hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各教科における学習課題の成立過程の比較及び教科間の関連に関する研究

本研究においては、各教科の歴史的背景を相互理解し、教科間の違いを比較検討し、その違いと重なる部分を確認し理解するところまでは出来た。大人である教師は、現代の子供の論理を掴みきれていないところがある。従って子供がどのようにして学びを追求しているのか、子供の何気ないしぐさなどからも問題を追求しているということが分かるためには、どのようにしたらよいか。また子供が自分の中にある価値を乗り越えて、て新しい価値をつくりだしていく力とは何か、そのような力はどのようにしたとき身につくのか。学習課題の成立には、集団思考力は大きな力となるが、そのような力は、如何にして形成されるのか。教科の枠を越えるとはどのようなことか、など一つの学習課題が成立する事実をもう一度捕らえなおして学習活動を発展させていくという学習課題成立の過程に対する新しい知見のいくつかを提案することができた。
自己免疫誘導性関節炎の制御機構と治療

GPI誘導関節炎モデルをもちいて、生物学的製剤に対する治療効果がRAに近似しており、病因、および治療効果のメカニズムを探索する上で優れた動物モデルと考えられた。またIL-6はTH17を選択的に誘導することによりGPI誘導性関節炎の発症に重要な役割を果たしていることが明らかになり、抗原特異的CD4+細胞の増殖や自己抗体の産生誘導にも関わる可能性が示唆された。また、adoptive transferモデルではB細胞は抗体産生細胞として機能していると考えられ、B細胞以外の脾細胞が産生するTNFαやIL-6と協調して、自己抗体が関節炎を誘導している可能性が示唆された。1)GPI誘導関節炎におけるTNFα制御機構-このモデルでは発症後でも抗TNFα抗体、CTLA-4Igが著効し、これらの薬剤は抗原を加えて生じる培養系においてTNFαの産生を抑止することが明らかにされた。また、抗GPI抗体に関してはこれら治療薬の抑制効果が認められた。一方、抗IL-12抗体では効果は殆ど認められなかった(reviced)。2)自己反応征T細胞、特にTh17細胞と自己免疫性関節炎との関係-IL-6とのリンク抗IL-17抗体をday7に投与することにより関節炎は有意に抑制された。またMR16-1(抗IL-6受容体抗体)をday0またはday3に投与した群ではGPI誘導性関節炎の発症はほぼ完全に抑制され,day8に投与した群でも関節炎は減弱された。MR16-1をday0or3に投与した群では所属リンパ節中のT_H17細胞への分化は著明に抑止された。また、これらの群では抗GPI抗体産生の抑制効果も認め、特にday8で投与したものに関しての効果が最大であった。CD4陽性T細胞増殖はMR16-1のどの治療群でも認められた(Arthritis Rheum.2008)。GPI免疫モデルでは生物学的製剤に対する治療効果がRAに近似しており、病因、および治療効果のメカニズムを探索する上で優れた動物モデルと考えられた。また,IL-6は、特にT_H17を誘導することによりGPI誘導性関節炎の発症に重要な役割を果たしていることが明らかになり、また発症直後では、T細胞増殖や自己抗体産生制御により関節炎を抑制している可能性も示唆された。GPI誘導関節炎モデルをべ一スに、RAを制御しうる分子の同定、治療法の開発を目的として研究を進めている。本年度の2計画につき詳述する1)SCIDマウスを介したGPI免疫モデルにおけるB細胞の役割-自己抗体、及びFcgammaRの役割関節炎を起こしたDBA/1マウスの脾細胞と抗原の移入により、SCIDマウスにおいて関節炎が認められ、組織学的に滑膜増生や関節軟骨表面へのIgG,C3の沈着が観察された。GPI誘導マウスの脾臓からCD19+細胞やCD4+細胞を除去した細胞群の移入ではSCIDマウスに関節炎を誘導できなかった。GPI誘導マウスのIgGのみの移入ではSCIDマウスに関節炎は誘導されなかったが、CD19+細胞を除去した細胞群と上記IgG、あるいは抗GPI抗体を腹腔内投与したSCIDマウスで関節炎が誘導された。In vitroの解析では脾細胞でGPI特異的なTNFalpha,IL-6の産生が認められ(p<0.05)特にCD19+細胞を除去した細胞群での産生が多く認められた。(Tanaka Y, et al. Clin Exp Immuno1. 2009)
IGF-2陽性iPS細胞由来心筋前駆細胞の樹立と 機能解析及び心筋移植効果の検討

本研究の目的は、心筋分化効率が高いiPS由来心筋前駆細胞(iPSC-CPC)を純化、精製してマウス心筋梗塞モデルに移植して治療効果を検討する事である。研究者らの予備検討で心筋分化効率が高いCPC由来iPS細胞に高発現していたIGF-2に着目し、心筋分化誘導を行ったiPS細胞においてIGF-2陽性細胞を精製してより治療効果の高いiPSC-CPCを精製することを目的としている。当該年度では、前年度に引き続き(1)iPS細胞の心筋分化効率向上、(2)IGF-2 sorting後のiPSC-CPC培養系確立の2点を行った。(1)については研究開始時にはFACS AreaにおけるIGF-2陽性細胞の分取率が46%であったが、iPS細胞の分化誘導前の拡大培養方法を調整し、sortingにおけるIGF-2抗体の作用時間、作用濃度を最適化することによってIGF-2陽性細胞の分取率を50-60%まで大幅に向上させることに成功した。(2)についてはIGF-2陽性心筋細胞をsortingした後の拡大培養方法について(a)接着系培養、(b)EB浮遊系培養の各培養法での培養液中のサイトカイン、培養皿の接着基質等を検討した。接着系培養及びEB浮遊系培養単体では細胞増殖の効率が非常に低かったが、Sorting後初代細胞をEB浮遊系で培養し、第2継代目より接着系で培養することで精製したIGF-2陽性細胞の拡大培養法を確立しつつある。IGF-2陽性iPSC-CPCの樹立方法は概ね確立されており、マウス心筋梗塞モデルへの移植実験が可能な段階に移行しつつあるため。精製したIGF-2陽性心筋前駆細胞を動物モデルへ移植して治療効果を検討するために、細胞培養リアクターを導入してさらに効率的な拡大培養方法を検討中である。また、心筋梗塞モデルマウスに細胞移植して治療効果を検討する予定である。移植細胞は(1)精製後に拡大培養した細胞及び(2)精製前の細胞数をリアクターに用いて大量に増殖させた後に回収した精製後の初代培養細胞の二種類を検討している。本研究の目的であるIGF-2陽性CPCの樹立に向けて、(1)心筋分化効率の向上、(2)IGF-2 sorting後のCPC培養系確立の2点を行った。(1)についてはEB beating colonyが研究開始時には2%であったが、心筋分化における至適サイトカイン濃度を検討する事で、現在は67%の出現率に改善している。(2)についてはsorting効率が研究開始時には3%であったが、sortingに用いる抗体の濃度、反応時間を調整する事で、現在は5%まで向上した。IGF-2陽性心筋細胞をsortingした後の培養系は現在条件を検討中でる。培養条件は主に培養液中のサイトカインの調整、培養ディッシュの検討しているが、A.接着培養系(collagen coat、gelatin coat)、B. ES培養系(96well浮游系、24well浮游系)の2点を並行して行っている。現在はBのES培養系が取得細胞の生存、機能維持に置いて優れている印象である。心筋分化後の培養系の確立が当初の想定以上に困難であったため。心筋分化後の培養系にさらに重点を置いて研究を進めていく方針である。当初予定していた旅費の出費が今年度は発生しなかったためである。
浮体式人工島の波浪中における流力弾性的挙動に関する研究

