hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アミロプラストの分化・糖代謝の機序解明を目指したデンプン生合成制御因子の同定

本研究では,タンパク質のリン酸化による種子貯蔵物質蓄積の制御に着目し、イネ登熟種子におけるリン酸化タンパク質の網羅的解析および、そのタンパク質の機能解析を目的とした。イネ登熟種子より得られた粗抽出液を陰イオン交換および疎水クロマトグラフィーにより部分精製を行なった。得られた溶出画分を一次元および二次元電気泳動に供し、泳動後のゲルをPro-Q Diamond Gelstainを用いて染色することで、リン酸化タンパク質を検出した。得られたタンパク質バンド(スポット)は、トリプシンによるゲル内消化後、MALDI/TOF-MS解析により同定された。その結果、nucleoside diphosphate kinase 1やRNA binding protein 120、Heat shock protein 82(Hsp82)など7種類のリン酸化タンパク質が同定され、これらのタンパク質がリン酸化により機能制御を受けていることが示唆された。同定されたリン酸化タンパク質の中から、登熟種子におけるタンパク質の存在量やリン酸化度の高さから、特にHsp82に注目した。Hsp82はレトロトランスポゾンによる遺伝子破壊株が存在し、その種子は低稔性を示すことが知られており、種子形成に重要なタンパク質であると予想された。Hsp82をコードするcDNAは、登熟種子から抽出したmRNAの逆転写産物を鋳型としたPCRにより単離した。Hsp82のアミノ酸配列に基づいたドメイン検索からN末側にはATP加水分解に必要なH^+ATPase領域、C末側にはシグナル伝達タンパク質の機能と安定性を調節する分子シャペロンHsp90領域が確認された。また、同定したHsp82とGFPの融合タンパク質を35Sプロモーターで発現するバイナリーベクターを作成し、パーティクルボンバードメント法によりタマネギ表皮細胞内に導入し、細胞内局在を観察した。その結果、細胞質で強い蛍光が観察されたことから、本Hsp82は細胞質において機能していることが示唆された。RT-PCRを用いた発現特性の解析から、本遺伝子が種子のみならず、葉やカルスにおいても発現することが確認された。現在、アンチセンス体の作製やリン酸化部位の同定を試みている。本研究では,イネ培養細胞を用い,これまで植物体を用いた解析では困難であったデンプン生合成の誘導とそれに伴い変化するタンパク質の追跡によって、デンプン生合成系を制御するタンパク質の同定を目的とした.イネ懸濁培養細胞を培地中のスクロースを除去して同調させた後,スクロース再添加の有無によりデンプン生合成を誘導した細胞(+Suc細胞)と誘導しない細胞(-Suc細胞)を調製した.両細胞抽出液をパーコールを用いた密度勾配遠心分離に供し,アミロプラスト画分を調製した.得られたアミロプラスト画分をSDS-PAGEに供したところ,両細胞間で発現量に差の見られるタンパク質が検出された.しかし,量的な問題を克服できず,タンパク質の同定には至らなかった.そこで,全細胞粗抽出液を陰イオン交換カラムにより分画後,二次元SDS-ポリアクリルアミド電気泳動に供し,両培養細胞間で発現量に差異のあるタンパク質を検出した.+Suc細胞では41スポット,29種類のタンパク質を,-Suc細胞では21スポット,7種類のタンパク質をMALDI-TOF MSにより同定した.+Suc細胞で同定したタンパク質は,解糖系やクエン酸回路に携わる酵素,タンパク質輸送に関わる熱ショックタンパク質(Hsp)等のシャペロンタンパク質,ユビキチン等のタンパク質分解に関わるものであった.一方,-Suc細胞では,ほとんどがα-amylaseであった.シャペロンタンパク質を含む数種のタンパク質について,培養細胞および登熟種子におけるmRNA蓄積量を調べた.Hsp70,Hsp82およびstress induced protein 1はタンパク質のプラスチド輸送に関与することが報告されているが,これらのタンパク質の発現がスクロースによって誘導されることを明らかにした.今後は、タンパク質のリン酸化による種子貯蔵物質蓄積の制御に着目し、イネ登熟種子におけるリン酸化タンパク質の網羅的解析および、今回同定されたタンパク質の機能解析を進める。

また、同定したHsp82とGFPの融合タンパク質を35Sプロモーターで発現するバイナリーベクターを作成し、パーティクルボンバードメント法によりタマネギ表皮細胞内に導入し、細胞内局在を観察した。その結果、細胞質で強い蛍光が観察されたことから、本Hsp82は細胞質において機能していることが示唆された。RT-PCRを用いた発現特性の解析から、本遺伝子が種子のみならず、葉やカルスにおいても発現することが確認された。現在、アンチセンス体の作製やリン酸化部位の同定を試みている。
職業性ストレス低減のための看護ケアプログラムの開発とその評価

