hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LiNbO_3、LiTaO_3単結晶の弾性関連物理定数の高精度測定に関する研究

本研究では、本研究代表者らが発明・開発したLFB超音波顕微鏡システムと超高周波バルク超音波計測システムを使用した「圧電単結晶弾性関連物理定数決定法」を新しく開発し、LiNbO_3とLiTaO_3の単結晶に対して、弾性表面波及びバルク波速度値で5桁の有効数字を与られる弾性関連物理定数のすべての独立な成分を高精度に測定・決定することを目指した。1.高精度測定用バルクおよびLFBシステムの確立:測定の高精度化と再現性向上のために、測定環境と基準温度の長期的な安定化を図り、絶対距離測定用レーザー測長器を導入した。また、絶対計測システムとして完成するために、GGG(Gadolinium Gallium Garnet)単結晶を標準試料としたシステム校正法を開発した。音速測定において絶対精度±0.01%、相対精度±0.001%を達成した。2.LiNbO_3とLiTaO_3の測定試料の作製:直径100mm、長さ60mmのコングルエント組成のLiNbO_3単結晶およびLiTaO_3単結晶から物理定数測定と精度確認のために必要な各種結晶面基板を面精度5分以内、平行度10秒以内で用意した。3.新「圧電単結晶弾性関連物理定数決定法」の開発:高精度に定数を決定するために、バルク波速度とLSAW速度を混用した方式とプログラムを開発した。4.弾性関連物理定数の決定:測定したバルク波速度とLSAW速度と密度を用いて、新定数決定法に基づいた計算機フィッティング法により、音速換算で±0.01%の絶対精度で定数を決定した。5.多分域試料の弾性関連物理定数の決定と比較:熱処理により多分域化した(圧電消失)LiTaO_3試料に対して、弾性関連物理定数を決定し、単分域試料の物理定数と比較検討し、その相違を明らかにした。本研究では、本研究代表者らが発明・開発したLFB超音波顕微鏡システムと超高周波バルク超音波計測システムを使用した「圧電単結晶弾性関連物理定数決定法」を新しく開発し、LiNbO_3とLiTaO_3の単結晶に対して、弾性表面波及びバルク波速度値で5桁の有効数字を与えられる弾性関連物理定数のすべての独立な成分を高精度に測定・決定することを目指すものである。平成7年度の研究成果を要約すると以下の通りである。1.LFBシステムの絶対精度と校正法の確立:測定の再現性向上のために、絶対距離測定用レーザー測長器を導入し、また、絶対計測システムとして完成するために、GGG(Gadolinium Gallium Garnet)単結晶を標準試料としたシステム校正法を開発した。新「圧電単結晶弾性関連物理定数決定法」の開発:高精度に定数を決定するために、バルク波速度とLSAW速度を混用した方式とプログラムを開発中である。本研究では、本研究代表者らが発明・開発したLFB超音波顕微鏡システムと超高周波バルク超音波計測システムを使用した「圧電単結晶弾性関連物理定数決定法」を新しく開発し、LiNbO_3とLiTaO_3の単結晶に対して、弾性表面波及びバルク波速度値で5桁の有効数字を与えられる弾性関連物理定数のすべての独立な成分を高精度に測定・決定することを目指した。

1.高精度測定用バルクおよびLFBシステムの確立:測定の高精度化と再現性向上のために、測定環境と基準温度の長期的な安定化を図り,絶対距離測定用レーザー測長器を導入した。また、絶対計測システムとして完成するために、GGG (Gadolinium Gallium Garnet)単結晶を標準試料としたシステム校正法を開発した。音速測定において絶対精度±0.01%、相対精度±0.001%を達成した。2. LiNbO_3とLiTaO_3の測定試料の作製:直径100mm、長さ60mmのコングルエント組成のLiNbO_3単結晶およびLiTaO_3単結晶から物理定数測定と精度確認のために必要な各種結晶面基板を面精度5分以内、平行度10秒以内で用意した。3.新「圧電単結晶弾性関連物理定数決定法」の開発:高精度に定数を決定するために、バルク波速度とLSAW速度を混用した方式とプログラムを開発した。4.弾性関連物理定数の決定:測定したバルク波速度とLSAW速度と密度を用いて、新定数決定法に基づいた計算機フィッティング法により、音速換算で±0.01%の絶対精度で定数を決定した。5.多分域試料の弾性関連物理定数の決定と比較:熱処理により多分域化した(圧電消失)LiTaO_3試料に対して、弾性関連物理定数を決定し、単分域試料の物理定数と比較検討し、その相違を明らかにした。
空孔集合体の転位に対する障壁メカニズムの解明

本研究は、空孔集合体(ボイド)と転位との相互作用を実験的に明らかにすることを目的としている。本研究では、鉄中にボイドのみを形成させた試験片を作製し、その硬さ測定及び微細組織観察からボイドの強度因子を求めている。イオン加速器によってボイドのみを導入した純鉄のナノインデンターによる硬さ評価、透過型電子顕微鏡による微細組織観察から、ボイドの強度因子は0.6であった。転位とボイドの相互作用を直接TEM内で観察した結果、ボイドの強度因子は0.8であった。2つの異なる手法から得られた強度因子が異なることは、ボイドと転位が相互作用する位置によって強度因子が変わっていることを意味している。平成24年度は、純鉄を用いて、試料の準備、試験片への加工、イオン照射によるボイドの導入、ナノインデンテーションによる硬さ試験、照射後試料の組織観察を実施した。1.試料の準備・試験片への加工:供試材として99.99%の純鉄を購入し打ち抜きにより、微小引張試験片と直径3mmのディスク状試験片を作製した。その後1273Kで1時間のオーステナイト化を行い、その後炉冷した。熱処理後の試験片は、バフ研磨まで機械研磨を行い、最終仕上げとして、過塩素酸メタノールによる電解研磨を行った。2.イオン照射によるボイドの導入:試料中にボイドを導入する方法として、イオン加速器を用いた照射実験を実施した。電解研磨仕上げした微小引張試験片、直径3mmディスク状試験片に対して、照射温度は400°Cとし、6.4MeVのFe3+イオンを1dpaまで照射した。3.照射後の強度特性評価:ディスク状試験片のイオン照射前後の微小硬さをナノインデンテーション試験によって測定した。硬さの測定はCSM法を用いて深さ方向に連続的に硬さを測定した。照射領域の硬化量は、Nix-Gaoモデルに基づいてバルク相当硬さを求めることで算出した。その結果、照射領域においてわずかな照射硬化を観察した。4.微細組織観察:イオン照射したディスク状試験片に対して、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて微細組織観察を実施した。TEM観察用試験片は、試料表面を電解研磨により数百nmセクショニングし、裏面を電解研磨でバックシニングすることにより作製した。組織観察の結果、照射によって形成した主な照射欠陥はボイドであることを確認した。イオン照射を用いて材料中にボイドのみを形成させ、その機械特性を評価することに成功しており、空孔集合体と転位との相互作用を明らかにするための極めて重要なデータが取得された。本研究は空孔集合体(ボイド)と転位との相互作用を実験的に明らかにすることを目的としている。本研究では鉄中にボイドのみを形成させた試験片を作製し、その強度特性及び微細組織観察からボイドの強度因子を求めている。鉄中にボイドのみを形成させる手段として、イオン加速器をによるイオン照射を実施した。透過型電子顕微鏡(TEM)による観察の結果、ボイドのみが導入された領域を作製することに成功した。この領域の硬さ測定にはナノインデンターを使用し、得られたデータをNix-Gaoモデルに基づく評価を行うことでバルク相当硬さを得た。また、透過型電子顕微鏡で得られたボイドの平均サイズおよび数密度にオロワンの式を適用し、強度因子を求めたところ強度因子は0.6となった。また、照射後試験片にビッカース硬さ試験機によって加工を加え、転位を導入した後の試験片をTEMで観察し、転位がボイドにピン止めされているところを確認した。その張り出し角から強度因子を見積もったところ最大で0.8となった。2つの異なる手法から得られた強度因子がそれぞれ異なることは重要な意味を持っている。今回観察されたボイドは、{001}面と{011}面を持つファセットボイドである。転位がファセットボイドのどの面を切るか、ボイドの中心からどれくらい離れた部分を切るか、といったボイドと転位との位置関係によって、ボイドの転位に対する抵抗力が変わってくることを、異なる2つの強度因子は示唆している。平成24年度は、材料の準備、試験片への加工を実施し、特に鉄に関しては、試料へのイオン照射によるボイドの導入、ナノインデンテーションによる硬さ試験を実施した。供試材として純鉄を購入し、打ち抜きにより、微小引張試験片と直径3mmのディスク状試験片を作製、その後熱りょしを実施した。熱処理後の試験片は、バフ研磨まで機械研磨を行い、最終仕上げとして、過塩素酸メタノールによる電解研磨を行い、以後の試験に最適な試験片が作製できた。上述の試験片に、イオン加速器を用いた照射実験を実施した。

