hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宇宙論的芸術論

芸術というミクロ・コスモスが神や宇宙に代表される一定の秩序と調和を保ったマクロ・コスモスの縮図であることは、とりわけヨーロッパの芸術観にとって基本的なことであった。だが両者の照応関係の根拠は一体どこにあるのだろうか。本研究はビッグ・バーン宇宙論以後の宇宙物理学や量子力学、分子生物学等によって明らかにされつつある宇宙の生成メカニズム、構造と芸術作品のそれとが、文字通り相同的であることを非平衡性と非対称性のうちに見出したのである。すなわち、力の相転移に伴う宇宙創生期の急激な膨張は「エントロピー増大」の法則には従わない宇宙のエネルギー状態を明らかにした。また相転移は宇宙に根元的な非対称性をもたらしたが、その宇宙の構成物質が例外なく非対称的であることは分子構造の点からも確認することができたのである。更に哲学の領域においても、ロジェ・カイヨワは鉱物から動植物さらに生命現象に至るまで、活性力をもった物質にとって、非対称性の最たるものである「らせん構造」が本質的であることを観察し、またドゥルーズ=ガタリはそのような物質の生成変化を「欲望」と呼び、それが「らせん運動」の強度を持っていると言及しているのである。問題はこのような非対称性や非平衡性が芸術においても実現しているかどうかであるが、マルセル・デュシャンの《大ガラス》の分析によって、とりわけ「独身者たち」の欲望の生成と噴出の表現のうちに、「らせん構造」が明確に確認され、あるいは村上春樹の『世界の終りとハードボイルド・ワンダーランド』の「世界の終り」というエントロピー最大値の状態から「ハードボイルド・ワンダーランド」のエネルギー量が回復された世界への回帰は芸術作品の非平衡性を示すものとしても考えられるのである。芸術作品の事例研究としてはまだ不足ぎみではあるが、少なくとも宇宙と芸術との間に共通接線を引くことの基盤は整えられたのである。
ポテンシャルドナーを増やすための補助検査を用いた脳死判定に関する研究

2010年7月17日から本人の臓器提供に関する生前意思が存在しなくても、家族の承諾があれば脳死下臓器提供が可能となった。それに伴い15歳未満の小児からの脳死下臓器提供も可能となり、脳死下臓器提供数が増加している。しかし一方で、日本臓器移植ネットワーク資料によると2008年12月の時点で(法的脳死判定後の臓器提供例が76例)、脳死状態にもかかわらず眼球や鼓膜損傷のために脳死判定基準を満たさず、脳死判定ができなかった例が57例存在する。海外においてはそのような場合、脳死判定基準を補完する意味で脳血流や誘発電位検査が施行されている。今回の我々の研究で現在の診断基準で脳死判定ができない症例であっても、ABRやSSEPを用いることで脳死判定を可能であることが示され、臓器提供に関する本人や家族意思をより反映するためにも今後検討されるべき方法と考えられた。本邦における脳死の判定は昭和60年に作成された、いわゆる竹内基準が広く知られており、平成9年10月に施行された「臓器の移植に関する法律」においても同基準で脳死を判定することになっている。しかしながら、重症頭部外傷で鼓膜損傷を有する症例や頸椎・頚髄損傷例、あるいは視覚障害患者では脳死判定の必須項目である脳幹反射を施行すること自体が困難で、脳死判定が出来ないのが現状である。したがって、このような症例が脳死状態に至った際には生前意思があり、あるいは家族が脳死下での臓器提供を承諾している場合でも上記の理由で法的脳死判定が出来ず、善意の意思が無駄になってしまうのが現状である。臓器提供者が未だ少ない中で、これらの患者の生前意思を無にすることは「臓器の移植にかかわる法律」第二条にも反することである。したがって、現在の脳死判定基準では判定できないような症例に対しても、電気生理学的な手法で脳死判定が可能かを検討する本研究は極めて重要と考えられる。ちなみに、平成11年厚生省厚生科学研究特別事業「脳死判定上の疑義解釈に関する研究」(竹内一夫班長)では、脳死判定における電気生理学的補助検査に関して高い評価をしている。現在の脳死判定基準で脳死判定ができないこのような症例においても脳死判定が可能となれば、さらに3割程度の脳死下臓器提供数増加が見込める。我々が行った先行研究より、脳死判定における電気生理学的な手法の有用性を症例の蓄積と過去の文献によるevidenceに基づいて明らかにした。Potential donorの意思を最大限反映させ、本邦における脳死下臓器移植の推進に資することを目的とする。脳死症例における脳幹機能の評価を電気生理学的にするにはABR, SSEP検査が必須であるが、ABRにおいては導出する電極のモンタージュは通常検査の場合と同様である。一方、脳死症例の脳幹機能を検査するためのSSEPのモンタージュに関しては一定の方式がないのが現状だが、我々が開発したモンタージュ法でSSEPを行った。SSEPは日本光電製NeuropachΣを使用し、測定感度10μV/div、フィルタ帯域52000Hz、加算回数1000回、刺激頻度5Hzで左右の正中神経を刺激して測定する。電極はP9、P13、N18、N20が同定しやすいようにCPc(左刺激ではC4とP4の中間、右刺激ではC3とP3の中間)、Cpi(CPcの対側)、Fz、REF(刺激対側のErb点)、C2s(第2頸椎棘突起上)、A1を選択し、モンタージュは第1チャンネルをFz-CPc、第2チャンネルをCPc-REF、第3チャンネルをAi-CPi、第4チャンネルをCPi-C2sとした。前年度の研究でABRとSSEPは互いに補完し合う誘発電位検査であることが明らかになったが、さらに我々のモンタージュで検査したSSEPは下部脳幹である呼吸中枢に隣接といわれる楔状核の機能をN18という電位で評価することが明らかになった。さらにN18に加え、P13, ABRのIII波に注目し脳死例、非脳死例で評価を行った。以上より、脳死症例における脳幹機能の評価に際して、電気生理学的検査であるSSEP検査はABR検査を補完するばかりでなく、下部脳幹機能を評価することが可能で、極めて有用であることが明らかになった。脳死症例における脳幹機能の評価を電気生理学的にするにはABR,SSEP検査が必須であるが、それらの電極を工夫することで、脳幹機能をより的確に把握することが可能である。

