hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
誘電体液体中の荷電種の輸送・反応過程

1.液体アルケン中の電子移動度μの測定1-ペンテン,シクロヘキセン,2-メチル2-ブテン,2,3-ジメチル2-ブテン中のμを温度080°C,圧力13,000barの範囲で測定した。μの値(cm^2/Vs)は1-ペンテンと2-メチル2-ブテンでは温度に依らず圧力と共に一様に減少し,前者で0.25-0.02,後者で5-20であった。シクロヘキセンと2,3-ジメチル2-ブテン中のμは複雑な圧力依存性を示し,特に後者では0°Cから8から12まで増加する。このような圧力依存性の違いは,等温圧縮率χの大きさの違いに起因し,χ値の大きい1-ペンテン等では電子局在化による媒質の電縮が局在化電子の作る空洞の体積を上まわるのに対して、χ値の小さいシクロヘキセン等ではその逆が起こるためと考えられる。2.超臨界流体中の電子移動度μの測定エタン中のμを温度33-47°C,圧力40-120barの範囲で測定した。μは圧力増加と共に指数関数的に減少するが,各温度で圧縮率極大となる圧力付近で極小を通る。臨界点に近い33°C,48bar付近で極小は最も著しい。極小付近のμ値の大きさ(50-100cm^2/Vs)から過剰電子は準自由状態にあることは明らかであるから,この極小は密度揺らぎによる散乱の極大の結果である。3.電子付着反応速度の測定超臨界エタン中でNO,CO_2,C_2F_4について測定した。CO_2について,ブルックヘブン国立研究所のレーザー電子線加速器からの10ピコ秒パルス照射により電子付着-,離脱反応速度を測定できたが,NO,C_2F_4についてはこのパルス幅でも離脱反応を観測できなかった。CO_2について付着-脱離平衡定数を温度・圧力の関数として決定,ΔG_r,反応体積変化ΔV_rを,NO,C_2F_4について付着反応に対する活性化体積ΔVa^*を求めた。CO_2に対するΔVr値は圧縮可能連続体モデル(Compressible Continuum Model)により求めた理論値と良い一致を示すが,NO,C_2F_4の場合のΔVa^*は理論値のおよそ半分で,活性錯合体がRydberg状態に近く大きいためと,周辺の媒質が十分緩和していないことを示すものと思われる。なお測定の一部にブルックヘブン国立研究所の加速器を使用した。本年度の研究実施計画は装置の立ち上げである.1.試料精製用真空ラインの構築・調整

一部ssパイプ,パックレスバルブ(ベロウズシール)使用の真空ラインの構築.金属管構造部分は,10^<-7>torr以下の高真空を得るにはリ-クディテクターによる漏洩箇所検出が必要不可欠で,ディテクター・インディケーターを購入(本体は別途購入)して使用した.炭化水素高純度精製のためPall社製Gas Kleen・フィルタを購入,ラインに組み込んだ.2.圧力トランスデューサー(別途購入)を組み込んだ耐圧測定用セルを設計,工作中である.超臨界流体中で圧力依存性を中心に測定するので,試料の圧力を精密に決定する必要があるためである。3.別途購入したオッシロスコープにGPIBインターフェースを装着,現有パソコンと接続・調整した.研究実施計画の超臨界流体エタン中の移動度・反応速度の測定を行った.1.試料精製エタンは、高真空ライン中で,低温トラップによる水分の除去後,Pall-GasKleenフィルターを通して精製した.電子反応性溶質として使用する二酸化炭素は,高純度>99.997%(巴商会)のものをそのまま用いた.2.電子シグナル測定紫外光照射によって光電効果法で,電極から電子をエタン流体中に注入した.紫外光パルス幅及び強度の関係から,反応によるシグナル減衰は解析が困難のため,高い電場をかけてドリフト時間を測定して移動度を求めた.3.電子付着反応CO_<2+e>【double half arrows】CO_2^-の平衡定数Kの決定2-状態法によれば、CO_2存在下に測定された移動度μは,純エタン中の移動度μ_0との関係にあり,移動度の比から平衡定数Kを求めた.この方法で求めた平衡定数は、国際学術研究-共同研究により,ピコ秒X線パルス照射を利用したシグナル減衰から直接決定したk_d,k_aによる平衡定数の値と良く一致する4.平衡定数Kの圧力変化平衡定数Kは,臨界圧付近で急激に増加する.-RTd(lnK)/dP=ΔVrとして導かれる反応体積変化ΔVrは著しく負で大きい.これは生成するCO_2^-イオンによる媒質の電縮が原因で,臨界領域における等温圧縮率の極大によるものと解釈される.1.研究実施計画(1)液体アルケン中の電子移動度μの測定アルケン:1-ペンテン,シクロヘキセン,2-メチル-2-ブテン,2,3-ジメチル-2-ブテン中のμを圧力13000bar,温度080°Cの範囲で測定した。μ(cm^2/Vs)は1-ペンテンと2-メチル-2-ブテンでは圧力と共にどの温度でも一様に減少するが,その大きさは前者で0.020.25,後者では25であった。一方,シクロヘキセンと2,3-ジメチル-2-ブテン中のμの圧力依存性は複雑で,特に0°Cの2,3-ジメチル-2-ブテン中ではμは圧力上昇と共に8から12まで増加する。このようなμの圧力依存性の顕著な違いは,シクロヘキセンと2,3-ジメチル-2-ブテンの等温圧縮率Xが1-ペンテンの値に比べて小さく,従って電子局在化による液体の電縮の効果が局在電子の存在する空洞の体積を下まわるため,即ち局在化は体積増加を伴うため,圧カ上昇は電子の準自由化(μ増加)を促進するが,X値が大きいペンテンでは電縮が優勢で局在化が体積減少をもたらすからと解釈される。2.研究実施計画(2)電子付着反応速度定数kaの決定超臨界エタン中でC_2F_4+e^-→C_2F^-_4のkaを測定した。逆反応の速度定数は3347°C,40140barの範囲で測定できなかった。Kaの大きさは10^910^<11>M^<-1>s^<-1>でCO_2,NOの中間の値である。Kaは臨界圧付近(80bar)で急激に増加する。活性化体積も著しく負で大きい。臨界領域における等温圧縮率の極大による電縮の効果によるものと解釈される。
シェーグレン症候群発症におけるマクロファージの重要性

