hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Streptomyces sp.YB-1株によるイッテルビウムのバイオ分離技術

イッテルビウム(Yb)高集積能を有するStreptomyces sp, YB-1株によるYb集積特性について検討を加えた。各種の金属イオンに対しては3価Feも菌体により蓄積されたが、FeによるYbの蓄積阻害は観察されなかった。また、種々の金属イオン共存下では、2価Cuイオンの存在下でYb蓄積量がおよそ2.5倍上昇した。pH7.0までは高い吸着能を示したが、pH7.5以上では急激に吸着能が減少した、これはアルカリ側でYbが水酸化物となり、不溶化したためと考えられた。pH5.5から6.0がもっとも高い吸着能を示した。温度については、30°Cまでほぼ直線的に吸着量が増加し、30°C以降はほとんど同じであった。12種のカチオン共存下におけるYb及びカチオンの吸着量を調べた結果、吸着量の多いものから、Yb>>Cr(III)>V>A1>Na>Cu>>K>>Mg>Cd>Caの順で、MnとZnの吸着量はICP分析の測定限界以下であった。また、一旦細胞に吸着したYbは種々のカチオンの添加によってはほとんど遊離せず、Ca及びCdにより20%程度遊離したのみであった。Yb非存在下で培養した菌体の休止細胞による乾燥菌体当たりのYb吸着量は、増殖菌体の吸着量の20分の1程度で、増殖時にYbが存在するとYb吸着量が著しく増加することが判かった。この結果から本菌によるYB吸着能はYbにより大きく影響を受けることが明らかとなった。次に、Streptomyces sp.YB-1株はYbのみならずすべての希土類元素に対して吸着能を示すことから、希土類元素に対する吸着特異性の高い微生物の探索を行った。その結果、軽希土類元素であるLa及び中希土類元素であるEuをあまり蓄積せずYbを特異的に蓄積する放線菌の分離に成功した。この結果は、物理化学的性質が極めてよく似ている希土類元素をこの放線菌が個々の希土類元素を認識している可能性を示している。本菌はStreptmyces sp.と同定された。本菌はLuも吸着することから、重希土類元素を選択的に吸着する能力を有している可能性がある。本菌の細胞膜画分は、Ybの吸着-EDTAによる溶離の反復使用が可能であった。イッテルビウム高集積能を有する微生物として分離された放線菌Streptomyces sp.YB-1株の集積特性について検討した。イッテルビウム以外の16種類の希土類元素(30μM)に対する本菌株の集積能について1/100希釈肉汁液体培地を用いて調べたところ、すべての希土類元素を集積する能力を有していた。一方、希土類元素以外の金属元素(30μM)についてはほとんど集積能を示さなかった。この結果から、本菌株は希土類元素含有鉱物から各種の希土類元素の集積分離に使用可能であることが分かった。また、その他のStreptomyces属の放線菌5菌株についてイッテルビウム集積能を調べたところ、本菌株がもっとも高い集積能を有することが明らかとなった。しかしながら、本菌株は200μM程度のイッテルビウムにより強く阻害されることが判明、高濃度のイッテルビウム存在下では増殖を伴うイッテルビウム集積には適さないことがわかった。次に、集積されたイッテルビウムの細胞内分布を調べた。イッテルビウムを集積した菌体をリゾチーム処理し細胞壁を除去した後、低張液にてバーストさせ遠心分離した。得られた沈殿部を細胞膜画分とし、上清を細胞質画分とした。各画分中のイッテルビウム量を誘導結合プラズマ発光分析装置にて測定したところ、細胞膜画分に菌体に取り込まれたイッテルビウムの7080%程度存在していた。この細胞膜画分のリン脂質を抽出したところ、ほぼ全量のイッテルビウムがリン脂質抽出残渣部に存在していた。またこの細胞膜画分を用いてイッテルビウム吸脱着の繰り返し使用試験を行ったところ、少なくとも7回は吸脱着能の低下なしに繰り返し使用が可能であった。

Yb非存在下で培養した菌体の休止細胞による乾燥菌体当たりのYb吸着量は、増殖菌体の吸着量の20分の1程度で、増殖時にYbが存在するとYb吸着量が著しく増加することが判かった。この結果から本菌によるYB吸着能はYbにより大きく影響を受けることが明らかとなった。次に、Streptomyces sp.YB-1株はYbのみならずすべての希土類元素に対して吸着能を示すことから、希土類元素に対する吸着特異性の高い微生物の探索を行った。その結果、軽希土類元素であるLa及び中希土類元素であるEuをあまり蓄積せずYbを特異的に蓄積する放線菌の分離に成功した。この結果は、物理化学的性質が極めてよく似ている希土類元素をこの放線菌が個々の希土類元素を認識している可能性を示している。本菌はStreptmyces sp.と同定された。本菌はLuも吸着することから、重希土類元素を選択的に吸着する能力を有している可能性がある。本菌の細胞膜画分は、Ybの吸着-EDTAによる溶離の反復使用が可能であった。
弱双曲型偏と微分方程式及び系の解の構造

弱双曲型偏微分方程式の初期値問題に関する研究は、先ず1964年にOhya、Leray-OhyaによりGevrey級関数の枠で始まり、1970年にはC^∞級関数の枠でE.E.Levi条件を提唱したMizohata-Ohyaの研究へと続けられた。これらを契機として、一般論の展開がいろいろな形で行われ、その後擬微分作用素の利用とも結びついて、特異性の伝播の立場からも論じられている。今日では双曲系をも含めた既知の結果の整理とも言うベき研究も行われている。Ohyaは創始者の一人として、重複度一定を仮定しない場合にも1977年にOleinikの仕事の一般化として、C^∞級関数の枠の結論を更にBronshteinの仕事の拡張として、Taramaと共同でGevrey級関数の枠での結論を与えている。今年度これらの研究の流れが博士後期課程学生の話題の基となった。1.水の波の研究で表われた例に対して、Y,Shiozakiは弱双曲型擬微分作用素〕.SU.〔に対するH^∞-適切な初期値問題を論じた。2.非線形問題への展開として、John、Klainerman、Hormander、Lindbladが研究して来た流れの中でS.Katayamaは□u=F(u,u ́,u ́ ́)の小さい初期値に対する大域解の存在証明に成功し、更に空間2次元の遠合には適当な条件の下に波動方程式系に対しても大域解が存在することを示した。
移乗介助の動力学解析と支援装置の設計(介護者の負担軽減と患者の自立を目指して)

