hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カイコの行動シミュレーションとその視覚化法に関する研究

様々な分野でコンピュータによる視覚化技術の開発が試みられているが,シミュレーションを利用した視覚化が実際の昆虫行動解析に適用され効果をあげている例を見つけることはむずかしい。また,カイコの営繭行動にみられる一定の行動パターンがどのような状況下で崩れるのか,その崩れによってカイコにどのような変化が生ずるのか興味が持たれていた。そこで,この研究では,最初に吐糸された繭の一部を切断する等の異常環境を作り,その詳細な行動パターンの調査を行った。次に,実験結果を基に行動パターンの統計モデルの作成を行い,モデルを用いたカイコの行動シミュレーションについて検討を加えた。その上で,パーソナルコンピュータを利用した三次元可視化法およびそのプログラムの開発を行った。その結果,次のような成果を得ることができた。1.通常環境下でのカイコの吐糸行動において,蚕体の固定時間と移動時間に注目し解析を行い,これらの分布特性を明らかにした。2.蚕体固定位置の時間的変化と固定方向の変化データを詳細に解析し,吐糸営繭中の移動周期性および移動時間と方向角との関係等に関する知見を得た。これを基に通常環境下での基本モデルを作成することができた。3.さらに,異常環境下,特に営繭中に繭一部を切断した時の蚕の繭修復行動データから,吐糸営繭段階,切断個所の大きさ,修復時間との関係を解析し,異常環境下での吐糸行動の基本モデル作成に対する知見を得ることができた。3.上記1,2,3の結果をもとに営繭行動シミュレーションの基本アルゴリズムを構築することができた。4.パーソナルコンピュータ上の基本OSであるウインドウズ95/98/NT/2000上で簡単に利用できる「カイコ行動視覚化システム」を開発することができた。研究実施計画に基づき,研究者らがすでに開発した三次元測定法を用いて,営繭中に繭に一部を切断した後の吐糸行動をデジタルビデオカメラにより録画し行動データの収集を行った。また,同様に通常状態での吐糸行動の録画も行いデータの収集を行った。これらのデータを解析し,吐糸中に見られる行動のパターン化および数量化を試みた。また,行動シミュレーションの方法および視覚化について検討した。1.これまで未知であった異常環境時での蚕の吐糸行動に関するデータを収集することができた。これについては,まだ,実験方法の改良が必要であり,解析のためにはさらなるデータ収集が必要である。2.通常状況下での行動データを詳細に解析し行動パターンを抽出し,蚕体後半部の固定と移動の特性を明らかにした。また,この特性が品種に依存することも指摘した。3.蚕体の固定および移動時間の変動を時間に依存するパラメータを持つ確率分布として近似し,移動の生起を交代確率過程として表現した。この結果,蚕に見られる移動と固定の基本行動の構造を明らかにすることができた。4.作成した確率モデルに従い,コンピュータにより蚕の行動を再現させた結果,実際の行動とうまく一致することがわかった。その結果,研究の目的とする吐糸行動のシミュレーション作成のための基礎を確立することができた。現在は,蚕体固定位置の時間的変化と固定方向との関係,これらと実際に吐糸が行われる位置との関係の解析とモデル化を進めている。5.通常のパソコンを利用した吐糸行動の視覚化について検討し,上記モデルを取り入れた基本的アルゴリズムを作成することができた。また,これらの流れをオブジェクト化し,グラフィックス表示の基本オブジェクトクラスを作成することができた。研究実施計画に基づき、平成10年度に行った吐糸行動シミュレーション方法に関する検討をさらに進め、シミュレーションアルゴリズムの基本構築を目指した。

また、異常環境化におけるカイコの営繭行動の測定実験を続けると共にコンピュータを利用した行動の視覚化作業を開始した。さらに、吐糸営繭中の蚕体固定位置の時間的変化と固定方向との関係、これらと実際に吐糸が行われた位置との関係解析を行った。この結果を利用して、パーソナルコンピュータ上で三次元グラフィックスライブラリOpenGLを用いた視覚化プログラムの開発を行った。その結果、次のような成果を得ることができた。1.営繭中に繭一部を切断するという異常環境時での蚕の吐糸行動の変化に関するデータをさらに蓄積することができた。こうしたデータの解析方法について提案することができた。カイコの繭修復作業の特性に関する知見を得た。2.約10時間に渡る通常状況下での行動データ、特に蚕体固定位置の時間的変化と固定方向の変化データを詳細に解析し、吐糸営繭中の移動周期性および移動時間と方向角との関係等に関する知見を得た。3.統計モデルに基づいたカイコの営繭行動シミュレーションの基本アルゴリズムを構築することができた。4.通常のパソコンを利用した吐糸行動の視覚化について検討し、平成10年度に作成したグラフィックス表示の基本オブジェクトクラスを更に進め、OpenGLを用いた視覚化プログラムを開発することができた。また、これまでの直線を用いた蚕体表示からソリッドモデルの表示に拡張することができた。最終年度としての研究計画に基づき,平成10,11年度に行った吐糸行動シミュレーション方法に関する検討,シミュレーションアルゴリズムの基本構築をさらに進め,これらの完成を目指した。さらに,この結果を利用して,パーソナルコンピュータによるカイコの吐糸営繭行動の視覚化法を完成させる作業を進めた。また,異常環境下におけるカイコの営繭行動測定実験のデータから異常環境時の行動モデルに対する検討も行った。その結果,次のような成果を得ることができた。1.カイコの行動を幾つかのパターンに分類し,それぞれの行動の統計的分布特性を明らかにするとともに,各行動間の関連性を明らかにし,営繭行動シミュレーションの基本アルゴリズムを構築することができた。2.パーソナルコンピュータ上の基本OSであるウインドウズ95/98/NT/2000上で簡単に利用できる「カイコ行動視覚化システム」を開発することができた。この視覚化プログラムはカイコだけでなく,各種の行動研究での視覚化に応用できるものと考えられた。プログラムの基本構成は次のようになっている。使用言語はオブジェクト型開発言語のデルファイを用い,三次元グラフィックスライブラリOpenGLを利用した。シミュレーション行動表示のための基本オブジェクトクラスやメソッドは,全て研究者たちのオリジナルとして作成した。また,カイコの立体表示に対する考察を行い効率よい表示法を採用することができた。3.さらに,異常環境下,特に営繭中に繭一部を切断した時の蚕の繭修復行動データから,吐糸営繭段階,切断個所の大きさ,修復時間との関係を解析し,異常環境下での吐糸行動の基本モデル作成に対する知見を得ることができた。
民族粉争に関する政治学的比較研究-その発生、激化・拡大、予防、解決-

