hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔粘膜上皮におけるストレス感受性MAPキナーゼ分子群の役割の解明

本研究計画は、口腔粘膜上皮におけるストレス感受性MAPキナーゼ分子群の代表的分子としてのASK1ならびにASK2に着目し、特にノックアウトマウスの作製によりその生理的・病態科学的役割のより一層の解明を目的とした。また、アポトーシスのシグナル伝達におけるASK1・MAPキナーゼ系の機能を中心に解析を行い、以下に列挙する知見を得た。1)ASK1ノックアウトマウスの解析から、ASK1・MAPキナーゼ系がTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるJNKとp38の持続的活性化に特異的に必要であること、またTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるアポトーシスに必須の分子であることが明らかになった。2)ASK1活性化機構として、新たにASK1同士の強いオリゴマー形成に伴う活性化ループの自己リン酸化の重要性が明らかになった。3)ASK1はその活性化の程度に応じてアポトーシスのみならずケラチノサイトの分化を誘導しうることが明らかになった。さらに、p38MAPキナーゼ阻害剤を用いた実験等から、ASK1による細胞分化誘導は主にp38MAPキナーゼが活性化されることによるものであることが示唆された。4)少なくとも2種類のphosphatase、PP5ならびにCDC25Aがそれぞれ異なるメカニズムによるASK1の抑制性制御機構として機能することが明らかになった。5)ASK1が仲介する新たなシグナル伝達機構として、小胞体ストレスによるアポトーシスが判明した。上皮細胞のシグナル伝達におけるASK1-MAPキナーゼ系の機能を中心に解析を行い、以下に列挙する知見を得た。1)TNFがASK1を活性化する分子機構として、TRAF2がASK1活性阻害因子であるチオレドキシンとASK1の結合を活性酸素依存性に抑制すること、ならびにTRAF2がASK1に結合した後ASK1のオリゴマー化を誘導することによって自己リン酸化による活性化を誘導することを明らかにした。3)ASK1の新たな生理機能として、培養表皮角化細胞や神経細胞におけるp38MAPキナーゼ依存性の細胞分化誘導能を見いだした。4)ASK1によって誘導されるアポトーシスの分子機構として、ミトコンドリア依存性のカスパーゼ活性化が重要であることが明らかになった。5)HIV-1のNEF蛋白質がASK1に直接結合することによってTNFからのアポトーシスシグナルを抑制し、結果として宿主細胞でのHIV-1ウイルス増殖を支持していることが明らかになった。6)ASK1ノックアウトマウスの解析から、ASK1-MAPキナーゼ系がTNFならびに酸化ストレス誘導性のアポトーシスに必須の分子であることが明らかになった。7)ASK1ノックアウトマウスにおいて体毛の再生に重篤な異常がみられ、ASK1が毛根の再生に極めて重要な役割を果たしていることが判明した。また、アポトーシスのシグナル伝達におけるASK1-MAPキナーゼ系の機能を中心に解析を行い、以下に列挙する知見を得た。1)ASK1ノックアウトマウスの解析から、ASK1-MAPキナーゼ系がTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるJNKとp38の持続的活性化に特異的に必要であること、またTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるアポトーシスに必須の分子であることが明らかになった。さらに、P38MAPキナーゼ阻害剤を用いた実験等から、ASK1による細胞分化誘導は主にp38MAPキナーゼが活性化されることによるものであることが示唆された。

4)少なくとも2種類のphosphatase、PP5ならびにCDC25Aがそれぞれ異なるメカニズムによるASK1の抑制性制御機構として機能することが明らかになった。5)ASK1が仲介する新たなシグナル伝達機構として、小胞体ストレスによるアポトーシスが判明した。
大畠瀬戸の潮流発電に関する基礎研究

潮流発電のため大畠瀬戸について潮流の流速と方向の分布を観測した.複雑な地形と橋の橋脚が影響して,橋脚付近は3次元流である.深さ方向への流速減少が少なく一様流に近い.大畠瀬戸全体で期待される電力量は当初想定の約5倍になる.水車を深く設置しても発電量の減少がない.ダリウス形水車の試作と実験では,いろいろな構造,翼形状,条件を試した.起動性の改善では,自動アシスト起動が有効で,低速な潮流の有効活用に役立つ.回流水槽での発電実験と潮流観測を合わせ,橋脚に水車を設置した場合の発電電力を見積もった.大畠瀬戸の潮流シミュレーションでは,速さが計算できた.(1)大畠瀬戸の大島大橋の北側橋脚P3と南側橋脚P4の2箇所にて1ヶ月間ほど冬季の潮流を連続観測した.P3の上げ潮(東流)の時を除き,大潮の潮流が最大値になる頃に観測された最大流速は6ノット程度でほぼ海上保安庁の予測に一致することが分かった.平均流速は最大流速の約半分程度であり,橋脚による影響,例えば,潮流の妨げ,渦の発生などが原因で流れが乱れていると考えられる.一日の潮流変化を海上保安庁の予測値と比較すると,転流時刻は良く一致する.P3の上げ潮(東流)の時,潮流が最大値になる頃に観測された最大流速は正弦変化の頭がつぶれたように頭打ちになり,海上保安庁の予測値よりかなり小さい.潮流計が橋脚の下流側になったと考えられ,他とは潮流の方向が異なっていると考えられる.この時,日見漁港と椋野漁港で潮位も観測した.次年度,数値シミュレーションに用いる予定である.(2)広島工業大学都市デザイン工学科上嶋英機氏,石垣衛氏に協力し,ADCPにより大畠瀬戸の潮流について,大島大橋橋脚付近の断面方向の分布について観測を行った.(3)起動アシスト装置を備えたダリウス形水車発電装置のプロトタイプを製作し,回流水槽で,起動アシストと発電実験を行った.翼枚数は3枚で,ソリディティは0.3,発電機は風力発電用の三相交流高効率発電機を用いた.負荷抵抗10Ωのスター結線を用いた.まず,流速0.5m/sから1.4m/sまでを適用したが,自己起動することはなかった.装着した起動アシスト装置の摩擦に加え,丈夫に重く製作したため軸受摩擦トルクなどが多くなったのが原因と考えられる.ところが,120rpm,5s程度のアシストを行うと起動でき,最低で0.5m/sの流速のとき,発電を維持できた.そのとき,0.26W発電し,効率は3.9%であった.起動アシストは潮流エネルギをより有効に発電に利用するために役立つとわかった.(1)起動アシスト装置を備えた3枚翼ダリウス形水車発電装置のプロトタイプを製作し,回流水槽で自動起動アシスト実験を行った.水車の揺動を捕らえ,120rpm,5s程度の自動アシストを行うと流速0.6m/sで起動でき,0.5m/sまで低下させも発電を継続できた.自動起動アシストは低速の潮流エネルギを利用するために役立つ.(2)ダリウス形水車の起動性の検討のため,採用した翼形状の揚力係数,抗力係数から一様潮流の仮定し発生トルクを求めた.水車起動時の水車の回転数が低いとき翼に対する潮流の迎角が大きくなり,失速が生じ,発生トルクが低くまたは負になることがわかった.迎角が大きくなる特定の角度に水車の翼がスタックし易いことがわかった.解析で説明できた角度以外に停滞しやすい角度があることが実験でわかった.(3)広島工業大学都市デザイン工学科石垣衛氏に協力し,ADCPにより大畠瀬戸の潮流について,大島大橋橋脚付近の断面方向の分布について観測を行った.上げ潮(東流)のとき,P3橋脚の南側で最大で約7ノット流れることがわかった.下げ潮(西流)のとき, P4橋脚の北側で最大約6ノットであった.予測に反して,水深方向の流速の変化はあまり大きくなく,一様流に近い.大畠瀬戸は大島大橋の東側では水深が深く,西では浅く,複雑な地形になっている.その影響に加え,大島大橋の橋脚の存在により,潮流には上昇流,下降流が存在することがわかった.(4)水車の試作,回流水槽実験では3枚翼が起動前に,特にスタックしやすい特定の水車の翼の角度が2箇所あることがわかった.潮流の障害物が起動の助けになることがある.ソリディティが大きい場合,通常の逆回転に起動することがある.(5)瀬戸の潮流のシミュレーションは日見と椋野の潮位を計測し,境界条件の正確さを向上させたが計算の潮流方向のばらつきは改善できなかった.潮流発電のため大畠瀬戸について潮流の流速と方向の分布を観測した.複雑な地形と橋の橋脚が影響して,橋脚付近は3次元流である.深さ方向への流速減少が少なく一様流に近い.大畠瀬戸全体で期待される電力量は当初想定の約5倍になる.水車を深く設置しても発電量の減少がない.ダリウス形水車の試作と実験では,いろいろな構造,翼形状,条件を試した.起動性の改善では,自動アシスト起動が有効で,低速な潮流の有効活用に役立つ.回流水槽での発電実験と潮流観測を合わせ,橋脚に水車を設置した場合の発電電力を見積もった.大畠瀬戸の潮流シミュレーションでは,速さが計算できた.

