hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知症高齢者を介護する家族介護者の離職に関する現状分析とサポートシステムの構築

こうした結果は、介護を続けながら離職に直面する家族がどのような部分でポジティブな感覚を得ており、またいかなる部分において得られていないのかを示唆するものでもあり、職務の継続を支援するサポートシステムを構築していく上での重要な基礎的情報になったと考えている。調査結果に関しては29th Conference of the EHPSにて発表を行った。認知症高齢者を介護する家族が介護に対するポジティブな感情を抱く経験が、仕事と介護とを両立させていく上での重要な要因となっている可能性が伺えた。特に、介護者が介護を始める以前から現在に至るまで変わらずに一貫してその人らしくあり続けられているという実感と、さらに、介護に関する様々なストレスがあっても、それを乗り越えているという克服体験としての実感が得られているということが、離職をはじめとする様々な介護上の課題に対し、ポジティブに向かう重要な要因であることが示された。これらの視点がどのようなサポートとして具体的に企業や地域において実現可能であるのかを明らかにしていくことが今後の課題である。介護が原因となり離職していく状況の分析から、介護経験から得られるポジティブな感情が、離職の一つの抑止力となる可能性が見えてきていることは、今回の研究から得られている大きな成果の一つであると考えられる。こうした結果は、本研究の目的の一つでもある介護者に対するサポート提供に向けた重要な知見であると言えるだろう。しかしながら、介護を行いながら仕事を続ける人々の介護環境は、その人ごとに異なっており、介護経験から得られるポジティブ感情をサポート提供の一つの切り口として考えていくためには、介護者を取り巻くその他の介護環境との関連の中で検討が続けられていかなければならない。今回の結果は、まだその入り口にすぎない。今後は、介護環境との関係の中でいかにポジティブな感情を高めていくことができるのかを、介護者が抱くポジティブな感情が、介護者が持つ首尾一貫性や効力感、さらにはストレス関連成長とどのような関係があるのかを明確にしていくことから明らかにし、介護離職に関するサポートのあり方を検討していくことが必要となるだろう。高齢者看護介護経験から得られるポジティブ感情に関する調査の検討結果を受け、現在、介護家族を対象とした介護経験に関する関連要因の調査を進めている。これは、認知症の人を介護する家族が、介護というストレスフルな経験から、どのような変化を示しているかをポジティブな視点から捉えていくことを狙いとしている。調査項目としては、介護環境に関する属性とともに、ストレス関連成長、一般性自己効力感、首尾一貫性感覚、健康レベルなどの要因との関係性を明らかにすることを中心に調査を行っている。今後は、この調査の分析を進めることから、介護家族のポジティブ感情や成長に影響をあたえる要因を導き出すとともに、介護離職に直面する人々が職を離れるという選択を取らずに、介護と仕事を継続させられるためのサポートシステムに重要となるあり方の検討を進めていく計画である。また、導き出された研究成果を学会等で発表していくことも、最終年度に向けた計画の一つである。
腰椎椎間板障害に対するレーザー減圧術の安全性ならびに固定術に関する基礎的研究

1.最終年度は、レーザー照射の神経、椎間板、軟骨終板への影響を検索した。200ジュール以下の照射では、麻痺を認めた例はなかったが、300ジュール照射例では、11羽中7羽(64%)の家兎に両下肢の不全麻痺を認めた。病理学的に、麻痺の原因は、直接レーザーが脊髄に照射されたのではなく、椎間板部での発熱が脊髄に影響し、脊髄に熱変性を起こしたものと判断できた。しかし、臨床例では、発熱に対し空気冷却が行われており、今回使用のレーザー針の結果とは一致するものとは言えない。2.レーザー照射後のX線像上の椎間の変化は、50Jでは変化はなかったが、100Jで25%、300Jで44%の椎間狭小を認めた。椎間板に加え1年後に300J照射例ではさらなる椎間の狭小と隣接椎体問に骨棘を認めたが、100Jではみられなかった。3.病理組織学的には、300Jでは椎間に加え隣接骨端部では皮質骨、海綿骨共に著しく破壊され、成長軟骨の細胞核は変性していた。照射後4週では、蒸散された椎間板部の空隙は線維組織で置換されていた。"4.家兎腰椎の横突起を展開しL4-L5間に腸骨を骨移植し後側方固定術を施行し、骨癒合が起こることを確認した。別の家兎を用い、経腹膜的にL4/L5椎間板を展開し椎間板を切除し、腸骨を骨移植した。4-6週で骨癒合を認めた。5.さらに、別の家兎につき腰椎を展開し、L4/L5椎間に500Jのレーザー照射し、そのあとにBMP含有液を注入したが、仮骨形成を促進する結果は得られなかった。今後、BMPの注入時期の変更、注入量の変化、種々の担体による変化を観察する必要がある。1.基礎的研究の予備研究として今までの臨床的な結果を副作用の点から分析し報告した。腰椎椎間板ヘルニアに対しNd-YAGレーザーによる椎間板減圧術を施行したのは47例で、術前後の画像のそろった30例でレーザーの椎間板や椎体への影響を調査した。単純X線像で椎間狭小に見られた例はなかった。MRIでは椎間板の信号低下を12例に、軟骨終板の信号変化を2例に認めたが手術成績に悪影響はなかった。我々のレーザー照射量では明らかな副作用は認められなかった。2.基礎的には、家兎7頭に全身麻酔下で側腹部から腰椎を展開しL3/4-5/6椎間板に針を刺入し、Nd-YAGレーザーを照射した(100-2000ジュール)。レーザー照射直後に家兎の全身状態に悪影響は観察されなかった。いずれも生存させ、2-8週に屠殺し、照射椎間板を肉眼的ならびに病理組織学的に観察した。肉眼的には、椎間板に炭化が見られた。病理組織学的には、500ジュール以上の照射で椎間板の粘液変性が認められた。一部の例ではMRIを撮像し、軟骨終板の変化を観察している。3.レーザー照射前後の椎間板内圧測定は、測定装置の開発が遅れたため次年度で検討する。・次年度は、Nd-YAGレーザーの椎間板、軟骨終板、椎体、神経根へ悪影響を与える照射量の確定と椎間板内圧測定から椎間板減圧術としての至適レーザー照射量を確定する。また、レーザー照射が椎間板の変性と同時に骨誘導が見られるかを明らかにしたい。1.初年度の結果からレーザー照射量を100-500ジュールとし、家兎10頭に全身麻酔下で側腹部から腰椎を展開しL3/4-5/6椎間板に針を刺入し、Nd-YAGレーザーを照射した。屠殺までに経時的にMRIで椎間板、軟骨終板の信号変化を観察した。200ジュールではMRI信号に変化はなく、病理組織学的にも椎間板、軟骨終板に損傷はなかった。300ジュールでは組織学的に椎間板照射部には空洞が形成されていた。500ジュールでは、MRI上椎体には変化はなかったが、病理学的には軟骨終板に損傷がみられ炭化物が付着していた。1年経過例では、レーザー照射椎間板を挟んで椎体間に骨が形成された。2.上記家兎については椎間板展開後、椎間板内圧測定プローベを椎間板に刺入し、レーザー照射前後の椎間板内圧を測定すると、レーザー照射後には椎間板内圧の低下が観察された。3.上記とは別の5頭の家兎を用い、腰椎横突起間に腸骨からの骨移植を行って骨誘導を観察した。4-6週で仮骨がみられた。4.次年度は、骨形成因子(BMP)を追加して骨移植を行い、骨誘導が促進されるかを観察する。また、レーザー照射後の椎間板にBMPを注入し、より速く骨棘が形成されるかを経時的に観察する。

