hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋の病態生理におけるイオン・ホメオスタシス・代謝連関に関する研究-多核種磁気共鳴法による検討

本研究は、心疾患モデルにおけるイオン・ホメオスタシスの異常と収縮性異常との関係を明らかにし、ひいては、心疾患治療への新しいアプローチを開発せんとするものである。平成7年度においては、急性虚血後の再灌流におけるカルシウム・ホメオスタシスの異常と収縮性低下との関連について検討した。短時間虚血後の再灌流において生じる細胞内の一過性カルシウム・オーバー口-ドは、カルシウム依存性蛋白分解酵素を活性化し、細胞骨格蛋白質の一部を分解することにより、収縮性低下をもたらすことを明らかにした。平成8年度においては、カルシウム・チャネル遮断薬の虚血・再灌流障害防止の機序を検討した。カルシウム・チャネル遮断薬の前投与は虚血中のカルシウム・オーバーロードを抑制し、収縮性低下を防止することなどを明らかにし、虚血中の細胞内カルシウム・オーバーロードに細胞外からのカルシウム・イオン流入が重要であることを示した。平成9年度には、糖尿病ラットにおける虚血耐性の機序を、急性虚血に伴うナトリウム・ホメオスタシスの異常と収縮性低下との関連から検討した。虚血中の細胞内ナトリウム・イオンの蓄積がスタニングの基質となっていること、かつ、この蓄積にNa/H交換機構が重要な役割を演じており、糖尿病心ではNa/H交換機構の低下が虚血耐性をもたらしていることを明らかにした。以上のように、本研究により、病的心筋における収縮性の異常は、細胞内イオンのホメオスタシスの異常がその病因となっていることが明らかにされた。なお、平成8,9年度では、ジョンズ・ホプキンス大学から共同研究者を招聘し、大阪にて公開セミナーを開催した。病的心筋における収縮性の異常は、細胞内イオン、特にカルシウム・イオンのホメオスタシスの異常がその病因となっていることが明らかにされつつある。一方、心筋内代謝系の中でも解糖系は、主にイオン・ホメオスタシス維持のためのエネルギー供給に重要な役割を果たすと考えられている。本研究は、心疾患モデルにおけるイオン・ホメオスタシスの異常と代謝異常の因果関係を明らかにし、ひいては、心疾患治療への新しいアプローチを開発せんとするものである。本年度は、急性虚血後の再灌流におけるカルシウム・ホメオスタシスの異常と収縮性低下との関連について検討した。短時間の急性虚血後、心筋を再灌流すると、壊死は生じないにもかかわらず、心筋収縮機能の低下が残存し、その回復は遷延する(心筋スタニング)。スタニングの発生機序として、再灌流時に生じる細胞内の一過性カルシウム・オーバーロードが重要な役割を演じていることが明らかにされている。このカルシウム・オーバーロードによりカルシウム依存性蛋白分解酵素が活性化され、細胞骨格蛋白質の一部を分解し、これが収縮性低下と強く関連していることを明らかにした。また、我々はこれまで、スタニングに伴い、心筋の糖取り込みの亢進が生じることを明らかにしてきた。再灌流に伴う収縮性の障害、あるいは虚血耐性と解糖系がどのように関連しているか、糖取込取り込み能が障害されている糖尿病ラットの心筋において検討した。その結果、糖取り込み能の低下と虚血耐性の間には直接の関連はないものと結論づけられた。本研究は、心疾患モデルにおけるイオン・ホメオスタシスの異常の役割を明らかにし、ひいては、心疾患治療への新しいアプローチを開発せんとするものである。本年度においては、急性虚血に伴うカルシウム・ホメオスタシスの異常と収縮性低下との関連について検討し、カルシウム・チャネル遮断薬の心筋保護の機序を明らかにした。短時間の急性虚血後、心筋を再灌流すると、心筋収縮機能の低下が残存し、その回復は遷延する(心筋スタニング)。

心筋内カルシウム・イオン濃度は、虚血510分後より次第に増加し、再灌流しても直ちには虚血前のレベルには回復せず、虚血・再灌流初期に一過性のカルシウム・オーバーロードを認め、これがスタニングの発生に重要な役割を演じていることが明らかにされている。カルシウム・チャネル遮断薬にはスタニングの防止作用が認められるが、一般に前投与を必要とする。今回の検討では、カルシウム・チャネル遮断薬の前投与を行うと虚血中のカルシウム・オーバーロードが抑制され、かつ、スタニングを防止すること、カルシウム・チャネル遮断薬の前投与がもたらす収縮性の低下を灌流液のカルシウム濃度の増加により補正すると、虚血中にも僅かなカルシウム・オーバーロードが生じ、かつ、再灌流直後のカルシウム・オーバーロードは制御されず、スタニングを発生すること、などが明らかとなった。以上の結果は、虚血中の細胞内カルシウム・オーバーロードに細胞外からのカルシウム・イオン流入が重要であること、かつ、細胞内のカルシウム・イオン貯蔵源からの流出も重要であることを示唆する。なお、本年度ではジョンズ・ホプキンス大学から共同研究者を招聘し、大阪大学にて公開セミナーを開催した。病的心筋における収縮性の異常は、細胞内イオンのホメオスタシスの異常がその病因となっていることが明らかにされつつある。本研究は、心疾患モデルにおけるイオン・ホメオスタシスの異常の役割を明らかにし、ひいては、心疾患治療への新しいアプローチを開発せんとするものである。本年度において、streptozocin投与により発症させた糖尿病ラットにおいて従来より報告されている虚血耐性の機序を、急性虚血に伴うナトリウム・ホメオスタシスの異常と収縮性低下との関連から検討した。短時間の急性虚血後、心筋を再灌流すると、心筋収縮機能の低下が残存し、その回復は遷延する(心筋スタニング)。本研究では、心筋内ナトリウム・イオン濃度は、虚血直後より直線的に増加し、再灌流すると虚血前のレベルへと指数関数的に回復し、また、虚血中の細胞内ナトリウム蓄積量とスタニングの程度に正の相関が認められることを明らかにした。一方、糖尿病モデル心では、Na/H交換機構の活性の低下の結果、虚血中のナトリウム蓄積量が減少し、スタニングの軽減につながることが明らかとなった。以上の結果より、虚血中の細胞内ナトリウム・イオンの蓄積がスタニングの基質となっていること、かつ、この蓄積にNa/H交換機構が重要な役割を演じているが示唆された。なお、本年度ではジョンズ・ホプキンス大学から共同研究者を招聘し、千里ライフサイエンスセンターにて公開セミナーを開催した。
二酸化ケイ素超薄膜に発現するリン酸カルシウム析出点の解明とその構築技術の確立

