hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞分裂時のゲノム分配における１分子性のモデル研究

その結果,DNAが変形した娘細胞膜に比較的均一に分配されるには,膜変形の速度が影響すること,また,GUV内が混雑環境にある場合,速い膜変形においてもDNAの分配が実現されることを明らかにした.本申請内容は非常にシンプルであり,実験方法の概略はすでに完成しているが,統計的に有意な結果を得るためには実験サンプルとして均質なリポソームおよびゲノムDNAを得る必要があると考えており,その調整に計画当初予想していなかった困難を抱えている.モデル人工細胞膜を用いてゲノムDNAの分配を評価するには,以下の4項目を実現する必要がある.(1)均質なリポソームの調整,(2)高効率なリポソーム分裂の誘発,(3)均質な巨大ゲノムDNAの調整,(4)リポソーム中のゲノムDNA絶対数の評価以上の項目のうち,(2)については26年度にほぼ100%に近い効率で分裂を誘発する条件を見出し,計画以上の進展を遂げた.(1)に関しては,インクジェットを用いた方法を開発中であり,着実な進展を遂げている.(3)に関しては,申請者の経験不足より,若干の遅れをとっている.ファージのDNAであれば均質なDNAが市販で購入可能であるが,そのサイズが10^4-10^5 bp程度であり,回転半径にして1ミクロン程度である.項目(1)(2)で扱うリポソームの大きさは5-10μm程度であり,実際の細胞とゲノムDNAのサイズ比とは乖離がある.従って,よりサイズの大きなゲノムDNAを調製するため,大腸菌からのゲノムDNA(10^6-10^7 bp)の抽出を試みている.このサイズのDNAは弱いせん断でも簡単に破断するため,より繊細な抽出方法を確立する必要がある.現在,リゾチームの酵素処理により大腸壁を分解させる方法をテスト中である.項目(4)は項目(3)の成否に依存している.レーザー共焦点顕微鏡によりリポソームおよびゲノムDNAのイメージングを行っているが,複数個のDNAの個数を断定するためには均質なDNAの調整が必須であり,現在最適なイメージング条件を探索中である.27年度が最終年度であるため、記入しない。上の項目で述べた項目(3),(4)について重点的に詳細な実験条件の検討を行う.特に,項目(3)に掲げた均質な巨大ゲノムDNAの調整は本研究の達成に重要であり,いくつかの方策を考えている.ひとつは,大腸菌の細胞壁をリゾチームにより穏やかに処理し,そのあとプロテアーゼKにより核様体のタンパク質を処理する方法である.本研究では,一般的なDNA精製法と異なり,抽出後のDNAの純度は重要でないと考えているため,本研究に適した抽出条件の確率を目指している.もう一つは,同じくリゾチームで細胞壁を酵素処理したプロトプラスト様の大腸菌を直接利用する方法である.この方法に関しても,申請者の研究室で手法を完全に確立できていないため,領域内の共同研究により,現在の研究状況に適した実験条件の最適化を行っている.27年度が最終年度であるため、記入しない。
生産システムの柔軟性の設計に関する研究

柔軟性の高い生産システムの構築は単にFMSやコンピュータ関連機器を導入しただけで達成できるものではなく,マネジメントの要求に応えられるようにいろいろな方法や技術を統合して様々な形で具現化されなければならない.また,柔軟性の有効性は,企業が達成しようとする製造戦略の目的に合致しているかどうかによって左右される.そのため柔軟性のある生産システムを構築するためには,1)環境の不確かさの内容に応じてどのようなタイプの柔軟性が必要か?2)各柔軟性のタイプは生産性・品質・競争上の有利さにどのようなインパクトを与えるか?3)柔軟性を高めるにはどのような方法があり,どのようにして達成するのか?4)柔軟性をどのようにして評価するのか?について答えなければならない.本研究は製造戦略・環境の不確かさ・柔軟性のタイプ・柔軟性を生み出す資源・柔軟性の尺度の5つを変数とする概念的なフレームワークを構築し,これらの質問について,見込・注文生産環境において柔軟性の高い座席枠を設計する方法論を提案した.マネジメントの要求に合った柔軟な生産システムを構築するためにまず、製造戦略、環境の不確かさ,柔軟性のタイプ,柔軟性を生み出す資源、柔軟性の尺度の5つを変数とする概念的なフレームを提案した.ついでこのフレームにもとずいて、5つの変数間の関係を明らかにするため具体的な製造システムモデムをつっくて解析した.その内容は次のとうり.(1)基本サイクリックスケジューリングと変則スケジューリング方式との比較をおこなった.その結果,負荷なアンバランスの程度によって優劣がことなる.ことがわっかた.(2)製造工程にボトルネックが存在するとき,Machine FlexibilityとRouting Flexibilityのいずれが優れているかについて比較検討し、柔軟性の大きさによって左右されることがわかった(3)飛び込みオーダーが無視できないときオーダーのリース方式としてPush方式とPush方式の比較を行った.(4)負荷量にアンバランスがあるときロット生産方式で最適なロットサイズを求めるための分析を行った.これらの実験結果から各種の柔軟性のタイプの水準を変えた時の製造のパフォーマンスの変化度合いが明らかになった..柔軟性の高い生産システムの構築は単にFMSやコンピュータ関連機器を導入しただけで達成できるものではなく,マネジメントの要求に応えられるようにいろいろな方法や技術を統合して様々な形で具現化されなければならない.また,柔軟性の有効性は,企業が達成しようとする製造戦略の目的に合致しているかどうかによって左右される.そのため柔軟性のある生産システムを構築するためには,1)環境の不確かさの内容に応じてどのようなタイプの柔軟性が必要か?2)各柔軟性のタイプは生産性・品質・競争上の有利さにどのようなインパクトを与えるか?3)柔軟性を高めるにはどのような方法があり,どのようにして達成するのか?4)柔軟性をどのようにして評価するのか?について答えなければならない.本研究は製造戦略・環境の不確かさ・柔軟性のタイプ・柔軟性を生み出す資源・柔軟性の尺度の5つを変数とする概念的なフレームワークを構築し,これらの質問について,見込・注文生産環境において柔軟性の高い座席枠を設計する方法論を提案した.
急性放射線性腸管症候群に対するバルプロ酸ナトリウムの有用性に関する研究

