hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸菌ゲノムの全体像・ゲノムの機能的全体像

本研究班は、「大腸菌ゲノムの全体像」の中で「ゲノムの機能的全体像」を分担している。すなわち、大腸菌の遺伝子群の機能とその発現制御系のネットワークを拡大していって、ゲノム全体の機能を明らかにすることが最終の目標である。その手段として、従来の遺伝学的方法と、遺伝子の塩基配列の決定からの逆遺伝学的方法との二方向からのアプローチを進めている。本年度の研究成果は、遺伝子機能に関しては、ペリプラズム中の結合蛋白質依存性能動輪送系遺伝子群の塩基配列の決定から、リン酸レギュロンに属するsnーグリセロール3ーリン酸の能動輸送系が4種の蛋白質で構成され、結合蛋白質依存性能動輸送系に共通の構成であること(中田)、細胞の成長と分裂に関与するmra領域の遺伝子群と、その調節に関与するmra領域の遺伝子群と、その調節に関与するmre領域の遺伝子群の塩基配列を決定し、FtsW,MreC,MreDその他の蛋白質の生化学的役割を解析し(松橋)、熱ショックで発現するプロモーターを検索して、シグマ^<32>(rpoH)に依存して発現し、in vitroでシグマ^<32>を含む転写酵素によって転写されるプロモーターを6個同定し(由良)、また、ヒストン様蛋白質であるHU蛋白質は遺伝子組換えにも関与していること(加納)、H^+ATPaseのアルファ・サブユニットを多量生産させると大腸菌の分裂が異常になること(二井)などを明らかにした。また、遺伝子発現制御の分子機構に関しては、リン酸レギュロンの調節蛋白質であるPhoRがヒスチジン蛋白質キナーゼで、PhoB蛋白質をリン酸化し、リン酸化PhoBがリン酸レギュロンの転写を促進する、これと同様の機構をもつ制御系は現在まで(大腸菌では)約10組知られていること(牧野)、べん毛形成ではFliA蛋白質がシグマ因子活性をもち、べん毛レギュロンの後期オペロンの転写を促進し、PflB蛋白質がそのシグマ活性を阻害すること(沓掛)、cxo(チトクロームオキシダーゼ)オペロンが溶存酸素とcAMPによって調節され、cxoプロモーター領域に特異的な保存配列が存在すること(安楽)などを明らかにした。
合成致死を利用した悪性中皮腫新規治療標的の探索

本研究は悪性中皮腫の原因遺伝子に対して合成致死性を示す遺伝子を探索し、合成致死に至る分子機構の解明と治療標的としての可能性を検討する。現在までに悪性中皮腫の原因遺伝子の一つであるLATS2の合成致死性遺伝子としてエンドヌクレアーゼSMG6を同定している。またSMG6の酵素活性変異体過剰発現でLATS2変異株が致死性を示すことから、SMG6のヌクレアーゼ活性が合成致死性に重要であること確認している。SMG6は、細胞内ではスプライシングのエラー等によって生じた異常なmRNAを分解するNMD (Nonsense mediated mRNA decay)と呼ばれるRNA分解機構において機能することが知られている。そこでLATS2変異を有する悪性中皮腫細胞株に対してNMD阻害剤及びSMG6以外のNMD関連因子のノックダウンを行い、MTT assayを用いて生存率を解析した。その結果、これらNMDの阻害ではLATS2変異株はいずれも致死性を示さなかった。これによりSMG6が合成致死性を示す上で、NMD以外のRNA分解機構が重要である可能性が示された。またLATS2はHippoシグナル伝達系において、YAPやTAZといった転写活性化因子のリン酸化を介した活性調節を行っており、これらが悪性中皮腫の発症・進展に大きく関わることが知られている。そこで、YAP及びTAZが高発現した中皮細胞株に対してSMG6ノックダウンの生存率への影響を解析したところ、TAZの高発現細胞でSMG6ノックダウンにより生存率の低下が認められた。このことからSMG6による合成致死性にはHippoシグナルの中でもLATS2-TAZ経路が重要であることが明らかとなった。本研究では悪性中皮腫の原因遺伝子の一つであるLATS2に対して合成致死性を示す遺伝子としてエンドヌクレアーゼSMG6を同定している。このSMG6はRNA特異的なエンドヌクレアーゼであり、本研究でもそのヌクレアーゼ活性が合成致死性を示すことに重要であることを確認している。これまでSMG6はNMDと呼ばれるmRNA分解機構で機能するとされ、合成致死性もNMDを介するものと予想された。しかし阻害剤を用いた解析の結果、SMG6はNMDとは異なったmRNA代謝機構で合成致死性を示すことが明らかとなった。また、SMG6による合成致死性は、Hippoシグナル伝達系の中でもTAZを介した経路に特異的なものであり、TAZによって特異的に転写制御を受ける因子が合成致死性を示す上で重要である可能性を示すことが出来た。以上のことから本年度は、概ね順調であるとした。上記で述べた様に、LATS2の合成致死性遺伝子として同定されたSMG6がこれまで関連が報告されてきたNMDとは異なるRNA代謝機構でLATS2との合成致死性を示した。そこで、SMG6がNMD以外のどの様なRNA代謝機構に関与するのか検証することで、LATS2と合成致死性を示す分子機構を明らかにする。更にSMG6の酵素活性阻害が合成致死性を示すのか検討するため、SMG6の酵素活性阻害剤を探索し、LATS2変異株に対する生存率への影響を解析する。また予備的な結果ではあるが、肥満誘導性肝がんにおいてTAZが特異的に発現上昇していることが確認され、がんの発症・進展との関連が予想された。そこで悪性中皮腫に加えその他の、TAZを含めたHippoシグナル伝達経路が発症に関与するがん種についてもRNA代謝との関連を解析していく。悪性中皮腫は、原因遺伝子がいずれもがん抑制遺伝子であるという特徴から、これまで原因遺伝子を直接の標的とする分子標的治療は困難な腫瘍であるとされてきた。そこで申請者は、悪性中皮腫の原因遺伝子に対して、合成致死表現型を示す遺伝子を同定し、合成致死に至る分子機構の解明と治療標的としての可能性を検討する。本年度は、shRNAライブラリーを用いた一次スクリーニングより得られた合成致死候補遺伝子群について、siRNAによるノックダウン法を用いて、個々に候補遺伝子の致死性を確認し、合成致死遺伝子の確定を行った。その結果、mRNAエンドヌクレアーゼの一種であるSMG6が、悪性中皮腫の代表的な原因遺伝子の一つであるLATS2の変異株において合成致死表現系を示すことが確認された。また、LATS2を欠損させた正常中皮細胞株においてもSMG6のノックダウンにより致死性が示されたことから、LATS2とSMG6が合成致死の関係にあることが示された。さらに、SMG6の活性変異体を用いた解析により、SMG6のヌクレアーゼ活性の変異がLATS2との合成致死性を示すのに必要であることが明らかになった。このことから、SMG6による標的mRNAの代謝制御が、LATS2変異を有する悪性中皮腫細胞の生存に重要であることが示唆された。LATS2は、Hippoシグナル伝達経路内において、転写制御因子YAP/TAZの活性化(リン酸化)を調整することで、増殖因子やがん遺伝子の転写制御を行っていることが知られており、このHippoシグナル伝達経路によって転写誘導された遺伝子が、SMG6の標的になっている可能性が考えられる。そこで翌年度は、このSMG6によるmRNA代謝制御に着目し、LATS2とSMG6が合成致死性を示す分子機構及び悪性中皮腫の発症や進展におけるmRNA代謝との関連について解析を行う。本年度は悪性中皮腫の原因遺伝子に対して、合成致死性を示す遺伝子を探索し、悪性中皮腫の代表的な原因遺伝子であるLATS2の合成致死遺伝子としてSMG6を同定した。

