hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
世界最高速かつ最も安全な楕円曲線暗号システムの構築

「世界最高速かつ最も安全な」という研究課題で2年間研究を行った.その研究方針としては大きく2つに分け,一つは最も安全ということ,もう一つは最高速ということである.まず前者に関しては,素数位数の楕円曲線が最も安全であり,かつベースポイントと呼ばれる有理点の生成上,最も暗号に使い勝手が良いということで,その高速かつ組織的な生成法を提案してきた.それは,既約多項式判定に加えて,ツイストと呼ばれる操作を用いた方法であり,そのアイデアに新規性があるということで,本書類11.の1,2番目に挙げている国際学会において研究発表し,現在これを論文執筆中である.そして,後者の高速実装に関しては,高速であることと,コンパクトであることを重視した.高速であることに関する成果は,本書類11.の5番目の論文である.これまでOEFと呼ばれる有限体(拡大体)が,最も演算が高速であるとされてきたが,我々の研究成果により,乗算で1,2割,逆元算出で3,4割程度の更なる高速化が行えた.そして,プログラムサイズについても,OEFと比べて非常にコンパクトである.この我々の提案法は既約All-One Polynomialを法多項式とすることから,AOPFと呼んでいるが,これを構成するためには拡大次数が偶数でなければならないという条件があった.これでは,AOPFにおける演算が高速であるとは言っても,任意の拡大体を構成できないということで問題となる.これを解決する手法が,本書類11.の6番目の研究発表であり,これにより奇数次数,素数次数の拡大体を,AOPFの高速な演算を継承しながら構成できるようになった.今回の研究により,とくに高速実装に関して,非常に大きな成果が得られた.具体的には,実験はクロック20MHz,32ビットのマイコン上で行っており,このマイコンにコンパクトに実装でき,数百ミリ秒程度で(素数位数の)楕円曲線暗号の暗号化/復号を行えている.本年度は,既に得られている成果を実際にPCを用いて実装し,まず検証を行った.これと合わせて,構築した楕円曲線暗号の安全性の検証を行うことを兼ねて,研究会に数多く参加した.本年度の研究活動として特記すべき成果は,以下の通りです.・PCを用いて実際に実装できた.・16ビットマイコンを用いて実装できた.・上記の成果を岡山で行われた全国マルチメディア祭に「電子投票の疑似体験」と称して出展できた.・国際学会をはじめ,、今回の研究の成果を数多くの研究会で発表し,安全性の検証を行った.理論的な研究成果としては,暗号化,復号を高速に,かつコンパクトに実装できることはこれまでに得られた成果であり,本年度の研究ではその実装(PC,マイコン)を試みた.さらにその上で,安全な楕円曲線暗号の組織的な構築法を確立できつつある.というのは,国際学会においても発表したが,楕円曲線暗号に適した安全な楕円曲線を数多く,高速に生成できる手法を開発できたので,これにより数多くのユーザに対してもリアルタイムにその提供ができるようになる.より具体的には,暗号解読が可能となり危険であるとされる楕円曲線が学会等で例えば発表されたような場合に,我々の成果を用いて即座に次の安全な楕円曲線に乗り換えることが可能となることが期待できる.来年度は,この安全な楕円曲線の高速生成も含めて,全体的なシステムの構築を試みる予定である.「世界最高速かつ最も安全な」という研究課題で2年間研究を行った.その研究方針としては大きく2つに分け,一つは最も安全ということ,もう一つは最高速ということである.まず前者に関しては,素数位数の楕円曲線が最も安全であり,かつベースポイントと呼ばれる有理点の生成上,最も暗号に使い勝手が良いということで,その高速かつ組織的な生成法を提案してきた.それは,既約多項式判定に加えて,ツイストと呼ばれる操作を用いた方法であり,そのアイデアに新規性があるということで,本書類11.の1,2番目に挙げている国際学会において研究発表し,現在これを論文執筆中である.そして,後者の高速実装に関しては,高速であることと,コンパクトであることを重視した.高速であることに関する成果は,本書類11.の5番目の論文である.これまでOEFと呼ばれる有限体(拡大体)が,最も演算が高速であるとされてきたが,我々の研究成果により,乗算で1,2割,逆元算出で3,4割程度の更なる高速化が行えた.そして,プログラムサイズについても,OEFと比べて非常にコンパクトである.この我々の提案法は既約All-One Polynomialを法多項式とすることから,AOPFと呼んでいるが,これを構成するためには拡大次数が偶数でなければならないという条件があった.これでは,AOPFにおける演算が高速であるとは言っても,任意の拡大体を構成できないということで問題となる.これを解決する手法が,本書類11.の6番目の研究発表であり,これにより奇数次数,素数次数の拡大体を,AOPFの高速な演算を継承しながら構成できるようになった.今回の研究により,とくに高速実装に関して,非常に大きな成果が得られた.具体的には,実験はクロック20MHz,32ビットのマイコン上で行っており,このマイコンにコンパクトに実装でき,数百ミリ秒程度で(素数位数の)楕円曲線暗号の暗号化/復号を行えている.
精子形成過程および精子における膜タンパク質ベイシジンの機能の解析

