hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝再生に及ぼす血小板増殖因子と血小板内部環境に関する研究

肝再生には肝再生因子が大きく関与しているとされていることより、今回、血小板数、血小板の内部環境を変化せしめて血小板由来の肝再生因子と肝再生との関係について検討した。すなわち、1)単に70%肝切除を施行した群。2)さらに、血小板数を減少せしめた群。3)さらに、血小板のエネルギーチャージを低下せしめた群。4)2)+3)群を作成し、肝重量再生率、蛋白合成率、細胞回転などについて検討した。[結果]肝重量再生率は肝切除時の残存肝および2日目までいずれの群でも有意差を認めなかったが、4日目以降になると2)+3)群は他群に比較して有意に再生率が低下していた。蛋白合成は4群とも24時間後に最も高値を示し、以後、低下し、4日目には前値に復する経過を示した。しかし、24時間後の2)+3)群では他群との間に有意差をもって蛋白合成の低下を示した。2、4日目の4群の蛋白合成には有意差を認めなかった。細胞回転の分析では2C以外に4Cを、さらにごく僅か8Cをも認めた。2Cでの細胞回転はG1期では1)群と2)群および3)群とに有意差を認めなかったが、4)群では他群に比しG1期の比率が有意に増加していた。S期にはいずれの群間にも有意差を認めなかった。G2+M期はG1期とは逆に4)群で低下していたが、有意差は認めなかった。4Cにおける細胞回転は2Cに比較するとS期、G2+M期が増加し、G1期が減少していた。しかし、細胞回転の動態は2Cと同様であり、4)群でのG1期の有意の増加、G2+M期間の有意の低下を認めた。次に肝再生には細胞間接触が重要とされていることより、水分制限を施行してより細胞間接触を高めた状態にて同様の検討を施行したが、非水分制限群との間には有意差を認めなかった。また数あるいは血小板のエネルギーチャージを高めた状態の検討をも施行したが、有意差を認めなかった。モデルの検討が必要と思われた。1.血小板減少状態が肝再生に及ぼす影響:計画段階ではラットの全血を採取し、遠心法にて血小板を採取除去し、ラット循環血の血小板を50%減少せしめ実験に用いる計画であったが、ラットにおける血小板再生能力は旺盛で、とくに脾における再生が旺盛となるため、実験動物における血小板の数に大きなバラツキを生じた。そこでモデル作成の再考を余儀なくされ、血小板の数を減少せしめる方法としてラット血小板に対するモノクロナ-ル抗体を作成し、特異的に、また持続的に血小板を低下せしめる方法に変更し実験を行なうこととした。現在モノクロナ-ル抗体を作成中であるが、未だポリクロナ-ルの域をでず、さらに純度を高めているところである。2.血小板増加状態が肝再生に及ぼす影響:血小板数を160/μlに増加せしめた後の4日目の肝再生率について検討した。血小板数が正常状態下で肝切除を行なった群では68%の再生率であったが、血小板数を増加せしめた群では75%の再生率となり有意差を認めた。

フロ-サイトメトリ-を用いて4日目のDNAヒストグラムを検討したところ、血小板増加群ではG0G_1期の比率が血小板増加群においてより高い比率となっていた。3.血小板内部環境低下状態が肝再生に及ぼす影響:実験ラットより採取した高血小板血漿を40分間窒素パ-ジして血小板内エネルギ-チャ-ジを1/3に低下せしめた後、再度ラットに血小板を還元し、その後施行した肝切除の再生率について検討したが、正常群の肝再生との間には有意差を認めなかった。その原因を追及すべくモデルの24時間後の血小板内エネルギ-チャ-ジを測定したところ、正常群との間に有意差を認めなかった。おそらく短時間の内に血小板内エネルギ-チャ-ジが回復したことが考えられるため、現在、窒素パ-ジを90分に延長して検討中である。最近、血小板が肝再制に大きく関与していることが報告された。しかし、血小板の数、その機能の肝再生への影響に関して検討された報告がないため、血小板数、血小板機能、血小板内部環境を種々変化させ検討した。結果(1)血小板の量的変化の検討:ラット血小板数を正常の1/2に減少せしめた群、2倍に増加せしめた群を作成し、血小板数正常ラット群との間での肝再生率について検討した。HigginsーAndersonの方法にて70%肝切除を施行後、7日目の肝重量比を用いて検討したところ、血小板数正常群および血小板数増加群と血小板数減少群との間に約18%の有意の肝重量の低下を認めた。しかし、血小板数正常群と血小板数増加群との間には有意差を認めなかった。次に、^<14>Cーleucincをもちいて各群での蛋白合成に関して検討した。その結果、肝重量比と同様に、血小板数減少群では血小板数正常群、血小板数増加群に比較し、その蛋白合成率は有意に減少したが、血小板数正常群と血小板数増加群との間には有意差を認めなかった。(2)血小板の質的変化の検討:血小板のエネルギ-チャ-ジを窒素などを用いて、正常の1/2に減少および2倍に増加せしめた群を作成し、上記と同様に肝重量比について検討した。しかし、いずれの群においても正常群との間に有意差を認めなかった。次に、蛋白合成について検討した。蛋白合成率はエネルギ-チャ-ジ減少群と正常群との間に有意差を認めなかったものの、正常群とエネルギ-チャ-ジ増加群とでは増加群の方が有意に合成率が増加していた。したがって、肝再生にとって血小板数の減少は不利であり、しかも、再生にとって血小板のエネルギ-チャ-ジが亢進している方が有利と言える。肝再生には細胞間接触が大きな影響を与えているとされていることより、Wistar系雄性ラットを肝切除施行3日前より実験期間を通じて水分摂取量を通常の約1/5に低下せしめた後、1)Higgins-Andersonの方法にて70%の肝切除を施行した群。2)さらに、血小板数を減少せしめた群。3)さらに、血小板のエネルギーチャージを低下せしめた群。4)2)+3)群を作成し、肝重量再生率、蛋白合成率、細胞回転などについて検討した。[結果]肝重量再生率は肝切除時の残存肝および2日目までいずれの群でも有意差を認めなかったが、4日目以降になると2)+3)群は他群に比較して有意に再生率が低下していた。しかし、昨年に施行した水分制限を施行しなかった群との間には有意差を認めなかった。蛋白合成は4群とも24時間後に最も高値を示し、以後、低下し、4日目には前値に復する経過を示した。しかし、24時間後の2)+3)群では他群との間に有意差をもって蛋白合成の低下を示した。2、4日目の4群の蛋白合成には有意差を認めなかった。2)+3)群において2日目に有意差を認めたが、肝再生率と同様に水分制限を行なわなかった群との間には有意差を認めなかった。
気体及び超臨界流体を固定化した分離場を用いる高性能多機能型逆相HPLCの開発

