hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗嫌気性菌活性を有する高歪み１０員環ラクトン天然物群の全合成と単純化天然物の創製

1の全合成経路確立のためには、これら3つのユニットのオーダーメードな合成法が必要となる。現在までに研究代表者は、(A)14員環ラクトン内の無水マレイン酸と共役したエノールエーテルと(B)6-6-6三環性酸素結束シスデカリン骨格の独自の合成法を確立した。そこで、本年度研究代表者は(C)これら二つのユニットを結ぶ高歪み10員環ラクトンの合成法を含む1の全合成達成を計画していた。しかしながら、高歪み10員環ラクトンの合成法の確立に予想以上の時間がかかったため、1の全合成達成には至らなかった。そのため、やや遅れていると判断した。今後、この高歪み10員環ラクトンの合成法を用い、できるだけ早い時期に1の全合成を達成させる予定である。有機合成化学ルミナミシン(1)は(A)14員環ラクトン内の無水マレイン酸と共役したエノールエーテル(合成完了、論文発表済み)、(B)6-6-6三環性酸素結束シスデカリン骨格(合成完了、学会発表済み)、(C)これら二つのユニットを結ぶ高歪み10員環ラクトン(合成未完了)、の3つの課題がある。本年度、酸素架橋シスデカリンを含む10員環ラクトンの構築を達成したので、今後三置換オレフィンの構築、保護基の除去を経て、天然物1の合成経路確立を行う。加えて、活性評価を行う。1の活性がシスデカリン部分の類似天然物の活性とは全く異なる活性を示すことに対して、その機構の解明を目指すために、各フラグメントの抗嫌気性菌活性の精査を行う。研究代表者は、既に、1の上部にはクロストリジウム属に対して抗菌活性が無いことを確認しており、その活性発現には1の下部が重要な役割を果たしている可能性を見出した。従って、下部のみの誘導体や架橋構造を持たない誘導体、上部と10員環が結合した誘導体などを設計した。また、天然物1を直接誘導化し、その活性評価を行う。特に、天然物の誘導化からは天然物骨格の構造活性相関が得られると期待できる。これらの情報は全合成経路からは得られない情報であり、有用な微生物を所有する当グループの大きな特徴と云える。上記に示したアプローチを巧みに利用し、1がシスデカリン部分の類似天然物の活性とは全く異なる活性を示すことに対して、その機構の作用解明を目指す。
重症拡張型心筋症におけるペルオキシソーム増殖剤応答性受容体およびPGC-1の関与

拡張型心筋症患者におけるPPARγの発現についての検討A.補助心臓植込み患者、移植摘出の心筋組織を用いた研究1)NYHA IV度の拡張型心筋症症例を用いて、心筋室におけるPPARγ・γPGC-1の遺伝子発現をRT-PCRを用いてmRNAレベルで明らかにし、又、PPARγについては免疫染色により蛋白レベルでその発現を明らかにした。PPARγ転写活性も確認した。重症例ではPPARγの発現が有意に亢進していた。2)減負荷可能例ではこれらの発現が著名に低下した。B.心内膜心筋生検を用いた研究拡張型心筋症患者におけるPPARγの発現についての検討A.補助心臓植え込み患者、心臓移植摘出心の心筋組織を用いた研究1)NYHAIV度の重症心不全を呈し、補助心臓植え込み及び心移植を行った拡張型心筋症症例12例を用いて、心室筋におけるPPARα、PPARγ、PGC-1の遺伝子発現をRT-PCRを用いてmRNAレベルで明らかにし、またPPARγについては、免疫染色により、蛋白レベルでその発現を明らかにした。また、TransAM kitを用いて、PPARγ転写活性の確認を行った。重症例では、正常と比較しPPARα、PPARγ、PGC-1の発現が亢進し、特にPPARγついては、著明に発現が亢進していた。(P<0.001)2)補助心臓植え込み前後で、4症例について上記と同様の検討を行い、左室減負荷後の、PPARα、PPARγ、PGG-1遺伝子発現の変化について検討を行った。減負荷により、心不全時に亢進していたPPARα、PPARγ、PGC-1の発現は著明に低下した。B.心内膜心筋生検を用いた研究1)NYHAI度からII度の拡張型心筋症、および、その他特定心筋症におけるPPARγの遺伝子発現についての検討を免疫染色により行った。病状の安定した拡張型心筋症においても、PPARγの発現は認められ、コントロールと比較し有意に発現増加を認めた。上記Aの重症例と比較すると、重症例で有意に遺伝子発現の増加を認めた。C.臨床パラメーターとPPARγの相関関係拡張型心筋症患者におけるPPARγの発現についての検討A.補助心臓植込み患者、移植摘出の心筋組織を用いた研究1)NYHA IV度の拡張型心筋症症例を用いて、心筋室におけるPPARγ・γPGC-1の遺伝子発現をRT-PCRを用いてmRNAレベルで明らかにし、又、PPARγについては免疫染色により蛋白レベルでその発現を明らかにした。B.心内膜心筋生検を用いた研究
マルチスクリーン顕微鏡の開発と高時間分解での薬理解析への応用

マルチスクリーン顕微鏡の開発とその薬理解析への応用を試み、以下の実績を得た。1.マルチスクリーン顕微鏡-ビデオシステムの開発蛍光像と明視野像と同時に観察し、細胞動態及び薬理作用を細胞レベルで解析することを目的として、顕微鏡、光学フィルター、超高感度SITカメラ、高画質業務用ビデオデッキ、コンピューター画像解析装置を組み合わせて、マルチスクリーン顕微鏡-ビデオシステムを開発した。2.RBL-2H3細胞における開口放出の解析アレルギー反応時に重要な役割を演じる肥満細胞からのヒスタミンの遊離機構を、モデル細胞であるRBL-2H3細胞を本研究において開発したマルチスクリーン顕微鏡-ビデオシステムを用い、解析した。その結果、明視野像においてヒスタミン含有顆粒の開口放出の瞬間を捉えることに成功した。さらに、ヒスタミン含有顆粒内に蛍光性を持つ薬物であるキナクリンを特異的に取り込ませることにより、ヒスタミンの細胞外への放出を、明視野像による開口放出と蛍光像によるキナクリン蛍光の細胞外への放出を同時に捉えることに成功した(Neurochem, Res. 20, 323-, FEBS letters in press)。3.パルスフローインジェクターの開発顕微鏡下において、薬物投与時間を秒単位でコントロールできるパルスフローインジェクターを開発した。この装置の使用により、各種薬物の作用時間を0.5秒単位で計測・コントロールすることが可能となった。上記パルスフローインジェクターを用い、RBL-2H3細胞開口放出に対する各種薬物の影響を検討した結果、開口放出には、複数の情報伝達系が異なる経路で異なる時間軸を持って働いていること発見した(Biochem, Biophys.Res. Commum. in press)。4.細胞内プロテインキナーゼCの動態解析プロテインキナーゼCを特異的に蛍光標識する新規蛍光化合物(Fim-1)でRBL-2H3細胞内のプロテインキナーゼCを蛍光標識し、上記(1)のシステムで解析した結果、生きた細胞でのプロテインキナーゼCの細胞内動態の解析に成功し、さらに、開口放出との関連性を明らかにした。
氷天体内部のレオロジーに関する実験的研究

