hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハイレシプロ研削用砥石の開発と耐熱合金の高能率研削への応用

ハイレシプロ研削における砥石磨耗メカニズムを明らかにし,砥石磨耗を抑制するための研削条件および砥石選定指針を明らかにする.また,明らかとなった砥石選定指針を基に,ハイレシプロ研削に適した砥石の開発を行う.さらにハイレシプロ研削の特性をいかして,耐熱合金の高能率・高精度研削を実現する.ハイレシプロ研削における砥石磨耗メカニズムを明らかにし,砥石磨耗を抑制するための研削条件および砥石選定指針を明らかにする.また,明らかとなった砥石選定指針を基に,ハイレシプロ研削に適した砥石の開発を行う.さらにハイレシプロ研削の特性をいかして,耐熱合金の高能率・高精度研削を実現する.
筋弛緩に影響する薬剤の実験的研究

[研究目的]筋弛緩薬の作用に影響を及ぼす可能性のある薬剤の作用を電気生理的に明らかにすることを目的とした。[研究方法]全身麻酔下のネコの坐骨神経と腓腹筋に電極を装着し、最大上刺激下に得られる神経と筋の複合活動電位(compourd action potential,CAP)の振幅と、刺激のモードを変えることにより得られる筋CAPの回復曲線(recovery curve,RC)、および2Hz四連反応比(train-of-four ratio,TOFR)の減少度、さらに各種頻度での連続刺激に対する反応から、神経筋接合部の遮断状態を判定した。[結果]1.抗痙攣薬であるMg^<2+>は臨床で用いられる血清濃度で神経筋遮断作用を示し、かつその安全域が狭い。2.Mg^<2+>の遮断作用は運動神経終末からの伝達物質放出の抑制が主体である。3.Mg^<2+>の特徴と比較した場合、非脱分極性筋弛緩薬は神経終末にも抑制作用を持つらしいことが再確認された。4.新しく開発された筋弛緩薬Rocuroniumは非脱分極性遮断を生ずるが、神経終末に対する作用はVecuroniumと同程度であった。5.カルシウムチャンネル遮断薬の一つであるDiltiazemは神経筋遮断作用を持つが、その程度は臨床で問題になる程ではないと考えられた。課題にあげた薬剤のうち,本年度は特にマグネシウム(Mg)の影響について研究した。硫酸マグネシウムは不癒を合併した帝王切開の麻酔で治療薬として用いられるため,筋弛緩薬との相互作用が問題となる。結果は,Mg投与によるCAP振幅が投与量後存性に抑制された。このMgによる神経筋庶断時のRCは,80msec以下の刺激問隔で著明な上昇を示し,かつその程度はMg投与量を増して庶断をより強くするとさらにRCの上昇も強く生じた。一例として7msec刺激間隔でみると,コントロ-ルの440%上昇した。またより長い刺激間隔ではRCは100%以下に下降したものの,その程度は筋弛緩薬が作用している場合よりもかなり軽度であった。これに対応してTOFRは0.5以上を示し,筋弛緩薬作用時より減表の程度であった。同時に測定した血清Mgイオン濃度がコントロ-ルの3倍に上昇した時に,CAP振幅がコントロ-ルの25%に抑制されることが分った。以上の結果からMg投与は神経筋庶断を起こすが,その機序は筋弛緩薬と異なり,神経終末からの伝達物質放虫抑制が主体であると考えられた。そこで次の段階では能弛脳薬により部分庶断が生じている時にMgを作用させた場合に,どのような庶断が生ずるかについて追求する予定である。研究計画に従って今年度は次の項目について研究した。[研究方法][結果]1)ネコにMgイオンを静注し、その血漿中濃度が正常時の約3倍に達した時、筋CAP振幅はコントロールの25%に抑制されることは前年に確かめられた。今回同時に筋を支配する坐骨神経の一分枝から得た神経のCAPを観察したが、この濃度では何の変化も認めなかった。すなわち筋CAPに生じた変化は神経筋接合部、あるいは筋膜自体へのMgイオンの作用によるものと考えられた。2)カルシウム拮抗薬であるジルチアゼムを静脈内投与すると、一過性に筋CAP振幅が抑制された。しかしその程度は弱く、かつ短時間であり、臨床上問題になるとは考えられなかった。3)新しく開発されたステロイド核を持つ筋弛緩薬Rocuronium(Org9426)について従来の筋弛緩薬と比較した。筋CAPのRCは比較的高い位置を占めた。TOFRの値も参考にすると、本剤はVecuroniumに近い遮断態度を示す筋弛緩薬であると推察された。研究計画に従つて今年度は次の項目について研究した。[研究方法]

従来通り、全身麻酔下のネコの坐骨神経と腓腹筋に電極を装着し、最大上刺激下に得られる神経と筋の複合活動電位(compound action poteintial,CAP)の振幅と、刺激のモードを変えることにより得られる筋CAPの回復曲線(recovery curve,RC)、および2Hz四連反応比(train-of-four ratio,TOFR)の減少度、さらに各種頻度での連続刺激に対する反応から、神経筋接合部の遮断状態を判定した。[結果]1.ネコにパンクロニウムを投与して、CAP振幅からみて90%遮断を生じせしめ、この時のRC,TOFRを測定し、これらが以前に報告した結果と同様であることを確かめた後、70%遮断まで回復させた。ここでMgイオンを累積投与して再度90%遮断を起こした時の各パラメーターを測定した。その結果はRCが20msec以下の短い刺激間隔で軽度に上昇したのみで、パンクロニウムの遮断の特徴はそのまま保たれていた。2.連続刺激に対して各CAP振幅はコントロールの状態では軽度に増強を示すのみであった。alpha-Bungarotoxin(alphaBuTX)による遮断時には、高頻度刺激で最初の数CAPは増強、その後では軽度に減衰を示した。この機序について更に今後検討をしていきたいと考える。
紫外線レーザアブレーションによるカーボンナノチューブ混入PTFE薄膜の試作と評価

