hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱中症予防を目指した高体温誘因の過換気と脳血流低下反応の特性解明

暑熱環境下で運動を行い体温が上昇すると,高体温誘因の換気亢進(過換気)反応が見られ,この過換気により動脈血中CO2分圧の低下とそれに付随する脳血流の低下が起こる。本研究は,暑熱下運動時における過換気および脳血流低下反応に及ぼす時刻の影響について検討した。その結果,運動時における換気量および中大脳動脈血流速度(脳血流量の指標)は,早朝と夕方で有意な違いはみられなかった。これらの結果から,暑熱下運動時における過換気および脳血流低下反応は時刻の違いによる影響を受けないことが示唆された。暑熱環境下で運動を行い体温が上昇すると,高体温誘因の換気亢進(過換気)反応が見られる。この体温上昇に伴う過換気によって,動脈血中CO2分圧の低下とそれに付随する脳血流の低下が起こる。今年度は,暑熱下持続的運動時における過換気および脳血流低下反応に及ぼす時刻の影響について検討した。健常男性を対象として,早朝および夕方に,室温35°C,相対湿度40%の暑熱環境下において,中強度(最大酸素摂取量の50%負荷)の一定負荷自転車運動を実施した。運動は,1)深部体温の指標である食道温が39°Cに達するか,2)被験者が運動を維持できないか,3)運動時間が60分に達した場合に終了した。この運動時において,食道温,皮膚温,換気量,呼気終末CO2分圧(動脈血中CO2分圧を反映),中大脳動脈血流速度(脳血流量の指標;経頭蓋超音波ドップラー法),動脈血圧,心拍数,主観的運動強度,呼吸努力度および温度感覚を連続的に測定した。その結果,安静時および運動時の食道温は早朝よりも夕方で高値を示したが,運動時における換気量の増加および呼気終末CO2分圧の低下反応に早朝と夕方で違いはみられなかった。中大脳動脈血流速度は,運動時間の経過に伴って徐々に低下し,早朝と夕方で有意な違いはみられなかった。これらの結果から,暑熱下運動時における換気亢進および動脈血中CO2分圧の低下,さらに脳血流低下反応の経時変化は時刻の違いによる影響を受けない可能性が示唆された。今年度は,当初の計画通り実験を実施することができたことから,研究課題の進捗状況はおおむね順調に進展しているといえる。今年度は,暑熱下運動時に起こる動脈血中二酸化炭素分圧(PaCO2)および脳血流速度の低下反応,さらにPaCO2低下に対する脳血流の応答性が早朝と夕方で異なるのか検討した。実験は,健康な成人男女11名を対象とし,早朝(8:30)および夕方(18:30)の2条件下において,暑熱環境下で中強度の一定負荷自転車運動を実施した。測定項目は,食道温(深部体温の指標),平均皮膚温(7部位から算出),心拍数,血圧,呼気ガス,中大脳動脈血流速度(経頭蓋超音波ドップラー法)等であった。脳血管コンダクタンスは脳血流速度を平均血圧で除することにより算出した。脳血流速度および脳血管コンダクタンスはベースライン時の平均値を100%とし,運動時の相対値を算出した。その結果,運動時の換気量は,食道温上昇に伴い徐々に増加したが,条件間で有意な違いはみられなかった。推定のPaCO2 (呼気終末CO2分圧と一回換気量により算出)は食道温上昇に伴い低下したが,条件間で有意な差はなかった。中大脳動脈血流速度においても食道温上昇に伴い徐々に低下し,時刻の違いによる有意な影響はみられなかった。加えて,推定PaCO2と脳血流速度の関係における回帰直線の傾きを検討したところ,早朝で4.4±2.9%baseline/mmHg,夕方で4.1±3.3%baseline/mmHgであり,条件間で有意な差はみられなかった。したがって,暑熱下運動時において,PaCO2に対する中大脳動脈血流速度の応答性に時刻の違いはみられないことが示唆された。以上のことから,本研究において暑熱下運動時の脳血流低下に時刻の影響がみられなかった原因として,換気亢進さらにはPaCO2の低下反応に時刻で違いがみられなかったことが関係していると考えられた。今年度は被験者の確保や実験設備のセットアップに時間を要したが,今後はこれらを円滑に進め,予定の実験を早急に実施していく。運動生理学当初,次年度4月からの実験実施に関わる消耗品等を購入する予定であったが,今年度の実験が遅れたため,次年度に繰り越して使用することになった。2年間の研究課題における使用計画自体に変更はないため、計画通りに助成金を使用していく予定である。
学校画を用いた学級崩壊現象に関するアセスメント,支援可能性の検討

