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都市再生政策の国際比較研究

2000年代世界で主要な潮流となっている都市再生政策の国際比較をおこなった。調査対象国は、イギリス:ロンドン(早田宰・内田勝一)、フランス:パリ(寺尾仁・久塚純一)、ドイツ:ベルリン・ハンブルク(卯月盛夫・秋山靖浩・平山洋介)、スウェーデン:ストックホルム(麦倉哲)、アメリカ:ニューヨーク他(平山洋介・佐藤滋・内田勝一)を分担した。全体として、(1)縮小都市化・低需要にともなう郊外減退地区問題(特にパリ大都市圏における郊外住宅地等)、(2)都市問題の質的変化、(3)社会、経済、住宅、教育、交通、都市デザイン等の包括化・統合化による地域開発の導入(ロンドン大都市圏、パリ大都市圏、ベルリン、ハンブルク等)、(4)空間戦略の変化と既存政策の文脈との関係(特にロンドンにおけるEUの空間戦略の消化)、(5)補完性原理導入とガバナンスの重層(EU-国-地方-都市-地区)の影響(特にロンドンのGLA等)、(6)とくに行政庁内さらに民間・NPO等の広域的・横断的プロジェクト推進組織の登場(ロンドンのGLA、ハンブルクの庁内改革等)、(7)新しい専門化像(特にハンブルクにおける街区マネージャー等)、(8)ステイクホルダー民主主義と政治力学の影響(特にニューヨークにおけるグラウンド・ゼロ再建等)、(9)次世代型グローバル投資の空間的連携、(10)資源マッチングの戦略化、(11)「新しい貧困」(特にストックホルムにおけるセグリゲーション等)の出現、など11の特徴が世界的傾向となっていること、およびその国ごとのコンテクストが明らかになった。研究成果を雑誌『都市問題』(東京市政調査会)に連続投稿した。イギリス、アメリカ、ドイツ、フランス、スウェーデンなどEU諸国の代表的な都市の都市政策、とくに都市再生政策(Urban Regeneration Policy)について比較する。安定成長、資源成約下にあるEU諸国では、経済・産業政策と社会(福祉)政策の調和を図りつつ、都市経営を木目細かに行う都市ごとの再生枠組みが発生しつつある。特に、新たな産業構造の転換への対応、グローバリゼーションを受けた、エスニシティ化、社会構造の両極化、移民地区とそれに伴う都市内でのセグリゲーションの発生、持続可能な開発、新しい貧困地区(Deprivation Areas)の分散的発生、社会的排除などの問題、コミュニティ・エンパワーメント、新たな産業エリアづくり、非営利デベロッパーの住宅供給、中間セクター主導の推進フレームなどの連携に関する各国の概況(統計等)を把握した。それに関連して政策を効果的に達成するための政策誘導の仕組み(Indicator)、財政政策(英のSRB=統合都市再生補助制度等)についてもとりあげた。また、EUの直接的な都市政策(URBAN II等)と国別の政策の応答関係についても触れることとした。2000年度は、各国の基本統計と事例地区の把握、共通フレームの抽出を行った。研究協力者として新たに、平山洋介(神戸大学発達科学部)、寺尾仁(新潟大学工学部)秋山靖浩(早稲田大学法学部)の3名を追加依頼した。予算執行については以下2点が当初との変更点である。(1)定期的な会合は早稲田大学で行うこととした。それゆえ国内移動が多くなった。(2)また、海外との応答、情報検索等が多くなったため、既存の老朽化していたPCを更新することとした。1.研究体制:研究拠点の整備各国の先方の都市再生研究のレビューを終えた。早稲田大学都市・地域研究所に都市再生に関する研究ライブラリーの設置を開始した(ビデオ含む)。研究体制の整備:アメリカ、ニューヨークのテロ以後の都市再生(平山)、サンフランシスコの都市再生(佐藤)、フランス・パリの都市再生(寺尾*)、イギリス・ロンドンの都市再生(早田)、スウエーデン・ストックホルムの都市再生(麦倉)、ドイツ・ベルリンの都市再生(卯月・秋山*)、EUの都市再生政策(長野研究協力員)*追加研究分担者、秋山靖浩、寺尾仁2.作業状況各国において以下を終えた。(1)各国における主要都市の現状把握、(2)都市政策のコンテクスト、

(3)都市再生政策の登場に関する背景整理3.比較研究視点の整理以下に整理した、(1)都市問題、目標とする都市社会像の比較、(2)及びその解決アプローチ・計画手法の比較、(3)行政、民間、NPO、コミュニティの役割比較、(4)物的環境改善と社会改善の戦略の総合化の比較、(5)国及び自治体に関する地方分権の比較4.研究中間結果EUでは、各国の経験と論理の交換が進んでいる。地球全体の主要都市が、「グローバル・シティ」の現象(企業立地のネットワーク化、立地パタン変化、雇用構造変化、都市問題地区のパタン変化)の進行が見られる。都市再生政策全体としては「サステイナブル開発」概念が主流になりつつある。EUではその中に「都市再生」(空間再生と社会再生)を位置づけて捉える方向へ進んでいる。そこに各国の個性がある。また、英米の政策評価の経験とEUの均衡ある発展政策(再配分)が影響を与えている。5.成果の公開予定財団法人東京市政調査会と協議し、雑誌「都市問題」に研究会の成果を連載掲載することとした。2002年夏早田は、イギリスの都市再生政策について、ロンドンを事例とした。土地利用と都市ガバナンスについて、(1)伝統的都市構造の継承と転換の政策リンケージ、(2)制度に立脚した推進体制と柔軟な法政策の二面性、サブシディアリティ原理への移行、民間非営利セクターの積極活用、(3)「第三の道」による自由競争と公正性の確保と戦略化、(4)ロンドンの計画システムヘのEU化、潜在的可能性の追求、以上の3者のミスマッチやジレンマなどがわかった。平山はニューヨークの都市再生について、ツインタワー崩壊跡地の再開発の分析を進めた。その結果、連邦・州・地方政府、敷地所有者(港湾公社)、LMDC(ダウンタウン再開発統括)、リース権利保持者間の複雑な政治力学の発生、プロジェクトへの大衆参加の影響、政治・経済的な要因に加え建築デザインをめぐる問題が再開発の内容に大きなインパクトを及ぼしていること、が明らかになった。跡地再開発は、ニューヨーク全体が1980年代から進めてきた都市再生政策の延長線上、とくに文脈主義、複合開発、交通再編という長年の課題からの影響を受けざるを得ないことが分かった。寺尾は、フランスの都市再生政策について、パリを事例に、(1)都市再生の装置としての文化・スポーツ施設、(2)民間建設促進効果の発揮、(3)計画の任意(非法廷)上の推進、(4)社会的混在の質的変化と新しい価値創出性などを明らかにした。麦倉は、ストックホルムの都市再生政策について研究した。大規模プロジェクトの中で、都市開発・再開発と、環境政策との調和の模索・地方行政の分担領域の明確性、市民参加の仕組み導入などが分かった。一方、再開発地域がセグリゲーション化が進み、居住者の階層が限定される結果、他方で貧困地域ができつつあること、ホームレス問題が深刻化しつつあることなどが新しい社会問題として指摘できた。
アルコール性心臓死におけるギャップ結合機能障害とペースメーカー 細胞の役割

