hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
薬物輸送トランスポーターの迅速同定システムの構築とその寄与の推定

NSAIDsのフルルビプロフェンとインドメタシンの皮膚透過性を検討したところ、両薬物の皮膚透過はpH依存性で基質濃度に対して飽和性を示した。皮膚におけるトランスポーターmRNAの発現を検討したところ、MRP,OATP,MCT,OCTNなどのトランスポーターの発現が認められた。ニューキノロン抗菌薬グレパフロキサシンおよび蛍光性有機アニオン化合物Fluo-3/AMについて、MRP1遺伝子欠損マウスおよび正常マウスにおける組織対血中濃度比と皮膚透過性を検討した。その結果、グレパフロキサシンの皮膚への分布はMRP1欠損マウスにおいてより高いことがわかった。また、Fluo-3の皮膚透過はプロベネシドやFCCP存在下で促進されること、Fluo-3の皮膚への蓄積がMRP1欠損マウスにおいてより高いことが明らかとなった。これらの結果から、NSAIDs、ニューキノロン抗菌薬、蛍光性有機アニオン化合物等の皮膚透過に、MRP,OATP,MCT,OCTNなどのトランスポーターが関与する可能性が示された。新規キサンチンオキシダーゼ阻害薬Y-700の肝取り込み機構の解析を行った。ラット遊離肝細胞を用いた取り込み実験を行ったところ、Na^+依存性でKm値が約100μMの飽和性の能動輸送機構の存在が明らかとなった。種々トランスポーター発現細胞および阻害剤を用いた検討から、新規なトランスポーターの関与が示唆された。これまで、ペプチド類似化合物の消化管吸収にH^+濃度勾配を駆動力とするオリゴペプチドトランスポーターPEPT1が関与することが知られている。小腸刷子縁膜には種々Na^+/H^+交換体が発現することから、PEPT1との機能的カップリングについて検討を行った。HEK293細胞にPEPT1及びNHE3を共発現させたところ、PEPT1によるペプチド輸送活性が増加し、Na^+依存的が見られたことから、PEPT1とNHE3との間に機能的カップリングが示唆された。この知見は、薬物動態におけるトランスポーターの役割を評価するためには、輸送に直接関わるトランスポーター分子のみならず、それと共存する他のトランスポーター分子の働きにも着目することが必要であることを示唆するものである。これまで既に薬物を認識・輸送するトランスポーターのcDNAが単離され、その基質認識性が明らかにされてきたが、今なお殆どの薬物について関与するトランスポーターが見同定である。本研究の目的は、複数のトランスポーターcDNAのin vitro発現系を用いて発現レベルと輸送活性の定量的関係を明らかにし、それらを比較することによって、薬物体内動態における薬物トランスポーターの関与を迅速に評価するシステムを構築することにある。本年度は、293細胞に異なる量の有機カチオントランスポーターOCTN1遺伝子を導入し、細胞膜への送達と発現量レベルを、免疫染色およびをウエスタンブロット解析により、同時に輸送活性をテトラエチルアンモニウム取り込み活性により評価した。その相関から、日本人健常人ボランティアに見出されたcDNA一塩基多形により輸送活性が顕著に減少することを明らかにすると共に、有機カチオン性薬物の体内動態変動に影響を与える可能性を示唆することが出来た。同じく有機カチオントランスポーターであるOCTN2についても解析を行い、輸送活性の制御に関わるPDZタンパク質を同定した。更に同定したPDZタンパク質であるPDZK1とOCTN2タンパク質のC末端4残基のアミノ酸配列が重要であることも突き止めた。また、未変化体で60-70%が尿中排泄され新規ループ利尿薬として開発された薬物について、その腎尿細管基底膜における取り込み輸送を担うトランスポーターの同定を試みた結果、有機アニオントランスポーターのOAT1が一部関与することを明らかにすることが出来た。

HEK293細胞にPEPT1及びNHE3を共発現させたところ、PEPT1によるペプチド輸送活性が増加し、Na^+依存的が見られたことから、PEPT1とNHE3との間に機能的カップリングが示唆された。この知見は、薬物動態におけるトランスポーターの役割を評価するためには、輸送に直接関わるトランスポーター分子のみならず、それと共存する他のトランスポーター分子の働きにも着目することが必要であることを示唆するものである。
キラル三次元ナノ構造液晶を用いた有機無機融合ネットワークの構築とフォトニクス応用

本研究では、三次元ナノ構造を有するブルー相(BP)液晶内の欠陥ネットワーク部位に金属微粒子を分散して、この有機無機融合ネットワークを活用したフォトニックデバイスの実現を目指し、(1)ナノ粒子(NP)分散によるBPの熱力学的安定性の向上、(2)安定化させたBP液晶を用いた偏光無依存屈折率変調素子の特性改善、(3)金属NPの配列制御とプラズモン制御を検討した。詳細は以下の通り。(1)液晶への直接スパッタリング法を用いて、濃度の異なる金NP添加BP液晶を作製し、BPの発現温度範囲を調べた。金NPの添加によって、昇温過程でBPの発現温度範囲拡大が認められ、熱力学的にBPが安定化されることを示した。またBPの発現温度範囲は金NPの濃度が高いほどより拡大され、BPを不安定化する配向欠陥の体積が金NPによってより多く排除されたものと考察した。(2)ファブリ・ペローエタロンの空隙にBP液晶を導入し、BP IIの屈折率の電界依存性を評価した。その結果、電界の印加により屈折率が低下しその変化量は低電界領域においてほぼ電界の2乗に比例し、カー効果を確認した.また,電界誘起によるコレステリック(Ch)相転移が見られなかったNP添加BP IIにおいては高い電界を印加することにより、0.011(8.5 V/μm)の変調量が得られた。(3)BP I、BP IIおよびChを示す三種類のキラル液晶における金NPの分散性について、局在表面プラズモン共鳴(LSPR)の観点から調べた。等方相およびBPI、IIでは、金NPのLSPRに起因する吸収のピークが観測され、金NPの分散が確認された。一方、Ch相では、LSPRに起因する吸収はその他の相と比較してブロードとなり、ピーク波長も長波長シフトし、各々のキラル相の秩序構造に起因して、金NPの分散状態が異なることが明らかとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。液晶にキラリティを増していくとナノスケールの三次元的な螺旋周期構造を形成するコレステリックブルー相(BP)が発現する。本研究では有機分子の自己組織化ナノネットワークと無機金属あるいは半導体微粒子などとの複合化による新しいフォトニクス応用をしてきた。先ず、BP液晶の実用化の最大の問題であるBP発現温度範囲の拡大を試みた。手法としては、我々が提案した金属ナノ粒子分散法、すなわち、金、銀、パラジウムなどの金属ナノ粒子をBP液晶に添加することでBPの発現温度範囲を拡大する方法を用い、本年度は、金ナノ粒子の濃度を変化させた場合のBPの発現温度範囲について検討を行った。その結果、BPの発現温度範囲は金ナノ粒子の濃度の増大に伴って拡大することを確認した。また、比較的粒子濃度が低領域においては、BP IIの発現温度範囲がBP Iに比べてより大きく拡大されているのに対し、ある程度以上粒子を添加するとBP IIが消失しBP Iのみの発現温度範囲が拡大することが明らかとなった。BP IIは本来BP Iに比べて不安定であることを考慮すると、金ナノ粒子の濃度が低い場合は安定化効果を顕著に受けるが、濃度が高くなると再びBPIIが不安定になり消失したものだと考えられる。上記安定化手法を用いて、これまで提案したBP液晶の光学的等方性を利用した偏光無依存屈折率変調素子の特性改善を試みた。その結果、微粒子安定化により駆動特性の改善が確認され、また、さらなる動作特性の改善のために、駆動周波数により誘電異方性が反転する二周波駆動液晶を用いて屈折率変調範囲の拡大にも成功した。詳細は以下の通り。

