hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい局所麻酔薬の開発‐塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカインの鎮痛効果‐

近年、α2受容体作動薬であるDEXを添加した塩酸リドカインの鎮痛効果が注目されており、DEXを添加することで塩酸リドカインの局所麻酔効果が増強することが示唆されている。しかし、循環器に与える影響を高血圧ラットで検証した報告はまだない。そこで今回われわれはDEX添加リドカインが高血圧ラットに対して与える循環動態の影響について検証した。その結果、DEX添加リドカインは高血圧ラットの循環動態に影響を与えず、局所麻酔薬の作用を延長することが判明した。当該年度に実施した研究の具体的内容は前年度に開発した「新しい鎮痛効果測定装置」を使用し、塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカインの局所麻酔薬効果を正常ラットを用いて検証したことである。具体的には、まず、正常ラットの後足底に「生理食塩水」「塩酸リドカイン」または「塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカイン」を局所投与した。その後、後足底に侵害刺激として赤外線照射を行い、ラットが足を引っ込める反射までの時間により投与薬剤の鎮痛効果を比較検討した。また、同時に血圧と脈拍を測定することにより、塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカインが循環動態に与える影響も検証した。特に当該年度は塩酸デクスメデトミジンの局所麻酔薬および循環動態に対する有効濃度の検証を中心に行った。当該年度に実施した研究の意義は循環器系疾患を保有する患者に対して安心して使用できる局所麻酔薬を開発することである。一般的に、副作用として血圧上昇や心機能異常を引き起こすアドレナリンに代わり、交感神経の作用を抑制し血圧を安定させる塩酸デクスメデトミジンを添加した塩酸リドカインの有効性を証明することにより、医療従事者が高血圧患者や高齢者に安心して使用できる局所麻酔薬の開発の糸口となることである。当該年度に実施した研究の重要性はこれまでの報告から国内外において塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカインはアドレナリン添加塩酸リドカインよりも循環動態に影響を与えず、強力な局所麻酔薬になるのではないかと期待されている点である。α2受容体作動薬であるDexmedetomidine (DEX)は,局所投与では末梢血管に存在するα2B受容体の作動薬として血管を収縮させるが一過性の高血圧を呈する.また,全身投与では血圧低下と徐脈を引き起こす.以上よりDEXの循環動態に対する作用は複雑である.今後,DEX添加リドカインの臨床応用を目指すには,DEXが循環動態に影響を与えず,リドカインの局所麻酔効果を増強させることを証明する必要がある.そこでわれわれはDEXがリドカインの局所麻酔作用と循環に与える影響を通常ラットと高血圧ラットを用いて解析した.Wistar系およびSHR/Izmの雄性ラットを対象とした.実験対象薬剤として生理食塩水(NS),2%リドカイン(L),1/80000アドレナリン添加2%リドカイン(AL),0.5μg/kg DEX添加2%リドカイン(DL)を使用した.局所麻酔作用持続時間および循環動態の検討はHummock methodを使用した.高血圧ラットに対する循環動態の検討は対象薬剤を腹腔内投与し,Tail cuff methodで行った.DL局所投与時の後足逃避行動までの反応潜時はL投与時に対して有意に延長した.また,DL局所投与時の収縮期血圧,拡張期血圧および脈拍は著変を示さなかった.本結果から,正常ラットに対してDEXは循環動態を変化させずにリドカインの局所麻酔作用を延長させることが観察された.高血圧ラットに対しALを腹腔内投与すると,一過性の収縮期血圧上昇を呈するが,DL投与では有意な変化は見られなかった.DL腹腔内投与は脈拍数において減少傾向を示し,投与10分後までNSに対して有意な差を示した.以上より,本実験結果において,0.5μg/kg DEXは高血圧ラットの血圧を抑制しないとの結果を得た.近年、α2受容体作動薬であるDEXを添加した塩酸リドカインの鎮痛効果が注目されており、DEXを添加することで塩酸リドカインの局所麻酔効果が増強することが示唆されている。当該年度に実施した研究の具体的内容はハンモック様の布およびスタンドと、テールフリック法にて使用されている従来の鎮痛効果測定装置を改良し、新しい鎮痛効果測定装置を開発したことである。新しい鎮痛効果測定装置の特徴は、ラットをハンモックにて吊るし、テールフリック法で用いられている赤外線を利用し、その赤外線照射受容部位を足底にすることで尾動脈を使用した非観血的血圧との同時測定を可能としたことである。新しい鎮痛効果測定装置は従来の鎮痛効果策定装置から発せられる赤外線を照射することで足底に侵害刺激を加え、その刺激を感知した時点でラットが足を引っ込める反射を利用し、鎮痛効果を検証するものである。この装置の開発により、尾動脈を使用した循環動態の変化と鎮痛効果の同時測定が可能となった。将来的には、薬剤を投与された足底に対して赤外線を照射し、その足を引っ込める反射までの時間により投与薬剤の鎮痛効果の検証を予定している。当該年度に実施した研究の意義は循環器系疾患を保有する患者に対し、安心して使用出来る局所麻酔薬を開発することである。

副作用として血圧上昇や心機能異常を引き起こすアドレナリンに代わり、交感神経の作用を抑制し血圧を安定させる塩酸デクスメデトミジンを添加した塩酸リドカインの有効性を証明する事により医療従事者が高血圧症患者や高齢者に安心して使用できる局所麻酔薬の開発の糸口となる。当該年度に実施した研究の重要性はこれまでの報告から国内外において塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカインは、アドレナリン添加塩酸リドカインよりも循環動態に影響を与えず、強力な鎮痛作用をあらわす局所麻酔薬になるのではないかと期待されている点である。当該年度において、予定通りに通常ラットに対して塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカインの局所麻酔薬としての有効性を検証した。当該年度において、当所の予定通りに鎮痛効果測定装置を開発した。また、開発した鎮痛効果測定装置の効果を海外の学会にて発表した。学会において当該研究の成果は、国内外の研究者より高い関心を示された。今後の研究の推進方策として、正常ラットおよび高血圧ラットに対して「塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカイン」と「アドレナリン添加塩酸リドカイン」の効果の比較検討を行う。特に循環動態についての変化を中心に検証していく。当該年度の研究は順調に進展したため、使用薬剤の購入が少なくすることが出来た。よって発生した次年度に使用する予定の助成金は単価が比較的高価な高血圧ラットの購入に使用予定である。当該年度に開発した鎮痛効果測定装置を用いて「塩酸リドカイン」、「アドレナリン添加塩酸リドカイン」および「塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカイン」の鎮痛効果、および作用持続時間と循環動態変化の比較検討試験を行う。また、「塩酸デクスメデトミジン添加塩酸リドカイン」の鎮痛効果と作用持続時間、および循環動態の変化を正常ラットと高血圧ラットを用いた比較検討試験でも行う。当該年度の研究は順調に進展したため、動物購入数が少なく、動物購入費用を少なくすることが出来た。よって、発生した次年度に使用する予定の助成金は単価が比較的高額な高血圧ラットの購入に使用予定である。次年度の研究費は研究に使用する薬剤の購入、動物の購入および学会発表時における旅費等に使用予定である。当該年度は研究が順調に遂行できたため、動物の購入費および薬剤の購入費を少なくすることが出来た。よって、発生した次年度に使用する予定の助成金は単価が比較的高価な高血圧ラットの購入に使用予定である。また、本研究結果を広く世間に公表するために学術雑誌への投稿も視野に入れており、その投稿料としても使用する考えである。次年度の研究費は研究に使用する薬剤の購入、動物の購入および国内外の学会発表時における旅費等に使用予定である。
口腔内ミューズ細胞から分化誘導した大脳原基を用いた新規再生医療法の開発

