hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
気候モデルの開発および気候変化の数値実験

今年度は本研究計画の初年度にたるので、研究に必要な機器(ワ-クステ-ション等)の購入、数値モデルの設計など研究の準備を主に行った。ほかに、既存のデ-タを利用した予備的解析や既存の数値モデルを使った予備的数値実験も行った。これらのうち主な成果は次の通りである。(1)アメリカの人工衛星によるオゾン観測(SBUV)デ-タの解析を行った。これまで余り注目されていなかった赤道域のオゾン全量の分布とその変動を解析したところ、赤道沿いに地球をとりまいて波数1のオゾン濃度の波があって高速で東に移動し、数日で地球を一周することがわかった。高度からみて、今までの断片的観測から知られていた、高速ケルビン波に伴う変動と考えられる。また、赤道域成層圏下部でのオゾンの分布とその季節変動・年々変動を調べた所、やはり波数1の構造があり、濃度最小の位置が顕著な年々変動をしていることがわかった。これは、エルニ-ニョ・南方振動に伴って赤道域での対流活動の中心が太平洋上を東西に移動するため、と解釈される。このように、オゾン濃度の解析によって大気大循環の短期・長期の変動を調べ得ることが明らかになった。(2)既に開発した中層大気大循環モデルに日射加熱の日変化を取り入れて長期間の積分をし、その結果を解析することによって大気熱潮汐波の鉛直伝播と、その砕波による東西流加速機構を明らかにした。(3)既存の単純化海洋大循環モデルを使い、長方形の海洋を想定して、大気からの加熱・冷却および風のストレスによって生み出される海洋大循環を調べた。その結果、海洋の大部分は、そのごく一部(実験の場合は南西隅)で冷却された水塊が全体に行きわたるプロセスとして熱塩循環が生じ、底層水・深層水ができることがわかった。この深層循環によって運ばれる赤道から極への熱輸送量は、観測と同じオ-ダ-であった。深層循環のパタ-ンは、古くストンメルとアロンによって定性的に求められたものと極めてよい一致を示すが、赤道上は例外で、東向流、西向流がうすい間隔でサンドイッチ状に重なる特別な流れの構造が現れることが始めて明らかにされた。(4)既存の大気モデル・海洋モデルを結合した大気・海洋モデルを作り、全体を日射条件を与えて解き、大気・海洋結合系としての平衡状態がどのようなものになるか、熱輸送の大きさはどうかを調べた。完全に手放しの場合は、極と赤道の温度差が現実より小さくなること、しかし全体を合わせた熱輸送量は比較的実際に近い値となり、かつ、大気・海洋間の熱・水蒸気・運動量の交換にかかわる係数を変えると大気・海洋の間の分配は変わるが合計はほぼ一定に保たれるという面白い結果が得られた。以上は何れも予備的結果であり、今後さらに吟味を要する。

完全に手放しの場合は、極と赤道の温度差が現実より小さくなること、しかし全体を合わせた熱輸送量は比較的実際に近い値となり、かつ、大気・海洋間の熱・水蒸気・運動量の交換にかかわる係数を変えると大気・海洋の間の分配は変わるが合計はほぼ一定に保たれるという面白い結果が得られた。以上は何れも予備的結果であり、今後さらに吟味を要する。
組織工学的手法を用いた分化誘導型バイオ人工肝臓の開発

本研究では、培養系内で分化させた胎仔肝臓細胞をバイオ人工肝臓に応用することを目的として、多孔質のpolyvinyl formal(PVF)樹脂を担体とする胎仔肝臓細胞の三次元培養を行った。細胞の分化・増殖に及ぼすサイトカインなどのシグナル分子の影響について検討するとともに、この担体を充填した充填層型リアクターを用いた胎仔肝臓細胞の灌流培養を行い、細胞数や活性の維持に及ぼす灌流速度の影響について検討した。まず充填層型リアクターを用いた灌流培養については、マウス胎仔肝臓細胞は培地の灌流速度の影響を受けやすく、細胞数や活性は灌流培養時には急激に低下したのに対して、ブタ胎仔肝臓細胞は流れに対して安定であり、活性は1ヶ月以上安定に保たれた。この結果から、ブタ胎仔肝臓細胞を用いたバイオ人工肝臓を開発できる可能性が示唆された。次に、フローチャンバーを用いて成熟ラット肝細胞の単層培養系における灌流培養を行い、培地の流れが細胞の機能や形態の変化に及ぼす影響について検討した。その結果、流れを加えることにより細胞は三次元的な構造を再構築し、生体内に近い形態をとることがわかった。一方、三次元培養したマウス胎仔肝臓細胞の分化や増殖に及ぼすシグナル分子の影響についても検討した。シグナル分子として、oncostatin M(OSM)、epidermal growthfactor(EGF)、dimethyl sulfoxide(DMSO)などの因子を培地に添加し、胎仔肝臓細胞の細胞数や肝特異的機能について検討した。その結果、これらの因子は胎仔肝細胞の分化に効果があり、さらにこれらの因子を添加する時期を調節することで、より効率的に細胞を分化させられることがわかった。本研究では、培養系内で分化させた胎仔肝臓細胞をバイオ人工肝臓に応用することを目的として、多孔質のpolyvinyl formal (PVF)樹脂を担体とする胎仔肝臓細胞の三次元培養を行った。この担体を充填した充填層型リアクターを用いた胎仔肝臓細胞の灌流培養を行い、細胞数や活性の維持に及ぼす潅流速度の影響について検討した。細胞には、マウスとブタの胎仔肝臓細胞を用い、細胞種の違いによる影響についてもあわせて検討した。まず、マウス胎仔肝臓細胞を用いた場合には、灌流速度を成熟肝細胞と同等の流速(空塔線速度4.8cm/min)で培養すると細胞数やアルブミン分泌能は急激に低下し、培養1週間で活性は認められなくなった。培地の潅流速度を1/10(空塔線速度0.48cm/min)に低下したところ、アルブミン分泌能は20日以上維持されたものの活性は増加せず、細胞数も減少した。一方、ブタ胎仔肝臓細胞については、灌流培地の空塔線速度を0.96cm/minから0.48cm/minへと低下させることで細胞数の減少は大幅に抑制され、40日以上培養したのちにも初期の細胞の約70%が維持されていた。また、このとき、細胞のアルブミン分泌能は比較的良好に保たれ、培養20日以降には静置培養した細胞よりも高い活性が得られた。以上の結果から、培地の灌流が細胞数や活性の維持に及ぼす影響は細胞種によってかなり異なっており、今回検討した中ではブタ胎仔肝臓細胞が流れに対する耐性が高いことがわかった。また、これらの結果を速度論的に解析したところ、マウスの細胞では灌流速度を下げても細胞は増殖しないのに対して、ブタの場合には0.32cm/min以下の潅流速度に設定することにより、リアクター内部で細胞を増殖できることがわかった。以上の結果から、ブタ胎仔肝臓細胞を用いた充填層型バイオ人工肝臓が開発できる可能性が示された。

