hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒバクシャにおける甲状腺がん発症の分子疫学的研究

人類史上最悪のチェルノブイリ原発事故への国際医療協力、学術交流を目的に、世界のヒバクシャの調査データと比較しながら、放射能汚染地区に多発している小児甲状腺がんの疫学調査を中心に成因究明をめざし、分子生物学的特徴の解析を行った。(1)チェルノブイリ周辺の小児甲状腺検診体制は各国保健省との共同事業として統一された診断基準、標準化されたプロトコールを用いた疫学調査を行っており、今回は甲状腺超音波画像異常と甲状腺疾患の発生頻度(結節、がん)を明らかにした。さらに、世界のヒバクシャ医療・医科学の実態についてシンポジウムを行い、未解明なヒバクシャ問題の現状を明らかにした。(2)ベラル-シ(被曝群)と日本(非被曝群)における小児甲状腺がんの臨床、病理学的差異について各々29例、33例で検討した。小児甲状腺がんの多発地区であるゴメリ州(ベラル-シ)の組織学的特徴は乳頭がんで間質の変化が強く浸潤・転移傾向を認めた。(3)チェルノブイリ周辺の小児甲状腺がんの細胞診の特徴は核の異形性が強くp53の点突然変異はないが低分化傾向を示した。(4)ヒト甲状腺細胞培養を行い、Fas抗原やp53の役割を細胞生物学的および遺伝子導入実験にて検討した。その結果、正常甲状腺細胞が放射線アポトーシスに陥りにくい機序とTSHの関与、p53の機能を明らかにした。p53は更に切断された遺伝子を再修復する機能を有することを明らかにした。
骨髄由来血管前駆細胞の動態解明とその機能制御法の開発

動脈硬化などの血管病は傷害に対する修復機構を契機として局所の細胞増殖によって生じると考えられている。成体にも様々な臓器への分化能を有する幹細胞が存在することが近年明らかになった。血管病の発症と進展における血中前駆細胞の関与を検討した。(1)マウス異所性心臓移植モデルにおいて、グラフト動脈硬化病変の大部分はレシピエント由来細胞で構成されていた。(2)骨髄置換マウスの大腿動脈に機械的傷害を加えた。再生内皮、新生内膜、中膜の一部が骨髄由来細胞で構成されていた。(3)高脂血症マウスに骨髄移植を施行したところ、粥腫平滑筋細胞の半数は骨髄由来細胞であった。高度進行した動脈硬化病変においても骨髄由来細胞が病変部に集積しており、平滑筋様、内皮様細胞に分化していた。(4)3148週齢のApo E欠損マウスの進行した動脈硬化病変において内皮細胞と平滑筋細胞のアポトーシスが高頻度に認められた。GFPマウスの骨髄を移植したのち、8083週齢において粥腫ならびに外膜にGFP陽性細胞が集積していた。これらの骨髄由来細胞の一部は平滑筋細胞もしくは内皮細胞のマーカーを発現していた。骨髄由来内皮様細胞は管腔側内皮のみならずプラーク内および外膜の新生血管にも認められた。粥腫内石灰化部位において骨髄由来細胞が骨芽細胞関連蛋白を発現していた。(5)マウス、ラビット、ヒトの末梢血単核球をPDGF-BBと塩基性FGF中で培養することで、αアクチン陽性細胞を分化させることができた。スタチンは平滑筋様細胞への分化を抑制した。高脂血症、加齢などによって血中の平滑筋前駆細胞数は増加した。以上より、骨髄細胞などから前駆細胞が血中に動員され、血管修復と病変形成へ貢献すると考えられる。血中の血管前駆細胞は、動脈硬化の診断、治療における新しい標的になると期待される。(4)3148週齢のApoE欠損マウスの進行した動脈硬化病変において内皮細胞と平滑筋細胞のアポトーシスが高頻度に認められた。(5)マウス、ラビット、ヒトの末梢血

単核球をPDGF-BBと塩基性FGF中で培養することで、αアクチン陽性細胞を分化させることができた。スタチンは平滑筋様細胞への分化を抑制した。高脂血症、加齢などによって血中の平滑筋前駆細胞数は増加した。以上より、骨髄細胞などから前駆細胞が血中に動員され、血管修復と病変形成へ貢献すると考えられる。血中の血管前駆細胞は、動脈硬化の診断、治療における新しい標的になると期待される。私たちは、骨髄由来前駆細胞が傷害後の血管に定着し、内皮細胞もしくは平滑筋細胞に分化して病変形成に関与することを報告した。骨髄由来細胞の血管病変への関与について、いくつかの方法を用いて再検証してみた。異なる血管傷害モデルを用いての検討:骨髄を置換したマウスの三つの異なる血管に、同時に別々のタイプの血管傷害を加えた。ワイヤー傷害では多くの骨髄細胞が取り込まれていたが、頚動脈の結紮では非常に少なかった。ポリエチレンチューブの大腿動脈周囲への留置では周囲の炎症細胞としては骨髄由来細胞が存在したが、新生内膜には殆ど取り込まれていなかった。一個の造血幹細胞を用いた骨髄置換マウスの解析:骨髄KSL分画(c-kit^+,Sca-1^+,lineage^-)3000個によって骨髄を置換したマウスでは、KSL分画由来細胞が傷害後血管リモデリングに重要な役割を演じていた。一方、KSL分画をさらに精製して1個の造血幹細胞で骨髄置換したマウスを解析すると、移植した細胞の血管リモデリングへの関与は殆ど認められなかった。Parabiosisモデルを用いての検討:Parabiosisモデルにおいて、液性因子ばかりでなく、末梢血、骨髄細胞も二マウス間を交流していた。片方のマウスの血管に傷害を加えると、パートナー由来の細胞が新生内膜形成に関与していた。非照射マウスにおいても、骨髄由来の血中前駆細胞が血管リモデリングに関与することが明らかとなった。末梢血から血管細胞の分離:マウス、ラビット、ヒトの末梢血単核球を培養すると、平滑筋様細胞もしくは内皮様細胞に分化させることができた。高脂血症、加齢によって平滑筋前駆細胞数は増加した。アンジオテンシンIIの持続注入によって血管前駆細胞数は増加し病変進行は加速した。また、動脈瘤形成も認められた。以上より、血液中の前駆細胞が傷害血管のリモデリングに関与する現象が再確認された。生活習慣病治療薬が前駆細胞の動態に影響する可能性が示唆された。
ウェブ・ジャーナリズム活動の横断的調査とその分析