申請者らは、幹細胞が多いとされるヒト歯髄にも全能細胞(Muse細胞)[間葉系マーカー(CD20, CD105, CD90陽性とES細胞マーカー(SSEA-3)陽性)が存在することを発見した。そこで、歯髄由来のMuse細胞を天蓋培養して胚様体を形成させ、これを還流培養して3胚葉性の胚子様構造物を育てる。ここから中枢神経の原基を採取し初代培養する。このなかには中枢神経を構成する細胞がone set存在しているはずである。本研究は、胚子様構造体から中枢神経原基を採取し、脳梗塞やパーキンソン病の患者に自家移植できれば、感染、免疫、倫理の問題もなく極めて安全性の高い治療を開発できると考えた。
中学生、高校生を対象とした結び目理論の中からの教材開発とその意義

(研究目的)結び目(今向は特に絡み目)の教材の作成および、本校中学3年生に対する実践研究の結果をEARCOME4(マレーシア)で発表し、多方面からご指導やご助言をいただくこと。(研究方法)2006年、2007年に大阪教育大学附属天王寺中学3年生を対象に行った「絡み目の絡み数」の教材化についての実践研究結果をもとにして本校中学2年生への授業実践を通して、生徒の興味関心や数学教材としての有用性について研究・考察した。大阪教育大学名誉教授岡森博和先生、大阪市立大学教授河内明夫先生、大阪教育大学准教授柳本朋子先生に多くのご指導やご助言をいただいた。(研究成果)数学の中で3次元の幾何をテーマとして、とても身近なひもを使って、生徒自身が実際に試行錯誤することによって自分で結果を導き出すことができることは、ある限定された条件においては、比較的容易に行うことができるし、興味を持った生徒が多かった。しかし、その条件を少し変えると、自分で見つけることは非常に難しくなる。そのとき、生徒にとって、どこまでの条件設定が必要かという点が、我々の実践を通して明確になってきた。つまり、生徒に考えさせる部分とこちらから提示する部分が明確になり、生徒に試行錯誤させるポイントについて、一応の結論をだすことができたのである。よって、今回の成果を踏まえて、さらに試行錯誤しながら考えることのできる教材として、実践研究を繰り返すことによって、生徒達が主体的に取り組むことが出来るような数学教材のモデルを1つの形にしたい。なお、これらの結果は本校の研究集録等にまとめる予定である。
Nanog-GFP細胞を用いた脱分化誘導因子と成体にひそむ多能性細胞の探索

難治性疾患の患者本人の体細胞から多能性幹細胞を作り出すことが出来れば、再生医療や細胞移植療法を行なう上で免疫拒絶のない理想的な細胞となる。2006年に当研究室ではFbx15レポーターを持つ線維芽細胞に、4つの遺伝子(Oct3/4,Sox2、Klf4およびc-Myc)を導入することによって、ES細胞様の誘導多能性幹(inducible pluripotent stem,iPS)細胞を作成することに成功した(Cell.126,663-676,2006)。しかしながら、Fbx15-iPs細胞はES細胞に近い性質を示すものの、様々な違いが認められていた。そこで本研究課題では、より未分化細胞に特異的であり、機能的にもES細胞の分化多能性に深く関わっているNanogをレポーターとして用いて検討を行なってきた。Nanogレポーターマウスの胎仔線維芽細胞より得たNanog-iPS細胞はNanog、ERasやEsg1などの遺伝子発現がES細胞と同等に認められた。また、マイクロアレイを用いて網羅的に遺伝子発現を解析すると、約90%の遺伝子がES細胞と同様の発現を示した。さらに初期胚に移植したところ、複数のクローンよりキメラマウスが誕生した。このうち一部のキメラマウスからは子孫も産まれてきており、Nanog-iPS細胞はES細胞に相当する分化能力も有していると考えられた。ところが、その後キメラマウスとその子孫の約20%に腫瘍ができることが判明した。Nanog-iPS細胞のゲノムには作成段階で用いたレトロウイルスによって、原癌遺伝子であるc-Mycを含む4つの外来遺伝子が10コピー以上も挿入されていた。さまざまな部位に発生した腫瘍でレトロウイルス由来のc-Mycが再活性化しており、これが腫瘍形成の一因だと考えられた。今後はより安全性の高いiPS細胞の樹立方法について検討を重ねてゆく予定である。昨年、私たちの研究室ではFbx15レポーターを持つ線維芽細胞に、4つの遺伝子(Oct3/4,Sox2、Klf4およびc-Myc)を導入することによって、ES細胞様の誘導多能性幹(inducible pluripotent stem, iPS)細胞を作成することに成功した(Cell.126,663-676,2006)。Fbx15-iPS細胞は免疫不全マウスの皮下に移植すると、消化管、骨格筋や角化上皮などの組織を含む三胚葉系すべてからなる奇形腫を形成した。さらに胚盤胞へ移植すると、胎生13.5日目の胚の広範な組織に寄与した。これらの結果はFbx15-iPS細胞が分化多能性を持つことを示している。しかしながら詳細な発現解析の結果、Fbx15-iPS細胞はES細胞に近い発現を示すものの、ES細胞と完全に一致はしていないことも明らかになった。また、これまでのところ正常に産まれてくるキメラマウスは得られていない。つまり、Fbx15-iPS細胞は生体のすべての機能を代償することは出来ていないと考えられる。そこで平成18年度の本研究課題では、よりES細胞に近いiPS細胞を得るために、Fbx15レポーターに替えて、より未分化細胞に特異的であるNanogのレポーターを用いた検討を行なった。またキメラマウスも産まれてきており、ES細胞に相当する分化能力も有していると考えられる。今後は分子生物学的手法を用いて、このNanog-iPS細胞の性質を調べていく予定である。また、成体マウスの細胞から同様の細胞の樹立を試みる。

Nanog-iPS細胞のゲノムには作成段階で用いたレトロウイルスによって、原癌遺伝子であるc-Mycを含む4つの外来遺伝子が10コピー以上も挿入されていた。さまざまな部位に発生した腫瘍でレトロウイルス由来のc-Mycが再活性化しており、これが腫瘍形成の一因だと考えられた。今後はより安全性の高いiPS細胞の樹立方法について検討を重ねてゆく予定である。
弥生・古墳時代青銅器の使用痕研究