脳死判定においてもABRにおいては導出する電極のモンタージュは通常検査の場合と同様である。一方、脳死症例の脳幹機能を検査するためのSSEPのモンタージュに関しては一定の方式がないのが現状だが、我々が開発したモンタージュ法は脳幹下部、すなわち呼吸中枢に隣接した延髄楔状核の機能をN18として把握できる。SSEPは日本光電製Neuropach Σを使用し、測定感度10μV/div、フィルタ帯域52000Hz、加算回数1000回、刺激頻度5Hzで左右の正中神経を刺激して測定する。電極はP9、P13、N18、N20が同定しやすいようにCPc(左刺激ではC4とP4の中間、右刺激ではC3とP3の中間)、Cpi(CPcの対側)、Fz、REF(刺激対側のErb点)、C2s(第2頸椎棘突起上)、A1を選択し、モンタージュは第1チャンネルをFz-CPc、第2チャンネルをCPc-REF、第3チャンネルをAi-CPi、第4チャンネルをCPi-C2sとした。これまでの研究でABRとSSEPは互いに補完し合う誘発電位検査であることが明らかになった。さらにN18に加え、P13,ABRのIII波に注目し脳死例、非脳死例で評価を行った。以上より、脳死症例における電気生理学的脳幹機能の評価に際して、SSEP検査はABR検査を補完するばかりでなく、下部脳幹機能を評価することが可能で、極めて有用であり、無呼吸試験をも保管する可能性があると考えられた。重症頭部外傷で鼓膜損傷を有する症例や頸椎・頚髄損傷例、あるいは視覚障害患者では脳死判定の必須項目である脳幹反射を施行すること自体が困難で、脳死判定が出来ないのが現状である。したがって、このような症例が脳死状態に至った際には生前意思が明らか、あるいは家族が脳死下での臓器提供を患者本人の生前意思を忖度した結果、脳死下臓器提供を承諾している場合でも上記の理由で脳死判定が出来ず、善意の意志が無駄になってしまうのが現状で、過去同様の事例も発生している。このような症例においても脳死判定が可能となれば、さらに3割程度の脳死下臓器提供数増加が見込める。我々が行った研究より、脳死判定における電気生理学的な手法や脳死判定のgold standardといわれる脳循環の停止をも確認することで、確実な脳死判定を行い、potential donor数の増加を図る。Potential donorの意思を最大限反映させ、本邦における脳死下臓器移植の推進に資することを目的とした。我々の確立したABR,SSEPのモンタージュで脳死判定となる対象患者に対して経時的にこれらを測定する。平成21年度からは臨床神経学的に7つの脳幹反射の消失とABRのI,II波の消失、SSEPのN13,N18,N20の振幅、潜時や出現の有無がどのように関連するか、その際の脳循環の関係を検討した。最終年度はさらに症例数の蓄積を図り、総括を行う。このような電気生理学的手法で脳幹由来の波形がすべて消失した際に、脳血流の停止が確認されればその時点で脳死の診断が出来るはずである。過年度と同様に研究代表者である横田がこれらの詳細を実際の患者を対象に検討した。今回の我々の研究で現在の診断基準で脳死判定ができない症例であっても、SSEP等の脳幹誘発電位測定を用いることで脳死判定を可能であることが示され、臓器提供に関する本人や家族意思をより反映するためにも今後検討されるべき方法と考えられた。
エネルギーに関する社会的・経済的諸問題(連絡班)

当班は総括班の下で各研究班の相互連絡をはかりながら組織的に研究を推進する連絡班4班のうちのA領域「エネルギーに関する社会的・経済的諸問題」班でありエネルギーの社会経済的問題に関する研究班の研究連絡が主たる目的である.本研究は,経済・政策的問題を取扱う研究班と,将来エネルギーシステムの構成を論ずるための研究班の二つからなる.2回の研究連絡会議で,研究実施計画の検討,研究日程の作成,途中経過を踏まえての計画推進,次年度計画の検討等を行なった.また公募3班についてはシステム班を通じて研究の効果的な促進を計った.成果の公表としては成果報告会と成果報告書の刊行を行なった.成果報告会は昭和63年1月28日-29日の両日東京学士会館において,エネルギー・資源研究会等との共催の形ちで第五回エネルギーシステム・経済コンファレンスとして行なった.本グループよりの発表は14件であった.コンファレンス参加者は200名を越える盛況であり,外部のエネルギーに関心を持つ多くの人々に重点領域研究の内容を知って貰えたと思われる.また128ページの成果報告書を作成し関係者に配布した.当班は総括班の下で各研究班の相互連絡をはかりながら組織的に研究を推進する連絡班4班のうちのA領域「エネルギーに関する社会的・経済的諸問題」班でありエネルギーの社会経済的問題に関する研究班の研究連絡が主たる目的である.本研究は,経済・政策的問題を取扱う研究班と,将来エネルギーシステムの構成を論ずるための研究班の二つからなる.2回の研究連絡会議で,研究実施計画の検討,研究日程の作成,途中経過を踏まえての計画推進,次年度計画の検討等を行なった.また公募3班についてはシステム班を通じて研究の効果的な促進を計った.成果の公表としては成果報告会と成果報告書の刊行を行なった.成果報告会は昭和63年1月28日-29日の両日東京学士会館において,エネルギー・資源研究会等との共催の形ちで第五回エネルギーシステム・経済コンファレンスとして行なった.本グループよりの発表は14件であった.コンファレンス参加者は200名を越える盛況であり,外部のエネルギーに関心を持つ多くの人々に重点領域研究の内容を知って貰えたと思われる.また128ページの成果報告書を作成し関係者に配布した.
遷移金属と希土類金属の組み合わせによる高性能な近赤外発光プローブ分子の開発

1.アームドサイクレン型多座配位子を利用したd-f複核錯体のテンプレート合成法の開発:アームドサイクレン-希土類錯体の空間的に集約された4つの側鎖ピリジン環を利用して、種々の遷移金属イオンとの複核化を行ったところ、希土類イオンによるテンプレート効果により、速やかな錯形成反応が進行した。特にニッケル(II)、白金(II)イオンとの平面4配位型錯体形成や、トランスジオキソレニウム(V)イオンとの6配位錯体形成においては、化学両論比1:1の3d-4f複核錯体が結晶として単離できた。ランタンからルテチウムまでの希土類イオン数種類について類似の複核錯体構造が得られるなど、本テンプレート合成法は希土類イオンと遷移金属イオンを自由に組み合わせ、位置選択的に配置できる点が特徴である。2.水溶液中での発光特性と分子認識への応用:レニウム-希土類複核錯体では、レニウム錯体部位の可視吸収帯を利用して希土類の近赤外発光を増感できることを明らかにした。高いカチオン性を有する複核錯体は水溶性を示し、水溶液中でも希土類イオンの完全な包接によって発光失活が起こりにくいため高感度な発光検出が可能であった。DNAなど生体アニオン分子と複核錯体との相互作用によって、錯体の不斉誘導や発光増大が生じ、分光学的な検出が可能であったため、本研究で開発した複核錯体が生体分子に応答する新しいプローブ分子として機能する可能性を見出した。
褥瘡発症遅延のための皮膚細胞に対するひずみ・温度・酸素分圧の複合的影響の評価

