hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
赤外分光測定による電荷秩序系有機導体の電荷グラス・電荷液体状態の研究

その上で、圧力下における赤外分光測定を行い、系の基底状態が電荷グラス相から電荷液体相へと連続的に変化していく過程で、低エネルギー励起が集団励起からドルーデ応答へどのように遷移していくかのかを明らかにする。
テーラーメード型花粉症対策食設計のための基盤解析

昨年度は、花粉抗原で刺激した患者末梢血単核球のサイトカイン産生プロフィールを網羅的に検討し、IL-17がマーカーとして優れていることを見出した。本年は、マウス脾細胞を用い,TGF-beta+IL-6刺激によりTh17誘導を促進させる評価系を新たに構築した。本系を用いて、ビフィズス菌の菌体成分による免疫抑制メカニズムの解析を行った。その結果、ビフィズス菌成分は、制御性サイトカインであるIL-10やIL-27の産生を上昇させることにより、IL-17産生を効果的に抑制することが明らかとなった。上記の抗アレルギー機能に関連して、乳酸菌の細胞壁成分であるリポテイコ酸が、腸管バリア障害を保護することによって、腸管におけるアレルゲン侵入を阻止する効果があることも見出した。これは、乳酸菌による抗アレルギー作用の新たな一面であると考えられる。フラボン類の新たな抗アレルギー作用を評価するため、アトピー性皮膚炎モデルマウスに対するクリシンおよびアピゲニンの摂食試験を行った。その結果、これらフラボンの摂食により、アトピー性皮膚炎の症状悪化を改善する可能性が示唆された。しかしながら、血清中IgEレベルに関しては、アピゲニン摂食群では対照群に対して有意な抑制が認められたが、クリシン摂食群では認められなかった。また、脾臓細胞におけるサイトカインのmRNA発現に関して、クリシン摂食群ではIL-4レベルが、アピゲニン摂食群ではIFN-yレベルがそれぞれ対照群に対して低値を示した。これらの結果より、クリシンとアピゲニンは抗アトピー性皮膚炎作用を示すものの、その作用機序は異なる可能性が示唆された。花粉症患者10数名を用いて、温州みかんパウダーの花粉症緩和効果について検証した。In vitro試験として、花粉飛散の前に採血し、末梢血単核球画分を分離した。これを花粉抗原とともに培養し、産生されるサイトカインを磁気ビーズサスペンションアレイシステムにより測定した。全血10mLを用いて、GM-CSF,IFN-γ,IL-2,-4,-5,-10,-12,-13,およびTNF-α濃度を測定することが可能になった。花粉刺激により、INF-γ濃度が低下した一方、TNF-αやIL-4濃度が上昇した。培養液に温州みかんパウダーを共存させておくと、これらのサイトカインが、花粉刺激前の値に近づいた。従って、温州みかんには、Th1/Th2サイトカインバランスを改善すること、および、TNF-α産生を抑制する活性のあることがin vitroで確認された。前述の採血後、温州みかんパウダーを2ヶ月間患者に摂取してもらい、症状の推移を観察するとともに、摂取後再び採血を行い、同様のin vitro試験に供した。2006年は花粉飛散が少なかったこともあるが、パウダーの摂取により患者は概ね症状が緩和された。摂取後の末梢血単核球の解析を現在行っている。平行して、抗アレルギー作用を見出しているフラボン類の摂食実験を行い、摂食後回収した脾臓細胞からのサイトカイン産生をサイトカインアレイにより測定した。その結果、Th2サイトカインであるIL-4およびIL-13の産生能が低下していることを見出した。また、末梢血より分離した好塩基球に対して、クリシンおよびアピゲニンを作用させ、高親和性IgE受容体FcεRI発現に対する影響を検討し、FcεRIの構成鎖であるa鎖のmRNA発現を強力に抑制することを明らかにした。この結果は、ヒト好塩基球様細胞株KU812を用いて得られていた結果と一致した。花粉症患者20数名を用いて、食品素材の花粉症緩和効果について検証した。In vitro試験として、全血より分離した末梢血単核球画分を花粉抗原とともに培養し、産生されるサイトカインをサスペンションアレイシステムにより測定した。花粉刺激によりIL-17産生が亢進することを、今年度新たに見出したので、今後マーカーとしての有用性について検証を行うこととした。前年度検討した温州みかんパウダーに含まれる抗アレルギー成分であるヘスペリジン(配糖体)と、そのアグリコンであるヘスペレチンの腸管での吸収性についてCaco-2細胞を用いて検討した。その結果、アグリコンの方が配糖体よりも圧倒的によく吸収されることを明らかにした。今後、配糖体からアグリコンへの変換にかかわる腸内細菌について、解明することとした。ヒト成熟B細胞株DND39を用いて、IgE産生に必須である重鎖胚型転写物(εGT)の発現およびSTAT6のリン酸化に及ぼすフラボン類の影響を検討した。その結果、クリシンおよびアピゲニンはIL-4誘導性のεGT発現およびSTAT6のリン酸化を抑制した。また、この抑制作用にPPARγが関与しないことを明らかにした。アトピー性皮膚炎を発症させたNC/Ngaマウスを用いて、フラボン類の摂食実験を行い、アトピー性皮膚炎緩和効果について検討した。その結果、アトピー性皮膚炎症状が緩和され、アピゲニン摂食群において血中IgEレベルが有意に低下した。

その結果、ビフィズス菌成分は、制御性サイトカインであるIL-10やIL-27の産生を上昇させることにより、IL-17産生を効果的に抑制することが明らかとなった。上記の抗アレルギー機能に関連して、乳酸菌の細胞壁成分であるリポテイコ酸が、腸管バリア障害を保護することによって、腸管におけるアレルゲン侵入を阻止する効果があることも見出した。これは、乳酸菌による抗アレルギー作用の新たな一面であると考えられる。フラボン類の新たな抗アレルギー作用を評価するため、アトピー性皮膚炎モデルマウスに対するクリシンおよびアピゲニンの摂食試験を行った。その結果、これらフラボンの摂食により、アトピー性皮膚炎の症状悪化を改善する可能性が示唆された。しかしながら、血清中IgEレベルに関しては、アピゲニン摂食群では対照群に対して有意な抑制が認められたが、クリシン摂食群では認められなかった。また、脾臓細胞におけるサイトカインのmRNA発現に関して、クリシン摂食群ではIL-4レベルが、アピゲニン摂食群ではIFN-yレベルがそれぞれ対照群に対して低値を示した。これらの結果より、クリシンとアピゲニンは抗アトピー性皮膚炎作用を示すものの、その作用機序は異なる可能性が示唆された。
還元型ビオプテリン依存性GTPシクロヒドロレースIフィードバック調節蛋白質の研究