研究代表者は,ナノメートルサイズの疎水性微小空間が水溶液中で気体および超臨界流体を安定に保持する能力があることを明らかにし,疎水性ナノ細孔がもつこの特異的機能を利用して,気体および超臨界流体を固定相の構成要素とするこれまでにない液体クロマトグラフィーを創出した。本研究は,これらの研究成果に基づいて,多様な表面構造をもつ多孔質材料の内部に気体および超臨界流体を固定化し,ナノ空間における気体と超臨界流体の物性と分離媒体としての機能を解明するとともに,圧力や温度によって分離選択性を自在に変換できる,従来にない分離技術を生み出すことを目的とする。
AktによるDNA損傷チェックポイントの制御機構

さまざまな細胞系においてPI3キナーゼ・Akt経路が、細胞の生存促進や細胞増殖促進に働くことが示されているが、個々の系におけるAktの特定の機能については必ずしも明らかにされていない。本研究ではDNA損傷チェッポイント制御の際のAktの役割を明らかにし、その作用機序の解明を目指した。申請者のグループは以前に、AktがMdm2をリン酸化してp53のユビキチン化とタンパク質分解を促進することを明らかにしていたが、in vitroにおいてMdm2がE2F1に対してもユビキチン化活性を持ち、AktによるMdm2のリン酸化がE2F1タンパク質の分解を促進する知見を得たことから、Mdm2によるE2F1の制御の可能性について検討を行った。まずRNAi法によるMdm2のノックダウンによってE2F1タンパク質の安定性が増加したことから、内在性のMdm2がE2F1タンパク質の分解に必要である可能性が示唆された。また活性型のAktを発現させることでE2F1タンパク質量が低下し、安定性も低下した。さらにドミナントネガティブ型のMdm2を発現させることによって誘導される細胞死はE2F1に対するRNAiによって抑制された。このことからE2F1がアポトーシス誘導に重要であり、Mdm2がE2F1タンパク質の分解制御を介して細胞死の調節を行う可能性が示唆された。以上の結果から、Akt-Mdm2経路によるp53やE2F1への制御の機構を理解することが、DNAチェックポイントにおける細胞増殖停止・アポトーシス誘導の制御にとどまらず、ガン化誘導の分子メカニズムの解明にもつながると考えられた。PI3キナーゼ・Akt経路がさまざまな細胞系において、細胞の生存促進や細胞増殖促進に働くことが示されているが、個々の系におけるAktの特定の機能については必ずしも明らかにされていない。本研究ではDNA損傷チェッポイント制御の際のAktの役割を明らかにし、その作用機序の解明を目指す。申請者のグループは以前にAktがMdm2をリン酸化して、p53のユビキチン化どタンパク質分解を促進することを明らかにしていたが、Mdm2はp53以外にE2F1に対するユビキチン化能を持つことを示唆する知見を得た(未発表)。組み替え型のタンパク質を用いた実験によって、Mdm2がE2F1を直接ユビキチン化し、Aktによるリン酸化がMdm2のユビキチンリガーゼ活性に重要であることを見いだした。またRNAi法によるMdm2のノックダウンによってE2F1タンパク質の安定性が増加することも明らかにしており、細胞内でMdm2がE2F1タンパク質の安定性制御に関与する知見を得ている。本研究ではさらに、Aktによるリン酸化がMdm2のユビキチンリガーゼ活性に与える影響について解析し、Akt-Mdm2経路によるE2F1のユビキチン化が細胞周期制御やアポトーシス誘導に果たす役割について検討する。Akt-Mdm2経路によるp53やE2F1への制御の機構を理解することが、DNAチェックポイントにおける細胞増殖停止・アポトーシス誘導の制御にとどまらず、ガン化誘導の分子メカニズムの解明にもつながると考えている。
低レベル放射線に対する適応応答の発現機構

低レベル(cGyオ-ダ-)のβ線やγ線に前もって被曝した細胞では、その後のγ線照射による染色体異常(小核、SCE)の誘発が抑制されることを見出した(Mutation Res.180,215,1987)。現象的特性から、これは一種の適応的な放射線耐性の獲得現象であり、放射線に対する適応的DNA修復がその実体であると考えられので、「放射線適応応答(Radioーadaptive response)」と命名した(Mutation Res.227,241,1989)。本研究では、放射線適応応答の機構を明らかにするために、実験的検討を行い以下のような知見を得た。1.放射線適応応答は、^3Hーチミヂンでもトリチウム水でも起こる。2.放射線適応応答の誘導に最適な線量域(110cGy)が存在し、これよりも高くても低くても有効でない。3.γ線照射でも放射線適応応答はみられるが、高LET放射線としての原子炉熱中性子ではみられない。4.放射線適応応答の発現には4時間必要である。5.誘導された放射線耐性は細胞分裂に伴い速やかに減衰し、長時間は持続しない。6.ポリ(ADPーリボ-ス)ポリメラ-ゼが関与している。7.近紫外線、マイトマイシンCや熱中性子(弱い)に対して交差耐性を示すが、EMSやシスプラチンには反応性がない。8.蛋白質合成阻害剤であるシクロヘキシミドの処理により、放射線適応応答の発現は抑制される。9.放射線適応応答に有効な低線量放射線照射により、その発現と時間的に呼応した複数種の蛋白質の誘導的合成が起こる。これは、2次元ポリアクリルアマイド電気泳動法とフルオロギラフィ-による解析により示された。以上のことから、放射線適応応答はかなり限定された条件下で起こる適応的染色体DNA修復であり、低線量放射による“放射線適応応答遺伝子"の誘導発現を伴うものであると考えられる。今後は、これらの遺伝子DNAの検索・同定への研究を展開する必要がある。γ線(Gyレベル)の照射によって誘発される染色体異常(小核やSCE)は、前以ってCGy程度のβ線やγ線を照射しておくとその頻度が低下することを哺乳動物培養細胞で見出した(1987)。これは、細胞が低レベル放射に適用応答し、クロマチンDNAの修復機能が誘導される現象であると考え、放射線適応応答と呼んでいる。本研究では、放射線適応応答の現象が見出されたチャイニ-ズハムスタ-V79細胞を用い、その発現機構について実験的検討を行い、その遺伝的制御のネットワ-クを解明することを目指している。今年度に行った研究によって得られた知見を以下に要約して記す。1.放射線適応応答の誘導に最適な前照射条件を検討した結果、1Gyのγ線による小核生成に対しては、細胞核線量にして110CGyの前照射が有効であり、これよりも低くても高くても放射線適応応答は認められない。2.1または5CGyのγ線による放射線適応応答の発現には4時間は必要であり、2時間では発現されていないか不充分である。3.原子炉熱中性子の前照射では、放射線適応応答の誘導発現は起こらないようである。4.放射線適応応答の発現が誘導された細胞では、マイトマイシンCや近紫外線(UVB)によるSCE生成に対しても交叉耐性を示すが、アルキル化剤やシスプラチンに対しては耐性を示さない。