精巣および精子におけるベイシジンの機能を解析するため、マウス精巣・精子を用いてベイシジンと相互作用する分子について調べた。その結果、精巣、精子ではモノカルボン酸トランスポーター(MCT)1ではなく、MCT2がベイシジンと共存する可能性が示された。また、精子型ベイシジンは、精巣型ベイシジンのN末のIg-like C2 domainの一部が欠けていた。精子頭部と尾部に局在するベイシジン分子も異なることが示唆された。ベイシジン(CD147/EMMPRIN)は、免疫グロブリンスーパーファミリーに属する膜糖タンパク質で、多くの組織で発現し広範な機能を持つ。他の組織や細胞においてベイシジンと相互作用するとされる分子の抗体を用いて、精巣・精子における局在を調べ、共存の可能性を調べた。1)プレセニリン-1:精巣および精子において、ベイシジンとの共存は確認できなかった。2)カベオリン-1:抗ベイシジン抗体G19(細胞内ドメインを認識)を用いた間接蛍光抗体法により、カベオリン-1がマウス精子頭部においてベイシジンと共存することがわかった。カベオリンは、さまざまな分子と結合しその機能を調節するという情報伝達調節機能も知られており、ベイシジン機能との関連が示唆された。3)モノカルボン酸トランスポーター(MCT):MCT1がベイシジンと相互作用することが、網膜などの組織で報告されている。MCT1の市販抗体を用いたが、免疫組織化学で反応が見られなかった。異なる市販抗体を試してみる予定である。MCT2はベイシジンとの相互作用はこれまで他の組織では報告されていないが、精巣内精子の尾部主部、精巣上体精子の尾部中間部において、ベイシジンと共存することがわかった。免疫沈降法により、共沈するかどうか、解析中である。また、ベイシジンは精巣上体尾部精子において22-25kDaの複数のバンドを示す。精子ベイシジンは頭部と尾部に存在することから、精子頭部と尾部を超音波で離断後、スクロース密度勾配法により、頭部、尾部を単離する方法を確立した。各々からタンパク質を抽出しウェスタンブロットを行った結果、頭部に存在するベイシジン分子は尾部のベイジシンと分子量が異なった。精子尾部と頭部で糖鎖の修飾が異なっている可能性を示した。今年度はモノカルボン酸トランスポーター(MCT)とベイシジンとの関係に着目し実験を行った。MCTは、乳酸やピルビン酸などの輸送に関与しており、MCTが細胞膜に発現するためには、ベイシジンやエンピジン分子との結合が必要という報告がある。MCT1、MCT2およびMCT4に対する市販抗体を用いて、マウス精巣・精子における局在を調べ、ベイシジン分子との共存の可能性を調べた。マウス精巣の免疫組織化学を行った結果、MCT1は、造精細胞に存在したが、精巣内精子尾部には陽性反応は弱かった。MCT2は、精巣内精子尾部の主部に強く反応し、造精細胞には陽性反応は見られなかった。MCT4は、Leydig細胞に強い反応が見られ、造精細胞はほとんど染まらなかった。またMCT2は、精巣上体頭部精子において精子尾部の主部に、精巣上体尾部精子において精子尾部の中間部に強い反応が出た。このMCT2の精子における局在は、ベイシジン分子の局在と一致した。また、免疫沈降法により、MCT2分子が、抗ベイシジン抗体を用いて免疫沈降したとき、共沈することが示された。網膜やガン細胞においては、ベイシジンはMCT1およびMCT4と複合体を作り、MCT2とは共存しないと報告されているが、本実験の免染結果により、マウス精子においては、MCT2はベイシジンと結合しうることがわかった。このことは精子が乳酸を取り込むメカニズムが、他の細胞と異なり、特殊であることを示すのかもしれない。今年度は、精子形成および精子成熟過程におけるベイシジン分子について、以下について検討した。1.精巣型(分子量約38-40kD)および精子型(約26-29kDa)ベイシジン分子の違い:マウス精巣および精子タンパクを抗ベイシジン抗体で免疫沈降してSDS-PAGEを行い、ベイシジン分子のバンドを切り出して、LC-MS/MS解析を行った。その結果、精子型ベイシジンは、精巣型ベイシジンのN末のIg-like C2 domainの一部が欠けていることがわかった。2.精子尾部と頭部におけるベイシジンについて:精巣上体尾部

精子をsucrose gradientを用いてtail-enriched fractionとhead-enriched fractionに分画し、タンパク質を抽出して抗ベイシジン抗体でWestern blotを行った。精子型ベイジシンは少なくとも2つのバンド(S-1およびS-2)が存在するが、精子頭部のベイシジンは、S-1が優位であり、精子頭部と精子尾部のベイシジン分子(の修飾)が異なる可能性を示した。3.精巣および精子において、ベイシジンと共沈する分子の検索:マウス精巣および精子タンパクを抗ベイシジン抗体で免疫沈降し、SDS-PAGE後ベイシジンと共沈する分子のバンドを切り出し、LC-MS/MS解析を行った。いくつかの分子が検出されたが、実際にベイシジンと共存し複合体を形成しているのか、検討を続けている。モノカルボン酸トランスポーターに対する市販抗体を用いているが、実験目的(免疫組織染色、WesternBlot法、免疫沈降法)に適した抗体の入手が困難であった。何種類かの市販抗体を購入して試してみる必要があった。24年度が最終年度であるため、記入しない。抗MCT2抗体に関しては、有用な抗体を得たので、今後さらに実験を進めていきたい。その他の抗体についても、予算が許せば、購入して実験に使用する予定である。
閉経後の子宮体部類内膜腺癌はde novoに発生し、周囲に内膜増殖症を形成する？

閉経後の子宮類内膜腺癌では、癌組織局所でのアンドロゲン(dihydrotestosterone:DHT)-アンドロゲン受容体経路によりエストロゲン依存性の腫瘍増殖が抑制されること、この経路が癌の発生進展機序に大きく関与することを明らかとした。さらにアンドロゲン合成を担う重要な酵素5α-reductase type1が、癌組織中のDHT濃度を制御していること、この酵素の発現が癌の増悪進展を抑制する可能性も示した。またDHTは、エストロゲンを低活性化する酵素17β-hydroxysteroid dehydrogenase type2の発現制御に関与することも示した。今年度は、26年度にひき続き、東北大学病院の子宮体がん手術症例から漿液性腺癌などを除く類内膜腺癌症例の抽出と解析を行った。具体的には、(A)内膜増殖症の併存の頻度、位置関係、および内膜増殖症の種類と広がりの程度(B)萎縮内膜の併存の頻度、および位置関係、移行部分が存在するかの確認(C)萎縮内膜から癌へ移行する部分が存在するかの確認(D)閉経前症例と閉経後症例での、内膜増殖症の形態の相違の確認(E)内膜増殖症併存症例と非併存症例での、臨床疫学的因子の相違、などに関して臨床病理学的検討と評価を中心に検討を行った。また、一部の症例では、がん組織中に形成された高エストロゲン環境により、周囲に内膜増殖症が形成されているのかどうか、という本課題を解明するため、estrogenおよびandrogenの代謝酵素群(17β-hydroxysteroid dehydrogenase type2(17β-HSD2)など)や性ステロイド核内受容体に関して、免疫組織学を中心とした検討を行い、estrogenおよびandrogenの組織中濃度との相関、閉経の有無を含む臨床病理学的因子や予後との相関を検討した。今年は特に組織中エストロゲン濃度を司ると考えられる17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase type2に着目し、その発現に対するアンドロゲンの影響などに関し検討を進めた。その結果、類内膜腺癌症例において、17β-hydroxysteroid dehydrogenase type2の発現動態は、5α-dihydrotestosterone (DHT)により制御されている可能性が明らかとなった(第16回ホルモンと癌研究会ワークショップ2015)。本研究の基盤をなす子宮内膜癌手術症例からの類内膜癌症例の抽出及び臨床病理学的検討と評価は、順調に進んでいる。また類内膜腺癌でのestrogenおよびandrogenの組織中濃度と臨床病理学的因子との相関の検討、さらにestrogenおよびandrogenの代謝酵素や性ステロイド核内受容体の発現動態と、estrogenおよびandrogenの組織中濃度および、閉経の有無を含む臨床病理学的因子や予後との相関の検討も進行している。これまで得られた成果の一部はすでに論文あるいは学会発表として公表しており、研究はおおむね順調に推移している。本研究の基盤をなす子宮体がん手術症例からの類内膜腺癌症例の抽出および臨床病理学的検討と評価は、順調に進んでおり、また、estrogenおよびandrogenの組織中濃度測定と臨床病理学的因子との相関、さらにestrogenおよびandrogenの代謝酵素や性ステロイド核内受容体の免疫組織学的検討も行い、成果は論文として公表しており、研究はおおむね順調に進展している。26年度、27年度にひき続き、類内膜癌症例の抽出集積及び臨床病理学的検討と評価を行う。最終年度であるため、この作業は年度前半までとし、後半はデータ解析を進める。集積された症例に対するestrogenおよびandrogenの組織中濃度測定、さらにestrogenおよびandrogenの代謝酵素や性ステロイド核内受容体の免疫組織学的検討をひき続き行うとともに、性ステロイドホルモン関連酵素活性およびmRNAの測定、サイトカインアレイによるサイトカイン測定、遺伝子変異発現の検討と評価も行い、これまで得られたデータ、特に5α-reductaseおよび17β-hydroxysteroid dehydrogenase type2に関する意義、と合わせて解析を行う。これらの臨床病理学および性ステロイド動態を中心とした検討により、閉経後類内膜腺癌の性格がより明らかになると考えられる。医歯薬学本年度にひき続き、類内膜腺癌症例の抽出集積および臨床病理学的検討と評価を行う。特にコントロールとなる閉経前症例の集積を進める。集積された症例に対するestrogenおよびandrogenの組織中濃度測定、さらにestrogenおよびandrogenの代謝酵素や性ステロイド核内受容体の免疫組織学的検討をひき続き行うとともに、性ステロイドホルモン関連酵素活性およびmRNAの測定、サイトカインアレイによるサイトカイン測定、遺伝子変異発現の検討と評価も行い、これまで得られたデータと合わせて解析を行う。閉経後症例と、コントロールとなる閉経前症例との、臨床病理学および性ステロイド動態を中心とした性向の比較検討により、閉経後類内膜腺癌の性格がより明らかになっていくと考えられる。