フィードバック調節蛋白質がテトラヒドロビオプテリン(BH_4)存在下にGTPシクロヒドロレースIと複合体を形成する性質を利用して、本調節蛋白質を精製した。-70°Cに保存したラット肝をプロテアーゼインヒビターを含んだ緩衡液でホモゲナイズ後、超遠心を行い、10万g上清液を得た。この液をろ過後、DEAEト-ヨ-パール樹液にとおし、0.15MのNaClを含む緩衡液で溶出した。次に、GTPシクロヒドロレースIとマルトースを結合蛋白質との融合蛋白質を発見させた大腸菌の粗抽出液を先の溶出液に加え、次にGTPとBH_4を加えた。この溶液をアミロースカラムに流した。即ち、フィードバック調節蛋白質はマルトース結合蛋白質と融合したGTPシクロヒドロレースI活性をもBH_4存在下に阻害するので、GTPシクロヒドロレースIの場合と同様に複合体を形成すると推定し、かつこの複合体は、そのマルトース結合蛋白質部分を介してアミロースに結合すると確定した。事実GTPシクロヒドロケースI活性およびフィードバック調節蛋白質の持つ阻害活性てもにカラムに吸着され、かつマルトースで特異的に溶出された。次に、この溶出液を濃縮後、大腸菌由来のマルトース結合蛋白質を除くため、BH_4存在下でゲルろ過を行い、融合蛋白質とフィードバック調節蛋白質の複合体を得た。この溶出蛋白質をBH_4非存在下にてゲルろ過を行ったところ、分子量35,000に相当する溶出位置に、GTPシクロヒドロレースI活性をBH_4存在下に阻害する活性が単一ピークで溶出した。溶出画分の阻害活性のピークはその280nmのピークと一致していた。現在この画分の蛋白質阻成を検討している。
モンテカルロ直接数値シミュレーションによる降着円盤の研究

近接連星系内におけるガス流という観点から研究を行った。とくに降着円盤、ガス供給星の表面流れ、星風降着流、降着円盤内での粘性の物理学という観点で、主として数値シミュレーション的研究を行った。計算法としては、研究課題名であるモンテカルロ直接法と有限体積法を用いた。降着円盤の3次元有限体積法計算では、降着円盤上に渦状衝撃波が存在することを再確認した。ところが同じ問題をモンテカルロ直接法での計算では、渦状衝撃波の存在はかすかには分かるが、顕著には表れなかった。その原因は、モンテカルロ法における粒子数が、円盤の周辺部で十分ではなく、粒子間の衝突が保証されないこと、したがって流れの流体性が保証されないことにあると予想される。この問題を解決する方法をわれわれはまだ見いだしていない。3次元有限体積法によってガス供給星表面の流れの数値シミュレーションを行った。その結果、高気圧性、低気圧性の渦が存在することを明らかにした。また表面流の存在を観測的に明らかにするためにドプラー図を作成し、超軟x線源の観測と比較し、よい一致を得た。近接連星系における質量交換の重要なメカニズムの一つとして星風降着がある。本研究では、質量損失星から放出されたガスのうちどのくらいの部分が、もう一方の星に降着するかを計算し、実験公式を導いた。また星風による系からの角運動量損失も計算した。これらの量は、連星系の進化を研究する上で重要な基礎データとなる。降着円盤における角運動量輸送は、降着円盤の研究をする場合に基本的に重要な因子である。われわれは分子粘性、乱流粘性による角運動量輸送の公式の導出に見られる、複数の代表的教科書の誤りを指摘し、正しい導出法を提案した。降着円盤においては、気体からの輻射熱冷却が重要な役割を果たす。本研究では、それを近似的に扱うために、二種類の冷却法を試みた。1)粒子間の非弾性衝突、2)粒子の熱速度の強制的減少。いずれの方法でも冷却を模擬できることが分かったが、1の方式ではガスがグラニュラーになるので、2の方が適当であることが分かった。質量比が1:1の近接連星系の場合を計算し、計算領域は質量降着星まわりの空間でL1点を含む3次元領域とした。L1点から気体粒子をタイムステップごとに一定数、温度ゼロで放出して、進化を追跡した。その結果、数公転周期の後に薄い降着円盤が得られた。放出粒子数の数により、降着円盤の形が変わることが分かった。放出粒子数が少ない場合は、降着円盤はほぼ円形をなしている。しかし放出粒子数が多いと、L1流は降着円盤に接するような形になる。つまり円盤の下限がL1流で制限された形になる。この結果は実は藤原たちによる有限体積法の結果と異なっている。その場合は降着円盤の縁が幾何学的に厚く、L1流は降着円盤に貫入するかたちになっている。DSMC計算では、冷却効果が十分に効いているようで、円盤が薄く、L1流は貫入しない。どちらが正しいかは、輻射冷却をきちんと考慮した計算をするまでは分からない。もうひとつの相違点は、DSMCでは有限体積法で見られたような顕著な渦状衝撃波が見られなかった点である。その原因は、DSMCでは降着円盤の周辺部で粒子数が少なくなり、流れの連続性を保証できないからであろう。この点は改良を必要とする。これまでの研究結果では、モンテカルロ直接法(DSMC)による3次元降着円盤の数値シミュレーションと、有限体積法による計算結果が異なるという問題点がある。