5.放射線適応応答の発現は、転写レベルで制御されており、ゲル電気泳動法による解析から、数種の蛋白質の誘導合成が起こることが示唆された。現在、この点の確証を得るために実験を継続中であるが、放射線適応応答に関与する遺伝子DNAの検索・同定へと展開させるべく計画中である。また、放射線適応応答の発現誘導の引金となる細胞要因の決定と関連して、低線量放射線によるクロマチンDNA損傷の単一細胞での定量的解析系として、ミクロ電気泳動法の検討を行いつつある。低レベル(cGyオ-ダ-)のβ線やγ線に前もって被曝した細胞では、その後のγ線照射による染色体異常(小核、SCE)の誘発が抑制されることを見出したが、その後の研究成果から、これは一種の適応的な放射線耐性の獲得現象であり、誘導的DNA修復がその実体であると考えられるので、「放射線適応応答、Radioーadaptive response」と命名した(Mutation Res.227,241,1989)。本研究では、放射線適応応答の現象が見出されたチャイニ-ズハムスタ-培養細胞(V79)を用いて、その発現機構に関し実験的検討を行い、遺伝的制御のネットワ-クを明らかにすることを目的としている。1.放射線適応応答の誘導に最適な線量域(1cGy10cGy)の存在、2. ^3Hβ線やγ線などの低LET放射線の有効性、3.放射線適応応答の発現時間および一過性、4.ポリ(ADPーリボ-ス)ポリメラ-ゼの関与、5.近紫外線、マイトマイシンCや熱中性子に対する交叉反応性、などの諸特性が明らかになっているが、今年度の研究により、新たに、トリチウム水β線の照射も放射線適応応答のトリガ-になり得ること、高LET放射線としての原子炉熱中性子には放射線適応応答はないらしいこと、が明らかになった。さらに、タンパク質合成の阻害剤であるシクロヘキシミドの処理により、放射線適応応答の発現が抑制されることがわかった。また、実際に、低線量γ線の照射後に、放射線適応応答の発現と時間的に呼応して数種のタンパク質の誘導合成が起こることを、2次元ポリアクリルアマイド電気泳動法により確認することができた。これらの結果から、放射線適応応答はかなり限定された条件で起こる適応的染色体DNA修復であり、低線量放射線による“放射線適応応答遺伝子"の誘導発現を伴うものであることが示唆される。今後、これらの遺伝子DNAの検索・同定へと研究を展開する必要がある。
環境発がん物質暴露に対する生体防御能に関する分子疫学的研究

環境中の発がん物質は,生体内で代謝を受け,その代謝産物がDNAと結合し付加体を形成する。これによりDNAの変異を引き起こす。よって,DNA付加体を定量することは,発がんのリスク評価上重要であると考えられる。人には,発がん物質曝露に対する防御機構として、DNA付加体を修復する働きが備わっている。環境発がん物質、例えば多環芳香属炭化水素によるDNA付加体は,ヌクレオチド除去修復により修復される。DNA修復に関しては,生化学的基礎研究や色素性乾皮症のような特殊な症例の研究は行なわれているが,健常人のDNA修復能の個人差に関しての国内外における分子疫学的研究はほとんど行われていない。ヌクレオチド除去修復に関して,最近,修復過程に働くいくつかの酵素に遺伝子多型があることが報告されている。しかし、その意義に関しては,例えば,多型により修復が促進されるのか、あるいは抑制されるのかは不明である。本研究では,環境発がん物質曝露の指標としてのDNA付加体濃度と生体防御能としての修復酵素の関係を分子疫学的に調査解析し,修復酵素がDNA付加体濃度にどう影響するか検討した。その結果として,修復酵素発現量が低いことがリンパ球DNA付加体量を多くさせている可能性が示唆された。また,1つの修復遺伝子多型でリンパ球DNA付加体濃度の差を示すことができた。修復系は複雑な過程であり,検討しなければならない酵素はまだ多数ある。一方,尿中のDNA付加体修復産物を測定することは,曝露だけでなく修復能も示す指標であることが期待される。まだ,低分子の付加体しか測定できないが,今後,多環芳香族付加体の修復産物の測定も検討する予定である。環境発がん物質曝露の指標としてのDNA付加体濃度には非常に大きな個人差がある。この個人差の原因として,人が持っている発がん物質曝露に対する防御機構としてのDNA修復機構の影響が考えられる。多環芳香属炭化水素によるDNA付加体は,ヌクレオチド除去修復により修復される。ヌクレオチド除去修復酵素に関して,多型があることが報告されている。ヌクレオチド除去修復に関する酵素は,XPA,XPB(ERCC3),XPC,XPD(ERCC2),XPE,XPE,XPF,XPD,XPG(ERCC5),CSB(ERCC6),ERCC1の酵素群から構成される。Shenらは,ERCC1に7ヵ所,XPDに17ヵ所,XPFに7ヵ所の多型の存在を報告した。そこで,DNA付加体濃度と,修復酵素遺伝子多型との関係を分析し,修復酵素多型がDNA付加体濃度の個人差におよぼす影響を解明する。症例42名から得られたリンパ球DNAからポストラベル法によりDNA付加体を測定した。ヌクレオチド除去修復酵素のうちXPDex23の多型を,PCR-RFLP法で測定した。ex23にA→Cの多型が存在しAA,AC,CC型に分類される。分布は,AA86%,AC14%,CC0%であった。既報と比較し大きな違いを示した。人種差によるものかもしれない。遺伝子多型別のリンパ球DNA付加体濃度を比較すると,AC型で付加体濃度の有意な低下を示した(p=0.048)。AC型は,修復が促進されているかもしれない。Dybdah1らは,皮膚癌患者において,XPD多型との関係を発表している。これによると,AC型は,AA型に比べ発症年齢の遅れを示している。付加体が少ない事と発症年齢が遅い事は理論的には一致すると言えるだろう。人は日常生活において,環境から発がん物質の暴露を受けている。

