hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遠隔操作型双腕ロボットマニピュレータのための修正インピーダンス制御系設計

本研究では,遠隔操作型のロボットマニピュレータが対象物を安定して把持し操作できるような制御系の設計を目指した.安価な,フォースフィードバック付きのジョイスティックを用いて操作することを検討したが,操作者の操縦を受け入れる位置や姿勢の自由度が3しかなく,反力を提示するための自由度は2しかないので,それらを補完する機能を構成した.バイラテラル型マスタースレーブシステムが十分にその理想的な機能を発揮しているならば,人間・マスタ・スレーブ・環境の閉ループにおいて人間が適当なインピーダンス作用を持つので,たとえ瞬間的にスレーブ・環境間で過度な接触力が発生したとしても,操作者がその力を低減するようにマスタを操作し,これを回避する.しかし,マスタ側の自由度が十分でなく,このようなループが成り立たないときには,スレーブ・環境の閉ループにおいて過度の接触力を緩和するようなインピーダンス特性をスレーブが持たねばならない.そのために,従来のインピーダンス制御系の構成を修正し,同一構造で「位置制御」「力制御」「インピーダンス制御」を容易に切り替えることができる「修正インピーダンス制御系」を構成した.以下の実験を通して,対象物の位置や形状のモデルの誤差に対するロバスト性を確認した.双腕で物体を持ち上げ搬送する作業実験双腕マニピュレータで物体を操作するためには左右のマニピュレータがバラバラの作業をしては強調動作ができないが,左右のアームのバランスが崩れたときには操作者のジョイスティックの片側のみに大きな接触反力が提示され,操作者は無意識のうちに左右のアームのバランスを保つように操作していた.弾性変形(曲げ)する物体を双腕で挟み込む作業実験物体の反力(角軸方向の力+モーメント)が複雑に組み合わされていることがわかった.しかしながら,使用しているジョイスティックの力の提示は2自由度しかないため,オペレータに複雑な反力を提示するには不十分であることがわかった.弾性変形する物体を挟み込み持ち上げる作業実験スレーブに姿勢の拘束を与えると過度な接触力が発生する可能性があるため,それを緩和するように,姿勢の変化に対してやわらかいコンプライアンス特性を与えるようなインピーダンス制御を行った.スレーブの自律作用のおかげで過度な接触力が発生することなく,挟み込み,持ち上げ動作が可能となった.本研究では,遠隔操作型のロボットマニピュレータが対象物を安定して把持し操作できるような制御系の設計を目指した.安価な,フォースフィードバック付きのジョイスティックを用いて操作することを検討したが,操作者の操縦を受け入れる位置や姿勢の自由度が3しかなく,反力を提示するための自由度は2しかないので,それらを補完する機能を構成した.バイラテラル型マスタースレーブシステムが十分にその理想的な機能を発揮しているならば,人間・マスタ・スレーブ・環境の閉ループにおいて人間が適当なインピーダンス作用を持つので,たとえ瞬間的にスレーブ・環境間で過度な接触力が発生したとしても,操作者がその力を低減するようにマスタを操作し,これを回避する.しかし,マスタ側の自由度が十分でなく,このようなループが成り立たないときには,スレーブ・環境の閉ループにおいて過度の接触力を緩和するようなインピーダンス特性をスレーブが持たねばならない.そのために,従来のインピーダンス制御系の構成を修正し,同一構造で「位置制御」「力制御」「インピーダンス制御」を容易に切り替えることができる「修正インピーダンス制御系」を構成した.以下の実験を通して,対象物の位置や形状のモデルの誤差に対するロバスト性を確認した.双腕で物体を持ち上げ搬送する作業実験双腕マニピュレータで物体を操作するためには左右のマニピュレータがバラバラの作業をしては強調動作ができないが,左右のアームのバランスが崩れたときには操作者のジョイスティックの片側のみに大きな接触反力が提示され,操作者は無意識のうちに左右のアームのバランスを保つように操作していた.弾性変形(曲げ)する物体を双腕で挟み込む作業実験物体の反力(角軸方向の力+モーメント)が複雑に組み合わされていることがわかった.しかしながら,使用しているジョイスティックの力の提示は2自由度しかないため,オペレータに複雑な反力を提示するには不十分であることがわかった.弾性変形する物体を挟み込み持ち上げる作業実験スレーブに姿勢の拘束を与えると過度な接触力が発生する可能性があるため,それを緩和するように,姿勢の変化に対してやわらかいコンプライアンス特性を与えるようなインピーダンス制御を行った.スレーブの自律作用のおかげで過度な接触力が発生することなく,挟み込み,持ち上げ動作が可能となった.本研究では,遠隔操作型のロボットマニピュレータが対象物を安定して把持し操作できるような制御系の設計を目指す.そこで従来のインピーダンス制御系の構成を修正し,同一構造で「位置制御」「力制御」「インピーダンス制御」を容易に切り替えることができる「修正インピーダンス制御系」を提案する.本年度達成された研究実績は以下のとおりである.1.人間の左右腕の働きをするように配置された双腕型ロボットマニピュレータシステムの構築を行った.このシステムでは,ロボットコントローラとホストPCの間でイーサネット通信ができるようにした.2.それぞれのマニピュレータの手首位置に6軸力・モーメントセンサを取り付け,力・モーメントセンサから入力されたデータの計測精度の確認を行った.3.ホストPCにおいて,(1)操作者からの指令値を受けとるために用いるジョイスティックからの信号入力,(2)力センサからの信号入力,(3)ロボットコントローラとの通信,の3つのプロセスを並列処理するプログラムを作成した.4.ジョイスティックにより操作されたマニピュレータの指令値どおりに,双腕型マニピュレータが動作することを確認し,2台のマニピュレータによる物体の搬送実験が成功した.5.2台のロボットマニピュレータを至近距離で動作させると衝突する危険がある.