有限体積法においては、降着円盤は比較的高温で、そのため幾何学的にかなり厚く、L1流が降着円盤に貫入する。また渦状の衝撃波が発生する。モンテカルロ直接法による計算では、冷却の効果を入れているため、円盤が薄く、L1流は貫入せず、円盤の縁で止まる。また渦状衝撃波があまり顕著に見られなかった。前者の問題に関連して、有限体積法計算に輻射冷却の効果を入れる研究を試みた。円盤が薄いと仮定して、輻射流束は円盤に垂直な方向のみと考え、流速制限法(Flux Limited Diffusion)を採用した。結果はあまり思わしい物ではない。降着円盤のガス密度が低く、その結果、光学的に薄くなり、輻射冷却の効果がほとんど効かない。そのため円盤は幾何学的に非常に厚くなり、DSMCの結果とますます離れることになった。渦状衝撃波のありなしに関しては、DSMC法では円盤周辺部のガス密度が低いため、粒子数が少なく、粒子間衝突が起こらず、流体性が保証されないからであろう。この問題を解決するために、現在、計算セルをデカルト直交座標から、たとえば円柱座標に変えることを検討している。DSMC法で2次元軸対称問題を解く方法についても、考察を進め、良い方法を見いだした。これは今後、検討する。降着円盤の問題と関連して、L1流を供給する伴星表面のガスの流れを有限体積法で数値シミュレーションした。その結果、70年代にLubouとShuが考察したように、さまざまな低気圧、高気圧が発生して、地球上の地衡風(Geostrophic wind)に対応する天衡風(Astrostrophic wind)が発生することを確かめた。昨年度は近接連星系において降着円盤に質量を供給している伴星の表面における流れの3次元数値シミュレーションを行った。今年度はその流れの存在の観測的証拠を求める研究を行った。具体的には超軟X線源とよばれる天体について、そのドップラー図を求めた。そして、我々の提案する伴星の表面流があるとすると、観測されたドプラー図が説明できることを示した。従来の説では、質量供給星の質量は質量降着星の質量よりも小さいと考えられていたが、これは理論的予想と矛盾する。われわれは質量供給星の質量が質量降着星の質量の3倍あると、観測が矛盾なく説明でき、かつ理論的要請とも矛盾しないことを示した。近接連星系において、質量供給星から高速の星風が吹き出している場合、質量降着星にその何パーセントのガスが降着するかを知ることは、連星系の進化を調べる際に重要である。われわれは質量比が1の場合について3次元数値シミュレーションを行った。臨界ロッシュ面における星風の速度によって、流れのタイプが3つに分類されることを示した。ガスの速度が連星系の軌道速度より小か、同程度か、速いかである。遅い場合はロッシュローブ溢れ流、速い場合は星風、同程度の場合は複雑な中間流になることがわかつた。質量降着率の実験式を求めた。その他、ロシアの共同研究者と近接連星系の降着円盤の3次元数値シミュレーションを行い、渦状衝撃波について調べた。激変星、X線星、共生星、新星などの天体現象は、近接連星系における質量交換で説明される。本研究では、近接連星系におけるガス流の3次元数値シミュレーションを行った。近接連星系での質量交換のモードとしては、星風降着流と降着円盤がある。本年はその両者の研究を行った。
在宅終末期がん患者を介護する家族の満足感を高める看護介入

本研究課題の最終目的は、自宅で終末期がん患者を介護している家族が、介護中に満足感を得られるような具体的な看護介入方法を明らかにすることである。本年度の計画は、在宅終末期がん患者を介護する家族への看護に関する予備調査の遂行であり、具体的な目的は、1.国内外の関連文献から、在宅終末期がん患者を介護する家族の、特に無力感や焦燥感を抱きやすい状況を明らかにする、2.国内外の関連文献から、在宅終末期がん患者を介護する家族に対して有効と考えられる看護援助や実際に行われている看護援助を明らかにする、3.次年度以降に使用するためのインタビューガイドの素地を作る、の3つであった。以下に3つの目的ごとに本年度の研究成果を述べる。1.在宅終末期がん患者を介護する家族が無力感や焦燥感を抱きやすい状況「患者の状態が悪化する時」、「親戚に責められ振り回される時」、「患者に対して優しくできない時」、「家族自身の疲労が蓄積した時」、「家族自身の健康が危うい時」、「何でも話せる相手がいない時」、「ねぎらってくれる人がいない時」等が、家族が無力感や焦燥感を抱きやすい状況として明らかになった。2.在宅終末期がん患者を介護する家族に対して有効と考えられる看護援助「患者の症状緩和」、「患者と家族の話の傾聴」、「介護技術の習得への支援」、「情報提供と正しい理解の促進」、「家族へのねぎらいと評価および支持」、「家族の希望の尊重と意思決定の支援」、「医師との橋渡し」、「具体的介護方法の提示」、「死後を見据えた援助」等が、家族への有効な看護援助として明らかになった。3.次年度以降に使用するためのインタビューガイドの素地文献からは、看護の具体的内容の抽出が不十分であったため、看護を提供するタイミングや言葉の選び方など、実施している看護を詳細に引き出すことを目的とした質問内容を考案した。
昆虫複眼の発生・成長に伴う構造と機能の変化

トンボ類は不完全変態であり、若虫の時期は水棲で成虫になると陸生である。若虫の複眼は大きく二つの部域、XとYにわけられる。X部域は小さな未発達の原基として背側についており、この部分は成虫では複眼の背側部分に大きく発達する。Y部域はX部域を除く複眼の部分であり若虫の複眼の大部分を占め、又若虫の時期に機能している部分であり、成虫では複眼の腹側になる。今回の研究ではクロスジギンヤンマの終齢の若虫を用いて、特にXとY部域について形態学的、電気生理学的および生化学的方法で研究を行い、両部域の比較をおこなった。光顕および電顕による比較形態学的研究により、X部域にも小さいながら個眼の構造が存在し、視細胞の長さはY部域のそれに比較して約1/4であった。また光受容膜のラブド-ムはほんの少しだけ形成されており、フリ-ズフラクチャ-法によるラブド-ムの膜内粒子の密度も1μ^2当たり500でYのそれの約半分であった。X部域の視細胞内には多くの油滴がふくまれているのが特徴的である。高速液体クロマトグラフィ-法による視物質発色団の定性、定量の結果、X部域からはレチナ-ルのみが極く微量、Y部域からは30Hーレチナ-ルが約3/4、レチナ-ルが約1/4の比で検出された。電気生理学的研究ではERG法により刺激強度反応曲線を記録した。そのけっか、X部域からもわずかながら電気的応答を記録することができた。しかし、その感度はY部域の視細胞と比較すると1/1800と極めて低いものであった。以上のことから、ラブド-ム膜の量、視物質クロモフォアの量、および電気的応答との間には深い相関関係があることが分かった。トンボは一般に若虫の時期は水生で、成虫になると陸生である。生息環境の著しい変化と共に、その複眼の構造と機能も大きく変化する。成虫の複眼は大きく頭部の大半を占めるが、その複眼の背側部分は若虫の時には小さな未発達の原基として複眼の背側についている。高速液体クロマトグラフィーを用い、クロスジギンヤンマ(不均翅亜目、ヤンマ科)の成虫および終令幼虫の複眼中レチノイドの分析を行った。まず、成虫複眼の背側大個眼面領域からはレチナールのみが検出されたが、腹側小個眼面領域にはレチナールと3ーヒドロキシレチナールが共に含まれており、その割合は3ーヒドロキシレチナールの方が圧倒的に高かった。つぎに成虫の腹側小個眼面領域前方部の起源ともなるヤゴの複眼について調べたところ、やはり3ーヒドロキシレチナールを主として利用しており、レチナールも利用していた。ところが終令のヤゴの複眼後方に顕著に見られる大個眼面予定領域について調べたところ、レチナールも3ーヒドロキシレチナールも全く検出されず、レチニールエステルや3ーヒドロキシレチニルエステルが検出された。これらのエステルは11ーcis型レチノイドが主であった。そこで次に羽化直後(当日)の成虫複眼を調べたところ、背側大個眼面領域からはレチナールのみが検出されだが、成熟個体に比べてはるかに少なかった。これらの結果から、成虫複眼の背側大個眼面領域の視物質は羽化した後に合成されることが示唆された。

