hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LIUVFによる超音速流の二次元計測システムの開発

酸素へのレーザー照射によって発光する紫外けい光が可視化・計測に利用できれば,非常に有用な超音速流の解析手法となる.本研究ではArFエキシマレーザを酸素に照射し,超高感度CCDカメラによりけい光の観察および超音速流の二次元的な可視化を可能にした.ArFエキシマレーザーは酸素のSchumann-Runge吸収線(X→B)に対応し,このレーザ光により220nm400nmの範囲のけい光を発する.ただし,常温以下では,ArFエキシマレーザー光を酸素が吸収しにくく非常に微弱なけい光強度しか得られず,常温以下では酸素のけい光を可視化に利用するには困難であるとされてきた.そのため,実験装置やレーザー入射窓から散乱されるレーザー光の除去,レーザー光路をアルゴンで満たしレーザー光の減衰を防止,イメージインテンシファイアのゲインを低く抑えて雑音を低減化,CCDカメラの露光時間を長くする等の工夫を行った.このシステムを酸素の超音速自由噴流に適用し,酸素のけい光による常温以下の超音速自由噴流の構造,特に衝撃波系の可視化を可能にし,本システムの有効性を明らかにした.また,超音速自由噴流中心軸上のけい光強度分布から酸素が発するけい光が衝突失活の影響を受けず,けい光寿命が前期解離失活に律速されることも明らかにした.この性質は,従来のレーザー誘起けい光による物理計測において問題であった衝突失活の見積が不必要であることを意味し,酸素のレーザー誘起けい光による物理量の高精度な非接触・多点同時計測の可能性が示された.本研究では,物理量計測の一例として酸素のけい光強度を用いた密度計測を行い,けい光強度の密度依存性が理論と実験で一致することを明らかにした.酸素へのレーザー照射によって発光する紫外けい光が可視化・計測に利用できれば,非常に有用な超音速流の解析手法となる.本研究ではArFエキシマレーザを酸素に照射し,超高感度CCDカメラによりけい光の観察および超音速流の二次元的な可視化を可能にした.ArFエキシマレーザーは酸素のSchumann-Runge吸収線(X→B)に対応し,このレーザ光により220nm400nmの範囲のけい光を発する.ただし,常温以下では,ArFエキシマレーザー光を酸素が吸収しにくく非常に微弱なけい光強度しか得られず,常温以下では酸素のけい光を可視化に利用するには困難であるとされてきた.そのため,実験装置やレーザー入射窓から散乱されるレーザー光の除去,レーザー光路をアルゴンで満たしレーザー光の減衰を防止,イメージインテンシファイアのゲインを低く抑えて雑音を低減化,CCDカメラの露光時間を長くする等の工夫を行った.このシステムを酸素の超音速自由噴流に適用し,酸素のけい光による常温以下の超音速自由噴流の構造,特に衝撃波系の可視化を可能にし,本システムの有効性を明らかにした.また,超音速自由噴流中心軸上のけい光強度分布から酸素が発するけい光が衝突失活の影響を受けず,けい光寿命が前期解離失活に律速されることも明らかにした.この性質は,従来のレーザー誘起けい光による物理計測において問題であった衝突失活の見積が不必要であることを意味し,酸素のレーザー誘起けい光による物理量の高精度な非接触・多点同時計測の可能性が示された.本研究では,物理量計測の一例として酸素のけい光強度を用いた密度計測を行い,けい光強度の密度依存性が理論と実験で一致することを明らかにした.本年度までに,イメージインテンシファイア,紫外光用レンズをCCDカメラに組み合わせ,O_2から発せられる紫外けい光(LIUVF)の観測を可能にした。さらに,これにより得られた可視化画像から温度密度分布を計測するために,画像を電子計算機に記憶し,計算処理を可能にした。ArFエキシマレーザ(193nm)はO_2のSchumannRunge吸収線(X→B)に対応し,このレーザ光により220400nmの範囲のけい光を発する。ただし,常温以下では,ArFエキシマレーザ光をO_2が吸収しにくく非常に微弱なけい光強度しか得られない。そのため,けい光の光路中にN_2ガスを流し,大気中のO_2によるけい光の減衰を防ぐ等の工夫を行っている。また,真空槽内へレーザ光を導く際のレーザ光の減衰率等の調査も行った。現在までに,CCDカメラの露光時間を長くすることで,このけい光を捉えることを可能にした。また,超音速自由噴流の流れ場に本手法を適応し,可視化および温度計測を行った。その結果,可視化では従来から得られているヨウ素を用いた手法ほど鮮明な画像が得られず,温度計測でも低温域において誤差の大きい結果となった。これらは,けい光が非常に微弱であることに起因しているものと考えられ,本年度もけい光強度を増加させる検出系の改善を目指す予定である。一方,ヨウ素を用いた希薄気体流の温度計測にも行ない,その計測精度を向上させるための吸収線の選択方法を提案し,(0,43)バンドを用いた際の最適な吸収線を明らかにした。さらに,超音速自由噴流が干渉した流れ場構造の解明にもけい光を利用した可視化技術を導入し,その有効性を確認した。本年度までに,ArFエキシマレーザー(波長193nm)と超高感度

CCDカメラの組み合わせにより,酸素のLIFによる常温以下の超音速流の可視化が可能であることを明らかにした.ArFエキシマレーザーは酸素のSchumann-Runge吸収線(X→B)に対応し,このレーザー光により220nm400nmの範囲のけい光を発する.ただし,常温以下では,ArFエキシマレーザー光を酸素が吸収しにくく非常に微弱なけい光強度しか得られず,常温以下では酸素のけい光を可視化に利用するには困難であるとされてきた.そのため,実験装置やレーザー入射窓から散乱されるレーザー光の除去,レーザー光路をアルゴンで満たしレーザー光の減衰を防止,イメージインテンシファイアのゲインを低く抑えて雑音を低減化,CCDカメラの露光時間を長くする等の工夫を行った.このシステムを酸素の超音速自由噴流に適用し,酸素のけい光による常温以下の超音速自由噴流の構造,特に衝撃波系の可視化を可能にし,本システムの有効性を明らかにした.また,超音速自由噴流中心軸上のけい光強度分布から酸素が発するけい光が衝突失活の影響を受けず,けい光寿命が前期解離失活に律速されることも明らかにした.この性質は,従来のレーザー誘起けい光による物理計測において問題であった衝突失活の見積が不必要であることを意味し,酸素のレーザー誘起けい光による物理量の高精度な非接触・多点同時計測の可能性が示された.本研究では,物理量計測の一例として酸素のけい光強度を用いた密度計測を行い,けい光強度の密度依存性が理論と実験で一致することを明らかにした.
海馬神経新生の制御による産後・周産期うつ病の治療法の確立

