hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
曲面群の指標多様体の幾何的分解と力学系的分解

特に離散的な場合と非離散的な場合の境界付近に対応するヨルゲンセン数の実現は古典的なショットキー群では不可能という予想もあり、難しいというのがこれまでの現状であった。本研究代表者は、学習院大学高等部の山崎氏と共にこの問題に取り組み、ヨルゲンセン数の実現問題に関する完全な解決を得た。さらに、計算機実験によって放物型ヨルゲンセン群に関してこれまで主張されていたある予想の判例の候補を複数与えることに成功した。これらの結果はクライン群論における知見を広げると共に、今後の新しい研究の方向性を示唆するものである。2次元および3次元の多様体の幾何構造として、双曲幾何構造は重要である。この構造を理解するため、2次元多様体の基本群の指標多様体の研究を行った。特に閉3次元多様体に対して双曲幾何を用いた新しい意味での体積の定義を与えるとともに、この不変量の基本的な構造について研究を行った。さらに、多様体の基本群に代表される無限離散群がGromovの意味で双曲的になるための条件を、CAT(0)立方複体を用いて与えた。当初の計画においては、平成26年度は計算機実験を中心にデータの比較を行い、それをもとに指標多様体の離散性と力学系としての性質について考察を進める予定であった。これについては実際に計算機実験を行うことができ、両者の関係についての解明が進んだ。さらに研究実績の概要欄で述べたように、オートマティック群の双曲性について研究が進展したため、上記の区分とした。平成27年度に得られた結果は、3次元双曲多様体の中でもカスプと呼ばれる特徴的な部分集合の数が1つの場合に限られていた。これをより一般の数が多い場合に拡張しても、絡み目体積と双曲体積の関係において同様の現象が生じることが期待され、今後の研究課題となっている。また、離散群の性質を調べ上で、群の各要素に対してcanonical representativeと呼ばれる代表系について研究することが有効であり、こちらの研究も推進する予定である。位相幾何学オートマティック群の双曲性については、階数2の自由アーベル群の存在を示すことができたのは、群にねじれがない場合である。研究実績欄で述べたように、さらにCAT(0)空間へのよい作用などいくつかの条件が必要であった。ここで、CAT(0)などに関する条件はそのままにして、ねじれを許容するような場合について、今後研究を推進していく予定である。さらに、関連して群の増大度関数に関する研究を推進する。また、指標多様体において離散性と力学的安定性が同値でないような部分集合についての研究を推進する予定である。海外出張で使用を予定していた分が、招待講演だったため旅費・宿泊費などを支出しなくてよくなったため。本研究課題を遂行する上で、シンガポール国立大学のSer Peow Tan氏と研究連絡を行う予定で、そのための旅費を予定していたが、同氏が平成26年度に2度来日することになり、国内で研究連絡を行うことになったため、次年度使用額が生じた。平成28年度に海外旅費として使用予定である。次年度に上記の方と研究連絡を行う予定で、そのための旅費として使用する計画である。
慢性腎不全における時計遺伝子DEC1の発現異常が日内リズムに及ぼす影響

申請者は、転写因子DEC1(Differentiated embryo chondrocyte gene1)が時計遺伝子であることを発見し、DEC1の発現異常が様々な生理現象に関与することを報告してきた。本研究の目的は以下の2点である。1.慢性腎不全における時計遺伝子DEC1の発現様式を解析する2.高リン血症におけるDEC1の発現意義を明らかにすることで、慢性腎不全におけるDEC1の発現異常が日内リズムに及ぼす影響を解明することである。研究成果として、慢性腎不全モデルマウスで、日内リズムの異常が見られた。さらに、このモデルマウスの腎では、コントロールマウスと比べてDEC1や時計遺伝子の発現が変動していた。このことより慢性腎不全がマウスの睡眠障害に影響し、時計遺伝子を介して日内リズムの異常を起こしていることが示唆された。尿細管上皮細胞(NRK-52E、HK-2)に、高濃度のリン(2-3 mM)を処理し、24, 48, 72時間後にタンパク質やmRNAを抽出し、DEC1やαSMAの発現をreal-time PCRやウエスタン・ブロットにて解析した。αSMA発現は上昇したが、DEC1発現は低下した。DEC1発現制御でαSMA発現が変動するか培養細胞で検討したが、明らかな変動は見られず、間接的に制御していることが考えられた。これらのことより、DEC1は慢性腎不全の進展に関わる重要な因子であり、日内リズムと慢性腎不全をクロストークする分子であることが示唆された。初年度の研究目的は、慢性腎不全における時計遺伝子DEC1の発現異常の関連性について検討することである。慢性腎不全では、高リン状態になっていることが多いことから、高リンとDEC1発現の異常について、培養細胞とヒト剖検標本を用いて検討した。腎尿細管上皮細胞におけるDEC1発現の意義に関する研究について。尿細管上皮細胞HK-2に、2 mMのリン処理を行い、mRNAとタンパク質を回収し、Real-time PCRとWestern blotにて解析した結果、ともにDEC1発現の減少が見られた。この結果から、高濃度リンは、時計遺伝子の発現に影響することが示唆された。一方で、alpha-SMA発現は上昇した。さらに、高濃度リン処理が96時間以上になると、細胞死を誘発し、DEC1発現が減少した。この結果から、リンによる細胞死とDEC1発現が関係している可能性が示唆された。一方で、リン処理による細胞老化の誘導を細胞老化アッセイにて検討したが、有意な細胞老化は得られなかった。慢性腎不全におけるDEC1発現解析について。慢性腎不全と正常腎の剖検症例を20症例集め、免疫染色を行った。免疫組織化学的に、正常腎では、DEC1は尿細管上皮細胞に強く発現していた。一方で慢性腎不全症例では、DEC1発現は尿細管で顕著に減少した。また、他の時計遺伝子PER1も慢性腎不全症例で減少したことから、ヒトレベルにおいて、慢性腎疾患が時計遺伝子の発現を減弱させることが考えられた。さらなる検討として、パラフィン包埋からmRNAの抽出を行い、mRNA levelでの解析を予定していたが、免疫染色で組織量をかなり使用したため、mRNA levelでの解析は困難であった。よって、タンパク質levelでの解析を中心に行っている。和歌山県立医科大学の倫理委員会の承諾がすでに得られていたことと、剖検症例が思っていた以上に入手しやすかったため、スムーズに実験に着手できた。DEC1抗体による免疫染色は、これまでに何度も着手しており、腎臓における染色の結果も良好であった。慢性腎不全における時計遺伝子発現の意義の解明を行っている。ヒト腎組織における時計遺伝子発現の解析のため、免疫染色を行った。従来の手動による方法では、結果に誤差が生じやすいため、自動免疫染色装置VENTANAを使用した。自動免疫染色装置は、入力されている自動のprotocolで行うため、均一な課程で染色が行え、再現性も得られ、評価しやすいメリットがある。剖検標本を用いて解析した。慢性腎不全20症例において、非慢性腎不全群と比べてDEC1とPER1の発現は有意に減少した。一方でalpha-SMAは上昇した。SNAILは抗体の感度がよくなく、評価が困難であった。これらのことから、ヒト慢性腎不全で、時計遺伝子の発現は減少することが示唆され、これまでの研究結果と合致する所見であった。また、Kloホモ変異マウスは7週齢付近で、慢性腎不全状態となることがわかっている。時計遺伝子の発現を解析するため、ウエスタン・ブロット、real-time PCRや免疫染色で解析した結果、DEC1やPER1の発現が減少し、alpha-SMAの発現は上昇していた。これらの結果から、慢性腎不全は時計遺伝子に影響することがわかった。一方で、Kloホモ変異マウスは3週齢では顕著な表現型がでないが、この時期においては、免疫染色、ウエスタン・ブロット、real-time PCRなどで検討したが、時計遺伝子の発現は影響を受けなかった。これらのことから、慢性腎不全に伴う高リン状態を介した時計遺伝子の発現に異常が生じることが示唆された。免疫染色は自動免疫染色装置がうまく稼働しており、良好な経過や結果がでている。ヒト剖検症例においては、近年の病理解剖数の減少により、症例数がまだそろわないこともあるが、過去の剖検ブロックがあるので、症例数を増やし、検討する予定である。