本研究では、弥生時代、古墳時代の青銅器にみられる摩滅や、破砕による細片化の状況などを検討し、この時代に日本列島において青銅器が持っていた意義を考察した。主な成果として、以下の2つの仮説を提示した。(1)銅鐸祭祀終焉と共同体の崩壊扁平鈕式までの銅鐸は、型式の古いものほど内面突帯の摩滅が著しい。扁平鈕2式のものにはほとんど摩滅が認められない。一箇所から複数出土した場合にはもこの傾向が認められることから、扁平鈕2式が製作されてまもなくの後期初頭ごろに銅鐸埋納のピークがあると考えられ、その背景には銅鐸祭祀を行ってきた共同体が解体するという社会構造の変化を推定した。突線鈕式段階では、近畿式にはほとんど摩滅が認められないのにたいして、三遠式にはかなり摩滅しているものがあり、近畿と東海で弥生後期の銅鐸使用のあり方の違いがうかがえる。(2)弥生後期後半以降の青銅器の管理弥生後期後半終末期には、中国鏡の破片が広い地域で出土する。破片の状況は研磨されたもの、穿孔されたもの、顕著な使用痕のないものなど多様で、鏡式、出土地域による違いは認められなかった。しかし、ほとんどの破片が10cm未満にまで割られていることに注目し、この時期に日本で出土する小形中国鏡の面径が約10cmなので、それ以下にすることが求められたと考えた。また、銅鐸も人為的に破砕したと思われるものがこの時期に広く分布するが、やはり10cmをこえるものは少ない。古墳から出土する文様不鮮明な漢鏡については、弥生後期以来、長期に使用され続けた痕跡であると判断した。これらの状況を総合し、弥生後期後半の段階で、完形大中形中国鏡、完形小形中国鏡、小型倣製鏡、中国鏡片、銅鐸片という威信財の序列を創出してそれをコントロールする政治的中心がこの時期に列島内に生まれたことを想定した。本年度は3年計画の研究の第1年度であったので、主に資料収集作業に力点を置くとともに、年度終盤からは本研究の主要な部分をなす青銅器研磨実験を開始した。具体的には、弥生・古墳時代青銅器のうち、発掘調査による出土事例が近年増加してきた銅鐸と古墳時代銅鏡を中心に資料収集・整理を行った。その作業は現在も継続中であるが、来年度以降、実地調査を進めていく上でポイントとなる資料を何点か絞り込むことができた。こうした資料収集作業に加えて、奈良県黒塚古墳出土銅鏡、同天神山古墳出土銅鏡、京都府大風呂南墳墓群出土銅釧、大阪府藤田山古墳出土銅鏡、同安満宮山古墳出土銅鏡、鳥取県上寺地遺跡出土銅鐸片などの重要資料を実地調査した。その過程を通じて、銅鐸の内面突帯の磨滅度合い、破片銅鐸の断面研磨の有無、銅鏡の紐孔部分の磨滅の有無などの点で、個体ごとにきわめて大きな違いが観察できた。また、出土青銅器の中には製作時の鋳張りがそのまま残っているものがあることも確認した。これらの特徴が、青銅器の使用時や廃棄時の意味の違いを解明するうえで有効な手がかりとなるという見通しを得た。青銅器研磨実験については、資料の選定と入手にやや手間どったものの、年度終盤からは研磨実験に着手した。実験材料に供する資料は漢三国時代の中国鏡である。

日本で出土するこの種の中国鏡の中に文様が不鮮明なものが含まれており、その原因について、使用状況とも関連した様々な議論を呼んでいる種類の鏡である。今後1年以上をかけて青銅鏡の磨滅発生の状況を実験的に検討していく予定である。本年度は3年計画の第二年目であった。出土青銅器の使用痕研究において効果的な成果をあげるために、中心的な考察の対象となる青銅器の種類を弥生時代の銅鐸および銅鐸片と弥生時代から古墳時代の鏡片に絞り込むことにした。銅鐸(片)については、徳島県、鳥取県、岡山県、兵庫県などの出土遺物について実地観察をを行い、表面や破断面の磨耗の有無に微妙な違いが認められることに着目した。銅鏡についても上記の地域の資料観察を行ったが、磨耗の状況が個体によってさらに違うことが判明した。これらの違いが、器物の型式や出土状況とどのような関係があるのかを今後検討していくが、現時点では鏡片は墳墓出土よりも集落出土のものが磨耗が著しい傾向があることを指摘できる。また漢鏡より製作時期の下がる三国鏡のほうが磨耗はすくない。このことは、おなじ銅鏡破片でも社会での使われ方や意味には違いがあったことを示唆している。銅鐸片については、鏡片と比較すると、明確な磨耗のあるものや穿孔の施させた事例がすくない。また、出土状況の点でも墳墓からの出土例が見られない点が大きく異なる。弥生後期後半から古墳時代初頭にかけて、完形品を壊して破片が広く流通するという共通性がある一方で、破片にされた器物間でそれらの使用痕が示すありかたは異なっている。こうした青銅器破片の使用目的・意義については、威信財説、鋳潰し用の原材料説、製品不足のために分割して増やしたとする説など、さまざまな見解が提出されている。残りの研究期間においては破片資料の集成作業をさらに行い、できるだけ多数の実物観察に基づいてこれらの論点と関わる事実を抽出し、青銅器破片というこの時期だけに出現する考古遺物の意味を明確にすることによって、それを必要とした時代の特質を明らかにする。本研究の目的は、弥生時代、古墳時代の銅鐸、銅鏡を取り上げて、使用による摩滅や破砕による細片化の状況などを検討し、この時代に日本列島において青銅器が持っていた意義を考察した。主な成果として、以下の2つの仮説を提示した。(1)銅鐸祭祀終焉と共同体の崩壊扁平鈕式までの銅鐸は、型式の古いものほど内面突帯の摩滅が著しい。扁平鈕2式のものにはほとんど摩滅が認められない。一箇所から複数出土した場合にはもこの傾向が認められることから、扁平鈕2式が製作されてまもなくの後期初頭ごろに銅鐸埋納のピークがあると考えられ、その背景には銅鐸祭祀を行ってきた共同体が解体するという社会構造の変化を推定した。突線鈕式段階では、近畿式にはほとんど摩滅が認められないのにたいして、三遠式にはかなり摩滅しているものがあり、近畿と東海で弥生後期の銅鐸使用のあり方の違いがうかがえる。(2)弥生終末期の青銅器の管理弥生終末期には、中国鏡の破片が広い地域で出土する。破片の状況は研磨されたもの、穿孔されたもの、顕著な使用痕のないものなど多様で、鏡式、出土地域による違いは認められなかった。しかし、鏡片は無秩序に存在しているのではない。鏡片が10cm未満の大きさにまで割られていることに注目し、この時期に日本で出土する小形中国鏡の面径が約10cmなので、それ以下にすることが求められたためと考えた。また、銅鐸も人為的に破砕したと考えられるものが広く分布するが、やはり10cmをこえるものはきわめて少ない。
統合的心筋梗塞治療に向けた新たな分子レベルでの基礎研究

