hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸球菌のバンコマイシン耐性化に関する分子疫学的解析

腸球菌のバンコマイシン耐性化は近年わが国でも問題となりつつある。本研究では1997年から1998年の2年間に札幌医科大学附属病院で分離された臨床分離株計287株(E.faecalis 226株,E.faecium52株,E.avium7株,E.durans2株)について、薬剤耐性因子の分布を調べるとともに、分子疫学的タイピング法の有用性に関する評価を行った。本研究期間内に得られた腸球菌には、バンコマイシン耐性株が見られなかったため、臨床的に重要とされる他の薬剤耐性、すなわちアミノグリコシド(AG)耐性およびペニシリン耐性について、耐性因子の分布を調査した。AG耐性の中で特に問題となるゲンタマイシン(GM)高度耐性に関与するAAC6′-APH2"遺伝子は、E.faecalisで43%と、他の腸球菌(E.faecium;5.8%、その他;0%)に比し高率に検出された。一方E.faeciumにはAAC6′Iiを持つものが87%と多く、これは他の腸球菌では検出されなかった。さらにE.faecalis,E.faeciumともに、約半数がAPH3′-III,ANT-6遺伝子を保有していた。ABPC耐性菌はE.faeciumの85%、E.faecalisの3%に見られたが、それらの株にはペニシリナーゼは検出されなかった。これらの腸球菌のABPC耐性はペニシリン結合蛋白(PBP)遺伝子の変異によることが推測され、現在解析を行っている。以上の結果から、GM高度耐性化はE.faecalis、ペニシリン耐性化はE.faeciumで進んでいることが明かとなった。分子疫学的タイピング法については、種々の方法について評価を行った結果、E.faecalisにおいて簡便かつ有用性が高いと考えられたのはArbitrarily-primed PCR法であり、調べられた226菌株は39のタイプに分類された。ただし他の菌種に対してはプライマーの設定を含めて、更なる検討が必要であると考えられた。本研究ではわが国における腸球菌の薬剤耐性化の現状を把握し、また遺伝学的タイピング法を確立するため、平成9年1月より札幌医科大学附属病院検査部で分離された腸球菌を対象として解析を行なっている。現在までに192株が得られ、そのうちE.faecalis 51株、E.faecium 22株について詳しい解析を行なった。その結果は以下の通りである。1.バンコマイシン耐性株は検出されなかったが、腸球菌において院内感染対策上問題となるペニシリン耐性株、ゲンタマイシン(GM)高度耐性株の存在が明らかとなった。ペニシリン耐性株はE.faeciumにおいてのみ見られ、半数以上はABPCに対するMICが32μg/ml以上の高度耐性を示した。しかし、βラクタマーゼは検出されなかった。一方GM高度耐性株(MIC≧500μg/ml)はE.faecalisの一部に見られ、E.faeciumでは中等度耐性株が約半数を占めた。2.GMを含むアミノグリコシド(AG)耐性を規定するAG修飾酵素遺伝子の分布をPCR法により調査した。GM高度耐性に関与するとされるAAC(6')/APH(2")は、E.faecalis、E.faeciumにおいてそれぞれ29.4%、13.6%の株が、APH(3')はそれぞれ31.4%、54.5%の株が保有していることが判明した。3.パルスフィールド電気泳動法による制限酵素切断パターン解析、AP-PCR法により、E.faecalis,E.faeciumはそれぞれ23、8種類のgenotypeに分類することができた。またリボゾーム遺伝子間配列に基づくPCRは菌種の弁別に有効であった。現在さらに多数の菌種、菌株を用いてこれらの有用性を検討している。

以上の結果から、GM高度耐性化はE.faecalis、ペニシリン耐性化はE.faeciumで進んでいることが明かとなった。分子疫学的タイピング法については、種々の方法について評価を行った結果、E.faecalisにおいて簡便かつ有用性が高いと考えられたのはArbitrarily-primed PCR法であり、調べられた226菌株は39のタイプに分類された。ただし他の菌種に対してはプライマーの設定を含めて、更なる検討が必要であると考えられた。
親水性POSSフィラーの添加による新規高性能有機－無機ハイブリッド逆浸透膜の創製

本課題ではケイ素系有機ー無機ハイブリッド材料を用いた水分離膜における水透過性の向上を目指して、親水性置換基を有するかご状シルセスキオキサン(POSS)を添加する手法により、高性能な有機-無機ハイブリッド逆浸透膜の創製を目的としている。初年度となる本年度では、かご構造の10個の側鎖にそれぞれカルボキシル基を有するかご状シルセスキオキサン(POSS-COOH)を用いてエタン架橋型シルセスキオキサン(BTES-E1)のモノマーとの共存下で重合することにより、ポリマー中にPOSS-COOHのフィラーが組み込まれた逆浸透膜を作製し、そのバルクおよび水分離膜としての性能評価を行った。具体的には下記の成果が得られた。ポリマー溶液について動的光散乱による粒径を測定したところ、POSS-COOHの添加の有無に関わらず粒径に大きな変化がないため重合反応自体を抑制あるいは加速させる影響はないことが明らかとなった。コーティングフィルムを調製して水接触角測定を行ったところ、POSS-COOHの添加量の増加(020wt%)に従い、接触角は最大12度程度低下する傾向を示し膜の親水化が示唆された。さらに、膜の水透過性試験を行ったところ水透過率は添加量の増加に従い向上する一方で塩阻止率は低下する傾向を示すトレードオフの関係が得られた。膜表面の走査型電子顕微鏡による表面観察からPOSS-COOHの添加量を増やすに従い、数十ミクロンオーダーでの斑点状の明暗差から、次第に枝状へと成長した相分離構造へ成長する様子が確認された。すなわちPOSS-COOHとBTES-E1ポリマーとの互いの相溶性が低いため、膜とした際に2成分が分離しており相溶性の改善が課題となった。当初より計画していた、フィラーとして用いる親水基を有するかご状シルセスキオキサンは、カルボキシル基を側鎖に持ち10量体を主成分とするかご状シルセスキオキサン(POSS-COOH)を、共同研究者より提供を受けることにより準備した。そこで、モノマーであるビス(トリエトキシシリル)エタン(BTES-E1)に対し、所定量のPOSS-COOHを添加し重合を開始することで、有機ー無機ハイブリッド型の逆浸透膜の作製を行った。POOS-COOHの添加量に増加させる応じてバルク状態おける親水化、および逆浸透膜性能に関して水透過性のトレードオフの性能変化が見られた。特に、塩阻止率は低下したものの、水透過性は添加なしと比較して5倍程度増加しており、当初の目標とする水透過性の向上が確認できた。以上の理由から、本研究は当初の計画通りに進展しているといえる。本年度検討したPOSS-COOHはカルボキシル基同士での水素結合性が強く、POSS-COOHとBTES-E1ポリマーと相分離が起きていることが走査型電子顕微鏡観察により確認された。逆浸透膜としての利用を想定した場合、よりフィラーが均一に分散した方好ましいためポリマーとフィラー間での相溶性の向上が課題点となった。そこで、今後は相溶性の改善を図るため、以下の内容を予定している。2ベースポリマーを変更し、既報で報告されている2級アミン部位を含むケイ素モノマー(BTES-PA)または現在検討中のピリジンを架橋部位として含むモノマー(BTES-VP)を用いることで、カルボキシル基とアミノ基の中和反応による相互作用や水素結合を利用することで相溶性の改善の検討さらに次年度以降では、カルボキシル基に代わる親水基として、当初より計画していた水酸基およびアミノ基を有するPOSSをフィラーとした膜の作製と評価を予定している。