まず、介助者が患者をベッドから車椅子へ移乗させるために患者をだき起こす実験を行なった。床反力と3次元動作解析装置を用いて動作の計測を行い骨格の多体系の力のつりあいから腰部に作用する力とモーメントを導出した.その結果、腰痛と密接な関係がある腰部のモーメントが最大になるのは、患者の上体がベッド部より浮き上がり患者の上体の重量が介助者に加わった時が多いことがわかった。このような作業を的確に評価するためには,患者、介助者、支援機器などの間の力学的相互作用を明らかにすることが必要と考え、そのための要素技術として,足底圧計測装置を用いて足に加わる反力を左右独立してかつ簡便に計測する方法を提案し,実験により検討した結果、足底圧測定装置による鉛直方向の反力,モーメントは従来法である据え置き型装置による結果とよく一致した。さらに、介助者の負担を軽減し、かつ患者の自立を促す支援方法として、可変の仮想コンプライアンス制御により患者を吊り上げる方法について検討した。その結果、患者が自力で歩行しようとする時にはあまり患者を拘束せず自立を促進する一方、患者が転倒しそうになればさっとやさしく患者の体を支え安全を確保できるような制御方法を開発することができた。以上のように、介助者の負担を軽減しつつも、患者の自立も促進することが可能な良好な支援機器を設計するための要素技術を開発することができた。まず、介助従事者からの聞き取り調査を実施した結果、介助の現場では、介助者腰痛が大きなも問題となっていることがわかった。若い体力のある介助者の場合でも、患者の姿勢をうまくコントロールし、腰に介助者の腰に負担がかからないようなボディメカニクス的な工夫が不十分な場合には、介助者に腰痛が発生につながっていることがわかった。次に、介助者が患者をベッドから抱き起こす場合の患者と介助者の力学的相互作用を調べるために、模擬的な介助実験を行った。まず、ベッドの上で体の姿勢をコントロールしながら起こし、次に、ベッドからおろして、車椅子に座らせるまでのプロセスを取りあげた。実験では、介助者の腕に複数の圧力センサを取り付け、患者と介助者の力学的相互作用の一部を計測した結果、圧力センサの測定値から得られる介助者に負担がかかるタイミングは、従来から定性的に言われているタイミングと傾向が一致するなど圧力センサから、患者と介助者の作用について一部ではあるものの、有効な情報が得られることが明らかになった。また、人間の筋肉の活動状況を筋電計で直接計測することは、身体的な負担を直接的に評価するのに有効であるが、計測時に被検者にかなりの負担をかけることになる。そこで、人間への外力一つである足からの力を評価するために、圧力センサをシューズに埋め込んだ簡易的な足底圧測定装置を試作し、動作中の人間の筋電位と足底圧を同時に計測してその相関を調べた。その結果、歩行器を用いた歩行時については、両者はかなり相関があることが認められ、簡易的に人間の筋活動の一部を推定するための情報として用いることが可能であることがわかった。移乗作業を的確に評価するためには,患者や高齢者の移乗動作を介護者が支援する場合の力学的相互作用を明らかにすることが必要と考えられる.そのためには,介護者ならびに,患者それぞれの足に加わる床からの反力は重要な情報の一つであると言える.床反力を計測する方法としては,床反力計が広く用いられているものの,患者,介護者が接近して動く時には,両者の足に加わる力の合力は計測できるが,両者を分離して計測することは難しい.本研究では,両者の足に加わる反力を独立にかつ左右別々に簡便に計測する方法として,試作していた足底圧計測装置のデータを用いる方法を提案し,鉛直方向の反力とモーメントを定量的に計測することが可能かどうかについて検討を行った.足底圧測定装置を用いた反力の推定結果と床反力計による測定結果を比較検討した結果,両者はよく一致しており,足底圧測定装置によって鉛直方向の反力,モーメントを計測できる見通しを得た.

次に,上肢部分における患者と支援装置の相互作用を検討するために,患者の上肢から支援装置に加わる力と支援装置(今回用いたのは多関節ロボット)の姿勢などの計測情報から患者の筋肉の活動状態の推定が可能かどうかを検討した.そのために,患者の上肢の筋骨格モデルを用いることを考えた.すなわち,患者の骨格をマルチボディシステムで置き換え,計測情報から患者の間接モーメントなどを推定し,最適化により各筋肉が受け持つ力を計算する手法を提案し,健常者と多関節ロボットによる実験を行い,推定した筋力と筋電計により計測した結果を比較検討した.その結果,両者は定性的によく一致することが確認でき,提案した手法により,患者の筋肉の活動状況の推定に関する見通しが得られた.前年度までの研究を元に、介助者役の被験者として介助経験のない健常男性2名と看護婦2名、患者役の被験者として健常男性1名による,ベッドからのだきおこしの実験を行い、床反力と3次元動作解析装置の計測結果と骨格の多体系の力のつりあいから腰部に作用する力とモーメントを導出した.その結果と動作のビデオカメラでの撮影結果とを対比させた結果、腰痛と密接な関係がある腰部のモーメントが最大になるのは、患者の上体がベッド部より浮き上がり、患者の上体の重量が介助者に加わった時という場合が多いことがわかった。また、そのモーメントの大きさは、抱き上げを行う場合の被験者(介助者と患者)の相対的な姿勢にも大きく影響されていることもわかった。以上のように、移乗時の動作を動力学的に的確に評価するには、床反力の情報と姿勢の情報が非常に重要であるが、一般に用いられている床反力計は、据え置き型であり移動が簡単でないため、使用場所などに大きい制約をうける。そこで、昨年度からの継続で、履物に内蔵した圧力センサの出力を重回帰分析を用いた信号処理による推定を行う方法の検討を行った。これまでは、一人の人間に対してのみしか適用できなかったが、本年度の研究により、同じ履物を足のサイズの異なる複数の被験者に適用した結果、まだ十分ではないが、被験者ごとに重回帰分析によるパラメータ同定を実施すれば、ある程度の精度を確保できる見通しを得た。また、足の動きについても、一般的な歩行やすり足などの場合でもある程度床反力が同定できる見通しを得た。また、これらの情報から、筋骨格モデルを用いて筋張力を推定することも試みたが、これについてもまだ問題が残っているものの、ある程度現象を説明できることがわかった。また、3次元の動作の計測についても、複数のカメラを用いる大規模な装置ではない1台のカメラによる簡易な装置による計測技術について検討を行った結果、条件は限られるが、大まかな足の動作についてはとらえることが可能であることがわかった。
多言語主義・多文化主義の国際比較研究-フランスの共和国モデルを中心に