アルコール性突然死ラットモデルを用いて、心筋線維形成・ギャップ結合リモデリングと心臓性突然死との関連を検討した。アルコール急性離脱期に心筋線維形成の増加およびギャップ結合のリモデリングを認め、交感神経遮断薬であるcarvedilol前投与によって是正された。交感神経活性化を介する心筋線維形成とギャップ結合のリモデリングがアルコール性致死的不整脈の発生・維持に関与する重要な要因と考えられた。【研究の意義】心筋線維形成・ギャップ結合機能異常を介し興奮伝播の不均一性および再分極過程の遅延を引き起こし、不整脈の発生・維持と関与することが考えられる。アルコール関連死における心筋線維形成・ギャップ結合機能障害および交感神経活性化との関連について不明である。これらの不明点を明らかにし、これまでの研究成果を発展させる。【研究の内容】(1)アルコール含有液体飼料を使用し、対照群、慢性アルコール持続投与群、慢性アルコール持続投与+断酒1日および慢性アルコール持続投与+Carvedilol前投与+断酒1日群のラット実験モデルを作成した;(2)左心室組織を用いて、銀染色とアザン染色を行い、心筋線維組織形成を評価した。(3)同じ組織を用いて、疫組織染色および共焦点レーザー顕微鏡・RT-PCRを行い、組織細胞生物学および遺伝子レベルにおける心筋線維形成(マーカー:α-SMA)・心筋ギャップ結合機能(マーカー:Cx43)を定量評価した。【研究の結果】慢性アルコール投与により心筋細胞周囲に細網線維組織の増加が見られたが、交感神経遮断薬であるCarvedilol前投与により正常レベルへ回復できた;慢性アルコール投与は、α-SMA陽性細胞の増加・Cx43陽性細胞の減少が引き起こされたが、急性離脱で増悪し、Carvedilol前投与により改善された;(3)同じ傾向はRT-PCRを用いて遺伝子レベルで再確認できた。【研究の重要性】(1)慢性アルコール投与および急性離脱は、心筋での線維化リスクの上昇および心筋ギャップ結合機能の低下が引き起こされ、不整脈のリスクが高まる可能性が示唆された。(2)α-SMA陽性細胞の増加・Cx43陽性細胞の減少がCarvedilol前投与による是正され、心筋線維芽細胞の形成・正常なギャップ結合機能の維持には交感神経活性化と関連することが示唆された。【研究の意義】ギャップ結合リモデリングを介し興奮伝播の不均一性および再分極過程の遅延は、不整脈の発生・維持と関与することが考えられる。先行研究の結果によりアルコール関連死は交感神経活性化と関与したが、アルコール関連死における心筋線維形成・ギャップ結合リモデリングの変化について不明である。【研究の内容】アルコール含有液体飼料を使用し、対照群、慢性アルコール持続投与群、慢性アルコール持続投与+断酒1日および慢性アルコール持続投与+Carvedilol前投与+断酒1日群の4群のラット実験モデルを作成した;左心室組織を用いて、疫組織染色・電気泳動およびPCRを行い、組織細胞生物学・蛋白質および遺伝子レベルにおける心筋線維形成(マーカー:α-SMA)・心筋ギャップ結合蛋白質(Cx43)を定量評価した。【研究の結果】心筋線維形成:慢性アルコール投与ラットでは、急性離脱期にα-SMA陽性細胞と遺伝子発現量の増加はみられ、これらの増加はCarvedilol前投与により改善された。心筋ギャップ結合リモデリング:慢性アルコール持続投与後急性離脱際にtotalCx43、リン酸化Cx43蛋白質発現量およびtotal Cx43のmRNA発現量の減少を認め、急性離脱際における心室性頻脈の病態形成への関与が示唆された。また、total Cx43およびリン酸化Cx43発現量の変動は交感神経活性化を介して減少し、carvedilol前投与により抑制された。【研究の重要性】慢性アルコール持続投与後急性離脱際には、交感神経活性化を介して心筋線維形成の増加および心筋ギャップ結合リモデリングが引き起こされ、不整脈のリスクが高まる可能性が示唆された。アコール依存症ラットモデルを用いて、蛋白質と遺伝子レベルにおいて頻脈性不整脈の発症要因である心筋ギャップ結合リモデリングを検討した。ギャップ結合は、隣接する細胞を直接連結して細胞間のイオン、シグナル伝達物質、分子交換を行い興奮伝播や電気的結合を調節する。頻脈性不整脈の発生・維持には、心筋細胞の機能的・器質的リモデリングが関与し、それらには心筋細胞間結合構成蛋白、ギャップ結合の変化が想定されている。今年度は、左心室心筋ギャップ結合のリモデリングに焦点をあて、以下の点について検討した。1)ギャップ結合蛋白質であるCx43の質的・量的変化と頻脈性不整脈の発生・維持との関連、2)ギャップ結合リモデリングと交感神経活性化との関連、3)ギャップ結合リモデリングを制御するupstream治療として、交感神経活性化遮断薬carvedilolを位置づける可能性の有無である。

その結果、慢性アルコール持続投与ラットの左心室心筋細胞においてcytosolic total Cx43蛋白質発現量およびtotal Cx43のmRNA発現量の低下、膜貫通蛋白質のtotal Cx43及びセリン368とセリン279/282リン酸化Cx43が低下傾向を示したが、統計学的に有意な差はみられなかった。しかし、急性離脱の際にこれらの指標が著明に低下した。アルコール持続投与および急性離脱ラットでは膜貫通蛋白質の非リン酸化Cx43増加がみられた。これらのCx43の変化はcarvedilol前投与によって是正された。以上の結果により、左心室心筋ギャップ結合リモデリングは細胞間の興奮伝播の異常を生じさせ、頻脈性不整脈の発生・維持に関与する重要な要因と考えられた。また、ギャップ結合リモデリングへの直接的な交感神経系の関与が証明され、交感神経系の制御は頻脈性不整脈のupstream治療となる可能性が示された。心筋ギャップ結合機能異常・心筋線維形成および交感神経活性化は、アルコール関連死との関連に関する研究目的について研究計画に準じて研究を実行した。研究結果として「アルコール性心筋線維化と交感神経活性化との関連」および「心筋細胞ギャップ結合リモデリングとアルコール関連死」を学会で発表した。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度(平成24年度)に研究計画に準じて実験動物の数を増やし、電気泳動およびRT-PCRを用いてラットにおけるギャップ結合機能を反映するコネキシン(Cx-43)の蛋白質および遺伝子の変化を定量評価する。同時に血液および心筋蛋白質を用いてELISA法で全身および心臓局所的なノルアドレナリン濃度を測定し交感神経活性化を介する心筋ギャップ結合リモデリングとアルコール関連死との関連について研究することが本研究課題の今後の推進方策となる。
胃癌腹膜播種性転移細胞の特性とその抗癌剤に対する感受性・耐性関連因子の検討

