hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国山東省の大陸衝突帯の下部地殻岩石の研究

上記の現地調査は平成6年秋・平成7年春の2回各2週間ずつ実施した。(1)平成6年秋の現地調査平成6年10月26日から11月9日まで日本側研究者5名(平島・榎並Wallisと大学院研究協力者2名)、中国側からは明国・葉凱・運転手2名・現地協力者2名と文部省の在外研究員として北京に滞在していた石渡が同行した。この調査から、山東省の下部地殻岩の産状を正確に把握するため、露出状況のよい海岸部の調査に重点をおいた。特に青島市東方の仰口海岸・乳山市南方の海陽所海岸では、500分の1の精密地質図の作成に成功した。(2)平成7年春の現地調査平成7年6日11日から6月25日まで日本側研究者6名(平島・榎並・石渡・Wallisと大学院研究協力者2名)、中国側からは葉凱・運転手1名・現地協力者2名が同行した。この調査では、青島市東方の仰口海岸・乳山市南方の海陽所海岸での補足調査と、平成6年度に未調査であった、山東省南部地域の代表的地域の地質調査を実施した。2.特筆すべき研究成果(1)仰口海岸仰口海岸から1992年の調査で変成花崗岩が見つかった。この露頭ではコース石エクロジャイトが出現することと、変成花崗岩の石英組織が西アルプスの超高圧変成花崗岩中の物に類似していた(Hijima et al.,1993)ので、再調査の実施が待たれていた。今回の野外調査と室内実験から、a)変成花崗岩はコース石を伴うエクロジャイトと密接に伴う。b)エクロジャイトと変成花崗岩の化学組成は連続的に変化するので、これらの岩石は初生的な火成複合岩体が変成したと考えられる。c)変成花崗岩とエクロジャイトは後退変成時に、その周囲から変形し、高圧の鉱物組合せを失い、低圧型の片麻岩に変化していく。ことなどが判った。仰口海岸で見つかった超高圧変成作用を被った、変成花崗岩はアジアで初めて世界で2例目である。その地質の詳細は、Wallis etalで国際誌に投稿した。(2)海陽所海岸海陽所半島にはオフィオライトが産するとの研究報告があったので、現地を訪れた。半島地域をくまなく調査したところ、半島の南端部の海岸で、塩基性の変成岩(ざくろ石角閃岩)が花崗岩質片麻岩に取り囲まれて、最大十m径のレンズ状あるいは層状に産していた。この産状は山東半島地域では一般的、オフィオライトの存在は認められなかったが、ざくろ石角閃岩の一部に輝石を認めたので、半島南端部の一部の露頭の精密地質図を作成した。その後の、室内実験で、比較的変形の弱いざくろ石角閃岩の中心部からa)鉱物組織解析からざくろ石角閃岩はグラニュイト相、エクロジャイト相角閃岩相の複変成作用を被ったこと。b)エクロジャイト相の変成条件は石英・アルバイトが安定な領域で生じており、他の山東半島の超高圧エクロジャイトとは形成条件が明瞭に異なること。などが明らかになった。この岩石は山東半島の高圧変成帯の成因を考察するために重要であるので、その論文化を急いでいる。国際研究集会など平成6年12月に坂野はアメリカ合衆国・スタンフォード大学で開催された超高圧変成岩の研究集会に参加し、これまでの日本側の研究成果を発表した。その際、中国科学院・従教授と室内実験の進め方を協議し、中国側から若手1名が3月-5月に来日した。平成8年3月に従教授を招待し、京都で日本側研究者とまとめの討論会をおこない、この2年間の成果を確認すると伴に、将来の研究方法について議論した。この露頭ではコース

石エクロジャイトが出現することと、変成花崗岩の石英組織が西アルプスの超高圧変成花崗岩中の物に類似していた(Hijima et al.,1993)ので、再調査の実施が待たれていた。今回の野外調査と室内実験から、a)変成花崗岩はコース石を伴うエクロジャイトと密接に伴う。b)エクロジャイトと変成花崗岩の化学組成は連続的に変化するので、これらの岩石は初生的な火成複合岩体が変成したと考えられる。c)変成花崗岩とエクロジャイトは後退変成時に、その周囲から変形し、高圧の鉱物組合せを失い、低圧型の片麻岩に変化していく。ことなどが判った。仰口海岸で見つかった超高圧変成作用を被った、変成花崗岩はアジアで初めて世界で2例目である。その地質の詳細は、Wallis etalで国際誌に投稿した。(2)海陽所海岸海陽所半島にはオフィオライトが産するとの研究報告があったので、現地を訪れた。半島地域をくまなく調査したところ、半島の南端部の海岸で、塩基性の変成岩(ざくろ石角閃岩)が花崗岩質片麻岩に取り囲まれて、最大十m径のレンズ状あるいは層状に産していた。この産状は山東半島地域では一般的、オフィオライトの存在は認められなかったが、ざくろ石角閃岩の一部に輝石を認めたので、半島南端部の一部の露頭の精密地質図を作成した。その後の、室内実験で、比較的変形の弱いざくろ石角閃岩の中心部からa)鉱物組織解析からざくろ石角閃岩はグラニュイト相、エクロジャイト相角閃岩相の複変成作用を被ったこと。b)エクロジャイト相の変成条件は石英・アルバイトが安定な領域で生じており、他の山東半島の超高圧エクロジャイトとは形成条件が明瞭に異なること。などが明らかになった。この岩石は山東半島の高圧変成帯の成因を考察するために重要であるので、その論文化を急いでいる。国際研究集会など平成6年12月に坂野はアメリカ合衆国・スタンフォード大学で開催された超高圧変成岩の研究集会に参加し、これまでの日本側の研究成果を発表した。その際、中国科学院・従教授と室内実験の進め方を協議し、中国側から若手1名が3月-5月に来日した。平成8年3月に従教授を招待し、京都で日本側研究者とまとめの討論会をおこない、この2年間の成果を確認すると伴に、将来の研究方法について議論した。平成6年10月26日から11月9日まで日本側研究者5名(平島・榎並・Wallisと大学院研究協力者2名)は中国山東省で下部地殻岩の現地調査を行った。中国側からは明国・葉凱・運転手2名・現地協力者2名と文部省の在外研究員として北京に滞在していた石渡が同行した。今回の現地調査は山東省の下部地殻岩の産状を正確に把握するため、露出状況のよい海岸部の調査に重点をおいた。特に青島市東方の仰口海岸・乳山市南方南方の海陽所海岸では、500分の1の精密地質図の作成に成功した。仰口海岸では1992年の調査で超高圧変成花崗岩が見いだされていた(Hijima et al,1993)。今回の調査で、変成花崗岩はエクロジャイトなどの超高圧変成岩などと一緒に複数のレンズ状岩塊として、花崗岩質片麻岩中に散在する様と変成花崗岩類が色々な程度に低圧の片麻岩に変化していく過程が観察できた。海陽所海岸では斜方輝石エクロジャイトとその周囲の花崗岩質片麻岩の関係を詳しく観察した。持ち帰った試料から構造岩石学的情報を読みとって、エクロジャイトの定着メカニズムの問題を解明する研究を実施している。平成6年12月に坂野はアメリカ合衆国・スタンフォード大学で開催された超高圧変成岩の研究集会に参加し、これまでの日本側の研究成果を発表した。その際、中国科学院・従教授と室内実験の進め方を協議し、中国側から若手1名が3月に来日することになった。
自己効力感の向上を目指すリメディアル英語教育－言語が話者へ与える影響の活用－

