hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
衝撃波管を用いた噴霧の着火現象の研究

噴霧の着火過程に及ぼす乱流混合の影響を明らかにするために,超音波噴霧器から円柱状に自由落下する予混合噴霧柱を反射衝撃波で点火する方法を開発した.そして,セタンの着火遅れを測定するとともに,イオン電流観測,紫外,可視,近赤外バンドにおける火炎発光観測,ならびに高速度撮影によって,着火過程を観察した.得られた結果の概要はつぎのとおりである.1.反射衝撃波背後の温度T5を下げて行くと, 1180Kで見掛けの活性化エネルギーが170kJ/molから31.6kJ/molに急減する(圧力0.85MPa).2.1180Kより高温領域においては,着火遅れは粉砕前の母滴の温度上昇や蒸発にはほとんど影響されず,入射衝撃波の油滴粉砕作用や皮むき作用によって生じたミクロミストの気相化学反応に支配される.3.気相反応はOHラジカルの化学発光とイオン電流を伴う前炎反応として始まり,可視発光を伴う青炎に成長する.その後の火炎発光は端板や接触面で反射される膨張波の往復や到着に伴う対流と同期して出現する.4.高温領域における170KJ/molという活性化エネルギーは高温空気流に同軸または直角に噴霧を噴射した場合の着火遅れに近く,低温領域の31.6KJ/molという活性化エネルギーは高温静止雰囲気中に噴霧を噴射した場合や,噴霧柱を乱した場合の衝撃波管データに近い.5.温度を下げて行くと,入射衝撃波の強度も低下するため,ミクロミストの発生量が減少し,発光強度が激減する.そして1280Kで高速度撮影に掛かる発光が見られなくなり, 1060K以下では失火率が急増する.6.二次流れを抑制した現在の衝撃波管では,ドレン管や噴霧器取り付け管からの二次流れによって噴霧柱が乱されていた改造前の衝撃波管とは全く異なる着火過程が観察されることから,乱流混合は噴霧柱の着火過程に大きな影響を持つと推定される.噴霧の着火過程に及ぼす乱流混合の影響を明らかにするために,超音波噴霧器から円柱状に自由落下する予混合噴霧柱を反射衝撃波で点火する方法を開発した.そして,セタンの着火遅れを測定するとともに,イオン電流観測,紫外,可視,近赤外バンドにおける火炎発光観測,ならびに高速度撮影によって,着火過程を観察した.得られた結果の概要はつぎのとおりである.1.反射衝撃波背後の温度T5を下げて行くと, 1180Kで見掛けの活性化エネルギーが170kJ/molから31.6kJ/molに急減する(圧力0.85MPa).2.1180Kより高温領域においては,着火遅れは粉砕前の母滴の温度上昇や蒸発にはほとんど影響されず,入射衝撃波の油滴粉砕作用や皮むき作用によって生じたミクロミストの気相化学反応に支配される.3.気相反応はOHラジカルの化学発光とイオン電流を伴う前炎反応として始まり,可視発光を伴う青炎に成長する.その後の火炎発光は端板や接触面で反射される膨張波の往復や到着に伴う対流と同期して出現する.4.高温領域における170KJ/molという活性化エネルギーは高温空気流に同軸または直角に噴霧を噴射した場合の着火遅れに近く,低温領域の31.6KJ/molという活性化エネルギーは高温静止雰囲気中に噴霧を噴射した場合や,噴霧柱を乱した場合の衝撃波管データに近い.5.温度を下げて行くと,入射衝撃波の強度も低下するため,ミクロミストの発生量が減少し,発光強度が激減する.そして1280Kで高速度撮影に掛かる発光が見られなくなり, 1060K以下では失火率が急増する.6.二次流れを抑制した現在の衝撃波管では,ドレン管や噴霧器取り付け管からの二次流れによって噴霧柱が乱されていた改造前の衝撃波管とは全く異なる着火過程が観察されることから,乱流混合は噴霧柱の着火過程に大きな影響を持つと推定される.1.手持の衝撃波管とその付属装置ならびに測定系の改造を行った。すなわち、衝撃波管をダブルダイアフラム型に変更し、低圧室端板付近で、超音波噴霧器から発生する自由落下状態の噴霧柱が着底寸前に衝撃波にさらされるようにした。また、衝撃波管内部の高速度撮影と発光検出とが同時にできるように端板窓を改造した。2.反射衝撃波背後の温度と圧力を変化させて、予混合噴霧柱の着火遅れ時間を測定した。また、着火遅れ時間の燃料噴射率依存性等も調べた。3.端板窓を通して着火過程を高速度撮影するとともに、高感度フォトトランジスタで発光をモニタした。高速度撮影と高感度フォトトランジスタとで着火時刻の指示が異なり、また後者の感度によっても着火時刻に差が出るので、着火時刻の定義に苦労したが、見かけの活性化エネルギがある温度を境に急変し、高温側と低温側とで着火機構が変化する様子が、発光信号の緩慢立ち上がり期間の変化から明らかになった。しかし、発光検出装置から得られる信号を詳細に分析してみると、噴霧の着火過程と着火機構は想像以上に複雑であるため、発光スペクトルやイオン信号などの観測も行って、着火現象と化学発光などとの関係を引き続き調査する必要のあることが判明した。また、発光検出装置の視野をより大きくする必要があることも分かった。4.噴霧柱の位置で圧力,温度,流速が複雑に変化する様子を推定するための一次元気体力学計算も進みつつある。

5.上述の観察結果と比較・検討するために、常温,常圧の大気中を自由落下して空気と緩慢混合する油滴雲を火花点火し、点火直後の火炎の高速度撮影を行ったが、反射衝撃波点火で出現する火炎とよく類似した火炎が観察された。
定温増幅法および化学発光法を用いたPOCT技術によるmiRNA分析への挑戦