TiO2(110)単結晶基板を擬似体液に浸漬させ、リン酸カルシウム(CaP)の析出を精査した。超高真空中で作製したTiO2(110)-(1×1)表面には、CaPは析出しなかった。吸着リン酸イオンの(2×1)周期配列とCaHPO4結晶中のリン酸イオンの格子不整合が大きいためである。一方、大気中で加熱したTiO2(110)表面は非晶質であり、さらにO2中で加熱すると(1×1)構造になることを見出した。大気加熱表面ではCaPが生成したが、O2中で加熱した表面ではCaPの生成が抑制された。結果は、TiO2表面におけるCaPの析出が表面のナノ構造に依存し、加熱処理雰囲気で制御できることを示す。本研究では、リン酸カルシウムの析出速度を制御するナノ構造を同定して、インプラント用Ti材を覆う二酸化チタン(TiO2)層の表面にそのナノ構造を導入する方法を探る。生体骨と速やかに接合する、あるいは生体骨との癒着が抑制されるインプラント材の開発には、リン酸カルシウムの析出速度を制御する必要がある。リン酸カルシウムの析出点となる表面のナノ構造(酸/塩基点、OH基、原子欠陥等)を特定し、それを金属Ti表面に高密度で創製する。本研究は医療工学と最先端のナノ表面科学の融合を促進し、インプラント医療に貢献する。本年度は、リン酸カルシウムの形成に対する表面ナノ構造の影響を実証するため、原子配列を規定したTiO2(110)-(1×1)表面でリン酸カルシウムの形成を解析した。その結果、リン酸イオンが表面Ti原子に速やかに結合するものの、カルシウムイオンの吸着は浸漬後1分程度で最大値となり、時間とともに減少することを見出した。これは、酸化チタンの骨接合性が表面原子配列に敏感であることを実証した、初めての成果である。一方、TiO2(110)基板を大気中で加熱して表面を平滑化した大気加熱表面、大気加熱表面をさらにO2中で加熱したO2加熱表面を擬似体液に浸漬させて、リン酸カルシウムの成長を解析した。その結果、大気加熱表面ではリン酸カルシウムが成長するが、O2加熱表面では成長しないことを見出した。O2加熱表面により、TiO2(110)表面にはリン酸カルシウムの成長を抑制する(1×1)構造の領域が増加したと考えている。平成26年度は、TiO2表面の原子配列及び化学組成の、リン酸カルシウムの成長に対する影響を解明することを目標とした。真空中で原子配列を規定したTiO2(110)-(1×1)表面を製作して擬似体液に浸漬させ、表面構造及び組成を走査トンネル顕微鏡とX線光電子分光により解析した。その結果、リン酸イオンが(1×1)表面で配列した5配位Ti原子に結合して単分子膜を形成し、1週間の浸漬時間でリン酸カルシウムは成長しないことがわかった。また、大気中で加熱したTiO2(110)表面を擬似体液に浸漬させるとリン酸カルシウムが成長し、大気加熱表面をさらにO2中で加熱するとリン酸カルシウムの形成が抑制されることを見出した。この結果は、O2中での加熱がリン酸カルシウムの形成を抑制する(1×1)構造の領域を増加させることを示している。以上の様に、TiO2表面におけるリン酸カルシウムの形成が表面の原子配列に敏感であること、リン酸カルシウムの形成を原子配列に基づいて抑制できることを実証した。年度内の目標を概ね達成できた。本年度は、Tiインプラントのモデルとして大気中で加熱して平滑化したTiO2(110)表面を原子スケール解析した。大気中など酸化雰囲気中でTi材表面に形成されるTiO2は、還元環境であるUHV中で作製される(1×1)表面より、実用インプラントにより近いモデルと期待できる。大気加熱表面は、(1×1)低速電子線回折(LEED)像を示す。これを根拠に、大気加熱(110)表面はUHV中で得られる(1×1)構造を持つという仮定の下、TiO2触媒や電極などのモデル表面として用いられてきた。しかし、そのナノ構造を解析した例は無い。NC-AFMで観察すると、0.33 nmの高さのステップと平滑なテラスで構成されていた。LEED像には(1×1)構造を示すシャープな回折点が観察されたが、テラス内はナノスケールで不定形だった。低速電子の脱出深さが約0.6 nmであることから、LEED像は表面第2層の原子配列を反映したものであり、表面第1層は非晶質であると結論した。一方、大気加熱(110)表面をO2流中で加熱すると、テラスには大きさ数10 nm、深さ0.33 nmのピットが出現した。テラス内には[001]方向に並んだ分子スケールの点像が観察され、LEED像には(2×1)スポットが出現した。(2×1)周期は(1×1)構造に配列したOH基、OOH基由来であり、大気加熱表面をO2中で加熱すると、(2×1)回折点を与えるほど(1×1)構造の領域が増加したことになる。擬似体液に4週間浸漬させてもO2加熱表面には生成せず、これは前年度の(1×1)表面に関する結果と一致する。リン酸カルシウムの生成はTiO2表面のナノ構造に敏感であり、常圧環境下でリン酸カルシウムの生成を制御できることを実証した。

TiO2(110)単結晶基板を擬似体液に浸漬させ、リン酸カルシウム(CaP)の析出を精査した。超高真空中で作製したTiO2(110)-(1×1)表面には、CaPは析出しなかった。吸着リン酸イオンの(2×1)周期配列とCaHPO4結晶中のリン酸イオンの格子不整合が大きいためである。一方、大気中で加熱したTiO2(110)表面は非晶質であり、さらにO2中で加熱すると(1×1)構造になることを見出した。大気加熱表面ではCaPが生成したが、O2中で加熱した表面ではCaPの生成が抑制された。結果は、TiO2表面におけるCaPの析出が表面のナノ構造に依存し、加熱処理雰囲気で制御できることを示す。平成28年度には、TiO2表面の(1×1)構造がリン酸カルシウムの形成を抑制することを見出した。また、O2中での加熱により(1×1)構造を増加させることで、リン酸カルシウムの形成を抑制できることを実証した。平成29年度は、これらの成果をインプラントのモデルであるTi材に展開して、骨接合性のボトムアップ型抑制を実証することから着手する。さらに、TiO2表面の原子配列を変更すべくSiO2超薄膜をエピタキシャル成長させてSiO2-TiO2ハイブリッド表面とし、リン酸カルシウム形成の促進を図る。Ti板を大気中で加熱してTiO2薄膜を作製する。このTi板表面へのリン酸カルシウムの成長に対する、O2中加熱の影響を明らかにする。SiO2/TiO2(110)-(1×2)、SiO2/TiO2(100)-(3×4)ハイブリッド表面はTiO2(110)、(100)表面に高純度石英を蒸着源として作製する。ハイブリッド表面におけるリン酸カルシウムの成長速度を純TiO2表面と同様に評価する。リン酸カルシウム形成の促進を確認した後、Ti板表面にSiO2-TiO2ハイブリッド表面を作製し、原子配列に基づいたリン酸カルシウム形成の促進を実証する。表面科学
実験に基づく被熱石器の認定基準の確立とその旧石器時代遺跡への応用