病理学的に、麻痺の原因は、直接レーザーが脊髄に照射されたのではなく、椎間板部での発熱が脊髄に影響し、脊髄に熱変性を起こしたものと判断できた。しかし、臨床例では、発熱に対し空気冷却が行われており、今回使用のレーザー針の結果とは一致するものとは言えない。2.レーザー照射後のX線像上の椎間の変化は、50Jでは変化はなかったが、100Jで25%、300Jで44%の椎間狭小を認めた。椎間板に加え1年後に300J照射例ではさらなる椎間の狭小と隣接椎体問に骨棘を認めたが、100Jではみられなかった。3.病理組織学的には、300Jでは椎間に加え隣接骨端部では皮質骨、海綿骨共に著しく破壊され、成長軟骨の細胞核は変性していた。照射後4週では、蒸散された椎間板部の空隙は線維組織で置換されていた。"4.家兎腰椎の横突起を展開しL4-L5間に腸骨を骨移植し後側方固定術を施行し、骨癒合が起こることを確認した。別の家兎を用い、経腹膜的にL4/L5椎間板を展開し椎間板を切除し、腸骨を骨移植した。4-6週で骨癒合を認めた。5.さらに、別の家兎につき腰椎を展開し、L4/L5椎間に500Jのレーザー照射し、そのあとにBMP含有液を注入したが、仮骨形成を促進する結果は得られなかった。今後、BMPの注入時期の変更、注入量の変化、種々の担体による変化を観察する必要がある。
哺乳類の生体時計調節機構:特に新たに発見した時計調節蛋白質NMUの作用機構の解明

新規ペプチドとしてニューロメジンU(NMU)受容体に結合するニューロメジンS(NMS)を発見した。そこで、NMUおよびNMSの生体時計および光同調機構におよぼす役割について検討した。NMUあるいはNMSをラットの脳室へ投与すると、投与時刻依存性に行動リズムの位相変位をおこし、また視交叉上核(SCN)においてFos蛋白質の発現と時計関連遺伝子per1mRNA発現量の増加をおこした。新規蛋白質NMSは時計部位に特異的に局在し、その受容体もSCNに局在していること、またNMUとNMSの投与で実際に視交叉上核にFosが発現したことから、NMUおよびNMSが視交叉上核に作用していることが証明された。さらに、NMUで位相が変位するときには、per1,per2,NGF1,NGF2,JunB,JunCなどの時計関連遺伝子mRNAの発現量も変化させたことから、NMUとNMSは時計のリズムの調節に重要な役割を演じていることが推測された。次に、NMUのノックアウトマウスにおいて行動リズムを解析した。まず、12時間:12時間の明暗交代条件下では、12例中8例において、顕著なリズムが認められず、残り4例は暗期に集中した行動量のリズムが示された。一方、恒常暗下における自由継続リズムを解析したところ、パワースベクトラム解析において6例で約24時間のところにピークの発現が認められず、このことから、リズムの消失が推定された。残り6例中の5例は24時間の周期成分は確認されたが、行動量が減衰していた。また1例はワイルドと差の無いリズムを示した。以上の結果、NMUは視交叉上核内において、光の同調機構および時計のリズム発信機構のいずれにも関与していると推測された。ニューロメジンUを合成する組織や部位を検索するため、免疫組織化学染色を行うと、脳の視交叉上核で陽性細胞が認められた。また、この視交叉上核にニューロメジンUの受容体1および2のmRNAの発現も認められた。視交叉上核は生体時計の局在部位として知られ、この部位の破壊はすべての生体リズムの消失を招く。そこで、ニューロメジンUが時計機構に関与している可能性を推定し、まず視交叉上核中でのニューロメジンUおよび受容体mRNAの1日での発現量を経時的に調べた。その結果、ニューロメジンUと受容体1のmRNAは明期に相当する時刻に増加し、暗期に相当する時刻には低下することが、一方、受容体2のmRNAは暗期相当時刻に増加し、明期相当時刻に減少することが判明した。さらに、ニューロメジンUを脳室内投与するとFos蛋白質が視交叉上核において発現した。ニューロメジンUを恒常暗下で自由継続リズムを示すラットに投与すると、投与時刻依存性に、行動リズムの前進や後退が認められた。時刻依存性位相反応をプロットしてみると、non-photic型の位相反応であることが判明した。特にサーカディアン時刻(CT)6時の投与は位相前進を起こしたので、この時刻の投与により、どのような遺伝子が変化したのかをマイクロアレイとリアルタイムPCRで検討した結果、時計関連遺伝子の転写因子と目される、幾つかの遺伝子mRNAが増加していること、さらに時計関連遺伝子per1のmRNAが増加したことが判明した。以上の結果は、ニューロメジンUが、視交叉上核内において、オートクラインあるいはパラクライン的に時計遺伝子に作用していることを示唆している。このように直接時計の遺伝子に作用できる蛋白質は極めて珍しい。新規ペプチド、ニューロメジンU(NMU)の生体時計および反射機能におよぼす役割について検討した。

