hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セロトニンの褐色脂肪細胞における活性化機構の解明と脂肪蓄積制御技術への応用戦略

褐色脂肪細胞のセロトニン受容体は5-HT1から5-HT7の7種類のサブファミリーからなり、14個のサブタイプの存在が報告されているが、3A、5A、5Bを除いた11種類の受容体が発現していることが明らかとなった。セロトニン投与30分前に4種のセロトニンレセプターアンタゴニストをそれぞれ投与し、120分後に褐色脂肪組織を採材して遺伝子発現を解析した。結果、セロトニン投与によるPGC-1α-b,cおよびUCP1の発現上昇は、アンタゴニストの前投与によって有意に抑制され、セロトニンレセプター2Aおよび7を介してPGC-1α-b,cおよびUCP1の発現を上昇させることが判明した。1)セロトニン合成酵素ノックアウトMBP細胞の作出TALEN法は、DNA塩基に対応したTALE配列が特異的に目的の遺伝子に結合し、C末端エンドヌクレアーゼが目的部位を切断して欠損遺伝子を作り出す方法である。MBP細胞を用いて、TALEN法によるセロトニン合成酵素(THP1)遺伝子ノックアウト細胞を樹立する。セロトニン処理による褐色脂肪細胞で作動する遺伝子群解析に加え、THP1欠損がUCP1活性化に及ぼす影響の解析が可能となる。2)THP1ノックアウト細胞を用いたUCP1活性化関連遺伝子群の比較解析樹立したTHP1ノックアウト細胞の機能は、UCP1蛋白の増加を野生型細胞と比較解析し、セロトニン受容体の発現を確認する。次に、セロトニン刺激によるUCP1活性化増強の確認を行い、UCP1遺伝子発現が有意に増加してくる時期を特定し、遺伝子抽出のタイミングを決定する。セロトニンの無刺激細胞群と刺激細胞群よりmRNAを抽出し、遺伝子的な変化を詳細に解析すると共に、マイクロアレイ解析を行ってUCP1活性化にかかわる遺伝子群を絞り込む。3)UCP1活性化を誘導する鍵遺伝子の特定野生型およびTHP1ノックアウト細胞の解析結果を元に、それぞれの実験系でUCP1活性化において共通している遺伝子群を絞り込み、UCP1活性化の鍵遺伝子の特定を行う。候補遺伝子を発現ベクターに組み込み、野生型褐色脂肪細胞に導入してUCP1蛋白の増加を解析し、UCP1活性化を誘導する鍵遺伝子を特定する。細胞生物学効率的に経費を使用した結果、予想以上に経費を抑えることができたため。次年度実施予定のノックアウト細胞株の作出に関する研究の消耗品に充てる予定である。
肺癌におけるF-18 FLT PETを用いた分子イメージングの研究

PET検査で汎用されているF-18 FDGは確かに癌の診断に有用であるが肺炎や肺膿瘍などの良性疾患にもF-18 FDG集積を示すなど問題点もあり、腫瘍特異的なトレーサの開発が必要である。F-18 FLTは核酸の一つであるthymidineをF-18標識した分子イメージング薬剤であり、注目されている。今回、肺癌が疑われた症例においてF-18 FLT PET検査の有用性を検討した。その結果、F-18 FLTはF-18 FDGよりも腫瘍特異的であり肺癌の診断に有用であった。また、縦隔リンパ節転移の評価においても、特異度はF-18 FDGよりも良好であり、リンパ節転移の判断に役立つと思われた。PET検査で汎用されているF-18FDGは確かに癌の診断に有用であるがいくつか問題もある。まず、F-18FDGは癌の分化度によって集積程度が異なることが知られており、例えば高分化型肺腺癌の様に分化度の高い肺癌ではF-18FDG集積が指摘できない場合がある。逆に肺炎や肺膿瘍といった良性疾患にもかかわらず非常に強いF-18FDG集積を示すことがある。一方、F-18FLTは核酸の一つであるthymidineをF-18標識したもので、F-18FLT集積と免疫染色で分かる癌細胞分裂能の指標であるKi-67の割合が良好な相関を示す報告がある。また、F-18FLTの細胞内挙動はthymidine kinaseによって代謝されF-18FLT-5リン酸になり細胞内に蓄積される。このthymidine kinaseは癌細胞に特異的で炎症細胞には少なく肺炎など炎症疾患と肺癌の鑑別に役立つと思われる。今回の研究目的は肺癌におけるF-18FDG PETの問題点を分子イメージング薬剤として注目されているF-18FLT PETを用いてその有用性を比較検討し、また、抗癌剤や放射線の治療効果判定や治療効果予測にF-18FLT PETが有用か否かを検討することである。F-18FLTは核酸のthymidineを標識したものであるが、さらに新たな核酸標識薬剤の研究開発につながる可能性もある。たとえば別の核酸であるUridine、Guanine等をポジトロン核種で標識合成したものは存在するものの臨床応用されたものはまだない。このような核酸標識薬剤の臨床応用につながり、分子イメージングとしてPETがさらに広がる可能性もあるPET検査で汎用されているF-18FDGは確かに癌の診断に有用であるがいくつか問題もある。このような核酸標識薬剤の臨床応用につながり、分子イメージングとしてPETがさらに広がる可能性もある。PET検査で汎用されているF-18 FDGは確かに癌の診断に有用であるがいくつか問題もある。まず、F-18 FDGは癌の分化度によって集積程度が異なることが知られており、例えば高分化型肺腺癌の様に分化度の高い肺癌ではF-18 FDG集積が指摘できない場合がある。逆に肺炎や肺膿瘍といった良性疾患にもかかわらず非常に強いF-18 FDG集積を示すことがある。

一方、F-18 FLTは核酸の一つであるthymidineをF-18標識したもので、F-18 FLT集積と免疫染色で分かる癌細胞分裂能の指標であるKi-67の割合が良好な相関を示す報告がある。また、F-18 FLTの細胞内挙動はthymidine kinaseによって代謝されF-18 FLT-5リン酸になり細胞内に蓄積される。このthymidine kinaseは癌細胞に特異的で炎症細胞には少なく肺炎など炎症疾患と肺癌の鑑別に役立つと思われる。今回の研究目的は肺癌におけるF-18 FDG PETの問題点を分子イメージング薬剤として注目されているF-18 FLT PETを用いてその有用性を比較検討し、また、抗癌剤や放射線の治療効果判定や治療効果予測にF-18 FLT PETが有用か否かを検討することである。F-18 FLTは核酸のthymidineを標識したものであるが、さらに新たな核酸標識薬剤の研究開発につながる可能性もある。たとえば別の核酸であるUridine、Guanine等をポジトロン核種で標識合成したものは存在するものの臨床応用されたものはまだない。このような核酸標識薬剤の臨床応用につながり、分子イメージングとしてPETがさらに広がる可能性もある。
高感度赤外吸収分光法による窒素酸化物の計測法高度化

