hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胃粘膜防御機構の解析と薬物の細胞保護作用に関する薬理学的研究

胃粘膜防御機構の解析とそれに関連する薬物の薬効評価を行った。その結果、次のような成果を得た。1.胃粘膜抵抗性の計量的評価法。脱血ショック及び血小板活性化因子(PAF)の投与を行い、それぞれの胃粘膜損傷モデルを完成した。薬物試験(プロスタグランジン、自律神経作用薬物、アズレン化合物)より、前者モデルは自律神経性要因及びス-パ-オキシドの生成が深く関与し、後者モデルは血管要因が強く関連していることが判明した。PAF胃粘膜損傷には炎症反応が関与していることが明らかになった。胃粘膜電位差(PD)測定による胃粘膜抵抗性を評価する方法を確立した。胃粘膜PDは粘膜障害性要因に対し極めて感受性高く反応した。この方法を用い、カルベノキソロンの抗漬瘍作用、胃内アンモニア発生に伴う胃粘膜障害などが明らかになった。2.胃血流測定に関する薬効果評価法。摘出胃血管潅流法を確立した。この方法により、麻酔動物を用いた血流測定法において、アズレン化合物の血流増加反応を示した。3.細胞保護作用の薬効評価法。単離胃粘膜細胞標本及び麻酔動物の胃潅流標本において、エタノ-ル侵襲が負荷された。この処置による細胞内酵素放出は細胞及び粘膜損傷度とよく比例することが判明した。この方法により、プロスタグランジン及びカルベノキソロンの細胞保護作用が検出できた。4.胃粘液分泌に関する薬効評価法。麻酔動物において連続的に粘液分泌を測定する方法を確立した。この方法により、種々薬物の粘液分泌に及ぼす効果が解析された。5.胃酸分泌調節に関する神経機序の解析。中枢性に酸分泌を刺激する薬物や抑制する薬物の作用機序を解析した。6.薬効試験。酵母エキス、黄連エキス及びベルベリン、グリチルレチン酸類の抗漬瘍作用を検索した。今後、さらに粘膜防御機構の神経制御について検討を進める。6.薬効試験。胃粘膜防御機構の解析とそれに関連する薬物の薬効評価に関する検討を行い、以下のような成果を得た。1.胃粘膜抵抗性の計量的評価法の確立-胃粘膜を浸襲する要因として脱血ショックを血小板凝集因子(PAF)の投与を用い、それぞれの胃粘膜損傷モデルを完成した。薬理学的検索から前者モデルは自律神経性要因が深く関与し、後者モデルは血管要因が強く支配していることが判明した。後者モデルの粘膜損傷はその形成に先立って血管浸過性亢進が起こった。これはPAF胃粘膜損傷の発生に炎症反応が関連することを示す。次に胃粘膜電位PD測定による胃粘膜抵抗性を評価できる方法の考案を試み、1つのモデルを作製することに成功した。粘膜浸襲薬としてエタノールを用い、動物には予めインドメタシンを処置しておくと、PDの変化が粘膜損傷や胃出血と比較的良く相関することがわかった。この標本を用いて種々の薬物の粘膜抵抗性を評価した。2.胃血流動態に関する薬効評価法の確立-摘出胃血管潅流標本を用いて種々の薬物の血管潅流圧に及ぼす効果を測定する方法を完成した。これまでに代表的な血管作動薬物の反応性が確かめられた。一方、インビボの実験系において、水素ガスクリアランス法による血流測定を行い、一部の代表的血管作動薬物の作用を評価した。3.細胞保護作用のビトロ実験系の確立-単離粘膜細胞を用いる実験系を確立した。細胞への浸襲はエタノールを用い、その結果有利される酵素(LDH)活性を測定した。

4.胃粘液分泌作用の薬効評価法の確立-粘液分泌を10分ごとに連続的に測定できるインビボ実験系の作製を行った。種々の薬物の作用態度が明らかになりつつある。5.抗潰瘍作用の薬効評価と酸分泌調節機序に関する検討-種々の薬物(酵母エキス、甘草由来誘導体)の抗潰瘍作用を調べ、胃粘膜防御機構との関連で薬効を解析した。胃液分泌の中枢性制御機構を調べ、粘液分泌研究の先導になった。胃粘膜抵抗性の計量的評価法に基づく薬効評価を検討するため、新たに尿素・ウレア-ゼ系による胃粘膜抵抗性の低下モデルの開発を試みた。その結果、発生したアンモニアが胃粘膜間電位差(PD)を顕著に減少させること、ウレア-ゼ阻害薬がPD減少を阻止すること、尿素・ウレア-ゼ混合物の粘膜内投与は重篤な胃損傷を形成することが判明した。胃出血測定法に基づく薬効評価では、アズレン化合物の胃粘膜抵抗性に及ぼす効果を検討した。アズレン化合物は種々の潰瘍モデルに対し有効性を示すものの、本モデルの脱血ショック誘起胃出血に対し、統計学的に有意な予防効果を認めなかった。このモデルではオキシゲンラジカルの形成が関与するので、その発生阻害がより効果的に有効性を現すものと考察した。胃粘膜防御因子の1つとして、胃血流が重要なものと考えられており、この因子について麻酔下動物及び摘出灌流胃標本を用いて検討した。エンドテリンは極めて強力な血管収縮活性が知られるが、この薬物の適用は持続性の強力な血流減少を生じた。その作用発現濃度はセロトニン、ノルアドレナリンに比べて約1万倍強かった。一方、アズレン化合物の胃血流に及ぼす効果を検討した結果、有意な血流増加作用を認め、その抗潰瘍活性との関連を考察した。細胞保護作用の薬効評価を検討するため、本年度では、麻酔下動物の胃管腔内に放出される細胞内酵素を測定することによって、単離胃粘膜細胞標本の場合と比較し、薬効評価試験への応用を図った。その結果、エタノ-ル侵襲に伴う酵素放出、それに対する薬物感受性など主要な点において両者の間に併行性が見られた。胃粘膜抵抗性のうちある因子は神経性に調節されていると思われ、そうした研究の緒として胃酸分泌の神経性調節機序の解明を併行して追究した。その結果、興奮性アミノ酸類の酸分泌刺激作用が見い出された。ストレス潰瘍との関連で神経性調節機序をさらに検討する。
ｋＳＺ効果の測定によるダークエナジーの検証

