hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非因果的逆系に基づく予見フィードフォワード型2自由度制御系の最適設計

3)サンプル点での完全追従を達成する予見時間の長さは、単位円外にある零点がどの程度単位円に近いかによって左右される。また、サンプル値系はもとの連続時間系の伝達関数の相対次数が偶数の場合、サンプル周期を0に近づけたとき-1に近づく零点を常にもつ。このことを動機として-1に近づく零点の位置とサンプル周期の関係を調べ、一部の場合についてそのテイラー展開式を得た。これと従来の結果を併せて、サンプル値系のすべての零点の位置をサンプル周期のテイラー展開式で表すことが一部の場合に可能となった。
分子凝集層による電子・イオン伝導チャネルの形成と制御

1.イオン伝導の支配因子の解明とその制御前年度の研究では液晶物質における内因的な伝導チャネルの形成について多くの知見を得たが、今年度は、イオン伝導の特質について検討を加えた。円盤状および棒状液晶物質として、Triphenylene誘導体および2-Phenylnaphthalene、Terthiophene誘導体をモデル系として、分子配向の秩序性とイオン伝導特性について検討した結果、電子伝導とは異なり、移動度は分子配向の秩序性にほとんど依存性せずほぼ一定であることから、イオン伝導のチャネルとなる炭化水素鎖の凝集部の粘性が分子配向の違いによって、イオン輸送を律速するほどの大きな違いがないことが明らかとなった。さらに、円盤状、および、棒状液晶に限らず、結晶相では光電流測定のS/Nの限界内においてイオン伝導は観測されず、これらの結果から、(1)液晶凝集相における電子伝導とイオン伝導の共存は中間相(Mesophase)特有のものと考えられること、(2)イオン伝導による電荷輸送は液晶相の分子配向秩序の依存性は小さく、したがって、伝導度は主にイオン濃度によって決定されるものと結論される。2.電極表面のSAM修飾による電極/液晶界面の電気特性の効果電極材料の仕事関数と液晶物質の伝導準位との違いによらない電荷注入特性の制御の可能性を探るため、SAM(Benzenethiol誘導体)による電極表面の修飾を行い、その電流-電圧特性とその温度依存性から電荷注入特性の評価を行い、修飾電極を用いた場合の電流-電圧特性は非修飾のAu電極を用いた場合と同様に基本的にSchottky型の特性を示し、いずれのSAM膜を用いた場合も非修飾のAu電極に比べて、大幅に電荷注入特性の向上と閾電圧の低電界側へのシフトを観測した。分極性の物質を用いて電極表面を化学修飾した場合は、ホールの注入障壁を低減する効果は電子受容性の強いp-Nitrothiophenolで修飾したAu電極の方が大きいものと考えられるが、ホール注入はむしろp-Methylthiophenolで修飾したAu電極の方がホール注入が増大した。この結果から、SAMによる電極の化学修飾によって認められた大幅な電荷注入の促進効果は電極表面への双極子の集積による金属電極の真空準位のシフトによるものでなく、AuからSAMのHOMO準位を介したホール注入の促進が起きているものと結論した。電子伝導性の液晶物質とTiO_2との複合材料系が示す光電子物性を明らかにするため、コーティング法によるTiO_2薄膜の作製条件を検討し、TiO_2/液晶性有機半導体の積層構造(ITO/TiO_2/Biphenyl系液晶/Al)を作製した.この試料を用いて、定常暗・光電流特性、および、過渡光電流測定から、TiO_2/液晶界面の電気的特性、特に、光キャリアの注入特性について検討を行った。作製したセルの光電流の測定からTiO_2の光吸収に対応して光電流が観測され、TiO_2で光生成されたキャリアがBiphenylへと注入されていること、光注入されるキャリアは正の電荷に限られ、これは、TiO_2のバンド構造とBiphenylのHOMO、LUMO準位の相対的な準位から説明できること、注入される電荷量は、SmE相、SmB相、等方相による違いが見られ、配向秩序が界面における電荷注入に大きな影響を与えていることを明らかにした。TiO_2からの電荷注入を利用して液晶物質(Biphenyl系液晶)の電荷輸送特性の評価を行ったところ、10^<-3>cm^2/Vsの移動度を示すことが分かった.この物質の移動度には、従来の液晶物質の電荷輸送特性とは異なり、電場・温度依存性が見られた。この振る舞いがBiphenyl系に特有なBulk特性によるものか、TiO_2/液晶界面特性によるものであるかは、本研究の結果からは判断できない。今後さらに検討が必要と考えられた。

分極性の物質を用いて電極表面を化学修飾した場合は、ホールの注入障壁を低減する効果は電子受容性の強いp-Nitrothiophenolで修飾したAu電極の方が大きいものと考えられるが、ホール注入はむしろp-Methylthiophenolで修飾したAu電極の方がホール注入が増大した。この結果から、SAMによる電極の化学修飾によって認められた大幅な電荷注入の促進効果は電極表面への双極子の集積による金属電極の真空準位のシフトによるものでなく、AuからSAMのHOMO準位を介したホール注入の促進が起きているものと結論した。
cPLA2アセチル化が紫外線によるDNA障害に及ぼす影響

1.アセチル化が転写制御に深く関与していることはピストンやp53、Mdm2などの報告から明らかであり、DNA障害におけるcPLA_2の果たす役割を解明する上で重要である。またcPLA_2のアセチル化部位についてはその三次元構造からアミノ末端のK19,K29,K32および、カルボキシ末端のK741,K746,K749のそれぞれ3個のリジンを予想し、現時点ではアミノ末端に絞り、解析している。DNA障害時におけるcPLA_2の挙動がクロマチン構造に変化を及ぼし、転写関連因子と連携することによって後に起こる細胞の変化を矛盾なく説明できると考えている。2.cPLA_2と結合するTip60は紫外線刺激によって活性化されることが報告されている(EMBO 21:1704-1712,2002)。このデータからcPLA_2も紫外線により活性が調節されることは十分に推察できる。実際に紫外線によりcPLA_2がリン酸化され活性化が示唆される報告(BBA 1229:23-33,1996)もなされている。Tip60は転写抑制因子とリンクして遺伝子発現調節を行っていることが報告された(Cell 110:55-67,2002)。そこで本研究ではDNA障害時に核内に移行したcPLA_2およびTip60によってアセチル化されるcPLA_2が修復機構やアポトーシスにどのように影響するか解明した。cPLA_2とTip60の結合が紫外線刺激によってどのように変化するか免疫沈降法を用いて解析したところ、紫外線の強さに関係なくcPLA_2とTip60は常に強く結合していた。この結合は温熱刺激などでも変化はなかった。3.紫外線刺激と温熱刺激における細胞の感受性が似ていたので主に温熱刺激実験を行って解析をした。細胞を高密度に生育させると致死感受性が低くなり、cPLA2の発現が多いと致死感受性が高くなった。また、DNA修復を示すH2AXの発現を共焦点レーザー顕微鏡像やウエスタンブロッティングで確認した。1.cPLA_2と結合するTip60は紫外線刺激によって活性化されることが報告されている(EMBO 21:1704-1712, 2002)。実際に紫外線によりcPLA_2がリン酸化され活性化が示唆される報告(BBA 1229:23-33, 1996)もなされている。紫外線によるDNA鎖の切断を修復する機構として、相同的DNA組換え、または、末端同士の再結合があり、特に高等真核生物では、末端再結合による修復が顕著である。また近年、修復機構に関与する遺伝子産物が癌抑制遺伝子産物、転写抑制因子などと相互作用することが報告され、癌、免疫、種々の遺伝子疾患との関連で注目を浴びている。Tip60は転写抑制因子とリンクして遺伝子発現調節を行っていることが報告された(Cell 110:55-67, 2002)。そこで本研究ではDNA障害時に核内に移行したcPLA_2およびTip60によってアセチル化されるcPLA_2が修復機構やアボトーシスにどのように影響するか、特に転写関連因子との相互作用とその制御について解明する。2.アセチル化が転写制御に深く関与していることはヒストンやp53、Mdm2などの報告から明らかであり、DNA障害におけるcPLA_2の果たす役割を解明する上で重要である。

