hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
NOGマウスを用いた「ヒト癌誘導微小環境」解析のためのin vivo実験系の開発

研究1:ヒト末梢血単核細胞よりCD56抗原陽性細胞(NK細胞分画)を集め、非致死量放射線照射後のNOGマウスの尾静脈より移植した(10^6細胞/マウス)。12週間後、FACS解析にてヒトNK細胞の生着を確認した。このhu-CIM-NK/NOGマウスに多発性骨髄腫細胞(10^210^6細胞/マウス)を移植し29週間観察し腫瘍形成能を評価した。結果:ヒト末梢血単核細胞よりCD56抗原陽性細胞(NK細胞分画)を集め、非致死量放射線照射後のNOGマウスの尾静脈より移植したところ、12週間後、FACS解析にてヒトNK細胞の生着を確認した。この多発性骨髄腫細胞の腫瘍形成能を評価したところ、有意に増殖・浸潤が抑制された。本実験系ではヒト骨髄腫細胞がNOGマウス中で骨破壊性の病変を形成し、ヒト病態を良く反映することが明らかになった。さらに、ヒトNK細胞の機能をin vivoで解析できるヒト病態モデルとして有用であることが判明した。また、この系を用いることによって新しい治療法の開発が期待できることが判明した。現在、追加実験を続行中で、来年度中には論文発表する予定である。研究2:ヒト血管内皮細胞をヒト大腸癌細胞株と共生培養しNOGマウスに移植すると、腫瘍増殖が有意に亢進した。また、間質にはヒト型の血管を含むヒト型癌間質が形成された。来年度に向かい、hu-CIM-ENDO/NOGマウスモデルとして実験系の開発ができる可能性が期待され、研究を継続している。本年度の研究では、NOGマウス(NOD-scld・Il-2Rγノックアウトマウス)に難治性のヒト皮膚悪性腫瘍である悪性黒色腫細胞株A375および血管新生抑制サイトカイントロンボスポンジン2遺伝子導入株を移植し、遠隔転移能を解析し、それに関与する間質蛋白分解酵素(MMPおよびMSP)の活性解析、血管新生抑制能その他を検討した。さらに悪性黒色腫転移巣における血管新生抑制を免疫組織学的に解析した。今回、我々はヒト悪性黒色腫細胞株(A375株)にヒトTSP2遺伝子を導入し、浸潤能・転移能とTSP2の発現との関係を検索した。TSP2遺伝子導入株においてはTSP2遺伝子およびTSP2蛋白の発現が著明に亢進していることを確認した。MMPおよびMSPの遺伝子発現および酵素活性はTSP2遺伝子導入株で亢進していることがreal-time RT-PCRおよびzymographyで確認された。しかしながら、in vitro invasion assayでは浸潤能は有意に低下していた(P<0.05)。また、NOGマウス脾門部移植によるin vivo肝転移実験では、TSP2遺伝子導入株で有意に転移が抑制された(P<0.01)。このようにMMPやMSPが高発現下にもかかわらずTSP2遺伝子導入株で転移・浸潤能が抑制されていることから、悪性黒色腫の血行性遠隔転移にTSP2発現が間質基質の分解とは異なる機序で抑制性に関与していることが示唆された。悪性黒色腫におけるTSP2の影響については更なる研究を要するが、本研究によって悪性黒色腫の浸潤・転移を腫瘍細胞の周囲の微小環境を巧妙に変化させることによって抑制できる可能性が示唆された。今後このモデルを用いて癌微小環境を制御できる新薬などの探索を行いたいと考えている。本研究成果は2007年3月の第96回日本病理学会総会にて成果を報告する予定である。
赤外フェムト秒レーザーの非線形吸収によるシリコンの三次元加工への挑戦

赤外フェムト秒レーザーを、シリコン(Si)基板の内部あるいは裏面に集光することで、Siの三次元加工を実現することを目的とした。赤外顕微鏡に、空間光位相変調器を用いて、精密な収差補正を試みた。厚さ300マイクロメータのSi基板の裏面に集光し、走査加工を行ったところ、加工幅が狭くなり集光度が向上した。操作部には微細な周期構造が形成された。基板表面、すなわちレーザー入射面に対するレーザー照射の影響はなく、裏面でのみ変化が観察され、位置選択的な局所加工が実現した。加工効率を上げるためにKOH水溶液を用いた湿式エッチングを試みた。2マイクロメータ以上の加工溝深さがえられ加工速度が大きく向上した。赤外フェムト秒レーザーによるシリコン(Si)内部への3次元構造の創成を目的に、焦点位置を精密に制御可能な顕微鏡下でのレーザー照射システムを構築した。倒立型赤外顕微鏡に焦点位置の制御のための空間光位相変調器(LCOS-SLM)を組み込んだ、レーザー照射装置を設計、構築し、その性能の評価を行った。LCOS-SLMを有効に機能させるためには、素子の有効範囲全体にレーザー光があたり、かつ、集光対物レンズの瞳径にもビームが蹴られないように光学系を設計する必要があった。また、Si基板内の任意の深さで焦点を結ぶようなホログラムパターンを生成できる計算プログラムを作成し、それによってLCOS-SLMを駆動した。Si基板の裏面に焦点が合う条件を与えて、計算機ホログラムのパターンを生成し、走査加工を行ったところ、基板裏面に10マイクロメータ以下の幅の微小な粒状構造からなる帯状の加工部が形成された。この幅は、従来の補正環付対物レンズによる加工結果より若干狭くなっており、LCOS-SLMによってSiの収差補正が実現されたことを示している。また、裏面にレーザーを集光した際に、レーザーの条件によっては、規則的な周期構造が形成される現象を発見した。従来は、加工速度が高くなるという予想からレーザーの繰返しを500kHzと高く設定していたが、100kHz以下の繰り返しで走査加工すると、Si基板裏面に300nm程度の間隔の周期構造が形成された。これは、試料表面を短パルスレーザーで照射した場合に形成されるLIPSS(Laser Induced Periodic Surface Structure)に類似した表面構造であるが、非吸収波長のレーザーを用いて試料の裏面に形成されること、構造の方向がレーザー光の偏光面と並行であること、などの点でこれまでのLIPSSとは異なっており、新しい現象である。赤外フェムト秒レーザーを、シリコン(Si)基板の内部あるいは裏面に集光することで、Siの三次元加工を実現することを目的として、研究を行った。Siは可視光に対しては吸収を持つが、レーザー波長領域の赤外光は吸収せず、短パルスレーザー光を集光することで局所的に非線形現象を生じさせて、それによる加工を実現できる。しかしSiは3.4を超える大きな屈折率を持つため、Si基板の内部、あるいは裏面に集光しようとすると、通常のレンズでは大きな収差が発生してしまった。そこで倒立型の赤外顕微鏡に、空間光位相変調器(LCOS-SLM)を用いてより精密な収差補正を試みた。照射部には微細な周期構造が形成されたが、加工深さは0.5マイクロメータ以下であった。加工による基板表面、すなわちレーザー入射面に対するレーザー照射の影響は全く観察されず、裏面でのみ変化が観察され、期待通りに位置選択的な局所加工が実現された。この微細な周期構造は、レーザー光の偏光方向とは平行に形成され、従来知られていた類似の微細周期構造が偏光面と垂直に形成される現象とは異なる特徴を示した。その結果、同じレーザー照射条件で、加工溝深さは2マイクロメータ以上となり加工速度が大きく向上した。しかし、得られた溝深さは1.53.0マイクロメータの間で変動しており、安定した加工にならなかった。加工と同時に赤外カメラによる観察を行った結果、SiとKOH水溶液との反応によって生じた気泡が、加工を妨げていることが判明した。現在KOH水溶液を流動させて気泡の除去効率を上げる照射セルを設計、製作中であり、これにより、Si基板の裏面加工が安定的に行えるようになると期待している。