本研究では、培養系内で分化させた胎仔肝臓細胞をバイオ人工肝臓に応用することを目的として、多孔質のpolyvinyl formal(PVF)樹脂を担体とする胎仔肝臓細胞の三次元培養を行った。細胞の分化・増殖に及ぼすサイトカインなどのシグナル分子の影響について検討するとともに、この担体を充填した充填層型リアクターを用いた胎仔肝臓細胞の灌流培養を行い、細胞数や活性の維持に及ぼす灌流速度の影響について検討した。まず充填層型リアクターを用いた灌流培養については、マウス胎仔肝臓細胞は培地の灌流速度の影響を受けやすく、細胞数や活性は灌流培養時には急激に低下したのに対して、ブタ胎仔肝臓細胞は流れに対して安定であり、活性は1ヶ月以上安定に保たれた。この結果から、ブタ胎仔肝臓細胞を用いたバイオ人工肝臓を開発できる可能性が示唆された。次に、フローチャンバーを用いて成熟ラット肝細胞の単層培養系における灌流培養を行い、培地の流れが細胞の機能や形態の変化に及ぼす影響について検討した。その結果、流れを加えることにより細胞は三次元的な構造を再構築し、生体内に近い形態をとることがわかった。一方、三次元培養したマウス胎仔肝臓細胞の分化や増殖に及ぼすシグナル分子の影響についても検討した。シグナル分子として、oncostatin M(OSM)、epidermal growthfactor(EGF)、dimethyl sulfoxide(DMSO)などの因子を培地に添加し、胎仔肝臓細胞の細胞数や肝特異的機能について検討した。その結果、これらの因子は胎仔肝細胞の分化に効果があり、さらにこれらの因子を添加する時期を調節することで、より効率的に細胞を分化させられることがわかった。
抑制性Fcγ受容体遺伝子欠損マウスを用いた自己免疫疾患病態モデルの開発とその応用

抑制性FcレセプターであるFcγRIIBを欠損したマウスで,アナフィラキシーが顕著に亢進することから,ぜんそくモデル,鼻炎モデルへの応用を開始し,良好な成績を得ている.さらにこのマウスは各種系統と交配することにより,リウマチ関節炎を高発症したり,新規にGoodpasture症候群モデルになったり,従来のSLEモデルのひとつであるIprを凌ぐ性質を持っていることなどが次々と分かってきた.我々は更にアトピー性皮膚炎モデル,天疱瘡モデル,I型糖尿病モデル,多発性硬化症モデルの作製を開始し,概ね良好な成績を得ている.新規に開発中のIgLRノックアウトマウス,たとえばPIR-B欠損マウスでは,B細胞や樹状細胞の文化発達に興味深い変化が見られ,さらに抗体産生系が促進していることが明らかになりつつある.したがってこれらもアレルギー,自己免疫,癌との関連の研究をFcレセプターの場合にならって展開すれば,未知なリガンドの同定や感染症との関連が得られる可能性があり,今後の展開もたいへんに興味深い.我々の開発したモデルマウスは既に世界中の研究者の利用に供されているうえ,委託販売の計画も立てつつある.抑制性FcレセプターであるFcγRIIBを欠損したマウスで,アナフィラキシーが顕著に亢進することから,ぜんそくモデル,鼻炎モデルへの応用を開始し,良好な成績を得ている.さらにこのマウスは各種系統と交配することにより,リウマチ関節炎を高発症したり,新規にGoodpasture症候群モデルになったり,従来のSLEモデルのひとつであるIprを凌ぐ性質を持っていることなどが次々と分かってきた.我々は更にアトピー性皮膚炎モデル,天疱瘡モデル,I型糖尿病モデル,多発性硬化症モデルの作製を開始し,概ね良好な成績を得ている.新規に開発中のIgLRノックアウトマウス,たとえばPIR-B欠損マウスでは,B細胞や樹状細胞の文化発達に興味深い変化が見られ,さらに抗体産生系が促進していることが明らかになりつつある.したがってこれらもアレルギー,自己免疫,癌との関連の研究をFcレセプターの場合にならって展開すれば,未知なリガンドの同定や感染症との関連が得られる可能性があり,今後の展開もたいへんに興味深い.我々の開発したモデルマウスは既に世界中の研究者の利用に供されているうえ,委託販売の計画も立てつつある.抑制性のIgG受容体であるFcγRIIBの遺伝子欠損マウス(RIIB-/-)を利用して各種自己免疫疾患モデルマウスを開発し,疾患発症メカニズムの理解および治療方法・新薬の開発のベースとして応用研究を展開した.RAモデル:RIIB-/-をCIA好発マウスであるDBA/1マウスに戻し交配し,DBA/RIIB-/-マウスを作製した.均一かつ高率,短期間のうちに重症のCIAを発症することが示され,このDBA/RIIB-/-マウスにおける関節炎の病態を解析し,抗リウマチ薬開発のベースに応用することを計画している.IDDMモデル:RIIB-/-をNODマウスに戻し交配してNOD/RIIB-/-マウスを作製した.これにおいて意外なことに糖尿病の発症が著しく遅れることが観察された.これを病理学的に解析するとともに,逆にNODにFcγRIIBをトランスジーンとして導入することで糖尿病が早発するか否かを試み,糖尿病治療へのFcγRIIBをベースにした創薬の可能性を探りつつある.GPSモデル:RIIB-/-にIV型コラーゲンを免疫するだけで,著しい肺胞出血と糸球体腎炎を発症することを既に見い出した.これがヒトGPSと酷似していることを確立し,GPSモデルとして病態の理解と新規治療薬の効果判定に利用するための準備をおこなっている.PVモデル:RIIB-/-にラットケラチノサイトを免疫し,自己抗体の誘導と難治性水疱形成の過程を調査中である.PVで見られる全身衰弱が何に起因するのかをこの病態モデルで解析し,至適薬剤の選択や新薬開発に応用する予定である.我々は抑制性FcレセプターであるFcγRllBを欠損したマウスで,アナフィラキシーが顕著に亢進することから,ぜんそくモデル,鼻炎モデルヘの応用を開始し,良好な成績を得ている.さらにこのマウスは各種系統と交配することにより,リウマチ関節炎を高発症したり,新規にGoodpasture症候群モデルになったり,従来のSLEモデルのひとつであるlprを凌ぐ性質を持っていることなどが次々と分かってきた.我々は更にアトピー性皮膚炎モデル,天疱瘡モデル,1型糖尿病モデル,多発性硬化症モデルの作製を開始し,概ね良好な成績を得ている.新規に開発中のlgLRノックアウトマウス,たとえばPIR-B欠損マウスでは,B細胞や樹状細胞の分化発達に興味深い変化が見られ,さらに抗体産生系が促進していることが明らかになりつつある.したがってこれらもアレルギー,自己免疫,癌との関連の研究をFcレセプターの場合にならって展開すれば,未知なリガンドの同定や感染症との関連が得られる可能性があり,今後の展開もたいへんに興味深い.我々の開発したモデルマウスは既に世界中の研究者の利用に供されているうえ,委託販売の計画も立てつつある.
Ｏ１５７ゲノムからのＩＳ切り出しを促進する新規タンパク質ＩＥＥの機能解析