持続可能性の獲得と公共に対する使命の狭間で多様な試みがなされているウェブ・ジャーナリズム活動の現在を、日米欧において共同研究者との共通項目に則って調査を行い、この成果をオンライン・データベースとして構築した。さらに、現代のジャーナリズム活動を情報生態系の観点から俯瞰的に分析を行い、今後の情報化社会において伝統的メディアとウェブメディアの果たす役割を検討した。平成23年度は、ウェブ上でジャーナリズム活動を行っている組織に対してアプローチし、最終的に15のサイト運営者に対して欧米の協働研究者と作製した共通項目に基づく半構造化インタビューを行った。さらに、予備調査として、ソーシャルメディア「ツイッター」を積極的に活用している新聞各紙記者のインタビュー調査を行った。さらに、東日本大震災以降のメディア報道について、定量的分析を行った。最終年度となった平成24年度は、まず前年度に行った国際比較調査の取りまとめを行った。この成果は世界から比較閲覧可能なかたちで、プロジェクトのサイトに掲載された(http://www.submojour.net)。また、2012年5月にはフィンランドのヘルシンキにおいて、協働研究者が集まり、シンポジウムを開催した。また研究成果は、協働報告書として書籍とPDFのかたちで、タンペレ大学より2012年夏に刊行された。さらに現在、論文としての投稿を目指して執筆作業が続けられている。さらに2012年度においては、計画書記載の2年次課題としての「(2)各組織の規範理念、所属ジャーナリストに対するインタビュー等に基づく理論的検討(3)各組織が生産するコンテンツの質的・量的分析」を実施するため、具体的事例として、新聞報道のみならずソーシャルメディア上でも関心が高く、議論されることが多い補完代替医療(complementary and alternative medicine:以下、CAM)の報道分析とそれに基づく各紙記者のインタビューを行った。この成果は先行研究との国際比較が可能なように設計されており、現在は投稿論文として大詰めの段階に入っている。本研究の2011年度においては、ウェブ上においてジャーナリズム活動を行う組織に対して、調査票調査やインタビュー調査を行い、その成果をもとに、データベースを構築することを目的としていた。この当初計画に則し、フィンランド、アメリカと協働でウェブ・ジャーナリズム活動の横断的調査を実施した。本研究費の充当・担当部分である日本国内調査について、2011年度後半2012年度前半にかけて25社を調査している(2011年度中には10社のインタビュー成果を完成、残り15社に関しても初期インタビューは完了済み)。この成果は、欧米との協働データベースとして("SustainableBusiness model for Journalism(SuBmoJour); http://www.submojour.net/ )。構築されつつある。インタビューからは、ジャーナリズムの規範的問題に関してアーキテクチャがどのような影響を与えているか、あるいは実践者が規範的問題に関してどのような視座を持っているかを、ジャーナリストや経営者などに対するインタビューを通じて明らかにすることができた。また、当初は2012年度に予定していた内容であったが、前倒しするかたちで、国内の個々のジャーナリストがどのようにソーシャルメディアを利用しているかについて、8名の中央・地方のジャーナリストに対して詳細なインタビュー調査を行った。このインタビュー調査からは、長らくは理想論に過ぎなかったジャーナリズムの議題「構築」機能に際して、ソーシャルメディアという双方向性アーキテクチャが登場したことにより、伝統的メディアのジャーナリストがそれを利用している様式の一端が明らかとなった。2011年3月に発生した東日本大震災は、本研究にも影響を与え、調査対象となるジャーナリズム組織・個人がインタビューに応じてくれない等の支障を来した。しかし夏頃からは次第に事態が改善し、当初予定していた調査を進めることが可能となった。当該年度に実施した主な調査は下記の通りである:1.オンライン・ジャーナリズム組織の横断的調査:海外(フィンランドを中心とした欧州及びアメリカ)との共同研究調査"Sustainable Business model for Journalism(SuBmoJour)"として、メール、掲示板、スカイプなどを通じて調査項目の議論と策定を行ったうえで、調査を開始した。2011年度には10社の調査が完了し、2012年度初頭には残る15社の調査が完了する予定である。なお、この研究成果は統一データベースとしてhttp://www.submojour.net/にて公開されている。2.ジャーナリストのソーシャルメディア使用状況調査:地方・中央を含め、8名の新聞社所属のジャーナリストに対し、詳細なインタビュー調査を行った。ツイッターなどのソーシャルメディアを、伝統的メディアのジャーナリストがどのように用い、またその情報を巡る相互補完的な関係が成立している状況を調査した。以上の様な状況から、本研究は当初計画からは少し遅れ気味であるものの、おおむね順調に進展しているものと判断できる。今後は、主に下記の3点について研究を推進する予定である:1.オンライン・ジャーナリズム組織の横断的調査:5月初頭に、フィンランドのヘルシンキ及びタンペレで、協働研究者が集まっての会議を開催し、国際調査の第一段階の成果を持ち寄ると共に、調査報告書の完成に向けて議論を行う(但し、旅費については、今回はフィンランドアカデミーの招待によるもので、本研究費は使用しない)。その後、報告書の取りまとめとともに、共著論文の執筆を行う。

2.追加インタビューによる補強と分析:上記1と関連し、ウェブ・ジャーナリズムについて他国と比較した場合に日本に特異的と思われる事象に関し、追加のインタビュー及び分析を行う。3.東日本大震災を巡るウェブ・ジャーナリズムの機能と効果の分析:2011年度調査は東日本大震災の影響を受けたが、同時に研究の観点からは、この震災は伝統的メディアとウェブメディアの相互作用が図らずも進展した事例と言える。2011年度の調査においても、インタビュイーは「震災後の対応と変化」について述べることが多かった。こうした点からは、メディアの過渡期において震災がもたらした影響を精査することで、後代に資し、また未来を占うための情報を獲得出来るものと推察される。具体的には、(1)専門知を巡る伝統的メディアの情報発信とそのソーシャルメディア受容、(2)ローカルな文脈における伝統的メディアの影響とそのソーシャルメディアにおける受容様式、を検討する予定である。次年度の研究費は、第二段階の調査のための国内旅費(福島方面)、研究の取りまとめのためのインタビューの整理、国際学会での成果発表などを中心に使用する予定である。
高分解能X線顕微鏡製作のための基礎研究

