hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非漢字圏学習者の漢字語彙学習の成功に影響する要因の解明：効果的な学習支援のために

その結果,これまでの研究では,漢字の認知処理においては,漢字圏学習者が非漢字圏学習者よりも有利であることが強調されてきたが,日本語学習が進んだ非漢字圏学習者の場合,漢字圏学習者との処理効率の差は小さくなっており,むしろ書字の認知処理には,刺激として提示される漢字そのものの特徴が強く影響していることが分かった。これは,非漢字圏学習者が日本語学習を行っていく上で,多くの漢字に触れることにより,漢字の識別特性と弁別特性の学習が進んでいき,母語による漢字学習経験のある漢字圏学習者と(少なくとも漢字1文字の書字認知という面では)非常に近い特徴を見せることを意味している。また,本実験の漢字正誤判断課題において,誤りとすべき疑似漢字の処理の特徴を非漢字圏学習者・漢字圏学習者で比較したところ,両グループの処理の特徴は類似しているものであり,誤りと判断するために手がかりとする要素も両グループで似ていることが分かった。具体的には,漢字の構成要素の組み合わせが異なっている疑似漢字より実在する漢字から1画過不足がある形状が酷似している疑似漢字の方が,両グループの学習者とも疑似漢字であることを判断することに時間がかかり,誤答率も高くなっていることが分かった。以上の結果は,漢字の学習経験が少ない非漢字圏学習者のみを対象とした実験からは明らかにできなかった,非漢字圏学習者が日本語学習および漢字学習を進めた結果としての漢字認知処理の特徴を示すものとして意義あるものであると考える。実験によって得られたデータの分析の一部は既に完了し,結果を学会での口頭発表および学術論文の形でまとめ,公開した。また,その他のデータ分析も順調に進んでいることから,おおむね順調に進展していると判断した。本年度は,前年度までの実験データから得られた結果に基づき,主に(1)非漢字圏学習者による漢字1文字の書字認知に対する語彙知識の影響,(2)日本語学習者による二字漢字語の正誤判断の認知メカニズム,(3)非漢字圏学習者の漢字学習ストラテジーの使用傾向と書字認知能力との関連について分析・考察を行った。(1)については,漢字および疑似漢字の正誤判断においては,日本語の語彙知識の影響が強く見られることが確認された。日本語の語彙知識が高い学習者は一般に日本語の漢字との接触頻度も高く,その経験が漢字の書字の正誤の判断に役になっているものと推察される。また,疑似漢字を正しくないと判断する際に誤認しやすい文字は,学習者の日本語の語彙知識の上位群も下位群も似通っていることが分かった。(2)については,本研究では日本語の学習がある程度進んだ学習者(漢字圏学習者・非漢字圏学習者)を対象に分析したが,日本語の学習がある程度進み,かつ日本語の語彙知識は同等である場合においても,漢字圏学習者は非漢字圏学習者より有意に正しく二字漢字語の正誤判断ができることが分かった。また,誤認しやすい二字漢字語の傾向も漢字圏学習者と非漢字圏学習者では大きく異なることが分かった。前年度までに本研究で実施した漢字1文字の正誤判断においては,学習者の母語の書字形態は正誤を予測する主たる要因とは言えなかったが,二字漢字語については,異なる結果が得られたことになる。(3)については,日本語の漢字学習ストラテジーを調べるSILKの結果を漢字1文字の認知処理能力で分けた上位群・下位群で比較した。
航空レーザ計測・画像計測を利用した作物生育情報の取得に関する研究

作物生育パラメータ(作物の草高や群落立体構造)について航空機計測と実測値の関係を調べるため,北大北方生物圏フィールド科学センター生物生産研究農場にて生育調査を行い,上空からも航空機レーザ計測を実施し両者を比較した。レーザ計測によって推定した草高とその実測値の関係から,作物種によって両者の相関関係が良好なものや悪いものが存在した。これは,作物の草型(葉が細く縦に伸びるか葉が大きく上部で横に広がるか)によって異なると考えられる。また,航空機から発射されるレーザパルスの空間的な分布を調べることによって作物群落の立体的な構造も推定できるようになった。作物生育パラメータについて航空機計測と実測値の関係を調べるため,北大北方生物圏フィールド科学センター生物生産研究農場にて生育調査を行い,上空からも航空機レーザ計測および画像計測を実施した。対象作物は水稲,スイートコーン,馬鈴薯,ダイズ,小麦,イネ科牧草,デントコーンとし,航空機観測の数日前後した間に圃場での生育調査およびRTK-GPSによる調査地点の位置計測を行った。生育調査では,0.5m×0.5mを標準の面積とした調査プロットを設定し,全ての作物に共通な項目として草丈と自然草高,作物の種類によってはLAI,乾物重,茎数,分枝数を測定した。航空機観測の画像計測では,画像を評価区域範囲内で切り出し,正規化植生指数(以下,NDVI)を求め,実測値と比較した。この部分は航空機搭載カメラの不具合により解析に必要な赤外線画像が十分には取得できず,翌年度に本格的な実施となった部分である。航空機画像計測による植生指数(NDVI)と各種作物の草高を比較すると,デントコーンで最も高い相関係数を示し(0.971),ダイズ(0.924),水稲(0.913),バレイショ(0.841)も相関が良かった。相関が悪かった牧草(0.296)やスイートコーン(0.581)は収穫の途中か直後であったためだと考えられる。以上のように,航空機計測による植生指数は草高との相関が高く,バイオマスとの関係も同様と考えられる。そのため,レーザ計測による情報抽出とともに使用すれば,植物群落を水平な層で分割し,層別のLAI等の作物生育パラメータを算定することにより,立体的な作物構造の推定が可能と思われる。作物生育パラメータについて航空機計測と実測値の関係を調べるため,昨年度に引き続いて北大北方生物圏フィールド科学センター生物生産研究農場において生育調査を行い,上空からも航空磯レーザ計測および画像計測を実施した。本年度は主としてレーザ光の植皮層内への入射角度による草高の推定値の変化に注目した。対象作物は水稲,スイートコーン,馬鈴薯,ダイズ,小麦,イネ科牧草,デントコーンとした。2010年7月に観測を実施し,レーザ計測データを用いて実測値と入射角の関係に着目し,作物ごとに入射角が異なる79の評価区を設けた。作物の評価区域ごとに入射角04°,4°8°,8°のデータ群S,M,Lに分類し,実測値に対する航測データの平均値の分布を調べたところ,スイートコーンの場合は圃場内の比較的草高の低い評価区にS,Lが混在し,同じ実測草高に対してデータ群Sの方が全体的に航測データによる推定値が高い値をとった。スイートコーン以外に燕麦も,テータ群S,Lの間に有意差が認められた。レーザ草高よりも実測値の方が全体的に高く,〔実測値-航測データ〕は常に正の値となった。その差の平均値をみると,有意差の認められた小麦では入射角の小さい場合(S)の方が測定誤差は大きく,レーザが群落内により深く進入しているといえる。同じく有意差の認めらめたスイートコーン,燕麦では入射角の大きい場合(L)の方が,測定誤差が大きくレーザが群落内により深く進入しているといえる。航空レーザ計測による作物草高の推定に及ぼすレーザ入射角の影響について調べた結果,草高の推定の場合と同様に入射角についても,作物種の違いによる相関の相違があることが分かった。原因として葉が縦に細長い形状の作物,横に広がりやすい作物などの草形の違いや,群落構造の影響が考えられ,これらを解明することが課題として残った。航空レーザスキャナー計測によって作物の群落立体構造を把握することを目的に,北大北方生物圏フィールド科学センター生物生産研究農場において生育調査を行い,上空からも航空機レーザ計測を実施し両者を比較した。対象作物は主としてデントコーンとし,生育調査では40cm厚さの層別刈取りを実施することにより,高度別の葉面積(葉面積密度)やバイオマス量を求めて立体構造のパラメータとした。