CW-CRDS法を用いて自動車からのニトロメタン、p-ニトロフェノールの測定を行った。排出ガス測定に用いた車両は新短期規制適合トラックであり、シャーシダイナモ上を走行した際の排出ガスを、全量希釈装置を用いて希釈し、それぞれの成分をリアルタイム測定した。昨年の結果において、中赤外、連続光源を用いるCavity Ring Down Spectroscopy (CRDS)法により、自動車排出ガス中のニトロメタン、ニトロフェノールの分析の初期検討を行った。その結果、6200nmおよび7350nm付近の光源を用いることにより、それぞれの分析が可能なことが確認された。ただし、ニトロメタン、ニトロフェノール双方とも常圧下において、他の物質のブロードニングによる干渉を受けることも確認された。それを避けるために本年度は高真空下で測定することにより、ブロードニングの影響を排除するチャンバを制作した。本チャンバにおいては、光路長は10cmとし、ミラーマウントに設置した3つのスクリューによりそれぞれのミラーの向きを微調整可能な仕様とした。チャンバにはターボ分子ポンプ、ロータリーポンプの差動排気装置により、10-6Pa程度まで減圧可能である。圧力計としてバラトロン、イオンゲージの2つを装着し、低真空時、高真空時で使い分けを行う。サンプルガスの導入は光路上にジェットとして噴射する方式とした。これにより拡散を防止しながら、断熱膨張によるシグナル強度の向上を図っている。また、装置の応答性を向上するために、サンプルガスのリターン機構を備えるとともに、ジェット作成用のオリフィスの厚みを数ミリ程度とした。装置全体の大きさは高さ2m、幅および奥行が1mあまりとし、車両計測を考慮し移動が容易な形状とした。連続光源を用いたCW-CRDS法を用いた自動車排出ガス分析装置を開発した。この装置の特徴は連続光源を用いるため、信号測定時にレーザー光を速やかに遮断するAcoustic optical modulatorを使用している点と、リングダウンシグナルを得るために光路長を微小振動させるピエゾアクチュエーターをミラーホルダーに内蔵している点である。今回開発した装置での検出限界はNO2、ニトロメタン、p-ニトロフェノールそれぞれ2 ppbv, 3 ppbv, 5 ppbvと非常に高感度な計測が可能かつ、1Hzのリアルタイム計測を30分以上測定可能な安定性を備えている。また、他の炭化水素からの干渉影響に関しては58種類の代表的な炭化水素を用いて干渉影響が無いことを確認した。今回の試験では新短期規制適合トラックのからの排出ガスを主に測定した。この装置を用いて新短期規制適合車両からのp-ニトロフェノールの測定を行った。冷態始動から試験を始めるコールド試験で始動直後に多量に排出され、その後は暖気状態で試験を行うホット試験と同程度の排出となっていることが確認できた。また新長期規制適合トラックからのニトロメタンの計測を行った。新長期規制ではNOxの排出量が前記の試験車両である新短期規制適合トラックと比べると40%程度減少しているが、ニトロメタンの結果をみると排出量が50倍程度と大量に増加していることが確認される。今回確認されたように、より厳しい規制に適合するために開発されたトラックが、規制物質に関しては排出が減少しているが、未規制の有害物質の増加を誘発しているケースは多々存在すると思われる。これらに加えて自動車排出ガスによる大気汚染の啓発のためにシンポジウム"自動車と大気環境"を実施し、80名を超える参加者を集め、大盛況であった。赤外連続発振式レーザを用いたCavity Ring Down Spectroscopy (以下CW-CRDS)による自動車排出ガス分析装置を改良したJET-CRDS法を実施可能な装置の開発を行った。性能評価によると、この装置は10-4Pa程度まで減圧可能であり、この減圧下にサンプルガスをジェットで噴きだすことにより10K程度まで冷却することができ、吸収をシャープなものとして感度を維持するとともに、他の物質による干渉を排除することができる。1500cm-1付近での水のスペクトルを用いて確認したところ、通常のCW-CRDS法と比べ、シャープなスペクトルが得られることを確認した。実際の自動車排出ガスの測定を行うに際して、水、炭化水素成分、ニトロメタン計測の際のNO2、p-ニトロフェノール計測の際の異性体による干渉の影響は前処理による除去、もしくは影響が無いことを確認した。また、走行モードは日本の認証モードであるJE05モードを用いた。ニトロメタンは加速時および高速走行時に50ppbV程度の排出が確認され、p-ニトロフェノールは暖気終了後で20ppbV程度、始動直後で100ppbV程度のブロードなピークが観測された。自動車工学作成した装置を用いて、車両からのニトロ化合物排出の評価を行う予定であったが、試験を行うシャーシダイナモが故障しその復旧に時間を要した。研究は予定通り実施されており、順調である。

H26年度まで研究機関を延長することにより、当初予定していたシャーシダイナモでのニトロ化合物評価試験を行う。研究計画に則して、予定通り進めていく。シャーシダイナモを用いた試験を行なえなかったため。次年度実施するシャーシダイナモを用いた評価試験を行うとともに、成果発表をする。本来想定していた研究費の使用(消耗品類)に関して、研究機関独自の予算からまかなうことができたため、支出が大幅に削減された。この分は次年度制作するJET-CRDS装置の開発に充てる予定である。
バイオドラッグデリバリーシステムを用いた新規心筋再生治療法の開発

