hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
必須微量元素を表面にコーティングしたチタンインプラントを用いた神経線維誘導

髄質褐色細胞種由来のPC12細胞を用いて、培養実験を立ち上げた。そして、PC12細胞の増殖性、細胞分化に関するデータを収集した。増殖性に関しては、基本培地DMEMに10%胎児ウシ血清、5%ウマ血清を加えた培養液で、5%CO_2、湿度95%のインキュベーター中で培養したPC12細胞を用いた。細胞数を、継代毎に血球計算版にて計測し、通常の状態におけるPC12細胞の増殖に関するデータを得た。また、細胞分化に関してPC12細胞は、神経成長因子(NGF)を添加することによって、神経様突起を伸長させ、交感神経様細胞へと分化することが知られている。今回、NGFの濃度の違いによる突起伸長率を調べ、培養液に対して50nM/mlの濃度で突起の伸長が明確に認められた。そして、この濃度を本実験の対照とすることした。2.必須微量元素の確立必須微量元素のコーティングであるが、コーティングする装置の基本原理は、走査電顕用試料を作成する際に用いるコーティング装置と同じであることから、その際よく使われる金属である金(Au)を用いて、培養用Dishをコ一ティングし、PC12細胞を同条件で培養した。その結果、Auでは細胞は生育できないことがわかった。現在、必須微量元素に当てはまるその他の金属をコーティング装置で使用できるようにして、実験用培養Dishを作製中である。3.力学モデルの構築インプラント体と骨との結合部の力学的特性をモデル化することにより.神経細胞の持つべき特性を検討することとし、有限要素法を用いて,力学特性のモデル化を開始した.このモデルにより神経細胞の密度,分布に関する要件を検討する.本年度は,チタンインプラント体と骨との結合部の力学的特性をモデル化することにより.神経細胞の持つべき特性を検討した1.力学的構造解析:有限要素法を用いて,力学特性のモデル化をおこなった.構造解析のモデルは,インプラントの軸対称性を利用してモデルを構成した中心軸まわりの回転体として表現した.インプラントの形態は直径4mmの円筒形として,骨内に埋入する部分の長さを15mm骨縁上の長さを10mmとした.骨に生着した状態を考慮して皮質骨はインプラント体を覆う形とした.荷重はインプラントの長軸に対して45度の方向から14Nの静荷重をかけた.2.結果:応力は根尖相当部の角に集中する事が分かったが,その絶対値は小さかった.y軸(内外)方向の変位量は大きな変位を示す部位がインプラント体から離れた部位にあることがわかった.このことは,力感覚器官がインプラントに密着していないほうが効率的であることを示している.総エネルギー密度でもインプラント最下点の位置より2.5-5mm下に最大値があることがわかった.3.構造的要請:神経細胞が受容器において力を検出するには,力による変形が必要である.この点に着目すると,この研究の結果から,感覚受容器はインプラントに接触した部位ではなく,少し離れた皮質骨と海綿骨の境界近くに存在したほうが,力の検出能力が高くなる事が分かった.つまり,インプラントが骨と密に融合したいわゆるオッセオインテグレートの状態では,インプラントと骨の間に感覚器官が存在しても,ほとんど変位が無いため,力の検出能力は低くなることがわかった.従って,神経線維を誘導するなら骨の中の皮質骨と海綿骨の境界付近に誘導すべきであることが分かった.
アジア・アフリカにおける地域編成 原型・変容・転成

本プロジェクトは、地域の成り立ち(The Making of Regions)について先端的で知的刺激、洞察力に富んだ研究を行い、アジア・アフリカの地域研究者であればだれでも一度は訪れてみたい、そこで研究してみたい、そう思うようなアジア・アフリカ地域研究の世界的中核研究拠点を作ることを目的とした。そのために、地域研究のもつ可能性、これから進むべき方向を示すような先端的で知的刺激、洞察力に富む研究を推進するとともに、研究成果の出版、文献・画像資料をはじめとする情報資源の整備、世界的な地域研究者のネットワークの構築にも重点を置いた。特筆すべき成果の第一は、東南アジア、南・西アジア、アフリカの各研究クラスターと地域間比較研究会を中心として、人々の日常生活、人々の社会的、文化的、経済的つながり、地域システム・世界システムの三つのレベルで展開された先端的な研究活動である。これらの成果は、論文174編、図書38冊などとして公表・出版された。また、読売・吉野作造賞や毎日出版文化賞などを受賞し、国内外においてその研究成果が認められている。第二の成果は、情報資源の整備である。本プロジェクトで集積された文献資料は図書が合計約8万冊、人工衛星画像62シーン、地図類1,122葉などで、日本のアジア・アフリカ地域研究において有数の規模となった。図書資料の半数近くはアジア・アフリカ諸語であり、言語数は40を超えている。これらの文献資料の大部分はすでに登録を終え、オンライン検索などを通じて利用が可能である。リーダー構想にしたがって、「東南アジア」「南・西アジア」「アフリカ」の地域別に3つの研究クラスターを編成し、今年度は、それぞれのクラスターが各地域の生態-文化-社会-権力の自生的相互作用に焦点をあてながら、地域の原型と変容を捉える研究に着手した。すなわち、過去500年くらいの時間の幅をもって、各地域を物質生産、地域社会・交換経済、地域システムのレベルで総合的にとらえる研究を進めることを確認し、海外での臨地調査、関連資料(図書・マイクロフォーム・地図・画像)の収集、そして海外の地域研究機関等とのネットワーク構築のための研究活動を実施した。東南アジア・クラスター(サブリーダー:古川久雄・加藤剛・白石隆)では、研究協力者の協力を得て、「在地の視点からみた環境利用変容と生態論理」「民族間関係と国民国家の動態」「島嶼部東南アジアのネットワーク」「インターフェースとしての都市」のテーマを設定して共同研究を開始した。また、東南アジア大陸部のベトナム・ラオス・ビルマなどこれまで比較的手薄であった地域での調査拠点を形成するために調査チームを数次にわたり派遣するとともに、東南アジアおよび欧米の地域研究機関との連携を探り、同時に、現地出版図書や植民地文書等を収集するためにもメンバーを東南アジア諸国等に派遣した。今年度は、タイや近隣諸国に関する「バートン・コレクション」や、『海峡植民地年報』などの植民地資料および東南アジアで発行された多くの新聞のマイクロフィルムなど一次資料の収集を行った。南・西アジア・クラスター(サブリーダー:小杉泰)は、「ヒンドゥー的なるものをめぐって」「欧米人のイン下体験と近代的知の形成」「イスラーム書誌学」「現代イスラーム世界研究」の課題の共同研究を推進するとともに、収書活動に重点をおいて研究活動を実施した。インドおよびエジプト、その他中近東諸国で精力的な収書を行い、アラビア語図書4,200冊余、その他外国語図書5,400冊余を含む大量の書籍・資料を購入し、わが国におけるこの地域に関する文献資料の一大収集拠点を形成するための第一歩を踏み出した。また、インドの「古典叙事詩」や「古代インド王権」「南インドの寺院管理をめぐる判例集」のデータベース構築にも着手している。アフリカ・クラスター(サブリーダー:市川光雄)では、「アフリカ地域研究の現状と課題」という大きな枠組みで研究会を開催するとともに、本年度は、「アフリカの開発と環境問題」「仏語圏アフリカに関する研究の現状とネットワーク形成」の課題で、海外関連機関との研究ネットワーク形成と資料の収集活動のために研究者を派遣した。また、「熱帯アフリカにおける植物利用に関するデータベース(AFLORA)」の作成を推進し、このデータベースを公開している。