24年度が最終年度であるため、記入しない。コレステリックブルー相液晶の応用上最も重要な課題である発現温度範囲の拡大を、有機無機融合ネットワークにより達成しており、また、数値シミュレーションによって金属ナノ粒子との融合ネットワークにおける光学特性の解析にも着手できており、目的の達成に向けて順調に進展している。数値シミュレーションによる解析を進め、発現が期待できる光学現象の検討、また、そのための材料設計を行う。さらに、金属微粒子分散条件の詳細な検討を行い、上記シミュレーション結果を実験に展開できる体制を確立する。
ＳＯＦＣ－ガスタービンハイブリッドシステムのダイナミクスと制御に関する研究

固体酸化物形燃料電池(SOFC)とガスタービンを組み合わせたハイブリッド発電システムのダイナミクスに着目し,負荷変動時などの動的挙動を予測しうる動特性解析モデルを構築し,制御系を含むシステム設計について研究を展開した.SOFCの動特性解析モデルを構築し,負荷変動追従運転を行うための出力制御の方法を提案することができた.出力300Wクラスのセルスタックを使用し,提案した制御方法の妥当性を実験的に確認することができた.平成24年度は、以下のような研究活動を展開した。1.前年度に構築したSOFCの動特性解析モデルを用いて,制御系設計について検討を行った。SOFCの作動に必要な制御としては,負荷変動への追従のための出力制御,本体の熱管理のためのセル温度制御,燃料改質を適正に行うためのS/C(水蒸気とメタンのモル流量比)の制御,効率維持のための燃料利用率の制御が挙げられる.これら4つの制御を同時に行いながら負荷変動追従運転を行う場合の特性を解析し、制御系の間の相互干渉の特性を明らかにすることができた。4つの古典的なフィードバック制御系を構築することで、負荷変動追従と発電効率維持の両立が可能であるとの見通しが得られたことは、大きな成果であると考えられる。また、研究交流のあるポーランドアカデミー科学技術大学のJanusz Szmyd教授の協力の下、出力300W級のセルスタックを用いた動特性実験を実施し、提案した制御方法の効果の検証に取り組んだ。作動条件が上記の数値シミュレーションのケースと完全に一致していたわけではないが、負荷変動を想定した電流操作に応じて燃料流量を操作することで、燃料利用率を維持しながら出力を制御することが可能であることを確認することができた。これらの研究成果は既に国際会議で発表しており、海外の論文誌への投稿を予定している。2.ガスタービンの動特性解析モデルについては、圧縮機とタービンの回転系ならびに燃焼器の基本的な数学モデルを構築し、個々の計算コードを作成したが、ガスタービン全体としての組み合わせた場合の計算コードを完成させることができず、性能予測・評価が行える段階にまで到達することはできなかった。3.再生熱交換器の動特性解析モデルについては、プレートフィン型熱交換器の基本設計を完了させ、数学モデルの構築まで実施したが、計算コードの作成には着手することができなかった。平成25年度は最終年度であることから、過去2年間の成果をベースにSOFC-ガスタービンハイブリッドシステムの動特性モデルの構築について検討を進めることを計画していた。これまでに構築してきたSOFCの動特性モデルにおいては、電圧変動の過渡特性に対して相対的に影響が大きい熱的な遅れのみを考慮して、モデルの簡略化と計算時間の短縮化を図ってきた。このモデル用いて適正な出力制御が可能であることを示してきた。SOFCの出力制御において、セルの内部で燃料(水素)が不足する状態、いわゆる「燃料枯れ」の発生が問題となることが知られている。この点について学会発表等の場でモデリングの不備が指摘された。低負荷から高負荷への変化の際に燃料流路の下流において水素濃度が著しく低下する状況が発生しうることが分かった。しかし、前年度までに構築した動特性モデルには物質輸送が考慮されていないことから、それを改善するための検討を行った。本研究課題に着手する以前に実施した円筒型SOFC単セルの動特性実験のデータを参考とし、電極内部とガス流路での物質移動について検討した。出力制御のための電流操作に応じて生ずる電圧の過渡応答を中心として考察を進めたところ、燃料枯れを生じさせる主要因が燃料流路での水素の拡散の遅れであることが分かった。この結果から、SOFCの適正な制御を行う上では、燃料流路の形状・寸法も重要な設計条件であることを示すことができた。当初の目標であったガスタービンを組み合わせた動特性解析モデルの構築を年度内に完了することはできなかった。SOFCの動特性モデルに物質輸送を組み込む作業が必要となったこと、ガスタービンのモデル化にあたり、商用化されているガスタービンのデータを参考にしながら検討を進めたが、解析結果と実機データとが十分に一致せず、モデルの妥当性が確認できなかったことの2点が主たる要因であった。固体酸化物形燃料電池(SOFC)とガスタービンを組み合わせたハイブリッド発電システムのダイナミクスに着目し,負荷変動時などの動的挙動を予測しうる動特性解析モデルを構築し,制御系を含むシステム設計について研究を展開した.SOFCの動特性解析モデルを構築し,負荷変動追従運転を行うための出力制御の方法を提案することができた.出力300Wクラスのセルスタックを使用し,提案した制御方法の妥当性を実験的に確認することができた.平成23年度は,以下のような研究活動を展開した.1. SOFC-GTハイブリッドシステムの設計:固体酸化物形燃料電池(SOFC)とガスタービン(GT)を組み合わせたハイブリッドシステムの解析コードを利用して,システム設計について検討した.過電圧の特性がSOFCの性能評価に大きく影響することから,最近のSOFCの技術レベルを考慮した電流ー電圧特性を組み込み,ガスタービンと再生熱交換器を含めたシステム全体の基本的な設計パラメータの決定を行った.2.固体酸化物形燃料電池(SOFC)の動特性解析モデルの構築:制御系を含むSOFCの作動条件変化に対する出力の過渡応答を予測する解析モデルの構築を目標として検討を進めた.SOFCの動特性を大きく支配する要因が,熱容量に起因する温度応答の遅れであることから,マクロなエネルギー方程式についてのみ非定常モデルを導入することについて検討を行った.