本研究の目的は21世紀初頭の国際政治において喫緊の課題となっている民族紛争について、政治学、比較政治学、国際政治学の分析ツールを利用して、特に発生、激化・拡大、予防、解決について論じることであった。得られた知見を纏めると以下のようになる。1.民族紛争の特徴について-民族紛争は一般的に泥沼化する傾向が強い。その第一の原因はリーダーシップの弱さであり、逆説的だがそれ故に立場の急進化が見られる。そこには代行者の存在、中央と出先の温度差が存在する。第二の原因は民族紛争ではゲリラ戦術が採用され、小火器が主に利用されることである。第三には争点がアイデンティティであることが指摘できる。2.民族紛争の発生について-民族紛争発生の原因には基底的原因と直接的原因がある。そして基底的原因の問題性が悪化して直接的原因となるパターンと、基底的原因に何らかの変化が生じてそれが直接的原因となるパターンがある。また民族紛争の発生と貧困化と民主化は密接な関係にある。3.民族紛争の激化と拡大-まず紛争の垂直的次元の成長である激化と水平的次元の成長であると拡大は区別しなくてはならない。激化過程では当事者間のコミュニケーションの減少、欠如が見られ、それが激化に大きく作用し、また激化によって争点が変化することもある。そこでは安全保障ジレンマが影響することもある。民族紛争の拡大には伝播と介入がある。4.民族紛争の予防-予防策のうち、現在の国際社会において許されるのは多民族性を維持しながら国境の変化させない方策である。代表的なものは、連邦制、多極共存、文化的自治があるが、いずれも統治の効率性が低下する。5.民族紛争の解決-解決の主体は外部者である。平和維持は現在盛んに利用されているが、平和維持は紛争を「瞬間冷凍」したに過ぎない。紛争を根本的に:解決するのは平和構築が必要である。軍事介入の場合には、介入者の有権者(=納税者)への説明責任が前提である。研究成果報告書では、以上の特に1.3.の観点から、旧ユーゴ内戦を事例研究として取り上げた。4年間にまたがる研究の第一年目である平成14年度は、民族紛争の様々な事例に関する公刊資料の収集を中心に行った。研究計画調書にも記したように、民族紛争の事例は多岐に渡る。例えば、旧ソ連東欧地域である、旧ユーゴ(クロアチア、ボスニア、コソヴォ、マケドニア)、旧ソ連(タジキスタン、チェチェン、グルジア、ナゴルノ・カラバフ)、アジアでは、東ティモール、スリランカ、クルディスタン、アフガニスタン、アフリカのブルンジ・ルワンダ、ソマリア、コンゴ、更に西欧では、北アイルランド、バスクなどである。資料収集の途上であり、また各事例間に資料上の多寡がある為に、現段階で、確定的な分析結果を明らかにすることは不可能であるが、これまでに、暫定的とはいえ、民族紛争の発生、激化に関しては、以下のような知見を得ている。第一に、民族紛争が発生・激化する際のリーダーの存在の重要性である。民族間関係において緊張状態、またその原因が存在するとしても、民族紛争の発生・激化には、それを組織化するアクターが必須である。リーダーなき場合には、民族間の散発的な衝突こそ生ずるかもしれないが、一定程度明確な紛争当事者間において一定期間継続することが定義の要件となる民族紛争は起こり得ない。

第二に、しかしながら、民族紛争の原因とリーダーが存在したとしても、常に民族紛争が生ずるとは限らない。リーダーのイニシアチブに基づいて民衆の間で支持を広めていく、中間的、媒介的なアクターの存在が必要である。その存在なくしては、リーダーは孤立し、紛争の、少なくとも激化という現象は起こりにくいと判断される。4年間にわたる研究計画の第二年目にあたる平成15年度の研究実績は、以下の二点に纏めるとができる。1.民族紛争の事例及び理論研究による暫定的な知見民族紛争の事例の比較考察、理論の比較分析は、種々の事情で遅れ気味であるが、以下の暫定的な知見を得ている。(1)民族紛争の類型化について:民族紛争を比較する際には類型化が前提だが、引照基準としての的確な構造的要因(例えば、潜在的規模、アクター、歴史、原因、推進力など)の選択が必要である。(2)「処方箋」について:平和構築など民族紛争の「処方箋」が盛んに提唱、実施されつつあるが、各事例に関する適切な「診断書」(即ち、構造分析)なしの「処方箋」の策定は無益のみならず、有害な場合もある。2.他事例の研究者との意見交換について(1)日本国際政治学会研究大会:平成15年10月につくばにおいて開催された研究大会のうち、「地域紛争」の現在という部会を企画した。内容は、スリランカ、ルワンダ、ナゴルノ・カラバフにおける民族紛争の報告と国際政治、地域研究の立場からの討論であった。部会の準備段階における意見交換を活発に行った。(2)北海道大学スラブ研究センターのシンポジウム:平成15年9月に中東欧の研究者と日本の研究者によるシンポジウムが開かれ、旧ユーゴ諸国の民族紛争と民主化及び現状に関する報告を行った。4年間にわたる研究計画の第三年目にあたる平成16年度の研究実績は、以下に纏めることができる。1.民族紛争の事例及び理論研究による暫定的な知見民族紛争の事例に関する考察、理論の比較分析については以下のような暫定的な知見を得た上で、更に研究を進めている。(1)民主化の功罪について:民主制の移植可能性について議論が多々あり得るが、少なくとも民主制の移行期のみでなく定着期までのケアが必要である。移行期のみで民主制の移植完了と判断して、その後は放任することは事態を更に悪化させる危険性も高い。(2)武装・動員解除の困難について:民族紛争の解決の前提には武装・動員解除がある。しかしそれは非常に困難な作業である。その原因としては武装解除の対象となる主たる武器が軽火器である為に取締りが困難であることに加えて、「戦時経済」が内在化しており、新たな生活の糧を与える必要性があることも指摘できる。2.他事例の研究者との意見交換について(1)北海道大学スラブ研究センターのシンポジウム:平成16年12月の定期シンポジウムに討論者として出席し、バルカン地域、バルト地域に関する意見交換を行った。(2)立教大学平和・コミュニティ研究機構のシンポジウム:平成17年3月のシンポジウムに報告者として出席し、内戦後のボスニアの状況、EU拡大に伴うバルカン地域の現状について報告し、EU、中東欧やアジア専門の研究者との意見交換を行った。
活性酸素理論に基づく内耳性難聴の病態モデル作成と新しい予防的治療戦略の構築