IEE(IS-excision enhancer)は、腸管出血性大腸菌(EHEC)において挿入配列(IS)の切り出しおよび様々なゲノム欠失によるゲノムの多様化に関与する。本研究では、IEEがSpLE1 integrative elementを介して伝播し得ること、また、IEEがISだけでなくSpLE1の切り出しにも関与することを明らかにした。本研究成果は、IEEがIS転移酵素またはSpLE1 integraseとの協働により、ISまたはSpLE1の切り出しにそれぞれ関与する多機能タンパク質であることを示唆する。IEEは腸管出血性大腸菌(EHEC)においてISの切り出しおよびISを介したゲノムの多様化に関与する因子であり、その生物学的な機能や活性の種類の解明に向けて、以下のような解析を行った。1.昨年度のDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析の結果、EHEC O157においてIEEの過剰発現による遺伝子発現の変動はほとんど見られなかった。そこで今年度、染色体上のiee遺伝子を欠失させたO157について同様に確認したところIEEの影響がよりクリアになり、DNA複製に関与する一本鎖DNA結合タンパク質(ssb)や、dinI、recN、recAなどDNAダメージ応答に関与する因子の発現がIEE過剰発現により増加することが新たに判明した。2. IEEホモログは細菌に広く存在するが、これまでゲノムが解読されiee遺伝子を保有することが判明した大腸菌のほぼすべてがEHECであった。そこで様々な大腸菌について調査したところ、毒素原生大腸菌(ETEC)の一部が系統特異的にiee遺伝子を保有することが明らかになった。iee遺伝子保有ETECでは本遺伝子周辺の塩基配列が高度に保存され、その構造はEHECが保有する約90 kbのプロファージ様エレメントSpLE1と極めて類似していた。多くのプロファージはintegrase遺伝子の下流にexcisionase遺伝子を持ち、excisionaseがプロファージの切り出しに関与するが、本SpLE1様エレメントではintegrase遺伝子の下流に(excisionase遺伝子とは長さも配列も大きく異なる)iee遺伝子が存在していた。以上の検討により、IEEはDNAの複製やダメージ応答に関与する遺伝子の発現に影響し、さらにプロファージ様エレメントの切り出しにも関与する可能性があることが明らかになった。腸管出血性大腸菌O157のゲノムには数多くの挿入配列(IS)が存在し、ISがゲノム構造の変化を引き起こすことでO157が多様性を獲得することが示されている。IEEはISの切り出しおよびISを介したゲノムの多様化に関与する因子であり、その生物学的意義の解明に向けて、以下のようなO157変異株についてDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析を行った。(1) IEE過剰発現株:IEEのみを過剰発現させた場合、約5,200遺伝子のうち発現が2倍以上変動する遺伝子はほとんど見られなかった(増加0、減少1)。また、IS転移酵素(TPase)の過剰発現により198遺伝子の発現が変動した(増加168、減少30)が、IEEとTPaseの両方を過剰発現させると遺伝子の発現変動は152(増加128、減少24)に減少し、全体的にIEEがTPaseによる遺伝子の発現増加を打ち消す傾向にあることが確認された。(2)IEE遺伝子欠失株:過剰発現とは異なりIEE遺伝子の欠失による影響は大きく、153遺伝子の発現が変動した(増加57、減少96)。発現が最も大きく増加した遺伝子はシグマ因子に関連するyhbHであり、同時に多くのリボゾーム関連遺伝子の発現が減少していた。本検討には対数増殖期の菌を用いたが、このような遺伝子変動は定常期に起こることが知られていることから、IEEは菌の増殖に関与すると考えられる。また、IEE遺伝子の欠失によりNO2還元酵素の転写調節に関与する遺伝子(ECs0207)の発現が減少し、NO2の還元に関連する4遺伝子の発現が増加していた。ただし、NO2代謝系の発現変動は細胞周期に関連するシグナル応答などを介した間接的な作用の可能性も考えられる。以上の検討により、IEEはTPaseに起因する遺伝子発現の変動を打ち消す作用があり、さらに菌の増殖にも関与することが明らかになった。1.昨年度までのDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析により、EHEC O157のiee遺伝子欠失株においてIEEを過剰発現させると、DNA複製に関与する一本鎖DNA結合タンパク質(ssb)やdinI、recN、recAなどDNAダメージ応答に関与する遺伝子の発現が増加した。そこで、リアルタイムRT-PCRを用いてこれらの遺伝子の発現を詳細に解析したが、IEEによる顕著な遺伝子発現の誘導は観察できなかった。

2.昨年度の検討により、毒素原生大腸菌(ETEC)の一部が系統特異的にiee遺伝子を保有し、本遺伝子周辺の構造はEHECが保有する約90 kbのintegrative element SpLE1と極めて類似していることが明らかになった。また、多くのプロファージはintegrase(int)遺伝子の下流にexcisionase(xis)遺伝子を持ち、excisionaseがプロファージの切り出しに関与するが、本SpLE1様エレメントではint遺伝子の下流に(xis遺伝子とは長さも配列も大きく異なる)iee遺伝子が存在していた。そこで、SpLE1の両末端に分断したアンピシリン(Ap)耐性遺伝子を挿入したO157変異株を作製し、SpLE1の切り出し頻度を測定した。すなわち、本変異株においてSpLE1の切り出しが起こると、分断したAp耐性遺伝子が野生型に戻り菌がAp耐性に変化するため、Ap耐性菌の出現率がSpLE1の切り出し頻度となる。その結果、SpLE1 integraseおよびIEEの共発現により、SpLE1の切り出し頻度が大きく上昇した。以上の検討により、iee遺伝子を含むintegrative element SpLE1は可動性であり、IEEはDNAに対する作用機序が異なるIS転移酵素およびSpLE1 integraseのそれぞれと協働することで、ISおよびSpLE1両方の切り出しに関与することが明らかになった(論文投稿準備中)。細菌学IEEはゲノムからのISの切り出しを促進する因子として同定され、ISを介してゲノムの多様化にも関与することが判明した因子であるが、他の機能や生物学的な意義は未だに不明のままである。平成25年度は染色体上のiee遺伝子を欠失させたO157を用いた網羅的な遺伝子発現解析により、IEEがDNAの複製やダメージ応答に関与する遺伝子の発現に影響することが明らかになった。さらに、IEEが自身の遺伝子を保有するプロファージ様エレメントの切り出しにも関与する可能性があることが判明するなど、本研究の目的であるIEEの生物学的な機能や活性の種類の解明に向けて、順調に進展している。IEEはゲノムからのISの切り出しを促進する因子として同定され、ISを介してゲノムの多様化にも関与することが判明した因子であるが、他の機能や生物学的な意義は未だに不明のままである。そこで平成24年度は、IEEが持つ生物学的な意義を知る手がかりを得るために、網羅的な遺伝子発現解析を行いIEEの発現と相関する因子を探索した。その結果、ISへの関与の他にも、IEEがyhbHやECs0207など各種遺伝子の転写調節に関与する遺伝子の発現に影響し、さらには菌の増殖に関与することが明らかになったことで、今年度の目標はほぼ達成された。当初の計画では、平成26年度はIS切り出しに重要なアミノ酸領域を変異させたIEEを用いて網羅的な遺伝子発現解析を行う予定であった。しかし平成25年度までの検討により、IEEが菌の増殖、DNAの複製やダメージ応答に関与すること、さらにiee遺伝子を保有するプロファージ様エレメントの切り出しにも関与する可能性のあることなど、その具体的な機能が見えつつある。
未破裂脳動脈瘤の将来の破裂リスクを臨床現場で直ちに推定する方法の確立