自然免疫においてマクロファージは代表的な貪食細胞であるが、近年、マクロファージの活性化状態には多様性があり、炎症誘導性のM1マクロファージや組織修復や免疫抑制を誘導して炎症を終結させるM2マクロファージ等が存在することが明らかになってきた。しかし自己免疫疾患におけるマクロファージの役割を明らかにした報告は少ない。本研究では、シェーグレン症候群(SS)モデルマウスを用いて、マクロファージの動態を詳細に検討し、SS発症へのマクロファージの関与を明らかにすることを目的とした。その結果、唾液腺には少なくとも2種類のマクロファージが存在することを見出し、それぞれ異なる機能を有していることを明らかにした。SS発症に伴い、末梢血経由で唾液腺に移動してくる骨髄由来マクロファージと組織在住型のマクロファージが存在すると思われ、貪食能力等は組織在住型マクロファージの方が高いことがわかった。これらの唾液腺マクロファージからSS発症に伴って産生されるケモカイン・サイトカインの一つとしてCCL22を同定した。さらにSSモデルマウスへの抗CCL22抗体投与によってシェーグレン症候群病態が改善することが確認された。マクロファージやリンパ球の唾液腺への浸潤阻止を目的としたSS特異的な治療法の開発の可能性が示されたと考えている。本研究は、SSのみならず他の自己免疫疾患や慢性炎症に起因する疾患に応用できると考えられ、多くの慢性炎症疾患の治療法開発に繋がることを期待している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。SSモデルマウスを使用して、SSの標的臓器である唾液腺組織中のマクロファージの動態を解析し、これまでにSS発症に呼応して標的臓器の唾液腺中にF4/80陽性マクロファージが増加することを見出した。さらにSS発症マウスにおいてM1マクロファージが増加することを確認している。病態の進行とともに唾液腺に増加するマクロファージが骨髄由来のマクロファージであることは、SSモデルマウスに骨髄由来単球を移入することによって確認しているが、浸潤してきたマクロファージのマーカーや機能についてさらに詳細に検討する必要があると考えている。またマクロファージを誘導するメカニズムを解析するために、浸潤してきたマクロファージのケモカイン受容体の発現、病態に応じた唾液腺組織でのケモカイン発現をマイクロアレイ等を利用して詳細に検討する。多くの組織において恒常性維持のためにマクロファージは存在するが、組織によっては血中の単球が浸潤してくるのではなく、常在のマクロファージがその機能を担っている(肝臓のクッパー細胞等)。唾液腺にも常在マクロファージが存在するのではないかと考え、健常マウスの唾液腺マクロファージを解析したところ、上述の浸潤マクロファージとは異なる分化マーカーを示すマクロファージの存在を見出している。これら2種類の唾液腺マクロファージの病態への関与を解析し、マクロファージを中心としたサイトカイン・ケモカインネットークを明らかにすることができれば、唾液腺導管周囲の種々の免疫担当細胞の浸潤・集積メカニズムを知ることができると期待している。SSモデルマウスの唾液腺におけるマクロファージの動態を解析し、病態に応じてマクロファージの数が増加することを明らかにした。また一般的なM1、M2マクロファージマーカーでは、その分類が難しかったが、CD206及びMHC ClassII、iNOS等のマーカーとCD11b発現の強弱により分類可能であることを見出した。しかしこれらのマーカーによる分類が、M1、M2に対応するかは、検討の余地がある。これらのマーカーを使用して、唾液腺マクロファージをそれぞれ分離し、それぞれの細胞集団のケモカインやケモカイン受容体発現をPCR-arrayにより解析した結果、それぞれのマクロファージが産生するケモカインは大きく異なっていることがわかった。PCR-arrayで差があったケモカイン及びその受容体についての発現は、定量PCRにより確認済みである。従って、これらのマクロファージから産生されるケモカインの病態に応じた発現とT細胞浸潤を対応させて解析しようと考えている。上述のそれぞれのマクロファージが産生するケモカインに大きな差あったという結果は、それぞれの集団の機能も異なっていると考えられ、現在、その機能や病態に応じた発現を解析中である。また解析中ではあるが、健常マウスの唾液腺には導管周囲に常在マクロファージが存在し、上述のどちらかのマクロファージ集団が常在マクロファージではないかと考えている。それぞれのマクロファージの病態発症への関与を明らかにし、病態発症におけるマクロファージの重要性という新たの方向性からSS発症機序解明に貢献できると考えている。SSモデルマウスを使用して、SSの標的臓器である唾液腺組織中のマクロファージの動態を解析し、SS発症に呼応して標的臓器の唾液腺中にF4/80陽性マクロファージが増加することを見出した。多くの組織において恒常性維持の重要な機能(アポトーシス細胞の貪食・除去等)をマクロファージは担っているが、組織によっては血中の単球が浸潤してくるのではなく、組織常在のマクロファージがその機能を担っている(肝臓のクッパー細胞等)。そこで唾液腺にも常在マクロファージが存在するのではないかと考え、健常マウスの唾液腺マクロファージを解析したところ、浸潤マクロファージとは異なる分化マーカーを示すマクロファージの存在を見出した(F4/80+CD11bhigh)。一方でSS発症初期や炎症に応じて骨髄から唾液腺に浸潤してくるマクロファージはF4/80+CD11blowであった。

そこでこれら2種類の唾液腺マクロファージの貪食能を解析したところ、F4/80+CD11bhighの唾液腺常在型マクロファージの方がより強い貪食能を示すことが明らかとなった。また唾液腺マクロファージがSS病態に応じて産生するケモカインやケモカイン受容体の発現をPCR-アレイを用いて検討したところ、F4/80+CD11bhighの唾液腺常在型マクロファージがF4/80+CD11blowのマクロファージに比較して非常に多くのケモカインを産生していることが判明した。それらの中で最も発現比が高かったCCL22ケモカインに注目して解析する。抗CCL22抗体やCCL22阻害剤投与による病態改善を目指す予定である。マクロファージを中心としたサイトカイン・ケモカインネットワークを明らかにすることができれば、唾液腺導管周囲の種々の免疫担当細胞の浸潤・集積メカニズムを知ることができると期待している。SSモデルマウスの唾液腺におけるマクロファージの動態を解析し、病態に応じてマクロファージの数が増加することを明らかにしてきた。また唾液腺には少なくとも2種類のマクロファージが存在し、一般的なM1、M2マクロファージマーカーでは、その分類が難しかったが、CD206及びMHC ClassII、iNOS等のマーカーとCD11b発現の強弱により分類可能であることを見出した。その結果、唾液腺常在で貪食能が高いマクロファージはF4/80+CD11bhigh、病態発症初期に骨髄から浸潤してくるマクロファージはF4/80+CD11blowであることを利用して精製することが可能となった。これらのマーカーを使用して、唾液腺マクロファージをそれぞれ分離し、それぞれの細胞集団のケモカインやケモカイン受容体発現をPCR-アレイにより解析した結果、F4/80+CD11bhighの唾液腺常在型マクロファージがF4/80+CD11blowのマクロファージに比較して非常に多くのケモカインを産生していることが判明した。それらの中で最も発現比が高かったCCL22ケモカインに注目した。SSモデルマウスの脾臓や頸部リンパ節のT細胞はCCL22の受容体であるCCR4をコントロールマウスよりも強く発現しており、またCCL22に対する遊走能もSSモデルマウスにおいて高かった。またこれらT細胞はCCL22シグナルを受け取ることによってIFN-γ産生やTh1型転写因子(T-bet)の発現が高くなることも確認した。今後さらに、マクロファージから産生されるケモカインの病態に応じた発現とT細胞浸潤を対応させて詳細に解析しようと考えている。それぞれのマクロファージの病態発症への関与を明らかにし、病態発症におけるマクロファージの重要性という新たの方向性からSS発症機序解明に貢献できると考えている。自然免疫においてマクロファージは代表的な貪食細胞であるが、近年、マクロファージの活性化状態には多様性があり、炎症誘導性のM1マクロファージや組織修復や免疫抑制を誘導して炎症を終結させるM2マクロファージ等が存在することが明らかになってきた。しかし自己免疫疾患におけるマクロファージの役割を明らかにした報告は少ない。
新規合成レチノイドFenretinideによる神経芽腫のアポトーシスの機序の解明

