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不特定高調波の一括補償を目的とした配電系統用パワーラインコンディショナーの研究

本研究は,2台の直列形アクティブフィルタのLCフィルタを併用したパワーラインコンディショナー(Power Line Conditioner)の開発を目的としている.これは不特定多数の家電機器やOA機器が発生する高調波を一括して補償しようとするもので、電圧計PWM変換器を整合変圧器を介して6.6kV配電線とLCフィルタに直列に接続した2台の直列形アクティブフィルタとその制御法に特長がある.本研究では,模擬配電系統(3φ,200V,60Hz,20kVA)を設計・製作し,これに複数台の高調波発生負荷と高調波の影響を受けやすい負荷を接続して基礎実験を行った.さらにLCフィルタを設計・製作し,高調波拡大現象や上位系統からの高調波電流の流入などのLCフィルタ特有の問題点を実験により明らかにした.次に,パワーラインコンディショナーを設計・製作し,これを模擬配電系統を接続し,実験と周波数領域の解析の両面からその補償特性を検討した。その結果,1)上位系統に流出する高調波電流のみならず,パワーラインコンディショナーの接続点における高調波電圧をも低減できる2)下位系統の負荷間の高調波による干渉を抑制できることなどを実験により明らかにした.しかし,実験においては電源電流の高調波と受電点電圧の高調波を完全に抑制することはできなかった.この要因としては,実験に使用した高調波検出・演算回路の精度が挙げられる.例えば,受電点電圧に含まれる高調波が基本波電圧の1%とするとこれを検出して0.1%に低減しようとすると,電圧センサには0.1%以上の高精度が要求される.従って,本研究の成果の実用化に当たっては,パワーラインコンディショナーに使用するPWMインバータの高効率・高性能化と共に1)周波数特性の優れた高精度電圧・電流センサの開発2)新しい原理に基づく高調波検出・演算法の開発などを行う必要があり,現在新しい高調波検出・演算法を検討している.これは実験に使用した高調波検出・演算法に比べて,同一精度の電圧・電流センサを用いたとしても5倍も検出・演算精度が得られることを理論的に解析している.引き続き実験により,新しい高調波検出・演算法の精度について検討する予定である.資源エネルギ-庁の電気協同研究会高調波対策委員会報告(平成2年6月)によれば、6.6kV配電系の電圧ひずみの主な要因は家電機器やOA機器が発生する高調波電流であり、このままでは19931994年頃に6.6kV配電系統の高調波電圧は高調波環境目標レベルである5%を越えるであろうと予測している。本研究は、高調波アイソレ-タとLCフィルタを併用した配電系統用パワ-ラインコンディショナ-の開発を目的としている。これは不特定多数の家電機器やOA機器が発生する高調波を一括して補償しようとするもので、電圧形PWM変換器を整合変圧器を介して6.6kV配電線に直列に接続したシステム構成とその制御法に特長がある。平成3年度では以下について検討した。1)電源電流と受電点電圧を同時に補償可能なパワ-ラインコンディショナ-の補償特性について検討した。電力系統の高調波伝搬を解析するための新しい計算アルゴリズムを開発し、複数負荷がある場合の補償特性を比較した。その結果、本研究のパワ-ラインコンディショナ-は従来のLCフィルタや並列形アクティブフィルタに比べて優れた補償特性を有することを明らかにした。2)パワ-ラインコンディショナ-の制御回路を製作した。高調波検出には瞬時無効電力の一般化理論を応用し、回路の一部をディジタル化した高精度の高調波検出回路を開発した。3)高調波アイソレ-タの容量を低減できるLCフィルタの最適設計について検討し、新たに製作するLCフィルタの設計を行った。その結果,1)上位系統に流出する高調波電流のみならず,パワーラインコンディショナーの接続点における高調波電圧をも低減できる2)下位系統の負荷間の高調波による干渉を抑制できることなどを実験により明らかにした.しかし,実験においては電源電流の高調波と受電点電圧の高調波を完全に抑制することはできなかった.この要因としては,実験に使用した高調波検出・演算回路の精度が挙げられる.例えば,受電点電圧に含まれる高調波が基本波電圧の1%とするとこれを検出して0.1%に低減しようとすると,電圧センサには0.1%以上の高精度が要求される.従って,本研究の成果の実用化に当たっては,パワーラインコンディショナーに使用するPWMインバータの高効率・高性能化と共に1)周波数特性の優れた高精度電圧・電流センサの開発

2)新しい原理に基づく高調波検出・演算法の開発などを行う必要があり,現在新しい高調波検出・演算法を検討している.これは実験に使用した高調波検出・演算法に比べて,同一精度の電圧・電流センサを用いたとしても5倍も検出・演算精度が得られることを理論的に解析している.引き続き実験により,新しい高調波検出・演算法の精度について検討する予定である.資源エネルギー庁の電気協同研究会高調波対策委員会報告(平成2年6月)によれば、6.6kV配電系の電圧ひずみの主な要因は家電機器やOA機器が発生する高調波電流であり、このままでは19931994年頃に6.6kV配電系統の高調波電圧は高調波環境目標レベルである5%を越えるであろうと予測している。本研究は、高調波アイソレータとLCフィルタを併用した配電系統用パワーラインコンディショナーの開発を目的としている。これは不特定多数の家電機器やOA機器が発生する高調波を一括して補償しようとするもので、電圧形PWMインバータを整合変圧器を介して6.6kV配電線に直列に接続したシステム構成とその制御法に特長がある。平成4年度では以下について検討した。1.パワーラインコンディショナーの制御回路を開発した。高調波検出には「瞬時無効電力の一般化理論」を基本原理とし用い、回路の一部をディジタル化した高精度の高調波検出回路を開発した。2.スイッチング素子としてパワーMOSFETを用いた2台の電力用アクティブフィルタ(主回路は電圧形PWMインバータ)を製作した。3.次に、高調波発生源として3相12パルスサイリスタ整流回路(20kVA)を1台のみ接続し、パワーラインコンディショナーの基礎実験を行った。その結果、電源電圧と受電点電圧の高調波を同時に補償できることを実験により確認した。平成5年度では、パワーラインコンディショナーの下位系統に複数台の高調波発生源や進相コンデンサを接続した場合について詳細な実験を行なう予定である。本研究は,2台の直列形アクティブフィルタとLCフィルタを併用したパワーラインコンディショナー(Power Line Conditioner)の開発を目的としている.これは不特定多数の家電機器やOA機器が発生する高調波を一括して補償しようとするもので、電圧形PWM変換器を整合変圧器を介して6.6kV配電線とLCフィルタに直列に接続した2台の直列形アクティブフィルタとその制御法に特長がある.平成5年度では,前年度に設計・製作したパワーラインコンディショナーを模擬配電系統(3φ,200V,60Hz,20kVA)に接続し,実験により補償特性を詳細に検討した。その結果,パワーラインコンディショナーは1.上位系統に流出する高調波電流のみならず,パワーラインコンディショナーの接続点における高調波電圧を約50%低減できる2.下位系統に接続した多数台の電力機器とサイリスタ整流器などの高調波発生負荷との高調波による干渉を抑御できる能力を有していることなどを実験により明らかにした.しかし,実験では電源電流の高調波と受電点電圧の高調波を完全に抑制することはできなかった.この要因は,実験に使用した高調波検出・演算回路の精度であることを明らかにした.そこで,現在は新しい原理に基づく高調波検出・演算法を検討している.
日本語形容詞・形容動詞対照語彙表作成とその資料に基づく数量的分析および研究