またcPLA_2のアセチル化部位についてはその三次元構造からアミノ末端および、カルボキシ末端のそれぞれ3個のリジンを予想し、現時点ではアミノ末端に絞り、解析している。DNA障害時におけるcPLA_2の挙動がクロマチン構造に変化を及ぼし、転写関連因子と連携することによって後に起こる細胞の変化を矛盾なく説明できると考えている。3.従来cPLA_2は膜リン脂質の代謝という点のみでの機能が重視されていたが、本研究ではcPLA_2に核内での転写因子制御の働き、および紫外線によるDNA障害時にはアセチル化による細胞運命の決定の働きがあることを明らかにしようとするもので、cPLA_2研究および紫外線によるDNA障害時研究に新たな光をあてるその先駆となるものと信じている。1.アセチル化が転写制御に深く関与していることはヒストンやp53、Mdm2などの報告から明らかであり、DNA障害におけるcPLA_2の果たす役割を解明する上で重要である。またcPLA_2のアセチル化部位についてはその三次元構造からアミノ末端のK19,K29,K32および、カルボキシ末端のK741,K746,K749のそれぞれ3個のリジンを予想し、現時点ではアミノ末端に絞り、解析している。2.cPLA_2と結合するTip60は紫外線刺激によって活性化されることが報告されている(EMBO21:1704-1712,2002)。このデータからcPLA_2も紫外線により活性が調節されることは十分に推察できる。実際に紫外線によりcPLA_2がリン酸化され活性化が示唆される報告(BBA1229:23-33,1996)もなされている。Tip60は転写抑制因子とリンクして遺伝子発現調節を行っていることが報告された(Cell110:55-67,2002)。そこで本研究ではDNA障害時に核内に移行したcPLA_2およびTip60によってアセチル化されるcPLA_2が修復機構やアポトーシスにどのように影響するか解明した。cPLA_2とTip60の結合が紫外線刺激によってどのように変化するか免疫沈降法を用いて解析したところ、紫外線の強さに関係なくcPLA_2とTip60は常に強く結合していた。この結合は温熱刺激などでも変化はなかった。3.紫外線刺激と温熱刺激における細胞の感受性が似ていたので主に温熱刺激実験を行って解析をした。細胞を高密度に生育させると致死感受性が低くなり、cPLA2の発現が多いと致死感受性が高くなった。また、DNA修復を示すH2AXの発現を共焦点レーザー顕微鏡像やウエスタンブロッティングで確認した。
信号制御の実用評価システム

1.信号制御の実用的な評価システムとして、既存の信号機の運用を簡便に評価、改良できるサブシステムを3通り開発した。2.信号交差点の改良設計方針を評価時に必要なデータの面から以下の二つに整理した。(1)必要なあらゆる定性的が・定量的データを取り揃え、最終的な改良設計を一度で行う最適設計法(2)必要最小限の定量的データと、現場観察から得られる定性的データから改良の方向を見い出し、改良の実施・実施結果の検討を繰り返す漸近改良法3.信号交差点の各改良項目を、実施のコスト、データの入手、社会の受け入れの面から3分類した。(1)信号制御パラメータの改良については、改良の実施が容易かつ安価であるので漸近改良法も適用しうる。(2)信号制御の現示と交差点幾何構造の改良については、改良実施の費用、再々の変更の可否、様々な時間帯や曜日にも適用可能の必要から、最適設計法が適当である。(3)交通規制の強化は、社会的抵抗等を配慮して、最適設計法が適当である。4.単独信号の制御パラメータの改良に漸近設計法を採用し、信号交差点の運用改善策を見いだすエキスパートシステムを開発した。本サブシステムは現場で観察されたデータを基にしており、素人でも容易に利用でき、専門家とほぼ同等の改良方法を提案するものである。5.単独信号の制御パラメータの改良にも最適設計法を採用し、信号交差点の運用改善策を見いだすシステムを提案した。本サブシステムは交差点の交通容量やサービスレベルの解析に関して、さまざまな信号交差点の設計項目を同時に最適化するものである。6.複数信号の系統化において重要なオフセットの改良に漸近設計法を採用し、これまで困難とされてきたオフセットの改良案を簡便に作成するシステムを開発した。本サブシステムは車両感知器等から得られるおおまかな交通量データから、任意の道路網のオフセットの準最適値を設定するものである。1.信号交差点の改良設計の方法について、検討時に必要なデ-タの面から以下の二つに整理した。(1)必要なあらゆる定性的・定量的デ-タを取り揃え、最終的な改良設計を一度で行う最適設計法(2)素人の眼から見ても解るような現場状況の定性的デ-タから改良の方向を見い出し、改良の実施・実施結果の検討を繰り返すことによってよりよい状態へ導いてゆく漸近改良法2.信号交差点の各改良項目を、実施のコスト、デ-タの入手、社会の受け入れの面から3分類した。(1)信号制御パラメ-タの改良については、改良の実施が容易かつ安価であるので漸近改良法も適用しうる。(2)信号制御の現示と交差点幾何構造の改良については、改良実施費用が大きく、再々の変更が困難であり、かつ他の時間帯や曜日にも適用できることを確認しなければならないので、最適設計法が適当である。(3)交通規制の強化は、社会的抵抗を排して実施しなければならないことが多いので、最適設計法が適当である。3.信号制御パラメ-タの改良に漸近設計法を採用し、信号交差点の運用改善策を見いだすエキスパ-トシステムを開発した。本システムは手軽なパ-ソナルコンピュ-タを用いてユ-ザフレンドリィな対話式で構成されており、素人でも容易に利用できること、また専門家とほぼ同等の改良方法を提案できることを確認した。4.信号制御パラメ-タの改良にも最適設計法を採用し、信号交差点の運用改善策を見いだす手法を提案した。