そのため生成された軌道が適用可能か否かをシミュレータにより事前判断できることが望ましい.そこで,複雑な運動学を計算し,その結果をCGにて確認できるようなロボット動作シミュレータを作成した.これにより,いろいろな関節角度軌道に対するロボットの姿勢を確認し,あるロボットの軌道を用いた際にマニピュレータが衝突しないかを確認できるようにした.一方,本年度の計画において修正インピーダンス制御法の実験までは達成できなかったので,来年度の初期に実現したいと計画している.本研究では,遠隔操作型のロボットマニピュレータが対象物を安定して把持し操作できるような制御系の設計を目指した.そこで従来のインピーダンス制御系の構成を修正し,同一構造で「位置制御」「力制御」「インピーダンス制御」を容易に切り替えることができる「修正インピーダンス制御系」を構成し,対象物の位置や形状のモデルの誤差に対するロバスト性を調査することを目的とした.1.まず操作者の操縦するデバイスとしてフォースフィードバック付ジョイスティックの制御プログラムをDirectInputという関数群を用いて作成した.ジョイスティックの角度の読み取りと操作者へのカの提示を,容易に実現することができた.ジョイスティックの操作自由度は3と少ないものの,トリガーボタンを併用し,仮想的に6自由度と考えることにして,対応するスレーブマニピュレータの手先の位置情報と姿勢情報にこれらの自由度を対応付けたところ,良好な操作性が確認された.2.双腕で物体を持ち上げ搬送する作業実験を行った.双腕マニピュレータで物体を操作するためには左右のマニピュレータがバラバラの作業をしては強調動作ができない.接触反力の伝達をoffにしたところ,双腕で強調して物体を持ち上げる操作が大変困難になることがわかった.接触反力の伝達をonにすると,遠隔地のオペレータがロボットに代わり双腕の強調を行うことができ,良好な作業が可能であった.3.弾性変形する物体を挟み込む作業実験を行った.変形する物体を必要以上のカで操作すると物体を破壊する恐れがある.弾性変形(曲げ)する物体を双腕で挟み込む作業を行ったところ,物体の反力(角軸方向の力+モーメント)が複雑に組み合わされていることがわかった.しかしながら,使用しているジョイスティックの力の提示は2自由度しかないため,オペレータに複雑な反力を提示するには不十分であることがわかった.今後は,マニピュレータに設定したインピーダンス特性がオペレータに及ぼす影響を調査検討する予定である.
頭頚部癌細胞に対する遺伝子治療に関する基礎的研究

癌抑制遺伝子p53は、放射線照射によるDNA障害の後、細胞をアポトーシスへ誘導する機能があるといわれるが、多くの癌細胞は、p53遺伝子が変異しているため、この作用が阻害され、難治性の原因となっている。今回、我々は野生型p53遺伝子を組みこんだアデノウイルスベクター(Advp53)を作成し、p53遺伝子の変異が認められる3種類のヒト口腔扁平上皮癌細胞HSC3,HSC4,SASに対し、感染させるとともに、X線照射を行い、その効果について検討した。1.ウエスタンブロットによるp53タンパクの確認ウイルス非感染癌細胞において、p53タンパクの発現は認められなかったが、ウイルス感染癌細胞において、p53タンパク発現が認められた。さらに、癌細胞にウイルス感染を行った24時間後、1回2GyのX線照射を行ったものについては、p53タンパクの発現がさらに増加した。コロニー形成法による生存率曲線を作成した結果、ウイルス非感染癌細胞に比し、ウイルス感染癌細胞は、生存率が有意に減少した。3.フローサイトメトリーによるアポトーシスの評価AnnexinVFITCを用いたフローサイトメトリーにより、アポトーシス細胞を計測したが、癌細胞への放射線照射の結果、アポトーシス細胞の割合が増加し、p53遺伝子導入と1回2Gyの放射線照射を併用するとさらに増加した。以上より、野生型p53組込みアデノウイルスベクターの感染により、ヒト口腔癌細胞の放射線感受性が増加し、アポトーシスが誘導されることが示された。本年度は、頭頚部癌細胞に対する遺伝子治療に関する基礎的研究のうち、in vitroでの実験を行う予定であった。これまでの経過として、ヒト野生型p53遺伝子を組み込んだプラスミドを含有する大腸菌をヒューマンサイエンス研究資源バンクから供与を受け、プラスミド精製を行った後、PCR法にてp53遺伝子を増幅させた。その後、試料を電気泳動にかけ、p53を含むバンドを確認した後、p53遺伝子を精製・抽出した。同遺伝子を、制限酵素(Swa I)にて処理したコスミドベクターに挿入し、ラムダパッケージングを行った後、大腸菌(VCS257)に感染させた。LB寒天プレートから取り出した大腸菌の20コロニーについて適当なプライマーを用いてPCR法で増幅し、電気泳動を用いて、p53を含むコスミドベクターを有するコロニーを選択した。選択されたコロニーをLB培地にて増殖させた後、p53を含むコスミドベクターを大量に精製・抽出し、コスミドベクターの濃度を測定した。一方、ヒト頭頚部扁平上皮癌由来細胞SCC-9を10%FCS-DMEM培地内で、24穴培養プレートにてコンフルエントに達するまで培養し、遺伝子導入およびX線照射への準備を行った。現在は、SCC-9細胞へ感染させるp53を含むアデノウイルス液を作製すべく、293細胞を培養し、同細胞へp53を含むコスミドベクターとDNA-TPCとのco-transfectionを行っている。
実践的デジタルエンジニアリングを活用した板金加工に関する効果的な実験実習の開発

【研究目的】高専教育においては,産業界のニューズの高度化に対応したものづくりを担う高度な人材育成や,より実践的な能力を養う教育内容への変革が求められている.板金設計加工はこれまで実習において軽視され,本校において廃止されてきた,そこで提案する実験実習システムでは板金設計加工に着目し,学習だけで終わっていた『4年CAD科目』においてものづくりを連携させ,アイデアを実現する技術と実践的なものづくり能力の定着を実現するための分かり易い教材を開発する.【研究方法】1.CADを用いることで試行錯誤が容易であるメリットを生かすために,どのような課題が適するかについての検討を行った.また,効率よくモデリングした部品を板金部品に変換し,展開部品を作成する方法について合わせて検討を行った.2.シートメタル板金モデリング講習会に参加し,3次元CADシステムの板金機能確認し,得られた知識を教材開発に生かした.3.提案する教材について,愛媛大学総合技術研究会および北海道地区4高専連携による技術職員SD研修会において口頭発表し,質疑応答の中で得られた知見を教材開発に生かした.【研究成果】提案する教材は以下の内容とする.1.板金部品の作成についての学習は,曲面のある板金CADモデルを題材にして3次元CAD上で自由にデザインする課題とすることで,創造力が養える内容とする.2.製造データ作成についての学習は,材料の上に切断部品データを歩留まりを考慮して配置する方法を学習し,CADデータから製造に必要なデータを作成する方法を習得する実践的な内容とする.3.加工については,レーザー切断機を用いて模造紙の切断し曲げて作成する.加工材料に安価な模造紙を利用することで,繰り返しの試行錯誤が容易に行える内容とする星完成した教材を平成25年度前期機械工学科4学年「CAD/CAM」の授業(2時限4週分)で活用する.【研究目的】高専教育においては,産業界のニューズの高度化に対応したものづくりを担う高度な人材育成や,より実践的な能力を養う教育内容への変革が求められている.板金設計加工はこれまで実習において軽視され,本校において廃止されてきた,そこで提案する実験実習システムでは板金設計加工に着目し,学習だけで終わっていた『4年CAD科目』においてものづくりを連携させ,アイデアを実現する技術と実践的なものづくり能力の定着を実現するための分かり易い教材を開発する.【研究方法】1.CADを用いることで試行錯誤が容易であるメリットを生かすために,どのような課題が適するかについての検討を行った.また,効率よくモデリングした部品を板金部品に変換し,展開部品を作成する方法について合わせて検討を行った.2.シートメタル板金モデリング講習会に参加し,3次元CADシステムの板金機能確認し,得られた知識を教材開発に生かした.3.提案する教材について,愛媛大学総合技術研究会および北海道地区4高専連携による技術職員SD研修会において口頭発表し,質疑応答の中で得られた知見を教材開発に生かした.【研究成果】提案する教材は以下の内容とする.1.板金部品の作成についての学習は,曲面のある板金CADモデルを題材にして3次元CAD上で自由にデザインする課題とすることで,創造力が養える内容とする.2.製造データ作成についての学習は,材料の上に切断部品データを歩留まりを考慮して配置する方法を学習し,CADデータから製造に必要なデータを作成する方法を習得する実践的な内容とする.3.加工については,レーザー切断機を用いて模造紙の切断し曲げて作成する.加工材料に安価な模造紙を利用することで,繰り返しの試行錯誤が容易に行える内容とする星完成した教材を平成25年度前期機械工学科4学年「CAD/CAM」の授業(2時限4週分)で活用する.
周波数変調励振によるカルマン渦列の三次元構造の秩序化とカオス化