また、SMG6のヌクレアーゼ活性が致死性に重要であることから、悪性中皮腫細胞の生存に、これまで示されていなかったmRNA代謝が関与している可能性を示すことが出来た。以上から、本年度はおおむね順調に進展している、とした。本研究は悪性中皮腫の原因遺伝子に対して合成致死性を示す遺伝子を探索し、合成致死に至る分子機構の解明と治療標的としての可能性を検討する。現在までに悪性中皮腫の原因遺伝子の一つであるLATS2の合成致死性遺伝子としてエンドヌクレアーゼSMG6を同定している。またSMG6の酵素活性変異体過剰発現でLATS2変異株が致死性を示すことから、SMG6のヌクレアーゼ活性が合成致死性に重要であること確認している。SMG6は、細胞内ではスプライシングのエラー等によって生じた異常なmRNAを分解するNMD (Nonsense mediated mRNA decay)と呼ばれるRNA分解機構において機能することが知られている。そこでLATS2変異を有する悪性中皮腫細胞株に対してNMD阻害剤及びSMG6以外のNMD関連因子のノックダウンを行い、MTT assayを用いて生存率を解析した。その結果、これらNMDの阻害ではLATS2変異株はいずれも致死性を示さなかった。これによりSMG6が合成致死性を示す上で、NMD以外のRNA分解機構が重要である可能性が示された。またLATS2はHippoシグナル伝達系において、YAPやTAZといった転写活性化因子のリン酸化を介した活性調節を行っており、これらが悪性中皮腫の発症・進展に大きく関わることが知られている。そこで、YAP及びTAZが高発現した中皮細胞株に対してSMG6ノックダウンの生存率への影響を解析したところ、TAZの高発現細胞でSMG6ノックダウンにより生存率の低下が認められた。このことからSMG6による合成致死性にはHippoシグナルの中でもLATS2-TAZ経路が重要であることが明らかとなった。本研究では悪性中皮腫の原因遺伝子の一つであるLATS2に対して合成致死性を示す遺伝子としてエンドヌクレアーゼSMG6を同定している。このSMG6はRNA特異的なエンドヌクレアーゼであり、本研究でもそのヌクレアーゼ活性が合成致死性を示すことに重要であることを確認している。これまでSMG6はNMDと呼ばれるmRNA分解機構で機能するとされ、合成致死性もNMDを介するものと予想された。しかし阻害剤を用いた解析の結果、SMG6はNMDとは異なったmRNA代謝機構で合成致死性を示すことが明らかとなった。また、SMG6による合成致死性は、Hippoシグナル伝達系の中でもTAZを介した経路に特異的なものであり、TAZによって特異的に転写制御を受ける因子が合成致死性を示す上で重要である可能性を示すことが出来た。以上のことから本年度は、概ね順調であるとした。LATS2の合成致死遺伝子としてmRNAエンドヌクレアーゼであるSMG6を同定したことから、悪性中皮腫細胞の生存にmRNA代謝制御が関与する可能性が示された。
^<31>P-NMR spectroscopyによるマウス可移植性悪性腫癌への抗癌療法の評価

