hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床応用を目指した増殖因子受容体を分子標的としたターゲット療法の開発

1.研究方法まず抗IL-2受容体抗体FvフラグメントのcDNAとdes1-7RNaseのcDNAを発現ベクターに組み込み、大腸菌に封入体の形で産生させたのち、精製・再活性化した後化学的に結合させ、抗IL-2受容体Fvフラグメント・des1-7RNaseを作製する。その上でリコンビナント蛋白の白血病細胞に対する殺細胞効果、及びActinomycin Dとの相乗効果をMTT assayを用いて検討する。2.平成15年度研究成果抗IL-2受容体抗体のFv部分のみを精製するため、recombinant phage antibodysystemを用い、HとL鎖のcDNAをlinkerでDNA上組み合わせ、それを大腸菌で増幅させた後、抗体を提示するphageに感染させ、phageに新たな蛋白として精製させた。これをIL-2受容体のmonoclonal抗体に親和性のある、マウスの白血病細胞であるMJを用いたELISA法による選択を行ない、その活性を確認した。この蛋白を標識をdetectするカラムを用いて精製し、これにより活性をもった抗体のFv部分のみの単離に成功した。次にこのFv部分とconjugateをするため、RNaseのinhibitor結合部位を排除した1-7desRNaseの精製を開始した。大腸菌内に封入体の形で発現させた蛋白に対し、グラデュエーションカラム法を用いて精製した。本研究は、より抗原性の低い抗体のvariable lesionと、これにconjugateを行う殺細胞効果を有するRNaseをそれぞれcDNAから蛋白生成し、その後蛋白レベルでconjugateさせ、その抗原特異性と、殺細胞効果、及び低抗原性をmouse投与により証明する各段階より成り立っている。本研究のターゲットとする細胞はすでに抗体自身ではその殺細胞効果が証明されているmouseの白血病細胞、及びリンパ球刺激試験を用いる予定である。Control群としてはIL-2 receptorの低発現細胞を用いる。現時点での進行状況は、それぞれの蛋白生成を行っている段階であり、conjugeteの前段階までである。具体的にはまず、IL-2 Receptorに対するmonoclonal抗体のvariablelesionの蛋白生成に着手した。アマシャムのRecombinant phageantibodysystemを用い、まずH, LchainそれぞれのcDNAをlinkerでconjugateし、その後大腸菌で増幅させた後、phageに感染させphageに抗体産生を行わせた。これをIL-2 Receptorに対するmonoclonal抗体での実績のある、白血病細胞であるところのMJ-2を用いてElisaをかけ、抗体としての活性を確認した。現時点で活性確認作業中である。また同時にSDS-PAGEを用いて蛋白質量からの確認も行っている。一方でIL-2 Receptorに対するmonoclonal抗体のvariable lesionとのconjugateを行う1-7desRNase自身の蛋白生成にも平行して着手した。大腸菌に封入体の形で増幅させた後、蛋白生成を自然滴下によるgraduationカラム法を用いて行っている。この蛋白生成に関しては、まだ生成効率が悪く純度が低い、あるいは生成量が少ないなどの問題があり、現在試薬などを検討しながら再試行中である。
ESBLの分子疫学と遺伝生化学的研究

クラスA型β-ラクタマーぜ遺伝子の変異による質的変異酵素産生菌は、第三世代セフェム薬を加水分解して耐性となる。この変異酵素ESBLについては、わが国では殆ど解折されていない。当研究課題では、2年間に亘り新たな臨床分離の大腸菌と肺炎桿菌を中心に700株中のESBLを検討した結果、ピペラシリン(PIPC)耐性菌(class A型酵素産生菌)は検査株全体で14-25%前後の頻度で分離された。一方、検出したPIPC耐性の98%以上がPIPCにのみ耐性を示す株であった。これらPIPC耐性菌の中でプラスミド性のセフォタキシム(CTX)やセフタジヂム(CAZ)、アズスレオナム(AZT),セフポドキシム(CPDX)などのセフェム薬耐性菌が全体の1.2%,計18株を分離した。しかし、これらセフェム耐性菌は施設間0.1-6%と大きな偏りが見られた。PIPC./セフェム耐性(18株)はその酵素の基質特異性からPIPCに加えてセフェム薬を良好な基質とし、それに伴って菌株のMICもCPDX>CTX>CAZ,AZTであり、class A型酵素阻害薬およびセファマイシン、カルパペネムに対して感性であったことから、18株はESBL型酵素であると予測された。PCR法により遺伝子同定をしたところ、18株のESBLsはTOHO-1型が14株、KTT-1型3株、TEM型が1株であった。今回の結果は、本邦のESBLsはTOHO-1が多く、次いでKTT-1,であり、TEMの少ないことが判明した。今後ESBLs産主菌出現と抗菌薬との関係についてさらに検討する必要がある。各施設から集めたペニシリン耐性大腸菌および肺炎桿菌についてその感受性動向、β-ラクタマーゼ阻害剤を用いた結果から、class A、C及びcarbapenemase産生菌を検出し、疫学状況をまとめた。その結果、大腸菌では予想外にclass A型酵素産生菌が検出され、中にはclass A型でESBL産生菌(0.5%)と染色体性class C型産生菌もあった。一方、かかる耐性菌にclass A型酵素産生菌が共存すると一見ESBLs産生菌として捉えることがあった。肺炎桿菌から検出されたセフェム耐性は大腸菌に伝達するものが約2%あり、class A,class B、class C型酵素産生菌も僅かに検出された。また、有る施設の肺炎桿菌由来のESBL産生菌はその酵素の基質特異性やプラスミド型別が全く同一であり患者間での汚染が関与している可能性が強く示唆された(投稿準備中)が、その検出頻度はペニシリン耐性肺炎桿菌の6%であった。しかし、別の施設では0.2%程度のESBLの検出率であり、施設間で相当違っているのが現状と考えられた。さらに、今回検出した2株のclass B産生プラスミドはわれわれがかって経験した非伝達性で温度感受性でなく伝達性であり、その型別も同一であった。この他、class C型酵素産生プラスミドと思われるものも2株検出した。次いで、class Cおよびclass A型ESBLのプラスミド型別(不和合性)を検討した結果、施設間でことなるものの、同一施設では同一不和合性をしめすものが多かった。現在、プラスミド由来のESBL産生遺伝子について、外国で問題となっているTEM,SHV型由来ESBLがあるのか否かPCR法による検出の検討に入った。と同時に、診断用の検出キットを作製し、検討を始めている。