6週齢のICR系雄性マウスを放射線全身照射(照射線量: 8Gy)することで放射線性急性腸管症候群(GIS)モデルの作製を行った。無処置群では40-50%の死亡率であったのに対して、バルプロ酸ナトリウム600mg/kg投与群では全例生存した。この効果は用量依存的あり、100mg/kg投与群では効果がみられなかったことから、以降の組織解析等は600mg/kg投与群で行った。放射線照射後、経時的に(0, 1, 3, 7, 10日目)GISモデルの腸管を採取し、ホルマリン固定後HE染色による評価を行った。非投与群では3日目以降で粘膜上皮細胞の破綻が認められたが、バルプロ酸ナトリウム投与群では軽減し、正常組織に近い粘膜形態の維持が確認できた。Caspase3免疫組織化学の評価も合わせて行った。非投与群では照射後1日目より陽性細胞数の増加(apoptosis)を認め、7日後にはほぼ見られなくなった。バルプロ酸ナトリウム投与群では1日目よりapoptosisを有意に抑制し、以降のタイミングでもapoptosisの増加を認めなかった。さらに同タイミングで採取した腸管をホモジネートし、好中球ミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性による炎症の評価を行った。バルプロ酸ナトリウム投与群では非投与群と比較して3日目、7日目のMPO活性上昇を有意に抑制した。以上の結果から、バルプロ酸ナトリウムはGISに対して放射線照射後初期からapoptosisの発生を抑制し、粘膜上皮の形態維持や炎症の抑制に寄与していることが示唆された。
カリクリンAに基づく選択的タンパク質脱リン酸化酵素阻害物質の創製

海洋天然物には極めて低濃度で強力な細胞毒性物質がこれまで多数報告されてきている。それらは細胞内あるいは細胞膜上に存在する標的分子を極めて選択的に認識し、細胞を死に至らしめる。このような特異的な機能は生化学研究において極めて重要なツールとなってきている。そこで本研究ではタンパク質脱リン酸化酵素阻害剤として利用されている海綿二次代謝産物であるカリクリンAの高機能化を目指した。カリクリンAの生物活性発現に必要な部分構造に関する知見をもとに、ライブラリー構築へ向けた検討、ならびに蛍光プローブの創製を行った。タンパク質脱リン酸化酵素の代表的なサブタイプの中でPP1に対して高選択的な阻害剤は存在しない。PP2Aに関しては選択的な阻害剤として放線菌より見出されたfostriecinが知られているのみである。この化合物は強力な抗腫瘍活性を示すことから臨床試験に供された。またPP2B(カルシニューリン)はタクロリムスやシクロスポリンなどの免疫抑制剤の標的分子として名高いが、PP2Bを直接的に阻害する物質も数少ない。そこで本研究ではこれら3つのサブタイプに対して直接的な阻害活性を示すcalyculin Aをプラットフォームに用いてケミカルライブラリーを構築し、選択的阻害物質を見出すことを目指した。選択的阻害物質が得られれば、生化学試薬として利用価値が高いばかりか、抗がん剤や免疫抑制剤開発へのリード化合物としても期待できる。Calyculin Aの構造活性相関の解析により、tetraene構造、1,3-diol構造、リン酸エステル基が酵素阻害活性に必須であることが分かっている。また、tetraene構造は酵素阻害におけるサブタイプ選択性にも関与している可能性がが示唆されている。そこで、calyculin Aの1,3-diol構造とリン酸基を含む部位を合成し、tetraene構造をクリックケミストリーを用いて種々改変する事で化合物ライブラリーの構築を行う。基本骨格を有する化合物の合成経路を確立し、ライブラリー構築へ向けた手法の確立に成功した。またCalyculin Aの構造を改変し、酵素への結合親和性を維持したまま、蛍光官能基の導入を試みた。本研究で合成したTokyoGreen-calyculin Aによって実際に細胞内局在の可視化にも成功した。天然物の極めて特異的な生物活性を利用して、PP1およびPP2Aに対する初めての低分子蛍光プローブを創製した。伊豆諸島や伊豆半島沿岸に生息するチョコガタイシカイメン(Discodermia calyx)は強力な細胞毒性物質であるCalyculin Aを高含量で含んでいる。Calyculin Aはタンパク質脱リン酸化酵素に対する特異的な阻害活性を示す。本研究ではまず海綿よりCalyculin Aを単離・精製し、化学変換によって誘導体ライブラリーを構築することを目的にしている。そこで、式根島より海綿を採集し、抽出・精製後、Calyculin Aを数グラム得た。その過程で新規環状ペプチドであるCalyxamide AおよびBを得ることが出来たため、それらの構造決定を行った。平面構造を各種NMRスペクトルによって決定し、各アミノ酸の立体化学はChiral GC-MS解析によって明らかにした。その結果、両化合物は同一の平面構造を有し、1つのアミノ酸残基のD、Lが異なるジアステレオマーの関係にあることが分かった。両化合物ともマウス白血病細胞P388に対する細胞毒性を示した。単離・精製したCalyculin Aは1,3-ジオールのアセタール保護、1,2-ジオールの開裂によるジメチルアミノ基の除去、リン酸エステル基の保護、オゾン分解を経て、5,6-スピロケタール環を含むトリオール体を得た。現在、得られたトリオール体の水酸基に対する位置選択的な保護、脱保護の条件を検討している。また、Calyculin Aの構造改変に有用と考えられる生合成酵素の取得を目指し、Calyculin Aの生合成遺伝子クラスターの取得を試みた。その結果、100 kbpを越えるPKS-NRPSハイブリッド生合成遺伝子クラスターの取得に成功した。現在、詳細な遺伝子配列情報の解析を行っている。本研究の過程において、新規化合物Calyxamide AおよびBの2種の新規化合物を得た。これらはいずれもマウス白血病細胞に対して細胞毒性を示し、その作用機序は興味深い。類似の化合物としてKeramamideやOrbicuramideが知られており、すべてα-ketoamide構造を有する点が特徴である。現在、このα-ketoamide構造に着目して構造活性相関の解析を進めている。また、Calyculin A生合成遺伝子クラスターの取得においては、海綿メタゲノムDNAを抽出し、type I PKSのketosynthase (KS)に特異的な縮重プライマーを用いたPCRによってKS ampliconの増幅を行った。その結果得られたtrans-AT typeのKSに基づき、スクリーニングを行った結果、全長100 kbpを越えるPKS-NRPSハイブリッドの遺伝子クラスターの取得に成功した。現在、このクラスターがCalyculin A生合成遺伝子クラスターであるかどうか、詳細な確認を進めている。Calyculin A

