hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生活習慣病の病態基盤としての脂肪肝・脂肪性肝炎の発症メカニズムと治療戦略

本研究では、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の病態におけるメタボリックシンドロームの関与を明らかにするべく、動物モデルでの解析を行った。これまで私たちはアディポサイトカインであるレプチンが肝線維化の進展に重要な因子であることを見出し報告してきたが(Ikejima K et al.,Gastroenterology 2002)、肝線維化において中心的役割を果たしている肝星細胞の細胞増殖がレプチンにより促進されることを明らかにし論文発表した(Lang Tm, Ikeiima K et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004)。NASHの病態に即した動物モデルの確立を試みる一環として、肥満と耐糖能異常を呈するKK/A^yマウスを用いてコリン・メチオニン欠乏食による脂肪性肝炎モデルを作成した。本モデルではコントロール(C57B1/6)と比較して有意に酸化ストレスが増強すると共に、肝線維化反応も亢進していることを見出した。そのメカニズムの一端としてアディポネクチンの低発現および発現誘導調節機構の失調があることが判明した。また、このKK-A^yマウスにおけるアディポカイン発現プロファイルの異常はAgouti蛋白の変異によるものではなく、KKストレインに起因するものであることが明らかになった。以上の検討より、生活習慣病の病態形成における肝・消化管臓器相関の意義を明らかにし、生活習慣病の予防および治療標的としての消化器病態のリヴィジョンを図る端緒となる知見が得られた。本研究では生活習慣病の病態形成における肝・消化管臓器相関の意義を明らかにし、生活習慣病の予防および治療標的としての消化器病態のリヴィジョンを図ることを目的としている。その具体的目標の一つとして、アルコール性肝障害および非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の病態におけるメタボリックシンドロームの関与を明らかにするべく、動物モデルでの解析を進めている。本年度は、慢性アルコール投与ラットにおけるPPAR-γアゴニスト(pioglitazone)の肝障害抑制効果およびそのメカニズムに関する解析を論文発表した(Enomoto et al.J.Pharm.Exp.Ther.,2003)。さらに、肝疾患におけるアディポサイトカインの関与を明らかにする一環として、LPS肝障害に対するレプチンの影響について検討した。その結果、レプチンが肝障害に対して保護的に作用することおよび、そのメカニズムとしてレプチンが負荷後のIFN-γおよびケモカイン産生を抑制し、類洞内皮細胞のICAM-1発現を抑制することが明らかになった(投稿準備中)。一方、私たちはこれまでNASHの動物モデルとして頻用されているob/obマウスやZuckerラットは肝線維化が生じにくく、ヒトで見られるNASHの病態とは必ずしも合致しないことを明らかにしてきた(Ikejima et al.,Gastoenterology 2002)。そこで今回はNASHの病態により即した動物モデルの作成を試み、肥満と耐糖能異常を呈するKK/Ayマウスではコリン・メチオニン欠乏食による脂肪性肝炎がより強く惹起され、肝線維化反応も増強していることを見出した。現在その詳細について解析を進めている。その具体的目標の一つとして、アルコール性肝障害および非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の病態におけるメタボリックシンドロームの関与を明らかにするべく、基礎的検討を進めている。これまで私たちはアディポサイトカインであるレプチンが肝線維化の進展に重要な因子であることを見出し報告してきたが(Ikejima K et al., Gastroenterology 2002)、肝線維化において中心的役割を果たしている肝星細胞の細胞増殖がレプチンにより促進されることを明らかにし論文発表した(Lang T, Ikejima K et al. Biochem.Biophys.Res.Commun.2004)。また、グリオトキシンで誘発される培養肝星細胞のアポトーシスをレプチンが抑制することを見出し、このレプチンの抗アポトーシス作用にPI3K/Akt系の活性化が関与していることを明らかにした。

一方、前年度に引き続き、NASHの病態に即した動物モデルの確立を試みる一環として、肥満と耐糖能異常を呈するKK/Ayマウスを用いてコリン・メチオニン欠乏食による脂肪性肝炎モデルを作成した。本モデルではコントロール(C57Bl/6)と比較して有意に酸化ストレスが増強すると共に、肝の壊死炎症および線維化反応も亢進していることを見出した。現在、炎症性サイトカインやアディポサイトカインのプロファイルなどを中心にメカニズムの詳細について解析を進めている。本研究では生活習慣病の病態形成における肝・消化管臓器相関の意義を明らかにし、生活習慣病の予防および治療標的としての消化器病態のリヴィジョンを図ることを目的としている。その具体的目標の一つとして、アルコール性肝障害および非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の病態におけるメタボリックシンドロームの関与を明らかにするべく、動物モデルでの解析を進めている。前年度に引き続き、NASHの病態に即した動物モデルの確立を試みる一環として、肥満と耐糖能異常を呈するKK-A^yマウスにコリン・メチオニン欠乏食を負荷して作成した脂肪性肝炎モデルについて詳細に検討を加えた。本モデルではコントロール(C57B1/6)と比較して有意に酸化ストレスが増強すると共に肝線維化反応も亢進しており、そのメカニズムの一端としてアディポネクチンの低発現および発現誘導調節機構の失調があることが判明した。また、このKK-A^yマウスにおけるアディポカイン発現プロファイルの異常はAgouti蛋白の変異によるものではなく、KKストレインに起因するものであることが明らかになった。一方、脂肪性肝炎における炎症および肝線維化抑制の新規アプローチとして、フォフフォジエステラーゼ(PDE)に着目し、その選択的阻害剤によるKupffer細胞および肝星細胞の活性化抑制作用について検討を加えた。私たちはこれまでPDE III阻害剤によりエンドトキシンによるKupffer細胞のTNF-α産生が抑制されることを明らかにしてきたが(Enomoto et al., Alcohol Clin Exp Res, 2004)、今回はさらにPDE IV阻害による肝星細胞活性化抑制作用について検討を進めている。
H∞制御のための最小モデル集合の同定とチューニングコントローラ

