hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タグした二光子過程ハドロン生成断面積の高統計測定による量子色力学の詳細検証

まず,一方の光子をタグしたπ0中間子の遷移形状因子の測定を行い,BaBarの結果と異なり,よりQCD極限値に近い結果を得て,この問題を落着させた。次にノータグ二光子過程によるK0S中間子対生成反応を閾値付近からの断面積を測定解析し,f2(1270)とa2(1320)の負の干渉,f2'(1525)の二光子幅×分岐比等の高精度の測定が可能となった。現在,一方の光子をタグしたπ0中間子対の微分断面積をQ2=30 GeV2まで測定解析して,論文として投稿準備中である。f2(1270)(ヘリシティ=2,1,0別々)とf0(980)中間子の遷移形状因子をQ2の関数として測定し,理論の予言と比較した。本研究の第一の目的は,一方をタグした二光子過程によるπ^0中間子生成反応の遷移形状因子のQ^2依存性を可能な限り正確に測定し,量子色力学(QCD)の予言する極限値との比較を行ってQCDを検証することである。我々Belle実験は,二光子過程の研究では世界をリードしていたが,上記の反応について,我々の好敵手BaBar実験から,QCDの極限値を最大50%ほど超える結果が発表され,大きな議論を巻き起こし,その正否の検証が待たれている。この重要な問題を検証することが可能な実験グループは現在我々Belle実験だけであり,その検証作業を開始した。初年度である平成22年度は,まずは,生データから事象候補を抽出するskimmingを行い,大半のデータをプロセスした。続いてこのskimed dataから候補事象を選び出し,バックグランドの差し引き,検出効率の補正等を行って,すでにpreliminaryな形状因子のQ^2依存性の結果を得ている。しかしながら,検証実験結果として発表するためには,いくつかの細かい補正作業が必要である。とくにBelle実験では,信号事象の一部がvetoされていて,そのトリガーバイアスの補正を精度良く行う必要があることが分かっている。そこで,主要なバックグランドであるradiative Bhabha事象を使ってその補正を行うことにした。そのためには,それを正確にシミュレードするモンテカルロプログラムが必要で,まずはトリーレベルで正しいRabhatというプログラムを用いて補正を行った。しかしながら,さらに正確に量子電磁力学の高次の補正を行ったプログラムが必要で,現在,イタリアの理論グループの応援を得て,既存のプログラムBabaYagaを我々の目的のために改造してもらっているところである。本研究の第一の目的は,一方をタグした二光子過程による中性パイ中間子生成反応の遷移形状因子のQ2依存性を,可能な限り正確に測定し,量子色力学(QCD)の予言する極限値との比較を行ってQCDを検証することであった。我々Belle実験は,二光子過程の研究では世界をリードしていたが,上記の反応について,我々の好敵手BaBar実験か.ら,QCDの極限値を最大50%ほど超える結果が発表され,大きな議論を巻き起こし,その正否の検証が待たれていた。この重要な問題を検証することが可能な実験グループは現在我々Belle実験だけであるため,その検証を行った。解析の結果は,BaBarの結果を支持せず,よりQCDの予言値に近いものであった。論文のドラフトは10月早々に完成し,その後,グループ内レフェリー,続いて全員で,よりわかりやすい論文にする努力が続けられて,現在,投稿されたところである。一方,上記解析の中で,その主要なバックグランドの1つである中性パイ中間子対生成反応の寄与を見積もるため,その反応をポジティブに同定した。この反応は,それ自身重要なデータであり,次のタグ光子反応物理として解析する予定である。これと並行して,KOS中間子対生成反応の事象(ノータグおよびタグ)を抽出し,その検出効率を見積もっている。この反応は,Belleで過去に高エネルギー領域では測定されたものの,閾値付近からのデータは測定されなかった。そのプレリミナリーなデータを解析した結果,理論で予想するf2(1270)とa2(1320)の負の干渉,および,f2'(1525)の二光子幅×分岐比の高精度の測定が可能という感触を得た。また,1.8GeV付近および2.2GeV付近のピークが,従来のテンソル中間子という解釈とは異なり,スカラー粒子共鳴であるという兆候を得,その質量,全幅および二光子幅×分岐比の測定ができそうである。このように,従来の3桁以上の高統計のデータを生かした解析を行っている。

ノータグの二光子過程による短寿命中性K中間子対生成反応の断面積を閾値付近から4 GeVまで測定,解析した論文を実験グループ内での精査の後,PTEP(Prog. Theor. Exp. Phys.)に投稿し,11月に受理,掲載された。PTEPは湯川秀樹博士が創刊したPTPを発展的に実験を含めて新たにオープナクセス雑誌として創刊したもので,この論文はそこへのBelle実験からの初めての掲載論文となった。この論文は,以前Belleグループが発表した重心系エネルギー2.4GeV以上のデータの統計ををさらに3倍上げて,高エネルギー領域でのQCD(量子色力学)の検証を行うとともに,世界で初めて閾値付近からの微分断面積を測定し,解析したものである。この論文でも,Bファクトリー実験が誇る従来の実験の数百倍数千倍の統計量を生かし,詳細な共鳴粒子解析やQCDの検証を行うことができた。具体的には,テンソル粒子であるf2(1270),a2(1320)ボソンの振幅のdestructiveな干渉を高精度で示すことができたほか,積分断面積における1.7,2.3,2.6 GeV付近のピークが,それぞれスカラー,テンソル,スカラーボソンであると結論した。この結果は,これまでの1.7 GeV付近のピークがテンソルボソンであるとの結論を覆すものであり,また,2.6 GeV付近という高質量領域でのスカラーボソンの同定は世界で初めてである。つい最近,Ling-Yun Dai and M.R. Penningtonは,この結果をパイ中間子対生成反応の部分波解析に加えることによって,ユニークな解を得ることができたと報告している(arCiv:1403.7514[hep-ph])。この研究の解析と論文化への努力と並行して,シングルタグした二光子過程による中性パイ中間子対生成反応の事象の抽出,断面積の測定,およびその解析を進めている。まず,タグした二光子過程での中性π中間子の遷移形状因子のQ2依存性についての論文を仕上げ,Phys. Rev. Dに投稿し出版された。ライバルのBaBar実験からは,理論の予言を大きく超える結果が出されていて大きな話題となっていたが,それを否定する結果を得て,1件落着させた。次に,ノータグ二光子過程による短寿命中性K中間子対生成反応の論文ドラフトを完成させ,現在Belle実験内でのコメントを待っている段階で,本質的な間違い等が発見されなければ投稿・出版に至る。この反応の敷居値付近からの微分断面積の測定は世界で初めてであり,しかも,高統計を生かして次のような結果を得た。まず,f2(1270)中間子とa2(1320)中間子との位相差を求めたところ,ほぼ180度であり,理論の予言通り,最大限の負の干渉をしていることを高精度で示した。また,f2'(1525)中間子の質量,幅,二光子崩壊幅を初めて干渉を考慮して決定した。さらに,積分断面積に現れる1.7GeV付近,2.3GeV付近,2.6GeV付近のピークが,それぞれスカラー,テンソル,スカラー粒子であると結論し,また測定した二光子幅の大きさから,一部の理論家の予言に反して,これらがグルーボールではないと結論した。とくに最初のピークは従来テンソル粒子と思われていた結果を覆し,また最後のピークについては,このような高質量でスカラー粒子を同定したのは初めてである。それに加えて,高エネルギー領域では,すでに出版されたBelleの解析結果を3倍の高統計によりアップデートし量子色力学の予言を検証した。また,ηc中間子のP不変性,CP不変性を破る中性π中間子対への崩壊モードの探索を行い,上限値を更新した。
アクティブなステレオ視からの隠れ情報に基づく面構造の復元