生合成遺伝子クラスターであることが明らかになれば、修飾酵素を用いたCalyculin A誘導体の調製が可能になる。ケミカルライブラリーの構築においては、天然物から得られたフラグメントにある、3つ水酸基に対する選択的保護、脱保護の条件検討を行っている。もし効率的な条件が見出せなければ、新たにフラグメントの合成を有機合成的に進める。また、Calyculin Aの末端ペプチド部分へTokyoGreenを導入した蛍光プローブの合成に成功した。現在、細胞内局在を可視化を試みており、蛍光プローブの有用性を確認した後に論文投稿を予定している。ケミカルライブラリーの構築においては新たに有機合成的にプラットフォームを作製する方法を検討する。天然物であるCalyculin Aからの化学変換では当初の予定より、水酸基の保護、脱保護にかかる経路の短縮化が困難であり、効率的な変換が難しく、ライブラリー構築において十分な量の土台を得ることが難しい。そこで、本年度から新たに合成的にプラットフォームを作る方法を構築することにした。具体的には(R)-(-)-5-オキソテトラヒドロフラン-2-カルボン酸より、ジェミナルジメチル基を有するテトラヒドロフラン環を構築し、1,3-ジオールを有する側鎖を伸長して、末端にアセチレンを導入する。有機合成的なプラットフォームを構築し、Click Chemistryによる側鎖導入を試みる。また、同時進行として、生合成遺伝子クラスターの同定および修飾酵素の発現を試みる。Calyculin Aは特徴的な末端ニトリル基を有する。これまでニトリル生合成経路は植物および微生物のアルドキシム経路のみが知られており、Calyculin Aのニトリル形成反応経路は不明である。このニトリル形成以外にも、スピロケタール環形成およびリン酸エステル基の導入に関わる修飾酵素群が得られれば、新たなCalyculin誘導体の合成が可能になる。これら酵素群は骨格形成に関わるポリケタイド合成酵素(PKS)近傍に存在する可能性が高く、すでに得られている生合成遺伝子クラスターの詳細な遺伝子配列の解析により探索を行う。将来的にはケミカルなブラットフォームと生合成経路に関わる修飾酵素を組み合わせたライブラリー構築を目指す。また、Calyculin Aの蛍光プローブによってホスファターゼの細胞内局在を可視化しイメージングへの応用を検討する。物品費:1,500,000円次年度はケミカルライブラリーの構築ならびに蛍光プローブの合成用に有機合成試薬、溶媒、ガラス器具等の物品費に経費を利用する。
マカクザル実験動物化に向けた脳発達オミックス解析

ヒトの脳神経疾患や高次認知機能の解明・理解のためのマカクザルの実験動物化にむけて、発達段階における脳内遺伝子発現プロファイリングを高速シーケンサーにより行った。新生児から2歳までの計8個体の脳試料から12領野に渡るRNAのサンプリングを行い、網羅的発現解析を行った。その結果、同一個体の異なる領野間の遺伝子発現プロファイルのほうが、同一領野の異なる個体のそれよりも類似度が高いことを明らかにした。また、神経回路を基盤としたニューロンレベルでの領野特異性・回路特異性を規定する分子メカニズムの解明を目指して、複数逆行性蛍光トレーサーの注入、および同一領野内の投射の異なるニューロンの識別に成功した。ヒトの脳神経疾患や高次認知機能の理解には、ヒトに最も近縁かつ動物実験が可能なモデル動物の開発が必要不可欠である。そのモデル開発の端緒としてマカクザル脳機能領野単位の発達オミックス(トランスクリプトーム+メチローム)研究を目標に研究を開始した。マカクザルの発達段階の複数脳領野における遺伝子発現ダイナミクスを解明することにより、マカクザルの脳神経サーキット解明のための方法論の確立と分子基盤の解明を目指すことを目標として、発達段階に応じた6ステージ(生後1日、1ヶ月、3ヶ月、6ヶ月、1年、2年(各2個体))の12個体の確保を当初の目標としていた。平成25年度末までに当初の目標である個体数は確保できなかったものの10個体(1日齢4個体、2週齢2個体、1ヶ月齢1個体、6ヶ月齢1個体、1歳齢1個体、2歳齢1個体)の新生児および若齢個体の脳試料の収集が可能となった。そこから12領野に渡るRNAの抽出を行い高速シーケンサーによるトランスクリプトーム解析用ライブラリーの作製(合計120ライブラリー)を行った。作製したトランスクリプトーム用ライブラリーを高速シークエンサー(イルミナ社HiSeq2500)を用いて配列解読を行い、サンプルあたり平均約1500万リードの配列数を、合計120のライブラリー全てにおいて得た。現在、得られた結果の解析を急いでいるが、120ものトランスクリプトームのビックデータのため、解析に時間がかかっている。しかし、得られたデータはこれまでにない規模の霊長類脳発達トランスクリプトームデータであり、今後、マカクザルのモデル動物開発への基礎データを提供できる点において大いに貢献しうると自負している。マカクザルの発達段階の複数脳領野における遺伝子発現ダイナミクスとエピゲノム動態を解明する事により、マカクザルの脳神経サーキット解明のための方法論の確立と分子基盤の解明を目的とする。平成24年度は、マカクザルの各発達段階における脳のサンプリングを集約的に行った。新生児から2歳齢まで8個体のマカクザルの12領野から遺伝子発現解析のためのRNA、メチル化シトシン定量化のためのDNAをそれぞれ調整した。現在、抽出したRNAを用いて、トランスクリプトーム解析用のライブラリーがほぼ完成し、次世代シーケンサーによる配列解読および発達段階における脳12領野の比較トランスクリプトーム解析を行う予定である。実験の対象としているマカクザルのうち、特にニホンザルは季節性繁殖動物であり春に出産を迎える。また、新生児はいつ産まれるかの予測が難しいなどの問題があった。それでも、平成24年度は8頭(計画全体では12頭を予定)の脳試料のサンプリングを行えた。平成25年度には、あと4頭のサンプリングを行う予定である。トランスクリプトーム用のライブラリー作製はほぼ終了したが、配列解読がまだ終わっておらず、メチローム解析用のライブラリー作製も平成25年4月から順次開始している。一方、平成25年度に行う予定にしているニューロン種単位のオミックス解析方法の確立に関しては、予備実験として1頭のサルへの神経トレーサーの注入、組織切片の作製まで順調に進んでいるが、蛍光色素で標識したニューロンのマイクロダイセクション法による回収が機器のトラブルもあり、メドが経っていない状況である。平成25年度は、平成24年度にサンプリングできなかった残りの4個体のサンプリングにまずは努める。サンプリングした脳組織から大脳新皮質を中心に12領野からRNAおよびDNAを抽出し、トランスクリプトームおよびメチローム解析用のライブラリーを順次作製し、次世代シーケンサーによる配列解読を行う。それに加えて、ニューロン種単位のオミックス解析を精力的に進める。マイクロダイセクション法を用いた細胞あるいは一部の組織の回収は順調に進んでおり、サンプルの採取自体は問題なく行えている。顕微鏡と蛍光色素の相性を考えるなどの改良を加えて蛍光標識された複数タイプのニューロンの回収および微量DNA/RNAの抽出を行う。抽出されたDNA/RNAを用いて次世代シーケンサー用のライブラリーを作製し、配列解読およびトランスクリプトーム解析・エピゲノム解析を行う。平成24年度中にサンプリングを終えられなかった個体が4個体あり、それらの個体からの核酸の抽出、次世代シーケンサーライブラリーの作製、次世代シーケンサー