本年度は、26年度と同様に、本研究の基盤をなす子宮内膜癌手術症例からの類内膜癌症例の抽出及び臨床病理学的検討と評価が中心であったため、実験用の消耗品を中心とした物品費に充てる金額は当初予想よりも少なくなった。本年度は、本研究の基盤をなす子宮体がん手術症例からの類内膜腺癌症例の抽出および臨床病理学的検討と評価が中心であったため、実験用の消耗品を中心とした物品費に充てる金額は当初予想よりも少なくなった。集積された類内膜癌症例に対するestrogenおよびandrogenの組織中濃度測定、さらにestrogenおよびandrogenの代謝酵素や性ステロイド核内受容体の免疫組織学的検討をひき続き行うとともに、性ステロイドホルモン関連酵素活性およびmRNAの測定、サイトカインアレイによるサイトカイン測定、遺伝子変異発現の検討と評価などの研究に使用する予定である。また、研究成果の発表と投稿にも費用を当てる予定である。
重度身体障害者のための埋め込み型適応運動系補助脳の開発に関する研究

歩行障害者の介護問題は、現在そして未来の大きな社会的問題である。本研究では、歩行動作に伴う運動に障害を有する人を対象として、外骨格系の舗装具にアクチュエータを組み込みこれを自律制御させると共に、障害者の筋肉に直接電機刺激を加え筋力回復とアクチュエータと併用可能な制御系として、適応的な補助脳(人工運動中枢神経系)を構築し、歩行支援を実現しようとするものである。福祉用途を目的として、軽量外骨格系舗装具と組みあわせることにより、将来的に有用性が期待される適応自律協調型ハイブリッド運動支援システムの構築を試みるものである。当該研究期間の研究成果は以下のようにまとめられる。〈筋電フィードバック型外骨格パワーアシストシステム〉1)モータ駆動系を動力源とした外骨格パワーアシスト脚を開発することができた。2)筋電位を計測し、リアルタイムで生体信号に対応したパワーアシストを行なう手法の構築することができた。3)筋電接続を簡単に行なう手法を導入した。〈動作・行動制御〉1)リカレントニューラルネットワークを個体差に適応するパラメータチューニング機構として、下位の制御階層に組み込むことができた。2)一連の運動を動作の要素としてサブタスクに分解し、これを組み立てる事で、適応的なタスクとして動作・行動制御を実現することができた。3)上記アルゴリズムを小型ボードコンピュータを設計・開発することができた。4)パワーアシストにより、座位から立位および立位から座位への動作、歩行動作、姿勢制御動作を行なわせる事に成功した。本研究では、歩行動作に伴う運動に障害を有する人を対象として、新たに適応的な補助脳(人工運動中枢神経系)を組み込むという発想で、歩行支援を実現しようとするものである。福祉用途を目的として、軽量外骨格系舗装具と組みあわせることにより、将来的に有用性が期待される適応自律協調型ハイブッリド運動支援システムの構築を試みるものである。1)生体の筋肉特性を有するシミュレータを開発することが出来た。2)リカレントニュ7ラルネットワークと遺伝的アルゴリズムで構成される人工運動中枢神経系に信頼性機構として解析的運動制御系を並列に配置し、これにセンサー系感覚フィードバックを組み込むことによる補助脳系のカーネル開発を遂行することが出来た。3)ロボット工学、制御工学における姿勢制御・歩行アルゴリズムの導入と比較し、創発機能と新たに提案したフェーズシーケンス手法の比較を行ない、両手法の統合に運動適応機能の大幅な飛躍が期待出来ることがわかった。4)本手法を実験的に検証するため、第1段階として、軽量外骨格系パワーアシストシステムを試作することが出来た。5)筋肉が多少動かせる患者には、筋電フィードバックによりパワーアシストを実現させ、立位座位の動作が可能なように適応アルゴリズムを開発した。6)筋電とモータートルクとの対応関係を構築する事が出来た。これにより、片足での筋電フィードバック実験を行ない、遂に、筋電パワーアシストの基礎実験に成功した。7)トータルシステムとして、両脚の軽量外骨格系パワーアシストシステムに対して、駆動回路の開発を行なった。今後は、本システムの動作実験、及び、立ち座り動作等の効果的動作獲得の実証段階に入る計画である。
日英両国における医療保障・福祉サービスに関する比較研究

