hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNA品質管理機構の破綻に着目したALS発症リスクの解明

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、運動ニューロン特異的な進行性の神経変性により筋力低下・筋萎縮を引き起こし、発症から5年以内に呼吸機能までもが全廃する悲惨な疾患である。TDP-43は9割のALS患者の運動ニューロンにおいて異常局在・蓄積が認められることが知られている。本研究は、TDP-43のRNA品質管理機能に着目し、(1)TDP-43機能低下の発生を決定する因子の同定、(2)TDP-43の機能低下に起因するRNA代謝異常を検出する因子の同定、の2つを目的としている。TDP-43は自己スプライシング機能を持つことが知られているが、変異型TDP-43ノックインマウスの脳内において、内因性TDP-43のスプライスパターン解析を行ったところ、顕著に増加する未知のスプライスバリアントが存在することを発見した。さらに、TDP-43の標的RNAのスプライスパターン比率を解析したところ、疾患マウスの脳内において標的のスプライシング異常が起こっていることがわかった。このことからTDP-43ノックインマウスの脳内ではTDP-43の機能低下が引き起こされていると推測される。この標的について、変異型TDP-43ノックインマウスの白血球においても同様に解析を行ったところ、運動障害発症前の疾患マウスにおいてスプライスパターンの比率が変化していることがわかった。変異型TDP-43ノックインマウスでは、脳内だけでなく末梢白血球においてもTDP-43のスプライシング機能低下によるRNA代謝異常が起こっていることが示唆された。以上より、TDP-43および複数のスプライシング標的を組み合わせることにより、症状の発症前にALS発症リスクを検出できる可能性が示された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
国際取引と競争・消費者保護－食品分野における法規制を中心として－

経済活動のグローバル化が進む中で消費者がその利益を享受するためには,競争が自由かつ公正に行われている必要がある。本研究では,食品分野を中心に,取引の公正性及び安全性を確保する法規制のあり方について,比較法的検討を行い,調査結果を公表するとともに,営業誹謗行為,知的財産権を利用した農産物・食品等の生産・流通を阻害する行為,買手市場支配力集中の問題,食品流通分野における優越的地位の濫用行為などの具体的問題について研究し結果を公表した。本研究の目的は、自由競争が導入され、グローバル化が進む中で、消費者が公正に便益を受けることができるようにするための法制度のあり方と発展の可能性を、食品分野に焦点をあてて検討することである。この目的を達成するために、平成24年度には、1消費者保護ならびに食品にかかる法規制の比較研究と、2独禁法・WTO法上の判決・決定・法学理論の研究を行うことを予定していた。1については、食品分野において東日本大震災の影響を受けて風評被害及び買控えの問題が起こっていることを受けて、市場において適正な情報が伝達されるようにするための規制のあり方について調査研究を行った。検討の結果、独禁法上の規制の在り方に未解明の問題が残されていることが分かり、営業誹謗・信用毀損行為にかかる独禁法上の規制のあり方に関する論文を執筆した(平成25年度中に公刊予定)。2については、優越的地位の濫用規制についての検討を進めた。この問題は特に食品納入業者と大規模小売業者間の取引の公正性にかかわっている。香港の研究者と共同で英語論文の執筆を進めると同時に別途単独でオーストラリア法について調査し、日本民法・消費者法とのかかわりについてこれら分野の研究者の参加する大学内研究会で報告・議論を行い、経済法研究者の参加する研究会において購買力の形成に関する米国企業結合事例について報告を行った(平成24年7月まで)。また、食品表示規制(米国・食肉原産地表示規制)に関するWTO・TBT協定に基づく決定(2012年6月上級委員会報告書)について調査し大学内で報告を行った(平成24年6月)。その他、経済法一般に関する文献・判例評釈の執筆、データベース構築などを行った。その後、平成24年8月に頸椎・腰椎に怪我をし研究を中断せざるを得なくなった。その後は回復後の研究再開に備えて可能な範囲で文献・情報の収集を行った。本研究の目的は、自由競争が導入され、グローバル化が進む中で、消費者が競争から公正に便益を受けることができるようにするための法制度のあり方を、食品分野に焦点をあてて検討することであり,平成25年度には,1営業誹謗行為等不公正な競争手段による排除行為の規制、2食品流通サプライチェーンにおける購買力形成及び濫用問題、3優越的地位の濫用について注目される規制・立法事例,4安全性確保・消費者保護に関する規制の公的規制の濫用事例について検討するとともに,これら規制を効果的に執行するシステムについて検討することを計画していた。これらのうち上記1の事項については,比較法的・法分野横断的検討を行った上で論文を作成し刊行した。上記2の事項及びこれと密接に関係する3の事項については,EU・英国法にかかる研究を進め,成果の共有を進めるとともに,日本法の比較法的研究及び判例研究を行うとともに,国際共同研究・共著論文の執筆を進めた。法執行システムについては,刑事罰,行政制裁,民事差止請求制度,内部告発制度,コンプライアンス制度を含む一連の法執行・遵守システムについて総合的検討を行った。そして、上記1について言及した論文中では,差止請求制度について触れた。また,公共調達における独禁法コンプライアンスのために構築された制度と運用について調査し,結果を邦語論文として刊行するとともに,英語論文公表の準備を行った。また,これら問題及び上記4の事項にかかる検討の過程で,グローバルな食品市場における遺伝子組換え食品及び技術をめぐる一連の問題を研究し,その成果の一部を論文として刊行した。この目的を達成するために、平成23年度には、(1)不公正取引規制原理の比較法的研究、(2)消費者保護・食品安全にかかる法制度の文献・情報収集、(3)食品の安全性を確保する規制機関と基準・認証機関の作用についての文献調査を行うことを計画していた。これらのうち、(1)については、なかでも、EUの不公正取引に関する一連の指令と規則と食品表示に関する新しい指令を調査した。日本国内の関心が高く、今後の法改正への影響力が大きいとみられる不公正取引・消費者保護にかかるEU指令・規則案(消費者権指令、欧州共通販売法(案)など)については、翻訳を作成し、広い層からアクセスできるようインターネット上で公表した。(2)については、ドイツや日本国内において開催された研究会議に参加し、香港大学において共同研究するなどして進めた。