照射温度は400°Cとし、6.4MeVのFe3+イオンを1dpaまで照射した。照射後の試験片に対して、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて微細組織観察を実施し、照射によって形成した主な照射欠陥はボイドであることを確認している。本試験片について、ナノインデンターによる超微小硬さ試験を実施し、ボイドによる照射硬化を測定することに成功している。当初の予定通り、ボイドが主な照射欠陥である試験片の作製に成功し、その硬さ変化と微細組織観察を実施しており、他に類を見ない先駆的な研究を展開してる。前述の通り、研究はおおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。照射した微小引張試験片を降伏応力を超える応力で引張試験を実施し、その後の試験片の微細組織観察を実施する。引張後の試験片では、変形による転位が導入されており、転位とボイドとの相互作用が観察されると考えられる。また、イオン照射によりボイドを導入した試料に対して、透過型電子顕微鏡内での引張その場観察を実施する。これによって、ボイドと転位の相互作用をダイレクトに観察することができる。得られた結果を包括的にまとめ、ボイドと転位の相互作用についてモデルを構築し、ボイドの転位に対する抵抗がどのような機構に基づいているかを議論する。
ソマトメジンーCの生体内における生理的及び薬理的作用に関する研究

ソマトメジンC(IGF-I)の作用には成長促進作用のみならず、種々の細胞における細胞増殖作用、又、インスリン様作用が報告されている。しかしこれらの作用はIGF-Iの純品の不足から、in vitroの系で主に観察されており、このin vitroの系での作用がすべて生体内で生理的意義をもっているかは明らかではない。最近、遺伝子工学によりIGF-Iの作製が可能となり、本研究ではこの遺伝子工学で作製されたIGF-Iを用いてin vivoにおけるIGF-Iの作用について検討した。下垂体摘除および正常ラットにIGF-Iの7日間の短期投与を行い成長促進作用および蛋白同化作用を認めた。又、正常および下垂体摘除ラットにIGF-Iを静注したところ血糖降下作用を認めた。このIGF-Iを投与した際血糖降下作用は血中遊離型IGF-Iの増加によると考えられた。IGF-IIも同様に血糖降下作用を認めたがこのIGF-IとIGF-IIの力価は同等であった。更に、ストレプトゾトシン糖尿病ラットにIGF-Iを7日間投与し、蛋白同化作用、血糖降下作用を認めた。飢餓および低栄養ラットにIGF-Iを投与すると体重減少が抑制され、血中尿素窒素、クレアチン、尿中クレアチン、3ーメチルヒスチジンの低下を認めた。この成績はIGF-Iが蛋白異化及び筋肉の崩壊を抑制する作用を有すると考えられた。又、IGF-Iを静脈内に投与しIGF-Iの血中半減期を算出したところ下垂体摘除ラットでは正常ラットに比べ短縮していた。これはIGF結合蛋白の違いによるものと考えられた。本研究においてIGF-Iがin vivoで成長促進作用および蛋白同化ならびに蛋白異化抑制作用を示した事は将来へのIGF-I治療の可能性を示唆するものである。又、将来、下垂体性小人症へ治療には血中半減期が短縮していることを考慮にいれなければならないと考えられた。下垂体摘除ラットにソマトメジンC(SM-C)をミニ浸透圧ポンプで7日間持続皮下投与(120μg/日)したところ、SM-C投与群では非投与群に比べて、体重および脛骨骨端軟骨幅の増加を認め、in vivoにおいてSM-Cが成長促進作用を示すことを認めた。更にSM-C投与ラットでは血中尿素窒素の低下を認め、in vivoにおいてSM-Cが蛋白同化作用を示すことが認められた。この成長促進作用・蛋白同化作用は正常ラットに比べ、下垂体摘除ラットでより顕著に認められた。又、下垂体摘除ラットにヒト成長ホルモン(hGH)を投与すると血中コレステロールは低下するがSM-Cの投与では低下せず、このhGHの作用はSM-Cを介さないと考えられた。正常ラットにSM-Cを投与すると下垂体重量が増加することを既に報告したが、本研究では下垂体のGH含量について検討した。下垂体1個当りのGH含量および下垂体抽出物中の蛋白1μg当りで補正したGH含量はSM-C投与群では非投与群に比べ増加していた(93.5±10.8vs34.9±4.3μg/下垂体,P<0.001;528.3±55.8vs310.3±23.0ng/μg蛋白,P<0.01)。蛋白1μg当りの下垂体のTSH含量はSM-C投与により変化しない事から、SM-Cがin vivoにおいて下垂体からのGH分泌を抑制すると考えられた。