本研究の最終的な目標は,臨床レベルで^<31>P-NMRが癌の治療効果判定の鋭敏な評価法となり得るかどうかの検討にある.過去2年間にわたって,主にマウスのグリオーマに対する抗癌剤投与(ACNU, 5'-DFUR)による影響に関する評価を, ^<31>P-NMR,フローサイトメトリー(FCM)及び病理組織学的に行い, ^<31>P-NMRが高エネルギーリン酸の比により他の検査法より比較的早期に腫瘍の代謝動態を解析できることが判明した.今年度は,これまでの動物実験での検討を臨床例に応用すべく,東大病院に設置されている全身用MR装置を用いて表在性悪性腫瘍(主に骨肉腫,軟骨肉腫)につき基礎的検討を行った.方法は, MRI(magnefic resonance imaging)の撮影により病変の部位を同定し,次いでその部位より^<31>P-NMRスペクトルを得る操作を抗癌剤の動注療法の前後に行った.治療前の腫瘍の^<31>P-NMRスペクトルは, Piなどの高エネルギーリン酸, PDE, PMEなどのホスホリピッド由来のピークが高値を示した.大量動注後は, Pi/PCr値の減少, PME, PDE値の減少傾向がみられ,これらの値が治療効果の指標となる可能性が示された.症例によっては, ^<31>P-NMRスペクトルに変化がみられないものもあったが,これらの症例は,組織的検索でも治療前後で変化がみられなかった.このように未だ症例数が少ない検討ではあるが,臨床例でも実験動物から得られた^<31>P-NMRスペクトルの結果と同様の傾向がみられることが解った.このため,臨床例でも腫瘍に対する抗癌剤の投与に関する効果が^<31>P-NMRで判定できると考えられ,今後,悪性腫瘍に対する抗癌剤の効果の判定,また,適切な抗癌剤の選択などにつき検討を行っていくつもりである.本研究の最終的な目標は,臨床レベルで^<31>P-NMRが癌の治療効果判定の鋭敏な評価法となり得るかどうかの検討にある.過去2年間にわたって,主にマウスのグリオーマに対する抗癌剤投与(ACNU, 5'-DFUR)による影響に関する評価を, ^<31>P-NMR,フローサイトメトリー(FCM)及び病理組織学的に行い, ^<31>P-NMRが高エネルギーリン酸の比により他の検査法より比較的早期に腫瘍の代謝動態を解析できることが判明した.今年度は,これまでの動物実験での検討を臨床例に応用すべく,東大病院に設置されている全身用MR装置を用いて表在性悪性腫瘍(主に骨肉腫,軟骨肉腫)につき基礎的検討を行った.方法は, MRI(magnefic resonance imaging)の撮影により病変の部位を同定し,次いでその部位より^<31>P-NMRスペクトルを得る操作を抗癌剤の動注療法の前後に行った.治療前の腫瘍の^<31>P-NMRスペクトルは, Piなどの高エネルギーリン酸, PDE, PMEなどのホスホリピッド由来のピークが高値を示した.大量動注後は, Pi/PCr値の減少, PME, PDE値の減少傾向がみられ,これらの値が治療効果の指標となる可能性が示された.症例によっては, ^<31>P-NMRスペクトルに変化がみられないものもあったが,これらの症例は,組織的検索でも治療前後で変化がみられなかった.このように未だ症例数が少ない検討ではあるが,臨床例でも実験動物から得られた^<31>P-NMRスペクトルの結果と同様の傾向がみられることが解った.このため,臨床例でも腫瘍に対する抗癌剤の投与に関する効果が^<31>P-NMRで判定できると考えられ,今後,悪性腫瘍に対する抗癌剤の効果の判定,また,適切な抗癌剤の選択などにつき検討を行っていくつもりである.今年度は、昨年度に行った実験腫瘍に関する基礎的検討をさらに進め、全身用MR装置による臨床例の検討に関しては、表在性腫瘍について評価を行った。1.実験腫瘍の化学療法の【^(31)P】-NMRによる評価に関して、今年度は、フローサイトメトリー(FCM)に加え摘出標本の病理組織的検討を加え、おもに代謝面からの治療効果判定の意義および腫瘍細胞の周期との関連について検討した。化学療法なしの対照群では、腫瘍の増大とともにPi(無機リン),PME(ホスホモノエステル)等のピークの著明な増大が認められPi/PCr値,PME値が上昇した。また、腫瘍内pHは酸性に移動した。ACNU40mg/kg投与群では、Pi,PMEの上昇は抑制され、Pi/PCrおよびPMEは、一時的に減少した。同時に施行したFCMでは、腫瘍細胞の【G_2】,M相への蓄積がみられ腫瘍細胞の増植抑制が示唆された。病理組織的検討では、投与一週間後まで著明な変化はみられなかった。また、テガフール(5-FU)にても同様な結果が得られた。両剤の併用療法では、相加的効果が認められた。このように、in vivo【^(31)P】-NMR法が治療効果の評価法として利用できる可能性が示された。2.全身用MR装置を用いた検討では、昨年度の基礎的検討を踏まえ今年度は、表在性腫瘍に対する化学療法の効果の評価について検討した。腫瘍は、骨肉腫,軟骨肉腫などで腫瘍の切除術前の抗癌剤の動脈注入療法の前後に、表面コイルを用い【^(31)P】のスペクトルを得て、高エネルギーリン酸代謝の面から検討を加えている。

本治療法は、腫瘍組織を壊死に至らしめ、転移を予防する効果がある。検討を加えた症例数は、まだ少ないが、Pi/PCr値,PME値などより治療効果の早期診断に有用であることを示唆する結果が得られている。
交通量の確率的変動を考慮した有料道路事業の社会的最適料金更新問題

平成18年度の研究では下記を行った.第1に,基本モデルとして,確率動学的に変動する交通需要を与件とした有料道路事業の利潤最大化を目的とした動的料金更新問題を定式化した。そして,各時刻で成立すべき最適性条件が,一般化相補性問題(GCP : Generalized Complementarity Problem)に帰着することを明らかにした.この数理的特性を活用し,料金を引き上げる(あるいは引き下げる)ための交通量の閾値-最適料金更新ルール-を効率的に計算するための数値計算プログラムを開発した.第2に,拡張モデルとして,有料道路と一般道が並行するネットワークにおいて,毎時刻,利用者均衡状態が達成されるとして,動的料金更新間題を定式化した.そして,この拡張モデルもまたGCPの動学系として再定式化できることを明らかにした.これにより,基本モデルに対する求解アルゴリズムをわずかに修正することで,拡張モデルに対する最適料金更新ルールを求めるための数値計算プログラムを開発した.平成18年度の研究では以下が明らかになった.まず,動的料金更新の枠組と利用者均衡配分および費用便益分析の理論および手法が整合的に結びつけられることを示した.次に,開発した数値解法を用いた感度解析によって,最適料金更新ルールおよび事業価値の性質およびメカニズムを明らかにした.具体的には,有料道路の容量増加による事業価値の変化率が,ネットワーク全体の交通需要に関して非単調であり,交通需要が比較的低い時に増加率が高くなることが判った.平成17年度の研究では下記を行った.第1に,高速道路と一般道路から構成されるネットワークにおいて,有料道路のキャッシュ・フロー流列の期待現在正味価値(以下,事業価値)を最大化する動的料金変更問題を確率インパルス制御問題として定式化した.第2に,この問題の最適性条件が無限次元の一般化相補性問題として記述しなおせる事を明らかにした。第3に,適当な離散的枠組の下で,この問題が,数理計画分野で知られる有限次元の一般化相補性問題を逐次的に解く問題に帰着することを示した.この解析結果を用いることで,数理計画分野における最新の研究成果を活用した効率的数値解法を開発することが可能となった.最後に,こうして開発した数値解法を用いて数値計算を行い,有料道路管理者の利潤を極大化させるフィードバック料金更新ルールの特性とメカニズムを明らかにした.平成17年度の研究で明らかになったことは以下の通りである.まず,一見すると数値解を得る事が極めて難しく見える(あるいは,モンテカルロ・シミュレーションなどに頼らざるを得ない)複雑な問題が,数理計画分野でよく知られる有限次元の一般化相補性問題を逐次的に解く問題に帰着することを示した.次に,数値解析を通して,最適フィードバック料金更新ルールの特性とメカニズムを明らかにした.具体的には,a)料金の引き上げ/引き下げのトリガーとなるOD交通需要の閾値が時間と共に変化し,計画満期近くでは料金の引き上げ/引き下げのいずれも起こらないこと;b)有料道路の容量を拡張することで,事業価値は必ず増大するが,その増加率は現在のOD交通需要に依存して非単調的に変化することを明らかにした.平成18年度の研究では下記を行った.第1に,基本モデルとして,確率動学的に変動する交通需要を与件とした有料道路事業の利潤最大化を目的とした動的料金更新問題を定式化した。そして,各時刻で成立すべき最適性条件が,一般化相補性問題(GCP : Generalized Complementarity Problem)に帰着することを明らかにした.この数理的特性を活用し,料金を引き上げる(あるいは引き下げる)ための交通量の閾値-最適料金更新ルール-を効率的に計算するための数値計算プログラムを開発した.第2に,拡張モデルとして,有料道路と一般道が並行するネットワークにおいて,毎時刻,利用者均衡状態が達成されるとして,動的料金更新間題を定式化した.そして,この拡張モデルもまたGCPの動学系として再定式化できることを明らかにした.これにより,基本モデルに対する求解アルゴリズムをわずかに修正することで,拡張モデルに対する最適料金更新ルールを求めるための数値計算プログラムを開発した.平成18年度の研究では以下が明らかになった.まず,動的料金更新の枠組と利用者均衡配分および費用便益分析の理論および手法が整合的に結びつけられることを示した.次に,開発した数値解法を用いた感度解析によって,最適料金更新ルールおよび事業価値の性質およびメカニズムを明らかにした.具体的には,有料道路の容量増加による事業価値の変化率が,ネットワーク全体の交通需要に関して非単調であり,交通需要が比較的低い時に増加率が高くなることが判った.
「地球研究」の課題の方法の総合的研究