上代資料・中古散文22作品・八代集から採取した古代語形容詞について、「古代語形容詞の語構成」分析の結果を一覧表の形で公表し、この一覧表を利用して分析を行い、次のような点が明らかになった。(1)中古散文22作品で使用された形容詞と形容動詞における新旧語彙の量的変化の時期が重なる。(2)八代集の形容詞は(既存の)上代形容詞に存する造語形式の域を脱していない状況にある。(3)古代語形容詞の語構造は大きく二つの系列に分けることができ、I語基+接辞乃至はこれを含む構造にある系列の形容詞は、より大きな単位数の語を構成する力に富むものであるのに対して、II(語基+語基)+接辞乃至はこれを含む構造にある系列の形容詞は、大きな単位数の語を構成する力に乏しい自己完結的なものである。(4)構成単位数別に語構造論的分析を行った結果、中古散文作品で使用された形容詞において長単位化・多様化が最も進んでおり、特に、新出のク活用形容詞ではそれが著しい。(5)さらに、語構成一覧表の作品数を増やすべく、「訓点資料の形容詞の語構成」を作成したところ(公表)、上代形容詞の量的構成と最も近似しているのは訓点資料の形容詞であるのに対して、中古散文の形容詞の量的構成は上代形容詞のそれと大きな差違があり、また、八代集の形容詞のそれは訓点資料の形容詞よりも中古散文の形容詞に近い様相を呈している。本研究では、従来共時的研究として扱われてきた「語構成」の研究分野において、上代資料から採取された形容詞の語構成分析情報と中古資料から採取された形容詞のそれとの比較分析を行い、その歴史的変化を考察した「語構成史」という通時的研究に取り組み、語彙史研究分野に新たな視点を導入する試みを行った。平成13年度は、上代資料・中古散文22作品・八代集を調査対象とした形容詞の採取作業、中古散文22作品を対象とした形容動詞対照語彙表(平成11年度-平成12年度奨励研究(A)課題番号11710228の研究成果)の単位認定基準の策定作業を参考としつつ、同作品を対象とした形容詞対照語彙表の基準策定、各資料から採取した形容詞の活用と新旧、そして、各語の語構成(語構造と造語法)の分析、および、これらに基づく形容詞の数量的分析を行った。(1)上代資料・中古散文22作品・八代集から採取した形容詞を「古代語形容詞」と呼び、それらについて(1)単位認定の基準(複合語の扱い)、(2)語構造論的観点および造語論的観点から語構成記述の方法を提示するとともに、(3)「古代語形容詞の語構成分析」の結果を一覧表の形で公表(中間報告)した。(2)この一覧表を利用して、古代語形容詞(特に中古散文の形容詞に重点をおいて)の、活用・新旧・語彙量変化の時期等について数量的分析を行ったところ、語彙量変化の時期において、中古散文の形容詞とかつて公表した中古散文の形容動詞における変化に時期とが重なることを報告し(論文発表)、「古代語形容詞の語構成分析一覧表」の資料的有効性に一例を示した。(3)さらに、この一覧表を利用して、造語論的観点からの分析を行った結果、八代集の形容詞は(既存の)上代形容詞に存する造語形式の域を脱していない状況にあることが観察され(論文発表)、(2)に加えて「古代語形容詞の語構成分析一覧表」の資料的有効性を示した。(4)以上のような分析を通して、第一期語構成分析における修正点が顕在化し、「古代語形容詞の語構成分析一覧表」の改訂へと発展させた。

以上、日本語形容詞および形容動詞の総合的研究における第一段階の作業および数量的分析研究の一つとして、上述のようなことを行ったが、第二段階として、日本語形容詞および形容動詞の対照研究、相関分析やクラスター分析等の統計的研究へと進展させる予定である。平成14年度は、上代資料・八代集・中古散文作品から採取した古代語形容詞の単位基準策定作業(第二期)ならびに見出し語の補整を行い、「古代語形容詞の語構成」を分析した一覧表(前年度研究成果)の精度を高めるとともに、各資料における見出し語の用例数の点検作業を行った。そして、本資料の利用価値を拡張するために、「古代語形容詞逆引き対照語彙表」を作成する一方、本資料の有効性を確認すべく、多方面から本資料に基づく語構造分析ならびに数量的分析を行った。(1)見出し語を語末から配列した「逆引き対照語彙表」は、派生語や複合語をも含めた一群の史的展開が容易に把握し得るという資料的価値があるだけでなく、既発表の「古代語形容詞の語構成」と併用することによって、各見出し語の詳細な語構造分析結果が総合的に把握し得るものであり、両資料が語彙および語彙史研究分野における基礎資料となることを期待される。(2)「古代語形容詞の語構成」一覧表を用いて分析を行った結果、次のような点が明らかになった。(1)語構造分析の結果、古代語形容詞の語構造は大きく二つの系列に分けることができ、1語基+接辞乃至はこれを含む構造にある系列の形容詞は、より大きな単位数の語を構成する力に富むものであるのに対して、II(語基+語基)+接辞乃至はこれを含む構造にある系列の形容詞は、より大きな単位数の語を構成する力に乏しい自己完結的なものである。(2)構成単位数別に語構造論的分析ならびに数量的分析を行った結果、中古散文作品で使用された形容詞において長単位化・多様化が最も進んでいる実態が認められた。(3)古代語形容詞には、第一次形容詞、さらに第一次形容詞に別の要素が付加した第二次形容詞、そして第二次形容詞にまた別の要素が付加した第三次形容詞が存在し、上代形容詞ではク活用・シク活用ともに第一次形容詞が優勢であったが、中古新出のク活用形容詞では圧倒的に第二次形容詞が優勢になっていることが判明した。平成15年度は、平成13・14年度に公表した「古代語形容詞の語構成」(語構成一覧表)ならびに「古代語形容詞逆引き対照語彙表」を利用して、質的データ(主に語構成分析情報〔語構造論的情報/語形成論的情報〕)についてのさまざまな分析を行い、これらの資料的有効性についての実証的研究を行った。またその一方で、語構成一覧表の作品数を増やすとともに、データベース公開に向けての整備作業を進めた。(1)語構成一覧表の作品数を増やすべく、『興福寺本大慈恩寺三蔵法師伝古点』『神田本白氏文集巻第三・四』『高山寺本古往来』の訓点資料を追加して、活用ならびに形容詞の一つ一つに付した質的データ(語構成分析情報)を分析し、「古代語形容詞の語構成」の増補版「訓点資料の形容詞の語構成」を作成した。(2)(1)で作成した分析用資料に基づいて、訓点資料の形容詞の分析を行うとともに、すでに行った上代形容詞・八代集の形容詞・中古散文の形容詞の分析結果との対比を進め、次のような結果を導き出した。(1)上代形容詞と最も近いところに位置しているのが訓点資料の形容詞であり、八代集の形容詞は訓点資料の形容詞よりも中古散文の形容詞に近い様相が認められる。(2)上代形容詞と中古散文の形容詞の量的構成には大きな差違があり、形容詞語彙から見た場合、両者は最も距離があるという様相が認められる。
難治性口腔癌の分泌型microRNAによる腫瘍微小環境構築の理解と新規治療法開発

