hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロホットプレスによるFe系微小金属ガラス粒子の粘性流動成形に関する研究

Fe系金属ガラスは優れた機械的特性、磁気的特性を有する一方で、ガラス形成能や過冷却液体の熱的安1定性が低くバルク材の作製や粘性流動加工が困難であり、そのことが工業化への大きな妨げとなっていた。著者らは、サイズの制限を完全に克服した数百マイクロメートルサイズの微小球形金属ガラス原料粒子を作製し、その1つを高精度マイクロ金型に充填した後、単粒子圧縮による精密成形により、高機能Fe系金属ガラスマイクロ部品を作製することを最終目標としてこれまで研究を進めてきた。著者らの過去の研究において、パルス圧力付加オリフィス噴射法により均質かつほぼ同一の熱履歴を有するFe系金属ガラス単分散粒子の大量作製が可能となり、また潜伏時間内の短時間で圧縮試験が可能となるマイクロホットプレス装置を構築したことで、[(Fe_<0.5>Co_<0.5>)_<0.75>Si_<0.02>B_<0.5>]_<96>Nb_4金属ガラス過冷却液体の粘性率の温度依存性及び粘弾性挙動を明らかにすることに成功した。本年度では、これらの基礎データを基にして、作製した粒径おおよそ500μmの金属ガラス粒子1つを、6枚歯及び9枚歯ギア形状を有する高精度マイクロ金型に充填し、マイクロ粘性流動加工を行った。その結果、[(Fe_<0.5>Co_<0.5>)_<0.75>Si_<0.02>B_<0.5>]_<96>Nb_4金属ガラスマイクロギアの作製に世界で初めて成功した。さらに、作製した9枚歯を有するマイクロギアの中心に放電加工によりおおよそ200μm程度の穴をあけ、そこにシャフト軸を通した後、直線上のラックを用いることで動作確認を行い、作製したマイクロギアが正常に駆動することを確認した。原料に微小球形金属ガラス粒子1つを用いるという新たな発想から得られた本結果は、先駆的かつ独創的であり、今後のFe系金属ガラスマイクロ部品の実用化を大いに期待させる成果である。Fe系金属ガラスは優れた機械特性、磁気特性を有している一方で、ガラス形成能や熱的安定性が低くバルク材の作製や2次加工が困難であり、そのことが工業化への大きな妨げとなっていた。著者らは、サイズの制限を完全に克服したマイクロメートルサイズの微小球形金属ガラス粒子を原料にして、その1つを高精度金型に充填し、速い昇温、高精度の荷重・変位測定、圧縮速度制御が可能であるマイクロホットプレス装置を用いた単粒子圧縮試験により、高精度Fe系金属ガラスマイクロ部品の作製を目的としている。これまでに、原料となるFe系金属ガラス単分散球形粒子の作製を行ってきた。粒子作製には独自に開発したパルス圧力付加オリフィス噴射法を用い、冷却にArガス、Heガスを選択することにより、300700μm程度の幅広い粒径範囲のFe系金属ガラス微小粒子の作製に成功した。このことで、最終マイクロ部品のサイズに見合った均質なFe系金属ガラス粒子を一度に大量に、かつ安定的に作製することが可能となった。また、圧縮試験機に高樹波加熱ユニット、ガスフローユニット、真空ユニットを装着し、マイクロホットプレス装置の構築、立ち上げを行った。この独自に開発したマイクロホットプレス装置は、熱的安定性が低く、短時間で精密な加工が要求されるFe系金属ガラスマイクロ部品作製には必要不可欠である。さらに、マイクロホットプレス装置の構築により、精密な荷重・変位測定、圧縮速度制御が可能となったため、単粒子圧縮試験による粒子の粘性流動変形挙動からFe系金属ガラスの粘性率を測定する新たな粘性率測定法を提案した。この方法を用いることで、サイズの制限等により従来までの粘性率測定法が困難であったFe系金属ガラスの過冷却液体温度域における粘性率が明らかとなり、高精度Fe系金属ガラスマイクロ部品の作製に大いに有用な基礎データとなる。Fe系金属ガラスは優れた機械特性、磁気特性を有する一方で、ガラス形成能や熱的安定性が低くバルク材の作製や粘性流動加工が困難であり、そのことが工業化への大きな妨げとなっていた。著者らは、サイズの制限を完全に克服したマイクロメートルサイズの微小球形金属ガラス粒子を原料にして、その1つを高精度金型に充填し、マイクロホットプレス装置を用いた単粒子圧縮試験により、高精度Fe系金属ガラスマイクロ部品の作製を目的としてきた。著者らのこれまでの研究で、均質かつ同一の熱履歴を有するFe系金属ガラス単分散粒子の大量作製が可能となり、また潜伏時間内の短時間で圧縮試験が可能となるマイクロホットプレス装置を構築したことにより、粘性流動加工時に有用なデータとなる基礎物性(粘性率および粘弾性特性)評価が可能となった。そこでまず、[(Fe_<0.5>Co_<0.5>)_<0.75>Si_<0.05>B_<0.2>]_<96>Nb_4金属ガラス過冷却液体の粘性率を、単粒子圧縮時の圧縮速度、試料形状、圧縮荷重を用いて測定した。その結果、粘性率はおよそ10^<10>Pa・s台と他のPd,Zr系金属ガラスの粘性率と比較して高い値を示すことが明らかとなった。また、応力緩和測定を行い緩和時間を測定することで過冷却液体の粘弾性挙動の検討を行った。その結果、本合金組成金属ガラス過冷却液体の緩和機構は単一ではなく広い分布を有していることが分かった。今回の研究は、熱的安定性が低いためにこれまで測定が困難であったFe系金属ガラスの基礎データを明らかにしたという点で大いに意義のある結果である。