うつ病は情動に障害をもたらす重要な疾患であるがその発症メカニズムはよく分かっていない。申請者は成体海馬における神経新生を制御する重要なファクターであるsFRP3に注目し、抗うつ薬作用において果たす役割について調べた。抗うつ薬投与をうけたマウスの海馬では、sFRP3発現量は速やかに低下し、その後数週間かけて徐々に回復する。また抑うつ行動に関する行動実験において、sFRP3ノックアウトマウスは抗うつ薬投与を受けた野生型マウスと同じ表現型を示す。これらの結果はsFRP3が海馬神経新生の制御を介して抗うつ薬の重要な作用点となっていることを強く示唆する。近年、成体海馬における神経新生が抗うつ薬の作用発現に重要であるという報告がなされ注目を浴びている。申請者はこの神経新生を制御する重要なファクターであるsFRP3に注目し、うつ病との関連と、抗うつ薬・治療において果たす役割について調べた。研究初年度である今年度においては、抗うつ治療のひとつとしてヒトうつ病患者に用いられる電気ショックの影響をしらべるため、sFRP3ノックアウトマウスおよび野生型マウスに電気ショック(Electroconvulsion ; ECS)の投与を行った。野生型マウスにECSを投与すると、海馬神経新生が促進されるとともに速やかにsFRP3の発現量が低下する。つまりsFRP3は神経細胞の活動性により発現調節を受けていることが分かる。一方、sRP3ノックアウトマウスではこのECSによる成体海馬神経新生への促進作用が消失することが分かった。さらに新生した神経細胞における樹状突起の伸長を調べるためにレトロウイルスをインジェクションした後にECSを投与すると、野生型マウスでは、ECSの投与により樹状突起の伸長に対する促進作用が見られる。しかしながらsFRP3ノックアウトマウスにおいてはこの樹状突起の伸長における促進作用が消失することが分かった。これらの結果により、ECSの海馬神経新生への作用はsFRP3を介していることが強く示唆された。この結果、抗うつ治療はsFRP3の発現量減少を引き起こし、sFRP3による抑制が減弱して海馬神経新生が活性化されることによって抗うつ作用を起こす'という仮定を強く支持するものである。本研究課題では、うつ病の発症メカニズムを知るために成体海馬における神経新生について、とくに神経新生を制御する重要なファクターであるsFRP3に注目して研究を行っている。初年度において抗うつ治療として用いられる電気ショック(ECS)の投与が、sFRP3の発現量変化を介して神経新生を活性化させることを示した。採択後二年目である今年度は、抗うつ薬投与によるsFRP3発現への影響を調べるために野生型マウスに抗うつ薬(フルオキセチン,SSRI)を投与した後に海馬におけるsFRP3発現量をRT-PCRおよびin situ hybridizationにより確認した。抗うつ薬投与の短期投与およびPBSの投与ではsFRP3の発現量は変化しなかったが、長期投与によりsFRP3発現量は投与後6時間で約50%まで低下し、その後数週間かけて徐々に回復することが確認された。しかもこの効果は選択的セロトニン阻害薬だけでなく三環系抗うつ薬においても同様の結果であることが分かった。さらにsFRP3がうつ病の病態形成にどのように関わるのかを明らかにするため、sFRP3ノックアウトマウスによる抑うつ行動に関する行動実験を行った。抗うつ薬のスクリーニングに用いられる非常に簡便かつ有用な評価方法である'尾懸垂試験'ならびに'強制水泳試験'を用いて「sFRP3ノックアウトマウス」「抗うつ薬投与を受けた野生型マウス」「無処置の野生型マウス」の各グループで比較を行った結果、ノックアウトマウス群は抗うつ薬の長期投与を受けた野生型マウス群と同じ行動表現型を示し、かつ無処置の野生型マウズと比較してより抗うつ型の行動をとることが明らかになった。この結果は'抗うつ治療はsFRP3の発現量減少を引き起こし、sFRP3による抑制が減弱して海馬神経新生が活性化されることによって抗うつ作用を起こす'という仮定を強く支持するものである。申請者はこの神経新生を制御する重要なファクターであるsFRP3に注目し、抗うつ薬作用において果たす役割について調べた。まず抗うつ薬投与をうけたマウスの海馬では、sFRP3発現量は投与後6時間で約50%まで低下し、その後数週間かけて徐々に回復することがRT-PCR, in situ hybridizationの両方で確認された。

また尾懸垂試験ならびに強制水泳試験などの抑うつ行動に関する行動実験において、sFRP3ノックアウトマウスは抗うつ薬投与を受けた野生型マウスと同じ行動表現型を示した。この結果は`抗うつ薬の長期投与はsFRP3の発現量減少を引き起こし、sFRP3による抑制が減弱して海馬神経新生が活性化されることによって抗うつ作用を起こす'という仮定を強く支持するものである。昨年度までに得られていた生化学的結果を裏付けることのできるデータが、他の薬剤および行動実験により得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度得られた行動実験をさらに深めるために、長期的解析を可能にするタスクを用いてデータを積み重ねたい。また一方で、中枢神経系におけるsFRP3の濃度が常時高い場合にどのような行動パターンが起こりえるのかについて、浸透圧ポンプによる組み換えsFRP3タンパクの注入と行動実験との組み合わせにより確認を行いたい。これによりsFRP3が抗うつ作用を制御するメカニズムが分かるとともに、新たな治療法としての可能性について言及できるものと思われる。
ピロール・イミダゾールポリアミドを用いたテロメアにおけるクロマチン高次構造の解析

