hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫抑制薬感受性遺伝子の同定:モデル生物を用いたゲノム薬理学的研究

また,Lub1はCdc48と複合体を形成することで細胞内での安定性を獲得していることも明らかにした。(1)免疫抑制薬標的分子カルシニューリン(CN)の制御サブユニットの役割の解明カルシニューリンの制御サブユニットの役割は,試験管レベルでの解析に留まっており,隼体内での役割については,その詳細は不明であった。今回我々は,分裂酵母モデル系を用いて,分子遺伝学的解析により,その重要な役割を解明した。即ち,制御サブユニットはカルシニューリンの生理活性に必須であること,更に免疫抑制薬がカルシニューリンを抑制するためにも制御サブユニットが必要であることが明らかになった。また,免疫抑制薬・結合タンパク質複合体は,活性化したカルシニューリンにのみ結合し,不活性化状態のものには結合しないことを明らかにした。(2)マップキナーゼ系におけるmRNA安定性制御の重要性についてこれまで,マップキナーゼ系によりmRNA量が制御される場合は,主に転写の制御が考えられていたが,我々は,分裂酵母ではカルシニューリンとマップキナーゼが拮抗していることを利用し、RNA結合タンパク質によるmRNAの安定性制御が重要であることを明らかにした。このような機構は,哺乳動物にも保存されており,細胞のがん化においても重要な役割を果たしていると思われる。(3)新規免疫抑制薬標的遺伝子としてのアダプチン遺伝子の同定高温感受性と免疫抑制薬感受性を同時に示す分裂酵母変異体を単離し、その遺伝子を決定した。その結果,ゴルジ・エンドソームからの小胞輸送を担うことが知られているアダプチンをコードしていることが明らかになった。また,アダプチン遺伝子ノックアウトでも同様の表現型が認められることも確認した。(1)新規免疫抑制薬標的遺伝子としてのRabファミリー遺伝子ryh1の同定とRabファミリー遺伝子ryh1とypt3間相互作用の発見高温感受性と免疫抑制薬感受性を同時に示す分裂酵母変異体を単離し,その遺伝子を決定した。その結果,輸送小胞をゴルジ・エンドソームからrecyclingするRab6ホモログのRyh1をコードしていることが明らかになった。また,以前に我々が高温感受性と免疫抑制薬感受性を同時に示す別の分裂酵母変異体として単離したypt3-i5と合成致死などの遺伝学的関係を示し,さらに,機能的にも関係を示すことから,2つのRabタンパク質が共同的に働くこと,さらにカルシニューリンによりともに制御されることが示唆された。(2)PI4P5キナーゼによる細胞統合性制御機構の解明以前,高温感受性と免疫抑制薬感受性を同時に示す分裂酵母変異体として単離したits3変異体は必須遺伝子であるPI4P5キナーゼをコードしている。今回,我々は高発現によりこれらの表現型を抑圧する遺伝子としてホスフォリパーゼCをコードするplc1を単離した。遺伝学的,細胞生物学的,生化学的解析により,plc1はジアシルグリセロールを産生するすることで,しかし,プロテインキナーゼCは介さずに細胞統合性を制御することが明らかになった。
固-液界面における電気二重層の基礎的理解に向けた局所構造解析の新展開

今年度は以下の3つの研究を実施して,論文,学会発表により成果を示してきた1.エネルギー散逸コントラストの起源の解明と電気二重層局所構造解析への応用申請者らは電極界面で分子の電子移動反応による電荷の可逆的変化に伴い,力検出を行うカンチレバーのエネルギー散逸量が変化することを見いだしたが,その起源を検証する実験を行った.その結果,分子の酸化に伴う電気ダイポールの形成が重要であること見出し,2報の論文として報告した(次頁の最初の2報)2.イオン液体/電極界面の局所造の直観測表面電荷をもたない炭素電極表面上でイオン液体との界面では固相的なイオン液体分子ペアからなる層構造渉できること,平坦で均質な電極表面であっても層の厚みは不均一で,流動的なイオン液体と接していてもステップをもつ層構造をとることを初めて見出した.応用上重要なイオン液体の電極反応にとって,非常に意義のある発見で,次頁3つめの論文として報告した3.光子分光計測を目指したイオン液体薄層形成方法の検討有機溶媒にイオン液体分子を溶解し,スピンコート法により溶媒を揮発させながら電極上にイオン液体薄膜の形成が可能となった.この手法によって,電極上に固定した酸化還元活性な分子の電子移動に関わる最高占有準位が,イオン液体に被覆されることによって低結合エネルギー側にシフトを受けることを,光電子分光によって直接観測することに成功した今年度は以下の3つの研究を実施して,論文,学会発表により成果を示してきた1.エネルギー散逸コントラストの起源の解明と電気二重層局所構造解析への応用申請者らは電極界面で分子の電子移動反応による電荷の可逆的変化に伴い,力検出を行うカンチレバーのエネルギー散逸量が変化することを見いだしたが,その起源を検証する実験を行った.その結果,分子の酸化に伴う電気ダイポールの形成が重要であること見出し,2報の論文として報告した(次頁の最初の2報)2.イオン液体/電極界面の局所造の直観測表面電荷をもたない炭素電極表面上でイオン液体との界面では固相的なイオン液体分子ペアからなる層構造渉できること,平坦で均質な電極表面であっても層の厚みは不均一で,流動的なイオン液体と接していてもステップをもつ層構造をとることを初めて見出した.応用上重要なイオン液体の電極反応にとって,非常に意義のある発見で,次頁3つめの論文として報告した3.光子分光計測を目指したイオン液体薄層形成方法の検討有機溶媒にイオン液体分子を溶解し,スピンコート法により溶媒を揮発させながら電極上にイオン液体薄膜の形成が可能となった.この手法によって,電極上に固定した酸化還元活性な分子の電子移動に関わる最高占有準位が,イオン液体に被覆されることによって低結合エネルギー側にシフトを受けることを,光電子分光によって直接観測することに成功した
生理環境に応答するフォークヘッド型転写因子複合体の形成メカニズムとその機能