当初より計画していた、フィラーとして用いる親水基を有するかご状シルセスキオキサンは、カルボキシル基を側鎖に持ち10量体を主成分とするかご状シルセスキオキサン(POSS-COOH)を、共同研究者より提供を受けることにより準備した。そこで、モノマーであるビス(トリエトキシシリル)エタン(BTES-E1)に対し、所定量のPOSS-COOHを添加し重合を開始することで、有機ー無機ハイブリッド型の逆浸透膜の作製を行った。POOS-COOHの添加量に増加させる応じてバルク状態おける親水化、および逆浸透膜性能に関して水透過性のトレードオフの性能変化が見られた。特に、塩阻止率は低下したものの、水透過性は添加なしと比較して5倍程度増加しており、当初の目標とする水透過性の向上が確認できた。以上の理由から、本研究は当初の計画通りに進展しているといえる。本年度検討したPOSS-COOHはカルボキシル基同士での水素結合性が強く、POSS-COOHとBTES-E1ポリマーと相分離が起きていることが走査型電子顕微鏡観察により確認された。逆浸透膜としての利用を想定した場合、よりフィラーが均一に分散した方好ましいためポリマーとフィラー間での相溶性の向上が課題点となった。そこで、今後は相溶性の改善を図るため、以下の内容を予定している。2ベースポリマーを変更し、既報で報告されている2級アミン部位を含むケイ素モノマー(BTES-PA)または現在検討中のピリジンを架橋部位として含むモノマー(BTES-VP)を用いることで、カルボキシル基とアミノ基の中和反応による相互作用や水素結合を利用することで相溶性の改善の検討さらに次年度以降では、カルボキシル基に代わる親水基として、当初より計画していた水酸基およびアミノ基を有するPOSSをフィラーとした膜の作製と評価を予定している。当初の予定通り、研究費の遂行が進んでいる。次年度使用額の金額として、少額ながら次年度に使用額が生じたものの、引き続き計画通り試薬や物品等の購入および学会発表に関連する旅費等に使用する予定である。
変異タンパク質の分子生物学的特性に基づいたリソソーム病治療薬の開発

今年度の研究成果として、まずピラノース環の酸素原子を窒素原子に置き換えたピロリジンを始めとする糖類似アルカロイドの効率的な化学合成法を検討した。D-およびL-Garnerアルデヒドから4行程で立体選択的にピペリデン型キラル素子を合成した。シス型素子からは、ほぼ完壁な立体選択性で、3種の1-デオキシアザシュガー(galacto-,ido-,およびgulo-DNJ)に導くことができた。一方、トランス型素子からは、4種の1-デオキシアザシュガー(DNJ,altro-,manno-,およびallo-DNJ)を得ることができた。合成したD-およびL-1-デオキシアザシュガーを用い、タンパク分子のコンフォメーションを安定化させ得る指標となる各種グリコシダーゼに対する親和性を測定した。その結果、L-galacto-DNJは、鏡像異性体であるD-galacto-DNJ同様、α-galactosidase Aに対し高い親和性を有していることが、今回初めて明らかになった。更に、D-体の基質を加水分解するα-galactosidase Aの活性中心にL-体の基質を擬態したL-galacto-DNJがどの様に配位するか調べた結果、L-galacto-DNJは、活性中心以外の領域で酵素と結合していることが解った。現在、これら化合物が先天的なα-galactosidase A活性低下によって発症するファブリ病に対し、高次構造形成を補助する、いわゆるケミカルシャペロンとして機能する可能性があるか否かについて検討を行っており、いくつかに化合物については、すでにターゲット酵素タンパク量の増加を確認している。更に、これら候補化合物を用いたin vivo評価系の確立を試みている。
発達期における神経回路機能の再編成―抑制性伝達物質のスイッチング

発達期における抑制生回路機能の変化のメカニズムを解明するため、ラット外側上オリーブ核に入力する抑制生入力様式の発達変化を調べた。出生直後は台形体核からの入力はGABA作動性であるのに対し、発達に従い、次第にグリシン作動性成分が増加し、生後3週目にはその殆どがグリシン作動性成分となった。そのメカニズムをしらべるため、神経付着急性単離標本を用いて、微小シナプス電流(mIPSC)を調べたところ、発達し従い、GABA作動性のmIPSCの割合の減少、グリシン作動性のmIPSCの増加とともに、GABAとグリシン作動性成分の混在しているmixed mIPSCが移行期には著明になることが判明した。mixed mIPSCのみを抽出すると、その中においてもグリシン作動性の増加とGABA作動性の増加が観察され、single synapseレベルにおける変化であることが示唆された。さらに免疫染色法を用いると,発達期の外側上オリーブ核においてGADの染色性の減少とグリシン染色性の増加が観察された。また、しばしば移行期には、GADとグリシンの染色が混在した神経終末観察された。Gold particle法を用いた免疫電顕による観察では、グリシン終末内のGABA particleの数が移行期から3週目にかけて、激減することが判明した。これらの結果から、台形体核から外側上オリーブ核に入力する抑制性伝達物質は未熟期にGABAから成熟期のグリシンへ単一神経終末内でスイッチすることが判明した。
古代マヤ社会の形成・発展に関する基礎的研究