本研究では染色体末端にコードされているテロメアのクロマチン構造形成の仕組みを理解することを目的とし、クロマチンの新たな形成因子して注目されているノンコーディングRNA(ncRNA)に着目して研究を行ってきた。本年度は、テロメア配列に特異的に結合するピロール・イミダゾールポリアミド化合物(PIPA)を用いてテロメアクロマチンを単離し、そこに含まれるncRNAの網羅的解析を試みた。まず、テロメアクロマチン精製用のPIPAプローブとして、デスチオビオチン標識したもの(PIPA-DB)を京都大学杉山弘教授の協力を得て合成し、プローブの品質を二つの指標により評価した。(i)培養細胞を用いてPIPA-DBとテロメア結合タンパク質TRF2との共染色を行い、PIPA-DBのテロメア配列への結合特異性を示した。(ii)PIPA-DBを用いてテロメア配列を含むプラスミドと含まないプラスミドを混ぜた溶液からテロメア配列を含むプラスミドのみを単離することに成功した。次に、マウス浮遊細胞からPIPA-DBを用いてテロメアクロマチンを抽出し、次世代シークエンサーによってテロメアに結合するncRNAの網羅的な同定を試みた。その結果、テロメアに結合する既知のncRNAであるTERRA/ARRETとテロメラーゼのRNA構成要素であるTercのリード検出に成功した。このことからPIPA-DBによりテロメアに結合するRNAを効率よく検出できることがわかった。機能未知のncRNAも多数検出されており、テロメアのクロマチン高次構造の形成に関わる新たなncRNAが見つかることが期待される。本研究で確立したテロメアRNAの網羅的検出法は、対象細胞に遺伝学的操作を一切する必要がないので、臨床サンプルも含めて、テロメアにさまざまな異常を有した細胞にも応用することが可能であり、非常に有用である(特許出願準備中)。テロメアに結合するRNAを網羅的に精製・解析するため、本年度はPIPA-DBを用いたテロメアに結合するRNA精製法の確立とIllumina MiSeqによる精製したRNAの解析に取り組んだ。その結果、マウス浮遊細胞からテロメアクロマチンの精製および結合RNAの同定に成功した。このことから、第一段階は達成できたと考えている。本年度はPIPA-DBを用いたテロメアに結合するRNA精製法確立のための基盤づくりを行い、実際にテロメア結合するncRNAを網羅的に同定してきた。次年度は、機能未知のncRNA中からテロメアクロマチン構造形成に関わるものを選別し、その仕組みを解明する。具体的には、検出された機能未知のncRNAに対して、CRISPR/Cas9などのゲノム編集技術を用いて、コード領域をノックアウトし、ダメージ応答やテロメア長に変化があるかを観察する。次に、ノックアウト後テロメアの異常が観察されたncRNAとテロメア末端結合蛋白シェルタリン複合体等との相互関係を中心に調べていく。

次に、ノックアウト後テロメアの異常が観察されたncRNAとテロメア末端結合蛋白シェルタリン複合体等との相互関係を中心に調べていく。
センサつきキッチンとレシピ自動作成システムの開発とその教育的利用に関する研究

本研究では、キッチンがものづくりの場、コミュニケーションの場であることに注目し、キッチンでの学びを支援するシステムの構築およびその教育的利用について研究を行ってきた。キッチンを学びの場と位置づけ、そこでの活動を情報技術によって拡張し、外部の世界とつなげるという視点は独創的であるとの評価を国内および国際会議において受けてきた。具体的には、キッチンの教育的利用に関する研究として、調理活動における熟達者と初心者の違いを明らかにしながら、調理の熟達化支援に関する研究を行った。この研究の過程をとおして、メタ認知や作業場の空間デザインが学びと深く関係していることが明らかとなった。また、この学びを支援するキッチン環境を構築するため、カメラ、ディスプレイ、マイクロフォン、スイッチなどを組み込んだハードウェアプラットフォームを試作した。このキッチンを利用することにより、調理過程を記録し、公開および再生できるアプリケーションを実装することができた。さらに、実際の調理をとおして評価実験を行い、初心者にとっても使いやすいキッチン環境であることを示した。本研究の成果は、国際会議1件、国内会議5件の研究発表として論文集に掲載された。それぞれの会議は、認知科学、教育工学、人とコンピュータのインタラクション、コンピュータソフトウェアの代表的な会議とみなされているものである。さらに本研究は、読売新聞全国版や、朝日新聞社のAERAという一般雑誌でも取り上げられ、社会的に反響は大きく、社会的にも今後さらなる研究が期待されている。本研究は,キッチンがものづくりの場,コミュニケーションの場であることに注目し,キッチンでの学びを支援するシステムおよびその教育的利用について研究を行っている.キッチンを学びの場と位置づけ,そこでの活動を情報技術によって拡張し,外部の世界とつなげるという視点は独創的である.また近年,情報技術の進展により,コンピュータが人々の生活をあらゆる場面で支援していくという,ユビキタスコンピューティングの考え方が注目を集めている.本研究は,このような研究の流れにも沿うものである.今年度は,以下の研究を行い,国内外の学会発表を行った.1.キッチンの場の特性分析[5月9月](全員)キッチンで実際に行われている活動を分析し,そこで必要となる要件について議論を行った.これらの議論をもとに,コンピュータにより支援されたキッチンの未来像について,ブレインストーミングを行い,研究の方向性を明確にしていった.2.システムの設計・実装[10月2月](椎尾,美馬,小野)キッチンにおけるコンピュータ利用の実験をするために,各種アプリケーションの試作と評価を行うハードウェアプラットフォームを設計・実装した.本プラットフォームは,市販されているシステムキッチンに,コンピュータ機能を組み込んだ,コンピュータ強化キッチンカウンターである.このプラットフォームを,玉川大にまず実装し,次に未来大に実装した.両大学に同一プラットフォームを実装したことにより,今後,コンピュータネットワークを用いた遠隔コミュニケーションや遠隔教育が可能になると考える.3.評価実験の準備[3月](椎尾,美馬,小野)上記2のプラットフォームを用いて行う評価実験のデザインを行った.この実験は,平成16年度に実施する予定である.4.国内発表1件,国際会議発表(予定)1件,雑誌掲載(WWW上のMYCOM PC WEB)1件本研究では、キッチンがものづくりの場、コミュニケーションの場であることに注目し、キッチンでの学びを支援するシステムの構築およびその教育的利用について研究を行ってきた。本研究の成果は、国際会議1件、国内会議4件の研究発表として論文集に掲載された。
生活習慣病予防が期待される食品機能成分の新しい評価系と応用