このような複眼の発生に伴う視物質の生化学的組成に大きな変化が見られたので、次年度は電気生理学的方法により、これらの違いを視機能と結びつけて研究を行う予定である。トンボ類は不完全変態であり、若虫の時期は水棲で成虫になると陸生である。若虫の複眼は大きく二つの部域、XとYにわけられる。X部域は小さな未発達の原基として背側についており、この部分は成虫では複眼の背側部分に大きく発達する。Y部域はX部域を除く複眼の部分であり若虫の複眼の大部分を占め、又若虫の時期に機能している部分であり、成虫では複眼の腹側になる。今回の研究ではクロスジギンヤンマの終齢の若虫を用いて、特にXとY部域について形態学的、電気生理学的および生化学的方法で研究を行い、両部域の比較をおこなった。光顕および電顕による比較形態学的研究により、X部域にも小さいながら個眼の構造が存在し、視細胞の長さはY部域のそれに比較して約1/4であった。また光受容膜のラブド-ムはほんの少しだけ形成されており、フリ-ズフラクチャ-法によるラブド-ムの膜内粒子の密度も1μ^2当たり500でYのそれの約半分であった。X部域の視細胞内には多くの油滴がふくまれているのが特徴的である。高速液体クロマトグラフィ-法による視物質発色団の定性、定量の結果、X部域からはレチナ-ルのみが極く微量、Y部域からは30H-レチナ-ルが約3/4、レチナ-ルが約1/4の比で検出された。電気生理学的研究ではERG法のより刺激強度反応曲線を記録した。そのけっか、X部域からもわずかながら電気的応答を記録することができた。しかし、その感度はY部域の視細胞と比較すると1/1800と極めて低いものであった。以上のことから、ラブド-ム膜の量、視物質クロモファアの量、および電気的応答との間には深い相関関係があることが分かった。
Platelet-VEGFという概念の提唱

血小板性VEGFがその病態に一次的に関与している最も代表的なCrow-Fukase症候群の患者血小板の解析により血清中に著明に増加しているVEGFはすべて血小板由来であり血小板の凝集反応の際に放出されることが明らかとなった。またこのVEGF放出反応はADPなどの血小板凝集アゴニストの生理的濃度において認められることを証明した。また血小板細胞質内のVEGFをflow-cytometry、immunofluorescence-confocal laser scanning microscopyにて確認した。これらの解析より悪性疾患・炎症性疾患等において上昇を認める血清VEGFは全て血小板由来であることが改めて認識され、更にautocrine/paracrineに作用するVEGFと血小板に存在し全身を循環するVEGFとは発生・発達の段階よりその作用に役割分担があるものと強く示唆された。血小板VEGFは血管リモデリングに強く関わっているgelatinase A (matrix metalloproteinase-2)による血小板の刺激によっても放出されることを証明した(投稿中)。また、血栓部位のフィブリンネット上にVEGFが染色されることを示した(投稿中)。これらの結果より血小板VEGFはPDGF、PD-ECGF、TGF-βなどの血小板に存在するその他の増殖因子と伴に例えば創傷治癒、動脈硬化、血管新生、血管リモデリング等に深く関与していると推測される。この様な観点に立ち我々は血小板VEGFの概念を提唱した。血小板VEGFの概念を具現化するためにVEGF血小板特異的発現トランスジェニックマウスの作成を試みた。血小板特異的にVEGFを発現させるため、血小板第4因子のプロモーターの下流にLox P-EGFP-LoxP-VEGF165の構成を持つコンストラクトを作成した。3系統のF0マウスを得ることに成功し現在F1マウスを取得中である。本マウスの解析により、血小板VEGFの本症候群の病態への関与のみならず、血小板VEGFの生理的機能の解析が可能になると思われる。またVEGFと関連の深い種々の病態-糖尿病性網膜症、慢性関節リウマチ、癌の転移の病態等-における血小板VEGFの位置づけが明確になると期待している。血小板性VEGFと内皮細胞増殖活性Crow-Fukase症候群(CFS)患者において異常高値を示す血清VEGFは血小板由来であり凝集反応により放出されることを報告したヒト培養血管内皮細胞の増殖活性は患者血清と正常対照者血清においては差を認めなかったが,患者由来の血小板抽出産物は正常対照者由来のそれに比べ高い増殖活性を認めた.VEGFを過剰に含む血小板の血管壁への粘着・凝集が局所でのVEGF濃度を著しく高め・血管透過性亢進,血管新生,凝固,炎症,血管修復などの生理活性を過剰発現させるものと推測された.血小板性VEGFのisoform播種性血管内凝固症候群(DIC)と血小板性VEGFCFS患者の血清VEGF濃度および血小板数の下がり始める時期は循環血中での血小板の消費に伴うVEGFの放出を意味しておりDICの徴候の一つであると推測された.肺高血圧症と血小板性VEGFCFSに於ける肺高血圧症の原因が血小板性VEGFである可能性を強く示唆する症例を経験し報告した.CFSと肺高血圧症の合併はthiamineの欠乏あるいはIL-1β,IL-6,TNF-α,VEGFの上昇がその原因として推測されてきたが本症例は治療前において血清VEGFのみ異常高値を示し,治療により臨床症状の改善,血清VEGFの低下と伴に肺高血圧状態の消失を認めた.病態モデルとしての高VEGF血症マウスVEGF産生ヒトグリオブラストーマ細胞移植ヌードマウスにおいては血中VEGFの高値を認めたがCFSに特徴的な末梢神経障害は存在しなかった.このモデルにおいては血小板性VEGFの上昇は認めなかった.血小板性VEGFがその病態に一次的に関与している最も代表的なCrow-Fukase症候群の患者血小板の解析により血清中に著明に増加しているVEGFはすべて血小板由来であり血小板の凝集反応の際に放出されることが明らかとなった。