学習者の自己効力感を英語力と共に向上させる、という観点からの英語教育法を探るため、勤務大学での必修・選択英語を履修している学生、また短期の海外英語研修へ参加した学生を対象に調査を行った。英語へ苦手意識を持っている学生、また英語を必要と感じていない学生に対し、英語を使用することによる新しい自己像の獲得という言語アイデンティティ教育的なアプローチを学習者の動機付けに活用することを目指した。通常講義の履修者には、アンケートやインタビュー調査、またグーグルフォームを使用したルーブリック評価調査を行い、分析した結果を学会で発表した。短期海外英語研修参加学生に対しては、1セメスター15回の事前講義を行うと共に現地研修を引率し、学生の変化の様子を2週間間近で観察した。また参加学生を対象にアンケート調査とインタビュー調査を行い、使用言語が話し手に与える影響や、英語を使用することによる新しい自己像(L2 self)の獲得、自己効力感の向上、英語学習への意欲の変化、動機付けに関し、研究を進めた。さらに、毎年1年生から3年生までの全学生が一斉受験をし、クラス分けに使用している英語力診断VELCテストの参加学生のスコア推移に関し、分析調査を行い、結果を学会発表すると共に論文にまとめた。研究計画時点では、調査対象者として前回の調査のような社会人を含む一般の英語話者を想定していたが、今回の研究の最大の目的は学習者の自己効力感を英語力と共に向上させる点であることから、調査対象者を勤務校の必修・選択英語履修者と海外短期英語研修の参加者とした。研究の進捗状況としては、おおむね順調に進展していると言える。平成31年度は研究計画書にあるように、二言語習得と二文化習得に関する調査、分析を進めると共に前年度に引き続き、学生の英語力と共に自己効力感の向上を目指す英語教育法を探る。正課授業外の英語カフェ等のイベント、また海外から本学に来る留学生との交流等、英語使用場面を多く提供することにより学生の英語に対する心持ちがどのように変化するかに関しても調査を行う。また、平成31年度も前年同様海外短期英語研修に同行し、参加する新たな学生を対象に調査を行い、前年度の結果との比較、分析を行う。英語力診断テストに関しても前年同様、研修前後でのスコアの比較と分析を行う。同時に、様々な要因で海外短期英語研修に参加が叶わない学生を対象に開講する、国内での類似研修、講義の参加学生に対し、同様の調査を行い、結果の比較、分析を行う。今年度は当初の予定よりインタビュー調査を依頼した対象者数が少なかったため、謝金が予定より少ない結果となった。次年度の調査に活用する予定である。
腹腔鏡下手術支援用マスタースレーブ一体型ロボティック鉗子の開発

腹腔鏡下による手術は腹壁に開けた数mm程度の孔から内視鏡や鉗子を挿入して行なう術式で,患者に対して早期回復が期待できるという大きな利点がある.しかし,鉗子が孔の拘束を受けるため,操作が直感的でなく,不慣れのための医療事故も多く報告されている.そこで本研究では,鉗子先端に自由度を付加したロボティック鉗子の開発を行っており,鉗子の特異点付近における操作性を向上させることが本研究の目的である.鉗子先端の自由度配置は,安全性と操作性を考慮した結果,Roll-Yaw-Roll構造(以下RYR構造)とした.RYR構造では縫合時の湾曲針の刺入が容易であるがYaw角が0度のとき特異姿勢となり,操作性が悪くなる.そこで鉗子本体のRoll回転をDCサーボモータでアシストする機構を開発した.これは,マスターに加わる力の大きさと方向を検出し,縮退方向へもYaw軸の自由度を利用して動かすことができるように,Roll回転をモータでアシストするというものである.その際,手元のRoll回転はアシストされた根元のRoll回転とは反対方向に同じ角度だけ回転するため,把持部の姿勢は変化することはなく,直感的な操作が可能となる.本研究では,さらに力覚呈示を行なうための基礎実験システムの開発も行なった.これは鉗子先端と鉗子手元の寸法が異なるため,サイズの大きく異なるマスタースレーブアームにおける力伝達性能の確認を行なうものである.自由動作時と臓器を把持している接触動作時を状態推定器で判定し制御モードを切り替えることにより違和感のない力伝達を行なった.またシステムを構築し力呈示の基礎実験を行なうことにより本手法の有効性の確認を行なった.腹腔鏡下による手術は腹壁に開けた数mm程度の孔から内視鏡や鉗子を挿入して行なう術式で,患者に対して早期回復が期待できるという大きな利点がある.しかし,鉗子が孔の拘束を受けるため,操作が直感的でなく,不慣れのための医療事故も多く報告されている.そこで本研究では,鉗子先端に自由度を付加したロボティック鉗子の開発を行っており,鉗子の特異点付近における操作性を向上させることが本研究の目的である.鉗子先端の自由度配置は,安全性と操作性を考慮した結果,Roll-Yaw-Roll構造(以下RYR構造)とした.RYR構造では縫合時の湾曲針の刺入が容易であるがYaw角が0度のとき特異姿勢となり,操作性が悪くなる.そこで鉗子本体のRoll回転をDCサーボモータでアシストする機構を開発した.これは,マスターに加わる力の大きさと方向を検出し,縮退方向へもYaw軸の自由度を利用して動かすことができるように,Roll回転をモータでアシストするというものである.その際,手元のRoll回転はアシストされた根元のRoll回転とは反対方向に同じ角度だけ回転するため,把持部の姿勢は変化することはなく,直感的な操作が可能となる.本研究では,さらに力覚呈示を行なうための基礎実験システムの開発も行なった.これは鉗子先端と鉗子手元の寸法が異なるため,サイズの大きく異なるマスタースレーブアームにおける力伝達性能の確認を行なうものである.自由動作時と臓器を把持している接触動作時を状態推定器で判定し制御モードを切り替えることにより違和感のない力伝達を行なった.またシステムを構築し力呈示の基礎実験を行なうことにより本手法の有効性の確認を行なった.本研究では,異構造一体型マスタースレーブシステムの開発を行ってきた.これはマスター部およびスレーブ部の最適な自由度配置に関するものである.まず,ロール・ピッチ・ヨー構造およびロール・ヨー・ロール構造のスレーブを開発し,異構造化にともなう特異点問題を解決した.具体的には特異点において複数の解が存在することを利用して斜めからでも滑らかに通過できるようにした.すなわち,縮退した方向の速度を含む特異点の通過を可能にした.また,縮退方向に関してはスレーブ部のヨー角の更新だけを一時的に止めることで解決を図った.あらゆる角度から滑らかに通過する事で特異点を気にせずに操作でき,その付近で急に方向を変えた時もスレーブ部はマスター部に追従する.そして,縫合タスクを行い本マニピュレータの有用性を実証した.しかし,ロール・ピッチ・ヨー構造のスレーブに関しては縫合を実現することができなかった.加工精度の関係で腹腔鏡下手術用の細い針をうまくもてなかったこと,把持するためのトルクが足りず針が滑ってしまったことがその原因である.今後把持する時だけ減速できるような機構を付加する必要がある.また,より簡単に縫合をできるようにロール・ヨー・ロール構造のスレーブに関しては手先のロール角の可動範囲,ロール・ピッチ・ヨー構造のスレーブに関してはピッチ角の可動範囲を広げる必要がある.ロール・ピッチ・ヨー構造のスレーブにおいてピッチ角の可動範囲を広げた場合,この構造における特異点問題も解決していく必要が生じる.そして,ロール・ヨー・ロール構造のスレーブでの特異点付近での運動に関しては,実験の考察で提案したように時間的な閾値の切り替えを導入することで操作性をさらに向上できた.腹腔鏡下手術とは腹壁に10mm程度の孔を開け,そこから腹腔鏡や鉗子を挿入して行う術式である.この術式は,患者に対して低侵襲であるという大きな利点がある.