SM-C10μgを静脈内に投与し経時的に採血し、血中半減期を計算した。下垂体摘除ラットでは14.1分,正常ラットでは195分であり、下垂体摘除ラットでは血中半減期は短縮していた。ストレプトゾトシン糖尿病ラットに正常ラットで成長促進効果が認められた量のSM-C(120μg/日)を7日間持続皮下投与を行ったが、わずかなインスリン様作用、蛋白同化作用を認めたが成長促進効果は認められなかった。糖尿病ラットではSM-Cに抵抗性であると考えられた。ソマトメジンC(IGFーI)のin vivoでの生物学的作用のうち前年度は主に成長促進作用について検討を行なったが,今年度はIGFーIの糖代謝に及ぼす作用及び飢餓ラットに及ぼす作用について検討した.正常ラット及び下垂体摘除ラットにIGFーIを静脈内に投与すると,血糖の低下が認められた.この血糖降下作用は下垂体摘除ラットでより顕著に認められた.又,糖尿病ラットにおいてもIGFーIの血糖降下作用を認めた.これらの成績はIGFーIがin vivoにおいてインスリン様作用を有することを示すものである.末端肥大症では耐糖能異常をしばしば伴うが,この耐糖能異常は成長ホルモン(GH)高値が原因であると考えられている.末端肥大症において認められるIGFーIの高値がin vivoで糖代謝にどのように関与しているのかは明らかではない.そこでob/obマウスにGH及びIGFーIを投与し,ブドウ糖負荷試験を行った. ob/obマウスにhGHを投与すると対照実験に比べ血糖は高値を示したが, IGFーI投与マウスでは対照に比べ血糖は高値を示さず,ブドウ糖負荷後30, 60分ではむしろ低値を示した.これらの成績は末端肥大症にしばしば合併する耐糖能の異常はIGFーIを介するものではなくGHの直接作用であることを示唆するものである.ラットを飢餓にすると血中IGFーI値は低下する.そこで飢餓ラットにIGFーI(120μg/日)を3日間投与し,体重及び代謝に及ぼす作用を検討した.IGFーI投与ラットでは体重の減少は対照ラットに比べて少なく,血中尿素窒素及び血中クレアチンの低下を認めた.これらの成績はIGFーI蛋白異化及び筋肉の崩壊を抑制する作用を有すると考えられ,低栄養状態や消耗疾患のIGFーI治療の可能性が示唆された.ソマトメジンC(IGFーI)の作用のみならず、種々の細胞における細胞増殖作用、又、インスリン様作用が報告されている。しかしこれらの作用はIGFーIJの純品の不足から、in vitroの系で主に観察されており、このin vitroの系での作用がすべて生体内で生理的意義をもっているかは明らかではない。最近、遺伝子工学によりIGFーIが作製され、in viroで研究が可能となった。本研究ではこの遺伝子工学で作製されたIGFーIを用いて、IGFーIの生物学的作用を検討した。本年度は主に低栄養状態のラットにおける作用およびIGFーI投与時のIGFーIの血中動態について検討した。食餌を減量したラットにIGFーIを投与するとIGFーI非投与ラットに比べ体重減少が抑制され、血中尿素窒素及び血中クレアチンの低下を認めた。又、尿中クレアチン、尿中3ーメチルヒスチジンが低下した。これらの成績は昨年の飢餓ラットでの成績と同様にIGFーIが蛋白異化及び筋肉の崩壊を抑制する作用を有すると考えられた。又、IGFーIを一回皮下投与し、血中の全IGFーIおよび遊離型IGFーIを経時的に測定した。投与1時間では投与前に比べ遊離型IGFーIが増加した(15.5±2.9%vs1.5±0.1%)。
ガスハイドレートの分解イベントに起因する冷湧水プロセスの解明

平成15年8月にピストンコア採取・熱流量調査を黒島海丘周辺海域にて実施した。その結果、冷湧水域から6本、海盆から2本の主に泥からなるコアを、頂部縁辺域から炭酸塩堆積物からなる2本のコアをそれぞれ採取した。また熱流量測定の結果、海盆で良質なデータが得られた反面、頂部における熱構造の把握が困難である事が判明した。本研究によって得られた新知見等の成果は以下の点である。1.間隙水組成から、塩分濃度の低い冷湧水が湧出しているが、硫酸イオン濃度は深度に伴い一様には低下せずに変動が認められる。メタンガス噴出域ではないシロウリガイを伴う冷湧水域でのSMI (sulfate-methane interface)の深度は5mよりさらに深い事が示唆され、当該域のメタンフラックスが予想に反し小さい事が明らかとなった。また、間隙水の酸素同位体比は2‰SMOWを超える事はなく、現在の冷湧水にガスハイドレートの分解水の影響はないと推定される。2.冷湧水炭酸塩岩中の貝殻の放射性炭素年代からは1万年前以降の年代が、また海底表層・コア試料中のものは14002600年前を示す事から、完新世以降に海底下(SMI以浅)と表層で活発な冷湧水活動により複数時期にわたり形成されたと考えられる。またコア試料から、島尻層群の上位の堆積体(20万年前以降)中に胚胎していた可能性が示唆された。3.当該域の地震波探査データの検討から、海底地形(段差・割目・凹地)は東西方向の断層群に規定されており、現在に至る冷湧水現象の分布と調和的である事が明らかとなった。またメタンガス噴出域直下には、ガスを含む流体が胚胎している事が判明した。以上から、黒島海丘の基盤上昇により生じた断層群に沿って冷湧水が湧出している事が明らかとなり、その過程でガスハイドレートが不安定化・分解して大規模な炭酸塩岩が形成されたシナリオが想定される。平成14年5月6月に、潜水船・ROVを使用した黒島海丘の潜航調査を行った。本調査では、1)半年間にわたる湧水量変動の把握の目的で、冷湧水域3サイトに海底湧水量計6台・地中温度計4台の設置、ガス噴出サイトに流向流速計・CTDの設置を、2)湧水や炭酸塩岩形成に関与した流体の特性を明らかにする目的で、炭酸塩岩類等の冷湧水現象のマッピング、採水・採ガスや採泥を、3)メタン濃度等の連続観測のため,メタン/CTDプローブ等による短期モニタリングを、それぞれ実施した。調査の成果として、1)現生の化学合成生物群集やメタンガス噴出を伴う3つの湧水サイトが発見され、メタン湧水が東西方向の構造線に制約を受けている確証が得られた、2)地中温度計によるスポット計測を行った結果、負の温度勾配が示され、海水温変動が強い影響を海底下に及ぼしている事がわかり、これは1ヶ月間の地中温度計測においても同様である事も判明した、3)メタン/CTDプローブによる10日間の連続観測により、潮汐の下げ止まり時、電気伝導度の低い流体が湧出した3050分後にメタンが湧出した可能性がある、事が挙げられる。平成14年8月に、間隙水組成を把握するためのイオンクロマトグラフを導入した。採泥試料の測定から、硫酸イオン濃度は深度が深くなるにつれ減少する傾向が認められた。平成14年12月に、ROVを使用し、黒島海丘頂部に設置した各長期観測機器の回収を実施した。途中、ROVのケーブル不調のため、海底湧水量計2台・流向流速計が未回収で終了した。これらは平成15年度初めに回収を予定する。回収された機器類のデータは現在処理・解析を実施中である。ガス噴出サイト周辺の冷湧水炭酸塩岩中の貝試料の放射性炭素年代測定の結果、7300年前以降の値が得られ、最近に大規模なイベントが生じた事が明らかとなった。