私は、キネマティックスニアエフ・ゼルドビッチ(KSZ)効果の観測を用いて、宇宙論的パラメータの制限することを目標に研究を行なってきた。そのために、私はKSZ効果の測定手法を新たに開発し、これまでのものよりもずっと高速に測定することを可能とした。そして、KSZ効果における理論予言も新たに作ることに成功した。このような新たな測定手法、理論モデルを用いて、実際の銀河データと宇宙背景マイクロ放射のデータを用いることで、当初の研究目標通りにKSZ効果を用いた宇宙論解析を行い、パラメータを制限することを可能にした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。私はKinematic Sunyaev-Zel'dovich (KSZ)効果の測定による、宇宙論的制限を与えることを目標に研究を行ってきた。KSZ効果とは、宇宙マイクロ背景放射がバルク運動している自由電子ガスと逆コンプトン散乱を起こし、その温度が変化する効果である。KSZ効果は、1970年から理論予言はされていたものの、初めて検出されたのは2012年であり、宇宙論の分野では比較的新しく注目された観測量である。現在の観測精度では、まだ検出できるかどうかを競っている段階であり、宇宙論的な制限、特に宇宙に存在するダークエネルギーの制限には使うことは難しい。しかし、今後数年において、さらなる高精度観測によって、その状況は改善されると期待されている。このような状況の中で、私はデータをフーリエ変換することで、フーリエ空間におけるデータ解析を行い、KSZパワースペクトルという申請者独自の観測量を定義することで、KSZ効果を測定した。さらには、測定されたKSZ効果の観測を通じて銀河のホストハロー内のガスの光学的厚みを測定し、その空間分布を世界で初めて宇宙論的な統計手法を用いて制限することに成功した。その際には、観測結果を理論解釈するために、理論モデルの構築も同時に行うことで、理論から観測まで、KSZ効果の研究における一連の流れを申請者自身で作りあげた。研究課題であるKinematic Sunyaev-Zel'dovich (KSZ)効果について、独自の観測量を定義し、その理論モデルを構築し、さらには測定するための手法を考案し、実際に既存のデータを用いてKSZ効果を測定するという一連の流れを全て行い、それらの結果を論文にまとめることのできた年度であった。これは、当初に予定していた以上の成果である。これまで、私はKinematic Sunyaev-Zel'dovich (KSZ)効果の測定による、宇宙論的制限を与えることを目標に研究を行ってきた。KSZ効果とは、宇宙マイクロ背景放射が、バルク運動している自由電子ガスと逆コンプトン散乱を起こし、その温度が変化する効果である。現在の観測精度では、まだまだ検出できるが、宇宙論的な制限、特に宇宙に存在するダークエネルギーの制限には使うことができない。さらには、測定されたKSZ効果の観測を通じて、銀河のホストハロー内のガスの光学的厚みを測定し、その空間分布を世界で初めて宇宙論的な統計手法を用いて制限することに成功した。特に、測定結果を解釈するための理論モデルの構築も同時に行い、KSZ効果における理論と観測の双方の観点から、大きな成果をあげることができた。この成果は、今後のさらなる高精度KSZ観測にすぐに適用することができ、それによって新たな発見が期待される。今後の研究の目標は、日本が主導となって動いているHSC/PFS計画による銀河分布のでータを用いて、さらなる高精度なKSZ測定を行うことである。これまで既存のデータによる観測精度では、KSZ効果を用いて宇宙論を行うことは難しかった。しかし、さらなる高精度データを用いることによって、KSZ効果による新たな発見が期待される。今後の研究の目標は、日本が主導となって動いているHSC/PFS計画による銀河分布のデータを用いて、KSZ効果を測定することである。これまでの既存のデータによる観測精度では、KSZ効果を用いて宇宙論を行うことは難しかった。
フライトシミュレータによる飛行昆虫の化学定位行動の解析

本研究で開発を試みたフライトシミュレータは、飛行昆虫の化学定位行動を研究する目的に沿ってデザインされていなければならない。そのためフライトシミュレータのハードウェア・ソフトウェアの開発とともに、昆虫が飛行中に受ける嗅覚刺激を実験中に正確に再現する匂い刺激装置の開発も主要な研究内容となっている。飛行履歴の記録から各種の運動パラメーターを求めるデータ解析プログラムの開発もまた必要である。研究計画記載のこれら3項目について並行して作業を進めたところ、2年間の研究期間では結果的に不充分であり、システムとしての完成には至らなかった。計画したフライトシミュレータ本体は、風と匂いを送る風洞、虫の動きを検知するセンサ、視野の流れを投影する液晶プロジェクタ・ディスプレイと、虫の動きを記録しさらに画像の動きとしてフィードバックをかける計測制御用コンピュータから構成される。計測制御用プログラム言語にLabView(N.I.社)を採用して、装置のリアルタイム制御プログラムを自作した。まず飛行中の昆虫の姿勢から、進路を類推する方式を採用した。すなわちカイコ♂成虫の尾端の動きをフォトダイオードセンサで検出して、PCのゲームポートから入力する。この方法では羽ばたきによる推進力の検出は原理的に不可能なので、常に一定速度で前進しているものとして、尾端の曲がる角度を転回角速度に反映させた。次に懸架した昆虫の発する揚力と推進力を直接測定する方法について検討した。この方法ではソフトウェアの開発はほぼ完成したものの、結局、稼動できるハードウェアまでには至らなかった。一方、匂い刺激装置については、さらなる知見を加えてミリ秒単位の制御が可能な装置が完成し、成果発表に至った。また移動運動データ解析プログラムの開発を進め、GUIを充実して作業性を向上させた。研究成果報告書にはこれら3項目の内容を合わせて記載した。フェロモンや寄主植物由来の匂いは、総合的害虫管理にも取り入れられ、重要な防除手段となりつつある。この研究の目的は、昆虫の模擬飛行装置(フライトシミュレータ)の開発を通して、飛行中の昆虫が環境から受ける視覚と嗅覚情報の時間的、空間的な文脈と、それに応じた昆虫の行動とを、高精度に関連付けることにある。フライトシミュレータ上で仮想匂い源へ誘導できたならば、昆虫の匂い源探査飛行の基本原理が解明されたと言えよう。平成17年度の研究実績として、高感度ガス検出システムの構築と、光学センサを使ったフライトシミュレータの試作の2点があげられる。環境中で匂いが拡散する際には、繊維状の空間構造を保ちながら風下へと展開するため、飛行中の昆虫は匂いの信号をパルス状に受信するはずである。この時系列パターンを記録して、フライトシミュレータ内で再現するためには、光イオン化検出器(PID)による匂いモデルガスの高感度記録が必須であった。目的に合った諸元を満たす唯一の装置はAurora Scientific(Canada)社製のmini PIDであったが、製造上の不具合から納入時期が遅れ、現在は計測記録システムを構築した段階にある。プロピレンガスを使った試運転では所期の性能を示した。この種の高感度ガス測定器の導入は、我国ではこれが最初である。フライトシミュレータは、風と匂いを送る風洞、虫の動きを検知するセンサ、パターンの流れをスクリーンに投影する液晶プロジェクタとコンピュータから構成される。昆虫の飛行中の運動出力をモニターする方法として、揚力と推進力を直接測定する方法と、昆虫の姿勢をモニターして間接的に進路を推定する方法が考えられる。本年度は、供試昆虫のカイコ♂成虫の尾端の動きをフォトダイオードセンサで検出し、パターンの流れとして視覚的にフィードバックする方法を試行した。開発したフライトシミュレータは、風と匂いを送る風洞、虫の動きを検知するセンサ、パターンの流れを床面に投影する液晶ディスプレイと計測制御用コンピュータで構成される。ディスプレイの上空に懸架した供試昆虫に画像の流れを見せ、それに反応した虫の動きをセンサで捉えて、画像の動きにフィードバックする制御をおこなった。