核内受容体PPAR活性化を指標とした、レスベラトロールなどの食品機能成分による生活習慣病予防の新しい分子作用機構を検討した。レスベラトロールを4週間摂取したマウス肝臓で、PPAR応答遺伝子がPPARα依存的に発現上昇した。高脂肪食とともに長期間摂取させると、白色脂肪組織および肝臓の脂肪が減少し、寿命延長効果が認められた。また、レスベラトロール摂取と習慣的運動によって、筋肉のPPAR応答遺伝子のPPARα依存的な発現誘導と運動持久力の改善が認められた。さらに、レスベラトロールがPPARを直接活性化することを見出した。また、辛味成分やシナモンバーク油主成分によるPPAR活性化も明らかとなった。我々はこれまでの研究から、レスベラトロールをはじめとした食品機能成分によるPPAR活性化を介する作用が、生活習慣病予防の新しい分子作用機構であると考えて、研究を進めている。本研究では、PPAR活性化を指標にしたオリジナルな評価系を用い、食品機能成分がPPAR活性化を介して、どのような機構で、どのような分子が制御を受けて、生活習慣病発症に関与する脂質代謝等を改善するのかを明らかにすることを目的としている。本年度はまず、レスベラトロールの短期および長期摂取による脂質代謝改善効果について検討した。マウスにレスベラトロールを4週間摂取させると、野生型マウスにおいて、血漿トリグリセリドが減少し、肝臓で脂肪酸の燃焼や輸送に関わるPPAR応答遺伝子の発現が上昇した。一方、PPARα欠損型マウスではこのような変化は認められなかった。さらに高脂肪食とともにレスベラトロールを約100週間摂取させると、50週目付近で一過性に体重が減少し、最終的に寿命延長効果が認められた。約40週目では白色脂肪重量が減少し、肝臓中の脂肪量も減少していた。これらの効果はPPARα欠損型マウスでは認められなかった。以上のように、レスベラトロールの短期および長期摂取によるPPARα依存的な脂質代謝改善効果を見出した。さらに、レスベラトロールと同様に、PPARを活性化するとともに、プロスタグランジン産生の律速酵素である誘導型シクロオキシゲナーゼ(COX-2)発現を抑制する成分を日常的に摂取できる食物から検索した。培養細胞を用いたアッセイ系で、シナモンバーグ油主成分がPPARα,β/δ,γを活性化しCOX-2発現を抑制すること、辛味成分がPPARαを活性化しCOX-2発現を抑制することを新たに見出した。これらの成分が、PPARとCOX-2を介して生活習慣病予防に作用する可能性が考えられた。様々な食品機能成分の代謝改善効果については数多くの先行研究があり、効果の検証はなされているものの、その分子作用機構については明らかにされていない。私たちは、食品機能成分の機能性を核内受容体PPAR活性化を指標にして評価する系を新たに確立している。本研究では、食品機能成分がPPAR活性化を介して、どのような分子作用機構を受けて生活習慣病予防に関与するのかを、臓器間の協調的代謝制御という視点からの解明を検討した。本年度は、レスベラトロール摂取と持続的運動負荷による筋肉でのPPAR活性化と持久力への影響を調べ、肝臓と筋肉の相互作用について検討した。レスベラトロールを摂取させたマウスでは、肝臓においてPPAR応答遺伝子の発現誘導が認められたが、筋肉では発現誘導は見られなかった。一方、レスベラトロール摂取とともに持続的な運動負荷を併用したマウスでは、肝臓での発現誘導が消失し、筋肉でのPPAR応答遺伝子や持久力関連遺伝子の発現誘導が見られ、運動持久力の向上が認められた。以上の結果から、レスベラトロールのよる筋肉でのPPAR応答遺伝子の発現誘導には、肝臓とは異なり、持続的な運動負荷が必要であり、その結果が運動持久力の向上につながること、運動持久力の改善には、肝臓と筋肉でのPPAR活性化の相互作用が関与する可能性があることが明らかとなった。また、私たちはこれまでに、PPARがプロスタグランジン産生の律速酵素である誘導型シクロオキシゲナーゼ(COX-2)と相互に作用することを見出し、レスベラトロールと同じようにPPAR活性化とCOX-2発現抑制の両方の効果をもつ食品成分を、培養細胞を用いたアッセイ系によりスクリーニングした。その結果、両効果をもつ成分として辛味成分と香辛料精油成分を同定し、現在この成分をマウスに摂取させて、個体レベルでの効果を検討している。様々な食品機能成分の代謝改善効果については数多くの先行研究があるが、その効果の分子作用機構について十分には明らかにされていない。本研究では、食品機能成分がPPAR活性化を介してどのような分子作用機構により生活習慣病予防に寄与するのか解明することを目的としている。

本年度は、種々のポリフェノールを用いたPPARα活性化検討、PPARαリガンド結合ドメインのX線構造解析データに基づいたコンピューター予測と変異体解析から、レスベラトロールの4'位水酸基がPPARα活性化に直接関与する可能性が高いことを見出した。さらに、レスベラトロールの新たな分子標的として報告されたホスホジエステラーゼ(PDE)阻害との関係を検討したところ、PDE阻害など細胞内cAMPを増加させる条件だけではPPARα活性化は検出されないが、低濃度レスベラトロールと併用するとPPARα活性化が増強されることを見出した。この活性化で、脂質代謝が改善されると細胞内ATP増加/cAMP減少が生じるが、レスベラトロールはcAMP減少を抑制することでPPARαを持続的に活性化すると考えられる。これが、食品機能成分であるレスベラトロールの継続的な摂取による生活習慣病予防効果を説明できる分子機構仮説と考えている。さらに、レスベラトロールと同様の効果をもつ食品成分として辛味成分を見出し、培養細胞およびマウスを用いた生体において、PPARαを選択的に活性化することを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。食品機能化学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画1年目の今年度は、レスベラトロールの短期および長期摂取によるPPAR活性化を介した脂質代謝改善効果について明らかにすることができた(論文投稿中)。さらに、培養細胞を用いたアッセイ系でPPARを活性化しCOX-2発現を抑制する成分の検索を行い、香辛料精油成分と辛味成分が両効果をもつことを見出した。以上より、研究計画はおおむね順調に進展している。計画1年目には、レスベラトロールの短期および長期摂取による脂質代謝改善効果について検討し、肝臓と脂肪組織が相互に作用することを見出したが、計画2年目の本年度はそれに続いてレスベラトロール摂取と運動負荷による筋肉でのPPARα活性化と運動持久力について検討し、肝臓と筋肉が相互に作用する可能性を見出すことができた。さらに、PPARを活性化しCOX-2発現を抑制する食品機能成分の同定を行い、培養細胞を用いたスクリーニングから、両方の効果をもつ成分として辛味成分と香辛料精油成分を新たに同定し、この成分のマウスに摂取させて個体レベルでの評価を開始することができた。計画2年目では計画どおり、レスベラトロールによる筋肉でのPPAR活性化と肝臓と筋肉の相互作用を明らかにする予定である。さらに、培養細胞系でPPARを活性化することを見出した香辛料精油成分と辛味成分について、マウスを用いた生体レベルでの活性化を検討する予定である。最終年の次年度は、これまで得られた結果を精査し、レスベラトロールがPPAR活性化を介して、どのように肝臓、筋肉、脂肪組織間の協調的代謝制御を行い、生活習慣病予防効果を発揮するのか、その作用機構を明らかにするための研究を進める。さらに、培養細胞を用いたスクリーニングにより同定した成分について、本年度から開始しているマウスを用いた個体レベルでの評価を継続し、レスベラトロールで見られた効果や作用機構が、ほかの食品機能成分においても認められるのか、比較検討を行う。
冷却面に生成した凍結層の剥離現象に関する研究