(1)大畠瀬戸の中心部である大島大橋の南側橋脚にて冬季の1ヶ月間ほど連続観測した.大潮時の最大流速は45ノット,小潮時は2ノット程度発生することが分かった.大潮の一日の潮流変化を海上保安庁の予測値と比較すると,転流時刻は良く一致するが,最大値付近は正弦変化の頭がつぶれたように頭打ちになり,予測値より小さい.観測への橋脚の影響が心配される.(2)南北に境界条件を設定した流れの数値シミュレーションを実施し,潮流の観測点にて観測値と実測値を比較した.流向は観測値よりも計算値の方がばらつきは大きくなっている.流速は計算値も大潮時で45ノット,小潮時で23ノットであり,観測値に近い値になった.また,大潮時の空間的な流速および流向の分布を整理した.この結果,大島大橋の真下ではなく,数百メートルほど東側に位置する航路の北側で流速が最も大きくなっていることが分かった.また大畠瀬戸の東側,西側の海域において本流とは逆の向きに流れが局所的に卓越しており,空間的に一様でない,渦を発生するような複雑な流れがある.(3)ダリウス形水車発電装置のプロトタイプを製作し,回流水槽で発電実験を行った.翼枚数は3枚と4枚,ソリディティは0.20.3,発電機は自転車用の単相交流発電機の2タイプ,風力発電用高効率3相交流の1タイプを試した.翼の幅やソリディティは大きい方が,また,発電機はコギングが少なくスムーズに回転するようが,起動流速が小さく,発電出力が大きかった.最も成績の良いプロトタイプは,起動流速0.5m/sで,その後,流速を下げても0.35m/sまで発電を維持できた.1.5m/sの流速のとき,4.2W発電し,そのときの全効率は10%にも及んだ.観測した潮流を用いて概算すると,このプロトタイプは,止まっていることがあまりないという意味で,実に潮流エネルギの99.7%を発電に利用できる.観測箇所を増し,2箇所で潮流観測ができたこと,また,それらの最大値が概ね海上保安庁予測値に一致した値になったことからそれぞれ信頼できる結果を得たと言える.さらに,潮流の方向が場所と時刻で異なることが分かった.また,ADCPにより大畠瀬戸の潮流について,断面方向分布について観測を行った起動アシスト装置と備えたダリウス形水車発電装置のプロトタイプを製作を行い,回流水槽で起動及び発電実験を行ったこと,また,その結果,起動アシスト装置がダリウス形水車の起動性能の大幅な向上をもたらすことが分かった.これらのことから概ね順調に進展していると言える.潮流観測ができたこと,シミュレーションができたこと,また,それらが概ね一致した値になったことからそれぞれ信頼できる結果を得たと言える.さらに,潮流の観測値と海上保安庁の予測値との差異が見つかったこと,シミュレーションで瀬戸の東側に潮流の速い個所がある可能性があるなど新しいことが分かった.ダリウス形水車発電装置のプロトタイプを製作を行い,回流水槽で発電実験を行ったこと,また,その結果が,文献と比較して大変良好であった.このダリウス形水車発電装置を潮流の観測結果に適用すると,99.7%の潮流が発電に利用できることが分かった.これらのことから概ね順調に進展していると言える.(1)橋脚の2箇所の潮流観測で得られたデータを解析する.また,潮位のデータを境界条件として利用し潮流シミュレーションの精度の向上を試みる.(2)さらに広島工業大学からのADCPによる大島大橋の橋脚付近の断面方向の潮流の分布の観測結果を加え,大畠瀬戸の潮流特性の解明を行う.(3)より効率の高い潮流発電を目指し,ダリウス形水車発電装置の改良を行う.(4)乱れた流れである実海域での発電に向けて,海上での発電実験を行う.(5)潮流発電の水車発電装置の魚等への影響を調べる.(6)成果の発表を行い,意見交換,情報収集を行う.
インタラクティブ情報場での創発的設計論に関する研究