NASBA法昨年度、ターゲットとするmiR-196aの増幅が可能となったことから、POCT技術へ応用するために増幅時間とTemplateの検出限界の検討を行った。その結果、マイクロチップ電気泳動でSYBR Goldの蛍光色素を用いた検出系では、100 ngのmiRNAを10分間で増幅可能となり、また、検出限界の検討では90分の反応で10 pgまで可能となった。10分で増幅が可能となったことより、化学発光法と組み合わせることでPOCT技術への応用の可能性が見いだされた。現在は安定的に増幅可能な3060分の増幅で今後の検討を進めている。イソルミノール化学発光法昨年度、GAPDH酵素系でピロリン酸を検出できなかったことより、ピルビン酸オキシダーゼ系およびピルビン酸デヒドロゲナーゼ系で検討を進めた。はじめにピロリン酸に0.125 mmol/L AMPと0.4 mmol/L PEPを加えて30 U/mL Pyruvate Phosphate Dikinase (PPDK)によりピルビン酸に変換し(2分)、3 mmol/L TPPと25 mmol/L NADを加えてピルビン酸デヒドロゲナーゼにより過酸化水素への反応を試みた。その結果、0.0011.0 mmol/Lの検量線を作成(CV値(n=4):2.3-3.8%)することができ、検出限界は5.0×10^-11 mol/assay (Blank+3SD)であった。なお、この系でのピルビン酸の検出限界は5.0×10^-11 mol/assay、過酸化水素の検出限界は5.0×10^-12 mol/assayであった。今後は本法をNASBA増幅産物へ応用する予定である。NASBA法によりmiRNAの増幅が可能となり、さらにPOCTに最適な時間短縮も可能であった。今回は3060分の増幅でPOCT応用を行っている。化学発光法では、昨年度GAPDH系で反応が進まなかったことより、PPDKと反応後のピルビン酸はピルビン酸デヒドロゲナーゼ系で反応を進めることができた。よって、ターゲットとしているピロリン酸の検出の可能になったことからおおむね順調に研究は進んでいると考えられる。定温増幅法であるNASBA法とイソルミノール化学発光法を組み合わせたmiRNAの検出系の確立を行う。つまり、昨年度まで増幅と発光検出を別々の系で行っていたが、今後は増幅と検出を組み合わせてmiRNAの測定を行う。また、既存の化学発光検出器をPOCT用に改良することで、増幅から発光検出までの一連の流れを小型増幅発光装置としてmiRNAの簡易分析法の確立を行う。ひとつのチューブ上で、NASBA反応、PPDKによる反応、ピルビン酸デヒドロゲナーゼによる反応、イソルミノール化学発光による検出を同時に行い、本測定系の完了を試みる予定である。NASBA法イソルミノール化学発光法はじめにピロリン酸標準品を過酸化水素に変換するためにGAPDH酵素を用いて反応させたが、ピロリン酸をイソルミノール化学発光により検出できなかった。原因検索の結果、GAPDHの反応系では基質としてGAPを用いるが、このGAPがイソルミノール化学発光の妨害物質として働いていることを確認した。よって、ピロリン酸を、Pyruvate phosphate dikinase (PPDK)を用いてピルビン酸に変換し、ピルビン酸オキシダーゼもしくはピルビン酸デヒドロゲナーゼとNADHを用いて過酸化水素に変換する系に変更した。その結果、イソルミノール化学発光によりNADHおよびピルビン酸の検量線を作成できた。現在は、ターゲットのピロリン酸の検量線の作成を検討中である。NASBA法によるmiRNA増幅法の検討は、おおむね順調に進んでいる。イソルミノール化学発光法によるピロリン酸の検出は、ピロリン酸からの過酸化水素変換過程においてGAPDH酵素を用いて反応させたが、イソルミノール化学発光により検出できなかったことから、当初の計画通りには進行しなかった。しかし、以前より当研究室で用いていたPPDKと、ピルビン酸オキシダーゼおよびピルビン酸デヒドロゲナーゼの系に変更することで、対応可能となったことから、おおむね順調に進展している。

その結果、0.0011.0 mmol/Lの検量線を作成(CV値(n=4):2.3-3.8%)することができ、検出限界は5.0×10^-11 mol/assay (Blank+3SD)であった。なお、この系でのピルビン酸の検出限界は5.0×10^-11 mol/assay、過酸化水素の検出限界は5.0×10^-12 mol/assayであった。今後は本法をNASBA増幅産物へ応用する予定である。NASBA法によりmiRNAの増幅が可能となり、さらにPOCTに最適な時間短縮も可能であった。今回は3060分の増幅でPOCT応用を行っている。化学発光法では、昨年度GAPDH系で反応が進まなかったことより、PPDKと反応後のピルビン酸はピルビン酸デヒドロゲナーゼ系で反応を進めることができた。よって、ターゲットとしているピロリン酸の検出の可能になったことからおおむね順調に研究は進んでいると考えられる。ピロリン酸の検出PPDKとピルビン酸変換酵素によるピロリン酸検出系の検討を進める。つまり、反応に用いるPPDK、Phosphoenol pyruvate、Adenosine monophosphate、NAD、1-mPMSの濃度、さらには混合するbufferの種類やpHを最適化する。イソルミノール化学発光においては、PPDK等により発生した過酸化水素をmicro-PODとisoluminol発光試薬による検量線を作成し、NASBA増幅産物由来のピロリン酸検出の検討を行う予定である。定温増幅法であるNASBA法とイソルミノール化学発光法を組み合わせたmiRNAの検出系の確立を行う。つまり、昨年度まで増幅と発光検出を別々の系で行っていたが、今後は増幅と検出を組み合わせてmiRNAの測定を行う。また、既存の化学発光検出器をPOCT用に改良することで、増幅から発光検出までの一連の流れを小型増幅発光装置としてmiRNAの簡易分析法の確立を行う。ひとつのチューブ上で、NASBA反応、PPDKによる反応、ピルビン酸デヒドロゲナーゼによる反応、イソルミノール化学発光による検出を同時に行い、本測定系の完了を試みる予定である。前年度の残高について、当初予定していたイソルミノール化学発光法におけるGAPDH反応系の試薬を購入予定であったが、反応系をPPDK反応系に変更したことにより試薬購入が変更になったため、今年度にPPDK反応系に用いる各試薬や酵素に残高を使用する予定である。NASBA反応系の研究の進行が順調に行ったことから、緩衝液や酵素の試薬が減少した影響で若干の残金が生じた。次年度、POCT系を確立するための試薬として使用する予定である。
正常肝臓及び肝癌におけるヒストンメチル化酵素ESETの幹細胞制御機構の解明