補正環付対物レンズとは同等以上の収差補正が実現されたものの、LCOS-SLMを制御する計算機ホログラムは、Si基板裏面において、設定よりも大きなレーザースポット径を与えており、十分な結果を出せていない。顕微鏡にレーザーを導入するための途中の光学系の影響を受けているためと思われるが、レーザービームの波面測定の装置を持たないため、その問題部分の発見と解消に手間取っている。ホログラムパターンを試行錯誤的に調整している段階である。波面測定装置の借用、光学系の各部分での強度パターンの計測を含め対応を検討している。レーザー加工達成度のところで述べた問題を、必要に応じて、LCOS-SLMの使用に関して豊富な経験を持つ研究者に相談するなどして早期に解決する。LCOS-SLM制御用のホログラムを改良し、試料ステージと連動して焦点位置をSi基板内部で3次元的に制御できるようにする。また、湿式エッチングによる3次元加工を実現するための試料ホルダーを設計、作成し、加工実験を行う。このホルダーは、水が赤外レーザー光を吸収するので、Si基板と水の界面に対して、Si基板内部側からレーザーを照射できる構造にする必要がある。また、研究の過程で発見したSi基板裏面におけるLIPSS形成現象は、これまで報告されている表面LIPSSとは性質が異なる新奇の現象であり、新しい表面修飾技術につながる可能性がある。その形成条件や形成機構に関しても、検討を行う。光学部品の納入価格と見込み額に差が生じたため。学会参加のための旅費に充当する計画である。
日本留学での適応と帰国後の再適応が多国籍留学生に与える影響のホリスティックな研究

「日本留学での適応と帰国後の再適応が多国籍留学生に与える影響のホリスティックな研究」と題した本研究の目的は,日本の大学に留学した多国籍の留学生の日本への適応と帰国後の再適応や逆カルチャーショックの体験が再来日の行動に与える影響を明らかにするとともに,その問題をより大きなホリスティックな枠組みで捉えることである。留学を学生の人生の自己形成の一部として捉え,アイデンティティの流動性や世界観の変容に着目し,留学前・留学中・帰国後を含む日本留学に関わる様々な体験と感情が再来日も含む留学生の人生に持つ意味と影響について分析するものである。留学前の状況,日本に留学中の適応状況,帰国後の再適応の状況と今後の展望について多国籍の留学生へのインタビューを継続して実施した。また,海外大学における再適応の支援システムや留学体験を生かすための支援の施策について調査を継続した。さらに,多国籍交換留学生のグループプロジェクトの一環として留学生自身が自国の大学の支援システムについて調査し発表する場を設け相互理解を高めた。海外留学者と海外滞在者の適応と帰国後の再適応に関する先行研究に基づき,適応と再適応,カルチャーショックと逆カルチャーショックについてのこれまでの研究で重要とされている概念をより詳細に整理した。多国籍留学生の留学前・留学中・留学後のインタビューに基づき,実際に適応と再適応に影響を与えた主要概念について詳細に整理しつつある。広島大学短期交換留学プログラム(HUSA)に参加した留学生について,2015-2016年度, 2016-2017年度,2017-2018年度,2018-2019年度及び過去参加した100名を超える留学生に英語または日本語でインタビューを実施した。その結果,留学生の留学前・留学中・留学後の流れと変容が明らかになるとともに,文化的・社会的・個人的要因など複雑な要因が適応と再適応に影響を与えていることが明らかとなってきた。交換留学生以外にも範囲を拡大してインタビューを行うことで様々な状況がもたらす相違も見えてきた。日本に留学した多様な文化的背景を持つ留学生の個々の体験について深い質的調査が進行できている。各学生が深い内面を語る中,留学中の適応と帰国後の最適応との関連性についても貴重なデータを得ている。再来日が決定した学生や実際に再来日している学生へのインタビューも行うことができた。海外大学における再適応の支援システムや留学体験を生かすための支援の施策について,多国籍留学生のグループプロジェクトの一環として,留学生自身が調査し発表する場を設けたことで,留学後も含め留学を総括的に捉える場も構築できている。Hofstedeの"Intercultural Management," "Emotional Intelligence"のセミナーに参加したことで,日本との文化的差異と感情知能の理論を含めた異文化間適応・再適応の分析について思考しつつある。実施したインタビューと調査をもとにデータを整理しつつ理論と概念化を明確にし,さらにインタビューを行っていく。特に帰国後の変容について幅広くインタビューする。ナラティブを分析しつつ,留学生の体験についての日本留学中の感情や留学後の認識にも注意を払いつつ,日本と留学生の自国との文化的差異や感情にも着目し考察を進める。規律性,計画性,組織や社会秩序,人間関係構築などの特性の差や日本社会の価値づけについて帰国後述べるケースも多く,文化的差異による影響も小さくない現実が見えてきた。留学生の文化的背景による適応・再適応の状況の違いと,留学後の人生選択や再来日との相関性についても整理しつつ,インタビューを発展的に進める。また,感情知能とリーダーシップ・ディベロップメントに関する理論や実践,方法論やツールについてさらに理解を深め,実践を通して学ぶため,2019年10月にアメリカで開催されるEmotional Intelligenceに関するセミナーへの参加を予定している。また2020年3月に開催予定の"Winter Institute of Intercultural Communication (WIIC)"(アメリカ)にも参加予定である。2019年3月に参加したWIICで出会った,ダイバシティー,インクルージョン,異文化間リーダーシップ専門の研究者をアメリカのUniversity of Nebraskaより招聘し,共同で公開研究セミナー「多文化環境におけるリーダーシップ育成と変革的協同」を7月に開催する。理論と実践について国際レベルで知見を高め,留学生の適応・再適応の体験のホリスティックな研究の洞察力を高める。留学生の帰国後の日本との関わりや再来日行動,年月を経て変容する日本に対する見解についても多面的に分析し,適応や再適応のための教育や支援体制に関する学生の見解や要望についても掘り下げていく。「日本留学での適応と帰国後の再適応が多国籍留学生に与える影響のホリスティックな研究」と題した本研究の目的は、第1に,日本の大学に留学した多国籍の留学生の日本への適応と帰国後の再適応や逆カルチャーショックの体験が再来日の行動に与える影響を明らかにすること,第2に,第1をより大きなホリスティックな枠組みで捉えることである。留学を学生の人生の自己形成の一部として捉え,アイデンティティの流動性や世界観の変容に着目し,留学前・留学中・帰国後を含む日本留学に関わる様々な体験と感情が再来日も含む留学生の人生に持つ意味と影響についてホリスティックに分析するものである。本年度は,主に海外留学者と海外滞在者の適応と帰国後の再適応に関する先行研究を幅広く読み,適応と再適応,カルチャーショックと逆カルチャーショック,異文化間理解に関する先行研究を幅広く調査し理論的な整理を行った。日本の大学への留学前の状況,日本に留学中の適応状況について多国籍の留学生にインタビューするとともに,帰国した多国籍の留学生に帰国後の再適応の状況と今後の展望についてもインタビューを行った。また,海外大学における再適応の支援システムや留学から帰国した学生向けのセミナー,留学体験を生かすための支援の施策についても調査を行った。