ホンジュラス共和国西部、コパン県所在のエル・プエンテ遺跡において発掘調査を実施した。エル・プエンテ遺跡は古典期において南東マヤ地域最大の都市遺跡コパンの影響下にあった2次センターである。同遺跡の支配者の居住用建造物の調査成果とコパン遺跡の研究成果を比較した結果、ローカルエリートとコパン政体エリートの居住施設には建築技術上の差異は認めらないことから、儀礼空間でもある「広場」構成の相同性を通じて、中心と周縁は結合していると考えられる。一方、政治的階層差は、「広場」構成要素における石彫や碑文の密度、質的差異に基づく。2012年89月の期間、ホンジュラス共和国、コパン県ラ・ヒグア市所在のエル・プエンテ遺跡において、発掘調査、および建造物の修復をおこなった。発掘、および修復の対象としたのは、同遺跡中心グループの西端に位置する建造物6である。同建造物は居住用マウンドであることが以前の調査から明らかになっており、上部構造については荒石積みの疑似アーチ構造を備え、4メートルを超えるベンチをもつ主室とその両側の副室も確認し、一時的な保存処理を施してあった。当該建造物は、同遺跡最大のピラミッド型建造物(建造物1)の西側正面に位置しており、その占地やベンチの規模などからもエル・プエンテ遺跡の支配者層との相関が強く示唆されるものである。そこで、本年度は、この居住用マウンドに伴う埋葬を確認するための基壇構造の解明に主眼を置いた。その結果、三段の基壇からなり、最底辺の基壇は階段状になっているものの、二段目からは階段の位置が中央部のみに狭まっていくことを確認できた。ただし、この上部構造へのアクセスとなる階段は、残存状態が悪く、三段目の基壇上では、同じ幅で続くのか、あるいは、さらに狭まるのかを明らかにするには至らなかった。また、基壇上の漆喰面も損傷が激しく、部分的に確認できたのみである。また、エル・プエンテ遺跡をはじめとしたコパン政体の二次センターとコパン遺跡そのものの関係を検証するために、同遺跡出土の人物像型香炉とコパン遺跡の埋葬XXXVII-4出土人物像型香炉の比較研究をおこなった。同じく、コパン遺跡中心グループ北側に位置する10L-22、23グループから採取した炭化物試料の年代測定、および、同試料の樹種同定もおこなった。2012年度に引き続き、ホンジュラス、コパン県ラ・ヒグア市所在のエル・プエンテ遺跡建造物6の発掘調査おこなった。その結果、1段目の基壇上から2段目の基壇に達する中央階段が残存していることを確認した。しかし、この中央階段南側から2段目、1段目の基壇にかけて、基壇、階段を構成する石積みが崩落、および抜き取られてることが判明した。盗掘目的というよりは、建築材等に再利用するためと思われる。そのため、最終居住段階の復元は難航したが、ほぼ建造物6の正面構造については明らかにすることができた。その結果、少なくとも、1段目の基壇は、隣接する建造物7と最終居住段階においては接合していたことも判明した。建造物6の南側に位置する建造物7は、複数箇所の「盗掘」痕が地表面からも観察されることから、本研究の調査対象からは除外していたが、今回の結果は、建造物6、7の両建造物を一つの「単位」として検討する必要があることを示していると言えよう。本研究期間においては、南東マヤ地域最大センターであるコパン遺跡の2次センター(エル・プエンテ遺跡)の「支配者」の居住用建造物の調査を中心におこなったが、1次センターと2次センターの紐帯を検証するための「支配者」の埋葬を確認するには至らなかった。しかし、上述の通り、二つの建造物が一つの「単位」として機能していたとすれば、1次センターであるコパン遺跡とは違うパターンを示している。個々の建造物が都市の構造上、「場」としてもつ機能について精査する必要性を喚起したという点は重要であろう。さらに、過去の調査における出土遺物の精査も併行しておこなったが、1次センターと2次センターにおける共通の属性をもつ遺物(今回の場合は人物像型香炉)の比較研究からも古代マヤ社会を支えたイデオロギー的側面としての儀礼を通じた1次センターと2次センター間の紐帯の検証の必要性を指摘することができた。2011年度は研究費の30%削減が示唆され、89月の現地調査出発前までに当該年度予算の総額が確定しなかったために、調査計画を変更するという判断を下し、発掘調査を実施することは見送り、資料調査を中心とすることにした。具体的には、ホンジュラス西部コパン遺跡9L-22・23グループ出土資料を対象とした。同グループはコパン遺跡の中心グループの外縁に位置する(中心グループの北約150m)コパンエリート層の居住建造物コンプレックスである。

当該グループについては、コパン考古学プロジェクト(PPROARCO)によって調査・修復保存がおこなわれており、報告者もその構成員である。9L-22・23グループはコパン政体を支えたコパンエリート層が都市の外延部にどのように展開したのかを探る上でも重要な居住域である。そこで、同グループの盛衰、特に建築開始時期に関する年代を土器編年だけではなく、自然科学的分析を通じて明らかにすることを目指した。9L-22・23グループの調査では、現在までに500点を超える炭化物試料が得られているか、その中から、居住開始時期、および同グループが盛行する時期に関わると考えられる試料を抽出した。この際、特に出土コンテクストに留意し、埋葬に伴う試料と副葬品についても検討を加えた、その結果、9L-22グループの建造物100、および、9L-23グループの建造物104の試料が有望と考えられた。特に建造物104については、埋葬28、29、31、92、109、114に伴う試料を選定した。これらの試料はホンジュラス国立人類学歴史学研究所の許可を得た上で、日本へ持ち帰った。帰国後、さらに選定試料の出土コンテクスト、および共伴遺物について図面、写真記録で再検討を加えた。これらの炭化物試料は現在、放射性炭素年代測定をおこなっているところである。2011年度の調査の停滞が未だに影響しているが、さらに2012年9月より、学内の役職に就いた関係で、調査のための渡航が予定していた回数を確保できなくなったことも遅れを取り戻すことができなかった要因と思われる。本研究課題1年目にスケジュールに遅延が生じている第一の原因は、東日本大震災の影響を含め、予算配分の最終決定時期と現地調査のタイミングの調整がつかなかったことによって、発掘調査実施の決断ができなかったことである。ただし、この点は、長期の現地調査期間は所属先の業務との関係で決まってしまうことを考慮すれば、事務連絡の他、新聞報道等も含め検討し、早期に代替案を立案すべきであった。また、予想しなかった所属先の役職就任に伴い、23月期の現地調査をおこなう機会を失したことも若干の影響があると思われる。第二に、調査方針を切り替えた成果を年度内に公表する予定であったが、試料を分析に委託する以前の準備に想像以上の時間を要したことである。これは、過去の調査によって蓄積された膨大な図面、写真類の整理が不十分であったことに起因する。一部については、デジタルトレースを進め、写真台帳の整理もおこなっていたが、未だ多くは、一次原図の段階に有り、原図の接合や台帳との相互チェックの必要があった。これらの作業に避ける人員やスペースについても検討課題が残る。とりわけ、当該年度に作業スペースとして、ホンジュラス国立人類学歴史学研究所から貸与されたコパン地域研究センターは作業可能な時間帯、曜日が月金の8時15時とされており(保安上の理由による制限)、作業効率を高めなければならない。以上のような問題から、試料の自然科学分析委託のタイミングがずれこみ、年度をまたぐ結果となった。【現在までの達成度】において示したとおり、2013年度の渡航についても1回が限度と考えられる。また、2012年度の発掘調査の結果、エル・プエンテ遺跡建造物6は大規模な発掘の必要性も指摘できることから、少なくとも建造物正面部分については、全面発掘、ならびに埋葬の有無を確認するためのトレンチ調査をおこなわなければならない。
萎凋病に対する樹木の感受性変動の生理学的解明

