hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
未利用植物バイオマスに含まれるクロロフィルを活用したリグニンの太陽光分解

未利用バイオマスの利活用は持続可能型社会を形成するうえで重要であると考えられる。そのなかでも地上に豊富に存在しながら利用があまり進んでいない木質・草木バイオマスの利活用は、バイオマス研究分野における重要課題のひとつであると考えられる。この課題解決における大きな障壁のひとつとしてリグニンの難分解性が挙げられ、それに対する取り組みがこれまで進められてきたが、低いリグニン分解効率や大きな環境負荷を伴うプロセスの場合があることがこれらの研究の問題点のひとつであると考えられる。そこで本研究では、植物バイオマスに含まれるクロロフィルを利活用した、太陽光による環境低負荷型リグニン分解を目指した研究を推進している。そのためにまず、複数種の光合成生物から種類が異なる天然クロロフィル類を単離し、有機化学的手法によって誘導体化を行った。その結果、クロロフィル誘導体の可視光吸収に重要なテトラピロール環の共役系を変化させ、吸収可能な波長領域を大きく変化させることができた。また、テトラピロール環に直結する置換基を変化させることによっても、クロロフィル誘導体の吸収可能な波長領域を改変した。また、テトラピロール環に配位する中心金属はクロロフィル誘導体の酸化還元電位や励起三重項状態への項間交差による一重項酸素の発生効率に大きな影響を与えるが、天然クロロフィルに配位しているマグネシウムを脱離させ、他の金属イオンを配位させることによる誘導体化も推進した。当初の計画通り、光合成生物から複数種のクロロフィルを単離し、有機化学的手法による誘導体化を進めることができた。クロロフィル誘導体の可視光励起による活性酸素種の発生効率を解析し、その結果を分子設計にフィードバックすることでその高効率化をはかる。また、クロロフィル誘導体によるリグニンやそのモデル化合物の可視光分解挙動の解析に着手するとともに、クロロフィル誘導体の回収法に関する研究にも着手する。本年度は当該研究に関する学会等での成果発表はなかったため旅費と学会参加登録費の使用がなかったこと、および実験に用いる物品が当初計画よりも若干少なかったので、次年度使用額が生じた。今後、実験に必要な物品購入と、学会発表のための旅費や学会参加登録費としての使用を主に計画している。
磁気光学用超格子積層膜の固体反応と材料特性

本研究では積層超薄膜における固体反応に伴う化合物形成に焦点をあて、とくに高密度の光磁気情報記録材料への応用を目途として、二三の磁性薄膜の合成とそれらの磁気的特性を検討した。主な成果は以下の通りである。1 MnーGa系薄膜の合成と磁気特性あらたな光磁気記録材料の物質探索として、これまでにほとんど報告の見られないMnーGa系のGa側の化合物相の薄膜化とそれらの組織、相形成、磁気的性質等を調べた。成膜条件、膜組成、後熱処理などを制御することによる、各化合物相によりなる単相膜、あるいは主副二つの相からなる二相膜を作製することが可能であることが明らかにされた。とくに60 at%Ga程度までGa増加した薄膜ではHcが約20000e程度まで増大することが知られた。また、化合物相の存在比を調整することにより薄膜全体の保磁力の制御も可能であることがわかった。2 MnーPtーSb系積層薄膜のおける化合物形成と磁気特性イオンビ-ムスパッタ法により作製したPt/Mn/Sb積層薄膜における固体反応を利用して、この系に形成される化合物相を制御し、これによって薄膜の磁化特性をコントロ-ルすることを検討した。積層周期5nm程度の厚さで成膜されたPt/Mn/sb積層薄膜は作製条件によって非晶質あるいは結晶膜となるが、熱処理にともなう固体反応により多様な化合物形成が生ずること、また、積層構造を変化させて局所領域での固体反応を促進することにより、PtMnSbーPtMn、PtMnSbーMn_2SbおよびPtMnSbーMnSbなどの多相薄膜の形成と各相の結晶配向性の制御が可能であることが明かとなった。PtMnSnーSb二相薄膜ではフェリ磁性相Mn_2SbのCー軸配向成長により、強い垂直磁化異方性の発現が認められた。このことによりPtMnsb系薄膜を光磁気記録材料として応用するための一つの条件をのりこえる可能性が開かれたといえる。本研究の目的は金属系超格子積層膜における固体反応を調べ、その磁気光学材料への応用を検討することである。本年度の研究計画では、まず超格子積層膜を作製するための最適成膜条件を明らかにするとともに、二三の予備実験により本方法に適合する金属種を選定することに重点がおかれる。これらの点に関し、以下に本年度の研究結果を示す。1.イオンビームスパッタリング装置に関してバリアブルリークバルブの使用等により、成膜時の真空度、イオン源の特性が改善され、現段階で例えばAlをターゲットとして、1×10^<-3>Paの真空下で、Ar^+のイオン電流密度約200μA/cm^2が得られ、この時の成膜速度として約0.6nm/minが達成された。なお、Mn、Bi、Feなどについてもおおむね同様の値である。したがって、本研究の対象とする10nm程度の積層周期を持つ薄膜を本装置により作製することが可能となった。例えばMnーBi系合金を半円状に配置した複合ターゲットを用いて、ガラス基板上に積層周期ほぼ5nm、全厚約100nmのMn/Bi薄膜を得た。これらに関し、透過電顕、X線回折により結晶構造等の検討を進めている。

