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全身性自己免疫マウスを用いたANCA関連血管炎による内耳障害機序の解明

ANCA関連血管炎性中耳炎のモデル動物として、1)大血管炎モデルラットにおける中耳、内耳の組織学的検討を行った。血管炎には、大血管、中小血管、微小血管に生じる血管炎に分類されるが、異なる径の血管にまたがって炎症を生ずることがあるため、検討したが内耳には明らかな変化は見られなかった2)ANCA関連血管炎性中耳炎モデルマウスの作成を試みた。聴覚系の週齢に伴う聴力が良く検討されているCBA/Jマウスでは、抗甲状腺薬PTU及びPMAの投与によりMPO-ANCA産生を十分に誘導することはできなかった。BALB/C,B6/J、NZW系を用いてMPO-ANCA上昇マウス(Kusunoki et al. Frontiers in Immunology 2016)を参考に作成されたモデルマウスについて、内耳、中耳における血管炎の組織学的変化を検討した。中耳腔には明らかな粘膜の腫脹、貯留液は認められず、血管条、コルチ器には有意な血管炎の所見は現有の光学・画像解析機器では十分には観察できなかった。Bioplexを用いて、ANCA関連血管炎性中耳炎のMPO-ANCA陽性例における中耳貯留液についてケモタキティックファクターを検討した。ANCA関連血管炎性中耳炎との診断基準において、感度、特異度の対照疾患となる好酸球性中耳炎と比して大きな差異は認められなかった。ANCA関連血管炎性中耳炎症例では、鼓膜、外耳道の血管怒張、炎症、肉芽形成が初発症状としてみられることがある。聴力像と鼓膜所見との関連の検討から鼓膜血管の発赤怒張が聴力変化と相関する可能性が示唆された。MPO-ANCA上昇のモデルマウスについて鼓膜の発赤や血管怒張について検討を行ったが、狭い外耳道や鼓膜の定量的な発赤の評価、組織の固定に伴う変化があり定量化した評価は困難であった。難治性中耳炎として現在まで原因不明であった症例の中にANCA関連血管炎性中耳炎が存在することが近年明らかになっている。このANCA関連血管炎性中耳炎は治療により可逆的に回復する早期の骨導閾値上昇、引き続く永久的な聴力障害が認められるがその内耳における障害部位、聴力障害をおこすメカニズムは不明であり、本研究では様々な表現型を示す全身性自己免疫マウスを作成し、ANCA関連血管炎性中耳炎の内耳障害の機序、治療戦略を明らかにすると同時にヒトにおけるANCA関連血管炎性中耳炎の臨床像、中耳、内耳組織標本におけるサイトカインの発現の検討を通じて病態を明らかにすることを目的とする。本年度は、週齢別の聴力や音響、薬物の易受傷性が詳細に検討されているCBA/Jマウスを用いて抗甲状腺薬Propylthiouracil (PTU)とphorbol myristateacetate(PMA)の投与によるPTU-PMA誘導マウスの作成を試みた。PTU(10mg/day)の経口投与およびPMA(1ug)の腹腔内投与を行い、また経口よりPTU(10mg)を含んだ水50mLを与え、好中球をmyeloperoxidase(MPO)抗体で染色することによりMPOーANCA陽性となる条件を検討し、経口30日程度の投与が必要な可能性が示唆されている。一方、ANCA関連血管炎を含む難治性中耳炎の臨床病理組織より、サイトカインの発現を網羅的に解析を行っている。ANCA関連血管炎性中耳炎のモデルマウスには糸球体腎炎及びANCA関連血管炎を発症するSCG/Kjマウスの報告があるが、凍結杯から胚移植を行う必要がありモデル動物の選定作成に時間を要している。Propylthiouracil (PTU)とphorbol myristateacetate(PMA)の投与によるPTU-PMA誘導マウスを作成を試みMPO陽性マウスの作成をすすめている。今後はさらにANCA関連血管炎を含む難治性中耳炎の臨床病理組織を含めて、サイトカインの発現、エラスターゼの酵素活性を測定するNeutrophil Extracellular Trap (NET) Assay Kitを用いて内耳における部位別のNETsの形成量を測定、局在の違いの検討を進める。近年、難治性中耳炎の一つとしてANCA関連血管炎性中耳炎の存在が明らかになった。好酸球性中耳炎とあわせてこれらの多くの症例では急激な骨導閾値の上昇を伴う感音難聴が引き起こされることがあり治療に抵抗性である。感音難聴は炎症や感染などの因子、血管炎などの因子が複雑に関連して引き起こされると考えられているが、その病態の多くはまだ解明されていない。ANCA関連血管炎性中耳炎の病態解明のため、1)血管炎モデルラットにおける中耳、内耳の組織学的検討2)ANCA関連血管炎性モデル動物作成を引き続き行った。血管炎モデルラットについて中耳、内耳の炎症細胞浸潤、内耳炎を生じている可能性について免疫組織学的に検討した。さらに既に報告されているANCA関連血管炎モデルラット作成に準じて、最も聴力の安定しているCBA/Jマウスに抗甲状腺薬Propylthiouracil(PTU)とphorbolmyristate acetate(PMA)の投与を行った。マウスにラット体重比を参考に換算した薬物量の投与、および血清の分離、ANCA抗体価の測定を行ったが薬物量を十分に摂取することが困難で安定したANCA関連中耳炎モデル誘導には現時点では至っていない。そこで、ほかの系統のマウスでの誘導の差異を検討する必要があると考えられ、MPO-ANCA上昇