本研究ではエクソソームmiRNAを中心とする新たな口腔扁平上皮癌(OSCC)の悪性形質制御ネットワークを解明し、新規診断・治療法の確立を目指した。難治性OSCCに特徴的な分泌型miRNAを明らかにするために、化学放射線療法が奏功したOSCC患者と無効であった患者の血漿中miRNAの発現を比較した。その結果、miR-223、miR-659、miR-1290の発現に有意な変化を認め、患者血漿中におけるmiRNAの発現は転移、再発、化学放射線療法に対する反応性および患者予後と相関した。本研究によって高悪性OSCC特異的な循環miRNA発現が明らかとなり、新規診断、治療法の標的となる可能性が示された。口腔扁平上皮癌(Oral squamous cell carcinoma: OSCC)は口腔癌の80%を占める疾患で、医療技術の進歩にも関わらず治療成績の劇的な向上には至っていない。その原因として腫瘍が有する浸潤・転移能や抗癌剤・放射線抵抗性の存在があり、その制御機構に腫瘍微小環境が関わることが明らかとなっている。近年、その腫瘍微小環境の調節に細胞外分泌小胞に内包されたmicroRNA(エクソソームmiRNA)が関わり、癌の転移・治療抵抗性の獲得・維持に寄与することが明らかとなってきた。そこで、本研究ではエクソソームmiRNAを中心とする新たなOSCC悪性形質制御ネットワークを解明し、口腔扁平上皮癌の新規診断・治療法の確立を目指すこととした。まず、可能な限り背景因子(性別、年齢、原発巣、TNM分類など)を合わせた上で、当科で化学放射線療法を行ったOSCC患者から治療に対する治療効果が無効であった群(5例)、著効した群(5例)を抽出した。治療開始前に採取し保存しておいた血清中のmiRNA発現をマイクロアレイ(3D-Gene Human miRNA Oligo chip - 4 plex)で解析し、特徴的なマイクロRNAプロファイルを見出した。化学放射線治療抵抗性あるいは遠隔転移を起こした症例において高発現しているマイクロRNAを複数認めたことから、アレイ解析で発現変動を認めたエクソソームmiRNAは高悪性OSCCの病態に深く関わる可能性が示唆された。そこで、アレイ解析で候補となったmiRNAがOSCC患者の臨床データと相関を示すか否かを、臨床サンプルを用いたリアルタイムPCR法で解析し、各種臨床情報との関連を統計学的に検討した。結果、複数のmiRNAが化学放射線療法に対する組織学的治療効果や肺転移と相関することを見出した。平成28年度はOSCC患者において悪性度の反映しうる循環マイクロRNAの同定に成功し、臨床病理学的特徴とも一定の相関があることを見出した。この成果は専門家が多く集まる各種学会(日本頭頸部癌学会、日本癌学会)などにおいて発表を行い、今後研究を進める上で有益な情報交換を行えた。一方、本来は更に当科で保有する放射線抵抗性OSCC細胞株や高転移性OSCC細胞株の培養上清を用いて検証を行う予定であったが、4月に発生した熊本地震の影響で培養実験などの各種実験系を行うことが困難であったため、その点は未だ検証段階である。また、同様の事由から、28年度に着手を予定していた、『候補miRNAの強制発現による腫瘍細胞、間質細胞の表現型変化の解析(in vitro)』、『OSCC細胞由来エクソソームによる間質細胞の表現型変化の解析(in vitro)』、『マウス移植モデル用いたエクソソームmiRNAの機能解析』などについても今後順次着手していく予定である。本研究ではエクソソームmiRNAを中心とする新たなOSCC悪性形質制御ネットワークを解明し、口腔扁平上皮癌の新規診断・治療法の確立を目指した。前年度に行ったアレイ解析と臨床サンプルを用いた解析の結果、複数のエクソソーム由来miRNAがOSCCの化学放射線療法に対する組織学的治療効果や肺転移と相関することを見出した。本年度は更に解析を進め、血中miR-1290の発現が患者予後と相関することを見出した。以上の結果から、高悪性OSCCが分泌するエクソソーム内のmiRNAがOSCCの病態形成に関わっている可能性が示唆された。また、血中miRNAがOSCCの新たな診断ツールになり得ることを示す意義ある成果であると考えられた(現在投稿中)。エクソソームが腫瘍間質に与える影響を明らかにするために、当科で保有する放射線耐性OSCC細胞株からエクソソームを抽出し、代表的な腫瘍間質細胞である線維芽細胞(GT-1不死化ヒト歯肉由来線維芽細胞)の培養液に添加した。その結果、一部の細胞に腫瘍関連線維芽細胞(CAFs)のマーカーであるα-SMAの発現が認められた。CAFsはOSCCの治療抵抗性や転移に関係していることが見い出されており、この結果はエクソソームによるCAFsの誘導がその一端を担っている可能性を示唆するものと考えられた。また、本研究期間中に有意差を見出すには至らなかったが、放射線耐性OSCC細胞株のエクソソームで処理したOSCC細胞では放射線耐性に変化が認められ、本研究の仮説である「エクソソームによる細胞間情報伝達」が存在する可能性が示唆された。今後この点について更に検討を加えていく必要があると考えられた。

本研究ではエクソソームmiRNAを中心とする新たな口腔扁平上皮癌(OSCC)の悪性形質制御ネットワークを解明し、新規診断・治療法の確立を目指した。難治性OSCCに特徴的な分泌型miRNAを明らかにするために、化学放射線療法が奏功したOSCC患者と無効であった患者の血漿中miRNAの発現を比較した。その結果、miR-223、miR-659、miR-1290の発現に有意な変化を認め、患者血漿中におけるmiRNAの発現は転移、再発、化学放射線療法に対する反応性および患者予後と相関した。本研究によって高悪性OSCC特異的な循環miRNA発現が明らかとなり、新規診断、治療法の標的となる可能性が示された。平成29年度は、28年度中に着手予定であった『候補miRNAの強制発現による腫瘍細胞、間質細胞の表現型変化の解析(in vitro)』、『OSCC細胞由来エクソソームによる間質細胞の表現型変化の解析(in vitro)』、『マウス移植モデル用いたエクソソームmiRNAの機能解析』などについて研究を進める。ここで問題となるのは候補miRNAの強制発現による間質細胞の表現型変化の解析についてである。当科で保有する各種間質細胞(繊維芽細胞、マクロファージ)に候補miRNAを強制発現させる実験系は思うように進んでおらず、今後は遺伝子導入方法などの再検討が必要であると考えている。一方で、OSCC細胞由来のエクソソーム抽出には成功しており、そのエクソソームを蛍光標識して間質細胞に取り込ませることも可能であることを検証済みである。したがって、腫瘍由来エクソソームによる間質細胞の形質変化を重点的に進めながら他の実験も並行して行っていく予定としている。口腔癌
経皮デバイスの軟組織接着を向上させるためのセメント質様構造表面層の形成