本研究は、一昨年度より3力年計画で開始された研究である。最終年度にあたる本年度は、これまでに確立された熱分解CVD方によるカーボンナノチューブ(CNT)完成を目指し、昨年度見出した本素アンモニア添加によるアモルファスカーボン除去技術を磨き、高純度多層カーボンナノチューブのみを作成する条件を明らかにすることができた。CNTの応用に関する研究では、安定な微小電極先端部から電子を電界放出させる技術の確立を目指し、真空中での電子電界放出特性を詳細に検討した。その結果、上述のように熱分解CVD法によって作製されたCNTは、かなり良好な電子放出源となりうること、また、成長したCNTを酸素ンガス処理(アニール)、酸化溶液処理(沸酸や硝酸処理)したところ、酸化処理が最も高い電子放出特性を示すことなどが明らかにされた。更に、各種ガス(アルゴン、窒素、水素)環境下20Paの圧力のもとで交流プラズマ処理を行うとその電子放出特性が変化することが見出された。全ての場合、プラズマ処理が長くなると電界放出される電子による電流が増加する傾向があること、特に、水素処理で十分な時間が経過した場合、極めて低い電界強度(1V/μm)で既に23μA/cm^2の電流放出が認められることが明らかとなった。興味深いのは、水素プラズマ処理によって、表面の酵素が増加していることがXPSで認められることである。プラズマ処理後に大気に曝した時に、新鮮な表面に直ちに酸素が結合した可能性が原因と考えられるが、現状では明確ではない。ポリマーとの混合状態での電気的な変化は、これまでの範囲では、混合量が少ないせいか、明確な違いは認められていない。本研究は、本年度より3カ年計画で開始された研究である。本年度は、カーボンナノチューブ(CNT)をCVD法で作成する手法の開発を中心に研究を行った。アルゴン(10)アンモニア(10)、アセチレン(4)混合ガスを800°Cの炉に入れることでスパッタ蒸着したNi薄膜上に成長させている。現在、太さ2060nm、長さが30μm程度まで成長できている。現在、基板上へしっかり付着させること、細い特長を生かして電界を集中させ、電子放出源としての可能性を真空、ならびに大気圧で検討している。同時に、既存のXPS装置を用いてその仕事関数を調べたところ、表面処理をすることでCNTの仕事関数を変化させることに成功した。この様子は、高分解能走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡によって形状的にも確認した。また、XPS分析によって酸素や窒素の混入が確認されている。一方、レーザアブレーションでは、これまでも行っていたPTFE薄膜作成では、背景の圧力との関係を詳細に検討した。現実には、テフロンにレーザ照射するだけでガスが発生する。このガスの存在が薄膜の性質に大きな影響を及ぼすことが判明した。また、XPS観測でも酸素の存在が大きく影響している。また、PTFEのみでなく、まったく性質の異なる二酸化チタンセラミック薄膜の作成にも成功した。肉眼で観測した範囲では、一様な膜が出来る。誘電体薄膜、触媒としての可能性を今後検討したい。水晶膜圧測定は、冷却上の問題で次年度以降に改良する予定である。本研究は、昨年度より3カ年計画で開始された研究である。2年目にあたる本年度においては、カーボンナノチューブ(CNT)をCVD法で作成する手法は、ほぼ安定化しつつある。アルゴン、アンモニア、アセチレン混合ガスを用い、水素とアンモニアによってアモルファスカーボンを除去することで高純度多層カーボンナノチューブを作製できるようになった。現在、CNTの応用として最も期待されている電子放出源としての可能性を検討している。各種ガス相でのアニール処理を施した場合、プラズマ処理を施した場合などである。これらは、現存の設備XPS装置(ESCA)により、化学結合を含めた表面組成分析を行っている。また、一部では、その仕事関数も計測している。表面処理をすることでCNTの仕事関数を変化させることに成功し、また、結果として電子放出特性にも影響を及ぼしていることが確認された。尚、高分解能走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡によっても確認されている。硝酸処理を行うと成長時には基盤面と垂直に成長してきたCNTが、剥離するのかは不明であるが、横に倒れた形状となり、基盤のSiやその酸化物が、XPS分析で確認されるようになる。また、酸素や窒素の混入も確認されている。電界による電子放出については、一般に、プラズマ処理を行うと電流値が大きくなることが確認された。これは、炭素結合が分離され、酸素など他の原子と結合することにより実質的な仕事関数が減少したことによると思われる。反面、電界特性との比較では、シャープさが減少しており、それぞれの電子放出点では、電流増加に飽和特性が見られている。今後は、どのような処理が有効かをより厳密に追求して実用化指針を確立したい。

その結果、上述のように熱分解CVD法によって作製されたCNTは、かなり良好な電子放出源となりうること、また、成長したCNTを酸素ンガス処理(アニール)、酸化溶液処理(沸酸や硝酸処理)したところ、酸化処理が最も高い電子放出特性を示すことなどが明らかにされた。更に、各種ガス(アルゴン、窒素、水素)環境下20Paの圧力のもとで交流プラズマ処理を行うとその電子放出特性が変化することが見出された。全ての場合、プラズマ処理が長くなると電界放出される電子による電流が増加する傾向があること、特に、水素処理で十分な時間が経過した場合、極めて低い電界強度(1V/μm)で既に23μA/cm^2の電流放出が認められることが明らかとなった。興味深いのは、水素プラズマ処理によって、表面の酵素が増加していることがXPSで認められることである。プラズマ処理後に大気に曝した時に、新鮮な表面に直ちに酸素が結合した可能性が原因と考えられるが、現状では明確ではない。ポリマーとの混合状態での電気的な変化は、これまでの範囲では、混合量が少ないせいか、明確な違いは認められていない。
高度繰返し配列領域の多型と連鎖による遺伝子病保因者診断への新しいアプロ-チ

本研究は、サラセミアや血友病などに係わる遺伝子領域に存在する多型変異を解析し、対立遺伝子のDNA指紋(個性)を見出すこと(遺伝子スキャンニング)によって、各家系内での遺伝子解析の効率化を計るとともに、各疾患について保因者診断の具体的な方策を検討することとした.方法:1)DNA多型による変異遺伝子の解析.対象とする遺伝子塩基配列から適当な長さ(300ー500塩基対)の5領域を選び、個体のゲノム高分子DNAを鋳型として各領域の塩基配列をPCR法により増幅合成する.とくに単鎖DNA高次構造の多型(SSCP)解析法(関谷ら1989)により、各遺伝子領域における変異(病因)と密接に連鎖するDNA多型(標識)を解析し、対立遺伝子のDNA指紋を明らかにすることを目指した.2)研究対象.サラセミア(βグロピン遺伝子)、血友病A(第8因子)、レシュ・ナイハン病(HPRT遺伝子)、筋ジストロフィ-症(ジストロフィン遺伝子)などを中心に、各遺伝子領域におけるDNA多型の連鎖ハプロタイプを明らかにする.本年度は、とくにAlu繰返し配列領域における多型変異の非Rl解析方法について重点的に検討した。結果および考察:非対称性PCRーSSCP法による多型変異の解析方法を考案した.この方法は、アクリルアミド電気泳動法による非Rl・検索方法を可能にするのみでなく、ゲルから抽出された少量のDNA資料について直接、塩基配列を決定することを容易にする点でも有利である。Xp13.3領域に位置付けされたコスミドクロ-ン(pwE076C)に含まれているAlu配列を対象に、高分子DNA資料について多型変異を解析した結果、平均ヘテロ接合率は20%であった.また、モデルとして選んだHPRT(X連鎖遺伝子(合計10領域)における多型の解析結果から、Alu繰返し配列のポリ(A)に続く200ー500(bp)の領域に含まれる多型の80%以上を検出することが可能と考えられた。
リベラル・ナショナリズム論の国際秩序構想への理論的応用――国際政治理論との架橋