さらに、資料収集に関しては、アフリカ研究の貴重書を含む「カーク・グリーン・コレクション」の一部を本年度に購入するとともに、仏語文献を網羅的に収集した。以上を研究活動の縦軸とするいっぽうで、その横軸となる、中核的研究拠点にふさわしいインフラ整備・形成のためのグループを上記クラスターを横断して組織した。各種研究資料の体系的収集と整理、研究成果の発信と世界の地域研究機関との交流・情報交換のためのネットワーク構築など、研究組織全体に関わる課題に取り組むために「図書・資料ワーキング・グループ(以下、WGとのみ記す)」「ネットワークWG」および「地図・画像WG」の3つのWGを組織した。図書・資料WGは、上記の研究クラスターが中心となって収集した図書類を分類・整理・登録し、一般の利用に供するための作業を進めている。図書登録作業のための端末機の配備が終わり、また購入した大量の図書を一時配架するために京都大学付属図書館を利用することが可能となって、本格的な図書整理作業を整えることができた。また、ネットワークWGでは、研究分担者・協力者相互間、そして国内外地域研究機関との情報交換をサポートするためのネットワーキングの構築を進め、ワークステーション・端末機等の基本的な配備が完了し、情報流通・発信への態勢を整えることができた。さらに、地図・画像WGは人工衛星画像解析や地理情報システム構築のための機器類およびソフトウェアの整備を進め、衛星画像および地図・航空写真等の収集・整理を各研究クラスターと共同で推進した。本計画の初年度にあたる今年度には、以上のように、研究クラスターおよびワーキング・グループの活動を両輪とした基本態勢をほぼ整えることができ、来年度に向けてさらに活発な研究活動が推進できるものと期待される。前年度からのリーダー構想にしたがって、「東南アジア」「南・西アジア」「アフリカ」の3つの研究クラスターを中心に、それぞれの地域がもつ構造的特徴を自然環境と物質文化、民族・社会・文化、そして国家と世界システムの3つのレベルで明らかにしようとする研究を継続した。あわせて、これら地域を対象とする、地域研究に不可欠な関連資料(図書・マイクロフォーム・地図・衛星画像)の収集と、情報流通のためのネットワーク構築や対象地域での臨地調査を実施した。東南アジア・クラスターでは、昨年度につづけて(a)在地の視点からみた環境利用変容と生態論理、(b)民族間関係と国民国家の動態、(c)島嶼部東南アジアのネットワーク、(d)インターフェースとしての都市、(e)世界システムと国家の大テーマを枠組みとして設定し、それぞれのテーマのもと「生態環境論」「農村開発の地域性と環境問題」「支配の制度と文化」「グローバリゼーションと東南アジアの政治経済」など、関連する多くの研究会を研究協力者の協力をえながら継続して開催した。また、海外においてもワークショップを開催した。
超流動ヘリウム3境界効果の研究

超流動ヘリウム3において、表面や境界に出現する特異な現象を解明することを目的として、ヘリウム液面上の電子や液面下のイオンをプローブとした研究を行った。その結果、意外性のある結果を、超流動3^He-A相において発見した。すなわち、表面に沿った駆動電場に対して電場と法線のどちらとも直交する方向にイオンの軌道が曲げられるるという効果である。これは超流動相における軸性の異方性を顕著に反映した効果として非常に興味深い。超流動^3Heの表面や境界に出現する特異な現象を解明するために、ヘリウム液面上の電子や液面下のイオンをプローブとしたユニークな研究を展開することを目的とする。具体的な目標として、イオン伝導度による表面束縛状態の直接検出、櫛形電極を用いた超流動^3Heフィルムフローの測定、それに加え、超流動^4He自由表面で見られた、イオン運動に伴う量子渦生成のメカニズムなどに関する研究をあげることができる。今年度行なった実験は以下のとおりである。1)超流動3He表面下に蓄えたイオンプールによる表面束縛状態の直接測定に向けた実験セルなどの作製を行なった。イオンを電界放出あるいは電界乖離によって発生させるためのタングステン針の作成と特性評価、超流動^3Heと冷凍機の熱接触を確保するための銀粉焼結熱交換機の作成と特性の評価を行った。2)フィルムフローによる^3He薄膜の超流動オンセット温度の膜厚依存性を詳細に測定し、解析を行なった。その結果、1ミクロン付近の膜厚において理論で予想されるオンセット温度の抑制よりもより大きな抑制があることが、確実となった。また、この抑制が磁場には依存しないことも明らかになった。超流動^3He膜が保持することのできる超流動性の流量に2種類の値が現われる現象が見られた。何らかの双安定性を示す結果であると考えられるがその原因についてはまだ不明である。磁場を印加することによってこの双安定性が消失するという事実も発見されたが、そのメカニズムの解明は今後の研究を待たなければならない。3)超流動^4He表面下に蓄えたイオンの運動によって量子渦が生成される現象に、臨界速度があることが明瞭に観測され、その温度依存性に関して巨視的トンネル現象との関連について考察を行なった。本研究は、異方的超流動の典型である、P波超流動3Heの表面や境界に出現する特異な現象を解明するために、ヘリウム液面上の電子や液面下のイオンをプローブとした研究を展開することを目的とする。平成22年度は、イオンプールの伝導度測定による表面束縛状態の直接検出、液面電子や表面下に導入したイオンの電子スピン共鳴の検出、それに加え、超流動4He自由表面で見られた、イオン運動に伴う量子渦生成のメカニズムに関する研究を計画した。超流動ヘリウム3の自由表面直下にはアンドレーエフ表面束縛状態と呼ばれる特異な準粒子状態が存在すると考えられている。その存在を直接観測することを最重要課題とする。今年度は、ヘリウム表面下の負イオンプールの伝導度測定を超流動3He中で行うことをめざし、それを実現することができた。電子バブルと呼ばれる負イオンを表面下に捕獲してそれを液面と平行に動かして、その抵抗を測定する実験である。超流動3Heの温度を直接測定するバイブレーティングワイヤーを導入した。常流動状態において、温度の下降とともに易動度が減少することが確認され、表面からの深さによってその程度が異なることが分かった。このことは以前に我々の測定と符合した結果である。超流動転移温度以下では、表面からの深さに依存する易動度は観測されないが、これまでのバルクヘリウム中の理論とは一致していない。測定は依然として予備的な段階にあり、今後表面からの深さ依存性や磁場依存性などに関して系統的な測定を行う必要がある。一方電子スピン共鳴の実験は光を使う方法が最もエレガントであるという認識にいたり、光学測定を準備している。本研究は、異方的超流動の典型である、P波超流動^3Heの表面や境界に出現する特異な現象を解明するために、ヘリウム液面上の電子や液面下のイオンをプローブとした研究を展開することを目的とする。平成23年度には、イオンプールの伝導度測定による超流動3He表面束縛状態の直接検出あるいはイオンと表面束縛状態の相互作用に関する知見を得ることによって、表面束縛状態がマヨラナ粒子としての性質を持つと考えてよいかどうか明らかにすること、またマヨラナ状態の証拠となる、磁気的な異方性を観測するために偏極スピンの表面下への導入とその緩和率測定を開発することを計画した。今年度は、昨年度に開発したヘリウム表面下の負イオンプールの伝導度測定を超流動^3He中で詳しく測定した。電子バブルと呼ばれる負イオンを表面下に捕獲して液面と平行に動かして、その抵抗を測定した。超流動^3Heの温度を直接測定するためにバイブレーティングワイヤーが設置されている。