本手法は信号交差点の制御設計をスケジュ-リング問題ととらえ、交差点の交通容量やサ-ビスレベルの解析に関して、さまざまな信号交差点の設計項目を同時に最適化するものである。1.信号制御の実用的な評価システムとして、既存の信号機の運用を簡便に評価、改良できるサブシステム3通り開発した。2.信号交差点の改良設計方針を評価時に必要なデータの面から以下の二つに整理した。(1)必要なあらゆる定性的・定量的データを取り揃え、最終的な改良設計を一度で行う最適設計法(2)必要最小限の定量的データと、現場観察から得られる定性的データから改良の方向を見い出し、改良の実施・実施結果の検討を繰り返す漸近改良法3.信号交差点の各改良項目を、実施のコスト、データの入手、社会の受け入れの面から3分類した。(1)信号制御パラメータの改良については、改良の実施が容易かつ安価であるので漸近改良法も適用しうる。(2)信号制御の現示と交差点幾何構造の改良については、改良実施の費用、再々の変更の可否、様々な時間帯や曜日にも適用可能の必要から、最適設計法が適当である。(3)交通規制の強化は、社会的抵抗等を配慮して、最適設計法が適当である。4.単独信号の制御パラメータの改良に漸近設計法を採用し、信号交差点の運用改善策を見いだすエキスパートシステムを開発した。本サブシステムは現場で観察されたデータを基にしており、素人でも容易に利用でき、専門家とほぼ同等の改良方法を提案するものである。5.単独信号の制御パラメータの改良にも最適設計法を採用し、信号交差点の運用改善策を見いだすシステムを提案した。本サブシステムは交差点の交通容量やサービスレベルの解析に関して、さまざまな信号交差点の設計項目を同時に最適化するものである。6.複数信号の系統化において重要なオフセットの改良に漸近設計法を採用し、これまで困難とされてきたオフセットの改良案を簡便に作成するシステムを開発した。本サブシステムは車両感知器等から得られるおおまかな交通量データから、任意の道路網のオフセットの準最適値を設定するものである。
初期近代イギリスにおける「制度化された信用」とその論争的展開

金融システムは今日に至ってもさらに不安定性を増すばかりであるが、本研究ではそれが成立し始めた17世紀のイングランドに焦点をあて、そこで人々がどのようにその不安定性を克服しようとしていったかを、当時の多数の銀行設立案の詳細をたどり、そこにおける中心的論点、争点をさぐることによって明らかにした。本研究期間においてはとくに、当時のイングランドの企画者たちが、オランダの経済から多く学ぼうとし、とくに公的な不動産登記の確立や低利子によって金融制度の安定化をもたらそうとしていたことを描き出した。初期近代イギリスにおいて銀行など制度化された信用の形成についての当時の議論を、当時大量に刊行されたパンフレット類や、手紙やメモなどの手稿類の資料にもとづいて調べた。とくに今年度は、前年度から引き続く土地登記制度や利子率と信用制度の関連についての論争をまとめる作業に加え、この論争における議論を大前提として成り立っている18世紀スコットランドのジェームス・ステゥアートの信用論についても検討をおこなった。具体的には、第一に、前年度までにヨーロッパの経済思想史学会等で報告していた原稿'registration and credit'の、内容を改良し、英文校閲を経た上で英文学術専門誌に投稿。第二に、数年度前にヨーロッパ経済思想史学会で報告していた原稿'Continuity and discontinuity-the early stage of the land-bank controversy'を改良し、7月にシドニー大学で開催されたオーストラリア経済思想史学会で報告。第三、土地銀行論争関連の資料をロンドン大学図書館、大英図書館で、手稿類を中心に収集。第四、2011年5月のヨーロッパ経済思想史学会での報告に向けて、原稿'Sir James Steuart on public credit'を準備。また、その関連原稿である「17・18世紀イギリスにおける公信用をめぐる議論とリシュリュー卿」を日本イギリス哲学会で報告。17世紀後半のイングランドにおいて書かれた諸銀行設立案を中心に、「制度化された信用」の確立に向けた論争の過程、争点、内容に焦点をあてて検討した。第一に、23年5月にイスタンブールで開催されたヨーロッパ経済思想史学会で'James Steuart on public credit'を報告し、そのなかでJ.ステゥアートが公信用に対していかに現実的な姿勢をとったかを明らかにした。第二に、前年度にThe Historical Journal投稿していた英文原稿'Registration and credit in seventeenth-century England'についての審査結果をふまえ、レフェリーからのコメントを参考に改良したあと、同誌編集者が進めるFinancial History Reviewに投稿した。この原稿では、土地登記がいかに当時の信用制度の確立にとって助けとなるとされたかを検討した。レフェリーから指摘された文献は大いに参考になり、以下の利子論争を扱った論文でも十分に参考になった。第三に、17世紀1660年代末に起きた利子論争についての議論をあつかった英文原稿Interest controversy in its scontext'を改良した。これは、次年度に再改良の上英文専門誌に投稿の予定。第四に、上記研究関連資料の調査のため、とくに17世紀金融関連文書の手稿類の調査のため23年9月に10日程度ロンドンに滞在し、大英図書館とロンドン大学図書館に赴いた。(3)24年5月にロシアのサンクト・ペテルブルクで開催されるESHETで上記(2)にある原稿の続編である`Interest controversy, second round'を作成し、報告した。(5)24年9月にフランスのコルシカ島で開催されたヨーロッパと日本の経済思想史学会の合同大会で、名誉革命後から1694年までの諸銀行設立案をめぐる論争をあつかった`Quest fora good fund'を報告した。この前後にロンドンの大英図書館等で資料収集。ほぼ交付申請書に記載したとおりに作業は進行しており、また、原稿を投稿した雑誌のレフェリーからのコメントや学会報告の際のコメントなどを参考に、内容的にも当初の想定より高い質の研究を進められていると思える。24年度が最終年度であるため、記入しない。先行する科学研究費補助金を利用して続けてきた17世紀の信用制度をめぐる論争の研究は平成24年度、25年度にかけて複数本の英文論文の英文専門誌への投稿、再投稿が増えると思われる。また、それらの論文と、これまでに蓄積した投稿は想定していない(連続したテーマのためそれぞれを単一の論文として投稿するには適していない)学会報告原稿をまとめて著作とすることを目指す。それに伴って、これまで同様の資料調査、原稿執筆、学会報告、雑誌投稿といった作業とはことなった追加的な作業が加わると思われる。
社会的ストレスが成長不全をおこすメカニズム