本研究課題は,モデル集合の同定と制御に関する基礎的研究である.本研究課題で明らかとなった内容は次の通りである.1.H∞制御のための最小モデル集合の同定法通常,H∞制御系設計は,状態空間モデルに基づいて行われる.入出力実験データから状態空間型モデル集合を同定する新しい手法を導出した.これにより,状態空間型モデル集合を伝達関数型モデル集合の実現として得ることなく直接同定することでき,よりタイトなモデル集合を得ることが可能となった.2.モデル集合の検証法モデル集合が既に与えられた場合,それが実際の制御対象を表現できているかどうかは重要な問題である.これを確かめる一つの方法は,検証実験を行うことである.与えられたモデル集合が新たな入出力実験データと矛盾することがないかを検証する一つの手法を導出し,矛盾する場合は,モデル集合を更新するアルゴリズムを導出した.3.最小モデル集合を同定するチューニングコントローラH∞コントローラの自由度を利用し,制御対象のパラメータ変動を推定しながら,制御系の時間応答を改善するいくつかの方法を,最適制御や適応制御などに基づいて導出した.これらの方法のうち,いづれのものが優れているかはまだ結論が出ていない.しかし,これらの特徴は,推定機構がうまくはたらかなくとも制御系の安定性が必ず保証される点にある.また上述の1と2の結果に結び付けるところまでには至らなかった.本研究課題は,モデル集合の同定と制御に関する基礎的研究である.本研究課題で明らかとなった内容は次の通りである.1.H∞制御のための最小モデル集合の同定法通常,H∞制御系設計は,状態空間モデルに基づいて行われる.入出力実験データから状態空間型モデル集合を同定する新しい手法を導出した.これにより,状態空間型モデル集合を伝達関数型モデル集合の実現として得ることなく直接同定することでき,よりタイトなモデル集合を得ることが可能となった.2.モデル集合の検証法モデル集合が既に与えられた場合,それが実際の制御対象を表現できているかどうかは重要な問題である.これを確かめる一つの方法は,検証実験を行うことである.与えられたモデル集合が新たな入出力実験データと矛盾することがないかを検証する一つの手法を導出し,矛盾する場合は,モデル集合を更新するアルゴリズムを導出した.3.最小モデル集合を同定するチューニングコントローラH∞コントローラの自由度を利用し,制御対象のパラメータ変動を推定しながら,制御系の時間応答を改善するいくつかの方法を,最適制御や適応制御などに基づいて導出した.これらの方法のうち,いづれのものが優れているかはまだ結論が出ていない.しかし,これらの特徴は,推定機構がうまくはたらかなくとも制御系の安定性が必ず保証される点にある.また上述の1と2の結果に結び付けるところまでには至らなかった.
低頻度・高強度災害地域における防災意識・活動実態の考察と防災活動・教育の支援

前年度までの調査知見を踏まえて作成した試行版のDIG教材を用い,地域や学校での研修・教育の支援を実践した。研修等では,自地域で生じうる災害の特徴,関連する情報の種類やその読み取り方,ハザードマップの取得・利用と読図時の注意点,DIGの方法と注意すべき点を,参加者に理解してもらう必要がある。しかし、すべての研修等に専門家を招き,指導を仰ぐことはできない。そのため,必要とする情報のありかや取得方法,防災をイメージして考える作業の手順や内容,注意点をまとまった資料,マニュアルにすることで,一般市民や初学者でも一定程度DIGに取り組むことを目指した。低頻度・高強度災害地域の場合、実は身近な課題であり、日常の生活改善の延長線上にある問題であることを知らせながら災害情報や活動のメリットを示し、必要な危機感や意識を喚起するところから支援を要する。コンパクトな資料に触れる機会を作ることで、聞いてみよう、やってみようと感じさせることに留意した。実際に資料を使い実習をしたところ、災害の危険性や活動のメリットが実感できれば,情報をどう確認取得し活用すればいいかが見えれば、仲間内でも試行錯誤しながらDIGができ、完璧な対策を見出すところまではいけなくとも組織内の意識喚起や積極的な検討・参加への動機づけにはなると手ごたえを得た。情報の取得方法や読み取り方、手順と理由が分かれば、作業の挫折は少ない。そこで30年度後半には、解説文や図などを追加し、完成版学習材(大人向け/児童生徒向け)を作成した。研究期間は終了だが、作成した教材を使って次年度以降も防災研修支援等を継続する。31年度には、地域や学校の研修支援のほかに、親子防災教室を計画している。なお、過年度に作業した引き渡し・引き留め調査結果は論文作成中、教員研修の課題の整理は論文公表。研修・教育の意義や実践例の紹介に関わる依頼稿、依頼講演に対応した。本年度は、防災活動・教育に関わる先進的な取り組みを考察するため、兵庫県豊岡市、京都府福知山市を訪問し、現地調査や資料収集を行った。また、白山市(白山手取川ジオパーク、白山市市民生活部防災安全課)と連携し、災害リスクが高い地区に住む住民へのリスク認識・防災行動に関するアンケートを実施した。また、白山市教育委員会の協力のもと、市内の中学生へのリスク認識・防災行動に関するアンケートを実施した。現在、これらアンケートの集計と分析、考察を進めている(結果の学会発表は27年度5月の学会で実施する)。あわせて、実践的防災教育総合支援事業石川県学校防災アドバイザー(石川県教育委員会。青木・林が着任。県下20校巡回、教員研修など対応)や金沢市学校防災アドバイザー(金沢市教育委員会。青木・林が着任。教員研修など対応)など6つの防災関係委員として科研研究で蓄積している知見も活用しながら学校防災活動への支援を行い、その活動から得られた知見を科研の課題追求にも活用した。そのほか、行政や教育などの関係機関、地域・町会、企業などの防災研修・講演会への協力やマスコミ対応を多数行い(本年度対応件数は両名で合計34件)、ジオパーク活動にも関わり、そこから得られた知見も課題研究に活用している。以上の活動から得られた示唆や情報は、課題研究の深化や地域支援に活かすとともに、研究代表者・分担者の教育活動(応用地理学(金沢大学地域創造学類:青木・林担当)など)の充実にも活用している。本課題で事例地域として取り上げている白山市と類似したリスク条件、災害頻度・程度の他の市町村の防災対策(地域防災計画や防災教育、住民への情報提示など)の状況について、情報収集を始めたところである。本年度は、本研究で事例地域としている白山市で注意すべき自然災害(地震・津波、大雨、火山噴火)に関連して、主として高強度低頻度災害の被災可能性を抱える他の市町での取り組みの現状や工夫に関する情報収集(岩手県滝沢市、宮城県栗原市、東京都八丈町、沖縄県石垣市など)を行った。あわせて、石川県内の学校防災アドバイザー業務や各種研修会への協力などを通じ、地域・学校での防災学習・活動を進める上での課題や工夫の収集と研究成果の社会還元に努めた。次年度に向けて、白山市に関わる自然条件や土地利用などの環境確認に着手した。現地調査では、各地とも白山市と同様に近年までほとんど対応をとれていなかったが、東日本大震災の発生や御岳山の噴火など他地域での自然災害の発生あるいは自地域内での災害発生や、火山監視の強化による当該地域の火山の常時監視対象への格上げなどがきっかけとなり、近年少しずつではあるが対応を取り始めていた。ハザードマップの配布や研修会の実施、広報誌の活用による意識付け、標識等の設置・更新や学習教材の開発などにより、住民の意識喚起や知識補強、それによる防災活動の活性化を試みようとしていた。しかし白山市と同様、手探りの状態、十分な意識付け、理解向上、活動活発化に至っていない場合が多い。また、住民の側も低頻度災害であるがゆえに、危機感を抱きにくく、実際に被災する・身近に深刻な経験が起きなければ活動が活発化しない、の壁を突破することは難しい。それでも、学習刺激が契機となり、地域条件の合った学校教育用の防災教育教材づくりが実現していたり、市役所の移転先が被災の可能性があるエリアに決定しそうになっていたものをエリア外に変更すべきとの意見が出されて住民投票により場所変更に至ったものなど、住民や関係者一人ひとりが主体的に活動し地域防災力の向上に貢献する例が確認できた。