実時間で観測できる小型のX線顕微鏡システムを製作するため、コンパクトなレーザープラズマX線源の開発を行った。まずスラブ型Ndガラスレーザー(エネルギー8J、繰り返し周波数3Hz、パルス幅40ns)を開発し、これを3×10^<12>w/cm^2に集光して種々のターゲットに照射し、発生するX線の励起強度依存性、ターゲット膜厚依存性、変換効率、X線スペクトルを測定した。変換効率10%以上が得られた。X線検出器としてマイクロチャンネルプレート(分解能25μm)を用いて、単一X線パルスでX線画像を検出できるシステムをつくった。この検出システムと、コンデンサーゾーンプレートでX線のΔ色化を行い、対物用ゾーンプレートで像の拡大を行うシステムを組み合わせたシステムについて検討した。これにより倍率10倍のX線顕微鏡を構成できることがわかった。今後さらに高倍率化と高分解能化をはかるためには、まずX線反射鏡によりレーザープラズマX線の集光を行なって高倍率化を達成し、つぎに現在開発されつつあるCCDのようなより高分解能X線検出器と組み合わせる。このことにより、空間分解能100mm以上のコンパクトなX線顕微鏡システムが製作し得ることがわかった。分解能1μmのコンデンサーゾーンブレートおよび分解能100nmのマイクロゾーンプレートを、電子ビームリソグラフィーを用いた方法で行ったこれらのゾーンプレートを用いた結像型X線顕微鏡の基礎実験を、高エネルギー物理学研究所放射光実験施設のシンクロトロン放射装置のアンジュレーター放射ビームライン(BL-2,基本波長1330【A!゚】)において行なった。まずコンデンサーゾーンプレートによる集光特性と分光特性について検討した。本研究のために400mmの光軸上の距離を横ずれる2μm以内の精度で走査できるリニアモノクロメーター装置を製作した。この装置に上記のゾーンプレートを取りつける。アンジュレーター放射のスペクトルを本装置により測定し、一方、同じスペクトルを高分解能の回折格子分光器で測定し、両者を比較した。この結果よりゾーンプレートを用いるリニアモノクロメーターの分解能は、ゾーンプレート自身によって決まる理論分解能の1/6倍と低かった。これは、アンジュレーター放射のビーム寸法が数mmと大きいためであることが解った。今後、理論分解能△λ/λ=1/100を達成するために、光源点にピンホールをもうけることを検討する。次に、像の拡大実験を行なった。金属メッシュの7.7倍の拡大像を得た。これは、ゾーンプレートによるX線拡大像の我が国における最初の実験である。今後、分解能および倍率の拡大についての検討が課題である。X線源として、レーザープラズマX線源について検討した。X線リソグラフィーの実験および発生するX線波長の依存性についての検討から、X線顕微鏡用の線源として非常に有望であることが解った。パルス光であるため、マイクロコンピューターによる画像処理を用いた電気的検知方式について検討した。今後、研究室レベルでの小型X線顕微鏡システムについて検討を行う。実時間観測方式の高分解能X線顕微鏡製作のために,レーザープラズマX線源を用いた結像方式について実験的検討を行なった.X線画像検知システムとしては, S61年度に購入したホトニックマイクロスコープシステムをX線パルスによって動作できるように改造を行なった.また,トリガー回路を付加し,さらにコンピューター制御式とし,このためのプログラムを製作した. X線検出器としては,マイクロチャネルプレートを用いた.このシステムを用いることにより, 33msの時間分解能でX線画像を観測可能となる.上記を検証するため,レーザープラズマX線源:激光IV号(大阪大学レーザー核融合研究センター設置)を用いて画像検出実験を行なった. X線発生のための元素としてAuを用いた.レーザー波長0.53μm,パルス幅0.4nsレーザーエネルギー20Jの条件で実験を行なった. S61年度のシンクロトロン放射X線源での実験から,用いたX線検出器は波長30Åにおいて【less than or similar】10^<14>ph/s・cM^2の感度を有していることがわかっている.上記検出器を用いて金属メッシュのX線透過像を検出することができた.検出限界はレーザーエネルギーが1.6丁のときであった.これはX線強度6×10^<19>ph/s・cm^2に相当する.この値はシンクロトロン放射の場合と比較して約6桁感度が悪い.これは検出器マイクロチャンネルプレートの螢光体の時間応答特性を考慮するとうまく説明できる.さらに,より小型,高繰り返しのレーザープラズマX線源の開発を行った.もう2桁感度の高いマイクロチャンネルプレートと, S61年度に制作したゾーンプレートを組み合わせることにより,実時間観測方式結像型X線顕微鏡のシステムを組立て,システムとしての評価をすべく,現在進めている.実時間で観測できる小型のX線顕微鏡システムを製作するため、コンパクトなレーザープラズマX線源の開発を行った。

今後さらに高倍率化と高分解能化をはかるためには、まずX線反射鏡によりレーザープラズマX線の集光を行なって高倍率化を達成し、つぎに現在開発されつつあるCCDのようなより高分解能X線検出器と組み合わせる。このことにより、空間分解能100mm以上のコンパクトなX線顕微鏡システムが製作し得ることがわかった。
可積分性を持つセルオートマトンの数理構造の解明とその応用