肝癌細胞及び正常肝幹細胞を用いて、H3K9のトリメチル化酵素であるESET, SUV39H1の機能解析を行った。肝癌培養細胞を用いたSUV39H1の機能喪失では、H3K9me3の発現レベルは低下しており、増殖能および腫瘍形成能が抑制され、肝癌手術検体におけるSUV39H1とH3K9me3の発現は有意に相関していた。一方で、ESETに関してはこれらの所見は認められなかった。また、ESETノックアウトマウスの胎児肝由来のDlk細胞のコロニーアッセイでは、培養系において幹/前駆細胞の減少と分化障害が認められた。したがって、正常肝臓及び肝癌におけるESETの役割は大きく異なる可能性が示唆された。トリメチル化ヒストンH3K9はトリメチル化ヒストンH3K27と共に重要な転写抑制性ヒストン修飾であるが、肝癌における検討は十分に行われていない。そこでまず、トリメチル化ヒストンH3K9とヒストンH3K9のメチル化酵素であるESETおよびSUV39H1の臨床病理学的検討を行った。その結果、トリメチル化ヒストンH3K9とSUV39H1の発現はよく相関する一方、ESETの発現との関連性は乏しかった。また、トリメチル化ヒストンH3K9およびSUV39H1の発現レベルが高い症例では、トリメチル化ヒストンH3K9およびSUV39H1の発現レベルが低い症例に比して、recurrence free survivalが有意に不良であった。トリメチル化ヒストンH3K9は、トリメチル化ヒストンH3K27などと同様に転写抑制性ヒストン修飾として機能することが知られている。ESETあるいはSUV39H1がヒストンH3K9のトリメチル化酵素として機能するが、肝臓の幹細胞あるいは癌における機能についてはほとんど解明されていない。肝癌培養細胞におけるSUV39H1のノックダウンでは、細胞増殖抑制、アポトーシス誘導がみとめられたが、ESETのノックダウンでは有意な変化はみとめられなかった。SUV39H1とトリメチル化ヒストンH3K9の発現レベルは相関を示したが、ESETとトリメチル化ヒストンH3K9の相関はみとめられなかった。以上より、ESETは限られた標的遺伝子のlocusにおいて転写制御を行うものと考えられた。肝癌臨床検体の検討でも、SUV39H1とトリメチル化ヒストンH3K9の発現レベルは多くの症例で相関し、術後再発の予測因子としての有用性が示唆された。ところで、HDACやESET等から成るクロマチンリモデリング複合体のスキャフォールドとして機能するTif1betaのノックアウトマウスでは、脂肪肝を経由して肝癌を発症することが報告されている(Bojkowska et al, Hepatology 2012;56:279)。われわれは、Alb-creマウスとの交配により得られた肝臓特異的ESETノックアウトマウスを生後6ヵ月後、12ヵ月後の時点で評価したが、上述の変化はみとめられなかった。エピジェネティクスとは、DNAの塩基配列の変化を伴わずにDNAやヒストンへの後天的な化学修飾によって遺伝子が制御される現象である。癌細胞においては、DNAメチル化やヒストン修飾の異常が高頻度に観察されることから、癌におけるエピジェネティクスの重要性は疑う余地が無い。ESETはSUV39H1と同様に、ヒストンH3K9をトリメチル化するヒストンメチル化酵素としての機能を有する。H3K9me3は転写抑制性ヒストン修飾であり、標的遺伝子の転写を負に制御するが、肝癌細胞あるいは肝幹細胞における機能については殆ど解明されていない。肝癌培養細胞におけるSUV39H1のノックダウンでは、細胞増殖抑制、アポトーシス誘導が認められたが、ESETのノックダウンでは上述の変化は認められなかった。肝癌細胞あるいは肝癌幹細胞に対する効果は明らかではなかった。ESETはSUV39H1と異なり、より限定的な標的遺伝子座において機能する可能性が考えられた。一方で、Alb-creとの交配により得られた肝細胞特異的ESETノックアウトマウスでは、生後6ヶ月、12ヶ月の組織学的に異常は認められなかった。一方で、ERT-creマウスとの交配で得られた肝細胞特異的ESETノックアウトマウスでは、胎児肝臓由来の幹/前駆細胞のコロニーアッセイにおいて顕著な幹/前駆細胞の数的減少とアルブミン陽性肝細胞への分化障害がみとめられた。こうした結果は、胎生期の肝発生においてESETが肝幹/前駆細胞の運命決定に重要な役割を果たしていることを示唆しており、現在更なる解析を進めている。癌における解析(培養細胞、臨床検体)は予定通りに進行した。

マウスにおける解析は、肝臓特異的ESETノックアウトマウスの繁殖を行い、成体肝における解析を先行させたため、肝幹細胞の解析のために使用予定のタモキシフェンにより発現制御可能なESETノックアウトマウスの繁殖はやや遅れた。肝臓病学ESETノックアウトマウスの胎児肝臓より肝幹細胞を分離・回収し、コロニーアッセイを行うことで、幹細胞機能を評価する。さらに、RNA-seqあるいはChIP-seqによる標的分子の同定を行い、ESETによる肝幹細胞の制御機構の解明を試みる。トリメチル化ヒストンH3K9とヒストンH3K9のメチル化酵素であるESETおよびSUV39H1の、臨床検体を用いた臨床病理学的検討は予定通りに進行した。あわせて、肝癌培養細胞株を用いた培養系におけるESETおよびSUV39H1のloss-of-functionの実験も成果があった。一方で、ESETノックアウトマウス由来の正常肝幹細胞の解析は、マウスの繁殖が予定通り進まなかったため、平成25年度は施行できなかった。本実験に関しては平成26年度に行う予定である。当該研究の進行状況が遅れ気味だったため、次年度使用額が生じた。タモキシフェンの投与により、時間的にESETの発現が制御可能な、Cre-ERTマウスと交配させたESETのノックアウトマウスより肝幹細胞を分離し、コロニーアッセイを行うことで、ESETの機能解析を進める予定である。また、肝臓特異的にESETをノックダウンするために、Alb-Creマウスと交配させたESETのノックアウトマウスを用いて、成体肝臓の解析も併せて行う予定である。比較的少額であり、物品費(消耗品購入費)、人件費として使用予定である。当該研究の進行状況がやや遅れ気味であったため、次年度使用額が生じた。比較的少額であり、物品費(消耗品購入費用)として使用予定である。
タンパク質の膜透過に伴う高次構造の制御に関する研究

ミトコンドリアタンパク質の細胞内局在化過程における、分子シャペロン、hsp70の役割を明らかにするために、chsp70とmhsp70の構造と機能を比較した。両者のCDスペクトルは酷似しており、両者がほぼ同じ高次構造をとっていることが示唆された。ゲル濾過による解析から、chsp70のパートナータンパク質であるYdjlpは、chsp70とは相互作用したが、mhsp70とは相互作用しないことが分かった。ほどけたタンパク質のモデルとして還元カルボキシメチル化ラクトアルブミンと還元ラクトアルブミンを用い、chsp70、mhsp70との相互作用を調べた。chsp70はADP存在下で、基質タンパク質に結合し、ATP存在下で解離した。mhsp70はADP存在下、ATP存在下いずれの場合も基質タンパク質を大きな会合体を形成した。したがってchsp70とmhsp70は、高次構造は酷似しているが、パートナータンパク質、基質タンパク質との相互作用の様式は大きく異なることが明らかになった。葉緑体タンパク質の包膜透過、チラコイド膜透過における高次構造変化を調べるために、包膜およびチラコイド膜に結合した前駆体(pPC-DHFR)の高次構造を、プロテアーゼ消化により調べた。チラコイド膜に結合した前駆体に比べて、包膜に結合した前駆体はプロテアーゼに対する感受性が著しく高くなっており、高次構造が大きくほどけていることが明らかになった。葉緑体包膜には、チラコイド膜に比べて、前駆体の高次構造をほどく強い活性があることが示唆された。
地震時死傷者発生の予測・評価と低減に関する汎用モデルの構築