フォークヘッド型転写因子Foxo1はインスリン依存的に糖新生律速酵素の発現を制御する転写因子であり、肝におけるFoxo1の機能亢進が糖尿病を惹起し、一方糖尿病モデルマウスでFoxo1の機能を減弱させるとその病態が改善することがマウスで証明されている。一方、細胞を用いた研究から、Foxo1は様々なタンパクと相互作用することでその機能が調節され、それが上記の表現形に寄与していると推察されている。近年、転写因子には様々な因子が複合体を形成され、それが転写因子の多様な機能制御を担っていることが明らかにされつつある。我々は、培養細胞内でFoxo1にたくさんのタンパクが結合する(未発表)ことを見出しており、Foxo1においても複合体が形成され、それが機能制御を担っていることが想定される。しかしながら、Foxo1が、生体でいつ、どこで、どのような複合体を形成し、それがFoxo1をどのように制御しているのか、全く明らかにされていない。このような背景の下、本研究では以下の知見を得た。1)Foxo1結合因子としてヒストンアルギニンメチル化酵素であるPRMT1を同定した。2)驚くべきことにこのPRMT1はFoxo1そのものをメチル化した。3)PRMT1によるFoxo1のアルギニンメチル化はその機能抑制に重要な役割を果たしているFoxo1のリン酸化を阻害することを見出した。すなわち、Foxo1の「メチル化スイッチ」はFoxo1の「リン酸化スイッチ」をOFFにする働きがあることが分かった。4)Foxo1のメチル化はリン酸化がもたらす様々なFoxo1の「抑制スイッチ」、すなわち、Foxo1のリン酸化依存的なユビキチン化や細胞質への局在をOFFに出来ることが判明した。5)PRMT1によるFoxo1のメチル化がFoxo1の転写活性を促進させ、その結果、酸化ストレス依存的なアポトーシス誘導を促進した。現在、本研究の投稿準備中である。2)PRMT1はFoxo1そのものをメチル化した。3)Foxo1のPRMT1によるアルギニンメチル化がその機能抑制に重要な役割を果たしているリン酸化を負に制御することを見出した。5)PRMT1によるFoxo1のメチル化がFoxo1の転写活性を促進させ、その結果、細胞の酸化ストレス耐性に重要な役割を果たしていることを強く示唆する結果が得られた。現在、更なる解析を継続中である。

すなわち、Foxo1の「メチル化スイッチ」はFoxo1の「リン酸化スイッチ」をOFFにする働きがあることが分かった。4)Foxo1のメチル化はリン酸化がもたらす様々なFoxo1の「抑制スイッチ」、すなわち、Foxo1のリン酸化依存的なユビキチン化や細胞質への局在をOFFに出来ることが判明した。5)PRMT1によるFoxo1のメチル化がFoxo1の転写活性を促進させ、その結果、酸化ストレス依存的なアポトーシス誘導を促進した。現在、本研究の投稿準備中である。
小胞体ストレスを介した食事性脂肪肝の発症メカニズム：新規脂肪酸センサー分子の同定

本研究は、脂肪肝の予防・改善法の開発のため、ユビキチンリガーゼCbl-bの働きに着目して脂肪肝の発症メカニズムを分子レベルで明らかにすることを目的とした。マウスにおいてCbl-b遺伝子を欠損させると、高脂肪食のような栄養過多の条件下で脂肪肝を発症しやすくなることが明らかとなった。食事由来の飽和脂肪酸は、肝臓において脂肪合成に関わる遺伝子の発現量を増大させるが、Cbl-b遺伝子欠損により、さらに脂肪合成が促進されることを明らかにした。Cbl-bは、肝臓において高脂肪食による小胞体ストレスの緩和に関わる可能性が考えられた。本研究は、食事性脂肪肝の発症機構としてユビキチンリガーゼCbl-bによる小胞体ストレス抑制の破綻が関わることを明らかにすることを目的としている。これにより、食事性脂肪肝に対する新規の予防法・治療法の提案ができると考えている。2015年度は、脂質代謝の制御に関わると考えられているCbl-bを欠損したマウスの表現型解析を行った。まず、高脂肪食を負荷することによって食事性脂肪肝を誘導したCbl-b遺伝子欠損マウスの肝臓についてさまざまな解析を行った。予備実験で得られた結果と一致して、Cbl-b遺伝子の欠損は食事性脂肪肝を増悪させることを確認した。脂肪肝の増悪には、脂肪合成関連遺伝子(Fas, Scd-1, Ppparg2)の発現増大が関与することも示唆された。近年、脂肪肝における小胞体ストレスの増大が、脂肪合成関連遺伝子の発現増大を介して脂肪肝発症に関与することが報告されている。そこで小胞体ストレス応答について解析を行うと、Cbl-b遺伝子欠損により小胞体ストレスの指標であるChopおよびXbp-1sの発現量がさらに増大していた。この小胞体ストレスの増大のメカニズムを解明するために、小胞体とミトコンドリアとの結合(MAM)の形成量について検討した。予想に反して、小胞体ストレスと反比例すると考えていたMAM形成量は、Cbl-b遺伝子欠損による影響を受けなかった。この結果と一致して、培養細胞を用いた実験からもCbl-bはMAM形成量に影響を与えないことを確認した。当初の予定通り、マウス個体を用いた動物実験はほぼ完了している。具体的には、Cbl-b遺伝子欠損マウスにおいて、小胞体ストレスの増大が食事性脂肪肝の発症にかかわることを示唆するデータを得たことである。培養細胞を用いた実験についても、予想していた結果とは異なってはいたものの、予定していた解析は全て実施することができた。予想と異なっていた点(Cbl-bが、小胞体ストレス応答に関わるMAM形成に影響を与えなかった)については、Cbl-bが直接的に小胞体ストレス応答に関わるという仮説を立て、培養細胞を用いて検討している。当初の計画通り、この培養細胞を用いた実験は2016年度も行う。近年、メタボリックシンドロームに伴って発症する、食事性脂肪肝が注目されている。それは、脂肪肝を放置すると肝臓の線維化や肝がんにまで進展するリスクがあるからである。本研究は、食事性脂肪肝の発症メカニズムを分子レベルで解明し、予防や治療法開発のための基礎研究である。平成27年度の研究により、ユビキチンリガーゼCbl-bが食事性脂肪肝の発症を抑制することが明らかになった。その分子メカニズムを明らかにするために、平成28年度は、前年度に引き続きユビキチンリガーゼCbl-bによるミトコンドリアー小胞体連関調節を検討した。マウスから単離した初代培養肝細胞を用いて解析を行った。しかしながら、Cbl-bによる直接的なミトコンドリアー小胞体連関調節は再現性が得られず、関与していないという結論に至った。さらなる分子メカニズム解明のために、マウス肝細胞由来細胞株AML12細胞を用いて実験を行った。食事性脂肪肝の原因として、飽和脂肪酸が肝細胞内に増加することが知られている。そこで、AML12細胞に飽和脂肪酸の1つであるパルミチン酸を添加し解析を行った。パルミチン酸添加により、AML12細胞においてユビキチンリガーゼCbl-bの発現量が増大することを見出した。一方で、Cbl-bはプロテアソーム依存的な分解を受けるために、タンパク質レベルでは減少した。次に、Cbl-b分解におけるPKCθの意義を検討した。免疫細胞においては、PKCθがCbl-b分解を仲介することが知られている。しかしながら、PKCθを阻害してみてもCbl-bのタンパク質分解には変化が認められなかった。このことから、肝細胞においては免疫細胞とは異なるCbl-b分解機構が存在することが示唆された。培養細胞を用いた実験に関しては、概ね計画通りに遂行することができたと考えている。しかしながら、Cbl-b遺伝子欠損マウスを用いた実験を予定通り終えることができなかった。それは、動物飼育の設備等に不備がないにも関わらず、Cbl-b遺伝子欠損マウスの産仔数が激減し、実験遂行に必要なマウス数を準備できなかったからである。そのため、本研究課題の進捗状況を遅れていると判断した。このような状況であるため、本研究課題の期間を1年延長申請して、Cbl-b遺伝子欠損マウスを用いた実験を完了させることとした。近年罹患者が増加しつつある、アルコールに依存しない食事性脂肪肝は、肝がんや肝不全のリスクファクターとなる。栄養過多や運動不足により食事性脂肪肝が発症することは知られているが、発症過程における詳細な分子メカニズムについてはいまだ不明な点が多い。