本研究者は従来の研究において,熱伝導率の比較的小さい水平冷却板を用いて水溶液を凍結させると,凍結層が浮力の作用により冷却面から自然に剥離し,冷却面が常に露出した状態で凍結現象が実現できることを見いだした.本研究は,その現象の応用・発展のための基礎資料を得ることを目的とし,主に以下の検討を行った.1.鉛直円筒面における凍結剥離現象の解明塩化ビニル製の鉛直円筒内部を冷却して210wt%エチレングリコール水溶液の凍結実験を行った結果,円筒面においても凍結層の剥離現象が生ずることを確認した.このことは例えば,氷蓄熱槽下部に多数の冷却円筒を設置することにより凍結量を増加させることの可能性を示唆した.また円筒長さの影響について調べた結果,円筒が長くなると凍結量は増加するが剥離しにくくなり,円筒長さに適切な値があることを示した.2.円管内流動水溶液の凍結と剥離現象氷結晶の剥離現象のより実用化に向けた研究として,円管内を流れる水溶液の凍結・剥離現象について実験を行い,流速及び冷却条件が剥離現象にどのように影響するかについて検討した.その結果,流速を遅くすると凍結量は増加するが,さらに遅くすると冷却面から氷結晶が剥離せず凍りつくことを明らかにした.また流速を速くすると凍結量は減少し,さらに速くすると氷結晶が生成されないことを示した.これらのことから,リキッドアイス製氷には最適な流速・冷却条件があることを明らかにした.3.凍結剥離現象に及ぼす冷却板厚さの影響塩化ビニル板の厚さを0.53mmに変化させて凍結剥離現象を調べた結果,1.01.5mmの厚さにおいて剥離しなくなる限界の冷却熱流束が最も大きくなり,すなわち最も剥離しやすいことを明らかにし,本現象をリキッドアイス製氷に応用する際の重要な指針を得た.本研究者は従来の研究において,熱伝導率の比較的小さい水平冷却板を用いて水溶液を凍結させると,凍結層が浮力の作用により冷却面から自然に剥離し,冷却面が常に露出した状態で凍結現象が実現できることを見いだした.本研究は,その現象の応用・発展のための基礎資料を得ることを目的とし,主に以下の検討を行った.1.鉛直円筒面における凍結剥離現象の解明塩化ビニル製の鉛直円筒内部を冷却して210wt%エチレングリコール水溶液の凍結実験を行った結果,円筒面においても凍結層の剥離現象が生ずることを確認した.このことは例えば,氷蓄熱槽下部に多数の冷却円筒を設置することにより凍結量を増加させることの可能性を示唆した.また円筒長さの影響について調べた結果,円筒が長くなると凍結量は増加するが剥離しにくくなり,円筒長さに適切な値があることを示した.2.円管内流動水溶液の凍結と剥離現象氷結晶の剥離現象のより実用化に向けた研究として,円管内を流れる水溶液の凍結・剥離現象について実験を行い,流速及び冷却条件が剥離現象にどのように影響するかについて検討した.その結果,流速を遅くすると凍結量は増加するが,さらに遅くすると冷却面から氷結晶が剥離せず凍りつくことを明らかにした.また流速を速くすると凍結量は減少し,さらに速くすると氷結晶が生成されないことを示した.これらのことから,リキッドアイス製氷には最適な流速・冷却条件があることを明らかにした.3.凍結剥離現象に及ぼす冷却板厚さの影響塩化ビニル板の厚さを0.53mmに変化させて凍結剥離現象を調べた結果,1.01.5mmの厚さにおいて剥離しなくなる限界の冷却熱流束が最も大きくなり,すなわち最も剥離しやすいことを明らかにし,本現象をリキッドアイス製氷に応用する際の重要な指針を得た.本研究者は従来の研究において,熱伝導率の比較的小さい水平冷却板を用いて水溶液を凍結させると,凍結層が浮力の作用により冷却面から自然に剥離し,冷却面が常に露出した状態で凍結現象が実現できることを見いだし報告してきた.本研究は,その現象の応用・発展のための基礎資料を得ることを目的とし,鉛直円筒面における凍結剥離現象の解明を始め,冷却面厚さや水溶液種類による影響などを調べ以下の知見を得た.1.鉛直円筒面における凍結剥離現象の解明塩化ビニル製の鉛直円筒内部を冷却して210wt%エチレングリコール水溶液の凍結実験を行った結果,円筒面においても凍結層の剥離現象が生ずることを確認した.このことは例えば,氷蓄熱槽下部に多数の冷却円筒を設置することにより凍結量を増加させることの可能性を示唆した.また円筒長さの影響について調べた結果,円筒が長くなると凍結量は増加するが剥離しにくくなり,円筒長さには適切な値があることを示した.2.凍結・剥離現象に及ばす冷却面厚さの影響塩化ビニル板の厚さを0.53mmに変化させて凍結剥離現象を調べた結果,1.01.5mmの厚さにおいて剥離しなくなる限界の冷却熱流束が最も大きくなり,すなわち最も剥離しやすいことを明らかにし,本現象をリキッドアイス製氷に応用する際の重要な設計指針を与えた.3.凍結・剥離現象に及ばす水溶液種類の影響210wt%

エタノール水溶液を用いて水平冷却面上の凍結剥離実験を行った結果,エチレングリコール水溶液と比較して剥離しにくいこと,また凝固潜熱が小さいため蓄熱量が少ないことなどを明らかにし,水溶液としては,密度が大きく凝固潜熱が大きいものが適していることを示した.本研究者は従来の研究において,熱伝導率の比較的小さい水平冷却板を用いて水溶液を凍結させると,凍結層が浮力の作用により冷却面から自然に剥離し,冷却面が常に露出した状態で凍結現象が実現できることを見いだし報告してきた.本研究は,その現象の応用・発展のための基礎資料を得ることを目的とし,傾斜平板面における凍結層剥離現象の解明を始め,円管内流動水溶液の凍結と剥離現象について実験を行い以下の知見を得た.1.傾斜平板面における凍結層剥離現象の解明塩化ビニル製の厚さ3mmの冷却板を傾斜させて設置し,210wt%エチレングリコール水溶液の凍結実験を行った結果,傾斜面においても凍結・剥離現象が生ずることを明らかにした.また,傾斜面においては氷結晶が傾斜面をスライドしながら成長し,比較的大きなシート状となって剥離することを明らかにした.さらに,傾斜角度が大きいほど剥離しやすいことを見出した.2.円管内流動水溶液の凍結と剥離現象氷結晶の剥離現象をより実用化に向けた研究として,円管内を流れる水溶液の凍結・剥離現象について実験を行い,流速及び冷却条件が剥離現象にどのように影響するかについて検討した.その結果,流速を遅くすると凍結量は増加するが,さらに遅くすると冷却面から氷結晶が剥離せず凍りつくことを明らかにした.また流速を速くすると凍結量は減少し,さらに速くすると氷結晶が生成されないことを示した.これらのことから,リキッドアイス製氷には最適な流速・冷却条件があることを明らかにした.本研究者は従来の研究において,熱伝導率の比較的小さい水平冷却板を用いて水溶液を凍結させると,凍結層が浮力の作用により冷却面から自然に剥離し,冷却面が常に露出した状態で凍結現象が実現できることを見いだし報告してきた.本研究は,その現象の応用・発展のための基礎資料を得ることを目的とし,水平冷却面における水溶液の凍結と剥離現象に及ぼす冷却面材質の影響などを調べた.鉛直平板における凍結剥離現象について実験を行い以下の知見を得た.1.凍結・剥離現象に及ばす冷却面材質の影響冷却板として,厚さ1.5mmの塩化ビニル板に0.012mmのアルミ箔を接着したもの及び1.0mmの塩化ビニル板に0.1mmの銅板を接着したものについて凍結・剥離挙動を調べた結果,表面が金属面の材質においては凝固潜熱が冷却面全体に吸収されて一塊の大きな氷結晶に成長しやすく,剥離限界熱流束が小さくなり剥離しにくくなることを明らかにした.すなわち,氷結晶の剥離現象においては,冷却板表面で局所的な温度不均一ができやすい材質が適していることを示した.2.鉛直平板における凍結・剥離現象鉛直冷却面におけるエチレングリコール水溶液の凍結・剥離現象について実験を行った結果,鉛直面においては氷結晶は冷却面をスライドしながら他の氷結晶と結合し比較的大きなシート状となって剥離浮上することを示した,また,剥離限界条件は冷却面における熱流束比に関係しており,鉛直冷却面においては水平冷却面よりも剥離しやすいことを明らかにした.
凍結割断レプリカを用いた免疫染色による肝細胞ギャップ結合の電子顕微鏡観察