本研究の目的は現代リベラリズム論の新たな理論的潮流のひとつであるリベラル・ナショナリズム論から導出される公正な多文化共生世界の構想(国際秩序構想)の輪郭を明らかにし、その知見を、国際政治学の理論との対話を試みることで、両ディシプリンの架橋可能性を探ることにある。第2に、社会正義を論じる上での社会的連帯の基盤をどこに求めるべきかという問題について、国際秩序構想との関係で論じたものとして、「分断された社会における社会的連帯の源泉をめぐって-リベラル・ナショナリズム論を手がかりに-」を発表することができた。社会的連帯の源泉をネイションに求めることの妥当性を論証し、そこから導出される棲み分け型多文化共生世界の構想の理論的な望ましさを明らかにできた。なお本論文は、第一回政治思想学会研究奨励賞を受賞した。第3には、移民の受け入れの是非について規範的な観点から論じる試みとして、¢国境を越える人の移動に関する規範理論的一考察-リベラリズムと文化の関係性についての新たな解釈に基づいて-」を発表した。この論文では、従来のリベラリズム論では、国境開放が理論的に支持されていたが、リベラル・ナショナリズム論という新たなリベラリズム解釈からすれば、移民の受け入れについては、ある程度制限することをリベラルな観点から是認しうることを明らかにした。本年度はそのために、以下の3つのことを行った。まず、国際関係理論、特にいわゆる「英国学派」と呼ばれる議論についての文献調査・文献研究を行った。なかでもその重鎮の一人とされるアンドリュー・リンクレイターの、国境を越える民主主義の議論に焦点を当て、リベラル・ナショナリズム論の見地から批判的検討を行った。第2に、いわゆる規範的国際関係理論において、政治哲学的な観点から国際秩序構想について議論がなされている。ただし、これは、先に述べた英国学派も含め、ネイションを超克する、すなわちコスモポリタン的な方向性が好まれる傾向が若干見受けられる(もちろん例外もあるが)。これについて、リベラル・ナショナリズム論の観点から、ネイションの規範的な意義付けを与え、コスモポリタン的ではない国際秩序構想の可能性を提示し、実は両者の議論はそこまで対立的ではないということを明らかにした。第3には、研究計画では、平成22年度に重点的に行うとしていたが、移民の受け入れの是非について規範的な観点から論じる試みに少し取り掛かった。従来のリベラリズム論では、国境開放が理論的に支持されていたが、リベラル・ナショナリズム論という新たなリベラリズム解釈からすれば、移民の受け入れについては、ある程度制限することをリベラルな観点から是認しうることを明らかにした。これらの研究成果をまとめたものとして、「公正な多文化共生世界の秩序像にかんする政治哲学的研究-リベラル・ナショナリズム論を手がかりに-」、(博士学位論文、平成21年度九州大学大学院比較社会文化学府提出、平成22年3月25日学位取得)を提出した。
消滅集落における土地所有実態からみた集落環境の維持管理に関する研究

本研究では熊本県を対象として、1960年代以降に無住化した集落を把握し、1無住化から消滅までの過程を段階に分け、集落の消滅プロセスを明らかにすること、2無住化集落における土地の所有状況の実態を明らかにすること、3無住化集落における集落環境の維持管理の可能性を明らかにすることを目的とした。その結果、11960年代以降に26の無住化集落、2つの消滅集落が存在すること、2無住化から消滅までを、初期、中期、末期、消滅の4段階に分けることができること、3末期に近づくにつれて徐々に土地が荒れること、4初期に近いほど土地の所有者が管理している可能性が高く、土地の利活用の可能性が高いことなどを明らかにした。農山村地域においては、今後、無人化し消滅する集落が多数発生すると予想され、その跡地が管理されず荒廃が進むことにより、国土の保全などの農山村地域が有する公益的機能の維持や、地域の歴史や文化の継承が課題となっている。本研究は、九州脊梁山地(熊本県、大分県、宮崎県)に立地する集落を対象として、消滅集落及び消滅が危惧される集落における土地所有の実態と特徴を明らかにし、土地所有者以外の様々な主体による消滅集落における集落環境の維持管理の今後の可能性を明らかにすることを目的としている。平成26年度は、熊本県を事例として、旧版地図(1/25,000)や農林業センサスの結果を活用し、1960年以降の人口、農家戸数の推移から、消滅した可能性のある集落を把握した。その上で、県下の全45市町村を対象としてアンケート調査を実施し、1960年以降に発生した消滅集落を把握した。アンケート調査の結果、40市町村より回答があり(回収率88.9%)、そのうち11市町村で1960年以降に発生した消滅集落が存在し、合わせて24の消滅集落を把握することができた。集落が消滅した理由は、24の消滅集落のうち、9集落が住民の離散による自然消滅、8集落が公共事業に伴う集団移転、3集落が集落移転事業であった。消滅時期は1980年代が最も多く9集落で、次いで、1960年代が7集落、また、2000年代に入ってから消滅した集落も存在していることを把握した。平成27年度は、熊本県下の1960年以降に発生した24の消滅集落を対象として、登記情報によって所有者、所有者の所在、地目、面積の把握を行った。このうち特に、住民の離散により自然消滅した9集落について見てみると、所有者の58.6%が同一町村内、39.1%が近隣市町村、2.3%が遠方の市町村に居住しているなど、その概要を把握した。また、集落環境の維持管理の実態把握を行ったところ、草刈りや畑仕事が行われている様子が多くの集落でみられ、元の所有者が現在の居住地から通いながら集落環境を維持管理していることが把握された。熊本県下における消滅集落及び消滅が危惧される集落の所有者の特定作業、集落環境の維持管理の実態把握を優先的に進めたため、大分県、宮崎県における集落の特定作業に取りかかれなかった。平成28年度は、熊本県下の1960年以降に発生した24の消滅集落のうち、住民の離散により自然消滅した9集落を対象として現地調査を実施し、集落環境の維持管理の実態把握を行った。家屋については、維持管理されているものもあれば、取り壊されているものやそのまま放置され廃屋化しているものなど様々であった。また、草刈りや畑仕事が行われている様子が多くの集落でみられ、元の所有者が現在の居住地から通いながら集落環境を維持管理していることが把握された。一方で、消滅集落にいたる道路の管理はほとんどされていない場合が多かった。また、熊本県八代市の五家荘地域の消滅が危惧される集落を対象として、現在の居住実態、住民の定住意向、集落環境の維持管理の実態、他出子のUターン意向や帰省の実態について、住民へのヒアリング調査により把握し、集落の消滅の可能性について検討した。さらに、熊本地震の被災地の大半が農山村地域で、消滅が危惧されるような集落も存在していることから、急きょ研究計画を一部変更し、熊本地震による集落の被害状況の把握を行った。