NMUの中枢での存在部位を免疫組織化学的に検索したところ、生体時計部位である視交叉上核に認められた。また、NMUの受容体であるFM3,FM4のいずれも視交叉上核に存在しており、それらの受容体のmRNAの発現は概日リズムを示した。このことは受容体の発現は時計によって調節されていることを示唆している。また、NMU mRNAそのものの発現も視交叉上核内で概日リズムを示し、そのピークはCT4-8時であった。一方、NMUを脳室へ投与すると、投与時刻依存性に行動リズムの位相変位をおこし、また視交叉上核においてFos蛋白質の発現と時計関連遺伝子per1 mRNA発現量の増加をおこした。これらの結果はNMUが時計機構に局所的に作用し、時計を調節していることを示唆している。今回、新規蛋白質NMUが時計部位に局在して存在し、その受容体も同居していること、またNMUの投与で実際に視交叉上核にFosが発現したことから、NMUが視交叉上核に作用していることが証明された。さらに、NMUで位相が変位するときには、per1,per2,NGF1,NGF2,JunB,JunCなどの時計関連遺伝子mRNAの発現畳も変化させたことから、NMUが時計のリズムの調節に重要な役割を演じていることは間違いない。最近、NMUのノックアウトマウスで、リズムの異常が発見された(未発表)こともこの仮説を支持している。今後、NMUがどのように時計を調節しているのか、あるいは、リズム障害の治療に応用できるのかが重要な研究課題である。新規ペプチド、ニューロメジンU(NMU)の生体時計および光同調機構におよぼす役割について検討した。NA皿1をラットの脳室へ投与すると、投与時刻依存性に行動リズムの位相変位をおこし、また視交叉上核においてFos蛋白質の発現と時計関連遺伝子per1 mRNA発現量の増加をおこした。新規蛋白質NMUが時計部位に局在して存在し、その受容体も同居していること、またNMUの投与で実際に視交叉上核にFosが発現したことから、NMUが視交叉上核に作用していることが証明された。さらに、NMUで位相が変位するときには、per1, per2, NGF1, NGF2, JunB, JunCなどの時計関連遺伝子mRNAの発現量も変化させたことから、NMUが時計のリズムの調節に重要な役割を演じていることは間違いない。次に、NMUのノックアウトマウスにおいて行動リズムを解析した。まず、12時間:12時間の明暗交代条件下では、12例中8例において、顕著なリズムが認められず(暗期に集中する行動リズムが認められなかった)、残り4例は暗期に集中した行動量のリズムが示された。一方、恒常暗下における自由継続リズムを解析したところ、パワースペクトラム解析において6例で約24時間のところにピークの発現が認められず、このことから、リズムの消失が推定された。残り6例中の5例は24時間の周期成分は確認されたが、行動量が減衰していた。また1例はワイルドと差の無いリズムを示した。以上の結果、ニューロメジンUは視交叉上核内において、光の同調機構および時計のリズム発信機構のいずれにも関与していると推測された。
ＧａＮ系ＨＥＭＴにおける電子速度の詳細評価の研究

窒化ガリウム(GaN)系高電子移動度トランジスタ(HEMT)において、そのミリ波・サブミリ波素子としてのポテンシャルを予測する上で貴重な情報である、ドレイン端における電子速度を評価した。異なる形状のゲート・フィールドプレート電極を持つゲート長180nmのHEMTについてゲート電極直下の電子走行時間を求め、ドレイン側への空乏領域の広がり分の補正を確認すると共に、電子速度を1.211.27×10^7 cm/sと評価した。GaN系高電子移動度トランジスタ(HEMT)において正確なゲート遅延時間解析を行い、電子速度を評価するため、まずは電流コラプス現象を解消することを今年度の第一の目標とした。昨年度の検討で導入したSiCN誘電体膜による表面パッシベーション効果により、電流コラプス現象の低減は確認できたが、まだ完全に解消されるには至っていなかった。電流コラプス現象の一因として、ゲート電極端への電界集中によって電子がAlGaN層に放出され、深い準位による捕獲を招くことが挙げられる。これを解消するため、ゲート電極端への電界集中を緩和させるフィールドプレートを導入することを検討した。中でも特に電界集中緩和効果の高い、傾斜型フィールドプレートをSiCN誘電体膜を用いて作成する手法を確立した。これは、SiCNをプラズマ気相成膜法によって成膜する際に、プロセスガスの成分を段階的に変化させることによって少しずつ性質の異なるSiCN膜を積層し、フィールドプレート用開口をする際のエッチング速度の違いを利用して傾斜した側壁を持った開口を実現するもので、プロセスガスの成分の変化のさせ方によって開口側壁の形状を制御することを可能とした。このフィールドプレートの導入により、AlGaN/GaN HEMTにおいて電流コラプス現象を完全に解消することを達成した。本研究の基礎となる,GaN系高電子移動度トランジスタ(HEMT)の基本作製技術を確立した。具体的には,まずサファイア基板上に標準的なAlGaN/GaNヘテロ構造を持つ試料を適当な大きさに切り出し,誘導結合型プラズマエッチング技術を用いてAlGaN/GaNヘテロ構造をエッチングし,素子間分離をする工程を確立した。次に,AlGaN/GaNヘテロ構造表面にオーミック電極を形成するために,電極金属の構成およびアニール温度・時間等の条件を最適化し,オーミック接合を実現する工程を確立した。更にAlGaN表面へのショットキー接合により,ゲート電極を形成する工程を確立し,HEMT作製のプロセスを完成させた。続いて,AlGaN/GaN HEMTのパイロット試作を実施し,完成した素子の電気特性を評価することにより典型的なトランジスタ特性が得られることを確認した。更に,表面パッシベーション膜としてプラズマ化学気相成膜法により堆積したSiCNを適用することによって,GaN系材料で問題となる電流コラプス現象を低減出来ることを確認した。このSiCN膜をGaN系HEMTのパッシベーションに応用してその効果を確認したのは本研究が初めてであり,その成果を論文化した。以上の技術を応用して,ゲート長0.3ミクロンのAlGaN/GaN HEMTを作製し,電子速度の評価に不可欠な高周波Sパラメータ評価を実施できるまでに至った。昨年度までに開発した、SiCN薄膜を用いた傾斜型フィールドプレート(FP)をもつGaN系高電子移動度トランジスタ(HEMT)を用いて、ゲート遅延時間解析を行い、キャリア空乏領域のドレイン側への広がりを考慮した実効ゲート長の見積り、それを考慮した電子速度の見積を行った。比較のため、傾斜型FPに加えて、3段・4段といった多段型FPを持つHEMTも試作した。電気特性を比較すると、3段、4段、傾斜型の順に電流コラプス抑制の効果が大きくなり、傾斜型FPでは測定できる電圧条件の範囲では電流コラプスはほとんど観測されなかった。また、ドレイン耐圧も3段、4段、傾斜型の順番で高くなり、傾斜型ではFPなしのHEMTに比べ66%の耐圧向上が確認できた。これらの効果は、FPの形状を変えることにより、より効果的にゲート端への電界集中を抑えて最大電界強度を下げた結果と考えられる。HEMTにおける電子速度は、ゲート下のキャリア空乏領域の長さを高周波測定から求めた真性ゲート遅延時間で割ることによって評価できる。キャリア空乏領域の長さは、ドレイン電圧の影響でゲート端からドレイン側へ広がる空乏領域を考慮することが必要である。先に紹介した異なるFP形状によって耐圧に差が生じた結果は、電界分布の違いによってドレイン側への空乏領域の広がりに差が生じたことを示唆している。この差に着目して、ゲート電極直下におけるキャリア電子の走行時間をそれぞれの素子について求め、キャリア速度を見積もった。3段および傾斜型FPを持つゲート長180nmのHEMTについてゲート電極直下の電子走行時間を求めると、3段FP付きで1.49ps、傾斜型FP付きで1.42psとほぼ等しい値を得られ、ドレイン側への空乏領域の広がり分の補正ができた。この走行時間とゲート長から電子速度を見積り、1.211.27×10^7 cm/sという値を得た。