赤色蛍光色素(DiI)でラベルしたヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞(human adipose-derived stem cell: hAdSC)(50,000個/マウス)を心筋梗塞誘発後3日が経過したマウスに尾静脈投与し、3日後の心筋組織を確認したところ、心筋梗塞巣に一致して多数のDiI陽性細胞が認められ、hAdSCがバイオDDSとして作用することが確認できた。次に、1PBS投与(Control)群、2hAdSC(1x10^4/マウス)投与群、3シンバスタチン封入ポリマーナノ粒子(10μg/マウス)投与群、4シンバスタチン封入ポリマーナノ粒子抱合hAdSC(10μg/1x10^4/マウス)投与群に実験群を設定し、マウス心筋梗塞モデルを用いてその治療効果を比較検討した。心臓超音波検査による左室収能は、1群に比べて23群では有意な改善効果は認められなかったが、4群では有意な改善が認められた。また、心筋梗塞誘発後1ヶ月の時点の心筋組織を解析したところ、4群では、瘢痕化した梗塞巣の心外膜側に新生肉芽組織が認められ、壁厚も比較的保たれていた。蛍光免疫染色による解析では、その肉芽組織は、多数のNkx2.5陽性細胞で構成される幼弱な心筋細胞の集団であることが判明した。さらに、術後と治療2ヶ月を経過したマウスの心臓において、本来梗塞部位となるべき部分に内因性と思われる再生心筋が認められた。今年度は、その心筋再生メカニズムを解明するため、心外膜由来細胞に注目し、胎生期発生関連因子のうちの1つであるWilms tumor-1 (WT-1)の発現を調べたところ、外膜を含めた梗塞部分の新生肉芽組織に増殖マーカー(Ki67)と共陽性になる細胞が多数認められた。以上のことから、心外膜由来WT-1陽性細胞が心筋細胞に分化し、心筋再生を誘発したことが示唆された。生体吸収性ポリマーであるPLGAは、加水分解時間の短い架橋率50:50及び長い架橋率85:15の2種類に対して、シンバスタチンをPLGAとの重量比10%でナノ粒子作製を行ったところ、封入率が85:15PLGAの方が低かったため、50:50PLGAをその後の実験に使うことにした。なお、ナノ粒子作製では、用いる有機溶媒の種類をジクロロメタン→アセトンに変更することや粒子回収時の凍結乾燥にPBSの量を増やすなど工夫をすることによって粒子径:300±50nm程度で分散性のよいナノ粒子の作製に成功した。次に、上記のシンバスタチン封入PLGAナノ粒子をヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞(human adipose-derived stem cell: hAdSC)に0, 25, 50, 100ug/5x10^5個hAdSCの割合で抱合させ、各種細胞機能評価を行った。細胞増殖能に関しては、25, 50ugの量では不変であったが100ugの量では有意に低下した。一方、細胞遊走能に関しては、50ugの量で最も昨日更新が認められた。また、定量的RT-PCRによる遺伝子発現解析においても50ugの量を作用させたときにVEGF, FGF2, HGFなどの血管新生促進因子や生存因子IGF1の発現が高い結果がえられた。さらに、内皮細胞・平滑筋細胞への分化能について特異的抗体(CD31, Calponin)を用いた免疫細胞染色法によって評価したところ、いずれの細胞系にも50ug量のシンバスタチン封入PLGAナノ粒子を取り込ませた状態で高い分化能を示した。以上の結果から、50ug/5x10^4個hAdSCの割合で作製したシンバスタチン封入PLGAナノ粒子抱合hAdSCが最も機能増強された細胞複合体であることが明らかになった。H28年度では、主としてin vitroの実験において、1シンバスタチン封入PLGAナノ粒子の最適化、2hAdSCに1の粒子を抱合させた場合の細胞機能評価を行い、最適な粒子抱合条件を見いだすことが可能であった。研究の進捗状況としては当初の計画通りであり、特に今後の研究推進のために問題点なども現状では抱えていない。まず、赤色蛍光色素(DiI)でラベルしたPLGAナノ粒子をhAdSCに抱合した。5x10^4/マウスのhAdSC細胞数で心筋梗塞誘発後3日が経過したマウスに尾静脈投与し、3日後の心筋組織を確認したところ、心筋梗塞巣に一致して多数のDiI陽性細胞が認められ、hAdSCがバイオDDSとして作用することが確認できた。次に、1PBS投与(Control)群、2hAdSC(1x10^4/マウス)投与群、3シンバスタチン封入ポリマーナノ粒子(10micro g/マウス)投与群、4シンバスタチン封入ポリマーナノ粒子抱合hAdSC(10 micro g/1x10^4/マウス)投与群に実験群を設定し、マウス心筋梗塞モデルを用いてその治療効果を比較検討した。また、心筋梗塞誘発後1ヶ月の時点の心筋組織を解析したところ、4群では、瘢痕化した梗塞巣の心外膜側に肉芽組織が認められ、壁厚も比較的保たれていた。

蛍光免疫染色による解析では、その肉芽組織は、多数のNkx2.5陽性細胞で構成される幼弱な心筋細胞の集団であることが判明した。さらに、術後と治療2ヶ月を経過したマウスの心臓において、本来梗塞部位となるべき部分に内因性と思われる再生心筋が認められた。H29年度は、前年度のin vitroの実験結果を踏まえ、主にin vivoの動物実験を行った。虚血傷害によって梗塞に陥った心筋の再生現象が確認され、予想通りの良好な実験結果を得ることができた。当初の計画通りであり、特に今後の研究推進のために問題点なども現状では抱えていない。赤色蛍光色素(DiI)でラベルしたヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞(human adipose-derived stem cell: hAdSC)(50,000個/マウス)を心筋梗塞誘発後3日が経過したマウスに尾静脈投与し、3日後の心筋組織を確認したところ、心筋梗塞巣に一致して多数のDiI陽性細胞が認められ、hAdSCがバイオDDSとして作用することが確認できた。次に、1PBS投与(Control)群、2hAdSC(1x10^4/マウス)投与群、3シンバスタチン封入ポリマーナノ粒子(10μg/マウス)投与群、4シンバスタチン封入ポリマーナノ粒子抱合hAdSC(10μg/1x10^4/マウス)投与群に実験群を設定し、マウス心筋梗塞モデルを用いてその治療効果を比較検討した。心臓超音波検査による左室収能は、1群に比べて23群では有意な改善効果は認められなかったが、4群では有意な改善が認められた。また、心筋梗塞誘発後1ヶ月の時点の心筋組織を解析したところ、4群では、瘢痕化した梗塞巣の心外膜側に新生肉芽組織が認められ、壁厚も比較的保たれていた。今年度は、その心筋再生メカニズムを解明するため、心外膜由来細胞に注目し、胎生期発生関連因子のうちの1つであるWilms tumor-1 (WT-1)の発現を調べたところ、外膜を含めた梗塞部分の新生肉芽組織に増殖マーカー(Ki67)と共陽性になる細胞が多数認められた。以上のことから、心外膜由来WT-1陽性細胞が心筋細胞に分化し、心筋再生を誘発したことが示唆された。H29年度には、今年度の研究成果を元にして、in vivoの実験に移行していく予定である。比較検討群として、ヌードマウスの冠動脈前下降枝を結紮することによって心筋梗塞を人為的に誘発し、3日後(ヒトの臨床では、約7-10日後に相当)にhAdSCをDiIなどの蛍光色素でラベルした10^4, 5x10^4, 10^5, 5x10^5/匹の異なる数を投与し、梗塞心筋に細胞が集積素最小数を見極める予定である。次に、最小投与細胞数を決定した後に、1PBS投与群、2薬剤非封入PLGAナノ粒子抱合hAdSC投与群、3シンバスタチン封入PLGAナノ粒子投与群、4シンバスタチン封入PLGAナノ粒子抱合hAdSC投与群に分けて実験を行う計画を立てている。H30年度は、前年度のin vivo実験結果としての心筋再生のメカニズムを解明するための解析実験を主に実施する予定である。今回の実験結果において、移植(静脈内投与)した細胞は、虚血傷害のある心筋組織には集積するものの、術後1ヶ月の時点において心筋組織に集積したhAdSCの残存(他系統への分化)は認められなかった。
ジオソーシャルデータに最適化された分析アルゴリズムと実行プラットフォームの研究（国際共同研究強化）

