hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動脈血行再建術後の内膜肥厚の発生機序の解明と治療法の開発

特異的な受容体阻害剤を用いて、その作用がアンギオテンシンII-1型受容体を介する反応であることを明らかにした。更にその情報伝達系を解明した。一般的に、増殖因子からの刺激が遺伝子発現を引き起こすとき、MAPK(ERK、JNK、p38MAPK)を経由することが知られている。従って、このPDGF-B発現誘導もこの3つのMAPKのいずれかを経由すると考えられた。まず、私たちはATIIはERK、JNK、p38MAPK、いずれも活性化することをつきとめた。特異的阻害剤を用いると、ATIIによるPDGF-B遺伝子発現がERKに依存することがわかった。また、PDGF-B遺伝子のプロモーター領賊をコードする遺伝子を組み込んだルシフェラーゼレポーターベクターを作成し、細胞に遺伝子導入してルシフェラーゼ活性を測定すると、PDGF-B鎖mRNAの増加は転写促進によるものであることが明らかになった。さらに、各MAPキナーゼ優性抑制型変異体を遺伝子導入して、PDGF-B鎖遺伝子プロモーター活性を評価するとERKとJNKの変異体がATIIによるPDGF-B鎖遺伝子プロモーター活性を抑制し、ERKとともにJNKもATIIによるPDGF-B鎖遺伝子発現には必要であることが明らかとなった。本研究では,第一に,ラット頸動脈バルーン障害モデルを用いて,現在PDGFの作用を阻害すると考えられている唯一の薬品であるTrapidilを内膜肥厚形成期に投与し,内膜肥厚形成期における内因性PDGFの重要性を証明した。第二に,前述のPDGFXR遺伝子をアデノウイルスベクターに組込み(AxCAPDGFXR)、ラット頸動脈バルーン障害血管に遺伝子導入し内膜肥厚を抑制することに成功し,PDGFのなかでもPDGF-B鎖がより重要な働きをしていることを証明した。この結果は,内因性PDGF-B鎖が内膜肥厚の形成に関与していることの直接的な証明となると同時にPDGFXRが内膜肥厚の治療手段となり得ることを示し,具体的な遺伝子治療法を提示した。第三に内膜形成期におけるPDGF-B鎖の由来について検討した。障害血管内の平滑筋細胞は形質変換をおこしており、従来の培養平滑筋細胞ではおこらない反応をおこす。そこで,ラット頚動脈に内皮剥離障害を加え、形成された肥厚内膜より樹立した内膜肥厚細胞を用いてPDGF-B鎖の発現誘導を調べてみると、アンギオテンシンII(ATII)刺激によりPDGF-B鎖遺伝子の発現が著明に誘導されていることを突き止めた。内膜肥厚の形成には様々な増殖因子が複雑に関与しているが,PDGFとATIIは重要な役割を果たしているものの、両者の関連は全く不明であった。この細胞ではATII刺激によりPDGF-B遺伝子の発現が引き起こされPDGF-Bタンパクの発現を確認した。第四に,ATIIがPDGF-B鎖を遺伝子誘導する情報伝達系を解明した。バルーン血管拡張術は、その高い再狭窄率のため未だ満足できる結果が得られていない。私たちは、再狭窄の主たる原因である内膜肥厚の形成期にPDGF受容体の活性化が引き起こされていることを突き止めていた。前年度までの研究にて培養血管平滑筋細胞とラット頸動脈バルーン障害モデルを用いて,内膜肥厚形成期における内因性PDGFの重要性を証明した。この結果は、内因性PDGF-B鎖が内膜肥厚の形成に関与していることの直接的な証明となると同時にPDGFXRが内膜肥厚の治療手段となり得ることを示し,具体的な遺伝子治療法を提示した。
ゼロコンプライアンス機構を利用した微小力測定装置の開発

ゼロコンプライアンス機構を利用した力測定装置の開発を行った.最初に,微小力の測定に適した1自由度力測定機構を開発し,実際に検出点の位置を一定に保ったまま,微小力を高感度で測定できることを実証した.さらに,動的な力の測定も行えることを示した.つぎに,開発した力測定機構を4個組み合わせることによって,3分力測定装置を構築し,その性能を評価した.その結果,開発した測定機構の構造では,軸間干渉が大きいことが確認された.そこで,検出点及び作用点が一体となった多次元力測定装置を開発し,提案する方式によって多分力測定が行えることを実証した.提案する力測定機構によって,微小力を高感度に測定できることを実証するために,ボイスコイルモータを利用した実験装置を試作して,測定原理の検証及び諸特性を把握する実験を行なった.(1)微小力測定装置の設計・製作提案する測定機構は,二つの支持機構を検出点を介して直列に接続した先に力の作用点(プローブ)が設けられている.基本原理の説明では,一つの支持機構をばね定数が負のばね(負のばね),もう一つの支持機構をばね定数が正のばね(正のばね)としていたが,実際には,単純に負のばねを用いると系全体が不安定になってしまうので,少なくとも一つの支持機構は能動形とする必要がある.実用的には,一方の支持機構を能動形とすれば十分であるが,本研究では,様々な条件で実験を行うために,両者を能動形とすた.能動形支持機構のアクチュエータとしては,ボイスコイルモータを用いた.本体は,リン青銅として,ワイヤー放電加工によって設計した形状とした(2)基本特性の測定とモデル化および制御系設計各アクチュエータへの入力と変位及び作用点に発生する力との関係を測定することによって,各支持機構の基本的な特性について調べた.つぎに,測定した結果に基づいて,試作した実験装置の数学的なモデルを構築した.そして,導出したモデルに基づいて,作用点に力が働いても作用点が(定常的には)変位しないゼロコンプライアンス特性を実現する制御系を構築した(3)測定性能の評価まず,作用点に作用する力をステップ状に増加させていき,そのときの検出点の変位を測定した.つぎに,作用力を減少させていって同様な測定を行う.これらの測定によって,試作した装置の直線性・分解能やヒステリシス誤差などの静特性を把握する.つぎに,圧電素子などを用いて作用点に正弦波状の力を加えて,動特性を取得した.提案する力測定機構によって,3次元の力測定を行えることを実証するために,前年度に開発した測定機構を複数(3個)組み合わせて3次元力測定装置を構築して,その性能を実験的に調べた.(1)3次元力測定装置を開発した.前年度に開発した1次元力測定機構の性能を取得した.装置の機械定数を全て取得し,制御方法や極の配置方法,機械定数誤差などの観点から,測定システムに対する解析的な検討を行った.そして,解析の結果を踏まえ,最適に近い条件を系に適用し,これまで測定することができなかった帯域の動的外力測定を実現した.また,系の周波数応答を取得し,その結果から具体的に測定できる帯域を明確にした.(2)作用点に作用する力の3分力を測定するには,つぎのような方式が考えられる.(a)検出点を三つとして,3個の検出点変位を組み合わせて,検出する(分散形)(b)検出点を一つとして,検出点の3次元変位を検出する(一体形)当初の計画では,前年度に開発した1次元力測定機構3台を立体的に組み合わせて,検出点分散形3次元力測定装置を構築する予定であったが,構造的な問題から,1次元力測定機構4台を組み合わせて,鉛直方向の力に加え,これまで測定を実現できなかったroll, pitchの2方向トルクの測定が実現できるような装置を開発した.(3)制御系の実装と測定性能の評価を行った.前年度と同様な手順で制御系を実装し,性能の評価を行った.特に,作用点に作用する力の方向を様々に変化させて測定を行い,直線性・分解能やヒステリシス誤差などの基本特性に加えて,軸間の干渉の大きさについて詳しく調べた.提案する力測定機構によって,3次元の力測定を行えることを実証するために,検出点一体形3次元力測定装置を開発し,その性能を実験的に調べた.(1)検出点一体形3次元力測定装置の開発作用点に作用する力の3分力を測定するには,つぎのような方式が考えられる.(a)検出点を三つとして,3個の検出点変位を組み合わせて,検出する(分散形)(b)検出点を一つとして,検出点の3次元変位を検出する(一体形)27年度は,検出点一体形3次元力測定装置の設計・製作を行った.まず,鉛直方向に関しては,検出点,作用点を直列2重磁気浮上系と同じような配置にすることにより,作用点に対する鉛直方向の力の測定が可能とした.さらに,この系に対して水平方向の制御を加えることで,鉛直,水平方向三次元の力の測定を行うことができるようにした.具体的には,水平方向の検出点を輪状の構造にし,そこに永久磁石を四個配置して,水平方向に負の剛性を持つようにした.

