hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CAT開発へ向けての項目プールの作成-大問反応理論による試験問題の分析

2000年度に実施された大学入試センター試験英語の試験問題について,Graded Response Model(Samejima,1969,1972)に基づくテストレットモデルによる分析と,2パラメタロジスティックモデル(2PL)による分析をこころみた。利用したデータは,この年の大学入試センター試験の受験者のうち,いわゆる5教科型の受験者(国語I・II,理科のB科目,地歴のB科目または公民,数学IA,数学IIBを受験した者)249,256人の解答である。テストレットオペレーティング特性曲線,テストレット特性曲線,テスト特性曲線や独立項目として扱った23の項目の項目パラメタ等をみると2つのモデルの間の一致はかなり高く,また,2つのモデルに基づく能力推定値の間の相関も0.987であった。しかし,テストレット情報関数の違いは大きく2PLの情報量がテストレットモデルの情報量を概ね上回る結果となった。また,能力推定の標準誤差の平均は2PLがテストレットモデルを下回る結果となった。このことによって,テストレットモデルを適用することの妥当性が示されたので,引き続きテストレットモデルに基づく適応型のCBT(Computer Based Testing)システムを構築し,その性能を2つの方法で評価した。第1は実受験者の解答パタンに基づくもの,第2は正規乱数によって発生した受験者の能力値に基づくものである。第1,第2の方法を通じて真の能力値と推定された能力値の間に高い相関が見られたので,システムはほぼ期待通りに働くことが確認された。テストレットモデルの有効性を確認するため,大学入試センター試験平成12年度英語の試験問題に対してテストレットモデルの適用を試みた。この成果は「テストレットモデルによる英語試験問題の分析」(石塚,中畝,内田,前川,2001)の標題で,大学入試センター研究紀要として公表された。その概要は,2000年度に実施された大学入試センター試験英語の試験問題について,Graded Response Model(Samejima,1969,1972)に基づくテストレットモデルによる分析と,2パラメタロジスティックモデル(2PL)による分析をこころみたもので,利用したデータは,この年の大学入試センター試験の受験者のうち,いわゆる5教科型の受験者(国語I・II,理科のB科目,地歴のB科目または公民,数学IA,数学IIBを受験した者)249,256人の解答である。テストレットオペレーティング特性曲線,テストレット特性曲線,テスト特性曲線や独立項目として扱った23の設問の項目パラメタ等をみると2つのモデルの間の一致はかなり高く,また,2つのモデルに基づく能力推定値の間の相関も0.987であった。これは,局所独立の成立しないテストに無理に2PLを当てはめたときの従来からの知見と一致し,このことから,テストレットモデルによる,大学入試センター試験結果の分析が有効であることが明らかになった。また,平成12年度は,項目プール構築の準備として,過去に行われた共通第1次学力試験,大学入試センター試験の成績ファイルをCD-ROM化し,PCでの扱いを可能とするための作業を行った。テストレットモデルに基づく適応型CBTシステムを構築し,その評価を行った。アルゴリズム1.θ^^-_1=0とする。1.情報量表を用いてθ^^-_1において情報量が最大となる未使用テストレットを選択する。2.受験者の解答を得る(実験Iでは実受験者の解答を,実験IIではテストレット応答モデルに基づいて確率的に生成した解答を利用する)。3.θ^^-_<t+1>およびPSDを計算する。4.PSDが0.3162より小さいか項目プールの終わりとなればその受験者を終了し,次の受験者にすすむ。そうでなければ,t=t+1として2.へ戻る。

5.以上を受験者の数だけ繰り返す。実受験者が存在する項目プール(実験I)と仮想的な項目プール(実験II)によってCBTシステムの評価を試みた。実験IIによればCBTシステムはほぼ期待通りに動くように思われる。テストレットモデルに基づく適応型CBTシステムを構築し,その評価を行った。アルゴリズム1.θ^^-_1=0とする。1.情報量表を用いてθ^^-_tにおいて情報量が最大となる未使用テストレットを選択する。2.受験者の解答を得る(実験Iでは実受験者の解答を,実験IIではテストレット応答モデルに基づいて確率的に生成した解答を利用する)。3.θ^^-_<t+1>およびPSDを計算する。4.PSDが0.3162より小さいか項目プールの終わりとなればその受験者を終了し,次の受験者にすすむ。そうでなければ,t=t+1として2.へ戻る。平成14年度は,上記の実験Iに確率的な変動を加味するモデルを導入し,システムの評価を深度化した。また,3年間の研究成果報告書を作成した。
ニュートン・非ニュートン流体回転平面クエット流れの安定性・乱流構造の解明