1)氷-硫酸塩ハイドレートおよび氷-ダスト2相系の結晶粒成長カイネティクス真空焼結法を用いて空隙や気泡の少ない良質の出発物質を作成することに成功した。それを用いて大型冷凍庫内の恒温箱において・1°Cから-7°Cの条件で純氷多結晶体、氷+硫酸塩ハイドレートおよび氷+ダストの2相多結晶体を用いて粒成長実験を行った。2vo1%程度のごく少量の硫酸塩ハイドレートおよびダスト成分が氷の粒成長を大きく抑制することが明らかになった。ガリレオ衛星の外殻氷層は純氷である場合よりも、硫酸塩ハイドレートやダストなどの第2相粒子が少量含まれている方が、粒径が細粒に保持されてより軟化する可能性が高い。そのことが外殻氷層内における対流運動を可能にしているかもしれない。2)2次元X線回折時分割測定法を用いた氷の高圧相転移および氷高圧相の結晶粒成長カイネティクス実験ダイアモンドアンビルセルと放射光の単色X線回折法を用いて、0-3GPa,200-300Kの条件で、氷のVI-VIIIおよびVI-VII高圧相転移の核生成と成長のカイネティクスや氷VI相およびVII相の結晶粒成長カイネティクスをX線その場観察した。デバイリングの回折斑点から結晶数密度を推定する方法を用いて相転移や結晶粒成長にともなう氷高圧相の結晶粒径変化のカイネティクスを観察した。粒径標準物質を用いた回折斑点数の校正実験も行った。約15秒毎の時分割測定に成功しているが、回折斑点数を定量的に扱うためには結晶粒径と入射ビームサイズのバランスをより最適化する必要がある。3)CO_2 ice+H_2O ice 2相多結晶体の塑性変形実験MITのDurham博士らと協力し、CO_2 ice+H_2O ice 2相多結晶体の流動則を明らかにする実験を行った。CO_2 iceはH_2O iceに比較し非常に流動しやすいことが知られていた。本研究により、H_2O iceに少量のCO_2 iceが混ざることにより流動応力が大きく減少することが明らかになった。太陽系外縁部の氷天体表面は非常に低温であるにも関わらず、流動地形が見られる場合がある。そこでは固いH_2O iceに加えて柔らかい第2相の存在が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。氷およびその高圧相,各種ハイドレート,固体二酸化炭素や固体窒素,固体メタンなどを含めた氷天体物質のレオロジーを実験的に明らかにする研究を開始し,物質科学的見地から氷天体の熱的進化や内部ダイナミクスを論じていきたいと考えている.その萌芽的段階として本研究課題においては,特に低応力下での固体の流動を支配する重要な素過程である,結晶粒成長と原子拡散を明らかにする実験を行う.平成18年度は、主に結晶粒成長に関する実験を中心に行った。1つは水-硫酸塩ハイドレート共融系の2相粒成長実験である。大型冷凍庫内において氷試料の加工や光学顕微鏡による薄片観察、恒温室などの立ち上げを行った。そして共融組成の2相多結晶体を冷凍庫にて合成し、-5°C-20°Cの恒温室において粒成長実験を行っている。まだ定量的な結果は得られていないが、少量の硫酸塩成分が氷の粒成長をどの程度抑制するかについて実験を進めている。この系はエウロバ外殻氷層の主要成分と考えられており、その粒成長カイネティクスはエウロバ外殻氷層のレオロジーを議論する上で極めて重要である。さらに、ダイアモンドアンビルセルと放射光の単色X線回折法を用いて、高圧氷の結晶粒成長カイネティクスをその場観察する手法の開発を行っている。デバイリングの回折斑点から結晶数密度を推定する方法であり、これまでのところ0-2GPa,200-300Kの条件で、氷I-II相転移の粒径変化や、氷町相の粒成長のその場観察に成功している。今後、得られたデータの定量的な解析を行う予定である。またピストンシリンダー装置を用いた低温高圧下における氷の相転移、粒成長実験の準備も同時に進めている。これらの結果は5月に行われる地球惑星連合大会にて発表する予定である。また氷天体物質のレオロジーに関するレビュー論文を、惑星科学会誌に発表した。氷天体物質の流動物性を明らかにし、物質科学的見地から氷天体のテクトニクスや内部ダイナミクスを論じていくことを目的とし予備的な室内実験を行っている。平成19年度は主に以下のような実験的研究を行った。1)氷-硫酸塩ハイドレート2相系の結晶粒成長カイネティクス大型冷凍庫内において氷-硫酸塩ハイドレート系の2相多結晶体を合成し、-5°Cの恒温室において粒成長実験を行った。少量の硫酸塩成分が氷の粒成長を大きく抑制する効果があることが実験的に明らかになりつつある。この系はエウロバ外殻氷層の主要成分の1つであると考えられており、その粒成長カイネティクスはエウロバ外殻氷層のレオロジーを議論する上で極めて重要である。2)氷高圧相の相転移および結晶粒成長にともなう粒径変化の放射光X線その場観察ダイアモンドアンビルセルと放射光の単色X線回折法を用いて、相転移や結晶粒成長にともなう氷高庄相の結晶粒径変化のカイネティクスを低温高圧下で定量的にその場観察する実験を行っている。

