hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病や癌における可溶性エポキシド加水分解酵素sHEの発現調節及び生理機能解析

soluble epoxidehydrolase(sEH)はエポキシドヒドロラーゼ活性(EH活性)と脱リン酸化活性を持つ酵素である。脱リン酸化活性の基質や機能は明らかではないが、EH活性の基質はエポキシエイコサトリエン酸(EET)である。EETは、血管拡張作用や抗炎症作用、血液線溶作用などを持つ生理活性物質であり、近年、血管新生作用も着目されている。血管新生は、発生過程における循環器系形成や、癌の増殖や糖尿病性網膜症といった病態にも関与している。sEHはEETを加水分解することでこれらの作用を不活化すると考えられている。本年度は、糖尿病や癌におけるsEHの生理機能を明らかにするため、以下の二つの項目について研究を行った。1.高グルコースによるsEH減少メカニズムの解明については、高グルコースによって増加した活性酸素により転写因子Sp1の核内量が増加し、sEH遺伝子上流域に結合することでその転写を抑制していることを明らかにした。2.sEHの脱リン酸化活性の基質探索においては、精製sEHと合成基質である4-MUPを用いた脱リン酸化活性阻害による基質スクリーニング系を用いた。その結果、リゾホスファチジン酸(LPA)がsEHの基質となることを明らかにした。また他のリン脂質であるスフィンゴシン-1-リン酸やホスファチジン酸などに対しては低い活性しか示さなかったことから、sEHはLPA特異的に高い活性を持つことが示された。本研究により、sEHの新たな抑制機構が明らかとなり、これによりsEHの基質の生理作用が増加すると考えられる。またsEHによるLPA代謝は、EH活性によるEET代謝に加えて新たな生理機能が予想される。LPAは細胞外から細胞膜受容体を介して働くことが知られているが、近年では細胞内における作用も報告されていることから、新たな細胞内LPA代謝酵素としてsEHの役割が期待される。高グルコースによるsEHの減少メカニズムの解析については、高グルコース状態でのSp1を介した抑制機構を明らかにすることができたが、sEHプロモーターのベースの活性にもGC-rich領域が関与しているデータが得られており、これらとSp1の関わりを十分に明らかにすることができていない。一方、sEHの脱リン酸化活性の基質については、計画通りLPAをその基質として同定することができ、高い活性を持つことが示された。しかし内在性LPAが実際にsEHによって代謝されているのか、また他により親和性が高い基質が存在するかをさらに検討する必要がある。高グルコースによるsEH減少メカニズムについては、sEHのGC-rich領域に結合し、ベースの活性に関わる転写因子の同定を行う。またこの因子とSp1が競合しているかなど、Sp1との相互作用について詳しい解析を行う。sEHの脱リン酸化活性の基質探索においては、sEHノックダウン細胞を用いて内在性LPAが増加しているかどうかをLC-MSを用いて定量する。また本研究により、脂肪酸はsEHの4-MUPに対する脱リン酸化活性において強力な阻害剤として働くが、LPAに対する活性は阻害しないことを見出した。よって4-MUPを用いた基質スクリーニング系では脂肪酸による活性阻害を検出してしまうことから、基質をLPAに変更し、さらなる親和性の高い内在性基質をスクリーニングできるアッセイ系を検討する必要があると考えられる。soluble epoxidehydrolase (sEH)はエポキシドヒドロラーゼ活性(EH活性)と脱リン酸化活性を持つ酵素である。脱リン酸化活性の基質や機能は明らかではないが、EH活性の基質は、エポキシエイコサトリエン酸(EET)である。本年度は、糖尿病や癌におけるsEHの生理機能を明らかにするため、以下の3つの項目について実験を行った。1.高グルコースによるsEH減少メカニズムの解析。様々な長さのsEH遺伝子上流を用いたルシフェラーゼアッセイにより、それに重要な領域及び、いくつかの転写因子の候補を決定した。2.sEHが細胞増殖へ与える影響の解析。sEHノックダウンによって細胞周期が亢進していることを見いだした。またこの原因の一つとしてEETに着目し、その合成酵素であるCYP2C8やCYP3A4をHep3B細胞に過剰発現させたところ、細胞増殖の促進、また低酸素応答の増加がみられた。またこれらはPI3K-Akt経路を介していることも明らかにした。3.sEH脱リン酸化活性の基質の同定。精製sEHを用いて、合成基質と反応させ、ホスファターゼ活性検出の系を確立した。そこへsEHノックダウン細胞から抽出した脂質を加えると、競合的に活性の阻害がみられ、細胞中にsEHの内在性の基質が存在することが示唆された。今回、sEHの減少に関わる転写因子を同定できたことから今後さらに詳しいメカニズムの解明に繋がると考えられる。また、細胞内脂質の中に本来の基質の存在が示され、今後は分離した画分の脂質をLC-MS/MSを用いて同定したい。

血管新生は、発生過程における循環器系形成や、癌の増殖や糖尿病性網膜症といった病態にも関与している。sEHはEETを加水分解することでこれらの作用を不活化すると考えられている。本年度は、糖尿病や癌におけるsEHの生理機能を明らかにするため、以下の二つの項目について研究を行った。1.高グルコースによるsEH減少メカニズムの解明については、高グルコースによって増加した活性酸素により転写因子Sp1の核内量が増加し、sEH遺伝子上流域に結合することでその転写を抑制していることを明らかにした。2.sEHの脱リン酸化活性の基質探索においては、精製sEHと合成基質である4-MUPを用いた脱リン酸化活性阻害による基質スクリーニング系を用いた。その結果、リゾホスファチジン酸(LPA)がsEHの基質となることを明らかにした。また他のリン脂質であるスフィンゴシン-1-リン酸やホスファチジン酸などに対しては低い活性しか示さなかったことから、sEHはLPA特異的に高い活性を持つことが示された。本研究により、sEHの新たな抑制機構が明らかとなり、これによりsEHの基質の生理作用が増加すると考えられる。またsEHによるLPA代謝は、EH活性によるEET代謝に加えて新たな生理機能が予想される。LPAは細胞外から細胞膜受容体を介して働くことが知られているが、近年では細胞内における作用も報告されていることから、新たな細胞内LPA代謝酵素としてsEHの役割が期待される。高グルコースによるsEHの減少メカニズムの解析については、高グルコース状態でのSp1を介した抑制機構を明らかにすることができたが、sEHプロモーターのベースの活性にもGC-rich領域が関与しているデータが得られており、これらとSp1の関わりを十分に明らかにすることができていない。一方、sEHの脱リン酸化活性の基質については、計画通りLPAをその基質として同定することができ、高い活性を持つことが示された。しかし内在性LPAが実際にsEHによって代謝されているのか、また他により親和性が高い基質が存在するかをさらに検討する必要がある。高グルコースによるsEH減少メカニズムについては、sEHのGC-rich領域に結合し、ベースの活性に関わる転写因子の同定を行う。またこの因子とSp1が競合しているかなど、Sp1との相互作用について詳しい解析を行う。sEHの脱リン酸化活性の基質探索においては、sEHノックダウン細胞を用いて内在性LPAが増加しているかどうかをLC-MSを用いて定量する。また本研究により、脂肪酸はsEHの4-MUPに対する脱リン酸化活性において強力な阻害剤として働くが、LPAに対する活性は阻害しないことを見出した。よって4-MUPを用いた基質スクリーニング系では脂肪酸による活性阻害を検出してしまうことから、基質をLPAに変更し、さらなる親和性の高い内在性基質をスクリーニングできるアッセイ系を検討する必要があると考えられる。
コナガのゲノム解析とその殺虫剤抵抗性機構解明への利用