1目的第一に、科学的実験に基づいて、遺跡から出土する石器石材が熱変化(被熱)したことを裏付ける痕跡の認定基準を構築する。第二に、この基準を旧石器時代の遺跡に応用して、集落のどこで火が焚かれていたのかを推定することを目的とした。本研究は、大学の文学部に属する考古学研究室で行われないような実験的手法を用いて考古資料の認識水準を向上させようとする点に特色があり、そのことによって従来の旧石器時代の集落研究に一石を投じる成果が期待できるという点に意義がある。2方法第一の目的を達成するために、1)電気炉で加熱実験試料を作成した。また、第二の口的を果たすために、2)収蔵施設で考古資料の全点観察を行った。3成果(1)実験試料石器の色調変化やヒビが、被熱痕跡であるかどうかを生成過程から明らかにするため、電気炉で温度一定の条件をつくりだし、時間経過と石器石材の表面変化の関係を検討した。具体的には、対象とする多数種類(黒曜岩・安山岩・頁岩・瑪瑙・凝灰岩・チャート・シルト岩・サヌカイト・流紋岩など)の岩石片を、木灰が入ったるつぼに半分まで埋め込み、温度と加熱時間を変数とする試料を作成し、携帯顕微鏡下で観察した。(2)考古資料資料調査は、北海道と、青森県・東京都・神奈川県・千葉県・埼玉県・栃木県・長野県・静岡県・愛知県・長崎県・鹿児島県で実施した。この結果、北海道と本州の複数遺跡で、炉跡の存在を暗示する特徴的な被熱石器の出土傾向を確認し、正確な被熱石器の点数と分布範囲を手掛かりにして集落の「隠された炉跡」を推定しようとする試みが有効であることを確信した。
学童疎開の比較史的研究

本研究は、第二次世界大戦中に交戦国の一部において施行された「民防空」方策の一環としての学童疎開(evacuation of school children)について、日本・連合王国・ドイツの3国の事例を実証的に比較検討したものである。1939年開戦と同時に実施した連合王国、翌40年以降ヒトラー・ユーゲント組織のもとに施行したドイツ、43年縁故疎開が許容され翌44年から学校単位での集団疎開を施行した日本の3国に限定したのは、限られた期間内に研究を収束するための、資料上の制約による。本研究で確認しえた知見は、下記の如くである。1.学童疎開は、いずれの国においても国内防空体制の整備という戦争継続方法として企画・施行されたものであり、ヒューメインな契機に由るものではない。2.企画施行においては、国家体制の差異が顕著である。連合王国では委員会方式による事前準備を経、施行に際しても議会の監視による修正など、フレキシブルな改良が加えられた。集団宿泊は原則としてとらず、ヴォランティアの私宅への分散宿泊が主体であった。3.これに対して、ドイツではHJの指導下での集団方式が主体であり、日本では既存の学校制度に依拠して進められる一方、家族主義重視の観点から家族の責任による縁故疎開が原則とされた。学童疎開は、いずれの国においても社会の階層制を反映してその処遇に差異があった。また、都市と田舎との間の文化落差の実態を露呈させた。疎開先での学習内容には、戦時色が濃厚となった。子どもたちにとっての「戦争被害」に他ならないが、都市・田舎の文化差、子どもたち相互の極限状況での人間関係など、戦後の社会改革・教育改革の動向に一つの重要な影響を及ぼしたということができる。第2次世界大戦期の日・英・独等における学童疎開(evacuation fo school children,Kinder-land-vershickung)の政策意図と実施状況とを比較検討し、その教育史・子ども史上における意味を考察することをめざして、本年度は、上記三国の学童疎開政策構想に関する史料の調査収集とその内容分析とに重点をおいた。1.日本学童疎開について(1)中央史料調査:内閣、陸軍、海軍、文部省、内務省、厚生省、東京都などの学童疎開施策に関する史料につき、国立公文書館、防衛図書館、国立国会図書館、文部省官房総務課、国立教育研究所、東京都公文書館等の所蔵文書を調査し、多くの文書史料を複写収集した。(2)地方史料調査:疎開学童を受け入れることになった府県当局の施策を明らかにするため、長野県、山形県、宮崎県、京都府等の公文書史料を調査収集した。あわせて、学童を送りだした学校関係者の施策を検討するため、東京都杉並区の諸国民学校疎開関係文書史料の収集にもあたった。2.外国学童疎開について英国及びドイツの事例について、日本国内で研究・調査文献資料の調査収集に努めた。また、研究代表者は学会参加のため北欧に旅行した際、デンマーク、ノルウェーにおいて関係文献の収集を努力した。3.本年度の研究による知見上記国内・国外において調査収集した史料類の検討を進めた結果、学童疎開を第二次大戦の戦争政策と一体の関係において捉える必要、単なる児童福祉・保護政策と見るできではないことがより一層明確になった。本研究は、第二次世界大戦中に史上始めて一国規模の政策として企画・施行された学童疎開(evacuation of school children;kinder-land-verschickung,order Evakuation)に関し、日本・連合王国(イギリス)・ドイツの3国におけるそれぞれの共通的側面と、それぞれの国の教育政策・児童保護政策の史的差異を反映した特徴的側面とを、可能な限り総合的に考察したものである。2年間という限定された期間に、それぞれ3国の学童疎開実態の究明と、その特色の把握に努めた。

共通的性格としては、学童疎開が戦争継続政策の有機的一環をなしていることの確認である。予想される敵空軍の攻撃からの都市在住児童の「保護」を内容としているが、それは人的資源の保存とともに児童被害による戦意沮喪の防止に最大の目的がおかれ決して「ヒユーマニズム」のみによるものではなかったことが明瞭となった。これは国家体制の如何と問わない、冷徹な戦争政策論理に基づいていた。相異的側面は、各国の教育・児童観の異相によるもので、連合王国においては、LEAの企画を重んじ、児童の分散疎開を主とし、民間ヴオランティヤによる援助・指導を重視した。ドイツ・日本は中央政府の主導性が強く、ドイツではHJ(ヒトラー・ユーゲント)組織の指導が学校のそれを上廻ったが、日本では、学校を主体とする集団疎開と、全く家庭に委ねた縁故疎開とが併行した。学童疎開史研究に一つの基礎を作りえたと信ずる。
オンライン処理中のデータベース一括更新方式の研究