このような構成とすることにより,水平方向の検出点が一体となって移動するため,直列二重磁気浮上系を別々に四つ配置するよりも,センサの数を少なくすることができた.さらに,水平方向の運動に関しては,差動的に制御するので,より制御性能が良い制御系を構築することができた.(2)制御系の構成と測定性能の評価前年度と同様な手順で制御系を実装し,測定精度などの性能の評価を行った.そして,前年度開発した分散形との性能を比較した結果,検出点一体形の方が良い性能を示していることを確認した.ゼロコンプライアンス機構を利用した力測定装置の開発を行った.最初に,微小力の測定に適した1自由度力測定機構を開発し,実際に検出点の位置を一定に保ったまま,微小力を高感度で測定できることを実証した.さらに,動的な力の測定も行えることを示した.つぎに,開発した力測定機構を4個組み合わせることによって,3分力測定装置を構築し,その性能を評価した.その結果,開発した測定機構の構造では,軸間干渉が大きいことが確認された.そこで,検出点及び作用点が一体となった多次元力測定装置を開発し,提案する方式によって多分力測定が行えることを実証した.組み合わせる測定機構を3台から4台へ変更したものの,当初の予定通り3次元力を測定する装置が実現でき,その諸特性を実験的に調べることができた.制御工学・メカトロニクス検出点一体形3次元力測定装置を開発し,その性能を把握する実験を行い,3次元力測定に最適な構造についての知見を得る.(1)一体形3次元力測定装置の設計・製作検出点の構造を正4面体あるいは立方体のような立体的な形状とした装置の設計・試作を行う.(2)制御系の構成と測定性能の評価前年度と同様な手順で制御系を実装し,性能の評価を行う.そして,前年度開発した分散形との性能を比較し,どちらが3次元力の測定に適しているかについての知見を得る.当初の計画では,アクチュエータとして静電アクチュエータを使用する予定であったが,環境の管理が難しい可能性があったので,ボイスコイルモータを使用した.それ以外は,ほぼ計画どおり遂行することができた.案する力測定機構によって,3次元の力測定を行えることを実証するために,前年度に開発した測定機構を複数(3個)組み合わせて3次元力測定装置を構築して,その性能を把握する.
高速パルス酸素原子源を用いたスペ-ストライボロジ-の研究

低地球軌道上でのトライボロジ-現象を研究するため,5eVの運動エネルギ-を有する原子状酸素をグラウンドベ-スで発生させることが急務となっている。本研究では高速分子線バルブから導入した酸素をXeア-クフラッシュ光によって原子状酸素に解離させる新しい手法を開発した。製作した原子状酸素発生装置は10^<ー6>Paのベ-ス圧力で,原子状酸素ビ-ムのエネルギ-を低地球軌道上の値である5eVとするとともに,30eVまで可変することができた。また,フラックスも10^<16>atoms/m^2S以上を得ることができたので,当初の目標である低地球軌道上(500Rm前後)の原子状酸素環境シミュレ-タを製作することができることができた。本装置では純酸素ガスのみを用い,Xeア-クフラッシュ光によるガスブレ-クダウンに加え,小型YAGレ-ザ-を援用してブレ-クダウンの作動を確実にした。スペ-ストライボロジ-に使用されている二硫化モリブデンは原子状酸素によってSO及びSO_2として硫黄が脱離した後MoO_3を主とするMo酸化物が形成されることがXPSによる分析から明白となった。HOPGグラファイトもCーO及びC=0ボンドが多数発生し,反応が進行するとカルボキシル基が生成されることが同じくXPSによって解析された。天然グラファイトも炭素KLLオ-ジェピ-クからショルダ-が消失し,基底面構造が損なわれるという表面構造の劣化が認められた。原子状酸素を照射した二硫化モリブデンでは摩擦係数が0.2近くまで上昇することから,低地球軌道上のスペ-スストライボロジ-材料としては有効ではない。本原子状酸素発生装置を用いて固体潤滑剤表面への照射実験及びトライボロジ-解析をさらに押し進めることにより,特に酸化物系統の固体潤滑剤を中心としたスペ-ストライボロジ-設計の最適化に迫ることができるものと期待される。低地球軌道におけるトライボロジ-は5eVの運動エネルギ-を有する原子状酸素の影響によって,大気あるいは超高真空中と大きく異なる。グランドベ-スでこの環境を現出させるため,高速分子線バルブからパルス状に導入した酸素を高出力Xeア-クフラッシュ励起によって原子状酸素に変換する方式を考案した。タ-ボモレキュラポンプの主排気により原子状酸素発生装置は10^<-7>Paのベ-ス圧力を有し,高速分子線バルブから任意の制御量で酸素ガスを流入させることができる。サファイヤビュ-ポ-トから石英ソニックノズルのスロ-ト部に顕微鏡レンズを用いて絞ったXeア-クフラッシュ光を照射し,酸素分子を原子状酸素に変換することができた。石英ソニックスノズルの形状に関する最適設計には当初ス-パ-コンピュ-タを予定していたが,研究室のワ-クステ-ションを用いて,開き角2025度,長さ約200mmと設定できた。スペクトロメイト分光器により,約777nmの波長に原子状酸素の発光ピ-クが確認できた。原子状酸素の運動エネルギ-は真空絶縁破壊を応用した測定で3.56eVの分布を有することが明らかにされた。5eVで半価幅の小さい原子状酸素ビ-ムを得るには最終的な最適化が必要であるが,イオンビ-ム法を除けば上記の値は現在までに報告されているエネルギ-値としては最も低地球軌道上のものに近い。