1.臓器・組織の再生に必須な「Angiocrine因子」を同定した。2.臓器間を結ぶ新規の「臓器間血管網」を同定した。3.心筋梗塞における線維芽細胞特異的な細胞内エネルギー代謝機構の阻害をターゲットとした薬剤が梗塞後の線維芽細胞の増殖を抑制し、心臓の線維化を最小限化し血管形成を促進することで、心機能の向上を誘導することを示した。4.血管新生における、神経細胞の新たな役割とそのメカニズムを明らかにした。5.心機能の異常に伴う合併症の発症に関与している因子群を同定し、それらの作用機序に関する知見を得た。我々は2009年に、sFRP2という細胞外分泌性タンパク質の機能抑制が心筋梗塞において、線維化抑制及び心機能改善を引き起こすことを見出した(Nature Cell Biology,2009)。この発見は心筋梗塞において、sFRP2の発現・機能抑制が心筋細胞再生促進、心血管再生促進、線維化抑制すべてにつながることを示した。したがって、sFRP2及びその関連因子群の発現・機能を抑制することにより、梗塞後の心機能改善をこれまでのような一次元的でなく、新たな多次元的治療により実現できる可能性がひらけた。そこで、平成22年度は心筋梗塞におけるsFRP2とその関連因子群の発現、機能調節機構の全容を明らかにすること、また、さらに効率のよい治療法につながる新規の分子ターゲットを同定することを目的に研究を実施した。その結果、以下3点の成果をあげた。●心筋梗塞におけるsFRP2の発現・機能調節の全容を明らかにした。この成果から、sFRP2の発現・機能抑制をターゲットにした、新たな分子治療方法の開発が期待される。●sFRP2と同様に線維化促進に関わる、新規のPcolce-1というタンパク質の発現が、心筋梗塞後の線維化期特異的に上昇することを明らかにした。これは、Pcolce-1の発現・機能抑制が、新たな心筋梗塞治療のための分子ターゲットとなりえる可能性を示唆した。●ダメージを受けた組織が再生する際に、血管内皮細胞由来の分泌性タンパク質因子群がまわりのダメージを受けた組織の細胞に働きかけることにより、その組織の再生を促すという、新規の組織再生メカニズムを発見した。この発見は、心筋梗塞後の心組織再生の新規治療方法の開発につながるものと期待される。この発見は論文として発表された(Nature,468,310-315,2011)。我々は2009年に、sFRP2という細胞外分泌性タンパク質の機能抑制が心筋梗塞において、線維化抑制及び心機能改善を引き起こすことを見出した(Nature Cell Biology 2009)。この発見は心筋梗塞において、sFRP2の発現・機能抑制が心筋細胞再生促進、心血管再生促進、線維化抑制すべてにつながることを示唆した。したがって、sFRP2及びその関連因子群の発現機能を抑制することにより、梗塞後の心機能改善をこれまでのような一次元的でなく、新たな多次元的治療により実現できる可能性がひらけた。そこで、平成23年度はsFRP2関連因子群の発現・機能抑制のみよりも一段と効率の高い治療法につながる、新規の分子ターゲットを同定することを目的に、研究を実施した。その結果、以下2点の成果をあげた。●sFRP2と同様に線維化促進に関わる、新規のPcolce-1というタンパク質の発現が、心筋梗塞後の線維化期特異的に上昇することが明らかになった。これは、Pcolce-1の機能抑制が、新たな心筋梗塞治療のための分子ターゲットとなりえる可能性を示唆する。したがって、Pcolce-1欠損マウスの心筋梗塞モデルを作成し、現在そのマウスモデルの心筋梗塞後の線維化、心機能を解析中である。●昨年度の研究で、ダメージを受けた組織が再生する際に、血管内皮細胞由来の分泌性タンパク質群がまわりのダメージを受けた組織の細胞に働きかけることにより、その組織の再生を促すという、新規の組織再生メカニズムを発見した。本年度は、このメカニズムが、さまざまな組織の再生に普遍的に関わり、重要な役割を担っていることを明らかした。そこで、このような機能をもった血管内皮細胞由来の因子群を"Angiocrine factor"と名づけた。この発見は、"Angiocrine factors"、また、それらの発現・機能を促す薬剤が、心組織およびその他の組織の再生治療薬として有効である可能性を示唆するものである。この"Angiocrine factor"の発見を論文として発表した(Cell,147,539-553,2011)。心臓をふくめた臓器の再生には、その臓器内の血管を再生することは必須であるが、それだけでは十分ではない。再生される臓器は、他の臓器を血管系により繋がる必要がある。われわれは、ゼブラフィッシュの膵臓と肝臓を繋ぐ血管系を同定し、それらがどのような過程を経て形成されるかをライブイメージングなどを用いて明らかした。また、心筋梗塞における線維化制御機構における線維芽細胞内代謝調節機構の役割の解明:我々は、心筋梗塞における線維芽細胞特異的な細胞内エネルギー代謝機構を同定し、それを特異的薬剤により阻害することで、心筋梗塞後の増殖し、心臓の線維化をひきおこす線維芽細胞を殺すことに成功した。臓器間の連結血管系の同定。心臓をふくめた臓器の再生には、その臓器内の血管を再生することは必須である。細胞内代謝制御による心筋梗塞における線維化制御。

心筋梗塞において、心臓が虚血(低酸素、また栄養飢餓)状態になる。心筋細胞を含めた多くの心臓にある細胞は虚血状態においては、酸素・栄養(グルコースなど)不足のため、十分なエネルギーを産生できなくなり細胞自体がしまう。一方、線維芽細胞は、虚血環境下でも、生存し増殖することができる。われわれは、その原因のひとつに、線維芽細胞が、虚血環境下では、通常とは違う、虚血特異的な細胞内エネルギー代謝経路をつかって、低酸素、栄養飢餓状態でも、生存に必要なエネルギーと生体高分子を生成していることを見いだした。また、この虚血特異的な細胞内エネルギー代謝を阻害することのできる薬剤をも同定した。さらに、この薬剤をマウスの心筋梗塞モデルに投与することで、心筋梗塞後の線維化を減少させることに成功した。心筋梗塞における細胞老化(Senescence)制御機構の解析。ゼブラフィッシュの心臓は再生するが、ヒトを含む哺乳類の心臓は再性能がほとんど無い。われわれは、再生するゼブラフィッシュの心臓は、再生時に細胞老化(Senescence)様の現象がおこるが、再性能のほとんどないマウスの心臓は、心筋梗塞後、このような現象はほとんど検出できないとこを見いだした。本研究プロジェクトの目的は、心筋梗塞において、心筋再生の促進、繊維化の抑制、血管新生、これら三つを統合的にターゲットとした治療に結びつく基礎研究により、心筋梗塞およびそれに関連する疾患の診断・治療・予防に役立つ可能性を秘めた分子ターゲットの同定とそれらの作用機序の解明である。これらの目的を達成するために、本年度は、トランスクリプトームやメタボロームなどの網羅解析、ゲノム編集技術を、マウスの心筋梗塞モデル、ゼブラフィッシュの循環器系形成・虚血・臓器特異的アブレーションに適用して研究を展開した。その結果、大きく分けて次の2つの成果を得た:1.血管新生における、神経細胞の新たな役割とそのメカニズムを、慶応大学の久保田らのグループとの共同研究で明らかにした。我々は、神経細胞と血管内皮細胞のVEGFを介した相互作用が、この新たな血管新生メカニズムに重要な役割を担っていることを、マウスの血管新生モデルで示した。2.トランスクリプトーム・メタボロームという網羅解析をマウスの心筋梗塞モデルに適応することで、心機能の異常に伴う他臓器の機能障害(つまり合併症)の発症に関与している因子群を同定した。また、これらの因子の心筋梗塞に伴う合併症における役割、および、それらの作用機序を、マウスおよびゼブラフィッシュのモデルとゲノム編集を組み合わせることで研究を行った。その結果、心臓由来の他臓器の機能に関わる新規因子群を同定し、それらの作用機序を明らかにした。1.臓器・組織の再生に必須な「Angiocrine因子」を同定した。2.臓器間を結ぶ新規の「臓器間血管網」を同定した。3.心筋梗塞における線維芽細胞特異的な細胞内エネルギー代謝機構の阻害をターゲットとした薬剤が梗塞後の線維芽細胞の増殖を抑制し、心臓の線維化を最小限化し血管形成を促進することで、心機能の向上を誘導することを示した。
患者のクォリティ・オブ・ライフ向上をめざす医学教育の実践に関する実証的分析