入出力を高度に統合しリアルタイムにパラメーターの微調節をおこなうため、計測制御用プログラム言語のLabView 7.1(National Instruments)を新たに採用した。平成18年度の前半は、C言語で記述した既存の移動運動補償装置のプログラムのLabViewへの移植作業をおこなった。昆虫の飛行中の運動出力の検出を、姿勢をモニターして間接的に進路を推定する方法と、懸架した昆虫の発する揚力と推進力を直接測定する方法とで行なった。前者の場合、供試昆虫のカイコ♂成虫の尾端の動きをフォトダイオードセンサで検出して、ゲームポートから入力する。この方法では羽ばたきによる推進力の検出は原理的に不可能なので、常に一定速度で前進しているものとして、尾端の曲がる角度を転回角速度に反映させた。一方、昆虫の発生する力を直接検出する方法では、供試虫の背板に接着したクォーツファイバーの動きを、エアーサスペンションで水平に支えたディスク中央のチューブを通すことで三次元に分解し、ファイバー末端の光点をビデオトラッカーで追尾する方法をとった。水平の変位を積算して位置情報を求め、相当する座標がディスプレイの中央に常に表示するように画像の流れを制御した。また垂直の動きから、ズーミングを変化させることで、高度変化を視覚的に作り出した。いずれの場合もフェロモンを断続的に加えることで進路の制御が可能であった。以上のように飛行昆虫の嗅覚行動の試験を行なうフライトシミュレータの実証試験に成功した。
造血器悪性腫瘍共通発症機構の解明とそれに基づいた抗癌剤開発

多くの白血病が、因子AとB、及びCにより制御されていることを解明した。Aを制御可能な抑制剤Dなどを作成した。抑制剤Dは、ビトロ、ビボモデルにおいてPhALL(TKI耐性)、MLL-AF4+FLT3-ITDマウスモデルでは、既存のTKI抵抗性を克服し、現在臨床におけるKey Drugより大幅なSurvivalの改善を認めた。固形腫瘍では、EGFR抑制剤抵抗性肺がん、Her2陽性胃がんマウスモデルでの治療でも劇的なSurvivalの改善を認めた。これをもとにスーパーコンピューターシミュレーションによる低分子化合物構造の同定を行い、候補コンパウンドHITを取得した。それを用いた実験を展開する造血器悪性腫瘍(CBF白血病、MLL白血病、BCR-ABL白血病、APL)、リンパ腫(DLBCL、FL、BL)、固形腫瘍(乳癌、大腸癌、前立腺がん、肺がん、VHL陰性腎がん、神経芽細胞腫、グリオーマ)の細胞株を用いて、遺伝子A(申請者が同定した腫瘍に共通に亢進する遺伝子群を遺伝子Aがエピジェネティックに制御する)をその抑制剤やsiTNAi、shRNAiで抑制したところ、各所腫瘍株の増殖は著しく抑制され、アポトーシスが誘導された。申請者が考える主要共通のエフェクター遺伝子は、遺伝子Aの抑制により特異的に抑制され、蛋白レベルで消失した。これは、遺伝子Aと腫瘍共通エフェクターは腫瘍細胞においてコンプレックスを形成していること。遺伝子A蛋白の消失によりコンプレックスの安定性は低下し、エフェクター蛋白も抑制されることが原因と考えられた。エフェクターの転写レベルでの制御に遺伝子Aが関与しているかどうかレポーターアッセイなどで検証中である。また腫瘍のXenograftingを考慮し、条件設定を行っている。ヒト腫瘍株のNOGマウスでの生着、Expandingが確認された段階で、遺伝子A抑制剤を投与し、生体での遺伝子A抑制コンセプトの検証を予定している。一方遺伝子Aは、HIF(Hypoxia Inducible factor)と結合して、そのその安定性を保っている可能性が高いので、HIF蛋白との関係性を検証中である。遺伝子Aが造血器悪性腫瘍発症・増殖・維持に共通する必須因子と考え、遺伝子A抑制(shRNAi、A抑制剤の2方法)により、ヒト各種造血器悪性腫瘍の増殖及び維持の抑制を詳細検討した。PhALL・CML白血病2種において、遺伝子A抑制により、BCR-ABL遺伝子は転写レベルで抑制された。その下流PathwayであるJAK-STAT、PI3-AKT、MAPK経路が各々抑制された。それは腫瘍抑制遺伝子Bの安定化による蛋白増加に由来する活性化により、白血病細胞は細胞周期停止(G1/S停止)及びアポトーシス促進因子(PUMA、BAXなど)が誘導されることによる。これはT351I株においても同様であり、TKI耐性を克服できることが示唆された。APL白血病においては、遺伝子A抑制によりPML-RARA融合蛋白が劇的に消失し好中球に分化した。同時にPML Body(根治マーカー)が核内に再構成されした。ATRA耐性、ASO耐性株においても本効果は同様であることから、両剤耐性克服が可能であることが示唆された。MLL白血病では遺伝子A抑制により、MLLヒュージョン遺伝子が転写レベルで抑制され遺伝子Bが増加、腫瘍促進に重要な遺伝子C・Dが転写レベルで抑制された。CBF白血病では、白血病ヒュージョン蛋白が消失し分化が誘導された。Burkittリンパ腫では、遺伝子A抑制により、遺伝子C・Dが転写レベルで抑制された。これらのことから遺伝子Aは白血病ヒュージョン遺伝子を正に制御、腫瘍抑制遺伝子Bを抑制、細胞周期を促進、アポトーシスを負に制御することにより、細胞増殖と維持に貢献していることが判明した。ヒト白血病細胞Xenograftモデルを作成することに成功した。遺伝子AcKOと白血病cKIマウスジェネティクス実験を開始した。ビボモデルでの治療効果解析、副作用解析に進めている。遺伝子Aを抑制するための創薬研究で、スーパーコンピューター京によるシュミレーション創薬を開始した。(知財申請準備中のため、一部領域用語を伏せて記載した。)知財申請中であるため、重要因子名を秘匿する必要があり、アルファベット表示とする。造血器悪性腫瘍共通増殖機構は、腫瘍共通のスーパーエンハンサーのメインコンポーネントとしては直接的には報告されていない転写因子AとそのCo-FactorであるB、及びHAT(C)により制御されていることを解明した。各種難治性白血病細胞株を用い、ConditionalshRNAi法により転写因子Aを完全に抑制した場合、造血器悪性腫瘍はほぼ消失することを確認した。またGSEA解析ではCo-FactorB高値群は予後不良であり、腫瘍共通の機構であることが示唆された。Co-FactorBは造血器悪性腫瘍と固形腫瘍に共通する予後悪化因子である可能性が確認された。転写因子Aを制御可能な抑制剤Dを作成した。抑制剤Dは、1nM濃度で完全に核内に到達し、クラスター遺伝子群は効率よく抑制された。マウスビボモデル(NOGマウス移植系及び、Inv16ノックイン白血病モデル系にて、開発新薬候補投与実験を行った。PhALL(TKI耐性)、MLL-AF4+FLT3-ITDマウスモデルでは、既存のTKI(チロシンキナーゼ阻害剤)抵抗性を克服し、大幅なSurvivalの改善を認めた。また現在臨床で使用されている寛解導入薬のSurvaivalより大幅な改善を認めた。