(1)基本的な問題意識21世紀を迎えた今日、社会科学を含む諸科学の急速な専門分化と並行して、分野によっては,かつて絶えざる進歩発展の状態を象徴的に示してい日進月歩という表現では追いつかないほどの速度で,先端的な研究領域が開拓され,その成果が,さまざまな形で人類の福祉の向上に貢献してきているが,ときに科学研究が,人間あるいは社会との関係を必ずしも十分に意識しないままに進められた結果,意図せざる不幸な状況を生み出すことがある。少なくとも過去においては,こうした不幸な事態が起こり,それに対する科学者の反省の上に立って,学際的研究の重要性が強調されるようになった。本研究では,こうした点をふまえて,「健康に対する医学的なアプローチ」と「福祉に対する社会科学的なアプローチ」を核としつつ,両者を結ぶ結節環として「社会医学的なアプローチ」と「医療経済学的なアプローチ」を積極的に導入した。(2)主要な研究内容本研究では医学と社会科学の視点から,日英両国における健康と福祉にかかわるサービスの現状と課題の解明に努めた。具体的には,日英両国の社会経済構造の違いを、まず明らかにした上で、日英両国における医療福祉サービスの特徴を対比させ,少子高齢社会におけるコミュニティ・ケアの重要性を指摘した。また、社会保障財政についての日英比較も試みた。さらに高齢社会における医療保障・医療サービスのあり方については,医学的な視点からの有効性と経済性についての高度に専門的な脳卒中に関する分析も行った。(3)研究の成果本研究グループの基本的な立場は,「健康は,肉体的・精神的・社会的な人間関係を保つ機能の強化であり,人間の社会的な営みとの関係において把握すべきである」というものであるが,21世紀においては「福祉社会(Welfare Society)」からさらに一歩進んだ「健康社会(Caring Society)」を構築すべきである、というのが本研究を通じて到達した結論である。誰もが自分のことだけでなく,自分の周囲,他人に対してもケアを心がけ,誰もが,その多様な可能性を最大限度発揮できるように社会経済環境が整備されて,はじめて健康社会が到来することになる。本年度は、医療保障・福祉サービスに関連する諸制度と救命救急医療・脳卒中医療についての日英比較研究を、実態調査(イギリスで実施)とワークショップ(東京とオックスフォードで開催)を中心にして進め、研究グループとして次の暫定的な共通認識を得るにいたった。1.イギリスの医療福祉サービスの現状を日本のそれと比較すると、数段先行している点もあるが、評判がないわけではない。たとえば、イギリスでは、地域社会を核にした新しい福祉政策・医療保障政策の展開が、その理想としたところとは裏腹に、しばしば高齢者の家族に過重な負担がかかっている。2.イギリスのコミュニティ・ケアには、その整備拡充が今しきりに要請されている日本のコミュニティ・ケアには欠けている奥行きと広がりが見られる。3.イギリスでは、ニーズの充足を重視し、確実かつ継続的にサービスの質の向上を図るために、コミュニティ・ケアに消費者主権的な発想を導入し、サービス利用者とサービス提供者を対等の立場に立たせている。こうした発想は、今後の日本の医療福祉サービスのあり方を考えていく上で、十分に参考にしうる。4.日英共通の医療福祉サービスをめぐる課題として次の5点を指摘できる。(1)各種の専門的サービス担当者の過重労働・労働強化の解消。(2)専門的な知識と経験を有する中間管理職の養成。

(3)医療専門職と福祉専門職の協力体制の強化。(4)制約された予算内での施設の整備。(5)ニーズの充足をめぐる公平性の確保。人間の叡智によって社会が発展し、科学技術が進歩していくかぎり、医療福祉サービスのあり方も絶えることなく変化し続けていく。本年度は、科学者にとっては、この変化を人間の福祉と健康にとってより好ましいものにしていくための科学的な研究に裏付けられた政策提言を行うことが、その社会的責任の一部であることを研究グループとして再確認し、次のような応用的・実践的な課題に取り組んだ。(1)前年度の研究成果をふまえ、これらをさらに発展させる形で、医療保障・福祉サービスに関連する諸制度の改革と脳卒中医療をめぐる日英両国の対照的な側面に焦点を合わせた研究活動を推進し、オックスフォードと東京で開催したセミナーとワークショップにおいて、最終研究年度に向けての課題の確認に努めた。(2)東京都青梅市における高齢者福祉の実態に関する調査をオックスフォード大学を中心にしたイギリスの研究者グループと合同で実施し、コミュニティ・ケアのあり方をめぐる日英両国の相違を確認した。こうした作業を通じて、本年度は、本研究グループが最終的に目指している福祉社会からさらに一歩進んだ「誰もが、ある種の能力の有無・強弱・多少,また心身の障害の有無・軽重を問わず、その持てる肉体的および精神的な可能性を社会との関わりにおいて最大限に発揮しうるような健康社会」を構築するための論議を高めていくに際しては、次の諸点についての考察が不可欠であることを確認した。(1)医療福祉サービス改革の社会経済的な背景。(2)改革に際しての固有の政策目的と政策手段の整合性。(3)改革の社会経済的な意義。(4)改革の理論的根拠。(5)改革の範囲。(6)作業仮説の妥当性。(7)過去および現時点における政策の成果と問題点。(8)改革に要する予算と財源の調達方法。(9)改革を推進する主体。1999年度(1999年4月-2000年3月)は、本研究の最終年度にあたるため、研究成果の取りまとめに向けての作業を中心にした以下のような研究活動を行った。なお、海外出張・海外招聘に関わる費用については、その大半を日本大学および外部機関からの研究助成によってまかなった。1999年(3月-)4月:オックスフォード大学でワークショップとセミナーを開催し、真屋と片山がそれぞれ日本における医療社会サービスと脳卒中治療に関する研究発表を行った。9-10月:真屋がWilton Park Conference(イギリス)において日本の福祉政策の現状と課題について招待講演を行ったのち、オックスフォード大学でワークショップを開催し、医療福祉政策の日英比較研究に関する研究発表を行った。12月:オックスフォード大学ほかから6名の研究者を招き、日本大学と青梅市において医療福祉サービスに関するセミナーとワークショップを開催し、脳卒中治療およびコミュニティ・ケアに関する日英比較のケース・スタディを行った。
核内受容体LXRα選択的アゴニストリカルデイン類の合成と動脈硬化改善薬の創製