データベースの大量のデータに対する一括更新は、オンライン端末からの入力と同時に行うとトランザクションとして実行できないという課題があった。本研究では、ある事実がデータベース内に存在した時間の概念を未来に拡張して、オンライン端末からの入力は現在時刻で更新し、一括更新では過去の時刻のデータを検索して未来の時刻に保存することで両者の競合が回避する方法を提案した。さらに、プロトタイプを構築して評価し、本方式の有効性を確認した。本研究は,オンライン入力と同時実行可能な,トランザクションとしての一括更新機能の提供を目的としており,今年度は2年目の研究であった.1年目の研究の結果,本方式はオンライン入力との同時実行だけでなく,分散型データベース環境において効率的であることが分かってきた.そこで,支店毎に在庫を管理する在庫管理業務を対象として,本方式を分散データベース環境に適用したプロトタイプを構築,評価した.この結果,従来のミニバッチによる方式に比較して短時間での一括更新を実行できることを確認し,成果を国際会議(主催:KES International)で「A Mass Data Update Method in Distributed Systems」の表題で発表した.ただし,分散データベース環境では更新遅延などが発生する場合があり,一括更新の遅延がオンライン入力に影響するという課題が発生した.このため,この影響を抑止する方式を提案し,実装して有効性を確認した.具体的には,当初,一括更新の終了時刻を指定していた方式を改良し,更新の終了を待って即時に一括更新のコミットを行う方式とした.また,一括更新の完了時点でオンライン入力中のデータはマスクして検索できないようにし,オンライン入力の結果と統合して検索することで遅延発生の際にも他のデータへの影響を抑止できるようにした.成果は国際会議(主催:Informatics Society)で「Application of a Lump-sum Update Method to Distributed Database」の表題で発表した.データベースの大量のデータに対する一括更新は、オンライン端末からの入力と同時に行うとトランザクションとして実行できないという課題があった。本研究は、オンライン処理に対する隔離性を維持した一括更新を可能とする方式を提供し、オンライン処理中にも、バッチ処理による大量データの一括更新を安全に実行可能とすることを目的としている。さらに,上記の成果を受けて実装方式の研究を進めると共に,実際の業務システムへの適用検討を実施した.対象として抽選システム,在庫管理システムを選択して本方式を適用した場合の効果を実験システムで評価し,前者に関しては抽選の締切と同時に結果の公表が可能になること,後者に関しては店舗で販売を継続しながら安全なシステム移行が可能になるという効果を確認した.これらの成果は,情報処理学会第75回全国大会で,「履歴に基づく当選確率を採用した即時抽選システムの提案」,および「ノンストップサービス・システムにおける移行方式の提案」として発表した.インターネットビジネスの進展により、業務システムでは24時間365日のノンストップ・サービスが普及している。一方で、データベース更新の観点からは業務システムの処理は、多端末の同時アクセスに対応するオンライン処理と、大量データの一括更新を行うバッチ処理から構成されており、両者を同時実行する際にはバッチ処理がトランザクションとして実行できないという制約があった。本研究は、オンライン処理に対する隔離性を維持したバッチ処理による更新を可能とする方式を提供し、このような制約を受けることなく、大量データの一括更新を安全に実行可能とすることを目的として実施した。平成26年度は、上記の2つの処理を同時実行した場合であっても、長時間の一括更新をトランザクションとして実行できることを示した。具体的には提案した方式により長時間の一括更新であっても、トランザクションのACID特性を維持した更新が可能であること、オンライン処理との間で直列化可能スケジュールを構成することができることを示した。さらに、プロトタイプを構築して2つの処理の間で競合が発生した状況での検証を行い、たとえ異常終了した場合であってもオンライン処理に影響を与えることなく、効率的にロールバックができることを確認した。また、実際の業務システムへの適用可能性を評価するために、メーカにおける所要量計算システム、および運送業における運送料計算システムを対象としてプロトタイプを構築して評価し、所定の効果を得られることを確認した。また、これらの成果を国際会議および国内の学会で発表した。平成26年度は高校生に対する模擬講義の動画を追加した.この中で,本研究を紹介している.経営情報システム平成2526年度の研究目標としては,24年度の成果に基づき「具体的な業務システムのプロトタイプ構築により、実際の業務システムに適用した場合の更新方式の有効性や効率を評価する」ことにしていた。これに対して「研究実績の概要」欄に記載した通り,分散型の在庫管理システムを対象としてプロトタイプを構築し,本方式を適用した場合の有効性や効率を評価し,集中型データベース環境だけではなく分散型データベース環境においても有効であることを確認できた.また,この成果を2件の国際会議で発表することができた.さらに,研究者の自由な情報交換を目的とした国際会議(主催:Informatics Society)で「A Study of Long Time Transaction」の表題で発表し,ディスカッションを行った.これを通じて,トランザクションの同時実行制御のための基盤である直列化可能性と障害回復の点で理論的な裏付けが必要であることを把握できた.本件は,26年度の研究に織り込む予定である.平成24年度の研究目標としては,「平成25年度以降にプロトタイプの開発を行うための、アルゴリズム、実装方式を研究し、実験システムを構築して評価する。

これにより、早期に研究の見通しをつけて有効に活用できる分野を見極め、プロトタイプ構築による研究の重点を絞っていく。」ことにしていた.これに対して「研究実績の概要」欄に記載した通り,更新のアルゴリズムおよび実装方式を研究して,各々を国際会議で発表すると共に,実際の業務システムを前提とした実験システムを構築し,有効に活用できる分野を見出した.以上の点から,平成24年度の研究目標は達成したと考える.平成26年度は本研究の成果をまとめる年であるため,これまでの成果を踏まえて体系的な方法論として整理することを狙っている.特に,「現在までの達成度」欄に記載した通り,一括更新をトランザクションとしてオンライン入力と同時実行制御する上で不足する機能を補足し,業務システムのプロトタイプによる評価を行うことを目標とする.このため,まず,トランザクションの概念の点から直列化可能性,障害回復のための制御機能の抽出を行う.次に,業務システムを前提としたプロトタイプを構築し,これらの制御機能により正常処理,トランザクション障害発生時の両方のケースにおいて,トランザクションのACID特性と直列可能性が維持できることを検証する.平成2526年度は、インターネットビジネスを想定した具体的な業務システムのプロトタイプ構築により、実際の業務システムに適用した場合の更新方式の有効性や効率を評価することを目標とする。このために,今後の研究の1つは,このような実際的な実装方式の研究である.インターネットビジネスシステム構築で使用できるパッケージとしてまとめると共に,ビューを構築することで業務システム開発者が使用しやすい形式で提供する手法を検討する。次に,実際の業務システムでは様々な更新形態が想定される.従って,インターネットビジネスとして想定する業務システムにおいて,プロトタイプによりオンライン処理と一括更新の同時更新の形態について研究し,一貫性,安全性,効率性を向上するための方式を研究する.今年度は,外注する予定であったプロトタイプ・システム開発を研究室内で実施した.一方で,国際会議での発表は予定通り行ったものの,各種調査や国内発表をこの作業のために見送っている,上記外注費の一部を次年度に国内発表を行うための費用として繰越し,今年度予定だった業務を行う.ネットワークを経由したデータベース更新の実験環境構築のため、高性能なモバイル端末(薄型のノートPCを予定)が必要になった。しかし、今年度は残額が不足しているため、来年度交付予定の費用と併せて購入する。
ADHMN構成法のq-類似と自己双対ヤン・ミルズ場