研究1縦断研究として,小中学校7校において,動的学校画と授業逸脱への同調傾向を測定する尺度,ストレスの様相,教員から見たクラスの気がかりな子について尋ねる質問紙調査を行なった。2911名ものデータ数のため,学校画の詳細は現在コーディング中,解析中である。現在まで得られた知見は以下の通りである。(1)担任教師のクラスで気になる子の特徴の第一位は,「落ち着きが無く多動,集中力不足」で20%,第二位が「友達が少なくクラスに馴染みきれていない」で19.7%,第三位が「時々パニックになり,感情の抑制がきかない(キレる)」で17.2%であった。現在,学校画の描画特徴との関連を解析中である。(2)中学生は,小学生よりも学校生活を振り返ると今現在の生活に不満足感を抱く傾向があることが考えられる。(3)作成した「授業逸脱への同調傾向」尺度の因子分析から,「雰囲気流され同調」「放任無視」「仲間関係重視による同調」の3因子を抽出した。統計的検定の結果,中学生は小学生よりも逸脱行動に同調しやすいことが考えられた。逸脱行動への同調傾向と学校画との関連は解析中である。研究2小5小6の計35名の小学生を対象に,3年4年間に児童が描いた学校画を提示し,身体の省略・区分化や包囲を描いた理由を尋ねる構造化面接調査を行なった。得られた知見は(1)区分化や包囲は,写実的な表現のために描いたという回答が多いものの,一部の児童に「こういう場面では緊張した」というコメントがあり,心理的な要因で区分化や包囲を描いた可能性も考えられた。(2)身体の省略については,「描くのが難しかったから」と答える子どもが多いが,「あれ?!どうしてこれだけ欠けているんだろう!」と驚き,考え込む子どもが複数いた。無意識的な行動化によって,身体省略を行なった可能性もある。既に,若手研究Bで来年度の研究助成を申請しているが,今後は外国人子女クラスの学校画調査を行なう予定である。昨年の調査において,学校画における人物像の顔の向きと,教員への近接性欲求,教室での気分の安定性,学習状況を描いているか否かと学校適応との関連が推測された(田中,2003)。本年度は,第1段階として学校適応にのみ限定せず,精神的な適応や健康度,つまり被調査者の不眠や不安感が何らかの心理的臨床な援助が必要なレベルに達しているかを評価するGHQ28との関連を検討した。昨年も学校画を描いた児童生徒を含む,小学3年生から中学2年生までの2010名の児童・生徒にGHQ尺度を含む質問紙と動的学校画を実施した。第2段階として学校画の内容に,クラスムードによる差異があるかどうかを検討するために,各クラス担任に,クラスの学級崩壊傾向を測定する尺度(田中,2002)を含むアンケートを実施した。続いて,描画特徴と,描画者の視覚記憶と再認に関わる認知機能との関連,社会性の成熟度との関連を検討するために,第3段階として第1段階で学校画を実施した小学生3年生6年生までの計106人に,WISC IIIの二つの下位検査(絵画完成・理解)を行った(各学年19名以上)。大量のデータであり,縦断研究として整理中なので,全ての解析が未だ終了してはいないが,現在の時点で得られた知見は以下の通りである。(1)昨年教室内を描いている児童・生徒は,本年度も同様に教室場面を描く傾向にあった。しかし,小6から中学生になった描画者は部活動場面を描く割合が他の学年よりも高かった。(2)クラスによる学校画の内容には差異があり,特に先生に怒られる場面を描いた生徒数に差が見られた。(3)WISC IIIの「理解」と学校画の統合性の間に,一部の学年で相関が認められ,描画者の社会経験の広さ成熟度が,学校画の内容に影響を及ぼすことが推察された。以上から,学校適応以外の精神的な成熟度や心身の健康度も学校画の描画内容と関連する可能性が考えられた。昨年度の調査を発表した学会時にいただいた意見を考慮し、学校画の描画特徴と被検者の心理状態の関連をより詳細に検討するために、本年度は別の投影法検査(文章完成法(SCT)、バウムテスト)による調査も合わせて行うことにした。調査対象は、昨年と同様の公立の小学校5校と中学2校である。まず第1段階として、小学3年生から中学2年牛までの2645名の児童・生徒にSCTの13項目と3つの願いごと、現在抱えているストレス、将来の夢、学級の荒れが生じた時の対処行動について尋ねる自由記述式のアンケートを実施した。第2段階として、動的学校画を3年前より継続の縦断研究として、昨年も学校画を描いた児童生徒を含む小学1年生から中学2年生まで実施した。第3段階としてバウムテストを学校画を実施した児童生徒の一部に実施した。また、クラスの担任の教員に「クラスで気になる子」が誰であるか、答えていただくアンケートを実施した。大量のデータのため現在解析中であるが、これまでに得られた知見は以下のとおりである。(1)学校画は他の投影法を含む心理検査と併用することで、アセスメントの精度が上がる。本年の学校画とSCT併用のアセスメントの結果は、児童のことがより理解されていたとの意見を調査対象校の先生方からいただいた。

(2)学校画の特徴が、必ずしも子どもの心理を具体的に表現しているとは限らないものの、担任の先生から「気になる子」として挙げられた子どもの学校画の描画特徴には、人物像の身体のアンバランス(脚の省略など)、自己像の省略、下線や包囲の多用、統合度の低い内容(学校生活というよりも、ゲームの戦闘場面のような内容)が見られた。(3)子どもはストレスとして友だち関係のトラブルを挙げていることが多い。将来なりたい職業が「フリーター」である小学生もいた。(4)クラスが荒れている状態(学級崩壊状態)への対処行動について、学校画の統合度が低い子どもは「黙って見てる」や「ぶっとばす、なぐる」など暴力的解決、「自分も騒いで授業を妨害する」、という同調意志を示す回答が一部で見られた。以上から、動的学校画より子どものクラスでのストレス場面、対人葛藤場面での行動・態度がある程度推測可能であることが考えられた。研究1縦断研究として,小中学校7校において,動的学校画と授業逸脱への同調傾向を測定する尺度,ストレスの様相,教員から見たクラスの気がかりな子について尋ねる質問紙調査を行なった。2911名ものデータ数のため,学校画の詳細は現在コーディング中,解析中である。現在まで得られた知見は以下の通りである。(1)担任教師のクラスで気になる子の特徴の第一位は,「落ち着きが無く多動,集中力不足」で20%,第二位が「友達が少なくクラスに馴染みきれていない」で19.7%,第三位が「時々パニックになり,感情の抑制がきかない(キレる)」で17.2%であった。現在,学校画の描画特徴との関連を解析中である。(2)中学生は,小学生よりも学校生活を振り返ると今現在の生活に不満足感を抱く傾向があることが考えられる。(3)作成した「授業逸脱への同調傾向」尺度の因子分析から,「雰囲気流され同調」「放任無視」「仲間関係重視による同調」の3因子を抽出した。統計的検定の結果,中学生は小学生よりも逸脱行動に同調しやすいことが考えられた。逸脱行動への同調傾向と学校画との関連は解析中である。研究2小5小6の計35名の小学生を対象に,3年4年間に児童が描いた学校画を提示し,身体の省略・区分化や包囲を描いた理由を尋ねる構造化面接調査を行なった。得られた知見は(1)区分化や包囲は,写実的な表現のために描いたという回答が多いものの,一部の児童に「こういう場面では緊張した」というコメントがあり,心理的な要因で区分化や包囲を描いた可能性も考えられた。(2)身体の省略については,「描くのが難しかったから」と答える子どもが多いが,「あれ?!どうしてこれだけ欠けているんだろう!」と驚き,考え込む子どもが複数いた。無意識的な行動化によって,身体省略を行なった可能性もある。既に,若手研究Bで来年度の研究助成を申請しているが,今後は外国人子女クラスの学校画調査を行なう予定である。
社会的審美感に基づく新しい不正咬合の科学的評価法に関する研究

不正咬合を数量的に評価する方法のひとつとしてDental Aesthetic Index(DAI)がコンスらによって提唱され、WHOの第2回International Collaborative Study of Oral Health Outcomes(ICS II)の診査項目にも採用された。このためDAIが我が国でも急速に普及すると予想される。そこで我々は同じアジアの一国である韓国と日本の歯列審美感覚を比較検討することを目的として、1991年に韓国釜山の中学生87名、高校生90名および韓国普州の中学生84名、高校生85名の計346名を対象に歯列審美感覚に対するアンケート調査を行った。その結果、日本と韓国間および韓国両地域の学生間に歯列審美感覚に差が認められなかった。本結果とコンスらの調査結果から、韓国、日本、アメリカ合衆国、旧東ドイツ、オーストラリアおよびタイの歯列審美感覚が統計学的に一致しており、DAIが世界の広い地域で有用であることが明らかとなった。さらに同年、九州地区の15-18歳の日本人高校生409名を対象にしてDAIを用いた不正咬合の実態を評価した。その結果、アメリカ人高校生の歯列咬合状態と比較して日本人高校生の歯列咬合状態が有意に劣っており、矯正治療の必要性が高いことが示された。現在、台湾人青年を対象にした歯列咬合状態の評価を行っており、今後東アジアを中心にした諸国民を対象にしてDAIを用いた不正咬合の実態調査を行う予定である。
情報端末・統計理論・自然言語処理技術を用いた先端的試験技術の開発と運用（国際共同研究強化）