超流動^3He-Bにおいて、温度の下降とともに易動度が増加するが、表面からの深さに実験精度の範囲で依存しないことが分かった。この結果は、表面束縛状態がマヨラナであった場合、電子バブルとの散乱が厳密に消失するという理論的予測と矛盾がない。その一方で、仮にマヨラナでなかった場合とのコントラストがどの程度あるのかということがはっきりしていない現状においては、不確定さが残る。古典的なモデルに基づく考察によれば、150マイクロK程度まで超流動^3Heを冷却して、なお現在得られている結果が変更されなければ、マヨラナであることがかなりの確度で結論される。これは将来に残された課題である。一方スピン緩和率の異方性を調べるための、光学測定の準備が進捗し、表面下に捕獲したBaイオンのレーザー分光を初めて実現することに目処が立った。
人工イオノホア膜による次世代気体分離

本研究では、高気体透過性と超高気体選択性を共に実現し、従来の気体分離膜で見られる透過性と選択性のTrade-Offの関係を打破する、次世代気体分離膜を合成することを目的としている。その実現には、新しい気体透過機構を提案、実証する必要がある。申請者は、先ず特定気体分子と特異的な相互作用を形成するクラスターを合成、さらにその相互作用の結合解離速度の制御、精密に設計合成されたナノ空間からなるクラスターの再構築を行う。超分子化学的手法、あるいは相分離的手法を用いクラスターのチャネル化(クラスターチャネル構造)を実現し、気体の拡散性、溶解性を格段に向上させる革新的な気体透過機構を提案する。本年度も、高次構造の精密制御が可能で、かつアミン構造を導入できる樹状(デンドリマー、ハイパーブランチポリマー)ナノ微粒子を合成した。その構造を解析し、気体透過測定を実施した。さらに、新規樹状ナノ微粒子を含んだ高分子膜の影響も検討するため、ゴム状高分子、ガラス状高分子をマトリックスとして選定、マトリックス効果を詳細に解析した。気体透過性は従来の気体分離膜を凌駕する極めて高い気体透過性を示し、気体透過機構の解析から樹状ナノ微粒子の気体透過係数を見積もることに成功、高分子膜の透過性を100倍以上上回ることを明らかにした。本年度は、高次構造の精密制御が可能で、かつアミン構造を導入できる樹状(デンドリマー、ハイパーブランチポリマー)ナノ微粒子を合成した。新規樹状ナノ微粒子を含んだ高分子膜は従来の気体透過性を凌駕する、極めて高い気体透過性を示した。
EBV関連末梢T細胞性悪性リンパ腫におけるEBVの細胞生物学的役割の解明

EBウイルス(EBV)関連末梢性T細胞性悪性リンパ腫(EBV-PTCL)は、EBVの感染したT細胞が単クローン性に増殖した悪性リンパ腫で、高熱、汎血球減少、肝障害、凝固障害、血球貧食症候群など特有の臨床症状を呈する予後不良の疾患である。T細胞に感染したEBVはT細胞の腫瘍化のみならず細胞障害活性やサイトカイン産生といった機能発現にも影響を与えていると考えられる。特にEBVのたんぱく質であるLMP1は、がん遺伝子としての活性を持つこと、T細胞におけるサイトカイン産生の重要なファクターであるNF-κBを活性化させる作用を有することから、LMP1の役割がEBV-PTCL発症との関わりで注目された。本研究の結果、EBV-PTCL患者から得られたLMP1遺伝子では、コントロールに比し、共通した8箇所のアミノ酸置換と10アミノ酸のdeletionが全例に認められるという特徴があることが明らかとなった(Q189P, S192T, G212S, S309N, Q322N/H/I, Q334R, L338S, S366T)。このことから、特殊なLMP1遺伝子の変異を持つEBVがEBV-PTCLの発症に一役かっている可能性が示唆された。また、LHP1のNF-κBに対する活性化能を、EBV-PTCL由来のLMP1とコントロールで比較すると、EBV-PTCLから得られたLHP1ではNF-κBを活性化する力が有意に強いことが確認された。以上から、EBV-PTCLを発症させていたEBVは、特徴的なLMP1遺伝子の変異を有していることが多いこと、そしてそうした変異LMP1を有するEBVが感染したT細胞をtransfomationし、その強いNF-κB活性化を介して、EBV-PTCLで観察される大量のサイトカイン産生を促している可能性が示唆された。単クローン性増殖がサザン法によって証明されたEBウイルス(EBV)関連末梢T細胞性悪性リンパ腫(EBV-PTCL)10例(男3人、女7人)の末梢血・骨髄血より、RT-PCR法によってLMP1遺伝子(3'側細胞質内ドメイン)を増幅した。増幅産物をTAクローニングシステムを用いてクローニングし、それぞれのLMP1遺伝子の塩基配列を決定し、一般に標準的EBVとして用いられている伝染性単核症から樹立されたB95.8細胞株由来のEBV-LMP1遺伝子と比較検討した。その結果、すべてのEBV-PTCL由来のLMP1の3'側に共通の30bp deletionを見い出した。これは、B95.8由来のEBV-LMP1には認められず、EBVに関連した鼻咽頭癌から樹立された細胞株CAOに見られるものと同一のものであった。さらに、B95.8由来のEBV-LMP1には認められない7つのアミノ酸置換がすべてのEBV-PTCL由来のLMP1に確認された。また、B95.8由来のEBV-LMP1には4つしかないDNGPQDPDNTDというアミノ酸のくり返し配列が、EBV-PTCL由来のLMP1には4から8個認められた。しかし、LMP1の機能上重要なTRAF bindingmotifはよく保存されていた。以上から、EBV-PTCLに感染しているEBVはLMP1遺伝子に特有の構造変化がおこっていることが判明した。現在、このEBV-PTCL由来のLMP1の機能特性を解析中である。EBウイルス(EBV)関連末梢