本研究は、医療現場において最低限必要な基本的なQOLの事項について入院および外来患者を対象にした調査分析を行い、QOLの特性を分析しその構造を把握することを目的として行った。某大学病院の入院・外来患者を対象としたQOL調査の結果、QOL調査票として作成された2種類の調査票について、延べ入院患者171名、外来患者173名、医師、看護婦、学生を含む一般人867名より回答を受けた。両調査票のスキームは大きく病気に関する状況と態度に関する状況に分けられ、それぞれに身体的状況と環境や心理状態などの心的状況に関する項目が含まれている。QOL調査の分析を多次元データ解析の手法(数量化III類)を用いて分析し、入院患者および外来患者の共通の項目についてQOLの特徴を明かにしたところ、これらの項目は2種類の調査票のいずれにおいてもほぼ1次元構造を持つことが示され、反応個数により得点化することが可能であることが示唆された。特にこれは病気に関する状況の項目群で顕著であった。また、この構造は医師および看護婦を含めた健常人についても同様であることがわかった。QOLの向上は、態度に関する要因の向上によりもたらされると推察され、特に治療の満足、信頼、安心してかかれる医者の有無などよりも、病気の心配、ストレスの解消法、必要とされるという意識、経済的に不安がないことなどがQOLと関連する可能性が示唆された。今後の医学教育においても、QOLを考慮する必要があること、この際に、病院の医療体制、診療内容などもさることながら、患者の態度に関する要因をいかに把握し、改善していくことも意味があると推察された。
理論計算に基づく層状酸化物熱電変換材料のフォノン熱伝導機構の解明

異方性を持ち相平行方向の熱伝導低下が重要となる層状酸化物熱電変換材料Na_xCoO_2のフォノン熱伝導機構の詳細の解明を目指し、熱伝導度の元となる熱流束への縦波と横波の影響の定量的な比較を試みた。解析には既成の分子動力学法のコードを基に、熱流束のクーロン相互作用項の計算、及び熱流束への縦波、横波の寄与の出力を独自に加えたものを使用した。クーロン相互作用を含む熱流束の計算は逆格子空間で熱流束に関する連続の式を解く手法を用いた。この手法における熱流束は非クーロン項とクーロン項に分ける事が出来、クーロン項については更に実格子空間項と逆格子空間項、調整項に分けられる。このうち独立な方法で計算が可能な非クーロン項及びクーロン実格子空間項について、分子動力学法コード内で独立に計算できるエネルギーと力から求まる熱流束の移流項相当部分と比較し、振動の時間推移や振幅がともに良く一致することを確認した。300KでのNa_xCoO_2(x=0.5)を対象とし、層平行方向及び層間方向の熱流束に対するそれぞれの縦波と2つの横波の寄与の相対的な定量的比較を行った。熱流束及び縦波、横波の寄与について、それぞれの時間変化に対する偏差を計算し、偏差を振幅の指標として比較を行った。その結果、応用上より重要となる層平行方向に関しては、熱流束の振幅は縦波による寄与が主であることが分かった。熱流束における2つの横波は1つが原子の層平行方向の振動によるものであり、もう1つが原子の層間方向の振動によるものである。この2つの横波の振幅には差が見られ、層間方向と層平行方向の異方性が確認された。熱伝導度は振動の時間に対する相関関数で定義可能であるため、この異方性は直接熱伝導度への方位依存性に繋がり、熱電変換においてより重要になる層平行方向での熱伝導度の更なる低下の試みに対する大きな指針を与えた。本研究は熱電変換材料の変換性能を決定する因子の一つである熱伝導度について理論計算を用いて解析を行い、さらに高い性能指数を示す新規熱電変換材料探索に不可欠な材料設計指針を得ることを目的としている。これまでの研究で、代表的な層状酸化物熱電変換材料であるNa_xCoO_2において、Na層が熱伝導度低下に積極的な役割を果たしており、Na層間距離の変化による熱伝導度制御の可能性が示された。また、理論計算による各原子種について分離した解析から、CoO_2層が主に熱エネルギーを伝導していることが明らかになった。しかし、Na層の電荷の変化についてのフォノン熱伝導度への影響は未だに知られておらず、本研究ではNa_xCoO_2に対しCa_xCoO_2の安定結晶構造及びフォノン熱伝導度の解析を行い、比較を通じて明らかにすることを試みた。Ca_xCoO_2ではCaが周囲の酸素を強く引き付けており、Na_xCoO_2と比較し層間方向格子定数はあまり変化しないがCoO_2層厚みが大きくなり、Ca層厚みが小さくなる様子が見られた。Naの電荷の変化によるフォノン熱伝導度への影響を浮き彫りにするために、Na、CaのサイトおよびCoO_2層の相対的な重なりが同じになる条件で両材料のフォノン熱伝導度を計算したところ、Na_xCoO_2に比べCa_xCoO_2のフォノン熱伝導度が低い結果となった。詳細な結晶構造の解析の結果、これはCoO_2層の結晶構造のひずみが原因であると考えられる。これらの解析から、層状酸化物熱電変換材料の熱伝導機構について、CoO_2層内部の原子配置の微視的な変化がフォノン熱伝導度に大きな影響を与えることが解った。そして、CoO_2層間の物質の電荷を変化することによってこのCoO_2層内部の原子配置を変化させることができることが解った。

熱流束における2つの横波は1つが原子の層平行方向の振動によるものであり、もう1つが原子の層間方向の振動によるものである。この2つの横波の振幅には差が見られ、層間方向と層平行方向の異方性が確認された。熱伝導度は振動の時間に対する相関関数で定義可能であるため、この異方性は直接熱伝導度への方位依存性に繋がり、熱電変換においてより重要になる層平行方向での熱伝導度の更なる低下の試みに対する大きな指針を与えた。層状酸化物熱電変換材料のフォノン熱伝導度機構について、これまで着目していなかったCoO_2層の微視的なひずみの影響を初めて明らかにした。ここで得られた知見はNa_xCoO_2だけでなく、その他の層状酸化物熱電変換材料についても応用可能であると考えられ、今後より高い性能を持った新しい層状酸化物熱電材料の開発を行う際にも有効な知見となると考えられる。複雑な因子をできるだけ含まない単結晶についての解析を通じて、熱伝導度の本質的な決定機構の解明を行ってきた。しかし、熱電変換材料として実際に利用する際には多結晶体として使用されることが見込まれる。そこで、粒界についてのフォノン熱伝導度への影響の解析を試みる。Na_xCoO_2の層状構造に伴う方位依存性を利用し、電子的特性に関しては粒界の影響を受けにくく、フォノン熱伝導に関しては粒界を有効に利用し、その低減に繋がる理想的な構造を、単純な粒界構造モデルとして作成し検討する。その結果、層状熱電変換材料についての新規材料開発の際の方位制御の重要性についての知見が得られると考えられる。
黄色ブドウ球菌クオラムセンシング制御によるアトピー性皮膚炎予防法の開発