本研究は、蝸牛にフリーラジカル(活性酸素)がおよぼす影響について、まず蝸牛体外培養系および生体内での直接発生法・測定法を確立し、これをもとに新規抗酸化物質としての水素分子(水素ガス)を感音難聴治療薬として臨床応用へ展開するための研究基盤を確立することを目的とした。1.内耳活性酸素発生量可視化システムの確立モルモットの蝸牛にミトコンドリア電子伝達系酵素阻害剤であるアンチマイシンAを滴下し、活性酸素により蛍光を発する色素(HPFまたはAPF)を用いてフリーラジカルの組織内での発生を可視化する方法(インビボイメージング)を開発した。撮影には高速コンフォーカル顕微鏡Nikon A1Rを用い、得られたデータに3次元再構成を行った。また、同じシステムを用いて騒音時の蝸牛内での活性酸素の発生を計測した。2.水素分子(ガス)の内耳での抗酸化作用・感音難聴効果の検証モルモット音響外傷モデルを用いて、水素ガス含有水の難聴予防効果を測定した。具体的には12匹のモルモットに115 dB SPLの4kHzバンドノイズを3時間聴取させて音響外傷を作成し、水素飽和水を飲用させた群と純水を飲用させた群とで経時的に蝸牛機能評価(ABRおよびDPOAE検査)を行って比較した。結果から、水素飽和水は測定対象の2kHz,4kHz,8kHz,16kHzのいずれにおいても蝸牛障害の予防に有効であることが明らかになった。本研究は、蝸牛にフリーラジカル(活性酸素)がおよぼす影響について、まず蝸牛体外培養系での直接発生法・測定法を確立し、これをもとに新規抗酸化物質としての水素分子(水素ガス)を感音難聴治療薬として臨床応用へ展開するための研究基盤を確立することを目的としている。1.アンチマイシンAを用いた直接活性酸素発生系の構築a.内耳活性酸素発生量可視化システムの確立マウス蝸牛体外培養とHPFを用いた実験系により、フリーラジカルの組織内での発生を可視化する方法を開発し、さらにこれを応用して活性酸素の発生を定量的・定位的に測定可能な方法を開発した。具体的にはコンフォーカル顕微鏡を用いた断層撮影により、蝸牛内のどの部分で活性酸素が発生しているのかを識別・測定した。b.酸化マーカー定量法の開発脂質酸化マーカー4-HNEおよびDNA酸化マーカー8-OHdGのELISA(酵素結合免疫吸着)法を確立し、酸化物のin vitro/in vivo双方の系での定量を可能にした。2.水素分子(ガス)の内耳での抗酸化作用・感音難聴効果の検証a.老化モデルマウスへの水素飽和水投与、抗加齢効果DBAマウスはCdh23ahl(カドヘリン23遺伝子)上に変異をもつ早老マウスである。このマウスに水素飽和水を投与することで、老化による聴覚障害の防止効果を調べた。12-16週では水素水群で聴力低下が抑制され、結果として水素水が老人性難聴に対する一定の予防効果を有することが明らかになった。b.マウス、モルモット音響外傷モデルの確立さらに騒音性難聴モデル(TTS、PTSモデル)の蝸牛を回収し、上記のELISAシステムが使用可能かどうかを検討した。モルモットで音響曝露実験を行い、水素ガス効果判定のための至適条件を決定した。経時的に聴力評価(ABR)を行い、その後組織採取し、蝸牛有毛細胞のカウントを行った。
長野県野尻湖周辺における2万年前以後の無機的自然界の復元

1.湖成層と風成層の対比:野尻湖周辺に分布する最上部更新統は、風成の野尻ロ-ム層と水成の野尻湖層である。このうち2万年前以後に限っていえば、両層を対比できる鍵層は、下位からヌカI,ヌカII,シオツブ,フカIII,アジシオである。2.地形からみた地穀変動:野尻湖周辺には、いくつかの丘陵や低地があるが、これらの配列には、一定の方向性がある。おもな断層は古海断層、荒瀬原断層、六月断層(新称)がある。このうち六月断層は、仲町丘陵と池尻川低地を境するもので、仲町丘陵が著しく隆起したことを示している。また凹地列形成のテクトニックスを考えた。3.最上部更新統の地層攪乱現象:最上部更新統の、モヤ層準とよんでいる部分は、火山灰層の比較的少ない環境で、一次的な火山灰に、風などによって運ばれた2次的な火山灰や砕屑物がまじりながら順次形成されたものと考えられる。乾痕(野尻湖地質グル-プ、1980)は、日本やアイスランドの構造土(野村、1984)と類似点をもっている。4.2万年前以降の地磁気:野尻湖層の磁化から、2万年前以後には、逆帯磁が見つからず、むしろ約5万年前の下部野尻湖層Iの下部に逆帯磁が発見された。5.最寒冷期以後の気候:上部野尻湖層II「ヌカI」から上部野尻湖IIIの中部まで、トウヒ属・モミ属・ツガ属帯であり、2万年前の最寒冷期に対応する。この後はブナ・コナラ帯、マツ・スギ属帯と変化する。6.年代測定:名古屋大学の加速器質量分析による^<14>C測定で、従来の値よりも1万年前後古い値がえられ、野尻湖周辺の自然史・人類史の年代がぬりかえられることになった。1.野尻湖層の層序鍵層となる火山灰層の分析により,野尻湖底ボ-リング試料の層序を明らかにすることができた。これにより層序区分を再検討し,野尻湖層を再定義することになった。野尻湖層の火山灰層序を検討する上で重要な役割を果すと思われる琵琶湖底の中・上部更新統完新統火山灰層序を明らかにした。2.地磁気の変化野尻湖底ボ-リング試料の磁化を測定したところ,2万年以後の地層はすべて正帯磁であった。逆転磁化を示すのは,下部野尻湖層Iないし貫ノ木層堆積期である可能性が強くなった。3.古気候2万年前の最終氷期最盛期には,花粉化石のほとんどが亜高山性の針葉樹のみであり,2万年前と同程度ないしやや暖かかった56万年前の最終氷期初期には,日本の氷河が2万年前より低い位置に形成されていた。これらのことは,56万年前の方が多雪であり,2万年前は寒冷で雪が少なく,乾燥していたことを示す。一方,現在の気象デ-タの解析により,野尻湖の水循環・収支,とくに蒸発散量を明らかにしつつある。交付申請書では, ^<14>C年代の測定を計画していたが,その後,名古屋大学の加速器質量分析による野尻湖層の年代値が出るにおよんで,われわれの測定計画は不要となった。新しい年代値によって,2万年前以後の堆積速度が具体的に検討できるようになった。

1.湖成層と風成層の対比:野尻湖周辺に分布する最上部更新統は,風成の野尻ロ-ム層と水成の野尻湖層である。このうち2万年前以後に限っていえば,両層を対比できる鍵層は,下位からヌカI,ヌカII,シオツブ,ヌカIII,アジシオである。2.地形からみた地殻変動:野尻湖周辺には,いくつかの丘陵や低地があるが,これらの配列には,一定の方向性がある。おもな断層は古海断層,荒瀬原断層,六月断層(新称)がある。このうち六月断層は,仲町丘陵と池尻川低地を境するもので,仲町丘陵が著しく隆起したことを示している。また凹地列形成のテクトニックスを考えた。3.最上部更新統の地層攪乱現象:最上部更新統の,モヤ層準とよんでいる部分は,火山灰層の比較的少ない環境で,一次的な火山灰に,風などによって運ばれた2次的な火山灰や砕屑物がまじりながら順次形成されたものと考えられる。乾痕(野尻湖地質グル-プ,1980)は,日本やアイスランドの構造土(野村,1984)と類似点をもっている。4.2万年前以後の地磁気:野尻湖層の磁化から,2万年前以後には,逆帯磁が見つからず,むしろ約5万年前の下部野尻湖層Iの下部に逆帯磁が発見された。5.最寒冷期以後の気候:上部野尻湖層IIの「ヌカI」から上部野尻湖IIIの中部まで,トウヒ属・モミ属,ツガ属帯であり,2万年前の最寒冷期に対応する。この後はブナ・コナラ帯,マツ・スギ属帯と変化する。6.年代測定:名古屋大学の加速器質量分析による^<14>C測定で,従来の値よりも1万年前後古い値がえられ,野尻湖周辺の自然史・人類史の年代がぬりかえられることになった。
大規模災害時における救援者のストレスを緩和するセルフケアに関する研究