ナラ枯れ(ブナ科樹木萎凋病)やイチジク株枯病などの伝染性萎凋病では、感染後に生き延びる個体が一定割合存在する。同一菌株の接種実験でも同様の傾向があることから、宿主樹木の生理状態および生息環境と病気の進行しやすさとの関係について検討した。ナラ枯れでは高齢の大径木ほど枯死しやすいとされるが、カシノナガキクイムシ穿孔数が同程度のナラ類大径個体間で枯れやすさを比較すると、土壌水分の多い場所で枯れにくい傾向が認められた。また、イチジク株枯病菌の接種実験から、主幹横断面における通水停止範囲の割合がその個体の生死の決定要因となることがわかった。被害予測の指標には樹木生理や土壌環境の情報を含めるのが望ましい。イチジク品種「蓬莱柿」の挿し木2年苗(枝長101.5,接種部位茎径13.6 mm)の主幹下部に、株枯病菌Ceratocystis ficicolaを4点接種し、その後定期的に抜き取り、水溶性色素(酸性フクシン)の吸入により水分通導の状態を調べた。宿主組織内の病原菌の分布範囲を組織分離により確認すると共に、宿主細胞の反応を解剖学的手法によって観察し、水分通導阻害と病徴との関係を検討した。病徴発現前の個体を中心に光学顕微鏡で観察したところ、接種1週間後には接種部周辺の道管内腔で菌糸が観察され、さらに日数の経過に伴い、放射柔細胞や軸方向柔細胞内への菌糸の侵入が確認された。菌糸の周囲では宿主の防御反応による二次代謝物質の生産が増加し、柔細胞内および道管、木部繊維等の細胞壁は黄色褐色に着色した。この変色部位(傷害心材)では、道管の水分通導が停止することが知られている。柔細胞内のデンプンは接種後に徐々に減少してやがて消失し、防御物質の生産に消費されたものと推測された。接種23週間後には接種部周辺の木部では変色範囲がさらに拡大した。葉の黄変や萎凋という外部病徴の発現前の段階で、通水可能な道管が著しく減少していることが判明した。これらの結果から、株枯病菌の接種部位の周辺で道管の通水が停止すること、その結果、枝葉への水分供給が停止し、萎凋枯死に至ることが示唆された。感染から枯死までに樹幹組織内で観察される現象は、Ceratocystis polonicaによるエゾマツの萎凋病およびRaffaelea quercivoraによるブナ科樹木萎凋病(ナラ枯れ)との共通点が認められた。イチジク苗への灌水コントロールを行い、土壌水分量と発病しやすさ(感受性)の関係を検出しようとしたが、小型ポットへの植栽であったため水分調整が困難で、今年度は明確な結果が得られなかった。課題1管理下にある苗木を用いた樹木生理と発病の関係性の解明H25年度と同様にイチジク2年生苗にC. ficicolaを接種し、苗の下部に熱流束センサーを装着して水分通導の変化を追跡した。「非保水区」では接種10日後から萎凋個体が発生したが、「保水区」の病徴発現は2週間後以降で、葉が萎凋せずに落葉する例が目立った。落葉個体でも接種部位付近で木部が広く変色し、通水範囲が著しく減少していた。熱流束の値から、健全苗では晴天の昼間は幹の外側(大気)から内側(主幹内部)への熱移動が大きく、木部樹液が低温傾向であることが推測された。接種苗で萎凋開始個体では,熱流束値が最大値を示す時刻が健全木よりも早まる傾向があった。これは樹液流動が緩慢になり,外気温の影響が大きくなったためと推測した。課題2自然環境下における感受性変動要因の検出および応用技術への発展A.イチジク農園での調査:東広島市内の農園では,幹下部で枝を強制的に90度曲げて樹高を低く作る栽培方法である。屈曲部の樹皮には縦方向の亀裂が高頻度で形成されていた。幹太さ10cm程度以下の若齢木は土壌経由の感染が主体であった。一方,アイノキクイムシ媒介により感染枯死した個体は高樹齢(16-20年生,直径20cm以上)の農園で認められた。加齢にともなう水ストレス増加や樹皮の傷の影響で,キクイムシ穿入や通水阻害が促進された可能性がある。B.ナラ枯れ感受性に関わる生理的要因の解明:里山二次林に試験地を設定し,カシノナガキクイムシの穿入木・健全木について樹液流速度を測定した。キクイムシ穿入密度が高いコナラ・アベマキでは,萎凋症状が出る前に,健全木と樹液流動の変動パターンが変化した。晴天で十分に蒸散がある時間帯に,キクイムシ穿入木では時々樹液流速が変動して値が低下する状況が検出された。樹液流は停止していないが,通導阻害が進行しているものと推測された。課題2自然環境下における感受性変動要因の検出および応用技術への発展B.ナラ枯れ感受性に関わる生理的要因の解明_ナラ枯れ被害発生中の調査林分(兵庫県篠山市)では、発生初年度(被害を目視で発見した年)から枯死木を除去しないままにすると、23年目で林内のナラ類の多数にカシノナガキクイムシの穿入が起こり、全く無被害の個体は確認できなくなった。