これらデータは、粘性流動加工時の最適な加工条件の検討に有用であり、また粘性流動加工後に生じるスプリングバック現象、離型性の問題等を解決する手掛かりとなるものと考えられる。今後はこれらの基礎データを基に、Fe系金属ガラスマイクロ部品作製を目指す。Fe系金属ガラスは優れた機械的特性、磁気的特性を有する一方で、ガラス形成能や過冷却液体の熱的安1定性が低くバルク材の作製や粘性流動加工が困難であり、そのことが工業化への大きな妨げとなっていた。著者らは、サイズの制限を完全に克服した数百マイクロメートルサイズの微小球形金属ガラス原料粒子を作製し、その1つを高精度マイクロ金型に充填した後、単粒子圧縮による精密成形により、高機能Fe系金属ガラスマイクロ部品を作製することを最終目標としてこれまで研究を進めてきた。著者らの過去の研究において、パルス圧力付加オリフィス噴射法により均質かつほぼ同一の熱履歴を有するFe系金属ガラス単分散粒子の大量作製が可能となり、また潜伏時間内の短時間で圧縮試験が可能となるマイクロホットプレス装置を構築したことで、[(Fe_<0.5>Co_<0.5>)_<0.75>Si_<0.02>B_<0.5>]_<96>Nb_4金属ガラス過冷却液体の粘性率の温度依存性及び粘弾性挙動を明らかにすることに成功した。本年度では、これらの基礎データを基にして、作製した粒径おおよそ500μmの金属ガラス粒子1つを、6枚歯及び9枚歯ギア形状を有する高精度マイクロ金型に充填し、マイクロ粘性流動加工を行った。その結果、[(Fe_<0.5>Co_<0.5>)_<0.75>Si_<0.02>B_<0.5>]_<96>Nb_4金属ガラスマイクロギアの作製に世界で初めて成功した。さらに、作製した9枚歯を有するマイクロギアの中心に放電加工によりおおよそ200μm程度の穴をあけ、そこにシャフト軸を通した後、直線上のラックを用いることで動作確認を行い、作製したマイクロギアが正常に駆動することを確認した。原料に微小球形金属ガラス粒子1つを用いるという新たな発想から得られた本結果は、先駆的かつ独創的であり、今後のFe系金属ガラスマイクロ部品の実用化を大いに期待させる成果である。これまでは、Fe系金属ガラス原料粒子の作製やマイクロホットプレス装置の構築、過冷却液体の基礎物性評価を主に行ってきた。Fe系金属ガラスマイクロ部品を作製するための基礎的な要素は出揃っており、当初の計画通りに順調に研究が進展している。今後は、Fe系金属ガラスマイクロ部品の作製を目指し、これまでの基礎データを基に、試験温度や試験時間、圧縮速度等の粘性流動加工時の加工条件をさらに詳細に検討する。また、高温下にて高荷重にも耐えられる高精度マイクロ金型の材質の検討、設計、作製を行い、作製した高精度マイクロ金型を用いて、提案したFe系金属ガラスマイクロ部品新規作製プロセスに従い、高機能Fe系金属ガラスマイクロ部品を作製する。
高精度電子移動理論による電気伝導性DNAの分子モデリング設計

今年度の研究においては導電性のモデリングを行うため、より導電性の高い金属含有DNAを模索した。チミンミスマッチは水銀イオンを取り入れることで分子軌道が塩基対全体に非局在化するのみならず、スタック方向にも広がることが密度汎関数法を用いた計算により分かった。一方で、人工DNAとよばれる核酸塩基に似た塩基に関して、近年硫黄原子を塩基内に取り込むことで柔らかい金属イオン(Ni,Pd,Pt)を取り入れられることが分かっている。ただ、この人工DNAは実験ではUV-Visスペクトルや質量スペクトルでしかデータの裏付けが取れていないことから、理論によるアプローチを試みた。その結果、金属が塩基対間に入るときのみUV-Visスペクトルに変化が起こることを示すことができ、実験の結果を裏付けることに成功した。また、昨年の研究と同様に分散力の補正を加えた計算を用いてこれらの塩基対もスタックすることを示した。導電性の計算を行うにあたり、相互作用項の求め方を従来の摂動を用いるものから直接計算する形に変えることで、より実験結果に近い値を導出することに成功した。これを用いて、水銀イオンを含むミスマッチ塩基対や硫黄原子を含む人工DNAについて導電性を計算した所、水銀のスタックにより導電性が大幅に向上すること、人工DNAにおいては重い金属であるほどに導電性が向上することが分かった。これら一連の計算は合成されて間もない金属-DNA系の安定性や光学特性、電気伝導度に逸早くアプローチしたものである。近年DNAに類似した塩基と糖・リン酸のバックボーン分子を持つ人工DNAの合成が注目を浴びている。2003年に田中らによって、[H-Cu2+-H](H:ヒドロキシピリドン)を5個並べた銅イオンを含む人工DNAのduplexを合成できることが報告されている。このような金属イオンを含む人工DNAの塩基対間の安定性にはどのような相互作用が寄与するのかについては具体的な議論がなされていない。そこで、本年度の研究においては[H-Cu2+-H]二量体における最安定構造での銅イオン間の距離と相互作用エネルギーを導出することを目的とした。今回は面を通常のDNAと同様に36度回転させたうえで面間距離を変えてその各点におけるエネルギーを計算した。Cu-Cu間の距離は相互作用エネルギーの極小を与える構造から判断するとおよそ3.60-3.65Åと計算される。面間距離以外は固定しているため、鋼イオンが横にずれる効果を考慮しても3.7±0.1ÅとしているEPRから得られた実験の結果と大変よい一致を示している。また、スタッキングエネルギーは9.1kcal/molとなった。通常のDNAと同様にスタッキングで安定する[H-2H+-H]においてもその傾向は大きく変化しておらず、スタッキングエネルギーも9.5kcal/molとなっていて[H-Cu2+-H]の場合と大体同じ値になっていることから、人工DNAにおいても塩基対間ではスタッキングが安定化に寄与していることが分かった。次にスピン状態について考察する。EPRの結果から、[H-Cu2+-H]二量体のスピン状態は三重項が安定となるはずである。スピンを考慮した二量体について一重項と三重項で計算を行った結果、一重項と三重項のエネルギー差は殆どなく物性や電子密度も同じ値を示していることから、[H-Cu2+-H]が持つスピンは独立して存在しうることが示された。
根粒菌外膜タンパク質TolCの生理的機能の解明

