hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規生理活性ペプチドの動脈硬化性疾患診断マーカーの探索

マクロファージの泡沫化はカルディオトロフィン1(CT-1)及びキスペプチン10(KP-10)で促進し、ウロコルチン(Ucn)及びTSG-6で抑制した。Ucn及びTSG-6はHUVECの炎症を抑制し、KP-10は促進した。大動脈平滑筋細胞の遊走・増殖はCT-1で促進し、TSG-6で抑制した。アポE欠損マウスへの投与でCT-1及びKP-10は動脈硬化病変形成を促進し、Ucn及びTSG-6は抑制した。冠動脈疾患(CAD)患者において、血漿中TSG-6濃度は増加し、冠動脈硬化プラークに高発現していた。よってTSG-6はCADの新しい治療の標的及びバイオマーカーになる可能性が強く示唆された。In vitroでの作用および分子機構を明らかにする為、酸化LDLによる培養ヒト単球由来マクロファージの泡沫化(動脈硬化の初期病変に特徴的な所見)に対するTSG-6、ウロコルチン、カルディオトロフィン1(CT-1)、キスペプチン10、スタニオカルシン類似ペプチドの制御作用、関連遺伝子発現制御について検討したところ、TSG-6及びウロコルチンはCD36、ACAT1発現抑制を介して泡沫化を抑制した。一方、CT-1及びキスペプチン10はCD36、ACAT1発現促進(MAPK/ERK、PI3K、AKT1/2シグナルが関与、CT-1のみ検討)を介して泡沫化を促進した。また、CT-1は培養大動脈平滑筋細胞の遊走、増殖、コラーゲンI産生を促進した。TSG-6及びウロコルチンは培養大動脈平滑筋細胞および大動脈内皮細胞の増殖を抑制し、ウロコルチンにおいては平滑筋細胞の遊走も抑制した。スタニオカルシン類似ペプチドは配列によりこれらに対し相反作用が認められる為、さらなる解析が必要である(未発表)。In vivo、ex vivoでの作用および分子機構を検討する為、アポE欠損マウスに浸透圧ポンプを用い生理食塩水(コントロール)、CT-1及び抗CT-1抗体を4週間投与した。CT-1投与で大動脈硬化病変形成は促進した。また、大動脈弁輪部での病変面積、血管壁の単球/マクロファージの浸潤及び血管平滑筋細胞が増殖、コラーゲンIの含有が増加した。抗CT-1抗体単独投与ではそれらはキャンセルされ、単球/マクロファージの浸潤はコントロールと比較しても抑制された。浸出性腹腔マクロファージの解析では、ASC、NF-κB、COX-2のようなインフラマソームの活性化が認められた。In Vitro:1)培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)において、ウロコルチンおよびTSG-6は、LPSが誘導するMCP-1とICAM-1の発現をウロコルチンは有意に抑制した。TSG-6はさらにIL-6、VCAM-1の発現も有意に抑制した。さらに、キスペプチン10はHUVECへのTHP1細胞の接着を有意に促進した。2)培養ヒト大動脈平滑筋細胞(HASMC)において、ウロコルチンは細胞外マトリックス(ECM)のMMP2およびMMP9の活性を有意に増加させた。TSG-6はcolloagen-1およびcollagen-3のタンパク質発現を有意に増加させたが、遊走を有意に抑制した。KP-10はアポトーシスを誘導して遊走を抑制した。3)TSG-6はヒト単球がマクロファージに分化する過程で、ERK1/2のdown-regulationにより炎症性のM1よりも抗炎症性のM2のフェノタイプに圧倒的にシフトしていた。In vivo, Ex vivo:アポE欠損マウスに腹腔もしくは浸透圧ポンプを用いて、生理食塩水(コントロール)、ウロコルチン、TSG-6、キスペプチン10を4週間投与した。ウロコルチンおよびTSG-6投与で、大動脈硬化病変形成は有意に抑制された。ウロコルチン投与で、大動脈弁輪部の病変面積・血管壁の単球/マクロファージの浸潤および血管平滑筋細胞の増殖に作用は認められなかったが、TSG-6投与で、大動脈弁輪部の血管壁の単球/マクロファージの浸潤および血管平滑筋細胞の増殖を有意に抑制し、コラーゲン線維は有意に増加していた。また、総コレステロール値が有意に減少していた。TSG-6投与マウスより回収した浸出性腹腔マクロファージの解析では、MCP-1、CRP、ASC、NF-κBなどのインフラマソームのdown-regulationが認められ、M2マクロファージが有意であった。一方、KP-10投与群で、大動脈硬化病変形成は有意に促進した。また、また、大動脈弁輪部の大動脈弁輪部の病変面積、血管壁の単球/マクロファージの浸潤を有意に促進した。In vitro:1)培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)において、キスペプチン10はアポトーシスを誘導せずに濃度依存的に増殖を抑制した。また、キスペプチン10がHUVECへの単球の接着を促進したメカニズムおよび炎症に対する作用を検討したところ、接着因子(E-selectin、VCAM-1、ICAM-1)および炎症性サイトカイン(MCP-1、IL-6、TNF-α)のmRNA発現を促進した。さらに、VCAM-1、ICAM-1のタンパク質発現も促進した。2)培養ヒト大動脈平滑筋細胞において、キスペプチン10は遊走に加えて増殖も抑制した。それらにはp38やERK1/2のup-regulationが関与していた。