マウス(Kusunoki Y et al. Frontiers in Immunology 2016)を参考にBALB/c、B6/Jなど他の系でのMPO-ANCA上昇の見られたANCA関連血管炎モデルマウスによる中耳炎の誘導の有無についての検討を考えている。ANCA関連血管炎性中耳炎の病態解明のためANCA関連血管炎性モデル動物作成を引き続き行った。既知のANCA関連血管炎モデルラット作成に準じて、最も聴力の安定しているCBA/Jマウスに抗甲状腺薬Propylthiouracil(PTU)とphorbol myristateacetate(PMA)の投与を行った。マウスにラット体重比を参考に換算した薬物量の投与、および血清の分離、ANCA抗体価の測定を行ったが安定したANCA関連中耳炎モデル誘導には至らなかった。そこでほかの系統のマウスでの誘導をはかるべくMPO-ANCA高値マウス(Kusunoki Y et al. Frontiers in Immunology 2016)を参考にBALB/c、B6/J、B6/N、NZW系でのANCA関連血管炎モデルマウスによる中耳炎の誘導を検討中である。一方で、血管炎モデル動物においても中耳、内耳に炎症性変化を検討した。ホルマリン固定の状態、および動物種差による頭蓋骨の組織条件を見ながら中耳、内耳の組織を作成し血管炎の有無、中耳、内耳の炎症細胞浸潤の検討を行った。ANCA関連血管炎性中耳炎のモデル動物として、1)血管炎モデルラットにおける中耳、内耳の組織学的検討を行った。ラットの内耳骨胞の脱灰に時間を要したが、組織を確認したところ、明らかな血管炎所見は内耳には認められなかった。2)ANCA関連血管炎性中耳炎モデルマウスの作成を行った。聴覚系の聴力像が良く検討されているCBA/Jマウスでは、抗甲状腺薬Propylthiouracil (PTU)及びphorbol myristate acetate (PMA)の投与によりMPO-ANCAが産生されにくかった。他の系であるBALB/C,B6/J、NZW系を用いてMPO-ANCA上昇マウス(Kusunoki et al. Frontiers in Immunology 2016)を参考にモデルマウスの作成、及び内耳、中耳における血管炎の組織学的変化を検討した。現時点では、MPO-ANCAの軽度上昇は認められるが、中耳腔には明らかな粘膜の腫脹、貯留液は認められず、血管条、コルチ器などには著明な炎症細胞浸潤も認められていない。微小血管の状態については現有の光学・画像解析機器の精度の問題からまだ十分には検討できていない。ANCA関連血管炎性中耳炎症例では、鼓膜、外耳道の血管怒張、炎症、肉芽形成が初発症状でみられることもある。今後、ANCA関連血管炎性中耳炎臨床症例の臨床像の解析も行いその結果を参考にしながら、さらにモデルマウス作成方法を改良して充分量のANCA上昇を誘導、鼓膜、外耳皮膚などの組織学的変化、聴力変化等を、内耳における部位別のNETs、ケモタキティックファクターの発現や形成、さらにその局在と臓器特異性、表現系の違いなどを検討したい。他の系であるBALB/C,B6/Jの系でMPO-ANCA上昇マウス(Kusunoki et al. Frontiers in Immunology 2016)を参考にモデルマウスの作成、及び内耳、中耳における血管炎の組織学的変化を検討した。
企業の異質性を伴う内生成長理論による長期停滞の構造分析

本研究でこれまでに構築してきた理論モデルは、インフレーションが企業間の資源再配分を引き起こすことを示唆している。実際に、日本の企業レベルのデータと、産業別の価格指数の関係を調べると、投入価格のインフレ率が高いときに、大企業と小規模の企業との間の差が広がることが分かった。この傾向は、他の要因をコントロールしても変わらない。また、短期と長期の間を埋めるシミュレーション分析も行った。本研究は、貨幣ショックが経済成長に対して与える影響に主眼を置いているため、これまで長期的な効果を重点的に分析してきた。この研究方針は、長期の分析が従来の研究ではあまり行われてこなかったためであり、総合的な政策評価には短期・長期の効果を合わせては判断する必要がある。平成30年度の研究では、貨幣的な変化が生じた後、マクロ経済が長期的に成立する経済状態に至るまでにたどる道筋をシミュレーションすることで、短期と長期の効果を総合的に観察した。緩和的な金融政策ショックが生じたとき、価格が速やかにショックを吸収しない場合、ケインジアン的な需要創出効果が短期的に生み出され、消費水準を押し上げる。しかし一方で、そのショックがインフレ率の上昇を伴うと、イノベーションのインセンティブを阻害し、ネガティブな成長効果を生む。全体として経済厚生にプラスに働くかマイナスに働くかはパラメーターに依存することになるので、政策評価は状況に応じて慎重に行わなければならないことを示した。根幹となる理論分析・実証分析が一段落し、成果をワーキングペーパーをまとめた。また、複数の国際学会で報告するとともに、学術誌への投稿を進めている。学会等における論文報告で得られたフィードバックを取り入れ、以下の点について改訂を加える。一つは、実証分析の精緻化である。これまでの実証分析は、インフレ率の企業規模分布の変化の間に有意な関係があり、理論モデルと整合的ではあったものの、ダイレクトな検証にはなっていない。この点を改善するため、企業レベルでの研究開発投資とインフレの関係や、他に考えうる仮説との説明力の差を検証する。もう一つは、カリブレーションをより日本経済の現状を捉える形で行うことである。現状では、モデルに挿入するいくつかのパラメータは先行研究に依存しており、必ずしも日本の事情に密接ではなかった。この点を改善することで、より日本経済に則した政策提言につなげることができると考える。平成29年度は、金融政策などの名目面での変化が実質経済成長に与える影響を分析するための基本的な枠組みの構築を進めることに重点を置いた。標準的な内生的成長モデルでは、インフレ等の名目要因が実質経済の成長を左右することはないが、本研究では、メニューコストを導入することによって、名目から実質への影響経路を作っている。本研究の理論モデルの新規性は、この影響経路として企業間の資源再配分にフォーカスを当てているところである。経済成長は企業の研究開発活動から生み出されるイノベーションによって維持されるが、研究開発能力は企業間で一様ではない。全企業が同じインフレに直面しても、企業の質に応じて最適な研究開発投資は変化し、インフレは結果的に質の高い企業への資源再配分を促すことになることを示した。この資源再配分効果が十分に強ければ、インフレが実質成長を促進したり、経済厚生を高めることもあることが分かった。これは同時に、通常のニュー・ケインジアン・モデルでは非効率性のみを生み出していた価格硬直性が、他の非効率性を打ち消す形でポジティブな役割を果たしうることも意味する。また、社会的に最適な名目成長率が厳密に正になるケースも資源再配分効果が大きければ得られることになる。理論モデルの展開の一方で、データによる検証も開始した。モデルは企業規模の分布を内生的に生み出す構造になっているので、日本の企業レベルのデータを用い、インフレ率が実際に企業規模の分布に影響しているのかどうかを検証した。分布の決定要因は多様であり、頑健性のチェックを継続する必要はあるが、現段階では、投入指数のインフレ率の上昇が企業規模分布の裾野を広げる関係があることを見出している。分析のための基本的な理論枠組みの目処は立ち、実証面での検証も始められているので、ほぼ計画通りの進捗である。