経表皮S. aureus感染マウスモデルにおいて、IL-17は有意に上昇し、Il17-/-マウスでは炎症反応は劇的に抑制された。このIL-17依存性の皮膚炎症はケラチノサイト由来のIL-1, IL-36サイトカインがMyD88シグナルを介して誘導されていることを更に明らかにした。また、これらのサイトカインはクオラムセンシング依存性にコントロールされる特定の病原因子を欠損させたS. aureusを用いることにより抑制されることを見出した。黄色ブドウ球菌による皮膚炎発症のメカニズムはクオラムセンシング依存性に起こっているということを示唆し、治療ターゲットの1つとして期待できる成果であると考える。本研究では、1.S.aureusのクオラムセンシングによるd-toxin産生機構の解析、2.宿主側のd-toxinレセプターの同定、及び3.クオラムセンシング抑制薬剤のスクリーニングを行い、次に4.確立したマウスモデルで実際に皮疹発症を予防する事が可能か検討を行うという3点について検討を行う。最終的にはアトピー性皮膚炎の新規発症予防の開発に繋がる基礎になると考えている。特に本年度は3.と4.にフォーカスを当て研究を行った。3.ミシガン大学では、FDA承認済みのcompound libraryを用いてGabriel Nunez教授がS.aureusにおけるRNAIIIの発現制御に有効な薬剤スクリーニングをS.aureus P3_lux株を用いてすでに行い有効な薬剤を同定した。同定した薬剤のうちすでに既存の外用剤の中に配合されているものを候補として挙げ、更に現在マウスモデルでの効果を検討している所である。4.Th17サイトカインの誘導機構の解析に重点を置き、MyD88-/-マウス、MyD88分子を表皮細胞特異的に欠損するK14CreMyD88f/fマウス、Il1r-/-、Tlr2/4-/-についてもノックアウトマウスを用いて解析を行った。皮疹の発症はMyD88-/-マウスとK14CreMyD88f/fマウスでは野生型に比較して劇的に症状が抑制された。一方、細菌の認識に重要なMyD88の上流分子の欠損マウスであるTlr2/4-/-マウスでは野生型と特に差は認められなかった。ADの発症にS.aureusのクオラムセンシングにより調節を受けるδ-toxinの産生が関わることを新規マウスモデルを用いて明らかにしてきた。本研究により、我々の経表皮S. aureus感染マウスモデルにおいてIL-17サイトカインの産生を検討したところ、IL-17は有意に上昇し、Il17-/-マウスでは炎症反応は劇的に抑制された。ごく最近のAD患者検体を用いた次世代RNA-seqの結果では患者の皮膚でIL-1, IL-36関連遺伝子群の発現上昇が報告され、我々のマウスモデルのデータを支持するものとして非常に興味深い。また、これらのサイトカインは特定の病原因子を欠損させたS. aureusを用いることにより抑制されることを見出した。この病原因子もδ-toxin同様、黄色ブドウ球菌のクオラムセンシングによりコントロールされているため、これらの結果は、黄色ブドウ球菌の皮膚炎発症のメカニズムはクオラムセンシング依存性に起こっているということを示唆し、臨床において治療や予防法のターゲットの1つとして期待できる成果であると考える。現在、本研究にて得られた成果を発信するため論文を投稿準備中である。1.S.arureusのクオラムセンシングによるd-toxin産生機構の解析:現時点で使用した遺伝子改変マウスにおけるd-toxinの発現様式は野生型と比較して異差は検出されていない。2.宿主側のd-toxinレセプターの同定:Gangliosideにより、肥満細胞へのシグナルが阻害されることが明らかとなったので競合的に結合している可能性を考えている。今後更に詳しく計画書に沿って検討を行っていく。同定した薬剤のうちすでに外用剤の中に配合されているものを候補として挙げ、更に現在マウスモデルでの効果を検討している所である。

皮疹の発症はMyD88-/-マウスとK14CreMyD88f/fマウスでは野生型に比較して劇的に症状が抑制された。一方、細菌の認識に重要なMyD88の上流分子の欠損マウスであるTlr2/4-/-マウスでは野生型と特に差は認められなかった。これらの進捗状況はおおむね順調であると言える。また、研究協力者のGabriel Nunez先生とも定期的にテレビ電話会議を行っており、今後の研究計画についても綿密に話し合っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。皮膚科学今後はマウスモデルで得られた結果を基に、表皮角化細胞におけるMyD88シグナルの上流、下流を更に詳しく培養角化細胞を用いたり、マウスモデルを更に用いて検討することで明らかにする。この分野の検討を最優先で行う予定である。MyD88シグナルの同定にあたってはかずさDNA研究所の小原収先生と緊密に連絡を取り、今後RNAseqを行う予定である。創薬スクリーニングによって得られた薬剤のマウスモデルにおける至適濃度を今後更に検討し、生体での効果があるかどうかを検討していく。研究推進にあたっては、研究協力者と綿密に内容について検討を行いながら推進していく。
植物の鉄輪送メカニズムの機構解明を目指したムギネ酸類縁体の設計と合成