円柱自身を流れ方向に振動させカルマン渦列に撹乱を加えると、円柱の振動条件によって、渦列は三次元的な構造を伴い、きわめて秩序性の高い構造からカオス的な構造を含む7つの型に分類できる。この多様な渦列構造の移行は、円柱の振動数Fcと渦放出周波数Fvにもとずく変動が、非線形干渉する経過であると解釈できる。秩序性のきわめて高い渦列(N型、P型)の発生するFcの帯域に、隣接する2つのFcの帯域で、カオス的な渦列が発生する。このカオス移行は、FcとFvに基ずく渦構造が競合する不安定な状態のもとに発生すると考えられる。円柱の振動数を突然変える周波数変調時に、他の型の渦列が、秩序性の最も高いN型あるいはP型に移行するまでに要する時間を測定した。カオス的な渦列には、多様な渦列構造が含まれるので、カオス型の渦列からの移行時間が、最も短くなることを予測したが実証されなかった。むしろ、この移行時間は、流れ方向に軸を持つ縦渦の存在に大きく依存する。縦渦を含む場合は周期的な縦渦を含むN型への移行が、縦渦を含まない場合はスパン方向に一様な渦列のP型への移行が短時間で達成される。また縦渦を含むN型から他の型への移行には、いずれの場合もヒステリシスがある。これに対して縦渦を含まないP型の場合は、N型への移行以外にはヒステリシスが認められない。円柱背後の渦列の存在形態は、上記の実験結果にもとずき、円柱の振動条件を変えて、アクティブにコントロールできるが、カオス的な渦列構造を積極的に利用したコントロールは、円柱の振動周波数の変調モードのコントロールが不十分なため、有意な結果が見られなかった。今後の課題としたい。今後の課題としたい。
ハロゲン結合を活用する分子変換反応の開発と新規ハロゲン結合供与体触媒の設計・合成

近年、環境負荷の少ない化学合成法が求められ、有機分子触媒の開発が一斉に広まった。特にチオウレアやTADDOLの報告以来、水素結合を反応基質の活性化に用いる不斉有機分子触媒の開発と触媒的不斉合成は急速に発展し、現在も多くの研究者により研究が進められている。一方、水素結合と同様、非共有結合の一つであるハロゲン結合は水素結合に匹敵する結合力を持つにもかかわらず長い間、有機合成化学の分野で注目されていなかった。最近になって、いくつかの研究グループからハロゲン結合を鍵とする有機合成反応が報告され始めた。しかしながら、その報告例は少なく、ハロゲン結合供与体を触媒とした分子変換反応は限られている。本研究では、ハロゲン結合に着目し、ハロゲン結合による反応基質の活性化を鍵とした様々な分子変換反応の開発を目的とする。具体的には、ヨウ化ペルフルオロ化合物をハロゲン結合供与体触媒として用いるN-ヘテロ芳香環化合物のアリル化反応を行った。ピリジンとクロロギ酸トリクロロエチルをTHF中で攪拌し、その後、ヨウ化ペルフルオロ化合物、アリル化剤であるアリルシラトランを加えて反応を行った。その結果、反応は進行し、高い収率でアリル化されたジヒドロピリジンが得られた。触媒であるヨウ化ペルフルオロ化合物は、市販で入手容易なペンタフルオロヨードベンゼンが最適であった。さらにアリル化反応だけではなく、クロチル化、プレニル化反応にも応用することができた。最近になって、いくつかの研究グループからハロゲン結合を鍵とする有機合成反応の報告が報告されつつある。ヨウ化ペルフルオロ化合物を触媒として用いることでピリジン類のアリル化反応が高収率で進行した。本触媒反応は、アリル化だけではなく、クロチル化、プレニル化反応へも応用することができた。ヨウ化ペルフルオロ化合物の溶液中での挙動についてNMR測定により調査し、いくつかの知見を得ることに成功している。ヨウ化ペルフルオロ化合物を触媒として用いることでピリジンのアリル化反応が高収率で得られた。本触媒反応システムは、ピリジン以外にもイソキノリンやキノリンなど他のN-ヘテロ芳香環化合物にも応用することができた。様々なヨウ化フルオロ化合物とクロライドとの結合定数を求めることでペンタフルオロヨードベンゼンの重要性が確認できた。また、NMR実験からアリル化剤であるアリルシラトランの重要性も確認できた。さらに、よりクロライドとの相互作用の強い触媒の合成にも成功した。