全体として経済厚生にプラスに働くかマイナスに働くかはパラメーターに依存することになるので、政策評価は状況に応じて慎重に行わなければならないことを示した。根幹となる理論分析・実証分析が一段落し、成果をワーキングペーパーをまとめた。また、複数の国際学会で報告するとともに、学術誌への投稿を進めている。今後は実証分析の精度を高めることと、理論モデルの精緻化を行う。現状では、理論モデルは限定された状況下での展開になっており、一般化はある程度まで可能であると考えている。データとの整合性を基準に、モデルの拡張と一般化を進展させる。また、成果の発信として、これまでの成果をまとめた論文を国際学会で積極的に発表し、フィードバックを反映させる。学会等における論文報告で得られたフィードバックを取り入れ、以下の点について改訂を加える。一つは、実証分析の精緻化である。これまでの実証分析は、インフレ率の企業規模分布の変化の間に有意な関係があり、理論モデルと整合的ではあったものの、ダイレクトな検証にはなっていない。この点を改善するため、企業レベルでの研究開発投資とインフレの関係や、他に考えうる仮説との説明力の差を検証する。もう一つは、カリブレーションをより日本経済の現状を捉える形で行うことである。現状では、モデルに挿入するいくつかのパラメータは先行研究に依存しており、必ずしも日本の事情に密接ではなかった。この点を改善することで、より日本経済に則した政策提言につなげることができると考える。学会出張計画の微調整の結果、旅費が想定よりも下がったため。残余分は、今後の国際学会出張の経費に組み入れる。現状の設備および資料等で、平成30年度の研究の多くの部分を進めることができたため、翌年度以降の国際学会報告等のための支出に回すこととした。
キノンイソメラーゼが触媒する昆虫外骨格の硬化反応

昆虫の外骨格は、キチン及びキチン結合性タンパク質を主成分とするマトリクスである。脱皮に伴って外骨格が硬化する際に、カテコールアミン類がラッカーゼによっての酸化される反応を経るとされている。その結果生じるキノン、およびキノンが異性化されて生じるキノンメチドは反応性が高く、周囲の成分と共有結合的に架橋構造をつくる事で、外骨格が硬くなると考えられている。本研究は、キノンメチド生成に関わるキノンイソメラーゼの単離を目的とした。家蚕蛹外骨格の抽出物を出発材料に、各種クロマトグラフィーによる分離操作を行った結果、キノンイソメラーゼ活性を示す因子をほぼ単離した。昆虫の外骨格はキチン・キチン結合タンパク質を主な成分とする非細胞性マトリクスである。脱皮前、古い外骨格の下に作られる新しい外骨格は多くの場合、柔らかく殆ど色もない。しかしながら、脱皮に伴って硬化着色し、外骨格本来の機能を果たすようになる。本研究は、ラッカーゼ系による外骨格成分の架橋反応について、特に注目している。フェノール性基質がラッカーゼによって酸化されて生じるキノン(quinones)類や、キノン類が異性化されて生じるキノンメチド(quinone methides)類によって、タンパク質同士、タンパク質ーキチン間の架橋が形成されると考えている。現在、このキノンをキノンメチドへと異性化する反応を触媒する「キノンイソメラーゼ」に関する研究を進めている。この酵素は、まだ一部で精製が報告されたのみで、遺伝子は特定されていない。N-アセチルドーパミンが酸化されて生じるN-アセチルドーパミンキノンを用いて検出することにより、この酵素の精製を進めている。25年度は、前年度と同様に各種クロマトグラフィーを行い、酵素を含むフラクションの濃縮を行った。また、既に同定されている酵素ではあるが、キノン生成に関わるラッカーゼ自身が、キノン生成に伴ってキノンイソメラーゼとして機能し得ること等がアメリカの研究者から言及されており、その研究者らが用いている昆虫種(タバコスズメガ)を用いたラッカーゼ機能の調節機構に関わる研究を行った。特に、プロテアーゼによる切断(プロセシング)によって生じる、高活性型分子種の機能などについて調べた。本研究の大きな目的は、昆虫外骨格の硬化反応に必須と考えられているキノンイソメラーゼの精製・アミノ酸配列の解析、そして遺伝子の同定である。まず、キノンイソメラーゼの活性をより高感度かつ容易に測定することが、その目的に不可欠である。キノンイソメラーゼの活性を測定するためには、Nアセチルドーパミン(NADA)などの基質を、一旦ラッカーゼやチロシナーゼなどの酵素を用いて酸化させ、キノンを合成する必要がある。この物質がキノンイソメラーゼの直接の基質になるが、これは非常に不安定な分子であるために、毎回用時調製が必要である。この基質を試料と混ぜた後に、試料中の酵素のはたらきで異性化された生成物をHPLCで定量する。本年度は、NADAの酸化に用いるバッファーを無機系のものに変更し、また用いる酵素も市販のもの(多少の不純物が混入しているものと思われる)から実際に昆虫外骨格から精製したピュアなものを使用するなどしたことにより、HPLCのチャートのパターンが簡素になり、目的酵素の活性をより正確に追えるようになった。また、既存のHPLC機器に新規接続モジュールを加えることで、通常のグラジエントによる溶出を可能にし、さらに紫外・可視吸光検出器を新規に入手・接続した。これによって、既存の機器で可能であったイオンクロマトおよび電気伝導度による分離・検出から、C8またはC18カラムによる逆相クロマトによる分離、そして紫外域の吸収による検出へとシステムが変更され、その結果、より分離の良いパターンが得られている。これらの改善・変更を経て、現在キノンイソメラーゼの精製を進めているところである。具体的には、カイコガの幼虫および蛹からタンパク質を抽出する方法を検討し、より効率的に目的分子が得られる条件等が明らかとなった。また各種クロマトグラフィー用担体に対する挙動なども調べ、実際の精製も進めている所である。本研究は、昆虫外骨格硬化の必須因子であるラッカーゼ2によって生成されたキノンが、さらにキノンメチドへと変換される反応を触媒する因子である「キノンイソメラーゼ」の精製及び、性状解析等を目的とした。精製については、ほぼ最終精製物にまでたどり着いたところである。4つの主要な節足動物(多足類、鋏角類、甲殻類および昆虫類)のゲノム情報を利用して行った分子系統解析の結果、外骨格硬化に関わるラッカーゼ2遺伝子が、昆虫特有の遺伝子であることが判明した。これは、「カテコール類の酸化反応を利用した外骨格硬化」が昆虫独自に発達した系である可能性を示唆する。