しかし、同斜面のナラ類(アベマキ、コナラ)総数87本に対して枯死本数20、枯死割合は23%という低率であった。昨年度調査の段階で、カシノナガキクイムシ穿入密度が1頭/100&#13216;以上であった個体で、H27年度も生存が確認された個体があった。斜面中腹下部で生残木(穿入があったが枯れなかった個体)が目立ったこと、穿入が多くて枯れない例が認められたことから、病徴進展を止めた要因として土壌水分量が多かったことが考えられる。つまり夏季の蒸散量が多い時期に、樹幹下部でカシノナガキクイムシの孔道形成により通水阻害が進んだ個体が生存し続けられるかどうかは、根からの水分供給に依存する可能性が考えられる。C.総合的検証_感受性指標による自然感染リスクの推測:カシノナガキクイムシ穿孔数が同程度の個体で、土壌水分の多い場所で枯れにくい傾向が認められた。ナラ枯れ被害木は大径木ほど枯れやすいことは指摘されているが、大径木で穿孔被害がありながら生存する場合があること、その要因として土壌水分あるいは土壌の性質が関わる可能性が示唆された。防除対策では樹齢や幹直径に加えて植生・環境データを含めて被害リスクの高さを判断するのが望ましい。植生調査と生理的計測は終了し、本研究の大半は完了した。ただし、大径樹木の伐採と搬出作業をH28年1月に実施したため、樹幹断面の解析(年間成長量の推移)は現在実施中である。これを加味したデータ整理はH28年5月ごろに完了の予定である。課題1管理下にある苗木を用いた樹木生理と発病の関係性の解明に関しては、モデル樹木イチジクを用いた株枯病菌接種実験の結果をまとめ、論文が植物病理学会報に掲載された。菌の木部内分布と水分通導の低下状況とを視覚的に示し、木本植物が枯死に至プロセスを正確に説明した。課題2自然環境下における感受性変動要因の検出および応用技術への発展については、昨年度の伐採試料を含め、樹幹の年輪解析を行った。その結果、コナラ・アベマキ樹幹の肥大成長速度は、菅(樹齢40年60年生)、東木之部(6080年生)、矢代(70100年生)の順に速い傾向があった。同じ調査区内でも個体により成長速度に差が見られ、土壌水分の少ない尾根部は中腹部以下より成長が遅い傾向が見られた。幹直径が10cmに達するのに多くの個体が約1025年の時間を要した。萌芽更新減少・ナラ枯れ被害増加の太さの目安となる直径30cmに達するのは35年からで、40年以降徐々に個体が増えていった。40年以上放棄された里山林は、萌芽更新能力の低下やナラ枯れ被害の発生が懸念されるが、本研究の調査地の中で、高樹齢個体の多かった矢代地区でカシノナガキクイムシ穿入個体が多かった。ナラ枯れの感受性に関わると推測される要因を1樹齢、2肥大成長速度、3土壌水分を指標とし、上記の自然感染地において、枯れやすい場所と枯れにくい場所の特徴をまとめた。ナラ枯れ被害の発生時期が最も速かったのは菅、引き続き矢代の尾根から下方にかけての被害増加があり、東木之部の被害はその1年後に開始した。矢代の斜面下部ではカシノナガキクイムシの穿入が多いにも関わらず生存した個体が目立った。またその隣接地の圃場(稲作)に接する斜面最下部では穿入個体の大半が生存していた。この点からも、土壌水分が多い場所では枯死に至りにくいと推測された。ナラ枯れ(ブナ科樹木萎凋病)やイチジク株枯病などの伝染性萎凋病では、感染後に生き延びる個体が一定割合存在する。同一菌株の接種実験でも同様の傾向があることから、宿主樹木の生理状態および生息環境と病気の進行しやすさとの関係について検討した。ナラ枯れでは高齢の大径木ほど枯死しやすいとされるが、カシノナガキクイムシ穿孔数が同程度のナラ類大径個体間で枯れやすさを比較すると、土壌水分の多い場所で枯れにくい傾向が認められた。
インターネットを利用したNPO/NGOネットワーキングについての調査研究

平成11年度においては、災害時における情報ボランティア、NPO/NGO、専門家、行政機関の間のインターネットを利用して展開される災害救援ネットワーキングの実態把握を行うために、広島水害(1999年6月末発生)の被災地で聞き取り調査を行い、自治体(広島県、広島市、呉市)とNPO(広島NPOセンター、広島市災害ボランティア本部、呉市吉浦ボランティア本部、震災がつなぐ全国ネット)による救援活動でのインターネット利用の実態調査を行った。さらに、トルコ北西部大震災(1999年8月発生)および台湾中部大震災(1999年9月発生)において、救援活動のために国連や自治体の防災機関関係者、災害救援専門家・研究者、NPO/NGO関係者、マスメディア関係者、業界団体関係者等によって組織された「1999トルコ大震災支援委員会」のメーリングリスト運営や支援活動に情報ボランティアとして参加しながら、国際的な災害救援活動におけるインターネット利用の実態調査を行った。そして、これらの調査研究から得られた知見についてハーバーマスの公共圏論をもとに理論的な考察を行い、「デジタル・ネットワーキング(:インターネットを活用して展開される代案提示・実践活動)」に関する先行研究の知見を批判的に検討し、その社会変革に対する意義と課題を明らかにした。阪神・淡路大震災をきっかけにはじまり、今日より一層の展開を見せているインターネットを利用したNPO/NGOのネットワーキングの実態を把握するために、本年度においては、以下のような調査を行った.まず、東北・北関東や高知などの豪雨水害で災害救援活動に携わった「災害救援ボランティア団体(NPO)」と、平常時には地域のボランティアやNPOの情報センターとして、災害時には地域の災害救援ボランティアセンターの役割をする各地の「NPOサポートセンター」を調査対象にして、それらが利用しているメーリングリストやホームページにアクセスし、それらの団体の活動に関する情報を収集し分析した.さらに、上記のインターネットを利用した実態調査から、災害救援活動で中心的な位置を占める災害救援ボランティア団体、NPOサポートセンターを抽出し、各団体の事務所を訪れ、また、災害救援に関するシンポジウムなどに出席して、各団体の中心メンバーを対象にしてインタビュー等による実態調査を行なった.その結果明らかとなったのは、調査対象となった各団体では、インターネットを利用し始めたのは1,2年前からで比較的最近であること.地域づくりや福祉などの活動や団体間の連絡やネットワークづくりに日頃からインターネットを利用している団体は、災害時の救援活動にインターネットを有効に活用できること.さらに、インターネットを専門に担当する能力の高いボランティアとして高齢者や障害者が参加していることなどである.そして、このことから日頃からの高齢者や障害者も含めたインターネットを利用できる人づくりとしてのNPOによる「地域情報教育活動」が、また、NPOによるインターネットを活用した地域づくりや福祉などの活動を通じたネットワークづくりが、災害時の効果的な救援活動にとって必要不可欠であることが明確になった.平成11年度においては、災害時における情報ボランティア、NPO/NGO、専門家、行政機関の間のインターネットを利用して展開される災害救援ネットワーキングの実態把握を行うために、広島水害(1999年6月末発生)の被災地で聞き取り調査を行い、自治体(広島県、広島市、呉市)とNPO(広島NPOセンター、広島市災害ボランティア本部、呉市吉浦ボランティア本部、震災がつなぐ全国ネット)による救援活動でのインターネット利用の実態調査を行った。
論理型記述と関数型記述の組み合わせによる音声対話システム開発方法論の研究