固体潤滑剤であるグラファイト及び二硫化モリブデンに原子状酸素を照射し,AES及びXPSを用いて分析を行ったところ,CーKLLのショルダの消失からグラファイト構造の破壊と,SO_2の存在からMoS_2の著しい酸化が認められた。原子状酸素のアタックによって固体潤滑剤表面は著しく乱されることが判り,スペ-スでのトライボロジ-特性を良好に保つためには極薄膜コ-ティングも含めて,さらなる表面の化学的不活性化が必要となると思われる。平成2年度の研究でプロトタイプが完成した高速パルス原子状酸素発生装置の性能を向上させ,原子状酸素ビ-ムのエネルギ-を低地球軌道上の値である5eVとするとともに,30eVまで可変できるよう改良を加えた。また,フラックスも10^<16> atoms/m^2s以上を得ることができたので,当初の目標である低地球軌道上(500km前後)の原子状酸素環境シミュレ-タ-として世界に例を見ない実験装置として仕上げることができた。本年度は酸素プラズマを発生させるためのヘリウムシ-ドを一切使用せず,純原子状酸素ビ-ムを得た。クセノンア-クフラシュ光によるガスブレ-クダウンに加え,小型YAGレ-ザ-を補助光源として使用することによってこのブレ-クダウンの作動を確実にしたことが原因の1つとして挙げられる。また,フラックスの同定には超高感度水晶振動子マイクロバランス法による銀薄膜の酸化現象を応用し,その高精度検出を実現した。スペ-ストライボロジ-に使用されている二硫化モリブデンは原子状酸素によってSO及びSO_2として硫黄が脱離した後Mo酸化物が形成されることがXPSを用いた分析から明らかとなった。このため,摩擦係数は0.2に近い値まで上昇することがある。HOPGグラファイトもCーO及びC=Oボンドが多数発生し,その反応が進行するとカルボキシル基が生成されることが同じくXPSによって解析された。このように固体潤滑剤は激しい性能の劣化が見られるため,低地球軌道上の使用は有望とは考えられない。宇宙機器材料として最も多用されるカプトンも原子状酸素によって著しい構造の変化が見られ,(CO)_2N及びケトン基の減少が顕著であった。以上の研究成果にはNASAのSTS実験においても得られていない結果も含まれており,完成した原子状酸素発生装置も用いてさらに照射実験を行えば,スペ-ストライボロジ-設計の最適化に迫るものと考えられる。
脳腱黄色腫症における神経細胞死の機構の解明

脳健黄色腫症(CTX)はステロール27位水酸化酵素の障害による先天性の脂質代謝異常症で、血清コレスタノール値が上昇し、腱(特にアキレス腱)および神経系の黄色腫、小脳症状、錐体路症状、若年性白内障、痴呆などの症状が現れる。CTX患者の小脳症状、眼症状の機構解明を本研究の目的とした。ラットに高コレスタノール食を投与したところ、高コレスタノール血症を引き起こした。そこで、コレスタノールが小脳(特にプルキンエ細胞)、角膜内皮細胞・水晶体上皮細胞の細胞死(アポトーシス)を起こすとの仮説をたて、これを実証する実験を行った。コレスタノール濃度は,小脳細胞,角膜内皮細胞、水晶体上皮細胞で、10μg/mlコレスタノール添加群でコントロール群に比べ有意に上昇した.また、細胞生存率が減少した。TUNEL法による解析で、小脳細胞,角膜内皮細胞、水晶体上皮細胞ともに10μg/mlコレスタノール添加群の核に強い蛍光が認められアポトーシスが誘導されていると考えられた。角膜内皮細胞、水晶体上皮細胞ともに時間依存的にICE, CPP32 protease活性が10μg/mlコレスタノール添加群でコントロール群に比べ有意に上昇していた。以上の結果は上記の仮説を実証し、CTX患者の小脳症状、眼症状の機構解明に寄与する研究成果をあげた。脳腱黄色腫症(CTX)は高コレスタノール血症の結果、小脳失調症、黄色腫症、白内障を引き起こす先天性脂質代謝異常症である.ステロール27位水酸化酵素をコードする遺伝子CYP27に起こった様々な変異により高コレスタノール血症がおこる.われわれは既にCTX患者に見られる変異ついて明らかにしてきた.疾患モデルとしてラットに高コレスタノール食を投与したところ、高コレスタノール血症となり、小脳症状を呈するものが現れたが、この際小脳のプルキンエ細胞にコレスタノールの蓄積がもたらされることがわかった。さらに、ラットから小脳の神経細胞を取り出して培養し、その培地にコレスタノールを添加したところ、コレスタノールの濃度依存的に生細胞数が減少した.TUNEL法で観察したところアポトーシスが起こっていることが明らかになった.また、コレスタノール存在下の培養細胞ではインターロイキン1β変換酵素(ICE)及びCPP32プロテアーゼ活性が上昇していたので、細胞に蓄積したコレスタノールが小脳の神経細胞のアポトーシスを誘発させたことが示唆された.CTX患者ではステロール27位水酸化酵素活性の欠損により高コレスタノール血症となることがわかっていたが、今回の研究により小脳のプルキンエ細胞がコレスタノール蓄積によりアポトーシスが誘導されて機能が失われ、その結果として小脳症状があらわれるという、臨床的な発症機序の仮説が実験的に裏付けられたといえよう.1.研究の背景:先天性脂質代謝異常症である脳腱黄色腫症(CTX)は高コレスタノール血症の結果、小脳失調症、黄色腫症、白内障を引き起こす.ステロール27位水酸化酵素をコードする遺伝子CYP27に起こった様々な変異により高コレスタノール血症がおこるが、臨床症状の発現機序を明らかにする目的でラットに高コレスタノール食を投与した。2.研究結果:ラットは高コレスタノール血症となり、小脳症状を呈するものが現れたが、この際小脳のプルキンエ細胞にコレスタノールの蓄積が見られた.ラット小脳の神経細胞を取り出して培養し、そ培地にコレスタノールを添加したところ、コレスタノールの濃度依存的に生細胞数が減少した.さらに、TUNEL法で観察したところアポトーシスが起こっていることが明らかになった.また、コレスタノール存在下の培養細胞ではインターロイキン1β変換酵素(ICE)及びCPP32プロテアーゼ活性が上昇していたので、細胞に蓄積したコレスタノールが小脳の神経細胞のアポトーシスを誘発させたことが示唆された。この現象は培養した角膜及び水晶体の細胞でも見られた。3.考察:CTX患者ではステロール27位水酸化酵素活性の欠損により高コレスタノール血症となることがわかっていたが、今回の研究により小脳のプルキンエ細胞がコレスタノール

