hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
芳香族ヒドラゾンとTCNEを用いるジアザナフタレン類の革新的新合成反応

本研究は、donorとaccepterとの間にdyad形成を利用して反応を制御する新しいコンセプトに基づいて研究した結果、ジフェニルピラゾリン(I,donor)とTCNE(acceptor)との反応では、両者間の電子移動のあとN-Phのp-位にトリシアノビニル化が起きるが、しかし、ピラゾリン環のC-C結合が開いたジメチルジフェニルヒドラゾン(II,donor)とTCNEとのアセトニトリル中の反応では、医薬、機能性材料の鍵中間体として重要なジアザナフタレン(III)が好収率で生成することを見出した。本反応はIIとTCNE間の電子移動で開始され、IIとTCNEとの1対1付加中間体を経て、メチル基の脱離と、TCNEのCNによる環形成が起こる先例のない新反応であることを見出した。そこで本年度は以下の研究を行った。(1)芳香族ヒドラゾンとTCNE等の電子受容体オレフィンとの間で、ヘテロ原子を含む新規メタセシス反応が進行することを見出した。(2)反応中間体として得られる新しいタイプのメロシアニン系色素を用いて、反応条件(反応メディア、温度、濃度、金属塩の添加効果等)を検討することにより、ジアザナフタレン生成の最適条件を確立させた。これらの成果は、多段階合成を必要としてきた複素環合成のこれまでの概念を全く変えるものであり、本重点領域研究をめざす物質変換法の革新的進歩に大きく貢献するものである。
多重世界モデルに基づき協調作業と版管理を支援する分散型オペレーティング・システム

オペレーティング・システムにおける世界とは、独立した名前空間を持つプロセスの実行環境である。多重世界モデル(並列世界モデル)とは、1つのシステムの中で複数の実行環境を提供することである。世界という抽象は、楽観的処理(投機的処理)を支援するために考案されたものである。本研究では、世界という考え方利用して、協調作業や版管理を支援する。また、単一のワークステーションに加え、複数のワークステーション、あるいは、切断されうる可搬型計算機がネットワークで結合された分散環境において、世界の実現方法を探究する。本研究システムは、世界サーバ、ファイル・サーバ、プロセス・サーバといった要素に分割して開発を行う。本年度は、プロセス・サーバを実現し、遠隔手続き呼出し(RPC)を通じて利用可能にした。ネットワークで結合された環境で、全てのサーバとそれらを利用するクライアントを作成し、性能を測定した。この結果、本システムにおいて最も重要な操作である世界の融合操作を、内部に含まれているファイルやプロセスの数とは独立に定数時間で完了させることが可能であることを確認した。既存のシステムにおいて多重世界モデルを利用可能するために、本システムのエミュレータをUnix System Vが提供するシステム・コールのトレース機能を用いて実現した。このエミュレータでは、既存のシステムのアプリケーションをそのまま利用することかできる。さらに、利用者が明示的に世界を操作すること、および、世界の内容を問い合わせることが可能である。オペレーティング・システムにおける世界とは、独立したファイル・システムを持つプロセスの実行環境である。楽観的処理とは、将来利用されるか利用されないかが確定される前に実行を開始する処理である。本年度は、世界サーバとファイル・サーバの実現を行なった。従来のサーバでは、楽観的処理だけを支援すれば十分であったので、世界が揮発的であり、システムを再起動した時に根世界以外の内容がすべて失われるものであった。今年度に実現した世界サーバとファイル・サーバでは、任意の世界の内容を永続的にすることが可能となった。内部的には、ログ構造ファイル・システムで用いられている技術を活用している。さらに、世界サーバとファイル・サーバを、遠隔手続き呼出し(RPC)を通じて利用可能にした。現在は、これらのサーバの動作を確認するために、クライアントを作成し、単一のワークステーションにおいて、サーバとクライアントを動作させている。これにより、遠隔手続き呼び出しのために変更したインタフェースの妥当性の確認することができた。次年度は、残り要素であるプロセス・サーバについて実現を進める。さらに、ネットワークから切り離し可能な可搬型計算機を使うための機能を付け加える。
酵母液胞膜及び液胞内酵素の局在化機構とプロセシング

酵母(S.Cerevisiae)が真核細胞のモデルとして、種々の細胞生物学的研究において有用であることが近年益々明らかになりつつある。液胞は植物細胞の体積の90%以上を占めるオルガネラでありながら、その研究は相対的に遅れていた。一方酵母の液胞は、中間代謝物やイオンを蓄積する機能を持ち、細胞内貯蔵庫として、細胞質のホメオスタシスを司どる傍ら、種々の加水分解酵素が局在することから、リリゾーム様機能も発揮している。本研究者らは、これまで酵母液胞膜の大量純化法を確立し、液胞膜機能の生化学的解析を進め、このオルガネラが従来考えられていたよりも生理学的に積極的な意味を持っていることを明らかにした。本研究では、このような背景の上に、生化学的遺伝学的手法を同時に駆使することのできる酵母の利点を生かし、液胞膜酵素としてのα-マンノシダーゼを指標として、液胞の形成機構とその過程における蛋白質のプロセシングの役割を明らかにすることを目的とした。酵母液胞のα-マンノシダーゼを市賑パン酵母粗膜画分から10mM【Na_2】-【CO_3】,pH11により可溶化し、10mM Tris-Hcl pH9の条件下に、各種イオン交換カラムやヒドロキシルアパタイトカラム等により、約4000倍に精製した。精製標品には【107^k】,【73^k】,【31^k】のポリペプチドが存在し、活性はMonoQ-FPLCカラムにより、【107^k】のform【I】と【73^k】,【31^k】よりなるform【II】の2成分に分画された。【107^k】と【73^k】ポリペプチドの異同に関し、免疫化学的に、蛋白化学的にも検討した結果、【73^k】ポリペプチドは【107^k】ポリペプチドに由来することが示唆された。α-マンノシダーゼのform【I】と【II】の転換過程と液胞形成過程との関連、液胞内酵素であるカルボキシペプチダーゼYに対する抗体も含めた、各種抗体を用いた液胞形成過程の生化学的・組織化学的解析が興味ある問題である。
凝縮相中における量子準位交差系の動力学