その一方で,鉗子が孔の拘束を受けるため,鉗子の自由度が減少し,術者には高度な技術が要求される.本研究は,この問題を解決するために,腹腔内に自由度を付加した一体型マニピュレータの開発を行っており,一体型マニピュレータの特異点付近における操作性を向上させることが本研究の目的である.スレーブの自由度配置は,安全性と操作性を考慮した結果,Roll-Yaw-Roll構造を用いることに至った.なお提案手法の評価を行いやすくするためスレーブは実機を用いず,OpenGLにより仮想空間内に再現した.Roll-Yaw-Roll構造ではYaw角が0度のとき特異姿勢となり,操作性が悪くなる.この特異姿勢での操作性を向上させるために,根元のRoll回転をモータでアシストする機構を開発した.これは,マスターに加わる力の大きさと方向を検出し,縮退方向へもYaw軸の自由度を利用して動かすことができるように,根元のRoll回転をモータでアシストするというものである.その際,手元のRoll回転はアシストされた根元のRoll回転とは反対方向に同じ角度だけ回転するため,把持部の姿勢は変化することはなく,直感的な操作が可能となる.本研究では,さらにマスターとスレーブ部を意構造としたシステムの開発を行った.これはマスター部およびスレーブ部の最適な自由度配置に関するものである.まず,ロール・ピッチ・ヨー構造およびロール・ヨー・ロール構造のスレーブを開発し,異構造化にともなう特異点問題を解決した.具体的には特異点において複数の解が存在することを利用して斜めからでも滑らかに通過できるようにした.すなわち,縮退した方向の速度を含む特異点の通過を可能にした.鏡視下による低侵襲手術は胸壁や腹壁に10mm程度の孔を開け,そこから内視鏡や鉗子を挿入して行う術式である.この術式は,患者に対して早期回復が期待できるという大きな利点がある.その一方で,鉗子が孔の拘束を受けるため,鉗子の自由度が減少し,術者には高度な技術が要求され,不慣れのための医療事故も多く報告されている.そこで本研究では,この問題を解決するために,腹腔内に自由度を付加した一体型マニピュレータの開発を行っており,一体型マニピュレータの特異点付近における操作性を向上させることが本研究の目的である.鉗子先端のスレーブ部の自由度配置は,安全性と操作性を考慮した結果,Roll-Yaw-Roll構造とした.Roll-Yaw-Roll構造では縫合時の湾曲針の刺入が容易であるがYaw角が0度のとき特異姿勢となり,操作性が悪くなる.この特異姿勢での操作性を向上させるために,根元のRoll回転をモータでアシストする機構を開発した.これは,マスターに加わる力の大きさと方向を検出し,縮退方向へもYaw軸の自由度を利用して動かすことができるように,根元のRoll回転をモータでアシストするというものである.その際,手元のRoll回転はアシストされた根元のRoll回転とは反対方向に同じ角度だけ回転するため,把持部の姿勢は変化することはなく,直感的な操作が可能となる.本研究では,さらに力覚呈示を行なうための基礎実験システムの開発も行なった.これは鉗子先端と鉗子手元の寸法が異なるため,サイズの大きく異なるマスタースレーブアームを開発し,違和感のない力伝達の基礎実験を行なった.
ユニバーサルマルチメディアアクセスに関する研究