当初計画に沿って現地調査や情報収集、社会還元などに取り組めている。低頻度高強度災害の発生予測地域(雌阿寒岳(北海道釧路市)、江の川流域(広島県三次市・島根県川本町)、千曲川流域(長野県長野市、東御市))で事例確認、情報収集をした。情報発信の配慮、災害を人々に意識化させるための装置・工夫を確認できた一方、継続的な学習機会の設置、的確かつ自分事と意識を喚起できる情報発信の難しさ、広域合併による防災施策等の継続・発展性の減退など課題もみえた。金沢市教育委員会と連携した教員向け防災研修会の実施では、1日研修で校区に予測されている低頻度高強度災害をより具体的に意識するための学習教材、研修活動内容の試行ができた。実施後のアンケートでは学習達成感、災害や防災への意識改善に好意的評価が得られた。過年度から継続の石川県学校防災アドバイザー事業との連携で、県下の児童・生徒・教職員や保護者・地域関係者への情報発信や学習支援にも努め、科研課題に関わる知見の収集を進めた。これら活動を通じ、教員が災害のメカニズムや発生の可能性、発生時に起きうる地域内での困難、教科学習等と防災学習とのつながりなどを正しく理解し、ハザードマップなどを的確に活用して妥当な防災対策を取ること、児童生徒の将来の防災力向上の糧となる防災教育を実践できる力をつける支援が必要と感じた。そこで急きょ、各県の教育委員会に対し、防災・減災に関する内容を含む教員研修の実施状況についてアンケートを実施した。その結果、東日本大震災などを受けて、学校安全(リスク管理)の観点から教員研修の実施県が増加した一方で、将来につながる防災力を持った児童生徒の育成を念頭に置いた研修の実施には至っていないことが確認された。なお、過年度に実施した白山市での防災意識アンケートの結果は、論文掲載されたほか、地域の新聞でも取り上げられた。科研成果を活かした助産院での講演やラジオ等出演、学会での発表を行った。当初計画に沿って、現地調査や情報収集を進めることができた。また、得られた知見の社会還元に努めた。新たに見えた課題に対応して、アンケート調査を追加実施できた。本年度は、1地域や学校で防災学習実践を重ね、DIG教材試行版を作成すること,2加賀地域の保育園と保育園を利用する保護者に対する想定森本富樫断層帯地震への理解や備えの現状を問うアンケートの実施を活動内容として計画していた。1は、金沢市教育委員会(教員研修での学習・DIG実施)、石川県教育委員会(実践的学校防災実践事業での各校での学習・研修での支援・実施)、白山手取川ジオパーク(市対象の防災をテーマにした学習講座でのDIG・フィールドワーク)などと連携して学習実践をした。低頻度・高強度災害地域では、まず自分の生活環境に災害リスクがどのように・どの程度・どの範囲で存在するかを可視化して災害の可能性に気付いてもらうステップが必要で、そのうえで防災に目を向けることにどう意義・必要性があるか、発災時には地域や社会、家庭がどう困り事に見舞われうるか、自分事として具体的に捉えてもらう支援が重要となる。そのため、各研修等では、災害・地域環境への気づきを促すことに留意した学習展開を心掛け、具体的イメージを持つDIG内容とした。実施を踏まえ、試行版学習教材を作成した。
培養網膜色素上皮細胞におけるサイクリックGMP依存性塩素イオン輸送

(1)白色家兎の網膜色素上皮(RPE)の細胞内塩素イオン濃度([C1^-]_1)は、81mMと高値を示し、レセプターを介して細胞内サイクリックGMP濃度([cGMP]_1)を上昇させる心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP・10^<-10>M)、一酸化窒素(N0)を化学的に遊離して[cGMP]_1を上昇させるニトロプルシド(3×10^<-3>M)は、RPEの[C1^-]_1を上昇させた。(2)ANPとニトロプルシドによる反応は、グアニル酸シクラーゼの阻害薬であるLY83583(10^<-5>M)、cGMP依存性プロテインキネ-ゼの阻害薬であるKT5823(10^<-6>M)、Na^+/K^+/2Cl^-共輸送体による塩素イオン取り込みの阻害薬であるブメタニド(5×10^<-5>M)により抑制された。また細胞内でcGMPを生成する、8-Br-cGMPは、RPEの[C1^-]_1を持続的に増加させた。(3)ANP、ニトロプルシドは、[cGMP]_1を上昇させ、これらの上昇作用はLY83583により抑制された。以上の結果より、ANP,NOはRPEのグアニル酸シクラーゼを活性化し、細胞内サイクリックGMP濃度の上昇を引き起こし、さらにサイクリックGMP依存性プロテインキナーゼによる何らかの蛋白の燐酸化を介してNa^+/K^+/2Cl^-共輸送体を活性化することで、細胞内塩素イオン濃度を上昇させることが示唆された。
脳皮質形成の分子・細胞基盤の解明

大脳皮質の神経細胞移動の様式については、locomotion(脳室面から脳表面にまで伸びた放射状グリアの突起に沿って細胞が移動する「教科書的な」移動)とsomal translocation(移動細胞は最初から脳表面まで突起を伸ばしており、基底膜との接触を維持しつつ、その突起を短縮しながら細胞体が脳表面へと移動)という2つの速い移動様式に加え、我々が昨年までに発見・命名した多極性移動(細胞体周囲に多数の細い突起を有し、それらをさかんに伸縮させながら、ゆっくりと移動する)という遅い移動様式(前二者に比べ1/10程度の移動速度)が存在する。本年度は、(1)多極性移動の軌跡、(2)速い移動細胞と遅い移動細胞が存在しても、"inside-out"様式が乱されずに層構造が整然と形成されるのは何故か?、(3)脳室帯から辺縁帯直下まで、教科書通りにlocomotionで移動していく細胞はどの程度いるのか?、に特に着目して解析を行った。その結果、(1)多極性細胞の細胞体及び突起は、脳室面に平行で、かつ冠状面内に配向する傾向が強く、中間帯の軸索束に沿っていることを見いだした。一方、移動そのものは、全体としては脳表面に向かっているものの、様々な方向に少しずつ移動しては停止し、ある時は戻ることもあることや、長い時間ほぼ同じ場所に留まっている細胞もいることなどを見いだした。なお、留まっている場合でも、突起は盛んに伸縮を繰り返す特徴的な運動を示した。(2)脳室帯で誕生した殆どの細胞が、一度多極性細胞として脳室下帯・中間帯に停滞し、その後locomotion細胞に変換して脳表面へと向かうことを見いだした。すなわち、上記の三種の移動は、従来考えられてきたように三種の異なる細胞によって使われるというより、同じ細胞の異なる移動時期を反映している可能性を示唆した。(3)教科書タイプで脳室面から脳表面にまで移動する細胞は実際には殆どなく、多くが多極性移動の時期を経ることを見いだした。
アルツハイマー病時に形成されるアミロイドタンパク質の高精度検出法の開発