EST解析及びRNAseqを行い、約3万個の遺伝子候補配列を取得した。また、次世代シーケンサーを利用してコナガのゲノム概要塩基配列を獲得し、ゲノムおよび発現遺伝子情報について自動アノテーション情報を付加したゲノムデータベースKONAGAbaseを構築し一般に公開した。Bt菌毒素抵抗性形質とリンクする連鎖群を見いだし、有望な候補遺伝子を得た。また、Bt菌処理時及び非処理時の発現量比較解析から、コナガのBt菌毒素に対する抵抗性と薬剤代謝関連遺伝子の関連性が低いことを見いだした。コナガの卵(初期胚)および幼虫の中腸からtotal RNAを精製し、cDNAライブラリーを作成した。中腸cDNAライブラリーから約10,000クローンを選び、DNAを抽出し、5'および3'ESTを決め、8,705クローンの配列データを得た。作出した近交系コナガ系統からゲノムDNAを抽出し、Roche 454 GS FLX Titanium等の次世代シーケンサーを利用して、コナガゲノムの概要塩基配列情報954Mbpを得た。分子遺伝子地図作成とCry1Ac毒素抵抗性遺伝子解析の両方を同時に実施するための系統を定めた。Cry1Ac毒素抵抗性系統としては、新潟大学の堀教授より分譲を受けたPxR系統を用いた。感受性系統としては、日本植物防疫協会より分譲を受けたPxNS系統を用いた。そして、両系統を交配してF1およびBF1を作成した。シーケンサーから得られた配列について前処理を行い、高品質な12,524(約6Mbp)のコナガ中腸由来EST配列および約200万(約780Mbp)のWGSリード配列を生成した。WGSリード配列からリピート配列を抽出して、各配列のリピート領域のマスキングを行い、マスク済のEST配列から非冗長な3,845のアセンブリ配列を生成し、BLAST,InterProScan等による自動アノテーションを行った。更に全配列について、カイコゲノム上へのマッピングを行った。これらの配列データおよび解析結果をデータベース化し、Webサーバを介して閲覧可能とした。また、解析用ツールとして、キーワード検索フォーム、BLAST検索フォーム、マッピング結果閲覧用ゲノムブラウザ等をWebサーバ上に構築した。コナガの卵からcDNAライブラリーを作成し、6,973クローンのESTを調べた。平均インサート長は約1.4kbで、ribosomal RNAコンタミがほとんどなく、良好なライブラリーだった。BLAST検索結果は、ribosomal protein gene transcriptが13.8%、cytochrome oxidaseが6.6%、その他の遺伝子転写物が38.6%で、no hitが40.8%だった。現在、精巣のcDNAライブラリーを作成し、10,000クローンのESTを解析中である。ゲノム配列を元にSNPを探索し♀ヘテロのBF1集団のジェノタイピングを行った。その結果、Cry1Ac毒素抵抗性形質とリンクする連鎖群を見いだした。この連鎖群上にカイコ15番染色体上のマーカーのホモログが得られており、毒素抵抗性形質の原因遺伝子がこの連鎖群上に存在することが強く示唆された。コナガ3系統より毒素抵抗性コナガの選抜を行った。5世代選抜を繰り返したところ、1系統で抵抗性が100倍以上強くなった。既存のCry1Ac毒素抵抗性コナガ系統(PxR)はCry1AaとCry1Abに対して強い交叉抵抗性を示した。コナガCry1Ac毒素抵抗性遺伝子の連関群解析のために、PxR系統と感受性系統の雑種第一代とPxR系統を戻し交雑して得た幼虫にCry1Ac毒素を食べさせて生き残った、抵抗性のBC1個体347個体を凍結保存した。約186Mbpのゲノムコンティグ配列(N50 2,273bp)および41,621の予測遺伝子CDS配列を生成した。また、網羅的な84,142のトランクリプトーム配列(unigene配列)を生成し、予測遺伝子CDS配列と合わせて、既知の遺伝子/ドメインと相同性を持つ33,329の遺伝子候補CDS配列を生成した。生成した配列について自動アノテーション情報を付加しデータベース化した。更に、ユーザインタフェースの改良(GO Termツリーベース検索、薬剤抵抗性関連遺伝子の簡易検索等の新規検索機能の実装等)を行い利便性を向上した。また、コナガ系統の収集とCry1Ac毒素抵抗性系統の確立を図った。鹿児島市、熊本市、および東京都府中市よりそれぞれコナガを採集し系統化した。さらに、北海道農業研究センターより1系統(三重系統)を入手した。次に、すでに飼育している3系統も含めて、7系統より、Cry1Ac毒素を主成分とするBT剤を用いてCry1Ac毒素抵抗性個体の選抜を行った結果、1系統より1,000倍以上の抵抗性を示す系統(住化R)を選抜できた。また、他の1系統より約100倍の抵抗性を示す抵抗性系統(大わしR)が選抜された。ドラフトゲノム情報、発現遺伝子情報は予定通り得られており、そこから抵抗性原因遺伝子の候補を得ている。

遺伝解析用のBF1集団の作成も順調でマーカー候補となる多型も得られ順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は最終年度なので、昨年までに得た多型情報を整理し、遺伝解析に供する。これまでに得た原因遺伝子候補について詳細に解析する。これまでに得たドラフトゲノム情報、発現遺伝子情報をデータベース化し公開する。成果を論文としてまとめる。
大都市圏中心部における土地利用の変化-札幌の事例