1.アメリカにおける地域研究の実態について視察した。視察対象とした研究所は次のようである。(1)ウッドロー・ウィルソン国際センター,(2)ジョンズ・ホプキンス大学国際高等大学院,(3)ノース・カロライナ大学チャペル・ヒル分校南部史文書部,(4)カルフォルニア大学ロス・アンジェルス分校アメリカ諸文化研究所,(5)カルフォルニア大学バークレー分校国際地域研究所,(6)ウィスコンシン大学国際地域研究所,(7)コロンビア大学の7つの地域研究所,(8)ハワイ大学イースト・ウエスト・センター2.アメリカにおける地域研究の特色(1)地域研究を独自の研究分野とみなしていない:東アジア,東南アジア,南アジア,アフリカといったような地域区分による地域研究が行われているが,それらがディシプリンのような扱いを受けているわけではない。特にそれが顕著に見られるのは,学位においてである。すなわち,修士号を出す研究期間は多いが,博士号を出す機関はほとんどない。博士は,各ディシプリンの称号として,各学部から出されている。それは地域研究がディシプリンとして独立していないというだけでなく,地域研究の博士号では,実際的な就職が難しいという事情とも関係している。(2)既存のディシプリンによる地域の比較研究に傾斜している:上記の認識と相関しているが,一地域での研究の成果がそれほど上がらなかったという反省にたって,複数の地域の比較研究に傾く例がある(ウッドロー・ウィルソン国際センター)。ここでも,既存のディシプリンによるという注釈をつけなければならない。これは今後の地域研究のひとつのあり方を示すものである。(3)地域研究は実験的な政治的・経済的な問題と相関している:アメリカの地域研究は,第2次世界大戦後のアメリカの世界戦略と密接に関係してきた。そのため,より実際的な政治・経済などの問題を中心的トピックとしてきた。その方向は現在でも変わらず,さまざまな現在的トピックを研究対象としている。これは,一方において,研究資金の問題ともかかわっている。すなわち,こうしたトピックを取り上げることによって,研究資金が得られるということである。また,地域研究機関は,各地域の政治的・経済的専門家を作り出すための機関でもあり,その教育機関しての機能も重要である。なお,語学への重要視は特筆するものがある。(4)地球的な現象に対する研究を開始:前項と関係しているが,ソ連の崩壊後,アメリカの世界戦略が大きく変わった。すなわち,東西冷戦という2極化から多極化へと変化した。その変化に合わせて,新たな世界戦略を必要としている。そのために,そうしたトピックに研究資金がつきやすく,世界全体を見渡したような研究を志向し始めている。しかし,それがうまく進行しているとはいい難い。まさにこうした問題をこれからどのようにして研究してゆくかの模索している段階にあると思われる。(2)に述べた傾向は,その先駆的なものである。(5)各地域研究相互の関係は薄い:世界的な問題を取り扱うことを難しくしているのは,各地域研究の排他的自立性である。先の世界戦略研究は,資金力の弱い研究機関に顕著に見られるが,コロンビア大学の各地域研究所のように資金的裏付けのある研究機関では,従来通りの地域研究が進められており,研究機関相互の交流はほとんどない。もともと,地域は独自なものであり,研究者はその内に籠りがちなものであり,当然といえば当然の現象である。これを変えるひとつの要因は研究資金である。(6)客員教授の重要性:地域研究においては,客員教授あるいは客員研究者は3つの点で重要である。第1に現地研究者の参加,第2にトピックに応じた専門家の招聘,第3に研究資金に応じた人員の適正化においてである。第3の点はアメリカでは特に重要である。

その方向は現在でも変わらず,さまざまな現在的トピックを研究対象としている。これは,一方において,研究資金の問題ともかかわっている。すなわち,こうしたトピックを取り上げることによって,研究資金が得られるということである。また,地域研究機関は,各地域の政治的・経済的専門家を作り出すための機関でもあり,その教育機関しての機能も重要である。なお,語学への重要視は特筆するものがある。(4)地球的な現象に対する研究を開始:前項と関係しているが,ソ連の崩壊後,アメリカの世界戦略が大きく変わった。すなわち,東西冷戦という2極化から多極化へと変化した。その変化に合わせて,新たな世界戦略を必要としている。そのために,そうしたトピックに研究資金がつきやすく,世界全体を見渡したような研究を志向し始めている。しかし,それがうまく進行しているとはいい難い。まさにこうした問題をこれからどのようにして研究してゆくかの模索している段階にあると思われる。(2)に述べた傾向は,その先駆的なものである。(5)各地域研究相互の関係は薄い:世界的な問題を取り扱うことを難しくしているのは,各地域研究の排他的自立性である。先の世界戦略研究は,資金力の弱い研究機関に顕著に見られるが,コロンビア大学の各地域研究所のように資金的裏付けのある研究機関では,従来通りの地域研究が進められており,研究機関相互の交流はほとんどない。もともと,地域は独自なものであり,研究者はその内に籠りがちなものであり,当然といえば当然の現象である。これを変えるひとつの要因は研究資金である。(6)客員教授の重要性:地域研究においては,客員教授あるいは客員研究者は3つの点で重要である。第1に現地研究者の参加,第2にトピックに応じた専門家の招聘,第3に研究資金に応じた人員の適正化においてである。第3の点はアメリカでは特に重要である。
構造混合分布モデルの提案-応用と基礎解析-