配列解読のための試薬代を平成24年度から平成25年度へ繰越を行った。また、マイクロダイセクション法によるオミックス解析に関しては、実際にパイロット実験を終え、ニューロンからの核酸の抽出、次世代シーケンサーライブラリの作製、次世代シーケンサー配列解読のための試薬を支出予定である。具体的な金額として、次世代シーケンサーライブラリー作製・配列解読用試薬として100万円、逆行性トレーサー試薬として10万円、マイクロダイセクション用試薬として20万円、微量DNA/RNA抽出試薬として20万円を見込んでいる。
ショウジョウバエ感覚神経細胞の誕生からネットワーク形成まで

ショウジョウバエの末梢感覚器官は一層の上皮細胞組織から誕生し、その場に応じた誘導を受け、機械感覚器や化学感覚器へと分化する。ショウジョウバエの翅前縁部にある味覚受容器は、一本の感覚毛の基部に5種類の感覚神経細胞の細胞体が存在し、それぞれ特異的な機能を担っていると考えられている。本研究では、エンハンサートラップ法を利用することにより、味覚神経細胞に特異的にレポーターを発現する系統を167系統単離した。これらのうち、129系統で、トラップしている遺伝子(候補)を同定した。これらエンハンサートラップ系統をマーカーとして用いることによって、5種類の味覚神経細胞の識別を行った。その結果、#15,#39,#47系統の発現を基に、5種類の神経細胞を完全に識別することができた。さらに約30系統のエンハンサートラップ系統のマーカー発現を、5種類の神経細胞に対応付けすることができた。また、hid,grm,rprなど細胞死誘導因子を発現することにより、選択的に一部の神経細胞を除去する実験系を構築することができた。これら実験系を電気生理学的な手法と組み合わせることにより、個々の味覚神経細胞の機能をより詳細に解析することが今後期待される。我々が味覚関連遺伝子として以前単離したdefective proboscisextension response(dpr)は、Ig-domainを2個もつ膜タンパク質をコードしている。これまでに我々は、Dprに構造上類似のタンパク質がゲノム上に20種類あることを見いだしている。これらIg-domainタンパク質の機能解析を行った結果、Dpr-1,Dpr-2,Dpr-3は何れもホモフィリックな接着活性を持つ膜タンパク質であることが明らかとなった。これらは、味覚神経細胞での発現が認められることから、Dprファミリー分子は味覚神経の機能に特に重要な機能を持つことが推測さる。我々は、これまでにショウジョウバエ翅、脚に存在する味覚器に特異的に発現するエンハンサートラップ系統を167系統独自に単離した。そのうち、129系統に関してInverse-PCR法によりP因子挿入部位が判明した。現在これらのエンハンサートラップ系統を利用した5種類の神経細胞の完全識別を試みている。当初の予想に反して、レポーター遺伝子の発現は、遺伝子量に依存して変化することが判明したが、#15,#39,#47という少数の系統を用いて、レポーター遺伝子の発現のレベルを指標に神経細胞を完全に識別することができた。これらの結果は、当初目的の一つに挙げた、GAL4を用いた細胞特異的除去実験は、現時点では難しいことを示している。これらの結果は、遺伝子の多くは我々の予想に反して、個々の味覚神経細胞を識別できるほど高い細胞特異性を持たないということを示唆しているのかもしれない。もう一つの可能性は、現在用いているエンハンサートラップの仕組み自体に問題があり、神経細胞に於いて少数の細胞での遺伝子発現をトラップすることが出来ていないということである。我々は、この点を検証すべく、現在のエンハンサートラップベクターの改変を行っている。具体的には神経細胞のマーカーであるelav, msiの転写開始点、および、3'-UTRを持ったエンハンサートラップベクターを構築して、トランスジェニック系統そ作製している。現在、それらのトランスジェニック系統を用いた発現解析を進めている。
メタファと距離を利用したイメージ情報の生成・解釈メカニズムの解明

主要な成果である「イメージ情報の分かりやすさの解明」「イメージ情報の解釈課程の解明」について概要を記す。・イメージ情報の分かりやすさの解明:概念伝達手段としてのイメージ情報の分かりやすさを解明するために、それらが結びつき得る指示対象の範囲とそれぞれの結びつきの強さを求めた。携帯電話の絵文字から選定した204個の絵文字を材料に指示対象を収集し、絵文字と指示対象の関係(メタファ)に着目した分類を施した。また、指示対象と絵文字のペアを提出し、結びつきの強さを求める実験を行った。この結果、30種類に分類された関係に関し、分かりやすさの順位付けを行うことができた。・イメージ情報の解釈課程の解明:30種類に分類された関係のうち、指示対象が多い7関係につき、イメージ情報と指示対象間の関係判定に要する反応時間を測定した。イメージ情報と対比的に言語を刺激とした反応時間も共に測定し、7関係のいずれにおいても、刺激がイメージ情報の場合に反応時間が短いことを実証した。指示対象の生成に用いられる比喩の種類別の考察では、提喩に属する諸関係の反応時間が短く、比喩に属する関係の反応時間の長さが目立った。換喩を用いた諸関係の分かりやすさを律する条件を、反応時間の長短をもとに考察し、次の3点が重要であることが分かった。1)空間的処理を必要としないこと。「時」のように、関係判定において知覚的シミュレーションを必要としない関係は反応時間が短く、分かりやすい。2)触覚的身体感覚を持つこと。行為と結びついた関係、特に道具のような身体と結びついた触覚的な感覚として長期記憶に貯蔵されるような関係は分かりやすい。3)強い隣接関係を持つこと。「部分・全体」のようにイメージ情報と指示対象との関係が内包関係にあるもの、また「内容物」のように両者の接触面が大きいものは強い隣接関係を持つことができ、分かりやすい関係となる。主要な成果である「イメージ情報の分かりやすさの解明」「イメージ情報の解釈過程の解明」について概要を記す。・イメージ情報の分かりやすさの解明思考伝達手段としてのイメージ情報の分かりやすさを解明するために、それらが結びつき得る指示対象の範囲とそれぞれの結びつきの強さを求めることとした。このために、携帯電話の絵文字から選定した204個の絵文字を材料に図の指示対象を収集した。収集された指示対象は延べ7451個であった。回答者数が2名以上であった指示対象987個と絵文字202個のペアを対象に、結びつきの強さを求めた。大学生52名を対象とした5段階の評定尺度法による実験の結果を、指示対象と絵文字の図との関係により30種類に分類した。分類には、隠喩・提喩・換喩に3分類される比喩の観点を生かした。この結果、イメージ情報の意味として分かりやすいのは、イメージ情報と指示対象の意味が等しい"図標"の他には、カテゴリー概念を利用した"上位"、図が指示対象の表す行為の対象や道具であるもの、また"部分・全体"、"内容物"、"場所"のような空間的隣接性を利用した関係であることが分かった。・イメージ情報の解釈過程の解明絵文字の図の意味を文字で提出し、それぞれの図について収集した指示対象との距離を測定した。図と指示対象の距離と対照させることにより、イメージ情報処理メカニズムの特徴を見出すことを目的としている。