2.Mn系磁性薄膜に関する予備実験磁気光学特性を利用するためには、薄膜材料の磁気的特性のみならず、結晶の配向性を考慮する必要があり、特にCー軸配向を得ることが重要である。この観点より、Mn系磁性化合物を検討し、MnーGa系におけるMn_2Ga_5相に着目した。この相は、例えばMnBi相の軸比c/a=1.3と比較して、極めて小さな軸比c/a=0.3を有するので、結晶成長により容易にCー軸配向を示すことが期待できる。予備実験では、真空蒸着によりMn_<30>Ga_<70>薄膜を作製し、それらの固相反応を透過電顕およびX線回折により調べた。その結果、焼鈍条件を適当に設定すればCー軸配向をもつMn_2Ga_5よりなる薄膜が得られることが明らかとなった。前年度には、イオンビ-ムスパッタリングによる超格子積層膜の作成技術と、X線回折による積層構造の評価法を検討した。本年度では、近年磁気光学記録材料として注目されているPt-Mn-Sb系化合物をとりあげ、この系における超格子積層膜の作成およびその固体反応にともなう化合物形成を調べ、それらの磁気特性を評価することを目的とした。Pt(4N),Mn(3N),Sb(6N)を円盤状に配置したタ-ゲットを回転しながらAr^+イオンビ-ムを用いたスパッタにより、Pt/Mn/Sb積層膜を得た。基板にはガラスおよび(001)NaClを使用し、基板温度は室温350°Cの範囲で変化した。なお、ガラス基板上には下地層としてあらかじめ2200nm厚のPt層をスパッタ成膜した。積層構造の設計値は各構成層の厚さを2nm、積層周期6.0nmとし、積層数を12あるいは60とした(これらを例えば、(Pt〔2〕/Mn/〔2〕/Sb〔2〕/12)と略記)。また、積層膜の平均組成はこの設計値から各構成層の厚さを変化することにより調整した。積層膜の固体反応は500°Cまでの温度での真空中等時焼鈍(30min)により進行させた。低角X線回折強度の解析によれば、設計値(Pt〔2〕/Mn/〔2〕/Sb〔2〕)/12なる積層膜はほぼ(Pt〔1.8〕/Mn〔1.6〕/Sb〔1.6〕)/12程度の構造を持ち、かつ各積層には約10%程の積層周期の乱れが存在することが知られた。透過電顕観察によれば室温基板に成膜された積層膜は非晶質状であり下地Pt層からのエピタキシャル的な成長は認められなかった。固体反応は約300°C以上の焼鈍温度で見られ、積層膜の構成層の厚さ(平均組成)によりPtMn,PtMnSb,PtSb_2なる三種の化合物が同定された。単相のPtMnSbは(Pt〔1.6〕/Mn/〔2.2〕/Sb〔2.2〕/60)なる積層膜を300°C、30minの焼鈍により得られ、その結晶学的配向性は下地Pt層の膜厚、配向性に依存した。また、この配向性はPtMnSb相の磁気特性に大きな影響をおよぼすことが知られた。金属系超格子積層膜の固体反応による光磁気記録薄膜の合成の可能性を検討することを目的として、PtーMnーSb系をとりあげ、強磁性相PtMnSb(C1_b)を主相とした多相組織薄膜の作製と多相化に伴う磁化特性の変化を調べた。Pt/Mn/Sb積層膜は回転する円盤上に置いたPt,Mn,Sbタ-ゲットをArビ-ムにより順次スパッタすることにより成膜した。基板はガラスとして基板温度は室温とした。積層膜の固体反応により、主相PtMnSbの他に磁性相Mn_2Sb,MnSb等を形成させることをねらって、膜の積層構造を変化させた。試料A式[Pt(1.2nm)/Mn(2.4nm)/Sb(2.4nm)]_<60>を基本として、試料B:[[Pt(1.0)/Mn(2.5)/Sb(2.5)]_1/[Mn(3.0)/Sb(3.0)]_2]_<20>、試料C:
免疫学的チューター、樹状細胞による新免疫機能検査

個体の免疫能は種類の異なるいくつもの免疫担当細胞どうしのクロストークで成り立っている。そのような一般的概念の中で、新しい免疫機能検査になり得るものとして、1細胞の動的かつ連続的な解析を行っている。本年度は、昨年に引き続き病原微生物に対する樹状細胞の反応を解析した。1)感染性微生物である肺炎球菌や緑膿菌を共培養した際の、樹状細胞の運動機能の評価を行った。感染症発生時の樹状細胞の運動パターンを解析した。無刺激の樹状細胞に比べ、細菌との共培養を行った樹状細胞において運動機能が亢進する結果を得た。2)樹状細胞に影響を与える薬剤のスクリーニングに関する基礎研究を実施した。樹状細胞の細胞培養液中に免疫抑制剤を添加することが、樹状細胞の運動機能を抑制し、細菌貪食率を低下させる結果を得た。3)生菌と加熱処理した死菌を用いて、樹状細胞の反応性を解析した。加熱処理した死菌に対しては、樹状細胞の運動性が低下していた。4)健常人数名の解析で、樹状細胞の反応に個人差があることも判明した。5)感染症を発症している患者の樹状細胞は、病原体に対する運動機能や貪食能の亢進が認められたが、細胞間のバラツキも大きかった。観察および評価する細胞で結果が大きく異なっていた。One cellでどの程度の個体の免疫能を評価出来るか未だ一定の成果は得られていない。少なくとも自然免疫能の一部は一個の樹状細胞で何らかの免疫の評価に寄与できることは示唆された。末梢血液細胞・特に樹伏細胞などの白血球系の機能解析を介して、ヒトの個体レベルの免疫学的評価法の模索を開始した。開始に当たり、世界の文献の収集や方向性を検討し、樹状細胞や好中球機能を動的に観察することで従来とは全く異質の方法を考慮した。1)研究素材となる最近我々が樹立した樹状細胞株CAL-1を順調に継代し、世界の研究者に提供した。2)樹状細胞一細胞の詳細な解析を行うために、細胞にダメージを与えずに継続的に観察可能な小型の培養装置を用いて、樹状細胞1細胞の長時間観察システムを構築した。3)高解像度の画像取得システムおよび詳細な画像処理が可能な解析システムを導入し、記録した画像を再構成した。動画の情報として細胞の運動を解析することや、デジタル処理した画像から、経時的な細胞の位置情報や形態の変化を数値として評価を行った。4)臨床応用が容易である末梢血の樹状細胞の運動機能を経時的に観察評価し、ヒト末梢血樹状細の運動機能データベースを作成した。それをもとに、感染性の微生物である肺炎球菌や緑膿菌を共培養した際の、樹状細胞の運動機能の評価を行い、感染症発生時の樹状細胞の運動パターンを解析した。5)樹状細胞に対する抗原刺激によって、細胞の形態、運動機能にいかなる変化が生じるかを評価する方法を開発し、樹状細胞1細胞の貪食応答を計測した。次年度は、これらの細胞レベルの機能が個体レベルの機能をどのように反映するかの評価法を模索したい。樹状細胞をはじめとする白血球細胞の機能解析を介して、個体レベルの免疫学的評価法の模索を開始した。樹状細胞や好中球機能を動的かつ連続的に観察する方法(セロミクス)を採用した。1)昨年に引き続き高解像度の画像取得システムおよび詳細な画像処理が可能な解析システムを導入し、記録した画像を再構成した。臨床応用が容易である末梢血の樹状細胞の運動機能を経時的に観察評価し、ヒト末梢血樹状細の運動機能データベースを作成した。2)動画の情報として細胞の運動を解析することや、デジタル処理した画像から、経時的な細胞の位置情報や形態の変化を数値として評価を行った。3)刺激抗原の種類によって変化する樹状細胞の貪食応答の差違を解析することで、樹状細胞による免疫応答の初動に必要な因子を検討した。4)免疫抑制剤やステロイド剤などの、免疫作用を低下させる薬剤による、樹状細胞の運動および貪食応答に対する影響を解析した。5)免疫賦活作用を持つ薬剤の添加によって生じる樹状細胞の変化を、運動機能、細胞の形態、貪食応答に関して計測した。菌体に対する樹上細胞の反応性を解析するために、緑膿菌そのものと培養上清中に同じ大きさのプラスチックビーズを入れた場合の比較を行った。

