hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
NACドメイン転写因子へテロ複合体の生物学的役割

BTBドメインファミリーはCUL3やRBX1と複合体を形成することで、ユビキチンE3ライゲースとして機能することが知られている。本年度は、VNI2とBPM3の組換えタンパク質を用いることで、互いに相互作用することを確認することに成功した。また、これまでにBPMの機能が低下した植物体としてcul3二重変異体を作出したが、よりシビアな表現型が得るために、今年度は2つのCUL3遺伝子と同時に、6つのBPM遺伝子のうち、3つの機能が低下した五重変異体、およびvni2変異体を掛け合わせた六重変異体を作出した。VNI2と結合するNACドメイン転写因子について、転写活性の制御が確認でき、また興味深い変異体の表現型も見つけ出すことに成功している。また、BTBドメインについても結合解析や、変異体を用いた解析も結果が得られつつある。NACドメイン転写因子であるVNI2は、同じくNACドメイン転写因子であるVND7と相互作用する因子として単離された。詳細な解析の結果、VNI2はVND7と結合することで、VND7の転写活性を阻害し、道管形成を抑制することが明らかとなっている。また、発現パターンの解析より、VNI2は道管形成以外の役割も有している推測された。VNI2のさらなる機能の解析を行うことを目的として、相互作用因子の探索を行ったところ、30ものNACドメイン転写因子が単離された。今年度はまず、VNI2と相互作用因子として単離されたNACドメイン転写因子であるATAF2の機能解析を行った。一過的発現解析によりATAF2の転写活性を評価した結果、同一条件下において、プロモーター配列に依存して、転写活性化活性と転写抑制活性の両方を示すことが明らかとなった。また、ATAF2は同じ下流遺伝子に対して、細胞や環境条件によっても異なる転写活性を持ちうることが示唆された。さらに、ATAF2は老化の鍵遺伝子であるORE1の発現を正に制御することを明らかにした。実際に、野生型と比較してataf2変異体は老化が遅延するのに対し、ATAF2過剰発現体は老化が促進されることを明らかにした。さらに、VNI2は、ATAF2の老化の促進効果を阻害することが、生化学的、および遺伝学的な解析により明らかになりつつある。VNI2タンパク質は非常に不安定であることが知られていたが、これまでにVNI2と相互作用する因子として、ユビキチンE3ライゲースとして機能するBPMを同定した。昨年度はBPMの機能が低下した変異体を作成したので、今年度はその解析を行った。その結果、BPM機能低下植物体では、子葉における道管形成に異常が認められて。これは、野生型と比較してVNI2タンパク質が高蓄積していることが要因と考えられた。VNI2と相互作用するNACドメイン転写因子との作用機構が、生化学的・遺伝学的な手法により明らかになりつつあることから、当初の予定を十分達成していると評価できる。また、作用機構を調べるにあたり、相互作用因子の機能解析を進めてた結果、新規の知見を見出しており、その内容で論文をまとめているところである。また、相互作用因子を通じたVNI2の安定性を制御する分子機構についても、変異体を用いた表現型解析から重要な知見が得られてきている。
抗癌剤に高感受性の卵巣癌由来細胞株の樹立及び抗癌剤治癒モデルの創出

通常治癒することが難しい、IV期卵巣癌の患者から腫瘍を摘出した際に細胞培養を行い、細胞株を樹立した。その後化学療法を主体とした集学的治療により卵巣癌が完治したが、治癒に至った原因を検討するべく、抗癌剤の感受性試験を行ったところ、通常の投与量の1000分の1程度で細胞が傷害され、非常に抗癌剤感受性癌細胞であることが判明した。この細胞株を用いて、抗癌剤に対する「高感受性」という絶対的な基準を創出することが可能になったと思われた。化学療法を中心とした集学的治療によって治癒させることができた、臨床進行期IV期の進行卵巣癌の臨床検体から樹立した細胞株Opt203を用いて、本症例が治癒しえた細胞生物学的な背景を調べることが本研究の最大の目的である。また、本細胞株を用いて、再現性のある抗癌剤投与による治癒モデルを創出することを最終目的として研究を始めた。まず、本細胞株のin vitroでの抗癌剤感受性検査では13種類の主な抗癌剤に対すしてWST-1 assayを施行したところ、10薬剤に感受性と判定された。実際に臨床で治癒する際に用いられたパクリタキセル(PTX)とカルボプラチン(CBDCA)はいずれも感受性と判定され、なかでもPTXは臨床的に到達しうる最大血中濃度の1/100の濃度で臨床的に十分達成可能な暴露時間でも十分な感受性を示した。Opt203はPTX高感受性株であることが示された。WST-1 assayが薬剤感受性検査として適切であることを証明するべく、他卵巣癌由来細胞株や代表的な婦人科腫瘍由来細胞株を用いてWST-1 assayを行ったところ、薬剤耐性卵巣癌として有名な明細胞腺癌由来細胞株であるRMG-1,HAC2,Opt46ではPTXに対して耐性を示しており、逆にPTX感受性細胞株として知られる卵巣癌由来A2780や、世界で最初に細胞株として樹立されたHeLa(S3)ではPTX感受性と判定されたが、Opt203のような低濃度での感受性は示さず、Opt203のPTX高感受性が証明されることとなった。Opt203の感受性を確認するため本株に低濃度のPTXを接触させて生き残った人工的PTX耐性亜株Opt203Rを作成し、また、Opt203をsingle cell cloningして遺伝的にほぼ同一な細胞集団からなると考えられる亜株を10種類ほど作成して、PTX感受性検査を行った。結果として、Opt203RはPTX耐性を獲得し、Opt203 clone株は程度の差はあるものの、PTX感受性であった。同時にヌードマウスBALB/C nu/nu対して本細胞を接種して、heterotransplantationが可能であることを確認し、in vitroでの薬剤投与実験系の予備実験を終了した。本年度はOpt203株を限界希釈法を用いてsingle cell cloningした。本細胞株は非常に増殖が早く、細胞集団の性格が徐々に変化してしまう可能性があると考えて、クローニングすることにより細胞性格の固定を試みた。その結果、10クローンを樹立した。それぞれの細胞株の基礎的は細胞性格を確認したところ、細胞の発育状態や発育形態、培養上清の正常に差違がみられたものの、PTXに対する感受性検査では多少の差はあるが基本的にPTXに対して高感受性であるという結果は一致した。また、それぞれのクローンをヌードマウスに移植を試みたところ、可移植性が確認できた。FACSによる細胞周期の解析ではS期細胞は315%と比較的ばらつきが多く、大元のOpt203株のそれが10%程度であることから考えると、Opt203はいくつかのcloneがcrudeな状態で混合された細胞集団であると考えられた。ヌードマウスへの移植については現在安定的に移植が可能な条件を設定するべく実験している段階である。研究の目的:Paclitaxel(PTX)/carboplatin療法後にpathological CRとなり、治療後4年無再発生存中のIV期卵巣未分化癌症例から樹立したTXO203株の樹立に関しては前年度までに研究を終了した。限界希釈法で0.1 cell/wellに調整したsingle cellから形成したcolonyより10のクローンを得た。これらがin vitroの感受性試験においても臨床で投与されて、治癒に至る高感受性を同様の効果を発揮することが確認された。今回はヌードマウスに移植して腫瘍を形成することができるか、また、このin vivoの移植系においても抗癌剤治癒モデルが創出できるかを検討する実験を行った。