本年度の実績として,第一に,先端的試験技術の利用最新動向に関する調査および検討をおこなった.特に,コンピュータ利用型試験が世界においてどのような技術をもって,どのように実際に展開されているか,という点について調査をおこない検討をした.具体的には,大規模試験および調査を対象にして,展開している試験実施システムの機能,試験問題における解答形式,試験実施時の運営手順,試験問題の作成方法に加え,それらを統合的に取り扱う試験運用システムについてその機能養鶏について調査研究をおこなった.次に,従来に日本で多く用いられてきたような教科型ではない,非教科型の試験問題について,共同で研究開発し,実際に複数国に対して検証のための調査をおこないデータを取得した上で,分析してその試験問題の特性について検討をおこなった.具体的には,創造的思考力などを対象にした試験問題であった.またその際に適切な試験解答形式についても検討を加えた.そして,最後に思考力・判断力・表現力に対する調査方法に関して世界の動向について調査検討をおこなった.また,大規模調査において必ず生じる受験者集団の特性による試験問題の特異的機能について,その検出方法および分析方法について調査研究をおこない,シミュレーションをおこなうことで最も適切な分析モデルについて検討をおこなった.このような特に大規模試験・調査について特に発生しうる問題について調査研究をおこなった.内定年度:2016本年度の実績として,第一に,先端的試験技術の利用最新動向に関する調査および検討をおこなった.特に,コンピュータ利用型試験が世界においてどのような技術をもって,どのように実際に展開されているか,という点について調査をおこない検討をした.具体的には,大規模試験および調査を対象にして,展開している試験実施システムの機能,試験問題における解答形式,試験実施時の運営手順,試験問題の作成方法に加え,それらを統合的に取り扱う試験運用システムについてその機能養鶏について調査研究をおこなった.次に,従来に日本で多く用いられてきたような教科型ではない,非教科型の試験問題について,共同で研究開発し,実際に複数国に対して検証のための調査をおこないデータを取得した上で,分析してその試験問題の特性について検討をおこなった.具体的には,創造的思考力などを対象にした試験問題であった.またその際に適切な試験解答形式についても検討を加えた.そして,最後に思考力・判断力・表現力に対する調査方法に関して世界の動向について調査検討をおこなった.また,大規模調査において必ず生じる受験者集団の特性による試験問題の特異的機能について,その検出方法および分析方法について調査研究をおこない,シミュレーションをおこなうことで最も適切な分析モデルについて検討をおこなった.このような特に大規模試験・調査について特に発生しうる問題について調査研究をおこなった.
髄膜腫における細胞接着関連分子の発現と細胞骨格の分布様式に関する細胞生物学的研究

髄膜腫は良性腫瘍であるが、全摘後1030%の症例に再発がみられ、生物学的に再発、浸潤しやすい非定型又は悪性髄膜腫が存在する。我々は髄膜腫の増殖機構を検索するため、転移性髄膜腫からクモ膜細胞や髄膜腫細胞の特徴であるvimentin filamentが付着するdesmosome形成能を有する細胞をクローニングした。Parent Lineは、通常の髄膜腫に良く見られるwhorlを21継代まで形成した。電顕的にwhorlでは、desmosome、adherens junction、gap junction、発達したintermediate filament、細胞膜のinterdigitationが見られ、in vivoの髄膜腫の超微構造に酷似していた。このcell lineからコロニー形成法を繰り返し、30以上のクローンを得たが、多くは数継代後に老化した。その中で細胞集団倍化数が100を越え、不死化したと思われるクローン、HMG-10について免疫蛍光染色、電顕観察を行な、増殖能を検索した。HMG-10細胞は、増殖期では基質に良く伸展付着し、epithelioid cell(E)sheetを形成した。増殖飽和期では基質への伸展付着が不良となり、細長いfibroblastoid cell(F)が増加した。免疫蛍光染色では、desmoplakinが細胞境界部に点状に存在する領域が散在性に認められた。細胞質内のdesmoplakin dotは、internalized desmosomeと思われた。vimentin filamentは核周囲部にnetworkを形成していた。actin陽性線維は細胞周辺部に多く、stress fiberは増殖飽和期で増加した。cytokeratin、EMA、E-cadherinは陰性であった。電顕ではdesmosome形成と細胞質内の発達したintermediate filamentが見られ、髄膜腫細胞の特徴を備えていた。desmosomeの形成はE-E間、E-F間、F-F間で認められた。10%牛胎児血清を含む培地での増殖曲線では、対数増殖期は初回培地交換後2日目に見られ、倍化時間は約47時間であった。飽和密度は2.0×10^4/cm^2で、低細胞密度で接触阻止現象が認められた。HMG-10細胞は、髄膜腫の増殖進展機構を解析する上で有用なin vitro modelになりうると思われ、今後髄膜腫の細胞接着因子の発現と増殖能との関連を更に詳しく調べていきたい。クモ膜細胞由来とされる髄膜腫の細胞生物学的研究及び治療研究を進めるため、クモ膜細胞の分化形質を発現しうるPermanent Cell Lineを樹立すべく、ヒト転移性髄膜腫細胞のクローニングを行なってきた。Parent Lineは25継代まで3次元的Whorlを形成し、電顕的に中間径フィラメントが付着する典型的なDesmosome、マイクロフィラメントが付着するAdherens Junction、Gap Junction、Tight Junctionを認めた。これらの所見はParent LineにIn Vivoの髄膜腫細胞や正常クモ膜細胞の形態的分化形質を保持しているCell Populationが存在していることを示している。このCell Lineから1つのクローンの分離にコロニー形成法を34回繰り返し、30以上のクローンを得た。

しかしそれらの多くは10数継代以内に老化又は老化傾向を示した。その中で細胞集団倍化数が50100以上に達し、In Vitroの環境にadaptし得たと思われる3種類のクローン(仮称:G1、C1、F)につき、通常の培養条件下(10%FCS-MEM)で主として光顕及び電顕観察、増殖パターンの検索を行なってきた。現在までの所見は次の如くである。髄膜腫は良性腫瘍であるが、全摘後1030%の症例に再発がみられ、生物学的に再発、浸潤しやすい非定型又は悪性髄膜腫が存在する。我々は髄膜腫の増殖機構を検索するため、転移性髄膜腫からクモ膜細胞や髄膜腫細胞の特徴であるvimentin filamentが付着するdesmosome形成能を有する細胞をクローニングした。Parent Lineは、通常の髄膜腫に良く見られるwhorlを21継代まで形成した。電顕的にwhorlでは、desmosome、adherens junction、gap junction、発達したintermediate filament、細胞膜のinterdigitationが見られ、in vivoの髄膜腫の超微構造に酷似していた。このcell lineからコロニー形成法を繰り返し、30以上のクローンを得たが,多くは数継代後に老化した。その中で細胞集団倍化数が100を越え、不死化したと思われるクローン、HMG-10について免疫蛍光染色、電顕観察を行ない、増殖能を検索した。HMG-10細胞は、増殖期では基質に良く伸展付着し、epithelioid cell(E)sheetを形成した。増殖飽和期では基質への伸展付着が不良となり、細長いfibroblastoid cell(F)が増加した。免疫蛍光染色では、desmoplakinが細胞境界部に点状に存在する領域が散在性に認められた。細胞質内のdesmoplakin dotは、internalized desmosomeと思われた。vimentin filamentは核周囲部にnetworkを形成していた。actin陽性線維は細胞周辺部に多く、stress fiberは増殖飽和期で増加した。cytokeratin、EMA、Ecadherinは陰性であった。電顕ではdesmosome形成と細胞質内の発達したintermediate filamentが見られ、髄膜腫細胞の特徴を備えていた。desmosomeの形成はE-E間、E-F間、F-F間で認められた。10%牛胎児血清を含む培地での増殖曲線では、対数増殖期は初回培地交換後2日目に見られ、培化時間は約47時間であった。飽和密度は2.0×10^4/cm^2で、低細胞密度で接触阻止現象が認められた。
音波共鳴管実験と分子気体力学に基づく非平衡状態下での蒸発係数測定法の開発