また、キスペプチン10は細胞外マトリックスのMMP2およびMMP9の活性を有意に促進させた。一方、Tumor Necrosis Factor-Stimulated Gene-6(TSG-6)は、c-Src、リン酸化ERK1/2、p38、NF-κBタンパク質発現を抑制したが、PI3K、Raf-1、total ERK1/2発現には影響しなかった。さらに、TSG-6は抗アポトーシス分子のBcl-2タンパク質発現を促進した。臨床研究:検討した中で最も有力なTSG-6のヒトにおける病態生理学的意義およびバイオマーカーとしての有用性を検討するため、冠動脈疾患患者の冠動脈および血中レベルを比較した。冠動脈疾患(急性冠症候群)患者の冠動脈プラークの線維性皮膜(フィブラスキャップ)においてTSG-6は強発現していた。また、冠動脈疾患患者では非冠動脈疾患患者に比べ、TSG-6の血中濃度は有意に増加していた。これは、動脈硬化病変形成を食い止めようと反応性にマクロファージや血管平滑筋細胞から分泌されて増加したものと考えられた。よって、TSG-6は、冠動脈硬化症のバイオマーカーになる可能性が強く示唆された。マクロファージの泡沫化はカルディオトロフィン1(CT-1)及びキスペプチン10(KP-10)で促進し、ウロコルチン(Ucn)及びTSG-6で抑制した。Ucn及びTSG-6はHUVECの炎症を抑制し、KP-10は促進した。大動脈平滑筋細胞の遊走・増殖はCT-1で促進し、TSG-6で抑制した。アポE欠損マウスへの投与でCT-1及びKP-10は動脈硬化病変形成を促進し、Ucn及びTSG-6は抑制した。冠動脈疾患(CAD)患者において、血漿中TSG-6濃度は増加し、冠動脈硬化プラークに高発現していた。よってTSG-6はCADの新しい治療の標的及びバイオマーカーになる可能性が強く示唆された。In vitroにおける作用および分子機構:酸化LDLによる培養ヒト単球由来マクロファージの泡沫化および関連遺伝子発現、培養血管内皮細胞の増殖、培養大動脈平滑筋細胞の遊走・増殖・ECM発現、培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の炎症・接着に対するTSG-6、ウロコルチン、カルディオトロフィン1(CT-1)、キスペプチン10、スタニオカルシン類似ペプチドの制御作用についての検討は既に行っている。In vivo、ex vivoでの作用および分子機構:ウロコルチン、TSG-6、CT-1、キスペプチン10では動脈硬化モデル動物であるアポE欠損マウスへの持続投与によるin vivo、ex vivo実験も既に行っており、in vitroの結果と一致して大動脈硬化病変形成に有意に作用することを明らかにしている。よって、おおむね順調に進展している。動脈硬化KP-10がHUVECへの単球の接着を促進したメカニズムおよび炎症に対する作用を検討するため、接着因子(E-selectin, VCAM-1, ICAM-1)および炎症性サイトカイン(MCP-1, IL-6, TNF-α)の発現をRT-PCRで解析する。また、ウロコルチン、TSG-6、キスペプチン10、スタニオカルシン類似ペプチドのHASMCにおけるECMの発現および活性への作用、遊走を抑制したシグナル、ヒト単球やHUVECからの炎症性サイトカイン分泌への作用をELISAで測定する。
日・韓両国の産業構造に推移にともなう作物生産の変容と技術的諸問題の解明

本調査研究の目的は、産業構造の変化に伴って東アジアで確立された集約的作物生産技術がどの様な変容をとげ、そこからもたらされるところの新たな問題点の所在を確認して、それらの解決策を日・韓両国の研究者が共同して、探索しようとするものである。問題点を生産技術に限ったため、当初の研究者の構成は作物学、園芸学、植物病理学の各分野でなされた。後に研究展開の必要上、きのこ類研究者と畜産担当の研究者の参加を要請して研究組織を結成した。研究の方法としては、日・韓両国の研究者が共同して同一の研究対象を調査・観察して相互に理解を深め、各学問分野からの視点でもって対象を分析した結果を集団で討議し、そこから啓発された発想を各自の研究活動に反映させ、それぞれが所属する学会で発表したものを交換して相互に利用することとした。また、日・韓両国の農業について理解を深めるために、すベての研究分担項目に従って問題を整理し、それを紹介するための合同セミナ-を鳥取大学と忠南大学校で開催し、広く関係者に参加を求めて公開討論を合計6回おこなった。まず、合同セミナ-の概要から述べることとする。作物分野では、両国の稲作、畑作の実態が紹介され、輸入農産物の国内農業生産に及ぼす影響、近代稲作技術におけるエネルギ-収支の低下、水田の高度利用の問題、などが主要な課題しとて論議された。園芸分野では、両国の果樹栽培の実態が報告され、日本梨研究とその成果の実用面への応用、組織培養技術の応用的諸問題、施設栽培の改良法、などについての関心の盛り上がりをみせて熱心に討議した。植物病理学分野では、韓国における植物病害防除法の変遷、両国に共通する果樹黒斑病についてその感染機作と菌の分類法、などが中心的話題となり、活発な討論が行なわれた。また、菌類研究の応用場面として、韓国におけるきのこ栽培の状況が報告された。最終年度では、我が国における畜産の歴史と現況から家築の疾病と対策に及ぶ発表があり、関係する韓国研究者の間で大きな反響があった。さらに、韓国特産農作であったる高麗人参と、その連作障害回避策としての水田利用に関する研究成果は、我が国研究者の興味をそそった。日・韓両国における作物生産の実態と問題点を把握するための実態調査は、全員が参加して実施した。昭和63年度は、島根、島取両県を対象とし、水稲、野菜、果樹の生産技術の現状を調査した。韓国においては、大田市より大邱市にかけての農村部を調査対象とし、各種作物の栽培技術と病害の実態を調べた。平成元年度には、韓国江陵道地方の山村調査、慶尚北道地方の畑作、畜産の調査を行なった。日本国内の調査は、鳥取県大山山麓の農村調査を振り出しに、岐阜県大垣市の山村、名古屋市近郊の園芸地帯の調査をした。平成2年度の韓国農村調査は、全羅南道と慶尚南道の水稲、果樹を中心として調査した。日本では、大阪府下、奈良市近郊、和歌山県の一部にかけて巡回し、施設園芸と柿、ミカン栽培について調査した。以上の調査旅行により、日本側研究者は韓国のほぼ全域にわっての農村と農業に接することができた。また、韓国研究者は山陰、中部、近畿地方と限られてはいるものの、広域にわたって日本農業の実態に接し、理解を深めることができた。本調査研究によって得られた結論の概要をまとめてみると、次のとおりである。東アジアで確立された伝統的集約農耕は、綿密に土地利用によって小規模農業で自給自足を達成してきた。明治維新以後の近代国家形成は、とりもなをさず工業化による産業社会の構築であり、貨幣経済の渦に農村を巻き込んだ。このとき農村部において急激な階層分化がおこり、土地を保有しつつ換金作物の導入に成功した一群の農家が、経営的成功者の立場を確保したのは日・韓両国に共通した現象である。ところが、1970年代以降にみられる国内工業の両国における急速な発展は、独び農村に重大なインパクトを与えてきた。すなわち、農村からの若年労働力の流出、機械化の進行、伝統的地力維持方式の破棄と化学肥料依存度の上昇、外国農産物の輸入圧力、都市化の進行にともなう国内産地間競争の激化、などが表面化した問題として挙げることができる。これらそれぞれについて、作物生産技術も重大な対応を迫られており、課題が多面的であるだけに多くの研究者が基礎、応用の両面から研究を進めることは勿論であるが、なかでも先端技術を駆使した高品質農産物の生産、高度の病虫害防除技術開発がさし迫った課題として要求される。