本研究の目的は以下の2点である。1.慢性腎不全における時計遺伝子DEC1の発現様式を解析する2.高リン血症におけるDEC1の発現意義を明らかにすることで、慢性腎不全におけるDEC1の発現異常が日内リズムに及ぼす影響を解明することである。研究成果として、慢性腎不全モデルマウスで、日内リズムの異常が見られた。さらに、このモデルマウスの腎では、コントロールマウスと比べてDEC1や時計遺伝子の発現が変動していた。このことより慢性腎不全がマウスの睡眠障害に影響し、時計遺伝子を介して日内リズムの異常を起こしていることが示唆された。尿細管上皮細胞(NRK-52E、HK-2)に、高濃度のリン(2-3 mM)を処理し、24, 48, 72時間後にタンパク質やmRNAを抽出し、DEC1やαSMAの発現をreal-time PCRやウエスタン・ブロットにて解析した。αSMA発現は上昇したが、DEC1発現は低下した。DEC1発現制御でαSMA発現が変動するか培養細胞で検討したが、明らかな変動は見られず、間接的に制御していることが考えられた。これらのことより、DEC1は慢性腎不全の進展に関わる重要な因子であり、日内リズムと慢性腎不全をクロストークする分子であることが示唆された。DEC1の標的因子として転写因子Snailを検討したが、2種類の抗体を用いて免疫染色を行ったが、うまく染色されず今後の検討は困難と判断した。申請者が平成27年に報告した、DEC1の標的因子としてpAMPKがあり、標的因子を切り替えることを判断した。pAMPKは、全身の至る組織や細胞で日内リズムを有し、免疫染色でも使用できる抗体が当教室にあるので、DEC1とpAMPKとを関連させた慢性腎不全における日内リズムの解析を進行させていく。慢性腎不全モデルマウスとして、6-8週齢のコントロールマウスの5/6腎摘出を行う予定であり、5/6腎摘出と高リン食で、マウスの行動解析をSuperMexにて1ヶ月間行い、日内リズムを解析する。また、5/6腎摘出と高リン食で、タイムコースで臓器のサンプリングを行い、時計遺伝子の発現パターンをreal-time PCRとWestern blotにて解析する。慢性腎不全で時計遺伝子の発現が影響をうけることがわかったので、日内リズムのもとでは、慢性腎不全がどのように時計遺伝子に影響を及ぼすのか解析する。Kloホモ変異マウスは、7週齢以降で突然死をきたすことがあり、実験に必要な数が足りなくなることも考えられるが、慢性腎不全モデルとして野生型マウスの5/6腎摘を考えており、高リン給餌にて飼育し、時計遺伝子の発現を、日内リズム下で解析する予定である。注文した試薬が海外からの輸入品で、納入が遅れたため。次年度において、予定したいた金額よりも、多くの実験試薬・消耗品の使用予定がったため。今月中に試薬が到着するので、使用する予定である。
驚異的な分子活性化効果を発現する大環状キラルビナフトール触媒の開発

有機反応において、基質および反応剤分子の活性化を担う単一分子性触媒の開発は、効率的な物質生産を行う上で欠かすことができない。特に不斉触媒反応の開発においては、反応自体を円滑に促進するだけでなく、生成物の立体制御を行うための優れた触媒デザインが必要である。こうした観点から、C2対称のキラルビナフトールはシンプルで安価な人工キラル分子であり、簡単に分子化学修飾を加えることができるため、様々な反応で優れた立体選択性を発現する触媒となることが実証されてきた。本研究では、従来の触媒設計の常識を覆し、ビナフトールの3,3'位の置換基をベルトのように結んだとき、単一分子性触媒としてどのような効果が得られるのかという、極めて単純な発想に基いて研究を推進している。驚くべきことに、ビナフトールの3,3'位の置換基を大員環として結んだ単一分子性触媒の開発はこれまでに例がない。より正確に言えば、“堅い"構造体である金属有機構造体(MOF)が結果的に3,3'位を結ぶ大員環が形成される例はあるが動的挙動に基づいた単一分子性触媒としての機能は発現しづらい。これらとは対照的に、本研究では単一分子性触媒としての“柔らかくしなやかな"大環状キラルビナフトール触媒を世界で初めて創製し、クローズドな構造による新奇な触媒活性の発現、マルチ立体選択性を発現する触媒づくりと反応開発を行なった。H30年度は、前年度に引き続き、ケトンの不斉アルキニル化反応やディールス・アルダー反応の開発を行なった。幅広い基質一般性の獲得に成功した一方で、特定の基質が特定の触媒で反応するという、テーラーメイドな触媒システムになっていることが最終局面で判明した。触媒構造を推定していたが、こうした新しい現象を受け、完全な特定に至らなかった。今後のさらなるデータの検証が急務であり、寄付金や校費で研究を継続して早急に仕上げる見込みである。有機反応において、基質分子および反応剤分子の活性化を担う単一分子性触媒の開発は、効率的な物質生産を行う上で欠かすことができない。こうした観点から、キラルビナフトール(BINOL)はC2対称性を有するシンプルで安価な人工キラル分子であり、簡単に分子化学修飾を加えることができるため、様々な反応で優れた立体選択性を発現する触媒(不斉配位子)となることが実証されてきた。これらとは対照的に、本研究では単一分子性触媒としての“柔らかくしなやかな"大環状キラルビナフトール触媒を世界で初めて創製し、クローズドな構造に基づく新奇な触媒活性の発現、高次基質認識、特異な位置および立体選択性などを発現する触媒づくりと反応開発を行なった。H29年度は、(1)新規大環状キラルビナフトール触媒の創製と、(2)ケトンの不斉アルキニル化反応の開発を行なった。実際に様々な新規大環状キラルビナフトール触媒を用いて、ケトンの不斉アルキニル化反応の特性を掴んだ。その結果、最短5分で反応を完結させる驚異的な触媒と反応条件を見出すことに成功した。年度当初に計画した2項目について、下記の通り、計画通りに実施できた。(1)新規大環状キラルビナフトール触媒の創製:大員環の合成は一般的に困難である。それに対して本研究では、3,3'位にアセチレンを導入したビナフトールに対する長鎖アルキルジアジドのクリック反応で確実に大員環を一挙に構築した。異なる長さ持つ大環状触媒をシステマティックに合成した。新規大環状キラルビナフトール触媒(C10からC30程度)の合成法を確立した。(2)ケトンの不斉アルキニル化反応の開発:合成した触媒を用いて、ケトンの不斉アルキニル化反応を開発している。本反応では、有機合成上構築が難しい光学活性第4級炭素を有する光学活性第3級プロパルギルアルコールが得られる。反応のアルキニル源には、リチウムアセチリドを用いた。リチウムアセチリドは系中で生じるリチウムビナフトラート塩触媒のリチウム源とした。ケトン基質の適用範囲の拡大を行ない、有用性の高い複素環や環状ケトンなどへと展開できた。従来型の触媒と適宜比較しながら、従来の触媒では適用できない基質群の反応開発を集中的に行なった。触媒量は1mol%までに低減できた。当該分野では世界最高の驚異的結果である。