またコア試料から、島尻層群の上位の堆積体(20万年前以降)中に胚胎していた可能性が示唆された。3.当該域の地震波探査データの検討から、海底地形(段差・割目・凹地)は東西方向の断層群に規定されており、現在に至る冷湧水現象の分布と調和的である事が明らかとなった。またメタンガス噴出域直下には、ガスを含む流体が胚胎している事が判明した。以上から、黒島海丘の基盤上昇により生じた断層群に沿って冷湧水が湧出している事が明らかとなり、その過程でガスハイドレートが不安定化・分解して大規模な炭酸塩岩が形成されたシナリオが想定される。
生体内血管リモデリング：血流刺激に対する血管内皮細胞の感知応答機構の解明

血管ネットワークは全身に秩序だって分布し、酸素や栄養を供給することで高次生命活動を支える。これらの血管パターンの多くは、無秩序なメッシュ状の血管網が「リモデリング」することで完成する。しかし、血管リモデリングの成立過程、特に細胞挙動や分子機構は未だに解明されていない。申請者は、トリ胚血管網に注目した独自のリモデリング解析系を立ち上げ、血流の強弱に応答した内皮細胞の2種類の挙動変化がリモデリングを牽引することを見出しつつある。そこで本研究では、これら2種類の内皮細胞の挙動に注目し、内皮細胞の血流刺激に対する感知・応答機構を明らかにし、血管リモデリングの成立過程を包括的に理解することを目指す。
経会陰超音波ドプラ法による非侵襲性下部尿路機能検査法の臨床応用

1.尿道内流速の検討:現有の超音波診断装置(アロカ、SSD-5500)と自作のプローブ遠隔装置を用いて、経会陰的アプローチ法にて種々の病態の患者の排尿時尿道内尿流速を測定した。さらに、外尿道口よりの尿流率を同時測定し、パーソナル・コンピュータ上に同期させて取り込み、排尿時における尿道の機能的断面積の推移を経時的にグラフ化した。なお、尿道内の尿流速は、カラー画像としてコンピュータに取り込んだ後、任意の関心領域を設定し、その領域における経時的流速の変化として解析可能なソフトウェアを使用して行った。2.前立腺肥大症症例に対する経会陰超音波ドプラ法:前立腺肥大症治療前後(α-ブロッカー内服治療あるいはマイクロ波を使用した高温度治療)における超音波ドプラ画像と尿流速、尿道の機能的断面積などのパラメータについて、経時的変化の特徴を検討した。それにより、前立腺肥大症治療前後には、前立腺部尿道における機能的断面積は有意に増大し、前立腺部尿道の尿流速および前立腺部尿道と遠位部尿道との流速比を有意に低下することが判明した。
ハプロタイプ解析を用いた日本におけるサイログロブリン遺伝子異常の由来について

我々は、日本におけるサイログロブリン遺伝子異常症を解析し、すでに55家系71症例を確認した。この数は、諸外国で報告された症例の3倍以上にあたる。これらの症例をまとめるに当たり、日本人で頻繁に認められる遺伝子異常が存在し、ある遺伝子異常はある特定の地域のみに発見され、他の遺伝子異常は日本全国に散らばって発見されることがわかった。当研究では、サイログロブリン遺伝子内のハプロタイプを解析することにより、これ等の遺伝子異常が、創始者効果(founder effect)によるものか、頻回に起こる新規変異(de novo mutation)によるものかを検討した。方法は、サイログロブリン遺伝子内の11ヶ所のSNPsを使用し、日本人一般人口での発現頻度と比較検討した。C1058R、C1588F、C1977S患者は西日本の狭い地域に限定されており、C1245R患者は日本全国に数在した発見されている。予想通り、C1058R患者8人、1588F患者4人、C1977S患者9人のハプロタイプはそれぞれ完全に一致しており、このハプロタイプの組み合わせは日本人一般人口ではそれぞれ8億人、1.5億人、370億人1人の確率で出現るので、C1058R、C1588F、C1977Sは独立して新しい変異が形成されたというよりは、共通の祖先から受け継いだ創始者効果(founder effect)と考えられる。それに反し、C1245R患者のハプロタイプは12人のうち3人が異なっていたため、C1245R変異は一部の症例では独立して生じた新規変異(de novo mutation)と結論された。日本で発見されたサイログロブリン遺伝子異常症は42家系、53症例である。この数は、諸外国で報告された8家系、14症例と比べて圧倒的に多い。変異の種類は27で、スプライス変異が5種類、ノンセンス変異が3種類、単塩基欠失が1種類であり、ミスセンス変異が18種類と最も多い。このうち、Cys1058Argホモ接合体は5家系8症例、Cys1445Argホモ接合体は11家系12症例と両変異はホットスポットである。いずれの変異もシステインが他のアミノ酸に置換しており、システインが-S-S-結合を考慮に入れると、-S-S-結合が形成されないため、サイログロブリン蛋白の三次元構造に変化が起こったことが病因と考えられる。Cys1445Argは日本全国に認められるが、Cys1058Argは西日本の一部落にのみ認められる。その地域は甲状腺腫の多発地域として、以前より知られており、1964年の資料によると、全部落民379人中55人、14.5%に甲状腺腫が認められたとしている。サイログロブリン遺伝子異常症の一般の発症頻度は熊本県での研究により67,000人に1人であるので、14.5%という頻度は異常に高い。この部落は三方を山に、一方を海に囲まれているため、他地域との交流がなかったと考えられる。そこで、地域集積性が創始者効果によるものか調べるため、サイログロブリン遺伝子内の11ヶ所のSNPsを検討した。驚くべきことに、患者8人のハプロタイプは完全に一致していた。このハプロタイプの組み合わせは日本人一般人口では100万人に1人の確率で出現するので、Cys1058Argは独立して新しい変異が形成されたというよりは、共通の祖先から受け継いだと考えられる。それに反し、Cys1445Arg患者のハプロタイプは患者間で異なっていたため、Cys1445Arg変異は個々の症例で独立して生じたと思われる。