時間をあらわに含むZenerモデルを拡張した、フォノンとの相互作用を取り入れたモデルにより,量子摩擦の遷移確率に及ぼす効果を明かにした。まず、非対角相互作用についての形式的摂動展開法により、摂動の一般項を、様々な極限的状況で評価し、遷移確率Pの解析的表式を求めた。量子摩擦の影響を、「位相の緩和」と「エネルギーの緩和」に分離して考察することが重要である。交差領域を通過するスピードと、位相緩和時定数との兼ね合いで、coherent極限とincoherent極限が定義できるが、その両方において、Pの簡単な表式が得られた。フォノンとの結合定数の強結合and/or高温の場合がincoherent極限に対応するが、この全領域をカバーする公式を初めて求め、この表式が、低温強結合極限および高温弱結合極限で、これまでに得られていた公式を再現することを明かにした。解析的考察に加えて、多数モードのフォノン系のダイナミックスを、相互作用モードとそのダンピングとして扱うことにより、数値的シミュレーションを行った。減衰超演算子を導入して、密度行列の従う運動方程式を、スーパーコンピュータにより解き、パラメータの様々な極限的状況で、解析的考察より得られた公式が正しく再現されていることを確認した。さらに、中間的領域を含めて、量子摩擦を受けながら準位交差する系の動力学を、明かにした。時間をあらわには含まないポテンシャル交差の問題に、この数値解析的手法に適用し、固体中の局在中心における動的無輻射遷移の動力学を調べた。光励起により高い位置に励起された系が、緩和励起状態に落ち着くまでの間に、ポテンシャル酵素域を通って、基底状態に逆戻りするプロセスの解析を行い、半導体中のDX中心などにおける動的過程を、このモデルにより考察した。本研究課題は、様々な側面を持つ大きな問題であるが、初年度においては、まず最も基本的な素過程に対象を絞り,基礎方程式の導出および数値計算による検討を行った。すなわち時間のあらわな関数としてエネルギー準位の交差する2準位系に媒質自由度としての多モードフォノンがカップルしたモデルを考える。ユニタリ交換により、フォノン系を相互作用モードと熱浴モードとに分解する。この際、電子系の緩和を正しく与えるように、相互作用モードを定義しなければならない。このユニタリ変換は、本研究において初めて定式化された。さらに、熱浴モードとの双一次結合による量子減衰を、相互作用モードと電子系の密度行列に対する減衰超演算子の方法で処理する手法を定式化した。得られた運動方程式を解く数値計算アルゴリズムを作り、いくつかの典型的なパラメタについて実際に計算を実行した。計算は大型計算機およびワークステーションによったが、その際、本科学研究費によって購入したパーソナルコンピュータが有効に利用された。予備的な結果によれば、相互作用モードとの結合および熱浴モードによる相互作用モードの量子減衰は、量子遷移のダイナミックスに著しい影響を及ぼすことが判明した。熱浴モードとの結合が無い場合は、相互作用モードの量子状態間の多重準位交差の問題となり、コヒーレンスの効果が重要になる。この場合、準位交差を転送行列により記述する近似が有効であることが確かめられた。熱浴の効果は、これにエネルギーの緩和と位相の緩和をもたらし、とくに、交差領域をゆっくり通過する極限では、過渡的に熱平衡状態が実現する結果、交差以後の時間発展は上下どちらの準位から出発したかに関わらなくなる、という現象を見いだした。これらの結果の一部は論文発表済みである。また、一部は日本物理学会および光物性アジアシンポジウム等の国際会議において講演の予定である。平成7年度は、初年度に完成した定式化および数値計算プログラムを用いて、本格的な計算および解析的考察を行い、以下のような成果を挙げた。(1)時間のあらわな関数としての準位交差。

素励起系(フォノン)の代表的エネルギーhω、相互作用定数Sおよび温度Tとするとき、高温弱結合(S<<1/k_BT/hω>>1)、低温強結合(S>>1/k_BT/hω<<1)の二つの典型的な場合が存在する。前者においては、量子摩擦の存在はエネルギー揺らぎを通して「位相の緩和」をもたらし、これはみかけの非断熱性を高める。後者においては、エネルギー散逸が支配的となり、下の準位への遷移確率を高める。また、ゆっくり通過の極限において、交差領域において一時的熱平衡状態が実現するため、交差領域通過後の分岐比が、上下どちらの準位から出発したかによらず、通過後の上下関係だけで決まってしまう現象を見い出した。(2)ポテンシャル交差系における非断熱遷移。二つの断熱ポテンシャルが交差しているような強結合電子フォノン系における非平衡状態からの無輻射遷移も、同じモデルにより調べられる。相互作用モードのフォノン波束が、非平衡コヒーレント状態から運動を開始するとして、動力学的ポテンシャル交差系の無輻射遷移確率を計算した。初期電子状態から他方の電子状態へ乗り移っている確率は、時間関数として、ホットな状態でのLandau-Zenr型の段階関数的増大から、緩和励起状態に落ち着いてからの、熱励起およびトンネル効果によるゆっくりした指数関数型増大へと移り変わる。F-中心などにみられる発光効率の励起エネルギー依存性は、このモデルによりほぼ説明できることを見い出した。これらの成果は、物理学会、JRCAT研究会、光物性アジアシンポジウムなどにおいて発表し、さらに論文投稿準備中である。
結核菌の病原遺伝子の解析ならびに新規ワクチン株侯補の結核発病制御の基礎的検討

結核は我が国においても近年再興感染症として注目されている。我が国での結核患者の約60%は高齢者であり、そのほとんどは既感染者であり結核感染者のうち生涯を通じて発病するのは10%以下と考えられており大部分は結核菌の潜伏感染の形で生涯を終える。結核感染の宿主防御機構として重要なものにマクロファージがあげられる。ヒトマクロファージ内における結核菌に対する宿主防機構の一つにNO(nitric oxide)やRNI(reactivenitrogen intermediates)による菌の増殖抑制作用が考えられている。我々は結核菌において、この防御機構からの逃避メカニズムの遺伝子学的機序として、ctpF遺伝子が大きく関与しているのではないかという実験結果を得ている。今回この実験結果の確認ならびにこれら遺伝子の具体的な機能の解明を目的とする。上記結核菌遺伝子ctpF欠損結核菌を作成するためallelic exchange法によりknock outした。Knockoutした結核菌株を作成し、in vitroにおいてNO、RNI暴露を行い、control株(野生株)と比較し生菌数の変化の比較等の検討を行う。また、ヒトTHP-1由来マクロファージ等にこれらknockout株を感染させ野生株と比し経時的な生菌数の変化、細胞の生死、アポトーシス誘導等について検討する。さらに将来的に可能ならばマウスを用いてin vivo感染における肺病理像、肺内菌数等の検討を行う。上記結核菌遺伝子をallelic exchange法によりknock outした結核菌株を作成し、in vitroにおいてNO、RNI暴露を行い、control株(野生株)と比較し生菌数の変化の比較等の検討を行う。knock outした結核菌株を作成し、in vitroにおいてNO、RNI暴露を行い、control株(野生株)と比較し生菌数の変化の比較等の検討を行う。
エアロゾル-雲粒子相互作用の物理化学過程の研究