我々は、細胞膜の真表面(細胞外ならびに細胞質側表面)の巨分子構造を観察するための方法としてfracture-flipあるいはfracture-flip/Triton法を開発し、種々の細胞や細胞内小器官の膜表面の構造を報告した。一連の研究から、凍結割断で露出、カーボン蒸着されたmembrane halfは物理的に安定しており、Tritonのような界面活性剤では可溶化されないこと、細胞膜内の蛋白質の免疫原性や酵素活性のような生物学的活性の保持に優れていることが明らかになった。この結果から、我々は以下の手順によって、少なくとも、p-面に露出されたギャップ結合の膜内粒子(コネクソン)をコネクシン(Cx)抗体によって免疫染色することが理論的には可能であると考えた:1.試料を急速凍結、2.常法に従い凍結割断ならびに白金ーカーボン蒸着を行なう、3.Triton-100あるいはSDS等の界面活性剤で凍結割断されていない形質膜と細胞質を可溶化した後に、露出したコネクソンの細胞質側を抗体で免疫染色する。本申請研究においては、実際の手技と、肝細胞形質膜上におけるギャップ結合構成蛋白質コネクシンの免疫局在を検討した。〔方法〕マウス肝の未固定、未凍結切片をBalzers社製双面レプリカ用試料台に圧着、液体窒素で凍結し、常法に従って、凍結割断ならびに白金とカーボン蒸着を行なった。レプリカを2.5%Triton X-100あるいはSDSで12時間処理後、Cx32と26に対する抗体(愛媛大学島津孝教授と九州大学柴田洋三郎教授より提供)を用いて、免疫コロイド金標識を行なった。ギャップ結合のCx32と26の構成比がギャップ結合プラークの大きさによって異なること、ギャップ結合以外の形質膜にもCxが存在していることが明らかになった。
内軟骨性骨形成過程におけるSox9転写ファクトリーの制御機構の解明

軟骨細胞分化過程において必須的役割を果たす転写因子Sox9の分子メカニズムを明らかにするために,Sox9と転写複合体、すなわち転写ファクトリーを形成する遺伝子クローニングシステムの開発に成功した。このスクリーニングシステムを活用して、Sox9の転写ファクトリーメンバーを探索した結果、カルシウムイオンチャンネルTRPV4が、Sox9の発現ならびに機能を促進させ、軟骨細胞分化を制御していることが明らかとなった。上記の遺伝子クローニングシステムを用いて、さらに探索を続けた結果、Zincフィンガーファミリ一分子Znf219が同定された。ホールマウントin situならびにRT-PCR、リアルタイムRT-PCRの結果、Znf219は、Sox9が発現する軟骨組織原基ならびに軟骨細胞に特異的に発現することが見出された。また免疫共沈降法ならびに細胞内イメージング実験の結果、Znf219は、Sox9と物理的に結合し、細胞核内でSox9と転写ファクトリーを形成することが示された。そこで次に、軟骨細胞分化過程におけるZnf219の機能的役割を解明するために、軟骨細胞前駆細胞にZnf219を過剰発現させると、Sox9の存在下で軟骨細胞分化を著明に促進した。一方、ドミナントネガティブ型Znf219の過剰発現は、軟骨細胞分化を著明に促進した。さらにアデノウイルスmiRNAシステムにより、Znf219遺伝子をノックダウンすると、軟骨細胞分化は、抑制された。以上の実験結果より、Znf219は、Sox9の軟骨細胞分化機能発現に重要な役割を果たしていると示唆された。1.Sox9の転写機能および軟骨細胞誘導能を促進する転写制御因子のクローニングII型コラーゲンレポーター遺伝子を用いて、Sox9と転写ファクトリーを形成する分子の探索を行った。その結果、約20の分子がSox9の転写活性を促進させることが明らかとなった。また、そのうち、4つの分子が、Sox9と直接関わる、転写制御因子であることが、判明した。2.上記により同定された遺伝子クローンの機能的解析(1)クローン#3遺伝子(Cl.3)とSox9の相互関係分子生物学的な検討の結果、Cl.3遺伝子は、Sox9と結合し、Sox9の転写共役因子として働くことが見出された。またCl.3遺伝子は、II型コラーゲンなどの軟骨細胞に必要な遺伝子のmRNAの成熟、特に、Splicingに重要な役割を果たしていることを明らかにした。(2)軟骨細胞分化過程におけるCl.3の役割Cl.3遺伝子を未分化間葉系細胞に過剰発現すると、軟骨細胞への分化が誘導された。一方、Cl.3の変異遺伝子を導入すると、軟骨細胞分化が、著明に抑制された。さらに、マウス軟骨器官培養系にCl.3遺伝子を導入すると、増殖軟骨細胞への分化が促進された。従って、Cl.3遺伝子は、の軟骨細胞の分化に深く関与していることが明らかとなった。(3)Cl.3トランスジェニックマウスの作成個体レベルでのCl.3遺伝子の役割を検討する目的で、軟骨細胞特異的にCl.3の変異体遺伝子を発現するトランスジェニックマウスの作成した。Cl.3遺伝子トランスジェニックマウスの樹立に成功し、現在、その解析を進めている。1.Sox9の転写機能および軟骨細胞誘導能を促進する転写制御因子のクローニングII型コラーゲンレポーター遺伝子を用いて、Sox9と転写ファクトリーを形成する分子の探索を行った結果、Aridファミリーに属する転写因子Mrf1を同定した。免疫共沈降法の結果、Mrf1は、Sox9と物理的に結合することが明らかとなった。また、Mrf1は、軟骨細胞株ATDC5の核内でSox9と共局在することも見出さした。さらに、Mrf1は、Sox9の転写活性を著明に促進した。以上の実験結果より、Mrf1は、Sox9の転写共役因子として機能することが明らかとなった。2.軟骨細胞分化に対するMrf1の役割Mrf1を未分化間葉系細胞株に過剰発現させると、軟骨細胞への分化が促進された。