昆虫がいち早く陸上へ進出し繁栄を誇るようになった要因の一つとして、カルシウムに頼らない外骨格硬化が貢献した可能性も考え得る。ラッカーゼ2に加え、キノンイソメラーゼも昆虫で独自に発達した分子であるのかが、非常に興味深い。この他、N-アセチルドーパミン(NADA)に加えて、ラッカーゼのもう一つの重要な基質であるN-β-アラニルドーパミン(NBAD)の合成も行った。有機合成系の研究者からの指導を受けつつNBADを合成し、NMRによる評価を行う等して高純度の標品である事を確認した。これは、今後も外骨格の硬化反応を経済的かつ効率よく研究するうえで大変重要である。また、アメリカの研究室から得たタバコスズメガラッカーゼ2のcDNAを用いて、バキュロウイルスの系を利用した組み替えタンパク質合成を行った。このタンパク質によってNBADキノンが生成する時に、NBADキノンメチドの生成も伴う事が報告されている。外骨格で生じる化学反応の全貌を明らかにするためにラッカーゼ自体によるキノンメチド生成の関与も詳細に調べなくてはならない。精製標品を用いた解析から、活性制御を受けることなど、家蚕ラッカーゼ2と同様な性質をもつことは確認できた。昆虫生化学・遺伝学当初の目標では、家蚕外骨格抽出液から酵素を精製し、アミノ酸配列等を明らかにすることにより遺伝子の特定や、発現量変化、発現場所の特定等を行う予定であった。しかしながら、現在もまだ精製完了には至っていない状況である。この酵素の抽出量を向上させること、および精製の効率を向上させることが、今後の課題と言える。また、精製途上の試料から、エドマン分解や、マススペクトルメトリー等による同定作業を、現在検討中である。本研究進行中、アメリカの研究者とともに、外骨格硬化の研究として、キノンイソメラーゼとして機能しうる酵素である、ラッカーゼに関しても研究を行った。この酵素は、既に遺伝子も特定され、昆虫独自のタンパク質であることが知られている。タバコスズメガを用いた研究では、この酵素によってN-β-アラニルドーパミンが酸化されてN-β-アラニルドーパミンキノンが生成される際にキノン異性化反応も生じるとされる。タバコスズメガラッカーゼのcDNAを用いた組み替えタンパク質をバキュロウイルス系で合成している。また、タバコスズメガラッカーゼの機能調節等について、特にプロテアーゼによるプロセシングの結果起きる活性上昇についても調べている。現時点で、キノンイソメラーゼの精製は、まだ終了していないが、タバコスズメラッカーゼのcDNAを譲渡した研究室のメンバーとともに、「ラッカーゼーキノンイソメラーゼ」によって外骨格形成中に起きる反応について、理解を深める努力をしている。目的酵素を検出するための系を見直したことによって、より正確かつ再現性よく酵素の活性が測れるようになった。この系を活用して目的酵素の精製を進めているが、その達成は近いのではないかと考えられる。本来であれば、計画の初年度で精製がより進行し、アミノ酸配列に関する情報が得られていた可能性もあったが、そこには到達出来なかった。
歯の喪失による学習・記憶能低下の分子生物学的解明

雄性マウスを非抜歯・固形飼料群,抜歯・固形飼料群,非抜歯・粉末飼料群,抜歯・粉末飼料群に振り分けた。脳の組織学的解析,mRNA発現および行動実験を行った。その結果抜歯した群で学習・記憶能の低下が見られた。同様に,抜歯した群の組織学的解析およびmRNA量の有意な変動を認めた。本研究の結果,歯および咀嚼の維持が認知機能低下を防止することを分子生物学的に明らかにした。これまでアルツハイマー病モデルマウスを用いて,歯の喪失による影響を動物研究で検討した。その結果,歯の喪失は,アルツハイマー病に特徴的な神経病理学的変化である老人斑の沈着を増悪させることなく,海馬神経細胞の減少,委縮を引き起こし,学習・記憶障害を加速させることが明らかになった。しかしながら,歯の喪失がどのようなメカニズムで神経細胞の変化に影響を及ぼしたのかは明らかではない。本研究では,歯の喪失およびそれに続く咀嚼機能の低下による学習・記憶障害の分子生物学的メカニズムを解明することを目的とする。当初の研究計画の通り,マウスを固形/非抜歯群,固形/抜歯群,粉末/非抜歯群,粉末/抜歯群の4群に分類し,行動実験を行い,マウス脳組織を採取,リアルタイムPCRにより解析を行っている。雄性マウスを無作為に非抜歯・固形飼料群,抜歯・固形飼料群,非抜歯・粉末飼料群,抜歯・粉末飼料群に振り分けた。抜歯・固形飼料群および抜歯・粉末飼料群では生後28週齢で上顎両側臼歯部を抜歯した。生後28週から32週まで飼育した群を短期群,生後28週から44週まで飼育した群を長期群とした。実験期間中,体重および飼料摂取量の測定を行った。実験期間終了後に行動実験として受動的回避試験を行い,学習・記憶能を評価するとともに脳の組織化学的評価およびリアルタイムPCRによる脳由来神経栄養因子のmRNA発現について検討した。その結果,長期群に置いて,抜歯・固形飼料群,抜歯・粉末飼料群では,学習・記憶能が低下した。同様に,組織化学的評価およびmRNA発現の有意な変動を認めたことから,学習・記憶能の変化には,脳由来神経栄養因子の関与が示唆された。マウスから採取できる血液量に限度があるため,当初予定をしていた血液採取による栄養状態の評価は困難であった。しかし,その他の行動実験,神経関連蛋白のmRNA発現など,現在まで研究1のほぼすべてを遂行し,研究2に移行している。歯科補綴学年度内に研究計画を遂行できる見込みがあるものの,マウスの数を増やし,昨年度と同様に行動実験や脳組織切片の作製を行い,また神経関連蛋白のmRNA発現の解析を進める予定である。当該年度はマウスの飼育準備に時間を費やし,予定していた解析をすべて遂行できなかったため解析に必要な費用を次年度に繰り越す事象が発生した。実験計画自体は予定通り進んでいるので,当該年度に実施できなかった解析と次年度実施する解析に使用する予定である。
生成物制御を目指した分子レベルでの木質バイオマス熱分解機構解明