先の実験を経験していない大学生52名を対象に、図の概念が具象物である322個の指示対象と図の意味のペアを材料として両者の距離を5段階で評定させた。この結果、時・属性・場所・主体などに分類される意味と指示対象の距離は、意味を語(文字)で提出した方が、距離が近いと評価された。これに対し、上位・因果関係などは意味を図(イメージ情報)で提出した方が指示対象との距離が近く感じられることが分かった。主要な成果である「イメージ情報の分かりやすさの解明」「イメージ情報の解釈課程の解明」について概要を記す。・イメージ情報の分かりやすさの解明:概念伝達手段としてのイメージ情報の分かりやすさを解明するために、それらが結びつき得る指示対象の範囲とそれぞれの結びつきの強さを求めた。携帯電話の絵文字から選定した204個の絵文字を材料に指示対象を収集し、絵文字と指示対象の関係(メタファ)に着目した分類を施した。また、指示対象と絵文字のペアを提出し、結びつきの強さを求める実験を行った。この結果、30種類に分類された関係に関し、分かりやすさの順位付けを行うことができた。・イメージ情報の解釈課程の解明:30種類に分類された関係のうち、指示対象が多い7関係につき、イメージ情報と指示対象間の関係判定に要する反応時間を測定した。イメージ情報と対比的に言語を刺激とした反応時間も共に測定し、7関係のいずれにおいても、刺激がイメージ情報の場合に反応時間が短いことを実証した。指示対象の生成に用いられる比喩の種類別の考察では、提喩に属する諸関係の反応時間が短く、比喩に属する関係の反応時間の長さが目立った。換喩を用いた諸関係の分かりやすさを律する条件を、反応時間の長短をもとに考察し、次の3点が重要であることが分かった。1)空間的処理を必要としないこと。「時」のように、関係判定において知覚的シミュレーションを必要としない関係は反応時間が短く、分かりやすい。2)触覚的身体感覚を持つこと。行為と結びついた関係、特に道具のような身体と結びついた触覚的な感覚として長期記憶に貯蔵されるような関係は分かりやすい。3)強い隣接関係を持つこと。「部分・全体」のようにイメージ情報と指示対象との関係が内包関係にあるもの、また「内容物」のように両者の接触面が大きいものは強い隣接関係を持つことができ、分かりやすい関係となる。
放射性化合物を用いた植物代謝物の寿命と動態の解析

植物根から分泌される代謝物は、光合成産物の1040%を占める。しかし、土壌間隔の影響や、微生物による分解の理解が困難であるために、土壌で植物代謝物がどのような挙動を示すのか明らかとなっていない。複雑な土壌での生物間コミュニケーションを解明するためには、植物由来代謝物の正確な動態評価が必須である。本研究ではダイズのイソフラボンとコーヒーノキのカフェインを用いて植物代謝物の寿命と動態を解析した。ダイズのイソフラボン分泌が生育過程によって大きく変動すること、イソフラボンの寿命は形態により大きく異なることを明らかにした。またカフェインがTricoderma属菌の活性を上昇させることを明らかにした。植物は根から土壌中に代謝物を分泌し、その量は光合成産物の1040%を占める。これらの代謝物は土壌生態系での生物間コミュニケーションに重要な役割を担うとされるが、その実態は未解明の部分が多い。本研究では、植物代謝物の寿命と動態を明らかにすることを目的とした。本年度は水耕栽培ダイズを用いて根圏への代謝物の分泌を生育過程を通じて測定した。その結果、栄養生長期に二次代謝産物(フラボノイド等)の分泌活性が高いことが明らかになった。栄養生長期に分泌関連の遺伝子発現が上昇することが見出されたが、土壌環境下でも同様の発現上昇が認められ、生育段階による調節が重要な役割を担うことが示唆された。また、土壌中からの代謝物抽出条件を検討した後、フラボノイドの分解速度を解析した。既報の文献と半減期の値が大きく異なることが多く、土壌の化学性や微生物の違いによってフラボノイドの半減期が異なることが示唆された。そのため、次年度は土壌の分析も併せて行い、土壌の特性と関連付けて植物代謝物の寿命と動態、特に分解産物についての解析を進めることとした。放射性化合物を抽出するために最適な栽培条件を調べた。水耕栽培のダイズを用いた場合には化合物の注入効率が悪いことが分かったため、同じマメ科のモデル植物であるミヤコグサを利用することとした。ミヤコグサの根粒感染及び菌根感染系条件はすでに確立しており、次年度はミヤコグサを用いて放射性化合物を用いた実験を推進することとした。本研究では、植物代謝物の根圏での寿命と動態明らかにすることを目的とした。ダイズから分泌されるイソフラボノイドの半減期を測定し、アグリコンと配糖体での半減期に大きな差があることを明らかにした。また、イソフラボノイドの分解は土壌微生物によるもので、土壌によって大きな差があることを示した。また、ダイズ根からのイソフラボノイド分泌は成長段階によって、量的及び質的に大きく変動することを明らかにした。放射性化合物を用いた実験により、光合成産物の各組織及び根圏への分配量を推定した。さらに、コーヒーノキ根から分泌されるカフェインに、Tricoderma属菌の抗菌活性を高める効果があることを見出した。研究目的の達成に向けて、水耕栽培系での実験や土壌からの抽出等、計画に従って進捗している。一部、放射性化合物を利用した実験で計画よりも遅れている部分もあるが、実験系を確立できたため当初予定の実験も含めて平成27年度に実施することが可能であると考えている。環境農学概ね順調に進展しているので、研究計画に従って推進する。水耕栽培の系ではダイズだけでなく、ミヤコグサを活用することで、特に放射性化合物を用いた実験を重点的に行う。特に、根粒菌や菌根菌感染条件での代謝物の動態の把握を進める。されに、土壌中での代謝物の寿命と動態を解析する際に、26年度の研究で課題として見出された土壌の化学性や微生物の解析についても併せて進める。平成27年度は最終年度であるため、学会発表を行うとともに、速やかに論文化を進める。予定していた量の放射性化合物の購入を見送ったことによる。放射性化合物を購入し計画に沿った研究を遂行する。
室温以上で安定な低分子系有機ガラスの開発とガラスからの緩和過程の解明

