hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
10大死因の都道府県別年齢・時代・世代特性の把握と健康施策への活用に関する研究

しかし、データの入手が困難であることが判明した死因の分析、ならびに1960年、1965年、2015年のデータを加えた追分析が遅れており、その結果、当初予定していた中間報告書(都道府県別のダイジェスト版)の作成に至らなかった。以上を勘案すると、やや遅れているとの自己評価が妥当である。本研究の目的は、我が国の10大死因について都道府県別の年齢・時代・世代特性を抽出し、それを基盤として、健康施策・健康推進活動の策定に有用な情報を導出する方法の研究開発を行うことである。平成30年度(最終年度)の目標は「年齢・時代・世代特性を基盤に、健康施策・健康増進活動の策定に有用な情報を導出する」ことである。具体的には、(1)得られた結果についての情報発信と合わせて、(2)各都道府県における年齢・時代・世代特性の背景に関わる、地域独自の取組みや生活環境の変化について情報を得ることによる。(1)に関しては、情報発信・情報交換の継続性と効率性の点から、報告書の郵送よりもWebを利用した方法が有用であると考え、専用のWebサイトの作成に注力した。Webページは、各都道府県の自治体関係者及び一般の方が、各々の立場で興味・関心に応じた結果をみることができるように、「都道府県」「効果」「死因」を自由に選択して組み合わせたグラフが表示されるシステムを取り入れた。また、意見・問い合わせ機能を設けることにより、(2)に関しても利用できるようにした。現時点では各結果の表示に留まっているが、今後はブログ機能を用いて、都道府県ごとに得られた結果の総合的解釈について発信していく。また、学会などを通じて、Webサイトの存在を周知し、本研究成果の利活用を促進させる取組みも必要である。平成28年度に開発した地域格差指標も活用し、次年度は「年齢・時代・世代特性の視点から、主要死因の男女差・地域格差・地域性をみる」ことを目標とする。得られた結果について中間報告書(都道府県別のダイジェスト版)を作成し、47都道府県・20政令市(健康増進課)及び地方衛生研究所に情報を発信する。合わせて、各都道府県における年齢・時代・世代特性の背景に関わる、地域独自の取組みや生活環境の変化について情報を得ることを目的とした質問紙調査も実施する。これら双方の面で実質的な成果を上げることを目指す。次年度は、「年齢・時代・世代特性について、主要死因の男女差・地域格差・地域性をみる」ための追分析を進めること、「将来死亡動向から長期的視野で社会の様相をとらえる」ことを目標とする。得られた結果について報告書(全都道府県のダイジェスト版)を作成し、47都道府県・20政令市(健康増進課)及び地方衛生研究所に情報を発信する。平成28年度は、研究補助者に協力を得る予定であったデータ入力や資料整理を代表者自身で行ったこと、Webページの作成開始まで至らなかったことにより、「人件費・謝金」の支出が無く、次年度使用額が生じた。(理由)平成29年度は、中間報告書およびWebページの作成まで至らなかったこと、国内・外の成果発表の開催地が近距離であったため支出が抑えられたことにより、次年度使用額が生じた。(使用計画)
日本版エンド・オブ・ライフ・ケアの提供に必要な看護師のコンピテンシーに関する研究

わが国の文化に根差した日本版エンド・オブ・ライフ・ケアを提供するために必要な看護師の文化的コンピテンシーの明確化と、日本版エンド・オブ・ライフ・ケアを提供するために必要な看護師の文化的コンピテンシーを高めるための教育プログラムを作成することを本研究の目的としている。平成30年度は、昨年度の文献検討の結果を元に、文化的コンピテンシーに関する国内外の文献レビューを進めた。文化的コンピテンシーには類似した様々な用語が存在するものの、これまでの研究の流れや背景から、"cultural competency"が妥当であることが明らかとなった。さらに文化的コンピテンシーに類似した用語の定義には、"cognitive", "implementation", "outcome"など複数の要素があり一定していないという結果から、いずれかに焦点化することの必要性が示唆された。さらに文化的コンピテンシーに関連した概念モデルとして「教育モデル」と「文化的アセスメントモデル」の2つがあり、文化の情報の明確化や自己の文化に対する気づきの促進など、共通した内容があることが明らかとなった。これらを元に次年度は、エンド・オブ・ライフ・ケアを提供する看護師に必要な文化的コンピテンシーの定義を確定させ、具体的なコンピテンシー案を作成すること、そのコンピテンシー案についてデルファイ調査を行い、コンピテンシーを確定させる予定である。研究代表者の所属変更によりエフォートが変化したために、予定に遅れが生じた。今年度は、エンド・オブ・ライフ・ケアを提供する看護師に必要な文化的コンピテンシーの定義を確定させ、具体的なコンピテンシー案を作成すること、そのコンピテンシー案についてデルファイ調査を行うための倫理申請の準備や対象者のリクルートを進めていく。本研究の目的は、わが国の文化に根差した日本版エンド・オブ・ライフ・ケアを提供するために必要な看護師の文化的コンピテンシーの明確化と、看護師のエンド・オブ・ライフ・ケアに対する考えに関するアジアでの国際比較調査により、日本版エンド・オブ・ライフ・ケアを提供するために必要な看護師の文化的コンピテンシーを高めるための教育プログラムを作成することである。平成29年度は、シンガポールで行われた第12回アジア太平洋ホスピス緩和ケア学会に参加し、アジアでのエンド・オブ・ライフ・ケアの現状について、台湾・フィリピン・タイ・ベトナム・マレーシアの研究者から情報収集および活発な意見交換をすることができた。また文献検討の結果から、多民族国家であるオーストラリアやカナダでは、医療職における文化的コンピテンシーの明確化や文化的コンピテンシーを高めるプログラムの開発などが既に試みられていることがわかった。そのコンピテンシーの明確化に使われている手法は、私達が研究を進めるうえで大いに参考になると思われる。これらを元に、Delphi法で調査するためのエンド・オブ・ライフ・ケアを提供する看護師に必要な文化的コンピテンシー(案)を研究者間で討議しているが、エンド・オブ・ライフ・ケアに焦点化するという点で難渋している。今後は、文化人類学に詳しい研究者からの意見も聴取するなどの工夫をし、さらに範囲を広げて文献検討をしていく予定である。研究内容の観点からすると、Delphi法で調査するためのエンド・オブ・ライフ・ケアを提供する看護師に必要な文化的コンピテンシー(案)の作成に、予想以上に時間を要した。研究環境の観点では、教育業務の負担が例年以上であり、当初計画していたエフォートを下方修正せざるを得なかった。早急に研究者間でエンド・オブ・ライフ・ケアを提供する看護師に必要な文化的コンピテンシー(案)を確定する。場合によっては、調査の順序を変更することも視野に入れ、研究推進を図っていく。今年度実施予定であったDelphi調査とエキスパートパネルミーティングの費用として計上していたが、実施に至らなかった。