例として,タバコ煙中のジメチルニトロソアミン類やニコチン由来のニトロソアミン類(NNN, NNK)等のメチル化剤による暴露や,食事由来のアミン類と唾液の亜硝酸により胃内で生成されるニトロソアミン類も存在する。これらはDNAの塩基と反応し,N7MedG, O6MedG, N3MedA, O4MeT等のメチル化付加体を生成しDNA変異の原因になると考えられる。メチル化付加体は,修復機構によりGが切り取られ,尿中に排泄されるものがあると考えられる。これらのうち,尿中7メチルグアニン(7MeG)を測定し,環境メチル化剤の曝露(修復)指標としての意義を検討した。対象者は予備試験として成人男性喫煙者7名。禁煙開始後の随時尿を採取し,禁煙前後での尿中ニコチン代謝物(尿中コチニン)および7MeGを比較した。7MeGは禁煙による低下傾向が見られた。尿中7MeGは喫煙によるメチル化剤暴露とその修復を示す指標であると考えられる。人における環境発がん物質である多環芳香族炭化水素の暴露評価のバイオマーカーとして、尿中代謝物が利用されている。従来はピレンの代謝産物である尿中1-ヒドロキシピレンが広く分析されてきた。一方,ベンゾピレンは、環境からの多環芳香族炭化水素暴露のうち最も発ガン性が高いものの1つである。人への影響を考えた場合,発がん性のないピレンよりも,発がん性があるベンゾピレンの暴露量との関係を検討する方が,発がんリスク評価の上で重要であろう。そこで、ベンゾピレンの尿中代謝物,尿中ヒドロキシベンゾピレンの測定法を検討した。尿中代謝物分析は、非侵襲的であり、疫学調査においても有用と考える。ベンゾピレン暴露指標としての尿中3-ヒドロキシベンゾピレンの測定法の基礎的検討をおこなった。蛍光HPLC測定の高感度化の検討及び尿中の夾雑物からの分離定量法として固相抽出および液相抽出法を検討した。検出器を高感度のものに変え,HPLCカラムを4.6mmから3.0mmへの変更により,ピーク高の増加が認められた。固層抽出の手段として,C18,銅フタロシニン,GSP-800樹脂の検討を行ったが,回収率,夾雑物との分離においてまだ十分ではない。ヘキサンによる液液抽出は操作が煩雑である。検討を継続する。
確率的取引時刻による資産流動性の研究

資産流動性の数理モデルによる解析は,世界的にも新しい重要な研究である.本研究では,確率的取引時刻を中心とする数理モデルを用いて,数理ファイナンスの基礎的な三種類の問題とそれに関連する数値計算手法(計算ファイナンス)の研究を行なった.具体的には,投資問題,デリバティブ価格付け問題,リスク管理問題の研究を行なった.これらの問題の研究により,資産流動性が市場参加者に与える影響が明らかとなった.本研究の目的は資産流動性を数理ファイナンスの視点で解析することである.具体的には,流動性モデルを用いて,以下の3種類の数理ファイナンスの問題の研究を実施する予定である.(1)投資問題(2)デリバティブ価格付け問題(3)リスク管理問題これらの問題は従来の研究では資産流動性を考慮せずに検討されてきた.本研究では流動性を考慮して古典的理論を拡張する.複数の流動性モデルを比較,検討することにより,流動性リスクの特性を明らかにし,金融市場の発展に貢献したいと考えている.資産流動性の数理モデルによる解析は,世界的にも新しい重要な研究である.本研究では,確率的取引時刻を中心とする数理モデルを用いて,数理ファイナンスの基礎的な三種類の問題とそれに関連する数値計算手法(計算ファイナンス)の研究を行なった.具体的には,投資問題,デリバティブ価格付け問題,リスク管理問題の研究を行なった.これらの問題の研究により,資産流動性が市場参加者に与える影響が明らかとなった.本年度は確率的取引時刻を用いて,以下の投資問題とデりバティブヘッジ問題の研究を行なった。1.ポートフォリオインシュアランス問題(資産下限制約付き最適投資問題)に取り組み,最適投資戦略,資産成長率の特徴付けを行なった.資産下限制約は短期的には資産成長率に悪影響を及ぼすが,長期的にその影響は緩和し,極限において無視することができる.このことを資産成長率の漸近的な挙動の理論的解析と数値シミュレーションによる検証によって示した.2.離散時刻におけるデリバティブヘッジ問題に取り組み,最適ヘッジ戦略,最適初期コスト,最適初期ボートフォリオを明らかにした.確率的取引時刻の場合,デリバィブの完全ヘッジは困難であり,ヘッジ誤差の評価が必要である.本研究ではヘッジ誤差を平均二乗の意味で評価し,適当な条件の下でヘッジ問題がヒルベルト空間上の射影問題と捉えられることを示した.このことを用いて,最適ヘッジ戦略の存在を示し,再帰的な式による表現を与えた.また,符号付測度を用いて最適初期コストと最適初期ポートフォリオの自然な表現を得ることに成功した.本研究は従来の結果の一般化であり,特別な場合として離散確定時刻ヘッジ問題や静的ヘッジ問題を含んでいる.3.確率的取引時刻のモテルを別の視点から見ると,各時刻において取引執行が成功,失敗の2状態のどちらかになるモデルと考えることができる.取引執行の部分的な成功を考慮することはモデルの自然な拡張である.この拡張モデルによるデリバィブヘッジ問題の研究に着手した.本年度は,主に投資問題とデリバティブヘッジ問題の研究を行なった.2.デリバティブを保有する投資家を考え,デリバティブのヘッジに伴うリスクの最小化問題の研究を行った.具体的には,確率的取引時刻モデルを拡張したモデル(部分執行リスクを考慮した離散時間モデル)を用いて,最小分散ヘッジ問題に取り組み,最適ヘッジ戦略,最小ヘッジコストについて検討した.従来の研究では最適解をヒルベルト空間の射影定理を使用して導出していたが,本研究では動的計画法を用いることにより,新しい最適解の表現を得た.さらに最適解の計算に必要な数式はすべて再帰式によって与えることが可能であることを示し,従来の方法より計算効率が高いことを確認した.研究成果は複数の国際会議や国内研究集会において発表した.3.資産流動性を表現する有効な方法として.取引量と取引価格の関係をモデル化した確率供給曲線が存在する.この確率供給曲線を利用したデリバティブのヘッジ問題の研究に着手した.本年度は,主にデリバティブ価格付け問題,リスク管理問題,これらの問題に関連する数値計算手法の研究を行なった.1.デリバティブ価格付け問題を複数の流動性モデルを用いて多面的に解析した.(2)取引量の取引価格への影響を考慮した流動性モデル(確率供給曲線の離散時間モデル)を用いて,デリバティブの価格付け問題に取り組んだ.部分取引執行リスクモデルと異なり,このモデルではデリバティブの完全複製が可能だが,流動性費用が発生する.一般化した確率供給曲線の下,完全複製戦略の存在,一意性の条件を示した.また,完全複製費用を導出し,デリバティブの資産受渡条件や取引数の流動性費用に対する影響を解析した.研究成果は国際会議で発表した.2.デリバティブ価格,リスク管理は最適停止問題と関係する.高次元空間における最適停止問題の数値解法の研究を行ない,新しい効率的な数値計算方法を示した.研究成果は複数の国際会議にて発表した.3.長期間のリスク管理を行う場合,時間経過に伴ってリスク量が変化する.この際に,各期のリスク量は一定の関係(時間整合性)を満たす必要がある.本年度は時間整合性と多期間のリスク測度の研究に着手した.本年度は,主にリスク管理理論の研究に取り組んだ.また,リスク管理理論の実用化の際に重要となる計算ファイナンスの研究を行なった.1.資産の流動性リスクを考慮した場合,リスク管理は長期的視点で行う必要がある.長期的リスク管理に必要となる多期間許容可能測度の研究を行なった.主な研究成果は以下の通りである.