本研究では、音声対話システム開発のパラダイムシフトを目的として、CSRs(Collaboratively constructed Semantic Resources)と呼ばれる意味情報が付加された大量のセマンティックデータをバックエンドデータとして、複数パラダイムのプログラミング言語を組み合わせた新しい音声対話システム開発方法論を提案し、その処理系および開発支援環境を実装した。音声対話システムは様々な要素技術が絡み合った複雑なシステムであり、その効率的な開発・拡張・保守には近年のソフトウェア工学の知見を活用した開発方法論が必要である。本研究では、音声対話システム開発のパラダイムシフトを目的として、CSRs(Collaboratively constructed Semantic Resources)と呼ばれる意味情報が付加された大量のセマンティックデータを対象とした論理的推論と、言語理解結果を関数とみなす関数型記述を組み合わせることによる音声対話システム開発方法論を確立することを目指す。今年度は、関数型記述による言語理解結果に関する基礎的検討と、音声対話記述を行う際に必要不可欠な機械学習機能の分類整理を行った。関数型記述による言語理解結果の表現に関しては、情報状態更新モデルによる対話履歴の表現を用いて、その更新情報を関数として表現することにより、省略補完等を明示的に行うことなく断片的な発話を理解すること、誤解が生じたときに、誤解が生じた時点での対話履歴から、次候補以下の関数を連続して適用することによる対話の回復が行えることを示した。また、機械学習機能に関しては、教師あり学習/教師なし学習/中間的手法の分類を行い、それぞれの手法に対して典型的なアルゴリズムとパラメータ設定等を整理し、学術書として出版した。その中でも、従来の音声対話システムの要素技術として使用されている強化学習に関して、対話記述と、フリーソフトとして公開されているツールとのパラメータ整合性について検討を行った。今年度は、セマンティックデータと論理的推論を用いた音声対話システムの開発方法論の研究に重点を置いた。これまで我々は、データモデル定義に基づくオブジェクト指向的なMMI(音声を含むマルチモーダル)記述言語MrailsScriptの設計と実装を行ってきた。この言語を用いたデータモデル定義作業において、対話システム開発者に対して、高いレベルでのセマンティックweb技術の知識を要求するという問題点があった。この問題を解決するため、我々は、オントロジーの知識に基づいた開発作業を支援するためにMMIシステム開発環境MrailsBuilderを構築した。MrailsBuilderは、オントロジーの構造を可視化することで、データ定義作業を容易にする。また、定義されたデータモデルからLinked Open Dataを自動的に取得するSPARQLを自動的に作成し、さらに別途定義された推論規則と組み合わせることによって、対話システムで提供するコンテンツを幅広い情報源から自動取得する機能を持つ。この開発環境を用いて特定タスクのMMIシステムを作成し、開発プロセスにおけるこれらの機能の有効性を確認した。今年度は、研究のとりまとめに重点を置いた。また、オントロジーの知識に基づいた開発作業を支援するためにMMIシステム開発環境MrailsBuilderを構築した。本年度は、我々が開発したマルチモーダル対話システム開発のためのフレームワークと、web技術の標準化団体であるW3C (World Wide Web Consortium)のMultimodal Interaction Working Groupが策定している標準化アーキテクチャ等との関連を調査し、本研究が今後のマルチモーダル対話システム開発における標準技術の一部となる可能性を検討した。また、開発フレームワークに雑談対話機能を組み込むための検討を行った。昨年度までの研究で、関数型記述による言語理解結果の表現に関しては、関数の適用対象とする対話モデルの検討を行い、欧米の複数の研究機関で採用されている情報状態更新モデルを採用することを決めた。そのモデルに対して、音声対話システムのタスクの中で最も基本的なスロットフィリング型対話タスクを具体的に設定し、関数表現によって、言語理解結果の意味記述を行うことが可能であることを示した。また今年度の研究で、論理型言語によって記述された推論規則から、コンテンツの取得が行えることが示せた。音声対話処理現在、関数型記述と論理型記述が独立した役割で音声対話システム開発を補助しており、これらの機能を組み合わせることによる有用性が示されていない。

今後は、これらの機能を組み合わせることによる開発効率の向上を、従来の手続き型言語に基づく開発手法と比較できるタスクを設定し、定量的な評価を行うことを目的とする。関数型記述による言語理解結果の表現に関しては、関数の適用対象とする対話モデルの検討を行い、欧米の複数の研究機関で採用されている情報状態更新モデルを採用することを決めた。そのモデルに対して、音声対話システムのタスクの中で最も基本的なスロットフィリング型対話タスクを具体的に設定し、関数表現によって、言語理解結果の意味記述を行うことが可能であることを示した。機械学習に関しては、網羅的に手法を調査し、外部ツールとの連携を含め、対話記述言語への組み込みに関する基礎的な研究を行った。年度末に研究調査のため出張を予定していた学会が、地元開催の他学会の予定と重複し、出張を取りやめたため、繰越額が生じた。今後は、音声対話システムのタスクの中でも、比較的複雑なデータベース検索型タスクや、説明型タスクにおいても、関数型記述によって言語理解結果の表現を行うことが可能であることを示し、文脈依存的処理が容易に行えることや、誤認識やユーザの誤解に対する回復が、バックトラック的な機能として記述できることを示すことを目的とする。また、機械学習機能の言語への組み込み及び論理型言語による対話タスク記述についても検討を始める。次年度に学会発表のための旅費として使用する。開発用PCのOS更新時期に該当し、新規OS搭載の高性能PCを購入するため、今年度はプレゼンテーション資料等作成用の軽量機を購入した。新規OSに対応し、機械学習に関連する繰り返し演算を高速に行うことができるGPUを搭載した高性能開発用PCを購入する。また、対話処理関係の研究発表が行われる国際会議・国内研究会等に出席し、研究発表・研究調査を行う。
キラル柔粘性結晶による物質輸送制御