固形腫瘍では、EGFR抑制剤抵抗性肺がん、Her2陽性胃がんマウスモデルでの治療でも劇的なSurvivalの改善を認めた。抑制剤DはRas Gene ModuleがMulti-pointsで抑制されることによることが判明した。ビトロPOC、マウスPOCは完全に予測と合致していた。スーパーコンピューターシミュレーションによる低分子化合物構造の同定を行い、候補コンパウンドHITを取得した。今後は新規抑制剤D及び低分子HITを用いた実験を展開する。多くの白血病が、因子AとB、及びCにより制御されていることを解明した。Aを制御可能な抑制剤Dなどを作成した。抑制剤Dは、ビトロ、ビボモデルにおいてPhALL(TKI耐性)、MLL-AF4+FLT3-ITDマウスモデルでは、既存のTKI抵抗性を克服し、現在臨床におけるKey Drugより大幅なSurvivalの改善を認めた。これをもとにスーパーコンピューターシミュレーションによる低分子化合物構造の同定を行い、候補コンパウンドHITを取得した。それを用いた実験を展開する各種造血器悪性腫瘍に共通の増殖機構候補因子を同定し、その因子を抑制(shRNAiや抑制剤法)することにより実際に、腫瘍増殖が抑制されるか?維持されなくなるか?その両方における詳細を検討し、申請者の仮説が正しいことが、各種白血病及びリンパ腫(CBF白血病、MLL白血病、BCR-ABL白血病、MLL-AML白血病、MLL-ALL白血病、APL白血病、バーキットリンパ腫、DLBCLリンパ腫、FLリンパ腫)ヒト細胞株レベルで実証された。また遺伝子A抑制コンセプトによる腫瘍抑制効果は、各種白血病ヒュージョン遺伝子を直接的に転写抑制し、その下流経路におけるエフェクターを転写レベルで抑制することによること、細胞周期を停止させること、腫瘍細胞にアポトーシスを誘導することなど、その詳細のメカニズムも解明することができた。このことから遺伝子Aが腫瘍共通の増殖維持機構の最も重要な因子であることを解明した。ヒト白血病Xenograftモデルを新規構築することができたことから、希少なビボモデルでの解明段階に入ることができた。創薬研究においては、共同研究者と共にスーパーコンピューター京を利用したシュミレーション創薬を開始した。また既存同定薬剤をDDSナノテクノロジーを用いて、徐放化ゲルにするプロジェクトを並行して行っている。以上から、造血器悪性腫瘍共通増殖機構として重要な遺伝子群の同定は造血器悪性腫瘍の新規治療戦略の有力な候補となることが判明した上、既存薬の抵抗性克服の大きな可能性を有している。ヒト白血病細胞株レベルの検証完了だけではなく、ヒト白血病Xenograftモデル、マウスジェネティクスモデルなど希少な生体モデルでの検証が進んでいること、オリジナルな創薬研究のため、既にスーパーコンピューター京を利用したシュミレーション創薬系に乗せることができたこと、またドラッグデリバリーレベルの研究を並行して開始できたことから、当初の計画以上に進展していると考えられる。血液・腫瘍学
生物活性天然配糖体の糖鎖を基盤とした新薬創成に有用なケミカルライブラリーの開発

トマト地上部に高含有するトマチンを原料として、ガン細胞増殖抑制活性に関与が示唆されているリコテトラオースをトマト萎凋病菌の産生するトマチナーゼでプロパルギル誘導体として切り出した。糖鎖部のアセチレン基とアグリコン部のアジド基の環化反応を応用して、リコテトラオースの様々な誘導体を合成した。このクリックケミストリーを応用したリコテトラオース誘導体の調製は水酸基の保護を必要とせず、簡便で応用範囲の広い方法である。著者は、これまでに天然薬物から機能性糖鎖の探索研究を行っている。その結果、配糖体の構成オリゴ糖鎖と生物活性に相関があることが判明した。また、糖鎖とアグリコン部が相補的に作用して活性発現することが示唆されたことから、活性糖鎖構造を他のアグリコンにトランスグリコシル化し、糖鎖とアグリコンの相互作用を検証するとともに詳細な構造活性相関を検討し、最適なアグリコン部のファーマコフォアを明らかにすることを企図した。そこで、平成20年度は、先ず、糖鎖部分の多様化の一環として従来のトランスグリコシル化反応で利用可能な2種のオリゴ糖鎖(カコトリオースならびにリコテトラオース)に加えて、オンジサポニンから糖鎖ライブラリーの調製を実施した。即ち、生薬・遠志をメタノールで抽出してポリスチレンゲルで分画したオンジサポニン画分から、ヨウ化リチウムとアリルアルコールを用いてアリルグリコサイドとして純粋な化合物を3個得た。また、有機酸が結合した新規の糖鎖を得ることも出来た。一方、カコトリオースの末端糖鎖のラムノースをフコースとマンノースに置換した新規のカコトリオース誘導体を合成し、細胞増殖抑制活性試験を行った。その結果、末端フコース体はHepG2細胞に、末端マンノース体はRAW細胞に特異性が観測された。さらに、リコテトラオースに関しては、トマチンとトマチナーゼにより効率的に切り出し、各種化学変換を行い、還元末端がオキシアミノ基、プロパギール基の糖供与体に変換することが出来た。今後、オリゴ糖鎖部分とアグリコン部分を容易に組み合わせて、オリゴ糖鎖を基盤としたケミカルライブラリーを構築する方法を開発する予定である。配糖体の構成オリゴ糖鎖と生物活性に相関があることが判明し、糖鎖とアグリコン部が相補的に作用して活性発現することが示唆されたことから、活性糖鎖構造を他のアグリコンにトランスグリコシル化し、糖鎖とアグリコンの相互作用を検証することを計画した。平成21年度は、臨床でアジュバンドに用いられているQuillaja saponaria樹皮抽出物をODSカラムクロマトで精製し、高純度キラヤサポニン画分を得、糖鎖の機能の探索を調べることとした。キラヤサポニン画分の28位エステル結合糖鎖は、アリルアルコール存在下、ヨウ化リチウムを用いて処理することでアリルグリコサイドとして切り出した。各種カラムクロマトにより分離しオリゴ糖鎖を得ることが出来た。また、3位のエーテル結合糖鎖はエンドグルクロニダーゼ(グリチルリチンハイドラーゼ:GHase)で切り出せるか試験した。NBRCより購入したAspergillus nigerをCA培地で3日間振盪培養し菌体を増殖後、キラヤサポニンを含むCA培地で更に1日培養することで酵素誘導を行った。菌体を除去した培養液を硫安分画し、限外濾過することで粗酵素液を得た。得られたGHaseをキラヤサポニン画分と反応させたが生成物は得られなかった。しかしながら、28位エステル結合糖鎖を切り出したプロサポゲニンを基質としたところ、GHaseによる生成物を得ることが出来た。得られた糖鎖の構造はNMRにより決定した。一方、抗腫瘍活性を有するトマチン糖鎖・リコテトラオースに関しては、各種化学変換を行い、還元末端がオキシアミノ基、プロパギール基の糖供与体に変換した。リコテトラオースのオキシアミン誘導体はベンズアルデヒドと縮合反応を、プロパギール誘導体はベンジルアジドとクリックケミストリーを行い、非無水条件で中程度の収率で目的とする生成物を得ることが出来た。今後、様々なアグリコン部にリコテトラオース誘導体を導入することで、均一なオリゴ糖鎖部を有するケミカルライブラリーの構築が可能となった。平成22年度は、トマト地上部に高含有するトマチンを原料として、ガン細胞増殖抑制活性に関与が示唆されているリコテトラオースをトマチナーゼで切り出し、ホイスゲン反応を応用したアセチレン基とアジド基の環化反応により、配糖化のステップを簡略化できないか検討した。