次年度は、これらを確実に行うとともに、次年度予定している計画も併せて遂行していく。研究代表者の所属変更が生じたため、予定していた調査ができなかったことが原因である。次年度使用額については、調査実施に当たり、必要な旅費、印刷費、人件費等に充当し、円滑に調査が進むよう活用する。
大地震の総合的確率予報の研究

(1)首都圏直下100km深までの地震活動を解析・予測するために、3次元空間ETASモデルの構築に二通りの大きく異なった統計的設計で実装した。一つは3次元カーネル法の手法に基く。赤池情報量規準AIC比較では、これは緯度・経度のみの2次元時空間ETASモデルより格段に適合度が上回る。また関東地方の地震活動に東北沖地震の影響を大きく受けていることも示した。もう一つの設計アプローチは、3次元デロネ4面体分割空間による階層的時空間ETAS(HIST-ETAS)モデルを作成し、さらに東北沖地震の影響を考慮し、経度・緯度・深さでの地震活動度に関するもので、各パラメータは地域性の変化に平滑化の制約を付け、重みの調節を赤池ベイズ情報量規準ABICの最小化で決め、逆問題として最適解を得る。これで地震短期予測の精度向上が十分期待できる。(2)地震のマグニチュード予測の伝統的な独立の指数モデルに対して、地震活動の時間・空間的履歴によって変化するマグニチュードの予測モデルを構成し、条件付き対数尤度によって予測結果を比較検証し、その優位性を実証した。(3)国際地震予測検証プロジェクトCSEPで試行中の2次元HIST-ETASモデルを高度化して、日本内陸地域の直下型地震予測の実施をした。(4)本震直後の余震確率予測について、防災科学技術研究所と連携した、リアルタイムシステムで内陸地域と周辺部のM6クラスの地震の余震予測について実施した結果を蓄積中である。問題地震ごと、直後に開催された地震調査委員会に要請に応じて報告している。(5)熊本地震前後の活動異常を非定常ETASモデルなどにより詳細な解析を実施した。(6)主要活断層の長期予測に使われている地震調査委員会のBPTモデルの変動係数値が著しく過小であること、そのために30年予測に偏りを与えている主要断層が少なくないことを具体的に示した。政府の地震本部(地震調査委員会)の予測の中で、南海トラフや北海道・東北沖の海溝型大地震の予測に対して、日本内陸部直下型地震の予測計画は大きく遅れており、予測モデルの開発も殆ど進んでいない。そこで本研究の今年度の実施計画のうち、直下型地震、特に関東直下の予測は極めて優先度が高いものとして取り組んだ。しかし構成する統計モデルはベイズ型大規模モデルであり、従来の2次元階層時空間ETASモデルを、深さを含む3次元に拡張するモデル作成のために、多大の研究開発時間を要した。結果、それだけの重要性の達成感がある。また今後のモデルの高度化と予測の実装は、短期および中期地震予測に向けて、気象庁予知情報課など関係機関から期待されている。本研究計画の他の目標も概ね達成されている。今年度の実施計画は目標課題に優先順位をつけ、環境条件で流動的に対応したものである。達成されていない課題でも、重要性は劣ることなく、次年度以降で継続される。また今後さらに、関東直下の深さを考慮した日常的地震活動の実用的3次元リアルタイム予測の実施目標を達成したい。永年的、長期的、及び短期的予測を試算し、大地震の総合的な確率予測法の原型(プロトタイプ)の現実的な事例を提示した。すなわち、実例として熊本県中部地域の地震活動の履歴に基づいて、一世紀にわたる地震活動とb値、九州中部地域の活断層履歴、大地震の連鎖確率または相対的静穏化から予測される大地震の発生確率および及び熊本県益城町でのM6.5に始まる地震群が前震である確率を試算し、これらを多項目異常の混合型確率式に組み込んだ予測として2016年熊本地震(M7.3)の確率を試算し、これらが無視できない確率になることを示した。この原型例示をもとに、確率予測の実用化の必要性と研究発展の展望の論文を米地震学会誌に掲載した。本震直後からの余震の確率予測を自動震源決定システムの不安定解震源のもとでもリアルタイムで速報予報を実施できる統計的研究を完成させた。これをもとに防災科学技術研究所において、リアルタイム地震検測システムと本リアルタイム余震予測をリンクさせ、その情報をただちに政府の地震本部に提供可能にした。地震のマグニチュード予測モデルを独立同分布指数モデルでなく一般の分布や地震活動の履歴に基づく予測モデルと比較検証し、予測の時間・空間的性能を診断するマグニチュード領域の条件付き対数尤度(情報利得)を適用することを実施した。非定常ETASモデルによって、熊本県中部地域の地震活動を解析し、間隙流体圧による断層強度の低下に影響を受けた群発地震活動や広義余震活動が発生している可能性を示した。熊本地震の実例で総合的な確率予測法の原型(プロトタイプ)を提示でき、本研究計画の骨組みが実現できた。上記課題を中心に、見込みどおり順調に進み、学会発表、論文掲載等をすることが出来た。