3次元シネ位相コントラスト磁気共鳴法を基にした磁気共鳴流体解析(MRFD)の精度検証を直管ファントムで行った結果、径が6mm以上で、ピクセルサイズが直径の30%で断面平均流速、10%で最高流速が精度良く求まった。脳血管を模した3mm径のMRFDは最高流速の精度は悪いが、平均流速の精度は比較的良かった。脳動脈瘤のMRFDの精度検証を計算流体力学(CFD)と比べた結果、速度ベクトルやWSSの定量的精度は悪いが、流線パターン・WSS分布パターンの定性的評価は良好で、臨床現場で利用できることが分かった。精度の良い脳血管の血流解析結果を得るには、CFDが必須で、これを用いて脳動脈瘤発生予測もできた。13次元シネ位相コントラスト磁気共鳴法(3D cine phase-contrast MR imaging, 3D cine PC MRI)で得た脳動脈瘤データを解析し、脳動脈瘤と親動脈の血流解析を行う磁気共鳴流体力学(MRFD)が臨床現場で役立つか否かを検討しようとしている。この精度を検討するための基準値となる計算流体力学(CFD)が施行できるようにコンピュータを購入し、CFD用ソフトウエア(ANSYS Academic Research CFD)をインストールし、処理手順を確認し、流体解析できるようになった。2まず、脳血管よりも太い大動脈や頸動脈を模した直管ファントムや血管ファントム、ヒトボランティアを用いて、本学大幸キャンパスにある3T MR装置で、MRFDの精度検証を行った。大動脈を模した直管ファントムでは、マグネット中心部の流速測定精度は高いことが確認できた。また、頸動脈については、MRFDとCFDの各解析点における流速と壁剪断応力(wall shear stress, WSS)にはかなり高い相関が認められた。3脳血管に模した直管ファントム、脳血管ファントムを用いたMRFDの精度検証を行ったところ、MRFDによる時間平均流量の測定精度は比較的良好であった。MRFDによるWSSの測定精度は内頸動脈後交通動脈分岐部動脈瘤では不良であったが,直管ファントムや脳血管ファントムの内頸動脈では良好であった。また、今後、臨床検討を行うためのヒトを対象とした3D cine PC MRIの撮像法を確認し、確立できた。5平成25年年度末に、本学生命倫理委員会に本プロジェクトの申請準備中である。内頸動脈サイフォン部動脈瘤患者5名の3D TOF MRAを用い、動脈瘤発生前の形状を再現するため、動脈瘤を削除した形状を作成し、この血管形状に対してCFD解析を行った。この時、3D cine PC MRを血流解析ソフトで解析した各血管流量を境界条件として用いた。得られた結果からWSS、壁剪断応力空間勾配(SWSSG)、振動剪断指数(OSI)、勾配振動数(GON)、流線図(Streamline)を算出した。動脈瘤の発生部位近傍でWSSが高い症例が4例、SWSSGが高い症例が5例、GONが高い症例が4例見られ、近傍で流速が大きい症例が4例あった。3D TOF MRAと3D cine PC MRを用いた患者固有CFD解析により、側壁型動脈瘤の発生部位における血管壁バイオマーカーの特徴を掴むことができた。3次元シネ位相コントラスト磁気共鳴法(3D cine PC MR)の時間分解能が磁気共鳴流体力学(MRFD)解析及び計算流体力学(CFD)解析に与える影響を検討し、3D cine PC MRの時間分解能が低い場合は、収縮期の流量・断面平均流速・断面最高流速・剪断応力(WSS)が低下するが, MRFD解析、CFD解析ともにnumber of segment (NOS) 2はNOS 3より影響が少ないことが分かった。脳動脈瘤を持つ患者の医用画像から再現した動脈瘤発生前のシリコーン製の等倍と2倍の血管モデルに模擬血液を拍動流で流した流体実験を行い、2D cine PC MRを境界条件としたCFD解析を基準とし, 2倍の空間分解能のシリコーンモデルの3D cine PC MRに基づいたMRFD解析は等倍のそれと比べて動脈瘤の好発部位として知られる傍前床突起を含む内頚動脈の血流解析の精度が向上することを確認した。7例の脳動脈瘤における血流の流れ方・親動脈から動脈瘤への血流の入り方・渦流の頂点の位置や数・渦流に伴う低WSS領域をMRFDとCFD解析結果で比較したところ、WSS分布図や流線図の定性的な評価は、MRFDとCFD解析結果で良く似ていたことから、臨床現場において、MRFDは定性的評価に応用できると考えられた。MRに基づいたCFD(MR-based CFD)では、これに用いた血管形状が解析者により若干異なっていても、WSSの再現性が保たれることが示された。MR-based CFDを用いて内頸動脈サイフォン部動脈瘤発生部位の血流動態の特徴を定性的・定量的に評価したところ、定性的、定量的にWSS・SWSSGが高い部位で動脈瘤が発生しやすいことが分かった。このことから、脳動脈瘤の発生を推定できることが分かった。脳動脈瘤のMRFDの精度検証を計算

