hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自家静脈グラフトを用いた下肢動脈バイパス術後狭窄形成の機構解明および治療応用

下肢動脈バイパスに用いる代用血管(グラフト)として大伏在静脈を代表とする自家静脈は、合成素材を材料とする人工血管に比較すると良好な長期開存が報告されているが、それでも大腿膝窩動脈バイパス静脈グラフトの5年開存率は約75%、脛骨動脈や腓骨動脈を末梢吻合部とする遠位バイパスの静脈グラフト5年開存率は約50%2、長期的には一定の頻度で閉塞を来すことが知られている。グラフト閉塞の主な原因が新生内膜形成とそれに続く内膜肥厚であり、特に血管狭窄病変に対するバルーン形成術後や金属ステント留置後に、機械的損傷により健常な血管内皮細胞が欠損しそれを契機に血管中膜内に豊富に存在する血管平滑筋細胞が異常増殖することで内膜肥厚が起こり血管内腔を狭窄せしめ、最終的に閉塞を来すというメカニズムはよく知られている。しかしながら静脈グラフトにおいては血管内膜と内皮細胞は健常に保たれているはずであり、前述のメカニズムとは別の機序たとえば吻合操作や静脈の動脈化による血流増大に伴うshear stressなどが内膜肥厚の発生に関与していると予想されるが、その詳細な機構は未だ明らかではない。ラット大腿静脈グラフトを用いた大腿動脈バイパスモデルは、静脈グラフトの内膜肥厚を研究するために適した動物実験モデルであるが、微小な血管どうしを顕微鏡下に吻合するという操作を必要とし、その技術的難易度は非常に高い。我々は研究期間終了時までにモデル作成手技の安定化に成功し、次なる段階としての静脈グラフト内膜肥厚機構解明に向けた実験の準備段階を終えることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。動脈バイパスに使用された自家静脈グラフトが狭窄から閉塞に至るメカニズムとして、血管平滑筋細胞が異常増殖することで発生する内膜肥厚の関与が示唆されているが、血管平滑筋細胞を異常増殖に向かわせる機構は未だ解明されていない。本研究においては、ラット大腿静脈グラフトを用いた大腿動脈バイパスモデルを作成して経時的に観察し、自家静脈グラフトが狭窄から閉塞に至る変化を観察することが第一段階である。当初の計画では、モデル作成の手技の安定化に3ヶ月程度費やし、手技安定が得られた後にバイパス術後2週間・6週間・10週間・14週間の4点で静脈グラフトを摘出して組織切片を作成し、内膜肥厚の程度や閉塞の有無を判定する予定であった。平成29年10月より研究を開始し、当初の計画よりはやや遅延しているが、平成30年3月現在の時点でモデル作成手技の安定化が得られつつある状況である。顕微鏡下にマイクロサージェリーの手技を用いてグラフト吻合を行う技術的困難さゆえに当初の計画よりはやや遅延しているが、平成30年3月現在の時点でモデル作成手技の安定化が得られつつある状況である。ラット大腿静脈グラフトを用いた大腿動脈バイパスモデル作成の技術的安定が得られた後、バイパス術後バイパス術後2週間・6週間・10週間・14週間の4点で静脈グラフトを摘出して組織切片を作成し、HE染色やEVG染色により内膜肥厚の程度や閉塞の有無を判定する。

同時に、Smad3、KLF5等内膜肥厚形成に関連した各種因子に対する免疫染色や、組織抽出液に対するウェスタンブロッティング法による蛋白発現の確認等も行い、内膜肥厚形成の経時的変化のメカニズム解明をめざす。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
サブスタンスPによる好中球活性酸素生成過程におけるK^+チャネルの役割

健常人末梢血よりファイコール比重遠心法で分離、調整した好中球浮遊液を用いて実験を行った。実験は、(1)好中球にサブスタンスP(SP)を投与し、活性酸素(O_2^-)産生量、膜電位変化、細胞内Ca^<2+>濃度変化をそれぞれモニターし、これら3種パラメーターの相関関係を検討した。この際、O_2^-産生量はチトクロームC還元法にて550nm/540nmの吸光度差から、膜電位変化は電位感受性色素のDiOC_5を負荷して622/655nmの蛍光量比測定により、細胞内Ca^<2+>濃度変化は指示色素のfura-2 AMを負荷して340/380mnの蛍光量比測定によりそれぞれ測定した。(2)K^+チャネル阻害薬のテトラエチルアンモニウム、アパミンおよびカリブドトキシンを用いて、SP投与に伴う(1)の3種のパラメーターの変化に及ぼす影響を観察し、加えて、細胞外K^+濃度を増大させた脱分極条件下で、SP投与による[Ca^<2+>]i変化およびO_2^-生成反応が抑制されるか否かを観察した。その結果、SP(10-100muM)は好球中において2相性の細胞内Ca^<2+>濃度上昇を伴いO_2^-を産生させた。これらの反応はいずれも細胞膜の過分極変化を伴い、K^+チャネル阻害薬のテトラエチルアンモニウム(10muM),アパミン(1muM)、およびカリブドトキシン(1muM)により有意に抑制された。また、細胞外K^+濃度を増大させた脱分極条件下でも、SP投与による細胞内Ca^<2+>濃度上昇および活性酸素産生反応は有意に抑制された。最近、非興奮性細胞において静止膜電位より負の電位(過分極)で活性化されるCa^<2+>流入機構の存在が注目されていることと、今回の実験結果から、SPはK^+チャネルの開口により膜を過分極させ、その結果、細胞内へのCa^<2+>流入を促進してO_2^-を産生させる可能性が示唆された。
分子動力学による機械加工における加工速度の効果と限界の解明