学習モデルとしての混合モデルにおいて、その係数の決定方法に関する提案を行った。実データを用いた検証によれば、従来法と同等以上の精度が得られる。ほぼ効率的と考えられる金融市場の価格形成において、要素モデルの存在を示唆するシミュレーション結果を得た。(1)ODE(one dependence estimator)の荷重付き和に関して、荷重値の定め方を様々試みた。等加重やBayesian model averaging以外に、相互情報量、Kullback-Leibler divergence(KLd)等に基づくものを試みた。相互情報量は厳密に求めるより、クラス変数との相互情報量がよい結果を与えた。また、KLdの場合は次元解析によりKLdそのものよりデータ一個あたりの平均値の方がよいと推測されそのような結果が得られた。相互情報量とKLdに基づくものはほぼ同等の汎化能力を有するが荷重値は全く異なるものである。比較には10CVを10回以上反復してt検定を行ったものである故それなりの信頼性がある。なお、様々な理論的方法によりその良さの原因を追究したが、明らかにすることができなかった。(2)上記の過程で、VC次元を用いた汎化能力の評価が使える可能性があることに思い至り、これを試みた。個々のestimatorの確率分布が指数関数で表現できる場合のVC次元の上界を求める研究をまず行った。KhovanskiiによるFewnomialsを用いた議論により、W^2h^2が一つの上界であることが分かった(Wは自由度,hはmodel数)。Khovanskiiの結果の改良は殆どなされていないため、これ以上よい上界を求めることは困難であると思われた。しかし、VC次元を求める過程を精査すると、かなり特殊な関数方程式を対象としていることに気が付いた。具体的には、Fewnomialsでは解の個数を多様体間のlinking indexに制約をおかずに求めているが、VC次元を求める場合には、linking indexには強い制約が置けるという点である。これにより、Wh log Wが上界となりうることが分かった。(1)構造混合:EM類似の方法を用いることにより、ODEの和による近似精度が向上することが証明できた。通常のEMと異なり状況が限定されるため、グローバルな最適値に収束してもよいと推定できるが、現在のところ確認できていない。通常のEMを行うと値の悪い局所最適解に収束しやすい。原因を様々に調査したが、解明できていない。(2)連続混合:ランダムに見える実際の時系列データに構造があるか否かを、予測が可能(random guessingよりよい)か不可能(random guessingと同等)かで調べた。当初の計画で示したように、これは外国為替の取引では、市場の効率性が成立している可能性が高く、どのような予測手法でも予測はできない、すなわち、構造がないと考えられているが、一方、市場参加者の考えることには共通性があり、いわゆるトレンドが存在する可能性もあるからである。3通りを試みた。(a)移動平均を用いる方法。様々な方法を試し、短期と長期に構造が見えやすいフィルター関数を発見した。実際フィルター後の値を用いて予測精度がrandomを超えることが分った。(b)レジームスイッチングをHMMでモデル化しSVMを用いて次状態予測を行わせると予測精度がnaiveな予想より高くなることが分った。(c)他通貨の値、oversold/overboughtの指標を組み合わせると予測精度がnaiveな予想より高くなることが分った。こうしたことから、外国為替取引データには、構造混合と連続混合の両者が存在していると考えられる。なお、(c)(b)については現在論文化を進めている。(a)についてはより慎重な取扱いを考えている。1.構造混合:(1)UCI repositoryの実データを23件用い、EM類似の方法を用いるこどたより7-6DEの和による近似精度がほぼすべての場合に向上することを示した。(2)時系列データに対しても同様の構造混合の手法が適用できるか否かを調べた。直接的な適用は、計算時間の制約と当該時系列データ(外国為替取引データ)の時間方向の非一様性によるさらなる計算時間の増大により、実際上適用は困難であった。そこで、ODE以外の要素分布を求めるために、変数(時系列データおよびそれに基づくいわゆるテクニカル指標)と単純な分布関数との組み合わせをGP(genetic programming)を用いて探索した。また、関数形を決めてGA(genetic algorithm)を用いてパラメータ推定を行った。現在のところ、GAによるある特定の関数が最も良い推定値を出している。次にはこうして得られた性能上位の分布を組み合わせる試みを行う。(3)半教師あり学習を構造混合の問題ととらえなおし、2つの基本的な方法(要素分布に対応)に適用すること試みた。すなわち元の形式のままでは半教師あり学習に拡張できない教師付学習アルゴリズムに対して構造混合の考えを用いて半教師あり学習に拡張することを試みた。Minimax probability machineに対して、manifold regularizationを近似する形を得た。2.連続混合:(1)Markov regimeswitchingモデルを用い、モデル内のパラメータを積分消去する連続混合を用いて、外国為替市場のvolatilityを予測するモデルを試みた。現状では、連続分布で積分消去するモデル(その近似モデル)ではよい結果が得られず、単純な離散分布との混合では良い結果が得られている。
NF-kB関連分子を標的とした免疫アレルギー疾患の制御

TNFαにより誘導されるアポトーシスの抑制に関与するアダプター分子であるTRAF2とc-FLIPの欠損マウスの解析を行った。その結果TRAF2欠損マウスは大腸上皮のアポトーシスが亢進し、さらにその結果引き起こされた二次的な腸内細菌叢の変化や炎症性サイトカインの産生亢進があいまって、重篤な大腸炎を自然発症することが明らかとなった。また、インターフェロン誘導性の肝臓特異的c-Flip欠損マウスはインターフェロンの誘導剤であるpoly I:Cの投与により、大量のIL-6産生を伴う劇症肝炎で死亡する事が明らかとなった。TNFレセプターを介するシグナル伝達に関与するアダプター分子であるtraf2^<-/->マウスを解析した結果、traf2^<-/->マウスは大腸炎が自然発症することを見いだした。traf2^<-/->マウスは生後1週頃より野生型マウスに比較し、発育や体重増加の不良が認められ、生後約3週以内に全個体が死亡する。組織学的な検討の結果、大腸粘膜および粘膜下へのB細胞の著明な細胞浸潤が認められることが明らかとなった。またCD4+CD25+細胞の比率は野生型マウスに比較して低下していないことが明らかとなった。さらに大腸局所におけるサイトカインの産生をreal-time PCRで解析したところ、tnfα,il-6,ifn-γ,il-17などの炎症性サイトカインの発現の上昇が認められたことより、TNFαの中和抗体をtraf2^<-/->マウスに投与したが腸炎は改善されず、さらにil-17ノックアウトマウスあるいはifn-γノックアウトマウスとの二重欠損マウスを作製しても腸炎は改善しなかった。一方、これまで腸炎を抑制すると考えられてきたil-10の発現亢進が大腸で認められ、さらにその亢進はtranf2^<-/->マウスの胎生期の腸でも認められたことから、IL-10に対する中和抗体を全身投与したところ、予想外な事に腸炎の著明な改善が認められた。以上のことより、tranf2^<-/->マウスで認められる大腸炎は局所におけるIL-10産生の亢進の結果であることが明らかとなった。我々はこれまでにNF-κBによる細胞死抑制に中心的な役割を果たす分子がc-FLIP(celleular FLICE-inhibitory protein)と呼ばれるアダプター分子であることを明らかにしてきた。本年度の研究では肝臓特異的なc-Flip欠損マウスを作製し、様々な肝障害モデルをもちいてC-Filpの肝細胞における役割を明らかにした。肝細胞特異的c-Flip欠損マウスはメンデルの法則に従って出生し、正常の状態では肝機能の大きな傷害は認めなかった。一方、野生型のマウスでは一過性の肝障害しか誘導できないような少量の抗Fas抗体投与により、激しい肝炎が誘導され、注射後24時間後には肝細胞特異的C-Flip欠損マウスは全例が死亡することが明らかとなった。肝臓の組織学的検索では、出血を伴うアポトーシスに陥った肝細胞が認められた。さらに肝臓抽出液を用いた解析からカスパーゼの活性化と、JNK(c-Jun N-terminal kinase)経路の持続的な活性化が認められた。また、還元型グルタチオン(GSH)が低下していることより、強い酸化ストレスが誘導されていることが明らかとなった。一方、TNF(tumor necrosis factor)αやConcanavalin A(ConA)を投与した肝傷害モデルでは、肝傷害は野生型マウスと比較して増悪するものの、24時間後にはほぼ正常にもどっており、一過性の肝障害が誘導されるのみであった。TNFαやConAがNF-κBを活性化するのに対し、抗Fas抗体は通常ではNF-κBを活性化しないことを考慮すると、これらの結果はc-FLIPが肝細胞においても細胞死抑制に重要な役割を果たしている事、およびNF-κB依存性に誘導される他の遺伝子がc-Flipの存在しない状況では、その細胞死抑制機能を一部代償していることが明らかとなった。抗Fas抗体投与により誘導される劇症肝炎は、肝細胞のアポトーシスと強い酸化ストレスが誘導される以外に著明な出血を伴うことから、抗Fas抗体投与による血管内皮の障害も重要な原因であると考えられている。しかしながら、その分子メカニズムは解明されていない。我々は抗酸化剤であるButylated hydroxyanisole (BHA)という薬剤をマウスに投与することにより抗Fas抗体により誘導される酸化ストレスばかりでなく、出血性肝炎が著明に改善するという現象を見出した。