今のところ浮体式人工島の唯一のプロトタイプは浮体式海上空港である。わが国において考えられている浮体式海上空港はいわゆるマットタイプと呼ばれる扁平な形状の構造物である。本研究では次のような新しい計算法を開発した。1.浮体を非常に薄いが有限の曲げ剛性を持つ膜状の構造物と見做して、膜の曲げ変形及び膜より外側の水面の変形(Wave Elevation)に関する境界値問題を導く。浮体が十分に長く、その長手方向には無限に長いとして、斜めから及び正面から波浪が入射する場合で水深が深い場合と水深が浅い場合について数学モデルを開発した。このモデルによって容易に且つ精度の良い曲げ振動のシミュレーションが可能になり、浮体空港の曲げ振動の特性が明らかになった。この数学モデルでは浮体を代表する膜面をいわば疑似水面として取り扱い、疑似水面上の計算された流体運動がそのまま浮体の曲げ振動となる。特に水深が浅い場合には、計算は疑似水面と本当の水面の流体運動のマッチングによるから、必要な演算は代数演算のみとなる。2.現実の空港の形状は、1.で考えたようには簡単でない。このような場合は大規模な数値計算によって曲げ振動のシミュレーションを行う以外に方法がない。巨大浮体の曲げ振動に関する境界値問題を境界積分方程式法で解く大規模数値計算プログラムを開発した。一般にこの計算では、浮体の寸法に対して問題となる波浪の波長が著しく小さいことから浮体表面を分割するパネルの数を非常に大きくしないと計算精度があがらない。パネル数が大きいと計算速度が遅く計算が現実的でなくなる。本計算プログラムではパネル上の流体の圧力、曲げ変形をスプライン関数で表現してこの問題を解決し、さらに計算の精度についてもValidationを実施し、信頼度の高い計算プログラムとしている。浮体式人工島の試設計では、水平方向の寸法が数キロメートル、厚さが数メートルの板上の形状が有力な案である。本研究では、この形状の浮体式人工島を水面に浮かぶ一枚の膜としてモデル化し、海洋波の作用による挙動を解析した。なお「膜」は一般的には曲げ剛性のないものとして定義されるが、ここでは非常に小さいが有限の大きさの曲げ剛性をもつ膜を想定している。膜の各点における上下方向の変位、すなわち曲げ変形に関する運動方程式と流速の上下方向成分と膜面の上下方速度が等しいとする条件から膜面における境界条件を求めた。この条件は膜面が薄い仮定から、膜面がない時の静止水面の位置(z=0)で満足される。したがって膜面の条件は水面の条件とほぼ同一の数学的形式をもち膜面を「擬似水面」とみなすことができる。膜面の変形は、この「水面」上の「波」とみなすことができる。「擬似水面」と真の水面で構成される自由表面を伝わる波を求めることが、浮体式人工島の波浪中における変形を求めることと等価である。周辺自由の境界条件を満足する膜面変形のグリーン関数と水面の自由表面条件と遠方の放射条件を満足するWave functionを核関数とする積分方程式の解が膜面の速度ポテンシャル変形をあたえる。積分方程式を数値的に解いて無限に長い人工島形状を想定して斜め波、向波状態での膜面の弾性変形を求めた。この結果、比較的簡単な平面形状の場合における浮体式人工島の波浪中での弾性変形の計算方法を確立することができた。なお、現実的な平面形状の人工島にも適用できる計算法を開発中である。水平方向の寸法が数キロメートル、厚さが数メートルの板状の浮体式人工島の波浪中の流力弾性応答に関連して次の成果を得た。1.任意方向から入射する波に対する曲げ振動を、水深が十分に深い場合および人工島の水平方向の寸法と入射波の波長に対して浅い場合に対して計算する解析的な方法を開発して計算プログラムを作成した。

人工島の長軸に対して斜めの方向から波が入射する場合には、曲げ振動は類似2次元的に取扱うことができる。一方、波が長軸と平行に入射する場合については、人工島の幅が入射波長と同一のオーダの場合と、非常に大きい場合の2つの場合に分けて取扱った。前者については細長体理論と類似の特異摂動法が用いられて解析が行なわれ、後者の解析は3つの領域の摂動級数のマッチングによる新しい特異摂動法を開発した。2.人工島の曲げ振動が水面とは異なった媒体を伝わる波動として解釈され、その観点から種のタイプの曲げ振動が容易に理解されることを示した。3.任意の水面形状を持つ人工島の曲げ振動を数値的に解析する方法を開発した。この方法は人工島の平面を多数のパネルに分割しパネル上の流体の圧力およびパネルの曲げ変形をスプライン関数で表示し、それらに関する境界積分方程式を数値的に解くものである。人工島のサイズが波長に比べて非常に大きいことから一般にはパネルの数が多数となって数値計算が困難となるが、本計算法では特別のスキームを用いてパネルの数を十分に小さくすることができ、且つ計算精度の保証がきちんとされている。したがって本方法は複雑な形状が予想される実際の人工島を設計する場合に十分使用に耐え得る方法である。
形態変化プロファイリングと核酸の分解程度による食品害虫の侵入・死亡時期推定

食品流通工程において食品害虫が侵入した際、侵入経路を把握し、素早い防除策をとることが必要である。本課題は、食品害虫の形態変化プロファイルおよび核酸の残存量による侵入・死亡時期の推定方法を確立し、侵入経路の推定を目指す。流通工程における振動・衝撃が、昆虫の外部形態に与える影響、および核酸が死虫内で分解される時期について調査する。侵入・死亡時期の推定作業を通じて、侵入経路を予測し、食品流通における害虫リスク対応に寄与する。
イネ種子貯蔵タンパク質mRNAの標的輸送に必要なRNA結合タンパク質の機能解析