特にチオウレアやTADDOLの報告以来、水素結合を反応基質の活性化に用いる不斉有機分子触媒の開発と触媒的不斉合成は急速に発展し、現在も多くの研究者により研究が進められている。一方、水素結合と同様、非共有結合の一つであるハロゲン結合は水素結合に匹敵する結合力を持つにもかかわらず長い間、有機合成化学の分野で注目されていなかった。最近になって、いくつかの研究グループからハロゲン結合を鍵とする有機合成反応が報告され始めた。しかしながら、その報告例は少なく、ハロゲン結合供与体を触媒とした分子変換反応は限られている。本研究では、ハロゲン結合に着目し、ハロゲン結合による反応基質の活性化を鍵とした様々な分子変換反応の開発を目的とする。具体的には、ヨウ化ペルフルオロ化合物をハロゲン結合供与体触媒として用いるN-ヘテロ芳香環化合物のアリル化反応を行った。ピリジンとクロロギ酸トリクロロエチルをTHF中で攪拌し、その後、ヨウ化ペルフルオロ化合物、アリル化剤であるアリルシラトランを加えて反応を行った。その結果、反応は進行し、高い収率でアリル化されたジヒドロピリジンが得られた。触媒であるヨウ化ペルフルオロ化合物は、市販で入手容易なペンタフルオロヨードベンゼンが最適であった。さらにアリル化反応だけではなく、クロチル化、プレニル化反応にも応用することができた。反応機構についての知見が十分でないため、NMR測定を中心とした実験を追加して行う。これまで市販で入手容易なヨウ化ペルフルオロ化合物であるペンタフルオロヨードベンゼンを触媒として用いてきた。しかし、単純なペンタフルオロヨードベンゼンでは基質依存の反応選択性を制御することは難しい。そこで、反応の高次制御を目指し、新たな触媒開発に着手する。新しく合成した触媒についてその機能評価を行い、より反応活性の高い触媒の合成を行う。新たな反応探索を行い、ハロゲン結合供与体を触媒とする触媒システムの構築を行う。
甘味受容体を介するGLP-1分泌促進薬の開発にむけた検討

甘味受容体は舌の表面に発現して味覚を感知するだけでなく、視床下部、膵β細胞、消化管上皮や気道上皮など身体の多くの部位に発現している。消化管内分泌細胞においては、甘味受容体を介してglucagon-like peptide-1(GLP-1)分泌が促されることが分かっている。このGLP-1はインスリン分泌を促すホルモンであり、糖尿病治療薬として臨床応用もされているが、これまでGLP-1そのものの分泌を促す薬剤の開発には至っていない。そこで本研究では、消化管内分泌細胞を用いて、甘味受容体を介するGLP-1分泌促進機構の詳細な解析を行い、薬剤の開発に繋がる検討を行うこととする。
急性肺傷害に対するスフィンゴシン代謝酵素の遺伝子治療の試み

スフィンゴシン1リン酸(S1P)を産生するスフィンゴシンキナーゼ(SPHK)は肺への発現が多く、肺疾患において血管透過性の点から近年非常に注目されている。我々の研究ではSPHKが肺を構成する細胞の分化に重要であり直接肺障害に関与することを明らかにした。急性肺障害にかかわる線維芽細胞の形質転換による線維化シグナルについての検討を行い、従来のTGFβによるsmads、Rhoシグナルにスフィンゴシン代謝の関りがあることを米国胸部疾患学会で発表の上、論文報告(Am J Respir Cell Mol Biol, 2007)した。TGFβ刺激によってSPHK2に比しSPHK1の活性が引き起こされ、S1Pが合成される。合成されたS1Pが内在性のS1P受容体をtransactivationし活性型Rhoをrecruitするしくみを我々はsiRNA・蛍光染色法を用いた実験により初めて明らかにした。また前回の科学研究費(JSPS15590810)と関連し、SPHK阻害剤が卵白アルブミン吸入による急性喘息モデル・好酸球性肺障害に対する効果を検討した。静脈投与による抗炎症作用は限定的で好酸球炎症への効果は低く、吸入投与にて肺の炎症・気道過敏性を抑制した。SPHK活性を気道経由で抑制する投与方法が喘息への新たな治療ターゲットになると考えられ、成果を米国胸部疾患学会で口頭発表し、論文が受理された(Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2008)。投与方法は今後他の肺疾患にも応用できると考えている。そのSPHKが気管上皮に局在することを動物実験で明らかになったことより気道上皮の分化にもSPHKが関与していると考えている。Air Liquid Interfaceという特殊な培養系を用いた杯細胞への分化にSPHKの活性が必要であることが初めて明らかにし、平成20年度米国胸部疾患学会で発表予定である。線維芽細胞の実験と合わせ、SPHKが病態において肺の形態変化に重要な役割を果たすことを我々の実験成果が示したと考える。本研究課題は細胞実験と動物実験からなっている。まず細胞実験として、急性肺障害にかかわる線維芽細胞の形質転換による線維化シグナルについての検討を行った。以前我々は脂質スフィンゴシン1リン酸(S1P)投与により線維化を引き起こすことを論文報告したが、今回予備実験でS1P合成酵素(SPHK)阻害剤投与が線維化の抑制を示すことが明らかとなった。そこで今回の実験系では従来のTGFβによるsmads、Rhoシグナルとスフィンゴシン代謝の関りに注目した。合成されたS1Pが内在性のS1P受容体をtransactivationし活性型Rhoをrecruitするしくみを我々はsiRNAを用いた実験・蛍光染色法により初めて明らかにし、成果を現在投稿中である。また前回の科学研究費(JSPS15590810)との関連でSPHK阻害剤が卵白アルブミン吸入による急性喘息モデル・好酸球性肺障害に対する効果を検討した。静脈投与による抗炎症作用は限定的で好酸球炎症への効果は低く、吸入投与にて肺の炎症・気道過敏性を抑制することからSPHK活性の抑制には投与方法が非常に重要であることが示唆された。喘息への新たな治療ターゲットになると考えられ、成果を現在投稿中である。他の急性肺障害にも応用すべきと考えている。

そこで現在、我々が作成している人工換気肺障害モデルを用いて予備実験でSPHK活性が上昇するかを検討している。近年の報告ではS1P受容体が肺障害の血管透過性に関与している報告があるが、S1P受容体の発現量に関しては変化がないという結果が出ており、さらに検討を加えている。SPHK/S1Pは肺への発現が多く、その肺疾患との関連は血管透過性の点から近年非常に注目されている。我々は肺を構成する細胞の分化に重要であり、直接肺障害に関与することを明らかにした。急性肺障害にかかわる線維芽細胞の形質転換による線維化シグナルについての検討を行い、従来のTGFβによるsmads、Rhoシグナルにスフィンゴシン代謝の関りがあることを米国胸部疾患学会で発表の上、論文報告(AJRCMB2007)した。TGFβ刺激によってSPHK2に比しSPHK1の活性が引き起こされ、S1Pが合成される。合成されたS1Pが内在性のS1P受容体をtransactivationし活性型Rhoをrecruitするしくみを、我々はsiRNA・蛍光染色法を用いた実験により初めて明らかにした。また前回の科学研究費(JSPS15590810)と関連し、SPHK阻害剤が卵白アルブミン吸入による急性喘息モデル・好酸球性肺障害に対する効果を検討した。静脈投与による抗炎症作用は限定的で好酸球炎症への効果は低く、吸入投与にて肺の炎症・気道過敏性を抑制した。SPHK活性を気道経由で抑制する投与方法が気管支喘息への新たな治療ターゲットになると考えられ、成果を米国胸部疾患学会で口頭発表し、現在投稿revise中である。投与方法は他の肺疾患にも応用できると考えている。そのSPHKが気管上皮に局在することを動物実験で明らかになったことより気道上皮の分化にもSPHKが関与していると考えている。Air・Liquid Interfaceという特殊な培養系を用いた杯細胞への分化にSPHKの活性が必要であることが初めて明らかにし、平成20年度米国胸部疾患学会で発表予定である。siRNAの導入を考えているが、投与方法については現在検討中である。
ビッグデータを活用した多疾患罹患の社会的決定要因の検討：ネットワーク分析とGIS