三浦がフランスの「共和国」モデルに関心をもつきっかけになったのは、1989年のイスラム・スカーフ事件に端を発する「ライシテ論争」である。ライシテとは非宗教性と訳しうる政教分離のフランス的形態のことで、国家と公立学校を宗教に関して中立化することによって、私的領域における宗教の自由を保障する宗教共存の原理である。フランスのライシテは公的空間における宗教的民族的帰属の表現を容認する多文化主義とは対立する共和国的統合原理と密接に結びついており、差異にもとづく多文化主義的市民権に対立する普遍主義的市民権の基底をなす。しかし1968年五月革命以後の後期近代、特に1989年の冷戦終焉後のグローバル化時代にあって、近代国民国家の典型とされてきたフランスの「単一不可分の共和国」モデルは、次第にその臨界状態に達し、ナショナル・アイデンティティの揺らぎを経験している。本研究ではほんらい多言語・多文化国家であるフランスが、いかにして言語的・文化的多様性を一元化し、均質なナショナル共同体をつくりあげたかを分析し、アメリカなどアングロサクソン系の移民社会における多文化主義の浸透になぜ神経質になっているかを明らかにしようとした。フランスの「共和国」モデル、アメリカの「多文化主義」に対して、カリブ海の奴隷制植民地に生まれた「クレオール」についても、普遍性・差異・多様性の三角形のなかでその可能性を論究した。1)現代フランス研究会GEFCOでの研究会活動を行った。編著『普遍性か差異か-共和主義の臨界、フランス』はその成果である。2)クレオール関係では編訳書『越境するクレオール-マリーズ・コンデ講演集』(岩波書店)を出し、マリーズ・ユンデを招へいして講演・討論を行った。3)多言語主義関連では平成13年1月に国際シンポジウム『ヨーロッパの多言語主義はどこまで来たか』を東京で開いた。4)単著『現代フランスを読む-共和国・多文化主義・クレオール』を平成13年3月末に大修館書店より刊行する。5)クレオール関連の調査旅行を平成13年2月末より3月いっぱいマルテニックを中心に行う。1)現代フランス研究会(GEFCO)で一連の研究会活動を行った。2)平成14年10月に日仏会館で「グローバル化とフランス政治思想」のシンポジウムを開いた。三浦の編集により『民主主義とは何か』(仮題)として刊行する予定である。3)平成15年2月に津田ホールで「グローバル化で文化はどうなる」のシンポジウムを開いた。三浦も編集に参加し,雑誌特集号の形で刊行する。4)A.センブリーニ『多言語主義とは何か』を白水社より翻訳刊行した。5)クレオール関連の調査旅行を平成14年12月から正月明けまでの1ヶ月,マルチニックで行った。6)平成14年11月にパリの社会科学高等研究院の社会学者ミシェル・ヴィヴィオルカを招へいし,4回にわたるセミナーを開き研究交流を行った。1)中央大学人文科学研究所研究チーム「総合的フランス学の構築」、日仏会館の研究チーム「現代フランス研究会(GEFCO)で一連の研究活動を行った。2)日仏会館の日仏シンポジウム「外国人の統合と市民権」に参加、フランコフォニー・フェスティヴァルを企画実行した。3)中央大学の外国人研究者招聘プログラム、日仏会館の研究者交流プログラムで、ジェリー・レタン(民族学)、ミリアム・コチアス(歴史学)を招聘し、研究交流をはかった。4)5月にモントリオール、12月にニューヨークでの国際学会に参加、報告を行った。12月にパリで研究調査を行った。5)編著『来るべき<民主主義>-反グローバリズムの政治哲学』(藤原書店)、『フランスの誘惑・日本の誘惑』(中央大学出版部)、『近代日本と仏蘭西-10人のフランス体験』(大修館書店)、共著『グローバル化で文化はどうなる』を出版刊行した。6)前記以外に研究論文を数点執筆し、大学の紀要などに発表した。
大気粉塵中に濃縮されている微量汚染元素とその可溶性成分の化学形態別分析

中央大学,理工学部校舎(後楽園)で,粒径別(<2μm,2-11μm,>11μm)に大気粉塵(以下APMと略す)を1ヶ月ごとにサンプリングし,APM中の主成分元素(Na,Mg,Al,Ca,Fe,Kの6元素)をICP発光分析法で測定し,微量元素(Li,Be,Ti,V,Cr,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,As,Se,Mo,Cd,Sb,Ba,Pbの17元素)をICP質量分析法によって測定した。過去13年間の長期モニタリングの結果より,<2μm以下の小さな粒径のAPM中に有害汚染元素(Sb,Cd,Se,Pb,As)が多く濃縮していることが明らかとなった。特に,Sbは最も多く濃縮していた元素である。Sbの起源として可能性のある物質中のSb濃度を測定しその起源を考察したところ,自動車のブレーキパッド,化学繊維,プラスチックなどに高濃度のSbが検出された。サンプリングした試料をフィルターごとPTFE製容器に入れ超純水40mLを加え,フィルターが完全に超純水に浸透するようにした。恒温振とう機を用いて,恒温槽温度25°C,振とう回数120回min^<-1>の条件の下,24時間抽出を行った。その結果,主成分元素では土壌に多く含まれているFe,Al及びTiが不溶性であり,海塩粒子に多く含まれているNa,Mg及びKが可溶性であった。微量元素では人体に有害であるとされているZn及びCdの溶解性が非常に高かった。<2μmの大気粉塵中に含まれるSbのうち,約30%が純水で抽出(24時間水抽出)することができ,その抽出液をHPLC-ICPMSを用い,水抽出液中のSbの化学形態別分析を行った。東京都心における<2μmの大気粉塵の可溶性アンチモンは,無機化合物の五価アンチモンSbO_4^<3->(Sb(V))と有機化合物のトリメチルアンチモン(CH_3)_3Sb^+-OH(TMSb^+)の化学形態で存在することが分かった。<2μmの大気粉塵中に含まれるSb(V)とTMSb^+は,それぞれ,48.3μgg^<-1>と2.37μgg^<-1>であった。過去11年間の長期モニタリングの結果より、<2μm以下の小さな粒径のAPM中に有害汚染元素(Sb,Cd,Se,Pb,As)が多く濃縮していることが明らかとなった。特に、Sbは最も多く濃縮していた元素である。Sbの起源として可能性のある物質中のSb濃度を測定しその起源を考察したところ、自動車のブレーキパッド、化学繊維、プラスチックなどに高濃度のSbが検出された。季節変化としては、大きな粒子中に多く含まれる主成分元素は夏に高く冬に低いという傾向があるのに対し、小さな粒子中に濃縮している多くの微量元素は、逆に、冬に高く夏に低いという季節変化を示した。

