hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全内部反射過渡回折格子装置の構築と脂質二重膜中のロドプシンのイオン輸送過程の観測

膜タンパク質の構造変化や分子間反応を、生理条件に近い環境で観測できる新しい実験手法を開発する。その実現に向けた第一歩として、全反射プローブ方式の過渡回折格子(TG)装置を構築した。その試作には、課題申請の直後より取り組み、本年度開始時までに到達した。本年度は、まず、この試作装置の試料部を改善した。試作装置では、石英台形プリズムを通して、プリズムと試料溶液の界面に、全反射条件を満たすようにプローブ光を入射し、界面近傍からのTG信号を検出している。この際、試料部には、装置に保持したままで試料溶液を交換できるプリズムセルを試作して用いた。しかし、想定していた以上に光軸調整が難しく、このセルを用いただけでは全反射TG信号は検出できず、信号を検出するには光軸調整専用の別のセルに取り換えて調整する必要があった。このため、実際に試料の測定を開始するまでに長い時間を要する問題があった。解決のため、一つのプリズムセルに、光軸調整用の試料部分と試料用の部分の二つを分けて組み込んだセパレート型セルを新たに設計し作製した。このセルを並進ステージに載せ、装置の試料部に設置した。セルの光軸調整用の部分で全反射TG信号を検出した後、試料用の部分に並進ステージで切り替えることが可能となり、試料の測定開始までに要する時間を大幅に短縮することができた。次に、本装置を用い、石英プリズムと水溶液界面の基板支持脂質二重膜中のスチルベンの系のTG測定を行った。その結果、そのTG信号を得ることができた。膜の系のTG測定は、従来の透過配置では試料からの散乱光が問題となり、実現されてこなかった。TG法の最大の利点は、拡散係数を高感度・高時間分解能で決定できることである。今回、全反射配置の採用により、この手法の適用範囲を膜の系にまで拡張でき、拡散という分子の動きの観点から、膜の構造に迫れる可能性を示せた。本課題の到達目標は、全反射プローブ方式の過渡回折格子(TG)装置の構築を行い、脂質二重膜中でのロドプシンの構造変化やイオン輸送過程の時間分解検出を実現させることである。まず装置の構築を2018年度の主な計画としていた。成果の項目で述べたように、現段階で、実用に耐えうる装置の構築まで到達した。課題開始時までに、装置の試作まで到達していたが、この試作装置では光軸調整だけでほぼ丸一日を要し、試料の測定開始までには非常に長い時間がかかる状況であった。本年度前半に、光軸調整用参照試料部と試料溶液部の二つの部分を有するセパレート型のプリズムセルを新たに設計し、これを導入することで、測定開始までにかかる時間を大幅に短縮できた。本年度後半は、試料の準備方法の検討と脂質膜中のスチルベンのTG測定を行った。脂質二重膜中のロドプシン測定のためには、このセルのプリズム上に基板支持脂質二重膜を準備する必要がある。この際、光軸調整を終えた後には、セルを装置から取り外すことなく膜試料を準備することが望ましい。ベシクルフュージョン法に基づいた準備方法を検討した。この際の試料には、リン脂質二重膜にスチルベンを導入した系を用いた。準備した試料について、全反射TG測定を行った。現在は、膜試料の準備についての静置の時間や温度などの実験条件を検討し、再現性のよいTG信号が取得されつつある。
人々の自由意志概念の再構築：ウェルビーングの向上に向けて

本研究は人々の自由意志概念(自分自身の心理状態にそって行動を選択する能力)にどのような問題点があるかを明らかにすること、また「人々のウェルビーイングを維持する」という観点からどのような方略をとることが可能かを検討することを目的としていた。平成29年度の研究では自由意志信念とウェルビーイングの関係について、「自由意志が存在する」と思う人ほどウェルビーイングは高いことを示したが、平成30年度の研究は決定論とウェルビーイングの関係について新たに検証をおこなった。より具体的には、因果的決定論や遺伝的決定論、運命論といった決定論の関連概念、および主観的幸福感や抑うつ傾向といったウェルビーイングの関連概念を質問紙の尺度で測定し、両者の関連性を実証的に検討している。その結果、決定論を信じる人ほど主観的幸福感が低下すること、また決定論を信じる人ほど抑うつ傾向が増加することが明らかになった。さらに、これらの効果は自由意志信念の低下によって部分的に媒介されることも同時に示された。つまり、決定論を信じると自由意志信念が低下し、それが一つの理由となって、ウェルビーイングが低下すると考えられよう。ただし、このような相関関係や媒介効果は一貫して見られたわけではなく、たとえば決定論の種類によっても結果が変わることが観察された。したがって、決定論はかならずしもウェルビーイングを抑制する効果があるわけではないことが示唆される。平成30年度は人々の決定論とウェルビーイングの関連性について、決定論を信じる人ほど主観的幸福感が低下したり、抑うつ傾向が増加することが示された。また自由意志信念による部分的な媒介も確認されている。ただし、予測とは異なり、これらの傾向は一貫しておらず、特に決定論の種類によって結果が異なることも併せてわかった。決定論がウェルビーイングをかならずしも低下させるわけではないことは、研究全体の目的の一つの前提が満たされないことを意味しているため、進捗状況はやや遅れていると考えられる。今後は決定論に関する信念とウェルビーイングの関係性について、どのような種類の決定論が、どのような条件下でウェルビーイングを低下させるのかを実証的に検討する。さらに、哲学の領域における議論も参照しつつ、決定論がウェルビーイングに及ぼす影響、また自由意志信念もふくめたウェルビーイング維持のための方略について考察をおこなう。本研究の主要な目的の一つは、人々の自由意志概念(自分自身の心理状態にそって行動を選択する能力)にどのような問題点があるかを明らかにし、「人々のウェルビーングを維持もしくは向上する」という観点からどのような方略をとることが可能かを検討することであった。平成29年度の研究では、人々の自由意志信念とウェルビーングの関連について、相関研究などを通じて包括的な検討を実施した。従来の研究において自由意志信念が強い、すなわち自分の思った通りに行動を選択できると信じる人ほどウェルビーングは高いことがすでに確認されている。しかしながら、これらの研究において自由意志信念を測定する項目は実証データにもとづいているわけではなく、あくまで研究者が直観的に作成したものにすぎない。そのため、各項目は自由意志という概念ではなく、実は別の概念を測定している可能性も考えられる。それに対し、本研究は経験的な方法を通じて抽出した人々の自由意志信念とウェルビーングとの関係を実証的に調べている。より具体的には、まず「自由意志とは何か?」を人々に直接尋ねたうえで、一般の人の間で共有されている自由意志概念を調べた。そしてそれらを質問項目に反映させた尺度を作成し、ウェルビーングとの関係を分析している。その結果、人々の自由意志信念は予測通り個人のウェルビーングを促進すること、また自由意志信念のなかのどの要素がどの程度ウェルビーングと関連するかという詳細なプロセスを明らかにしている。平成29年度は人々の自由意志信念とウェルビーングの関連について、人々のなかで共有された自由意志概念を抽出し、それにもとづく質問紙尺度を使用することで、本当に自由意志信念はウェルビーングと関連するのかどうか、関連するのであれば具体的に自由意志信念のどの要素がウェルビーングと関連するのかという詳細かつ実証的な検討をおこなった。これにより、自由意志信念と個人のウェルビーングとの関係を包括的に捉えなおすことができたため、全体として本研究はおおむね順調に進展しているといえよう。