T細胞性悪性リンパ腫(EBV-PTCL)は、EBの感染したT細胞が、単クローン性に増殖した悪性リンパ腫で、予後不良の疾患である。EBV-PTCLに感染しているEBVは、T細胞の腫瘍化のみならず機能発現(サイトカイン産生)に影響していると予想されるが、実験室でT細胞に感染しないため、T細胞に対するEBVの作用については今日までほとんど解明されていない。一方、EBV-PTCLではがん遺伝子としての活性を持つEBV由来のLMP1遺伝子が発現しており、EBV-PTCL発症との関わりで注目される。本研究では、1)EBV-PTCLに発現しているLMP1の遺伝子解析を行い、野生株との分子学的相違を解明すること、2)EBV-PTCL由来および野生株由来のLMP1遺伝子全長をT細胞株(IL2依存性株、CD8陽性株)に導入し、増殖、形質発現、機能(サイトカイン産生能)への影響を解析すること、3)LMP1導入T細胞株を免疫不全マウスに接種し、腫瘍原性およびEBV-PTCLモデルとなるか検討することを目的としている。これまでに10例のEBV-PTCLのLMP1遺伝子のDNA配列の解析した。その結果、全例のLMP1遺伝子のC末端に30bpの欠失と4-8tandem repeatの存在が明らかになった。さらにこれらについてアミノ酸配列の解析を加えたところ、EBV関連鼻咽腔がん由来のCAO細胞株と同一の7箇所アミノ酸置換が見られた。今回明らかになった7箇所アミノ酸置換のEBV-PTCL発症に関わる生物学的意義を解明するために、10例のEBV-PTCLから得られたLMP1遺伝子の活性をNF-κBを標的として解析中である。EBウィルス(EBV)関連末梢性T細胞性悪性リンパ腫(EBV-PTCL)は、EBVの感染したT細胞が単クローン性に増殖した悪性リンパ腫で、高熱、汎血球減少、肝障害、凝固障害、血球貧食症候群など特有の臨床症状を呈する予後不良の疾患である。T細胞に感染したEBVはT細胞の腫瘍化のみならず細胞障害活性やサイトカイン産生といった機能発現にも影響を与えていると考えられる。特にEBVのたんぱく質であるLMP1は、がん遺伝子としての活性を持つこと、T細胞におけるサイトカイン産生の重要なファクターであるNF-κBを活性化させる作用を有することから、LMP1の役割がEBV-PTCL発症との関わりで注目された。本研究の結果、EBV-PTCL患者から得られた,LMP1遺伝子では、コントロールに比し、共通した8箇所のアミノ酸置換と10アミノ酸のdeletionが全例に認められるという特徴があることが明らかとなった(Q189P、S192T, G212S, S309N, Q322N/H/I、Q334R、L338S、S366T)。このことから、特殊なLMP1遺伝子の変異を持うEBVがEBV-PTCLの発症に一役かっている可能性が示唆された。また、LMP1のNF-κBに対する活性化能を、EBV-PTCL由来のLMP1とコントロールで比較すると、EBV-PTCLから得られたLMP1ではNF-κBを活性化する力が有意に強いことが確認された。以上から、EBV-PTCLを発症させていたEBVは、特徴的なLMP1遺伝子の変異を有していることが多いこと、そしてそうした変異LMP1を有するEBVが感染したT細胞を、transformationし、その強いNF-κB活性化を介して、EBV-PTCLで観察される大量のサイトカイン産生を促している可能性が示唆された。
高機能新圧電セラミック材料の開発

従来の圧電セラミックスであるPZT系の弱点を補完する、すなわち、機械的強度が大きく、かつ、高温動作が可能な高機能新圧電セラミック材料を開発する一環として、一連のビスマスペロブスカイト強誘電体セラミックスに着目し、その圧電的および機械的性質を詳細に調べ、最適組成のビスマスペロブスカイト圧電セラミックスを得ることをその目的とする。通常のセラミックス焼成技術により、系の一連のセラミックス試料を体系的に作製し、誘電的、圧電的および機械的諸特性を詳細に調べた。X線回折の結果、この組成はPbあるいはBaの比率によらず、x=0.2付近を境にして、xが大きい側がペロブスカイト型構造であることがわかった。Mnを0.02wt%添加することにより、室温の抵抗率は約10^<13>Ω・cmと大きく、D-Eヒステリシスループの観察結果では、x=0.4、y=0の残留分極Prは34μC/cm^2であった。さらに、LFインピーダンスアナライザを用いた、共振-反共振法による圧電的特性の調査結果では、MnCO_3を0.02wt%添加したx=0.4における電気機械結合係数kは、それぞれの振動モードに応じて、kt=0.47,kp=0.325およびk33=0.515が得られた。さらに、三点曲げ強度が150Mpaで、ビッカース高度が3.8Gpaという機械的性質を有する。総括として、これらのビスマスペロブスカイト系圧電セラミックスは、高温動作型、すなわち、キュリー温度Tcの高いビスマス層状構造強誘電体の性質と、機械的強度の大きなペロブスカイト型強誘電体であるチタン酸ビスマスナトリウム(Bi_<1/2>Na_<1/2>)TiO_3[BNT]系の性質の両方の性質を兼ね備えている。また、環境問題が懸念される酸化鉛(PbO)の含有量が従来のPZT系よりもかなり少ない低鉛圧電セラミックスであるので、生態学的な見地および公害防止の面から、実用化された場合、その社会的意義は大きい。従来の圧電セラミックスであるPZT系の弱点を補完する、すなわち、機械的強度が大きく、かつ、高温動作が可能な高機能新圧電セラミック材料を開発する一環として、一連のビスマスペロブスカイト型強誘電体に着目し、その圧電的および機械的性質を詳細に調べ、最適組成のビスマスペロブスカイト型圧電セラミックスを得ることをその目的とする。本年度は、ニッケルチタン酸ビスマスBi(Ni_<1/2>Ti_<1/2>)O_3を取り上げ、そのBiの一部をPbおよびBaで置換した系、すなわち、(1-x)Bi(Ni_<1/2>Ti_<1/2>)O_3-x・(Pb,Ba)TiO_3の化学組成式で、なるべくPb量が少ないもの(xが小さな組成)の圧電セラミック材料としての諸特性を調べた。セラミックス試料作製は通常のセラミックス焼成技術により行った。D-Eヒステリシスループの観察結果では、室温における50Hzでの残留分極Prは1015μC/cm^2であった。