蒸発,凝縮現象は基礎的かつ工学的にも重要な物理現象であり,古くから多くの研究者によって研究がなされてきた.本研究が対象とする蒸発係数は蒸発,凝縮現象における未解決問題の一つである.気体と液体の境界面では,液体から気体に,逆に気体から液体へと相変化が生じるが,現時点では境界面を通してどれだけの質量(運動量やエネルギーも)が交換(移動)されるのか求めることができない.蒸発係数が明らかになれば,これらの問題も解決することが可能となる.本研究では,これまでに取り組んだ共鳴音波を用いた蒸発係数測定法を発展させ,非平衡状態という条件下での蒸発係数測定を目指す.蒸発,凝縮現象は基礎的かつ工学的にも重要な物理現象であり,古くから多くの研究者によって研究がなされてきた.本研究が対象とする蒸発係数は蒸発,凝縮現象における未解決問題の一つである.気体と液体の境界面では,液体から気体に,逆に気体から液体へと相変化が生じるが,現時点では境界面を通してどれだけの質量(運動量やエネルギーも)が交換(移動)されるのか求めることができない.蒸発係数が明らかになれば,これらの問題も解決することが可能となる.本研究では,これまでに取り組んだ共鳴音波を用いた蒸発係数測定法を発展させ,非平衡状態という条件下での蒸発係数測定を目指す.
分子線を用いた表面新物質層の創製とその反応性に関する研究

本研究では、下地の基盤にf.c.c.構造のRh(001)単結晶表面を用いることによって、室温で安定化して創製したf.c.c.構造の鉄薄膜のフェルミ準位近傍の電子状態密度が、原子や分子との相互作用において果たす役割を明らかにするため、鉄薄膜成長における基板温度あるいは吸着CO分子が表面の反応性に及ぼす効果について調べた。この結果、分子状の吸着状態から高温側のエチレン状態への転換は、エチレン分子が表面水素と反応してエチル基を生成し、β位の水素原子の切断によって進行すること、また、エタン分子はこのエチル基の逐次的水素化によって生成しているが明らかとなった。このβ位の水素原子の切断には、速度論的な同位体効果が観測される。共吸着COの存在で、水素原子の吸着エネルギーが減少し、低温側に観測されるエタン生成過程が顕著となるのは、エチル基として不安定な状態になるため、吸着したエチレン分子に2個の水素原子がほぼ同時に付加して生成することによる。蒸着時における基板温度の上昇とともに、共吸着CO効果と同様に水素原子の吸着エネルギーが減少し、高温側のエチル基の水素化過程が進行しないことが明らかとなった。一方、500K以上の基板温度で蒸着した鉄薄膜表面では、より安定化されるエチル基の存在も明らかとなり、エチレン分子として脱離するものが多くなる一方、エタン分子の生成が減少するのは.b.c.c.構造のFe(100)表面におけるエタン生成が見られない結果に近づくものである。ついで、気体分子と蒸着原子との衝突によって生成する準安定な表面新物質の2次元格子の表面状態の研究と、励起状態の反応気体の生成による表面反応の研究を行うために、膜厚計によって蒸着原子の空間密度を制御するとともに、温度可変型のパルス分子線を製作して反応気体の状態制御を行い、任意の組成の前駆体を用いた2次元新物質層の創製を実施している。
東アラブ新秩序における宗派主義と権力構造の変容：レバノンとシリアの内戦に着目して

本研究は,中東地域を対象として,内戦とその後の政治体制の変容を明らかにする研究である.そのために,レバノンとシリアという現代中東地域の内戦を分析するうえで最重要の2か国を選択し,両者の比較をする.2つの国は独立以後の歴史的発展や政治体制に違いがありながら,内戦の発生・過程・終結などを比較すると似ている点が多い.ゆえに,ことなる発展過程を経ながらも,どうして同様の結果にいたったのかという点を明らかにすることで,中東地域で多発する内戦が戦後の政治体制に与える影響を理解することができるようになる.本研究は,中東地域を対象として,内戦とその後の政治体制の変容を明らかにする研究である.そのために,レバノンとシリアという現代中東地域の内戦を分析するうえで最重要の2か国を選択し,両者の比較をする.2つの国は独立以後の歴史的発展や政治体制に違いがありながら,内戦の発生・過程・終結などを比較すると似ている点が多い.ゆえに,ことなる発展過程を経ながらも,どうして同様の結果にいたったのかという点を明らかにすることで,中東地域で多発する内戦が戦後の政治体制に与える影響を理解することができるようになる.
肝転移癌細胞の分泌するエイコサノイドの特徴

AH100B細胞を呑龍ラットの脾臓に移植した。一週間後,肝転移巣と脾臓内移植巣との組織を採取し,呑龍雄ラットの腹腔内に注入し,それぞれの癌細胞を遊離化し,それぞれを再びラットの腹腔内に注入した。その一週間後,肝転移癌細胞注入群と脾内移植癌細胞注入群とのそれぞれのラットから腹水を0.5mlづつを採取し,4°Cにして遠沈しそれぞれの上清を0°Cに保存す。さらに,上記の癌細胞腹腔内注入群の腹腔内に,0.5mlの全食水にインドメサシン,AA861,BW755Cの各100μgづつをサスペンドして注入し,4時間後に各ラットから腹水0.5mlずつを採取し,4°Cにして遠沈し,上清を0°Cに保存し,エイコサノイド合成酵素阻害剤投与前後の上清をSEP-PAK-C_<18>cartridgeにアプライして,それぞれを水10ml,15%メタノール溶液10mlで洗った後,100%メタノール10mlにて溶出した。この溶出液をアルゴン気流化中にて乾固し残渣に酢酸エチルーメタノール(1:1,v/v)溶液を加えて,島津7A型HPLCとゾルバックスODSカラムを用いて,アセトニトリル:水:ぎ酸(70:30:0.1,v/v)の溶媒にてエイコサノイドを分画した。その結果,肝転移癌細胞群から,エイコサノイド合成酵素阻害剤で,その分泌は阻害されるが,脾臓内移植癌細胞からは検出されない画分を得た。そこで,この画分の物質の構造をLCマスにて追及すると共に,その生理活性を検討して,更に,転移形成機序における役割について現在検討中である。
黄色ブドウ球菌のロイコシジン及びガンマヘモリジンの血球崩壊機構の解明

