常に敏感であろうと推測された。プレリミナリーな結果としてテストサンプルに対して十分に動作することの確認を実施した。本測定は薄膜の屈折率に大きく依存するため、磁性イオンドープZnOの屈折率を事前にORDによって測定しておき、それにあわせたクラッド層の選択、設計を実施し、基礎特性を評価した。
アセトアルデヒド脱水素酵素欠損マウスを用いた飲酒による発がんリスク評価

日本人の約半数にはアルデヒド脱水素酵素(ALDH2)活性の欠損のために、飲酒後、フラッシャーと呼ばれる顔面紅潮や、心悸充進、吐き気、頭痛等の気分不良を訴える人がいる。ALDH2酵素不活性者においては、ALDH2正常者と同量の飲酒をするとアセトアルデヒド濃度が高く維持されるために、発がんリスクが高まると予想される。本研究では、我々がALDH2活性欠損者の動物モデルとして開発したAldh2ノックアウトマウスを用いて、アセトアルデヒド吸入曝露時および経口投与時の変異原性を比較評価することを目的とした。【方法】Aldh2ノックアウトマウスおよび野生型マウスを用い、アセトアルデヒドを500PPmで2週間連続吸入曝露あるいは100mg/kg/day経口投与を行った。1.網状赤血球における小核発現頻度をフローサイトメーター(FACS)にて検出・定量化した。2.TcR(T cell receptor)遺伝子座の突然変異頻度を我々が以前開発した手法によりFACSにて検出・定量化した。【結果・結論】1.網状赤血球中小核頻度は、投与ルートにかかわらず、アセトアルデヒド曝露により野生型マウスにおいて増加は認められなかったが、Aldh2ノックアウトマウスにおいては有意な増加が観察された。2.TcR(T cell receptor)遺伝子座の突然変異頻度は、経気道曝露においてはいずれのマウスにおいても有意な差異は認めなかったが、経口曝露においてはAldh2ノックアウトマウスにおいてのみ、突然変異頻度の有意な増加が観察された。アセトアルデヒド曝露によりノックアウトマウスにおいてのみ変異原性の増強が認められたが、このとき血中のアセトアルデヒド濃度も高値であることを認めており代謝の遷延により毒性が増加することが確認された。以上よりALDH2活性欠損者では、飲酒によるアセトアルデヒド曝露による発がんリスクが高くなる可能性が示唆された。日本人の約半数にはアセトアルデヒド脱水素酵素(ALDH2)活性の欠損のために、飲酒後、フラッシャーと呼ばれる顔面紅潮や、心悸亢進、吐き気、頭痛等の気分不良を訴える人がいる。ALDH2酵素不活性者においては、ALDH2正常者と同量の飲酒をするとアセトアルデヒド濃度が高く維持されるために、発がんリスクが高まると予想されるが、その発がんリスク評価はほとんどなされていなかった。わずかに、最近、疫学調査によってALDH2酵素不活性者の発がんリスクが同酵素活性正常者よりも高くなる可能性や重複がんが増加するなどの報告がされはじめたところである。一方、動物実験においてもALDH2不活性型モデルとなるモデル動物はこれまで存在しなかったため、発がんリスク評価は動物実験も困難であった。今年度研究では、我々がALDH2活性欠損者の動物モデルとして開発したAldh2ノックアウトマウスを用いて、アセトアルデヒド吸入曝露時の変異原性を評価比較することを目的とする。【方法】Aldh2ノックアウトマウスおよび野生型マウスを用い、アセトアルデヒドを500ppmで2週間吸入曝露を行った。網状赤血球における小核発現頻度をフローサイトメーターにて検出・定量化した。【結果・結論】網状赤血球および赤血球中小核頻度は未処理コントロール群において、野生型マウスに比しAldh2ノックアウトマウスにおいては有意に高値を示した。さらにアセトアルデヒド吸入曝露により野生型マウスにおいては小核頻度の増加は認められなかったが、Aldh2ノックアウトマウスにおいては有意な増加が観察された。アセトアルデヒド曝露によりノックアウトマウスにおいてのみ小核頻度の増加が認められたが、このとき血中のアセトアルデヒド濃度も高値であることを認めており代謝の遷延により毒性が増加することが確認された。