【目的】Fenretinide(FR)は、神経芽腫(NB)細胞にアポトーシスを誘導し、臨床応用が期待されている新規合成レチノイドであるが、その作用機序はまだ完全に解明されていない。近年、薬剤誘導性アポトーシスにおいて、細胞内ストレスシグナル伝達路であるJNK(c-Jun N-terminal kinase)およびp38 MAPK (mitogen-activated protein kinase)が重要な役割を果たすことが明らかになってきた。本研究ではこれまで、NB細胞株において、FRが活性酸素種(ROS)依存性にJNKおよびp38 MAPKシグナル路を持続的に活性化し、その後にアポトーシスが起こることを明らかにした。そこで、FRによるアポトーシスにおける、JNK, p38 MAPKシグナル路の役割について、さらに詳細な検討を試みた。【方法】当施設で樹立されたヒトNB細胞株KP-N-TKを、JNK特異的阻害剤SP600125またはp38 MAPK特異的阻害剤SB203580で前処置し、その後にFR処理した。これら阻害剤がFRによるアポトーシスを抑制するかを検討した。【結果】SP600125およびSB203580で前処置すると、位相差顕微鏡での観察において、FRによるアポトーシスが、対照と比べ抑制されていた。【考案・結論】JNK, p38 MAPKシグナル路が、ROSの下流でFRによるアポトーシスを誘導していると考えられた。今後はRNA interferenceを用いたJNK, p38 MAPK機能阻害を行い、さらに検討を行う予定である。最近、ストレス応答性シグナル伝達路であるJNK,p38 MAPKシグナル路の持続的活性化とアポトーシスとの関連が注目されている。そこで、NB細胞株において、FRによるストレスシグナルの活性化について検討した。【方法】当施設で樹立されたヒトNB細胞株のうち、FR感受性株としてKP-N-TKを、耐性株として、KP-N-TKをFR存在下で培養して樹立したKP-N-TK(FR-R)株とKP-N-SIFAを用いた。これらを10μMのFR存在下で培養した際のアポトーシスをTUNEL法とWestern blot法(WB)によるcaspase活性化で評価した。細胞内活性酸素種(ROS)の経時的変化を、蛍光色素であるCM-H2DCFDAを負荷したフローサイトメトリーで検討した。WBにて、JNK,p38 MAPKの燐酸化を検討した。【考案・結論】FR感受性NB細胞株では、FRによるROS依存性のJNK,p38 MAPK持続的活性化が、アポトーシスと関連していることが示唆された。一方、FR耐性NB細胞株では、FR存在下でもこのシグナル伝達が生じておらず、このことがFR耐性と関連していると考えられた。
ヒトＬＡG３陽性制御性Ｔ細胞の制御性活性と抗体産生抑制能の解析

我々はヒト新規制御性T細胞(Treg)LAG3+Tregを同定した。ヒトLAG3+Tregは、IL-10を高産生し、B細胞による抗体産生を抑制し、B細胞のアポトーシスを誘導し、ヒト化マウスにおける免疫反応を生体内で抑制した。ヒトLAG3+TregはIL-10産生制御性T細胞(Tr1)と考えられるが、ヒト二次リンパ組織におけるTr1が同定されたのは本研究が初めてである。我々は、ヒトLAG3+Tregが関節リウマチ患者の末梢血で健常人より少なく、加療により増加することも確認した。現在、ヒトPBMCにおけるLAG3+Tregが関節リウマチの加療によって増加する機序を明らかにしつつある。我々の研究室(以下当研究室)では、マウス新規制御性T細胞(Treg)としてLAG3+Tregを同定した。LAG3+Tregは転写因子Egr-2を特徴的に発現し、炎症性腸疾患やループス腎炎のモデルで治療効果を発揮する。我々は、ヒト扁桃の解析からLAG3+Tregがヒトでも存在することを明らかとした。ヒトLAG3+Tregは、IL-10を高産生し、濾胞性ヘルパーT細胞によるB細胞活性化と抗体産生を試験管内で抑制することが明らかとなった。また、本細胞群はヒト化マウスの移植片対宿主病(GVHD)を生体内で抑制した。その作用機序については、細胞接触因子が重要であることを明らかにし、阻害抗体の実験から、PD-L1/PD-1系が重要であることが明らかとなった。続いて我々は、ヒトLAG3+Tregを末梢血でも同定し、扁桃のLAG3+Tregと同様の性質をもつことを明らかにした。そして我々は、ヒトLAG3+Tregが、自己免疫性疾患患者の末梢血中で健常人より有意に減少していることを明らかにし、LAG3+Tregは自己免疫疾患を抑制する細胞集団と考えられた。今後は、本細胞群がB細胞の抗体産生をいかに抑制するかを明らかにすることに注力する方針としている。また、本細胞集団の試験管内・生体内での誘導条件を各種サイトカインや薬剤により検討し、本細胞を誘導し自己免疫疾患の治療に役立つ可能性を模索する方針である。LAG3+Tregは転写因子Egr-2で規定され、炎症性腸疾患やループス腎炎のモデルで治療効果を発揮する。我々は、ヒト扁桃の解析からLAG3+Tregがヒトでも存在することを明らかにした。またマイクロアレイ解析から、LAG3+Tregは扁桃腺中の新規細胞集団であることが示唆された。ヒトLAG3+Tregは、IL-10を高産生し、濾胞性ヘルパーT細胞によるB細胞活性化と抗体産生を試験管内で抑制し、またLAG3+TregはB細胞のアポトーシスを誘導していることも明らかとなった。作用機序においては、細胞接触因子が重要であることを明らかにし、阻害抗体の実験から、PD-1/PD-L1系が重要であることが明らかとなった。LAG3+TregはIL-10産生制御性T細胞(Tr1)と考えられるが、ヒト二次リンパ組織におけるTr1が同定されたのは本研究が初めてである。現在論文投稿中である。続いて我々は、ヒトLAG3+Tregを末梢血単核球(PBMC)でも同定し、扁桃のLAG3+Tregと同様のTr1の性質をもつことを明らかにした。特に疾患活動性の高い関節リウマチ患者のPBMCでヒトLAG3+Tregが低く、加療により増加することが明らかとなった。LAG3+Tregは自己免疫疾患を抑制する細胞集団と考えられた。本研究の結果の一部は、マウスの結果と併せてNature Communicationsに掲載された(Nat Commun. 2015;6:6329.)。現在、ヒトPBMCにおけるLAG3+Tregが関節リウマチの加療によって増加する機序を明らかにしており、その結果について論文投稿準備中である。免疫学まず我々は、マウスLAG3+Tregを制御する転写因子Egr2と同じファミリーにあるEgr3についての解析を行い、本転写因子を大量に認める分画は、ヒト扁桃においてLAG3+Tregとは異なる分画に認めることを明らかとした(J Immunol. 2013;191:2351)。