エアロゾルがCCNとして作用するポテンシャル(CCN活性)は、主として、乾燥粒径、エアロゾル中の水溶性成分の量、エアロゾルの表面張力の三つの要素により決定されると考えられる。エアロゾルのCCN活性を定量化すること、及びCCN活性と雲粒子生成過程を定量的に結びつけるための研究を実施した。A)都市大気エアロゾルのCCN活性支配要因都市大気エアロゾル粒子の化学成分と内部混合状態をエアロゾル質量分析計(AMS)およびブラックカーボン(BC)粒径分布・混合状態測定装置で測定した。CCN活性の同時測定から、被覆が厚いBCは被覆成分の化学組成が支配要因であることを示した。また100nmの直径を持つBCはわずか数nmの被覆により1.0%程度の過飽和でCCN活性を持つことを初めて明らかにした。生成時にはCCN活性を持たないエアロゾルも時間の経過と共に、水溶性成分の凝縮によりCCN活性が増加すると考えられる。韓国済州島で取得されたデータを詳細に解析し、アジア大陸から2・3日かけて輸送されたエアロゾルのCC活性は主として、水溶性成分の量で決まることを示した。有機エアロゾルによる表面張力の低下もCCN活性の増加に寄与すると推定された。また、中国の北東部において、様々な時間経過を経た空気塊中のCCN活性を測定し、定性的に同様の結果を得た。C)雲粒子測定装置の校正と測定の流体力学特性標準粒子を用いた実験により光散乱型雲粒子計測器の校正を高精度で行なった。この測定器を航空機に搭載した形状での流体力学計算を行い、この装置による雲粒子の補足効率が十分に高いことを確認した。またCCN数から予測される雲粒子のサイズ分布をトラジェクトリーモデルで計算し、CCN-雲相互作用の感度の数値実験を行なった。これらの研究は、今後計画する航空機観測研究の基礎となる。大気中のエアロゾルがCCNとして作用するポテンシャル(CCN活性)は主として、乾燥粒径(低湿度状態でのエアロゾルの直径)、エアロゾル中の水溶性成分の量、エアロゾルの表面張力の三つの要素により決定されると考えられている。大気中エアロゾルのCCN活性を定量化すること、及びCCN活性と雲粒子生成過程を定量的に結びつけるために以下の研究項目を実施した。1.現有のCCN測定装置の過飽和度の校正を行なった。このために、まず粒径が既知のポリスチレンラテックス標準粒子を用い、静電分級器(DMA)の校正を行なった。次にCCN活性が既知の硫酸アンモニウムからなるエアロゾルを、エアロゾル生成装置を用いて生成させ、これを校正済みのDMAを用いてサイズ選別した後、CCN測定装置へ導入し、過飽和度の校正を行なった。この結果CCN測定装置の過飽和度が0.1,0.3,0.6,1.0%であることを高精度で測定することができた。2.東京においてエアロゾルの化学成分と内部混合状態を現有のエアロゾル質量分析計(AMS)およびブラックカーボン粒径分布・混合状態・吸湿特性測定装置で夏期および秋期に測定した。この測定と同時にエアロゾルのCCN活性を測定した。この結果ブラックカーボンへの揮発性成分の被覆の増加に伴いCCN活性が急速に増加することが初めて測定された。3.エアロゾルの発生源から離れた場所(韓国済州島)で、エアロゾルの組成(無機、有機)とサイズごとのCCN活性を春季に測定した。この結果、水溶性成分のモル数によりCCN活性が支配されている様子が初めて測定された。4.雲粒子を測定する装置として新たに光散乱型雲粒子計測器を導入した。標準粒子を用いた実験によりこの装置の校正を行なった。

エアロゾルがCCNとして作用するポテンシャル(CCN活性)は、主として、乾燥粒径、エアロゾル中の水溶性成分の量、エアロゾルの表面張力の三つの要素により決定されると考えられる。エアロゾルのCCN活性を定量化すること、及びCCN活性と雲粒子生成過程を定量的に結びつけるための研究を実施した。A)都市大気エアロゾルのCCN活性支配要因都市大気エアロゾル粒子の化学成分と内部混合状態をエアロゾル質量分析計(AMS)およびブラックカーボン(BC)粒径分布・混合状態測定装置で測定した。CCN活性の同時測定から、被覆が厚いBCは被覆成分の化学組成が支配要因であることを示した。また100nmの直径を持つBCはわずか数nmの被覆により1.0%程度の過飽和でCCN活性を持つことを初めて明らかにした。生成時にはCCN活性を持たないエアロゾルも時間の経過と共に、水溶性成分の凝縮によりCCN活性が増加すると考えられる。韓国済州島で取得されたデータを詳細に解析し、アジア大陸から2・3日かけて輸送されたエアロゾルのCC活性は主として、水溶性成分の量で決まることを示した。有機エアロゾルによる表面張力の低下もCCN活性の増加に寄与すると推定された。また、中国の北東部において、様々な時間経過を経た空気塊中のCCN活性を測定し、定性的に同様の結果を得た。C)雲粒子測定装置の校正と測定の流体力学特性標準粒子を用いた実験により光散乱型雲粒子計測器の校正を高精度で行なった。この測定器を航空機に搭載した形状での流体力学計算を行い、この装置による雲粒子の補足効率が十分に高いことを確認した。またCCN数から予測される雲粒子のサイズ分布をトラジェクトリーモデルで計算し、CCN-雲相互作用の感度の数値実験を行なった。これらの研究は、今後計画する航空機観測研究の基礎となる。
白金族元素の同位体比・濃度・化学状態による地球表層の物質循環と環境変遷の解明

白金(Pt)やオスミウム(Os)など白金族元素やレニウム(Re)の、濃度ならびに化学状態の研究、および白金族元素に関連するRe-Os同位体系の研究により、地球表層の物質循環と地球表層環境の変遷を明確にすることが、本研究の大きな目的である。1.地殻物質のRe-Os同位体系データRe-Os同位体系の研究により、中国タクラマカン砂漠の風成堆積物の主要な供給源が、周辺部の氷河堆積物、河川堆積物、チベット高原の土壌であることを明らかにした。さらに、砂漠内部での風成堆積物の均質化過程の重要性を示した。また、黄土のRe-Os同位体系データが、大陸地殻物質のRe-Os同位体系の特徴を表していることを示した。2.鉄隕石中の微量のOsの化学状態の決定XANES法によりIIAタイプの鉄隕石Negrillos中のOs(濃度65ppm)は、金属相として存在していることを分光学的に示した。天然試料のppmオーダーのOsの化学状態に関する、最初の研究成果である。3.海洋環境におけるOs同位体比の時代変遷の解明ペルム紀一三畳紀境界(P-T境界、約2億5千万年前)は、大規模な生物絶滅の時期として知られている。P-T境界に海底で堆積した秩父帯南帯チャートの研究により、^<187>Os/^<188>Os比は下部ペルム紀の約2億7千万年前から、当時の定常的な海水の^<187>Os/^<188>Os比(0.4-0.6)よりも低い0.1-0.3の値に下がり、この低い値がP-T境界において、さらには下部三畳紀の約2億4千万年前においても継続していることが判明した。P-T境界における環境変動の要因として、隕石衝突説よりも大規模火成活動説の方が妥当と考えられる。4.海水から堆積物へのReとOsの除去過程の解明Reは、還元的環境ではわずかに堆積物へ移動し、酸化的環境では海水中に溶存したままである。一方、Osは、広範囲の酸化還元状態において、海水から堆積物へ除去されることを明らかにした。本年度の研究成果の概要は次の通りである。また、砂漠堆積物と黄土とのRe-Os同位体系データの比較を行ない、黄土のRe-Os同位体系データが、大陸地殻物質のRe-Os同位体系の特徴を表していることを示した。2.鉄隕石中の微量のOsの化学状態の決定