3年間にわたる研究の主な成果は以下の通りである.(1)現在にまでに見い出されたほとんどすべての可積分セルオートマトンは,非自立離散KP方程式(広田-三輪方程式)およびそのreductionからの超離散極限によって構成できることを示した.(3)離散戸田分子方程式は加速法のひとつであるεアルゴリズムと等価になり,戸田分子方程式を利用して加速における収束性など解析的な性質を議論できることを示した.(4)箱玉系(ソリトン的なパターンを生成するセルオートマトンを,1次元的に配列した箱の中の玉の動きとして表現した離散力学系)の時間発展パターンはソリトン的な性質を持ち,ソリトンの散乱には組合せ論的な規則がある.この一般化された箱玉系に対して,超離散化の手法により,箱玉系が離散KP方程式(広田-三輪方程式)の1-reductionからの超極限操作によって得られる事を示し,具体的なソリトン解の表式を得た.さらに一般化された戸田分子方程式に対する超極限操作を用いて,箱玉系のソリトン的な性質,及び組合せ論的な性質を証明した.また,保存量を構成し,それによってソリトン性の証明の別証明を与えた.また,箱玉系とA型の組合せ論的R行列に対応する可解格子模型との対応を用いて,素励起(ソリトン)の組合せ論的な散乱法則の証明や表現論的な保存量の構成などを行った.そして,もっとも一般的な箱玉系(箱の容量,carrierの容量,玉の数が任意であるもの)を構成し,ソリトン性の証明,具体的なソリトン解の構成を行った.3年間にわたる研究の主な成果は以下の通りである.(1)現在にまでに見い出されたほとんどすべての可積分セルオートマトンは,非自立離散KP方程式(広田-三輪方程式)およびそのreductionからの超離散極限によって構成できることを示した.(3)離散戸田分子方程式は加速法のひとつであるεアルゴリズムと等価になり,戸田分子方程式を利用して加速における収束性など解析的な性質を議論できることを示した.(4)箱玉系(ソリトン的なパターンを生成するセルオートマトンを,1次元的に配列した箱の中の玉の動きとして表現した離散力学系)の時間発展パターンはソリトン的な性質を持ち,ソリトンの散乱には組合せ論的な規則がある.この一般化された箱玉系に対して,超離散化の手法により,箱玉系が離散KP方程式(広田-三輪方程式)の1-reductionからの超極限操作によって得られる事を示し,具体的なソリトン解の表式を得た.さらに一般化された戸田分子方程式に対する超極限操作を用いて,箱玉系のソリトン的な性質,及び組合せ論的な性質を証明した.また,保存量を構成し,それによってソリトン性の証明の別証明を与えた.また,箱玉系とA型の組合せ論的R行列に対応する可解格子模型との対応を用いて,素励起(ソリトン)の組合せ論的な散乱法則の証明や表現論的な保存量の構成などを行った.そして,もっとも一般的な箱玉系(箱の容量,carrierの容量,玉の数が任意であるもの)を構成し,ソリトン性の証明,具体的なソリトン解の構成を行った.上記の課題に対して,本年度は次の成果を得た.1.戸田分子方程式から得られる可積分セルオートマトンとLotka-Volterra方程式から得られる可積分セルオートマトンとの関係を示し,それを利用してソーティングのアルゴリズムを構成した.また,このアルゴリズムと通常のバブルソートとの関係を示し,バブルソートは非可積分系とみなせることを示した.2.KP階層の母函数(タウ函数)に三輪変換を拡張した離散変換を行うことによって,非自律な非線形可積分差分方程式が得られることを示し,その解の構造,特にDarboux変換による解の構成法を示した.また,Darboux変換と佐藤理論との関係をfermion operatorsを用いて示した.さらに,KP階層に付随する線形方程式の一般解が対応する固有値問題の固有函数の線形結合で表わされることを証明した.3.非線形可積分方程式の特殊函数解が特殊函数の積分表示式ともともとの方程式に付随する線形方程式の固有函数を用いて一般的に構成できることを示した.特に,非自律な方程式に対してもある種の特殊函数が定義できることを示した.その応用として,q-超幾何函数などの非線形なcontiguity relationを求めた.4.離散パンルベ方程式の超離散化によって得られるパンルベII型の超離散方程式を求めた.その解,特に楕円函数解の超極限として得られる厳密解を求め,その特性について議論した.上記の課題に対して,本年度は次の成果を得た.1.ソリトン性を持つ時間発展パターンを生じるセルオートマトンを,並んだ箱の中を動く玉の動きとして実現した系(箱と玉の系)が,特に,箱の容量が1の場合に,この系のソリトンの時間発展を記述する表式が2次元離散戸田方程式の1 reductionにより得られる方程式の超極限である事を示し,この結果を利用して,この系のソリトンがソリトンとしてふるまう事(任意の個数の孤立したパターンがその相互作用の後に同じパターンに分解する事),およびその散乱過程が2体散乱の積として表現される事(Yang-Baxter関係式)を証明した.また,このYang-Baxter関係式を与える散乱のR行列が量子群のq->0でのR行列の対称テンソル表現のクリスタル基底への作用に等しい事がわかった.

さらに,反対称表現への作用を与えるセルオートマトン系が構成でき,それが本質的に箱と玉の系と等価である事を示した.2.離散可積分格子におけるDarboux変換が多成分KP階層のタウ函数および線形問題に附随する波動函数のBacklund変換とみなせる事を示した.本年度は「箱玉系」の数理構造を「超離散化」および「結晶化」のふたつの観点から研究した.箱玉系とは,ソリトン的なパターンを生成するCelluar Automaton (CA)を,1次元的に配列した箱の中の玉の動きとして表現した離散力学系である.その時間発展パターンはソリトン的な性質を持ち,ソリトンの散乱には組合せ論的な規則がある.この系に対して,(1)一般化された箱玉系に対して,超離散化(ultra-discretization)の手法により,箱玉系が離散KP方程式(広田_三輪方程式)の1-reductionからの超極限操作によって得られる事を示し,具体的なソリトン解の表式を得た.さらに一般化された戸田分子方程式に対する超極限操作を用いて,箱玉系のソリトン的な性質,及び組合せ論的な性質を証明した.また,保存量を構成し,それによってソリトン性の証明の別証明を与えた.(2)最近,可解格子模型の絶対零度での配置パターンをCAの時間発展パターンと見る見方が提案された.樋上らはこの手法を結晶化(crystallization)と呼んでいる.この観点では,箱玉系はA型の組合せ論的R行列に対応するBoltzmann weightを持ち,各link上の状態空間をその対称テンソル積表現とする可解格子模型とみなす事ができる.そこで,crystal理論を用いて,素励起(ソリトン)の組合せ論的な散乱法則の証明や表現論的な保存量の構成などを行った.そして,もっとも一般的な箱玉系(箱の容量,carrierの容量,玉の数が任意であるもの)を構成し,ソリトン性の証明,具体的なソリトン解の構成を行った.
ドップラーシフトホログラフィーによるマイクロ流路内の単眼三次元流速計測

本研究では、ドップラー位相シフトホログラフィーを用いることで、光のドップラー効果より物体の奥行き方向速度を計測可能なことに着目し、顕微鏡下でのμPIVによる二次元計測に加え、トレーサー粒子のインラインホログラムの時間変化を高速度カメラで観測し、粒子の速度によるドップラーシフトを検出することで、単眼でトレーサー粒子の三次元の位置と速度を同時に精度良く計測した。本研究では、まず離散的な計測点に対して、各点の三次元速度を独立に計測可能であることを示した。更に、ホログラムの干渉光学系に拡大光学系を加えることで、微小領域に対しても同様にドップラー位相シフトホログラフィーが実現可能であることを示した。インライン型のデジタルホログラフィに対し、ドップラー位相シフト法による解析を行うことで、精度の高い位置計測と奥行き方向の速度計測が可能と考えられる。本研究では、その予備的研究として、奥行き方向に移動する凹面鏡に対して、本手法を用いた解析を行い、凹面鏡の表面形状を精度良く測定可能なこと、併せて、奥行き方向の速度計測が可能であることを示した。本年度は、具体的な対象物として、五円玉硬貨を用い、奥行き方向への移動だけではなく、三次元の速度を与えて、その速度と形状の同時計測を行った。奥行き方向のみの移動であれば、測定対象の像の位置が動かないため、ドップラー位相シフト法による解析に必須な時系列データを容易に取得することが可能であるが、横方向への移動があると、測定対象の像の位置が時間的に変化してしまう。本研究では、一定時間間隔離れた二時刻の再生像に対し、粒子画像流速計(PIV: Particle Image Velocimetry)の原理を適用することで、面内の変位を算出し、各時刻における画像のシフト量を推定し、フーリエ変換を用いてシフト量を補正することで、面内方向への移動を補正した時系列画像を再構築することに成功した。得られた再構築画像を用いることで、時系列の解析が可能となり、対象物に横方向への移動がある場合にも奥行き方向の速度計測が可能となった。更に、対象物の移動方向及び移動速度を種々変化させて、三次元速度計測を行うことで、様々な条件下で三次元速度計測が可能であることを実証した。また、光学部品の見直しを行うことで、ノイズの少ない計測系を実現すると共に、今後の研究に備えて、顕微鏡の拡大光学系を準備した。近年、生命科学や創薬の分野でマイクロ流路を使った研究が盛んになっている。二液体の混合や微小液滴の精製などを緻密に制御するためには、マイクロ流路内の流動様式の把握が必要不可欠である。既存の計測技術としては、顕微鏡下でのμPIV(粒子画像流速計)で二次元の速度分布は計測可能であるが、三次元形状の観察が可能な共焦点顕微鏡を用いても、奥行き方向の速度の計測は難しい。顕微鏡下での三次元流動の観察を実現するためには、単眼での三次元流速計測が可能な新たな計測手法の開発が強く求められている。本研究では、ドップラー位相シフトホログラフィーを用いることで、光のドップラー効果より物体の奥行き方向速度を計測可能なことに着目し、顕微鏡下でのμPIVによる二次元計測に加え、トレーサー粒子のインラインホログラムの時間変化を高速度カメラで観測し、粒子の速度によるドップラーシフトを検出することで、単眼でマイクロ流路内のトレーサー粒子の三次元の位置と速度を同時に精度良く計測することを目的とする。本年度は、初年度に実現した三次元速度計測の原理を発展させ、離散的な計測点に対して、各点の三次元速度を独立に計測可能であることを検証した。また、ホログラムの干渉光学系に拡大光学系を加えることで、微小領域に対しても同様にドップラー位相シフトホログラフィーが実現可能であることを示した。これにより、微小領域での離散点に対する単眼観察による三次元速度計測が実現出来ており、マイクロ流路内での単眼三次元流速計測の実現に向けて大きく前進しており、光学的にも流体工学的にも大きな意義がある。本研究では、初年度に三次元速度計測の原理を実現させた。また、2年度目には、それを発展させ、離散的な計測点に対して、各点の三次元速度を独立に計測可能であることを検証した。最終年度は、ホログラムの干渉光学系に拡大光学系を加えることで、微小領域に対しても同様にドップラー位相シフトホログラフィーが実現可能であることを示した。