4次元Euclid空間R^4(またはR×R^3)における(反)自己双対Yang-Mills場を構成する方法としてADHM(またはADHMN)構成法がある。本研究代表者と分担者は前論文で,等比数列的間隔を持って位置する点からなる区間I_q:={±1/2,±q/2,±q^2/2,...}(qは実パラメータ)で定義された無限次元Hilbert空間l^2に基づく上記構成法のq-類似を提出し,1パラメータqを持つ(反)自己双対Yang-Mills場を構成した。また,多重モノポール配位を記述するNahm方程式のq-類似として,次のq-Nahm方程式を派生的に得た。D_qはq差分演算子である。本研究では上記研究期間内に以下の諸点を明らかにした。1.q-Nahm方程式にEuler top(こま)型簡約を行って得られるq-差分方程式は特異点閉じ込めテストを通過する。2.q-Nahm方程式にFlaschka流の戸田型簡約を行って得られるq-差分方程式に1つの保存量が存在する。3.S^1×R^3において知られているCaloron解のq-類似として,ADHM構成法に基づいてqの他にパラメータを1つ持つ(反)自己双対Yang-Mills場が構成できる。4.Nahm方程式とEuler top(こま)方程式との間の関係を明らかにし,これらの方程式が持つ解の間の関係を楕円関数の加法定理を用いて与えた。5.CBS方程式の既存解から派生する不連続性を持った解について考察した。7.q-Nahm方程式に対して代数的エントロピーの予備的計算を行った。これを厳密に計算することは今後の研究に残された。本年度は,上記q-Nahm方程式(1)をさらに考察し,以下の3点を明らかにした.1)q-Nahm方程式(1)には,Nahm方程式の球対称解と全く同じ形の次の特殊解が存在する.3)φ(z)の非自明性を仮定すると(2)と(3)より次式が導ける.特に(4)式は,何らかの幾何学的対象上のスペクトル曲線を定義している可能性があり,従って,q-Nahm方程式(1)の保存量とも関係していると考えられる.これらについては研究を継続中である.また,本研究との関連性は未知であるが,分数階Riemann-Liouville積分を用いた拡張KP階層について,前論文(J.of Phys.A35(2002)9652)では論じなかった,1/3階微分積分作用素がある場合の拡張KP階層を調べることも行った.本年度も前年度に引き続いて,区間I_q:={±1/2,±q/2,±q^2/2,...}(qはパラメータ)上で定義された次のq-離散Nahm方程式を主に考察し,特にその可積分性を調べた.D_qはq差分演算子である.この方程式は自己双対ヤン・ミルズ場のADHM構成法を上記区間I_qにおいて考察する際に派生的に導かれたものであり,[1]でその構成法の概要が示された.特に,この方程式にEuler top(オイラーのこま)型簡約を行って得られるq-差分方程式が特異点閉じ込めテスト(singularity confinement)を通過することが,[1],[2]及び[3]で報告された.さらに,Flaschka流の戸田型簡約の場合についても調べ[4]で報告した.この戸田型簡約を行って得られるq-差分方程式が特異点閉じ込めテストを通過するかどうかについては,大いに興味が持たれるが,まだ結論は得られていない.

これについては早急に調べる予定である.[1]「q-離散Nahm方程式の構成」中村厚,鎌田勝日本物理学会2005年秋季大会(同志社大学),口頭発表2005年9月19日[2]「q-離散Nahm方程式の可積分性」中村厚,鎌田勝九州大学応用力学研究所研究集会「非線形波動および非線形力学系の現象と数理」,ポスターセッション2005年11月11日京都大学基礎物理学研究所研究集会「場の量子論の基礎的諸問題と応用」,ポスターセッション2005年12月19日[4]「q-離散Nahm方程式の戸田型簡約」中村厚,鎌田勝日本物理学会第61回年次大会(愛媛大学),口頭発表2006年3月27日本年度も前年度にさらに引き続いて,区間1_q:={±1/2,±q/2,±q^2/2,【triple bond】}(qはパラメータ)上で定義された次のq-離散Nahm方程式を主に考察し,特にその可積分性を調べた.D_qはq差分演算子である.この方程式は自己双対ヤン・ミルズ場のADHM構成法を上記区間I_qにおいて考察する際に派生的に導かれたものである.特に,この方程式にFlaschka流の戸田型簡約を行って得られるq-差分方程式には,保存量が少なくとも1つ存在することが確認され,以下の[1],[2]及び[3]で報告された.この方程式が特異点閉じ込めテストを通過するかどうかについては,まだ確定的な結論は得られていない.また,ADHM構成法に基づいて,パラメータq以外にさらにパラメータを1つ持つ新たな古典解が構成できることが示され,Journal of Mathematical Physicsに掲載された.さらに,CBS方程式の不連続解についても調べ,[4]で報告された.[1]「q-離散Nahm方程式の戸田型簡約II」鎌田勝、中村厚日本物理学会2006年秋季大会(千葉大学)、口頭発表2006年9月24日2006年10月5日[3]「Nahm方程式のq-離散化とその解析」中村厚,鎌田勝九州大学応用力学研究所研究集会「非線形波動現象における基礎理論,数値計算および実験のクロスオーバー」,ポスターセッション2006年11月7日[4]「CBS方程式の不連続解について」中村厚,安藤洋祐日本物理学会2007年春季大会(鹿児島大学),口頭発表2007年3月18日これまで,自己双対ヤン・ミルズ場のADHM構成法を区間I_q:={±1/2,±q/2,±q^2/2,...}(qはパラメータ)上で考察する際に派生的に導かれたq-離散Nahm方程式D_qT_j(z)=(1/2)ε_{jkl}(T_k(qz)T_l(z)-T_l(qz)T_k(z)), j,k,l=1,2,3の可積分性を調べてきた.D_qはq差分演算子である.特に,Euler top型の簡約を行って得られるq-差分方程式が特異点閉じ込めテストを通過すること,また,Flaschka流の戸田型簡約を行って得られるq-差分方程式には保存量が少なくとも1つ存在することが確認され,報告された。
日本が締結する自由貿易協定の相手国の最適な順番、締結時期及び形態についての研究