さらに,海外大学の国際オフィスの関係者及び留学生にもインタビューを行い,大学の支援システムについて調査した。留学生の適応・再適応の質的調査や日本の大学への留学生の文化多様性に着目した適応・再適応の研究が不足する状況において,日本に留学した多様な文化的背景を持つ留学生の個々の体験について深く知ることができたことは大きな収穫である。日本の大学の留学生の適応と再適応の問題と個々の文化的差異による適応・再適応との関連性など,未開拓の分野についての分析を進めつつある。本年度は,本研究に関する先行研究の整理を行った。主に海外留学者と海外滞在者の適応と帰国後の再適応に関する先行研究を幅広く読み,適応と再適応,カルチャーショックと逆カルチャーショックについて重要となる概念について理論的な整理を行った。適応と再適応に影響を与える主要概念を明確にするとともに,文化的社会的要因に加え,各個人の持つ特性や状況など複雑な要因が関わっていることが明らかとなってきた。また異文化適応・異文化間理解・文化の相違に関する様々な論議がある中,それらが複雑に関わる適応・再適応の問題について今後深く詳細な分析が必要となることが明らかとなった。本年度は,主に日本に留学直前の留学生へのインタビュー,留学中の留学生の適応についてのインタビュー,さらに帰国した多国籍の留学生に帰国後の再適応の状況と今後の展望についてもインタビューを行った。留学中の留学生はインタビューを快諾する傾向にあるが,帰国後の留学生のインタビューを実現することは予想以上に難しく,それが次年度の課題である。日本に留学した多様な文化的背景を持つ留学生の個々の体験について深い質的調査が進行できている。日本の大学の留学生の適応と再適応の問題と個々の文化的差異による適応・再適応との関連性など,個々の体験と内面について貴重なデータを得ている。また日本の大学に再留学を希望している学生や実際に再留学した学生のインタビューも行うことができた。海外大学における再適応の支援システムや留学から帰国した学生向けのセミナー,留学体験を生かすための支援の施策について,海外大学の国際オフィスの関係者の生の声が聞けたことは有益であった。「日本留学での適応と帰国後の再適応が多国籍留学生に与える影響のホリスティックな研究」と題した本研究の目的は,日本の大学に留学した多国籍の留学生の日本への適応と帰国後の再適応や逆カルチャーショックの体験が再来日の行動に与える影響を明らかにするとともに,その問題をより大きなホリスティックな枠組みで捉えることである。
歯の後戻りに及ぼす細胞骨格の影響

矯正的歯の移動後に起こる後戻りの原因として注目されている歯間水平線維(transseptal fibers)の矯正治療に伴うリモデリングのメカニズムを解明し、さらに、本線維の力学的特性と張力の原因を知り、この張力に影響を与える因子の解明を試みた。まず、ラットを用いて歯の移動中および移動後における歯間水平線維のリモデリングメカニズムを検討した。この結果、歯間水平線維を構成する線維芽細胞が歯の移動に伴い、細胞数とコラーゲン合成および貪食能を調整し本線維のリモデリングに関与していることが示唆された。次に、線維芽細胞が歯間水平線維の張力に及ぼしている影響を検討するために歯間水平線維のin vitroにおけるモデルを用いて実験を行った。In vitroの実験モデルの力学的特性を検討した結果、このモデルは粘弾性体としての特徴を有しているが、エラスチンのような弾性体としての特性も強く有していることが示唆された。また、細胞骨格であるアクチンとチュブリンの特異的阻害薬であるサイトカラシンDとコルヒチンを用いて、本線維の力学的特性に影響を及ぼす細胞骨格の影響を検討した。この結果、特にアクチンが後戻りに大きな影響を与えていることが明らかになった。このアクチンの影響は動物実験においても認められた。以上より、歯間水平線維を構成している線維芽細胞のアクチンが歯の移動後に起こる後戻りの原因であることが示唆された。矯正治療後に起こる歯の後戻りの原因を解明するために,線維芽細胞の細胞骨格が歯周組織の力学的特性に与える影響を検討した.ヒト歯根膜由来線維芽細胞を二つの歯根のスライス(RD)間で培養し,歯周組織のモデルを30組作製した.これらモデルをサイトカラシンD添加群(アクチン合成阻害薬),コルヒチン添加群(チュブリンの合成阻害薬)および対照群に分けて,それぞれの力学的特性の変化を検討した.力学的特性は歯周組織のモデルに荷重を負荷あるいは除去し,その時のRDの変位量を計測し比較検討した.また,この時の組織変化に関しても合わせて観察した.その結果以下のような知見を得た1.サイトカラシンDは濃度依存的に荷重を負荷した時の変位量を有意に増加させ,荷重除去後の後戻り量を有意に減少させた.2.コルヒチンは荷重を負荷した時の変位量を有意に増加させたが,後戻り量には影響を及ぼさなかった.3.サイトカラシンDあるいはコルヒチンを添加することによって組織中の線維芽細胞の一部は丸い形態となり,膠原線維も粗な排列になっているのが観察された.以上の結果から,歯周組織を構成する線維芽細胞の細胞骨格,なかでもアクチンが歯の後戻りに大きく関与していることが示唆された.矯正的歯の移動後に起こる後戻りの原因として注目されている歯間水平線維(transseptal fibers)の矯正治療に伴うリモデリングのメカニズムを解明し,さらに,本線維の力学的特性と張力の原因を知り,この張力に影響を与える因子の解明を試みた.まず,ラットを用いて歯の移動中および移動後における歯間水平線維のリモデリングメカニズムを検討した.この結果,歯間水平線維を構成する線維芽細胞が歯の移動に伴い,細胞数とコラーゲン合成および貪食能を調整し本線維のリモデリングに関与していることが示唆された.次に,線維芽細胞が歯間水平線維の張力に及ぼしている影響を検討するために歯間水平線維のin vitroにおけるモデルを用いて実験を行った.In vitroの実験モデルの力学的特性を検討した結果,このモデルは粘弾性体としての特徴を有しているが,エラスチンのような弾性体としての特性も強く有していることが示唆された.また,細胞骨格であるアクチンとチュブリンの特異的阻害薬であるサイトカラシンDとコルヒチンを用いて,本線維の力学的特性に影響を及ぼす細胞骨格の影響を検討した.この結果,特にアクチンが後戻りに大きな影響を与えていることが明らかになった.このアクチンの影響は動物実験においても認められた.以上より,歯間水平線維を構成している線維芽細胞のアクチンが歯の移動後に起こる後戻りの原因であることが示唆された.
新規抗HIV剤のコンピュータ支援分子設計と化学合成