出力変動を想定した電流操作や燃料と空気の流量操作に対する電圧の過渡応答を解析した結果,これまでに報告されている実機の特性と定性的に一致する結果を得ることができた.また,物質輸送について,円筒型単セルを対象とした動特性解析を行ったところ,電極内の拡散がSOFCのマクロな動特性に及ぼす影響は極めて小さくなることを確認した.当初の計画にはなかったが,研究交流のあるポーランドアカデミー科学技術大学において平板型SOFCの動特性実験を行う機会が得られ,貴重な実験データを取得することができた.3.ガスタービンの動特性解析モデルの構築:ハイブリッドシステムのもう一方の主構成要素であるガスタービンの動特性モデルの構築に着手した.動特性解析で重要となる回転系の慣性モーメントの算定のためにローターの設計を行ったが,ブレード間の流れの予測など,現段階では検討が不十分の点があるので,次年度の課題としたい.SOFCの運転においては、発電効率維持の観点から燃料利用率の制御は重要であり、部分負荷時に燃料流量を減少させることが得策であることが知られている。しかし、負荷急増に対応するため電流を急激に増加させると燃料不足状態の発生する可能性が高くなるという問題があり、これを回避するような制御手法の確立が重要な課題となる。本年度の研究を通じて、この課題に対する興味深い知見として、セル温度制御が燃料不足状態の回避に影響を及ぼすことが明らかとなった。4つの制御系は相互に影響を及ぼし合うが、いずれも制御パラメータを適切にチューニングすることで良好な制御経過が得られることがわかったことは重要な成果である。提案した制御系の有効性を検証するための実験も実施しており、数値計算の結果と実機の挙動とが定性的には一致することが確認できている。このように、SOFCのモデリングと制御系に関する検討は計画通りに進めることができた。一方、ガスタービンのモデリングが遅れており、ハイブリッドシステム全体のシミュレーションを行うまでには至っていない。作業の遅れの主たる要因は、ガスタービン設計のための流動解析の環境整備に時間を要したことである。本研究で対象としているハイブリッドシステムにおいては、半径流型の圧縮機とタービンを採用したマイクロガスタービンを利用する。そのローターの設計のために流路内のガス流動の数値解析を行うことが有効であることから、CFDの援用に取り組んでいる。低コストで環境整備を行うため、Open CFDを導入しているが、これをターボ機械に適用した事例が極めて少ないため、試行錯誤に時間を要した。本年度末には、タービン内の流れを解析できるようになったので、それにもとづいてタービンの設計を進めたが、ガスタービン全体のダイナミクスを予測するための解析コードの構築については、十分な検討を行うことができなかった。
宿主拒絶反応に及ぼすヘルペスウイルス感染の影響:マウス臓器移植モデルによる解析

1.マウスサイトメガロウイルス(HCMV)抗体測定系の感度、特異性解析前年度作成したMCMV感染MRC-5 cellを抗原とした間接蛍光抗体法を用いて、Smith株接種前後にBALB/cマウスより血清を採取し抗体測定を実施した。その結果、本測定系では回復期血清で有意なIgG抗体価の上昇が確認され、今後の感染実験に利用可能なことを確認した。2. HCMV感染マウスのウイルス学的解析培養繊維芽細胞にMCMVを接種し得られた高力価のMCMVをBALB/c×C3Hマウスに経鼻接種。またアジュバントとして、変異易熱性下痢毒素(LT)を同時に接種した群についても検討した。その結果、アジュバントを加えなかった群においては十分な抗体価上昇が得られなかったが、変異LTを同時期に接種した群ではMCMVIgG抗体価の有意上昇が確認された。3.今後の予定2.で、アジュバントを加えることにより有意な抗体上昇が確認されたため、今後末梢血中HCMVゲノムの有無をPCR法で確認する予定である。さらに感染マウス各種臓器内(特に肝組織中)へのウィルスゲノム散布状況解析も重要な課題で、今後検討して行く予定である。1,マウスサイトメガロウイルス(MCMV)抗体測定系MCMV感染MRC-5 cellを12穴スライドグラス上にアセトン固定、間接蛍光抗体法でMCMV IgG抗体を測定する系を確立中。BALB/cマウス腹腔内にSmith株HCMVを接種し、急性期、回復期血清を採取し抗体アッセイ系の感度、特異性を検討中。2,MCMV分離、培養培養繊維芽細胞を使い、ウイルス分離ならびに培養を実施。高力価のウイルス液が得られることを確認。3,MCMVゲノム検索法4,MCMV感染系の確立BALB/c×C3Hマウスに、2で整節したHCMVを経鼻接種。感染後、経時的にマウスより採血し抗体測定、ウイルスゲノム検索を実施中。5,今後の予定4,に述べたMCMV感染系が確立されたら、(1)ドナーマウス感染無し×レシピエントマウス感染無し(2)ドナーマウス感染有り×レシピエントマウス感染無し、(3)ドナーマウス感染無し×レシピエントマウス感染有り、(4)ドナーマウス感染有り×レシピエントマウス感染有りの各系列を作成。それぞれの組み合わせについて肝移植を実施。術後拒絶反応、ウイルス感染動態を解析する。
超高振動数下での土の動的強度・動的変形特性の研究

深さ方向に設置した加速度及び変位計のデータから、土層に作用した慣性力とせん断ひずみの時刻歴を推定する方法を詳しく検討した。その結果、実験や地震観測に要求されるセンサーの精度や設置間隔を明らかにした。上記の方法を用いて、せん断リング土槽を用いた振動実験結果を解析し、100Hzまでの振動数領域での乾燥砂の動的変形特性を検討し、従来の低振動数領域における要素試験結果と比較検討した。その結果、振動実験から求めたらせん断剛性は従来の要素試験から求めたものより若干小さめの値となった。また、振動実験から求められた減衰定数は従来の要素試験から求めたものより若干大きめの値を観測した。三軸セルを改良し、高振動数下の繰り返し単純せん断試験を実施した。検討の対象としたのは、兵庫県南部地震における神戸ポートアイランドの沖積粘土層の動的変形特性である。試験に用いた試料は、ポートアイランドの沖積粘土層と同じ層序を持つ神戸六甲アイランドでサンプリングされた沖積粘土である。この粘土に、神戸ポートアイランドで観測された地震記録を用いて推定したせん断応力の時刻歴を載荷した。単純せん断試験は、排水条件や載荷速度を変化させて行った。その結果、非排水条件下で、ひずみ速度が大きいほど粘土のせん断剛性も大きくなることを明らかにした。このことは、粘性土は同じ応力を与えても、載荷速度が小さいほど応答変形が大きくなることを示している。また、この結論は、同程度の最大加速度が作用した釧路沖地震、三陸はるか沖地震、兵庫県南部地震の中で、低い振動数が卓越した兵庫県南部地震の被害が突出していることとも整合するものである。
NFκ-B活性化阻害剤を用いた尿路結石抑制機序の解明と臨床応用