そこで本研究は、ユビキチンリガーゼCbl-bによる小胞体-ミトコンドリア連関調節が、小胞体ストレスを介して食事性脂肪肝を抑制することを明らかにすることを目的とした。平成29年度においては以下のような実験結果が得られた。長鎖飽和脂肪酸はCbl-bのタンパク質量を増加させる。当初、肝細胞において食事由来の長鎖飽和脂肪酸がCbl-bタンパク質量を減少させ、脂肪肝の引き金となると仮説を立てた。しかし、平成29年度の実験より、マウスの肝臓や肝細胞、マクロファージにおいて長鎖飽和脂肪酸はCbl-bのタンパク質量を増加させることが明らかとなった。このタンパク質量の増加には、Cbl-b mRNAの転写が促進されることが必要であることも見出した。これらのことから、食事性脂肪肝においてCbl-bはタンパク質量よりもその酵素活性の調節の方が肝臓への脂肪蓄積に重要であることが示唆された。そこで、長鎖飽和脂肪酸を添加した肝細胞を用いて、Cbl-bの翻訳語修飾(リン酸化・ユビキチン化)について検討を行ったが、Cbl-bの酵素活性調節の詳細は明らかにできなかった。今年度得られた結果より、食事性脂肪肝の発症抑制にはCbl-bのタンパク質量よりも酵素活性の制御の方が有効であることが考えられた。本研究は、脂肪肝の予防・改善法の開発のため、ユビキチンリガーゼCbl-bの働きに着目して脂肪肝の発症メカニズムを分子レベルで明らかにすることを目的とした。マウスにおいてCbl-b遺伝子を欠損させると、高脂肪食のような栄養過多の条件下で脂肪肝を発症しやすくなることが明らかとなった。食事由来の飽和脂肪酸は、肝臓において脂肪合成に関わる遺伝子の発現量を増大させるが、Cbl-b遺伝子欠損により、さらに脂肪合成が促進されることを明らかにした。Cbl-bは、肝臓において高脂肪食による小胞体ストレスの緩和に関わる可能性が考えられた。2016年度は、2015年度に引き続いてCbl-bによる小胞体ストレス抑制のメカニズムおよび肥満により増大する血中脂肪酸濃度によるCbl-bタンパク質量への影響について解析を行う。Cbl-bによる小胞体ストレス応答制御については、当初の計画に加えて、Cbl-bによる直接的な小胞体ストレス応答制御機構について解析を行う。具体的には、小胞体ストレス応答にはいくつかのキナーゼが重要であるが、Cbl-bはリン酸化シグナル伝達を負に調節する酵素でもあるので、小胞体ストレス応答に関わるJNKなどのリン酸化レベルについて網羅的に解析を行う。変化があったキナーゼについては、そのメカニズムまで解析を行う予定である。血中脂肪酸濃度の増大によるCbl-bタンパク質量への影響に関する解析については、当初の予定通り2016年度より新たに着手する。解析には、マウス肝臓由来の初代培養肝細胞や培養細胞株を用いる。解析方法としては、これらの肝細胞に血中に豊富に存在する長鎖の飽和または不飽和脂肪酸を添加し、Cbl-bのタンパク質量を解析する。さらには、脂肪酸添加により活性化するシグナル伝達も同定する。Cbl-b遺伝子欠損マウスにおける食事性脂肪肝の病態解析を仕上げる。
抗アテローム性動脈硬化症治療薬評価のための三次元微小血管チップ

27年度が最終年度であるため、記入しない。
動脈硬化の進展に関与する新しい危険因子についての疫学的研究

動脈硬化の新しい危険因子の検討を行なう目的で、頚部超音波断層装置による頚動脈硬化度の把握を、4地域の60-74歳の男女計1,648人に実施した。頚動脈の超音波断層の方法、読影の方法は米国のCardiovascular Health Studyの方法に基づいて行った。頚動脈体部もしくは球部・内頚動脈の最大IMT肥厚を指標として頚動脈硬化度を把握したが、その関連要因として抽出された従来からの動脈硬化の危険因子としては、年齢、高血圧、高コレステロール血症、低HDLコレステロール血症、糖尿病、喫煙であった。年齢と高血圧は総頚動脈、球部・内頚動脈のいずれの動脈硬化とも関連を認めた。高コレステロール血症、低HDLコレステロール血症は球部・内頚動脈ではなく総頚動脈の動脈硬化と関連した。循環器疾患の新しいリスクファクターとして注目されている血漿フィブリノーゲンの高値や血小板凝集能の増加が頚動脈硬化の初期の進展よりも血栓形成により強く関与する可能性が示された。また、免疫能に関しては、血中の白血球、単球数、メモリーT細胞と最大IMTとの間に関連が認められ、これらの免疫細胞が動脈硬化の進展に関与する病態過程に符合する成績が得られた。さらに近年、動脈硬化の初期において、マクロファージが血管内皮細胞に接着し、侵入する過程を促進する接着分子の一つであるEセレクチンの値が、総頚動脈の最大IMT高値群において、低値群に比べ高かった。血漿ホモシステイン値は正常血圧者において頚動脈硬化と関連を認めた。以上より、わが国の住民を対象とした疫学調査から、動脈硬化の要因として、従来の循環器疾患危険因子の他に、血中の単球数、メモリーT細胞数、接着分子、ホモシステインの高値が関与する可能性が示された。生活環境の異なる4地域集団の中高年男女を対象に、頚動脈超音波検査を実施し、総頚動脈の硬化所見を統一した基準により測定、計測する。同時に動脈硬化の従来の危険因子(血圧、喫煙、飲酒、血清脂質、血糖)の測定に加え、新しい危険因子の可能性の大きい諸因子として、凝固線溶系因子(血小板凝集能、血漿フィブリノーゲン、組織プラスミノーゲン活性因子、組織プラスミノーゲン活性抑制因子等)、血清脂肪酸構成、血清インスリン、血漿ホモシスチン、血清エンドセリン、免疫能(白血球、リンパ球サブセット)、及び動脈硬化に関与する可能性の高い遺伝子多型を取り上げる。そしてこれら因子と頚動脈硬化との関連を多変量解析により分析する。初年度は対象集団である東北農村(人口7千人)、四国農村(人口1.6万人)、関東農村(人口1.7万人)、大阪府近郊Y市M地区(人口2.1万人)の6574歳男女のうち、まず男子の調査を実施した。対象は循環器検診の受診者から無作為に抽出し、各地域150名の調査予定のうち、東北農村172名、四国農村98名、関東農村は174名、大阪近郊Y市M地区189名の調査を完了した。現在、各種計測データをコンピューターに入力中であり、総合的な解析は2年度の調査成績を加えた上で実施するが、頚動脈硬化の地域差、それに関連する要因として、高血圧の程度、頻度のみではなく、持続期間等の新知見が得られつつある。頚動脈硬化度の把握を、東北農村377人、四国農村439人、関東農村350人、大阪近郊M地区312人について実施した。総頚動脈体部の最大IMT肥厚の関連要因として、抽出された従来の危険因子として、最も強いものは高血圧、次いで高コレステロール血症、低HDL-血症、糖尿病、喫煙であった。