放射光を光源とするXANES法によりIIAタイプの鉄阻石Negrillos中のOs(濃度65ppm)は、金属相として存在していることを分光学的に示した。天然試料のppmオーダーのOsの化学状態に関する、最初の研究成果である。3.還元的堆積物中のReとOsのスペシエーション有機物を多く含む還元的な堆積物(東京湾堆積物)へのReおよびOsの取り込みとXAFS法によるReおよびOsのスペシエーションを室内実験により調べた結果、いずれの元素においても還元反応によってRe^<4+>やOs^<3+>(あるいはOs^<4+>)となり、陽イオン性の強いイオンに変化した結果、堆積物中に強く吸着されることが分かった。堆積物のRe/Os比ならびにOs同位体比研究の基礎となる、重要な結果である。白金(Pt)やオスミウム(Os)など白金族元素やレニウム(Re)の、濃度ならびに化学状態の研究、および白金族元素に関連するRe-Os同位体系の研究により、地球表層の物質循環と地球表層環境の変遷を明確にすることが、本研究の大きな目的である。本年度の研究成果の概要は次の通りである。1.海洋環境におけるOs同位体比の時代変遷の解明ペルム紀-三畳紀境界(P-T境界、約2億5千万年前)は、大規模な生物絶滅の時期として知られている。P-T境界に海底で堆積した西南日本外帯(秩父帯南帯)と西南日本内帯(美濃帯)のチャートに対して、Re-Os同位体系を適用し、P-T境界における海洋環境の全地球規模変動に関する研究を行なった。(1)秩父帯南帯チャートの研究により、^<187>Os/^<188>Os比は下部ペルム紀の約2億7千万年前から、当時の定常的な海水の^<187>Os/^<188>Os比(0.4-0.6)よりも低い0.1-0.3の値に下がり、この低い値がP-T境界において、さらには下部三畳紀の約2億4千万年前においても継続していることが判明した。Os同位体比が下部ペルム紀の時代においてすでに低いことから、P-T境界における環境変動の要因として、隕石衝突説よりも大規模火成活動説の方が妥当と考えられる。(2)美濃帯の三畳紀チャートの^<187>Os/^<188>Os比は0.3-0.5と、秩父帯南帯チャートよりは高い値を示している。大陸起源物質の寄与は、美濃帯チャートにおいて高いと考えられる。2.白金族元素の化学状態の解明コロンビアの超塩基性岩由来の白金鉱石(Pt-Fe合金)中のOsのEXAFSの解析を行ない、Osの最近接原子はPtではなくてOsとIrであることを明らかにした。Pt-Fe合金におけるOsの溶解度に限度があることを示す重要な結果である。1.海水から堆積物へのReとOsの除去過程の解明複数のRI核種からなるマルチトレーサを用いた岩石-水反応と、XAFSによる堆積物中のReとOsの化学種の直接測定により、海水から堆積物へのReとOsの除去過程の解明を行った。この研究は、堆積物のRe-Os系の地球化学的意義を考察する際の、基礎となる。(1)ReとOsは、海水中では、ReO_4^-やH_3OsO_6^-などの陰イオンとして溶解している。(2)Reは、還元的環境ではわずかに堆積物へ移動し、酸化的環境では海水中に溶存したままである。堆積物中におけるReの主要な化学種は、ReO_4^-である。(3)Osは、広範囲の酸化還元状態において、海水から堆積物へ除去される。(4)堆積物におけるOsの主要な相は、Fe-Mn酸化物と有機物であり、これらの相においては、各々Os(IV)とOs(III)の化学種と考えられる。
透過型超音波顕微鏡を用いた腎組織病変定量の試み

本研究では、生体病理組織の物理特性を音響学的に測定、評価することが可能な超音波生体組織特性システムを用いて、実験腎炎およびヒトの腎病理組織の形態学的変化を観察、定量化し、このシステムの腎疾患における有用性を検討した。本システムの構成は、機械走査型超音波顕微鏡装置(HSAM-500S)を主体とし、これに画像描出や解析を行う情報処理装置よりなる。このシステムを用い、抗Thy1腎炎ラットとOLETFラット(糖尿病モデル)の二種のラット実験腎症と、腎生検よって得られたヒト腎組織の観察、定量を行った。実験腎炎モデルにおいて、超音波顕微鏡による腎組織二次元像(Cモード像)では、腎組織の各部位を明瞭に識別できた。増殖性糸球体腎炎モデルでは、メサンギウム基質の増生部位を確認し、X-Z軸走査により得られる干渉縞のずれ量から求めた超音波組織内伝播速度(音速)の比較では、腎炎群で有意な増大を認めた。糖尿病性腎症モデルでは、光学顕微鏡で有意な変化を認めない初期の段階で音速の増大を認めた。ヒト腎組織の応用では、ネフロン構造の微細部位まで観察でき、従来の光学顕微鏡を用いた各腎疾患での特徴を示唆する所見を得ることができた。更に、各種腎症では糸球体やネフロン部位によって音速が異なっていることが分かった。特にヒトIgA腎症組織での検討では、糸球体線維成分の増大と音速に正の相関を認め、臨床応用が可能であった。結論として、超音波顕微鏡を用い硬化度の指標となる音速分布を定量した。本システムによって音響特性の差異から組織を観察することができ、また、腎症糸球体では音速の増大が認められた。ヒト腎組織でも定量的な情報を与えうる超音波顕微鏡の有用性が確認され、臨床応用の途につくことが出来た。客観性、定量性、且つ早期病変の検出という見地から、腎病理学において超音波顕微鏡は非常に有用なシステムであるといえる。本研究では、生体病理組織の物理特性を音響学的に測定、評価することが可能な超音波生体組織特性システムを用いて、実験腎炎モデルおよびヒトの腎病理組織の形態学的変化を観察、定量化し、このシステムの腎糸球体領域における有用性を検討した。本システムの構成は、機械走査型超音波顕微鏡装置(HSAM-500S)を主体とし、これに画像描出および解析を行う情報処理装置よりなる。この装置を用い、メサンギウム増殖性糸球体腎炎モデル(抗Thy1腎炎)とインシュリン非依存性糖尿病モデル(OLETF)の二種のラット実験腎炎モデルと、腎生検によって得られたヒト腎組織の観察を行った。実験腎炎モデルにおいて、超音波顕微鏡による腎組織二次元像(Cモード像)では、腎組織の各部位を明瞭に識別でい、メサンギウム増殖性糸球体腎炎モデルはメサンギウム基質の増生部位を確認し得た。X-Z軸走査により得られる干渉縞のずれ量から計算式で求めた超音波組織内伝播速度の比較では、メサンギウム増殖性糸球体腎炎群で組織内伝播速度の増大を認め、糖尿病腎症モデルでは、光顕所見で有意な変化を認めない初期の段階で伝播速度の増大を認めた。ヒト腎組織においても同様に、ネフロン構造の微細部位まで確認することが可能であり、従来の光学顕微鏡を用いた各腎疾患での特徴を示唆する所見を得ることができた。結論として、多種の腎組織に対し超音波顕微鏡を用い、硬化度の指標となる音速分布を測定した。超音波顕微鏡は腎組織にて音響特性の違いより像を形成しえ、また腎炎糸球体では伝播速度の増大が認められた。本研究の結果より超音波顕微鏡を含むこのシステムは、糸球体病変の評価に、新たな且つ定量的な情報を与えうる可能性が示唆された。腎糸球体観察において、客観性、定量性、かつ早期病変検出という見地から、超音波顕微鏡の有用性が確認された。