(3)については、危険な食品の流通を阻止することなどのために利用される早期警戒制度と規制機関間協力(規制機関間情報共有制度等)についての文献調査を行った。これらに加えて、(4)食品流通の実態と法的規制に関する比較法的検討(大手流通業者と納入業者との取引関係を中心として)を香港大学にて行い、日本独占禁止法・優越的地位の濫用にかかる論文(英語)の共同執筆を開始した。このテーマは食品流通のあり方、とりわけ大手小売店の購買力問題に関わる。加えて、(5)危険な商品の水際取締措置について香港の規制状況を調査し、(6)本課題の研究を進める上で関連性が強い立法過程の経済分析、実効的な規制のあり方にかかる経済学的・政治学的分析にも取り組み、前者については法学・経済学研究者から注目される研究者の論文を翻訳して公表した。EU及び加盟国(なかでも英国およびフランス)での食品分野における取引(事業者間)の実態と法規制について研究調査し,英国については研究会での報告,フランスについては翻訳作業等を通じて成果を公表した(なお,英国については英文リサーチペーパー執筆も行い投稿したが掲載確定にいたらないうちに状況が変化したため公表に至らなかった)。また,これらの研究から得られた比較法的知見を踏まえて,日本法における優越的地位濫用規制の在り方について,従来から本研究課題遂行上意見交換等を行ってきた研究者とともに英語論文を執筆した(掲載確定)。また,上記事項にかかるEU法の研究調査結果を基礎としつつ,理論的に本問題との関連性が意識されるようになっているアフターマーケット問題について研究調査し,成果のうち複数の部分を研究会で報告し論文にまとめた(掲載確定)。これらと並行して,事業者自らが契約条項等を通じて自己の商品の安全性・品質等を消費者に対して保証しようとする行為について考察し,この結果等を用いながらインターネット取引における垂直的制限行為の独禁法上の規制にかかる論文を公表した。これらの研究の過程では,日本・独禁法の先例をレビューする資料を作成し,この資料はインターネット上で公開した。食品分野における公的規制を通じた消費者保護のあり方を,EU・英国・日本法との比較において検討し,その結果のうち,公的な品質・表示規制と商標制度との関係については論文を公表することにより,表示規制一般につき重要事項の開示を怠る行為の規制,公的執行と私的執行との関係等については研究会での報告及びEU指令の翻訳により,それぞれ研究成果を公表した。経済法平成24年8月に研究代表者が頚椎・腰椎を捻挫する等の事故に遭い、その後平成24年度末まで病状が回復せず治療が必要になったため、平成24年8月・9月、平成25年2・3月の渡航(現地調査及び共同研究)、これらの事前準備及び執筆作業を遂行することができなかった。平成24年8月に怪我(頸椎・腰椎部)をし,平成25年5月頃まで計画通り行うことができなかった。その後,秋から冬にかけて若干の症状の再発があり,研究の進度を調整し海外渡航を平成25年2月から3月にするなど研究調査スケジュールの調整を実施せざるを得なかった。上記「研究実績の概要」に記したとおり、2011年度には、計画した事項について研究調査等を開始し、その成果の一部についてインターネット上で公表するとともに、論文の形で公表する準備を進めることができた。
増殖因子-受容体系分子を標的とした顎顔面口腔疾患の遺伝子診断・治療法の開発研究

FGF受容体遺伝子(FGFR)はPfeiffer,Crouzon,Apert症候群等の頭蓋縫合早期癒合症,および軟骨異形成症の原因遺伝子であり,骨・軟骨細胞の増殖・分化にFGFRは重要な働きを担っている。我々の教室では,Crouzon症候群(4例),軟骨異形成症(1例)におけるFGFR2,FGFR3遺伝子の変異を末梢血DNAを用いたPCR-SSCPおよびDirect sequencingにて解析した。その結果,生後76日目に頭蓋内圧亢進のため、脳室-腹腔短絡術を施行、生後160日目に頭蓋冠形成術を施行されたCrouzon症例1ではFGFR2 exon7にLeu343Met置換を認めた。2才で頭蓋冠形成術を施行された症例2ではexon5にGlu289Pro置換を認めた。一方,13才4ヶ月で、頭蓋冠形成術を施行した症例3ではexon7にSer354Phe置換を認めた。また、頭蓋冠形成術を施行しなかった症例4では、Leu751にTのInsertionを認めた。さらに,生下時,骨形成不全と四肢短縮を示し,生後5カ月で脳室-腹腔短絡術を施行され,臨床診断に苦慮した症例5では,FGFR3の細胞膜貫通領域に遺伝子変異を認め,軟骨異形成症の確定診断を得た。これらの結果から,FGFR遺伝子の変異が、部位特異性に臨床症状に反映していることが明らかとなった。特に、FGF結合領域、細胞膜貫通領域の変異は、生後早期に重篤な臨床症状を示すことが明らかとなった。しかし、ループ結合領域の変異における臨床症状は、早期に重篤な症状を示すことがなかった。以上のことから、遺伝子診断により、臨床症状の程度や頭蓋顎顔面骨格の発育予測も可能であることが示唆された。FGF受容体遺伝子(FGFR)はPfeiffer, Crouzon, Apert症候群等の頭蓋縫合早期癒合症,および軟骨異形成症の原因遺伝子であり,骨・軟骨細胞の増殖・分化にFGFRは重要な働きを担っている。我々の教室では,Crouzon症候群(4例),Apert症候群および軟骨異形成症(各1例)におけるFGFR2,FGFR3遺伝子の変異を末梢血DNAを用いたPCR-SSCP,-RFLPおよびdirect sequencingにて解析した。その結果,生後6カ月で短頭症を認め,2才9カ月で頭蓋冠形成術を施行されたCrouzon症例1ではFGFR2 exon 7にLeu343Met置換を認めた。また13才4カ月で頭蓋冠形成術を施行された症例2ではexon 7にSer354Phe置換を認めた。一方,頭蓋冠形成術を必要としなかった症例3ではexon5のコドン751にTのInsertionを認めた。しかし生後76日目にV-P shunt術,生後160日目に頭蓋冠形成術を施行された症例4ではexon 5,7いずれにも変異を認めなかった。一方,生後4カ月で頭蓋冠および手指形成術,1才時に口蓋形成術を施行されたApert症例では,FGFR2 exon 5にPro253Leu置換を認めた。さらに,生下時,骨形成不全と四肢短縮を示し,生後5カ月でV-P shunt術を施行され,臨床診断に苦慮した症例では,FGFR3の細胞膜貫通領域にAla391Glu置換およびArg397Gly置換を認め,軟骨異形成症の確定診断を得た。これらの結果から,FGFR遺伝子の変異の質的差異が臨床症状に反映していることが明らかとなった。また,遺伝子診断により頭蓋顎顔面骨格の発育予測も可能であることが示唆された。

FGF受容体遣伝子(FGFR)は、Pfeffer, Crouzon, Apert症候群等の頭蓋縫合早期癒合症、および軟骨異形成症の原因遺伝子であり、骨・軟骨細胞の増殖・分化にFGFRは重要な働きを担っている。我々の教室では、Crouzon症候群(4例)、Apert症候群および軟骨異形成症(各1例)におけるFGFR2、FGFR3遺伝子の変異を抹消血DNAを用いたPCR-SSCP、PCR-RFLPおよびDirect Sequencingにて解析した。その結果、生後6ヶ月で短頭症を認め、2才9ケ月で頭蓋冠形成術を施行されたCrouzon症例1ではFGFR2 exon 7にLeu343Met置換を認めた。また、13才4ケ月で頭蓋冠形成術を施行された症例2ではexon 7にSer354Phe置換を認めた。一方、頭蓋冠形成術を必要としなかった症例3ではexon 5のコドン751にTのInsertionを認めた。しかし生後76日目にV-P shunt術、生後160日目に頭蓋冠および手指形成術、1才時に口蓋形成術を施行されたApert症例では、FGFR2 exon 5にPro253Leu置換を認めた。さらに、生下時、骨形成不全と四肢短縮を示し、生後5ケ月でV-P shunt術を施行され、臨床診断に苦慮した症例では、FGFR3の細胞膜貫通領域にAla397Glu置換およびArg397Gly置換を認め、軟骨異形成症の確定診断を得た。これらの結果から、FGFR遺伝子の変異の質的差異が臨床症状に反映していることが明らかとなった。また、遺伝子診断により頭蓋顎顔面骨格の発育予測も可能であることが示唆された。
リアルタイム事象検知基盤に関する研究