本研究は、実験技術の限界を越える条件下での材料の変形・破壊挙動を原子レベルで解析できる分子運動力学法を用いて、高速機械加工における加工速度が切りくず排出や仕上面創製などの加工現象に及ぼす影響を明らかにし、合わせて、原理的な限界速度および実用的な加工速度を明らかにしようとするものである。本年度の研究成果は次に示す通りである。1.分子動力学モデルにおいて、工具と共に境界を並進させて、計算領域内に原子を次々に流入させ、領域外に出た原子を棄却することによって、計算時間を増加させることなく、定常切削状態での加工現象を解析できる手法を提案した。2.モデル中の原子の運動エネルギ分布に補正を加えることによって熱伝導を加速し、分子動力学法では電子の存在を考慮していないため従来は不可能であった、主として電子の移動にもとづく金属中の熱伝導を模擬する手法を提案し、切削温度分布の解析を可能にした。3.これらの手法を用いて、銅の超高速微小切削の分子動力学解析を行った結果、工具の耐熱性が十分にあれば、200m/s付近に切削抵抗が低く、加工面品質の高い最適切削速度が存在し、物理的な限界切削速度は1800m/s付近、実用的な限界は1000m/s付近にあることを明らかにした。また、これらの限界は被削材の熱伝導特性に関係することも明らかにした。本研究は、分子動力学法を用いて、実験技術の限界を超える高速加工条件下での切りくず排出や仕上面創成などの機械加工現象におよぼす加工速度の効果を解明し、合わせて、高速加工における原理的な速度限界の究明することを試みるもので、今年度の主な成果は次の通りである。1.分子動力学法で解析できるモデルの大きさには計算機の能力にもとづく限界がある。そのため、工具と並進する境界から工具に向かって連続的に原子を流入させる解析モデルを開発し、固定境界に影響されず切削距離がある程度大きくなった定常切削状態での分子動力学解析を可能にする手法を提案した。2.分子動力学法は電子の存在を考慮していないため、電子の移動に基づく金属内の熱伝導は模擬できない。しかし、原子の運動エネルギ分布に適当な補正を加えることによって、熱伝導を加速し、金属の微小切削における切削温度分布を模擬できる手法を提案し、高速加工における限界速度を支配する主要因である加工温度分布の解析手法を確立した。3.以上の手法を総合して、高速切削、研削における加工機構を解析するための分子動力学解析手法を確立し、加工速度の物理限界は被削材の凝集エネルギーによって支配され、動においては1,700m/s付近は加工速度にの限界であることを明らかにした。本研究は、実験技術の限界を越える条件下での材料の変形・破壊挙動を原子レベルで解析できる分子動力学法を用いて、高速機械加工における加工速度が切りくず排出や仕上面創成などの加工現象に及ぼす影響を明らかにし、合わせて、原理的な限界速度および実用的な加工速度を明らかにしようとするものである。1.有限要素モデルの一部に原子モデルを埋め込み、その界面で変位および力を相互に伝達することにより、連続体と原子モデルを結合した複合境界モデルを開発し、従来の分子動力学解析では避けられなかった固定境界の影響をなくした解析が可能になった。2.分子動力学モデルにおいて、工具と共に境界が並進させて、計算領域内に原子を次々に流入させ、領域外に出た原子を棄却することによって、計算時間をそう増加させないで定常切削状態での加工現象を解析できる手法を完成した。3.これらの手法を用いて、銅の超高速微小切削の分子動力学解析を行った結果、工具の耐熱性が十分に有れば、200m/s付近に最適切削速度が存在し、物理的な限界切削速度は1800m/s付近、実用的な限界は1000m/s付近にあることを明らかにした。
先天性トキソプラズマ症に対するex vivoパルス自己樹状細胞ワクチンの導入

1、妊娠マウスのトキソプラズマ感染実験により胎児の子宮内発育不全、胎盤の樹状細胞(DC)成熟およびTh分化誘導能を解析した。本研究は“先天性トキソプラズマ症予防ex vivo成熟DCワクチンの確立"を目的とする。これまでに、トキソプラズマ感染感受性C57BL/6マウスを用いて、末梢に存在する未熟DCを標的としたトキソプラズマ急増虫体特異的HSP70(T.g.HSP70)遺伝子ワクチンを行い、所属リンパ節のDCの分化・成熟が誘導され、続いて、Th1型防御免疫が誘導されること示している。さらに、本研究により、DC標的T.g.HSP70遺伝子ワクチンによる細胞傷害性T細胞(CTL)誘導に関する解析をすすめ、CD8+ CTLおよびCD4+ CTLが共に誘導されることを明らかにした。T.g.HSP70遺伝子ワクチンによるCTLは、1) T.g.HSP70遺伝子導入あるいはリコンビナントT.g.HSP70パルスsyngeneic DC細胞株(DC2.4)を標的とした特異的細胞傷害活性のみならず、トキソプラズマ感染標的細胞に対する特異的細胞傷害活性を示すことが明らかになり、さらに、2) CTLの移入感染実験により、感染急性期、および、慢性期に明らかな感染防御免疫が誘導されることが解析された。また、3) CD8+/CD4+ CTLによる細胞傷害機構は主にFas / Fas Ligandを介することが明らかになり、これらの研究成果を国際論文にまとめて発表した(Parasitology International 2014:63;408-16)。本年度の研究によって、DC標的T.g.HSP70ワクチンの、CTL誘導による防御免疫とTh1型防御免疫の両者のT細胞性防御免疫誘導が証明され、T.g.HSP70のT細胞ペピチドエピトープ解析によるex vivo成熟DCワクチン確立に向けた研究基盤が整った。1、末梢の未熟DCを標的としたトキソプラズマタキゾイト特異的HSP70 (T. gondii HSP70)遺伝子ワクチンにより、所属リンパ節へのDCの遊走・分化・成熟が誘導され、成熟DCのIL-12産生増加によってTh1型免疫応答が惹起され、抗トキソプラズマ防御免疫が成立する。3、本ワクチンが誘導するCD8+ T細胞およびCD4+ T細胞はIFN-gamma産生と感染細胞特異的CTLの両者により、IFN-gamma依存性・非依存性にトキソプラズマ感染に対する防御免疫を担っている。4、CD8+あるいはCD4+ T細胞の移入感染実験により、感染急性期、および、慢性期に明らかな感染防御免疫が誘導される。“先天性トキソプラズマ症に対するex vivo成熟DCワクチンの確立"について、昨年度までに以下の点を解析している。1、ヒト末梢血単球とマウス骨髄由来の未熟DCは、活動期のトキソプラズマ急増虫体が特異的に発現するHSP70 (T. gondii HSP70)刺激により成熟DCに分化・成熟し、マウスに対するT.gondii HSP70遺伝子ワクチン実験において、末梢の未熟DCが所属リンパ節へ遊走して成熟DCに分化し、ワクチン後早期(3ー5日目)にDCのIL-12産生増加とTh1型免疫応答が惹起され抗トキソプラズマ防御免疫が成立する。平成26年度は、当初計画通り、DCワクチンによるT細胞性防御免疫誘導について以下の解析を行った。寄生虫学感染免疫学2、ex vivo T.gondii HSP70 DCワクチンによる妊婦のT細胞性防御免疫誘導の解析:(1)非感染妊娠マウスをコントロールとして、妊娠感染マウスの胎盤と脾臓におけるCTL誘導を、非感染およびトキソプラズマ感染DC2.4、DC2.4-T. gondii HSP 70、および、T. gondii HSP70 T細胞ペプチドエピトープをパルスしたDC2.4を標的細胞に用いて解析する。(2) ex vivo T.gondii HSP70 DCワクチンによる妊娠マウス胎盤および脾臓、および、新生児マウス脾臓におけるCTL誘導を解析する。具体的には、i)妊婦または新生児マウスの末梢血中の未熟DCをT.gondii HSP70蛋白パルスにより成熟させ、ii)得た成熟DCにMHC分子結合T. gondii HSP70 CTLペピチドエピトープをパルスし、iii)その戻し移入によりiv vivo T細胞性防御免疫の効率的誘導を図り、iv)妊娠マウス胎盤および脾臓、および、新生児マウス脾臓におけるCTL誘導を解析する。次に、v) ex vivo成熟CTLエピトープパルスDCワクチンにより誘導される防御免疫能を多角的に解析する。本研究目的は、ex vivo T.g.HSP70 DCワクチンによる妊娠マウスの胎盤と胎盤感染不顕性新生児へのT細胞性防御免疫誘導であり、平成25年度は、妊婦に対するDCワクチンのT細胞性防御免疫誘導について以下の解析を行った。