これらの症例をまとめるに当たり、日本人で頻繁に認められる遺伝子異常が存在し、ある遺伝子異常はある特定の地域のみに発見され、他の遺伝子異常は日本全国に散らばって発見されることがわかった。当研究では、サイログロブリン遺伝子内のハプロタイプを解析することにより、これ等の遺伝子異常が、創始者効果(founder effect)によるものか、頻回に起こる新規変異(de novo mutation)によるものかを検討した。方法は、サイログロブリン遺伝子内の11ヶ所のSNPsを使用し、日本人一般人口での発現頻度と比較検討した。C1058R、C1588F、C1977S患者は西日本の狭い地域に限定されており、C1245R患者は日本全国に散在した発見されている。予想通り、C1058R患者8人、C1588F患者4人、C1977S患者9人のハプロタイプはそれぞれ完全に一致しており、このハプロタイプの組み合わせは日本人一般人口ではそれぞれ8億人、1.5億人、370億人1人の確率で出現するので、C1058R、C1588F、C1977Sは独立して新しい変異が形成されたというよりは、共通の祖先から受け継いだ創始者効果(fbunder effect)と考えられる。それに反し、C1245R患者のハプロタイプは12人のうち3人が異なっていたため、C1245R変異は一部の症例では独立して生じた新規変異(de novo mutation)と結論された。
パイロット素子結合型高分子薬・高分子ミセルキャリアの構築とターゲティングへの展開

高分子薬及びキャリアを創成するに当たって、1)安全であるのはもちろんのこと、患部への2)集積性が高いことさらには3)集積した薬剤患部で効率的に作用することが高性能化への重要なポイントである。このような観点から申請者らは、高分子合成の立場で、申請者自身が開発してきた新しい合成法をベースに、様々な薬物を安定に埋包し、目的部位に高度に集積しうる高分子薬及びキャリアを開発する事を目的とした。具体的にはまず、生体内で極めて低毒性として知られている水溶性高分子、ポリエチレングリコール(PEG)の両末端に着目し、標的指向性基を片末端に導入した新しい薬物コンジュゲート及びキャリアを調製した。すなわち、:1)自由末端にパイロット分子を配したPEG化タンパク質薬剤の合成、2)PEG末端にパイロット分子を導入したブロック共重合体の合成とパイロット分子を表面に有する高分子ミセルの調整の2点に関して研究を行った。この様にして得られたパイロット官能基連結型薬剤について、(i)生体環境下での安定性等の物性評価、(ii)標的リガンドとして糖を選定し、標的分子の連結、(iii)培養細胞系を用いる標的結合能のスクリーニングに関して検討標的指向性医薬としての有用性を明らかとした。特に肝細胞に対するガラクトース担持タンパク質およびミセルの集積性が極めて高く、期待される材料である。1)アルデヒドを片末端、ビオチンを他末端に有するヘテロテレケリックPEG(ヘテロPEG)の合成:水中で安定、しかも還元条件下で一級アミンと速やかに反応する官能基としてアルデヒドを採用し、後述のタンパク修飾に供する。他方パイロット分子としてはアビジンタンパクと特異的結合能を有するビオチンを採用し、特異的親和力を利用したターゲッティングを目指した。特に合成法としては、エチレンオキシドのリビングアニオン重合と、それに続くビオチン求核試薬のカップリング反応により、高選択的かつ高収率の合成法が達成された。2)へテロPEG-タンパク質コンジュゲートの調製とその特性解析:上記の様にして得られたヘテロPEGとカルボキシペプチダーゼA(CPA)とのコンジュゲーション反応を行った。3)ヘテロPEG/ポリラクチド(PLA)ブロック共重合体の合成:親疎水性ブロック共重合体は水中でコアーシェル型の高分子ミセルを生成することが知られている。このPEG末端に反応性官能基やパイロット分子を導入することにより、ミセル表面に官能基を導入することが可能である。本研究ではへテロPEG合成法をベースとし、さらにア二オン重合性モノマーとしてラクチドをブロック重合させることにより、反応性官能基をPEG末端に有するPEG/PLAブロック共重合体の合成を行った。さらに、水中における疎水性コアの凝集カのコントロールとして、PLA末端に重合性官能基の導入行い、効率的にコアの重合が達成された。パイロット分子としてはビオチンを採用し、PEG末端にビオチン分子PLA末端にメタクリロイル基を有するブロックポリマーが合成された。4)表層にビオチンを有する高分子ミセルの調製とその特性解析:上述のようにして合成した未端ビオチン結合型PEG-ポリラクチドブロック共重合体より透析溶媒交換法によって高分子ミセルを調製した。この操作を異なる連鎖長からなる種々のブロック共重合体の組み合わせについて行い、一連の組成の異なるパイロット分子結合型高分子ミセルが得られた。また、ミセルの臨界会合濃度をピレンを用いた蛍光プローブ法より評価した。1)オチンPEGタンパクの機能評価:ビオチンをPEG自由末端に有するタンパク質のアビジンに対する結合能を濁度測定法及び光散乱法によって評価した。効率よく特異的相互作用を示すことが確認された。2)ビオチン高分子ミセル内核への薬物導入:アビジンとビオチンミセルの相互作用によりミセルないの薬物リリース速度の促進を見積もるため、内核への薬物導入を行う。モデルとしてはピレン分子他、制ガン剤としてアドリアマイシンを用いた。重量比で6%までのローディングが確認された。3)ビオチン結合型高分子ミセルのタンパク相互作用と内包物質のリリース特性:ポリマーミセルコア中にピレンを内包し、そのエキシマー発光をアビジン存在下で観察した。アビジンを加えるとエキシマーが発光が消失し、特異的相互作用とともに内包ピレンのリリースが観測された。

4)糖を表層に有する高分子ミセルの調製:さらに実用的なグルコース、ガラクトース及びマンノース残基を表層に有するミセルの調製を行った。合成法は水酸基を保護したモノアルコールを開始剤としてブロック共重合体を合成する開始剤法とアルデヒドーPEG/PLAブロックにアミノ基を有する糖を還元アミノ化によって導入する方法を試みた。両者とも効率的な導入が達成された。高分子薬及びキャリアを創成するに当たって、1)安全であるのはもちろんのこと、患部への2)集積性が高いことさらには3)集積した薬剤が患部で効率的に作用することが高性能化への重要なポイントである。このような観点から申請者らは、高分子合成の立場で、申請者自身が開発してきた新しい合成法をベースに、様々な薬物を安定に埋包し、目的部位に高度に集積しうる高分子薬及びキャリアを開発する事を目的とした。具体的にはまず、生体内で極めて低毒性として知られている水溶性高分子、ポリエチレングリコール(PEG)の両末端に着目し、標的指向性基を片末端に導入した新しい薬物コンジュゲート及びキャリアを調製した。すなわち、:1)自由末端にパイロット分子を配したPEG化タンパク質薬剤の合成、2)PEG末端にパイロット分子を導入したブロック共重合体の合成とパイロット分子を表面に有する高分子ミセルの調製の2点に関して研究を行った。この様にして得られたパイロット官能基連結型薬剤について、(i)生体環境下での安定性等の物性評価、(ii)標的リガンドとして糖を選定し、標的分子の連結、(iii)培養細胞系を用いる標的結合能のスクリーニングに関して検討標的指向性医薬としての有用性を明らかとした。特に肝細胞に対するガラクトース担持タンパク質およびミセルの集積性が極めて高く、期待される材料である。
「深層地下水変動観測システム」で宮城県沖大地震の前兆を捉える研究