平成30年度は当初の研究計画通り、スウェーデン王立工科大学(KTH)にて行う粘弾性流体回転平面クエット流れの可視化実験・ステレオPIV計測の実験を完了し、それと並行してニュートン流体壁乱流におけるスケール間相互干渉に関する直接数値シミュレーションを進める事を目標として研究活動を行なった。粘弾性流体回転平面クエット流の実験に関しては、KTH保有の実験施設を用いて界面活性剤濃度50、100、200 ppmにおいて可能な限り広いレイノルズ数・回転数領域に渡って流れ場に現れるロールセル構造の可視化実験を行い、その中で特徴的な構造が現れたいくつかの回転数条件下においてステレオPIV計測による詳細な速度場計測を行った。計測したデータが膨大であることから現在もデータの解析中であるが、これまでの先行研究で指摘されている様に弾性的な性質の付加による流れの安定化効果が見られた他、界面活性剤濃度100 ppm以上においては低レイノルズ数・低回転数条件下において粘弾性流体特有の流れの不安定化も見られ、今後更なる実験データの解析と構成応力方程式モデルを用いた数値シミュレーション結果との比較等により、粘弾性流体の流動現象について重要な知見が得られることが期待できる。また、ニュートン流体壁乱流におけるスケール間相互干渉に関する解析に関しては、前年度の前年度の研究活動において確立したスケール間のレイノルズ応力輸送を調べる手法を用いて平面クエット乱流の実験データを詳しく解析し、乱流エネルギーに関しては概ね大スケールから小スケールへの順エネルギーカスケードが生じているが、レイノルズ剪断応力の輸送に注目すると流れ場の大部分に渡って小スケール側から大スケール側への輸送が生じている事を明らかにした。同研究成果はいくつかの国内外会議における口頭発表と英文学術誌における論文として発表されている。ニュートン流体壁乱流のスケール間相互干渉に関する解析においては前年度に引き続いて実験結果や数値シミュレーション結果を用いた解析を進め、レイノルズ応力のスケール間輸送と空間輸送が流れ場の乱流構造維持に果たす役割を明らかにした。この研究成果は国内外の学会における口頭発表や英文学術誌での論文掲載という形での発表に至っている。粘弾性流体回転平面クエット流の実験に関しても、当初の予定通りスウェーデン王立工科大学にて可視化実験とステレオPIVによる速度場計測を完了し、粘弾性による流れの安定化現象だけでなく、粘弾性特有の不安定化現象も確認する等、当初の予想と異なる興味深い結果も得ている。こうした状況を鑑みると、本研究は概ね計画通りに進展中であると言える。本年度の研究活動では、前年度の研究活動にてスウェーデン王立工科大学(KTH)にて行なった粘弾性回転平面クエット流れの実験データを詳しく解析し、対応した数値シミュレーションの結果と比較する事で、既存の粘弾性構成方程式モデルの検証を行う。ステレオPIV計測により取得した時系列の粒子画像から、流体の加速度を求める方法を構築し、加速度と速度の相関から粘弾性添加物と流体運動間のエネルギー交換を近似的に求める方法の確立を目指す。KTHでの実験において得られた計測結果では、Re=500程度のニュートン流体であれば乱流に遷移している条件下においても、粘弾性流体の場合には乱流特有の小規模の乱雑な渦構造が見られず大規模なストリーク構造のみが生じ、この構造は非常に低いレイノルズ数においても存在した。こうした実験結果に基づき、低レイノルズ数において弾性力に起因する不安定性により生じる弾性乱流と抵抗低減乱流との関連を調べる。また、ニュートン流体の平面クエット乱流に関する直接数値シミュレーションも引き続き行い、本年度の研究活動では、さらなる大規模計算により高レイノルズ数における壁面近傍の小規模渦構造と流路中央の大規模構造の相互干渉の役割について調べる。また、同条件下で熱伝達を考慮した数値計算も行い、乱流による熱の拡散が起きているスケールや、熱伝達におけるスケール間の非線形相互干渉の役割についても詳しく調べる。平成29年度における研究活動では,高レイノルズ数乱流における大規模構造と壁面付近の小規模構造の間に生じる非線形相互干渉が果たす役割の解明を目的としたコンピュータ・シミュレーションのプログラム作成の完了と,粘弾性流体の基本的性質を調べることを目的とした粘弾性回転平面クエット流れの実験準備の完了を目標に研究活動を行った.以下に研究実績の概要を述べる.コンピュータ・シミュレーションによる乱流解析では,まずレイノルズ応力方程式に基づいて,異なるスケール間の非線形相互干渉により生じるスケール間のエネルギー伝達やエネルギーの空間拡散を定式化する方法を考案した.乱流は様々な大きさの渦構造から成り立っており,こうした異なる大きさを持つ渦同士がお互いに相互干渉する事でその機構を維持していると考えられているが,その詳細を解明する事は未だに困難である.今回考案した定式化を用いた解析によって,こうした相互干渉が果たす役割をより定量的に評価する事が可能になり,乱流構造を維持するメカニズムのさらなる解明に役立つ事が期待できる.本研究活動では,新しく考案した解析手法を既存の実験データに用いて有用性を示し,その結果を副次的なものも含め,国内外の会議において口頭発表した.

本研究のこれまでの活動において考案された解析手法は,ニュートン流体の乱流だけでなく,本研究課題のもう一つのターゲットである粘弾性流れの解析においても有用と期待できる.現在は,こうした解析を大規模数値シミュレーションにおいても行うため,必要なプログラムを解析コードに実装し,その妥当性の検証を行っている.並行して,粘弾性流体の回転平面クエット流れの実験に必要な添加剤や攪拌機等の物品を購入し,スウェーデン王立工科大学に輸送,現地の実験装置のセットアップを行い,既にいくつかの濃度条件下における予備的な可視化実験を開始している.研究計画書に記載した当初の研究計画では,一年目の研究活動で乱流回転平面クエット流れの直接数値シミュレーションを開始する事と共に,スウェーデン王立工科大学における粘弾性回転平面クエット流れの実験を行う準備を整える事を目標としている.これに対し,現在はスウェーデン王立工科大学で既に粘弾性流体の可視化実験を始めており,直接数値シミュレーションに関しても,乱流の大小スケール相互干渉によるスケール間エネルギー伝達と乱流拡散の効果を定式化する事に成功し,直接数値解析コードに必要なサブルーチンプログラムを実装・妥当性の検証を行っている.実験の準備に関しては既に可視化実験を始めており,当初の計画よりむしろ若干早く進展している.その一方で数値シミュレーションに関しては未だに解析を始めるに到っておらず,この点で当初の計画より多少遅れているが,これはスケール間エネルギー伝達と乱流拡散の効果を定式化する理論的な作業に時間を要したためである.研究計画を立てた当初は,この様にスケール間相互干渉がエネルギー輸送に果たす役割をレイノルズ応力輸送方程式から定式化する方法がある事に気づいておらず,その定式化と乱流の数値シミュレーションにおける計算方法の検討に予定外の時間を費やすことになった.これにより乱流の数値シミュレーションを開始する時期そのものは遅れたが,このスケール間相互干渉効果の定式化はニュートン流体乱流だけでなく,粘弾性流体流れの解析にも有用と期待できるため,この新しい解析手法の発見自体は研究全体を考えるとむしろ重要な成果である.以上の進捗状況を当初の研究計画と比較すると,現時点で本研究は概ね順調に進展していると考えられる.平成30年度は当初の研究計画通り、スウェーデン王立工科大学(KTH)にて行う粘弾性流体回転平面クエット流れの可視化実験・ステレオPIV計測の実験を完了し、それと並行してニュートン流体壁乱流におけるスケール間相互干渉に関する直接数値シミュレーションを進める事を目標として研究活動を行なった。粘弾性流体回転平面クエット流の実験に関しては、KTH保有の実験施設を用いて界面活性剤濃度50、100、200 ppmにおいて可能な限り広いレイノルズ数・回転数領域に渡って流れ場に現れるロールセル構造の可視化実験を行い、その中で特徴的な構造が現れたいくつかの回転数条件下においてステレオPIV計測による詳細な速度場計測を行った。計測したデータが膨大であることから現在もデータの解析中であるが、これまでの先行研究で指摘されている様に弾性的な性質の付加による流れの安定化効果が見られた他、界面活性剤濃度100 ppm以上においては低レイノルズ数・低回転数条件下において粘弾性流体特有の流れの不安定化も見られ、今後更なる実験データの解析と構成応力方程式モデルを用いた数値シミュレーション結果との比較等により、粘弾性流体の流動現象について重要な知見が得られることが期待できる。
蛍光EXAFS法による半導体中の極希薄原子周辺局所構造と半導体物性の解析