全く新しいタイプの抗HIV剤として報告されているprostratin(1)は下記のような構造の天然物である。この1よりも高い活性を有し、1よりも効率の良い合成が可能な新規化合物を目指してコンピュータ支援のもとに分子設計を行なった。その結果、化合物2-4および化合物5を選択し合成を検討した。本年度は、下記に示すようにニトリルオキシド環化付加反応による2と3の合成に成功し、その結果の一部は現在SYNLETT誌に投稿中である。4の合成についても最終段階にあり、合成した化合物はまとめて抗HIV活性等の生物活性試験を行う予定である。5の合成はニトリルオキシド環化付加による中間体からの変換では目的物を得る事ができなかった。現在、合成ルートを変更し、ラジカル環化反応による短工程ルートを検討中である。
疾患感受性遺伝子としてのヒスタミン H1受容体の発現を制御する機能性食品成分の探索

天然物医薬由来ヒスタミンH1受容体(H1R)遺伝子発現抑制化合物を探索し、マーキアインなどを同定した。HeLa細胞におけるH1R遺伝子発現亢進は、PKCδ/ERK/PARP-1シグナルを介し、PKCδのゴルジ体への移行が遺伝子発現に重要であった。マーキアインの標的分子としてHsp90を同定した。マーキアインはHsp90とPKCδの結合を阻害することで、PKCδのゴルジ体への移行を抑制、遺伝子発現を抑制した。既存Hsp90阻害薬はH1R遺伝子発現亢進を抑制しアレルギー症状を軽減した。(1)天然物医薬資源からのヒスタミンH1受容体(H1R)遺伝子発現亢進抑制作用を有する化合物の同定及びその標的分子の同定による作用機序の解明和漢薬の苦参、桑葉、阿波番茶茶葉、及びインド伝承医薬のアユルヴェーダなど、アレルギーに効くという伝承はあるが、その科学的検証はほとんどない天然物医薬資源を出発材料に、HeLa細胞におけるホルボールエステル刺激に伴うH1R遺伝子発現亢進に対する抑制活性、もしくは、RBL-2H3細胞における抗原抗体刺激に伴うIL-4遺伝子発現亢進抑制活性を指標に、これらの天然物医薬より複数の有効成分を精製することに成功した(現在特許出願準備中)。また、これらのうち、いくつかの化合物がPKCδの活性化に必須であるTyr311のリン酸化を抑制することによりH1R遺伝子発現を抑制することが明らかとなった。ヒスタミン刺激に伴うH1R遺伝子発現亢進機構についてはこれまでに、PKCδ-ERKシグナルを介することを明らかにしてきたが、ERKの下流のシグナル分子としてpoly(ADP)-ribose polymerase (PARP-1)を同定した。また、PARP-1の酵素活性が転写に必要であった。次に、2カ所あるプロモーター領域において、転写に関与する転写因子の同定を試み、上流のプロモーター領域には2分子のAP-1とETS-1が結合することが明らかとなった。また下流側のプロモーター領域にはKu86が結合しており、これがヒスタミンやホルボールエステルによる刺激に伴いDNAから解離することがプロモーターの活性化に必要であることが明らかとなった。ヒスタミンH1受容体(H1R)遺伝子発現亢進抑制作用を有する化合物の標的分子の同定および作用機序の解明:和漢薬苦参、桑葉、つくし、阿波晩茶茶葉、レンコン、及びインド伝承医薬アユルベーダなど、抗アレルギー作用を有すると伝承される天然物医薬からHeLa細胞におけるホルボールエステル(PMA)刺激に伴うH1R遺伝子発現亢進、及びRBL-2H3細胞における抗原抗体刺激に伴うIL-4遺伝子発現亢進に対する抑制活性を指標に有効成分の単離・同定に成功した(特許出願中)。このうち、苦参の有効成分であるマーキアイン及びツクシの有効成分であるアピゲニンについて、その遺伝子発現抑制機序の解明を行った。HeLa細胞におけるヒスタミンやPMA刺激に伴うH1R遺伝子発現亢進には、PKCδ-ERK-poly(ADP)ribosepoJymerase-1 (PARP-1)シグナル経路が関与する。ヒスタミン刺激もしくはホルボールエステル刺激に伴いPKCδが細胞質からゴルジ体に移行することを明らかにした。PKCδ選択性阻害薬のrottlreinの前処理によりGolgi体への移行は抑制された。マーキアイン及びアピゲニンはPKCδの活性化に必要なTyr311残基のリン酸化を抑制した。また、ヒスタミンやPMA刺激に伴うPKCδのゴルジ体への移行を抑制した。結合化伴う内在性トリプトファシに由来する蛍光のクエンチング活性を指標とし、また、マーキアインやアピゲニンを固定化したアフィニティカラムクロマトグラフィーなどの手法を用いて両化合物の結合タンパクを同定し、これらの化合物の遺伝子発現抑制機構を詳細に検討した所、マーキアイン及びアピゲニンが結合タンパクとPKCδの結合を阻害することにより、PKCδのゴルジ体への移行を抑制し、H1R遺伝子発現シグナルを抑制することが明らかとなった。HeLa細胞におけるヒスタミンやPMA刺激に伴うH1R遺伝子発現亢進には、PKCδ-ERK-poly(ADP)ribose polymerase-1 (PARP-1)シグナル経路が関与し、刺激に伴いPKCδが細胞質からゴルジ体に移行することがH1R遺伝子発現に重要であることを明らかにした。