もう一つの設計アプローチは、3次元デロネ4面体分割空間による階層的時空間ETAS(HIST-ETAS)モデルを作成し、さらに東北沖地震の影響を考慮し、経度・緯度・深さでの地震活動度に関するもので、各パラメータは地域性の変化に平滑化の制約を付け、重みの調節を赤池ベイズ情報量規準ABICの最小化で決め、逆問題として最適解を得る。これで地震短期予測の精度向上が十分期待できる。(2)地震のマグニチュード予測の伝統的な独立の指数モデルに対して、地震活動の時間・空間的履歴によって変化するマグニチュードの予測モデルを構成し、条件付き対数尤度によって予測結果を比較検証し、その優位性を実証した。(3)国際地震予測検証プロジェクトCSEPで試行中の2次元HIST-ETASモデルを高度化して、日本内陸地域の直下型地震予測の実施をした。(4)本震直後の余震確率予測について、防災科学技術研究所と連携した、リアルタイムシステムで内陸地域と周辺部のM6クラスの地震の余震予測について実施した結果を蓄積中である。問題地震ごと、直後に開催された地震調査委員会に要請に応じて報告している。(5)熊本地震前後の活動異常を非定常ETASモデルなどにより詳細な解析を実施した。(6)主要活断層の長期予測に使われている地震調査委員会のBPTモデルの変動係数値が著しく過小であること、そのために30年予測に偏りを与えている主要断層が少なくないことを具体的に示した。政府の地震本部(地震調査委員会)の予測の中で、南海トラフや北海道・東北沖の海溝型大地震の予測に対して、日本内陸部直下型地震の予測計画は大きく遅れており、予測モデルの開発も殆ど進んでいない。そこで本研究の今年度の実施計画のうち、直下型地震、特に関東直下の予測は極めて優先度が高いものとして取り組んだ。しかし構成する統計モデルはベイズ型大規模モデルであり、従来の2次元階層時空間ETASモデルを、深さを含む3次元に拡張するモデル作成のために、多大の研究開発時間を要した。結果、それだけの重要性の達成感がある。また今後のモデルの高度化と予測の実装は、短期および中期地震予測に向けて、気象庁予知情報課など関係機関から期待されている。本研究計画の他の目標も概ね達成されている。今後は本研究計画の骨組みに対して、永年的、長期的、中期的、短期的確率予測に関して一般性のある予測手順のモデル等、一層の実用化を目指す。具体的には、地震活動が始まった場合、日本全土各地の何処でも混合型確率式が計算可能なように、永年的、長期的、中期的及び短期的異常の前震確率予測をリアルタイムで実施できるようにする。全日本における各地の大地震の永続的確率(無条件確率)を計算するには階層的時空間ETASモデルの背景地震活動度を求めなければならない。長期予測には活断層データに基づく政府の地震調査委員会の長期地震予測にはブラウン運動到達確率過程間隔分布の更新過程モデル(Brownian Passage Time renewal process)を使って確率を予測しているが、隠れた活断層の危険度の見積もり等を含めた偏りのない、各地震帯区分での長期確率を求められる必要がある。さらに短期予測確率として前震識別予測確率の高度化や安定化、および各種の異常現象の統計的因果性の研究を目指さなければならない。中期予測の異常性(相対的静穏化・活発化)について、応力の集中で発生するものと間隙流体圧による断層強度の低下に影響を受けたものとが同時に発生している場合を考慮し、多数例の研究を進める。
2種類の抗利尿ホルモン受容体の相互制御と利尿機構の解明による腎性浮腫治療法の開発

抗利尿ホルモンの利尿作用には、V2受容体が関与し、V1a受容体は、意味のない受容体と考えられてきたが、私達は、V1a受容体がV2受容体を介した抗利尿作用を抑制するだけでなく、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAS)系の入り口としてmacula densa細胞に存在し、集合尿細管では、介在細胞においてアルドステロン作用を制御することで、酸塩基平衡の調節をも司っていることを明らかにした。尿濃縮は、腎臓の最も重要な働きであり、抗利尿ホルモンがその中核をなす。抗利尿ホルモンV1a受容体によるV2受容体を介した抗利尿作用の抑制が、V2受容体promoter活性の調節を介しているのかを検討するために、V1a受容体を恒常的に多量発現するLLC-PK1細胞を作成し,AVPのV1a受容体の存在が、V2受容体転写活性を抑制していることを明らかにした。(Izumi Y., et. al. Am J Physiol Renal Physiol)。一つのホルモンの二つの受容体が、一つの細胞内で局在を異にして存在し、他方の受容体の転写活性を調節しているということを、初めて、我々は明らかにした。V1a受容体ノックアウトマウスでは、脱水時には、尿量は正常であるが、自由飲水時や水負荷時には、正常マウスに比較して尿量が増えることが明らかになった。尿濃縮を司るV2受容体、アクアポリン2(AQP2)の発現は約半分に低下しており、腎機能の指標である糸球体濾過濾過量は低下し、Na,Cl,Kの尿中排泄は低下し、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAS)系が抑制され、高K血症を来たすことも判明した。In situ hybridization法を用いて、正常マウスでは傍糸球体装置のマクラデンサ細胞管腔側にV1a受容体が発現していることを確認した。これらのことから、V1a受容体は、RAS系の入り口に存在し、容量調節系であるRAS系、浸透圧調節系であるV2受容体-AQP2系の両方を制御していることが判明した。現在、論文は投稿し、改訂中である。腎臓の最も重要な働きである尿濃縮においては、抗利尿ホルモンがその中核をなす。抗利尿ホルモンにはV1a,V2の2種類の受容体があり、V1a受容体ノックアウトマウスでは、尿濃縮を司るV2受容体、アクアポリン2(AQP2)の発現は約半分に低下しており、腎機能の指標である糸球体濾過濾過量は低下し、Na,Cl,Kの尿中排泄は低下し、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAS)系が抑制され、高K血症を来たす4型腎尿細管性アシドーシスを来たすことが判明した。そこで、外因性アルドステロンであるフロリネフを投与すると、アシドーシスは改善されるが、対照マウスではアルカローシスにはならず、V1aRがアルドステロンの作用を抑制していることも判明した。また、4型腎尿細管性アシドーシスは介在細胞に発現するH,K-ATPaseの低下によることも判明した。一方、H-ATPaseは代償性に発現が亢進しており、Pendrin,AE1,Rhcgなども変化していることが判明した。これらの結果は、V1aRはレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系の起始部のみならず集合尿細管においてもアルドステロンの作用を抑制している、すなわちRAS系を二重に制御していることが判明した。また、V1aRは発現してもV2Rが発現していない介在細胞cell limeをSV40ラットから作成することに成功しており、siRNAにてV1aRの遺伝子ノックダウンでも同様な変化が見られるかを検討中である。
社会での信頼・信用の機能と価値を考える小中学生向け実験型学習システムの開発と適用