本研究では、多疾患罹患の社会的決定要因について、ビッグデータを活用して、ネットワーク分析やGIS解析を通して解明することを目的としている。疾病は、単一罹患のみではなく、併存疾患など含め、患者ごとの複数疾患の罹患(多疾患罹患)を考慮することが必要である。本研究では、レセプト情報・特定健診等情報データベース(NDB)、後期高齢者レセプト、国民生活基礎調査を用いる予定である。[多疾患の同定]レセプトデータから生活習慣病(高血圧、糖尿病、脂質異常症)を同定するアルゴリズムの精度を高め、いくつかのがん(胃がん、大腸がん、子宮頸がん、子宮体がん)についてもアルゴリズムを作成した。傷病名(ICD-10)のみでなく、医薬品、診療行為についても検討を加えた。[NDB]サンプリングデータセット(医科入院、医科入院外、調剤、DPCレセの一か月分の抽出データ)の解析を行っており、生活習慣病(高血圧、糖尿病、脂質異常症)の年齢別割合の推定を行った。[後期高齢者レセプト]広域連合より提供されたデータをデータハンドリング担当業者と調整し、解析データセットを作成し、40疾患の割合および併存状況の割合を算出した。[国民生活基礎調査]平成25年国民生活基礎調査(世帯票、所得票、貯蓄票、健康票)の調査票の提供を受け、解析に着手した。特に、傷病名情報より各疾患の割合および併存状況の割合を算出した。また、経年比較を行うため、平成28年同調査の新規申出の準備を行った。本研究は、複数のデータベース・調査を利用し、包括的に多疾患の罹患状況を把握することが目的である。レセプト情報・特定健診等情報(NDB)の提供の申出を厚生労働省に行ったが、NDBのデータ入手に想定以上に時間を要した。現在、入手済であるが解析途中でありより詳細なデータ解析を行う必要がある。期間延長を行ったが、解析予定のデータを前年度中にほぼ入手できた。本年度は計画書通りのデータの解析をおよび方法論の開発を行い、結果を提示していく予定である。本研究では、レセプト情報・特定健診等情報データベース(NDB)、後期高齢者レセプト、複数の健康保険組合のレセプト、国民生活基礎調査、ながはまコホートを用いる予定である。本年度は、主に、(1)データ取得、(2)環境整備を中心に行った。(1)国民生活基礎調査データ(匿名データ)の申請・取得を行い、ながはまコホート事業も、第二期が終了し、ベースラインおよび5年後追跡調査のコホートデータを整備することができた。ながはまコホートでは、特に、社会経済的状況について新規に詳細な情報を得ることができた。また、GIS解析に向け、医療機関地理情報を整理し、GISを用いたマッピングを行った。(2) MySQLおよびRをベースにしたデータベースおよび解析環境を構築・整備し、1億行程度のデータのパフォーマンステストを終了させた。社会ネットワーク分析のためのRプログラムも改善した。GIS解析用のArcGIS環境も構築中である。レセプト解析に向けて、医薬品コードと疾患に関するマスターを作成中である。レセプトから生活習慣病(高血圧、糖尿病、脂質異常症)を同定するアルゴリズム(ICD10および医薬品コードを利用)を作成した。本年度の計画では、データ取得と環境整備を目指していた。国民生活基礎調査やながはまコホートは順調に進んでいる。しかしながら、NDBのデータ取得に想定より時間がかかりそうである。環境整備は順調に進んでいる。[多疾患の同定]生活習慣病(高血圧、糖尿病、脂質異常症)を同定するアルゴリズムに加え、先行研究レビューを通し多疾患について約40疾患を決め、ICD-10を中心にコードを決定した。[NDB]サンプリングデータセット(医科入院、医科入院外、調剤、DPCレセの一か月分の抽出データ)に関して、レセプト情報等の提供に関する申出を行った。[後期高齢者レセプト]広域連合およびデータハンドリング担当業者と準備を進めた。データフォーマットの検討を行い、レセプトデータおよび社会経済的指標をあわせたデータセットの作成を行った。[国民生活基礎調査]国民生活基礎調査(匿名データ)、国民生活基礎調査(調査票情報の提供)のデータ入手・解析を行った。平成22年国民生活基礎調査(匿名データ)は、限定的なデータであるため、調査票情報の解析の試行として、主観的健康観に関する多重ロジスティック回帰分析を実施し、性別、年齢、収入、婚姻形態、健診受診との関連を検討した。また、平成25年国民生活基礎調査(世帯票、所得票、貯蓄票、健康票)(調査票情報の提供)の調査票の提供を受け、解析に着手した。