これにより、微小領域での離散点に対する単眼観察による三次元速度計測が実現出来ており、マイクロ流路内での単眼三次元流速計測の実現に向けて大きく前進しており、光学的にも流体工学的にも大きな意義がある。本研究では、ドップラー位相シフトホログラフィーを用いることで、光のドップラー効果より物体の奥行き方向速度を計測可能なことに着目し、顕微鏡下でのμPIVによる二次元計測に加え、トレーサー粒子のインラインホログラムの時間変化を高速度カメラで観測し、粒子の速度によるドップラーシフトを検出することで、単眼でトレーサー粒子の三次元の位置と速度を同時に精度良く計測した。本研究では、まず離散的な計測点に対して、各点の三次元速度を独立に計測可能であることを示した。更に、ホログラムの干渉光学系に拡大光学系を加えることで、微小領域に対しても同様にドップラー位相シフトホログラフィーが実現可能であることを示した。基本的な計測原理の検証を慎重に行っているために、流体計測への適用には未だ着手出来ていない。しかし、基本的な計測原理の検証は完成し、単眼観察による三次元速度計測手法の開発は既に達成されている。今後は、流体計測の実現に向けて、更なる開発を続けて行く予定であり、当初計画は概ね達成可能であると考えている。熱工学昨年度までの研究で、ドップラー位相シフト法を用いたデジタルホログラフィーを活用することで、単眼観察による三次元速度計測手法を実現することに成功し、基本的な計測原理の開発は完了した。今後は、本手法を更に発展させ、流体の三次元流速測定法として確立させることを目指す。当初計画では、二次元バックステップ流れのマイクロ流路での三次元計測を計画していたが、まず三次元流速測定法としての計測技術の確立を最優先に研究を進める予定である。当初の計画では、粒子群の運動に対し、段階的に運動の自由度を増して行くことで、計測の自由度を高めて行く計画であったが、実際の研究においては、視認性の高い干渉像を使った方が研究を進め易かったため、計測対象を粒子ではなく、五円玉硬貨として、研究を行った。図形的特徴の明確な対象物を計測対象としたことで、面内のトラッキングが容易となり、横方向への移動を伴う時系列画像に対し、有効な位置補正を行うことに成功した。その結果、三次元計測のアルゴリズムに関しては、当初の計画より早い段階で、基本的な計測アルゴリズムを確立することに成功した。一方、粒子を用いなかったために、離散的な計測点に対する画像の識別・分離の方法に関しては、今後の検討課題となっている。しかし、当初の計画では、平成26年度以降に実施する予定であったマイクロ流路における三次元流速測定に必要となる顕微鏡の光学系に関しては、光学系の基本設計と部品調達を行うことに成功しており、当初の計画よりも若干進展している。以上より、研究全体として、総合的に判断した場合、現在までの研究の達成度は「おおむね順調に進展している」ものと判断する。当初の計画では、本年度に実施する予定の微小流路内の計測が実現しなかったため、微小流路の試作費用を次年度に留保したため。今後はまず、本年度までに実現した、物体の単眼三次元速度計測法の基本的な計測原理に関して、国内外に研究成果の公開を行いつつ、関連する研究分野の情報収集を行う計画である。また、計測方法の開発自体に関しては、早急に、粒子を対象とした計測を行い、実際にマイクロ流路内での三次元速度計測が実現可能であることを早い段階で検証する。
唾液マイクロRNAの加齢変動と機能解析