1)実験型教育システムを開発する中で、現場の教員や実務家との意見交換を経て、信頼あるいは信用に関るより総合的な教育が必要との考えに至った。これを「信頼リテラシー教育」と名付け、その教育体系構築について検討した。検討項目は以下のとおりである。(1)信頼リテラシー教育の定義、(2)信頼リテラシー教育が必要であるとする理由、(3)信頼リテラシー教育の内容、(4)信頼リテラシー教育の対象、(5)信頼リテラシー教育の担い手、(6)信頼リテラシー教育構築の担い手。2)「信頼リテラシー教育」の当面の定義をつぎのとおりに定義した;信頼について、自分の力で具体的に考え、判断する能力を育てる教育。世間の常識や過去の経験だけにとらわれずに、幅広い視野で合理的・客観的に信頼をとらえことを基礎とする。3)「信頼リテラシー教育」の必要性については、以下の3点について検討した。(1)情報化、(2)グローバル化、(3)経済の高度化と社会の複雑化。4)「信頼リテラシー教育」の教育内容としては、以下の3点について検討した。(1)信頼の機能と価値の認識;(2)信頼に関するシステム思考;(3)信頼に関する矛盾と葛藤。5)「信頼リテラシー教育」の対象は、小中学生から大学生・社会人に至るまで幅広く設定した。小中学生に対しては、社会における信頼の価値と機能を認識することに重点を置き、大学生や社会人では、信頼に関するシステム思考など、より複雑な主題に重点を置くことを検討した。6)「信頼リテラシー教育」の検討経過については、2件の発表(海外1件、国内1件)をし、論文(邦文)を1件発表した。海外における発表に対して、東南アジアの研究者からアジアと欧米では信頼についての考えが大きく異なることが指摘され、信頼を科学的・客観的に捉えようとする「信頼リテラシー教育」への賛同が示された。7)高専3年生を対象に「信頼リテラシー教育」を試行した。1)教育現場視察ならびに現場教員へのインタビューを行い、「信頼」「信用」に関わる教育の現状と問題点および、シミュレーションならびにゲームを用いた教育の可能性と問題点について情報収集し整理した。「信用」「信頼」に関する教材は必要であること、しかしながらシミュレーションやゲームを教育現場に取り込むことに関する理解を得るには困難があり、現場教員の理解を得るための方策の必要性が確認された。2)米国の国際企業でのビジネス経験者にインタビューし、日本と米国でのビジネスにおける「信頼」「信用」に関する考えの違い並びに、グローバル化社会における「信頼」「信用」の機能について知見を得た。本研究が目指す方向の重要性を示すものであった。3)文献をもとに、国内並びに米国およびヨーロッパにおける「信頼」「信用」研究の動向を調査した。経済学・心理学からコンピュータ科学にいたる広い領域を網羅できた。4)文献をもとに「信頼」「信用」の定義を整理し、小中学生が主体と成る学習との視点から本研究で対象とする「信頼」「信用」の範囲を検討した。検討は継続中である。5)ゲーム理論を中心とする「信頼」「信用」に関わるシミュレーション研究の追試を行った。2次元平面上での視覚的効果をもったシミュレーションが行えた。6)上記の一連の調査結果をもとに、教育システムに関する基本デザインを行った。7)教材の効果を測定する方法として、ビデオレコーダに加えて脳波計を用いることの検討を始めた。ただし、結論には至っていない。1)昨年度実施した「信頼」「信用」に関する研究動向調査結果をもとに、「信頼」「信用」に関する過去の研究内容を調査した。調査範囲は経済学・経営学・心理学である。2)上記結果から、特にゲーム理論を用いた研究が本研究に有効との昨年度の見通しを再確認し、これに関する研究結果について重点を置いて調査を行った。さらに、この結果をもとに教材のプロトタイプを作成し、実験を行った。3)昨年度に引き続き、海外でのビジネス経験豊富な企業人を対象に信頼教育について聞き取り調査を実施した。昨年度は米国を中心にしたビジネス経験を持つ企業人を対象としたが、当年度は文化・社会基盤が日本とも米国とも大きく異なるラテン・アメリカ諸国での経験をもつ企業人を対象とした。その結果、日本企業のリスク管理にも本研究が大いに関わること、その際の日本人の弱点について知見を得たとともに、信頼・信用についての客観的視点を会得する教育の必要性について確認できた。4)以上、1)2)3)の結果および、長年にわたって管理工学の研究に携わった研究者からの意見聴取の結果から、新しい教育分野として「信頼リテラシー教育」を立ち上げる必要性が日本のグローバル化に向かってあること、本研究がその第一歩になることの確信を得た。5)現場教員への意見聴取ならびに小中学校での指導内容の調査をもとに、本教材の現場への導入時期、導入方法について検討した。その結果、従来考えていた「道徳」「社会」両科目以外に「理科」教育の一環として生物をモデルとして教材化する可能性を見出した。6)教材に現場導入の切欠としての金融教育の可能性を調べた。そのために、小中学生に対する金融教育の現状について、セミナーへの参加ならびに資料収集を行い調査した。ただし、この結果の教材への導入については、現在のところ結論に至っていない。(1)信頼リテラシー教育の定義、

(2)信頼リテラシー教育が必要であるとする理由、(3)信頼リテラシー教育の内容、(4)信頼リテラシー教育の対象、(5)信頼リテラシー教育の担い手、(6)信頼リテラシー教育構築の担い手。2)「信頼リテラシー教育」の当面の定義をつぎのとおりに定義した;信頼について、自分の力で具体的に考え、判断する能力を育てる教育。世間の常識や過去の経験だけにとらわれずに、幅広い視野で合理的・客観的に信頼をとらえことを基礎とする。3)「信頼リテラシー教育」の必要性については、以下の3点について検討した。(1)情報化、(2)グローバル化、(3)経済の高度化と社会の複雑化。4)「信頼リテラシー教育」の教育内容としては、以下の3点について検討した。(1)信頼の機能と価値の認識;(2)信頼に関するシステム思考;(3)信頼に関する矛盾と葛藤。5)「信頼リテラシー教育」の対象は、小中学生から大学生・社会人に至るまで幅広く設定した。小中学生に対しては、社会における信頼の価値と機能を認識することに重点を置き、大学生や社会人では、信頼に関するシステム思考など、より複雑な主題に重点を置くことを検討した。6)「信頼リテラシー教育」の検討経過については、2件の発表(海外1件、国内1件)をし、論文(邦文)を1件発表した。海外における発表に対して、東南アジアの研究者からアジアと欧米では信頼についての考えが大きく異なることが指摘され、信頼を科学的・客観的に捉えようとする「信頼リテラシー教育」への賛同が示された。7)高専3年生を対象に「信頼リテラシー教育」を試行した。
脳特異的6B4プロテオグリカンの神経分化促進作用の解析