年度当初に発生した熊本地震により、大学施設の復旧、授業の正常実施に向けた業務が発生した他、専門とする分野(農村計画)から被災者支援及び復興に向けた各種調査、計画づくりの支援業務が大量に発生したこと、さらに、熊本県下における消滅集落等の土地所有者へのアンケート調査を実施する予定であったが、アンケート調査実施予定者が被災している可能性も考えられたため実施を見合わせたため当初計画に遅延が生じた。農山村地域においては、今後、無人化し消滅する集落が多数発生すると予想され、その跡地が管理されず荒廃が進むことにより、国土の保全などの農山村地域が有する公益的機能の維持や、地域の歴史や文化の継承が課題となっている。本研究は、九州脊梁山地(熊本県、大分県、宮崎県)に立地する集落を対象として、消滅集落及び消滅が危惧される集落における土地所有の実態と特徴を明らかにし、土地所有者以外の様々な主体による消滅集落における集落環境の維持管理の今後の可能性を明らかにすることを目的としている。なお、本研究では、集落内に生活の拠点を持つ住民がいない集落を「無住化集落」とし、前述の条件に加え、通う住民もいない集落を「消滅集落」であると改めて定義しなおし、研究を進めた。平成29年度は、熊本県下の1960年以降に発生した24の消滅集落のうち、住民の離散により自然消滅した10集落を対象として現地調査を実施し、集落環境の維持管理の実態把握を行った。その結果から、当該集落を無住化集落から消滅集落に至る段階に当てはめ、集落の無住化から消滅までの過程を明らかにした。消滅から無住化までの段階については、現地調査から判断される「通い」の有無と頻度、道路管理の有無と頻度で判断することができた。その結果、無住化初期、初中期、中期、中末期、末期の5段階に分けることができ、無住化から消滅までには時間差が生じ、段階を追って消滅していくことを明らかにすることができた。消滅したと判断することができた集落は、集落に通ずる道路が荒廃し、集落に到達することができず、空中写真からも集落自体の形跡も残っていないと判断することができた。本研究では熊本県を対象として、1960年代以降に無住化した集落を把握し、1無住化から消滅までの過程を段階に分け、集落の消滅プロセスを明らかにすること、2無住化集落における土地の所有状況の実態を明らかにすること、3無住化集落における集落環境の維持管理の可能性を明らかにすることを目的とした。その結果、11960年代以降に26の無住化集落、2つの消滅集落が存在すること、2無住化から消滅までを、初期、中期、末期、消滅の4段階に分けることができること、3末期に近づくにつれて徐々に土地が荒れること、4初期に近いほど土地の所有者が管理している可能性が高く、土地の利活用の可能性が高いことなどを明らかにした。熊本県下における消滅集落及び消滅が危惧される集落の特定作業に時間を要し、平成26年度に実施予定であった大分県、宮崎県における特定作業に取りかかれなかった。一方で、市町村を対象としたアンケート調査を実施した結果、集落消滅の経緯・時期、集落移転事業等の実施の有無などについて効率的に情報収集することができた。今後、遅れている大分県、宮崎県において消滅集落及び消滅が危惧される集落の特定作業等を進め、その特徴を把握することとするが、熊本県で実施した作業手順により進めることにより、遅れを取り戻すこととする。今後、遅れている土地建物の所有者の特定について、予定通り登記簿謄本を取得することで行う。また、市町村の協力が得られた場合には、固定資産税の納税義務者による所有者の特定をあわせて行う。また、集落環境の維持管理の実態把握について、予定通り現地調査、アンケート調査を実施することにより行う。
Wnt経路に基づいた老人性内耳障害の解明

内耳の発生に関与するシグナル伝達経路ウイント(Wnt)が老化にも関与しているとの仮説を立てた。研究では、wntが不活化したC1q遺伝子欠損マウスを用い、加齢にともなう内耳障害の評価を行った。mRNAやタンパクの発現確認はin-situ-hybridizationや免疫染色を利用した。生理機能検査では聴覚検査(ABR)と、我々が開発した平衡検査(VOR)を用いた。それらの結果、加齢による内耳障害にはWntの関与は否定的との結果が得られた。マウスの内耳機能評価でABRだけでなくVORを同時に行えることは、蝸牛と前庭の両方の評価が可能となり今後の内耳機能研究に大いに役に立つと考えられる。本研究は加齢性の内耳障害(聴覚障害および平衡覚異常)とWnt(ウイント)シグナル経路に関するマウスを用いた研究である。まずC57BL/6J野生型マウスが加齢(6か月齢以降)により難聴をきたし徐々に増悪することをABR(聴性脳幹反応)およびOAE(耳音響放射検査)にて再確認し聴覚検査系の安定化を図った。同時にターンテーブルを用いた独自のマウスVOR(前庭動眼反射)測定装置を用いた実験については、その手技と結果の安定を図り加齢による平衡覚異常を観察、解析している。加齢のみならず急性の聴力障害におけるWnt関連分子の挙動を確認できるように音響外傷モデルを作成できる環境を整備した。Wnt経路を活性化し老化を促進する老化因子ともいわれる、補体因子C1qの欠損マウス、その他Wnt経路から加齢変化に関連すると思われる遺伝子の欠損マウスに関して、動物実験施設に導入し、野生型マウスと同一環境下で高齢化の準備を整えている。内耳でのWnt関連遺伝子および加齢に関与するとおもわれる種々の注目すべき遺伝子についてmRNAレベルで発現を確認している(RT-PCR)。その結果、例えばWnt経路の活性化を示すAxin2、胎生期から生後にかけて内耳で機能するWnt関連遺伝子であるLGR5についてはadultマウス内耳での発現を確認した。内耳におけるWnt経路の役割は、発生だけではなくAdultマウスの内耳においても何等かの重要な機能を担っている可能性はやはり示唆される。本研究は加齢性の内耳障害(聴覚障害および平衡覚障害)とWnt(ウイント)シグナル経路に関する、マウスを用いた研究である。加齢にともなう聴覚おより平衡覚の生理的検査として、すでにC57BL/6野生型マウスが加齢(6か月以上)により徐々に難聴を来しうることはABR(聴性脳幹反応)にて確認すみであるが、我々が独自に開発したマウス眼振測定装置にて、VOR(前庭動眼反射)が加齢にても大きく変化しないことが観察された。我々が着目しているWnt経路に関する遺伝子(タンパク)に関しては、adultマウスの内耳mRNAをもちいたPCRいよる発現の解析では、Wnt3aのみならずb-cateninやターゲットタンパクであるAxin2、LGR5の発現も確認している。我々は注目しているc1qのKOマウス(B6バックグラウンド)を入手し繁殖させ、加齢マウスを作成している。一部のデータでは、KOマウスでは野生型に比較して難聴の進行が軽微であり、再現性を確認しているところである。さらに同マウスをもちいて平衡覚についても解析を行っているとことである。Wnt経路はやはり、発生分化のみならず、adultマウスの内耳においても重要な役割を担っていると考えられる。加齢に伴う難聴と増悪する平衡障害は高齢者のQOLに多大な影響を及ぼす、解決すべき重要な問題である。ところでヒトの加齢変化にwnt(ウイント)の古典的経路が関与することはすでに報告されている。以上から内耳の老化にもwntが何等かの関与をしているのでは仮説を立てた。加齢マウスの内耳におけるWnt関連gene(タンパク)の発現を確認し、加齢性難聴を起こすBL6/J野生型マウス、B6背景のC1q欠損マウス(wnt経路が動かない)をもちいて種々の生理実験をおこない、内耳の加齢変化におけるwnt古典経路の関与を検証した。また同時に、我々独自に開発したマウスの前庭動眼反射(VOR)測定装置の安定運用を達成することも目標とした。平成26年度までの研究では、mRNAレベルで、内耳でのwnt関連geneの発現を確認できていた。平成27年度の成果としては、in-situ-hybridizationの手法を用いると、Axin2は内耳での発現がほとんど確認できず、Lgr5はAdult/NeonatalいずれでもSpiral prominence周囲への限局した発現にとどまった。免疫染色では、Axin2/Lgr5いずれも発現は確認できなかった。つまり、タンパクレベルでは、高齢マウスの内耳においてはwnt関連物質は活性化されていなかった。相当数のマウスをもちいた、老化C1qKO mouseの聴覚検査においては、同月齢のWT BL6/Jマウスと比べ有意差は認めず、前庭動眼反射検査においても、同月齢のWT BL6/Jマウスと比べ有意差はみられなかった。以上から、加齢にともなう内耳障害には、wntの古典経路の関与は否定的である結果が得られた。ところでマウスの内耳機能評価において、ABRだけでなくVORの測定も同時に安定的に行えるようになったことは、蝸牛と前庭の両方の評価が可能となり、今後のマウスにおける内耳機能研究に大いに役に立つと考えられる。