Osteopontinをノックダウンした胃癌の培養細胞株を用いて、抗癌剤曝露し薬剤感受性試験を行う計画であったが、胃癌細胞株でのノックダウンがうまくいかず、研究対象を大腸癌に拡げ、大腸癌の細胞株を用いて行った。Docetaxelを使用した際では差が見られなかったが、5FUを暴露した場合にノックダウンした細胞で5FUの効果が弱まっており、5FU耐性を持つことがわかった。当科での過去のデータより、増殖能が強くOPNが高発現していることがわかっている大腸癌細胞株であるKM12Cを用い、siRNAを使用してOPNのみを特異的にノックダウンし、その細胞の性状を調べた。96-well plateに一定数の細胞を入れ、OPN-siRNA存在下に24、48、72時間後にそれぞれWST-8試薬を使用しプレートリーダーにて生細胞数をカウントし増殖曲線を作成したところ、OPN発現が抑制を受けている細胞は、コントロール細胞と比較して、抑制後72時間まではその増殖に有意な差を認めなかった。少なくともこの細胞株において、OPNはその増殖能には直接大きく影響しないことがわかった。次に5FUの感受性をみるために、この細胞に5FUを濃度勾配下に暴露して、24時間後の生細胞数をカウントしたところ、コントロールの細胞ではIC50濃度が7.3μMであったのに対し、OPN発現を抑制した細胞では15.1μMであり、約2倍の差が認められた。OPN発現を抑制した細胞では5FUの感受性が低下していることが示唆されたが、OPNが何らかのメカニズムを介して抗癌剤耐性に強く関わっている可能性があると考えられる。今後DOCなど他の抗癌剤や、他の癌種でも同様の現象が生じるのか、また、OPNの関連遺伝子の発現に関しても検討し、そのメカニズムを解明していきたい。前年度に行った培養細胞株についての研究をもとに追加検討を行った。胃癌の培養細胞株を用いてOsteopontin(OPN)をsiRNA法により特異的にノックダウンした条件下でDocetaxel(DOC)を曝露し薬剤感受性試験い、OPNが細胞増殖能および抗癌剤耐性に与える影響について検討を行った。また、臨床サンプルを用いた研究として腹腔内投与症例を集積し、腹腔内洗浄液中の癌関連遺伝子発現を測定することにより、従来の細胞診より腹膜転移の検出率を高めることを目的に検討を行った。対象は胃癌腹腔洗浄細胞診検査症例34例(CY0 21例・CY1 13例)とした。腹腔内洗浄液中の細胞についてtotal RNAを抽出しcDNAを合成し、real time RT-PCR法により9つの癌関連遺伝子(CDH・TERT・CEACAM・KRT20・DDC・FABP1・BIRC5・TACSTD1・TFF1)のmRNA発現量の定量を行った。その結果、CY1群の腹腔内洗浄液中で6癌関連遺伝子がCY0群と比較して高発現していた。(TERT : p=0.06・CEA : p<0.0001・KRT20 : p=0.0113・DDC : p=0.0073・FABP1 : p<0.0001・TFF1p=0.0011)。CY1の13例は全例1つ以上の上記6遺伝子の発現上昇(以下PCR陽性)を認めたが、CY0症例21例中では14例がいずれの発現も認めなかった。CY0かつPCR陽性であった7例のうち5例はP1であった。よって本検査法によるP1診断の感度は92.9%であり、腹腔内洗浄液中の癌関連遺伝子発現定量による細胞診は、腹膜転移の診断率を向上させると考えられた。今後はこれらの症例を順次集積していき、データを集め解析を行う。得られた成果は学会発表もしくは英字論文にして公開していく。胃癌の培養細胞株を用いて、Osteopontin(OPN)をsiRNA法により特異的にノックダウンした条件下で抗癌剤曝露し薬剤感受性試験を行うことで、OPNが細胞増殖能および抗癌剤耐性に与える影響について検討する計画であったが、胃癌細胞株でのノックダウンがうまくいかなかったため、研究対象を同じ消化器癌である大腸癌に拡げ、大腸癌の細胞株を用いて行った。暴露抗癌剤としてDocetaxelを使用した際、OPNをノックダウンした細胞株とコントロールの細胞とを比較するも細胞生存率には差が見られなかった。しかし、5FUを暴露した場合には、コントロールの細胞と比較してノックダウンした細胞で5FUの効果が弱まっており、5FU耐性を持つことがわかった。今後、この現象が関連する下流遺伝子の発現状態などを解析していく予定である。また、実際に臨床サンプルでのOPN遺伝子発現量と5FU系抗癌剤の効果との相関も同時に検討していく。これに関連した研究として、大腸癌同時性肝転移症例88例におけるOPNの発現の検討で、原発巣と転移巣で比較すると有意に(P<0.0001)転移巣のOPN発現量が高かった。

また、転移巣のOPN発現量が高い症例は低い症例と比較して有意に(P=0.0155)生存期間が延長していた。これらの結果から、大腸癌におけるOPN発現は転移巣形成若しくはその維持に関わっている可能性が、また、患者の予後に影響することが示唆された。これらの症例のOPN発現量と5FU系抗癌剤の効果についても今後検討して区予定であり、これらのデータ集積し解析を行う。得られた成果は学会発表もしくは英字論文にして公開していく。
シロイヌナズナ芽生えにおける光形態形成と組織特異的遺伝子発現の研