本研究は,大都市圏中心部における内部構造の変容を解明することを目的とした.そのために,高度経済成長期以降に生起した土地利用の時系列的変化を明らかにた上で,人口分布との関連について解析を行った.本研究の対象地区は札幌市のDIDであり,1980年,1985年,1991年の3年次を研究対象年次とした.まず,土地利用の指標として建物用途別床面積を取り上げ分析を行った結果,商業施設や事務所の増加地帯が中心部から周辺部へ向かって拡大していることが明らかになった.それに伴い,都心周辺地区に位置する住宅地区では事務所併用住宅や商業施設併用住宅が増加しており,当該地区では機能混在化の様相を呈していた.しかし,都心から離れた住宅地区では,このような変化は見られず,単一機能に特化した地区を構成していた.次に,この建物利用変化に対して,建物構造種別床面積のデータを重ね合わせた結果,建物変化の著しい都心周辺部では木造建築物が耐火建築物へと変化しているのに対し,都心から離れた住宅地では木造建築物の比率が比較的高いままであった.このことから,大都市圏中心部においては,都心から周辺に向かって建物の新陳代謝が緩やかになっていることが分かった.最後に,これらの変化と人口との関連について考察すると,当該変化は人口の集積域が縁辺へと拡大するのを追いかけるように起こっていることが明らかになった.上記結果の内容は従来の研究でも報告されていたが,本研究ではそれを今までになく高い精度で解明した.本研究のように行政データを地理情報システムで解析することにより,都市構造の把握を迅速かつ高精度に行うことが可能である.本研究は,大都市圏中心部における内部構造の変容を解明することを目的とした.そのために,高度経済成長期以降に生起した土地利用の時系列的変化を明らかにた上で,人口分布との関連について解析を行った.本研究の対象地区は札幌市のDIDであり,1980年,1985年,1991年の3年次を研究対象年次とした.まず,土地利用の指標として建物用途別床面積を取り上げ分析を行った結果,商業施設や事務所の増加地帯が中心部から周辺部へ向かって拡大していることが明らかになった.それに伴い,都心周辺地区に位置する住宅地区では事務所併用住宅や商業施設併用住宅が増加しており,当該地区では機能混在化の様相を呈していた.しかし,都心から離れた住宅地区では,このような変化は見られず,単一機能に特化した地区を構成していた.次に,この建物利用変化に対して,建物構造種別床面積のデータを重ね合わせた結果,建物変化の著しい都心周辺部では木造建築物が耐火建築物へと変化しているのに対し,都心から離れた住宅地では木造建築物の比率が比較的高いままであった.このことから,大都市圏中心部においては,都心から周辺に向かって建物の新陳代謝が緩やかになっていることが分かった.最後に,これらの変化と人口との関連について考察すると,当該変化は人口の集積域が縁辺へと拡大するのを追いかけるように起こっていることが明らかになった.上記結果の内容は従来の研究でも報告されていたが,本研究ではそれを今までになく高い精度で解明した.本研究のように行政データを地理情報システムで解析することにより,都市構造の把握を迅速かつ高精度に行うことが可能である.
低酸素暴露解除後の動脈系化学受容器の動態ならびにその分子機構

(平成13年度)低酸素暴露開始後の形態学的および免疫組織化学的検討:低酸素暴露解除後のラット頚動脈小体内のペプチド性神経支配を検討するに先立ち、低酸素暴露開始後2週4週、および8週の経時的変化を検討した。ラット頚動脈小体は、暴露2週後で1.4倍、4週後で2.1倍、8週後で2.6-2.8倍に大きくなった。各種神経ペプチド抗体(SP, CGRP, VIP, NPY)を用いた免疫組織化学的検討により、SPおよびCGRP陽性線維の分布密度は暴露後4週で有意な増加が認められたが、その後8週ではコントロールレベルよりも低い値を示した。VIP陽性線維は全ての時期で有意な増加が認められたが、暴露後4週で高い分布密度を示した。NPY陽性線維の分布密度は暴露期間による有意な差は認められなかった。(平成14年度)低酸素暴露解除後の形態学的および免疫組織化学的検討:低酸素暴露解除1週の頚動脈小体は低酸素暴露解除時に比べ既に有意に縮小した。低酸素暴露解除4週および8週では、ほぼコントロールレベルの頚動脈小体の形態に戻った。低酸素暴露解除後1週で著明な血管径の縮小する傾向か認められ、暴露解除後8週でほぼコントロールレベルにまで戻っていた。一方、SPおよびCGRP陽性線維の密度は、低酸素暴露解除後に徐々に回復傾向を示した。解除後8週のSPおよびCGRP線維の密度はほぼ正常環境下の密度にまで回復した。VIP陽性線維の密度は、低酸素暴露解除後1週ですでに正常環境下レベルにまで回復傾向を示した。NPY陽性線維の密度は、低酸素暴露解除後1週、2週および4週で有意な増加傾向を示した。1.免疫組織化学的検討:低酸素暴露解除後のラット頚動脈小体内のペプチド性神経支配を検討するに先立ち、低酸素暴露開始後2週、1ヶ月、2ヶ月および3ヶ月の経時的変化を検討した。各種神経ペプチド抗体(SP,CGRP,VIP,NPY)を用いた免疫組織化学的検討により、SPおよびCGRP陽性線維の分布密度は暴露後1ヶ月で有意な増加が認められたが、その後2-3ヶ月ではコントロールレベルよりも低い値を示した。VIP陽性線維は全ての時期で有意な増加が認められたが、暴露後1ヶ月で高い分布密度を示した。これまでに、血管拡張は主としてVIPの作用であると考えて来たが、暴露1ヶ月の頚動脈小体では、SPおよびCGRPも血管拡張に関与するとともに化学受容への関与も推測される。また、暴露後2-3ヶ月の状態はほぼ順応した状態を示すものと考えられる。一方、慢性低酸素暴露後、正常大気圧環境に戻した(1ヶ月後)ラット頚動脈小体におけるペプチド性神経線維の推移は、SP、CGRPおよびVIP免疫陽性神経線維の分布密度には大きな変化は認められなかったが、NPY免疫陽性線維の密度には有意な増加傾向が認められた。2.組織計測による検討:ラット頚動脈小体は、暴露2週後で1.4倍、1ヶ月後で2.1倍、2-3ヶ月後で2.6-2.8倍に大きくなった。一方、慢性低酸素暴露解除後1ヶ月のラット頚動脈小体は、肥大した血管はコントロールの血管に近いレベルにまで戻り、頚動脈小体は縮小した。3.血液ガス、血圧、心拍数の検討:低酸素暴露に伴い、PO2およびPCO2測定値は下がり、低酸素暴露が有効であることを示した。一方、平均血圧の低下、心拍数および腎交感神経活動の上昇を示した。低酸素暴露解除後の形態学的および免疫組織化学的検討:低酸素暴露解除後1、2、4および8の週ラット頚動脈小体の形態変化ならびにペプチド性神経線維の分布およびその密度の変化について検討した。

低酸素暴露解除1週の頚動脈小体は低酸素暴露解除時に比べ既に有意に縮小したが、コントロールにくらべるとやや大きいままであった。低酸素暴露解除4週および8週では、ほぼコントロールレベルの頚動脈小体の形態に戻った。頚動脈小体内の血管径を測定したところ、既に低酸素暴露解除後1週で著名な血管径の縮小する傾向が認められ、暴露解除後8週でほぼコントロールレベルにまで戻っていた。直径5μm以下の小血管は、低酸素暴露解除時(低酸素暴露8週間)で約18.3%であったが、解除後1週で35.1%、2週で34.5%、4週で40%、解除後8週で45.1%に増加した。直径10μm以下の小血管も同様に増加傾向を示した。低酸素暴露解除1週以降、直径20μ以上の比較的大きい血管は減少傾向を示し、20%以下であった。一方、慢性低酸素暴露後、正常大気圧環境に戻した頚動脈小体におけるSPおよびCGPR陽性線維の密度は、低酸素暴露解除後に徐々に回復傾向を示した。解除後8週のSPおよびCGRP線維の単位面積当たりのvaricosity密度はほぼ正常環境下の密度にまで回復した。VIP陽性線維の密度は、低酸素暴露解除後1週ですでに正常環境下レベルにまで回復傾向を示した。NPY陽性線維の密度は、低酸素暴露解8週では正常環境下レベルと変化は認められなかったが、低酸素暴露解除後1週、2週および4週で有意な増加傾向を示した。
新しい木材樹脂化物及び木材-合成高分子複合材料の開発に関する研究