本システムによって音響特性の差異から組織を観察することができ、また、腎症糸球体では音速の増大が認められた。ヒト腎組織でも定量的な情報を与えうる超音波顕微鏡の有用性が確認され、臨床応用の途につくことが出来た。客観性、定量性、且つ早期病変の検出という見地から、腎病理学において超音波顕微鏡は非常に有用なシステムであるといえる。
暑熱・低酸素環境下における運動ストレスが腸管機能維持と腸内細菌の役割に関する研究

低酸素環境を用いたトレーニングが腸内細菌叢変化について、動物実験をモデルとして明らかにした(実験1)。また、暑熱環境への適応・順化が腸内細菌叢変化におよぼす影響について、ヒト対象試験の予備実験を実施し、暑熱順化トレーニングによって腸内環境が変化する現象を明らかにした(実験2)。実験1:マウスを用いた動物実験により、アスリートの高所・低酸素トレーニングで実施されているLiving High-Training Low(LH-TL)による腸内細菌叢変化を調べた。低酸素環境下で滞在しているマウス生体の適応状態を把握するため、ヘマトクリット値の増加を確認し、採取したマウス糞便から腸内細菌叢変化を調べた結果、低酸素環境への暴露により、腸内細菌叢が変化することを明らかにした。さらに、詳細を調べるべく、次世代シーケンス法にて低酸素適応に関連する腸内細菌の種類を同定し、引き続き、低酸素トレーニングにおける生体の適応状態や腸管上皮から全身へと影響する代謝関連因子の解明に着手している。実験2:ヒト対象試験では、環境制御室を利用した暑熱環境下での運動・トレーニング実施による急激な暑熱順化により、腸内細菌叢変化が起こる事象を予備実験によって明確化した。暑熱環境への適応・順化に伴う腸内細菌が存在する可能性があり、引き続き腸管上皮の適応状態から全身の適応状態について血中メディエータを通じて、暑熱順化によって生じる発汗状態、鉄代謝を含む生体内の代謝応答を明らかにすべく実験を遂行している。加えて、暑熱下のトレーニング実施に伴う全身のストレス状態が腸管上皮の透過性亢進と腸内細菌に及ぼす関連性を調べ、外環境変化が腸内細菌叢の変化に繋がるメカニズム解明とループの全体像を明確化に取り組んでいる。実験1(動物実験):低酸素環境下における腸内細菌叢が変化する現象を明確にし、腸管機能と腸内細菌の関連メカニズムを調べるため、動物実験を中心に実施した。初年度に購入した動物用の低酸素チャンバーを活用し、アスリートの高所・低酸素トレーニングを動物モデルに置き換えて実験を遂行している。低酸素環境での長期滞在により、血中の酸素運搬能力を変化させることから、生理学的な指標変化と併せて腸内細菌叢変化があることを明らかにした。さらに、有酸素トレーニングを加えることによって、骨格筋肥大と有酸素能力の向上に関連する腸内細菌の同定を試みている。また、同定された腸内細菌の機能・役割について解析中であり、引き続き実験を遂行している。実験2(ヒト対象試験):暑熱環境下における適応・順化によって腸内細菌叢が変化することをヒトを対象とした暑熱順化トレーニングの予備実験の実施によって確認しており、研究分担者の後藤一成氏(立命館大学)、岡崎和伸氏(大阪市立大学)と連携しながら滞りなく実験を遂行している。アスリートが環境変化に伴うパフォーマンス低下を抑制するコンディション対策を明確化することを目標として、暑熱環境下や低酸素環境下での運動・トレーニングの実施と腸内細菌叢変化と内部臓器との関連性を調べている。マウスを用いた動物実験では、外環境変化による生理学的指標の変化、腸内細菌叢が変化することを見出した。この結果に基づき、外環境変化に伴う腸内細菌と腸管上皮の相互の関連・適応から全身へ至る経路について血中メディエータを介し、骨格筋における影響を明らかにして行く。また、ヒト対象試験では、急激な暑熱順化によって生じる、発汗状態や鉄代謝を含む生体内の代謝応答を明らかにする。暑熱下のトレーニング実施に伴う全身のストレス状態が腸管上皮の透過性亢進と腸内細菌に及ぼす関連性を調べ、外環境変化が腸内細菌叢の変化に繋がるメカニズム解明とループの全体像を明確化する。以上の研究を、研究分担者の後藤一成氏(立命館大学)、岡崎和伸氏(大阪市立大学)と連携しながら遂行して行く。低酸素・暑熱下で実施される運動・トレーニングが腸内細菌叢変化を通じて全身へ及ぼす影響を明らかにし、腸内環境悪化時の対処策を現場に還元できる基礎資料としての公表を目指す。具体的には、1)暑熱・低酸素などの外環境変化に起因する腸内細菌の同定、2)外環境変化に関わる腸内細菌の役割の解明、3)腸管コンディション悪化時の対処策を明確化する。これら3つの課題達成によって、外環境変化に伴う腸内細菌の変化と内部臓器の関係性を明らかにし、アスリートのトレーニングやパフォーマンス低下の抑制、さらには一般成人の生活習慣病予防など、腸内環境改善を中心とした新規のコンディショニング策として現場へ活用できる情報として提供する。最終年度にはセミナーを開催し、研究者だけでなく、運動・スポーツ現場の指導者への公表を視野に入れながら研究を遂行して行く。当該年度は、川崎医療福祉大学倫理委員会の承認を得て、ヒト対象試験を中心に実施した。暑熱環境によって腸内細菌叢が変化する現象を明らかにすることを確認するため、国内の陸上競技選手を対象とし、夏期合宿中(暑熱下でのトレーニング)の練習前半・後半における腸内細菌叢の変化をT-RFLP解析を用いて調べた。その結果、暑熱環境下での練習によって腸内環境の変化が大きかった選手と大きな変化が見られなかった選手が存在した。これまでの申請者の研究で実施している一般成人の腸内細菌叢と比較したところ、暑熱環境に強い選手に特徴的な腸内細菌群を保有している可能性が示唆された。他の生理学的指標と腸内細菌叢との関連メカニズムを解明に向けた詳細な検討を進めているところである。