本研究では、シロイヌナズナを材料に、分子生物学的手法を用いて、光シグナルの器官/組織間シグナル伝達について調べた。まず、子葉のフィトクロムB(phyB)により胚軸でのレポーター遺伝子の発現が制御されるプロモータートラップN35系統でタグされていたGH3様遺伝子の発現を詳しく調べた。その結果、Pfr型フィトクロムがこの遺伝子の発現を抑制することが確認された。さらに、この光応答にはオーキシン応答系が必要であることを示す結果を得た。また、N35系統ではこの遺伝子の発現が低下していたので、N35系統における胚軸伸長と子葉の展開について光応答性を調べたが、残念ながら野生株と区別ができなかった。器官/組織間の光シグナル伝達を調べるため、光受容体分子を器官/組織特異的に発現する形質転換植物の作出を試みた。このために、シロイヌナズナのphyB欠損変異株に、最小プロモーターにphyB-GFP融合遺伝子を繋げたDNA断片をT-DNAを用いて導入した。このようにして得られた約150の形質転換株で形態の観察を行い、約20%の株で形態の回復を認めた。そこで、これらの株についてphyB-GFPの発現場所を調べたところ、そのほとんどで子葉でのphyB-GFPの発現が確認され、胚軸伸長の制御に子葉のフィトクロムが関与することが示唆された。また、胚軸の中心柱周縁部の細胞でphyB-GFPが発現している株においても形態の部分的な回復が見られた。従って、胚軸伸長に関する光受容部位は少なくとも2カ所(子葉と胚軸)ある可能性が示唆された。
超熱伝導グラファイトフィラーによる義歯床用レジンのコンポジット化

本研究では,義歯床用材料の熱伝導性向上を目的として,超熱伝導グラファイトを応用する検討を行った.「PYROID[〇!R]HT」をフィラーとして添加した義歯床用コンポジットレジン,および義歯床用合金と超熱伝導グラファイト「PYROID[〇!R]HT」との複合体の試作を行い,いずれの試作材料においても熱伝導性の向上を認めた.これらの試作材料を実用化するには,加工性や強度の改善を要することが今後の課題である.平成23年度にはまず、義歯床用レジンのコンポジット化に最適なグラファイト材料について比較検討した結果、現時点で他と比較して格段に熱伝導に優れた「PYROID-HT」を用いることが本研究の目的に最も適していることが確認された。本材料は米国ミンテック社製で、ブロック状で供されるが、レジンとのコンポジット化のためには細かい形状である必要がある。当研究機関ではこの作業が不可能なため、日本国内で「PYROID-HT」の取扱いを行っている株式会社サーモグラフィティクスに協力を依頼し、平均粒径75μmの粉末状への加工を行った。合わせてグラファイト材と義歯床用レジンとの有効な接着用表面処理法を検討するための板状試験片の作製も行った。接着試験の結果、両者の接着にシランカップリング剤が有効であることが確認された。これらの結果を踏まえて、コンポジット化した義歯床用レジンの試作を行った。ところが、グラファイト材の添加により、床用レジンの機械的強度は予想以上に大きく変化し、義歯用として必要な曲げ強度が十分得られないことが判明した。グラファイトの添加量を減らすことで義歯用として許容しうる曲げ強度は維持できるものの、熱伝導率の向上効果が十分に得られないことが確かめられた。そこで、平成24年度においては、超熱伝導グラファイトを使用して、義歯床の熱電度を向上させるという目的はそのままに、ターゲットを床用レジンから床用合金へと転換することとした。超熱伝導グラファイトと圧接加工することで強固に接着する特徴があり、すでに工業向けに実用化がなされている。そこで、歯科用合金である金合金、コバルト・クロム合金、チタンについて超熱伝導グラファイトとの複合体の試作を行った。いずれの金属においても複合化によって熱伝導性の向上を認めたが、実用化するには、加工性や強度の改善が今後の課題である。本研究では,義歯床用材料の熱伝導性向上を目的として,超熱伝導グラファイトを応用する検討を行った.「PYROID[〇!R]HT」をフィラーとして添加した義歯床用コンポジットレジン,および義歯床用合金と超熱伝導グラファイト「PYROID[〇!R]HT」との複合体の試作を行い,いずれの試作材料においても熱伝導性の向上を認めた.これらの試作材料を実用化するには,加工性や強度の改善を要することが今後の課題である.平成23年度にはまず、義歯床用レジンのコンポジット化に最適なグラファイト材料を選別するべく研究を開始した。数種類のグラファイト材料について比較検討した結果、現時点で他と比較して格段に熱伝導に優れた「PYROID-HT」を用いることが本研究の目的に最も適していることが確認された。平成23年5月20日から22日にかけて広島で開催された日本補綴歯科学会第120回学術大会、平成23年11月5日と6日に長崎で開催された日本補綴歯科学会九州支部学術大会、さらに平成24年1月20日から23日にかけて函館で開催された第30回日本接着歯学会学術大会へ参加し、関連研究の発表を行うとともに、関連研究発表を聴講し、情報収集を行った。また、函館の学術大会では歯科材料メーカー(サンメディカル株式会社)の方と義歯床用レジンのコンポジット化についての研究打ち合わせも行った。平成23年度に予定していた研究内容は、当初以下の4つであった。(1)義歯床用レジンとのコンポジット化に最適な球状グラファイトと接着性の優れた床用レジンを選別する。(2)適切な接着用表面処理法を開発する。(3)コンポジット化した際の色調を義歯床用として適切なものに改善する。(4)選択された材料と表面処理法によって作製したコンポジット試験片によって熱伝導性および,破折強度の向上に関する基礎的な性能評価を行う。本年度計画通りに実施できたのは(1)(2)(3)であった。