日本人の約半数にはアルデヒド脱水素酵素(ALDH2)活性の欠損のために、飲酒後、フラッシャーと呼ばれる顔面紅潮や、心悸亢進、吐き気、頭痛等の気分不良を訴える人がいる。ALDH2酵素不活性者においては、ALDH2正常者と同量の飲酒をするとアセトアルデヒド濃度が高く維持されるために、発がんリスクが高まると予想される。本研究では、我々がALDH2活性欠損者の動物モデルとして開発したAldh2ノックアウトマウスを用いて、アセトアルデヒド吸入曝露時および経口投与時の変異原性を比較評価することを目的とした。【方法】Aldh2ノックアウトマウスおよび野生型マウスを用い、アセトアルデヒドを500ppmで2週間連続吸入曝露あるいは100mg/kg/day経口投与を行った。1)網状赤血球における小核発現頻度をフローサイトメーター(FACS)にて検出・定量化した。2)TcR(T cell receptor)遺伝子座の突然変異頻度を我々が以前開発した手法によりFACSにて検出・定量化した。【結果・結論】1)網状赤血球中小核頻度は、投与ルートにかかわらず、アセトアルデヒド曝露により野生型マウスにおいて増加は認められなかったが、Aldh2ノックアウトマウスにおいては有意な増加が観察された。2)TcR(T cell receptor)遺伝子座の突然変異頻度は、経気道曝露においてはいずれのマウスにおいても有意な差異は認めなかったが、経口曝露においてはAldh2ノックアウトマウスにおいてのみ、突然変異頻度の有意な増加が観察された。アセトアルデヒド曝露によりノックアウトマウスにおいてのみ変異原性の増強が認められたが、このとき血中のアセトアルデヒド濃度も高値であることを認めており代謝の遷延により毒性が増加することが確認された。以上よりALDH2活性欠損者では、飲酒によるアセトアルデヒド曝露による発がんリスクが高くなる可能性が示唆された。
ニホンカナヘビ(爬虫綱,トカゲ目)に関する個体群分類学的研究

まずトカラ・大隅諸島、九州南部のうち標本の少ない島嶼・エリアで採集を行い、続いて九州の他地域(長崎、大分など)や周辺島嶼(五島列島、壱岐)、本州西部(京都)、中部(三重、岐阜)、関東(茨城)、北陸(石川)、東北(山形)、北海道(札幌)などでも採集を行った.高高度エリアに,島内の低地や周辺の他島嶼のものと形態的に異なる個体群の存在が示唆されていた屋久島に関しては、低地と高地の両方からの生体サンプルの入手に努めた。生体サンプルからは生組織を摘出し、分子系統学的検討に用いた。残りは液浸標本とし、博物館や個人から借り受けた標本と併せ形態形質の検討に用いた。まず形態について、12の計数形質、15の測定形質、3つの定性形質を産地間で比較した。まず体サイズの指標とした頭胴長については産地間で大きく変異する一方、特定の地理的パタンは認められなかった。一方、少数の計数形質には大隅諸島を挟んでトカラ諸島と九州以北の間で比較的顕著な差異が認められた。ミトコンドリアDNAの12Sと16S rRNA領域を指標とした個体群間の分子系統学的解析では、トカラ・大隅諸島のものが九州以北のものと明瞭に分岐していること、さらに後者中、九州(五島、壱岐を含む)、京都+三重、岐阜以北の本州+北海道の間で若干の分岐があることが強く示唆された。