hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長距離弾性相互作用のあるコロイド系の計算機シミュレーション

ネマチックまたはスメクチック相にある液晶溶媒に、コロイド粒子など液晶分子に比べ大きな粒子を分散させると粒子と液晶溶媒の相互作用によって液晶の配向が乱され、粒子間に長距離に及ぶ異方的な弾性相互作用が働く。その結果これらの分散系は実に多様な相挙動を示すことが最近の実験で報告されており、さらにそのダイナミクスも興味ある特異な性質を示す。解析的に取り扱うことが難しい複雑な系であるのでシミュレーションによるメカニズムの解明が期待されているが、残念なことに多粒子が分散する系に適応可能なシミュレーションの手法がこれまで存在しなかった。本研究の最大の狙いは、このようなシミュレーションの困難な系に対して有効な手法を開発することにある。本研究の実施計画はおおまかに2つの部分に分けることが出来る。まず第一の部分は数値計算手法の確立とプログラムの開発であり、第二の部分は数値計算の実行と計算結果の解析である。どちらも本研究の主要な部分である。第一の部分については数値計算に用いる最適なモデル・数値計算手法の検討、及び試験的なシミュレーションプログラムの作成を行った。具体的には多体力を無視することなく、なおかつ効率のよいシミュレーションを可能とすべくメソスコピックなシミュレーション法を開発した。この方法ではコロイド粒子と液晶溶媒の界面とを連続的に取り扱うことにより多体力の計算を容易にし、多数のコロイド粒子が分散する系のシミュレーションを行う場合にその効率を劇的に向上することに成功した。第二の部分についてはネマチック液晶溶媒、スメクチック液晶膜に分散するコロイド粒子の凝集の様子を調べた。その結果前者では粒子間に四重極子的、後者では双極子的な相互作用が作用することがわかった。また、本研究で得られた成果をもとに産学連携のプロジェクトを開始出来たことは特筆に価すると考えている。どちらも本研究の主要な部分であるが、今年度については数値計算に用いる最適なモデル・数値計算手法の検討、及び試験的なシミュレーションプログラムの作成を行った.具体的には多体力を無視することなく、なおかつ効率のよいシミュレーションを可能とすべくメソスコピックなシミュレーション法を開発した。
複雑現象解明のための統計的モデリングと諸科学への応用

リカレントニューラルネット(フィードバックニューラルネット)の一種であるEcho State Networks (ESN)について,モデルの非線形化の一つの有効な手法である動径基底関数展開法を融合する研究を様々な角度から行ってきた.最新成果を調べた結果,Echo State Networks (ESN)の改良と適用の拡大化を図る研究が国際的に進められ,多数の研究成果が報告されているが,種々の適用上の問題点があることを認識した.特に,構築したモデルは多数の不安定要素を含み,モデリングの最も重要な問題である「将来の現象予測に有効に機能」するという視点に欠けていることが分かった.これらの問題点に対処するために,非線形関数の線形結合で表される動径基底関数展開とモデルの安定化に寄与する正則化法を組み合わせ,最適なモデルをデータから自動抽出する研究を行い,新たなモデリング手法を提唱することができた.また,活性化関数として,従来用いられてきたロジスティック関数やハイパボリック・タンジェント関数に代わり,それにある種のノイズを加えた関数を用いることを提案した.その際に必要となるハイパー・パラメータの選択では,実験計画の理論を基とした基準をものを用いた.この結果多様性に富んだモデル構築が可能となり,従来の方法に比べてはるかに高い予測能力をもつモデルを与えることに成功した,また,そのことを工学問題に対応することを見据えた数値実験を大規模におこなうことにより,確認した.リカレントニューラルネット(フィードバックニューラルネット)の一種であるEcho State Networks (ESN)について,モデルの非線形化の一つの有効な手法である動径基底関数展開法を融合する研究を様々な角度から行ってきた.最新成果を調べた結果,Echo State Networks (ESN)の改良と適用の拡大化を図る研究が国際的に進められ,多数の研究成果が報告されているが,種々の適用上の問題点があることを認識した.特に,構築したモデルは多数の不安定要素を含み,モデリングの最も重要な問題である「将来の現象予測に有効に機能」するという視点に欠けていることが分かった.これらの問題点に対処するために,非線形関数の線形結合で表される動径基底関数展開とモデルの安定化に寄与する正則化法を組み合わせ,最適なモデルをデータから自動抽出する研究を行い,新たなモデリング手法を提唱することができた.また,活性化関数として,従来用いられてきたロジスティック関数やハイパボリック・タンジェント関数に代わり,それにある種のノイズを加えた関数を用いることを提案した.その際に必要となるハイパー・パラメータの選択では,実験計画の理論を基とした基準をものを用いた.この結果多様性に富んだモデル構築が可能となり,従来の方法に比べてはるかに高い予測能力をもつモデルを与えることに成功した,また,そのことを工学問題に対応することを見据えた数値実験を大規模におこなうことにより,確認した.
法人税の課税所得計算構造の抜本的見直しとそれに関する実証的研究

本研究は、わが国における現行法人税法の所得計算理論を抜本的に見直し、新たな理論体系を再構築することを目的とする。このような研究目的の下で、その研究対象を次の2点に絞って研究を進めた。1,税務会計理論の国際比較2,配当課税制度の見直しそこで、わが国のみならず、イギリス並びにドイツの税務会計理論を比較検討することにより、国際化の著しい経済社会の中で、国際的に通用する制度はいかなるものであるかという基準を明確にすることを試みた。平成9年度においては、主に研究目的に示した税務会計理論の国際比較と配当課税制度に関する国際比較を行なった。引き続き平成10年度においては、前年度後半において実証分析のために我が国の東証一部上場企業のデータを収集し、分析対象企業の絞り込みを行ったものをもとにして、分析対象企業に対する実態調査を展開した。そこでは、国際化に伴う配当課税制度の変更に関する企業行動への影響を分析するための詳細なデータを蒐集することができた。このデータをもとに、統計的手法を用いて解析し、受取配当の課税割合と株式投資額との関係、支払配当損金算入方式が実際の配当支払額に及ぼす影響、金利・当期利益と配当支払額との関係について一定の関係式を導き出すことを遂行中であり、年内にも、これを国際的な租税戦略との関連でまとめ上げる予定である。また、上記の研究の他に、平成10年10月30日に公表された税効果会計に関する意見についても詳細に検討した。1,税務会計理論の国際比較2,配当課税制度の見直しそこで、わが国のみならず、イギリス並びにドイツの税務会計理論を比較検討することにより、国際化の著しい経済社会の中で、国際的に通用する制度はいかなるものであるかという基準を明確することを試みた。イギリス・ドイツにおけるこれらの分野の最新の文献及び資料を収集・検討し、まず各国の税務会計の基礎理論の比較検討を行なった。そして、もっとも理想的かつ実施可能な所得計算理論の理論体系のモデルを構築し、その実証分析のために我が国の東証一部上場企業データを収集し、分析対象企業の絞り込みを行った。また、本年度の9月下旬に研究成果を英文にまとめ、Reading大学大学院の指導教授(Christopher W.Nobes)にアポイントをとり、その研究成果のReview and Checkを受けた。本年度の3月中にも再度渡英を計画している。3月の渡英後には、研究成果を学会報告用論文としてまとめて、European Accounting Associationに提出し(平成10年10月下旬締切)、引き続いて配当課税制度に関する国際比較を行なう。この論点に関して、本年度は、各国制度の理論比較のための資料収集を行なった。
妊娠によるマラリアの病態重症化機構の解明