流体力学(CFD)と比べた結果、速度ベクトルやWSSの定量的精度は悪いが、流線パターン・WSS分布パターンの定性的評価は良好で、臨床現場で利用できることが分かった。精度の良い脳血管の血流解析結果を得るには、CFDが必須で、これを用いて脳動脈瘤発生予測もできた。脳脈瘤患者のMRAや3D cine PC MRのデータを使用し、MRFDの精度検証を行うためのCFD解析方法を確認しながら、MRFDとCFDの比較を行っているため、当初予想していたよりも、時間が掛っている。また、本学でのデータ収集に必要な生命倫理審査委員会への書類申請に関連し、当初予定した以上に時間が掛り、本学でのデータ収集が遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経放射線診断学1本学で新たに得られた症例について、脳動脈瘤のMRFDとCFDの比較を行い、どの程度一致しているかを比較検討する。また、脳動脈瘤の発生・成長・破裂に関連するバイオマーカーの検討を行う。年間20件程度を予定している。2研究責任者が非常勤勤務している磐田市立総合病院、研究代表者の前任地である浜松医科大学で今までに得られている症例の3D cine PC MRデータを基に、後方視的にMRFDとCFDがどの程度一致しているかを比較検討する。3MRFDとCFDの結果が大きく異なる症例については、等倍と23倍拡大のシリコンモデルを作成し、理想的な状況で流体実験を施行し、MRFDとCFDを比較することによって、両者の結果が異なる原因を追究する。3D cine PC MRIの撮影法がほぼ確立でき、本施設での脳血管のMRFD手順が確立できた。また、MRFDのデータを境界条件に用いるCFDの解析手順を確認し、施行できるようになり、MRFDと比較する基準値を得る方法が確立できた。さらに、直管ファントムや脳血管モデルを用いたMRFDとCFDの比較で、その精度が明らかになった。以上から、当施設で臨床データを収集し、CFDと比較しながらMRFDの有用性を確認できる準備が整った。ただし、本研究プロジェクトを臨床現場で行うために必要な生命倫理委員会への申請作業、並びに研究責任者の前任地とその関連病院で過去に得られたデータの解析が遅れている。本学、大幸キャンパスの脳とこころの研究センターで脳動脈瘤データ収集するために準備中であった生命倫理審査申請と承認に予想以上に時間がかかった。今年度末になり、ようやくデータ収集ができるようになった。この研究用のデータ収集のために、MR装置使用料を準備していたが、これを使用していない。今年度は人手不足もあり、モデル実験が充分に行えなかった。MR装置使用料金を使用していない。1本学生命倫理委員会に本プロジェクトを申請し、承認を得る。2本学の症例について、前方視的に脳動脈瘤のMRFDとCFDの比較を行い、MRFDとCFDがどの程度一致しているかを比較検討する。脳動脈瘤の破裂症例があった場合、破裂脳動脈瘤と未破裂脳動脈瘤の血流動態の違いについて検討する。また、脳動脈瘤の形状変化があった場合、形状変化が生じる前に、形状変化の原因となり得る血流動態があるかどうかを検討する。
海山や海嶺の沈み込みが南海トラフ巨大地震発生に与える影響の定量的評価

今年度は岩石化を中心に研究を進める計画だったが、岩石化を離散要素法のそのままの枠組みでモデル化することは問題が多いことが、これまでの検討から明らかになった。例えば岩石化して一体化した複数の粒子が破壊する場合に、もとと同じ形を保持するのは実際とは合わない。形状の変化を考慮するには多角形離散要素法にする必要があるが、その場合は各形状が与えられた外力のもとでどのように破壊するかもモデル化しなければならず、非常に複雑になってしまう。このため、岩石化が起こる以前の付加体先端部の力学的な過程に重点を置き、付加体がどのような場合に発達し、形成された付加体がどのような力学特性を持つかを調べた。その結果、付加体が発達するかどうかがデコルマと呼ばれる力学的な境界面が形成されるかどうかに依存することを、数値シミュレーションから明らかにした。デコルマが形成されるということは、堆積層が沈み込み先端部で受けていた剪断変形をデコルマ面での局所的なすべりで担うことになる。するとそのすべり面より上は沈み込むことなく付加し、水平短縮が卓越することになる。さらに、デコルマの形成に影響を与える因子を明確にするとともに、それらが付加体の形状や破壊の仕方にも影響することを明らかにした。このことにより、従来からこの分野で問題になっていた、付加体形状を規定する要因が何かということに対して、力学的なモデルにもとづく1つの回答を与えることができた。(1)地震発生サイクルシミュレーションコードの改良地球シミュレータ上ですでに最適化していた平面断層用の地震発生サイクルシミュレーションコードを改良し、3次元的なプレート境界面形状を扱えるようにした。具体的には曲面的なプレート形状を小三角断層で近似してモデル化し、その上に摩擦特性の不均質を与えて地震発生サイクルが計算できるようにした。このコードを用いて、従来平面で行っていた南海トラフの地震発生サイクルシミュレーションと同様な摩擦特性分布を与えた計算を行った。その結果、プレート境界面の深さに依存して摩擦特性が変化することによって地震の破壊開始点が規定されるという平面断層で見られていた結果が、正しかったことが示された。また堆震探査で見られる不整形構造に対応する摩擦特性の不均質を与えた計算では、形状を考慮したことで平面断層の場合とは断層間の相互作用の仕方が異なることが示された。(2)離散要素法(DEM)を用いた付加体形成過程のモデル化当初単純な境界条件での断層破壊をモデル化することを予定していたが、破壊条件自体が外から与える境界条件に左右されることが判明したため、海山等の沈み込みのない単純な場合に対しても、プレート境界周辺の境界条件をできるだけ現実の沈み込み帯に近いものにすることにした。そこでまず南海トラフ等の沈み込み帯に特徴的な構造である付加体の形成部分をモデル化することから始めた.下盤と上盤のbackstopを弾性体でモデル化し、一定速度で沈み込む下盤の上面に粒子を供給し、それがbackstopに蓄積していくDEMモデルがPC上で完成した。今後今年度導入した並列計算機に移して実際の計算を行う。当初は破壊進展問題を単純なモデルで扱う予定であったが、破壊進展には境界条件や初期応力場が大きく効いてくることが明らかになり、沈み込み帯を切り離した条件で破壊面形状だけを扱うのでは目的達成に結びつかないと結論し、長期間の沈み込みをどのようにモデル化するか、つまり、巨大地震の発生する付加体がどのように形成するかを検討することとした。付加体形成の研究には、本研究と同様に離散要素法(DEM)が用いられてきたが、地震発生帯よりも浅い流動的な部分が対象とされてきた。そこに堆積物が岩石化していくプロセスを加えることで、付加体の形成とともに、そこでの破壊を扱えるDEMモデルを構築した。岩石化モデルは暫定的なものであるが、付加体形成のシミュレーションの結果として、堆積層の厚さが付加体の発達度合いに大きく影響するというグローバルに見られる傾向を再現することができた。この成果について、アメリカ地球物理学会等で研究発表を行った。今後は、岩石化モデルをより現実的なものにすることで、付加体の剛性や強度が付加の過程でどのように変化するかを検討し、それを踏まえて海山や海嶺の沈み込みの影響について議論する。