一方で、BHAは抗酸化剤として働くばかりでなく、肝臓で代謝され酸化ストレス応答に関与するNRF2と呼ばれる転写因子を活性化し、その結果酸化ストレスを軽減する作用のあることも明らかにされている。事実、我々もBHA投与によりNRF2経路の標的遺伝子であるNqo1やHmox1の発現が肝臓において上昇することを確認している。そこでBHAによる出血性肝炎の抑制におけるNRF2経路の役割を明らかにするために、野生型マウスおよびNrf2^<-/->マウスにBHA投与を行い、抗Fas抗体を投与した。予想外な事にNrf2^<-/->マウスでもBHAにより肝臓における酸化ストレスの改善が認められ、さらに出血性肝炎は著明に抑制された。この事はBHA依存性かつNRF2非依存性の経路が、肝臓における抗Fas抗体投与により誘導される出血性肝炎の抑制に関与していることが考えられる。劇症肝炎の治療を考える上で、その標的遺伝子を同定することは重要であり、今後マイクロアレイなどの手法を用いて標的遺伝子の同定をしていきたいと考えている。
第二次世界大戦中の連合国教育相会議に関する歴史学的検討

戦後国際秩序形成の過程において、アメリカが政治領域で主導権を握っていく中で、それに追随するイギリス、そして、戦前保っていた国際政治における影響力の減退をなんとく食い止めるため、どこかで主導権を握れる分野を持ちたいと考えるフランス、それらの諸国のせめぎ合いの中で戦争終結を迎える。第二次世界大戦によって、アメリカが圧倒的存在感をもってたちあらわれ、イギリスの存在感が相対的に減退する中で、知的協力分野で主導権を握ることをフランスが米英に黙認させるに至り、後継機関の本部はロンドンではなく、パリに決まった。第二次世界大戦中にロンドンで開催された連合国教育相会議について英国国立公文書館の関係資料、並びに同会議の後継機関である国際連合教育科学文化機関の本部所蔵の関係資料、並びに米国における関係資料の収集・分析を行うことで、第二次世界大戦の最中に、戦況とは直接関係のない教育という分野について議論するために集った参加各国の思惑を分析すると共に、それらが戦況の変化とあいまって、どのように戦後の機関の設立に影響を与えていくのかを明らかにする。まず国際文化交流の歴史的展開や国際連盟や国際機関ユニオンなどの欧州の諸機関を検討する上で必要な歴史的理解を与えてくれる二次資料や、国際連盟関係のマイクロフィルムなどの一次資料の通読並びに分析を行い、必要な背景的理解を得ると共に、当該プロジェクトに関係する資料のうち、日本に存在しないものを特定した。中でも重要な基本資料を入手するためまず、資料の一部が既に電子化され、郵送や直接ダウンロードなどによって資料の閲覧・入手が可能な英国国立公文書館のサイトにおいて電子的リサーチを行い、電子化された戦時中の連合国教育相会議のイギリス側の資料をコールナンバーFO並びにEDを中心に入手した。また、それに引き続きパリのユネスコ本部内に存在する文書館への資料調査を実施し、中でも文書群Conference des ministres allies de I'education,1942-1945の中から、plenary meetingsやopen meeting、ならびにExecutive Bureauなどを中心に閲覧・複写した。個別の委員会については、history committeeやDrafting Committee on the constitution of Unescoを中心に閲覧・複写した。現在はそれらの資料を分析しつつある。ロンドンで開催され、戦況も不利なフランス側がどのように主導権をもっていったかの過程が重要であるとの暫定的な結論を得た。まず国際文化交流の歴史的展開や国際連盟や国際機関ユニオンなどの欧州の諸機関を検討する上で必要な歴史的理解を与えてくれる二次資料や、国際連盟関係のマイクロフィルムなどの一次資料の通読並びに分析を引き続き行い、必要な背景的理解を得ると共に、当該プロジェクトに関係する資料のうち、日本に存在しないものを特定し収集した。特に資料の一部が既に電子化され、直接ダウンロードなどによって資料の閲覧・入手が可能な英国国立公文書館においても、サイトにおける電子的リサーチでは資料の発見等に限界があることが判明したので、実際に訪問して現地調査を行い、戦時中の連合国教育相会議のイギリス側の資料を入手した。また、アメリカへの他プロジェクトの研究調査において、数日を本プロジェクトにあて、国際連盟非加盟ながらオブザーバーとして様々な事業に参加したアメリカの資料を収集した。それらの成果を元に、今回入手した会議実施国である英国側の資料と、前回収集した、後にユネスコの本部となり当該事業を引き継ぐことになるフランス側の資料を付き合わせつつ、両国がどのようなヴィジョンから当該会議に参加し、どのように戦後に向けて思惑通りにことを運ぼうとしたのかを明らかにしている。またアメリカでの調査によって、そのような視角において、離れた立場から観察していたアメリカ側の資料が大いに役に立つことが判明した。現在のところ、フランスが最終的に当該分野で主導権を発揮するにおいて英米がどのような意図をもってみていたか、特に英米の考えのズレを明らかにするのが特に重要との暫定的見解を得た。連合国教育相会議に至る過程や当時のロンドンの亡命政府を巡る状況などを検討する上で必要な歴史的理解を与えてくれる二次資料や、国際連盟関係のマイクロフィルムなどの一次資料の通読並びに分析を引き続き行うと共に、当該プロジェクトに関係する資料のうち、日本に存在しないものを特定し収集を続けた。昨年秋の調査以降、英国国立公文書館のデータベースが大幅に拡充され、これまで検索できなかった大英図書館所蔵の資料なども検索できるようになったため、改めて現地調査を行い、これまで存在を知ることが困難であった本プロジェクト関係資料を入手することができた。それらと前回収集した、イギリス側の資料と合わせて、フランスで収集した資料を付き合わせる作業を続けている。特に両国がどのようなヴィジョンから当該会議に参加し、どのように戦後に向けて思惑通りにことを運ぼうとしたのかに主眼をおいて検討した。ただ、過去のリサーチを通じて収集できた資料が、英米仏併せて一万頁を超えるなど膨大であるため、その整理・分析に時間を要している。