アルツハイマー病(AD)のアミロイド精製過程においてアミロイドタンパク質以外の未知のペプチドNACおよびその前駆体NACP(NAC Precursor、別名:α-シヌクレイン)が同定された。その後、NACとAβが実際に混合してアミロイド線維を形成する事実などが報告された.また、NACP変異体(A30P,A53T,E46K)が,家族性パーキンソン病(PD)の原因遺伝子として同定され,NACPがPD診断上欠かせない封入体Lewy小体の主要構成タンパク質であることが判明した。本研究では、NACPタンパク質のアミロイド形成初期段階における構造変化及びアミロイド線維形成に及ぼす点変異の影響について,チオフラビンT(ThT)蛍光,CDスペクトル,NMR,X線小角散乱(SAXS),電子顕微鏡等を用いて観察し,その機構を原子・分子レベルで解析した。アミロイド線維形成過程における構造変化をCD及びSAXSにより観察し経時変化についてSVD解析を行なった結果,初期過程において中間状態の存在が強く示唆された。さらに,^1H-^<15>NHSQCスペクトルを測定した結果,シグナル強度の著しい減少がKTKEGVモチーフ領域に集中していたことが明確となり,この領域がアミロイド線維形成に関わっている可能性が示唆された。また,電子顕微鏡を用いて野生型およびE46Kの初期段階における経時変化を観察した結果,野生型と比べてE46Kの方が初期段階に特徴的な短い線維の形成が早い段階で起こる事が判明した.これらの結果を踏まえて,野生型NACPのアミロイド繊維形成過程の初期段階をSAXにより重点的に解析した結果,繊維化に伴いたんぱく質の分子量は時間とともに増加し,中間体と思われるヘプタマー(7両体)の存在が確認された.以上過去3年間の結果はアミロイド形成過程における中間体の存在を強く示唆し,その構造的特徴の一部を明らかにした.アルツハイマー病(AD)のアミロイド精製過程においてアミロイドタンパク質以外の未知のペプチドNACおよびその前駆体NACP(NAC Precursor、別名:α-シヌクレイン)が同定された。また,電子顕微鏡を用いて野生型およびE46Kの初期段階における経時変化を観察した結果,野生型と比べてE46Kの方が初期段階に特徴的な短い線維の形成が早い段階で起こる事が判明した.これらの結果を踏まえて,野生型NACPのアミロイド繊維形成過程の初期段階をSAXにより重点的に解析した結果,繊維化に伴いたんぱく質の分子量は時間とともに増加し,中間体と思われるヘプタマー(7両体)の存在が確認された.以上過去3年間の結果はアミロイド形成過程における中間体の存在を強く示唆し,その構造的特徴の一部を明らかにした.本研究では、NACPタンパク質のアミロイド形成初期段階における構造変化及びアミロイド線維形成に及ぼす点変異の影響について,チオフラビンT(ThT)蛍光,CDスペクトル,NMR,X線小角散乱(SAXS)等を用いて観察し,その機構を原子・分子レベルで解析した。アミロイド線維形成過程における構造変化をCD及びSAXSにより観察したところ,等モル楕円率点および等散乱点を持たないことがわかった。またCDスペクトルの経時変化についてSVD解析を行なった結果,3個から5個の独立な成分が存在することが判明した。以上の結果より,アミロイド線維形成の初期過程において中間状態の存在が強く示唆された。さらに,アミロイド線維形成初期段階における分子・原子相互作用の変化を観察するために^1H-^<15>NHSQCスペクトルを測定した結果,シグナル強度の著しい減少がKTKEGVモチーフ領域に集中していたことが明確となり,この領域がアミロイド線維形成に関わっている可能性が示唆された。また,ThT蛍光及びCDスペクトルにより,上記3種類の変異体の解析を行ったところ,それぞれの変異体が異なった理由によりアミロイド線維化を促進することが明確になった。前年度の研究より、NACPタンパク質のアミロイド形成初期段階における構造変化及びアミロイド線維形成に及ぼす点変異の影響について,チオフラビンT(ThT)蛍光,CDスペクトル,NMR, X線小角散乱(SAXS)等を用いて観察し,その機構を原子・分子レベルで解析した。

以上の結果より,アミロイド線維形成の初期過程において中間状態の存在が強く示唆された。本年度は,これらの結果を踏まえて,アミロイド線維形成の初期過程における線維形状の詳細を調べるため,電子顕微鏡を用いて野生型およびE46Kの初期段階におけるアミロイド線維形成の経時変化を観察した.この結果,野生型と比べてE46Kの方が初期段階に特徴的な短い線維の形成が早い段階で起こり,量的にも野生型と比較して著しく多い事が判明した.既にアミロイド繊維形成の初期過程において中間体の存在が示唆されている事から,今回観察された短い線維の形成は中間体の形成に密接な関わりがあるものと考えられる.前年度の研究では、電子顕微鏡を用いて野生型およびE46Kの初期段階におけるアミロイド線維形成の経時変化を観察した.この結果,野生型と比べてE46Kの方が初期段階に特徴的な短い線維の形成が早い段階で起こり,量的にも野生型と比較して著しく多い事が判明した.このことより,観察された短い線維の形成は中間体の形成に密接な関わりがあるものと考えられた.本年度はこれらの結果を踏まえて,野生型α-シヌクレインのアミロイド繊維形成過程の初期段階をSAXにより重点的に解析した.具体的には前年度の電気顕微鏡の結果において長い繊維が確認できるまでの時間,つまりアミロイド化18時間以前に焦点を置いて実験を行った.この結果,繊維化に伴いたんぱく質の分子量は時間とともに増加し,中間体と思われるヘプタマー(7両体)の存在が確認された.確認も含めてSAXSのデーターを上記の7両体モデルを基に再現したところ,実験結果と一致した.今後,7両体の構造解析や立体配置についての解析を行う必要がある.
ヒトiPS細胞を用いた化合物スクリーニングによる副腎皮質分化・再生の分子機構解明