したがって、決定論はかならずしもウェルビーイングを抑制する効果があるわけではないことが示唆される。平成30年度は人々の決定論とウェルビーイングの関連性について、決定論を信じる人ほど主観的幸福感が低下したり、抑うつ傾向が増加することが示された。また自由意志信念による部分的な媒介も確認されている。ただし、予測とは異なり、これらの傾向は一貫しておらず、特に決定論の種類によって結果が異なることも併せてわかった。決定論がウェルビーイングをかならずしも低下させるわけではないことは、研究全体の目的の一つの前提が満たされないことを意味しているため、進捗状況はやや遅れていると考えられる。今後は自由意志信念のみならず、決定論(あるいはその近似概念)に関する信念がウェルビーングとどのように関連するのかを詳細かつ実証的に検討する。そしてそのうえで、仮に決定論に関する信念がウェルビーングを抑制する効果をもつのであれば、個人のウェルビーング維持の観点からどのような対処をすることができるのかを検討・分析する予定である。今後は決定論に関する信念とウェルビーイングの関係性について、どのような種類の決定論が、どのような条件下でウェルビーイングを低下させるのかを実証的に検討する。さらに、哲学の領域における議論も参照しつつ、決定論がウェルビーイングに及ぼす影響、また自由意志信念もふくめたウェルビーイング維持のための方略について考察をおこなう。
法医学資料からみた人体汚染(PCB,有機塩素系農薬,重金属)の長期的変動について

1986年に大阪府下の法医学資料(死亡直前まで通常の生活をしていたヒトが急死し、その法医解剖体から採集した臓器・組織)のうちから、水銀の人体汚染度を検索するための標的臓器として成人(4050才代の男23例,女22例)の大脳・小脳・肝臓・腎臓および頭毛を選び、前回と同様に総水銀(以下T-Hg)はゼーマン水銀分析計を用い、メチル水銀(以下M-Hg)は脂肪抽出処理後ガスクロマトグラフィーにより測定(単位:μg/g in wet)した。この成績をもとに過去10年間における成人体内水銀濃度の経年的変動を検討するため、すでに検索済みの1976・1981年の成績と本年の成績とを比較してみた。成人の体内に蓄積しているT-Hg濃度レベル(mean)は、頭毛>腎>肝>小脳〓大脳の順であり、過去2回の順位と変っていない。大脳と小脳では5年前と相似した値であり、10年前よりともにやや高い値を示すが分布幅を考えると、10年間ほぼ同一レベルで経過したものということができる。肝と腎では5・10年前よりやや低い値を示して減少傾向がみられるが、その有意性は認められない。頭毛のT-Hg濃度は10年前の約1/2に低下し有意に漸減していることがわかる。M-Hg濃度レベルは、肝>小脳≒腎≒大脳の順であり、10年前の腎と小脳の順位が逆転している。大脳・小脳・腎では10年前より約2540%位低い値を示し漸減の傾向がみられる。肝では10年前の約3/5の低値を示し10年間にほぼ直線的に減少している。また10年間におけるT-Hg中に占めるM-Hgの割合の変動を検討してみた。肝と腎ではM-Hgの割合に、あまり変動がみられないが、大脳と小脳では有意に低下している。水銀剤の使用がきびしく規制されてから約15年を経過した現在でも、以上のような水銀のヒト汚染指標の変動からみても、依然として予想を上まわるレベルで日本人の体内に水銀剤の侵入蓄積が続いていることは明らかである。1991年にも同検索を行う計画である。
ユビキタス元素及び軽元素が形成する共有結合性ネットワークを利用した物質探索

本研究では、1.共有結合性ネットワークの次元性・伝導性と超伝導、2.共有結合性ワイドバンドギャップ半導体の超伝導化という2つの観点から新規超伝導物質探索を行った。1.共有結合性ネットワークの次元性・伝導性と超伝導・層状構造を有するCr2AlC型新規三元素系炭化物Lu2SnCの合成に成功し、Tc=5Kの新規超伝導体であることを発見した。更に、バンド計算による状態密度の評価から、フェルミ面近傍ではC元素の寄与が大きいため、この系における超伝導発現にはCが重要な役割を担っていることを明らかにした。また、同様のCr2AlC型構造の化合物M2SnC(M=Ti,Zr,Hf,Nb)と構造パラメータ、物性、状態密度の観点から比較を行うことによって、これらの系における超伝導の誘起や超伝導特性の向上への指針を得た。2.共有結合性ワイドバンドギャップ半導体の超伝導化・Bドープダイヤモンドにおけるさらなる超伝導転移温度の向上をめざし、[100]配向Bドープダイヤモンド薄膜を様々な手法により育成し、[100]配向膜としては最高レベルのTcに達する高品質なBドープダイヤモンド薄膜の育成に成功した。更に、表面状態や電子状態と超伝導特性との相関を調べ、バンド計算による電子状態との対応を明らかにした。1.共有結合性ネットワークの次元性・伝導性と超伝導軽元素(炭素)によるダイマー及びトリマー構造を有する希土類金属化合物に着目し、Sc-M-C,Lu-M-C(M:13,14族元素)の三元素系における新規超伝導物質探索を行った。その結果、Sc-Ge-C,Sc-B-CにおいてT_c=7K、Lu-Sn-C系においてT_c=5Kの新規超伝導相を発見した。これらの中で、Sc-Ge-Cにおける超伝導は、Sc_3B_<0.75>C_3型の新規化合物Sc_3Ge_<1.5>C_<2.25>であると結論付けた。また、フッ素を含む四面体構造を有するThCr_2Si_2型構造に着目した新規超伝導物質探索を行った結果、T=30Kにおいて超伝導転移と思われる磁化率の異常を観測した。2.共有結合性ワイドバンドギャップ半導体の超伝導化共有結合性が強いワイドバンドギャップ半導体としてAlN(バンドギャップ約6eV)に着目し、組成が定性比を1:1からずらすことによってキャリアドープを試みた。合成された試料は若干のAlが残留したAlN+Al複合体であるが、T_c2.8Kで超伝導転移を示した。単位格子体積が増加傾向を示し、ホール効果からは約2×10^<18>[1/cm^3]のエレクトロンキャリアが確認された。更に、組成分析の結果との整合性を考慮したところ、余剰AlがNサイトを占有するAl_<1.08>N_<0.92>という組成比の試料が合成されることによって、エレクトロンキャリアドープされたAlN相が超伝導転移を示していると結論付けた。
新しい骨盤底筋運動プログラムは農村の中高年女性を尿もれの悩みから開放する