主に、以下の2点について研究を行い、成果を得た。(1)部分構造に着目した、リグニン熱分解における高分子化、低分子化、炭化物生成機構の解明リグニンはフェニルプロパン単位が種々のエーテル型(C-O-C)および縮合型(C-C)結合で結合した高分子芳香族化合物であり、これらの部分構造の熱分解挙動(機構)を理解することはリグニンの熱分解機構の解明に必須である。このような観点から、種々の部分構造を代表する2量体モデル化合物と木材より単離した高分子リグニンとあわせて用いることで、各部分構造についての熱分解反応機構の詳細を明らかにするとともに、木材リグニンからの高分子化、低分子化および炭化物生成における役割を明らかにした。また、低分子化生成物を与えるキー反応であるエーテル開裂機構(ホモリシスvs.ヘテロリシス)、およびラジカル連鎖機構を明らかにした。さらに、リグニン中のベンゼン環構造が炭化物(ポリアロマティック構造)へと変化する過程(炭化)について、その分子機構を提案した。これらの成果は、木材リグニンの熱分解反応を制御する上で重要な示唆を与え、生成物制御に繋がる重要な成果である。(2)ガス化におけるリグニン熱分解の役割とその分子機構ガス化は、600°C以上の高温度域で行われる熱化学変換プロセスである。このようなガス化においても、木材の熱分解は重要な役割を果たす。すなわち、まず、熱分解により生成する揮発性生成物と炭化物がその後二次分解することで、ガス化が進行する。ここでは、このような高温度域でのリグニンの一次熱分解および一次熱分解生成物のガス化機構を(1)で得られた成果を基に、解明した。これにより、ガス化における生成物制御(例えば、タール生成の抑制など)を可能にする重要な成果が得られた。平成18年度は、(1)分子レベルでのリグニン熱分解機構、(2)ラジカルドナーとしての木材多糖の可能性について検討を行い、以下の成果が得られた。(1)リグニンの熱分解機構リグニンはフェニルプロパン単位が種々のエーテル型(C-O-C)および縮合型(C-C)結合で結合した高分子芳香族化合物である。したがって、これらの部分構造の熱分解挙動(機構)を理解することはリグニンの熱分解機構の解明に必須である。このような観点から、種々の部分構造を代表する2量体モデル化合物を木材より単離した高分子リグニンとあわせて用いて検討した。その結果、部分構造の受ける熱分解反応の詳細とともにそれらの高分子リグニンの低分子化、炭化挙動との関係が明らかになった。さらに、ラジカル種の存在によりリグニンの熱分解が著しく促進される、すなわち、ラジカル連鎖機構も重要な役割を果たすことも明らかになった。また、これらの成果とは別に、リグニン由来の熱分解物が炭化物へと変化する分子過程およびこの過程に及ぼす木材多糖由来の熱分解物の影響についても分子レベルでの解明が進展した。(2)ラジカルドナーとしての木材多糖の可能性還元性末端基を持つ木材多糖が200-250°C程度の比較的低温でラジカルを生成し、ラジカル連鎖を開始する可能性があることを示す成果が得られた。詳細な機構については現在調査中であるが、本発見が正しければ、木材中で共存するリグニンの熱分解に重要な影響を及ぼすものと考えられる。したがって、本成果より、木材中のリグニンの熱分解機構を解明する上で、木材多糖共存下でのリグニンの熱分解についても今後検討していくことが必要であることが示唆された。平成19年は、主に下記の3項目について検討し、成果が得られた。1)リグニンの熱分解におけるラジカル連鎖機構

これまでの研究で、リグニンの熱分解においてラジカル連鎖機構が重要な役割を果たしていることが示唆されている。そこで、ラジカル連鎖が進行する条件下としない条件下で、リグニン2量体モデル化合物からの生成物を詳細に検討した結果、(1)フェノール性水酸基からのH引き抜きによる経路と、(2)Cα-Hの引き抜きによる機構が存在することが明らかになった。2)リグニン炭化の分子機構16種のリグニン関連物質を加熱処理した実験より、リグニン芳香環中のメトキシル基の存在がリグニンの炭化において重要であることがわかった。また、グアイアコール中のメトキシル基をエトキシル基に置換した化合物では、炭化物の代わりにベンゾフラン類が生成することがわかった。これらの結果と詳細な生成物解析の結果より、メトキシル基のラジカル転移により生成する"0-キノンメチド"を、リグニンの炭化におけるキー中間体として提案した。3)ガス化におけるリグニンの役割とその分子機構ガス化においては、まず、木材成分が熱分解することで一次生成物(揮発成分と炭化物)を与え、それらがそれぞれ二次分解を受けることでガスを含む最終生成物へと変換される。一次熱分解挙動については、既に詳しく調べており、本年度は、二次分解に着目した研究を行った。まず、揮発成分、炭化物のガス化に対する反応性を明らかにした。その結果、リグニン由来の揮発成分のガス化に対する反応性はそれ程高くないが、メトキシル基のホモリシス(ラジカル種を生成)が進行する時点で、リグニンのガス化(特にメタン生成)が著しく促進されることがわかった。また、メトキシル基のホモリシスにより、多糖由来成分の気相でのガス化が促進されることもわかり、その分子機構として、リグニン由来のラジカル種によるH引き抜きによるラジカル機構が提案された。以上述べてきたように、リグニンに着目した木質バイオマスの熱分解およびガス化の分子機構について多くの成果が得られた。従来、木質バイオマスの熱分解、ガス化はブラックボックスとして取り扱われてきていたが、これらの成果は、熱化学変換技術の問題点(例えば、タールトラブルや低選択性の問題)を解決、あるいは効率的なプロセスを設計する上で、非常に重要な示唆を与えるものである。
薄膜領域におけるギンツブルグ・ランダウ方程式の渦糸解