化学修飾木材の可溶化と接着剤化に関して所期の目的に従い各様に検討した。フェノール樹脂接着剤について特に詳細な知見がえられ、リグニン成分のフェノール化、ホルムアルデヒド添加量の適正化、架橋剤の少量添加などにより、耐水接着能の高い接着剤となしうることが知られた。リグニン成分のフェノール化の重要性については、チオグニンのフェノール樹脂接着剤化の検討で確証された。一方、本研究の過程で、無処理木材が容易に可溶化され、それら可溶化物の接着剤への変換も容易であり、優れた接着性能のものが得られることが順次明らかとなった。したがって、その後の接着剤化の検討は無処理木材を原料とするものへと移行した。その結果、耐水接着性能を備えた木材-フェノール樹脂及びエポキシ樹脂接着剤が開発された。前者の特徴の一つに、アミノ樹脂なみの接着温度条件で硬化・接着され、十分な耐水接着性を示すという点がしる。レゾール型フェノール樹脂接着剤の硬化温度の低温化は、被接着木材の含水率規制の緩和という観点で、かねてより指向されていたのもである。他方、木材-合成高分子系の複合成形材料の研究も、二つの方向から行われた。一つは化学修飾により熱可塑性、熱流動性を付与された二つの木材を合成高分子と複合化するもので、木材に熱流動性が与えられている分、それを多量に混合することが出来、また、混練成形時の熱流動性が高いという特徴を有する。また、第二のものは、無処理の木材粉末或いは繊維を合成高分子と複合化するもので、木材の強度特性、繊維性を利用した複合材料を調整しうる。いずれの場合にも、木材西部ドメイン或いは木材充填剤と合成高分子ドメイン或いはそのマトリックス層との界面における接着性を改善しうる機作を加えることにより、強度特性など物性の優れた複合材料が得られることが知られた。特に、複合材塑性中に相溶化剤となりうる物質を少量添加することが有効であった。化学修飾木材(カルボキシメチル化、ヒドロキシエチル化木材)からのフェノール樹脂およびエポキシ樹脂接着剤について、それらの性能を向上させる目的で、前者ではホルムアルデヒド添加量の適正化、架橋剤の少量添加という観点で、また、後者では、ビスフェノールAの木材成分へのフェノール化、アルコール性水酸基を含めたグリシジルエーテル化などといった観点から検討し、それらにより、耐水接着性を含めた接着能が著しく大きくなることを知った。並行して、パルプ廃液よりの粗精製チオリグニンのエポキシ樹脂接着剤化についても、フェノール化を進め、またエポキシ化度を高めたものが、実用的な接着性能を示すことを知り、引続き、溶剤を用いることなしに溶液状エポキシ樹脂接着剤を直接調製する試みなどにも検討を拡げている。また、無処理木材の溶液化が可能であり、その接着剤化も可能であることが知られた。すなわち、木材を何ら化学修飾することなしに、フェノールやビスフェノールAに溶解し、レゾール樹脂やエポキシ樹脂接着剤化し、耐水接着性の付与など性能向上を図っている。他方、ベンジル化木材と熱可塑性高分子のブレンドを広範に検討している。たとえば、250°Cにみかけの融点(【T_f】)を持つベンジル化木材はポリスチレン(PS)とのブレンドにより、後者の混合比と共に著しく熱可塑性が高められ、等重量以上PSをブレンドすると、【T_f】が150°Cまで低下し、PSと同等のそれを持つものとなった。従って、発泡性もPS量と共に高まり、等量混合物でも発泡成形の可能なものとなりつつある。

熱可塑性合成高分子と化学修飾木材とのブレンド成形物から、組成を工夫することにより、単独物よりも物性の良いものも得られるなど、良い成果が得られた。化学修飾木材-不飽和ポリエステル-スチレン系から、均一性の高い、3次元硬化型の成形物が得られ、それらの力学的性質、動的粘弾性を系統的に検討しつつある。本年度は、無処理木材の可溶化と応用に関しては、可溶化物の利用の道を拡大することを目的とした検討を主として行った。まず、リグニンのフェノール樹脂接着剤化にあたり、フェノール化を効果的に併起させることにより、通常のレゾール樹脂接着剤に比べ15°C以上低い温度で十分な硬化接着性を示し、耐水接着をも具現させうるものが得られることを知った。他方、無処理木材チップのビスフェノールAへの可溶化について、系統的に検討し、反応性の高い樹脂を得るための最適可溶化条件について知見を得た。その木材ービスフェノールA可溶化物のエポキシ樹脂化について検討し、中温あるいは常温硬化型の十分な耐水接着能を備えた接着剤を調製し得た。一方、木材と合成高分子との複合化による成形材料の開発に関して、2系統の検討を行った。まず、木材と不飽和ポリエステルとの複合材料について、昨年度に引続き検討を進めた。その結果、木材の繊維性を損わない範囲で、少量木材表面に不飽和基を導入することにより、木材と不飽和ポリエステルとの界面での化学結合の生成に基づく著しく大きな引張強度の発現など、すぐれた特性を有する材料となることが知られた。そのさい、アリル化、アリルグリシジルエーテル化、ブチルグリシジルエーテル化などによる効果も検討したが、とくに無水マレイン酸を効果的に処理剤として用い、適量の不飽和基を木材中に導入する場合、実際的にも意味のある結果が得られた。さらに、木材とジアリルフタレート樹脂との混練・成形による複合化についても検討した。混練条件および木材含有量の最適化により、本来のジアリルフタレート樹脂の強度特性を上回る成形材料が調製された。この場合も、木材とマトリックス樹脂との界面における親和性ならびに化学結合を生起させることを目的として、木材への不飽和基の導入を図り、その効果を認めた。
神経因性疼痛の原因分子リゾホスファチジン酸による脱髄とミエリン蛋白質分解機構