結果;ヌードマウス皮下への移植は可能であり、移植後順調に腫瘍が増大することが確認された。移植された10のクローンの組織型はcrudeの細胞株と同様の未分化癌であったが、クローンのin vitroでの形態と同じように、一部で腺などへの分化傾向を示すような部位が散見された。しかし、腫瘍の増大速度が大きいため通常のパクリタキセル投与では腫瘍の増大の抑制が確認できなかった。実験の追試を試みたが、震災により実験系が散逸したため、中止せざるを得なかった。考察:非常に増殖脳の旺盛な細胞株であり、in vitroの抗癌剤感受性検査では非常に高い感受性を示したが、in vivoの実験系ではこれが証明できなかった。これは皮下移植腫瘍のため腫瘍への血流が不良で抗癌剤が十分に行き届かなかった可能性が考えられた。機をみて、再実験を行い追試を行いたいと思っている。
観光と政治--戦前期における中国人の「満洲」ツーリズム

本研究は日本語と中国語双方の史料を用いて、戦前期における中国人の「満洲」観光の実態と意味を解明したものである。戦前における中国人の満洲観光は、満洲国建国(1932年)を境にした満鉄主導時代(190631)と満洲国時代(193245)に区分することができる。この二つの時代における中国人観光に対する意味づけも、娯楽を通じた「日中親善」から「五族協和」の国民創出へと、大きく転換していた。本研究は、戦前期「満洲」において行われた中国人の観光について、歴史社会学的観点から分析しようとるものである。観光を近代的娯楽であると同時に、国民国家の空間認識をさせるための装置として両義的に捉える。観光が持つ両義性への着目は、観光を行った中国人の日常生活を浮き彫りにするだけでなく、そこに埋め込まれていた政治性を明らかにすることになる。こうした政治性の解明は、満洲で作動していた権力の実態を浮き彫りにし、満洲社会の新たな側面を提示することになる。今年度は、満洲時代における中国人向け観光産業および中国人の観光体験を考察するため、当時広く行されていた中国語新聞・雑誌や満鉄発行の中国語パンフレットなどを中心に、基礎史料の発掘と整理を行った。海外では国東北地方と北京の図書館、国内では滋賀県立大学と神戸大学などで史料調査を行い、大連大学や東北師範大学で満洲研究に従事している中国人研究者たちと意見を交わした。次年度は、史料調査を続けながら、収集した史料の分析を進め、中国人向け満洲観光の背景と実態を究明していきたい。なお、本研究と相補的関係にある「日本人の満洲観光」については、「大連新聞』(192035年)主催のメディア・イベント「満洲八景」を手がかりに、日本語メディアと観光イベントとの関係性を明らかにした。その成果は論文「租借地メディア「大連新聞』と「満洲八景』」としてまとめ、『Journal of Global Media Studies』(紀要第4号)に発表した。本研究は、戦前期「満洲」において行われた中国人の観光について、歴史社会学的観点から分析しようとするものである。観光を近代的娯楽であると同時に、国民国家の空間認識を形成させるための装置として両義的に捉える。今年度は、満洲時代における中国人向け観光産業および中国人の観光体験を考察するため、引続き、中国語史料の発掘と整理を行った。現在、史料の分析を進めています。海外でのフィールドワークとして、大連と北京の各図書館などで史料調査を行い、大連理工大学の中国人研究者たちと意見を交わした。次年度は、収集してきた史料の分析を一層進め、戦前期の中国人向け観光の全容を解明し、論文としてまとめる予定です。本研究は戦前期「満洲」において行われた中国人の観光について、歴史社会学的観点から分析しようとするものである。今年度は、満鉄をはじめとする在満観光機関主催の中国人向けの観光イベントを中心に考察してきた。そして、当時発行されていた中国語メディアの記事と関連の文書資料と突き合わせながら、中国人観光に関する満鉄・満蒙文化協会側の具体的な取り組みと、満洲社会に与えた影響について分析してきた。なお、本研究と相補的関係にある「日本人の満洲観光」については、「満洲観光元年」にあたる1906年夏に実施された大規模な修学旅行の経緯を明らかにした。その成果は論文「戦争が生み出した観光-日露戦争翌年における満洲修学旅行」としてまとめ、『Journal of Global Media Studies』(紀要第7号)に発表した。今後、これまでの調査の蓄積を生かして、戦前における中国人の「満洲」観光の全容を解明し、論文としてまとめる予定である。
環境応答型ナノ界面制御技術を応用したバイオセパレーションシステムの開発