3)生菌と加熱処理した死菌を用いて、樹状細胞の反応性を解析した。加熱処理した死菌に対しては、樹状細胞の運動性が低下していた。4)健常人数名の解析で、樹状細胞の反応に個人差があることも判明した。5)感染症を発症している患者の樹状細胞は、病原体に対する運動機能や貪食能の亢進が認められたが、細胞間のバラツキも大きかった。観察および評価する細胞で結果が大きく異なっていた。One cellでどの程度の個体の免疫能を評価出来るか未だ一定の成果は得られていない。少なくとも自然免疫能の一部は一個の樹状細胞で何らかの免疫の評価に寄与できることは示唆された。
情報システムコンパイラの基礎研究

1.情報システムコンパイラの概念は右図のようになる。2.情報システムのソースシステム仕様(SSDLで記述)から、業務を実行するターゲットシステム仕様(TSDLで記述)を自動/半自動的に生成する情報システムコンパイラの変換過程を研究した結果、応用領域毎にシステムを構成する基本機能群とシステム固有の機能群と人間の役割を含む情報システム構成要素と構造のモデル化のコンセプトを得た。3.ターゲットサブシステム群は、人間機械系、情報機械系、コミュニケーション系(ネットワークシステム)、情報処理系(コンピュータ,WS,PCなど)、及びOSとシステム固有の応用ソフトウエア系に分類される。ターゲットシステムは目的に応じてこれらの各系から選択されたサブシステムの要素の組み合わせとして実現される。この際サブシステム間のインタフェース、コミュニケーションを含む接続方式の検討も行い成果を得た。4.ニーズ調査の結果、情報システムのモデル化の問題が、最重要である事が確認できた。理由は、大型コンピュータを中心としたシステム構築の時代からWS、PCを使用した高品質情報システムを短期間に構築し、既存システムに追加しシステムを成長させていく方式の必要性が増大しているからである。5.今後の研究計画:平成6年度には企業の参加を求めて情報システムコンパイラを設計・構築し、特定の業種業務を選んで利用実験を実施し、平成7年度には、WC,PCを利用した、情報システム構築に必要なソースシステムモデル、部品データベース、ターゲットシステムのモデルの集合を整備し、情報システムコンパイラの実用化研究を実施する。(平成6年度試験研究(B)を申請中)。
肺癌の早期診断マーカーの探索と分子標的治療への可能性の検討

肺癌cDNA microarray解析結果から、肺がんで高度に発現し、正常臓器での発現が低い分泌蛋白LASEP3(Lung Cancer Associated Serum Protein3)を同定した。免疫組織染色による検討で、LASEP3は、非小細胞肺がんの組織で高発現を認め、また、予後不良因子であった。ELISA法により非小細胞肺癌患者LASEP3の血清濃度を検討したところ、LASEP3陽性率は61. 8%であった。肺癌細胞株におけるLASEP3の発現をsiRNAで阻害したところ、有意に細胞増殖が抑制された。LASEP3は肺癌の有用な新規血清バイオマーカーであり、非小細胞肺がんの組織予後マーカー、治療標的分子候補であると考えられた。本研究の目的は、肺がんの新規腫瘍マーカーの探索と新規治療標的分子の開発を行い、早期診断、予後診断、薬剤感受性診断を含めた血清マーカー・組織診断予後マーカーや新規治療薬として臨床応用することである。平成22年度も、これまで行ってきた手法と同様に約120症例の肺癌cDNAmicroarray解析結果から膜・分泌タンパクをコードする候補遺伝子を抽出し、RT-PCR、Western blotなどで肺癌と正常肺での発現を確認し、腫瘍マーカー候補の絞り込みを行った。これまで我々は多数の候補タンパクについて報告してきているが、新たに有望な候補タンパクとしてLASEP3(Lung cancer serum protein 3)を同定した。市販抗体を用いてELISAシステムを構築し、肺癌、健常者血清を用いて検討したところ、高感度な肺がんマーカーであることがわかった。更に、既存の腫瘍マーカーであるCEA、CYFRA21-1、proGRPと組み合わせることで肺がん患者の80%を検出することができた。また、作製した約400症例の非小細胞肺がんのTissue Microarrayを用いて、抗体染色を行ったところ、LASEP3発現陽性症例は、陰性症例と比べて、有意に予後不良であり、術後肺癌の予後マーカーとして有効であると考えられた。また、siRNAでLASEP3の発現を抑制したところ、がん細胞の増殖が抑制され、肺がんの増殖に関与するタンパクであることがわかった。他方、Microarrayの結果から、乳がん、大腸がんでもLASEP3の発現が高いことがわかっていたため、乳がん、大腸がん患者血清中のLASEP3を測定したところ、健常者と比べて、有意に高濃度であることがわかり、肺がん以外の臓器のがんでも有用な血清マーカーであることが明らかになった。肺癌120症例のcDNA microarray解析結果から、肺がんで高度に発現し、正常臓器での発現が低い膜タンパク・分泌タンパクをコードする候補遺伝子を抽出し、有望な候補タンパクについては、市販抗体、作製した抗体を用いてELISAシステムを構築し、新規の腫瘍マーカーを同定する、また、抗体を用いて組織染色を行い、肺がんの予後マーカーの同定を行っている。更に、siRNAなどにより、がんの増殖に与える影響を検討し、治療標的分子候補の同定を行っている。これまでに引き続いて、肺がんマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析により、非小細胞肺癌で高頻度に発現上昇し、正常臓器での発現が低い分泌蛋白LASEP3(Lung Cancer Associated Serum Protein3)を同定した。根治的腫瘍切除術を受けた非小細胞肺癌361症例と抗LASEP3抗体を用いた免疫組織染色による検討では、LASEP3は、非小細胞肺がんの54.8%(198/361例)で高レベルの発現を認めた。LASEP3強陽性は予後不良因子であった(P=0.0183)。ELISA法による非小細胞肺癌患者血清におけるLASEP3陽性率は61.8%(160/259例)(腺癌:63.06%131/206例、扁平上皮癌:54.7%29/53例)、健常者での偽陽性率は5.5%(6/109例)であった。LASEP3とCEAを組み合わせると感度79.5%、偽陽性率は7.3%であった。さらに血清LASEP3は、小細胞肺癌、乳癌、子宮頸癌、大腸癌でも健常者と比べて有意に高値を示した。機能解析を目的として肺癌細胞株におけるLAsEP3の発現をsiRNAで阻害したところ、有意に細胞増殖が抑制された。LASEP3は非小細胞肺癌をはじめとして多臓器の癌の有用な新規血清バイオマーカーであり、非小細胞肺がんの組織予後マーカーであると考えられた。
地下岩体の現位置通水特性の高精度計測評価法に関する研究