1感染・非感染妊娠マウスの胎盤のDC成熟およびTh分化誘導能の解析:感染・非感染妊娠マウスの胎盤を母体側deciduaと胎児側labyrinthに物理的に分離し、母体脾臓と胎児肝臓をコントロール臓器としてCD11c+細胞のDC成熟とCD4+T細胞のTh1/Th2/Th17分化誘導能を解析し、妊娠マウスの胎盤では脾臓に比較してDCのIL-12産生やTh1応答が弱い結果を得られ、胎盤における防御免疫機構にCTLが主体をなす可能性が考えられた。ただし、T.g.HSP70のペプチド合成によるCTLエピトープ解析はまだ終わってなく次年度に行う予定である。平成26年4月より研究代表者の本研究基点が信州大学に移行し実験準備に多少の時間を要した。しかし、平成26年度内に、MHC結合性ペプチド予測プログラムを用いてCTLエピトープとなる候補ペプチドの選択は終えており、次年度に、T. gondii HSP70のペプチド合成によるCTLエピトープ解析のための使用額を繰り越した。1感染細胞特異的CTLが認識するMHC分子結合T.g.HSP70エピトープの解析:HSP70は異種間ホモロジーが高く、すでに報告した慢性トキソプラズマ症患者のCTLエピトープとT.g.HSP70のアミノ酸配列に高い相同性がみられることからT.g.HSP70の当該ペプチドを合成し、ペプチドパルスDC2.4を標的細胞とするCTL assayによりCTLエピトープを明らかにする。(1)非感染妊娠マウスをコントロールとして妊娠感染マウスの胎盤と脾臓におけるCTL誘導を解析する。標的細胞に、非感染およびトキソプラズマ感染DC2.4、DC2.4-T.g.HSP 70、および、T.g.HSP70エピトープパルスDC2.4を用いる。(2) ex vivo T.g.HSP70 DCワクチンによる妊娠マウスの胎盤および脾臓におけるCTL誘導を解析する。既にリコンビナント(r)T.g.HSP70蛋白のパルスによるB6マウスの骨髄由来未熟DCの分化成熟誘導を報告している。そこで、i)WTマウスの骨髄由来未熟DCをex vivoでrT.g.HSP70蛋白パルスにより成熟させ、ii)得た成熟DCにMHC分子結合T.g.HSP70 CTLペピチドエピトープをパルスし、iii)T.g.HSP70ペピチドエピトープ発現DCを妊娠マウスに戻し移入し、iv)妊娠マウスの胎盤および脾臓におけるCTL誘導を解析する。さらに、v)ex vivo成熟・CTLエピトープパルスDCワクチンが誘導するCTLの防御免疫能を妊娠感染実験により解析する。感染細胞特異的CD8+CTLが認識するMHCクラスI分子結合する9-mer T.gondii HSP70ペプチドエピトープ、および、CD4+ CTLが認識するMHCクラスII分子結合13-15mer T.gondii HSP70ペプチドエピトープを、各々数種類合成し、それぞれのペプチドパルスDC2.4を標的細胞とするCTL assayにより鍵となるCTLエピトープを決定する。MHC分子結合CTLペプチドエピトープの合成に、ペプチド1本(5mg)あたり、9残基で56,000円、15残基で74,000円(5mg/本)を必要とする。平成25年度の後半は論文作成に時間を要したため、平成25年度中に終えることが出来なかったT.g.HSP70のCTLペプチドエピトープ解析を次年度に行うこととし、ペプチド合成のための使用額を次年度に繰り越した。感染細胞特異的CD8+CTLが認識するT.g.HSP
糖尿病治療のためのパッチ型経口投与製剤の開発

本研究では,糖尿病治療薬であるインスリンの経口投与製剤の開発を目指した。インスリンは,消化管内での分解と腸管膜の低透過性から,経口投与することは一般的に困難とされている。そこで,インスリンの分解からの保護と腸での吸収性を向上させるために,界面活性剤による複合化と粘膜付着性パッチへの封入を試みた。その結果,製剤は腸粘膜への長時間に渡る付着性を有し,直接粘膜中へインスリンを放出することが可能となった。また界面活性剤により親油化されたインスリンは,腸管膜透過性が向上した。本研究は,糖尿病治療薬であるインスリンの腸からの吸収性を向上させるために腸粘膜付着性を有するパッチ型製剤の開発を目指している。そのために,インスリン吸収部位である腸粘膜層へ直接インスリンを放出し,粘膜から腸液への漏洩を抑制できる新たなインスリンデリバリーデバイスの調製を検討した。初年度は,パッチ型製剤の開発を行った。腸粘膜付着層と薬物不透過層からなるシート中にシリカ製剤を組み込んだ。シリカ中にはインスリンを溶解した油が封入されており,腸液にさらされると自発的にエマルションを放出する。この手法により,腸粘膜絨毛間へのエマルションの放出,そして内封したインスリンの粘膜層からの吸収を期待した。インスリンは,界面活性剤でコーティングすることで,膜透過性に有利な脂溶性のナノ集合体を形成している。この製剤によるin vitroでのインスリン放出を観察したところ,放出はほとんどなかった。これは粘膜付着性高分子がシリカ表面を被覆してしまったためであった。その被覆を軽減することを試みたが,シートからのシリカの脱離が観察された。そこで,製剤設計を再検討し,シリカ粒子を用いずに薬物を溶解した油を直接粘膜付着性シートへ含侵させることにした。この製剤によるインスリンの粘膜透過性を腸粘膜の構造を模倣した人工膜(リン脂質と有機溶媒から形成)を用いて評価したところ,インスリン水溶液に比べパッチ製剤ははるかに薬物透過性を向上させることが確認された。現在,製剤の組成の最適化と動物実験による薬物吸収性の評価を行っている。本課題では,腸粘膜に付着する製剤によるインスリンの粘膜内への直接放出とその製剤中に封入する脂溶性インスリンナノ集合体による粘膜透過促進により,安全で効率的にインスリンを体内へ投与する経口製剤の開発を目指している。本年度は,調製したパッチ型製剤の粘膜付着性とインスリン腸粘膜透過性を評価した。パッチは粘膜付着層と薬物不透過層の2層で作成した。粘膜付着層を形成する高分子として数種類の糖鎖を選択し,粘膜付着性,強度,また薬物を含むS/Oサスペンションを十分に含浸できる多孔性といった観点で評価したところ,ヒドロキシプロピルセルロースが最も優れていることが判明した。また,薬物不透過層には一般的に使用されているエチルセルロースを使用した。このパッチを使用したインスリン腸粘膜透過性に関してラット空腸を使用し評価したところ,パッチ中に封入するインスリンは界面活性剤でコーティングし親油化することで格段に透過性が向上することが判明した。また,薬物不透過層は腸管中へのインスリンの漏洩を抑制し,さらにその効果でパッチから腸粘膜側へ一方向の放出が可能となり粘膜透過性も促進させることが確認された。調製したパッチはインスリンの腸からの吸収性を向上させることができることから,今後は実用化に向けたパッチの微小化と大量生産,インスリンの拡散に有利な製剤形態の検討を行いたい。また,動物への経口投与後の血糖値の変動を測定し,製剤の改良に反映させる。本課題では,腸粘膜付着性を有する製剤によるインスリンの粘膜内直接放出とその製剤中に封入する脂溶性インスリン集合体による腸管膜透過の促進といった機能により,安全で効率的にインスリンを体内へデリバリーする経口製剤の開発を目指した。最終年度は,調製したパッチ型製剤によるインスリン腸粘膜透過性の詳細な評価から,体内吸収に影響する因子を解明した。本製剤は,薬物を封入しさらに粘膜に付着する粘膜付着層と薬物を透過しない薬物不透過層から形成されている。薬物不透過層の影響を検討するために,粘膜付着層だけで形成された製剤も調製し膜透過性を評価したところ,薬物不透過層がない場合は消化液中への薬物の漏洩が大きく,また薬物の膜透過性が大きく低下することが判明した。このことから,薬物不透過層はインスリンの漏洩を抑制し,さらにその効果でパッチから腸粘膜側へ一方向の放出を可能とするため粘膜透過性を促進させていると考えられた。続いて,脂溶性インスリン集合体を形成している界面活性剤の種類と濃度の影響を検討した。界面活性剤としてポリグリセリン脂肪酸エステルとショ糖脂肪酸エステルを使用したところ,ポリグリセリン脂肪線エステルを用いた製剤において膜透過性の促進が確認された。また,アルキル鎖長の短い界面活性剤がより膜透過性に有利であることも判明した。