デバイリングの回折斑点から結晶数密度を推定する方法を用いて、0-3GPa、200-300Kの条件で、氷のVI-VIII高圧相転移の核生成と成長のカイネティクスや氷VI相およびVII相の結晶粒成長カイネティクスをX線その場観察した。3)CO_2ice+H_2Oice 2相多結晶体の力学的性質と火星南極氷床の安定性火星南極氷床はCO_2ice、H_2Oice、dustなどから構成されているが、詳しい構成比は不明で、またCO_2iceのみでは軟らかすぎるため氷床を維持できないことが指摘されている。そこでCO_2ice+H_2Oice 2相多結晶体の流動則を明らかにする実験を開始した。MITのDurham博士らとも協力し、170-200K、0-120MPa付近の条件でCO_2ice+H_2Oice 2相多結晶体の圧密実験、塑性変形実験を行っている。H_2Oice量が多くなるほど圧密されにくくなり、また流動応力も増加することが実験的に明らかになった。今後更に実験を重ねることにより、氷床を安定に存在させうるCO_2iceとH_2Oiceの成分比に制約を与えることができる。1)氷-硫酸塩ハイドレートおよび氷-ダスト2相系の結晶粒成長カイネティクス真空焼結法を用いて空隙や気泡の少ない良質の出発物質を作成することに成功した。それを用いて大型冷凍庫内の恒温箱において・1°Cから-7°Cの条件で純氷多結晶体、氷+硫酸塩ハイドレートおよび氷+ダストの2相多結晶体を用いて粒成長実験を行った。2vo1%程度のごく少量の硫酸塩ハイドレートおよびダスト成分が氷の粒成長を大きく抑制することが明らかになった。ガリレオ衛星の外殻氷層は純氷である場合よりも、硫酸塩ハイドレートやダストなどの第2相粒子が少量含まれている方が、粒径が細粒に保持されてより軟化する可能性が高い。そのことが外殻氷層内における対流運動を可能にしているかもしれない。2)2次元X線回折時分割測定法を用いた氷の高圧相転移および氷高圧相の結晶粒成長カイネティクス実験ダイアモンドアンビルセルと放射光の単色X線回折法を用いて、0-3GPa,200-300Kの条件で、氷のVI-VIIIおよびVI-VII高圧相転移の核生成と成長のカイネティクスや氷VI相およびVII相の結晶粒成長カイネティクスをX線その場観察した。デバイリングの回折斑点から結晶数密度を推定する方法を用いて相転移や結晶粒成長にともなう氷高圧相の結晶粒径変化のカイネティクスを観察した。粒径標準物質を用いた回折斑点数の校正実験も行った。約15秒毎の時分割測定に成功しているが、回折斑点数を定量的に扱うためには結晶粒径と入射ビームサイズのバランスをより最適化する必要がある。3)CO_2 ice+H_2O ice 2相多結晶体の塑性変形実験MITのDurham博士らと協力し、CO_2 ice+H_2O ice 2相多結晶体の流動則を明らかにする実験を行った。CO_2 iceはH_2O iceに比較し非常に流動しやすいことが知られていた。本研究により、H_2O iceに少量のCO_2 iceが混ざることにより流動応力が大きく減少することが明らかになった。太陽系外縁部の氷天体表面は非常に低温であるにも関わらず、流動地形が見られる場合がある。そこでは固いH_2O iceに加えて柔らかい第2相の存在が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
山岳修行参加者の健康心理学的研究

【研究目的】昨年度は修験道の山岳修行においてフィールドワークを行ったが,行事運営の特殊性,調査研究の実行性を考慮する必要性が浮上した.そこで20年度より研究フィールドを四国霊場八十八カ所巡礼(四国遍路)とし,そのなかでも全行程を基本的に徒歩で巡礼している者(歩き遍路)を調査対象者にすることにした.そこで,まず実際に歩き遍路を行った者の日記(手記)を分析することで,歩き遍路の実態理解と心理的影響および要因を考察した.【方法】インターネットWeb上で公開されている歩き遍路経験者の日記・手記から性別と年齢,また手記内容の心理的影響に関する情報の有無を考慮して7名を選出した.分析方法は,手記から「自然」「歩行」「心理への影響(自己の内省・気づき・人生観)」に言及された文章を抽出し細分化した.それらをテキストマイニングソフトによってキーワードの関連性を機械的に分析するとともに,筆者の質的分析(KJ法)による内容分析を行った.【結果・考察】歩き遍路が与える心理的影響を理解する脈略は「日々変化する非日常空間の中で,自然体験と人とのふれあいが繰り返されることからくる自己変容の心理的恩恵」と総括できた,「自然体験」の要素には四国の原初的な自然に触発された「自他の生命の実感」「自然との一体感」が中心であった.「人的体験」には「遍路同士」「地元接待」の2つの要素があった.「遍路同士」は同中の遍路同士の交流と出会いや別れに関する内容で「地元接待」は沿道で受けた遍路へのお接待,親切への戸惑いや感謝であり,これらが自分を内省する契機になっている.このプロセスが約12か月の行程期間に多重に経験され,歩き遍路の心理的恩恵を実感していると考えられる.恩恵の内容は,遍路出発以前の自分に気づいて客観視するとともに,その自分を許容するという「自己受容」の傾向が見られた.【今後の課題】今後は本年度の研究結果をもとに,アンケート調査用紙作成および面接内容の構成を行う.特に四国遍路には自動車や公共交通機関を利用する者も多いので,歩き遍路との比較から「歩行」の必然性を検討したい.3ヶ年計画の初年度となる平成20年度は山岳修行を実施している国内の代表的な宗教法人が主催する行事への参加観察を行い、山岳修行行事の概要、参加者の属性を把握することに努めた。参加した行事は西日本に本部がある宗教法人が主催する2つの山岳修行と寺院内での行事である。筆者自身が一修行者として同行する参加観察を行った結果、山岳修行の実態について以下のことが分った。1.山岳修行行事の運営主体としては、修験道の宗教法人である寺院が主催し、所属する僧侶の宗教行事として行われている。また運営は本山の寺院に所属する僧侶と本山の系列に所属する寺院の住職、法名を持つ在家信者が中心的役割を担っている。2.参加者は上述の本山ならびに系列寺院の僧侶、法名を有する在家信者のほかに一般の信者も参加している。さらには修験道が信仰の対象には至っていないが山岳修行の体験を希望する一般市民まで多様に構成されている。3.山岳修行は修験道の僧侶が行う宗教行事ではあるが、修行の基本的精神として、他人を援助し奉仕する「利他行」が根底にある。そこで修行に参加することに関しては、僧侶、信者、一般市民の区分を行わず、「全員が山に入る修行者で、経験に応じて活動する」という理念が共有されている。この特徴が近年の一般参加者の増加の要因になっていると考えられる。尚、本年度は、本研究のフィールドワーク中の筆者自身の事故により研究計画に則った遂行が不十分な結果となった。また宗教法人が団体として運営されている都合上、調査対象者の抽出が困難であることが研究遂行上の課題として明かになった。平成20年度はフィールドワークの範囲を拡大し、調査対象者に任意に協力してもらえる方策が必要である。【研究目的】昨年度は修験道の山岳修行においてフィールドワークを行ったが,行事運営の特殊性,調査研究の実行性を考慮する必要性が浮上した.そこで20年度より研究フィールドを四国霊場八十八カ所巡礼(四国遍路)とし,そのなかでも全行程を基本的に徒歩で巡礼している者(歩き遍路)を調査対象者にすることにした.そこで,まず実際に歩き遍路を行った者の日記(手記)を分析することで,歩き遍路の実態理解と心理的影響および要因を考察した.【方法】インターネットWeb上で公開されている歩き遍路経験者の日記・手記から性別と年齢,また手記内容の心理的影響に関する情報の有無を考慮して7名を選出した.分析方法は,手記から「自然」「歩行」「心理への影響(自己の内省・気づき・人生観)」に言及された文章を抽出し細分化した.それらをテキストマイニングソフトによってキーワードの関連性を機械的に分析するとともに,筆者の質的分析(KJ法)による内容分析を行った.【結果・考察】歩き遍路が与える心理的影響を理解する脈略は「日々変化する非日常空間の中で,自然体験と人とのふれあいが繰り返されることからくる自己変容の心理的恩恵」と総括できた,「自然体験」の要素には四国の原初的な自然に触発された「自他の生命の実感」「自然との一体感」が中心であった.「人的体験」には「遍路同士」「地元接待」の2つの要素があった.