尚、この簡便なβ-ラクタマーゼ検出法キットについては現在投稿準備中である。クラスA型β-ラクタマーぜ遺伝子の変異による質的変異酵素産生菌は、第三世代セフェム薬を加水分解して耐性となる。この変異酵素ESBLについては、わが国では殆ど解析されていない。当研究課題では、昨年度結果に加えて新たな臨床分離の大腸菌と肺炎桿菌を中心に300株中のESBLを検討した結果、ピペラシリン(PIPC)耐性菌(classA型酵素産生菌)は検査株全体で14-25%前後の頻度で分離された。一方、検出したPIPC耐性の98%以上がPIPCにのみ耐性を示す株であり、プラスミド性のセフォタキシム(CTX)やセフタジヂム(CAZ)、アズスレオナム(AZT)、セフポドキシム(CPDX)セフェム耐性が1.2%、計18株を分離した。しかし、これも施設間0.1-6%と大きな偏りが見られた。PIPC/セフェム耐性(18株)はその酵素の基質特性からPIPCに加えてセフェム薬を良好な基質とし、それに伴って菌株のMICもCPDX>CTX>CAZ,AZTであり、classA型酵素阻害薬およびセファマイシン、カルバペネム感性の結果からESBL型酵素であると予測された。PCR法により遺伝子同定をしたところ、18株のESBLsはTOHO-1型が14株、KIT-1型3株、TEM型が1株であった。今回の結果は、本邦のESBLsはTOHO-1が多く、次いでKIT-1であり、TEMの少ないことが判明した。
シナプス可塑性における局所的翻訳を制御する分子メカニズムの解析

神経樹状突起後シナプスへのmRNAの輸送と局所的翻訳は、シナプス形成・可塑性の重要な基盤となっている。我々は、その局所的翻訳制御に中心的な役割を果たしているRNA granuleの構成要素として、新規RNA結合タンパク質RNG105を同定・解析してきた。本年度は、RNG105に結合するmRNAの網羅的スクリーニングをおこない、その結果、Na^+/K^+ATPaseサブユニットのうち4個ものアイソフォーム(alpha3, FXYD1, FXYD6, FXYD7)のmRNAがRNG105に結合することを見出した。RNG105ノックアウトマウスでは、これらmRNAの樹状突起への輸送が低下し、それらの翻訳産物の樹状突起局在も低下していることがわかった。Na^+/K^+ATPaseの阻害剤ウアバインは、培養神経のネットワーク形成を低下させ、さらに興奮性/抑制性シナプス形成の割合を低下させることを明らかにした。これらの効果は、RNG105ノックアウト神経の表現型に非常に良く似ていた。また、siRNAを用いた実験により、Na^+/K^+ATPaseのそれぞれのサブユニットアイソフォームをノックダウンすることによっても、同様の結果を得た。本研究では、Na^+/K^+ATPaseが樹状突起における局所的翻訳制御を受け、神経ネットワークの形成や興奮性/抑制性シナプスの形成とバランスに関与することを初めて見出した。興奮性/抑制性のバランスは正常な脳の構築と機能に重要であり、そのアンバランスは自閉症や統合失調症など多くの精神・神経疾患と深い関連があることが示されている。本研究は、シナプスの形成とバランシングについて、新しいメカニズムを提示し得ると考える。後シナプスにおける刺激依存的な局所的翻訳は,シナプス形成・可塑性の基盤となっている。我々はこれまでの研究により,RNG105が局所的翻訳の翻訳制御因子であることを示した。また,ノックアウトマウスを作成し,それらの神経ネットワーク形成が脆弱になることも示した。本年度は,RNG105ノックアウト神経における興奮性・抑制性シナプスの機能について解析をおこなった。まず,神経伝達物質受容体のシナプス局在を調べた。その結果,GABA受容体のシナプス局在が顕著に増大していた。これに対し,AMPA受容体は増減は見られないものの,その局在がネットワーク上のシナプスから細胞体へと大きく変化していた。NMDA受容体には変化がなかった。次に,神経伝達物質アンタゴニストに対する培養神経細胞の感受性を調べた。GABAアンタゴニストには超感受性を示し,神経ネットワーク形成の過剰な阻害,自発的Ca^<2+>スパイクの過剰な抑制が起こった。これに対して,AMPAアンタゴニストに対しては野生型に比べて感受性が鈍く,神経ネットワーク形成,Ca^<2+>スパイクともにほとんど阻害効果が見られなかった。また,NMDAアンタゴニストに対する感受性は野生型と差がなかった。これらの結果から,野生型ではAMPA依存的な神経活動とネットワーク形成が起きているのに対し,RNG105ノックアウトではAMPA依存性が著しく低下し,代わりにGABA依存的な神経活動とネットワーク形成,ただし脆弱なネットワーク形成,が起きていることが分かった。以上のように,RNG105ノックアウトマウスでは,興奮性/抑制性シナプス形成のバランスが異常になり,それと同時に神経伝達物質の伝達バランスも異常になっていた。このような興奮性/抑制性シナプスバランスの異常は,自閉症や精神遅滞症の原因であることが報告されており,それらにRNG105や局所的翻訳が関与するかどうかは大変興味深い問題である。
強烈な台風下の海水面を通しての熱・運動量輸送機構の解明とそのモデル化

台風など暴風下における海水面を通しての熱・運動量輸送機構を明らかにし,信頼性の高い輸送モデルを構築することは,台風の強度を正確に見積もるうえで極めて重要である.そこで本研究では,台風シミュレーション水槽を保有するロシアの海外共同研究者と協力し,高風速状態における海水面の砕波機構,および,砕波層を通しての熱・運動量輸送機構を解明し,台風下の強烈な砕波を伴う海水面を通しての熱・運動量輸送モデルを新たに構築することを目的とする.さらに,本モデルが台風強度予測に及ぼす効果について気象予測モデルを用いて検証を行う.台風など暴風下における海水面を通しての熱・運動量輸送機構を明らかにし,信頼性の高い輸送モデルを構築することは,台風の強度を正確に見積もるうえで極めて重要である.そこで本研究では,台風シミュレーション水槽を保有するロシアの海外共同研究者と協力し,高風速状態における海水面の砕波機構,および,砕波層を通しての熱・運動量輸送機構を解明し,台風下の強烈な砕波を伴う海水面を通しての熱・運動量輸送モデルを新たに構築することを目的とする.さらに,本モデルが台風強度予測に及ぼす効果について気象予測モデルを用いて検証を行う.
箸動作利き手交換訓練における動作スピードとストレスの関連