妊婦はマラリア原虫に対する抵抗性が低下していることから、マラリアの病態が重症化しやすい。また、マラリア原虫に感染した妊婦では流産や死産、胎児の発育遅延が頻発することが知られている。しかし、妊娠中のマラリアにおける病態生理や病態発症機序の詳細は未だに多くの謎に包まれている。本研究で、妊娠マラリアにおける絨毛組織の変性にはIFNGR1を介して誘導される炎症反応が関わることが明らかとなった。これらの結果から、妊娠マラリアにおける胎児の子宮内発育不全や早産、流産、死産は、IFNGR1のシグナル伝達を阻害することで抑制できる可能性が示唆された。妊娠中のマラリアで頻発する流産や死産、胎児の発育不全は、マラリア原虫感染赤血球の胎盤組織への集積によって引き起こされる胎盤の組織傷害に起因すると考えられる。胎盤組織の傷害は、胎盤に蓄積した感染赤血球によって宿主の炎症反応が活性化されることで引き起こされると推測されているが、その傷害機構は明らかにされていない。そこで本研究では、妊娠中のマラリアのマウスモデルを用いて、炎症性サイトカインIFN-γと胎盤機能障害との関係を明らかにすることを目的とした。マラリア原虫を感染させた妊娠マウスでは、非妊娠マウスと比較して赤血球感染率が増加し、流産や死産が高率に認められた。組織切片を作製し胎盤組織を観察したところ、絨毛部にマラリア原虫感染赤血球の集積と組織傷害が認められた。次に、胎盤絨毛組織の傷害とIFN-γとの関係を明らかにするために、IFN-γ受容体(IFN-γR1)欠損マウスを用いて妊娠中のマラリアの病態を解析したところ、赤血球感染率は野生型の妊娠マウスと同様に増加したが、胎児死亡率は野生型マウスと比較して有意に低下した。胎盤組織を観察したところ、マラリア原虫を感染させたIFN-γR1欠損マウスの胎盤では、野生型の妊娠マウスと同様、絨毛部にマラリア原虫感染赤血球が認められたが、絨毛組織の著しい傷害は認められなかった。これらの結果から、妊娠中のマラリアにおける胎盤機能障害には炎症性サイトカインIFN-γが関わることが示された。1.妊娠中のマラリアにおける胎盤組織の傷害には、IFN-γR1を介して活性化される宿主の炎症反応が関わることが示された。2.IFN-γR1欠損マウスの胎盤では、絨毛部にマラリア原虫感染赤血球が認められたことから、マラリア原虫感染赤血球の蓄積が直接的に胎盤組織の傷害に関わるのではなく、宿主炎症反応を誘導することで間接的に胎盤組織の傷害に関わることが示唆された。3.IFN-γR1シグナル伝達によって活性化される誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)は、妊娠中のマラリアにおける胎盤機能障害において主要な役割を果たしていないことが示された。抗CD8+抗体を用いたCD8+細胞除去実験によって、CD8+T細胞は妊娠中のマラリアにおける胎盤機能障害において主要な役割を果たしていないことが示唆された。4.マラリア原虫を感染させたMHC II transactivator(CIITA)欠損マウスの胎児死亡率は野生型マウスと比較して改善する傾向が認められたことから、活性化CD4+T細胞は胎盤組織の傷害に関わることが示唆された。本研究成果によって、妊娠中のマラリアにおける胎盤組織の傷害にはIFN-γR1を介して活性化される宿主の炎症反応が関わるという知見を得ることが出来た。よって、本年度の目的は達成された。妊娠中にマラリアに罹患すると、非妊娠時より病態が重症化することが知られている。マラリア原虫感染赤血球は、宿主の様々な組織に接着することで炎症反応の誘導や病態形成に関わることから、妊娠時特異的なマラリア病態重症化においても感染赤血球の接着が関わると推測される。しかし、妊娠によるマラリア病態重症化と感染赤血球の接着との関係を示す直接的な証拠はほとんどない。そこで本研究では、まず、宿主体内での原虫の局在が捉えられるようにルシフェラーゼ遺伝子を導入したマウスマラリア原虫を用いて、妊娠マウスにおける感染赤血球の局在を解析した。解析の結果、妊娠マウスの脂肪組織では、非妊娠マウスの脂肪組織と比較して、マラリア原虫感染赤血球の蓄積が有意に増加することを見出した。近年、マウスマラリア原虫由来の接着関連分子としてSchizont membrane-associated cytoadherence protein (SMAC)が同定され、脂肪組織への接着に関わることが報告された。そこで、SMAC欠損原虫を作出し、妊娠によるマラリア病態重症化と感染赤血球の脂肪組織への接着との関係を解析した。感染赤血球の局在を解析したところ、妊娠マウスの脂肪組織における感染赤血球の蓄積はSMAC欠損によって著しく減少した。さらに、SMAC欠損マラリア原虫を感染させた妊娠マウスの原虫血症は、野生型原虫感染妊娠マウスと比較して有意に低下した。これらの結果から、妊娠時特異的なマラリア病態重症化には感染赤血球の接着が関わることが示唆された。1.妊娠マウスの脂肪組織では、非妊娠マウスの脂肪組織と比較して、マラリア原虫感染赤血球の蓄積が有意に増加することを見出した。2.妊娠マウスの脂肪組織における感染赤血球の蓄積には、SMACが関わることが示された。3.SMAC欠損