これまでに、研究分担者の植田弘師は神経因性疼痛の原因分子としてリゾホスファジン酸(LPA)を発見した。本研究では、神経因性疼痛におけるアロディニアの分子基盤を解明するために、LPA誘発性の脱髄におけるミエリン蛋白質分解の関与とその制御機構について解析を行った。その結果、脊髄後根におけるミエリン蛋白質であるMyelin-associated glycoprotein(MAG)の蛋白質発現は、LPAの脊髄くも膜下腔内投与12時間後から3日間後において有意な発現低下を示し、7日後においても減少傾向が観察された。このMAGの発現低下はLPA_1受容体遺伝子欠損動物において消失した。一方、LPAによるMAGの発現低下は知覚神経線維のEx vivo培養実験においても観察され、この現象はカルパイン阻害薬(Calpain inhibitor XとE-64)により顕著に抑制された。また、LPAの脊髄くも膜下腔内が脊髄後根のカルパイン活性を誘導することを見出した。さらに、カルパイン阻害薬であるE-64dは、LPAによるカルパイン活性化、MAG発現低下および神経因性疼痛のいずれをも顕著に抑制した。一方、坐骨神経の部分結紮による神経因性疼痛モデルにおいても、MAGの発現低下とカルパインの活性化が観察され、E-64dはその両者に加えて神経因性疼痛を顕著に抑制することを明らかにした。完全フロイントアジュバント接種による慢性炎症により、後根神経節と脊髄後角におけるカルパイン活性化は観察されたが、後根における活性化は観察されず、E-64dによっても慢性炎症性疼痛は全く影響されなかった。以上の結果から、LPAおよび神経傷害による神経因性疼痛の誘発機構には、LPA_1受容体を介したカルパイン活性化によるミエリン蛋白質分解機構が重要な役割を果たすことが明らかになった。
アルゴリズム的な着想によるg予想の肯定的な解決への挑戦

1975年、StanleyによるCohen--Macaulay環の理論を使った球面版上限予想の肯定的な解決は、凸多面体を巡る組合せ論と可換代数が接点を持つ契機となった。その後、単体的凸多面体のf列に関するg予想は、1980年、Stanleyが必要性を、B-illera--Leeが十分性を解決した。必然的に、単体的凸多面体のf列に関するg定理は単体的球面のf列に関するg予想に一般化され、当該分野の最高峰に位置する懸案の予想として君臨している。われわれの萌芽研究の目的はalgebraicshiftingとcombinatorial shiftingの理論を使い、アルゴリズム数学の観点から、球面版g予想の肯定的な解決に挑戦することにある。最終年度である平成20年度は、研究代表者が持つ萌芽的な着想を実践的な理論に育む基礎研究を推進し、今後の研究の進むべき方向性の一つを提唱した。具体的には、単体的球面のalgebraicshiftingの分類理論を構築するための基礎的な研究として、単体的球体のalgebraicshiftingがcombinatorial shiftingとして得られるような単体的球体の類を探す研究を展開し、部分的な成果を得ることができた。なお、一般に、単項式イデアルに限っても、そのジェネリックイニシャルイデアルを計算することはきわめて困難である。今後、計算代数のグループとの共、同研究を強力に展開し、ジェネリックイニシャルイデアルを高速に計算するソフトの開発をすることは、g予想の肯定的な解決に限らず、計算可換代数の発展に貢献するためにも、きわめて重要な仕事である。他方、球面版g予想に関連し、Ehrhart多項式の特徴付け問題に再挑戦し、体積が小さい凸多面体のEhrhart多項式を、嘗て、Stanleyと研究代表者が得た不等式の系列を使って組合せ論的に特徴付けることに成功し、Ehrhart多項式の研究を一歩進めることに重要な貢献をすることができた。1975年、StanleyによるCohen--Macaulay環の理論を使うた球面版上限予想の肯定的な解決は、凸多面体を巡る組合せ論と可換代数が接点を持つ契機となった。その後、単体的凸多面体のf列に関するg予想は、1980年、Stanleyが必要性を、Billera--Leeが十分性を解決した。必然的に、単体的凸多面体のf列に関するg定理は単体的球面のf列に関するg予想に一般化され、当該分野の最高峰に位置する懸案め予想として君臨している。当該萌芽研究の目的はalgebraicshiftingとcombinatorial shiftingの理論を使い、アルゴリズム数学の観点から、球面版g予想の肯定的な解決に挑戦することにある。平成18年度は、研究代表者が持つ萌芽的な着想を育み、単体的球面Δがあったとき、頂点の番号付けを適当に選ぶと、頂点の個数と次元がΔと同じである巡回凸多面体の境界複体Σについて、包含関係c(Δ)⊂e(Σ)が成立する、を作業仮説とし、研究を展開した。その作業仮説が肯定的であれば、単体的凸多面体のf列に関するg予想の必要性の証明(Stanley)の、トーリック多様体の理論に依存しない純粋な組合せ論的な別証が得られることになるから、当該萌芽研究の顕著な研究成果の一つとなる。その具体的な戦略の一つとして、単体的球面Δを一つ固定するとき、そのcombinatorial shiftingの全体に何らかの順序を導入し、一つのcombinatorial shiftingから出発し、順次、性質の改善されたcombinatorial shiftingを探索し、最終的には、包含関係c(Δ)⊂e(Σ)を満たすcombinatorial shiftingに辿り着くためのアルゴリズムの開発を目標とし、研究を推進し、部分的な成果を得た。平成19年度は、単体的球面の三角形分割のf列の議論に関連する研究として、(1)線形分解(linear resolution)を持つ単体的球体のBetti数列を議論し、そのような球体の境界である単体的球面のStanley-Reisnerイデアルが重複度予想を満たすことを証明するとともに、(2)単体的球体のf列の特徴付けに関する具象的な研究を推進させた。前者では、線形分解を持つ単体的球体の境界複体の有限自由分解の構造を詳細に議論し、その結果として、その境界である単体的球面のStanley-ReisnerイデアルのBetti数列に関する組合せ論的な情報が得られ、そのイデアルが重複度予想を満たすことを証明することに成功した。当該研究は、平成19年6月に遂行され、その成果を発表するための研究論文は平成19年11月にJournal of Algebraにacceptされた。しかし、平成19年12月、Cohen-Macaulayイデアルに関する重複度予想は全く一般的に解決され、残念ながら、我々の研究成果は水の泡となった。次に、後者の研究成果の概要を記載する。一般に、有限M列があったとき、それは適当な次元の単体的球体(いわゆるBillera-Lee多面体)のh列となることが既知であるが、我々は、そのような単体的球体の次元の下限を、そのM列の言葉で記述する問題を重要な研究課題と位置付け、その問題に挑戦する足場を築く努力をした。実際、その問題を解決することができるならば、原理的には単体的球体のf列の特徴付けが得られたことになり、すると、(球面は球体の境界であるから)単体的球面のf列の特徴付けが得られたことになる。