血小板特異的にVEGFを発現させるため、血小板第4因子のプロモーターの下流にLox P-EGFP-LoxP-VEGF165の構成を持つコンストラクトを作成した。3系統のF0マウスを得ることに成功し現在F1マウスを取得中である。本マウスの解析により、血小板VEGFの本症候群の病態への関与のみならず、血小板VEGFの生理的機能の解析が可能になると思われる。またVEGFと関連の深い種々の病態-糖尿病性網膜症、慢性関節リウマチ、癌の転移の病態等-における血小板VEGFの位置づけが明確になると期待している。血小板性VEGFがその病態に一次的に関与している最も代表的なCrow-Fukase症候群の患者血小板の解析により血清中に著明に増加しているVEGFはすべて血小板由来であり血小板の凝集反応の際に放出されることが明らかとなった。またこのVEGF放出反応はADPなどの血小板凝集アゴニストの生理的濃度において認められることを証明した。また血小板細胞質内のVEGFをflow-cytometry、immunofluorescence-confocal laser scanning microscopyにて確認した。これらの解析より悪性疾患・炎症性疾患等において上昇を認める血清VEGFは全て血小板由来であることが改めて認識され、更にautocrine/paracrineに作用するVEGFと血小板に存在し全身を循環するVEGFとは発生・発達の段階よりその作用に役割分担があるものと強く示唆された。血小板VEGFは血管リモデリングに強く関わっているgelatinase-A (matrix metalloproteinase-2)による血小板の刺激によっても放出されることを証明した(投稿中)。また、血栓部位のフィブリンネット上にVEGFが染色されることを示した(投稿中)。これらの結果より血小板VEGFはPDGF、PD-ECGF、TGF-βなどの血小板に存在するその他の増殖因子と伴に例えば創傷治癒、動脈硬化、血管新生、血管リモデリング等に深く関与していると推測される。この様な観点に立ち我々は血小板VEGFの概念を提唱した。血小板VEGFの概念を具現化するためにVEGF血小板特異的発現トランスジェニックマウスの作成を試みた。血小板特異的にVEGFを発現させるため、血小板第4因子のプロモーターの下流にLox P-EGFP-Lox P-VEGF165の構成を持つコンストラクトを作成した。3系統のFOマウスを得ることに成功し現在F1マウスを取得中である。
自動運転に関する都市部における全環境を考慮した統合的研究

自動運転において、自車両の位置を特定するself-localization技術では、Velodyen等のような360度スキャン型のLIDARを活用して三次元計測を行う研究が多く行われ、高精度なlocalizationを行う技術として評価を得ている[1]。将来の自動運転において、LIDARを中心としてシステムが普及することは確実と思われるが、いくつかの課題が見えている。現在は、あらかじめ計測された距離データのpoint cloudをレファレンスとして、実走行で得られたpoint cloudとの比較を行う技術[1]が主流であるが、point cloudとして三次元地図はデータ量が膨大で、記録やダウンロードの目的に対して難点がある。また、アクティブセンサーは、コストや消費電力に課題があり、自動ブレーキ用のRadarのようにセンサー間の干渉という課題もすでに顕在化している。これまで、多くの研究やデモンストレーションは、独自に取得したpoint cloudデータを使用するのが一般的であり、標準となるようなディジタルフォーマットの議論はなされていない。本研究では、抽象化された地図によってもself-localizationの精度を保つことができるような、抽象化フォーマットを検討した。図4に示したように、NDT(Normal Distribution Transform)というベクターに誤差分布を付加したフォーマットを採用し、point cloudデータを圧縮することを試みた。その結果、100010000倍程度にデータを圧縮しても、self-localizationの精度がほとんど劣化しないことが分かった。また、NDTをplanerサーフェスモデルに拡張したフォーマットでも同様の結果が得られた。この結果は、国際会議で論文賞を受賞する等、先駆的な成果として国際的に高く評価された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。自動運転のself-localizationには、走行する車線を特定するために1.5m程度のlateral測位精度が必要である。本研究では、車載のCAN(Car Area Network)やGyroscope等のIMU(Inertial Motion Unit)から得られる情報と3D-GNSS技術を融合して、1.5m以内の測位精度を目標として研究を行った。CANデータは速度、加速度、Gyroscopeは角速度等の情報が高精度に取得できる反面、誤差蓄積によるドリフトが発生する。これに対し、GNSS測位はIMUに比べてランダム誤差が大きいが、誤差のフィルター機能を付加しない状態では誤差の蓄積が発生しない。GNSS測位を観測量とし、IMUデータを状態遷移とするKalman filterやparticle filterにより、それぞれに特異な誤差をキャンセルできる。本研究では、すでに市販されている安価な普及品のMEMS振動型Gyroscopeを活用しながら、0.9mの測位精度を達成することができた。また、一ツ橋および新宿のテストベッドにおいて、ステレオカメラおよびLIDARを用いた基礎データの取得を行った。周辺車両に遮られることでlocalizationが難しい場面もみられたが、lateral方向の測位に関しては車線情報が入った二次元地図を参照し、カメラ画像の車線認識機能から得られた情報とマッチングを行うことで、localizationに問題は生じないことが確認できた。Longitudinal方向の測位については、CANデータおよびIMUセンサーを活用した累積走行距離推定により、300mの走行で5m10m程度の誤差が出ることが分かった。今後の研究で、この誤差を軽減する方法、この誤差が自動運転にどのように影響するかといった点を明らかにしていきたい。本研究は、一ツ橋付近と新宿副都心をテストベッドとして行った。三次元GNSSのアルゴリズムに適用するための三次元地図(ビルの構造を反映したディジタル地図)は、国土地理院が提供する二次元ディジタル地図(道路構造と建造物の二次元境界の情報を含むもの)を活用し、市販のDSMデータを組み合わせて自作した簡便なものである。しかし、三次元GNSSアルゴリズムでは、反射面の大局的な構造があれば適用可能である。一方、反射面の位置については、電波の伝達距離に直接的に影響を与えるため、できるだけ正確な情報を必要とする。そこで、本研究では、道路面上の座標が既知の地点からGNSS電波を観測することで、反射面の座標を最適化するアルゴリズムを開発し、三次元ディジタル地図の精度を50cm程度まで高めることができた。その結果、三次元GNSS単体で23mの測位精度を得ることができた。その結果、自動車用途に普及している、安価なMEMS振動型Gyroscopeを活用しながら、0.9mの測位精度を達成することができた。本研究は、LIDAR, GNSS,車載カメラ,IMU(Inertial Motion Unit)のフュージョンによる自動運転の自車位置を特定する(self-localization)手法の統合研究を目的とする。LIDARによる測位は10cm程度の測位精度を最も確実に達成する方法であるが、周辺をバスやワゴン車等で遮蔽される環境のように、実走行を100%カバーすることは難しい。