我々はこの解析の過程で、ヒト扁桃にLAG3+T細胞が存在することを発見し、遺伝子発現プロファイルもマウスLAG3+Tregと相同性が高いことを明らかとした。そして、本細胞はIL-10を高産生し、濾胞性ヘルパーT細胞によるB細胞活性化と抗体産生を試験管内で抑制することを明らかにした。また、ヒト化マウスの移植片対宿主病(GVHD)を生体内で抑えることも明らかとした。その作用機序については、細胞接触因子が重要であり、また阻害抗体の実験から、PD-L1/PD-1系が重要であることを明らかとし、その成果を学会発表した(2013年12月11日第42回日本免疫学会)。現在その研究成果について論文投稿中である。我々は、ヒトLAG3+Tregを末梢血でも同定し、IL-10産生を高産生し、B細胞の抗体産生抑制能があることを明らかにした。また、ヒトLAG3+TregはT細胞に対する制御性活性は非常に弱いことが明らかとなった。そして我々は、関節リウマチ患者と健常人の末梢血を解析し、関節リウマチ患者では本分画が減少していることを明らかにし、その成果について学会発表した(2014年4月26日第58回日本リウマチ学会学術集会)。我々は、ヒトLAG3+Tregを扁桃・末梢血で同定し、基本的な機能解析と作用機序について明らかにしてきた。また、自己免疫疾患患者での解析を開始している。我々は、その解析を更に進める予定である。本細胞群の、TCR刺激後のサイトカイン産生や遺伝子発現について、サスペンションアレイ・細胞内染色・ELISA・定量的PCRを行い、実際に抗原に遭遇した段階での性質を解析する。ヒトにおける抗体産生抑制にPD-L1とFasが独立して寄与していた場合には、B細胞上のPD-1とFasLを同時に刺激することで、強力な抗体産生抑制効果を得る新たな治療法となる可能性がある。そこでB細胞をIL-6, IL-21,抗CD40抗体で刺激することで抗体産生を誘導する実験系において(PNAS.2011;108:3701)、PD-L1-FcとFas-Fcを様々な濃度の組み合わせで加えて、抗体産生抑制がみられるか検討する。また、本細胞集団の生体内における影響を実験するために、免疫不全NOGマウスを用いてヒトLAG3+Tregが欠損した状態や過剰な環境を作成し、生体内の免疫環境への影響を解析する。ヒトLAG3+Tregが抗体産生抑制に強力な作用を持つことが明らかになった場合、本細胞を誘導することで、自己免疫疾患の治療に役立つ可能性が考えられる。そのため、本細胞の試験管内・生体内での誘導条件を各種サイトカインや薬剤により検索することとしている。
末梢神経牽引損傷に関する基礎的研究

【目的】腕神経叢への軽度の牽引負荷は、明らかな運動・知覚麻痺は認めないが、頚部から上肢にかけての疼痛やシビレ感を引き起こす。この病態を解明することを目的とする。【方法】創外固定器を用いてラット大腿骨を10%及び20%延長することで坐骨神経を間接的に牽引し、それによって生じる神経内逆行性軸索輸送の変化をWGA-HRPを用いて調べた。またラット上肢を牽引(1N6N)する事で腕神経叢を間接的に牽引し、SEP、MEPでの伝導障害の回復過程と、EBAを用いた神経内血管透過性の変化、及び神経内浮腫について調べた。【結果】WGA-HRP陽性脊髄前核細胞数は対照群で150.6±29.8細胞、10%延長群で155.4%±28.9細胞、20%延長群で69.6±16.6細胞であり、20%群では対照群に比べ有意に低下していた。逆行性軸索内輸送指数は対照群で100.1±4.0%、10%延長群で97.3±5.8%、20%延長群で43.2±8.4%であり、20%群では対照群、10%群に比べ有意に低下していた。10%群と20%群の神経伸張率は各々5.7±1.1%、11.1%±1.0%であった。SEPとMEPの潜時は、負荷6N群では4日後まで有意に遅延した。神経内血管透過性については腕神経叢trunkでは2N以上、rootでは4N以上の牽引負荷でEBAの血管外漏出を認めた。組織学的には4N以上の牽引負荷で2日後、4日後に腕神経叢に浮腫を認めた。【考察】約11%といった直接的な神経損傷を受けない程度の比較的軽微な神経牽引伸張にて神経内逆行性軸索輸送は傷害され、この結果神経機能不全に陥ると考えられる。また、EBAの漏出は神経内膜の防御機構の破綻を意味し、神経内浮腫の原因となり、神経内膜組織圧が上昇するため伝導傷害の回復が遷延するものと考えられる。[目的]伸張による末梢神経障害は、臨床上重要な神経障害の一つであるが、軸索内輸送障害の有無及びその関与については明らかではない。研究の目的は、末梢神経の伸張が逆行性軸索内輸送に及ぼす影響を解明することにある。[方法]Wistar系ラットの坐骨神経を創外固定器を用いて間接的に急性伸張した。左側を伸張側、右側を対照側とした。骨延長量は大腿骨原長の0%(sham群),10%(10%群),20%(20%群)とし、各群の坐骨神経伸張率を測定した。逆行性軸索内輸送能は、horseradish peroxidase conjugated with wheat germ agglutinin (WGA-HRP)を両側の前脛骨筋内に注入し、48時間後に標識される脊髄前角細胞の総数として評価した。神経内血流量は水素クリアランス法を用いて測定し、機械的損傷の程度は組織学的に検討した。