平成2年度では,従来圧力パルス試験のネックとなっていた圧送水の遷流の問題及び加圧系コンプライアンスの問題の2つの問題を解決した。平成3年度では,微細き裂の選択方位により生じる異方性の問題を解決した。計画の最終段階に当たる平成4年度では,圧力依存性の検討を行うことのできる方法を開発した。この方法は,基本的には,加圧区間水圧を一定に保ったときの,還流流量の応答を見るものである。まず,試験坑井の加圧区間に所要の一定圧力を負荷し保持したときの熱交換層内の流れを解析し,このときにパッカーエレメントを越えて試験坑井内に還流してくる水量の経時変化と通水特性との相関を定量的に明らかにした。次に,この相関を基準にして,フィールド計測データから,現位置通水特性を評価するための方法を開発した。具体的には,以下の手順で行う。ストラドルパッカーシステムを,ボアホールの所定深度にセットし,加圧区間を所要の設定圧に一定に保って加圧し,ボアホール内への還流流量の経時変化を計測する。これを保数時間軸に対しプロットし,時間が十分経過した部分で得られる直線部の傾きと,この直線部を還流流量が零となる所へ外挿したときの時刻を求める。設定圧に対する通水特性は,この傾きと時刻から,本研究で得た算定式を用いて求めることができる。この手順による現位置計測及び評価を,加圧区間水圧の設定値を種々変化させて実施することにより,通水特性の貯留層圧依存性を把握することができる。前述の算定式には,ストラドルパッカーシステムの加圧区間長さ,パッカーエレメント長さ及びボアホール半径の諸寸法によって決まる係数が入っているが,本研究では,この係数の寸法依存性に関するデータも明らかにしており,従って,本方法はパッカーシステムの寸法によらず用いることができる。また,本方法では,加圧系内の水圧の経時変化はないので,コンプライアンスの影響を受けない。
視覚伝導路に関与する細胞のイオン輸送系に関する研究

蝸牛内静止電位(EP:endocochlear potential)の発生や、内リンパ液の高K濃度維持に血管条のNa/K ATPaseが関与することが知られているが、今回、Na-K-Cl共役輸送がこれらのメカニズムに関与しているか否かを検討した。共役輸送の阻害剤であるfurosemideの外リンパ液潅流により、EPの現象と内リンパ液Kイオン濃度([K]e)の減少を認めたが、furosemideが二次的にNa/K ATPaseに影響を与えている可能性もあるため、Na-K-CI共役輸送が直接EP発生に関与しているかこの結果からは明らかではない。そこで、まずNa/K ATPaseを阻害剤であるoubainを30分間外リンパ液潅流し、Na/K ATPaseを十分に阻害した後(顕著なEP減少と[K]eを認めた)、続けてNa-free溶液、Cl-free溶液、あるいはfurosemide溶液を潅流して、さらにEP、[K]eが減少するか否か観察した。Cl-free溶液>Na-free溶液>furosemide溶液の順で[K]e減少を認めた。このことより、内リンパ液の高Kイオン維持にNa/K ATPase以外にもNa-K-CI共役輸送が関与していることが示唆された。一方、EPはNa-frec溶液、Cl-free溶液あるいはfurosemide溶液いずれの潅流でも変化を認めなかった。これは、Na-K-Cl共役輸送が電気的にneutralであることを示唆している。Cl-free溶液での影響が一番大きかったも考慮して、Na-K-CIの輸送は1:1:2で行われると考えられた。聴覚生理あるいは神経難聴の病態解明のため、聴覚伝導に関与する蝸牛あるいは細胞レベルにおいて、イオン輸送系について研究を行う目的にて本年度の研究をすすめた。第一に、蝸牛内リンパ液環境を種々の条件に変化させ、その時の蝸牛内静止電位や蝸牛マイクロイオン電位等をin vivoで測定し、その結果をより詳細に、あるいは統括的に解析できるように、データ解析装置(マックラブ4S)とパーソナルコンピューター(マッキントッシュパワーブック5300c)を設置した。より周波数分析能の高い条件下にて記録することが可能となった。第二に、蝸牛内の細胞レベルでの研究を行う目的で、細胞内環境を変化させるべくCaged物質を使用する目的であるため、この薬剤を活性化するためのケージド試薬投光管(オリンパスIMT2-RFA-Caged)を設置した。本年度は、紫外光の照射条件を安定化させるため、一種類のCaged物質を用いてその調整を行った。今後は、種々のCaged物質を用いて細胞内環境を様々な条件に変化させる予定である。本年度以降の研究費により、その試薬を購入する予定で、その結果様々な新知見が得られるものと思われる。第三に、電極作製の安定化のためにマイクロピペット製作器(成茂科学PC10)を設置した。パッチ電極の性能が改善され、この電極を用い、有毛細胞トランスデューサーチャネルに対するガドリニウムイオンの影響を検討した。これはHearing Researchの第101巻に発表した。聴覚伝導系に関する蝸牛または個々の感覚細胞レベルにおける、イオン輸送系について本年度の研究を進めた。音刺激が神経の電気信号へと変換される際に重要な役目を担っているのが蝸牛有毛細胞である。有毛細胞の感覚毛には音の振動刺激を感知して開閉するトランスデューサーチャンネル(Mechano-electrical transducer channel,MET channel)が存在し非選択的に一価、二価の陽イオンを通す。生体では内リンパは高KなのでKイオンが通るが、実際にはCaイオンの透過率が高くMETチャネルに対して重要な役割を持つ。