本研究では、中高年女性の隠れた社会問題である尿もれの実態と対処方法の問題を明らかにし、効果的で長続きする骨盤底筋強化プログラムの開発を目的とした。調査対象の約1割は毎日腹圧性の尿もれを経験し、何もしないやナプキンなど消極的な対処方法にとどまっていた。健康関連QOLを国民標準値と比較した結果7項目が低下しており、日常生活に取り入れやすい運動方法の提案が必要と考えた。筋活動の基礎的研究では、一般的な骨盤底筋運動で十分な骨盤底筋群の活動を得ることは困難だが、下肢・体幹の複合的運動により効率のよい筋活動を得ることの可能性が示された。本研究は、日本の中高年女性の隠れた社会問題である『尿もれ』に着目し、その実態と対処方法の落とし穴を明らかにするとともに、「尿もれ予防・改善」に向けた効果的で長続きする新しい骨盤底筋強化運動プログラムを開発することを目的としている。平成26年度は、農村部女性の尿もれ問題の顕在化と運動プログラム開発に向け、以下の通り計画を実施した。1.倫理委員会への申請:1)実態を把握するための質問調査2)運動プログラム開発を中心に研究課題について申請し承認を得た。2.モデル地区の確保:活動実績のある青森県T町役場健康保険課へ出向き、研究概要と実施協力について説明し承諾を得た。3.青森県下農村部の中高年女性の日常生活の質に関する自記式質問紙調査を実施した。現在、学会発表に向けてデータ解析を行っている。4.運動プログラム開発に向け、現行の骨盤底筋運動やPfilates(Dr.Crawford開発2008)実施時の筋電波形の測定を行った。現在、結果をもとに中高年が継続しやすい「尿もれ予防体操」を作成中である。5.予防体操の継続をサポートする機器としてPFMトレーナーを購入し、効果的な活用について検討している。平成27年度は、1)調査結果の学会発表2)「尿もれ予防体操」公表イベントの実施、3)尿もれ予防教室『竹の会』の開催を予定している。本研究は、日本の中高年女性の隠れた社会問題である『尿もれ』に着目し、その実態と対処方法の落とし穴を明らかにするとともに、「尿もれ予防・改善」に向けた効果的で継続できる新たな骨盤底筋強化運動プログラムの開発を目的としている。平成27年度は、以下の通りの実施となった。1.青森県下農村部の中高年女性を対象に行った質問紙調査のデータ解析を継続し、平成28年度の学会発表を目指し準備を進めている。また、データ解析の結果から、若年女性の尿もれに関する調査の必要性も見いだされたため、今後の課題としていきたい。2.運動プログラム開発として、現行の骨盤底筋運動やPfilates(Dr.Crawford開発2008)実施時に測定した筋電波形の結果をもとに「尿もれ予防体操」を考案し、試験的に少人数の中高年女性に体操指導を行っている。体操継続とPFMトレーナー活用を中心に指導マニュアル(評価項目も含む)を作成し、今後「尿もれ予防教室」の開催につなげていく予定である。・学会発表:本務都合によりデータ解析が遅れたため、学会発表予定が半年遅れとなっている。・「尿もれ予防教室」開催:今年度は指導マニュアルと効果判定項目の作成に時間を要し、本格的な教室開催に至っていない。以上の点から、進捗状況が遅れていると判断された。本研究は、日本の中高年女性の隠れた社会問題である『尿もれ』に着目し、その実態と対処方法の落とし穴を明らかにするとともに、「尿もれ予防・改善」に向けた効果的で継続できる新たな骨盤底筋強化運動プログラムの開発を目的とした。最終となる平成28年度は、以下の通りの実施となった。1.第36回日本看護科学学会学術集会にて、青森県下農村部の中高年女性を対象とした質問紙調査結果の発表を行った。また、関連して見出された若年女性の尿もれに対する実態調査を、女子大学生を対象に行い、現在データ解析中である。今後学会にて発表の予定である。2.第3回保健科学研究発表会にて、運動プログラム開発の予備的研究として行った骨盤底筋運動・Pfilates(Dr.Crawford開発2008)実施時の筋活動結果報告を行った。さらに、本結果の再現性を図り最も効果的な運動を抽出する目的で、3060歳代の女性を対象に、予備的研究と同条件にて運動を実施し、筋活動の傾向・再現性の確認を行っている。また、骨盤底筋の筋力増強効果検討を行う目的で、健常女子大学生を運動群とコントロール群に分けた介入研究の準備を進めている。いずれの項目においても今後継続をし、最終的に一般を対象とした運動教室の開催につなげていく予定である。

「尿もれ予防教室」開催には至らなかったが、開催に必要な準備(実態調査、フィールドの確保、運動プログラムの開発、必要な機器類の購入など)はスムーズに実施されたことから、おおむね順調に進展していると評価した。最終年度となるため、「尿もれ予防体操」の指導マニュアルを完成させ、「尿もれ予防教室」の開催につなげていく。成人女性の健康問題に関する研究T町役場健康保険課の保健師と調査結果を共有し、「尿もれ予防体操」への理解を求めることが、最終的に尿もれ予防教室『竹の会』開催・継続へのポイントと考えている。当初予定の事前調査結果に関する学会発表、「尿もれ予防教室」開催が最終年度への計画に変更となったため学会発表と論文投稿、「尿もれ予防教室」の複数回開催と評価および学会発表準備にかかる費用を予定している
1848～1871年のドイツ系革命家たちの活動とネットワークに関する研究