高齢者(70歳以上)と若年者(20-40歳代)の唾液マイクロRNA (以下miRNA)を解析し、有歯(20本以上)高齢者にmiR-1290が高レベルである可能性を見いだした。miR-1290の機能を調べた結果、唾液を産生する腺房細胞に似た顎下腺細胞株(NS-SV-AC)の細胞増殖をmiR-1290が促進する可能性が示唆された。歯の数が20本以上維持され、口腔内の衛生管理が比較的良好な高齢者の唾液に豊富なmiR-1290は、今後引き続き産生機構および機能を解明することで、口腔内のみならず全身性への影響を含め、加齢にともなう防御機構の一つとしての展開が期待できる。マイクロRNA(以下miRNA)はタンパク質をコードしない短いRNAだが、タンパク質をコードするmRNAを標的にしてその発現を抑制する新たな遺伝子発現調節分子である。miRNAはあらゆる体液中に安定して存在することが現在では知られており、我々も唾液miRNAのプロファイリングを行ってきた。本研究では、1.多量に存在しているmiRNA、および、2.炎症などによって変動する可能性のあるmiRNA、について、それぞれ標的遺伝子との関連性を検証し、機能解析から唾液miRNAの意義を検討している。1.唾液にも多量に存在するmiRNA種としてmiR-1290に注目し、細胞増殖に関わっていると考えられる遺伝子XがmiR-1290の標的であることを明らかにし、さらに、miR-1290を細胞株に導入することで細胞浸潤能に関わっていると考えられる遺伝子の変動が認められた。これらにより、正常細胞において、miR-1290が細胞増殖と細胞運動に関わる可能性が示唆され、その詳細を現在検討している。2.炎症性サイトカインTNFa処理で変動の大きいmiR-222と、独自に注目した遺伝子Yの検証を行った。遺伝子YのmiR-222の結合部位はコンピュータの予測通り3'UTRに2カ所存在し、遺伝子Yの発現調節にmiR-222の関与を明らかにしたが、標的遺伝子Yは特に、脳、心臓、骨格筋に発現が優位で、現在、唾液腺での発現を検討している。miR-1290については標的遺伝子Xとの検証を進めた。ヒト唾液中での量的変動の検証をより迅速にすすめる必要がある。miR-1290と配列の一致性が高いmiR-1246の存在により、唾液RNAからRT-PCRで増幅する際に少なくともこれら2つを同時に検出してしまうことが確認された。現在RT-PCR以外の検出方法も検討中である一方で、配列一致性が高いことから、同様の機能分子として取り扱うことも検討している。miR-222については、miR-222自体の発現調節と標的遺伝子Yの発現変動に矛盾はないが、遺伝子Yの発現を調節するmiRNA以外の他の因子との関連性を含め、miR-222と遺伝子Yからなる細胞での機能解析を順調に進めている。アレイ法を用いたプロファイリングにより、唾液中に存在するマイクロRNA(miRNA)の種類を明らかにし、唾液miRNA全体、および注目した個別のmiRNAについて特徴的な機能およびバイオマーカーとしての利用の可能性を検討している。唾液miRNAプロファイリングのためアレイ法に用いた検体のうち、年齢70歳代(高齢者)由来の7検体と30-40歳代(比較的若年齢者)由来の4検体では、miRNAの収量(総RNAとして回収)および検出された成熟miRNA分子の種類がいずれも高齢者で著しく多かった。高齢者での唾液分泌量自体の低下がRNA抽出に用いた唾液容量400マイクロリットルあたりのmiRNAの濃縮につながった可能性のほか、細胞外へ分泌されるmiRNA量に変動を及ぼす要因として、miRNA産生細胞からのエクソソームの分泌亢進が考えられた。細胞がmiRNAを分泌する主要な機構としてmiRNAを含む小胞であるエクソソームが知られているが、癌化した細胞においてエクソソーム分泌亢進が報告されていることから、癌化に類似した加齢にともなう変動の影響が考えられた。さらに、細胞内でのmiRNAの成熟には癌抑制遺伝子TP53がコードするp53が関与し、p53は成熟型miRNAの誘導を亢進すると報告されている。癌抑制機能と細胞老化の共通点からも、唾液miRNA全体の変動との関連を検討中である。個別miRNAの機能解析に用いた2つの正常顎下腺細胞株は、同一人物から樹立されたため、由来するゲノム塩基配列の差異は極めて低い。2つの細胞株では、通常培養状態でのp53の発現レベルに差があり、p53の発現レベルが低い細胞株においてmiR-1290導入による細胞増殖能の亢進が認められたことから、miR-1290の標的遺伝子発現抑制との関連性を検討している。また、癌関連miRNAの一つとして知られるmiR-222のこれら細胞株での増殖制御にも注目し、標的遺伝子の機能との関連を検討している。ヒト顎下腺細胞株を用いた機能解析とマウスの組織を用いた免疫染色法により、miRNAによる特定標的タンパクの発現調節の可能性を見出したが、その詳細は現在検討中である。形態的に異なる2種類のヒト正常顎下腺(SMG)細胞株を用いた本研究では、それぞれに発現しているマイクロRNA(以下miRNA)のプロファイリングを精査することにより、miR-200ファミリーの発現の有無が、細胞株の形態の差異および細胞内応答性や機能に影響していることが強く示唆された。

2種類の細胞株、NS-SV-ACとNS-SV-DCは、SV-40で不死化樹立時(1993年、東博士ら)、コロニー形成能がなく、ヌードマウスへの移植で腫瘍形成が認められなかったことからいずれも正常細胞株である。本研究によりNS-SV-ACはmiR-200ファミリー(miR-200b/a,miR-429、miR-200c,miR-141)およびmiR-205の発現が無く、NS-SV-DCは一部miR-200ファミリー(miR-200b/a,miR-429)の発現が無いことが明らかとなった。miR-200ファミリーおよびmiR-205は、接着因子E-カドヘリンの遺伝子発現を抑制的に制御する転写因子を抑制するため、miR-200ファミリーおよびmiR-205の発現低下は、E-カドヘリン発現の低下をもたらす。これらの遺伝子発現変化は、上皮-間葉系変換(EMT)の重要なマーカーとなっている。EMTは細胞の可塑性に影響し、個体発生初期の細胞移動の他、癌細胞の転移悪性化、薬物耐性への関与も報告され重要である。NS-SV-ACはEMT状態、NS-SV-DCは部分的EMT状態にあると考えられた。これまで我々が注目してきたmiR-1290およびmiR-222に対する2つの細胞株間での応答性の違いも、これらEMT状況の差異が影響していると考えられた。高齢者(70歳以上)と若年者(20-40歳代)の唾液マイクロRNA (以下miRNA)を解析し、有歯(20本以上)高齢者にmiR-1290が高レベルである可能性を見いだした。miR-1290の機能を調べた結果、唾液を産生する腺房細胞に似た顎下腺細胞株(NS-SV-AC)の細胞増殖をmiR-1290が促進する可能性が示唆された。歯の数が20本以上維持され、口腔内の衛生管理が比較的良好な高齢者の唾液に豊富なmiR-1290は、今後引き続き産生機構および機能を解明することで、口腔内のみならず全身性への影響を含め、加齢にともなう防御機構の一つとしての展開が期待できる。miR-1290について、ヒト唾液中での量的変動と、変動をもたらす要因の検討を重ねる。miR-222およびmiR-221(miR-222と同等の作用が考えられるファミリー分子)について、ヒト血清においても、マウス血清同様の変動が認められるのか検証する。また、機能の解明を進めてきた標的遺伝子Yについて、高齢マウスと若年マウスの顎下腺を用いた加齢の影響と、糖尿病モデルマウスと正常マウスの顎下腺を用いた炎症の影響を簡潔にまとめ、標的遺伝子の機能面からその意義を明らかにする。唾液に特徴的と考えられたmiRNA分子種も、加齢にともない発現上昇した可能性があり、高齢(70歳代)と比較的若年齢(30-40歳代)との間でアレイ法で絞り込んだmiRNA数種について、検体数を増やして定量化を試みる。この中には、これまで注目してきたmiR-1290も含まれ、引き続き、遺伝子調節の標的となるネットワークの解析を通じて、唾液miRNAの変動とその機能を解明する。唾液腺細胞株では、実際の唾液と分子種が異なる場合もあるが、加齢のモデルとして唾液腺細胞株の長期間培養を行い、分泌されるmiRNAの収量についても今後は検討を加える。また、唾液腺の機能に関与している可能性のあるmiRNA分子種についても唾液腺細胞株を用いて引き続き機能解析を行う。これにより、加齢あるいは炎症状態によって上昇するmiRNAが原因の強力な遺伝子発現抑制と、唾液腺の基本的な組織との関連を明らかにする。
分割表の条件付き検定の新展開(特に条件付き検定における逐次検定)とその周辺

