hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分布型水循環モデルを用いた灌漑用水と排水に対する温暖化影響評価と将来対策

対象流域の(A)豪雪地帯を背後に有し、広い灌概地区を流域内に持つ関川流域ならびに、(B)低平域の排水管理が不可欠な加賀三湖地区について、関連データ(気象・水文観測、灌概・排水計画、土地利用、施設情報(貯水池、頭首工、堰)、用水系統、対象期間内の施設管理情報等)のデータベース化に加えて、不足するデータや追加項目に関するデータの収集を継続して行った。次に、貯水池運用、取水や水配分等の人為的な水循環過程を表現できる水配分・管理モデルの開発を行い、これまで開発してきた各種の農地水利用過程を考慮した分布型水循環モデルに実装させてその精度を検証した。さらに、この分布型水循環モデルおよび全球気候モデル出力を利用した農業用水や農業用施設に対する定量的な温暖化影響評価法を開発した。そこでは、ダウンスケールとバイアス補正を行った気候値を利用する一連の手順と具体的な評価結果が提示された。その結果、提示した気候変動影響評価法を用いることにより、これまで定性的にのみ行われてきた農地水利用等への影響評価は、主要水利施設における取水量、水田への供給水量、水稲の作付時期・面積、収穫時期・面積、水田等からの実蒸発散量など、具体的な評価結果や情報の出力として実現されることや、一連の方法が対応策の評価手法としても利用できることが分かった。一方、低平地排水に関しては、温暖化実験の結果から各年に発生する最大規模の雨を抽出して、雨量と波形の分析を行い、豪雨とその内部波形を模擬発生させる方法を開発した。さらに、豪雨に対する低平農地域の湛水解析モデルを構築し、それに上記の方式により模凝発生を行った様々な豪雨を入力して湛水リスクがどのように変化するかを明らかにした。その結果、将来は同一確率年の豪雨量が増大すること、さらに同じ確率年の豪雨量でも様々な内部波形を変化させてリスク評価を行う必要があることが分かった。本研究では,温暖化によって変化が大きいと予想される両極端減少(渇水と洪水)に焦点をあて,灌漑用水と排水に対する温暖化の影響評価を行うとともに,貯水池の管理や水田の持つ洪水防止機能をうまく利用した対応策について検討した。具体的には,豪雪地帯を背後に有し貯水池灌漑主体の地区(関川流域)と低平農地の機械排水が不可欠な地域(加賀三湖地区)を対象に,4ヵ年間の研究期間の最終年度として,これまでの研究成果のまとめと適応策の検討を行った。すなわち,まず収集してきた関連データや全国ベースの基礎情報と気象観測データに関して,データベース化を行った。次に,水配分・管理モデルの提案,気候変動影響評価法の開発や関川を対象にした影響評価,さらには低平地排水に関連する豪雨の模擬発生法とそれを利用した影響評価法について,研究論文として内外での公表と纏めを行った。さらに,影響評価から適応策の検討に研究の重点を移し,上記両流域を例に,気候変動適応策としての貯水池の新たな運用曲線の提案,配水・水管理モデルによる新たな圃場水管理方策の提案とその効果の評価等を行った。一方,低平農地における適応策としては,現存施設の管理などや全国を対象にした適応策の必要性の調査など,ソフト的な対策について検討した。また,水田の持つ洪水防止機能を利活用した気候変動適応策の検討の一環として,2011年に発生したタイ国チャオプラヤ川大氾濫と米国ミシシッピー川氾濫について現地調査を実施するとともに農地と氾濫との関係について考察した。同時に,メコン河流域の東北タイ内の大ダムを利用した広域灌漑地区,極端に基礎資料が不足しているカンボジア河川灌漑流域への一連のモデルの適応可能性について検討した。これらの検討により,気候変動影響に対する対応策について,具体的な適応策とその効果の評価方法についてとりまとめた。
咬合高径の違いが総義歯装着者の咀嚼運動の経時的変化に及ぼす影響

無歯顎者に与える総義歯の垂直的顎間関係の機能的な決定法として,患者自身の感覚による“the comfortable zone"(快適咬合域)の利用が再び注目されている.これは,下顎の固有感覚受容機構や筋の伸張反射による位置感覚を利用して,最適な垂直的顎間関係を決定しようとするものであり,臨床的に有用であるとの報告も多い.しかし,従来からの形態的ならびに機能的な方法を利用して術者が決定した顎間関係と比較すると,“the comfortable zone"を用いて決定された顎間関係はやや低く設定されることが多いことも報告されている.そこで本研究課題では,患者自身の感覚により決定された垂直的顎間関係と,術者が従来からの方法に準じて決定した垂直的顎間関係との機能的な違いを明らかにする目的で,同一被検者に対しそれぞれの方法で垂直的顎間関係を与えた総義歯装着後の咀嚼運動の経時的変化を,運動学的ならびに筋電図学的に比較・検討を加え,以下の結果を得た.1.同一の上下顎義歯床粘膜面を有し,同一術者が従来からの方法に準じて決定した垂直的顎間関係を与えた総義歯装着群(以下,G1とする)と,患者自身の感覚で決定された垂直的顎間関係を与えた総義歯装着群(以下,G2とする)の咬合高径を比較すると,G2で有意に低く設定されていた.2.G1ならびにG2の装着順序をランダムとして総義歯装着後の咀嚼運動を経時的に分析したところ,装着直後では,両者ともに安定した咀嚼運動経路を認め,筋放電周期ならびに筋放電持続時間には差を認めなかったが,G2において最大開口量が有意に増大し,積分電位が大きい傾向を認めた.3.装着後3ケ月において,装着直後に認めたG2における最大開口量の増大は認められなくなったものの,積分電位は装着直後と同様にG2において大きい傾向を認めた.以上の結果から,患者自身の感覚により決定された咬合高径は,従来の方法に準じて決定した咬合高径よりも低く設定されることが明らかとなり,咬合高径の違いは咀嚼運動の経時的変化に影響を与えることが示唆された.今後,さらに長期的な分析を行い,より詳細に検討を加える所存である.無歯顎者に与える総義歯の垂直的顎間関係の機能的な決定法として,患者自身の感覚による“the comfortable zone"(快適咬合域)の利用が再び注目されている.これは,下顎の固有感覚受容機構や筋の伸張反射による位置感覚を利用して,最適な垂直的顎間関係を決定しようとするものであり,臨床的に有用であるとの報告も多い.しかし,従来からの形態的ならびに機能的な方法を利用して術者が決定した顎間関係と比較すると,“the comfortable zone"を用いて決定された顎間関係はやや低く設定されることが多いことも報告されている.そこで本研究課題では,患者自身の感覚により決定された垂直的顎間関係と,術者が従来からの方法に準じて決定した垂直的顎間関係との機能的な違いを明らかにする目的で,同一被検者に対しそれぞれの方法で垂直的顎間関係を与えた総義歯装着後の咀嚼運動の経時的変化を,運動学的ならびに筋電図学的に比較・検討を加え,以下の結果を得た.1.同一の上下顎義歯床粘膜面を有し,同一術者が従来からの方法に準じて決定した垂直的顎間関係を与えた総義歯装着群(以下,G1とする)と,患者自身の感覚で決定された垂直的顎間関係を与えた総義歯装着群(以下,G2とする)の咬合高径を比較すると,G2で有意に低く設定されていた.2.G1ならびにG2の装着順序をランダムとして総義歯装着後の咀嚼運動を経時的に分析したところ,装着直後では,両者ともに安定した咀嚼運動経路を認め,筋放電周期ならびに筋放電持続時間には差を認めなかったが,G2において最大開口量が有意に増大し,積分電位が大きい傾向を認めた.3.装着後3ケ月において,装着直後に認めたG2における最大開口量の増大は認められなくなったものの,積分電位は装着直後と同様にG2において大きい傾向を認めた.以上の結果から,患者自身の感覚により決定された咬合高径は,従来の方法に準じて決定した咬合高径よりも低く設定されることが明らかとなり,咬合高径の違いは咀嚼運動の経時的変化に影響を与えることが示唆された.今後,さらに長期的な分析を行い,より詳細に検討を加える所存である.
網膜色素上皮および角膜上皮特異的ノックアウトマウス・システムの確立