本研究では、希土類Tbイオンを添加したSiO_2中に対し放射光励起時に観測される可視光発光を検出することにより、発光に関与するTbイオン周辺の局所構造をサイト選択的に評価した。試料は、熱酸化処理を施したp型Si(100)基板に対してTbイオンを注入した後、Ar雰囲気下で950°Cで30minアニール処理を行うことにより作製した。XAFS測定は、高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設BL9Aにおいて行った。放射光照射時に観測される試料からの可視発光(λ=540,435nm)を集光し干渉フィルターで分光した後、フォトマルを用いて検出した。測定はすべて室温にて行った。放射光を試料に照射した場合、Ar^+レーザにより励起した場合と同様、Tbに起因した発光ピークが観測されることが分かった。また、可視発光によるXAFS測定においても、蛍光XAFS測定と同様にTbL_III吸収端にてXAFSスペクトルが観測されることが分かった。蛍光を検出した場合と波長540nmの可視発光を検出した場合とでは、規格化EXAFSの振幅の減衰やwhite lineの強度に若干の違いが見られるものの、構造パラメータに顕著な違いは見られなかった。このことから、波長540nmの発光に寄与するTb発光中心は、蛍光法により観測されるTb局所構造に似た構造を形成していると思われる。しかしながら、可視発光を検出した場合、アニール前後でXANESスペクトルの形状に違いが見られた。このため、各波長の発光に関与するTb局所構造に違いが生じている可能性が示唆される。本研究では蛍光XAFS測定を行い、SiおよびSiO_2中に添加された希土類Tbイオン周辺の局所構造の解析、および発光特性との関係を調べた。試料は、n型およびp型Si(100)基板、および熱酸化処理を施したn型およびp型Si(100)基板に対しTbイオンを注入することにより作製した。また、900°CでlOminアニール処理を行った試料も作製した。蛍光XAFS測定は、高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設BL12Cにおいて、100Kにて行った。また、PL測定はArレーザを用いて室温で行った。XANES測定の結果、Si:TbおよびSiO_2:Tbいずれ試料もメインピークの位置はTb_4O_7(3価と4価のTbが混在)よりもTb_2O_3(3価のTbのみ)のメインピーク位置に近いことが分かった。このことから、Tbイオンの価数は3画であり、基板の種類に依存しないことを明らかにした。また、EXAFS測定の結果から、Si:Tb試料ではTbの周囲にSiが配位した構造、SiO_2:Tb試料ではTbの周囲にOが2配位および6配位した構造が混在していることが分かった。また、p型よりもn型Si基板の試料の方が、Oが6配位した構造の割合が多くなることが分かった。これは、p型Si基板に含まれる不純物のボロンによってOの6配位した構造の形成が抑制されるためであると考えれらる。また、Oが6配位した構造の割合は、アニール処理によっても増加することが分かった。さらに、PL測定の結果と比較すると、発光強度の強い試料の方が6配位構造の割合が多くなる傾向を示した。このことから、SiO_2:Tb試料の発光スペクトルの変化には、Oが6配位した構造の形成が関連していることを見出した。
安全性と再利用性の高いアスペクト指向言語の設計と実現方式

アスペクト指向プログラミング(AOP)の安全性と表現力の向上を目的に研究を行い、1柔軟な暗黙の型変換をAOPの提案、2分散システムにおけるセキュリティ・ポリシー記述のためのAOP言語AspectKE^*の設計と言語処理系の実装、3安全かつ柔軟なAOPを実現すStrongRelaxAJの提案を行った。暗黙の型変換を利用すると、異なる2つのライブラリを自然に統合でき、また組み込み領域特化言語(EDSL)で書かれるプログラムの可読性が上がるという利点があるが、暗黙の型変換が適用される条件が言語設計者によって定められており、ユーザーが自由に拡張することができなかった。本研究ではAOPを応用して、ユーザーが適用条件を自由に拡張できる暗黙の型変換を実現する方式を提案し、11月17日にオークランドで開催された国際ワークショップAOAsia5で発表した。AspectKE^*は分散システムの作成のためのプログラミング言語である。プログラマはパスワードの漏洩などをプログラム解析の結果を利用することで防ぐことができる。一般にプログラム解析は複雑で扱いづらいが、AspectKE^*ではプログラム解析を容易に行うための函数を提供することでこの問題を解決している。研究成果をまとめた論文は国際ワークショップACP41Sに採択され、ワークショップ議事録に収録された。StrongRelaxAJはJavaをベースとして作られたAOP言語AspectJの拡張である。AspectJは型安全でなく、また柔軟性に欠けていることが先行研究で個別に指摘され、解決されてきた。StrongRelaxAJはこれらの研究成果を統合して、安全かつ柔軟なプログラムを書けるようにしたものである。言語設計を説明した論文は国際ワークショップFOALに採択され、ワークショップ議事録に収録された。アスペクト指向プログラミング(AOP)言語において、(1)AOPに特有のプログラミングの誤りを発見する型システムを提案してその定式化を行うと共に、(2)pluggableな最適化を可能とする処理系の作り方を提案した。一番目の話題は論文誌コンピュータソフトウェアに採択された。二番目の話題は国際会議Aspect Oriented Software Developmentにおいてポスター発表を行った。また、これらの研究を一つにまとめて博士論文を書いで学位を取得した。この博士論文は優秀な学位論文として東京大学大学院総合文化研究科に認められ、一高賞を得た。プログラミングの誤りを発見する型システムについて述べる。モジュール間に散らばって存在するコードをモジュール化するAOPでは、コードの散らばり方をプログラマが指定するが、この指定は複雑で誤りやすい。採用者が提案した型システムは、(a)コードの散らばり方の指定の中に存在する矛盾と(b)コードと散らばり方の指定の間に存在する矛盾の二つを、型を使って検出する。定式化はJava言語の小さな計算体系であるFeatherweightJavaを拡張して行い、この上で採用者は検出された矛盾が必ず誤りであることを証明した。次にpluggableな最適化について述べる。最適化がpluggableであるとは、ユーザー定義の最適化処理がコンパイラを拡張せずに組み込めることである。gccのようなコンパイラでは、ユーザはオプションを指定することでコンパイラに既に実装されている最適化の方法を選択できるが、新たな最適化の手法を組み込もうとすると、コンパイラの拡張が必要になる。青谷はこれまでに行ってきたプログラム解析に基づくポイントカットを利用することでプログラム中に現れる実行時検査の回数を減らせることに着目し、特に、ユーザ定義のプログラム解析に基づくポイントカットを実現する仕組みがあれば,pluggableな最適化が可能であることを指摘した。また、ユーザ定義のプログラム解析に基づくポイントカットを実現するSCoPEコンパイラを拡張して実験を行ない、コンパイルされたプログラムの実行時間が短くなっていることを確めた。
緑内障の神経保護治療の開発