また、ヒトH1R遺伝子には2カ所のヒスタミン及びPMAに応答するプロモーターが2カ所存在し、上流に存在するプロモーターには2分子のAP-1とEts-1の結合が必須であり、下流のプロモーターでは、PARP-1によりKu86がポリADPリボシル化されることでDNAから解離することにより転写が促進するという極めてユニークな転写調節機構が存在することが明らかとなった。さらに、苦参から単離したマーキアインの分子薬理機構について、マーキアインの標的タンパクとしてHsp90を同定した。PKCδはHsp90のクライアント蛋白であり、マーキアインは、Hsp90とPKCδの結合を阻害することで、PKCδがゴルジへ移行することを抑制し、遺伝子発現を抑制することが明らかとなった。既存のHsp90阻害薬はHeLa細胞及びアレルギーモデルラットにおいてH1R遺伝子発現亢進を抑制し、アレルギー症状を軽減することを明らかにした。Hsp90は分子シャペロンであり、ステロイドホルモン受容体など多くのシグナル分子と結合することが知られているが、アレルギーに関連するという報告はほとんどなく、本研究によりHsp90がアレルギー疾患の細胞内創薬ターゲットとなることを初めて明らかにできた。HeLa細胞におけるヒスタミンやPMA刺激に伴うヒスタミンH1受容体遺伝子発現亢進のシグナル経路を明らかにした。また、この遺伝子発現亢進を抑制する化合物を天然物医薬資源より単離・同定することに成功した。さらに、これらの化合物の遺伝子発現抑制作用機序について明らかにすることができた。このように交付申請書に記載した研究目的を達成することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、同定した化合物について、アレルギーモデル動物を用いての抗アレルギー効果の再評価を行う。また、既存の抗アレルギー薬との相乗作用の有無について検討を行う。さらに、近年申請者らが明らかにしたアレルギー関連シグナルとの相乗効果についても検討する。このような研究を通して、これまにない新たな作用機序を持つ抗アレルギー薬の開発に繋げて行きたいと考えている。
臍帯血幹細胞の細胞学的特性に関する研究

臍帯血細胞は正常末梢血細胞と比較して電子顕微鏡形態学的に相違する点が種々みられた。好中球では、幼若な細胞、すなわち、前骨髄球骨髄球がかなり高頻度にみられた。成熟好中球ではnuclear pocketを有するものがしばしばみられ、apoptosisをおこしている細胞も存在した。好酸球は顆粒のクリスタロイドの異常がみられた。リンパ球は強い切れ込みやクローバ状の核など核の変形が目立った。核小体を有する幼若なリンパ球も多かった。赤血球系では赤芽球が多かった。少数ではあるが、幼若な所属不明の芽球がみられた。超低出生体重児の臍帯血では、芽球、幼若顆粒球、赤芽球などが成熟児の臍帯血に比較して目立ったが、形態異常については成熟児と変わりなかった。臍帯血細胞より、CD34陽性細胞を取り出し、SF,GMCSF,IL4,IL6添加培養、電子顕微鏡にて観察した。骨髄幹細胞培養と比較すると、臍帯血培養細胞では、未熟な骨髄-単球系細胞が多く、成熟した好中球が少なかった。マクロファージも多く観察された。好塩基球は両者にみられた。臍帯血培養細胞では、ペルオキシダーゼ反応は弱く、また、陽性顆粒は小型で数も少なかった。CD4+細胞およびNK細胞に発現するCXCR3などの活性化抗原を測定し、検討した。CD4^+T細胞のCXCR3の表出は末梢血と比べて有意に低かった。また、HLA-DRの発現はいずれも末梢血より臍帯血の方が少なかった。NK細胞ではCXCR3,HLA-DRの発現は臍帯血と末梢血の間に有意差はなかった。IL2で刺激したCD4^+細胞でのCXCR3の発現は培養後5日でも臍帯血は末梢血より少なかった。移植後1か月の臍帯血のCXCR3の発現を末梢血と比較してみると、臍帯血例で低値であった。臍帯血細胞の電子顕微鏡的特徴:臍帯血細胞は正常末梢血細胞とは形態的に相違する点が多かった。好酸球は顆粒のクリスタロイドの異常があり、好塩基球も正常末梢血に比べて高頻度にみられた。単球は正常末梢血に比べて多く、また、幼若な傾向を示した。リンパ球は核の強い切れ込み、クローバ状の核、Sezary syndrome様など核の変形が目立った。赤血球系では赤芽球がみられ、ミトコンドリアの残存する赤血球も頻度が高かった。臍帯血培養細胞の形態的特徴:臍帯血細胞より、CD34陽性納胞を取り出し、SF,GMCSF,IL4,IL6・添加培養、得られた細胞を電子顕微鏡にて観察した。骨髄細胞を同様な方法により培養したものと比較すると、臍帯血培養細胞では、未熟な骨髄-単球系細胞が多く、成熟した好中球が少なかった。

好塩基球は両者にみられた。臍帯血培養細胞の細胞化学:電子顕微鏡ペルオキシダーゼ反応を行い観察した。骨髄培養細胞では、反応は粗面小胞体、核膜腔、顆粒などに強く反応がみられたが、臍帯血培養細胞では、ペルオキシダーゼ反応は弱く、また、陽性顆粒は小型で数も少なかった。まとめ:臍帯血細胞は末梢血細胞に比べて幼若をあり示すものが多く、微細構造的にも正常末梢血と異なっていた。培養により得られて白血球は骨髄培養により得られた細胞とは異なっていた。臍帯血細胞の電子顕微鏡的特徴:昨年同様の手技を用いて電子顕微鏡的観察を行った。臍帯血細胞は正常末梢血細胞とは異なり、好中球では、幼若な細胞、すなわち、前骨髄球骨髄球がかなり高頻度にみられた。成熟好中球ではnuclear pocketを有するものや、apoptosisの細胞も存在した。好酸球でも顆粒の異常がみられた。単球は正常末梢血に比べて多く、また、幼若な傾向を示した。リンパ球は核の強い切れ込み、クローバ状の核、Sezary syndrome様など核の変形が目立った。核小体を有する幼若なリンパ球も多かった。赤血球系では赤芽球がみられ、ミトコンドリアの残存する赤血球も頻度が高かった。臍帯血培養細胞の形態的特徴:臍帯血細胞のCD34陽性細胞を、SF,GMCSF,IL4,IL6添加培養、電子顕微鏡にて観察すると、未熟な骨髄-単球系細胞が多く、成熟した好中球が少なかった。マクロファージも多く観察された。臍帯血培養細胞では、ペルオキシダーゼ反応は弱く、また、陽性顆粒は小型で数も少なかった。以上の所見は昨年と同様であった。以上の形態的所見をまとめると、臍帯血細胞は末梢血細胞に比べて幼若をあり示すものが多く、微細構造的にも正常末梢血と異なっていた。臍帯血細胞の電子顕微鏡的研究:症例数を増やして、電子顕微鏡による微細構造の観察を行った。臍帯血では正常末梢血と異なり、幼若な細胞が見られた。少数ではあるが、分類不能な未熟な芽球が存在した。好中球系では前骨髄球から後骨髄球のような未熟な細胞がかなりの頻度で観察された。赤血球系では未熟な赤芽球が存在した。また、正常の末梢血に見られないような形態異常も観察された。即ち、好中球ではnuclear pocketを有するものや、apoptosisの細胞が存在した。好酸球の顆粒ではクリスタロイドが複数存在するなどの異常が見られた。リンパ球では強い核の切れ込みのあるSezarysyndrome様の細胞が見られ、核小体のある幼若も多かった。臍帯血培養細胞の電子顕微鏡的特徴:臍帯血よりCD34陽性細胞をとりだしSFなどのサイトカインを加えて培養すると、未熟な骨髄-単球系のが多く、成熟した好中球は骨髄細胞を培養した時に比較して少なかった。臍帯血培養細胞ではペルオキシダーゼ反応は弱く、陽性顆粒も少なかった。血小板ペルオキシダーゼ陽性の培養細胞は骨髄培養細胞に比較して少なかった。臍帯血Tリンパ球、NK細胞の特性:CD4陽性細胞およびNK細胞に発現する活性化抗原を測定して、GVHDとの関わりについて検討した。臍帯血のCD4陽性T細胞のCXCR3表出は2.7%と末梢血の30.8%と比べて有意に低かった。IL-2で48時間刺激したCD4陽性T細胞についてみると、CXCR3の表出は臍帯血では4.5%、末梢血では23.1%であったが、時間の経過と共にその差は少なくなった。NK細胞については両者の間に差は見られなかった。
異方性を持つIII－V窒化物半導体の複素誘電率を絶対測定する真空紫外エリプソの改良