1)網膜色素上皮(RPE)特異的なノックアウトマウスRPEに選択的な活動性をもつTRP1(チロシナーゼ関連タンパク1)遺伝子のプロモーターにCreリコンビナーゼ遺伝子を融合したトランスジーンをもつTRP1-CreマウスとレチノイドX受容体α(RXRα)遺伝子をfloxしたマウスを交配することによってTRP1-Cre : RXRα^<f1/f1>マウスを作成した。このマウスはRPE選択的にRXRα遺伝子を欠損することが確認された。RPE細胞は形態・機能ともに異常で、視覚レチノイド関連タンパク(RPE65,CRALBP,RGR)の発現が減少していた。視細胞外節の短縮と変性と網膜電図上の反応減弱が認められた。このことはRPE特異的なノックアウトマウスがシステムとして機能し、RXRαがRPEの形成と維持に不可欠な分子であることを明らかにした。同じくTRP1プロモーターを用いてタモキシフェン感受性Cre (Cre-ERT2)のトランスジェニックマウスを作成した。このマウスとZ/APレポーターマウスを交配して遺伝子組換を評価した。タモキシフェン1mgの腹腔内投与によって約70%のRPE細胞が組換陽性となった。1%以下の視細胞で組換陽性となったが、他の組織では陽性細胞は検出されなかった。TRP1-CreERT2マウスは誘導型網膜色素上皮に遺伝子のシステムとして有用であることが示された(投稿中)。2)角膜上皮特異的ノックアウトマウスケラチン14のプロモーターを用いたCreERT2トランスジェニックマウスを作成し同様に遺伝子組換を評価した。タモキシフェンの点眼によって角膜上皮で遺伝子組換が生じた細胞の比率は10%以下で、皮膚や消化管の上皮にも組換陽性細胞が点在していた。角膜上皮における組換の効率と細胞特性を高めるには他のプロモーターを検討する必要がある。網膜色素上皮特異的な遺伝子ノックアウトについては、チロシナーゼ関連蛋白1(TRP1)のプロモーターを用いたTRP1-CreERT2トランスジェニックマウスを作成した。このマウスとZ/APレポーターマウス(Creによって遺伝子組み換えが生じるとアルカリフォスファターゼ遺伝子が機能する)を交配してダブルトランスジェニックマウスを得た。このマウスにタモキシフェン1mgを腹腔内投与すると眼球組織切片上で約70%の網膜色素上皮細胞がアルカリフォスファターゼ陽性となった。一方、少数の視細胞(1%以下)でもアルカリフォスファターゼ陽性となった。他の全身組織では陽性になる細胞は検出されなかった。同様にレチノイド受容体αのfloxed遺伝子をもつマウスと交配すると、同遺伝子の組換えが網膜色素上皮と軽微ではあるが神経網膜で生じることがPCRで確認された。以上より、TRP1-CreERT2マウスは網膜色素上皮に遺伝子組み換えを誘導するシステムとして有用であることが示された。この成果は投稿中である。角膜上皮特異的な遺伝子ノックアウトについては、ケラチン14のプロモーターを用いたCreERT2トランスジェニックマウスとZ/APレポーターマウスを交配して得たダブルトランスジェニックマウスにタモキシフェンを点眼投与することによって一部の角膜上皮細胞でアルカリフォスファターゼ陽性となった。組換え効率についてさらに検討を進めている。1)網膜色素上皮(RPE)

特異的なノックアウトマウスRPEに選択的な活動性をもつTRP1(チロシナーゼ関連タンパク1)遺伝子のプロモーターにCreリコンビナーゼ遺伝子を融合したトランスジーンをもつTRP1-CreマウスとレチノイドX受容体α(RXRα)遺伝子をfloxしたマウスを交配することによってTRP1-Cre:RXRα^<f1/f1>マウスを作成した。このマウスはRPE選択的にRXRα遺伝子を欠損することが確認された。RPE細胞は形態・機能ともに異常で、視覚レチノイド関連タンパク(RPE65,CRALBP,RGR)の発現が減少していた。視細胞外節の短縮と変性と網膜電図上の反応減弱が認められた。このことはRPE特異的なノックアウトマウスがシステムとして機能し、RXRαがRPEの形成と維持に不可欠な分子であることを明らかにした。同じくTRP1プロモーターを用いてタモキシフェン感受性Cre(Cre-ERT2)のトランスジェニックマウスを作成した。このマウスとZ/APレポーターマウスを交配して遺伝子組換を評価した。タモキシフェン1mgの腹腔内投与によって約70%のRPE細胞が組換陽性となった。1%以下の視細胞で組換陽性となったが、他の組織では陽性細胞は検出されなかった。TRP1-CreERT2マウスは誘導型網膜色素上皮に遺伝子組換のシステムとして有用であることが示された(投稿中)。2)角膜上皮特異的ノックアウトマウスケラチン14のプロモーターを用いたCreERT2トランスジェニックマウスを作成し同様に遺伝子組換を評価した。タモキシフェンの点眼によって角膜上皮で遺伝子組換が生じた細胞の比率は10%以下で、皮膚や消化管の上皮にも組換陽性細胞が点在していた。角膜上皮における組換の効率と細胞特異性を高めるには他のプロモーターを検討する必要がある。
D-DTおよびMIFを標的とした新規メラノーマ治療法の開発