本研究の目的は、利用者の能力、情報端末、ネットワークや負荷状況の違いを考慮したマルチメディア情報の提供である。本研究では3つのスイッチング機能(ユーザインタフェーススイッチング、メディアスイッチング、QoS制御)を適用したマルチメディア情報の提供手法の有効性を評価するため、各機能に対応した観光コンテンツの構築と評価を行った。この結果、以下の知見を得た。(1)利用者のコンピュータスキルと情報端末によってわかりやすいメディアと操作方法が異なる。(2)メディアスイッチングはメディアの組み合せによって有効性が異なる。(3)QoS制御はビデオの品質を劣化させる場合に許容範囲がある。本研究の目的は,利用者の能力,情報端末,ネットワークや負荷状況の違いを考慮したマルチメディア情報の提供である。本研究では3つのスイッチング機能(ユーザインターフェーススイッチング,メディアスイッチング,QoS制御)を動的に切り替えて適用するマルチメディア情報の提供手法に対応した観光コンテンツの構築を行い,アンケート調査による評価を行った。平成24年度は利用者のコンピュータスキルや情報端末に適切なユーザインタフェースについて明らかにするため,操作方法とメディアが異なる9種類のコンテンツを構築し,PCとタブレット端末を使用し、「表示内容のわかりやすさ」と「操作のわかりやすさ」について、10代から90代までの426名の方々を対象としてアンケート調査を行った。また,各コンテンツ再生時のCPU負荷とネットワーク負荷を評価した。以上の評価の結果,以下の点が明らかになった。(1)一般利用者(ホームページの閲覧が可能な利用者)からわかりやすいと返答された割合が多いコンテンツは画像とテキストの組み合せであり,わかりにくいと返答された割合が多いコンテンツは解像度や入力装置によって異なる。(2)情報弱者(コンピュータの起動を含めたアンケート調査の設問がわからない利用者)からわかりやすいと返答された割合が多いコンテンツはPCでは画像とテキストの組み合せおよび動画であり,タブレット端末では放送型動画のみである。(3)一般利用者がわかりにくいと返答した割合の多いコンテンツはタブレット端末では検索型テキストであり,スマートフォンでは放送型テキストおよび放送型動画である。(4)情報弱者がわかりにくいと返答した割合の多いコンテンツはタブレット端末で閲覧した検索型テキストである。これらは多種多様な利用者や情報端末に効果的にマルチメディア情報を提供する上で重要な知見であり,国内研究会2編,国際会議3編にまとめている。従来研究では操作方法とメディアが異なる12種類のコンテンツについてアンケート調査を行ってきたが,学内外のイベントや学会等でデモンストレーションにより意見収集を行った結果,9種類のコンテンツに統廃合し,10代から90代までの幅広い年齢の方々を対象として再評価を行った。また,メディアスイッチングとビデオを対象としたQoS制御に関するコンテンツを構築した.これらのコンテンツについてアンケート調査による評価を行った結果,次の知見を得た。(K1)選択操作を主体としたユーザインターフェーススイッチングはタブレット端末と親和性が高く,操作説明を受ける事で90代の方でも利用可能である。(K2)テキストを主体としたコンテンツはわかりにくい傾向にある。(K3)メディアスイッチングはビデオや画像とテキストの組み合せた他のメディアへの変更では有効であるが,テキストから他のメディアへの変更ではあまり好まれない傾向にある。(K4)ビデオを対象としたQoS制御においてオリジナルデータからフレームレートやフレームサイズを劣化させる場合には許容範囲がある。これらは多種多様な利用者や情報端末に効果的にマルチメディア情報を提供する上で重要な知見であり,国内研究会1編,国際会議4編,査読付論文1編にまとめている。平成24年度は申請時予定していた(H24ー2)メディアスイッチングの予備評価用コンテンツの構築,(H24ー3)予備評価用コンテンツの公開と意見収集,(H24ー4)評価用コンテンツの構築は実施済みであり,従来研究の鹿児島県景勝地のコンテンツをもとに,ユーザインターフェーススイッチングとメディアスイッチングに対応した予備評価用コンテンツの構築,オンライン公開,学内外のイベント等で展示を行い,コンピュータスキルが比較的高い利用者からの意見収集を行った。さらに,申請時の計画に記載していなかったQoS制御による効果を検証するためのビデオコンテンツを前倒しで構築し,その予備評価を行った。これらの実行後にオンライン公開用のサーバートラブルが発生し,この対処に時間をとられたため,(H24ー1)ユーザインタフェースに対応したコンテンツの拡充については遅延が発生している。現在は,別サーバへ従来コンテンツの移植と平成23年度に収集した観光地(札幌,函館,十和田湖,京都,天橋立)の動画の編集が完了したところであり,平成25年度に予定していた評価に向けて準備をしている段階である。

平成25年度はまず昨年度の積み残しである(H24ー1)ユーザインタフェースに対応したコンテンツの拡充を実施した上で,(H25ー1)ユーザインタフェーススイッチングとメディアスイッチングの評価を実施,(H25-2)メディアスイッチングの効果的な適用方法の検討を行う。これらの評価ではオンラインアンケートによる評価とアンケート用紙による評価を併用し,幅広い利用者層を対象として(1)情報端末の種類と利用者に好まれるメディアの種類との関連性,(2)コンテンツの再生中にメディアの種類を変更することに対する許容範囲(対象者による違い,メディアの種類による違い,メディアの種類を変更する時間間隔による違い,コンテンツによる違い)について調査する。さらに,ここまでで得られた知見に基づいてメディアスイッチングの効果的な適用方法を検討し,メディアスイッチング機能を導入したソフトウェアの設計・開発・評価を行う。特に,コンピュータスキルが低い被験者からの評価をできるだけ多く得るため,申請時の計画通り資格講座の担当企業(この企業はIT研修や講師派遣を主事業とし,近年では福岡県の雇用対策事業を継続的に受託している)にアンケート調査を委託する。平成25年度の研究経費の主要なものはアンケート調査に協力をお願いする資格講座担当企業への謝金(500,000円),アンケート調査用タブレットPC(50,000円×5台),研究成果を国内外の学会で発表するために係る経費(国内100,000円,国外300,000円)であり,残額はコンピュータ関連の消耗品,論文別刷り代,通信費として使用する。
ディラック作用素とクリフォード代数の一般化と諸分野への応用

ディラック作用素を一般化した共形共変一階微分作用素を幾何学、解析学の視点から考察することが本研究の目的である。昨年度の研究でケーラー多様体上ユニタリ群不変一階微分作用素の表象がユニタリ群の普遍展開環と関係し、ボホナー-ワイゼンベック公式(以下,BW公式)が高次カシミール元の関係式に対応することを示した。今年度は、まず、その応用としてケーラー多様体上正則同伴ベクトル束の正則切断に対するいくつかの消滅定理を与えた。次に、同様の議論を直交群に対して行い、リーマン多様体上の共形共変一階微分作用素に対するBW公式を非常に簡明な形ですべて書き下した。ここで普遍展開環の高次カシミール元の関係式とBW公式が一対一対応することは注目すべき結果であり、各微分作用素に対するBW公式はすべて「普遍ボホナーワイゼンベック公式」なるものから導かれる.また、この結果はT.BransonによるBW公式に別証明を与えることにもなり、問題の本質を捉えたものになっている。次に古典群がC型の場合を考察し同様の結果を与えた。すなわち超ケーラー多様体上のシンプレクティック群不変一階微分作用素に対するBW公式を書き下した。以上の研究成果について国際会議などで発表を行い、論文を学術雑誌に投稿中である。さて、これら研究成果を踏まえると、微分作用素の楕円性についても表現論の視点から解釈できることがわかる。また、楕円型共形共変一階微分作用素に対する局所指数定理のGetzler流の証明が可能であることも示唆される。これらに関しては現在研究中である。ディラック作用素や外微分作用素の一般化である共形共変一階微分作用素を幾何学、大域解析学に応用することを本研究の目的としている。それには、ディラック作用素がそうであったように、作用素の表象が持つ代数構造から調べるべきであろう。共形共変微分作用素は直交群不変微分作用素であるが、表現論的な視点からいえば、直交群よりユニタリ群の方が簡明である。そこで、まずユニタリ群不変一階微分作用素の表象が持つ代数構造を考察した。これら微分作用素はケーラー幾何において重要な役割を果たすものである。第一の研究成果は、A型普遍展開環上のある対合的自己同型写像など用いることで、表象の代数構造を高次カシミール作用素の多項式により完全に記述したことである。この結果自体、表現論や不変式論に応用があるように思われる。第二の研究成果は、表象構造に関する結果から、ケーラー多様体上の同伴束において成立するワイゼンベック-ボホナー型公式を全て書き下したことである。応用として、様々な消滅定理やケーラースピン多様体上ディラック作用素の固有値評価および一般化を得る。第三の成果は、上記のケーラー幾何に対する考察から、当初の目的であった共形共変微分作用素の表象構造を具体的に書き下したことである(幾分改良の余地があるが)。さて、同様の考察を超ケーラー幾何や四元数ケーラー幾何での不変微分作用素に対して行うことも可能であろう。また表象構造に関する結果を用いて、不変微分作用素の零固有空間及び指数と多様体の幾何構造との関係を調べることも可能と思われる。これらに関しては現在、研究中である。
ガラクト脂質，スフィンゴミエリンによる炎症とミトコンドリア機能の制御