こうした観点から、C2対称のキラルビナフトールはシンプルで安価な人工キラル分子であり、簡単に分子化学修飾を加えることができるため、様々な反応で優れた立体選択性を発現する触媒となることが実証されてきた。本研究では、従来の触媒設計の常識を覆し、ビナフトールの3,3'位の置換基をベルトのように結んだとき、単一分子性触媒としてどのような効果が得られるのかという、極めて単純な発想に基いて研究を推進している。驚くべきことに、ビナフトールの3,3'位の置換基を大員環として結んだ単一分子性触媒の開発はこれまでに例がない。より正確に言えば、“堅い"構造体である金属有機構造体(MOF)が結果的に3,3'位を結ぶ大員環が形成される例はあるが動的挙動に基づいた単一分子性触媒としての機能は発現しづらい。これらとは対照的に、本研究では単一分子性触媒としての“柔らかくしなやかな"大環状キラルビナフトール触媒を世界で初めて創製し、クローズドな構造による新奇な触媒活性の発現、マルチ立体選択性を発現する触媒づくりと反応開発を行なった。H30年度は、前年度に引き続き、ケトンの不斉アルキニル化反応やディールス・アルダー反応の開発を行なった。幅広い基質一般性の獲得に成功した一方で、特定の基質が特定の触媒で反応するという、テーラーメイドな触媒システムになっていることが最終局面で判明した。触媒構造を推定していたが、こうした新しい現象を受け、完全な特定に至らなかった。今後のさらなるデータの検証が急務であり、寄付金や校費で研究を継続して早急に仕上げる見込みである。現在のところ研究は予定通り遂行されている。今後は、(2)ケトンの不斉アルキニル化反応の開発、を引き続き検討するほか、(3)反応機構と触媒活性種の解明に着手する。具体的には、大環状ビナフトール触媒が従来型の非環状ビナフトール触媒と比べて圧倒的に高い触媒活性を発現する理由を検証する。大環状ベルト構造によるキャビティー内部への基質/反応剤の包接効果の有無や特異なメチレン側鎖長における構造活性相関を調べる。質量分析(ESI-MS)とエックス線構造解析から大環状構造のコンホメーションを明らかにする。旋光度とCDスペクトル解析で種々の大環状キラルビナフトール触媒のCotton効果などを観測し、特異なメチレン数におけるビナフチル環とトリアゾール環の二面角の触媒活性に与える効果を調べる。また、トリアゾール環の塩基部位が触媒活性の発現に関与しているかどうか、トリアゾールをベンゼン環などのダミー基に置き換えて検証する。反応を赤外分光法(in situ IR)でモニタリングして、反応速度論を比較検討する。
核内情報伝達ネットワークを制御する脂溶性低分子化合物に関する研究

本研究課題では、核内受容体機能を特異的に制御する分子を創製することによって、核内情報伝達ネットワークの解明を目的とし、これらが関与する疾患の新たな治療薬開発の基盤とするものである。本年度は以下の項目について検討し、新規化合物を得た。1)新規レチノイドアンタゴニストの創製:市販品データベースを用いたバーチャルスクリーニングによって得られたリガンド候補化合物の構造吟味から、レチノイド構造の脂溶性部位にトリフルオロメチル基を持つ新規レチノイドアンタゴニストを見いだした。これまでのアンタゴニストが脂溶性部位にダイアマンタンやカルボランなどの嵩高い置換基を持ち、受容体の活性化構造を阻害するものであるのに対して、比較的小さいトリフルオロメチル基を持つアンタゴニストは、コファクターや組織依存的な作用を発揮する可能性があり、今後、様々な細胞系で作用特性を検討する予定である。2)レチノイドによる転写因子KLF5機能の制御と心血管系疾患への応用:本研究者はAm80などの合成レチノイドが核内受容体RARを介して転写因子KLF5の機能を制御する事を見いだしている。この作用機序を詳細に解析し、Am80がKLF5の発現ならびに転写活性を抑制することにより、動脈硬化症や心肥大、再狭窄などの疾患モデルマウスに対して治療効果をもたらすことを見いだした。3)カルボラン含有ビタミンD受容体アゴニストの創製:これまで知られているビタミンD誘導体のほとんどは内因性リガンドの持つseco-ステロイド骨格への部分修飾体である。本研究では、ビタミンDのCD環をカルボランに代替した化合物を設計、合成し、天然のビタミンDに匹敵するビタミンD受容体アゴニストの創製に成功した。本化合物は受容体との相互作用様式も従来のリガンドと異なると予想され、今後、更なる構造展開とともに、多様なビタミンD作用の分離を試みる。
日本における“善き生”の構想とは何か─「正直」の倫理思想史／比較思想史的研究