[結果]神経伸張率は10%群,20%群各々平均6%,11%であった。対照側に対する伸張側のWGA-HRP陽性脊髄前角細胞数は、sham群,10%群,20%群各々平均101%,97%,43%であり、20%群で有意に減少した。同様に、神経内血流量は、各々平均101%,93%,50%であり、20%群で有意に低下した。組織学的には20%群で神経内膜の浮腫を認めたが、神経軸索、内膜、周膜の断裂や変性は観察されなかった。[結論]陽性細胞数の減少は、11%の神経伸張により一部の運動神経細胞の逆行性軸索内輸送が障害され、前脛骨筋支配の運動神経細胞群の輸送能が低下したことを示している。20%群において神経内血流量の低下と陽性細胞数の減少が同時に観察され、血流障害は逆行性軸索内輸送障害を起こす一つの因子であると考えられた。組織学的に機械的損傷の影響が認められず、血流障害は機械的損傷より逆行性軸索内輸送を障害する重要な因子であることが示唆された。【目的】腕神経叢への軽度の牽引負荷は、明らかな運動・知覚麻痺は認めないが、頚部から上肢にかけての疼痛やシビレ感を引き起こす。この病態を解明することを目的とする。【方法】創外固定器を用いてラット大腿骨を10%及び20%延長することで坐骨神経を間接的に牽引し、それによって生じる神経内逆行性軸索輸送の変化をWGA-HRPを用いて調べた。またラット上肢を牽引(1N6N)する事で腕神経叢を間接的に牽引し、SEP、MEPでの伝導障害の回復過程と、EBAを用いた神経内血管透過性の変化、及び神経内浮腫について調べた。【結果】WGA-HRP陽性脊髄前核細胞数は対照群で150.6±29.8細胞、10%延長群で155.4±28.9細胞、20%延長群で69.6±16.6細胞であり、20%群では対照群に比べ有意に低下していた。逆行性軸索内輸送指数は対照群で100.1±4.0%、10%延長群で97.3±5.8%、20%延長群で43.2±8.4%であり、20%群では対照群、10%群に比べ有意に低下していた。10%群と20%群の神経伸張率は各々5.7±1.1%、11.1±1.0%であった。SEPとMEPの潜時は、負荷6N群では4日後まで有意に遅延した。神経内血管透過性については腕神経叢trunkでは2N以上、rootでは4N以上の牽引負荷でEBAの血管外漏出を認めた。組織学的には4N以上の牽引負荷で2日後、4日後に腕神経叢に浮腫を認めた。【考察】約11%といった直接的な神経損傷を受けない程度の比較的軽微な神経牽引伸張にて神経内逆行性軸索輸送は傷害され、この結果神経機能不全に陥ると考えられる。また、EBAの漏出は神経内膜の防御機構の破綻を意味し、神経内浮腫の原因となり、神経内膜組織圧が上昇するため伝導障害の回復が遷延するものと考えられる。
プラズマ先進活用による新素材グラフェンの創製と新奇機能創出への挑戦

シリコン基板上への高品質グラフェン直接合成法を開発することに成功した.拡散プラズマを利用して,シリコン基板表面に薄膜状に堆積させたニッケル内部の炭素拡散を促進させることで,ニッケルとシリコン基板界面に高品質グラフェンを直接合成することを実現した.また,同様の拡散プラズマを利用することで,グラフェンエッジのみに選択的に窒素原子をドーピングすることに成功した.これにより,グラフェンの電気伝導特性をp型からn型に自在に制御する手法を確立したシリコン基板上への高品質グラフェン直接合成法を開発することに成功した.拡散プラズマを利用して,シリコン基板表面に薄膜状に堆積させたニッケル内部の炭素拡散を促進させることで,ニッケルとシリコン基板界面に高品質グラフェンを直接合成することを実現した.また,同様の拡散プラズマを利用することで,グラフェンエッジのみに選択的に窒素原子をドーピングすることに成功した.これにより,グラフェンの電気伝導特性をp型からn型に自在に制御する手法を確立したプラズマ先進活用による新素材グラフェンの創製と新奇機能創出の各段階初年度計画に基づき,以下の成果が得られた.1.広い圧力範囲での反応性プラズマ生成が可能であり,かつプラズマCVDと熱CVDの比較が可能な電気炉付き広気圧領域高周波プラズマ発生装置の設計と製作を完了した.2.新たに製作した上記CVD装置を利用して,まず熱CVDによるグラフェン成長を試みた.その結果,メタン/水素の混合ガスを利用することにより,ニッケル薄膜上にグラフェンを成長させることに成功した.ラマン分光分析結果から,メタンと水素の混合ガス比を変化させることで,グラフェン層数をある程度制御可能であること,また成長温度がグラフェンの結晶性に大きな影響を与えるパラメータであることをそれぞれ明らかとした.3.ソフトヘリコンプラズマ装置を利用したグラフェン成長制御に関して,まずヘリコン波放電プラズマ装置を利用したカーボンナノウォール成長を様々な組成,形状の基板上にて行った.その結果,炭素系薄膜にカーボンナノウォール成長を促進する触媒作用が存在すること,及びあらかじめ基板上に存在する凹凸がカーボンナノウォールの核生成を促すことをそれぞれ明らかとし,基板種,表面構造を制御することによりカーボンナノウォールを空間選択的に形成できることを見出した.4.形成したカーボンナノウォールを溶媒中に単層分散処理した後,基板上に塗布し,その単層カーボンナノウォール構造を原子間力顕微鏡により精密に測定した.その結果,カーボンナノウォールが数十数百ナノメートルの大きさのナノグラフェンの集合体により構成されていることが判明した.また,各ナノグラフェンが接合する領域に大きな構造ひずみが観測され,これがカーボンナノウォール構造特有のうねりを生じている原因であることを明らかとした.プラズマ先進活用による新素材グラフェンの創製と新奇機能創出の各段階二年度計画に基づき,以下の成果が得られた.1.熱CVDとプラズマCVDによるグラフェン合成実験が同一配位下で行うことが可能な,広気圧領域RFプラズマCVD装置を用いて,グラフェン合成におけるプラズマ効果の解明を行った.その結果,熱CVDではグラフェン合成に975度の高温状態が必要であるのに対し,プラズマCVDを用いることで625度まで合成温度の低温化が可能であることが明らかとなった.これはプラズマ中の高エネルギー電子により原料ガスの解離が促進されたことに由来すると考えられる.合成したグラフェン構造をラマン分光分析の空間マッピングにより評価すると,熱CVD合成の場合に比べ,プラズマCVDを用いた場合,個々のグラフェン結晶の大きさが小さくなることが判明した.これはプラズマ中に多量に存在する原子状水素により,グラフェンエッジのダングリングボンドが終端され二次元平面方向の成長が抑制された結果によるものと思われる.2.グラフェンの電気伝導特性制御に向けて,アンモニアプラズマを用いた室温下でのグラフェンエッジ選択修飾を試みた.その結果,プラズマ条件を最適化することで,グラフェンのエッジのみに選択的に窒素含有ラジカルを修飾することに成功した.さらに,エッジ修飾グランフェンの電気伝導特性を測定した結果,電荷中性点(ディラックポイント)がゲート電圧における負方向に大きくシフトすることが判明した.これは,エッジ選択修飾により,グラフェンに対して電子がドーピングされたことによるものと説明できる.プラズマ先進活用による新素材グラフェンの創製と新奇機能創出の最終年度計画に基づき,以下の成果が得られた.1.前年度までに確立した電気炉融合型高周波プラズマCVD装置を利用して,シリコン基板上へのグラフェンの直接合成を行った.従来の方法ではグラフェン合成はニッケル,銅等の金属表面でのみ合成が可能であったが,本プロジェクトの最終目的である新素材グラフェンのデバイス応用には,シリコン酸化膜に代表される絶縁基板上への直接合成が必要不可欠であった.そこで,グラフェン合成に触媒として働くニッケル薄膜の膜厚を精密制御した結果,従来のニッケル表面ではなく,ニッケルと支持基板界面で合成されることを見出した.この技術を応用して,シリコン酸化膜上に膜厚制御したニッケル触媒を配置しプラズマCVDを行うことで,ニッケルとシリコン基板界面への高品質グラフェンの合成を実現し,さらに上部のニッケル薄膜を化学的手法によりエッチングすることで,シリコン基板上へ高品質グラフェンの直接合成に成功した.2.上記のグラフェン直接合成時に,反応性ガスを添加することで,グラフェンの電気伝導特性タイプをp型からn型へ自在に制御することに成功した.これは,反応性ガスとしてアンモニアを利用し,グラフェン中に窒素原子をドーピングすることで窒素がキャリアドーパントとして働いたことに由来すると考えられる.
グループワーク支援の基盤となる統一的ネゴシエーションモデル

