hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超低摩擦係数アモルファスSiC薄膜の創製及び摩擦・はく離強度評価

本年度は,超低摩擦係数アモルファスSiC薄膜の創生のため,以下のことを行った.1.ヘリコンスパッタによるSiCコーティングヘリコンスパッタ装置(MPS-3000-HC,日本電子)に新たなターゲットを追加し,SiCターゲットおよび2種類の金属ターゲットを同時スパッタして薄膜を作製可能なように,装置の改造を行った.金属ターゲットとして,まず,Ti, Al, Taを選定し,これらのスパッタ特性を評価した.2. SiC薄膜をコーティングした試験片を,自作のピン・オン・ディスク型摩擦・摩耗試験機を使用して摩擦係数測定ならびに摩耗量測定を行った.その結果,摩擦係数は摩擦サイクル数の増加とともに低下し,最低値は0.04と,これまでに得られた摩擦係数と同程度であった.3. SiC薄膜の摩擦係数の低減と摩擦面に発生する微細な摩耗紛との関連を検討するため,摩耗試験の途中で試験を中断し,摩耗痕に生じる摩耗紛を,走査型顕微鏡およびレーザー顕微鏡で観察を行った.4.薄膜のはく離強度は界面の形状に影響されるので,薄膜のはく離強度を繰返し圧子押込みにより評価したその結果,SiC薄膜か繰り返し圧子押込みによりはく離することがわかった.したがって,はく離強度をいかにして高めるかが今後の課題であると考えられる.本年度は,超低摩擦係数アモルファスSiC薄膜の創生のため,以下のことを行った.1.ヘリコンスパッタによるSiCコーティングヘリコンスパッタ装置(MPS-3000-HC,日本電子)に新たなターゲットを追加し,SiCターゲットおよび2種類の金属ターゲットを同時スパッタして薄膜を作製可能なように,装置の改造を行った.金属ターゲットとして,まず,Ti, Al, Taを選定し,これらのスパッタ特性を評価した.2. SiC薄膜をコーティングした試験片を,自作のピン・オン・ディスク型摩擦・摩耗試験機を使用して摩擦係数測定ならびに摩耗量測定を行った.その結果,摩擦係数は摩擦サイクル数の増加とともに低下し,最低値は0.04と,これまでに得られた摩擦係数と同程度であった.3. SiC薄膜の摩擦係数の低減と摩擦面に発生する微細な摩耗紛との関連を検討するため,摩耗試験の途中で試験を中断し,摩耗痕に生じる摩耗紛を,走査型顕微鏡およびレーザー顕微鏡で観察を行った.4.薄膜のはく離強度は界面の形状に影響されるので,薄膜のはく離強度を繰返し圧子押込みにより評価したその結果,SiC薄膜か繰り返し圧子押込みによりはく離することがわかった.したがって,はく離強度をいかにして高めるかが今後の課題であると考えられる.本年度は,超低摩擦係数アモルファスSiC薄膜の創生のため,以下のことを行った.1.ヘリコンスパッタによるSiCコーティングヘリコンスパッタ装置(MPS-3000-HC,日本電子)に新たなターゲットを追加し,SiCターゲットおよび2種類の金属ターゲットを同時スパッタして薄膜を作製可能なように,装置の改造を行った.金属ターゲットとして,まず,Ti,Al,Taを選定し,これらのスパッタ特性を評価した.2.SiC薄膜をコーティングした試験片を,自作のピン・オン・ディスク型摩擦・摩耗試験機を使用して摩擦係数測定ならびに摩耗量測定を行った.その結果,摩擦係数は摩擦サイクル数の増加とともに低下し,最低値は0.04と,これまでに得られた摩擦係数と同程度であった.今後も引き続き種々の組合せを検討する.3.SiC薄膜の摩擦係数の低減と摩擦面に発生する微細な摩耗紛との関連を検討するため,摩耗試験の途中で試験を中断し,摩耗痕に生じる摩耗紛を,走査型顕微鏡およびレーザー顕微鏡で観察を行った.4.薄膜のはく離強度は界面の形状に影響されるので,薄膜のはく離強度を改善する試みとして,スパッタエッチング法により界面に微細な凹凸を設けることを試みた.5.マイクロエッジインデント法による薄膜はく離強度評価を行った.本評価法は薄膜エッジ近傍にダイヤモンド圧子を押込むことにより,薄膜のせん断はく離強度を定量的に行なうものであり,試験片に特別な加工をする必要はない.集束イオンビーム装置(SMI 9200D,セイコーインスツルメンツ)を使用して,薄膜にエッジを作成した後,マイクロインデンタ(MZT-4,アカシ製)を使用してエッジインデント試験を行なった.本年度は,超低摩擦係数アモルファスSiC薄膜の創生のため,以下のことを行った.1.ヘリコンスパッタによるSiCコーティングヘリコンスパッタ装置(MPS-3000-HC,日本電子)に新たなターゲットを追加し,SiCターゲットおよび2種類の金属ターゲットを同時スパッタして薄膜を作製可能なように,装置の改造を行った.金属ターゲットとして,まず,Ti,Al,Taを選定し,これらのスパッタ特性を評価した.2. SiC薄膜をコーティングした試験片を,自作のピン・オン・ディスク型摩擦・摩耗試験機を使用して摩擦係数測定ならびに摩耗量測定を行った.その結果,摩擦係数は摩擦サイクル数の増加とともに低下し,最低値は0.04と,これまでに得られた摩擦係数と同程度であった.3. SiC薄膜の摩擦係数の低減と摩擦面に発生する微細な摩耗紛との関連を検討するため,摩耗試験の途中で試験を中断し,摩耗痕に生じる摩耗紛を,走査型顕微鏡およびレーザー顕微鏡で観察を行った.