ヒト皮膚線維芽細胞をコラーゲンゲルに包埋したヒト真皮層3次元モデル(厚さ約0.3mm)について,栄養状態(Dulbecco's modified eagle mediumとHam's F-12の混合培地による高栄養状態とDulbecco's phosphate-buffered salineによる栄養欠乏状態の2種類)と温度(37°Cと25-27°Cの2種類)の調節を行って,6時間まで静置培養し,光学顕微鏡による観察を行うとともに,Calcein AMによる細胞染色後,ゲル表面から深さ数十ミクロンまでの共焦点走査型レーザ顕微鏡像による細胞形態の観察を行った.その結果,ゲル表面近くの細胞は温度37°Cの栄養欠乏環境では球状化が進行し,伸展性が著しく低下した.一方,温度を10°C程度低下させた場合と高栄養状態の場合では変化が見られなかった.10°C程度の温度低下による細胞損傷率の低下は従来の研究の結果を支持するものであり,局所的温度調節による褥瘡遅延を実現する上で有用と考える.ウサギ由来細胞様細胞株を包埋したゲル,および,ヒト皮膚線維芽細胞をコラーゲンゲルに包埋したヒト真皮層3次元モデルについて,ゲル表面の圧縮による細胞死あるいは細胞の形態変化を調べたところ,明瞭な効果は見られなかった.この理由として水分含有率の高いゲルの圧縮量が細胞にそのまま伝わるわけではないことが考えられる.また,酸素濃度を3-5%に低下させた.場合にも,明瞭な変化は見出されなかった.細胞内ストレスファイバーは細胞が伸展した状態では発達した構造が見られたが,細胞がゲルからはがれて球状化すると観察されなくなった.超弾性体の細胞包埋ゲルの有限要素モデルを作成して,ゲル表面の圧縮による有限要素解析を実施した.この圧縮方向のひずみ成分の分布結果の分析から,ゲルと細胞が直列に存在すれば,細胞はゲルに比べて軟らかいため,細胞にひずみが集中すると理解された.また,細胞とゲルの間にせん断応力が生じるため,細胞内部だけでなく細胞表面の力学的状態が細胞損傷に何らかの影響を与えている可能性がある.ヒト皮膚線維芽細胞をコラーゲンゲルに包埋したヒト真皮層3次元モデル(厚さ約0.3mm)について,栄養状態(Dulbecco's modified eagle mediumとHam's F-12の混合培地による高栄養状態とDulbecco's phosphate-buffered salineによる栄養欠乏状態の2種類)と温度(37°Cと25-27°Cの2種類)の調節を行って,6時間まで静置培養し,光学顕微鏡による観察を行うとともに,Calcein AMによる細胞染色後,ゲル表面から深さ数十ミクロンまでの共焦点走査型レーザ顕微鏡像による細胞形態の観察を行った.その結果,ゲル表面近くの細胞は温度37°Cの栄養欠乏環境では球状化が進行し,伸展性が著しく低下した.一方,温度を10°C程度低下させた場合と高栄養状態の場合では変化が見られなかった.10°C程度の温度低下による細胞損傷率の低下は従来の研究の結果を支持するものであり,局所的温度調節による褥瘡遅延を実現する上で有用と考える.ウサギ由来細胞様細胞株を包埋したゲル,および,ヒト皮膚線維芽細胞をコラーゲンゲルに包埋したヒト真皮層3次元モデルについて,ゲル表面の圧縮による細胞死あるいは細胞の形態変化を調べたところ,明瞭な効果は見られなかった.この理由として水分含有率の高いゲルの圧縮量が細胞にそのまま伝わるわけではないことが考えられる.また,酸素濃度を3-5%に低下させた.場合にも,明瞭な変化は見出されなかった.細胞内ストレスファイバーは細胞が伸展した状態では発達した構造が見られたが,細胞がゲルからはがれて球状化すると観察されなくなった.超弾性体の細胞包埋ゲルの有限要素モデルを作成して,ゲル表面の圧縮による有限要素解析を実施した.この圧縮方向のひずみ成分の分布結果の分析から,ゲルと細胞が直列に存在すれば,細胞はゲルに比べて軟らかいため,細胞にひずみが集中すると理解された.また,細胞とゲルの間にせん断応力が生じるため,細胞内部だけでなく細胞表面の力学的状態が細胞損傷に何らかの影響を与えている可能性がある.ウサギ由来細胞様細胞株Sirc(Riken Cell Bank)をTYPE-1コラーゲンゲル溶液に50万個/mlの濃度で混ぜて直径35mmのディッシュに注いだ後、温度37°C、湿度100%、二酸化炭素5%、空気95%のインキュベータ内で3日間静置培養した。次に、本補助金で購入したインキュベータを用いて、空気中の酸素濃度を皮膚内の酸素濃度に合わせて3%まで低下させ、本研究で製作した圧縮負荷装置を用いて圧縮ひずみ10%、20%、30%、40%をそれぞれ1ディッシュのゲルブロックに約1分間加えた。ゲル内の細胞には負荷前後にCalcein-AMとPropidium Iodide(以下、PIと略す)を用いて生細胞の細胞質と死細胞の核との二重蛍光染色を施して、倍率10倍の水浸対物レンズの共焦点レーザ顕微鏡を用いて水平に走査して5μm間隔のスライス画像を得た。また、実験後、アルコールでゲル内の細胞を死滅させて、PIで染色してゲル内の総細胞数を測定した。死細胞数を全細胞数で除した死細胞率を指標として圧縮ひずみの影響を評価した結果、圧縮による死細胞の割合は数%で、圧縮ひずみの大きさとの関係は不明瞭だった。ひずみ30%で圧縮時間1時間の条件では、1分間圧縮した条件と比べて死細胞率はやや多いかもしれない程度であった。

さらに、ゲル表面をカバーガラスで覆う低酸素濃度条件や温度27°Cの低温条件でも死細胞率を求めたが、比較対象条件での死細胞率との差異を評価することは困難だった。評価が困難だった理由として、ゲル内の細胞密度、細胞分布の均一性、全細胞数の測定精度、正常状態として設定するゲルのひずみレベル(今回の実験では零)などに問題があったためと考えられる。また、圧縮ひずみを加える前後の蛍光像の比較から一部の細胞に収縮が見られた。これは細胞に過大な負荷が加わって、細胞が接着していたマトリックスから外れたためと推測される。ヒト皮膚線維芽細胞をコラーゲンゲルに包埋した、厚さ約0.3mmのヒト真皮層3次元モデル(TMLDM-001、東洋紡)を用いて、褥瘡遅延環境を見出す実験を行った。すなわち、温度を通常の培養環境の37°Cと低温度環境の25°Cの2種類、培地を通常の培養環境のDulbecco's modified eagle medium(DMEM)とHam's F-12の1:1混合培地と栄養欠乏環境のDulbecco's phosphate-buffered saline(DPBS)の2種類として、37°C・DMEM+Ham's F-12(コントロール)、37°C・DPBS、25°C・DPBSの3条件についてCO_2インキュベータに6時間静置して、実験開始時、3時間後、6時間後の3度、光学顕微鏡で細胞形態を観察した。その結果、ゲル内で細長く伸展した細胞のアスペクト比(長軸長と単軸長の比)は37°C・DPBSの条件で6時間後に7程度まで顕著に減少して球状化が進行したが、他の時刻および他の条件ではその2倍程度のアスペクト比であった。この結果はブタ皮膚組織への温度の影響に関する文献の報告を支持し、栄養欠乏環境下で温度を10°C程度下げることによって細胞の伸展能を維持する効果を定量的に評価する指標となる。ゲル内で伸展した線維芽細胞のストレスファイバーを共焦点走査型レーザ顕微鏡で観察した結果、細胞表面の長手方向に沿って分布していた。酸素濃度の影響については、温度25°Cで濃度を通常の20%から5%に減らして細胞形態を観察した結果、酸素濃度による顕著な変化は見受けられなかった。また、ゲル表面を深さ方向にひずみ約30%圧縮したところ、ゲルが水平方向に大きく変位して、細胞もそれに伴って移動した。これは皮膚内の細胞の変形とは異なる応答と思われ、圧縮環境の作成について再検討する。さらに、紡錘形状の孤立した細胞がゲル内部に水平に配置した有限要素モデルを作成し、ゲル表面に圧縮変形を作用させて、細胞に生じる応力・ひずみ状態を調べた。細胞とゲルはいずれもneo-Hooke体とし、細胞の弾性率をゲルの弾性率の0.08倍にした。有限要素解析の結果、ゲルに比べて軟らかい細胞に圧縮ひずみが集中する傾向が見られた。
共役したポルフィリンとフタロシアニン多量体の合成と三次元非線形材料への応用