〈研究目的・方法〉本研究では、東日本大震災への災害派遣を経験した病院看護職を対象とし、個人のおこなったストレス緩和方法(セルフケア)の有効性を検討した。無記名自記式質問紙調査をおこない、調査内容は、1)セルフケア項目と効果的セルフケア数、2)コーピング尺度、3)組織的ストレス緩和策、4)組織的支援策、5)GHQ-12、6)高ストレスフルイベント数、7)人口学的属性とした。1)4)6)については、専門家による検討にて内容妥当性を確保、また6)については、探索的因子分析および確認的因子分析で構成概念妥当性を確認した。統計解析には、SPSS16.OJおよびAmos 23.0を用い、各変数の個人的属性および派遣状況による差の検定、効果的セルフケア数を従属変数とした重回帰分析を実施した。〈結果〉実施率が高く効果的なセルフケア項目は、「チームメンバーやリーダーと話すこと」、「睡眠・休息をとること」、「清潔を保つこと」、「温かい飲み物を飲むこと」、「ユーモア・笑うこと」などであった。超急性期では、「指圧やマッサージ」、物事の見方を変え、プラスの意味をみいだす「リフレーミング」、急性期では、自律訓練法、筋弛緩法などリラクセーションの方法、「好きな本を読むこと」、亜急性期では、「一人になる時間を持つこと」などが効果順の上位に入っていた。看護師よりも助産師、また情報提供が役立った人、派遣日数3日以内に比べ4日以上において効果的セルフケア数は多く、有意差が認められた。また、効果的セルフケア数は、心のケアチームで最も多く、他の活動形態との間に有意差が認められた。重回帰分析の結果、効果的セルフケア数は、組織的ストレス緩和策下位尺度〈健康を保つための支援〉と弱い正の相関、高ストレスフルイベント数との間に弱い負の相関がみられた。〈考察〉効果的なセルフケア数は、助産師、そして心のケアチームにおいて多く、日頃から呼吸法やその他のリラクセーションを指導することや、自ら実践する機会が多いためではないかと考えられた。また、3日以内の派遣において効果的セルフケア数が少なく、派遣日数が短い場合、移動を含めると極めて過密なスケジュールとなるためではないかと推察された。また、d適切な情報提供がなされることは、セルフケアを含め状況にあわせた個人装備を整えることに寄与することが示唆された。
本草学の新展開：医療文化財の非破壊分析法の開発と復元応用

江戸幕府主導(享保改革期:171636年)の薬種国産化政策に貢献した森野旧薬園(奈良県・宇陀市1729年)並びに適塾創始者・緒方洪庵(181063年)の薬箱に特化し、自国の医療・社会環境に則して成熟してきた生薬遺産の普遍的価値を文理融合型手法で立証した。本草考証と非侵襲/微量分析法の構築が、医療文化財遺物分析を可能にし、実体物から生薬品質の暗黙知(:熟練者が持っている技や知識)が解明できることを示唆した。遷移放射テラヘルツ分光分析法を生薬品質鑑別に初めて応用し、天然物と人工物の品質評価に有用であることを実証した。グローバル化時代、近現代と東アジアを中心に世界の中で、日本文化の意義を明確にするには、現存する遺産の科学的調査・恒久保存の実践に基づいた普遍性の立証が不可欠である。本研究は(A)本草学的視座に基づく生薬材料データベース・統計学的比較解析法を用いた対象特性の数値化と新規薬史学的解読論の確立、(B)薬用部位が異なる多様な生薬標本の基原解明を可能にする非破壊的鑑別法の開発、(C)本草図譜・草木葉譜の現状調査と連携した実用性重視の修復・復元法の提案、(D)自然遺産・森野旧薬園の復元・継承の基軸は、植物環境のフィールド調査で確認した生物多様性に特化した自然管理法と実践手法の具体化を目指す。本研究では、平成25年度において、(A)本草学的視座に基づく検証から(B)非破壊的分析法構築に繋ぐ基礎検討を行った。薬用資源に非破壊的に文化財分析(デジタルマイクロスコープ、色度計、核磁気共鳴法(MRI)を応用して品質評価、特に基原植物の形態解析を行ったが、形態学的特性の可視化は生薬種判別に実践的であった。また、天然物と人工物の鑑別は安全・有効性の担保という課題が伴うが、古文書に記録された経験知に基づく栽培や薬効、近世の生薬標本類(医療文化財)の実態物の形態解析から得られた情報が、有用であることが実証できた。また、(D)自然遺産「森野旧薬園」の薬園管理者が実践する篤農技術継承のため、奈良県医療政策部薬務課が平成25年春から推進する大和産生薬栽培指導者育成指導に協力し、篤農技術記録蓄積を行った。本研究では、薬用資源を対象にしてデジタルマイクロスコープ、色度計、核磁気共鳴法などを駆使した微量または非破壊的文化財分析法を検討し、基原の形態学的特性の可視化を示唆した。また、遷移放射テラヘルツ分光分析法が生薬領域において天然物と人工物の鑑別の品質評価に有用であることを実証した。自然遺産「森野旧薬園」薬園管理者が実践する篤農技術継承のため、奈良県医療政策部薬務課と連携し技術記録蓄積を継続した。五代目森野藤助繁通桂叢(180482年)編纂「草木葉譜・2巻」は、多くのさく葉部分に剥離や損傷が著しく、黒カビ様の付着物が広範囲に認められ、劣化・損傷は冊子の大部分に及んでいた。修復には剥離しさく葉片の復元手法の確立と実用化を文化財修復工房と連携して実施した。得られた成果は第7回特別展「漢方今昔物語生薬国産化のキーテクノロジー」と題し、大阪大学総合学術博物館主催、森野旧薬園及び高知県立牧野植物園共催、農研機構、奈良県他・産学協力のもと、平成26年4月26日7月19日にわたり開催し、計5423名の入場者数を達成した。本展覧会中、学術シンポジウム「医・薬・理・農学の共創的連携:22世紀の薬草政策につなぐ今」を専門家6名と219名の参加者を得て開催すると共に、3回のミュージアムレクチャー(1森野旧薬園と松山本草:薬草のタイムカプセル、2植物園の歴史をひも解く:薬草研究から植物学へ、3大和産生薬を守れ:栽培指導者の育成)と3回のワークショップを実施した。さらに研究で得られた知見を1温故知新:大和芍薬、2暗黙知:採薬篤農技術の継承、3植物多様性が支える漢方産業の未来・資源植物学にデザイン編集し約10分のブルーレイ映像として公開・情報発信した。また、平成26年度末に、博物館叢書11髙橋京子・小山鐵夫編著「漢方今昔物語生薬国産化のキーテクノロジー」(94頁)を大阪大学出版会より刊行した。本年度では、本草学的視座に基づく生薬資料遺産の薬史学的価値並びに評価法の確立の成果として、近世の薬学史、薬種業史、薬園史を明らかにする史料として早くから注目されてきた森野家文書群(約430点)のうち、全13巻に成巻されている古文書群(100点)について翻刻を行い「大和宇陀郡松山町森野家文書一成巻文書ー森野吉野葛本舗・森野旧薬園伝来史料ー」として刊行した。その大半が本邦初公開かつ初めての活字化である。これと並行して歴史資料調査を進め、賽郭以来の森野家の薬草栽培における技術と知識を再構築し、現代の薬草政策へ還元できることを実証した。また、五代目森野藤助繁通桂叢(180482年)編纂「草木葉譜・2巻」は、近世のさく葉標本が直接貼られている資料修復という前例のない課題達成後、2015年6月開催の文化財保存修復学会