研究期間の初年度にあたる平成30年度は、1848/49年革命に参加した革命家たちのなかでも、革命の敗北後にドイツ諸邦に残留したグループについての研究を中心に進めた。具体的には、ルートヴィヒ・フォン・ロハウの「レアルポリティーク論」に影響を受け、革命期の理想主義を離れて、より現実主義的な政治路線へと移行し、革命期の政治的分裂を克服していった中小諸邦の自由主義者、民主主義者たちの1850年代の動向を、一次史料の分析に基づいて検討した。その成果は、「レアルポリティークの時代」(森原隆編『ヨーロッパの政治文化史』成文堂所収)に発表した。従来の研究においては、革命後の1850年代のドイツ諸邦における政治活動は著しく制限され、自由主義者、民主主義者の多くが政治の舞台からの撤退を余儀なくされたと説明される。しかし本研究は、この時期にあっても、プロイセン、オーストリア以外の中小諸邦の議会では、自由主義者や民主主義者が一定の議席を占めていたこと、彼らのなかには諸邦内閣において要職を占めた人物がいたこと、また彼らが邦のレベルを超えて交流してネットワークを保持、拡大していったこと、さらにはその過程で、自由主義者と民主主義者の現実主義的な提携関係が構築されていったことを指摘した。さらに、この論考をふまえて、「合評会共同研究論文集『ヨーロッパの政治文化史統合・分裂・戦争』(早稲田大学西洋史研究会第72回大会2018年7月14日)を行った。また、以上の研究と並行し、リチャード・J・エヴァンズ『力の追求ーヨーロッパ史1815-1914 (シリーズ近現代ヨーロッパ200年史)』上下巻、白水社と、ローベルト・ゲルヴァルト『敗北者たちー第一次世界大戦はなぜ終わり損ねたのか1917-1923ー』みすず書房の訳出を行い、本研究が対象とする時代についての最新の研究成果の導入、批判的考察に努めた。予定していた、1848/49年革命以降もドイツ諸邦に残留した革命家グループの動向について、その概観を把握することができた。とくに、革命のなかで分裂した自由主義派と民主派が、反動の時代と言われる1850年代も諸邦で政治活動を持続させたこと、両派が現実主義的な路線へと転換し、歩み寄りを示したことを明らかにし、1860年代に再びドイツの「自由と統一」をめぐる政治運動が活発化する要因の一端を示したことは、次年度以降の研究が展開するうえで、大きな意味をもつ。史料収集活動も順調に進行している。ドイツ人革命家たちの大部分は、スイスを経由して、フランス、イギリス、イタリア、アメリカ合衆国へと亡命した。本研究の第二段階となる平成31年度以降は、これらの各国での亡命者たちの生活世界、ネットワークと活動空間を研究する。具体的には、1彼らの生活の場であった亡命先のドイツ人コロニーや、多くの革命家が行っていた共同生活や縁戚関係、2書簡のやり取りや会合、支援団体、職業の斡旋や金銭的援助をつうじて構築される革命家たちのネットワーク、3アソシエーション、メディア、政治的イベントと示威行動といった革命家たちの活動空間を検討する。この課題を達成するために、欧米各国の図書館、文書館での資料収集活動を継続して行う。

とくに、革命のなかで分裂した自由主義派と民主派が、反動の時代と言われる1850年代も諸邦で政治活動を持続させたこと、両派が現実主義的な路線へと転換し、歩み寄りを示したことを明らかにし、1860年代に再びドイツの「自由と統一」をめぐる政治運動が活発化する要因の一端を示したことは、次年度以降の研究が展開するうえで、大きな意味をもつ。史料収集活動も順調に進行している。ドイツ人革命家たちの大部分は、スイスを経由して、フランス、イギリス、イタリア、アメリカ合衆国へと亡命した。本研究の第二段階となる平成31年度以降は、これらの各国での亡命者たちの生活世界、ネットワークと活動空間を研究する。具体的には、1彼らの生活の場であった亡命先のドイツ人コロニーや、多くの革命家が行っていた共同生活や縁戚関係、2書簡のやり取りや会合、支援団体、職業の斡旋や金銭的援助をつうじて構築される革命家たちのネットワーク、3アソシエーション、メディア、政治的イベントと示威行動といった革命家たちの活動空間を検討する。この課題を達成するために、欧米各国の図書館、文書館での資料収集活動を継続して行う。資料整理のための人件費が予定したほどかからなかったため。
免疫寛容導入による自然抗原ノックアウトミニブタからヒヒへの異種腎臓移植の免疫応答

自然抗原を完全に除去したGalT-KO MGHミニブタからヒヒへの臓器移植実験の異種移植心臓と腎臓を用いて移植臓器の廃絶機序を検討した。免疫抑制療法による異種移植では、ブタ移植心臓や移植腎臓の機能廃絶には、自然抗原に対する抗体以外の獲得性抗ドナー抗体による急性抗体依存性拒絶反応が関連した血栓性微小血管傷害が主要な原因であることを明らかにした。長期生着した移植臓器には、細胞傷害性T細胞の浸潤による急性細胞性拒絶反応や、慢性拒絶反応の進展も認めた。一方、これらの拒絶反応は、安定した免疫寛容導入が行われた場合の移植腎臓には観察されず、同種移植よりも強力に拒絶反応が誘導される異種移植には、積極的な免疫寛容導入療法が必要であると結論した。ブタ臓器をヒトに移植する異種移植では、超急性拒絶反応により移植臓器は急速に機能廃絶に陥る。Massachusetts General Hospital(MGH, Boston, Massachusetts, USA)のTransplantation Biology Research Centerでは、超急性拒絶反応の原因分子である自然抗原[galactose al,3-galactose,(Gal)抗原]を完全に除去したGalT-KO MGHミニブタを作製し、臨床応用を考慮し、non-human primateのヒヒへの腎臓や心臓の移植実験が行われている。今のところ、腎臓移植は免疫抑制療法では1ヶ月の生着が、免疫寛容療法では83日間の正常の腎機能を保ちながらの生着が得られている。また、心臓移植では免疫抑制療法により約6ヶ月間の生着が得られたが、最終的には機能廃絶に陥った。今年度は、移植心臓の機能廃絶の機序の特徴を免疫病理学的に解析した。異種移植された8症例の移植心臓(平均生着期間は78日、最長生着期間は179日)を検討した。全ての移植臓器は最終的には機能廃絶に陥り、その機能低下には、急性抗体依存性拒絶反応による血栓性微小血管傷害が大きく関与していた。さらに心筋間や微細血管にT細胞の浸潤が認められ、急性細胞性拒絶反応の進展も認めた。また、持続する抗体依存性拒絶反応や細胞性拒絶反応による慢性拒絶反応も認められた。異種心臓移植においても、同種心臓移植と同様に、急性抗体依存性拒絶反応、急性細胞性拒絶反応や慢性拒絶反応により移植心臓の機能が廃絶することを明らかにした。これらの拒絶反応は、同種移植の場合には免疫抑制療法により制御することが可能である。異種移植におけるこれらの拒絶反応の特徴を明らかにし、制御することができれば、臨床応用に向けて大きく前進することになる。今後は、拒絶反応や移植臓器廃絶の機序の詳細を検討する予定である。Massachusetts General Hospital(MGH, Boston, Massachusetts, USA)のTransplantation Biology Research Centerでは、超急性拒絶反応の原因分子である自然抗原[galactose□1,3-galactose,(Gal)抗原]を完全に除去したGalT-KO MGHミニブタを作製し、臨床応用を考慮し、non-human primateのヒヒへの腎臓や心臓の移植実験が行われている。今のところ、腎臓移植は免疫抑制療法では1ヶ月の生直が、免疫寛容療法では83日間の正常の腎機能を保ちながらの生着が得られている。また、心臓移植では免疫抑制療法により約6ヶ月間の生着が得られた。今までに、移植心臓の機能廃絶は、急性抗体依存性拒絶反応による血栓性微小血管傷害が主要な原因であることを明らかにしてきた。今年度は、腎臓移植臓器において、長期免疫抑制療法による腎臓移植おける移植腎臓の病理学的な特徴を検討した。長期免疫抑制療法による移植腎は34日までに機能廃絶に陥ったが、その病理像は急性抗体依存性拒絶反応による血栓性微小血管傷害が関与していた。さらにT細胞の浸潤が認められ、急性細胞性拒絶反応の進展も認めた。異種腎臓移植においても、同種腎臓移植と同様に、急性抗体依存性拒絶反応、急性細胞性拒絶反応や慢性拒絶反応により移植心臓の機能が廃絶することを明らかにした。臨床の移植医療の問題点としてドナー不足が上げられる。その問題点の現実的な解決方法としてブタ臓器をヒトに移植する異種移植が考えられている。しかし、この異種移植では、超急性拒絶反応により移植臓器は急速に機能廃絶に陥る。