坂田・澤江は条件付逐次検定の有意水準を5%にするための各ステップにおける有意水準設定問題、そのときの検出力および決定までの標本平均数などを2元分割表に対して調べる研究を行い、これらは、平成13年度において、第16回ICPR国際学会(プラハ)および8月の53回ISI国際学会(ソウル)、9月のICNCB国際学会(大阪)において講演発表となったが、この14年度においてはこれらの成果を論文とする作業を行い、日本計算機統計学会誌15巻に掲載されることとなった。さらに、14年度は3元表における逐次検定に対して、3因子交互作用の有無の検定に対する有意水準および検出力および決定までの平均標本数について3x3x3タイプの分割表に対して研究し、2元表と同様に逐次検定がうまく働くことを確かめた。この成果は国際会議第6回SCIフロリダ大会において坂田が組織した招待講演セッションにおける講演となって公表された。この場合、表のサイズを大きくするとグレブナ基底の計算量が爆発するので、いかに工夫するかという問題と3元表におけるクリエーション作用によるその計算法などの問題は今後の検討課題として残っている。そのための資料調査の成果を「計算機統計学と数学の連携(分割表の解析の最近の話題から)」と題して、最新の分割表に関する代数的研究がどこまで進んでいるかについて16回日本計算機統計学会で特別講演を行った。また、この研究に関連する研究として行っていた量子計算による分割表の上のMCMC理論を査読付き雑誌International Journal of Quantum Chemistryに掲載することができた。坂田・澤江・野間口は相関行列空間のMCMCによる相関の間の不等式制約のある検定問題を考察してきたが、それが査読付き論文として、Advances in Statistics, Combinatorics and Related Areas,に掲載された。坂田・Yuはワイレスネットワーク問題における比率の推定問題に対する第2の共同論文を査読付き雑誌wireless Networkに掲載できることになった。共同研究者である笹渕は査読付きの権威ある雑誌Annals of statisticsへの投稿論文が掲載予定となり、野間口は査読着き雑誌Annals of Institute of Mathematical Statisticsへ論文を掲載した。海外共同研究者であるJeffrey Xu Yuは14年には本研究には関連しない共同発表者の形であるが、DATA MININGおよびサポートベクトル関係の13本の論文を発表している。坂田とJeffrey Xu Yuはこれらを次の研究テーマとして共同研究する予定を持っている。条検付き逐次検定を構成する際、データーが一個採られるたびに、所与の周辺和を持つすべての分割表を生成する必要がある。それで最初に、所与の周辺和を持つ分割表の生成が合理的な時間内に実行可能かどうかを2元分割表に対して確認する作業から始めた。3x5のサイズまでの分割表に対して合理的な時間内に生成可能であることが確認できた。この成果を7月の第16回ICPR国際学会(プラハ)および8月の53回ISI国際学会(ソウル)において講演発表した。次にこのサイズの分割表に対する逐次検定の構成を行い(C言語およびFORTRANでのプログラミング)、逐次検定の有意水準をたとえば5%に設定するためには、データーを一個増やすごとに実行する一回ごとの条検付き検定の有意水準をどのように設定すべきかをシミュレーションで調べた。

さらに、このとき、どれくらいの検出力を持ちうるのかも調べた。また、差を検出するまでに必要な標本数の平均値がどれくらいの大きさになるかも調べた。そして、条検付き逐次検定がかなり上手く働きうることを確かめた。これらの成果を、9月のICNCB国際学会(大阪)において講演発表した。さらに、表のサイズが大きくなったときはMCMC法を用いることになるために、その準備も開始した。そのひとつの方向として、最近研究が盛んな量子酔歩について考えたとき、分割表上の量子酔歩の概念に到達し、それを構成するアルゴリズムを考え、それをクラシカルなコンピューター上で実行するCプログラムを開発した。現在のところは、平均極限分布が所与の周辺和を持つ分割表の集合全体の上で一棟分布となる酔歩が構成できたが、一般化超幾何分布へ収束させることはできていない。これらの成果は10月の科研費によるシンポジューム「最近の計算機支援型推測の基礎理論とその応用」および11月の第5回量子技術研究会で講演発表を行った。その他、MCMC関連の仕事として制約下の相関行列のMCMC推定の研究を行い、12月にSCRA国際学会(オーストラリア)で講演発表を行った。坂田・澤江は条件付逐次検定の有意水準を5%にするための各ステップにおける有意水準設定問題、そのときの検出力および決定までの標本平均数などを2元分割表に対して調べる研究を行い、これらは、平成13年度において、第16回ICPR国際学会(プラハ)および8月の53回ISI国際学会(ソウル)、9月のICNCB国際学会(大阪)において講演発表となったが、この14年度においてはこれらの成果を論文とする作業を行い、日本計算機統計学会誌15巻に掲載されることとなった。さらに、14年度は3元表における逐次検定に対して、3因子交互作用の有無の検定に対する有意水準および検出力および決定までの平均標本数について3x3x3タイプの分割表に対して研究し、2元表と同様に逐次検定がうまく働くことを確かめた。この成果は国際会議第6回SCIフロリダ大会において坂田が組織した招待講演セッションにおける講演となって公表された。この場合、表のサイズを大きくするとグレブナ基底の計算量が爆発するので、いかに工夫するかという問題と3元表におけるクリエーション作用によるその計算法などの問題は今後の検討課題として残っている。
インスリン抵抗性に伴う高血圧発症における組織レニン・アンジオテンシン系の関与