本研究の目的は、職業性ストレス低減のためのケアプログラムの開発とその短期的評価である。プログラムは集団認知行動療法の理論に基づく。ステップ1では職場のストレス状況を改善するためのアクションプランを立案、ステップ2でその取り組みの日記をつけてもらった。ステップ3では看護師によるメールのフォローアップを行った。これを用いて某情報通信企業の新入社員57名(男性49名、女性8名)に介入したところ、うち23名(40.4%)が全過程に参加した。職業性ストレス、コーピング、バーンアウトを測定した自己記入式質問紙調査では有意な変化は認められなかった。日記の質的分析では、ストレス状況の改善が認められた。本研究の目的は、職業性ストレス低減のための看護ケアプログラムの開発とその短期的評価を行うことである。今年度は、研究実施計画で予定していた看護ケアプログラム開発を行い、そのプログラムを用いたパイロットスタディを実施した。プログラムの開発は、まず、国内外の集団認知行動療法(Cognitive Behavior Group Therapy ; CGBT)に基づく実践報告および具体的な解説テキストなどの文献を、詳細に検討することから始めた。多忙な勤労者にとって負担が少なく、職業性ストレス低減に効果的であるということを重要視して、プログラム内容の検討および教材作成を進めた。次に、研究フィールドとして某情報通信企業との協力体制を築き、人事課、産業医、臨床心理士、産業看護職などから社員のメンタルヘルスの現状に関する情報や意見を提供してもらった。これを参考に、より現状に適したプログラム内容となるよう工夫し、各自が抱える困り事に対するアクションプランを立案するためのメンタルヘルス研修(ステップ1)、実際の職場でアクションプランに取り組んで記録する日記(ステップ2)、記した日記をもとに看護師に相談するメール相談(ステップ3)という3段階から構成される看護ケアプログラムを開発した。さらに今年度は、金沢医科大学疫学倫理審査委員会の了承を得た上で、開発した看護ケアプログラムを某男子大学生6名に対して試行した。その評価に用いたデータは、ステップ3(メール相談)で送られてきた日記に記された内容であり、本プログラムへの参加による「認知の変化」および「行動の変化」という、2つの視点で質的に分析した。その結果、対象者3名において認知および行動の両方におけるポジティブな変化が、2名は認知のみにおいて変化が認められた。残る1名の学生は、研修で立案したアクションプランをうまく実行することができなかった。これらの結果により、本プログラム内容の改善すべき点として、メンタルヘルス研修(ステップ1)においてより積極的にアクションプラン実行にむけた動機づけを行うことや、さらにきめ細かい説明および演習によりその意義を十分に理解してもらう必要があることなど、今後の課題が明確となった。本研究の目的は、職業性ストレス低減のためのケアプログラムの開発とその短期的評価を行うことである。今年度は、昨年開発、試行したケアプログラムの改良と、それを用いた介入を行った。本プログラムは、集団認知行動療法(Cognitive Behavior Group Therapy ; CGBT)の理論に基づいて、各自が抱えるストレス状況に対するアクションプランを立案するためのワークショップ(ステップ1)、実際の職場でアクションプランに取り組んで、その状況を振り返りながら記入していく日記(ステップ2)、記した日記をもとに看護師に相談するメール相談(ステップ3)という3段階で構成されている。今年度は、まず、昨年のパイロットスタディによって明らかとなった課題(参加者の動機づけと理解の促進)を解決するため、ワークショップで使用するテキストの修正を行った。修正点は、主にストレス状況の説明をより平易な表現にすること、自分の認知(自動思考)についてより自覚を促すように説明を加えることの2点である。さらに最後まで参加してもらえるよう、日記(ステップ2)を「ひと言日記」と命名し、記述を多く求めない内容に修正した。全期間は、企業側と検討した上で5週間に設定した。その後、某情報通信企業の新入社員を対象に本プログラムを用いて介入した。その評価として、対象者らの職業性ストレス、ストレス反応、コーピング方略を自己記入式質問紙により調査した。また、対象者らの同意を得た上で、ステップ1で使用した各自のストレス状況の記述およびステップ2のひと言日記を回収した。プログラムの全過程には、57名のうち23名(40.4%)が参加した。今後、データ分析をさらに進めていく予定だが、一部の対象者の日記の記述内容から認知および行動の変化が認められている。本プログラムが、メンタルヘルスの一次予防にむけた効果的な具体策となるよう、丁寧な評価や課題の抽出が必要である。プログラムは集団認知行動療法(Cognitive Behavior Group Therapy)の理論に基づく。

勤労者が職場で抱えるストレス状況について6名前後の小集団で検討し、改善のためのアクションプランを立案(ステップ1)、実際の職場で取り組んでひと言日記をつけ(ステップ2)、記した日記をもとに看護師にメールを用いて相談する(ステップ3)という内容である。今年度は、昨年改良した本ケアプログラムを用いて介入し、その量的・質的な効果を検証した。量的な検討の結果、プログラム前後における職業性ストレス、ストレス反応(燃え尽き)、コーピングの各得点に有意な変化は認められなかった。質的な分析による対象者らの変容については、コーピング方略にポジティブな変化が認められた者が4割程度認められ、「認知」及び「行動」のどのレベルでの変化であったかなどの分析を行った。
モンゴル時代華北における系譜伝承と碑刻

山西・陝西・河南北部における積極的な現地調査の実行により、通常「先塋碑」などと呼ばれる関連碑刻を多く実見することができ、またその現存状態もおおよそ把握した。当初予想していた通り、数量的には山西省がずば抜けて多く、保存状態も良好である。このため、山西大学の学者たちとの協力関係を強化し、あわせて多くの学会発表を行い、アメリカ・中国・韓国の学者たちと、将来的な金元時代華北社会史研究の共同研究にむけたチーム組織を確認した。今後の研究の基礎は構築された。まず、現地調査に関しては、今年度は2月27日から3月7日まで、陜西省銅川市において、本研究が考察対象とする"先塋碑"などの碑刻史料に対する実見調査を行った。その結果、当該地域における碑刻の伝存数や、その状態などを詳細に把握することができた。さらに、たんに金元時代の碑刻を確認するにとどまらず、その明清時代から近現代にいたまるでの伝存過程、そしてこの30年間における保存状態の変化まで、モノとしての碑刻を通時的に把握するために必要不可欠な知見を蓄積することができた。端的にいって、陜西での状況は、山西などの他地域とは、保存への努力や文物としての碑刻に対する人々の認識など、あるいは碑刻が立っていた寺院や廟などの地域社会における存在感などの点で、かなり異なり、同じ華北といっても、碑刻を扱う際にはその来歴に充分な注意を払う必要性を強く惹起するものであった。また、調査には陜西師範大学歴史系の李大海講師も参加され、その期間中に同大学で学術交流会が行われた。その席上、陜西省における歴史人類学・環境史・社会史研究および現地調査に長年従事し、各方面に広い影響力を有する多くの研究者と面識を得、今後の調査における協力関係を築くことに成功した。また、積極的に国外での学会に参加し、下記の「研究成果発表」で示すように、アメリカ・中国・韓国で積極的に5回の研究報告を行い、自らの研究成果を参加者と共有するとともに、今後の国際的な協力関係の礎となる人間関係を構築することができた。関連論文は2本がそれぞれ韓国の学術誌で発表された。さらに、金元時代華北における科挙制度と在地有力者層の関係を検討した自著を早稲田大学出版部から刊行した。
アメリカ会計原則・会計基準の損益計算構造からみた分類