環境変化を自ら認識し応答するインテリジェントな高分子を分子設計し,新しい概念のバイオセパレーションシステムの実現と手術室などの医療現場においてon-siteで計測可能な生体機能解析システムへの応用を行った。機能性高分子修飾分離担体のナノ界面制御技術に基づき,タンパクとの相互作用調節するテクノロジーを発展させ,バイオセパレーションシステムを構築し生体高分子の分離精製へ応用した。さらに手術室でリアルタイムに麻酔薬のモニタリングを行うon-site計測に成功した。有機溶媒を使用しない本分離システムは患者の安全はもとより環境面でも優れていると考えられる。機能性高分子修飾分離担体のナノ界面制御技術に基づき,タンパクとの相互作用調節するテクノロジーによる新規バイオセパレーションシステムの構築と臨床現場で薬物モニタリングを行うon-site生体機能解析の実現を図る。本年度は以下の2点を中心に検討し研究成果の一部は,それぞれ学術誌に論文として報告した。1.高密度温度応答性ポリマーブラシを用いた効率的なペプチド分離固定相の開発:表面開始精密重合法により多孔性ポリマービーズ上に種々の温度応答性高分子ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)を修飾し,温度応答性クロマトグラフィー固定相としての評価を行った。高分子修飾ビーズによるペプチドの分離は,修飾量,鎖長,細孔径,修飾部位,基材ビーズの性質により大きく影響を受けることが示された。本研究で調製した固定相により緩衝液のみを移動相とした際のペプチド分離度の向上,塩基性移動相を用いた塩基性ペプチドの保持制御を達成した。耐久性が問題となるシリカゲルに替わる新しいバイオセパレーション用固定相として期待できる。(Biomacromolecules 2009, J.Chromatogr.A 2010)2.温度応答性クロマトグラフィーによる麻酔薬プロポフォールの血中濃度測定:超短時間作用型静脈麻酔薬であるプロポフォールは,外科手術における全身麻酔薬として汎用されている。本剤投与時には麻酔深度の調節が必須であることから,リアルタイムでの血中濃度測定が望まれている.本研究では,プロポフォールを静脈投与したサル血中濃度の経時変化を測定し,得られた定量値を従来法による結果と比較したところ,両者の値は良好に合致しており,温度グラジエントによる分析時間短縮も可能であった。本法は移動相に水のみを使用し,カラム温度によって溶質の保持時間を制御できることから,患者や医療従事者に対する有機溶媒暴露がなく,煩雑な移動相条件の検討が不要なため多忙な臨床現場でも容易に使用可能であることが確認された。(J.Chromatogr.A 2009)本研究では(1)外部環境変化によって構造及び性質の変化を示す材料表面を設計し,信号刺激(温度,pH等)に応答して,特性・機能を必要な時に必要なだけ引き出せる表面を有する革新的分離システムの開発。(2)実際のバイオセパレーションへ適用可能な環境応答性ナノ基材の機能・高効率製造基盤技術の確立。生体機能解析のためのバイオセパレーションシステムへの実用化を目的としている。本年度は以下の(1)(4)について検討した。(1)機能性高分子の開発と高機能表面の設計:分子認識能の向上を目的として,フェニルアラニン及びトリプトファンを基盤としたアミノ酸誘導体を温度応答性高分子poly-N-isopropylacrylamide(PNIPAAm)にランダム共重合させた機能性高分子を開発し,固定相表面へ修飾し,HPLC用分離担体を作成した。(2)高密度表面修飾法の検討:固体表面に機能性高分子を修飾する方法としてコーティングによる方法を検討した。層厚みを変えることが可能であり,高機能表面と物質との相互作用もコントロールできることが分かった。(3)抗体精製用アフィニティークロマトグラフィー:PNIPAAmの体積変化を利用して,タンパクを回収し,抗体精製を可能にする新しいアフィニティークロマトグラフィー法を試みた。リガンドとしてリゾチームを修飾した温度応答性アフィニティーカラムを作成し,抗リゾチーム抗体による親和性評価を行ったところ,相互作用が強く回収できたタンパクは60-70%程度であった。これまでのシリカゲル担体ではリガンドの結合条件に適合しない可能性があり,ポリマー基材についても検討を行なった。(4)on-site計測用超高速分離システムの構築:粒径の小さい充填剤(2μm以下)を用いた高性能カラムを作製し超高速分離システムへ応用した。本研究では(1)外部環境変化によって構造及び性質の変化を示す材料表面を設計し,信号刺激(温度pH等)に応答して,特性・機能を必要な時に必要なだけ引き出せる表面を有する革新的分離システムの開発。(1)生体機能解析のための分子識別能構築とタンパク吸脱着評価:アミノ

酸誘導体など特定の分子を認識する官能基を導入することにより,選択的に分子を識別する高分子を設計し,生体機能解析のための分離システムへ応用した。分子認識能の向上を目的として,フェニルアラニン及びトリプトファンを基盤としたアミノ酸誘導体を温度応答性高分子poly-N-isopropylacrylamide(PNIPAAm)にランダム共重合させた機能性高分子を開発し,固定相表面へ修飾し,HPLC用分離担体を作成した。(2)高密度表面修飾法の検討:固体表面に機能性高分子を修飾する方法としてコーティングによる方法を検討した。層厚みを変えることが可能であり,高機能表面と物質との相互作用もコントロールできることが分かった。(3)前処理用固相抽出カラムの作成:ディスポーザブルなシリンジに新たに設計した分離担体を充てんし,生体試料の前処理などへ応用した。(4)on-site計測用超高速分離システムの構築:粒径の小さい充填剤(2μm以下)を用いた高性能カラムを作製し超高速分離システムへ応用した。手術室におけるサル血漿中の麻酔薬の分析に成功した。
大粗度を用いた中小河川の河道多様性創出法に関する研究

単調化した中小河川の河道に巨石および水制のような大粗度をインパクトとして与えることにより河道多様性を創出する手法について,実験および数値計算によって検討した.直線水路に大粗度を種々の設置方法により配置したときの粗度周辺の流れ構造を明らかにするとともに,これにより形成される河道形態についての多様度の評価と,治水への影響度の評価を行った.また,大粗度としての水制の機能に着目し,局所の洗掘軽減のための方策および河岸凹部の流れと土砂堆積の制御法についても検討し,多様で生態系豊かな河道を創造していくうえで有用な知見を得た.河道多様性の創出の手段として巨石を複数配置する場合の基本的特性を把握するために,立方体を2個並列に並べた場合,及びこの後方に1個追加して3個とした場合について,その横方向間隔及び縦方向間隔が背後の流れ構造に及ぼす影響を実験的に検討した.配列の仕方によって後流組織渦構造の干渉が変化し,粗度群をユニットとして考えた時の下流の平均流速,乱れ強度,組織渦構造が大きく変化することが示された.大粗度を河床前面に複数配置して河道全体に及ぶ改変を行う場合,出水時の抵抗の増加について検討した.河床の平面的な巨石の割合,横断間隔,縦断間隔について系統的に変化させた実験を固定床で行い,上流の水位上昇率を計測した.配列による抵抗の増加率の違いが示され,2次元の水深平均浅水流モデルの改良により水位再現性が向上した.次に水制の上流側に高さの低い水制(導流工と呼ぶ)を設置した場合の局所洗掘の抑制メカニズムについて実験およびLESモデルを用いた数値計算によって検討した.導流工の高さが大きくなるほど導流工前面の洗掘深が増大するものの,水制工の洗掘深は減少し,導流工高さが水制高さの1/2の時に全体の洗掘は最小となった.固定床では導流工には水制の洗掘を抑制する効果が認められなかった.水制工周辺の洗掘孔が拡大する過程において導流工が馬蹄渦の発達を抑制することが明らかにされた.当初計画にはなかったが,水制の対岸への影響を示す例として,河岸凹部の対岸に水制がある場合の凹部内流れへの影響を検討した.水制設置により凹部内の再循環流の構造はほとんど変化せず,その流速が大きくなり,境界の水交換速度が増大した.この原因として,水制の縮流効果により凹部境界流速が加速される効果が最も大きい.非越流水制と越流水制では水制背後のはく離域の特性が大きく異なることが水制の凹部からの距離の影響を変化させることが示された.単調化した中小河川の河道に巨石および水制のような大粗度をインパクトとして与えることにより河道多様性を創出する手法について,実験および数値計算によって検討した.直線水路に大粗度を種々の設置方法により配置したときの粗度周辺の流れ構造を明らかにするとともに,これにより形成される河道形態についての多様度の評価と,治水への影響度の評価を行った.また,大粗度としての水制の機能に着目し,局所の洗掘軽減のための方策および河岸凹部の流れと土砂堆積の制御法についても検討し,多様で生態系豊かな河道を創造していくうえで有用な知見を得た.大粗度の形状の比較として立方体,円柱,球の3種類について,水深を3通り変えて流れ構造をPIV実験によって計測した.形状の違いによる粗度前面の偏流角度,乱れ強度,レイノルズ応力の違いが明らかにされた.次に,大粗度として球粗度を側壁に設置した移動床実験及び河床変動後の河床形状を固定した河床上の流れの実験では,前面の洗掘に伴う球の移動過程が明らかにされ,洗掘は球の同心円状に現れ,時間の経過とともに洗掘深及び洗掘範囲は対数的に拡大していくことが示された.河床形状を固定した固定床実験では,初期状態において,壁面側では球のすぐ横の隙間を抜ける流れにより局所的に底面流速が大きくなり,河道中央側では球のすぐ横を中心に下降流とともに底面流速の大きい領域が広がる.また,球前部では局所的に河床に向かって下降流が発生している.球粗度周辺の洗掘には底面流速と河床に向かう下降流が大きく影響することがわかった.ある程度河床変動が進行した後においては,球前部の洗掘内では明確な馬蹄渦が発生しているが,その他の領域では初期状態より逆流域が減少し,壁面や河床に沿った流れとなり,底面流速も減少している.これ以後は洗掘の進行が遅くなる原因であると考えられる.次に水制の上流側に高さの低い水制(導流工と呼ぶ)を設置した実験では,導流工を適切な間隔で設置した場合,水制の局所洗掘が抑制されることが示された.これは導流工による偏流が水制先端の底面せん断応力の増大を抑制する効果と,導流工を越流した流れが形成する横断渦が水制前面の下降流を抑制する効果の相互効果によることが示唆された.導流工を水制と間隔が狭い場合は水制の間に横断渦が発達し,結果として水制前面の下降流の抑制効果が小さくなる.導流工の設置間隔が広くなると発生する横断渦は傾斜し水制根元付近には到達しなくなることから,水制前面の馬蹄渦が弱まり,全体として洗掘は抑制される.大粗度としての構造物の素材や透過度の影響を検討するために,透過度を制御できる杭粗度を用いた実験と木工沈床を設置した実験を行った.