本研究は、地震に伴う死傷者多発という、地震災害のうち最も非惨な状況からの早期脱却への防災戦略モデルを構築することに主目的をおいて行われた。すなわち、従来の研究が踏み込み得なかった建物の力学特性以外の諸要因に深く立ち入った形で、国内外の現地調査を行い、資料を収集し、死傷発生のメカニズムを解明した。次いで、死傷者低減への科学性の高いストラテジ-を提示するために、国・地域を越えた汎用性の高い死傷者予測モデルの構成を行った。以上の研究を実行するために、2年間の研究期間を当て、関連資料の蓄積状況、現地調査およびコンピュ-タ・モデリングのノウハウなどにおける相補性を考慮し、英国・ケンブリッジ大学をカウンタ-パ-トとして国際共同研究を実施した。初年度には、以下の活動を行った:1.カウンタ-パ-トとの協議:代表者が英国・ケンブリッジ大学を訪問し、共同研究に関する全般的かつ詳細な協議を行った。2.現地調査の実施:唐山地震(中国;分担者2名を派遣)、アルメニア地震(分担者3名を派遣)、エルズルム地震(代表者が実施)を対象とする現地調査・資料収集を実施し、収集した資料を整理・解析した。これらの調査を通じて、汎用モデルの構築において考慮すべき重要因子のいくつかを新たに発掘した。3.汎用モデル構築方針の決定:汎用モデルのフレイムワ-クについて考察し、地震の発生から死者の発生に至る全過程を、[住民の健康状態の劣化]に関わる時系列過程として捉えることが可能であり、他方、[救助活動]が防災力として作用するプロセスとして取り扱うことによって、既存の死傷者予測式を超えた次元で構成式が実現できることを明らかにした。次年度(最終年度)には、初年度の成果を踏まえ、以下の活動を行った:1.中国唐山地震追加調査:分担者2名を中国に派遣し、唐山地域を主な対象として、建築構造物の耐震強度および直後救助体制現況に関する調査を実施した。この現地調査では、唐山地震の被害と緊急対応に関するより立ち入った調査を行うとともに、現有建物(復旧後の)の耐震強度の把握や地域のSAR(救助)体制の現況評価など、新たな事項についても調査した。2.ケンブリジ大学における共同研究:分担者をケンブリジ大学に派遣し、建物倒壊現象の一般的記載法の開発を中心に実施した。この共同研究では、日本側グル-プとケンブリジ大学がもつ知識および関連資料の高い相補性を利用し、汎用モデルの最も基幹部分となる「建物倒壊モデル」を構築した。3.初年度調査成果の分析:唐山地震、アルメニア地震、エルズルム地震(トルコ)について得られた資料の整理・解析を続け、死傷発生メカニズムに関する新たな知見を発掘した。4.国内地震調査:戦後の代表的な地震(1945三河ほか)を対象に、人的被害資料の発掘と地域の耐震環境に関する資料の収集を行った。5.汎用モデルの構築:地域(自然、社会)資料の整備現況を考慮し、簡略モデル・詳細モデルの2段階構成で、死傷者発生に関する有用モデルを開発した。簡略モデルについては、プロトタイプ・モデルを構築し、予測精度を検証した;詳細モデルについては、フレイムワ-クを確定するとともに、要素モデルの展開を進めた。

この共同研究では、日本側グル-プとケンブリジ大学がもつ知識および関連資料の高い相補性を利用し、汎用モデルの最も基幹部分となる「建物倒壊モデル」を構築した。3.初年度調査成果の分析:唐山地震、アルメニア地震、エルズルム地震(トルコ)について得られた資料の整理・解析を続け、死傷発生メカニズムに関する新たな知見を発掘した。4.国内地震調査:戦後の代表的な地震(1945三河ほか)を対象に、人的被害資料の発掘と地域の耐震環境に関する資料の収集を行った。5.汎用モデルの構築:地域(自然、社会)資料の整備現況を考慮し、簡略モデル・詳細モデルの2段階構成で、死傷者発生に関する有用モデルを開発した。簡略モデルについては、プロトタイプ・モデルを構築し、予測精度を検証した;詳細モデルについては、フレイムワ-クを確定するとともに、要素モデルの展開を進めた。本研究は、地震に伴う死傷者多発という、地震災害のうち最も悲惨な状況からの早期脱却への総合戦略モデルを構築することに主目的をおいている。すなわち、従来の研究が踏み込み得なかった建物の力学特性以外の諸要因に深く立ち入った形で、国内外の現地調査を行い、資料を収集し、死傷発生のメカニズムを解明する。次いで、これらをもとに国・地域を越えた汎用性の高い死傷者予測モデルを構成し、死傷者低減への科学性の高いストラテジ-を提示する。以上を、日ー英間国際共同研究として実施する。この目的達成のための初年度として、本年度は1)英国ケンブリジ大学との共同研究に関する全般的かつ詳細にわたる活議、2)中国、唐山地震・ソ連、アルメニア地震・トルコ、エルズルム地震を対象とする現地資料調査をほぼ予定通りに実施した。現在は現地調査に伴う資料の整理・解析を続ける一方、併行して汎用モデルの概念構成に関する作業が代表者を中心に鋭意進行中である。この研究の途上、新たに得られた知見には少なからざるものがある。中でも特筆すべきは、a)現地調査を通じて汎用モデルに関わるであろう重要因子のいくつかを新たに発掘し得たこと、b)モデルの組み立てに際して死傷者発生に至る全過程を地震に伴う〔住民の(即時的閉じ込めー死傷の発生ー状態悪化〕に至る時系列過程と捉え、他方これに〔救出活動〕が防災力として作用するものとして扱うことによって、既存の死傷者予測式を越えた構成式の実現が可能となること、以上の研究を通じてc)汎用モデル構築の具体的な方針が確立できたことなどである。地震に伴う死傷者多発という、地震災害のうち最も悲惨な状況からの早期脱却への防災戦略モデルを構築することを主目的とし、初年度の成果を踏まえて、以下の手順で研究を進展させた:1.中国唐山地震追加調査:分担者2名(岡田成幸、塩野計司)を中国に約2週間派遣し、唐山地域を主要な対象として建築構造物の耐震強度および直後救助体制現況に関する調査を実施した。この現地調査では、唐山地震の被害と緊急対応に関するより立ち入った調査を行うとともに、現有建物(復旧後の)の耐震強度の把握や地域のSAR(救助)体制の現況評価など、新たな事項についても調査した。2.ケンブリジ大学における共同研究:分担者(岡田成幸)をケンブリジ大学に3週間強派遣し、建物倒壊現象の一般的記載法の開発を中心に実施した。
経済ショックの波及と為替レート制度の選択：新しい国際産業連関表に基づく実証研究