室温以上で安定な低分子系有機ガラスは、新しい物質群として、基礎・応用の両面から興味深い。われわれはこれまでに、starburst分子と名付けた一連のπ電子系物質群を設計・合成し、これらが室温以上で安定なガラスを容易に形成することを明らかにするとともに、ガラス状態における光・電子物性の解明、ガラス状態からの緩和過程の解明ならびに光・電子デバイスへの応用に関する研究を行っている。本研究では、さらに新規な低分子系有機ガラスの創出とガラスからの緩和過程の解明を目指して、以下の研究を行った。(ii)1が、その溶融状態を放冷するだけで、室温以上のガラス転移温度(38°C)を有するガラスを容易に形成することを、示差走査熱量測定、X線回折測定、偏光顕微鏡観察により明らかにした。(iii)1の単結晶のX線結晶構造解析を行い、1が結晶内で非平面構造をとっていることならびにチオフェン環部分がほぼN-C単結合のまわりに180°回転したdisorder構造をとっていることを明らかにし、分子構造とガラス形成能との相関について知見を得た。(vi)1が、ガラスを形成するほかに熱履歴により異なる結晶形態をとるpolymorphismを示すことを明らかにするとともに、熱力学的非平衡状態であるガラスを昇温していくときの融解-結晶化をともなう相転移の様子を明らかにした。
睡眠時無呼吸症候群患者のCPAP療法継続のためのサポートプログラムの開発

睡眠時無呼吸症候群の治療のCPAP療法継続のサポートプログラム作成の示唆を得ることを目的とし、SAS患者80名を対象に使用前、1週間後、1ヶ月、3ヵ月後において自記式質問紙調査を行った。精神的負担感と使用日数、使用日数と継続プラス要因、使用時間と継続マイナス要因に相関がみられた。またソーシャルサポートが継続を支えるために重要であることが明らかとなった。これらのことからサポートプログラムには患者の思いの表出を促すインタビューによる介入、生活の中での問題点の洗い出し、本人だけでなく家族を含めた1週間程度の早期における介入の必要性が示唆された。【方法】nCPAP療法を開始した睡眠時無呼吸症候群(以下OSAHSと示す)患者に対し、使用前と1週間後、1ヵ月後の症状の変化、使用時間、ソーシャルサポートについて自記式質問紙調査を行った。対象者はA病院を受診しOSASと診断され、2007年11月2008年3月にnCPAP療法を開始し、調査協力の得られた名94名とした(回収率62.4%)。【結果】平均使用時間は5.4±0.9時間であり良好であった。また、nCPAP治療前と1週間後の症状は有意に改善していた。ソーシャルサポートの点数は治療前43±7.8(mean±SD)点に比べ、1週間後は50.6±11.2点で有意に上昇していた。使用前の症状と使用時間(p=0.521)および、ソーシャルサポートと使用時間には相関はみられなかった(p=0.321)。今回の研究では、nCPAP療法によって有意に症状が改善し、1週間後には、ソーシャルサポートが上昇していることが分かった。慢性疾患の治療継続にはソーシャルサポートを得ることが重要であるといわれている。1週間という短期間におけるソーシャルサポートの変化の要因は何であるのか、ソーシャルサポートが使用時間の向上にどのように影響するのかについて検討を重ねていくことが、継続支援への示唆が得られるのではないかと考える。【方法】nCPAP療法を開始したOSAS患者で研究に同意を得られた80名を対象とし、導入1週間における症状の変化、使用時間、ソーシャルサポート、セルフエフィカシーについての自記式質問紙調査を行った。【対象者の属性】年齢52.1±15.7歳、AHI51.6±18.0回/時間、BMI26.7±3.3kg/m^2、1週間後におけるnCPAP使用状況は5.4±12時間/日、6.4±12日/週であった。【結果】使用前と1週間後では, 1週間後に主観的な症状の度合いとセルフエフィカシー、ソーシャルサポートが有意に上昇していた。また、使用日数と継続プラス要因、継続マイナス要因と生活変容の度合い、nCPAPへの信頼と使用日数、ソーシャルサポートとnCPAPへの信頼に相関がみられた。使用時間と継続マイナス要因、精神的負担感の強さと使用日数に負の相関がみられた。【考察】使用時間の長さには、継続マイナス要因が影響していることが分かった。マイナス要因によって日々の使用時間が短くなり、治療効果が実感できないことが予想される。そのため、マイナス要因の一つ一つについて、個別に関わっていく必要があると思われる。また、生活変容の度合いが強いことと、継続マイナス要因に相関がみられた。これらは継続を障害する大きな要因であると考えられるため、導入1週間以内にマイナス要因について関わっていくことが必要である。本人が感知できていない生活の中でのプラスの要因を引き出していくことやnCPAP療法の効果を伝え、本人が効果を実感できるような働きかけを早期から考えていくことが重要である。nCPAPへの信頼とソーシャルサポートに相関が見られた。また、使用前と1週間後においてソーシャルサポート、セルフエフィカシーが有意に上昇していたことから、nCPAP療法を始めることで変化する家族や職場に対する介入を含めたサポートプログラムを早期に行うことが重要なのではないかと考える。
可溶性ポリマー担持試薬を用いる環境調和型新規合成反応の開発