本研究の目的は膨大なセンサデータを手軽かつ効率的に処理するシステムを開発することであった.この目的を達成するため,本研究ではトランザクショナルストリーム処理機構,FPGAを用いた高性能ストリーム処理機構,効率的な複合イベント処理アルゴリズム,暗号化ストリームデータ処理,共有計算による効率的な複数ストリーム処理機構,そしてストリーム処理基盤システムの研究開発を行った.膨大量のデータストリームから異常値を即時発見することが求められている。この要求に応えるには、システムは多様な分析手段を提供し、高性能化と高信頼化を達成し、さらに分析結果の根拠提示やプライバシ保護などの機能を提供することが望ましい。本研究ではそれらを実現するシステム設計方式を提案した。提案システムは分析手段としてリレーショナル演算子と種々の分析演算子を提供し、高性能化を達成する為にFPGA等のアクセラレータへのオフローディングや分散処理を行い、高信頼化を達成する為に高性能ハードウェアを想定したロギングを行い、プライバシ保護を実現するために暗号化データ処理を行い、根拠提示を実現するために来歴管理を行う。また、上記の演算子の1つである複合イベント処理に関する高性能化技法を提案した。手案手法はリンク先が同じイベントを1つに集約する「リンク集約」である。具体的には、BLA(Backward Link Aggregation)とFLA(Forward Link Aggregation)という2つの集約方法を提案した。合成データを用いた評価実験において、従来手法SASEよりもBLAとFLAのスループットが高いことを確認した。また、入力されるイベントの並びによっては、BLAやFLAがスループットを改善できないことも確認した。さらにイベントの並びに依存せずにスループットを改善する手法としてPRC(Partial Result Caching)を提案した。この手法は、1度たどったイベントをキャッシュ構造内に格納し、問合せの結果を生成する際にはこのキャッシュ構造も利用することで問合せ処理を高性能化した。さらに不確実データストリームに対する高性能処理技法も提案した。提案システムの1つの応用としてマルウェア検知を検討し、現実のマルウェアデータセットを分析した。本研究の目的は膨大なセンサデータを手軽かつ効率的に処理するシステムを開発することであった.この目的を達成するため,本研究ではトランザクショナルストリーム処理機構,FPGAを用いた高性能ストリーム処理機構,効率的な複合イベント処理アルゴリズム,暗号化ストリームデータ処理,共有計算による効率的な複数ストリーム処理機構,そしてストリーム処理基盤システムの研究開発を行った.本研究の目的はリアルタイム事象検知基盤システムの構築である。24年度は特に暗号化ストリーム処理に関する研究、連続系における異常検知に関する研究、ストリームデータとリレーショナルデータの結合に関する研究、FPGAによる高性能化についての研究を進めた。以下に暗号化と結合に関する研究概要を述べる。大量のストリーム情報源に対して処理を行うためには、ストリーム処理システムには非常に高い演算処理能力が要求される。このような処理の実行にはパブリッククラウドなどの分散並列処理基盤を用いることが有効であると考えられる。しかし、パブリッククラウドは一般に組織のファイアウォールの外側で第三者により管理されるため、情報の機密性を保持することができない。これに対し我々は、安全性を考慮したストリームデータ処理の実現を目的として、暗号化ストリームデータ処理に関する研究を行った。データストリームの分析処理では、データストリームの他にリレーショナルデータやクラス分類器のモデルデータなど様々な外部リソースを参照し、その結果を集計することが多い。しかし、こうした処理の最中に外部リソースが更新された場合、一つの集計結果を計算する過程で参照した外部リソースが一貫したものではなくなるおそれがあった。本研究では、この問題を防ぐことのできる処理パラダイムとして、トランザクショナルデータストリーム処理を提案した。トランザクショナルデータストリーム処理は、継続的クエリにおいて連続的に実行されるリソースの参照処理群を継続的クエリ由来トランザクションと呼ばれるトランザクションへと割り当てる。そして、これらのトランザクションとリソースを更新するトランザクションの間で適切に同時実行制御をおこなうことにより、一貫性の問題を解決した。様々な分析的データ処理がDBMSにおいて行われてきた.RDBMSにおける古典的な分析的ワークロードとしてはTPC-Hが知られており,新しいワークロードとしてはデータマイニング・機械学習などである.これらのワークロードがDBMSにおいて実行されるとき,その処理内容は論理的には演算木により表現される.演算木は演算子をノード,演算子間を繋ぐデータ配送機構をエッジとするDAGである.分析的データ処理を構成する演算木におけるデータ配送の特徴を眺めると,そこには既存のデータ処理系では注目されてこなかった二つの特徴が存在することに気づく.第一の特徴は,分析的な演算子は多量の結果を出力する可能性がある点である.第二の特徴は,異なる複数の分析的演算子が入力を共有する点である.これらの特徴に関する問題について考える.第一の特徴における問題点はメモリ溢れである.第二の特徴に際して顕在化する問題点はタプル複製コストである.本研究ではこれらの問題を解決する方式を考案した.まず,第一の特徴における問題を解決するために,新しい演算子制御機構を提案した.同機構はメモリ枯渇を防ぐために,演算子の出力量を制御する.要求駆動方式を基本としながら高性能化を実現するためにブロック出力と演算子内並列処理を導入する.出力ブロックを最大化しながらもメモリ枯渇を回避するため,上部ノードから下部ノードへと出力率(選択率)を用いて各ノードの出力量を計算する.提案方式はメモリが少ない場合には固定ブロックを用いる既存の要求駆動方式よりも15倍程度性能が良いことが実験により示された.