また、日・韓両国の農業について理解を深めるために、すベての研究分担項目に従って問題を整理し、それを紹介するための合同セミナ-を鳥取大学と忠南大学校で開催し、広く関係者に参加を求めて公開討論を合計6回おこなった。まず、合同セミナ-の概要から述べることとする。作物分野では、両国の稲作、畑作の実態が紹介され、輸入農産物の国内農業生産に及ぼす影響、近代稲作技術におけるエネルギ-収支の低下、水田の高度利用の問題、などが主要な課題しとて論議された。園芸分野では、両国の果樹栽培の実態が報告され、日本梨研究とその成果の実用面への応用、組織培養技術の応用的諸問題、施設栽培の改良法、などについての関心の盛り上がりをみせて熱心に討議した。植物病理学分野では、韓国における植物病害防除法の変遷、両国に共通する果樹黒斑病についてその感染機作と菌の分類法、などが中心的話題となり、活発な討論が行なわれた。また、菌類研究の応用場面として、韓国におけるきのこ栽培の状況が報告された。最終年度では、我が国における畜産の歴史と現況から家築の疾病と対策に及ぶ発表があり、関係する韓国研究者の間で大きな反響があった。さらに、韓国特産農作であったる高麗人参と、その連作障害回避策としての水田利用に関する研究成果は、我が国研究者の興味をそそった。日・韓両国における作物生産の実態と問題点を把握するための実態調査は、全員が参加して実施した。昭和63年度は、島根、島取両県を対象とし、水稲、野菜、果樹の生産技術の現状を調査した。韓国においては、大田市より大邱市にかけての農村部を調査対象とし、各種作物の栽培技術と病害の実態を調べた。平成元年度には、韓国江陵道地方の山村調査、慶尚北道地方の畑作、畜産の調査を行なった。日本国内の調査は、鳥取県大山山麓の農村調査を振り出しに、岐阜県大垣市の山村、名古屋市近郊の園芸地帯の調査をした。平成2年度の韓国農村調査は、全羅南道と慶尚南道の水稲、果樹を中心として調査した。日本では、大阪府下、奈良市近郊、和歌山県の一部にかけて巡回し、施設園芸と柿、ミカン栽培について調査した。以上の調査旅行により、日本側研究者は韓国のほぼ全域にわっての農村と農業に接することができた。また、韓国研究者は山陰、中部、近畿地方と限られてはいるものの、広域にわたって日本農業の実態に接し、理解を深めることができた。本調査研究によって得られた結論の概要をまとめてみると、次のとおりである。東アジアで確立された伝統的集約農耕は、綿密に土地利用によって小規模農業で自給自足を達成してきた。明治維新以後の近代国家形成は、とりもなをさず工業化による産業社会の構築であり、貨幣経済の渦に農村を巻き込んだ。このとき農村部において急激な階層分化がおこり、土地を保有しつつ換金作物の導入に成功した一群の農家が、経営的成功者の立場を確保したのは日・韓両国に共通した現象である。ところが、1970年代以降にみられる国内工業の両国における急速な発展は、独び農村に重大なインパクトを与えてきた。すなわち、農村からの若年労働力の流出、機械化の進行、伝統的地力維持方式の破棄と化学肥料依存度の上昇、外国農産物の輸入圧力、都市化の進行にともなう国内産地間競争の激化、などが表面化した問題として挙げることができる。これらそれぞれについて、作物生産技術も重大な対応を迫られており、課題が多面的であるだけに多くの研究者が基礎、応用の両面から研究を進めることは勿論であるが、なかでも先端技術を駆使した高品質農産物の生産、高度の病虫害防除技術開発がさし迫った課題として要求される。
エボラ出血熱に対するユニバーサル抗体療法の開発

エボラウイルスはヒトまたはサルに急性で致死率の高い感染症(エボラ出血熱)をひき起こす。現在見つかっているエボラウイルスは系統学的に5種に分けられており、抗原性が大きく異なっている。本研究では、全てのエボラウイルス種に交差反応性を示す中和抗体の作出方法を検討した。免疫抑制剤であるラパマイシンを投与しながらウイルス様粒子で免疫したマウスあるいはエボラウイルスの表面糖蛋白質遺伝子をゲノム内に組み込んだ増殖性の水疱性口炎ウイルスを感染させたマウスでは、通常のアジュバントを用いた免疫方法よりもエボラウイルス種間交差反応性を示す中和抗体が多く誘導される可能性が明らかとなった。効果的なワクチンや治療薬は実用化されていない。本研究では、全てのエボラウイルス種に交差反応性を示す中和抗体の作出を試みる。フィロウイルス(エボラおよびマールブルグウイルス)の表面糖蛋白質(GP)に対するマウスモノクローナル抗体を出した。全てのエボラウイルス種に対する結合活性をELISAでスクリーニングした後に、交差反応性抗体全てについて、非増殖性シュードタイプを用いて、ウイルス中和試験を行った。ザイールウイルスに対する中和抗体が数クローン得られたが、交差反応性抗体は得られなかった。また、マールブルグウイルスに対する中和抗体の作出も試みたが、中和抗体は得られなかった。キメラGPを用いて、ザイールウイルスに対する中和抗体に関してエピトープを推定した。27年度に予定していた抗体作出作業は行ったが、目的の抗体は得られなかった。しかし、ザイールウイルスに対する中和抗体のエピトープが推定できた事から、ウイルス種特異的な抗原領域に関する情報が得られた。効果的なワクチンや治療薬は実用化されていないが、抗体療法が有効である事が示されている。しかし、現在見つかっているエボラウイルスは系統学的に5種に分けられており抗原性が大きく異なっているため、エボラウイルス種間交差中和抗体の報告は少なく、治療用の交差反応性のモノクローナル抗体が探索が求められている。本研究では、全てのエボラウイルス種に交差反応性を示す中和抗体の作出法を検討する。H27年度の成績で、通常のウイルス蛋白質抗原(ウイルス様粒子など)を単独で用いた免疫法では、エボラウイルス種間交差反応性モノクローナル中和抗体が得られなかったため、本年度は別の免疫法を試みた。すなわち、エボラウイルス(Zaire species)の表面糖蛋白質(GP)の遺伝子をゲノム内に組み込んだ増殖性の水疱性口炎ウイルスを用いた。本ウイルスを経鼻的にマウスに感染させるとエボラウイルスGPに対する抗体が誘導された。マウスが回復して数週間後にエボラウイルス(Sudan species)のGPを持つウイルス様粒子の腹腔内投与でブーストする免疫手法を試みた。その結果、誘導される抗体産生細胞の中にはザイールウイルスに対する抗体を産生するものとともに、複数のエボラウイルス種に反応する抗体を産生するものも誘導される可能性が明らかとなった。また、一部の抗体はマールブルグウイルスにも交差する可能性が示唆された。マウスの免疫方法を変えることによって(蛋白質抗原からウイルス感染へ)、複数のフィロウイルス種に対する交差反応性中和抗体が誘導される可能性が示唆された。それを今後応用して、目的のモノクローナル抗体が得られる可能性が高まった。しかし、現在見つかっているエボラウイルスは系統学的に5種に分けられており抗原性が大きく異なっているため、エボラウイルス種間交差中和抗体の報告は少なく、治療用の交差反応性のモノクローナル抗体の探索が求められている。H28年度の成績で、エボラウイルス(Zaire species)の表面糖蛋白質(GP)の遺伝子をゲノム内に組み込んだ増殖性の水疱性口炎ウイルスをマウスに感染させるとエボラウイルスGPに対する抗体が誘導され、マウスが回復して数週間後にエボラウイルス(Sudan species)のGPを持つウイルス様粒子の腹腔内投与でブーストする免疫手法によって、複数のエボラウイルス種およびマールブルグウイルスに交差反応する抗体が産生される可能性が示唆された。そこで、この方法によって免疫したマウスの脾臓細胞を用いて、ミエローマ細胞と融合させ、モノクローナル抗体産生細胞の確立を試みた。その結果、数クローンの交差反応性中和抗体が得られた。そのうち3クローンはZaire speciesを含めた数種のエボラウイルスに対して反応性を示し、1クローンは、全てのエボラウイルス種およびマールブルグウイルスに対して中和活性を示すものであった。免疫抑制剤であるラパマイシンを投与しながらウイルス様粒子で免疫したマウスあるいはエボラウイルスの表面