クルクミンによる結石形成の抑制効果をob/obマウスとwild typeを用いて調べた。wild typeおよびob/obマウスに対し50mg/kgグリオキシル酸(以下GOX)を6日間連日腹腔内投与し、結石形成、形態の確認を偏光顕微鏡,シュウ酸カルシウム結石染色(Pizzolato染色)で観察した。さらに両群に0.2%のクルクミンを添加した食餌を与えた群でも同様の検討を行った。クルクミン投与により、酸化ストレスの抑制、NF-kB (p65)の尿細管での核内移行の抑制、アディポネクチンの発現増強、細胞傷害の軽減を認め、これらが結晶沈着抑制のメカニズムに関与する因子と考えられた。尿路結石は生活習慣病の一つであり、動脈硬化症と多くの共通点をもつ。例えば、発症機序、転写因子NF-kBによって病態形成が促進されること、炎症との関連、オステオポンチン(以下OPNと略す)の関与などである。これまで、私たちは腎尿細管細胞において、シュウ酸刺激、酸化ストレスが動脈硬化症と同様に、NF-kBによるシグナル伝達経路を活性化させることを見いだした。これに引き続いて、結石形成が促進されることを発見した。また、NF-kBの活性化がアポトーシスを誘導し、ミトコンドリアの崩壊が結石原基となることも証明した。本研究では、これらの成果をふまえて、抗酸化作用を有するNF-kB阻害剤による尿路結石の再発予防効果を調べ、臨床応用の実現を目指す。シュウ酸は尿細管細胞に様々な影響を与えていることが報告されている。そこで、シュウ酸刺激による尿細管細胞におけるNF-kBの活性化、オステオポンチンの発現について検討した。シュウ酸0.5mM刺激後13時間にかけてIkBαのリン酸化およびp65の核移行によりNF-kBの活性化が確認できた。これに引き続いてオステオポンチンの発現が増強した。このシュウ酸刺激によるNF-kBの活性化はNAC 5mM添加により抑制され、オステオポンチンの発現も抑制された。シュウ酸刺激はNF-kBの活性化を通じて細胞傷害、炎症反応を起こしオステオポンチンの発現を促進した。抗酸化剤でもあるNACはNF-kBの活性化を阻害することにより、炎症性サイトカインの発現、尿細管細胞のアポトーシス、オステオポンチン発現を抑制し、尿路結石形成の予防に有用な薬剤となりうると考えられた。また、オステオポンチンの発現のみでなく、シュウ酸刺激で誘導される腎でのマクロファージの誘導、尿細管での結晶形成も結石モデルマウスにおいてNACにより抑制されることが証明された。われわれは、ob/obマウス(B6.V-Lepob/J)ではWild typeに比べ、より結石形成が促進されることを報告した。これにはアディポサイトカインであるアディポネクチンが強く関与していることがわかっている。(A)wild typeおよび(B) ob/obマウスに対し25、50mg/kgグリオキシル酸(以下GOX)を6日間連日腹腔内投与(各3匹ずつ計24匹)し、結石形成、形態の確認を偏光顕微鏡,シュウ酸カルシウム結石染色(Pizzolato染色)で観察した。さらに両群に0.2%のクルクミンを添加した食餌を与えた(C)(D)群でも同様の検討を行った。3、7、14日投与後に採血、採尿を行い安楽死させ腎臓を摘出した。尿中、血中パラメーターの測定を行い、腎尿細管石灰化については偏光顕微鏡下に結晶の割合をパラメーター化した。SODとMDAの免疫染色を行い、酸化ストレスと細胞傷害について評価を行った。さらに、NF-kB (p65)の尿細管での核内移行の有無を免疫組織染色で確認し、摘出腎におけるアディポサイトカイン(アディポネクチン、MCP-1、PAI-1等)や酸化ストレス(SOD, MDA, 8-OHdG)の発現変化を免疫染色、PCR、Western brottingにて観察した。(A)群に比較して(B)群では有意にシュウ酸カルシウム結晶の沈着が多かった。(C)(D)群では、腎尿細管へのシュウ酸カルシウム結晶沈着の有意な抑制効果が認められた。尿路結石症転写因子NF-kBが尿路結石形成に強く関与しており、炎症性サイトカイン、マクロファージ、オステオポンチンなどの結石関連蛋白を介していることが、証明された。

また、NF-kB活性化阻害剤であるNACが細胞株および結石モデルマウスで結石形成を阻害することも示すことができた。他のNF-kB活性化阻害剤でも同様の結果が出つつあるが、すべてにおいては証明できていない。腎尿細管細胞株を用いた結晶付着実験も同様の状況であるが、全体としてはほぼ順調に結果が出ていると考えている。今後はこれまでの結石モデルマウスに加えてメタボリックシンドローム(MetS)モデルマウス:ob/obマウス(B6.V-Lepob/J)を用いて同様にNF-kB活性化阻害剤の効果を確認していく。最終的には、ヒトにおいてNF-kB活性化阻害剤が尿中結石関連蛋白、炎症性サイトカインを減少させうるかまで、明らかにしていきたいと考えている。
メソイオン化合物を基盤とする高機能性物質の創製に関する研究

種々のテトラゾリウム系メソイオン化合物の合成中間体として重要な5-クロロ-1,3-ジフェニルテトラゾリウム塩の簡便合成法を新たに開発することに成功し、本化合物を用いて以下に述べる新規メソイオン化合物を合成し、その構造、物性を検討した。1.従来知られていたメソイオン型フルベンを出発物質として、共役系の更に拡大した三極性メソイオンの合成に初めて成功した。本化合物の電子状態を種々のスペクトレ解析により明らかにした。2.クロロテトラゾリウムとヒドラジン水和物との反応により対応する紫色のアジンを高収率で合成した。本化合物は段階的に一電子酸化を受け、対応するカチオンラジカル(緑カッ色)ならびにジカチオン(橙色)を安定な結晶として単離することができた。これらの酸化生成物は還元によりアジンに戻ることを確認し、可逆的レドックス系を構築することに成功した。3.一置換ヒドラジンとの反応により1:1付加物(ヒドラゾン)を赤紫色系の結晶として単離した。本化合物は酸により興味深い転位反応を起し、新規なメソイオン化合物を与えるユニークな新反応を発見した。4.上記の新しいメソイオン類はニトロフルオレノン等の電子受容体と電荷移動錯体を形成することが明らかになった。将来、本錯体の物性について更に精査する予定である。
plasmidを用いたIL-10遺伝子の大腸粘膜導入による大腸炎の抑制