種々の人工物設計過程における人間のもつ発想と包括的能力を数理化・計算機化することを目的とし,(1)人間-コンピュータ間の情報の流れを記述し得る「インタラクティブ情報場」の数理構造の解明と,これに密接する抽象的設計論の確立,(2)学習を通じての創発的設計論(環境が未知の場合の問題への強化学習の適用),(3)インタラクションを通じての創発的設計論(仕様があいまいな場合の問題へのインタラクティブ進化的計算の適用)をテーマとして研究を進めてきた.まず(1)に関しては,経験によるエージェントの内部システムの変容として学習を捉え,クラシファイア・システムを例として,環境と学習エージェント間の情報の流れという観点から状況理論とチャンネル理論に基づく数学的なモデル化を試みた,抽象的設計論については,設計において重要な役割を持つ発見的推論に関連して,帰納的推論,発見的推論,設計といった三種類の推論の関係を明らかにする非演繹的推論の数学的形式化を与えた.(2)については,学習によって未知環境を内部モデルとして獲得し解を探索する枠組みとして,強化学習あるいは遺伝的機械学習をベースにした方法を提案・再構築するとともに,リアルタイム・スケジューリングの問題,歩行ロボットのパターン生成問題,ロボット・ナビゲーション問題などへの適用実験を通してその検証を進めた.さらに,(3)に関して,特に,人間の曖昧な判断を利用できるような進化的計算手法に関する研究を行った.解候補から遺伝子への写像を自動的に求める共進化型の進化的計算手法および性淘汰の概念を遺伝的アルゴリズムに導入した計算モデルを提案し,その従来手法に対する優位性を計算機実験によって示した.種々の人工物設計過程における人間のもつ発想と包括的能力を数理化・計算機化することを目的とし,(1)人間-コンピュータ間の情報の流れを記述し得る「インタラクティブ情報場」の数理構造の解明と,これに密接する抽象的設計論の確立,(2)学習を通じての創発的設計論(環境が未知の場合の問題への強化学習の適用),(3)インタラクションを通じての創発的設計論(仕様があいまいな場合の問題へのインタラクティブ進化的計算の適用)をテーマとして研究を進めてきた.まず(1)に関しては,経験によるエージェントの内部システムの変容として学習を捉え,クラシファイア・システムを例として,環境と学習エージェント間の情報の流れという観点から状況理論とチャンネル理論に基づく数学的なモデル化を試みた,抽象的設計論については,設計において重要な役割を持つ発見的推論に関連して,帰納的推論,発見的推論,設計といった三種類の推論の関係を明らかにする非演繹的推論の数学的形式化を与えた.(2)については,学習によって未知環境を内部モデルとして獲得し解を探索する枠組みとして,強化学習あるいは遺伝的機械学習をベースにした方法を提案・再構築するとともに,リアルタイム・スケジューリングの問題,歩行ロボットのパターン生成問題,ロボット・ナビゲーション問題などへの適用実験を通してその検証を進めた.さらに,(3)に関して,特に,人間の曖昧な判断を利用できるような進化的計算手法に関する研究を行った.解候補から遺伝子への写像を自動的に求める共進化型の進化的計算手法および性淘汰の概念を遺伝的アルゴリズムに導入した計算モデルを提案し,その従来手法に対する優位性を計算機実験によって示した.種々の人工物設計過程における人間のもつ発想と包括的能力を数理化・計算機化することを目的とし,(1)人間-コンピュータ間の情報の流れを記述し得る「インタラクティブ情報場」の数理構造の解明と,これに密接する抽象的設計論の確立,(2)学習を通じての創発的設計論(環境が未知の場合の問題への強化学習の適用),(3)インタラクションを通じての創発的設計論(仕様があいまいな場合の問題へのインタラクティブ進化的計算の適用)をテーマとして研究を進めてきた.特に本年度においては,(1)および(2)のテーマに関する研究を重点的に行った.まず(1)に関しては,経験によるエージェントの内部システムの変容として学習を捉え,クラシファイア・システムを例として,環境と学習エージェント間の情報の流れという観点から状況理論とチャンネル理論に基づく数学的なモデル化を試みた.このモデルにより,インタラクションを通してエージェントの内部システムが変容することによる環境と学習エージェント間の関係の変化として学習を捉えることができることを示した.(2)については,学習によって未知環境を内部モデルとして獲得し解を探索する枠組みとして,強化学習あるいは遺伝的機械学習をベースにした方法を提案・再構築するとともに,リアルタイム・スケジューリングの問題,歩行ロボットのパターン生成問題,ロボット・ナビゲーション問題などへの適用実験を通してその検証を進めつつある.また,共進化型遺伝的アルゴリズムについても,その基本部分の設計ならびに簡単な例題への適用を図った.様々な工学的問題の解決過程における人間のもつ発想と包括的能力を数理化・計算機化することを目的とし,(1)人間-コンピュータ間の情報の流れを記述し得る「インタラクティブ情報場」の数理構造の解明およびこれに密接する抽象的設計論の確立,(2)学習を通じての創発的設計論(環境が未知の場合の問題への強化学習の適用),(3)インタラクションを通じての創発的設計論(仕様があいまいな場合の問題への進化的計算の適用)をテーマとして研究を進めてきた.特に,本年度は,昨年の(1)および(2)の研究をさらに進めるとともに,(3)についても研究を行った.まず,(1)に関して,チャンネル理論の上でクラシファイア・システムの数学的形式化を与えることで,学習を環境からの情報の獲得としてではなく環境との間のインターフェースの変化として考える見方の可能性を示し,インタラクティブ

情報場を情報の流れを促すチャンネルと見て形式化した.抽象的設計論については,設計において重要な役割を持つ発見的推論に関連して,帰納的推論,発見的推論,設計といった3種類の推論の関係を明らかにする非演繹的推論の数学的形式化を与えた.(2)については,特に,環境が人間を含む場合における強化学習法に関する研究を行った.獲得した報酬に応じて行動の生起確率を変化させるという従来の強化学習法に加えて,報酬に応じて状態そのものを適応的に推定する手法を提案した.ロボット・ナビゲーション問題に対する計算機実験などにより,環境の特徴に応じた状態空間が適応的に構成され,速やかに学習できることが示された.さらに,(3)に関して,特に,人間の曖昧な判断を利用できるような進化的計算手法に関する研究を行った.解候補から遺伝子への写像を自動的に求める共進化型の進化的計算手法および性淘汰の概念を遺伝的アルゴリズムに導入した計算モデルを提案し,その従来手法に対する優位性を計算機実験によって示した.
微生物代謝産物を用いた特異的酸性スフィンゴミエリナーゼ阻害剤の探索