4.薄膜のはく離強度は界面の形状に影響されるので,薄膜のはく離強度を改善する試みとして,スパッタエッチング法により界面に微細な凹凸を設けることを試みた.マイクロエッジインデント法による薄膜はく離強度評価を行った.本評価法は薄膜エッジ近傍にダイヤモンド圧子を押込むことにより,薄膜のせん断はく離強度を定量的に行なうものであり,試験片に特別な加工をする必要はない.集束イオンビーム装置(SMI 9200D,セイコーインスツルメンツ)を使用して,薄膜にエッジを作成した後,マイクロインデンタ(MZT-4,アカシ製)を使用してエッジインデント試験を行なった.
南部アフリカのエイズ対策に必要なHIV-1の生物学的および社会医学的研究

南部アフリカでのエイズ対策に必要なHIV-1の生物学的および社会医学的研究を行った。現在世界で最も感染者数が多く、サブサハラ以南に位置するZambiaの感染者からのウイルス分離、そのgenotypeおよびphenotype解析をおこなった。注目すべきはsubtype Cの蔓延とそのdominanceの説明のひとつとして、NF-κB結合サイトがそのLTRに3箇所存在するウイルスが主だったことを示すことが出来たことである。さらに世界に先駆けてHIV-1 subtype Cの感染性クローン複数個の樹立に成功した。現在開発途上国に浸淫している主要なSubtypeのうち最も感染者総数が多く、また激増しているsubtype Cに対するワクチン開発が最も切望されていることは論を俟たない。今回の複数個のsubtype C感染性分子クローンの樹立は、今後のワクチン開発になくてはならない分子基盤を提供するものと考えられる。今後の南部アフリカ、とくにザンビアにおけるHIV/AIDS問題を考えたとき、自国だけの技術力や人的資源、さらに財政力だけでは解決策を見出すのは困難である。ザンビア政府においては、国連や世界銀行を中心とした国際機関や多くの国外ドナーから人的・金錢的援助を受けつつ、効果的な保健・医療行政を行うことが要求されている。一方、日本を含めすべての外国ドナーや援助機関は、ザンビア政府と情報を共有化しつつ政策策定に参画するパートナーシップが必要であり、またドナー間協調も要求されている。現在,発展途上国,特に最も貧しく,また,最もHIV-1が蔓延している南部アフリカで,抗HIV薬による治療が導入されつつある.それに伴って,エイズの予防・治療のプログラムは大きく変容を遂げつつあり,前回までの調査から大きく展関しつつある.しかし,前回の調査ですでに我々が指摘したように,患者の服薬状況や薬物血中濃度のモニタリングなしに薬の導入をほかることは,薬の不十分な効果による薬物耐性ウイルスの蔓延を引き起こす可能性が極めて大きい.これは母子感染の防止を目的とした母親に対する抗レトロウイルス療法でも同じである。我々はこれまでの研究結果成果と経験を踏まえ,新たな局面をむかえた南部アフリカでのエイズ対策について,HIV-1の生物学的検討とエイズ対策の社会医学的な間題点の検討をおこない,それらの結果に基づくエイズ対策のプランを提唱しつつある.平成14年度に得られた成果は以下のごとくにまとめられる:1)違ったステージの患者群(無症候性,症候性あわせて既に数百人分)からの検体の採取とHIV-1の分離(ザンビア)2)HIIV-1のgenotypingとphenotypingによるサブタイプ,感染性のトロピズム,使用コレセプターの同定およびウイルスの感染力の比較(日本)3)HIV-1のgenotypingとphenotypingによる薬物耐性HIV-1の解析(抗HIV薬の未使用者と使用者での比較)(日本)4)薬物耐性HIV-1出現を的確にモニターする体制の確立と検討(ザンビア)5)VCT, MTCT,薬物治僚などのプログラムの現状調査(ザンビア)発展途上国の中でも最も貧しく、また、最もHIV-1が蔓延している南部アフリカで、現在、抗HIV薬剤の3剤併用療法(HAART)が導入されつつある。その中の一国であるザンビアでは、国内の7セン夕ーにおいて、HIV感染者1万人を対象として、ジェネリック薬によるHAARTを提供する政府のプログラムが開始されている。しかし、不十分な服薬指導、薬に対する反応性を確認するためのモニタリング体制の不備、服薬のadherenceの問題、ジェネリック薬の効果の問題など、課題は山積みである。そして、問題に対して充分な対応をとらぬままにHAARTが大規模に始められた結果、近い将来、この地域での薬剤耐性HIV-1が蔓延し、社会的混乱と治療プログラムの後退が起こってくることが危惧される。我々の研究ではこれまでの研究成果と経験を踏まえ、上記の問題点について調査をおこない、それに基づく今後のエイズ対策の戦略を検討している。平成15年度の成果は以下のようにまとめられる:1)上述のようなザンビアでのHAARTによるHIV-1治療の実態調査(大学教育病院の専門クリニックと私立病院での現状)2)CD4検査の患者モニタリングへの導入

3)CD4検査によるHAART治療失敗例の検討4)治療失敗例からの薬剤耐性HIV-1の培養分離の試み5)治療を受けていない一般妊婦での薬剤耐性HIV-1の出現の有無の検討6)薬剤感受性HIV-1の感染クローンの確立さらに来るべきエイズワクチンの実用化を見越して現在この地域で流行しているHIV-1の塩基配列の解析と宿主のHLAのタイピングにより、ワクチンに組み込むHIV-1のエピトープの決定するという研究、臨床試験のための宿主免疫反応の評価系の確立および現地の臨床研究チームの形成にも着手した。HIV-1が蔓延している南部アフリカで,抗HIV薬による治療が導入されつつあるが、それに伴って,エイズの予防・治療のプログラムは大きく変容を遂げつつあり,前回までの調査から大きく展開した。VCT, MTCT,薬物治療などのプログラムの現状調査をザンビアで行った結果、以下のことが判明した。ザンビア政府は2002年よりARV治療を導入する事を決定し、パイロット地域2病院を選定して国で初めての治療を開始した。指定された病院は、ザンビア大学教育病院(UTH)及びンドラ州立病院である。現在、指定病院は、主要郡病院約64ヶ所まで拡大されている。WHO/UNAIDSの3 by5 Initiativeに沿って2005年までに10万人に対し治療者数を拡大する計画であるが、2005年2月現在、合計約1万9千人となっており、目標達成は難しいと言わざるを得ない。治療拡大計画の伸び悩みの要因として、(1)ARV薬の価格(2)人々のHIV/AIDSに対する偏見と差別(3)VCTテスト実施への人々の意識が挙げられた。一方、Lusakaで8名の患者から分離したウイルスからMAGIC-5A細胞とLong PCRを用いたHIV Trapping Systemで感染性分子クローンを29クローン樹立した。そのうち9クローンの全塩基配列を決定し近隣結合法により系統樹を作成したところ全てsubtype Cに帰属した。全てのクローンはPBMCで増殖し、CCR5 Tropismを示した。全世界の感染者総数が最も多く、ワクチン開発が切望されているHIV-1 subtype Cの感染性分子クローンの複数分離に世界に先駆けて成功した。これまでの研究結果成果と経験を踏まえ,新たな局面をむかえた南部アフリカでのエイズ対策について,HIV-1の生物学的検討とエイズ対策の社会医学的な問題点の検討をおこない,それらの結果に基づくエイズ対策のプランを提唱した。
Mg-Ca合金のin vitro疲労特性評価システムの構築