(1)許容可能測度の時間変化を確率過程で表現し,満たすべき性質(弱時間整合性)を提示した.(2)多期間許容可能測度を確率測度の集合(リスクシナリオ集合)によって表現し,弱時間整合性の観点からリスクシナリオ集合が満たすべき性質を明らかにした.(3)実用的な許容可能測度であるテール・バリュー・アット・リスク測度の多期間化は,一意的でないことを証明した.(4)先行研究の多期間テール・バリュー・アット・リスク測度が本研究の枠組みで説明できることを証明し,本研究が先行研究の一般化であることを明らかにした.(5)2種類の新しい多期間テール・バリュー・アット・リスク測度を提案し,これらの測度が最適停止問題で表現できることを証明した.また,その数値計算方法を示した.これらの研究成果は,複数の研究集会(国際会議3,国内会議1)で発表した.
非接触変位場計測に基づくリアルタイムき裂モニタリングシステムの開発

近年,インフラ構造物等の経時劣化や強度不足が問題視される中,構造物の健全性をリアルタイムに監視する計測システムが注目されている.本研究では,申請者らが開発を進めてきた画像情報に基づく非接触変位場計測システムを基礎として,コンクリート構造物等の表面き裂をリアルタイムに定量評価できる計測システムを構築することを試みた.その結果,様々な性状のコンクリート表面に発生したき裂を精度よく検出できる計測システムを構築することに成功した.近年,インフラ構造物等の経時劣化や強度不足が問題視される中,構造物の健全性をリアルタイムに監視する計測システムが注目されている.本研究では,申請者らが開発を進めてきた画像情報に基づく非接触変位場計測システムを基礎として,コンクリート構造物等の表面き裂をリアルタイムに定量評価できる計測システムを構築することを試みた.その結果,様々な性状のコンクリート表面に発生したき裂を精度よく検出できる計測システムを構築することに成功した.近年,インフラ構造物の経時劣化や強度不足が問題視される中,構造物の健全性をリアルタイムに監視するSHMシステムが注目されている.本研究では,研究代表者らが開発を進めてきた画像情報に基づく非接触SHMシステムを基礎として,コンクリート構造物等の表面き裂をリアルタイムに定量評価できるSHMシステムを構築することを試みている.平成21年度には,(1)非接触き裂監視システムの試作および(2)き裂検出感度に及ぼす因子の解明に取り組んだ.その結果,(1)に関しては,CCDカメラで撮影した画像をデジタル画像相関法を用いて処理することによって,評価領域内の変位場を高精度に測定することが可能であることが明らかになり,得られた変位場を弾性力学と破壊力学の視点から解析することによって,高精度にき裂を可視化することに成功した.この際,き裂開口量を表す独自の損傷評価パラメータを提案し,その有用性を表面性状の異なる複数の供試体を用いた実証試験によって証明した.一方,(2)に関しては,損傷評価パラメータを算出する際に設定する諸条件を種々変化させ,その際に得られる評価結果の精度や確度について考察した.その結果,損傷度と諸条件との関係を定量化することに成功し,評価対象に応じた設定条件を明らかにすることができた.また,画像相関パラメータの関しても検討を行い,本手法の基礎となる変位場計測の精度を向上させることができた.ただし,現状では,損傷パラメータの算出に時間を要しており,今後,アルゴリズムの改良によって効率化を図る予定である.近年,インフラ構造物の経時劣化や強度不足が問題視される中,構造物の健全性をリアルタイムに監視するSHMシステムが注目されている.本研究では,研究代表者らが開発を進めてきた画像情報に基づく非接触SHMシステムを基礎として,コンクリート構造物等の表面き裂をリアルタイムに定量評価できるSHMシステムを構築することを試みている.平成22年度には,(1)システムのロバスト化・安定化対策および(2)ロバスト化・安定化の実証試験に取り組んだ.その結果,(1)に関しては,CCDカメラによって画像を取り込む際の諸条件を適切にコントロールすることや,異なる条件で取り込んだ複数の画像を併用することによって,誤検出のリスクを低減できることが明らかになった.また,き裂評価パラメータを算出する際の評価要素の取り方によっても誤検出のリスクを低減できることが明らかになった.(2)に関しては,表面性状の異なる複数の試験体に対して,(1)で開発した手法を適用し,き裂検出を行うことを試みた.その結果,目視での判別が困難な試験体や,き裂が表面に表れていない試験体においても,き裂の有無を評価できることが明らかになった.ただし,き裂の長さや開口幅等については,表面状態の良好な試験体と比較して,評価誤差が大きくなる傾向にあることが明らかになった.また,現状では,き裂評価の際に,基準となる画像(ベースライン)を取得することが不可欠であり,このことが本システムの適用範囲を大きく狭める要因となっている.今後は,ベースラインを必要としない汎用性の高いシステムの開発を試みる近年,インフラ構造物の経時劣化や強度不足が問題視される中,構造物の健全性をリアルタイムに監視するSHMシステムが注目されている.本研究では,申請者らが開発を進めてきた画像情報に基づく非接触SHMシステムを基礎として,コンクリート構造物等の表面き裂をリアルタイムに定量評価できるSHMシステムを構築することを試みている.平成23年度には,(1)システムのベースラインレス化および(2)ベースラインレス化の実証試験に取り組んだ.その結果,(1)に関しては,被測定対象物が変動荷重を受けた場合に生じるひずみの変動をもとに,き裂先端近傍のひずみ場から応力拡大係数を近似的に算出し,得られた応力拡大係数をもとに,き裂開口変位を同定することが可能であることが明らかになった.この際,前年度までの研究結果と同様,最大主ひずみを主な評価パラメータとし,隣接する領域とのひずみ場の連続性に着目することによって,同定誤差を低減できることが明らかになった.一方,(2)に関しては,コンクリート製4点曲げ試験体を用いて実証試験を行い,(1)で得られた評価方法がき裂分布の同定に有効であることが明らかになった.これにより,今年度の目標であったベースラインデータを必要としないき裂モニタリングシステムが実現可能であることが示された.ただし,現時点では,ベースラインを用いた場合の同定精度と比較して,ご検出等のリスクが無視できないことも示唆され,SN比の改善等の対策を検討する必要があることが示唆された.
顎変形症者の咀嚼時における顎顔面のバイオメカニクスについて