本研究では,ステレオカメラをアクティブに移動させるこにより,環境の面構造を復元する方法を提案した.この方法と従来の手法との大きな違いは,隠れの検出に“アクティブなステレオ視"を用いている点,ならびに,従来の方法では全く取り扱われていなかった面構造を効率良く復元するためのカメラの移動戦略や視点の選択法に対する1つの解答を与えている点である.“アクティブなステレオ視"は,ステレオカメラを基線に沿ってアクティブに並進移動させることにより得られる単眼の運動視差に基づいて,両眼視差と隠れを検出する方法であり,隠れが正確に検出できるのに加えて,隠れが生じているかいなかにかかわらず,左右の画像中のほとんどすべての特徴点に対して粗い距離情報が獲得できるという利点があり,従来の両眼視や三眼視を用いる方法に比べて,面構造復元のためのより強力な拘束を提供する.提案した方法では,左右の各画像中で同一のエピポーラ線上に連続して出現する2つのエッジ間に対応する仮想的な3次元線分(アーク)の集合によって環境の面構造を表現し,アクティブなステレオ視から得られるエッジ点の3次元位置情報と隠れ情報に基づいて,各アーク間に物体表面が存在するが否かの判定を行った.さらに現在までに復元された面構造に基づいて,物体表面が存在するか否かが新たに最も多く決定できるであろう視点位置を予測し,その位置へカメラを移動させた後,同様の処理を新たに決定できる可能性があるアークが生じなくなるまで,繰り返し行う.本手法を用いれば,非常に少ない観測回数で環境の面構造が正しく復元できることを,実シーンを用いた実験によっても示した.本研究では,ステレオカメラをアクティブに移動させるこにより,環境の面構造を復元する方法を提案した.この方法と従来の手法との大きな違いは,隠れの検出に“アクティブなステレオ視"を用いている点,ならびに,従来の方法では全く取り扱われていなかった面構造を効率良く復元するためのカメラの移動戦略や視点の選択法に対する1つの解答を与えている点である.“アクティブなステレオ視"は,ステレオカメラを基線に沿ってアクティブに並進移動させることにより得られる単眼の運動視差に基づいて,両眼視差と隠れを検出する方法であり,隠れが正確に検出できるのに加えて,隠れが生じているかいなかにかかわらず,左右の画像中のほとんどすべての特徴点に対して粗い距離情報が獲得できるという利点があり,従来の両眼視や三眼視を用いる方法に比べて,面構造復元のためのより強力な拘束を提供する.提案した方法では,左右の各画像中で同一のエピポーラ線上に連続して出現する2つのエッジ間に対応する仮想的な3次元線分(アーク)の集合によって環境の面構造を表現し,アクティブなステレオ視から得られるエッジ点の3次元位置情報と隠れ情報に基づいて,各アーク間に物体表面が存在するが否かの判定を行った.さらに現在までに復元された面構造に基づいて,物体表面が存在するか否かが新たに最も多く決定できるであろう視点位置を予測し,その位置へカメラを移動させた後,同様の処理を新たに決定できる可能性があるアークが生じなくなるまで,繰り返し行う.本手法を用いれば,非常に少ない観測回数で環境の面構造が正しく復元できることを,実シーンを用いた実験によっても示した.
都市化過程の考古学的研究-シリア北西部テル・エル・ケルク遺跡の発掘から-

シリア北西部のエル・ルージュ盆地に所在する巨大な新石器時代集落であるテル・エル・ケルク遺跡の発掘調査を実施し、その研究成果から、紀元前8600年5800年にかけての集落の形成、変遷、衰退過程を明らかにした。特に紀元前6500年ごろの集落の様相の解明に力を注ぎ、社会の複雑化が相当進行していたことや、社会の運営に儀礼活動が重要な役割を果たしていたことなどが判明した。また、居住域に隣接して墓地が発見され、当時の社会の葬送習慣や他界観などについての多くの情報をもたらした。研究代表者が1997年よりシリア政府文化財博物館総局と共同で調査・研究を進めている北西シリアのエル・ルージュ盆地に所在するテル・エル・ケルク遺跡は、南北約1km、東西約400mの広がりを有する巨大なテル(人工的な遺丘)の複合体で、西アジア新石器時代で最大級の集落遺跡である。1997年から6シーズンにわたる発掘調査の結果、約10,000年前の先土器新石器時代B期初頭から約8000年前の土器新石器時代終末にかけての長期にわたる文化層が連続して発見され、特に約8,800年前の先土器新石器時代B期末土器新石器時代初頭にかけて、16haもの広さを持つ大型集落が営まれていたことが判明してきた。そしてそれは、単に規模が巨大なだけではなく、職業専業化や長距離交易の発達、それに高度な工芸品の製作といったような、複雑化した複合的様相を内包した、原都市といってよい社会を呈していたと考えられた。私たちのこれまでの研究成果を真正面から評価すると、南メソポタミアで発生したとする都市起源の従来の定説を大きく逸脱し、しかも年代が3000年以上も遡ることになってしまう。そのためにケルク遺跡の集落規模やその複合的様相について疑問を呈する研究者も少なくない。そこで本科学研究費では、都市の起源問題に深く関わるテル・エル・ケルク遺跡の発掘調査を再開・継続し、この問題についてのあらたな基礎資料を広く研究者に提供することを直近の目標としている。特に本研究では、都市形成の過程に焦点を当てた現地調査を実施する。第2次調査初年度にあたる2005年度においては、テル・アイン・エル・ケルクの東スロープに長大なトレンチを開け、新石器時代の厚い文化層の編年的発展過程を確定することに力を注いだ。これは、ケルク遺跡がどのように形成されていったのかを、実際の考古資料から復元していくためである。研究では、都市の起源問題に深く関わるテル・エル・ケルク遺跡の発掘調査を再開・継続し、この問題についてのあらたな基礎資料を広く研究者に提供することを直近の目標とし、都市形成の過程に焦点を当てた現地調査を実施している。第2次調査の第2年度にあたる2006年度では、2005年度から開始したテル・アイン・エル・ケルクの東スロープに設けた長大なトレンチをさらに東側に20m拡張し、新石器時代の厚い文化層の編年的発展過程を確定することに力を注いだ。さらに、テル・アイン・エル・ケルクの北側にトレンチを設けて、新石器時代集落の広がりを確認した。この北側トレンチでは、ねらい通りに先土器新石器時代B期末土器新石器時代初頭にかけての文化層が検出され、この時代に集落が最も膨張していることが再確認された。1997年から6シーズンにわたる発掘調査の結果、約10,000年前の先土器