また,スイートコーン,馬鈴薯,ダイズ,小麦,イネ科牧草については,自然草高を生育パラメータとして計測し航空スキャナー計測と比較した。層別刈取りによる生育調査結果によると,層別葉面積密度が2つのピークを持つものがあったが,多くの区画で高層から中層でピークに達する分布パターンを示した。草高別に2グループに分けると高草高のグループは,規格化した草高の高い部分にピークが存在する共通点がある一方で,低草高グループは,LAIが高度の中央付近でピークになった。どの高さでレーザパルスが多く反射されたかを見ると,高層高グループではいずれも上層付近でパルス数がピークに達したが,下層では極端に減少した。これはピーク付近がレーザデータによって群落構造を直接把握できる限界であり,下層の情報が得られにくくなることを示唆するものである。各層ごとに上から到達するパルスの累積数と上層からの累積葉面積密度との関係を調べたら,累積葉面積密度の増加に伴うパルスの反射確率がロジスティック曲線で近似できることが判明し,この関係によりパルスが十分に到達し得る群落上層部の葉面積密度を推定できた。下層部では規格化した草高と層別葉面積密度の関係から各層における葉面積密度を推定することが可能となり,これと上層のレーザパルスによる葉面積推定を組み合わせることにより全層の葉面積が推定でき,同様の手法をバイオマスの推定にも拡張した。
LANを応用した周産期医療情報の管理システムの設計に関する研究

問診から診断を経て治療まで多岐にわたり,空間的には多次元の構造を,時間的には刻々と変化する性格を有する大容量の医療情報を診断行為に即応する形で管理するシステムの開発を目的として,この3年間われわれはマイクロコンピュータを根幹とするLAN(Local Area Network)による周産期医療情報管理システムの設計およびその臨床応用について検討した.本システムのハードウェアは6台のマイコン端末を外来,病棟および検査室に配置し,それらを結ぶLANの中枢部のコントローラによって構成されている.ここに,各々の端末から入力された情報はリアルタイムで,逐次中枢部のデータ・ベースに蓄積されると同時に,任意の部所から随意・随時に患者情報にアクセスすることができる.ソフトウェアについてはMan-Machine Interfaceに対する独自の考えで諸種のアプリケーション・プログラムを開発した.この趣旨に沿うものとして,例えば操作の容易な辞書システムが掲げられる.本システムは昭和61年6月以来,診療の現場でテストランを行った.医療スタッフの教育には,やく1時間の実施の指導と説明およびマニュアルの配布を行ったが,ルーチン業務の操作については,これだけで充分であった.また,外来における一患者当たりの診療平均時間はコンピュータ導入前と比較して,やく3分間延長した.コンピュータ化された情報のなかで,妊娠の経過が一眼で分かるグラフ表示やテーブルは患者の経時的な状態を知る上で有益であることが明らかとなった.さらに, Computeriged Informationをカルテに記載されたものと比較検討したところ,入力の精度は90%以上であり,充分に実用に耐えることが判明した.また,この間にハードからソフトウェアにわたって,諸種のトラブルも発生したが,その原因も逐次明らかにし,解決できた.本システムは今後の医療情報のコンピュータリゼーションのモデルとして有用であることが確認された.問診から診断を経て治療まで多岐にわたり,空間的には多次元の構造を,時間的には刻々と変化する性格を有する大容量の医療情報を診断行為に即応する形で管理するシステムの開発を目的として,この3年間われわれはマイクロコンピュータを根幹とするLAN(Local Area Network)による周産期医療情報管理システムの設計およびその臨床応用について検討した.本システムのハードウェアは6台のマイコン端末を外来,病棟および検査室に配置し,それらを結ぶLANの中枢部のコントローラによって構成されている.ここに,各々の端末から入力された情報はリアルタイムで,逐次中枢部のデータ・ベースに蓄積されると同時に,任意の部所から随意・随時に患者情報にアクセスすることができる.ソフトウェアについてはMan-Machine Interfaceに対する独自の考えで諸種のアプリケーション・プログラムを開発した.この趣旨に沿うものとして,例えば操作の容易な辞書システムが掲げられる.本システムは昭和61年6月以来,診療の現場でテストランを行った.医療スタッフの教育には,やく1時間の実施の指導と説明およびマニュアルの配布を行ったが,ルーチン業務の操作については,これだけで充分であった.また,外来における一患者当たりの診療平均時間はコンピュータ導入前と比較して,やく3分間延長した.コンピュータ化された情報のなかで,妊娠の経過が一眼で分かるグラフ表示やテーブルは患者の経時的な状態を知る上で有益であることが明らかとなった.さらに, Computeriged Informationをカルテに記載されたものと比較検討したところ,入力の精度は90%以上であり,充分に実用に耐えることが判明した.また,この間にハードからソフトウェアにわたって,諸種のトラブルも発生したが,その原因も逐次明らかにし,解決できた.本システムは今後の医療情報のコンピュータリゼーションのモデルとして有用であることが確認された.昨年度は、周産期医療情報の管理に対する問題点を抽出して、マイクロ・コンピュータを基礎としたLAN(Local area network)によるシステムの開発を行い、そのプロトタイプモデルを完成した。本年度は、このシステムを臨床の場に移し、テストランを行って、そこで発生した問題点を検討した。昭和61年6月1日より、テストランを行った当初には、産科外来に2台,病棟に2台,超音波検査室に1台,分娩室に1台,計6台のマイコン端末を設置し、産科のスタッフが診療の傍らでリアル・タイムに患者情報を入出力できるようにした。各端末は、産科病棟に設置した中枢部に接続されており、そこに大容量の臨床データ・ベースが構築されている。本システムを評価するには、コンピュータ・システムの導入により新たに加わった問題点をPatient-Doctor-Machine interfaceの観点から検討する必要がある。まず、Patient-machine interfaceに関してはコンピュータのタイムテーブルやグラフ表示により経過が医師、患者との双方にとって理解し易くなったという意見がある反面、医師がコンピュータに気をとられて患者との対話によるコミュニケーションが少なくなったとの難点もでている。Doctor-machine interfaceについては、ソフトウェア上での配慮による操作の簡易化が功を奏して、産科スタッフの誰もが手軽に取り扱うことが可能であった。入力に関しては、項目が多いために従来のカルテに対するフリードキュメンテーションに比べて23割増しの時間を要している。出力については、個々の患者に自在にアクセスできることはもちろん、データ・ベースを使って全患者に対する条件検索が短時間でできるために、従来のカルテ方式とは比較にならない程便利になっている。以上のような問題点を踏まえて、来年度は本システムを臨床の場で本格的に使用し、そこに蓄積された大容量データ・ベースを用いた各種の臨床データの解析を行う予定である。
活性な半導体マイクロ物質集合系の光応答に関する研究