pCMV-IL10をラット大腸粘膜に導入した後トリニトロベンゼンスルホン酸(TNB)を経肛門的に注入し,TNB誘発大腸炎モデルを製作したところ,pCMV-IL-10未導入大腸炎モデル群と比較して病変の増悪が認められた。pCMVは非メチル化CpGmotifを有するplasmidである。非メチル化CpG motifは微生物由来のDNAで、哺乳類のリンパ球/単核球に直接作用し、免疫が活性化されることが明らかにされ、その塩基配列はimmunostimulatory sequence(ISS)と呼ばれる。このことからpCMVの有する非メチル化CpG motifすなわちISSが病変を増悪させたと考えられた。そこでISSを多く含むplasmidであるpACBとISSを失活させたメチル化pACB(mpACB)をラット大腸粘膜に導入した後TNB誘発大腸炎モデルを作製した。plasmid未導入群とmpACB導入群とpACB導入群で病変の肉眼的評価を点数化すると,それぞれ3.23±1.64,3.57±1.81,4.38±1.19で各群間に有意差を認めなかった。組織学的評価では,それぞれ4.92±3.14,6.28±3.19,7.53±3.28でplasmid未導入群とpACB導入群の間に有意差を認め(p<0.05),pACB導入群で病変の増悪を認めた。さらにISSの導入による炎症性サイトカイン産生の増加が病変の増悪と関与するかについてmpACB,pACB,CpGオリゴヌクレオチドおよびグラム陽性球菌DNAをラット大腸粘膜に導入した後TNB誘発大腸炎モデルを作製し,大腸粘膜局所のTNFαを測定した。TNFα値は未導入群で7219.5±702.2pg/1/gで、mpACB,pACB,CpGオリゴヌクレオチドおよびグラム陽性菌DNA導入群ではそれぞれ25616.3±14015.1pg/1/g,91579.7±94439.1pg/1/g,43556.2±18965.3pg/1/g,84039.8±76969.3pg/1/gであり,未導入群とpACBおよびグラム陽性球菌DNA導入群の間に有意差を認め(p<0.05),pACBおよびグラム陽性球菌導入群でTNFαが高値であった。以上から1)ISSによる腸管粘膜でのTNFα産生の増加が大腸炎モデルの病変の増悪に関与する。2)慢性炎症性腸疾患に遺伝子を導入する場合は,ISSの少ないplasmidを用いる必要があることがわかった。1)ラット大腸粘膜に、経肛門的にβ-ガラクトシダーゼ(β-gal)をコードするLac Z遺伝子を組み込んだplasmidであるpACB-Zを接触させることにより、大腸粘膜にβ-galが発現することを確認した。2)ラット大腸粘膜にインターロイキン10(IL-10)のcDNAを組み込んだplasmidであるpCMV-IL-10を導入したところ、導入部位の大腸粘膜に肉眼的および組織学的に変化を認めなかった。3)上記2)で用いたpCMV-IL-10をラット大腸粘膜に導入した後、トリニトロベンゼンスルホン酸(TNB)を経肛門的に注入しTNB誘発大腸炎モデルを作製したところ、pCMV-IL-10を導入していないTNB誘発大腸炎モデル群と比較して大腸炎の増悪が認められた。4) pCMVは炎症性サイトカインを増加させるCpG motifをもつimmunostimulatory sequence(ISS)を有するplasmidであることから、ISSを多く含むplasmidであるpACBとISSを失活させたメチル化pACB(mpACB)を用いてTNB誘発大腸炎モデルを作製した。plasmid未導入群とmpACB導入群とpACB導入群で、病変の肉眼的評価を点数化したところ、それぞれ3.23±1.64、3.57±1.81、4.38±1.19であり、群間に有意差を認めなかった。組織学的評価ではそれぞれ4.92±3.14、6.28±3.19、7.53±3.28で、plasmid未導入群とpACB導入群の間に有意差を認めた(p<0.05)。以上より、ISSが大腸炎の増悪に関与することが示唆された。

組織学的評価では,それぞれ4.92±3.14,6.28±3.19,7.53±3.28でplasmid未導入群とpACB導入群の間に有意差を認め(p<0.05),pACB導入群で病変の増悪を認めた。さらにISSの導入による炎症性サイトカイン産生の増加が病変の増悪と関与するかについてmpACB,pACB,CpGオリゴヌクレオチドおよびグラム陽性球菌DNAをラット大腸粘膜に導入した後TNB誘発大腸炎モデルを作製し,大腸粘膜局所のTNFαを測定した。TNFα値は未導入群で7219.5±702.2pg/1/gで、mpACB,pACB,CpGオリゴヌクレオチドおよびグラム陽性菌DNA導入群ではそれぞれ25616.3±14015.1pg/1/g,91579.7±94439.1pg/1/g,43556.2±18965.3pg/1/g,84039.8±76969.3pg/1/gであり,未導入群とpACBおよびグラム陽性球菌DNA導入群の間に有意差を認め(p<0.05),pACBおよびグラム陽性球菌導入群でTNFαが高値であった。以上から1)ISSによる腸管粘膜でのTNFα産生の増加が大腸炎モデルの病変の増悪に関与する。2)慢性炎症性腸疾患に遺伝子を導入する場合は,ISSの少ないplasmidを用いる必要があることがわかった。
犬猫の糸球体腎症におけるオーバーフィル理論の解明、バイオマーカーおよび治療法開発