この問題を根本的に制御する方法としてMassachusetta General Hospital(MGH,Boston,Massachusetts,USA)のTransplantation Biology Research Centerでは、超急性拒絶反応の原因分子である自然抗原[galactose □1,3-galactose,(Gal)抗原]を完全に除去したGal T-KO MGHミニブタを作製し、前臨床研究として、non-human primateのヒトへの臓器移植実験が行われている。今年度までは、心臓移植後の移植心臓の機能廃絶には、自然抗原に対する抗体以外の獲得性抗ドナー抗体に対する急性抗体依存性拒絶反応による血栓性微小血管傷害が主要な原因であることを明らかにしてきた。今年度は、腎臓移植臓器の長期免疫抑制療法と免疫寛容獲得療法による腎臓移植の移植腎臓の病理学的な特徴を比較検討した。長期免疫抑制療法による移植腎は約1ヶ月で機能廃絶に陥ったが、免疫寛容獲得療法による腎臓移植では、腎機能を保ったまま83日以上の生着を認めた。長期免疫抑制療法による腎臓移植で、機能廃絶に陥った移植腎臓の病理像は獲得性の抗ドナー抗体が関与した急性抗体依存性拒絶反応、細胞傷害性T細胞の浸潤による急性細胞性拒絶反応や慢性拒絶反応が進展していることを明らかにした。一方、これらの拒絶反応は、安定した免疫寛容導入が行われた場合の移植腎臓には観察されず、同種移植よりも強力に拒絶反応が誘導される異種移植には、積極的な免疫寛容導入療法が必要であると結論した。
薬物組織からの汲み出し阻害を利用した脳および腫瘍への薬物デリバリーシステムの開発--生理学的薬物速度論の応用--

[1]抗癌剤の癌細胞からの汲み出し阻害:癌細胞としてP-388細胞を用い、また正常細胞として肝細胞を用いて、抗癌剤vincristine(VCR)の細胞からの排出キネティクスおよび各種阻害剤の影響について解析した結果、(1)細胞内に取り込まれたVCRはP-糖蛋白により能動的排出を受けるか、細胞内のディーププールに移行するかの運命を辿り、両者は競合的過程である。ベラパミル、シクロスポリンなどの阻害剤は、前者の過程のみを阻害する。従って、抗癌剤がディーププールに入る前に阻害剤処理をするほうが、効果的であることがわかった(2)肝細胞膜上に存在するP-糖蛋白に対してよりも、癌細胞膜上のP-糖蛋白に対して、より高い親和性を持つ阻害剤が多いことがわかり、in vivo条件においても阻害剤を用いることにより、多剤耐性を克服する道が開けた。[2]P-糖蛋白に対するモノクローナル抗体のin vivo動態の解析:大腸癌由来のHCT-15細胞(自然耐性株)および対照としてColo細胞を用い、P-糖蛋白に対するモノクローナル抗体であるMRK-16の動態をin vivo,in vitroの両実験系で検討した。表面結合量、内在化量、およびメディウム中に存在する量の時間推移を測定し、データを適切なモデルにあてはめてそれぞれの過程に関する速度論的パラメータを算出した。その後、生理学的薬物速度論モデルに基づき、in vitroで得られたこれらのパラメータにより本抗体をヌードマウスに静注後の2種の癌細胞への抗体の移行に関する時間推移を予測したところ、予測値は実測値を良く反映していた。こうした解析より、癌細胞におけるP-糖蛋白の発現量とともに、癌細胞の毛細血管内皮細胞間の透過性もin vivoでの抗体の移行性を支配する重要な因子であることがわかった。(1)脳への薬物デリバリーの改善(1)β-ラクタム系抗生物質: ^<14>C-benzylpenicillin(BZP)の単離脈絡叢へのin vitro系での取り込みは能動輸送であることが示され、その取り込みを各種β-ラクタム系抗生物質が競合的に阻害した。さらには、C^<14>-BZPを単独あるいは各種抗生物質といっしょに脳室内に投与後の脳脊髄液中の時間椎移を、速度論モデルに基づいて解析し、in vivo条件での阻害定数(Ki値)を算出した。In vitroとin vivoでのKi値はほぼ同一の値を示し、in vivo条件での汲み出し阻害の程度をin vitroより推定する道を開くことができた。(2)抗エイズ薬:AZTやDDIなどの抗エイズ薬の脳室内/血中濃度比は、ともに0.2以下と低いことが知られている。また、この比がprobenecidの同時投与により上昇することから、脳室内から血中への汲み出し機構の存在が示唆された。この汲み出しが脳-脊髄液関門(BCSFB)、脳-血液関門(BBB)のいずれを介して生じるのかを検討するために、単離脈絡叢を用いた通り込み実験を行ったところ、DDIにのみ能動輸送機構の存在が確認できた。しかしながら、定量的にはこの機構のみで低い脳室内/血中濃度比を完全には説明することができず、BBBを介した汲み出し機構の存在が示唆された。(2)抗癌剤の癌細胞からの汲み出しの阻害:耐性癌細胞としてP-388細胞を用い、また正常細胞として肝細胞を用いて、抗癌剤であるvincristine(VCR)の細胞からの排出キネティックスおよび、各種阻害剤の影響について解析した結果、以下の事柄が明らかになった。