さらに,界面活性剤は薬物をコーティングできる量があれば十分であり,過剰な添加は薬物の膜透過性を阻害することが分かった。一方でインスリンの活性を検討したところ,ポリグリセリン脂肪酸エステルで形成した集合体中のインスリンは活性が大きく低下していた。このことから,インスリンの膜透過性の促進と活性保持を同時に可能とする界面活性剤の選択が,経口用糖尿病治療薬として本製剤を適用するのに重要なポイントとなることが示唆された。
酸化グラフェンを固体電解質として用いた電池の開発

酸化グラフェン(GO)を用いた電気化学二重層キャパシタの作製に成功した。ここで作製した電解二重層キャパシタは、GOを固体電解質として利用し、光還元および電気化学還元を施した還元酸化グラフェン(rGO)を電極として利用することで、バインダーフリーのオールカーボンスーパーキャパシタとして作用することが分かった。このキャパシタは、比較的高い電力密度とエネルギー併せ持つデバイスであったが、GO内に多塩基酸である硫酸やリン酸を添加することによって、その特性が約1ケタ向上することも見出した。硫酸やリン酸の添加は、それらがスペーサーとして働くことにより、プロトン伝導性をもつGOの層間隔を増加させることにより、イオン拡散がスムーズになったためであると考えられる。その静電容量の最大値は8.9 mF/cm2であった。しかしながら、この硫酸やリン酸の添加のデバイスは、その寿命(サイクル特性)に問題があった。そこで、GOにスルホ基を導入することで、サイクル特性の向上を目指した。スルホ基を導入したGOを固体電解質に用いると、サイクル特性は10倍以上(数1000回の充放電に耐性をもつ)に向上した。これは、硫酸イオンでは、充放電を繰り返すことによって、電極表面に硫酸イオンが移動することで、性能劣化を引き起こしていたのに対して、スルホ基では、膜の内部にプロトン導電性を有するスルホ基がとどまることができたためであると考えられる。以上の結果から、GOおよびスルホ基を導入したGOは非常に高い能力を有する固体電解質として作用することが証明できたグラッシーカーボン電極を電気化学的に酸化還元を繰り返すことによって、作製した酸化グラフェン(GO)は、高い電気化学キャパシタ性能を有することが示された。これは、電気化学的酸化により、電極表面にエポキシ基を主とした酸素官能基が形成され、その後の電気化学還元処理によって、その酸素官能基が表面欠陥となり、電極表面での双極子モーメントの形成に重要な役割を果たしていることが分かった。また、酸化還元処理を繰り返すことで、電極の比表面積も向上し、キャパシタ性能の増加に重要な役割を果たしていることが分かった。また、硫酸を添加した酸化グラフェン(GO)固体電解質膜、疑似容量サイトをもつ還元酸化グラフェン電極(rGO)から構成される膜・電極一体型のオールカーボンキャパシタ(rGO/GO/rGO)の作製に成功し、キャパシタ性能を確認するとともに、メカニズムの解明を行った。硫酸が酸化グラフェン膜中に加えられることによって、酸化グラフェン膜中のプロトン伝導がより高速で起こることを見出した。また、酸化グラフェンの電極化の方法として、光還元方法と電気化学的還元法を組み合われることで、より高い電気化学キャパシタ性能を有することが分かった。これは、電気化学的還元法により、表面に疑似容量サイトが生成できることに由来することを明らかとした。昨年、4月の熊本地震により、装置の一部が被災したため、年度の前半は、進捗状況に遅れが見られたが、年度後半からは、装置を修理されたため、その後は順調に研究を実施することができた。その研究成果は、論文1編として公表が決定し、もう1編は、投稿中である。表面に様々な酸素官能基を有した酸化グラフェン(GO)は、これまでの研究おいて、非常に高いプロトン伝導性をもっていることが分かった。これは、酸化グラフェンによって非常に多く再生されるエポキシ基が重要な役割を果たすことがX線光電子分光法やインピーダンス測定などの評価法によって判明した。一方、酸化グラフェン表面に鉄フタロシアニンを吸着させた材料は、酸素還元の過電圧が著しく低下することもわかった。これは、鉄フタロシアニン分子の中心金属である鉄イオンが酸素還元の有効なサイトとして作用するためである。これらの知見により、酸化グラフェンは、燃料電池の固体電解して鵜として、これまで利用されてきたナフィオンよりも優れていると期待できる。そこで、酸化グラフェンを固体電解質としてだけでなく、電極としても利用することにより、セパレーターを必要としないオールカーボン電池またはオールカーボンスーパーキャパシタの開発を行っている。表面を電気化学的に還元することにより酸化グラフェンは電極として十分な伝導性を有し、また電気化学還元では表面だけが還元されることにより、内部は固体電解質として有効に働く酸化グラフェンの状態のままになることが分かった。また、硫酸イオンを添加するとプロトン伝導の効率が著しく向上することも分かった。しかしながら、デバイスの寿命の点に改良の余地があり、最終年度では、酸化グラフェン表面にスルホ器などを導入することにより、更なる特性向上を目指して研究を遂行する予定である。デバイスを繰り返いし動作させた際の酸化グラフェンの固体電解の性能劣化の原因を解明することがなかなかできなかったため、デバイスの特性評価を十分に行うことができなかった。しかし、デバイスの性能劣化の原因が、固体電解質内の硫酸イオンの移動と電極表面の状態変化であることが判明し、その対応策の目途もついたので、最終年度は十分な特性評価を行うことができ、研究の遅れを取り戻すことができると考えている。デバイスの構築方法とその評価方法は、昨年度中に確立することができ、また、酸化グラフェンの組成や構造の評価方法には、以前から十分な知見を有しているため、研究を完遂することは可能であると考えている酸化グラフェン(GO)を用いた電気化学二重層キャパシタの作製に成功した。