昨年度に続いて症例の収集およびその病態解析を研究を行った。糸球体腎症が6われて腎生検の適応となった症例は10症例(犬5例、猫5例)であった。解析は、5種類の染色(ヘマトキシリン・エオジン、過ヨウ素酸シッフ、過ヨウ素酸メセナミン銀、マッソン・トリクロームおよびコンゴ・レッド染色)、新鮮凍結切片による蛍光抗体法(IgG, IgA, IgMおよび補体C3)、透過型電子顕微鏡で行った。解析の結果、4例の犬は4非免疫複合体糸球体腎炎であった。1例の犬は、動物ではほとんど報告ない糸球体血栓症と診断された。猫は5例とも腎アミロイドーシスであった。アミロイドーシスの猫の5例のうち3例は同腹であり、遺伝的な素因が疑われた。本年度に解析したネフローゼ症候群を起こしていた症例はなく、オーバーフィルは起こしていないと考えられた。研究期間内にオーバーフィルを示した症例は認められなかったため、過去に腎生検を行った症例についてレトロスペクティブな解析を行った。その結果、1例にのみoverfillを疑う病態が認められた。この症例は、低アルブミン血症が顕著でないにもかかわらずネフローゼ症候群を起こしており、治療では抗アルドステロン薬が奏功していた。犬の免疫複合体性糸球体腎炎についてはレクチン組織化学的解析も行い、糖鎖構造からも本疾患の多様性が示唆された。しかし、上記のoverfillが示唆された症例に特異的な所見は認められなかった。また、腎臓内の毛細血管の粗鬆化を調べた結果、犬の糸球体腎症では毛細血管の粗鬆化は起きておらず、これはoverfillが示唆された症例でも同様であった。以上、犬と猫の糸球体腎症は病態が多様な疾患であるが、overfillによるネフローゼ症候群は非常にまれな病態であると考えられた。本年度は、症例収集と病態解析を中心に研究を行なった。糸球体腎症が疑われて腎生検の適応となった症例は7症例(1例は死後剖検、犬6例、猫1例)と例年よりも多かった。全ての症例において、5種類の染色(ヘマトキシリン・エオシン(HE)、過沃素酸シッフ(PAS)、過沃素酸メセナミン銀(PAM)-HEおよびマッソン・トリクローム(MT)染色、コンゴ・レッド)による光学顕微鏡観察、新鮮凍結切片による蛍光抗体法(IgG, IgA, IgMおよびC3)、透過型電子顕微鏡観察を実施した。その結果、7症例中3症例が免疫複合体糸球体腎炎と診断された。1症例は急性尿細管間質障害、1症例は慢性尿細管間質傷害をともなう非免疫複合体糸球体腎炎、1症例は糸球体血栓症(Glomerular thrombosis)、1症例は分類不能の糸球体疾患と診断された。糸球体血栓症は犬ではほとんど報告がなく、さらに詳細な解析が必要であると考えられた。また、分類不能の糸球体疾患は、その電子顕微鏡所見がヒトのアルポート症候群に類似していた。犬ではアルポート症候群の報告はまれである。すでに報告されている犬の原因アレルについて解析を行なったが、異常アレルは検出されず、本症例についてもさらに詳細な解析が必要であると考えられた。これら7症例のうちネフローゼ症候群を起こしていたのは2症例であった。この2症例について、underfilとoverfilのいずれのメカニズムで腹水や皮下浮腫が発生しているのかを臨床病理学的に推察したところ、両症例ともunderfilが強く疑われた。本年度は、免疫組織化学的解析まで実施する予定であったが、予想よりも多くの症例で腎生検が実施されたため、その病態解析に計画していた以上の時間を費やした。しかしながら、想定していたより多くのサンプル収集ができたため、研究計画全体としてはむしろプラスになったと考えている。計画している免疫組織化学的解析に用いる抗体の多くはすでに予備実験において検出法が確立されており、研究全体としては大きな遅れは生じていないと考えている。本年度は、昨年度に続いて症例の収集およびその病態解析を中心に研究を行った。糸球体腎症が疑われて腎生検の適応となった症例は7症例(犬6例、猫1例)であった。病態解析は、5種類の染色(ヘマトキシリン・エオジン、過ヨウ素酸シッフ、過ヨウ素酸メセナミン銀、マッソン・トリクロームおよびコンゴ・レッド染色)、新鮮凍結切片による蛍光抗体法(IgG, IgA, IgMおよび補体C3)、透過型電子顕微鏡で行った。解析の結果、1例の犬は免疫複合体糸球体腎炎(ICGN)、4例の犬は非免疫複合体糸球体腎症(Non-ICGN)、1例の犬は嚢胞性腎疾患(あるいは腎異形性)、1例の猫は腎アミロイドーシスであった。本年度に解析した症例でネフローゼ症候群を起こしていたのはICGNの犬の1例のみでああった。この症例について、underfillとoverfillのいずれのメカニズムが起きているのかを臨床病理学的に解析した結果、underfilであると考えられた。さらに,犬の糸球体腎症の病態進行メカニズムに関するレトロスペクティブ解析を行った。ICGNあるいはNon-ICGNと診断された24頭(ICGN:18頭、Non-ICGN:6頭)の犬の腎組織を使用した。解析の結果、ICGNでは、糸球体の硬化よりも間質の線維化が腎機能の低下に関係していた。

一方、Non-ICGNでは糸球体の硬化が腎機能の低下に関係していた。この結果から、ICGNでは免疫複合体が糸球体に沈着して高度な蛋白尿が引き起こされ、それにより進行する尿細管間質障害が腎機能の低下を導くと考えられた。Non-ICGNはICGNよりも蛋白尿が軽度で尿細管上皮細胞への負荷が軽いため、尿細管間質障害の進行が緩やかであり、そのため間質の線維化よりも先に糸球体の硬化が進行すると考えられた。本年度は、多くの症例で腎生検が実施された。腎生検での病態解析は、光学顕微鏡だけでなく、蛍光抗体法や電子顕微鏡による解析が必須であり、予想外に病態解析に時間を費やした。さらに、本研究は犬と猫の糸球体腎症におけるoverfillメカニズムに関する解析を行うものであるが、本年度にはoverfillを起こしている症例のサンプルを得ることができなかった。よって、犬の糸球体腎症におけるoverfillメカニズムを免疫組織化学的に解析することを予定していたものの、本年度は予定通りには進まなかった。一方で、昨年度の研究計画で記載したレトロスペクティブ解析については大きな成果を得ることができ、現在、論文作製を進行中である。以上の事から、本年度の進捗状況は「やや遅れている」と自己評価した。昨年度に続いて症例の収集およびその病態解析を研究を行った。糸球体腎症が6われて腎生検の適応となった症例は10症例(犬5例、猫5例)であった。解析は、5種類の染色(ヘマトキシリン・エオジン、過ヨウ素酸シッフ、過ヨウ素酸メセナミン銀、マッソン・トリクロームおよびコンゴ・レッド染色)、新鮮凍結切片による蛍光抗体法(IgG, IgA, IgMおよび補体C3)、透過型電子顕微鏡で行った。解析の結果、4例の犬は4非免疫複合体糸球体腎炎であった。1例の犬は、動物ではほとんど報告ない糸球体血栓症と診断された。猫は5例とも腎アミロイドーシスであった。アミロイドーシスの猫の5例のうち3例は同腹であり、遺伝的な素因が疑われた。本年度に解析したネフローゼ症候群を起こしていた症例はなく、オーバーフィルは起こしていないと考えられた。研究期間内にオーバーフィルを示した症例は認められなかったため、過去に腎生検を行った症例についてレトロスペクティブな解析を行った。その結果、1例にのみoverfillを疑う病態が認められた。この症例は、低アルブミン血症が顕著でないにもかかわらずネフローゼ症候群を起こしており、治療では抗アルドステロン薬が奏功していた。犬の免疫複合体性糸球体腎炎についてはレクチン組織化学的解析も行い、糖鎖構造からも本疾患の多様性が示唆された。しかし、上記のoverfillが示唆された症例に特異的な所見は認められなかった。また、腎臓内の毛細血管の粗鬆化を調べた結果、犬の糸球体腎症では毛細血管の粗鬆化は起きておらず、これはoverfillが示唆された症例でも同様であった。以上、犬と猫の糸球体腎症は病態が多様な疾患であるが、overfillによるネフローゼ症候群は非常にまれな病態であると考えられた。次年度以降も継続的に症例の集積を行なう。そのために、持続性の蛋白尿など糸球体腎症が疑われる症例については積極的に腎生検による病態解析を行なう。さらに、集積した症例の腎臓組織を用いてENACやNaポンプの免疫組織化学的解析を行なう。それにより犬と猫の糸球体腎症のOverfilメカニズムの一端を明らかにしていく。
孔内用精密制御振源とトモグラフィ解析による表層地盤のＳ波速度構造の高精度決定