イネ種子貯蔵タンパク質グルテリン、プロラミン及びグロブリンは、小胞体上で合成され、プロラミンは小胞体に蓄積し、グルテリン、グロブリンは液胞内へ輸送、蓄積される。3種のタンパク質の異なる細胞小器官への蓄積は、小胞体からの輸送蓄積系の違いだけでなく、各貯蔵タンパク質mRNAの小胞体領域への局在の違いによって制御されていると考えられているが、その詳細は不明である。プロラミンmRNAの核から細胞質への輸送に関与すると考えられているRBP-A, I, J, Kの同座変異体を各2系統選抜し、これら変異体種子の電気泳動を行い、貯蔵タンパク質の蓄積変化を調査した。その結果、すべての変異系統において、13kDa及び14 kDa、もしくは14 kDaのみのプロラミン分子の蓄積が減少していた。これら変異体の貯蔵タンパク質の局在を調査した結果、RBP-A、I、K変異種子において、プロラミンはER-PB (PBI)に局在するだけでなく、細胞膜及び細胞質にもその局在が認められた。以上の結果から、RBP-A、I、Kの機能阻害により、プロラミンの蓄積が減少し、その蓄積部位も変化することが判った。今後、これらの変異体におけるプロラミンmRNAの局在を解析する予定である。更に、RBP-A, I, J, K, QがプロラミンmRNAの輸送に関与することを明らかにするため、RFP及びGFPーRBP遺伝子(A, I, J, K, Q)を導入させた形質転換体の選抜を行っている。今後、各形質転換体のホモ個体を選抜し、RNA-IPを行う予定である。プロラミンmRNAの核から細胞質への輸送に関与していると考えられるRNA結合タンパク質(RBP-A, I, J, K)の同座変異体2系統を選抜し、それら変異体種子を電気泳動し、貯蔵タンパク質の蓄積変化の有無を調べた。全ての変異種子において、13kDa及び14 kDa、もしくは14 kDaのみのプロラミン分子の蓄積の減少が認められた。この結果から、RBP-A, I, J, K, Qがプロラミン分子の合成及び発現の制御に関与することを示唆するデータが得られた。更に、RBP-A, I, J, Kの各変異体における貯蔵タンパク質(グルテリン、プロラミン及びグロブリン)の局在を蛍光顕微鏡により解析した。その結果、RBP-A、I、Kの変異種子においてプロラミンはER-PB(PBI)に局在するだけでなく、細胞膜及び細胞質にもその局在が認められた。RBP-A、I、Kの機能阻害により、プロラミンmRNAはPB-ERだけでなく、Cis-ERへもミスソートされている可能性が考えられる。これらの結果から、RBP-A、RBP-I及びRBP-KはプロラミンmRNAのPB-ERへの輸送だけでなく、プロラミンの正常な蓄積の制御にも関与することを示唆するデータが得られた。今後これらの変異体におけるプロラミンmRNAの局在変化の有無を調査する予定である。蛍光顕微鏡解析の結果、RBP-A, I, J, K変異種子において、グロブリン抗体で反応する構造体が認められた。同構造体は膜で囲まれた顆粒のものや、細胞壁内に存在するもの、デンプン顆粒内にもその構造物が認められた。RBP変異により、ストレス顆粒等の生成が促進されているのか、もしくはデンプン合成及びその構造においても何らかの変異が生じていると考えられる。その詳細は不明であるが、RBPは種子の生合成において多岐に機能していることが示唆される。RBP-A, I, J, K, QがプロラミンmRNAの輸送に関与することを明らかにするため、現在、GFP及びRFPと5種類のRBP遺伝子(RBP-A, I, J, K, Q)を野生型イネに導入させた形質転換体F1植物体を育成中である。今後、各形質転換体のホモ個体を選抜し、同個体のF2種子を試料として、RFP及びGFP抗体を用いて、CO-IPを行う予定である。回収したIPサンプルを試料とし、各RBP(RBP-A, I, J, K, Q)特異抗体を用いてウエスタンブロットを行い、各RBPのタンパク質間相互作用の有無を調査する。これにより、2種のRBP複合体(RBP-A-J-K及びRBP-I-J-K)が形成されていることを明らかにする。更に、各形質転換体のF2種子を試料として、RFP及びGFP抗体を用いて、RNA-IPを行う。回収したIPサンプルを熱処理し、RNAを抽出、cDNAを合成後、プロラミン及びグルテリン遺伝子の特異プライマーを用いてPCRを行う。この方法により、5種のRBP(RBP-A, I, J, K, Q)がプロラミン及びグルテリンmRNAと結合しているか否かを明らかにする。更に、RBP変異体(RBP-A, I, J, K)における貯蔵タンパク質mRNAの局在をin situ RT-PCRによって解析し、グルテリン及びプロラミンmRNAの局在の変化の有無を調査する。RBP-A, I及びK変異体種子の組織学的解析において、プロラミンの蓄積が変化していたことから、プロラミンmRNAの局在がPB-ERだけでなく、Cis-ERにもミスターゲットされていると予想している。RBP-A, I, J, K変異体種子において、グロブリン抗体で反応する構造体が観察された。今後、電子顕微鏡解析により、その構造体の詳細を調査し、RBPの更なる機能を明らかにする。

イネ種子貯蔵タンパク質グルテリン、プロラミン及びグロブリンは、小胞体上で合成され、プロラミンは小胞体に蓄積し、グルテリン、グロブリンは液胞内へ輸送、蓄積される。3種のタンパク質の異なる細胞小器官への蓄積は、小胞体からの輸送蓄積系の違いだけでなく、各貯蔵タンパク質mRNAの小胞体領域への局在の違いによって制御されていると考えられているが、その詳細は不明である。プロラミンmRNAの核から細胞質への輸送に関与すると考えられているRBP-A, I, J, Kの同座変異体を各2系統選抜し、これら変異体種子の電気泳動を行い、貯蔵タンパク質の蓄積変化を調査した。その結果、すべての変異系統において、13kDa及び14 kDa、もしくは14 kDaのみのプロラミン分子の蓄積が減少していた。これら変異体の貯蔵タンパク質の局在を調査した結果、RBP-A、I、K変異種子において、プロラミンはER-PB (PBI)に局在するだけでなく、細胞膜及び細胞質にもその局在が認められた。以上の結果から、RBP-A、I、Kの機能阻害により、プロラミンの蓄積が減少し、その蓄積部位も変化することが判った。今後、これらの変異体におけるプロラミンmRNAの局在を解析する予定である。更に、RBP-A, I, J, K, QがプロラミンmRNAの輸送に関与することを明らかにするため、RFP及びGFPーRBP遺伝子(A, I, J, K, Q)を導入させた形質転換体の選抜を行っている。今後、各形質転換体のホモ個体を選抜し、RNA-IPを行う予定である。プロラミンmRNAの核から細胞質への輸送に関与していると考えられるRNA結合タンパク質(RBP-A, I, J, K)の同座変異体2系統を選抜し、それら変異体種子を電気泳動し、貯蔵タンパク質の蓄積変化の有無を調べた。全ての変異種子において、13kDa及び14 kDa、もしくは14 kDaのみのプロラミン分子の蓄積の減少が認められた。この結果から、RBP-A, I, J, K, Qがプロラミン分子の合成及び発現の制御に関与することを示唆するデータが得られた。更に、RBP-A, I, J, Kの各変異体における貯蔵タンパク質(グルテリン、プロラミン及びグロブリン)の局在を蛍光顕微鏡により解析した。その結果、RBP-A、I、Kの変異種子においてプロラミンはER-PB(PBI)に局在するだけでなく、細胞膜及び細胞質にもその局在が認められた。RBP-A、I、Kの機能阻害により、プロラミンmRNAはPB-ERだけでなく、Cis-ERへもミスソートされている可能性が考えられる。これらの結果から、RBP-A、RBP-I及びRBP-KはプロラミンmRNAのPB-ERへの輸送だけでなく、プロラミンの正常な蓄積の制御にも関与することを示唆するデータが得られた。今後これらの変異体におけるプロラミンmRNAの局在変化の有無を調査する予定である。蛍光顕微鏡解析の結果、RBP-A, I, J, K変異種子において、グロブリン抗体で反応する構造体が認められた。同構造体は膜で囲まれた顆粒のものや、細胞壁内に存在するもの、デンプン顆粒内にもその構造物が認められた。RBP変異により、ストレス顆粒等の生成が促進されているのか、もしくはデンプン合成及びその構造においても何らかの変異が生じていると考えられる。その詳細は不明であるが、RBPは種子の生合成において多岐に機能していることが示唆される。
くり返し加えられる水分ストレスが草本植物における茎の疲労破壊に及ぼす影響