蓄積によりアポトーシスが誘導されて機能が失われ、その結果として小脳症状があらわれるという、臨床的な発症機序の仮説が実験的に裏付けられたといえよう.この機序は角膜及び水晶体細胞でも見られ、CTX患者で白内障がもたらされることを実験的に裏付けるものである。
時空間統計的形状モデルを用いた発達障害発症リスク評価法の確立

新生児期において,脳はその大きさ,形,また形態は成長時点により大きく変化する.脳発達に伴う正常な脳形状の変形を理解し,脳疾患に起因する微小な脳形状変形を検出することで,脳疾患を早期に発見できる.特に小児期の脳疾患は,より早期の治療,療育が症状の低減に有効であることが知られている.また,MRI画像での診断は,問診等に依らないため,新生児期から適用可能である.しかし,これまで新生児期を対象とした脳MRI画像診断支援に関する研究はほとんど行われていない.本研究では,新生児脳疾患診断支援システムを構築するため,畳み込みニューラルネットワークに基づく3次元脳MR画像からの全脳領域抽出法を提案した.特に成人脳MR画像を事前学習する転移学習法により精度向上を図る.さらに,正常な脳発達に伴う脳形状変形をモデル化するため,統計的に個人間変動をモデル化した時空間統計的形状モデル(stSSM; spatiotemporal statistical shape model)を提案した.同stSSMを用いることで,新生児脳形状の静的形状パラメータの抽出,さらに成長に伴うパラメータ変動の抽出を行う.これら抽出パラメータを用い,機械学習によるクラス識別問題とすることで,新生児脳MR画像からの脳疾患検出法を提案した.提案法を修正齢ー5日から730日の新生児脳MR画像に適用した結果をダイス形式で評価すると,学習データに対しては0.958,評価データに対しては0.919であった.また転移学習無しの手法では,それぞれ0.919,0.838であり,提案法の有効性が示された.また,時空間統計的形状モデルにおいては,カルマンフィルタを導入することで,時間連続したモデル構築を可能とした.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。【研究成果の内容】本研究代表者らがこれまでに提案した時系列重み付きEM法に基づく主成分分析による時空間統計的形状モデルを基に,時間軸方向の緩和項を新たに導入したstSSM構築法を提案した.同提案法により時間的に滑らかに変化する主成分ベクトルを求めることができる.まず,提案法はノイズを含む人工データを用いて評価し,主成分ベクトルの滑らかな変化,またノイズに対する頑健性,緩和項の値による影響を,canonical angleを用いて評価した.また,新生児脳MR画像にも本提案法を適用し,従来手法と比較して,成長に伴う脳形状変化をより滑らかに表現できることを確認した.さらに,stSSM構築には脳領域を手作業で抽出した学習データが多症例必要であるため,各症例の解析処理を進めた.次に,stSSMを用いた疾患発症予測法を提案するため,多症例を有する公開画像データベースである認知症MR画像を用いてstSSM構築,stSSMを用いた形状特徴量抽出,サポートベクタマシン(SVM)による機械学習を用いた軽度認知障害(MCI)とアルツハイマー型認知症(AD)の識別を行った.実験結果より,従来のSSMを用いた識別結果と,提案するstSSMを用いた識別結果を比較し,stSSMにより識別性能が向上することを確認した.【意義】本研究成果は,臓器形状の成長に伴う変形を含む個人間変動の統計的なモデル化法,さらに同モデルを用いた疾患評価法を提案した点に意義がある.【重要性】臓器形状に基づく疾患評価は,個人間変動,成長に伴う変形,さらに変形の個人間変動との差異を明らかにする必要があり,同研究成果により形状変形の特徴量抽出が可能となり,機械学習などでの解析を可能とした.時間的に滑らかな変形を示す脳形状成長の統計的モデル化を確立し,それを実際の新生児脳画像に適用できた.また,同モデルを用いた形状特徴抽出法を検討し,脳疾患画像データベースを用いた性能評価もすでに行えているため,当初の計画以上に進展していると評価した.新生児期において,脳はその大きさ,形,また形態は成長時点により大きく変化する.脳発達に伴う正常な脳形状の変形を理解し,脳疾患に起因する微小な脳形状変形を検出することで,脳疾患を早期に発見できる.特に小児期の脳疾患は,より早期の治療,療育が症状の低減に有効であることが知られている.また,MRI画像での診断は,問診等に依らないため,新生児期から適用可能である.しかし,これまで新生児期を対象とした脳MRI画像診断支援に関する研究はほとんど行われていない.本研究では,新生児脳疾患診断支援システムを構築するため,畳み込みニューラルネットワークに基づく3次元脳MR画像からの全脳領域抽出法を提案した.特に成人脳MR画像を事前学習する転移学習法により精度向上を図る.さらに,正常な脳発達に伴う脳形状変形をモデル化するため,統計的に個人間変動をモデル化した時空間統計的形状モデル(stSSM; spatiotemporal statistical shape model)を提案した.同stSSMを用いることで,新生児脳形状の静的形状パラメータの抽出,さらに成長に伴うパラメータ変動の抽出を行う.これら抽出パラメータを用い,機械学習によるクラス識別問題とすることで,新生児脳MR画像からの脳疾患検出法を提案した.提案法を修正齢ー5日から730日の新生児脳MR画像に適用した結果をダイス形式で評価すると,学習データに対しては0.958,評価データに対しては0.919であった.また転移学習無しの手法では,それぞれ0.919,0.838であり,提案法の有効性が示された.

また,時空間統計的形状モデルにおいては,カルマンフィルタを導入することで,時間連続したモデル構築を可能とした.学習データとなる新生児脳MR画像データベースを拡充し,モデルの確度を高める.また,新生児期から学童期において,各時期での発達障害発症の予測精度の変化についても調査し,十分な予測精度が得られる診断時期を検討する.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
シリコンナノ構造制御による全固体電池への応用

硫化物系固体電解質を用いた全固体電池は安全性・信頼性の観点から電気自動車用の大型蓄電池への応用研究が期待される。負極活物質として高容量をもつシリコンに換えることでエネルギー密度の向上が期待されるが、シリコンを全固体電池へ適用した研究は少なく、課題が多い。本研究では、低拘束圧でサイクル安定性と急速充放電特性を併せ持つ全固体電池に適したシリコン負極を開発する。具体的には、垂直配向細孔とLi拡散・電子伝導経路を有するSiナノ構造体を創製し、適したSiナノ構造体の形態を抽出する。また、適用電池の幅を広げるLiプレドープ法の開発を行う。
ニューラルネットワークを用いたドリフト運動論的方程式の新しい解析手法の開発