研究成果の概要:大環状ビスビベンジル化合物リカルデインCはコレステロールのセンサー蛋白である核内レセプターLXRαの特異的アゴニスト活性を有する天然物として知られ、新しい抗コレステロール薬への展開が期待されている。リカルデインCの効率的合成法の開発と、活性発現に必要な構造因子を明らかにする目的で合成研究を行い、その合成に成功した。さらに、7種の誘導体を調製し、アゴニスト活性を検討した結果、リカルデインCのみにLXRα特異的アゴニスト活性が発現したが、他の誘導体には全く活性が認められなかった。核内レセプターLXR(Liver X receptor)には肝臓や小腸に高く発現するαタイプと,全身に存在するβタイプが知られている。これら核内リセプターはコレステロールの代謝に関わる遺伝子発現を制御して、その生体における恒常性の維持に深く関与していることが知られている。本年度はLXRαの特異的アゴニスト活性を有する苔類ウスベゼニゴケ(Blasia pusilla)から単離した大環状ビスビベンジル化合物リカルデインCの効率的合成法を検討した。大環状ビスビベンジルの合成において,大環状の閉環をどの位置で行うかで個々の合成の特徴が発揮できる。殆どの合成経路は,この閉環をベンジル位問で行ない、Wittig, Wurtz, McMurry反応等の様々な反応を適用している。しかし,植物は二種類のビスビベンジルを酸化的カップリングで二量化して生合成しているはずである。我々はこの生合成仮説に従って,閉環前駆体に対してパラジウム触媒下Stille-Kelly反応あるいはSuzuki-Miyaura反応を行い,一挙にビアリール結合させて大環状化法を検討した。まず、A-D環の構築は、塩基存在下DMSO中でビフェニルエーテル化が効率よく進行し、達成できた。得られたA-D環からWittig反応で容易に閉環前駆体に誘導できた。最初、ジブロモ体に対するパラジウム触媒Stille-Kelly反応を適用したが、反応中間体のSnあるいはB化の位置選性の制御が難しく閉環体は確認できなかった。次に,Pd(0)のC-BrとC-OTf間への酸化的付加の違いを利用してメタル化の位置選択的性を上げ,続いてSuzuki-Miyaura反応を行うと閉環反応が進行した。しかし、生成収率が悪いため、今後環化反応の精密化を図り、最適反応条件を見いだす予定である。これら核内リセプターはコレステロールの代謝に関わる遺伝子発現を制御して,その生体における恒常も性の維持に深く関与していることが知られている。本年度はLXRαの特異的アゴニスト活性を有する大環状ビスビベンジル化合物リカルデインCの合成を分子内ビアリール結合形成による方法で検討した。大環状ビスビベンジルの合成において,大環状の閉環をどの位置で行うかでその合成の特徴が発揮できる。植物は二種類のビスビベンジルを酸化的カップリングで二量化してリカルデインCを生合成しているはずである。我々はこの生合成仮説に従って,閉環前駆体に対してパラジウム触媒下Suzuki-Miyaura反応を応用することで,一挙にビアリール結合させて大環状化する戦略をとった。まず,C-BrとC-OTf間へのPd(0)の酸化的付加の違いを利用してメタル化の位置選択的性を検討した。その結果,2.4等量ビスピナコールボラン存在下ジオキサン中Pd(Ph_3)_4触媒と塩基K_3PO_4の条件で反応すると,C-Brのみが選択的にピナコールボラン化された閉環前駆体が高収率で得られた。次いで,DMF中先程と同じ触媒条件下Suzuki-Miyaura反応を行うと,目的とする環化体が低収率ながら得られた。最後に,脱メチル化すると初めてリカルデインCが合成できた。現在,パラジウムのリガンドにSPhosを用い含水溶媒中で反応すると,大きく収率を改善できることが分かってきた。今後,3個のフェノール性水酸基を可能なメチル保護基に変えた全てのリカリデイン類の合成も完成させ,それらのLXRに対する活性を評価する計画である。核内レセプターLXR (Liver X receptor)には肝臓や小腸に高く発現するαタイプと、全身に存在するβタイプが知られている。大環状ビスビベンジル化合物リカルデインCはLXRαの特異的アゴニスト活性を有する天然物として知られ、新しい抗コレステロール薬への展開が期待されている。すでに本化合物の全合成は3例報告されているが、全収率は悪く効率的な合成の開発が待たれていた。

大環状ビスビベンジルの合成において、大環状の閉環をどの位置で行うかでその合成の特徴が発揮できる。我々は、閉環前駆体に対してパラジウム触媒下Suzuki-Miyaura反応を応用することで、一挙にビアリール結合させて大環状化する戦略を検討してきた。まず、C-BrとC-OTf間へのPd (0)の酸化的付加の違いを利用してメタル化の位置選択的性を検討した結果、2.4等量ビスピナコールボラン存在下ジオキサン中Pd (PPh_3)_4触媒と塩基K_3PO_4の条件で反応すると、C-Brのみが選択的にピナコールボラン化された閉環前駆体が定量的に得られた。次いで、DMF中リガンドとしてSPhosを用いPd_2(dba)_3触媒条件下Suzuki-Miyaura反応を行うと、目的とする環化体が収率39%で得られた。最後に、脱メチル化するとリカルデインCの合成が完了した。さらに、3個の水酸基をメチル基で保護した可能な7種の誘導体を調整し、LXRαおよびLXRβに対するアゴニスト活性を検討した結果、リカルデインCのみに10μM30μM濃度依存的にLXRα特異的アゴニスト活性が発現したが、他の誘導体には全く活性が認められなかった。この結果、LXRαに対するアゴニスト活性にはリカルデインCの大環状構造と全ての水酸基が必要となり、水酸基を足掛かりにした誘導体合成は意味がないと結論した。
異常的U(1)対称性を持つ超対称弦理論と超対称性の破れの機構の解明

異常的(アノマラス)U(1)ゲージ対称性を含む模型は、現実的な超対称性の破れの模型として有望であり、私はこの可能性に着目し、追求してきた。97年度には、京大基研での滞在型研究会の組織委員会に参加し、アノマラスU(1)を含む超対称統一模型とその諸問題を講義した。その後、超対称性の破れが有効理論で簡潔に記述されることを発見し、従来知られていなかった場合について模型を拡張した(論文準備中)。我々の有効理論を用いると、模型を超重力理論の枠内に埋め込んで、超対称粒子の質量スペクトルについて詳細な計算をすることができる。その際に、宇宙項を零にする条件から許されるパラメータ領域を特定することが重要になる。最近、欧州のT.Barreiroらのグループは簡単な場合を解析し、宇宙項零条件からの制限が非常に厳しく、ディラトン場の寄与に上限が存在することを指摘している。我々は有効理論を用い、さらに超ポテンシャルに定数項を加えることで、彼らの上限を越えることができることを示した(論文発表済)。一方、超対称性の破れにディラトン場の寄与が重要になることが昨年、N.Arkani-Hamedら米国グループに指摘された。我々は有効理論でこのことを確認し、さらにこの場合の宇宙項零条件が、ディラトン場が無視できる場合に関係付けられることを発見した。その結果、様々な効果を明解に議論することができることがわかった。以上の成果をまとめた論文を準備中である。異常的(アノマラス)U(1)ゲージ対称性を含む超対称模型(特に超弦模型)は、現実的な超対称性の破れの機構を与え得ることがいくつかのグループによって指摘されている。このような発展をさらに押し進めるためには、アノマラスU(1)ゲージ対称性を含む超弦模型を分類することが重要な問題となる。私はオ-ビフォルド構成に基づく超弦模型を解析し、アノマラスU(1)が現れるための必要条件を与えた。さらに、Z_N型のオ-ビフォルド構成に基づく超弦模型がアノマラスU(1)を含むか否かを判定するための一般的処法を与え、これらの結果の詳細をまとめた論文を発表した。また京大基研での滞在型研究会において、アノマラスU(1)を含む超対称模型を取り上げ、その諸問題を講義した。その後、超対称性の破れが有効理論で簡潔に記述されることを発見し、今まで知られていなかった場合について模型を拡張した。(論文準備中)。一方で、場の理論の非自明性との関連で、以前に京都大のグループと行なった共同研究の結果を超対称な場合に拡張し、ゲージ対称性について、一重項場がある場合、随伴表現場がある場合、および両者が共存する場合について解析した。その結果、随伴表現場がある場合、くりこみ群の赤外固定点で超対称性が拡大するこを示した(論文準備中)。さらにゲージ結合定数が定数になる場合に、随伴表現場の自己相互作用の効果を解析した。
ブロニスワフ・ピウスツキの評伝執筆のための実証的研究