イネ科植物は根からムギネ酸を分泌することによって、アルカリ土壌で水不溶態となっている3価の鉄イオンをムギネ酸・鉄錯体として植物内に取り込むことが知られている。本研究では、この鉄欠乏耐性のメカニズムの分子レベルでの解明を目指し、トランスポータータンパクとムギネ酸・鉄錯体の結合様式を明らかとすることを主たる目的としていた。本研究を進めるにあたり、標識体を始めとする種々のムギネ酸類縁体が必要不可欠であることから、ムギネ酸類の効率的な合成法の確立は急務の課題であり、またその農業的利用や医薬品への応用も示唆されていることから、工業的にも利用可能なルートを構築する必要があった。そこで報告者はムギネ酸と同様の金属キレートカを有する2'-デオキシムギネ酸の効率的合成法の確立を目指し、市販のBoc-L-アリルグリシンを出発原料としてOne-Potで2'-デオキシムギネ酸の保護体に至る簡便な合成方法を確立した。これを基にムギネ酸の効率的合成法も確立し、種々のムギネ酸類での鉄の取り込み実験を行った結果、ムギネ酸の2'位水酸基が鉄の取り込みに影響を及ぼさない事を明らかにした。これまでに、ムギネ酸類に標識体を導入すると鉄との錯体を形成しなくなることが知られており、ムギネ酸類の標識化は30年来困難とされていた。これに対し、先の結果よりムギネ酸の2'位水酸基への標識体の導入の可能性が示唆されたことから、2'位水酸基への種々の置換基の導入を可能とするルートの検討を行い、2'位に置換基を導入しても鉄との錯体を形成することを明らかにした。これによりムギネ酸の標識部位が明らかとなったことから、トランスポーターとムギネ酸・鉄錯体との結合様式の解明も目前にあると考えられる。本研究では、この鉄欠乏耐性のメカニズムの分子レベルでの解明を目指し、1)ムギネ酸誘導体の大量合成法の確立、2)推定構造してか分かっていないムギネ酸類・鉄錯体のX線結晶構造解析、3)トランスポーターと結合するムギネ酸類鉄錯体の設計と合成、の順に研究を行う予定であった。トランスポータータンパクとムギネ酸・鉄錯体の結合様式を明らかとするためには、標識体を始めとする種々のムギネ酸類縁体の合成が必要不可欠であることから、本研究においてムギネ酸類の効率的な合成法の確立は急務の課題であった。さらにムギネ酸類のその優れた金属キレート力を利用することによって、農業的利用や、医薬品への応用も示唆されていることから、工業的にも利用可能なルートを構築する必要があった。そこで報告者は、ムギネ酸と同様の金属キレート力を有する2'-デオキシムギネ酸の合成法の確立を目指し、市販のBoc-L-アリルグリシンを出発原料としてOne-Po-で2'-デオキシムギネ酸の保護体を合成する簡便な合成方法を確立した。本合成法では、市販の出発原料から目的の2'-デオキシムギネに至るまでの全工程において、抽出操作及びクロマトグラフィー操作は一度しか行わない簡便な合成法である。(特願:2006-307397)効率的合成法が確立した事から、ムギネ酸類への標識体の導入を試みることにした。しかしながら、ムギネ酸への標識体の導入には未だ成功例がないことから、先の合成法を基にして種々のムギネ酸類を合成し、その鉄取り込み活性を調べた。その結果、2'位水酸基の立体配置が活性に全く影響を及ぼさないことを新たに見出した。この知見を基に、今後2'位水酸基に標識体の導入を試みる。また鉄錯体のX-線結晶構造解析を検討中である。

これに対し、先の結果よりムギネ酸の2'位水酸基への標識体の導入の可能性が示唆されたことから、2'位水酸基への種々の置換基の導入を可能とするルートの検討を行い、2'位に置換基を導入しても鉄との錯体を形成することを明らかにした。これによりムギネ酸の標識部位が明らかとなったことから、トランスポーターとムギネ酸・鉄錯体との結合様式の解明も目前にあると考えられる。
疎水性水和および親水性水和における比熱の理論

水和は、大きく疎水性水和と親水性水和に分けられ、その区別を最も明瞭な形で示す熱力学変数が溶質の部分モル比熱である。本研究の目的は、溶質の部分モル比熱と溶液構造の溶質の挿入による変化とを結び付ける水和殻モデルの統計力学的基礎を定式化することである。その上で、水和殻中の溶媒分子間の相関がどのようにして溶質の部分モル比熱として発現するかを理論的に明らかにし、部分モル比熱を溶質の周りの溶媒分子の構造・エネルギー相関に結び付ける一般的な手法を開発する。メタン水溶液を単純なモデル系として用いて、系の構成分子のエネルギー間の相関を観測される部分モル比熱に定量的に結び付け、疎水性水和に伴う構造形成の効果の熱力学的な意味を論じた。また、いくつかの官能基を持つより複雑な溶質についても検討し、異なった基の水和殻構造の間の干渉と経験則としてよく使われる加成則との間の関連を調べた。さらに、常温常圧から超臨界状態までを含む広い温度・密度範囲を単純な数学的形式で記述するために、溶質-溶媒相互作用エネルギーによって分子配置を指定するエネルギー表示の分布関数理論を定式化した。エネルギー表示の分布関数理論では、溶質分子や溶媒分子がどのようなものであっても、それぞれを一つの単位として捉えるので、距離情報に基づく溶液理論につきまとう多体の分子内相関の効果による困難は消滅する。そのため、低中密度の分子性溶液に関する定量性のある近似理論を定式化することが一気に可能になり、低密度領域から高密度領域までをスムーズに結ぶ溶媒和の理論を構築することができる。エネルギー表示の積分方程式理論を用いて、気体様から液体様に至る、超臨界状態を含む広い温度・密度範囲の疎水性水和および親水性水和の熱力学量を計算し良好な結果を得た。水和は、蛋白質などの生体分子の構造を決める重要な因子である。水和は、大きく疎水性水和と親水性水和に分けられ、その区分を最も明瞭な形で示す熱力学変数が溶質の部分モル比熱である。これまで、部分モル比熱については、低分子の溶質についても高分子の溶質についても、加成則に基いてsolvent accessible surface areaをパラメータとする経験的な議論が多くなされてきた。これに対して、統計力学の一般原理の教えるところでは、比熱は系の揺らぎを表す量であり、系の構成分子のエネルギー間の相関を表す量である。本研究では、溶質の部分モル比熱と溶液構造の溶質の挿入による変化とを結び付ける水和殻モデルの統計力学的基礎を定式化し、水和殻中の溶媒分子間の相関がどのようにして溶質の部分モル比熱として発現するかを理論的に明らかにし、部分モル比熱を溶質の周りの溶媒分子の構造・エネルギー相関に結び付ける一般的な手法を開発した。さらに、メタン水溶液について、溶質から様々な距離にある水分子の部分モル比熱に対する寄与を計算し、水和殻モデルの妥当性と限界を検討しし、様々な経験的なモデルの信頼性を論じた。また、部分モル比熱が水和の温度依存性を特徴付ける熱力学量であることに鑑みて、広い温度範囲で疎水性水和を熱力学的に検討し、水の異常性を生み出す水素結合の効果と溶液系を非特異的にする温度効果の拮抗関係を解析した。そこでは、亜臨界及び超臨界条件における水の有機物質の溶解性は、水が高温でその水素結合を失い極性が下がることに由来するのではなく、むしろ、温度上昇に伴う非特異的な効果であることが見い出された。無極性溶質間の水中での相互作用についても解析を行い、は、水の密度のみ、無極性溶質の会合は水の密度のみによってほぼ決定され、温度効果は小さいことが分かった。

エネルギー表示の積分方程式理論を用いて、気体様から液体様に至る、超臨界状態を含む広い温度・密度範囲の疎水性水和および親水性水和の熱力学量を計算し良好な結果を得た。
アミノアシルtRNA の革新的精密有機化学合成