3.11巨大地震の大余震、誘発内陸地震、アウターライズ地震などに伴う深層地下水変動を観測するため、岩手県一関市厳美町やびつ温泉の自噴井ではラドンと炭酸ガスの濃度変化を、宮城県登米市南方上沼崎の650m孔井と同県東松島市矢本町大塩の1010m孔井では水温と水位の変化を、茨城県高萩市上手綱の623m自噴井ではラドンと炭酸ガスの濃度および水温変化を、筑波大学構内の孔井では水位のみを継続観測した。余震等の地震の頻度は次第に低下してきており、この間に顕著な地下水変動を伴うような大きな地震は発生しなかった。いわき地震(2011年4月11日、M.7)の余震に関しては、臨時水位観測を実施して興味深い結果を得たことを昨年度に報告した。余震の頻度は低下し続けていたが、2013年9月20日に久しぶりに前兆変動が期待されるような大き目の余震(M5.9)が発生した。すでに臨時観測は終了していたため、この余震に伴う水位変動を取り逃がした。そこで、遅ればせながら2013年10月1日から臨時観測を再開し、2014年2月21日に終了した。しかし、この間に顕著な水位変動を伴う余震は発生しなかった。3.11巨大地震に伴う地下水変動観測結果を解析し、論文として公表する計画であったが、まだ行っていないので近い将来に実行する。不均質すべり面上での震源核形成に関わる実験をガス圧変形試験機で行う計画であった。すべり面を跨いで貼ったひずみゲージですべりを精度良く測定できるように試料を四角柱に近い形に変え、それに伴ってアンビルの形状も改良した。計測器を8チャンネルから10チャンネルに増強し、サンプリングレイトも5MHzにグレードアップした。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。(1)「深層地下水変動観測システム」で2008年2月から2009年12月までの観測成果を地質学雑誌に公表した。潮汐体積歪の理論値と水位変化の観測値との比較から、水位換算体積歪がサイトMNでは2.3×10^<-9>/mm、サイトATでは0.5×10^<-9>/mmと見積もられた。2008年5月8日の茨城県沖地震(M7.0)、6月14日の岩手宮城内陸地震(M7.2)、7月19日の福島県沖地震(M6.9)、および7月24日の岩手県北部沿岸地震(M6.8)の直後に生じた水位・水温変動が捉えられた。地震による理論的静的体積歪変化から期待される水位変化と水位の観測値がほぼ一致したことは、水位変化の原因が静的体積歪であることを示唆する。震源距離をr(km)、マグニチュードMしたとき、我々の観測システムの地下水変動検出限界は、M=2.4logr+1.0で近似できる。(2)東北地方太平洋沖巨大地震の前震(3月9日のM7.3)、本震、余震(4月7日のM7.2など)の直後に全ての観測サイトで顕著な水位と水温の変化が認められた。しかし、明瞭な前兆変動は認められなかった。ラドン・炭酸ガス濃度には大地震直後の変化も認められなかった(地質学会で発表)。(3)余震に伴う水位変動を震源の間近で観測することにより、前兆的変動が捕捉できることを期待し、2011年4月11日にいわき地震(M7)の余震域に2つの深層孔井を借用して4月21日から50日間の臨時観測を実施した。水位換算体積歪の分解能は2.53×10^<-10>歪と敏感で、27個の地震に伴う水位変動を観測できた。発震機構解が求められている21個に関しては、水位変化が体積歪の理論値と比例するので、水位変化の主因は静的体積歪変化である。前兆変動とは断言できないが、約30%に地震直前の微弱な水位変動が伴われていた。この研究成果は地質学雑誌に投稿した。

しかし、この間に顕著な水位変動を伴う余震は発生しなかった。3.11巨大地震に伴う地下水変動観測結果を解析し、論文として公表する計画であったが、まだ行っていないので近い将来に実行する。不均質すべり面上での震源核形成に関わる実験をガス圧変形試験機で行う計画であった。すべり面を跨いで貼ったひずみゲージですべりを精度良く測定できるように試料を四角柱に近い形に変え、それに伴ってアンビルの形状も改良した。計測器を8チャンネルから10チャンネルに増強し、サンプリングレイトも5MHzにグレードアップした。12011年4月11日に発生したいわき地震(M7)の余震域に2本の深層孔井を借用して4月21日から50日間の臨時観測を実施した結果を解析し、論文として公表した(2012,地質学雑誌,v.118, no.11, 696-708)。この観測は、余震に伴う水位変動を震源の間近で観測することにより、前兆的変動が捕捉できることを期待して行ったもので、水位換算体積歪の分解能は2.53×10の-10乗strain/mmと敏感で、27個の地震に伴う水位変動を観測できた。発震機構解が求められている21個に関しては、水位変化がdislocationモデルによる体積歪の理論値に比例するので、水位変化の主因は静的体積歪変化であることが明瞭となった。約30%の地震に地震直前の微弱な水位変動が伴われていたが、前兆変動と断言できるには更なる研究が必要である。2いわき地震の余震活動が次第に衰退する一方、隣接する茨城県北部での余震活動が継続していたので、高萩市に深層自憤井を借用し、ラドン濃度、炭酸ガス濃度、水温の観測を2012年度当初から開始した。また、3.11巨大地震以降茨城県千葉県沖での大地震が危惧されていたので、筑波大学構内にある既設の深層孔井で2012年6月から地下水位の観測を開始した。これらの新しいサイトでの観測は現在も継続している。3本研究計画開始時の「深層地下水観測システム」は現在では一関市やびつ温泉、登米市南方、東松島市矢本の3サイトであり、2012度も観測を継続した。3.11の巨大地震が発生して計画当初の状況が一変したため、簡単には評価し難い。しかし、システムを継続稼働させて観測を継続してデータを蓄積していること、および4月11日のいわき地震に臨機応変に対応して臨時観測を実施し、精度のよい多くのデータを得て、水位変動の確実なメカニズムを理解できたので、おおむね順調に進展していると自己評価する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。3.11巨大地震の発生を受けて本研究の当初計画を修正し、3.11に誘発されて起こる地震、特に内陸浅発地震にフォーカスして観測することにした。4.11のいわき地震の余震に伴う水位変動観測は大変成功的であったので、茨城県高萩市でのラドン濃度、炭酸ガス濃度、および水温観測、筑波大学構内での水位観測を新たに開始した。既存の「深層地下水変動観測システム」も継続稼働している。したがって、計画はおおむね順調に進展していると自己評価する。1.東北地方太平洋沖巨大地震が起きてしまったので、23年度計画に含めてあった「深層地下水変動観測システム」の若干の充実は見送ったが、巨大地震の後数年間は大地震が発生し易いので上記システムでの観測は継続すべきと考える。しかし、当初計画のままでは前兆的地下水変動を捉えることが困難である。2.そこで試みたのが9の「研究実績の概要」で述べたいわき地震(M7)の余震に伴う地下水位変動の臨時観測であった。その結果、地下水位観測は体積歪分解能が3×10^<-10>程度の歪計での観測とほぼ同じことで、検出限界マグニチュードMcは震源距離r(単位はkm)の関数としてMc=2.48logr+1.00で近似できた。また、水位変化はM・Mcと定義した規格化マグニチュードM^*に比例する。
近代中国思想における西洋思想諸概念の受容と変容に関する総合的研究