(4)については実施できたものの、熱伝導性と破折強度の両者を満足するコンポジットレジンへの改良を実現するまでにはいたらなかった。平成24年度は、平成23年度に完了できなかったコンポジットレジンの熱伝導率向上と破折強度の向上の両立を実現すべくさらなる改良を予定している。しかし、これまでの結果から実現の困難も予想される。そこで、コンポジットレジンの改良に限界が認められた場合は、早期に計画を変更する予定である。すなわち、超熱伝導グラファイトを使用して義歯床の熱伝導率を向上させるという目的はそのままに、ターゲットを床用レジンではなく床用金属に変えて検討を行うものである。株式会社サーモグラティフィクスとの研究打ち合わせで、超熱伝導グラファイト「PYROID-HT」は金属と一体化させて層構造とすることが可能であることが確認できている。「PYROID-HT」を床用金属でサンドイッチ構造にした複合金属床を作製することで、チタンやコバルトクロムなど、金合金と比較して必ずしも熱伝導率が高いとは言えない金属床義歯の熱伝導率を改善できる可能性がある。金合金は熱伝導率はチタンやコバルトクロムより高いものの、重量がかさみ装着感が悪い、材料コストがかさむなどのデメリットもかかえているため、開発予定の複合金属床は十分なメリットがあると考えられる。コンポジットレジン、もしくは複合金属床が実用に見合った物性に改良されたら、上顎全部床義歯の形状で人工歯も有している試験片を製作して,より臨床的な検討を行い,臨床試験を前提としたデーター収集や安全性の確認を行う予定である。平成23年度は、グラファイト材の選別と表面処理の開発に予想していた以上の時間を要し、研究の進行が遅れた。このため、基礎的データ採取に要したコンポジット試料の作製量が予定より少なかったため、物品費に要した使用額が請求額より少なくなった。平成24年度には平成23年度に行う予定であったコンポジットレジンの改良を繰り下げて実行するのに加えて、当初より平成24年度に予定している研究も合わせて実行するため、平成23年度未使用額分を合わせて使用する計画である。平成24年度に予定している研究費の内訳の概算は、物品費800,000円、その他200,000円,旅費400,000円である。物品費の内訳は超熱伝導グラファイト「PYROID-HT」に300,000円、義歯床用チタンに100,000円、義歯床用コバルトクロム合金に100,000円、義歯床用白金加金合金に100,000円、義歯床用レジンに50,000円、義歯用人工歯に150,000円を予定している。いずれの材料も当面は平成23年度に予定していたものの完了できなかった基礎的データの採取・改良に供する試験片作製に必要となるが、コンポジットレジンまたは複合金属床の改良が実現出来次第、実際の義歯形態の試料を作製し、臨床試験に供する予定である。人件費・謝金は、試験片作製に不可欠な技術的協力をサーモグラティフィクス株式会社より得るために計上した。その他の200,000円は論文投稿に掛かる費用として計上した。旅費は、日本補綴歯科学会第121回学術大会(平成24年5月横浜)、日本補綴歯科学会九州支部・中国四国支部合同学術大会(平成24年10月広島)、第22回日本歯科医学会総会(平成24年11月大阪)、第31回日本接着歯学会学術大会(平成24年12月東京)への参加・発表およびサーモグラティフィクス株式会社への出張に掛かる費用として計上した。
中東巨大油田地帯に発達する炭酸塩岩油層の地震波減衰・散乱を用いた亀裂特性解明

(A)波動工学的な減衰・散乱解析技術の高度化と実データによる減衰・散乱現象の把握:(A-1)音波検層波形データにおいて、地震波インタフェロメトリとCMP技術により高分解能化と解析安定性を実現する手法を開発し、有力国際誌に論文が掲載された。(A-2)音波検層波形データならびにVSP地震探査データにおいて、周波数領域上の特徴を利用することにより散乱減衰と内部減衰を分離する手法を開発し、有力国際誌に論文が掲載された。また、当該手法をアブダビ陸上油田で取得された実データに適用した結果が有力国際誌に論文が掲載された。(A-3)アブダビ陸上油田において取得されたVSP地震探査データを用いて、粘土層が卓越した層(炭化水素流体の流れを規制する性質を有する)の地震波減衰特性を世界で初めて明らかにして、有力国際誌に論文が掲載された。(B)室内実験による減衰・散乱現象の実証的測定:(B-1)コア試料において3次元X線CTを適用して得られる3次元デジタルコアに対して、弾性波動シミュレーションを行い、その波形から3次元歪み分布を得ることにより間接的に減衰の周波数依存性を評価する手法を開発した。数値シミュレーションにより手法の有効性を確認し、アブダビ陸上油田で取得された4種類のコア試料に対して適用して有効性を検証中である。(C)減衰・散乱現象を説明する岩石物理学モデルの構築とCO2-EORモニタリングの指針策定:(C-1) Biot理論に亀裂を考慮したSquirt flow現象を再現可能なBiot-squirt理論を考慮した複数の岩石物理モデルをプログラム化し、まずは適用性が容易なメタンハイドレート層や部分凍結した砂岩層に適用することにより最適なモデルを示し、有力国際誌に論文が2編掲載された。今年度は昨年度からの積み重ねがあったため、成果を順調に出すことができた。また、組織内の情報基盤センター所有の並列計算機を利用することにより、三次元弾性波シミュレーションが現実的な計算時間で実施できた。また、共同研究先(アラブ首長国連邦)とのコミュニケーションも十分行われており、解析に必要な十分な情報が得られている。当初室内実験システムを構築を目指していたが、擬似的な手法ではあるが数値シミュレーションを行うことにより減衰現象の周波数依存性を見いだすことができたので、この手法で展開を試みる。また、共同研究先(アラブ首長国連邦)からはアブダビにおける油田にて取得された60個のコア試料が送付されてきた。このような数を三次元X線CTイメージを得て上記提案手法で解析することは有益な情報が取得されることが期待されるが、コスト的には嵩むため工夫が必要となる。15,697円の誤差については、極めて少額であり、当初の使用計画に大きな変更があったためではない。上記15,697円については、少額であるため、消耗品費として使用する。
水媒体不均一系における制御/リビングラジカル重合を用いた機能性高分子微粒子の合成

新規な機能性高分子材料を創製する上で必要不可欠な高分子の精密設計が可能な制御/リビングラジカル重合の一つである原子移動ラジカル重合(ATRP)法は,重合速度論や様々な形態を有するポリマー合成に関する報告が多くなされている。現在,その工業化への実現に向けて,コスト環境面への配慮から水媒体不均一系への移行が進められているが,その複雑さゆえに,未だその重合速度論の基本的な概念が確立されていない。そこで水媒体不均一系ATRPにおける様々な問題点の克服・特有の現象の解明に向けてシミュレーション・実験を行った。まず"金属触媒の水相への脱出"と"粒子径"に注目し,それらが動力学に与える影響について詳細に検討した。その結果,これまで不明瞭であった水媒体不均一系ATRPでの重合速度の増加・分子量分布のブロード化がすべて"金属触媒の水相への脱出"で説明することができることをシミュレーション・実験結果より明らかにした。また不均一系特有の効果として粒子径の影響が挙げられる。そこで粒子径が重合速度や分子量分布に与える影響についてもシミュレーションにより検討したところ,粒子径の減少に伴い重合速度も低下し,通常の乳化重合とは逆の結果が得られ,その原因も明らかにした。これまでは,シミュレーション結果をもとに検討を行っていたが,実際の実験でも上記のシミュレーションを支持する結果も得ている。その他にも,マイクロエマルション重合にATRPを適用した場合,非イオン性界面活性剤の添加により分子量・分子量分布の制御を飛躍的に向上させることに成功した。これは,上述した"金属触媒の水相への脱出"が非イオン性界面活性剤により抑制されていると考えられ,それを支持する結果も得ている。さらには有機テルル化合物を用いた制御/リビングラジカル重合のミニエマルション重合への適用に成功し,ブロックポリマー粒子の合成にも成功した。水媒体不均一系原子移動ラジカル重合において,用いる金属触媒の水相への分配が重合に与える影響について,より詳細に検討するため,スチレンのミニエマルション重合における金属触媒の水相への分配が与える影響を,コンピュータシミュレーションと実験を詳細に比較した。その結果,ラジカルの発生速度と消失速度が同じになる定帯状態においては,金属触媒のいかなる分配係数においても生長ラジカル濃度は常に一定であるが,非定常状態では,水相への分配係数が高いほどラジカル濃度が高くなる,つまり重合速度が速くなることが明らかとなった。実際の実験系においても同様の結果が得られ,つまり,実際の実験系では非定常状態で重合が進行していることがわかる。さらに,重合速度,ラジカル濃度,制御の指標となるリビング性についてのシミュレーション結果は,実際の実験結果とほぼ一致していた。ところで,従来の水媒体不均一系重合は均一系と比較し,モノマー/水間での内容物の分配やコンパートメンタリゼーション効果により,非常に複雑系となる。特に,非常に粒子径の小さい場合,コンパートメンタリゼーション効果が顕著に現れ,重合速度などのkineticsに多大な影響を与える。制御/リビングラジカル重合系においてもそれは同様に起こると予想される。そこでコンピュータシミュレーションにより,そのkineticsに関する詳細な検討を行った。その結果,粒子径が減少すると,別々の粒子内に存在するラジカルが停止反応を起こし得ないためラジカル濃度が増加し,重合速度は増加するが,さらに粒子径の小さいところでは,二分子間距離が非常に短く,休止反応速度が非常に速くなるため,ラジカル濃度が減少し,重合速度が減少する。また,粒子径の増減がそのリビング性に与える影響も明らかとした。
過栄養時代におけるエネルギー代謝の恒常性維持機構の解明