さらに、LFインピーダンスアナライザを用いた、共振-反共振法による圧電的特性の調査結果では、MnCO_3を0.02wt%添加したx=0.4における電気機械結合係数kは、それぞれの振動モードに応じて、kt=0.47,kp=0.325およびk_<33>=0.515が得られた。これらの値は、PbTiO_3系圧電セラミックスのそれらと同程度の値である。次年度では、強誘電体テストシステムを用いて、強誘電特性を詳細に調べる予定である。通常のセラミックス焼成技術により、(1-x)Bi(Ni_<1/2>Ti_<1/2>)O_3-x・(Pb_<1->yBay)TiO_3+MnCO_3系の一連のセラミックス試料を体系的に作製し、誘電的、圧電的および機械的諸特性を詳細に調べた。X線回析の結果、この組成はPbあるいはBaの比率によらず、x=0.2付近を境にして、xが大きい側がプロブスカイト型構造であることがわかった。Mnを0.02wt%添加することにより、室温の抵抗率は約10^<13>Ω・cmと大きく、D-Eヒシテリシスループの観察結果では、x=0.4、y=0の残留分極Prは34μC/cm^2であった。さらに、LFインピーダンスアナライザを用いた、共振-反共振法による圧電的特性の調査結果では、MnCO_3を0.02wt%添加したx=0.4における電気機械結合係数kは、それぞれの振動モードに応じて、kt=0.47,kp=0.325およびk33=0.515が得られた。さらに、三点曲げ強度が150Mpaで、ビッカース高度が3.8Gpaという機械的性質を有する。総括として、これらのビスマスペロブスカイト系圧電セラミックスは、高温動作型、すなわち、キュリー温度Tcの高いビスマス層状構造強誘電体の性質と、機械的強度の大きなペロブスカイト型強誘電体であるチタン酸ビスマスナトリウム(Bi_<1/2>Na_<1/2>)TiO_3[BNT]系の性質の両方の性質を兼ね備えている。また、環境問題が懸念される酸化鉛(PbO)の含有量が従来のPZT系よりもかなり少ない低鉛圧電セラミックスであるので、生態学的な見地および公害防止の面から、実用化された場合、その社会的意義は大きい。
定量的知覚検査は摂食・嚥下機能障害のスクリーニングテストになり得るか？

高齢社会を迎えたわが国では、高齢者の摂食嚥下機能の低下による誤嚥が社会問題となっている。摂食嚥下機能の障害は、生活の質(QOL)の低下という観点からも、近年本障害に関する研究が幅広く展開されている。しかし,その多くが,摂食・嚥下障害を運動機能低下の観点から検討したものであり、感覚機能の観点から検討したものはほとんどみられない。そこで本研究では、口腔内知覚閾値の基準値を定め、定量的知覚検査を口腔器質評価の一つとして位置付けることを目的とする。また、口腔内の知覚と摂食嚥下機能の関連性を明らかにし、摂食・嚥下障害スクリーニングとして定量的知覚検査を用いるための科学的根拠を得ることを目的とする。平成30年度は、神経の走行、摂食時の食塊の形成について考慮し、口腔内の測定部位を決定するために若年者を対象に予備研究を行った。その結果口腔内10カ所、口腔外5カ所を設定した。従来のディスクリミネーターでは、口蓋・歯肉等検査が困難であるため、小型化したディスクリミネーターを試作し、口腔内2点識別覚測定を若年者対象に実施した。従来のディスキリミネーターと測定値に差はなかったため、口腔内測定に使用することとした。基礎データとして、20代90代の各年代の知覚閾値の標準値を明らかにするために、口腔内外の触覚検査・2点識別覚検査・温度覚検査実施し、基礎データを得た。年代、性別、部位ごとの比較検討を行った。当初の予定であった、口腔内測定部位はほぼ確定し、器具の準備も行った。測定方法の統一もできている。20代から90代までの健常者の口腔内知覚の検査を実施中である。口腔内知覚の基礎データ収集を続け、そのデータと摂食嚥下機能との関連を検討する。摂食嚥下機能の評価には舌圧や構音検査などのスクリーニング、質問紙調査および嚥下内視鏡検査を実施します。また、全身疾患・服薬等・SDSうつ性自己評価尺度・NMスケールなどの結果と口腔内知覚の評価の関連性を検討する。ある程度の基準データがそろった後は、脳血管障害患者への定量的知覚検査を実施し、経口摂取につながるような検討を実施する。平成30年度の口腔内知覚のデータ測定人数が少なかったため、次年度使用額が生じた。来年度は口腔知覚検査のデータ測定のための旅費および、検査の消耗品に使用する。
持続洗浄法に対するPovidone-iodine Solutionの応用について

多剤耐性菌やMRSAによる骨関節感染症に対して、我々はPovidone-Iodine(以下PVP-I)100倍希釈液による特続洗浄法を施行してきた。PVP-Iによる持続洗浄の安全性に関する報告はなく、今回動物実験にてPVP-Iの局所刺激性および障害性試験を施行した。過去の研究によれば、培養細胞を用いた実験では細胞レベルでのPVP-I毒性は使用する濃度と直接比例しており、5%液で線維芽細胞の遊走能、線維芽活性能を有意に抑制するが、1%液の場合は細胞の生育性や化学走性を抑制することはないと報告されている。そこで、PVP-I、HIBITANE(gluconate solution(以下G-C)10倍希釈液による持続洗浄で膝関節周辺組織に対する局所刺激性、障害性試験を家兎を用いて実施した。結果は、PVP-Iを持続洗浄に用いた場合、皮膚に極軽度の刺激性が認められたが生食群でも同様にみられ、刺激性はないと思われた。筋肉、関節内に明らかな変性所見はなく、組織学的にも炎症細胞浸潤や壊死を示す所見はなかった。一方、G-Cを用いた持続洗浄では組織学的に筋線維の壊死所見がみられ、洗浄時間が長くなると変性が進む傾向があり、G-Cは長時間生体組織に接触させると細胞膜が障害され、細胞質成分の不可逆的漏出の結果、細胞が壊死する可能性か示された。一方PVP-Iは生体刺激性を有するヨウ素が巨大分子のポリビニルピロリドンの中に包括され結合し、長時間接触させてもこの化学構造のため生体刺激性が極めて低かったものと思われた。実際の臨床では100倍希釈液でMRSAに対する殺菌作用は十分であり、その場合の関節および周囲組織に対する影響はほとんどないものと推察された。今回の実験結果よりPVP-Iを希釈し持続洗浄に用いたり、術中術後の洗浄液とした関節内に用いても安全に使用できると思われた。
気道炎症に伴う気道分泌系細胞の機能異常とリモデリングに関する研究