メラノーマは色素細胞由来の悪性腫瘍で最も予後の悪い腫瘍のひとつである.我々はマクロファージ遊走阻止因子(MIF)の機能に関する研究の過程でMIFがメラノーマの増殖に関与することを見出した.一方で近年,MIFと類似性の高い立体構造を有するD-dopachrome tautomerase(D-DT)が同定されたが,生体内での詳細な生理活性や機能は明らかではない.本研究ではメラノーマの増殖におけるD-DTの関与について検討した.D-DTはメラノーマ細胞において恒常的に発現しており炎症性サイトカインやアポトーシス関連因子との関連性も明らかであることからメラノーマの増殖に関与している可能性が示唆された.メラノーマは色素細胞由来の悪性腫瘍で最も予後の悪い腫瘍である.炎症性サイトカインであるマクロファージ遊走阻止因子(Macrophage migration inhibitory factor:MIF)は多彩な生物学的作用を有するサイトカインの一つであり,メラノーマの増殖にも関与する.最近,一次構造と三次構造がMIFと非常に類似するD-dopachrome tautomerase(D-DT)が同定された.しかし,その生物学的機能や生理学的意義,MIFとの機能的区別はまだ解明されていない.本研究では,メラノーマの増殖や浸潤,転移におけるD-DTとMIFの機能解明を目的として検討した.まず,D-DTを全身に高発現するトランスジェニック(D-DT Tg)マウスを作製し,系統化した.具体的にはマウスD-DT全長cDNAを合成して発現ベクターに挿入し,プラスミドからトランスジーン精製および野生型(C57BL/6,WT)マウスへの受精卵前核インジェクション操作後,仮親へ移植して産子を得て,産子内で組換え体の有無を確認した.得られた子マウスの離乳後,尻尾よりDNAを抽出し,PCR法を用いて遺伝子導入の検定を行った.これにより,得られたD-DT Tgマウス(F0)とWTマウスを交配して生まれたマウスのうち導入遺伝子が確認できたものをF1 D-DT Tgマウスとし,後の実験系に使用した.現在,D-DT Tgマウス,MIF TgおよびWild type(WT)マウスの皮下にマウスメラノーマ細胞を移植し,これらのサイトカインがメラノーマ細胞の増殖や皮下への浸潤,さらに遠隔転移にどのように作用しているか検討している.研究は計画通りに進んでいる.メラノーマは色素細胞由来の悪性腫瘍で最も予後の悪い腫瘍のひとつである.最近,抗体療法や分子標的薬など新しい治療が開発されているが,未だ十分とは言えず,より効果の高い治療の開発は必須である.我々は炎症性サイトカインであるマクロファージ遊走阻止因子(MIF)の機能に関する研究の過程で,MIFがメラノーマの増殖に関与することを見出した.一方,最近MIFと非常に類似した構造をとる蛋白質であるD-dopachrome tautomerase(D-DT)が同定されたが,その生物学的機能は解明されていない.そこで本研究ではメラノーマの増殖や遊走におけるD-DTの関与について検討した.D-DTはメラノーマ細胞において恒常的に発現しており,炎症性サイトカインやアポトーシス関連因子との関連性も確認された.従って,D-DTはメラノーマの増殖に関与している可能性が示唆された.メラノーマは色素細胞由来の悪性腫瘍で最も予後の悪い腫瘍のひとつである.我々はマクロファージ遊走阻止因子(MIF)の機能に関する研究の過程でMIFがメラノーマの増殖に関与することを見出した.一方で近年,MIFと類似性の高い立体構造を有するD-dopachrome tautomerase(D-DT)が同定されたが,生体内での詳細な生理活性や機能は明らかではない.本研究ではメラノーマの増殖におけるD-DTの関与について検討した.D-DTはメラノーマ細胞において恒常的に発現しており炎症性サイトカインやアポトーシス関連因子との関連性も明らかであることからメラノーマの増殖に関与している可能性が示唆された.初年度に加え,今年の成果も含めた包括的な内容の研究発表を予定する.さらに,得られる研究成果はすべて論文としてまとめ,国内外の各種関連雑誌において発表・配信することを目指す.皮膚科学物品納入が年度区切りで間に合わないため.進捗状況に影響はない.
ぬくもりを調節可能な人工皮膚として働く触感ゲルセンサの研究

[研究目的]本研究では,人の肌に直接触れても冷たさを感じさせないように温度調節が可能なように液体を内蔵したゲル素材を用い,センサそれ自体が柔軟に変形ができ,圧力の情報も検知できる触感ゲルセンサの研究を行うことを目的とする.[研究成果]導電性ゲルを媒体としたセンサにおいてぬくもりを調節するためにはヒータが必要であり,市販ヒータを利用する場合と試作ヒータを利用する場合の比較を行った.また,温度調節のための温度センサについても非線形性と感度調節を行ってあるIC化されている形態のものと温度が変われば抵抗値が変わるサーミスタをそのまま利用する場合の比較を行った.それ自体がやわらかく変形するゲル状のセンサ媒体の電極としてはやわらかさを保持できるように導電性の布を利用する構成法を実現し,ヒータと温度センサの部分に関してやわらかさを阻害しにくいものにしなければ実用的センサとすることができないため,試作したヒータとサーミスタセンサより作りだすことに成功した.[研究目的]本研究では,人の肌に直接触れても冷たさを感じさせないように温度調節が可能なように液体を内蔵したゲル素材を用い,センサそれ自体が柔軟に変形ができ,圧力の情報も検知できる触感ゲルセンサの研究を行うことを目的とする.[研究成果]導電性ゲルを媒体としたセンサにおいてぬくもりを調節するためにはヒータが必要であり,市販ヒータを利用する場合と試作ヒータを利用する場合の比較を行った.また,温度調節のための温度センサについても非線形性と感度調節を行ってあるIC化されている形態のものと温度が変われば抵抗値が変わるサーミスタをそのまま利用する場合の比較を行った.それ自体がやわらかく変形するゲル状のセンサ媒体の電極としてはやわらかさを保持できるように導電性の布を利用する構成法を実現し,ヒータと温度センサの部分に関してやわらかさを阻害しにくいものにしなければ実用的センサとすることができないため,試作したヒータとサーミスタセンサより作りだすことに成功した.
表皮細胞により産生されるサイトカインの炎症性皮膚疾患における役割