手始めに、巡回凸多面体のh列の部分列を考察の対象とし、そのようなM列については、次元の下限を具体的に記述することに成功した。1975年、StanleyによるCohen--Macaulay環の理論を使った球面版上限予想の肯定的な解決は、凸多面体を巡る組合せ論と可換代数が接点を持つ契機となった。その後、単体的凸多面体のf列に関するg予想は、1980年、Stanleyが必要性を、B-illera--Leeが十分性を解決した。必然的に、単体的凸多面体のf列に関するg定理は単体的球面のf列に関するg予想に一般化され、当該分野の最高峰に位置する懸案の予想として君臨している。われわれの萌芽研究の目的はalgebraicshiftingとcombinatorial shiftingの理論を使い、アルゴリズム数学の観点から、球面版g予想の肯定的な解決に挑戦することにある。最終年度である平成20年度は、研究代表者が持つ萌芽的な着想を実践的な理論に育む基礎研究を推進し、今後の研究の進むべき方向性の一つを提唱した。具体的には、単体的球面のalgebraicshiftingの分類理論を構築するための基礎的な研究として、単体的球体のalgebraicshiftingがcombinatorial shiftingとして得られるような単体的球体の類を探す研究を展開し、部分的な成果を得ることができた。なお、一般に、単項式イデアルに限っても、そのジェネリックイニシャルイデアルを計算することはきわめて困難である。今後、計算代数のグループとの共、同研究を強力に展開し、ジェネリックイニシャルイデアルを高速に計算するソフトの開発をすることは、g予想の肯定的な解決に限らず、計算可換代数の発展に貢献するためにも、きわめて重要な仕事である。他方、球面版g予想に関連し、Ehrhart多項式の特徴付け問題に再挑戦し、体積が小さい凸多面体のEhrhart多項式を、嘗て、Stanleyと研究代表者が得た不等式の系列を使って組合せ論的に特徴付けることに成功し、Ehrhart多項式の研究を一歩進めることに重要な貢献をすることができた。
過剰収容時代における非拘禁的措置としての社会奉仕命令及び電子監視に関する比較研究

現在、非拘禁的措置を社会内刑罰へと位置付ける見解と福祉へと接合する見解が対立しているが、本研究は、監視と援助という分析視角を用いながら、監視的観点をできる限り排除し、ソーシャル・インクルージョンの理念を基礎にした対象者の人権保障と社会復帰援助の観点から、福祉連携型の非拘禁的措置を提唱した。その成果は、刑事立法研究会編『非拘禁的措置と社会内処遇の課題と展望』(現代人文社、A2ol2)として公刊した。比較法研究については、北欧の社会内制裁やドイツ・ポルトガルの電子監視、オーストラリアの社会奉仕命令を素材として、主に拘禁代替型の形態について、前提となる刑罰制度の全体像と電子監視・社会奉仕命令等の導入経緯、実施される際の要件・手続、実施状況と効果、ネットワイドニング問題等について検討した。また、台湾の最新動向について、2008年12月30日の刑法改正によって社会奉仕命令制度が導入されたとの報告があり、その背景や運用予測等について議論を行った。これらにより、各制度についての検討課題を明らかにすることができた。これとは別に、2008年10月7日の法制審被収容人員適正化部会17回会議において、保護観察の一内容として社会奉仕活動を行う制度と、刑の一部の執行猶予を可能とする制度の二つに検討対象が絞られたことから、その後者について理論的検討を行った。適用範囲と対象選択基準、量刑上の位置づけ、考試期間主義との関係、行為責任との関係、従来の執行猶予との法的効果の差異など刑事政策上の意義等、多くの疑問点が出され、多くの理論的・実際的問題が明らかとなった。実態調査としては、韓国において社会奉仕命令・受講命令、電子監視等に関する調査が実施済みであり、また、オーストラリアの社会奉仕命令・電子監視等に関する調査を実施した。これら調査内容については今後まとめられ、次年度の研究に生かされることになる。そのほか、犯罪に至った知的障害者の社会復帰にも取り組んでいる社会福祉法人南高愛隣会、少年院仮退院者の自立更生促進を図る沼田町就業支援センターなどについても随時情報収集を行った。本研究は、第一に、社会内処遇に関する実態調査等に基づく理論的・実証的研究を行い、また、社会奉仕命令や電子監視等の新たな議論についても検討を加えて、21世紀にふさわしい理想的な社会内処遇のあり方を追求すること、第二に、更生保護関係法令を全面的に見直し、更生保護に関する基本法となる立法案「更生保護基本法要綱案」(以下、「要綱案」)を策定することを最終目的とする。2009年度においては、社会奉仕命令や電子監視の2点に、法制審議会刑事法部会(被収容者人員適正化方策に関する部会)で論点となっていた刑の一部執行猶予制度を加えて、検討を行った。社会奉仕命令(社会貢献活動)や刑の一部執行猶予制度についてはその導入の方向が見られたからである。また、比較法研究としては、すでに社会奉仕命令や電子監視の制度を導入している諸外国の運用・議論の調査を行った。アメリカ、カナダ、オーストラリアを中心に文献的検討を行ったほか、これまでに行った韓国、オーストラリア調査の内容を取りまとめ、年度末には台湾調査を実施した。理論研究としては、電子監視についてはその歴史的経緯をもふまえた問題点の検討を、また、社会奉仕命令、刑の一部執行猶予制度および中間処遇制度については、法制審議会における議論を念頭におきつつその問題点の検討を、それぞれ行った。今後さらに、スウェーデン、イギリス、アメリカの調査を実施し、国際シンポも開催する予定である。これまでの研究により、ソーシャル・インクルージョンの視点からの社会内処遇における基本思想をベースにして、社会的援助による生活再建(社会復帰)のあり方を探求してきた本研究のスタンスからは、上記各制度の導入については種々の問題が表れていることが看取できた。その成果としての、各論点に関する問題点の所在と検討の視点および諸外国の制度紹介については、近々に紀要に公表する予定である。本研究の目的は、比較法的観点から諸外国で社会奉仕命令・電子監視が社会に受け入れられてきた背景を詳らかにし、その上で、わが国の刑罰論、処遇論及び手続論等の現状を踏まえ、更生保護あるいは社会内処遇対象者の人権保障と社会復帰援助の観点から、理論的、実証的にその導入の是非を検討し、あるべき非拘禁的措置の方策について具体的提案を行おうとするものである。平成22年度の課題は、本研究の最終年度として、研究成果を取りまとめ、その成果を公表することであった。そこで、まず、ソーシャル・インクルージョンの観点から、現在議論されている電子監視や社会奉仕命令などの制度にどのような位置づけが与えられるべきかについて、考えられる制度枠組み・要件・手続・効果等の諸点についての理論的・実証的検討を行うことであった。また、法制審の部会では刑の一部執行猶予制度の導入についても議論されており、それらが立法案として議論の俎上に載せられることが予想されることから、その検討もあわせて行うことであった。その成果は、刑事立法研究会編『非拘禁的措置と社会内処遇の課題と展望』(現代人文社、2004)として公刊された。

現在、電子監視や社会奉仕命令等を独立の刑罰として非拘禁的措置に位置付ける見解と、触法障害者や高齢者を刑事司法から外し、福祉へとつなげていく方策として非拘禁的措置を位置付ける見解がある。本書は、これらの動向を踏まえ、監視と援助という分析視角を用いながら、ソーシャル・インクルージョンの理念を基礎にした対象者の人権保障と社会復帰援助の観点から、福祉連携型の非拘禁的措置を提唱している。
嗅覚拡張手法の確立：人間の嗅覚識別能力を向上する匂い知覚変調器の開発