現在のところ、戦後国際秩序形成の過程において、英米が政治領域で主導権を握っていく中で、戦前保っていた国際政治における影響力の減退を食い止めるため、何とか主導できる分野を持ちたいと考えるフランスが、教育相会議を利用して、知的協力分野で主導権を握ろうとし、英米もそれを黙認したという流れであるとの暫定的見解を得た。連合国教育相会議に至る過程や当時のロンドンの亡命政府を巡る状況などを検討する上で必要な歴史的理解を与えてくれる二次資料や、国際連盟関係のマイクロフィルムなどの一次資料の通読並びに分析を引き続き行うと共に、当該プロジェクトに関係する資料のうち、日本に存在しないものを特定し収集を続けた。本年度は特に前回収集した、イギリスとフランスの膨大な資料について、付き合わせる作業を行い完了した。当該会議の根本史料は会議実施場所を提供したイギリスと、後継機関の本部所在地となったフランスの英仏両国に所蔵されている。その資料の内容はほとんどが同一であるが、微妙に異なっており、その相違点についてつぶさに明らかにした。その相違は、英仏両国がどのようなヴィジョンから当該会議に参加し、どのように戦後に向けて思惑通りにことを運ぼうとしたのか違いによって生じていた。また、本年度はアメリカにおいて資料調査を実施した。非欧州国であるため、当初は当該会議にあまり関心を見せなかったアメリカが、自助に存在感を増していった。戦後国際秩序形成の過程において、アメリカが政治領域で主導権を握っていく中で、戦前保っていた国際政治における影響力の減退を食い止めるため、何とか主導できる分野を持ちたいと考えるフランスが、教育相会議を利用して、知的協力分野で主導権を握ろうとし、アメリカもそれを黙認し、イギリスはそれに従わざるを得なかったという流れであるとの暫定的見解を得た。
最強の抗腫瘍性物質デイスコダーモライドの大量供給を可能とする不斉全合成

タキソールと似た作用で抗腫瘍性を示すディスコダーモライドは、さらに100倍程の効果の向上がみられるとされ、またタキソールに対して抵抗性を示すガンに対しても効果を現わすことがある。ディスコダーモライドは海産性稀少物質であるため有機合成することが緊急課題であった。ディスコダーモライドはポリケチド類に属する13ヶの不斉炭素を含む化合物である。その立体選択的合成にとって4つの重要なポイントがある。(1)アセテートアルドール付加体の完全な不斉合成(2)シン・アンチプロピオネート付加体の完全な作りわけ不斉合成(3)ポリプロピオネート骨格構築における連続アルドール反応(4)アルドール反応の高度な触媒反応化(1mol%以下)。我々はキラルオキサザボロリジノン助触媒不斉アルドール反応を基盤アルドール反応とし、さらに他のアキラルなルイス酸による向山アルドール反応を併用し、ディスコダーモライドの短行程合成に挑戦した。我々の手法における成果から先に挙げた4項目のうち(1)、(2)、(3)は達成された。しかしながら(4)に関しては本質的にボランによるアルドール反応では解決できないもので、他のできることなら遷移金属を用いる不斉アルドール反応でその糸口が得られるものと期待される。特にプロピオネートユニットを立体選択的に構築するにあたり、ユニークなアプローチが展開され、非常に有効な手法が開拓された。それはアルドール反応とラジカル脱ブロム化反応をともに用いる方法で前者反応においてプロピオネート付加体の3位の水酸基の立体化学を構築し、その後脱ブロム化し2位のメチル基の立体化学を構築しすることである。我々は13ヶの不斉導入を簡便に達成することができた。H12年度の成果の一ツは、年度計画にもあったほぼエナンチオ純粋なシンおよびアンチープロピオネートアルドール体を作りわける反応を完成させたことである。基本的におなじ不斉反応を用いて、このような作りわけに成功した例はない。戦略の基本は、われわれのキラルオキサザボロリジノン助触媒不斉アルドール反応と続くGuindonらによるα-ブロムのジアステレオ選択的ラジカル還元を併用することである。エチルα-ブロモプロピオネートから得たケテンシリルアセタールを用いて、この連続した反応により上記アルドール体の作りわけは完成した。デイスコダーモライドの大量供給を可能とするための安価な出発物として、2-メチル-プロパン-1,3-ジオールを選んだ。片側を保護して導びかれたアルデヒド、2-メチル-3-保護オキシ-プロパナール、はラセミ体である。このラセミアルデヒドに対して、先に開発した"連続反応"を適用すると、第1段階としてアルデヒドの既存の立体中心に全く影響されないで、新しい炭素-炭素生成反応がほぼ完全なエナンチオ選択性で達成された。得られたα-ブロモアルドール体を用いて、第2段階ラジカル還元で、反応条件を変えることにより、シン体およびアンチ体のそれぞれが光学活性なジアステレオマーとして合成された。(この過程は、エナンチオ選択的な錯式立体制御における優いた触媒コントロールを含んでいる。)簡便で優れた選択性をともなう新しい合成手法で得られたキラルな合成中間体を用いて、デイスコダーモライドの骨格合成が進展している。キラルオキサザボロリジノン助触媒不斉アルドール反応とラジカル脱ブロム化反応による高エナンチオ選択的シンおよびアンチプロピオネートの合成が達成された後、ポリプロピオネートの高ジアステレオ選択的合成が検討された。基本戦略は高ジアステレオ選択的向山アルドール反応と高ジアステレオ選択的ラジカル脱ブロム化反応の併用である。光学活性α-メチル-β-メトキシアルデヒドに対して、この一連の反応を適用し、非常に簡便なポリプロピオネート鎖の高度選択制御への道を確立した。従来ポリケチド類の骨格構築に対してアルドール反応を連続使用する合成戦略は、適切ではないと指摘されていた(それは十分にシン体アンチ体相方をともに容易に作るアルドール反応が開発できていないためであった)。今回の成功はこの分野の新しい展開を可能にするものである。プロピオネートの立体選択的合成に関する上述の高エナンチオ選択的反応と高ジアステレオ選択的反応の達成は、自在にシンおよびアンチの立体化学を制御することを可能にした。デイスコダーモライドの複雑なポリプロピオネート骨格の選択的構築にそれらが応用された。逆合成解析によりC_1-C_<13>セグメントAとC_<15>-C_<21>セグメントBの合成を検討した。セグメントAとBの共通の出発物質は、ラセミの2-メチルプロパン-1,3-ジオールから導びかれたアルデヒドへ不斉アルドール反応を適用することで、高収率ほぼ完全なエナンチオ選択性で得られた。この中間体をもとに、各セグメントの合成が試みられ、Aに関しては約20ステップによってその不斉合成が完了した。一方Bについては約5ステップによって不斉合成が高選択的に達成された。
外科感染症におけるヒト体液中β-lactamase活性測定意義に関する臨床的研究