想定される地史や古気象を考慮するならば、少なくともトカラ・大隅諸島の集団と九州以北の集団は、形態的には酷似するものの生物学的種概念の視点からは異なる種として分類されるべきであることが考えられる。一方予想に反し屋久島の高地のサンプルは同島の低地集団や他の大隅諸島集団とよくまとまった。岐阜以北の集団については最終氷期以降に急速に北上し、北海道に到達したことが考えられる。研究計画に従いトカラ列島の中・北部,大隅諸島,鹿児島県の本士部を中心に標本の採集を行った.得られた標本については写真で生時の体色を記録した上で肝臓を摘出した.肝臓は超低温冷蔵庫で保管し遺伝的解析に供した.肝臓摘出後の本体はフォルマリンで固定した上でエタノールに液浸し,形態的観察・比較に供した.今回得られた標本,ならびにこれまでに収集された博物館や大学の収蔵標本を用い12係数形質,15測定形質,3定性形質の産地間での比較を行った.このうち計数形質では前肢の付着部や後肢の付着部における背部大型鱗の列数をはじめとした5形質で,産地間における明瞭な変異が認められ,そのすべてでトカラ列島中・北部の集団と鹿児島県本土部の集団との間で差異が最も著しかった.これに対し大隅諸島の集団は3形質で鹿児島本土の集団と大幅に重複し,2形質では両集団の中間的な状態を示した.測定形質については主成分分析によって一括して比較したところ,計数形質の場合と同様,トカラ中・北部の集団と九州本土の集団が比較的大きく分離し,大隅諸島の集団はその中間でやや後者寄りに位置づけられた.定性的形質のうち腹面の鱗の表面形状において比較的明瞭な地理的変異が認められ,九州本土集団とそれ以外の島嶼集団との間に差異があったが,形質状態はその間で一部重複した.以上の結果は本研究のきっかけとなったミトコンドリアDNAの配列変異にもとづく解析の結果とは,大隅諸島の集団とトカラ中・北部の集団との間に比較的明瞭な差異が示される一方,後者と鹿児島県の九州本土部の集団がより近く位置づけられる点で異なっている.

こうした形態的変異とミトコンドリアDNAの配列変異それぞれにおける地理的パタンの不一致が,ニホンカナヘビ種内の系統や集団遺伝におけるどのような事象を反映するのかについては,目下酵素蛋白を支配する各遺伝子の解析にもとづき検討を進めている.前年度にひき続き各地で標本の採集を行なった.得られた標本は写真で生時の体色を記録した後,肝臓を摘出した.肝臓はアロザイム法,ならびにミトコンドリアDNA配列決定法による遺伝的解析に供した.本体はエタノールに液浸し,形態形質の観察・比較に供した.今回得られた標本,これまでに収集された標本,他の研究者・研究機関から借用した標本を用い,12の計数形質,15の測定形質,3つの定性形質を産地間で比較した.このうち計数形質では,12形質のうち前肢や後肢の付着部における背部大型鱗の列数をはじめ3形質で,トカラ列島の中・北部の集団と鹿児島県をはじめとする本土集団との問で明瞭な差異が認められた,なおこのうち2形質では屋久島の集団は両者の中間的な状態を示した.前年度,同様にトカラ中・北部と鹿児島県本土部との問で差異が認められた他の2計数形質では,本土,とりわけ本州内で変異が著しく,後者よりもむしろ前者に近い状態を示す集団も認められた.測定形質については主成分分析によって一括して比較したところ,プロポーションではトカラ中・北部の集団と鹿児島を含む本土の集団が比較的大きく分離し,屋久島の集団はその中間のややあと寄りに位置付けられた.