新石器時代B期初頭から約8000年前の土器新石器時代終末にかけての長期にわたる文化層が連続して発見され、特に約8,800年前の先土器新石器時代B期末土器新石器時代初頭にかけて、16haもの広さを持つ大型集落が営まれていたことが判明してきた。そしてそれは、単に規模が巨大なだけではなく、職業専業化や長距離交易の発達、それに高度な工芸品の製作といったような、複雑化した複合的様相を内包した、原都市といってよい社会を呈していたと考えられた。2005年度から開始された本研究では、都市の起源問題に深く関わるテル・エル・ケルク遺跡の発掘調査を再開・継続し、この問題についてのあらたな基礎資料を広く研究者に提供することを直近の目標とし、都市形成の過程に焦点を当てた現地調査を実施している。第2次調査第3年度に当たる2007年度調査では、テル・アイン・エル・ケルクの東側に設けた長大なトレンチの発掘を継続するとともに、2002年度を最後に休止していたテル・アイン・エル・ケルク中央区の調査を再開した。この中央区の調査では、予想もしていなかった土器新石器時代中ごろの墓地が発見された。現代まで続く屋外型の個人墓で形成された墓地としては西アジアでも最古で、埋葬方法や社会構造、死後世界観などを考察するための第1級の資料である。研究代表者が1997年よりシリア政府文化財博物館総局と共同で調査・研究を進めている北西シリアのエル・ルージュ盆地に所在するテル・エル・ケルク遺跡は、南北約1km、東西約400mの広がりを有する巨大なテル(人工的な遺丘)の複合体で、西アジア新石器時代で最大級の集落遺跡である。これまでの調査研究で、約10,800年前の先土器新石器時代B期初頭から約7800年前の土器新石器時代終末にかけての長期にわたる文化層が連続して発見され、特に先土器新石器時代B期末土器新石器時代初頭にかけて、16haもの広さを持つ大型集落が営まれていたことが判明してきた。そしてそれは、単に規模が巨大なだけではなく、職業専業化や長距離交易の発達、所有権の顕在化、それに高度な工芸品の製作といったような、複雑化した原都市といってよい社会を呈していたと考えられた。本研究では、都市の起源問題と深く関わるテル・エル・ケルク遺跡の発掘調査を継続し、この問題についてのあらたな基礎資料を広く研究者に提供することを直近の目標とし、大型集落の形成過程に焦点を当てて現地調査を実施してきた。特に2008年度では、2005年度から開始したテル・アイン・エル・ケルクの東スロープに設けた長大なトレンチ調査を終了し、新石器時代の厚い文化層の編年的発展過程を確定する資料を得ることができた。また、1997年度から継続している中央区の調査では、昨年度に続き約8500年前の新石器時代の墓地の発掘を継続し、この墓地が集落内の空き地に形成された屋外型の墓地であり100体以上の人骨が埋葬されてきたこと、より古い時代には土坑墓ばかりでなく再葬や火葬が盛んに行われていたことなどが明らかになった。墓地の発見は予想外の成果であったが、西アジア最古の本格的な屋外型の共同墓地といえ、その発見と研究の意義は極めて大きい。
種子の休眠と発芽調節に関わる遺伝子群の分子生物学的解析

本研究では、穂発芽が育種上の問題となっているコムギにおける種子休眠調節機構を明らかにすることを目的としている。特にコムギの倍数性に注目し、遺伝子の発現や機能調節について解析した。(1)コムギの種子休眠に関わる遺伝子の探索と解析コムギのABAシグナル伝達に関わるいくつかの遺伝子をクローニングして発現を解析した結果、TaVp1,TaABI5,TaPKABA1,Em遺伝子が種子特異的に発現し、その発現と種子休眠との間の関連性が示唆された。コムギ糊粉層におけるトランジェントアッセイにより、TaVp1とTaABI5はABA応答Em伝子プロモーターの転写を促進し、澱粉分解酵素α-アミラーゼ遺伝子プロモーターの転写を抑制する効果を示した。(2)コムギ非休眠突然変異体EH47-1におけるABAシグナル伝達開花後35日目のEH47-1の種子は、その親系統である北系1354と比較してABA感受性が著しく低下する。この種子胚では、TaVp1発現量が低下し、TaABI5発現量が増加傾向にあることから、TaVp1とTaABI5発現は異なって制御されており、その変異体の形質がTaABI5よりもTaVP1の影響を受けることが推定された。(3)六倍性コムギにおける遺伝子発現の調節TaVp1は、他の植物のオーソログと同様に種子発達から登熟期で主に発現するが、それぞれの同祖遺伝子の発現パターンは全く異なっており、機能が分化していることが推測された。また、TaVp1は、転写後のスプライシングにより少なくとも6タイプの転写産物を生じ、そのうち4タイプは機能ドメインの欠失やフレームシフトによる終止コドン出現のため、正常な機能を失っていると推測された。このミススプライシングのほとんどは、同祖遺伝子間のいくつかの塩基配列の違いにより、TaVp1-A1から由来するものであった。TaABI5もまた、転写後に3'領域で選択的にスプライシングされ、少なくとも2種類の転写産物(TaABI5-IとTaABI5-II)を生じ、TaABI5-IIはTaABI5-Iと比較して転写活性化能力が低いことが示された。休眠/発芽調節との関連は未だ未解明であるが、少なくとも六倍性コムギの種子におけるABA関連遺伝子の発現調節には、転写レベルの調節に加えて転写後の調節が大きく関与しているものと推測される。本研究では、穂発芽が育種上の問題となっているコムギにおける種子休眠調節機構を解明するために、アブシジン酸(ABA)応答遺伝子の発現を制御する転写因子、及びその遺伝子の探索と解析を行った。種子で機能しABAのシグナル伝達に関わるbZIP型転写因子をコードするシロイヌナズナABA Insensitive 5 (ABI5)の情報をもとにして、イネ及びコムギのESTデータベースを検索することにより、コムギABI5オーソログ(TaABI5)の候補となるクローンを見いだした。6倍体コムギ完熟種子胚由来のcDNAライブラリーから、完全長のcDNAをクローニングして解析した結果、推定のアミノ酸配列(390a.a.)は数多く登録されているコムギbZIP転写因子の中でも、特にシロイヌナズナやイネのABI5と相同性が高く、同じfamilyに属することが明らかとなった。この遺伝子の発現パターンを解析した結果、種子特異的でありその発現量は種子の登熟が進むにつれて増加することが示された。休眠性の異なるコムギの種子胚を用いて定量RT-PCRを行い、ABA存在下における遺伝子発現パターンの違いを比較した結果、休眠性の強いミナミノコムギでは、TaABI5の発現が高いことが示された。ミナミノコムギの種子胚では、ABAシグナル伝達に関与する遺伝子、TaVp1、TaPKABA1、Em遺伝子の発現量もまた高かったことから、TaABI5に加えてこれら一連のABAシグナル伝達関連遺伝子の発現量と種子休眠の関連が示唆された。このTaABI5のゲノミックDNAとcDNA塩基配列の解析から、TaABI5は、転写後に3'領域で選択的にスプライシングされることにより、少なくとも2種類のmRNA (TaABI5-I,TaABI5-II)が作りだされることが明らかとなった。コムギ糊粉層におけるトランジェントアッセイを行い、これらのTaABI5のEm遺伝子プロモーターに対する転写活性の効果を調べた結果、TaABI5-IIはTaABI5-Iと比較して転写活性化能力が低いことが示され、このTaABI5における選択的スプライシングが種子休眠におけるABA応答遺伝子の発現制御に関連している可能性が示唆された。これまでのところ、シロイヌナズナやイネのABI5ではこのようなスプライシングの異常についての報告はない。現在、このスプライシングの意義について、つまり種子の休眠/発芽の調節との関連、また倍数性との関連等について明らかにするために、詳細な解析を行っている。