アルファルファ根粒菌tolC変異株は、浸透圧感受性、運動性の低下、菌体外多糖産生能の低下など多面的な形質変化を示す。網羅的遺伝子発現解析により、tolC変異が外膜リポ多糖合成に関わる遺伝子や細胞膜ストレス応答に関わる遺伝子の発現に影響を与えていること明らかにした。さらに、tolC変異株の多面的変異形質が抑圧された擬似復帰変異株の解析により、リポ多糖合成遺伝子の発現上昇による膜恒常性の変化が、ストレス応答遺伝子など他の多くの遺伝子の発現変化を引き起こしている可能性が高いという重要な知見を得た。グラム陰性細菌の外膜タンパク質TolCは、抗生物質の排出や菌体外毒素の分泌に関わるチャネルタンパク質である。TolCは病原細菌に特徴的なタンパク質であると思われていたが、グラム陰性細菌に普遍的に存在することが明らかとなり、近年では、抗生物質や毒素の輸送に加えて何らかの重要な生理的機能を担うタンパク質であると考えられている。マメ科植物のアルファルファと共生する根粒菌では、tolC遺伝子が変異すると細胞膜の健全性が低下し共生不全になる。この原因を明らかにするため、tolC変異株から復帰変異株の取得を試みた。アルファルファ根粒菌のtolC変異株は、野生株に比べて、浸透圧耐性、界面活性剤耐性、カチオン性抗菌ペプチド耐性などが低い。そこで、tolC変異株に変異剤処理、またはトランスポゾンによる遺伝子破壊を施し、上記の耐性を指標に選択したところ、それぞれの耐性が個々に復帰した株、同時に複数の耐性が復帰した株が多数得られた。加えて、宿主アルファルファとの共生を指標とした選択においても複数の復帰変異株を得ることができた。次年度以降、これらの復帰変異株の変異部位を同定することにより、TolCの生理的機能と関連の深い遺伝子を見つけることができると考えられる。tolC変異株の細胞表層構造についても解析した。菌体細胞の電気泳動移動度および電気浸透流速を測定し、大島のモデル(Oshima H, 1995. Adv. Colloid Interface Sci. 62:189-235)により表層中の固定電化密度、荷電分布、および表層面の柔らかさを見積もった。tolC変異株ではこれらに違いが認められ、各インデックスの値はリポ多糖変異株のそれに近かった。したがって、リポ多糖の合成量や構造の変化がtolC変異株の共生不全の一因である可能性が示唆された。グラム陰性細菌の外膜タンパク質TolCは、抗生物質の排出や菌体外毒素の分泌に関わるチャネルタンパク質として長らく研究されてきた。ところが近年、これらの機能とは別の生理的機能を有する可能性が示された。マメ科植物のアルファルファと共生するアルファルファ根粒菌では、tolC遺伝子が変異すると細胞膜の健全性が低下し共生不全になる。この原因を明らかにするため、当該年度は、前年度取得した複数の復帰変異株の解析を進めた。アルファルファ根粒菌tolC変異株にトランスポゾンのランダム変異を導入することで得られた複数の復帰変異株について、トランスポゾンの挿入部位を調べたところ、ストレス応答に関わる遺伝子の近傍または機能未知遺伝子に挿入があることが分かった。今後、ストレス応答とTolCとの関係について、および機能未知遺伝子の働きについて解析を進めることでTolCの生理的機能が明らかにできると考えられる。大腸菌ではtolC変異により鉄キレート分子が分泌できずペリプラズムに蓄積し、それが細胞障害を引き起しているとの報告がある(Vega DE and Young KD, Mol. Microbiol. 2014. 91:508-521)。そこで、アルファルファ根粒菌tolC変異株においても鉄キレート分子の分泌異常が起きているか調べた。鉄の濃度を変えて野生株とtolC変異株を培養し、菌体内外に存在する鉄キレート分子の量を比較したが、両株の間に大きな違いは認めらなかった。さらに、tolC変異株を鉄過剰条件で培養しても細胞膜異常は回復しなかった。したがって、アルファルファ根粒菌では、大腸菌とは異なる機構で細胞障害が起きていることが明らかになった。また、アルファルファ根粒菌と同属の根粒菌2種においてtolC変異株を作製した。これにより近縁菌間でTolCの機能を比較することが可能になった。グラム陰性細菌の外膜チャネルタンパク質であるTolCは、抗生物質耐性や菌体外毒素分泌と深い関わりがあり古くから研究されている。しかし近年、TolCがこれらの他にも生理的な機能を果たしている可能性が示されている。アルファルファ根粒菌では、tolC遺伝子を破壊すると抗生物質耐性の低下のみならず、運動性の低下など多面的な表現型変化が引き起され、宿主との共生においては根粒形成不全となる。前年度までに、tolC遺伝子破壊株では、鞭毛合成遺伝子群や走化性シグナル伝達系遺伝子などの発現が低下している一方、ストレス応答遺伝子群(Cpx経路)、リポ多糖合成遺伝子群、薬剤排出トランスポーター遺伝子などの発現が上昇していることが分かっていた。そこで最終年度は、tolC遺伝子破壊株の変異処理により取得していた複数の復帰変異株について、変異部位の同定と遺伝子発現解析を進めた。多くの復帰変異株について変異部位の同定および変異と表現型との関連が解析できた。なかでもリポ多糖合成遺伝子群に変異があると分かった株において興味深い結果が得られた。

この変異株では、tolC遺伝子の破壊により上昇していたリポ多糖合成遺伝子群の発現が野生株と同程度まで低下しており、また菌体に含まれるリポ多糖量も野生株と同程度になっていた。加えて、この株のストレス応答遺伝子群(Cpx経路)には変異が認められなかったにもかかわらず、この遺伝子群の発現も同時に野生株と同程度になっていた。これらの結果から、アルファルファ根粒菌では、TolCが機能を失うとリポ多糖合成のバランスが崩れ、それが膜ストレスを引き起こすことでCpx経路が活性化し、細胞機能に多面的な影響が生じると推察された。アルファルファ根粒菌tolC変異株は、浸透圧感受性、運動性の低下、菌体外多糖産生能の低下など多面的な形質変化を示す。網羅的遺伝子発現解析により、tolC変異が外膜リポ多糖合成に関わる遺伝子や細胞膜ストレス応答に関わる遺伝子の発現に影響を与えていること明らかにした。さらに、tolC変異株の多面的変異形質が抑圧された擬似復帰変異株の解析により、リポ多糖合成遺伝子の発現上昇による膜恒常性の変化が、ストレス応答遺伝子など他の多くの遺伝子の発現変化を引き起こしている可能性が高いという重要な知見を得た。当該年度は、以下に述べる4項目の実施を計画していた。一部遅れている項目もあるが、全体としておおむね計画通りに進んだと判断した。1)復帰変異株の遺伝学的な解析では、トランスポゾンによる遺伝子破壊で得られた2株の復帰変異株について変異部位が同定できた。変異部位が異なる遺伝子にあったので、これら復帰変異株の共通点と相違点からTolCの機能が浮かび上がると期待できる(順調に進んでいる)。変異誘発で得られた復帰変異株では、最終的な変異部位の同定には至っていないが、変異のある領域を絞り込むことができた(やや遅れている)。2)tolC変異株の遺伝子発現の網羅的解析では、菌体外多糖の合成に関わる遺伝子群の解析を中心に進めた。tolC変異株では、共生に必須な菌体外多糖の分泌がみられないため、この多糖の合成や輸送に関わる遺伝子の発現が低下している可能性があった。定量的PCRによりこれらの遺伝子の発現量を調べたところ、tolC変異株の発現量は野生株と同レベルであった。TolCの菌体外多糖分泌への関与は、転写以降の過程で起きていることが明らかになった(順調に進んでいる)。3)他の根粒菌および近縁菌のtolC変異株の作製と解析では、アルファルファ根粒菌と同属の根粒菌2種においてtolC変異株を作製することができた。次年度、近縁菌間でTolCの機能を比較することが可能になった(順調に進んでいる)。4)大腸菌tolC変異株との比較では、鉄キレート分子の分泌に関して調べた。鉄の濃度を変えてアルファルファ根粒菌の野生株とtolC変異株を培養し、菌体内外の鉄キレート分子の量を比較したが、両株の間に大きな違いは認められず、また鉄過剰条件においてtolC変異株の細胞膜異常は回復しなかった。アルファルファ根粒菌では、大腸菌とは異なる機構で細胞障害が起きていることを明らかにすることができた(順調に進んでいる)。分子遺伝学当該年度の研究により、2株の復帰変異株の変異部位を同定することができた。そこで、これらの変異株の解析を進める。
素励起物理と局所密度ゆらぎの観点から見た超流動崩壊機構の解明