平成19年度は、共役フタロシアニンニ量体のそれぞれの周辺置換基を変化させることによって非線形分極を有する二量体の合成を試み、フタロシアニン環の周辺に嵩高い置換器を導入することにより、安定で有機溶媒に可溶な共役フタロシアニンの合成に成功した。平成20年度は、平成19年度に合成が成功した安定で有機溶媒に可溶な共役フタロシアニンを用いて、二光子吸収材料特性試験を試みた。その結果、非常に高い二光子吸収特性を持つことが分かった。現在、この錯体を水溶液に可溶な材料の合成を試み、フォトダイナミックセラピーへの実用化を検討している。また、テトラアザポルフィリンとサブフタロシアニンとコロラジンを用いた共役二核錯体の合成を3種類の骨格を利用した共役ハイブリッド多量体の合成を試みた。また、平成20年度は、フタロシアニン骨格とポルフィリン骨格を利用した共役ハイブリッド多量体の合成を試みた。完全二核フタロシアニンの合成の合成を試み、それらの合成に成功した。その化合物には、800-900nmに非常に大きな吸収を持つため、フタロシアニン同士が協約していることが確認され、目的とする近赤外領域を用いたPDTにとって非常に適切な化合物であることが判った。さらに、完全二核フタロシアニンに種々の金属を導入し、それぞれの錯体の物性を調べている。また、PDTの前段階として、完全二核フタロシアニンの近赤外領域での分光学的測定を行なっている。PDTの光増感剤としての可能性を調べるために、780-950nmの光を用いて、亜鉛錯体、パラジウム錯体を用いて、光触媒能の検討を行った。その結果、DPBFの非常にスムーズな分解が進行したことから、これらは近赤外領域の光を用いた光触媒としての能力を有することが判った。近赤外領域のみでの光触媒能を示す化合物は、非常に珍しく、今後に期待できる。また、このメカニズムについても検討をしてゆく予定である。また、これらの錯体の二光子吸収特性、三次元非線形特性についても評価を行っている途中である。また、共役ポルフィリン-フタロシアニン多量谷の合成の検討を行っているが、現時点では、その前駆体の合成まで成功している。しかし、目的物の合成とその同定に至っていない。今後も継続して合成を行っていく予定である。平成19年度は、共役フタロシアニン二量体のそれぞれの周辺置換基を変化させることによって非線形分極を有する二量体の合成を試み、フタロシアニン環の周辺に嵩高い置換基を導入することにより、安定で有機溶媒に可溶な共役フタロシアニンの合成に成功した。平成20年度は、平成19年度から合成を試みているテトラアザポルフィリンとサブフタロシアニンとコロラジンを用いた共役二核錯体の合成を試みた。また、共役ポルフィリン-フタロシアニン多量谷の合成の検討を行っているが、現時点では、その前駆体の合成まで成功しているが目的物の合成とその同定に至っていない。平成20年度は、この共役フタロシアニン二量体の二光子吸収特性について詳細に検討した。共役フタロシアニン二量体は、PDTの光増感剤として非常に有望であることが確認できたため、実用化への応用を模索した。また、共役フタロシアニン二量体には、800900nmに非常に大きな吸収を持つため、フタロシアニン同士が共役していることが確認され、目的とする近赤外領域を用いたフォトダイナミックセラピーにとって非常に適切な化合物であることが判った。さらに、二核フタロシアニンに種々の金属を導入し、それぞれの錯体の物性を調べた。PDTの光増感剤としての可能性を調べるために、780950nmの光を用いて、亜鉛錯体、パラジウム錯体を用いて、光触媒能の検討を行った。近赤外領域のみでの光触媒能を示す化合物は、非常に珍しく、共役フタロシアニン二量体としての新規特性を発見した。また、非常に大きな二光子吸収特性を有することも確かめられ、新しいメカニズムでの光触媒反応が起きている可能性が示唆される。
代謝工学による環境浄化植物の開発:ホルムアルデヒドやメタノールの除去能の増強