従来の研究では、近代中国における西洋思想・哲学的理念の受容は、アヘン戦争以来の近代化の歩みとともに紆余曲折を繰り返しながら進んできたものとされているが、その基調は、西洋思想・哲学的理念の主体的摂取の試みに始まり、伝統思想・哲学との混在と調整を経て、変容せしめつつ受容し定着に向かうというものであった。その後研究の進展に伴い、その受容までの過程の具体的解明が行われてきたが、基礎的な理念や概念の間に、未解明の差異や齟齬が存在することについては、未だ論究されていない。本研究においては、以上のような認識から、これまで上記のメンバーが行ってきた研究対象・研究組織を深化拡大し、より専門的かつ広角度の視座から、かつて受容された西洋思想・哲学の基本的な理念や概念がどのように理解され展開されたかについて、社会精神の動向をも考慮しつつ、近代中国が求めたものを具体的事象と関連づけながら解明することを試みた。方法的には、西洋思想の概念・哲学的理念或いは日本語に訳されたそれらについて、近代中国における用法との差異や齟齬の比較対照を軸にして、文化史的社会史的展開にも配慮しなければならないので、下記のような研究分担を行い、各グループごとに研究を進め、それらの総合によって、概念や理念の中国的理解を確定すべく努力した。すなわち、1997-99年度にわたり、各グループごとに検討すべき概念や理念を挙げ、さらに共通検討課題となるべき最も基本的なものに絞り込み、資料的裏付けを整備し、全体としての総合作業を行ったのである。哲学・思想関係グループ有田和夫・佐藤豊・手代木有児文学・語学関係グループ阿部兼也・小林二男・野間信幸・竹下悦子宗教・習慣関係グループ山田利明・川崎ミチコ従来の研究では、近代中国における西洋思想・哲学的理念の受容は、アヘン戦争以来の近代化の歩みとともに紆余曲折を繰り返しながら進んできたものとされているが、その基調は、西洋思想・哲学的理念の主体的摂取の試みに始まり、伝統思想・哲学との混在と調整を経て、変容せしめつつ受容し定着に向かうというものであった。哲学・思想関係グループ有田和夫・佐藤豊・手代木有児文学・語学関係グループ阿部兼也・小林二男・野間信幸・竹下悦子宗教・習慣関係グループ山田利明・川崎ミチコ(1)《新青年》を資料とした問題とすべき言語の抽出と検討は、四月五日・五月十日・六月十四日・九月二十七日・十二月六日(1997年)、二月十四日・三月十四日(1998年)に、その他のグループ別会議及び打合せ会議は随時に、行われた。(2)第35回国際アジア・北アフリカ研究会議(ICANAS,1997.7.513,Budapest Hungary)において、「二十世紀初期中国対西方所産生思想概念的詮釈」というテーマでパネルディスカッションを主宰し、このテーマに関する外国人中国研究者の反応を調査した。(3)上記(2)の会議の反省会を十一月七・八の両日仙台にて開き、今後検討すべき概念の選定を行った。即ち、(2)の会議で討論の対象としたのは、"学生""功利""自由"についての日中双方の概念の相異で、中国では"学生"はすでに経世済民すべき立場に在る者として考えられていて士人層の存在を無視できないこと、日本で"功利"と訳されたutilityは中国では利己的な意味で捉えられていたこと、"自由"と訳されたfreedomは放肆・不法の意味に理解されることが懸念されていたことなどが指摘されたが、反省会では、これらに共通する国家優先倫理重視の立場に関心が集まり、国家概念の実質的内容・"聖人の教え"を奉じていた人々の宗教(religion)及び"教え"に係わる概念内容・国民或は人民についての概念など、当時の状況を踏まえつつ歴史的に検討する必要が確認された。(4)そのほか、京都大学人文科学研究所など二・三の大学等の研究機関を利用した文献資料の調査・収集が必要に応じて行われた。

本年度は、昨年度の「自由」「利」「学生」等の概念形成についての検討を継続したほか、哲学面では「理性」「倫理」等の概念の形成、宗教面では「儒教」「儒家」と言うときの教と家の問題、文学面では文学理念の形成等、いずれも本研究の中心となる課題の検討を行った。さらにこれらの問題を総合的にとらえるために、中国における初期の大学教育の内容やカリキュラム・学制などについて調査検討を行った。もともと中国思想における理と性は、それぞれに異なった概念を持って理解されてきた。それが宋学によって、性と理が一体のものとして認識されるにいたって、「性理」という術語が生れ、殆ど性と理は、この宋学の概念によって理解されてきた。また、儒家・道家という用語は、『漢書』芸文志以来、学流を示す用語として用いられてきた。ところが仏教の伝来と流布によって、道教・道家のように教と家の概念はきわめて曖昧となる。清末・民国初期に、欧米の哲学概念が訳される際、当然ながら知識人の持つこうした哲学的・言語的理解がその訳語の選択に大きく影響した。本年度は、欧米の哲学概念の理解を中心に、それが中国語に訳される必然性、あるいはその翻訳の過程を通しての知識人の内的葛藤についても、資料を整理した。特に、相違する概念をどのように克服理解したのかの一例を、当時の日本人と中国知識人との間の書簡や筆談のメモ等によって検討した。近代中国における西洋思想・哲学理念の受容は、主体的摂取の試みに始まり、伝統的思想・哲学との混在と調整を経て、それらを変容せしめつつ受容してきた。この研究では、そうした変容、受容の相位を各分野にわたって分析し、西洋思想・哲学の基本的な理念や概念が、どのように理解されたかについて明かにした。その範囲は、近現代思想、文学語学、宗教・習俗を主とする分野に大別できる。近現代思想においては、特に「倫理」「理性」などの用語を中心にその概念の理解の過程を明らかにし、西洋思想や分化の理解を通しての近代的社会精神の形成される道程を論じ、文学・語学方面では、文学のあり方や文学者のもった意識構造を論じ、宗教・習俗については、欧米の訳語を通して、その語のもつ概念の比較などを論じた。これらによって得られた知見および成果は、I)思想概念の理解に関しては、多く宋学の用語を用いながら、その理解に努めたこと、II)文学者・知識人の意識の根底には、進士乃至は進士に準ずるものの立場が認められ、それが、近代的思想や文学の発展に少なからぬ影響を残したこと、III)宗教的概念については、欧米語がむしろ中国語音の音訳によった事例をあげ、逆に清朝知識人の意識が、その訳語にかなり反映されたことなどを明らかにした。つまり、一般的には、西洋文化・思想・哲学など諸概念の受容は、その各々の分野によって微妙な相違が認められ、その相違こそが、近代の社会精神の形成に影響した。ということが出来よう。今後は、こうした言語概念の中から、哲学的思索を明らかにする方法が確立するものと考えられる。
帯状疱疹患者の免疫反応