また大粗度として水路幅に比して長さが大きい長大水制周辺の流れと河床変動について検討した.さらに,水制が下流の凹部の流れと土砂堆積に及ぼす影響について検討した.杭群の密度,杭群の列数および杭群の設置位置が水制周辺の洗掘軽減へ及ぼす影響について検討した.水制上流への杭群設置により明らかに洗掘深は減少したが,杭群密度については,密度が高いほど,すなわち透過度が小さいほど洗掘深を減少させた.また,水制と杭群の間の距離を変化させた実験では,洗掘深と洗掘堆積は水制と杭群の距離がゼロから水制長の4倍に増加するにつれて減少した.これらは,杭群設置により水制先端付近の流速減少効果による.同じ透過率で杭群の列数を変化させた場合,列数を4列から1列と少なくするほど洗掘深は減少した.これは杭群が流下方向に連続するほど上流の杭周りの洗掘を増長する効果により,杭群の列数が増大するほど洗掘が大きくなるという意外な結果を示した.長大水制の下流における洗掘の生成はワンド環境を維持する上で重要な特性である.その生成メカニズムについて,現地観測,3次元数値計算および室内実験により検討したが,未だ結論は得られなかった.次に,水制による河岸凹部の流れと土砂堆積の制御法について実験的に検討した結果,凹部上流に設置された水制は適当な条件において凹部内の再循環渦を増大させ,また土砂堆積を減少させることが示された.水制の長さおよび凹部との距離が大きく影響するが,水制を越流するかしないかによってその効果は大きく変化することがわかった.しかし,土砂堆積機構は複雑な流れ構造に依存し,水制先端の横断方向流速および凹部内の上流壁に沿う流出流速が,凹部内の砂堆積量と相関があることが示された.水工学大粗度周辺の流れ構造に関する基礎的実験では,立方体を複数配置する場合にその横断方向間隔と縦断方向間隔とが背後の流れ構造に及ぼす影響をPIV実験によって検討し,生息環境に与える指標として粗度群背後に形成される低速域の大きさ,乱れ強度の大きな領域等を明らかにした.粗度が水没する条件では低速域がかなり減少するため,河道全体を考えた配置の検討を行う必要がある.出水時の大粗度及び透過型構造物の抵抗増加特性については,2次元数値計算において大粗度前面の淀み領域と後方の止水域を考慮することで予測精度を向上させるモデルを示した.この適用性についてはさらに河岸に粗度を設置したケースを加えて幅広い実験との比較を行いたい.特にフルード数が大きく水深変化が大きくなる場合の避難場所の確保については流速計測と数値計算からさらに検討する必要がある.水制の上流側に導流工を設置した場合の局所洗掘の抑制メカニズムを検討した結果,固定床では導流工には水制の洗掘を抑制する効果が認められなかったが,移動床実験で水制工周辺の洗掘孔が拡大する過程において導流工が馬蹄渦の発達を抑制することが明らかにされた.導流工の高さと水制との距離の影響が明らかにされたことから,水制を群として設置することで群全体として適切な洗掘と堆積を誘導できる可能性が示された.河岸凹部の対岸に水制がある場合の凹部内流れへの影響については,大粗度の河道全体に与える影響として注目すべき結果を示した.このことは流れの蛇行の誘導による多様性の創出という観点とは別に,ワンドなどの水交換促進や土砂堆積の制御などに有用な知見を与えるものである.
電磁波を用いた欠陥探傷方法(クラックレーダー)の開発