我々は、ヌクレオシドやオリゴヌクレオチドに導入したアミジン型保護基を1-ヒドロキシベンゾトリアゾールまたはイミダゾリウムトリフラートを含む弱酸溶媒で、加熱脱保護する新手法を開発した。さらに、この手法を用いて塩基性条件下非常に不安定なアデニン塩基にアシル基を有するオリゴヌクレオチドの合成にも成功した。現在は、この手法を駆使し、様々な人工アミノアシルRNAの合成をおこなっている。本研究課題は、非天然アミノ酸を有するアミノアシルtRNAを使って、酵素の触媒部位を有機化学的知見に基づいて改変し、今まで触媒できなかった反応までも進行させることのできる"スーパー人工酵素"の構築を最終目標としている。そのために、まず、塩基性条件下不安定なエステル結合を有するために、合成が非常に難しく報告例の少ない、修飾アミノアシルtRNAの簡便かつ効率的な固相合成法の確立を目指した。そこで、20年度は一切塩基性条件を用いない「酸脱保護RNA合成法」の開発をおこなった。最近の我々の研究により、RNAオリゴマー中の塩基部位に導入したホルムアミジン型の保護基(ジメチルアミノメチレン基ならびにジブチルアミノメチレン基)が、酸性条件下加熱処理によりホルミル基を経由し、脱保護されることがわかっていた。そこで、種々の酸性条件を検討した結果、イミダゾリウムトリフラートを用いた場合、pH4.8の穏和な条件でも50°Cの熱を加えることで核酸塩基に導入したホルムアミジン型保護基が迅速に除去できることを見いだした。これは、この脱保護反応の反応速度が脱保護試薬の酸性度だけでなく、求核性にも影響を受けることを示唆している。さらに、この条件をRNAの固相合成に適応させたところ、2'水酸基に用いたシリル型の保護基、および固相担体とRNAオリゴマーとをつなぐシリルリンカーも同時に切断できることがわかった。現在は、非天然アミノ酸を有するアデノシンを固相担体にシリルリンカーを介して導入し、酸脱保護iRNA合成法を用いてアミノアシルRNAの合成をおこなっている。昨年までにわれわれは、核酸塩基部位に導入したホルムアミジン型保護基が、弱酸性の穏和な条件下50°Cの熱を加えることで脱保護できることを見いだしている。そこで、本年はこの酸脱保護反応を用いて、塩基性条件下不安定な修飾官能基を有するRNAオリゴマーの合成をおこなった。この合成では、中性条件で切り出し可能なシリルリンカーを介してヌクレオシドを導入した固相担体を用いる。まず、糖部の2'水酸基にトリイソプロピルシリルオキシメチル基を、核酸塩基の保護基にはN,N-ジブチルアミノメチレン基(rC,rA)またはN,N-ジメチルアミノメチレン基(rG)を有するRNAユニットを用いて固相担体上で鎖伸長した。その後、ホルムアミジン型保護基の酸脱保護をおこない、フッ化物処理をすることでRNAオリゴマーを切り出した。HPLC解析により目的のRNAオリゴマーが純度よく合成できていることが確認できたので、現在は、本手法を用いて様々なアミノアシルRNAのライブラリー作製をおこなっている。
脈絡膜剥離の病態生理の解明および治療方法の検討

平成2年度までに家兎眼の上脈絡膜内へ内腔をもつシリコンスポンジを埋設移植して,上脈絡膜腔の静水圧を安定して測定できる実験系(シリコン埋設法)を確立した。平成3年度はこの実験系を用いることにより上脈絡膜腔圧と同時に眼内圧を測定しながら,種々の病態を負荷して,脈絡膜剥離発生と直接関係するいくつかの因子を明らかにした。1.眼内炎症のない,正常眼正の家兎眼でも,猿眼と同様に上脈絡膜腔圧が眼内圧より常に低いことを明らかにした。2.脈絡膜剥離発生の初期段階と考えられる静水圧差の減少や消失を低眼圧を負荷した家兎眼で確認した。さらに低眼圧を長期間持続した家兎眼においては静水圧差の逆転現象(脈絡膜剥離発生)が確認された。3.経強膜冷凍凝固術による急性脈絡膜炎を惹起させることによっても上記と同様の結果が得られ,圧差の逆転現象は脈絡膜の急性炎症と低眼圧を同時に負荷することにより,より高頻度に起こることが明らかになった。4.臨床実験では,脈絡膜剥離の出現・消大前後で前房蛋白量が急激に増加・消失することを確認しており,脈絡膜剥離の眼内液循環動態は上記家兎眼における圧差逆転現象の結果と一致することを見い出し,報告した。5.実験的脈絡膜循環障害(過度の渦静脈締結や強膜内陥術)により,正常高眼圧においても圧差逆転現象が生じる可能性が示唆された。家兎眼の上脈絡膜腔内へ内腔をもつシリコンスポンジを埋没移植して上脈絡膜腔の静水圧を安定して測定できる実験系を確立した。この系を用い、上脈絡膜腔圧と同時に眼内圧を測定して脈絡膜剥離発生と関わる興味深い結果を得ている。1.眼内炎症の無い、正常眼圧の家兎眼では猿眼と同様に上脈絡膜腔圧が眼内圧より常に低いことが明らかとなった。2.脈絡膜剥離発生の初期段階と考えられる静水圧差の減少や消失また逆転現象が低眼圧や脈絡膜炎症を負荷した家兎眼で確認された。低眼圧の長間時持続した家兎眼において静水圧差の減少や消失が確認され、一部の例では上脈絡膜腔圧が眼内圧より高くなることが確認された。また経強膜冷凍凝固術による急性脈絡膜炎を惹起させることによっても同様の結果が得られた。さらに圧差の逆転現象は脈絡膜の急性炎症と低眼圧を同時に負荷することにより、より高頻度に起こることが明らかとなりつつある。3.臨床実験では脈絡膜剥離の出現・消失前後で前房蛋白量が急激に増加・消失することを確認しており、脈絡膜剥離の眼内液循環動態は上記家兎眼における圧差逆転現象の結果と一到することを見出した。低眼圧や脈絡膜炎症は重要な要素であるが、これ以外にも脈絡膜循環障害は脈絡膜剥離発生の要因と考えられ、今後渦静脈の締結や強膜内陥術を行いその影響についても検討する予定である。現在までに個々の要素について圧差逆転現象の可逆性も明らかとなりつつあり、臨床的に問題となる胞状脈絡膜剥離の防止や治療や可能性についてさらに探っていく予定である。前年度までに確立したシリコン埋没法(家兎眼の上脈絡膜腔内へ内腔をもつシリコンスポンジを埋没移植して上脈絡膜腔の静水圧を安定して測定できる実験系)を用いて脈絡膜剥離発生と直接関わるいくつかの因子を明らかにした。1.脈絡膜剥離発生の初期段階と考えられる静水圧差の減少や消失を低眼圧を負荷した家兎眼で確認した。とくに低眼圧を長期間持続した家兎眼においては静水圧差の逆転現象(脈絡膜剥離発生)が確認された。2.経強膜冷凍凝固術による急性脈絡膜炎を惹起させることによっても上記と同様の結果が得られ,圧差の逆転現象は脈絡膜の急性炎症と低眼圧を同時に負荷することにより,より高頻に起こることが明らかとなった。

3.臨床実験では,脈絡膜剥離の出現・消失前後で前房蛋白量が急激に増加・消失することを確認しており,脈絡膜剥離の眼内液循環動態は上記家兎眼における圧差逆転現象の結果と一致することを見い出し,報告した。4.実験者脈絡膜循環障害(過度の渦静脈締結や強膜内陥術)により正常高眼圧においても,圧差逆転現像が生じる可能性が明らかになった。今後は臨床的に問題となる種々の実験的胞状脈絡膜剥離モデル(浸出性,出血性など)を作成し,その病態解明と治療法の可能性について,検討していく予定である。