夏に高く冬に低いという季節変化は、日照時間や風速と大きく関連しており、一方、冬に高く夏に低いという季節変化は、降水量と大きく関係している。粒径ごとにサンプリングした大気粉塵を水で抽出すると、2μm以下の小さな粒径のCd,As,Pb,Vなどはその50%以上が抽出されることが明らかとなった。今後、それらの可溶性元素がどのような化学形態で存在するのかを明らかにして、ヒトへの健康影響について考察する予定である。本研究室では1995年から継続して行っている粒径別大気粉塵の長期モニタリングでは、微小粒子中には人体に有害とされる元素(As,Se,Cd,Sb,Pb)が濃縮しているという研究結果が出た。大気粉塵の粒径が2μm以下の微小粒子は呼吸によって肺や肺胞にまで達し、健康被害を及ぼすといわれている。大気粉塵が体内で溶出した場合、健康に与える影響はさらに大きくなると考えられる。本研究では粒径別に捕集した大気粉塵中に含まれる金属元素の溶解性を解明した。サンプリングは東京都文京区にある中央大学理工学部の6号館屋上(地上約45m)で行った。中央大学理工学部は国道254号線に面しており、非常に交通量の多い都市部の代表的な場所であるといえる。サンプリングした試料をフィルターごとPTFE製容器に入れ超純水40mLを加え、フィルターが完全に超純水に浸透するようにした。恒温振とう機を用いて、恒温槽温度25°C、振とう回数120回min^<-1>の条件の下、24時間抽出を行った。その結果、主成分元素では土壌に多く含まれているFe,Al及びTiが不溶性であり、海塩粒子に多く含まれているNa,Mg,K及びCaが水溶性であった。微量元素では人体に有害であるとされているZn及びCdの溶解性が非常に高かった。大気粉塵中の金属元素の溶解性と酸化物の結合エネルギーの関係を調べたところ、全粒径共に酸化物の結合エネルギーが低いほど水溶性成分の割合が高くなるという傾向が見られた。<2μmの大気粉塵中に含まれるSbのうち、約30%が純水で抽出(24時間水抽出)することができ、その抽出液をHPLC-ICPMSを用い、水抽出液中のSbの化学形態別分析を行った。東京都心におけるく2μmの大気粉塵の可溶性アンチモンは、無機化合物の五価アンチモンSbO^<3->_4(Sb(V))と有機化合物のトリメチルアンチモン(CH_3)_3Sb^+-OH(TMSb^+)の化学形態で存在することが分かった。HPLC-ICPMSの移動相として、リン酸アンモニウム緩衝液(pH7.4)を用いても、トリス-HNO_3緩衝液(pH7.4)を用いても化学形態別分析の結果はほぼ一致した。<2μmの大気粉塵中に含まれるSb(V)とTMSb^+は、それぞれ、48.3μgg^<-1>と2.37μgg^<-1>であった。また、HPLCで分離して求めた化学形態別分析値の総和と、大気粉塵をマイクロ波分解装置を用い、全分解して求めたSb全量の値とが一致したことから、カラム内でのSbの吸着による損失がないことを確認した。<2μmの大気粉塵の水抽出液に含まれるNO^-_3、SO^<2->_4、Cl^-、NH^+_4をイオンクロマトグラフィーを用い定量した結果、大気粉塵中のイオウは硫酸アンモニウムとて存在し、窒素は硝酸アンモニウムとして化学量論的に存在していることが分かった。小さな粒径の大気粉塵ほどイオウの濃度は高く68%であり、そのほとんどが可溶性であり、ほぼ100%が水抽出された。
DDM1によるヘテロクロマチン形成にRNA分子が関与する可能性

SWI/SNF型のATPaseドメインをもつDDM1は、高等植物からヒトに至る広範な生物種で保存された因子であり、そのシロイヌナズナ変異株では、DNAメチル化低下、ヒストン修飾異常、ジーンサイレンシングの脱抑制、ヘテロクロマチン形成異常などが観察される。我々は申請段階で、ヒトDDM1がRNaseA感受性分子を含む高分子複合体を形成するという予備データを得ていたので、「ヒトDDM1複合体を精製し、その複合体中のRNaseA感受性分子を同定、解析する」という実践課題をたて、RNase感受性分子がヘテロクロマチン形成に果す役割の解明を目指した。労力と時間を費やし様々な方法を試みたが、ヒトDDM1蛋白複合体及びRNase感受性分子の同定には至らなかった。申請時の予備データには再現性があるが、現時点では、ヒトDDM1は安定的な結合する相互作用因子を持たない、仮にRNase感受性分子と機能的に相互作用するとしても、その分子は単一ではなく多様な分子であるという推論に至っている。こうした状況を考慮し、ヒト培養細胞にてヒトDDM1遺伝子の人為的発現抑制をかける際に、最初に現れるエピジェネティク修飾の異常を検出することによりDDM1の作用機序を探るという別課題を並行して進めた。その過程で、「ヒト培養細胞における、誘導型のノックアウト系」の開発(特願2006)といった副次的な成果を得た。今後この系は広く他の必須遺伝子の解析に適応される期待がもてる。さて、作製したヒトDDM1変異細胞株を解析した結果、DDM1の発現消失後、DNAのメチル化は極めて緩やかに低下することが示された。このことは、DDM1の第一作用点が、必ずしもDNAのメチル化ではないことを示唆している。今後の解析により、DDM1を介したヘテロクロマチン形成機構、及び、RNase感受性分子の関与の理解の進展を期待したい。ArabidopsisやマウスのDDM1遺伝子欠損個体では、ゲノムの広範な領域でDNAのメチル化レベルが低下する。DDM1蛋白は、SWI/SNF型のATPaseドメインをもつ因子であるが、DNAのメチル化及びヘテロクロマチン形成に関る作用機序は不明である。我々は、ヒトDDM1(hDDM1)の蛋白複合体精製過程で、hDDM1がRNase感受性分子を含む高分子複合体を形成する予備実験結果を得て、hDDM1とRNA分子が連関してクロマチン形成に関与する可能性を提案し当該研究課題を開始した。当初は、エピトープタグ-hDDM1蛋白を恒常的に発現するヒトHeLa細胞の細胞株抽出液中より、hDDM1複合体の蛋白構成因子とRNase感受性分子の精製、同定を試みたが、様々な要因により成功には至らなかった。そこで、遺伝子の標的組換えが極めて効率よく起こるヒトPre-B細胞Nalm6において、当初の可能性を追求することにした。現在までに、hddm1-/-細胞の樹立に成功し、その細胞株においては繰り返し配列等のDNAメチル化レベルが低下していることを観察している。今後、テトラサイクリン遺伝子発現誘導系を利用し、hDDM1蛋白の発現を人為的に消失させた後、hDDM1蛋白の消失に伴い、DNAメチル化、siRNAの蓄積、ヒストンの修飾、ヘテロクロマチンの形成が、経時的に異常を示していく様子を観察することで、hDDM1を介したヘテロクロマチン形成機序の解明の足がかりを得ることを目指す。さらに、このNalm6細胞(hDDM1蛋白の発現がHeLa細胞に比べて有為に多い)を用い、hDDM1蛋白複合体の精製及びRNase感受性分子の実体の解明を再度試みたい。
すばる望遠鏡による暗黒物質の探索と変動天体の研究