さらに、デコルマの形成に影響を与える因子を明確にするとともに、それらが付加体の形状や破壊の仕方にも影響することを明らかにした。このことにより、従来からこの分野で問題になっていた、付加体形状を規定する要因が何かということに対して、力学的なモデルにもとづく1つの回答を与えることができた。
消化管狭窄におけるNox4由来活性酸素シグナルによる線維化機構の解明と治療応用

本研究では、腸管線維化に関して、in vitro及びin vivoにおけるマウス腸管筋線維芽細胞での膜貫通タンパク質NADPHオキシダーゼ4 (以下Nox4)を介する活性酸素シグナル経路の活性化とその阻害効果を検証することを目的としている。平成25年度は、マウス腸管から単離した筋線維芽細胞におけるcollagen I産生の経路を調べることによって解析した。今年度の実績として、マウス大腸から筋線維芽細胞を単離する方法を確立した。またその細胞においては、TGFβを介したシグナルにより、Nox4とcollagen Iの発現が亢進することを確認した。本研究では、腸管線維化に関して、in vivoにおけるマウス腸管筋線維芽細胞での膜貫通タンパク質NADPHオキシダーゼ4 (以下Nox4)を介する活性酸素シグナル経路の活性化とその阻害効果を検証することを目的としている。平成26年度は、マウス腸管から単離した筋線維芽細胞、マウス腸管筋繊維芽細胞(LmcMF、SmcMF)におけるcollagen I産生の経路を調べることによって解析した。8週齢雄性C57BL/6マウスの大腸から単離した筋繊維芽細胞(Am J Physiol. 1997,273;G1341-8)を用いた。また山口大学共同獣医学部獣医薬理学教室、大浜剛先生、佐藤晃一先生から供与していただき当教室にて管理しているマウス腸管筋繊維芽細胞(LmcMF、SmcMF)を用いた。これらの細胞に対して、TGFβにて刺激を行うとcollagen Iの発現の増強が認められることをwestern blottingとシリウスレッド染色にて確認した。またNox4の発現の増強をwestern blottingにおいて確認した。これらのcollagen Iの発現の増強は、Nox4のsiRNAを用いることによって抑制された。またこれらのNox4上昇は、TGFβレセプターの阻害剤を用いることによって抑制された。上記の実験では、TGFβは10ng/mlの濃度で使用した。今年度の実績として、マウス大腸から単離した筋線維芽細胞、マウス腸管筋繊維芽細胞(LmcMF、SmcMF)においては、TGFβを投与すると、Nox4を介したシグナルによりcollagen Iの発現が増強することを確認した。消化器内科マウス大腸から単離した筋線維芽細胞を上記実験に用いた。Nox4とcollagen Iの発現の亢進を確認できた。しかし、Nox4を介する活性酸素シグナル経路の活性化、Nox4を介してcollagen Iが発現する経路を確認することはできていない。マウス大腸から単離した筋線維芽細胞において、Nox4を介する活性酸素シグナル経路の活性化、Nox4を介してcollagen Iが発現する経路を確認することを継続して行う。また、同細胞で上記シグナルの解析が困難な場合は、当教室にて管理しているマウス腸管筋繊維芽細胞、LmcMFもしくはSmcMFを使用する予定である。上記解析が終了した後、筋線維芽細胞においてNox4/活性酸素種を介する経路阻害による抗線維化効果を明らかにし、Nox4/活性酸素種を介する経路を抑制する治療薬・治療戦略を確立する予定である。
仏教の真理表現における言語の機能

本研究は,(1)インド思想の言語観の明確化,(2)仏教の真理表現と言語の関係の明確化,(3)仏教思想史の諸局面におけるその表れの明確化という三点に基づき,(4)それらを総合した真理表現についての思想史的研究を目的としていた。最終年度にあたる今年度は,これまでの二年度にわたる成果を踏まえ,それぞれがその分担課題に従って成果をまとめる努力がなされた。全体的な研究会はもたなかったが,各グル-プごとの研究活動,研究会に中心を置き,研究者相互の連絡も密に行われ,一定の成果が挙げられた。例えば,〔インド思想一般における真理表現〕のグル-プでは,土田はヴェ-ダ聖典に内在する神秘的言語能力を,特に隠棲婆羅門の言語の呪力についてまとめ,宮元はニヤ-ヤ学派における真理表現をサンスクリット語の`artha'という語と関連させて考察した。上村は,Ma^^ーtrara^^ーjaの戯曲Ta^^ーpasavatsara^^ーjaにおける思想表現の問題を追求し,谷沢は,Pa^^ーnini文法学派に見られる言語の意味と真理の関わりをまとめた。〔インド仏教における真理表現〕のグル-プでは,江島はBha^^ーvivekaの言語観をまとめ,斎藤は事と理という観点から問題を考察した。加藤はアビダルマ仏教における言語論の研究を継続して,特に教証と理証について探究した。横山は『瑜伽師地論』のデ-タをコンピュ-タ-入力し,サンスクリット語原文,チベット語訳,漢訳の関係を明確にした。津田は密教における言語と象微の機能を,密教の成立という地盤にふれて考察した。〔中国における真理表現〕のグル-プでは,木村が智儼の思想に基づき,また多田が鳩摩羅什訳の『法華経』に基づき,それぞれ言語表現の考察を深めた。〔日本仏教における真理表現〕のグル-プでは,末木が法宝の真如論をとりあげた。以上の成果の一部は報告書としてまとめられた。本研究は、究極的な真理の体現を目指す仏教思想において、言語と真理との関係づけがどう捉えられてきたかを中心に、我が国における仏教思想及びインド哲学の研究者を結集し、仏教が展開されるインドの言語観、中国・日本の言語観をふまえて、明らかにしようとすることを目的としている。研究組織は、A.インド思想一般、B.インド仏教、C.中国仏教、D.日本仏教のそれぞれの思想史的局面について考察するグループより構成される。初年度にあたる昭和63年度には、各研究分担者は当該の分担領域における内外の関連資料を収集し、整理・分析した上で、従来の研究状況を正しく把握し、問題点を明確化した。そのため、文献資料の整理などには、必要に応じて大学院生の協力を求め、研究を進めた。また、11月5日(土)には研究会を開き、意見の交換を行ない、問題点の重要性と広がりについて共通の認識が得られた。さらに、なお多数の研究者の協力を得る必要があるといった意見もあった。仏教思想における言語の機能には、インド、中国、日本等を通じて一貫している部分がある。すなわち、真理表現に関しては、つねに二次的な役割を付与され、限界をもつ。ただし、その二次的な役割のもつ意味は、時代・地域によって微妙に異なる。本研究課題の目的は、それを明確にする点にある。