本研究の目的は、社会的ストレスで動物の成長が抑制されるメカニズムを解明することである。社会的ストレスを慢性的に受けたラットの顕著な特徴として成長不全が挙げられるが、この成長不全は摂食量の抑制が原因であることを明らかにした。この社会的ストレスによる摂食抑制は、摂食行動の制御に関わる視床下部のマロニル-CoAレベルの増加が原因であると示唆された。社会的ストレスを受けたラットには顕著な特徴として、ストレスを受けた直後から始まる成長不全が挙げられる。本研究では、社会的ストレスを受けた時に起こる成長不全のメカニズムについて、私共が作製した社会的ストレスモデルラットを実験材料として用いて解析を行う。特に社会的ストレスを受けたラットの成長不全が、自発活動、摂食量、代謝調節機構の変化によるものではないかという仮説を立てて、本科学研究費を活用して今後3年間で検証する。本年度は、社会的ストレスモデルラットの作製し、自発活動、摂食量の解析を行った。同時に代謝調節機構に重要であるラットのマロニル-CoA分析法の最適化を行った。●Resident-Intruder Paradigm (RIP)法による社会的ストレスモデルラットの作製ResidentおよびIntruder双方に雄ウィスターラットを用いた。RIP法により侵入ラットに居住ラットによる社会的ストレスを1日あたり1時間、慢性的に暴露した。これを5週間続けた(ストレス区)。5週間のストレス暴露終了後、侵入ラットを強制水泳試験に供することで、侵入ラットが社会的ストレスモデルになっているかを評価した。うつ様行動を示し、社会的ストレスモデルとして利用できる個体について、以後の解析に利用した。5週間の社会的ストレス暴露期間中、1週間おきに体重測定した。その結果、ストレス区はコントロール区に比べ、ストレス暴露開始1週間から増体が有意に低下した。●社会的ストレスモデルラットの自発活動、摂食量の解析5週間の社会的ストレス暴露期間中、ラットはホームケージアクティビティーモニター飼育装置(小原医科産業)に個別飼育し、自発活動および摂食量を経時的にモニタリングした。ストレス区では自発活動量については低下の可能性があり、摂食量は低下することが確認された。●ラット肝臓、視床下部マロニル-CoAの分析法の最適化アシル-CoAサイクリング法を用いてラットのマロニル-CoA分析法の最適化を行った(Yuka Tokutakeら、BBRC2010)。平成23年度は下記の項目を実施し、成果を得た。●Resident-IntruderParadigm(RIP)法による社会的ストレスモデルラットの作製Resident(居住ラット)およびIntruder(侵入ラット)双方にウィスターラット(オス、チャールズリバー)を用いた。RIP法により侵入ラットに居住ラットによる社会的ストレスを1日あたり1時間、慢性的に曝露した。これを5週間続けた。5週間のストレス曝露終了後、侵入ラットを強制水泳試験に供することで、侵入ラットが社会的ストレスモデルになっているかを評価した。5週間の社会的ストレス曝露期間中、1週間おきに体重測定した。【結果】社会的ストレスを曝露したラットは増体が抑制されていることが明らかとなった。明期と暗期の摂食量を測定したところ、ストレスを曝露されたラットは暗期の摂食量が対照区と比較して低いことが明らかとなった。ゆえに社会的慢性ストレスは暗期の摂食を抑制することが明らかとなった。●ラット視床下部マロニル-CoAの定量(共同研究者・長南茂准教授担当部分)昨年度方法論を確立したアシル-CoAサイクリング法を用いてラット視床下部のマロニル-CoAの定量を行った。【結果】社会的ストレスを曝露したラット視床下部のマロニル-CoAを定量したところ、対照区と比較して有意に増加していることが明らかとなった。マロニル-CoAの増加がストレス曝露による摂食抑制に聞いている可能性が考えられる。私共はResident-Intruder Paradigm(RIP)法により、攻撃的なラットの持続的社会的ストレスを社会的低位のラットに暴露して、社会的敗北ストレスモデルラットの作製を行ってきた。特に社会的敗北ストレスモデルラットにおける増体や摂食に着目して解析している。本研究課題では、23年度までに、社会的敗北ストレスモデルラットでは増体が対照区よりも有意に低く、さらにラットの活動期である暗期の摂食量について、ストレス区は対照区と比較して有意に低いことを明らかとした。社会的敗北ストレスによる摂食抑制に研究の焦点を当て、摂食行動を制御する視床下部において、重要な摂食制御因子であるマロニルーCoAに着目した。一般的に視床下部のマロニルーCoAレベルが増加すると摂食抑制され、減少すると摂食行動が惹起される。本モデルの視床下部マロニルーCoA濃度は対照区と比較して有意に高く、このことがストレスモデルの摂食抑制に関与している可能性を見出した。24年度は社会的敗北ストレスによる視床下部マロニルーCoAレベルの増加メカニズムについて解析した。マロニルー

CoAはAMPキナーゼ(AMPK)に負に制御され、アセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)に正に制御される。社会的敗北ストレスモデルラットの視床下部では、AMPKのリン酸化は対照区のものよりも有意に低下しており、また、ACCは対照区のものよりも脱リン酸化されていた。ACCはアセチルーCoAからマロニルーCoAを合成する酵素であるが、脱リン酸化することで活性化することが知られている。以上により、社会的敗北ストレスは視床下部のAMPKとACCに作用し、マロニルーCoAレベルを上げて、摂食抑制を引き起こす可能性が示唆された。社会的ストレスによる成長不全が暗期の摂食抑制1こあることを示し、さらにそれが視床下部マロニル-CoAの増加が原因であることを明らかとしている。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は社会的ストレスによる視床下部マロニル-CoAの増加メカニズムについて解析する。特にAMPキナーゼ、ACCなどの視床下部マロニル-CoAシグナルパスウエイに着目し、分子挙動を解析する。
炎症性腸疾患の小胞体ストレスを標的とした抗TNFによる短鎖脂肪酸受容体発現の検討