最終年度として、引き続き暗黒物質と変動天体に関する系統的で幅広い研究を行った。平成17年9月4日に発生したガンマ線バースト(GRB)、GRB050904はすばる望遠鏡で可視スペクトルが取得され、これまでで最も遠いGRBで、最も遠い銀河やクエーサーに匹敵するz=6.3であることが明らかにされた。代表者は、このスペクトルの理論解析を担当した。詳細な解析、考察の結果、このスペクトルから誕生後9億年の宇宙がすでに電離されていることが明確となった。これは、クエーサーや宇宙マイクロ波背景放射などこれまでの手法では得られなかった画期的な成果となった。この結果、宇宙がかなり早い段階で初代天体の形成により電離されていたことが明らかになり、宇宙論に大きなインパクトを与える結果となった。この成果は京都大学から報道発表され、主要紙複数を含む多くの新聞で報道された。また、この成果により、研究代表者に平成18年度日本天文学会研究奨励賞が授与された。他にも、ブレーザーと呼ばれる変動の激しい活動銀河中心核に関して、ガンマ線光度関数のこれまでにない精密なモデルを構築し、その結果、X線観測で示唆されている「光度に依存する数密度進化」がガンマ線ブレーザーにもよくあてはまることを見出した。これは、ジェットを含めた活動銀河中心核の統一描像に対して有用な示唆を与えるものとなった。また、暗黒物質の対消滅起源のガンマ線が宇宙ガンマ線背景放射に寄与している場合、その予想される非等方性を精密に計算し、パワースペクトルとして予言した。この結果は将来のGLASTなどの衛星観測にとって重要となるであろう。すばる望遠鏡による暗黒物質探索と変動天体探索のために平成15年度に取得した観測データの解析を行った。その過程の中で、まず、奇妙な振る舞いを示す活動銀河中心核を発見した。母銀河に比べて非常に暗い中心核で、驚くべきことにわずか数日の間に中心核が大きく変動していた。このように早い時間変動は中心核が母銀河に比べて明るい活動銀河では今までに見つかっておらず、予想外の発見となった。詳しい理論的検討も行い、これはブラックホール付近の降着円盤からの放射の時間変動と解釈するのが妥当であるという結論を得た。このような現象は、我々の銀河中心からX線や赤外線で見つかっている現象と同様と考えられるが、系外の銀河では初めての発見であり、重要であると考えられる。この結果はThe Astrophysical JournalLettersに掲載されるとともに、Nature誌のResearch Highlightsのセクションでも紹介されるなど、大きな注目を集めた。一方、暗黒物質に起因すると考えられる現象は残念ながら発見されなかった。しかし、上限値をつけることも重要であり、現在、厳密な上限を導き出すための解析作業を行っている。また、暗黒物質の有力候補であるニュートラリーノの対消滅に関する研究を推進するとともに、変動天体としての超新星から探る宇宙の星形成史や、超光度X線源と第一世代星の形成にともなう中間質量ブラックホールについての研究も推進した。主にすばる望遠鏡を用いた暗黒物質や変動天体の理論的および観測的研究を行った。我々が暗黒物質探査のために取得したデータの解析を進めている。特に、特異な変動を示す活動銀河中心核を発見し、Astrophysical Journalに報告した。この成果は天文学会を通じて記者発表を行い、また、科学雑誌NatureのNews&Viewsセクションで紹介されるなど、内外で大きな反響を得た。一方、これまでで最も遠い、赤方偏移6.3のガンマ線バーストがすばる望遠鏡によって発見されたが、そのチームの一員として寄与するとともに、宇宙再電離への制限をガンマ線バーストを用いて初めて導出するという画期的な成果を筆頭著者としてまとめた。これらの成果は、Natureおよび日本天文学会欧文報告誌で成果を発表した。また、米国宇宙望遠鏡研究所における国際会議でも講演し、大きな反響を得た。また、超新星発生頻度から宇宙の星形成史や超新星の起源に迫る研究も進行しており、平成19年度には成果を公表できる見込みである。

また、暗黒物質の対消滅起源のガンマ線が宇宙ガンマ線背景放射に寄与している場合、その予想される非等方性を精密に計算し、パワースペクトルとして予言した。この結果は将来のGLASTなどの衛星観測にとって重要となるであろう。
重度外傷・熱傷患者における免疫学的モニタリングによる臓器不全発症の予知

重度熱傷・外傷患者において白血球フェノタイプ(LP)解析により感染合併症や臓器不全が予知できるかを検討した.重度外傷熱傷患者16人と健常人5人を対象としてLP解析した.解析LP:CD4/8/11c/16b/25/36/66b/123/127/161,TLR-2/4,CCR-2/4/5,CXCR-3,CRTh2.熱傷患者では、外傷患者よりもCCR5,CXCR3,CD68,CD123が低下した.熱傷患者では、感染発症後にCCR5が増加し,CD25が低下した.感染・臓器障害発症後にはCCR5,CXCR3,CCR2,CD11cが増加した.熱傷後のTh1再上昇は感染合併症や臓器不全の発症が示唆された.【背景と目的】重度外傷・熱傷患者は、感染症が契機となって多臓器不全で死亡することが多い。われわれは免疫能評価のために白血球表面抗原における網羅的解析(immunophenotyping: IP)の方法を開発し、外傷・熱傷患者における感染症による病態悪化の予測できる可能性を示した。本課題の目的は、熱傷・外傷患者のIPと臓器不全発症との関連性を明らかにすることである。【対象患者】重度の外傷・熱傷により集中治療室での入院加療を要した患者【IP解析法】PEG処理スライドガラスに、解析予定の白血球表面抗原に対する抗体をアレイ状に並べた基盤を作成した。対象患者から採取した赤血球除去白血球液を基板上でincubation後、基板上に微細定常波を作ることができる専用チェンバーを用いて基盤を洗浄処理し、アレイ上に残った白血球を光学顕微鏡下に定量解析した。【アレイに使用した抗体】CD4, CD8, CD11c, CD25, CD16b, CD25, CD36, CD45, CD66b, C-C Chemokine receptor (CCR)2, CCR4, CCR5, CXC chemokine receptor (CXCR)3, CRth2, Toll like receptor (TLR) 2【検討項目】救急搬入された重度外傷・熱傷患者6人から得られた計14回のデータを解析し,アレイ上に接着した白血球数を評価した。各フェノタイプの発現について、SOFAによる臓器不全の評価との関連性を分析した。【結果と考察】表記フェノタイプの中で、臓器不全を発症した患者においてCD25の低下およびCCR5増加を有意に認めた(p= 0.02, 0.04)。Th1型リンパ球の増加が臓器不全に関連することが示唆された。【背景と目的】重度外傷・熱傷患者は、感染症が契機となって多臓器不全で死亡することが多い。【アレイに使用した抗体】CD4, CD8, CD11c, CD25, CD16b, CD25, CD36, CD45, CD66b, C-C Chemokine receptor (CCR)2, CCR4, CCR5, CXC chemokine receptor (CXCR)3, CRth2, Toll like receptor (TLR) 2【検討項目】IP解析と臓器不全との関連性における基礎的検討を行った。【結果と考察】健常人3人および熱傷・外傷患者5人に対して、本法によるIP解析を計10回施行した。熱傷・外傷患者においては、うち3人が感染症を発症し、うち2人が多臓器不全に進展した。多臓器不全を合併した患者では、各種CD抗原においてCCR5とCCR4が非合併患者や健常人の対照群よりもやや高い発現を示した。今後はさらに網羅的IP解析を行い、臓器不全発症をはじめとした臨床経過との詳細な比較を行う予定である。【背景と目的】本研究の目的は、重度外傷・熱傷後の白血球フェノタイプの変化から感染性合併症による臓器不全が予知できるかを検討することである。【結果】熱傷患者においては、健常人や外傷患者よりもCCR5とCXCR3が低下し(p<0.05)、外傷患者よりもCD68やCD123が低下した(p<0.05)。熱傷患者では、感染発症後にCCR5が増加し(p=0.04)、CD25が低下した(p=0.02)。【考察】熱傷患者では、ヘルパーT1(Th1)細胞分画(CCR5, CXCR3)や一部の単球系分画(CD68:ΜΦ,CD123:樹状細胞)が減少するが、感染によりTh1細胞分画(CCR5)の増加と抑制性T細胞(CD25)の減少が見られた。