平成30年度には、一般成人を対象とし、人為的に暑熱環境を作成し、暑熱環境下に対する適応因子(生理・心理学的指標)と腸内細菌の相互の関連メカニズムを明らかにしていく計画である。さらに、動物実験において、低酸素下での腸内環境変化と代謝等を含めたメカニズムの詳細を調べるため、低酸素環境を作成するチャンバーの準備、動物施設利用申請や倫理委員会への申請など、本研究実施のセットアップを行なった。平成30年度には、低酸素環境における腸内細菌叢変化および代謝動態の変化を調べ、Living High Training Low(高地に滞在し低地でトレーニングを実施)のトレーニングを低酸素チャンバーを用いてモデル化し、腸内細菌・骨格筋の関連を調べる。外環境が変化することで、腸内細菌と腸管上皮のインタラクションから個体にどのような影響をおよぼしているか、これらの解明にも着手していく予定である。ヒト対象試験の倫理委員会への申請の承諾を得られ、初年度(平成29年度)の夏期にアスリートを対象とした暑熱環境下における腸内細菌解析を実施した。東京オリンピックに向けて、現場測定が多くなっていることから、当初、2年目に予定していた計画を先に実施している。暑熱下でのトレーニング対策に関連する研究は、研究分担者の岡崎和伸氏(大阪市立大学)、後藤一成氏(立命館大学)と連携をとり、対象となるアスリートへの依頼は、研究協力者の杉田正明氏(日本体育大学)のもとで行っているため、非常にスムーズに遂行できている。現在は、腸内細菌およびその他の生理学的指標との関連性を解析しているところであり、平成30年度、31年度中には、実践的な研究として論文投稿および学会での報告を視野にいれて取り組んでいる。一方で、動物実験は、低酸素環境を作成するための低酸素チャンバーの購入・施設のセットアップに時間を要したことから、当初の計画とは少し遅れてスタートしているが、ヒト対象試験で置き換えられる部分もあるため、概ね順調に計画が遂行しており、研究計画全体としては遂行できている状況である。平成30年度中には、低酸素環境下における腸内細菌の変化から、それに付随し、腸管機能と骨格筋の関連メカニズムの解明に至る実験まで完了する予定である。動物実験は川崎医療福祉大学で実施するが、隣接している川崎医科大学の施設では、顕微鏡をはじめ実験の機器が揃った共同実験室が完備されているため、スムーズな研究遂行が可能であると考えられる。低酸素環境を用いたトレーニングが腸内細菌叢変化について、動物実験をモデルとして明らかにした(実験1)。また、暑熱環境への適応・順化が腸内細菌叢変化におよぼす影響について、ヒト対象試験の予備実験を実施し、暑熱順化トレーニングによって腸内環境が変化する現象を明らかにした(実験2)。実験1:マウスを用いた動物実験により、アスリートの高所・低酸素トレーニングで実施されているLiving High-Training Low(LH-TL)による腸内細菌叢変化を調べた。低酸素環境下で滞在しているマウス生体の適応状態を把握するため、ヘマトクリット値の増加を確認し、採取したマウス糞便から腸内細菌叢変化を調べた結果、低酸素環境への暴露により、腸内細菌叢が変化することを明らかにした。さらに、詳細を調べるべく、次世代シーケンス法にて低酸素適応に関連する腸内細菌の種類を同定し、引き続き、低酸素トレーニングにおける生体の適応状態や腸管上皮から全身へと影響する代謝関連因子の解明に着手している。
脳梗塞後のリハビリテーションによる神経活動の変化～電気生理学的手法を用いた検討