顎変形は顔の変形であり、個性ということのみでは解決のできない、審美障害としての様々な問題が明らかとなっている。また、顎変形は顎顔面の生物力学的不調和が考えられ、安定した顎口腔機能は顎顔面の生物力学的調和のなかで営まれていることは疑うべくもなく、顎変形症者のいくつかの顎口腔機能障害も明らかとなっている。すなわち、顎変形の治療では、審美障害だけでなく顎口腔機能障害の改善も不可欠である。従って、顎変形症の治療を進めるとき、顎変形の生物力学的問題を明らかにすることで、それをも解決するための治療のゴールを考えることはよりよい治療を求めることであり、顎変形症の研究において顎顔面の生物力学的分析は非常に重要である。本研究は、顎変形症者の治療前後の形態的分析を進めるとともに咀嚼機能を分析し、それと顎態の有限要素モデルを結びつけることで、生物力学的調和を計ることの重要性を明らかにすることと顎顔面の生物力学的調和を計る治療のゴールの方向を求めることである。顎変形症者の有限要素モデルにより、顎変形症者が複雑な生物力学的不利益を有することが明らかとなった。また、顎変形症者の治療前後の形態的変化を分析するとともに咀嚼機能を分析することで、顎顔面の形態的バランスを計ることは、顎機能においても、明らかな改善が計られることが明らかとなった。また有限要素モデルでも、顎顔面の形態的バランスを計ることで生物力学的不利益の減少が確認された。しかし、顎変形症の十分な改善がいかなるものかについては、顎変形症が抱える多要素を考え、さらに検討を深める必要がある。本研究の目的は,顎変形症者の顎骨内と側頭骨内の,様々な拘束条件下での応力変化を,パーソナルコンピュウタ-上でCOSMOS/Mを利用し解析できるようにすることである。そのために最も重要なことは,信頼にたる三次元有限要素モデルを作成することである。現在まで,顎変形症者数人の顎顔面の三次元CTの撮影と顎運動時の咀嚼筋筋電図の採取を進めて来た。そして,その三次元CTデータを,直接三次元有限要素解析プログラムCOSMOS/Mへの読み込みについて検討を行っている。読み込みは可能となったが.未だ三次元有限要素モデルの信頼度が不安定であり,応力変化の解析結果を得るには至っていない。三次元有限要素解析プログラムCOSMOS/Mで骨髄腔,歯根膜腔,顎関節腔等をどのように規定するか,すなわち,顎顔面骨表面の三次元データの読み込みは簡単に行い得たが,三次元有限要素モデルの信頼度を高めるためには,内腔の設定についてさらに検討しなければならない。その点について,プログラム供給もとの技術者と話し合いを進め,内腔の設定を行う予定であるが,そのためには三次元有限要素解析プログラムCOSMO/Mの教育プログラムを受講する必要性じている。今後,教育プログラム受講のための時間と費用を準備し,内腔の設定を進める予定である。そして,読み込んだデータを信頼できる三次元有限要素モデルへ導くための検討を進め,さらに様々な拘束条件が設定できるようにし,骨格型不正咬合者における顎骨や顎関節の応力変化の解析を進める予定である。現在,CTデータとそれより作製した三次元プラスチックモデルを利用し,顎間接を含む中心咬合位を示す上下顎骨の基準有限要素モデルの作成をすすめている。様々な顎変形症者より得られたCTデータからの有限要素モデルの作製も進めている。基準有限要素モデルよりGonionを中心に下顎骨体部を5度づつ15度,時計回りと反時計回りに回転させた6モデルを作製し,下顎角の変化と顎関節との関連についての生体力学的検討も始めている。

各モデルで咬合平面と側頭骨上端を拘束し,咬筋を想定したGonionから頬骨下稜と内側翼突筋を想定したGonionから上顎結筋上方に向かう各10kgの荷重と,側頭筋を想定した筋突起先端から側頭窩に向かう10kgの荷重を与えた。各モデルにおいて,顎関節に対して咬合平面の角度が変わるとき,顎関節に生ずる応力も変化を示した。すなわち,下顎角の増大に伴い,顎関節での応力値は増大を示し,顎運動に伴い生ずる顎関節の応力は顎変形症者と正常咬合者とでは異なっていることが示唆された。今後,さらに様々な拘束条件や荷重条件の設定について検討を進め,また。様々な顎変形の有限要素モデルについても検討を加えることで,信頼度の高いシミレーション結果を求めるとともに,様々な顎変形に対応できるシミレーションモデルの確立を進める。顎変形は顔の変形であり、個性ということのみでは解決のできない、審美障害としての様々な問題が明らかとなっている。また、顎変形は顎顔面の生物力学的不調和が考えられ、安定した顎口腔機能は顎顔面の生物力学的調和のなかで営まれていることは疑うべくもなく、顎変形症者のいくつかの顎口腔機能障害も明らかとなっている。すなわち、顎変形の治療では、審美障害だけでなく顎口腔機能障害の改善も不可欠である。従って、顎変形症の治療を進めるとき、顎変形の生物力学的問題を明らかにすることで、それをも解決するための治療のゴールを考えることはよりよい治療を求めることであり、顎変形症の研究において顎顔面の生物力学的分析は非常に重要である。本研究は、顎変形症者の治療前後の形態的分析を進めるとともに咀嚼機能を分析し、それと顎態の有限要素モデルを結びつけることで、生物力学的調和を計ることの重要性を明らかにすることと顎顔面の生物力学的調和を計る治療のゴールの方向を求めることである。顎変形症者の有限要素モデルにより、顎変形症者が複雑な生物力学的不利益を有することが明らかとなった。また、顎変形症者の治療前後の形態的変化を分析するとともに咀嚼機能を分析することで、顎顔面の形態的バランスを計ることは、顎機能においても、明らかな改善が計られることが明らかとなった。また有限要素モデルでも、顎顔面の形態的バランスを計ることで生物力学的不利益の減少が確認された。しかし、顎変形症の十分な改善がいかなるものかについては、顎変形症が抱える多要素を考え、さらに検討を深める必要がある。
核内受容体ＰＰＡＲγを分子標的とする食品因子と医薬品の相互作用に関する研究