新規な可溶性ポリマー担持化合物を調整し、様々な反応に応用することに成功した。具体的には、PEG担持TEMPOによる酸化反応、PEG担持カルボン酸エステルの酵素加水分解、及び、PEG担持カルボン酸によるアルコール捕捉である。これらに用いたPEG担持化合物は、回収再利用可能であり、環境調和型反応として有用である。また、PEG担持ホスフィンによる光延反応を達成することはできなかったが、ポリスチレン担持ホスフィンを用いる新規手法の開発に成功した。本研究では、反応試薬をポリマー、特に可溶性ポリマーに担持させることで、回収・再使用容易な環境調和型反応を開発するのが目的である。ターゲットとしては、酸化試薬とホスフィン試薬を視野に入れ、今年度はまず、試薬の合成・構造解析と、それを用いた反応を試みることを目指した。酸化試薬としては、TEMPOを選択し、様々な手法により可溶性ポリマーであるPEGに担持させることを試みた。その結果、コハク酸をスペーサーとしてエステル結合により担持する手法と、クリック反応によりトリアジン環をリンカーとして担持する手法により、目的とするPEG担持試薬を合成することに成功した。どちらの手法も極めて容易な手順で目的物を得ることができた。また、分子量の異なるPEGを用いることで複数の試薬を合成した。このようにして合成した試薬は、^1H NMR,^<13>C NMR,及びESI-TOFMSにより構造決定し、間違いなく担持試薬が構築されていることを確認することができた。また、担持体の純度を算出する方法も確立することができた。得られた試薬をPEG担持TEMPOを用いて、オキソンを再酸化剤とした反応を試みたところ、第一級、第二級アルコールを効率的に酸化することに成功した。今後、反応条件等を最適化する予定である。一方、ポリマー担持ホスフィンの合成も行った。PEGを担体とし、クリック反応を用いて試薬の合成を試みることで、目的とするPEG担持ホスフィンを効率的に合成することができた。得られた試薬を用いて、光学活性な1,2-ジオールモノトシラート体に対して光延反応を試みたが、残念ながら、反応はほとんど進行しなかった。それに対し、市販のポリスチレン担持ホスフィンを用いた場合には、立体反転を伴ったアセチル化が進行することがわかった。これにより、反応の後処理が容易な反応系を構築することに成功した。本研究では、反応試薬を可溶性ポリマーに担持させ、回収・再使用容易な環境調和型反応を開発するのが目的である。昨年度までに試薬の合成法を確立することができたので、合成試薬を用いて反応を試みることを目指した。ターゲットとしては、(1)TEMPOを酸化剤とした酸化反応の検討、(2)可溶性担持ポリマーを基質とした酵素加水分解、および、(3)可溶性ポリマー担持試薬によるアルコールの捕捉反応である。まず、TEMPOを酸化剤として、コハク酸をスペーサーとしてエステル結合により担持したものと、クリック反応によりトリアジン環をリンカーとして担持したものを用いてアルコールの酸化反応を試みた。その結果、塩化メチレン或いはBTFを溶媒として、オキソンを再酸化剤とした反応により、第一・二級アルコールを効率的に酸化することに成功した。また、使用した酸化剤は容易に再利用することができた。次に、ラセミの第二級アルコールを、コハク酸をスペーサーとしてエステル結合させてPEGと結合した化合物を基質とし、酵素加水分解を行った。その結果、このような化合物は多くのリパーゼにより加水分解された。そして、Novozyme435を用いると、高エナンチオ選択性で反応が進行し、光学活性体が得られることがわかった。また、スペーサーの構造が反応性、エナンチオ選択性に大きな影響を与えることを明らかにした。通常アセチル体を酵素的光学分割した際、生成物の分離操作に手間や多くの有機溶媒が必要になる。そこで、酵素反応後の生成混合物に対し、カルボキシル基を導入したPEG誘導体を用いてアルコールだけをあらかじめ回収分離する手法の構築を試みた。その結果、通常のエステル化の条件においてPEG誘導体がアルコールを立体保持で捕捉し、生成物の分離が可能であることを見いだした。また、光延反応の条件下で反応を行うと、立体反転で捕捉することもできた。昨年度までに可溶性ポリマー担持試薬の合成法をある程度確立することができ、又、実際にいくつかの試薬をこうちくすることができた。そこで、可溶性ポリマー担持試薬の可能性を探るために、新たな可溶性ポリマー担持試薬め合成と、応用反応の最適化を目指した。具体的には、(1)ABNO誘導体を担持した新規酸化剤の合成、および、(2)可溶性ポリマー担持試薬によるアルコールの立体反転反応の条件検討である。

まず、従来用いてきたTEMPOよりも高い酸化活性を有する9-azabicyclo[3.3.1]nonaneN-oxyl(ABNO)誘導体を担持した酸化剤の合成に着手した。アセトンジカルボン酸にグルタルアルデヒドとベンジルアミンを縮合させた化合物に対し、3工程の変換を行った後、水酸基を含むABNO誘導体を合成した。これとPEGとのカップリング法を種々検討した後、末端をカルボキシル基で修飾したPEGとのカップリングにより、PEG担持ABNOを合成することに成功した。この新規酸化剤は、従来のPEG担持TEMPOよりも短時間で第一級、第二級アルコールを酸化することができた。通常アセチル体を酵素的に光学分割した際、最終的にはアセチル体とアルコール体を分離しなければならず、この分離操作に手間や多くの有機溶媒が必要になる。そこで、酵素反応後の生成混合物に対し、末端にカルボキシル基を導入したPEG誘導体による光延反応の条件下で反応を行うと、立体反転で捕捉することができる。この反応を精査したところ、試薬の当量が反応の完結には重要な役割を有していることがわかった。また、反応で捕捉したアルコールは、容易に回収でき、使用した修飾PEGも再利用できた。
近似的メカニズムによるマッチングマーケットデザインの新手法

マッチングメカニズムは価格制度に頼らない新しい資源配分の方法として近年実用化が進んでいる。本研究は、新しい手法のメカニズムを設計し、マッチングメカニズムの適用範囲を広げることを目的とした。これまで応用が進んでいなかったタイプのマッチング環境の数理的性質を、数値シミュレーションと理論的方法を併用して分析し、いくつかの理論的な結果を得た。一例としては、望ましいメカニズムの利用可能性の判定に要する計算量について有用な結果を得た。これは国際学会で報告された。本研究の目的は非2部のマッチング環境で機能するマッチングメカニズムの設計・提案である。このようなメカニズムを実装できれば、現実社会における多様な資源配分問題に応用ができる。しかし、非2部マッチング環境では、ほとんどの場合、完全に機能するメカニズムを得ることができない。したがって、本研究では近似的に機能するメカニズムの構築を目指す。そのために、計算機でのシミュレーションと純粋理論的手法をインタラクティブに用いるのが本研究の特徴である。平成21年度においては、新しいメカニズムの構築の理論的な洞察を得るため、1部マッチング環境におけるある種の確率過程(myopic blocking dynamics)を数値シミュレーションによって分析した。これは田中章氏(北海道大学情報科学研究科)の協力に下に行われた。その結果から、この確率過程の吸収状態について注目すべき性質を予想できた。さらにこの性質を理論的に分析しその数学的証明を得た。目下この結果をより広汎なマッチング環境へと一般化するための理論的研究を継続中である。さらに「提携形成問題」と呼ばれる一般的なマッチング環境におけるメカニズム設計について、以前からの研究結果に改善を行った。これはメカニズムが「各提携レベルの満場一致原則」(coalitional unanimity)なる自然な要請を満足することの含意を特徴づけたものであり、非2部マッチング環境における新しいメカニズムの構築に重要な洞察を与える。この結果は2点の論文にまとめられたのち専門学術誌に投稿され、現在審査中である。そこで、本研究では近似的に機能する「新手法」のメカニズムの構築を目指す。そのために計算機でのシミュレーションと純粋理論的手法をインタラクティブに用いるのが本研究の特徴である。前年度においては、基礎的な洞察を得るための数値シミュレーションを行ったが、平成22年度はこの結果を踏まえ理論的究明を進めた。具体的には以下の通りである:1.マッチング環境におけるある確率過程(myopic blocking dynamics)の吸収状態について、シミュレーション結果から前年度の時点で予想を得ていたが、この数学的証明に取組んだ。証明は現時点で未完成であるが、近いうちに発表できるであろう。2.以前からの研究結果に改善を行った。この結果は旧来の手法の限界を示し、新手法のあり方に洞察を与えるものである。これはゲーム理論の専門誌International Journal of Game Theoryに小改訂の条件付で掲載が受理された。近日中に正式に受理される運びである。3.望ましいメカニズムの利用可能性の判定に要する計算量について理論的な結果を得た。これは新手法の有効性を評価するのに有用な結果である。この結果は9月にドイツで開催された国際学会で口頭報告された。なお、研究は研究協力者の協力のもとに行われた。特に田中章(北海道大学)からは前年度に引続き大きな協力を得た。
花粉症に対する初期療法の分子メカニズムの解明