第37回大会において成果報告を行った。さらに、森野旧薬園、奈良県医療政策部、宇陀市と協働で展覧会「再発見!森野旧薬園生薬栽培の伝統と継承への挑戦」2015年4/55/31を開催し、4回の関連市民講演会を実施した。同時に、森野旧薬園にて『草木葉譜』特別公開展示し、情報発信した。また「薬草の博物誌森野旧薬園と江戸の植物図譜展」(LIXILギャラリー、大阪大学総合学術博物館、高知県立牧野植物園、森野旧薬園)の巡回展を2015年12/42/16(大阪)、2016年3/35/21(東京)で開催すると共に、刊行物LIXILBOOKLET「薬草の博物誌:森野旧薬園と江戸の植物図譜」を分担執筆した。一方、有限資源でかつ希少な医療文化財として継承される化石由来生薬「竜骨」の資源保護研究において核磁気共鳴法などを駆使した微量または非破壊的文化財分析法を検討成果をJ Nat Med (2016)に報告した。それは遷移放射テラヘルツ分光分析法、NMR等ツールを駆使し、実地臨床における竜骨の存在意義の解明と循環型活用(医療文化財保護)の可能性を開く成果である。江戸幕府主導(享保改革期:171636年)の薬種国産化政策に貢献した森野旧薬園(奈良県・宇陀市1729年)並びに適塾創始者・緒方洪庵(181063年)の薬箱に特化し、自国の医療・社会環境に則して成熟してきた生薬遺産の普遍的価値を文理融合型手法で立証した。本草考証と非侵襲/微量分析法の構築が、医療文化財遺物分析を可能にし、実体物から生薬品質の暗黙知(:熟練者が持っている技や知識)が解明できることを示唆した。遷移放射テラヘルツ分光分析法を生薬品質鑑別に初めて応用し、天然物と人工物の品質評価に有用であることを実証した。平成26年度当初計画通り、前期に、史跡森野旧薬園、高知県立牧野植物園、農研機構・中央農業総合研究センター、九州沖縄農業研究センター、奈良県等と連携し、生薬遺産の学術的意義や温故知新の示唆を具現化した特別展並びに学術シンポジウムを大阪大学総合学術博物館・大阪大学会館にて開催し、計6000名の参加者を達成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。文化財科学、生薬学前年度に引き続き、森野家・森野旧薬園所蔵の文書の翻刻を行う。翻刻完了資料並びに松山本草収載薬種について生薬学的見地から旧薬園育成種の育種・篤農技術の発掘を行う。また、品質解析においては、品質判定の行われている材料の色度や質感、材料の特徴的な振動吸収を多数測定しデータベース化し、新規材料の品質を鑑定するシステム構築を目指す。この時の分析法として色時計による色判定、ラマン分光法による特異的振動吸収の解析応用化を検討する。材料のNMRや写真の画像解析によるフラクタル次元などの特異的パラメーターを解析することで構造上の特徴を抽出する。この構造上の特徴も品質解析の重要なデータとなる。草木葉譜の修復復元作業において解体時の全容電子化を完了したが、存在並びに記載情報をデータベース化する。自然遺産・森野旧薬園の次世代への継承について、奈良県・宇陀市と連携した啓蒙活動を実践する。特に医療文化財としての生薬遺産の日本独自性並びに薬園管理者の高齢化対策や指導者育成の重要性を教育講演を通じて啓発する。本草学的視座に基づく生薬資料遺産の薬史学的価値並びに評価法の確立に関する成果は文理複合領域のため適切な論文投稿先が乏しく、論文投稿が遅れている。薬用資源に非破壊的に文化財分析研究につき、測定装置施設の状況並びに専門性の高い技術操作法の修得後の研究員と共に進める研究計画がやや遅延しており、次年度計画で進めている。特任助教の着任が当初の予定より遅れたが、基金として次年度に継続されるため、今年度の研究計画と合わせて実施する。
腫瘍細胞走化性促進因子、PD-Iの作用機構およびがんの高転移性との関連について

エクト型ホスホジエステラーゼ/ヌクレオチド・ピロホスファターゼは細胞外のATPを分解してアデノシンとピロリン酸に変換する酵素であり、3つの分子(PC-1、PD-Iα/autotaxin、PD-Iβ/gp130^<RB14-6>B10)からなるファミリーを形成している。本研究では次の成果を得た。(1)これらの三つの分子の統一名を策定し、それぞれE-NPP1,-2,-3(ecto-nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase I-1,-2,-3)と呼ぶ事にした。(2)ヒトE-NPP3遺伝子を単離し、そのエクソン・イントロン構造を決定した。また、プロモーター領域の転写調節部位について解析を行った。E-NPP分子はがん細胞の転移に関連している。今回、E-NPP3がヒト・グリオーマ細胞に発現されている事を示した。(3)E-NPP1と-3の軟骨細胞における局在と酵素活性について検討を行った。その結果、E-NPP1と-3は共に軟骨細胞の細胞外ピロリン酸濃度を上昇させるが、細胞内ピロリン酸濃度を上昇させるのはE-NPP3のみであった。また、免疫染色の結果、E-NPP3は細胞形質膜だけではなく、ゴルジ体にも存在していた。未分化軟骨細胞の分化に伴って、E-NPP1と-3の発現が増加した。これらの結果により、E-NPP1のみならずE-NPP3も骨代謝に関与している可能性が示唆された。がん細胞走化性促進因子として同定されたPD-Iはphosphodiesterase Iおよびnucleotidepyrophosphatase活性を有するII型膜蛋白質(N末端が内側)である。PD-Iには3つのファミリー遺伝子/蛋白質、PC-1,PD-Iα/autotaxin,PD-Iβ/B10/gpl30^<RB13-6>が存在する。この内、我々はPD-IαとPD-Iβについてクローニングし、解析を行ってきた。これまでの解析により、これら三つの分子は酵素活性を持ち、腫瘍細胞走化性促進活性には酵素活性ドメインが必要であること、また、PD-Iαは神経芽細胞腫に発現しており、リコンビナントPD-Iαはヒト神経芽細胞腫細胞株に対して細胞走化性促進活性を示す事を報告してきた。本研究においてはPD-Iβに焦点を当て、その遺伝子構造、転写調節、細胞走化性促進活性、および細胞内局在について、それぞれ解析を行った。まず、PD-1β遺伝子の発現をヒト・グリオーマ細胞で解析した。その結果、解析したすべての細胞株でPD-Iβ遺伝子の高い発現が認められた。次に、PD-Iβが腫瘍細胞の浸潤能に影響を与えるかどうかを、PD-Iβ遺伝子を発現していないラットグリオーマ細胞株、C6細胞にpBK-CMV-PDIBプラスミドを導入して、stable transformantを樹立した。得られた細胞をin vitroでコラーゲン・マトリックスゲルの上に培養し、ゲル内に浸潤した細胞の数を計測した。その結果、PD-Iβを恒常的に発現する細胞は明らかに高い浸潤能を示した。また、ラット9Lグリオーマ細胞を用いたルシフェラーゼ・アッセイの結果、PD-Iβ遺伝子の転写には-245bpまでの領域が必要であった。また、部位特異的変異導入法によってPD-Iβの酵素活性にはEF hand配列が必須である事を明らかにした。
D-アミノ酸酸化酵素は統合失調症の疾患感受性を規定し、その病態制御に関与するか?