副腎・性腺ステロイド産生細胞は中間中胚葉から分化することが知られている。我々は、ヒトiPS細胞から誘導されたOSR1陽性中間中胚葉細胞を用いて、ステロイド合成酵素を誘導する化合物のスクリーニングを行い、ドーパミンD1受容体がOSR1陽性細胞の3β-HSD2発現上昇に寄与していることを見いだした。OSR1陽性細胞に転写因子SF-1/Ad4BPを強制発現させるとACTH受容体及び多くのステロイド合成酵素が発現し、そこにD1受容体アゴニストを添加すると、種々のステロイド合成酵素の発現が増強し、コルチゾールなどの産生が増大した。これらの結果は、副腎皮質分化における髄質-皮質相互作用の重要性を示唆した。BACクローンを用いて樹立した中間中胚葉マーカーOsr-1レポーターヒトiPS細胞を用いて、Osr-1陽性細胞を分化誘導後にソーティングし、それらの細胞に転写因子SF-1を強制発現したところ、ステロイド合成酵素であるHSD-3B、CYP11A1、CYP17、CYP21A2、CYP11B1などが陽性のステロイド産生細胞に誘導可能であることを確認した。それらOsr-1陽性細胞から、ステロイド合成酵素の中でも上流に位置しコルチゾール産生に重要な役割を果たすHSD-3B陽性細胞の出現率を免疫染色にてインセルアナライザーで自動検出するハイスループットのケミカルスクリーニング系を確立し、JST山中iPS特別プロジェクトのケミカルライブラリーを用いてステロイド産生細胞誘導に重要な働きを有するケミカルのスクリーニングを開始した。現在のところ3500個のケミカルについてスクリーニングを終え、HSD-3Bの陽性細胞比率と数を上昇させる化合物をいくつかHitしている。現在、それらHit化合物が他のステロイド合成酵素発現やステロイド産生に与える影響の解析を行っている。そのうち1つの化合物は自家蛍光の影響と考えられ除外し、他にも他のステロイド合成酵素の発現が認められない化合物などを除外したが、有望なHit化合物の1つは情報伝達物質の受容体のアゴニストであり、その受容体の他のアゴニストやブロッカーの作用の検討も開始している。昨年度までの研究で、ヒトiPS細胞由来Osr-1陽性中間中胚葉細胞において副腎皮質ステロイド産生細胞分化に寄与する化合物のハイスループットスクリーニングを行い、有望なHit化合物を1つ得ている。本年度は、そのHit化合物のOsr-1陽性細胞に対する作用について検討した。その化合物の添加により、免疫染色にてOsr-1陽性細胞におけるHSD3B陽性細胞率は有意に上昇し、定量的PCR解析にて遺伝子発現レベルも有意に上昇した。しかし、CYP11A1、CYP17、CYP21A2、CYP11B1などその他のステロイド合成酵素の発現には有意な差を認めなかった。また、その化合物は情報伝達物質の受容体(受容体A)のアゴニストとして知られていたため、受容体Aに対する特異的アゴニストの添加実験を行ったが、HSD3B発現上昇は認められなかった。また、同定化合物添加時に受容体Aのブロッカーの投与を行ったが、受容体Aのブロックにより同化合物のHSD3B上昇作用は抑制されなかった。そこで、同化合物は別の経路を介して作用しているのではないかと考え、同化合物がaffinityを持つ別の受容体(受容体B)についても検討した。Osr-1陽性細胞に受容体Bに対する別のアゴニストを添加したところ、同定化合物と同様に、HSD3B上昇作用を認めた。さらに、同定化合物添加時に受容体Bのブロッカーを投与したところ、HSD3B上昇作用は抑制・消失した。これらの結果から、同定化合物は受容体Bを介してOsr-1陽性細胞のHSD3B発現を上昇されることが判明した。昨年度までにハイスループットスクリーニングで同定した化合物について、その作用機序の解析を行った。その作用機序については当初の予想とは異なっていたものの、一定の解明が進み、おおむね順調に作用メカニズムの解析が進んでいる。昨年度までの化合物クリーニングで得たHit化合物とは、カベルゴリンであった。カベルゴリンはドーパミンD2受容体アゴニストとして知られており、カベルゴリンの中間中胚葉細胞におけるHSD3B誘導作用は、D2受容体アンタゴニストにてブロックされず、また他のD2受容体アゴニストでは再現されなかった。そこで、用量依存曲線を確認したところ、カベルゴリンは高用量でのみ効果を発揮しており、D2アゴニストとして以外の作用が考えられた。カベルゴリンは弱いD1アゴニストとしての作用も持つため、D1受容体アンタゴニストを投与したところ、カベルゴリンのHSD3B誘導作用は抑制・消失した。また、他のD1受容体アゴニストでも同様のHSD3B誘導作用が再現された。このことから、ドーパミンD1受容体刺激がOsr-

1陽性中間中胚葉細胞におけるHSD3Bの誘導に関与していることが示された。しかし、これらの細胞ではStARとHSD3B以外のステロイド合成酵素は発現されなかったため、次に、SF-1を導入したOsr-1陽性細胞にてD1アゴニストの効果を検討した。SF-1導入Osr-1陽性細胞においては、D1アゴニストの添加によりHSD3BのみならずStAR, CYP11A1, CYP21A2, CYP11B1, CYP11B2, CYP17など種々のステロイド合成酵素の発現が増大し、コルチゾール含むステロイドホルモンの分泌能が増加した。また、ドーパミンを産生する副腎髄質細胞セルラインとSF-1導入Osr-1陽性細胞を2チャンバーモデルで共培養したところ、共培養によりSF-1導入Osr-1陽性細胞のステロイド合成酵素発現は著明に増大し、このD1アゴニストを介した副腎髄質ー皮質連関が中間中胚葉からの副腎皮質発生・分化に重要な働きをしている可能性が示された。当初の予定通り、Osr-1レポーターヒトiPS細胞からOsr-1陽性の中間中胚葉細胞を誘導・ソーティングし、それら細胞がステロイド産生細胞に分化する能力を有することを確認している。また、当初の予定通り、それらOsr-1陽性細胞を用いて、中間中胚葉からステロイド産生細胞への分化において重要な役割を果たすケミカルをスクリーニングする系の確立に成功し、スクリーニングを開始している。同定化合物が受容体Bを介してOsr-1陽性中間中胚葉細胞のHSD3B発現を上昇させることは判明したが、その他のステロイド合成酵素の上昇は認めず、同定化合物単体では中間中胚葉細胞を副腎皮質ステロイド産生細胞に分化させる力は持たないと考えられた。HSD3Bは胎児においては妊娠後期に副腎での発現が大きく上昇することが知られており、同定化合物もその段階での副腎分化・成熟に関与している可能性が考えられた。そこで、Osr-1陽性細胞にSF-1を遺伝子導入し副腎皮質方向に誘導した細胞における同定化合物の効果を解析していく。内分泌学引き続きステロイド産生細胞分化に関わるケミカルのスクリーニングを継続していく。また、Hit化合物についてその作用の解析を進めていく。同定化合物が予想と異なる作用機序を示したため、その解釈と作用機序の解明に時間がかかったため、実験計画のいくつかが次年度に持ち越しになった。Hit化合物の作用の解析などいくつかの実験が翌年に持ち越したため。同定化合物が作用する受容体について明らかになったので、本年度はその細胞生物学的な意義について検討していく。持ち越し分はHit化合物の効作用の解析に使用する。
子どもの論理を反映した教授介入が割合の概念的理解に及ぼす効果