マラリア原虫を感染させた妊娠マウスの原虫血症は、野生型原虫感染妊娠マウスと比較して有意に低下した。本研究成果によって、妊娠時特異的なマラリア病態重症化には感染赤血球の接着が関わるという知見を得ることが出来た。よって、本年度の目的は達成された。脂肪組織は、妊娠時にホルモンやアディポカインを分泌することで妊娠維持に関わる重要な内分泌組織である。これまでの研究成果によって、我々は妊娠マラリアによる流産や死産を再現するマウスモデルを確立した。このマウスモデルを用いて、宿主体内におけるマラリア原虫感染赤血球の局在を生体イメージングにて解析したところ、妊娠マウスの脂肪組織におけるマラリア原虫感染赤血球の蓄積量は、非妊娠マウスの脂肪組織と比較して、78倍増加することを見出した。これらの知見から、妊娠マラリアでは脂肪組織に感染赤血球が蓄積することで、脂肪組織の「質」が変化していると推測した。そこで本研究では、比較プロテオームの手法を用いて、感染赤血球の蓄積による脂肪組織の分子発現変化を明らかにすることとした。まず、マラリア原虫を感染させていない非妊娠マウスと妊娠マウスの脂肪組織からそれぞれタンパク質を抽出し、比較プロテオーム解析を実施した。解析の結果、脂肪組織から約1200個のタンパク質が検出された。さらに、非妊娠マウスと妊娠マウスの脂肪組織における分子発現パターンを比較したところ、妊娠マウスの脂肪組織において有意に増加する分子を複数見出した。今後、マラリア原虫を感染させた妊娠マウスの脂肪組織を採取し、マラリア原虫を感染させていない妊娠マウスの脂肪組織における分子発現パターンと比較解析することにより、妊娠中のマラリアにおける脂肪組織の分子発現変化を明らかにする予定である。妊婦はマラリア原虫に対する抵抗性が低下していることから、マラリアの病態が重症化しやすい。また、マラリア原虫に感染した妊婦では流産や死産、胎児の発育遅延が頻発することが知られている。しかし、妊娠中のマラリアにおける病態生理や病態発症機序の詳細は未だに多くの謎に包まれている。本研究で、妊娠マラリアにおける絨毛組織の変性にはIFNGR1を介して誘導される炎症反応が関わることが明らかとなった。これらの結果から、妊娠マラリアにおける胎児の子宮内発育不全や早産、流産、死産は、IFNGR1のシグナル伝達を阻害することで抑制できる可能性が示唆された。1.妊娠中のマラリアにおける胎盤組織の傷害にはIFN-γR1を介して活性化される宿主の炎症反応が関わることを見出した。そこで、妊娠中のマラリアにおいてIFN-γR1を介して活性化する細胞群を特定し、その細胞群と胎盤組織の傷害との関係を解析する予定である。細胞群を特定できない場合は、マラリア以外の疾患で胎盤組織傷害に関わると考えられている好中球に着目し、胎盤組織の傷害との関係を解析する予定である。2.マラリア原虫感染赤血球の宿主組織への接着は、宿主の炎症反応の誘導や病態形成に関わることが知られている。妊娠中のマラリアにおいて、感染赤血球は胎盤に接着すると考えられているが、その集積機序は不明な点が多い。そこで、マラリア原虫感染赤血球の胎盤への集積機序を明らかにするために、妊娠個体におけるマラリア原虫の局在を経時的に解析し、マラリア原虫感染赤血球の胎盤への集積機序を解析する予定である。3.妊婦がマラリア原虫に感染すると、重度の貧血などの重篤な症状に陥りやすい。
PAF受容体遺伝子をプローブとした新規免疫調節物質の探索と開発

PAF(血小板活性化因子)は免疫やアレルギー反応の強力なメディエーターである。この物質は気管支喘息やエンドトキシンショックの病態とも深くかゝわっている。PAF受容体cDNAを用いて以下の知見を得た。1.PAF受容体遣伝子の構造解析.遣伝子は三つのエキソンよりなり、染色体一番にマップされている。スプライシングにより白血球型あるいは心臓型mRNAが作られ、この二つのmRNAは異ったプロモーターにより支配されていることが明かとなった。2.PAF受容体を介する情報伝達の解明.クローン化したPAF受容体をCHO細胞に発現させ、シグナル伝達を解析した。単一の受容体は異なるGタンパクを介して、アデニル酸シクラーゼ,ホスホリパーゼA^2,ホスホリパーゼCとMAPキナーゼにシグナルをおくることが明かとなった。さらにエンドトキシンショックのメディエーターであるLPSは、PAF受容体を介してCaシグナルを伝えることも明かとなった。3.PAF拮抗剤スクリーニング系の開発PAF受容体を発現させた卵母細胞、あるいは動物細胞を用いて、PAF拮抗素の極めて感度の良いスクリーニングシステムを開発した。作業の自動化により効率良く、かつ特異性の高い拮抗剤の広範囲なスクリーニングが可能となった。受容体拮抗素,あるいはGタンパクとの共役阻害等(1)スクリーニングにより、いくつかの免疫調節物質が単離された。発現クロ-ニングにより単離したPAF受容体cDNAをプロ-ブとして、ヒト白血球の同受容体クロ-ニングを行った。この結果、モルモット肺とヒト白血球受容体はいずれもアミノ酸342個からなり、その相同性は80%以上で、特に膜貫通領域に高かった。ヒト白血球型のPAF受容体は好酸球に特に多く発現しており、また分化(インタ-ロイキン-5など)により発現量が増えることも明かとなった。受容体の発現調節を明かにする目的で、ヒト同受容体の遺伝子構造の解析を進めている。本受容体は5'非翻訳領域にイントロンを持ち、オルタ-ナティブスプライシングをうけている可能性が示唆された。受容体クロ-ンをホ乳類細胞にトランスフェクトし、大量発現した後に細胞膜画分を分取した。この粗膜画分を用いて以下の研究を行った。第一に、PAF定量系の開発である。放射標識したPAF拮抗剤と、粗膜画分を反応させ、一定時間後に、吸引ろ過にてB/F分離を行った。ここに未知量のPAFを加え、拮抗剤の結合阻害を観察した。この放射受容体アッセイ法により、PAFの特異的定量法の開発を進めている。第二は、この結合実験により種々のPAF拮抗剤の検定である。種々の脂質性拮抗薬、またベンゾジアゼピン系拮抗薬の効果を定量し、それと免疫調節能との関連を解析している。PAF拮抗剤としては従来知られている化合物の誘導体、天然物よりの抽出物、また脂質性のPAF類縁体等が候補であり、それら化合物の準備を進めている。PAF(血小板活性因子)は免疫・アレルギー反応の重要なメディエーターの一つである。ヒト白血球,モルモット肺より得たPAF受容体クローンを用いて,以下の知見を得た。1.PAF受容体遺伝子構造の解析ヒト白血球cDNAをプローブとして,ヒト胎盤ゲノムライブラリーをスクリーニングした結果,PAF受容体遺伝子は三つのエクソン(エクソン1,2,3)より構成され,いずれも一番染色体に存在することが明かとなった。白血球型はエキソン1とエキソン3,心臓型はエキソン2と3が,それぞれスプライスされて生成されたものであり、異ったプロモーターに支配されることが明かとなった。2.PAFによる情報伝達のメカニズム免疫調節物質を開発する目的で、PAF受容体を大量発現させたCHO細胞を樹立し、受容体とその下流のシグナル伝達を解析した。PAF受容体刺激は、ホスホリパーゼC,ホスホリパーゼA2及びMAPキナーゼの活性化を促し、またアデニル酸シクラーゼの阻害をおこすことが明かとなった。