近年実験技術の発達が著しい冷却原子気体系においては、レーザーによる閉じ込めで一次元系が実現されており、理想的な一次元系からのずれが、非線形シュレーディンガー方程式における高次の非線形項として現れることが知られている。これを踏まえ、非線形項を一般化した非線形シュレーディンガー方程式においてソリトンとフォノンの散乱問題を解いた。そして、フォノンの透過特性が、ソリトンが不安定化する臨界速度状態においては特異的になること、また、臨界速度近傍ではサドルノード分岐を特徴付けるスケーリング則に従うことを解析的に証明した。これは無限次元ハミルトニアン力学系における、サドルノード・スケーリングの数少ない厳密な具体例を与えているという点で、深い意義を持つ。また、臨界速度状態においては、ソリトン周辺の密度ゆらぎが発散していることも副産物として発見し、障壁存在下でのボース超流動系との数学的差異を明らかにした。また、冷却原子気体系においては、光学トラップを用いることでスピン自由度を持ったBose-Einstein凝縮体も実現されている。そこで、スピンを持つBose-Einstein凝縮体を記述することで知られるspin-1非線形シュレーディンガー方程式において、障壁に対して無反射なスピンの超流動解を構築し、安定性と実現可能性を議論した。このスピン流は、スピンに関するジョセフソン流とみなせるもので、線形化励起の透過特性とは対照的にノンゼロ波数に対しても厳密に無反射性が保たれるため、実験的観測が期待される。更に、ボース系の線形化方程式を解く数学的技巧をフェルミ系へと拡張し、線形化ボゴリューボフ・ドジャン方程式に対する新たなクラスの厳密解を構成した。この厳密解には、例えばマルチ・キンク解とその束縛状態、及び準周期解など物理的に興味深いものが多数含まれる。申請者は過去に、ポテンシャル障壁存在下でのボース超流動系において、系の線形化励起を記述する方程式であるボゴリューボフ方程式を解くことで、超流動体が臨界速度に達した時に、局所的な密度ゆらぎのゼロモードが出現し、それが系の不安定化の鍵となることを示していた。上記のタイプの問題は、特にポテンシャル障壁の形がデルタ関数型である場合には、ソリトン解の「切り貼り」によって厳密解を構成できるため、この問題にアプローチする上で、ソリトン存在下での線形化励起の解を構築することは、理解の非常に大きな助けになる。そこで、本年度の研究では、まず、スピン自由度を含むボース凝縮体においても、これを記述する多成分非線形シュレーディンガー方程式が可積分であれば、対応するボゴリューボブ方程式も、二乗ヨスト関数を用いて厳密に解けることを示した。また、近年の発達が著しい冷却原子気体系においては、レーザーによる閉じ込めで一次元系が実現されているが、理想的な一次元系からのずれが、非線形シュレーディンガー方程式における高次の非線形項として現れることが知られている。
冷感アロディニアに対する新たな鎮痛薬開発を目指したTRPM8受容体抑制機序の解明

難治性の神経障害性疼痛の症状の一つである冷感アロディニアに対する新たな鎮痛薬として、TRPM8受容体をターゲットにした薬物開発に貢献するため、神経障害性疼痛に対する鎮痛薬として使用されているデュロキセチンを含むいくつかの抗うつ薬のTRPM8受容体に対する影響を電気生理学的に解析した。抗うつ薬は濃度依存性にTRPM8受容体機能を可逆阻害的に抑制し、これらの抑制効果はPKCを介さないものであった。また、TRPA1に対するガバペンチンの影響解析も行い、一部PLCを介してガバペンチンがTRPA1機能を増強させることを発見した。これらの結果はTRPM8受容体機能抑制機序を解明する鍵になると考えられる。冷感アロディニアは、未だ病態解明されていない難治性の神経障害性疼痛の症状の一つであり、現存する鎮痛薬では治療困難な場合が多く、新たな鎮痛薬開発が望まれている。近年、温度感受性受容体の一つであるTRPM8受容体が冷感アロディニアの病態形成に深く関与することが示唆されているが、TRPM8受容体の調節機構については不明な点が多く、これをターゲットにした鎮痛薬開発には至っていない。そこで、冷感アロディニアに対する有効な鎮痛薬開発に貢献するために、TRPM8受容体機能抑制機序を分子レベルで解明し、これによる冷感アロディニア抑制機序を解明することを目的として、研究計画を立てた。1TRPM8とTRPA1受容体のcRNAによるキメラ型cRNAの作成、2電気生理学的手法(アフリカツメガエル卵母細胞発現系)を用いたキメラ型TRP受容体に対する抗うつ薬の影響解析と作用部位の同定、3神経障害性疼痛モデルマウスに対する抗うつ薬塗布による冷感アロディニア抑制効果の解析、4遺伝子変異マウスに対する抗うつ薬塗布による冷感アロディニア抑制効果の解析、である。現在までに我々は、抗うつ薬がTRPM8受容体機能を抑制し、TRPA1受容体機能には影響を及ぼさないことを確認してきた。一方、抗痙攣薬であるガバペンチンは、抗うつ薬同様に難治性神経障害性疼痛患者に使用され、効果を発揮する場合がある。そこで、ガバペンチンの両受容体に対する影響を電気生理学的に解析したところ、ガバペンチンが臨床濃度において、TRMP8受容体には影響を与えないが、TRPA1受容体機能を増強させることを確認し、学術集会でも報告を行った。今後、これらの結果も踏まえてTRPM8受容体機能抑制機序を分子レベルで解明していく予定である。抗うつ薬以外に、神経障害性疼痛に対する治療薬であるガバペンチンも温度感受性受容体機能に影響を与えることが確認できた。冷感アロディニアは、未だ病態解明されていない難治性の神経障害性疼痛の症状の一つであり、新たな鎮痛薬開発が望まれている。一方、抗うつ薬同様に難治性神経障害性疼痛患者に使用される抗痙攣薬、ガバペンチンの両受容体に対する影響を電気生理学的に解析したところ、臨床濃度において、TRMP8受容体には影響を与えないが、TRPA1受容体機能を増強させることを確認し、学術集会でも報告を行った。また、電気生理学的手法によって、抗うつ薬のTRPM8受容体抑制機序の解析を行った結果、メンソール誘発性電流に対する抑制作用が非拮抗阻害であることや、リン酸化酵素であるPKCを介さない抑制作用であることがわかった。TRPM8受容体機能の抑制機序として、非拮抗阻害であることを確認した。また。TRPM8受容体活性化の制御への関与が示唆されているリン酸化酵素、PKCを介さない抑制作用であることを確認した。1TRPM8とTRPA