電子デバイス工学研究の目的を達成する上で不可欠となる、GaN系高電子移動度トランジスタにおける電流コラプスの発現を解消することが出来た。これにより高周波Sパラメータ測定の結果を用いてゲート遅延時間を解析し、電子速度を評価する準備が整った。研究の目的を実現するために不可欠となるGaN系高電子移動度トランジスタの基本構造の作製技術を確立すると共に,電子速度の評価に不可欠な高周波Sパラメータ測定まで実施することが出来た。今年度作製した傾斜フィールドプレート付きAlGaN/GaN HEMTに対してゲート遅延時間解析を実施し、電子速度を見積もる。更に、分割ゲート構造を導入したHEMTを作製して同様にゲート遅延時間解析を実施することにより、チャネル内部での電子速度の違いについて考察する。研究開始から2年目となる平成25年度は,電子速度の詳細評価用素子として提案した分割ゲート電極を持つGaN系高電子移動度トランジスタの作製を開始する。分割ゲート電極を形成するためのプロセス技術の検討と,その結果を素子作成に応用する。残金が少額のため、消耗品等の購入で無理に執行するよりも次年度予算と合わせて執行する方が効果的と判断したため。研究の目的を達成するため、これまでの電流コラプス抑制の知見を取り込んだ、新たな電子速度評価用素子を作製する。このために必要となるウエハ、電極材料、薬品等プロセス用消耗品を購入する。また、成果発表のための学会参加費および出張旅費に充てる。分割ゲート電極を持つGaN系高電子移動度トランジスタ(HEMT)の作製用,および,短ゲートHEMT作製用に,新たなヘテロ構造付きウエハを購入する。また,分割ゲート電極付きHEMT用に新たなマスクを作製する必要があるため,マスク用乾板の購入をする。更に,素子試作の際に必要となる,電極用蒸着源金属を始めプロセス消耗品の購入が必要である。
日本語非母語話者のスピーチレベル観育成のための映像教材の作成

○研究目的本研究では、日本語非母語話者にとって習得が困難であるスピーチレベル(丁寧体や普通体などの文末の丁寧さ)の習得を目指し、スピーチレベル観育成のために、当事者意識を活用した映像教材を作成することを目的とした。スピーチレベル観とは、話し手としてスピーチレベルの使い分けの根拠となる考え、感情、及び聞き手として理解する際の考え、感情のことを指す。その育成とは、予め持っている自分のスピーチレベル観を内省し、客観的に捉えること、他者のスピーチレベル観との相違や多様性に気づくこと、自分なりのスピーチレベル観を模索する姿勢を持つことである。○研究方法同じ国際寮に住む初対面の母語話者と留学生を対象に、20分間自由に会話させ、録画した後、文字化した。母語話者に丁寧体から普通体へのダウンシフトの見られた2会話から、それぞれ約1分半の部分を映像教材として切り取った。また、会話時に相手及び自分のスピーチレベルについて感じていたこと、考えていたこと(;当事者意識)を聞き出すため、会話の録画後、各当事者に再生刺激法によるフォローアップインタビューを行い、文字化した。会話の文字化資料と、文字化した当事者意識、先行研究の知見をもとにワークシートを作成し、映像教材を用いた授業実践を行った。○研究成果授業に参加した学習者のインタビューをふまえ、本研究において作成した映像教材の意義は、以下のようにまとめられた。1)本映像教材は日常的に起こりやすい場面であり、学習者にとって身近に感じやすい。2)音声教材ではなく、映像教材であるため、会話者の表情や非言語行動から、会話者間の距離や雰囲気などを把握しやすく、スピーチレベルと関連づけて考えやすい。3)教室という環境を活かし、日常生活では知ることのできない当事者意識を、映像教材を活用して客観的に知ることにより、スピーチレベル観育成を促進させることができた。
海馬におけるカンナビノイド受容体を介した脂肪酸伸長酵素Elovl6の役割の解明

中枢性のエネルギーホメオスタシスがどのような遺伝子やシグナルを介してこのような活動に関わっているのかを明らかにすることは、全身のエネルギー代謝を理解するために必須である。今回、Elovl6 KOマウスの海馬を中心に解析を行った結果、グリア細胞および神経細胞の増殖や分化への影響がみられた。また、KOマウスの海馬で内因性カンナビノイド受容体のアゴニスト、2-AG量が減少していることから、この細胞への影響は2-AGを介した、カンナビノイドカスケードがかかわっている可能性が考えられる。本研究は、エネルギー代謝に重要な役割を持つ脂肪酸組成の変化が中枢神経系においても重要な生理的役割を持つという仮説を証明し、これに基づいた新しいメタボリックシンドローム治療法開発の基盤を構築することを目的としている。したがって、脂肪酸伸長酵素Elovl6 KOマウスの海馬を用い、カンナビノイド受容体カスケードに注目して、どのようなシグナル伝達経路により脂肪酸組成の変化が脳へ影響を与えているのかを検討した。まず、ラット胎児E17からの海馬のプライマリーカルチャーを用いて、内因性カンナビノイド受容体リガンド、2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)および、ジアシルグリセロール(DG)からこの2-AGを合成するDGリパーゼの阻害薬、Orlistatを添加した。結果、神経の発達にこれらの薬剤が影響をあたえていることが分かり、内因性カンナビノイドが神経発達においてなんらかの働きをしていることを示すことができた。また、ラット胎児E17からアストロサイトを単離した後、同様に2-AGおよびOrlistatを添加し、増殖について検討した。その結果、増殖についても内因性カンナビノイドの影響がみられ、神経およびアストロサイト両方にカンナビノイドのシグナル伝達系が係わっていることが示唆された。さらにこの海馬における、神経細胞およびアストロサイト両方への作用は、Elovl6 KOマウスの海馬プライマリーカルチャーや海馬スライスでも観察され、脂肪酸伸長酵素とカンナビノイドの関係を示唆する結果となった。今後は脂肪酸伸長酵素とカンナビノイドシグナル伝達系の係わりを精査するとともに、高次元での脳機能を電気生化学および行動実験的手法を使って調べていく。本研究は、エネルギー代謝に重要な役割を持つ脂肪酸組成の変化が中枢神経系においても重要な生理的役割を持つという仮説を証明し、これに基づいた新しいメタボリックシンドローム治療法開発の基盤を構築することである。Elovl6は炭素数12-16の飽和および一価不飽和脂肪酸の鎖長伸長反応を司り、炭素数18以上の長鎖脂肪酸の合成に重要な役割を果たしている。このElovl6による海馬機能への役割が明らかになることで、脂肪酸種と脳の新たな関係を示すことが出来る。本年度の研究によってElovl6 KOマウスは脂肪酸組成の変化がエネルギー代謝遺伝子発現に重要な役割を持つことを示した。加えてElovl6 KOマウスにおいて、モリス水迷路やステップスルー空間学習試験において障害が見られることから脳、特に海馬における機能、シグナル伝達系になんらかの変化があると示唆される結果が得られた。海馬のシグナル伝達系の中心にあるのがCa^<2+>シグナル系であり、このCa^<2+>シグナル系を制御するとして注目される分子が内因性カンナビノイド(CB)受容体リガンド、2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)である。海馬ではCB1受容体が記憶、学習といった脳の高次機能調節に関与している。Elovl6 KOマウスではパルミトレイン酸からオレイン酸への経路が遮断されるため、この下流にある2-AGの合成も阻害されてしまう。実際、海馬での2-AG濃度は減少しており、in vivoおよびin vitroにおいて神経とグリアの分化、増殖に影響がみられた。
量子力学的力場を用いた分子シュミレーション法による溶液内金属化学種の微視的構造と動態の解析