ブロニスワフ・ピウスツキはリトアニアに生まれたポーランド人である。彼はペテルブルグ大学在学中にロシアのツァーリ・アレクサンドル三世暗殺未遂事件に連座し、サハリン島へ流刑となった。この地でピウスツキは原住民ギリヤークやアイヌの民族学的調査を行い、民族学者となった。本研究では、日本、ポーランド、ロシア、リトアニアの研究者計13人の共同執筆によりピウスツキの評伝を完成した。また3冊のピウスツキ資料集を刊行した。平成19年度は主として以下の諸点において評伝執筆のための準備作業を進めた。1.ロシア,リトアニア,ポーランド,スイスの研究者たちとまずメールと郵便で連絡を取り合い,連絡網を構築した。その後プロジェクトの趣意書と"Application Form"を作成し,彼らに送付してその趣旨を詳しく説明した。2.平成19年8,9月に澤田と井上は手分けして上記国々を訪問し,各研究者と直接面談して,プロジェクトへの参加の最終的承諾を得た。また新たに数名の評伝執筆候補者を発掘することができた。ワルシャワのポーランド有識者アカデミーとポーランド科学アカデミーの合同古文書館ではピウスツキ宛のL.Ia.シュテルンベルグ書簡の束を発見し,それをCD-ROM複写で取り寄せる許可を得ることができた。さらにワルシャワのコヴァルスキ氏から氏の未刊行の著作"Price of Conscience"の完成稿を入手することができた。3.評伝の「執筆要項」の日本語版,英語版,ロシア語版を作成し,英語版とロシア語版を執筆候補者たちに送付した。彼らとはその後もメールと郵便で定期的に連絡を取り合い,情報交換を行なった。4.評伝の目次と各章のおおよその執筆担当者を決定した。5.澤田は『ピウスツキ評伝』に収録する「ピウスツキ総合年譜」作成の作業に着手した。澤田と井上はメールでの連絡の他に,互いに定期的に大阪,東京方面に出張して資料収集を行なうかたわら,面談して打ち合わせを重ねた。6.上記の作業を遂行するために,ノートパソコンやプリンタなどの基本トゥールを購入した。平成20年度は以下のように研究を実施した。(1)伝記論文の執筆研究代表者と連携研究者が定期的に連絡を取り合つた。また年度当初より外国の各執筆予定者とメールや郵便で密接に連絡を取り、伝記論文の進捗状況を把握しつつ、平成21年9月末までの完成を促した。年度末にはリトアニアとポーランドを訪問し、計4名の執筆予定者と直接面談して、綿密な打ち合わせを行った。(2)総合年譜の編集「総合年譜」の編集作業を続行した。年譜情報量の飛躍的増加が予想されるので、編集専用パユソンを購入した。リトアニアのドゥルスキンニンカイ市立博物館に所蔵さ処ている、ピウスツキがサハリンで撮影した写真を収集した。(3-c)第4回「国際ピウスツキ・シンポジウム」第4回「国際ピウスツキ・シンポジウム」開催についてリト・アニア、ポーランド側と協議した。(1)「ブロニスワフ・ピウスツキ評伝」のための論文の執筆と「評伝」編集引き続き評伝のための論文を執筆した。平成21年9月末を各執筆者の論文の提出期日と設定した。これ以降に順次研究代表者に提出された論文の編集作業に着手した。また謝金を利用して日本語論文4本、ポーランド語論文2本、ロシア語論文1本を英語に翻訳した。だがポーランド語論文の残り1本と大部分のロシア語論文は、英語に翻訳することはできなかった。研究代表者からの度重なる督促にもかかわらず、締め切り期限を大幅に過ぎて原稿が到着したケースが少なからずあり、また大量のロシア語論文を英語に翻訳するためには、謝金の額が決定的に不足していたからである。「評伝」は平成22年3月末に3巻本、全1,000頁の大著として完成することができた。(2)「ブロニスワフ・ピウスツキ総合年譜」の執筆と編集引き続き「年譜」の執筆を行った。平成20年9月末以降は各執筆者からそれぞれ分担している時期の年譜が順次届いたので、それらを合わせて「総合年譜」とし、その編集作業を行なった。但し、使用言語に関しては、上で述べたのと同様の理由で英語とロシア語の併用となった。「総合年譜」も平成22年3月末に完成し、「評伝」第3巻の巻末に収めた。(3)ピウスツキに関するポーランド国内のテレビ番組作りへの協力ポーランドでピウスツキを扱ったテレビ番組「鷲と菊高貴なる家系の最後の人間」が作られた。研究代表者はその作業に協力し、平成21年11月5日にポーランドから来日したプロデューサーらのインタビューに答えた。この番組は平成22年5月3日にポーランド国内で放映される予定である。
LAK,IL-2,放射線との併用によるヒト唾液腺癌細胞の骨芽細胞への分化誘導