第二の特徴における問題を解決するために,参照に基づくデータ授受機構を提案した.提案機構は参照表を利用することでラッチを取得することなく,データ授受を可能にする.提案方式は参照カウンタ方式に比べて最大で51%の性能を改善することが実験により示された.DBMSカーネル技術本研究の目的はIn-DSMS分析システムを構築することである。構築にあたっては実際の利用事例・高性能化が必須であるが、キラーアプリケーションとして昨年度マルウェア分析を行うことができた。高性能化については複合イベント処理に関する高性能化技法を開発することができ、さらにFPGAを用いた高性能データ処理についてデモシステムを構築できた。昨年度はストリーム処理システムのカーネル部分を構築し、また、暗号化ストリーム処理機能、ストリームとリレーションとの統合機能、そして連続系からの異常検出機能(Change Point Detection(CPD))に関する研究を行った。これらはリアルタイムイベント検知について重要な機能である。特にCPDに関してはmalware workshop(MWS)においてIIJが有する100台のハニーポットから収集されたデータを対象に実験を行い、CPDの有用性を確認することができた。また、CPDがNICTERなるマルウェア検知システムにおいて使われているとの情報を得た。以上より、研究は順調に進捗していると考えられる。今後、これらの機能のカーネル部分への組込みを行う予定である。3年計画の最終年度である今年度はいままでの研究成果をまとめてシステムを完成させる。具体的な応用としてマルウェア検知ならびに広告配信、あるいは通信データ処理への適用を行っていく。そして完成度を高めて公開したく思う。3年計画の2年目となる25年度は、異常検出機能を増やし、また、それらをカーネルに組み込んでいく予定である。現在予定している異常検出機能は、distance basedoutlier, localoutlier factor、そしてfrequent itemset miningの3つである。しかし時間の許す限り新しい異常検出機能を導入すると共に、その高性能化を達成していきたいと考える。また、異常検知の理由を説明するために来歴管理機能の研究開発を行う所存である。さらにFPGAを用いた高性能化を一段と進める予定である。現在はjoinだけであるが、これにwindow-aggregateを追加し、さらに各種の異常検出手法のFPGAに挑戦する。
秋田県の気候を活かした生薬植物による実用的植物工場生産システムの開発

本研究は,秋田県の気候を積極的に活用し,自然エネルギー利用による省エネルギー・低コストで採算性の高い実用的植物工場の開発を目指すものである。栽培対象植物には生薬植物のオウレン(Coptis japonica)を選び,そのクローン苗供給法の確立と人工環境下での栽培技術の確立を目的とした。平成15年,16年度の研究成果を踏まえ,組織培養によるクローン苗生産の全工程の方法論の確立と,オウレンの栽培に最も適した環境条件を明らかにすることを目的に研究を行った。オウレンのクローン苗生産については,カルス化,不定胚誘導,不定胚増殖,再分化,順化の各工程を仮定し,最も効率的な培養・誘導条件について検討した。不定胚誘導の最適条件については更に検討が必要であるが,不定胚誘導については2,4-D 10^<-5>M, BA 10^<-5>10^<-6>Mのホルモン濃度が最適であることが明らかとなった。また,不定胚の増殖には培地へのポリペプトンの添加が有効であり,不定胚からの再分化には,2,4-D 10^<-7>M,BA 10^<-7>Mの再分化培地への植え替えが有効であることが分かった。順化では,精密な湿度制御は不要であるが,早い段階で低湿度条件に移行した方が後の成育が良いことが明らかとなった。次に,光合成速度を指標として,光強度,明暗周期,気温についてオウレンの栽培に最適な条件を検討した。オウレンの純光合成速度は,気温25°C,光強度120μmol^<-2>s^<-1>PPFDのときに極大となった。また,明期における純光合成速度の経時変化から,明期開始後10時間程度で純光合成速度が最大値の80%程度まで低下し,その後,最大値に回復するまでに,8時間の暗期が必要であることが明らかとなった。また,オウレンの葉の純光合成速度は,出芽後約90日で最大となり,以後220日後まで,最大値の80%程度まで低下するが活性を維持することが分かった。本研究は、秋田県の気候風土を活用した実用的植物工場の実現を目指し、栽培対象作物である生薬植物のオウレン(Coptis japonica)のクローン増殖法および人工環境下での栽培技術の確立を目的としている。平成15年度は、クローン増殖法の確立のための実験を行った。従来のオウレンの組織培養は、薬効成分であるベルベリン獲得のための液体培養が主であり、苗供給を目的としたクローン培養法についての報告はほとんどない。そのため、オウレンのカルス生成に適した部位とホルモン濃度を解明することを目的として実験を行った。葉、葉柄、花茎のそれぞれの部位を小片化し、ショ糖濃度3%のMS寒天培地上に植え付けて、18°C、暗所条件で培養を行った。ホルモン濃度は、2,4-Dを10^<-5>Mおよび10^<-6>Mの2段階、カイネチンを10^<-5>、10^<-6>、10^<-7>Mの3段階に変化させた計6試験区を設け、各区5サンプルずつを供試した。実験の結果、葉小片、葉柄小片からはカルスは生成されず、花茎小片からは2,4-D 10^<-5>M、カイネチン10^<-5>Mの試験区よりカルスの発生が認められた。反復実験の結果、この培養条件により90%以上のカルス生成率が認められ、オウレンのカルス生成には、花茎を用い、2,4-D濃度10^<-5>M、カイネチン濃度10^<-5>Mとした条件が適していることが明らかになった。また、一部のカルスについては不定芽、不定根の発生が認められた。培養条件が全て等しいため、供試小片の個体差が原因と考えられるが、不定芽、不定根が発生する条件の明確化には至ってない。現在、再分化に適した培養条件を明らかにするため、カルス、不定芽、不定根のそれぞれを対象に、2,4-D、カイネチンの濃度をそれぞれ10^<-6>M以下にした条件下で培養実験を実施しており、不定芽、不定根からの再分化条件は明らかになりつつある。本研究は,秋田県の気候風土を積極的に活用し,省エネルギー・低コストで採算性の高い実用的植物工場の開発を目指すものである。栽培対象植物には生薬植物のオウレン(Coptis japonica)を選び,そのクローン苗供給法の確立と人工環境下での栽培技術の確立を目的としている。平成15年度の研究成果より,カルス化に適した部位とホルモン濃度が明らかとなったので,平成16年度には再分化に適した培地条件と,得られた小植物体の順化に適した条件について検討した。オウレンのカルスを分割し,2,4-Dとカイネチンの濃度を各々5段階に変化させた培地に植え替えたところ,2,4-Dが10^<-5>Mもしくは10^<-6>Mの条件下で,植え替え後4週間ほどで不定根の発生が,8週間後に不定芽と不定胚の発生が認められた。いずれの条件においても,小植物体は発生せず,今回試験した範囲では,一度の再分化処理で小植物体は得られないものと思われた。