METの開閉と順応には細胞外Caイオンが重要であると言われているが、この時の種々の反応過程において細胞内Caイオンが上昇する。しかし細胞内Caイオンが逆にMETチャネルにどのように作用するかはわかっていない。そこで、本年度は同一の有毛細胞でコントロールと細胞内Caを上昇させた状態をつくり、この二つの環境下でMET電流を測定した。細胞内Caの上昇は1)Caged化合物(Nitr-5)2)高Ca液による細胞内潅流、の二つの方法で行った。その結果細胞内Caイオン増加により、KCl細胞内溶液では外向きにCa活性化K電流、CsCl溶液では内向きにCa活性化非選択的陽イオン電流が惹起された。また細胞内Caイオン増加によりMET電流は有意に抑制されることが判明した。この結果は、有毛細胞の興奮過程で電位依存性Caチャネルを通り細胞内に流入したCaイオンが同時に直接METチャネルを抑制する可能性を示す。つまり、興奮性に細胞内Caイオンが増加している際には、遠心性の抑制性フィードバックがかかる前にMETチャネルにすでに抑制がかかるという新たな二相性の抑制機構が示唆された。蝸牛内静止電位(EP:endocochlear potential)の発生や、内リンパ液の高K濃度維持に血管条のNa/K ATPaseが関与することが知られているが、今回、Na-K-Cl共役輸送がこれらのメカニズムに関与しているか否かを検討した。共役輸送の阻害剤であるfurosemideの外リンパ液潅流により、EPの現象と内リンパ液Kイオン濃度([K]e)の減少を認めたが、furosemideが二次的にNa/K ATPaseに影響を与えている可能性もあるため、Na-K-Cl共役輸送が直接EP発生に関与しているかこの結果からは明らかではない。そこで、まずNa/K ATPaseを阻害剤であるoubainを30分間外リンパ液潅流し、Na/K ATPaseを十分に阻害した後(顕著なEP減少と[K]eを認めた)、続けてNa-free溶液、Cl-free溶液、あるいはfurosemide溶液を潅流して、さらにEP、[K]eが減少するか否か観察した。Cl-free溶液>Na-free溶液>furosemide溶液の順で[K]e減少を認めた。このことより、内リンパ液の高Kイオン維持にNa/K ATPase以外にもNa-K-Cl共役輸送が関与していることが示唆された。一方、EPはNa-free溶液、Cl-free溶液あるいはfurosemide溶液いずれの潅流でも変化を認めなかった。これは、Na-K-Cl共役輸送が電気的にneutralであることを示唆している。Cl-free溶液での影響が一番大きかったも考慮して、Na-K-Clの輸送は1:1:2で行われると考えられた。
プロテイノパチー発症機序解明のためのHDAC6選択的PETプローブの開発

ヒストンデアセチラーゼ6(HDAC6)は細胞質内のタンパク質の脱アセチル化を担う酵素であるが、近年の病理学的な研究から、タンパク質の異常凝集を特徴とする神経変性疾患(プロテイノパチー)の発症に関与していることが示唆された。本研究ではプロテイノパチー研究のための、陽電子断層撮像装置(PET)用HDAC6イメージングプローブの開発を目的とした。結果、2種類の放射性同位元素標識プローブを合成できた。一方で生物学的評価の結果から、これら化合物は脳内移行性が低いことが明らかとなり、血液脳関門透過性を改善する構造最適化の必要性が示唆された。ヒストンデアセチラーゼ6(HDAC6)はヒストンの脱アセチル化を担う酵素群の一員として発見されたが、核内ではなく主に細胞質に局在しており、基質としてα-チューブリンやHSP90、タウ蛋白質がある。また別の機能としてHDAC6はユビキチン結合部位を有し、ポリユビキチン化された蛋白質をアグリソームに運ぶ役割を担う。近年の研究から、異常蛋白質の蓄積を特徴とした神経変性疾患(プロテイノパチー)の発症にHDAC6が関わっていることが示唆されており、治療標的としても注目を集めている。本研究では、陽電子断層撮像法(PET)によるHDAC6のイメージングを目的に、HDAC6選択的阻害剤であるツバスタチンAの放射性標識誘導体を合成した。PETにより生体内のHDAC6の発現を検出することが出来れば、プロテイノパチーの発症機序の解明や、新規治療薬の開発にも応用できる可能性がある。本研究では11C標識体と18F標識体の2種類のツバスタチンA誘導体の合成を試みた。11C標識体については、脱メチル化前駆体と[11C]CH3Iまたは[11C]CH3OTfをDMSO中で反応させて合成し、分取HPLCにより精製した。18F標識体については、トシル化前駆体を[18F]TBAFとアセトニトリル中で反応させた後、メチルエステル部位をヒドロキサム酸化して合成し、分取HPLCにより精製した。いずれの標識体も、生物学的評価に使用するのに十分な放射化学的収率、放射化学的純度、比放射能で得られた。各標識体については、正常マウスにおける体内分布試験を行い、動態や代謝経路を評価した。いずれも血中から時間とともに放射能が減少し、肝臓や腎臓において高い集積を示した。また脳への放射能集積はピーク時でも0.3% ID/gであり、各標識体は血液脳関門透過性に乏しいことが示唆された。現在までに、3種類のHDAC6プローブ候補の非標識体を合成し、そのうち2種については標識前駆体も合成して、放射性標識合成法を確立することが出来た。また標識合成できた2種については生物学的評価も開始することが出来た。平成28年度の計画は標識合成法の確立と生物学的評価の着手であり、以上の研究成果を踏まえると、現在までの進捗状況はおおむね順調に進展していると判断できる。ヒストンデアセチラーゼ6(HDAC6)はヒストンの脱アセチル化を担う酵素群の一員として発見されたが、核内ではなく主に細胞質に局在しており、α-チューブリンやHSP90、タウ蛋白質などの脱アセチル化を担っている。本研究では、陽電子断層撮像法(PET)によるHDAC6のイメージングを目的に、HDAC6選択的阻害剤であるツバスタチンAの放射性標識類縁体を合成した。平成29年度は放射性標識合成した2種類のツバスタチンA類縁体([11C]1、[18F]2)について、その生物学的評価を行った。まず各類縁体のHDAC6選択的結合性については、活性測定キットを使用して評価した。結果、いずれの類縁体もHDAC6に対するIC50値は30 nM前後であり、代表的なHDACであるHDAC1に対してはIC50値は900 nM以上であった。マウスにおける体内分布試験の結果、各類縁体の脳内取込量は低く、血液脳関門透過性に乏しいことが示唆された。また[18F]2については、骨への放射能集積は低かったことから、生体内における脱フッ素代謝への耐性は高いことが示唆された。[18F]2については更なる評価として、マウスの血漿中における代謝解析試験も行った。投与後15分、30分後における未変化体の存在比率はそれぞれ76%、70%であった。

結果、2種類の放射性同位元素標識プローブを合成できた。一方で生物学的評価の結果から、これら化合物は脳内移行性が低いことが明らかとなり、血液脳関門透過性を改善する構造最適化の必要性が示唆された。平成29年度は、現在までに標識合成法が確立できた2つの化合物については、HDAC6への結合試験や正常マウスにおける代謝解析試験を行い、HDAC6プローブとしての有用性を評価する。以上の研究については一報の研究論文にまとめる。また血液脳関門透過性の改善が期待される基本骨格を有する新規化合物の合成も着手しており、その誘導体を複数合成する。標識前駆体の合成や標識合成法の確立も順次行っていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。放射性医薬品科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
アミロイド線維形成の分子機構の解明とその制御-ナノマテリアルとしての利用-