正常対象者における非利き手箸操作訓練における作業量とストレスの経時的な変化の関連を6週間(初回、2週目、4週目、6週目)検討した。方法:健常若年者13名(平均年齢20.5歳)で、箸操作利き手交換訓練のプロトコールに基づき、皿間の豆移動を課題とした利き手、非利き手箸操作訓練において、(1)利き手調査、(2)動作スピードについて(3)心拍変動のLF/HF値の計測、(4)ストレスの主観的な指標として自覚疲労症状調べを実施し、各評価項目を比較、検討した。結課;作業量については両側手とも経時的に漸増しその平均値は各測定時において有意差が認められたが、非利き手/利き手の比は初回は0.4であったがその後は0.60.7を推移した。LF/HF値は、両側手の平均値の比較において初回、2週目、4週目は有意差が認められたが、6週目には有意差は認められなかった。自覚疲労症状調べは初回においてB群、2週目においてC群が非利き手動作時に有意に高値となった。考察;作業量は両側とも動作時に経時的に漸増したとこから利き手、非利き手に関わらず動作スピードの増大がみられることが分った、加えて、非利き手/利き手比が初回と2週目の変化は大きかったが、その後、2、4、6週日はほぼ横ばいであったことから、6週間の訓練期間では非利き手の動作スピードは利き手時に到達しないことが分かった。しかし、LF/HF値は初回から4週目までは利き手時が有意に高かったが、6週目には両群の差がないことから、身体的なストレスについては6週目より改善した。また、自覚疲労症状調べでは心的症状、心身症状の疲労感が初回、2週間までは非利き手時において低下したが、その後4、6週目において差はなかった。結論、正常若年者においては動作スピード上、利き手、非利き手が同等となるより以前に身体的、心的なストレズは同等となる可能性が示唆された。本研究の主たる目的は、非利き手による箸操作の訓練開始より日常生活での実用に至る過程において、訓練手の動作的機能の熟練度と対象者が感じる心理的ストレスの変化を測定し、機能面の完成と心理面の完成の時間的関連を明らかにすることである。現在の研究の進行状況は予備的研究I-IIの移行段階であり、正常対象者における非利き手箸操作に箸動作プロトコールの作成途中である。健常若年者30名を対象にし、非利き手箸操作時のストレスを(1)利き手調査(2)心電図計測、(3)質問紙法の実施、(4)患者情報の聴取;年齢・性別・教育歴などの問診、等の調査項目を用いて行なっている。調査項目(2)については、生体信号計測用小型ポリグラフ・テレメータを使用。データ解析には、全自動循環動態・自律神経系活性ツールを用いる。(3)については自覚症調べを用いる。安静時、利き手動作時、非利き手動作時の比較において(2)は副交感神経系の優位さを表すHF/total, LF/HFともに安静-非利き手動作時に非利き手において有意差が認められたが、安静時-利き手動作時、利き手-非利き手動作間では認められなかった、非利き手動作時の副交感神経系が優位であった。(3)の指標については自覚調べにおいては合計点が非利き手群において有意に高く認められた。自覚症調べより、非利き手動作時に主観的な疲労感が高かったとの結果が出たにもかかわらず、副交感神経系が優位となることを明らかにした。この現象は非利き手動作時は利き手動作時より注意集中が必要で呼吸数が減少したことが原因ではないかと推測している。

また、自覚疲労症状調べでは心的症状、心身症状の疲労感が初回、2週間までは非利き手時において低下したが、その後4、6週目において差はなかった。結論、正常若年者においては動作スピード上、利き手、非利き手が同等となるより以前に身体的、心的なストレズは同等となる可能性が示唆された。
病院における聴覚障害者の受療時の対話支援用手話アニメーションの研究開発

聴覚障害者の受療拒否を低減するために、受診ならびに受付での対話を支援する手話アニメーションシステムを開発した。手話辞書の生成、手話通訳者の手指動作や身振りの計測値を利用した手話アニメーション生成、ならびに聴覚障害者が病院受付や医療時に必要とされる対話内容の分析とそれに基づく対話システムの構築を検討した。その結果、開発した手話アニメーションのわかりやすさの向上と受付業務用の対話システムの利用性の高いことが明らかになった。病院において手話通訳者を必要としないで、聴覚障害者と健聴者との円滑なコミュニケーションの支援を可能とするための日本語と手話の相互翻訳システム構築を目指している。本研究では胃部レントゲン検査におけるレントゲン検査技師と受検者のコミュニケーションを対象とする。従来の問題点であった手話画像の奥行き方向のわかりやすさを改善するために、立体視表示による手話画像を作成した。この手話画像のわかりやすさを調べるために評価実験を行った。10年以上手話を用いいている聴覚障害者を被験者とした。評価実験では胃部レントゲン検査指示用の手話画像を立体視表示したものとの平面視表示したものの2種類の手話のわかりやすさを比較検討した。その結果、立体視表示にする事により、前後方向に動作する手話単語の分かりやすさが向上した事がわかる。これは、立体視表示にする事により、手話モデルの奥行き感が向上した事で、平面視表示よりも手の形や手の前後方向の動きがわかりやすくなったと考えられる。また、聴覚障害者の受療拒否の問題を解決するための方策を検討するために、聴覚障害者の乳がん検診受診に関する質問紙調査を実施した。聴覚障害の女性70名、ならびに対照群として156名の健聴女性であった。質問項目は、聴覚障害の有無、乳がん検診の認知状況、受診・非受診の理由、検診の内容などであった。回収率は78%であった。過去2年以内のマンモグラフィー併用検診受診率はそれぞれ19%と27%で、検診は知っていても積極的な受診行動には結びついていない傾向が聴障者により強く伺われた。今後検診を受診したいとの回答は健聴者で75%であったのに対し、聴障者では55%であった。受診しない理由のうち、男性医師・技師に胸を触られるのがイヤとかコミュニケーションがとりにくいというのが有意に高かった。これらのことから聴覚障害者に対するコミュニケーション支援システム構築のための具体的な検討事項が得られた。病院において聴覚障害者と健聴者との円滑なコミュニケーションの支援を可能とする3次元手話アニメーション生成のために、画像表示空間での視角が手話認知に与える影響を検討した。評価実験の結果、胃部レントゲン検査用の手話文の読取り実験の正答率は3次元表示の方が2次元表示に比べ3.8%高かった。さらに、3次元表示の視角30°と60°においては、アバタが自然な手話を行っているように見えることが被験者の意見からわかった。また、遠近感を強調しすぎた場合に、上下方向の運動がなければ知覚しにくい事もわかった。このことから3次元表示において視角が30°付近から60°付近の間に適正な表示条件が存在すると考えられる。また、聴覚障害者の受療拒否の問題を解決するための方策を検討するために、聴覚障害者16名と健聴者31名を対象にマンモグラフィー併用乳がん検診を行い、問診表記入、検査および診察時の所要時間を測定した。検診後に乳がん検診受診に関する質問紙調査も行った。検診では、(1)手話通訳者や要約筆記を配備、(2)検査前に手話・字幕付きビデオで流れを説明、(3)貼紙により指示を分かりやすくするといった工夫をした。検査の所要時間は、健聴者と聴覚障害者で差がなかったが、問診表記入時間と診察時間は聴覚障害者の方が長かった。聴覚障害者は触診中の質問や応答が難しく、医師も結果の詳しい説明に筆談の限界を感じていた。医師・看護師とのコミュニケーションについて、健聴者は全員が「ほぼ通じた」と回答したが、聴覚障害者では「ほとんど通じなかった」が12%いた。また、結果説明の理解度は、健聴者では「よくわかった」が97%だったが、聴覚障害者では74%にとどまった。手話字幕つき説明ビデオや貼紙による指示は有効と考えられるが、双方向の意思疎通については更なる支援システムの検討が必要である。医療現場ではコミュニケーション障害が原因と見られる聴覚障害者の受療拒否問題がある。この受療拒否を低減するための手話アニメーションを用いた対話システムの構築を目的として、レントゲン検査における手話アニメーション指示システムの検討を行った。今年度は聴覚障害者にわかりやすい手話画像提示のために3次元表示条件と、聴覚障害者側と医師あるいは技師側との間の手話アニメーション情報の伝達方法について検討した。また、実際の医療現場で使用する対話システムのための着目点を調査により明らかにした。