一つの受容体がおそらくは異なるGタンパクを介して、各種のエフェクターにシグナルを送ると考えられる。3.PAF受容体へのLPSの刺激クローン化したPAF受容体を発現させたCHO細胞に細菌性のエンドトキシン(LPS)を与えると細胞内カルシウムの増加が認められた。またヒト血小板でもLPSはカルシウム増加と凝集をひきおこした。この二つの細胞の反応はPAF受容体拮抗薬で阻害された。エンドトキシンショックの病態の少なくとも一部はPAF受容体の直接活性化と考えられた。以上の知見を基に種々の抗アレルギー剤及び免疫活性化剤のスクリーニングシステムを開発した。
不連続性岩盤構造物の安定性評価に関する研究

本研究は、岩盤内に分布する不連続面の力学的影響を評価するために、理論的には損傷場の概念を導入して新しい力学体系を構築し、この理論体系を縦糸として、現位置における損傷場の決定法、材料試験・現位置試験の方法、岩盤構造物の変形・破壊挙動を予測する数値解析法のそれぞれのシステムを開発し、従来、経験に多く依っていた岩盤構造物を経済的かつ安全に設計・施工するための一貫したシステムの確立を目的として以下のことを行った。1.岩盤不連続面を観察し、損傷場を決定するシステムの開発:岩盤の露頭は、自然斜面や人工的な切取面、あるいは岩盤構造物の工事に先立つ調査横坑内等で観察することができる。これら各種条件下で不連続面を観察し、損傷場を定量的に評価するために(1)三つの面の写真を用いる直接観察法、(2)ステレオ写真を用いる方法、(3)横坑内における平板載荷試験の結果を用いる逆解析法の3つの手法を開発した。2.岩石コアの一軸・三軸試験結果の評価手法の開発:ダイレイタンシー関数を用いた新しい増分弾塑性構成則の提案、および室内試験の結果からこれを決定するマイクロコンピューターシステムを開発した。3.弾塑性損傷に対する有限要素プログラムの開発:損傷力学理論に基づく有限要素解析プログラムを開発した。4.人工岩盤模型を用いた室内実験による損傷理論の評価:石こうやセメントモルタル等を用いて、不連続面を有する供試体を作成して圧縮試験を実施し、損傷理論による解析結果と比較してその妥当性を確かめた。5.地下空洞掘削過程の数値シミュレーションを実施し、開発した一連のシステムの妥当性を評価した。この時、岩盤試験の結果を用いた在来手法との比較検討を実施し、損傷理論による実際の岩盤の力学特性評価の妥当性を確認した。岩盤の力学挙動は断層や節理など各種規模の不連続面の影響を受け極めて複雑である。したがって、岩盤構造物の合理的な設計・施工を行うためにはこれら不連続面の影響を正しく評価することが非常に重要なことであるが、従来、岩盤の無数の不連続面を合理的に取り扱える力学理論は存在しなかった。本研究は、岩盤に分布する不連続面に対し損傷の概念を導入することによって、複雑な岩盤の力学挙動を応力,ひずみ,損傷の3つの力学変数を用いて説明する損傷力学理論を構築し、この理論の枠組みのもとに、原位置岩盤の調査法、母岩材の構成則の決定法から岩盤構造物の変形,破壊挙動を予測する数値解析法および岩盤の原位置試験や施工時の計測データを設計にフィードバックしてより合理的な設計,施工への変更を可能ならしめる逆解析法までの一連のシステムの確立を目的として進めて来た。そして、基礎理論である損傷力学理論の枠組みの構築およびその数値解析プログラムの開発は既に終え、その成果は国際会議や雑誌に発表して来た。また、原位置岩盤の写真からマイクロコンピューターによって不連続面を損傷テンソルに定量化するシステムも開発した。本年度は、1)これら一連のシステムの適用性の検証を目的に、実際の地下発電所用の空洞を対象に岩盤の写真から不連続面を損傷テンソルで定量化し、開発したプログラムで変形解析を行って実測データと比較検討を行ってシステムの妥当性を確認した。2)また、より精度の良い岩盤の損傷量の決定および動態観測施工を可能ならしめることを目的として、写真からの不連続面の情報と岩盤試験の結果から損傷テンソルを固定する逆解析プログラムを開発した。3)さらに、損傷場を動的問題にまで拡張し不連続性岩盤の地震時の挙動を解析するプログラムのプロトタイプを開発した。4)岩盤中の浸透流を扱うために、応力場と浸透場の連成問題の基礎理論を検討した。
カルニチン欠乏による心肥大形成機序の解明-カルニチン投与に応答する遺伝子の単離を目指して-

全身性カルニリン欠乏マウス(JVS:Juvenile Visceral Steatosisマウス)は報告者が中心になりその病態および病因解析が進められ、新たに確立された疾患モデルマウスである。本年度は、JVSマウスを利用し、JVSマウス肥大心室の遺伝子発現の特徴を明らかにするとともに、カルニチン投与で応答のみられる遺伝子を同定することを試みた。最近開発されたDifferential display法であるSokolov and Prockopの方法を一部改変して実験を行ない、その発現パターンを比較しJVSマウス,対照マウス、カルニチン治療JVSマウスでシグナル強度の異なる約500bpのバンドを検出した。既報に従いクローニング、シークエンスを行ない遺伝子配列を決定した。クローニングされたcDNAをプローブにし、Differential display法で分離、展開されたPCR productについてSouthern blot法を行ない、得られたcDNAがDifferential display上で変化を示したバンドに対応することを確認した。シークエンシングの結果、高いホモロジーを示す遺伝子はなく、未報告の遺伝子だった。通常のNorthern blotを施行したが、有意なシグナルを検出することはできなかった。現在、得られたシークエンスを基に、PCRプライマーを設定しquantitativeRT-PCRを試み、mRNAの定量化を行なっている。この方法を用いることで、既知の遺伝子のみならず、JVSマウス心室で発現変化をしている未知の遺伝子を検出する可能性が示された。
中国山村地域における貧困脱出と環境再生をめぐる調和的発展に関する実証研究