脳特異的コンドロイチン硫酸プロテオグリカンである6B4プロテオグリカン(6B4PG)は受容体型蛋白質チロシンホスファターゼPTPζの細胞外領域に相当する分子である。6B4PGおよびPTPζは大脳神経細胞上に存在し、神経細胞の細胞情報伝達機構の一翼をなしていると考えられる。本研究では、当分子のリガンドの同定および、神経細胞分化における機能解析を行った。ラット脳CHAPS抽出液より、6B4PG結合蛋白質をアフィニティー精製し、18-kDa蛋白質を単離した。本蛋白質はmicrosequencingによりpleiotrophin(PTN)と同定された。PTNは、神経突起伸展および神経細胞移動を促進するヘパリン結合性成長因子である。そこで、PTN誘導神経突起伸展および細胞移動におけるPTPζの関与を大脳皮質神経細胞を用いて詳細に解析し、以下の結果を得た。PTPζの細胞外領域に対する抗体およびコンドロイチン硫酸Cは、PTNの両活性を顕著に阻害した。PTPζに結合しているコンドロイチン硫酸Cは、この受容体のPTN結合部位の一部を構成しており、コンドロイチン硫酸CがPTPζ-PTN間の結合を特異的に阻害することが明らかになっている。また、チロシンホスファターゼ阻害剤Na_3Vo_4は、PTNによって誘導される軸索伸長および細胞移動を強く阻害した。これらのことは、大脳神経細胞上のPTPζがPTN受容体として、神経伸展および細胞移動を調節していることを示唆している。脳特異的コンドロイチン硫酸プロテオグリカン、6B4プロテオグリカン(6B4PG)は受容体型蛋白質チロシンホスファターゼPTPζの細胞外領域に相当する分子である。6B4PG及びPTPζは大脳神経細胞上に存在し、神経細胞の細胞情報伝達機構の一翼をなしていると考えられる。本年度は、当分子のリガンド分子の同定及び、神経細胞移動における機能分析を行った。ラット脳CHAPS抽出液より、6B4プロテオグリカン結合蛋白質をアフィニティー精製し、18-,28-,40-kDaの蛋白質を単離した。このうち18-kDa蛋白質は、microsequenceによりpleiotrophin(PTN)と同定された。PTNは神経突起伸長促進作用を示す増殖因子である。6B4PG及びPTNは、発生期脳において、神経芽細胞移動の際の足場となるradial glial fiber上で共存する。そこで、両分子の大脳神経芽細胞の細胞移動に対する影響をBoyden chamber assayにより解析した。その結果、PTNは神経芽細胞の細胞移動を顕著に促進したが、6B4PGにはそのような活性は観察されなかった。しかしながら、6B4PGに対する抗体は、PTN依存性の神経芽細胞の移動を著しく阻害した。また、チロシンホスファターゼ阻害剤Na_3VO_4及びコンドロイチン硫酸Cにも阻害作用が観察された。コンドロイチン硫酸Cは、6B4PGのPTNとの結合を特異的に阻害することが明らかになっている。これらのことは、大脳神経細胞上のPTPζがPTN受容体として細胞移動を調節していることを示唆している。6B4プロテオグリカン(6B4PG)は、受容体型蛋白質チロシンホスファターゼPTPζの細胞外領域に相当する分子であり、両者は選択的スプライシングによって生じ、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンとして合成される。前年度までに筆者は、神経突起伸展促進作用を示すヘパリン結合性成長因子pleiotrophin(PTN)が、PTPζ/6B4PGのリガンドであることを明らかにした。本年度は、PTPζ-PTN間相互作用の生理的意義を、大脳皮質神経細胞の分化過程に注目して解析した。

PTPζの細胞内領域に対する抗体を用いて、培養大脳皮質神経細胞を免疫組織化学的に染色したところ、PTPζは神経成長円錐に大量に存在することが明らかになった。神経成長円錐は神経突起の先端に存在する構造物であり、神経突起伸展の制御に重要な役割を果たしている。このことから、PTNにより誘導される神経突起伸展において、神経成長円錐上のPTPζがPTN受容体として機能している可能性が考えられる。そこで、大脳皮質神経細胞を用いて、PTN誘導神経突起伸展を詳細に解析し、以下の結果を得た。PTPζの細胞外領域に対する抗体及びコンドロイチン硫酸Cは、PTN誘導神経突起伸展を著明に阻害した。PTPζに結合しているコンドロイチン硫酸は、この受容体のPTN結合部位の一部を構成しており、コンドロイチン硫酸CがPTPζ-PTN間の結合を特異的に阻害することが明らかになっている。また、チロシンホスファターゼ阻害剤Na_3VO_4は、PTNによって誘導される軸索伸展を強く阻害した。これらのことは、PTPζが大脳皮質神経細胞のPTN誘導神経突起伸展において、情報伝達受容体として機能していることを示唆している。
量子モンテカルロ法および第一原理計算による2次元強相関系の研究

量子モンテカルロ法、および変分モンテカルロ法による大規模なシミュレーションにより、高温超伝導体の相図を明らかにした。伝導を担うキャリアー濃度が低い領域では反強磁性と超伝導が共存することを示した。チェッカーボード状態と呼ばれている特異な電荷秩序状態が安定であることを、変分モンテカルロ計算により明らかにした。また、量子モンテカルロ法により、超伝導感受率を計算し、2次元系でコスタリッツーサウレス型の超伝導相転移が起こるパラメーター領域があることを示した。負符号問題のない量子モンテカルロ法として、量子モンテカルロ対角化法のプログラムを構成した。この方法においてハミルトニアンを対角化する際の基底関数の数をより多くし、基底関数の生成に遺伝アルゴリズムを適用して最適化の効率を上げた。行列の演算を並列化し計算スピードを飛躍的に向上させた。小さいクラスターにおいて、厳密対角化法による結果と比較し正しい結果が得られることを確かめた。反強磁性、超伝導などの相関関数とそれらの静的な感受率を計算するプログラムを構成した。現在、相関関数と感受率の計算を行なっている。また、負符号問題のない量子モンテカルロ法の第二の手法として「拘束されたパスによる量子モンテカルロ法」のプログラムも開発した。また、変分モンテカルロ法において、波動関数をGutzwiller型からGutzwiler-Jastrow型に改良し、ニュートン法によってマルチパラメータ空間内での安定な解を探すアルゴリズムを構築した。特に、La系の高温超伝導体に対応するパラメータに対して実験とコンシステントな超伝導凝縮エネルギーのサイズ無限大極限が得られることがわかった。Bi、Pbなどの価数スキップゆらぎを示す元素が自然界には多数存在するが、なぜ、価数スキップ現象が起こるのかは明らかになっていない。価数スキップ揺らぎの主要な起源は長距離のクーロン相互作用にあると我々は考えており、BaBiO_3に対してマーデルングエネルギーの計算を行い、価数スキップ状態の安定性と負イオンの分極率との相関を明らかにした。高温超伝導の相図を明らかにするために、量子変分モンテカルロ法による大規模なシミュンを、ハバードモデルおよびd-pモデルに対して行った。最近、実験により多層系の高温超伝対して反強磁性と超伝導の共存が報告されている。われわれは、d-pモデルに対してそのようも考慮したモンテカルロ計算を行い、二次元のd-pモデルに対するを相図を明らかにした。実ドープ域(ドープ量X<0.18)では反強磁性と超伝導が共存し、さらにキャリアー数を増や伝導が単独で安定になることが明らかになった。また、Bi2212等の高温超伝導体で報告され異な電荷秩序状態(チェッカーボード状態と呼ばれている)の安定性を2次元ハバードモデて変分モンテカルロ計算を行うことにより明らかにした。バンド構造を決める重なり積分t'パラメーターとして基底状態のエネルギーを計算し、Bi2212系の銅酸化物に対して得られてド構造を含むパラメーター領域でチェッカーボード状態が安定となることを示した。負符号問題のない量子モンテカルロ法である量子モンテカルロ対角化法および拘束経路量子モンテカルロ法により、2次元ハバードモデルの基底状態におけるスピン感受率および超伝導感受率を計算した。超伝導感受率が、コスタリッツ-サウレス型相転移を特徴づける、サイズLに対する2乗依存性を示すパラメーター領域があることを示した。すなわち、2次元強相関系において、コスタリッツ-サウレス転移として超伝導転移が起こることを見いだした。高温超伝導の相図および機構を明らかにするために、変分モンテカルロ法および量子モンテカルロ法によるシミュレーションをハバードモデル、d-pモデルに対して行った。2次元ハバードモデルに対して変分モンテカルロ計算を行い、Bi系の銅酸化物高温超伝導体において低ドープ域で報告されているチェッカーボード状態が安定となるパラメーター領域があることを明らかにした。この状態は、通常の反強磁性状態を拡張して、二つのQベクトルにより特徴づけられる状態として実現されるものであり、Bi2212系に対応するバンドパラメーターに対して安定となることを示した。2次元ハバードモデルにおいて、La系、YBCO系、Bi系銅酸化物高温超伝導体に対応するバンドパラメーターを設定して、変分モンテカルロ法による計算を行い、それらの結果を比較した。最適ドープ量の領域に限ると、次近接トランスファーt'はt'/t=-0.2程度が超伝導にとっては最適であることが明らかになった。Bi2212系に対応した値t'/t=-0.34、t''/t=0.23は超伝導にとってはあまり好ましくない結果が得られたが、実際は高いT_cが報告されており、クーロン相互作用の大きさなどバンドパラメーター以外の要因も重要と考えられる。(ここで、t''は次次近接サイト間の重なり積分である。)2次元ハバードモデルに対して、量子モンテカルロ法により超伝導のペアー相関関数とペアー感受率を計算した、基底状態によるペアー相関関数の期待値の計算において、モンテカルロ法の収束が遅く、かなり難しいことが判明した。