内耳の発生に関与するシグナル伝達経路ウイント(Wnt)が老化にも関与しているとの仮説を立てた。研究では、wntが不活化したC1q遺伝子欠損マウスを用い、加齢にともなう内耳障害の評価を行った。mRNAやタンパクの発現確認はin-situ-hybridizationや免疫染色を利用した。生理機能検査では聴覚検査(ABR)と、我々が開発した平衡検査(VOR)を用いた。それらの結果、加齢による内耳障害にはWntの関与は否定的との結果が得られた。マウスの内耳機能評価でABRだけでなくVORを同時に行えることは、蝸牛と前庭の両方の評価が可能となり今後の内耳機能研究に大いに役に立つと考えられる。マウスの繁殖、高齢化など、動物の準備について予想外に時間がかかった。聴覚現時点で動物の準備はできたので、必要とされる実験を着実に行っていきたい。Adultマウスといっても、高齢になるにしたがってWnt関連遺伝子の発現がどう変化するかを継時的に検討したいが、高齢マウスの準備に手間がかかることが理由でmRNAの採取等行えていない。Axin2-LacZマウスをもちいて内耳におけるWnt経路が活性化されている部分を組織学的に検討する予定であったが、ノックインマウスの入手に時間がかかり解析できていない。動物の導入、繁殖、育成に時間がかかり、実験計画全体が遅れたため。Axin2-LacZマウス、LGR-GFPマウスをもちいてadultマウスの内耳のどの部分でWnt経路が活性化されているか検討する。野生型マウスとC1q欠損マウスを多数の規模で高齢まで同一環境で飼育し、聴覚および平衡覚の評価をおこなう。加齢性難聴の表現型が得られない場合には音響外傷モデルを用いて検討する。内耳でのWnt関連遺伝子の発現を継時的に(加齢にしたがって)観察し、加齢により発現が増大するwntターゲット遺伝子に注目する。加齢性内耳障害の発症、進行について、抗酸化作用を有する薬剤を投与したり、我々の注目するC1複合体の阻害薬を投与したりすることで防ぐことが可能か検討する。Wnt経路が、ROS産生等を介してどのように最終的な内耳(有毛)細胞のアポトーシスまで繋がるか(仮説であるが)HEI-OC1培養細胞等を用いてin vitroで解析する。マウス平衡覚測定装置の整備、音響刺激環境の整備、種々の試薬、抗体の購入、マウスの維持、打ち合わせ旅費等に使用する予定である。マウスの導入や高齢までの育成に時間がかかり実験が一部遅れ、それに伴う実験機器や薬剤の使用が次年度以降になった。マウスの聴力評価装置の整備、音響刺激系の拡充、種々の試薬、抗体の購入、遺伝子欠損マウスの導入、マウスの維持等に使用する。
動学的計量経済モデルにおけるラグ変数追加法とその効果

一般に回帰モデルの説明変数が非定常である場合、係数パラメーターに関するWald検定の検定統計量は、非標準型になりうる(すなわち、カイ二乗分布にはならない場合がある)ことが良く知られている。この場合の解決策として、Wald検定統計量が、通常のカイ二乗分布に従うので、(非定常性を前提とした)他の高度な方法よりはるかに簡便で実用性が高いことをそのメリットとして、ラグ変数追加法が提案された。なおラグ変数追加法は、説明変数が非定常の場合に有用な方法として提案されたが、定常の場合にもそのまま使えるのことも実用上の多いなる利点であるとして知られている。平成10年度においては、これまでVARモデルについてのみ適用されていたラグ変数追加法を一般の動学的計量モデルにも適用可能であることを理論的に示した。さらに、ラグ変数追加法は、検定のパワーが弱いことが短所であるとの指摘を受けていたが、動学的計量経済モデルにおいて、一般的には1期ラグではなく、より長期のラグ変数を追加することにより、Wald検定の検定統計量のパワーを増大させることができることを示した。平成11年度においては、より包括的な実験を行って、追加変数に用いる適当なラグの長さの選択方法について、係数推定量の一般化分散を用いる基準を提案した。さらに、これまでラグ変数追加法は最小二乗法(OLS)が適用可能なモデルの場合についてのみ考察されてきたが、説明変数と撹乱項に相関があり、操作変数法の適用が必要な場合についての拡張を行った。多量のシミュレーション実験を行い、小標本での特性を調べると同時に、本研究で提案された方法が、実際的にも有効であることを確認した。本年度は、非定常あるいは定常なVAR(ベクトル自己回帰)モデルの統計的分析に関して開発された「ラグ変数追加法」(恣意的にラグ次数の高い説明変数をモデルを追加する方法)を、非定常な説明変数を持つ回帰分析タイプの動学的計量モデルに対して適用する方法を示すとともに、この推定法に基づくWaldタイプの検定統計量のサイズの研究を行った。ここで動学的計量モデルとは、ラグ付き内生変数を説明変数として含むモデルあるいは分布ラグ・モデルを意味する。またここでの非定常性とは、変数が単位根を含むという意味である。具体的には、第1には「ラグ変数追加法」を非定常な説明変数を持つ回帰分析タイプの動学的計量モデルに対して適用した場合の、推定量の漸近的性質を理論的に導き、さらに有限標本におけるWaldタイプの検定統計量の経験サイズの改善のために、最小二乗推定量の小標本バイアスを修正する方法が示した。第2には、説明変数とモデルの撹乱項との関係の強さと、推定量の小標本バイアスの関係を研究した。この研究では、その特徴を調べるために多量のシミュレーション実験を行った。これらの研究成果は、Lag augmentation in regression models with possibly integrated regressorsというmanuscriptにまとめた。またこれらの研究について、イタリアのボッコーニ大学のセミナーにおいて1998年12月に発表し、M.Manera教授等のレビューを受けた。