乾癬の病因について、特徴的所見である表皮の増殖性変化、あるいは白血球の表皮内浸潤を主とする炎症性変化に、cAMP、leukotriene B4、補体等の関与が考えられてきた。一方、表皮細胞は、インタ-ロイキン(IL)ー1、ILー3、ILー6、ILー8、granulocyteーmacrophage colonyーstimulatingfactor(GMーCSF)、granulocyte(G)ーCSF等の、炎症あるいは表皮の増殖に関与するサイトカインを産生している。さらに、乾癬病変部にはTリンパ球が浸潤し、インタ-フェロン(IFN)ーγ等のサイトカインを産生する。このような、表皮細胞あるいは浸潤Tリンパ球により産生される様々なサイトカインが、乾癬の発症に関る可能性について検討した。さらに、サイトカインが乾癬の発症に関与している傍証として、サイトカインの一つであるTNFを乾癬患者に全身投与したときの臨床的効果についても言及する。乾癬の病変形成に、表皮細胞で産生されるサイトカインが、どのように関わっているかを、乾癬の病変部に作った水疱の内容液中および角層の抽出液中のサイトカインの量を測定し検討した。とくに、乾癬の組織の特徴的所見である、表皮の増殖および白血球の表皮内浸潤との関係に注目した。乾癬の病変部の角層中のILー1は、正常に較べ低下しており、ILー1が乾癬の病変形成に積極的に関与しているとは考えにくい。正常および乾癬皮膚に作った吸引水疱内容液および角層抽出中には、TNFは検出されなかった。角層中のGMーCSFは、乾癬病変部で増加していた。一方、正常あるいは乾癬病変部の角層中にはGMーCSFは検出されず、colonyーstimmulating factorの中では、GMーCSFがより重要な役割を果しているようである。中等症以上の乾癬患者10例にTNFを全身投与したところ、3例で著効が得られ、うち1例では10カ月以上皮疹の再発がみられない。成果:正常ヒト表皮細胞を培養し、その培養上清中に単球/マクロファジ系の細胞で産生される因子と類似の白血球走化性因子を産生しているかを検討した。正常ヒト表皮細胞の主として対数増殖に走化性活性の産生を認めた。この濾液高速ゲル濾過カラムを用い分析したところ、分子量約15,000の位置に白血球走化性活性のピ-クを認めた。活性は希釈倍数に依存し減少していた。活性は主としてchemotactic activityであったが、弱いながらもchemokinetic activityも認めた。60°C、10分、100°C、10分加熱および凍結、融解を繰り返しても、活性は安定であった。トリプシン処理により大部分の活性が失われた。zymosan活性化血清からゲル濾過クロマトグラフィ-により得たC5a/C5a des Argを含むフラクションと混合したところ、相乗効果を認めた。抗lL-l抗体を加えても白血球走化性活性の抑制は認められなかった。培養表皮細胞に種々の物質を作用させ、培養濾液の活性を調べたとこと、lL-lα-βで走化性活性の著名な増加が認められた。補助金の使用:設備備品として購入してポリトロンは、組織の破砕に活用した。ピリンタ-は、酵素免疫測定法の際の記録に用いた。

消耗品は主として細胞の培養に必要な物品の購入に用いた。旅費は、研究の成果発表のための学会参加および研究成果の討論の際の旅行費用に当てた。正常ヒト表皮細胞を培養し、その培養上清を用いた。正常ヒト表皮細胞の主として対数増殖に走化性活性の産生を認めた。この濾液高速ゲル濾過カラムを用い分析したところ、分子量約15,000の位置に白血球走化性活性のピ-クを認めた。活性は希釈倍数に依存し減少していた。活性は主としてchemotactic activityであったが、弱いながらもchemokineic activityも認めた。等電点は4.2であった。トリプシン処理により大部分の活性が失われた。zymosan活性化血清からゲル濾過クロマトグラフィ-により得たC5a/C5a des Argを含むフラクションと混合したところ、相乗効果を認めた。抗ILー1抗体を加えても白血球走化性活性の抑制は認められなかった。培養表皮細胞に種々の物質を作用させ、培養濾液の活性を調べたとこと、ILー1α,βで走化性活性の著明な増加がみとめられた。このように、非刺激状態でも産生されている白血球走化性因子が表皮内でどの様な働きをしているか明らかでない。皮膚の起炎作用の知られているILー1によりその産生が著明に増加したことから、ILー1のメディエ-タ-となっている可能性は考えられる。一方、正常ヒト表皮細胞によりこのような白血球走化性因子が産生されているにもかかわらず、正常皮膚では白血球の浸潤が認められない。このように皮膚に白血球浸潤が無いことは、i)通常産生される程度の量では白血球の浸潤を引き起こすのには不十分なのか、あるいは、ii)ILー1に対するインヒビタ-と同様、この因子にたいする何らかの阻害因子が同時に産生されるため、炎症反応が抑えられているのか、あるいは、iii)生体内では酵素分解を受けやすいためなのか、今後の検討を要する。以上のように、ヒト正常表皮細胞では、好中球走化性因子が表皮の増殖に伴って産生され、皮膚の炎症の際にはこの因子が重要な役割を果しているに可能性が考えられる。乾癬の病因について、特徴的所見である表皮の増殖性変化、あるいは白血球の表皮内浸潤を主とする炎症性変化に、cAMP、leukotriene B4、補体等の関与が考えられてきた。一方、表皮細胞は、インタ-ロイキン(IL)ー1、ILー3、ILー6、ILー8、granulocyteーmacrophage colonyーstimulatingfactor(GMーCSF)、granulocyte(G)ーCSF等の、炎症あるいは表皮の増殖に関与するサイトカインを産生している。さらに、乾癬病変部にはTリンパ球が浸潤し、インタ-フェロン(IFN)ーγ等のサイトカインを産生する。このような、表皮細胞あるいは浸潤Tリンパ球により産生される様々なサイトカインが、乾癬の発症に関る可能性について検討した。さらに、サイトカインが乾癬の発症に関与している傍証として、サイトカインの一つであるTNFを乾癬患者に全身投与したときの臨床的効果についても言及する。乾癬の病変形成に、表皮細胞で産生されるサイトカインが、どのように関わっているかを、乾癬の病変部に作った水疣の内容液中および角層の抽出液中のサイトカインの量を測定し検討した。とくに、乾癬の組織の特微的所見である、表皮の増殖および白血球の表皮内浸潤との関係に注目した。
新規阻害剤の合成開発と作用機構研究に基づく呼吸鎖複合体-Iの研究