そこで,得られた不定芽を様々なホルモン濃度の培地に植え替えたところ,2,4-D,カイネチンともに10^<-7>Mの濃度の培地において,約12週間後に完全な小植物体を得ることができた。以上により,発芽,発根に各々別の処理を行うことで,小植物体が得られることが明らかとなった。次に,順化に適した条件を明らかにするため,得られた小植物体をバーミキュライト,もしくは腐葉土を培土とした容器に植え替え,容器の蓋に穴を開けた場合と,蓋を使わず,ガーゼで覆った場合の二種類について順化実験を行った。実験は,気温と光強度が異なる3種類の環境下で行った。その結果,実験開始後4週間目において,いずれの処理区においても枯死した個体はなく,生育も良好であった。また,バーミキュライト区では地下部の生育が,腐葉土では地上部の生育が良くなる傾向が認められた。本研究は,秋田県の気候を積極的に活用し,自然エネルギー利用による省エネルギー・低コストで採算性の高い実用的植物工場の開発を目指すものである。栽培対象植物には生薬植物のオウレン(Coptis japonica)を選び,そのクローン苗供給法の確立と人工環境下での栽培技術の確立を目的とした。平成15年,16年度の研究成果を踏まえ,組織培養によるクローン苗生産の全工程の方法論の確立と,オウレンの栽培に最も適した環境条件を明らかにすることを目的に研究を行った。オウレンのクローン苗生産については,カルス化,不定胚誘導,不定胚増殖,再分化,順化の各工程を仮定し,最も効率的な培養・誘導条件について検討した。不定胚誘導の最適条件については更に検討が必要であるが,不定胚誘導については2,4-D 10^<-5>M, BA 10^<-5>10^<-6>Mのホルモン濃度が最適であることが明らかとなった。また,不定胚の増殖には培地へのポリペプトンの添加が有効であり,不定胚からの再分化には,2,4-D 10^<-7>M,BA 10^<-7>Mの再分化培地への植え替えが有効であることが分かった。順化では,精密な湿度制御は不要であるが,早い段階で低湿度条件に移行した方が後の成育が良いことが明らかとなった。次に,光合成速度を指標として,光強度,明暗周期,気温についてオウレンの栽培に最適な条件を検討した。オウレンの純光合成速度は,気温25°C,光強度120μmol^<-2>s^<-1>PPFDのときに極大となった。また,明期における純光合成速度の経時変化から,明期開始後10時間程度で純光合成速度が最大値の80%程度まで低下し,その後,最大値に回復するまでに,8時間の暗期が必要であることが明らかとなった。また,オウレンの葉の純光合成速度は,出芽後約90日で最大となり,以後220日後まで,最大値の80%程度まで低下するが活性を維持することが分かった。
牛乳腺組織における5-HT-PTHrP系の泌乳に対する役割

牛の乳腺組織と胎盤、さらに全身の代謝に対する副甲状腺ホルモン関連タンパク質(PTHrP)と5-ヒドロキシトリプタミン(5-HT、別名serotonin)の作用について引き続き検討を行った。【乳腺組織】培地中のCa濃度の変化に対するのPTHrP分泌への影響を、これまでbMEC細胞(Yonezawa et al., J. Dairy Sci.87(8):2527-34, 2004)で行ってきたが、今年度はBMGE細胞(Schmid et al., J. Cell Biol. 96(1):37-50, 1983)とMAC-T細胞(Huynh et al., Exp. Cell Res. 197(2):191-9, 1991)を加えて行った。その結果BMGE-H細胞はPTHrPの発現量が非常に低く、Ca濃度にまったく反応しないのに対して、BMGE+H細胞は高発現であり、Ca濃度依存性にPTHrP分泌量が上昇した。これはマウス乳癌細胞と同様な反応であり、BMGE+H細胞が正常な泌乳期乳腺組織ではないことを示唆した。MAC-T細胞の反応は一定せず、現在も実験を継続中である。【胎盤】乳牛の帝王切開時に母牛と胎子の血液、胎盤節(胎子側と母体側)の組織などを採取し、各種検討を行った。その結果、PTHrPは母牛の血液中からは検出されなかったが、胎子静脈血、臍帯動静脈血からは検出された。胎子静脈血中のPTHrP濃度とCa濃度、さらにはCo濃度の間に負の相関を認めた。また、PTHrP遺伝子の発現量は胎子胎盤に比べ母胎盤で高く、これらのことから、母胎盤由来のPTHrPが胎子のミネラル代謝に影響を与えている可能性が示唆された。5-HT(serotonin)と副甲状腺ホルモン関連タンパク質(PTHrP)による泌乳調節機構と乳牛の分娩性低カルシウム血症への関与を明らかにするために、以下の実験を行った。。1.PTHrP分泌に対するカルシウム濃度の影響:ウシ乳腺上皮細胞由来培養細胞のbMECの機能解析を予定通り行った。予備実験の結果得られていたように、培養液のカルシウム濃度の違いを何からの方法で感知し、PTHrPの分泌を変化させていることは明らかであったが、カルシウム感知受容体の関与は明確ではなかった。カルシウム濃度に反応したPTHrPの分泌量の変化はbMECだけでなく、他の2つのウシ乳腺組織由来培養細胞でも確認されたことから、この調節機構の解明は今後も継続する。2.乳汁中のPTHrPとミネラルの濃度:今年度は大規模酪農場と現場獣医師の協力を得て、分娩性低カルシウム血症発症牛の乳汁を採取することが出来たのでこれらの乳汁のPTHrP濃度を測定した。さらに主要なミネラルであるカルシウム濃度やリン濃度を測定し、健康牛の乳汁と比較検討した。その結果、乳汁中に比較的多く含まれるカルシウムなどの主要なミネラルだけではなく、微量なミネラルも測定することが必要になり、ICP-MSによる牛乳中ミネラルの網羅的測定を行った。サンプルとなる初乳は脂肪やタンパク質などが多く含まれ、分解方法と希釈倍率の検討、再現性の確認に時間を要したが、最終的に13元素の測定を行う事が出来た。3.胎盤の胎子ミネラル栄養に対する関与:乳腺は新生子に対する栄養供給源であるが、胎盤は胎子に対する唯一の栄養供給源として重要であり、乳腺と対で研究することが必要と考えた。そこで大学附属動物病院に加え現場獣医師にも協力を得て、帝王切開時に臍帯動静脈と母牛の血液を採取し、乳汁と同様にPTHrPとミネラル濃度の網羅的測定を行うこと計画している。今年度取り組んだ3つの研究に対して下記のような結果を得られたので、ほぼ順調に研究は進展していると考える。1.PTHrP分泌に対するカルシウム濃度の影響:カルシウム感知受容体の関与は証明できなかったが、他の2つのウシ乳腺組織由来培養細胞でも同様な反応が確認された。近年全く異なるカルシウムによる調整系の存在が腫瘍組織などでは確認されており、これらのウシ乳腺由来培養細胞を用いて研究を継続することには、ウシ乳腺組織における5-HT-PTHrPの意義を解明するのに有意義と考える。2.乳汁中のPTHrPとミネラルの濃度:分娩性低カルシウム血症を分娩当日と翌日に発症した群で区別して解析した結果、いくつかのミネラルにおいて健康牛との間に有意な差があることを認めた。乳汁中のPTHrP濃度については、健康牛と比較しても分娩性低カルシウム血症の発症との関与は明確ではなかった。3.胎盤の胎子ミネラル栄養に対する関与:帝王切開時に臍帯動静脈と母牛の血液を採取し、20以上の検体を得た。ICP-MSにより一部の検体の測定を行ったところ、乳汁よりも多くのミネラルの定量が可能となった。牛の乳腺組織における5ーHT(セロトニン)ーPTHrP系が、泌乳とカルシウム代謝に対してどのような役割を持つのか明らかにするために、平成28年度に続き以下のように研究を実施した。1.ウシ乳腺組織由来培養細胞を用いた実験:カルシウム濃度の変化に対するのPTHrP