(1)細胞内に取り込まれたVCRは、P-糖蛋白により能動排出を受けるか、細胞内のディーププールに移行するかのいずれかの運命をたどり両者は競合過程である。ベラパミル、シクロスポロンなどの阻害剤は、前者の過程のみを阻害する。従って、抗癌剤がディーププールに入る前に阻害剤処理をする方が効果的であることがわかった。(2)肝細胞膜上に存在するP-糖蛋白に対してよりも、癌細胞膜上のP-蛋白に対して、より高い親和性を持つ阻害剤が多いことがわかり、in vivo条件においても、阻害剤を用いることにより、多剤耐性を克服する道が開けた。抗癌剤に対する多剤耐性の機構として癌細胞からの薬物汲み出しに関与すると考えられているP-糖蛋白の関与が知られている。耐性克服剤として、この汲み出し過程を阻害する薬剤の開発が進んでいる。一方、最近の研究により、P-糖蛋白に対するモノクローナル抗体であるMRK-16自体で耐性克服作用があること、また、これを汲み出し阻害剤と併用することによりその耐性克服作用が増大するなどの事実が報告されている。しかしながら、MRK-16自体が癌細胞とどのような相互作用するかについて定量的解析がされた例はなく、今回、大腸癌由来のHCT-15細胞(自然耐性株)およびその対照としてColo細胞(P-糖蛋白の発現量が少ない細胞)を用い、MRK-16の動態をin vivo,in vitroの両実験系で調べた。125Iでラベルした抗体を用い、表面に結合した抗体(Xs)と内在化した抗体(Xin)をmild acid washingの手法により分離定量した。Xs,Xinおよびメディウム中の抗体量(Xm)の時間推移を測定し、データを適切な数学モデルにあてはめることにより、抗体と細胞表面の結合性、内在化(取り込み)、細胞内から細胞外への排出に関する速度論パラメータを算出した。その後、生理学的薬物速度論モデルに基づきin vitroで得られたこれらパラメータにより、本抗体をヌードマウスに静注後の2種の癌組織への抗体の移行に関する時間推移を予測したところ、予測値は実測値を良く反映していた。こうした解析により、癌細胞におけるP-糖蛋白の発現量とともに、癌組織の毛細血管内皮細胞間の透過性もin vivoでの抗体の移行性を支配する重要な因子であることが明らかとなった。
内分泌撹乱物質、性ホルモンの口腔内諸組織の修飾への関与とそのレセプターの動態

口腔内諸組織の修飾はメカニカルストレスと関連することが多く、エストロジェンとそのレセプターも種々の組織に種々の修飾をもたらす。はじめにメカニカルストレスと組織修飾を検討するために、MIF(マクロファージの遊走阻止因子)について検索した。最近MIFは免疫系や細胞の分化、増殖など生体反応への関与の可能性が考えられている。ヒト歯肉および口腔粘膜上皮における上皮および線維芽細胞のMIFの発現と局在と生理活性について、ウエスタンプロットおよび免疫組織化学的手法で検討した。手術時に切除した炎症所見のある歯肉と正常歯肉を液化窒素にて凍結後、-80°Cで保存し使用した。免疫組織化学的検索には、抗ヒトMIF、抗ヒトマクロファージ、各種抗ヒトサイトケラチン等を使用した。粘膜上皮については、歯肉組織から抗原と同様の12.5kDa相当の分子量で蛋白が検出された。歯肉上皮細胞質のMIF発現は基底細胞層で強く、接合上皮では全層に、外縁上皮の付着歯肉でも角化層以外の全層に認められる部位があり、細胞のtumoverが速い部分に特に多く発現した。それぞれの組織に抗マクロファージ抗体での発現はみられなかった。歯肉組織には他に比べ多くのMIFが存在した。口腔粘膜上皮では、MIF発現は正常な部位や炎症がある部位だけではなく、外来刺激が加わる部位や増殖活性が高い部位にも存在した。線維芽細胞のMIFの発現は正常な歯肉や口腔粘膜の結合組織で少なく、智歯周囲炎の細胞増殖部では多く発現した。歯肉由来のヒト線維芽細胞(Gin1理研)を48-72時間伸展培養後のMIFmRNAの発現は、10%FBS含有D-MEMで培養した時は顕著で、1%FBSにて細胞増殖の減少時で少なく、伸展刺激を加えた場合に顕著であった。口腔粘膜病変でのMIFの局在の変化や発現量の増加から、MIFの口腔粘膜上皮の恒常性の維持への関与が示唆された。
戦後教育改革期における数学教育の単元学習に対する再構成運動の影響に関する研究

戦後教育改革期の数学教育における単元学習の再評価を行った。従来の数学教育史において否定的にとらえられてきた単元学習について、その構想と展開を新たな史料を基に精査することを通して、戦前から戦後への数学教育の連続性の観点から、数学教育史における意義を再評価した。特に、戦後教育改革期における算数・数学の指導内容の構成、立式の意味指導、割合の考え方、図形の性質と論証がどのように変化しているのかを実証的に明らかにした。戦後教育改革期の数学教育において単元学習が導入された経緯の整理を行った。このため、占領軍の日本統治記録であるGHQ/SCAP文書の収集・分析を行った。GHQ/SCAP文書には、当時の担当官庁であった文部省の算数・数学教育担当者と占領軍の担当官との会議録が残されており、この記録を分析することによって、占領軍から指示された内容と、これに対する日本側の対応を確認した。特に、昭和22年の学習指導要領(試案)の編集課程においては、新制小学校の国定教科書の編集作業が同時期に行われており、学習指導要領(試案)で示された指導内容が必ずしも国定教科書に反映されず、乖離が起こっていた。また、昭和22年の学習指導要領(試案)の発行後に、指導内容の見直しや新制中学校の国定教科書が作られていた。ここにおいては、新しく学習指導要領を作り直すことや、教科書の検定制度、検定基準の作成なども始まり、米国進歩主義教育を範とした経験的な単元の開発が占領軍から指示されていた。数学教育における単元学習は、昭和26年の学習指導要領(試案)の改訂において明示されているとされてきたが、既に、この時点において、単元学習の原型や導入への準備が始まっていたことが確認できる。また、単元学習の概念規定がないまま、昭和24年の文部省著作教科書には、単元学習の教材が提示されているとされていることに対しても、整合的に、その導入の経緯を説明できるようになった。戦前から戦後に至る数学教育史の変遷上に,単元学習を位置づけ,その連続性を明らかにした。このため,以下の2つの下位課題に取り組んだ。第一に,戦前の算術,数学の国定教科書『尋常小学算術書』『高等小学算術書』『カズノホン』『初等科算数』『数学』『中等数学』の各学年の内容の分析を行った。分析の視点として,まず,指導内容の構成から教育課程上の変遷をまとめた。次に,指導内容の取り上げ方が変化している内容として,立式の意味指導,割合の考え方,図形の性質と論証指導に焦点をあてて,その変遷をまとめた。そして,これらの内容の変化の意図を,編纂趣意書や編纂に関わる会議録,当事者の回顧録から検討し,単なる計算の技能の習熟を数学教育の目標とすることから,意味や理解を重視する指導への変遷として,戦前から戦後に至る数学教育をとらえた。第二に,戦後教育改革期の数学教育における昭和22年の学習指導要領(試案)と昭和26年の学習指導要領(試案)や算数,数学の国定教科書『算数』『中等数学』,文部省著作教科書『小学生のさんすう』『中学生の数学』の分析を行った。次に,立式の意味指導,割合の考え方,図形の性質とその役割に関する分析を行い,単元学習の特徴をまとめた。そして,GHQ/SCAP文書における会議録や当事者の回顧録から,その編集の背景を明らかにした。こうした戦後教育改革期の数学教育の単元学習においても,算数や数学の計算手続きや処理の意味,および,実際場面での数学のはたらきが重視されており,こうした数学教育は,戦前から戦後に至る数学教育の延長線上にあり,その連続性を評価できることを明らかにした。戦後教育改革期の数学教育における単元学習の導入に関して,占領軍の教育担当機関であるCIEの担当官に焦点をあてて,史料の収集を行った.国立国会図書館の憲政資料室において,数学教育の担当官であったヘファナンやハークネス,オスボーンといった人物名からGHQ/SCAP文書の検索,調査を行い,数学教育に関係する史料を収集し,分析を進めた.彼らが戦後の日本の教育のモデルプランとして紹介し,導入するように提案した米国進歩主義教育との関連について調査を進めた.特に,米国進歩主義教育の影響については,他教科やコア・カリキュラム運動において導入されたカリキュラムや教育理論について明らかにした.また,これを受けた当時の文部省の数学教育担当官へのインタビュー記録や回顧談を基に,当時の日本側の対応についてまとめている.この際には昭和22年の『小学校中学校学習指導要領算数数学科編(試案)』の記述との比較や後の解説書誌との整合性を観点に分析を進めた.当時CIEが日本に紹介した米国の教育関連書籍を集めたAEL(アメリカ教育文庫)については,東京文理科大学においてまとめられた史料や国立教育政策研究所の附属教育図書館に所蔵されている教育課程文庫の史料より,その概要を知ることができ,算数・数学の教科書についての内容や保存状況の確認が取れた.こうした史料収集やその分析の結果,戦後教育改革期の数学教育における単元学習の導入には,米国進歩主義の影響が見られる面と,これとは異なった側面とが混在していることが明らかになった.戦後教育改革期における占領軍からの影響下において,米国進歩主義をモデルとした戦後の新教育で模索されていた面と,日本の数学教育における独自の面との両面があったことを,史料の収集および分析を通してみることができ,当初,予定していた課題はおおむね達成できている.