また、ペアー感受率を量子モンテカルロ法により評価し、そのサイズ依存性を明らかにした。上で得られた最適領域t'/t=-0.2において、ペアー感受率はL^2則とコンシステントであることを示した。ここで、Lは系の大きさであり、全格子点の数はL^2で与えられる。これは、2次元系においてコスタリッツ-サウレス型の相転移が存在することを示している。
光収穫系タンパク質およびそのモデルポリペプチドによるポルフィリン誘導体の組織化

本研究では、光合成細菌の光収穫系タンパク質およびそれと類似した諸種のアミノ酸組成をもつ疎水性ポリペプチドを用いてクロロフィル(BChlaおよびZn-Bchla)およびポルフィリン色素誘導体の組織化を行い、光合成でのアンテナ色素複合体と類似した複合体の構築を行った。はじめに、光合成細菌から単離したLH1アンテナ系タンパク質複合体を用いて直線二色性(LD)スペクトル測定の検討を行った。その結果、LH1アンテナ系タンパク質複合体中でのBChla分子のQy帯は光合成膜に平行であり、BChla間のエネルギー伝達はアンテナ系タンパク質複合体のBChlaの単一な電子状態によって起こることが認められた。つぎに、複合体の形成におよぼす光収穫系タンパク質の疎水性コアの極性アミノ酸組成の影響について合成したモデルポリペプチドを用いて検討を行った。その結果、N末端測の親水性部位のアミノ酸残基を切断した合成ポリペプチドを用いて検討を行った結果、LHタンパク質のN末端側の親水性アミノ酸残基は、その組織化にそれほど大きな役割を担っていないことがわかった。また、その組織化にはLHタンパク質での疎水性コア中のヒスチジン残基、ならびにC末端側の親水性部位のトリプトファン残基(W)が重要な役割をしていることが認められた。また,それらの複合体の脂質二分子膜中への導入を試みた結果、脂質二分子膜中でアンテナ色素複合体と類似した色素複合体を組織化できることが認められた。これらの検討から、光合成膜のアンテナ複合体中でのBChla誘導体の配向状態およびその配向要因について知見を得ることができた。特に、アンテナ系タンパク質によるBChlaの配向規制には、そのタンパク質の疎水性コア中のHis残基へのBChla中心金属の軸配位、ならびにC-末端側親水性部位の極性残基とBChla骨格上の官能基との水素結合が重要な役割を果たしていることが明らかになった。また、この知見をもとにアンテナ系タンパク質モデルを用いてBChla誘導体を組織化できることが認められ、アンテナ色素複合体を人工的に構築できることが期待された。光合成膜では、光エネルギーからの化学的エネルギーへの変換がアンテナ系および光化学反応中心系で効率良く行われている。ここでは、アンテナ色素複合体に着目し、LHタンパク質ならびにそのモデルタンパク質を用いてポルフィリン誘導体の組織化1)および2)について検討した。1)アンテナ色素複合体の2次元組織化光合成細菌から単離したLH複合体中でのBChl aの配向状態について知見を得るために、アンテナ色素複合体の直線二色性(Ld)スペクトル測定を行った。その結果、LH複合体中でのBChl a分子のQy帯は光合成膜に平行であり、BChl a間のエネルギー伝達はLH複合体の単一な電子状態によって起こることが認められた。2)LHタンパク質の合成ポリペプチドモデルによるクロロフィル色素誘導体の組織化LHタンパク質と類似した類似した諸種のポリペプチド合成し、クロロフィル色素の組織化を行った。その結果、合成ポリペプチドを用いてアンテナ色素複合体と類似した色素複合体を組織化できることが認められた。また、その組織化にはLHタンパク質の疎水性コア中のヒスチジン残基ならびにC末端側の親水性部位のトリプトファン残基(W)が重要な役割をしていることが認められた。本研究は、光合成細菌の光収穫系タンパク質およびそれと類似した諸種のアミノ酸組成をもつ疎水性ポリペプチドを用いてクロロフィル(BChlaおよびZn-Bchla)およびポルフィリン色素誘導体の組織化を行い、光合成でのアンテナ色素複合体と類似した複合体の構築を行う目指す。

そして、複合体の形成におよぼす光収穫系タンパク質の疎水性コアの極性アミノ酸組成の影響について検討を行う。また,それらの複合体の脂質二分子膜中ヘの導入を試みる。そして、あらかじめ膜中に導入したポルフィリン色素誘導体への電子伝達挙動について検討を行い、脂質二分子膜系および金基板系でのポルフィリン色素誘導体間の効率の良いエネルギー移動システムの構築を目指す。ここでは、光合成細菌の光収穫系タンパク質LH-aおよびそのモデルポリペプチドを用いてアンテナ色素複合体と類似したBChla誘導体の組織化を行い、脂質二分子膜中ヘのアンテナ色素複合体の導入について検討を行った。その結果、モデルポリペプチド共存下ではBChlaおよびZn-BChlaのQy帯の長波長シフトがいずれも観測され、光合成細菌のアンテナ色素複合体と類似の複合体形成が認められた。また、アンテナ色素複合体の脂質二分子膜中中へ導入を試みた結果、脂質二分子膜中でZn-BChlaのQy帯の長波長シフトが見られ、その複合体の形成が確認された。このことから、脂質二分子膜中でアンテナ色素複合体を人工的に組織化できることがわかった。
日本中世の訴訟手続における適正さの観念と本所の機能