まず、リコテトラオースへのアセチレン基の導入を、トマチナーゼの可逆反応性を利用した酵素反応と有機合成で行う方法と2種類検討した。前者では、トマチナーゼでトマチンを処理する際にプロパルギルアルコールを添加することで、8%と低収率ながらも目的とするリコテトラオース誘導体を天然型のβ結合体として得ることができた。後者では、リコテトラオースの水酸基のアセチル保護、続いて還元末端のガラクトース部分のアノマー位を脱保護し、トリクロロアセトイミデート体に変換、プロパルギルアルコールとグリコシル化し、非天然のα結合体が選択的に5工程41%の収率で得られた。これらのリコテトラオース誘導体に対して、アジド基を有している抗エイズ薬で細胞毒性もあるAZT並びにコレステロールとジオスゲニンの3位アジド誘導体とホイスゲン反応を行い、それぞれトリアゾール環を介してアグリコン部を導入した。本反応において、Cu(I)の活性化剤をAZTとの反応で検討したところ、TBTAを用いると大幅な収率の上昇が見られた。ホイスゲン反応を応用したクリックケミストリーによるリコテトラオース誘導体の合成は簡便で応用範囲の広い方法である。今後、得られたトリアゾール環を介して結合させたリコテトラオース誘導体のガン細胞増殖抑制活性生物活性試験を行っていく予定である。
Ｐｏｌｙｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｉｎｆｅｃｔｉｏｎによる病原性変化の分子機構の解明

歯周炎は、polymicrobial infectionである。本疾患の病因解明のため、特定の歯周病原性菌の組み合わせによるその病原性の変化を解析した。F. nucleatumは、P. micraのバイオフィルム形成を促進していた。また、P. gingivalisとF. nucleatumの組み合わせでは、P. gingivalisによるF. nucleatumのバイオフィルム形成促進、F. nucleatumによるP. gingivalisの上皮・血管内皮細胞への侵入性の増加が認められた。これらの結果は、複数の特定歯周病原性菌増加が相互作用を介し歯周炎の病態に関わっていることを示唆している。歯周炎の発症には、デンタルプラークバイオフィルム中のPorphyromonas gingivalisをはじめとする歯周病原性菌が重要な役割を担っている。本研究では、バイオフィルム形成における特定細菌間の相互作用とそれに関わる分子の解析を目的とし、前年度の解析によってFusobacterium nucleatumとのバイオフィルム形成に相乗効果の認められたCapocytophaga ochraceaのバイオフィルム形成について解析を加えた。C. ochraceaのAI-2産生に関わるluxS, Por分泌機構を形成するporT,本菌のglidingに関わるsprBの欠損株をhomologous recombinationにより作成し、そのバイオフィルム形成をクリスタルバイオレットによる染色および共焦点レーザー顕微鏡によって比較した。AI-2欠損株については、Two compartment systemを用い、0.2 μmのフィルターを介して野生株と欠損株を共培養し、欠損株のバイオフィルム形成を解析した。C. ochraceaのluxS欠損株のバイオフィルム形成量は、クリスタルバイオレットによる染色による測定では有意に低下していた。共焦点レーザー顕微鏡による解析では、欠損株のバイオフィルムは、高さが野生株よりも厚みのある部分と薄い分が混在する不整な形態を呈していた。このバイオフィルム形成の変化は、野生株由来のAI-2によっては補完されなかった。そのため本菌のバイオフィルム形成にluxSは関与するものの、その作用は、菌体外に遊離されるAI-2によるものではなくluxS欠損によるactivated methyl cycleの障害によるものと考えられた。これらの結果から、本菌の産生するAI-2は、本菌自体には影響を与えず他の菌種に影響を与える可能性が考えられた。バイオフィルム中における歯周病原性菌種間の相互作用は、歯周炎発症に重要な役割を果たしている。本研究では、バイオフィルム形成における特定細菌間の相互作用とそれに関わる分子の解析を目的とし、根尖先生歯周炎病巣から高頻度で検出されるParvimonas micraのバイオフィルム形成時の他菌種との相互作用について解析した。共凝集の測定は、Cisarらの方法により、混合培養時のプランクトニックセルの増殖はOD660により、バイオフィルム形性はクリスタルバイオレットよる染色により測定した。さらにTwocomportment systemを用い、0.2 μmの膜を介して共培養し、プランクトニックセルの増殖と、バイオフィルムの形成について比較した。F. nucleatum, P. gingivalis, C. ochracea,は、P. micraとの間に共凝集能が認められた。混合培養では、P. ginigvalisとの組合せでプランクトニックセル増殖が著明で、バイオフィルム形成ではF. nucleatumとの組み合わせが高くなっていた。Two comportmentsystemでは、F. nucleatum, P. gingivalis, C. ochraceaによりP. micraのプランクトニックセル増殖が促進され、バイオフィルムは、F. nucleatumまたはC. ochraceaによって増加していた。これらから、F. nucleatumとC. ochraceaから遊離される可溶性物質がP. micraのバイオフィルム形成を促進することが明らかになった。さらにF. nucleatumとP. micraとの間においてはバイオフィルム形成の相乗作用が認められ、これらがP. micraが根尖部に定着するプロセスにおいて重要な役割を果たすことが示唆された。研究目的研究方法研究成績および考察T. denticolaATCC35405と、T. forsythia間の共凝集は、T. denticolaの熱処理によって失われ、T. denticolaのリガンドがタンパク質であることが示唆された。T. denticolaの野生株3株で共凝集のレベルを比較すると、その程度はdentilisin活性と比例し上昇していた。Dentilisinの欠損株K1、KpSano7は、T. forsythiaと共凝集を起こさなかった。これらの結果から、dentilisinの共凝集への関与が示唆された。T. denticolaをPMSF処理しても、凝集に変化は認められなかった。Mspの欠損株DMSP3は、野生株と同程度の凝集活性を示した。これらの結果から、dentilisinは直接共凝集に関わるのではなく、表層タンパクの成熟により共凝集に関与していると考えられた。