中国河北省の山村地域で事例調査を実施した結果、調査対象地では「新農村建設」政策の下での温泉資源と鉱山資源を基盤とした「緑を生かした産業化」という事業が展開されて、経済的発展と環境維持を総合的に推進していることが明らかとなり、この事例が「和諧社会」のモデルとなりうるという知見を得た。さらに、今後の中国農村社会が発展するための要因として、農村の都市化が重要視されており、「農村社区」の継続的な調査が今後の課題となった。本研究は中国山村地域における経済開発及び環境保全の実態と今後の展望を事例調査研究によって明らかにしようとするものである。改革開放政策以来中国では格差問題や環境問題が生じている。農村地域では、農地転用と減少、農薬の残留、工業排水による河川汚染、植生破壊による水土流出や洪水多発、水不足による砂漠化が進行している。とりわけ山村地域では、貧困の解消、医療や介護の充実、居住空間の整備などが焦眉の課題となっている。そこで「和諧社会」が唱えられ、階層格差の縮小、産業開発と環境保全の調整が目指されている。本研究では、こうした中国山村地域の問題状況及び貧困脱出と環境再生との調和的発展を目指す社会構造の変容を数次にわたって調査実証する。初年度である平成21年度は、研究代表者及び研究分担者の調査打ち合わせを数回開催して、4年間の調査の全体と平成21年度の調査計画を検討した。それを踏まえて平成21年9月と平成22年3月との2回の現地調査を実施した。第1回の調査では、中国河北省平山県における調査対象の候補地を視察し、また河北省社会科学院との国際シンポジウムに参加して、調査に必要な情報を収集した。第2回の調査では、調査対象地を平山県温塘鎮北馬塚村に決定するとともに、県、鎮、村の各レベルにおける各種機関代表者に対するヒアリングを行い、対象地の概況把握に務めた。また、北馬塚村の個別農家5戸に対するインタビュー調査を実施した。その結果、対象地では、鉄鉱石の鉱山開発による利益を村民の生活水準の向上のために還元するとともに、レジャー施設や観光農園などの新たな事業開発によって、さらに経済発展を進めていこうと山ていることが明らかとなった。第2年度になる平成22年度も引き続き現地調査を実施する予定である。そこで「和諧社会」が唱えられ、階層格差の縮小、塵業開発と環境保全の調整が目指されている。第2年度である平成22年度は、研究代表者及び研究分担者の調査打ち合わせを数回開催して、平成22年度の調査計画を検討した。それを踏まえて平成22年4月に現地調査を実施した。また9月に河北省社会科学院の共同研究者を招き、国際シンポジウムと中国と比較するために日本農村の調査を実施した。中国河北省平山県温塘鎮北馬塚村における現地調査では、県、鎮、村の各レベルにおける各種機関代表者に対するヒアリングを行い、対象地の概況把握に務めた。また北馬塚村の個別農家5戸に対するインタビュー調査を実施した。日本での国際シンポジウムでは、河北省における税制改革や財政改革についての報告と質疑を行った。日本農村調査では、岩手県及び山形県の行政機関や個別農家でのインタビュー調査を実施した。第3年度になる平成23年度も引き続き現地調査を実施する予定である。平成23年度は本調査を行う予定であった。実際に調査を開始してみると、現地の受け入れ状況が極めて良好で、「貧困脱出と環境再生」という点で典型的な事例として対象地に設定した河北省平山県温塘鎮北馬塚村村及びその上部行政機関である温塘鎮において、行政担当者及び個別農家への訪問調査を予想よりも早く行うことができた。その結果、この対象地では温泉資源と鉱山資源を基盤とした「緑を生かした産業化」とでもいうべき政策の下で、経済的発展と環境維持の両面を総合的に推進していることが明らかとなり、この事例が今後の中国で目指す「和諧社会」のモデルとなりうるという知見を得ることができた。日中双方の研究者間の相互交流や現地の調査協力が極めて順調に進んだために、当初研究計画は、平成23年度中には「貧困脱出と環境再生をめぐる調和的発展」という点で大きな研究成果を得ることができた。

また、農村地域そのものにおける都市化の進展という現象が今後の中国農村社会の鍵となるのではないか、という問題が浮かび上がってきたので、河北省と比較する意味で、農村地域の内部で進展する都市化という事態を典型的に示しているといわれている山東省において農村調査を実施した。
ヘテロ原子間相互の集積と増幅を用いる活性分子の研究