ピペラジン骨格を有する複合体-I阻害剤について詳細な作用機構研究を行ったところ,電子伝達阻害による活性酸素の発生量が元のΔlac-アセトゲニンよりも有意に多かった。また、既知の阻害剤は複合体-Iの触媒する順反応(NADH-ユビキノン酸化還元反応)と逆反応(ユビキノール-NAD+酸化還元反応)をともに同程度阻害することが知られているが、ピペラジン骨格を有する阻害剤では逆反応に対する阻害活性が著しく低下し、阻害作用に顕著な異方性があった。これらの結果からピペラジン骨格を有する阻害剤はさらに新規な作用特性を持つ複合体-I阻害剤であることが示唆された。そこで、この阻害剤の結合サブユニットを光親和性標識法によって同定することを試みた。光分解性基としてアリールアジド基、検出マーカーとしてヨウ素125を導入した光分解性プローブを合成し、ミトコンドリア内膜表品を用いて標識実験を行ったところ、放射活性は全て複合体-Iに検出され、およそ50および20kDaの2つのサブユニットが強度比約1:3で特異的に標識された。現在サブユニットの同定を進めているが、これらはいずれも天然型アセトゲニンが結合するND1サブユニットではなかった。ところが、ピペラジン骨格を有する阻害剤は天然型アセトゲニンのND1サブユニットへの結合を抑制した。すなわち、結合部位が異なっている阻害剤の間で見かけ上の拮抗が認められたことになる。この結果や他の阻害剤との拮抗試験の結果を総合すると、阻害剤結合部位は複数のサブユニットから構成され、異なる阻害剤は必ずしも結合部位を共有しているわけではないことが強く示唆された。合成したΔlac-アセトゲニンを用いて詳細な作用機構研究を進めた結果、以下の四つの点から本化合物群がまったく新規な呼吸鎖複合体-I阻害剤であることが判明した。(1)天然型アセトゲニンと構造活性相関のプロフィルがまったく異なる。(2)天然型アセトゲニンとの間に阻害活性の加成性が認められない。(3)蛍光を持つ複合体-I阻害剤であるアミノキナゾリンと複合体-Iの特異的な結合を抑制しない。(4)活性酸素の発生量が極端に少ない。これを受けて、Δlac-アセトゲニンの複合体-Iにおける結合部位に興味を持ち、光分解性Δlac-アセトゲニンの合成を行った。光分解性基として一方の側鎖の末端にアリールジアジリン基を有し、もう一方の側鎖にはUV照射による酵素との連結の後、標識サブユニットのクリックケミストリーを利用した精製が可能となるよう末端アセチレンを導入した。今後、光親和性標識実験に用いる予定である。さらに新たな生理活性プローブ分子の合成開発を目的として構造活性相関研究を行った結果、Δlac-アセトゲニンでは両側鎖の疎水性とそのバランス、さらには立体的なかさ高さが呼吸鎖複合体-Iの阻害活性発現に大きな影響を与えていることが明らかとなった。これらの結果は、Δlac-アセトゲニンにおいて唯一のトキソフォアといっても良い、水酸化されたビスTHF環部の酸素原子の位置が疎水性側鎖の状態によって厳密に決定されていることを示唆している。今後、この酸素原子の酵素に対する位置や、分子内での酸素原子どうしの位置関係について類縁体合成とそれらを用いた生化学実験によって精査し、Δlac-アセトゲニンの結合部位についてさらなる検討を加えていく予定である。一昨年度までに合成を完了した、水酸化されたbis-THF環部に種々のM体化学を有するΔlac-アセトゲニンの、ウシ心筋ミトコンドリア複合体-1に対する阻害活性を調べた結果、この部分の立体化学が阻害活性に影響を与えることがわかった。それを受けて昨年度は、酵素が厳密に認識していると予想される、この親水性部分の機能を明らかにする目的で、bis-THF環部の構造改変を行った。まず、bis-THF環の二つの酸素原子を、窒素原子に置き換えることとした。二つの窒素原子がbis-THF環骨格における酸素原子間の距離を保つような「重ね合わせ」を考慮し、まずはピペラジン骨格を導入することに決定し、新たに合成した。これらの化合物群も、Δlac-アセトゲニンの場合と同様に側鎖の疎水性が増すに従って阻害活性も上昇し、一定の疎水性を得たところで最強となり、その阻害強度はΔlac-アセトゲニンに匹敵するものであることがわかった。また、一定の疎水性を越えてさらに側鎖長が増すと、阻害活性は低下した。ここで、水酸基の立体化学が阻害活性に影響を与えなかったことから、水酸基の必要性を疑い、脱酸素化した類縁体を合成し、阻害活性について検討したところ、これらの化合物でも数nMレベルの強力な阻害活性が維持されることを見出し、窒素原子を有する類縁体では、水酸基は阻害活性の発現にとって必須ではないことを明らかにした。また、エピネフリン酸化法により複合体-1の阻害に起因する活性酸素の発生量がΔlac-アセトゲニンより多いこともわかり、ピペラジン骨格を有する類縁体が、Δlac-アセトゲニンとは異なる作用特性を示すことが明らかとなった。今年度はさらに窒素原子を有する別の骨格についても同じような傾向が見られるかを調べると同時に、その具体的な阻害様式や阻害部位について検討を加えて行く予定である。ピペラジン骨格を有する複合体-I阻害剤について詳細な作用機構研究を行ったところ,電子伝達阻害による活性酸素の発生量が元のΔlac-

アセトゲニンよりも有意に多かった。また、既知の阻害剤は複合体-Iの触媒する順反応(NADH-ユビキノン酸化還元反応)と逆反応(ユビキノール-NAD+酸化還元反応)をともに同程度阻害することが知られているが、ピペラジン骨格を有する阻害剤では逆反応に対する阻害活性が著しく低下し、阻害作用に顕著な異方性があった。これらの結果からピペラジン骨格を有する阻害剤はさらに新規な作用特性を持つ複合体-I阻害剤であることが示唆された。そこで、この阻害剤の結合サブユニットを光親和性標識法によって同定することを試みた。光分解性基としてアリールアジド基、検出マーカーとしてヨウ素125を導入した光分解性プローブを合成し、ミトコンドリア内膜表品を用いて標識実験を行ったところ、放射活性は全て複合体-Iに検出され、およそ50および20kDaの2つのサブユニットが強度比約1:3で特異的に標識された。現在サブユニットの同定を進めているが、これらはいずれも天然型アセトゲニンが結合するND1サブユニットではなかった。ところが、ピペラジン骨格を有する阻害剤は天然型アセトゲニンのND1サブユニットへの結合を抑制した。すなわち、結合部位が異なっている阻害剤の間で見かけ上の拮抗が認められたことになる。この結果や他の阻害剤との拮抗試験の結果を総合すると、阻害剤結合部位は複数のサブユニットから構成され、異なる阻害剤は必ずしも結合部位を共有しているわけではないことが強く示唆された。
炭素に結合したフッ素原子と金属カチオンあるいは有機化合物との相互作用の証明

フルオロベンゼン6枚を構造単位とする化合物1とアルカリ金属カチオンとの錯体、またフルオロベンゼン4枚、エチレンオキサ鎖2つを持つ化合物2のカチオン錯体の結晶構造解析を行い、フッ素、酸素、窒素がカチオンに対して示す捕捉能の寄与をBrownの式によって見積もった。これより、2においてフッ素はカチオンの安定化に窒素よりも大きく、また酸素とは同等かより大きく寄与していることがわかった。化合物1の錯体ではカチオンがC-F単位でのみ安定化するという世界最初の例を示すことができた。さらに1,2のセシウム,タリウム錯体の^<19>FNMRではM^+【triple bond】Fのスピンカップリングが観測された。これはC-F【triple bond】M^+相互作用の決定的な証拠となった。NH_4+⊂1ではC-F【triple bond】M^+相互作用だけでなくC-F【triple bond】HN^+水素結合の有無に関しても検討した。溶液中でのIRおよび^1H, ^<19>F NMRスペクトルでは水素結合を示す明確な証拠は得られなかった。現在別の大環状化合物を合成し、C-F【triple bond】HN^+水素結合の有無について結論を出すべく検討している。C-F【triple bond】M^+相互作用はどのようなカチオンに対して働くかを調べるためにNMRを用いて種々の金属カチオンとの相互作用を調査した。その結果、ほとんどのカチオンでC-F【triple bond】M^+相互作用が観察された。別の実験によりC-F単位はカチオンに配位する能力は小さいことがわかり、双極子-カチオン相互作用がC-F【triple bond】M^+相互作用の主な原因であることがわかった。従って炭素に共有結合したフッ素原子(C-F単位)はすべてのカチオンと相互作用すると結論される。有機カチオンとの相互作用の有無を調べるために平面で比較的大きな空孔を持つ大環状化合物を合成した。現在これとトロピリウムカチオン、トリフェニルメチルカチオン、グアニジニウム塩などとの相互作用を^<19>FNMRを用いて検討したが、カチオン塩の溶解度が悪くうまく測定ができずはっきりした結果はでなかった。将来、C-F単位を持つ新しいリガンドを設計することで解決できると思われる。C-F...M^+相互作用の強さを定量的に見積もるためにアルカリ金属カチオンとフルオロベンゼン6つを構造単位とする化合物1との錯形成の熱力学的データを測定した。その結果、エンタルピー変化、ΔH値は-0.74-16.1kcal mol^<-1>であり、錯体が非常に安定であることがわかった。またフルオロベンゼン4つ、エチレンオキサ部位2つを持つ化合物2を合成してカチオン錯体の結晶構造解析を行い、フッ素、酸素、窒素がカチオンに対して示す捕捉能の寄与をBrownの式によって見積もった。さらに1,2のセシウム,タリウム錯体の^<19>F NMRではM^+...Fのスピンカップリングが観測された。NH_4^+⊂