擬似体液を滞留可能な水槽およびDLCコーティングが行われた冶具を利用した、生体内模擬環境下での疲労特性評価システムを利用することで、生体模擬環境下でのマグネシウム合金の疲労特性評価に成功した。本システムを利用し、マグネシウムーカルシウム合金のin vitro疲労特性評価を実施した結果、生体内模擬環境下にて繰り返し荷重を受けた場合にも、結晶粒微細化を通じたマグネシウム合金の高強度化により、疲労特性が改善することが明らかとなった。また、破面観察の結果から、周囲環境による破壊メカニズムへの影響は小さいことが確認された。本研究は、生体内分解性材料としての適用が期待されるマグネシウム合金の実用化の促進を見据え、繰り返し負荷だけではなく腐食雰囲気である生体内における疲労特性の理解を目指し、生体内模擬環境下での疲労特性評価システムの構築を行うとともに、in vitro疲労特性評価を目指すものである。平成25年度は、主としてin vitro疲労特性評価システムの開発を行った。生体模擬環境付与のため、試験片を擬似体液に浸漬させるための冶具の設計、試作が必要であったことから、まずは既設の疲労試験機に適用可能な水槽の設計を行った。当初はアクリル系樹脂を想定した水槽の設計をおこなっていたが、試験前の滅菌を考慮し、ステンレス製の水槽へと大きく方針を変更し、再度設計をおこない、水溶液中での疲労特性が評価可能な環境の構築を行った。また、DLCコーティングを行うことで、電解腐食させることなく疲労特性評価が可能となるよう、冶具の最適化を行った。以上のように試作した水槽を用いて疲労試験を行い、疲労特性評価システムの動作確認を行った。来年度は、この装置を使用して、擬似体液を用いた環境下で疲労評価を行い、in vitro環境がマグネシウム合金の疲労特性に与える影響の解明を行っていく予定である。近年、マグネシウム合金は生体内分解性を有することから、骨固定用プレート・スクリューなどへの応用が期待されている。しかしながら、これらへと適用した場合には、マグネシウムは腐食環境である生体内にて、日常生活での運動や咀嚼により繰り返し荷重を受ける。そこで、本研究ではマグネシウム合金のin vitro疲労特性評価システムを構築するとともに、in vitro疲労破壊特性の評価を実施した。まず、既設の疲労試験機に対して、擬似体液の循環システムを追加し、生体内の環境を模擬した状態での疲労特性評価を可能とするシステムを構築した。得られたシステムを利用し、擬似体液内の疲労特性および大気中での疲労特性を比較し、擬似体液への浸漬により疲労寿命が低下することを明らかにした。また、両試験中での、疲労き裂進展過程を観察した結果、擬似体液の存在はき裂進展過程には影響を及ぼさないことを明らかにした。そこで、生体内での疲労特性の改善を目指し、微細な結晶粒を有するマグネシウム合金についても、in vitro疲労特性評価を実施した。この結果から、結晶粒微細化により、in vitro疲労特性も改善することが明らかとなった。金属生体材料本研究では、生体内模擬環境下での疲労特性評価システムの構築を行うとともに、in vitro疲労特性評価を目指す。研究実績の概要にもあるように、初年度に計画していた疲労特性評価システムの構築に成功し、来年度のin vitro疲労特性の解明に必要な環境を整えることができた。疲労試験評価システムの構築に成功したことから、当初の計画どおりの擬似環境下で疲労特性評価を実施し、疲労特性に対するin vitro環境の影響の解明を行う。あわせて、変形組織解析を行い、腐食環境下での繰り返し疲労による変形機構の解明を目指す。その具体的項目は以下のとおりである。(1)室温、擬似体液環境下での疲労特性評価(2)疲労特性後の変形組織解析(3)研究の総括
「冷戦認識の比較史的研究-日米英における冷戦認識の推移1945-55年」

本年度は、冷戦初期から1950年代中葉までの冷戦の展開過程および米英日の対応に関する文献を渉猟し、その批判的検討を試みた。米国の冷戦認識についての分析は、既に様々な研究が存在するが、英国の冷戦認識については、我が国において特に先行業績が希薄な為、公刊された第二次世界大戦後の英国政府の外交文書集を、補助金によって購入し、現在読み進めている。また、研究対象となる時期において、英国の冷戦認識と米国の冷戦認識との差異を最も顕著に示した事例は、インドシナ戦争の終結過程などのアジア冷戦に対する両国の対応に見出せることから、この問題についての関連図書を購入し分析を加えている。日本の冷戦認識については、1950年代初頭に焦点をあわせて研究を試みている。その結果、未だ分析は、終了していないが、占領期を終えた日本の外交形成において、極めて重要な影響を及ぼした要因として、ナショナリズムが存在していること、このナショナリズムは、政府等によって唱導された「公定ナショナリズム」としての側面を持ち、また米国の対共産主義国戦略の影響下において、米国からの圧力と日本の公定ナショナリズムとが、相互に連動しながら展開したこと、戦前期とは、異なり、大衆レベルでは、一国主義的なナショナリズムではなく、むしろナショナリズムにたいする疑念と日本の防衛というリアルな必要性との葛藤の中で、極めて不定形なナショナリズムが形成されたことについて、仮説を導出した。もとより、本研究は、単年度ではその初歩的な仮説形成にて満足しなければならないが、今後、本年度の研究実績とその過程で蓄積したデータベースを基礎に、さらに分析を進める予定である。
マルチエージェントモデルによる自治体病院の統合可否と人工知能評判分析の研究