本研究は,カルコゲン原子を複数個空間に配列した化合物群を用い,一電子酸化剤によるスルフィドの酸化反応やモノオキシドの(CF_3SO_2)_2Oや濃硫酸との反応により,2中心2電子結合のジカルコゲナジカチオン[2c-2e]や,3中心4電子結合[3c-4e]を持つ高配位型ジカチオンの合成を行った.[2c-2e]型ジカチオンの内カルコゲン上の置換基がアルキル,ベンジル等ではジカチオンが極めて活性で,ジカチオン自身が確認できない場合と,低温下の^1H-,^<13>C-NMR等により存在が確認できる場合があり,いずれのジカチオンよりも脱アルキルが容易に進行し,溶媒のアセトニトリルに捕捉されたN-アルキル酢酸アミドと共にチアスルホニウム塩が高収率で得られた.この反応はジカチオン生成後SN1型機構でC-S結合が切れる反応機構が妥当であることが判った.別にナフト[1,8-de]-1,3-ジチインを用い,酸化やS-イミノ化,S-イリド化後光照射を行うと,S-S間の相互作用による分子の活性化が認められ,ケトン,イミン,オレフィン等が定量的に得られる反応を見出した.[3c-4e]型高配位ジカチオンとしては,ベンゼンの2,6位にメチルチオメチル基等を有する1-フェニルテルリドの酸化反応によりテルランが容易に得られた.また閉環機構を持つ化合物でもNOBF_4のような一電子酸化剤により,3つのセレンや硫黄原子間に結合が生成し,中心のカルコゲンは高配位スルフラン(又はセレヌラン)となることを見出した.これらの3c-4e型ジカチオンは還元反応で元のトリススルフィド(又はセレニド)になり,その際,コンホメーション変化を伴う分子ヒステリシスを示すことを見出した.これらのジカチオンは安定であり単離可能で,X線結晶構造解析を行った.またab initio分子軌道計算法により,ジカチオン中の各原子の電荷分布を求め,化学反応との相関関係を明らかにした.本研究は,カルコゲン原子を複数個空間に配列した化合物群を用い,一電子酸化剤によるスルフィドの酸化反応やモノオキシドの(CF_3SO_2)_2Oや濃硫酸との反応により,2中心2電子結合のジカルコゲナジカチオン[2c-2e]や,3中心4電子結合[3c-4e]を持つ高配位型ジカチオンの合成を行った.[2c-2e]型ジカチオンの内カルコゲン上の置換基がアルキル,ベンジル等ではジカチオンが極めて活性で,ジカチオン自身が確認できない場合と,低温下の^1H-,^<13>C-NMR等により存在が確認できる場合があり,いずれのジカチオンよりも脱アルキルが容易に進行し,溶媒のアセトニトリルに捕捉されたN-アルキル酢酸アミドと共にチアスルホニウム塩が高収率で得られた.この反応はジカチオン生成後SN1型機構でC-S結合が切れる反応機構が妥当であることが判った.別にナフト[1,8-de]-1,3-ジチインを用い,酸化やS-イミノ化,S-イリド化後光照射を行うと,S-S間の相互作用による分子の活性化が認められ,ケトン,イミン,オレフィン等が定量的に得られる反応を見出した.[3c-4e]型高配位ジカチオンとしては,ベンゼンの2,6位にメチルチオメチル基等を有する1-フェニルテルリドの酸化反応によりテルランが容易に得られた.また閉環機構を持つ化合物でもNOBF_4のような一電子酸化剤により,3つのセレンや硫黄原子間に結合が生成し,中心のカルコゲンは高配位スルフラン(又はセレヌラン)となることを見出した.これらの3c-4e型ジカチオンは還元反応で元のトリススルフィド(又はセレニド)になり,その際,コンホメーション変化を伴う分子ヒステリシスを示すことを見出した.これらのジカチオンは安定であり単離可能で,X線結晶構造解析を行った.またab initio分子軌道計算法により,ジカチオン中の各原子の電荷分布を求め,化学反応との相関関係を明らかにした.1.カルコゲン原子を含む活性分子種の発生母体化合物の合成と反応性の研究。ナフタレン環の1、8-位にアルキル置換硫黄、セレン基を導入し、MCPBA酸化でそれぞれのモノオキシドを得た。これらをトリフルオロスルホン酸無水物と反応させると、エチル、i-プロピル、t-ブチル、ベンジルの場合は、ジチアまたはジセレナジカチオンを経て、脱アルキル化が進行し、チアスルホニウム、セレナセレノニウム塩が得られることがわかった。更に、最終的にはアルキルトリフラートと1、8-ジチア、又はジセレナナフタレンが殆ど定量的に得られた。メチル基の場合は水素引き抜きに伴う1、2-転位によるスルホニウム塩が得られた。次に、ナフタレンの1、8-位、ジベンゾチオフェンの1、9-位にチオール基を導入して、チオアセタール化後、酸化すると各種置換モノオキシドが得らた。この化合物を高圧水銀灯で光照射すると、高収率でアルデヒド、ケトンと共にナフタレン、ジベンゾチオフェンのジスルフィドが定量的に回収された。

この反応で、モノイミン、モノイリドを合成し、光照射すると、イミド、オレフィンがやはり定量的に得られることを見出した。これらの反応はいずれも、光励起による活性化を経る反応機構で進行し、生成物が得られるものと考えられる。2.新規高配位化合物の生成とリガンドカップリング反応。2、6-ジメチルアミノメチル-1-アルキルセレナ(及びテルラ)ベンゼンをt-BuOClで酸化すると、脱アルキル化に伴う高配位セレナ、テルラ化合物の合成に成功した。この化合物は、セレン、テルル原子が酸化されると同時に、2、6-位のジメチルアミノ基の空間相互作用によりジカチオンを生成し、リガンドカップリング反応か、直接的な塩素による置換反応を経て生成物になると考えられる。このセレン、テルル化合物は2価のセレン、テルルカチオン化合物としては初めての例である。1.カルコゲン原子を含む活性分子種の発生母体化合物の合成と反応性の研究。ビフェニルのO,O'-位にアルキル置換硫黄、セレン基を導入し、MCPBA酸化でそれぞれのモノオキシドを得た。これらをトリフルオロスルホン酸無水物と反応させると、エチル、i-プロピル、t-ブチル、ベンジンの場合は、ジチアまたはジセレナジカチオンを経て、脱アルキル化が進行し、チアスルホニウム、セレナセレノニウム塩が得られることがわかった。更に、最終的にはアルキルトリフラートとO,O'-ジチア、又はジセレビフェニルが殆ど定量的に得られた。メチル基の場合は水素引き抜きに伴う1、2-転位によるスルホニウム塩が得られた。次に、ナフタレンの1,8-位、ジベンゾチオフェンの1,9-位にチオールセレノール基を導入して、アセタール化後、酸化すると各種置換モノオキシドが得られた。この化合物を高圧水銀灯で光照射すると、高収率でアルデヒド、ケトンと共にナフタレン、ジベンゾチオフェンのジスルフィドジセレニドが定量的に回収された。2.新規高配位カルコゲンジカチオン化合物の生成。2、6-ジメチルアミノメチル-1-アリルセレナ(及びテルラ)ベンゼンをNOBF4で酸化すると、高配位セレナン、テルラン化合物の合成に成功した。これらの化合物は、セレン、テルル原子が酸化されると同時に、2、6-位のジメチルアミノ基の空間相互作用によりジカチオンを生成し、高配位化合物となる。更に2、6位にPhs,PhSe,基を有する化合物についても同様なセレナン、テルランの合成に成功した。カルコゲン原子を空間に複数個配列すると、最初は反撥相互作用が働くが、酸化による原子間吸引相互作用の結果、カルコゲン原子間に結合が生成する。分子内のカルコゲン原子間相互作用の例として0,0'-ビスジアルキルチオビフェニルモノオキシドを合成し、(CF_3SO_2)_2[Tf_2O]と反応させると、ジチアジカチオンが生成し分子の活性化が起こる。アルキル基がメチル基では脱プロトン化、メチルチオ基のPummerer型転位反応による環化反応が見られた。アルキル基がエチル、プロピル基では低温下ジカチオンの生成が^1H^<13>C-NMRにより観測され、温度を上昇させると脱アルキル化に伴い、モノアルキルチアスルホニウム塩が生成することが判った。更にペンジル基ではペンジル基が脱離し、この際にはジカチオンの生成は見られなかった。この脱アルキル化の反応機構はSn^1型の反応であり、エチル、プロピルカチオンのような活性分子種が生成することが明らかになった。この反応は硫黄原子間相互作用の集積効果の結果ジカチオンが生成し今まで認められない分子の活性化が起こり、一級の炭素カチオンが発生するものと考えられる。
単縮条約の検証と産業秘密の保護-査察機関と査察員の特権免除を中心に-