この在外研究において、ソーシャルデータ分析における、SNSユーザのプロファイルと、データのコンテキスト推定に関する技術体系に関し研究した。研究成果は、当初の目的通り、研究代表者の研究チームによる成果のみならず、Richard Chbeir教授の研究チームの学生の指導を通じて二件の国際会議発表を行う等、相互的な研究の進捗を達成した。内定年度:2015平成28年10月より、本助成により、一年間の在外研究を開始した。現在、Universite de Pau Pays et del'Adourに滞在し、大規模なソーシャルデータから、ユーザのプロフィールや場所の性質を考慮した、イベント検知技術に関して研究を進めている。具体的には、Flickrのジオタグ付き写真から、任意の場所の性質(観光地か商業地か、観光地だとして、どのようなランドマークがあるのか)を自動的に抽出可視化するためのアルゴリズムを研究している。またそれに加えて、受け入れ先研究室の学生と共同で、スマートビルディングの実現を目指した、ユーザ行動の分析とイベント発見技術を研究している。このように、本助成により、ソーシャルデータ分析における国際的な研究ネットワークを形成しつつある。今後はそれら研究を進めると共に、国際共同研究の成果を学術論文誌・国際会議等で発表する計画である。平成28年10月より本研究費の助成による在外研究を開始した。滞在先大学や周辺大学を含めた、新たなプロジェクトを開始する等、本基金の目的に沿った研究の発展が達成されつつあり、おおむね順調に進展しているといえる。滞在中においては、国際的な観光地である滞在先のバスク地方において、観光に関するソーシャルデータの収集および、GPSログ等地理データの観測・収集を行った。これにより、ヨーロッパ12カ国に渡る広範囲のGPSログを収集し、約500GBのジオタグ付き風景写真からなるデータベースを作成した。また、現在、ソーシャルデータを収集するクローラをGitHub上で公開するための準備を行っている。研究に関してはRichard CHBEIR教授と、場所を入力にとり、その場所に関連するキーワードをビッグデータから機械的に発見するアルゴリズムの開発を行った。これは、ジオタグのビッグデータ等、地図上に分散する大量のキーワードデータベースを対象として、その中で与えられたファジーな領域に対して、その重み付けを考慮して、その領域を特徴付けるキーワードをとの重みを算出するアルゴリズムであり、ジオソーシャルビッグデータ分析の基盤的な技術になりえる。国際共同研究の主な成果としては、これまでSNSのみをデータ源としていたが、さらに加えて、マルチメディアセンサネットワークのデータを使って、人のソーシャルアクティビティを分析する技術との統合を行った。アルゴリズムに関する成果としては、疎なイベントを有する大規模時系列データに対するイベント発見のアルゴリズムを研究開発した。このアルゴリズムは汎用的な技術であり、応用としてソーシャルデータのみならず、月の地震へ適用する事を示した。平成29年9月の帰国後も継続する研究協力体制の強化に努める。現在、フランス・EUによる医薬データに関連した研究プロジェクトに参画しており、、研究代表者の研究シーズであるソーシャルデータ分析技術の当該プロジェクトへの適用を検討している。本研究によって達成される。データ工学
処理内容に合わせ自由にプログラムの実行を制御できるプログラム実行環境に関する研究

1.複数のスケジューリングポリシを共存させ、プログラムの処理内容に合わせて、自由にスケジューリングポリシを共存させる機構に関する研究成果として、複数のプロセスからなるサービスの実行性能を保証する方式を提案した(情報処理学会研究報告)。提案した方式では、サービスの処理内容に合わせて、複数のスケジューリングポリシを適用することを可能にしている。実アプリケーションの例として,現在インターネット上で広く利用されているApache Webサーバを用い,提案方式を用いて評価した.評価の結果,サービス(Webサーバ)を単位として実行速度を調整することができ,さらにWebサーバの実行性能を保証し,Webサーバの応答時間を保証できることを示した.2.再利用可能なOS資源を効率的に管理する手法を提案し,実装と評価を行った(情報処理学会コンピュータシステム・シンポジウム).この機構を用いることにより,プログラムの実行の際に必要となるプロセスの生成と消滅処理を高速化することができ,プログラムの実行をより効率よく行うことが可能となる.上記に示したApache Webサーバを用いてその効果を明らかにする予定である.3.OSの資源を永続化する基本方式を提案した(FIT2002).この機構を実現することにより,計算機が緊急停止した場合でも,計算機の再起動後に,再起動前のOS資源をそのまま利用することができる.また,計算機の緊急停止によりプログラム処理結果が失われることを防ぐことができる.4.プログラムの実行速度を調整する機能を利用して,通信帯域を調整する方式について検討し,評価結果した(情報処理学会第65回全国大会で発表予定).本研究では,プログラム実行速度調整機能を利用して,通信帯域を調整できることを示した.今後の課題として,調整性能とパケット到着間隔の関係の分析がある.また,この機能を用いることで,プログラムのコンテンツに合わせて通信帯域を調整することが期待できる.したがって,様々なプログラムを用いて提案方式の有効性を確認する予定である.1.複数のスケジューリングポリシを共存させ、プログラムの処理内容に合わせて、自由にスケジューリングポリシを共存させる機構に関する研究成果として、複数のプロセスからなるサービスの実行性能を保証する方式を提案した(情報処理学会研究報告)。実アプリケーションの例として,現在インターネット上で広く利用されているApache Webサーバを用い,提案方式を用いて評価した.評価の結果,サービス(Webサーバ)を単位として実行速度を調整することができ,さらにWebサーバの実行性能を保証し,Webサーバの応答時間を保証できることを示した.2.再利用可能なOS資源を効率的に管理する手法を提案し,実装と評価を行った(情報処理学会コンピュータシステム・シンポジウム).この機構を用いることにより,プログラムの実行の際に必要となるプロセスの生成と消滅処理を高速化することができ,プログラムの実行をより効率よく行うことが可能となる.上記に示したApache Webサーバを用いてその効果を明らかにする予定である.3.OSの資源を永続化する基本方式を提案した(FIT2002).この機構を実現することにより,計算機が緊急停止した場合でも,計算機の再起動後に,再起動前のOS資源をそのまま利用することができる.また,計算機の緊急停止によりプログラム処理結果が失われることを防ぐことができる.4.プログラムの実行速度を調整する機能を利用して,通信帯域を調整する方式について検討し,評価結果した(情報処理学会第65回全国大会で発表予定).本研究では,プログラム実行速度調整機能を利用して,通信帯域を調整できることを示した.今後の課題として,調整性能とパケット到着間隔の関係の分析がある.また,この機能を用いることで,プログラムのコンテンツに合わせて通信帯域を調整することが期待できる.したがって,様々なプログラムを用いて提案方式の有効性を確認する予定である.
神経系と免疫系をつなぐ機序の細胞性および分子性メカニズムの解析