緑内障は中途失明疾患の第一位であり、現状では眼圧下降がもっとも重要な治療法であるが、眼圧低下治療以外の新規の神経保護治療の確立が必要である。TNFαは炎症を惹起する炎症性サイトカインで、多くの中枢神経疾患において、その神経毒性が報告されている。そこで本研究ではマウス眼圧上昇モデルを作製し、TNFα抑制が新規の緑内障治療になり得るのかを検討した。こうして、TNFαの抑制およびマイクログリアの抑制は緑内障の新規神経保護治療の候補として重要である可能性が示唆された。マウスを全身麻酔した後に、隅角をレーザー凝固した。眼圧は2ケ月以上に渡り上昇し、ヒトに類似した高眼圧モデルが作成された。網膜の眼圧負荷による網膜神経節細胞の障害程度を判定するために、網膜神経節細胞の逆行性標識を行った。蛍光色素(Dil)を両側上丘に1μ1ずつ注入し、7日後に上丘にある網膜神経節細胞の終末シナプスから蛍光色素が取り込まれ、網膜神経節細胞体が標識された。その細胞密度を計測することにより生存網膜神経節細胞を測定した。更に、生存している網膜神経節細胞の実体顕微鏡下でマニュアルの計測は時間がかかり、研究者による誤差を防ぐためにも、パソコンを利用した自動化した計測システムが必須であった。そこで、各社キャプチャー後の画像を利用して、自動計測を目的としたソフトウエアーの購入と、その自動化ファイルの設定、およびマニュアル測定との誤差の設定を行った。その結果、フルオロゴールドで染色された網膜神経節細胞密度をソフトウエアーでサポートされている円認識モードで算出し、網膜神経節細胞を自動計測することが可能となった。その方法により、高眼圧負荷による網膜神経節細胞死を経時的(1,2,3,4週間)に調べたところ、高眼圧負荷後3週後より有意に生存した網膜神経節細胞が減少し、4週間後には約40%の網膜神経節細胞が細胞死を起こした。そこで、今回の目的である、炎症性サイトカイン(TNFα)と緑内障における役割を調べるために、まず発現変化を調べた。高眼圧付加後3日目ですでに有意にメッセンジャーRNAの発現が増加していた。またEILSAによるTNFαの蛋白測定において有意な増加が確認され、高眼圧付加によりTNFαが増加することが判明した。緑内障は中途失明疾患の第一位であり、失明予防の観点からその治療法の確立は重要である。現状では眼圧下降がもっとも重要な治療法であるが、臨床的には眼圧を目標値まで充分に低下させることができない症例も多く、眼圧低下治療以外の新規の神経保護治療の確立が必要である。TNFαは炎症を惹起する炎症性サイトカインで、その受容体TNFR1またはTNFR2を介し、カスパーゼ8の活性化を誘導し、細胞死を誘導する分子と知られている。また、多くの慢性中枢神経変性疾患のモデル動物において、その細胞障害性が報告されている。網膜においてもグリア細胞であるアストロ細胞やマクログリア、骨髄由来のマクロファージからTNFαが分泌されることが知られており、緑内障患者の視神経や網膜においてTNFαやその受容体の発現が上昇している。培養網膜神経節細胞においては、TNFαは細胞障害性を有している。これらの結果は緑内障において、TNFαが何かしら病態に関わり、緑内障の網膜神経節細胞死に直接的に関係していることを強く疑わせる。そのような背景から、本研究ではマウス高眼圧モデルを作製し、TNFαの発現変化が見られるかを同定し、TNFαに関係するノックアウトマウス(KO)を用い、TNFαの抑制が治療的効果を有するのかを調べることを目的とした。TNFαKO、またその受容体である、TNFR1KOおよびTNFR2KOに高眼圧負荷をかけ、網膜神経節細胞死の程度を野生型マウスと比較したところ、TNFαKOおよびTNFR2KOでは高眼圧による神経細胞死が有意に抑制された。また、野生型マウスに高眼圧負荷をかけ、視神経にTNFαの中和抗体を持続投与したところ、高眼圧負荷による眼組織への破壊的影響が有意に抑制された。高眼圧障害により視神経のマイクログリアが活性化していることから、マイクログリアを特異的に抑制するCD11bKOに高眼圧を誘導したところ、マイクログリアの抑制も、その組織障害を抑制した。
クラスターのダイナミクスにおける階層性の探究

19年度は希ガスのクリプトンクラスター、アルゴンクラスター、アルゴン・クリプトン混合クラスターそれぞれで最大で原子三百個程度からなるクラスターについて、それぞれの元素の1s内殻電子を励起した後の解離イオンの質量電荷比と運動量分布を検討した。計測には、18年度に開発した運動量イメージング計測器を使用した。実験からは、一回のX線吸収で生成する生成イオン数ごとに生成するイオンの分布と運動量を得た。運動量分布の生成イオン数依存性がイオンの質量数ごとに異なることはすでにクリプトン・クラスターでも見出されていたが、同様な振る舞いがアルゴンクラスターでも見出された。即ち、一価の一量体イオンは生成イオン数が大きくなると共に運動量が単調に増加するのに対して、二量体や三量体イオンは生成イオン数の増加と共に減少に転じる振る舞いが見られ、生成イオンサイズのサイト依存性を確認した。二量体などの重い解離イオンはクラスターの中心近くで生じるために、生成イオン数が増加すると周辺イオンによってクーロン斥力が相殺され、運動量が減少する形でのサイト依存性が見られると考えられる。この結果は以前に我々が提唱したX線吸収後のクラスターにおけるサイト依存脱励起モデルを支持する実験結果である。混合クラスターの実験では、クリプトン吸収端近傍で計測を行うことで、クリプトンの吸収のみからの効果を取り出し、上記のサイト依存性について吸収原子を特定した実験から確認した。更に子イオンごとの運動量分布について、実験と簡単な分子動力学シミュレーションの比較により、運動量分布にも明確にサイト依存性が現れていることを確認した。以上のような希ガスクラスターの解離ダイナミクスを運動量イメージング法により観測することで、解離ダイナミクスの詳細な情報が実験から得られた。18年度は希ガスのクリプトン及びアルゴンを試料として、最大で原子三百個程度からなるクラスターを作製し、それぞれの元素の1s内殻電子を励起した後の解離イオンの質量電荷比と運動量分布を計測した。このための装置として、飛行時間型質量分析器と二次元検出器を組み合わせた、運動量イメージング計測器を開発した。得られた解離子イオンの質量スベクトルからは、従来の我々の研究で見出されたのと同様に、X線吸収後のクラスターからは多価イオンに加えて多数の一価イオンが生成すること、一価の電荷を持つイオンはクーロン斥力による激しい解離(クーロン爆発)を経て生成されるため、大きな運動エネルギーを持って生じていることが明らかになった。特に今回新たに行った多重同期計測によって、クーロン爆発が起こる場合には一価イオンのみが生成される事が実験から直接確認され、クラスター中でX線吸収原子から周辺原子への電荷移動が起こっていることが明らかとなった。更に実験からは、一回のX線吸収で生成する生成イオン数ごとに、生成するイオンの分布と運動量を得ることが出来た。特に運動量分布の生成イオン数依存性は、イオンの質量数ごとに異なり、一価の一量体イオンは生成イオン数が大きくなると共に単調に増加するのに対して、二量体や三量体イオンは生成イオン数の増加と共に運動量が減少に転じる振る舞いが見られ、このことから生成イオンのサイズにサイト依存性が示唆された。即ち二量体などの重い解雇イオンはクラスターの中心近くで生じるために、生成イオン数が増加すると周辺イオンによってクーロン斥力が相殺されるため、運動量が減少すると考えられる。更に運動量分布のクラスターサイズ依存性を詳細に解析すると、一量体イオンの運動量の生成イオン数依存性が、クラスターサイズによって変化しており、生成する一量体イオンがクラスター中に存在する中性原子によって散乱される事によって運動量を失っていることを示す結果が得られた。以上のような希ガスクラスターの解離ダイナミクスを運動量イメージング法を用いて観測することで、解離ダイナミクスの詳細な情報が実験から得られた。
ＲＮＡの造形力を利用した医薬品探索