粘液繊毛輸送能は、(1)イオントランスポート(Na^+吸収、Cl^-分泌)、(2)ムチン分泌、(3)線毛輸送能、により維持されている。これらの機能障害は、慢性気道炎症性疾患(COPD、気管支喘息)の病態の進展に深く関与する。現在まで様々な炎症誘導物質による気道分泌への影響について検討し、以下の結果を得た。1)プロテアーゼ受容体を介した気道分泌への影響炎症細胞や気道上皮細胞由来のトリプターゼ・トリプシンによるプロテアーゼ受容体の刺激またはプロテアーゼ受容体刺激ペプチドの刺激は、細胞内Ca^<2+>オシレーションを誘導するとともに、細胞内のCa^<2+>感受性を高め、Ca^<2+>依存性Cl^-輸送を促進する。この刺激は、長期効果としては気道分泌細胞の増殖・分化を促進に関与するが、逆にCl^-輸送能は低下する。すなわち、プロテアーゼ受容体の持続的刺激は粘液繊毛輸送能を低下させ、気道分泌を障害する可能性がある。また、粘液繊毛輸送機能の維持に重要な役割を持つ細胞外ATPの放出量を減少させることも明らかにされた。2)ヌクレオチド・βアドレナリン受容体を介した気道分泌への影響ヌクレオチド受容体はおよびβアドレナリン受容体の刺激はCl^-輸送のみならず、重炭酸イオン輸送を刺激する。このことにより気道炎症により酸性化した気道内腔のpHの正常化に関与する。また、気道炎症に伴う気道の酸性化は、気道過敏性を亢進させたり、線毛運動能を低下させ、さらなる炎症を惹起する。この粘液繊毛輸送機能を制御する気道分泌細胞のヌクレオチド受容体の機能は基底膜側の中間型コンダクタンスCa^<2+>依存性K^+チャネルによって制御され(Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.2004)、炎症性サイトカイン(TNF-α、TGF-βなど)を介したスフィンゴ脂質伝達経路の刺激により抑制された。また、ディーゼル排気ガスに含ま詐るフルオランテンという化学物質がβアドレナリン受容体を介した重炭酸イオン輸送を選択的に阻害した(J.Pharmacol.Exp.Ther,2004)。1)プロテアーゼ受容体を介した気道分泌への影響炎症細胞や気道上皮細胞由来のトリプターゼ・トリプシンによるプロテアーゼ受容体の刺激またはプロテアーゼ受容体刺激ペプチドの刺激は、細胞内Ca^<2+>オシレーションを誘導するとともに、細胞内のCa^<2+>感受性を高め、Ca^<2+>依存性Cl^-輸送を促進した。この刺激は、長期効果としては気道分泌細胞の増殖・分化を促進したが、その一方でCl^-輸送能は抑制された。一方、粘液繊毛輸送機能の維持に深く関与する細胞外ATPの放出量を減少させることも明らかにされた。2)ヌクレオチドおよびβアドレナリン受容体を介した気道分泌への影響気道分泌細胞のヌクレオチド受容体およびβアドレナリン受容体の刺激はCl^-輸送のみならず、重炭酸イオン輸送を刺激し、気道炎症により酸性化した気道内腔のpHを正常化させる可能性が示唆された。また、気道内腔の酸性化は、気道過敏性の亢進・線毛運動能の低下を起こし、気道炎症を進展させが、炎症性サイトカイン(TNF-α、TGF-βなど)はスフィンゴ脂質伝達経路を介し、ヌクレオチド受容体の機能を抑制し、気道内を酸性化させた。また、ペットポトル、食品容器、歯科治療時の詰め物から溶出して人体へ摂取されている内分泌撹乱物質ビスフェノールAもヌクレオチド受容体を介する粘液繊毛輸送機能を低下させた。

また、粘液繊毛輸送機能の維持に重要な役割を持つ細胞外ATPの放出量を減少させることも明らかにされた。2)ヌクレオチド・βアドレナリン受容体を介した気道分泌への影響ヌクレオチド受容体はおよびβアドレナリン受容体の刺激はCl^-輸送のみならず、重炭酸イオン輸送を刺激する。このことにより気道炎症により酸性化した気道内腔のpHの正常化に関与する。また、気道炎症に伴う気道の酸性化は、気道過敏性を亢進させたり、線毛運動能を低下させ、さらなる炎症を惹起する。この粘液繊毛輸送機能を制御する気道分泌細胞のヌクレオチド受容体の機能は基底膜側の中間型コンダクタンスCa^<2+>依存性K^+チャネルによって制御され(Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.2004)、炎症性サイトカイン(TNF-α、TGF-βなど)を介したスフィンゴ脂質伝達経路の刺激により抑制された。また、ディーゼル排気ガスに含ま詐るフルオランテンという化学物質がβアドレナリン受容体を介した重炭酸イオン輸送を選択的に阻害した(J.Pharmacol.Exp.Ther,2004)。
乳癌に影響する新規要因としてサイトメガロウイルスと免疫やホルモンの相互作用の検討

乳癌ではホルモン受容体が発現していない癌は分子標的薬が無効で予後不良であり、発症には癌微小環境で免疫から回避するメカニズムが遺伝子レベルで明らかとなった。サイトメガロウイルス(Cytomegalovirus: CMV)は宿主の免疫を調整することが知られており、また乳腺の腺房細胞に潜伏感染するが授乳期には再活性化して乳汁中に大量に排出されるためCMV再活性化にはホルモンの関与が示唆される。以上より乳癌もCMVもその増殖にホルモンや免疫が関与すると示唆される。本研究では、本学に蓄積された乳癌の網羅的遺伝子発現情報を用いて、CMVが潜伏感染している乳腺での癌発症遺伝子や薬剤感受性との関係を解明する。
IL-5により誘導される遺伝子の探索と機能解析

一方、IL-5Rから核へのシグナル伝達に重要な役割を果たすと思われるStat5a及びStat5bの役割について遺伝子欠損マウスを用いて解析を行った。Stat5は、どちらも実際に脾臓B細胞でIL-5刺激によりチロシンリン酸化されることが分かった。Stat5欠損B細胞を用いた実験で、Stat5aはIL-5によって引き起こされる増殖に重要な役割を果たしていること、またStat5bは増殖よりもむしろアイソタイプ変換に関わる遺伝子の発現に関与していることが明らかになった。この結果について、Jounal of Immunology誌(167 : 018-5026, 2001)に報告した。IL-5は、B細胞や好酸球に作用するサイトカインであり、特にマウスB細胞ではその増殖、分化を誘導し、抗体産生やクラススイッチなどの現象に関わることが分かってきた。本研究は、このIL-5のもつ生理学的現象を分子レベルから解明するために、IL-5刺激によりマウス脾臓B細胞に誘導される遺伝子を同定することを研究目的として実験を行った。そこで、マウス脾臓B細胞にIL-5レセプターの発現誘導を引き起こすCD38単独刺激及びCD38とIL-5共刺激後の脾臓B細胞よりcDNAを作製し、Subtracted libraryを作製した。このlibraryからdifferential screeningを行い、誘導される遺伝子を同定した。シーケンスの結果、IL-5刺激で誘導されるものとして、IgG1やJ鎖などの免疫グロブリン、代謝、細胞周期、細胞骨格などに関与する遺伝子、さらに転写因子やシグナル伝達分子などが多数同定された。この中から、転写因子であるXbp-1(X-box binding protein)とPREB(Prolactin regulatory element Binding)に注目して、現在レトロウィルスを用いて、脾臓B細胞にこれらの遺伝子または変異遺伝子を過剰発現させてB細胞分化に対する影響をFACSやELISAにより解析中である。さらに、Affymetrix社のGene Chipを用いて、B細胞でIL-5刺激で誘導される遺伝子を体系的、網羅的に検索した。解析の結果、約36000種類の遺伝子の中から発現上昇が高い遺伝子を約200遺伝子にまで絞ることができた。これらの中には、Xbp-1をはじめとするサブトラクション法で発現誘導の認められた遺伝子の他に、クラススイッチに必須であると報告されたAID(Activation-induced cytidine deaminase)やB細胞の終末分化に関与しているBlimp-1(B lymphocyte-induced maturation protein)などがあり、他の既知及び新規遺伝子の中にB細胞分化に関与する遺伝子があることが考えられた。今後は、今年度行ったサブトラクション法とDNA Chipで誘導されると分かった遺伝子の全長単離と機能解析を行っていく予定である。
小児脳疾患における介在ニューロンの病態解明