1、1993年の化学兵器禁止条約は、条約の実効性を高めるため、民生用の化学産業施設に対しても広範な検証措置を実施するにもかかわらず、その秘密扱いに関する付属書では、化学兵器禁止機関は機関の職員(査察員を含む)による秘密情報保護義務の違反に対して損害賠償責任を負わない旨が明記されている。その背景には、機関が責任を負うとすると、最終的には機関の構成国である各条約加盟国に負担がかかってくることから、条約交渉過程で諸国が機関の無責任を希望したという事実がある。2、一般国際法上、国際機関とその職員たる査察員に対して秘密漏洩を含む不法行為責任を負わせることは可能であろうか。この点に関しては、違法行為には責任が伴うという法原則は国際機関の行為についても妥当することが、学説上一般に支持されている。また、種々の国際機関特権免除協定において、機関自身の特権免除と機関の職員の特権免除のいずれに関しても、免除の放棄の可能性が規定されていることからすれば、機関の職員の双方について、損害賠償を含む民事責任追及の「可能性」が認められているということになろう。3、免除の放棄に関しては、一般に、機関の職員の免除については、一定の場合に事務局長に免除を放棄する「権利と義務」があるとされるのに対して、機関自身の免除の場合には、機関の裁量とされている。職員の賠償支払能力が限られていることを考えると、機関自身の免除放棄の可能性が極めて限定されているとの印象は否めない。立法論としては、免除放棄の可否に関して独立の第三者の意見を求めるなどの方策が考えられよう。ただ、いずれにしても、機関による賠償支払は最終的には各加盟国の負担となる以上、とくに多額の賠償支払の可能性がある場合には、機関による民間保険への加入が不可欠となろう。継続研究の初年度である本年は、化学兵器禁止条約の定める、化学兵器禁止機関の査察員による秘密の漏洩に対して、同機関が責任を負わないとする規定の背景と問題点について、主として化学兵器禁止条約の起草過程と、化学兵器禁止機関準備委員会の関連資料とを中心に研究を行い、その結果、以下の諸点が明らかとなった。機関の無責任に関する規定は、1989年に軍縮会議・化学兵器特別委員会で起草された「秘密情報の保護に関する附属書(案)」(CD/952,Appendix I,p.70)に起源を持ち、その後この附属書(案)がほとんど議論されることなくの同名の附属書となったものである。機関の査察員(職員)が行った違法行為に対して機関が責任を負わないとする規定は、国際機関においては誠にユニークな規定であるが、機関が責任を負うとすると、同機関は産業秘密に絡む極めて多額の賠償の支払いを義務づけられることにもなりかねず、さらにそれは、最終的には機関の構成国たる条約加盟各国の負担となるものであることから、交渉過程において諸国が機関の無責任を規定することを希望したのである。しかし、その結果、査察員による秘密漏洩によって生じた損害に対して、被害国が法的な救済を求めることは、極めて困難なものとなった。このような損害に対する事実上の救済のための一つの方策として、損害が発生したときのために一定額を積立方式でプールしていくことが考えられるが、機関の構成国にそれを義務づけることは、機関の無責任という原則と両立するか疑問である。また別の方策として、民間の保険への加入が考えられるが、これも機関の無責任という建前からして、機関の予算から保険料を支払うことを法的に正当化することは困難であり、結局は関心国の集団が自発的に供出する資金によって保険に加入するほかないように思われる。
酸化傷害DNA修復系酵素群の立体構造解析および分子機能解析

DNAには様々な傷害が生じている。その傷害を直ちに修復してDNAの遺伝情報を持するために、細胞内には様々なDNA修復系が存在する。原核生物の場合、DNA修復には数十種類の酵素が関与するが、酸化傷害塩基の修復には、MutMタンパク質やMutYタンパク質の他、Nudixファミリーに属するMutTなどのタンパク質が含まれる。構造機能解析に適した高度好熱菌Thermus thermophilusHB8のタンパク質を利用して、これらタンパク質群の構造機能解析を行った。MutMについては、DNAとMutMタンパク質との複合体の立体構造が明らかになったので、それらの結果を基にし、触媒基と推定されるアミノ酸残基や傷害DNA認識に関与すると推定されるアミノ酸残基を置換した変異型酵素を作製した。それら変異型MutMタンパク質の基質認識機構や、律速段階における触媒基の役割について調べた。また、MutTの含まれるNudixタンパク質群についても解析を行った。Nudixタンパク質群には、多くの機能未知タンパク質が含まれるので、機能未知タンパク質の機能同定法を行うために、遺伝子破壊株作製用の耐熱性薬剤耐性遺伝子を作製し、作製した遺伝子破壊株について解析するとともに、分子機能の解析を行った。DNAは酸素ラジカルによってグアニンが酸化を受けて8-オキソグアニン(GO)になりやすいことが知られているが,その傷害を取り除くために「酸素ラジカル誘発性突然変異の防御機構(GOシステム)」が,好気性生物に種を超えて普遍的に存在すると考えられている.その中で,MutM蛋白質はGO : CペアからGOを取り除く役割を担っている.また,MutY蛋白質は,GOが複製時にGO : Aの対を形成した際にAを除去する酵素である.その他に,酸化されたdGTPのリン酸結合を加水分解してヌクレオチドプールから酸化されたdGTPなどを排除するMutTなどの酵素群も存在する.これら酸化傷害DNA修復系酵素群を、高度好熱菌Thermus thermophilus HB8からクローニングして大腸菌体内で大量発現させ,分子機能解析を行うとともに立体構造解析を行っている.MutM蛋白質は,通常の酵素分子と異なり,基質のDNAと結合するとドメイン間の角度は,基質と結合していない時よりもより開いた構造をとっていた.また,変異計MutM蛋白質と基質傷害DNAとの酵素反応過程の解析から,基質認識機構や触媒反応機構がより詳細に明らかになった.MutY蛋白質や数種類存在するMutT蛋白質についても、同様の解析を進めている.好気性生物において酸素呼吸などにより発生する活性酸素は,ゲノムDNAやヌクレオチドを酸化し,突然変異や細胞死を引き起こす。特にグアニンの酸化物である8-オキソグアニン(GO)は生成量の多い酸化傷害の1つであり,突然変異の主要な原因となる。この傷害を修復する酵素の1つとして,原核生物ではDNA中のGOを取り除くDNAグリコシラーゼのMutM蛋白質が知られている。蛋白質が安定で立体構造解析や分子機能解析に適した、高度好熱菌Thermus thermophilusHB8のMutMについて、種々の合成DNAとの複合体の立体構造を解析し、反応過程中に存在する3種類の反応中間体の立体構造を明らかにした。これらの立体構造から、Glu2とGlu5が触媒基として活性に必須の役割を担っていることや、Arg99がDNAと相互作用することが予想された。そこで変異体Glu2→Ala、Glu5→Ala、Arg99→Alaの各変異型酵素を作製し活性測定を行ったところ、これらアミノ酸残基の役割が明らかになるとともに、これらの結果で示された基質DNAの構造変化や活性部位の残基の配置に基づいて、より詳細な反応機構を考察することが可能になった。MutMタンパク質は3価性DNA塩基除去修復酵素で、広域の酸化傷害塩基を取り除き(N-グリコシラーゼ活性)、生じた脱塩基部位(APサイト)の3'-5'-ホスホジエステル結合を切断する(APリアーゼ活性)ことが知られている。MutMタンパク質が結合する酸化傷害塩基には、シトシン(C)と対を作った8-オキソグアニン(GO)や、ホルムアミドピリミジン(FapyGやFapyA)、5-ヒドロキシシトシン(50HC)、そして、APサイトなどがある。高度好熱細菌thermus thermophilus