本研究はRNAの造形力を利用した医薬品探索を目的としたもので、SELEX(人工進化)技術を用いてMidkine, Autotaxin, FGF2等の創薬標的タンパク質に結合するRNA分子(アプタマーという)を創成し、in vitro(細胞)試験でそれらの特性を明らかにし、in vivo(動物)試験で癌・線維症・骨疾患等の適応疾患に対する薬効を確認した。このうち、Autotaxin・アプタマー複合体のX線結晶構造を2.0オングストロームの解像度で明らかにすることに成功し、アプタマーの阻害機序を原始レベルで明らかにした。本研究は、RNAの造形力を利用した医薬品探索を目的としたもので、SELEX(人工進化)技術を用いて各種の創薬標的タンパク質に結合するRNA分子(アプタマーという)を創成し、1)サイトカイン阻害薬(アンタゴニスト)の開発、2)受容体作動薬(アゴニスト)の開発、3)細胞内送達(DDS)技術の開発、4)RNA造形力に関する構造生物学的研究、を実施した。平成24年度の研究成果の概要は次の通りである。1)各種の創薬標的に対するアプタマー医薬の開発は順調に進捗した。特筆すべきは、抗NGFアプタマーが動物実験でモルヒネと同等な鎮痛効果を示し、開発候補品の最終加工も完了して、ラット・サルを用いた予備毒性試験を完了した。同様に、抗IL-17Aアプタマーも開発候補品の最終加工が完了し、各種の疾患モデルマウスで薬効確認を進めた。また、抗FGF2アプタマーがGPI誘導関節炎の発症を有為に抑制することを確認した。2)FGF2受容体に対するアプタマーを創製し、FGF2シグナルによるErkのリン酸化を代替できるかどうかをin vitro細胞試験でスクリーニングした。その結果、複数の独立クローンがFGF2非存在下で弱いErkリン酸化を惹起することを確認した。3)抗ヌクレオリン・アプタマーは癌細胞表面に提示されるヌクレオリンに結合して細胞内にinternalizeし、核内に到達して抗癌剤として作用することが報告されている。抗ヌクレオリン・アプタマーを細胞内DDSツールとして改良あるいは新規創製する目的で、既存の抗ヌクレオリン・アプタマーのDDS性能についてはシステマチックな解析を実施した。4)ヒト転写因子AML1に対するアプタマーのNMR解析の結果、アプタマーRNAが通常のA型へリックスを変形してDNAのB型ヘリックス構造をmimicしていることを証明した。平成25年度の研究成果の概要は次の通りである。1)アプタマー創薬は順調に進捗した。抗FGF2アプタマーは、加工を完了して開発候補品を特定し、複数の動物モデルでその薬効試験を実施した結果、骨疾患に対する根本的な予防治療薬となりうることが確認された。東大シーズとして開発した抗NGFアプタマーはモルヒネを代替する新しい疼痛薬として研究開発を進めてきたが、国内製薬メーカーへの導出交渉が進展した。抗IL-17Aアプタマーも製薬メーカーとの共同研究開発に進み、各種の疾患モデルマウスで薬効確認を進めた。2)スクリーニング系として、酵母のフェロモン受容体(7回膜貫通型受容体)をヒトのGPCR遺伝子に置換した酵母株を用いて、リガンドによるシグナル伝達の惹起をGFPの蛍光検出するシステムを構築して、その性能試験を実施した。3)抗ヌクレオリン・アプタマーを細胞内DDSツールとして改良あるいは新規創製する目的で、既存の抗ヌクレオリン・アプタマーのDDS性能についてはシステマチックな解析を実施した。4)NMR chemical shift perturbation解析によって、抗ミッドカイン(MK)アプタマーとMKタンパク質との相互作用を解析した(理研NMR研究グループとの共同研究)。その結果、我々が提唱してきたRNAアプタマーによるMKタンパク質の全体捕捉`Wholebody capture'モデルを実証することができた。本研究は、RNAの造形力を利用した医薬品探索を目的としたもので、SELEX(人工進化)技術を用いて各種の創薬標的タンパク質に結合するRNA分子(アプタマーという)を創成し、1)サイトカイン等阻害薬の開発、2)受容体作動薬の開発、3)細胞内送達(DDS)技術の開発、4)RNA造形力に関する構造生物学的研究、を実施した。平成26年度の研究成果の概要は次の通りである。昨年度までに抗FGF2アプタマーの開発候補品の完成と動物モデルでの薬効確認まで進捗したが、今年度はさらに複数の骨疾患モデルで優れた薬効を確認し、骨疾患に伴う疼痛に対してもモルヒネと同等の鎮痛効果を示すことを確認した。東大シーズとして開発した抗NGFアプタマーはモルヒネを代替する新しい疼痛薬として研究開発を進めてきたが、今年度藤本製薬へライセンス契約が締結され、臨床試験の準備が開始された。全薬工業へライセンスされた抗IL-17Aアプタマーも乾癬での顕著な薬効確認と開発候補品の確定を完了し、臨床試験の準備を開始した。2)受容体の作動作用をもつアゴニスト分子を創製する目的で、FGF受容体に対するアプタマーの分離を行った。