本研究事業では、アジアを中心とする新しい国際産業連関表を推計し、同データに基づいて経済ショックの波及が東アジア域内の生産・貿易ネットワークおよび景気循環の同時性にどのような影響を与えるかを実証的に分析した。また、独立行政法人経済産業研究所および中国社会科学院と共同研究を行い、アジア9カ国の産業別実質実効為替レートを推計し、同データを用いてアジアの最適な為替レート制度に関する実証研究を進めた。本研究は、新しい国際産業連関表の年次データを推計し、(1)近年の世界経済の構造変化や経済ショックの波及が、日本を含む東アジア域内の生産・貿易ネットワークや景気循環の連動性に及ぼす影響を分析する。さらに、(2)上記(1)で得られた実体経済面の連関の変容を踏まえて、各国の均衡為替レートを推計し、最適な通貨圏の経済範囲(地域)を特定することによって、東アジア諸国の為替レート制度選択に関する新しい分析手法とその政策的含意を提示することを目的としている。平成24年度の第一の研究成果として、日本、アジア、北米、ヨーロッパを含む内生国27か国、外生国61ヵ国、35産業部門に基づく国際産業連関表の作成を進めた。1997年から2010年までの年次データ構築に取り組み、平成25年度中にデータを完成させることを目指して作業を進めてきた。25年度中に、少なくとも一部の年の国際産業連関表を経済学部附属アジア経済社会研究センターのホームページ上で公開する計画である。第三に、均衡為替レート推計に取り組む前の準備的研究として、国際産業連関表の構築作業で用いたデータを活用し、新しい実質実効為替レートのデータベースを構築した。これは産業別に実質実効為替レートのデータを構築し公開するという独自の試みであり、独立行政法人経済産業研究所との共同研究という形で昨年度から作業を進めた。すでに日本、中国、韓国の3ヵ国のデータベースを構築し、ホームページ上で公開しており、同データに基づいて5本の論文を執筆し、Discussion Paperとして公表している。本研究は、新しい国際産業連関表の年次データを推計し、1近年の世界経済の構造変化や経済ショックの波及が、日本を含む東アジア域内の生産・貿易ネットワークや景気循環の連動性に及ぼす影響を分析する。さらに、2上記1で得られた実体経済面の連関の変容を踏まえて、各国の均衡為替レートを推計し、最適な通貨圏の経済範囲(地域)を特定することによって、東アジア諸国の為替レート制度選択に関する新しい分析手法とその政策的含意を提示することを目的としている。平成25年度の第一の研究成果として、日本、アジア、北米、ヨーロッパを含む内生国27か国、外生国61カ国、35産業部門に基づく国際産業連関表を作成し、経済学部附属アジア経済社会研究センターのホームページ上で2005年国際産業連関表を公表した。第三に、均衡為替レート推計のための準備的研究として、国際産業連関表の構築作業で用いたデータを活用し、新しい実質実効為替レートのデータベース構築を独立行政法人経済産業研究所との共同研究として進めてきた。平成25年4月より日本、中国、韓国の3カ国のデータベースを経済産業研究所のホームページ上で公開し、同データに基づく論文を執筆した。その1つは国際的な査読付き学術雑誌であるAsian Economic Policy Reviewに掲載された。また、他の論文はウィーン国際経済研究所(wiiw)との共同ワークショップで発表し、現在、査読付きの国際学術雑誌に投稿中である。これら論文は経済産業研究所のDiscussion Paperとして公表している。本研究事業では、第一に、アジアを中心とする新しい国際産業連関表を推計し、本学経済学部附属アジア経済社会研究センターのホームページ上で無償公開を開始した。内生国29カ国(アジア11カ国、北米、ヨーロッパを含む)、外生国60カ国、35産業部門に基づく国際産業連関表が1997年から2012年までの16年分の年次データとして利用可能である。第三に、独立行政法人経済産業研究所との共同研究の成果として、アジア9カ国の産業別実質実効為替レートをホームページ上で公開した。同データを用いてアジアの最適な為替レート制度に関する実証研究を進め、東アジア経済学会の国際大会や日本金融学会の全国大会等、国内外の学会で論文を発表し、Working Paperとして論文を公表した。今後、論文の改訂を終えてから査読付き学術雑誌に投稿する計画である。26年度が最終年度であるため、記入しない。国際金融・為替レートの実証研究26年度が最終年度であるため、記入しない。新しい国際産業連関表の推計作業は順調に進んでおり、平成25年度中にデータの部分公開を横浜国立大学アジア経済社会研究センターのホームページ上で公開する予定である。また、産業別実質実効為替レートのデータベースも新たに構築し、同データは独立行政法人経済産業研究所のホームページ上で公開している。これらデータベースに基づいて複数の論文も執筆し、Discussion Paperとして公表するなど、順調に研究も進めている。新しい国際産業連関表の推計作業を進め、ほぼ完成に近づいている。平成25年度中に2005年国際産業連関表を横浜国立大学アジア経済社会研究センターのホームページ上で公開した。

また、日本、中国、韓国の産業別実質実効為替レートを独立行政法人経済産業研究所のホームページ上で公開した。これらデータベースに基づいて複数の論文も執筆し、一部は査読付きの国際学術雑誌に掲載された。その他の論文もDiscussion Paperとして公表し、順調に研究を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。新しい国際産業連関表のデータベース完成とそのホームページ上での公開を行うために、必要に応じてRAの雇用を増やすなどして対応する。新しい国際産業連関表のデータベースはほぼ完成に近い状態にあり、今年度中に横浜国立大学アジア経済社会研究センターのホームページ上で国際産業連関表の時系列データを公開する。このデータベースに基づいて研究を進めて行く。新しい国際産業連関表のデータ構築に多大な時間を要しているが、今年度の早い段階でデータベースを完成させて、実証分析を進める予定である。平成25年度にウィーンで国際ワークショップを開催し、その成果を査読付き国際学術雑誌の特別号として出版することが決まった。そのための開催費用・成果発表費用等として多額の支出が見込まれるため、平成24年度分の基金を翌25年度の執行のために繰り越すこととした。25年度の補助金と合わせて、開催費用・成果発表費用とする。基金を一部繰り越したが、その理由は平成26年度に複数のシンポジウムを開催する計画であり、そのために費用が必要となるからである。平成26年度も中国との国際シンポジウムなど複数の研究集会を計画している。そのための開催費用・成果発表費用等として多額の支出が見込まれる。26年度の補助金と合わせて、開催費用・成果発表費用とする。
複製・転写調節因子MSSP群の細胞周期調節機構の解明