環境中のホルムアルデヒド(HCHO)を吸収・同化する能力を植物に付与することにすでに成功しているが、本研究では実用化をめざして、この能力のさらなる増強のための導入遺伝子の改良を行い、HCHOの毒性発現機構の一部を解明し、シロイヌナズナ、タバコに加えてイネにもこの能力を付与することに成功した。将来メタンの資化能を植物に付与するための次のステップとしてメタノールの資化能を付与する試みを行った。本研究は、主要なシックハウスガスであるホルムアルデヒド(HCHO)を吸収・除去する観葉植物を遺伝子組換え技術によって作出し、室内空気の浄化に役立てること、およびHCHOに加えてメタノール(CH_3OH)やメタン(CH_4)を吸収してデンプンとして同化する植物(とくにイネ)を作出することを最終的な目標とする。すでに、われわれはメタノール資化性細菌の2つの酵素、3-ヘキスロース6-リン酸合成酵素(HSP)と3-ヘキスロース6-リン酸イソメラーゼ(PHI)を植物に導入し、これらを葉緑体において発現させることにより、HCHOを光合成のカルビン回路に導入してこれを同化させることに成功している。今年度得られた成果を次に箇条書きで示す。1)HCHOは植物にとっても有害であるが、その毒性の作用点について手掛かりを得るために、シロイヌナズナの野生株と形質転換株をHCHOに曝露することによってその発現が影響を受ける遺伝子をマイクロアレイ法に加えてリアルタイムPCRにより解析し、酸化ストレスが誘起されているという以前に得られた示唆を確認する知見を得た。(2)2つの酵素をより強く発現させ、かつ形質転換の回数を減らすために、2つの酵素を融合酵素として発現する合成遺伝子を作成し、コドンも双子葉植物(アラビドプシス)と単子葉植物のイネに最適化したもの2種類を新たに準備し、これをトマトおよびイネのRbcS遺伝子のプロモーターおよびトランシットペプチド翻訳領域の下流につないだベクターを作成した。(3)これらのベクターを用いて、シロイヌナズナ、タバコおよびイネを形質転換し、融合遺伝子を強く発現する組み換え体を得た。(4)現在これらについて酵素タンパク質の発現確認およびHCHO耐性や同化吸収能を調べている。(5)シロイヌナズナの培養細胞株T87の形質転換も実施中である。本研究は、主要なシックハウスガスであるホルムアルデヒド(HCHO)を吸収・除去する観葉植物を遺伝子組換え技術によって作出し、室内空気の浄化に役立てること、およびHCHOに加えてメタノール(CH_3O_H)やメタン(CH_4)を吸収してデンプンとして同化する植物(とくにイネ)を作出することを最終的な目標とする。また、HCHOの植物に対する毒性の発揮機構を明らかにするための基礎研究も行う。1)HCHOの毒性の作用点について手掛かりを得るために、シロイヌナズナの野生株と形質転換株をHCHOに曝露することによってその発現が影響を受ける遺伝子をマイクロアレイ法に加えてリアルタイムPCRにより解析してきた。その結果、酸化ストレスの誘起が示唆されたので、今年度はシロイヌナズナの培養細胞株T87およびその形質転換細胞を用いて活性酸素がHCHOによって生成されることを明らかにした。(2)2つの酵素をより強く発現させ、かつ形質転換の回数を減らすために、2つの酵素を融合酵素として発現する合成遺伝子を作成し、コドンも双子葉植物(アラビドプシス)と単子葉植物のイネに最適化したもの2種類を新たに準備し、これをトマトおよびイネのRbcS遺伝子のプロモーターおよびトランシットペプチド翻訳領域の下流につないだベクターをすでに作成しているが、さらにCaMV35Sプロモーターによって駆動するものも作成した。(4)昨年度に引き続き、各形質転換体について、酵素活性およびタンパク質の発現およびHCHO耐性や同化吸収能を調べている。本研究は、主要なシックハウスガスであるホルムアルデヒド(HCHO)を吸収・除去する観葉植物を遺伝子組換え技術によって作出し、室内空気の浄化に役立てること、およびHCHOに加えてメタノール(CH3OH)やメタン(CH4)を吸収してデンプンとして同化する植物(とくにイネ)を作出することを最終的な目標とする。

今年度得られた成果を次に箇条書きで示す。1)Arabidopsisthaliana由来の培養細胞T87は葉緑体をもつので、光合成に関連した遺伝子発現のモデル系として有用であるため、この細胞を用いて、HSPとPHIの発現が最も強いコンストラクトを探索し、いくつかの知見を得た。また、HCHOに対する耐性の付与を確認した。2)イネに両酵素の融合遺伝子を導入することに成功し、T2世代の形質転換株を取得した。発現の測定、HCHO吸収能および耐性の測定を行い、所期の性質が付与されたことを確認した。また、発現ベクターの翻訳開始周辺の塩基配列について検討を加えてより良いものを見出した。3)同様にタバコについても形質転換体を取得した。4)HCHO資化能を付与した形質転換体にさらにある種の酵母のメタノールオキシダーゼ遺伝子を導入してペルオキシソームにおいて発現させるためのベクターを構築し、T87細胞における発現をチェックするとともにイネにも導入した。これによって、メタノールを資化できるイネを作出することをめざしている。計画以上に進展したことは、T87株の利用によって、HCHOの作用機作についての手掛かりがえられたことであるが、一方遅れたことは、イネやシロイヌナズナでのGatewayシステムによる導入遺伝子の発現レベルが期待したほど良好でなく、これが翻訳開始部位周辺に入ってくるAttB配列のためである可能性が考えられたため、もう一度それを除いたベクターでイネの形質転換をおこなったために1年遅れることとなった。また、35Sプロモーターを用いた高発現用の市販ベクターが組織特異性はないがかなり良好な発現を示したことは収穫であった。酵素活性の測定も京都大学阪井教授のご協力により自分たちの研究室でも実施できるようになった。C14でラベルしたHCHOによる実験の許可が大学から得られなかったためとりこみ実験が実施できない状況にある。24年度が最終年度であるため、記入しない。イネについてT2世代からホモのラインを取得する。これまでにすでに得られた形質転換株にメタノールオキシダーゼ遺伝子およびペルオキシダーゼ遺伝子を導入して、メタノール資化能をイネやアラビドプシスに付与する計画を推進中である。HCHOを吸収同化するための良好なプラスミドベクターができたので、観葉植物に導入することを計画中である。
高等動物ホスホリパーゼA_2の機能、発現、動態の総合評価

現在までに、哺乳動物からは19種類のボスホリパーゼA2(PLA2)の遺伝子が単離されている。本研究では、分泌性PLA2(sPLA2)群と細胞質PLA2(cPLA2)群に属する酵素について、細胞機能の解析と生体内発現について検討した。各種sPLA2とその変異体を導入したHEK293またはRBL-2H3細胞株を用い、アラキドン酸代謝に及ぼす効果を検討し、以下の事実を明らかにした。(1)H型様SPLA2(IIA, IID, IIE, V)は活性化細胞に作用し、刺激依存的にアラキドン酸を遊離する。これらsPLA2は細胞表層のヘパラン硫酸プロテオグリカンであるグリピカンに結合して細胞内に取り込まれ、細胞質内小胞と核膜に蓄積する。(2)X型sPLA2は形質膜外層のボスファアチジルコリン(PC)に作用し、未刺激細胞からアラキドン酸を遊離する。(3)IIF型sPLA2は特徴的なC末端延長配列を介して形質膜に結合し、活性化細胞からアラキドン酸を遊離する。(4)III型sPLA2は分子中央のsPLA2ドメインが活性の細小単位であり、おそらく形質膜表層のPCを認識して未刺激細胞に作用し、アラキドン酸を遊離する。N末とC末に存在する固有のドメインは、本酵素を細胞接着班に集積させる役割を持つ。更に、II型様酵素(IIA, IID, IIE, IIF, V)が炎症時に組織特異的に誘導される酵素であることに着目し、特異抗体を用いてヒト病理組織での発現と分布を調べた。V型sPLA2が虚血心筋、B型肝炎感染肝細胞、肺炎気管支上皮細胞に強く誘導されること、リウマチ関節炎では従来より知られていたIIA型sPLA2だけでなく、IIE, IIF, V型sPLA2も誘導されることが明らかとなった。従来より検討してきたcPLA2αについて、本酵素が細胞活性化に伴って活性を発現する分子機構について更に検討を進めた。その結果、(1)本酵素はC2ドメインを介して細胞骨格蛋白であるビメンチンに結合し、Ca2+依存的に各周縁膜に移行する、(2)本酵素のSer505のMAPキナーゼによるリン酸化に加え、Ser727のMAPキナーゼ活性化キナーゼMNK1によるリン酸化が細胞内での活性化に必須である、ことを明らかにした。更に、(3)本酵素がアポトーシス細胞中でcaspase-3により限定分解されて生じたN末断片が、cPLA2α及び一部のsPLA2によるアラキドン酸遊離をdominant-negative的に抑制することを明らかにした。更に、新たなcPLA2分子種であるcPLA2γについて、以下の結果を得た。(1)本酵素は活性にCa2+を必要とせず、構成的に小胞体膜に結合している。この膜分布には、C末のイソプレニル化が関与している。(2)本酵素発現細胞は構成的にアラキドン酸を遊離し、炎症刺激により更に増強される。本酵素のアラキドン酸遊離能にはC-末のイソプレニル化が必須である。その結果、(1)本酵素はC2ドメインを介して細胞骨格蛋白であるビメンチンに結合し、Ca2+依存的に各周縁膜に移行する、