本研究の目的は、子どもの思考や方略という視点から割合概念の困難性について明らかにし、子どもの論理を反映した教授介入が割合の概念的理解に及ぼす効果について検討することであった。新しいカリキュラムでは、第1に、量の概念を強調する割合モデルを導入し、第2に、等全体を理解するために子ども同士の討論から気づかせる指導を行った。その結果、実験群とテキスト群において、割合の計算課題では成績の差は見られなかったが、等全体課題では、実験群がテキストより2倍以上成績の高いことが示された。この結果は、子どもの論理に基づいた教授介入の視点から考察された。本研究は,子どもにとって理解することが極めて困難な割合概念について,(1)なぜそれが難しいのかを子どもの思考や方略という視点から明らかにし,(2)それらの研究に基づいて教授プログラムを開発・実践して,子どもの概念的理解を深化させることが目的である。本年度は,(1)については,子どもが日常生活の体験から獲得しているインフォーマルな知識を明らかにし,さらに新しい概念を学習する際に子どもが遭遇する認知的な障害を同定した。割合を学習していない小学4年生,5年生,割合を学習した後の6年生を対象に,割合概念のインフォーマルな知識,子どもにとって認知的障害となっている等全体の概念について調査をおこなった。その結果,割合の大きさの量についての正答率は,4年生が68%,5年生が72%,6年生が81%と,インフォーマルに割合の量的知識を獲得していることが明らかになった。割合の認知的障害としての等全体については,全体が一致している場合は,4年生,5年生,6年生の正答率は,それぞれ74%,75%,75%と,等全体についてインフォーマルに理解していることが明らかになった。等全体における全体が一致していない場合の正答率は,4年生が1.7%,5年生が7.0%,6年生が18.8%であった。等全体における全体の不一致が認知的障害となっていることが明らかになった。等全体の不一致の認知的障害を克服する新たなカリキュラムを構成し,その効果を検証することが必要であることが示された。本研究では,割合概念について,(1)なぜそれが難しいのかを子どもの思考や方略から明らかにし,(2)それらの研究に基づいて教授プログラムを開発・実践して,子どもの割合についての概念的理解を促進させることである。平成26年度においては,子どもが日常生活から獲得しているインフォーマルな知識,子どもがもつ割合の認知的障害について明らかにした。平成27年度は,子どもが獲得しているインフォーマルな知識を組み込み,認知的障害である等全体を克服する新しいカリキュラムを開発した。具体的な新しいカリキュラムでは,第1に,学習する以前に子どもが獲得している量の概念を強調する材料としての視覚的なモデルを導入する。第2に,等全体を理解するために,%だけを示し基にする量が示されていない条件不足の問題を提示し,%の大きさは基にする量が等しいときに比較できることを子ども同士の討論から気づかせる指導を取り入れる。さらに,比較すべき割合は等しいという概念図を導入し,全体が等しいときに%の比較が可能であるという,等全体についての理解を深めるように指導する。第3に,割合の構成要素としての同定が困難な基にする量や比べる量ではなく,部分と全体といった点から指導する。こうした新しいカリキュラムで指導される子ども(概念的理解群)と,現行の指導書に基づいて指導する子ども(テキスト群)を比較することにより,割合の概念的理解について検討した。その結果,新しいカリキュラム構成に基づく教授介入により,割合の3用法といった計算問題では,両群に正答率の差はみられなかったが,等全体の不一致問題では,正答率において概念的理解群は52%,テキスト群は21%と,概念的理解群では割合の概念的理解を深化させることが示された。子どもが獲得しているインフォーマルな知識を組み込み,認知的障害である等全体を克服する新しいカリキュラムを作成した。こうした新しいカリキュラム構成に基づいて指導された子ども(概念的理解群)と,テキストのカリキュラムで指導された子ども(テキスト群)を比較したところ,概念的理解群はテキスト群より,事後テストにおいて認知的障害である等全体についての概念的理解を深化させることが明らかになった。新しいカリキュラムで指導された子どもの概念的理解の促進が明らかにされたことにより,研究の目的の達成度はかなり進んだといえる。平成26年度から平成28年度にかけて,子どもにとって理解することが困難な割合概念について,(1)なぜそれが難しいかを子どもの思考や方略という視点から明らかにし,(2)子どもが獲得している割合概念の知識や認知的障害である等全体を考慮した教授プラグラムを開発し,こうしたプログラム構成の枠組みに基づいた教授介入を行った。その結果,概念的理解群(新しいカリキュラムで指導する)とテキスト群(現行の指導書で指導する)において,概念的理解群の方が等全体課題では正答率が高いことから,概念的理解群は認知的障害を克服していることが示された。平成29年度では,割合を学習した5ヶ月の期間を経過した後の割合概念の把持効果について検討した。その結果,割合の3用法といった計算課題においては,両群の正答率の差は見られなかった。しかし,等全体の課題では,グラフ問題,表問題とも,概念的理解群がテキスト群より正答率が高かった。このことから,概念的理解群はテキスト群より,概念的理解について深化していることが示された。さらに,新しいカリキュラムによる教授介入について,授業における教師と子どもの発話過程の分析を行った。