スフィンゴ脂質は生体膜構成脂質であるが細胞内・細胞間のシグナル分子としても働く。本研究では、炎症に重要な細胞質型alphaホスホリパーゼA2活性に対するスフィンゴ脂質の役割、セラミドキナーゼなどの制御機構、これら酵素に対するガラクトース結合型スフィンゴ脂質などの作用を解析した。1)ミトコンドリア局在を示す脂質カルジオリピンがセラミドキナーゼと直接結合し活性を調節している、2)ガラクトース結合型脂質ラクトシルセラミドが細胞膜NADPHオキシダーゼを介してホスホリパーゼA2を活性化している、3)セラミドキナーゼノックアウトマウスでは薬剤誘導性大腸炎の悪化を亢進させるなどを明らかにした。交付申請書に記載した,平成26年度の研究実施計画に従って研究を実施した.1)ガラクトース結合型スフィンゴ脂質のcPLA2alpha,セラミドキナーゼ制御機構の解析と薬理作用の解析を行った結果,以下のことを見出した.ガラクトシルセラミド(GalCer)やスルファチド(HSO3-GalCer;硫酸基が結合したガラクトシルセラミド)はcPLA2alphaを介したアラキドン酸放出を制御しなかった.ラクトシルセラミド(Gal-Glc-Cer)は,細胞膜ラフト領域でNADPHoxidaseを活性化して活性酸素を発生させ,PKC/ERKなどの活性化を介して,cPLA2alphaをリン酸化して活性化することを明らかにした.また,スルファチドはセラミドキナーゼに直接結合し活性を抑制することを見出した.スルファチドはセラミドキナーゼのPHドメインに強く結合したが,PHドメインを欠損させた酵素にも結合した.2)スフィンゴミエリン合成酵素の発現,活性制御機構の解析を行った結果,細胞膜からのエンドサイトーシス経路を活性化させるとSrc型チロシンキナーゼの活性に依存したスフィンゴミエリン合成が上昇することを見出した.A549肺がん細胞においてもスフィンゴミエリン合成の上昇にチロシンキナーゼ系が関与していた.また,スフィンゴミエリンが細胞膜の表層で,外来性酵素に対する感受性を調節していることを明らかにした.3)活性制御能を有する合成スフィンゴ脂質誘導体の解析に関しては,現在,各種の誘導体合成を進めている途中である.4)スフィンゴ脂質変動による潰瘍性大腸炎病態の影響に関して,摘出した下部消化管をセラミド処置,炎症性サイトカインであるtumor necrosis factor-alpha処置の効果を検討した.セラミド処置で神経性収縮反応が減弱する傾向があったが,有意ではなかった.交付申請書に記載した平成27年度の研究実施計画に従って研究を実施した.1)ガラクトース結合型のラクトシルセラミド(LacCer)が,細胞膜上で多量体形成を起こしPKC/MEK/ERK系を介したcPLA2alphaのリン酸化による活性化経路を作動させていることを明らかにした.これまでの研究条件では,LacCerがセラミドキナーゼ活性を変化させなかった.2)スフィンゴミエリン(SM)が細胞膜上で分泌型PLA2によるアラキドン酸生成を抑制することを見出した.この現象は内在性のSMを変動させた場合にも観察され、生理的な条件下でも起こっていることが示された.また分泌型PLA2による細胞死もSM含量で変動した.3)cPLA2alpha,セラミドキナーゼ,SM合成酵素の活性制御能を有する合成スフィンゴ脂質誘導体の合成・探索を継続して行っている.この研究の遂行中に,2種類の異なった蛍光発色団を有するセラミド誘導体を作成できた.4)スフィンゴ脂質変動による潰瘍性大腸炎の病態軽減の可能性を,セラミドキナーゼノックアウトマウス(CerK-/-)と正常マウスを用いて比較検討した.潰瘍性大腸炎誘導薬DSSを経口投与し,両群の大腸炎発症,並びに進行速度を比較した結果,大きな変化は見られなかった.潰瘍発症前の正常時に両群マウスの下向結腸を摘出し,縦走性平滑筋の運動機能を比較した結果,CerK-/-群では電気刺激による一酸化窒素(NO)を介した弛緩反応の減弱傾向が観察された.発症時には両群とも弛緩反応も収縮反応も減弱していた.5)ミトコンドリアにおけるスフィンゴ脂質の機能解析を行った結果,ミトコンドリアに多く存在する脂質カルジオリピンがセラミドキナーゼと直接結合し、その活性を濃度に依存して正と負に調節することを見出した.細胞レベルのカリジオリピン量を減少させるとセラミドー1ーリン酸の生成が減少した.他のスフィンゴ脂質のレベルには大きな影響がなかった.交付申請書に記載した研究の達成度に関する自己点検,評価ではおおむね順調に進展していると考えている.昨年度から進めているラクトシルセラミドによるcPLA2alpha活性化機構の解析を詳細に進め,英文論文作成に向けた結果を集積中である.2)のテーマに関して,分泌型PLA2による細胞死がスフィンゴミエリン含量で変動したことから,スフィンゴミエリンが神経細胞死や免疫担当細胞の生存などを制御している可能性が考えられた.幾つかの細菌毒素はPLA2活性を有しており,また物理的に破壊された細胞からはPLA2が放出され,これらPLA2が細胞死に関与していると推定されている.また,細菌の細胞内侵入やウイルス感染にもスフィンゴミエリン含量やアラキドン酸が関与していることから,本研究は細胞死,感染などの生命現象の解明に有用であると考えている.3)の研究で見出された2種類