今日、可視光だけでなく紫外線の領域でもLEDや受光素子など半導体素子への期待は大きい。しかし、紫外に使う半導体材料の光学的な性質を知るには、紫外線でもエネルギーの高い真空紫外光(VUV)の領域まで調べることが必要である。そこで材料の基本的な光学的定数である複素屈折率をVUVでも絶対測定できる世界でも珍しいエリプソメータを、理想的な紫外光源であるシンクロトロン放射光の研究施設で運用することを目標にそれに適したエリプソ装置の開発を行った。その結果、測定システムの構築にほぼ目処を付けることが出来るところまで達した。産総研によって試作されたユニークな可視-真空紫外(VIS-VUV)対応エリプソメータ(エリプソ)を分子研の放射光施設UVSORの3m直入射型分光ビームラインBL7Bとドッキングさせ、VIS-VUV領域で連続して複素誘電率を測定可能とし、通常のVIS領域エリプソでは測れないワイドバンドギャップ半導体であるIII-V窒化物半導体のバンド端近傍及びそれ以上のエネルギー領域での複素誘電率を絶対測定することを目的としている。そのため、このエリプソ試作機をそのままの状態でBL7Bと接続し、問題点を洗い出すことを本申請採択以前から行ってきた。初年度は大きく二つある問題点のうち一方を解決したが、もう一方が解決できず計画の進捗の遅れとして当該年度にずれこんでいた。その問題とは真空槽を光軸まわりに回転する時、試料を保持する部分のたわみ等が試料照射位置のずれや入射角度のずれとなって現れて、試料からの反射光を受ける検光子を兼ねた受光ダイオードへの入射位置・角度のずれとなってしまうことであった。この問題に関しては超高真空部品のがたつきや部品間の組み付け順序などが決め手で、試行錯誤の結果、とりあえず許容できる誤差まで絞り込むことが出来た。また、当該年度の課題として、測定結果の解析方法・測定時間の短縮に取組んだ。これは、他の研究者との意見交換から当初の計画より測定時間の短縮が必要であることがわかり、実験時間が制限されるマシンタイム制の実験条件下で、いかに精度良くデータを取得するかという元々の課題と合わせて検討を行なった。完全に解決はしていないが目処が立つ程度まで進行している。旧計測研(現産総研)によって試作されたユニークな可視-真空紫外(VIS-VUV)対応エリプソメータ(エリプソ)を分子研の放射光施設UVSORの3m直入射型分光ビームラインBL7Bとドッキングさせ、VIS-VUV領域で連続して複素誘電率を測定可能とし、通常のVIS領域エリプソでは測れないワイドバンドギャップ半導体であるIII-V窒化物半導体のバンド端近傍及びそれ以上のエネルギー領域での複素誘電率を絶対測定することを目的としている。初年度は大きく二つある問題点のうち一方を解決したが、もう一方が解決できず計画の進捗の遅れとして次年度にずれ込んでいた。二年目はその残る問題点であった真空可動部品等の「がた」の解決をはかり、ほぼ達成した。また、本課題採択後にわかった測定の高速化の必要性に関しては、短期的には回転速度の高速化で、長期的には測定方法の変更で実現できることを、前者は実験で後者は理論的に確認出来た。そこで、最終年度はパラレルリンク機構を採用したエリプソメータの架台の製作を行った。これは本課題の中心的ミッションで、エリプソメータを光軸合わせるための5軸制御メカである。既存の装置の問題点を設計に反映させた後製作する必要があったため最終年度にずれ込むこととなった。しかし、設計自身は初年度から行っていたため、機械工作・制御系は問題なく進行しすでに完成している。現在、制御のためのソフト製作とエリプソメータ本体の旧架台からの移動を行っている。ただ、ビームラインでの接続および最終目標である測定に関しては、最終年度のBL7Bのマシンタイムに間に合わなかったため、次年度にこの実験のために承認して頂いているマシンタイムにずれ込むこととなった。そのための第一ステップとして、このエリプソ試作機をそのままの状態でBL7Bと接続し、問題点を洗い出すことを本申請採択以前から行ってきた。