このキャパシタは、比較的高い電力密度とエネルギー併せ持つデバイスであったが、GO内に多塩基酸である硫酸やリン酸を添加することによって、その特性が約1ケタ向上することも見出した。硫酸やリン酸の添加は、それらがスペーサーとして働くことにより、プロトン伝導性をもつGOの層間隔を増加させることにより、イオン拡散がスムーズになったためであると考えられる。その静電容量の最大値は8.9 mF/cm2であった。しかしながら、この硫酸やリン酸の添加のデバイスは、その寿命(サイクル特性)に問題があった。そこで、GOにスルホ基を導入することで、サイクル特性の向上を目指した。スルホ基を導入したGOを固体電解質に用いると、サイクル特性は10倍以上(数1000回の充放電に耐性をもつ)に向上した。これは、硫酸イオンでは、充放電を繰り返すことによって、電極表面に硫酸イオンが移動することで、性能劣化を引き起こしていたのに対して、スルホ基では、膜の内部にプロトン導電性を有するスルホ基がとどまることができたためであると考えられる。以上の結果から、GOおよびスルホ基を導入したGOは非常に高い能力を有する固体電解質として作用することが証明できたおおむね目的通りに研究が進んでいるので、当初の計画通りに2年度以降も実施する予定である酸化グラフェンを固体電解質として利用したデバイスは、電池としての高エネルギー密度だけでなく、スーパーデバイスとしての高出力密度の両方を兼ね備えた性質をもつことが分かったので、電気化学二重層キャパシタとしての特性を発揮できるデバイスとしての開発を目指す。繰り返し動作させることによる酸化グラフェンの固体電解質としての性能劣化として、2つの原因を突き止めたので、その対応策を最終年度では実施する。一つ目は、酸化グラフェンの層間内にプロトン伝導の向上を目的とした添加剤として導入する硫酸イオンの電極表面への移動を防ぐために、酸化グラフェンに硫酸イオンと同等のプロトン保持力をもつスルホ基を官能基として導入することを考えている。すでに導入できたことはXPSやIRなどの機器分析で評価できているので、今後はデバイス化して性能評価を行う予定である。2つ目の劣化の原因は、酸化グラフェン電極表面の化学組成の変化であることが判明しているので、酸化グラフェンの化学組成が変化しないような動作電圧幅を見出すことで解決できるものと考えている。上記2点の問題点を解決できれば、これまでにない軽量でウェアラブルな高出力高エネルギー密度を併せ持つキャパシタおよび電池が開発できるものと期待できる物品費が当初の計画よりも支出が少なくなったのは、昨年4月の熊本地震で、装置が故障したため、その装置に関連した物品の購入ができなかったためである。酸化グラフェンの固体電解質としての特性評価において重要なデバイスの劣化の原因究明に手間取ったため、消耗品の支出金額が予定よりも少なくなってしまった。しかしながら、劣化の原因とその対応策の目途がついたので、最終年度は、電池やキャパシタとしてのデバイス作製を精力的に実施するために必要な物品を購入する予定である。
ヒスタミンのがん浸潤・転移に及ぼす影響について

(1)皮膚にTNCBという薬剤で接触性過敏症を作製すると,ノックアウトマウスでは皮膚の反応がワイルドタイプに比べて強い反応がおこっており,ヒスタミンががんの免疫機構にも重要な役割を果たしている事が判明した.(2)がん細胞の移植と生存曲線作成:この計画では先ず,ノックアウトマウスと野生型マウスでのがん移植後の生存曲線を作る.マウスは129svという系統であり,このマウスに生着する悪性黒色種由来のB-16とリンパ腫由来のEL4を腹腔内に移植する.(3)免疫担当細胞の検討:現在までの所,免疫担当細胞特にTh細胞の分画にヒスタミンが影響されるという間接的なデータの報告があるため,脾臓においてConAおよびIL-12の刺激でTh1およびTh2の分画を観察したところ,FACSでノックアウト細胞がTh1細胞がドミナントになることが判明した.(4)がんの浸潤および転移に対するヒスタミンの影響の病理学的な検索:ノックアウトマウスと野生型マウスヘがん移植後,腹腔内での浸潤や肝転移の程度などを病理学的に観察する.(5)ヒスタミン高産生マウスでの観察:さらに,ヒスタミンを高産生するトランスジェニックマウスを作成した.このマウスは,ヒスタミンを高産生し,例えば血清中でのヒスタミン濃度はワイルドタイプマウスの510倍レベルであった.(6)ヒスタミンのがんの浸潤・転移に対する影響の詳細な検討:以上のようにして得られた知見をもとに,焦点を絞りさらに詳細なヒスタミンの影響についてのメカニズム解析を行った。
国際人新渡戸稲造と英米文学

新渡戸稲造が、国際連盟発足時に、ヨーロッパ各地で連盟の理念を説いてまわるという、連盟のスポークスマンの役割を果たすことができたのは、広く深い英米文学の知識が背景にあったからだという観点に立って、主として国際連盟についての新渡戸の言説の中に、英米文学の影響の後をたどるという作業を行った。まず、講演等のはしばしにちりばめられたシェイクスピアからの引用をピックアップし、それが新渡戸の言説をきわめて優雅で格調高いものにしていることを明らかにした。次に重要なのはトーマス・カーライルである。これは文体に影響したというよりも、新渡戸自身の人生観・世界観に反映されている。ひと言で言えば、新渡戸が座右の銘としていた「学問より実行」という考え方、学問は実践の場で生かしてこそ学問であるという姿勢である。それを実行しようとしたところに彼の連盟での活躍がある。また、トーマス・カーライルと並んで重要なのはジョン・ラスキンである。彼はこの二人から、人間の本性の中にある闘争心という事実、しかし戦争は、紛争の解決策としてはこれほど残酷でむなしいものはないという信念を継承している。これもまた、彼が連盟に傾けた情熱の動力源になっている。大英帝国のインド統治を経験したラドヤード・キップリングも、東と西の文明が果たして調和しうるかという問題提起をしたことによって、新渡戸の中に強く意識されている。彼の連盟での仕事は、東と西の調和・協調という理念に支えられている。さらに、新渡戸のほぼ同時代人の米国詩人ヘンリー・ワズワース・ロングフェローも、新渡戸の重要な講演の中で、きわめて印象的な形で引用されている。本研究は、これら英米の詩人・文人の、新渡戸への影響を明らかにした。新渡戸稲造が、国際連盟発足時に、ヨーロッパ各地で連盟の理念を説いてまわるという、連盟のスポークスマンの役割を果たすことができたのは、広く深い英米文学の知識がその背景にあったからだという観点に立って、主として連盟についての新渡戸の言説の中に、英米文学の影響のあとをたどるという作業を行った。次いで重要なのはトーマス・カーライルである。これは文体に影響するよりも、新渡戸自身の人生観・世界観に反映されている。ひと言で言えば、新渡戸が座右の銘ともしていた、「学問より実行」という考え方、学問は実践の場で生かしてこそ学問であるという姿勢である。彼はこのふたりから、人間の本性の中にある闘争心という事実、しかし戦争は、紛争の解決としてこれほど残酷でむなしいものはないという信念を継承している。これもまた、彼が連盟に傾けた情熱の源となった。イギリス統治下のインドを経験したラドヤード・キップリングも、東と西の文化が果たして調和しうるかという問題提起をしたことによって、新渡戸の中につよく意識されている。彼の連盟での仕事は東と西の協調という理念に支えられている。さらに新渡戸のほぼ同時代の米国詩人ヘンリー・ワズワース・ロングフェロウも、新渡戸の講演の重要な部分で、きわめて印象的な形で引用されている。本研究はこれら英米の詩人・文人の、新渡戸への影響を明らかにした。