コムギ糊粉層におけるトランジェントアッセイにより、TaVp1とTaABI5はABA応答Em伝子プロモーターの転写を促進し、澱粉分解酵素α-アミラーゼ遺伝子プロモーターの転写を抑制する効果を示した。(2)コムギ非休眠突然変異体EH47-1におけるABAシグナル伝達開花後35日目のEH47-1の種子は、その親系統である北系1354と比較してABA感受性が著しく低下する。この種子胚では、TaVp1発現量が低下し、TaABI5発現量が増加傾向にあることから、TaVp1とTaABI5発現は異なって制御されており、その変異体の形質がTaABI5よりもTaVP1の影響を受けることが推定された。(3)六倍性コムギにおける遺伝子発現の調節TaVp1は、他の植物のオーソログと同様に種子発達から登熟期で主に発現するが、それぞれの同祖遺伝子の発現パターンは全く異なっており、機能が分化していることが推測された。また、TaVp1は、転写後のスプライシングにより少なくとも6タイプの転写産物を生じ、そのうち4タイプは機能ドメインの欠失やフレームシフトによる終止コドン出現のため、正常な機能を失っていると推測された。このミススプライシングのほとんどは、同祖遺伝子間のいくつかの塩基配列の違いにより、TaVp1-A1から由来するものであった。TaABI5もまた、転写後に3'領域で選択的にスプライシングされ、少なくとも2種類の転写産物(TaABI5-IとTaABI5-II)を生じ、TaABI5-IIはTaABI5-Iと比較して転写活性化能力が低いことが示された。休眠/発芽調節との関連は未だ未解明であるが、少なくとも六倍性コムギの種子におけるABA関連遺伝子の発現調節には、転写レベルの調節に加えて転写後の調節が大きく関与しているものと推測される。
生化学的手法による鳥類の系統分類の研究

生化学的手法を用いて鳥類の系統分類を再検討するのが本研究の目的である。生化学的手法とはアイソザイム変異の系統遺伝学解析であり、系統分類とは科間、属間,種間の類縁関係を調査することである。鳥類種間の遺伝的距離をもとにVPGMA法を用いて系統樹を作成すると、本研究によって得られた結果は、大筋において従来の分類とよく一致した。本方法は鳥類の類縁関係を定量的にあらわすことができるので、科内の属,種間の関係を調べる上で有効である。シジュウカラ科とエナガ科との類縁は比較的近縁であることが従来から知られているが、本研究において両科間の遺伝学距離は0.965となり、鳥類の科間の平均値(0.722)よりも小さな値であった。本研究において始めて両科間の近縁の程度を定量的に示すことができた。本方法にも限界のあることが分った。一つは非常に近縁の種間では、遺伝的変異を検出することができなかったことである。この問題を解決するには、実験個体数を増すことと、調査する酵素タンパクの種類を増すことが有効であろう。もう一つの問題点は、科間の類縁というような高次のレベルに関して本研究で行ったミズナギドリ目3科15種の23遺伝子座による調査結果では、系統樹においてアホウドリ科がミズナギドリ科内に位置した。この2科は生能と行動から別の科であると考えられているので、本方法が科レベルの研究に適用できるか否かは、更に検討の余地がある。高次のレベルでの類縁を明らかにするには、系統を反映する変異性の少ないタンパク質を多く捜しだして研究をすすめることが、一つの解決方法であろう。生化学的手法を用いて鳥類の系統分類を再検討するのが本研究の目的であり、調査項目としては、(1)目や科内の高次の系統の調査、(2)種間(属間)の類縁関係の調査、(3)種内の遺伝的変異、の3項目を設定している。平成元年度の研究実績に関しては以下の通りである。(1)の項目については、現在分類学的にも系統関係に不明の部分が多い特異種であるカグ-(和名カンムリサギモドキ、1科1種、ニュ-カレドニア産、国際保護鳥)の血液を入手することができた。この種に比較的近縁とされるツル類、ノガン類の血液も入手できた。今後の研究計画としては、カグ-の系統関係を明らかにするため、さらに数種の血液を集めて実験を行う予定である。(2)の項目については、チドリ目鳥類の種間の類縁関係を調査するため実験材料の収集に努力している。従来は鹿児島県奄美大島のみに生息されているとされていたアマミヤマシギを、徳之島から入手することができたので、アマミヤマシギとヤマシギとの系統関係を調査するよう実験をすすめている。(3)の項目については、ハシブトガラスの個体群間の遺伝的変異を調査している。ハシブトガラスは、多数の実験材料を得ることができる点、移動性の少ない鳥なので地域個体群が比較的独立している。このためアイソザイムの個体群間の変異を調査するにはよい材料である。現在までのところ、東京都、北海道、岩手県、沖縄県へ行き実験材料を得た。さらに多くの個体を集めるよう努力している。予備的な実験は行った。生化学的手法を用いて鳥類の系統分類を再検討するのが本研究の目的であり、調査項目としては、(1)目や科間の高次の系統の調査、(2)種間(属間)の類縁関係の調査、(3)種内の個体群間の遺伝的差を元にした鳥類の分布様式、の3項目を設定している。