イオン性柔粘性結晶の分子設計はイオンの回転運動性を高めるために、これまで球状イオンに限られており、キラルイオンによる研究はほとんど行われていないが、対称性の低いイオンの凝縮系における運動はエントロピーや欠陥の増加が見込めることから、柔粘性結晶のイオン伝導度が高いことが期待される。またキラリティにより極性構造を形成することができれば、イオン性柔粘性結晶による強誘電性や指向的なイオン伝導など、新たな機能の発現も期待できる。(1)不斉中心を有するラセミの四級アンモニウム塩において、低温でも高いエントロピーを保持した柔粘性結晶を見出した。ラセミイオン対と類似のキラリティのないイオン対の比較によりラセミイオン対が残留エントロピーを有していることを見出した。またアニオンのイオン伝導度が高く、イオンの運動性が高いことが明らかとなった。(2)球状のテトラエチルアンモニウムとキラルなカンファースルホン酸アニオンから成るイオン対において、非極性構造から高温で極性構造への相転移を示す特異な柔粘性結晶を見出した。通常、結晶の相転移は昇温によって対称性が上がるため、低温では強誘電体であっても高温では常誘電体に転移する。近年柔粘性結晶の強誘電体が報告され、その回転運動制御が注目されているが、極性構造を有する柔粘性結晶の設計は重要な研究課題であり、さらにそれを高温で誘起することは強誘電性材料の設計に大きな波及効果をもたらすものである。このイオン対ではキラルアニオンによって設計された空間において球状イオンの制限回転が誘起され、昇温によって二回回転対称軸回転から三回回転対称軸回転へと回転対称の転移が観測された。空間対称性の低い回転モードに転移することによって、極性構造に転移するという特性は他に報告例がなく、キラルアニオンによって制限された空間におけるカチオンの分子回転が、特異な物性をもたらすことを発見した。29年度が最終年度であるため、記入しない。イオンの整流作用はエネルギー変換において興味深い現象であるが、人工系においては未だに設計指針が得られていない。そこで本研究ではイオンの整流作用を示すイオン伝導システムの構築を目標としている。戦略として、私はラチェット構造に着目した。ラチェットとは周期的な非対称構造によって動作方向を一方向に制限することを可能にするもので、私はラチェット構造を有するイオン伝導パスを構築すべく、イオン性のDisordered Crystalsにキラリティを導入し、そのイオン伝導特性を評価した。用いた物質はテトラエチルアンモニウムとカンファースルホン酸のイオン対である。単結晶X線構造解析の結果、構造解析に成功し、その構造は疎水相と親水相が交互に積層した層状構造になっている。低温から昇温していくと徐々に構造変化し、構造変化し終えると、層状構造に対して平行方向にラチェット構造と見なせることがわかった。次に温度可変固体NMRによってイオン種の回転運動について評価した結果、テトラエチルアンモニウムの回転モードは構造変化と同様の温度領域で、C2対称軸回転からC3対称軸回転に変化していることがわかった。最後にイオン伝導度の測定のため単結晶を用い結晶軸方向を決定し、特に層状構造に対して平行方向に直流電圧をかけ電流の減衰を観測し正負両方向の減衰を比較した結果、低温側では正負両方向に対して対称的に減衰したのに対して、構造変化中の温度領域では正負両方向に対して非対称に減衰する挙動が観測された。これは一方向にはイオンが動きやすく、その反対方向に対してはイオンが動きにくいというイオンの整流作用を表しているということができる。今後このイオンの挙動についてより詳細に調査していく。目標であるイオンの整流性の観測に成功したという点では、非常に大きく進展しているがこの化合物について明らかになっていない部分も多く、整流作用に必要な条件などをより多くの化合物において評価を進めることで調べていく必要があるから。また水に溶けやすいという性質を有するため実際にイオンの透過を行うことが困難であることなど新たな課題も多く存在するため。本研究ではイオンの整流作用を示すイオン伝導システムの開発を目標とした。整流作用を発現させるために、我々はラチェット構造とDisordered Crystalsに着目した。ラチェットとは周期的な非対称構造によって動作方向を一方向に制限する仕組みである。またDisordered Crystalsは結晶性のイオン伝導体である。イオン性Disordered Crystalsにキラリティを導入し、そのイオン伝導特性を評価した。一昨年度テトラエチルアンモニウムとD-10-カンファースルホン酸から成るイオン対1についてイオンの拡散運動が結晶中で指向性を有していることが示唆された。昨年度は我々は系統的な構造の違いに伴う物性評価を目的とし、イオン対1の類似体としてテトラメチルアンモニウムとD-10-カンファースルホン酸のイオン対2について結晶構造とイオンの運動性について検討した。DSC測定の結果、イオン対2は4つの結晶相を有していることがわかった。次に単結晶X線構造解析の結果、キラルな空間群となり、その結晶構造はアニオンのカンファー部分のカルボニル基が+b軸方向に傾いて配列した、ラチェット状構造であった。次に固体NMRによりイオン対2の運動性を評価した。その結果イオンが回転運動していることがわかり、イオン対2がDisordered Crystalであることが示された。最後にイオン伝導度を交流インピーダンス測定によって評価した。その結果イオン伝導度が非常に低いことがわかり整流性の測定はできなかった。

イオン伝導度が低い原因としてはイオン中心間の距離が近いことや格子欠陥が少ないということが考えられる。今後はより伝導性の高い材料によって物性測定していく必要がある。キラルな柔粘性結晶において、イオン伝導の整流性を実現するというチャレンジングな研究課題に果敢に挑戦している。一昨年度は、粘り強く実験を行った結果、研究を進展させることができた。昨年度は類似の化合物における相転移や結晶構造、イオンの運動性についての検討などを行い現象のさらなる理解に取り組みましたが、実験の再現性をとることなどに苦しみ期待していたような研究の進展は見られなかった。しかし得られた知見・成果については第10回分子科学討論会においてポスター発表し、国際学術論文誌に2報分の投稿準備を行っている。イオン性柔粘性結晶の分子設計はイオンの回転運動性を高めるために、これまで球状イオンに限られており、キラルイオンによる研究はほとんど行われていないが、対称性の低いイオンの凝縮系における運動はエントロピーや欠陥の増加が見込めることから、柔粘性結晶のイオン伝導度が高いことが期待される。またキラリティにより極性構造を形成することができれば、イオン性柔粘性結晶による強誘電性や指向的なイオン伝導など、新たな機能の発現も期待できる。(1)不斉中心を有するラセミの四級アンモニウム塩において、低温でも高いエントロピーを保持した柔粘性結晶を見出した。ラセミイオン対と類似のキラリティのないイオン対の比較によりラセミイオン対が残留エントロピーを有していることを見出した。またアニオンのイオン伝導度が高く、イオンの運動性が高いことが明らかとなった。(2)球状のテトラエチルアンモニウムとキラルなカンファースルホン酸アニオンから成るイオン対において、非極性構造から高温で極性構造への相転移を示す特異な柔粘性結晶を見出した。通常、結晶の相転移は昇温によって対称性が上がるため、低温では強誘電体であっても高温では常誘電体に転移する。近年柔粘性結晶の強誘電体が報告され、その回転運動制御が注目されているが、極性構造を有する柔粘性結晶の設計は重要な研究課題であり、さらにそれを高温で誘起することは強誘電性材料の設計に大きな波及効果をもたらすものである。このイオン対ではキラルアニオンによって設計された空間において球状イオンの制限回転が誘起され、昇温によって二回回転対称軸回転から三回回転対称軸回転へと回転対称の転移が観測された。空間対称性の低い回転モードに転移することによって、極性構造に転移するという特性は他に報告例がなく、キラルアニオンによって制限された空間におけるカチオンの分子回転が、特異な物性をもたらすことを発見した。今後は整流作用を有するために必要な要素について考察を深めるために現在合成しているいくつかの類似の化合物について同様の整流性を測定する電気化学測定実験を行う。さらに応用しやすいような系への展開のため、潮解性や水溶性などの問題の解決を目指すとともに、単結晶ではなく大面積で結晶成長できるような系への展開も目指す。
レプチンを用いた新しいメタボリックシンドローム治療法の開発