複数のシグナル分子を混合したリン酸カルシウム過飽和溶液中に陽極酸化処理したチタンを37°C48時間及び25°C24時間で浸漬した。シグナル分子としてはFGF-2、アスコルビン酸塩、亜鉛、珪素を用いた。この過程で、リン酸カルシウムと複数のシグナル分子が複合化された皮膜(セメント質様構造表面層)がチタン表面に形成されることを、SEM、XPS、化学分析、XRDで確認した。リン酸カルシウム過飽和溶液中のFGF-2、アスコルビン酸塩、亜鉛、珪素濃度の増加に伴い皮膜層に含有されるシグナル因子の濃度は増加し、逆に析出皮膜の量は減少した。上記で得られたセメント質様構造表面層に対する、骨芽細胞様細胞MC3T3-E1、線維芽細胞NIH3T3の接着性、増殖性、細胞分化、コラーゲン産生を評価した。この結果を前述の皮膜作製実験にフィードバックして複数シグナル分子の担持方法を最適化した。上記でスクリーニングしたセメント質様構造表面層付基板の経皮的動物埋入実験を行った。基板としては陽極酸化チタンピンを使用し、動物としては体重約3kgの家兎を用い、埋入期間は4週間とした。本研究のセメント質様構造表面は骨形成を促進し、皮膚組織再生を促進した。陽極酸化チタンピンの抗感染性はFGF-2を担持しただけの従来の結果と有意差は無いようであった。しかし、セメント質様構造表面層付陽極酸化チタンピン表面に埋入後形成される周囲組織を組織学的に評価したところ、歯根膜・セメント質様構造組織が効果的に再生していることが判明した。Step1基板の表面処理過飽和溶液浸漬によるシグナル分子担持に有利且つ生体適合性のアパタイト及びバイオガラスの表面層形成を試みた。アパタイト層形成の基材には創外骨折固定具用材料として使用される陽極酸化チタンを選択した。低コンタミネーションリスク及びエンドトキシンフリーである医療用輸液を混合して得られるリン酸カルシウム過飽和溶液への浸漬により、低結晶質アパタイト層が一様かつ均一に基材表面を被覆可能であることが分かった。一方、バイオガラス層形成には汎用性の高い純チタンからなる板状基材を使用し、メソポーラスな層形成に成功した。これらの手法を用いた基材表面処理はStep2の前処理の手法として有効と考えられる。Step2構造タンパクとシグナル分子の担持低結晶質アパタイト層で被覆した陽極酸化チタンに、医療用輸液混合により作成したリン酸カルシウム過飽和溶液を使用してFGF-2を担持させる温度条件について検討した。FGF-2の担持量は処理温度を低くすると減少するが、FGF-2の失活リスクが低い15°C及び20°Cでも0.2μg/cm^2程度担持可能であることが明らかとなった。また、同基材の層中に固定されたFGF-2の細胞増殖活性は、他の処理温度で処理した基材に比べて有意に高かった。つまり、同手法でFGF-2を基材に担持させる場合、処理温度を1520°Cとすることにより基材自体の生体活性が極大となることが結論付けられた。さらに、FGF-2と同時にコラーゲン、アスコルビン酸塩、亜鉛を同時に担持させる実験にも着手した。表面処理層とシグナル分子担持層が同じアパタイトの場合、上記の2段階操作が包含するコンタミネーションリスクの低減が可能と考え、前処理を省略してもシグナル分子を担持可能な過飽和溶液を検討した。現在、FGF-2とアスコルビン酸塩が前処理なしで同時担持可能であることが明らかとなっている。本年度は、過飽和溶液法で作成した試料のin vitro評価と並行しin vivo評価の技術取得に取組んだ。Step 2(構造タンパクとシグナル分子の担持)陽極酸化チタンに、医療用輸液の混合により作製したリン酸カルシウム過飽和溶液を使用して、FGF-2と同時にコラーゲン、アスコルビン酸塩(AsMg)あるいは亜鉛のいずれかのシグナルの共沈担持を試みた。AsMgとFGF-2は同時担持が可能であり、生体活性の向上に十分な量が担持された。また、FGF-2と亜鉛あるいはコラーゲンとの同時担持においても複合層は形成可能であった。一方、テンプレート材の種類と化学組成の調節により種々のメソポーラス構造を有するバイオガラス表面層の作製にも初めて成功した。Step 3(in vitro評価)各種試料上に線維芽細胞様のNIH3T3、あるいは骨芽細胞様のMC3T3-E1を播種し、試料表面層に担持されたシグナル分子が細胞に与える影響を検討した。AsMg-FGF-2同時担持層の場合、NIH3T3の増殖を促進するがMC3T3-E1の増殖には寄与しなかった。AsMg単独担持ではMC3T3-E1の増殖・分化を促進することから、骨組織及び上皮組織に対して個別にシグナル分子の組合せを決定する必要性が示唆された。メソポーラスバイオガラス表面層については、基礎データ取得のため、単独でin vitro評価を行った。その結果、メソポア構造と化学組成を調節することでMC3T3-E1の接着・増殖・分化の促進効果が確認された。Step 3(in vivo評価)研究分担者がウサギを用いた経皮デバイスのin vivo抗感染試験の実験手技、及び同試験で作製された皮膚及び骨組織標本の観察により、炎症反応の有無を組織学的に評価する技術を習得した。本活動は実験試料のin vivo評価実験を研究分担者が行うために不可欠であった。

複数のシグナル分子を混合したリン酸カルシウム過飽和溶液中に陽極酸化処理したチタンを37°C48時間及び25°C24時間で浸漬した。シグナル分子としてはFGF-2、アスコルビン酸塩、亜鉛、珪素を用いた。この過程で、リン酸カルシウムと複数のシグナル分子が複合化された皮膜(セメント質様構造表面層)がチタン表面に形成されることを、SEM、XPS、化学分析、XRDで確認した。リン酸カルシウム過飽和溶液中のFGF-2、アスコルビン酸塩、亜鉛、珪素濃度の増加に伴い皮膜層に含有されるシグナル因子の濃度は増加し、逆に析出皮膜の量は減少した。上記で得られたセメント質様構造表面層に対する、骨芽細胞様細胞MC3T3-E1、線維芽細胞NIH3T3の接着性、増殖性、細胞分化、コラーゲン産生を評価した。この結果を前述の皮膜作製実験にフィードバックして複数シグナル分子の担持方法を最適化した。上記でスクリーニングしたセメント質様構造表面層付基板の経皮的動物埋入実験を行った。基板としては陽極酸化チタンピンを使用し、動物としては体重約3kgの家兎を用い、埋入期間は4週間とした。本研究のセメント質様構造表面は骨形成を促進し、皮膚組織再生を促進した。陽極酸化チタンピンの抗感染性はFGF-2を担持しただけの従来の結果と有意差は無いようであった。しかし、セメント質様構造表面層付陽極酸化チタンピン表面に埋入後形成される周囲組織を組織学的に評価したところ、歯根膜・セメント質様構造組織が効果的に再生していることが判明した。
高周期14族元素-炭素ハイブリッド型新規共役系化合物の創成