分泌への影響を、これまでもbMEC(Yonezawa et al., J. Dairy Sci. 87(8):2527-34, 2004)はじめ数種のウシ乳腺組織由来培養細胞で行ってきた。平成29年度はMAC-T細胞(Huynh et al., Exp. Cell Res. 197(2):191-9, 1991)を入手することが出来たので、これを用いて実験を開始した。その結果、PTHrPの発現プロファイルが明らかに他の乳腺細胞と異なる事を確認し、現在は泌乳分化の誘導条件を検討中である。2.牛の胎盤を用いた実験:乳汁が哺乳子牛に対する唯一の栄養源だとすると、胎盤は胎子に対する唯一の栄養供給源である。PTHrPは胎盤においても胎子へのミネラル供給に大きく関与すると考えられる。そこで、乳牛の帝王切開時に臍帯動静脈と母牛の血液、胎盤節(胎子側と母体側)の組織などを採取し、PTHrPやミネラルの濃度、関連する各種遺伝子の発現状況を検討した。その結果、いくつかのミネラルについては胎子側で、あるいは母体側で有意な高値を示し、胎盤がその濃度勾配を作っていることが示唆された。1.ウシ乳腺組織由来培養細胞を用いた実験: MAC-T細胞のPTHrP発現プロファイルは明らかに他の乳腺細胞と異なり、泌乳期乳腺上皮細胞の性質をより反映している可能性がある。今後はこの細胞を用いて、カルシウム濃度とPTHrPの関係を検討する。2.牛の胎盤を用いた実験:臍帯動静脈と母牛の血液のミネラル濃度を比較したところ、いくつかのミネラルについては胎子側で、あるいは母体側で有意な高値を示し、胎盤がその濃度勾配を作っていることが示唆された。この内容については第160回日本獣医学会学術集会(鹿児島大学・2017年9月15日)において、「ホルスタイン種乳牛における母子間と臍帯動静脈血間のミネラル濃度の差異(末元ら)」として報告した。牛の乳腺組織と胎盤、さらに全身の代謝に対する副甲状腺ホルモン関連タンパク質(PTHrP)と5-ヒドロキシトリプタミン(5-HT、別名serotonin)の作用について引き続き検討を行った。【乳腺組織】培地中のCa濃度の変化に対するのPTHrP分泌への影響を、これまでbMEC細胞(Yonezawa et al., J. Dairy Sci.87(8):2527-34, 2004)で行ってきたが、今年度はBMGE細胞(Schmid et al., J. Cell Biol. 96(1):37-50, 1983)とMAC-T細胞(Huynh et al., Exp. Cell Res. 197(2):191-9, 1991)を加えて行った。その結果BMGE-H細胞はPTHrPの発現量が非常に低く、Ca濃度にまったく反応しないのに対して、BMGE+H細胞は高発現であり、Ca濃度依存性にPTHrP分泌量が上昇した。これはマウス乳癌細胞と同様な反応であり、BMGE+H細胞が正常な泌乳期乳腺組織ではないことを示唆した。MAC-T細胞の反応は一定せず、現在も実験を継続中である。【胎盤】乳牛の帝王切開時に母牛と胎子の血液、胎盤節(胎子側と母体側)の組織などを採取し、各種検討を行った。その結果、PTHrPは母牛の血液中からは検出されなかったが、胎子静脈血、臍帯動静脈血からは検出された。胎子静脈血中のPTHrP濃度とCa濃度、さらにはCo濃度の間に負の相関を認めた。また、PTHrP遺伝子の発現量は胎子胎盤に比べ母胎盤で高く、これらのことから、母胎盤由来のPTHrPが胎子のミネラル代謝に影響を与えている可能性が示唆された。
MRスペクトロスコピーによる心臓周囲脂肪の質的評価法の開発

心臓周囲脂肪(epicardial adipose tissue: EAT)の過剰な蓄積は内臓脂肪蓄積とは独立した心血管病発症のリスクである。我々は、EATの過剰蓄積が冠動脈疾患の発症や重症度と関連することを示してきた。脂肪細胞から分泌される炎症性サイトカイン等が冠動脈に直接作用し動脈硬化病変形成に関与する機序が示唆されている。また、EAT量のみならずEATにおける脂肪細胞の大型化、炎症細胞の浸潤などのEATの質的変化も冠動脈疾患に関与する可能性がある。しかし、これまでEAT量に関しては精力的に研究されてきたが、EATの質的状態とその臨床所見との関連を調べた研究は皆無である。MRI(核磁気共鳴画像)の手法のひとつであるMRスペクトロスコピー(MRS)は、共鳴周波数の違いから生体内の分子の種類・成分を非侵襲的に評価することが可能で、このEATの質的状態を評価できる可能性がある。本研究の目的は、EATの質的状態をMRSにて非侵襲的に評価する方法を確立し、その臨床的意義を明らかにすることである。我々はまずMRSを用いてEAT脂肪含有量を測定する最適撮像条件を検討した。再現性を持ったEAT脂肪含有量測定を実現するためには、拍動がある心臓では可及的に拍動が少ない部位を選定することが重要である。EAT脂肪含有量の測定に関しては、房室間溝のEATよりは、心尖部のEATのほうが拍動による影響が少なく、安定して再現性をもってEAT脂肪含有量が測定できることを明らかにした。また呼吸による胸郭の運動を最小限に抑えるため、仰臥位、伏臥位においてEAT脂肪含有量を測定し検証したが体位については、いずれの体位においてもEAT脂肪測量が変わらず測定できることを明らかにした。EATの脂肪含有量の安定した測定法は確立したため初年度の進捗状況としては、おおむね順調に進行していると思われる。現在EATの脂肪含有量とMRIによって測定したEAT量との関係を検証中である。また来年度にむけて実際のEAT組織における脂肪含有量とMRSにて測定したEAT脂肪含有量との関係の検証実験にむけて準備を進めている。我々は虚血性心疾患患者において、EAT容量がGensiniスコアで評価した冠動脈疾患の重症度と関連することを明らかにしたが、MRSによって評価したEATの脂肪含有率が冠動脈疾患の重症度と関連するかどうかは明らかではない。まず、冠動脈疾患者において、MRI画像のトレースにより評価したEAT容量とEAT脂肪含有率との相関を評価する。次にこのEAT脂肪含有率が冠動脈疾患の重症度と関連するかどうかを評価する。臨床研究法に基づき、倫理員会にて承認後、MRSで評価したEAT含有率と組織標本におけるEATの脂肪細胞の大きさ・炎症性変化との関連を評価する。まず冠動脈バイパス手術を受ける患者と非冠動脈疾患患者から採取したEATの炎症細胞浸潤、マクロファージの極性を免疫組織学的に評価する。またそれらのEATにおける炎症性サイトカインやアディポネクチンの発現をqPCRにて定量化し、脂肪細胞の大きさも定量的に組織学的に評価し、これらと術前に評価したEATの脂肪含有率との関連性を評価する。