ギンツブルグ・ランダウ方程式は超伝導の巨視的な現象を記述するモデルである.方程式は超伝導電子のマクロな状態を表す変数(秩序パラメータ)と磁場のポテンシャルで書き表せる.研究課題にあるように3次元の薄膜領域において外部磁場がない場合に,自明でない安定解,特に渦糸解と呼ばれる秩序変数が零点を持つ安定解を構成したい.外部磁場が無い場合でも永久電流の発生による磁場の効果が方程式に組み込まれているので扱いは単純ではない.薄膜の厚さをパラメータで制御し,厚さを零にした極限問題を形式的に導くと磁場の効果が消えることに着目し,この極限問題が安定な解を持つ場合に元の3次元の薄膜領域でも安定解が存在することを示した.特に底面が円板になっている円柱状の領域では,表面の小さな窪みにピン留めされた安定な渦糸解の存在を示すことができ,当初の目的を達成することができた.また,ギンツブルグ・ランダウ方程式の2次元領域における渦点の運動の性質を調べるため,磁場の効果を無視した秩序パラメータに関するエネルギーの勾配形について,係数の特異極限で導かれる常微分方程式系を研究した.この常微分方程式系は渦糸解の運動を特徴付ける方程式で,領域内に配置された渦点の運動の性質を謝べた.特に同じ符号の巻数を持つ渦糸同士は反発し位符号のものは引きつけあう性質から,温点が境界から消滅したり,2つの満点が衝突して消滅する運動の詳細を明らかにした.ギンツブルグ・ランダウ方程式は超伝導の巨視的な現象を記述するモデルである.方程式は超伝導電子のマクロな状態を表す変数(秩序パラメータ)と磁場のポテンシャルで書き表せる.研究課題にあるように3次元の薄膜領域において外部磁場がない場合に,自明でない安定解,特に渦糸解と呼ばれる秩序変数が零点を持つ安定解を構成したい.外部磁場が無い場合でも永久電流の発生による磁場の効果が方程式に組み込まれているので扱いは単純ではない.薄膜の厚さをパラメータで制御し,厚さを零にした極限問題を形式的に導くと磁場の効果が消えることに着目し,この極限問題が安定な解を持つ場合に元の3次元の薄膜領域でも安定解が存在することを示した.特に底面が円板になっている円柱状の領域では,表面の小さな窪みにピン留めされた安定な渦糸解の存在を示すことができ,当初の目的を達成することができた.また,ギンツブルグ・ランダウ方程式の2次元領域における渦点の運動の性質を調べるため,磁場の効果を無視した秩序パラメータに関するエネルギーの勾配形について,係数の特異極限で導かれる常微分方程式系を研究した.この常微分方程式系は渦糸解の運動を特徴付ける方程式で,領域内に配置された渦点の運動の性質を謝べた.特に同じ符号の巻数を持つ渦糸同士は反発し位符号のものは引きつけあう性質から,温点が境界から消滅したり,2つの満点が衝突して消滅する運動の詳細を明らかにした.ギンツブルグ・ランダウ方程式は超伝導の巨視的な現象を記述するモデルである.方程式は秩序変数と磁場のポテンシャルを結合した形で書き表される.この方程式において渦糸を表現する解は数学的な研究対象として,大変注目されているが,方程式は変数が多く数学的な取り扱いが難しい.そこで,誤定を単純化して秩序変数だけの方程式を考え,2次元領域での渦点のダイナミクスを考えると,あるパラメータの特異極限でそのダイナミクスはグリーン関数やグリーン関数の正則な項を使って表現できることが,神保と森田によって示された.次に3次元の薄膜領域で磁場の効果がある場合を考える.神保と森田は薄膜の薄さを制御パラメータにとり,その極限を考えると,方程式の磁場の効果はゼロに近づき,2次元の秩序変数だけの問題に帰着できることを示した.これにより,最初の場合のように,磁場の効果を無視することについて数学的な正当性が示された.2次元の渦点のダイナミクスの特徴的な性質は,有限次元の力学系として表せる.岡は力学系理論の応用について成果をあげている.ギンツブルグ・ランダウ方程式は偏微分方程式系になっているので,偏微分方程式の基礎的な研究は重要な関連テーマである.四ツ谷は楕円型方程式の対称解の研究で統一的なアプローチの方法を確立し,松本は初期値問題の基礎的定理を発展させた.また,ギンツブルグ・ランダウ方程式において数値シミュレーションは数学的理論の補完や,新しい問題の発展のために欠かせない.池田や中根は数値シミュレーションや数値解析の技術を発展させている.ギンツブルグ・ランダウ方程式は超伝導の巨視的な現象を記述するモデルである。研究課題にあるように3次元の薄膜領域において外部磁場がない場合に,自明でない安定解,特に渦糸解と呼ばれる秩序変数が零点を持つ解を構成したい。外部磁場が無い場合でも永久電流の発生による磁場の効果が方程式に組み込まれているので扱いは単純ではない。薄膜の厚さをパラメータで制御し,厚さを零にした極限問題を形式的に導くと磁場の効果が消えることが判明した。そこで,この極限問題が安定な解を持つ場合に,もとの3次元の薄膜領域でも安定解が存在することを示した。特に極限問題で安定な渦糸解が構成できる場合には,もとの問題でも渦糸解の存在がいえ,当初の目的を達成することができた。これらの研究は主に神保秀一氏との共同研究である。ギンツブルグ・ランダウ方程式は非線形楕円型方程式系になっている。四ツ谷は非線形楕円型方程式の球対称解の構造について統一的にあつかう手法を発展させた。

松本は偏微分方程式の初期値問題の基礎的定理を発展させた。ギンツブルグ・ランダウ方程式の解の構造の研究に数値シミュレーションは欠かせない。池田や中根は数値シミュレーションや数値解析の技術を発展させている。また,物理的な観点から町田はマクロな超伝導現象の理論的解明のために数理モデルの研究を発展させた。
エネルギー教育教材としての燃料電池乗用カートの製作

〈目的〉函館工業高等専門学校では,児童向けにエネルギーや発電について理解を深める教育プログラムを開発し展示実演活動をしている.その中に燃料電池に関するテーマも設定されているが,現在使用している教材では燃料電池に興味を持った児童が少ないのが現状である.本研究は,上記の現状を踏まえ新たな燃料電池に関する教材を開発しプログラムを受講する児童に新エネルギーへの関心を高めるとともに,環境問題意識の喚起を目的とするものである.〈研究方法〉提案する燃料電池を用いた乗用カートは,エネルギー教育プログラムを受講する中心である児童に対して以下の利点がある.・カートの車体を利用することにより児童に興味を持たせることができる・自ら動かすことにより新エネルギーを手軽に体験することができる製作に関して車体,駆動部については既存の電気自動車を用いバッテリー部分に燃料電池を設置する.受講対象者が児童中心であることを踏まえて障害物対策・車体の速度制御など安全面を考慮し製作する.速度・障害物センサー,無線デバイスをカートの本体に取り付けることによりパソコンと常時通信を行いモニタ及び制御を行う.また,モニタを待機している児童に提示することにより効果的な教材にする.〈研究成果〉本研究で乗用カート製作するにあたり,燃料電池と駆動部の性能評価をするための実験装置を製作した.これは駆動輪を無負荷状態で回転させるものでモータの負荷電力(電圧,電流),車輪の回転数を測定することができる.この装置で測定されたデータは有線によりパソコンへ転送する.また,超音波センサーによる物体認識も実験にて確認することができた.車体については既存のものを使用するつもりでいたが,フレーム重量・モータや燃料電池の出力の関係により使用を断念した.軽量化フレーム製作と,今回製作できなかった無線によるパソコン通信の実現が本研究のこれからの課題となる.〈目的〉函館工業高等専門学校では,児童向けにエネルギーや発電について理解を深める教育プログラムを開発し展示実演活動をしている.その中に燃料電池に関するテーマも設定されているが,現在使用している教材では燃料電池に興味を持った児童が少ないのが現状である.本研究は,上記の現状を踏まえ新たな燃料電池に関する教材を開発しプログラムを受講する児童に新エネルギーへの関心を高めるとともに,環境問題意識の喚起を目的とするものである.〈研究方法〉提案する燃料電池を用いた乗用カートは,エネルギー教育プログラムを受講する中心である児童に対して以下の利点がある.・カートの車体を利用することにより児童に興味を持たせることができる・自ら動かすことにより新エネルギーを手軽に体験することができる製作に関して車体,駆動部については既存の電気自動車を用いバッテリー部分に燃料電池を設置する.受講対象者が児童中心であることを踏まえて障害物対策・車体の速度制御など安全面を考慮し製作する.速度・障害物センサー,無線デバイスをカートの本体に取り付けることによりパソコンと常時通信を行いモニタ及び制御を行う.また,モニタを待機している児童に提示することにより効果的な教材にする.〈研究成果〉本研究で乗用カート製作するにあたり,燃料電池と駆動部の性能評価をするための実験装置を製作した.これは駆動輪を無負荷状態で回転させるものでモータの負荷電力(電圧,電流),車輪の回転数を測定することができる.この装置で測定されたデータは有線によりパソコンへ転送する.また,超音波センサーによる物体認識も実験にて確認することができた.車体については既存のものを使用するつもりでいたが,フレーム重量・モータや燃料電池の出力の関係により使用を断念した.軽量化フレーム製作と,今回製作できなかった無線によるパソコン通信の実現が本研究のこれからの課題となる.
高校生の経済・金融リテラシーの測定と公民科教員の属性・特徴に関する調査研究