非軸対称プラズマにおいては、3次元的な磁場構造のため粒子のドリフト運動が複雑であり、プラズマの運動論的振る舞いを解明するためには、5次元位相空間を考慮したグローバルな解析が必要不可欠である。本研究では、申請者のこれまでのモンテカルロ法およびニューラルネットワークに対する知見に基づき、モンテカルロ法とニューラルネットワークの両方を用いることによりグローバルなドリフト運動論的方程式の解析手法を開発することを目的としている。本年度は、昨年度の成果を基に、比較的簡単な問題に対して、アルゴリズムの決定と計算手法の妥当性について検討を行なった。まず速度空間2次元における問題について、ドリフト運動論的方程式の解法を考慮し、プログラムコードの開発を行った。位相空間上に高エネルギー粒子ソース点を仮定し、その定常解をモンテカルロ法で求め、得られた解を初期訓練データとしてニューラルネットワークを構築する。次に、その訓練結果を初期値としてニューラルネットワークによる解法を行い、分布関数を求める計算コードの開発を進めた。得られた計算結果は、解析的な解と比較を行い、誤差等を評価し、計算手法の妥当性について検証を行った。しかしながら、現段階のアルゴリズムでは、分布関数の評価を行う程度の十分な精度で解を求めることが出来なかった。この問題の解決ため、申請者は引き続き同様の開発を行う予定である。一方、ニューラルネットワーク法については、本研究により、準ニュートン法および逆誤差伝搬法など、様々なアルゴリズムについて広い知見を得ることが出来た。これにより、LHDプラズマにおける新古典輸送データベースの構築など、ニューラルネットワーク法を適用した研究を大幅に進展させることが出来た。さらに、完成したコードにより、非軸対称系プラズマにおけるプラズマ加熱などによる運動論的な振る舞いについて解析を行なう。本年度は、次元数の低い比較的簡単な問題についての解法を行い、アルゴリズムの決定と計算手法の妥当性について検討を行なった。具体的には、まず速度空間2次元における問題について、ドリフト運動論的方程式の解法を考慮し、プログラムコードの開発を行った。まず、位相空間上に高エネルギー粒子ソース点を仮定し、その定常解をモンテカルロ法で求め、得られた解を初期訓練データとしてニューラルネットワークを構築する。得られた計算結果は、解析的な解と比較を行い、誤差等を評価し、計算手法の妥当性について検証を始めた。ニューラルネットワークについては、その訓練法として様々なアルゴリズムが提案されているが、本研究では、申請者が現在用いている準ニュートン法および逆誤差伝搬法を適用して解析を進めている。本年度は、昨年度に引き続き、次元数の低い比較的簡単な問題についての解法を行い、アルゴリズムの決定と計算手法の妥当性について検討を行なった。しかしながら、現在のアルゴリズム十分な精度で解を求めることが出来ないため、来年度も引き続き同様の開発を行う予定である。得られた計算結果は、解析的な解と比較を行い、誤差等を評価し、計算手法の妥当性について検証を行っている。ニューラルネットワークについては、その訓練法として様々なアルゴリズムが提案されているが、本研究では、申請者が現在用いている準ニユートン法および逆誤差伝搬法を適用して解析を進めている。

しかしながら、現段階のアルゴリズムでは、分布関数の評価を行う程度の十分な精度で解を求めることが出来なかった。この問題の解決ため、申請者は引き続き同様の開発を行う予定である。一方、ニューラルネットワーク法については、本研究により、準ニュートン法および逆誤差伝搬法など、様々なアルゴリズムについて広い知見を得ることが出来た。これにより、LHDプラズマにおける新古典輸送データベースの構築など、ニューラルネットワーク法を適用した研究を大幅に進展させることが出来た。
施設入居高齢者におけるビタミンD栄養状態と肺炎および死亡に関するコホート研究

ビタミンD栄養状態と死亡または感染症との関係を検討するため、施設入居高齢者208名を対象に2年間のコホート調査を行った。その結果、ビタミンD栄養状態の死亡または感染症への有意な寄与は認められなかったが、感染症に対するKaplan-Meire生存分析にて、血中25OHD低値(10ng/mL未満)群で発症しやすい傾向があった(p=0.20)。また、多変量COX比例ハザードモデルにて、死亡に対して、BMIが有意に寄与し、BMI 20.3 kg/m2以下ではそれ以上の群に比して、死亡のリスクが高まることが考えられた。本研究は、施設入居高齢者におけるビタミンD栄養状態と上気道感染および肺炎の罹患、死亡との関係を明確にするために実施した。平成22年度は、ベースデータおよび観察1年目の結果について報告する。対象者は、採血が可能であった217名(M/F ; 39/178)であった。平均年齢は85.4歳であり、全対象者の75%が要介護3以上であったが、一般栄養状態は保たれていた。血中250HD濃度は平均が10.9ng/mLと46%の対象者が10ng/ml未満のビタミンD欠乏状態であった。一年間の上気道感染および肺炎発症率を算出したところ、上気道感染症は43.5件/100人年、肺炎は、10.6件/100人年、両者を合わせた感染症総合で54.1件/100人年であった。観察期間中の死亡者は男性3名、女性13名であった。なお死亡例が少なかったため、本年度は解析をしない。感染症総合に関係する因子を検討するために、感染症総合の有無で背景因子を比較した。その結果、既往歴については、無し群で認知症が、有り群で糖尿病の罹患者の割合が有意に高値であった。血中250HD濃度は、ビタミンD欠乏状態とされる者の割合が、有り群で有意に高値を示した。ビタミンD摂取量は、有り群で有意に低値を示した。その他に有意差はなかった。次に、感染症総合の発症に関与する因子を検討するために、年齢、性別、認知症の有無、BMI、血清アルブミン値、対数化CRP値、血清PTH濃度、ビタミンD欠乏状態の有無を共変量因子としたCOX回帰分析を行った。その結果、年齢(HR, 1.05, 95%CI ; 1.01-1.08)、認知症あり(HR, 0.59, 95%CI ; 0.36-0.97)、ビタミンD欠乏(HR, 1.74, 95%CI ; 1.04-2.91)となった。以上の結果より、ビタミンD欠乏状態が上気道感染および肺炎発症のリスクの一要因になることが示唆された。本研究では、施設入居高齢者におけるビタミンD栄養状態と上気道感染および肺炎の罹患、死亡との関係を明確にするための2年間のコホート調査を実施した。解析対象者は、調査開始時に血中ビタミンD(250HD)濃度の測定ができた者、かつ調査開始時から1ヶ月以上の追跡ができた者208名(M/F;38/170)とした。平均観察年数は、1.8±0.6年であり、打ち切り例は32名であった。観察期間中、上気道感染症47件/100人年、肺炎13件/100人年、両者を合わせた感染症総合60件/100人年、死亡10件/100人年であった。死亡または感染症総合の有無でビタミンD関連指標を比較した結果、血中250HD濃度については両イベントで有意差はなく、血清PTH値は死亡群で有意に高値を示した。次に、ビタミンD欠乏(250HD 10ng/mL未満)を含む背景因子と死亡または感染症との関係を、年齢・性別調整をしたCOX比例ハザードモデルにて検討した。死亡についてはBMIおよびガンの既往が有意に寄与し、血清アルブミン、総コレステロール、eGFR、リンパ球数、対数化PTHで寄与傾向を示した。一方、感染症では、喘息の既往が有意に寄与し、血清総コレステロール値、活性型ビタミンDの服用、糖尿病の既往、対数化血清PTH、ビタミンD欠乏が寄与傾向を示した。上記の因子を用いて多変量COX回帰分析を行った。その結果、死亡では年齢とBMIが有意に寄与し、対数化PTHは(HR,1.70,95%CI;0.80-3.61)であった。感染症では、性別、年齢、喘息の既往が有意に寄与し、ビタミンD欠乏は(HR,1.29,95%CI;0.86-1.93)となった。