「遍路同士」は同中の遍路同士の交流と出会いや別れに関する内容で「地元接待」は沿道で受けた遍路へのお接待,親切への戸惑いや感謝であり,これらが自分を内省する契機になっている.このプロセスが約12か月の行程期間に多重に経験され,歩き遍路の心理的恩恵を実感していると考えられる.恩恵の内容は,遍路出発以前の自分に気づいて客観視するとともに,その自分を許容するという「自己受容」の傾向が見られた.【今後の課題】今後は本年度の研究結果をもとに,アンケート調査用紙作成および面接内容の構成を行う.特に四国遍路には自動車や公共交通機関を利用する者も多いので,歩き遍路との比較から「歩行」の必然性を検討したい.
リンホカイン、活性化抗原に対する抗体を用いたヒト増殖因子受容体の解析

1.ATL由来細胞が産生するIL-2R/Tac誘導因子、ATL-derived factor(ADF)のcDNAをクローニングし、更に大腸菌、有核細胞を用いて組み換えADFを産生して、諸生物活性を検定した。当初報告したようなIL-2R/Tac誘導活性に加えて、リンパ系細胞における増殖誘導活性や、各種サイトカインとの共同効果が認められ、またNK細胞の細胞傷害性を増強するとの知見もある。ホモロジー検索の結果、ADFが原核細胞の還元酵素チオレドキシンと相同性を持ち、自身も強い還元活性を持つ物質であることが明らかになった。このような還元活性とサイトカインとしての働きの関係、及び還元ポテンシャル産生が細胞活性化へ及ぼす影響を考察する。またADFに対する抗体を作製し、各種細胞、及び組織に対する染色を行った結果、(1)胸腺・リンパ節をはじめとする免疫組織、(2)HTLV-1、HBV等の腫瘍ウィルスによって癌化した組織等にADF産生が認められることが明らかになった。今後、ウィルス関連TransformationにおけるADFの役割を解析し、併せてこの抗体の、各種免疫疾患・悪性疾患の初期診断マーカーとしての応用を考えている。2.我々が樹立したNK/LGL細胞株YTは、IL-2の機能伝達に重要であるIL-2R/p70を大量に発現し、この系の解析に重要と考えられる。この細胞を免疫原として樹立したYTA-1抗体は、7万前後の分子量をもつ抗原を認識する増殖誘導抗体である。この抗体が、末梢血リンパ球のIL-2R/p70をDown-regulateする働きがあることが明らかになり、この抗原がIL-2Rシステムと極めて密接に関連した制御分子である可能性が考えられる。現在、この抗原の精製が、完了したのでそのN末端アミノ酸配列の確認を行い、併せてその遺伝子クローニングを試みている。
乱択アルゴリズムによる並列分散軌跡パターンマイニング

近年、GPSなどの位置情報技術の普及により、人や車など時々刻々と動的に位置が変化する、移動軌跡データが容易に入手できるようになってきている。一方、防災、交通・都市計画、マーケティングなどの分野では、移動軌跡データから現在の状況を把握したいという要求が高まっている。本研究では、ストリームに対応できるオンライン処理方式の移動軌跡マイニングを開発した。また,プライバシー保護データマイニングの観点から,意味的情報が付加されていない移動軌跡データに対して,教師なし学習手法を用いて意味情報を推定する方法を提案した.具体的には,クラスタアンサンブル手法を用いて,人の行動時間の特徴から人の属性推定を行った.近年、GPSなどの位置情報技術の普及により、人や車など時々刻々と動的に位置が変化する、移動軌跡データが容易に入手できるようになってきている。また,プライバシー保護データマイニングの観点から,意味的情報が付加されていない移動軌跡データに対して,教師なし学習手法を用いて意味情報を推定する方法を提案した.具体的には,クラスタアンサンブル手法を用いて,人の行動時間の特徴から人の属性推定を行った.近年,GPSなどの位置情報取得技術の普及によって,大量の人の位置情報データを簡単に集めることができるようになった.位置情報データからは,ダイナミックに時々刻々と変動する人々の移動軌跡データを得ることができる.人々の移動軌跡データを獲得し行動分析を行えば,防災,防犯,交通・都市計画,マーケティングなどに活かすことができる.このような考え方に基づいて,従来,主成分分析などの統計的手法による人間の行動分析が行われてきた.具体的には,人々の移動軌跡データを年齢や職業などの属性ごとにいくつかのグループに分類し,主成分分析によりグループごとの特徴的な行動パターンを検出するという手法が提案されている.しかし主成分分析では,どの時間にどの場所に居るかといった,時間と場所の情報のみから成る行動パターンしか得ることができない.人の行動パターンを把握する上では,移動中の交通機関など,その他の情報や関係性が必要である.そこで本研究課題では,人間行動に関する一般的知識とデータマイニングによって.特徴的行動を表すオントロジーを構築する手法を提案した.オントロジー構築では,幾何的なデータである生の移動軌跡データから,階層的に概念を定義し,人間の行動知識に基づいて移動軌跡データに意味付けを行う.さらに意味付けされた移動軌跡データからパターンマイニングを行い,概念間の関係性を発見する.人のクラスごとに固有な関係性を発見し,オントロジーを構築すれば,そのクラスの人々に見られる特徴的な行動パターンを検出できる.実験では,スーパーコンピュータ富士通FX-10上の「京MapReduce」を利用した並列計算により,東京都市圏の人の流れデータを用いて,学生と会社員についてのオントロジー構築を行った.なお,「京MapReduce」とは,データをキーとバリューのセットとして扱い,キーごとにデータを集約して並列処理を行うフレームワークである.近年、マーケティングや交通・都市計画などで、時々刻々と変動する人々の移動軌跡を多面的に把握する必要性が出ている。このため、東京大学空間情報科学研究センターでは「人の流れプロジェクト」を提案している。本研究では、このプロジェクトから提供された人の移動軌跡データをストリームデータとみなして、人の密度が高い場所を動的に発見するアルゴリズムを開発した。類似の既存研究としてDenStreamがある。DenStreamは本アルゴリズムと同様にストリームデータを取扱うことができるが、得られるパターンは、ある地点の密度が高いとか低いなど、ある時点での静的な情報に過ぎない。しかしながら、集会場やホールなどのように、人が集まって動かない箇所から頻出パターンを抽出する必要はない。すなわち、本研究で求めようとするパターンは、動的な情報、もしくは人の密度が増えている場所、人が集まってくる場所である。例えば、ある場所に短い時間間隔で大量の人が流入すると、大きな交通問題が生じる。このような状況を発見することが本研究の目的である。人の移動軌跡データは一日間でも大規模なものとなるため、メモリ消費を抑えてストリームデータを処理できる、オンライン型のパターン頻度計算アルゴリズムが必要となる。大規模データからの頻度計算では、頻出するアイテムのみが必要となるのに、ほとんど出現することのないアイテムまで残しておくために、メモリを大量に消費してしまうという問題がある。この問題に対して、アイテムの種類の最大値を制限する、あるいは頻度に誤差を許すなどの拡張により、頻度計測を省メモリで行う方法が提案されている。本研究では、直近に出現するアイテムに大きな重みを与え、過去に出現したアイテムには小さな重みを与える、時間を考慮したLossy countingアルゴリズムを提案して、この問題に対処している。知能情報学既に本研究の中心的課題である,MapReduceによる並列分散データマイニングの枠組みについは,海外論文誌に採択されている.このような研究の進捗状況により,申請時には検討していなかったが,新たに本研究を大きく2つのサブテーマに分けて,人間の行動分析とストリームアルゴリズムによるデータマイニング手法について研究を開始している.このため,最終年度には当初の想定以上の成果が得られると考えている.人々の流れに関する移動軌跡データは,際限なく到来する時刻順の大量データ,すなわちストリームと考えることができる.このようなストリームデータ処理技術にとって,無限に到来する時刻順のデータ(ストリームデータ)をリアルタイムに処理するデータ処理方法の実現が重要な課題となっている.近年,DenStreamなど,ストリームデータからのデータマイニングアルゴリズムが提案されている.