本年度は、会計原則の類型化を行なうための視点、すなわち資産負債アプローチと収益費用アプローチの計算構造の相違点を明確にすることを行なった。その結果、資産負債アプローチについては、貸借対照表において期首と期末の純資産の比較によって損益を算定するのに対して、損益計算書はその損益の原因を示すものになっていると考えた。損益計算書は、利益+費用=収益という形で損益を説明するものと見ることができるのである。他方、収益費用アプローチでは、企業活動を表示するために損益計算書における収益と費用との対応が重視されている。しかし、FASBの『討議資料』は収益費用アプローチを幅広く捉えているが、それは大きくつぎの2つに分けられると考えている。第1は、収益の内容を財貨のアウトプット、費用のそれを財貨のインプットとして捉える場合であり、この場合にはアウトプットされた財とインプットされた財との差額が損益となるので、基本的に企業の財の純増減が損益の内容となる。第2は、収益を成果、費用を努力として捉える場合であり、この場合には収益も費用も単なるアウトプットやインプットとして捉えるだけではなく、それらを現金収支とも関連づけて捉えるので、現金収支差額が損益の内容となっている。さらに、このような研究と並行して、会計計算の原理的な側面についての手がかりをつかむために、会計計算の根底にあるといわれる現金収支について主として収支計算書の仕組みを解明するという点からの研究も行なった。その結果、現金出納帳における現金それ自体の増減を対象とする会計から出発して帳簿上の現金在高を現金実際在高と照合するという観点から収支計算書の仕組みを理解した。本年度は、資産、負債、資本、収益、費用の定義を、いくつかの文献において検討し、それに基づいて、賃借対照表と損益計算書との関係を損益計算との関連で考察した.特に、会計目的や対象がどう捉えられているかということが損益の内容と関わっており重要であると考えた.その結果、資産負債アプローチと収益費用アプローチについてつぎのように考えている.資産負債アプローチでは、損益の定義測定において資産と負債が中心をなしており、損益は純資産の純増減として捉えられる結果、資産全体で損益を表わすものになっていると考えられる.損益計算という点に限っていえば、このアプローチでは、賃借対照表があれば充分であり、収益と費用は損益が生じた理由を示すだけにすぎない.他方、収益費用アプローチでは、損益の算定において収益と費用が中心をなしており、賃借対照表も収益と費用の適切な対応のために不可欠である.だが、収益費用アプローチはさらに大きく2つに分けられる.一つは、企業の収益力を表示するために企業活動そのものを会計上反映させようとするものであり、収益は経営成果、費用は経営努力を表わすと考えるものである.そこでの損益計算は取得原価主義と結びつく結果、基本的に現金ないしは現金等価物を内容とするものになっている.もう一つは、主として経済的資源や義務に基づいて資産負債の定義をし、損益を純資産の純増減と基本的に考えるもので、基本的には資産負債アプローチと同じく資産全体で損益を表わすものとなっているのであるが、収益と費用で損益を算定する過程で、経済的資源や義務を表わさない計算擬制項目が容認されてしまったものである.このことから、収益費用アプローチの中で、現金収支に基づく損益から純資産変動に基づく損益への展開が生じていたと考えて良いであろう.本年度は、会計原則の類型化を行なうための視点、すなわち資産負債アプローチと収益費用アプローチの計算構造の相違点を明確にすることを行なった。
TGF-βおよびその受容体を含めた関連タンパクと血管病変の関係の解析

本研究の目的は血管病変におけるTGF-βsおよびその関連タンパクの発現ならびに潜在型TGF-β1結合タンパク(LTBP)の遺伝子異常の有無を検討し、TGF-βsと血管病変の病因の関係を明らかにすることである。本研究期間2年間で26例の解離性大動脈瘤および真性大動脈瘤などの血管病変患者の血管壁を手術的に、25例の狭心症・心筋梗塞患者の冠動脈硬化巣を経カテーテル的に、4例の狭心症・心筋梗塞患者より左内胸動脈を手術的に集め、avidin-biotin法による免疫組織染色によりTGF-β1、2、3、LTBP、エンドグリンTGF-βI型、II型受容体(以下TGFRI、TGFRII)の発現の検討も行った。その結果TGF-βsおよびその関連タンパクが血管病変自体およびその周辺で強く発現していること、TGFRIおよびTGFRIIも同じ部位で確認でき、これらTGF-βが血管病変に何らかの関わりを有することが確認できた。冠動脈硬化巣および左内胸動脈ではTGF-βおよびその受容体も含めた関連タンパクが平滑筋細胞に強く発現しておりTGF-βが動脈硬化巣発症に深く関与していることが示唆された。20例の血管病変患者よりRNAを集めLTBP遺伝子異常の検索を行った。本研究のきっかけとなったのはMarfan症候群の病因の責任遺伝子フィブリリンとLTBPが相同性が高いという事実であったこと、またLTBPにはEGFモチーフが認められたため、LTBPcDNAのフィブリリンとの相同性の高い部分およびEGFモチーフ部分の遺伝子配列(両者で3.2kb)を6区間に分けそれぞれに対してnest・RT-PCR(合計14通り)を行い、そのそれぞれのPCR産物をSSCP法により分析検討した。残念ながら現在までのところ血管病変患者において、LTBP遺伝子の異常は見いだされていない。本年度はMarfan症候群患者についても検討中であるがまだ終了していない。本研究の目的は血管病変におけるTGF-betasおよびその関連タンパクの発現ならびに潜在型TGF-beta1結合タンパク(LTBR)の遺伝子異常の有無を検討し、TGF-betasと血管病変の原因の関係を明らかにすることである。:研究開始以来、これまで、1年間で約20例の解離性大動脈〓および腹部大動脈〓などの血管病変患者の血管壁を手術的に熱め、avidin-biotin法による免疫組織によりTGF-beta1、2、3、LTBPおよびエンドグリンの発現を検討した。その結果TGF-betasおよびその関連タンパクが血管病変自体およびその周辺で強く発現していることが確認でき、これらタンパクが血管病変に何らかの関わりを有することが確認できた。これらタンパクのmRNAレベルでの発現を見るin-situ hybridizationに関しては、現在ビオチン化オリゴマープローブを用い実験系として稼働することが確認できたこところである。同様に20例の血管病変患者よりRNAを熱めLTBP遺伝子異常の検索を行った。本研究のきっかけとなったのはMarfan症候群の病因の責任遺伝子フィブリリンとLTBPが相同性が高いという事実であったこと、またLTBPにはEGFモチーフが認められたため、LTBPcDNAのフィブリリンとの相同性の高い部分およびEGFモチーフ部分の遺伝子配列(両者で3.2kb)を6区間に分けそれぞれに対してnest・RT-PCRを行い、そのそれぞれのPCR産物をSSCP法により分析検討した。本研究の目的は血管病変におけるTGF-βsおよびその関連タンパクの発現ならびに潜在型TGF-βI結合タンパク(LTBP)の遺伝子異常の有無を検討し、TGF-βsと血管病変の病因の関係を明らかにすることである。

研究開始以来、これまで、2年間で26例の解離性大動脈瘤および真性大動脈瘤などの血管病変患者の血管壁を手術的に、25例の狭心症・心筋梗塞患者の冠動脈硬化巣を経カテーテル的に、4例の狭心症・心筋梗塞患者より左内胸動脈を手術的に集め、avidin-biotin法による免疫組織染色によりTGF-βI、2、3、LTBP、エンドグリンTGF-βI型、II型受容体(以下TGFRI、TGFRII)の発現の検討も行った。その結果TGF-βsおよびその関連タンパクが血管病変自体およびその周辺で強く発現していること、TGFRIおよびTGFRIIも同じ部位で確認でき、これらTGF-βが血管病変に何らかの関わりを有することが確認できた。冠動脈硬化巣および左内胸動脈ではTGF-βおよびその受容体も含めた関連タンパクが平滑筋細胞に強く発現しておりTGF-βが動脈硬化巣発症に深く関与していることが示唆された。20例の血管病変患者よりRNAを集めLTBP遺伝子異常の検索を行った。本研究のきっかけとなったのはMarfan症候群の病因の責任遺伝子フィブリリンとLTBPが相同性が高いという事実であったこと、またLTBPにはEGFモチーフが認められたため、LTBPcDNAのフィブリリンとの相同性の高い部分およびEGFモチーフ部分の遺伝子配列(両者で3.2kb)を6区画に分けそれぞれに対してnest・RT-PCR(合計14通り)を行い、そのそれぞれのPCR産物をSSCP法により分析検討した。残念ながら現在までのところ血管病変患者において、LTBP遺伝子の異常は見いだされていない。本年度はMarfan症候群患者についても検討中であるがまだ終了していない。
ポリグルタミン病細胞死抑制薬のスクリーニング、開発