モータ制御の偏心錘によって振動を発生させる原理に基づいた孔内用の振源装置を開発した。装置の外径80mm、本体長1.8m程度であり、土木建築分野の一般的な調査孔で使用できる。野外での性能試験により、周波数50Hzまで安定して信号を発生でき、50200m程度まで信号が到達していることがわかった。また、2個のモーターを逆回転させることにより直線加振が可能であり、P波、S波それぞれを効率よく発振できることが確認できた。一方で技術的課題や今後の改良点も明らかとなった。連続発振された振動を観測装置で取得した連続データからS波トモグラフィによって速度構造を求めるまでの一連の解析が可能となった。本研究では、表層地盤のS波速度構造を高精度かつ高分解能に決定するために、従来の孔内用S波振源で達成し得ない高品質なS波波形記録を取得することが可能な新たな振源装置の開発と、その精密制御によるデータ取得および解析の方法を確立することを目的としている。すなわち、モーター制御の偏心錘による振源に、精密制御定常信号システム(ACROSS)によって確立された高度な信号設計とデータ処理手法を組み合わせ、取得されたデータからS波速度トモグラフィによる高精度・高分解能なS波速度構造を決定する。今年度は、まず、振源装置の仕様を決定して設計を行い、振源機構の基本動作部分を製作した。当初の計画では、振源機構のプロトタイプモデルを作成し、基本的な性能試験を行う予定であったが、要素技術の調査と仕様や設計について検討を重ねた結果、最初から実用試験機の基本動作部分の製作を行うことにした。これにより、開発期間の短縮と研究経費の効率的な使用ができた。製作した振源機構は、孔中に設置する振動発生部(モーターと偏心錘、モニター計測用センサで構成される)と地上に設置する制御回路部からなっている。基本動作部分の完成後、振源機構の基礎的な動作試験を実施した結果、当初の仕様をほぼ満足することができた。2個の錘を同一方向に回転させるモードと互いに反対の方向に回転させるモード(直線加振モード)のそれぞれが実現可能である。さらに分解能向上を目標として最大の回転周波数90Hzを目標としたが、これを実現するためには、回転数の向上とさらなる軽量化が課題であり、次年度に改良を実施することにした。振源の孔内への固着機構の開発と実装も行う。データ解析処理については、すでに開発ずみのプログラムを本システムに適用可能なように調整する必要があり、それについて検討を開始した。昨年度に開発を前倒しして製作した実用試験器の振源機構の基礎的な動作試験を実施した。当初の仕様をほぼ満足したが、今年度は、さらなる構造の分解能向上を目標として、回転周波数の向上をはかった。偏心錘の軽量化とベアリング摩擦の低減のための改造を行い、目標とする60 Hzで安定して動作することを確認した。設定周波数の上限値である90 Hzを越えた周波数でも動作が可能であることを確認した。また振源の孔内への固着機構の開発を行い、地上から制御可能であり緊急時の脱着機構を備えた固着機構を実装した。今年度で実際に孔内で使用可能なS波振源のハードウェア開発が完成した。最終年度に予定している、実際のボーリング孔を用いての性能試験、およびフィールド試験について検討を進め、フィールドの選定と交渉を行うとともに、試験計画の検討、計測システムの準備、現場作業に必要な支持材やケーブル等の準備も進めた。データ解析処理については、精密制御定常信号システム(ACROSS)データ処理において開発されたプログラムを本システムに適用するための検討を行った。トモグラフィ解析のプログラムを整備した。

モーター制御の偏心錘による振源に、精密制御定常信号システム(ACROSS)によって確立された高度な信号設計とデータ処理手法を組み合わせ、高品質なS波波形記録を取得できる計測システムの開発を目指した。昨年度までに、設計上の仕様をほぼ満足し、振源の孔内への固着機構を備えた、実際に孔内で使用可能なS波振源のハードウェア開発が完成した。精密制御定常信号システム(ACROSS)データ処理において開発されたプログラムを踏まえ、データ解析のプログラムの整備とトモグラフィ解析のプログラムを整備した。今年度は、まず室内および試験孔内における予備試験を行ったのち、2014年12月2日4日にかけて、茨城県つくば市においてボーリング孔を使用した性能試験を実施した。臨時観測点に速度型地震計を設置して連続記録を取得した。既設の固定観測点に設置されている加速度計の記録も使用した。実験の結果、1回のスイープ発振でも距離50m程度まで十分に信号が視認できた。取得した連続地震記録を振源モニター記録でデコンボリューションして伝達関数を算出した。得られた伝達関数を距離ごとに並べて示したところ、振動が距離200mまで十分に到達していることが確認できた。伝達関数の水平方向の軌跡を見ると、回転加振では楕円状の軌跡、直線加振では直線状の軌跡となっていることが確認され、P波とS波が選択的に放射されていると考えられる。本研究の結果、開発した機器にはいくつか課題が残されているものの、実際のフィールドにおいてほぼ所定の(到達距離については想定をかなり越える)性能が得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。物理探査、波動伝播26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度に予定していたプロトタイプの製作と動作試験を行わずに、最初から実用試験機の開発に取りかかり、基本動作部分が完成した。2年度目に十分な動作試験と改良を行うことが可能になったと思われ、2年目の早い時期に実用試験機の完成が見込まれる。また、当初予定になかった追加の孔内試験も実施できる見通しとなった。処理の開発は着手したところである。昨年度に前倒しして実用試験機の開発に取りかかり、基本動作部分を製作したため、今年度は十分な時間をかけて性能の向上と改良を行うことができ、実際に孔内で使用可能なS波振源のハードウェア開発が完成した。最終年度に予定している孔内試験、フィールド試験の準備もすでに進んでいる。データ処理と解析についてはおおむね予定通り進行している。実用試験機を早期に完成させ、その後は研究計画の通り実施する。次年度は最終年度であり、当初予定通り、振源装置とシステムの性能評価と、フィールドにおける実データの取得を実施する。すでに、試験の内容と実施場所の選定と交渉はほぼまとまっており、実験の準備も進行している。データが取得できれば解析を実施し、当該地点の既存の地質資料等と比較してシステムの性能を評価し、研究をとりまとめる。次年度使用額が生じた原因は、実績概要等で述べたように、実用試験機の開発を実施するために次年度経費を前倒して充てたためである。次年度に計画している実用機の改良に使用する。振源装置の改良と固着機構の開発が順調に進んだためである。次年度に予定している孔内試験とフィールド試験に使用する。
「芳香族アミン類」が形作る宿主-腸内微生物間共生機構の解明