その発話過程の分析から,テキスト群は,公式に依存していることが明らかであった。それに対して,概念的理解群は,割合の大きさについて見積もり活動をおこなっていること,全体は100%であるという等全体の概念を理解していることが示された。これらの結果より,子どもの論理を反映した新しいプログラムによる教授介入は,子どもの割合概念の理解を妨害している等全体の理解を促進し,概念的理解を深化させることが示された。本研究の目的は、子どもの思考や方略という視点から割合概念の困難性について明らかにし、子どもの論理を反映した教授介入が割合の概念的理解に及ぼす効果について検討することであった。新しいカリキュラムでは、第1に、量の概念を強調する割合モデルを導入し、第2に、等全体を理解するために子ども同士の討論から気づかせる指導を行った。その結果、実験群とテキスト群において、割合の計算課題では成績の差は見られなかったが、等全体課題では、実験群がテキストより2倍以上成績の高いことが示された。この結果は、子どもの論理に基づいた教授介入の視点から考察された。割合を学習していない小学4年生から5年生に対して,割合のインフォーマルな知識を明らかにするための調査を行った。さらに,割合の学習が終わった6年生に対して,等全体の理解について調査を行った。その結果,割合について学習していない4年生,5年生とも,割合の量的知識をインフォーマルに獲得していることが明らかになった。6年生では,全体が一致していない等全体の理解は18.8%と極めて低いことが明らかになった。本研究の目的は,割合がなぜ難しいかを子どもの思考から明らかにし,それに基づいて教授プログラムを開発することである。割合のインフォーマルな知識と等全体の理解の困難性が明らかになったことで,新しいカリキュラムの構成が可能となり,研究の目的の達成度はかなり進んでいる。平成26年度において,子どものもつ割合のインフォーマルな知識,認知的障害を明らかにした。平成27年度では,子どもが獲得しているインフォーマルな知識を組み込み,認知的障害である等全体を克服する新しいカリキュラムを作成し,新しいカリキュラム構成による教授介入を行ったところ,概念的理解の深化が明らかになった。さらに,本年度は,こうした新しいカリキュラム構成の問題点について,実際に新しいカリキュラムで授業を行った教師と話し合いを行い,新しいカリキュラム構成の修正を行う。教育心理学平成26年度において,子どものもつ割合のインフォーマルな知識,認知的障害が明らかになった。平成27年度は,子どものもつ豊かなインフォーマルな知識をカリキュラムに組み込む,認知的障害を考慮する,という2つの視点を取り入れたカリキュラム構成について,研究分担者と5年生の教師との話し合いを行い,新しいカリキュラム構成に基づく教授介入について検討する。平成28年度は,新しく開発したカリキュラム構成に基づいた教授介入を行う。予定していた学会の日程が変更になり出張が実施できなかったこと,予定していた洋書の購入が実施できなかったこと,実験データの分析が予定通りに実施できなかったことなどによる。
超高効率レーザーARPESによる分子性導体の電子物性の解明

擬2次元有機超伝導体の角度分解光電子分光の成功例は過去にないが、高度化したレーザーとノウハウの蓄積によりこの度世界で初めて角度分解光電子スペクトルの取得に成功し、更にフェルミ面の一部のマッピングにも成功した。この成功の意義は非常に大きく、これまで不可能であると考えられていた有機超伝導体における角度分解光電子分光による電子構造研究が可能であることを示すとともに、超伝導状態における超伝導ギャップの波数依存性を測定することで有機超伝導体の超伝導機構を解明することが可能となった。ノウハウについては特に試料形状とその劈開の方法に関する情報の蓄積が非常に進み、試料準備段階においてうまく劈開できる可能性の高い試料の判別・選別ができるようになってきた。それでも成功率は1ー2割にとどまるため、今後もノウハウの蓄積は重要である。現状のレーザーにおいてはこれ以上の高度化が困難なこともあり、超伝導ギャップの異方性観測には大きな困難が伴うが、今後角度分解研究を進めていくことで電子構造の解明を進めていくのと並行して、有機超伝導体の角度光電子分光を効率良く遂行していくにあたってさらなるノウハウの蓄積とより適したレーザーの予備開発を行っていく。本研究課題を遂行するにあたり、設定した擬二次元超伝導体の超伝導ギャップの直接観測とにおける角度分解光電子分光を成功させるという目的は本年度で達成された。さらに、フェルミ面マッピングにも成功し、本研究計画において高度化したレーザーによって可能と想定していた以上の成果を上げている。ただし、マッピングを効率的に行い超伝導発現機構の解明につなげるためには更に新しいレーザーが必要であり、本研究課題においてその設計と必要とされる要件まで明らかにすることが可能となり、本研究課題のさらなる深化と、新しい研究課題に繋がる研究を遂行することができる。今後も本研究計画に基づきより明瞭な角度分解光電子スペクトルを得るために研究を遂行していくが、想定していなかったため効率が不足するものの本物質群のフェルミ面の詳細やフェルミ面の各点における超伝導ギャップの直接観測も遂行していく。その過程で測定ノウハウの蓄積と新レーザーの指針を得る。超高分解能光電子分光用汎用狭帯域レーザーの超高繰り返し化および出力増強のための開発を行った。繰り返し周波数逓倍器は本研究提案時よりさらに進めたアイデアを基に、よりコンパクトな設計の繰り返し周波数4倍の逓倍器を作成し、これを2台用意することで、320 MHz・1.28GHzの二種類の繰り返し周波数を用いることが可能となった。一方、出力増強については、非線形光学結晶でテストしたところ、厚みを増した効果があまり得られず、結晶入射前のレーザーの絞りを調節してみたものの、あまり改善されなかった。それよりも、研究計画における、パワー増強・逓倍器においては、光の透過率が問題となってきたため、先のように新しいアイデアに基づいた、逓倍器を開発することで、これらの欠点を克服し、3台目を新たに構築することによって、当初研究目的が達成されることとなった。また、冷却機構回線のため導入した250Lのヘリウムベッセルにより、分子性導体の研究において十分な測定時間を確保することが可能となり、本装置における分子性導体研究が可能となった。これらの改造が予定より早く進んだため、本年度より超伝導を発現する分子性導体k-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2において、角度分解光電子分光研究を遂行した。その結果、世界で初めてとなる、本物質の角度分解測定によるバンド分散の直接観測に成功した。分子性導体においては、角度分解測定に耐えうる正常表面を得るのが困難であり、同時に角度積分測定も行ったため、測定角度は数点にとどまったが、X線回折による結晶方位決定と併せてバンド計算と比較したところ、非常に良い一致を示した。このことは、角度分解光電子分光による波数分解電子状態の観測が超伝導を発現する分子性導体においても有効であることを示しており、今後の研究によってその超伝導発現機構に関する知見を得られるであろうことを示唆している。本研究課題1年目を終えたが、研究計画における1年目に設定した課題はおおむねクリアしている。光源改造にあたっては一部、計画通りに進まない部分があったが、他のアイデアによって同等レベルまで性能を引き上げることに成功しており、この点についての問題はないと思われる。また、当初計画における2年目に設定していた、超伝導を発現する分子性導体の実際の測定も、一部遂行して成功裏に終わっており、進行状況は順調といえる。k-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Brは本物質の超伝導の起源と考えられるMott転移近傍により近い物質であり、本物質の超伝導ギャップと角度分解光電子スペクトルの直接観測に成功すれば、分子性導体における超伝導発現機構の解明により直接的なエビデンスを得ることが可能である。本物質はMott転移に近いためフェルミ準位近傍の電子状態密度がk-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2と比べて小さく、また正常な試料表面を得るための劈開の成功率もk-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2に比べて半分以下と低いため、本物質の測定は困難を極めたが、多数の試行回数を重ねることで、超伝導ギャップの直接観測に世界で初めて成功した。その結果、超伝導対称性はd波を示唆しており、これはk-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2の結果と類似している。さらに超伝導対称性から超伝導発現機構の詳細を知るためには波数分解した(角度分解)超伝導ギャップの情報が必要である。