(1)炎症性腸疾患大腸粘膜における短鎖脂肪酸受容体の発現を検討する。プロバイオティクスによる腸内環境安定の作用機序を解明するため、ヒト大腸粘膜における短鎖脂肪酸受容体の発現細胞を検討する。消化管に発現している短鎖脂肪酸受容体としてGPR41 (FFA3), GPR43 (FFA2), GPR109a (PUMA-G), GPR120 (FFA4)がある。免疫組織化学とqPCRにより健常者と大腸クローン病、潰瘍性大腸炎の患者から大腸内視鏡にて採取した生検検体を用いて、それぞれの短鎖脂肪酸受容体がどの細胞に発現していて、健常者と炎症性腸疾患患者とで差があるのかを検討した。結果、有意にそれぞれの発言が低下していた。(2)炎症性腸疾患大腸粘膜における小胞体ストレスシグナルの発現を検討した。短鎖脂肪酸受容体の発現が小胞体ストレスと関連していることを証明するため、活性型(Spliced) Xbp1,非活性型(Unspliced) Xbp1, PERK, CHOP, IRE1a, ATF6, ATF4の発現をmRNA、タンパクレベルで確認し、それぞれが短鎖脂肪酸受容体の発現と相関していた。(3) in vitroでの短鎖脂肪酸受容体の発現を検討し、小胞体ストレスシグナルとの相関を検討した。ThapsigarginとTunicamycinで細胞を刺激し、GPR41, GPR43, GPR109aの発現をmRNAおよびタンパクレベルで検討する。GSK3β阻害剤BIOとIRE1αendonuclease阻害剤STF-083010、Ern1で小胞体ストレスシグナルを阻害し、GPR41, GPR43, GPR109aの発現が抑制されるのか、qPCRとウェスタン・ブロッティングを用いてmRNA、タンパクレベルで検討した。ヒト大腸上皮培養細胞における小胞体ストレス誘導による短鎖脂肪酸受容体の発現が、TNF-αで抑制されることを検討する予定である。小胞体ストレスシグナルによる短鎖脂肪酸受容体発現誘導が、TNF-α濃度依存的および時間依存的に抑制され、Erk1/2, p38, JNK, Aktのリン酸化阻害剤やBAY 11-7085, IκBαsiRNAのNF-κB抑制でその抑制が解除されることを検討する。また短鎖脂肪酸受容体発現誘導がTNF-α濃度依存的および時間依存的に抑制される機序として、PUMA, Bax, Bad, Bid, p53の発現をmRNAおよびタンパクレベルで検討する。この現象が、p53が正常でないHT-29細胞では再現できないことを確認する。これら細胞株の樹立に時間がかかっているため。DSS誘導腸炎マウスにおいて、抗TNF-α抗体が小胞体ストレスシグナルを軽減し、短鎖脂肪酸受容体の発現誘導となることを検討する。まずは内視鏡生検によるヒト大腸粘膜での短鎖脂肪酸受容体の発現は主に上皮細胞で認められ、健常者に比較して潰瘍性大腸炎やクローン病で亢進していた。興味深いことに、これらの発現は寛解期よりも活動期粘膜で亢進しており、抗TNF-α抗体製剤投与患者で有意に増強されていた。これらの結果は小胞体ストレスシグナルにTNF-αシグナルがクロストークしていると考えられた。そこでin vitroにヒト大腸上皮培養細胞Caco-2細胞をThapsigarginでオートファジーにより小胞体ストレスを誘導し、XBP1の発現を亢進させると、その発現とGPR43の発現が相関した。また、これらの発現誘導はともにTNF-αで抑制された。これらのことより、小胞体ストレスシグナルに対してTNF-αシグナルは抑制的に作用しており、炎症性腸疾患においてTNF-αを抑制することが、腸内細菌による恒常性に寄与すると考えられた。以上のことよりデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発腸炎モデルマウスでGPR43 mRNAの発現が有意に亢進していたが、少数での検討であったため、nを増やして検討する。GPR41, GPR43, GPR109a, Xbp1, CHOP, IRE1a, ATF4, ATF6の発現も同様に検討し、TNF-αのqPCR値との相関について検討する。さらに平成29年の実験(3)で検討を行ったPUMA, Bax, Bad, Bid, p53の発現をこのマウス腸炎モデルで調査し、GPR41, GPR43, GPR109aの発現との相関を検討するための実験系構築を行った。潰瘍性大腸炎とクローン病の大腸粘膜で短鎖脂肪酸受容体GPR41, GPR43, GPR109a, GPR120の発現が疾患活動性や内視鏡所見と相関するかどうかを検討し、サイトカインやケモカインのプロファイルとどのように相関しているかを明らかにする。次に、既報の通り、潰瘍性大腸炎とクローン病の腸管粘膜で小胞体ストレスシグナルの発現が亢進しているかどうかを検討した上で、短鎖脂肪酸受容体と相関していることを検討する。小胞体ストレスはXbp1, PERK, IRE1a, ATF6それぞれを介する経路があることが明らかとなっているが、どの経路と相関するかを明らかにし、Ern1やSTF-083010でそれぞれ選択的に阻害することによって短鎖脂肪酸受容体の発現が亢進または抑制されることを検討し、最終的には創薬への基礎データとした。

プロバイオティクスによる腸内環境安定の作用機序を解明するため、ヒト大腸粘膜における短鎖脂肪酸受容体の発現細胞を検討する。消化管に発現している短鎖脂肪酸受容体としてGPR41 (FFA3), GPR43 (FFA2), GPR109a (PUMA-G), GPR120 (FFA4)がある。免疫組織化学とqPCRにより健常者と大腸クローン病、潰瘍性大腸炎の患者から大腸内視鏡にて採取した生検検体を用いて、それぞれの短鎖脂肪酸受容体がどの細胞に発現していて、健常者と炎症性腸疾患患者とで差があるのかを検討した。結果、有意にそれぞれの発言が低下していた。(2)炎症性腸疾患大腸粘膜における小胞体ストレスシグナルの発現を検討した。短鎖脂肪酸受容体の発現が小胞体ストレスと関連していることを証明するため、活性型(Spliced) Xbp1,非活性型(Unspliced) Xbp1, PERK, CHOP, IRE1a, ATF6, ATF4の発現をmRNA、タンパクレベルで確認し、それぞれが短鎖脂肪酸受容体の発現と相関していた。(3) in vitroでの短鎖脂肪酸受容体の発現を検討し、小胞体ストレスシグナルとの相関を検討した。ThapsigarginとTunicamycinで細胞を刺激し、GPR41, GPR43, GPR109aの発現をmRNAおよびタンパクレベルで検討する。GSK3β阻害剤BIOとIRE1αendonuclease阻害剤STF-083010、Ern1で小胞体ストレスシグナルを阻害し、GPR41, GPR43, GPR109aの発現が抑制されるのか、qPCRとウェスタン・ブロッティングを用いてmRNA、タンパクレベルで検討した。ヒト大腸上皮培養細胞における小胞体ストレス誘導による短鎖脂肪酸受容体の発現が、TNF-αで抑制されることを検討する予定である。小胞体ストレスシグナルによる短鎖脂肪酸受容体発現誘導が、TNF-α濃度依存的および時間依存的に抑制され、Erk1/2, p38, JNK, Aktのリン酸化阻害剤やBAY 11-7085, IκBαsiRNAのNF-κB抑制でその抑制が解除されることを検討する。また短鎖脂肪酸受容体発現誘導がTNF-α濃度依存的および時間依存的に抑制される機序として、PUMA, Bax, Bad, Bid, p53の発現をmRNAおよびタンパクレベルで検討する。この現象が、p53が正常でないHT-29細胞では再現できないことを確認する。これら細胞株の樹立に時間がかかっているため。炎症性腸疾患治療におけるプロバイオティクスの作用機序は不明な部分が大きく、欧米ではいまだ積極的に併用されることが少ない。本研究はプロバイオティクスの作用が炎症性腸疾患の病態のひとつである小胞体ストレスと強く関与していることを証明するとともに、既存の治療である抗TNF-α抗体製剤の作用効果と相乗的に作用することを明らかにする。(1)炎症性腸疾患大腸粘膜における短鎖脂肪酸受容体の発現を検討する。消化管に発現している短鎖脂肪酸受容体としてGPR41 (FFA3), GPR43(FFA2), GPR109a (PUMA-G), GPR120 (FFA4)がある。しかし、それぞれが発現する細胞は免疫担当細胞、上皮細胞、脂肪細胞、腸管内分泌細胞と多岐にわたっている。
競技種目特性に応じた呼吸筋トレーニングの明示：効果最大化計画