トマト苗を用いて繰り返し加えられる水分ストレスが茎の伸長生長量,エチレン生成量,茎の力学的抵抗性および細胞壁成分の変化について調べ,以下の知見を得た.1.トマトセル苗の草丈は,苗が一度大きな水分ストレスを受けただけで抑制され,その後灌水によって水ストレスを解放しても回復しなかったことから,水ストレス条件下で茎の伸長生長が阻害される要因は,水ストレスが繰り返し加わることよりも,幼苗期の一時的な影響をより強く受けることが示唆された.2.25mlのセルトレイには種して約1カ月間育苗した場合,茎の引っ張りおよび切断応力に対する抵抗性は,水ストレスを繰り返し受けた苗に比べ,ストレスを受けない対照区の方がより大きな値を示した.一方,200mlのポットには種して約1カ月間育苗した場合,茎の引っ張りおよび切断応力低抗性は,対照区に比べ水ストレスを繰り返した苗でより大きな値を示したことから,セルトレイのような限られた容積のポットで長期間育苗した場合には,繰り返し加えられる水ストレスによる苗の硬化よりも,根に加わる物理的ストレスの方が苗の硬化により大きく影響するものと考えられた.3.ほとんどの実験で,水ストレスが繰り返し加えられることにより,苗におけるエチレン生成量が対照区に比べ増加した.4.細胞壁の主成分であるペクチン,ヘミセルロースおよびセルロース含量は,苗の硬化に明確な影響を及ぼしていなかったことから,トマト苗の硬化にはリグニンの関与が示唆された.夏季に花を温室栽培すると,栽培中に突然茎が折れることがある.一般に「首折れ」と呼ばれるこの現象は,チューリップなどではホウ素が欠乏した場合に数多く認められることから,ホウ素欠乏に起因した生理障害であると考えられている.しかし,トルコギキョウなどではホウ素が欠乏していなくても「首折れ」が発生し易い.温室栽培のように昼間土壌が乾燥し易い条件下では,土壌の乾燥に伴う水分ストレスと,その後のかん水による水分ストレスの回復が交互に生じる.このように,水分ストレスが繰り返し加われば,細胞が収縮と膨潤を繰り返すことによって生じる局所的な細胞の疲労が生じる可能性がある.通常,草本植物の茎は弾性が高いため折れにくいが,水分ストレスによって生じる局所的な疲労が細胞壁に蓄積すると,組織は急激に弾性を失い,非常に小さな応力でも折れる可能性がある.トルコキキョウを材料として,pF2.8程度の水分ストレスを繰り返し加えたところ,対照区に比べ茎の伸長速度は大きく抑制された.また,茎の弾性は水分ストレスが加わるに従って減少し,茎の硬度は増加するものの,曲げ応力に対する抵抗性は減少する傾向が認められたことから,水分ストレスと細胞壁の硬化との関係が示唆された.細胞壁は,ペクチン,ヘミセルロース,セルロース,およびそれらを架橋する側鎖中性糖や無機イオンなどから構成される.水分ストレスによる茎の弾性の変化は,細胞壁成分の変化を示唆している.したがって,今後は水分ストレスが細胞壁の性質に及ぼす影響を,生化学的手法を加えて検討する予定である.トマト苗を用いて繰り返し加えられる水分ストレスが茎の伸長生長量,エチレン生成量,茎の力学的抵抗性および細胞壁成分の変化について調べ,以下の知見を得た.1.トマトセル苗の草丈は,苗が一度大きな水分ストレスを受けただけで抑制され,その後灌水によって水ストレスを解放しても回復しなかったことから,水ストレス条件下で茎の伸長生長が阻害される要因は,水ストレスが繰り返し加わることよりも,幼苗期の一時的な影響をより強く受けることが示唆された.2.25mlのセルトレイには種して約1カ月間育苗した場合,茎の引っ張りおよび切断応力に対する抵抗性は,水ストレスを繰り返し受けた苗に比べ,ストレスを受けない対照区の方がより大きな値を示した.一方,200mlのポットには種して約1カ月間育苗した場合,茎の引っ張りおよび切断応力低抗性は,対照区に比べ水ストレスを繰り返した苗でより大きな値を示したことから,セルトレイのような限られた容積のポットで長期間育苗した場合には,繰り返し加えられる水ストレスによる苗の硬化よりも,根に加わる物理的ストレスの方が苗の硬化により大きく影響するものと考えられた.3.ほとんどの実験で,水ストレスが繰り返し加えられることにより,苗におけるエチレン生成量が対照区に比べ増加した.4.細胞壁の主成分であるペクチン,ヘミセルロースおよびセルロース含量は,苗の硬化に明確な影響を及ぼしていなかったことから,トマト苗の硬化にはリグニンの関与が示唆された.
腸内細菌叢のin vivo再構築による宿主行動および生理機能の解明

昨今の研究によって腸内細菌が宿主の様々な生理機能や疾病に関与することが明らかとなってきた。しかし、哺乳類の腸内細菌叢は多種の細菌によって構成されており、そのほとんどは実験室での培養技術が確立していないため、個々の細菌の役割、すなわち各腸内細菌と宿主機能の関連性を包括的に解析することは現在の技術では不可能である。本研究では、これらの問題を解決できる唯一の実験システムとしてミツバチの腸内細菌叢を用い、宿主に共生する腸内細菌叢を実験的に再構築することによって、個々の腸内細菌が宿主の行動や生理機能に与える影響を網羅的に解析し、その分子基盤の解明に挑戦する。
遺伝子発現を基盤とする病態機序の解明法の開発