1ではC-F...M^+相互作用だけでなくC-F...HN^+水素結合の有無に関しても検討した。その結果、結晶構造解析からはC-F...HN^+水素結合の可能性があるように思われたが、溶液中でのIRおよび^1H,^<19>F NMRスペクトルでは水素結合を示す明確な証拠は得られなかった。このC-F...M^+相互作用はどのようなカチオンに対して存在するのかをNMRを用いて種々の金属カチオンとの相互作用を調査した。1,2を用いた場合、イオン半径の小さなイオンや加水分解しやすいイオンでは錯体が不安定であるが、ほとんどのカチオンでC-F...M^+相互作用が観察された。従ってカチオンのソフトーハードの性質には関係しないようである。C-F単位はカチオンに配位する能力は小さく双極子-カチオン相互作用がC-F...M+相互作用の主な原因であると予測される。従って炭素に共有結合したフッ素原子(C-F単位)はすべてのカチオンと相互作用すると予想される。フルオロベンゼン6つを構造単位とする化合物1とアルカリ金属カチオンとの錯体とフルオロベンゼン4つ、エチレンオキサ部位2つを持つ化合物2のカチオン錯体の結晶構造解析を行い、フツ素、酸素、窒素がカチオンに対して示す捕捉能の寄与をBrownの式によって見積もった。これより、2においてフッ素はカチオンの安定化に窒素よりも大きく、また酸素とは同等かより大きく寄与していることがわかった。さらに1,2のセシウム,タリウム錯体の^<19>F NMRではM^+...Fのスピンカップリングが観測された。NH_4^+⊂1ではC-F...M^+相互作用だけでなくC-F...HN^+水素結合の有無に関しても検討した.溶液中でのIRおよび^1H,^<19>F NMRスペクトルでは水素結合を示す明確な証拠は得られなかった。現在別の大環状化合物を合成し、C-F...HN^+水素結合の有無について結論を出すべく検討している.C-F...M^+相互作用はどのようなカチオンに対して働くかを調べるためにNMRを用いて種々の金属カチオンとの相互作用を調査した.その結果、ほとんどのカチオンでC-F...M^+相互作用が観察された。別の実験によりC-F単位はカチオンに配位する能力は小さいことがわかり、双極子-カチオン相互作用がC-F...M^+相互作用の主な原因であることがわかった。従って炭素に共有結合したフッ素原子(C-F単位)はすべてのカチオンと相互作用すると結論される。有機カチオンとの相互作用の有無を調べるために平面で比較的大きな空孔を持つ大環状化合物を合成した.現在これとトロピリウムカチオン、トリフェニルメチルカチオン、グアニジニウム塩などとの相互作用を^<19>
超小型,超低充填量人工心肺システムのための脱血回路内内臓型膜型人工肺の開発

人工心肺回路の一部として用いることを目的として2種類の人工肺を開発した.ひとつは長軸型で(図ー1)ハウジング長280mm,ハウジング外径48mm,膜面積1.67m^2,膜充填率50%であり膜はポリプロピレン製ホロファイバ-(内径320μm,膜厚55μm,有孔率70%)を用い,ホロファイバ-内部をガスが通過し血液はホロファイバ-外部を潅流する外部潅流型形式とした.ガス交換及び圧損失の検定を行い表のような結果を得た.これよりさらに長い人工肺(ハウジング長600mm,ハウジング外径200mm,膜面積0.24m^2)を作製しガス交換能の検定を行ったが,血液流量増加時に炭酸ガス交換能が不足する傾向が出現し,目標とする炭酸ガス交換能を確保するためにガス流量を増加させるとホロファイバ-の微小細孔からのガスのリ-ク(バブリング)が極めて容易に発生した.この現象は長軸化によりホロファイバ-長も長くなったためガス流路側の圧損失増大に伴いガス側の圧上昇をきたすために発生するものと思われた.この現象は長軸化が進むほど発生しやすくなるため,この形状で十分なガス交換能をもつ人工肺を作製することは相当困難であることが予測された.そこでBOX型の人工肺を作製した(図ー2).充填量160mlと非常に小型であり遠心ポンプと併用することにより少ないスペ-スに設置可能で,回路を含めた総充填量を450mlまで節減し得た.性能は表に示す如くでありほぼ満足し得る性能がえられた.人工心肺回路の一部として用いることを目的として2種類の人工肺を開発した.ひとつは長軸型で(図ー1)ハウジング長280mm,ハウジング外径48mm,膜面積1.67m^2,膜充填率50%であり膜はポリプロピレン製ホロファイバ-(内径320μm,膜厚55μm,有孔率70%)を用い,ホロファイバ-内部をガスが通過し血液はホロファイバ-外部を潅流する外部潅流型形式とした.ガス交換及び圧損失の検定を行い表のような結果を得た.これよりさらに長い人工肺(ハウジング長600mm,ハウジング外径200mm,膜面積0.24m^2)を作製しガス交換能の検定を行ったが,血液流量増加時に炭酸ガス交換能が不足する傾向が出現し,目標とする炭酸ガス交換能を確保するためにガス流量を増加させるとホロファイバ-の微小細孔からのガスのリ-ク(バブリング)が極めて容易に発生した.この現象は長軸化によりホロファイバ-長も長くなったためガス流路側の圧損失増大に伴いガス側の圧上昇をきたすために発生するものと思われた.この現象は長軸化が進むほど発生しやすくなるため,この形状で十分なガス交換能をもつ人工肺を作製することは相当困難であることが予測された.そこでBOX型の人工肺を作製した(図ー2).充填量160mlと非常に小型であり遠心ポンプと併用することにより少ないスペ-スに設置可能で,回路を含めた総充填量を450mlまで節減し得た.性能は表に示す如くでありほぼ満足し得る性能がえられた.プロトタイプとして2種類の小型人工肺を試作した。A typeはハウジング長330mm,ハウジング外径24mm,膜面積0.47m^2,膜充填率60%でありB typeはハウジング長420mm,ハウジング外径19mm,膜面積0.30m^2,膜充填率60%である。膜はポリプロピレン製ホロファイバ-(内径320μm,膜厚55μm,有孔率70%)を用い、ホロファイバ-内部をガスが通過し血液はホロファイバ-外部を灌流する外部灌流型形式とした。牛血を用いた灌流実験を行いガス交換能を検定し表の様な結果を得た。A typeでは血流量500ml/min時の出口側の酸素分圧200mmHg以上,B typeでは血流量250ml/min時の出口側の酸素分圧400mmHg以上となり低流量時には十分な酸素化が得られた。しかしながら圧損失は血流量500ml/minでA typeでは300mmHg,B typeでは350mmHgに達したため脱血回路内に内蔵すると十分な流量が得られないものと懸念された。今後は高血流量時にも十分なガス交換能が得られ、かつ圧損失を少なくする方向で研究開発を進めていく必要がある。人工心肺回路の一部として用いることが出来る長軸型の人工肺を開発した.ハウジング長280mm,ハウジング外径48mm,膜面積1.87m^2,膜充填率50%であり,膜はポリプロピレン製ホロファイバ-(内径320μm,膜厚55μm,有孔率70%)を用い,ホロファイバ-内部をガスが通過し血液はホロファイバ-外部を潅流する外部潅流型形式とした.ガス交換能及び圧損失の検定を行い表のような結果を得た.【table】