1.ヒト唾液腺癌細胞(HSG-AZA3)をヌードマウスに移植して、HSG-AZA3ヌードマウス腫瘍を調製した。この腫瘍にヒトLAK細胞とヒト・リコンビナントIL-2(hrIL-2)を連日投与し、更にX線(3-10Gy)1回照射を併用して、抗腫瘍効果を検討して以下の結果を得た。なお、ヒトLAK細胞は、ヒト末梢血より分離したリンパ球をhrIL-2で処理して調製した。(1)治療した腫瘍組織内に骨様組織の存在が、HE染色、von Kossa染色により検出された。また、骨様組織の周囲に近接して存在する腫瘍細胞に、オステオポンチン、オステオネクチン及びCbfa1の発現を凍結切片を用いたin situ hybridization及びNorthern blottingにより検出した。更に、アルカリフォスファターゼとI型コラーゲンの発現が蛍光抗体法により検出された。(2)骨様組織を含む腫瘍組織では、骨シアロプロテインmBNAの発現が、nested-polymerase chainreaction(nested-PCR)により検出された。2.diffusion chamber内に、HSG-AZA3細胞のみを注入し、10^5単位/mlのhrIL-2,または、LAK細胞のみを含む培養液で10日間in vitroで培養した。その間、適宜X線照射(10Gy)を1回施行した。その後、ヌードマウス腹腔内に移植し、6週後に摘出して、HSG-AZA3細胞の変化について検索して以下の結果を得た。(1)HSG-AZA3細胞の骨芽細胞への変換の惹起されていることを、HE染色、Von Kossa染色により、またin situ hybridizationによるオステオポンチン、オステオネクチンmRNAの発現の検出により、明らかにした。
希薄磁性半導体メモリデバイスの研究

本研究は、申請者らの開発した強磁性III-V族希薄磁性半導体を用いたメモリを実現するための、結晶成長、プロセス技術、メモリデバイス、メモリ構成法を研究し、その性能・限界を明らかにすることを目的として行われた。本研究の成果概要は以下の通り。(1)強磁性III-V族希薄磁性半導体メモリ材料として新しく低温成長分子線エピタキシによりIII-V族化合物半導体でもっとも多く用いられているGaAsをベースにした(Ga,Mn)Asを創成した。最大のMn組成で0.071を得ている。さらに(Ga,Mn)Asの組成と格子定数との関係をX線回折により定めた。それによると組成と格子定数は線形な関係にある(ベガード則)。(2)磁気輸送特性・磁化特性を調べ、(Ga,Mn)Asが強磁性体であることを確認した。これまでに得られているキュリー温度は110Kである。また0.05以下の組成の領域ではキュリー温度と組成が比例する。(3)(In,Ga)Asバッファ層を挿入して(Ga,Mn)Asにかかる歪みを圧縮から引っ張りにかえることにより磁化容易軸の向きを面内から面に垂直にかえることが可能であることを明らかにした。これは異常ホール効果を利用したメモリの読み出しに必要不可欠なものである。(4)臨界散乱とキュリー温度から強磁性の起源がRKKY相互作用であることを明らかにし、よりキュリー温度を上げるために必要な知見を得た。(5)磁化容易軸を面に垂直に制御した(Ga,Mn)Asを用いてメモリエレメントを製作し、異常ホール効果により良好な読み出しができることを確認した。本研究は、申請者らの開発したIII-V族希薄磁性半導体を用いて、メモリデバイスを構成し、その性能、限界を明らかにして、この希薄磁性半導体メモリバイスの実用化に際し生ずる問題点を探り、それを解決する指針を与えることを目的とする。具体的には、以下の項目を2年間の年限内に研究し明らかにする。(1)希薄磁性半導体メモリデバイスの基本方式(2)希薄磁性半導体メモリデバイスのプロセス・材料技術(3)希薄磁性体半導体メモリデバイスの性能の評価(4)希薄磁性体半導体メモリデバイスの設計法平成7年度は、III-V族希薄磁性半導体メモリエバイスの構成法と、プロセス材料技術を中心に研究を進めた。成果としては、本年度世界に先駆けてGaAsベースの(Ga,Mn)AsをGaAs上に成長することに成功した。また(Ga,Mn)Asが60K以下で弾磁性体であることを明らかにした。GaAs系は既に応用に供されている半導体系であり、(Ga,Mm)Asの開発は、メモリデバイスのみならず近赤外半導体レーザと集積化可能な光アイソレータをはじめとした、新しいGaAs系デバイス群を実現可能にするものである。

これまでに得られているキュリー温度は110Kである。また0.05以下の組成の領域ではキュリー温度と組成が比例する。(3)(In,Ga)Asバッファ層を挿入して(Ga,Mn)Asにかかる歪みを圧縮から引っ張りかえることにより磁化容易軸の向きを面内から面に垂直にかえることが可能であることを明らかにした。これは異常ホール効果を利用したメモリの読み出しに必要不可欠なものである。(4)臨界散乱とキュリー温度から強磁性の起源がRKKY相互作用であることを明らかにし、よりキューリ-温度を上げるために必要な知見を得た。(5)磁化容易軸を面に垂直に制御した(Ga,Mn)Asを用いてメモリエレメントを製作し、異常ホール効果により良好な読み出しができることを確認した。
大脳と小脳を中継する橋核における神経信号処理のメカニズム

脳幹の橋核と三叉神経核に存在する苔状線維投射細胞の活動電位発火頻度を調べた。脳スライス標本において、いずれの部位の投射細胞も最大頻度500 Hzを超える高頻度発火を示さなかった。この所見は、麻酔下in vivo動物の苔状線維から記録された高頻度発火と異なるものであった。このため、in vivo標本においては細胞興奮性を亢進させる機序が働いていることが示唆された。大脳皮質と小脳は相互に連絡し合っており、この連絡の仕組みを知ることは脳全体の機能を理解する上で極めて重要である。脳幹の橋核は大脳皮質からの出力信号を受け取り、これを小脳へ中継している。橋核は大脳からの信号を小脳での信号利用に適した形に変換する役割を担っていると推察されている。本研究は橋核における信号変換の規則を明らかにし、その基盤となる神経細胞および神経ネットワークの仕組みを理解することを目的とする。電気生理学的実験において、in vivo実験系(麻酔下動物)とin vitro実験系(脳スライス)は相互補完的な関係にある。本研究課題では、これら2つの実験系を組み合わせて、効率的かつ多角的に研究を行う。平成21年度においては、下記の2項目を遂行した。まずin vitro実験系(スライス標本)において、顕微鏡観察下に同定された橋核ニューロンの特性を調べた。橋核の主細胞(興奮性の投射ニューロン)からパッチクランプ記録を行い、その膜電位応答特性、自発発火頻度、最大発火頻度、等を計測した。さらに、電位固定下に自発性および電気刺激誘発性の興奮性シナプス電流の大きさを計測し、その促通や抑圧の特性を記録した。これらの情報は後述のブラインドパッチクランプ法を用いたin vivo実験を行うための重要な基礎データとなった。脳幹部に腹側からアプローチして橋核にパッチクランプ法を適用する技術を採用し、麻酔下の動物において橋核からパッチクランプ記録を行うことを可能にした。脳幹にある橋核は大脳皮質からの信号を受け取り、この信号を苔状線維を介して小脳へ中継している。苔状線維は小脳皮質への主要な入力線維であり、橋核以外にも三叉神経核や前庭神経核などいくつかの部位から由来することが知られているが、高等動物においては橋核が主な起始核である。研究代表者らによる過去の研究により、齧歯動物の顔面(ヒゲを含む)に体性感覚刺激を与えた際に、苔状線維が非常に高頻度の活動電位発火(700Hz以上)を示すことが知られていた。このような高頻度発火を発生する仕組みが橋核にあることを想定し、その機序を探ることが本研究の主な課題であった。平成22年度には、前年度から継続して、in vitro実験系(スライス標本)において顕微鏡観察下に同定された橋核ニューロンの特性を調べる実験を行った。その結果、橋核ニューロンは脱分極刺激に対して、上述のような高頻度発火を示さず、最大瞬間発火頻度は平均で約220Hz、最大例でも350Hzに至らなかった。このことは、当初の想定に反し、700Hzを超えるような高頻度発火は橋核由来ではないことを示唆した。そこで、苔状線維を小脳に投射している他の部位として、三叉神経核を調べた。三叉神経核の投射細胞からホールセル記録を行い発火パターンを調べたところ、脱分極刺激に対して60%の細胞において400Hz以上、20%の細胞において700Hz以上の最大瞬間発火頻度を示し、上記の苔状線維と同様の高頻度発火を示すことが明らかになった。このことにより、非常に高頻度の活動電位発火は橋核ではなく三叉神経核に由来することが示唆された。今後は、この結果をin vivo標本において確認する。
組織内で変換・生成するビタミンＫ２の変換機構とその生理的役割に関する研究