国際一般均衡モデルの応用により、日本が将来締結するであろう自由貿易協定の相手国と関税撤廃除外品目について、アジア諸国の政策担当者からの情報も交えて、数ケースのシミュレーションを行った。その結果、関税率の低下が大きな正の効果を自国にもたらすという、一般的な貿易理論で得られる結果に加えて、以下の3点の、やや新しい視点の研究成果が得られた。(1)日本の農業を除外した場合には、相手国の経済便益は大きく縮小するが、日本自体の便益の減少は限定的である、(2)日本の農業を開放する場合であっても、相手国が韓国や中国など、農業に比較優位が小さい国に限定される場合には、貿易転換効果が大きく働き、世界全体及び日本に対する経済便益の上昇は小さい、(3)現在のように日本がASEANに対して自由貿易を先行的に進める場合には、日本は除外品目の範囲を極力狭めないと、後に中国・韓国との自由貿易協定を締結しても、全体としてのアジア大の自由貿易圏の効果は限定的になってしまう。以上の成果をもとにした政策的な含意として、日本は農業をできる限り幅広く含めた自由化を行うべき、自由貿易協定の締結をできる限り速めて相手国を増やすことにより、相手国が限定された状況を短期化すべき、政策的な目標としてのアジア大の自由貿易圏の効果を最大にするため、日本は除外品目を当初から最小化すべき、という結論が得られた。また、今後の研究課題として、一般均衡モデルの本格的な動学化(経過的な産業調整をシミュレーションする)、自由貿易協定に伴う原産地規則のモデルへの組み込み(付加価値連鎖を何らかの形で取り入れる)、などの諸点が明らかとなった。本研究は、日本が今後、自由貿易協定(FTA)の相手国を拡大していくに当たり、どのような相手国の順番で、どのような時期に、どのような内容・形態のFTAを締結していけば経済的に最も利益が大きく、調整コストが小さくなるかを、一般均衡モデルなどの経済モデルを使用して明らかとすることを目的とする。このため、16年度においては、以下の3点の研究を行った。(1)既存の一般均衡モデルや経済モデルに規模の経済、非線形性、経路依存性などを反映するモジュールを追加。それらの理論的妥当性とモデルの操作可能性を検討。(2)産業調整に伴う資本・労働の調整過程における調整コストを経年比較することを目的に、モデルに動学的な収束計算方法を導入。FTAの順番により調整コストに差異が出ることを確認。ただし、その差は小さく、これらが有意なものであるかどうかさらに検討が必要。(3)FTAより更に進んだ関税同盟の効果分析。具体的な作業として、以下の項目を実施した。1.準備作業としてデータ・文献の収集・整理、シミュレーション用の高性能のパーソナルコンピュータの導入。2.検討可能なFTAのシナリオの設定(日本の相手国として、ASEAN諸国、中国、韓国を想定。それらの順番で3ケース程度を設定。協定の除外品目についてさらに検討が必要)。3.統計データの収集・推計と暫定的なFTAのシミュレーション。上記2のシナリオ作成のため、中国に海外出張し、政府関係者と面談、情報収集した。(1)日本の農業を除外した場合には、相手国の経済便益は大きく縮小するが、日本自体の便益の減少は限定的である、

(2)日本の農業を開放する場合であっても、相手国が韓国や中国など、農業に比較優位が小さい国に限定される場合には、貿易転換効果が大きく働き、世界全体及び日本に対する経済便益の上昇は小さい、(3)現在のように日本がASEANに対して自由貿易を先行的に進める場合には、日本は除外品目の範囲を極力狭めないと、後に中国・韓国との自由貿易協定を締結しても、全体としてのアジア大の自由貿易圏の効果は限定的になってしまう。以上の成果をもとにした政策的な含意として、日本は農業をできる限り幅広く含めた自由化を行うべき、自由貿易協定の締結をできる限り速めて相手国を増やすことにより、相手国が限定された状況を短期化すべき、政策的な目標としてのアジア大の自由貿易圏の効果を最大にするため、日本は除外品目を当初から最小化すべき、という結論が得られた。また、今後の研究課題として、一般均衡モデルの本格的な動学化(経過的な産業調整をシミュレーションする)、自由貿易協定に伴う原産地規則のモデルへの組み込み(付加価値連鎖を何らかの形で取り入れる)、などの諸点が明らかとなった。
タンパク質の集合・リモデリングの分子機構とその制御

DNA複製が開始する領域では、多くのタンパク質が集合し、複合体を形成する。そして、それら複合体が性状を変えること(リモデリング)により複製が開始する。本研究では出芽酵母の染色体DNA複製に必須な新規タンパク質複合体pre-LCとSld3-Sld7を同定した。そして、これら複合体が細胞周期に依存してリン酸化されることにより複製因子Cdc45, GINSを複製開始領域にリクルートし、2本鎖DNAを1本鎖にほどく複製に必須なMcm2-7ヘリカーゼを活性型にリモデリングすることを明らかにした。細胞内で起こる生命現象の多くは、複数の因子が特定の時期に特定の場所に集合し、機能を発揮する反応である。遺伝情報を担う染色体DNAの複製においても、まずDNAを合成する酵素を含む多数のタンパク質が複製を開始するDNA領域に集合し、次にこれらタンパク質群が何らかの変換(リモデリング)をし、DNA合成を始める。本研究では、出芽酵母の染色体DNA複製開始過程をリモデリングのモデルとし、タンパク質の複製開始領域への集合とその後に起こるタンパク質複合体の変換(リモデリング)の分子機構、そして細胞周期によるこれらの調節機構の解明を目指す。そのため、複製開始領域へ集合するタンパク質群の挙動を細胞内で調べるとともに、これらタンパク質を精製し、タンパク質間の相互作用・複合体形成や、開始領域への集合を試験管内で詳細に調べる。これまでに、pre-LC複合体、Sld3-Sld7複合体を新たに同定し、これら複合体が複製開始領域への集合反応とその後のリモデリング反応に働くことを示すことができた。染色体DNAの複製開始領域には複数のタンパク質が集合し、複製を開始する。しかしこの集合がどのように起こり、どのように制御され、複製を開始させるのかは明らかではない。主として精製タンパク質を用いて、この問題を明らかにしようとしている。本年度は以下の点について研究を行った。1)複製タンパク質のうちその機能が最も分かっていないMcm10タンパク質を精製してDNAポリメラーゼとの結合を調べたところ、DNAポリメラーゼαと弱く結合することが分かった。また、mcm10変異細胞を同調させた実験から、実際にこの変異が複製に欠損を持つことを確認した。2)精製したSla3複製タンパク質がCDKにリン酸化されるとDpb11に結合するin vitroの系を確立した。この結合は、細胞内では複製開始に必須である。3)精製したCdc45, MCM, GINSのみでは複合体を作らないが、Sld3/Sld7を加えると複合体を作る。Cdc45-MCM-GINS複合体が細胞内ではDNAヘリカーゼとして働くと考えられているが、ヘリカーゼ活性は検出できなかった。これらタンパク質を昆虫細胞で同時に発現する系も作って調べたが、結果は同様であった。5)in vitroの複製系構築のため、種々の複製因子を大量発現した細胞の粗抽出液を調製して調べたが、現時点では複製反応は起こっていない。粗抽出液内の複製タンパク質量の検定も行ったが、抗体の検出感度以下のタンパク質も多く、今後検討が必要である。染色体DNAの複製開始領域には複数のタンパク質が、連続した2つの反応により結合する。まず、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)活性の低いM期後期からG1期にpre-RC(pre-Replicative Complex)が形成され、Gl/S境界域からCDKが活性化するとDNAポリメラーゼを含む一連の複製因子が集合する。pre-RC形成の過程の詳細はかなり明らかになってきているものの、CDK活性に依存した複製因子の集合がどのように起こり、どのように制御され、複製を開始させるのかは明らかではない。我々はCDK活性に依存した複製因子の集合に焦点をあて、本年度は以下の研究を行った。1)新規に見つけたSld3-Sld7複合体がダイマーとして存在している可能性が示唆された。そこで、沈降係数の測定等の詳細な解析を行い、ほぼ間違いなくダイマーであることを示した。2)CDK活性化によりpre-LC(pre-Loading Complex)が形成し、pre-LCはその後の複製因子の複製開始領域への結合に必須である。このpre-LCの形成にはPolεが必須である。Po1εは、触媒サブユニットPol2と他の3つのサブユニットDpb2,Dpb3,Dpb4からなる複合体であるが、GINSがDpb2に、Sld2がPol2に結合する。この際、Dpb2を少量しか含まないPolεを精製して調べたところ、pre-LC形成が抑えられていることが分かった。一方、種々の因子とPolεサブユニットとの融合タンパク質の解析を進め、Polεのpre-LC形成には触媒サブユニットのDNAポリメラーゼドメインを含まないC末領域が重要であることを示した。このC末領域には他のPolεサブユニットが結合する。3)精製タンパク質による再構成に加えて、粗抽出液を用いたin vitro複製系の準備を始めた。染色体DNAの複製において、複製タンパク質は複製開始領域に集合し、何らかの変化を起こし、DNA合成反応を始める。