金属イオンが生み出す独特な環境を選択性として利用する高選択性・高感度な分析化学においては、金属イオン周りの微視的構造やそれを含む分子団の動的挙動を原子のレベルで解明することが必須である。本研究では、分析化学的に重要な環境である水溶液中における金属(II)化学種のスペシエーションや動態解析を、量子力学的力場を用いた分子動力学法によって行うことを目的とした。Zn(II)、Cd(II)、Hg(II)イオンに関して、1個の金属(II)イオンと499個の水分子からなる系についての量子力学的力場を用いた分子動力学シミュレーションを0.2fs間隔で約15psまで実行した。その結果、いずれの金属(II)イオンでも6配位八面体型の水和構造が決定され、配位している水分子の振動や回転に関する動的知見が得られた。さらに、配位子置換反応の動態を解析するために、アンブレラサンプリング法を組み合わせた分子動力学シミュレーションを行った。1個の配位水分子を金属(II)イオンから遠ざける反応座標に沿ったエネルギー及び構造解析により、遷移状態における交換水分子の位置が明らかになった。その結果、Zn(II)、Cd(II)、Hg(II)の順で金属イオンが大きくなるにつれ、より金属イオンに近い位置で交換する、つまり、より会合的な反応経路で配位子交換反応が進行することを明らかにした。これは、実験から得られている知見と一致している。一方、種々の溶媒中における金属(II)イオンの溶媒和構造をXAFS法を用いて決定した。その結果、脂肪族アミン類、ピリジン誘導体、ニトリル類の順で金属-窒素原子間距離が短縮し、その変化が金属イオンに因らないことを明らかにした。これは、配位窒素原子の電子状態が結合距離を決定する重要な因子であることを示している。金属イオンの溶液内構造はその金属イオンが関与する溶液内化学反応のメカニズムを支配しており、金属イオンが生み出す独特な環境を選択性として利用する分析化学においては、金属イオン周りの微視的構造やそれを含む分子団の動的挙動を原子のレベルで解明することが、高選択性や高感度を達成する上で極めて重要である。本研究では、分析化学的に重要な環境である水溶液中における第一遷移金属化学種のスペシエーションや動態解析を、量子力学的力場を用いた分子動力学法によって行うことを目的とした。平成14年度には、まず、Zn(II)イオンと水分子間の二体相互作用ポテンシャル関数並びに三体補正関数を、非経験的分子軌道計算によって決定した。さらに、1個のZn(II)イオンと499個の水分子からなる系についての量子力学的力場を用いた分子動力学シミュレーションを、0.2fs間隔で約15psまで実行した。その結果、水溶液中におけるZn(II)イオンの平均水和構造が実験によって決定されている構造と一致し、また、配位している水分子の振動や回転に関する動的知見が得られた。さらに、配位子置換反応の動態を解析するために、アンブレラサンプリング法を組み合わせた量子力学的力場を用いる分子動力学シミュレーションのためのプログラムの開発を完了した。一方、種々の溶媒中におけるZn(II)イオンの溶媒和構造をXAFS法を用いて決定した。その結果、プロピルアミンやブチルアミンのように極めて電子供与性が高い溶媒中において、配位数が減少した溶媒和構造をとることを明らかにした。これは、Zn(II)イオン上の電子密度の増大によると解釈される。
非ヒト霊長類および実験動物チトクロムP450の生化学的比較解析

薬物の代謝経路あるいは代謝速度は、シトクロムP450(P450)の酵素学的性質に基づいて動物種により異なる。in vitro代謝実験により様々な薬物の代謝に関与するP450分子種の役割をヒトと実験動物の間で比較解析した。マーモセット肝によるプロゲステロンの酸化的代謝について組換えマーモセットP450酵素を用いて調べたところ、21/17αおよび16α/6β水酸化反応におけるそれぞれP450 2C58/19およびP450 3A4/90の関与が明らかになった。ステロイド代謝を触媒するP450 2Cおよび3A酵素の役割は、ヒト肝およびマーモセット肝で類似していることが示唆された。またヒト、カニクイザル、マーモセット、イヌ、ミニブタ、ラットおよびマウスの肝ミクロゾームによる抗不整脈薬プロパフェノンの主要酸化酵素活性を調べたところ、マーモセット肝のみがヒト肝と同様に5-水酸化反応を優先的に触媒した。興味深いことにラット肝の主要なプロパフェノン酸化反応は、ヒト肝により触媒される5-水酸化反応ではなく、4'-水酸化反応であった。組換えP450酵素を用いたプロパフェノン代謝実験により、ラットP450 2D2およびヒトP450 2D6はそれぞれ優先的に4'-および5-水酸化反応を触媒することから、P450 2D酵素の触媒機能がそれぞれの動物肝におけるプロパフェノン酸化的代謝の特徴を決定づけていると考えられた。以上、ヒトおよび実験動物肝のP450酵素を介した薬物酸化酵素反応の種差を分子レベルで明らかにした。これらの知見は創薬研究における実験動物を用いた薬物動態試験を実施する際の基盤情報として活用することが期待される。医薬品開発におけるマーモセットの有用性を調べる目的で、代表的な薬物代謝酵素であるチトクロムP450(P450)のアミノ酸配列の相同性、組織発現分布および薬物酸化特性についてヒトの場合と比較検討した。これまでCYP1A、CYP2C、CYP2D、CYP2EおよびCYP3Aサブファミリーに属する主要な薬物代謝型P450分子種はマーモセットとヒトの間で組織発現分布および薬物酸化特性が類似していることが明らかにされている。未だ解析が不十分なマーモセットCYP2B酵素の生化学的特徴をヒトの場合と比較検討した。アミノ酸配列の比較解析により、マーモセットCYP2B6はヒトCYP2B6に対して86%の高いアミノ酸相同性を示し、げっ歯類等の他の実験動物のCYP2B酵素に比べてより進化的によりヒトに近いことが示された。マーモセット組織によるCYP2B6 mRNA発現レベルを確認したところ、ヒトCYP2B6と類似して、肝臓で最も高い発現量を示した。大腸菌発現系により調製した組換えマーモセットCYP2B6酵素はヒトCYP2B6の基質であるエトキシクマリン、ペントキシレゾルフィン、プロポフォールおよびテストステロンの酸化反応を触媒した。マーモセット肝ミクロゾームは効率的にプロポフォール4-水酸化反応を触媒し、そのKm値は組換えCYP2B6酵素と類似して低値を示した。以上の結果から、マーモセットCYP2B6の組織発現分布および酵素の薬物酸化特性はヒトCYP2B6の場合と類似していることが明らかになった。本研究は創薬研究においてマーモセットを用いた薬物動態解析を行う際、有用な基盤情報となる。当初の計画通り、実験動物のチトクロムP450酵素の薬物酸化触媒能および組織発現分布の解析をテーマにCYP2B酵素の機能解析を行い、マーモセットとヒトの肝薬物代謝特性の類似性を部分的に明らかにした。その他、マーモセットについて肺に発現するCYP2F1や薬物の膜輸送を行う新規ABCトランスポーターの解析を行い、創薬研究においてマーモセットを用いた薬物動態解析を行う際、有用な基盤情報を整備した。