空気中に同じサイズのマイクロ構造がチェーン状に連鎖し閉ループを成す擬似的な1次元構造を考える。この構造は、上から眺めると太平洋に浮かぶ沢山の小島からなる環礁のように見えることから、「フォトニック環礁」と名付けた。これをひとつの光共振器としてとらえ、その様々な光応答効果について理論的に検討した。初めに、初年度(平成17年度)に得られた結果を簡潔に記すと(1)周期的な構造に見られるフォトニック・バンドとバンド・ギャップが形成される。(2)バンドの端で大きなQ値を示す。(3)Q=10-100程度の小さな一定値をもつモード群(Aと呼ぶ)と、それよりはるかに大きなQ値をもつモード群(Bと呼ぶ)の2系列がある。(4)0.8×10^<15>という大きなQ値が得られている。この値は、周期を可視光線の波長程度のl=1.7μmとすると、驚くべきことにτ=1秒もの長い光寿命に対応する。以上の研究成果を基礎に、本年度(平成18年度)行った研究の成果を以下に箇条書きにする。(1)光利得を入れた検討により、上記のAモード群はレーザ発振するモードであり、Bモード群はレーザ発振しないモードであることが分った。(2)発振するモードのQ値とレーザ発振閾利得値は反比例の関係を示した。(3)光強度分布を詳細に検討した結果、発振するモードは鎖状に配置したロッドに沿って走行する光のモードであり、他方、非発振モードは環礁内に閉込められた光のモードであることが判明した。(4)環礁の形状の効果について検討した結果、楕円形より円形の方が大きなQ値を与えることが分った。この構造は、上から眺めると太平洋に浮かぶ沢山の小島からなる環礁のように見えることから、「フォトニック環礁(photonic atoll)」と名付けている。このような構造は、擬似的な1次元フォトニック結晶とみなすことができ、フォトニック結晶研究のひとつのバリエーションとして興味深い物理を提供すると共に有意な応用を生むであろうと考えられる。得られた結果を以下に箇条書きする。(1)周波数軸上に準連続的にモードが分布しているが、幾つかの周波数領域ではモードが全く存在しない。これは、ロッドが周期的に配列することに伴って生じる一種のバンド・ギャップとみることができる。(2)バンド・ギャップの中に孤立した局在的なモードが見られる。周期性の乱れに光が局在化することは考えられないので、このモードは、狭いながらも一つのバンドを形成している可能性がある。(3)バンド端で大きなQ値を示す。(4)得られたモードには、Q=10-100程度の一定値をもつモード群(Aと呼ぶ)と、それよりはるかに大きなQ値をもつモード群(Bと呼ぶ)の、2系列があるようにみえる。モード群Aは環礁内部を走行する光のモードに対応し、他方、モード群Bは鎖状に配置したロッドに沿って走行する光のモードに対応するものと考えられる。(5)現在、最大のQ値として0.8×10^<15>が得られている。この値は、周期を可視光線の波長程度のl=0.7μmとすると、驚くべきことにτ=1秒もの長い光寿命に対応する。これは、「フォトニック環礁」により極めて高性能な光共振器が得られる可能性を示唆している。

以上述べたように、本研究では、フォトニック結晶的な分布帰還効果とWhispering Gallery Modeの持つ特徴とを組合わせることにより、1秒もの長い光寿命をもつ超高性能な光共振器を提案した。空気中に同じサイズのマイクロ構造がチェーン状に連鎖し閉ループを成す擬似的な1次元構造を考える。この構造は、上から眺めると太平洋に浮かぶ沢山の小島からなる環礁のように見えることから、「フォトニック環礁」と名付けた。これをひとつの光共振器としてとらえ、その様々な光応答効果について理論的に検討した。初めに、初年度(平成17年度)に得られた結果を簡潔に記すと(1)周期的な構造に見られるフォトニック・バンドとバンド・ギャップが形成される。(2)バンドの端で大きなQ値を示す。(3)Q=10-100程度の小さな一定値をもつモード群(Aと呼ぶ)と、それよりはるかに大きなQ値をもつモード群(Bと呼ぶ)の2系列がある。(4)0.8×10^<15>という大きなQ値が得られている。この値は、周期を可視光線の波長程度のl=0.7μmとすると、驚くべきことにτ=1秒もの長い光寿命に対応する。以上の研究成果を基礎に、本年度(平成18年度)行った研究の成果を以下に箇条書きにする。(1)光利得を入れた検討により、上記のAモード群はレーザ発振するモードであり、Bモード群はレーザ発振しないモードであることが分った。(2)発振するモードのQ値とレーザ発振閾利得値は反比例の関係を示した。(3)光強度分布を詳細に検討した結果、発振するモードは鎖状に配置したロッドに沿って走行する光のモードであり、他方、非発振モードは環礁内に閉込められた光のモードであることが判明した。(4)環礁の形状の効果について検討した結果、楕円形より円形の方が大きなQ値を与えることが分った。
次世代シークエンサーを用いたI型・V型脂質異常症の新規責任遺伝子探索