英文『武士道』を著し,国際連盟の事務局で華やかな活躍をした新渡戸稲造において,英文学の知識がいかに大きな役割を果たしていたかを明らかにし,もって従来の新渡戸研究の不足を補完するという本課題の全体構想にしたがって,英米文学の中で特に新渡戸稲造に大きな影響を与えていると判断されたシェイクスピア,カーライル,ラスキンに焦点を絞り,新渡戸全集の英語著述・日本語著述の両方について,「ことばの借用」及び「着想の関連」を照合し,影響関係をさぐった。新渡戸稲造が講演や著述の中で,英文学の作家を引用するとき,当時の知識人がそうであったように出典を明示しないことが多い,あるいは,原典のことばを微妙に変えて利用したりすることがある。このために本研究課題の作業は機械的に行うことはできず,新渡戸稲造と英米文学両方についての豊富な知識と柔軟な判断力が必要になる。この困難を克服するために,本研究では,配列や索引という点でまだ不完全である新渡戸稲造全集をより有効活用できるように,新渡戸稲造のすべての著述について,テーマ別選集を作成することからスタートした。「新渡戸と英語英文学」「新渡戸の国際主義」「新渡戸の平和主義」「新渡戸の宗教観」等の項目のもとに,全集の該当箇所がすぐに参照できるような索引,さらには該当箇所を抜き出して提示するテーマ別選集を作成した。この作業の過程で,新渡戸稲造の思想について多くの発見をすることができた。ナショナリズムとインターナショナリズムは同じコインの両面である,愛国主義と軍国主義は正反対のものだ,祖国を愛することは世界を愛することでなくてはならない(その逆も真),世界主義は各国の独自性を奪ったり帝国主義に加担するものであってはならない,といった新渡戸の先進的なメッセージ-グローバル化が進行する現代にあってますます重要になるメッセージ-を浮き彫りにすることができた。
翻訳調節を行うRNA結合蛋白質の構造と機能の解析

枯草菌ファージφ29のgene1(dna遺伝子の一つ)の産物gp1はmRNAとの特異的な結合により他のφ29dna遺伝子群の翻訳を抑制する。本研究はこのRNA結合蛋白質gp1の構造と機能の解析を目的とした。<結晶化の試み>野生型のgp1にHis-tagを付加し、さらにマイナーなSD様配列を改変した結果、結晶化に必要とされる大量のgp1を精製度の高い形で迅速に得ることが出来た。精製gp1の可溶化の為には界面活性剤CHAPS(1%)が必要だった。このgp1を用いて結晶化のスクリーニングを行ったが、現在の所成功には至っていない。結晶の形成にHis-tagが悪影響を及ぼした可能性を考え、His-tagとgp1の会合状態の均一性に問題があった可能性を考え、動的光散乱を用いた検討を行った。その結果gp1の分散はCHAPSの濃度及び温度に大きく依存し、一般的な結晶化の温度である20°Cで10mg/mlのgp1を単分散にする為には2%以上のCHAPSが必要である事が分かった。またRNA結合アッセイにおいても12%のCHAPSが特異的なRNA結合性に必要だった。今後、His-tagを除いたgp1を用い、界面活性剤を含む形での結晶化のスクリーニングをする予定である。<変位型gp1の単離>PCRを用いてgene1のコーディングフレームにランダムな突然変異を導入した。これらをクローン化して塩基配列を決定した結果、37クローンの1アミノ酸置換変異株が得られた。変位部位はgp1のほぼ全域に分布しており今後、RNA結合ドメインの検討に利用する予定である。<gp1の結合領域>gp1は標的mRNAの下流域に結合する事が分かった。この事はgp1が原核生物に於いてこれまで知られていないメカニズムで翻訳を抑制することを強く示唆した。従ってgp1の機能と構造のさらなる解明が重要と考えられる。枯草菌ファージφ29の必須遺伝子(genel)の産物(gp1)はφ29mRNAとの特異的な結合によって他のdna遺伝子の情報発現を抑制している。本研究はこのRNA結合蛋白質、gp1、の構造と機能を解明することを目的としている。<gp1の精製法の改良>野生型gp1のカルボキシル末端にhis-tagを付加し、さらにgenel内に存在するマイナーなSD様配列を改変した。その結果、より精製度の高いgp1をはるかに迅速、かつ多量に得ることが可能となった。<gp1の結晶化の試み>以上のようにして、gp1を大量に精製し、ハンギングドロップ法によって結晶化を試みたが、現在のところ成功には至っていない。その原因を探るためDLSを用いた検討を行ったところ、20°Cでは多分散を示したが、30°Cでは単分散となった。このため、温度を含めた結晶化条件の再検討を行う方針である。<変異型gp1の単離>PCRを用いてgenelの内部に突然変異を導入した。当初予定したベーターガラクトシダーゼを利用した翻訳抑制を調べる系では変異株の効率的な選択が不可能だったため、野生型gp1が大腸菌の生育を阻害する現象を利用する事とした。この生育阻害の理由は未知であるが、コロニーサイズを指標とした選択の結果、最終的に37クローンの1アミノ酸置換変異株を得ることが出来た。また変異部位はgp1の85アミノ酸のほぼ全域に分布していた。