循環器疾患発症の新しい危険因子として注目されている血漿フィブリノーゲンについて検討したところ、血漿フィブリノーゲン値と最大IMTとの間に関連が認められた。また、免疫能に関しては、血中の白血球数、とりわけ単球数と最大IMTとの間に関連が認められ、血中の単球がマクロファージに移行し、動脈硬化の進展につながる病態過程に符合する成績が得られた。さらに近年、動脈硬化の初期において、マクロファージが血管内皮細胞に接着し、侵入する過程を促進する接着分子の一つであるEセレクチンの値が、総頚動脈の最大IMT高値群において、低値群に比べ高かった。一方、血小板凝集能、血清インスリンと最大IMTとの間にはともに関連を認めなかった。以上より、わが国の住民を対象とした疫学調査から、動脈硬化の要因として、従来の循環器疾患の危険因子の他に、血漿フィブリノーゲン高値、血中単球数の高値、接着分子の高値が関与する可能性が示された。
高効率水素製造用高温水蒸気電解セルの開発

安定かジルコニアなどの固体電解質を用いる高音水蒸気電解(SOEC)では、カソードで水蒸気から水素を発生させ、生じた酸化物イオンが電解質中を移動してアノードで酸素を発生させる。一段階で高純度は水素が得られるという水電解法の特徴に加え、高音では、熱力学的および反応速度論的に有利になり、貴金属電極を用いなくても低い電解電圧で水素製造が可能になる。本研究では、その効率向上の最重要課題である高性能電極を開発し、低温で作動可能なSOEC実現に貢献することを目的とする。17,18年度に、以下の研究成果を得た。1.電子-イオン混合伝導性(CeO_2)_<0.8>(SmO^<1.5>)_<0.2>[SDC]にNi触媒を高分散担持すると、水素発生カソードとして極めて高い性能を示すことを見出した。700900°Cでは、Ni担持量が17vol%で印加電圧が最も低くなった。このような少量のNi触媒で高性能に運転できる作用機構を明らかにできた。2.上記のセルに従来のイットリア安定化ジルコニアよりもイオン導電率の高いスカンジア安定化ジルコニアを用いると、オーム損の低減を加え、カソードの過電圧が低減できることを初めて見出した。この現象は、SOFCの各種電極について先に我々が見出したものと同様の作用機構で起こるものと考えられ、高性能なSOEC実現のための重要な設計指針を見出すことができた。3.Ni-SDC二重層構造電極を提案し、設計概念どおりの電極を作製できた。二重層構造にすることで電極触媒活性と電子導電性を高く保つことができた。Ni溶液を加圧含浸した二重層構造電極(Ni 10vol.%)のSOECカソード特性は昨年度に開発した17 vol.%Ni-SDC単層電極とほとんど同じ性能を示し、少量の触媒を有効に機能させることができた。安定化ジルコニアなどの固体電解質を用いる高温水蒸気電解(SOEC)では、カソードで水蒸気から水素を発生させ、生じた酸化物イオンが電解質中を移動してアノードで酸素を発生させる。一段階で高純度な水素が得られるという水電解法の特徴に加え、高温では、熱力学的および反応速度論的に有利になり、貴金属電極を用いなくても低い電解電圧で水素製造が可能になる。また逆作動させれば固体酸化物形燃料電池(SOFC)として機能し、高効率発電も可能になる。すなわち、電力と水素の直接交互変換装置である。これまで開発されていたSOECの運転温度は、固体電解質と電極の性能が不充分であったため、約1000°Cに限定されていた。もし、800°C以下の低温作動が可能となれば、構成材料に関する問題も解決されるばかりでなく、幅広い廃熱が利用可能となり、実用化に拍車がかかる。本研究では、その最重要課題である高性能電極を開発し、低温作動SOECの琴現に貢献することを目的とする。本年度は、以下の研究成果を得た。1.電子-イオン混合導電性サマリアドープセリア(CeO_2)_<0.8>(SmO_<1.5>)_<0.2>(SDC)微粒子の焼結多孔体上にNi触媒を担持したカソードに水蒸気と水素の混合ガスを供給して電解試験を行った。700900°Cの運転温度では、Ni担持量が17vol%で印加電圧が最も低くなった。

2.上記のセルに使用する固体電解質の効果について調べた。従来のイットリア安定化ジルコニアよりもイオン導電率の高いスカンジア安定化ジルコニアを用いると、オーム損の低減に加え、カソードの過電圧が低減できることを初めて見出した。この現象は、SOFCの各種電極について先に我々が見出したものと同様の作用機構で起こるものと考えられ、高性能なSOEC実現のための重要な設計指針を見出すことができた。安定化ジルコニアなどの固体電解質を用いる高温水蒸気電解(SOEC)では、カソードで水蒸気から水素を発生させ、生じた酸化物イオンが電解質中を移動してアノードで酸素を発生させる。一段階で高純度な水素が得られるという水電解法の特徴に加え、高温では、熱力学的および反応速度論的に有利になり、貴金属電極を用いなくても低い電解電圧で水素製造が可能になる。また逆作動させれば固体酸化物形燃料電池(SOFC)として機能し、高効率発電も可能になる。すなわち、電力と水素の直接交互変換装置である。これまで開発されていたSOECの運転温度は、固体電解質と電極の性能が不充分であったため、約1000°Cに限定されていた。もし、800°C以下の低温作動が可能となれば、構成材料に関する問題も解決されるばかりでなく、幅広い廃熱が利用可能となり、実用化に拍車がかかる。本研究では、その最重要課題である高性能電極を開発し、低温作動SOECの実現に貢献することを目的とする。本年度は、以下の研究成果を得た。1.ニッケル-サマリアドープセリア(CeO_2)_<0.8>(SmO_<1.5>)_<0.2>(Ni-SDC)二重層構造電極を提案し、設計概念どおりの電極を作製できた。二重層構造にすることで電極触媒活性と電子導電性を高く保つことができた。触媒層への少量のNi触媒の担持により特性が著しく向上し、その効果は作動温度が低いほど大きかった。触媒層へNi溶液を加圧含浸することでNi触媒分散性が向上した。SOFCアノードとして作動させると、800°C、過電圧0.2Vでの水素酸化電流密度が1.6倍向上した。Ni溶液を加圧含浸した二重層構造電極(Ni 10vol.%)のSOECカソード特性は昨年度に開発した17vol.%Ni-SDC単層電極とほとんど同じ性能を示し、少量の触媒を有効に機能させることができた。
血液透析患者特有の破壊性脊椎病変に関する臨床医学および免疫・組織学的検討