体サイズの絶対値に関してはトカラ中・北部や屋久島のものも含むサンプル全体で地理的な規則性は認められず,ただ屋久島の高高度域の集団に顕著に大きな値を示す傾向が認められた.定性形質のうち腹鱗の表面の状態が,九州周辺の島嶼部の集団では隆起が顕著なのに対し,九州本土部および本州・北海道(周辺島嶼を含む)の集団では隆起は微弱か完全に消失していた.これらの結果,ならびに現在までに得られている遺伝的解析の結果を総合すると,ニホンカナヘビがトカラ・大隈諸島の集団と本土の集団に2分されることが強く示唆された.まず前年までの結果を補足するサンプリングを行った。他の研究者や研究機関が所有・収蔵するサンプルについても提供を受け、解析・検討に加えた。絶対的体サイズの指標である頭胴長においては、雌雄のいずれにも地域間で著しい変異があり、全体として緯度・高度の増加に伴って増加する傾向が見られた。四肢の頭胴長に対する比にも地理的変異が認められた。屋久島内で特に変異が著しく、高地のものは足が短く低地のものは他の地域のものとあまり変わらなかった。胴腹面の鱗については、今回追加されたサンプルにおいてもその地理的位置関係とはあまり関係なく島嶼部でキールが発達し、いっぽう本土部では滑らかであった。これは昨年にたてた予想を支持・補強するものである。胴の背面を覆う大型鱗の列数は前・後肢それぞれの付着部周辺においてトカラ・大隅諸島のものではやはり少なく、それ以北のものでは多い傾向が認められた。ミトコンドリアDNAの塩基配列変異を解析したところ、まずトカラ・大隅諸島のもの(屋久島の高高度域のサンプルを含む)がきわめてよくまとまったクラスターを構成し、他のすべてのサンプルからなるクラスターと根元で分岐した。後者からはまず九州のもの(五島、壱岐のものを含む)が分岐し、次に近畿・中部地方西部(三重)のものが分かれた。残る中部地方中・東部(岐阜など)、北陸、関東、東北、北海道のものは、きわめて近い遺伝距離でよくまとまった。以上の結果はニホンカナヘビ全体の中での分断がまず、鹿児島の島嶼部とそれ以外との間で生じたことを強く示唆している。
有酸素性運動時の効果的呼吸法とそのメカニズムの解明

本研究では,(1)胸郭制限や低酸素吸入により運動時の換気を通常より増加させて短期間トレーニングすると,その後の通常の運動時の換気量が増強されることから,運動時の呼吸調節に「学習」が関与すること,(2)高強度の自転車漕ぎ運動では,呼吸リズムと運動のテンポの「同調」が起こりやすく,運動が楽になる場合もあるが,有酸素性運動でよく用いられる中強度では,同調と非同調で差は見られず,運動は楽にならないことが明らかとなった.これらのことから,有酸素性運動では,同調よりもゆっくりした呼吸を意識することと,繰り返しの学習により,運動に適した呼吸法を習得できる可能性が示唆された.本研究は、学習・同調の観点から運動時の有効な呼吸法について明らかにしようとするもので、24年度は、1)運動時の呼吸を人為的に変えてトレーニングすることで、呼吸の「学習」が起こるか否か、2)「同調」のメカニズムとその生理学的意義、の2点を明らかにしようとした。学習効果に関しては、最大酸素摂取量(VO2max)の60%の負荷で5分間×4セット×10日間の自転車漕ぎトレーニングを、前年度に用いた胸郭制限下(換気増大)で実施し、トレーニング前後で胸郭制限なしの条件での呼吸循環応答を比較した。その結果、トレーニング後に運動開始時の換気量が増加し、特に呼吸数が大きく増加していた。この結果は運動時の換気亢進に「学習」が関与する説を支持するとともに、呼吸パターン形成が学習をもたらす要因であることを初めて明らかにした点で意義深いといえる。