分子機械は分子内に特徴的な構造を複数含む超分子化合物で、光・熱・磁場などの外部刺激に応答して変化する分子の運動や構造を制御する研究が盛んに行われている。近年では、分子レベルの運動や構造の変化をいかにしてマクロな物性として取り出すかに興味が持たれている。大規模かご型フレーム骨格の内部にπ電子系が架橋した分子は、結晶中でもπ電子系が1軸回転可能な分子ジャイロコマとしての機能が期待される。我々はアルキル鎖で構成されたかご骨格と回転子であるπ電子系部位の連結部にケイ素を導入した分子について、固体NMR、単結晶X線結晶構造解析により結晶中での回転子の運動の温度依存性について明らかにしている。更に、マクロな物性の一つとして結晶の光学的性質である複屈折について、温度変化による複屈折の連続的な変化を観察している。分子運動と複屈折の相関をより詳細に解明するため、連結部にケイ素より高周期の14族元素であるゲルマニウムを導入した分子ジャイロコマを合成し、その物性を明らかにした。単結晶X線結晶構造解析により決定したゲルマニウム類縁体の結晶構造は、個々の分子が回転軸を揃えてスタックした構造をしていた。260K, 300K, 340Kにおける結晶構造を比較すると、高温になる程、ベンゼン環の配向に構造の乱れが生じていることを確認した。回転子に重水素を導入した誘導体に関する温度可変固体重水素NMRから、ゲルマニウム類縁体はケイ素類縁体に比べ回転子の運動がより容易になっていることを確認した。偏光顕微鏡を用いた複屈折の温度依存性について調べた結果、複屈折が高温になるにつれて連続的に減少する様子が観察された。これまで、結晶中の構造とマクロな物性の1つである複屈折との相関を研究した例は殆ど無く、今回ゲルマニウム類縁体の物性をケイ素類縁体と比較することにより、結晶固体中の構造とその結晶複屈折の関係についてより包括的な知見が得られた。(抄録なし)分子機械は分子内に特徴的な構造を複数含む超分子化合物で、光・熱・磁場などの外部刺激に応答して変化する分子の運動や構造を制御する研究が盛んに行われている。(抄録なし)
オレフィン重合活性を示す有機ランタニド錯体の構造―活性相関の解析

本研究は、オレフィンに対し、高い重合活性をしめす触媒;添加剤も助触媒も不要の有機ランタニド錯体のX線結晶構造解析を行い、オレフィン重合活性をしめす有機ランタニド錯体の分子構造と重合活性との相関を解明を試みたものである。構造解析の結果、シリレン架橋したシクロペンタヂエニル環をもった錯体は、シリレン架橋を持たないものより、重合活性が高いことが見られた。そして、また、オレフィンに対する重合活性はCp環に付いている置換基の種類と位置に非常に敏感であることもわかった。オレフィンに対する重合活性のファクターの一つとして考えられることは錯体の金属周りに配位空間が最適な大きさを持つことである。そしてさらに、オレフィンに対する重合活性には、金属周りの構造が非対称な構造とることがより重要なファクターと考えられる。エチレンに対し重合活性を示すヒドリド架橋有機サマリウム錯体のX線構造解析を行った。有機ランタニド錯体はエチレン重合に対し助触媒も添加剤もいらないことから注目を浴びている触媒である。標題の、複核錯体であるヒドリド架橋有機サマリウム錯体はこはエチレンに対し高い重合活性を示し、前駆体である単核錯体をトルエン中で水素を添加することによって得られる。単核錯体から複核錯体になるときビスシクロペンタヂエニル配位子が結合のひずみを解消するために再配列していることが、X線構造解析によって明らかにされた。反応前物質およびビスシクロペンタヂエニル配位子が再配列した反応後物質をX線構造解析により明らかにした最初の例である。得られた複核錯体をもとにエチレン重合反応メカニズムを考察した。エチレン重合反応に対してはCossee Mechanism(CosseeP,J.Catal.(1964)3,80)が提唱されている。このメカニズムを基にこの複核錯体のエチレンに対する高い重合活性を考察してみた。先ず、配位子である2つのTHFがとれ、Sm周りの空のサイトにエチレンモノマーが近づき、同時に架橋の水素が切れて、Sm-エチレン-水素の中間体を経てポリマー鎖が成長していくと考えられる。特異な複核錯体の構造がポリマー鎖の成長の鋳型となって、高い重合活性を示すと考えられる。オレフィンに対し、重合活性を示す触媒として、Kaminsky触媒やBrookhart触媒が知られているが、これら2つの触媒はいずれも、助触媒MAO(メチルアルモキサン)を必要とする。それに比べ、ランタニドメタロセンは助触媒や添加剤なしでオレフィンに重合活性を示す非常に有効な触媒である。エチレンに対する重合活性は、1,2は低いが、3は非常に高い。分子構造の特徴を比較すると、1ではSm周りは2つのフルオレニル配位子と2つのTHFが結合した、又2もSm周りは2つのフルオレニル配位子とフルオレンの置換基のAlMe3のメチル基が結合した四面体型構造をとっている。これに対し、フルオレンの置換基のAlMe_3がAlEt_3に変わった、3のSm周りの構造は、2つのフルオレニル配位子と置換基AlEt_3のメチレン基の炭素原子が結合した四面体型の構造に加え、Sm原子とAlEt_3基の末端の炭素原子とがagostic相互作用をしていることが、X線構造解析の結果明らかとなった。錯体3がこのような特異な構造を持つゆえ、その構造がポリマー鎖の成長の鋳型となって高い重合活性を示すものと思われる。エチレンやオレフィンに対し、重合活性を示す触媒として、Kaminsky触媒やBrooghart触媒が知られているが、これら2つの触媒はいずれも助触媒MAO(メチルアルモキサン)を必要とする。それらに比べ、ランタニドメタロセンは助触媒や添加剤なしでオレフィンに重合活性を示すことで注目を浴びている。これら錯体のX線構造解析の結果,シクロペンタヂエニル配位子に付く置換基の種類および,位置による立体効果とオレフィン重合活性との間に相関関係があることがわかった。
能動的皮膚血管拡張と発汗の相互連関の神経機序と血管拡張性ペプチドとNOの役割