血液透析の技術の進歩とともに、血液透析患者の予後は飛躍的に向上した。本研究では、長期血液透析患者に特有な脊椎病変に関し、北海道地区での疫学調査をおこない、その罹患状況を明らかとした。札幌近郊に在住で5年以上の透析歴を有する患者の、19%に頚椎破壊病変が9%に頚椎破壊病変が確認された。透析患者の破壊性脊椎病変は、破壊性脊椎関節症といわれ、高度な脊髄障害を惹起し患者のADLを著明に低下させる。これまで脊椎破壊のメカニズムについては不明な点が多く、適切で有効な手術治療法についても十分に開発されていなかった。本研究により、脊椎の構成要素にアミロイドがどのように沈着し、破壊を進行させるかの病態を初めて明らかにした。特に、椎間板内の亀裂の周囲や、関節包の靭帯付着部に高度にアミロイドが沈着し、高度な脊椎不安定性を引き起こすことが明らかになった。また、沈着したアミロイドの周辺で破骨細胞が活性化され、椎体破壊が進行することを証明した。手術治療の確立では、従来骨癒合が低いといわれていた脊柱再建術でも、椎弓根が比較的破壊をまぬがれ、再建アンカーとして有用であることを証明した。われわれの手法では、80%以上の骨癒合が獲得され、世界的にも高水準の臨床成績と評価された。これらの業績は、国際学会での多くの講演や、シンポジウムで披露する機会を与えられた。国際ジャーナルにも関連論文が掲載された。このように、本病態の解明とその治療を確立した実績が高く評価された。また、固定隣接椎間での新たな問題も提起し、常に新たな話題を社会に提供し続けている。平成11年度は長期血液透析患者の脊椎病変の病理学的検討と、最適手術に関する術前・術後管理の注意点などについて研究を行った。その成果は、国内の日本整形外科学会、日本脊椎外科学会、東日本臨床整形外科学会などで講演した。国際学会では、米国シアトル市で開催されたCervical Spine Research Societyで講演した。業績の内容は、特に脊柱構成要素へのアミロイド沈着様式を明らかにし、高度な不安定性惹起の原因を明確にした。また、破壊された脊柱の最適再建方法の確立に大きな成果をもたらした。従来の研究では、アミロイドは椎間板にのみ沈着することが報告されていた。今回の研究では、椎間板、椎間関節を構成する靭帯にどのようにアミロイドが沈着し靭帯組織を破壊するか、その詳細が明確となった。また、椎間板へのアミロイド沈着から隣接椎体破壊の病理についても明らかとなった。手術治療については、破壊性頚椎病変では、骨の脆弱性や椎体、椎間関節、外側塊がすでに破壊されている場合が多く脊椎内固定器具の設置が困難な場合が多い。しかしながら、椎弓根は比較的長期間維持されているため、北大整形外科が開発した椎弓根スクリューシステムを使用することによって骨癒合率が飛躍的に向上させることが可能となった。従来の報告では本疾患では骨癒合が完成しないという報告がほとんどであったが、当施設では80%を超える骨癒合率が獲得された。現在は、北海道地区の血液透析患者の疫学調査についても進行中である。平成12年度は長期血液透析患者の脊椎病変の病理学的検討、長期経過観察症例の臨床追跡、国内ジャーナルや国際ジャーナルへの投稿、各学会への報告を行った。日本整形外科学会、日本脊椎外科学会での講演、透析学会での講演等、各地方会での教育啓蒙を行った。手術後長期を経過した症例での固定隣接椎間の破壊性病変の進展が新たに確認され、その病態の解明と最適手術治療の開発に力を注いだ。

頚椎における多椎間固定の場合、その上の椎間に破壊性病変が進展する可能性が高く、それは初期固定アライメントともあまり因果関係がないことが判明した。また、多数回手術になるほど術後の合併症のリスクが高くなることも明らかとなった。特に術後の肺塞栓やイレウスが大きな問題であり、抜管できない場合の管理は極めて難しい。このような場合の麻酔科、ICUでの適切な処置についても明らかにすることができた。現在、免疫組織学的手法を用いて、破壊性病変進展に及ぼす免疫反応の関与につき研究を進展させている。現在、国際ジャーナルへの投稿を2編用意している。腰椎の部位別罹患状況の詳細と、頚椎・腰椎病変の罹患と治療体系のレビューを投稿する予定である。また、近年糖尿病性腎症による慢性不全患者の破壊性病変も散見されるようになった。この場合、他の腎不全患者の破壊性病変とことなる点も多く、さまざまな鑑別をようする。この点についても、国内誌への投稿を終え、発刊を待っている。血液透析の技術の向上とともに、血液透析患者の生存期間は著明に延長し、従来解らなかった新たな透析関連疾患が注目されてきた。長期透析患者の破壊性脊椎関節症は、椎間板、椎間関節、椎体の破壊による高度の脊柱不安定性から招来される脊髄障害などの重篤な神経症状を惹起する。これは、透析患者のADLに重大な影響を及ぼす重篤な合併症である。本研究では札幌近郊の維持透析患者の頚椎病変と腰椎病変の疫学調査を行い、頚椎の破壊性病変は19%、腰椎は9%との調査結果を得た。また、破壊性脊椎関節症となり手術治療を要する患者の、術中摘出した骨および軟部組織を走査電子顕微鏡や光学顕微鏡を使用し、脊椎構成要素に対するアミロイドの沈着状況を初めて明らかにした。特に、破骨細胞の異常な活性化が局所の骨破壊を増幅していること、また同一個所では骨芽細胞の活動性が著しく抑制されていることが判明した。外科的治療の確立では、骨癒合率が極めて悪いと言われていたが、脊椎インストゥルメンテーションの応用で格段に骨癒合率を進歩させた。これらの業績は、米国の脊椎学会や国際頚椎学会などで高い評価を得た。そして、頚椎再建の臨床成績が国際ジャーナルに掲載された。数多くの国内誌への投稿も行った。国際学会での多くの講演や、シンポジウムでの招請講演なども数多く行った。また、従来の困難な治療を格段と進歩させたのみでなく、あらたな固定隣接椎間での破壊性病変の進行などの問題を提起し、この病態の根深い臨床問題を提起しつづけている。多くの国内の施設が我々の施設を手本として、本病態の治療を行いつつある。
前近代の地震による家屋倒壊率と津波到達点の研究ー１７０７年宝永地震を中心にー