体重増加に伴い個体に生じる変化を解析するために、マウスを高脂肪食で飼育することで体重増加を促進させ、その過程での経時的解析した。食餌誘導性易肥満モデルマウス(C57BL/6Jマウス)では、肥満が形成される以前(高脂肪食負荷1週目)から負荷8週にわたり、肝糖代謝の律速酵素Glucokinase (GK)の発現有意に上昇することを見出した。一方、肥満抵抗性マウス(SWR/Jマウス)では、肝臓GK発現上昇は軽度にとどまった。肝臓特異的にGKを過剰する発現トランスジェニックマウスは肥満の表現型を示すことや、肥満2型糖尿病患者の肝臓GK活性は上昇しているという過去の報告などから、肝臓GKを肥満形成に関与する候補として着目した。そこで、アデノウイルスベクターを用いてマウスの肝臓選択的にGKを過剰発現させたところ、GK発現量依存的に、遠隔組織である褐色脂肪組織(brown adipose tissue : BAT)における脱共役蛋白(uncoupling protein-1 : UCP1)の発現が抑制され、適応熱産生能が低下し、体重増加が促進した。神経切断実験からは、この肝臓-BAT組織間連関は、迷走神経肝臓枝を含む神経経路を介して誘導されることが明らかとなった。以上より、肝臓における糖代謝の変化が、BAT熱産生を調節していること、および、その機序として臓器間神経ネットワークが関与していることが明らかとなった。また、マウス系統間にみられる肝臓GK発現誘導の違いが、肥満素因を規定する可能性が示唆された。近年、ヒト成人においても代謝活性のあるBATが存在し、BATの量はBMIと逆相関の関係にあることが報告された。肥満患者の肝臓GI(活性が上昇しているとの報告と併せると、ヒト成人においても肝臓-BAT組織間連関が機能している可能性があると考えられる。
ミトコンドリアへの膜蛋白質の標的化と外膜・内膜への組み込み機構

ミトコンドリア(Mt)を中心とする膜蛋白の標的化と挿入機構について以下の事柄を明らかにした。外膜蛋白の標的化と挿入:Mt外膜蛋白質TOM5(C-末アンカー型)のMtへの標的化と膜挿入について培養細胞系並びにin vitro系を用いて詳細に解析し、C-末の膜結合領域(TMD)の疎水性度とヘリックス構造、並びにその直後の3つの塩基性アミノ酸の重要性を明らかにした。さらにTOM5の酵母に於ける標的化シグナルを解析したところ、哺乳類とは異なりTMDの特性だけで標的化が決定されることを明らかにした。さらに、膜内配向性を異にする蛋白質としてTOM70(N-末アンカー)、TOM22(分子の中ほどにTMD)およびPBR(Peripheral Benzodiazepine Rcceptor:5xTMD)を材料にして解析を行っている。TOM輸送因子解析:(1)ラット肝臓MtのTOM複合体には蛋白質輸送チャネルの主要因子であるTOM40に加えTOM22と未知因子OM10、OM7.5、OM5が含まれる。このうちOM5のクローニングを終了した。(2)外膜透過チャネルの主役TOM40のリコンビナントを、チャネル活性並びに前駆体結合活性を持つ形で精製することに成功した。この標品は電子顕微鏡で約20オングストロームの孔を持つ80オングストロームの粒子として観察され、現在、精製標品について結晶化を進めている。さらにTOM40のC-末側半分(TOM40f)がチャネル活性と前駆体蛋白質結合に必要十分な領域であるこどを明らかにした。ポリトピック内膜蛋白質の内膜挿入:Mtのポリトピックな内膜蛋白質preATM(ABCトランスポーター)とpreOxal(内膜エクスポート装置の一員)についてその局在化機構の解析を続けている。さらに、preOxal-ProteinA融合蛋白質をミトコンドリア輸送装置にスタックさせることに成功し、これによって外膜、内膜輸送装置の精製と解析が可能になった。小胞体膜への挿入:シナプトタグミン2のER組み込みシグナルの解析を行った。外膜蛋白の標的化と挿入:膜内配向性の異なるMt外膜蛋白質TOM20(N-末アンカー型)とTOM5(C-末アンカー型)のMtへの標的化と膜挿入について培養細胞系ならびにin vitro系を用いて解析し、TOM20についてはN-末の膜結合領域(TMD)とその直後の塩基性アミノ酸によって標的化の特異性が決定されることを明らかにした。TMDはSRPによって認識されるが直後の塩基性アミノ酸クラスターがSRPの機能を阻害し、結果的にMtへの輸送が起きる。TOM5についても詳細な解析を行いC-末のTMDとその直後の塩基性アミノ酸の重要性を明らかにした。現在これらの標的化シグナルを認識する細胞質側の因子について解析を進めている。このうちOM5のクローニングを行い解析を続けている。(2)外膜透過チャネルの主役TOM40のリコンビナントを、チャネル活性ならびに前駆体結合活性を持つ形で精製することに成功した。(3)ラット外膜受容体TOM70とTOM22を同定した。ポリトピック内膜蛋白質の内膜挿入:Mtに局在すると報告されているポリトピツクな内膜蛋白質NHE-6について解析を行ったが、報告と異なり(予期に反して)ERを経由して分泌系オルガネラ膜に局在することを明らかにした。現在確かにMt内膜に局在するポリトピック膜蛋白質preATMについてその局在化機構の解析を続けている。その他:Mt-DNAにコードされる蛋白質の内膜組み込み機構、シナプトタグミン2のER組み込みシグナルの解析などをおこなった。現在これらの標的化シグナルを認識する細胞質側の因子にっいて解析を進めている。TOM輸送因子解析:(1)ラツト肝臓MtのTOM複合体には蛋白質輸送チャネルの主要因子であるTOM40に加えTOM22と未知因子OM10、OM7.5、OM5が含まれる。