以上より、施設入居者におけるビタミンD栄養状態(250HD値,PTH値)の、死亡および感染症への有意な関係は認められなかったが、寄与の傾向は示唆された。
ハパ研究:新たな人種関係の出現

様々な人種によって国民が構成されているアメリカにおいて、2005年には430万人の人々が異人種間結婚をしている。異人種間結婚の結果生まれる子どもが、混血児である。アメリカにおいては、混血研究は従来黒人と白人間の混血が対象にされることが多かった。こうした研究はそれ以外の人種間の混血を不可視にしていると指摘されており、本研究では、旧来の混血研究で不可視にされていたアジア系混血ハパを扱うことで、アメリカにおける混血の多様性を示すことを目的とした。アングロサクソン系白人を人種序列の頂上とするアメリカの人種関係において、この人種関係を揺るがす異人種間結婚は1967年まで法で禁止されてきた。実際にはこの禁止を破って、異人種と結婚するアジア人移民や、アジア系アメリカ人はおり、ハパは少なくとも19世紀末からアメリカに存在していると考えられているが、法律が異人種間結婚を禁止していたため、異人種の両親から生まれたハパの存在も、社会的に否定的に考えられていた。公権民運動に緒を発するアメリカのマイノリティ運動は、ハパを含む混血の人々にも広がり、混血運動として展開された。1980年代に始まった混血運動の主な活動内容は国勢調査の人種カテゴリーを変えるよう政府に働きかけることだった。この運動を受けて、2000年から政府は国勢調査において混血の人々が、自らの人種ルーツをいくつもマークできるようにした。国家に混血の存在を認めさせた混血運動は、パパたちが自らの多人種のルーツを肯定的に自認することを可能にし、人種関係が旧来の白黒黄等の硬直した人種カテゴリーに収まりきらないことを示した。政府の人種認識を変えただけでなく、ハパたちはまた、学問、文学やエンターテイメントといった多彩な世界でも、旧来のアメリカの人種関係に挑戦する様々な活動を活発に行っている。本研究は、こうしたハパたちの多々な活動を紹介するとともに、ハパがアメリカの人種関係にもたらしうる問題並びに可能性についての理論化を試み、国際学会等で成果を発表した。アジア系アメリカ研究において、混血児をどのように配置するのか、その位置性に関しての研究は十分でなく、また、混血児をどのように呼称するかについても意見の統一がなくばらばらであり(混血児を呼称する表現としては、hapa,Amerasian,Eurasian,Afroasian,interracial,multiracial等がある)、理論的構築が十分でないのが実情である。そこで本研究では、21世紀における新たな人種関係論の構築として、ハパ研究の理論的礎の構築を目的とする。混血児を特別視する日本人の単一民族メンタリティに、ハパという概念を持ち込むことは、新たな人種理解につながり、文学論の表象研究だけでなく、社会的にも政治的にも極めて有用である。また、ハパ研究に必須の、戦争花嫁と混血児問題、新移住者と混血児問題、そしてアジア系女性と他人種男性のアウトメリッジ、といった混血児問題と密接にかかわるジェンダーの力学をハパ理論構築に取り入れることは、ジェンダー研究の視点からも、学術的価値が高いと思われる。以上が、本研究の学術的背景であり、以下が今年度行った基礎的調査である。(1)日米における混血児問題の先行研究の調査:日本の混血児問題に関しては、特に戦後の混血児問題を調査し、アメリカの混血問題は、すでにかなりの文献があるので、主要な文献はほぼ調査できた。(2)混血がメディアでどのように表象されているかの調査:この問題に関しては、現在も調査中で、まとめたものをジェンダー問題と関連させて、2008年7月にスペインの国際女性学会で論文を発表予定。(3)日本における人種関係論の調査:この問題に関しても現在調査中で、2008年6月にアメリカのハワイ大学で行われる学会で、まとめた内容を発表予定。アジア系アメリカ研究において、混血児をどのように配置するのか、その位置性に関しての研究は十分でなく、また、混血児をどのように呼称するかについても意見の統一がなくばらばらであり(混血児を呼称する表現としては、hapa, Amerasian, Eurasian, Afroasian, interracial, multiracial等がある)、理論的構築が十分でないのが実情である。(1)日米における混血児問題の先行研究の調査:今年度は、人種概念そのものに関する先行研究を中心に調査を行った。(2)混血がメディアでどのように表象されているかの調査:この問題に関しては、羊舎研究所の研究協力をいただくことができ、1980年代頃までの調査が進んだが、現現在の表象研究に関しては、今後も調査継続が必要。(3)成果の発表:ハワイ大学での学会発表、研究論文、著作等で、過去2年間の発表の一部を大家江にすることができた。21年度も継続予定。

様々な人種によって国民が構成されているアメリカにおいて、2005年には430万人の人々が異人種間結婚をしている。異人種間結婚の結果生まれる子どもが、混血児である。アメリカにおいては、混血研究は従来黒人と白人間の混血が対象にされることが多かった。こうした研究はそれ以外の人種間の混血を不可視にしていると指摘されており、本研究では、旧来の混血研究で不可視にされていたアジア系混血ハパを扱うことで、アメリカにおける混血の多様性を示すことを目的とした。アングロサクソン系白人を人種序列の頂上とするアメリカの人種関係において、この人種関係を揺るがす異人種間結婚は1967年まで法で禁止されてきた。実際にはこの禁止を破って、異人種と結婚するアジア人移民や、アジア系アメリカ人はおり、ハパは少なくとも19世紀末からアメリカに存在していると考えられているが、法律が異人種間結婚を禁止していたため、異人種の両親から生まれたハパの存在も、社会的に否定的に考えられていた。公権民運動に緒を発するアメリカのマイノリティ運動は、ハパを含む混血の人々にも広がり、混血運動として展開された。1980年代に始まった混血運動の主な活動内容は国勢調査の人種カテゴリーを変えるよう政府に働きかけることだった。この運動を受けて、2000年から政府は国勢調査において混血の人々が、自らの人種ルーツをいくつもマークできるようにした。国家に混血の存在を認めさせた混血運動は、パパたちが自らの多人種のルーツを肯定的に自認することを可能にし、人種関係が旧来の白黒黄等の硬直した人種カテゴリーに収まりきらないことを示した。政府の人種認識を変えただけでなく、ハパたちはまた、学問、文学やエンターテイメントといった多彩な世界でも、旧来のアメリカの人種関係に挑戦する様々な活動を活発に行っている。本研究は、こうしたハパたちの多々な活動を紹介するとともに、ハパがアメリカの人種関係にもたらしうる問題並びに可能性についての理論化を試み、国際学会等で成果を発表した。
一分子再構成系を用いた染色分体間接着マシナリーの理解