本研究では,嗅覚に関する身体拡張技術の確立を目指し,人間の匂い知覚を変調する装置を開発する。また,人間の匂い識別能力を向上することを試みる。ユーザが鼻孔に吸引しようとしている空気をトラップし,廉価ワインの匂いを高級ワインの匂いに変えるなど,元の匂いと異なる匂いを提示することを可能にする。また,緑茶の匂いに混入したカビの匂いなど,識別が難しい匂いを分光スペクトルのように分離して提示する装置の実現を目指す。
特徴ベクトルの非可逆圧縮に基づく大規模物体認識に関する研究

本研究の目的は,近年最も広く用いられている画像特徴量の照合による大規模物体認識システムの構築である.このシステムでは,画像より大量の画像特徴量を抽出し,これらの照合結果を基に物体を認識する.このため,認識対象物体が増加すると,画像特徴量の保存に莫大なメモリが必要となる.この問題に対し,これまでに画像特徴量の情報を非可逆圧縮することで,これらの情報を効率よく保存しつつ,単純背景下で物体を高精度に認識できる手法が提案されている.この手法では,これまでの研究で焦点を当てていた一枚の画像より物体を認識することから,短い動画として物体を撮影し,その動画より特徴量の時系列的変化を表現した部分空間を作成し,これを新たな特徴量として利用している.しかし,この部分空間の作成がボトルネックとなり,物体の認識処理に時間がかかるという問題があった.そこで,本年度では,この手法の高速化を検討した.以下で,具体的に述べる.本研究では,画像特徴量の時系列的変化を表現した部分空間に着目したところ,部分空間の一次元目が高い識別性を有していること.つまり部分空間の一次元目の累積寄与率が高いことが分かった,また部分空間の一次元目は,画像特徴量を平均したものと類似することが分かった.一般的に部分空間を作成するには,画像特徴量を並べた行列の固有値問題を解く必要がある.この処理は平均特徴量を求めるよりも圧倒的に処理時間がかかるため,本研究では,認識処理に用いる特徴量を,部分空間から平均特徴量に置き換えることで,処理の高速化を検討した.実験より,特徴量抽出時間を約1200倍高速化し,部分空間を用いた時と同程度の物体の認識率を達成した.この結果は,ACCV2012 (The 11^<th> Asian Conference on Computer Vision)に現在投稿中である.本研究の目的は,大規模物体認識システムに必要なメモリ使用量を削減することである.この目的を達成するために解決されなければならない問題は,物体認識システムに必要なメモリ使用量の大部分を占める画像特徴量(以下,特徴量)のメモリ使用量をいかにして削減するかである.研究期間中ではないが前年度において,Bloomier Filterと呼ばれる空間効率の良い確率的データ構造を用い,特徴量を効率よく保存する方法(以下,Bloomier法)を提案し,小規模な物体データベースを用い,ハッシュ表を用いた従来のメモリ削減法に対して有効性を示していた.本年度は,前年度の成果を拡張し,さらに大規模な物体データベースに対する有効性を検討した.以下で具体的に述べる.前年度までは,55個の三次元物体を対象とした物体データベースを用いて,手法の有効性を検証していた.本年度では,さらに物体数の多いCOIL-100と呼ばれる一般的なデータベースに加え,独自に1002個の三次元物体を対象としたデータベースを用いて,Bloomier法のスケーラビリティについて検証した.この検証結果はKJCIEE2010にて発表し,平成22年電気関係学会関西連合大会奨励賞(授賞式:平成23年4月15日)を受賞した。また,誤り訂正符号の概念をBloomier法に導入することを検討した.具体的に説明する.Bloomier法では,特徴量を符号化することで,特徴量を効率よく保存している.しかし,Bloomier Filterを用いると認識時に一定の割合で正しく符号化されない場合が生じる。そこで,誤り訂正符号の概念を導入し,符号化失敗確率を低下させることを考えた.予備実験により,これまでの符号にいくつかの冗長符号を加えて実験を行った結果,パリティビットを付加することで,より高い認識率を達成できることを確認した.本研究の目的は,大規模物体認識システムに必要なメモリ使用量を削減することである.この目的を達成するために解決されなければならない問題は,物体認識システムに必要なメモリ使用量の大部分を占める画像特徴量(以下,特徴量)のメモリ使用量をいかに削減するかである.昨年度,Bloomier Filterと呼ばれる空間効率の良い確率的データ構造を用い,特徴量を効率よく保存する方法(以下,Bloomier法)を提案し,独自に用意した1002個の三次元物体データセットを用いて,有効性を検討した.本年度は,特定のデータセットだけでなく,物体データセットの構成が異なるものも用いて,よりBloomier法が一般的に有効な手法であるかどうかを検討した.以下で,具体的に述べる.本研究では,物体データセットを構成する物体の性質として,物体構造の複雑さとテクスチャの豊富さの二つに着目し,これらが認識手法にどのような影響を与えるのかを検証した.また,データセットの登録物体数にも着目し,これが認識手法に与える影響についても検証した.独自に用意した1002個の三次元物体データセットに加え,一般的な三次元物体データセットであるCOIL-100を用いて行った実験より,物体数や物体構造の複雑さによらず,テクスチャの乏しい物体がBloomier法で誤認識しやすいことが分かった.この検証結果は,電気学会論文誌(C)および平成23年電気関係学会関西連合大会(KJCIEE2011)にて発表した.また,実際の物体認識システムを用いたサービスを考慮した場合,使用する場面に応じてシステムの認識率・処理時間・メモリ使用量のどの部分に重点を置くかが異なる.