幕府が得た一般的な各藩の1707年宝永地震の被害情報は、廻状という形により諸藩で共有されていたことを明らかにした。1858年飛越地震における飛騨国を事例に、原本により翻刻し直した上で、69ヵ村の家屋倒壊率を明らかにし、前近代における震度を再検討するための基礎を作った。1833年庄内沖地震における津波到達点は阿賀野川河口より2.5キロメートル内陸の津島屋(新潟市中央区)であることを明らかにした。『歴史学による前近代歴史地震史料集』を作成し、原本の翻刻によって宝永地震を中心に家屋倒壊・津波等の地震被害が記された前近代歴史地震史料を掲載した。24年度の成果は、以下の2点である。1.宝永4年(1707)10月4日に南海トラフ周辺で起った宝永地震による大坂の被害数を確実な史料のみを用いて論じている論文はほとんどないため、さまざまな幕府への被害報告の文書を検討することにより、宝永地震による大坂三郷の被害数を確定した。それによって得られた結論は次のようなものである。宝永地震の大坂三郷の被害報告の写は、「朝林」「鸚鵡籠中記」「塩尻巻二十四」「楽只堂年録第二0八巻第二一0」に掲載されているが、それらのうちもっとも被害数全体を示していると思われる史料は尾張藩士堀貞儀が記した「朝林」所載の被害報告書である。しかし「朝林」所載の被害報告書も10月10日までの報告書でありその後も被害数が増えると考えると、宝永地震による大坂三郷の被害は、竃数3,537、軒数653軒、圧死者5,351人、溺死人16,371人以上とするのが正確な理解である。2.伊勢平野における沖積層の堆積過程を解明するとともに,安濃津の位置や明応東海地震に伴う津波の解明を目的として、伊勢平野の田中川から志登茂川間の海岸平野の地形・地質調査を実施し、その結果、同地域の浅層堆積物は3つのユニットに大別できた。ユニットIは、このユニットの砂礫層内木片の放射性炭素年代は3120yrBPの値を示し、砂堆II関連する砂州の形成がこれ以降に開始したと考えられる。ユニットIIは、少なくとも2640yrBP2260yrBPの間、堤間湿地は地形変化がほとんどない安定した地形環境であったと推定される。ユニットIIIは、下位のユニット1の最新の年代から古墳時代以降に形成された堆積物と考えられる。今回の調査によって海岸平野を構成する浜堤列の大まかな発達過程が明らかになった。また、浅層部からは津波堆積物と見られる幾つかの層準も検出された。25年度の成果は、以下の5点である。1.伊勢平野中部を対象として地質調査を実施し,古環境変遷を解明するとともに過去の津波堆積物の検出を試みた。地質調査の結果、浜堤IとIIの堤間湿地における有機質シルト層の堆積開始時期から、浜堤IIの形成時期は約3,000年前と推定することができる。また、浜堤IIの形成後も、浜堤IとIIの堤間湿地には汽水が流入する潟のような状態が続いていたが、やがて約2,500年前には淡水の影響が強くなったとみられることを明らかにした。2.安政5年(1858)の飛越地震における岐阜県歴史資料館所蔵「飛騨郡代高山陣屋文書」所収絵図と関連史料の分析を行い、山崩れとそれにともなう浸水による被害状況だけでなく地震前の姿を知ることができる絵図であることを明らかにした。3.宝永4年(1707)の宝永地震における大坂市中の被害については、各種の史料に記載された実数にばらつきがある。これまでに知られている宝永地震における大坂市中の被害情報が、史料の成立年代・成立経緯と倒壊家屋数など数値自体に注目して分析することによって、主に5つの系統に整理できることを明らかにした。4.既刊地震史料等には掲載されず従来知られていなかった山形県鶴岡市郷土資料館所蔵「大泉昆録」を翻刻・検討し、天保4年(1833)庄内沖地震による津波は、津波は阿賀野川を遡上して海から.2・5km内陸の津島屋(新潟市東区)まで到達したことを明らかにした。5.元禄16年(1703)の元禄地震における相模国・駿河国駿東郡・伊豆国東岸地域の被害と相模国足柄郡・駿河国駿東郡御厨・伊豆国東岸地域の1村当りの平均家屋倒壊数・死亡者数を明らかにし、1村当り家屋倒壊数が多い地域は活断層の近くであったためであること、1村当り死亡者数が多い地域は津波の被害を受けた地域であることを明らかにした。

26年度の成果は、以下の3点である。1. 1498年の明応東海地震時の津波によって被害を受けたとされる安濃津周辺において地質調査を実施した。安濃津周辺の堤間湿地の約30地点で地形形成過程の解明および過去の津波堆積物の検出を目的とした地質調査を実施した結果、過去の津波堆積物と思われるものは志登茂川・安濃川・岩田川沿い以外ではほとんど見つからなかった。よって現在のところ、明応東海地震時の津波は河川遡上型であり当地域に3列存在する浜堤を超える大規模なものではなかったと推定した。そして、安濃津で被害が大きかったのは津波のエネルギーが集中する河川沿いのラグーンに立地していたからであると理解した。2.幕府が得た一般的な各藩の宝永地震の被害情報は廻状という形により諸藩で共有されていたこと、しかし留守居が主体的に被害情報の収集をしている様子は秋田藩家老岡本元朝日記からは確認できないことを明らかにした。また、宝永富士山噴火に際しての注進書は、異例の形で幕府が積極的に共有を図ったこと、幕府中枢のこの情報の共有にむけた主体性・積極性の表れであり宝永地震とは異なりかなり異例の伝達・共有の事例であること、さらに、幕府が主体的・積極的に情報共有を計った理由としては普通の地震とは異なる鳴動や降灰といった異常な事態に人心の動揺が激しくこれを鎮める必要を意識したためであると理解した。3.前近代の家屋倒壊率によって震度を導き出した宇佐美龍夫ほか(「飛越地震(安政5年2月26日)と跡津川断層」『地震予知連絡会会報』21、1979)が依拠した『岐阜県史史料編近世八』の「飛騨国村々大地震先御届書」を原本にもとづき検討した結果、『岐阜県史史料編近世八』の潰家数には誤りが多いことがわかり翻刻をし直した。さらに、69ヵ村の家屋全壊率を割り出し、宇佐美龍夫ほか(1979)の震度を再検討するための基礎を作った。26年度が最終年度であるため、記入しない。人文学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画どおり東海地方の家屋倒壊数がわかる史料の調査を行い、東海地方から九州までの1707年宝永地震の被害がわかる「楽只堂年録」を原本に基づきテキストデータ化を終え、「楽只堂年録」を活用して史料の分析する際の有効性と限界を確認することができた。さらに、伊勢平野を中心に地震被害地の特質を検討することができた。さらに「楽只堂年録」等の検討を通じて、従来明らかにされていなかった1707年宝永地震における被害数を確定するなど当初の計画とおり研究が進んでいる。計画どおり津波到達点の研究を行い、天保4年(1833)庄内沖地震による津波は、津波は阿賀野川を遡上して海から.2・5km内陸の津島屋(新潟市東区)まで到達したことを明らかにした。さらに、家屋倒壊率の研究を元禄16年(1703)の元禄地震を対象に行い、1村当り平均家屋倒壊数であっても家屋倒壊率と同様の数値を出すことができることを示したうえで、1村当り家屋倒壊数が多い地域は活断層の近くであったためであることを明らかにした。以上のように、当初の計画とおり研究が進んでいる。1.24年度に原本から翻刻し直しテキストデータにした「楽只堂年録」や1707年宝永地震を中心とした地震史料を原本から翻刻し直し、その中から家屋倒壊数・水死者が掲載されている史料等を抽出し、その地域を集中的に分析する。本年は特に摂津・紀伊・志摩・伊勢・駿河を中心とした地域を検討の対象とする。また24年度の研究により、1707年宝永地震だけではなく、1833年庄内沖地震、1858年飛越地震など、家屋倒壊率・津波到達点を導き出せる史料の存在がわかったので、これらの地震史料についても積極的に検討を行う。
ステント摘出ディバイスの開発