本年度の研究は主として国学の「正直」観念の思想史的研究と、その研究成果の国際発信とを中心として進められた。まず前者の「正直」研究であるが、本年度末に刊行した単著『徂徠学派から国学へ』の後半部分において、祝詞や万葉集研究を通じて以降の「正直」観念に決定的な影響を与えた国学者・賀茂真淵の思考について主題的に論じた。特にその第二部第三節は「正直」観念に相当する真淵の「直き心」についての専論である。本書は平成25年度に提出した博士論文を書籍化したものであるが、書籍化に際して六割以上の改稿を行ったため、本研究の「正直」研究の成果を大幅に盛りこむことになった。本書については複数の書評会や学会誌での書評などが予定されており、本研究の「正直」研究が広いインパクトを与えてゆくことが予想される。次に国際発信であるが、本年度内にチューリヒ大学と山口大学時間学研究所とが共催する国際シンポジウム「中世日本の時間意識」にchairmanとして招待され、英米独日およびスイスの研究者と中世日本の宗教的時間意識についての討論を行なった。さらに来年度にはドイツにて招聘を受けて日本・東洋の宗教・思想の固有性についてのプレゼンテーションが予定されており、本研究が国際的な評価を受けつつあるものと評価することができる。またドイツ語の『古事記』研究書の日本語への翻訳も着実に進展させており、最終年度(来年度)での翻訳完了と出版とを予定している。単著の刊行と国際シンポジウムへの招聘という本年度の研究業績の二点から、着実に研究成果をあげ、外部からの評価を獲得しつつあると判断できるため。最終年度となる来年度には、編集委員をつとめ、「正直」項目を執筆した日本思想史辞典と、共著論文集の刊行が予定されている。さらに国際シンポジウムへの登壇など、国際発信を進展させたい。本年度の研究の中核となったのは、当初の研究計画通り、神道文献を用いての「正直」観念の変遷の過程とその神学的・哲学的内実の解明であった。地道な資料調査や先行研究の整理、小規模の研究会、また『類聚神祇本源』神道原義篇や『中臣祓訓解』の読書会を通じてその一定程度の解明を果たしたほか、新しく企画された中項目式の『日本思想史辞典』に「正直と誠」および「本居宣長とその門流」の二項目の執筆を依頼された(すでに平成29年末に原稿を提出し、出版待ちの状態である)。これは本「正直」研究の意義を広く世に問う大きな契機であるとともに、報告者の神道思想史研究が、専門学界にて定評を獲得しつつあることの証左でもある。また本研究開始前より執筆を進めていた近世儒教と国学とに関する研究書について、本年の研究成果を大幅に盛り込み、とりわけ近現代の「正直」観念に多大な影響を与えた近世国学者・賀茂真淵の「まこと」と「直し」とに関する章・節を増補した。本書は現在脱稿して初校待ちの状態であり、平成30年度中に出版される予定である。さらに現代の中学・高校の道徳科教育における宗教の意義を問うシンポジウムに参加し、道徳教育の専門家、宗教学者、文化人類学者、現場の道徳科教員らとともに登壇し、神道思想史研究の立場から、中世・近世の「三社託宣」の説く「正直」と中近世の初等教育との関係を中心に所見を述べた。これも本「正直」研究の現代日本の課題への寄与となりえたと評価できる。また「正直」研究の裾野をなす近世日本思想史研究についても、代表的な近世武士道書『葉隠』の約五分の一の訳注を担当したほか、日本朱子学の研究状況についての国際学会への報告、江戸時代の社会と環境をめぐる思考についての建築工学者との対談とその筆記の雑誌掲載など、いくつかの研究とその成果の発表とを行い、翌年度以降の研究成果の国際発信への準備を行うことができた。交付申請書に記載した内容のそれぞれについて、学術的かつ広汎な影響力をもつ研究実績を出していると判断できるため。

単著の刊行と国際シンポジウムへの招聘という本年度の研究業績の二点から、着実に研究成果をあげ、外部からの評価を獲得しつつあると判断できるため。研究計画通り、本年度に得られた知見の積極的な国際発信が来年度以降の研究の中心となる。そのため、すでにいくつかの国際的なプロジェクトや雑誌への招待や参加承認を受けているが、いっそうこの方向を推進してゆく予定である。またこれまでの研究で得られた知見を、単発の日本語論文のかたちで各学術誌に掲載することも同時に行ってゆくことも計画している。最終年度となる来年度には、編集委員をつとめ、「正直」項目を執筆した日本思想史辞典と、共著論文集の刊行が予定されている。さらに国際シンポジウムへの登壇など、国際発信を進展させたい。10月末に日本思想史学会大会にて予定していた学会発表が、学内での代替不可能な業務が発生し、事前キャンセルをせざるをえなくなったため、その旅費の分が余った。来年度の学会発表のための旅費として使用することを計画している。国際学会への出席・発表を予定していたが、海外からの招聘を受け、旅費・宿泊費ともに先方負担となったため。
人間の知覚に基づく渋滞評価とドライバー行動の予測に関する研究

本研究における研究実績を以下に示す。(1)ニューラルネット駆動型ファジィ推論による渋滞所要時間推定渋滞領域の通過に要する所要時間をドライバーが情報板を視認する時刻と、実際に渋滞を通過する時刻との時間のずれを考慮し、かつ、他の様々な要因を加味してファジィ推論による渋滞所要時間推定モデルを構築した。すなわち、その所要時間推定における要因は、情報板から渋滞区間までの交通量、渋滞原因(自然渋滞か事故渋滞か)、車両検知器による現在所要時間などによって表された。本モデルは、ニューラルネット駆動型ファジィ推論によってリアルタイムに精度の良い情報を提供できることが分かった。。(2)高速道路と一般道路との選択挙動のモデル化より精度のよい渋滞所要時間推定を行うためには、渋滞情報を視認したドライバーが次のインターチェンジで降りるかそのまま行くかなどの挙動をも予測しておく必要がある。この問題は、結局、一般道路と高速道路との経路選択行動とも言うことができるが、本研究ではここでも新たにアンケートを実施して、この選択挙動を説明できるモデルを構築し、その実用性を確認できた。。平成7年度の研究実績日頃高速道路を利用しているドライバーが、高速道路情報板で前もって渋滞情報が必要であると考えるときの渋滞とは、どのような交通状況のときなのかを明らかにするためのアンケート調査を実施した。このアンケートを集計することによって、渋滞速度ばかりでなく、その速度の継続時間をも考慮した人間の知覚に近い渋滞の定義を行った。この渋滞の定義は渋滞速度ばかりでなく、その速度の継続時間をも考慮したものとなっており、また、心理学的にもBLOCHの法則に当てはまるなどの特徴を備えており、本研究における本年度の目標を十分に反映したものとなったと言える。次に、ここで得られた渋滞の定義に基づいて、渋滞領域となる道路区間を特定化することを試みた。ここでは、特に、ドラバーが情報板をみてから、その渋滞区間に達するまでの時間のずれを考慮して、ドライバーが実際に通過するときの渋滞区間をファジィ推論を応用することによって推定するモデルを作成した。ただし、実際の渋滞道路区間の車両検知器データと実走行調査データの2種類のデータが揃わないと今後の解析が難しいことから、これらのデータをより多く入手することが次年度の課題となっている。
最先端MRI機能画像診断を用いた不妊・習慣性流産の病態解明及び生殖医療支援