神経系による免疫系の制御の分子機構を明らかにする目的で、神経ペプチド2種類、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)と神経ペプチドY(NPY)の、リンパ球に対する効果を検討してきた。そこで本年は、リンパ球上にこれら神経ペプチドに対する受容体分子が存在するかどうか、またそれら受容体からの細胞内シグナル伝達の様式について検討した。(1)NPYおよびCGRPは、免疫系をTh2優位な方向に偏らせることが判った。(2)マウスCGRP受容体遺伝子、CRLRとRAMP1を遺伝子クローニングし、両者の同時発現によってCGRPを結合することが判った。RAMP1欠損マウス作成を開始した。(3)CGRP受容体は、マウスT細胞に発現していることを明らかにした。(4)COS-7細胞にCRLRとRAMP1の両者を同時発現させた時、CGRP刺激により細胞内cAMPの蓄積が見られた。(5)NPY受容体のうち、Y1RサブタイプがマウスT細胞に発現していることが判った。ただしY1R欠損マウスでは、Y1Rを代償するようにY2RとY4Rを発現していた。以上の事実から、リンパ球にもCGRPやNPYが働き、サイトカン産生に影響することが明らかになった。マウスヘルパーT細胞は神経ペプチドY(NPY)に応答し、サイトカイン産生を制御することを明らかにしてきた。そこでNPYに対する受容体分子(NPYR)がTリンパ球上に発現されているかどうか、またNPYRを介した細胞内シグナル伝達が、サイトカイン遺伝子発現をどの様に制御するかを明らかにすることを目的に研究を進めた。ヒト、ラットではY1からY6までの6種のNPYRが報告されており、そのうちY3を除いて、またマウスではY3、Y5以外はcDNA構造が報告されている。そこでマウス塩基配列を元にプライマーを設計し、マウスY1、Y2、Y4、Y6、についてRT-PCRをおこなった。マウスY5についてはラット塩基配列を元にプライマーを設計した。1)RT-PCR法により、マウス脳RNAを検討し、それぞれのプライマーが正しいPCR産物を増幅していることを確認した。また塩基配列も同時に確認した。2)NPYはTh2クロンに働きIL-4産生を促進し、Th1クロンに対してはIFNγ産生を抑制する。そこで両クロンを対象にRT-PCRを行ったところ、いずれのヘルパーT細胞のクロンでもY1とY4のみを発現していた。3)マウスY5の全塩基配列を決定し、RT-PCR用のプライマーを設計した。4)胸腺を対象にRT-PCRを行ったところ、Y5のみ発現していた。機能的なT細胞クロンがY1とY4のみを発現するのに比べ、未純なT細胞のNPYR発現パターンが異なっていることは興味深い。今後、正常成熟T細胞のNPYRの発現パターンを検討し、分化段階と機能との関連を調べるとともに、サイトカイン発現の細胞内制御機構を明らかにしたい。1:平成9年度までの成果:神経系と免疫系は独立した統御系にありながら、密接な連関をもって互いに制御し合っていることが知られている。われわれはこれまでに、マウスヘルパーT細胞の活性が種々の神経ペプチドで微妙に制御されていることを明らかにしている[Kawamura et al NeuroImmunoModulation(1998)]。本研究では両系の連関の細胞性・分子性機序、特に神経ペプチド(NPYとCGRP)のリンパ球への作用機序について明らかにすることを目的とする。2:NPY受容体:まずマウスリンパ球上にNPYに対する受容体が発現されているかどうかを解析した。その結果、成熟過程で受容体サブタイプに変化が認められることが判った。さらに、成熟T細胞ではYlRサブタイプが選択的に発現されていることを明らかにした。マウスYlR遺伝子を単離し培養細胞に発現させたところ、NPYの結合が確認できた。3:CGRP受容体:一方CGRPに対する受容体を同定していく過程で、ヒトでは2種の蛋白から受容体が構成されている可能性が報告されたため、マウスホモローグの単離を試み、新規のマウス遺伝子、m-CRLRとm-RAMPlを単離した。

単離した2種の遺伝子を培養細胞に共発現させたところ、CGRPの直接結合と、それに伴う細胞内シグナル伝達分子の活性化が確認できた。またCGRPのリンパ球での発現については、マウスT細胞ではサブセットに関係なく発現していることを明らかにした。4:今後の課題と研究方針:今後2種の神経ペプチドのリンパ球への作用を、受容体分子によるシグナル伝達分子の活性化機序、およびリンパ球への作用の生理的意義の両面からの解析を進めていく予定である。神経系による免疫系の制御の分子機構を明らかにする目的で、神経ペプチド2種類、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)と神経ペプチドY(NPY)の、リンパ球に対する効果を検討してきた。そこで本年は、リンパ球上にこれら神経ペプチドに対する受容体分子が存在するかどうか、またそれらの受容体からの細胞内シグナル伝達の様式について検討した。(1)CGRP特異的受容体はRAMP1と呼ばれ、ヒト遺伝子が1998年にクローニングされている。そこでマウスカウンターパートcDNAをクローニングし、その塩基配列を元に設計したプライマーを用いて、マウスヘルパーT細胞クロンmRNAのRT-PCRを行い、リンパ球にもCGRP受容体が発現されていることを確認した。(2)RAMP1 genomic DNAのクローニング、ターゲティングベクターの構築をすすめ、現在ノックアウトマウスの作成を試みている。(3)NPY受容体には現在6種(Y1R-Y6R)のサブタイプが見つかっている。そこでマウスT細胞でのこれらの発現をRT-PCR法で調べたところ、脾臓T細胞や胸腺細胞ではY1Rのみが発現されていることが判った。(4)Y1Rを強制発現したT細胞腫瘍株では、NPYの単独刺激で、T細胞抗原受容体刺激に匹敵するほどのIFNγとIL-4の産生が認められた。またNPYの添加によりNF-ATの活性化が確認できた。(5)Y1Rノックアウトマウス(恵与された)では、NPY共存下でのT細胞刺激で認められるIFNγの産生増強が消失していたが、IL-4産生はほとんど影響されなかった。またノックアウトマウスではY1Rを代償するようにY2RとY4Rの発現が確認できた。以上の事実から、リンパ球にもCGRPやNPYが働き、サイトカイン産生に影響することが明らかになった。
TNF-α誘導性細胞質RNA受容体を標的とする関節リウマチの治療法開発