まず、開発中の2次元表示手話アニメーションにおける奥行き方向の動作のわかりにくさを解決するために、3次元表示アニメーションを生成し、その条件について聴覚障害者は30名による評価実験を行なった結果、最適表示条件は手話単語の奥行き方向の移動量により異なることが示された。また、奥行き情報の付加だけではわかり易さの向上の困難な単語のあることを明らかにした。次に、コミュニケーションツールとして技師側のコンソール端末に提示した手話アニメーション提示用画面で指示文を入力(一部は選択)すると、聴覚障害者側の画面へ手話アニメーションを提示するシステムのための画面設計を行い、そのユーザビリティ評価を聴覚障害者に対して行った。その結果、この方法の利用性の高いことを確認した。実用化のためには手話アニメーションの改善が必要なことも明らかになった。さらに、医療の場での対話システムを検討するために、某診療所の外来に通院する聴覚障害者の診察時の会話を記録し、それを分析した結果、医師の発言は大きく10項目に分類でき、そのうちの4項目の対話は定型化できることがわかった。また、患者の病状把握のための会話や、診察・検査結果の説明などにおける手話アニメーションによる支援導入が重要なことも明らかになった。
熱物性を考慮したダイヤモンド切削の分子動力学シミュレーション

本研究では以下の3点に取り組んだ.1.古典分子動力学法によるシミュレーションに,金属特有の自由電子の移動による熱輸送を考慮した補正を加えるための計算手法を提案すること.2.ダイヤモンド工具をモデル化し,ダイヤモンドの物性,特に熱物性を表現する手法の開発を試みること.3.それらのモデルによるシミュレーションにより切削のミクロなメカニズムについての知見を得ること.得られた成果は以下の通り.1.本研究より以前に,微小な系において一定の成果を上げていた原子速度の空間的な平均化による金属熱伝導の表現方法では,より大きな3次元系ではFourierの法則に従う挙動を表現できないことがわかった.2.原子速度の二乗平均を用い,かつ一般に知られている材料のマクロな熱伝達率をパラメータとして含む新しい手法を提案し,熱伝導挙動を改善できた.ただし,依然として原子の運動のばらつきが失われる,マクロとミクロの速度を区別できないなどの問題点が残っている.4.Tersoff-Brennerポテンシャルによるダイヤモンド工具のモデル化を試みたが,結晶の表面状態の表現が困難であり,安定した結果を得られなかった.5.炭素原子のばね結合モデルによって,ダイヤモンド工具を表現した.このモデルは弾性率や熱物性を比較的良く表すが,原子論的な根拠には乏しく,現段階では検証が不十分である.6.上記のモデルにより切削シミュレーションを行い,提案したモデルでは通常の分子動力学法と比較して,同一の切削条件においてせん断角が大きく,また刃物先端により高温の領域が生じるなどの結果が得られた.当初計画していた方法が予想の結果を生まなかったこと,およびそれに伴う研究の遅れによって,検証の不十分な点が残っており,研究の期間内に成果を発表することはできなかった.本研究の目的は,ダイヤモンドの熱物性が他の工具材料と著しく異なることが,金属切削におけるダイヤモンド工具の優れた特性に及ぼす影響を調査することである.そのためには熱の状態をより正しく表すシミュレーション手法が必要であることから,まず古典分子動力学法を用いたシミュレーションにおいて,金属特有の現象であり通常の分子動力学法では考慮されない自由電子による熱輸送を含めて,金属の熱物性を簡便な方法で表現することに取り組んだ.過去に行った研究において,周辺原子の速度を平均化する手法によってフーリエの熱伝導法則に近い挙動を表現できるのではないかという見通しを持っていたが,当時はパーソナルコンピュータで計算できる程度の小さな系でしか検討できなかった.今回科学研究費補助金の助けを得て,スーパーコンピュータにより,より大きな系を対象に検討を行った.銅結晶格子の(1,1,1)面における一次元熱伝導モデルにより検討した結果,原子数50×100個程度の系においても,系全体の温度が与えられた境界条件とは一見無関係に,一方向に変化していく傾向があるなどの不都合が明らかになり,小さな系で有効であった速度の平均化手法は,必ずしもそのままではより大きな系には適用できないことが明らかとなった.この問題点を改善するため,速度を二乗平均する方法や,乱数により速度を再配分する方法など,新たな手法をいくつか提案し検証を行っているが,現在までのところ満足できる結果は得られていない.また提案している方法のいくつかは当初の予想よりも計算量が多くなり,切削シミュレーションに用いるには不向きであると考えている.これらのことを踏まえ,今後も引き続き熱伝導率の表現と計算負荷のバランスが取れた手法を模索していく予定である.また以上のような経過から,現在までのところ外部に発表できるような成果を得るには至っていない.本研究では以下の3点に取り組んだ.1.古典分子動力学法によるシミュレーションに,金属特有の自由電子の移動による熱輸送を考慮した補正を加えるための計算手法を提案すること.2.ダイヤモンド工具をモデル化し,ダイヤモンドの物性,特に熱物性を表現する手法の開発を試みること.3.それらのモデルによるシミュレーションにより切削のミクロなメカニズムについての知見を得ること.得られた成果は以下の通り.1.本研究より以前に,微小な系において一定の成果を上げていた原子速度の空間的な平均化による金属熱伝導の表現方法では,より大きな3次元系ではFourierの法則に従う挙動を表現できないことがわかった.2.原子速度の二乗平均を用い,かつ一般に知られている材料のマクロな熱伝達率をパラメータとして含む新しい手法を提案し,熱伝導挙動を改善できた.ただし,依然として原子の運動のばらつきが失われる,マクロとミクロの速度を区別できないなどの問題点が残っている.4.Tersoff-Brennerポテンシャルによるダイヤモンド工具のモデル化を試みたが,結晶の表面状態の表現が困難であり,安定した結果を得られなかった.5.炭素原子のばね結合モデルによって,ダイヤモンド工具を表現した.このモデルは弾性率や熱物性を比較的良く表すが,原子論的な根拠には乏しく,現段階では検証が不十分である.6.上記のモデルにより切削シミュレーションを行い,提案したモデルでは通常の分子動力学法と比較して,同一の切削条件においてせん断角が大きく,また刃物先端により高温の領域が生じるなどの結果が得られた.当初計画していた方法が予想の結果を生まなかったこと,およびそれに伴う研究の遅れによって,検証の不十分な点が残っており,研究の期間内に成果を発表することはできなかった.
複素多様体上のq-擬凸関数についての研究