解釈の仕組みBOB構築BOBはあらゆる分野の専門的な文書を内容に基づいて高次元に構造化する方法であり、また文書内容を直感的に理解可能に表現するための方法である。論文アブストラクトはいうまでもなく、遺伝子、蛋白質、薬品、疾患など基礎医学を構成する概念の機能や特徴は様々な形でサマリーや関連文献集としてまとめられている。したがってこれらを利用することで遺伝子機能、薬品効能、疾患症状すべてがBOBでの構造化や表現の対象となる。ひとたび内容に形が与えられればマイクロアレイデータの解釈から文献検索結果の複数の文献のアドホックなクラスター化、ゲノム座標と特定の疾患の関係の表現などその様々な応用が期待できる。ESTを自動的に組織別に分類する仕組みESTは700万を超える件数の多さや絶対量に関する情報を与えるなどの利点から発現データとして再度注目されている。このESTを発現情報として利用するためには個別エントリーをライブラリ単位にかため各ライブラリのRNA情報を読み解いて臓器や細胞単位に分類する作業が必要である。NCBIに用意されているUniLiB情報に頼らずにこれが行える仕組みを作成して常に最新のdbESTを遺伝子x臓器のBodyMapフォーマットに整理公開できるようにした。具体的には、1.エントリーの様式をもとに同じ登録者の同時登録を判別しライブラリ単位にまとめる。2.臓器オントロジーとも呼べる臓器細胞名称および形容詞の辞書を作成し、エントリ中の特定フィールドの記述中にある用語を40の基本臓器名称にマップする。3.この40の基本臓器の特徴表を作成し自由にライブラリが離散会合できる。の3つの要素機能を作成した。複数の患者サンプルと複数の正常対照の間での遺伝子発現の様式を測定して『疾患と遺伝子の間の関係』および『遺伝子と遺伝子の関係』を検出する為にiAFLP法を用い遺伝子発現定量を行っている。乾癬および60例について、患部および正常皮膚での発現が確認された3,000遺伝子についての測定を終えた。乳がん60例については病理標本からのRNAを用いて、鋳型の作成を終了した。比較データとしてボディーマップ登録のある全遺伝子について30の基本臓器組織での発現様式を測定を終え、またRefSeqから4,000遺伝子をこれに加えた。これらを、SantaCruz_annotationを用いてgoldenpath上にマップすると32,000のannnotateされている最終エキソンのうち17,710に相当する。従ってマップブラウザーでマーカ遺伝子やサイトバンド情報を絶対位置(染色体:塩基番号)に変換すれば、簡単に関心領域上の遺伝子の発現パタンを与えることが既に可能である。出来上がる膨大な発現データから医学的に重要な発見の糸口をつかむためには、知識を計算する仕組みが必要である。このために自由な語彙での医学知識表現のうらにある専門知識中での用語関係(癌と増殖、皮膚と上皮、肝臓と胆管、高血圧とアドレナリンなど)を正しく計測した用語関係空間を作成し、それを任意の医学知識表現間の距離の測定に用いるシステムを開発している。これまでに細胞生物学から内科学まで21冊3万ページを超える最新教科書から索引データを打ち込みし、6万種類の医学用語のページ出現パターンを測定した。ページ共起パタンを画面上で示すインターフェイスの開発を終え、直感的なシステムの能力評価を行い、現在は用語空間を数値的に表現するための計算法を開発中である。1.遺伝子発現解析1)乾癬正常、乾癬、類似疾患60例の皮膚についてRefSeq遺伝子8,377を追加(252,260データポイント)。解析中の乾癬関連遺伝子のうち、上昇遺伝子の一つはトランスグルタミナーゼと相同性がみられ、組替え体で同活性を確認。C末は角化エンベロープ由来部分アミノ酸配列報告と一致、エンベロープ内トランスグルタミナーゼとして解析を終了。第2の上昇遺伝子はPhopholipaseA2類似配列を持ち組替体で同活性を確認、炎症の展開への関与検討目的でTGマウスを作成中。

下降遺伝子は昨年10月報告の中性脂肪合成の最終ステップの酵素と一致。正常皮膚では皮脂腺に限局しており、乾癬での皮脂腺の萎縮の原因または結果と考えられていた事と符合。(大垣市民病院、田辺製薬と共同)2)乳がん正常、乳がん合わせて69例について7,481遺伝子の発現を測定(51万データポイント)。予後データと合わせ現在解析中。(大阪大学第二外科と共同)3)食道がんCGHにてゲノム変化解析済み食道がん30株での既知遺伝子3,161の発現を定量での終了。(医科歯科大稲沢研と共同)2.データ自動解釈(知識計算)専門用語を構造化する方法(BOB)を基に、全ての既知遺伝子機能をマップする方法を開発。マップ位置を利用し、発現プロファイル由来の遺伝子クラスター中から「意味のあるクラスター」を自動的に検出、意味の言語表現を返す世界初の全自動データ解釈システムを完成。文献由来の発現クラスターの自動解釈実験で、著者らのクラスタ検出及び命名によく一致。また大腸菌ゲノム上の遺伝子リストから、オペロンの多くを機能的クラスタとして検出可能。遺伝子発現パターン等の特徴から遺伝子の機能を推測するためには、精密な遺伝子発現プロファイリングを行う必要がある。そのためにはマイクロアレイより、高精度なデータ集積に適したPCRベースの発現定量法iAFLP法とデータ解釈ツールとしてLSI-BOB法を併用することが最高の出力を保証する。更に、未知遺伝子に対する正確な機能予測を行うために正確な発現データ収集及びLSI-BOB法の改良が必要である。本年度の計画として、これまで使用してきたPCR primerについて解読された全ゲノム配列と比較することにより、PCR産物が複数になるprimerを除去した。次に、アニーリング温度等の条件をplateごとに揃えることで、PCR反応による増幅誤差をなくすprimer setを構築した。また、同plateに発現量の高いものと低いものが混在した際、低い発現量のプロファイルに歪みが生じることが分かったため、Bodymap、SAGE、Microarray等のデータより発現頻度の等しい遺伝子同士を同じplateでPCRするようにprimer setを構成した。その結果、ヒト(22,000primer)及びラット(10,000primer)の測定では、全primerの9割以上でデータが抽出でき、再現性も非常に高いものであった。これにより、ヒト組織(30種)、ヒト胎児組織(42種)、培養細胞(50種)、ラット組織(30種)、合計152種のデータを新たに正常組織遺伝子発現データとしてデータベースに加えることができた。BOB法に関しては、新たに10冊分の生物・医学関連の教科書知識を整理したことで、より詳細な発現データ解釈を行うことが可能になってきている。また、入力された生物・医学知識をカテゴリー分類することにより発現パターンにより遺伝子機能を正確に予測できるようにした。
複雑ネットワークの構造分析と構造推定