平成2年度の研究実績の概要は以下の通りである。(1)の項目については、現在のところ分類学的にも系統関係に不明な部分の多いカグ-(和名カンムリモドキ,ツル目に属し1科1種でニュ-カレドニア島にのみ生息する国基保護鳥)の血液を昨年度入手し、他のツル目の鳥類との遺伝的差異を調査する予備実験を行ったが、本年度はニュ-カレドニア政府の好意により2個体分の冷凍組織を入手することができた。血液試料よりも肝臓などの組織の方が本研究には適しているので、組織を用いての実験を行うよう、近縁とされている種の組織を現在集めつつある。(2)の項目については、昨年度に引き続きチドリ目鳥類の種間の類縁関係を調査するための供試鳥類を収集している。アマミヤマシギとヤマシギとの種間の遺伝変異を昨年度調査したが、今年度はこれら2種と類縁に近いジシギ類を加えて実験を行った。(3)項目については、ハシブトガラスとメジロの個体群間の遺伝的変異を調査している。伊豆諸島と南西諸島の島ごとのメジロ,ハシブトガラスを調査するために今は沖縄島での採集を行ない試料の整理を行った。来年度更に数ケ所の個体群を採集し、3年分の試料の実験を行う予定である。生化学的手法を用いて鳥類の系統分類を再検討するのが本研究の目的であり,調査項目としては,(1)目や科の高次の系統の調査,(2)属間,種間の類縁間係の調査,(3)種内の遺伝的変異,の3項目を設定している。平成3年度の研究実績は以下の通りである。(1)の高次の分類に関しては,現在系統分類学的にみて不明の部分が多いカグ-(Kagu:Phynochetos jubalus)に関する調査を行った。カグ-はツル目に属し1科1種の特殊な鳥類とされているので,同じツル目のツル科のタンチョウ,ノガンモドキ科のノガンモドキ,クイナ科のクイナ,オオバン,ミフウズラ科のミフウズラの組織とともにアイソザイム実験を行った。現在は得られた実験結果の解析中である。(2)の同一科内の種間の類縁に関しては,シギ科のヤマシギとアマミヤマシギの類縁についての実験を終え,得られた資料をもとに報文を作成中である。また,本年度から新たにムクドリ科の類縁を調査するため,東南アジア産のムクドリ類の実験試料を集め始め,5種類のサンプルを得た。アフリカ産ハタオリドリ類の類縁に関して,すでに得られた資料を補足する実験を行った。(3)の種内の遺伝的特性の調査に関しては、島嶼での個体群の安定していると考えられるハシブトガラスとメジロについて調査を行った。南西諸島および伊豆諸島での両種の採集を行い,個体群ごとの実験を一部終え,現在も実験を継続中である。
メダカＨＲＡＳ悪性黒色腫モデルを用いた薬剤スクリーニング系の構築

既に樹立したヒト癌遺伝子HRASの変異型導入メダカ系統を利用した新規抗癌化合物スクリーニングシステムの確立を目的とした。既存薬ライブラリーを用いた一次スクリーニングではゼブラフィッシュ胚の黒色素産生を減少させる35薬剤を取得し、神経冠細胞系列遺伝子の発現低下を起こす7薬剤を候補とした。二次スクリーニングにおける薬剤投与試験の予備実験としていくつかのRASシグナル下流因子の阻害剤を水槽へ投与し、変異型HRASメダカ個体への効果として生存期間の延長や腫瘍組織中の活性化タンパク質量の減少を確認できた。このシステムでHRAS高発現型腫瘍に効果のある薬剤をスクリーニングできると考えている。1.野生型胚を用いた候補薬剤の1次スクリーニング:昨年度に引き続き、黒色素細胞形成をはじめとする神経冠細胞系列遺伝子群を標的とした、ゼブラフィッシュ野生型胚についてスクリーニングを行った。48ウェルプレートの1ウェルあたり10の受精卵を準備し、薬剤濃度10μMとして使用した。飼育水への投与2日後、投与群と対照群との比較を行い、黒色素胞の減少・消失のみられた薬剤について評価し候補を選定している。現在までに360の薬剤でスクリーニングを終えた。2.HRASトランスジェニックメダカを用いた薬剤評価実験:2次スクリーニング系を確立するため、RASシグナル遺伝子産物の阻害剤を用いて治療実験を行った。黒色素胞を過剰発現しているメダカを阻害剤投与群と対照群とで各々準備し、薬剤濃度は0.25nM-1μM、投与時間は1回につき24時間-96時間、投与回数は1週間1-2回、4-12週間とした。薬剤投与前と投与後、薬剤効果の指標としては、個体写真の黒色領域の変化、生存期間、黒色組織から抽出したタンパクによるウェスタンブロッティングを用いた。その結果、BRAFキナーゼ阻害剤を4週間に8回24時間投与した場合、生存期間が有意に延長した。またMEK阻害剤を2週間に2回72時間連続投与した後の、黒色部タンパクによるウェスタンブロッティングではリン酸化ERKのタンパク量が著しく低下した。これらの結果から、HRAS腫瘍メダカは薬剤の水中投与による評価が可能であると考えられる。3.HRASトランスジェニックメダカ腫瘍部分RNAを用いた遺伝子発現解析:HRASトランスジェニックメダカ眼球腫瘍部分と対照となる野生型眼球部分からRNAを抽出しDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析を行った。HRAS高発現により発現が上昇した遺伝子およびその阻害剤について次年度解析を行う。1.野生型胚を用いた候補薬剤の1次スクリーニング:黒色素細胞形成をはじめとする神経冠細胞系列遺伝子群を標的とするため、野生型メダカ胚を用いて黒色素細胞の消失をスクリーニングの指標とした。48ウェルプレート1ウェルあたり5受精卵を準備、受精1日後にライブラリー薬剤を33μM濃度で投与し3-5日後に写真撮影を行って、対照群との色素量の差を目視により確認した。差のみられた薬剤については10個体2ウェル以上で再検査し再現性の確認を行った。それにより得られた候補薬剤に関しては二次スクリーニングに用いる予定である。メダカでは卵膜が強固で、ゼブラフィッシュに比べ高濃度の薬剤に曝露しないと変化が見られなかったため、先行論文に倣ってゼブラフィッシュ野生型胚についてもスクリーニングを行うこととした。投与2日後と投与前の写真撮影による比較を行い、黒色素胞の減少・消失のみられた薬剤について評価し候補を選定している。2.HRASトランスジェニックメダカを用いた治療実験:二次スクリーニング系を確立するため、ソラフェニブで治療実験を行った。黒色素胞を過剰発現しているメダカをソラフェニブ投与群と対照群とで各々5個体以上準備し、薬剤濃度は0.1μMから1μM、投与時間は1回につき24時間もしくは48時間、72時間、投与回数は1週間1-2回、4-12週間とした。薬剤投与前と投与後(投与開始から2週間後、および4週間後)個体ごとに写真撮影を行い、黒色領域の変化を計測した。その結果、条件によってソラフェニブ投与群で黒色領域の増加に有意な抑制が見られる場合とみられない場合があり、測定方法、投与開始の個体年齢について再考の余地がある。生存曲線の解析では、常に有意な生存期間の延長がみられた。研究代表者が樹立したメダカHRASG12V導入系統を二次スクリーニングに用いて、個体ベースの新規抗癌化合物スクリーニングシステムを確立することが本研究の主たる目的である。1次スクリーニング:昨年度に引き続き、黒色素細胞形成をはじめとする神経冠細胞系列遺伝子群を標的とした、ゼブラフィッシュ野生型胚についてスクリーニングを行った。