これまでの研究から、コヒーシンとDNAとのトポロジカルな結合が接着機能に必須であること、またコヒーシンの結合因子や修飾因子が接着の確立・解除や、クロマチン高次構造制御に関わっていることが明らかにされつつあるが、未だにコヒーシンによる接着機構やクロマチンループ形成の具体的な分子作動機構は本質的な理解に至っていない。本研究ではDNA複製と一分子解析系をカップルさせた「一分子複製解析系」を用い、コヒーシン一分子の力学的特性を理解するとともに、この特性が実際の染色体接着機能やクロマチン構造をどのように制御し得るのかを理解することを目指す。この目的のために、初年度は、コヒーシン複合体の力学的特性と一分子動態解析をもとにした数理モデルの構築および、接着確立機構の解明を目指した。力学測定系の構築では、直鎖DNAの両端をビオチン化したλDNAを作製し、ガラス基板上にDNAを結合させた。Scc1サブユニットのC末端にHaloタグを付加したhumanコヒーシンコア複合体は、Sf21細胞において発現・精製し、Haloタグを蛍光標識してDNAに結合させた。これと並行して、コヒーシン複合体のアーム、ヒンジ、ヘッドドメインの各種変異体、コヒーシン結合因子、修飾因子などのクローニングおよび発現用コンストラクトの作製、タンパク質精製、蛍光標識条件検討を行い、基本的なツールを準備した。この実験系構築過程で、当初予定されていなかった、ガラス基板上のたわんだDNAの形状に及ぼすコヒーシン複合体の作用を解析できる系の構築に成功し、これまで知られてこなかったコヒーシン複合体によるDNA形状変化の一分子レベルの解析が可能になった。また、接着確立機構の解明に向けて、接着確立因子Sororinのクロマチンへの結合を制御する因子の同定をヒト培養細胞において行った。初年度に計画していた力学測定系の構築は、光ピンセットを用いた操作系を構築するのにやや時間を要しており、完了には至っていないが、各種変異体の作製などは順調に進んでおり、予想外の系の構築にも成功した。接着確立因子のクロマチン結合制御因子のスクリーニングは途上であるが、いくつかの候補因子はすでに同定しており、総じて、現時点では概ね順調と判断する。力学測定系では光ピンセットを用いた操作系の構築を完了させる。DNAに結合させたコヒーシン複合体に更に2nd DNAを捕捉させ、2nd DNAを光ピンセットでトラップする、あるいはDNAに結合したコヒーシンを、タグ抗体ビーズを用いて直接トラップすることで、コヒーシンリングが牽引力に耐えうる力を測定する。初年度に作製した各種変異体で同様の検証を行うことで、これらの力学制御とコヒーシン複合体の構造的特徴との関連性を明らかにする。またWaplやPds5などのコヒーシン結合因子やコヒーシンアセチル化酵素Esco1/2などの修飾因子の有無によってこれらの力学特性が変化するかを検証し、コヒーシン制御因子がコヒーシンの力学的特性に及ぼす影響を明らかにする。接着確立機構の解明については、接着確立因子のリクルート機構を、ヒト培養細胞を用いて明らかにするとともに、このリクルート機構を一分子複製解析系で再現し、コヒーシン、接着確立因子、リクルーターの時空間的な相互関係を明らかにする。

DNAに結合させたコヒーシン複合体に更に2nd DNAを捕捉させ、2nd DNAを光ピンセットでトラップする、あるいはDNAに結合したコヒーシンを、タグ抗体ビーズを用いて直接トラップすることで、コヒーシンリングが牽引力に耐えうる力を測定する。初年度に作製した各種変異体で同様の検証を行うことで、これらの力学制御とコヒーシン複合体の構造的特徴との関連性を明らかにする。またWaplやPds5などのコヒーシン結合因子やコヒーシンアセチル化酵素Esco1/2などの修飾因子の有無によってこれらの力学特性が変化するかを検証し、コヒーシン制御因子がコヒーシンの力学的特性に及ぼす影響を明らかにする。接着確立機構の解明については、接着確立因子のリクルート機構を、ヒト培養細胞を用いて明らかにするとともに、このリクルート機構を一分子複製解析系で再現し、コヒーシン、接着確立因子、リクルーターの時空間的な相互関係を明らかにする。
超音波化学反応装置の試作と応用

1.超音波照射下の化学反応を効率よく、かつ手軽に実施するための反応装置を、市販の超音波ホモジナイザ-を用いることにより試作した。反応容器は超音波特性、とくに波長と液の高さを考慮して設計しなければならないことを見いだした。2.上記反応装置のほか、超音波洗浄器、投げこみ式超音波発生装置などを用いて、下記の超音波化学反応の研究を行った。(1)金属水素化物によるハロゲン化アルキルの還元反応において、超音波照射が反応経路をイオン機構からラジカル機構へとスイッチすることを見いだした。また、四酢酸鉛によるオレフィンの酸化反応において、超音波照射が反応経路をイオン機構からラジカル機構へとスイッチすることを見いだした。(2)ポリ塩化ビニルとメタクリル酸メチルとの共重合反応に対する超音波照射の効果を検討し、ブロックコポリマ-とホモポリマ-の組成比、平均重合度、反応速度など、新素材開発に関する基礎的知見を得た。(3)ジアリルテレフタレ-トと水系からポリジアルテレフタレ-トの合成を超音波照射下に行った。この反応についても、重合度および重合速度に関する超音波照射の影響を検討し、その反応の機構について考察した。(4)二フッ化水素塩とフッ化アルミニウムの混合物が、超音波照射下にエポキシドからフルオロヒドリンを合成する反応およびアルケンのハロフルオロ化に対する新しい反応試剤となることを見いだした。3.反応をスケ-ルアップするためのシステムの開発を試み、反応容器は小さいままにフロ-方式を採用するシステムを試作した。1.超音波照射下の化学反応を効率よくかつ手軽に実施するための反応装置を、市販の超音波ホモジナイザ-を改良することにより試作した。主な改良点としては、振動子とホ-ンとの間に振幅変更用ブ-スタ-を挿入したことと振動子をスタンドに組み込んだことである。現在このホ-ンにステンレス製アダプタ-を用いて種々のガラス製反応装置を取付け、様々な化学反応に利用できるよう試作しつつある。2.上記反応装置試作の間は、現有の超音波細胞破砕装置、超音波洗浄槽、投げ込み式超音波発生装置等を用いて、下記の超音波化学反応の研究を進めた。(1)アルミナ存在下、非極性有機溶媒中のハロゲン化アルキルと種々の求核種との反応が、超音波照射によって求核置換反応から求電子置換反応へとスイッチすることを、多数の例によって確かめた。またその機構として、固一液反応よりも固一固反応が超音波によって優先的に促進されることによるとの仮説を提出し、それを確かめる証拠を得た。(2)金属水素化物によるハロゲン化アルキルの還元反応において、超音波照射が反応経路をイオン機構からラジカル機構へとスイッチすることを見いだした。(3)ポリ塩化ビニル鎖を超音波により開裂してポリ塩化ビニルラジカルを生成し、メタクリル酸メチルとのブロック共重合体を合成することに成功し、その反応の機構について検討した。(4)二フッ化水素酸とフッ化アルミニウムの混合物は、超音波照射下にエポキシドからフルオロヒドリンを合成する新しい反応試剤となることを見いだした。3.上記反応装置の効率を改善するとともに、反応をスケ-ルアップするための付属装置の試作を行う予定である。2.上記反応装置のほか、超音波洗浄器、投げ込み式超音波発生装置などを用いて、下記の超音波化学反応の研究を行った。