熱傷後のTh1細胞分画の再上昇は感染合併症およびや臓器不全の発症を示唆し、本法による免疫学的モニタリングは感染や臓器不全の予測に有用となる可能性がある。【背景と目的】白血球フェノタイプを迅速かつ網羅的に評価するために、われわれは新たに簡易解析法を開発した(Sekine K, etal. J Immunol Methods 2006).本研究の目的は、重度外傷・熱傷後の白血球フェノタイプの変化から感染性合併症による臓器不全が予知できるかを検討することである.【対象と方法】1)重度外傷・熱傷患者16人および健常人5人を対象として、以下の白血球フェノタイプを解析し、熱傷/外傷/健常人で比較検討した.2)重度外傷・熱傷患者6人を対象として、以下の白血球フェノタイプを解析し、感染および臓器障害の発症との関連性を評価した.【結果】1)熱傷患者においては、健常人や外傷患者よりもCCR5とCXCR3が有意に低下し、外傷患者よりもCD68やCD123が有意に低下した.熱傷患者では感染発症後に有意なCCR5の増加とCD25の低下を認めた.2)感染/臓器障害発症後には抑制性T細胞(CD127,CD25)が減少し、ヘルパーT(Th)1細胞(CCR-5,CXCR-3)、単球・マクロファージ・樹状細胞(CCR-2,CD11c)の分画が増加する傾向を認めた.Th2分画(CCR-4,CRTh2)には有意な変化を認めなかった.【考察】熱傷患者では、Th1細胞分画(CCR5,CXCR3)や一部の単球系分画(CD68:MΦ,CD123:樹状細胞)が減少するが、感染によりTh1細胞分画(CCR5)の増加と抑制性T細胞(CD25)の減少が見られた.熱傷後のTh1細胞分画の再上昇は感染合併症および臓器不全の発症を示唆し、本法による免疫学的モニタリングは感染や臓器不全の予測に有用となる可能性がある.重度熱傷・外傷患者において白血球フェノタイプ(LP)解析により感染合併症や臓器不全が予知できるかを検討した.重度外傷熱傷患者16人と健常人5人を対象としてLP解析した.解析LP:CD4/8/11c/16b/25/36/66b/123/127/161,TLR-2/4,CCR-2/4/5,CXCR-3,CRTh2.熱傷患者では、外傷患者よりもCCR5,CXCR3,CD68,CD123が低下した.熱傷患者では、感染発症後にCCR5が増加し,CD25が低下した.感染・臓器障害発症後にはCCR5,CXCR3,CCR2,CD11cが増加した.熱傷後のTh1再上昇は感染合併症や臓器不全の発症が示唆された.平成24年にアレイ基材の供給が一度滞ったことで、データの集積が一定期間行えず、予定していた平成25年度までの国際学会での発表が延期となった。以上から、当該学会での参加・結果公表のための費用が未使用となった。また病院間の検体搬送は、当初民間運送会社に委ねる予定だったが、解析を含む研究全般のことを考慮し、研究者が直接病院間輸送をおこなったため、輸送費用も未使用となった。救急医学データ収集の遅延を取り戻し、予定されたデータ解析を完了させ、国際・国内学会および学会誌上での成果発表に取り組む予定である。現在までのところ健常人からのIP解析評価はほぼ終了し、対象患者の検体集積を継続している。アレイ分析のための基材作成は米国大学の研究室で行われており、当該研究室において基材作成が一時的(約5ヶ月間)に不可能となったために、当研究室での解析ができなくなった。
USエラストグラフィの新しい粘性バイオマーカの妥当性・再現性の検討

磁気共鳴(MR)や超音波(US)装置で非侵襲的に生体の硬さを測るエラストグラフィが可能となり、臨床でも広く利用されている。生体組織は粘弾性体であるが、これまでUS装置では粘性成分の測定が困難であった。これに対し近年、粘性と正の相関を持つ新しい硬度バイオマーカであるDispersion Slope(DS)が測定可能となっている。この新たな硬度バイオマーカDSの妥当性や再現性を、粘弾性ファントム及び健常ボランティアの肝を対象とし、MRエラストグラフィやレオメータで得られる粘性と比較することで評価する。これによりこの検査法の信頼性がどの程度かを理解した上で臨床に応用することが可能となる。
レジンと金属の機械的結合強化法-内部酸化粒子によるスポンジ構造の創製-