既存薬ライブラリー(薬剤数:1164)を初期濃度10μモルで受精後5時間のゼブラフィッシュ卵に添加し48時間後、対照群と比較し胚の色素胞黒色化抑制が見られた薬剤を黒色腫瘍化抑制候補として選択した。現在までに1164の薬剤すべてについてスクリーニングを行う事が出来た。黒色化抑制効果のみられた35の試薬については、さらにゼブラフィッシュcrestin遺伝子の発現を抑制することのできる薬剤を選択することで黒色腫瘍の増殖抑制候補の取得をめざした。飼育水に薬剤添加したゼブラフィッシュ稚魚(二日胚)のcrestin遺伝子についてwhole mount in situ hybridization(WISH)を行ったところ、6種の薬剤が候補として得られ、その薬剤については新たに試薬を購入し黒色化抑制や遺伝子発現抑制が再現できるかどうかについて検討をはじめた。二次スクリーニング: HRASG12V腫瘍メダカを用いた薬剤投与後の評価法を検討した。S6K1阻害剤であるTPCK、MEK阻害剤であるtrametinibを単独で、もしくは併用し、2ヶ月齢のHRASG12V腫瘍メダカの飼育水中に、72時間連続投与を210回行った後、生存期間、RAS下流シグナルタンパク質リン酸化を指標に評価を行った。単剤投与では現時点で対照群との有意な差は見られず、並行投与群は濃度を低く設定しても約2週間で死滅してしまうため投与法の改善が必要と考えている。腫瘍医学25年度遂行予定であった3項目について評価し、新規に行った項目を付記した。1.ゼブラフィッシュ野生型胚を用いた1次スクリーニング途中経過:ゼブラフィッシュの産卵状況が非常に悪くスクリーニングの行えない状況が続いている。飼育条件、交配条件などを工夫し、少しでも多くのスクリーニングができるよう検討を重ねる必要がある。2.候補薬剤選定の途中経過:1次スクリーニングで得られたいくつかの候補について、個体数を増やして濃度を段階希釈し再検討すると多くの場合、野生型と差のない表現型になった。さらなる候補選定が必要である。トランスジェニックメダカを用いた薬剤評価の検討を遂行した:薬剤投与前と投与後、薬剤効果の指標として、個体写真の黒色領域の変化、生存期間、黒色組織から抽出したタンパクによるウェスタンブロッティングを用いることで有意な結果が得られる薬剤があった。HRAS腫瘍メダカは薬剤評価が可能であるという結果が得られ、遂行予定項目は達成した。3.H-Ras阻害剤FTI-277投与実験を遂行した:FTI-277はH-Rasファルネシル化の阻害剤であるが、今年度行った投与実験においては、生存期間の延長、RAS下流シグナルの抑制などの効果は見られなかった。4.遂行予定項目のほか新たにHRASトランスジェニックメダカ腫瘍部分RNAを用いた遺伝子発現解析を行った。24年度遂行予定であった以下の3項目について評価した。1.野生型近交系黒メダカの選択について:基礎生物学研究所バイオリソース研究室より体色が黒い近交系を2系統入手したが生育能力が弱く繁殖することができなかったため、既に飼育していた系統と交配し、雑種の中で体色の黒い個体を選別した。
ゾルーゲル法応用による歯科用ガラス-セラミックスの調製と機能評価に関する研究

1.ゾルーゲル法による50wt%SiO_2-20wt%P_2O_5-30wt%CaO(SPC)合成:ゾルーゲル法応用によって調製されたSPC粉末は,焼成温度を変化させることによって生分解性歯科生体材料として有用と考えられた.400°C加熱粉砕SPC粉末は生体吸収性材料であることが確認されたが,900°C以下の焼成加熱粉末には生体材料に有用な水酸基(-OH)が残存し,α-TCP結晶が析出しているため生体材料に有用と考えられる.2.ゾルーゲル法による50wt%SiO_2-20wt%Al_2O_3-30wt%CaO(SAC)合成:ゾルーゲル法応用によって調製されたSAC粉末は800°C以下の加熱まで水酸基(-OH)を有しており,有機官能基による機能修飾が可能と考えられた.結晶化は1000°Cまで生じず900°C以下の加熱焼成粉末は,新規の歯科用セメント粉末に応用可能と考えられた.3.ゾルーゲル法による単分散性球状シリカ(市販品)(EQ)の利用:ゾルーゲル法応用によって調製されたEQは単分散性サブミクロン球状粉末であることが確認された.γ-MPTSによるシラン処理は効果的に行なうことができたが,光学的性質に変化が生じ,拡散反射率と光屈折率はともに減少した.ゾルーゲル法応用によるシリカ系粉末は,今後も,光重合型コンポジットレジン配合フィラーに有用と考えられた.4.今後の展望:ゾルーゲル法によって,再生医工学(生体組織工学)に役立つ生分解性材料を新規に調製することが期待される.得られるシリカ系材料は,単体として,あるいは,天然蛋白質(I型コラーゲン等)や生体吸収性高分子材料(ポリ乳酸等)と組み合わせて使用することが望まれる.特に,口腔硬組織の再生用材料に有用と思われる.また,ゾルーゲル法研究を進め,在来型歯科材料(歯科用セメントやフィラー等)の改良にも役立つと考えられる.1.ゾルーゲル法による50wt%SiO_2-20wt%P_2O_5-30wt%CaO(SPC)合成:ゾルーゲル法応用によって調製されたSPC粉末は,焼成温度を変化させることによって生分解性歯科生体材料として有用と考えられた.400°C加熱粉砕SPC粉末は生体吸収性材料であることが確認されたが,900°C以下の焼成加熱粉末には生体材料に有用な水酸基(-OH)が残存し,α-TCP結晶が析出しているため生体材料に有用と考えられる.2.ゾルーゲル法による50wt%SiO_2-20wt%Al_2O_3-30wt%CaO(SAC)合成:ゾルーゲル法応用によって調製されたSAC粉末は800°C以下の加熱まで水酸基(-OH)を有しており,有機官能基による機能修飾が可能と考えられた.結晶化は1000°Cまで生じず900°C以下の加熱焼成粉末は,新規の歯科用セメント粉末に応用可能と考えられた.3.ゾルーゲル法による単分散性球状シリカ(市販品)(EQ)の利用:ゾルーゲル法応用によって調製されたEQは単分散性サブミクロン球状粉末であることが確認された.γ-MPTSによるシラン処理は効果的に行なうことができたが,光学的性質に変化が生じ,拡散反射率と光屈折率はともに減少した.ゾルーゲル法応用によるシリカ系粉末は,今後も,光重合型コンポジットレジン配合フィラーに有用と考えられた.4.今後の展望:ゾルーゲル法によって,再生医工学(生体組織工学)に役立つ生分解性材料を新規に調製することが期待される.得られるシリカ系材料は,単体として,あるいは,天然蛋白質(I型コラーゲン等)や生体吸収性高分子材料(ポリ乳酸等)と組み合わせて使用することが望まれる.特に,口腔硬組織の再生用材料に有用と思われる.また,ゾルーゲル法研究を進め,在来型歯科材料(歯科用セメントやフィラー等)の改良にも役立つと考えられる.本研究では,溶液から無機材料を合成する湿式のゾル-ゲル法応用によって,新機能を有するシリカ系ガラスセラミックス材料を調製し,その合成過程について機器分析学的検討を加えた.また,歯科材料としての応用可能性についても検討を加えた.以下に得られた研究成果の概要を記す.(1)塩基性触媒(アンモニア水)使用によって,純シリカ系ガラス粉末の合成を試み球状粒子を得るのに適した出発溶液(シリコンアルコキシド+アルコール+水)のモル配合比に検討を加えた.得られたシリカ系粒子は各種のレジン配合フィラーに有用と考えられる.FTIR分析の結果,焼成温度を1000°C以下の低温にした場合,水酸基が多くシラン処理剤による表面処理や生体活性などの新機能を付与できることが判明した.また,得られた粉末の光学的性質(屈折率と光透過率)を紫外-可視分光光時計によって調べた.(2)カルシウムとリンを配合したシリカ系ガラス粉末を調製し,その合成過程をDTA-TG熱分析,X線回折,FTIRによって検討した.900°C以上の加熱で,シリカガラス母相に結晶組成物(第三リン酸カルシウムなど)が混在し,生体材料として有用なことが判明した.焼成温度を1000°C以下の低温にした場合,(1)と同様に,水酸基が多くシラン処理剤による表面処理や生体活性などの新機能を付与できることが判明した.