脂肪萎縮症においてレプチン治療が糖尿病、高脂血症、脂肪肝などの代謝異常を改善することをヒトにおいて明らかにしてきた。そこで本研究では、脂肪萎縮症以外にもより一般的な1型および2型糖尿病、高脂血症、脂肪肝において、レプチンが治療薬として有用であることを明らかにした。また、アミリンおよびGLP-1製剤が糖脂質代謝改善作用におけるレプチン抵抗性改善作用を発揮することを明らかにし、レプチン抵抗性状態における併用療法の有用性を示した。(1)レプチン抵抗性動物における糖脂質代謝改善作用におけるアミリンの有用性の検討血中レプチン濃度は体脂肪量に比例して上昇するが、肥満者では血中レプチン濃度が高値であるにもかかわらず肥満が是正されず、レプチン抵抗性の状態にあると考えられる。最近、食事誘導性肥満(DIO)ラットおよびヒト肥満者において、膵β細胞より分泌されるアミリンがレプチンの体重減少作用を回復させることが報告された。そこで今回、レプチンの糖脂質代謝改善作用についてもアミリンがレプチン抵抗性を解除するかどうかを検討した。レプチン抵抗性のDIOマウスにおいてレプチンあるいはアミリンの単独投与では糖脂質代謝の改善は観察されなかった。一方、レプチンとアミリンの共投与において明らかな糖脂質代謝の改善が認められた。膵β細胞機能が保たれた状態ではアミリンは糖代謝改善作用を示さないことから、レプチンの糖脂質代謝改善作用をアミリンが増強したものと考えられた。レプチン抵抗性の肥満者においてもアミリンと併用することによりレプチンの糖脂質代謝改善薬としての有用性が期待される。(2)レプチンの糖脂質代謝改善効果における作用メカニズムの解明レプチンは骨格筋においてAMPKを活性化することにより脂肪酸酸化や糖取り込みを促進することが知られている。昨年度はレプチン作用の低下した脂肪萎縮症モデルマウスにおいて肝臓でのAMPK活性が低下していることを報告した。そこで今回はレプチンの肝臓におけるAMPK活性化作用とそのメカニズムについて検討した。野生型マウスに対しレプチンを投与したところ肝臓におけるAMPK活性の上昇が確認された。この作用は迷走神経の遮断では変化を示さず、交感神経の遮断において消失した。さらにβ交感神経遮断薬の投与では変化を示さず、α交感神経遮断薬の投与により作用が消失した。また初代培養肝細胞に対しレプチンを投与してもAMPK活性の上昇は認められなかった。以上より、レプチンは中枢神経に作用しα交感神経系を介して肝AMPK活性を上昇させることが明らかとなった。メタボリックシンドローム領域におけるレプチンの臨床応用拡大を目指して、以下のマウスを用いた基礎検討を実施した。(1) 1型糖尿病における有用性の検討:STZを用いてインスリン分泌低下型糖尿病モデルマウスを作製し、レプチン投与を行った。レプチン投与により血糖コントロールの改善に必要なインスリン量を対照群の1/10以下にできることが明らかとな(2)インスリン分泌低下とインスリン抵抗性を併せ持つ2型糖尿病における有用性の検討:低用量のSTZ投与と高脂肪食負荷によりインスリン分泌低下とインスリン抵抗性を併せ持つ2型糖尿病モデルマウスを作製した。このマウスは体脂肪量の増加とともに血中レプチン濃度の上昇も認められたが、レプチン投与により血糖コントロールの改善が認められた。(3)高中性脂肪血症モデルマウスを用いた基礎検討:レプチン過剰発現トランスジェニックマウスにイントラリピッドを投与し、中性脂肪をはじめとする脂質成分の代謝を検討したところ、対照マウスと比較し、LPL活性の上昇とともに中性脂肪代謝の亢進が認められた。(4)非アルコール性脂肪肝モデルマウスを用いた基礎検討:近交系脂肪肝モデルマウスFatty LiverShionogi (FLS)マウスに対しレプチン投与を行ったところ、脂肪肝の著明な改善が認められた。この効果はPair-fed群では観察されなかった。以上より、1型糖尿病、2型糖尿病、高中性脂肪血症および脂肪肝の治療薬としてレプチンが有用である可能性が示された。今後、メタボリックシンドローム領域へのレプチンの臨床応用の拡大が期待される。【目的】生活習慣病では肥満が原因で発症しているものも多く、生活習慣病領域におけるさらなるレプチンの臨床応用拡大にはレプチン抵抗性を改善する治療法の開発が重要である。最近、膵β細胞より分泌されるホルモンであるアミリンのレプチ抵抗性改善作用が注目されている。また、近年GLP-1製剤が糖尿病治療薬として我が国でも承認され、膵β細胞への作用のみならず、食欲抑制や体重抑制などの中枢作用が注目されている。そこで本研究ではレプチン治療におけるアミリンおよびGLP-1製剤の併用治療の有用性について検討した。【方法】

高脂肪食負荷マウスに対してレプチン単独、アミリン単独あるいはレプチン+アミリンを肩甲骨間皮下に留置した浸透圧ミニポンプを用いて2週間、持続投与を行い、摂食量、体重の変化と同時に糖脂質代謝についても検討を行った。GLP-1製剤としてexendin-4を用い、高脂肪食負荷マウスに対してレプチン単独、exendin-4単独あるいはレプチン+exendin-4を肩甲骨間皮下に留置した浸透圧ミニポンプを用いて2週間、持続投与を行い同様の検討を行った。【結果】アミリンのレプチン抵抗性改善作用は、レプチンの摂食抑制作用や体重減少作用に対してだけではなく、レプチンの糖脂質代謝改善作用に対しても存在することが明らかとなった。またexendin-4にも摂食抑制作用や体重減少作用、糖脂質代謝改善作用におけるレプチン抵抗性改善作用あるいはレプチン作用増強作用があることが示された。【考察】生活習慣病領域におけるレプチンの臨床応用拡大にはレプチン抵抗性の解決が重要であるが、本研究により、レプチンとアミリンあるいはGLP-1製剤との併用治療がレプチン抵抗性のある病態で有用であることが示され、今後、肥満に起因する生活習慣病領域における臨床応用が期待される。