Whole genome sequence解析により、自験例のhypoapoC-IIではAPOC4 ex1 APOC2 ex1の重複が示唆され、サザンブロット解析、breakpoint解析からtandem duplicationと示唆された。Rearrangementスクリーニングを目的にarray CGHによる糖・脂質代謝関連遺伝子の網羅的解析系を樹立した。後に追加されたhypoapoC-II症例は、これらの解析から自験例と同一の構造変異を持つ事が示され、両者の高密度SNPタイピング解析により創始者ハプロタイプが認められた。hypoapoC-IIの原因として新規の構造変異を見出した。I型/V型脂質異常症の責任遺伝子としてLPL、APOC2、APOA5、GPIHBP1、LMF1が報告されているが、I型の34%、V型の75%はこれらに変異を認めない。我々が報告したapoC-II低下症も上記5遺伝子に変異を認めなかった。本研究の目的はこれら原因不明のI型/V型脂質異常症症例に対する次世代シークエンサーを用いた変異同定および機能解析にある。後に追加されたapoC-II低下症(APOC2蛋白翻訳領域にcausative mutationを認めない)では、array CGH解析により自験例と同一領域にホモ接合性のduplication変異が示唆された。創始者効果の有無を検討すべく両家系の高密度SNPタイピングを施行したところ、同一祖先から派生した構造変異である可能性が示唆された。両家系とも劣性遺伝形式を呈しており、本研究で見出された新規構造変異によりapoC-II低下症を発症したと考えられた。自験例のhypoapoC-II症例はLPL、APOC2、APOA5、GPIHBP1、LMF1に変異を認めなかったが、whole genome sequence解析によりAPOC4APOC2 ex1のpartial duplicationの可能性が示唆された。APOC2 ex1は非翻訳領域であるためAPOC2翻訳領域をprobeに用いたサザンブロット解析では同duplicationを示唆する所見は認めない一方、APOC4をprobeに用いた解析ではAPOC4APOC2 ex1のpartial duplicationとして矛盾しない結果が得られた。また、junction領域のPCRにより同領域はtandem repeatなduplicationである事が示唆された。既報とは異なるメカニズムのhypoapoC-IIである事が示唆され、更に解析を進めている。糖尿病学、脂質代謝学自験例のhypoapoC-II症例についてはarray CGH解析を施行し同領域のduplicationを確認する。他の原発性脂質異常症症例についてもwhole genome/exome sequence解析とarray CGH解析を併用し、網羅的に原発性脂質異常症症例の責任遺伝子探索を進める。候補遺伝子が絞り込まれれば、同遺伝子の変異、構造異常を持つ発現ベクターを作成し、in vitro解析、in vivo解析を行い病態機能の解明を目指す。初年度はin vitro解析を精力的に進めたが、解析にかなりの時間を要した。これと同時にarray CGH解析のための基礎検討を行い、次年度で脂質異常症患者を対象としたスクリーニングを行う準備を整えた。次年度はそれとあわせ当研究室にてリクルート済みの他の複数の脂質異常症症例についてのwhole genome/exome sequence解析を進めていく予定であり、in vitroでの更なる解析とあわせ、これらの用途に次年度の研究費が必要とされる。
蛍光スペクトルによる超イオン導電体の研究

本研究は超イオン導電体中の不純物イオンの蛍光スペクトルを調べるという分光手段で、伝導イオンの位置や分布に関する情報を得て、イオン伝導機構の解明の一助になることを目的とする。得られた主な成果は、1.Na_<1ーx>Ag_x、Na_<1ーx>K_x、Na_<1ーx>T1_x、Na_<1ーx>Li_x等混晶βーアルミナ中に残留不純物として含まれるCrイオンからの蛍光を、時間分解スペクトル、減衰時間、共鳴蛍光スペクトルを通して調べ、更に、蛍光の励起スペクトルを調べることより、次の結果を得た。(1)NaβーアルミナではNaイオンは伝導径路上にランダム分布している。(2)Na_<1ーx>K_xやNa_<1ーx>Ag_xβーアルミナでは蛍光スペクトルにイオンの選択的換が反映される。この選択的イオン置換がこれらの物質に見られるイオン伝導率の混合陽イオン効果の原因である。(3)Na_<1ーx>T1_xβーアルミナではイオン置換がランダムに起こり、イオン伝導度の濃度変化に混合陽イオン効果が見られない原因となっている。(4)Na_<0.7>Ag_<0.3>、Na_<0.5>Li_<0.5>βーアルミナの伝導面の2種類のイオンの配列がフラクタル構造を取っている。このことがこれらの混晶でイオン伝導度が極端に小さくなっている(Naβーアルミナの1/10^210^6)ことの原因の一つと考えられる。(5)以上の結果から、βーアルミナの伝導面はイオンを混合することで、その不規則性を制御できる系である。更に、その不規則性の違いがこの物質の混晶系でのイオン伝導を支配している一因であると考えられる。不規則性を制御した系の物性を調べることが今後の課題である。2.SO_4化合物超イオン導電体(LiKSO_4)の単結晶を水溶液法で作成し、SO_4イオンの振動バンドをラマン散乱で測定し、その温度変化より、SO_4イオンの回転運動とイオン伝導のプロセスを結び付けて解析した。Crイオンの導入は未だ十分成功していないので今後の課題としたい。
複数の学術文献からの遺伝子に関する記述の抽出と集約に関する研究

本研究の目標は,生物学研究者が遺伝子に関する情報を効率よく収集・把握できるようなシステムを構築し,生物学研究に貢献することである.これを要約というアプローチから実現するため,全体を4つのサブゴールに分解し,平成18年度は次の3つのサブゴールに関して研究を行った.1,遺伝子に関する文献を網羅的に収集する方法.これは,ユーザが指定した遺伝子名を含む文献をデータベースから見つけ出し,その検索結果を返すというものである.本研究では,表記ゆれの大きな要因となっている略語現象に着目し,同じエンティティを指している略語とその定義を抽出する方法を提案した.英語の略語抽出では精度99%,再現率85-99%を達成し,略語抽出の既存手法の精度を大きく改善した.日本語の略語抽出においても,約90%のF尺度を達成する手法を提案した.2,文献を要約する際の視点の検討.遺伝子に関する記述を集約した要約に対して,ユーザ側からどのような要求・期待があるのかを明らかにするタスクである.実験科学学術論文のアブストラクトは,「目的」→「手法」→「結果」→「結論」という共通の談話構造で構成されるという従来研究の報告に基づき,本研究が対象とする文書集合であるMEDLINEのアブストラクト文を分析した.3,その視点に従って入力文書の情報を分類する方法.MEDLINEアブストラクトに含まれる各文が,2,で定義された視点を説明する文であるかどうかを判別する分類器を機械学習で獲得した.アブストラクトには典型的な流れがあるという観察に基づき,学習器として従来用いられていたSupport Vector Machine(SVM)に代え,Conditional Random Fields(CRF)を採用し,文単位での正解率が90%以上,アブストラクト単位での正解率が約60%と,既存手法よりも高い分類精度が得られることを確認した.本研究の目標は,生物学研究者が遺伝子に関する情報を効率よく収集・把握できるようなシステムを構築し,生物学研究に貢献することである.これを要約というアプローチから実現するため,全体を4つのサブゴールに分解し,平成18年度は次の3つのサブゴールに関して研究を行った.1,遺伝子に関する文献を網羅的に収集する方法.これは,ユーザが指定した遺伝子名を含む文献をデータベースから見つけ出し,その検索結果を返すというものである.本研究では,表記ゆれの大きな要因となっている略語現象に着目し,同じエンティティを指している略語とその定義を抽出する方法を提案した.英語の略語抽出では精度99%,再現率85-99%を達成し,略語抽出の既存手法の精度を大きく改善した.日本語の略語抽出においても,約90%のF尺度を達成する手法を提案した.2,文献を要約する際の視点の検討.遺伝子に関する記述を集約した要約に対して,ユーザ側からどのような要求・期待があるのかを明らかにするタスクである.実験科学学術論文のアブストラクトは,「目的」→「手法」→「結果」→「結論」という共通の談話構造で構成されるという従来研究の報告に基づき,本研究が対象とする文書集合であるMEDLINEのアブストラクト文を分析した.3,その視点に従って入力文書の情報を分類する方法.MEDLINEアブストラクトに含まれる各文が,2,で定義された視点を説明する文であるかどうかを判別する分類器を機械学習で獲得した.アブストラクトには典型的な流れがあるという観察に基づき,学習器として従来用いられていたSupport Vector Machine(SVM)に代え,Conditional Random Fields(CRF)を採用し,文単位での正解率が90%以上,アブストラクト単位での正解率が約60%と,既存手法よりも高い分類精度が得られることを確認した.
植物由来の根圏シグナルと自他および血縁認識