それらのFGF受容体結合性アプタマーの中から、リガンド(FGF2)結合を阻害しない性質を示すアプタマーを選別した。選別したアプタマーのdimerによる受容体の2量体化(シグナル惹起)を検証する予定である。3)抗ヌクレオリン・アプタマーの細胞内DDSツールとしての改良と新規創製を進めた。4)肺線維症治療薬として創製した抗オートタキシン(ATX)アプタマーとATXとの複合体のX線結晶構造を2.0Åの解像度で明らかにし(東京大学理濡木教授らとの共同研究)、阻害機序を解明した。本研究は、RNAの造形力を利用した医薬品探索を目的としたもので、SELEX(人工進化)技術を用いて各種の創薬標的タンパク質に結合するRNA分子(アプタマーという)を創成し、創薬研究とともに、RNAの造形力に関する構造生物学的な研究を目的としたものである。平成27年度の研究実績の概要は次の通りである。1)アプタマー創薬研究に関して特筆できる成果は、特発性肺線維症に対する医薬品候補としてAutotaxin (ATX)に対する阻害性アプタマーを創製し、そのin vitro, in vivoでの特性解析・薬効試験を完了したことである。動物実験の結果、抗ATXアプタマーの気管支内投与により、肺線維症の進行を顕著に抑制できることが明らかになった(Nature Str. Mol. Biol. 2016印刷中)。また、抗FGF2アプタマーについては、ラットを用いた骨粗鬆症(OVX)モデルで薬効試験を実施し、骨密度の低下をほぼ完全に抑制できること、ならびに、OVX処置により失われた軟骨形成をほぼ完全に回復する作用があることを発見した。この発見は本薬剤が難治性希少疾患である軟骨無形成症に対する新薬の可能性を示唆するもので、今後我が国においてその実現をめざしたい。2)東大シーズとして開発した抗NGFアプタマーはモルヒネを代替する疼痛薬として一昨年度度藤本製薬へライセンス・アウトされ、臨床試験の準備が進捗している。また、全薬工業へライセンスされた抗IL-17Aアプタマーも乾癬に対する臨床試験の準備が進んでいる。3)抗オートタキシン(ATX)アプタマーとATXタンパク質との複合体のX線結晶構造を2.1オングストロームの解像度で明らかにし(東京大学理濡木教授らとの共同研究)、阻害機序を解明した(Nature Str. Mol. Biol. 2016印刷中)。本研究はRNAの造形力を利用した医薬品探索を目的としたもので、SELEX(人工進化)技術を用いてMidkine, Autotaxin, FGF2等の創薬標的タンパク質に結合するRNA分子(アプタマーという)を創成し、in vitro(細胞)試験でそれらの特性を明らかにし、in vivo(動物)試験で癌・線維症・骨疾患等の適応疾患に対する薬効を確認した。このうち、Autotaxin・アプタマー複合体のX線結晶構造を2.0オングストロームの解像度で明らかにすることに成功し、アプタマーの阻害機序を原始レベルで明らかにした。本研究の最重要な目的は、アプタマー医薬品の開発を推進することであり、その意味で、複数のアンタゴニスト・アプタマーが動物モデルで優れた薬効が確認でき、これまでに2種類のアプタマーが製薬企業にライセンスされて臨床試験へむけて準備が開始された事実は優れた進捗といえる。
高年初産夫婦への産後うつ予防のための妊娠期の介入効果検証

現在、高齢初産の割合は21.5%(2016年人口動態統計概数)の割合である。高年初産のリスクとして産後うつが挙げられており、高年初産婦のみならず父親となる夫も含めた支援が必要とされている。高年初産婦は成熟度の高さより課題に取り組む能力を有している一方、夫の忙しさへの気遣いなどの理由から1人で家事・育児を抱え込む傾向が懸念される。そこで、高年初産夫婦を対象に、妊娠期に産後うつ予防のための予期的準備を共に行うことを目的とした介入プログラムを考案して実施し、その効果を検証する。高年初産夫婦の精神的健康状態の維持・向上と育児生活へのスムーズな適応は、子どもの精神的安寧にも影響を及ぼすと考える。
Dscr1が骨芽細胞の遺伝子発現調節機構に与える影響の解明

ダウン症候群患者には上顎の発育不全に伴う不正咬合が出現すると報告されている。しかし、その分子生物学的な発症機序は明らかにされていない。そこで、ダウン症候群の原因となる21番染色体上にコードされるDscr1に着目した。本研究では、『Dscr1が骨芽細胞分化に与える影響の解明』を目的とした分子生物学的解析によりDscr1の骨代謝調節作用を検証後、ダウン症患者由来の骨芽細胞系細胞におけるDscr1の発現動態を明らかにし、『ダウン症患者におけるDscr1がもたらす骨代謝調節作用の解明』、ならびにダウン症の病態原理解析による『骨形態形成不全への新たな治療標的の探索』を目標とする。
ビームフォーミングによる脳磁界解析法の開発