複素解析学において,q-擬凸領域,q-擬凸関数は,重要な研究対象の1つである.平成8年度の研究では,order n-qのpseudoconvex domainの大域的なq-擬凸性を調べる問題に取り組み,n次元Kahler多様体Mのorder n-qのpseudoconvex domain Dの,与えられたmetricに関する境界距離関数dに対し,関数-log dのD上での大域的なq-擬凸性を,Mのholomorphic bisectional curvatureに関する条件下で調べた.特にMのholomorphic bisectional curvatureが正でDの境界が滑らかな場合には,Dが弱q-擬凸であっても,関数-log dの強q-擬凸性が導かれる.その辺りの現象を以前よりも詳しく調べ,結果の一部については,京都大学数理解析研究所で行われた研究集会『CR-geometryと孤立特異点』において,口頭で発表を行った.同時に,同研究所の講究録にも結果を掲載する予定で,原稿を目下執筆中である.また,近々,もう少しまとまった結果が得られた段階で,この内容を含む論文を執筆する計画である.関数-log d,あるいはdから決まる他のDのexhaustion functionの,q-擬凸性のqという数は最良か?という,もう一つの研究目的については,まだ,多少のexampleを調べただけで,まとまった結果は得られていない.過去に似た研究結果は見られず,新しい問題で興味深いが手がかりがなく,研究手段を模索している段階である.この問題については,今後の課題として残された.複素解析学において,q-擬凸領域,q-擬凸関数は,重要な研究対象の1つである.平成8年度の研究では,order n-qのpseudoconvex domainの大域的なq-擬凸性を調べる問題に取り組み,n次元Kahler多様体Mのorder n-qのpseudoconvex domain Dの,与えられたmetricに関する境界距離関数dに対し,関数-log dのD上での大域的なq-擬凸性を,Mのholomorphic bisectional curvatureに関する条件下で調べた.特にMのholomorphic bisectional curvatureが正でDの境界が滑らかな場合には,Dが弱q-擬凸であっても,関数-log dの強q-擬凸性が導かれる.その辺りの現象を以前よりも詳しく調べ,結果の一部については,京都大学数理解析研究所で行われた研究集会『CR-geometryと孤立特異点』において,口頭で発表を行った.同時に,同研究所の講究録にも結果を掲載する予定で,原稿を目下執筆中である.また,近々,もう少しまとまった結果が得られた段階で,この内容を含む論文を執筆する計画である.関数-log d,あるいはdから決まる他のDのexhaustion functionの,q-擬凸性のqという数は最良か?という,もう一つの研究目的については,まだ,多少のexampleを調べただけで,まとまった結果は得られていない.過去に似た研究結果は見られず,新しい問題で興味深いが手がかりがなく,研究手段を模索している段階である.この問題については,今後の課題として残された.
根毛形態形成における細胞内局所的なカルシウムーリン脂質シグナル変換機構と分子基盤

根毛は細胞の伸長が先端のみでおこる「先端成長」によって形成され、環境に応答して可塑的にその形態をかたちづくることから、植物細胞の形態形成を理解するためのモデルとして研究されてきた。本研究では根毛の形成過程において、イノシトールリン脂質(PI(4,5)P2)を制御する分子機構の解明を目指した。その結果、PI(4,5)P2結合能をもつカルシウム結合タンパク質が、根毛の伸長から停止までの過程において、PI(4,5)P2の細胞内局在性の維持に関与することを明らかにした。根毛は根の表皮から発生し、土中の水や栄養分の吸収を担う、植物に重要な構造体である。根毛は細胞の伸長が先端のみでおこる、いわゆる先端成長により伸長し、根毛が先端成長するためには、Ca2+やホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸(PIP2)を含むいくつかの情報伝達因子が、根毛の先端に集中する必要がある。PIP2は、細胞膜上で細胞内シグナル分子として機能することから、その局在を厳密に制御することは、PIP2シグナルの制御においても重要である。しかし細胞膜が急速に拡張している根毛先端において、産生されたPIP2の局在がどのようにして細胞膜上に維持されるのかは明らかにされていない。これまでに研究代表者は、シロイヌナズナの細胞膜結合型カルシウム結合タンパク質が、in vitroにおいてPIP2を含むイノシトールリン脂質と結合すること、およびその遺伝子の発現量が低下したシロイヌナズナの根毛は先端成長に異常が観察されることを明らかにしている。そこで本年度は、根毛の先端成長中にPIP2が根毛先端の細胞膜上に維持される上で、カルシウム結合タンパク質がどのように関与するのか、調べた。生きた根毛細胞において、カルシウム結合タンパク質およびPIP2シグナルを可視化するため、それぞれの分子マーカーを作製し、シロイヌナズナに導入した。作製した形質転換植物体の根毛を共焦点レーザー顕微鏡下で観察したところ、根毛が伸長し停止するまでの間に、カルシウム結合タンパク質およびPIP2シグナルが細胞膜上でダイナミックな動態を示すこと、およびPIP2の挙動がカルシウム結合タンパク質によって制御される可能性があることが明らかになった。根毛は植物の根の表皮細胞から発生し、水分や養分の吸収、植物体の支持、微生物との相互作用などに寄与する植物組織である。その役割に加えて、根毛は細胞の伸長が先端のみでおこる「先端成長」によって伸長し、環境に応答して可塑的な形態形成を行うことから、植物細胞の形態形成を理解するためのモデル系として研究されてきた。これまでに根毛形成過程において、イノシトールリン脂質の一種であるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸(以下PIP2)は伸長中の根毛細胞において根毛先端の細胞膜上に局所的に蓄積し、伸長を促進するシグナルとして働くことが示唆されている。本年度は、PIP2結合能を有し根毛の形態形成に関与するカルシウム結合タンパク質PCaP2について、緑色蛍光タンパク質との融合タンパク質を用いてその挙動を観察した。その結果、伸長中の根毛細胞では、根毛先端を除く細胞膜上にPCaP2が局在することが分かった。つぎに、エストラジオール転写誘導系を用いて改変型PCaP2を根毛先端の細胞膜上に異所発現させたところ、改変型PCaP2の発現によってPIP2の細胞内局在性が撹乱した。伸長中の根毛細胞におけるPCaP2のこのような局在性が、細胞内カルシウム濃度によって決定されている可能性を考え、人為的に細胞内カルシウム濃度を変化させたが、PCaP2の局在に変化は観察されなかった。今年度の研究により、カルシウム結合タンパク質とPIP2シグナルを可視化する分子マーカーを発現する植物体の作製を行うことができた。PIP2シグナルマーカーを導入した植物体については、分子マーカーの導入によって表現型が現れ、観察に適しなかったため、プロモーターを変更するなど工夫した。それによって生きた根毛細胞におけるカルシウム結合タンパク質とPIP2シグナルの挙動を観察することができ、おおむね順調に進展した。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物次年度は、カルシウム結合タンパク質およびPIP2シグナルがどのようなメカニズムによって、根毛伸長から停止するまでの間、ダイナミックな動態を示すのか、明らかにする。薬剤処理によって根毛細胞内のカルシウム濃度を人為的に変え、それによってこれらの動態にどのような影響を及ぼすか、共焦点レーザー顕微鏡下で観察する。
ENCOUNTER with MATHEMATICS