Retinoic acid-inducible gene-I (RIG-I)とmelanoma differentiation-associated gene 5 (MDA5)は、tumor-necrosis factor (TNF)-αによりその発現が誘導される、細胞質に存在するRNA受容体である。RIG-IおよびMDA5は、ウイルス感染により発現が高進すること、ウイルス発現により発症の誘導や症状の増悪がおこることが知られる関節リウマチやループス腎炎などの慢性炎症性疾患において、RIG-IやMDA5の発現が高進していること、また、RIG-IやMDA5をノックダウンすると、炎症性サイトカインの産生が抑制されること、などが明らかになった。RIG-IとMDA5は新たな治療の標的になりうる分子と考えられる。関節リウマチ患者由来の培養ヒトメサンギウム細胞を、炎症性サイトカインの一つであるTNF-αで処理すると、RIG-Iの発現が亢進し、RIG-Iは、下流のケモカインの一つであるCCL5の発現を調節していること、また、RIG-Iの発現には新たに産生されるIFN-βが関与していることが明らかになった(Imaizumiら:Immunol Lett, 2009)。また、関節リウマチと同様に自己免疫疾患の一つである炎症性腸疾患についてのRIG-Iの意義についての基礎検討を行った。その結果、培養腸上皮細胞をIFN-γで処理するとRIG-Iの発現が亢進し、そのRIG-Iは下流のケモカインCXCL9、CXCL10、CXCL11の発現を制御していることが明らかになった(Kawaguchiら:Immunol Lett, 2009)。以上より、RIG-Iは、ヒトの自己免疫性疾患の病態に関与している事と、ウイルスと宿主との相互関係に重要な分子であることが明らかにされた(Paponら:Virology, 2009)。TNF-α誘導性細胞質RNA受容体の一つであるRIG-Iは、ウイルス感染に対する初期感染応答に重要な役割を果たしているが、一方、RIG-Iの過剰な発現は炎症性疾患の発症や病態にも関与していると考えらている。培養ヒトメサンギウム細胞を、炎症や免疫を調節するサイトカインの一つであるIFN-γで処理すると、RIG-Iの発現が亢進し、RIG-Iはその下流の転写因子であるIRF7の発現を調節していることが明らかになった(Imaizumiら:Lupus,2010)。また、ウイルス感染をmimicする試薬であるpoly ICで細胞を処理すると、TLR3および、新たに産生されるIFN-βを介して、RIG-Iの発現が亢進し、また、RIG-Iは下流のケモカインの一つであるCCL5/RANTESの発現を調節していることが明らかになった(Imaizumiら:Nephrol Dial Transplant,2010)。さらに、炎症反応におけるmicroRNAの関与の可能性を考えて検討を行った。その結果、IFN-γおよびTNF-αは、相乗的にmicroRNA-155の発現を亢進させ、このmicroRNA-155がCXCL10/IP-10の発現を抑制することが明らかになった(Imaizumiら:Am J Nephrol,2010)。以上よりRIG-IやmicroRNA-155が自己免疫性炎症性疾患に病態に関与していることが考えられた。Retinoic acid-inducible gene-I(RIG-I)は、細胞質に存在するRNA受容体の一つで、ウイルス感染に対するInnate Immunereactionsや、関節リウマチをはじめとした様々な慢性炎症性疾患の病態に関わっている。ウイルス感染を認識するパターン認識受容体には、RIG-Iの他に、melanoma differentiation associated gene5(MDA5)やToll様受容体3(TLR3)がある。細胞をのTLR3アゴニストであるpoly ICで処理すると内因性のIFN-βの発現を介してRIG-IやMDA5の発現が誘導される。そのRIG-Iの下流では、ケモカインの一つであるCCL5の発現が制御されている。Basic helix-loop-helix転写因子であるDEC2の発現がpoly ICによって誘導され、そのDEC2がIFN-β/RIG-I/1CCL5 pathwayを抑制するというnegative feedback loopをつくっていることを明らかになった(Imaizumi Tら:Immunol Lett,2011)。また、TLR3やRIG-Iの下流で、IFN-stimulated gene20(ISG20)というRNA分解酵素が誘導され、抗ウイルス応答に関与していることが明らかになった(Imaizumi Tら:Nephron Exp Nephrol,2011)。

また、RIG-IはtypeIII IFNの誘導にも関与していることが明らかになった(Okabayashi Tら:Virus Res,2011)。さらに、蛋白尿を伴った紫斑性腎炎において、Th1とTh2とのバランスがTh1優位になっていることが明らかとなった(Tsuruga Kら:Pediat Neohro1,2011)。以上より、RIG-IやTh1反応が自己免疫性疾患の病態に関与していることが考えられた。我々は、慢性炎症反応における自然免疫反応系の意義について研究を行ってきた。自然免疫系のうち、ウイルス感染に対するパターン認識受容体には、従来よりよく解析されてきたToll-like receptor (TLR)ファミリーの一つであるTLR3と、retinoic acid-inducible gene-I (RIG-I)とmelamona defferentiation-associated gene 5 (MDA5)を含む細胞内RNA受容体ファミリーとがある。本研究では、RIG-I、MDA5の、慢性炎症における意義を、TLR3、TLR4と比較することにより、検討を行った。その結果、炎症反応に重要な役割を果たすケモカインの一つであるCXCL10の発現は、TLR3およびRIG-Iの下流においてIFN-beta、MDA5が関与していることが明らかになった。さらに、ウイルス感染に伴って引き起こされるSTAT1のリン酸化に、RIG-Iが関与する経路があること、また、RIG-IやMDA5のアダプター分子であるmitochondrial antiviral signaling porotein (MAVS) mRNAの発現は、主に、post-transcriptionalに制御されていることもわかった。また、関連して、紫外線の一種であるUVBがRIG-Iの発現を抑制することや、Helicobacter pyroliの感染した胃粘膜では、MDA5の発現が更新していることも見出した。前年度には、IFN-β/RIG-I-CCL5 pathwayを明らかにしていたが、今年度は、DEC2がこのpathwayを抑制し、negative feedbackloopsystemを形成していること、RIG-IやMDA5の下流でRNA分解酵素であるISG20が発現し、抗ウイルス応答の一部に関与していることが明らかとなり、前年度の知見をさらに発展させる結果が得られており、おおむね順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、来年度が最終年度と成るため、これまで得られている、プレリミナリーな結果をまとめ、また、そのことによって、研究全体を俯瞰して、まとめたい。さらに、それに基づいて、新たな仮説と実験計画を構築したいと考えている。
コアーシェル型高分子微粒子開始剤の秩序配列重合によるフォトニック結晶設計