この標品は電子顕微鏡で約20オングストロームの孔を持つ80オングストロームの粒子として観察され、現在、精製標品について結晶化を進めている。(3)ラット外膜受容体TOM70とTOM22を同定した。ポリトピック内膜蛋白質の内膜挿入:Mtに局在すると報告されているポリトピツクな内膜蛋白質NHE6について解析を行ったが、報告と異なり(予期に反して)ERを経由して分泌系オルガネラ膜に局在することを明らかにした。現在確かにMt内膜に局在するポリトピック膜蛋白質preATMについてその局在化機構の解析を続けている。その他:Mt-DNAにコードされる蛋白質の内膜組み込み機構、シナプトタグミン2のER組み込みシグナルの解析などをおこなった。ミトコンドリア(Mt)を中心とする膜蛋白の標的化と挿入機構について以下の事柄を明らかにした。外膜蛋白の標的化と挿入:Mt外膜蛋白質TOM5(C-末アンカー型)のMtへの標的化と膜挿入について培養細胞系並びにin vitro系を用いて詳細に解析し、C-末の膜結合領域(TMD)の疎水性度とヘリックス構造、並びにその直後の3つの塩基性アミノ酸の重要性を明らかにした。さらにTOM5の酵母に於ける標的化シグナルを解析したところ、哺乳類とは異なりTMDの特性だけで標的化が決定されることを明らかにした。さらに、膜内配向性を異にする蛋白質としてTOM70(N-末アンカー)、TOM22(分子の中ほどにTMD)およびPBR(Peripheral Benzodiazepine Rcceptor:5xTMD)を材料にして解析を行っている。TOM輸送因子解析:(1)ラット肝臓MtのTOM複合体には蛋白質輸送チャネルの主要因子であるTOM40に加えTOM22と未知因子OM10、OM7.5、OM5が含まれる。このうちOM5のクローニングを終了した。(2)外膜透過チャネルの主役TOM40のリコンビナントを、チャネル活性並びに前駆体結合活性を持つ形で精製することに成功した。さらにTOM40のC-末側半分(TOM40f)がチャネル活性と前駆体蛋白質結合に必要十分な領域であるこどを明らかにした。ポリトピック内膜蛋白質の内膜挿入:Mtのポリトピックな内膜蛋白質preATM(ABCトランスポーター)とpreOxal(内膜エクスポート装置の一員)についてその局在化機構の解析を続けている。さらに、preOxal-ProteinA融合蛋白質をミトコンドリア輸送装置にスタックさせることに成功し、これによって外膜、内膜輸送装置の精製と解析が可能になった。小胞体膜への挿入:シナプトタグミン2のER組み込みシグナルの解析を行った。
リチウムとナトリウムをエネルギー貯蔵に利用する多機能マンガン層状材料に関する研究

再生エネルギーを利用する持続可能社会の実現へと向けて内燃機関を持たない電気自動車や電力貯蔵を目的とする超大型の蓄電デバイスへのニーズが高まりつつある。リチウムイオン電池の高エネルギー密度だけではなく、元素戦略という観点から、資源として地球上に普遍的に存在するナトリウムイオンを利用する蓄電デバイスへの実現が期待されている。本研究課題ではリチウムイオン電池用の電極材料としてだけではなく、ナトリウムイオン電池用電極材料としても利用可能な多機能マンガン系電極材料の研究を行い、高容量と長寿命を両立する新規マンガン系材料の合成に成功した。持続可能エネルギー社会の実現へと向けて内燃機関を持たない電気自動車や電力貯蔵を目的とする超大型の蓄電デバイスへのニーズが高まりつつある。本研究課題ではリチウムイオン電池用の電極材料としてだけではなく、ナトリウムイオン電池用電極材料としても利用可能な多機能マンガン系電極材料の研究を行った。当該材料に関する成果は学術誌Advanced Energy Materials誌の論文として正式に受理された(2014年4月)。Li[Li1/3Mn2/3]O2系材料は高容量の次世代正極材料として期待されているが、充放電中に不可逆な構造変化により相変化を引き起こすことにより特性が劣化することが知られていた。本課題では遷移金属層にリチウムを含有する層状ナトリウムマンガン系酸化物(Na5/6[Li1/4Mn3/4]O2)を合成し、さらにイオン交換することにより酸素の充填様式が異なるLi[Li1/3Mn2/3]O2系材料の合成に成功した。得られた試料は上述したような不可逆な相変化が抑制されることが確認され、高容量と長寿命を両立するマンガン系材料となることが確認された。また、Na5/6[Li1/4Mn3/4]O2は高容量のナトリウムイオン電池用正極材料としても利用でき、既存の材料の中でも非常に高いエネルギー密度を有する材料になることを確認している。当該材料はリチウム、ナトリウムイオンという異なるアルカリ金属イオンを効率的に層間に収容可能な多機能な電極材料であり、さらに、電極特性にも優れるという特徴を有する。このような多機能性は電池の高性能化だけではなく、アルカリ金属インサーション材料の統一的な反応機構の構築を行なうにあたり非常に有用な電極系であると考えられる。効率的なエネルギー利用のため内燃機関を持たない電気自動車や余剰電力を蓄えるための大型蓄電池の開発などが求められている。近年、電池に求められているニーズが多様化しているが、本研究課題ではこのような状況に対応することを目的として電極材料設計の多様性向上に主眼におき、正極材料としてリチウムイオンに加えナトリウムイオン両種のイオンで電荷貯蔵が可能な新規層状酸化物の探索を行った。その結果、P2型という層状構造に分類可能なNa-Li-Mn系層状酸化物の合成に成功し、ニッケルとコバルトを用いることなくリチウム電池用正極材料として高容量の新規電極材料となることを確認した。また、従来はマンガン系層状酸化物の場合には充放電時の相変化に由来する充放電曲線の形状変化が問題点として知られていたが、放射光X線回折測定を用いた解析の結果、このような相変化が抑制されていることが確認された。さらに、リチウム電池用の電極材料としてのみではなく、実際にナトリウム電池用の電極材料としても非常に活性であることが分かった。通常、コバルトやニッケルなどの層状酸化物も同様な特性を示すことが知られているが、ナトリウム系電極材料の場合にはリチウム系と比較して大きくエネルギー密度が低下することが知られていた。一方、P2型Na-Li-Mn系層状酸化物の場合にはリチウム系に匹敵するエネルギー密度が得られることがわかり、また、今回見つかった新規層状酸化物はマンガンをベースとした材料であることからナトリウムを用いてエネルギー貯蔵を行うレアメタルフリー電池実現へと一歩前進したと考えている。これまでの材料探索の結果として、Na-Li-Mn系の層状酸化物が優れた電極特性を示すことを明らかにしている。また、リチウム、ナトリウム、どちらのイオンを用いた場合でも高容量電極材料となることも確認している。現状で研究の当初の目的はすでに達成している。今年中において新規材料の合成に成功したことから、今後は今回見つかった材料の特異性を解明することを目的とし、電化補償機構の調査など学術的な観点からより研究を深化させていく。これらの結果を元に、さらなる特性改善へと向けた研究を推進していく予定である。今年度中に新規材料の合成に成功し、次年度はより詳細な電気化学測定を進めていく予定である。そのために、高性能ポテンショスタット(Biologic SP-200)の購入を予定している。
NF-κBのシグナル伝達における活性酸素の役割の再検証