ヒト胆汁および腹水中β-lactamase活性を、ABPC,CERを基質とするAcidimetry法を応用してPCaseとCEPaseに分別定量する方法を、さらにHPLC法にてPCG,CER,CXMを基質としてPCase,CEPase,CXMaseに分別定量する方法を確立した。HPLC法での測定限界は0.05mU/mlと非常に高感度であった。胆道疾患180例の胆汁243検体から検出した細菌196株について検討した結果、グラム陰性桿菌は40.8%を占め、そのうち96%にβ-lactamase産生能を認めた。また複数菌感染は46%を占め、3菌種以上の複数菌感染ではPCaseもCEPaseもいずれも有意に高かった。臨床症状のうち、白血球数が8,000/μlを越え、かつ、38°C以上の発熱を伴っている症例では、PCaseもCEPaseも有意に高値を示した。化膿性腹膜炎42例の腹水83検体、78株における検討では、グラム陰性桿菌の84%がβ-lactamase産生菌で、複数菌感染は76%であった。β-lactamase産生菌が検出された腹水ではPCaseもCEPaseも極めて高く、これに対して、β-lactamase非産生菌のみ、あるいは無菌腹水では、腹水中β-lactamaseは検出されなかった。胆道感染症および化膿性腹膜炎症例において、経日的に細菌検査およびβ-lactmase活性の測定を行ったところ、β-lactamase活性は、細菌の消長に呼応して変動した。胆汁ドレナージ施行21例にCLDMを投与した検討では、β-lactamase産生が構成型CEPaseで6.784.9%〃誘導型で4.882.9%抑制された。以上より、胆汁および腹水中β-lactamase活性値は抗菌剤の治療効果、適切な抗菌剤の選択に有用であることが判明した。胆汁検体においてABPCおよびCERを基質とするAcidimetry法を応用することにより、緩衝液中のβ-lactamase活性を分光光度計を用いてPenicillinase(PCase)とCephalosporinase(CEPase)に分別定量する方法を確立した。測定時の至適温度は25°C35°C、測定限界はPCaseで0.09mU/ml、CEPaseで0.05mU/mlと鋭敏であった。10倍以上希釈した胆汁では緩衝液とほぼ同様の測定値が得られ、他の胆汁成分の影響がおよそ除外できた。腹水は緩衝能が非常に強く、Acidimetry法で用いる緩衝液と同等の緩衝能を得るためには、20倍以上の希釈が必用であった。測定限界はPCaseが2.0mU/ml、CEPaseが1.0mU/mlであり、添加回収率はPCaseが115±24%、CEPaseが113±26%であった。本年度研究補助金により購入した高速液体クロマトグラフ用送液ポンプ(LC-10AD:島津製作所)とデータ処理装置(C-R4AD:島津製作所)を用いて、HPLC法により胆汁中β-lactamaseを基質特異性に基づいてCEPase、Cefuroximase(CXMase)、PCaseに分別定量する方法を新たに考案した。

分離カラムはNucleosil 5C18(4.6mm¢×25cm:和光純薬)を用い、移動相はアセトニトリル:0.05Mリン酸緩衝液(pH6.5)15:85として逆相クロマトグラフィー法にて行った。カラム温度は30°C、流量は1.2ml/minとし、紫外分光光度計を用いてCEPaseの基質CERとCXMaseの基質CXMは254nmで保持時間5分と9分に、PCaseの基質PCGは220nmで17分に抽出され、1本のカラムで完全に分離できた。ただし、複数の基質を同時に加えると、お互いにβ-lactamaseによる分解を抑制するので、3種類のβ-lactamaseは別々に測定する必要があった。測定限界は0.05mU/mlと極めて鋭敏で、保持時間およびピーク面積のCV値はいずれも0.05%であった。CEPaseの添加回収率は88116%であった。胆道疾患180例の胆汁243検体から検出した細菌196株について検討した結果、グラム陰性桿菌は40.8%を占め、そのうち96%にbeta-lactamase産生能を認めた。また複数菌感染が46%を占め、昨年度確立したAcidimetry法とHPLC法を用いて、胆汁中beta-lactamase活性を測定したところ、3菌種以上の複数菌感染ではPCaseおよびCEPaseは単独菌感染と比べ、いずれも有意に高かった。臨床症状との関連について検討すると、白血球数が8,000/mulを越え、かつ、38°C以上の発熱を伴っている症例では、いずれの所見も認められない症例に比べてPCaseもCEPaseも有意に高値を示した。化膿性腹膜炎42例の腹水83検体、78株における検討では、グラム陰性桿菌の84%がbeta-lactamase産生菌で、複数菌感染は76%であった。beta-lactamase産生菌が検出された41検体では、PCaseもCEPaseも極めて高く、これに対して、beta-lactamase非産生菌のみが検出された5検体および無菌腹水であった37検体では、イレウス症例を除いて腹水中beta-lactamaseは検出されなかった。胆道感染症および化膿性腹膜炎症例において、経日的に細菌検査およびbeta-lactmase活性の測定を行ったところbeta-lactamase活性は、細菌の消長に呼応して変動した。胆汁ドレナージ施行21例にCLDMを投与した検討では、beta-lactamase産生が構成型CEPaseで6.784.9%、誘導型で4.882.9%抑制された。以上より、胆汁および腹水中beta-lactamase活性値は抗菌剤の治療効果、適切な抗菌剤の選択に有用であることが判明した。