【目的と方法】帯状疱疹は細胞性免疫が低下している患者で重篤になりやすく,急性期帯状疱疹痛も激しいことが多いので,細胞性免疫能の指標として末梢血のTリンパ球のサブセット(CD3,CD4,CD8)を62名の明かな基礎疾患を有していない帯状疱疹患者において経時的に測定し,対照群として水痘の既往があり,帯状疱疹を発症したことがない同年代の健康成人との比較を行った。さらに,Tリンパ球のサブセットと急性期帯状疱疹痛の治療に対して行った神経ブロック療法との関係とについて解析を行った。【結果】対照群に比べ帯状疱疹患者CD4リンパ球は帯状疱疹発症急性期に若干増加し,CD8リンパ球は著しく増加していた。その結果CD4/CD8比は著しく低下していた。CD3りんぱ球は対照群と帯状疱疹患者で明かな違いは認められなかった。Tリンパ球サブセットの測定が3回以上測定できた49例におけるTリンパ球サブセットと急性期帯状疱疹痛に対する治療期間との解析では,CD3(r=0.72,P<10^<-8>),CD4(r=0.60,P<10^<-5>),ならびにCD4/CD8比(r=0.62,P<10^<-5>)が最高となった発症後の日数と治療期間とには有意の正の相関が認められ,年齢と治療期間との正の相関(r=1.43,P<0.01)よりも高い値を示していた。【結論】基礎疾患を有していない患者においても帯状疱疹発症急性期の末梢血のTリンパ球サブセットの観察から,細胞性免疫の何らかの低下を示唆する所見があり,急性期帯状疱疹痛からの回復機転において細胞性免疫が重要な役割を果たしていることが示唆された。
糖尿病状態における血管平滑筋細胞のアポトーシス制御機構に関与するPKCの役割

糖尿病状態における異常な血管平滑筋細胞増殖が糖尿病患者の動脈硬化促進因子のひとつと考えられている。高濃度ブドウ糖が血管平滑筋細胞の増殖とアポトーシスに与える影響について検討した。1.高濃度ブドウ糖の血管平滑筋細胞増殖とアポトーシスへの影響ヒト冠動脈血管平滑筋細胞(AOSMC)、ラット大動脈由来血管平滑筋細胞(A10)を用いて検討した。生理的濃度(5.5mM)と高濃度(25mM)のブドウ糖で細胞を刺激した際の細胞増殖(生細胞数、MTT、チミジンの取り込みによるDNA合成、細胞周期関連蛋白の発現で検討)とアボトーシス(DNA断片化率、フロサイトメトリー解析、アポトーシス調節蛋白の発現により検討)の変化を検討した。高濃度フドウ糖は、細胞増殖を有意に増加し、アポトーシスを有意に抑制した。2.PKC分子種を過剰発現したときの血管平滑筋細胞増殖とアポトーシスへの影響PKC分子種のうちPKC-βIを過剰発現した細胞では細胞増殖が増加しアポトーシスが減少した。また、PKC-βIIを過剰発現した細胞では細胞増殖か減少し、アポトーシスが増加した。PKC-βIとPKC-βIIは細胞増殖とアポトーシス制御において、拮抗的に相反しながらバランス制御に働いていることが示唆された。高濃度ブトウ糖は、PKC分子種のうち細胞増殖に抑制的に働くPKC-βIIをダウンレギュレーションさせた。また、細胞のアポトーシス発現を抑制的に働いているアポトーシス関連蛋白のBcl-xlとBfl/A1の発現を増強させた。異常な血管平滑筋細胞増殖が糖尿病患者の動脈硬化症進展の特徴であり、正常なアポトーシス調節機構が糖尿病状態によって破綻をきたす事を我々は推察している。高血糖状態、即ち、高濃度ブドウ糖が血管平滑筋細胞のアポトーシス制御機構にどのように影響するかを検討した。1.高濃度ブドウ糖は血管平滑筋細胞のアポトーシスとアポトーシス関連蛋白の発現を如何に変化させるか。ヒト冠動脈由来血管平滑筋細胞(CASMC)の細胞周期をG0/G1期に同期化した後、正常濃度ブドウ糖(5.5mM)と高濃度ブドウ糖(25mM)濃度で刺激して検討した。アポトーシスは、DNA断片化率と、フローサイトメトリーで検討した。さらに、アポトーシス関連蛋白、アポトーシス制御遺伝子(各種Bcl-2 family蛋白、p53、p21など)の発現の変化をウェスタンブロット解析により検討した。我々は、高濃度ブドウ糖は血管平滑筋細胞のアポトーシス誘導を有意に抑制することを、明らかにした。さらに、高濃度ブドウ糖は、Bcl-2 family蛋白のうち抗アポトーシス蛋白であるBcl-xLとBfl/A1の発現を特異的に抑制することを明らかにした。しかし、Baxをはじめ他のアポトーシス調節蛋白の発現には有意な変化を認めなかった。2.各種PKCの分子種を過剰発現した血管平滑筋細胞は、高濃度ブドウ糖のアポトーシス抑制効果は如何に変化するか。PKC分子種やアポトーシス関連蛋白(Bcl-xLとBfl/A1)の活性阻害で高濃度ブドウ糖によるアポトーシス制御機構是正は可能か。我々は、各種PKCの分子種のリポフェクチン法による血管平滑筋培養細胞への過剰発現に成功した。今後、どのPKC分子種を過剰発現させると、血管平滑筋細胞のアポトーシスやアポトーシス関連蛋白の発現が変化するかを検討する予定である。糖尿病状態では血管平滑筋細胞増殖が異常に促進しており、これが糖尿病患者の動脈硬化促進因子のひとつと考えられている。(1)高濃度ブドウ糖の血管平滑筋細胞増殖とアポトーシスへの影響ヒト冠動脈血管