本年度の計画では、国民生活基礎調査の解析、NDBのデータ取得、後期高齢者レセプトデータのデータ整形を目指していた。国民生活基礎調査において、匿名データは解析したが、調査票情報については解析の途中である。NDBについては、取得はできなかったが、来年度には入手し解析に着手できる予定である。後期高齢者レセプトについては、レセプト以外の項目の洗い出しに想定より時間がかかったが、来年度には解析に着手できる予定である。本研究では、多疾患罹患の社会的決定要因について、ビッグデータを活用して、ネットワーク分析やGIS解析を通して解明することを目的としている。疾病は、単一罹患のみではなく、併存疾患など含め、患者ごとの複数疾患の罹患(多疾患罹患)を考慮することが必要である。本研究では、レセプト情報・特定健診等情報データベース(NDB)、後期高齢者レセプト、国民生活基礎調査を用いる予定である。[多疾患の同定]レセプトデータから生活習慣病(高血圧、糖尿病、脂質異常症)を同定するアルゴリズムの精度を高め、いくつかのがん(胃がん、大腸がん、子宮頸がん、子宮体がん)についてもアルゴリズムを作成した。傷病名(ICD-10)のみでなく、医薬品、診療行為についても検討を加えた。[NDB]サンプリングデータセット(医科入院、医科入院外、調剤、DPCレセの一か月分の抽出データ)の解析を行っており、生活習慣病(高血圧、糖尿病、脂質異常症)の年齢別割合の推定を行った。[後期高齢者レセプト]広域連合より提供されたデータをデータハンドリング担当業者と調整し、解析データセットを作成し、40疾患の割合および併存状況の割合を算出した。[国民生活基礎調査]平成25年国民生活基礎調査(世帯票、所得票、貯蓄票、健康票)の調査票の提供を受け、解析に着手した。特に、傷病名情報より各疾患の割合および併存状況の割合を算出した。また、経年比較を行うため、平成28年同調査の新規申出の準備を行った。本研究は、複数のデータベース・調査を利用し、包括的に多疾患の罹患状況を把握することが目的である。レセプト情報・特定健診等情報(NDB)の提供の申出を厚生労働省に行ったが、NDBのデータ入手に想定以上に時間を要した。現在、入手済であるが解析途中でありより詳細なデータ解析を行う必要がある。計画書通りに、データの解析をおよび方法論の開発を行う。各種データにおける多疾患罹患の罹病割合を明らかにしていく。また、医療機関地理情報を用いたGIS解析にも着手する。NDBについては、分担研究者を新規に加え、データ解析を推進していく予定である。期間延長を行ったが、解析予定のデータを前年度中にほぼ入手できた。本年度は計画書通りのデータの解析をおよび方法論の開発を行い、結果を提示していく予定である。2016年度は、環境整備が順調に行えたため、物品費および人件費を節約することができた。次年度は、解析に向けデータ整備を行う必要があるが、想定より解析しづらいフォーマットであり、作業が発生する予定である。
脳虚血時、新たな一酸化窒素産生系の証明と、新しい脳梗塞治療薬の開発

1,亜硝酸による脳虚血再灌流時、血中一酸化窒素(NO)増加の証明ラットに亜硝酸ナトリウム(NaNO_2)を投与した後、中大脳動脈に塞栓糸を挿入し脳虚血を行った。静脈血を採取し、電子スピン共鳴法にて血中HbNOを測定することにより、血中NO量の指標とした。脳虚血後、NaNO_2投与群は非投与群と比較し有意に血中NO量の増加を認めた。また非虚血群においてNaNO_2投与による血中NO増加は認めなかった。以上より、亜硝酸投与により脳虚血時、NO産生が増加することを証明した。2,脳虚血時における亜硝酸由来のNO産生系の証明増加した血中NOが投与した亜硝酸由来か確認するため、安定同位体の亜硝酸ナトリウム(Na^<15>NO_2)を投与し脳虚血を行った。検出されたHbNOは、投与した安定同位体からなるHb^<15>NOではなく内因性に存在する窒素原子(^<14>N)からなるHb^<14>NOであった。亜硝酸からのNO産生にxanthine oxidaseが関与することが知られている。xanthine oxidase阻害剤であるallopurinolおよびNO合成酵素(NOS)阻害剤であるL-NAMEを前投与し同様の実験を行った。亜硝酸投与によるNO産生増加はallopurinolで変化せず、L-NAMEにて有意に抑制された。よって、亜硝酸投与により増加した血中NOは、外因性に投与した亜硝酸由来でなく、内因性のNOS活性に由来することが示唆された。3,亜硝酸による脳虚血時、血中NO増加のメカニズムの解明亜硝酸投与による血中NO増加が内因性NOS活性に由来するかを検討するため、亜硝酸投与後、虚血脳組織局所でのNOSの発現変化およびリン酸化を調べた。虚血脳組織局所で各種NOS発現およびリン酸化に有意な変化は認めなかった。すなわち亜硝酸投与後の血中NO増加は、虚血脳組織局所でのNOS活性に起因しなかつた。
実環境下自然き裂評価のためのあいまいさを導入した磁気探傷システム

本研究の遂行で得られた結果の概要を以下に要約する。1.あいまいさを導入した磁気探傷システムの構築前年度に行った自然き裂同定のための逆問題手法の開発を基にして、開発した手法を様々なモデルへ適用し、その有用性、あるいは問題点を明らかにした。明らかになった問題点から、その対応策となる改良を行った。実環境下における自然き裂の検出あるいは同定には、従来あるような磁気探傷システムの概念では不十分であることが分かったので、測定システム自体を従来システムにはない新しいシステムとすることができないか、その可能性を模索した。具体的には、磁気探傷システムの励磁波形とし、従来システムとしては、1つの周波数の波形を用いることが行われてきたが、新しいシステムとして、様々な周波数を含む多重周波励磁法を考案した。その測定結果として得られるスペクトログラム表示から、き裂の検出・同定を試みた。多重周波励磁を行うことによって、き裂情報(幅、深さ、位置等)に対して、より感度的で有用な信号が得られることが分かった。また本手法を開発する上で、数値解析を行い、その有用性を数値計算結果からも示した。また開発を行った磁気探傷システムに若干の変更を行うことで、自然き裂同定から一歩進んで金属疲労を測定するシステムの構築を試みた。具体的には磁性材料から測定できるバルクハウゼンノイズを用いて、その信号変化から金属疲労評価の可能性を示した。実環境下における自然き裂あるいは金属疲労といった、より実用化に近い形での磁気探傷システムを構築する足がかりを得たと考えるが、より実用的な完成したシステムとするためには、更なる研究が必要である。1.自然き裂同定のための逆問題手法の開発実環境下における原子炉内に自然発生したき裂を模擬するために、日本AEM学会より自然き裂モデルが提唱されている。本年度は、提唱モデルのき裂形状を、磁気センサーより得られる電気信号より同定することを検討した。上記モデルに対して、報告者らが開発したラプラス変換を用いた境界要素法により、2次元での数値解析を行い、検討した。実際の提唱モデルは3次元モデルであるが、これまで報告者らが開発してきた特殊な数値解析手法を適用するために、今回は2次元での解析とした。本同定問題では、磁気センサーで検出される磁束密度値から、き裂形状を同定する必要がある。つまり、既知となる磁束密度値から、未知であるき裂形状を同定する必要がある。この場合、未知量に対する既知量の不足から、その同定が困難になるのが常である。これに対して、報告者は、通常行われているように、磁気センサーの励磁として、交番磁界を用いるのではなく、インパルス磁界を用いた。センサーのインプットとして、より複雑な励磁を行うことで、き裂形状同定に用いる情報量を増やすためである。さらに、対象としている類の問題は、不適切問題と呼ばれ、形状同定のためのマトリクス方程式を解くこと自体が困難である。これに対して報告者は、正則化手法を用いることで、その同定を可能とした。更に、正則化手法にファジイを導入することによって、実環境下でも自然き裂を評価することが可能となる、あいまいさを導入したき裂の同定手法を開発した。
有害化学物質によるp53を介したミトコンドリアの機能障害機構