本年度は、各グル-プごとの研究活動・研究会に中心を置き、全体的な研究会議はもたなかった。ただし、研究分担者相互の連絡は密に行なわれ、一定の成果を得ることができた。研究分担者原・土田・上村はそれぞれsatya-uacana,svadhyaya,rasa理論についての研究を遂行し、また前田・宮元・谷沢はヴェ-ダ-ンタ学説・インド論理学、言語哲学理論における言語の問題を追求した。さらに、田中・加藤は阿毘逹磨の修道理論における言語の問題、江島、斉藤、横山、高崎は主に中観派の二諦説・瑜伽行派の三性説の問題、川崎は一切智者と言語の関連、津田、吉田は密教における言語の象徴機能の問題、木村、多田、末木は中国華厳・天台あるいは日本仏教における相即、野問題等を、それぞれ取り上げ、検討を加えた。研究の成果の一部は、本年度中に発表されている。また現在執筆中である。なお研究代表者江島は阿毘達磨文献における阿含経の取り扱いを検討すべく、まだ一部分しか明確になっていない『阿毘達磨大毘婆沙論』中の経典引用を洗い出す作業を行なった。これは言語表現のひとつとしての阿含経を説一切有部がどう位置づけていたかを探るための基礎作業である。以上のように、研究課題は各研究分担者それぞれによって、追求されており、全体として来年度に向けて集約されつつある。本研究は,(1)インド思想の言語観の明確化,(2)仏教の真理表現と言語の関係の明確化,(3)仏教思想史の諸局面におけるその表れの明確化という三点に基づき,(4)それらを総合した真理表現についての思想史的研究を目的としていた。最終年度にあたる今年度は,これまでの二年度にわたる成果を踏まえ,それぞれがその分担課題に従って成果をまとめる努力がなされた。全体的な研究会はもたなかったが,各グル-プごとの研究活動,研究会に中心を置き,研究者相互の連絡も密に行われ,一定の成果が挙げられた。例えば,〔インド思想一般における真理表現〕のグル-プでは,土田はヴェ-ダ聖典に内在する神秘的言語能力を,特に隠棲婆羅門の言語の呪力についてまとめ,宮元はニヤ-ヤ学派における真理表現をサンスクリット語の`artha'という語と関連させて考察した。上村は,Ma^^ーtrara^^ーjaの戯曲Ta^^ーpasavatsara^^ーjaにおける思想表現の問題を追求し,谷沢は,Pa^^ーnini文法学派に見られる言語の意味と真理の関わりをまとめた。〔インド仏教における真理表現〕のグル-プでは,江島はBha^^ーvivekaの言語観をまとめ,斎藤は事と理という観点から問題を考察した。加藤はアビダルマ仏教における言語論の研究を継続して,特に教証と理証について探究した。横山は『瑜伽師地論』のデ-タをコンピュ-タ-入力し,サンスクリット語原文,チベット語訳,漢訳の関係を明確にした。津田は密教における言語と象徴の機能を,密教の成立という地盤にふれて考察した。〔中国における真理表現〕のグル-プでは,木村が智儼の思想に基づき,また多田が鳩摩羅什訳の『法華経』に基づき,それぞれ言語表現の考察を深めた。〔日本仏教における真理表現〕のグル-プでは,末木が法宝の真如論をとりあげた。以上の成果の一部は報告書としてまとめられた。
コルチゾール１１βーＨＳＤ２酵素活性と高血圧発症に関する研究

本研究では,申請者の研究室で開発された新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法(補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比)を用い,11β-HSD2酵素活性と血圧上昇との関連性を解明することを目指した.腎疾患患者70名を対象に,11β-HSD2活性を評価した結果,11β-HSD2活性が低下した患者は8名であった.活性低下した患者では,拡張期血圧が高い結果となったことから,11β-HSD2活性の低下が腎性高血圧の一因となっていることが示唆された.近年,遠位尿細管や集合管の11β-hydroxysteroid dehydogenase 2 (11β-HSD2)活性の低下が腎疾患患者の血圧上昇の原因となる可能性が指摘されている.11β-HSD2はcortisolを不活性なcortisoneへ変換することでミネラルコルチコイドレセプター(MR)へのcortisolの結合を回避しているが,その活性が低下すると過剰のcortisolがMRに結合し,高血圧や低カリウム血症を引き起こす.11β-HSD2活性が低下した患者は抗アルドステロン薬が高い降圧効果を示すとの報告があり,11β-HSD2活性を評価することは治療上重要となる.本研究では,申請者の研究室で開発された新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法(尿中コルチゾール濃度で補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比)を用い,11β-HSD2酵素活性と血圧上昇との関連性の解明と11β-HSD2活性低下に起因する高血圧症患者の鑑別診断へ応用することを目指す.平成25年度は,腎疾患患者を対象に「新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法(尿中コルチゾール濃度で補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比)」を用いて11β-HSD2酵素活性を評価し,腎疾患時に発生する血圧上昇と11β-HSD2酵素活性の関連性を検討した.腎疾患患者70名の24時間蓄尿の尿中コルチゾール,コルチゾン濃度を測定し,11β-HSD2酵素活性を評価した.11β-HSD2活性と血圧を比較したところ11β-HSD2酵素活性が低下している患者で血圧が上昇している傾向にあった.本研究では,申請者の研究室で開発された新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法(補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比)を用い,11β-HSD2酵素活性と血圧上昇との関連性を解明することを目指した.腎疾患患者70名を対象に,11β-HSD2活性を評価した結果,11β-HSD2活性が低下した患者は8名であった.活性低下した患者では,拡張期血圧が高い結果となったことから,11β-HSD2活性の低下が腎性高血圧の一因となっていることが示唆された.11β-hydroxysteroid dehydrogenase 2 (11β-HSD2)は,腎においてコルチゾールを不活性なコルチゾンに変換する.本態性高血圧の原因の1つに,11β-HSD2活性の低下が知られている.11β-HSD2活性低下による高血圧症では,コルチゾール濃度が上昇してミネラルコルチコイド受容体と結合するため,抗アルドステロン薬による治療が有効になると考えられる.しかし,11β-HSD2酵素活性と血圧上昇との関連性が不明なままであり,従来の活性評価法の尿中コルチゾン/コルチゾール比は,正確性に欠けるため検討が進んでいない.本研究では,申請者の研究室で開発された新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法(尿中コルチゾール濃度で補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比)を用い,11β-HSD2酵素活性と血圧上昇との関連性の解明と11β-HSD2活性低下に起因する高血圧症患者の鑑別診断へ応用することを目指す.平成24年度は,11β-HSD2阻害作用を持つグリチルレチン酸をヒトへ投与したデータより新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法の信頼性を評価した.グリチルレチン酸は,健常人3名を対象に,1日1回130 mgを5日間経口投与し,経時的に尿を採取している.GC-MSにて採取した尿中のコルチゾール,コルチゾン濃度を測定後,新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法を用い,酵素活性を評価した.その結果,グリチルレチン酸投与前では11β-HSD2活性が正常であったのに対し,グリチルレチン酸投与中では11β-HSD2活性が低下を示しており,新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法の有用性を確認した.近年,遠位尿細管や集合管の11β-hydroxysteroid dehydogenase 2 (11β-HSD2)活性の低下が腎疾患患者の血圧上昇の原因となる可能性が指摘されている.