ポリグルタミン病はハンチントン病や遺伝性脊髄小脳変性症などを含む一群の疾患であり、CAGリピートの伸長がその突然変異の特徴である。CAGリピートは翻訳され、伸長したポリグルタミン鎖を形成するが、このポリグルタミンはきわめて凝集体を形成しやすくこれが細胞死や細胞変性の原因であろうと考えられている。そこでこのポリグルタミンの凝集を抑える化合物をスクリーニングするため、ポリグルタミン病の分子モデルとしてポリグルタミン鎖を安定性の極めて高い蛋白質の一つであるマッコウクジラミオグロビンへ挿入した。ポリグルタミン鎖の構造およびポリグルタミン挿入に伴う蛋白質の構造変化を検討し、変異型ミオグロビン内部のグルタミン鎖の構造を円偏光二色性、赤外分光法で調べたところ、ポリグルタミン鎖はベータシート構造をとっていることが判明した。また、35、50のリピート数をもつミオグロビンは凝集体を形成し始めると逆平行ベータシート構造を含んでいることが明らかになった。この系の確立で凝集体形成抑制のスクリーニングが可能となった。この系を用いて200種類の候補化合物のスクリーニングを行い、凝集抑制効果のある化合物を見いだした。この効果についてポリグルタミンを誘導発現する細胞死モデルの系を用いて検討したところ、調べた化合物に関しては分子モデルの凝集抑制効果と細胞死抑制効果はほぼ平行した結果が認められた。本年度はさらにハンチントン病モデルマウスを用いてその効果を検討し、生存日数、運動機能に改善を認めることを確認した。現在この抑制効果の詳細を検討中である。

また、35、50のリピート数をもつミオグロビンは凝集体を形成し始めると逆平行ベータシート構造を含んでいることが明らかになった。この系の確立で凝集体形成抑制のスクリーニングが可能となった。この系を用いて200種類の候補化合物のスクリーニングを行い、凝集抑制効果のある化合物を見いだした。この効果についてポリグルタミンを誘導発現する細胞死モデルの系を用いて検討したところ、調べた化合物に関しては分子モデルの凝集抑制効果と細胞死抑制効果はほぼ平行した結果が認められた。本年度はさらにハンチントン病モデルマウスを用いてその効果を検討し、生存日数、運動機能に改善を認めることを確認した。
ウォータージェット推進器において発生する騒音の低減に関する研究

ウォータージェット推進器で生じる騒音抑制にはインペラ付近の流場を知ることが不可欠であると考えられる.本研究では,これを定性的,定量的に把握するために,船体周りCFDプログラムと,これまで開発途上のウォータージェット推進器周りCFD計算プログラムを組み合わせることで,ウォータージェットを装備した船舶周りの流場推定が行えるようにした.インペラの影響は,単にスラストのみを与えるようなものから,揚力線理論を用いた理論的な体積力分布の与え方を検討,インペラボス部,インペラシャフト.ステータ等の影響を含めて,詳細にダクト内流場を検討できるように改良を行い,船体,ダクト,インペラ,ノズルまでを含めたシステムとしての流場推定法を構成した.この結果,ウォータージェット推進器の装着により,通常の舶用プロペラの場合に比べて推力減少率が小さいこと,船底に吸い込みがある場合,造波抵抗が低減するような効果も数値的に確認できた.このCFD計算プログラムを用い,船体,ダクト等の形状を変化させ,形状とウォータージェット推進器内部の流場との相関を検討した.しかし,船体まわりの流場を含めて解析する場合,複合格子を用いて領域分割をしていることやダクト内の格子解像度等の不足から,ダ外内を流場を詳細に検討することができにくいことがわかった.よって、船体モデルを格子解像度が得られるように平板に戻し,これにウォータージェット推進器が装着されたものとしてモデルを単純化し、ダクト内の格子解像度が十分得られるようにしておいてから,再度検討を行った.その結果,流入境界層とダクト内に発生する縦渦強さとの間の相関,ダクト断面形状と縦渦強さとの相関が明らかになった.この結果を模型を用いた騒音計測により明らかにしようとしたが,その差はほとんど検出されず,計測的には,有用な結果は得られなかった.本年度は、特にダクト内の流れに関する研究を行った。第一に、無限翼数プロペラ理論を拡張し、ダクト内インペラ用の体積力分布計算法を確立した。この体積力分布の計算法はダクトプロペラの数値計算にも応用が可能である.第2に、この体積力分布を用いてダクト内付加物(インペラボス、ステーター)を考慮し,ダクト・ノズル部のみのCFD計算を行い、体積力分布、すなわちインペラの作動状態とステーターの形状に密接な関係があることがわかった.また、ステーターのポテンシャル的な伴流が,インペラ位置でにまで影響を及ぼしていることがわかった。これとこれまでの研究結果を考え合わせると、ダクトの曲率が原因で発生するダクト内2次流れとこれが干渉して、インペラ流入流場は、考えていた以上に複雑であることが予測され,取水口形状,ダクトの曲率のみならずステーターの形状も騒音低減の検討対象であることがわかった.このことは,逆にステーターの形状を工夫すれば,取水口,ダクトの曲率が原因で発生する2次流れを抑制できるかもしれず,これらの詳細な検討は,来年度実施する。CFD計算法に乱流計算を含めることに関しては,今なお検討中である.船体およびダクト内双方にある程度以上の格子解像度が必要であるため,層流の計算でも通常の船体周り数値計算プログラムの倍ほどの記憶領域を必要とする。このため、できるだけ記憶容量の少ない簡単な乱流モデルを用いたいので,0方程式乱流モデルの使用を考えている。複合格子法を用いていることが、0方程式モデルを単純に適用する事への障害となっているが、これを克服し、0方程式乱流モデルを考えたい。実験計測に関しては、計測に必要な物品を購入し実験装置の仮組、それに対する流場計測法の検討・確認をおこなった。ウォータージェット推進器で生じる騒音抑制にはインペラ付近の流場を知ることが不可欠であると考えられる.本研究では,これを定性的,定量的に把握するために,船体周りCFDプログラムと,これまで開発途上のウォータージェット推進器周りCFD計算プログラムを組み合わせることで,ウォータージェットを装備した船舶周りの流場推定が行えるようにした.インペラの影響は,単にスラストのみを与えるようなものから,揚力線理論を用いた理論的な体積力分布の与え方を検討,インペラボス部,インペラシャフト.ステータ等の影響を含めて,詳細にダクト内流場を検討できるように改良を行い,船体,ダクト,インペラ,ノズルまでを含めたシステムとしての流場推定法を構成した.この結果,ウォータージェット推進器の装着により,通常の舶用プロペラの場合に比べて推力減少率が小さいこと,船底に吸い込みがある場合,造波抵抗が低減するような効果も数値的に確認できた.このCFD計算プログラムを用い,船体,ダクト等の形状を変化させ,形状とウォータージェット推進器内部の流場との相関を検討した.しかし,船体まわりの流場を含めて解析する場合,複合格子を用いて領域分割をしていることやダクト内の格子解像度等の不足から,ダ外内を流場を詳細に検討することができにくいことがわかった.よって、船体モデルを格子解像度が得られるように平板に戻し,これにウォータージェット推進器が装着されたものとしてモデルを単純化し、ダクト内の格子解像度が十分得られるようにしておいてから,再度検討を行った.その結果,流入境界層とダクト内に発生する縦渦強さとの間の相関,ダクト断面形状と縦渦強さとの相関が明らかになった.この結果を模型を用いた騒音計測により明らかにしようとしたが,その差はほとんど検出されず,計測的には,有用な結果は得られなかった.
コナラ・ミズナラ稚樹における昆虫類の食害と土壌養分条件の影響