2018年度前期は、公共機関から自治体病院に関する資料を取り寄せ、八女市役所職員、筑後市役所職員、桐明県会議員、八女市の小川市会議員などに質問を行い、Y病院およびC病院の現状を調査した。2018年度後期は、共同研究者である林・後藤氏と現状を明確に把握するために、2018年10月1日から11月8日までに一般市民を対象としたアンケート(郵送依頼400通、回答数137通、回収率34.3%)を実施し、自治体病院の現状と課題(統合可否とその影響)について考察することにした。これらの結果については、2018年12月の九州経済学会「地域医療圏における自治体病院の現状と問題点」や聖マリア医学会「自治体病院の統合可否に関する問題点について」において発表している。まず、ゲーム立地理論のホテリングモデルを使って、Y病院とC病院の中間地点に新しい病院を設立する場合、病院の通院時間は約1時間以内、距離的に10km以内の制約があると考えられる。次に、自治体病院に行かない人たちが存在する。理由として、1自宅近くに信頼できる病院(かかりつけ医)が存在、2自宅または職場から遠いため、3待ち時間が長そうだから、4八女筑後医療圏以外(例えば久留米市)の病院へ行くからである。さらに、病院全体の満足度、再受診、近親の方に紹介するかの回答は、両病院とも評価が高くなく、「自宅や職場に最も近いことが」自治体病院を利用した理由になっている。病院への移動手段は全体的に85%が自動車であり、バスは0%であった。特に、Y病院利用者は91%が自動車を使っていた。最後に、筑後市ではY・C両病院の利用者が多く、八女市ではY病院の利用が多いことも今回の調査であきらかとなった。また、自治体病院は地域の社会経済システムを支える拠点でもあり、地域における貢献や産業の持続可能性を持っている。地域住民の病院利用度と患者需要を調査した。ケーススタディとして福岡県の病院事例について、アンケートによる調査と分析を行った。そのあとに、インターネットのWeb情報(ブログやSNSなど)から、データを集積してトレンドを解析した。研究の方法としては、データ収集とキーワードを抽出し・集積した。これらのアンケート調査結果を、Accessデータベースに登録し、解析することが出来た。2018年度に2回の学会発表を行い、好評であった。また、九州経済学会においては「地域医療圏における自治体病院の現状と課題」という論題で投稿している。2019年度前期においては、6月に日本経済政策学会において「公立病院の統合問題と産業連関表による経済効果」を発表する。また、人工知能の一部分であるエージェントモデルartisocによる人工構築社会を組み立てる予定である。これは、株式会社構造計画研究所の講習会やサポートを受けることによってより精緻なシステムになると思われる。また、2019年後期においては、日本地域学会において「八女筑後医療圏における公立病院の評判分析」について発表する予定である。公立病院の評判について、アンケートの自由記述欄に残されたコメントの中から抽出・分析することにした。まず、公立病院の満足度を調べ、病院の存在意義を論じてみる。データベースに蓄積した巨大なテキストデータの集合を統計学や人工知能技術を使ってコンピュータによって解析し、これまで知られていなかった規則性や傾向など、何らかの有用な知見を得ることを実践する。これは、テキストマイニングと呼ばれている。データ解析のツールとして、統計解析言語のRと人工知能言語であるPythonを用い、試行するテキストマイニングは経済学において新たな挑戦であり、処理方法を例示する。次に、MASのモデル構築によるシミュレーション分析を行う。2つの病院が合併した時の影響について分析する。そのためにはMASのartisoc社会システム・モデルを用いて、個人エージェントのライフサイクルを定義する。ライフイベントが起こるかどうかは、乱数を発生して事象が起こるかどうか判断する。そして、判断に使う遷移確率は、公式で使われているパラメータを利用することが有効である。この部分はマイクロシミュレーションの個人・世帯のライフサイクルモデルで培った部分である。その後、施設エージェント(民間、公立系)を追加し、病院利用者がどのように動いていくのか、利用者の満足度を出力する。

さらに、病院全体の満足度、再受診、近親の方に紹介するかの回答は、両病院とも評価が高くなく、「自宅や職場に最も近いことが」自治体病院を利用した理由になっている。病院への移動手段は全体的に85%が自動車であり、バスは0%であった。特に、Y病院利用者は91%が自動車を使っていた。最後に、筑後市ではY・C両病院の利用者が多く、八女市ではY病院の利用が多いことも今回の調査であきらかとなった。また、自治体病院は地域の社会経済システムを支える拠点でもあり、地域における貢献や産業の持続可能性を持っている。地域住民の病院利用度と患者需要を調査した。ケーススタディとして福岡県の病院事例について、アンケートによる調査と分析を行った。そのあとに、インターネットのWeb情報(ブログやSNSなど)から、データを集積してトレンドを解析した。研究の方法としては、データ収集とキーワードを抽出し・集積した。これらのアンケート調査結果を、Accessデータベースに登録し、解析することが出来た。2018年度に2回の学会発表を行い、好評であった。また、九州経済学会においては「地域医療圏における自治体病院の現状と課題」という論題で投稿している。2019年度前期においては、6月に日本経済政策学会において「公立病院の統合問題と産業連関表による経済効果」を発表する。また、人工知能の一部分であるエージェントモデルartisocによる人工構築社会を組み立てる予定である。これは、株式会社構造計画研究所の講習会やサポートを受けることによってより精緻なシステムになると思われる。また、2019年後期においては、日本地域学会において「八女筑後医療圏における公立病院の評判分析」について発表する予定である。公立病院の評判について、アンケートの自由記述欄に残されたコメントの中から抽出・分析することにした。まず、公立病院の満足度を調べ、病院の存在意義を論じてみる。データベースに蓄積した巨大なテキストデータの集合を統計学や人工知能技術を使ってコンピュータによって解析し、これまで知られていなかった規則性や傾向など、何らかの有用な知見を得ることを実践する。これは、テキストマイニングと呼ばれている。データ解析のツールとして、統計解析言語のRと人工知能言語であるPythonを用い、試行するテキストマイニングは経済学において新たな挑戦であり、処理方法を例示する。次に、MASのモデル構築によるシミュレーション分析を行う。2つの病院が合併した時の影響について分析する。そのためにはMASのartisoc社会システム・モデルを用いて、個人エージェントのライフサイクルを定義する。ライフイベントが起こるかどうかは、乱数を発生して事象が起こるかどうか判断する。そして、判断に使う遷移確率は、公式で使われているパラメータを利用することが有効である。この部分はマイクロシミュレーションの個人・世帯のライフサイクルモデルで培った部分である。その後、施設エージェント(民間、公立系)を追加し、病院利用者がどのように動いていくのか、利用者の満足度を出力する。
脂質代謝制御因子Insigによる新規代謝制御機構の解明