11β-HSD2はcortisolを不活性なcortisoneへ変換することでミネラルコルチコイドレセプター(MR)へのcortisolの結合を回避しているが,その活性が低下すると過剰のcortisolがMRに結合し,高血圧や低カリウム血症を引き起こす.11β-HSD2活性が低下した患者は抗アルドステロン薬が高い降圧効果を示すとの報告があり,11β-HSD2活性を評価することは治療上重要となる.本研究では,申請者の研究室で開発された新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法(尿中コルチゾール濃度で補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比)を用い,11β-HSD2酵素活性と血圧上昇との関連性の解明と11β-HSD2活性低下に起因する高血圧症患者の鑑別診断へ応用することを目指す.平成26年度は,「新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法(尿中コルチゾール濃度で補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比)」を用いて平成25年度に評価した腎疾患患者の11β-HSD2酵素活性に対して,腎疾患時に発生する血圧上昇と11β-HSD2酵素活性の関連性を統計学的に評価した.また,尿中コルチゾン/コルチゾール比の測定法に関して,簡便化を目指した抽出や誘導化の検討を行った.さらに,健常人に対して日間での採尿を行い,11β-HSD2酵素活性の変動を算出することで,評価法に用いるデータの強化を行った.医歯薬学本年度の目標である腎疾患患者でのヒトin vivoでの11β-HSD2酵素活性評価が行えた.従って,本年度の到達度としては,「おおむね順調に進展している」と判断した.本年度の目標であるグリチルレチン酸投与時のヒトin vivoでの11β-HSD2酵素活性評価が行えた.従って,本年度の到達度としては,「おおむね順調に進展している」と判断した.現在11β-HSD2酵素活性評価には,尿中cortisone/cortisol比の他に,cortisolとcortisoneのA環還元代謝物の比[尿中THE/(THF+alloTHF)比]が用いられている.平成26年度では,平成25年度に尿中コルチゾール,コルチゾン濃度を測定した腎疾患患者70名の尿試料を対象に,尿中THE/(THF+alloTHF)比を算出し,我々が開発した尿中コルチゾール濃度で補正した尿中コルチゾン/コルチゾール比との比較を行う.腎疾患患者を対象に「新しいヒトin vivo 11β-HSD2酵素活性評価法」を用いて11β-HSD2酵素活性を評価し,腎疾患時に発生する血圧上昇と11β-HSD2酵素活性の関連性を検討する.杏林大学医学部付属病院腎臓内科に入院中の腎疾患患者6080名を対象に,24時間の蓄尿を行う.サンプルの採取に関しては,杏林大学医学部第一内科学教室,山田明教授,川嶋聡子医師の協力が受けられる体制を構築している.その後,東京薬科大学臨床薬学教室にて患者の尿中コルチゾール,コルチゾン濃度を測定し,11β-HSD2酵素活性を評価する.11β-HSD2活性と血圧を比較することで11β-HSD2酵素活性が血圧に与える影響を調査する.なお,患者の尿採取に関しては,既に杏林大学倫理委員会の承認を得ており,被験者には文書によるインフォームドコンセントを得てから行う.該当なし
神経細胞に共通なGluN2BによるNMDA受容体活性調節機構の解明

本研究の目的は、NMDA受容体サブユニットGluN2B(NR2B/GluRA2)を発現する神経細胞における当該分子に関わる分子群の動態を調べることで、NMDA受容体の活性調節機構を明らかにすることである。この目的のために、申請者等が見いだした「海馬CA3シナプスではGluN2BがNMDA受容体の活性化に必須な分子である」ことが、性質の異なる扁桃体の抑制性神経細胞や大脳皮質興奮性神経細胞においても成立するか否かを、細胞特異的GluN2B遺伝子欠損マウスを用いて検証した。まず抑制性神経細胞特異的にCreを発現するGAD67-Creマウスを作製し、GluN2Bサブユニットfloxマウスと交配させ、抑制性神経細胞特異的GluN2B遺伝子欠損マウスを作出した。さらに、前脳興奮性神経細胞で選択的にCreを発現するEmx1-Creマウス、海馬CA1領域に選択性高くCreを発現するCP14マウスそれぞれとGluN2Bサブユニットfloxマウスを交配させて2種類の興奮細胞選択的GluN2B遺伝子欠損マウスを作出した。これらのマウスの表現型を解析したところ、抑制性神経細胞特異的GluN2B遺伝子欠損マウスは、発育が悪く下肢反射異常が見られた。また、小脳において登上線維終末の分布に異常が認められた。一方、大脳皮質興奮性神経細胞でGluN2Bサブユニットを欠失したマウスは、生後2週間ほどしか生きなかったが、海馬CA1で欠失したマウスは成体まで生存した。この変異マウスのCA1錐体細胞ではNMDA受容体を介する電気応答は減少していたが、CA3錐体細胞でGluN2Bサブユニットを欠失した個体のように全てのNMDA電流が消失しているのとは異なっていた。このことは、NMDA受容体の活性調節の機序は海馬興奮細胞においても細胞ごとに異なっていることを示唆するものであった。本研究では、申請者が海馬CA3シナプスで見いだした『NMDA受容体活性にはGluN2Bが必須な分子である』ということが、性質の異なる抑制性神経細胞においても共通の機構であるのかを検証し、その共通の分子機構を明らかにすることが目的である。そのために、抑制性神経細胞特異的にCreを発現するGAD67-Creマウスと、NMDA受容体GluN2Bサブユニットのfloxマウスとの交配を行い、抑制性神経細胞特異的GluN2B遺伝子欠損マウスを作製した。このマウスを調べたところ、下肢反射異常が見られた。通常、マウスは尻尾を持ちぶら下げると下肢が開いた状態になるが、この抑制性神経細胞特異的GluN2B遺伝子欠損マウスでは、両手両足とも擦り合わせ、縮こまるような表現型を示す。このような下肢反射異常はfoot-clasping reflexと呼ばれ、神経機能異常マウスにしばしば見られる。このことから、このマウスでは反射経路における神経機能異常が示唆された。さらに形態学的に調べたところ、脳全体で抑制性神経細胞の分布も正常で、大きな形態変化は見られなかったが、唯一、小脳において登上線維終末の分布が比較的近位になっているということが分かった。現在、本来の目的である扁桃体抑制性神経細胞におけるGluN2Bの役割を調べるため、恐怖条件付け学習実験を計画し、準備を進めているところである。