まず、冠動脈疾患者において、MRI画像のトレースにより評価したEAT容量とEAT脂肪含有率との相関を評価する。次にこのEAT脂肪含有率が冠動脈疾患の重症度と関連するかどうかを評価する。臨床研究法に基づき、倫理員会にて承認後、MRSで評価したEAT含有率と組織標本におけるEATの脂肪細胞の大きさ・炎症性変化との関連を評価する。まず冠動脈バイパス手術を受ける患者と非冠動脈疾患患者から採取したEATの炎症細胞浸潤、マクロファージの極性を免疫組織学的に評価する。またそれらのEATにおける炎症性サイトカインやアディポネクチンの発現をqPCRにて定量化し、脂肪細胞の大きさも定量的に組織学的に評価し、これらと術前に評価したEATの脂肪含有率との関連性を評価する。次年度は現在までに明らかなしたことを学会発表するための旅費、または脂肪含有量を評価するための新たなソフト購入などに当該助成金を使用する予定である。次年度使用額21,850円が生じた理由は期限内に使用予定であったが納品が遅れたためである。次年度は、この使用額を試薬購入のために使用予定である。
両生類における血球産生調節の環境応答に関する研究

脊椎動物のもつ生理調節系の多様性と普遍性の理解を進めるため,両生類アフリカツメガエル及びネッタイツメガエルの環境ストレス(酸素,温度)に応答する造血変動の機序を解析した。まず,ツメガエルの低酸素環境曝露モデル,低温環境曝露モデルを確立した。低酸素曝露モデルでは,肺と肝臓の95%以上の細胞が低酸素化し肺障害を認め,肺で高発現する赤血球造血因子の組織障害修復活性を調べる有用なモデルが確立した。汎血球減少症を誘導する低温曝露モデルでは,栓球の血管壁への可逆的が栓球減少の一因であることが判明した。本研究は,脊椎動物における調節系の多様性と普遍性を理解する一端として,両生類アフリカツメガエル及びネッタイツメガエルの末梢赤血球数及び末梢栓球数の調節の仕組み,特に低酸素あるいは低温による環境ストレスに応答して変動する血球産生の調節に焦点を当てて取り組む。第1年度では,低酸素in vivoモデルの作出,低酸素化マーカーの探索,低温暴露モデルとの比較,組換えEPO/TPO免疫開始を予定し展開した。アフリカツメガエル成体を低酸素環境に曝露するために,窒素曝気によって飼育水の溶存酸素濃度を2.2 mg/Lに下げ、ツメガエルを虫かごに補足し30分浸水後,自由に5分間肺呼吸させた。これを6サイクル繰り返す反復潜水モデルを確立した。潜水個体の肺と肝臓の95%以上の細胞は低酸素マーカーのピモニダゾール陽性で低酸素化を認め,肺水腫様の肺障害も認めた。またマロンジアルデヒドを測定する脂質過酸化測定法による酸化ストレスを検出した。従って肺で高発現するEPOの組織障害修復活性を調べる有用なモデルが確立した。低温暴露モデルにおいては,特に低温曝露後の末梢栓球数減少に注目し,抗栓球抗体(T12)陽性の末梢栓球数数変化をフローサイトメトリーで計測し,また体外で蛍光標識した栓球の再輸血後の臓器分布を追跡した。その結果,低温曝露2時間後から6時間後に末梢栓球数は最低値に達し,その後も低低値を維持した。栓球の一部は脾臓に移行した。このように低温曝露モデルでも,造血制御と連鎖する環境応答を確認することができた。尚,組換えアフリカツメガエルEPOおよびTPOのモノクローナル抗体作出のため,完全なEPOとTPOの活性体をより高効率的に調製し,安定した長期保存の方法の確立を目指すことにした。今年度はxlEPO,xlTPOのそれぞれについてマルトース結合蛋白質融合組換え体の大腸菌発現系の構築を着手した。本研究は,調節系の中でも生命維持に不可欠な末梢血球の産生と維持を司る造血系の環境応答に着目して,脊椎動物における多様性と普遍性の理解を進めるものである。様々な自然環境変化の下で生存している両生類を研究対象に設定し,アフリカツメガエル(Xenopus laevis),ネッタイツメガエル(Xenopus tropicalis)の血球産生調節の環境応答,特に低酸素あるいは低温による環境ストレスに応答して変動する血球産生の調節に焦点を当てて取り組む。この研究では,組織への酸素供給を担う赤血球の産生因子であるエリスロポエチン(EPO),止血血栓形成を担う栓球(哺乳類の血小板に相当する)の産生を担うトロンボポエチン(TPO),そしてこれらの受容体分子(それぞれEPOR,Mpl)の組織における発現や局在の動態を解析することが必須になる。そこでそれぞれの組換え蛋白質の調製や抗体の作出を第1年度より進めてきた。同時に,様々な環境条件に動物を曝し,造血の応答を観察,解析するための動物モデルの検討を進めてきた。特に第2年度では,ツメガエルの飼育水中の酸素濃度を変化させる低酸素曝露モデルや,飼育水を低温にして低温曝露モデルを確立し,変動する分子と分子の連関を調べ,低酸素化マーカーの探索,造血制御の温度応答の探索を展開した。第2,3年度では,それぞれの動物モデルで得た実験結果について,公開された学術論文から構築されるデータベースを基盤とするパスウエイ解析を導入して分析を進め,血球産生調節の環境応答を細胞,分子レベルで解釈することを目指している。すでに一部の成果は学会で発表するに至った。また,両生類を対象として獲得した知見が一般性をもつのか,あるいは種特有のものなのかについても解釈を進めていくことが重要だと位置付けている。第1年度の実施予定項目は,低酸素曝露ツメガエルモデル,低温曝露ツメガエルモデルを作出し,赤血球数増減や造血因子発現を調べ,マウスに組換えEPO/TPOの免疫を開始し,モノクローナル抗体の作出に着手することであった。これらのうち,動物モデルの作出は予定通りで進んだが,EPO,TPOの組換え体調製方法には再検討事項を残した。第2年度では,EPO,TPOそれぞれの発現系改良を進め,マルトース結合蛋白質融合体として大腸菌発現系を構築した。第2年度課題の中心は,リガンド受容体結合調節モデルの直接な実証(TPO/EPOと受容体の量的変動解析)である。このため,蛋白質相互作用分析装置を導入し,第1年度で調製した諸生物資源を組み合わせ,EPOとEPOR抗体,EPOとEPO抗体,TPOと可溶型Mplなどの分子間の結合解離定数の測定系を確立した。