子宮構造の解明をめざし、精細画像を得るための手法としてPROPELLER法の有用性を示した。また、拡散テンソル画像で子宮筋層の線維走行の描出に成功した。動態の解明では不妊に関連する各種病態(不妊症・筋腫・産後)をシネMRIで評価し蠕動が正常例および治療前後で変化することを報告し、不妊・妊娠に関連する病態での子宮の動きの変化を画像でとらえることに成功した。また非造影での子宮動脈の描出を達成した。非造影MRAに関しては、今年度は3T-MRI装置に適した撮像法の確立を目的とし、子宮動脈よりも広径な頸部および上腹部で検討をまず実施した。外頸動脈の描出に関する検討では、外頸動脈およびその分枝がスピンラベリング(T-SLIP法)を併用したSSFPで良好に描出されることを示し、そのTI=1200ms程度が至適な撮像条件と考えられることを報告した。また、骨盤部への応用を見据え、まず本年度は上腹部MRIにおいて、T-SLIP法を併用した非造影MR portographyに関して、T-SLIP法の部位およびinversion timeを最適化することにより門脈を良好に描出する方法を検討し成功、さらに撮像法による違いを検討し報告した。さらにSSFP+T-SLIP法による非造影肝動脈MRAについては、2D parallel imagingを用いても画質を損なうことなく撮像時間を短縮可能であることを示した。骨盤部MRIの基本画像であるT1強調画像(T1WI)は3T-MRIではコントラストが変化する。その改善を目的に、まず頭部で検討を行い、スライス間隔が脳SE-T1WIの皮質-白質コントラストに影響を与えることを示した。この結果は体幹部の画質改善に応用しうると考えられる。子宮の生理機能に関する基礎的検討では、子宮筋層の持続的収縮がみられる症例で子宮内膜および筋層へのFDGの取り込みが亢進していることが明らかとなり、その状態を画像コントラストや血流変化として捉えうると考えられた。また原発性不妊症例において、MRシネ画像で子宮の蠕動異常を呈する例が多いことを示し、蠕動抑制作用のある抗コリン剤を投与後に体外受精に成功した3症例を報告した。不妊治療に画像診断が貢献しうることを示した点で画期的と考えられる。上腹部及び骨盤部MRIの精細な局所画像を得るための新たな手法としてperiodically rotated overlapping parallellines with enhanced reconstruction (PROPELLER)法の有用性の検討を行った。上腹部において、膵癌肝転移巣の描出は、PROPELLER及び造影剤としてparamagnetic ironxide (SIPIO)を用いた脂肪抑制T2強調像が拡散強調像やPROPELLERを用いないSPIO脂肪抑制T2強調像より有意に高かった。女性骨盤内各臓器の描出についても、PRPPELLER法を用いたT2強調像での描出が優れていた。また、婦人科領域MRI撮像時の腸管蠕動抑制するためのブスコパンの使用につき、これまでその画質改善の上での有用性は経験的に周知されていたが、論文での報告がなされていなかった。本研究によりブスコパンによる診断能の改善、及び子宮筋層の信号上昇が明かにされた。これらの研究は、今後の婦人科疾患のMRIを診断する際、より精度の高い画像を得る為に有用な情報となると思われる。子宮の生理的な機能評価としては、正常子宮の月経周期変化を拡散強調像で評価した。黄体期、月経期において内膜、外層筋層のADC値が比較的低下していることが示され、今後の子宮病態の評価の基本的データとなった。また、子宮蠕動については、子宮筋腫の子宮動脈塞栓術前後における蠕動の変化を評価した結果、術後に新たに6例で蠕動が出現した。蠕動の出現した症例においては、その他の例と比べて術前の子宮体積が有意に小さいことが確認された。今後、筋腫による不妊症の原因と治療に対して新たな知見を加えた。本年度は、特に子宮の非造影血管造影及び動態の検討について成果が得られた。子宮動脈の非造影検査は以前小山らが1.5T装置で描出を試みたが、今回3T装置での応用を試みた。生殖可能年齢においては、内腸骨動脈から子宮動脈の分岐レベルについては、ほぼ描出を達成している。更に末梢側の描出や病的状態での子宮動脈の状態を非造影にて描出できるよう検討中である。これと関連し、血管描出の研究が進んでいる肝の非造影検査で、1.5T装置と比較して3T装置で肝動脈描出最適化のための各種パラメーターの検討を先行させ、子宮動脈撮影へのフィードバックを行った。子宮蠕動については、不妊患者において着床が問題となる時期にホルモン値の測定と合わせてMRIでの子宮蠕動の観察を行っている。同時に子宮動脈の撮影も行い、上記の描出能の改善により評価可能な画像が得られるようになっている。

海外施設との共同研究により、子宮筋腫患者では子宮血流を直接に改変する子宮動脈塞栓術後に蠕動が再出現することが示され、子宮筋腫縮小の影響のほかに血流の変化と蠕動の関連についても関連が示唆された。子宮動脈血流及びその変化と不妊との関連については定量的なデータはほとんどなく興味深いが、検討には今後の症例の蓄積が必要である。また、ホルモンの蠕動への影響を探るものとして本年度は産後女性における検討も行った。さらに蠕動評価法の客観性は今までも議論になっていたが、今年度はこの点につき、画像解析の専門家と新たな測定法・ソフトウェアの開発を行った。経験豊富な読影者に匹敵するデータを自動的に取得することができ、学会発表を行った。ソフトウェアはまだプロトタイプの段階であるが、新たな定量的手法を導入し3D撮像データへの応用を含めた動態画像研究の加速化をめざし検討を継続中である。子宮筋層の拡散テンソル画像については、シーメンスから提供を受けた開発版の拡散強調画像撮像シーケンスを使用しパラメータの最適化を行うことで、生体内での子宮筋層の線維走行の可視化に成功した。現在国際学会誌に投稿準備中である。
電磁駆動弁のモデル予測制御