特異的な酸性スフィンゴミエリナーゼ阻害剤は、現在までのところ我々の報告したα-mangostinのみが知られている。α-mangostinはその細胞毒性の強さから直接細胞に作用させることが難しく、より細胞毒性の弱い誘導体の合成研究に着手する一方、より有効な微生物生産物の探索研究を続けて、一放線菌の培養液に特異的酸性スフィンゴミエリナーゼ阻害活性があることを見出した。本活性物質は培養液から合成吸着剤HP-20に吸着しメタノールで溶出される。この粗粉末の中性スフィンゴミエリナーゼとの選択活性は300倍以上であった。精製実験はシリカゲルカラムクロマトグラフィー、液々遠心分配クロマトグラフィー、HPLC(逆相シリカゲルカラム、順相分配クロマト、ゲル浸透クロマト)など、組み合わせて行った。現在まで単一物質として得られていない。精製中に活性が分散すること、安定性は良好であると思われるのに活性画分が消滅すること、逆相シリカゲルクロマトの再現性が得られないことなど、物質に対するいくつかの疑問が残るが、微生物の生産性が著しく低く不安定なことが最大の原因であると思われる。生産菌の改良実験は単胞子分離を2回行ったがよい結果が得られなかった。今後より根本的な改良実験が必要であると思われる。一方、α-mangostinの誘導体研究は慶応大学・西山教授と共同研究で行った。そのうちbenzophenone誘導体及びparamethoxybenzyl誘導体がJ744.1細胞に対し低毒性で、かつaSMase特異的選択阻害活性をもつことが見出された。さらにJ774.1細胞表面に存在する亜鉛依存性分泌スフィンゴミエリナーゼ活性を低下させた。これらの誘導体のaSMaseの阻害活性は共同研究者である慶応大学梅澤教授のもとで測定された。これらの誘導体はOil Red0染色法により、acety1-LDL処理によって形成された細胞内コレステロールエステル(CE)油滴の量を減少させた。しかし、これらの誘導体はin vitroでACATの阻害活性は示さなかった。これら誘導体の細胞内CE油滴の減少活性は亜鉛依存性分泌SMaseの活性低下によるacetyl-LDL中のコレステロール取り込み量の減少による可能性も考えられるが詳細は不明である。酸性スフィンゴミエリナーゼは炎症を誘起するほか、最近コレステロール代謝を活発にして、マクロファージの泡沫化を促進し、動脈硬化を誘起することがわかってきた。そこで我々のグループでは酸性スフィンゴミエリナーゼ阻害剤の探索を続け、1放線菌のブタノール抽出液に活性があること、そして、既知植物成分である。α-mangostinに阻害活性があり、α-mangostinより細胞毒性の少ない誘導体を合成したことを既に報告している。今回新しい知見として得られたことを報告する。(1)放線菌の生産する活性物質について培養液上(20L)をHP-20に吸着させ、メタノールで溶出し、シリカゲルクロマトを行った後、LH-20で精製し1.2mg(IC/50値0.1μg)の粗粉末を得た。このとき、中性スフィンゴミエリナーゼのIC/50値は30μg以上で酸性スフィンゴミエリナーゼの選択活生は300倍以上であることがわかった。

この粉末はHPLC分析により複数のピークを示し、更に精製の必要があった。活性物質の生産性向上のため、培地検討を行ったがよい結果は得られなかった。そこで、大量に培養するため、ジャー培養の検討を行い、ジャー培養でも活性物質が生産されることがわかった。現在30L、2基をフル稼動し、培養を行って、粗粉末を蓄積している。マクロファージの泡沫化は粥状動脈硬化症の初期病変の一つである。酸化LDLがマクロファージに貧食され、酸化LDL由来のコレステーロールから産生されたコレステロールエステルが細胞内に蓄積された結果マクロファージの泡沫化が生じる。・培養マクロファージ(J744.1細胞)にサンプルと酸化LDLを添加し培養し生じるコレステロールエステル(油滴)をOil Red O染色により測定した結果、α-mangostinとその誘導体を添加した実験系では添加しない実験系に比べて、有為に油滴の量をへらし、泡沫化を抑制した。これは細胞内でスフィンゴミエリンとコレステロールが一過性に強く結合するためと示唆されるがさらにコレステロール排出に阻害剤がどのように関わっていくか実験が必要である。放線菌の培養液中に見つかった活性物質について昨年1年間の実績を報告する。この活性物質の酸性スフィンゴミエリナーゼ阻害活性は、中性スフィンゴミエリナーゼ阻害活性の300倍以上の強い活性を示したのでその培養を試みた。しかし、活性物質の生産量が極めて少なく、抽出物中に阻害活性を見出せない状態になった。そこで菌の改良を行うため、2度の単胞子分離操作を行い、生産性の検討を行っている。この実験によって活性物質の生産量が増加し阻害活性物質の単離が容易になることを期待している。また、我々はスフィンゴミエリンから始まる代謝経路に着目し、スフィンゴミエリナーゼ下流のシグナル伝達の解明を進めている。そして、酸性スフィンゴミエリナーゼがマクロファージの泡沫化を促進して動脈硬化を誘起することがわかってきた。最近、肝細胞のcytosolに存在するsupernatant protein factor(SPF)と名づけられたlipid-binding transfer proteinに属するタンパクがコレステロール生合成のスクワレンからラノステロールの過程を刺激してコレステロール生合成を促進することが報告された。そこで、抗動脈硬化剤としてのターゲットをSPFに絞り、現在そのアッセイ系を構築中である。さらに、我々はLPS刺激血管内皮細胞と白血球の接着阻害のスクリーニングからLPS活性を阻害する新規depsipeptideを細菌の培養液中に発見して、ヘプタデプシンと命名し報告した。微生物代謝産物を用いた低分子活性物質の探索研究において1放線菌の培養液上清に酸性スフィンゴミエリナーゼ阻害活性があることを見出した。これは酸性スフィンゴミエリナーゼ阻害物質のスクリーニングで、土壌微生物4000株を用いて初めて発見されたものである。培養液から抽出した粗精製物の中性スフィンゴミエリナーゼの選択阻害活性が300倍以上であったので、かねてよりその活性物質の精製を試み報告してきた。以下に本研究の昨年1年間の実験結果を報告する。
東西浄瑠璃史の総合化をめざして-上方浄瑠璃と江戸浄瑠璃の相互関係を中心に-