同調に関する実験は、まず被検者の好きな回転数と呼吸数で60%VO2maxの負荷で15分間の自転車漕ぎ運動を行わせ(自由条件)、呼吸と運動の同調発生率および呼吸循環応答を測定した。次に各被検者に自由条件での平均回転数で運動させながら、1呼吸を運動と同調させるように(同調条件)、または、2呼吸数を正弦波状に変動させるように(非同調条件)、音刺激と画面に指示を出し、同様の測定を行った。さらに同調発生率の低い群(非同調群)を同調条件で、また、高い群(同調群)を非同調条件で15分×2セット×5日間の自転車漕ぎトレーニングを行わせた。その結果、自由条件で2群に呼吸循環応答の差は認められず、全員の同調条件と非同調条件でも差は見られなかった。すなわち、同調しても呼吸循環系には効果がないことが明らかとなった。一方、逆方向のトレーニングにより同調発生率に変化傾向が見られ、学習効果が示唆された。同調に関する詳細な研究は少なく、本研究の結果は非常に有意義であるといえる。25年度は,低酸素を吸入させることで,運動時の呼吸を人為的に増大させた状態で短期間トレーニングすることにより,呼吸の「学習」が起こるか否かを明らかにしようとした.大学生の男女16名に対し,21%の常酸素を吸入させながら最高酸素摂取量(VO2peak)の50%の負荷で5分間の自転車漕ぎ運動を5回繰り返し,呼吸循環応答を測定した(Pre測定).4週間以上経過後,常酸素を吸入させるNorm群には酸素濃度21%の常酸素ガスを,また,Hypo群には13%の低酸素ガスを吸入させながら,50%VO2peakで5分間の自転車漕ぎ運動を6回繰り返すトレーニングを,3日間連続で実施した.4日目にPre測定と同様に常酸素での運動および測定を実施した(Post測定).なお,被検者には吸入ガス組成についての情報を与えなかった.Preに比べトレーニング期間中は,Norm群では,毎分換気量の安静値からの変化分(△VE)が,Phase II(運動開始30秒2分30秒)および定常状態のPhase III (3分50秒4分50秒)で約10%有意に低下した.一方,Hypo群ではトレーニング中はPreに比べPhase II, Phase IIIで△VEが2030%有意に増加した.メインの結果であるPreとPostの比較では,Phase IIはNorm群で6%減少,Hypo群で6%増加し,Phase IIIではNorm群が8%低下に対しHypo群は1%増加と,両群で反対の変化を示すが,各群ともPre-Postで有意な変化ではなかった.しかし,Phase II, IIIの△VEについて両群のPre-Postで交互作用が認められた.このように被検者に気付かれずに運動時の換気を通常より増大させて短期間トレーニングすると,通常の条件に戻しても,換気を上げようとする「学習」が起こっていることが確認され,運動時の換気亢進に「学習効果」が関与することが明らかとなった.学習効果に関する詳細な研究は少なく,本研究の結果は非常に有意義であるといえる.本研究では,(1)胸郭制限や低酸素吸入により運動時の換気を通常より増加させて短期間トレーニングすると,その後の通常の運動時の換気量が増強されることから,運動時の呼吸調節に「学習」が関与すること,(2)高強度の自転車漕ぎ運動では,呼吸リズムと運動のテンポの「同調」が起こりやすく,運動が楽になる場合もあるが,有酸素性運動でよく用いられる中強度では,同調と非同調で差は見られず,運動は楽にならないことが明らかとなった.これらのことから,有酸素性運動では,同調よりもゆっくりした呼吸を意識することと,繰り返しの学習により,運動に適した呼吸法を習得できる可能性が示唆された.