これをリモデリングと捉え、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)を用いて解析を進めている。今期は、精製タンパク質からの再構成による単位反応の解析に加えて、出芽酵母粗抽出液によるin vitro複製系を用いた解析も始めた。粗抽出液を用いた系では、複製に関与するヘリカーゼ(Cdc45-MCM-GINS複合体)構成因子の複製開始領域への結合を指標として調べたところ、細胞内で観察される順番で結合する条件を見いだした。この構成因子の1つGINSは、DNAポリメラーゼε(Polε)との結合を介してpre-Loading complex(pre-LC)を形成し、複製開始領域へ結合する。Polεはリーディング鎖の合成を行うポリメラーゼであり、Pol2,Dpb2,Dpb3,Dpb4の4つのサブユニットから成る。Pol2が触媒サブユニットであるが、このサブユニットのN末に位置するポリメラーゼドメインを欠失することが可能である。しかし、このサブユニットのC末領域は必須である。このC末領域はDpb2,Dpb3,Dpb4サブユニットと結合する領域である。実際に、Dpb2の量が減少している変異ポリメラーゼやPol2サブユニットのN末を欠くPolεを精製しGINSとの結合を調べたところ、GINSとPolεの結合がDpb2サブユニットに依存し、Pol2のN末領域には依存しないことが分かった。一方、複製因子Sld3はSld7と結合し2量体を形成する。この構造が複製開始領域から両方向に複製を開始する上で重要であると考え、解析を進めている。現在までのところ、実際にSld3が2量体構造を敢っていること、Sld7のN末領域がSld3のN末領域に結合することが分かった。真核生物の染色体DNA複製では、複製に関与する多数のタンパク質が複製開始領域に集合し、DNA合成を開始させる。この際、複製タンパク質は単に集合するだけでなく、複合体を形成するとともに何らかの変化(リモデリング)を起こし機能を発揮する。真核生物では2本鎖DNAをほどくヘリカーゼ形成において、複製開始時にリモデリングが起こると考えられている。真核生物の活性なヘリカーゼはCdc45-MCM-GINS (CMG)複合体であるが、これはCdc45, MCM, GINSが複製開始領域で集合し、活性な複合体へとリモデリングしたものである。このリモデリングを詳細に解析するためにはin vitroで複製反応を起こさせ、それを調べることが必要である。そのため我々は出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)の粗抽出液によるin vitro複製系を用いた解析を行った。この系は既に報告された系であるが、複製効率が悪く、且つ粗抽出液調製ごとの振れも大きい。そのため、液体窒素下で細胞を破砕し、常に複製能を持つ粗抽出液の調製法を確立した。そしてこの系から、DNAポリメラーゼε(Polε)を除くと複製反応が減少し、さらに精製したPolεを加えると複製がおこることが分かった。
バラのベントネック防止に関する研究