また、Mrf1をマウス胎児軟骨器官培養系において過剰発現させると、II型コラーゲン陽性、X型コラーゲン陰性の軟骨細胞の分化が著しく促進された。一方、Mrf1の過剰発現は、Sox9の過剰発現と同様に、軟骨の後期分化を阻害した。したがって、Mrf1は、軟骨の初期分化を促進し、後期分化を抑制することが強く示唆された。さらにMrf1による軟骨細胞分化に対する作用は、Sox9と協調的に作用することが明らかとなった。3.核ダイナミクスに対するMrf1の作用Mrf1にVenusタグした遺伝子を過剰発現させると、細胞核においてスペックルを形成することが明らかとなった。またMrf1の過剰発現は、ユークロマチン形成を促進した。したがって、Mrf1は、クロマチンの動態制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。軟骨細胞分化過程において必須的役割を果たす転写因子Sox9の分子メカニズムを明らかにするために、Sox9と転写複合体、すなわち転写ファクトリーを形成する遺伝子クローニングシステムの開発に成功した。このスクリーニングシステムを活用して、Sox9の転写ファクトリーメンバーを探索した結果、カルシウムイオンチャンネルTRPV4が、Sox9の発現ならびに機能を促進させ、軟骨細胞分化を制御していることが明らかとなった。上記の遺伝子クローニングシステムを用いて、さらに探索を続けた結果、Zincフィンガーファミリー分子Znf219が同定された。ホールマウントin situならびにRT-PCR、リアルタイムRT-PCRの結果、Znf219は、Sox9が発現する軟骨組織原基ならびに軟骨細胞に特異的に発現することが見出された。また免疫共沈降法ならびに細胞内イメージング実験の結果、Znf219は、Sox9と物理的に結合し、細胞核内でSox9と転写ファクトリーを形成することが示された。そこで次に、軟骨細胞分化過程におけるZnf219の機能的役割を解明するために、軟骨細胞前駆細胞にZnf219を過剰発現させると、Sox9の存在下で軟骨細胞分化を著明に促進した。一方、ドミナントネガティブ型Znf219の過剰発現は、軟骨細胞分化を著明に促進した。さらにアデノウイルスmiRNAシステムにより、Znf219遺伝子をノックダウンすると、軟骨細胞分化は、抑制された。以上の実験結果より、Znf219は、Sox9の軟骨細胞分化機能発現に重要な役割を果たしていると示唆された。
微量生物試料からの揮発性薬毒物分析用機器の開発と測定方法の確立

極く微量の生物試料から、アルコール、クロロホルム、トルエン等数多くの揮発性薬毒物を迅速・簡便にしかも正確に分析しうる装置の開発と測定方法の確立を目的として研究を行ない、以下の成果を得た。1.キューリ点220°Cの強磁性体の開発に成功し(日本分析工業)、極めて良好な成績が得られた。また、この磁性体に挿入できるアルミカプセルを試作し検討したところ、磁性体自身の汚染と劣化が防止され、繰返し使用でき経済的に好結果が得られることが判明した。2.エタノール、エーテル、クロロホルム及びトルエンについて動物試料を用いた基礎的実験では、本法と気化平衡法の値は略同様の値を示し、これらの揮発性物質に適用できることが明らかになった。3.動物実験試料について、同一試料を異なる5機関で測定しデータの比較をしたところ、1)エタノール濃度について機関AとBでは相関係数γは0.943、AとCではγ=0.928AとDではγ=0.990、AとEではγ=0.956であり、非常に良好な相関が得られた。2)エーテル、クロロホルム及びトルエン濃度について、同様比較してみると、機関AとCではγ=0.601、AとEではγ=0.858であり、ばらつきが大きい。これは輸送面での問題が考えられるため今後の課題として究明する必要がある。4.剖検試料について、本法と気化平衡で測定し実務に応用してみると、Y=0.007+0.993X(η=85、γ=0.996)(但しY:本法によるエタノール濃度、X:気化平衡法によるエタノール濃度、η:試料数)であり、極めて良好な相関を示した。以上、本Pulse heating法により、極微量の試料からエタノールは迅速・確実・簡便にどの施設でも定性・定量しうることが立証された。エーテル、クロロホルム、トルエンなどは試料を遠距離輸送した場合には、定量値にバラツキがみられるが、定性的スクリーニングは極めて有効な方法であることが確認され実用化の目処が立ったものといえる。極く微量の生物試料からエタノ-ル等の揮発性物質を迅速・簡便で正確に分析しうる装置の開発と測定方法の確立のために研究を遂行し、本年度は以下の点で進展をみた。1.加熱用強磁性体合金として220°C用パイロホイルを開発した。これは従来用いてきた170°Cと235°Cの間の温度である、温度条件を更に詳細に検討しえた。160、170、220及び235°Cとも略同様の値を示した。2.微量試料採取用円筒体の試作品として、アルミ製カプセルを開発した。このカプセルは熱伝導は良いためエタノ-ル及びトルエンによる予備実験で従来の直接強磁性体に試料を適用するのと同様の成績が得られた。今後さらに大きさ等の改良を加え分析試料用カプセルとしたい。