DenStreamは,検索半径を十分小さく設定して,移動軌跡データから人の密度が高い場所を見つけるアルゴリズムである.DenStreamはストリームデータ処理技術となっているが,得られるパターンは,ある地点の密度が高いとか低いなど,ある時点での静的な情報に過ぎない.人が単に集まって動かない場合は人々の動きに関する頻出パターンは発見できない.本研究で求めようとするパターンは,動的な情報,もしくは人の密度が増えている場所,人が集まってくる場所である.例えば,短い時間間隔で,ある場所に大量の人が流入すると,この場所で大きな交通問題が生じることになる.このような状況を発見することが本研究の目的である.本年度は,まずストリームデータから頻出パターンを検出する手法を提案する.この手法の目的は,ストリームデータに現れる各エレメントの出現頻度を計算することである.このアルゴリズムは,最近来たデータの重みを大きくすることに特徴がある.具体的には,まずストリームデータを各エレメントに関するいくつかのサブストリームに分ける.さらに,サブストリームごとにエレメントの出現頻度を求める.このような考え方をアルゴリズムに導入すると,過去のデータを保存せずに,各エレメントの頻度が計算できるようになる.人の移動軌跡から人がよく立ち止まる場所を発見できれば,さらに,発見された場所に基づいて人の動きパターンを検出するアルゴリズムを検討する予定である.学内の同一研究室に所属していた研究分担者が,新年度より他大学に転出することになった.このため,代表者と研究分担者の連携をより強めるために,当初の使用計画を変更し,研究分担者が新任地でも十分に研究できるように,購入備品を再検討するために,新年度に予算を移動させることにした.他大学に転出した研究分担者が,データ処理のためのコンピュータを追加して購入する予定である.なお,他の予算使途についての変更はない.
大脳皮質の局所神経回路

大脳皮質の局所回路を解析するために「From one to many」の戦略を考えている。電気的・化学的性質が調べられた興奮性あるいは抑制性の1個の木脳皮質ニューロンの神経軸索が(From one)、出力先あるいは発現遺伝子により分類された一群の大脳皮質ニューロンの細胞体・樹状突起に(To many)どのように入力するか調べる方法である。1個のニューロンはガラス微小電極またはパッチ電極を用いた細胞内記録・染色法で染色する。機能的に分類される一群の大脳皮質ニューロンは、逆行性標識法あるいはトランスジェニック技術をもちいて選択的に染色する。この解析の条件として、入力先である一群のニューロンの細胞体・樹状突起の全体が染色される(これを「Golgi染色様」と表現する)必要がある。研究は、(1)錐体細胞から大脳皮質の出力ニューロン(錐体細胞)への入力の解析、(2)遺伝子技術を利用してGABA作動性ニューロンの細胞体・樹状突起をGolgi染色様に標識する、(3)非錐体細胞を赤外光顕微鏡下に選択的に細胞内記録・染色する、の3つの項目に分けられる。現在、(2)の技術の開発にカ点を置いてい葛。GABAニューロンのマーカーであるParvalbuminについては、13kbpのプロモーターを用いてGreen fluorescent proteinを発現させるトランスジェニックマウスを作製したが、目的のニューロンに強いトランスジーンの発現は認められなかった。用いたプロモーター領域では不充分であったためと考えている。さらに、Calretinin Neuropeptide Y reseptor,Preprotachykinin A,Preprotachykinin B等の遺伝子のプロモーター部位のクローニングを実行あるいは計画している。これらのGABAニューロンに膜移行シグナルを導人したGreen fluorescent proteinを発現させる予定であり、成功したトランスジェニックマウスをいて上記の「From one tomany」の研究戦略を実行する予定である。
ヒトの皮膚交感神経活動中の発汗神経活動と血管収縮神経活動の温度依存性変化