(3)アルミニウムとカルシウムを配合したシリカ系ガラスを調製し,その合成過程をDTA-TG熱分析,X線回折,FTIRに依って検討した.この系では,1000°C未満の加熱でガラス構造が維持されていた.ポリアクリル酸と反応させるとキレート結合を生じ,歯科用セメントとして有用なことが確認された.また,(1),(2)と同様に,水酸基が多くシラン処理剤による表面処理や生体活性などの新機能を付与できることが判明した.溶液から無機材料を合成する湿式のゾル-ゲル法応用によって,新機能を有するシリカ系ガラスセラミックス材料を調製し,歯科材料としての応用可能性について検討した.(1)骨芽細胞様細胞MC3T3-E1をCO_2インキュベーターを用いて経代培養した.カルシウムとリンを配合したシリカ系ガラス粉末を培地に添加して培養したところ,焼成温度によって細胞数がかなり変化する事が判明した.焼成温度が1000°Cの場合,細胞数が最大で,焼成温度の低下(400°Cまで)に伴い細胞数が減少した.これは焼成温度が低いと,粉末より未反応の硝酸塩が分解しpHの低下を招来したためと考えられた.一方,カルシウムとリンを配合したシリカ系ガラス粉末を培地に添加しその上澄み液を培地に一部添加して培養したところ,細胞数は焼成温度にかかわらず上澄み液未添加の対照に比べ有意に増加した.カルシウムの溶出が寄与していると考えられた.従って,ゾル-ゲル法によって調製したカルシウムとリンを配合したシリカ系ガラス粉末は循環性生体環境では骨修復用生体活性インプラントとして有用と考えられた.(2)アルミニウムとカルシウムを配合したシリカ系ガラスはポリアクリル酸との反応性に富み,歯科用セメントとして有望な硬化時間と強度を有することが確認された.(3)ジルコニアを配合したシリカ系ガラス粉末は屈折率が大きいため光重合型コンポジットレジンのフィラーに有用で優れた光透過性を有することが確認された.(4)シリカ系ガラス粉末の圧粉体を高温(1200°Cまで)まで焼成し,バルク体試料の調製にも成功した.溶液から無機系材料を合成する湿式のゾルーゲル法応用によって,新機能を有するシリカ系ガラスセニミックス材料を調製し,歯科材料としての応用可能性について検討を加え,今年度は以下の知見を得た.1チタンとジルコニアを配合したシリカ系焼成粉体は,高い光屈折率を有するため多官能性モノマーにフィラーとして配合すると光透過性に富んだ光硬化型コンポジットレジンが得られた.ジルコニアは,さらに歯質に近似するX線造影性をも付与した.2 (800°C程度の)低温焼成を施したシリカ系粉体は水酸基を多く含むため,効果的なシラン処理が行なえ,コンポジットレジンの強度の増加が得られた.3アルミニウムとカルシウムを含むシリカ系焼成粉体は焼成温度の違い(400から1000°Cまで)によって,ポリアクリル酸と異なる化学反応を示し,硬化時間,硬さ,調度も異なった.市販のグラスアイオノマーセメントを上回る物性は得られず,今後の継続研究が必要と考えられた.4カルシウムとリンを含むシリカ系低温(400°C)焼成粉体は多くの有機物側鎖を残した無機-有機複合体で生分解性を有すると考えられた,この粉末をアテロコラーゲンゲルと混ぜ,紫外線照射によってコラーゲンを架橋結合させ硬化体を得た.ガス滅菌後,ラット頭蓋骨骨膜下に埋入し,4週間後の生体反応に検討を加えた.(200μm以上の)大き目の硬化体は生体内細胞の分泌したコラーゲン性繊維質に被覆されていた.同時に,被覆された硬化体は生体内で分解する形態が観察された.(200μm以上の)
Fibrous long-spacing collagenの発生機序と腫瘍転移

線維芽細胞培養は、アスコルビン酸の添加により細胞間質の発達が促進され、100nm周期線維が、電子顕微鏡的に観察された。しかしこの構造とFibrous long-spacing collagenは、形態学的にdark bandの様相が若干異なっているようである。この線維について生化学的研究を行った結果、ルテニウム赤に染まる性格を持ち、免疫組織化学的にVI型コラーゲンであることがわかった。しかし、ラミニンについては、陰性であり、この線維中の存在の確認は出来なかった。さらに、この培養液中にラミニン溶液を添加した実験を行ったが、腫瘍中に観察されるFibrous long-spacing collagenと同様の構造は、観察されなかった。神経鞘腫にコラゲナーゼ処理を行い、Fibrous long-spacing collagenが多く観察されるか調べたが、酵素処理によってもFibrous long-spacing collagenは、観察されなかった。しかし、何も処理していない神経鞘腫に多数のFibrous long-spacing collagenが観察される症例もあり、この両者の生化学的違いは、今後の研究課題であろう。また、神経鞘腫に観察されたFibrous long-spacing collagenの免疫組織化合的研究によってラミニンに対しては、強陽性に染まっているが、VI型コラーゲンに対しては、ほとんどが染まっておらず、近位の一部に陽性反応が観察された。
ナトリウム利尿ペプチド系の臓器保護・再生における意義とその分子機構