エンジンの吸排気弁を電磁駆動弁とすることで,自動車の大幅な燃費向上が見込まれている.本研究では,独自のモデル予測制御法を開発し,電磁駆動弁の運動制御に適用した.弁の移動時間はエンジンの回転数が高くなるほど短く制限されるが,移動時間は従来法では十分短くない.そこで,提案手法により移動時間短縮し電機子のソフトランディングを可能とした.制御則を開発すると共に実験装置を試作し,計算機シミュレーションと実験の双方により検証した.エンジンの吸排気弁を電磁駆動弁とすることで,自動車の大幅な燃費向上が見込まれている.本研究では,独自のモデル予測制御法を開発し,電磁駆動弁の運動制御に適用した.弁の移動時間はエンジンの回転数が高くなるほど短く制限されるが,移動時間は従来法では十分短くない.そこで,提案手法により移動時間短縮し電機子のソフトランディングを可能とした.制御則を開発すると共に実験装置を試作し,計算機シミュレーションと実験の双方により検証した.電磁駆動弁はエンジンの吸気弁や排気弁としての利用が期待されている。電磁駆動弁を用いることで任意のバルブタイミングを実現することができ、従来のカムシャフトと連動した弁に比べて十数パーセントの燃費、出力の向上が期待できる。電磁駆動弁は電機子をばねで吊った構造をしており、この電機子を電磁石で吸着することで、弁を開閉する、電機子はおよそ9[mm]の電磁石間を3[ms]から4[ms]以内という短時間で移動する必要がある。このように電機子は高速で動くため、電機子と電磁石が衝突すると騒音や衝撃が発生し、好ましくない。また、衝突は耐久性の面からも好ましくない。そこで、電磁石が電機子を吸着する時の速度を概ね0.1[m/s]以内とする運動制御が必要になる。電磁駆動弁の制御系の設計に際し、次のような問題点があることが知られている。1)電機子が電磁石に十分に近づかないと、吸引力が得られないため電機子の運動を制御できる時間が短い、2)電磁石は吸引力のみを持つので、近づきすぎた電機子を押し戻すことができない、3)エンジンの回転に同期し、所定の時刻までに弁を全開あるいは全閉にしなければならない、4)比較的短い周期の間に制御入力を計算しなければならない。本研究では、上記の問題点の解決のためにモデル予測制御系の構成を提案した。従来の研究では電機子を漸近的に目標位置に収束させている制御結果がえられていたが、提案手法では電機子を漸近収束させることなく高速に着座させることが可能となった。また、評価関数と拘束条件を与えることにより、従来研究で保証されていなかった、解が常に正となる条件を導くことができた。評価関数は電磁力の二乗積分値を最小にするように指定し、制御入力の計算時間を減らすことが可能となった。以上のように、電磁駆動弁の制御に関して実用化に向けた重要な研究成果を得ることができた。電磁駆動弁はエンジンの吸気弁や排気弁としての利用が期待されている.電磁駆動弁を用いることで任意のバルブタイミングを実現することができ,従来のカムシャフトと連動した弁に比べて十数パーセントの燃費,出力の向上が期待できる.電磁駆動弁は電機子をばねで吊った構造をしており,この電機子を電磁石で吸着することで,弁を開閉する.電機子はおよそ9[mm]の電磁石間を3[ms]から4[ms]以内という短時間で移動する必要がある.このように電機子は高速で動くため,電機子と電磁石が衝突すると騒音や衝撃が発生し,好ましくない.また,衝突は耐久性の面からも好ましくない.そこで,電磁石が電機子を吸着する時の速度を概ね0.1[m/s]以内とする運動制御が必要になる.電磁駆動弁の制御系の設計に際し,次のような問題点があることが知られている.1)電機子が電磁石に十分に近づかないと,吸引力が得られないため電機子の運動を制御できる時間が短い,2)電磁石は吸引力のみを持つので,近づきすぎた電機子を押し戻すことができない,3)エンジンの回転に同期し,所定の時刻までに弁を全開あるいは全閉にしなければならない,4)比較的短い周期の間に制御入力を計算しなければならない.これまでの研究では上記の問題点の解決のためにモデル予測制御系の構成を提案していた,今年度は,その制御方法を検証するための試験機の仕様を計算機シミュレーションを行うことで決定した.さらに電磁駆動弁をサイズを拡大した試作機を作成した.システム同定を行い,非線形関数近似を用いることで,電磁駆動弁装置の数式モデルを導出した.その数式モデルによるシミュレーション結果と実験結果の比較検証を行った.また,実験機に実装するためにモデル予測制御系のコントローラの計算時間の短縮が必要であるため,制御アルゴリズムの改良を行った.以上のように,電磁駆動弁の制御に関して実用化に向けた重要な研究成果を得ることができた.電磁駆動弁はエンジンの吸気弁や排気弁としての利用が期待されている.電磁駆動弁を用いることで任意のバルブタイミングを実現することができ,従来のカムシャフトと連動した弁に比べて十数パーセントの燃費,出力の向上が期待できる.電磁駆動弁は電機子をばねで吊った構造をしており,この電機子を電磁石で吸着することで,弁を開閉する.電機子はおよそ9[mm]の電磁石間を3[ms]から4[ms]以内という短時間で移動する必要がある.

このように電機子は高速で動くため,電機子と電磁石が衝突すると騒音や衝撃が発生し,好ましくない.また,衝突は耐久性の面からも好ましくない.そこで,電磁石が電機子を吸着する時の速度を概ね0.1[m/s]以内とする運動制御が必要になる.電磁駆動弁の制御系の設計に際し駆動弁の機構を起因とする制御の難しさ・計算時間の問題があることが知られている.これまでの研究では上記の問題点の解決のためにモデル予測制御系の構成を提案し,その制御方法を検証するための試験機の仕様を計算機シミュレーションにより決定した.さらに電磁駆動弁のサイズを拡大した試作機を作成し,その数式モデルによるシミュレーション結果と実験結果の比較検証を行ってきた.今年度は、その実験結果を踏まえ、数式モデルの改良のためにシステム同定を行った.また,モデル予測制御のモデルと実機との差を保証するために外乱推定オブザーバを付加し外乱の抑制を行った.実験において問題になった電磁石の特性を考慮して,制御入力の立ち上がりを抑えるための機構を導入し,一定の効果を得ることができた.昨年度同様に実装するためにモデル予測制御系のコントローラの計算時間の短縮が必要であったため,制御アルゴリズムの改良を行い計算時間の短縮を行った.以上のように,電磁駆動弁の制御に関して実用化に向けた重要な研究成果を得ることができた.
近親婚の両親を持つ統合失調症罹患同胞のエクソーム解析に基づくリスク遺伝子の確定