本研究では、1.βアミロイドおよびβ2ミクログロブリン(β2-m)アミロイドをモデルとして、アミロイド線維形成・分解の分子論的統一的モデルを構築し、2.これらのモデルを用いて生体分子・薬剤の影響を解析し、発症に共通する分子機構を明らかにし、治療戦略を構築すること、3.アミロイド線維形成反応を制御する方法を確立し、蛋白質性ナノマテリアルとして応用することを目的とした。本研究課題の実績;(1)β2-mの7本のβシート構造の内、6本に相当する部分ペプチドを作成したが、配列21-31番のペプチドに線維形成能が認められた。(2)β2-mアミロイド線維伸長反応において、前駆体蛋白質であるβ2-mが部分変性しアミロイド線維原性に変化する必要がある。従来は酸性での変性条件しか見出されておらず、共存する生体分子の影響評価などには不都合であった。今回、中性溶液中で低濃度トリフルオロエタノールや臨界ミセル濃度程度のドデシル硫酸ナトリウムがβ2-mを線維原性の構造に変化させること。またヘパリンなどのグリコサミノグリカン多糖が線維に結合して線維自体を安定化させ、形成反応を促進することを見出した。(3)試験管内でAβ蛋白質からのβアミロイド線維(fAβ)形成を阻害し、かつ形成されたfAβを不安定化する有機化合物を探索し、ポリフェノール類やビタミンA誘導体等が強力な作用を示すことを見出した。(4)アミロイド線維伸長反応のマイクロカロリメーターによる直接測定に成功し、熱力学的安定性などの論議が可能となった。この様に、生体におけるアミロイド形成の分子基盤解明に向けて顕著な進展を得ることができた。また、ナノマテリアルとしての応用に向けて有用な諸特性を見出すことができた。本研究では、1.βアミロイドおよびβ2ミクログロブリン(β2-m)アミロイドをモデルとして、アミロイド線維形成・分解の分子論的統一的モデルを構築し、2.これらのモデルを用いて生体分子・薬剤の影響を解析し、発症に共通する分子機構を明らかにし、治療戦略を構築すること、3.アミロイド線維形成反応を制御する方法を確立し、蛋白質性ナノマテリアルとして応用することを目的とする。本年度の実績;1.β2-mの6本のβシート構造の内、5本に相当する部分ペプチドを作成したが、配列21-41番のペプチドに線維形成能が認められた(Hasegawa, K., et al., Biochem.Biophys.Res.Commun. 304(1) : 101-106, 2003)。このペプチドはCysを含み、酸化的にダイマーを形成し線維形成が促進されるが、SS結合を還元することで線維が解離する。線維形成分解を制御し得る為ナノマテリアルとしての利用可能性がある。2.β2-mアミロイド線維伸長反応において、前駆体蛋白質であるβ2-mが部分変性しアミロイド線維原性に変化する必要がある。本年度は、中性溶液中で低濃度トリフルオロエタノールがβ2-mを線維原性の構造に変化させること。またヘパリンなどのグリコサミノグリカン多糖が線維に結合して線維自体を安定化させ、形成反応を促進することを見出した(Yamamoto, S.et al., J.Am.Soc.Nephrol. 15(1) : 126-33, 2004)。さらに探索を行い、ある種の界面活性剤もトリフルオロエタノールと同様の効果を有することを見出した。この様に、生体におけるβ2-mアミロイド形成の分子基盤解明に向けて、顕著な進展を得ることができた。

本研究では、1.βアミロイドおよびβ2ミクログロブリン(β2-m)アミロイドをモデルとして、アミロイド線維形成・分解の分子論的統一的モデルを構築し、2.これらのモデルを用いて生体分子・薬剤の影響を解析し、発症に共通する分子機構を明らかにし、治療戦略を構築すること、3.アミロイド線維形成反応を制御する方法を確立し、蛋白質性ナノマテリアルとして応用することを目的とする。本年度は以下の成果を得た。(1)β2-mアミロイド線維(fAβ2M)の試験管内伸長において、従来は酸性条件下で伸長反応を行ってきたが、生体界面活性物質アナログと考えられるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を臨界ミセル濃度程度(0.2-1.0mM)になるように添加すると、中性pHでfAβ2M伸長効果を有することを見出した。この濃度領域のSDSはβ2-mの立体構造を部分的に変化させていること、線維構造を安定化すること、SDSの陰性荷電が伸長促進効果に必須であることを解明した。引き続き、同様の効果を有する生体内界面活性物質の探索を行っている。(2)試験管内でAβ蛋白質からのβアミロイド線維(fAβ)形成を阻害し、かつ形成されたfAβを不安定化する有機化合物を探索し、ビタミンA誘導体等が強力な線維形成阻害・不安定化作用を示すことを見出した。さらに、これらの分子レベルでの阻害機構の解析を進めた。(3)アミロイド線維伸長反応のマイクロカロリメーターによる直接測定に成功し、熱力学的安定性などの論議が可能となった。(4)βアミロイド線維形成において界面活性物質が促進効果を有することを検討した。以上の様に、生体におけるアミロイド形成の分子基盤解明に向けて顕著な進展を得ることができた。また、ナノマテリアルとしての応用に向けて有用な諸特性を見出すことができた。
再生医療への応用を目指したアデノウイルスベクターによるES細胞の分化制御