近年,脳機能を解明するための研究が盛んになってきており,その一例に脳神経活動の副産物として発生する磁界を多点で計測する脳磁界計測(以下,MEG,Magnetoencephalography)がある.MEGの目的のひとつは,逆問題を解き,脳神経活動を時間空間的に同定することである.この逆問題は不良設定問題であり,従来から行われている最適化による解法や,近年登場した統計的処理による解法では,それぞれ局所解に陥る,部分解能が悪いなどの問題を抱える.このような状況下で,本研究では2種類の手法を提案し,評価を行った.主な実績は,それぞれ下記のとおりである.1)ビームフォーミングによって,できるだけ高分解能に,空間的に離散化した脳内の各点の電気的活動を推定する.この段階での分解能は高くないが,各点の活動は時系列データとして得られるため,時系列間の相関をもとにクラスタリングを行い,同期して活動を行った部位ごとに表示することにする.聴覚野と運動野が時間帯をオーバーラップさせ活動するMEGデータに対し本手法を適用し,従来法では不可能であったそれぞれの活動の分離に成功した.2)必ずしも脳内の活動源推定に還元することなく,データどおしを比較し,その類似性を評価する手法としてバーチャルビームフォーミングを提案する.これは,脳内の具体的部位ではなく,特定のMEG活動のような抽象的なものをターゲットするビームフォーミングである.バーチャルビームフォーミングは,心理評価などの意識の介在する評価と異なり,MEGデータのみから脳内処理の類似性などを定量評価できる.音像定位関連MEGに対し,本手法を適用し,音源の移動幅が大きくなるにつれ,音源の出現・消失の反応と近くなることが確認された.本奨励研究(A)は平成11-12年度が期間であり、現在初年度を終了した段階にある。本年度は当初の計画通り、ファントムの作製とビームフォーミング処理のアルゴリズムの改良を行った。まず、ファントムは、信号源の位置精度を向上させるため、当初の計画であった電極を水槽内に配置する構成を改良し、コイルを空気中に配置する構成とした。この結果、位置精度はサブmmのオーダとなり、磁気信号処理の標準データを作ることができた。この成果は雑音軽減の信号処理結果と併せて、学会発表を行った。(長縄他)。また、ビームフォーミング処理の改良は、処理アルゴリズムの高速化と、処理の安定化の点から行った。多点計測データを高次元のデータ時系列であると取り扱い、その特異値分布をベースとする幾何的構造から安定して処理できる空間を定め、その部分空間のみ探索するようにした。この結果、安定性は向上し、処理時間は大幅に短縮した。この成果も学会発表を行い、計測自動制御学会から研究奨励賞を受賞した。(眞溪他)。さらに、次年度の準備として、音像定位に伴う聴覚誘発磁界の計測も開始し、データの空間的広がりの考慮を始めた。これは、ビームフォーミングによって安定に推定できる電流分布を調べることが目的である。この基礎的な研究成果も学会発表を行った。(増田他)。この準備段階得た知見を元に、ICA(Independent Component Analysis)を用いたビームフォーミングも開始し、聴覚誘発磁界解析とともに、8月の国際会議Biomag2000で発表予定である。近年,脳機能を解明するための研究が盛んになってきており,その一例に脳神経活動の副産物として発生する磁界を多点で計測する脳磁界計測(以下,MEG,Magnetoencephalography)がある.MEGの目的のひとつは,逆問題を解き,脳神経活動を時間空間的に同定することである.この逆問題は不良設定問題であり,従来から行われている最適化による解法や,近年登場した統計的処理による解法では,それぞれ局所解に陥る,部分解能が悪いなどの問題を抱える.このような状況下で,本研究では2種類の手法を提案し,評価を行った.主な実績は,それぞれ下記のとおりである.1)ビームフォーミングによって,できるだけ高分解能に,空間的に離散化した脳内の各点の電気的活動を推定する.この段階での分解能は高くないが,各点の活動は時系列データとして得られるため,時系列間の相関をもとにクラスタリングを行い,同期して活動を行った部位ごとに表示することにする.聴覚野と運動野が時間帯をオーバーラップさせ活動するMEGデータに対し本手法を適用し,従来法では不可能であったそれぞれの活動の分離に成功した.2)必ずしも脳内の活動源推定に還元することなく,データどおしを比較し,その類似性を評価する手法としてバーチャルビームフォーミングを提案する.これは,脳内の具体的部位ではなく,特定のMEG活動のような抽象的なものをターゲットするビームフォーミングである.バーチャルビームフォーミングは,心理評価などの意識の介在する評価と異なり,MEGデータのみから脳内処理の類似性などを定量評価できる.音像定位関連MEGに対し,本手法を適用し,音源の移動幅が大きくなるにつれ,音源の出現・消失の反応と近くなることが確認された.
置換フラーレン類の選択的合成とその応用

本研究ではフラーレンの化学変換を基盤とする機能性有機フラーレン誘導体の開発について検討してきた.特に,水溶性フラーレン誘導体の生理活性,およびフラーレン置換基を持つ有機金属化合物の合成を重点的に行なってきた.本年度はそれらの結果を踏まえ,有機フラーレン誘導体を医薬や診断薬として用いるための予備的検討,およびフラーレンと金属との相互作用に基づく新しい反応場の設計に焦点を絞り検討を行なった.以下に概要を記す.水溶性フラーレンの合成とその性質当該研究者の明らかにした水溶性フラーレンの光駆動型の生理活性発現に基づき,光力学的治療を目指した新しいフラーレン誘導体の合成,及び毒性の懸念からフラーレン誘導体の生体内での挙動について検討を行なった.前者においては,高波数まで光を吸収する高次フラーレンに着目し,これを分極したトリメチレンメタン(TMM)を用いた化学変換により,有機高次フラーレン合成法の確立を行なった.後者においては,放射線同位体による標識化に着目し,14CでラベルされたTMMとフラーレンとの反応により,放射性同位体標識されたフラーレン誘導体の合成を行った,さらに,得られた化合物のラットにおける体内動態について検討した.新しい反応場の設計フラーレンは良い電子受容体であることから,フラーレンを配位子として持つ有機金属錯体は多くの酸化一還元状態を取れる可能性がある点で興味深いと考えられる.本年度は,リン酸エステルのアニオンのフラーレンへの付加反応による新しいタイプの含リンフラーレン誘導体の合成法を明らかにした.さらに,バッキーフォスフィン一遷移金属錯体の酸化一還元電位を指標とした金属錯体の特性評価について検討を行ない,この化合物方電子酸化一還元系を持つ分子であることを明らかにした.本研究ではフラーレンの化学変換を基盤とする機能性有機フラーレン誘導体の開発について検討してきた.特に,水溶性フラーレン誘導体の生理活性,およびフラーレン置換基を持つ有機金属化合物の合成を重点的に行なってきた.本年度はそれらの結果を踏まえ,有機フラーレン誘導体を医薬や診断薬として用いるための予備的検討,およびフラーレンと金属との相互作用に基づく新しい反応場の設計に焦点を絞り検討を行なった.以下に概要を記す.水溶性フラーレンの合成とその性質当該研究者の明らかにした水溶性フラーレンの光駆動型の生理活性発現に基づき,光力学的治療を目指した新しいフラーレン誘導体の合成,及び毒性の懸念からフラーレン誘導体の生体内での挙動について検討を行なった.前者においては,高波数まで光を吸収する高次フラーレンに着目し,これを分極したトリメチレンメタン(TMM)を用いた化学変換により,有機高次フラーレン合成法の確立を行なった.後者においては,放射線同位体による標識化に着目し,14CでラベルされたTMMとフラーレンとの反応により,放射性同位体標識されたフラーレン誘導体の合成を行った,さらに,得られた化合物のラットにおける体内動態について検討した.新しい反応場の設計フラーレンは良い電子受容体であることから,フラーレンを配位子として持つ有機金属錯体は多くの酸化一還元状態を取れる可能性がある点で興味深いと考えられる.本年度は,リン酸エステルのアニオンのフラーレンへの付加反応による新しいタイプの含リンフラーレン誘導体の合成法を明らかにした.さらに,バッキーフォスフィン一遷移金属錯体の酸化一還元電位を指標とした金属錯体の特性評価について検討を行ない,この化合物方電子酸化一還元系を持つ分子であることを明らかにした.
エンドセリンの血圧に対する作用の解析と生理的意義について