1.加賀藩の史料から抽出した操・歌舞伎上演記録をもとに調査を集め、屋敷方における「座敷芝居」が家中全体のためにレクリエーションとしてとらえられていたことを解明した。白州からも数百人規模の見物が二交替性で行われていた。江戸演劇界において、屋敷方に占める位置は大きい。2.岡山藩の史料調査を手がかりに、江戸藩邸において、歌舞伎役者が「お出入り」として認められるという関係があったことを指摘した。その関係は役者が江戸から岡山へ一時下向し、短時間滞在して、国元の東照宮祭礼での芸能の指導にもあたるなど、文化の広がりをももたらしていた。3.各種史料の調査により、上演記録から集めたデータを整理し、正本の読みこみなどを併行して、演劇界の主な太夫や役者の動向を考証した。主な成果を以下に記す。(1)土佐少據の没年について、従来の宝永4年とする説を、5年以降の上演記事によって訂正し、没後の刊行といわれてきた稽古本についても、生前であったことを示した。(2)小山二郎三郎について、初代から三代までの代替わり時期を考証し、屋敷方での人気によって碁盤人形などを発展させた経緯をたどった。(3)佐渡七太夫の脇に梅太夫がいたことを手がかりに、天満八太夫説教半紙本シリーズの一本が七太夫正本を下じきにしていることを指摘し、その資料としての価値に修正を加えた。(4)和泉太夫について、二代目をめざした方向を様々な角度から照射した。牧野備後守家への御成記を調査し、その成果もあわせて報告した。1岡山藩池田家藩政史料(岡山大学附属図書館所蔵)を調査し、藩主の日常を記録した「日次記」から、万治期から享保期に到るまでの操・歌舞伎上演記事を抽出した。そして、役者が江戸の屋敷方を高収入の場として認識し、大名家と個々に関係を築いていたありようを時代の変遷と共に辿った。考証を通して具体的に得た知見を以下に例示する。なお成果の一部は歌舞伎学会秋季大会で口頭発表し、その内容をもとに論文にまとめた。(1)佐渡嶋長五郎の江戸下りは元禄九年で、その碁盤人形の所作は屋敷方の好尚に合わせたものであった。(2)屋敷方で活動していた小道具屋九右衛門について、鵜飼九右衛門等の名称と同人であると確定でき、岡山藩主綱政・継政の二代にわたって歌舞伎上演に留まらず、話相手といったきわめて近い関係を築いていた。(3)歌舞伎役者たちが「御出入之町人」として藩の記録に記載され、年始の挨拶を行っていた。また藩主の在国時には東照宮祭礼に合わせて岡山まで「御機嫌窺」に下向するなど、藩と緊密な関係を持っていた。2加賀藩前田家藩政史料(金沢市立近世史料館所蔵)を調査し、明暦から享保に至るまでの操・歌舞伎上演記事を抽出した。番付と共に記載され、情報量が豊富である。また、藩主の娘などの慰みに上演される際、小者に至るまで三百人近くが二交代制で見物を許されていたことも知られる。記録の考証を通して具体的に得た知見を以下に例示する。成果の一部は演劇研究会十月例会で口頭発表し、その内容をもとに論文にまとめた。(1)土佐少掾の没年は従来宝永五年とされ、稽古本の一括刊行はその一周忌を記念したと考えられてきたが、宝永六年・正徳以降にも初代土佐少掾の上演記事が確認でき、稽古本も生前の刊行であったことが確定する。(2)江戸を代表する人形遣い小山次郎三郎の初代から二代、三代への代替わりの時期がおよそ推定できる。
スパッタエピタキシーによる革新的エキシトンデバイスの実現と励起子輸送機構の解明

H30年度は,エキシトントランジスタの実現に向け,サファイア基板上へのZIONエピタキシャル成長,ならびに,ZnO単結晶テンプレートを用いたZION/ZnOひずみ量子井戸の作製を行い,ゲートへの光照射によるエキシトン流のスイッチングを試みた.成果は以下の2点に集約される.1)サファイア基板直上へのZIONエピタキシャル成長の実現とフォトルミネッセンス観測:これまでに,単結晶ZnOをテンプレートとすることで世界初となるZIONの単結晶成長を実現し,強い青色および緑色発光を観測している.今年度は汎用基板であるサファイア基板直上(格子不整合率19-21%)におけるZIONエピタキシャル成長を世界で初めて実現した.またこのとき,ZION膜の表面高さ分布の時間発展が特異な振る舞いを示すことを見出した.具体的には,膜成長に伴い,シャープな分布から一旦,ブロードな分布に以降した後,再度シャープな分布に以降し,最終的に原子レベルで平坦な表面が形成された.これは,膜成長が3次元成長から2次元成長に移行したことを示しており,この成長モードの遷移により,格子不整合基板においてもエピタキシャル成長が実現したものと考えられる.また,上記ZION膜にレーザ照射を行ったところ,強い青色ー緑色発光を観測するに至った.2)ゲートへの光照射による室温スイッチング:単結晶ZnOをテンプレートとしたZION/ZnO歪み量子井戸を形成し,ゲートへの光信号入力によるエキシトン流のスイッチングに成功した.このとき,量子井戸にピエゾ電界を誘起させると,On/Off比が2桁上昇することがわかった.これは,ピエゾ電界によりエキシトンの再結合が抑制され,再結合が起きる前に,信号光によるエキシトンの解離が生じたためと考えられる.本研究では,電子ー正孔がクーロン相互作用で結合した準粒子「エキシトン(励起子)」をキャリアとするトランジスタを,新材料(ZnO)x(InN)1-x(以下ZION)により実現するとともに,エキシトンの輸送機構を解明することを目的としている.現在までに,高精度フラック制御スパッタにより,ZnOテンプレート上ZION歪み量子井戸を実現するとともに,汎用基板であるサファイア基板直上におけるZIONエピタキシャル成長に世界で初めて実現し,強い青色ー緑色発光を観測している.また,障壁層材料としてあらたに(ZnO)x(AlN)1-x(以下ZAON)を開発した.さらに上述の歪み量子井戸をチャネルとしたエキシトントランジスタを試作し,ゲートへの光照射によるスイッチングに成功しており,研究は順調に進展している.2019年度以降は上述のZION歪み量子井戸を用いて高温・長寿命エキシトンを実現し.これによりエキシトンの電界による輸送を解明するとともに,ZION量子井戸チャネルからなるデバイス作製を行い,ゲートへの電圧印加によるスイッチングの実現を目指す.また,新材料ZAONを障壁層としたピエゾ量子井戸の形成も試み,エキシトン輸送効率を最大化する量子井戸構造を獲得する.今後はZION歪み量子井戸を用いて高温・長寿命エキシトンを実現する.これによりエキシトンの電界による輸送を解明するとともに,ZION量子井戸チャネルからなるデバイス作製を行い,ゲートへの電圧印加によるスイッチングの実現を目指す.さらに代表者発見の新結晶成長モード「逆SKモード」を利用して,サファイアやSi等の汎用性基板上へのデバイス形成を行う.以下に具体的な研究計画および目標を記す.1.新材料ZAONを障壁層に用いた歪み量子井戸の形成これまでに単結晶ZnOテンプレート上にZION膜をコヒーレント成長させることで,歪み量子井戸の形成に成功している.今年度は2018年度に新たに開発した新材料(ZnO)x(AlN)1-x(以下ZAON)を障壁層としたピエゾ量子井戸の形成も試み,エキシトン輸送効率を最大化する量子井戸構造を獲得する.さらにこれらをチャネルとしたデバイス形成を行い,ゲートへの電圧印加によるエキシトン流スイッチングの実現を目指す.2.エキシトン輸送機構の解明:項目1で得られるZION歪み量子井戸は,高温・長寿命エキシトンの実現を可能にし,従来ブラックボックスであったエキシトン輸送メカニズムを解明する格好の場となる.本項目では,上記エキシトントランジスタにおいて,ソース領域(S)にレーザーをスポット照射することでエキシトンを生成する.次に近接場光学顕微鏡とストリークカメラを用いて,エキシトンの再結合光を時間・空間ともに極めて高い分解能で検出する.これによりエキシトン輸送過程の詳細評価を行う.H30年度は,エキシトントランジスタの実現に向け,サファイア基板上へのZIONエピタキシャル成長,ならびに,ZnO単結晶テンプレートを用いたZION/ZnOひずみ量子井戸の作製を行い,ゲートへの光照射によるエキシトン流のスイッチングを試みた.成果は以下の2点に集約される.1)サファイア基板直上へのZIONエピタキシャル成長の実現とフォトルミネッセンス観測:これまでに,単結晶ZnOをテンプレートとすることで世界初となるZIONの単結晶成長を実現し,強い青色および緑色発光を観測している.今年度は汎用基板であるサファイア基板直上(格子不整合率19-21%)におけるZIONエピタキシャル成長を世界で初めて実現した.またこのとき,ZION膜の表面高さ分布の時間発展が特異な振る舞いを示すことを見出した.具体的には,膜成長に伴い,シャープな分布から一旦,ブロードな分布に以降した後,再度シャープな分布に以降し,最終的に原子レベルで平坦な表面が形成された.