微小神経電図法により記録された皮膚支配の交感神経活動,皮膚交感神経活動(SSNA)は,発汗神経活動成分(VC)と血管収縮神経活動成分(SM)を含む.環境温がこの2つの活動成分の変化に与える影響を,健常成人および発汗異常者においてSSNAの同時記録法により明らかにすることを目的とした.この目的を遂行するため,まずSMは換気カプセル法による発汗量測定にて,VCはレーザードプラー法による血流量測定にて,効果器により判定した.しかし高温環境時,低温環境時においては,明瞭な効果器反応が得られなかったため,中立温においてSSNAのSMとVCの同定をスパイクレベルで行い,高温時,低温時においてはスパイクマッチング法によりコンピュータによる自動解析を試みた.さらに高温環境時,低温環境時におけるSMバーストとVCバーストの変化を検索し,交感神経活動の地域性を脛骨神経と腓骨神経におけるSSNAを同時記録することにより解析した.その結果,スパイクマッチング法を用いてスパイクレベルにおいてSSNA中のSMスパイク,VCスパイクが同定可能となった.さらに環境温上昇時に正常発汗者において認められた腓骨神経中における血管拡張性成分,およびSMおよびVCバーストの増加が,脛骨神経中には認められないこと,さらにこの変化が手掌足底多汗症患者においては認められず,むしろ脛骨神経における増加が著明であったことなど,交感神経活動の地域性が,無毛部支配と有毛部支配の交感神経活動の差として,温度依存性に顕現することが明らかとなった.また,環境温低下時に,腓骨神経におけるSMバーストが低下するのに対し,脛骨神経のそれは増加することなども,同様の所見と考えられた.これらの結果は,環境温および精神的ストレスが,ヒトの体温調節に及ぼす影響を探索する上において,重要な所見となることが示唆された.微小神経電図法により記録された皮膚支配の交感神経活動,皮膚交感神経活動(SSNA)は,発汗神経活動成分(VC)と血管収縮神経活動成分(SM)を含む.環境温がこの2つの活動成分の変化に与える影響を,健常成人および発汗異常者においてSSNAの同時記録法により明らかにすることを目的とした.この目的を遂行するため,まずSMは換気カプセル法による発汗量測定にて,VCはレーザードプラー法による血流量測定にて,効果器により判定した.しかし高温環境時,低温環境時においては,明瞭な効果器反応が得られなかったため,中立温においてSSNAのSMとVCの同定をスパイクレベルで行い,高温時,低温時においてはスパイクマッチング法によりコンピュータによる自動解析を試みた.さらに高温環境時,低温環境時におけるSMバーストとVCバーストの変化を検索し,交感神経活動の地域性を脛骨神経と腓骨神経におけるSSNAを同時記録することにより解析した.その結果,スパイクマッチング法を用いてスパイクレベルにおいてSSNA中のSMスパイク,VCスパイクが同定可能となった.さらに環境温上昇時に正常発汗者において認められた腓骨神経中における血管拡張性成分,およびSMおよびVCバーストの増加が,脛骨神経中には認められないこと,さらにこの変化が手掌足底多汗症患者においては認められず,むしろ脛骨神経における増加が著明であったことなど,交感神経活動の地域性が,無毛部支配と有毛部支配の交感神経活動の差として,温度依存性に顕現することが明らかとなった.また,環境温低下時に,腓骨神経におけるSMバーストが低下するのに対し,脛骨神経のそれは増加することなども,同様の所見と考えられた.これらの結果は,環境温および精神的ストレスが,ヒトの体温調節に及ぼす影響を探索する上において,重要な所見となることが示唆された.環境温が皮膚交感神経活動中の発汗神経活動成分および血管運動神経活動成分に及ぼす影響について検討した.3人の健常成人男子を対象とし,臥位にて皮膚交感神経活動を微小神経電図法を用いて,先端直径1μm,インピーダンス35MΩのタングステン微小電極2本を脛骨神経および腓骨神経に刺入し,両神経から同時記録法により皮膚神経束中の交感神経筋後遠心性線維を記録した.発汗は換気カプセル法にて,皮膚血流量はレーザードプラー血流量計にてモニターした.この末梢効果器である汗腺および皮膚血管括約筋の活動から生ずる発汗波および皮膚血流量の低下をもとに,皮膚交感神経活動バーストを発汗神経活動成分および血管運動神経活動成分にコンピュータにより自動分類することを目的とした.その結果,発汗神経活動成分のバースト持続時間は,血管収縮神経活動成分のバースト持続時間に比較して短く,その伝導速度の標準偏差も小さかった.また,脛骨神経中においては観察されなかった血管拡張性成分が,腓骨神経中においては認められた.これは,交感神経の地域性を示すものと考えられた.本研究の結果は,皮膚交感神経活動中の発汗神経活動成分と血管運動神経成分は,その性質によりコンピュータにより自動解析が可能になることを示す.また,脛骨神経および腓骨神経中の皮膚交換神経活動の血管拡張性神経活動の有無の違いは,有毛部と無毛部における発汗あるいは血管収縮に関与する可能性が示唆された.これらの結果は,ヒトの体温調節および精神的ストレスがヒトの体温調節に及ぼす影響を研究する上において,重要な所見となりうることが示唆された.微小神経電図法により記録された皮膚支配の交感神経活動,皮膚交感神経活動(SSNA)は,発汗神経活動成分(VC)と血管収縮神経活動成分(SM)を含む.環境温がこの2つの活動成分の変化に与える影響を,健常成人および発汗異常者においてSSNAの同時記録法により明らかにすることを目的とした.

この目的を遂行するため,従来は効果器により判定(SMは換気カプセル法にて,VCはレーザードプラー法にて)していたSSNAのSMとVCの同定をスパイクレベルで行い,コンピュータによる自動解析を試みた.その結果,スパイクマッチング法を用いてスパイクレベルにおいてSSNA中のSMスパイク,VCスパイクが同定可能となった.さらに同法を利用して環境温を下降させた場合と,局所皮膚冷却を負荷した場合を両神経において比較したところ,両神経ともに前者においてはVCと正の相関を示した鼓膜温(核温)は,後者においては負の相関を示した.また,腓骨神経においては低下したSMが,脛骨神経においては増加した.このことは,環境温低下時に,一般体表面では核温の低下を防ぐためにVCが賦活化され,皮膚血流量が低下するが,局所冷却時には逆に断熱効果が働き深部温を上昇させる一方で,無毛部において発汗および皮膚血管収縮のため,皮膚温の急激な低下が起こることを意味する.このように冷却方法によってもSMおよびVCに地域差があることが示された.さらに手掌足底多汗症患者において,精神的ストレスや温熱環境に対する反応を検索したところ,無毛部支配のSSNAにSM・VCともに,より多くの交感神経出力が流出していることが確認された.これらの結果は,環境温および精神的ストレスが,ヒトの体温調節に及ぼす影響を探索する上において,重要な所見となることを示唆するものと思われる.
新組み換え技術を用いたがん治療用麻疹ウイルスベクターの開発

本研究では、本来肝臓に親和性のない麻疹ウイルス(MV)をリバースジェネティクス法を用いて改良し、肝がん細胞にターゲティングする治療ベクター(rMV)の作製を目的としている。肝がん特異的なrMVを作出するため、まず肝がんに多く発現する胎児性抗原であるα-fetoprotein (AFP)を認識するモノクロナール抗体(mAb)の可変領域(VH,VL)をつなげた遺伝子(scFv)のクローニング・作製を試みた。抗AFP hybridoma細胞(OM3.1-1)からVH,VL領域をRT-PCR法によりクローニングし、MVのレセプター結合蛋白質である膜蛋白遺伝子HのC末端につなげた。これを、MVフルゲノムDNAにさらに組み込んでrMV-scFVを作製した。現在、一定法に従い組み換えウイルスのレスキューを行っている。また、新たな腫瘍抗原を探索する目的で、全長C型肝炎ウイルス(HCV)-cDNAを発現・継代して腫瘍原性が亢進した細胞をマウスに免疫し、mAbを作製した。ELISAで1000クローン以上をスクリーニングし、HCV発現継代細胞の表面で発現変化する抗原を認識するクローンを何種か得た。このうちクローン2-152、2-433、2-243はそれぞれ約50、30、70kDa.の分子を認識した。50kDa.分子はHCV陽性の全ての患者(5/5)でがん部での発現が上昇していた。これに対し、B型肝炎ウイルス(HBV)陽性、非B非C型肝がん患者ではそれぞれ60%(3/5)、40%(2/5)で上昇していた。また70、30kDa.分子は各患者群の2060%でがん部での発現上昇が見られた。
新規癌転移関連分子Mlzeの機能解析-消化器癌の転移における役割-