有害化学物質への曝露による中毒発症の分子機構を解明するため、特にアポトーシス誘導などの重要な生理機能を持つp53に着目して解析を行った。その結果、アクリルアミド(特定化学物質第2類)に曝露されたヒト神経芽細胞腫由来SH-SY5Y細胞では、p53の転写活性化は認められたものの、細胞毒性発現への明らかな関与は見出せていない。一方で、(1)細胞外の熱ショックタンパク質は毒性の良い指標になり、(2)カルボキシフラーレンは毒性を軽減させる可能性があることを見出した。1有害化学物質によるp53の転写活性化の検討(1)野生型p53を有するヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y細胞を用いて,p53の転写活性化による代表的な標的遺伝子の一つであるp21のプロモータ領域を用いたルシフェラーゼアッセイ系を確立した。この系を利用して,代表的な神経毒性物質であるアクリルアミド曝露によるp53の転写活性化の有無を検討した結果,有意なp53の転写活性化が認められた。(2)SH-SYsY細胞をアクリルアミドに曝露した際の,p53標的遺伝子であるBax,Noxa,Pumaの発現をイムノブロッティング法により検出した。その結果,Pumaに関しては,アクリルアミドの用量依存的に明らかな発現の増加が認められた。(3)しかしながら,p53依存的転写の阻害剤であるcyclicpifithrin-αによる前処理では,アクリルアミドのSH-SY5Y細胞における細胞毒性発現を抑制することは出来なかった。2p53ノックダウン細胞株の樹立とその解析(1)SH-SY5Y細胞を用いて,ショートヘアピン型RNAを恒常的に発現させることによるRNA干渉で恒常的にp53タンパク質の発現を半分5分の1程度まで低下させた細胞株を樹立した。これらの細胞株のアクリルアミドに対する感受性をコントロール細胞株と比較したところ,WST-8アッセイでは差を認めなかったが,乳酸脱水素酵素(LDH)の細胞外漏出は抑制されていた。1.アクリルアミド曝露によるPumaの発現誘導(1) p53依存的転写の阻害剤であるpifithrin-αによる前処理でp53の転写活性を完全に阻害しても、SH-SY5Y細胞におけるアクリルアミドによるPumaの発現誘導を阻害することは、全く出来なかった。従って、Pumaの発現誘導はp53非依存的であった。(2) Pumaの発現誘導がアクリルアミドによる細胞毒性の発現に必須であるかを、Puma特異的なsiRNAを利用してPumaの発現を低下させて調べた。その結果、Pumaの発現誘導抑制は、全くアクリルアミドの毒性発現に影響を与えなかった。従って、少なくともPuma単独で、アクリルアミドによる細胞毒性を発現している訳ではないと考えられた。2.ミトコンドリアのp53及び細胞内グルタチオン濃度(1)ミトコンドリアにおけるp53の発現は、アクリルアミドの用量依存的に増加していた。(2)アクリルアミドは、細胞内のグルタチオンレベルを著しく低下させていた。そこで、グルタチオン・モノエチルエステルなどの処理により細胞内グルタチオンレベルを増加させると、アクリルアミドによるミトコンドリアのp53発現の増加は抑制された。(3)細胞内グルタチオン濃度を増加させると、アクリルアミドによるアポトーシス誘導が阻害され、細胞毒性も軽減された。(4)しかしながら現在のところ、ミトコンドリアから細胞質中へのチトクロームcの再現性のある明らかな放出は認められていない。
ヒルベルトC*双加群とその離散力学系理論への応用の研究

本研究期間中に明らかにしたことは、概略次の通りである。1.有限基底をもつヒルベルトC*-双加群に関するそれまでの研究を受けて、可算基底をもつヒルベルトC*-双加群についての理論の整備を行った。特に、可算基底を持つ場合の有限指数の特徴付けを行った。また、可算基底で双加群の例として、可算クンツクリーガー双加群を考えて有限指数となるような重み付けの条件を与えた。さらに、可算生成となるような具体例へを多く構成し、理論を具体例への応用を発展させていく予定である。2.可算基底を持つヒルベルトC*-双加群の例として、双加群の連続群による接合積を考え、有限指数になることを示した。また、コンパクト群の表現環を生成する例も構成した。3.可算生成クンツクリーガー双加群から生成されるC*環の構造を調べ、単純になる条件、イデアル構造が解析できる条件、純無限になる条件などを求めた。4.一次元トーラスの有限和を頂点集合とする連続グラフに対してヒルベルトC*-双加群を定義し、単純になる条件、イデアル構造が解析できる条件を求めた。さらに、グルポイドC*-環による構成とヒルベルトC*-環による構成が同型であることも証明した。5.有限生成でなく、かつ有限指数でもないヒルベルトC*-双加群の例として、テント写像力学系に付随したヒルベルトC*-双加群の研究を行い、具体的な可算基底の構成、K-群の計算、単純性、純無限性の証明などを行った。これについては、さらに区間力学系の研究に発展させる予定である。6.リーマン球面上の有理関数の反復合成で与えられる複素力学系に対して、ジュリア集合に制限して、分岐点を含んで有限生成にはならない場合も含むヒルベルトC*双加群の定義を与えた。2次関数、チェビシェフ多項式などの具体例においてC*環の構造を解析し、K-群を計算した。この研究はさらに複素力学系のエルゴード的な性質の研究と合わせて発展させる予定である。本年度は、以下のように研究を行った。2.1次元トーラスの有限和よりなるcorrespondenceから作られるヒルベルトC^*-双加群についての研究、さらに可算生成クンツクリーガー双加群に関する研究も、それぞれ刊行予定である。3.左内積をもち、可算生成のヒルベルトC^*-双加群に関して、有限指数性の理論の整備を行い、有限指数性が、Longo-Robertsの意味のconjugateをもつことと同値であることを示した。さらに、Yamagamiによる一般的なヒルベルトテンソル圏の研究との関連性も明らかにした。4.左内積をもつ可算生成のクンツ・クリーガー双加群で、有限指数になるものの特徴づけを係数行列に関する不等式の形で示すことができた。5.サブシフト力学系から作られるC^*-環について、綿谷によるヒルベルトC^*-双加群の構成法でクンツ・ピムスナーC^*-環として構成し、松本によるこれらのC^*-環のK-群の計算が容易に得られることを示した。6.区間力学系から作られるヒルベルトC^*-双加群のように、有限生成でないものについて、基底、KMS-状態に関して研究しており、これは継続中である。その他、双曲型力学系から作られるC^*-