糖蛋白質遺伝子をゲノム内に組み込んだ増殖性の水疱性口炎ウイルスを感染させたマウスでは、通常のアジュバントを用いた免疫方法よりもエボラウイルス種間交差反応性を示す中和抗体が多く誘導される可能性が明らかとなった。引き続き、抗体作出を継続するとともに、マウスの免疫方法の改良(複数のウイルス種で免疫、種間共通アミノ酸配列を持つ合成ペプチドによる免疫など)などを試み、交差反応性抗体の作出方法に関する検討を進める。エボラウイルス(Sudan species)の表面糖蛋白質(GP)の遺伝子を持つ増殖性の水疱性口炎ウイルスをマウスに感染させ回復した後に、エボラウイルス(Zaire species)のGPを持つウイルス様粒子でブースト免疫する手法を試みる。また、エボラウイルスとマールブルグウイルスに交差反応する抗体の作出も試みる。ウイルス学H27年度に予定していたモノクローナル抗体の作出とその解析自体はスムーズに進んだため、抗体作出、性状解析、蛋白質精製等に必要な費用が予想よりも少額で済み、繰り越しが生じた。H28年度に予定していた免疫法によるモノクローナル抗体の作出とその解析がスムーズに進んだため、抗体作出、性状解析、蛋白質精製等に必要な費用が予想よりも少額で済み、繰り越しが生じた。次年度における未使用額の使途内容は、H27年度に得られた結果を踏まえて、これまでの成績の再現性確認実験および多方面からのアプローチを含めた詳細な検証実験を実施するための物品費(試薬類、キット類、実験動物、プラスチック器具など)。次年度における未使用額の使途内容は、H28年度に得られた結果を踏まえて、これまでの成績の再現性確認実験および多方面からのアプローチを含めた詳細な検証実験を実施するための物品費(試薬類、キット類、実験動物、プラスチック器具など)。
さざ波の物理過程を考慮したSAR衛星シミュレータの開発と海面物理量推定

平成28年度および29年度に神奈川県・平塚海洋観測タワーで行ったさざ波観測,および1999年にアメリカ東海岸(North Carolina沖)で行われた観測プロジェクトSHOWEXの際に計測された海上風乱流および水位変動の現地観測データ解析を行った.特に,データ解析では高波数スペクトル領域でのエネルギーバランス(風からのエネルギー入力,成分波間相互作用,砕波散逸など)に関して着目した.その結果,高波数成分に対応する水位の平均二乗勾配は海上風乱流の代表スケールである摩擦速度に比例することが確認された.これは風波に関してTobaスペクトルを仮定した際の海上風乱流と海面粗度の関係に関する帰結であり,それを支持するものである.SAR衛星シミュレータ開発に関してはWAVEWATCHIIIv4.18(WW3)をベースに高波数成分領域を診断するスペクトルモデルを構築し,現業運用可能なシステム構築を行った.波浪モデル内での高波数領域エネルギーバランスにおいてDonelanによる非線形散逸項を用いたが,これには検討すべき課題が残されている.一方,システムでは任意に設定された計算期間から海上風外力(ここではNCEP/CFSRおよびJMA/MSM)を取得し,ネスティングされた日本沿岸をカバーするWW3モデルを用いて波浪場を計算することが可能となっている.ALOS-2/SAR画像から得られたる後方散乱強度をシミュレータからの推定値と比較することで,その妥当性を検証することが今後の課題である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,さざ波の物理現象ならびにその変動を支配している力学過程を解明し,SAR衛星画像から特定の海面物理パラメータ(海上風,波浪,サブメソスケール渦など)を定量的に評価することが可能なSAR衛星シミュレータを構築することである.一方で,卓越する風波の上に乗る極微小のさざ波を現場海域で直接観測することはきわめて困難であり,SAR画像の工学的利用への大きな障壁となっている.平成28年度は「さざ波観測システムの開発」および「数値海洋波浪モデルの開発」に着手し研究を行った.さざ波観測システムの開発:海表面でのLバンド波数帯の海面変動およびエネルギーバランスの詳細を把握するために,波長20cmまでを解像する「さざ波の観測システム」を開発した.マイアミ大学が開発してきたASISブイとして観測実績がある高精度容量式波高計(Akamina Tech.社製)を高密度に配置したさざ波現地観測手法を確立した.現地海洋観測プラットホームには東京大学海洋アライアンスが所有する平塚観測棟(相模湾沖)を利用し,2017年1月に海上風およびさざ波の現地観測を行った.得られた水位データからDonelan et alによるWavelet変換を用いた波数スペクトル推定手法を用い2次元波数スペクトルの推定に成功した.その結果,既往研究で得られている飽和スペクトルと定量的に整合性のあるデータ取得に成功するとともに,高波数領域でのbi-modalなスペクトル形状といった新たな知見を得ることができた.数値海洋波浪モデルの開発着手:ALOS-2を対象とした「SAR衛星シミュレータ」のプロトタイプを構築した.モデルにはアメリカ海洋大気局が開発したWAVEWATCH-IIIを使用し,さざ波現地観測によって得られるLバンド波数帯における物理過程をモデルに取り組んだ.平成28年度研究計画の通り,「さざ波観測システムの開発」が完了するとともに,「数値海洋波浪モデルの開発」に着手した.このことから本研究課題の進捗状況に関しては,おおむね順調に進展していると言える.一方で,荒天時のさざ波観測の困難さから取得されたデータ期間が数日間と限定されており,多様な海上風や波浪の海象条件下でのデータ解析ができていないのが現状である.平成28年度および29年度に神奈川県・平塚海洋観測タワーで行ったさざ波観測,および1999年にアメリカ東海岸(North Carolina沖)で行われた観測プロジェクトSHOWEXの際に計測された海上風乱流および水位変動の現地観測データ解析を行った.特に,データ解析では高波数スペクトル領域でのエネルギーバランス(風からのエネルギー入力,成分波間相互作用,砕波散逸など)に関して着目した.その結果,高波数成分に対応する水位の平均二乗勾配は海上風乱流の代表スケールである摩擦速度に比例することが確認された.これは風波に関してTobaスペクトルを仮定した際の海上風乱流と海面粗度の関係に関する帰結であり,それを支持するものである.SAR衛星シミュレータ開発に関してはWAVEWATCHIIIv4.18(WW3)をベースに高波数成分領域を診断するスペクトルモデルを構築し,現業運用可能なシステム構築を行った.波浪モデル内での高波数領域エネルギーバランスにおいてDonelanによる非線形散逸項を用いたが,これには検討すべき課題が残されている.一方,システムでは任意に設定された計算期間から海上風外力(ここではNCEP/CFSRおよびJMA/MSM)を取得し,ネスティングされた日本沿岸をカバーするWW3モデルを用いて波浪場を計算することが可能となっている.ALOS-2/SAR画像から得られたる後方散乱強度をシミュレータからの推定値と比較することで,その妥当性を検証することが今後の課題である.本研究の目的は,さざ波の物理現象ならびにその変動を支配している力学過程を解明し,SAR衛星画像から特定の海面物理パラメータを定量的に評価することが可能なSAR衛星シミュレータを構築することである.