競技種目の特性を考慮することで、トレーニング効果を最大化させることは競技パフォーマンス向上のために極めて重要な課題である。本研究は、競技パフォーマンスの向上効果に対して見解が未だ乏しい横隔膜などの呼吸筋に対するトレーニング(呼吸筋トレーニング)に着目し、競技種目ごとに適した呼吸筋トレーニング法を競技アスリートの呼吸循環応答を踏まえて明示することが狙いである。平成30年度は、元々申請段階で協力を得ていた関係者らと打ち合わせを重ね、陸上競技の長距離アスリートを対象に研究が遂行できる体制を整えた。また、昨年度からの遅れを取り戻すべく、元々計画していた2倍の数量の呼吸筋トレーニングデバイスを購入し、20名の被験者(5000m走記録:14分52秒±0分29秒)が一度に呼吸筋トレーニングを実施できるようにするなど、効率良く遂行するための策を講じた。現在は、被験者に対して測定に慣れさせるための練習を行わせ、呼吸筋トレーニング介入前の測定を実施している段階である。実験室における測定では、呼吸機能、体幹筋持久力、最大漸増走中の換気パラメータ、主観的運動強度、心拍出量、肋間筋および外側広筋の酸素化レベルを評価指標とした。フィールドにおける測定では、5000m走のタイムトライアルを実施した。今後は、2種類の異なる呼吸筋トレーニングデバイスを用いてトレーニングさせ、介入の前後でこれらの指標を比較することで、長距離ランナーにとって効果的な呼吸筋トレーニング法を明らかにする計画をしている。平成29年度における所属先の異動とエフォート率の制限により、元々計画していた測定施設へ赴くことが困難な状況であったため、測定対象者を含めて研究計画を立て直すための活動から始めた。この影響があり、現在は効率よく遂行するための策を講じることで少しずつ遅れを取り戻してはいるものの、当初の計画からすると未だ遅れている状況である。事前測定を終え、5月中は呼吸筋トレーニングの介入、6月には事後測定を行う計画をしている。事後測定における運動パフォーマンスおよび生理的パラメータを事前測定で得た値と比較することで、長距離ランナーにとって効果的な呼吸筋トレーニング法を呼吸循環応答の裏付けに基づいて明示する。また、さらに今後は長距離サイクリストを対象とした実験の実施を検討中である。本研究は、競技パフォーマンスの向上効果に対して見解が未だ乏しい横隔膜などの呼吸筋に対するトレーニング(呼吸筋トレーニング)に着目し、競技種目ごとに適した呼吸筋トレーニング法を競技アスリートの呼吸循環応答を踏まえて明示する狙いのもと、まずは陸上競技および自転車競技の長距離アスリートにおける呼吸循環応答の特徴を把握することが平成29年度の研究目的であった。この目的を達成するために異動後の所属先や近隣の関係者と交渉し、陸上競技と自転車競技における長距離アスリートの再リクルートおよび実験フィールドを改めて確保するための活動を行った。また、元々申請の段階で協力を得ていた関係者との打ち合わせを行うことで研究計画の立て直し策を練り、情報収集のためにも学会および研究会へ参加した。加えて、平成29年度の計画の遅れを取り戻すためにも、平成30年度に計画している呼吸筋トレーニング実験用のデバイスをすぐに扱えるよう操作方法を今年度に会得した。今後は、引き続き元々申請の段階で協力を得ていた関係者らに加えて現所属先の関係者らにも協力を仰ぎながら、また、対象とする競技種目や測定項目の変更も視野に入れて呼吸筋トレーニングの効果を最大化させる方法を、呼吸循環応答の裏付けに基づいて明示していく計画である。平成29年度は、陸上競技と自転車競技の長距離アスリートにおける呼吸循環応答の特徴を把握するための測定を行う計画であったが、所属先の異動とエフォート率の制限により、元々計画していた測定対象者や測定施設へ赴くことが困難な状況であった。こうした状況から、平成29年度は研究計画を立て直すための活動を行うに留まった。

この影響があり、現在は効率よく遂行するための策を講じることで少しずつ遅れを取り戻してはいるものの、当初の計画からすると未だ遅れている状況である。今後は、元々申請の段階で協力を得ていた関係者らに加えて、現所属先の関係者らにも協力を仰ぎながら引き続き被験者の再リクルート等を行うとともに、実施に備えて測定スタッフを増員することで効率よく遂行できることを可能にし、遅れを取り戻す計画である。事前測定を終え、5月中は呼吸筋トレーニングの介入、6月には事後測定を行う計画をしている。事後測定における運動パフォーマンスおよび生理的パラメータを事前測定で得た値と比較することで、長距離ランナーにとって効果的な呼吸筋トレーニング法を呼吸循環応答の裏付けに基づいて明示する。また、さらに今後は長距離サイクリストを対象とした実験の実施を検討中である。所属先の異動により、対象者の再リクルートおよび実験フィールドの再確保に時間を要したため実験が遅れ、次年度使用額が生じた。平成30年度には、計画していたトレーニング実験のための備品、消耗品および人件費・謝金に加え、他施設への旅費に使用予定である。昨年度(平成29年度)における所属先の異動により、対象者の再リクルートおよび実験フィールドの再確保に時間を要したため実験が遅れ、次年度使用額が当該年度(平成30年度)で生じていた。現在、研究体制を立て直し、元々昨年度に購入予定であった備品および消耗品を購入し、加えて、所属が異動したことによる施設間を移動するための旅費として助成金を使用した。しかし、実験が途中段階であるために人件費・謝金についての支払いを終えていない。また、体制を整えるために時間を割いたことにより、情報収集および成果発表の活動が計画通り行えなかった。これらのことが次年度使用額が生じた主な理由である。次年度は、引き続き施設間を移動するための旅費に加えて、主に成果発表および人件費・謝金に助成金を使用する予定である。呼吸筋トレーニングワークショップ国際大会で日本のアスリートが活躍するために講演:「日本における呼吸筋トレーニングの研究動向」主催:(株)エントリージャパン
沖縄産等亜熱帯植物に由来する生物活性物質探索研究と代謝工学への展開