複製・転写調節因子MSSP-1およびMSSP-2について、細胞内でC-MYC、cdcキナーゼを含む複数のタンパク質と複合体を形成すること、さらにin vitroでDNA複製の主体酵素であるDNAポリメラーゼαと直接結合し、同酵素活性を促進することが昨年度までに判明し、MSSPとの複合体形成において、C-MYCはcdcキナーゼやDNAポリメラーゼと競合し、細胞周期のG1期からS期への進行を制御・確認する、いわゆるライセンス化を行っていることが強く示唆された。MSSP自身の転写も、MSSPゲノム遺伝子の解析から、転写プロモーター上流配列により細胞周期依存的に調節されており、C-MYCと同様にG1初期に発現が誘導されて中期からS初期にかけてピークに達することが明らかになった。MSSPを細胞に導入・強制発現させると、複製だけでなく種々のプロモーターからの転写が活性化される。そのため、MSSPは複製・転写の両方の調節に関わる因子であると考えてきたが、主として複製開始の調節に直接関わり、C-MYCと共に細胞をS期へとライセンス化し、その結果として関連遺伝子群の転写が促進あるいは抑制されることが示唆された。また、酵母系を応用したスクリーニングによりC-MYC結合タンパク質として新たにクローニングされたAMY-1(associated with Myc)はMSSPと同じくC-MYCのN末端付近のmyc box配列を含む領域を認識・結合した。AMY-1は転写促進活性を有し、通常は細胞膜に沿って細胞質側に局在しているが、C-MYCの発現が高まるG1後期からS期にかけて核内へ移行した。複製因子MSSPと転写因子AMY-1のC-MYCへの競合的結合はC-MYCによるS期ライセンス化の制御スイッチの役割を果たしていることが強く示唆された。複製・転写調節因子MSSP-1およびMSSP-2は細胞内でC-MYC、cdcキナーゼを含む複数のタンパク質と複合体を形成していることが判明した。MSSP/MYC相互作用には、MSSPタンパク質の特異的DNA塩基配列認識に要求されるN末端領域ではなく、C末端領域が必要であった。C-MYC側では、mycファミリータンパク質に共通なN末端付近のmyc box領域が相互作用に要求され、C末端のHLHやLeuZip構造は含まれず、MYC/MAX系等とは異なった新しいMYC複合体形成分子機構が判明した。さらに、酵母の系を用いてMSSPおよびC-MYCがそれぞれDNA複製の主体酵素であるDNAポリメラーゼαと直接結合することを確認し、MSSPがin vitro系においてDNAポリメラーゼαの酵素活性を促進することも見い出した。MSSP、C-MYCは互いに直接結合して複合体形成するものの、どちらかというと同一DNA配列の認識やDNAポリメラーゼα、cdcキナーゼ等の同一タンパク質との結合において競合的に働き、それにより複製・転写ならびに細胞周期の調節を行っていることが強く示唆され、MSSPもC-MYCと同様に細胞周期のG1期からS期への進行を制御・確認するライセンス因子であることが示唆された。また、MSSP-1、2のcDNAは、MSSP-2の中間に挿入された48塩基を除いて同一であり、塩基配列特異的DNA結合活性、複製転写促進活性、細胞形質転換能等の生理活性においても両タンパク質間に違いが認められなかったが、細胞内局在性が全く異なっていた。MSSP-1は核に局在したが、MSSP-2は上記48塩基配列(16アミノ酸)依存的に核への移行を阻害され、細胞質に留まっていた。これまで積極的にタンパク質を核へ誘導する核移行シグナル配列は同定されているが、核移行を阻止する配列の報告はなく、このMSSP-2特異的な48塩基からなる核移行阻止

シグナル配列は世界に先駆けた新しい知見である。昨年度までに、複製・転写調節因子MSSP-1およびMSSP-2は範囲内でC-MYC、cdcキナーゼを含む複数のタンパク質と複合体を形成するが、in vitroでDNA複製の主体酵素であるDNAポリメラーゼαと直接結合し、同酵素活性を促進することが判明した。MSSP、C-MYCは互いに直接結合して複合体形成するものの、どちらかというと同一DNA配列の認識やDNAポリメラーゼα、cdcキナーゼ等の同一タンパク質との結合において競合的に働き、それにより複製・転写ならびに細胞周期の調節を行っていることが強く示唆され、MSSPもC-MYCと同様に細胞周期のG1期からS期への進行を制御・確認するライセンス因子であることが示唆されてきていたが、MSSP自身の転写がどのように調節されているかを解明するためにMSSPゲノム遺伝子をクローニングして解析したところ、MSSP遺伝子は非常に多数のエクソンから成る巨大な構造であること、MSSP-1とMSSP-2は同一遺伝子のオルタナティヴスプライシングによる産物であること、並びにMSSP遺伝子の発現は転写プロモーター上流の配列により細胞周期に応じた調節を受けていることが明かになった。また、MSSPを培養細胞に導入して多量に強制発現させるとアポトーシスが起こることを見い出したが、この現象はc-myc発現量と密接に関わっており、ここでもMSSPとc-mycの細胞内バランスが細胞の増殖・死の移行調節を左右していることが示唆された。C-MYCと直接接合するタンパク質を酵母two-hybrid系を用いてさらにスクリーニングした結果、MSSPと同じくC-MYCのN末端付近を認識・結合する新規タンパク質AMY-1のcDNAを得た。AMY-1は転写促進活性を有し、複製促進活性を持つMSSPと競合的に相互作用することにより、細胞周期等に応じてC-MYCの転写および複製因子としての機能を引き出すことが強く示唆された。複製・転写調節因子MSSP-1およびMSSP-2について、細胞内でC-MYC、cdcキナーゼを含む複数のタンパク質と複合体を形成すること、さらにin vitroでDNA複製の主体酵素であるDNAポリメラーゼαと直接結合し、同酵素活性を促進することが昨年度に判明し、MSSPとの複合体形成において、C-MYCはcdcキナーゼやDNAポリメラーゼと競合し、細胞周期のG1期からS期への進行を制御・確認する、いわゆるライセンス化を行っていることが強く示唆された。MSSP自身の転写も、MSSPゲノム遺伝子の解析から、転写プロモーター上流配列により細胞周期依存的に調節されており、C-MYCと同様にG1初期に発現が誘導されて中期からS初期にかけてピークに達することが明らかになった。MSSPを細胞に導入・強制発現させると、複製だけでなく種々のプロモーターからの転写が活性化される。そのため、MSSP.は複製・転写の両方の調節に関わる囚子であると考えてきたが、主として複製開始の調節に直接関わり、C-MYCと共に細胞をS期ヘとライセンス化し、その結果として関連遺伝群の転写が促進あるいは抑制されることが示唆された。
都市域地下不飽和帯における有害ガスの探知と回収に関する研究