ヒト腸内常在細菌による腸管内ドーパミン(DA)産生能をさらに精査するため、平成29年度に解明したDA産生菌2種の他にさらに産生株の精密な探索を行った。その結果、GAM培地で培養可能な腸内細菌優勢32菌種を2.5 mMドーパ(DA生成の基質)含有GAM培地にて培養した際に、昨年度確認されたDA著量産生種Enterococcus faecalisおよび少量産生種Ruminococcus gnavus以外に、芳香族アミノ酸脱炭酸酵素(Aromatic Amino AcidDecarboxylase,AADC)もしくはそのホモログを持つ3菌種(Blautia hansenii, Clostridium asparagiforme,およびClostridium nexile)についても極めてわずかながらDA産生能がみられることが明らかになった。このことから、腸内細菌においてAADCおよびそのホモログがDA産生能を与えることが改めて示唆された。また、上記DA産生5種について、他の主要芳香族アミン(フェネチルアミン、チラミン、およびトリプタミン)に対するDAの産生能を1 mM各芳香族アミノ酸(フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、およびドーパ)含有培地において比較したところ、E. faecalisにおいて培養上清中のフェネチルアミン蓄積濃度が0.2 mM、チラミンの蓄積濃度が0.6 mMであったのに対し、DA蓄積量は0.4 mMと遜色ない濃度であった(培養開始後50時間)。このことは、腸内細菌優勢種において本菌種のみがDA主要産生菌であるという前年度の推測と一致していた。それに対し、他の4菌種においては他の芳香族アミン群に対するDA蓄積濃度は数十分の一以下と極めて低く、DA生産腸内細菌としては相対的に重要視され得ないということが示唆された。腸内細菌優勢種のうちGAM培地で培養可能な32種について、芳香族アミノ酸ドーパからドーパミンへの変換能を精査した。各芳香族アミノ酸(チロシン・フェニルアラニン・トリプトファン)各1 mMに加えて1 mMドーパを含む培地で各菌を培養した際に、ドーパミンを著量生産できる菌種はEnterococcus faecalisのみに限られることが明らかとなり、本菌種の腸管内におけるドーパミン産生への高い寄与が窺われた。また、ドーパからドーパミンへの変換率は1 %以下と極めてわずかながらも、Ruminococcus gnavusにも産生能がみられた。ゲノム情報より本菌種が芳香族アミノ酸脱炭酸酵素を有するか調べたところ、トリプトファンを主要基質とする脱炭酸酵素として既に報告済みの酵素が1つ見出されたため、本酵素がドーパミン生産に関わっている可能性が高いと考えられた。また、E. faecalisについてはチロシンに特異性の高い芳香族アミノ酸脱炭酸酵素(TYDC)が存在することが古くから知られており、本菌種のTYDC欠損株においてドーパミン生産能も消失することから、この酵素が本菌種の強いドーパミン生成能を担っていることが確認された。このように、ヒト腸内共生細菌の優勢種のうちドーパミン生成を行えるのは一部の菌種のみであり、その生成の基盤は芳香族アミノ酸脱炭酸酵素により担われていることが強く示唆された。また、Enterococcus属等の乳酸菌が有する芳香族アミノ酸脱炭酸酵素群は、他の細菌や動植物の酵素とアミノ酸配列の相同性が低く、ドーパへの高い反応性などもこのようなタンパク質の構造の違いに起因する可能性もあると考えられた。初年度の計画の大きな目的の一つである、いずれのヒト腸内共生細菌が芳香族アミン、特にドーパミンの生成を担うかという課題において、菌種を特定することに成功したことは、大きな成果と言える。また、特定した菌種の中で活性の強弱についても確認でき、Enterococcus属が主要な生成菌であることが示唆されたことにより、腸管内において本乳酸菌が担う重要な生理的意義の一つを明らかにできたと言える。

それに対し、他の4菌種においては他の芳香族アミン群に対するDA蓄積濃度は数十分の一以下と極めて低く、DA生産腸内細菌としては相対的に重要視され得ないということが示唆された。腸内細菌が生成するドーパミンやその他の芳香族アミンが及ぼす他の腸内細菌への影響、および宿主に与える影響(免疫系への作用や炎症緩和など)を精査していくことが必要となるため、その準備を進めていく。また、初年度に得られた成果をさらに深める目的で、各菌の芳香族アミノ酸脱炭酸酵素の大腸菌組換え体を使用して、芳香族アミン生成能を酵素レベルでさらに精査する必要もあると考えている。実験の遂行において消耗品費(高速液体クロマトグラフィー用試薬、微生物培養用試薬等)を予定よりも節約できたため、また、1年目に予定していたDNAマイクロアレイ解析に向けた外注費用を使用する段階まで至らなかったため購入物品予算に余裕が生じ、残額の81571円を次年度使用額とすることとした。次年度は、本額を次年度使用額と合一して、微生物培養用試薬、高速液体クロマトグラフィー用試薬、および遺伝子実験関連試薬類等に充当する予定である。
固体鏡式ボルト取り付けベータ線半導体検出器の作動特性に関する研究

超冷中性子ボトルによく基礎物理実験が、中性子ビーム法に比して中性子観測時間を格段に長くできる特徴を利用するため、中性子ボトルに取り付けることの出来る中性子鏡型の半導体式ベータ線検出器を試作開発し、その作動特性を明らかにする研究を行った。試作開発した検出器を固体鏡式ボトルに取り付け、そのベータ線測定エネルギー分解能及び波高・エネルギー比例性等を測定し、いずれも中性子崩壊実験等の基礎物理実験として必要な性能・特性を満たしていることを確認した。次に、試作開発した検出器をニッケルミラー型試験用ボトルに取り付け、京都大学研究炉(KUR)附設スーパーミラータービン式超冷中性子実験設備からの超冷中性子によるボトル実験を実施し、ボトル貯蔵超冷中性子密度及び取り出し超冷中性子密度を測定してこれらを、ベータ線検出器を取り付けないボトルに関する各特性と比較した結果、いずれも検出器取り付けによる超冷中性子損失の影響を示す結果を得た。これらの損失の低減化を図る方法について、さらに検討をすヽめている。