これは,膜成長が3次元成長から2次元成長に移行したことを示しており,この成長モードの遷移により,格子不整合基板においてもエピタキシャル成長が実現したものと考えられる.また,上記ZION膜にレーザ照射を行ったところ,強い青色ー緑色発光を観測するに至った.2)ゲートへの光照射による室温スイッチング:単結晶ZnOをテンプレートとしたZION/ZnO歪み量子井戸を形成し,ゲートへの光信号入力によるエキシトン流のスイッチングに成功した.このとき,量子井戸にピエゾ電界を誘起させると,On/Off比が2桁上昇することがわかった.これは,ピエゾ電界によりエキシトンの再結合が抑制され,再結合が起きる前に,信号光によるエキシトンの解離が生じたためと考えられる.本研究では,電子ー正孔がクーロン相互作用で結合した準粒子「エキシトン(励起子)」をキャリアとするトランジスタを,新材料(ZnO)x(InN)1-x(以下ZION)により実現するとともに,エキシトンの輸送機構を解明することを目的としている.現在までに,高精度フラック制御スパッタにより,ZnOテンプレート上ZION歪み量子井戸を実現するとともに,汎用基板であるサファイア基板直上におけるZIONエピタキシャル成長に世界で初めて実現し,強い青色ー緑色発光を観測している.また,障壁層材料としてあらたに(ZnO)x(AlN)1-x(以下ZAON)を開発した.さらに上述の歪み量子井戸をチャネルとしたエキシトントランジスタを試作し,ゲートへの光照射によるスイッチングに成功しており,研究は順調に進展している.2019年度以降は上述のZION歪み量子井戸を用いて高温・長寿命エキシトンを実現し.これによりエキシトンの電界による輸送を解明するとともに,ZION量子井戸チャネルからなるデバイス作製を行い,ゲートへの電圧印加によるスイッチングの実現を目指す.また,新材料ZAONを障壁層としたピエゾ量子井戸の形成も試み,エキシトン輸送効率を最大化する量子井戸構造を獲得する.今後はZION歪み量子井戸を用いて高温・長寿命エキシトンを実現する.これによりエキシトンの電界による輸送を解明するとともに,ZION量子井戸チャネルからなるデバイス作製を行い,ゲートへの電圧印加によるスイッチングの実現を目指す.さらに代表者発見の新結晶成長モード「逆SKモード」を利用して,サファイアやSi等の汎用性基板上へのデバイス形成を行う.以下に具体的な研究計画および目標を記す.1.新材料ZAONを障壁層に用いた歪み量子井戸の形成これまでに単結晶ZnOテンプレート上にZION膜をコヒーレント成長させることで,歪み量子井戸の形成に成功している.今年度は2018年度に新たに開発した新材料(ZnO)x(AlN)1-x(以下ZAON)を障壁層としたピエゾ量子井戸の形成も試み,エキシトン輸送効率を最大化する量子井戸構造を獲得する.さらにこれらをチャネルとしたデバイス形成を行い,ゲートへの電圧印加によるエキシトン流スイッチングの実現を目指す.
発達期における嚥下誘発機構の解明-水刺激や味覚刺激は発達期の嚥下誘発に有効か-

本研究では、出生後から成熟するまでの実験動物を用いて、電気刺激および溶液刺激により誘発される嚥下を記録し、嚥下誘発能や嚥下パターンの発達変化を調べた。電気刺激または溶液刺激を行い、各刺激により誘発された嚥下を解析して比較した。結果は、幼若期では刺激が小さくても嚥下誘発が可能であり、誘発される嚥下回数が多かった。このことから、幼若期には嚥下誘発能が高いことが示唆された。平成22年度本研究では、出生後から成熟するまでの実験動物を用いて、電気刺激により誘発される嚥下を各日齢で記録し、嚥下誘発能や嚥下パターンの発達変化を調べた。実験は新潟大学動物実験規則に則り、新潟大学動物実験倫理委員会へ必要書類を提出した上で承認を得て実験を行った。実験には、生後5日齢から20日齢の幼若期のウサギと成熟期のウサギ(日本白色種)を用いた。ウレタン麻酔下の実験動物を背位に固定後、頚部に正中切開を行い気管にカニュレーションを行った。麻酔深度は、下肢のピンチ刺激に対し逃避反応がある深度とした。両側の上喉頭神経(SLN)を剖出し電極にのせ電気刺激を行った。SLN刺激により誘発された嚥下は、顎舌骨筋より導出した筋電図の発火を指標とし、解析ソフト(SpikeII)を介してパーソナルコンピューターに記録した。記録したデータから嚥下反射誘発閾値、刺激強度や刺激頻度による嚥下回数を解析し、各日齢に置いて比較した。結果は、日齢が低い幼若期では、刺激頻度が低くても嚥下誘発が可能であり、最適な刺激頻度で誘発される嚥下回数が多かった。また、成熟期とは異なり、40Hz以上に刺激頻度を上げると嚥下回数が減少する傾向がみられた。刺激強度に関しては、日齢が低い幼若期では刺激閾値の1.5倍の強度では嚥下回数の増加する傾向があったが、4倍以上の強度では嚥下が抑制される傾向があった。日齢が高くなるほど成熟期の嚥下誘発に類似する傾向があり、平成23年度には更に詳細な研究を進める予定である。平成23年度本研究では、22年度に引き続いて出生後から成熟するまでの実験動物を用いて、電気刺激および溶液刺激により誘発される嚥下を各日齢で記録し、嚥下誘発能や嚥下パターンの発達変化を調べた。電気刺激は両側の上喉頭神経(SLN)を剖出し電極にのせ行った。溶液刺激は咽喉頭部へカニューレを用いて溶液を注入して行った。各刺激により誘発された嚥下は、顎舌骨筋より導出した筋電図の発火を指標とし、解析ソフト(Spike II)を介してパーソナルコンピューターに記録した。結果は、日齢が低い幼若期では、刺激強度が小さくても嚥下誘発が可能であり、最適な刺激頻度で誘発される嚥下回数が多かった。これは電気刺激でも溶液刺激でも同様の結果を示し、幼若期には嚥下誘発能が高いことが示唆された。
分子の自己組織化を活用した迅速・簡便な光学純度決定マイクロアレイ・デバイスの構築