これまでに、コナラ稚樹は、食害を受けても、その年のうちに、土壌養分条件に応じた補償成長反応や誘導防御反応を行うことができることを示してきた。長い寿命をもつ木本植物は、一年生の草本植物とは異なり、過去の成長の履歴(樹形、炭素や窒素の蓄積)が様々な形で将来の成長に関わるので、食害を受けた翌年以降にどのような反応が現れるのかを調べることも必要である。今年度は、食害の有無と土壌養分条件の操作を開始して2年目のコナラ稚樹がどれほどの成長量を示したのかを調べた。枝系単位で、前年の成長量や葉面積被食率が次の年の春に生産されたシュートユニット(1次EU)の数や長さに与える影響を解析したところ、前年の葉面積被食率に応じて1次EUの数は増加することが示された。前年に食害を受けた個体、特に土壌養分の少ない個体では、個々のEUの長さが減少する傾向がみられた。しかし、前年の葉面積被食率に応じたEU数の増加を受けて、食害を受けてきた個体も受けなかった個体と同等のEU伸長量、葉数を確保していた。これらの結果から、コナラ稚樹は、食害を受けても、その年のうちに、土壌養分条件に応じた補償成長反応や誘導防御反応を行うことができ、翌年の成長を減少させることはないことが示された。稚樹にとって、葉の損失は、個体の生存や成長に大きく影響する。つまり、稚樹段階で、食害に対してどのような振る舞いをするのかは、コナラの個体群や種の存続にとって重要であると考えられる。環境の異質性の高い森林内で、利用できる資源の状態に合わせた対植食者戦略をとることが、コナラ個体群の存続にとって、重要な役割を果たしている可能性が示唆された。食害に対するシュートレベルの反応が、内的要因(シュート生産時期)と外的要因(土壌養分条件)によってどのように影響を受けるのかを明らかにした。1.食害に対する補償成長反応について明らかになったことこれまでの研究から、コナラ稚樹が食害に対する補償的な成長を起こすことが示されている。今年度は、各稚樹すべてのシュートの親子関係、シュート長、食害の割合をもとに各シュートがどのような反応を示しているのかを解析した。その結果、食害の有無に関わらず、娘シュート出現確率と長さは、親シュート長に影響されることが示された。また、食害を受けた個体を見ると、娘シュート出現確率、長さともに親シュート被食率の影響を受けていた。さらに、娘シュートが親シュートの影響を強く受けていたことから、コナラ稚樹は食害に対してシュート単位で反応していると考えられ、これが積み重なって個体としての補償成長反応が現れていることがわかった。土壌養分が多い方で、個体としてのシュートの生産量は多くなるが、食害に対する「娘シュート出現確率の増加、シュート長の減少」といったシュートレベルの反応は、土壌養分の多少に関わらず見られた。2.食害に対する誘導防御反応について明らかになったことこれまでの研究から、防御反応の指標である、葉のLMAや縮合タンニン含有量は、食害を受けた個体では増加すること、特に土壌資源が限られている個体で高い値を取ることが示されている。今年度は、シュートレベルでどのような反応が起こっているのかを解析した。その結果、成長期間の始めに生産される1次シュートでは、防御反応がより顕著に現れることが示された。1.でも述べたように、1次シュートは、その娘シュートである2次シュートの成長に大きく関わる生産器官である。1次シュートの防御反応が顕著であることは、その年の後の成長を確保する上で重要であることが示唆された。コナラ雅樹の土壌養分条件によって、植食者ヒメクロオトシブミの産卵行動がどのような影響を受けるのかを明らかにした。1.土壌養分が多い方のコナラ稚樹には、ヒメクロオトシブミの揺籃が多く作られた。養分の多いコナラ稚樹では、養分の少ない稚樹に比べて、新しいシュートが多く生産されることが分かっている(Mizumachi eta1. 2004)。このため、養分の多いコナラ稚樹は、オトシブミのメスが利用することのできる葉を、養分の少ない稚樹よりも、たくさん提供していることになる。これが、養分の多いコナラ稚樹に揺籃が多く作られた主な要因である。また、樹木の葉質や葉面積は、土壌の養分条件によって変化することが知られている。養分の多いコナラ稚樹は、窒素濃度が高く、面積の大きい葉を生産する。ヒメクロオトシブミのメスが揺籃の作成場所を決定する際に、このような葉質や葉面積を指標として用いている可能性も考えられる。2.土壌養分が多い方のコナラ稚樹に作成された揺籃では、2個以上の卵が産みつけられている場合が多かった。握籃に使用されていた葉の面積を測定したところ、2個以上の卵が産みつけられていた揺籃の方が、大きい葉を利用して作成された揺籃だった。一方、作成された揺籃の重量と羽化成虫の重量には、正の相関が見られ、揺籃サイズが大きいほど、羽化成虫が大きくなることも明らかになった。