近年、黄色ブドウ球菌が人間を含む動物に重篤な疾患を引き起こすことが報告され、社会的に大きな問題となっている。その原因は、MRSAなどの多剤耐性菌の出現、並びに分泌毒素による宿主細胞の崩壊にある。多剤耐性獲得機構はすでにHiramatsuらにより明らかにされたが、毒素に関しては、遺伝子、構造並びに分子レベルでの作用機構は全く不明であった。黄色ブドウ球菌は、感染に重要な白血球崩壊蛋白毒素ロイコシジン及びPanton-Valentine型ロイコシジン(PV-ロイコシジン)、並びに赤血球崩壊蛋白毒素γ-へモリジンを大量に分泌する。私は世界に先駆けて、上記全毒素成分の単離精製、並びに遺伝子のクローン化に成功し、以来今日まで、(1)ロイコシジン並びにγ-へモリジンはそれぞれLukFとLukS、LukFとHlg2から成り、LukFを共通成分とする二成分毒素であること、一方、PV-ロイコシジンはLukF-PVとLukS-PVから成る二成分毒素であること、(2)PV-ロイコシジン遺伝子は新規溶原ファージφPVLゲノム上に存在し、ファージ感染によりロイコシジン生産性が伝播されること、(3)毒素成分の標的細胞への結合には順序が存在し、標的細胞膜上で各成分比が1:1の6量体から成る膜孔を形成して毒素活性を示すこと、(4)ロイコシジン活性にはLukSあるいはLukS-PVの白血球膜上でのプロテインキナーゼAによるリン酸化が必須であること等の新知見を次々に発見してきた。さらには、φPVLの全ゲノム構造解析、並びに毒素成分の細胞崩壊特異性に係わるアミノ酸残基の同定に成功した。又、米国コロンビア大学生物物理学研究室のEric Gouaux博士との共同研究で、水可溶性モノマーとして分泌される毒素成分が標的細胞膜上で水不溶性分子へ構造変化を起こす機構をLukFの生化学的解析並びにX線結晶解析により解明した。これらの研究成果は、黄色ブドウ球菌に止まらず、広く細菌由来の細胞崩壊毒素の作用機構、並びに水可溶性蛋白分子の細胞膜上におけるアッセンブリー機構の解明に著しく貢献した。本研究はブドウ球菌の産生する3種類の2成分蛋白毒素ロイコシジン、Panton-Valentineロイコシジン及びγヘモリジンの構造と識別機構に関して以下の事実を明らかにし、血球崩壊機構の一端を解明したものである。[1]異種蛋白質と考えられていたLukFとHlg1は、同一遺伝子産物であり(Luk=Hlg1)、LukS及びHlg2はヒト白血球及び赤血球の認識蛋白質であることを明らかにした。[2]280アミノ酸残基からHlg2のヒト赤血球崩壊に必須の最小領域を[K23RLAI27]と同定した。しかも本領域は、[LukF・Hlg2]複合体を形成するためのLukFとの結合部位であることを証明した。[3]LukSのヒト白血球崩壊活性特異性を決定している必須最小領域を同定した。それはHlg2には欠損している[K243RST246]から成るセグメントであり、本セグメント中のT残基がプロテインキナーゼA存在下でATPによるリン酸化され、はじめてLukSがLukFと協同して[LukF・LukS]複合体を形成して、白血球崩壊活性を持つことを明らかにした。

[4]LukSはLukFと協同してヒト及びウサギ白血球を崩壊するほかにウサギ赤血球をも崩壊すること、LukSと90%同一のアミノ酸配列をもつPanton-ValentineロイコシジンのLukS-PVはLukF存在下でもウサギ赤血球崩壊活性を持たない事を明らかにした。この原因を追究した結果、LukSに存在し、LukS-PVには欠損している[D12l13]残基から成る領域がLukSのウサギ赤血球崩壊活性に必須で最小領域である事を明らかにした。黄色ブドウ球菌は、感染に重要な白血球崩壊蛋白毒素ロイコシジンおよび゙Panton-Valehtine型ロイコシジン(PV-ロイコシジン)、並びに赤血球崩壊蛋白毒素γ-ヘモリジンを大量に分泌する。研究代表者等は世界に先駆けて、上記全毒素成分の単離精製、並びに遺伝子のクローン化に成功し、ロイコシジン並びにγ-へモリジンはそれぞれLukFとLukS、LukFとHlg2から成り、LukFを共通成分とする二成分毒素であること、一方、PV-ロイコシジンはLukF-PVとLukS-PVから、成る二成分毒素であることを明らかにした。本年度は、以下の事実を明らかにした。(1)PV-ロイコシジン遺伝子は新規溶原ファージφPVLゲノム上に存在し、ファージ感染によりロイコシジン生産性が伝播されること。(2)毒素成分の標的細胞への結合には順序が存在し、標的細胞膜上で各成分比が1:1の6量体から成る膜孔を形成して毒素活性を示すこと。(3)ロイコシジン活性にはLukSあるいはLukS-PVの白血球膜上でのプロテインキナーゼAによるリン酸化が必須であること。(4)φPVLの全ゲノム構造解析、並びに毒素成分の細胞崩壊特異性に係わるアミノ酸残基の同定に成功した。(5)米国コロンビア大学生物物理学科EricGouaux博士との共同研究で、水可溶性モノマーとして分泌される毒素成分が標的細胞膜上で水不溶性分子へ構造変化を起こす機構をLukFの生化学的解析並びにX線結晶解析により解明した。
出芽酵母における脂質・脂溶性薬剤の排出メカニズムとPDIsの機能解析

酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて、脂質や脂溶性物質を細胞内から細胞外への排出の分子メカニズムを解明する目的で、(1)脂溶性薬剤耐性遺伝子のスクリーニングと同定、(2)膜タンパク質の二次元電気泳動法(2-DE)の改良、(3)protein disulfide isomerase(PDI)の生化学的解析を行った。(1)脂溶性薬剤耐性遺伝子のスクリーニングと同定:薬剤として、脂溶性アゾール剤の一つであるクロトリマゾール(CTZ)と、水にも有機溶媒にも溶解するカフェイン(CF)を用いた。酵母の多コピーゲノムライブラリーを用いて、薬剤耐性遺伝子を検索・同定した。その結果、CTZ耐性遺伝子としてYPT31遺伝子などが、CF耐性遺伝子としてPDRIやSNQ2遺伝子などを同定した。(2)膜タンパク質の2-DEの改良:脂質や脂溶性物質の排出に関わるタンパク質を、比較プロテオーム解析を用いて同定する目的で、2-DEにおけるサンプル調製方法などを詳細に検討した。その結果、通常の方法では困難とされる膜タンパク質の分離において、明瞭な分離パターンを得ることができた。(3)PDIの生化学的解析:哺乳類では、脂質移行タンパク質複合体の1サブユニットとして知られるPDIの生化学的解析を行った。PDIの研究は、これまでに多くの研究がなされているが、生化学的解析は比較的少なく、研究グループ間に矛盾した結果もある。そこで、酵母Pdilpの大腸菌発現系と精製方法を確立した。その結果、SDS-PAGE上でほぼ1本にまで純化した精製標品でも、種々の活性の再現性は得られないことが分かった。そのことは痕跡程度のコンタミタンパク質がPdilpの多量体形成とin vitro活性に大きく影響を及ぼすことを明らかにした酵母ゲノムの多コピーライブラリーを用いて、クロトリマゾール(CTZ)耐性に関与する遺伝子をいくつか得た。その中の一つは、ゴルジ輸送に関与するYPT31遺伝子であった。ypt31遺伝子破壊株は、CTZ感受性を示した。酵母において、Protein disulfide isomerases(PDIs)をコードするPDI1、EUG1、MPD1、MPD2、EPS1遺伝子の大腸菌発現系を構築し、各抗ウサギ抗体を作成した。また、Pdi1pでは、C末端の異なる2種類の遺伝子においても大腸菌発現系を構築した。今後、精製標品を用いて、各タンパク質の生化学的解析や脂質(脂溶性物質)やコラーゲンとの結合能などについて検討する予定である。ポストゲノム解析の中で2D-GEは最も重要なツールであるが、脂質や核酸を多く含む試料においては、十分な分離能を示さないことが知られている。そこで、まず、その目的に担う試料の前処理キットを開発した。本キットを用いると、脂質と核酸を大量に含む粗ミクロソーム画分の2D-GEのプロファイルが、大幅に改善された。今後、更に検討を加え、改良を加える予定である。今後、酵母の脂質・脂溶性薬剤排出機構を明らかにすべく、膜タンパク質のプロテオーム解析、上記遺伝子に関して分子遺伝学的解析を行う予定である。そのことは痕跡程度のコンタミタンパク質がPdilpの多量体形成とin vitro活性に大きく影響を及ぼすことを明らかにした
東アジア域の雲・エアロゾル相互作用の解明とその放射収支への影響に関する研究

本研究では、中国全域における地表面日射量について、日射計データ、衛星観測雲データによる推定値、気象データによる推定値を用いて比較、解析を行なった。過去に取得された日射計データの質を精査するために新しい評価手法を開発し、解析を行った。その結果、本研究で用いた日射計データは十分信頼できることが分かった。また、衛星データに基づく推定値と日射計データは概ね一致しているが、大都市域や砂漠地域などで系統的なバイアスが見られる場合もあった。その原因は衛星データから日射量を推定する際のエアロゾルの取り扱いに起因することが分かった。特に都市域の光を吸収するエアロゾルは曇天時に雲底下に存在する場合においても日射量に大きく影響する。次に、主に日射計データの解析から、19602000年の間に日射量の減少が示唆された。一方で雲量も減少傾向にあるが、日射量減少の要因は、エアロゾルによる直接効果あるいは間接効果の組み合わせで説明できる可能性があることが分かった。特に雲の光学的厚さの変動が重要であり、この変化が雲量の減少による効果より勝ることが示唆された。また、日射量の長期変動を詳しく見たところ、1990年頃を境にして中国全域の平均値は若干増加傾向に転じていることが分かった。これは、北米やヨーロッパなどで指摘されてきた傾向と一致しており、北半球のかなり広い地域でいわゆる"Global dimming and brightening"現象があったことになる。その要因の解明は気候変動研究において今後重要なテーマになると思われる。本研究においては、過去2030年間の中国を対象に、日射計による日射量の直接観測データ、衛星観測による雲データから推定される日射量データおよび気象データを用いたパラメタリゼーションによる推定値を用いて、日射量の季節変化及び長期変動の解析を行なうと同時に、エアロゾルや雲の長期変動に関しても考察を加え、人間活動がこの地域の日射量に及ぼす影響の評価を試みた。日射計データは中国気象局による定常観測によるもの、衛星観測雲データによる推定値としては、ISCCP-FDデータとGEWEX-SRBデータを用いた。また、気象データによる推定値は水蒸気量や日照時間等のデータに基づいて算出している。これらの比較、解析を行なったところ、各データセットは概ね一致しているが、大都市域や砂漠地域などで日射計データと衛星観測推定値の間に系統的な差(バイアス)が見られる場合もあった。主に日射計データと気象データからの推定値を用いた解析から、19712000年の間に日射量の減少が示唆されたが、一方で雲量も減少傾向にあり、その要因は、エアロゾルによる直接効果あるいは間接効果の組み合わせで説明できる可能性がある。19912000年に限ってみると中国南東部では増加傾向にある。この傾向はISCCP-FDデータにも見られた。しかしながら、水蒸気量など日射量に関係する要素は他にもあるので、今後は、より詳細な解析に基づく、定量的な評価が必要である。日射量の季節変化については、中国北部で振幅が大きく、比較的単純な季節変動が見られたが、南部では振幅が小さくなると同時に複雑な変動になっていることがわかった。

これらの比較、解析を行なったところ、各データセットは概ね一致しているが、大都市域や砂漠地域などで日射計データと衛星観測推定値の間に系統的な差(バイアス)が見られた。データの詳細な解析と放射伝達計算による定量的な評価の結果、このバイアスはエアロゾルに起因していることが示された。特に雲底下のエアロゾルも光吸収特性が強い場合には地上の日射量に大きく影響することが明らかになった。本特定領域研究の他のグループの研究成果やその他の研究成果から、東アジア域のエアロゾルはブラックカーボンや有機炭素を含む割合が多く、比較的光の吸収が比較的強いことが示されており、我々の結果と総合すると、人為起源エアロゾルが中国や東アジア域の日射量に大きく影響していると考えられる。
混合対数ホッジ理論の研究とその幾何への応用