植物の根から分泌される物質は、根圏における植物とその他の生物との化学交信に重要な役割を担っている。特に近年、土壌中では不安定で急速に分解する物質の関与が注目されている。そこで、メカニズムが不明な植物-植物間の相互作用である根の生長における「自他および血縁認識」について、ストリゴラクトン(SL)を始めとする不安定な二次代謝産物の影響を検討した。その結果、シロイヌナズナでは、アンモニア態窒素を培地から除くと野生型およびSL生合成欠損ミュータント共に枝分かれが増加し、根が束状になった。すなわち、シロイヌナズナでは、SLが「自他および血縁認識」に関わっている可能性が示唆された。本年度は「自他認識」および「血縁認識」の解析法について予備的な検討を行った。具体的にはイネおよびシロイヌナズナのストリゴラクトン(SL)生合成およびシグナル伝達変異体を一定期間水耕し、同じ遺伝子型あるいは異なる遺伝子型の水耕液に移した時の生育を調査した。しかしながら水耕液が少量であるため、水耕液に含まれる栄養成分によって、生育が大きく影響されうるものと考えられた。したがって、水耕液を酢酸エチル抽出し、その抽出物および水性残渣の影響を調べることとした。シロイヌナズナについては、アブラナ科植物を宿主とする根寄生植物Phelipanche ramosa種子に対する発芽刺激活性を指標としてSL分泌量、内生量の量的・質的変化を判定する予定であった。しかし、シロイヌナズナの根浸出物および根に含まれるP. ramosa発芽刺激物質を精査した結果、主要な発芽刺激物質はSLではなく、イソチオシアン酸エステル類(ITC,シロイヌナズナの主要なITCは4-methylthiobutylisothiocyanate)であることが明らかとなった。また、ITCはP. ramosaとは近縁の根寄生植物であるP. aegyptiacaの発芽も誘導するが、ヤセウツボ(Orobanche minor)種子の発芽刺激活性は示さなかった。なお、量的には少ないが、シロイヌナズナはSLも生産していることを確認した。すなわち、シロイヌナズナのSL分泌量の変化はPhelipanche ramosa種子に対する発芽刺激活性では調べられないことが分かった。なお、ペチュニアおよびシロイヌナズナにおけるSLの分泌にはABC transporterが関与していることが報告されたが、シロイヌナズナを用いた実験については疑問があるので、エンドウの変異体を使って検証する予定である。TrichodermaはSLを急速に代謝することが明らかとなった。今後は代謝経路の解明を目指す。昨年度の研究から、シロイヌナズナの培養細胞では、培地中のアンモニア態窒素がストリゴラクトン(SL)生合成に重要であることが明らかとなった。実際に、アンモニア態窒素を抜いたMurashige-Skoog培地上でシロイヌナズナ(野生型)を生育させると、SL生合成酵素の遺伝子発現が顕著に低下し、根が束状になった。SL生合成欠損変異体を通常の培地上で生育させると根は束状にはならなかったが、SL生合成欠損変異体max1をアンモニア態窒素を抜いたMS培地上で生育させると地上部はより激しい枝分かれを示し、根は束状になった。すなわち、SL生合成が低下すると根が束状になることから、少なくともシロイヌナズでは、根から分泌されるSLあるいはSL関連化合物を検知することによって、自身そして恐らく他の個体の根を認識している可能性が示唆された。シロイヌナズナ以外の植物種で類似の現象を再現するためには、栽培条件などのより詳細な絞り込みが必要であると考えられたが、SLが自他および血縁認識に関与している可能性が示唆されたことは大きな収穫であった。なお本研究では、シロイヌナズナの根から放出されているSLあるいはSL関連化合物を同定できなかったので、活性本体の同定が今後の重要な課題である。前年度の結果に基づいて、Trichodermaによるストリゴラクトン(SL)代謝物を予備的に分析した結果、エノールエーテル部位で加水分解されて生成するABC環アルデヒドが検出された。すなわち、それほど特異的な代謝経路ではないと考えられたので、それ以上の解析は行わなかった。シロイヌナズナではABC transporter阻害剤のsodium orthovanadate (Na3VO4)処理によって「自他認識」は影響されないが「血縁認識」は低下するとされているが、イネ、エンドウでは明確な反応は認められなかった。今後はverapamilなど他のタイプのABC transporter阻害剤を用いた検討を予定している。シロイヌナズナの培養細胞を用いたSL生合成研究の過程で、培養細胞では、培地中のアンモニア態窒素がSL生合成に重要であることが明らかとなった。