医薬品の6割は、何らかの形で天然素材に関連している。天然素材とは、植物、微生物、海産動物等由来である。天然から得られた成分はそのままの形で医療に供される場合もあるが、人が何らかの改変を行ってから、医療に供したり、天然物にヒントを得て、新しい医薬品を創造したりしていている。本研究では植物を対象としており、植物相を勘案すると、亜熱帯、熱帯の資源が有望である。そのためには、まずは新規天然物または生物活性を有する化合物の探索を行う。そのような化合物が得られたら、そのそ生合成遺伝子を突き止め、遺伝子改変等、遺伝子工学と呼ばれる手段で、新しい天然物、または非天然型の天然物を創出し、医療への応用を試みる。リュウキュウガキはカキノキ科カキノキ属に分類される常緑中高木で東南アジア、太平洋諸島、台湾、日本では鹿児島、沖縄に分布している。果実は球形であり、熟すると黄褐色になる。果実は魚毒作用があり活性本体はナフトキノン誘導体とされている。リュウキュウガキの乾燥葉をメタノールで抽出し、情報に従って溶媒分配を行い、ブタノール可溶画分を得た。本画分を各種クロマトグラフィーで分離・精製を行い5種の新規化合物を得た(1ー5)。得られた化合物は核磁気共鳴をはじめとする機器構造解析によりその構造を決定した。その結果、化合物1はエントカウレン型ジテルペンで2ー4はその配糖体であると結論された。糖鎖アピオフラノシルグルコースであった。化合物5はブタノールのアピオシドであった。ハドノキはイラクサ科ハドノキ属に分類され、伊豆半島以西や台湾に分布している。本植物からは希少骨格を有するハリマン型ジテルペンが単離されている。ハリマン型ジテルペンを生合成するジテルペン環化酵素のクローニングとその塩基配列の同定を行った。ハドノキ新鮮葉より抽出した総DNAを逆転写しcDNAを得、既知ジテルペン生合成遺伝子配列をもとに設計したdegenerateプライマーを用いて相動性の高い配列のクローニングを行った。その結果、約500bpの増幅が見られたころから、PCR産物をpBluescript IIにクローニングしuniversalプライマーを用いてシークエンス反応を行い、塩基配列情報を得た。次に、得られた部分配列から設計したプライマーをもちいてinverse PCRを行いその全長を配列がクローニングできた。得られた遺伝子の推定アミノ酸配列はクワ科Morus notabilisのEnt-copalyl diphosphatesynthaseと73%の相同性を示していた。平成27年7月29日より、沖縄に赴き、植生調査ならびに、植物の採集を行った。今回の採集では、少量多種を目的として、生葉として持ち帰り、遺伝子の抽出等その後の研究に供することとした。琉球大学農学部元教授のお世話をいただいて、採集を行い、本土に持ち込み禁止(制限)の植物は除外して行った。まず北部の石灰岩地帯を中心に必要な植物を採集した。グミモドキ、ヤンバルアカメガシワ、アミガサギリ、リュウキュウガキ等を採集できた。その後、海岸線から、山に向かう大国林道に向かい、道すがら、ウラジロカンコノキ、ボロボロノキ、オオシマコバンノキ、シロミミズ等、多数を採集できた。ハマジンチョウは沖縄本島では佐敷のマングローブ地帯に生育していることが知られており県指定天然記念物として保護されている。よって、そこでの採集ではではなく、沖縄電力具志川火力発電所敷地内で植栽されているものを、発電所の許可のもとに採集させていただいた。多くの植物を採集できたので、生物活性の予備試験、ならびに遺伝子の抽出操作を行い、今後の研究の基礎固めとしたい。研究代表者は平成元年から沖縄本島、西表島において、琉球大学のご協力のもとに多くの植物の採集を行わせていただいた。本研究ではその際に採集した植物についても検討を加えている。西表島で採集した、リュウキュウガキのメタノールエキスのブタノール可溶画分の成分検索。沖縄本島で採集したリュウキュウヨモギの成分。沖縄本島で採集しすでに成分検索が進んでいる、ヤンバルアワブキ、ナンバンアワブキの関連から広島産アワブキの成分検索。ハドノキのメタノールの酢酸エチル可溶画分からの抗リーシュマニア活性物質とジテルペンの環化酵素のクローニング。酢酸エチル可溶画分の活性成分の検索として、ヒラミカンコノキ、オオシマコバンノキ、ケナガエサカキ、ハシカンボク等々多くの沖縄産植物の活性成分を探索中である。平成元年から採集した沖縄県産植物ライブラリーよりハシカンボク、タイミンタチバナ、ヤマビワ、ソクズ、アカハダノキ、ヒラミカンコノキ、ヤンバルアカメガシワ、ヒイラギズイナ、ヤエヤマコンロンカ、フトボナガボソウ、サルカケミカンの主としてメタノールエキスの酢酸エチル可溶画分等についてA549細胞に対する毒性、抗リーシュマニア活性、コリンエステらーゼ阻害活性成分、線虫C. elegansを用いた寿命延長成分の探索を行い、新規化合物の単離・構造決定とともに、活性成分の単離を行った。Phos-tagは水溶液中で二価金属錯体となり、リン酸基を選択的に捕捉する機能を持ち、この機能を利用してリン酸化タンパク質の分析に広く利用されている。本研究では、このタンパク質のリン酸化を簡便に検出できる機能を利用し、天然物中からタンパク質のリン酸化阻害物質の探索を行なった。本研究ではリン酸化されるタンパク質として、自己リン酸化をするタンパク質EnvZを用いて行った。