本研究の補助金の執行期間中には以下の3回のENCOUNTER withMATHEMATICSの本会議が開催された。何れも中央大学理工学部に於いて金曜日の14:30または15:00から続く土曜日の17:00頃までの一日半である。1.第8回目`TORIC幾何''98.6.12(金)・13(土)トーリック幾何への招待I、II、小田忠雄氏(東北大・理)・佐藤拓氏(東北大・理)トポロジーから見たトーリック多様体論I、II、枡田幹也氏(阪市大・理)、log scheme理論入門諏訪紀幸氏(中大・理工)2.第9回目`実1次元力学系"98.10.23(金)・24日(土)実1次元力学系I、II、III坪井俊氏(東大・数理)、有界オイラー類と円周の同相群の共役松元重則氏(日大・理工)、双曲結晶群の\S^1\のPL同相群への表現:初等的な構成皆川宏之氏(北大・理)3.第10回`応用特異点論'99.2.5(金)・6日(土)応用特異点論概説、一階偏微分方程式への応用、微分幾何学への応用泉屋秀一氏(北大・理)、応用特異点論の基礎I、II、石川剛郎氏(北大・理)、微分位相幾何学への応用佐伯修氏(広島大・理)各回とも100150人程度の参加者を得、また、講演も専門的になりすぎずに、この集会の本来の意義を十分に達成したと考えられる。上記の本会議以外には、各回の準備、及び、将来に向けての準備会議を何回か行った。また、代表者はドイツObervolfach数学研究所で毎年開かれているトポロイジー研究集会に出席し、Wolfgang Luck,Elmar Vogtの新旧主催者と定期的に集会を開催することの意義や問題点について意見交換を行った。本年度の問題点として、開催テーマで順延になったものがあったため、主催側に幾何系の人間が多いこともあって、急遽幾何系のテーマが繰り上がり、結果として、開催したテーマの分野に偏りがでたことがあげられる。今後の課題である。今後の課題である。
新規治療薬開発に向けてのエナメル上皮腫増悪因子の分子生物学的解析

エナメル上皮腫の顎骨内の侵襲的な増大や,まれに見られる悪性化・転移には,増悪因子として細胞接着因子であるLaminin等の発現や,サイトカインの関与が示唆されている.しかし,実験に使用できる細胞株が少なく,腫瘍の部位により細胞に多様性のある本疾患の分子生物学的なメカニズムについては不明な点が多い.さらに,その増悪には歯周病原細菌の関与が疑われるものの,それら細菌の影響はこれまで全く検討されていない.そこで本研究では,腫瘍細胞の移動能に深く関わる上皮性因子と間葉系因子の発現バランスを異にし,同一のエナメル上皮腫組織から樹立された新たな3種の細胞株(HAM1,HAM2,HAM3)を用い,細胞接着因子,サイトカインに加え,細菌由来因子も含めた本疾患の増悪に関するメカニズムを分子生物学的観点から明らかにし,新規治療薬開発の一助となることを目的とする.本年度は,昨年度に引き続き、同一のエナメル上皮腫から樹立された3種の細胞株,HAM1,HAM2,HAM3を用いて,歯周病原細菌が産生するButyric Acidによる刺激時のサイトカイン産生を検討し、さらにそこで産生が優位に上昇したサイトカインによるHAM1,HAM2,HAM3刺激時の細胞接着因子の発現について検討を行った。これにより,現在までは踏み込めていなかった,エナメル上皮腫細胞における細菌由来因子とサイトカイン,細胞接着因子の関係が明らかになりつつある.さらにmigration assayを行ったことにより,現在までの進捗状況としてはおおむね順調に進展していると言える。前年度までに明らかとなった事実に加え、タンパクレベルでの解析を行う。具体的には、これまでと同様に3種のエナメル上皮腫細胞株,HAM1,HAM2,HAM3を用いてELISA法にてLamininのタンパク発現を検討する。これらの結果を総合し、論文にまとめ発表する。エナメル上皮腫の顎骨内の侵襲的な増大や,まれに見られる悪性化・転移には,増悪因子として細胞接着因子であるLaminin等の発現や,サイトカインの関与が示唆されている.しかし,実験に使用できる細胞株が少なく,腫瘍の部位により細胞に多様性のある本疾患の分子生物学的なメカニズムについては不明な点が多い.さらに,その増悪には歯周病原細菌の関与が疑われるものの,それら細菌の影響はこれまで全く検討されていない.そこで本研究では,腫瘍細胞の移動能に深く関わる上皮性因子と間葉系因子の発現バランスを異にし,同一のエナメル上皮腫組織から樹立された新たな3種の細胞株(HAM1,HAM2,HAM3)を用い,細胞接着因子,サイトカインに加え,細菌由来因子も含めた本疾患の増悪に関するメカニズムを分子生物学的観点から明らかにし,新規治療薬開発の一助となることを目的とする.本年度はこの3種の細胞株を用いてエナメル上皮腫細胞における分子生物学的反応の検討を行った.具体的には歯周病原細菌が産生するButyric Acidやサイトカインを用いてHAM1,HAM2,HAM3を刺激し,細胞接着因子であるLaminin332を対象としてLaminin b3 mRNAの発現や,種々のサイトカインmRNAの発現を検討した.その結果,Butyric Acidの刺激によってEGF mRNAの発現が上昇し,EGFの刺激によってLaminin b3 mRNAの発現が上昇した。さらに,悪性腫瘍の浸潤に関わるとされるPodoplaninやLaminin b3の発現に関わるとされるTGFb1に着目し,検討を加えた。その結果,Butyric Acidの刺激においてこれらのmRNA発現に優位な差は認められなかった。本年度は,同一のエナメル上皮腫から樹立された3種の細胞株,HAM1,HAM2,HAM3を用いて,歯周病原細菌が産生するButyric Acidによる刺激時のサイトカイン産生を検討し、さらにそこで優位に産生が上昇したサイトカインによるHAM1,HAM2,HAM3刺激時の細胞接着因子について検討を行った。これにより,現在までは踏み込めていなかった,エナメル上皮腫細胞における細菌由来因子とサイトカイン,細胞接着因子の関係が明らかになりつつある。さらに次年度の計画にも着手していることから,現在までの進捗状況としてはおおむね順調に進展していると言える。