ヒトも含む高等動物の組織内では、摂取されたビタミンKの一部がメナキノン-4(ビタミンK2の一種)に変換・生成される。しかし、この変換機構の詳細と変換の生理的意義については未だ十分に明らかになっていない。本試験では、培養細胞を用いたMK-4変換系を用いて、変換機構の詳細を解析し、側鎖基質がメバロン酸経路由来であることを明らかにした。また、生理的意義については、抗炎症作用の分子機構やインスリン抵抗性改善作用の解析を行い、我々が見出したメナキノン-4の新しい作用(抗炎症効果)の分子機構やインスリン抵抗性改善作用の解析し、ビタミンKの生体内変換と生活習慣病の発症抑制との関連を明確にした。メナキノン-4(MK-4)の新しい作用(抗炎症効果、インスリン分泌促進)と生体内変換の分子機構の解析を行った。1)MK-4によるインスリン分泌促進作用の解析ビタミンK欠乏飼料をKKAyマウスに与え60日間飼育した。経口糖負荷試験とインスリン負荷試験の結果、欠乏食は耐糖能の悪化とインスリン抵抗性を誘導した。また、膵臓および肝臓グルコキナーゼ、肝臓型ピルビン酸キナーゼmRNA量が有意に低下していた。以上のことから、ビタミンK欠乏食は、臓器中のMK-4量を低下させることにより、インスリン分泌、糖代謝関連遺伝子の発現量を変化させ、糖尿病の進行を早めることが示唆された。2)MK-4による抗炎症作用の分子機構の解明免疫共沈降法によりMK-4で処理した後のIKK複合体形成に変化は見られなかったが、LPS刺激後のTRAF6ーTAK1ーIKKγの相互作用、TAK1のK63ユビキチン化量が増加していた。以上のことから、MK-4の抗炎症作用は、TRAF6ーTAK1ーIKK複合体の形成を促進させ、LPS刺激後に起こる複合体の形成から解離に至るフィードバックループを阻害することによって起こる可能性が示唆された。3)MK-4生体内変換の反応機構の解析ヒト肝癌由来培養細胞をもちいて構築したin vitro変換系において、Ubiad1以外の変換律速因子として、側鎖供与体に焦点をあて解析した。スタチンで処理したところ、MK-4生成量は減少した。一方、タンパク質プレニル化酵素阻害剤で処理した場合、MK-4生成量が増加した。このことから、生成したMK4の側鎖部分はメバロン酸経路に由来すること、本経路で合成されるゲラニルゲラニル二リン酸、またはその代謝物が側鎖の基質として利用されていることが明らかになったヒトも含む高等動物の組織内では、摂取されたビタミンKの一部がメナキノン-4(ビタミンK2の一種)に変換・生成される。メナキノン-4(MK-4)の生体内変換の分子機構と新しい作用(抗炎症効果、インスリン分泌促進)の解析を行った。1)MK-4生体内変換の反応機構の解析ヒト肝癌由来培養細胞をもちいて構築したin vitro変換系において、Ubiad1以外の変換律速因子について解析した。ワーファリン存在下で変換反応を行ったところ、MK-4生成量は有意に減少した。このことから、本培養細胞におおける変換反応にビタミンKエポキシド還元酵素が関連していることが示唆された。また、マウス脳をスライス培養し、ビタミンK1からMK-4が生成することを確認した。この系を用いることによってビタミンK1の側鎖開裂に関わる因子を検索できると考える。2)MK-4によるインスリン分泌促進作用の解析ビタミンK欠乏飼料を30日間給餌したKKAyマウスの膵臓ランゲルハンス島を分離し、グルコース刺激によるインスリン分泌量を測定した。その結果、低グルコース濃度で刺激した場合、欠乏食群のインスリン分泌量が低下しており、欠乏マウスで見られる絶食時の血漿インスリン濃度と相関が見られた。3)MK-4による抗炎症作用の分子機構の解明MK-4刺激した培養細胞のコンディションメディウムは、抗炎症性を示す高分子成分が含まれている。これについて、コンディションメディウムを濃縮し、プロテオーム解析を行った。コントロールと比べると、コンディションメディウムに特異的なタンパク質が存在し、これらによって抗炎症性が発揮されている可能性が示唆された。1)ビタミンKの抗糖尿病作用の解析ビタミンK欠乏食を与えたKKAyマウスで見られる、糖尿病の病態悪化促進について、肝臓、および膵臓に焦点をあて解析を行った。K欠乏群で、肝臓中の肝臓型ピルビン酸キナーゼ(L-PK)mRNA量の低下が観察された。また、L-PK遺伝子の転写制御因子であるChREBPやインスリンシグナル伝達分子であるIRS2タンパク質量の低下も観察されたことから、K欠乏食により肝臓でのインスリン抵抗性がより増悪することが示唆された。膵臓においては、グルコキナーゼmRNA量の低下が観察された。ビタミンK欠乏食を給餌したKKAyマウスの膵臓よりランゲルハンス島を単離し、グルコース刺激によるインスリン分泌量を測定したところ、比較的低濃度のグルコース刺激において、インスリン分泌量が低下していた。