新生児期に難治性のてんかん発作を発症し重度の発達遅滞をきたす大田原症候群の原因遺伝子(ARX)を明らかにした。ARXは大脳介在ニューロン(iN)の発生に関与する。太田原症候群の病態にiNが関与することが証明された。大田原症候群は精神遅滞(23残基追加)やウエスト症候群(7残基追加)よりも長いポリアラニン配列の伸長変異(11残基追加)を有し,年齢依存性の発症機序・病態が反復配列の伸長数の違いによることを明らかにした。主に新生児期にてんかん発作で発症し,重度の発達遅滞をきたすことが多い大田原症候群は,1976年に大田原らによって世界に先駆けて日本で報告・確立された代表的な年齢依存性てんかん性脳症であり,乳児期にウエスト症候群に変化する。私たちは,大田原症候群の病態にも介在ニューロンが関与していると考え,GABA作用性の介在ニューロンの発生に関与するARX遺伝子の変異スクリーニングを行った。その結果,大田原症候群の2症例で,これまで精神遅滞(23残基追加)やウエスト症候群(7残基追加)で報告されていたポリアラニン配列の伸長変異よりもより長い(11残基追加)伸長変異をみいだした。ポリアラニンの伸長変異は,長さに比例して転写抑制機能が増強する機能獲得変異である。よってより長い伸長変異は下流遺伝子のより強い転写抑制を起こし,発現細胞である介在ニューロンの機能異常をきたし症状の重度化と発症の早期化をきたすと推測される。この成果によって,大田原症候群が,私たちの予想通り,介在ニューロンの機能異常により生じることが証明された。また,これまで不明であった年齢依存性の発症機序・病態が明らかにされた。抗てんかん薬の作用機序は,グルタミン酸の神経伝達阻害,電位感受性Naチャネル阻害,T型Caチャネル抑制,GABA作用性神経伝達亢進に分けられる。介在ニューロンの機能異常が病態に関与するてんかん発作では,GABA作用性神経伝達亢進作用を有する薬剤(バルプロ酸,ベンゾジアゼピン系,ゾニサミドなど)の選択的使用が有用であることを示唆する成果が得られ,実際の治療にも反映できる可能性がある。大田原症候群は1976年に日本ではじめて報告・確立された代表的な年齢依存性てんかん性脳症であり,新生児期に発症し,乳児期にウエスト症候群に変化し重度の発達遅滞をきたす。大田原症候群は脳形成障害に合併することが多く,症候性てんかんに分類され,原因遺伝子の解析が遅れていた。私たちは, 2007年に世界で初めて大田原症候群の原因遺伝子(ARX)を明らかにした。ARX遺伝子はGABA作用性の大脳介在ニューロンの発生に関与し,内部にポリアラニン配列を有し,アラニンの伸長数に応じ精神遅滞(23残基追加)やウエスト症候群(7残基追加)をきたす。大田原症候群では,既報告の伸長数よりも長い伸長変異(11残基追加)をみいだした。これにより大田原症候群が,推測通り介在ニューロンの機能異常により生じることが証明された。ポリアラニンの伸長変異は,長さに比例して転写抑制機能が増強する機能獲得変異であり,年齢依存性の発症機序・病態が反復配列の伸長数の違いによることも明らかにされた。ARXに異常を認めなかった大田原症候群でさらに新規原因遺伝子探索を行い,アレイ解析により1例で微細欠失を認め,候補遺伝子解析により13例中4例でSTXBP1遺伝子に新生変異を同定した。STXBP1はシナプス小胞の開口放出に関与するMUNC18-1蛋白の遺伝子であり,神経伝達物質の分泌障害が大田原症候群の原因に関与していると考えられた。てんかんの原因としてこれまでイオンチャネルの遺伝子変異が多く報告されているが,シナプス小胞の開口放出障害という新しいてんかん発症機序を示唆する成果であり,今後てんかんの病態解明,治療戦略に対し新しい突破口を切り開くことができた。
ラット肝,小腸細胞のapoA-ImRNAの合成とキビ蛋白質由来ペプチドの影響

報告者らは,雑穀の一種であるキビの,血漿高密度リポタンパク質(HDL)-コレステロール濃度上昇作用を報告しているが,その作用機序は明かにされていない。血漿中のHDL-コレステロールには,動脈壁などの末梢組織から過剰のコレステロールを引き抜く働きがあり,その機能によって動脈硬化症を予防したり,軽減化する作用がある。そのため血漿HDL-コレステロール濃度の上昇作用を有する食品の研究は重要である。本研究は,キビの血漿HDL-コレステロール濃度に及ぼす作用成分,ホルモン及びapo A-Iの合成,分泌への影響を調べ次の結果を得た。1)キビの作用成分は炭水化物ではなく,タンパク質が血漿HDL-コレステロール濃度上昇機能を有する。しかし,その作用は,単なるキビタンパク質のアミノ酸組成に基づくものではなかった。2)apo A-Iのサンドイッチ-ELISA法による定量法を,ラットapo A-1抗体によって初めて確立した。3)キビタンパク質の摂取後,1週間以内にリポタンパク質リパーゼ活性が196.3nm/ml/minから306.8nmに顕著に高まり,これに引き続き続いてapo A-I濃度が0.597mg/mlから0.66mgに上昇した。4)キビタンパク質から調製したペプチドは,血漿インスリン分泌を5.38μU/mlから24.7μUに亢進させた。5)肝初代培養によって,キビタンパク質を3週間与えたラットのApo A-I分泌が,カゼインを与えたラットの1.38倍に高まった。6)以上の結果から,キビタンパク質摂取後,その消化中間体であるペプチドが,インスリン分泌などのシグナルを介してリポタンパク質リパーゼを上昇させることによりapo A-1合成,分泌を刺激して血漿HDL-コレステロール濃度を上昇させている可能性が強く示唆された。
リポゾームをキャリヤーとするドラッグデリバリーシステムの開発