3.エタノ-ル、クロロホルム、エ-テル及びトルエンを投与した動物の血液及び尿を本法で分析し、同時に気化平衡法でも分析してその値を比較すると、エタノ-ルにつきY=1.03X+0.02(r=0.998(Y:パスヒ-ティング法による値、X:気化平衡法による値、r=相関係数)、クロロホルムにつきY=0.879X+14.7(r=0.982)、エ-テルにつきY=0.741X+10.2(r=0.916)及びトルエンにつきY=1.03X-0.53(r=0.988)の相関関係が実験的に求められた。これら4種の揮発性薬毒物については、両方法とも略同様の分析値を示すことが明らかになった。但し沸点の低いエ-テルはやや相関が低く、今後の検討課題である。4.各研究機関で同一試料についての一斉分析については研究分担者の配置換えで機器の導入が遅れたが、現在は設置も完了し、動物実験試料を作製し同一試料を各機関で分析中で、鋭意研究を進めている。今後は上記の結果に基づき、最適の温度条件及び試料用円筒体を用いて、同一試料について複数の研究機関で信頼できる分析ができるように詳細に検討を進めていく予定である。極く微量の生物試料から,アルコ-ル,クロロホルム,トルエンなど数多くの揮発性薬毒物を迅速・簡便でしかも正確に分析しうる装置の開発と測定方法の確立のため,本年は2年目最終年として、測定方法の実務面での確立を目指し、1)動物実験試料について同一のものを異なる5機関で測定しデ-タの比較及び2)剖検試料についてpulse heating法と気化平衡法で測定し各デ-タの比較を行なった。1.エタノ-ル,クロロホルム,エ-テル及びトルエンを投与したウサギの血液、血清及び尿を本法で測定したデ-タについて各機関ごとに比較すると、i)エタノ-ル濃度は,機関AとBではA=-0.047+1.22B(n=34、r=0.943)、機関AとCではA=-0.008+1.21C(n=45,r=0.928),機関AとDではA=0.044+1.05D(n=24,r=0.990)、機関AとEではA=-0.110+1.25E(n=36、r=0.956)(但しnは試料数,rは相関係数)であり、機関間で非常に良い相関を示し,本法の有用性が証明された。ii)エ-テル、クロロホルム及びトルエン濃度について、同様に比較すると機関AはCではA=45.0+0.592C(n=24,r=0.601),機関AとEではA=23.6+0.666E(n=38,r=0.858)であった。これらは施設間のばらつきが大きいことを示し、輸送容器・方法等も含め今後の検討課題として考えられる。2.剖検試料からのエタノ-ル濃度について本法と気化平衡法とを比較するとY=0.007+0.993X(n=85,r=0.996)(但しY:pulse heating法による値mg/ml,X:気化平衡法による値同)であり,極めて良い相関を示した。以上、本法は簡便旦つ迅速微量分析方法であるが、上記のように異なった機関においても良く一致した値が得られ,また実務試料においても正確に分析できることから,エタノ-ルをはじめとする揮発性薬毒物の分析のための一方法としてその信頼性が確立されたものと考えられた。
コレステノンの血清脂質低下および肥満抑制作用に関する研究

私どもはこれまでコレステロールの腸内異化物質の生理作用を研究中に,コレステノン(cholest-4-en-3-one)の0.5%飼料添加はマウスの体脂肪の蓄積を著明に抑制するが,臨床的な異常はみられないことを明らかにした。これらの知見をもとに,異なった動物種についてのコレステノンの効果について調べた。家族性高脂血症のモデルであるWHHLウサギ,食餌性肥満のSDラット,および正常なSD,FischerおよびWistarラットに対するcholest-4-en-3-oneおよびcholest-5-en-3-oneの投与はいずれの動物においても著しい体重および体脂肪蓄積の抑制とともに血清コレステロールおよびトリグリセライドを減少させる作用があることが分かった。さらに私どもはcholest-4-en-3-oneがエノン構造をもつことに注目し,エノン化合物および関連ステロイドの一連のシリーズをデザインし,体重と体脂肪の抑制および血清脂質の低下を指標として構造活性相関を検討した。その結果,C3位にカルボニル基を有するエノン化合物cholesten-3-onesに一般状態の異常や食欲不振を起こすことなく,増体重および体脂肪蓄積の抑制のみならず血清トリグリセライドおよびコレステロールの著しい低下を起こす作用があることを明らかにした。以上の化学的,生物学的性質に加えて作用メカニズムに関する研究からこれらのステロイドは新しい脂質吸収阻害剤であることが示唆された。今後これらの物質の作用メカニズムの解明と,より薬効が強く毒性の少ない化合物を得るためのスクリーニングが医薬としての開発を行うために必要である。4-コレステノンおよびその誘導体の血清脂質低下作用および抗肥満作用の作用メカニズムの解明のため、合成および入手した誘導体29化合物を用いて構造活性相関について検討した。その結果、一例を除き、ステロール骨格のC3位にカルボニル基を有し、AまたはB環に1ないし3個の二重結合を持つエノン化合物11に活性が認められた。エノン構造をとらない3-ケト化合物や3-オール化合物、およびA環や側鎖を他の官能基で修飾したエノン化合物には活性が認められなかった。以上のことから、親水性のカルボニル基を有する頭部と二重結合によるA,B環の捻れ、および疏水性の炭化水素鎖からなる尾部を有するステロール骨格が活性発現に必要であり、その性質に影響を与えるA環や側鎖の修飾は活性を阻害することが明らかになった。ついで、4-コレステノンの毒性を検討するためSDラットを用いた亜急性経口毒性試験を実施した。その結果、一般状態や尿検査に異常はみられなかったが、高濃度(1%)混餌投与群において赤血球膜の脆弱、肝機能値(GOT,GPT)の高値、脾臓の鬱血および副腎の肥大が観察された。これらの所見は4-コレステノンの代謝物のコレスタノールの蓄積によることが推察され、今後はコレスタノールなどの中間代謝物の蓄積のみられないエノン化合物について検討する必要があると考えられた。4-コレステノンの体内動態については現在検討中である。コレステノン(cholest-4-en-3-one)の抗高脂血症作用について家族性高脂血症のモデルであるWHHLウサギに対する1%飼料添加によって検討した。実験は普通飼料2週間,ついでコレステノン添加飼料3週間,再び普通飼料2週間の飼育スケジュールで行った。動物の血清コレステロールはコレステノン添加飼料によって3週間で700mg/dlから470mg/dlに,また血清トリグリセライドは1週間で360mg/dlから50mg/dlに減少した。血清トリグリセライドの減少レベルはコレステノン摂取中維持された。薬添飼料を中止するとこれら血清脂質はもとのレベルに回復する傾向を示した。動物の増体重,摂食量および飼料効率はコレステノンによる抑制がみられた。コレステノン摂取による動物の異常は臨床所見からは認められなかった。ついで,トリグリセライドの吸収,代謝に対するコレステノンの作用について検討した。トリグリセライドの膵

リパーゼによる消化,混合ミセルの形成,小腸粘膜上皮細胞への吸収,およびリポタンパクリパーゼによる分解に対してはコレステノンは阻害作用を示さなかったが,細胞内でのカイロマイクロンの形成を阻害することが示唆された。さらに,コレステノン誘導体の大量合成に関する合成化学的検討を行い,18種の化合物についてgオーダーレベルの合成法を確立した。