2008年度の実験にて更なるディバイス改良とステント回収方法を確立し、2009年度は主に実験動物モデルを用いて冠動脈内に留置したステント回収を行った。冠動脈での使用を可能にすべくディバイスを改良し、in vivoでの実験を行ったが7Frサイズのガイドカテーテルでも満足な操作ができず、被覆カバーの材質変更などの改良を行った。2010年度は改良したディバイスを用いてブタ冠動脈内に留置したステントの回収実験を複数回行った。冠動脈入口部にステント摘出ディバイスを持ち込むことは可能であったが、屈曲した末梢部へは持ち込めなかった。また、ステント留置後、急性期での回収は可能であったが、慢性期モデルでの回収実験ではステントストラットをうまく把持することができず、これらの問題を解決することが課題として残った。虚血性心疾患のステント治療は近年多用されているが、金属アレルギーのように留置されたステントによる不具合が生じた場合は対処法がないため、我々は一旦留置されたステントを経皮経管的に回収、除去できるような全く新しいディバイスの開発に取り組んできた。本研究の目的は改良型のステント摘出ディバイスを用いてステントの回収実験を行い摘出ディバイスの操作性や形状に改良を加えることと、実験動物モデル(ブタ)を用いたステント回収実験を行い、留置後のステントを安全に回収可能かどうか急性期と慢性期にわけて検討すること、およびステント除去後の血管形状を病理組織学的に検討し、臨床応用に向けてのデータを収集することであった。本年度は血管模型を用いたステント回収実験を3回行い、ディバイスの操作性や血管の通過性、ステント把持力などを向上させた。そして実験動物モデルを用いたin vivoでの実験も3回施行した。In vivoでの実験では血液の付着によりガイドワイヤールーメンが詰まってしまったり、大血管で脱落させたステントの回収実験でさえも血管内膜に解離を生じたりという予期せぬ不具合に苦しんだが、ディバイスのワイヤールーメンの接続部構造の改良や新しいステント回収方法(ガイディングシースを用いてステント回収を行う方法)を編み出した結果、最終的にはブタ腎動脈内で拡張したステントを血管内膜解離もほとんど生じることなく摘出することに成功した。(この成果は第73回日本循環器学会学術集会にて発表した)しかし本ディバイスは剛性が高いため、少し屈曲が強い血管にはディバイスが挿入できないという問題点も明らかになった。その辺りの改良が次年度以降の課題と考えている。本研究の目的は改良型ステント摘出ディバイスを用いてステントの回収実験を行い摘出ディバイスの操作性や形状に改良を加えることと、実験動物モデル(ブタ)を用いたステント回収実験を行い、留置後のステントを安全に回収可能かどうか急性期と慢性期にわけて検討すること、およびステント除去後の血管形状を病理組織学的に検討し、臨床応用に向けてのデータを収集することである。昨年度の実験にて更なるディバイス改良やステント回収方法を確立し、本年度は主に実験動物モデルを用いたin vivoでの実験を中心として、冠動脈内に留置したステントを回収するための予備実験を行った。冠動脈内に留置したステントを回収するため血管追従性を高める一方、ディバイスの太さは更なる細径化を試みた。試作を繰り返した結果、ようやく冠動脈での使用に堪え得る改良版ディバイスが完成した。一方、今後動物実験を繰り返し行うためには、金沢大学の動物実験施設内でブタへのステント留置や摘出を行う実験系を確立する必要があり(これまでは神奈川県内にある動物実験施設を借りて行っていた)、そのために必要な備品(実験台など)と消耗品(ブタ、カテーテルや麻酔薬など)の整備を行った。

本研究の目的は改良型ステント摘出ディバイスを用いてステントの回収実験を行い摘出ディバイスの操作性や形状に改良を加えることと、実験動物モデル(ブタ)を用いたステント回収実験を行い、留置後のステントを安全に回収可能かどうか急性期と慢性期にわけて検討すること、およびステント除去後の血管形状を病理組織学的に検討し、臨床応用に向けてのデータを収集することである。昨年度の実験にて更なるディバイス改良やステント回収方法を確立し、本年度は主に実験動物モデルを用いたin vivoでの実験を中心として、冠動脈内に留置したステント回収を行った。冠動脈内に留置したステントを回収するため血管追従性を高める一方、ディバイスの太さは更なる細径化を試みた。そして冠動脈での使用に堪え得るスペックの改良版ディバイスが完成した。しかしvitroでは7Frサイズのカテーテル内を通過可能であった改良版ディバイスはブタでの実証試験を行ったところ、7Frサイズのガイドカテーテルを通過できなかった。これは血液の粘性によりディバイス側面の被覆カバーのめくれが生じたためと判明し、被覆カバーの材質変更などの改良を行った。
コレラ菌の定着因子

1.Vibrio cholerae non-O1(V14株)が腸上皮付着性の線毛を有し、その抗原物質がコレラ菌の細胞質中に見出されたので先ずその抗原物質をコレラ菌から分離精製し同定することを試みた。Cytosolを収集し電気泳動および各種クロマトグラフィーにて精製を試みたが多くの類似蛋白が常に伴在しており未だに精製標品を得ることに努力している状況である。2.コレラ菌のO抗原糖鎖と腸上皮蛋白の結合による菌の定着を想定した場合、O抗原糖鎖をブロックすることにより菌の定着が阻止されるはずである。抗加熱死菌血清から得たIgGのFab分画で処理したコレラ菌と無処理コレラ菌のウサギ腸上皮に対する定着を比較した。その結果、クラシック株O395では無処理菌の定着指数76(〕Y.+-.〔)19に対してFab処理菌の定着指数は7(〕Y.+-.〔)3であった。しかしエルトール菌株86B65を用いると無処理菌41(〕Y.+-.〔)26、処理菌39(〕Y.+-.〔)45、また別のエルトール菌93LA7株を用いると無処理菌29(〕Y.+-.〔)20、処理菌8(〕Y.+-.〔)9であった。即ちO抗原をブロックすると菌の定着率が減少する傾向が見られるものと見られないものが有る。その理由はコレラ菌のO抗原が多様性に富んでいるためか、それとも単なる実験データのばらつきと見るべきかは今後の課題であろう。さらに抗血清中のIgGのどれだけが抗O抗原抗体であるかも未知であるため正確なdose responseが不明であることなどの問題を残した。そのため抗O抗原モノクローン抗体のIgGを使用する方向で研究を進めたが、確立した4つのクローン全てがIgM産生クローンであり、Fab分画の採取が思うようにいかなかった。現在IgG産生クローンの確立を急いでいる。
系列アラインメントに基づく並列構造解析と統語解析の統合に関する研究