経済リテラシーの調査では、高校生988名(24.59点)、大学生199名(25.71点)のデータを得た。両者間の経済リテラシーに有意差がないことや、機会費用の概念や金融分野の知識が乏しいことが実証された。金融リテラシーの調査では、高校生247名(23.3点)、大学生474名(32.2点)のデータを得た。両者間には有意差が認められ、両者ともに理解が乏しい項目として、経済学の基本的概念、金融概念、金銭管理に関する知識があげられた。公民科教員に対するアンケート調査(1,589名)では、公民科教員は、自由競争を前提とする市場経済制度を支持する一方、それがもたらす格差の拡大には批判的なことが確認できた。第1年度の2013年度は、米国の共同研究者であるWilliam B. Walstad教授(ネブラスカ大学)とKen Rebeck准教授(セントクラウド大学)が改訂した高校生用の経済学のテスト問題(Test of Economic Literacy第4版:TEL4)を原文から翻訳して、日本語版(フォームAとB)を作成した。2013年度は、まずフォームAに関してテスト冊子を印刷し、高校教員に依頼してフィールドテストを実施した。その結果、3校から合計440余りの標本データを入手できたので、次年度には、生徒の解答傾向を分析し、その結果に問題がなければ、テスト冊子を増刷して全国規模でテストを実施する。第2に、高校生の金融リテラシーの水準を測定するために、TEL4と同様に、両教授・准教授により開発されたFinancial Fitness for Life High School Test(FFFL-HSテスト)の全国規模での実施に関しては、2014年度に、金融関連学会と共同で実施する方向で検討に入った。同テストは、2006年度に実施済みなので、日本語版は完成しており、2014年度には、被験者である生徒の属性項目〔学習経験、履修経済科目など〕に関して、質問内容を改善する作業を行った。第3に、日本の高等学校で経済を教えている公民科教員に対して、属性・特質、教育実践、経済に関する思考態度などを問うアンケート調査は、2009年度に続いて2回目となるが、2013年度は、第1回目の調査結果であるデータセットをもとに、公民科教員の経済学習歴、教育実践上の困難、経済に関する考え方について精細に分析したほか、調査項目の改善に向けて検討を行った。その結果、いくつかの項目で質問内容を改め、また、データ入力をしやすいように、項目の配置を工夫した。それにより、アンケート調査票の最終版がほぼ固まった。第2年度である2014年度は、米国の共同研究者であるWilliam B. Walstad(ネブラスカ大学)教授とKen Rebeck(セントクラウド大学)准教授が改定した高校生用の経済学の標準テスト問題(Test of Economic Literacy第4版:TEL4)を英語から翻訳した上で、日本語版のテスト冊子を用いて、関係者にテスト実施を依頼し、テスト結果のサンプルデータを収集した。TEL4のフィールドテストについては、2校333名分のサンプルデータを集計・分析した結果を、2014年9月21日に立命館大学で開催された経済教育学会の分科会で報告した。高校生の金融リテラシーの水準を測定するために、TEL4同様に、William B. Walstad教授とKen Rebeck准教授により開発されたFinancial Fitness for Life High School Test(FFFL-HSテスト)の全国規模での実施に関しては、その日本語版テスト冊子を作成した上で、2014年にパーソナル・ファイナンス学会教育部会(部会長:山岡道男)の協力を得て、同学会のメンバーを中心に、高校および大学でテストを実施してもらい、サンプルデータを収集した。日本の高等学校ないし中等教育学校で経済を教えている公民科教員に対して、属性・特質、教育実践、経済に関する思考態度などを調査するアンケート調査は、2009年度に第1回を実施したが、経年調査として、2014年度にも、第1回目の調査結果をもとに調査項目の一部を改善した上で、全国の高校および中等教育学校へアンケート調査票を送付し、悉皆調査を実施した。その結果、収集されたサンプルデータは、質問項目ごとに集計するために外部の専門家にコンピュータ入力を依頼し、データセットとして整備することができた。2015年度は最終年度であるので、成果報告として、下記のように、経済学関係とパーソナル・ファイナンス関係の学会で、学会報告を4回実施した。また、Test of Economic Literacy, Fourth Edition(TEL4)の日本語版(経済リテラシーテスト:第11回生活経済テスト)の2種類(フォームAとフォームB)の各45問の設問に関して、教師用の問題解説書(『スタンダード現代経済リテラシー入門』、2018年2月)を出版した。さらに、経済リテラシーテスト第4版と、パーソナル・ファイナンス基礎テストの問題制作者であるWilliam B. Walstad教授(ネブラスカ大学リンカーン校)を招聘し、4択問題のテスト結果に関する新しい分析方法や、経済教育に関する米国の最新事情に関して国際シンポジウムを開催した。学会報告では、1Test of Economic Literacy, Fourth Edition(TEL4)の日本語版(経済リテラシーテスト:第11回生活経済テスト)を日本の高校生655名と大学生199名に実施した結果について分析し、2015年9月27日に開催された経済教育学会第31回大会(日本体育大学)で報告した。