25(OH)cholesterol (25HC)は生体内においてコレステロール代謝を強力に制御する因子であり、脂質代謝制御因子Insigはその機能メディエーターとして働く小胞体膜タンパク質である。Insigは酸化ステロールと結合することで、SREBP活性制御やHMG-CoA還元酵素の分解制御を介した脂質代謝調節を担う。近年、酸化ステロールによりストレス応答性の転写因子ATF4が誘導されることが報告され、研究代表者はこのATF4発現にInsigが関与することを示唆する結果を得た。そこで、本研究では酸化ステロール-Insigによる新機能の解明を目的として、Insigと酸化ステロールによるATF4発現調節機構について解析を試みた。Chinease hamster卵巣由来のCHO-7細胞並びにそのInsig欠損株であるSRD-15細胞を用いた解析の結果、ATF4発現を亢進する酸化ステロールにある種の共通性を見出し、また、Insigの発現がそのATF4発現亢進に重要であることを見出した。最終年度では、酸化ステロールにより発現が亢進したATF4はその標的遺伝子のうちアポトーシス関連遺伝子選択的に発現を顕著に亢進し、Insigの欠損によりそれらの発現亢進も起こらなくなることが明らかとなった。さらにMTTアッセイの結果、25HC処理下における細胞生存率はCHO-7において顕著に低下したのに対し、SRD-15においてはほとんど変化しなかったことから、酸化ステロールはInsigを介してATF4発現を上昇させ、細胞死を誘発することが示唆された。また、ヒト肝がん由来細胞HuH-7を用いてCRISPR/Cas9システムによりInsig欠損細胞を樹立し酸化ステロールによるATF4発現応答を解析した結果、CHO-7同様Insigの欠損によりATF4発現が減弱することが明らかとなった。これらのことから、Insigの新規機能として、酸化ステロールによるATF4発現亢進のメディエーター分子として働くことが示唆された。以上の研究成果については現在論文投稿の準備中である。Chinease hamster卵巣由来のCHO-7細胞並びにそのInsig欠損株であるSRD-15細胞を種々の酸化コレステロールで処理し、ATF4の発現パターンを検証した。その結果、ATF4発現を亢進する酸化コレステロールにある種の共通性を見出し、また、Insigの発現がそのATF4発現亢進に重要であることを見出した。ATF4発現亢進機構においては、Insigの二つのアイソフォームInsig1とInsig2の間に機能差は無く、各種変異体を用いた実験によりATF4発現亢進に影響を及ぼす領域を見出した。ATF4の発現亢進はeIF2αのリン酸化を介して行われている。そこで、HuH-7細胞を用いてこのeIF2αの4種のキナーゼをノックダウンし25HC応答性を検証した。その結果、4種のうち2種のキナーゼのノックダウンにより25HC処理によるeIF2αのリン酸化亢進が減弱した。さらに、このリン酸化の減弱とATF4発現への影響に関していくつかの興味深い知見を得ており、この結果は25HCによるATF4発現亢進においてInsigを介した新規機構解明につながるものと考えている。1)酸化コレステロールによるATF4発現亢進解析; ATF4発現を亢進する酸化コレステロールはInsigとの関与を示唆さする共通性を有しており、また、それらによるATF4発現亢進はInsig欠損により減弱することを明らかにした。これは酸化コレステロールによるATF4発現応答とInsigの関与を示唆するものである。2) Insig変異体を用いたATF4応答性解析;野生型Insig並びに各種機能欠損変異型Insigをレンチウイルスベクターを用いてSRD-15細胞に発現させ、25HCによるATF4発現応答を検証した。その結果、Insigの二つのアイソフォーム間では機能差は無かった。一方で、各種機能欠損変異体を用いた解析によりATF4発現応答におけいて重要である領域を見出すことが出来た。3) 25HCによるATF4発現亢進機構の解析; 25HCによるeIF2αのリン酸化亢進に関与する2種のeIF2αキナーゼを見出した。加えて、このリン酸化とATF4発現亢進に関して興味深い知見を得ることが出来た。以上のように当初計画とは異なるアプローチであるものの、本研究の目的であるInsigによるATF4発現制御という新規調節機構の解明につながる結果が得られている。一方で、ヒト細胞でのInsig欠損株樹立に時間を要してしまっている。

最終年度では、酸化ステロールにより発現が亢進したATF4はその標的遺伝子のうちアポトーシス関連遺伝子選択的に発現を顕著に亢進し、Insigの欠損によりそれらの発現亢進も起こらなくなることが明らかとなった。さらにMTTアッセイの結果、25HC処理下における細胞生存率はCHO-7において顕著に低下したのに対し、SRD-15においてはほとんど変化しなかったことから、酸化ステロールはInsigを介してATF4発現を上昇させ、細胞死を誘発することが示唆された。また、ヒト肝がん由来細胞HuH-7を用いてCRISPR/Cas9システムによりInsig欠損細胞を樹立し酸化ステロールによるATF4発現応答を解析した結果、CHO-7同様Insigの欠損によりATF4発現が減弱することが明らかとなった。これらのことから、Insigの新規機能として、酸化ステロールによるATF4発現亢進のメディエーター分子として働くことが示唆された。以上の研究成果については現在論文投稿の準備中である。ヒト細胞でのInsig欠損株を樹立し解析を行う。また、当初の計画の通り、酸化コレステロール処理により変動する網羅的な結合タンパク質結合解析を行う。当初は、共免疫沈降法のみによる解析を予定していたが、それに加えビオチン化酵素を応用した結合解析(BioID)による解析も同時に行い、ATF4発現に関与するタンパク質の同定を行う。当初計画とは異なるアプローチを展開したため、結合タンパク質解析を次年度へと繰り越した。したがって、次年度結合タンパク質解析を開始するため、新たな試薬類が必要となる。研究費は主にその購入費に充てる。また、研究成果報告のための学会出張旅費にも充てる。
鼻咽腔関連リンパ組織の発生メカニズムと上気道粘膜免疫における役割の解明

リンパ組織形成にはlymphoid chemokines(CXCL13,CCL19,CCL21)が必須である。NALT形成におけるlymphoid chemokinesの役割を明らかにするためにCXCL13^<-/->マウスやCCL19とCCL21の発現不全を認めるPlt/pltマウスを用いて解析した。NALT形成初期におけるCD3^-CD4^+CD45^+細胞のNALT原基への遊走はこれらのケモカイン産生不全マウスで正常だった。ところが、野生型マウスでは経鼻抗原感作によってNALT胚中心形成が誘導されるが、CXCL13^<-/->マウスでは胚中心形成が認められなかった。以上の結果からNALT初期形成にはlymphoid chemokinesは関与しないが、NALT組織構築維持には必須であることが明らかとなった。これまでNALTM細胞が上気道における抗原取り込みやそれに続く免疫応答に重要であると考えられていた。ところがNALT形成不全マウスであるId2^<-/->マウスやCXCL13^<-/->マウスに経鼻免疫すると抗原特異的免疫応答が認められた。この結果によりNALTの他にも抗原取り込み及び免疫誘導システムの存在が示唆された。そこで、GFP発現サルモネラや溶血性連鎖球菌などを用いて鼻腔上皮の細菌やタンパク抗原の取り込み機能を解析した。M細胞に特異的なレクチンとして知られているUEA1に結合する上皮細胞がNALT以外の鼻腔組織に認められた。さらにFACS解析や共焦点レーザー顕微鏡による組織学的解析によりUEA1^+鼻腔上皮は細菌やタンパク抗原を高頻度で取り込んでいることを明らかにした。本研究プロジェクトによってNALT形成メカニズムの特異性及びNALTに依存しない鼻腔上皮の抗原取り込み機能を新たに示すことができた。
細胞接着制御に関与するチロシンホスファターゼの生理機能に関する研究