(2)本酵素のSer505のMAPキナーゼによるリン酸化に加え、Ser727のMAPキナーゼ活性化キナーゼMNK1によるリン酸化が細胞内での活性化に必須である、ことを明らかにした。更に、(3)本酵素がアポトーシス細胞中でcaspase-3により限定分解されて生じたN末断片が、cPLA2α及び一部のsPLA2によるアラキドン酸遊離をdominant-negative的に抑制することを明らかにした。更に、新たなcPLA2分子種であるcPLA2γについて、以下の結果を得た。(1)本酵素は活性にCa2+を必要とせず、構成的に小胞体膜に結合している。この膜分布には、C末のイソプレニル化が関与している。(2)本酵素発現細胞は構成的にアラキドン酸を遊離し、炎症刺激により更に増強される。本酵素のアラキドン酸遊離能にはC-末のイソプレニル化が必須である。現在までに、哺乳動物からは19種類のホスホリパーゼA2(PLA2)の遺伝子が単離されている。本研究では、分泌性PLA2(sPLA2)群と細胞質PLA2(cPLA2)群に属する酵素について、細胞機能の解析と生体内発現について検討した。各種sPLA2とその変異体を導入したHEK293またはRBL-2H3細胞株を用い、アラキドン酸代謝に及ぼす効果を検討し、以下の事実を明らかにした。(1)II型様sPLA2(IIA, IID, IIE, V)は活性化細胞に作用し、刺激依存的にアラキドン酸を遊離する。これらsPLA2は細胞表層のヘパラン硫酸プロテオグリカンであるグリピカンに結合して細胞内に取り込まれ、細胞質内小胞と核膜に蓄積する。(2)X型sPLA2は形質膜外層のホスファアチジルコリン(PC)に作用し、未刺激細胞からアラキドン酸を遊離する。(3)IIF型sPLA2は特徴的なC末端延長配列を介して形質膜に結合し、活性化細胞からアラキドン酸を遊離する。(4)III型sPLA2は分子中央のsPLA2ドメインが活性の細小単位であり、おそらく形質膜表層のPCを認識して未刺激細胞に作用し、アラキドン酸を遊離する。N末とC末に存在する固有のドメインは、本酵素を細胞接着斑に集積させる役割を持つ。更に、II型様酵素(IIA, IID, IIE, IIF, V)が炎症時に組織特異的に誘導される酵素であることに着目し、特異抗体を用いてヒト病理組織での発現と分布を調べた。V型sPLA2が虚血心筋、B型肝炎感染肝細胞、肺炎気管支上皮細胞に強く誘導されること、リウマチ関節炎では従来より知られていたIIA型sPLA2だけでなく、IIE, IIF, V型sPLA2も誘導されることが明らかとなった。従来より検討してきたcPLA2αについて、本酵素が細胞活性化に伴って活性を発現する分子機構について更に検討を進めた。その結果、(1)本酵素はC2ドメインを介して細胞骨格蛋白であるビメンチンに結合し、Ca2+依存的に各周縁膜に移行する、(2)本酵素のSer505のMAPキナーゼによるリン酸化に加え、Ser727のMAPキナーゼ活性化キナーゼMNK1によるリン酸化が細胞内での活性化に必須である、ことを明らかにした。
脳インタフェースによるコミュニケーション機器操作方法の開発

本研究では、BCIを介して機器の制御を行い、障害者自らがコミュニケーション装置の操作を可能とする方法を開発・評価することを目的とする。BCI計測器からの単一のON-OFFトリガ出力により文字入力アプリケーションの起動/終了を脳波のみで行うシステムと、文字情報をUDP通信経由により送信することで遠隔地においても文字の受信が可能となるシステムを開発した。ここ数年、海外では脳と計算機を接続するインタフェース(Brain-Computer Interface、BCI)とそれを利用した機器への接続(Brain-Machine Interface、BMI)の研究が進歩し、訓練すると、脳波によって画面上のカーソル位置を2次元的に操作すること等が比較的自然にできるようになると報告されている。しかし、BCIによって自宅や病院などの施設内で文字入力を行った実証的研究はほとんどなく、障害者向けの機器へと発展させた報告はされていない。本研究では、非侵襲的なBCIを介して機器の制御を行い、障害者自らがコミュニケーション装置の操作を可能とする方法を開発・評価することを目的とする。研究初年度であるH19年度は、研究所で行われている、非侵襲的に脳活動を記録し、そこから意図に関連する信号を抽出することで単一のON-OFFトリガを出力する研究に基づき、この出力をトリガとしてこれまでに開発している視線による文字入力アプリケーションの起動/終了を脳波のみで行うシステムを開発した。次年度以降は、これを用いて、ON-OFFトリガを利用して文字入力を行うシステムを開発していく予定である。研究2年目のH20年度は、BCI計測器より文字情報を転送し、Wordなどの文字入力アプリケーションへの入力を可能とするシステムを開発した。次年度以降は、UDP通信など、遠隔地においても文字の受信が可能となるシステムを開発していく予定である。ここ数年、海外では脳と計算機を接続するインタフェース(Brain-Computer Interface、BCI)とそれを利用した機器への接続(Brain-Machine Interface、BMI)の研究が進歩し、訓練すると、脳波によつて画面上のカーソル位置を2次元的に操作すること等が比較的自然にできるようになると報告されている。研究3年目のH21年度は、BCI計測器より文字情報をUDP通信経由により遠隔地においても文字の受信が可能となるシステムを開発した。Wordやメモ帳などのワープロ系のアプリケーションへは文字の転送が可能であったが、ファイル操作やExcelへの入力、インターネットエクスプローラの操作には対応できず、課題として残した。
組織微小環境に応答する癌の選択圧の解明と創薬(グルタミン代謝)