これらの知見は創薬研究における実験動物を用いた薬物動態試験を実施する際の基盤情報として活用することが期待される。主にチトクロムP450を介した薬物酸化反応の動物種差に焦点を当てて、実験動物とヒトの間の肝薬物酸化特性の相同性・相違性について検討する。特にヒト肝キメラマウスの薬物代謝特性をヒトの場合と比較し、ヒト薬物代謝の予測におけるヒト肝キメラマウスの有用性を検証する。(理由)研究を誠実に予定通り実施した結果、実際に使用した研究費が年度当たり研究費予定額を下回り、研究費に残余額が生じた。(使用計画)次年度に実施する「チトクロムP450を介した薬物酸化反応の動物種差の評価」に必要な試薬を購入する予定である。
電気推進ミッション解析コードの開発

本研究の主旨は、電気推進の推進性能や特性を含めた、最適軌道解析を含む電気推進ミッション解析の汎用性のある計算コードを開発し、広く宇宙開発に従事する研究者、技術者に公開し、新たな宇宙ミッションの提案や宇宙輸送システムの構築に役立ててもらう目的で開発したものである。本解析コードは、電気推進の性能解析コードと低推力推進最適軌道解析コードから構成されている。性能解析コードの有効性を検証するために、性能の解析、分析に必要な計測装置(レーザー計測用波長計)を購入して、実験を行った。イオンエンジンの推進性能に及ぼす電極等の幾何形状の影響や入力電力、推進剤流量や種類などの作動パラメータの影響を調べて、性能解析コードのデータベースとした。また、イオンエンジンの寿命を評価するための3次元ビーム解析コードを開発した。最適軌道解析コードについては、これまでに開発した最適軌道解析コードを更に発展させ、軌道間、惑星間の輸送だけでなく、月、小惑星、地球重力圏脱出などの様々なケースに対応した、汎用性のあるものにするための改良を行った。また、計算時間の短縮、必要メモリの低減を実現させるため、これまでに開発してきた計算手法に改良を加えた。今後宇宙活動が活発化し、効率的な輸送システムを構築する上で、電気推進の利用は必然的なものであり、電気推進の特性を考慮にいれたミッション解析及び軌道解析コードの開発は不可欠であると考えられる。このようなことから、研究代表者らはこれまでに、電気推進最適軌道解析コードの開発に着手し、またそれと同時に、電気推進の推進性能(比推力、推進効率、寿命など)を算出する解析コードの開発を行ってきた。これまでにも、電気推進を用いたミッション解析は行われているが、それらは単に推進機が発生する推力や比推力をパラメータとして、軌道解析などに用いているにすぎず、推進機の効率、寿命、重量などを含めた特性を考慮したものはない。本研究の目的は、電気推進の推進性能や特性を含めた、電気推進ミッション解析(最適軌道解析を含む)の計算コードを開発し、広く宇宙開発に従事する技術者、研究者に公開し、新たな宇宙ミッションの提案や宇宙輸送システムの構築に役立ててもらおうとするものである。こうした目的から平成7年度では以下の2点について研究を進めてきた。1.電気推進機の推進性能解析コード及び性能評価データベースの作成既存の性能解析コードに、寿命を評価する計算コードを加えたものを作成する。理論解析が困難な場合や誤差が大きい場合については、これまでの実験や試験結果を取り入れた性能評価データベースを作成した。2.電気推進最適軌道解析コードの作成これまでに作成した最適軌道コードを更に発展させ、軌道間輸送、惑星間輸送だけでなく、月、小惑星などを含めた汎用性のあるものにする。また計算時間の短縮、必要メモリーの低減を実現させるため、これまでに開発してきた計算手法(最適問題に関しては、変分法と数理計画法)に改良を加えた。
核子の内部自由度と核力および核物質の研究