口腔微生物学複数の菌種でのバイオフィルム形成の変化について、昨年の現象論からその因子の解明に内容が進みつつある点からおおむね順調に進行いると考えているこれらの結果から、F. nucleatumは、実験開始時の予想と一致して慢性歯周炎、根尖性歯周組織炎どちらの菌叢においてもバイオフィルム形成に重要な役割を果たす関わることを明らかにできた。今回得られた欠損株を用いて実際のバイオフィルムを想定したpolymicrobial biofilmモデルを作成し、その中で菌種間コミュニケーションの影響を検討していく。該当無し
ゴードン・マッタ=クラーク初期の活動とオルタナティヴな空間

本研究は、美術作品と空間の関係の考察から発展し、1960年代から70年代の「オルタナティヴ・スペース」において展開された制作が、空間に対するどのような意識をもつものであったかを理解しようとするものである。とりわけ、ゴードン・マッタ=クラークの「112グリーン・ストリート」および「FOOD」における活動を対象として、作品に即した把握に努めた。ニューヨークとモントリオールに所在するマッタ=クラークの調査および資料の調査を基礎として、社会学的知見を参照しながら、考察を進めた。マッタ=クラークの発言および作品の分析から、「112グリーン・ストリート」における活動を端緒として、空間への関心が、都市という文脈に広がっていくことが分かった。アンリ・ルフェーヴルの、現代都市の空間に対する批判的考察と対比することで、この問題の構成を明らかすることを試みた。一方、マッタ=クラークの作品は桜の木、黴、キノコなどにより、自然の変化と人間の文化の関係を主題としていることに注目すると、「FOOD」を、自然-料理-人間の関係を通じて都市空間を捉え直す試みと見なすことが可能になる。70年代初頭の経済の変化と相互的な空間の変容に関する社会学的考察をも参照すれば、「FOOD」を、こうした変容に抗するオルタナティヴな空間として見いだすことができる。こうして、「オルタナティヴ・スペース」を、作品と展示空間の関係のみならず、そうした空間を生み出し、変化させていく力のあり方自体を問題として捉える試みとして、考察するに至った。研究対象であるゴードン・マッタ=クラークについては、本件申請後、海外における研究が進展し、ポリグラファ社(マドリッド、2006年)より著述・インタビューを豊富に掲載したモノグラフが刊行されたほか、ホイットニー美術館(ニューヨーク)が回顧展を組織し、アメリカ国内を巡回した(2007-8年)。したがって本研究では、こうした新たな研究の展開を視野に入れながら資料を再構築することが、最初の課題となった。また、遺族のエステイトが保管していた一次資料は、カナダ建築センターに順次移管していたところであるが、アーカイヴとして整理と公開がなされつつある。このため、回顧展における作品調査と、カナダ建築センターのゴードン・マッタ=クラーク・アーカイヴの調査を行い、特に初期の活動について、作品や未公刊資料を閲覧、記録した。本研究の関心は、マッタ=クラークの代表作とされる建築をカットするプロジェクト以前、ニューヨークのダウンタウンにおいて展開された活動にあるが、なかでもアーカイヴ調査により、ソーホーでのマッタ=クラークの活動拠点として新たな空間を創出したレストラン「FOOD」に関して、新たな知見が得られた。マッタ=クラークの初期作品が菌の培養や熱すること、混ぜること等、料理に対する人類学的視点にたっていることは指摘されている。FOODの設立とほぼ同時期に行われた南米旅行の写真は、動物、市場の豆や肉、屋台/食堂といった小さなサイクルの中での直接的な連鎖に焦点化していた。ソーホーのレストランはアーティストのコミュニティの創出でもあったが、食や食物のうちに忘れられた自然と人間の関係を思考するという動機をも、そこに見いだすことができるだろう。
マウス大腸炎および発がんモデルに対する低用量アロエエモジンの修飾作用