マウス悪性黒色腫の転移能の高い細胞株から単離した新規遺伝子MLZEは悪性黒色腫ばかりでなく消化器由来の癌細胞株でも発現する。大腸腺腫、木腸癌および肝転移巣でのこの遺伝子の発現を検訂した結果、この遺伝子が大腸腺腫では発現せず大腸癌とその転移巣で発現していることを明らかにした。MLZEの機能を明らかにする目的でMLZE遺伝子をラット腸管上皮由来の細胞株IEC6細胞に遺伝子導入して細胞形態、増殖能、運動能を検討した。その結果、MLZE遺伝子導入細胞株は運動能が亢進することが明らかになった。細胞運動を亢進させる機序を明らかにするため、消化管上皮細胞の運動能を高める因子であるHGFおよびEGFによってMLZEが活性化されるかどうかをIEC6細胞において検討した。HGFおよびEGFの刺激はMLZE発現量を変化させなかった。MLZE蛋白は細胞質全体のびまん性に分布するが、GFP融合MLZE蛋白を強制発現した細胞においてHGFおよびEGFの刺激は融合蛋白の核内移行を惹起させなかった。したがって、MLZEはHGFおよびEGFによる運動能の亢進には関与しないと考えられた。MLZEはロイシンジッパー構造を持ち、ここを介して他の分子と結合する可能性がある。そこで、免疫沈降で結合相手の同定を試みた。MLZEを発現する細胞株3種の細胞抽出液を抗MLZE抗体で免疫沈降して電気泳動したが、3つの細胞株で共通するバンドは得られなかった。次にMLZEが生体内で癌細胞の転移能を亢進させる働きがあるかどうかをマウス転移モデルで検討した。MLZE発現量の少ない低転移性悪性黒色腫細胞株F10にMLZE遺伝子を導入して高発現株を作成し、これをマウス皮下に接種して肺転移能を調べたが、転移能に変化を認めなかった。私共は、マウス悪性黒色腫の転移能の高い細胞株で高発現する新規遺伝子MLZEを単離し、この遺伝子が悪性黒色腫の進展・浸潤転移能の獲得とともに発現することを明らかにした。また、私共はMLZE遺伝子が悪性黒色腫ばかりでなく消化器癌由来の癌細胞株の一部で発現していることを見いだした。消化器癌におけるこの遺伝子の発現が転移に関与するかどうかを明らかにするとともに、未だ不明であるこの遺伝子の細胞内での働きを明らかにすることを目的として、1)各種癌細胞株におけるMlzeの発現、2)大腸腺腫、癌、肝転移巣におけるMlzeの発現、3)MLZE遺伝子導入による細胞形質の変化を検討した。1、各種癌細胞株におけるMlzeの発現Mlzeは正常臓器では気管、脾臓のみに発現し、消化管には発現がみられなかった。消化器癌細胞においては胃癌細胞株、膵臓癌細胞株、大腸癌細胞株の約1/3にMlzeの発現を認めた。2、大腸腺腫、大腸癌および肝転移巣におけるMlzeの発現大腸腺腫、大腸癌およびその転移巣においてMlzeの発現を検討した。その結果、大腸腺腫に発現がみられなかったのに対し、大腸癌およびその転移巣では高率にMlzeが発現することが明らかになった。Mlze大腸癌の伸展に重要な役割を担っている可能性が示唆された。3、MLZE遺伝子導入による細胞形質の変化ラット腸管上皮由来の細胞株IEC6にMLZE遺伝子を導入して定常発現する株を樹立し、細胞形態、増殖能、運動能を検討した。その結果、細胞形態および増殖能に明らかな変化はみられなかったが、傷つけアッセイによって細胞運動能を調べたところMLZE遺伝子導入株は運動能が亢進していることが明らかになった。
界面制御による高機能薄膜材料創製

物質の原子スケールにおける熱伝導や電子伝導を可視化することができれば、新しい材料やデバイス開発に繋がります。本研究では、目に見える大きさのものとは全く異なる熱輸送特性や電子輸送特性を示す原子スケールの特殊な界面を「機能コア」と位置づけ、超精密な薄膜・デバイス作製技術を駆使して機能コアを導入したモデル材料を作製し、相界面における熱輸送特性や電子輸送特性を調査し、巨大機能の発現とその制御を目指します。
ATP可視化マウスによる心筋梗塞でのATP変動の時間的空間的解析と生理学的意義

心臓はアデノシン三リン酸(ATP)を高速で加水分解して機械的エネルギーに変換するため、エネルギー産生障害時にはATP貯蓄は数秒以内に枯渇する。我々は急激なATP濃度の変化を可視化するFRET蛋白質を利用してATP変動を全身で計測できるマウスを開発した。このマウスを用いて心臓のATP量を、急性および慢性の負荷をかけて経時的に調べたところ、心臓のATP濃度は酸素消費量の変化とともに変動することが分かった。一方、冠動脈結紮による急性の心筋虚血を引き起こすと、局所で著明なATPの増加を認めた。この一過性のATPの上昇は虚血直後から15分程度認め、再灌流で回復した。ストレプトゾシンによる糖尿病モデルでは糖代謝が障害されているが、このマウスモデルをATP可視化マウスで作成し、心筋虚血を起こして観察したが、コントロールと同様のATPの変化を認めた。ドキソルビシンによる心筋傷害マウスモデルを作成すると、心機能低下する直前から、ATP量の上昇を認めた。この上昇はATPの利用障害を示唆すると考えている。TACなどの慢性心不全モデルではATP低下をみとめず、細胞のATP量は慢性的には代償されて一定以上に常に保たれることが分かった。そこでミトコンドリア特異的なATP可視化マウスの作製を試みている。ルシフェラーゼ法およびHPLC法でATPのFRETと同様の変化が捉えられたが、その変化は軽度であった。感度の違いなのか、FRETの組織内観察深度の問題なのかを今後検討する。A-1)ミトコンドリア特異的GO-ATeamノックインマウス現在作成中。A-2) FAT欠損マウス脂肪酸トランスポーター(FAT: CD36)欠損マウスをATP可視化マウスと掛け合わせて、脂肪酸取り込みが低下したモデルをつくり、ATP上昇率を野生型と比較検討したが現時点では有意な変化を認めていない。A-3)ストレプトゾシン誘導性糖尿病モデルATP可視化マウスにストレプトゾシンを腹腔内投与して、インスリンの分泌を低下させ、インスリン依存型糖尿病モデルを作成する。投与後4-8週で血糖値を測定し、十分糖尿病状態になったのを確認し、非糖尿病マウスと比較したが、ベースラインで変化はなかった。A-4) Panx1欠損マウス心筋細胞や心房の細胞において、ストレッチ刺激などでATPが細胞外に出ることが報告されている。この細胞外ATPはギャップジャンクションファミリーであるPannexinを介する。そのためPanx1欠損マウスを入手の手続きを現在進めている。ATP可視化マウスは、慢性病態モデルではあまり変化が認められず、ミトコンドリア特異的なATP可視化マウスが、メカニズム解明のために必要と考えられる。ミトコンドリア特異的ATP可視化マウスの作製に時間がかかっている。