さらに、ラグ変数追加法は、検定のパワーが弱いことが短所であるとの指摘を受けていたが、動学的計量経済モデルにおいて、一般的には1期ラグではなく、より長期のラグ変数を追加することにより、Wald検定の検定統計量のパワーを増大させることができることを示した。平成11年度においては、より包括的な実験を行って、追加変数に用いる適当なラグの長さの選択方法について、係数推定量の一般化分散を用いる基準を提案した。さらに、これまでラグ変数追加法は最小二乗法(OLS)が適用可能なモデルの場合についてのみ考察されてきたが、説明変数と撹乱項に相関があり、操作変数法の適用が必要な場合についての拡張を行った。多量のシミュレーション実験を行い、小標本での特性を調べると同時に、本研究で提案された方法が、実際的にも有効であることを確認した。
傾斜機能材料に生じる熱波と熱応力波の伝播特性の解明

近年、耐熱性、遮熱性、軽量化等に優れた各種の傾斜機能材料の開発、発展、応用がなされている。これらの傾斜機能材料が、超高速レーザーなどにより、極めて短時間の内に衝撃的に加熱を受ける際に生じる温度や動的熱応力は、従来の古典熱弾性理論では表現出来ない複雑な伝播挙動を示す。したがって、このような熱波と熱応力波の伝播特性を解明し、耐熱設計データを整備することは、傾斜機能材料の設計上、非常に重要である。本研究は、熱の緩和時間および温度場とひずみ場の連成項を考慮した一般化された熱弾性理論に基づき、衝撃的に加熱を受ける傾斜機能材料からなる平板、中空円筒および中空球に生じる1次元の熱波と熱応力波を、特性曲線法を用いて解明することを目的とした。具体的には、(1)表面をランプ加熱される傾斜機能材料、(2)内部熱発生を生じる傾斜機能材料の熱波と熱応力波を特性曲線法を用いて数値解析した。その結果、極めて早い熱的じょう乱が生じる場合には、熱(温度)も波動としての伝播挙動を示し、従来の古典弾性理論とは異なった熱波と熱応力波の伝播挙動を示し、本研究での緩和時間および連成項を考慮した解析が重要であることがわかった。また、セラミックと金属を組成成分とする傾斜機能材料に対する数値結果より、傾斜組成分布が熱波および熱応力波に大きく影響を及ぼし、高温側に多くのセラミックを有する傾斜機能材料が動的熱応力緩和に有効であることが定量的に示された。本研究により、傾斜機能材料に代表される不均質材料の熱波と熱応力波の伝播挙動の特性曲線法を用いた解析法が確立され、具体的な数値計算により、熱波と熱応力波の重要な設計データが提供されたものと思われる。レーザなどにより衝撃的に加熱を受ける傾斜機能材料に生じる熱波と熱応力波は、従来の古典熱弾性理論では表現出来ない複雑な伝播挙動を示す。本研究では、一般化された熱弾性理論に基づき、衝撃的に加熱を受ける傾斜機能材料に生じる熱波と熱応力波の伝播特性を、特性曲線法を用いて解明することを目的としている。平成9年度は直角座標で定式化される平板や半無限体を対象として1.一般化された熱弾性理論に基づいて、熱波および滅応力波の解析のための特性曲線方程式の誘導2.特性曲線に沿う特性曲線方程式の離散化式の誘導3.数値計算のための汎用アルゴリズムの確立を行った。具体的数値計算例としては、本解析法の妥当性、解の精度の吟味、数値計算アルゴリズムの確立のために、「レーザパルスを受ける有限媒質中の熱波および熱応力波の伝播挙動」の解析を行った。表面をランプ加熱される場合およびレーザなどにより直接的に内部発熱を受ける場合の均質平板の動的熱応力を、従来の古典熱弾性理論に基づく結果と本研究での一般化された熱弾性理論に基づく結果を比較検討した結果、極めて早い熱的じょう乱が生じる場合には、熱(温度)も波動としての伝播挙動を示し、本研究での緩和時間および連成項を考慮した解析が重要であることがわかった。さらに、数多くの数値計算を行い、緩和時間および慣性項が熱波および熱応力波に及ぼす影響を定量的に検討した。次年度以降は、円柱座標で与えられる円筒の熱波と熱応力波の伝播特性の解明のための定式化を行い、更にこれらの結果を不均質材料としての傾斜機能材料に適用し、傾斜機能材料の組成分布が熱波および熱応力波に及ぼす影響を数値解析する。超高速レーザなどにより、極めて短時間の内に衝撃的に加熱を受ける傾斜機能材料に生じる温度や動的熱応力は、従来の古典熱弾性理論では表現出来ない複雑な伝播挙動を示す。

本研究では、熱の緩和時間および温度場とひずみ場の連成項を考慮した一般化された熱弾性理論に基づき、衝撃的に加熱を受ける傾斜機能材料からなる平板、中空円筒および中空球に生じる1次元の熱波と熱応力波の伝播特性を、特性曲線法を用いて解明することを目的としている。平成10年度は、表面をランプ加熱される、あるいは内部熱発生を生じる1.傾斜機能有限平板の熱波と熱応力波の伝播挙動2.均質中空円筒の熱波と熱応力波の伝播挙動3.傾斜機能中空円筒の熱波と熱応力波の伝播挙動を特性曲線法を用いて数値解析した。その結果、極めて早い熱的じょう乱が生じる場合には、熱(温度)も波動としての伝播挙動を示し、従来の古典弾性理論とは異なった熱波と熱応力波の伝播挙動を示し、本研究での緩和時間および連成項を考慮した解析が重要であることがわかった。また、セラミックと金属を組成成分とする傾斜機能平板および傾斜機能中空円筒に対する数値結果より、傾斜組成分布が熱波および熱応力波に大きく影響を及ぼし、高温側に多くのセラミックを有する傾斜機能材料が動的熱応力緩和に有効であることが定量的に示された。本研究により、傾斜機能材料に代表される不均質材料の熱波と熱応力波の伝播挙動の特性曲線法を用いた解析法が確立されたので、次年度は本解法を非線形材料に拡張すること目標としたい。近年、耐熱性、遮熱性、軽量化等に優れた各種の傾斜機能材料の開発、発展、応用がなされている。これらの傾斜機能材料が、超高速レーザなどにより、極めて短時間の内に衝撃的に加熱を受ける際に生じる温度や動的熱応力は、従来の古典熱弾性理論では表現出来ない複雑な伝播挙動を示す。したがって、このような熱波と熱応力波の伝播特性を解明し、耐熱設計データを整備することは、傾斜機能材料の設計上、非常に重要である。本研究は、熱の緩和時間および温度場とひずみ場の連成項を考慮した一般化された熱弾性理論に基づき、衝撃的に加熱を受ける傾斜機能材料からからなる平板、中空円筒および中空球に生じる1次元の熱波と熱応力波を、特性曲線法を用いて解明することを目的とした。具体的には、(1)表面をランプ加熱される傾斜機能材料、(2)内部熱発生を生じる傾斜機能材料の熱波と熱応力波を特性曲線法を用いて数値解析した。また、セラミックと金属を組成成分とする傾斜機能材料に対する数値結果より、傾斜組成分布が熱波および熱応力波に大きく影響を及ぼし、高温側に多くのセラミックを有する傾斜機能材料が動的熱応力緩和に有効であることが定量的に示された。本研究により、傾斜機能材料に代表される不均質材料の熱波と熱応力波の伝播挙動の特性曲線法を用いた解析法が確立され、具体的な数値計算により、熱波と熱応力波の重要な設計データが提供されたものと思われる。
内部状態変数に基づく速度依存性摩擦構成モデルの構築と有限要素解析への適用