構造分析に関する研究状況として,PageRank収束曲線を用いて,1)ネットワーク構造変化指標,2)ノード多様性指標を提案した.1)ではネットワークの構造が変化した際に,PageRank収束曲線も変化し,その変化量をもってネットワーク構造変化が与える影響の指標として確立した.2)ではPageRank収束曲線のばらつき度をノンパラメトリックk-means法を用いてクラスタリングし,そのクラスタ数によりノードの多様性を定量化する指標を提案した.これらの構造変化の影響度指標やノード多様性指標は,ネットワーク構造を分析するにあたり有用な情報となることを実験により示し,研究成果を発表した.構造推定に関する研究状況として,昨年度中に確立した無向ネットワークに対するMixingMatrixに基づく構造推定法の弱点である,推定ネットワークの非連結性を克服した.連結性が保証されず,平均ノード間距離などのマクロ指標の観点では異なる性質のネットワークが推定されてしまう問題があったが,1)隣接行列の要素の値を実数値に緩和した行列を推定し,2)最小全域木構築法をベースに全ノードが単一コンポーネントになることを保証した.3)次いで,次数制約に不足するリンクをk-NNネットワーク構築法をベースに量子化することで上述の問題点を克服した.これらの研究成果を国際ワークショップPKAW2014に投稿し採録された.最後に,昨年度までの構造推定法と上述した連結性を保証した推定法,ならびに,コミュニティ正解率という評価指標に関する研究成果をまとめ,日本データベース学会和文論文誌へ投稿し採録された.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。ノード属性情報,及び,混合行列(mixing matrix)と呼ぶノード間の繋がりに関する属性マクロ情報のみから,ネットワークの精緻なミクロ構造を推定する研究を課題とし取り組んだ.そして,本問題を数理的に定式化し,統計的機械学習アプローチを土台に,大域的な収束性を保証するなど理論的に優れた構造推定アルゴリズムを考案し,手法として確立した.現実のネットワークデータを用いた提案法の基本性能に関する評価実験では,パラメータや使用する属性数,属性の性質を変化させた網羅的な実験により,その有効性を実証するとともに,幾つかの興味深い知見も同時に導き出すことができ,第6回Webとデータベースに関するフォーラムにおいて「学生奨励賞」を受賞した.さらに,単純ネットワークを対象としている本研究の枠を超え,多重ネットワークや二部グラフへの応用可能性を示唆する結果も得られた.企業間取引ネットワーク(多重ネットワーク)を対象とした研究では,付加量と呼ぶネットワーク外部からの取引流入量に関する構造推定に提案法を適用し,各企業取引量の推定誤差の大幅な削減を実現させるとともに,大規模な取引データに内在する本質的な構造の発見も大いに期待できる状況にある.レビューサイト, ECサイトにおけるユーザ・アイテム間関係(二部グラフ)に関する研究においても,通常の混合行列ではなくZスコアを用いた行列を用いることで,規模の大きさに隠れてしまう統計的有意なリンク傾向を定量化し,大規模なレビューデータに内在する本質的な傾向の発見に寄与する手法を提案した.構造分析に関する研究状況として,PageRank収束曲線を用いて,1)ネットワーク構造変化指標,2)ノード多様性指標を提案した.1)ではネットワークの構造が変化した際に,PageRank収束曲線も変化し,その変化量をもってネットワーク構造変化が与える影響の指標として確立した.2)ではPageRank収束曲線のばらつき度をノンパラメトリックk-means法を用いてクラスタリングし,そのクラスタ数によりノードの多様性を定量化する指標を提案した.これらの構造変化の影響度指標やノード多様性指標は,ネットワーク構造を分析するにあたり有用な情報となることを実験により示し,研究成果を発表した.構造推定に関する研究状況として,昨年度中に確立した無向ネットワークに対するMixingMatrixに基づく構造推定法の弱点である,推定ネットワークの非連結性を克服した.連結性が保証されず,平均ノード間距離などのマクロ指標の観点では異なる性質のネットワークが推定されてしまう問題があったが,1)隣接行列の要素の値を実数値に緩和した行列を推定し,2)最小全域木構築法をベースに全ノードが単一コンポーネントになることを保証した.3)次いで,次数制約に不足するリンクをk-NNネットワーク構築法をベースに量子化することで上述の問題点を克服した.これらの研究成果を国際ワークショップPKAW2014に投稿し採録された.最後に,昨年度までの構造推定法と上述した連結性を保証した推定法,ならびに,コミュニティ正解率という評価指標に関する研究成果をまとめ,日本データベース学会和文論文誌へ投稿し採録された.26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究において,当初の予定通り当該研究の核となる構造推定問題を定式化し,解法アルゴリズムを確立した.さらには,単純ネットワークだけでなく,多重ネットワークや二部グラフへの応用可能性が示唆される結果が得られ,それらへの拡張を見据えた研究にまで着手することができたため,当初の計画以上に進展していると評価した.本年度は構造推定法を確立し,実ネットワークデータで評価したものの,推定法の性質を明らかにするために,属性情報は人工的に生成したものを使用した.提案推定法の現実データへの適用可否を評価するためには,実属性情報を使用することが望ましいため,実属性情報による評価を進めるとともに,評価法の確立を目指す.
赤外線イメージングを活用した網羅的気道評価システムの開発

救急現場における気道管理困難調査を本院及び関連病院を対象に行う。調査対象は院内急変対応医師や救急救命士である。医師20名および救急救命士10名とした。これらの調査で気道管理困難の問題点を明確化した。次に、気道管理困難モデル(肥満・睡眠時無呼吸症候群・吐血・嘔吐・気管内腫瘍)を用いて、赤外線イメージング機能付属による直視型喉頭鏡やビデオ喉頭鏡(エアウェイスコープ、McGRATH)による視野改善度を評価した。視野改善度の評価は、画像解析ソフトを用い、数値的に評価した。赤外線イメージング機能付属は、当院の医療技能シミュレーション室で医療用ゴム・プラスチック等を用いて行う。赤外線出力量等は、模擬血液や模擬嘔吐物を用いて調整した。赤外線カメラの初期設定と条件下に時間を要している。「赤外線イメージングによる気道評価」と「気道管理困難」の関連性について臨床での観察研究を行う。術前気道診察時における従来の気道管理予測法である下顎の大きさや開口度と、体外からの赤外線イメージングによる気道評価の関連を評価する。視野改善度の評価は、画像解析ソフトを用い、数値的に評価する。前年度で行った気道管理モデルと同様に、気管入口部である声門視認度の指標であるCormack分類やPOGOスコアに加え、気道確保者による主観的な難易度評価も行う救急現場における気道管理困難調査を本院及び関連病院を対象に行う。前年度で行った気道管理モデルと同様に、気管入口部である声門視認度の指標であるCormack分類やPOGOスコアに加え、気道確保者による主観的な難易度評価も行う赤外線イメージングの最適条件化に時間を要したため物品購入が遅れた。次年度に使用する予定である。
先進諸国におけるワーキングプアの国際比較研究