オトシブミのメスが、養分の多いコナラ稚樹の葉を選択した場合、葉面積の大きな葉を利用して、子供のサイズを大きくできる、もしくは、複数の子供を羽化させることができる可能性がある。以上のことから、土壌養分条件がコナラの成長様式に違いをもたらし、その違いが、ヒメクロオトシブミの産卵行動の違いに関与していることが示唆された。これまでに、コナラ稚樹は、食害を受けても、その年のうちに、土壌養分条件に応じた補償成長反応や誘導防御反応を行うことができることを示してきた。長い寿命をもつ木本植物は、一年生の草本植物とは異なり、過去の成長の履歴(樹形、炭素や窒素の蓄積)が様々な形で将来の成長に関わるので、食害を受けた翌年以降にどのような反応が現れるのかを調べることも必要である。今年度は、食害の有無と土壌養分条件の操作を開始して2年目のコナラ稚樹がどれほどの成長量を示したのかを調べた。枝系単位で、前年の成長量や葉面積被食率が次の年の春に生産されたシュートユニット(1次EU)の数や長さに与える影響を解析したところ、前年の葉面積被食率に応じて1次EUの数は増加することが示された。前年に食害を受けた個体、特に土壌養分の少ない個体では、個々のEUの長さが減少する傾向がみられた。しかし、前年の葉面積被食率に応じたEU数の増加を受けて、食害を受けてきた個体も受けなかった個体と同等のEU伸長量、葉数を確保していた。これらの結果から、コナラ稚樹は、食害を受けても、その年のうちに、土壌養分条件に応じた補償成長反応や誘導防御反応を行うことができ、翌年の成長を減少させることはないことが示された。稚樹にとって、葉の損失は、個体の生存や成長に大きく影響する。つまり、稚樹段階で、食害に対してどのような振る舞いをするのかは、コナラの個体群や種の存続にとって重要であると考えられる。環境の異質性の高い森林内で、利用できる資源の状態に合わせた対植食者戦略をとることが、コナラ個体群の存続にとって、重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
歯周病原性菌の遺伝子型による病原性診断法とDNAワクチン治療法の開発

歯周病原性細菌P.gingivalisの菌体表層構造物である線毛は,本菌の様々な病原性の発揮に関与している。本研究では、P.gingivalisの線毛遺伝子型と同菌の病原性との関連を明らかとし、患者プラーク中に生息するP.gingivalisの遺伝子型を判定し、歯周病診断に供する事を目的とし、さらに歯周病予防のためのDNAワクチンモデルを考案することを目指したものである。我々は、P.gingivalisの線毛サブユニットFimA遺伝子(fimA)の塩基配列の違いに基づき線毛を5つの型(I-V型)に分類し、歯周炎発症とII型線毛をもつP.gingivalisとの臨床的相関を報告した。次いで線毛型の差異がP.gingivalisの口腔内上皮細胞への付着・侵入に及ぼす影響について検討を加えた。I-V型リコンビナント線毛(rFimA)を蛍光ビーズに結合させ,共焦点レーザー顕微鏡によりヒト上皮細胞への付着・侵入を解析した結果、上皮細胞へのrFimAの結合実験ではII型rFimAが他のrFimAと比較して3-4倍量の付着を示し、細胞内への侵入も顕著であった.rFimAの上皮細胞への付着・侵入は、抗線毛抗体、抗α5β1インテグリン抗体により顕著に阻害された。P.gingivalis株ATCC33277(I型線毛),HW24D1(II型),6/26(III型),HG564(IV型),HNA99(V型)を用いた研究の結果、II型線毛遺伝子を保有する株は、30%と高い上皮細胞への侵入率を示したが、III、IV、V型線毛株の侵入率は2-5%であった。II型線毛株はインテグリン直下のシグナル伝達分子であるpaxillin、FAXをリン酸化を強力に阻害すると共に、同分子を分解し、強い細胞為害性を示した。II型線毛株の線毛遺伝子欠損株を作製したところ、上皮細胞への侵入が認められなくなり、同時にシグナル伝達分子の分解も見られなくなった。更にKGP、RGPプロテーゼ欠損株を用いた検討の結果、II型線毛遺伝子を保有するP.gingivalisは線毛を介して口腔内上皮細胞への高い付着・侵入能を示し、細胞内において細胞シグナル伝達分子の破壊またはリン酸化の阻害により、歯周組織の破壊に強く関与していることが示唆された.これらの知見は,特定の遺伝子型を有するP.gingivalisが強い歯周病原性を発揮することを示唆しており、PCR法を用い患者プラーク中に生息するP.gingivalisの線毛遺伝子型を判定し、細菌因子の病原性判定への利用を可能とする。さらに、DNAワクチンの標的抗原として用いることにより、有効な歯周病ワクチンのモデルとして利用することが可能である。2001年に我々はDNAワクチン構築システム(Infect Immun,69:2972-2979)を報告している。このシステムにII型線毛遺伝子を組込み効果的なDNAワクチンモデルを開発すべく、現在、強力な抗原性を有する線毛タンパク領域の同定を進めている。更にKGP、RGPプロテーゼ欠損株を用いた検討の結果、II型線毛遺伝子を保有するP.gingivalisは線毛を介して口腔内上皮細胞への高い付着・侵入能を示し、細胞内において細胞シグナル伝達分子の破壊またはリン酸化の阻害により、歯周組織の破壊に強く関与していることが示唆された.