NIH3T3にKRASを過剰発現させた細胞株と、DLD1でKRAS遺伝子を抑制した細胞株を用いた実験結果からヒト大腸癌細胞の全ゲノムDNAにはglutamine代謝のリプログラミングに関わる因子が内包されているが、それらのKRAS依存性は膵癌とは異なることが示唆された。さらにこの結果を追求するためmetabolome解析を行ったところ、DLD1におけるKRAS遺伝子の抑制は代謝産物に大きな影響を与えず、KRAS遺伝子単体での影響は少ないものと考えられた。またglutamineのみで生存可能な大腸癌細胞株DLD1と生存不可能な大腸癌細胞株HT29を比較すると、DLD1ではglucose欠乏状態においてもTCAサイクルの代謝産物が維持され、その生存はROS産生とATP産生の微妙なバランスに依存していることが明らかとなった。DLD1はglutamineを巧みに利用することで栄養飢餓状態に対応していることが予想されたため、DNAアレイによりglutamine代謝に関連する分子の検討を行ったところglutamineの代謝酵素であるGLUD1とaspartate-glutamate carrierの構成要素であるSLC25A13が培養条件により大きく発現が変化していることがわかった。151例の大腸癌サンプルを用いた免疫染色の結果から、GLUD1とSLC25A13は大腸癌の悪性度とともに予後とも深く関連していることが明らかとなり、これらの分子は難治性大腸癌に対して新たな治療ターゲットとなることが期待される。
高分解能クロマトグラフ法と超臨界流体抽出を利用した緑色系天然染料の研究

1.当研究の目的の一つである如何にして緑色の色素又は色原体を安定に取り出せるかについては(1)超臨界流体による抽出(SFE)の過程を超臨界流体への溶解と系内の移動に分けて考える事により抽出条件の合理的決定が出来た。染料のモデル化合物を使った実験で抽出性を変動係数約5%にまで改善できた。(2)次にオンラインSFF-HPLC(高速液体クロマトグラフィー)の実施条件の検討では、分析規模の試料についてはJoule-Thomson効果の利用により効率よく、しかもHPLCの分離効率の低下なく対象成分を捕集出来た。分取規模試料に対しては順相系で溶媒強度の低い移動相溶媒で捕集し、溶媒強度を上げて分離する事が出来た。(3)以上の結果に基づいて、植物由来の緑色の染料物質の抽出、分離を試みたが、利用した検出器の特性もあってまだ多数の夾雑物の中から目的成分を確認、分離するには至っていない。しかし、LC分離で目的成分が含まれていると判断した画分について分離条件を変えて再分画し、分光測定によって同定を行う予定である。2.研究のいま一つの目的は新しい緑色天然染料の探索であり、発色機構の解明であり、その応用方法である。(1)緑色染については、上記1-(3)で述べた様にまだ完全に単離出来ていない時点では早計かもしれないが、二、三の例外を除き主要成分はクロロフィル又はその関連物質であると思われる。(2)緑色の染料はクロロフィルが唯一であると仮定するならば今後クロロフィルの安定化にまとを絞って新しい緑色天然染料の探索の研究を推し進めたい。また、それを1-(3)で述べた実験研究の解決に繋げたい。(3)また例えクロロフィル以外に色素が存在するとしても、植物染料を利用する際にはその採集時期にも大きく影響を受けるので、植物と色素の経時変化を追跡する形で新規緑色天然染料の探索を続けたいと考える。気圧増幅型ポンプ(またはストローク容積の小さいプランジャポンプ)と抽出管、リストリクター、恒温槽からなり、二酸化炭素を抽出流体とし、圧力制御をパソコンによって行う超臨界流体抽出装置を試作した。まず、オフライン抽出を試みたがリストリクター出口近くでの溶質の析出のために、流量が変動し、特に高沸点成分の抽出効率の再現性が低下した。そこで、SFE装置とスプリットレス試料導入装置を備えたGCを直結し、オンラインSFE-GCを組み立て、D'Arcyの法則を前提とし、所与の抽出管圧力に対して、リストリクター内の圧力プロフィールを予測し、それに基づいて、溶質の析出防止を考慮しながら、リストリクターのサイズを最適化する方法を検討した。抽出管の容積が大きくなると、抽出装置のジオメトリーが重要になる。抽出管とリストリクターで決まるSFEの輸送特性と溶質、マトリックス、超臨界流体によって決まる抽出特性のコンボリューションとして、溶質の溶出曲線を評価する方法を考案し、溶出時間など溶出条件を最適化する方法を検討した。これは天然物などの実試料への適用において特に重要となる。極性化合物の抽出効率の改善のために、容量の異なるループを備えたインジェクターから、種々の有機溶媒を二酸化炭素中に注入した。こうして、官能基の異なる幾つかのタイプの溶質化合物を選び、抽出時のコソルベント効果を調べた。抽出流体としての二酸化炭素と一酸化二窒素の性質を比較した。分子間距離が同じ場合、後者の方が溶解力が高いが、相対的な極性効果は前者の方が僅かに高い。
直接接触による低エクセルギー損失熱交換システムに関する研究

本研究は,リキッドアイス蓄冷熱システムに用いる空気熱交換器のエクセルギー損失を防ぐため,固・気・液三相流動層による直接接触熱交換システムの熱伝達特性をエクセルギー損失の観点から検討することを目的としており,本年度においては,固・気・液三相流動層実験装置を製作し,その熱伝導特性に及ぼす諸因子の効果を把握し,得られた結果に基づき当該システムのエクセルギー評価を行った.1.実験装置の製作固・気・液三相流動層による,直接接触熱伝達特性に及ぼす諸因子の効果を検討するための実験装置の製作を行なった.2.固・気・液三相流動層の熱伝達挙動に及ぼす諸因子の影響に関する実験流動空気温度および流量,リキッドアイス初期水溶液濃度および氷充填率、ならびにリキッドアイス層高を実験条件に設定し,これらの条件が熱伝達特性に及ぼす影響に関して実験による検討を行なった.試験部出入口部における流動空気の乾・湿球温度より空気のエンタルピを算出し,空気が得た冷熱量を求めるリキッドアイス層の体積基準の伝熱量(体積熱通過率)で熱伝達特性の評価を行なった。また,それらの結果を用いてエクセルギー解析を行なった.その結果,1)リキッドアイス層内温度は入口空気温度により変化するが,出口空気温度はほとんど一定の値を示すこと,2)採冷熱量は,入口空気温度および流量に大きく影響を受け,水溶液初期温度の影響は比較的小さいこと,また,3)リキッドアイス層のエクセルギーは水溶液初期濃度,すなわちリキッドアイス層の初期温度に大きく影響を受けることなどが明らかとなった.本研究は,リキッドアイス蓄冷熱システムに用いる空気熱交換器のエクセルギー損失を防ぐため,固・気・液三相流動層による直接接触熱交換システムの熱伝達特性をエクセルギー損失の観点から検討することを目的としており,本年度においては,固・気・液三相流動層実験装置を製作し,その熱伝導特性に及ぼす諸因子の効果を把握し,得られた結果に基づき当該システムのエクセルギー評価を行った.1.実験装置の製作固・気・液三相流動層による,直接接触熱伝達特性に及ぼす諸因子の効果を検討するための実験装置の製作を行なった.2.固・気・液三相流動層の熱伝達挙動に及ぼす諸因子の影響に関する実験流動空気温度および流量,リキッドアイス初期水溶液濃度および氷充填率、ならびにリキッドアイス層高を実験条件に設定し,これらの条件が熱伝達特性に及ぼす影響に関して実験による検討を行なった.試験部出入口部における流動空気の乾・湿球温度より空気のエンタルピを算出し,空気が得た冷熱量を求めるリキッドアイス層の体積基準の伝熱量(体積熱通過率)で熱伝達特性の評価を行なった。また,それらの結果を用いてエクセルギー解析を行なった.その結果,1)リキッドアイス層内温度は入口空気温度により変化するが,出口空気温度はほとんど一定の値を示すこと,2)採冷熱量は,入口空気温度および流量に大きく影響を受け,水溶液初期温度の影響は比較的小さいこと,また,3)リキッドアイス層のエクセルギーは水溶液初期濃度,すなわちリキッドアイス層の初期温度に大きく影響を受けることなどが明らかとなった.
抗酸化作用を持つプロバイオティクスを用いた炎症性腸疾患治療法の開発