地下水位が一定め場合、有毒ガスの不飽和帯におけるガス揮散挙動は土壌の吸着が大きな要因を占めていることが分かった。対象とした完全乾燥状態の土壌だけでも、土壌の種類の違いによる影響は吸着係数にして1000倍、粒径による影響は100倍程度の差が見られた。吸着係数は完全乾燥状態の土壌粒子の比表面積と比例関係にあり比表面績の大きいほど吸着係数が大きくなっていることが分かった。これより、不飽和帯におけるガス挙動は拡散係数による現象に加えて、土壌粒子に対する吸着を十分に考慮する必要があることが分かった。VOCガスの吸着は単粒構造を持つ土壌に対しては土壌の種類と粒径に依存するととはよ記の通りであるが、団粒構造を持つ土壌に対してはより複雑な関係を持つ。しかしそれ以上に吸着に影響を与えるのは含水比であり、土壌の比表面積が一定であるような赤玉土、鹿沼土に対しては、含水比が3040%までは吸着係数は激減し、それ以上は一定とみなせる吸着特性を持つことが分かった。揮発性有機塩素化合物などによる土壌・地下水汚染の汚染源探査や高濃度地域の絞り込みに土壌ガス調査法が用いられている。また、このような現場では浄化対策技術として地下環境中からガス態の汚染物質を除去する土壌ガス吸引法が広く適用されている。本研究では、実際の現場で不飽和土壌中のガス透過度を土質別に分類し、定量的に把握した。また、土壌ガス吸引法実施時の透気半径、浄化効果を算定することで、対策技術の効率評価も行った。本年度に得られた知見を以下に示す.1.地下水汚染・土壌汚染を引き起こしている有害物質の地下水変動による物質移動を可視化手法や濃度測定に基づき明らかにした.地下水面上に滞留している有害物質は地下水変動の影響を大きく受けるが,飽和帯中に滞留している場合には地下水変動の影響が小さいことがわかった.2.従来用いられていた移流拡散方程式に,有害物質の溶解の効果を組み込んだ鉛直1次モデルで数値計算を行い,地下水面変動速度と有害物質の溶解の関係を明らかにした.さらに水平方向の地下水流速を与えた2次元モデルを用いた計算を行い,地下水流速と地下水変動速度による2次元溶解濃度分布に与える影響を求めた.3.揮発性有機塩素化合物などによる土壌や地下水汚染の汚染源探査や高濃度地域の絞り込みに,遠隔技術として土壌ガス調査法が用いられている.本研究では,このような調査法によって汚染物質の存在位置を探知することを目的として,現地調査,数値解析などの結果から汚染物質の地下環境中における浸透過程と汚染物質の動態を明らかにした.その結果は,汚染物質存在位置の探知技術の精度の向上に役立つことになる.地下水位が一定め場合、有毒ガスの不飽和帯におけるガス揮散挙動は土壌の吸着が大きな要因を占めていることが分かった。
時間情報の記憶と処理に関わる動的神経回路

1.サルによる刺激提示時間及び刺激色の遅延見本合わせ課題の遂行2.提示時間のコーディングに関する行動分析的な検討訓練終了後,DMSD課題においてサルが実際に提示時間の長短を情報としてコードし保持しているか否かについて検討するため,DMSD課題とDMSC課題それぞれについて,遅延期間の操作による正反応率の変化を調べる保持テストを行った。その結果,色を保持するDMSC課題においては,見本刺激の提示時間が短い場合に正反応率がより低下するという,いわゆる刺激の痕跡減衰(trace decay)が生じ,刺激提示時間の長短それぞれを特に情報としてコードしてはいないことがわかったが,DMSD課題では,このような刺激提示時間の違いによる痕跡減衰は生じなかった。つまりDMSD課題では,提示時間の長短をそれぞれ異なる情報としてコードし保持していることがわかった。3.テトロード・アレイによる前頭連合野からのマルチニューロン活動の記録サル用のテトロード・アレイとマイクロドライブを作製し,DMSD課題とDMSC課題それぞれを遂行中のサルの前頭連合野から多数ニューロン活動を同時記録した。すでにデータをとり終え解析を進めている。
ＤＮＡ損傷修復経路における合成致死性を応用した乳癌の化学療法に関する研究

DNA修復経路における合成致死性を利用した治療に応用可能な基礎的な知見として、乳癌において相同組換え修復経路の遺伝子プロモーターのメチル化と化学療法感受性が関連すること、PLK1の過剰発現はBRCA1のユビキチンリガーゼ活性を阻害し、CPT11とPARP阻害剤に対する感受性を亢進させることを明らかにした。さらにBARD1がヘテロクオマチンプロテイン1(HP1)γを介してDNA損傷依存的にLys9ジメチル化ヒストンH3(H3K9me2)に結合することを解明した。本研究はDNA修復経路における合成致死性を利用した治療を開発するために、DNA損傷性薬剤に対してそれを補完する因子の機能不全を同定することを目的としている。平成23年度はDNA二本鎖切断に対する相同組換え修復に必須な23遺伝子について検討を行った。Epirubicinを含む術前化学療法を施行した原発性乳癌のうち、Luminal A乳癌の病理学的完全奏功(pCR)、非奏功SD、およびTriple negative(TN)乳癌のpCR、各15症例(計45症例)の癌部分をmicrodissectionにて採取し、HRに必須な23遺伝子のメチル化をBisulfite-pyrosequence法にて解析した。TN-pCRでは4例にBRCA1のメチル化が認められたのに対し、Luminal A-pCRではMDC1の軽度メチル化を5例、PALB2の高度(100%)メチル化を1例、RAD54の高度メチル化(99%)を2例認めた。SD症例ではMDC1の軽度メチル化を1例のみ認めた。以上よりLuminal A乳癌には相同組換え修復遺伝子のメチル化によって化学療法感受性が生じる症例が存在すると考えられる。また、PLK1高発現癌細胞ではBRCA1のユビキチンリガーゼ活性が抑制されているために、CPT11とPARP阻害剤に対する感受性が亢進していることが判明した。マイトマイシンCに対する感受性には変化がなかった。さらにEGFRが非相同末端連結に必要なことからこれを阻害するエルロチニブの作用を解析したところ、BRCA1欠損細胞では感受性が亢進することが判明した。平成25年度はDNA二本鎖切断損傷(DSB)局所へのBRCA1の安定維持に必要な、BARD1とLys9ジメチル化ヒストンH3(H3K9me2)の結合を介した新規メカニズムを発見した。放射線照射したHeLa細胞のクロマチンを可溶化、BARD1抗体にて免疫沈降し、結合するヒストンの修飾をウェスタンブロットにてスクリーニングしたところ、H3K9me2を同定した。この結合はH3K9me2と結合するHP1γを介しており、BARD1のBRCTドメインに存在するPxVxLモチーフとHP1γのChromoshadowドメインの直接結合が明らかとなった。HP1との結合を阻害するBARD1のミスセンス変異体発現細胞ではBRCA1/BARD1および相同組換え修復のエフェクターであるRAD51のDSBへの集積が阻害され、PARP阻害剤に対する高感受性が認められた。さらに、H3K9me2ヒストンメチルトランスフェラーゼ阻害剤であるChaetocinおよびUNC0638によってIR照射後のBRCA1およびBARD1の損傷局所への集積は阻害され、殺細胞効果においてChaetocinおよびUNC0638とPARP阻害剤の相乗効果が認められた。これら阻害剤によるBRCA1機能の障害とPARP阻害剤が合成致死をきたしている可能性が考えられ、がん治療への応用が期待される。BRCA1のユビキチンリガーゼ(E3)活性が欠損するとCPT11およびPARP阻害剤によるDNA損傷時にChk1のリン酸化が起こらず、DNA相同組換えが阻害される。そのメカニズムとしてBRCA1によるClaspinのユビキチン化によってClaspinがクロマチンに誘導されることが必須であることがわかった。PLK1高発現癌細胞においてBRCA1のE3活性が抑制されているために、CPT11とPARP阻害剤に対する感受性が亢進しているという平成23年度の知見にもとづき、マウスにおけるin vivoでの実験を行い、これを裏付ける結果が得られた。化学療法の感受性に関するsiRNAを用いた実験がRAD51に対するoff-targeteffectにより、予想される結果が出ていない。これについてはRAD51に対するoff-target effectが非常に頻繁に起こることが最近報告されており(Adamson,et al.,Nature Cell Biology 2012)、詳細条件を修正して24年度に行う予定である。これ以外の研究計画については概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。