研究課題である脳梗塞後のリハビリテーションにより機能が回復するメカニズムと考えられる神経活動の変化を記録中。計測システムは構築され、海馬スライス標本を用いてシナプス伝達効率の電気生理的記録に着手した。スライス標本のCA3領域にタングステン双極電極を置き、CA1領域の錐体細胞にパッチクランプを行い活動を記録したが、刺激に応じた後シナプス電流(EPSP)が得られず、電極の設置位置、刺激条件および灌流液組成などを見直した。今回用いた海馬スライスは冠状断であるため、同一スライス内でCA3からCA1への連絡(Schaffer側枝)が分断されていると考え、できる限り記録領域に近い部位でCA3の放線層を刺激したところ、EPSCが記録可能となった。また、記録細胞に自発性活動電位が生じてEPSCの波形に重なることがあり、EPSCのamplitudeを解析する上で障害となった。これは、パッチ電極内液に細胞内からNaチャンネルをブロックするアンタゴニストであるQX314を添加することにより解決した。以上の策により鮮明なEPSCが得られたが、梗塞脳と健常脳で差異が見られなかったため、梗塞を生じるマイクロスフェアの個数を増加して少しシビアな梗塞脳を作成し、再度記録中である。一方で、組織学的にシナプス機能の変化を捉えるため、シナプス前(synaptophysin)および後(PSD95、MAP2)部位の免疫染色を行った。梗塞脳では健常脳に比べてPSD95の発現が低下していることが確認された。一方でsynaptophysin発現量には双方に差はなかった。2018年度はEPSCの大きさを比較するにとどまったが、2019年度には充分なn数を取得し、さらに可塑的な差異についても比較する方針で、概ね到達目標は達成していると考える。2018年度は測定システムを完成させ、脳梗塞モデル(マイクロスフェア塞栓モデルを使用)ラットの海馬で健常群に比べて活動特性が低下していることを示す計画であった。測定システムおよび安定したスライス標本作製法は確立したが、最初に確認したい電気生理学的特性である海馬CA3からCA1へのシナプスにおけるEPSCの振幅変化の記録に予定以上の時間を費やした。これは刺激位置がCA1から遠く、CA3からの線維がスライス内で分断されたいたためと考え、刺激位置をCA1に近い側に変更することにより解決した。しかしながらEPSC振幅に梗塞群と健常群で差がみられなかった。さらにEPSCにCA1細胞の自発活動電位が重なってしまい解析が難航した。これについても、記録電極内にNaチャンネル阻害剤であるQX314を加えることにより活動電位の発生が抑えられ解決した。これらの問題解決のため計画に少々遅れが生じた。しかしながらシナプス後電流(EPSC)が精度よく記録できていることから、梗塞モデルを少々シビアなものとして比較する段階に入り、計画より少々遅れてはいるものの、大きな問題ではない。2018年度内に把握することを予定していた脳梗塞モデルラットの海馬におけるEPSCの振幅変化およびその可塑性の減少を示す記録を得ることを優先的に行う。このような変化が確認された場合、さらにリハビリテーションとして脳梗塞後に低強度全身運動を負荷し、同様に海馬において伝達特性の変化を解析する。一方、梗塞モデルをやや重篤なものとし(脳塞栓を生じるマイクロスフェアの注入量を増加させる)、同様の検討を行う。また組織学的にもシナプスの変化を捉えるため、2018年度に引き続きシナプス関連分子(synaptophysin、PSD95およびMAP2)の組織免疫染色およびウエスタンブロット定量を行っていく。研究課題である脳梗塞後のリハビリテーションにより機能が回復するメカニズムと考えられる神経活動の変化を解析する上で、新規導入したA/D変換器(Digidata1550、Molecular Devices社)により安定かつ高速な電気生理学実験システムが構築できた。しかし既存の顕微鏡に不調が生じ、修理およびメンテナンスに3カ月弱の時間を費やしている。また計測システムは構築されたがその一方で安定した海馬スライス標本が得られなかった。海馬のニューロンは虚血に弱いため、過去に脳幹スライスを作成していた時のスライス作成条件が全く適用できず、スライス作成段階で細胞死を生じていた。そこで摘出からスライス作成に到るまで全ての手順を見直した。現在最適な手法として、1Sucroseベースの冷却等張バッファーを麻酔後のラットの心臓より灌流し、脳組織を充分に冷却し、低Na+環境とする。2灌流後迅速に脳組織を摘出し、氷冷Sucroseバッファー中にて5分置く。その際、O2/CO2=95/5%の混合ガスをバブリングしておく。3スライサーで切片を切り出す際にも混合ガスをバブリングした氷冷sucroseバッファー中で行い、切片はバブリングした30°Cの通常人工脳脊髄液(ACSF)へ移し、1時間休ませてから記録を行う。4記録チャンバーの液は混合ガスをバブリングさせたACSFを、32°C、2ml/minで灌流させる。以上の方法により、海馬CA1領域の細胞の状態が良好に保持され、記録可能となった。さらにCA3領域の線維束を電気刺激し、CA1ニューロンの応答(シナプス後電流、EPSC)を解析する方針だが、刺激に対応する応答もデータ取得が可能となった。29年度は充分なn数を取得できなかったが、以上のように測定系が確立し、当初の到達目標は概ね達成できた。

29年度は測定システムを完成させ、脳梗塞モデル(マイクロスフェア塞栓モデルを使用)ラットの海馬で健常群に比べて活動特性が低下していることを示す計画であった。測定システムの構築は予定通り順調に達成できた。しかしながら、安定したスライス標本作製法の確立に予定以上の時間を費やしたこと、および主要機器の一つである顕微鏡に不調が発生したため修理に3カ月ほどが必要となり、その間の測定が不可能になったことにより計画に少々遅れが生じた。しかしながら状態の良いスライス標本を安定して作成できる条件が決定し、実際に海馬CA1領域のニューロンの活動(自発活動および電位-電流曲線)が記録でき、またCA3-CA1線維束の電気刺激によりCA1ニューロンに生じるシナプス後電流(EPSC)も精度よく記録できていることから、計画より少々遅れてはいるものの、大きな問題ではない。研究課題である脳梗塞後のリハビリテーションにより機能が回復するメカニズムと考えられる神経活動の変化を記録中。計測システムは構築され、海馬スライス標本を用いてシナプス伝達効率の電気生理的記録に着手した。スライス標本のCA3領域にタングステン双極電極を置き、CA1領域の錐体細胞にパッチクランプを行い活動を記録したが、刺激に応じた後シナプス電流(EPSP)が得られず、電極の設置位置、刺激条件および灌流液組成などを見直した。今回用いた海馬スライスは冠状断であるため、同一スライス内でCA3からCA1への連絡(Schaffer側枝)が分断されていると考え、できる限り記録領域に近い部位でCA3の放線層を刺激したところ、EPSCが記録可能となった。また、記録細胞に自発性活動電位が生じてEPSCの波形に重なることがあり、EPSCのamplitudeを解析する上で障害となった。これは、パッチ電極内液に細胞内からNaチャンネルをブロックするアンタゴニストであるQX314を添加することにより解決した。以上の策により鮮明なEPSCが得られたが、梗塞脳と健常脳で差異が見られなかったため、梗塞を生じるマイクロスフェアの個数を増加して少しシビアな梗塞脳を作成し、再度記録中である。一方で、組織学的にシナプス機能の変化を捉えるため、シナプス前(synaptophysin)および後(PSD95、MAP2)部位の免疫染色を行った。梗塞脳では健常脳に比べてPSD95の発現が低下していることが確認された。一方でsynaptophysin発現量には双方に差はなかった。2018年度はEPSCの大きさを比較するにとどまったが、2019年度には充分なn数を取得し、さらに可塑的な差異についても比較する方針で、概ね到達目標は達成していると考える。2018年度は測定システムを完成させ、脳梗塞モデル(マイクロスフェア塞栓モデルを使用)ラットの海馬で健常群に比べて活動特性が低下していることを示す計画であった。測定システムおよび安定したスライス標本作製法は確立したが、最初に確認したい電気生理学的特性である海馬CA3からCA1へのシナプスにおけるEPSCの振幅変化の記録に予定以上の時間を費やした。これは刺激位置がCA1から遠く、CA3からの線維がスライス内で分断されたいたためと考え、刺激位置をCA1に近い側に変更することにより解決した。しかしながらEPSC
陣痛の発来と制御に関する研究