MEI-UP (RNA-Ag+トリスヒドロキシメチルアミノメタン)、STS、硝酸銀脱,イオン水などの前処理液に含まれる銀の移動性、これらの前処理液が茎内の細菌数に及ぼす影響、切り戻しの長さが茎内の細菌数に及ぼす影響について試験した。その結果、MEI-UPのバラ品種'ロ-テロ-ゼ'に対する花持ち延長効果はAgによる切り口付近の殺菌効果によるもので、AgをRNA-AgにすることによりAgの茎内の移動性を高め、トリスヒドロキシメチルアミノメタンを加えることでAgの安定性を高めており、そのため水分バランスを良好に保ちベントネックを抑制すると考えられる。STSのAgの移動性はすでに報告されているように著しく高いが、細菌の繁殖を抑えるには濃度が低すぎるためベントネック抑制効果がないと考えられる。RNA-Agの茎内の移動性は硝酸銀より高いものの十分ではなく、切り口付近に高濃度に分布しているため切り戻しをすると殺菌成分であるRNA-Agが除去され、殺菌効果がなくなり、花持ち延長、ベントネック抑制効果が低下すると考えられる。そこでAg濃度を高めてRNA-Agの移動性をさらに高めたところ20cmまでは切り戻しても効果があることを認めた。作用機構についてはほぼ明らかになったが、銀を全く含まない前処理剤の開発は極めて難しく、浸透移行性殺細菌剤の開発が急務であると感じる。現在すでに殺糸状菌剤は開発されているが、世界的に移行性のある殺細菌剤は開発されていない。植物病理・農薬研究者との共同研究が必要である。MEI-UP(RNA-Ag+トリスヒドロキシメチルアミノメタン)、STS、硝酸銀脱イオン水などの前処理液に含まれる銀の移動性、これらの前処理剤が茎内の細菌数に及ぼす影響、切り戻しの長さが茎内の細菌数に及ぼす影響について試験した。その結果、MEI-UPのバラ品種`ロ-テロ-ゼ'に対する花持ち延長効果はAgによる切り口付近の殺菌効果によるもので、AgをRNA-AgにすることによりAgの茎内の移動性を高め、トリスヒドロキシメチルアミンメタンを加えることでAgの安定性を高めており、そのために水分バランスを良好に保ちベントネックを抑制すると考えられる。STSのAgの移動性はすでに報告されているように著しく高いが、細菌の繁殖を抑えるには濃度が低すぎるためベントネック効果がないと考えられる。RNA-Aの茎内の移動性は硝酸銀よりは高いものの十分ではなく、切り口付近に高濃度に分布しているため切り戻しをすると殺菌成分であるRNA-Agが除去され、殺菌効果がなくなり、花持ち延長、ベントネック効果が低下すると考えられる。今後は実用面を考慮して、RNA-Agの茎内の移動性をさらに高める必要性がある。作用機構についてはほぼ明らかになったが、銀をまったく含まない前処理剤の開発は極めて難しく、浸透移行性殺細菌剤の開発が急務であると感じる。現在すでに殺糸状菌剤は開発されているが、世界的に移行性のある殺細菌剤は開発されていないようである。バラのベントネックを防ぐRNA-Ag+トリスヒドロキシメチルアミノメタンの効果はAgによる切り口付近の殺菌効果であることが前年の試験から明らかになったので、今年度はRNA-Agの茎内でのAgの移動性を高める試験を集中的に行ったところ、RNA-AgのAg含有量を高めることにより切り口から20cmまで移動させることに成功した。すなわち20cmまでは処理後切り戻しても効果が持続する。STSと同様に花蕾まで移動させることが次の課題であるが、現在のところ成功していない。次の課題はAgを含まない環境にやさしい前処理剤の開発である。オランダではPeptides(cecropinB,hordothionin,tacdyplesin)に強い殺菌効果を認めているので、これらの化合物に酸化水、2-ヒドロキシ-3-イオネンクロライドポリマー、Nonoxynol-8.5などを加えて、平成9年度に試みてみる予定である。また、STSの成分である硝酸銀とチオ硫酸ナトリウムの混合比率をかえて前処理剤として利用できるかどうかも検討する予定である。
トランスジエニツクマウスを用いた抗TSH受容体抗体産生機構の解明に関する研究

自己免疫性甲状腺疾患(バセドウ病)モデル動物としてhuman TSHR(hTSHR)が皮膚ケラチノサイトに高発現するトランスジェニックマウス(Tg)作製を試みた。(3)マウス尾部組織からゲノムDNAを抽出し、hTSHRおよびCre断片をプローブとしてサザンプロット解析により各トランスジェニックマウス(FO)を同定した。2.コンディショナルトランスジェネシスによるトランスジーンの発現TSH受容体DNA発現マウス(hTSHR/Tg)およびCre発現マウス(Cre/Tg)の交配により、トランスジーンを発現させた。(1)TSH受容体蛋白の皮膚(ケラチノサイト)における発現および受容体蛋白の抗原活性や受容体の生物活性を測定した。(2)マウス血清中の抗TSH受容体抗体活性(標識TSH結合阻害抗受容体抗体活性および甲状腺細胞内cAMP産生刺激活性)を測定した。以上、Creリコンビナーゼ(Cre)をケラチノサイトに発現するTg(Cre Tg)とβ-actin promoter下流にloxP配列を組み込みコンディショナルにTSHRを発現するTg(TSRR Tg)を用い、hTSHRが皮膚ケラチノサイトに高発現するトランスジェニックマウス(Tg)を作製した。しかし、本研究では抗TSH受容体抗体産生マウスは得られず、免疫寛容もしくは抗体産生ラインは致死的であるものと考えられた。自己免疫性甲状腺疾患モデル動物としてhuman TSHR(hTSHR)が皮膚ケラチノサイトに高発現するトランスジェニックマウス(Tg)作製を試みた。平成15年度は、Tgにおいて強制発現される蛋白質が正常に発現されているか検討し、発現ベクターの構築を確認した。(3)マウス尾部組織からゲノムDNAを抽出し、hTSHRおよびCre断片をプローブとしてサザンブロット解析により各Tg(FO)を同定した。(4)TSH受容体DNA発現マウス(hTSHR/Tg)およびCre発現マウス(Cre/Tg)の交配により、コンディショナルトランスジェネシスによるトランスジーンを発現させる。(2)マウス血清中の抗TSH受容体抗体活性(標識TSH結合阻害抗受容体抗体活性および甲状腺細胞内cAMP産生刺激活性を測定した。本年度はin vivoエレクトロポレーション(EP)法を用いて筋肉内にTSHRの発現を誘導し、自己免疫反応誘発によるバセドウ病モデルマウスの作製を試みた。1)TSHR発現ベクターの作製2)バセドウ病モデルマウスの作製エレクトロポレーター(ネッパジーン社)を用いた。電極間の大腿部筋肉に各ベクターを50μg/site (final 0.9%NaCl)で注入し、50V,負荷時間50msecの条件で6回のパルスを与えた。発症実験には、pC1-IRES-ΔCD4,pBacMam2を発現ベクターとして用いた。コントロールとしてpC1-IRES-ΔCD4、さらにTSHR-WT、TSHR-289Hisを組み込んだ3種類の発現ベクターを50μg/siteでin vivo EP法を用いて筋肉内に導入した。3)TSAbの検出cAMP上昇活性においてcontrol群の平均値+3SDの値を基準とし、これを上回った検体をTSAb陽性と判定した。pBacMam2ベクターにおいては、2回目のEP後TSHR-WTは1/25匹であり、TSHR-289Hisでは14/25匹であった。また、pBacMam2-TSHR-289Hisの2回EP後のTSAb活性は、最大でcontrolの平均値の15倍の値を示した。本年度はin vivoエレクトロポレーション(EP)法を用いて筋肉内にTSH受容体(TSHR)を発現を誘導させることにより、バセドウ病モデルマウスを作製した。さらに、doxycycline投与により発現誘導が可能なTSHRトランスジェニックマウスの作製を試みた。2)バセドウ病モデルマウスの作製エレクトロポレーターを用いた。電極間の大腿部筋肉に各ベクター(50μg/site)を注入し、50V、負荷時間50msecの条件で6回のパルスを与えた。

3)甲状腺刺激抗体(TSAb)活性の検出TSAb活性は、教室において樹立したヒトおよびマウスTSHR発現株(CHO-K1-TSHR)を用い、細胞内cAMP上昇活性をcAMPキットを用いて測定した。4)モデル動物の作製5)変異TSH受容体発現細胞の作製エレクトロポレーション法により変異TSH受容体遺伝子(欠失および点変異)を導入し、糖鎖変異TSH受容体発現による発症率の差異を検討した。6)TSH受容体発現トランスジェニックマウスの作製