初年度は、一ツ橋および新宿のテストベッドにおいて、ステレオカメラおよびLIDARを用いた基礎データの取得を行った。周辺車両に遮られることでlocalizationが難しい場面もみられたが、lateral方向の測位に関しては車線情報が入った二次元地図を参照し、カメラ画像の車線認識機能から得られた情報とマッチングを行うことで、localizationに問題は生じないことが確認できた。今年度は、首都高の高架下の環境におけるself-localizationの実験を行った。都心の活況では首都高や一般道路の立体交差など、高架下の環境が多く存在する。この環境では、GNSS測位技術は無効となる。また周辺環境も橋梁施設が繰り返し続く単調な環境であり、LiDARやステレオカメラによる測位精度も低下する。そっこで、車線情報と進行方向(longitudinal)の距離からなり、婉曲情報を省略したトポロジカルなディジタル地図を作成し、self-localizationを行う技術を開発し、GNSS非受信環境かつLiDARによる測位が不十分な環境でも必要なlocalizationが可能であることを確認した。さらに、ディジタル地図のベクターデータにガウシアンエラーを付加したNDTモデルによる表現方法を検討し、Multi-Layer NDTモデルを提案した。Multi-Layer NDTモデルでは、高さ方向の情報を縮退させ、ベクターを二次元に投影する。この単純なディジタル地図を用いたself-localizationによっても十分な位置精度が確保できることが確認された。本研究は、LIDAR, GNSS,車載カメラ,IMU(Inertial Motion Unit)のフュージョンによる自動運転の自車位置を特定する(self-localization)手法の統合研究を目的とする。三次元GNSSのアルゴリズムに適用するための三次元地図(ビルの構造を反映したディジタル地図)は、国土地理院が提供する二次元ディジタル地図(道路構造と建造物の二次元境界の情報を含むもの)を活用し、市販のDSMデータを組み合わせて自作した簡便なものである。これまでの研究で、一ツ橋および新宿のテストベッドにおいて、ステレオカメラおよびLIDARを用いた基礎データの取得を行った。次に、都高の高架下でGNSS測位が無効化される環境におけるself-localizationの実験を行った。
メディア機器が子どもの家族・友人との関係に及ぼす影響に関する階層別・時系列的調査

本研究では、子どもの「社会性・相互性」の成長・発達が、メディア依存を深めることで阻害されているのかどうかを明らかにすることにある。結果として、テレビ・ゲーム機器に多くの時間を費やすことで、友人や、家族との協調的な関係を築くことに消極的なってはいない(交流に時間や機会が減少しているとはいえない)こと、さらに、食事や買い物を共にする機会の有無に関連することを明らかにした。本研究が成果を上げる前提条件として、子どもとその保護者に対して、メディア機器と他人との関係性構築との間に相関関係があることへの理解が必要である。それは、調査を実際に実行する補助者(本学の学生)に対しても同様である。そこで、保育所(2か所)、小学校(3か所)、子育てママサークル(2か所)、各地域(5か所)、本学で、講習会・学習会を継続的に行った。協力者には、保育士、保育園園長、小学校長、教諭、市の生涯学習課の職員、教育委員会の委員、子供会の役員、中学校の教諭、市のこども未来課の職員等お願いををした。山口県の各地で、1か月2回のペースで、学習会を積み上げてきた。それは、2年度初頭から行われる調査の内容の整備と伴って行われているところである。外遊びの促進として、「早寝、早起き、規則正しい食事、外での遊びの奨励」として、寝る前の2時間の行動記録と、起床後1時間の行動記録をある小学校の児童の各学年に実行していただいた。起床時間、朝食の有無、排便、登校までのゆとり、登校時間、帰宅時間、夕食の有無、入浴、排便の有無、就寝までの安静の時間の有無等を観察した。この時間内に、家族との交流の有無、質量、内容が間接的に把握できるように工夫した。また、学校での休み時間や昼休み、放課後などの時間で友人とのかかわりのアンケート調査もしていただいた。これらは先行調査として本調査の土台となることが予定されている。小学校の段階では、過疎地域であるためか、思いの外、子どもたちにメディア機器依存が見られなかった。少数であるが、照ればとゲームに熱中して生活習慣を崩している児童が高学年に見られた。子どもが生育期において、家族と友人とどのような関係性を築いていくのかという問題は、子どもの発達段階によって力動的に変化していく。この力動的関係性を理解していないと、家族や友人との関係性の濃淡や功罪も評価が変わってくる。家族や友人との力動的関係性のシステムが解明されないと調査の方法や分析の評価に影響が出てくる。このことは、調査をする側ばかりではなく、調査される子どもと家族や友人もこの力動的関係性に対する理解が必要となる。子どもの人格発達理論の一般性(普遍性)の研究と、問題を持つ子どもや家族の問題症状と原因の分析と改善方法の追究(個別性・特殊性)とに対する研究を2年目に主に時間を費やした。その成果は、中間報告としては、『今を生きる子どもと家族』(2009)として発表されたが、また、研究途上である。我が国の多くの研究は、子どもの人格発達理論の研究(一般性・普遍性)と、問題を持つ子どもや家族の症例研究(個別性・特殊性)の研究とを統合したものが少ない。中間報告では、この点を強調して報告した。その特徴は、家族の力動理論(システム理論)と、人格発達理論の統合として構築されていることにある。今年度の課題は、実際に、子どものメディア機器と家族・友人関係との影響度を学校現場で実施調査することにあった。山口県内の小学3年生から6年生までの83名に、メディア機器の浸透度と、家族・友人との関わりの相関関係について調査を実施した。メディア機器の浸透度は、高学年になるにつれて高くなり・男子児童は、ゲーム機器に特化する傾向が見られ、女子児童は多様性に富む傾向が見られる。生活時間の不規則性は、特に顕著な傾向はないが、男児にはケーム機器に対する依存傾向が見られる。男児女児共に、高学年になるにつれて、家族との交流時間に減少傾向が見られ、友人とのとの関係には顕著な変化は見られない。しかし、友人との交流時間に顕著な減少が見られないとしても、共にゲームをすることで時間を費やし、情緒的な交流が十分に満たされているかどうかは判明しなかった。家族との交流については、学年により10%30%程度、家族と一緒に食事をしていない移動の存在が確認されるが、メディア機器による影響のみからと特定することはできず、家族の共働きなどの影響があると考えられる。本調査においては、単親家族の児童、施設生活の児童を配慮した結果、「両親」、「父・母」などの言語の使用を避けたため、正確に、親と児童との交流関係を浮き彫りにすることができなかった。また、学校現場で、家族に対する調査に難色を示す傾向が見られ調査方法に改善しなければならない余地がある。今後の調査において考慮すべき課題であると考える。
超小型高分解能磁場測定装置(micro-SQUID)の基礎研究と臨床応用