一方で,卓越する風波の上に乗る極微小のさざ波を現場海域で直接観測することはきわめて困難であり,SAR画像の工学的利用への大きな障壁となっている.平成29年度は前年度に開発した観測システムを用いて,平塚海洋観測タワーでのさざ波観測を再度行うとともに,数値海洋波浪モデルの開発を引き続き行った.さざ波観測の展開では,海表面でのLバンド波数帯の海面変動およびエネルギーバランスの詳細を把握するために,波長20cmまでを解像するさざ波の現地観測を平塚海洋観測タワーで行った.得られた水位データからDonelan et al(1996)によるWavelet変換を用いた波数スペクトル推定手法を用い二次元波数スペクトルの推定に成功した.これらの結果は平成28年度の観測結果および既往研究で得られている飽和スペクトルと定量的に整合性のある解析結果となっている.また,同様の観測システムであるマイアミ大学のASISブイデータ解析を行い,海上風乱流とMSSに関してデータ解析を行った.数値海洋波浪モデル開発では,ALOS-2を対象とした「SAR衛星シミュレータ」の開発を進めた.モデルにはアメリカ海洋大気局が開発したWAVEWATCHIIIを使用し,さざ波現地観測によって得られるLバンド波数帯における物理過程をモデルに取り組んだ.研究計画の通り平成29年度はさざ波観測の海域展開を行う予定にしていたが,観測開始の直前に台風第21号が超大型の強い勢力で静岡県御前崎付近に上陸した(2017年10月23日).その影響により観測プラットホームとしていた平塚観測タワーが大きな損傷を受け観測を延期せざるを得なくなった.また,その後の冬季風浪の影響で観測は2018年3月末まで延期することとなった.さらに設置後(2018年3月28日)に関しても南岸低気圧の通過を回避するため観測を1週間程度で終了せざるを得なかった.一方で,平成30年度に予定をしていた測位衛星(GNSS衛星)との同時観測が行えたことから本研究課題の進捗状況に関しては,おおむね順調に進展していると言える.平成28年度に引き続き,平塚観測タワーにおいてさざ波の現地観測をおこなう.特に,観測システムの設置には荒天時も含めデータ取得が可能となるような対策を行い,多様な海象条件下でのデータ取得を試みる.さらに,測位衛星(GNSS衛星)を利用した観測手法開発にもチャレンジしさざ波およびGNSS信号をデータセットとして取得する.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度および29年度に観測を行ったさざ波観測のデータ解析を進める.現地観測およびSAR衛星観測の知見を基に,高波数スペクトル領域での風からのエネルギー入力,成分波間相互作用,粘性・砕波散逸に関してパラメータ化することでさざ波エネルギーの定量的評価を行う.また、ALOS-2/L
気道の機能調節に関わる新規ブラジキニン受容体の解析

ブラジキニンはその多種多彩な作用を極微量で発揮し、血圧調節や炎症といった生体の恒常性維持や病態に密接に関わるオータコイドである。その特異的受容体として恒常的に発現されているB_2受容体と、炎症反応時に誘導されるB_1受容体の2つのタイプが報告されている。非ペプチド性B_2受容体受容体刺激薬FR190997を用いて気道におけるブラジキニン受容体の薬理学的解析を行い、その性質について調べた。その結果、その結果FR190997は、血管透過性亢進作用、酢酸ライジングにおける痛み、カラゲニン足浮腫、血管新生促進作用などのin vivoにおける反応は、ブラジキニンに比較して作用がより持続的であった。ところがFR190997のB_2受容体刺激作用は、気道においては消失していた。すなわち気道抵抗の増加作用や摘出気管・肺切片標本の収縮活性は、ブラジキニンとは異なり殆ど認められなかった。この結果は気道におけるブラジキニン受容体が従来のタイプとは異なること、または受容体以降のシグナル伝達やその調節機構が他の臓器とは異なることを示唆する。一方で気道抵抗におけるブラジキニンと他の生理活性物質との機能的共役を解析した。降圧薬として開発候補である中性エンドペプチダーゼ阻害薬は、ブラジキニンにより遊離されたニューロキニンAの分解を抑制し気道抵抗の増加を引き起こしていることが解析され、両ペプチドの生物学的機能共役が判明した。また血管系でブラジキニンと相反連関する、すなわち平滑筋拡張性ガス状メディエーターの一酸化窒素との連動について検討した。その結果、気道ではブラジキニンが直接一酸化窒素の発生と共役するよりも、ニューロキニンAがその気道抵抗増加に対して代償的に一酸化窒素を発生させることが示唆された。以上の結果から、気道では幾つかの活性物質がクロストークすることにより、その機能を調節していることが考えられる。ブラジキニン(BK)はその多種多彩な作用を極微量で強力に発揮する活性ペプチドであり、血圧調節や炎症といった生体の恒常性維持や病態に密接に関わるオータコイドであることが今までに示されてきている。その特異的受容体として現在までに炎症反応時に誘導されるB1受容体と、恒常的に発現されているB2受容体に2つタイプが報告されている。そこで気道におけるBK受容体の薬理学的特性について解析を行った。麻酔下でモルモットにBKを静脈内投与すると、1n mol/kg以上で気道抵抗の有意な上昇を認めた。しかし非ペプチド性B2受容体刺激薬FR190997(30n mol/kg)やB1受容体アゴニストであるdesArg9-BK(30n mol/kg)の投与は、ほとんど影響を及ぼさなかった。またBKによるその増加はB1受容体アンタゴニストの投与では有意に抑制されなかった。一方モルモットやラットの摘出気管や肺実質切片標本に対する作用をin vitroで調べた結果、非ペプチド性B2受容体刺激薬の収縮活性はBKに比べて有意に低かった。従ってin vivoにおいて非ペプチド性B2受容体刺激薬が気道抵抗の増加を引き起こさなかった原因は、気管や肺実質の収縮活性が極めて弱いことによると考えられる。従ってこれらの結果は、気道におけるBK受容体が従来のタイプとは異なること、または受容体以降のシグナル伝達やその調節機構が、他の臓器とは異なることを示唆する。