体細胞から樹立された人工多能性幹(iPS)細胞は、胚性幹(ES)細胞と同様に、多分化能と自己複製能を有しているため、再生医療への応用が期待されている。ES、iPS細胞を用いた医療応用の実現には、幹細胞から目的の細胞への選択的な分化誘導法の確立が必須である。昨年度、研究代表者はアデノウイルス(Ad)ベクターを用いてマウスES細胞へPPARγ遺伝子またはRunx2遺伝子といった機能遺伝子を導入することにより、マウスES細胞を極めて効率良く脂肪細胞または骨芽細胞へ分化誘導することに成功した。そこで本研究では、本手法がマウスiPS細胞においても応用可能かどうか検討し、さらにHoxB4遺伝子の導入による血液細胞への分化誘導を試みた。またAdベクターを用いたヒトES、iPS細胞への遺伝子導入法の最適化を行った、その結果、Adベクターを用いてマウスiPS細胞へPPARγ遺伝子、Runx2遺伝子を導入することにより、マウスES細胞と同様に、効率的に脂肪細胞・骨芽細胞へ誘導することに成功した。さらに、HoxB4遺伝子をマウスES、iPS細胞へ導入することにより、液性因子のみを使用する従来の誘導法と比較し、造血幹細胞を含む未分化血液細胞を効率的に誘導することに成功した。以上の結果から、Adベクターを用いた遺伝子導入系は、幹細胞から目的細胞への高効率分化誘導に極めて有用なツールであることが示された。さらに、研究代表者はAdベクターを用いることによりヒトES、iPS細胞へも効率良く遺伝子導入可能なことを明らかにした。したがって、本遺伝子導入法は、ヒトES、iPS細胞を用いた再生医療研究の基盤技術になると考えられる。胚性幹ES細胞や体性幹細胞等の幹細胞は多分化能と自己複製能を有しているため、再生医療への応用が期待されている。幹細胞を用いて医療へ応用するには、幹細胞から目的の細胞への効率の良い分化誘導法の確立が必須であり、その一手段として幹細胞へ分化関連遺伝子を導入することが考えられる。そこで本研究では、アデノウイルス(Ad)ベクターを用いた各幹細胞へ高効率遺伝子導入法の開発、及びその遺伝子導入法を用いた幹細胞から目的細胞への高効率分化誘導法の開発を目指し研究を行った。これまでに我々の研究室では、マウスES細胞へ効率良く外来遺伝子を導入可能なAdベクターの開発に成功しており、さらに本研究では、Adベクターを用いることによりマウスES細胞を分化させる際に形成させる胚様体(Embryoid body:EB)への高効率遺伝子導入法の確立に成功した。また、その遺伝子導入法を用いてそれぞれ脂肪細胞分化または骨芽細胞分化に必須のPPARγ遺伝子、Runx2遺伝子をEBに導入し、脂肪細胞ならびに骨芽細胞への分化誘導を行ったところ、従来報告されている分化誘導法よりも極めて効率良く脂肪細胞、骨芽細胞へ分化誘導することに成功した。以上の結果から、Adベクターを用いた高効率遺伝子導入法は、Es細胞を用いた細胞分化研究に有用なツールとなるだけでなく、再生医療応用への基盤技術となることが示唆された。現在、この遺伝子導入法がマウスES細胞からその他の細胞種への分化誘導法へ応用可能か否か、そしてヒトES細胞やマウス及びヒト人工多能性幹(iPS)細胞へ応用できるかどうかを検討中である。
大谷石の岩石風化に伴う地下採堀場跡地の岩盤崩落について

3年間の調査から,以下のようなことが判った.(1)石材として利用される大谷石は,層序関係から最下部層,下部層,中部層,上部層とに4分される.(2)石材としての大谷石の採掘は露天掘りの場合もあるが,採掘が地下で行われた地域では,その採掘跡が空洞化しており,その上部が崩落するという岩盤崩落災害がしばしば起こっている.(3)一般に熔結度の低い細目石(上部層)の分布する地域において,岩盤崩落が顕著である.次いで中部層の軟質荒目の分布する地域で少し発生し,同じ中部層の硬質荒目地域では岩盤崩落はほとんど発生していない.(4)岩盤崩落は,断列系に沿ったところや二次的な割れ目が交わるところに発生しやすい.(5)下位のものほど熔結度が大きくなっている.すなわち岩石の強度としては下位の硬質荒目が最も大きく,上部の細目がもっとも小さい.(6)上記の(4)と(5)から,岩盤崩落の地域的偏在は,分布する岩石の強度にコントロールされている可能性が示唆された.(7)野外観察から,大谷石は冬季の乾燥時に塩類風化していることがわかった.(8)大谷石を用いた塩類風化実験をおこなったところ,大谷石は強度が弱く小さい間隙が多いことから,極めて塩類風化に対する抵抗性が弱いことがわかった.(9)岩盤崩落の平面的形状をみると,円形の場合が多い.(10)大谷石の強度試験と弾性波速度の計測を行い,寸法効果を考慮して,せん断強度を見積もった.(11)エコーチップ硬度計を用い,含水比の増加に伴う強度低下を検討した.(12)上記の(11)と(12)の結果を用い,岩盤崩落のメカニズムについての安定(不安定化)解析を行ったところ,降雨による強度低下が岩盤崩落をもたらした,という解釈ができた.研究の初年度である平成14年度の調査から,以下のようなことが判った.(1)大谷石は第三紀中新世に生成された代表的な熔結凝灰岩であり,膠結組織・気泡組織の発達した無層理塊状の岩体をなす流紋岩質で,石材として採掘・利用されているものである.地質学的・岩石学的には,岩相や火山岩類との層序関係から,最下部層,下部層,中部層,上部層とに4分される.最下部層から順次上部層にいたるまで,北東-南西の方向性をもち,南東に傾斜する同斜構造を呈している.下部層から採石されたものは,採石場の字名をとり「田下石」「桜田石」と呼ばれている.中部層は大谷石を代表するものであり,「荒目石」とも呼ばれる.この「荒目石」は,軟質荒目と硬質荒目との区分される.上部層には熔結度の弱い「細目石」が多い.(2)一般に細目石の分布する地域では岩盤崩落が顕著である.次いで軟質荒目で少し発生し,硬質荒目地域では岩盤崩落はほとんど発生していない.(3)岩盤崩落の場所としては,断列系に沿ったところあるいは二次的な割れ目が交わるところに発生しやすい.(4)下位のものほど熔結度が大きくなっている.すなわち岩石の強度としては下位の硬質荒目が最も大きく,上部の細目がもっとも小さい.(5)上記の(4)と(5)から,岩盤崩落の地域的偏在は,分布する岩石の強度にコントロールされている可能性が示唆される.平成15年度の調査から,以下のようなことが判った.(1)石材として利用される大谷石は,層序関係から,最下部層,下部層,中部層,上部層とに4分される.(2)石材としての大谷石の採掘は露天掘りの場合もあるが,採掘が地下で行われた地域では,その採掘跡が空洞化しており,その上部が崩落するという岩盤崩落災害がしばしば起こっている.(3)一般に熔結度の低い細目石(上部層)の分布する地域において,岩盤崩落が顕著である.次いで中部層の軟質荒目の分布する地域で少し発生し,同じ中部層の硬質荒目地域では岩盤崩落はほとんど発生していない.(4)岩盤崩落の場所としては,断列系に沿ったところあるいは二次的な割れ目が交わるところに発生しやすい.(5)下位のものほど熔結度が大きくなっている.すなわち岩石の強度としては下位の硬質荒目が最も大きく,上部の細目がもっとも小さい.(6)上記の(4)と(5)から,岩盤崩落の地域的偏在は,分布する岩石の強度にコントロールされている可能性が示唆される.(7)野外観察から,大谷石は冬季の乾燥時に塩類風化していることがわかった.(8)大谷石を用いた塩類風化実験をおこなったところ,大谷石は強度が弱く小さい間隙が多いことから,極めて塩類風化に対する抵抗性が弱いことがわかった.(9)岩盤崩落の平面的形状をみると,円形の場合が多い.(10)次年度は岩石強度をもとに,岩盤崩落のメカニズムについての安定(不安定化)解析を行う予定である.3年間の調査から,以下のようなことが判った.(1)石材として利用される大谷石は,層序関係から最下部層,下部層,中部層,上部層とに4分される.