インスリン抵抗性(IR)状態に伴う高血圧や血管内皮機能障害の発症機序と組織レニン・アンジオテンシン(RA)系との関連を明らかにするため、IRモデルラットおよびマウスにおけるRA系り動態とAT1受容体の役割について検討した。6週齢雄性Sprague-Dawleyラットを用い、8週間高フルクトース食(F群)あるいは標準食(C群)を摂取させ、各々その一部にAT1受容体拮抗薬(ロサルタン、30mg/kg/日)を投与し、(1)BasalおよびAII皮下注入(0.4mg/kg/日)時の7日間にわたる経時的な血圧変化を測定した。また、摘出胸部大動脈を用いて、(2)血管壁スーパーオキシドアニオン(O_2^-)生成量、NAD(P)Hオキシダーゼ活性を測定し、(3)等尺性張力試験により血管収縮、弛緩反応を検討した。さらに、AT1a受容体欠失マウス(AT1a-KO)とその対照マウス(C57BL/6J)にラット同様それぞれ8週間2種類の食餌を摂取させ、(4)RA系の遺伝子(アンジオテンシノーゲン、ACE、AT1a、AT1b、AT2のmRNA)および(5)NAD(P)Hオキシダーゼ構成蛋白(p22-phox、gp91-phox、p67-phox)の発現をそれぞれRT-PCR法、Western blot法により解析し、4群間で比較検討した。(1)F群ではC群と比較し、AII投与前の平均血圧は有意に高値であったが、AII注入によりその傾向はより増強した。両群ともロサルタン投与により血圧は低下し、C群との有意差は消失した。(2)F群ではC群と比較し、O_2^-生成量は約1.5倍、NAD(P)Hオキシダーゼ活性は約2倍の有意な高値を示した。ロサルタン投与により両者とも著明に低下し、C群との有意差は消失した。(3)フェニレフリンによる血管収縮反応には両群間で差はなかったが、F群ではC群と比較し、AIIによる収縮反応は低濃度から有意に亢進していた。アセチルコリンおよびA23187による内皮依存性の血管弛緩反応は、F群ではC群と比較し有意な低下を示した。ロサルタン投与により、AIIによる収縮は消失し、内皮依存性の血管弛緩反応は正常化した。(4)F群ではC群と比較し、AT1a mRNA発現のみが増加し、アンジオテンシノーゲン、ACE、AT1b、AT2、GAPDHのmRNA発現には4群間で差がなかった。(5)F群はC群と比較し、p22-、gp91-、p67-phoxの発現はいずれも増加していた。AT1a-KOはいずれの蛋白発現も著明に低下し、高フルクトース食負荷による発現増加は認められなかった。以上の結果より、IR状態における血圧上昇や内皮機能障害の機序には、組織AII/AT1a受容体機能の亢進を介するNAD(P)Hオキシダーゼの活性化によるO_2^-産生増加が関与すると考えられる。インスリン抵抗性(IR)状態に伴う高血圧や内皮機能障害の発症機序と組織レニン・アンジオテンシン(RA)系との関連を明らかにするため、IRモデルラットにおけるRA系の動態とAT1受容体の役割について検討した。6週齢雄性Sprague-Dawleyラツトを用い、8週間高フルクトース食(F群)あるいは標準食(C群)を摂取させ、各々その一部にAT1受容体拮抗薬(ロサルタン、30mg/kg/日)を投与し、(1)BasalおよびAII皮下注入(0.4mg/kg/日)時の7日間にわたる経時的な血圧変化を測定した。また、摘出胸部大動脈を用いて、(2)血管壁スーパーオキシドアニオン(O_<2^->)生成量、NAD(P)Hオキシダーゼ活性を測定し、(3)等尺性張力試験を用いて血管収縮、弛緩反応を検討した。【成績】(1)F群ではC群と比較し、AII投与前の平均血圧は有意に高値であったが、AII注入によりその傾向はより増強した(C群;113→142mmHg, F群;126→179mmHg)。(2)F群ではC群と比較し、O_<2^->生成量は約1.5倍、NAD(P)Hオキシダーゼ活性は約2倍の有意な高値を示した。以上のラットを用いた検討結果より、IR状態における血管トーヌスの亢進や内皮機能障害の機序に組織AII/AT1a受容体系を介するNAD(P)Hオキシダーゼの活性化によるO_<2^->産生増加が関与することが示された。

今後、AT1a受容体の欠失マウス(AT1a-KOマウス)を用いて、IR状態におけるAIIの細胞内情報伝達系に対する作用について詳細に検討を進めていく予定である。インスリン抵抗性(IR)状態に伴う高血圧や血管内皮機能障害の発症機序と組織レニン・アンジオテンシン(RA)系との関連を明らかにするため、IRモデルラットおよびマウスにおけるRA系り動態とAT1受容体の役割について検討した。6週齢雄性Sprague-Dawleyラットを用い、8週間高フルクトース食(F群)あるいは標準食(C群)を摂取させ、各々その一部にAT1受容体拮抗薬(ロサルタン、30mg/kg/日)を投与し、(1)BasalおよびAII皮下注入(0.4mg/kg/日)時の7日間にわたる経時的な血圧変化を測定した。また、摘出胸部大動脈を用いて、(2)血管壁スーパーオキシドアニオン(O_2^-)生成量、NAD(P)Hオキシダーゼ活性を測定し、(3)等尺性張力試験により血管収縮、弛緩反応を検討した。さらに、AT1a受容体欠失マウス(AT1a-KO)とその対照マウス(C57BL/6J)にラット同様それぞれ8週間2種類の食餌を摂取させ、(4)RA系の遺伝子(アンジオテンシノーゲン、ACE、AT1a、AT1b、AT2のmRNA)および(5)NAD(P)Hオキシダーゼ構成蛋白(p22-phox、gp91-phox、p67-phox)の発現をそれぞれRT-PCR法、Western blot法により解析し、4群間で比較検討した。(1)F群ではC群と比較し、AII投与前の平均血圧は有意に高値であったが、AII注入によりその傾向はより増強した。両群ともロサルタン投与により血圧は低下し、C群との有意差は消失した。(2)F群ではC群と比較し、O_2^-生成量は約1.5倍、NAD(P)Hオキシダーゼ活性は約2倍の有意な高値を示した。ロサルタン投与により両者とも著明に低下し、C群との有意差は消失した。(3)フェニレフリンによる血管収縮反応には両群間で差はなかったが、F群ではC群と比較し、AIIによる収縮反応は低濃度から有意に亢進していた。アセチルコリンおよびA23187による内皮依存性の血管弛緩反応は、F群ではC群と比較し有意な低下を示した。ロサルタン投与により、AIIによる収縮は消失し、内皮依存性の血管弛緩反応は正常化した。(4)F群ではC群と比較し、AT1a mRNA発現のみが増加し、アンジオテンシノーゲン、ACE、AT1b、AT2、GAPDHのmRNA発現には4群間で差がなかった。(5)F群はC群と比較し、p22-、gp91-、p67-phoxの発現はいずれも増加していた。AT1a-KOはいずれの蛋白発現も著明に低下し、高フルクトース食負荷による発現増加は認められなかった。以上の結果より、IR状態における血圧上昇や内皮機能障害の機序には、組織AII/AT1a受容体機能の亢進を介するNAD(P)Hオキシダーゼの活性化によるO_2^-産生増加が関与すると考えられる。