電磁波を利用した欠陥検出方法は、電磁波が広く配管内部を伝搬することを利用した全く新しい手法である。本研究では昨年度に引き続き研究を行い、電磁波の配管内伝播実験を実施した。その結果、以下のことが明らかとなった。1モード変換器で使用する周波数に合わせてモード変換器のプランジャー位置を調整すれば、広い周波数帯域において透過する入射波強度を高いレベルで維持する事が可能である。2理論的に予想していた結果と実験結果は定性的には一致しているものの、定量的にはずれが見られた。この要因として、実験で測定している反射波の共振による影響が考えられる。3被測定管部に仮想的に比較的幅の広いき裂を入れ、その幅を変化させると、き裂の幅が大きくなるほど反射波のレベルが大きくなる点が遮断周波数以上の領域に存在し、き裂の検出が可能である。4比較的幅の狭いき裂は、遮断周波数以下の領域での差に注目することにより検出できる可能性がある。また、き裂の存在位置と信号の強度にはある程度の相関が見られたが、き裂位置を特定することはかなり困難であると予想される。ことが明らかとなった。以上のように、本手法によってき裂の存在を検出することが可能であるとの結論を得ることができた。また、現有している発振器では周波数の上限が問題となり、今後、より高周波数領域の電磁波を発振できる発振器を導入し、信号強度に加え、位相のずれも測定することにより、き裂の位置を同定できるような高性能化が可能であるとの見通しを得ることもできた。モード変換器の設計・製作と実験装置の製作を行い、本方法による欠陥検出可能性を実験により評価した。得られた成果は以下の通りである。1、空洞長さのみをステップモータを利用して調整し、異なる周波数に対するモード変換が可能であるモード変換器を製作した。さらに、モード変換した電磁波を配管内に導き、遮断周波数近傍で使用するために、テーパー状の円筒管を設計・製作し、デジタルマルチメータを使用して性能の評価を行った。2、モード変換器で使用する周波数に合わせてプランジャー位置を調整すれば、広い周波数帯域において透過する入射波強度を高いレベルで維持する事が可能である。3、理論的に予想していた結果と実験結果は定性的には一致しているものの、定量的にはずれが見られた。4、被測定管部に仮想的に比較的幅の広い亀裂を入れ、その幅を変化されると、亀裂の幅が大きくなるほど反射波のレベルが大きくなる点が遮断周波数以上の領域に存在し、亀裂の検出が可能である。5、比較的幅の狭い亀裂は、遮断周波数以下の領域での差に注目することにより検出できる可能性がある。さらに実験を進め、以下の成果を得た。6、き裂検出を行う体系において全反射板と無反射終端を用いた評価実験を実施し、被測定管に電磁波が透過する条件を特定することで周方向き裂検出に有効な条件の特定に成功した。7、周方向き裂の存在検出には遮断周波数近傍及び以上の円形TM_<01>モードの電磁波が利用できることをより定量的に実証した。また、同電磁波においてき裂幅、深さに依存した変化が現れたことからき裂幅、深さ検出に有効であることを確認した。
有機ケイ素を層間に持つ層状ペロブスカイトの機能強化

本研究課題では、有機ケイ素化合物であるカゴ状シルセスキオキサン(POSS)を層間に持つ層状ペロブスカイトを作製し、機能開発を行ってきた。その層状ペロブスカイトは、層間にPOSSを持つことでナノ細孔を持ち、更にPOSSの一部を有機アミンに交換することで細孔を拡大することができることを昨年度までに明らかにした。本年度は、層状ペロブスカイトの機能性について評価した。まず、塩化銅とPOSSから成る層状ペロブスカイトの粉末サンプルを60MPaと圧力をかけてペレット状に成形したうえで、粉体抵抗測定システムを用いて導電性を測定した。その結果、層間材料がPOSS単独の場合や有機アミン単独の場合と比較して、POSSと有機アミンの両方が使われた場合、体積抵抗率が約100分の1以下になった。層状ペロブスカイトの導電性が高まったが、その測定値にばらつきが生じることが分かった。これは粒界の影響が示唆される。実際に、粉体サンプルに荷重をかけてペレット成形したが、電子顕微鏡観察によりペレット内の粒界が確認させた。粒界の影響を除くため、基板の上に層状ペロブスカイトをコーティングすることを検討した。層状ペロブスカイトの薄膜化については初年度に検討し、溶媒に溶かしてコーティングできても層状ペロブスカイト構造を持たないという結果であった。この点に関しては、構造を持たないことは変わらないが、層間材料のPOSSを部分的に有機アミンに交換した材料に関しては、層状構造を維持していることが分かった。つまり層間材料であるPOSSを部分的に有機アミンに交換することで、層状構造を形成しやすいことが示唆される。しかしながら、これまで得られた粉体サンプルと同程度の導電性を有しておらず、層状ペロブスカイトの薄膜化に関しては改良が必要であることが分かった。本年度は、有機ケイ素を層間に持つ層状ペロブスカイトを作製し、薄膜化を検討した。有機ケイ素材料として、アミノプロピル基を端末に持つカゴ状シルセスキオキサン(POSS)を用いて、様々な金属ハロゲン化物とハイブリッド型層状ペロブスカイトを作製した。その中で、ハロゲン化鉛の層状ペロブスカイトは、X線回折から層状構造を確認し、可視紫外吸収スペクトル及びフォトルミネッセンス発光スペクトルから、励起子吸収・発光をしていることを確認した。それより、POSSが層間材料として機能し、層状ペロブスカイトとしての機能を維持していることが分かった。次に、得られたペロブスカイト材料のコーティングを試みた。当該ペロブスカイト材料はジメチルホルムアミド(DMF)あるいはジメチルスルホキシド(DMSO)にしか溶けないため、それらの溶媒に溶かして塗布して薄膜を得た。しかし、これらの薄膜をX線回折法で分析したところ、層状ペロブスカイト構造を持たず、溶媒であるDMFやDMSOが残った異なる構造を持つことが分かった。通常の有機アンモニウム塩を持つ層状ペロブスカイトで同様のコーティングをしたところ、層状ペロブスカイト構造を維持することは確認している。そのため、POSSを層間に持つ層状ペロブスカイト特有の問題であることが分かった。原因の一つとして、POSSが溶ける溶媒と、ハロゲン化鉛が溶ける溶媒の組み合わせが少ないことが挙げられる。溶媒の組み合わせが限られているため、POSSを層間に持つ層状ペロブスカイトの薄膜化が非常に難しいことが分かった。有機ケイ素を層間に持つ層状ペロブスカイト材料は順調に作製できている。しかしながら、溶媒の組み合わせが少なく、その薄膜化が難しいことが初年度に明らかになった。今後、他のハロゲン化金属も試して薄膜化を検討する。有機ケイ素であるカゴ状シルセスキオキサン(POSS)を層間材料に持つ層状ペロブスカイトは、ナノ細孔を持つ。本年度は、層状ペロブスカイトの機能強化や新機能の発現を目指して、ナノ細孔の細孔容積を自在に制御する技術を開発した。ペロブスカイト層には塩化銅を用い、層間材料にはアミノプロピル基を端末に持つPOSSを用いることで、POSSの強固なカゴ状骨格からナノ細孔が作りだされる。それに対して、POSSによる層間距離である1.7nmを維持したまま、POSSの一部を有機アミンとの交換を試みた。原料である塩化銅とPOSSに加えて、エチルアミンを小さなアミンとして添加した場合、層間距離を維持した状態で、POSSの最大20%をエチルアミンと交換することができ、結果的に細孔容積は最大40%まで増大した。またエチルアミンの交換量に比例して、細孔容積が増大することが分かった。ただし、20%以上のエチルアミンを交換すると、エチルアミンによる層間距離(1.06nm)を持つ層状ペロブスカイトが作製され、これらはナノ細孔は持たない。一方、フェネチルアミンを大きなアミンとして添加した場合、層間距離を維持した状態で、POSSの最大17%をフェネチルアミンと交換することができ、細孔容積は40%まで減少した。同様にフェニルブチルアミンに対しても同様の実験を行ったところ、細孔容積が減少することが分かった。さらに、層間材料に部分的に有機アミンを持つ層状ペロブスカイトに対して、その機能を評価するため、磁気特性測定装置(MPMS)で評価した。その結果、20K以下で強磁性相互作用を持つことが確認され、層状ペロブスカイトとしての機能を維持していることが分かった。