本研究の目的は速度依存性摩擦構成モデルの構築とそれを導入した有限要素法によるスティックスリップ運動の数値解析手法の提案である.先ず,弾塑性論に基づいた速度依存性摩擦モデルを提案した.次に,種々の動的条件および材料条件下での実験結果との比較により,提案モデルの妥当性の検証を行った.その後,スティックスリップ運動を含む速度依存性すべり摩擦現象に及ぼす材料特性,幾何学的条件および境界条件の影響について,有限要素解析を実施した.提案数値解析手法によると接触面の摩擦条件や材料条件のみならず,境界条件の変動についても検討可能である.最終年度は,提案した速度・状態依存性摩擦モデルおよび異方性摩擦モデルについて,実験結果との比較を通じてその妥当性を検証した.さらに,提案摩擦構成モデルを有限要素法に実装し,具体的な摩擦接触境界値問題の解析を通じて,新しい解析手法としての確立に取り組んだ.研究期間全体を通じて,当初の目的であった「ミクローマクロ」スケール間の動的摩擦試験結果を精査することで,すべり摩擦挙動の微視的プロセスを反映した内部状態変数とその発展則の基礎付けを行い,摺動面における速度・状態依存性摩擦構成モデルを構築した.さらに,微小表面のテクスチャー構造を反映した異方性摩擦モデルへの拡張にも成功した.こらの提案モデルの妥当性は,ボード紙,各種鉄鋼材ならびに汎用エンジニアリングプラスチックなどを対象としたスティックスリップ運動の試験結果との比較や異方性すべり摩擦現象との比較を通して示されている.次に,構築した摩擦構成モデルを実装することで,有限自由度の材料の変形と摩擦接触挙動に関する動的連成有限要素解析手法の確立にも取り組んでいる.本成果により,システムの強度・剛性と摺動面のトライボロジー特性を同時に検討することが可能となり,機械システムの設計・管理・制御手法のさらなる高度化が期待できる.本研究の目的は速度依存性摩擦構成モデルの構築とそれを導入した有限要素法によるスティックスリップ運動の数値解析手法の提案である.先ず,弾塑性論に基づいた速度依存性摩擦モデルを提案した.次に,種々の動的条件および材料条件下での実験結果との比較により,提案モデルの妥当性の検証を行った.その後,スティックスリップ運動を含む速度依存性すべり摩擦現象に及ぼす材料特性,幾何学的条件および境界条件の影響について,有限要素解析を実施した.提案数値解析手法によると接触面の摩擦条件や材料条件のみならず,境界条件の変動についても検討可能である.本研究では,「ミクローマクロ」スケール間の動的摩擦試験結果を精査することで,すべり摩擦挙動の微視的プロセスを反映した内部状態変数とその発展則の基礎付けを行い,摺動面における速度・状態依存性摩擦構成モデルを構築する.次に,構築した摩擦構成モデルを実装することで,有限自由度の材料の変形と摩擦接触挙動に関する動的連成有限要素解析手法の確立を目指す.当該粘度においては,既に作製している摩擦試験装置を高精度化し,摺動面の材料性特性・表面粗さ・すべり速度・負荷条件などがすべり摩擦挙動に与える影響について,乾燥および境界潤滑下での動的摩擦試験を実施した.ここで対象とする材料には,工学の現場で振動や騒音,摩耗が問題となるエラストマー,ペーパー材,ガラス材,高分子材などを重点的に採用した.測定項目としては,摩擦力ーすべり変位関係の経時変化を基本とし,データの収集・整理に努めた.また,既に提案している摩擦構成モデルの応答特性と摩擦試験結果との比較を行い,提案モデルにおける内部状態変数の発展則を規定するとともに,その妥当性を実証した.さらに,提案摩擦モデルを有限要素法に導入し,有限自由度の材料の変形と摩擦接触挙動に関する動的連成有限要素解析手法として確立するための基盤を築いた.動的摩擦試験を実施し,スティックスリップ運動に代表される速度依存性すべり摩擦現象のデータの収集に努めた.対象とする材料には,当初の予定通り,工学の現場で振動や騒音,摩耗が問題となるエラストマー,ペーパー材,ガラス材,金属材,汎用エンジニアリングプラスチックなどを採用した.他方,既にフレームワークを提案している速度依存性摩擦モデルの妥当性を検証するために,摩擦試験装置を模した1自由度質点系の運動方程式にモデルを実装し,スティックスリップ運動の比較を行った.その結果,様々な動的条件(質量,剛性,駆動速度)や材料条件の下での摩擦力の時系列応答やスティックスリップ周期など各種データについて,摩擦モデルを導入した数値シミュレーションを用いることにより再現できることを示した.また,人工的なテクスチャー加工や微小凹凸の大きさ・配向など,摺動面のモルフォロジー特性を反映した異方性摩擦挙動についても摩擦試験および数値シミュレーションを用いた同様の検討を行い,速度依存性異方性摩擦モデルの妥当性も示した.このように,当該年度の研究項目は概ね達成できているといえる.さらに,次年度の研究計画の一部を繰り上げて実施した.具体的には,提案摩擦モデルを有限要素法に導入し,有限自由度の材料の変形と摩擦接触挙動に関する動的連成有限要素解析手法として確立するための基盤を築いた.平成23年度に得られた結果を基にして,二種類の具体的な接触境界値問題の解析に取り組む.解析結果,実験結果および既往の報告との比較・検証を通じて,有限自由度の材料の変形と摩擦接触挙動に関する動的連成有限要素解析手法として確立する.具体的な研究プロセスは以下の通りである.1)これまでに申請者は,接触問題の有限要素法解析プログラムを独自に開発しているが,至便性や産業界への波及効果などを鑑み,汎用ソフトのユーザーサブルーチン機能を用いて提案モデルを実装する.なお本研究項目は前年度から試行的に実施する.2)摩擦試験で得られたモデルパラメータを用いて,有限自由度の変形と速度依存性すべり摩擦が連成する下記現象の有限要素解析に取り組む.