我々は急激なATP濃度の変化を可視化するFRET蛋白質を利用してATP変動を全身で計測できるマウスを開発した。このマウスを用いて心臓のATP量を、急性および慢性の負荷をかけて経時的に調べたところ、心臓のATP濃度は酸素消費量の変化とともに変動することが分かった。一方、冠動脈結紮による急性の心筋虚血を引き起こすと、局所で著明なATPの増加を認めた。この一過性のATPの上昇は虚血直後から15分程度認め、再灌流で回復した。ストレプトゾシンによる糖尿病モデルでは糖代謝が障害されているが、このマウスモデルをATP可視化マウスで作成し、心筋虚血を起こして観察したが、コントロールと同様のATPの変化を認めた。ドキソルビシンによる心筋傷害マウスモデルを作成すると、心機能低下する直前から、ATP量の上昇を認めた。この上昇はATPの利用障害を示唆すると考えている。TACなどの慢性心不全モデルではATP低下をみとめず、細胞のATP量は慢性的には代償されて一定以上に常に保たれることが分かった。そこでミトコンドリア特異的なATP可視化マウスの作製を試みている。心筋細胞のATP代謝異常を呈するマウスや病態についてATP可視化マウスを使い、主に冠動脈結紮時の反応について詳細に検討する。ATPは心臓組織を採取する際、心停止させてハサミなどで採取する数秒のうちに、失活し、生体内での濃度を生化学的に測定するのが困難である。そのため、マイクロウェーブアプリケーター(室町)を用いた組織固定法で、心筋梗塞作成直後に心筋組織を瞬間的に固定して、虚血領域と非虚血領域で心筋組織中のATP濃度をルシフェラーゼ法もしくはHPLC法で測定する。虚血直後、5, 10, 20, 30, 60分後で虚血領域、非虚血領域のATP量を定量化し、FRETの変化を生化学的にも確かめる。Panx1欠損マウスを用いて、ATPの変化と病態について検討する。ミトコンドリア特異的ATP可視化マウスを用いて病態モデルを検討する。Panx1欠損マウスの作出には特殊な交配計画が必要で、あと数か月かかる予定である。
二次性リンパ浮腫の病態解明及び治療法の開発

本研究は、二次性リンパ浮腫モデルの作成、病態の解明、新しい治療方法の開発を目的として行われた。まず、ラットを用いてリンパ浮腫モデルを作成した。さらに術後6か月まで、下肢体積の増加、皮下リンパ液貯留、皮膚組織中コラーゲン増加、皮膚硬化を示し、本モデルはヒトと同様に経過することを示した。また細胞実験により、ラットモデルとヒトリンパ浮腫症例の皮膚には筋線維芽細胞が存在することを示した。さらに、筋線維芽細胞にエイコサペント酸エチルを添加すると、コラーゲンの発現量が低下することを示した。エイコサペント酸エチルはリンパ浮腫の皮膚硬化を改善し、新しい治療法として有用な可能性を示した。平成27年度には1リンパ浮腫モデルの確立、2リンパ浮腫病態解明、3エイコサペント酸エチル(EPA)の治療効果の検証(in vivo)を計画した。まずSDラット下肢を用いて二次性リンパ浮腫モデルを作成し、術後6カ月後まで観察した。リンパ浮腫モデル群では、急性期(術後37日)に炎症細胞浸潤とリンパ液貯留、亜急性期(術後1428日)にリンパ液貯留と脂肪細胞増生、慢性期(術後56168日)に脂肪細胞増生と膠原線維の増生を認めた。ヒトリンパ浮腫病期分類と比較すると、急性期は病期I、亜急性期は病期II、慢性期は病期IIIに相当し、二次性リンパ浮腫モデルの作成が確立できた。次にラットモデルを用いて病態について検証した。まず、PCR解析にてリンパ浮腫モデル慢性期の皮膚組織中のTGF-βとコラーゲン(typeI、III)のmRNA発現の増加が示され、さらに免疫染色にて皮下組織中の線維芽細胞の大型化とαアクチン・TGF-βの発現が示された。以上より、二次性リンパ浮腫の皮膚線維化には筋線維芽細胞から産生されるTGF-βが重要な働きをしていると考えられた。さらに、リンパ浮腫モデルの術後2週6カ月にEPAを混餌投与し、EPAの皮膚硬化抑制効果について検証した。EPA群ではリンパ浮腫群に比べ下肢体積は減少し、皮膚組織中のTGF-βとコラーゲンのmRNA発現も減少した。以上より、EPAが筋線維芽細胞から産生されたTGF-βを抑制し、線維化が抑制された可能性が示唆された。今後はさらに、in vitro実験にて筋線維芽細胞の病態への関与およびEPAの治療効果の検証を行う。ラットモデルとヒトリンパ浮腫症例の皮膚組織から線維芽細胞を初代培養し、TGF-β1、コラーゲン発現、細胞形態について評価する。さらに培地中へのEPA添加によるTGF-β1やコラーゲン発現量や細胞形態変化について評価する予定である。1年目に予定していた「ラットリンパ浮腫モデルの確立と、リンパ浮腫の病態解明についてのin vivo研究」および「EPAの皮膚硬化の抑制効果についてのin vivo研究」については十分な実験結果が得られた。2年目の「EPAのコラーゲン産生抑制効果についてのin vitro研究」を開始しており、進歩状況はおおむね順調に進展していると判断される。本研究は、二次性リンパ浮腫モデルの作成、病態の解明、新しい治療方法の開発を目的とした。まず、12週齢オスSDラットを用いて、ヒト悪性腫瘍手術と同様に、下肢・骨盤のリンパ節郭清とリンパ管結紮術を行い、リンパ浮腫モデルを作成した。さらに1水置換法による体積測定、2蛍光リンパ管造影、3Qdot蛍光顕微鏡、4皮膚組織の顕微鏡観察、5real time PCR解析、6免疫染色を行った。我々のモデルは、術後6か月まで下肢体積は増加し、皮下へリンパ液が貯留し、皮膚組織中にコラーゲンが増加し、皮膚が硬化することを示した。これらの所見は、ヒトリンパ浮腫症例において認められる。以上の所見から、我々はヒトと同様に経過する動物モデルの確立に成功した。また、7ラットモデル皮膚から線維芽細胞を初代培養し、αアクチンを発現した筋線維芽細胞に変化し、TGF-β1やコラーゲンを産生することを示した。さらに8ヒトリンパ浮腫症例から得られた皮膚において、同様の実験を行い、筋線維芽細胞の存在を示した。リンパ浮腫における皮膚硬化は、筋線維芽細胞から産生されたTGF-β1が、筋線維芽細胞からのコラーゲン産生を刺激することで、皮膚硬化を引き起こすことを示した。さらに、エイコサペンタエン酸エチルにTGF-β1抑制効果があることが報告されている。そこで、9ラットリンパ浮腫モデルとヒトリンパ浮腫症例の皮膚から得られた筋線維芽細胞の培地中に、エイコサペンタエン酸エチルを添加し、培地中のコラーゲン、TGF-β1の発現量が低下することを示した。in vitro実験による、リンパ浮腫に対する新しい治療法の開発への可能性を示した。現在、in vivo実験による治療効果の検証とため、ラットモデルにエイコサペンタエン酸エチルを投与し、皮膚硬化の改善効果について解析中である。さらに、筋線維芽