気道におけるブラジキニン受容体の生物学的役割を追求するために、モルモットを用いて気道抵抗におけるブラジキニンと神経性ペプチドの機能的共役をin vivoで解析した。麻酔・人工呼吸下でモルモット気管にカテーテルを挿入し、低圧トランスデューサーに接続し、気道抵抗をairway opening pressure(Pao)として測定した。ブラジキニンを静脈内投与すると用量依存的にPaoは増加した。一方モルモット肺ホモジネートのブラジキニン分解活性は中性エンドペプチダーゼ阻害薬のphosphoramidonにより有意に抑制された。phosphoramidonを静脈内持続注入すると、高用量のブラジキニン投与時のPaoは有意に増強された。この増強は知覚神経C繊維からタキキニンを遊離・枯渇させるカプサイシンの前処置により、消失した。そこでブラジキニンと共役する神経性ペプチドを同定すると、phosphoramidonによるPaoの増強は、NK1受容体拮抗薬ではなく、NK2受容体拮抗薬の前投与により抑制された。NK2受容体の内因性リガンドであるニューロキニンAは、NK2受容体リガンドのサブスタンスPよりも低用量でPaoを増加させ、phosphoramidonによりPaoは有意に増強した。さらにブラジキニンの投与により気管肺胞洗浄液中ニューロキニンA量は増加した。これらの結果より、降圧薬として開発候補である中性エンドペプチダーゼ阻害薬は、ブラジキニンにより遊離されたニューロキニンAの分解を抑制し気道抵抗の増加を引き起こしていることが解析され、両ペプチドの生物学的機能共役が判明した。気道の機能は、末梢神経系と様々なオータコイドが単独あるいは密接にクロストークしながら調節を保つと考えられる。高血圧症治療薬として多用されるアンジオテンシン変換酵素阻害薬はその副作用として咳漱が広く知られている。その理由として同酵素が生理活性ペプチド、ブラジキニンの分解酵素と同一であるが故に、その阻害薬の服用によりブラジキニンの分解が抑制されその生物活性、例えば気管支平滑筋収縮が増強されることにより有害作用をもたらすことが推定される。平成14年度は血管系でブラジキニンと相反連関する、すなわち平滑筋拡張性ガス状メディエーターの一酸化窒素との連動について、気道における共役について調べた。その結果麻酔下モルモットを用いたin vivoの実験では、ブラジキニンの静脈内投与は用量依存的に気道抵抗を増加させた。投与後3分間のモルモットの呼気を回収し、呼気中一酸化窒素量をchemiluminescence analyzerで定量したところ、投与前と比べてはほとんど増加を認めなかった。これとは対照的にニューロキニンAは一酸化窒素を有意に発生させた。これは気道抵抗の増加と有意な相関を示し、一酸化窒素の増加は一酸化窒素合成酵素の阻害薬で抑制されるとともに、気道抵抗は有意に増加した。さらにニューロキニンAは気道上皮とと独立して、平滑筋層の一酸化窒素合成酵素を活性化して一酸化窒素を発生させることが明らかとなった。このように気道ではブラジキニンが直接一酸化窒素の発生と共役するよりも、ニューロキニンAがその気道抵抗増加に対して代償的に一酸化窒素を発生させることが示唆された。
眼疾患を有する人に対する、優しい街路灯の色や照度について

波長の異なる白色光(白色蛍光灯)、橙色光(ナトリウム灯)、青色光(青色蛍光灯)の3種類の光源を用いて、視標提示面が0.1lx、1.0lx、10.0lxになるように低照度室内環境をつくり、暗所における視力測定を正常眼と眼疾患を有する眼に対して行った。眼疾患を有する場合、どの疾患であっても光の色の違い(波長の違い)よりは、明るさの違いが視力に大きく影響する。眼疾患を有する場合、正常眼ではあまり視力に影響がない10.0lxの比較的明るい光であっても、視力は低下する。眼疾患を有する人に対する優しい街路灯は、照度が高い明るい街灯である。光の色よりは明るさが優先される。眼疾患がある場合、波長の異なる光りや照度の違いが視力にどの様に影響するかについて検討し、どの波長の光りや照度が眼疾患を有する人にとって見えやすいかを解明することにより、夜間の路上における安全性の向上につなげることを目的とする。平成24年度は、正常眼の対象者のみ測定を行い、実験モデルの確立と各年齢帯における平均値の検討を行った。本研究にあたり、測定器機が発売されておらず、照明光の選定、視力測定方法、調光方法などの実験装置製作、手順を確立したのちに測定を行う必要性があった。照明光は、2種類の蛍光灯とナトリウムランプとし、各照明光は、波長約450nmの青色蛍光灯、青・緑・赤の3波長からなる白色蛍光灯、波長約600nmの橙色のナトリウムランプとした。薄暮の照度は、視標提示面で10 lx、1.0 lx、0.1lxの3条件とした。測定手順は、明室において視力検査(5m)を行った後、暗所にて視力検査を行った。屈折異常がある場合は、明室での検査で使用した矯正レンズと同じ度数を使用し、視力測定を行った。測定は暗順応と色順応を行いながら、白色、橙色、青色の順に検査を行った。各色とも0.1lx、1.0 lx、10 lx、の順に明るさを変化させた。暗所における視力は3m用の字一つ視標を用いて視力の測定を行った。これまで得られた結果の概要は下記のとおりである。白色、橙色、青色における視力は、照明光が暗くなるのに伴い値が低下した。視標提示面の照度10 lxにおいてのみ橙色と青色間で統計的な有意差が認められた。平均値としては、青色光が視力低下を示す傾向であった。平成25年度は、緑内障眼、白内障眼、眼内レンズ挿入眼に対して測定を行う予定。また、これまでの正常眼の結果は、第67回日本臨床眼科学会にて発表予定である。日常生活は様々な明るさや色の環境下で営まれるが、視機能評価の代表である視力検査は明室にて行われる。低照度環境下における視機能評価については、あまり行われていないのが現状である。緑内障や白内障を罹患する場合、短波長光つまり青色光の視認性が低下することはこれまで報告されているが、波長の異なる光を用いて低照度環境の下における視力への影響について研究は行われていない。そこで、我々は、眼疾患(緑内障)がある場合、波長の異なる光(分光分布)や照度の違いが視力にどのように影響するか検討を行った。正常眼においても、波長の異なる光では同じ照度(視標提示面の明るさ)であっても視力に影響することが確認できた。短波長子光において視認性が低下する。10.0 lx程度の環境下で、正常眼と眼疾患を有する眼の間で、差が生じやすいことが確認できた。照明光においては、色の違いよりは照度の影響を強く受けることが確認できた。これらの結果については、国内ならびに海外の学会にて発表を行った。今後の課題として、眼疾患を有する人の測定数を増やし、障害程度ごとに細かく検証する必要がある。今回は照度調整等を手動で行ったため、測定に際して時間を要した。また、0.1 lxの環境を作るためには、絶対暗室を必要とすることから、測定できる場所が大幅に限定された。今後、測定に使用する光の波長と明るさを限定する必要がある。市販の夜間視力を改良することで、容易に測定可能な器機の作製を目指すにあたって、今回の結果は、今後の研究に寄与するものであると考える。本研究にあたり、測定方法の確立が早い段階でできるかが一番の問題点となっていたが、照明光や調光の管理、スムーズな測定手順を確立することができた。当初から既存の検査器機がなったため、何もないところからのスタートとなり、測定が開始できたことは大変喜ばしいことである。