そこで、アンモニア態窒素を抜いたMurashige-Skoog培地上でシロイヌナズナ(野生型)を生育させると、予想されたようにSL生合成酵素の遺伝子発現が極端に低下し、根が束状になった。SL生合成遺伝子の発現が低下していることからSL生合成欠損変異体が同じような根の形態を示すかどうか調べたが、通常の培地上で生育させると根は束状にはならなかった。しかし、SL生合成欠損変異体max1をアンモニア態窒素を抜いたMS培地上で生育させると地上部はより激しい枝分かれを示し、根は束状になった。すなわち、SL生合成が低下すると根が束状になること、さらに、SL生合成には少なくとも2つのルートがあり、一方は現在提唱されているベータカロテンからカーラクトンを経由して生合成されるルートであり、他方はこれらとは異なったルートであるが、その生合成ルートが動くためには、アンモニア態窒素が必須であるものと考えられる。シロイヌナズナなどのアブラナ科植物の主要な根寄生植物発芽刺激物質がITCであることを明らかにした。植物ホルモンの分析は内部標準物質を準備し、分析条件も整えたので、すぐに取りかかることができる。今後、根の相互作用検定法が確立されれば本研究は飛躍的に進展するものと期待される。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に従って実験を行い、一定の成果が得られている。特に、これまで殆ど情報が得られなかった根における植物間の相互作用に関してシロイヌナズナを用いた実験から、全く新しい知見が得られた。今後、他の植物種で同様な現象が確認できるかどうかを検討し、研究計画の完遂を目指す。本研究では、植物の根圏における植物-植物および植物-微生物間の相互作用を、前者では根における「自他認識」、「血縁認識」を、後者では微生物農薬として期待されているTrichodermaとの相互作用について、植物由来のシグナル物質の関与を明らかにする。前者では、根から放出されるシグナル物質の同定・定量と、後者ではそれらのシグナル物質の影響および微生物による変換を精査する。前者では、根の相互作用を明確に把握し定性・定量するための検定法の確立が最も重要であり、今後も各種の可能性を含めて広範に検討する予定である。後者については方向性が定まっており、現在の研究を深化、発展させることで十分な成果が得られると考えている。シロイヌナズナを用いた実験から全く新しい知見が得られたので、今後、イネ、エンドウなどで同じような現象が観察されるかどうかを調査する。また、新しいタイプのABC transporter阻害剤を用いた実験も行う予定である。
悪性胸膜中皮腫におけるメタボローム解析～新たなバイオマーカーの創出

中皮腫症例から唾液・血液・胸水・組織を採取し、同時に臨床情報の収集を行う予定であったが中皮腫症例数が現在10例にとどまった。そこで肺癌患者の胸水貯留患者と中皮腫症例での胸水検体によるメタボローム解析の相違を検討するべく検体採取を開始した。また、健常者および良性肺腫瘍・転移性腫瘍・呼吸器炎症性疾患などの患者からも協力を得て、唾液・血液の採取を進め、現在までに90検体分の血液および唾液を採取、研究分担者の杉本、研究協力者の曽我は、メタボローム解析を行った。腫瘍組織特異的に中心的役割を演じる蛋白を同定には至っていないが、悪性腫瘍において解糖系の亢進、およびTCA回路での代謝系蛋白発現の低下をみとめた。また、肺癌切除症例の癌組織のメタボローム解析から、アミノ酸制御および嫌気性代謝と発がん性との関連が示唆された。アミノ酸、グルコース、ATPなどのエネルギー代謝の中心的役割を担うmTOR、HIF1アルファ、およびピルビン酸キナーゼM2タンパクの活性制御に注目し研究を展開することとした。そこで、mTORを介した栄養環境感知シグナルが糖代謝に影響を及ぼしている可能性が示唆された。中皮腫症例から唾液・血液・胸水・組織を採取し、同時に臨床情報の収集を行う予定であるが、中皮腫症例数が現在1例にとどまっているため、引き続き検体採取に努めていく。また、健常者および良性肺腫瘍・転移性腫瘍・呼吸器炎症性疾患などの患者からも協力を得て、唾液・血液の採取を進め、現在までに85検体分の血液および唾液を採取、研究分担者の杉本、曽我は、メタボローム解析を行っている。腫瘍組織特異的に中心的役割を演じる蛋白を同定には至っていないが、悪性腫瘍において解糖系の亢進、およびTCA回路での代謝系蛋白発現の低下をみとめており、それらを制御するsiRNAを作製している。肺悪性腫瘍症例数は定性的に存在しており、問題は無いのだが、悪性胸膜中皮腫は稀な疾患であるため症例数の確保ができていない。中皮腫症例から唾液・血液・胸水・組織を採取し、同時に臨床情報の収集を行う予定であるが、中皮腫症例数が現在6例にとどまっているため、引き続き検体採取に努めていく。肺癌による胸水貯留患者と中皮腫症例での胸水検体によるメタボローム解析の相違を検討するべく検体採取を開始した。また、健常者および良性肺腫瘍・転移性腫瘍・呼吸器炎症性疾患などの患者からも協力を得て、唾液・血液の採取を進め、現在までに90検体分の血液および唾液を採取、研究分担者の杉本、曽我は、メタボローム解析を行っている。アミノ酸、グルコース、ATPなどのエネルギー代謝の中心的役割を担うmTORの活性制御に注目し研究を展開することとした。そこで、mTORを介した栄養環境感知シグナルの造血幹細胞の機能維持を検討することにした。肺癌に関しては未だ実用的なメタボローム解析の報告はされておらず、本研究では切除保存検体を用いて肺癌のメタボローム研究について解析を行った。【方法】本研究への同意を得た肺癌患者から手術切除検体を採取し、様々な臨床プロファイル情報を基に切除検体80例(肺葉組織)における癌組織と正常組織部分との代謝プロファイルを比較検討した。メタボローム解析は組織中代謝物をキャピラリー電気泳動・飛行時間型質量分析装置(CETOFMS)を用い主要な代謝物の大部分であるイオン性物質を網羅的に解析し、肺癌症例における予後との関連性を検討した。CETOFMSにより血清および組織中の代謝物を同定し定量解析を行った結果、肺癌症組織で解凍系、PPP、グルタミノシスの更新など既知の報告と整合性のとれる変動が確認できただけでなく、ほかにも様々なPathwayの中間代謝物濃度が顕著に変化することがわかった。患者臨床情報と代謝プロファイルとの関連性を網羅的に解析することで、肺癌の特徴的な代謝物質マーカーの同定と予後における関連性を見出す事が可能となった。中皮腫に対しての網羅的解析は症例数の蓄積が緩徐のためなされていない中皮腫症例から唾液・血液・胸水・組織を採取し、同時に臨床情報の収集を行う予定であったが中皮腫症例数が現在10例にとどまった。腫瘍組織