(2)石材としての大谷石の採掘は露天掘りの場合もあるが,採掘が地下で行われた地域では,その採掘跡が空洞化しており,その上部が崩落するという岩盤崩落災害がしばしば起こっている.(3)一般に熔結度の低い細目石(上部層)の分布する地域において,岩盤崩落が顕著である.次いで中部層の軟質荒目の分布する地域で少し発生し,同じ中部層の硬質荒目地域では岩盤崩落はほとんど発生していない.(4)岩盤崩落は,断列系に沿ったところや二次的な割れ目が交わるところに発生しやすい.(5)下位のものほど熔結度が大きくなっている.すなわち岩石の強度としては下位の硬質荒目が最も大きく,上部の細目がもっとも小さい.(6)上記の(4)と(5)から,岩盤崩落の地域的偏在は,分布する岩石の強度にコントロールされている可能性が示唆された.(7)野外観察から,大谷石は冬季の乾燥時に塩類風化していることがわかった.(8)大谷石を用いた塩類風化実験をおこなったところ,大谷石は強度が弱く小さい間隙が多いことから,極めて塩類風化に対する抵抗性が弱いことがわかった.(9)岩盤崩落の平面的形状をみると,円形の場合が多い.(10)大谷石の強度試験と弾性波速度の計測を行い,寸法効果を考慮して,せん断強度を見積もった.(11)エコーチップ硬度計を用い,含水比の増加に伴う強度低下を検討した.(12)上記の(11)と(12)の結果を用い,岩盤崩落のメカニズムについての安定(不安定化)解析を行ったところ,降雨による強度低下が岩盤崩落をもたらした,という解釈ができた.
アルデヒド代謝からみたシクロフォスファミド心筋障害予防法の探索

その結果、KD/CY群のCEPM濃度はControl/NS群に比べ低値を示した。しかしacrolein濃度はCY投与により有意に高値を示したもののKD群とControl群間に有意差は見られなかった。以上のことからin vivoでALDH1をKDしてもacroleinの産生に差はないことが明らかになった。しかしCY投与により血清中のacrolein濃度が有意に上がり、病理組織学的検査では心筋障害病変を認めたことからacrolein産生系だけではなく消去する系にもCY心筋障害を誘導する要因があることが示唆された。Cyclophosphamide (CY)は急性白血病、骨髄造血不全症等の疾患に対する造血細胞移植の前処置法として最も多く用いられている薬剤である。前処置として投与される場合は大量投与となるが投与後急性に生じる心筋障害が臨床上大きな問題となっているがその機序は不明である。CYは、肝臓で様々な代謝物へと代謝される。我々はその代謝物の中でもアルデヒドであるacroleinがCY心筋障害の主因ではないかと考え、その代謝に関わるアルデヒド脱水素酵素(Aldehyde dehydrogenase1A1:ALDH1A1)との関連を明らかにする目的で実験を行なった。in vitroの実験で、CY代謝物曝露とNAC投与によるALDH活性に与える影響を検討したところ、予想通りCY代謝物曝露でマウス心筋細胞のALDH活性が低下し、NAC投与でALDH活性が上昇した。これは、本研究のテーマであるCY心筋障害にアルデヒド代謝が重要な役割を果たしていることを証明する。in vivoの実験でもNAC投与により、血球のALDH1活性が濃度依存性にあがることも確認できた。以前の研究でin vitroの実験系ではあるがNAC前処理によりCY代謝物群曝露の心筋細胞障害を抑制することを証明しており、in vivoでもNAC投与によるCY心筋障害予防の可能性が期待できる。また、当初マウスでのCY代謝物測定が、検体量の問題でできるかどうか困難が予想されたが、今年度、測定し、薬物動態を解析できることを確かめられた。以上より、今後予定している実験の大部分が少なくとも実現可能なことを確認でき、初年度としてはおおむね順調に進展していると評価した。Cyclophosphamide(CY)大量投与で生じる急性心筋障害は臨床上大きな問題となっているが、その発症機序は未だ不明である。我々はラット心筋細胞を用いたin vitroの研究で、acroleinが関与する可能性を見出した。今回我々は、そのacrolien発生に大きな役割を示すアルデヒド脱水素酵素(ALDH1A1)に着目しCY心筋障害の発生機序を解明することを目的とした。KD群と対照群で、CY投与によるマウスの死亡率に違いはなかった。しかし病理組織学的検査ではALDH1A1遺伝子KD群と対照群の心筋組織に違いが見られた。対照群で、CY投与で左心耳、右心耳、左心室、右心室に鬱滞が認められた。それに対してKD群ではCY投与で左心室壁、心室中隔、右心室壁の菲薄化が中程度に認められ、心筋線維の横紋の減少、細胞質の染色性の低下が高度に認められ、明確な心筋障害病変を認めた。またこの時、KD/CY群において血漿中のCEPMの血中濃度時間曲線下面積が有意に低下しており、ALDH1A1の発現が低下した状況下では、CYからCEPMへの代謝経路が抑制され、細胞毒性の強いacroleinが産生する経路が増強し心筋障害を誘導することが示唆された。最も難航を予想していたマウスALDH1A1遺伝子のノックダウンが、きちんと再現性を持って行うことができるようになった。あとは、この方法を用いて、ノックダウンマウスを作成し、サンプリングを繰り返せばよいため、概ね順調に進展していると判断した。今後は、まずはマウスでの実験を継続して、行っていく。今年度測定できなかったacroleinの測定を行い、動態をNAC前処理ありの時となしの時で比較していく。また、CY投与群、NAC前処理ありCY投与群での心筋細胞の病理学的差の検討も行っていく。ALDH1活性も血球細胞だけでなく肝臓や心臓での測定を計画している。ALDH1活性だけでなく蛋白量も変化がないか検討する。その後は、ALDH1活性をRNAiでノックアウトし、CY、CY代謝物群(HCY,CEPM,acrolein)の動態解析、心筋細胞の病理学的変化を解析していく計画である。今後は、in vitro実験系で心筋障害の予防に有効であったN-acetylcysteinを用いて、マウスの心筋細胞もある程度予防できることが可能か検討する。また、そのときにマウスの体内でCY代謝物の動態がどのようになっているか検討する。予定していたacroleinの測定ならびにRNAiの実験を開始することができなかったため。次年度acroleinの測定ならびにRNAiの実験を行う予定。
音楽が現代社会の問題解決に資する可能性についての社会学的研究

本研究は、芸術のなかでもとくに「音楽」に注目し、現代社会の抱える問題・課題解決に資する可能性を考察する。概要としては、音楽を活かしたまちづくりや子どもの育成支援など、音楽が社会と関わるプロジェクトの具体的な事例を取り上げ、当該実践が誕生・普及した社会的背景の検討、わが国での実践の詳細な調査、基盤となったプロジェクトの調査研究、海外での実践等との国際比較などを行い、音楽のもつ新たな可能性を探究する。