本研究に用いたMicro-SQUIDは特注で製作した世界唯一の機器であり、まさに萌芽的研究の主旨にかなった研究テーマであった。この3年間は実用化における諸問題の解決に力点を置いて研究を行なった。すなわち、SQUID自体の問題に加え、磁気シールドルーム(これも世界で最も小型のものを特注した)にも多くの問題が発生した。さらにソフトウェアの多くも新たに作成したが、初期マイナートラブルが多く発見され、それを1つずつ解決せねばならなかった。昨年夏にはようやく実用化が可能となり実験を開始する事ができた。先ず末梢神経の記録を行った。指を刺激して手首部を上行する活動電位の計測を行った。Micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上行する刺激信号が4双極子であること、またその伝導時間が平均58.7m/secであることを明らかにした。信号が上行する状況をmsec単位で明確かつ詳細に記録したもので、世界で初めての報告であった。また同様の刺激条件時に頭皮上にMicro-SQUIDを置いて初期大脳皮質反応の記録に成功した。現在は、さらに聴覚、視覚などの刺激による反応記録も行っている。現在はヒトを対象とした研究が主体であるが、今後はさらにサルでの実験も考慮している。さらに交通事故による「引き抜き症候群」患者の検索を目的として、先ず健常人を対象として腕神経叢より頚部神経節に至る末梢神経近位部の検索を行なった。Micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上行する刺激信号が4双極子であること、またその伝導時間が平均約60m/secであることを明らかにした。来年度は多数の臨床例を対象として検査を行なっていく予定である。本研究に用いたMicro-SQUIDは特注で製作した世界唯一の機器であり、実用化には多くの解決すべき問題があった。本機器は直径3cmの円筒の中に直径3mmの超小型検知コイルが12個配置され、各コイルはやはり超小型のSQUID(超伝導量子干渉素子)に連結している。そのため各コイル及び各SQUID間の干渉作用が出現した。すなわち、たとえ1個のSQUIDに不調があっても、それが他のSQUIDに影響するのである。またすべてのSQUIDの性能を精密に揃える必要があり、かなりの時間を割いて調節しなければならなかった。また磁気シールドルーム(これも世界で最も小型のものを特注した)にもいくつかの問題点が発見され、新たに組み立て段階からおこなわざるをえなかった。ソフトウェアの多くも新たに作成したが、初期マイナートラブルが多く発見され、それを1つずつ解決せねばならなかった。今年度はこのような問題の解決の期間、すなわち準備期間が主であった。すなわち、SQUID自体の問題に加え、磁気シールドルーム(これも世界で最も小型のものを特注した)のも多くの問題が発生した。

さらにソフトウェアの多くも新たに作成したが、初期マイナートラブルが多く発見され、それを1つずつ解決せねばならなかった。昨年夏にはようやく実用化が可能となり実験を開始する事ができた。先ず末梢神経の記録を行った。指を刺激して手首部を上行する活動電位の計測を行った。Micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上行する刺激信号が4双極子であること、またその伝導時間が平均58.7m/secであることを明らかにした。信号が上行する状況をmsec単位で明確かつ詳細に記録したもので、世界で初めての報告であった。また同様の刺激条件時に頭皮上にMicro-SQUIDを置いて初期大脳皮質反応の記録に成功した。現在は、さらに聴覚、視覚などの刺激による反応記録も行っている。現在はヒトを対象とした研究が主体であるが、今後はさらにサルでの実験も考慮している。さらに交通事故による「引き抜き症候群」患者の検索を目的として、先ず健常人を対象として腕神経叢より頚部神経節に至る末梢神経近位部の検索を行なった。Micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上行する刺激信号が4双極子であること、またその伝導時間が平均約60m/secであることを明らかにした。来年度は多数の臨床例を対象として検査を行なっていく予定である。
脊椎動物頸部の比較解剖学的、比較発生学的解析

哺乳類や鳥類では舌に関わる筋と四肢の筋が特殊な発生様式でできてくる。メダカでは、舌に相当する筋と胸鰭の筋は隣り合っており、この特殊な発生様式で作られていることが分かった。さらに、メダカではこれらの筋が同じ素材からできていた。ヒレを持たない原始的な脊椎動物であるヤツメウナギでは、舌に相当する筋のでき方は他の動物と同じであった。よって、胸鰭(前肢)の筋は舌の筋を転用することで進化した可能性がある。頸部の解剖学的構築を明らかにするため、ニワトリを材料としてその形成機構を明らかにしようと試みた。具体的にはニワトリーウズラキメラ法によって、側板中胚葉の発生運命を調べた。既報通り、第一から第三体節脇の側板中胚葉からは僧帽筋繊維の大部分が形成された。この細胞集団は僧帽筋繊維を形成する前には第四から第六動脈弓周囲の間葉にも寄与しており、形態的に咽頭弓の中胚葉を形成することが分かった。これは将来、僧帽筋になる細胞が、発生初期には形態的に側板中胚葉という体幹要素でありながら、その後の過程では咽頭弓中胚葉という形態的に頭部の要素に変化する事を示している。この結果は、僧帽筋を支配する副神経および頸部脊髄神経が、鰓弓神経と脊髄神経の中間的性質を持っているという観察(Benninger and McNeil, 2010; Kobayashi et al., 2013)と極めて整合的であった。ヤツメウナギの舌筋群が羊膜類の舌筋のように移動性の筋原基からできる事を確かめるため、筋前駆細胞の移動に関わるMET受容体の阻害剤をヤツメウナギ胚に添加し、筋原基の移動を確かめたところ移動が阻害されていたものがあった。よってヤツメウナギの舌筋群は羊膜類でのそれと同様にHGF-MRTシグナリング系を用いて形成されているのかもしれない。ただ鰓腹側部分および体節腹側にある筋前駆細胞でHGF、METオーソローグの特異的な発現が見られなかった。これはまだ単離されていないヤツメウナギにおけるパラローグがこのシグナリング系に関与している可能性を示唆している。サメの舌筋、鰭筋の発生に関しては、これらが羊膜類のそれと異なり組織学的に分化した筋細胞の集団である筋節の伸長として形成されることを既に確かめたが、筋形成に関わる遺伝子の発現を確かめたところ、筋芽細胞の分化に関わるMyf5が発現していただけではなく、羊膜類にあっては未分化な筋前駆細胞に発現するLbx1も発現していた。このような遺伝子の発現形式は羊膜類、真骨魚類、ヤツメウナギでも観察されていない。今後これらの遺伝子が同じ細胞で発現しているのかどうかを確かめる必要があるものの、この結果はこれまで移動性の筋前駆細胞の「マーカー」として用いられて来たLbx1の意義付けがそのように単純なものではない事を示している。またサメにおいては鰭筋、舌筋の形成機構がサメの進化過程で二次的に変成してしまったのかもしれない。メダカの腕神経叢の発生を免疫組織染色法により観察したところ、その吻側の枝は舌下神経の分枝として形成されていた。対鰭がまだ進化していないヤツメウナギには腕神経叢がなく舌下神経しかない。従って、腕神経叢は進化的に舌下神経の枝分かれとして作られた可能性がより強く示された。頸部の鰓下筋の形成を調べた。羊膜類の鰓下筋は舌下神経で支配される舌筋群で、咽頭弓の背側にある皮筋節から脱上皮化した未分化な細胞が、咽頭弓の尾側を回り込むようにして咽頭弓の腹側へと遊走し、移動後に筋分化を開始して作られる。移動中の細胞ではLbx, Pax3などが、移動後にはMyf5など特徴的な遺伝子が発現する(MMP様式)。このような筋の発生様式は四肢筋にも見られるが、肋間筋の様に皮筋節が上皮性を保ったまま筋分化を行いながら腹側に伸長して作られる様式に比較して、進化的に新しい筋の形成方法である。メダカの鰓下筋と胸鰭筋の由来を調べるため前方体節をGFP標識してその分化を観察したところ、同じ体節から鰓下筋と胸鰭筋が作られた。これらの筋を作る細胞は間葉状態で移動を行い、MMP様式に特徴的な遺伝子発現を示した。従って、メダカの鰓下筋と胸鰭筋はMMP様式によって作られることが分かった。ヤツメウナギは対鰭(四肢)を持たないが鰓下筋を持っており、これはMMP型の遺伝子発現パタンを示す(Kusakabe et al., 2011)。移動中の鰓下筋原基の細胞は密な凝集塊を作っているものの、基底膜、細胞接着構造の存在は認められず、間葉状態で移動していた。