また、相転移温度や飽和磁化などは、POSS単独の材料とほぼ同じであることが分かった。本研究では、層状ペロブスカイトの細孔を利用して機能強化を行うことを目的としており、その過程において、細孔容積を自在に制御する技術は非常に大きな成果であると考えている。引き続き、細孔制御を行いながら、層状ペロブスカイトの機能強化を目指す。本研究課題では、有機ケイ素化合物であるカゴ状シルセスキオキサン(POSS)を層間に持つ層状ペロブスカイトを作製し、機能開発を行ってきた。その層状ペロブスカイトは、層間にPOSSを持つことでナノ細孔を持ち、更にPOSSの一部を有機アミンに交換することで細孔を拡大することができることを昨年度までに明らかにした。本年度は、層状ペロブスカイトの機能性について評価した。まず、塩化銅とPOSSから成る層状ペロブスカイトの粉末サンプルを60MPaと圧力をかけてペレット状に成形したうえで、粉体抵抗測定システムを用いて導電性を測定した。その結果、層間材料がPOSS単独の場合や有機アミン単独の場合と比較して、POSSと有機アミンの両方が使われた場合、体積抵抗率が約100分の1以下になった。層状ペロブスカイトの導電性が高まったが、その測定値にばらつきが生じることが分かった。これは粒界の影響が示唆される。実際に、粉体サンプルに荷重をかけてペレット成形したが、電子顕微鏡観察によりペレット内の粒界が確認させた。粒界の影響を除くため、基板の上に層状ペロブスカイトをコーティングすることを検討した。層状ペロブスカイトの薄膜化については初年度に検討し、溶媒に溶かしてコーティングできても層状ペロブスカイト構造を持たないという結果であった。この点に関しては、構造を持たないことは変わらないが、層間材料のPOSSを部分的に有機アミンに交換した材料に関しては、層状構造を維持していることが分かった。つまり層間材料であるPOSSを部分的に有機アミンに交換することで、層状構造を形成しやすいことが示唆される。しかしながら、これまで得られた粉体サンプルと同程度の導電性を有しておらず、層状ペロブスカイトの薄膜化に関しては改良が必要であることが分かった。これまで、様々な種類の層状ペロブスカイトを作製してきた。しかし、薄膜化には成功していないので、今後異なる薄膜手法を試す。一方、本研究の目的は、層状ペロブスカイトの機能強化であるため、薄膜化にこだわらず、通常のバルク材料でも物性評価を行い、細孔を利用した高機能化について検討を開始する。本研究では、層状ペロブスカイトの細孔を使って機能強化を行うことを目的としている。引き続き、細孔の拡大と目的物質を充填することによる機能強化を図る。そのような機能強化のために様々な基材の上に層状ペロブスカイトを作製して、細孔制御、配向制御も併せて行いながら、全体として層状ペロブスカイトの機能強化を目指す。昨年度、科研費の使用計画は順調である。その中で、薄膜化研究を加速させるために、前倒し請求をして、スピンコーター(615,600円)を購入した。その想定額より安くスピンコーターを購入できたため、少額(59,375円)の残額が発生した。平成29年度の予算使用状況としては、順調である。次年度使用額が一部発生したのは、所属機関の事情により、予定していた物品(50万円以下)を年度内に調達請求できなかったためである。
アンチストークス蛍光輻射を使ったナノ領域のレーザー冷却

本研究の目的は、液体中で固-液界面近傍のナノ領域を局所的に冷却する光学的手法を提案し、実験とシミュレーションにより界面近傍の熱拡散や比熱などのパラメータを考察することである。冷却には有機色素分子であるローダミン101からのアンチストークス(AS)蛍光輻射時による冷却効果を使う。その結果、有機色素からのAS蛍光を用いて、レーザー冷却が可能であることを示した。冷却速度は3時間で3.4°C程度であった。これは、断熱的な条件で理論から予想される値よりずっと小さいが、熱拡散を考慮していないためである。ナノ領域における局所的な温度制御法(加熱と冷却)の開発は、基礎科学への貢献だけでなく、高精度な合成化学や微細加工、光熱治療などの医療の分野への応用が期待できる。本研究では、励起光より高いエネルギーの蛍光が輻射される現象であるアンチストークス(AS)蛍光輻射を使ったレーザー冷却が、溶液系でも使えることを明らかにする。研究では、冷却手法にはアンチストークス(AS)蛍光輻射時による冷却効果を使う。AS蛍光は、励起光より高いエネルギーの蛍光が輻射される現象である。輻射光のエネルギーには、励起光のエネルギーに加えて振動や回転等の熱エネルギーが取り込まれるため冷却が起こる。1.温度測定のための光学系溶媒をエタノールとしたローダミン101を用いて、アンチストークス蛍光測定によるナノ領域の温度測定が行えるような光学系を構築し実験を行った。この色素は量子効率がほぼ1であり、実験により633nmの光励起により強いAS蛍光を輻射することが確認されている。そのためには、冷却CCDを用いてアンチストークス蛍光のスペクトルを測定した。2.レーザー冷却のための光学系の構築1.で用いた溶媒をエタノールとしたローダミン101溶液は、冷却媒質として用いることもできる。高屈折率ガラスを使ったプリズム底面での全反射減衰法を使うことにより、色素をプリズム底面から染みだしたエバネッセント光で励起する。エバネッセント光は、増強されており効率よく色素を励起できる。また、その染みだし長は、波長の半分程度であるため、冷却される領域は厚さ300nm程度、面積は励起光のスポットのサイズに限られている。この条件で、25mWのレーザー光をレンズで直径1ミクロン程度に集光することにより、計算上は毎秒3Kの冷却速度が得られる。実際に予備的な実験を行い、冷却ができることを確認した。全体の研究項目は1.溶液系でAS蛍光輻射を使った局所的な(ナノ領域の)レーザー冷却を実現、2.温度の2次元分布を画像化できる顕微光学システムの構築、3.計算機シミュレーションとの比較である。本年度は、項目1を中心に研究し、冷却ができることを確認したため、概ね順調に進展していると判断した。冷却はエバネッセント光の強度が小さくなることにより確認しており、別に測定した検量線からその絶対値を求めることができる。一方で、有限要素法を用いた計算機シミュレーションの準備を進めており、次年度の準備も行うことができた。本研究の目的は局所的なレーザー冷却法の確立である。これは、基礎科学への貢献だけでなく、高精度な合成化学や微細加工、光熱治療などの医療の分野への応用が期待できる。光で物質を加熱するのは容易であるが、冷却することは難しい。本研究では、励起光より高いエネルギーの蛍光が輻射される現象であるアンチストークス(AS)蛍光輻射を使ったレーザー冷却が、溶液系でも使えることを明らかにすることを目的とする。この冷却法は半導体や希少金属を含む固体結晶の報告例はいくつかあるが、色素分子における冷却は確立しておらず、さらに、ナノ領域を局所的に冷却する手段としては皆無である。昨年度に引き続き、研究では、冷却手法にはアンチストークス(AS)蛍光輻射時による冷却を行う。AS蛍光は励起光より高いエネルギーの蛍光が輻射される現象であり、その輻射光のエネルギーには、励起光のエネルギーに加えて振動や回転等の熱エネルギーが取り込まれるため冷却が起こる。溶媒をエタノールとしたローダミン101を用いて、アンチストークス蛍光による温度測定と局所冷却が起こる光学系を用いた。冷却および温度測定は、高屈折率ガラスを使ったプリズム底面での全反射減衰法を使うことにより、色素をプリズム底面から染みだしたエバネッセント光で励起するようにした。この方法には、浸みだし長(波長の半分程度)の範囲で全反射に起因する光電場の増強が起こっており、それを利用できることと、その範囲を対象として温度測定が可能であること、の2つの利点がある。その結果、4時間の励起光の照射により4.9°Cの温度低下を観測し、冷却を実現できた。また、簡単なモデルを用いた理論計算との比較を行ったが、実験を説明できるほどの一致をみなかった。この計算では熱拡散を考慮しておらずそれが原因であると考えられる。今後は、これを取り入れた計算を行うことが今後の課題である。