今年度は、昨年度までのグループワークにおける議論モデル、意思決定モデル、ソフトウェアプロセスモデルなどのマクロ的な対象における成果に加えて、大量データからの知識獲得、ルール獲得を中心とした研究成果を積み上げ、その支援系への理論的枠組みを提示することができた。昨年度からの継続としては、マルチエージェント環境を想定したサッカーシミュレーション(RoboCup委員会において世界規模で規格化されている)における実時間制御にもとづく実装化と学習アルゴリズムの開発、それによる協調動作への影響などについてのまとめを行なった。また、これも昨年度から始めたものであるが、知識獲得、ルール獲得に向けてのアプローチの中で、次の2点に関してその基礎的な成果をまとめることができた。1.ペトリネットにおけるネットインバリアントの考え方を利用して、ルールベース検証アルゴリズムの開発を行なった。これにより、ネットインバリアントのみの解釈で、ルールベース内でのルール構造とエラー構造の解釈が可能となった。2.データベースからの効率的な知識獲得を阻害する要因である属性間の相関の強い事例に対しても頑健な決定木生成アルゴリズムを、論理式に対する論理最小アルゴリズムを応用して、比較的少ない計算量で実現することができた。これらは、本研究テーマを開始した平成8年の時点での注目点であった「コミュニケーション」部分から、さらにそれらの基盤でもある「個別の知識表現とその理解」という部分への変遷してきた中での研究成果である。今後の展開としては、これらを統合した学習システムへと発展させていくことを検討している。コンピュータによる強調作業支援(Computer Supported Cooperative Work)を想定しながら,主としてその理論的な基盤そのもの,また特定の分野に限定せずに,それらの応用について,その可能性を追求している.今年度は,理論的アプローチとして,統合交渉プロトコルとしてZlotkinらにより提案されているゲーム理論にもとづくモデルに対して,その拡張をはかった。すなわち,2エージェントでの協調的問題解決における交渉可能性の尺度である「交渉領域」を,そのとりまく状況に応じて設定できるような手続の提案を行った。また,交渉解として尺度として固定されていた「Nash交渉解」以外に「Kalai-Smorodinsky交渉解」での交渉基準を提案した。これらの提案を通じて,理論的な枠組みとしての位置づけであった統合交渉モデルを,実問題に適用可能なモデルに近づけることができたと言える.また,応用的アプローチとして,人が自分自身の考え方を固めていく過程や議論を通じて集団や個人の意見を収束させていく過程に注目し,その構造モデル化のための基礎研究に加えて,グループ意志決定における発想支援や合意形成を支援していく問題を捉えた。すなわち,グループKJ法におけるラベル集めの段階で,ラベルを表現している文からキーワードを抽出し,そのキーワード間の関係を構造化することによって,参加者の共通意志や相異意志を含めたラベルの解釈にもとづく思考空間表現について提案するとともに,そのプロトタイプを開発した.さらに,これらの情報をどのように協調的問題解決を伴うグループワークに活用していくかが今後の課題である。以上の成果に加えて、現在強化学習によるマルチエージェントモデルの解析と大量データからの有効な知識獲得方法について検討を始めている.昨年度まで,Zlotkinによるゲーム理論の拡張としてのネゴシエーションモデルについての検討,KJ法とISMの融合に関する検討を行ってきた.今年度はこれらについて下記の点を検討しながら現在論文誌に投稿すべく準備中である.(1)Zlotkinモデルの拡張モデルに対して,問題解決のための意見調整における計算量,交渉基準(具体的にはナッシュ交渉解とKalai-Smorodinsky交渉解)を評価する.(2)KJ法における意見集約においてISMによるグラフ表現の有効性を検証する.今年度は,ペトリネットによる全体仕様記述から分散仕様への変換アルゴリズムについての各種検討を継続的に行うとともに,新たに機械学習・知識獲得に関わる次のようなテーマに関しての研究を行った.特に(2)(4)はグループワークを知識処理側面から支援するための基盤として位置付けた.(1)マルチエージェント環境を想定したサッカーシミュレーション(RoboCup委員会において世界規模で規格化されている)における実時間制御と強化学習アルゴリズムの開発とそれによる協調動作への影響の検討.(RoboCup97に出場)(2)大量データからの有効な知識発掘という視点からデータベースからの知識獲得における背景知識と例外的知識の取扱いについの検討.(3)アンケート調査などの頻度の付随したデータ群からの有効な規則の抽出方法について論理最小化の観点からの検討.(4)分散システムなどの解析ツールとして考えてきたペトリネットをルールベースの整合性検証のためのツールとして活用するための検討.今年度は、昨年度までのグループワークにおける議論モデル、意思決定モデル、ソフトウェアプロセスモデルなどのマクロ的な対象における成果に加えて、大量データからの知識獲得、ルール獲得を中心とした研究成果を積み上げ、その支援系への理論的枠組みを提示することができた。

これらは、本研究テーマを開始した平成8年の時点での注目点であった「コミュニケーション」部分から、さらにそれらの基盤でもある「個別の知識表現とその理解」という部分への変遷してきた中での研究成果である。今後の展開としては、これらを統合した学習システムへと発展させていくことを検討している。
マウスLRC領域遺伝子群の解析

1.KIR遺伝子をもたないと考えられてきたマウスのゲノムに、ブラストサーチでヒトのKIRと最も高い相似性を示す免疫グロブリンドメイン2個を有する遺伝子をみいだした。高い配列相似性をもったESTクローンが存在することから、X染色体上に位置する本遺伝子はタンパク質をコードしている可能性が高いが、発現組織の違いからNKレセプターとして働いている可能性は低いことが示唆された。3.LRCの位置するヒト19q13.4領域とFc receptor遺伝子群の存在するヒト1q21-q23領域がパラロガスな遺伝領域であり、これらの領域は大規模な染色体重複によって誕生したと推定されることをみいだした。
計算論的学習理論に基づくプログラム部品の再利用難易度の研究