ヒトの一般体表面では発汗活動に伴って皮膚血管拡張反応が見られる。その機序を検討するため、ヒト前腕皮膚にニコチンやアセチルコリンを局所投与し軸索反射性発汗を誘発した際の発汗量と皮膚血流量の増加はよく平衡推移し、軸索反射性発汗においても発汗活動に伴う皮膚血管拡張反応が生じる事が明らかとなった。アトロピンの前投与により発汗は抑制されたが、皮膚血管拡張は影響を受けなかった事より、ムスカリン作用以外の機序の関与が示唆された。ネコ足底においてもヒトの発汗と同様に、発汗と同時に皮膚血管拡張反応が見られ、動物モデルとしての有用性が示された。ヒト発汗の伝達物質であるアセチルコリンが内皮細胞に働き、NO分泌を促し、血管拡張を起こすことは知られており、NOが発汗に何らかの形で関与することはまず間違いないと予想される。血管拡張作用を有するVIP、CGRP、ANPなどが汗腺周囲に存在することが知られており、これらのペプチドを介してNOが発汗を修飾することも考えられる。発汗調節と皮膚血流調節のNOを介した新たなリンクが明らかになると期待される。QSARTを用いた2つの応用研究からも熱帯地住民の示す長期暑熱順化の少なくとも一部は熱帯暑熱環境に持続的に暴露されることにより後天的に獲得されたものであること、男性は汗腺1個あたりの発汗能が大きく、かっ前腕の活動汗腺数も多いことにより暑熱下での熱放散に重要な前腕からの温熱性発汗(蒸発製熱放散)が女性よりも大きいことなどの興味深い知見が得られた。これらの研究手法を総合的に応用して、ヒトの主たる熱放散反応である「能動的皮膚血管拡張反応」と「発汗反応」の相互連関についての研究を進めて行きたい。暑熱下でのヒトの体温調節に主要な役割を果たす「能動的皮膚血管拡張反応」と「発汗反応」の相互連関の神経機序におけるメディエータの候補として想定されている血管拡張性ペプチドであるvasoactive intestinal polypeptide(VIP)、calcitonin gene-related peptide(CGRP)および一酸化窒素(NO)の意義を解明することが本研究の目的である。初年度はヒトの軸索反射性発汗に伴って見られる皮膚血管拡張反応の神経機序(血管拡張性ペプチドの意義)について検討を行なった。被検者の前腕屈側部に発汗カプセル(容量式湿度計-換気カプセル法)と皮膚血流プローブ(レーザードップラー血流計)を装着し、薬液が測定部に直接浸潤しないようにゴムバンドで縛り、ゴムバンドの末梢側の皮内にニコチン(10^<-4>g/ml、0.1ml)を投与した。ニコチンの投与により軸索反射性発汗が生じるとともに皮膚血流の増加が見られ、発汗量と血流量の変化は時間的によく平行推移した。また、レーザードップラー血流イメージ装置で見た皮膚血管拡張の範囲と呈色反応にて可視化した軸索反射性発汗発現範囲とはほぼ一致した。局所へのアトロピン(10^<-7>g/ml、0.2ml)の前投与によって、軸索反射性発汗は阻止されたが、皮膚血流増加反応は影響を受けなかった。以上の結果より、軸索反射性発汗においても、発汗に伴い皮膚血管拡張反応が見られ、この反応はアトロピンでムスカリン受容体をブロックしても見られる事より交感神経節後線維から分泌されるアセチルコリンそのものではなく、アセチルコリンと共分泌されると考えられている血管拡張性ペプチドによるものであることが示唆された。今後、動物発汗モデルと血管拡張性ペプチドの選択的阻害剤を組合せた薬理学的手法により研究を進めたい。

暑熱下でのヒトの体温調節に主要な役割を果たす「能動的皮膚血管拡張反応」と「発汗反応」の相互連関の神経機序におけるメディエータの侯補として想定されている血管拡張性ペプチドであるvasoactive intestinal polypeptide (VIP)、calcitonin gene-related peptide (CGRP)および一酸化窒素(NO)の意義を解明することが本研究の目的である。初年度はヒトでの研究を中心に実施し、ヒト前腕皮膚にニコチンやアセチルコリンを局所投与しゴムバントを用いて浸透を止め軸索反射性発汗を誘発した際の皮膚血流量をにLDF血流計にて測定したところ、発汗量と皮膚血流量の増加はよく平衡推移し、軸索反射性発汗においても発汗活動に伴う皮膚血管拡張反応が生じる事が明らかとなった。さらにアトロピン(10^<-7>/ml)の前投与により発汗は抑制されたが、皮膚血管拡張は影響を受けなかった事より、ムスカリン作用以外の機序の関与が示唆された。本年度はネコの足底部汗腺を用いて発汗、皮膚血管拡張の機序を検討するため、麻酔下のネコの足底部より、局所発干量を換気カプセル法にて、皮膚血流量をLDF血流計にて測定した。アセチルコリンやピロカルピンの局所投与にて投与部位に限局した発汗が誘発された。あらかじめピロカルピンを全身投与し軽度の発汗状態のところへ脛骨神経電気刺激を加えると、皮膚血管拡張様の反応をともなった明瞭な発汗増加が見られた。ビデオマイクロスコープを用いた観察では、ネコ足底の約3mm^2に40から45個の汗腺が見られ、大量発汗ではほとんどの汗孔に汗滴が確認され、ネコ足底の汗腺のほとんどが能動汗腺であることが示唆された。今後、各種阻害剤を投与した結果から血管拡張性ペプチドの血管拡張における関与を解明したい。
フォリスタチンファミリーの性状解析とその利用に関する研究