その中で最大の問題点は、エリプソを真空槽ごと回転する際に起こる問題で、(1)は回転軸そのものとBL7Bの出射光の光軸の両者を如何に合わすかであり、(2)は重たい真空槽を回転することによるエリプソの各部分のガタツキや歪みが、試料への照射位置のずれや入射角度のずれとなって現れて、試料からの反射光を受ける検光子を兼ねた受光ダイオードへの入射位置・角度のずれとなってしまうことである。これがある許容範囲を超えると測定値の解析は不可能となる。しかし、本申請採択以前には原因を特定するまでは至っておらず、初年度の課題となっている。本年度3回あったマシンタイム(BL7Bを使うことができる時間:1回4日)で上述した問題点の(1)に関しては、エリプソを支持する架台を今回再製作するに当たって必要な調整機構と調整の手順を決めることが出来た。また、(2)に関しては試料ホルダーの部分のたわみが非常に問題であること、試料ホルダーの光軸調整に必要な回転と並進機構を維持しつつたわみを解消する方法もほぼ解決するところまで来た。(2)の問題に関しては超高真空部品のがたつきや部品間の組み付け順序などが決め手で、試行錯誤の結果であったため研究計画で立てた予定よりも遅れている。「概要」に示した様に、頂いた資金で失敗無くエリプソとビームラインの結合をさせるために十分な予備実験を優先したこと、及びこの2年間学会等で得た知見から測定の高速化が必要であることがわかり、計画からの遅れが生じている。但し、既存の装置をそのまま使っての評価はほぼ修了することが出来た。粗い設計が終っているパラレルリンクを使った光軸調整機構の詰めと製作、高速化のための検出器の超高真空中でのモータ回転機構の新規設計と製作が最終年度に集中してしまったが、評価としては「やや遅れている」の範疇にあると考える。「概要」でも述べたが、エリプソにおいては、光軸のぶれがないことが必須であるが、本課題で中心となるVIS-VUVエリプソは、放射光利用を前提とした多くのユニークな利点を持つものの、試料を真空槽ごと光軸まわりに回転しなければならない弱点を持つ。超高真空部品は一般にステンレス製のため重量が重いため、真空槽本体はアルミ製となっている。しかし、特に回転・チルトそして並進調整機構を必要とする試料ホルダーはアルミ製とはならず、かつ光軸から離れた部分に重量が存在するためどうしてもモーメントが効いてしまい、調整機構の持つガタツキが問題となった。超高真空部品をセレクトしたうえで、その組立順序や試料ホルダの剛性、新たな支持具を試行錯誤した結果、ガタツキによる受光ダイオード上での光点のずれをほぼ許容範囲まで減らすことが出来るようになってきている。しかし、このために予定の2倍以上のマシンタイムを消費し、この結果を反映した架台等の設計が遅れている。本研究の課題は(1)エリプソとビームラインの結合を担うエリプソ架台の光軸追尾コンピュータコントロール光軸調整機構(2)測定精度を決めるエリプソ本体真空槽の回転時の精度(試料ホルダのガタツキも含む)(3)測定時間(及び精度)を従来に比べ画期的に高めると考えている検出器の超高真空中でのモータ回転機構の新規導入である。(1)についてはほぼ設計が終っていており、具体的な機械・電気部品もほぼ選定済みである。(2)についてはほぼ終っており、真空槽とともに光軸周りを回転する部分の架台の設計・製作が進行中である。
転倒と過介助を予防する脳卒中患者の病棟ADL自立度の客観的判定指標の作成

本研究は回復期リハビリテーション病棟の脳卒中患者が効果的に病棟生活を送るために必要となる、日常生活活動の介助量を適切に判断する客観的指標を作成することを目的として脳卒中患者の心身機能と日常生活活動自立度の関連性を後方視的に解析した。結果、移乗、階段昇降、整容、更衣、トイレ動作のそれぞれが自立するためにはどの心身機能がどの程度必要かが明らかとなった。得られた知見は、病棟での脳卒中患者の介助の必要性の有無の判断や介助量を決定する際の資料になるとともに、リハビリテーションにおける機能回復の目標値にもなることが期待される。【研究の目的】回復期リハビリテーション病棟では24時間の病棟生活のすべてをリハビリテーションに結び付けて日常生活活動の自立を支援することが期待され,そのなかでは安全かつ過介助にならないケアが求められる.本研究の目的は,回復期リハビリテーション病棟の脳卒中患者が効果的に病棟生活を送るために必要となる,日常生活活動の介助量を適切に判断することができる客観的指標を作成することである.【今年度の計画】移乗,階段昇降,整容などの各日常生活活動の自立度に強く関連する心身機能及びそれらの階層的構造を明らかにし,自立度判定の指標として最適な心身機能を特定する.具体的には構造方程式モデリングに基づくパス解析を用いて,先行研究を手掛かりに作成したモデル図について,適合度指標を基にモデルの適合性を確認した上で,各日常生活活動に最も強く影響する心身機能を算出された総合効果から検討する.【研究の進捗と成果】概ね予定通りに遂行しているが,一部の日常生活活動項目で今年度行う予定であったパス解析と次年度に行う予定であったROC解析の順序を変更して分析を行っている.これまでに,移乗と階段昇降の自立度にはバランスが強く関連し,移乗が自立レベルおよび監視レベルに至るためにはBarg Balance Scaleでそれぞれ41点,30点,階段昇降ではそれぞれ54点,41点程度のバランスが必要になることを明らかにした.これらの知見は,病棟での脳卒中患者の介助の必要性の有無の判断や介助量を決定する際の資料になるとともに,リハビリテーションにおける機能回復の目標値にもなることが期待される.移乗,階段昇降,整容の3つの日常生活活動に関する分析に取り掛かり,各活動の自立に必要なカットオフ値を作成することができている.その研究成果の一部はすでに論文として公表し,他の知見も投稿中であり,本研究は概ね順調に進展していると判断できる.回復期リハビリテーション病棟において,入院中の脳卒中患者の病棟自立度を適切に判断し安全かつ過介助にならないケアを行うことは,患者の日常生活活動の自立を促進する上で非常に重要な要因となる.本研究の目的は,回復期リハビリテーション病棟の脳卒中患者が効果的に病棟生活を送るために必要となる,日常生活活動の介助量を適切に判断する客観的指標を作成することである.具体的には脳卒中患者の日常生活活動の自立度と強く関連する心身機能の特定と,特定された心身機能を指標としたカットオフ値の算出を試みた.最終年度である今年度は,整容,排泄,更衣に着目した分析を実施し,以下の知見を得た.1.整容自立度と心身機能の関連性をパス解析で分析した.結果,バランス,麻痺側および非麻痺側上肢機能,意欲が整容自立度に対して直接的な影響力を有することが示された.2.整容が自立レベルと監視レベルに至るために必要な心身機能のカットオフ値を分析した.結果,自立レベルにはBerg Balance Scaleで41点程度のバランスが,監視レベルには簡易上肢機能検査で68点程度の上肢機能,Vitality Indexで9点程度の意欲,FIM認知領域で23点程度の機能が必要であることが明らかになった.4.更衣の自立に必要なバランス(Berg Balance Scaleで44点程度)を得るために要求される下肢,体幹機能のカットオフ値の算出を試みた.結果,Stroke Impairment Assessment Setの麻痺側下肢運動機能(股・膝)は4点,腹筋力と非麻痺側膝伸展筋力は3点がカットオフ値になることが示された.本研究は回復期リハビリテーション病棟の脳卒中患者が効果的に病棟生活を送るために必要となる、日常生活活動の介助量を適切に判断する客観的指標を作成することを目的として脳卒中患者の心身機能と日常生活活動自立度の関連性を後方視的に解析した。最終年度である次年度は,各日常生活活動と心身機能の関連性の階層構造を明らかにするため,パス解析を用いて相互関係を示すモデル図の作成を進める.また明らかとなった知見の公表を進めていく.リハビリテーション
地球磁揚センサーとしての広帯域地震計