また,EPOR抗体やMpl抗体を活用する様々な実験展開が実現し,特にMpl抗体を用いて,世界で初めて両生類の造血幹細胞画分を同定した。オミクス解析でも幾つか実験例を積み重ねた。特に低温曝露ツメガエルは肝臓が鉄過剰状態なるため,赤血球造血および鉄代謝系の環境応答における連鎖をプロテオミクス,パスウエイ解析にて分析したところ,抗酸化ストレス関連蛋白質群の変動をとらえることができた。これはヒト臨床における輸血過剰に伴う鉄過剰性の貧血の機序解析のモデルになると考えられた。以上のような第2年度の成果は基礎生物学研究と医科学研究の接点となるものとして,基礎(日本動物学会など)や医学臨床系(日本血液学会)で受け入れられ,報告をすることができた。また,日本動物学会シンポジウム等の機会を通じて,ネッタイツメガエルの提供元であるナショナルバイオリソースプロジェクト(NBRP)へも動物モデル開発について報告し,研究者間で本研究の成果を共有する機会を得た。アフリカツメガエル(Xenopus laevis)を低温曝露すると,速やかに赤血球,白血球,栓球(哺乳類の血小板に相当し,止血血栓形成を担う)の全ての末梢循環数が低下し,汎血球減少症を呈する。このモデルを下にして,血球産生(造血)の環境応答を解析し,脊椎動物における調節系の多様性と普遍性の理解を進める。アフリカツメガエル(Xenopus laevis;2016年に全ゲノム解析が報告)とともに,既に全ゲノム情報が公開され,ナショナル・バイオリソース・プロジェクト(広島大学)が提供するネッタイツメガエル(Xenopus tropicalis)を中心に,低温,低酸素の環境に応答する血球産生変動を検討した。第三年度では,造血系分子の変動の精査を進めた。赤血球産生因子エリスロポエチン(EPO),栓球産生因子トロンボポエチン(TPO),これらの受容体分子(各々EPOR,Mpl)のmRNAの組織発現を精査した。抗体調製では,アフリカツメガエルの抗EPO受容体モノクローナル抗体3種を作出した。一方,「リガンド受容体結合調節モデル実験」に資するEPO/TPOのELISA開発は遅れ,in vitroバイオアッセイで代替えしたが,血中濃度測定には感度が不足している。組換えEPOとTPOの大腸菌発現系に大幅な改良を進めた。細胞解析では,自治医科大学・分子病態研究部・西村智教授と共同で,二光子顕微鏡により世界で初めて血流中の有核栓球,有核赤血球,白血球のイメージングに成功し,汎血球減少症の発症機序の検討が可能になった。走査型電子顕微鏡により,低温曝露個体の下大静脈血管壁に栓球の接着を認め,温度依存性の栓球減少症の一因であることが判明した。常温下,低温下の栓球のプロテオームの変化をショットガンプロテオミクス解析へ進め,この温度依存的な栓球接着の分子機序で有意なGO/パスウエイの抽出を実施した。脊椎動物のもつ生理調節系の多様性と普遍性の理解を進めるため,両生類アフリカツメガエル及びネッタイツメガエルの環境ストレス(酸素,温度)に応答する造血変動の機序を解析した。まず,ツメガエルの低酸素環境曝露モデル,低温環境曝露モデルを確立した。低酸素曝露モデルでは,肺と肝臓の95%以上の細胞が低酸素化し肺障害を認め,肺で高発現する赤血球造血因子の組織障害修復活性を調べる有用なモデルが確立した。汎血球減少症を誘導する低温曝露モデルでは,栓球の血管壁への可逆的が栓球減少の一因であることが判明した。
ポリ乳酸による生体内吸収性外科埋植材料の研究

生体内で安全に分解吸収される埋植用材料を開発するために、ポリ乳酸を主体とした吸収性医用材料の研究を行ってきた。材料の合成法、成型加工法、物性、生体内の吸収過程、生体反応、埋植材料としての応用法などについて検討を進め、動物実験的に有効性と安全性を確かめえたものでは、臨床的に応用して検討した。1.合成法:ポリ乳酸のみならず、ポリ乳酸とポリグリコール酸、εーカプロラクトン、コラーゲン、ハイドロキシアパタイト、各種薬剤などとの複合体材料の合成を行った。2.成型加工:糸、織布、不織布、ピン、プレート、マイクロスフェアーなどの形に成型加工した。3.物性:各種形態の材料の物性を測定し、臨床使用に耐える物性のものを作成した。4.生体反応:各種の形態と素性を有する材料を動物に埋植し、材料の分解吸収過程を観察して、分解速度に及ぼす因子を解析した。また、組織反応を検討し、発癌性のないこと、材料の吸収後に正常組織が再構成されることを明らかにした。5.応用:マイクロスフェアによる抗癌剤徐放材料、ポリ乳酸による縫合糸、ポリグリコール酸による不織布を用いた縫合用プレジェット、ブロスター、ポリ乳酸によるステープル、ポリグリコール酸織布による止血材、軟組織補填材、ポリ乳酸・ε-カプロラクトンによる癒着防止材、ポリ乳酸織布による軟組織補填材、ポリ乳酸・ハイドロキシアパタイトによる肋骨固定ピン、ポリ乳酸による胸郭支持プレートなどを作成し、動物実験的に有効性と安全性を確かめ、さらに臨床に応用して有効性を明らかにした。生体内で安全に分解吸収される再建外科手術材料を開発するために、ポリ乳酸を主体とした吸収性埋植用医用材料の研究を行っている。材料の合成法、成形加工法、物性、生体内の吸収過程、生体反応、手術材料としての有効性などについて検討している。1.合成法ポリ乳酸・ポリグリコール酸の合成法を検討し、分解速度を早める場合は重合収率を下げ、分解速度を遅らせる場合はL体乳酸ポリマーを用いる方法を確立した。2.成型加工L体乳酸の小径の繊維と、これを用いた縫合糸の成型に成功した。また、板、棒、ピンは加熱圧延したプレートより任意の成状のものが成形可能となった。3.物性の検討ポリ乳酸、乳酸グリコール酸共重合体の材質と、初期物性を測定し、応力、ひっぱり強度で臨床応用にたえうる値であることをみた。4.生体反応材質を変えた種々の材料を動物に埋入し、重合収率の低い材質は分解速度が早く、それだけに組織反応もあるが、分解後の組織修復も早く良好である、分解の緩徐な材料の組織反応は極めて少ないことを確認した。5.応用使用目的にあわせて、ポリ-L-乳酸縫合糸、ポリグリコール酸不織布によるプレジェット、ブロスター、ポリ乳酸・カプロラクトン共重合体による柔軟な癒着防止用膜、ポリグリコール酸繊維による織布による軟組織補填材、ポリ-L-乳酸プレートによる胸郭支持プレート、ポリ-L-乳酸による肋骨固定ピンなどを作製し、動物実験を行い、組織反応も従来の材料より少ないこと、手術材料として有効であることを確めた。生体内で安全に分解吸収される再建外科手術材料を開発するために、ポリ乳酸を主体とした吸収性埋植用医材料の研究を行っている。材料の合成法成型加工法、物性、生体内の吸収過程、生体反応、手術材料としての有効性等について検討している。1.合成法軟組織用材料としてポリ乳酸とプロラクトンの複合材料を、硬組織用材料としてポリ乳酸とハイドロキシアパタイトとの複合材料を開発した。2.成型加工硬組織材料を得る際に、ポリ乳酸を延伸することにより強度を向上させることができた。板、棒、ピンの他、ネジの成型加工に成功した。