妊娠中期羊水では尿中トリプシンインヒビター(UTI)が多量に含まれている。この多量に含まれたUTIが卵膜の保護作用があること、そして各種細胞においてIL-8の発現を抑制していることを見い出した。羊水中のUTIが卵膜、頚管におけるIL-8産生を制御し頚管熟化をコントロールしていることが推測された。UTIのIL-8産生抑制機序に細胞内へのカルシウムインフラックス抑制が関与することを明らかにした。UTIは子宮収縮も抑制したがこの機序はUTIのカルシウムインフラックス抑制作用であった。すなわちUTIは天然型のカルシウムチャンネルブロッカーである。妊娠後期には羊水中UTI量は減少するがこの消退は頚管熟化、子宮収縮を促していることも示唆された。UTIは胎児の生態防衛物質であり頚管熟化、子宮収縮を調節することが本研究から明らかになった。切迫早産の病態は早期の頚管開大と早期陣痛発来であることから、UTIを切迫早産の治療に使用することは極めて理にかなっている。UTI膣坐薬を切迫早産の症例に使用したところ頚管熟化を抑制し、子宮収縮も抑制した。従来のリトドリンに比較し妊娠維持期間は有意に長く、切迫早産再発率は有意に低値であった。本研究によりUTIとβ_2stimulantsの併用という新しい切迫早産の治療法を確立できた。(1)頚管熟化剤の開発各種サイトカイン膣坐薬を作成し、家兎に3日間投与し、頚管熟化を観察した.その結果インターロイキン-8.M-CSF(monocyte chemotactic factor)が最も熟化を促進した.続いてインターロイキン-1,TNF,インターロイキン-6の順であった.ケモカインが熟化機転に重要であることが判明した。(2)UTIの作用機序の解明各種の細胞にLPSを添加するとインターロイキン-8のmRNAの発現がみられた.この系にUTIを加えるとインターロイキン-8の発現が抑制された.各種細胞にLPSを添加すると細胞内Caが上昇するが、これもUTIにより抑制された.以上の事からUTIはエンドトキシンによる頚管熟化および子宮収縮を抑制する可能性が示唆された.陣痛発来や頚管開大は炎症性サイトカインにより誘導されるので、そのサイトカイン産生を抑制する物質が早産の治療薬になると考えられる。最近、尿中トリプシンインヒビターがインターロイキン-8の産生を抑制することや、尿中トリプシンインヒビターは羊水中に多量に含まれる胎児尿由来の生理的物質であることを発見した。これを頚管に局所投与することは頚管からのサイトカイン産生を抑制し頚管熟化を阻止すると考えた。本年度は尿中トリプシンインヒビターが早産予防薬として有効か否かの研究を行った。1)尿中トリプシンインヒビターがin vitroの系ではインターロイキン-8の発現を抑制することをすでに報告しているので、尿中トリプシンインヒビターの局所投与で種々の動物の頚管熟化が抑制されるか検討したところ、ラット、モルモット、家兎でインターロイキン8による頚管熟化を尿中トリプシンインヒビターが抑制した。2)尿中トリプシンインヒビターがサイトカイン産生を抑制する機序解明を行った。頚管細胞の培養系を用いて尿中トリプシンインヒビターの作用部位が細胞膜であるのか細胞内であるのかを検討したところ細胞膜上で尿中トリプシンインヒビターが作用することがIL-8mRNA、細胞内カルシウムの解析で判明した。3)エンドトキシンによる動物の早産モデルを作成を試みたところラット腹腔内にエンドトキシン50μg/kgを投与すりことにより高頻度に早産を引き起こすことが明らかになった。

羊水中のUTIが卵膜、頚管におけるIL-8産生を抑制し頚管熟化をコントロールしていることが推測された。UTIのIL-8産生抑制機序に細胞内へのカルシウムインフラックス抑制が関与することを明らかにした。UTIは子宮収縮も抑制したがこの機序はUTIのカルシウムインフラックス抑制作用であった。すなわちUTIは天然型のカルシウムチャンネルブロッカーである。妊娠後期には羊水中UTI量は減少するがこの消退は頚管塾化、子宮収縮を促していることも示唆された。UTIは胎児の生態防御物質であり頚管塾化、子宮収縮を調節することが本研究から明らかになった。切迫早産の病態は早期の頚管開大と早期陣痛発来であることから、UTIを切迫早産の治療に使用することは極めて理にかなっている。UTI膣坐薬を切迫早産の症例に使用したところ頚管塾化を抑制し、子宮収縮も抑制した。従来のリトドリンに比較し妊娠維持期間は有意に長く、切迫早産再発率は有意に低値であった。本研究によりUTIとβ_2stimulantsの併用という新しい切迫早産の治療法を確立できた。
腎癌におけるankrd1の機能解明と薬剤耐性克服にむけた新規治療戦略の開発

我々は、LDL添加により誘導したソラフェニブ耐性や長期ラパマイシン暴露により誘導したラパマイシン耐性腎癌細胞株において、Ankrd1の発現が増加していることを網羅的RNA解析で明らかにしていた。そこで、腎癌組織におけるAnkrd1の発現が亢進していることを確認するためrtPCR法を行なった。また、蛋白レベルでも増加していることを確認するため、ウェスタンブロット法により確認した。ラパマイシンに初期耐性を示すヒト腎癌細胞株786O及びヒト腎癌細胞株ACHNにラパマイシン長期暴露によりラパマイシン耐性を誘導したACHN/RR株ではAnkrd1の発現はmRNAレベル、蛋白レベルの両者で亢進していた。次に、siRNA法を用いてAnkrd1をノックダウンし表現型い与える影響を検討した。siRNAによるAnkrd1のノックダウンにより、ACHN/RRではラパマイシンの添加によらず細胞増殖抑制を認めた。また、ビメンチンの発現上昇を認め、細胞遊走や浸潤に関連する可能性が示唆された。ただし、これらの検討は、まだ再現実験を行っていない。今後、上記で示した点について再現実験を行なう予定。また、細胞遊走や浸潤への影響、Ankrd1ノックダウンとラパマイシンやソラフェニブとの併用により薬剤耐性を克服できているか、Ankrd1発現にかかわるHippo pathwayとAnkrd1の関連、Hippo pathwayにかかわる他の蛋白との関連、Hippo pathwayを亢進させることによる薬剤耐性の影響などについて、in vivo、in vitroで検討を行う予定。Ankrd1についてウェスタンブロット法による同定が重要であったが、至適抗体、至適条件を調節することがなかなかできず、時間を要してしまったため。これまで行ってきた研究の再現実験及び薬剤耐性を克服できているか、Ankrd1ノックダウンとと腎癌薬剤耐性を併用し効果を検討する。また、Ankrd1を直接阻害する薬剤は知られていないが、Ankrd1はHippo pathwayによる調節を受けていることが報告されており、Hippo pathwayに対する薬剤による効果も検討予定。