単元学習の教材や指導法の背景にある数学の知識観や教育観を,戦前,戦後の数学教育の変遷の中で特徴づけ,数学教育における単元学習の背景にある教育思想を明らかにした。単元学習の導入にあたり,文部省が実施した指導者講習の記録や指導資料,学習指導要領,指導書,教科書の記述をはじめ,教育課程審議会や教科等調査委員会の会議録を基に分析をすすめ,戦後教育改革期の数学教育における単元学習の教材や指導法の背景にある数学の知識観や教育観を明らかにした。単元学習の理念は,戦前,戦後の数学教育の変遷の中において見られる,既成の数学の知識や体系を子どもに教え込むものではなく,子どもが自分自身の活動から数学の知識やその体系付けられた理解を形成するという数学教育の思想と軌を一にするものであった。これは、戦前の数学教育改良運動において強調された教育理念にも見ることができ、戦中の数学教育再構成運動においては教科書教材やその編纂趣意書において明確に示されていた。こうした戦後教育改革期の数学教育における単元学習を再評価することによって、従来の数学教育史において否定的にとらえられてきた単元学習を,戦前・戦中から戦後へと続く数学教育の連続性という観点から,数学教育史に位置づけることができた。また、戦前の数学教育改良運動や戦中の数学教育再構成運動においては,対立する教育理念間の論争があったことから、こうした対立構造の中で、単元学習の教育理念を見直すことができた。特に、数学の系統的な学習指導と子どもの構成主義的な数学学習との関連は、数学教育史における単元学習を価値づける有効な視点となった。戦後教育改革期の数学教育における単元学習の再評価を行った。従来の数学教育史において否定的にとらえられてきた単元学習について、その構想と展開を新たな史料を基に精査することを通して、戦前から戦後への数学教育の連続性の観点から、数学教育史における意義を再評価した。特に、戦後教育改革期における算数・数学の指導内容の構成、立式の意味指導、割合の考え方、図形の性質と論証がどのように変化しているのかを実証的に明らかにした。史料については,研究の遂行上に必要なものの収集が問題なく進められた。また,戦後教育改革期の数学教育を,混乱期の特殊な教育として,戦前・戦中の教育と断絶したものとしてとらえる数学教育史に対して,教育課程上の位置づけや,その背景にある数学教育観の変遷という面において,見直しの視点を提示する事ができた。史料収集については,平成28年度も継続する.最終年度に当たって,戦中の数学教育再構成運動やその影響についての調査,分析を進める.特に,日本数学教育学会の前身である日本数学教育会の活動や各支部の研究成果が,どのように国の教育課程や教科書教材に反映されたいったか明らかにし,戦後の数学教育への影響をまとめる.数学教育学史料収集については,平成27年度以降も継続して進める。特に,単元学習の導入に際しては,GHQ/SCAPや日本の教育学者の言説を通して受けた米国の進歩主義教育の影響を明らかにする必要がある。これを明らかにするために,戦後教育改革期にGHQ/SCAPが設置したAEL(アメリカ教育文庫)の後身にあたる教育課程文庫についての調査を行う。史料の収集・分析を進め、時代背景や単元学習の導入の経緯については、先行研究を踏まえながら、おおよその確認作業ができたと考える。
細胞増殖因子受容体のエンドソームにおける選別輸送制御とシグナル伝達