統合失調症の発症に大きな効果を持つ変異を同定するため、統合失調症罹患同胞2人とはとこ婚の両親を対象としたエクソーム解析および症例・対照研究(症例2,837、対照3,951)を行った。エクソーム解析により、罹患同胞2人がホモ接合で共有しているHEBP2遺伝子p.Arg140Gln変異およびUPK2遺伝子p.Arg152Cys変異を候補リスク変異として同定した。症例・対照研究では両変異とも統合失調症との有意な関連は認められなかった。目的:本研究の目的は、近親婚の両親を持つ統合失調症罹患同胞家系のエクソーム解析を通じて、統合失調症の発症に大きな効果をもつ稀なリスク遺伝子を確定することである。方法:対象は、統合失調症罹患同胞2人および非罹患者ではとこ婚である両親の計4人である。対象者の血液から精製したDNAサンプルを、SureSelect XT Human All Exon Kit V6を用いて全エクソンを濃縮させ、シークエンスライブラリーを作成した。これにタグ配列を付加した上で4サンプルを混合し、Hiseq2500システムを用いてエクソームシークエンスを実施した。これにより検出された変異に対し、1)シークエンス深度が10以上、2)遺伝形式が常染色体劣性、3)非同義変異、4)アレル頻度が5%未満、を条件としてフィルタリングを行った。結果:エクソーム解析によって計213,038個の変異が検出された。フィルタリングによって、HEBP2遺伝子R140Q変異(rs3734303)およびUPK2遺伝子R152C変異(rs137900462)が候補リスク変異として同定された。意義:近親婚の両親を持つ統合失調症罹患同胞家系のエクソーム解析により、HEBP2遺伝子R140Q変異およびUPK2遺伝子R152C変異のホモ接合が、統合失調症の発症に大きな効果をもつ可能性が示唆された。これらの変異が統合失調症の発症に大きな効果量をもつリスク変異であることを確認するため、今後症例・対照サンプルを用いた大規模関連解析を多施設共同研究にて実施する予定である。これにより統合失調症のリスク変異であることが確定されれば、統合失調症の病態を解明するための分子基盤が得られる。当初の計画通り、はとこ婚の両親を持つ統合失調症罹患同胞2人を含む家系についてエクソーム解析を実施し、候補リスク変異を同定できたことから、おおむね順調に進展していると判断した。統合失調症の発症に大きな効果量を持つ稀なリスク遺伝子を確定することを目的とし、近親婚の両親を持つ統合失調症罹患同胞2人を有する家系のエクソーム解析、および症例・対照研究を行った。統合失調症罹患同胞2人、はとこ婚かつ非罹患者である両親の計4人を対象者とし、それぞれの血液から精製したDNAサンプルを、Hiseq2500システムを用いてエクソームシークエンスした。その結果、計213,038個の変異が検出された。これらを、常染色体上、シークエンス深度が10以上、罹患同胞が潜性遺伝形式で共有、効果量が高度または中等度、アレル頻度が5%未満、という条件でフィルタリングし、全ての条件に合致したHEBP2遺伝子Arg140Gln変異およびUPK2遺伝子Arg152Cys変異を候補リスク変異として同定した。これらの候補リスク変異が統合失調症の発症に大きな効果量を持つかどうかを確認するため、症例・対照サンプル(2,837対2,639)をTaqMan法でタイピングした。またデータベース上に登録されている1,208および104の健常日本人サンプルを対照サンプルに追加した。これらのサンプルを用いた症例・対照研究の結果、両候補リスク変異とも統合失調症との有意な関連は認められなかった。本研究で同定した候補リスク変異は統合失調症の発症に大きな効果を持つ変異とは言えなかったが、一般的には収集が困難である貴重なサンプルを用いてエクソーム解析を実施することができた。今後、検出された変異から別の候補リスク変異を選択し、関連解析を進めていく予定である。統合失調症のリスク変異であることが確定されれば、統合失調症の病態解明に向けた分子基盤を得られ、新たな治療法の開発に結び付けていくことも可能となる。エクソーム解析により同定した2つの候補リスク変異(HEBP2遺伝子R140Q変異、UPK2遺伝子R152C変異)について、大規模関連解析を実施する。これにより、統合失調症との関連が確認されれば、当該リスク遺伝子のリシークエンスを行い、稀な変異を網羅的に検索する。検出された稀な非同義変異については、さらに大規模関連解析を行い統合失調症との関連を確認する。分子遺伝学エクソーム解析の外部委託費などに使用したが、経費の節約により端数が生じたため。大規模関連解析やリスク遺伝子リシークエンスに使用する消耗品費、研究成果を発表するための旅費、論文投稿する際の英文校正費として使用する予定である。
神経細胞新生を基盤とした治療抵抗性うつ病の病態解明および治療薬開発

治療抵抗性うつ病の病態メカニズムの解明のために、下垂体ホルモンであるACTHを反復投与した治療抵抗性うつ病の動物モデルラットを用いて検討を行った。その結果、ドパミン神経作用薬が有効であることを明らかにした。本作用には側坐核におけるドパミン神経機能の亢進が考えられた。また、本モデルでは海馬における細胞新生は抑制されることを見出した。さらに、この抑制作用はimipramineとlithiumの併用投与、電気けいれん療法により拮抗した。以上の結果より、治療抵抗性うつ病の病態には細胞新生の抑制が考えられ、その改善には細胞新生の改善が必要であることを明らかにした。これまで、申請者は下垂体ホルモンであるadrenocorticotropic hormne(ACTH)を反復投与した視床下部一下垂体一副腎系過活動モデル(ACTH反復投与ラット)は既存の抗うつ薬の抗うつ効果が消失することより、治療抵抗性うつ病の動物モデルとして有用であることを明らかにしている。さらに、治療抵抗姓うつ病の病態メカニズムの解明ならびに次世代の抗うつ薬のりード化合物を探索すべく創薬研究を行った結果、既存の抗うつ薬とは異なるドパミン神経作用薬が有効であることを明らかにした。そこで、本研究ではドパミン神経作用薬による抗うつ効果発現ならびに脳内作用機序の解明するために行動薬理学的および神経生化学的研究を行った。(1) ACTH反復投与ラットを用いたドパミン神経作用薬の抗うつ効果発現における脳内作用部位探索とドパミン受容体の同定ドパミン神経作動薬であるbupropion(ドパミン再取り込み阻害薬)およびpra,ipexole(ドパミンD2/D3作動薬)は内側前頭前野への微量投与により何ら影響しなかったが、側坐核への微量投与により不動時間短縮作用、すなわち抗うつ効果を認めた。この作用はACTH反復投与ラットでも同様に認められた。さらに、bupropionおよびpramipexoleの抗うつ効果はドパミンD2およびD3受容体拮抗薬で拮抗された。(2)ドパミン游離およびドパミン再敗り込み機能に対する影響上記(1)で示したbupropionによる抗うつ効果の作用機序を神経生化学的に明らかにする目的で、脳内透析法による側坐核におけるドパミン遊離量変化、さらにドパミントランスポーターの発現変化を検討した。その結果、bupropionの投与によりドパミン遊離量は増加した。その増加作用はACTH反復投与ラットでも同様に認められた。さらに、ACTH反復投与によりドパミンドランスポーターに変化は認められなかった。本研究により、視床下部-下垂体一副腎系過活動におけるドパミン神経作動薬は治療抵抗性うつ病に対して有効でり、その作用には側坐核におけるドパミン神経機能の充進が考えられた。現在の抗うつ薬は最終的にシナプスにおけるモノアミン含量を増加させる薬剤である。しかしながら、期待する抗うつ効果の発現時期とモノアミン含量の増加する時期の時間的な相違など抗うつ効果とモノアミン動態との間には多くの矛盾が指摘されている。1990年代になってうつ病病態に「ニューロジェネシス」の概念が導入されてきた。中でも、海馬における神経細胞の新生は脳内における神経回路網の形成や発達だけではなく、抗うつ効果発現にも極めて重要であることが明らかにされつつある。さらに、神経細胞の新生はうつ病患者において低下する報告や、その一方、抗うつ薬の投与により神経細胞新生の促進が報告されている。これまで、申請者は治療抵抗性うつ病の動物モデルとして視床下部-下垂体-副腎系過活動モデル(ACTH反復投与ラット)を用いて検討してきた結果、ACTH反復投与ラットは既存の抗うつ薬の抗うつ効果が消失する治療抵抗性うつ病の動物モデルとして有用であることを明らかにしている。そこで、本年度はACTH反復投与モデルを用いて海馬における細胞新生への影響について検討を行った。その結果、ACTH反復投与により海馬における細胞新生は抑制されることを見出した。さらに、この抑制作用はimipramine投与により回復しないものの、lithiumとの併用投与により正常化した。また、治療抵抗性うつ病に有効な治療である電気けいれん療法は細胞新生を著明に促進させた。申請者は下垂体ホルモンであるadrenocorticotropic hormone (ACTH)を反復投与した視床下部-下垂体-副腎系過活動モデル(ACTH反復投与ラット)は既存の抗うつ薬の抗うつ効果が消失すること、さらに本モデルにおいて海馬の委縮および細胞新生抑制の結果を報告している。そこで、平成23年度はACTH反復投与による海馬における細胞新生の抑制メカニズムを解明するために、細胞新生を制御する情報伝達系の変化について検討を行った。
敗血症病態における転写因子群の機能解析と遺伝子治療の確立