蛍光発色団を有する新規化合物が作成できたことは今後の細胞内でのセラミド代謝を研究するうえで有用であると考えている.またcPLA2alpha,セラミドキナーゼ,スフィンゴミエリン合成酵素の活性制御を目的としたスフィンゴ脂質誘導体の作成は,ライブラリー構築に向けて数を増加させている.セラミドキナーゼノックアウトマウスを用いた潰瘍性大腸炎モデル動物の解析では大きな差異が観察されなかった。今後,さらに発症レベルを変動させた場合での差異検討が必要である.5)の研究において,カルジオリピンによるセラミドキナーゼの直接的結合を明らかにできたことは大きな成果であると考えている。ミトコンドリアにおけるカルジオリピンの新しい生理機能の解明などに大きな手掛かりを与えると考えている.平成28年度研究実施計画に従って研究を遂行した。1)ガラクトース結合のラクトシルセラミドがNADPHオキシダーゼを活性化し活性酸素を生成させリン酸化シグナルを介してcPLA2 alphaを活性化することを明らかにした。ガラクトース結合脂質やスフィンゴミエリン(SM)はセラミドキナーゼ活性を変化させなかった。2)SM合成酵素の発現、活性制御機構の解析とSMの薬理作用を解析した。細胞をTNFalphaやTGFbeta-1などで処理した場合に、SM合成酵素の発現及び活性に変動は観察されなかった。セラミドキナーゼを遺伝子導入した細胞や、活性型Srcを強制発現させた細胞においてもSM合成酵素の発現や活性は変化しなかった。SM合成酵素は安定的に機能していると推定された。3)cPLA2alpha, SM合成酵素、セラミドキナーゼ活性制御能を有するスフィンゴ脂質誘導体の解析を行った。三種の酵素に関して、連携研究者が作成したスフィンゴ脂質関連化合物ライブラリーを解析した。従来の阻害薬以上の活性を有する化合物は得られなかった。新規に作成した二つの蛍光団(緑色NBDと赤色BODIPY)を有するセラミドの薬理作用を検討したところ、SM合成酵素により代謝されるが、セラミドキナーゼによっては代謝されない化合物を見出した。4)セラミドキナーゼノックアウトマウスにデキストラン硫酸含有水を摂取させ潰瘍性大腸炎の発症度を正常マウスと比較した。セラミドキナーゼノックアウトマウスでは、生存率の低下傾向が観察された。同様な傾向が大腸の組織切片染色、リンパ球浸潤からも観察された。5)ミトコンドリアに多く存在するカルジオリピンとセラミドキナーゼのミトコンドリアでの共存を検出しようと試みた。今回の蛍光標識セラミドキナーゼの細胞内局在の検出法でははっきりとした実証が得られなかった。スフィンゴ脂質は生体膜構成脂質であるが細胞内・細胞間のシグナル分子としても働く。本研究では、炎症に重要な細胞質型alphaホスホリパーゼA2活性に対するスフィンゴ脂質の役割、セラミドキナーゼなどの制御機構、これら酵素に対するガラクトース結合型スフィンゴ脂質などの作用を解析した。1)ミトコンドリア局在を示す脂質カルジオリピンがセラミドキナーゼと直接結合し活性を調節している、2)ガラクトース結合型脂質ラクトシルセラミドが細胞膜NADPH
マイクロRNA-143、145の発癌への関与

miR-143、-145、-34aは共に大腸腺腫・癌細胞において低発現であり、がん抑制遺伝子として機能している。がん細胞ではこれらのマイクロRNAの転写に異常があることが明らかになった。これらをがん細胞に導入すると増殖が抑制され、アゴニストとして治療に応用できる可能性がある。大腸癌において約70%の患者においてmiRNA-143-145の発現が著明に低下していることが明らかになった。さらに大腸腺腫でも両マイクロRNAの発現低下が高頻度に観察された。興味あることに腺腫のうち径が1cm以下の腫瘍においても同様の頻度で発現低下がみられた。つまり、miRNA-143-145の発現低下が腫瘍形成の初期の遺伝的事象であることが考えられた。また、胃癌症例を検討した結果、大腸腫瘍と同様にmiRNA-143-145の発現が著明に低下していることが明らかになった。このことからmiRNA-143-145の発現低下は消化管腫瘍に共通の異常であることが示された。miRNA-143-145の大腸癌細胞DLD-1細胞への導入実験からこれらのマイクロRNAが癌抑制マイクロRNAとして機能していることが判明した。その機序に関してはmiRNA-143が増殖関連のERK5を標的にしていることが確認された。発現低下の病因として細胞死を誘導するとこれらのマイクロRNAの発現が上昇することから両マイクロRNAの転写異常が最も考えられた。miRNA-143を用いて坦癌ヌードマウスに腫瘍内投与および全身投与を行なった結果、いずれも腫瘍縮小効果を認めた。薬剤搬送システムとしてはリボゾーム(HSS;LipoTrust)を用いた。腫瘍部位においてもmiRNA-143のレベルの上昇が観察された。全身投与での効果はマイクロRNAでは世界ではじめての報告である。我々はこれまでに(1)大腸癌の多くの症例(約70%)においてmiRNA-143、-145の発現が著明に低下している(研究業績論文(1)(17))。さらにmiRNA-143、-145が癌抑制マイクロRNAとして機能していることが判明した(論文(1)(3)(4)(13)(17))。大腸腫瘍のポリープにおいても約70%の症例において発現の低下がみられ、miR-143、-145が腫瘍形成の早期に関与していることが明らかになった(論立(1))。(2)miR-143低発現による発癌機序の1つとしてmiR-143が増殖関連のERK5を標的にしていることが確認された、その他Akt、Fibronectinが示唆されている(論文(1)(3)(4)(13)(17))。(3)miR-143、-145はヒト染色体5番q33に局在し、1.7kbしか離れていない。組織の発現様式から、同じprimary miRNAとして転写されると考えている。最近、これらが同じホスト遺伝子に局在していることを確認した(図1参照、論文(1))。(4)miR-143の2本鎖のパッセンジャー鎖の構造を変えて効果を検討した結果、3'側の2カ所のミスマッチをマッチさせた5'側openな構造が最も細胞増殖抑制活性が強かった。RNase耐性の検討では3'側にベンゼン-ピリジン(BP)を修飾した修飾miR-143BPが市販のものより6-8倍安定であった。BPが疎水性アミノ酸の多いAgo2のPAZドメインに入ると考えられており(SongJJ, et al.Curr.Opin.Struct.Biol, 2006)(図2参照)、BP修飾により活性が上昇すると考えられた(論文(1))。(5)BP修飾miRNA-143、-145を用いて坦癌ヌードマウスに腫瘍内投与および全身投与を行なった結果、in vitro同様いずれも腫瘍縮小効果を認めた。薬剤搬送システムとしてはリボゾーム(HSS ; LipoTrust)を用いた。miR-143BPの全身投与による効果はマイクロRNAでは世界ではじめての報告である。(論文(1))(図3参照)miR-143、-145は大腸癌のみならず乳癌、肺癌、胃癌、前立腺癌、子宮頸癌、B細胞腫瘍などで発現が低下しており、多くの癌において共通のがん抑制マイクロRNAであることが示された。我々はこれまでに大腸腺腫(87例)、癌(89例)、さらに家族性大腸ポリポーシスの患者6例の腫瘍サンプルからmiR-143、-145、-34aの発現が低下しており、がん細胞の増殖に関与する複数のカスケードに対して抑制的に働くことを明らかにしてきた。miR-143、-145、-34aは多くのがんでがん抑制遺伝子として働いているため、アゴニストとして投与すれば各種の癌で治療効果が期待できる。我々はmiR-143、-145が坦癌ヌードマウスにおいて全身投与にて腫瘍縮小効果を示したことを報告した(Cancer Gene Ther, 2010 ; Mol Ther, 2010)。