アロエエモジン(AE)は抗がん活性や抗炎症効果を有することが報告されている。我々はApcMin/+マウスの大腸腫瘍発症のデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)処置の有無に対する低用量AEの修飾作用を調べた。その結果、低用量AEの混餌投与は、DSS未処置・処置の双方でMinマウスの大腸腫瘍の発生を低下させた。さらに、低用量AE投与はMinマウスの大腸粘膜の細胞増殖能を抑制した。本邦で健康食品として広く普及しているキダチアロエ(Aloe arborescens Miller var. natalensis Berger)を摂食すると、大腸で微量のアロエエモジン(AE)が産生される可能性がある。このAEは生理活性が強くin vitroでは抗がん作用などが多数報告されているとともに、2009年には低濃度で抗炎症作用があることも報告された。しかし、in vivo実験の報告はほとんど見られず、その一因としてAE試薬は少量単位でしか市販されていないため、in vivo実験を設定できない可能性がある。そこで本年度はまずin vivo実験が可能となるようにAEの精製に取り組み、そしてAEが産生される可能性がある大腸での抗炎症作用の検討として、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発マウス潰瘍性大腸炎モデルを用いAE混餌投与による実験を行った。まず第1実験として、雄性C57BL/6マウスに基礎飼料に精製したAEを5および2.5ppmの割合で混合した混餌(AE群)を与え、14日後より飲水として2%DSS溶液を投与した。そして、DSS投与7日後に全てのマウスを解剖し、このモデルの特徴である大腸長の測定を行った。第2実験として同マウスに2%DSS溶液を投与すると同時に、AE濃度を高くした0.02%混餌を与える(12日間)誘発時期での検討を行った。第3実験として、同マウスに2%DSS溶液を7日間投与後に飲水を水とし飼料に0.02%AE混餌を与える回復効果の検討として、DSS投与後の体重減少回復への修飾作用を観察した。いずれの実験においてもAEによる抑制効果はみられなかった。しかし、AE作用として上述の作用とは別に懸念されている細胞増殖作用による大腸炎促進はいずれの実験でもみられなかった。現在、AE濃度、投与方法(経口投与)、DSS感受性の点からマウス系統を変更する等の検討を行っている。本邦で健康食品として普及しているキダチアロエを摂食すると、大腸で微量のアロエエモジン(AE)が産生される可能性がある。このAEは生理活性が強くin vitroでは抗がん作用などが多数報告されているが、in vivo実験の報告はほとんど見られない。そこで初年度(平成22年度)はまずAEが産生される可能性がある大腸での抗炎症作用の検討として、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発マウス潰瘍性大腸炎モデルを用いAE混餌投与による実験を行った。その結果、数回の異なる条件での実験では、何れの実験においてもAEによる抑制効果は見られなかった。しかし、AEは上述の作用とは別に懸念されている細胞増殖作用による大腸炎促進作用もいずれの実験でも見られなかった。平成23年度は、新たに家族性大腸腺腫症モデルのApc遺伝子変異Minマウスを用いた2つの実験系で腸管ポリープ形成に及ぼすAEの抑制効果の有無を検討してきた。実験1:Minマウスの腸ポリープに及ぼすAEの影響。実験はPerkinsら(2002)の報告に従って行った。56週齢の雄MinマウスにAE混餌(5,10 ppm)を12週間投与した。その結果、5 ppm AE投与群で大腸腫瘍数の有意な抑制効果が見られた(小腸腫瘍では有意差なし)。実験2:DSS誘発炎症刺激によるMinマウス大腸発がんに及ぼすAEの影響。実験1における大腸腫瘍抑制効果を踏まえて、本実験を現在進めている。実験はKohnoら(2007)の報告に従って行っている。10週齢雌Minマウスに、最初の1週間1%DSS混水を与え、同時に対照群に基礎飼料、実験群にはAE混餌(5 ppm、50 ppm)を5週間自由に与えている。途中結果としては、5 ppm AE群と50 ppm AE群でともに大腸腫瘍を抑制する成績が得られている。もし、全実験が終了し、明確な大腸腫瘍の抑制が得られたら、その後は抑制機序を明らかにしたい。このAEは生理活性が強くin vitroでは抗がん作用が多数報告されているが、in vivo実験の報告は少ない。そこで初年度(平成22年度)はデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発マウス潰瘍性大腸炎モデルを用いて低用量AEの影響を調べたが、大腸炎の抑制作用も促進作用も見出されなかった。

平成23年度は家族性大腸腺腫症モデルのApc遺伝子変異Minマウスを用いて、腸ポリープに及ぼす低用量AE投与の影響を調べた。その結果、5 ppm AE混餌の12週間投与で大腸腫瘍数で有意な抑制効果を見出した(小腸腫瘍は抑制効果なし)。平成24年度は前年度からの研究として、DSS誘発炎症刺激によるMinマウス大腸発がんに及ぼすAEの影響を調べた。実験は10週齢雌Minマウスに最初の1週間DSS混水を与え、同時に対照群に基礎飼料、実験群にはAE混餌(5 ppm、50 ppm)を5週間自由に与えた。その結果、大腸腫瘍数は基礎食群に対して、5 ppm AE群で54%、50 ppm AE群で60%(p<0.05)減少する成績を得た(小腸腫瘍は抑制効果なし)。さらにAEの類似物質であるエモジン(EM)について、Minマウスポリープ形成に対する影響を調べた。実験群は基礎飼料群、75 ppm EM混餌投与群、150 ppm EM混餌投与群を作成し12週間実施した。その結果、大腸腫瘍数は75 ppm AE群で31%、150 ppm AE群で29%(p<0.05)の抑制効果が見られた(小腸腫瘍は抑制効果なし)。これらの実験成績を踏まえて、平成25年度から「炎症を背景としたマウス大腸発がんモデルに対するキダチアロエ低分子成分の修飾作用」(科研費・基盤(C)採択)を検討する。初年度(平成22年度)は、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発マウス潰瘍性大腸炎モデルを用いアロエエモジン(AE)混餌投与による実験において、潰瘍性大腸炎を抑制することは見いだせなかったが、一方でAEが潰瘍性大腸炎を促進することもなかった。平成23年度は、Apc遺伝子変異Minマウスを用いて、まず大腸腫瘍を5 ppm AE混餌投与群で有意に抑制することを見いだし、その後DSS誘発炎症刺激によるMinマウス大腸発がんに及ぼすAEの影響を調べる実験では、まだ途中結果であるが、5 ppm AEと50 ppm AE混餌投与群でともに大腸腫瘍の抑制傾向を示す成績が得られているが、現時点では少数例のため、さらに例数を増やして抑制効果の有無を検討している。抑制効果が明確に得られたら、その分子機序も明らかにしたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は本研究の完成年度として、AEと類似化学構造を有するエモジン(EM)を用いて、Minマウスの腸管腫瘍(特に大腸腫瘍)に及ぼす影響をAEと比較しながら検討したい。AEとEMはともに植物由来のアントラキノン類であり、様々な薬理作用が報告されているが、一方でこれらの成分およびそれらを含む植物抽出物を緩下剤として長年継続的に使用した場合、大腸発がんを促進する懸念も報告されている。しかし、今回の申請者らが取り組んだ一連の動物実験では、少なくとも低用量のAEは大腸発がんを促進する懸念は少なく、むしろ低濃度では大腸発がんを抑制する可能性が示唆された。この成績と米国で検討されたアロエベラの発がん性実験成績や本邦でのキダチアロエの毒性試験報告を比較しながら、AE(EMも含め)の腸管に及ぼす影響を明らかにしたい。
炭酸ガス固定型バイオガス変換システムにおけるプロセス特性の解析