沖縄県産植物を含め614種のの植物エキスをスクリーニングしたところ、沖縄産植物であるハマセンナの葉にその活性を見出した。ODSカラムクロマトグラフィー、HPLCを用いて活性成分を単離した。本化合物の構造を主として核磁気共鳴スペクトルを用いて解析したところ、アピゲニンの6位がCー配糖体され、さらに4'の水酸基にアピオースが結合していることが明らかとなった。また、アピオースの5位にはアシル基としてイソプロピルリンゴ酸がエステル結合していた。このイソプロピルリンゴ酸には一つの不整中心があり、ここの絶対配置は得られた化合物をアルカリ加水分解して得られたアシル基の旋光度を標準品比較することによりSであると決定された。リュウキュウガキの成分について、またヤンバルアワブキ、ナンバンアワブキの関連からアワブキの成分も引き続き検討した。以前沖縄県先島諸島で採集した果実に有毒成分が含まれるというリュウキュウガキの葉のメタノールエキスのブタノール可溶画分の成分検索を行いカウレン型ジテルペンの配糖体および新規サポニンを単離して、その結果を学会で報告した。そのほか本年度中に報告した成果は、脂肪族およびモノテルペンの配糖体で硫酸基を有する化合物をヤンバルアワブキの葉より単離している。トウダイグサ科グミモドキよりさらに新規骨格を有するクロトフォラン誘導体を単離を報告した。亜熱帯から熱帯地方に分布するバンレイシ科のイランイランノキからは2分子のCanangafruticosideA(転移型モノテルペン配糖体)がアリルテトラリン型リグナンおよびシクロブタン環有するリグナンにエステル結合している比較的大きな分子を単離している。また、カラスザンショウからはメガスティグマンおよびその配糖体を単離して、末端カルボキシル基p-bromophenacyl bromideで保護した後モッシャー変法を駆使して、絶対構造を含めた構造を決定して報告した。学会報告ではヤンバルアワブキ、ナンバンアワブキに関連して、本邦産アワブキの葉よりノルトリテルペンを単離した。バンレシイ科関連から、タイ産カーラウェークの葉からカリオラン骨格を有するセスキテルペンを単離して、絶対配置を含めた構造を決定して報告している。亜熱帯沖縄産植物、タイ産植物から多くの新規化合物を単離するとともに、ジテルペン生合成酵素のクローニング、phos-tagを用いたたんぱく質のリン酸化阻害活性を有する化合物の探索など、おおむね意図した研究を実施できている。カーラウェークはツルイランイランノキとも呼ばれる南方系植物でよい匂いを発することから、庭等に植えられ珍重されている。同属植物がふるくマラリヤ、咳などの治療に用いられてきた、報告はあるが、当植物の詳細な成分検索はこれまでおこなわれていなかった。そこで、本植物の葉部の成分分析及び各種活性評価試験を通して、機能性成分にいて研究を行った。カーラウェーク乾燥葉部のメタノール抽出物を水に懸濁し酢酸エチルで分配して酢酸エチル化溶部を得た。本画分を各種クロマトグラフィーで精製して、新規化合物と1種を含む16種の化合物を単離した。
軟骨の増殖分化に対するスタチンの作用に関する研究

スタチンと呼ばれる一群の化合物がBMP-2遺伝子のプロモーター活性化する事が見いだされ、その結果として骨量増加が引き起こすことが観察され、骨・軟骨増殖研究に新たな局面を開いている。本来スタチン化合物はコレステロール合成系路の調節酵素であるHMGCoA還元酵素の化学阻害剤として高コレステロール血症の治療薬として広く用いられているものである。本研究はスタチン化合物セリバスタチン、プラバスタチンなどの軟骨培養細胞に対する効果を検討し、その増殖分化過程、および骨化過程への影響をBMP-2や増殖因子、その他の分化マーカーへの効果を併せて調べ、以下のような成果を得ている。分化マーカーのmRNA検出定量のためにプローブとして用いるヒトと、ウサギの各cDNAを調製した。これらのcDNAを用いて主にウサギの骨髄より調製した幹細胞、及び肋軟骨初代細胞培養系についてスタチンによる分化増殖調節機構の解析を行った。ウサギ軟骨培養細胞をプラバスタチン処理すると、10^<-5>M、24時間でBMP2のmRNAが増加した。ウサギ骨髄由来の幹細胞に10^<-6>Mセリバスタチンを用いると、BMP2のmRNA量には変化は見られなかったが、形態形成因子インディアンヘッジホッグのmRNA量が著しく増加することが見られた。この条件下ではPTHrP、アルカリンフオスファターゼなども増加していた。カルシウム沈着は5x10^<-6>Mの濃度で見られた。この研究の過程で軟骨増殖分化因子として機能しているbasichelix-loop-helix転写因子DEC1及びDEC2を単離した。この因子は軟骨のみならず各組織に発現しており、多様な機能を持つことが示された。その中で特に日内リズムに関与する時計遺伝子としての機能が明らかにされた。軟骨においてもそれらのmRNA発現は日内変動を示し軟骨おける日内変動を伴う遺伝子調節への関与が示唆された。骨・軟骨増殖因子としてよく知られている骨形成因子(BMP)のうちBMP-2遺伝子のプロモーターを活生化する化合物の検索の結果、スタチンと呼ばれる一群の化合物が著しくこれを活性化する事が見いだされた。その結果として骨量増加が引き起こすことが観察され、骨・軟骨増殖研究に新たな局面を開いている。本来スタチン化合物はコレステロール合成系路の調節酵素であるハイドロキシルメチルグルタリルCoA還元酵素の化学阻害剤として高コレステロール血症の治療薬として開発され、広く用いられているものである。本研究はスタチン化合物のうち入手可能なセリバスタチン、プラバスタチンなどの軟骨培養細胞に対する効果を検討し、その増殖分化過程、および骨化過程への影響をBMP-2や増殖因子、その他の分化マーカーへの効果を併せて調べ、スタチンの軟骨増殖分化効果への利用価値を検討することをも目的とするものである。これまでに以下のような成果を得ている。ウサギ軟骨培養細胞をプラバスタチン処理すると、10^<-5>M、24時間でBMP2のmRNAが増加してきたがそれ以下では有意な変化は見られなかった。

この条件下ではPTHrP、アルカリンフォスファターゼなども増加していた。カルシウム沈着は5x10^<-6>Mの濃度で見られた。スタチンは軟骨分化の各マーカー遺伝子の発現に影響を与える事が観察されたので、今後この現象に詳細な検討を加える予定である。スタチンと呼ばれる一群の化合物がBMP-2遺伝子のプロモーター活性化する事が見いだされ、その結果として骨量増加が引き起こすことが観察され、骨・軟骨増殖研究に新たな局面を開いている。本来スタチン化合物はコレステロール合成系路の調節酵素であるHMGCoA還元酵素の化学阻害剤として高コレステロール血症の治療薬として広く用いられているものである。本研究はスタチン化合物セリバスタチン、プラバスタチンなどの軟骨培養細胞に対する効果を検討し、その増殖分化過程、および骨化過程への影響をBMP-2や増殖因子、その他の分化マーカーへの効果を併せて調べ、以下のような成果を得ている。分化マーカーのmRNA検出定量のためにプローブとして用いるヒトと、ウサギの各cDNAを調製した。これらのcDNAを用いて主にウサギの骨髄より調製した幹細胞、及び肋軟骨初代細胞培養系についてスタチンによる分化増殖調節機構の解析を行った。ウサギ軟骨培養細胞をプラバスタチン処理すると、10^<-5>M、24時間でBMP2のmRNAが増加した。ウサギ骨髄由来の幹細胞に10^<-6>Mセリバスタチンを用いると、BMP2のmRNA量には変化は見られなかったが、形態形成因子インディアンヘッジホッグのmRNA量が著しく増加することが見られた。この研究の過程で軟骨増殖分化因子として機能しているbasichelix-loop-helix転写因子DEC1及びDEC2を単離した。この因子は軟骨のみならず各組織に発現しており、多様な機能を持つことが示された。その中で特に日内リズムに関与する時計遺伝子としての機能が明らかにされた。軟骨においてもそれらのmRNA発現は日内変動を示し軟骨おける日内変動を伴う遺伝子調節への関与が示唆された。