「敗血症病態における転写因子群の機能解析と遺伝子治療の確立」として,盲腸結紮穿孔を施した敗血症マウスを用いて,転写因子NF-kB,AP-1およびCREの転写活性が時系列で様々な臓器で上昇することをゲルシフト法で確認した。このような転写因子活性に対してデコイ核酸を遺伝子導入し,活性を抑制した結果,NF-kBは肺,血管系などでケモカインや接着分子などの炎症性分子を,AP-1は外因性アポトーシス誘導シグナルの転写亢進に関与することが確認され,特にAP-1活性の抑制により敗血症死亡率が低下することを確認した。しかし,CREデコイ核酸は,上記の炎症性分子やアポトーシス関連分子の転写に強く関係せず,敗血症マウスの生存率を改善させなかった。雄性Balb-Cマウス(8-12週,体重25-35g)の盲腸結紮穿孔により惹起した敗血症は,敗血症のさまざまな臓器の時系列でnuclear Factor-・Bとactivator protein-1の転写活性を高めることが,ゲル・シフト法で確認された。敗血症作成10時間後には,肺,心筋,肝臓,腎臓,脾臓,大動脈などのさまざまな臓器における炎症性物質の産生が高まり,その一方で,デコイ核酸やsiRNAのリポゾーム法による導入効率が上昇することがCy3をラベルしたもので確認された。本研究に用いた盲腸結紮穿孔モデルは約2日で死亡するように設定されたが,遺伝子核酸試薬として用いたAP-1デコイ核酸は敗血症マウスの生存率を80%まで有意に高めた。この生存率改善効果は,アポトーシス関連分子であるDeath受容体の転写調節と細胞膜移動の抑制にあることが本研究で明らかとされた。本研究では,Death受容体ファミリーであるDR4, DR5, Fas, TNF受容体1の細胞膜発現が敗血症病態のさまざまな臓器で上昇し,そのアダプタータンパクFas-associated death domainも転写段階で上昇し,caspase-8とcaspase-3の活性化を介して,アポトーシスを進行させた。結果として,AP-1デコイ核酸やFADDsiRNAは,敗血症で進行するアポトーシスを抑制し,敗血症マウスの生存率を改善させた。集中治療室における長期化した敗血症管理では,多臓器不全が不可逆なものに進展し,治療に難じる傾向がある。本研究では,敗血症病態における主要臓器や血管内皮細胞のアポトーシスの関与を明確とし,この新たな創薬基盤としてAP-1デコイ核酸やFADD siRNAを見出した。以上は,敗血症治療の今後に新たな方向性を与える可能性があり,本研究課題における重要な発見と考えている。雄性Balb-Cマウス(8-12週,体重25-35 g)の盲腸結紮穿孔により惹起した敗血症は,敗血症のさまざまな臓器の時系列で転写因子activator protein-1 (AP-1)の転写活性を高めることが,ゲル・シフト法で確認された。敗血症作成10時間後には,肺,心筋,肝臓,腎臓,脾臓,大動脈などのさまざまな臓器における炎症性物質の産生が高まり,その一方で,デコイ核酸やsiRNAのリポゾーム法による導入効率が上昇することをCy3をラベルしたもので確認した。本年度の研究では,Death受容体ファミリーであるDR4, DR5, Fas, TNF受容体1の細胞膜発現が敗血症病態の24時間以降にさまざまな臓器で上昇し,そのアダプタータンパクFas-associated death domainも転写段階で上昇し,caspase-8とcaspase-3の活性化を介して,アポトーシスを進行させることを,western blot法などで定量化した。この内容のうち,FADD siRNAに関するものを詳細な検討とし,2009年にAm J Respir Crit Care Med誌に論文として報告した。盲腸結紮穿孔を施した敗血症マウス(CLPマウス)において,転写因子nuclear factor-κB(NF-κB).activator protein-

1(AP-1)およびcyclic AMP response element(CRE)の転写活性が時系列で様々な臓器で上昇することをゲルシフト法で確認した。CLPマウスのNF-κB活性は,肺,心房筋,脾臓,大動脈で約10時間後と15時間後の2相性にピークを示し,AP-1活性は1524時間後をピークとし,CREは3時間レベルの短時間で活性のピークを示した。このような転写因子活性に対してデコイ核酸を遺伝子導入し,転写因子活性を抑制した結果,NF-κBはケモカインや接着分子などの炎症性分子を,AP-1は外因性アポトーシス誘導シグナルの転写亢進に関与することを見いだした。敗血症病態では様々な分子が病態進行に寄与するが,本研究はその根底として,転写因子NF-κBおよびAP-1が強く関与することを示したものである。