貴金属合金を大気中の高温(700800°C)で酸化した場合、Cuが酸化し、外部酸化層(酸化皮膜)と内部酸化層が形成する。高温酸化で形成された内部酸化粒子を酸洗いで除去すると合金表面にミクロなスポンジ構造が形成する。この構造に樹脂を含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる(大野、他:歯科材料・器械17、p108、1998)。内部酸化層の構造は卑金属成分の種類と量によって変化することが明らかになっている。しかし、Cuとともに、InとSnを添加した場合、内部酸化粒子が針状に発達し、酸洗いで充分に除去できないことが判った。これらの結果から、内部酸化と酸洗いを組み合わせてスポンジ構造を合金表面に創製する場合、卑金属成分としてCuのみを含む貴金属合金が適した合金であることが判明した。そこで本研究では、Au-Pt-Pd-Cu合金について、スポンジ構造の形態変化に及ぼすCuの添加量(10%、20%、30%)の影響を調べた。これらの金合金を大気中で、800°C、1時間加熱し、高温酸化によって内部酸化粒子を形成させた。酸化層の垂直断面を切り出し、鏡面に研磨後、断面をSEN・EPMA(日立、X-650)で分析した。市販の酸洗い液(石福、金・パラクリーナー^【○!R】)を用いて、外部酸化層および内部酸化粒子を溶解した。酸処理後の合金組成をXPS(ESCA-850、島津)で分析した。金属接着プライマーとして、チオリン酸系(METALPRIMER II^<【○!R】>、G-C)を塗布後、接着性レジン(Super-Bond^【○!R】、サンメディカル)を接着させた。同様に断面をSEM・EPMAで分析した。スポンジ構造へのレジンの侵入は顕微レーザラマン分光分析装置(NR-1800,日本分光)で分析した。その結果、Cuの添加量の増加に伴って、内部酸化粒子の発達が著しくなった。試料の断面をSEMで観察し、酸洗後に内部酸化粒子が完全に除去されていることを確認した。さらに合金表面に形成されたスポンジ構造にレジンが侵入していることを顕微レーザラマン分光分析で確認した。高分子・金属複合構造における結合強さについては、スポンジ構造にレジンを侵入させて重合し、機械的に結合させたのみでは19MPaと低かった。しかし、チオリン酸系の金属接着プライマー(M-Primer II、GC)を併用して、機械的結合と化学的結合を複合させることによって、接着強度は38MPaに向上することが明らかとなった。この構造に樹脂を含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる(大野、他:歯科材料、器械17、p108、1998)。卑金属成分として、CuとともにNiあるいはIn、Crを含む場合、針状の内部酸化粒子が発達するが、これらの内部酸化粒子は酸洗いによって除去できず、有効なスポンジ構造を合金表面に創製できないことが明らかになった(Sagara and Ohno, Dent Mater J 18,366-384,1999)。酸洗いによって除去可能な塊状の内部酸化粒子を形成させるための卑金属成分の種類と添加量を検索必要がある。そこで、本実験では、スポンジ構造の形態変化におよぼす卑金属の添加量の影響を調べるために、Cuの添加量の影響とInとSn添加の影響について検討した。高温酸化によって内部酸化粒子を形成させ、酸化層の垂直断面を切り出し、鏡面に研磨後、断面をSEM・EPMA(日立、X-650)で分析した。Cuとともに、InとSnを添加した場合、内部酸化粒子が針状に発達し、酸洗いで充分に除去できないことが判った。この構造に樹脂を含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる(大野、他:歯科材料・器財17、p108、1998)。

そこで本研究では、Au-Pt-Pd-Cu合金について、スポンジ構造の形態変化に及ぼすCuの添加量(10%、20%、30%)の影響を調べた。これらの金合金を大気中で、800°C、1時間加熱し、高温酸化によって内部酸化粒子を形成させた。酸化層の垂直断面を切り出し、鏡面に研磨後、断面をSEM・EPMA(日立、X-650)で分析した。市販の酸洗い液(石福、金・パラクリーナー^<【○!R】>)を用いて、外部酸化層および内部酸化粒子を溶解した。酸処理後の合金組成をXPS(ESCA-850、島津)で分析した。金属接着プライマーとして、チオリン酸系(METALPRIMER II^<【○!R】>、G-C)を塗布後、接着性レジン(Super-Bond^<【○!R】>、サンメディカル)を接着させた。同様に断面をSEM・EPMへで分析した。スポンジ構造へのレジンの侵入は顕微レーザラマン分光分析装置(NR-1800,日本分光)で分析した。その結果、Cuの添加量の増加に伴って、内部酸化粒子の発達が著しくなった。SEMによって、酸洗後に内部酸化粒子が完全に除去されることが確認できた。さらに合金表面に形成されたスポンジ構造にレジンが侵入していることが顕微レーザラマン分光分析で確認された。Cuが多い金合金において良好なスポンジ構造が形成されたが、金合金の耐食性との関連について調べる必要がある。さらに接着強さとCuの添加量の関係についても、今後、調べる必要がある。貴金属合金を大気中の高温(700800°C)で酸化した場合、Cuが酸化し、外部酸化層(酸化皮膜)と内部酸化層が形成する。高温酸化で形成された内部酸化粒子を酸洗いで除去すると合金表面にミクロなスポンジ構造が形成する。この構造に樹脂を含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる(大野、他:歯科材料・器械17、p108、1998)。内部酸化層の構造は卑金属成分の種類と量によって変化することが明らかになっている。しかし、Cuとともに、InとSnを添加した場合、内部酸化粒子が針状に発達し、酸洗いで充分に除去できないことが判った。これらの結果から、内部酸化と酸洗いを組み合わせてスポンジ構造を合金表面に創製する場合、卑金属成分としてCuのみを含む貴金属合金が適した合金であることが判明した。酸化層の垂直断面を切り出し、鏡面に研磨後、断面をSEN・EPMA(日立、X-650)で分析した。市販の酸洗い液(石福、金・パラクリーナー^【○!R】)を用いて、外部酸化層および内部酸化粒子を溶解した。金属接着プライマーとして、チオリン酸系(METALPRIMER II^<【○!R】>、G-C)を塗布後、接着性レジン(Super-Bond^【○!R】、サンメディカル)を接着させた。同様に断面をSEM・EPMAで分析した。試料の断面をSEMで観察し、酸洗後に内部酸化粒子が完全に除去されていることを確認した。
柑橘類の機能成分のカテコールアミン神経系へ及ぼす影響

柑橘類中機能成分のヒトにおける生理活性機能に関しては、神経系への作用に関する研究は極めて少ない。交感神経系の機能モデル系として各種薬物の作用解祈に広く用いられている培養ウシ副腎髄質細胞を用いて、柑橘類中の機能成分が神経機能に作用する可能性を検討し、その作用機序についても解析を行った。柑橘系リモノイドであるノミリンやクマリンであるオーラプテンはニコチン性アセチルコリン受容体等のイオンチャネルを阻害することによりカテコールアミン分泌を抑制することを明らかにした。柑橘類にはフラボノイド、カロテノイド、クマリン、テルペン、リモノイド、ノミリン等の機能成分が含まれていることが知られている。柑橘類中機能成分のヒト生体内における生理活性についての研究は197080年代から行なわれており、抗酸化作用、がん細胞の湿潤・転移抑制作用、脂質代謝の改善などに注目が集まっている。柑橘類には鎮静作用等があることが言われているが、神経系への作用に関する系統立てた研究は数少ない。本研究では、神経機能に作用する柑橘類中の機能成分を同定し、その有効性と安全性を明らかにする目的で、有効摂取量・有効作用濃度・作用機序について細胞・実験動物モデルで検討する。本年度の研究は交感神経系機能のモデル系として各種薬物の作用解析に広く用いられているウシ副腎髄質の初代培養細胞を用いて、柑橘類中の機能成分の直接作用について細胞レベルで実験検討を行った。(2)Aurapteneはニコチン性アセチルコリン受容体刺激、電位依存性Naチャネルの活性化によって引き起こされるカテコールアミン分泌を濃度依存的(10-100μM)に抑制した。(3)Nomilinはニコチン性アセチルコリン受容体刺激、電位依存性Naチャネル、電位依存性Caチャネルの活性化によって引き起こされるカテコールアミン分泌と45Ca2+流入を濃度依存的(10-100μM)に抑制した。以上の結果から、柑橘系フラボノイド類であるノミリンやオーラプテンは、ニコチン性アセチルコリン受容体等のイオンチャネルを阻害することによりカテコールアミン分泌を抑制することが示唆された。ヒト生体内における柑橘類中機能成分(フラボノイド、カロテノイド、リモノイド等)の生理活性機能に関しては、抗酸化作用、がん細胞の湿潤・転移抑制作用、脂質代謝の改善などに注目が集まっている。柑橘類には鎮静作用等があることが言われているが、神経系への作用に関する系統立てた研究は極めて少ない。本研究では、神経機能に作用する柑橘類中の機能成分を同定し、作用機序を多角度から検討する。本年度は、昨年に引き続き柑橘類中の機能成分の作用について細胞レベルで検討を行った中で効果が認められた成分に焦点を絞り、前年度の追試及び画像解析等により、神経系への作用について詳細な検討を試みた。2. Nomilinは、ニコチン性アセチルコリン受容体刺激によって引き起こされるカテコールアミン分泌と<45>^Ca^<2+>流入を濃度依存的(10-100μM)に抑制し、[Ca^<2+>]_i変動も抑制した。電位依存性Naチャネル、電位依存性Caチャネルの活性化によって引き起こされるカテコールアミン分泌と<45>^Ca^<2+>流入も抑制した。電位依存性Caチャネルの活性化によって引き起こされる[Ca^<2+>]_i変動は抑制が認められなかった。3. NomilinはNoradrenalin transporterを介した[3^H]NA取り込みを濃度依存的(10-100μM)に抑制した。以上の結果及び昨年度の結果より、柑橘系リモノイド類であるノミリンやクマリン類のオーラプテンはニコチン性アセチルコリン受容体等のイオンチャネルを阻害することによりカテコールアミン分泌を抑制することが示唆された。
薬物トランスポーター機能評価のためのヒトin vivoプローブ薬の探索・開発