本研究は『中枢神経系においてD-アミノ酸酸化酵素(DAO)が、脳内D-セリンの代謝を司るキーエンザイムであり、本酵素活性の上昇が、グルタミン酸ニューロンにおけるコアゴニストであるD-セリン濃度を減少させ、統合失調症発症の一因となる』ことを提唱し、その検証を研究目標とした。そこで本研究では、ヒトDAOの立体構造を明らかにするとともに、フェノチアジン系を代表する抗精神病薬であるクロルプロマジンによる、ヒトDAO阻害機構の解析を行った。ヒト酵素の結晶構造(三次元構造)をX線結晶解析により25オングストロームの分解能で決定した。ヒト酵素はブタ酵素と同様に二量体(39kDaが二分子)を形成しており、反応に重要な残基はFADのフラビン環のre面においては完全に保存されていた。しかしながらフラビン環のS面において、一次構造が完全に同一であるにも関わらず、疎水性ストレッチ(残基47-51,Val-Ala-Ala-Gly-Leu)の主鎖の構造がブタ酵素と比べて大きく異なっていた。このようにグリシンを含むペプチドには環境依存性に「主鎖の構造の多様性」が存在し、Structurally ambivalent peptide (SAP)として知られている。以上のことから本酵素にもVAAGLストレッチにおける"構造のゆらぎ"が存在し、ヒト酵素に特徴的な酵素化学的性質の一因として考えている。クロルプロマジンによる、DAOに対する阻害作用は、既にブタ酵素において、FADに対する拮抗阻害であることが報告されているが、ヒト酵素において検討したところ,同様に阻害作用を示すことが明らかとなった。さらに、クロルプロマジンが投与患者において光線過敏症を引き起こすこと、また紫外線やペルオキシダーゼ等によりラジカルを生じることから、生体内でより強い阻害剤に変化する可能性が考えられた。そこで、本薬剤に白色光を照射して阻害活性の変化を検討したところ、本酵素に対する阻害活性の上昇が認められた。本研究は『中枢神経系においてD-アミノ酸酸化酵素(DAO)が、脳内D-セリンの代謝を司るキーエンザイムであり、NMDA受容体のコアゴニストであるD-セリンの代謝調節を介して、統合失調症の発症とその病態に密接に関与する』との仮説の検証を行うことを目的とした。そこで、D-セリンが実際にアストログリア細胞で代謝されるのか否か、またその代謝の結果、細胞がどの様な影響を受けるかについて検討するとともに、フェノチアジン系を代表する向精神薬であるクロルプロマジンによるヒトDAO阻害機構の解析を行った。ラットのC6細胞及びラット初代培養アストロサイトを用いてD-セリン添加後の細胞の変化を解析した。その結果タイプ1アストロサイトで細胞死の誘導が観察された。そこで、マウスDAO遺伝子を恒常的にC6細胞で発現する細胞株を作製しD-セリンを添加したところ、濃度依存的に細胞死が誘導されるのが観察された。この現象は、D-セリンの代謝により生成されたH_2O_2の作用であると考えられ、実際カタラーゼの投与により細胞死の誘導が増強した。さらにDAOの阻害剤の添加によりこの細胞死は抑制された。以上から、観察された細胞死がD-セリンのDAOによる代謝の結果引き起こされた現象であることが予想され、脳においてはD-セリンの代謝にアストログリア細胞に存在するDAOが積極的に関与することが示唆された。次にヒトDAOを用いてクロルプロマジンによる酵素阻害効果の検討を行った。解析に用いる酵素タンパク質は、ヒトDAOを大腸菌で発現させ精製したもので、D-セリン等の中性アミノ酸に対するK_m値、阻害剤である安息香酸ナトリウムに対するK_i値はブタDAOのパラメータとほぼ同等であった。クロルプロマジンを酵素溶液に加え、酸素電極にて酵素活性の阻害、また蛍光・吸光を用いた光学的観測手法にて水溶液中における酵素分子の状態変化の有無等を観察し、ヒトDAOに対する影響を調べた。その結果、活性測定においてクロルプロマジンがヒトDAOに対しても、阻害効果を有することを見出した。

クロルプロマジンによる、DAOに対する阻害作用は、既にブタ酵素において、FADに対する拮抗阻害であることが報告されているが、ヒト酵素において検討したところ,同様に阻害作用を示すことが明らかとなった。さらに、クロルプロマジンが投与患者において光線過敏症を引き起こすこと、また紫外線やペルオキシダーゼ等によりラジカルを生じることから、生体内でより強い阻害剤に変化する可能性が考えられた。そこで、本薬剤に白色光を照射して阻害活性の変化を検討したところ、本酵素に対する阻害活性の上昇が認められた。
海洋性動物プランクトンの‘真の種の境界’を明らかにする

海洋生態系において重要な役割を果たす動物プランクトンの種を適切に評価するため、初年度は手法の検討を行った。従来法の問題点の一つは動物プランクトンで一般的に用いられる核DNAの遺伝子マーカーの進化速度が遅く、ミトコンドリアDNAで得られた遺伝子グループ間の生殖隔離を適切に評価することが困難なことである。そこで、情報量の多い次世代シーケンサーを用い、ゲノム上に多数存在する一塩基多型(SNP)の探索を試みた。解析対象は亜熱帯海域で大きな生物量を誇り、遺伝的多様性が高いカイアシ類Pleuromamma abdominalisとした。を黒潮域で試料採集を行い、ミトコンドリアDNAのCOI領域の解析を行ったところ、30個体から7つの遺伝子グループが得られた。さらに同一の個体を用いて次世代シーケンサーを用いたRDA-seqを行い、多くのSNPが検出された。このSNPの配列を元に系統解析を行ったところ、得られたグループはCOI領域の結果と一致し、各遺伝子グループ間で生殖隔離がないことが示された。そのため、動物プランクトンの種多様性は従来の想定よりも高いと考えられた。また、RAD-seqで得られた情報は、ミトコンドリアDNAのCOI領域から得られる結果よりも情報量が多く、分化の浅いグループや交雑についても評価が可能であると考えられた。これらの結果からゲノムワイドな手法でSNPを探索することは、種の境界が曖昧な動物プランクトンに非常に有用であることが示された。しかし今回使用したRAD-seqでは比較的高いDNA濃度や質を要求されるため、小型種も含めて適応可能であり、より簡便な手法を探索する必要がある。RAD-seqを実際に行い、ゲノム上のSNPを探索することが動物プランクトンの交雑や生殖隔離の解明に有用であることを調べることができた。また、動物プランクトン内に想定以上の高い種多様性が存在する可能性が示された。SNPの探索を複数の重要な動物プランクトンで行い、分類体系の整理をする必要がある。また、小型種を含め、SNPの探索をより簡便に行える方法についても検討を行う。得られた真の種の生態学的な意義を明らかにするため、重要種については分布や生態についての調査を行う。
文章の論理構造を支える機能語句の研究とその日本語教育への応用