身近な食品因子と糖尿病治療薬ピオグリタゾンのPPARγ活性化および糖尿病改善効果に対する相互作用を解析した。その結果、柑橘類フラボノイドのナリンゲニンが、培養細胞を用いたin vitro実験においてピオグリタゾンによるPPARγ活性化を増強した。しかしながら、糖尿病モデルマウスを用いたin vivo実験においては、ナリンゲニンはピオグリタゾンの効果を減弱させた。ナリンゲニンは、ピオグリタゾンの血中濃度に影響を与えなかったが、PPARγとコファクターの複合体形成に対してわずかながら影響を与えていることが明らかとなった。前年度の研究において、柑橘類フラボノイドの一種であるナリンゲニンが、レポーターアッセイを用いたin vitro実験(培養細胞レベルの実験)では、糖尿病治療薬ピオグリタゾン(核内受容体PPARγ作動薬)との併用によりPPARγ活性化を増強することを見出した。しかしながら、病態モデルマウスを用いたin vivo実験(動物個体レベルの実験)では、ナリンゲニンとピオグリタゾンの併用は、ピオグリタゾンの薬効を減弱させるという結果を示した。本研究は、薬力学的(生化学的)な視点から食品ー医薬品相互作用の解析を行うことを目的としている。しかしながら、相互作用の機序を鑑みた時、経口投与された薬物の吸収や代謝などの薬物動態学的パラメーターの変動を加味した上で解析することは重要である。そこで、上記のin vitro実験とin vivo実験の矛盾を解明するために、本年度は、ナリンゲニンの併用によりピオグリタゾンの薬物動態学的パラメーターの変動に焦点を当て研究を実施した。まず、HPLCによるマウス血清中のピオグリタゾン濃度の測定系を構築した。その後、マウスにピオグリタゾン単独もしくはナリンゲニンを併用投与(単回投与)し、経時的(15分24時間)な血中ピオグリタゾン濃度の変化を測定した。その結果、ナリンゲニンの併用は、ピオグリタゾンの血中濃度に影響を与えないことが示された。また、1か月間の持続投与を行ったマウスにおいても、ピオグリタゾンの血中濃度に差は見られなかった。これらの結果から、病態モデルマウスにおいて観察されたナリンゲニンによるピオグリタゾンの薬効減弱化の要因は、薬物の吸収や代謝などの動態学的な相互作用ではなく、細胞レベルにおける薬力学的(生化学的)な相互作用の可能性が示された。核内受容体PPARγを分子標的とする食品因子と医薬品の相互作用を検証するため、本年度は、PPARγ応答エレメントを導入した細胞を用いてレポーターアッセイを行い、PPARγの活性化を測定した。また、糖尿病モデルマウスを用いて病態改善効果を評価した。レポーターアッセイでは9種類の食品成分、ナリンゲニン(Nar)、ヘスペレチン(Hes)、カテキン(Cat)、エピガロカテキンガレート(Epi)、ゲニステイン(Gen)、ダイゼイン(Dai)、クルクミン(Cur)、レスベラトロール(Res)、ノビレチン(Nob)用いて、単独あるいはPPARγ作動薬ピオグリタゾン(Pio)との併用時のPPARγ活性を測定した。その結果、Nar、Hes、Gen、Dai、Resをそれぞれ単独添加した場合、150μMの範囲でほぼ濃度依存的にPPARγを活性化した。ただし、Pio単独添加(0.5μM)と比較して、極めて低い活性化であった。一方、食品成分とPio(0.5μM)を併用した場合、Nar、Hes、Cat、Epi、Gen、Dai、Cur、Res(110μMの濃度範囲)は、PioによるPPARγ活性化を相加的・相乗的に増加させた。しかしながら、Nobは、PioによるPPARγ活性化を抑制した。次に、Nar、Hes、Gen、Dai、Resを用いて、TSODマウス(糖尿病モデルマウス)におけるPioの病態改善効果(食後高血糖の改善)に対する影響を測定した。その結果、Gen、Dai、Resは、Pioの作用に影響を与えなかった。しかしながら、NarとHesは、Pioの作用を減弱させることを見出した。NarによるPioの作用減弱効果の真偽を確認するために、別の糖尿病モデルマウス(NSYマウス)を用いて同様の実験を行った。その結果、NSYマウスにおいてもNarは、Pioの作用を減弱させることを確認した。本年度は、まず、肥満関連疾患の発症・進展に深く関与しているアディポカインの発現量変動が、ナリンゲニンによるピオグリタゾンの病態改善効果(耐糖能異常の改善)の減弱化と相関するのか検証した。糖尿病モデルマウスの脂肪組織を用い、抗体アレイよりアディポカインの発現量を網羅的に解析した。その結果、ピオグリタゾンの単独投与は、CRP、MCP-1、M-CSFなどの炎症マーカーの発現量を低下させたが、ナリンゲニンの併用は、ピオグリタゾンによる炎症マーカーの発現量抑制効果を阻害した。

これらの結果から、脂肪組織の炎症レベルと耐糖能異常が相関していることが示された。次に、ナリンゲニンとピオグリタゾンの薬力学的(生化学的)な相互作用を解析するために、PPARγ活性化機構に対する影響を検証した。PPARγの活性化には、リガンド結合だけでなく、コファクターとの複合体形成(NcoR(コリプレッサー)の解離とCBP(コアクチベーター)の結合)が関与している。そこで、PPARγ-NcoRおよびPPARγ-CBPの複合体形成に対する影響を測定した。その結果、ナリンゲニンおよびピオグリタゾンは、濃度依存的にPPARγ-NcoR複合体の解離を促した。また、ナリンゲニンとピオグリタゾンの併用は、複合体の解離を増強した。一方、PPARγ-CBP複合体形成においては、ナリンゲニンとピオグリタゾンは、濃度依存的に複合体形成を促したが、併用では、高濃度域でわずかに複合体形成を阻害する結果が得られた。本研究により、共にPPARγ活性化能を有する食品因子(ナリンゲニン)と糖尿病治療薬(ピオグリタゾン)を併用すると、予想に反して、薬力学的(生化学的)な相互作用により薬効を減弱させる可能性があることが示された。今後、より詳細な作用機構の解明を進めることは、疾患の予防・改善を目的とした食品因子の適正使用に繋がると考える。生化学、医療薬科学本研究は、核内受容体PPARγの活性化機構の制御における食品ー医薬品相互作用の解析を主目的としている。しかしながら、前年度の研究結果より、食品成分併用時の医薬品の薬物動態学的パラメーターの変動を加味した上で相互作用を解析することが重要であると考え、本年度は、薬物動態学的な解析を中心に研究を実施した。その結果、ピオグリタゾンの血中濃度測定系を構築することができ、単回および持続投与時の血中濃度測定を実施した。また現在、病態モデルマウスより採取した臓器を用いてケモカイン・サイトカインなどの病態関与因子の発現量変動を解析中である。以上のように、本研究は、薬力学的(生化学的)および薬物動態学的アプローチにより食品ー医薬品相互作用の解析を行っており、おおむね順調に研究を実施することができたと考える。本年度の研究計画は、レポーターアッセイを用いたin vitro実験と病態モデルマウスを用いたin vivo実験による評価を実施することであった。その達成度については、上記の概要に記した通り、おおむね順調に研究を実施することができたと考える。ただし、病態モデルマウスの血清生化学パラメーターの一部が未測定のため、早急に実施する。本年度の研究により、病態モデルマウスにおいて観察されたナリンゲニン併用によるピオグリタゾンの薬効減弱化の要因は、薬物動態学的な相互作用ではなく、細胞レベルにおける薬力学的(生化学的)な相互作用の可能性が示された。そこで、今後の研究においては、核内受容体PPARγの活性化機構の制御における食品ー医薬品相互作用のメカニズム解明を行う。具体的には、PPARγとピオグリタゾンの結合親和性に対するナリンゲニンの影響、PPARγと転写共役因子の複合体形成に対するナリンゲニンに影響等を検証する。また、病態モデルマウスより採取した臓器におけるケモカイン・サイトカイン発現量変動が、ピオグリタゾンの薬効減弱化に連関するのか検証する。
薬物依存における電位依存性カルシウムチャネル動態解析と依存形成機序解明への応用