その結果、有機色素からのAS蛍光を用いて、レーザー冷却が可能であることを示した。冷却速度は3時間で3.4°C程度であった。これは、断熱的な条件で理論から予想される値よりずっと小さいが、熱拡散を考慮していないためである。今後は、冷却した温度を高い精度で求めること、理論から予測されいる冷却値との比較を行うことが必要である。次年度はこれらを中心に研究を進める予定である。高屈折率ガラスを使ったプリズム底面での全反射減衰法を使うことにより、色素をプリズム底面から染みだしたエバネッセント光で励起する。エバネッセント光は、増強されており効率よく色素を励起できる。偏光解析と組み合わせることにより高い感度での計測系を構築する。有限要素法は光学計算だけなく熱伝達計算等もできるため、単一のプラットフォームで複数の物理現象をシームレスに解析できる。計算では冷却された領域からの熱拡散をシミュレートして、冷却温度を予め求めておき、実験条件を定める予定である。光機能性材料研究の進展により購入予定の光学部品の一部に必要がなくなったものがある。消耗物品の購入および研究成果の発表のための論文印刷費に充てる予定である。
甲状腺濾胞癌の診断に於るシアル酸関連抗原を認識する単クローン抗体(FB21)の有用性について

甲状腺濾胞癌の病理診断は濾胞腺腫との鑑別診断が困難な場合が少なくない。このため研究代表者が作製したsialic acid related carbohydrate antigenを認識する単クローン抗体(FB21)が、それらの鑑別診断に有用かどうかパラフィン包埋切片を用いて免疫組織学的に検討した。検索した甲状腺組織は73例で、FB21抗体は正常の濾胞上皮を含めて腺腫性甲状腺腫(0/3)、Basedow病(0/3)、濾胞腺腫(normo-またはmacro-follicular type:0/12)および髄様癌(0/1)ではほとんど反応を示さなかった。一方、乳頭癌(9/20)および濾胞癌(14/15)には反応が認められ、濾胞癌ではその陽性率が高かった。このことからFB21抗体が特に濾胞癌と濾胞腺腫の症例の鑑別診断に有用であると考えられ、甲状腺の癌化に伴ってFB21抗体が認識するsialic acid related carbohydrate antigenの発現量が増加してくると推測された。しかし、microfollicular patternを有する濾胞腺腫の症例(5/14)にもFB21抗体が陽性を示し、詳細な検索により濾胞癌と診断された症例が認められたことから、FB21抗体陽性の濾胞腺腫例にも濾胞癌がある可能性が考えられた。今後、甲状腺濾胞癌の診断におけるFB21抗体の有用性が確立されれば、濾胞性腫瘍におけるras遺伝子を含めた遺伝子学的な検討が容易となり、さらに細胞診標本を用いた術前診断への応用、治療、予後に大きな意義があると考えられた。
胆汁うっ滞性肝障害における炎症性脂質メディエーターの発現とPAF-AHの効果