これらの知見は,特定の遺伝子型を有するP.gingivalisが強い歯周病原性を発揮することを示唆しており、PCR法を用い患者プラーク中に生息するP.gingivalisの線毛遺伝子型を判定し、細菌因子の病原性判定への利用を可能とする。さらに、DNAワクチンの標的抗原として用いることにより、有効な歯周病ワクチンのモデルとして利用することが可能である。2001年に我々はDNAワクチン構築システム(Infect Immun,69:2972-2979)を報告している。このシステムにII型線毛遺伝子を組込み効果的なDNAワクチンモデルを開発すべく、現在、強力な抗原性を有する線毛タンパク領域の同定を進めている。歯周病原性細菌P.gingivalisの菌体表層構造物である線毛は,本菌の様々な病原性の発揮に関与していると考えられている.我々はこれまで,線毛サブユニットFimA遺伝子(fimA)の塩基配列の違いに基づき線毛を5つの型(I-V型)に分類し,さらに歯周炎発症とII型線毛をもつP.gingivalisとの臨床的相関を報告した.しかし,線毛型の相違が本菌の病原性に及ぼす影響については不明である.そこで本研究では,線毛型の差異がP.gingivalisの口腔内上皮細胞への付着・侵入に及ぼす影響について検討を加え,歯周病診断およびDNAワクチン治療法に用いることを目的とした.P.gingivalis株はATCC33277(I型線毛), HW24D1(II型), 6/26(III型), HG564(IV型), HNA99(V型)を用いた.細胞は,ヒト咽頭粘膜上皮細胞株HEp-2細胞,ヒト口腔粘膜上皮細胞株KB細胞,ヒト歯肉繊維芽細胞を用いた.I-V型リコンビナント線毛(rFimA)を蛍光ビーズに結合させ,共焦点レーザー顕微鏡により細胞への付着・侵入を解析した.付着阻害実験には,抗線毛抗体,抗インテグリン抗体,RGDペプチドを用いた.菌体の細胞への付着・侵入実験には[^3H]-P.gingivalisを用いた.上皮細胞へのrFimAの結合実験では,II型rFimAが他のrFimAと比較して3-4倍量の付着を示し,さらに細胞内への侵入も顕著であった.一方,繊維芽細胞への結合では型別による有意な差は認められなかった.rFimAの細胞への付着・侵入は,抗線毛抗体,抗α5β1インテグリン抗体により顕著に阻害された.II型線毛遺伝子を保有する株は,30%と高い上皮細胞への侵入率を示したが,III, IV, V型線毛株の侵入率は2-5%であった.これらの結果からII型線毛遺伝子を保有するP.gingivalisは口腔内上皮細胞への高い付着・侵入能を有し,歯周病の発症に強く関与していることが示唆された.これらの知見は,特定の遺伝子型を有するP.gingivalisが強い歯周病原性を発揮することを示唆しており,来年度以降の更なる検討により本研究の目的が達成されると考えられる.歯周病原性細菌P. gingivalisの菌体表層構造物である線毛は,本菌の様々な病原性の発揮に関与している。本研究では、P. gingivalisの線毛遺伝子型と同菌の病原性との関連を明らかとし、患者プラーク中に生息するP. gingivalisの遺伝子型を判定し、歯周病診断に供する事を目的とし、さらに歯周病予防のためのDNAワクチンモデルを考案することを目指したものである。我々は、P. gingivalisの線毛サブユニットFimA遺伝子(fimA)の塩基配列の違いに基づき線毛を5つの型(I-V型)に分類し、歯周炎発症とII型線毛をもつP. gingivalisとの臨床的相関を報告した。
ロボット機構の運動学の視点に基づくタンパク質の内部運動特性の解析

ロボット機構の運動学解析手法を応用して,タンパク質の内部運動特性の概略を予測する方法について研究を行った.まず,計算機内に人工的に生成した簡易的なモデルを用いて,構造のゆらぎや外力による変形を解析するための方法を検討した.この解析方法を,実際のタンパク質(ラクトフェリン)の3次元構造データに適用し,その内部運動特性を解析したところ,計測により明らかにされている特性と適合する結果が得られた.ロボット機構の運動学解析手法を応用して,タンパク質の内部運動特性の概略を予測する方法について研究を行った.まず,計算機内に人工的に生成した簡易的なモデルを用いて,構造のゆらぎや外力による変形を解析するための方法を検討した.この解析方法を,実際のタンパク質(ラクトフェリン)の3次元構造データに適用し,その内部運動特性を解析したところ,計測により明らかにされている特性と適合する結果が得られた.まず,タンパク質のネイティブ状態を模擬した2次元簡易運動学モデルを計算機内に自動生成する方法を検討した.タンパク質の主鎖を平面シリアルリンク機構として表し.各リンク間の相対角度を確率分布に従って決定していく.その際,設定する確率分布によっては塊状あるいは繊維状の構造が生成されるが,確率分布の極値や分散を調整することにより.外形に窪みを有する(場合によっては,複数ドメインを有する)タンパク質に特有の構造を効率的に生成することが可能である.このように生成したシリアルリンクのリンク間に,原子間相互作用を模擬するためのスプリングを設定したものをタンバク質の運動学モデルとした.次いで,この運動学モデル(50自由度)を用いて,タンパク質の構造の揺らぎ,および,基質結合に伴うタンパク質の構造変化を解析するための基本アルゴリズムを検討した.リンク間相対距離の微小変化と関節角度の微小変化の関係を表すヤコビ行列を数値的に計算し,それを特異値分解することで,リンク間距離に変化が生じにくい運動モード.つまり,ゆらぎによって生じやすいと考えられる運動モードを列挙していくことが可能である.また,外形の窪みを形成するリンク群に作用させる均衡力と運動学モデルの変形を関係付ける行列を,ロボットマニピュレータの可操作性(手先が発生しやすい速度や力の方向性を評価する指標)に基づいて解析することで,変形を誘発しやすい部位を特定することが可能である.前年度は,計算機内に人工的に生成した平面タンパク質モデルを用い,その内部運動特性の解析手法を,ロボット機構の運動学解析手法に基づいて検討した.本年度は,この解析手法を実際のタンパク質の3次元構造データに対しても適用できるように理論的拡張を行い,それを実装する計算機プログラムを開発し,さらに,これにより解析したタンパク質の内部運動特性と実験的に明らかにされている内部運動特性とを比較することを行った.本手法においては,タンパク質を,主鎖上に並ぶ2面角(φ,ψ)を関節とし,α炭素間を結ぶ線分長さの歪ベクトルを制御目的変数とするロボットマニピュレータと見なす.また,変形の度合いを評価するための指標を,指定部位を囲むα炭素間を結ぶ線分長さの総和の歪によって定義する.そして,この比較的シンプルなモデルに対して,前年度に考案した,ロボット機構の可操作性解析,コンプライアンス解析等を応用した解析手法を適用する.例として,ラクトフェリン(PDB-ID:1LFH)の3次元構造データを用いて,ゆらぎと外力応答に関する解析を行った.ゆらぎの解析によって,各2面角の動きの頻度を求めたところ,構造変化に主要な役割を果たす残基(実験的に明らかにされている)の近傍の2面角にピークが現れることを確認した。また,リガンドとの結合に関わる残基のα炭素を作用点として均衡外力を作用させたところ,リガンド結合時に生じる構造変化と同様の動きが生じることを確認した.このことから,本研究で提案したロボット機構の運動学解析に基づく解析手法によれば,少ない計算コストでタンパク質の内部運動特性の概略を予測することが可能であると考えられる.
ＴＩＧＡＲを介する心筋エネルギー代謝フレキシビリティーとＡｐｏｐｔｏｓｉｓ制御