1受容体のcRNAによるキメラ型cRNAの作成、2電気生理学的手法(アフリカツメガエル卵母細胞発現系)を用いたキメラ型TRP受容体に対する抗うつ薬の影響解析と作用部位の同定、3神経障害性疼痛モデルマウスに対する抗うつ薬塗布による冷感アロディニア抑制効果の解析、4遺伝子変異マウスに対する抗うつ薬塗布による冷感アロディニア抑制効果の解析、である。現在までに我々は、抗うつ薬がTRPM8受容体機能を抑制し、TRPA1受容体機能には影響を及ぼさないことを確認してきた。一方、抗うつ薬同様に難治性神経障害性疼痛患者に使用される抗痙攣薬、ガバペンチンの両受容体に対する影響を電気生理学的に解析したところ、臨床濃度において、TRMP8受容体には影響を与えないが、TRPA1受容体機能を増強させることを確認し、学術集会でも報告を行った。また、電気生理学的手法によって、抗うつ薬のTRPM8受容体抑制機序の解析を行った結果、メンソール誘発性電流に対する抑制作用が非拮抗阻害であることや、リン酸化酵素であるPKCを介さない抑制作用であることがわかった。さらに、温度感受性受容体の一つであるTRPV3受容体機能が局所麻酔薬によって抑制されることを発見し、米国学術集会で報告を行ったが、これらの結果もTRPM8受容体調節機構を解明する重要な手がかりになると考えられる。難治性の神経障害性疼痛の症状の一つである冷感アロディニアに対する新たな鎮痛薬として、TRPM8受容体をターゲットにした薬物開発に貢献するため、神経障害性疼痛に対する鎮痛薬として使用されているデュロキセチンを含むいくつかの抗うつ薬のTRPM8受容体に対する影響を電気生理学的に解析した。抗うつ薬は濃度依存性にTRPM8受容体機能を可逆阻害的に抑制し、これらの抑制効果はPKCを介さないものであった。また、TRPA1に対するガバペンチンの影響解析も行い、一部PLCを介してガバペンチンがTRPA1機能を増強させることを発見した。これらの結果はTRPM8受容体機能抑制機序を解明する鍵になると考えられる。得られた結果を踏まえて、TRPM8受容体抑制機序を分子レベルで解明していく予定である。得られた結果を踏まえて、抗うつ薬によるTRPM8受容体抑制機序を分子レベルで解明していく予定である。具体的には、TRPM8受容体活性化を制御することが示唆されているリン酸化経路の関与について、PLC、PIP2、カルモジュリンへの影響の有無を解析しているところである。麻酔科学残った予算が少なく、必要な物品を購入することができなかったため。計画的に執行を進めた結果、未使用額が1215円生じたが、予定していた試薬購入に必要な金額に満たなかったため。翌年度分と合わせて、試薬、消耗品などの物品購入に使用する予定である。試薬・消耗品の購入に使用する予定。
投資仲裁における租税に関する国家の国際的義務と国内政策との相剋

今年度の研究実績の概要は次の通りである。(1)日本国際経済法学会年報において、投資仲裁における「条約釣り(Treaty Shopping in Investment Arbitration)」の問題について書かれたオックスフォード大学出版社による本(書籍)の文献紹介を執筆した。(2)韓国に渡航し、国際経済法分野で広く知られているAsif Qureshi高麗大学校法学部教授、KDI政策校のSherzod Shadikhodjaev教授と議論し、投資協定仲裁判例の分析における比較公法学とWTOの判例の重要性を確認した。韓国での議論を活かし、執筆中の書籍の中ではWTOの租税に関わる各条約制度、それに関するパネル及び上級委員会報告、また学会における学説を検討・整理が完成し、投資仲裁と並行する、物・サービスの貿易に関する超国家的な法体制上の国家の租税裁量権の状況が明らかになった。理由:科研費採択直後に私立大学で勤務し始めたため、40%のエフォートを研究に当てる予定だったが、当てられなかった。本年度における研究の推進方策としては、Routledgeの国際経済法研究シリーズの一つについて、書籍にして公表することを目指す。これまで、海外渡航において十分な資料を収集しており、さらに、必要な有料データベースを購入するなど今後必要になるであろう資料を取得できる環境も整えている。そこで、これまでのすべての研究成果をも手がかりとし、個人・投資家に対する権利侵害と国家の課税主権との間の線引きを決定する基準を一層明確にすることを目指した書籍を英語で書き上げることに、力を入れる予定である。なお、2019年度の夏休みに、投資仲裁の研究において最前線に立つ数多くの研究者が集まるドイツのマックス・プランク外国公法・国際法研究所に短期滞在した上で、研究者と意見を交わし、書籍のポイントを最終的に確認する予定である。1)比較租税法における国家租税裁量権についての研究の深化に取り組み、日本における法制、判例、学説を調査・分析を行い、本研究にとって有益な示唆を得た。2)租税に関して、Oxus Gold v. Uzbekistanなどの重要な仲裁判断が公開されたことをきっかけに、ホスト国のウズベキスタンで現地調査を行い、国の規制権限と外国投資の保護の状況を租税優遇措置の観点から検討した。その結果に基づき、論文「ウズベキスタンにおける投資仲裁天然資源投資を伴う課税問題を素材に」『講座アジアの法整備支援』を執筆した(2017年に出版予定)。3)投資仲裁判決だけではなく、急激に発展している投資協定上のルール・メキングについて検討し、カナダとEUの間に新しい自由貿易協定モデルとして結ばれた包括的経済貿易協定(CETA)は、租税に関して投資仲裁の裁量を大幅に縮小し、当事国租税機関に大きな権限を与えていることを明らかにした。その結果については、ドイツのフライブルグ大学で行われた国際シンポジアムで報告を行った。4)イギリスのロンドンに渡航し、西ロンドン大学Yaraslau Kryvoi教授、また、リバプール大学のMavluda Sattorova教授等現地研究者と本研究に関して議論し、投資協定に基づく投資仲裁と同様の超国家制度として、WTO及びEU法との比較研究が投資協定に基づいて行われる租税問題に対して重要な手がかりとなることを確認できた。今年度は、国内法の検討、租税問題に関する仲裁判断と投資協定上のルール・メキングを検討しつつ、イギリスやドイツ渡航の際に租税に関する国際的義務と国内政策とのバランスという問題に関して研究の発展に向けて重要な手がかりを得ることができた。また、研究の進展により、社会科学分野で知られている国際的な出版社であるRoutledge社と出版契約書を結ぶことができた。(1)本研究の一部の成果を、アムステルダム市に本拠を置くIBFD租税法研究所での若手研究者フォーラムで報告し、国際法学者だけではなく、国際租税法学者とも議論ができた。また、当該機関の豊富な図書室で資料を収集した。(2)Visiting scholars制度を活用して、ドイツのハイデルベルク市にあるMax Planck Institute for Comparative Public Law and International Lawに一ヶ月間以上滞在し、欧州における租税に関する個人の権利保護と租税政策との対立に関する議論を分析できた。ドイツ滞在中に、国際投資法分野で権威のある研究者として知られているStephan Schill教授とも定期的に議論を行い、投資協定仲裁判例の分析において比較広法学の重要性を確認できた。(3)また、WTOの租税に関わる各条約制度、それに関するパネル及び上級委員会報告、また学会における学説を検討・整理し、投資仲裁と並行する、物・サービスの貿易に関する超国家的な法体制上の国家の租税裁量権の状況を明らかにした。(4)上述の(2)と(3)の結果については、名古屋大学で行われた国際シンポジアムやベトナムのホチミン市法科大学で行われた国際シンポジアムで報告を行い、二つの研究成果は英語とベトナム語で、それぞれドイツとベトナムで出版されることになった。今年度は、Routledge社との契約通りに原稿を提出できるように、すでに出来上がっている部分について早めに英語で執筆を始めて、さらに、英語での書籍の校正のためにイギリスでの国際経済法に親しみのある研究者と事前にコンタクトを行った。現在のところ、書籍の半分以上が完成し、当該部分の英語校正も終了している。