特異的に中心的役割を演じる蛋白を同定には至っていないが、悪性腫瘍において解糖系の亢進、およびTCA回路での代謝系蛋白発現の低下をみとめた。また、肺癌切除症例の癌組織のメタボローム解析から、アミノ酸制御および嫌気性代謝と発がん性との関連が示唆された。アミノ酸、グルコース、ATPなどのエネルギー代謝の中心的役割を担うmTOR、HIF1アルファ、およびピルビン酸キナーゼM2タンパクの活性制御に注目し研究を展開することとした。そこで、mTORを介した栄養環境感知シグナルが糖代謝に影響を及ぼしている可能性が示唆された。引き続き、中皮腫症例からの唾液、血液、胸水、および腫瘍組織の採取に努める。非呼吸器疾患患者、および非担癌患者からの血液、唾液採取は100例に達し次第、全症例解析にとりかかる。CE-TOFMS(キャピラリー電気泳動・飛行時間型質量分析装置)を用いて、解糖系に代表される炭素代謝や核酸合成,アミノ酸の生合成・分解に関与する代謝物群など,エネルギー代謝に関連する主要な代謝物に着目し、これらが悪性腫瘍細胞の生存・増殖を支持する分子機構を明らかにする。肺癌症例の胸水、および唾液、血液の採取を進め、中皮腫症例と解析結果の比較検討をおこなう。今回の研究で組織を用い肺癌に特徴的なバイオマーカーを同定し、予後との関連性についても新しい知見が示唆された。将来、肺癌患者へのプレシジョン・メディシンへの応用が期待される。免疫組織学的検索に必要な試薬等の購入、標本作成のため、712,144円を新たに計上した。症例数を当初3年間で300例と設定したが、現在のところ10例にとどまっている。初年度、胸水発現患者症例100例に対して、90万円の消耗品費を最低額として見積もり、次年度はさらに症例数が増加すると見込み、消耗品費を140万円と設定したところより、余剰金が発生している。悪性症例の登録は遅滞しているが、対象とする正常検体(血液、唾液)は90例近く登録し、質量解析を順次行っている。肺癌切除症例における組織検体の解析を行い発がん過程の検索を行うことで、進捗の遅れと過度の使用額発生をカバーしている。下記の2点は、当初の計画には含まれていなかったが、研究の進捗、結果を踏まえて新たに追加し、マイクロアレイ、免疫組織学的染色、蛋白泳動等に1,020,000円の計上をする。「1.mTOR活性化シグナルと造血幹細胞」肺癌切除症例の癌組織のメタボローム解析から、アミノ酸制御および嫌気性代謝と発がん性との関連が示唆された。アミノ酸、グルコース、ATPなどのエネルギー代謝の中心的役割を担うmTORを介した栄養環境感知シグナルを検討することにした。「2.肺悪性腫瘍進展制御と幹細胞性」当初研究計画では、主に、中皮腫組織および中皮腫による胸水中よりバイオマーカー特定とその制御メカニズムの解明を目指し研究を計画していたが、がん幹細胞の動態制御は、悪性化進展過程で変化しうるという予測を新たに設け、肺癌の進行により発生する胸水を検索、がん幹細胞制御メカニズムの解明を進める。症例数が少なく、研究の進捗がやや遅れいており、解糖系および嫌気性代謝に関わる経路での蛋白発現を組織で解明するため。標本作成
競合する相互作用のもとでのエントロピー誘起による形態変化と応答機構の研究

ポリマーの凝集形態の制御に関して、温度以外のパラメターとして電解質ポリマーにおけるカウンターイオン効果について研究を進めた。これらの自由度によるエントロピー効果によるポリマー形態の基礎データを求めるため、電解質ポリマーとカウンターイオンの共存系でのポリマー形態の温度変化、カウンターイオンの価数への依存性を詳しく調べた。そのためクーロン相互作用と斥力相互作用をもつフレキシブルポリマーの分子動力学の方法を開発した。それを用いて、高温でのガウス鎖状態から、まず電離したポリマー自身のクーロン斥力による伸長がみられ、その後カウンターイオンとの結合のためポリマーの凝集が見られる。大きな価数をもつカウンターイオンの場合だけでなく一価のイオンの場合にも、中性化したポリマーでの双極子相互作用の効果によると考えられる凝集が見つかった。また、多価のイオンを用いた場合にはその価数に応じて強い凝縮を起こすことを見出した。さらに、ポリマーが凝集する際に、その価数以上のイオンを含めて凝集することも見つかり、溶液における電解質除去の新しい方法の可能性を与えるものとして研究を進めている。また、エンロピーが熱力学的な相の形成にあたってどのような効果をもたらすかについて、複雑な縮退構造をもつ秩序変数をもつ系での相転移についても研究を進めた。二次元とは異なり、三次元では、二つの基底状態が互いに混ざりあった混合相が熱力学的な相として安定に存在することを明かにし、電解質ポリマーでは温度とカウンターイオンの価数という二つのパラメターがあり、それぞれが凝集形態の制御に重要な役割をするが、今のところそれらを組み合わせた一つのスケーリングパラメターを用いて現象を解析しているが、それぞれの個性についても今後明らかにしていきたい。電解質ポリマーの凝集形態について、セミフレクシブルポリマーに接触型引力相互作用を付け加えたモデルのモンテカルロシミュレーションによって調べた。温度や、引力の相互作用の形によっていろいろな凝集形態が準安定状態として現れることがわかったが、現れる形態を整理するためミンコクスキー積分とよばれるトポロジカルな記述を導入し、系統的に整理する方法を開発した。凝集におけるエントロピー効果を調べるため、複数個の伸びようとするバネと縮もうとするバネの組合せの系の平均の長さを温度の関数として調べた。高温ではガウス鎖としての長さになるが、基底状態の長さに移行する際にエントロピーの効果で長さが温度の非単調な関数となることを示した。エントロピー効果を制御する変数として、温度のみならず、溶媒中のイオンの効果を調べるため、電解質高分子のシミュレーションを行った。クーロン相互作用の効果をより正確に取り入れたモデルとして、ポリマー上に一価の負イオンを規則的に配置した電解質ポリマーとそのカウンターイオンからなる系の分子動力学を行い、凝集の様子を調べた。さらに、多価のイオンをその系に注入して凝集の様子がどのように変わるかを調べ、実際に実験で見られている多価イオンによる凝集の機構を調べている。関連する間題として、エントロピーによって相が制御される系としてスピンクロスオーバーの統計理論の開発も行った。高温では、エネルギー的には損ではあるがエントロピー的に有利なハイスピン状態が実現し、低温ではエネルギー的に得なロースピン状態が実現する。それらの間の変化は、分子間の相互作用によって状態が連続的に変化する場合や一次相転移を示す場合があることが知られている。それらに関する統計モデルの導入を行った。この機構は局所的に構造をもつ高分子の温度変化にも応用できると考えられ、そのモデル化を行っている。
アドレノメデュリンの心筋及び血管壁細胞における産生調節とシグナル伝達機能の解明