日本中世においては、当事者・関係者が然るべき申請ルートを有することが訴訟の前提となっていた。代表的な申請経路は「本所」(帰属先たる荘園領主等)であり、本所の保護を受けることは正当なものとして主張された。だが、保護を受ける根拠を、保護者(ここでは本所)の管領範囲内にあること即ち帰属に求める発想は、必ずしも普遍的ではない。人々の間の社会的紐帯は多様な形態を取りうる上、それらの認識のされ方も多様でありうるからである。これらの点を踏まえ本研究では、当時の人々の秩序認識とりわけ〈とられるべき(正しい)手続〉に関する観念のあり方を、〈訴訟の場面において人的紐帯に付与される意義〉に着目して問い直したい。
オゾン・紫外線照射併用によるトリハロメタン前駆物質の高効率分解プロセスの開発

水道源水中に溶存するフミン酸は、発ガン性物質であるトリハロメタンの前駆物質となるので、塩素処理する前に吸着や酸化等で除去する必要がある。オゾン単独処理ではフミン酸の酸化分解は十分でなく、かえってトリハロメタンの生成量を増加させる場合もある。紫外線を併用すれば難分解物質も除去できる。本研究では紫外線照射下でフミン酸のオゾン分解を行い、TOCの減少速度及び塩素処理した後の全有機塩素生成量を測定し、紫外線の効果を検討した。本年度は以下の成果を得た。1.フミン酸のO_3単独及びO_3/UV処理では、実験開始直後にTOCは急に減少し、初期TOCの4割が分解消失するまではUVの効果がなかった。2.フミン酸の分解が進むと、O_3処理に比べてO_3UV処理の方が分解速度が速かった。このとき、UVの放射照度を変えても液中のオゾン濃度が自己分解によって減少するので、みかけ上反応速度は変化しなかった。3.フミン酸のO_3単独及びO_3UV併用分解において、初期のTOC濃度、液中のO_3濃度、UV放射照度、液温を変えて実験を行った結果から、フミン酸の分解速度の実験式を得た。4.フミン酸の分解主生成物であったシュウ酸はO_3分解では分解が困難であったが、UVを併用することによって、その濃度は急激に減少した。5.フミン酸のO_3及びO_3/UV分解液を塩素処理した後のクロロホルム生成量は実験開始時には10ppmであったが、2時間処理後には0.1ppm以下にまで低減し、O_3処理とO_3/UV処理との差はほとんどなかった。一方、全有機塩素量はUVを併用することによって、4時間処理後にはオゾン単独に比べて1/3にまで低減できた。以上の結果から、トリハロメタン前駆物質であるフミン酸の物質において紫外線照射が有効であることが示された。今後は、内部照射型オゾン分解装置の設計を行い、その最適化を計る。
II-VI族半導体超格子の格子不整合歪みと電子-フォノン系への歪み効果

次の二項目の研究を行っている。1.多層膜内の歪み分布価電子力場モデルに基づいて多層膜内のボンドの歪み分布の考察を進めている。超格子構造の基本単位を四面体配位とし、その変形を決めるボンド伸縮力(α)とボンド変角力(β)パラメタをバルクでの値と同じと仮定する。超格子軸に垂直な原子面間隔をボンドの歪みエネルギー極小の条件から決定した。いままでに、(ZnSe)m(ZnTe)n超格子のボンド歪み分布の計算を行い、界面近傍に大きなボンド歪みが現われる可能性を指摘した。本年度は、新しく基盤効果とイオン間クーロンカの歪み分布への影響を調べた。とくに、GaAs-AlAs超格子のヘテロ界面近傍に生ずるとされる微小原子変位の起源と絡んでこの効果を議論した。半導体超格子の発光スペクトルは、ギャップ・エネルギーを同定するとともに、間接的ではあるがバンド不連続や界面の歪みの大きさについて有用な情報を提供する。その際、励起子効果の解明は絶対に必要である。ここでは、ZnS-ZnSe超格子の量子井戸励起子の問題を有効質量近似のハミルトニアンを使って、変分的に解いた。得られた結果をまとめると、(1)ZnSe層内の擬二次元励起子の束縛エネルギーは、約1050meVである。(2)励起子効果を含めた光学的エネルギーギャップは、ZnSe層の厚みの逆二乗に比例する。この結果は、層が薄くなると束縛エネルギーも増大するが、波動関数への閉じ込めの効果がそれを凌駕するためと思われる。今後、励起子への静電場効果をとりあげる。
魚の側線感覚細胞はせん断速度センサとなりうるか?