(2)韓国に渡航し、国際経済法分野で広く知られているAsif Qureshi高麗大学校法学部教授、KDI政策校のSherzod Shadikhodjaev教授と議論し、投資協定仲裁判例の分析における比較公法学とWTOの判例の重要性を確認した。韓国での議論を活かし、執筆中の書籍の中ではWTOの租税に関わる各条約制度、それに関するパネル及び上級委員会報告、また学会における学説を検討・整理が完成し、投資仲裁と並行する、物・サービスの貿易に関する超国家的な法体制上の国家の租税裁量権の状況が明らかになった。理由:科研費採択直後に私立大学で勤務し始めたため、40%のエフォートを研究に当てる予定だったが、当てられなかった。本年度における研究の推進方策としては、Routledgeの国際経済法研究シリーズの一つとして英語での書籍による公表を目指す。ここまで、イギリス、オランダ、及びドイツへの渡航において十分な資料を収集し、さらに、必要な有料データベースへのアクセスを整えている。そこで、ここまでのすべての研究成果をも手がかりとし、個人・投資家に対する権利侵害と国家の課税主権との間の線引きを決定する基準を一層明確にすることを目指す英語での書籍の完成に、力を入れる予定である。本年度における研究の推進方策としては、Routledgeの国際経済法研究シリーズの一つについて、書籍にして公表することを目指す。これまで、海外渡航において十分な資料を収集しており、さらに、必要な有料データベースを購入するなど今後必要になるであろう資料を取得できる環境も整えている。そこで、これまでのすべての研究成果をも手がかりとし、個人・投資家に対する権利侵害と国家の課税主権との間の線引きを決定する基準を一層明確にすることを目指した書籍を英語で書き上げることに、力を入れる予定である。なお、2019年度の夏休みに、投資仲裁の研究において最前線に立つ数多くの研究者が集まるドイツのマックス・プランク外国公法・国際法研究所に短期滞在した上で、研究者と意見を交わし、書籍のポイントを最終的に確認する予定である。予定したドイツのMax Planck Instituteへの海外研修を実施しなかった。(使用計画)平成30年度に研究成果を英語での書籍による公表を予定し、研究成果を国際学会において広くアッピールする。その際、英語校正及び渡航費のために剰余金を使用する。(使用計画)令和元年に、英語で執筆した書籍による研究成果の公表を予定しており、また研究成果を国際学会において広くアピールする予定である。平成29年度に当初平成28年度予定していたドイツへの海外研修を実施する予定である。その際、剰余金を使用する。
ω3脂肪酸由来の新規炎症収束性メディエーターの同定

急性炎症反応は生体の恒常性維持に必須な防御機構であり、その進行は「起炎反応」とそれに続く「収束過程」とに分けられる。起炎反応は好中球が炎症部位へ浸潤して異物を排除する過程であり、その分子機構が非常に良く研究されているが、好中球が消散して行く炎症の収束過程に関しては、その分子機構はほとんど明らかでない。また、高度不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)のうち、エイコサペンタエン酸(EPA)などのω3PUFAには古くから抗炎症作用が知られているが、その分子レベルでの作用機序は不明である。私はω3PUFAから新規の炎症収束性メディエーターが生成し、機能している可能性を考え、新規分子の探索を行ってきた。その結果本年度までに、酵素的に生成する複数のω3PUFA由来の新規代謝物を同定し、その中のいくつかにin vivo炎症モデルにおける好中球の炎症局所への浸潤を、ナノモルレベルで抑制する活性を見出している。平成22年度において我々は、同定した新規代謝物のいくつかについて有機化学的手法を用いた合成を試みたところ、ミリグラムオーダーでの合成に成功した。また、NMR等の構造解析手法を用いて、有機化学的に得られた化合物とのマッチングを行ったところ、それら新規代謝物の構造を完全に決定することができた。さらに、質量分析計を用いたPUFA代謝物の高感度検出系を確立し、マウスの急性腹膜炎モデルにおける炎症浸出液の分析を行ったところ、好中球が消散する時期において、新規代謝物が既存の脂質メディエーターと遜色のないレベルで存在していることを見出した。現在有機合成した化合物を用いて細胞レベルでの活性評価を行うと共に、放射標識化合物を合成して様々な細胞に対するspecific bindingを検討し、新規代謝物の標的細胞の同定を進めている。起炎反応は好中球が炎症部位へ浸潤して異物を排除する過程であり、抗炎症薬の主要なターゲットとしてその分子機構が非常に良く研究されている。一方、好中球が消散して行く炎症の収束過程に関しては、最近積極的な制御機構の存在が認識されてきているものの、その分子機構はほとんど明らかでない。また、高度不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)のうち、エイコサペンタエン酸(EPA)やドコサヘキサエン酸(DHA)などのω3PUFAには古くから抗炎症作用などが知られているが、その分子レベルでの作用機序は不明である。私はω3PUFAから新規の炎症収束性メディエーターが生成し、機能している可能性を考え、新規分子の同定、及び機能の解明を目指している。平成21年度において私は、EPA由来の新規代謝物を複数同定することに成功した。さらに、それらの代謝物をin vitroの酵素反応によりμgレベルで合成し、生物活性があるか検討を行ったところ、EPAの18位に酸素が付加された新規代謝物E5が、好中球の遊走をnMレベルの低濃度で著しくて以下させること、in vivo炎症モデルにおいて炎症進展を有意に低下させることを見出した。また、E5と酸化部位が異なる異性体についてはその作用が認められなかったことから、E5の活性には構造特異性があることが示唆された。現在は本代謝物の作用メカニズムの解明を目指し、有機合成によりmgオーダーでの合成を試みると共に、様々な細胞を用いてE5の活性評価を行っている。
共有経済における共同消費の先行要因と結果要因に関する実証研究