siRNAを用いた化学療法感受性に関与する遺伝子のスクリーニングは行えていないが、これに代わり、次世代シーケンサーを用いた解析が軌道に乗りつつある。これ以外の研究計画については概ね順調に進展している。平成24年度は下記を行う予定である。1)合成致死性を生じる薬剤と遺伝子の組合せによる薬剤感受性解析:PALB2とRAD54についてzincFingerを利用したノックアウト法にて遺伝子欠損細胞を作成し、この細胞を用いて合成致死が予測される薬剤に対するIC50を解析する。in vitroおよびマウス皮下腫瘍としてin vivoでの解析を行う。II)分子生物学的機能解析:BRCAI-BARD1のヘテロクロマチン領域におけるDNA修復機構について解析する。III)臨床検体での解析:乳癌検体における田)R遺伝子の体細胞変異を、半導体マイクロチップ次世代シークエンサーによるExome解析にて検出し,この遺伝子変化による細胞の化学療法感受性の変化を解析する。25年度が最終年度であるため、記入しない。I)TALENを用いたノックアイン法にてBRCA1のユビキチンリガーゼ活性を持たない遺伝子改変ヒト細胞を作成し、ヘテロクロマチンDNAの相同組換え修復および薬剤感受性の解析を行う。II)ヘテロクロマチン領域におけるDNA修復機構ににおけるBARD1の役割について解析する。III)臨床検体での解析:乳癌検体における相同組換え修復遺伝子の体細胞変異を、AmpliSeqのパネルを作成し、半導体マイクロチップ次世代シークエンサーにて検出し,この遺伝子変化による細胞の化学療法感受性の変化を解析する。
細胞侵入性細菌S.Enteritidisに対するカテキンの抗菌作用

細胞侵入性細菌S.Enteritidisに対するカテキンの抗菌作用細菌性食中毒の主要原因菌の一つであるS.Enteritidis(SE)に対して、緑茶抽出エキスおよびカテキンが抗菌殺菌作用を示すこと、またサルモネラの主たる病原性は、腸管内における細胞侵入性にあることから各種細胞培養株およびBALB/Cマウス腹腔マクロファージを用いて、菌と宿主細胞相互におよぼすカテキンの作用を検討した。1.MIC未満(12.5100μg/ml)のカテキン(EGCg)で12時間処理した菌を細胞に感染させた場合、THP-1(ヒト単球細胞株)では無処置対照群と比較して細胞内への菌の侵入および増殖に差が見られなかった。しかしマウス腹腔マクロファージ(Resident Mφ)では細胞内での菌の増殖が抑制された。2.カテキン(2550μg/ml)で一定時間前処置した細胞に菌を感染させた場合、THP-1では対照群に比し明らかな貪食能の亢進が認められたものの細胞内での菌の増殖は抑制できなかった。3.カテキン投与マウス(P-100 500μg/マウス×3ip)から採取した腹腔マクロファージに菌を感染させたところ、貪食能および殺菌能の亢進が認められた。4.カテキン(12.550μg/ml)で一定時間前処置したGSM(マウス粘膜上皮細胞株)に菌を感染させ、その後の細胞内生菌数の変化を経時的に無処置対照群とCFU法で比較したところ、細胞内への菌の侵入および細胞内増殖を阻止できなかった。そこで次にEGCg(0.550μg/ml)で一定時間前処置した上皮細胞HEp-2およびIntestine407と菌を12時間接触させた後、5%CO_2下37°Cで培養し、ギムザまたグラム染色を施した後、細胞内への菌の侵入および増殖の有無を顕微鏡で観察した。その結果、菌が細胞内に侵入し、細胞質内で増殖している像が多数観察された。以上の結果、カテキンは直接・間接的にマクロファージの活性化を誘導することが示唆された。しかし非貪食細胞である粘膜上皮細胞へのSEの侵入および細胞内増殖は阻止できなかった。一方Streptomycin(SM)高度耐性のSE(臨床分離株5株:MIC>50μg/ml)に対するカテキンの直接殺菌作用は、SM感受性株に比し弱く、菌株間に差のあることが判明した。緑茶抽出エキスおよびその主要カテキン成分が、細胞内侵入性細菌の一つであるS.enteritidisに対しても抗菌・殺菌作用を示すことから、まずMIC未満(12.550μg/ml)のカテキンで一定時間処理した菌をTHP-1(ヒト単球細胞株)およびマウス腹控マクロファージにin vitroで感染させ、その後の細胞内生菌数の変化を経時的に無処置対照群と比較検討したところ、THP-1では細胞内への菌の侵入および増殖に差が見られなかった。しかしマウス腹腔

マクロファージでは紬胞内での菌の増殖が抑制された。次に、カテキン(2550μg/μml)で一定時間前処置した細胞に菌を感染させたところ、THP-1の場合対照群に比し明らかな食菌能の亢進が認められたものの細胞内での菌増殖は抑制できなかった。またマウス腹腔マクロファージでは、対照群に比べ食菌能に差は見られなかったが細胞内での菌の増殖を抑制した。そこでこのTHP-1の系にIFN-γ(5ng/ml)を添加し、実験を行った。その結果、食菌能はカテキン単独群に比べ低いが、その後の細胞内における菌の増殖を抑制した。マウス腹腔マクロファージの系では、現在検討中である。さらにカテキン投与マウス(P-100 500μg/マウス×3ip)から採取した腹腔マクロファージに菌を感染させたところ、食菌能および殺菌能の亢進が認められた。以上の結果、カテキンは直接・間接的な生体賦活作用によりマクロファージの活性化を誘導するものと考えられるが、さらに検討が必要である。