本研究の目的は,統一的な定義・基準を設定し,ワーキングプアの規模とその諸特性について国際比較を行うことである。本研究では,第一に,先進諸国の最低生活基準と国際比較のためのデータの吟味・検討を行った。これらの検討を土台に,各国のワーキングプアの推計と国際比較を行った。結果,先進諸国のワーキングプアが,若年層,低学歴層,自営業・不安定就業層,従業員規模が小さい層に集中していることが共通する特徴であることが明らかとなった。一方で,日本独自の特徴として,中高齢層の女性がワーキングプアに集中していることが明らかとなった。本研究の目的は,国内と海外の先進諸国のマイクロデータを用いて,統一的な定義・基準を設定し,ワーキングプアの規模とその諸特性について国際比較を行うことである。第一に今年度は各国(カナダ,アメリカ)のマイクロデータおよび関連諸制度(最低生活基準)の検討を行った。検討の結果,カナダのマイクロデータは申請と受理に時間を要し,カナダの最低生活基準が州ごとで多様であることが分かった。また,カナダの「労働力調査」がカナダのワーキングプアの推計に不十分な調査であることが分かった。これらを踏まえ,カナダ統計局にマイクロデータ(SLID)の利用申請を行った。実際に受理までに時間を要した。受理までに,ワーキングプアの規定を再考し,日本のワーキングプアの再推計を行った。第二に,カナダ統計局よりSLIDを受理し,カナダのワーキングプアの規模を推計した。メタデータで利用可能であると表示されている変数が,マイクロデータに含まれない場合があることが分かった。最後に,日本とカナダのワーキングプアの比較を行った。カナダのワーキングプアの推計結果を論文に掲載する際に,カナダ統計局のチェックを受けた。日加比較の結果,ワーキングプアが,若年・高齢層に集中していること,自営業・不安定就業層に集中していること,従業員規模が小さい層に集中していることが,日本とカナダで共通する特徴であることが明らかとなった。一方で,カナダでは女性よりも男性にワーキングプアが集中していること,日本の中高齢層女性にワーキングプアは集中しているがカナダではそうなっていないこと等も明らかとなった。以上のように,今年度は,日加のワーキングプアに関する基礎データの提供,ならびにその特徴の分析による政策的インプリケーションの提示,海外のマイクロデータ利用とその展開に関して指摘を行った。今年度は,第一に,今年度の目標であった,海外でのワークショップまたはカンファレンスでの研究成果の報告,海外の査読付きジャーナルへの投稿を行った。具体的には,中国,アメリカで学会報告を行った。加えて,査読付きジャーナルの査読を通過した。このように,国内のみならず海外の専門家から評価を得て,国内,あるいは,文献研究で十分に捉え切れていない部分について補足を行うことが出来た。第二に国内の学会での報告ならびに雑誌への投稿を行った。一つは,ワーキングプアの日加比較とその特徴についての研究成果を国内の学会で報告し,また雑誌へ投稿した。もう一つはワーキングプア推計に必要となる変数ならびにマイクロデータについて,雑誌へ投稿した。最後に,アメリカのワーキングプアの推計が終了した。推計結果は学会報告・論文誌への投稿という形で公表する。昨年度と今年度を通じた研究の結果,先進諸国のワーキングプアが,若年・高齢層に集中していること,低学歴層に集中していること,自営業・不安定就業層に集中していること,従業員規模が小さい層に集中していること,またそれらは各国で共通する特徴であることが明らかとなった。一方で,先進諸国と日本で異なる特徴として,中高齢層の女性がワーキングプアに集中していることがあげられる。以上のように,今年度は,先進諸国におけるワーキングプアの特徴の分析による政策的インプリケーションの提示(特に日本の場合は中高齢層女性への施策の必要性),海外のマイクロデータ利用とその展開に関して指摘を行った。同時に,次の点に関して指摘を受け,それを明らかにすることが今後の課題となった。それは,ワーキングプアを世帯員構成の点から見ることである。
グレリンの多面的効果による難治性非虚血性心疾患治療法の開発

自己免疫性心筋炎モデル並びに心房細動モデルのラットを作製し、3週間グレリンの投与を行った。心筋炎モデルでは、グレリン投与により左室径の拡大並びに左室内径短縮率の低下が改善された。また、左室拡張末期圧の上昇も抑制された。グレリンは心筋炎に伴う形態学的コラーゲン密度および組織学的な炎症の増加を軽減した。そして、グレリン投与は心筋でのTh1系サイトカインの遺伝子発現の増加を抑制し、TNF-αやMCP-1などの炎症性サイトカインの遺伝子発現も抑制していた。また、心房細動モデルでは、グレリン投与は心拍数減少効果を示し、心房細動の誘発率を著明に減少させた。急性心筋炎、拡張型心筋症は死亡率が高く予後不良であるにもかかわらず、未だ確立された根本的治療法がない疾患である。本研究では劇症型を呈しやすいと報告されている自己免疫性心筋炎モデルを対象とし、グレリンの投与がT細胞の反応を調節し自己免疫性心筋炎の進展を抑制するという仮説を立て検証した。雄Lewisラットにブタ心臓ミオシンを皮下投与し自己免疫性心筋炎モデルを作製した。第4週目より、グレリン(100mg/kg皮下、1日2回)または溶媒のみ(対照群)の投与を3週間行った。6週間後に、心エコー、左心カテーテルによる血行動態検査を行い、心臓摘出後に組織学的評価を行い遺伝子発現について調べた。心エコー検査では、グレリン投与群において左室径の拡大並びに左室内径短縮率の減少が有意に抑制されていた。また、グレリン投与により左室拡張末期圧の上昇が有意に抑制され、dP/dtは増加した。さらに、グレリン投与の心筋では1型ヘルパーT細胞より分泌されるTh1サイトカインであるinterferon-γやinterleukin (IL)-2のmRNAの発現が減少し、2型ヘルパーT細胞からのTh2サイトカインであるIL-4とIL-10のmRNAの発現が増加していた。TNF-α、MCP-1、およびCollagen IIIのmRNA発現も抑制されたが、Collagen IおよびTGF-βについては変化が認められなかった。さらに、Sirius Red染色およびMasson trichrome染色による病理組織学的検討では、グレリン投与群は対照群に比べ左室コラーゲン密度が有意に減少し、Hematoxylin-eosin染色では炎症細胞浸潤が明らかに軽減していた。これらの結果より、グレリン投与は自己免疫性心筋炎の進展を抑制したといえる。この機序として、ヘルパーT細胞のTh1/Th2バランスの修飾や心筋線維化の抑制の可能性が示された。生理活性ペプチドであるグレリンには、従来から示されているGH分泌促進作用や摂食調節などのホルモンとしての作用以外に、最近の研究により心血管への直接作用、サイトカインなどへの抗炎症作用、自律神経の調節作用など多面的な作用があることが示されている。一方で、急性心筋炎、拡張型心筋症は死亡率が高く予後不良であるにもかかわらず、未だ確立された根本的治療法がない疾患である。本研究ではグレリンの投与がT細胞の反応を調節し自己免疫性心筋炎の進展を抑制するという仮説を立て検証した。6週間後に、心エコー、左心カテーテルによる血行動態検査を行い、心臓摘出後に組織学的評価を行い遺伝子発現を調べた。TNF-αおよびCollagenIIIのmRNA発現も抑制された。この機序として、ヘルパーT細胞のTh1/Th2バランス修飾の可能性が示された。なお、さらなる機序解明のため、本テーマについて平成25年度も引き続き研究を行っていく予定である。急性心筋炎は予後不良であるにもかかわらず、未だ確立された根本的治療法がない疾患である。