本研究の目的は、既知のプログラム部品から新たなプログラムを作成する過程を、背景知識を用いた学習過程とみなすことにより、プログラム部品の再利用の難易度を計算論的学習理論と論理プログラミングの立場から明らかにすることにあった。論理プログラミングを用いた学習システムでは、プログラムや背景知識を述語で記述せねばならないことが、学習過程を複雑にしていることはすでに知られていた。そこで、本研究では木構造を扱うプログラムを学習対象とし、既知のプログラム部品は木構造から木構造への関数であると仮定した上で研究を開始した。この仮定は多くの結果を産み出すとともに、今後の論理プログラミングを用いた学習システムに関する展望を与えるものとなった。論理プログラミングでは既知のプログラム部品である関数を等式論理を用いて拡張単一化として扱う。計算論的学習理論では、生成すべき新たなプログラムの候補数と、各候補が目的の仕様を満たしているかどうかを検証する計算量の評価が持内となる。そこで、等式論理にいくつかの条件を与えることにより両者の評価を与え、効率的に学習(生成)可能なプログラムのクラスを与えた。その途中で、関数を論理プログラミングで表現すればML言語で用いられる多層型とみなせることに気づき、実際に両者の共通点を示した。そして、型付き論理プログラミングによる学習手法を考案し、その正当性を証明した。また、本研究費で購入したワークステーションを用いて実働システムを構成し、学習アルゴリズムの実装的検証を行ない、計算量上の問題点を整理し、アルゴリズムの改良を行なった。また、型を正則な木関係と見なした場合に既存の学習手法が適用可能であるかどうかを検証し、適用可能な場合の条件を与えることに成功した。本研究を通じて、学習におけるプログラム部品(既知知識)と型理論の関係が非常に重要であることが判明した。そこで今後は型情報を学習に利用する研究を展開してゆく計画である。
肝細胞の脂肪化におけるレチノイン酸X受容体の役割とその治療応用に関する検討

PPARgammaヘテロ欠損マウス、LXRalpha欠損マウス、LXRbeta欠損マウス、LXRalpha/LXRbeta欠損マウス、野生型マウスを用い、steatosis・steatohepatitisモデルは、1)高脂肪食投与、2)慢性エタノール投与、3)ob/obマウス(レプチン受容体欠損マウス)との交配、により、各々作成中である。PPAR gamma agonistであるPioglitazoneが、肝細胞のc-Met signalingを活性化することによりラットアルコール性肝障害・脂肪肝を改善させることを我々は明らかとした(Tomita et al. Gastroenterology 2004)。また、併せて我々は、fa/fa rat(レプチン受容体欠損ラット)を用いた検討を行い、レプチンシグナル欠損状態によりアルコール性肝障害に易感受性となり、それが、stress-response proteinであるメタロチオネインの発現誘導の抑制によるものであることを明らかとした(Tomita et al. Am J physiol Gastrointest Liver Physiol 2004)。一方で、マウス非アルコール性脂肪性肝炎モデルを用いて、核内受容体シグナルの下流に位置する、TNF/TNFreceptorシグナルの欠損が、肝臓の線維化を抑制することを示した(Tomita et al. Gut 2006)。AMPKactivatorであるAICARが、マウス脂肪性肝炎の病態を改善することも、明らかとした(Tomita et al. Alcohol Clin Exp Res 2005)。我々は、肝細胞の脂肪化におけるRXRの役割を検討する上で、RXRとheterodimerを形成するPPARgammaに注目し、PPARgamma agonistであるピオグリタゾンを用いた検討をまず始めに行った。5週令のSD系雄性ラットをエタノール投与群、エタノール+ピオグリタゾン投与群、コントロール群の3群に分け、各群間で同カロリーの食餌を摂取するようfeedingを施行した。エタノール飼料投与はLieberらの方法に準じて施行し、ピオグリタゾンは10mg/kg/dayを胃管にて連日投与し、計6週間のfeedingを施行した。その結果、エタノール投与により著明な脂肪肝が惹起されたが、ピオグリタゾン投与により劇的に改善した。Hepatocyte growthfactor (HGF)受容体であるc-Metの肝臓における発現レベルは、慢性エタノール投与により減弱したが、ピオグリタゾン投与により発現の増加を認めた。培養肝細胞を用いた検討により、肝細胞における、このHGF/c-Met signalingの活性化が、apoB levelの増加、sterol regulatory element binding protein (SREBP)-1cおよびstearoyl-CoA desaturase (SCD) levelの減少を介し、肝細胞の脂肪化を抑制することが明らかとなった。そしてピオグリタゾンの作用点がこのHGF/c-Met signalingを介することも明らかとなった。現在、RXR/PPAR gamma heterodimerが同様の作用機序を有するか否かを検討中である。また、非アルコール性脂肪肝モデルであるob/ob mice、fa/fa ratに対しても同様の検討を行い、肝細胞の脂肪化の共通のメカニズムに対する、ピオグリタゾンの作用点に関する検討を加えている。
ポストシリコン時代に向けたフィードバックスイッチング制御法の開発