これらの変異型gp1を精製し、RNA結合能の変化や結晶化の可能性について検討する予定である。<gp1結合領域について>gp1は自らの上流にあるdna遺伝子の発現を抑制する。そこでまず、gp1がこれらの標的遺伝子の翻訳開始領域に結合することを想定して実験を開始した。約5500塩基の領域をおよそ600塩基ずつクローニングして得た18種類のmRNAと精製したgp1を用いた実験の結果、gp1は予想に反して翻訳開始領域から2000塩基ほど下流の領域に結合した。現在、gp1が認識、結合するRNAの塩基配列を決定する実験を開始している。枯草菌ファージφ29のgene1(dna遺伝子の一つ)の産物gp1はmRNAとの特異的な結合により他のφ29 dna遺伝子群の翻訳を抑制する。本研究はこのRNA結合蛋白質gp1の構造と機能の解明を目的とした。<結晶化の試み>野生型のgp1にHis-tagを付加し、さらにマイナーなSD様配列を改変した結果、結晶化に必要とされる大量のgp1を精製度の高い形で迅速に得る事が出来た。精製gp1の可溶化の為には界面活性剤CHAPS(1%)が必要だった。このgp1を用いて結晶化のスクリーニングを行ったが現在の所成功に至ってない。結晶の形成にHis-tagが悪影響を及ぼした可能性を考え、His-tagとgp1の間にTEVプロテアーゼの認識配列を挿入し、His-tagを除去したgp1の精製を可能とした。さらにgp1の会合状態の均一性に問題があった可能性を考え、動的光散乱を用いた検討を行った。その結果gp1の分散はCHAPSの濃度及び温度に大きく依存し、一般的な結晶化の温度である20°Cで10mg/mlのgp1を単分散にする為には2%以上のCHAPSが必要である事が分かった。また、RNA結合アッセイにおいても12%のCHAPSが特異的なRNA結合性に必要だった。今後、His-tagを除いたgp1を用い、界面活性剤を含む形での結晶化のスクリーニングをする予定である。<変異型gp1の単離>PCRを用いてgene1のコーディングフレームにランダムな突然変異を導入した。これらをクローン化して塩基配列を決定した結果、37クローンの1アミノ酸置換変異株が得られた。変異部位はgp1のほぼ全域に分布しており今後、RNA結合ドメインの検討に利用する予定である。<gp1の結合領域>gp1は標的mRNAの下流域に結合する事が分かった。この事はgp1が原核生物に於いてこれまで知られていないメカニズムで翻訳を抑制する事を強く示唆した。従ってgp1の機能と構造のさらなる解明が重要と考えられる。
巨大ブラックホール周辺物質の構造の解明

AGNの中心核構造を理解するには、X線観測がひじょうに有効である。X線は、1)トーラスで隠されているAGNを見つけ、2)鉄輝線を用いた診断でトーラスの構造を決定し、3)ブラックホール最近傍のガスの状態と超重力場の物理を検証できる、というユニークな特長をもつ。Ricci氏は、当該年度に3本の査読論文を主著者として出版した。Ricci et al. 2014 (A&A 567, A142)では、幅の狭い鉄K輝線の強度と、中間赤外の観測で得られていたトーラスの性質との関係を調査している。我々は、鉄K輝線が、トーラスの巨大ブラックホールを覆う立体角とともに増加することを見つけた。その傾きは、モンテカルロシミュレーションによって得られた値と合致した。この結果は、輝線のほとんどが実際にトーラスから放射されていることを示唆している。Ricci etal. 2014 (MNRAS 441, 3622)では、日本のX線衛星「すざく」によって観測された大きな数のAGNサンプルを解析し、吸収を受けた「2型AGN」から初めて「X線Baldwin効果」を検出することに成功している。鉄K輝線のX線光度に対する減少の傾きが、1型AGNと2型AGNの間で一致することを発見し、これら2つの種族で同一のメカニズムが働いている示唆を得た。Ricci et al. 2014 (ApJ 795, 147)では、「すざく」衛星による2型AGN「IRAS00521-705」の観測データの解析結果を報告している。この天体からは、2型AGNとして初めて、きわめて幅の広い鉄K輝線に見える構造が発見されていた。この「すざく」データは、研究期間中にRicci氏が観測責任者として提案を行ない、取得したものである。詳細なデータ解析の結果、ブラックホール近傍の相対論的効果が見えている可能性と、視線方向にある物質の部分吸収によって作られている可能性の両方があり得ることを示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。巨大ブラックホールの周辺には、トーラスと呼ばれる構造物が普遍的に存在すると考えられている。これは巨大ブラックホールへの質量供給の源であり、銀河形成との関係を探る上で鍵となる構造であるにも関わらず、その性質はほとんど分かっていない。本年度は、おもにチャンドラ衛星のHETGS装置によって過去に取得された近傍宇宙に存在する活動銀河核(AGN)のX線スペクトルを用いて、トーラスから放射されていると考えられる蛍光鉄K輝線に着目した統計的研究を行なった。鉄K輝線の連続成分に対する強度(等価幅)は、AGNの光度と逆相関を示すことが知られている。この傾向は「X線Baldwin効果」とよばれ、10年以上前から報告されていたが、その物理的起源についてはよく理解されていなかった。いっぽう、近年のX線探査により、光度が大きくなるほど、塵やガスによって吸収されたAGN(2型AGN)の割合が少ないという関係が確立してきた。この観測事実は、トーラスの巨大ブラックホールを見込む立体角が、AGN光度と逆相関していることを意味し、AGN放射によるフィードバックの影響が示唆されている。そこで今回、モンテカルロ法による、トーラスからの反射成分を考慮したスペクトルモデルを用いて、この効果を定量的に調査した。観測された2型AGNの割合から、トーラス構造を光度の関数として与え、そこから放射される鉄K輝線強度を計算したところ、観測された鉄K輝線の等価幅と光度の関係が見事に説明できることをつきとめた。今後の研究のために「すざく」衛星のアーカイブデータを整理した。さらに、ASTRO-H衛星によるシミュレーションを行ない、初期観測天体の選定にむけて議論を行なった。前年度に引き続き、活動銀河核(AGN)の中心核構造、特に巨大ブラックホール周囲のトーラス構造についての研究を進めた。特に「X線Baldwin効果」とよばれる、鉄K輝線の連続成分に対する強度(等価幅)が、AGN光度と逆相関を示す現象の起源の理解を目指した。まず、近傍宇宙の活動銀河核(AGN)の鉄K輝線のデータを整理し、この逆相関を確認した。この観測結果を、モンテカルロシミュレーションを用いたトーラスからの反射成分の数値スペクトルモデルと比較することで、トーラスの立体角のAGN光度依存性を定量的に導くことに成功した。以上の結果は、投稿論文として出版した(Ricoi et al. 2013a)。AGN中心エンジンからのX線連続スペクトルの形はべき関数で近似できることがわかっている。べきが小さいほど、鉄原子に光電吸収される光子の数が相対的に増加するため、その結果、放出される蛍光鉄K輝線の強度は大きくなる。一方、×線スペクトルのべきは、光度とともに大きくなるという傾向が知られている。このX線連続スペクトルの光度依存性で「X線Baldwin効果」が説明できるかどうかを、上と同様のトーラスからの数値スペクトルモデルを用いて検証した。その結果、それだけでは観測結果全てを説明することは困難であり、やはりトーラス形状が光度依存性をもつことを確かめた。この結果も論文として出版した(Ricci et al, 2013b)。これらの仕事により「光度依存したAGN統一モデル」を確立できた意義はきわめて大きい。以上の結果は3回の国際会議で口頭発表した。