しかし、1回の測定には、暗順応と色順応を各色の光源に対して行う必要性があり、測定にはかなりの時間を要することが研究を遅れさせる要因となっている。また、本研究はほぼ完全な暗室の状態で検査を行う必要性があることから、測定場所を変えるなど絶対暗室の持たない施設にて測定する場合、日没後に行う必要がある。測定時間帯に制限を持つことが研究の進行を遅らさせるもう一つの要因となっている。昨年度は、測定手順の確立に時間がかかり、測定開始を予定していた時期から大幅に遅れてしまった。本年度は、決まった手順に従い検査を行うのみであり、遅れている分は十分に取り戻すことは可能である。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、眼疾患を有する被験者に対して測定を行う予定である。眼疾患の内訳は、緑内障眼、白内障眼、眼内レンズ挿入眼である。正常眼の測定と異なり、眼疾患を有する眼に対する測定は、一人一人行う必要があるため、かなりの回数と時間を要することが容易に予想される。眼疾患の測定に関して、各疾患に優先順位をつけることで、各統計による解析が可能となる症例数を集める。優先順位は、緑内障を第1優先とし、眼内レンズ挿入眼、白内障眼の順とする。また、測定を行う場所をできるだけ多くすることで、測定症例を増やすことに努力する。当初の研究計画から変更を行った点は、暗所の視力検査を行う際の視標提示面の照度を10 lx、1.0 lx、0.5lxの3種類として当初予定していたが、予備実験において1.0 lxと0.5lxの明るさが大きく変わらないことにより、視標提示面の照度を0.5lxから0.1lxに変更した。このことにより視力の変動を大きくとらえることができようになった。また、変更を予定していることは、緑内障の視野障害判定する方法である。研究計画の段階では、視野障害の程度はAulhorn分類Greve変法を用いて判定し、stage 12の緑内障を対象とする計画であったが、近年の視野異常の判定を行う傾向として、ハンフリー自動視野計を用いる方法が主流となってきていることから、変更を行うことにした。今回の研究における緑内障を有する被験者は、ハンフリー自動視野計によって測定された結果で、中等度視野異常と判定された人を対象とする。この変更による視野異常の程度は、ほぼ同程度であることから大きな違いを生じることはない。
ゲノム塩基配列情報に基づく遺伝子機能領域の数量的解析

1.ゲノム遺伝情報の計算機を用いた解析のために開発したソフトウェアSISEQについて,機能を増強する改良を続けた。2.SISEQライブラリをベースとして昨年度に開発したソフトウェアを用いて,葉緑体とシアノバクテリアのGC skew解析を行った。これは多くの細菌では,きれいな折り返し点を生じ,複製起点を推定するのに有効とされているが,シアノバクテリアSynechocystisとAnabaenaのゲノムおよび葉緑体ゲノムのいずれにおいても,単純なプロットが得られず,複製起点の推定は難しかった。シアノバクテリアとその未裔である葉緑体のゲノムの複製の機構が,他の細菌とは異なる可能性も考えられる。3.シアノバクテリアのいくつかのゲノム配列が公開されたため,これにあわせて,比較ゲノム解析を行った。Anabaena,Nostoc,Synechocystisの3種の間で共通して存在する遺伝子の種類を,BLASTプログラムの出力から比較的緩いカットオフ値を用いて推定した結果,1343グループのタンパク質遺伝子が3種に共通であること,それぞれの種に特有の遺伝子グループが25%程度存在すること,AnabaenaとNostocに共通する遺伝子グループが800グループあること等がわかった。さらに,3種に共通なもののうちで,他のシアノバクテリアや植物にも共通なものが511あったが,そのうちで238グループは非光合成生物も含めて共通なものであるので,光合成生物に共通なのは273グループであった。4.2年間の研究により,シアノバクテリアから葉緑体に向けての進化に関して,情報科学的な解析が進み,その成果をいくつかの論文として公表した。本年度は,葉緑体とシアノバクテリアのゲノム情報解析に関する研究を行った。1.ゲノム遺伝情報の計算機を用いた解析のためのソフトウェアSISEQを開発し,ネットワーク上でもまた論文として公表した。これは現在も開発を続けており,バージョン1.3.0を近いうちに公表する。2.SISEQライブラリをベースとして,ゲノム配列情報を解析するソフトウェアとして,dinuef,seqcorなどのソフトウェアを開発した。dinuef(dinucleotide frequency)は,塩基配列における距離iだけ離れた2塩基に注目し,その出現頻度の期待値からのずれを計算するもので,gcnome signatureを拡張したものでもある。seqcor(sequence correlation)は,塩基配列のアラインメントを入力とし,任意の2つの位置における塩基の組み合わせの期待値からのずれが大きいものを選び出し,これを核として平均的配列組成からのずれの大きな配列群あるいはずれの大きな位置の組み合わせを表示する。この他にも,GC skew・AT skew,回文配列の検索など,一般に行われている解析ができるSISEQのコマンドも作成した。3.,葉緑体と細菌・シアノバクテリアのゲノム情報の解析を行った。ゲノム全体の性質として,Anabaena等のゲノムには特定の回文配列・制限部位の出現頻度に著しい偏りが見られた。dinuefの結果でも,数塩基離れた残基間で塩基出現頻度に大きな偏りが見られた。また,翻訳開始部位のコンテキスト解析では,いわゆるSD配列が存在しない場合が多いことがわかったが,代わりとなるような配列の候補はまだわからない。
サルのREM睡眠中の急速眼球運動と前頭眼野の皮質脳波活動との関連性