細胞の接着部位には、様々なチロシンリン酸化された蛋白質が濃縮することが示されており、これらの蛋白質のチロシンリン酸化や脱リン酸化が、細胞接着の制御に極めて重要であることが示されつつある。私共は、これまで蛋白質の脱チロシンリン酸化を触媒するチロシンホスファターゼ(PTPase)の機能に焦点を絞り研究を進めてきており、新規のPTPase、SAP-1、SHP-2およびPTPH1を発見し、これらのPTPaseの生理的機能につき研究を継続している。SAP-1は、受容体型PTPaseであり、細胞接着機能に関与する可能性が想定される。SHP-2は、SH2ドメインをもち、増殖因子と細胞接着の両方の下流に位置し機能するシグナル分子である。PTPH1は、そのN端側にEzrin様ドメインおよび、PDZドメインを有することから、PTPH1もやはり細胞接着機能の制御に密接に関わっている可能性がある。そこで、本研究においては、さらにSAP-1、SHP-2、PTPH1の生理機能を解明する目的で、これらPTPaseの細胞接着機能の制御に焦点を絞り検討を行い、以下の結果を得た。(1)SAP-1の脱リン酸化基質の同定とSAP-1の機能解析:SAP-1が細胞接着によりPTPase活性が調節されことを明らかにした。また、SAP-1は、細胞接着部位に局在するとされるp130Casなどのチロシンリン酸化蛋白質を基質とし、細胞増殖に抑制的に作用することを明らかにした。このSAP-1の細胞増殖抑制作用は、細胞増殖の接触阻止(コンタクトインヒビション)に関与する可能性が想定される。(2)SHP-2の生理機能:MDCK細胞では、SHP-2がRhoのGDP/GTP交換促進蛋白質であるVav2を介してRhoの活性化を制御することを明らかにした。また、SHP-2の結合基質蛋白質SHPS-1の遺伝子ノックアウトマウス由来細胞の解析から、SHPS-1の細胞内領域がRasとRhoの活性化の制御に重要であるという結果を得た。このように、私共は、本研究の予定をほぼ達成することができた。(3)PTPH1の機能:PTPH1のEzrinドメインおよびPDZドメインに結合する蛋白質の有望な候補蛋白質を得ており、現在得られた遺伝子クローンの解析を行いつつある。私共は、新規のチロシンホスファターゼ(PTPase)、SAP-1およびPTPH1を発見し、以後一貫してこれらのPTPaseの生理的機能、病態的意義につき研究を継続している。SAP-1は、その紬胞外部分に、糖鎖に富むフィブロネクチン様構造を有した受容体型PTPaseであり、細胞接着機能や細胞増殖接触阻止等に関与する可能性が想定される。PTPH1は、そのN端側にEzrin様ドメインおよび、PDZドメインを有することから、PTPH1も細胞接着装置に存在し、蛋白質チロシンリン酸化を制御し、細胞接着機能の制御に密接に関わっている可能性を示唆している。そこで、本研究計画においては、さらにSAP-1、PTPH1の生理機能を解明する目的で、これらPTPaseの細胞接着機能の制御に焦点を絞り検討を行い、以下の結果を得た。(1)SAP-1の脱リン酸化

基質の同定とSAP-1の機能解析:SAP-1のドミナントネガテイブ変異体に結合するSAP-1の脱リン酸化基質候補として3種類のチロシンリン酸化蛋自質を同定している。その1つは、EGF受容体自身であるが、いま1つは細胞接着装置に存在するチロシンリン酸化蛋自質であり、この蛋自質とSAP-1の関連を検討中である。また、アデノウイルスベクターを用いた発現系により、SAP-1の機能を解析しつつある。このように、私共は、本年度の研究予定をほぼ達成することができた。細胞の接着部位には、様々なチロシンリン酸化された蛋白質が濃縮することが示されており、これらの蛋白質のチロシンリン酸化や脱リン酸化が、細胞接着の制御に極めて重要であることが示されつつある。私共は、これまで蛋白質の脱チロシンリン酸化を触媒するチロシンホスファターゼ(PTPase)の機能に焦点を絞り研究を進めてきており、新規のPTPase、SAP-1、SHP-2およびPTPH1を発見し、これらのPTPaseの生理的機能につき研究を継続している。SAP-1は、受容体型PTPaseであり、細胞接着機能に関与する可能性が想定される。SHP-2は、SH2ドメインをもち、増殖因子と細胞接着の両方の下流に位置し機能するシグナル分子である。PTPH1は、そのN端側にEzrin様ドメインおよび、PDZドメインを有することから、PTPH1もやはり細胞接着機能の制御に密接に関わっている可能性がある。そこで、本研究においては、さらにSAP-1、SHP-2、PTPH1の生理機能を解明する目的で、これらPTPaseの細胞接着機能の制御に焦点を絞り検討を行い、以下の結果を得た。(1)SAP-1の脱リン酸化基質の同定とSAP-1の機能解析:SAP-1が細胞接着によりPTPase活性が調節されことを明らかにした。また、SAP-1は、細胞接着部位に局在するとされるp130Casなどのチロシンリン酸化蛋白質を基質とし、細胞増殖に抑制的に作用することを明らかにした。このSAP-1の細胞増殖抑制作用は、細胞増殖の接触阻止(コンタクトインヒビション)に関与する可能性が想定される。(2)SHP-2の生理機能:MDCK細胞では、SHP-2がRhoのGDP/GTP交換促進蛋白質であるVav2を介してRhoの活性化を制御することを明らかにした。また、SHP-2の結合基質蛋白質SHPS-1の遺伝子ノックアウトマウス由来細胞の解析から、SHPS-1の細胞内領域がRasとRhoの活性化の制御に重要であるという結果を得た。(3)PTPH1の機能:PTPH1のEzrinドメインおよびPDZドメインに結合する蛋白質の有望な候補蛋白質を得ており、現在得られた遺伝子クローンの解析を行いつつある。このように、私共は、本研究の予定をほぼ達成することができた。
高機能光トラップエミッタを用いた高変換効率太陽エネルギー駆動熱電子発電器