本研究では、グレリンの投与がT細胞の反応を調節しさらに抗アポトーシス作用を介して自己免疫性心筋炎の進展を抑制するという仮説を立て検証した。雄Lewisラットにブタ心臓ミオシンを皮下投与し自己免疫性心筋炎モデルを作製し、グレリン(100mg/kg皮下、1日2回)または溶媒のみ(対照群)の投与を第4週目より3週間行った。心エコー検査では、グレリン投与群において左室径の拡大並びに左室内径短縮率の減少が有意に抑制されていた。さらに、グレリン投与の心筋ではTh1サイトカインであるinterferon-γやinterleukin (IL)-2のmRNAの発現が減少し、Th2サイトカインであるIL-4とIL-10のmRNAの発現が増加していた。さらに、病理組織学的検討では、グレリン投与群は対照群に比べ左室コラーゲン密度が有意に減少していた。血漿中の内因性のグレリン濃度については、心筋炎モデルにおいて有意に減少していた。これらの結果より、グレリン投与は、ヘルパーT細胞のTh1/Th2バランスの修飾や心筋線維化の抑制を介して自己免疫性心筋炎の進展を抑制した可能性が示唆された。次に、自然発症高血圧ラットに対し、2時間グレリン(100μg/kg)あるいは生理食塩水(対照群)を投与したところ、グレリン投与群は対照群に比し心拍数は減少傾向を示した。また、その間に高頻度心房ペーシングを行うことにより心房細動の誘発を行ったところ、グレリン投与において心房細動の出現が有意に抑制された。本結果より、グレリンは自律神経の調節を介して心房細動の発症を抑制する可能性が示唆された。医歯薬学心筋炎での浸潤炎症細胞におけるグレリン受容体抗体(GHS-R)の発現の検証が予備実験で再現性をもって証明できず、現在実験条件等を変えて検証している。拡張型心筋症モデルのハムスターへの実験は、予備実験でPCRによる遺伝子発現の条件が定まっておらず、現在検証している。自己心筋炎モデル作成については過去の経験があり、ほぼ障害なく可能であった。しかしながら、グレリンの投与時期・期間と生理学的・生化学的評価時期については、それらの時期および期間をずらすことにより予備実験にて検証する必要があった。ラット自己免疫性心筋炎モデルを用いたグレリン投与の効果とメカニズム解明を引き続き行う。現在進行中の検討に加えて、心臓並びに浸潤細胞でのグレリン受容体(GHS-R)の発現を免疫細胞染色等により調べる続いて、拡張型心筋症におけるグレリンの抗心臓リモデリング効果について検討する。拡張型心筋症モデルのハムスター(Bio TO2)を用いる。グレリンおよびGHS-Rの発現を調べた後、グレリンの投与を行う。心臓リモデリングへの効果は、1心臓組織(Sirius Red染色、TUNEL染色等)、2心臓形態と機能(Aplio 80, Toshiba Medical system、15MHzプローブを用いた心エコーを使用)、3血行動態(AD Instruments社製PowerLab systemを用いたカテーテル検査)、4心臓での遺伝子発現(Applied Biosystems 7500)等にて行う予定である。
配位不飽和遷移金属酸素錯体の化学的研究

電子的および立体的にデザインされた四配位コバルトシツフ塩基錯体[Co^<II>(SB)]を系統的に合成し、非配位性溶媒中低温で生成する五配位(配位不飽和コバルト(III)ス-ペルオキン錯体の化学反応性について研究し、以下の結果を見出した。(1)酸化反応性:五配位コバルト(III)ス-ペルオキソ錯体[Co^<III>(SB)CO_2)]は、それ自体の酸化能は非常に小さく、酸化されやすいフェノール性物質やホスフィン類に対してほとんど反応性を示さないが、酸または酸クロリドを存在させるとホスフィン類は酸化され、ホスフィンオキシドを生成することを明らかにした。化学量論から、二次的に生起する過酸化水素やアシルペルオキシドが酸化剤になることがわかった。(2)還元反応性:原理的にはこの錯体はス-ペルオキシド(O^-_2)を配位しているので、還元性を併せ有してよいが、実際に、オルト-キノン類と反応させるとセミキノンコバルト(III)錯体を定量的に生成することがわかった。しかし、パラ-キノン類に対しては還元性を示さず、この点が六配位形ス-ペルオキソ錯体と異なる挙動となっており、ス-ペルオキソ種の電子密度の差に帰せられると結論された。(3)ラジカル反応性:ス-ペルオキシドはラジカルの一種でもあるのでその配位状態でのラジカル反応性に興味がもたれるが、六配位形ス-ペルオキシドが低温でフェノキシラジカルとカップリングすることが知られているのに対し、五配位形ス-ペルオキソ錯体はフェノキシラジカルに対して全く不感であることがわかった。その理由としてはス-ペルオキソ種の電子状態に金属性が大きく関与するからであると結論された。(4)アニオン反応性:ベンゾイルクロリドとの反応でベンゾイルペルオキシドが生成することを見出したが、これは2分子のベンゾイルペルオキシラジカルの会合によると考えられる。サリチルアルデヒドの3-および5-位に各種置換基を有する誘導体とエチレンジアミンとから成るシッフ塩基を配位子とするコバルト(II)錯体[Co(SB)](平面四配位錯体)を合成し、これらのジクロロメタン溶液中での温度依存性可逆的酸素脱着反応について研究し、以下に述べるような成果を得た。1.電子スペクトル。Co(SB)のジクロロメタン溶液の電子スペクトルは室温ではCo(II)の吸収スペクトルを示すが、酸素雰囲気下冷却すると、-60°C付近でCo(III)種のスペクトルに変化する。温度を室温に戻すと、再びCo(II)のスペクトルに完全に復元した。この変化は可逆的であってCo(II)(] SY.dblharw. [)Co(III)の変化温度は錯体配位子の置換様式に依存し、酸化還元電位が正側にあるものほど低温になることがわかった。2.電子スピン共鳴スペクトル。Co(III)のスペクトルを与える溶液を77Kに凍結してESRスペクトルを観測したところ、スーペルオキソコバルト(III)錯体として帰属されるシグナルを得た。ESRパラメータは錯体配位子の置換基にはほとんど影響されない。従って生成スーペルオキソ錯体の電子状態はすべてよく似ているといってよく、生成に要する温度が異なることを示している。