覚醒期に何か物を見ているとき、とくに随意的な眼球運動において、ヒトでもサルでも大脳皮質の中で前頭眼野と呼ばれる領域が重要な役割を果たしている。この研究の目的は、睡眠中、急速な眼球運動が生じているREM睡眠中に、この前頭眼野がどのような活動様式を示すかについて皮質脳波活動の記録から検討することを目的とした。3頭の日本サル(Macaca fuscata)についてサ-チコイル法による眼球運動記録のためにアイコイルを両眼結膜下に、皮質脳波記録用電極を左右の前頭眼野と視覚野の硬膜上に、筋活動記録用ステンレス・ワイヤ-を頸筋にそれぞれ慢性記録可能なように植え込み手術を行った。睡眠ポリグラフは、モンキ-・チェア-上で眠らせた状態で記録し、睡眠時間帯を20時頃から翌朝の6時頃とした。記録回数は、5晩から10晩であった。この間の皮質脳波は、日電三栄製7T18を用い、高速フ-リエ解析(FFT)を行った。また睡眠ポリグラフから従来の視察的判定に準拠して睡眠段階判定し、覚醒、NREM睡眠、REM睡眠に分類した。最後に、前述のFFT結果から速波帯域(25-44H_z)のパワ-値を求め、視察的睡眠段階判定の結果と照らし合わせた。その結果、前頭部の皮質脳波の速波成分のパワ-値は、REM睡眠の直前かに上昇し、REM睡眠中はそのレベルを維持し、REM睡眠終了と同時に急速に低下した。この速波パワ-は覚醒時とREM睡眠時とほぼ同じであり、中等度、深睡眠では低下していた。この関連性は、われわれが記録した範囲内では前頭部でもっとも顕著であった。さらに、前頭部の電極の植え込み部位が前頭眼野に近ければ近い程、この傾向は強かった。皮質脳波の速波化は通常その部位の賦活を反映しているとされるから、REM睡眠中の眼球運動発現に前頭眼野の賦活が関与している可能性が示唆される。
肝斑の治療戦略を探るー肝斑培養皮膚モデルを用いてー

本研究の目的はメラノサイトを導入したヒト皮膚モデルを組織工学、再生医療の手法を用いて改良して、肝斑の病態をシミュレーションしうる皮膚モデル作製に挑むことである。このモデルを用いて肝斑の治療法としてよく行われているレーザートーニング、Intense Pulsed Light (IPL)治療、ハイドロキノン、レチノイン酸、トラネキサム酸、ビタミンCの作用機序を探り、またその至適治療条件のスクリーニングを行った。さらに表皮内のみにメラノサイトを含む今までの肝斑皮膚モデルを改良して、新たに真皮層内にもメラノサイトが落ち込んだ深在性肝斑皮膚モデルの作製法を確立して知的財産権の申請を行った。このヒト皮膚モデルは同質のものを大量に作ることが可能なので、動物やヒトでは通常出来ない分単位、時間単位での非常に短い時間ごとの標本採取や、現実には起き得ない過酷な条件下での治療効果の検討などに用いることができる。このモデルを用いて肝斑の治療法としてよく行われているレーザートーニング、Intense Pulsed Light (IPL)治療、ハイドロキノン、レチノイン酸、トラネキサム酸、ビタミンCの作用機序を探り、またその至適治療条件のスクリーニングを行う。これにより既存の治療法の効果の比較を行うことができるようになり、肝斑治療の標準的なプロトコールの確立、新たな治療法の開発、評価法の確立につなげる。昨年度は肝斑皮膚モデルの作製法を確立するために、今までに確立した表皮内にメラノサイトを含む肝斑皮膚モデルを改良して、新たに真皮層内にもメラノサイトが落ち込んだ深在性肝斑皮膚モデルの作製法を確立したが、本年度はこれについては現在知的財産権の申請を行った。このため、改めてこれを用いた試料を作成しての追加実験を本年度から来年度にかけて行うこととした。初年度は肝斑皮膚モデルの作製法を確立するために、今までに確立した表皮内にメラノサイトを含む肝斑皮膚モデルを改良して、新たに真皮層内にもメラノサイトが落ち込んだ深在性肝斑皮膚モデルの作製法を確立したが、昨年度はこれについては現在知的財産権の申請を行った。このため、本年度は改めてこれを用いた試料を作成しての追加実験を行うこととして、従来からの病理学的手法とは直接関係のない定量PCR法、RT-PCR法による各種増殖因子、各種コラーゲンの遺伝子発現評価法を試みた。本年度は肝斑皮膚モデルの作製法を確立するために、今までに確立した表皮内にメラノサイトを含む肝斑皮膚モデルを改良して、新たに真皮層内にもメラノサイトが落ち込んだ深在性肝斑皮膚モデルの作製法を確立した。これについては現在知的財産権の申請を視野に入れて発表の準備を行っている。さらにMTTアッセイ法による標本内の細胞数の計測と各種コラーゲン量の定量、各種メラニンの定量法を本実験の評価方法として確立するために現在実験を継続している。

同時に光干渉断層画像診断装置(Optical Coherence Tomography:以下OCT)による評価法を確立することに注力したが、OCT機器の解像度が十分ではなくさらなる改良が必要となっている。肝斑皮膚モデルの作製法を確立するために、今までに確立した表皮内にメラノサイトを含む肝斑皮膚モデルを改良して、新たに真皮層内にもメラノサイトが落ち込んだ深在性肝斑皮膚モデルの作製法を確立した。これについては本年度知的財産権の申請を行った。さらにMTTアッセイ法による標本内の細胞数の計測と各種コラーゲン量の定量、各種メラニンの定量法を本実験の評価方法として確立するために現在実験を継続している。予定では平成24年10月までに試料の組織学的分析を終え、平成25年3月までにOCT機器の画像と比べ併せて研究成果をとりまとめる予定であっが、改めて新しい改良された皮膚モデルを用いた試料を作成しての追加実験を来年度に行うこととした。これについては現在知的財産権の申請を視野に入れて発表の準備を行っている。新しく改良された皮膚モデルを用いた試料を作成しての追加実験を改めて来年度に行うこととした。従来からの病理学的手法とは直接関係のない定量PCR法、RT-PCR法による各種増殖因子、各種コラーゲンの遺伝子発現評価法を確立する。それから再度OCTによる評価法を確立に挑戦する。OCT機器の解像度の改善の目処が立ち、まもなく新しく改良された機器での実験が始められる見込みであるが、それまでの間は従来からの病理学的手法とは直接関係のない定量PCR法、RT-PCR法による各種増殖因子、各種コラーゲンの遺伝子発現評価法を確立する。本研究の目的はメラノサイトを導入したヒト皮膚モデルを組織工学、再生医療の手法を用いて改良して、肝斑の病態をシミュレーションしうる皮膚モデル作製に挑むことである。新しく改良された肝班皮膚モデル皮膚モデルの作製には成功したので、これを用いて肝斑の治療法としてよく行われているレーザートーニング、Intense Pulsed Light (IPL)治療、ハイドロキノン、レチノイン酸、トラネキサム酸、ビタミンCの作用機序を探り、またその至適治療条件のスクリーニングを行い、肝斑治療の標準的なプロトコールの確立、新たな治療法の開発、評価法の確立につなげる。まず定量PCR法、RT-PCR法による各種増殖因子、各種コラーゲンの遺伝子発現評価法を確立する。次に作製したヒト皮膚モデルにレーザーやIPL治療は実際に標本に対して照射して培養を継続する。薬剤またはその阻害剤については培養液内に付加して培養を継続する。両者を併せて作用させることもある。これによって各種の肝斑治療を様々な条件で作用させ各治療法の至適条件を探る。