混合版多変数SL(2)軌道定理を証明した。混合版ボレル・セールコンパクト化、混合版SL (2)-軌道の空間、混合対数的ホッジ構造の分類空間を構成し、これらの成す基本図式を得た。これにより混合版の対数的ホッジ構造の基礎理論がほぼできあがった。以上の結果とホッジ予想や鏡対称性などとの関連も注目されるようになってきた。加藤和也との10年程の共同研究により、対数的ホッジ理論を開発した。さらに中山能力も加わって3人で共同研究を続け、混合版への一般化を始めている。この共同研究を「対数的ホッジ班」として、全期間を通じて本応募の研究計画の中核とする。「幾何学班」「サイクル班」「退化班」と連携して、一般型曲面、カラビ・ヤウ多様体、normal functionなどへの混合対数ホッジ理論の応用を探る。これまでは周期写像を通して一般型曲面やCalabi-Yau多様体のHodge構造の退化の様子をとらえることができなかったが、加藤・臼井のlog Hodge構造の分類空間の理論を使えば、これらの多様体のみならず一般の高次元代数多様体に対してそれが可能になった。このように多様体の大域的な退化をとらえることができるlog周期写像やlog Abel-Jacobi写像を使って、代数多様体・代数的サイクルおよびそれらのモジュライ・Hodge構造らの相互関係を、退化を中心に据えて見直すことにより、これまで予想できなかったことが見えてきはじめた。その一つとして、Calabi-Yau多様体の極大羃単境界点における標準座標に関するD.Morrisonの仕事は、log Hodge理論の枠組で捉え直すと見通しがよくなり、その結果とこの場合の完備扇によるlog Hodge構造の良モジュライを使って5次超曲面の鏡対称Calabi-Yau多様体族のlog周期写像の大域的な性質が分かった。この成果は、2008年3月の東北学院大学での「Hodge理論・退化・複素曲面の代数幾何とトポロジー研究集会」で発表した。また加藤・中山との共同研究で、混合版SL(2)軌道定理を使っての混合log Hodge構造の分類空間の構成を始め、その第1段階としてBorel-Serreコンパクト化の論文を仕上げて投稿した。加藤和也・臼井三平は十数年来の共同研究により、対数的ホッジ理論の基礎を確立し、その研究成果を専門書として出版した。加藤和也・中山能力・臼井三平の共同研究で対数的ホッジ理論の混合版を研究・整備中である。そのうちの一段:混合版多変数SL(2)軌道定理、と二段:混合版ボレル・セールコンパクト化は、今年度出版した。臼井三平は幾何への応用の第一歩として次の成果を得た。○完備扇の存在を仮定して、対数的周期写像による一般型多様体のモジュライの像がコンパクトモイシェゾン空間となることを証明した。○5次鏡対称カラビ・ヤウ多様体の一般的対数的トレリ定理を証明した。梶原健・加藤和也・中山能力は共同研究で、解析的対数的ピカール多様体の理論を確立した。梶原健・中山能力は共同研究で対数的ベッチコホモロジーにおける局所系の高次準像に関する基本定理を証明した。今野一宏は次の成果を得た。○非特異代数曲面上の非零有効因子は鎖連結曲線の和として表示できることを示した。○上の事実を用いて特異点解消の例外集合に台をもつ様々なサイクルを研究した。対数的混合ホッジ構造の分類空間の構成とその幾何への応用について、加藤和也、中山能力、臼井による共同研究を引き続き行い、今年度は次の成果を得た。1)複素1次元円盤上で完備扇を作り、対数的中間ヤコビ多様体を構成し、速報した。2)対数的混合ホッジ構造の分類空間の基本定理を記述し、その幾何への応用として、底空間が非特異因子の補集合のときにadmissible normal functionの解析性の別証明を与え、速報した。3)混合対数的ホッジ構造の分類空間の構成について段階的に発表しており、今回3段目として混合版SL(2)-軌道の空間の構成の投稿可能版ができあがった。今年度の研究交流として、次のことを行った。ア)岡シンポジウム、5月22日23日、奈良女子大学創立百周年記念、で臼井は招待講演をした。イ)臼井三平教授還暦記念研究集会「Hodge理論と代数幾何学」、6月29日7月3日、京都大学数理解析研究所で、臼井は上記3)を、加藤は上記1)と2)を発表した。分担者の中山は対数的局所系の高次順像について発表し、今野は2次元特異点理論を発表した。G. Pearlstein, M. Kerr,C. Schnel1らはネロンモデルなどについて発表した。ウ)代数幾何学ミニワークショップ、兵庫県多可町八千代区、平成22年2月20日21日、を開催した。

加藤・臼井が基礎を確立した対数的ホッジ理論の発展として、混合対数的ホッジ構造の分類空間の構成とその幾何への応用についての加藤・中山・臼井による共同研究が続いており、今年度は次の成果を得た。混合ホッジ構造のさまざまな部分コンパクト化のなす基本図式の構成の3段目として混合版SL(2)-軌道の空間についての論文を、4段目として混合対数的ホッジ構造の分類空間についての論文を、発表した。これによって混合版の基礎理論がほぼできあがった。またこれらの幾何への応用として、次の研究成果を得た。1.対数的中間ヤコビ多様体を構成した。2.多変数で、重みとホッジ型が任意である場合の、弱扇によるネロンモデルを構成した。3.上の2のいくつかの切断の共通部分の閉包の解析性を、混合対数的ホッジ理論により証明した。中山はA.Ogusとの共同研究で、トーリック多様体に付随する角付き多様体についての相対的な理論を構築し、対数的スムース射に付随する射の局所自明性などの基本的な結果を証明した。今野らは、Brieskorn型の2次元超曲面特異点に対して,基本種数の計算公式を確立し,極大イデアルサイクルと基本サイクルが一致するための必要十分条件を求めた。藤木らは非ケーラー曲面上の歪自己双対的双エルミート構造やコンパクト複素多様体の代数次元の非上半連続性を研究して成果を発表した。
不整脈モデルを用いたイオンチャネルを制御する活性酸素産生酵素新規分子種の機能解析