本研究では、(1)薬物依存症患者およびそのモデル動物における退薬症候の治療にカルシウム拮抗薬が一部有効であること、および(2)依存性薬物の長期投与に伴う内在性不安誘発物質[diazepam binding inhibitor(DBI)]の脳内発現の調節に細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が共通機構として関与している可能性が強く考えられることから、各種依存性薬物による依存成立時および退薬症候発現時の高電位開口性Ca^<2+>チャネル(HVCC)の脳内変化を解析することにより、DBI発現機序との関連性を明確にすることを目的として行った。先ず薬物依存成立時においては、α1,α2/δ1 subunitの発現増加を介したL型HVCCの機能亢進が誘発されたが、退薬症候発現時におけるDBI発現の増強に対するHVCCの関連性については、曝露薬物除去時にL型HVCC拮抗薬を処置することにより、DBI発現量の一過性の増加は完全に抑制された。一方、依存性薬物の長期曝露による高KC1刺激に伴う神経細胞への[^<45>Ca^<2+>]流入の増加は、培養液中より曝露薬物を除去することにより、DBI発現の場合と同様にL型HVCCを介した一過性の上昇を示した。以上の成績より、退薬症候の発現時においても脳内DBI発現の増加が認められること、およびこの増加にはL型HVCCの活性化と機能変化を介して細胞内へのCa^<2+>の流入増加が生じるものと考えられる。さらに、HVCCs機能の調節機構の1つとしてそのα1 subunitのリン酸化が知られている。そこで、脳内DBI発現の増加の原因と考えられるL型HVCC α1 subunit発現の増加に及ぼす蛋白リン酸化の影響について検討を行った。アルコールの長期曝露後に認められるL型HVCC α1 subunit発現の増加に起因するL型HVCCsの機能亢進には、少なくともPKC、PKAおよびCaM kinase II等によるL型HVCC α1 subunitタンパク質のリン酸化は関与していないことが明らかとなった。本研究では、薬物依存症患者およびそのモデル動物における退薬症候の治療にカルシウム拮抗薬が一部有効であること、および諸種の依存性薬物の長期投与に伴う内在性不安誘発物質[diazepam binding inhibitor(DBI)]の脳内発現の調節に細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が共通機構として関与している可能性が強く考えられることから、各種依存性薬物による初回依存成立時および退薬症候発現時の高電位開口性Ca^<2+>チャネル(HVCC)の脳内変化を経時的に解析することにより、DBI発現機序との関連性を明確にすることを目的として行った。本年度は、先ずalcohol, nicotineおよびmorphine依存成立時におけるHVCCの発現動態の解析を試みた。本研究で用いた初代培養大脳皮質神経細胞では、前述のいずれの依存性薬物の連続曝露によっても共通に、α1,α2/δ1 subunitの発現増加を介したL型HVCCのみの機能亢進が誘発された。つぎに、退薬症候発現時におけるDB1発現の増強に対するHVCCの関連性について検討した。依存性薬物の連続投与に伴うマウス脳内DBI mRNA発現量の増加は、薬物の投与中止後さらに一過性の増加を示した。同様の成績が依存性薬物の神経細胞への連続曝露した場合にも認められ、このDBI mRNA発現量の増加は曝露薬物除去時にL型HVCC拮抗薬を処置することにより完全に消失した。

一方、依存性薬物の長期曝露による高KCI刺激に伴う神経細胞への[^<45>Ca^<2+>]流入の増加は、培養液中より曝露薬物を除去することにより、DBI mRNA発現の場合と同様にL型HVCCを介した一過性の上昇を示した。以上の成績より、退薬症候の発現時においても脳内DBI発現の増加が認められること、およびこの増加にはL型HVCCの活性化に伴う細胞内へのCa^<2+>の流入増加が関与する可能性が考えられる。本研究では、(1)薬物依存症患者およびそのモデル動物における退薬症候の治療にカルシウム拮抗薬が一部有効であること、および(2)依存性薬物の長期投与に伴う内在性不安誘発物質[diazepam binding inhibitor(DBI)]の脳内発現の調節に細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が共通機構として関与している可能性が強く考えられることから、各種依存性薬物による依存成立時および退薬症候発現時の高電位開口性Ca^<2+>チャネル(HVCC)の脳内変化を解析することにより、DBI発現機序との関連性を明確にすることを目的として行った。本年度は、HVCCs機能の調節機構の1つとしてそのα1 subunitのリン酸化が知られている。そこで、脳内DBI発現の増加の原因と考えられるL型HVCC α1 subunit発現の増加に及ぼす蛋白リン酸化の影響について、初代培養大脳皮質神経細胞を用いて検討を行った。Protein kinase C(PKC)阻害薬(cererythrineおよびcarphostin C)は、いずれも30mM KCl誘発性[^<45>Ca^<2+>]流入に影響を与えなかった。同様に、protein kinase A(PKA)阻害薬(KT-5720)、calmodulin/CaM kinase II阻害薬(KN-62)、calmodulin拮抗薬(W-7)のいずれも30mM KCl誘発性[^<45>Ca^<2+>]流入に影響を与えなかった。これらのことから、上記の阻害薬は神経細胞膜脱分極により開口するP/Q、NおよびL型HVCCの生理的機能に影響を与えないことが確認された。さらに、これらprotein kinase阻害薬をアルコール連続曝露開始前より処置したが、アルコール長期曝露後に見られる30mM KCl誘発性[^<45>Ca^<2+>]流入の増加には何ら影響が認められなかった。本研究の結果から、アルコールの長期曝露後に認められるL型VDCC α1 subunit発現の増加に起因するL型VDCCsの機能亢進には、少なくともPKC、PKAおよびCaM kinase II等によるL型VDCC α1 subunitタンパク質のリン酸化は関与していない可能性が示唆される。