本研究では,医薬品を代表とする機能性光学活性化合物の光学純度決定チップ・デバイスの開発を行う.当該目的を達成する上で,初年度は以下の内容を検討した.1)自己組織化現象を活用したケモセンサアレイの作製ケモセンサアレイはパターン学習と組み合わせることで,標的サンプル中に含まれる成分・その濃度を正しく定量的に識別することができる.昨年度は,一例として食品や飲料に含まれる糖類を検出対象とし,市販試薬を混合するだけで簡便に調製できる比色ケモセンサアレイを作製した.本センサアレイは簡便に作製できるだけでなく,混合溶液中における正確な糖類の識別を達成した.2)低電圧で駆動する電解質ゲート型有機トランジスタの作製およびそのセンシング能評価有機トランジスタ(OTFT)を用いて,体液や環境水中でのセンシングを行う場合,標的化学種の検出は水系媒質中で行わなければならない.そこで,昨年度はOTFTの低電圧駆動化と分子認識場のデバイス中への集積化を達成するため、電気二重層キャパシタを活用した電解質ゲート型OTFTセンサ(EG-OTFT)デバイスの作製を試みた.具体的取り組みとして,カルボキシ側鎖を有する高分子半導体を活性とし,センサデバイスの作製を行った.本EG-OFETは0.3 V以下の超低電圧駆動を達成するとともに、ヒステリシスなく繰り返し測定に耐えうる安定性を有することが確認されたため,続いて分子認識調査を行った.一例として,ヒスタミン添加に伴うトランジスタ測定を行ったところ,濃度増大につれてドレイン電流値の増加が観測された.また,他のアミン類に対する選択性調査を行った結果,ヒスタミン>>プトレスシン>チラミン>ヒスチジンの順に応答することがわかり,ゲストのアミノ基数の違いによるわずかな化学的差異を読み出すことに成功した.簡便な光学純度決定チップ・デバイスの開発に向け,さらに以下のような工夫を行った.1)マイクロアレイチップの作製および画像パターン認識による定量分析分析化学的観点から,当該ケモセンサアレイを実用化する場合,オンサイトでの検出は目下の課題であり,チップ化はその課題解決策になり得る.そこで,一例として,国際がん研究機関によりグループ2A (ヒトに対する発ガン性を有する疑い有)に分類されている除草剤グリホサート(GlyP)検出を指向した蛍光センサアレイチップの作製を試みた.チップの作製に,ヒドロゲルを使用し,ロボティックディスペンサーを用いて,迅速かつ再現性高くガラスチップ上に塗布(200 nL/well)した。本チップはわずかなサンプル量で作製できるだけでなく,持ち運びできるほか,洗浄による繰り返しの使用も期待される.続いて,GlyPの濃度によって変化する光学応答パターンは,カラーフィルター付のCCDカメラにより撮影され,得られた画像パターンを,パターン学習させることにより,大型の分光器を用いずとも撮像するだけで簡便にGlyP検出を達成した.2)分子認識場の集積化による固液界面でのセンシングEG-OTFTの活性層となるカルボキシ側鎖を有する高分子半導体に,金属イオンを配位させ,分子認識部位とし,GlyPの検出を行った.さらに,本結果を用いて蛍光センサアレイチップとの比較検討を試みた.当該デバイスは,GlyPの捕捉に伴い,数μMの濃度領域においてトランジスタ特性の変化が得られた.また本デバイスは高感度蛍光センサと同等・またはそれ以上の感度を有することがわかった.本結果から,カルボキシ側鎖を有する高分子半導体の側鎖に分子認識機構を化学修飾することで,様々な標的種に対する分子認識場を簡易に構築できることを見出した.以上の理由により,本研究はおおむね順調に進展しているとできる.昨年度は,ケモセンサアレイおよび有機トランジスタ型センサの両センサにおいてセンシングシステムの構築を行った.今年度は,本研究の目的であるキラルゲストをターゲットに調査を行っていく.超分子化学および分析化学において,キラル化合物の検出は難度が高い課題であるため,ホストレセプタの設計は慎重に行う必要がある.そこで,これまでの知見に基づき,まずは(ケモセンサアレイ側)合成的手法を用いずに市販試薬を混ぜるだけでキラルレセプタを調製する,(OTFT側)高分子半導体のカルボキシ側鎖に,キラル認識部位をワンステップで化学修飾しキラルデバイスを作製する.この両アプローチで,簡易的手法によるキラル認識場の構築を行い,その後,キラルゲストに対するそれぞれの分子認識能を光学的手法および電気計測により評価し,光学純度を決定する.また,複雑な構造のゲスト種に対しては,キラルレセプタを合成する必要があるため,上記のアプローチと平行して,新規キラルレセプタの合成を進める.本研究では,医薬品を代表とする機能性光学活性化合物の光学純度決定チップ・デバイスの開発を行う.当該目的を達成する上で,初年度は以下の内容を検討した.1)自己組織化現象を活用したケモセンサアレイの作製ケモセンサアレイはパターン学習と組み合わせることで,標的サンプル中に含まれる成分・その濃度を正しく定量的に識別することができる.昨年度は,一例として食品や飲料に含まれる糖類を検出対象とし,市販試薬を混合するだけで簡便に調製できる比色ケモセンサアレイを作製した.本センサアレイは簡便に作製できるだけでなく,混合溶液中における正確な糖類の識別を達成した.2)低電圧で駆動する電解質ゲート型有機トランジスタの作製およびそのセンシング能評価有機トランジスタ(OTFT)を用いて,体液や環境水中でのセンシングを行う場合,標的化学種の検出は水系媒質中で行わなければならない.