これにより,現在までは踏み込めていなかった,エナメル上皮腫細胞における細菌由来因子とサイトカイン,細胞接着因子の関係が明らかになりつつある.さらにmigration assayを行ったことにより,現在までの進捗状況としてはおおむね順調に進展していると言える。前年度までに明らかとなった事に加え、より詳細な検討を加える。具体的にはこれら3種のエナメル上皮腫細胞株,HAM1,HAM2,HAM3を用いて他のサイトカインや細胞接着因子のmRNA発現についても検討し,また,ELISA法を用いたタンパクレベルでの解析に着手する.また,前年度までに発現が増強することが明らかとなっているLamininを用いたmigration assayを行い,これら3種の細胞株におけるLamininの働きを検討する.前年度までに明らかとなった事実に加え、タンパクレベルでの解析を行う。具体的には、これまでと同様に3種のエナメル上皮腫細胞株,HAM1,HAM2,HAM3を用いてELISA法にてLamininのタンパク発現を検討する。これらの結果を総合し、論文にまとめ発表する。本年度予定していたmigration assayを次年度以降に行うこととしたため,それに伴うタンパクの購入が次年度以降になり本年度使用額が予算と比べわずかであるが少なくなった。次年度はこのmigration assayに加え,前年度までに検討していないサイトカインや細胞接着因子について検討するため,本年度持ち越し分を加えて来年度予算は,各種キット類,酵素試薬,生化学試薬,阻害剤,その他消耗品代にあてる.
SSA形式に基づく中間言語を用いた最新アーキテクチャに対するコンパイラの研究

最近の計算機アーキテクチャでは,遅延命令や,複数機能ユニットによるスーパースカラ処理,パイプライン処理,内部並列処理などが行われている.これらは,コンパイラが目的コードを最適に配置することで,初めて目的コードを効率よく実行できるようなアーキテクチャであり,コンパイラの役割は益々重要になっている.一方,コンパイラのバックエンド処理の新しい内部表現として,単一代入の変数を用いるSSA(Static Single Assignment)形式が提唱され,コンパイラのデータフロー解析や最適化変換が容易にできることで注目を浴びている.しかしSSA形式における最適化変換,およびその後のレジスタ割付けやコード生成フェーズとの接続法は十分解明されていない.本研究では,これらの問題に対し,(1)最新アーキテクチャの特徴を生かした効率良いコードの生成手法,(2)SSA形式に対応した最適化やコード生成の手法,を中心としたコンパイラの新しい手法を開発することを目標とした.本研究期間に,次のような成果を得た.(1)分散プログラミング言語に対する異機種分散環境上での効率良いネイティブコードの生成の研究(雑誌論文の6)(2)スーパースカラマシンに対する,プロセッサ仕様記述を用いたコードスケジューラの研究(雑誌論文の4)(3)PDA(携帯情報端末)のような制約の強いプロセサにおける言語処理系の研究(雑誌論文の5)(4)SSA形式への変換法の研究(5)上記の最適化やコード生成を行うための基礎となる属性文法の研究(研究発表の2,3)や系統的デバッグ法の研究(雑誌論文の1)最近の計算機アーキテクチャでは,遅延命令や,複数機能ユニットによるスーパースカラ処理,パイプライン処理,内部並列処理などが行われている.これらは,コンパイラが目的コードを最適に配置することで,初めて目的コードを効率よく実行できるようなアーキテクチャであり,コンパイラの役割は益々重要になっている.一方,コンパイラのバックエンド処理の新しい内部表現として,単一代入の変数を用いるSSA(Static Single Assignment)形式が提唱され,コンパイラのデータフロー解析や最適化変換が容易にできることで注目を浴びている.しかしSSA形式における最適化変換,およびその後のレジスタ割付けやコード生成フェーズとの接続法は十分解明されていない.本研究では,これらの問題に対し,(1)最新アーキテクチャの特徴を生かした効率良いコードの生成手法,(2)SSA形式に対応した最適化やコード生成の手法,を中心としたコンパイラの新しい手法を開発することを目標とした.本研究期間に,次のような成果を得た.(1)分散プログラミング言語に対する異機種分散環境上での効率良いネイティブコードの生成の研究(雑誌論文の6)(2)スーパースカラマシンに対する,プロセッサ仕様記述を用いたコードスケジューラの研究(雑誌論文の4)(3)PDA(携帯情報端末)のような制約の強いプロセサにおける言語処理系の研究(雑誌論文の5)(4)SSA形式への変換法の研究(5)上記の最適化やコード生成を行うための基礎となる属性文法の研究(研究発表の2,3)や系統的デバッグ法の研究(雑誌論文の1)最近の計算機アーキテクチャでは,遅延命令や,複数機能ユニットによるスーパースカラ処理,パイプライン処理,内部並列処理などが行われている.これらは,コンパイラが目的コードを最適に配置することで,初めて目的コードを効率よく実行できるようなアーキテクチャであり,コンパイラの役割は益々重要になっている.一方,コンパイラのバックエンド処理の新しい内部表現として,単一代入の変数を用いるSSA(Static Single Assignment)形式が提唱され,コンパイラのデータフロー解析や最適化変換が容易にできることで注目を浴びている.しかしSSA形式における最適化変換,およびその後のレジスタ割付けやコード生成フェーズとの接続法は十分解明されていない.本研究では,これらの問題に対し,(1)最新アーキテクチャの特徴を生かした効率良いコードの生成手法,(2)SSA形式に対応した最適化やコード生成の手法,を中心としたコンパイラの新しい手法を開発することを目標とする.本年度は,それらの手法のベースとなる次のような成果を得た.(1)分散プログラミング言語に対する,異機種分散環境上での効率良いネイティブコード生成の研究(研究発表の1)(2)上記の最適化やコード生成を行うための,リモート属性参照を可能とした循環属性文法に基づく生成系(研究発表の2)(3)機械語レベルの最適化を行うための,アセンブリ言語上でのプログラム特化(研究発表の3)(横48字)最近の計算機アーキテクチャでは,遅延命令や,複数機能ユニットによるスーパースカラ処理,パイプライン処理,内部並列処理などが行われている.これらは,コンパイラが目的コードを最適に配置することで,初めて目的コードを効率よく実行できるようなアーキテクチャであり,コンパイラの役割は益々重要になっている.一方,コンパイラのバックエンド処理の新しい内部表現として,単一代入の変数を用いるSSA(Static Single Assignment)形式が提唱され,コンパイラのデータフロー解析や最適化変換が容易にできることで注目を浴びている.しかしSSA形式における最適化変換,およびその後のレジスタ割付けやコード生成フェーズとの接続法は十分解明されていない.本研究では,これらの問題に対し,(1)最新アーキテクチャの特徴を生かした効率良いコードの生成手法,(2)SSA形式に対応した最適化やコード生成の手法,を中心としたコンパイラの新しい手法を開発することを目標とした.本研究期間に,次のような成果を得た.(1)分散プログラミング言語に対する異機種分散環境上での効率良いネイティブコードの生成の研究(雑誌論文の6)(2)スーパースカラマシンに対する,プロセッサ仕様記述を用いたコードスケジューラの研究(雑誌論文の4)