心房細動の発症に活性酸素種がCa^2+やK^+チャネルの機能調節を介して関与する可能性が示されている。一方、敗血症の病態においては心房不整脈の易誘発性が知られる。研究者らは敗血症モデルの心臓において活性酸素産生酵素NADPHオキシダーゼの新規分子種NOX1の発現が誘導され、心筋細胞のアポトーシスに寄与することを見出したことから、本研究ではNOX1が心房性不整脈の発生に関与しているか否かを、Nox1遺伝子欠損マウスを用いて検討した。我々は最近、体内におけるROSの主要産生源であるNADPHオキシダーゼの新規触媒サブユニットNOX1の遺伝子欠損マウス(Nox1KO)を用い、敗血症モデルにおいて心臓のNOX1の発現が誘導され、心筋細胞のアポトーシスに寄与することを見出した。敗血症の際に上室性不整脈が出現する機序として、心房筋活動電位幅の短縮が挙げられており、Ca2+チャネルやK+チャネルの機能変化が関与していることが示唆されている。そこで今回、NOX1/NADPHオキシダーゼ由来のROSが心筋イオンチャネルを調節している可能性について検討した。WTマウスおよびNox1KOマウスに敗血症を誘発するためlipopolysaccahride:LPSを腹腔内に投与し、6時間後に電気生理学的検討を行なった。それぞれの実験群においてRR間隔、P波長、PR間隔、QS間隔につき有意差は認めなかったが、QT間隔については、WTマウスおよびNox1KOマウス群と比較して、LPSを投与したNox1KOマウス群で有意な延長が認められた。Langendorff灌流心において、心房有効不応期は、WTマウスおよびNox1KOマウスともにLPSを投与することによりむしろ有意に延長したが、どの実験群においても伝導時間に有意差は認めなかった。Langendorff灌流心における心房性不整脈の易誘発性は、LPS投与のWTマウス群、LPS非投与のNox1KOマウス群、LPS投与のNox1KOマウス群ではLPS非投与のWTマウス群に比し、有意に低かった。循環器系のシグナル分子である活性酸素種(ROS)は膜タンパクや細胞内分子に直接作用してその構造や機能を変化させることから、心筋イオンチャネルの活性を制御している可能性がある。NADPHオキシダーゼは生体内におけるROSの主要産生源であり、その触媒サブユニットNOXのホモログとして非食細胞型の新規分子種NOX1が発見された。今回我々はNOX1/NADPHオキシダーゼ由来のROSが心筋イオンチャネルを制御しているという仮説をNox1遺伝子欠損マウス(Nox1KO)を用いて検証することとした。平成23年度は心房細動誘発モデルとエンドトキシン(LPS)投与による炎症性頻脈惹起モデルについてNox1KOと同腹野生型マウス(WT)の表現型を比較した。さらにex vivoで心虚血再灌流障害におけるROS産生源としてのNOX1/NADPHオキシダーゼの役割について検討を行った。まず高速パルス刺激を行い誘発された心房細動の波形についてNox1KOとWTの比較を試みたが、心電図が安定して計測出来なかった。そこで本解析は連携研究者のもとで試みることとした。一方、LPS投与による全身性炎症モデルで心拍数と血圧をtail-cuff法により経時的に測定したところ、心拍数については両遺伝子型マウスに差異を認めなかったが、WTにおける血圧低下はNox1KOにて有意に軽減していた。続いてマウスより摘出した心臓をランゲンドルフ装置により灌流した後、灌流を30分間完全に停止して全虚血を誘発した。左心室に挿入したバルーンを介し圧トランスデューサにより再灌流後60分間の心機能を測定し、灌流液中に漏出したクレアチンキナーゼ値を評価した。しかし両遺伝子型マウスに有意の差異を認めず、虚血再灌流に伴う心筋細胞傷害にはNOX1の関与は示されなかった。心房細動誘発モデルについて心電図がうまく解析できず、連携研究者のもとで再検することとなった。次年度のチャネル解析の実験も引き続き連携研究者のもとで行うので別途、遺伝子組み換え動物のコロニーを樹立することとした。連携先の受け入れは凍結胚の状態である必要があったため、初年度計画の一部について開始が遅れている。遅れている心房細動誘発モデルの解析と電気生理学的解析を連携研究者のもとで集中的に行うため、大学院生を1名、連携研究者のもとに国内留学させる。旅費は当初計画より少なくなる見通しである。一方、動物の維持に関わる消耗品経費については増額の予定である。
アディポネクチンのエクソソーム産生制御とFavineの血管・血栓制御機構の解明

多量体アディポネクチン(APN)は、T-カドヘリン(T-cad)に結合することで、培養内皮細胞のエクソソーム(Exo)産生を促進することを見出した。更にこの作用によって内皮細胞のセラミドをExoに搬出し、内皮細胞のセラミドを低下することを見出した(小幡、喜多ら、JCI Insight 2018)。本研究は、T-cadが細胞表面の単なるAPN結合タンパクではなく、APNの作用を細胞に及ぼす受容体である事を初めて証明するものとなった。これまでセラミドは細胞内の代謝で完結していると想定されてきたが、Exoに多量に搬出され、細胞間の代謝循環を介して代謝されていることを初めて示した。その後、世界の複数の研究が同様の事象を認め、我々の研究をフォローしている。糖尿病学会、肥満学会、内分泌学会の3つのYIAを受賞し、製薬企業との共同研究締結をもたらし、またKeystone symposiaでは口頭演題に採択された。さらに、新聞報道を含め、プレスリリース等で広く紹介された。骨格筋の再生をAPNは促進し、この促進作用発現にはT-cadを必要とする事を見出した。興味深い事に、骨格筋細胞では特にその再生筋においてAPNはExo産生オルガネラであるMVBに集積し、培養筋細胞でも分化に伴ってT-cadの発現とAPNによるExo産生が惹起される事を見出した(田中、喜多ら、Sci Rep.2019)。以上で見出したAPNのT-cadを介したExo産生促進作用を応用し、各種臓器傷害の新しい治療方法を開発し、AMED橋渡しB研究に採択される研究に成長している。また、Favine/ApoEダブルノックアウト(DKO)マウスの血管の組織病理学的評価と大動脈の各種遺伝子発現量解析を開始した。培養血管内皮細胞を用いてFavineの添加実験におけるFavine添加濃度、炎症惹起因子の至適濃度、培養条件の検討を行った。A)APNによるExo生合成促進の意義と機序:培養内皮細胞を用いて、アディポネクチン(APN)によって促進されるエクソソーム(Exo)産生によって、変化する脂質を超臨界クロマトグラフィーと質量分析を組み合わせた手法で検討し、セラミド類が特異的に細胞で減少し、かつExo画分で増加することを見出した。APNによるExo産生は、血管内皮に限定されず、骨格筋細胞でも認められ、その作用はT-カドヘリンに依存することを見出した。骨格筋をカルジオトキシン投与によって傷害すると再生反応を認めるが、本筋再生時にはAPNが再生筋細胞の内部、CD63陽性のエンドソーム(MVB)に集積すること、培養筋細胞では分化刺激によって同様の細胞内MVBへの集積とExo産生が惹起されることを見出した。またAPNは上記の機序で筋再生を促進し、老化によって低下する組織再生に対して保護的に機能していることが示唆された。本研究はScientific Reports 2019に掲載された。B)T-cad制御機構の解明とAPN作用ミメティクスの開発:培養内皮細胞のモデルとしてF2細胞という微小血管内皮腫瘍細胞をモデルに、T-カドヘリンがADAM12によって切断制御を受けることを見出していた。その後の研究から、ADAM12は主に脂肪に発現し、血管や心臓には少量が発現していることが分った。また、ADAM12の欠損マウスの心血管ではT-カドヘリンのタンパク発現レベルに差異は無かった。しかしながら興味深いことに、ADAM12欠損マウスでは圧負荷心全によって、線維化や心筋細胞の肥大が進み、心機能低下が著しく進行した。本結果も投稿準備中である。Favineの血管保護作用の解明においては、マウスの繁殖および飼育に時間を要するため、Favine/ApoEダブルノックアウトマウスの大動脈の解析はやや遅れている。Exoは上記のような産生細胞の不要物や余剰物を排出する機構の一つと捉えられる一方で、生理活性タンパクや核酸、脂質を転送する細胞間シグナル装置としての役割が注目されている。特に、近年急速に臨床応用試験が進む間葉系幹細胞にはT-カドヘリンが発現しており、APNによってExo産生が促進されることを見出した。間葉系幹細胞移植による心不全モデル治療効果は、血中のAPNのレベルや幹細胞に発現しているT-カドヘリンに依存しており、現在、その臨床応用のための前臨床成績を含めて投稿準備中である。合わせて、動脈硬化症を発症したFavine/ApoEダブルノックアウト(DKO)マウスをできるかぎり多数飼育し、Favineの血管保護作用の解析を続ける。