本研究は安価な製造法でコアーシェル型高分子微粒子を合成し、リビングラジカル重合可能な開始剤を導入したマクロイニシエータに変換し、第3成分モノマーを微粒子自身から放射状にグラフトする秩序配列重合でフォトニック結晶を作製し、構造色(赤・緑・青)の3原色を揃えることでフルカラー化の新技術を確立することを目的とした。本年度にえられた成果は以下のとおりである。1.メタクリロイル末端ポリスチレンマクロモノマー(PS-MC)とp-bis(methacryloylethylthio)xylilene(BMTX)のラジカル分散共重合を超音波照射下ジオキサン中で行い、粒径1450-180nm(Dw/Dn=1.16)の高屈折率コアからなるコアーシェル微粒子を合成する技術を確立した(PBMTX : n=1.59)。この微粒子はフォトニック結晶や拡散フィルムのフィラー分散剤として応用できる。2.アニオン重合で超分子量poly(a-methylstyrene)-block-polyisoprene(PMS-block-PI : PI 20mol%)を合成した。このPMSシェル部にリビングラジカル重合の開始剤となるジチオカルバメート(DC)基を導入した。このフィルムはPI球が体心立方(BCC)のミクロ相分離形態をとる。このフィルムをメタクリル酸メチル(MMA)に膨潤させると膨潤時間の増加とともに青・緑・赤へと発色する。各膨潤フィルムをUV照射させMMAのリビングラジカル重合でPMMAがコア・シェルに貫通したIPNフィルムを構築Braggの回折・反射を基本原理とする構造色フィルムの作製に成功した。本研究は安価な製造法でコアーシェル型高分子微粒子を合成し、リビングラジカル重合可能な開始基を導入したマクロイニシエータに変換し、第3成分モノマーを微粒子自身から放射状にグラフトする秩序配列重合でフォトニック結晶を作成し、構造色(赤、青、緑)の3原色を揃えることでフルカラー化の新技術を確立することを目的とした。本年度に得られた成果は以下のとおりである。1リビングアニオン重合でポリスチレン(PS)アニオンを合成し、メタクリル酸クロリドとの停止反応でメタクリロイル型(PS-MC)マクロモノマーを合成した。ジオキサン中4-ビニルピリジン(VP)、橋かけ剤エチレングリコールジメタクリレート(EGDM)の分散重合をPS-MCの存在下で行い、PSグラフト鎖による立体安定化による非水溶媒系での微粒子合成法を確立し、粒径40-900nmの粒径分布の狭いコアーシェル型微粒子を得た。2微粒子のPSシェル部に高分子反応でリビングラジカル重合の開始種となるジチオカルバメート(DC)基を導入したマクロイニシエータに変換した。メタクリル酸メチル(MMA)モノマー中に微粒子(粒径120nm)をC*濃度付近で分散させ体心立方(BCC)の充填格子をとらせ、UV照射によりDC基からグラフト重合し格子を固定したフォトニック結晶を作成した。この膜は透明で青色のBragg回折に基づく構造色を示した。これらの結果に理論的考察を加えた。・次年度の継続研究で赤・緑の色を揃えフルカラー化を完成させる。
日本中世政治・社会・軍事史料の国際的情報化の研究

本研究の主目的は、日本古代・中世歴史用語・歴史語彙の英語への翻訳基準の設定、欧米における前近代日本学研究関連文献に見られる歴史用語・語彙の翻訳状況に関する情報収集・検討、およびそれらの電子情報化などによって日本史研究の一層の国際化を目指すことである。本年度は、以下の研究に従事した。1.日本古代・中世歴史用語・歴史語彙の英語への翻訳基準の研究日本古代・中世史関係用語グロッサリーのデータベース作成を行った。既存の研究書にあるグロッサリー・インデックス等から抽出したもの、約22,000項目の入力・編集を行った。このデータベースは、現在史料編纂所のホームページを通じて公開されており、今後も、日本史用語の語彙リスト自動抽出プログラムを作成するという目的にそって、データベースをより完全なものにしていくことに努める。2.欧米における前近代日本学研究関連文献に見られる歴史用語・語彙の翻訳状況に関する情報収集米国UCLA、南カリフォルニア大学、およびAssociation of Asian Studies 2004年大会において、アメリカ日本学研究における前近代史・思想史用語・語彙の英語への翻訳状況について、意見交換をすることによって、より具体的なデータベース作成作業のための方針を立てることができた。3.日本前近代史料の国際的情報化の研究平成15年7月に開かれた国際研究集会で、出席した多くの研究者とグロッサリーの作成、歴史用語翻訳基準の設定や電子情報化に関する意見を交換した。また、鎌倉時代における鎌倉武士団の軍事的な文化、特に騎射・笠懸・流鏑馬・犬追物などの形成に関する副研究を行い、現在、それらの研究成果をまとめた論文を執筆中である。この課題は、次年度に展開したい。
インスリンの求心性迷走神経を介した脳入力と摂食・全身代謝連関