1.急性大腸炎モデルであるデキストラン硫酸(DSS)誘発大腸炎モデルを用いてヒトオレドキシン(TRX-1)注腸投与の効果を検討した。未治療マウスでは下痢・血便・体重減少を伴う大腸炎がみられたのに対し、リコンビナントTRX-1(rTRX-1)を注腸投与したマウスでは体重減少・症状の改善と大腸炎の軽減がみられた。2.慢性大腸炎モデルを用いてrTRX-1の有効性を検討した。腸炎を発症したIL-10欠損マウスにrTRX-1を2週間腹腔内投与にしたところ腸炎の改善効果が認められ、慢性大腸炎でもrTRX-1投与の有効性を証明した。3.TRX-トランスジェニックマウスでは血清マクロファージ遊走阻止因子(MIF)の低下が認められるため、TRX-1によるMIFを介した大腸炎抑制機序について検討した。DSS大腸炎を発症した野生型マウスに抗TRX-1血清を投与して内因性TRX-1を阻害すると、対照群に比べ血清MIFの上昇と大腸炎の悪化が認められた。ヒトマクロファージ類似の培養細胞THP-1を用いた実験でも、MIF分泌刺激に対するrTRX-1の抑制作用が示された。これらの結果よりTRX-1によるMIF抑制作用が大腸炎抑制機序の一因と考えられた。4.TRX-1が実験的大腸炎に有効であることより、経口で腸管局所内に有効にTRX-1を投与する方法として、乳酸菌による腸管内TRX-1分泌を試みた。TRX-1遺伝子を乳酸菌用の蛋白発現プロモーターおよび分泌シグナルペプチドを持つプラスミドに組み込み乳酸菌に遺伝子導入したところ、培養液中へのTRX-1分泌を確認した。しかし、このTRX-1分泌乳酸菌をDSS大腸炎モデルに経口投与したが、明らかな大腸炎の改善効果は認められなかった。現在、TRX-1を効率よく分泌出来る乳酸菌を新たに作製し検討を行っている。1.チオレドキシン(TRX-1)がヘリコバクター胃炎に及ぼす効果を検討した。ヘリコバクター・フェリス菌を感染させた野生型マウスでは、炎症細胞浸潤を伴う固有胃腺の破壊と胃壁肥厚がみられたのに対し、TRX-1トランスジェニック(TRX-Tg)マウスでは胃炎が抑制された。その機序としてTRX-1による炎症細胞の遊走抑制と胃粘膜の酸化ストレス抑制によることを明らかにした。2.急性膵炎におけるTRX-1の役割について検討した。急性膵炎患者では血清TRX-1濃度の上昇がみられ、疾患の重症度と相関することを明らかにした。セルレイン/LPS誘発急性膵炎モデルの検討では、野生型マウスは壊死・出血を伴う急性膵炎により高率に死亡したが、TRX-Tgマウスでは膵炎の軽減と死亡率の著明な低下を認めた。TRX-1による膵酸化ストレスの軽減と転写因子NF-kβ抑制による炎症性サイトカイン産生抑制によることを明らかにした。リコンビナントTRX-1投与でも急性膵炎抑制効果がみられ、急性膵炎に対する有望な治療法となりうることを示した。3.炎症性腸疾患におけるTRX-1の役割について検討した。潰瘍性大腸炎およびクローン病患者では、健常者に比較し血清TRX-1濃度の上昇がみられた。潰瘍性大腸炎患者では疾患活動性指標と強い相関がみられ、クローン病では中等度の相関が見られた。4.デキストラン硫酸誘発大腸炎モデルを用いてTRX-1の効果を検討した。

野生型マウスでは下痢・血便・体重減少を伴う大腸炎がみられたのに対し、TRX-TgマウスおよびリコンビナントTRX-1投与マウスでは症状の軽減と大腸炎の軽減がみられた。リコンビナントTRX-1が腹腔内投与後、経時的に大腸粘膜に移行することを証明した。大腸炎抑制機序としてTRX-1によるマクロファージ遊走阻止因子(MIF)抑制によることを明らかにした。1.昨年度デキストラン硫酸(DSS)誘発大腸炎に対して、野生型マウスに比べチオレドキシントランスジェニック(TRX-TG)マウスおよびリコンビナントTRX-1蛋白投与マウスでは、体重減少、血便と組織学的大腸炎が軽減することを報告した。今年度は引き続き慢性大腸炎モデルであるインターロイキン(IL)-10欠損マウスを用いて、大腸炎に及ぼすリコンビナントTRX-1蛋白の有効性を検討した。2週間のリコンビナントTRX-1腹腔内投与により、IL-10欠損マウスにおける慢性大腸炎モデルでも腸炎の改善効果が認められた。2.TRX-TGマウスで血清マクロファージ遊走阻止因子(MIF)の低下が認められ、TRX-1による大腸炎抑制機序の一因と考えられたため、抗TRX-1血清を用いて検討を行った。DSS誘発大腸炎を起こした野生型マウスに抗TRX-1血清を投与して内因性TRX-1を阻害した場合、コントロール群に比べ血清MIFの上昇と大腸炎の悪化が認められた。3.さらに、ヒトマクロファージ類似の培養細胞THP-1を用いた実験でも、THP-1に対するMIF分泌刺激に対して、リコンビナントTRX-1蛋白の添加によりMIF分泌が抑制された。これらの結果よりTRX-1によるMIF抑制作用が大腸炎抑制の機序として示された。4.TRX-1がDSS大腸炎およびIL-10欠損マウスにおける慢性大腸炎に有効であることより、経口で腸管局所内に有効にTRX-1を投与する方法として、乳酸菌による腸管内TRX-1分泌を試みた。TRX-1遺伝子を乳酸菌用の蛋白発現プロモーターおよび分泌シグナルペプチドを持つプラスミドに組み込み乳酸菌に遺伝子導入したところ、培養液中へのTRX-1分泌を確認した。現在マウスを用いて大腸炎における治療効果を検討中である。