本研究では、共有経済における商業的なシェアリングの文脈で、共同消費をめぐる因果関係を体系的に検討する。共同消費の先行要因としては消費者の価値観・ライフスタイル要因(マテリアリズムとボランタリーシンプリシティ)とシェアリングサービス要因が、共同消費の結果要因としては消費者の生活満足度/ウェルビーイングが、それぞれ中心的な概念として検討される。概念モデルを構築した上で、アンケート調査と統計解析に基づく実証分析を行い、共有経済における消費事象の学術的な体系化と精緻化を図る。
トータルな視点からの鉄道のダイヤ乱れへの対応策の最適化

本研究では,長時間の運転支障が発生した場合でも良好な運転整理ができるようにすることを目的として,運転整理のしやすい列車ダイヤ(これを「強靭=resilientな運行計画」と呼ぶ)を生成するアルゴリズムを提案した。ここで,代表者らのアイディアとして,運転整理としては,best effortを仮定することとして,すでに開発した最適化アルゴリズムを適用する。また,事故の発生については,過去の事例から,事前に場所,復旧までの時間が確率的にわかっている(これをシナリオと呼ぶ)とする。この問題に対する混合整数計画法によるアルゴリズムを構築し,実用的な成果を得た。運転整理面でのベストエフォートを行なうことを前提として運行計画と設備計画を評価するアルゴリズムの第一段階を作成した。このアルゴリズムは,与えられた運行計画,設備計画のもとで,想定したダイヤ乱れに対して最適な運転整理案を生成する。これは,現実にダイヤ乱れが発生した時に,鉄道会社の関係者によるベストを尽くした運転整理を再現することを目的としている。このアルゴリズムは,混合整数計画法に基づくアルゴリズムで,最適な解を生成することが保証される。これまで開発してきたアルゴリズムに,途中折り返し運転への対応機能を追加した。このアルゴリズムを用いて,列車ダイヤ,折り返し設備の組み合わせに対して,想定したダイヤ乱れに対してもっとも強靭な列車ダイヤと折り返し設備の組み合わせを見出すアルゴリズムの第一段階を完成させた。このアルゴリズムは,鉄道のダイヤ乱れへの対応策を検討していく上での核となるものである。本研究を進めていく上での核となる,途中折り返し運転に対応した最適化運転整理アルゴリズムが予定どおり完成し,また,これを用いて鉄道システムのレジリエンス評価のための道筋を確立できたため,順調に推移していると判断できる。鉄道において,人身事故や災害など,長時間に渡る運転中止を伴う支障が発生した場合には,折り返し運転が行われる。ただし,折り返し運転にたやすく移行できるかどうかは,折り返し可能な番線を有する駅の位置をはじめとする設備の条件,列車ダイヤ,列車の折り返し計画などの条件に依存する。すなわち,事故が発生する箇所や支障時間を想定し,それらの事故の発生に備えて折り返し運転に移行しやすいような設備や列車ダイヤを定めておくことが有用である。本研究では,長時間の運転支障が発生した場合でも折り返し運転に速やかに移行できるようにすることを目的として,列車ダイヤ,車両運用計画,折り返し可能な番線の数や位置などを最適化することを考える。平成28年度は,平成27年度に開発した折り返し運転を考慮した運転整理案を作成するアルゴリズムをさらに発展させ,想定される事故のケース(シナリオ)に対して,設備計画は所与とする前提で,折り返し運転に速やかに移行できる列車ダイヤを自動的に作成するアルゴリズムを混合整数計画を用いて開発した。さらに,数値実験を行なって,このアルゴリズムの有効性を確認した。このアルゴリズムで生成された列車ダイヤを計画ダイヤとすることにより,事故発生時に速やかに折り返し運転に移行することができるようになる。おおむね順調に進展している。鉄道において,人身事故や災害など,長時間に渡る運転中止を伴う支障が発生した場合には,折り返し運転を含むダイヤの変更(「運転整理」と呼ぶ)を行ない,利用者になるべく迷惑がかからないようにする。事故発生時には,利用者になるべく迷惑をかけない良好な運転整理を行なうことが社会から強く求められている。良好な運転整理が行なえるかどうかは,折り返し可能な番線を有する駅の位置をはじめとする線路設備,列車ダイヤを含む運行計画,運転整理を行なう指令員の技量などの条件に依存する。本研究では,長時間の運転支障が発生した場合でも良好な運転整理ができるようにすることを目的として,列車ダイヤを含む運行計画を最適化することを考える(筆者らは,これを「強靭な運行計画」と呼ぶ。また,この性質を,強靭性,resilienceと呼ぶ)。すなわち,与えられた線路設備の条件のもとで,運転整理のしやすいダイヤを生成するアルゴリズムを混合整数計画法によって確立することを目的とする。ここで,筆者らのアイディアとして,運転整理としては,best effortを仮定することとして,最適化アルゴリズムを適用できるようにする。今年度は,昨年度までに開発したアルゴリズムに対して,シナリオの数,列車本数等を増やし,かつ,処理速度の向上を行なった。合わせて,実用規模のテストケースに対して,数値実験を行ない,有用性を確認した。・途中折り返しを考慮した運転整理案作成アルゴリズムの機能追加を行なう。具体的には,利用者からの視点の考慮,運転休止時間が変更となった場合への対応,乗務員運用の考慮などを実施する。・設備計画(折り返し設備等)を最適化する方法と組み合わせることを検討する。平成27年度に開発したアルゴリズムは,列車本数やシナリオの数を増やすと処理時間が急速に増加することが明らかになっている。今後は,実用規模の問題が実用的な時間で解けるようにすることを目指す。

さらに,設備計画(折り返し設備等)を最適化する方法と組み合わせることを検討する。情報工学ダイヤデータの変換プログラムに使用する予定であったが,提供元からのデータの提供と仕様の開示に時間を要した。そのため,手戻りを防ぐために,変換プログラムの作成を翌年に繰り延べることとした。ソフトウェアの作成外注費に充当する予定であったが,仕様の細部の決定に時間を要したため,平成29年度に使用することとしたため。ただし,全体の計画の進捗に影響を与えるものではない。ダイヤデータのフォーマット変換プログラムの作成に充当する。ソフトウェアの作成外注費用に充当する予定である。
機能性栄養素のアポ蛋白Ｂ４８転写、合成、代謝に与える影響