心不全ではエネルギー代謝の変化が起こっていることはよく知られているが、そのメカニズムは詳しくわかっていない。そこで、p53のターゲットの1つである解糖系制御因子のTIGARと心不全の関連についてTACモデルを用いて検討した。その結果、TAC処理後4週でWTマウスでは心機能の低下が認められたが、TIGAR KOマウスでは心に能の低下が抑えられた。また、TIGAR KOマウスにおいては心不全に伴う線維化・アポトーシスの減少がみられた。心機能の改善には解糖系の亢進が関与していたがオートファジーの関与は認められなかった。このことから、解糖系の維持が心不全治療の重要なターゲットであることが示唆された。圧負荷モデル以外の心不全の検討を行った。糖尿病は全身性の糖代謝疾患であり、糖尿病性の心筋症を起こすことが知られている。そこで、心臓での解析を行う前に糖代謝の大きな部分を占めている筋肉での糖尿病時のTIGARの発現量の変化の検討を行った。その結果、肝細胞であるHepG2においてはグルコース濃度を0mg/dl800mg/dlの範囲で変化させてもTIGARの発現量に変化は見られなかった。また、NACやV.Eのような抗酸化剤を添加してもTIGARの発現量に変化が見られず、全身の糖尿病体、特に肝臓での糖代謝にはTIGARが影響していない可能性が示唆された。全身TIGAR KOマウスを用い、圧負荷モデル(TAC)の作成を行い、TIGAR+/+マウスとの比較を行った。その結果、TIGAR KOマウスでは作成初期の肥大期(4week)まではTIGAR+/+マウスと大きな差は見られなかったが、TIGAR+/+マウスでは心機能が低下し心不全になっている時期(8week)でも心機能が維持されていた。心不全では初期に脂肪酸代謝するが糖代謝の増加でエネルギー状態を維持するが、、後期には糖代謝の減少も起こりATPレベルが減少し心不全が悪化すると考えられている。未処理のTIGAR KOマウスとTIGAR+/+マウスを比較すると、ATP量に大きな差は見られなかった。しかし、TACモデルにおいてはTIGAR+/+マウスでは心不全期でATP量、リン酸化クレアチンレベルの減少がみられ、エネルギー源の減少がみられるのに対し、TIGAR KOマウスではATP量、リン酸化クレアチンレベルの減少がほとんど起こっておらず、エネルギー状態が維持されることによって心不全の進行が抑制されていることが示唆された。心臓内のどの細胞がTACモデルにおける心不全の進行を抑制しているのかを調べるために、タモキシフェン誘導心筋特異的TIGAR KOマウスを用いて同様の検討を行った。その結果、心不全の進行、ATP量などは全身KO、心筋特異的KOのどちらでもTIGAR +/+マウスに比べよい状態が保たれており、TIGAR KOマウスでは心臓内の血管などではなく心筋のエネルギー状態を良好に保つことによって心不全の進行を抑制していることが分かった。このことから、心筋特異的にTIGARを抑制することができれば、心不全の進行を抑制することができる可能性が高い。心筋発生及び心不全におけるTIGARの役割を解明し、心不全時のエネルギー代謝の改善及びapoptosisの抑制を介して心不全の治療を行うことができる可能性を検証した。WTマウスにTAC処理を行うと心機能の低下がみられ、p53が増加した。p53の増加に伴ってTIGARの発現も増加した。TIGAR KOマウスにおいてもTAC処理によって心機能の低下が認められたが、心体重比・BNPレベルはWTマウスに比べ改善した。TAC後8週ではCTGF mRNAの発現量等がTIGAR -/-マウスにおいて減少し、線維化が抑制されていた。心不全によって、心臓ではATPやPCrの減少が引き起こされる。しかし、TIGAR-/-マウスではATPやPCrの減少は起こらず、高いエネルギー状態が保たれていることが分かった。RIを用いた解析により、TAC処理後のTIGAR-/-マウスにおける脂質の使用量はWTマウスと同様に減少していた。それに対し、グルコースの使用量が増加し、解糖系が亢進していた。より詳細なメカニズムの検討を行うため、タモキシフェン誘導性心筋特異的TIGAR-/-マウスを作製した。TAC処理後4週にタモキシフェンを投与し、後期心不全時のエネルギー状態の改善を行った。その結果、全身TIGAR-/-マウスにTAC処理を施した場合と同様に心機能の改善が認められた。TIGARによって制御されるautophagyをクロロキンで抑制した場合はWTマウスとTIGAR -/-マウスでTAC処理後の心機能に差は認められず、TIGAR -/-マウスにおける心不全の抑制にautophagyは関与していなかった。

最後に、心筋発生のどの段階からTIGARの発現がみられるかの検討を行った。その結果、未分化マーカーの減少とともに心筋分化マーカーであるα-MHCの発現がみられた。TIGARの発現量は分化初期のday 2で上昇がみられ、day4以降ではday 0とほぼ同じレベルの発現量であった。そのため、TIGARは幹細胞から心筋への分化のごく初期に関与している可能性がある。代謝圧負荷モデル以外の心不全モデルでの全身でのTIGARの検討を開始し、糖代謝のキー臓器の1つである肝臓ではTIGARが糖代謝の制御因子であるにもかかわらずグルコース濃度を変化させても大きな変化が見られないことが確認できた。TIGAR KOマウスにおいてTACモデルでの心不全が抑制され、その原因として心筋におけるエネルギー代謝が維持されていることが分かった。しかし、そのメカニズムについてはTIGARの糖代謝制御の機能だけで明確に説明できるかどうかは今のところデータが不足しているため、RIを用いた糖の取り込み実験や、膜におけるグルコーストランスポーターの量の変化などを調べていく必要がある。グリコーゲンの形で糖を全身へ送り出す肝臓での糖尿病時のTIGARの発現量に変化が見られなかったことから、今後は糖尿病モデルマウスなどを用い、糖尿病発症時のTIGARの変化を検討していくTIGARをKOすることによりTACモデルにおいて心不全の進行を抑制することができている。しかし、エネルギー状態を維持するメカニズムについてはわかっていない。そのため、RIラベルを行った脂肪・糖の取り込みを肥大期・心不全期など様々なタイミングで調べ、エネルギー状態が維持されているメカニズムを詳細に調べていく。それと同時に、タモキシフェン誘導モデルを用いる事により、肥大期、心不全期特異的にTIGARをKOし、それぞれの段階におけるTIGARの影響を調べ、TIGARを対象にした治療の最適な段階を特定する。in vitroでは、単離心筋やTIGAR KOマウスのMEF等を用い、グルコーストランスポーターやインシュリン抵抗性などのエネルギー状態に関与する因子の影響の検討を行う。また、心臓に負荷を加えていない状態でのTIGARの機能を調べるため、1年以上の長期市域を行い、高齢マウスにおける心機能、心臓のエネルギー状態を調べる事により、加齢によって自然発症する心機能の低下に対し、TIGAR KOマウスが抵抗性を示すかどうかも調べていく必要がある。最後に、心筋特異的にTIGARの機能を抑制する薬剤のスクリーニングを行うことにより、心不全治療が可能かどうか検討を行うとともに、心筋幹細胞を単離し、TIGARが抑制された状態にした後に心臓に戻す自家移植によって心不全の治療が可能か検討を行う。動物の維持・購入費用、各種試薬・細胞培養関連製品の購入費用に用いる