血流量を増加させていくに従って酸素移動量は大きくなりこの点ではほぼ満足すべき性能が得られたが,炭酸ガス移動量は血流量を3.0l/minから5.0l/minに増やしても増加せず高血流量時に炭酸ガスのガス交換能が不十分であり更なる改良を要すると思われた.圧損失は高血流量時にも低値にとどまったが,脱血回路側に人工肺を組み込むと脱血が不十分となることが懸念されるため,人工肺を送血側に熱交換器を脱血側に配置すべきであろう.大型動物(ブタ,体重4060kg)を用いた潅流実験では,送血用ポンプとして遠心ポンプを用いることにより回路内総充填量を600mlまで節減することが可能となった.血液潅流量を1.04.0l/minまで変化させ各潅流時にガス交換能の評価を行ったところ検定実験とほぼ同様の結果が得られた.今後は高潅流量時の炭酸ガス交換能を改善させ,圧損失をもう少し下げる方向で研究開発を進め,回路および熱交換器を含めたシステムとして実用可能なものに改良していく所存である.昨年度開発した人工心肺回路の一部として用いることが出来る長軸型の人工肺(ハウジング長280mm,ハウジング外径48mm,膜面積1.87m^22)よりさらに長い人工肺(ハウジング長600mm,ハウジング外径200mm,膜面積0.24m^2)を作製しガス交換能の検定を行った。血液流量増加時に炭酸ガス交換能が不足する傾向が昨年と同様に出現し,目標とする炭酸ガス交換能を確保するためにガス流量を増加させるとホロファイバ-の微小細孔からのガスのリ-ク(バブリング)が極めて容易に発生した.この現象は長軸化によりホロファイバ-長も長くなったためガス流路側の圧損失増大に伴いガス側の圧上昇をきたすために発生するものと思われた.この現象は長軸化が進むほど発生しやすくなるため,この形状で十分なガス交換能をもつ人工肺を作製することは相当因難であることが予測された.そこで手術台上で使用可能なBOX型の人工肺を作製した(下図).充填量160mlと非常に小型であり遠心ポンプと併用することにより少ないスペ-スに設置可能で,回路を含めた総充填量を450mlまで節減し得た.性能は表に示す如くでありほぼ満足し得る性能がえられた.この人工肺は血液側の圧損失が低値であるため脱血側に設置することも可能であるが,遠心ポンプと組み合わせて使用した場合脱血側には陰圧がかかるため上記のようなバブリングの誘因となりうるので送血側に設置することが望ましいと思われる.
R&D活動の国際化に関する経済理論モデルの構築および経済分析

本研究では、R&D活動の国際化(多国籍企業による国外R&D拠点の設立)に関する理論モデルを構築し、理論分析を行った。企業のR&D活動が同国・同地域に立地する他企業の技術力を向上させるというスピルオーバー効果に着目し、スピルオーバー効果の存在が多国籍企業による国外R&D活動水準の決定、および外資誘致政策の経済厚生効果に与える影響を示したところが本研究の主要な貢献である本研究では、R&D活動の国際化(多国籍企業による国外R&D拠点の設立)に関する理論モデルを構築し、理論分析を行った。企業のR&D活動が同国・同地域に立地する他企業の技術力を向上させるというスピルオーバー効果に着目し、スピルオーバー効果の存在が多国籍企業による国外R&D活動水準の決定、および外資誘致政策の経済厚生効果に与える影響を示したところが本研究の主要な貢献である平成20年度は、平成19年度に日本国際経済学会で報告した研究論文「複占市場とR&D活動の国際化」を基に、外国企業のR&D活動の誘致政策に関する理論モデルを用いた分析を行い、その成果を日本国際経済学会(2008年10月12日於兵庫県立大学)と日本地域学会(2008年10月25日、於はこだて未来大学)において発表した。その内容は次のようなものである。多国籍企業が相互に子会社を相手国に設立している2国2多国籍企業モデルを考える。各企業はR&D活動に投入するためのR&D資源をあらかじめ保有しており、親会社と子会社にそれぞれ配分する。R&D活動にはスピルオーバー効果が存在しており、両企業は相手企業のR&D活動からのスピルオーバー効果による技術力の向上を目的に、子会社に配分するR&D資源の割合を決定する。このとき、両国政府は外国企業の子会社におけるR&D活動に補助金を支給する誘致政策を行うことによって、補助金支給額を上回る自国企業の利潤の増加を得ることが出来る。これは、外国企業の子会社におけるR&D活動が拡大すると、自国企業は子会社にR&D資源を配分することなく、より多くのスピルオーバー効果を外国企業から得ることが出来るようになるためである。さらに、両国政府が相手国企業のR&D活動を自国に誘致しようと、誘致競争を行う時、両国企業の子会社に配分するR&D資源の量はともに増加する。このことは、商企業間のR&D活動のスピルオーバー効果の拡大を通じて、両国に経済的利益をもたらすことになる。本研究の意義だが、外国企業のR&D活動の誘致政策に関する経済分析を行った研究がこれまでなかったことに加え、両国政府による誘致競争が、関税戦争のようなケースと異なり、両国にとって望ましい結果をもたらすことを示したところにある。研究結果は、ただいま『地域学研究』(査読付き学会誌)に投稿中である。本年度は、前年度に日本地域学会で報告した「外国企業のR&D活動誘致政策の経済分析」を同学会の論文誌『地域学研究』に投稿し掲載に至った。この論文は、企業の行うR&D活動が、競合他社の技術力の向上につながるというスピルオーバー効果に注目し、各国が相手国の多国籍企業のR&D活動を相互に誘致しあうことによって両国企業の技術力が向上し両国とも経済的利益を得ることができることを示したものである。本研究は、R&D活動の誘致政策の理論分析に関する初めての研究である。さらに、本研究では、関税や輸出補助金のような貿易政策と違い、R&D活動の誘致に関しては、各国の政策競争がスピルオーバーの拡大を通じて双方の経済的利益を拡大させるという興味深い結果を提示している。それ以外に、2本の学会報告を行った。一つは「多国籍企業の技術格差とR&D活動の国際化」である。この研究は、企業間の競争形態が企業間技術格差と企業のR&D活動の国際化の決定の関係に影響を与えることを示している。多国籍企業の国外R&D活動については、実証研究は数多くあるものの、理論研究はまだ少ない。本研究は、R&D活動の国際化の理論化に貢献しているものである。もう一つは、「企業間労働移動に伴うスピルオーバー効果と多国籍企業と現地企業のR&D活動」である。これは、現地企業への労働者の転職による技術流出リスク(スピルオーバー)が存在する時の、多国籍企業の現地市場におけるR&D活動の水準について分析したものである。結論として、多国籍企業と現地企業の技術格差が大きくなるほど、多国籍企業の現地におけるR&D活動の規模が大きくなることが示されている。また、現地政府の観点から見ると、多国籍企業が輸出市場向けの時には、現地企業へのスピルオーバーが発生しない方が、現地市場向けの場合にはスピルオーバーが発生した方が経済厚生上望ましいことが示されている。
血管弛緩を誘導する低分子ペプチドの生理とその発現機構の網羅的解明