非線形の模型は量子色力学(QCD)の低エネルギー有効理論であると考えられている.スカーム模型は,このπ中間子非線形場の位相幾何学的ソリトン解をバリオンと同定するが,この模型の有効性を明らかにすることを目的に核力およびπ核子系の研究を行った.核力に関する研究については,スピンアイソスピン自由度を記述する集団座標の半古典的量子化を行う必要があるが,これを二核子性において系統的に行うテンサー分解の方法を提案し, NN-N△-△△についての核力の特徴を明らかにした.これにより,遠方での1π交換および1ρ交換ポテンシャルが正しく得られることを明らかにした.中心部分の核力については, ω中間子結合項をQCDのアノーマリー項として非線形σ模型に導入することによりGパリティ偶のみならず奇の成分が強い斥力として得られることを示した.また,中間領域の引力は, σ中間子結合項を考慮しても得られず,スカーム模型の未解決の問題として残ることを結論づけた.さらに,スカーム模型によるスピン軌道力についての予言を行った.これにより,正しいρ交換的部分のほかに, σ交換的部分が異符号の寄与として得られることを明らかにした.これは,中間領域での中心力の問題と同一の起源をもつ問題であり,同時に解決されるべきことを示した.スカーミオンπ中間子系の研究では,古典解であるソリトン解のまわりの量子的揺動としてπ核子系が記述される.このとき,回転と平行移動の不変性に起因するゼロモードが発生するが,我々はこれをきちんと考慮する定式化を行った.これにより,スカーム模型の重大な欠点とされていたπ核子系におけるミッミング湯川結合項の問題が基本的には解決され,回転的励起量子状態である△アイソバー(1232MeV)の有限幅が得られることを示した.非線形の模型は量子色力学(QCD)の低エネルギー有効理論であると考えられている.スカーム模型は,このπ中間子非線形場の位相幾何学的ソリトン解をバリオンと同定するが,この模型の有効性を明らかにすることを目的に核力およびπ核子系の研究を行った.核力に関する研究については,スピンアイソスピン自由度を記述する集団座標の半古典的量子化を行う必要があるが,これを二核子性において系統的に行うテンサー分解の方法を提案し, NN-N△-△△についての核力の特徴を明らかにした.これにより,遠方での1π交換および1ρ交換ポテンシャルが正しく得られることを明らかにした.中心部分の核力については, ω中間子結合項をQCDのアノーマリー項として非線形σ模型に導入することによりGパリティ偶のみならず奇の成分が強い斥力として得られることを示した.また,中間領域の引力は, σ中間子結合項を考慮しても得られず,スカーム模型の未解決の問題として残ることを結論づけた.さらに,スカーム模型によるスピン軌道力についての予言を行った.これにより,正しいρ交換的部分のほかに, σ交換的部分が異符号の寄与として得られることを明らかにした.これは,中間領域での中心力の問題と同一の起源をもつ問題であり,同時に解決されるべきことを示した.スカーミオンπ中間子系の研究では,古典解であるソリトン解のまわりの量子的揺動としてπ核子系が記述される.このとき,回転と平行移動の不変性に起因するゼロモードが発生するが,我々はこれをきちんと考慮する定式化を行った.これにより,スカーム模型の重大な欠点とされていたπ核子系におけるミッミング湯川結合項の問題が基本的には解決され,回転的励起量子状態である△アイソバー(1232MeV)の有限幅が得られることを示した.ハドロンのカイラル非線型シグマ模型を基礎とするスカーム模型に関する研究がなされた。一つはソリトン解としてのスカーミオンとπ中間子との相互作用に関するものであり、もう一つはスカーミオン-スカーミオン間の相互作用としての核力(核子-Δ粒子を含む)に関するものである。スカーミオン-π中間子系の研究では、まず古典的ソリトン解にカイラル変換を行ないΠ中間子場で展開するいわゆるカイラル摂動論を展開し、スカーミオンのゆらぎとしてπ中間子場を導入する。ここで回転と平行移動に附随するゼロ・モードが現われる。このπ中間子-スカーミオン系に対して、Gervais-Jevicki-Sakitaの方法を用いることにより、ゼロ・モードを正当に考慮に入れて量子化の手続きを進めることが可能となる。π中間子-核子散乱のグリーン関数が求められ、核子の反跳やΔ粒子への遷移を考慮に入れた取り扱いも出来ることになった。核力に関する研究については、まずスカーミオンについて微分が6次まで、すなわち、バリオンとオメガ中間子との結合までが考慮される。π-π散乱との整合性をとるために、4次の微分項では対称なものも考慮する。具体的に採用されたパラメータではこの項はスカーミオンの不安定性をもたらすことはない。結果として核子-核子,核子-Δ粒子間のポテンシアルがスピン,アイソスピンの各状態について求められた。OBEポテンシアルとの比較により、核子間距離が離れたところ(2f以上)ではπ,Ρ中間子交換力と良く合っていることが判る。対称4次の項は引力的中心力を出すと期待されたが、オメガ中間子結合との関係で得られないことが判った。

スカーミオンに変形の自由度を考慮すると、スカーミオン間距離が接近したところで、核子-核子で円盤状,核子-反核子で葉巻型にスカーミオンが変形するという興味ある結果も得られた。
小児医療におけるトータルケアを目指した看護師とCLS、HPSの連携に関する研究

本研究の目的は、日本の小児医療におけるトータルケアを目指し、看護師とチャイルド・ライフ・スペシャリスト(以下CLS)、ホスピタル・プレイ・スペシャリスト(以下HPS)の連携の実態と連携に向けた役割認識を明らかにすることである。平成20年度は、はじめに文献検討を行った。その結果、CLS、HPSの役割・活動内容は、子どもの健全な成長発達の支援、プリパレーション、ターミナル期の支援等に分類された。また、看護師とCLS、HPSの連携には、情報提供・共有、コミュニケーション等が重要であることが明らかになった。次に、文献検討で明らかになった内容を基に質問紙を作成した。質問紙は、選択回答方式と一部自由記載とし、看護師用とCLS/HPS用の2種類作成し、プレテストを実施して一部修正を行った。質問紙調査の対象は、平成19年現在、日本の医療施設においてCLS、HPSが活動している19施設(その内2施設はCLS、HPSの両者が活動)を含む小児専門病院29施設、小児(科)病棟あるいは小児と成人の混合病棟を有する500床以上の医療施設261施設に勤務する看護師(小児科の臨床経験を5年以上有する病棟看護師とする)500名程度、CLS16名、HPS4名であり、上記医療施設の施設長および看護部長に対し、郵送にて研究協力を依頼した。そして、研究協力の同意を得られた医療施設の施設長および看護部長あてに質問紙を送付し、医療施設より対象者へ質問紙を配布した。現在、質問紙の回収を続けており、同時にデータ入力、集計を実施している。質問紙調査のデータ分析により、看護師とCLS、HPSの連携の実態と連携に向けた役割認識を明らかにすることで、今後の看護師とCLS、HPSの連携のあり方を見いだすための基礎データを得ることができる。
サイトカインによるマスト細胞の機能修飾とその制御についての研究