本研究では、in vivoでのトランスポーター機能を評価するためのin vivoプローブを開発することを目的として、ノックアウト動物を用いたin vivo試験ならびにヒト腎組織を用いたin vitro輸送実験を行った。ノックアウトマウスを用いた解析から、Mrp3が(1)methotrexateやfexofenadine、SN-38の肝シヌソイド側の排出、(2)methotrexateの消化管吸収に働いている事を見出した。また、Bcrpが、血液脳関門において、植物エストロゲンの他、ダントロレン、プラゾシン、トリアムテレンのくみ出しに働いていることを見出した。新鮮腎スライスを用いた解析から、腎側底膜側の有機アニオントランスポーター(OAT1ならびにOAT3)は、それぞれadefovir、olemsartanの取り込みに働いていることを明らかにした。プローブ薬の体内動態を記述するために、HMG-CoA還元酵素阻害薬であるプラバスタチンをモデル化合物として用いて、細胞膜透過過程に飽和性を組み込んだ生理学的モデルを構築し。in vitroで測定された肝取り込み過程ならびに胆汁中への排泄過程に、in vitro-in vivo補正係数を用いることで、ラットにおいて静脈内投与、経口投与後の時間推移を説明することができた。以上の結果から、Mrp3機能評価にはmethotrexateが、OAT1の機能評価にはadefovirが、OAT3の機能評価にはolmesartanが利用可能であることを見いだした。Bcrpについては植物エストロジェンやdantroleneを分子プローブ化することで、血液脳関門等血液組織関門における機能評価が可能であることを明らかにした。これらの薬物を用いることで、これらトランスポーターを介した薬物間相互作用や遺伝子多型による影響を定量的に評価が可能になるものと期待される。HMG-CoA還元酵素阻害薬であるプラバスタチンをモデル化合物として用いて、細胞膜透過過程に飽和性を組み込んだ生理学的モデルを構築し。In vitroで測定された肝取り込み過程ならびに胆汁中への排泄過程に、in vitro-in vivo補正係数を用いて外挿したin vivoパラメーターを用いたところ、ラットにおいて静脈内投与、経口投与後の時間推移を説明できた。抗癌剤methotrexateとH1受容体拮抗薬fexofenadine_については、MRP3ノックアウトマウスでは血漿中濃度基準の胆汁排泄クリアランスは増加した。特に、methotrexateについて詳細に解析を行ったところ、肝取り込み過程、胆汁排泄過程には野生型マウスと同等であることから、MRP3はmethotrexateのシヌソイド側での排出に働いていることが示唆された。OAT1ならびにOAT3の遺伝子発現系を用いた解析から、抗ウイルス薬であるadefovirはOAT1の輸送活性が高く、反対にアンジオテンシンII受容体拮抗薬であるolemsartanはOAT3の輸送活性の方が高いことを両トランスポーターの過剰発現系で細胞内蓄積量を測定することで明らかにした。ヒト腎近位尿細管の側底膜側輸送を検出するための輸送評価系としてヒト摘出腎からスライスを調製し、両トランスポーターの発現量ならびに両トランスポーターの典型的基質であるp-アミノ馬尿酸とbenzylpenicillinを用いて評価した。その結果、mRNAの発現と輸送活性に大きなロット差はあったものの、OAT1とOAT3の間には良好な相関関係が見られ、両者の寄与率は議論可能であることが示唆された。また、MRP4の膜ベシクルで、olmesartanのATP依存的な取り込みが観察された。しかし、マウスでは腎排泄は糸球体濾過速度よりも小さいく、おそらく再吸収のため、Mrp4による分泌を検出できなかった。

本研究では,in vivoでのトランスポーター機能を評価するためのin vivoプローブを開発することを目的として,ノックアウト動物を用いin vivo試験を行い,組織中濃度,血漿中濃度が野生型マウスに比べて大きく変動する医薬品を探索した反転腸管を用いたin vitro輸送試験において,Abcc3^-/-マウスではメソトレキサートの吸収速度が低下することを見いだし,MRP3が肝臓の他,消化管(基底膜側)にも発現し,刷子縁膜側トランスポーター(PCFTやRFC)とともに,メソトレキサートの消化管吸収に働くことが示唆された。メソトレキサートについては,Abcc3-/-マウスにおける腎臓一血漿濃度比が野生型よりも大きく,腎臓における薬物輸送にも関与していることが示唆された。本発見は消化管で医薬品の吸収にABCトランスポーターが働くことを示した初めての例である。さらに,Abcc3-/-マウスでは,抗がん剤イリノテカン投与後,活性体であるSN-38の血漿中濃度が低いことを見いだした。イリノテカンが肝臓で加水分解されSN-38へと変換されることから,肝臓で生成したSN-38が血漿中へと分泌される過程にMRP3が働くことが示唆された。Abcg2-/-マウスでは,植物エストロゲンの他,ダントロレン,プラゾシン,トリアムテレンの脳や精巣中濃度が野生型マウスに高く,これら医薬品はBcrpにより関門でくみ出しをうけることが明らかになった。プラゾシンはP-によるくみ出しも受けるため,ダントロレンの方がBCRPに対する選択性が高いことが明らかになった。