塩基性低分子ペプチドによる血管機能改善作用には、カルモジュリンシグナルを介したCa2+関連シグナル系の遮断が関わっている可能性を見出してきた。血圧関連臓器に局在するカルモジュリン-Ca2+系を制御することにより、血管系疾患(動脈硬化、心肥大、腎不全)を予防する可能性がある。さらに、カルモジュリン-Ca2+系は炎症反応にも関与する報告があることから、塩基性低分子ペプチドは血管だけではなく、ほかの臓器においても炎症反応を抑制することが期待される。そこで、今年度は塩基性低分子ペプチドの抗炎症作用に関する詳細な知見の獲得を行った。1.ペプチドのカルモジュリン-Ca2+複合体形成阻害作用の解明これまで、塩基性ペプチドはカルモジュリンキナーゼII(CaMKII)を阻害することを明らかにしてきた。そこで、CaMKII活性化因子であるカルモジュリン-Ca2+複合体に着目し、ペプチドによる複合体形成阻害作用の実証を試みた。Ca2+特異的蛍光プローブFluo-4を用いてカルモジュリン-Ca2+複合体形成量を評価できるアッセイ系を構築し、ペプチドTrp-HisおよびHis-Trpは複合体形成を阻害することを明らかにした。さらに、水溶液系分子動力学シミュレーション法を用いたin silico解析の結果、Trp-HisおよびHis-TrpはカルモジュリンのCa2+結合部位と水素結合を介して安定的な複合体を形成することを初めて明らかにした。2.塩基性ペプチドを含む食品タンパク質の腸管炎症予防作用の実証塩基性アミノ酸を多く含む卵白タンパク質オボトランスフェリンを腸炎症モデルマウス(デキストラン硫酸ナトリウム誘導性大腸炎マウス)に投与した結果、体重減少の抑制、クリニカルスコアの改善、大腸短小化の抑制が確認された。さらに、オボトランスフェリンは大腸における炎症性サイトカインの産生を抑制していた。26年度が最終年度であるため、記入しない。低分子ペプチド(Trp-His)による血管弛緩作用の発現には、カルモジュリン(CaM)シグナルを介したCa^<2+>関連収縮シグナル系の遮断が関わっている可能性を見出してきた。血圧関連臓器に局在するCaM-Ca^<2+>系を制御することにより、血管系疾患(動脈硬化症、心肥大、腎不全)を予防する可能性がある。そこで、本研究では、血管をはじめとする血圧調節組織での生理機能を明示するために、活性ペプチドの構造要件、細胞内Ca^<2+>シグナル系抑制機構の網羅的解明を目的とした。今年度は、ペプチドとCaMの相互作用およびペプチドの抗炎症作用に関する詳細な知見の獲得を行った。1.ペプチドとCaMの相互作用解析ペプチドがCaMとCa^<2+>の結合を阻害する可能性があることに着目し、CaM-Ca^<2+>複合体を蛍光標識するアッセイ系を構築した。本アッセイ系により、血管弛緩ペプチド(Trp-His)が複合体形成を阻害することを明らかにした。現在、活性ペプチドの構造要件の解析を進めている。さらに、分子動力学計算プログラムAmber12を用いて、水環境下で安定なペプチドーCaM複合体を獲得した。現在、ペプチド結合部位・結合エネルギーのin silico解析を進めている。TNF-α刺激により得られる炎症系細胞において、Trp-Hisが炎症性サイトカインの産生を抑制することを明らかにした。ざらに、腸炎症モデルマウスにTrp-Hisを投与した結果、Trp-Hisによる炎症抑制作用が確認された。現在、ペプチドによる抗炎症作用の詳細なメカニズム解明を進めている。さらに、CaM-Ca^<2+>系は炎症反応にも関与する報告があることから、Trp-Hisは血管だけではなく、他の臓器においても炎症反応を抑制することが期待される。そこで、今年度は、血管弛緩性ペプチドの抗炎症作用に関する詳細な知見の獲得を行った。1.ペプチドの腸管炎症予防作用の実証(in vivo)ペプチドTrp-Hisを、腸炎症モデルマウス(デキストラン硫酸ナトリウム誘導性大腸炎マウス)に投与した結果、体重減少の抑制、クリニカルスコアの改善、大腸短小化の抑制が確認された。さらに、Trp-Hisは大腸における炎症性サイトカインの産生を抑制していた。これらのことより、ペプチドTrp-Hisは腸管炎症の予防作用を発現することを実証した。2.ペプチドの腸管炎症予防作用のメカニズム解明(in vitro)ヒト腸上皮細胞株を用いて、Trp-Hisの抗炎症メカニズムの解明を試みた。サイトカイン(TNF-α)刺激により炎症反応を誘導した細胞において、Trp-Hisは炎症性サイトカインIL-8の産生を抑制することを明らかにした。これまでの研究成果であるTrp-HisのCa^<2+>チャンネルブロック作用に着目し、Ca^<2+>チャンネルアゴニストとの競合試験を実施した。その結果、アゴニスト共存下で、Trp-Hisの抗炎症作用は減弱した。このことから、Trp-Hisの抗炎症作用メカニズムの一つとして、Trp-HisのCa^<2+>チャンネルプロック作用が関与していることを明らかにした。