そこで,昨年度はOTFTの低電圧駆動化と分子認識場のデバイス中への集積化を達成するため、電気二重層キャパシタを活用した電解質ゲート型OTFTセンサ(EG-OTFT)デバイスの作製を試みた.具体的取り組みとして,カルボキシ側鎖を有する高分子半導体を活性とし,センサデバイスの作製を行った.本EG-OFETは0.3 V以下の超低電圧駆動を達成するとともに、ヒステリシスなく繰り返し測定に耐えうる安定性を有することが確認されたため,続いて分子認識調査を行った.一例として,ヒスタミン添加に伴うトランジスタ測定を行ったところ,濃度増大につれてドレイン電流値の増加が観測された.また,他のアミン類に対する選択性調査を行った結果,ヒスタミン>>プトレスシン>チラミン>ヒスチジンの順に応答することがわかり,ゲストのアミノ基数の違いによるわずかな化学的差異を読み出すことに成功した.簡便な光学純度決定チップ・デバイスの開発に向け,さらに以下のような工夫を行った.1)マイクロアレイチップの作製および画像パターン認識による定量分析分析化学的観点から,当該ケモセンサアレイを実用化する場合,オンサイトでの検出は目下の課題であり,チップ化はその課題解決策になり得る.そこで,一例として,国際がん研究機関によりグループ2A (ヒトに対する発ガン性を有する疑い有)に分類されている除草剤グリホサート(GlyP)検出を指向した蛍光センサアレイチップの作製を試みた.チップの作製に,ヒドロゲルを使用し,ロボティックディスペンサーを用いて,迅速かつ再現性高くガラスチップ上に塗布(200 nL/well)した。本チップはわずかなサンプル量で作製できるだけでなく,持ち運びできるほか,洗浄による繰り返しの使用も期待される.続いて,GlyPの濃度によって変化する光学応答パターンは,カラーフィルター付のCCDカメラにより撮影され,得られた画像パターンを,パターン学習させることにより,大型の分光器を用いずとも撮像するだけで簡便にGlyP検出を達成した.2)分子認識場の集積化による固液界面でのセンシングEG-OTFTの活性層となるカルボキシ側鎖を有する高分子半導体に,金属イオンを配位させ,分子認識部位とし,GlyPの検出を行った.さらに,本結果を用いて蛍光センサアレイチップとの比較検討を試みた.当該デバイスは,GlyPの捕捉に伴い,数μMの濃度領域においてトランジスタ特性の変化が得られた.また本デバイスは高感度蛍光センサと同等・またはそれ以上の感度を有することがわかった.本結果から,カルボキシ側鎖を有する高分子半導体の側鎖に分子認識機構を化学修飾することで,様々な標的種に対する分子認識場を簡易に構築できることを見出した.以上の理由により,本研究はおおむね順調に進展しているとできる.昨年度は,ケモセンサアレイおよび有機トランジスタ型センサの両センサにおいてセンシングシステムの構築を行った.今年度は,本研究の目的であるキラルゲストをターゲットに調査を行っていく.超分子化学および分析化学において,キラル化合物の検出は難度が高い課題であるため,ホストレセプタの設計は慎重に行う必要がある.そこで,これまでの知見に基づき,まずは(ケモセンサアレイ側)合成的手法を用いずに市販試薬を混ぜるだけでキラルレセプタを調製する,(OTFT側)
敗血症性急性腎障害モデルにおける好中球細胞外トラップの役割の解析

目的は、敗血症性急性腎障害における好中球細胞外トラップ(Neutrophil Extracellular Traps:NETs)の動態と役割を明らかにすることである。腹膜炎による敗血症マウスで腹水中にNETsは検出され、腎臓では検出されなかった。NETsの代替マーカーとしての好中球とミトコンドリアDNAは腹膜炎後の腹水に増加しTLR9ノックアウトでさらに増加した。これはTLR9経路によって感染巣のNETsが制御され、感染巣のNETs形成が細菌の除去に寄与していることを示唆した。以上より敗血症性急性腎障害において感染巣NETsの制御によって急性腎障害及び死亡を制御できる可能性がある。敗血症性急性腎障害モデルで内因性ミトコンドリア(mt)DNAが大量に全身循環しToll-like Receptor(TLR)9のリガンドとして炎症誘発性に働き急性腎障害進展と死亡に寄与することを報告したが、内因性mtDNAが全身循環に至るメカニズムは明らかでない。mtDNAは主に感染巣の炎症細胞死由来であり、壊死細胞から放出されるmtDNAは容易に全身循環へ移行するのに対して好中球細胞外トラップ(Neutrophil Extracellular Traps:NETs)上にあるmtDNAは感染巣に留まること、さらにこの感染巣のNETsの程度はTLR9経路によって調整を受けるという仮説を立てた。本研究はこれらの仮説を検証するために敗血症性急性腎障害モデルでのNETsの動態と役割を明らかにする平成27年度はマウス腹膜炎モデルに対して、感染巣である腹腔、ターゲット臓器である腎臓、肺におけるNETsの検出を試みて、免疫染色で同定することに成功した。現在NETsの定量評価を試みている。NETsは形態学的診断をもって同定するが、実験動物でのNETsの同定は非常に難しい。二重、三重染色を行なってNETsを同定することに成功することができた。敗血症性急性腎障害モデルで内因性ミトコンドリア(mt)DNAが大量に全身循環しToll-like Receptor(TLR)9のリガンドとして炎症誘発性に働き急性腎障害進展と死亡に寄与することを明らかにした。本研究の目的は、内因性ミトコンドリアDNAの由来としての好中球細胞外トラップ(Neutrophil Extracellular Traps:NETs)に注目してその動態と役割を明らかにすることである。NETsは、MPO、シトルリン化ヒストンの多重染色共焦点レーザー顕微鏡を用いて評価し、腹膜炎による敗血症モデルで、腎臓や腹水中のNETsを同定することに成功した。しかしながら、その定量化は困難であった。H28年度は腎臓内のNETsの定量を行なった。腹膜炎による敗血症性急性腎障害を来したマウスの腎臓に対してNETsはほとんど検出されなかった。また、NETs上にミトコンドリアDNAが含まれているかをin vitroで検証し、ミトコンドリアDNAが含まれていることを確認した。感染巣におけるNETsの定量に苦慮している。敗血症性急性腎障害モデルで内因性ミトコンドリア(mt)DNAが大量に全身循環しToll-like Receptor(TLR)9のリガンドとして炎症誘発性に働き急性腎障害進展と死亡に寄与することを我々はこれまでに報告してきた。これまでにMPO、シトルリン化ヒストンの多重染色共焦点レーザー顕微鏡を用いてNETsを同定し、NETs上にミトコンドリアDNAが含まれていることを確認した。腹膜炎による敗血症モデルでは、腹水中ではNETsが検出されたが、腎臓内では検出されなかった。腹腔内のNETsの動態を評価するのが困難であったため、NETsの代替マーカーとしてミトコンドリアDNAを評価したところ、腹膜炎後の腹水に増加しTLR9ノックアウトでさらに増加した。これは、TLR9経路によって感染巣のNETsが制御され、TLR9ノックアウトで感染巣のNETs形成が増強され細菌の除去に寄与してることを示唆した。以上より敗血症性急性腎障害において腎臓においてでなく感染巣に見られるNETsの制御によって敗血症に伴う急性腎障害及び死亡を制御できる可能性がある。しかしながら、動物実験モデルにおけるNETsの定量は依然困難であり、我々は新たにNETsの動態を生体で見られるマウスの作成を試みる考えに至った。感染巣である腹腔内やターゲット臓器である腎臓や肺などのNETsの定量化を敗血症の時間経過とともに評価していく。さらにDNaseなどを用いてNETsを制御することによって、敗血症での全身循環性および腹水中ミトコンドリアDNA、腎障害などに与える影響を検証していく。新たなNETs同定方法を検討していく。また、NETs制御薬を用いて、循環および腹水中ミトコンドリアDNA量、臓器障害への影響を検証する。腎臓内科