HB8のMutMタンパク質について種々の変異型酵素を調製し、それらと種々の傷害DNAとの立体構造を行ったところ、基質が存在しない状態のMutMタンパク質の立体構造の他に、傷害が無いDNAとMutMタンパク質との複合体や、傷害塩基部分がフリップアウトしたDNAとMutMタンパク質との複合体、そして、傷害塩基が除去されたDNAとMutMタンパク質との複合体の立体構造が明らかになった。それらの結果を基にし、MutMタンパク質の傷害塩基除去過程に関与するアミノ酸残基の役割を明らかにするために、触媒基と推定されるアミノ酸残基や傷害DNA認識に関与すると推定されるアミノ酸残基を置換した変異型酵素を作製して、蛍光ラベルした基質との反応過程を解析して分子機能解析を行い、MutMタンパク質の基質認識機構や、律速段階における触媒基について調べた。
VEGF、アンジオポエチンによる移植膵ラ島の血管新生modulation

[背景]膵島移植には移植効率の悪さ、インスリン離脱率の低さなどの問題がある。移植を妨げる要因として、拒絶反応、移植直後の虚血、低酸素状態、アポトーシスとネクローシスの誘導が挙げられ、移植ラ島の生着率を向上するためには拒絶反応の抑制、および移植早期からの血管新生が必要である。近年、移植ラ島の血管新生に対するVEGF- Flt1- Flk1の関与が明らかになってきた。[目的]移植ラ島に血管新生因子(VEGF、アンジオポエチン)を遺伝子導入し、血管新生を促進することにより生着率の向上と血糖改善を目指す。[方法]1)6-8w相当のlCRmiceおよび200-250gのSDratsより静置法にてラ島分離する。2)分離ラ島のviabilityの測定をトリバンプルーとインスリン産生量の測定をELISAで行う。3)Adenovirus vector(以後Adv)でGFP遺伝子をラ島に導入し、発現の程度を蛍光顕微鏡で観察する。Adv感染ラ島のviabilityをインスリン産生量で測定する。4)分離ラ島にAdvを用いてVEGF、アンジオポエチンの遺伝子を導入する。5)Skinfold chamberにラ島を移植し、血管新生の解析を行う。[結果]1)150-200個/mouse、200-300個/ratのラ島が分離し、トリバンブルーでViabilityをみた。分離後48hで90%以上の生存をみたが120hで80%以上が死滅した。2)2.8mMグルコース下での分離ラ島のインスリン産生量はAdv感染群で5.40pg/h/islet、非感染群で5.77pg/h/isletと差が見られなかった。3)Advを用いてGFP遺伝子を導入し蛍光顕微鏡でその発現を30MOlまで確認した。4)Skinfold chamberに移植後6日目に新生血管が、14日目に血管網が形成された。VEGF導入ラ島では血管新生の形成がコントロールに比較し早期より認められた。[まとめ]分離ラ島にex vivoでAdvを用いて遺伝子導入することが可能であった。Adv遺伝子導入による、ラ島のviabilityrへの影響は認められなかった。Adv vectorでVEGF遺伝子を導入し、ラ島のviabilityを損なわず導入し、早期の生者を誘導できる可能性が示唆された。Skinfold chamber(SC)を用いた実験系の妥当性を評価することを主目的として,マウスよりも手技および評価が容易と考えられるハムスターで実験を開始した.60-80gのSyrian Golden Hamsterからコラゲナーゼ変法により膵ランゲルハンス島(以下ラ島)を分離し,34日前に作成したHamsterのSCに,1SCあたり4から8個移植した.以後,経時的にFITC-dextran(分子量150,000)を静注し,蛍光生体顕微鏡システムを用いて新生血管を観察,画像をcomputerに取り込み画像解析ソフトで定量化した.Hamster8羽に計49個のラ島を移植,うち46の移植ラ島で新生血管を認め,takingrateは約94%であった.1移植ラ島あたりの新生血管の血管密度(functional vascular density:FVD)は移植6日目389.8±7.9(Mean±SEM),移植10日目570.9±16.5,移植14日目608.4±17.2であり,この時点でほぼplateauに達し,以後の増加は見られなかった.移植時に確認した移植ラ島の大きさに対する血管密度の比(FVD/size of islet on transplantation)は移植6日目1.21±0.06(Mean±SEM),移植10日目1.42±0.07,移植14日目1.55±0.09であった.新生血管の血管径は移植6日目10.2±0.3(μm:Mean±SEM),移植10日目8.9±0.2,移植14日目8.5±0.3であった.以上の結果より,ハムスターの系においてはSkinfold chamberを用いて移植膵ラ島の定量化は可能であった.今後,同様の実験をマウスで行った後,VEGF,アンジオポエチンの導入ラ島の移植実験を行う予定である.[背景]膵島移植には移植効率の悪さ、インスリン離脱率の低さなどの問題がある。

5)Skinfold chamberにラ島を移植し、血管新生の解析を行う。[結果]1)150-200個/mouse、200-300個/ratのラ島が分離し、トリバンブルーでViabilityをみた。分離後48hで90%以上の生存をみたが120hで80%以上が死滅した。2)2.8mMグルコース下での分離ラ島のインスリン産生量はAdv感染群で5.40pg/h/islet、非感染群で5.77pg/h/isletと差が見られなかった。3)Advを用いてGFP遺伝子を導入し蛍光顕微鏡でその発現を30MOlまで確認した。4)Skinfold chamberに移植後6日目に新生血管が、14日目に血管網が形成された。VEGF導入ラ島では血管新生の形成がコントロールに比較し早期より認められた。[まとめ]分離ラ島にex vivoでAdvを用いて遺伝子導入することが可能であった。Adv遺伝子導入による、ラ島のviabilityrへの影響は認められなかった。Adv vectorでVEGF遺伝子を導入し、ラ島のviabilityを損なわず導入し、早期の生者を誘導できる可能性が示唆された。