求心性迷走神経は各臓器と脳を繋ぐ内臓感覚神経で、末梢情報を脳へ伝達して摂食や全身代謝を調節する重要な役割を担っている。食後ホルモンのインスリン、GLP-1、オキシトシン、グルカゴンは共通の求心性迷走神経サブクラスを活性化した。内因性GLP-1による求心性迷走神経活性化は、摂食を抑制し、耐糖能を向上させた。従って、インスリンも作用する求心性迷走神経サブクラスは摂食と糖代謝調節に重要であることが示された。求心性迷走神経は末梢情報を脳に伝達する内臓感覚神経である。これまでに、食後分泌されるインスリンが求心性迷走神経に直接作用し、脳へ情報入力することを明らかとした。しかし、その生理機能は未だ不明な点が多い。本研究の目的は、インスリンによる求心性迷走神経活性化が誘導する中枢作用(摂食・糖代謝・エネルギー代謝など)を明らかとすることである。グルカゴン(膵臓や消化管由来)とオキシトシン(下垂体後葉由来)は食後に血中レベルが上昇することが報告されている。これらグルカゴン、オキシトシンが直接求心性迷走神経を活性化することを見出した。さらに、これらに応答するニューロンの過半数がインスリンにも応答した。オキシトシンの腹腔内投与は求心性迷走神経の活性化を介して摂食を抑制した。従って、インスリンやオキシトシンに応答する求心性迷走神経は、摂食抑制作用とリンクすることが示唆された。求心性迷走神経にはインスリン受容体を発現していることを我々は報告している。そこで、求心性迷走神経のインスリン受容体の発現を低下させることで、インスリンの求心性迷走神経を介した生理機能を明らかに出来る。そこで、求心性迷走神経の細胞体が集合するnodose ganglionに遺伝子発現ベクターをinjectionする方法の確立を試みた。実際に、ガラスキャピラリーを用いてラットのnodose ganglionに溶液をマイクロインジェクションすることに成功した。求心性迷走神経は、末梢と脳とを繋ぐ内臓感覚神経の1つで、末梢情報を脳に伝達する重要な神経である。申請者はこれまでに、インスリンが求心性迷走神経を直接活性化することを見出した。この作用は食事情報を脳に伝達するための重要な生理現象であることが推測される。しかし、インスリンの迷走神経を介した脳作用は不明な点が多い。本研究では、インスリンに求心性迷走神経を介した脳機能、特に摂食・糖代謝・エネルギー代謝について焦点を当てて解析することを目的とする。胃ホルモンのグレリンは、食前に血中レベルは高く、食後に低下する。この分泌挙動はインスリンと逆の関係である。本研究において、グレリンがインスリンの迷走神経への活性化作用を抑制することを見出した。このグレリンの抑制作用はグレリン受容体を介した作用であることを、グレリン受容体阻害剤を用いて明らかとした。以上の結果より、空腹時の高濃度グレリンはインスリンの迷走神経への作用を抑制し、食後はグレリン濃度が低値となりインスリンの迷走神経作用が誘導されることが示唆された。インスリンの迷走神経を介した脳機能を解析するために、求心性迷走神経特異的にインスリン受容体もしくはシグなり分子をノックダウンする方法の開発を試みた。求心性迷走神経特異的にインスリン受容体及びシグナル分子をノックダウンする実験において、ラットNodose ganglionへのマイクロインジェクション方法とそのための外科的手術が容易で無く、実験進行がやや遅れている。一方、単離迷走神経細胞を用いた実験のにおいては、インスリン作用を修飾する消化管ホルモングレリンの抑制作用や、糖尿病マウスの求心性迷走神経細胞へのインスリン作用の解析などを進めた。求心性迷走神経は末梢と脳とを繋ぐ内臓感覚神経の一つであり、末梢情報を脳に伝達する重要な経路である。これまでに申請者は、食後に分泌促進されるインスリンが求心性迷走神経を直接活性化することを見出した。これは、食事情報を脳へ伝達するための重要な現象であると推察されるが、実際のインスリンの求心性迷走神経を介した脳作用について不明な点が多い。本研究では、インスリンの求心性迷走神経を介した脳機能、特に摂食行動に注目して解析をした。Glucagon like peptide-1 (GLP-1)は、管腔内の食事刺激により腸管内分泌細胞から分泌される消化管ホルモンの1つである。食後、血中のインスリンとGLP-1は同時に上昇することから、インスリンの迷走神経活性化作用に対してGLP-1が協働的に作用するか検討した。マウスより単離した単一求心性迷走神経(Nodose ganglionニューロン、NGニューロン)の細胞内Ca2+濃度を測定することにより神経活性化を評価した。インスリン(100 nM:最大活性濃度)またはGLP-1(10 nM:最大活性濃度)の投与は、それぞれ約10%のNGニューロンの細胞内Ca2+濃度を上昇させた。さらに、インスリンに応答するNGニューロンの72%がGLP-1にも応答した。NGニューロンに対する活性化作用が弱い低濃度のインスリン(1 nM)とGLP-1(1 nM)を同時にNGニューロンへ投与すると、NGニューロンの細胞内Ca2+濃度を相加・相乗的に上昇させた。以上より、GLP-1がインスリンの迷走神経活性化作用を増強することを明らかとし、食後の満腹感誘導や糖代謝亢進作用への関連が示唆された。

ウイルスベクターを用いた求心性迷走神経特異的なインスリン受容体もしくはシグナル分子ノックダウンの実験が遅れている。外科的手術を含めた手法の開発に時間を要している。他方、インスリンによって活性化される求心性迷走神経はGLP-1によっても活性化することを見出した。GLP-1によるインスリン応答求心性迷走神経の活性化を介した摂食抑制・糖代謝亢進作用の研究を進めた。インスリンは、約10%の求心性迷走神経に直接作用し、その情報を脳に伝達する。そして、インスリンに応答する約10%の求心性迷走神経サブクラスは、腸ホルモンのGLP-1にも応答する。そして、低濃度のインスリンとGLP-1は、相加/相乗的にこの求心性迷走神経サブクラスを活性化することを見出した。インスリンが活性化する求心性迷走神経は、GLP-1によっても活性化されることが、in vitro実験より明らかとなった。そこで、求心性迷走神経のGLP-1受容体を臓器特異的にノックダウンさせたラットを作成し、内因性GLP-1分泌促進剤による生理作用(摂食抑制亜用)に対するGLP-1受容体発現求心性迷走神経の役割を検討した。希少糖のアルロースはGLP-1を強力に分泌させることを明らかとした。そして、アルロースの経口投与は、強い摂食抑制作用を誘導した。GLP-1受容体のshRNAを発現するアデノ随伴ウイルスを求心性迷走神経の細胞体に局所投与することで、求心性迷走神経特異的にGLP-1受容体をノックダウンさせたラットを作成した。アルロースによる摂食抑制は、求心性迷走神経特異的にGLP-1受容体をノックダウンさせると、完全に消失した。従って、GLP-1受容体発現求心性迷走神経の活性化は強い摂食抑制作用を誘導させることが明らかとなった。そして、in vitro実験において、GLP-1受容体発現求心性迷走神経はインスリンによっても活性化されることより、インスリンによるGLP-1受容体発現求心性迷走神経サブクラスの活性化も、摂食抑制を誘導することが推測された。求心性迷走神経は各臓器と脳を繋ぐ内臓感覚神経で、末梢情報を脳へ伝達して摂食や全身代謝を調節する重要な役割を担っている。食後ホルモンのインスリン、GLP-1、オキシトシン、グルカゴンは共通の求心性迷走神経サブクラスを活性化した。内因性GLP-1による求心性迷走神経活性化は、摂食を抑制し、耐糖能を向上させた。従って、インスリンも作用する求心性迷走神経サブクラスは摂食と糖代謝調節に重要であることが示された。安定したマクロインジェクション方法の確立。ウイルスベクターの作成。迷走神経特異的にインスリン受容体もしくはインスリンシグナル分子(IRS2)をノックダウンしたラットの作成。これら動物の摂食・血糖値の変化を解析する。Nodose ganglionへのウイルスベクターのマイクロインジェクション法を確立する。迷走神経に発現するPhox2bのCreマウスとインスリン受容体floxマウスを交配させ、迷走神経特異的なインスリン受容体ノックダウンマウスを作成し、解析をする。インスリン応答求心性迷走神経を活性化できる別の刺激剤(GLP-1など)を利用して、脳機能や活性化領域を検討する。