本研究は、1)運動時の換気亢進に「学習」のメカニズムが関与するか否か、2)運動のテンポと呼吸の「同調」現象により、運動が楽にできるか否か、またそのメカニズムは何か、3)「学習」によって「同調」ができるようになるか、を明らかにし、有酸素運動中の効果的な呼吸法を示唆しようとするものである。23年度は呼吸制限により人為的に呼吸を変えてそれを学習させる実験、および同調の効果に関する実験の予備実験をする予定であった。「学習効果」に関する研究では、まず学習課題として用いる呼吸制限が、呼吸・循環機能へ及ぼす影響を明らかにする実験を実施した。その結果、胸郭の動きをベルトで制限(制限条件)すると、最高酸素摂取量(VO2max)および最大換気量は有意に低下し、最大下の同一絶対負荷の運動では、中強度までは制限条件で換気量が増大するが高強度では差がないこと、制限条件では呼吸数が少なくなることが明らかとなり、中程度の負荷(60%VO2max程度)で運動をすれば、呼吸が人為的に変えられることが明らかとなった。当初は次に人為的に呼吸を変えてトレーニングを実施し、「学習」効果を明らかにする実験に移る予定であったが、共同研究者の都合により、24年度に行う予定であった「同調」の実験を先に行うことになった。まず、同調の起こりやすい条件を明らかにするため、異なる負荷強度と呼吸制限の有無が同調発生率に及ぼす影響を検討した。その結果、呼吸制限は同調に影響を及ぼさないこと、強い強度でより同調しやすいことが明らかとなった。次に同調発生率と運動時の呼吸・循環応答の関係を検討した結果、高強度運動時に同調発生率が高い人ほどその時の体重当たりの酸素摂取量が低いことから、高強度において同調があれば運動の効率がよくなることが示唆された。これは目的2)を明らかにしたことになり、「同調」の有用性を示す重要な結果であると言える。24年4月にそれまで同調に関するデータ分析を担当していた研究協力者(院生)が遠隔地に就職したが、研究分担者に追加して、データを電子ファイルでやり取りするなど、移動後もスムーズに研究を進めることができた。前年度の実施報告書でも述べたとおり、研究協力者移動の件で実験の順序を変更したが、研究は計画変更後の予定通り進んでおり、25年度の残りの1年間は酸素濃度を変えて行う学習実験のみとなっている。24年度に実施した2つの実験とも期間のかかるトレーニング実験であり、さらに大量のデータ分析のため時間がかかり、合間なく2つの実験を実施したため、成果を論文にまとめるのを先送りしているが、これまでの研究で、運動時の呼吸に学習が関与するが、同調は効果的でないという方向性がすでに見出されており、研究全体として順調に進んでいるといえる。「運動-呼吸の同調」を専門とする共同研究者(研究協力者)が24年4月に名古屋から北海道に就職することが23年末に判明した。そのため、「同調」についての実験を先に実施する必要があり、「学習」効果を明らかにする実験を後回しにした。しかし、順番が変わっただけで、複数年当たりでみれば実施しなければならない実験の総量は変わらないので、実験進行としては順調であると言える。研究成果については、23年度中の発表に間に合わなかったが、24年度に国内外の学会で発表予定(エントリー中)であり、論文についても1編掲載確定しており、その他、研究内容の運動時換気亢進に関してReviewや本の分担執筆を担当しており、24年度前半に3編が出版される予定である。以上のことから、研究全体としておおむね順調に進展していると言える。25年度は低酸素を用いて運動時の呼吸を人為的に変えた条件でトレーニングする実験を実施し、運動時換気亢進の学習効果をさらに明確にする。
金ナノクラスターの薬理活性の探索：副作用の少ない新規抗がん剤を目指して

種々の酸化物担体に担持した金ナノ粒子触媒の癌細胞に対する細胞毒性について調査した。実験を行った金ナノ粒子触媒の内(Au/SiO2、Au/TiO2、Au/Fe2O3,Au/ZnO、Au/ZrO2)、金ナノクラスターを担持したAu/ZnOがHeLaやMiaPaca-2に対して、高い細胞毒性を示すことが明らかになった。ZnO自体も、他の酸化物と比較すると高い細胞毒性を示すが、金ナノクラスターを担持することによって、この細胞毒性がさらに増加することがわかった。従来の白金製剤を用いた抗がん剤治療における厳しい副作用を改善した次世代の抗がん剤の開発を目標に、0価の金原子で構成される様々な金ナノクラスターの薬理作用(抗がん作用・正常細胞への毒性)を明らかにすることを目的とした。