胆汁うっ滞性肝機能障害は広範肝切除や肝移植後の術後肝機能障害として,また難治性疾患の肝内結石症をはじめとする胆嚢胆管結石症の結石嵌頓時に認められる閉塞性胆管炎による肝機能障害として引き起こされる.胆汁うっ滞において細菌感染による胆管炎が併発した場合には,胆道系に発した炎症病態がさらに肝へも影響を及ぼし,エンドトキシンによる肝の線維化による組織血流の減少,さらには活性酸素による肝細胞胆管側膜に発現するビリルビン輸送担体含む各種輸送蛋白の機能ならびに発現の低下により胆汁排泄機能が低下して,その結果として黄疸の遷延が生じると考えられる.原発性肝内結石症に着目し,胆管側膜輸送蛋白の発現異常について解析を行ったところ,リン脂質の排出にかかわるMDR3は,その結石ならびに非結石部位の肝組織において,対照に比較してそのmRNA発現は低下していた.ビリルビングルクロナイドに代表される抱合型代謝物の排出にかかわるMRP2は,本症ではその結石ならびに非結石部位において,対照に比較してそのmRNA発現には差を認めなかった.胆汁酸の排出にかかわるBSEPは,本症ではその結石ならびに非結石部位において,対照に比較してそのmRNA発現には差を認めなかった.これら輸送蛋白の発現異常を反映して,本症では胆汁中リン脂質,総胆汁酸濃度が有意に低値であり,一方コレステロール濃度は比較的保持されていた,これらのことより本症においては,リン脂質ならびに胆汁酸の胆汁排出が障害されている可能性が推測された.肝胆道系悪性腫瘍による閉塞性胆汁うっ滞症の病態に着目し,本症における経皮経肝胆道ドレナージ(PTBD)の有用性を規定すると考えられる,黄疸肝のビリルビンおよび胆汁酸の胆汁分泌機能を検討するために,PTBD施行例における肝輸送蛋白の発現について解析を行った.閉塞性胆汁うっ滞症におけるPTBD施行例の肝輸送蛋白の解析の結果,減黄良好例では対照肝と比較して抱合型ビリルビンの輸送担体であるMRP2,胆汁酸の輸送担体であるBSEPの発現および細胞内局在は保持されていたが,減黄不良例では発現が低下し,さらにそれらの本来の肝胆管側膜における局在から細胞質への局在へと変化を生じていた(肝輸送蛋白の内在化).これら肝輸送蛋白変化はビリルビンおよび胆汁酸の胆汁排泄能力と相関していたことより,肝輸送蛋白の発現ならびに細胞内局在は,閉塞性胆汁うっ滞症におけるPTBD施行の有用性を規定する重要な因子であると考えられた.胆汁うっ滞性肝機能障害は広範肝切除や肝移植後の術後肝機能障害として,また難治性疾患の肝内結石症をはじめとする胆嚢胆管結石症の結石嵌頓時に認められる閉塞性胆管炎による肝機能障害として引き起こされる.胆汁うっ滞において細菌感染による胆管炎が併発した場合には,胆道系に発した炎症病態がさらに肝へも影響を及ぼし,エンドトキシンによる肝の線維化による組織血流の減少,さらには活性酸素による肝細胞胆管側膜に発現するビリルビン輸送担体含む各種輸送蛋白の機能ならびに発現の低下により胆汁排泄機能が低下して,その結果として黄疸の遷延が生じると考えられる.原発性肝内結石症に着目し,胆管側膜輸送蛋白の発現異常について解析を行ったところ,リン脂質の排出にかかわるMDR3は,その結石ならびに非結石部位の肝組織において,対照に比較してそのmRNA発現は低下していた.ビリルビングルクロナイドに代表される抱合型代謝物の排出にかかわるMRP2は,本症ではその結石ならびに非結石部位において,対照に比較してそのmRNA発現には差を認めなかった.胆汁酸の排出にかかわるBSEPは,本症ではその結石ならびに非結石部位において,対照に比較してそのmRNA発現には差を認めなかった.これら輸送蛋白の発現異常を反映して,本症では胆汁中リン脂質,総胆汁酸濃度が有意に低値であり,一方コレステロール濃度は比較的保持されていた,これらのことより本症においては,リン脂質ならびに胆汁酸の胆汁排出が障害されている可能性が推測された.肝胆道系悪性腫瘍による閉塞性胆汁うっ滞症の病態に着目し,本症における経皮経肝胆道ドレナージ(PTBD)の有用性を規定すると考えられる,黄疸肝のビリルビンおよび胆汁酸の胆汁分泌機能を検討するために,PTBD施行例における肝輸送蛋白の発現について解析を行った.閉塞性胆汁うっ滞症におけるPTBD施行例の肝輸送蛋白の解析の結果,減黄良好例では対照肝と比較して抱合型ビリルビンの輸送担体であるMRP2,胆汁酸の輸送担体であるBSEPの発現および細胞内局在は保持されていたが,減黄不良例では発現が低下し,さらにそれらの本来の肝胆管側膜における局在から細胞質への局在へと変化を生じていた(肝輸送蛋白の内在化).これら肝輸送蛋白変化はビリルビンおよび胆汁酸の胆汁排泄能力と相関していたことより,肝輸送蛋白の発現ならびに細胞内局在は,閉塞性胆汁うっ滞症におけるPTBD施行の有用性を規定する重要な因子であると考えられた.胆汁うっ滞性肝機能障害は広範肝切除や肝移植後の術後肝機能障害として,また難治性疾患の肝内結石症をはじめとする胆嚢胆管結石症の結石嵌頓時に認められる閉塞性胆管炎による肝機能障害として引き起こされる.

胆汁うっ滞において細菌感染による胆管炎が併発した場合には,胆道系に発した炎症病態がさらに肝へも影響を及ぼし,エンドトキシンによる肝の線維化による組織血流の減少,ミトコンドリア機能低下による肝細胞障害の持続,さらには活性酸素による肝細胞胆管側膜に発現するビリルビン輸送担体含む各種輸送蛋白の機能ならびに発現の低下により胆汁排泄機能が低下して,その結果として黄疸の遷延が生じるてくるものと考えられている.本年度は肝内結石症に着目し,閉塞性胆管炎による胆汁うっ滞症の病態における肝輸送蛋白の発現異常について解析を行った.胆管側膜輸送蛋白の発現について,抗癌剤あるいは脂溶性物質の胆汁中への排出にかかわる輸送蛋白であるMDRlは,本症ではその結石ならびに非結石部位の肝組織において,対照に比較してそのmRNA発現は低下していた.リン脂質の排出にかかわるMDR3は,MDRl同様に本症ではその結石ならびに非結石部位の肝組織において,対照に比較してそのmRNA発現は低下していた.ビリルビングルクロナイドに代表される抱合型代謝物の排出にかかわるMRP2は,本症ではその結石ならびに非結石部位において,対照に比較してそのmRNA発現には差を認めなかった.胆汁酸の排出にかかわるBSEPは,本症ではその結石ならびに非結石部位において,対照に比較してそのmRNA発現には差を認めなっかた.本症の疾病肝ではMDRl,MDR3はその結石ならびに非結石部位において低下していた.一方,MRP2およびBSEPは対照同様に遺伝子発現量が保持されていることが明らかとなった.これら輸送蛋白の発現異常を反映して,肝内結石症における肝胆汁の脂質組成と比較すると,本症では胆汁中リン脂質,総胆汁酸濃度が有意に低値であり,一方コレステロール濃度は比較的保持されていた.これらのことより肝内結石症においては,リン脂質ならびに胆汁酸の胆汁排出が障害されていることが推測された.胆汁うっ滞性肝機能障害は肝胆道系悪性腫瘍の切除のための広範肝切除後,あるいは肝移植の際の術後肝機能障害として引き起こされる.胆汁うっ滞において細菌感染による胆管炎が併発した場合には,胆道系に発した炎症病態がさらに肝へも影響を及ぼし,エンドトキシンによる肝の線維化による組織血流の減少,また活性酸素による肝細胞胆管側膜に発現するビリルビン輸送担体含む各種輸送蛋白の機能ならびに発現の低下により胆汁排泄機能が低下して,その結果として黄疸の遷延が生じるてくるものと考察されている.胆汁排泄機構においては,肝細胞の胆管側膜上にATP-依存性に排泄機構に携わる輸送蛋白が発現され,生体内物質や薬物の胆道系移行に重要な役割を演じている.肝細胞の胆管側膜には,ATP依存性に排泄輸送に携わる輸送蛋白が発現しており,生体内物質や薬物の胆道系移行に重要な役割を演じています.その代表的なものには,脂溶性物質の輸送体である多剤耐性P糖蛋白MDR,胆汁酸の輸送体であるBSEP,抱合型ビリルビンに代表される有機陰イオンの輸送体であるMRPファミリーなどがある.ビリルビン,胆汁酸の胆管側膜における輸送は,胆汁生成の律速段階であることより,胆汁うっ滞症における重要な病態因子として考えらる.本年度は肝胆道系悪性腫瘍による閉塞性胆汁うっ滞症の病態に着目し,本症における経皮経肝胆道ドレナージ(PTBD)の有用性を規定すると考えられる,黄疸肝のビリルビンおよび胆汁酸の胆汁分泌機能を検討するために,PTBD施行例における肝輸送蛋白の発現について解析を行った.閉塞性胆汁うっ滞