水素/二酸化炭素混合ガスを基質とするバイオガス変換システムは、温室効果ガスである二酸化炭素固定の利点からその実用化が望まれているが、これに関する有用な知見は未だ十分でない。本研究ではガス基質利用型発酵槽の加温特性やプロセス安定化特性に関する実験的研究から、二酸化炭素固定型バイオガス変換システムの設計や開発に有効な基礎データを得ることを目的とした。ガス基質を供給する経済的なバイオガス変換システムを開発するため、旋回軸と回転棒から成る回転型ガス分散システムを有する工場規模の発酵槽を試作した。熱交換は回転棒からの高温バイオガスと発酵槽スラリー間の直接的接触により行われる。廃スラリーとバイオガスの代わりに本研究では水と空気を用いて、システムにおける回転や加温の特性をエネルギや物質収支の分析から考察した。ガスバッグによる閉鎖系発酵槽において、水温は次第に上昇し、加温モデルにより計算された温度上昇は、実際の温度上昇と一致した。回転ドラム型発酵システム(RDFS)において、バイオガス発酵槽からの流出液が酸発酵槽の安定性に及ぼす影響を評価した。おからを基質として用い、2つの構成のカスケードプロセスについて実験を行った。見かけの一次反応速度定数は、pH4.65.1のカスケード1で15.8×10^<-3>/d、pH5.2のカスケード2で14.7×10^<-3>/dであった。見かけのVS分解率は21.125.5%、総VA(酢酸)は14.518.6g/Lであった。電離有機酸はカスケード1、2ともに増加したが、酢酸の占める割合は減少し、一方でプロピオン酸や酪酸の割合が増加した。バイオガス発酵槽の流出液の添加は両プロセスの酸発酵を安定させたが、加水分解における高濃度の有機酸がカスケード2における加水分解に悪影響を与え、その結果、見かけの加水分解速度はカスケード1より僅かに小さかった。バイオガス変換システムは、酢酸を基質とする経路と水素を基質とする経路の2つバイオガス生成過程を有している。特に後者経路では水素による二酸化炭素の還元反応が行われることから、温室効果ガスの削減あるいはバイオガス精製等を達成する目的で、二酸化炭素固定型バイオガス変換の特性解明や装置化が求められている。本研究では、水素/二酸化炭素を基質とするバイオガス変換システムについて、ガス基質の供給速度やエアレーション等の操作条件が基質消費・バイオガス生成および菌体増殖の特性に及ぼす影響を実験的に解明することにより、二酸化炭素固定型バイオガス変換システム設計・開発のための基礎資料を得ることを目的とする。本年度は、完全混合型リアクタ(塩ビ製)、エアレーション部、ガス基質(水素と二酸化炭素を容量比4:1の組成に調整)供給部、リアクタ温度調節部により構成されるベンチスケールバイオガス変換システムを構築した。リアクタは水封式のガス一時貯留ホルダと一体化し、ホルダに供給された基質ガスをエアレーション部経由でリアクタ液相部に注入・循環する方式とした。またリアクタの内容物に水を用い、注入・循環させるガス基質の温度(水温以上)や流量がリアクタの温度変化に与える影響を検討した。その結果、リアクタのガス噴出部から水面までの距離は、ガス基質とリアクタ水が熱交換を行うのに十分であったことが確認された。また、ガス一時貯留ホルダ部のガスはリアクタ水温度の飽和蒸気と等しい潜熱ならびに顕熱を有していること、注入・循環ガスからリアクタ水への熱伝達率は約60%と非情に高いこと、等が分かった。

一般にガスの液相への溶解度は温度と逆比例することやガス基質の溶解増加がバイオガス変換菌とガス基質との接触効率向上に有効であること等を考慮すると、ガス基質の冷却処理と低温バイオガス発酵の採用がバイオガス変換システムによる二酸化炭素の固定効率向上に有効であることが推察された。水素と二酸化炭素の混合ガスを基質とするメタン発酵の定常運転を確立するとともに、その上澄液(以下、浸出液)の酸生成RDFSへの影響を中温・HRT20日の発酵条件下で評価した。基質ガス供給速度100mL/minの定常状態で培養されたメタン発酵汚泥のpHは中性域に保たれた。また豆腐おからを基質とするカスケード法と固形物返送法の2つの方式による酸生成プロセスにメタン発酵上澄み液を投入した。その結果、見かけの加水分解速度定数は、pH4.65.1のカスケード法において過去に得た9.0×10^<-3>d^<-1>よりも高い15.8×10^<-3>d^<-1>であり、pH5.06.4の固形物返送法においては、既報値5.0×10^<-3>d^<-1>よりもかなり大きい14.4×10^<-3>d^<-1>であった。みかけの有機物分解率、総有機酸、電離有機酸率は、それぞれカスケード法で21.1%、14.5g/L、30.8から68.5%への増加であり、固形物返送法では19.4%、14.9g/L、30.8から63.4%への増加であった。しかし総有機酸に占める酢酸の比率はカスケード法で94.3から72.6%に、固形物返送法で93.3から42%へと減少し、プロピオン酸や酪酸の両酸生成法に占める比率は増加した。有機固形物の粒径分布によれば、粉砕ボールとメタン発酵上澄み液の酸生成への添加は可溶性固形物の生成を促したが、上澄み液添加の無い発酵槽においては大きな粒子の機械的な粉砕が生じただけだった。
マイコプラズマ肺炎の発症早期迅速診断のための抗原検出法の開発と確立

我々はマイコプラズマ肺炎の発症早期迅速診断のための臨床検査診断法として咽頭よりMycoplasma peumoniaeを迅速に検出する間接蛍光抗体法(IF)とラテックス凝集反応(LAT)を確立し臨床検体(咽頭ぬぐい液)で検討を加えた。又同様の方法としてDNAーprobe法(DP)が市販されているため、IFとLATの2法とDPとの比較検討を行った。まずウサギにてM.pneumoniaeに対する抗体を作成した。この抗体はM.pneumoniaeのみではなく多種のマイコプラズマに対して反応した。しかし、培地成分である馬血清および酵母抽出液と反応する画分を抗体より吸収・除去するとM.genitalium以外のマイコプラズマに対する交差反応はすベて消失した。吸収・除去後の抗体はM.genitaliumと反応したが、この反応はM.pneumoniaeに対するものに比べ弱くまたM.genitaliumは泌尿生殖器の棲息菌であるため、咽頭からのM.pneumoniae検出には問題ないと考えられた。このM.genitaliumとの交叉反応はDPでも同様の状況である。最高検出菌数(感度)はIF:約2×10^5CFU/ml、LAT:2×10^5CFU/ml、DP:5×10^4CFU/mlであり、DPが最も優れていた。一方実際の臨床検体(咽頭ぬぐい液)では血中抗体価上昇によりM.pneumoniae感染と確定した患者よりの検体中IF陽性は85.7%であった。培養陽性の検体中ではIF陽性73.3%、LAT陽性63.3%、DP陽性26.6%、であり、感度において最も優れていたDPが臨床検体での陽性率では最も低値であった。M.pneumoniae菌液を37°Cで保温しておき、これより経時的に菌液を取りだしLATおよびDPにて測定した。LATでは測定値(凝集陽性最高希釈倍率)は三日間変化しなかったが、DPでは測定値(検出cpm)は時間単位で激減した。従ってLATおよびIFの検出する抗原は安定で咽頭にて集積効果が期待できるのに対し、DPの検出するリボゾ-ムRNAはすみやかに分解されることが判明した。臨床検体でのDP陽性率が低いのはこのことが一因と考えられる。最終的に我々が検討した3方法(IF,LAT,DP)ではIFが最も臨床検体で検出率が高いが、この方法は判定にある程度の習熟をする必要があることなど問題点もある。一方LATは非常に簡便で、臨床検査室で容易に行い得る。又検体処理法の改善で感度上昇の余地があり、このLATの実用化に向けさらに努力したい。本年度は主として<M.pneumoniae>___ーを咽頭スワブより検出する種々の検査法の基礎的検討を行った。