今年度は、直径2nm以下の金ナノクラスターの調製法を開発した。酸化亜鉛を担体として、共沈法を用いてAu/ZnO触媒を調製した。この時、共沈物を水素気流下において250°C300°Cで焼成することによって、粒径1.5nm2.0nmの金ナノクラスターの調製に成功した。気相反応ではあるが、金触媒の標準的な触媒反応であるCO酸化において、極めて高い触媒活性を示した。一方で空気雰囲気下で焼成しても、粒径35nmの粒子サイズであり、触媒活性も低かった。この方法の特徴は、金の担持量が酸化亜鉛に対して11wt%であり、通常、気相反応で標準的に用いられる金触媒の担持量1wt%よりも10倍以上多く、今後、金の薬理活性を評価しやすいと期待される。また、共沈法を行う際に、不純物イオンとしてバナジウムイオンを少量添加すると、金の粒子は、1.3nmになり、より金のサイズを小さくすることに成功した。今年度の研究によって、高担持量の担持金触媒の粒子径を、焼成雰囲気や焼成温度、不純物の添加によって能動的に制御することが可能になった。細胞への評価の準備が間に合わなかったので、簡単な系として枯草菌に対して金の薬理作用の評価を行った。枯草菌の培地に対して、上記の方法で作製した金触媒を添加し、その発育阻止円を観察した。その結果、粒子径の小さな金触媒ほど、枯草菌の発育阻止円が大きくなった。この結果は、金触媒が菌に対しても、その化学的な活性を失わず、薬理活性を示したことを意味している。今後の細胞に対する実験に有益な結果を得た。今年度は、難治性がんの一つである膵癌に由来する細胞(Panc-1、Mia-Paca2)に担持型金触媒(酸化物担体に、5nm以下の粒子径の金ナノ粒子が担持された触媒)を添加した際の細胞応答の観察を行った。調製した金触媒の金担持量は1wt%であった。これらは、常温・水中下において触媒活性を示すことをグルコースの液相酸化反応において確認した。最初に金触媒として最も典型的なAu/TiO2(金平均粒子径:4nm)について検討を行った。Au/TiO2を添加した場合には、両ガン細胞が細胞数が減少し、細胞死が観察され、Au/TiO2の用量反応関係が観察された(細胞の半数致死量は25ug/mlであった)。Au/TiO2は、両膵がん細胞に対して毒性があることが明らかになった。一方で、TiO2のみにおいても同様の実験を行い、Au/TiO2の結果と比較したところ、Auの担持によって25ug/ml以下の低濃度域の細胞毒性が大きく向上することがわかった。この傾向は、特にMia-Paca2に顕著に現れた。このことから、金の担持により低濃度域の細胞毒性が高くなる可能性が示唆された。そこで、金の担持量を大きくするために、すなわち、金の影響を大きくするために、昨年度に調製に成功した11wt%のAu/ZnO触媒(金粒子径:1.7nm)を用いて同様の実験を行ったところ、Mia Paca2に対して極めて高い細胞毒性を示した。また、これら金触媒や金属酸化物が示す細胞毒性をリアルタイムで追跡するために、表面プラズモン共鳴や表面増強ラマン散乱をベースとした分析/センシング技術の開発も同時に行っており、今後、本実験系に組み込む予定である。細胞培養・薬理活性の評価のシステム構築に時間がかかっている。しかし、来年度の予算を用いれば、システム構築に目途がつきそうなので、この研究の遅れは挽回できると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。触媒化学、分析化学今年度に開発した担持金ナノクラスター触媒を用いて、がん細胞や正常細胞に対する毒性・薬理活性を評価していく。

特に、担体の役割や金のサイズが細胞に与える影響を中心に研究を行っていく。このためには、細胞培養の技術がボトルネックになっているため、重点的に行う。金ナノクラスター触媒では、ポリビニルピロリドンやデンドリマーなどの有機分子で保護された金ナノクラスターも調製を進める。これらの金ナノクラスターは、すでにある程度、確立された調製法が報告されており、ある程度狙った粒子径の金ナノクラスターを調製することができる。そこで、今年度調製した担持金ナノクラスター触媒と同じ平均粒径を持つ有機分子保護金ナノクラスターと比較することで、金ナノクラスター触媒における担体と有機分子の役割も議論する。27年度が最終年度であるため、記入しない。