スギ花粉症患者において、ヒスタミンH_1受容体拮抗薬による初期療法群は無治療群と比べ、くしゃみ、水様性鼻汁などのアレルギー性鼻炎症状が抑制され、同時にその鼻粘膜のヒスタミンH1受容体遺伝子発現が抑制された。花粉症に対するヒスタミンH_1受容体拮抗薬による初期療法の分子メカニズムとして、鼻粘膜におけるヒスタミンH_1受容体遺伝子発現の亢進を抑制し、効果を発現することが示唆された。ヒスタミンH1受容体拮抗薬による花粉症の初期療法のメカニズムの一つとして、ヒスタミンH1受容体遺伝子発現のupregulationの抑制機構の解明を目的とする。花粉症における最も重要なケミカルメディエーターはヒスタミンであり、ヒスタミンH_1受容体は症状発現に深く関与している。ヒスタミンH_1受容体は単にヒスタミンのシグナルを細胞内に伝達するのみならず、受容体自身がシグナルの調節機構に関与している。スギ花粉症患者からスギ花粉飛散期に経時的に鼻粘膜サンプルを収集し、そのアレルギー性鼻炎症状とヒスタミンH_1受容体mRNA発現を定量的リアルタイムPCRにて測定した。ピーク時以前よりヒスタミンH_1受容体拮抗薬を服用した症例を初期療法群、無治療でピーク時に来院した症例を無治療群としてアレルギー性鼻炎症状とヒスタミンH_1受容体mRNA発現との相関を解析した。スギ花粉症患者において、ヒスタミンH_1受容体拮抗薬による初期療法群は無治療群と比べ、くしゃみ、水様性鼻汁などのアレルギー性鼻炎症状が抑制され、同時にその鼻粘膜サンプルはヒスタミンH_1受容体遺伝子発現が抑制されていた。本研究においては、さらに多くの花粉症患者から花粉飛散期に経時的にサンプルを収集することで、初期療法の分子メカニズムの解明が期待される。H_1R拮抗薬を用いた花粉症に対する初期療法は臨床的に有効性が証明されているが、H_1R拮抗楽のslow-onset effectは推測の域を出ない。また、欧米ではいまだに初期療法が広く認知されていない。その理由の一つとして、初期療法の作用機序が不明な点があげられる。H_1Rのupregulation機構に関しては、最近になって研究が進んできた分野であり、in vivoでの研究はほとんど報告されていない。このことからアレルギー性鼻炎の病態の解明、新たな治療法の開発の基礎データになることが期待される。ヒスタミンH1受容体拮抗薬を用いた花粉症の初期療法の分子メカニズムを明らかにするため、ヒスタミンH1受容体拮抗薬の初期療法は、鼻粘膜におけるヒスタミンH1受容体遺伝子発現のup-regulationを抑制し、発症後の投与よりも有効であるという作業仮説をたてた。本研究では、我々が開発したヒトの鼻粘膜のヒスタミンH1受容体mRNAを低侵襲で繰り返し測定できるシステムを用いた。スギ花粉症患者の鼻粘膜をスギ花粉飛散時期に経時的にスパーテルで擦過採取し、ヒスタミンH1受容体の遺伝子発現の定量的検討をリアルタイムPCRにて測定した。同時にアレルギー性鼻炎症状を重症度分類を用いスコア化した。初期療法群は無治療群と比べ、くしゃみ、水様性鼻汁などのアレルギー性鼻炎症状が抑制されていた。また、初期療法群は無治療群と比べ、鼻粘膜のヒスタミンH1受容体遺伝子発現が抑制されていた。さらに、アレルギー性鼻炎症状とヒスタミンH1受容体遺伝子発現レベルとの相関を解析し、正の相関を認めた。すなわち、鼻粘膜のヒスタミンH1受容体mRNA発現が高いとアレルギー性鼻炎症状が悪化し、ヒスタミンH1受容体拮抗薬を用いた初期療法により鼻粘膜のヒスタミンH1受容体mRNA発現が低下すると、アレルギー性鼻炎症状が軽快することを意味していた。このことから、ヒスタミンH1受容体遺伝子はアレルギー疾患感受性遺伝子の一つであると考えられた。以上より、ヒスタミンH1受容体拮抗薬を用いた初期療法は、ヒスタミンH1受容体のブロッカーとしてヒスタミンシグナル伝達を抑制するだけでなく、アレルギー疾患感受性遺伝子であるヒスタミンH1受容体の遺伝子発現の亢進を抑制することにより、より強くその効果を発現している分子メカニズムを明らかにすることができた。今後、アレルギー疾患感受性遺伝子をターゲットとした新しい抗アレルギー薬の開発がスギ花粉症の新たな治療戦略へ発展することが期待される。
新しい動脈硬化指標の開発と健康予測への応用に関する研究

動脈硬化症の進展状況を健康診断情報の中で的確に把握し、生活様式の中の発症危険度についてさらに詳細に適切に予測する方法を確立したいと考えた。私共は、新しい動脈硬化指標として、結合組織代謝の血清マーカー、血清type【III】procollagen peptide(P【III】P)および血清laminin値を取り上げ、また尿中hydroxyproline(HYP)基礎排泄量について検討を行った。血清マーカーは早朝空腹時採血とした。尿中HYP基礎排泄量については、食事の影響をどう排除するか、公衆衛生活動に便なる採尿方法を確立した。これに基づいて、人間ドック受診者121名(男84名、女37名)および糖尿病性合併症がなく肝機能異常を認めない男子糖尿病患者28名の計149名を対象に検討した。動脈硬化の有無は眼底検査により、一部心電図所見でのST、Tの虚血性変化の有所見者とした。血清総コレステロール値および血清トリグリセリド値は、動脈硬化所見との一定の傾向を示さなかった。尿中HYP基礎排泄量は、30歳代よりは40歳代、40歳代よりは50歳代で高値で、以後漸減した。動脈硬化の有無とは相関しなかった。血清P【III】P値は、男子の高年齢層で僅かに高い傾向を示した。しかし動脈硬化所見との関連は認められなかった。血清laminin値は、男女とも高年齢層で高値の傾向を示した。動脈硬化所見との関連では、各年代とも、動脈硬化所見の認められた群で高値を示す傾向にあった。血清laminin値は、男子において、年齢、血清総コレステロール値、血清トリグリセリド値との間に有意な正の相関が見られた。血清lami-nin値が、1.2単位未満であれば、まず動脈硬化所見はなく、1.5単位以上であれば動脈硬化ありと考えられた。以上から、血清laminin値は動脈硬化指標として、さらに検討する価値があることが判明した。さらに、経過を追ってcorhort studyを行うことにより、血清lamanin値が動脈硬化指標として有用であるかを明らかにしたい。