並列構造解析は自然言語処理の基礎技術の一つであるにもかかわらず,既存解析器の精度は高くない(英語の並列構造解析の精度は約50%であった).そこで,並列構造解析に特化した文法および系列アラインメントによる類似度測定法を土台とし,(構文解析で用いられる) CKYアルゴリズムを応用する方法を開発した.並列構造を構成する単語系列の範囲と階層構造を同時に決定するこの方法により,並列構造解析の精度を大きく改善することに成功した.並列構造解析は自然言語処理の基礎技術の一つであるにもかかわらず,既存解析器の精度は高くない(英語の並列構造解析の精度は約50%であった).そこで,並列構造解析に特化した文法および系列アラインメントによる類似度測定法を土台とし,(構文解析で用いられる) CKYアルゴリズムを応用する方法を開発した.並列構造を構成する単語系列の範囲と階層構造を同時に決定するこの方法により,並列構造解析の精度を大きく改善することに成功した.与えられた文に対して並列句の範囲を同定する並列構造解析は,自然言語処理の基礎技術の一つであるにもかかわらず,既存解析手法の精度は高くない.本年度は,まず日本語並列構造解析の精度を向上するために,我々が以前に英語に対して提案した手法を日本語に適用できるように改良した.英語と日本語の違いは,英語並列句の手がかり表現(「and」や「or」など)が常に並列句を導くのに対し,日本語並列句の手がかり表現(「と」や「,」など)は並列句を導くとは限らないことである(例:"二条城と清水寺に行った"に現れる「と」は並列助詞であるが,"友達と清水寺に行った"の「と」は並列関係を示さない格助詞である).このことに対応するため,アラインメントグラフにバイパス経路を新たに追加し,手がかり表現が並列句を導くかどうかを判定できるようにした.この結果,日本語並列構造解析の精度向上に成功した.次に,英語並列構造解析についてであるが,我々が以前に提案した手法には入れ子となる並列構造の解析ができないという欠点があった.本年度はその対処として,並列構造の範囲と階層構造を同時に決定する方法を提案し,その優位性を実験で確認した.他方,我々の並列構造解析手法の精度を向上するためには,並列項目(conjunct)をなす単語列どうしの類似度を正確に測ることが重要である,このとき,単語の上位・下位関係を記述するシソーラスが役に立つと考えられるが,シソーラスを構築するには多大な人的コストが必要とされる.本年度は,大規模コーパスに出現する単語の分布情報を活用し,人間(シソーラスの編集者)が新しい単語をシソーラスに登録することを支援するための研究も行った.自然言語処理研究において,並列構造解析は困難な課題の一つであり,既存の優れた句構造解析器を使用しても並列構造を含む文の解析誤りが生じやすい.この誤りは,医学/生物学分野の学術論文テキストを対象にするとき特に頻出する.というのは,そこで主に記述されるのは生命科学実験の問題設定および実験結果であり,これらは並列構造を用いて記述されやすいからである(典型的には,新規療法/仮説に基づく手法と既存療法/コントロール手法との対比).我々はすでに,英語文を対象に,系列アラインメントを応用した手法を用い,並列構造構成要素間の類似性を測ることで,並列構造を構成する単語系列の範囲を同定する機械学習による手法(識別モデル)を開発し,既存解析器を上回る精度を得ることに成功した.しかし,そこで開発した方法は,複数の並列構造が文に含まれる場合に対応できないため,実用的ではない.この問題を解決するために,今年度の研究では,複数の並列構造が成す階層構造を表現できる(並列構造解析に特化した)文法を用いることとし,その上で,構文解析で用いられるCKYアルゴリズムを応用して,それら並列構造を構成する単語系列の範囲と階層構造を同時に決定する方法を提案した.自由文に対する構文解析のなかでも,"and"や"or"などの等位接続詞により結ばれる句や文を同定することを目的とする並列構造解析は,自然言語処理の基礎技術の一つであるにもかかわらず,既存解析器の精度は高くない(英語の並列構造範囲同定の精度は約50%である).本研究課題は並列構造解析の精度の向上を第一の目的とし,系列アラインメントに基づく手法を開発した.その結果,昨年度までに,ベンチマークとなるテキストデータに対する並列構造解析では,一定の成果をあげた.本年度は,本研究課題の第二の目的である,並列構造解析と統語解析(構文解析,固有表現抽出等)の融合に関する調査研究を行うと同時に,ベンチマークデータではない一般のテキストデータに対する開発手法の適用を行った.具体的な成果として,人手作業による専門用語抽出が困難となる膨大な数(1,000,000件)の生命医学文書に対して,生物種名,病名,遺伝子・蛋白質名,化合物名を自動アノテーションするプロジェクト(欧州バイオインフォマティクス研究所(EMBL)が主催するCALBCプロジェクト,http://www.calbc.eu/)において,本研究課題により開発されたシステムは,参加16機関中で,病名,化合物名,生物種名について1位,遺伝子・蛋白質名について3位の精度を達成した.これは,本研究課題による開発手法の一般のテキストデータに対する有効性を示すものである.
殺虫剤の尿中代謝物プロファイリングによる体内負荷量の定量と健康影響のリスク評価

本研究の目的は、複数の殺虫剤への曝露を受けた場合のリスク評価を念頭に、ヒト職域集団およびモデル動物で、尿中代謝物量と健康影響の量反応関係を明らかにすることである。有機リン殺虫剤の代謝物であるジアルキルリン酸(DAP)及びピレスロイド系殺虫剤の代謝物3-フェノキシ安息香酸(3-PBA)の高感度測定系を確立し、殺虫剤散布職域において曝露レベルを明らかにした。DAPについては、職域において、尿中の8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OHdG)濃度と正の相関を示した。代謝酵素であるパラオキソナーゼ1(PON1)遺伝子多型Q(グルタミン)/Q、Q/R(アルギニン)、R/Rに関して、多型と白血球及び尿中8-OHdG濃度との関連は認められなかったが、夏期の尿中DAP濃度はQアレルが減少するにつれて有意に減少した。3-PBAに関して、散布者と散布職域の非散布者との間に冬にのみ有意差を認めた。動物モデルによる実験では、9週齢のWistar系雄ラットにジクロルボス(DDVP)0,5,10mg/kg、ダイアジノン(DZN)3mg/kgを週6日9週間経口投与した。DZN群で精子運動性が有意に低下し、60分後の精子アデノシン3リン酸/アデノシン2リン酸比がDDVP10mg/kg投与群で有意に低下した。精子の形態学的指標として、尾部の短い精子がDZN群,DDVP10mg/kg群で増加し、精子運動性とともに尿中DAP濃度に有意に回帰した。cis-ペルメトリン0,35,70mg/kgをICRマウスに42日間経口投与した実験では、精子数及び精子運動性は量反応的に減少し、精巣及び血漿中のテストステロン量は減少した。精巣ライディッヒ細胞のミトコンドリア膜の障害により、テストステロン生合成が阻害されていると考えられた。ヒトでの結果とあわせ、代謝物測定による殺虫剤の混合曝露評価を今後進める必要性が示された。近年、シックハウス問題や食物中の残留農薬など、一般生活環境で曝露する農薬に対する健康不安が社会的に高まっている。本研究の目的は、有機リン系及びピレスロイド系殺虫剤について、複数の殺虫剤による混合曝露を受けた場合の個人曝露量と尿中代謝物量との関係を明らかにすること、殺虫剤に曝露するヒト職域集団およびモデル動物で、神経系、生殖器系に関して尿中代謝物量と健康影響の量反応関係を明らかにすることである。平成17年度は、健康調査用の問診票を作成し、衛生害虫防除作業者を対象に8月(散布業務の繁忙期、n=77)、2月(閑散期,n=54)に調査を実施した。曝露評価として、血中コリンエステラーゼ活性とともに、作業翌日の早朝尿を用いて、有機リンの代謝物であるジメチルリン酸、ジメチルチオリン酸、ジエチルリン酸、ジエチルチオリン酸と、ピレスロイド系殺虫剤の代謝物である3-フェノキシ安息香酸を測定した(現在結果の解析中)。また、連結不可能匿名化したサンプルを用いて、有機リン殺虫剤の代謝酵素であるパラオキソナーゼ