TGF-βスーパーファミリーに属する成長因子に結合し、その作用を阻害するフォリスタチンファミリー蛋白質を医療等に利用するため、組換え型フォリスタチンファミリー蛋白質を大腸菌で発現させたところ、大腸菌で発現させた蛋白質は生物活性を示さなかった。そこで哺乳類細胞での発現を試み、生物活性を持つフォリスタチンファミリー部分蛋白質を得ることが出来た。しかし哺乳類細胞で発現させた蛋白質は発現量、純度に問題があり、今後さらなる発現系および精製法の改善が求められた。本研究はTGF-βスーパーファミリー結合蛋白質であるフォリスタチンファミリー蛋白質の性状解析と、そのリガンド結合部位であると考えられているフォリスタチンドメインの構造を基にしたTGF-βスーパーファミリー阻害剤の開発を目的としている。フォリスタチンファミリーに属するフォリスタチンとFLRG蛋白質は、それぞれ3個および2個のフォリスタテンドメインをその分子内に含む。これまでの研究では、フォリスタチンとFLRGは両者とも主に第二フォリスタチンドメインを介してリガンドに結合していることを明らかにした。一方、FLRGの第二フォリスタチンドメイン単独ではアクチビンの生物活性が抑制できないことも確認された。本研究を行うに当たり、フォリスタチンファミリー蛋白質の生物活性を評価する簡便な系が要求される。これまでは、TGF-β/アクチビン/マイオスタチン反応性レポーターコンストラクトであるp3TP-luxを一過性にトランスフェクションした細胞を用いてフォリスタチンファミリー蛋白質の生物活性を評価してきたが、21年度の研究では、レポーター遺伝子を恒常的にトランスフェクションした細胞株や、レポーター遺伝子とアクチビン発現ベクターまたはマイオスタチン発現ベクターを同時にトランスフェクションした細胞株を樹立し、内因性および外因性アクチビン/マイオスタチンに対するフォリスタチンファミリー蛋白質の阻害作用を簡便に検討することのできる系を確立した。この系を用いてフォリスタチンとFLRGの生物活性を評価したところ、フォリスタチンは内因性と外因性のいずれの経路においてもアクチビンとマイオスタチンの作用を阻害するのに対し、FLRGの場合には外因性の経路においてのみ、アクチビンとマイオスタチンの作用を阻害することが明らかとなった。本研究はTGF-βスーパーファミリー結合タンパク質であるフォリスタチンファミリータンパク質の性状解析と、そのリガンド結合部位であると考えられているフォリスタチンドメインの構造を基にしたTGF-βスーパーファミリー阻害剤の開発を目的としている。フォリスタチンファミリーに属するフォリスタチンとFLRGタンパク質は、それぞれ3個および2個のフォリスタチンドメインをその分子内に含む。これまでの研究でフォリスタチンとFLRGは両者とも主に第二フォリスタチンドメインを介してリガンドに結合していることを明らかにしたが、本年度はリガンド結合部位を含むフォリスタチン及びFLRGの部分タンパク質にヒトMMP-2のコラーゲン結合ドメインを付加し、組織局在性を持つ組み換え型TGF-βスーパーファミリー阻害蛋白質の開発を試みた。組み換え型タンパク質を大腸菌の発現系を用いて作製してその性状を解析したところ、コラーゲン結合ドメインを付加した一部の組み換え型タンパク質にコラーゲン結合能が観察され、ヒトMMP-2のコラーゲン結合ドメインの付加は組織局在性の付与に効果を発揮する可能性が示唆された。しかし、作製したいずれの組み換え型タンパク質にも生物活性は確認されず、さらにコラーゲン結合ドメインを付加しなかった全長のフォリスタチンファミリータンパク質にも生物活性が認められなかったことから、生物活性を持つ組み換え型タンパク質の作製には哺乳類細胞の発現系など、他の発現系を用いる必要性があることが示唆された。これまでの研究でフォリスタチンとFLRGは両者とも主に第二フォリスタチンドメインを介してリガンドに結合していることを明らかした。また、リガンド結合部位を含むフォリスタチン部分タンパク質にヒトMMP-2のコラーゲン結合ドメインを付加して、組織局在性を持つ組み換え型TGF-βスーパーファミリー阻害蛋白質の開発を試み、大腸菌での蛋白質発現系を確立した。しかし、大腸菌の発現系を用いて作製した組み換え型タンパク質ではアクチビン阻害活性が確認されなかったため、本年度は哺乳類細胞での組換え型フォリスタチン蛋白質の発現系を試みた。ヒスチジンタグを付加したフォリスタチン部分蛋白質をCOS-7およびCHO細胞で発現させたところ、CHO細胞で目的タンパク質の発現が確認された。また、CHO細胞で発現させたフォリスタチンの部分タンパク質をニッケルカラムで精製し、アクチビンに対する拮抗作用を確認したところ、用量依存性のアクチビン拮抗作用が認められた。

しかし、目的タンパク質の発現量は少なく、また、ニッケルカラムで精製した際の純度も十分ではなかったため、タンパク質の発現システムと精製法に今後さらなる検討が必要とされる。
社会性アブラムシの建築生物学―植物ゴール内ホメオスタシスと社会制御ー

多くの生物は、周囲環境から多大な影響を受け、個体自身の構造や機能をその環境に適応させている。一方、社会性昆虫は、巣という構造物を建築し、外部環境が変化しても巣やコロニーの状態を一定に保つホメオスタシスのしくみを進化させている。社会性アブラムシが誘導する植物ゴールは、他の社会性昆虫の巣とよく似た機能を果たす。本研究では、巣内ホメオスタシス調節におけるアブラムシと植物ゴールの役割の分析、ホメオスタシスの維持・破綻機構に関わる環境要因の特定、植物ゴールとの異種間コミュニケーションに関係する情報伝達物質の探索などをおこない、社会性アブラムシのホメオスタシスを基軸とした表現型多型の制御機構を解明する。
ヒトサイトメガロウイルスによるヒト絨毛外栄養膜細胞浸潤抑制機構の解明

ヒトサイトメガロウイルス(human cytomegalovirus, HCMV)は代表的な経胎盤的母子感染の病原体として知られている。我々はこれまで妊娠初期のヒト絨毛より絨毛外栄養膜細胞(extravillous tropho-blast, EVT)を分離し、それらが高率にHCMV感染を許容し、その免疫学的特性がHCMV感染によって制御されているということを明らかにしてきた。'この研究の過程で、EVTの浸潤能がHCMV感染によって抑制されるという現象が見出された。EVTの子宮への浸潤は初期胎盤形成に欠かせない過程であり、この過程が障害されることにより流産や子宮内胎児発育遅延などの産科的障害が生じ得る。HCMVはこれらの病態との関連が示唆されており、本研究ではHCMVによるEVT浸潤抑制の機構を解明することにより、その病理発生の一端を明らかにすることを目標としている。一般に細胞の浸潤過程は細胞運動と蛋白質分解の2つの過程から成ると考えられる。本年度の我々の研究では、HCMV感染はEVTのproteinase活性には影響を与えず、むしろEVTの運動性を低下させることが明らかになった。
社会的環境下での自信に関する神経基盤の解明

自らの意思決定や行動を客観的に認知し自信を持つことは重要な社会的態度の一つである。しかしながら意思決定に付随する自信は社会的環境や不確実性に応じて不安定に変化することが考えられる。本研究では、このような社会的環境や不確実性に応じて変化する自信の度合いがプロスペクト理論で説明されるような損失回避傾向を示すのかについて明らかにする。また、自信をアップデートする神経メカニズムについて詳細な脳機能結合解析や遺伝子多型解析など様々な視点から検討する。
渡来人移配政策の地域史的意義-律令体制成立期を中心に-

『新撰姓氏録』などにより、平安時代の畿内地域社会では、渡来系氏族の比率が高かったことが知られている。彼らが政治的・社会的に果たした大きな役割については周知の通りである。同様に、畿内以外の各地域史上でも渡来人の存在が重要な意味を持ったであろうと想像される。但しその前提には、畿内勢力によって政策的に派遣され、地域支配のための機能を付与されていたと見られる点で多少意味合いの違いがあることが認識されておく必要がある。その際特に問題なのは、全体的に定点的な史料が欠如していることであり、本来南西諸島地域や北海道を含む東北地方なども視野に入れる必要があるが、現状では無理がある。当面東国地域への渡来人の政策的移住に考察対象を絞ってみると、まず時期の問題がある。律令制成立以前、(1)ミヤケの設置に伴って渡来人が移植されることがあった。上毛野地域にあっては、「緑野屯倉」の設置に伴う渡来人の移植の痕跡が、地名や氏族分布などに残されている。(2)律令制成立期にはコホリを成立させる目的で渡来人集団の移植が行われた。(3)大宝令制度下では、地域再編成に伴って渡来人が移植されたが、このことは特に8世紀前半段階では(2)の継承の面を持ち、後半段階では高倉朝臣福信のような「地域」出身の渡来人が出世したことによってはじめて可能な出来事であったと見ることができる。(1)(3)は化内を対象とする移住であったが、さらに時期が下ると、化外である(4)東北への渡来人の移動も見られるようになるが、これは当初の政策的移住に比べると、規模や頻度も格段に低下し、理念的・思想的な問題と関係しているとみるべきだろう。
Apollonによる細胞周期制御因子のユビキチン化と細胞分裂期の制御