東大地震研八ケ岳地球電磁気観測所において、STS広帯域地震計(STS1)の磁場変化に対する応答の検定を行い、地震計2成分(上下動1成分・水平1成分)のヘルムホルツコイルに3方向からパルス+正弦波(数周期:数101000秒)の磁場をかけ、応答を入力信号とともに記録した。併せて、STS1付属のパーマロイ製の磁気シールドの効果の簡易検定を実施した結果、水平方向に比べ、鉛直方向では磁気シールド効果が薄いことを確認した。磁場の遮蔽率は1/3程度であることが分かった。また、井戸・他(2005)の研究を再検討したところ、STS1とSTS2とで、地磁気変化に対する応答が異なることが分かった。STS1では、鉛直成分のみ地磁気変化に調和的な応答が記録されているが、STS2では、全成分にわたり影響が出ている。前述の磁気変化に対する検定結果から、STS1の磁気嵐に対する応答の成分ごとの違いは、磁気シールド効果の違いで説明可能である。他方、広帯域の地震観測で現在主流のSTS2の場合は、測定機構の違いなどが観測点ごとの差異の要因である可能性があるが、検定に使用可能な機器の数の不足から、直接の検定には至っていない。加えて、同機種であっても、地磁気変化に対する応答に個体差があることも分かった。従って、広帯域地震計の記録から、地磁気変化データへの変換は、個々の測器の検定を行わない限り容易でない。一方、広帯域地震計記録のノイズリダクションという観点では、磁気シールドの強化と地磁気の並行観測による補正を提案した。後者の効果を検証するために、地震観測点近傍での磁場並行観測を実施している。参考文献:井戸悠・川崎一朗・吉村令慧・渋谷拓郎(2005)、広帯域地震計で捕えた地球磁場変動、地球惑星科学関連学会合同大会予稿集(CD-ROM)、,E011-004.平成19年2月に、東京大学地震研究所八ヶ岳地球電磁気観測所において、STS広帯域地震計(STS1)の磁場変化に対する応答の検定を行った。検定内容は、地震計2成分(上下動1成分・水平1成分)について、ヘルムホルツコイルにより、3方向からパルス+正弦波(数周期:数101000秒)の磁場をかけ、それに対する応答を入力信号とともに記録した。その記録の解析は現在進行中である。井戸・他(2005)の研究を再検討したところ、STS1とSTS2とで、地磁気変化に対する応答が異なることが分かった。STS1では、鉛直成分のみ地磁気変化に調和的な応答が記録されているが、STS2に対しては、全成分にわたりその影響が出ているようである。前述の検定では、手持ちの器材(STS1)のみの実施であったが、現在主流の測器であるSTS2においても、地磁気変化に対する応答を調査する必要がある。STS2に関しては、ヘルムホルツコイルによる検定が、残存機器の面で困難であるため、既設観測点近傍での磁場並行観測により、その磁場変化に対する挙動を確認することを計画している。そのため、本年度はフラックスゲート型磁力計を購入し、機器調整を行った。なお、並行観測に適した既存STS2観測点を選定中である。これらの結果はまだ論文として出版するまでには至っていない。参考文献:井戸悠・川崎一朗・吉村令慧・渋谷拓郎(2005)、広帯域地震計で捕えた地球磁場変動、地球惑星科学関連学会合同大会予稿集(CD-ROM)、,E011-004.
バイオフィルム状態での細菌塊の挙動

細菌は病巣や常在菌層でバイオフィルムと呼ばれる薄膜状構造を取り、個々の菌体や菌塊全体を多糖体等で覆い外部からの化学的、物理的刺激に抵抗している場合がある。本研究では人工バイオフィルムの系を構築し、その種々の外部刺激に対する抵抗性を懸濁状態での抵抗性と比較して検討した。(1)人工バイオフィルムの作製方法の検討:Cytofuzeにより細菌を支持体に遠心付着させ、これに培地を供給して付着性の薄膜状の細菌塊を作製した。走査型電顕、共焦点レーザー蛍光顕微鏡(ACAS)等でその構造を観察し、多糖体の被覆等の構造を確認した。ACASによる構成細菌数の測定も可能であった。また、フィルター上にバイオフィルムを作製する系も確立した。(2)人工バイオフィルム中の細菌の生死の判別:種々の蛍光標識を用い、細菌の生死、その計数方法を確立した。その結果、抗生剤の殺菌効果、酸素毒性等の検討が可能となった。(3)耐酸性の検討:Streptococcus mutans groupの細菌を用いた人工バイオフィルムでは、懸濁状態よりも耐酸性が増していた。(4)抗生剤に対する抵抗性:Pseudomonasを用いた人工バイオフィルムでは、懸濁状態でのMICに相当する濃度の抗生剤に対して抵抗性を示していた。バイオフィルム形成による病原性の昂進が示唆された。(5)人工バイオフィルム中の物質浸透性:バイオフィルム形成による物質浸透性の阻害が予想されたが、抗体(分子量:約15万)を用いた場合、比較的良く浸透していた。上記2,3の現象は、酸や薬品の浸透が悪いためでは無く、バイオフィルム形成による性状の変化であることが示唆された。(6)酸素耐性:嫌気性菌も、バイオフィルム状態では、懸濁状態に比して、高い酸素耐性を示した。バイオフィルム独特の性質は、ビルレンス(病原菌力)に関係しており、さらなる検討が必要である。バイオフィルムは、細菌が物質表面への接触を起因として特殊な成分を合成し細菌薄層全体を被覆するため、細菌側のバリアーとして働き、抗免疫、抗薬剤などの機能を与える。う蝕や歯周疾患などの口腔の細菌性疾患は、堆積細菌塊下(あるいはバイオフィルムの下)で起こる。また、軟組織に感染細菌も病巣局所で微少コロニーを形成している。すなわち、歯科領域ではこの様な細菌塊あるいはバイオフィルムとしての機能解析が重要である。しかし、この様なバイオフィルムを実験的に作製するのは容易でない。平成11年度においては、1.人工的にバイオフィルムや細菌塊を形成する方法の検討。作製された単菌種での人口バイオフィルムは、付着細胞機能分析装置(ACAS)を用い、その構造を解析すると共に、蛍光試薬を用いて構成細菌の生死の染め分け技術を確立した。さらに、複数の菌種での人工バイオフィルム形成と、分析を行う予定である。2.人工バイオフィルム内pHの測定。バイオフィルム内の代謝活動のモニターとして有効なpHの測定を、蛍光試薬を用いてACASで行い、砂糖消費時のバイオフィルム内pHの測定を行った。同時に、対照として用いるバイオフィルムを形成していない懸濁細菌の同様な測定を、蛍光ELISAリーダー、フローサイトメーター等を用いて測定系を確立した。微少箇所での測定が未だ困難であるため、その改良を行う。3.高分子のバイオフィルム内通過。抗生剤やタンパク質を用い、バイオフィルム内の透過性を検討した。バイオフィルム構成菌体の外側に産生された菌体外多糖体によってその浸透性が阻害されるが、時間と共に深部に達すると思われた。