本研究課題では,炭化珪素(SiC) MOSFETを用いた超音波モータ駆動用2相インバータを開発した.シリコンMOSFETを用いたインバータと比較して,制御性能が高く,消費電力が少なく,素子冷却装置も必要がないことが分かった.また,埋込永久磁石同期電動機制御のための不連続制御法を開発した.提案法は,SiC MOSFETを用いた3相インバータを使った実験結果により従来法と比較してエネルギー効率が高いことがわかった.本研究の目的は,炭化ケイ素(SiC)に代表される次世代半導体素子を用いる際の新たな制御法を開発することである.本年度は,目的を達成するために,SiC-MOSFETスイッチング素子を利用した超音波モータ用2相インバータを開発した.開発したインバータは低発熱かつ小さい出力歪みを達成するなど高い性能を示した.従来のシリコンMOSFETを用いた超音波モータ用インバータは発熱が大きいためヒートシンクや冷却用のファンが必要であったが,SiCインバータでは長時間動作を行っても発熱が小さく冷却用機器が必要ないことが確認できた.SiC-MOSFETはゲート駆動電圧が比較的高く,またゲート寄生容量も比較的大きいためスイッチング時のゲート電荷を効果的に引き抜くことが重要になる.本研究では,ゲート駆動回路の誘導成分が制御性能に大きな影響を与えることを明らかにできた.従来のシリコンMOSFETを用いたインバータの周波数駆動制御において,超音波モータは出力を回転角速度として1次遅れないし2次遅れでモデル化されることが多かった.これに対し,SiC-MOSFETを用いたインバータではオーバーシュートなく1サンプル時間内(100マイクロ秒未満)で定常回転角速度に整定することが確認できた.以上より従来とは異なり超音波モータのSiCインバータ制御システムにおいては,角速度を入力とみなせることを明らかにできた.超音波モータの制御性能面では,従来のシリコンMOSFETを用いたインバータでは,スイッチング素子に大きな負荷を加えるスライディングモード制御を行った際に素子が破損する事例が多く確認されたが,SiCインバータではスライディングモード制御を行った際にも安定した動作を確認することができた.以上より,SiCスイッチング素子はスイッチング制御法の設計自由度を大きく拡大することが確認できた.本研究の目的は,炭化ケイ素(SiC)に代表される次世代半導体素子を用いる際の新たな制御法を開発することである.本年度は,目的を達成するために前年度に開発した,SiC-MOSFETスイッチング素子を利用した超音波モータ用2相インバータの制御性能について研究を進めた.本年度は,開発したインバータと回路パターンが同じで,素子の入れ替えのみで実現したシリコンMOSFETを用いたインバータを用いて比較実験を行った.開発したSiCインバータはシリコンインバータと比較しては低発熱かつ小さい出力ひずみを達成するなど高い性能を示した.同じ回路パターンを用いてもシリコンMOSFETを用いた超音波用インバータは発熱が大きく冷却装置なしでは連続動作できなかったが,SiCインバータでは長時間動作を行っても発熱が小さいことが確認できた.また,SiCインバータとシリコンインバータの消費電力の比較を行い,SiCインバータの消費電力が10%小さいことが確認できた.また,制御装置に大きな負荷を与えるスライディングモード制御を連続的に使用してもSiCインバータは破損することなく動作することを確認できた一方,シリコンインバータでは電流応答が安定せず,制御性能が低下したことがわかった.本年度は,さらに永久磁石同期電動機駆動用にSiCインバータを導入して評価試験を行った.予備試験のみの結果ではあるものの,SiCの高速スイッチング性能により,これまでに申請者らが提案していた動的銅損最小化制御法における問題点であったトルク制御性能が大きく改善したことを確認できた.本研究課題では,炭化珪素(SiC) MOSFETを用いた超音波モータ駆動用2相インバータを開発した.シリコンMOSFETを用いたインバータと比較して,制御性能が高く,消費電力が少なく,素子冷却装置も必要がないことが分かった.また,埋込永久磁石同期電動機制御のための不連続制御法を開発した.提案法は,SiC MOSFETを用いた3相インバータを使った実験結果により従来法と比較してエネルギー効率が高いことがわかった.市販のSiCインバータを導入することにより,埋込永久磁石同期電動機の制御性能を調査する.また,SiCインバータの高速なスイッチング性能を活かした制御法の開発を行う.制御工学埋込永久磁石同期電動機駆動用SiCインバータを製作予定であったが,市販のSiCインバータを用いて研究を実施する.そのため,本年度はSiCインバータ導入のための予算を計上している.
転写調節因子Ifrd1を標的とする生活習慣病の新規薬物治療法開発

本年度は、主に褐色脂肪細胞におけるIfrd1とエネルギー消費との関連性について検討を行った。初めに、前駆褐色脂肪細胞を用いた解析の結果、ノルアドレナリン(NA)およびアドレナリンβ3受容体アゴニストであるCL3162431 (CL)を曝露によりIfrd1の発現が著しく上昇することが判明した。Reporter assay、ChIP assayおよび遺伝子過剰発現系の解析により、このIfrd1の発現上昇に転写因子CREBが深く関与する可能性が示唆され、さらに免疫沈降法により発現の上昇したIfrd1が転写因子Sp1と相互作用することが確認された。Ifrd1とSp1の相互作用は、寒冷刺激およびNA投与後のマウス褐色脂肪組織においても観察された。次に、Ifrd1全身欠損マウスを用いた検討を行った。CLを腹腔内に単回投与した結果、野生型に比べIgrd1欠損マウスの褐色脂肪においてエネルギー産生に関与するPrdm16およびCox5b、皮下脂肪においてPgcla, Tfam3等のmRNA発現が有意に上昇した。また、寒冷刺激により、褐色脂肪組織だけでなく皮下脂肪組織においてもIfrd1の著明な発現上昇が認められた。以上の結果から、褐色脂肪細胞において交感神経が活性化するとIfrd1の発現が上昇し、Sp1と相互作用することによりエネルギー産生関連遺伝子の発現を抑制する可能性が示唆された。この効果は、皮下脂肪組織でより観察されることから、白色脂肪細胞の褐色化に関与する可能性も考えられる。これらの結果は、Ifrd1がエネルギー代謝制御に関与する可能性を示した初めての知見である。この研究成果は、肥満とそれに起因するメタボリックシンドローム患者数増加が深刻な社会問題化している現代の先進社会において、その新たな予防および治療法確立につながる非常に意義あるものであると考えられる。(抄録なし)本年度は、主に前駆脂肪細胞株3T3-L1細胞を用いてIfrd1による脂肪細胞分化抑制メカニズムの解明を試みた。初めに、3T3-L1細胞に各種ストレスを曝露後、Ifrd1の発現を検討した。その結果、低酸素ストレスにより、Ifrd1発現の著しい上昇が確認された。次に、肥満モデルマウスから各組織を摘出し、Western blotting法によりIfrd1の発現を検討した結果、白色脂肪組織でIfrd1の発現上昇が認められた。しかしながら、褐色脂肪組織、肝臓、膵臓等の組織ではIfrd1の発現に変動は見られなかった。次に、Ifrd1を安定的に発現させた3T3-L1細胞を作製し、分化誘導後、oil red O染色および脂肪細胞分化マーカーの発現を解析した。その結果、Ifrd1安定発現3T3-L1細胞では、Controlに比べOil red Oの染色性および脂肪細胞分化マーカーの発現は有意に低下していた。そこで、脂肪細胞分化を負に制御するWnt/β-cateninシグナルに対するIfrd1の影響をLuciferase assayにより検討した結果、Ifrd1はWnt/β-cateninシグナルを増強することが判明した。また、低酸素ストレス負荷後の3T3-L1細胞および肥満モデルマウス白色脂肪組織の核画分において、Ifrd1とβ-cateninの相互作用が確認された。以上の結果より、脂肪細胞においてIfrd1は低酸素ストレスにより発現が著しく上昇し、Wnt/β-cateninシグナルを増強することにより脂肪細胞分化を抑制する可能性が示唆された。これらの研究成果は、肥満とそれに起因するメタボリックシンドローム患者数増加が深刻な社会問題化している現代の先進社会において、その新たな予防および治療法確立につながる非常に意義あるものであると考えられる。

培養細胞株を用いた実験に関しては、計画以上の成果を出すことができ、Ifrd1による白色脂肪細胞分化抑制メカニズムをある程度解明することができたから。今後は、白色脂肪細胞だけでなく、褐色脂肪細胞に発現するIfrd1のエネルギー消費との関連性についてもin vitroおよびin vivo実験系を用いて明らかにしていく。そして、肥満やメタボリックシンドロームに対する予防や治療に関する新規理論構築を目指す。(抄録なし)