ナトリウム利尿ペプチドの特に腎における臓器保護作用の解明を目的として検討し、以下の成果を得た。1.腎炎モデルにおける検討我々は既に、肝臓より血中にBNPを過剰分泌するBNP過剰発現マウス(BNP-Tg)を用いて腎亜全摘腎不全モデルを作製し、BNPが腎保護的に働く成績を得た。今回、抗糸球体基底膜抗体腎炎をマウスに発症させたところ、野生型では高度の蛋白尿と著しい糸球体・間質の傷害を呈したが、BNP-Tgではほとんど無処置群と同程度であり、Na利尿ペプチドが免疫学的機序による腎障害の進行に対して保護的に働くことを証明した(J Am Soc Nephrol)。このモデルにおいて腎でのTGF-β、MCP-1およびERK/MAPキナーゼの亢進が明らかに抑制されており、これらの機序がBNP-Tgでの腎保護作用に関与すると考えられた。2.腎間質線維化モデルにおける検討一側尿管結紮による腎間質線維化モデルを用いてBNP-Tgでの変化を検討したところ、過剰のBNPが腎間質線維化に対し抑制的に働く成績を得た。この機序を解明するため、FITC-dextran及びlaser Doppler imagingを用いた腎髄質の尿細管周囲毛細血管(PTC)血流の検討、PECAM-1染色による血管内皮細胞の解析を行い、BNP-Tgにおいて線維化進行の際にPTC血流が有意に改善・保持されることが腎保護作用に関与することを見出し、Na利尿ペプチドによる内皮保護・再生作用が腎保護的に働く可能性を示唆した。3.糖尿病モデルにおける検討1型糖尿病モデルとしてBNP-Tgを用いてSTZ糖尿病モデルを作製し、腎機能および組織学的検討を行った。対照にて糖尿病発症4週後より顕著となった蛋白尿はBNP-Tgで16週の経過を通じ有意に(50%)抑制され、また16週後の腎組織像では糸球体腫大、メサンギウム基質増加の明らかな改善、糸球体内TGF-β、collagen IV発現の正常化を認めた。この機序として、培養メサンギウム細胞を用いて高糖下およびPKC刺激時のMAPキナーゼ活性化を検討し、BNP添加が完全にそれらを抑制することを見出した。現在2型糖尿病モデルにおける作用の有無とともに、臨床応用の可能性について予備的検討を行っている。Na利尿ペプチドの特に腎における臓器保護作用の解明を目的として検討し、以下の結果を得た。1.腎炎モデルににおける検討我々は既に、肝臓により血中にBNPを過剰分泌するBNP過剰発現マウス(BNP-Tg)(J Hypertens)を用いて5/6腎摘モデルを作製し、BNPが腎保護的に働く成績を得た。今回、抗糸球体基底膜抗体をマウスに投与して進行性の増殖性腎炎を発症させたところ、野生型では高度の蛋白尿(基礎値に21倍)と12週後には著しい糸球体・間質の傷害を呈したが、BNP-Tgではほとんど無処置群と同程度であり、Na利尿ペプチドが免疫学的機序による腎障害の進行に保護的に働くことを証明した(J Am Soc Nephrol)。このモデルにおいて腎でのTGF-β、MCP-1およびERK/MAPキナーゼの亢進が明らかに抑制されており、これらがBNP-Tgでの腎保護作用に関与すると考えられた。2.糖尿病モデルにおける検討糖尿病性腎症におけるNa利尿ペプチド系の意義を明らかにするため、streptozotocin誘発1型糖尿病モデルを用いて、BNP-Tgでの変化を検討した。16週後の糸球体腫大やメサンギウム増生に対する著明な抑制効果と腎でのTGFβ発現の抑制とともに、蛋白尿の明らかな改善を認め、糖尿病性腎症の発症・進展にNa利尿ペプチドが保護的に働くことを証明した。3.腎間質線維モデルにおける検討一側尿管結紮による腎間質線維化モデルを用いて、BNP-Tgでの変化を検討したところ、明らかな線維化の抑制とともに、間質毛細血管構築が明らかに維持されており、Na利尿ペプチドによる血管保護・再生作用が腎保護的・線維化抑制的に働く可能性を示唆した。4.培養細胞を用いた検討これら腎障害モデルにおいて、アンジオテンシンII(AII)は炎症惹起性および腎硬化・線維化促進・細胞傷害性に働くと考えられる。Na利尿ペプチドの腎保護作用機序解明のため、培養メサンギウム細胞を用いてAIIによるERK/MAPキナーゼ活性化とその後のMCP-1、TGFβ発現、それらの下流にあるconnectivetissuegrowthfactor(CTGF)やfibronectin等の細胞外基質の発現を解析し、Na利尿ペプチドがこれらを強力に抑制することを明らかにした(J Am Scc Nephrol)。

このモデルにおいて腎でのTGF-β、MCP-1およびERK/MAPキナーゼの亢進が明らかに抑制されており、これらの機序がBNP-Tgでの腎保護作用に関与すると考えられた。2.腎間質線維化モデルにおける検討一側尿管結紮による腎間質線維化モデルを用いてBNP-Tgでの変化を検討したところ、過剰のBNPが腎間質線維化に対し抑制的に働く成績を得た。この機序を解明するため、FITC-dextran及びlaser Doppler imagingを用いた腎髄質の尿細管周囲毛細血管(PTC)血流の検討、PECAM-1染色による血管内皮細胞の解析を行い、BNP-Tgにおいて線維化進行の際にPTC血流が有意に改善・保持されることが腎保護作用に関与することを見出し、Na利尿ペプチドによる内皮保護・再生作用が腎保護的に働く可能性を示唆した。3.糖尿病モデルにおける検討1型糖尿病モデルとしてBNP-Tgを用いてSTZ糖尿病モデルを作製し、腎機能および組織学的検討を行った。対照にて糖尿病発症4週後より顕著となった蛋白尿はBNP-Tgで16週の経過を通じ有意に(50%)抑制され、また16週後の腎組織像では糸球体腫大、メサンギウム基質増加の明らかな改善、糸球体内TGF-β、collagen IV発現の正常化を認めた。この機序として、培養メサンギウム細胞を用いて高糖下およびPKC刺激時のMAPキナーゼ活性化を検討し、BNP添加が完全にそれらを抑制することを見出した。現在2型糖尿病モデルにおける作用の有無とともに、臨床応用の可能性について予備的検討を行っている。ナトリウム利尿ペプチドの特に腎における臓器保護作用の解明を目的として検討し、以下の成果を得た。1.腎間質線維化モデルでの検討我々は既に、BNP過剰発現マウス(BNP-Tg)を用いて一側尿管結紮水腎症モデルを作製し、過剰のBNPが腎間質線維化に対し抑制的に働く成績を得た。この機序を解明するために、FITC-dextranおよびLaser Doppler imagingを用いた腎髄質の尿細管周囲毛細血管(PTC)血流の検討、PECAM-1染色による血管内皮細胞の解析を行い、BNP-Tgにおいて線維化進行の際にPTC血流が有意に改善・保持されることが腎保護作用に関与することを見出した。この際内皮細胞数は変化しないが、内皮由来因子の活性化を含めた内皮保護作用の有無について現在検討中である。2.糖尿病モデルでの検討1型糖尿病モデルとしてBNP-Tgを用いてSTZ糖尿病モデルを作製し、腎機能および組織学的検討を行った。3.CNP過剰発現マウスの作成と解析BNP-Tgと同様に、SAPプロモーターを用いて肝臓よりCNPを過剰分泌するCNP-Tgを確立した。その表現型を解析し、顕著な長管骨の伸張と脊椎・四肢の変形を認めた。腎組織像は明らかな変化を認めないが、さらに腎障害モデルを用いた解析を検討中である。