細胞増殖因子受容体のエンドソームでの選別輸送とシグナル伝達の関係について、選別輸送制御因子であるHrsの過剰発現細胞およびUBPYの欠損マウスを用いて解析を行った結果、受容体の選別輸送の制御が受容体からのシグナル伝達に関わり細胞増殖制御に重要な役割を果たしていることが明らかになった。またHrsの結合蛋白質ミオシン重鎖9とUBPYの結合蛋白質CHMP4が、増殖因子受容体のエンドソームでの選別輸送を制御していることが明らかになった。細胞増殖因子が受容体に結合すると受容体が活性化され、さらに受容体を介して種々のシグナル伝達経路が活性化される。また増殖因子が受容体に結合すると、両者は内在化してまず初期エンドソームに運ばれ、その後リソソームに選別輸送され分解される。この選別輸送によりシグナル伝達が停止すると考えられている。本研究では、増殖因子受容体のエンドソームでの選別輸送の制御がどのように受容体を介するシグナル伝達の制御に関わっているかを解析し、以下の結果を得た。1. Hrsは増殖因子受容体のエンドソームでの選別輸送制御に重要な役割を果している。Hrsを過剰発現したHepG2細胞では、HGF刺激した時にHGF受容体の分解が遅延した。またこの時のERKの活性化が高レベルで持続した。これらの結果は、受容体のエンドソームでの選別輸送の制御がシグナル伝達制御に密接に関係していることを示唆している。2. UBPYノックアウトマウスは胎生致死である。ノックアウトマウスの胎児の細胞を培養して調べたところ、初期エンドソームが凝集・肥大化し、そこにユビキチン化蛋白質が蓄積していた。また細胞の増殖が、野生型細胞に比べ遅れていた。これらの結果は、UBPYはエンドソームの機能維持に重要な役割を果し、細胞増殖に必要な増殖因子受容体の選別輸送とシグナル伝達を制御していることを示唆している。3. Hrsに結合する蛋白質であるミオシン重鎖9(MYH9)について解析し、まずMYH9はHrsのVHSドメインを介して結合することを明らかにした。またMYH9はEGF受容体やHGF受容体などの増殖因子受容体と結合することがわかった。さらにMYH9とEGF受容体との結合はEGF刺激により解離した。これらの結果は、MYH9はエンドサイトーシスした増殖因子受容体をエンドソーム上のHrsに導く役割をもち、受容体の選別輸送を制御していることを示唆している。細胞増殖因子受容体のエンドソームでの選別輸送の制御と受容体を介するシグナル伝達制御とは深く関わっているが、その詳細な分子機構は不明な点が多い。本研究では、選別輸送とシグナル伝達制御の分子機構の解析を行い、以下の結果を得た。1. HGF刺激したHepG2細胞ではERKシグナル伝達経路が強く活性化される。選別輸送制御因子Hrsを過剰発現したHepG2細胞では、HGF受容体の分解が遅延するとともにERK経路の活性化が高レベルで持続する。そこでERK経路の強活性化を導く分子機構を解析した。アダプター蛋白質Gab1を結合できないHGF受容体を発現したHepG2細胞では、ERK経路の活性化が低く抑えられた。またGab1をノックダウンした細胞でも、ERK経路の活性化が抑制された。これらの結果は、Gab1がERKシグナル伝達経路の強活性化に重要であり、エンドソームでのHGF受容体の選別輸送がGab1からのシグナル伝達の制御に重要な役割を果していることを示唆している。2.増殖因子受容体の選別輸送の制御には、受容体のユビキチン化が重要であり、脱ユビキチン化酵素UBPYがその制御に関与している。したがってUBPYの活性制御機構を明らかにすることは、受容体の選別輸送とシグナル伝達の制御の理解にとって重要である。そこでUBPYの活性制御因子を明らかにするために、Yeast two-hybrid法を用いて結合蛋白質の探索を行った。その結果、結合蛋白質としてCHMP4Bを同定した。またUBPYはMITドメインを介してCHMP4Bと結合した。さらにCHMP4Bを過剰発現したHeLa細胞では、EGF刺激時のEGF受容体のユビキチン化レベルが上昇した。これらの結果は、CHMP4BはUBPYに結合してその活性を抑制することにより、受容体の選別輸送とシグナル伝達を制御していることを示唆している。
超音波によるゲノム損傷応答機構の解明

超音波による細胞内DNA二本鎖切断の誘発をリン酸化ヒストンH2AXおよびコメット法おけるテールの伸長の観察により、初めて証明した。DNA二本鎖切断は、超音波キャビテーション発生と相関し、そのメカニズムとしてキャビテーションによるフリーラジカル生成(放射線類似作用)によるものではなく、機械的作用によるものと思われる。また、修復に係る蛋白質は放射線によるものとは異なることが判明した。超音波によるヒストンH2AXのリン酸化機構について検討した。H2AXは二本鎖切断の高感度なマーカーであり、H2AXリン酸化を担うキナーゼとしてはATM、ATR、およびDNA-PKが知られている。超音波誘発二本鎖切断に由来して起こるH2AXのリン酸化の機構を調べるため、特異的阻害剤を用いた。U937細胞に対して、ATM阻害剤としてKu55933, DNA-PK阻害剤としてNu7026を前処理し、超音波照射30分後のリン酸化H2AX陽性細胞の割合をフローサイトメトリーにて測定した。陽性対照群として、X線照射(10 Gy)を用いた。超音波照射では、ATM阻害剤によるH2AXリン酸化の抑制が認められたが、DNA-PK阻害剤でも大幅な抑制があり、両者の併用でリン酸化ヒストンH2AX陽性細胞はほぼ消失した。同程度のリン酸化H2AXを誘導条件では、超音波は放射線よりもDNA-PKcsを強くリン酸化した。DNA-PKのH2AXリン酸化への寄与を調べるため、DNA-PK欠損神経膠腫細胞株M059JとDNA-PKcsを有するM059Kにそれぞれ超音波を照射したが、前者ではほとんど検出されなかった。これより、超音波によるH2AXのリン酸化はDNA-PKが主体的で、ATMが部分的に担っていると考えられる。超音波によるH2AXのリン酸化は照射直後から起こり、3時間で一度減衰し、アポトーシスの観察できる6時間で上昇することから、照射後初期のH2AXリン酸化についてはDNA損傷由来と考えられる。以上より、超音波によるH2AXリン酸化シグナルは、損傷誘発機構の違いに起因し、放射線、化学療法剤、デスリガンドとは異なることが判明した。超音波が直接細胞内のDNAに与える影響は明らかではない.本研究ではH2AXリン酸化フォーカス形成を中心に、超音波のDNA損傷誘発機構に関して調べ、放射線および温熱のそれらと比較検討した.ヒトリンパ腫細胞株、U937を主として用い、周波数1 MHz、PRF 100 Hz、DF 10%の条件でSonicmaster ES-2 (OG Giken Co., Ltd., Okayama, Japan)を用い照射した.陽性対照としてX線照射や温熱処理を用いた.リン酸化H2AXを特異的抗体による免疫染色法、フローサイトメトリー法、ウエスタンブロット法にて検討した.DNA損傷を中性コメット法による電気泳動度を指標として検討し、また修復タンパクの核局在を免疫染色法にて検討した.キャビテーション指標としてOH・の産生を利用し、DMPOを用いたEPR-スピン捕捉法にて検討した.超音波が放射線や温熱と同様、処理後30分の細胞において照射強度・時間依存的にリン酸化H2AXを誘導し,中性コメットアッセイ法においてもDNA損傷が検出された.NBS1, DNAPK-csの挙動は、放射線のそれと類似したが、ATMは異なった。亜酸化窒素でキャビテーション最終崩壊温度を下げると超音波によるリン酸化H2AXフォーカスは認められず、細胞死も有意に抑制された。一方でDMSOやNACを用いて細胞内外のROSの産生を抑制しても、&#61543;H2AXの有意な抑制はなかった。同様の細胞死水準で、超音波誘発OH・生成量は放射線に比べて少なく、ゲノム損傷と応答の原因として、ROS以外の機械的作用の関与が示唆される。超音波のDNA損傷誘発機構に関して調べ、特に二本鎖切断の生成はキャビテーションによる機械的作用が原因であることを見出した。さらに、その修復機構についても調べ、論文として報告したので、一定の目的を達したと思われる。超音波のDNA損傷誘発機構の詳細について、1)修復機構、2)DNA損傷に起因する遺伝子発現変化、3)これを利用した超音波の治療への応用について検討する。研究は継続的に行われており、実験用消耗品、人件費、および旅費に使用予定である。