我々は大腸腫瘍のみならず胃癌においてもmiR-143 -145の発現が低下していることを報告した(Oncology, 2009)。これまでの報告から、消化管腫瘍で特に高頻度に発現低下していることが明らかになってきた。miR-145の遺伝子座の上流にはp53の結合領域があり(Schdeva M, et al. Proc Natl Acad Sci USA, 106 ; 3207-12, 2009)、p53によって発現制御されることが明らかになった。また、miR-145はがん遺伝子c-MYCを標的にしていることから、miR-145を介して代表的ながん遺伝子とがん抑制遺伝子が制御されていることが明らかになり、その観点からmiR-145はクローズアップされている。miR-143、-145は5q33の同一のNCR143/145転写産物されることを突き止め、この転写産物の発現ががんで低下していることを報告した(Mol Ther, 2010)。これまでの研究の成果は、充分に理解されなかった大腸腫瘍発生および癌化の根幹のメカニズムを解明し、さらに臨床応用への基礎となることからきわめて意義深い。
生物防除微生物による単子葉作物の病害抵抗性誘導機構

卵菌類の生物防除微生物であるピシウムオリガンドランは、双子葉植物に対して病害抵抗性を誘導する能力があり、その誘導機構は明らかにされている。本研究は、新たにイネで解析することで、単子葉を含めた主要作物全般における抵抗性誘導機構の特徴を明らかにすることをねらいとした。その結果、POはイネの種子伝染性の細菌病を抑制できることを明かにした。また、双子葉植物と共通してジャスモン酸の情報伝達系を介した防御反応を活性化することが考えられた。誘導機構の解明は、広範囲の作物を対象にした生物防除の学際的かつ農学的な研究の発展に寄与できると考えている。平成24年度は、23年度に実施した種子伝染性のイネ籾枯細菌病菌による苗腐敗症の発病抑制効果とジャスモン酸を介した抵抗性誘導の発現機構に関する実験結果を基に投稿していた論文にデータの補足等を加えて論文をまとめた。また、以前実施していた双子葉植物におけるPOを介した抵抗性誘導に関するデータについても、単子葉植物における抵抗性誘導機構の知見をふまえて論議することで論文をまとめるに至った。さらに、平成24年度に実施した課題「PO処理イネにおける防御関連遺伝子の発現変動解析」については、種子伝染性病害の防除を見据えて、イネ品種`はえぬき'の催芽種子にPOの細胞壁タンパク質エリシター(CWP)やメチルジャスモン酸を浸漬処理し、半定量的RT-PCRによる防御関連遺伝子の発現解析を行った。その結果、防御遺伝子のOsPR10a/PBZ1、OsPR10b並びにOsPR6は、CWPやMeJA処理により発現量が増加した。また。ジャーミン様タンパク質遺伝子群のGLP8-7とGLP8-11およびペルオキシダーゼをコードするPrx15もCWPとMeJA処理で発現量の増加が認められた。よって、CWPは種子の催芽時からJAの情報伝達系を介した防御反応を活性化すると共に、種子伝染性の細菌病を抑制できる可能性を見出すことができた。この成果は学会で発表した。設定課題「POを処理したイネ重要病害の病原に対する抵抗性誘導の検討」については、イネいもち病に対する検討を行なったが、PO単独では抵抗性誘導能が低いことがわかってきた。一方、ケイ酸を施用したイネによるいもち病の抑制効果に対してジャスモン酸で誘導される防御遺伝子(OsPR6)の発現が病原菌の接種後に急速に増加する反応を示した。これらの結果から、POとケイ酸の施用で共通して誘導されるJA誘導性の防御反応の関連性について解析する必要性があることを見出した。本課題では、生物防除微生物Pythium oligandrumを施用したイネの抵抗性誘導を解析し、双子葉植物の誘導機構との関連性を明らかにすることを目的とした。23年度の解析では、種子伝染性のイネ籾枯細菌病(苗腐敗症)に対してP. oligandrumの卵胞子懸濁液を浸種時に処理すると、発病を抑制できることが明らかになった。また、根に卵胞子懸濁液を処理するとジャスモン酸(JA)の情報伝達系に関わる防御遺伝子などの発現上昇が認められた。24年度の解析では、催芽種子にP. oligandrumのエリシターならびにメチルジャスモン酸(MeJA)を浸漬処理し、半定量的RT-PCRにより防御関連遺伝子の発現量を解析した。その結果、根でエリシター処理により発現誘導する遺伝子は催芽種子の幼芽でも発現量が上昇し、またMeJA処理によっても認められた。特に、OsPR6はトマトのPR6のオルソログで、誘導性が双子葉と共通すると考えられた。25年度では、菌類病に対するP. oligandrumの施用効果について解析した。結果、種子伝染性いもち病菌の苗接種実験で、条件によって発病が抑制されることを見出した。また、接種前後のP. oligandrum処理区と対照区間における遺伝子発現をイネアレイで比較解析した。その結果、感染に応答して急速に誘導すると推定される遺伝子群を見出した。以上から、P. oligandrumはイネでは種子伝染性の菌類と細菌による苗病害を抑制できる可能性が示された。また、防御遺伝子の発現誘導はJAの情報伝達系を介しており、双子葉と単子葉に共通する機構が働いていると考えられた。遺伝子発現が感染に対して急速に誘導される特徴は、双子葉では認められていない。誘導機構の相違点を更に解析していくことは、P. oligandrumを活用した生物防除の応用研究に繋がると考えられた。生物防除微生物のPythium oligandrum(PO)は根圏に生息して植物の防御反応を活性化し病害抵抗性反応を誘導することが双子葉植物で明らかにされている。