エンドセリンをラットの血管内に投与すると一過性の血圧下降にひき続いて、一過性の昇圧反応がおこり、それに引き続いてきわめて長時間持続する血圧の上昇が見られ、これはカルシウム拮抗薬である程度抑制される。この持続的血圧上昇はin vitroでの血管収縮に対応すると考えられた。さらに、その後の研究の進展により、この全身血圧反応は血管の種類、あるいは動物の種類によって様々であることが分かった。そこで本研究計画ではこの複雑な血圧反応をエンドセリンの細胞レベルにおける反応から全身循環への影響までと広い範囲で調べその反応の機序を調べることを目的とした。また血中エンドセリン濃度を測定することにより、エンドセリンの生理的意義をあきらかにすることを目的とした。そのためにそれぞれのエキスパートによってそれぞれのレベルにおけるエンドセリンの薬理学的効果が検討されこれを持ち寄って検討を行った。この研究計画と平行して世界的な規模でエンドセリンの循環系への影響の研究が行われた。これらを総合し検討を重ねた結果、エンドセリンの血圧調節に関してはエンドセリンは循環ホルモンではなく、局所ホルモンであることがあきらかとなった。さらに現在までにあきらかになった2種のエンドセリン受容体の中ETA受容体が特に末梢の抵抗血管の動脈上に多く存在し、その結果、抵抗血管がエンドセリンに敏感であり、エンドセリンによる全身血圧の上昇はこれによるものであることが推察された。さらに最近、内皮で産生されたエンドセリンは基底膜側に選択的に放出されること、また血管の実質組織におけるエンドセリンの産生がかなり上昇していてもエンドセリンの血中濃度が正常と変わらないことなどがわかり、局所ホルモンとしてのエンドセリンの血管のトーヌス維持の役割が注目されるようになってきた。さらに末梢ではセロトニンなどの血管活性物質との相互作用があり、これらによって循環動態がさらに複雑になっていることが示された。動物にエンドセリンを薬理学的に投与すると、初めに降圧反応がおこり、次いで持続的な昇圧反応がおこる。この反応は動物種属、あるいは同じ動物でも血管の種類によって異なる。初期の降圧反応はエンドセリンによる内皮からの内皮由来弛緩因子によるものであり、後の昇圧相は抵抗血管の収縮によるという考え方が支配的である。本研究計画ではエンドセリンの血圧への複雑な作用の機構をさらに検討することを目的とした。血圧上昇の機構の検討には結局エンドセリンの血管収縮作用を検討することとなった。エンドセリンによって電位依存性及び受容体作働性など複数のカルシュウムチャンネルが開口されることがわかった。モルモット心房を用いた実験でも電位依存性のカルシュウムチャンネルがまだ知られていない系を介して刺激されるらしい。一方ノルアドレナリン、あるいはセロトニンによる収縮をエンドセリンが特異的に増強する効果も観察された。一方エンドセリン投与直後の一過性の血流増加はアスピリン投与では変化しないことからプロスタノイドの影響はないと考えられる。また一方種々の生理的あるいは疾病時におけるエンドセリンの血中濃度変化を調べることはエンドセリンの循環系における役割を知る上できわめて重要である。本態性高血圧、異型狭心症あるいは慢性腎不全症などで上昇していることが示されたが、この問題はまだはじまったばかりであり今後のデ-タの蓄積が望まれる。またエンドセリンの産生分泌を促進する因子についても検討された。TGFーβなどの因子が促進因子として知られているが、内因性ジギタリス様物質が同様の作用を持つことが報告された。本年度はこのようにエンドセリンの血圧に対する影響を修飾する種々の因子について検討することが主体となった。これらの成果を踏まえてさらにそれぞれの立場で研究を進めることとした。

動物の血管内にエンドセリン(ET)を一回投与すると一過性の降圧がおこり、次いで持続的な血圧上昇がおこる。このようなETの反応性は動物の種属差、あるいは同じ動物でも血管の種類によって異なる。初期の一過性の降圧相はETが血管内皮自体に作用し、弛緩因子を放出させるためであり、後期の持続的血圧上昇は抵抗血管の持続的収縮のためである。本研究計画では種々血管の種々の血管収縮におけるETの関与についてさらに検討を加えた。低酸素による冠動脈収縮の機序に関してはETの関与は示されなかった。この場合ヒト、サルでは内皮の関与はなく、この収縮はcyclooxygenase阻害薬によって抑制された。イヌの低酸素による一過性の収縮は内皮依存性でcyclooxygenase阻害薬の影響を受ける。またETによりブタ冠動脈内皮細胞よりはプロスタサイクリンを、ウサギの大動脈内皮細胞よりは酸化窒素様物質が遊離されていることが示された。イヌの腎血流量はET-3で増加するがこれはETによるプロスタグラシンジン、および一酸化窒素の遊離のためである。高血圧モデル動物に関しては単離ラット灌流腎ではWKYに比してSHRはEDRF遊離速度はいずれの場合でも内皮依存性の血管拡張作用が低下していたが、その機序については一様でなかった。ETの血圧に対する作用として低容量のETで静脈還流が増加、多量で減少する。増加は酸化窒素によるものである。ETは1による心筋の陽性変力作用Cーキナ-ゼとの関連について検討したが相関関係は少ないと考えられた。ETは神経を直接刺激することにより末梢交感神経活動を一進性に亢進させるが後にこれが抑制される。静脈内投与により血圧上昇に伴う反射性の末梢交感神経活動がみられた。この問題を根本的に解決するためジ-ンタ-ゲッティングによるET-1欠損マウスの作製に着手し、ES細胞におけるET-1遺伝子の相同組換えに成功した。さらにまたラットprreproET-3の測定が可能になった。エンドセリンをラットの血管内に投与すると一過性の血圧下降にひき続いて、一過性の昇圧反応がおこり、それに引き続いてきわめて長時間持続する血圧の上昇が見られ、これはカルシウム拮抗薬である程度抑制される。この特続的血圧上昇はin vitroでの血管収縮に対応すると考えられた。さらに、その後の研究の進展により、この全身血圧反応は血管の種類、あるいは動物の種類によって様々であることが分った。そこで本研究計画ではこの複雑な血圧反応をエンドセリンの細胞レベルにおける反応から全身循環への影響までと広い範囲で調べその反応の機序を調べることを目的とした。また血中エンドセリン濃度を測定することにより、エンドセリンの生理的意義をあきらかにすることを目的とした。そのためにそれぞれのエキスパートによってそれぞれのレベルにおけるエンドセリンの薬理学的効果が検討されこれを持ち寄って検討を行った。この研究計画と平行して世界的な規模でエンドセリンの循環系への影響の研究が行われた。