本研究は、論述文に代表される論文を主な分析対象とし、分野を超えて、論文に共通して使用される機能語句群を明らかにすることによって、最終的には論述文に代表される文章の論理構造を明示する機能語句群を確定することを目標とする。その結果、専門日本語教育における教材開発のための、より客観的な基礎的資料を提示することができ、教授法の改善に寄与できると考えられる。本研究では、文章の論理構造を支える機能語句群を抽出する研究の一環として、7ジャンル(物理学論文、工学論文、文学論文、経済学論文、経済学教科書、近代文学作品、新聞社説)計151編の文章における62文型項目の出現率を調査した。この資料を対象に、単変量的解析、正準判別分析を行った結果、文章の所属ジャンルが、12の語句項目によって、正判別率77%という高率で判別されるとともに、各ジャンルを分離する語句項目ならびに論述的形式を持つ文章に共通する文型項目が選択された。この結果により、限定された資料内ではあるが、異なるジャンルの文章を判別するために、機能語句群が有効な指標であることが明らかとなった。さらに、より広い対象資料に対して検証を行う必要があるため、自然科学分野(応用物理、電気工学、情報処理)の論文100編に関する調査結果を追加して分析したところ、上記の結果を裏付ける結果を得ることができた。一方、論文の論理構造をより詳細に見るために、論文を構成する3つの大段落(序論、本論、結論)ごとの機能語句をはじめとする文型115項目の使用頻度の傾向を調査した。対象資料は、論理性が強いと考えられる自然科学分野から物理学論文と工学論文を選んだ。調査の結果、論述文を支える3つの柱である「並列「対比」「因果」に属する文型(含機能語句)は頻度が高いものが多く、さらに、3つの大段落に共通して頻度が高い項目が存在し、大段落間で頻度に特徴的な差異を有する項目があることがわかった。本研究は、主に論述文を代表とする論文を分析対象とし、分野を超えた論文に共通する機能語句群を明らかにし、最終的には論述文に代表される文章の論理構造を明示する機能語句群を確定することを目標としている。今年度は、社会科学分野の中から経済学分野の論文を分析対象とし、従来の研究で用いてきた多変量解析の手法と統計学的モデルを用いて分析を行い、従来の研究結果と比較対照を行った。具体的な方法は次の通りである。中・上級文型に含まれる機能語句(接続語句・助詞相当句)62の語句項目の文章中の各使用頻度を求め、一文当たりの頻度に換算した値を各語句項目の出現率とした。なお、出現率を調べるにあたっては、用字の差異、活用変化の形を同一視して同じ語句項目として扱い、全数調査を行った。次にそのデータを用いて多変量解析法による分析を行った。資料の大きさの差異は事前確率を用いて調整した。この方法により、経済学論文という論理構造が明示的な文章における機能語句が、同じく論理構造が明示的だと考えられる、物理学、工学、文学等の分野の論文とどの程度共通し、また、小説等の論理構造が非明示的だと考えられる文章における機能語句とどの程度異なるのかを明らかにした。その上で、論文(論述文)に必要不可欠な機能語句群の雛型を試みに選定した。現在、データの数量化に当たって、自然言語処理の手法を用いて、形態素解析プログラムを応用した検索プログラムを開発し、大量データの数量化を迅速に行える方法を探っている。

このプログラムの利用が可能となれば、文書資料について、今後、電子コーパスを積極的に活用できるようになり、分析時間の大幅な短縮が見込まれるため、分析結果の検証をより多くの文書資料で行えることが期待できる。本研究は、主に論述文を代表とする論文を分析対象とし、分野を超えた論文に共通する機能語句群を明らかにし、最終的には論述文に代表される文章の論理構造を明示する機能語句群を確定することを目標としている。それにより、専門日本語教育における教材開発のための文型の客観的な基礎的資料が提示でき、教授法の改善に寄与することができると考える。今年度は、昨年度末より始めた大量データの分析を行うための形態素解析プログラムを応用した検索プログラムの開発を進める一方、論文の論理構造を観るために、論文を構成する3つの大段落(序論、本論、結論)ごとの機能語句をはじめとする文型115項目の使用頻度の傾向を調査した。対象資料は自然科学分野から物理学論文を選んだ。具体的には昨年度と同様の手法を用いている。中・上級文型に含まれる機能語句(接続語句・助詞相当句)をはじめとする115文型項目の文章中の各使用頻度を求め、一文当たりの頻度に換算した値を各語句項目の出現率とし、各論文資料の大段落ごとに全数調査を行った。なお、出現率を調べるにあたっては、用字の差異、活用変化の形を同一視して同じ語句項目として扱った。調査の結果、論述文を支える3つの柱である「並列」「対比」「因果」に属する文型(含機能語句)は頻度が高いものが多く、さらに、3つの大段落に共通して頻度が高い項目もあれば、大段落間で頻度に特徴的な差異を有する項目があることがわかった。今年度は、昨年度に引き続き、論文の論理構造を観るために、論文を構成する3つの大段落(序論、本論、結論)ごとの機能語句をはじめとする文型115項目の使用頻度の傾向を調査した。対象資料は自然科学分野から工学論文を選んだ。中・上級文型に含まれる機能語句(接続語句・助詞相当句)をはじめとする115文型項目(含漢語項目)の文章中の各使用頻度を求め、一文当たりの頻度に換算した値を各語句項目の出現率とし、各論文資料の大段落ごとに全数調査を行った。調査の結果、昨年調査した物理学論文の結果と同様、論述文を支える3つの柱である「並列」「対比」「因果」に属する文型(含機能語句)は頻度が高いものが多く、さらに、3つの大段落に共通して頻度が高い項目もあれば、大段落間で頻度に特徴的な差異を有する項目があることがわかった。さらに、「並列」「対比」「因果」に属する個別の文型について、その意味機能の観点から昨年度の調査結果と比較対照した。
肝癌肝切除における血液凝固異常と術後肝不全、肝転移促進に関するメカニズムの解析