対鰭(四肢)を持つ動物の中で最もbasalな位置にあるトラザメの鰓下筋と胸鰭筋は、分節的な構造を保持しながら咽頭弓腹側、肢芽に伸びてゆく体節由来の細胞群から作られていた。これらの細胞はLbx, Pax3と同時にMyf5をも発現し、基底膜は観察されないものの、細胞接着構造、細胞極性が存在しており、上皮様の構造と判断された。以上から、鰓下筋はMMPとして進化し、その二次的転用として胸鰭筋が進化したが、板鰓類(サメ)においては鰓下筋、胸鰭筋共にMMPメカニズムが二次的に失われたのであろうと推察された。頸部の長いニワトリへの対照として、頸部の短いメダカを用いた実験を試みているが、まだうまく遺伝子発現が見られていないものがある。またメダカを用いた組織移植法について試行中である。ヤツメウナギの舌筋の形成過程での組織観察および胚環境との位置関係の特定および総排泄腔の筋形成の観察がまだなされていない。またエイ胚の入手を行ったものの、まだその鰭筋、舌筋の形成過程の観察がなされていない。メダカでの舌筋群の移動の様子を遺伝子発現、組織移植から明らかにし、ニワトリでの舌筋群の発生と比較を行う。この際、中胚葉の発生だけではなく、それを覆う神経堤細胞との関係性に注意して観察を行う。平成25年度はメダカの舌筋群、胸鰭筋、肩帯の形成を細胞系譜解析法によっ明らかにし、舌下神経および腕神経叢の神経核を標識してその位置が重なる事を示して、腕神経叢が舌下神経の重複として形成されたことを確かめる。またニワトリ-ウズラキメラ法によって頸部の結合組織の分布を明らかにし、舌筋群、前肢筋群との位置関係を調べ、メダカのそれと比較する。今年度は論文、総説執筆が重なったため実験に割ける時間が若干、少なくなってしまった。論文、総説執筆も一段落しつつあり、最終年度の今年度はニワトリーウズラキメラ作成をより精力的に行う予定である。主に実験用の消耗品、文献などの資料収集費、学会での情報収集費、総説執筆のための英文校正費を予定している。
肝再生における臓器間連携による薬物動態変化と毒性発現を考慮した薬物治療戦略

肝臓がんの治療において、腫瘍摘出のために、肝臓の再生機能を期待した肝切除術がなされることが多い。肝再生の間も、様々な薬物治療がなされるが、術後の肝機能低下による薬物動態変化や副作用発現の可能性を考慮に入れた個別化薬物療法の実践が求められる。本研究課題では、肝切除マウスを用いて、肝再生過程における肝臓と小腸に局在する薬物代謝酵素やトランスポーターの発現における臓器間連携の可能性に着眼した。その中で、肝再生中のこれらの発現における臓器間連携メカニズムを解明していく。その上で、肝再生過程における薬物動態に与える影響や肝毒性発現の可能性を予測し、最適な薬物治療アプローチを提案することを目的とする。当該年度は、(1)肝再生過程において肝臓、小腸に発現する薬物代謝酵素、トランスポーターの発現変化を調べ、これらの臓器間連携の可能性を探ること、および肝臓と小腸における臓器間連携に関わる因子を探索し、そのメカニズムを解明することに注力をおいて研究を行った。肝切除マウスを用いて、肝再生過程における肝臓、小腸における薬物代謝酵素(シトクロームP450, CYP)の発現を見たところ、肝臓だけでなく小腸においても発現が増加するCYP分子種が観察された。また、肝臓と腸管を循環している胆汁酸濃度変化を調べた実験や、肝切除マウスに胆汁酸を投与した実験から、これらの肝臓と小腸の発現変化には、胆汁酸が一部関与していることが分かった。今後、詳細なメカニズムを探索しながら、CYPの発現変化に伴う薬物動態変化も評価していく必要がある。肝切除マウスを用いて、肝臓の再生期間中の肝臓および小腸における薬物代謝酵素やトランスポーターの発現変化をとらえることができた。その中で、肝再生過程において、肝臓や小腸において薬物代謝酵素の発現が増加するものがあり、これは肝臓を切除したことによる代償的な誘導であることが示唆された。また、この変化には胆汁酸が一部関与している可能性がある。さらには、マウスに与える食餌の違いが再生速度に影響を与え、薬物代謝酵素の発現変化のプロファイルが異なってくることも示唆された。以上の知見は、論文に掲載された。肝再生速度を遅延させるような因子は、肝機能を低下させる要因となり、肝切除患者の食事療法や薬物治療によって、肝毒性が惹起される可能性もある。今後は肝再生速度に影響を与える食餌中の成分、内在性化合物や医薬品成分を探索し、肝再生機能に与える影響とそのメカニズムを調べていきたい。当初の計画では、肝切除マウスを用いたin vivo研究とメカニズム解明のための肝細胞を用いたin vitro研究を並行した形での研究を考えていたが、まずはin vivo研究に注力し論文にまとめたこともあり、次年度使用額が生じた。次年度は、その分in vitro研究について注力したいと考えている。