制癌剤を中心とした新しいドラッグデリバリーシステムの開発と臨床応用を共通の課題として研究を開始した。この目的に温度感受性リポゾームを採用し、化学塞栓療法とハイパーサーミアを併用してより効率の高い剤型設計を試みた。以下得られた成果の概略を示す。(1)温度感受性リポゾームの基礎的性質4142°Cに相転移点をもつリン脂質としてジパルミトイルフォスファチジルコリンを選び、種々の方法でリポゾームを調製した。REV法(逆相蒸発法)で調製したリポソームが最も温度感受性に優れ、また薬物の封入効率が高いことから、以下の実験ではリポゾーム調製はすべてREV法によった。(2)肝癌モデルの作成SLCウイスターラット皮下で継代培養したWalker256腫瘍をラット肝左葉に移植した。移植5日目以前では外からの腫瘍確認が困難で、また生存期間等を考慮して7日目より治療開始が最適であると判断した。(3)フリーのアドリアマイシン(ADM)投与後の体内動態フリーのADM(2.35mg/kg投与量は以下すべて同じ)動注後の体内動態を調べた。投与2時間後の腫瘍中のADM濃度は8ng/g組織で、肝組織の2倍強、心臓の6倍、十二指腸の1/3であった。血中濃度は15ng/mlであった。8時間後にはいずれの組織中の濃度も低くなり、腫瘍中では2時間後のそれに比較して約1/6に減少した。血中濃度は5ng/mlであった。(4)リポゾーム封入ADM(L-ADM)投与後の体内動態L-ADM動注8時間後の組織中ADM濃度は、組織によってフリーのADMと挙動を異にした。腫瘍中のADM濃度は、8時間後12ng/g組織と高い値を示し、フリーADM投与群の10倍であった。肝組織中の濃度も比較的高く、フリーADM投与群の4倍であった。一方、心臓に対してはフリーADM投与群と同じレベルにあり、ADMの心毒性という副作用面から考えてリポソーム剤型は、ADM投与の好ましい投与形態であるといえる。(5)加温の効果L-ADM投与2時間後にサーモトロンにより腫瘍近傍を6分間4142°Cに加温し、血中のADM濃度および8時間後のADMの体内分布を調べた。加温30分後に血中ADM濃度は最大に達し、その後漸減した。最大時の血中濃度は加温直前の約3倍で、投与2分後のそれに近かった。フリーのADM投与群の約10倍であり、肝動脈中に留まっていたリポゾームから加温によりADMが放出され、その一部が血流中に現れたと考えられる。8時間後のADMの腫瘍中濃度は、加温L-ADM群では24ng/g組織で、非加温L-ADM群のそれの約2倍、フリーADM投与群の20倍であった。逆に肝組織中では非加温L-ADM群より低い傾向を示し、肝動脈中に留まっていたL-ADMから加温により放出したADMが、肝組織よりも腫瘍により集積し易いことを示唆する。これは、フリーADM動注によりADMが肝組織よりも腫瘍により集まり易い傾向を示すことと一致する。(6)治療効果薬物投与5日後の腫瘍成長率(薬物投与後の腫瘍体積/投与前の腫瘍体積)は、L-ADM投与群ではコントロール(生食投与群)の1/8であった。(7)結論リポゾームによる栄養動脈塞栓、薬物の局所集積、持続化が可能である。さらに温度感受性リポゾームを用いることにより外部から薬物放出制御が可能であり、ハイパーサーミアと組合せることにより、極めて有用な剤型であるといえる。代表者堀越と碩学裘教授との研究領域が一致している事から両大学間で協定が締結された60年度より,制癌剤を中心とした新しいDrug Delivery Systemの開発と臨床応用を共同研究の目的とした.今年度は,温度感受性リポソームを用いて高分子薬物の放出制御およびその臨床への応用について検討した.以下概要を示す.[目的]リポソームは相転移温度(Tc)近傍で著しくバリヤー能の低下することが知られている.本研究では,基本的にはリポソームのこの特性を利用して,高分子薬物の局所放出を体外から制御し得る温度感受性リポソームの作製を目的とする.[結果・考察]DPPCリポソームからの薬物放出は,いずれの薬物もDPPCのTc近傍で急上昇して,温度依存性が認められ,特にREVは顕著であった.放出のパターンはいずれの場合も類似し,放出量は時間と共に増加して一定値に達した.ヒト血漿の添加でREV・LUVのいずれも放出時間,放出率,温度感受性が増強された.REV封入UKのラットにおける血中滞在時間はfreeに比べ延長され,血中濃度は投与15分後でfreeの10倍強となったが,ラット右下肢加温状態では同6倍となり,加温による生体内でのUK放出の促進が確認された.以上より温度感受性リポソームを用いることにより,外部からの高分子薬物の放出制御が可能となることが示唆された.制癌剤を中心とした新しいドラッグデリバリーシステムの開発と臨床応用を共通の課題として研究を開始した。

(1)温度感受性リポゾームの基礎的性質4142°Cに相転移点をもつリン脂質としてジパルミトイルフォスファチジルコリンを選び、種々の方法でリポゾームを調製した。REV法(逆相蒸発法)で調製したリポソームが最も温度感受性に優れ、また薬物の封入効率が高いことから、以下の実験ではリポゾーム調製はすべてREV法によった。(2)肝癌モデルの作成SLCウイスターラット皮下で継代培養したWalker256腫瘍をラット肝左葉に移植した。移植5日目以前では外からの腫瘍確認が困難で、また生存期間等を考慮して7日目より治療開始が最適であると判断した。(3)フリーのアドリアマイシン(ADM)投与後の体内動態フリーのADM(2.35mg/kg投与量は以下すべて同じ)動注後の体内動態を調べた。投与2時間後の腫瘍中のADM濃度は8ng/g組織で、肝組織の2倍強、心臓の6倍、十二指腸の1/3であった。血中濃度は15ng/mlであった。8時間後にはいずれの組織中の濃度も低くなり、腫瘍中では2時間後のそれに比較して約1/6に減少した。血中濃度は5ng/mlであった。(4)リポゾーム封入ADM(L-ADM)投与後の体内動態L-ADM動注8時間後の組織中ADM濃度は、組織によってフリーのADMと挙動を異にした。腫瘍中のADM濃度は、8時間後12ng/g組織と高い値を示し、フリーADM投与群の10倍であった。肝組織中の濃度も比較的高く、フリーADM投与群の4倍であった。一方、心臓に対してはフリーADM投与群と同じレベルにあり、ADMの心毒性という副作用面から考えてリポソーム剤型は、ADM投与の好ましい投与形態であるといえる。(5)加温の効果L-ADM投与2時間後にサーモトロンにより腫瘍近傍を6分間4142°Cに加温し、血中のADM濃度および8時間後のADMの体内分布を調べた。加温30分後に血中ADM濃度は最大に達し、その後漸減した。最大時の血中濃度は加温直前の約3倍で、投与2分後のそれに近かった。フリーのADM投与群の約10倍であり、肝動脈中に留まっていたリポゾームから加温によりADMが放出され、その一部が血流中に現れたと考えられる。8時間後のADMの腫瘍中濃度は、加温L-ADM群では24ng/g組織で、非加温L-ADM群のそれの約2倍、フリーADM投与群の20倍であった。逆に肝組織中では非加温L-ADM群より低い傾向を示し、肝動脈中に留まっていたL-ADMから加温により放出したADMが、肝組織よりも腫瘍により集積し易いことを示唆する。これは、フリーADM動注によりADMが肝組織よりも腫瘍により集まり易い傾向を示すことと一致する。(6)治療効果薬物投与5日後の腫瘍成長率(薬物投与後の腫瘍体積/投与前の腫瘍体積)は、L-ADM投与群ではコントロール(生食投与群)の1/8であった。(7)結論リポゾームによる栄養動脈塞栓、薬物の局所集積、持続化が可能である。さらに温度感受性リポゾームを用いることにより外部から薬物放出制御が可能であり、ハイパーサーミアと組合せることにより、極めて有用な剤型であるといえる。