(3)PDA(携帯情報端末)のような制約の強いプロセサにおける言語処理系の研究(雑誌論文の5)(4)SSA形式への変換法の研究(5)上記の最適化やコード生成を行うための基礎となる属性文法の研究(研究発表の2,3)や系統的デバッグ法の研究(雑誌論文の1)
ラット気管支喘息における気道過敏症発症機序の解明

気管支喘息の背景にある気道過敏症(AHR)の発症機序を、著者らが開発したラットアレルギー性気管支過敏性モデルを用いて検討し、以下の結果を得た。1.反復抗原チャレンジをうけたラット気管支はAChに対して著しいAHRを示した。気道組織の膜標本を用いてmuscarinic receptorのagonistおよびantagonist結合部位を検討したところ、受容体数とantagonistに対する受容体親和性は対照群とくらべて差がみられなかったが、高親和性agonist結合部位に対するACh親和性は反復チャレンジ群において著しく高値を示した。この高親和性はGTPγSの存在下低下したことから、Gタンパク値の増加がAHRの発現と関連していることが示唆された。2.Ca^<2+>-free下でACh前処置した過敏性気管支にCa^<2+>を累積的に投与すると、正常気管支でのそれとくらべて著明な収縮が発現した。High K^+前処置ではそれがみられなかったことから、筋小胞体から遊離されるCa^<2+>または受容体作動性Ca^<2+>チャネルを介して流入するCa^<2+>の利用能がAHR時に亢進していることが示唆された。3.正常ラット気管支のACh収縮はneurokinin(NK)Aの前処置によって有意に増強された。またneutral endopeptidase阻害薬の処置を行うとそれだけでACh誘発気管支収縮は増強された。その増強はcapsaicin、NK受容体阻害薬あるいは迷走神経切断によって抑制されたことから、NKの蓄積がNK_2受容体を介してACh遊離を促進し、AHRを起こす可能性が示された。4.収縮特性や受容体結合実験の結果、アドレナリン作動性β受容体の機能および数は過敏性気管支においても変化しておらず、β受容体のdown-regulationによってAHRが発現する可能性は否定できた。気管支喘息患者は気道過敏性を有しているが、本教室では抗原誘発アレルギー性喘息発作を繰り返すとラットで強い気道過敏性が発現することを見いだしている。本研究においては気道過敏性発症機序の解明を試みた。正常ラットにsensory neuropeptidesの分解酵素であるneutral endopeptidase(NEP)阻害薬を処置すると、強い気道過敏性が起こることを明らかにした。これと符合するように、アレルギー誘発気道過敏性時にはNEP活性が有意に低下していることをつきとめた。従って気道過敏性の一因として、気道組織中のNEP活性の低下が起こり、それによってsubstance PやneurokininAなどのsensory neur opeptidesが増加して気道過敏性を起こすことが示唆された。一方、気道過敏性ラットの気管支平滑筋では、muscarinic ACh受容体のant agonist結合受容体数とそのaffinityは正常ラットのそれと差異がなかったが、high-affinity agonist binding siteにおける結合affinityは有意に増大していた。この増大はGTP_YS前処置によって抑制されたことから、Gタンパク活性の増大が気道過敏性と関連していることが推定された。気道過敏性ラットの気管支ではCa^<2+>free下でのACh収縮は有意に増強されていた。またACh前処置後、Ca^<2+>free下でCa^<2+>を累積投与した場合、その反応は正常ラットのそれより著名に大きかった。これらのことから細胞内Ca^<2+>storeおよび受容体作動性Ca channelを介するCa^<2+>流入が気道過敏性組織では亢進していることが示唆された。気管支喘息の背景にある気道過敏性(AHR)の発症機序を、著者らが開発したラットアレルギー性気管支過敏性モデルを用いて検討し、以下の結果を得た。

1.反復抗原チャレンジをうけたラット気管支はAChに対して著しいAHRを示した。気道組織の膜標本を用いてmuscarinic receptorのagonistおよびantagonist結合部位を検討したところ、受容対数とantagonistに対する受容体親和性は対照群とくらべて差がみられなかったが、高親和性agonist結合部位に対するACh親和性は反復チャレンジ群において著しく高値を示した。この高親和性はGTPγSの存在下低下したことから、Gタンパク値の増加がAHRの発現と関連していることが示唆された。2.Ca^<2+>free下でACh前処置した過敏性気管支にCa^<2+>を累積的に投与すると、正常気管支でのそれとくらべて著明な収縮が発現した。High K^+前処置ではそれがみられなかったことから、筋小胞体から遊離されるCa^<2+>または受容体作動性Ca^<2+>チャネルを介して流入するCa^<2+>の利用能がAHR時に亢進していることが示唆された。3.正常ラット気管支のACh収縮はneurokinin(NK)Aの前処置によって有意に増強された。またneutral endopeptidase阻害薬の処置を行うとそれだけでACh誘発気管支収縮は増強された。その増強はcapsaicin、NK受容体阻害薬あるいは迷走神経切断によって抑制されたことから、NKの蓄積がNK_2受容体を介してACh遊離を促進し、AHRを起こす可能性が示された。4.収縮特性や受容体結合実験の結果、アドレナリン作動性β受容体の機能および数は過敏性気管支においても変化しておらず、β受容体のdown regulationによってAHRが発現する可能性は否定できた。