昨年度までの研究で、アポトーシス阻害タンパク質ApollonがCyclinAをユビキチン化するが、このユビキチン化にはApollonのUBCドメインは関与しないことが明らかになっていた。今年度はApollonによるCyclinAユビキチン化の詳細な分子機構を解析し、ApollonがAnaphase Promoting Complex/Cyclosome(APC/C)と協調してCyclinAをユビキチン化することを明らかにした。ApollonはAPC/CのコアサブユニットであるAPC3やAPC11と結合した。またAPC11とCyclinAとの結合はApollonを発現することにより顕著に増加した。さらにin vitroユビキチン化実験で、APC/CによるCychnAユビキチン化はApollonを加えることにより増加した。これらの結果からApollonによるCyclinAのユビキチン化にはApollonのUBCドメインではなく、APC/CによってリクルートされたE2-UBCが関与することが明らかになった。FLIPの細胞内局在制御とFLIPによるWntシグナル増強メカニズムを解析し、FLIP-LはC末の核移行シグナル依存的に核に移行し、核のFLIP-Lはb-catenin転写複合体に存在することを明らかにした。これらの結果からFLIP-Lは細胞内ユビキチン化を阻害する事によりWntシグナルのメディエーターであるb-cateninを増加させるだけでなく、核に移行して転写活性を制御することにより細胞増殖に関与することが明らかになった。アポトーシス阻害タンパク質ApollonとcyclinAは強く結合する。ApollonとcyclinAの結合に必要なドメインを明らかにするため、ApollonとcyclinAの各種変異体を作成して結合実験を行った結果、cyclinAはApollonの中央部分に結合すること、ApollonのBIRドメインやUBCドメインはcyclinAとの結合に関与しないことがわかった。一方ApollonはcyclinAのcyclinbox1に結合した。このcyclinbox1にはCDK1、2が結合することが知られているが、実際にApolIonとCDK1、2は競合してcyclinAと結合することが明らかになった。細胞に野生型Apollonを発現させるとcyclinAのユビキチン化が亢進し、ApollonがcyclinAをユビキチン化することがわかった。しかしUBCドメインを欠失したApollonやUBCに変異を持つApollonでもcyclinAのユビキチン化が亢進し、Apollonは他のUBCと協調してcyclinAのユビキチン化を引き起こしていることが示唆された。siRNAによりApollonの発現量を低下させると、M期途中にありcyclinA抗体で強く染色される細胞が増加した。またApollon siRNA処理によりcyclinAのturnoverが減弱した。これらの結果からApollonはCDK非結合型のcyclinAをユビキチン化し、その分解を制御することにより細胞周期を制御することが明らかになった。
アスベストのメカノケミカル処理ナノ粒子の中皮腫発がんに関する研究

メカノケミカル処理は、工業分野で新素材として応用可能なナノ粒子を生成できることから、アスベストの無害化・再資源化処理への応用が注目されている。もっとも大量に使用されたアスベストであるクリソタイルをメカノケミカル処理して生成されたナノ粒子について、吸入試験よりも簡便で感受性が高いとされるラット腹腔内投与実験を実施し、中皮腫発がん性を評価した。クリソタイルのメカノケミカル処理ナノ粒子では、腹腔内投与後の酸化ストレス反応がクリソタイルに比較して軽減された結果、中皮腫の発生が抑制された可能性が示唆された。メカノケミカル処理は、工業分野で新素材として応用可能なナノ粒子を生成できることから、石綿の無害化・再資源化処理への応用が注目されている。しかし、これまでにメカノケミカル処理生成物の生体影響に関する国際的な評価はなされていない。そこで、クリソタイルをメカノケミカル処理して生成されたナノ粒子について、吸入試験よりも簡便で感受性が高いとされるラット腹腔内投与による中皮腫発がん実験を実施した。クリソタイルのメカノケミカル処理ナノ粒子(一次粒子径約50nm)と短繊維クリソタイル(陽性対照)をラットに腹腔内一回投与後6ヶ月までの経過観察期間中に定期的に採血を行い、発がん過程において重要な酸化ストレスに関して、フリーラジカル自動分析装置(FRAS4)を用いて血清の酸化ストレス度(d-ROMs:derivative of reactive oxygen metabolites)および抗酸化力(BAP:Biological antioxidant potential)を測定した。さらに、中皮腫関連マーカーとして血清のN-ERC/mesothelinの測定を実施した。酸化ストレス度に関しては、クリソタイルメカノケミカル処理ナノ粒子群では腹腔内投与後早期に一過性に増加したが、クリソタイル群に比較して軽度であった。一方、抗酸化力に関しては、クリソタイルメカノケミカル処理ナノ粒子群ではクリソタイル群に比較して投与後早期に増加していた。以上のことから、クリソタイルメカノケミカル処理ナノ粒子の腹腔内投与後の酸化ストレス反応はクリソタイルに比べて軽減されていた。また、血清N-ERC/mesothelin濃度についても、クリソタイルメカノケミカル処理ナノ粒子群ではクリソタイル群と異なり投与後初期に一過性に増加したのみであり、本実験における中皮腫の発生リスクは低いことが示唆された。クリソタイルのメカノケミカル処理ナノ粒子(一次粒子径約50nm:CH-M)と短繊維クリソタイル(陽性対照:CH)をラットに腹腔内一回投与後12ヶ月までの中皮腫発生の有無を経過観察した。観察期間中に定期的に採血および採尿を行い、発がん過程において重要な酸化ストレスに関して、フリーラジカル自動分析装置(FRAS4)を用いた血清の酸化ストレス度(d-ROMs:derivative of reactive oxygen metabolites)および抗酸化力(BAP:Biological antioxidant potential)の測定、高速液体クロマトグラフィー電気化学的検出器(HPLC-ECD)法による尿中8-hydroxy-2'-deoxyguanosine(8-OHdG)の測定を行った。CH群の中皮腫発生率は60%であったが、CH-M群では中皮腫発生を認めなかった。酸化ストレス度に関して、CH-M群ではCH群に比較して軽減されていた。一方、抗酸化力に関して、CH-M群ではCH群に比較して長期間維持されていた。また、酸化的DNA損傷に関して、CH-M群ではCH群と異なり尿中8-OHdGの経時的な上昇を認めなかった。以上のことから、クリソタイルメカノケミカル処理ナノ粒子は腹腔内投与後の酸化ストレス反応がクリソタイルに比較して軽減された結果、中皮腫の発生が抑制された可能性が示唆された。