アドレノメデュリン(AM)は心血管細胞において多量に産生され、またその多様な生理作用により病態生理的に重要な意義を有すると考えられる。本研究では、AMの心血管系における産生調節とシグナル伝達機構の解析を行い、AMの病態生理的意義について以下のような成果を得た。1)病態モデル動物、培養細動におけるAMの遺伝子発現、分泌調節とその意義の検討AMの病態モデル動物での遺伝子発現を検討をした結果、敗血症や心筋梗塞の血管や心筋細胞においてAMの産生亢進が見られ、AMはこれらの病態において代償的に働いている可能性が示唆された。虚血心筋再灌流障害モデルラットへの短期間のAM投与は、ラット心筋における虚血再灌流障害を減弱し、この効果の機序の一部には、Aktの活性化を介した抗アポトーシス作用が関与していると考えられた。低酸素下における心筋細胞のAM分泌亢進の機序には、酸化ストレスが関与し、心筋細胞から分泌されたAMは、オートクリン的に細胞保護に働くものと考えられた。2)AM投与による新しいヒト心不全治療の有効性および作用機序の検討ヒト左心不全において経静脈的AM投与は、血行動態、腎機能、神経体液性因子を介して心不全を改善すること、AMはANPとは異なったセカンドメッセンジャーを介して、主に心後負荷の軽減、心拍出量増大に働き、主に前負荷軽減に働くANPとは異なった作用機序を有することが明らかとなった。AMは肺高血圧を有する重症右心不全にも有効であり、AMの強力な肺血管拡張作用は、内皮非依存性拡張作用を介することが示唆された。強力な血管拡張作用を有する新しい循環調節ホルモンであるアドレノメデュリン(AM)は、平滑筋弛緩作用のみならず血管壁細胞の遊走や増殖の調節、心筋細胞に対しては肥大抑制作用を有することが明らかになっている。本研究ではAMについて、特に心臓及び血管壁における産生調節機序及びその作用機序を解明し心血管系の局所ホルモンとしての意義を明らかにしたい。本年度は、内皮細胞におけるAM遺伝子発現調節機序を明らかにするためAM遺伝子のプロモーター領域(5'上流の1534base)を培養血管内皮細胞(HAEC)に導入し、ルシフェラーゼ活性を指標に発現活性を検討した。プロモーター領域の漸次短縮により、-100base付近で約40%、-50base付近で約80%発現活性が低下し、TATA boxを失うと活性がなくなった。また、上流-85-93baseのNF-IL6コンセンサス配列の点変異の導入により発現活性は42%低下した。更に、ゲルシフ卜・アッセイでは、NF-IL6,AP-2のコンセンサス配列に特異的に結合するバンドが認められた。以上のことより、AM遺伝子の発現にはRNAポリメラーゼのTATA boxへの結合及び転写因子としてNF-IL6やAP-2が関与することが明らかとなり、血管細胞におけるIL-1,TNFなどのサイトカインやLPSによるAM産生刺激は、転写因子としてNF-IL6を介することが推測された。一方、イヌ敗血症ショックモデルにおけるAM遺伝子発現についても検討した。正常イヌの血管系では大動脈や大静脈で高く、肺動静脈や肝静脈、門脈、冠動脈などでも比較的強い発現が認められ、敗血症の血管系では動静脈を問わず増加していたが、心臓での変化は認められなかった。このことから、敗血症ショックにおける全身の主要血管でのAM発現増加が低血圧の原因の一つである可能性が示唆された。アドレノメデュリン(AM)の産生調節とシグナル伝達機構を明らかにするため、本年度は、急性心筋梗塞(MI)モデルラットの心臓および新生仔ラット心臓由来細胞の培養系において検討し、以下のような成果を得た。

1.ラット急性心筋梗塞(MI)モデルにおいて、MI後の左室心筋内AM産生を、梗塞部と非梗塞部に分けて検索し、MI後におけるAMの病態生理学的意義を検討した。その結果、(1)梗塞部AM濃度はinfarct expansionの時期に一致して上昇した。一方、非梗塞部AM濃度は梗塞後1カ月間持続して高値を示した。(2)梗塞部AM濃度と異なり、非梗塞部AM濃度は壁応力に伴い上昇した。(3)MI後7日目のAM産生の増加はアンジオテンシン変換酵素阻害剤(ACEI)により梗塞部、非梗塞部で共に抑制された。以上の結果、左室内AM産生はMI発症急性期より亢進し、その後、非梗塞部AM産生には血行動態の関与が示唆された。一方、梗塞部AM産生にはレニン-アンジオテンシン系の関与が示唆された。2.AMの心臓からの産生、分泌調節について、新生仔ラット心臓由来細胞の培養系において検討した。その結果、(1)心筋細胞,非心筋細胞(繊維芽細胞)共にAMを同程度分泌し、AMは両細胞においてcAMPを濃度依存性に上昇させた。このcAMPの上昇はCGRP[8-37]で抑制され、その程度は繊維芽細胞で強かった。(2)アンジオテンシンIIやエンドセリン,フェニレフリンでは心筋細胞,線維芽細胞においてのAMの産生,分泌亢進を認めなかったが、サイトカインであるIL-1βやTNF-αでは両細胞でAMの遺伝子発現と分泌を著明に亢進した。以上より、心不全時のAMの産生にはIL-1βやTNF-αが関与し、心筋細胞,線維芽細胞で産生されたAMは、オートクリン及びパラクリン因子としてcAMP産生を介して、心不全の病態を修飾している可能性が示唆された。アドレノメデュリン(AM)は体血管及び肺血管拡張作用,利尿作用,心収縮作用,アルドステロン分泌抑制作用を有する。我々は左心不全や肺高血圧症を伴う右心不全において血中および心臓局所におけるAMの産生が病態に応じて増加することを明らかにし、AMがこれらの病態に深く関与し、代償的に働いている可能性を報告してきた。さらに、動物モデルにおいてAM投与は左心不全や肺高血圧を伴う右心不全を改善させることも証明した。本研究ではAM投与による新しいヒト心不全治療の有効性及び作用機序を検討した。1)左心不全(CHF)患者7例,健常者(NL)7例を対象に、経静脈的にAM(0.05μg/kg/min)を投与し、血行動態、腎機能、神経体液性因子へ与える影響を検討した。その結果、CHF群,NL群ともに平均動脈圧の有意な低下(CHF:-8mmHg,NL:-16mmHg)、心拍数の有意な上昇(CHF:+5bpm,NL:+12bpm)を認めたが、それらの変化はCHF群で軽度であった(p<0.05 vs NL)。両群で肺動脈楔入圧の有意な低下(CHF:-4mmHg,NL:-2mmHg)、(CHF:+49%,NL:+39%)を認めた。肺動脈圧はCHF群でのみ有意な低下を認めた(CHF:-4mmHg,NL:-1mmHg)。CHF群,NL群ともに尿量,尿中Na排泄量は有意に増加した。両群ともに血漿レニンの変化は認められなかったが、アルドステロンはCHF群でのみ有意に低下した(CHF:-28%,NL:+2%)。これらの結果より、ヒト左心不全においてAMは、血行動態,腎機能,神経体液性因子を介して心不全を改善することが明らかとなった。