太陽エネルギー利用熱電子発電器の出力特性を向上させるには、1)エミッタ加熱効率の向上、2)エミッタ温度範およびセシウム蒸気温度T_<Cs>、などの主要動作条件の最適化、および3)低仕事関数を有する材料開発が重要となる。これまでの研究から、エミッタ加熱効率の向上には光トラップ機能付きエミッタが有効であることがわかっている。この結果をもとに、光トラップ機能付きエミッタを備えた熱電子発電器と測定システムを構築し、屋外での太陽エネルギーを利用した発電実験を実施した。大気中に設置したエミッタの加熱実験では、晴天時の太陽光(パワー密度:860W/m^2)を集光することで40秒後にT_E=1300Kに達することを確認した。大気中でのエミッタ加熱は、大気の対流による熱損失およびエミッタ表面の酸化を無視できないが、真空容器内に電極を設置する際に生ずる様々な問題を解決できる。また発電実験では、T_Eを1300Kに保ち、7b、を400550Kまで変化させることで出力特性の変化を測定した。この結果、T_E=1300K、7b,=533Kの時に最大出力P_O=0.94W/cm^2が得られた。本実験により得られた出力特性は、特定の条件を満たすことで、我々が作成した太陽エネルギー利用熱電子発電器の出力解析プログラムの解析結果と良く一致する。発電出力の向上には、発電システムの大規模化による損失の低減と加熱効率の向上が有効である。また発電器電極の仕事関数を低減することが有効であり、低仕事関数の電極作成とその評価に関する研究を行っている。太陽エネルギーで駆動される熱電子発電器(Solar Thermionic Energy Converter:以後、Solar TEC)で高い変換効率を実現するには、太陽光の吸収率が高く放射損失の少ないエミッタが必要となる。平板状エミッタでは、照射する入射光のうちの2030%程度が吸収されるにすぎず、7080%は反射されるためエミッタを高温に加熱することは困難となる。本研究では、屋外での太陽光照射による発電実験を効率的に行うため、小型軽量なSolar TECを製作すると共にデータ集録および解析システムの構築を行った。まず、光トラップ機能を有するエミッタを光路解析に基づいて最適設計し、このエミッタを装備したSolar TECを製作した。製作したSolar TECは、モリブデン製エミッタ、ステンレス製コレクタおよびセシウムリザーバからなる。光トラップエミッタの底面とコレクタとの距離は、熱電子により形成される空間電荷効果を軽減するため0.5mmとした。太陽光はフレネルレンズにより集光され、エミッタ上面に設けたφ7mmの入射孔から内部に導入される。また発電実験に先立ち、製作したSolar TECの出力特性の数値解析を行った。計算結果によると、光トラップ機能が十分に機能した場合、約200Wの太陽光入力で、エミッタ部は約1500Kに加熱され、約5%の発電効率が得られる。なお真空容器中に設置されたエミッタ単体を用いた加熱実験では、105×70cm^2矩形フレネルレンズより1500Kまで加熱されることが確認されている。
メスバゥア-効果によるde Almeida Thouless転移の研究

スピングラス転移と外磁場の関係については、理論的にAーT線とよばれる、磁場ー温度平面でのスピングラスー常磁性の相境界が存在することが予想されている。この理論によれば転移温度より下の温度では、外磁場によってスピングラス状態は破壊される。この様な現象がメスバ-効果によってどの様に観測されるかをみるのが本研究のポイントである。これまでのところ、磁場H=10 KGでAuFe(Fe=5%)のメスバ-スペクトルの温度変化を詳細に測定し、それらのスペクトルの解析から、Fe原子位置の内部磁場の分布スペクトルの温度依存性を求めた。この結果によると、内部磁場分布スペクトルには、転移点近傍に於て、スピングラス相の磁場による破壊を示唆すると思われる変化は全くみられなかった。逆に転移点直上では、有限内部磁場領域の分布強度の磁場による増大が観測された。これは短距離の磁気クラスタ-の熱ゆらぎの磁場による停止を意味すると考えられる。これらの事実について現段階では我々は次のように考察している。即ち、もしAーT線が実存するとしても磁場によりスピングラスが破壊された状態は、単純な常磁性または常磁性に磁場のかかった状態という形では記述できない。H=0での転移とH≠0での移転では、転移温度以上での状態は非常に異なっており、H≠0ではある種のmicroーdomain構造をとっている可能性がある。これはrandom field理論に基づく、random反強磁性の磁場による破壊ーmicro domainの形成の機構を念頭においたものである。つまり、有限磁場では、スピングラスー常磁性転移ではなく、スピングラスーマイクロドメイン構造転移となる可能性が考えられる。以上の結果について論文準備中である。また、磁場(強さ及び方向)依在性を調べる実験も進行中である。
Perron-Frobenius作用素とフラクタルに関する研究

2進法を用いて得られるvan der Corput列の概念を拡張することで,1次元の変換の逆像を用いて疑似乱数列を生成した.この疑似乱数列の性質は変換から得られる力学系のエルゴード的性質と深いつながりがある.これが一様分布列であることは力学系が混合的であることと同値であることが力学系の不変確率測度の研究によって示すことができる.さらに力学系に対応するPerron-Frobenius作用素の固有値を研究することで,この列のdiscrepancyを評価することができた.このことにより,数値積分への応用の道が開かれた.Markov型の場合には2001年度までにこれらの理論は完成したが,今回さらに,1次元の場合に,傾きの等しい一般のpiecewise linear変換の作るvan der CorputのdiscrepancyとPerron-Frobenius作用素の固有値,いいかえれば力学系のゼータ関数の特異点の性質との関係を明らかにすることができた.これについては2002年9月にベルリンで開かれたIMACSのシンポジウムおよび12月に慶応大学で開かれたWorkshopで報告を行い,論文を準備中である.この結果をさらに改良して,2次元のlow discrepancy列を記号力学系を用いて構成することに成功した.この構成に用いる変換には数論的な意味があると思われる.2次元の場合には,今までの力学系の混合性の概念よりも,より混合性の高い変換であることが必要であることがわかった.この概念をエルゴード理論的に意味づけることが求められると思われる.さらに高次元のvan der Corput列の構成を進めたいと思う.2進法を用いて得られるvan der Corput列の概念を拡張することで,1次元の変換の逆像を用いて疑似乱数列を生成した.この疑似乱数列の性質は変換から得られる力学系のエルゴード的性質と深いつながりがある.これが一様分布列であることは力学系が混合的であることと同値であることが力学系の不変確率測度の研究によって示すことができる.さらに力学系に対応するPerron-Frobenius作用素の固有値を研究することで,この列のdiscrepancyを評価することができた.このことにより,数値積分への応用の道が開かれた.Markov型の場合には2001年度までにこれらの理論は完成したが,今回さらに,1次元の場合に,傾きの等しい一般のpiecewise linear変換の作るvan der CorputのdiscrepancyとPerron-Frobenius作用素の固有値,いいかえれば力学系のゼータ関数の特異点の性質との関係を明らかにすることができた.これについては2002年9月にベルリンで開かれたIMACSのシンポジウムおよび12月に慶応大学で開かれたWorkshopで報告を行い,論文を準備中である.この結果をさらに改良して,2次元のlow discrepancy列を記号力学系を用いて構成することに成功した.この構成に用いる変換には数論的な意味があると思われる.2次元の場合には,今までの力学系の混合性の概念よりも,より混合性の高い変換であることが必要であることがわかった.この概念をエルゴード理論的に意味づけることが求められると思われる.さらに高次元のvan der Corput列の構成を進めたいと思う.2.力学系から作られるフラクタルのHausdorff次元を力学系の圧力によって表現することに成功した。現在投稿中である。平衡状態を記述するGibbs測度を表現すると、フラクタルのHausdorff次元は圧力が0になる逆温度に等しいことがMarkov型の力学系の場合に、1次元写像に対応するPerron-Frobenius作用素のスペクトルを用いて証明することができる。一般の1次元力学系の場合にはPerron-Frobenius作用素のスペクトルを力学的ゼータ関数により表現することで、Markov型の力学系で近似することができる。このことから一般の場合にも同じことが証明できる。3.1次元の力学系にtree型のフラクタルを対応させる方法を考案した。この対応を考慮に入れるとtreeのHausdorff次元を対応する1次元力学系のPerron-Frobenius作用素のスペクトルに対応するFredholm行列によって、表現できることを示した。この論文はチリのサンチャゴ大学で開かれた国際シンポジウムで発表を行った、それと同時に現在論文を執筆中である。4.自由境界問題と近似理論について山浦氏が2つの論文を発表した。2進法を用いて得られるvan der Corput列の概念を拡張することで,1次元の変換の逆像を用いて疑似乱数列を生成した.この疑似乱数列の性質は変換から得られる力学系のエルゴード的性質と深いつながりがある.これが一様分布列であることは力学系が混合的であることと同値であることが力学系の不変確率測度の研究によって示すことができる.さらに力学系に対応するPerron-Frobenius作用素の固有値を研究することでこの列のdiscrepancyを評価することができた.このことにより,数値積分への応用の道が開かれた.Markov型の場合には2001年度までにこれらの理論は完成したが,今回さらに,1次元の場合に,傾きの等しい一般のpiecewise linear変換の作るvan der Corput列のdiscrepancyとPerron-Frobenius作用素の固有値,いいかえれば力学系のゼータ関数の特異点の性質との関係を明らかにすることができた.これについては2002年9月にベルリンで開かれたIMACSのシンポジウムおよび12月に慶応大学で開かれたWorkshopで報告を行い,論文を準備中である.