AGNの中心核構造を理解するには、X線観測がひじょうに有効である。X線は、1)トーラスで隠されているAGNを見つけ、2)鉄輝線を用いた診断でトーラスの構造を決定し、3)ブラックホール最近傍のガスの状態と超重力場の物理を検証できる、というユニークな特長をもつ。Ricci氏は、当該年度に3本の査読論文を主著者として出版した。Ricci et al. 2014 (A&A 567, A142)では、幅の狭い鉄K輝線の強度と、中間赤外の観測で得られていたトーラスの性質との関係を調査している。我々は、鉄K輝線が、トーラスの巨大ブラックホールを覆う立体角とともに増加することを見つけた。その傾きは、モンテカルロシミュレーションによって得られた値と合致した。この結果は、輝線のほとんどが実際にトーラスから放射されていることを示唆している。Ricci etal. 2014 (MNRAS 441, 3622)では、日本のX線衛星「すざく」によって観測された大きな数のAGNサンプルを解析し、吸収を受けた「2型AGN」から初めて「X線Baldwin効果」を検出することに成功している。鉄K輝線のX線光度に対する減少の傾きが、1型AGNと2型AGNの間で一致することを発見し、これら2つの種族で同一のメカニズムが働いている示唆を得た。Ricci et al. 2014 (ApJ 795, 147)では、「すざく」衛星による2型AGN「IRAS00521-705」の観測データの解析結果を報告している。この天体からは、2型AGNとして初めて、きわめて幅の広い鉄K輝線に見える構造が発見されていた。この「すざく」データは、研究期間中にRicci氏が観測責任者として提案を行ない、取得したものである。詳細なデータ解析の結果、ブラックホール近傍の相対論的効果が見えている可能性と、視線方向にある物質の部分吸収によって作られている可能性の両方があり得ることを示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。わずか4か月という短期間にも関わらず、上の述べた研究を効率よく進め、査読論文へ投稿できるレベルの結果をまとめることができた。また次年度に向けての研究準備も着々と進んでおり、複数の論文執筆を開始するなど、今後、大きな具体的成果が期待できる。X線Baldwin効果について、前年度からの研究をまとめあげ、年度内に2本の査読付論文を出版できた。これら論文執筆と並行して、次のテーマの研究も着々と進んでいる。赤外観測で得られたトーラス構造のパラメータとX線スペクトルとの比較、「すざく」衛星のアーカイブデータを用いた1型AGNと2型八GNの鉄K輝線強度の統一解析、自分がPIとして「すざく」により観測した「幅の広い鉄輝線」をもつ2型AGNの詳細解析について、大きな進展があった。「X線Baldwin効果」の起源をさらに追求し、その物理的起源を確立する。具体的には、連続スペクトルの形が、光度に対する依存性をもつことに注目し、その違いが鉄K輝線の等価幅にどの程度影響があるかを定量的に調査する。また、赤外線データを用いて得られたトーラスの立体角の情報と、そこから予想される鉄K輝線強度の関係をトーラス構造を仮定したモンテカルロ計算を通して比較し、その妥当性を検討する。
グレリン分泌低下マウスを用いた摂食脂肪蓄積におけるグレリンの生理的意義の検討研究課題名(

ジフテリアトキシン受容体(DTR)強制発現システムを用いて、後天的にグレリン分泌細胞を破壊しうるマウスを用いて、循環血中グレリンの摂食・脂肪蓄積に関する生理学的役割を検討したところ、解析し得た範囲では、血中グレリン濃度が低下した状況下において、摂食行動は正常に維持されていたものの脂肪利用が高まっていた。循環血中のグレリンは、エネルギー利用効率の修飾を介して体重調節に影響を及ぼしている可能性が示唆された。本研究では、ジフテリアトキシン受容体(DTR)強制発現システムを用いて、後天的にグレリン分泌細胞を破壊しうるマウスを作製し、循環血中グレリンの生理学的役割を検討した。グレリンプロモーターの下流にヒトDTR cDNAを結合したコンストラクトを作成し、グレリン分泌細胞にDTRを強制発現するGPDTR-Tgマウスを作製した。このGPGTR-Tgマウスは、ジフテリアトキシン(DT)投与によってグレリン分泌細胞が破壊され、血中グレリン濃度は検出限界以下まで低下する(野生型(WT)マウスvs. GPDTR-Tgマウス64.0±6.0fmol/ml vs. 5.0>fmol/ml )。この循環血中グレリンが低下したマウスを用いて、グレリンの摂食調節における役割を検討した。グレリン分泌低下マウスの1週間の平均摂食量は27.1±0.6 gであり、WTマウス28.2±0.6gと比較して有意差を認めなかった。また昼夜の摂餌パターンの解析では、WTマウスが日中に1日摂餌量の22.7%、夜間に77.3%を摂取したのに対し、グレリン分泌低下マウスは、日中に22.0%、夜間に78.0%を摂取しており、両者の間に有意な差は認めなかった。16時間絶食後の再摂食量や社会行動ストレスを与えた状況下でも摂食について検討したが、有意な変化を認めなかった。解析し得た範囲において、血中グレリン濃度が低下した状況下において、摂食行動は正常に維持されていた。しかしながら、高脂肪食下では両群の平均摂食カロリーは有意差を認めないにもかかわらず、グレリン分泌低下マウスにおいて脂肪利用が高まっており、体重増加がWTマウスと比較し有意に抑制されていた。このように、循環血中グレリンは摂食には影響を与えないものの、エネルギー利用効率の修飾を介して体重調節に影響を及ぼしている可能性が示唆された。平成23年度までに申請者は、Diphtheria toxin receptor (DTR)強制発現システムを用いて、後天的にグレリン分泌細胞を破壊しうるマウスを作製した。本年度は、このマウスを用いて循環血中グレリンの生理学的役割を検討することを目標に実験計画を立てた。グレリン分泌細胞にDTRを強制発現するGPDTR-Tg(Ghrelin Promoter / Diphtheria Toxin Receptor-Tg)マウスは、ジフテリアトキシン(DT)投与によってグレリン分泌細胞が破壊され、血中グレリン濃度は検出限界以下まで低下する(野生型(WT)マウスvs. GPDTR-Tgマウス64.0±6.0 fmol/ml vs. 5.0> fmol/ml )。この循環血中グレリンが低下したマウスを用いて、グレリンの摂食調節における役割を検討したところ、グレリン分泌低下マウスの1週間の平均摂食量は27.1±0.6 gであり、WTマウス28.2±0.6gと比較して有意な差を認めなかった。これに加えて、16時間絶食後の再摂食量や社会行動ストレスを与えた状況下でも摂食について検討したが、有意な変化を認めなかった。解析し得た範囲において、血中グレリン濃度が低下した状況下においても、摂食行動は正常に維持されていた。平成23年度には、後天的グレリン分泌低下マウスを用いて、摂食に対するグレリンの生理学的意義の解明することを計画した。昨年度は、若年令マウスと成熟マウスを用いて、摂食の表現系について詳細な検討を行うことができた。また、糖脂質代謝、摂食に関連する神経ペプチドの解析にも着手しており、実験計画に対して、概ね順調に進展していると判断した。平成24年度は、平成23年度に引き続きグレリン分泌低下マウスの表現形の解析を行う。摂食対するグレリンの生理学的意義の検討では、青・壮年期マウスで、有意な所見が得られれば、生直後のマウスや離乳期のマウスを用いて、脳内のニューロンネットワークが構築された以前にグレリン分泌が低下させた状態でも比較検討する。