本課題研究では、POが単子葉植物で抵抗性を誘導できる可能性が考えられることから、主に遺伝子の転写レベルでPO菌によるイネの抵抗性誘導機構を解析し、その誘導機構の特徴と双子葉植物における特徴との関連性について明らかにすることを目的とした。加えて、農学上重要なイネ病害に対する抵抗性誘導の可能性について接種試験により明らかにすることを目的とした。本年度は、イネもみ枯細菌病菌によって引き起こされる苗腐敗症に対するPO処理の効果と、PO処理によるイネの防御応答について解析した。その結果、本病の発病は、POを浸種時に処理することで抑制された。また、POを浸種処理した催芽種子の幼芽では、防御関連遺伝子であるOsPR10a/PBZ1の発現量が増加した。一方、イネ苗の根にPO卵胞子懸濁液を浸漬処理した場合でも、根でOsPR10a/PBZ1の発現誘導が確認された。また、同じくPO処理したイネ苗の根では、ジャスモン酸(JA)応答性のOsPR10bやOsPR6遺伝子の発現も誘導されていた。さらに、イネ苗の根における網羅的な遺伝子発現変動解析から、JA応答性の防御関連遺伝子や、JAの生合成に作用するアレンオキシド合成酵素やリポキシゲナーゼ遺伝子などの発現量の増加が認められた。以上の結果は、POがイネにおいてもJAシグナル伝達系を介した防御反応機構を活性化するとともに、イネもみ枯細菌病菌に対する抵抗性を誘導する可能性を示唆している。以上から、POは単子葉植物においても抵抗性誘導機構を活性化する可能性が考えられ、単子葉と双子葉植物における誘導機構の詳細を比較解析できると考えられた。課題「PO処理イネにおける防御関連遺伝子の発現変動解析」については、研究実績の概要に記した通り,種子伝染性の病害に対する抵抗性誘導との関わりについて関連性を見出すことができたので概ね順調に伸展していると判断した。課題「POを処理したイネ重要病害の病原に対する抵抗性誘導の検討」はいもち病に対する検討を行なったが、PO単独処理による高い抵抗性誘導能を得るには至っていない。よって、この課題の達成度はやや遅れていると自己評価した。但し、ケイ酸の施用で誘導される防御反応がJA誘導性である点でPOによる防御反応と共通する点があることが考えられることから、下記の網羅的な遺伝子発現解析の結果を踏まえて、抵抗性誘導能を高める条件検討を実施できるのではないかと考えている。課題「PO処理イネにおける網羅的な遺伝子発現解析」については、ケイ酸施用の実験結果を踏まえて、ケイ酸とPOを施用したイネの病原体接種後の発現変動を解析することとし、発病が安定して抑制された試料の採取と調整を行なった。25年度には解析が進められるめどが立ったので、概ね順調に進展していると判断している。以上から、総合的には概ね順調に進展していると判断した。今年度は,以下の3つの課題を設定した.それぞれの課題の核心は得られたことから,その研究成果をまとめ,平成23年度日本植物病理学会東北部会で発表し,さらに論文を1報投稿中である.課題1.PO処理イネにおける防御関連遺伝子の発現変動課題2.PO処理イネにおける網羅的な遺伝子発現解析課題3.POを処理したイネ重要病害の病原に対する抵抗性誘導の検討ケイ酸とPOを施用したイネの病原体接種後の発現変動を解析するための試料調整は行なったので、イネのマイクロアレイ解析を実施する。
平滑筋細胞増殖由来血管系レドックス恒常性破綻を抑制する動脈硬化症予防薬の探索

血清誘導性平滑筋細胞増殖過程における抗酸化酵素発現量を測定したところ、細胞外局在型のSODアイソザイムであるEC-SODのみ発現量が減少することを明らかにした。また、その発現減少機構にMEK/ERK由来シグナルが関与することを明らかにした。各種フラボノイドの血管疾患予防薬としての有用性を検討したところ、luteolinおよびchrysoeriolに有用性が見出された。以上、EC-SOD発現量を制御することにより、血管疾患の発症予防・進展抑制に繋がると考えられた。動脈硬化症は内皮細胞の活性化、単球のマクロファージへの分化および泡沫化、VSMCsの異常増殖に特徴付けられる炎症性疾患であるが、EC-SOD発現に及ぼすVSMCsとマクロファージとのクロストーク機構は不明な点が多い。そこで、マクロファージの培養上清を回収し、VSMCsに添加したところ、EC-SOD発現の有意な減少が認められた。以上の成果より、単球からマクロファージへの分化過程において産生・放出されたgrowth factorならびに炎症性サイトカイン等により、VSMCsにおけるEC-SOD発現減少を来たし、それが動脈硬化症の増悪へ繋がる可能性が示唆された。一方これまでに他の先行研究において、各種フラボノイドが動脈硬化発症の一序となる単球からマクロファージへの分化過程において、接着分子の発現増大を抑制することを確認している(論文投稿中)。そこで、血清(FCS)誘導性EC-SOD発現減少に及ぼす各種フラボノイドの影響を検討した。各種フラボノイドでVSMCsを前処理したところ、luteolinおよびchrysoeriol処理細胞において、FCS誘導性EC-SOD発現減少の有意な抑制が認められた。また、その作用機序を検討したところ、FCS誘導性のMEK/ERK経路の活性抑制に基づくと推察された。以上の成果より、luteolinおよびchrysoeriolは動脈硬化巣を形成する単球・マクロファージのみならずVSMCsにおいても抗動脈硬化作用を発揮する可能性が示唆された。本研究では、新規動脈硬化症予防薬の提示を最終目的とする。そこで、平成23年度ではin vitro実験系を用いて、ウシ胎児血清(FCS)処理法による血管平滑筋細胞(VSMCs)増殖過程における酸化ストレス防御酵素(EC-SOD、他のSOD)ならびにgrowth factorおよびcell cycle関連遺伝子のmRNA発現変動をRT-PCR法を用いて網羅的に解析した。VSMCsをFCSにて処理した結果、FCSの濃度依存的にEC-SOD mRNA発現量が減少することを見出した。しかし、他のSODアイソザイムのmRNA発現量に変化は認められなかった。一方、EC-SODタンパク質量をELISA法にて測定した結果、FCS処理した細胞内のEC-SODレベルは減少したものの、細胞外のEC-SODレベルは増大した。また、細胞内外を合わせた総EC-SODレベルは増大した。また、growthfactorの一種であるHB-EGFおよびcell cycle関連遺伝子の一種であるcyclin D1のmRNA発現量もFCSの濃度依存的に増大した。次に、FCS処理細胞におけるMAPK系の関与をウエスタンブロット法により検討した結果、MEK/ERK系の活性化が認められた。さらに、MEK/ERK系の阻害剤であるU0126またはPD98059でVSMCsを前処理した結果、FCS処理によるEC-SOD mRNA発現量の減少は有意に抑制された。以上の成果から、FCS処理によるVSMCs増殖過程において、MEK/ERKシグナルによりEC-SOD発現量が調節されていると考えられた。また、平成23年度の研究成果により、in vitro実験系の実験方法・実験条件の確立と共に、ターゲット遺伝子であるEC-SODの発現調節機構を解明する上で重要な知見を得ることが出来たと考えられる。平成23年度ではin vitro実験系の実験方法・実験条件の確立と共に、本研究のターゲット遺伝子であるEC-SOD発現変動機構の一部(MEK/ERK系の関与)を解明することが出来た。また、FCS処理によるEC-SOD発現調節機構におけるgrowth factorならびにcell cycle関連遺伝子の関与に関しては、HB-EGFおよびcyclin D1 mRNA発現量がFCSの濃度依存的に変動することも確認できたため、来年度以降の検討にもスムーズに取りかかることが出来るものと考える。しかし一方で、FCSとは異なるVSMCs増殖誘導剤としてlysophosphatidic acid添加の実験を遂行したが、EC-SOD発現量に変化は認められなかった。また、EC-SOD発現調節機構に及ぼすgrowth factorならびにcell cycle関連遺伝子のノックアウトの影響を確認するには至らなかった。以上より、一部期待した結果および予定通りの研究を進捗することは出来なかったが、来年度以降の研究を遂行する上で基礎となる実験系の確立は出来たため、現在まではおおむね順調に当初の予定通りに研究を遂行出来ていると考える。平成23年度の研究成果より、FCS増殖方法としてはFCSに統一するものの、前年度同様にVSMCs増殖過程におけるEC-SOD発現調節機構を標的とした新規動脈硬化症予防薬の提示を最終目的とする。