環について、ヒルベルトC^*-環の見地より研究中である。本年度は、以下のように研究を行った。3.左内積ももつ可算生成ヒルベルトC^*-双加群については、有限型の理論をほぼ完成させ、また有限型でない場合の基底の構成についても議論している。4.多項式によって与えられる複素力学系から作られるヒルベルトC^*-双加群を、ジュリア集合上に分岐点がある場合も含めて定義し、付随するC^*環が単純になることを示した。またクンツ環になる条件も示した。さらに、2次式の例を幾つか計算した。5.上記の構成を有理関数に拡張し、対応する定理を示した。なお、クンツ環ができるような例も構成している。6.複素力学系のエントロピーと付随するC^*-環のKMS状態の関係について調べている。なお、これらの研究は特異点があってもかまわない定式化によって行われている。7.区間力学系のカオス的性質を、対応するC^*環の代数的性質により研究している。5,6,7については、次年度に継続中である。2.左内積ももつ可算生成ヒルベルトC^*-双加群については、有限型の理論を完成させ投稿した。また有限型でない場合の基底の構成についても議論している。クンツクリーガー型の双加群について、有限型になるための必要十分条件を与えている。3.有理関数によって与えられる複素力学系から作られるヒルベルトC^*-双加群を、ジュリア集合上に分岐点がある場合も含めて定義した。4.有理関数によって与えられる複素力学系から作られるC^*-環が、常に単純でかつ純無限になることを、グルポイドなどの理論に頼らず、独自に証明した。また、核型であり、UCTを満たすクラスであることも示した。5.シルピンスキーギャスケットなどのフラクタルシステムに対して、ヒルベルトC^*-双加群を構成し、K-群の計算を行っている。以前の研究と違って、縮小写像の重複の部分を無視しないので、すべてクンツ環はならず、さらにK-群によって位相的な性質を取り出すことができた。6.複素力学系のエントロピーと付随するC^*-環のKMS状態の関係について調べた。特にテント写像の場合について研究している。7.2次関数から決まる区間力学系のカオス的性質を、対応するC*環の性質によって研究した。
細胞死に伴う炎症制御機構の基盤的研究

肝細胞、腸上皮細胞、表皮細胞特異的にcFLIPを欠損したマウスを樹立したところ、いずれのマウスも出生前後に細胞死が亢進した結果致死となった。以上よりcFLIPはこれらの組織の恒常性維持に必須の分子であることが明らかとなった。また肝細胞でcFLIPの発現の低下したマウスを用いてクッパー細胞と血中から浸潤してくる単球の肝炎後の炎症の収束における役割を検討した。クッパー細胞ではなく、末梢血から流入する単球を除去したマウスでは肝炎が劇症化し、著明に炎症性サイトカインの産生が亢進することが判明した。細胞死後の炎症の収束には末梢血から流入してくる単球が必須の役割を果たしていることが明らかとなった。c-FLIP(cellular FLICE-inhibitory protein)はカスパーゼ8に相同性を有し、カスパーゼ8に会合することでアポトーシスを抑制する分子である。c-FLIPの全身的な遺伝子欠損マウスは胎生10.5日に致死となるために、これまで生体の恒常性維持における役割は十分には解明されていなかった。我々は腸上皮細胞や肝細胞で特異的c-FLIPを欠損したマウスを樹立したところ、いずれのマウスも出生後2日以内に致死となることが判明した。c-FLIPを欠損した腸上皮細胞や肝細胞はアポトーシスだけではなく、計画的なネクローシス(ネクロプトーシス)も亢進していることが判明した。TNFR1欠損マウスと腸上皮特異的c-FLIP欠損マウスを交配したところ、致死的な表現型は部分的にブロックされたことから、TNFシグナルが致死的な腸炎の発症には関与していることが示された。一方で、TNFR1欠損マウスと肝細胞特異的なc-FLIP欠損マウスを交配しても、致死的な肝炎は抑制されなかったことから、肝細胞死の抑制にはTNFシグナルのブロックだけでは不十分である可能性が示された。さらにインターフェロン誘導性肝細胞特異的c-FLIPの解析から、c-FLIPはTNFα,TRAIL,FasLなどから誘導される細胞死から肝細胞を防御する上で必須の因子であることが判明した。以上よりc-FLIPは腸上皮細胞や肝細胞のアポトーシスおよび計画的なネクローシスを抑制し、腸管や肝臓などの組織の恒常性維持に必須の役割を果たしていることを明らかとなった(Piao et al,Science Signaling 2012).我々は昨年度までに肝細胞でcFLIPと呼ばれる細胞死抑制因子の発現が低下したマウス(cFlipHeplowマウス)を樹立し、このマウスに少量のTNFaを投与すると、一過性の肝障害が誘導されることを見出した。そこで本年度はcFlipHeplowマウスにTNFaを投与し、細胞死に陥った肝細胞の除去にどのような食細胞が関与するかを検討した。アポトーシスに陥った肝細胞の周囲には、クッパー細胞よりも血中から流入してくるCD11b陽性細胞が強く集積しており、クッパー細胞をクロドロネートで除去しても、肝炎の増悪や死細胞の貪食処理には遅延が認められないことを見出した。また薬剤依存性に特定の食細胞を一過性に欠失させることの可能な遺伝子改変マウス(ヒトジフテリアトキシンレセプター[hDTR]遺伝子をある特定の食細胞で発現できるようにしたノックインマウス)由来の骨髄を移入したcFlipHeplowマウスにDTを投与し、CD11b陽性の単球を除去した後にTNFα投与したところ、肝障害のマーカーであるALT値や炎症性性サイトカインであるインターロイキン6が血清で著明に上昇した。野生型マウス由来の骨髄を移入したマウスではこのような増悪は認められなかった。このことから、骨髄から肝臓局所に流入してくるCD11b陽性の単球が、細胞死に伴う炎症の収束に積極的に関与している可能性が示唆された。逆にこれらの細胞が存在しない状況では、肝臓内に存在する他の細胞が、死細胞から放出されたDanger-associated molecular pattern (DAMP)sに反応して炎症生サイトカインを産生し、炎症の増悪や細胞死の亢進に関与していることが推測された。また肝炎の劇症化したマウスの血清を用いてプロテオーム解析を行ったところ、これまでDAMPsの一つとして報告されている因子が著明に増加していることを見出した。皮膚の恒常性維持におけるcFLIPの役割を検討するために表皮特異的なcFLIP欠損(cFLIPΔEpi)マウスを作製した。