(1)半球状エラストマーの斜め衝突時における変形とスティックスリップの連成現象および応力波の伝播現象;(2)ディスクブレーキのパッド材を模した回転接触時の振動・鳴き現象.得られた結果を取りまとめ,最終的に,提案解析手法が最適設計,最適摩擦制御,長寿命化などの検討に適用可能であることを示し,新しいアプローチ法として国内外に発信する.摩擦試験を継続し,データの収集に努める.そのため,供試材料の購入費用や治具製作費用等に220,000円を計上する.国内会議(日本計算工学会@京都市)ならびに国際会議(ACCM@サンクトペテルブルグ)にて研究成果を発表する予定である.そのための旅費に,計280,000円を計上する.国際誌へ研究成果を二報投稿する予定である.そのための英文校正費用に謝金を70,000円計上する.学会参加費用について,その他130,000円を計上する.
ステロイドによるリゾリン脂質合成酵素の発現制御機構の解析

リゾリン脂質合成酵素の一つであるAutotaxin(以下ATX)は、リゾフォスファチヂン酸を合成することで、多種多様な役割を発揮している。本研究では、ATXを高発現する細胞において、ステロイドホルモンによりATX mRNAが低下することを発見した。さらに、ステロイドを内服する患者では、内服開始前と比較して血中ATXの低下を認め、ステロイド内服量と血中ATX濃度は有意な逆相関を示した。また、マウスの精巣上体脂肪組織を用いた実験からは、これらの変化が脂肪組織からのATX産生低下によるものである可能性が示唆された。Lysophosphatidic acid(以下LPA)は、細胞増殖、血小板凝集効果、がんの浸潤促進効果など非常に多岐にわたる薬理的作用を持っている脂質代謝産物であるが、LPAは、Autotaxin(以下ATX)という酵素のlysoPLD活性によって合成される。代表者は、ATXを高発現する細胞株において、ステロイドホルモン添加により、ATX mRNAが著明に低下することを発見した。ステロイドが様々な自己免疫疾患等で治療薬として利用されていること、ATXが血中に豊富に存在することなどに注目し、血中ATXのステロイド内服による影響を検討した。まず、無治療の全身性強皮症、皮膚筋炎、水疱症など各種自己免疫疾患患者の血清を用いて、血中ATX抗原濃度を測定したが、明らかな疾患特異的変動はみられなかった。しかしながら、これらの患者が、治療としてステロイドであるPrednisolone(以下PSL)を内服したところ、内服開始前と比較して血中ATXが低下し、その程度は、PSL内服量と相関した。マウスでは脂肪組織が血中ATXの供給源とされているため、マウスの精巣上体脂肪組織を用いて実験を行ったところ、PSL刺激により、脂肪組織のATX mRNAの減少がみられた。これらの結果はヒトでみられたステロイド内服による血中ATX低下の原因が、脂肪におけるATX mRNAの低下と関連していることを示唆している。また、その後の解析にて、これらの作用がステロイド受容体を介していることも明らかとなっている。しかしながら、詳細な発現制御機構についてはいまだ不明な点が多く、さらなる研究の遂行が必要と考えられるため、現在、追加で検討を続けている。これらの結果は、多様な作用をもつATXが様々な疾患で治療薬として利用されるステロイドによって発現制御されることを世界ではじめて示すものであり、その臨床的意義は高いと考える。Autotaxin(以下ATX)は、Lysophosphatidic acid(以下LPA)を合成することで、多種多様かつ極めて重要な役割を発揮している。代表者は、ATXを高発現するヒト肝癌細胞株であるHuh7細胞において、ステロイドホルモンの一種であるデキサメサゾンによりATX mRNAが著明に低下することを発見している。そこで、代表者は、ATXがヒト血中に豊富に存在することに注目し、ヒト血中ATXがステロイド内服による影響をうけるのではないかと考えた。それを検証すべく、様々な皮膚疾患(全身性強皮症、皮膚筋炎、水疱症など)患者の血清を用いて、ATX濃度を測定した。明らかな疾患特異的変動はみられなかったが、代表的なステロイドであるPrednisolone(以下PSL)を内服する患者では、内服開始前と比較して血中ATXの低下を認めた。これは、疾患の活動性とは関連なく認められ、同一患者でも、PSLの内服量を漸減すると濃度依存的に上昇し、PSL内服量と血中ATX濃度は有意な逆相関を示した。最近、別グループより、マウスでは脂肪組織が血清ATXの供給源であるという報告(Dusaulcy et al., J Lipid Res., 2011)がなされたため、代表者は、マウスの精巣上体脂肪組織を用いて、ステロイドが脂肪組織のATX発現に及ぼす影響を検討した。結果、PSL刺激により、脂肪組織のATX mRNAの減少がみられた。ヒト血中ATX制御に関する報告は世界初であり、ATXが合成するLPAの重要性を考慮するとその意義は高く、ここまでの成果をまず論文として報告した(Sumida H et al., Clin Chim Acta., 2013)。ATXの発現制御機構に関してはこれまでほとんど全くわかっていなかった。しかしながら、これまでの研究成果により、ヒト肝癌細胞株であるHuh7細胞において、ATXがステロイドによって制御されていることが明らかになっており、また、新たに、ATXの発現が生理的に高い組織であるマウス精巣上体脂肪組織でも同様の知見が得られた。これらの結果は、ATXの発現制御がステロイドによって普遍的に制御されていることを示している。

さらに、ヒト血中でもステロイド内服による末梢血中ATX濃度の低下がみられたことから、今回の発見が臨床的にも重要な意味を有していることが明らかとなった。これらの研究進捗は、ATXの発現制御機構とその意義を明らかにしたいという研究目的に沿ったものであると考えられる。Huh7細胞を用いた実験から、ステロイドによる発現抑制機序がグルココルチコイド受容体を介したものであることはわかっている。しかしながら、そのさらなる詳細なメカニズムに関しては、いまだ不明な点が多く、今後、さらなる研究の遂行が必要と考えられる。ATXがステロイドにより発現制御されるという事実については、これまでの、Huh7細胞、マウス脂肪組織などを用いた実験等により、明らかになったといってよい。また、これらの結果が、ステロイド内服患者で血中ATXが低下したという測定結果と矛盾しなかったことから、その臨床的重要性に関しても示唆することができた。今後は、その詳細なメカニズムの解明に向けて、実験を推進していくことを計画している。具体的には、グルココルチコイド受容体をはじめとするステロイド受容体の関与についての検討、さらには、ATX遺伝子プロモーター領域の同定とステロイドによる転写制御機構の解明などが挙げられる。受容体の関与については、すでにグルココルチコイド受容体の関与を示唆するデータは得られているが、その他ミネラルコルチコイド受容体の関与などについては追加で検討を行う予定である。プロモーター領域の同定と転写制御機構の解明に関しては、プロモーター解析、ルシフェラーゼアッセイなどを行うことを計画している。上記「今後の研究の推進方策」の欄に記載した内容の計画を実施する際の、物品費としての使用を考えている。