肝癌肝切除後には血液凝固異常が生じることが知られているが、われわれは術後肝不全がこの血液凝固異常による肝内微小循環の低下と密接に関わっていることを示してきた。また、脂肪肝などの傷害肝において虚血再灌流後に肝不全が高率におき、癌の生着が促進することも示してきた。さらに最近では、血液凝固活性のうち、特にトロンビンによる刺激が癌の促進(転移)にも関与していると報告されており、われわれは、抗トロンビン作用を示すトロンボモジュリンの関与と臨床応用の可能性を探っている。これまで、4種の脂肪肝モデルマウスで検討を重ねたが、コリン欠乏食摂食マウスによるNASHモデルにおいて、正常肝群に比べトロンボモジュリンの発現が低下していること、さらに、肝でのピモニダゾールの蓄積、HIF1αの発現の亢進を認め、低酸素状態であることが確認できた。NASHモデルマウスを使用して肝虚血再灌流障害を与え、さらにトロンボモジュリン製剤(rTM)の使用で肝障害の程度を比較した。血液生化学検査では、NASHモデルにおいてはrTM投与により有意に肝障害の改善を認め、血性HMGB1濃度では3時間以降で有意に低下を認めた。以上より、rTM投与による術後肝不全の改善の可能性が示された。また、血液凝固異常による癌の生着の影響についての検討では、肝重量、腫瘍占拠率において、NASH群、NASH+虚血再灌流群では、癌の生着は促進され、rTM投与により生着が抑制される結果となった。これらの群ではいずれも血性HMGB1は低値であった。現在、in vitroで低酸素環境における癌の生着とHMGB1の関連を検討中であり、rTMにより癌の生着が抑制され、HMGB1濃度が低下していることが確認された。これは、周術期rTM投与により、肝障害のみならず癌の生着の予防も得られる可能性を示唆している。肝癌肝切除後には血液凝固異常が生じることが知られているが、術後肝不全はこの血液凝固異常と密接に関わっている。さらに、この血液凝固活性のうち、特にトロンビンによる刺激が癌の促進(転移)にも関与していると報告されている。われわれはこの病態において抗トロンビン作用を示す、トロンボモジュリンの関与と治療への臨床の可能性を探っている。われわれはこれまで、特に脂肪肝などの傷害肝において術後肝不全が高率におき、その原因の一つに血液凝固異常と微小循環の低下があることを示してきた。また、同様に傷害肝の虚血再灌流後に癌の生着が促進することも示してきた。現在この研究を発展させ、脂肪肝モデルマウスを作成し、肝の類洞内皮細胞上のトロンボモジュリンの発現を検討中である。肝組織の免疫染色においては正常肝群に比べ脂肪肝群ではトロンボモジュリンの発現が低下していることが明らかになった。今後、この現象を確認するために、ウエスタンブロッティング等の試験を追加する予定である。また、正常肝群に比べ脂肪肝群においては、虚血再灌流障害が強く起きており、虚血再灌流障害後の癌の生着が起こりやすい傾向を認めた。現在、このメカニズムにおけるトロンビンの関与と、周術期トロンボモジュリン製剤投与による癌の生着の予防が得られるかどうかを検討中である。モデルの作成に時間を要したため。一方で、関連するデータも蓄積しつつあり、最終年度までには予定の研究を行いたい。また最近では、血液凝固活性のうち、特にトロンビンによる刺激が癌の促進(転移)にも関与していると報告されており、われわれは、抗トロンビン作用を示すトロンボモジュリンの関与と臨床応用の可能性を探っている。これまで、4種の脂肪肝モデルマウスを作成し、各々、肝の類洞内皮細胞上のトロンボモジュリンの発現を免疫染色ならびにウエスタンブロッティングにおいて検討した。脂肪肝群では正常肝群に比べトロンボモジュリンの発現が低下していることが明らかになった。また、脂肪肝モデルマウスでは肝でのピモニダゾールの蓄積、HIF1αの発現の亢進を認め、低酸素状態であることが確認できた。脂肪肝モデルマウスを使用して肝虚血再灌流障害を与え、さらにトロンボモジュリン製剤の使用の有無で肝障害の程度を比較した。血液生化学検査では、トロンボモジュリンにより有意に肝障害の改善を認めた。また、ELISA法による血清HBGB1の測定では、術後1、3、6時間で有意に上昇し、トロンボモジュリンの投与により低下した。また、癌細胞の生着試験では、脂肪肝モデルマウスに虚血再灌流障害を与えた場合、正常肝に比較し癌の生着が促進され、トロンボモジュリン投与により生着が抑制される結果となった。昨年はモデルの作成に時間を要したが、本年は、in vivo試験のデータは十分蓄積しつつあり、in vitro試験の結果も加えて、最終年度までには予定の研究を行いたい。

肝癌肝切除後には血液凝固異常が生じることが知られているが、われわれは術後肝不全がこの血液凝固異常による肝内微小循環の低下と密接に関わっていることを示してきた。また、脂肪肝などの傷害肝において虚血再灌流後に肝不全が高率におき、癌の生着が促進することも示してきた。さらに最近では、血液凝固活性のうち、特にトロンビンによる刺激が癌の促進(転移)にも関与していると報告されており、われわれは、抗トロンビン作用を示すトロンボモジュリンの関与と臨床応用の可能性を探っている。これまで、4種の脂肪肝モデルマウスで検討を重ねたが、コリン欠乏食摂食マウスによるNASHモデルにおいて、正常肝群に比べトロンボモジュリンの発現が低下していること、さらに、肝でのピモニダゾールの蓄積、HIF1αの発現の亢進を認め、低酸素状態であることが確認できた。NASHモデルマウスを使用して肝虚血再灌流障害を与え、さらにトロンボモジュリン製剤(rTM)の使用で肝障害の程度を比較した。血液生化学検査では、NASHモデルにおいてはrTM投与により有意に肝障害の改善を認め、血性HMGB1濃度では3時間以降で有意に低下を認めた。以上より、rTM投与による術後肝不全の改善の可能性が示された。また、血液凝固異常による癌の生着の影響についての検討では、肝重量、腫瘍占拠率において、NASH群、NASH+虚血再灌流群では、癌の生着は促進され、rTM投与により生着が抑制される結果となった。これらの群ではいずれも血性HMGB1は低値であった。現在、in vitroで低酸素環境における癌の生着とHMGB1の関連を検討中であり、rTMにより癌の生着が抑制され、HMGB1濃度が低下していることが確認された。これは、周術期rTM投与により、肝障害のみならず癌の生着の予防も得られる可能性を示唆している。脂肪肝マウスモデルの作成は安定化し、虚血再灌流障害モデルも確立しつつある。今後は試験を積み重ね、現在の実験上の疑問に対するデータを積み重ねていく予定である。また、同モデルへのトロンボモジュリン製剤の投与回数、投与量の設定等を確認しながら決定していく。また、ある程度の効果が確認できたところで、研究計画にあるようにin vitroの検証も積み重ねていく予定である。In vitro実験としては正常肝および脂肪肝からの肝星細胞と類洞内皮細胞の分離およびトロンボモジュリンの発現を検討する予定である。またトロンボモジュリン製剤投与下で肝星細胞、類洞内皮細胞と肝細胞癌株を共培養し、肝細胞癌株の増殖能と運動能を検討する予定である。トロンボモジュリンヘテロ接合体欠損マウスに関しては現在、作成依頼中であり、こちらも実用化が確認でき次第、実験に入りたいと考える。脂肪肝における癌生着実験においては、マウスモデルについてさらなる条件の検討を行っており、これを進める。今後はトロンボモジュリン製剤による肝障害の軽減と、癌の生着抑制の機序について、in vitro試験のデータも積み重ねていく予定である。特に、肝星細胞、類洞内皮細胞との共培養下で、肝細胞癌株の増殖能と運動能を、トロンボモジュリン製剤投与により制御できるかを検討する予定である。また、上記について、得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う予定である。平成29年度は、主にマウスを用いた試験に重点を置き、高額の抗体などを使用するin vitro試験を平成30年度に多く行う予定としたため、結果的に使用額が少なくなった。