(2)ポリ塩化ビニルとメタクリル酸メチルとの共重合反応に対する超音波照射の効果を検討し、ブロックコポリマ-とホモポリマ-の組成比、平均重合度、反応速度など、新素材開発に関する基礎的知見を得た。(3)ジアリルテレフタレ-トと水系からポリジアリルテレフタレ-トの合成を超音波照射下に行った。この反応についても、重合度および重合速度に関する超音波照射の影響を検討し、その反応の機構について考察した。(4)二フッ化水素塩とフッ化アルミニウムの混合物が、超音波照射下にエポキシドからフルオロヒドリンを合成する反応およびアルケンのハロフルオロ化に対する新しい反応試剤となることを見いだした。3.反応をスケ-ルアップするためのシステムの開発を試み、反応容器は小さいままにフロ-方式を採用するシステムを試作した。
高中性脂肪血症の成因とホスホリパーゼA

高中性脂肪血症の成因を明らかにする目的で、ヘパリン静注後血清を用いて、肝性リパーゼ(HTGL)、リポ蛋白リパーゼ(LPL)およびホスホリパーゼA(PL-A)活性を高脂血症症例で測定した。症例総数202名、コントロール27名、IIa型48名、IIb型61名、IV型56名、V型10名である。コントロール群と比較して、HTGL,LPLおよびPL-A活性は、IIa型では有違差が認められなかった。IIb,IV型では、LPL活性は低下していたが、HTGLおよびPL-A活性には有違差が認められなかった。V型は、HTGL、LPLおよびPL-A活性が低下していた。次に中性脂肪(TG)量と酵素活性との関係を検討するために、IV型の血清TG値を150300、300450、450600mg/dlの3段階に分け、各々をIV_1、IV_2、IB_3とした。VLDL-TGの平均値は、IV_1で154±38、IV_2で274±32、IV_3で382±62mg/dlであった。VLDL-PLの平均値は、各々59±18、94±25、123±20mg/dlであった。VLDL-TGVLDL-PLはTG量の増加に伴って上昇した。すなわちVLDLのTG量に比して、相対的にPL量が少ない事を示しており、そのために、VLDLの水解が抑制されている可能性が推測される。次に酵素側より検討した。LPL活性はコントロールで3.41、IV_1で2.56、IV_2で2.30、IV_3で1.31μmol/ml/hrと低下し、HTGL活性は、コントロールで5.51、IV_1で4.76、IV_2で4.88、IV_3で3.97μmol/ml/hrと低下した。,いう活性は、コントロールで1.00、IV_1で1.00、IV_2で1.20、IV_3で1.31nmol/ml/hrと増加傾向になった。すなわち、VLDL-TG量の増加に伴い、HTGLとLPL活性は低下し、PL-A活性は増加するという逆相関関係が認められた。このことは、PL-Aが、HTGLやLPLと同一の酵素ではないことを推測させる成績である。またPL-Aが高中性脂肪血症と密接な関係があることが推測された。超低比重リポ蛋白(VLDL)の水解の律速酵素であるリポ蛋白リパーゼ(LPL)をヒトLPLと免疫学的に交又し、比活性の高いウシミルクからヘパリンセファロースアフィニティークロマトグラフィーで精製した。この標品はSDS-ポリアクリルアマイドゲル電気泳動で単一であった。このLPLには、中性脂肪(TG)水解活性とリン脂質水解活性(PLaseA)活性が含まれている。VLDLを基質としてLPLを作用させたとき、デキストランサルフェイト(DS)を添加するとVLDL-TGの水解の亢進が認められた。その作用をDSの分子量の異なる標品(【I】:1190,【II】:1320,【III】:1370,【IV】:1920)で比較した。その結果DSは、DSのS含量に比例して、VLDL-TGの水解に対するVmaxを高めた。しかしVLDL-TGに対するKmは変化しなかった。また、DSはLPLの安定化作用があるが、この作用はDSのS含量と関係が認められなかった。trioleinを基質としたTG水解活性はDSの低濃度(1μg/ml)では、ほとんど阻害されないが、PLaseA活性は約85%阻害された。このことはVLDLの水解過程で、DSがLPLとPLaseAに作用して、VLDLの代謝調節をしていることを推測させる。高中性脂肪血症と動脈硬化症とは密接な関係があることがよく知られている.したがって,本研究は高中性脂肪血症の成因を明らかにすることによって,動脈硬化性疾患の予防と治療に寄与することを目的とする.高脂血症の成因を大きく分けて,超低比重リポ蛋白(VLDL)の水解に関与する酵素側の変異と, VLDLすなわち,基質側の構造あるいは組成の変異に起因する場合が考えられる.そこでまず,酵素側について検討した.リポ蛋白リパーゼ(LPL)にはホスホリパーゼA(PLnseA)活性が含まれているが,その意義は充分に解明されていない.そこで, VLDLの中性脂肪(TG)水解に及ぼすLPLとPLaseAとの関連を検討するために, LPLとPLaseA活性の比の異なる標品を得ることを試みた.精製したウシミルクLPLとliposomeをブレインキュベーションした後に, Heparin-Sepharose 4B Columnに結合させ,デキストラン硫酸濃度を0-120μg/mlまで増加させることによって, PLaseA/LPLの活性比の異なる標品を得ることに成功した.Triolein emulsionを水解するLPL活性を1μmole/hrと一定にしたときのVLDL-TGの水解は, PLaseA活性が高いほど促進された.