魚類や円口類(ヤツメウナギなど)の体の両側にある側線は音を感じるセンサであることはよく知られている.また,このセンサは魚などのまわりの水の動きに反応しているのではないかという考えが提案されているが,このような観点からの研究例はほとんどない.もし,水の動きを感じることができるとすれば,流れのせん断応力あるいはせん断速度を計測可能なセンサとして利用可能になる.そこで,本研究では魚などの側線に存在する感覚細胞を取り出して培養し,流れ負荷の状態で魚の感覚細胞の特性を明らかにし,その応用についても議論することを目的とする.これまで報告されている感覚細胞を使った研究ではカジカが利用されているが,本研究ではカジカが入手困難のため金魚を使い,次の結果を得た.1.金魚の側線感覚細胞の存在する部位から組織を切り出し,Ca^<2+>,Mg^<2+>を含まないハンクス液にコラゲナーゼとエラスターゼを含む溶液を作製して,組織を処理した.種々の濃度の組み合わせにより検討した結果,最適の濃度を見いだし,側線感覚細胞を単離することができた.単離後,細胞活性をトリパンブルーにより観察したところ,特に強い傷害も受けていないことを確認した.2.感覚細胞を通常の細胞培養液中にて培養を試みたところ,23日の培養は可能であるが,その後は急速に細胞活性を失っていくことを確認した.3.感覚細胞をゲル中に包埋してせん断応力を負荷する装置にセットし,流れ負荷をかける実験を試みたが,細胞の活動度を電極を用いて定量的に評価する計測までには至らなかった.今後はこの点を中心に検討を進める予定である.4.せん断応力負荷時の側線細胞の応答機構について有限要素法を用いて解析し,細胞内の変形と応力分布を得た.今後細胞内構造と応力分布の関係を検討する予定である.1.側線の感覚細胞の単離と培養魚の側線に関する過去の研究の調査を行ったところ,カジカ,イワシ,メダカ,マス,金魚などの魚が利用されている.側線には,音や圧力を感知する機能がそなわっていることはよく知られているが,速度あるいは加速度を感知するセンサがそなわっているか否かについては不明な点が多い.上記魚の中で,カジカはセンサが比較的大きく,かつ分散しているために本研究の目的に合致しており,当初カジカを使用する計画をたてていた.しかしながら,カジカは肉食の魚であり,現在は入手が困難になっている,本研究は萌芽的であり,本格的な研究に移行する前のスクリーニング的な研究であるとの位置づけており,入手が容易で過去に側線に関する研究が実施されている金魚を使用することにした.現在,金魚の皮膚表面にある側線細胞の単離を試みている段階である.具体的には蛋白分解酵素であるコラゲナーゼ,あるいはエラスターゼを利用して単離を行っている.これらの蛋白分解酵素は,血管などの組織から細胞を単離する際に用いられるものであり,当研究室では,これまで平滑筋細胞の単離を行って成功している.これら蛋白分解酵素の種類,濃度,処理時間を種々変えて最適の条件を見つけるべく実験を実施中である.2.側線の感覚細胞に対するせん断応力負荷と応答の有限要素モデル解析実験による現象解明に加えて,最近当研究室において開発したせん断応力負荷に対する内皮細胞の応答モデルを発展させて側線の感覚細胞に適用できるモデルの開発を進めつつある.これにより,実験との対比を行い,感覚細胞のせん断速度感知機構の解明の一助とする予定である.魚類や円口類(ヤツメウナギなど)の体の両側にある側線は音を感じるセンサであることはよく知られている.また,このセンサは魚などのまわりの水の動きに反応しているのではないかという考えが提案されているが,このような観点からの研究例はほとんどない.もし,水の動きを感じることができるとすれば,流れのせん断応力あるいはせん断速度を計測可能なセンサとして利用可能になる.そこで,本研究では魚などの側線に存在する感覚細胞を取り出して培養し,流れ負荷の状態で魚の感覚細胞の特性を明らかにし,その応用についても議論することを目的とする.これまで報告されている感覚細胞を使った研究ではカジカが利用されているが,本研究ではカジカが入手困難のため金魚を使い,次の結果を得た.1.金魚の側線感覚細胞の存在する部位から組織を切り出し,Ca^<2+>,Mg^<2+>を含まないハンクス液にコラゲナーゼとエラスターゼを含む溶液を作製して,組織を処理した.種々の濃度の組み合わせにより検討した結果,最適の濃度を見いだし,側線感覚細胞を単離することができた.単離後,細胞活性をトリパンブルーにより観察したところ,特に強い傷害も受けていないことを確認した.2.感覚細胞を通常の細胞培養液中にて培養を試みたところ,23日の培養は可能であるが,その後は急速に細胞活性を失っていくことを確認した.3.感覚細胞をゲル中に包埋してせん断応力を負荷する装置にセットし,流れ負荷をかける実験を試みたが,細胞の活動度を電極を用いて定量的に評価する計測までには至らなかった.今後はこの点を中心に検討を進める予定である.4.せん断応力負荷時の側線細胞の応答機構について有限要素法を用いて解析し,細胞内の変形と応力分布を得た.今後細胞内構造と応力分布の関係を検討する予定である.
脳内レニンアイソフォームの発現調整異常は慢性心不全の発症機序に寄与しているか

平成29年度には、ラットのレニンアイソフォームのmRNA発現解析のためのPCRプライマー作成を行い、さらに心不全モデルラットの作成を行った。平成30年度は、前年度の成果を発展させ、心不全ラットの脳内レニンアイソフォームの発現解析を行った。全脳を用いたレニンアイソフォームのmRNA発現解析では、心不全ラットと対照のsham手術ラットの両群間で、分泌型レニンならびに細胞内レニンいずれも発現量に有意差を認めなかった。次に、交感神経活動を規定する重要な脳神経核である視床下部室傍核および頭側延髄腹外側野におけるレニンアイソフォームの発現解析を行った。頭側延髄腹外側野において、分泌型レニンmRNAは心不全ラットで有意に増加していたが、細胞内レニンmRNAは両群間で有意差を認めなかった。視床下部室傍核においては、分泌型レニンmRNAは心不全ラットで増加傾向を示し、細胞内レニンmRNAは両群間で有意差を認めなかった。これらの結果より、交感神経活動を規定する脳神経核での分泌型レニン増加が心不全の病態に関与している可能性が示唆されたが、本研究開始時の仮説である心不全における細胞内レニン低下を伴う分泌型レニン増加を確認することはできなかった。今後は、神経細胞株を用いたin vitroでの実験でレニンアイソフォームの発現調節について検討が必要と思われる。平成29年度の研究実施計画に基づき、心不全ラットの脳内レニンアイソフォーム発現の解析(細胞内レニンvs.分泌型レニン)を進めている。【ラットのレニンアイソフォーム解析のためのPCRプライマー作成】まず、ラットの脳組織を用いてレニンアイソフォームの発現解析のためのPCRプライマー作成を行った。細胞内レニンおよび分泌型レニンのDNA配列の違いはエクソンIの短い塩基配列のみであるため、これらの発現解析に適したPCRプライマーの作成は容易ではなかった。結果的に、プライマー作成に想定よりも長く時間を要したが、2つのレニンアイソフォーム発現量を区別して解析できる適切なプライマーを得ることができた。【心不全モデルラット作成および組織摘出】PCRプライマー作成を終えた時点で、心不全モデル動物である心筋梗塞ラットならびに対照のsham手術ラットを作成し、術後4週後に心不全の評価を行った。心エコーならびに経頚動脈的カテーテル挿入による心内圧測定により、心筋梗塞後心不全モデルラットは心収縮能の低下、左室拡大、左室拡張末期圧の増加を伴うモデルであることを確認した。これらの心不全ラット、sham手術ラットを安楽死させ、脳や心臓、腎臓を含めた臓器摘出を行い冷凍保存した。脳局所でのレニンアイソフォーム発現解析を行うため、摘出脳からbrain punchによる微小な脳組織を採取する必要があり、現在その準備を進めている。細胞内レニンと分泌型レニンとのDNA配列の相違は小さく、これらを区別して検知するPCRプライマーの作成に時間を要した。脳局所の微小組織から抽出したRNAを用いてプライマーの検討を行う必要があり、RNA抽出量が少ないことから組織の採取も頻回に行う必要があった。心不全モデルラットの脳内におけるレニン・アンジオテンシン系(特にレニンアイソフォーム)の遺伝子発現を解析する。その結果をもとに、心不全モデルラットに対してレニン・アンジオテンシン系阻害薬の脳内投与やsiRNAによるレニンアイソフォームの脳特異的阻害を行い、心不全のパラメーターの変化を解析する。