転写調節因子NF-κBの活性化の際に、活性酸素がセカンドメッセンジャーとして働いているという仮説が広く信じられてきた。その根拠となった「N-acetyl-L-cysteine(NAC)とpyrrolidine dithiocarbaraate(PDTC)という2つの化合物がアンチオキシダントとしてNF-κB活性化を抑制する」という知見に対して、本研究では、NACは腫癌壊死因子(TNF)受容体の親和性を低下させることにより、TNFの情報伝達を選択的に阻害すること、PDTCは試験管内でユビキチンリガーゼを直接阻害することを証明した。すなわち、MAC、PDTCいずれもアンチオキシダントとして細胞内に発生した活性酸素を消去することにより、NFκB活性化を抑制しているわけではないことが明らかになった。さらに、テトラサイクリン誘導発現システムを利用して、細胞内にdominant negative型、constitutively active型のRacを誘導発現させることにより、NADPH oxidase活性を変動させて細胞内の活性酸素レベルをコントロールしたところ、産生された活性酸素はNF-κB活性化を導かず、むしろ、NF-κBの活性化に抑制的に働いている可能性が示された。以上の結果より、活性酸素は、NF-κBの活性化に必須なセカンドメッセンジャーとして働いているわけではないことが明らかとなった。本研究成果は、アンチオキシダント作用を有する化合物を安易にNF-κB阻害薬の候補として探索することに対する警鐘と位置づけられる。従来よりNF-κB活性化経路を阻害する働きが知られているN-acetylcysteine(NAC)とpyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)それぞれの阻害機構を検討したところ、NACはTNF刺激によるNF-κB及びp38、JNK、ERKの3種のMAP kinaseの活性化を全て阻害したが、TPA、IL-1によるこれらの情報伝達系の活性化には全く影響しなかった。そこで、TNF受容体へのTRAF2、RIPのrecruitmentを検討するとNAC処理によりこれらの分子のrecruitmentが阻害された。さらに、NAC処理により、^<125>I標識TNFの受容体への結合親和性が著しく低下した。このことから、NACは細胞内で産生された活性酸素を消去することによりNF-κB活性化を阻害しているわけではないことが分かった。一方、PDTCはTNF、IL-1によるNF-κB、JNKの活性化を阻害したが、この時、p38、ERKの活性化はむしろ亢進した。このことから、PDTCは明らかにNACとは異なる作用機構によりNF-κB活性化を阻害していることが分かった。細胞内に生成した活性酸素が実際にNF-κBを活性化するかどうかを検討する系として、テトラサイクリン誘導発現ベクターを用いて、ドミナントネガティブなN17Rac1あるいは恒常的活性化型のV12Rac1を発現するstablecell lineを樹立した。N17Rac1発現によりTNFによるNF-κB活性化は抑制されなかったが、TPAによるNF-κB活性化及び活性酸素生成が抑制された。一方、V12Rac1発現により活性酸素生成が顕著に上昇したが、この時、TPAによるNF-κB活性化はむしろ抑制された。このことから、TPA刺激によるNF-κB活性化にはRacは必要であるが、Racのeffector分子の一つであるNADPHoxidaseはNF-κB活性化には必要ではないことが分かった。転写調節因子NF-κBの活性化の際に、活性酸素がセカンドメッセンジャーとして働いているという仮説が広く提唱されてきたが、その主たる根拠は、アンチオキシダント活性を有するとされるN-acetyl-L-cysteine(NAC)とpyrrolidine dithiocarbamate(PDTC)という2つの化合物が多くの細胞種でのNF-κB活性化を抑制するという知見に基づいていた。本研究では、強力なフェノール性連鎖停止剤であるepigallocatechin gallate(EGCG)や水溶性ビタミンE誘導体のTroloxには、NF-κB活性化阻害作用が認められないことを見いだした。

つまり、すべてのアンチオキシダントにNF-κB活性化阻害作用があるわけではないことがわかった。さらに、NACはホルボールエステル(TPA)やインターロイキン1(IL-1)によるNF-κB活性化は阻害せず、腫瘍壊死因子(TNF)受容体の親和性を低下させることにより、TNFの情報伝達を選択的に阻害することがわかった。一方、PDTCはNACとは異なり、TNF、PA、IL-1によるNF-κB活性化をいずれも阻害するが、その作用はユビキチンリガーゼを直接標的としたものであることをリコンビナントのユビキチンリガーゼを用いたin vitroユビキチン修飾活性測定系で実証した。すなわち、NAC、PDTCいずれもアンチオキシダントとして細胞内に発生した活性酸素を消去することにより、NF-κB活性化を抑制しているわけではないことが明らかになった。さらに、テトラサイクリン誘導発現システムを利用して、細胞内にdominant negative型、constitutively active型のRacを誘導発現させることにより、NADPH oxidase活性を変動させて細胞内の活性酸素レベルをコントロールしたところ、産生された活性酸素はNF-κB活性化を導かず、むしろ、NF-κBの活性化に抑制的に働いている可能性が示された。以上の結果より、活性酸素は、NF-κBの活性化に必須なセカンドメッセンジャーとして働いているわけではないことが明らかとなった。生体防御に必須の役割を果たすと同時に、動脈硬化や炎症などさまざまな病態の進行と関わりの深いNF-κBを標的とした薬剤の開発は盛んに行われているが、本研究成果は、アンチオキシダント作用を有する化合物を安易にNF-κB阻害薬の候補として探索することに対する警鐘と位置づけられる。