一方で角度分解についてはやはり世界初となる有意な分散を認めたものの、その強度は非常に小さく、複数の角度において角度分解スペクトルを得るには至らず、現時点において角度分解スペクトルから得られる情報は僅少である。現時点において、超伝導ギャップ起源の完全な解明には測定の困難さからたどり着いていないが、従来型超伝導と異なる起源であることは明らかであり、今後の研究によってより詳細な情報を得ることができると考える。本研究課題2年目を終え、研究計画に設定した課題はおおむねクリアしている。1年目より、研究計画と比してやや先行して研究を遂行し、その研究目的の達成に成功しており進行状況は順調といえる。擬2次元有機超伝導体の角度分解光電子分光の成功例は過去にないが、高度化したレーザーとノウハウの蓄積によりこの度世界で初めて角度分解光電子スペクトルの取得に成功し、更にフェルミ面の一部のマッピングにも成功した。この成功の意義は非常に大きく、これまで不可能であると考えられていた有機超伝導体における角度分解光電子分光による電子構造研究が可能であることを示すとともに、超伝導状態における超伝導ギャップの波数依存性を測定することで有機超伝導体の超伝導機構を解明することが可能となった。ノウハウについては特に試料形状とその劈開の方法に関する情報の蓄積が非常に進み、試料準備段階においてうまく劈開できる可能性の高い試料の判別・選別ができるようになってきた。それでも成功率は1ー2割にとどまるため、今後もノウハウの蓄積は重要である。現状のレーザーにおいてはこれ以上の高度化が困難なこともあり、超伝導ギャップの異方性観測には大きな困難が伴うが、今後角度分解研究を進めていくことで電子構造の解明を進めていくのと並行して、有機超伝導体の角度光電子分光を効率良く遂行していくにあたってさらなるノウハウの蓄積とより適したレーザーの予備開発を行っていく。本研究課題を遂行するにあたり、設定した擬二次元超伝導体の超伝導ギャップの直接観測とにおける角度分解光電子分光を成功させるという目的は本年度で達成された。さらに、フェルミ面マッピングにも成功し、本研究計画において高度化したレーザーによって可能と想定していた以上の成果を上げている。ただし、マッピングを効率的に行い超伝導発現機構の解明につなげるためには更に新しいレーザーが必要であり、本研究課題においてその設計と必要とされる要件まで明らかにすることが可能となり、本研究課題のさらなる深化と、新しい研究課題に繋がる研究を遂行することができる。今後も当初の本研究計画に基づいて研究を推進する予定である。一方で、分子性導体はこれまでの申請者の経験によると、ARPES測定に耐える清浄試料表面を得るための劈開の成功確率が低く、試行錯誤の回数が非常に重要となる。成功確率が低いため、試行回数でカバーするが、運が悪い場合、年単位でかかる可能性がある。これに備えて、3年目に計画してある、別の試料も可能であれば並行して行っていく。昨年度に引き続き、特に分子性導体の清浄表面を得るための劈開についてはノウハウの蓄積を更に続け、より高い確率で劈開に成功するよう研鑽を重ねる。
希土類元素含有HAおよびレジンのう蝕細菌付着阻止の定量と臨床応用

我々はLa以外のLanthanides(Ln)にう蝕予防効果を示唆する研究結果を得て、そのメカニズムを明らかにし、より効果的な臨床応用を目指した実験を続けている。今までにLnのglucosyltransferase活性阻害を介したう蝕細菌のガラス管壁への付着阻害を明らかにしてきた。その他のメカニズムとして、Lnには細菌凝集・沈殿を促進する作用のあることが示唆されたので、その至適条件等について検討した。ヒト口腔内よりう蝕細菌(S.sobrinus B13,S.mutans ingbritt)、歯周病原因菌(P.gingivalis),その他のplaque細菌(N.sicca,V.alcalescens,etc.)を分離培養し、これらに対するLu-acetate,La-acetateの凝集効果を調べた。その結果、これらLnの酢酸塩には0.1mM程度で吸光度(660nm)を半減させる凝集効果があり、そこに0.1mMのリン酸塩が共存すれば0.01mMのLu-acetateでも同じ効果を得ることが判明した(愛知学院大学教養部紀要,47(4),2000)。さらに、Ln処理したhydroxyapatite(HA)は耐酸性が高まり酸脱灰が低下していることを発見したので、その至適条件等を明確にした。その結果は現在論文投稿中であるが、(1)Ln塩の種類により脱灰阻止効果が異なった-塩化物ではLa,Ho,Ybが、硝酸塩ではPr,Smが、そして酢酸塩ではいずれも良い効果を得たがCe,Pr,Ho,Ybなどで特に脱灰阻害効果が上昇した。(2)効果の高かったCe,Ho,Ybの酢酸塩溶液のpHの影響を調べると、pH5.5が至適pHであった。(3)Ln溶液の濃度は高い程効果は高いが、臨床応用されている2%NaFと比べて、同濃度ではLn溶液の方が脱灰阻止能が高かった。(4)処理時間2分で効果はほぼプラトーに達した。(5)Ln溶液の保存液の安定性を1,2,3,4週、及び6ヶ月間、各月に調べたが、効果の低下は認められなかった。(6)HAの純度が効果に影響していた。これはNaFでも同じ傾向であった。HAの化学分析値やX線回折による純度判定で純度の低いものほど効果が低下していた。以上の結果を得ている。我々はLaにう蝕予防効果のあることを始めて報告(口腔衛生会誌,28:10-16,1979)して以来、その効果のメカニズムを明らかにし、より効果的な臨床応用を目指した実験を続けている。今までにランタノイド(Ln)にはグルコシルトランスフェラーゼ阻害や細菌の凝集沈殿効果などによりう蝕細菌のガラス管壁への付着阻害を介したう蝕予防効果のあることを明らかにしてきた。今回、Ln処理したヒドロキシアパタイト(HA)は耐酸性が高まり酸脱灰が低下していることを発見したので、その至適条件等を明確にした。