さらに1次元のパラメータをもつCantor集合の次元の計算を行い,その相転移現象についての研究を行った.さらに統計力学的な視点からフラクタルの研究を進め,圧力とHausdorff次元の研究を調べるとともにギップス測度のみたすvariational principleとの関連を研究を行い,力学系の圧力の0点とHausdorff次元との関連を明らかにした,
人工的なエネルギー代謝制御を可能にする末梢交感神経電気刺激法の開発研究

交感神経系がインスリン非依存的に末梢の糖取り込みを亢進することに着想を得て、本研究を含む一連の研究では、交感神経系を介した人工的なエネルギー代謝制御法の確立に挑戦する。今年度は、末梢交感神経電気刺激が糖取り込みへ及ぼす効果について検討することを目的とした。また、末梢交感神経活動の糖代謝制御メカニズム解明の一環で、腎臓でのグルコース再吸収を担うSGLT2を阻害してグルコース排泄を促進したときの、末梢交感神経活動と糖取り込み機能との関連性についても検討した。高脂肪食飼育によってインスリン抵抗性が亢進した少数のラットを用い、幅0.25 msのパルス10個を25 ms間隔で1秒間に2回印加する電気刺激を、片足坐骨神経内を走行する筋交感神経へ刺入した微小電極を介して行った。電気刺激が糖取り込みに及ぼす効果を評価するために、インスリン感受性を定量するための一般的な手法であるeuglycemic clamp法を適用し、インスリン感受性の指標であるグルコース注入速度(GIR)を算出した。また、健常ラットへのSGLT2阻害剤投与によって体外へのグルコース排泄を促進したとき、静脈内グルコース投与による血糖上昇に対する末梢筋交感神経活動の反応を、マイクロニューログラム法によって計測した。その結果、電気刺激中のGIRは刺激開始前に対して高値となる傾向にあり、電気刺激停止後もその効果は維持された。このことから、末梢交感神経電気刺激が、インスリン抵抗性を亢進した状態下であっても糖取り込みを亢進する可能性が示唆された。また、SGLT2阻害剤によるグルコース排泄促進時は、血糖上昇時の末梢交感神経活動を抑制した。したがって、SGLT2の阻害はグルコース排泄を促進するのみならず、末梢交感神経活動を抑制することで、血糖上昇時の糖取り込みの抑制にも作用している可能性が示唆された。実験動物へ使用した麻酔薬であるイソフルランが糖代謝系へ及ぼす影響が大きく、末梢交感神経電気刺激が糖代謝系へ及ぼす効果について正しく評価できなかった。この電気刺激は今回の研究課題の基幹となる技術であるため、必然的にその他の実験系も進められなかった。麻酔薬であるイソフルランの糖代謝へ及ぼす影響が本研究での評価系を阻害していたが、麻酔の条件を見直し、データを収集できる目処が立った。当初予定していた実験は、条件の確立までは概ね完了しているため、次年度の実験によって、データ収集は問題なく行える見込みである。交感神経系がインスリン非依存的に末梢の糖取り込みを亢進することに着想を得て、本研究を含む一連の研究では、投薬や運動によらない、画期的なエネルギー代謝制御法を開発することに挑戦する。これまでに、健常ラットへの末梢交感神経電気刺激が、インスリンに依存しない糖取り込みを亢進することを明らかにするとともに、この電気刺激が、脂肪組織中のミトコンドリアマーカー遺伝子の発現を促進する可能性も示唆された。今年度は、インスリン抵抗性を有する状態下での末梢交感神経電気刺激が糖取り込みに及ぼす影響について基礎的な検討を行うことを目的とした。高脂肪食飼育によってインスリン抵抗性が亢進したラットを用い、幅0.25 msのパルス10個を25 ms間隔で1秒間に2回印加する電気刺激を片足坐骨神経内交感神経へ行った。インスリン感受性を定量するための一般的な手法であるeuglycemic clamp法によってインスリン感受性の指標であるグルコース注入速度(GIR)を算出した結果、電気刺激開始前のGIRは健常ラットのそれより低値であり、高脂肪食によってインスリン抵抗性の亢進が示唆されたものの、電気刺激中のGIRは刺激開始前に対して有意差がみられず、電気刺激停止後もGIRに大きな変化はみられなかった。このことは、少なくとも本研究で用いた電気刺激条件では、健常ラットの糖取り込みを亢進する一方で、インスリン抵抗性亢進状態での糖取り込みに及ぼす効果は小さい可能性が示唆された。実験動物へ使用した麻酔薬イソフルランが糖代謝系へ及ぼす影響が大きく、実験手法の再構築に時間を要したため、末梢交感神経電気刺激が末梢組織の糖代謝関連遺伝子発現に及ぼす影響に関する実験は予定通り進行中であるものの、当初予定していた、末梢交感神経電気刺激が末梢組織の糖代謝関連タンパク発現に及ぼす実験は、基礎的な実験条件設定が完了したのみである。