そこで,Bloomier法を確率的な観点から理論的に解析することにより,認識率等にある特定の条件が加えられた場合に,最高のパフォーマンスを示すパラメータを自動で求めることを検討した.本年度は特にBloomier法で用いるハッシュ表の数とそれらに登録される特徴量に必要な情報量に着目し,認識率・処理時間・メモリ使用量の関係性について実験的に検証した.検証結果については現在執筆中である.本研究の目的は,近年最も広く用いられている画像特徴量の照合による大規模物体認識システムの構築である.このシステムでは,画像より大量の画像特徴量を抽出し,これらの照合結果を基に物体を認識する.このため,認識対象物体が増加すると,画像特徴量の保存に莫大なメモリが必要となる.この問題に対し,これまでに画像特徴量の情報を非可逆圧縮することで,これらの情報を効率よく保存しつつ,単純背景下で物体を高精度に認識できる手法が提案されている.この手法では,これまでの研究で焦点を当てていた一枚の画像より物体を認識することから,短い動画として物体を撮影し,その動画より特徴量の時系列的変化を表現した部分空間を作成し,これを新たな特徴量として利用している.しかし,この部分空間の作成がボトルネックとなり,物体の認識処理に時間がかかるという問題があった.そこで,本年度では,この手法の高速化を検討した.以下で,具体的に述べる.本研究では,画像特徴量の時系列的変化を表現した部分空間に着目したところ,部分空間の一次元目が高い識別性を有していること.つまり部分空間の一次元目の累積寄与率が高いことが分かった,また部分空間の一次元目は,画像特徴量を平均したものと類似することが分かった.一般的に部分空間を作成するには,画像特徴量を並べた行列の固有値問題を解く必要がある.この処理は平均特徴量を求めるよりも圧倒的に処理時間がかかるため,本研究では,認識処理に用いる特徴量を,部分空間から平均特徴量に置き換えることで,処理の高速化を検討した.実験より,特徴量抽出時間を約1200倍高速化し,部分空間を用いた時と同程度の物体の認識率を達成した.この結果は,ACCV2012 (The 11^<th> Asian Conference on Computer Vision)に現在投稿中である.これまで物体認識システムにおいて,画像特徴量の情報を非可逆符号化というアプローチでメモリ使用量を削減する方法を提案してきたが,保存される情報量が少なくなることで多少認識精度が下がるという問題があった.この問題に対して,本年度では誤り訂正符号の概念を導入し,効率的に画像特徴量の情報を保存する手法を検討した.しかし,訂正能力の高い符号を導入すると,符号情報に必要なメモリ使用量が増大する問題が生じ,効率的な保存方法を作成するまでに至らなかった.このため上記のように評価した.画像特徴量を用いた物体認識システムにおいて,物体の認識精度とデータベースに登録される画像特徴量の保存に必要なメモリ量の間には,トレードオフの関係がある.これまでの研究では,この関係の影響をできるだけ軽減し,物体の認識精度をできるだけ低下させずに物体認識システムのメモリ使用量を削減することを目指してきた.しかし,物体認識精度とメモリ使用量のどちらを重視するべきかは,物体認識システムの用いられる場面によって異なる.
新規血栓症リスク・アンチトロンビン抵抗性遺伝子変異の同定解析

静脈血栓塞栓症の発症は、高齢化社会を迎え日本においても増加しており、その発症リスク因子の解明が重要な課題である。我々は、既知の血栓性素因の解析が進められたが、その原因特定に至らなかった遺伝性血栓症家系において新たにプロトロンビン遺伝子変異を同定した。この遺伝子変異は、トロンビンのアンチトロンビン結合部位でのミスセンス変異で、組換え変異型プロトロンビンの活性を調べたところ、本変異はプロトロンビンの凝固活性を軽度低下させるものの、活性化された変異型トロンビンは高度なアンチトロンビン抵抗性を示すことが明らかとなり、本症例の血栓症発症の要因であることが判明した。深部静脈血栓症・肺塞栓症(静脈血栓塞栓症)の発症は、診断技術の進歩に伴い日本人にも決して少なくないことが明らかとなり、高齢化社会を迎えた日本においては加齢とともに増加するこの静脈血栓塞栓症の発症リスク因子の解明がきわめて重要な課題となっている。現在まで、様々な先天性血栓性素因の原因遺伝子異常が報告されて来たが、未だその原因遺伝子変異が不明な症例も多い。今年度は、今まで原因が不明であった血栓症の新しいリスクファクターとしてF2遺伝子変異を同定したので報告する。本症例は、3世代の家系内に7名の血栓症罹患者がいて、これまで既知の血栓性素因(アンチトロンビン、プロテインC、プロテインSの各欠損症等)の解析が進められたが、その原因特定に至らなかった。今回,同定したF2遺伝子変異はトロンビンのアンチトロンビン結合部位にミスセンス変異を生ずることが予想され、このため異常トロンビンはアンチトロンビンによる凝固制御が十分に働かず血栓性素因となることが予想された。現在までの予備的な実験結果から、組換え蛋白発現実験での変異型トロンビンは野生型トロンビンに比ベアンチトロンビン結合能が低下し、トロンビン生成試験において総トロンビン生成量は増大、トロンビン生成終了時間も延長を認めた。すなわち、本研究では新しい血栓性リスク概念・アンチトロンビン抵抗性を示す症例を解析したが、今後このようなアンチトロンビン抵抗性を簡便に検出するスクリーニング検査法の開発、ならびに未だリスク因子が明らかでない症例での検索を進めて行く予定である。深部静脈血栓症・肺塞栓症(静脈血栓塞栓症)の発症は、診断技術の進歩に伴い日本人にも決して少なくないことが明らかとなり、高齢化社会を迎えた日本においても増加する静脈血栓塞栓症の発症リスク因子の解明は重要な課題である。現在まで、様々な先天性血栓性素因の原因遺伝子変異が報告されて来たが、未だその原因遺伝子変異が不明な症例も多い。我々は、原因が不明であった血栓症の新しいリスクファクターとしてプロトロンビン遺伝子変異を同定した。本症例は、3世代の家系内に7名の血栓症罹患者がおり、既知の血栓性素因(アンチトロンビン、プロテインC、プロテインSの各欠損症等)の解析が進められたが、その原因特定に至らなかった。今回,同定したプロトロンビン遺伝子変異は活性化を受けたトロンビンのアンチトロンビン結合部位のミスセンス変異が予想され、この異常トロンビンはアンチトロンビンによる凝固制御が十分でない血栓性素因となることが予想された。組換え変異型プロトロンビンの活性を調べたところ、野生型に比べ凝固一段法では16%、凝固二段法では29%とかなりの低下を認めたが、合成基質法では75%の活性を保有していた。この違いは凝固法基質のフィブリノゲンが合成基質に比べ巨大分子であることのに由来すると思われた。一方、組換え変異型トロンビンは野生型に比べアンチトロンビン結合能が高度に低下し、トロンビン生成試験で総トロンビン生成量増大、トロンビン生成終了時間延長を認めた。すなわち、本変異はプロトロンビンの凝固活性を低下させるが、活性化された変異型トロンビンはアンチトロンビン抵抗性を示すことが明らかとなり、本症例の血栓症発症の要因であることが推察された。今後、原因同不明の血栓症症例において、開発した血漿検体でのスクリーニング検査法を用いアンチトロンビン抵抗性を示す症例の同定を進めて行く予定である。静脈血栓塞栓症(VTE)の発症は、診断技術の進歩に伴い日本人にも決して少なくないことが明らかとなり、日本においても高齢化社会を迎えた増加するVTEの発症リスク因子の解明が重要な課題である。DVTの発症要因として、現在まで様々な先天性血栓性素因の原因遺伝子変異が報告されてきたが、未だその原因遺伝子変異が不明な症例も多い。我々は、既知の血栓性素因(アンチトロンビン、プロテインC、プロテインSの各欠損症等)の解析が進められたが、その原因特定に至らなかった遺伝性血栓症家系において、新しいリスクファクターとしてプロトロンビン遺伝子変異を同定したNEJM誌(2012.6.21)に報告した。同定したプロトロンビン