マスト細胞の活性化に対するJAK3の関与について、ラットマスト細胞株RBL-2H3細胞を用いて解析した。JAK3阻害薬WHI-P154が抗原刺激によるGab2のリン酸化を抑制してphosphati-dylinositol 3-kinase(PI3-kinase)の活性化を抑制することを明らかにしたが、さらに、JAK3に、より特異的な阻害薬WHI-P131を用いて同様の実験を行った。その結果、WHI-P131もGab2のリン酸化とPI3-kinaseの活性化を抑制すること、脱顆粒反応及び各種MAP kinase(P44/42 MAP kinase、p38 MAP kinase及びc-Jun N-terminal kinase)のリン酸化を抑制することが明らかになった。さらにマスト細胞の活性化におけるJAK3の関与を明確にするために、JAK3欠損マウスから骨髄由来マスト細胞(BMMC)を調製した。JAK3欠損マウスから調製したBMMCに、おけるLyn、Syk及びFynの発現量はwild-typeマウスから調製したBMMCと差は認められなかった。このJAK3を発現していないBMMCとJAK3を発現しているBMMCにおいて、抗原刺激により誘発される脱顆粒反応、MAP kinaseの活性化について比較したところ、いずれの反応もJAK3欠損マウスから調製したBMCにおいて減弱することはなかった。また、WHI-P131はJAK3欠損マウス由来のBMMCにおける抗原刺激による脱顆粒反応及びp44/42MAP kinaseのリン酸化をwild-type BMMCの反応と同様に抑制した。したがって、JAK3は抗原刺激によるマスト細胞の活性化にはほとんど関与していないこと、WHI-P131及びWHI-P154はJAK3以外の作用点を持つことが示唆された。これらの薬物の標的分子を同定することは新しい抗アレルギー薬開発のための標的分子の同定に寄与すると考えられる。マスト細胞におけるサイトカイン刺激、及び抗原刺激による細胞内シグナル伝達間のクロストークを明らかにするために、まず、マスト細胞の分化・増殖に関与するIL-3により活性化されるチロシンキナーゼJAK2、およびIgE産生に関与し、アレルギー反応の増悪化に関与していると考えられるIL-4により活性化されるJAK3が、抗原刺激により誘発されるマスト細胞の活性化反応にどのように関与しているか解析した。その結果、JAK2およびJAK3はいずれも抗原刺激による脱顆粒反応に関与することが明らかになった。特にJAK3は、抗原刺激によるp42/p44MAP kinase、p38MAP kinase及びc-Jun N-terminal kinaseの活性化のいずれにも関与すること、さらに、PI3-kinaseの上流に位置していることが明らかになった。また、IgE非依存的な刺激薬thapsigarginによるマスト細胞の活性化に対するJAK3阻害薬の効果を検討したところ、thpasigarigin刺激による脱顆粒反応はJAK3-PI3-kinase系が関与していること、p38MAP kinaseの活性化にはこの経路は関与していないことが明らかになった。一方、ヒスタミン産生酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素欠損マウスを用いて、アレルギー性炎症モデルおよび血管新生モデルを作製した。これらのモデルを用いてヒスタミンの役割について再評価したところ、ヒスタミンはアナフィラキシー様の血管透過性亢進反応に関与するだけでなく、好中球の浸潤に抑制的に作用していること、また、血管新生及び肉芽増殖に関与していることが明らかになった。その分子機序についてさらに検討中である。初年度において、IgE産生に関与し、アレルギー反応の増悪化に関与していると考えられるIL-4により活性化されるJAK3が、抗原刺激により誘発されるマスト細胞の活性化反応にも関与していることを明らかにしたので、その分子機序をラットマスト細胞株RBL-2H3細胞を用いて解析した。JAK3阻害薬WHI-P154は抗原刺激によるtyrosine kinase Sykのリン酸化及び活性化を抑制せずにtyrosine kinase Btkのチロシンリン酸化を抑制したこと、phosphatidylinositol 3-kinase(PI3-kinase)の下流にあるセリン・スレオニンキナーゼAktのリン酸化を抑制したことから、JAK3はSykの下流にありPI3-kinase及びBtkの活性化を制御していることが示唆された。また、WHI-P154が抗原刺激によるp38 MAP kinase及びc-Jun N-terminal kinaseの活性化を抑制するが、thapsigarginによるこれらのMAP kinasesの活性化は抑制しなかった機序として、Vavの活性化機構の相違であることを示唆する結果が得られた。すなわち抗原刺激によってのみVavはチロシンリン酸化されるが、このリン酸化がWHI-P154により抑制されることを見いだした。以上のようにマスト細胞の活性化シグナル伝達機構におけるJAK3の役割を明らかにした。また初年度にヒスタミンは血管新生及び肉芽増殖に関与していることが明らかにしていたが、今年度はさらにその分子機序について解析した。その結果、ヒスタミンは炎症の慢性期において持続的に産生されること、血管内皮増殖因子の産生を誘導することを見いだし、ヒスタミン産生能の変化が炎症の慢性化に関与していることを示唆した。ラットマスト細胞株RBL-2H3細胞を用いて、(1)抗原刺激によるマスト細胞の活性化におけるJAK3の関与について、(2)Interleukin-13の産生機構について、および(3)ステロイド性抗炎症薬のサイトカイン産生抑制機構について解析した。

その結果、(1)JAK3はアダプター蛋白質Gab2をリン酸化することによりPI3-kinaseの活性化を制御していること、(2)抗原刺激によるinterleukin-13の産生にはc-Jun N-terminal kinaseによる転写因子AP-1の活性化が大きく関与していること、(3)ステロイド性抗炎症薬は、抗原と同時添加することによりinterleukin-13の産生を抑制すること、さらにその作用機構は、ステロイド性抗炎症薬により核内に移行したグルココルチコイド受容体がc-Jun N-terminal kinaseによるc-Junのリン酸化を直接抑制することを明らかにした。また、ステロイド性抗炎症薬はp44/42 MAP kinaseの活性化も抑制するが、その機序は、従来提唱されているMAP kinase phosphatase-1の誘導では説明できないこと、また、MAPKKKであるRaf-1のリン酸化抑制にあることを明らかにした。また、マウスの綿糸誘導増殖型炎症モデルにおける血管新生に対するヒスタミンの役割を解析した。その結果、ヒスタミンはH_2受容体を介してVEGFの産生を誘導し、血管新生・血管成熟に関与していることを明らかにした。また、マスト細胞欠損マウスとその対照マウスでは綿糸による血管新生に大差なく、ヒスタミンはマスト細胞以外の細胞に由来することが示唆された。マスト細胞の活性化に対するJAK3の関与について、ラットマスト細胞株RBL-2H3細胞を用いて解析した。JAK3阻害薬WHI-P154が抗原刺激によるGab2のリン酸化を抑制してphosphati-dylinositol 3-kinase(PI3-kinase)の活性化を抑制することを明らかにしたが、さらに、JAK3に、より特異的な阻害薬WHI-P131を用いて同様の実験を行った。その結果、WHI-P131もGab2のリン酸化とPI3-kinaseの活性化を抑制すること、脱顆粒反応及び各種MAP kinase(P44/42 MAP kinase、p38 MAP kinase及びc-Jun N-terminal kinase)のリン酸化を抑制することが明らかになった。さらにマスト細胞の活性化におけるJAK3の関与を明確にするために、JAK3欠損マウスから骨髄由来マスト細胞(BMMC)を調製した。JAK3欠損マウスから調製したBMMCに、おけるLyn、Syk及びFynの発現量はwild-typeマウスから調製したBMMCと差は認められなかった。このJAK3を発現していないBMMCとJAK3を発現しているBMMCにおいて、抗原刺激により誘発される脱顆粒反応、MAP kinaseの活性化について比較したところ、いずれの反応もJAK3欠損マウスから調製したBMCにおいて減弱することはなかった。また、WHI-P131はJAK3欠損マウス由来のBMMCにおける抗原刺激による脱顆粒反応及びp44/42MAP kinaseのリン酸化をwild-type BMMCの反応と同様に抑制した。