22014年810月にかけて日本全国で実施した第2回公民科教員アンケート調査に関して、回収された標本1,589名分の回答を単純集計して、2015年11月8日に開催された日本社会科教育学会第65回全国研究大会(宮城教育大学)と、2016年3月28日に開催された経済教育学会春季研究集会(仙台市情報・産業プラザ)において、中間結果として発表した。32014年度に実施したパーソナル・ファイナンス基礎テストに関して、回収した高校4校247名、大学7校474名のデータを集計・分析し、2015年11月28日に開催されたパーソナルファイナンス学会第16回全国大会(福井大学)で報告した。経済リテラシーの調査では、高校生988名(24.59点)、大学生199名(25.71点)のデータを得た。両者間の経済リテラシーに有意差がないことや、機会費用の概念や金融分野の知識が乏しいことが実証された。金融リテラシーの調査では、高校生247名(23.3点)、大学生474名(32.2点)のデータを得た。両者間には有意差が認められ、両者ともに理解が乏しい項目として、経済学の基本的概念、金融概念、金銭管理に関する知識があげられた。公民科教員に対するアンケート調査(1,589名)では、公民科教員は、自由競争を前提とする市場経済制度を支持する一方、それがもたらす格差の拡大には批判的なことが確認できた。TEL4の2種類(フォームAとフォームB)のテスト問題は、2013年度に日本語版を完成させ、2014年度は、フィームAを用いて、テストを実施した。その結果、高校6校、大学4校でテストが実施され、高校655名分、大学199名分の解答用紙が得られた。またFFFL-HSテストも、パーソナル・ファイナンス学会の協力を得てテストを実施した結果、大学では8校、474名分の解答を、また高校では5校、247名分の解答を得られた。教員アンケートも、約5200校の全国の高等学校と中等教育学校にアンケート用紙を送付し、その結果、1587通の結果を得られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。教科教育法2015年度は、2014年度に回収したTEL4とFFFL-HSの2種類のテスト結果のデータと、公民科教員に対するアンケート結果のデータを用いて、まずそれらを集計・分析した上で、関係学会で研究成果として報告する。TEL4の2種類のテスト問題も完成しており、2014年度は実施できる状況となっている。またFFFL-HSテストも、金融関連学会の協力を得られ次第、実施を予定している。公民科教員アンケート調査は、質問項目の検討もほぼ終わり、2014年の夏から秋にかけて、全国の高等学校と中等教育学校に郵送して回答を依頼する計画である。2つのテストとアンケート協力の申し込みが、当初の予想より少なかったために経費(発送費と返送費、データー入力委託費)がそれほどかからなかったかため。テスト問題解説の冊子の印刷が、次年度になったため。2014年度は、TEL4とFFFL-HSの各テスト問題や公民科教員に対するアンケート調査票を完成させて印刷し、全国規模でテストと調査を実施するとともに、収集したデータをもとに分析を行う。
cDNAサブトラクションによるインスリン抵抗性改善薬の作用機序の解明

GeneChipを用いたチアゾリジン感受性遺伝子の検索2型糖尿病治療薬であるインスリン抵抗性改善薬チアゾリジンの作用機構を明らかにするため、肝細胞遺伝子発現に対する薬剤の効果を調べることにした。計画当初はサブトラクションによる遺伝子のクローニングを考えていたが、最近DNAチップを用いたより能率的な検討方法が利用可能になったことより、我々もGeneChipを用いた検討に切り替えた。マウス初代培養肝細胞をロジグリタゾンと新規チアゾリジンであるMCC-555を5及び25μMの濃度で24時間作用させ、コントロールの細胞と共にmRNAを生成した。各々のmRNAを蛍光ラベルしプローブを作成、GeneChipとのハイブリダイズ後にシグナル強度を比較し、チアゾリジンにより発現の変化する遺伝子を探した。その結果、発現の亢進する遺伝子としてTC20874、TC21818、TC25018、TC26141、TC30984(いずれもTIGRに登録してあるアクセス番号)等の20余りの遺伝子につき発現の亢進を認めた。逆に発現の低下する遺伝子としてはTC14248、TC14302、TC14653、TC14842、TC15141等100余りのものが見つかった。更に、チアゾリジンが血管透過性や血管新生に関与するVEGFの発現を亢進することも見いだした。ヒト2型糖尿病患者におけるチアゾリジンのサイトカイン産生及び単球分化に対する効果チアゾリジンが単球分化に影響を与えるとの報告がなされ、注目されたが実際に患者に投与されたときの効果についての報告はない。我々は2型糖尿病患者の血糖改善を目的としてチアゾリジンを投与した際、単球分化を表面マーカーを指標に、サイトカインレベルと共に測定した。まだ十分な症例数は集まっていないが、概ね単球分化を抑制する傾向である。インスリン抵抗性改善薬であるチアゾリジン系薬剤の作用機序を解明するため、初代培養肝細胞を用いて、cDNAサブトラクションによる新たなターゲット遺伝子の検索を行う予定であったが、効率化を図るためDNAチップを用いた実験に変更した。それに併応じて、DNAチップがマウスの遺伝子の情報量が充実しているため、マウスの初代培養肝細胞を用いて検討することとした。トログリタゾン、ロジグリタゾンによりマウスFABP遺伝子が増加することを確認後(ポジテイブコントロールとする)、薬剤存在下あるいは非存在下で培養24時問でmRNAを抽出し、それぞれのcDNAをプローブとしてDNAチップ上の塩基にハイブリダイズさせ、得られたシグナルの比較検討を現在行っているところである。薬剤のサイトカインや白血球表面抗原への影響については、現在市販後のインスリン抵抗性改善剤を用いて山口大学および関連病院において臨床研究を実施すべく倫理委員会への申請を行っているところであり、まもなく実施可能となる予定である。半年以内で結論がで出ることを期待している。

その結果、発現の亢進する遺伝子としてTC20874、TC21818、TC25018、TC26141、TC30984(いずれもTIGRに登録してあるアクセス番号)等の20余りの遺伝子につき発現の亢進を認めた。逆に発現の低下する遺伝子としてはTC14248、TC14302、TC14653、TC14842、TC15141等100余りのものが見つかった。このようにして見いだした遺伝子について現在、RT-PCRを用いて各遺伝子が薬剤により変化することを確認すると共に、登録データを検索して遺伝子の正体を突き止めているところである。ヒト2型糖尿病患者におけるチアゾリジンのサイトカイン産生及び単球分化に対する効果チアゾリジンが単球分化に影響を与えるとの報告がなされ、注目されたが実際に患者に投与されたときの効果についての報告はない。我々は2型糖尿病患者の血糖改善を目的としてチアゾリジンを投与した際、単球分化を表面マーカーを指標に、サイトカインレベルと共に測定した。まだ十分な症例数は集まっていないが、概ね単球分化を抑制する傾向である。