心血管リスク食後高脂血症の要素であるカイロミクロンについて、申請者らが樹立開発したApoB48モノクローナル抗体およびELISAを用いて研究を行った。ヒト腸管培養細胞系Caco-2を用いて極性培養し、脂質ミセルおよび食品成分を加えてカイロミクロンapoB48等の分泌を測定した。Curcumin, resveratrol, genisteinの添加により濃度依存性にapoB48分泌の抑制が見られ、一方、resveratrol, genisteinではトリグリセライドの分泌も抑制見られず、カイロミクロン粒子数の減少を反映していると考えられる。目的:心血管疾患の発症リスクとして食後高脂血症の影響が注目されている。これについて腸管由来のカイロミクロンの分泌・代謝の分析が重要である一方、食品成分の動脈硬化予防効果が関心を集めている。本研究では培養腸管細胞を用いて、食品成分が腸管における脂質代謝に与える影響を明らかにすることを目的に検討を行った。方法:多孔膜メンブレンをもつ二重底デッシュを用いCaCo-2を極性培養し、食品成分を脂質ミセルと同時に上部漕に添加し、下部漕に分泌されるカイロミクロンのApoB-48等の測定を行った。ApoB-48の測定にはApoB-48特異的モノクローナル抗体4C8によるELISA法を用いた。さらに併せてApoB-100、ApoA-I、カイロミクロン・トリグリセライド(TG)の測定を行った。結果:ApoB-48の分泌は、ワインポリフェノールのResveratrol(Re)、大豆イソフラボンのGenistein(Ge)、ターメリックのスパイス成分のCurcumin(Cu)において濃度依存的な減少が見られた。ApoB-100の分泌は見られなかった。また、TG測定では、ReとGeの各濃度ともコントロールに比べ差はみられなかったが、Cu 140&#61549;M、200&#61549;M添加ではコントロールに比べ各々減少がみられた。さらにCuはHDLの構成リポタンパクであるApoA-Iが増加しており、HDLが増加している可能性が示唆された。【結論】ApoB-48はカイロミクロン1粒子に対して1分子存在しているため、ApoB-48の減少はカイロミクロンの粒子数の減少を反映していると考えられる。ReとGe添加でTGの分泌量に変化がないことから、両者の添加により分泌されるカイロミクロンは、粒子数が減少する一方でサイズが大型化している可能性が示唆された。機能性栄養素、食品が脂質代謝、脂質異常に与える影響を検討することを目的に、B48など脂質代謝蛋白に対するこれら栄養成分の作用を腸管細胞において観察し、細胞生物学的に解析を行った。ヒト大腸ガン由来腸管細胞株Caco2を多孔性膜を有する二重底ディシュ上に培養し、吸収上皮様の極性培養系を作成した。培地に脂質ミセルおよび検討する種々の食品成分、栄養素などを加えて細胞に吸収させ、基底膜側へのカイロミクロンの分泌を検討した。ApoB48の測定は申請者らが開発したELISA系を用い、トリグリセライドの測定は酵素方を用いた。ApoB48の測定の結果、ワインポリフェノールであるレスベラトールは20μM、80μM、140μM、200μM添加においてコントロールに比べ、各々26.3%、43.8%、69.6%、78.8% ApoB48の分泌を減少させた。大豆イソフラボンであるゲニステインは20μM、80μM、140μM、200μM添加により各々19.6%、40.1%、52.6%、53.3%減少させ、ターメリックのスパイス成分であるクルクミンは20μM、80μM、140μM、200μMの添加では各々35.4%、69.1%、78.5%、93.8%減少させた。また、トリグリセライド測定では、レスベラトールとゲニステインの各濃度ともコントロールに比べ変化はみられず、一方、クルクミンは20μMと80μMではコントロールと比べ差はなかったが、140μM、200μMでは各々65.7%、100%の減少がみられた。ApoB48はカイロミクロンの1粒子に1分子存在しているので、トリグリセライドの変化に比較してApoB48の分泌の減少が大きかったことは、1粒子のサイズが大型化している一方、粒子数が減少していることを示唆した。カイロミクロンレムナント粒子の減少は、動脈硬化の抑制につながると考えられる。背景と目的:心血管疾患の発症リスクである食後高脂血症の要素カイロミクロンの分泌について、申請者らが開発したApoB48ELISAと培養腸管細胞、組織、動物を用いて、食品成分が腸管におけるリポ蛋白代謝に与える影響を明らかにすることを目的に検討を行った。方法:CaCo

-2を極性培養し、食品成分を脂質ミセルと同時に上部漕に添加し、下部漕に分泌されるカイロミクロンのApoB-48、ApoB-100、ApoA-I、triglycerideの測定を行った。マウスの反転腸管を用い、食品成分がカイロミクロン分泌に与える影響、家兎を用い食品成分がカイロミクロン分泌に与える影響を観察した。結果:培養腸管細胞におけるApoB-48の分泌は、ワインポリフェノールのResveratrol(Re)、大豆イソフラボンのGenistein(Ge)、ターメリックのスパイス成分のCurcumin(Cu)において濃度依存的な減少が見られた。TG測定では、ReとGeの各濃度ともコントロールに比べ差はみられなかった。CuではHDLの構成リポタンパクであるApoA-Iの増加がみられた。反転腸管ではカイロミクロン分泌は測定感度以下であった。家兎においては食品成分による有意な変化は認められなかった。考察:ApoB-48はカイロミクロン1粒子に対して1分子存在しているため、腸管細胞からのApoB-48分泌の減少はカイロミクロンの粒子数の減少を反映していると考えられる。ReとGe添加でTGの分泌量に変化がないことから、両者の添加により分泌されるカイロミクロンは、粒子数が減少する一方でサイズが大型化している可能性が示唆され、生体内での動脈硬化の予防に資する可能性があると考えられる。今後、組織、個体における実験を継続する予定である。脂質代謝学、動脈硬化学1年目に発見した3種の栄養成分によるアポタンパクB48分泌の抑制について、今年度はリアルタイムPCRを用いて、これらが遺伝子転写レベルまたmRNAの編集のレベルで影響を与えていることを解明することができた。これは予想外の大きな収穫であった。一方、今年度は反転腸管を用いた組織実験、および、ウサギ個体を用いた実験に着手する予定であったが、できなかった。まず、申請者らが開発したApoB48モノクローナル抗体を用いたのELISA系であるが、これは当初、臨床検査を目的としたものであったが、これを培養系の腸管細胞に応用することができ、細胞からのapoB48の分泌を培地中で検知し得たことは大きな成果であった。次に、これを用いてポリフェノール類をはじめとして約30種類の栄養素、食品成分を網羅的に調査し、この内、実績の概要に記した3食品成分をはじめ、いくつかの栄養素、食品成分でapoB48の分泌に変化があることを発見した。この内、上記3成分では、明確な用量依存性がみられ、一方、トリグリセライドの分泌量には大きな変化がなく「脂肪ータンパク乖離」の状態があることを発見することができた。このことは実績の概要に記したように分泌されたカイロミクロンの粒子数の減少を意味しているとともに、当初、apoB48の増減は脂肪の吸収と分泌に依存していると考えられていたものが、apoB48タンパク質独自の調節を受けていることが示唆されたことになる。実績の概要には記していないが、すでにリアルタイムPCRを用いて腸管細胞の脂質代謝関連タンパクの遺伝子転写調節の解析に着手して、解析が行えることを確認しているので、大きな進展が得られたと考えている。システムを確立することができた細胞実験について、3種の栄養成分がトリグリセライドの分泌に与える影響を調べる。また、トリグリセライド分泌に関連した代謝関連因子であるFABP-A,MCTPなどの遺伝子転写を観察し、調節の機序を解析する。マウスの反転腸管を用い、脂質の吸収分泌の測定計を確立する。