hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CAD用ソフトウェアのための演繹型オブジェクトベ-スに関する研究

平成2年度は、CADシステムのための演繹デ-タベ-スを開発するとともに、それを実用規模の問題に適用し評価した。従来のCADシステムでは、個々の部品に対する操作に重点が置かれていた。しかし、設計図面を高度に利用するには、個々の部品だけでなく、部品間の相互関係もうまく扱えなければならない。そのためには、CADシステムに格納されている部品間の「条件付き」「間接的」接続関係を効率よく求める機能が必要である。我々は、このような接続関係を求める問題には、演繹デ-タベ-スの手法が有効であると考え、それを実証するためにプロトタイプシステムを作成した。このプロトタイプを、石油化学プラントの機器配管図面用CADシステムに適用し、評価した。その結果、演繹デ-タベ-スが、上記の問題に対して、確かに有効であることを明らかにした。演繹デ-タベ-スシステムは、再帰的に定義されたル-ルを用いて、柔軟な質問処理を行うことができる。いままでに、マジックセット法、NRSU法をはじめとする多くの質問処理手法が提案されている。また、これらの質問処理手法に基づいた演繹デ-タベ-スシステムを試作した。例もいくつか報告されている。しかしながら、それらのシステムを実用規模の問題に適用した例はほとんどなく、そのため、演繹デ-タベ-スは、現実のどのような問題に応用できるのか、また、効率や記述力の点でどの程度実用性があるのか、明らかにはなっていなかった。今回、演繹デ-タベ-スのプロトタイプを作成し、それを実現のCADシステムに適用・評価することにより、演繹デ-タベ-スの応用分野と実用性とを明らかにすることができた。また、演繹デ-タベ-スを実用化する上で、いろいろな質問処理手法を具体的にどのように実現すればよいかなどの実現技法についても、いくつかの知見を得た。
低分子量G蛋白質Rab5が制御する小胞輸送の分子的解明と分子シャベロンの関係

細胞内小器官間での高分子の輸送は小胞輸送によりなされるが、それは、まず、輸送小胞が形成され、それが標的膜に結合し、融合することで輸送が完了する。近年、その分子機構が明らかになりつつあるが、その必須制御因子のひとつとしてRasファミリーの低分子量GTP結合蛋白質であるRab蛋白質が注目されている。われわれは、本研究において、エンドサイトーシス経路の膜融合に必須な制御因子Rab5の機能の分子的解明を進めた。すでに我々はRab5オーバーレイ法にてウシ脳細胞質に数個のRab5結合蛋白質を確認していたが、本年度はそのひとつであるp60を同定・解析した。p60は、酵母のエンドサイトーシス必須制御因子Vps9のホモログであった。そしてp60はRab5に対するGDP/GTP交換促進因子(GEF)であり、Rab5の標的因子Rabaptin5と複合体を形成して存在し、エンドソーム同志の膜結合の必須因子として機能することを初めて見い出し、p60をRabex5(Rabaptin5 associated exchange factor)と名付けた。GEFと標的因子が複合体を形成して機能することはRasスーパーファミリーの分野で初めての知見であり、それによって膜が結合・融合する領域でRab5がクラスターを形成するというモデルを提唱した。現在、それは我々を含め世界の研究室で検証されている。また我々は別のRab5結合蛋白質p50の精製を終え、部分アミノ酸配列を決定中である。さらに、共同研究で我々はアポトーシス時のエンドソーム膜融合の停止の原因がRab5の標的因子Rabaptin5の特異的分解による可能性を示した。
旧東宮御所（迎賓館赤坂離宮）造営におけるフランス人室内装飾家の関与と日本趣味

旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)造営におけるフランス人室内装飾家の関与と日本趣味の導入について、アンリ・フルディノワ、ジョルジュ・エンシェルの2名の装飾家から意匠案の提案を受けていたこと、日本趣味の導入は造営当初から意図されており、手法は、提案された西洋の装飾の中に日本趣味の意匠を挿入するものであったこと、これらは日・欧・米の美術の粋を組み合わせるという片山東熊の基本方針を反映したものと考えられることを明らかにした。旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)造営における室内装飾へのフランス人装飾家の関与を明らかにするため、まず、フランス人装飾家による関与の特定のため、宮内庁宮内公文書館所蔵の『臨時費東宮御所建築費』に含まれる外国注文に関する会計書類を中心に分析を行った。その結果、主要室である、朝日の間、羽衣の間、花鳥の間、彩鸞の間ほか、2階の主要各室について、天井絵画、石膏、裂地等の室内装飾の購入先の特定を行った。次に、東宮御所の建設に協力したフランス人装飾家である、アンリ・フルディノワとジョルジュ・エンシェルについて、経歴や作品について調査をおこなった。特に、アンリ・フルディノワについては、フランス在住の研究協力者・野口沢子氏の協力を得て、アンリ・フルディノワの率いた装飾会社の注文リストを含めた資料の収集・分析を行った。国内調査を行うため、フランスから野口氏を招へいし、旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)の室内装飾を調査したほか、博物館明治村所蔵の旧東宮御所の家具を調査し、旧竹田宮邸、表慶館等の同時期の片山東熊の設計による建築について室内装飾の調査を行い、旧東宮御所の装飾との類似点の比較を行った。日本趣味による装飾の導入については、旧東宮御所の装飾の内、外観と2階の甲冑、菊や桐の紋章といった日本趣味による装飾を抽出した。今後、同時期の彫刻や絵画などに見られる日本趣味のモチーフとの比較を含めて、その由来を分析する準備とした。宮内公文書館所蔵資料の分析、フランスにおける室内装飾家の資料の収集と分析、国内調査ともおおむね計画通りに進捗している。2階の主要室についての装飾品の購入先などの分析は進んでいるが、資料の少ない予備室等において分析が終了していない部屋があるので、翌年以降も継続して分析する。旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)の装飾の設計過程とフランス人装飾家の関与、日本趣味の装飾の導入について明らかにするため、本年度は、特に大階段、一階主要室、二階の一部客室の装飾についての調査をおこなった。宮内庁宮内公文書館所蔵の東宮御所造営時の図面、会計書類等を詳細に分析し、装飾の設計過程として、フランス人装飾家の関与以前の図面の特定、フランス人装飾家の図面の特定を行うことができた。特に外観装飾の設計過程について、片山東熊のアメリカ出張時のアメリカ人建築家への装飾相談の詳細と装飾家という存在への注目、フランス人装飾家の外観装飾への関与とデザインの内容、最終的な御造営局技師らによる日本趣味の導入について明らかにし、その内容を日本建築学会計画系論文集に『旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)の正面外観装飾の設計過程』として投稿し、採択され、論文集第726号に掲載された。また、フランス人装飾家についての研究をパリで進めている研究協力者の野口沢子氏を日本に招へいし、迎賓館赤坂離宮の一階装飾の現地調査を行うほか、旧竹田宮邸などの類例調査をおこない、宮内公文書館、国会図書館等における追加資料調査も行った。さらに、類例調査としては、片山東熊が設計した他の建築の装飾との比較分析を行い、特に東京国立博物館表慶館については、図面調査、装飾の考察から、外壁の彫刻モチーフなどにみられる特徴的な装飾を抽出し、旧東宮御所との共通点と日本趣味の装飾の導入の過程を考察した。宮内庁宮内公文書館他所蔵の資料、図面類の分析、フランスにおける室内装飾家に関する資料の収集と分析、類例調査ともおおむね計画通りに進捗している。各部屋ごとの詳細な変遷の分析が終了していない部屋があるので、翌年以降も継続して分析する。旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)造営におけるフランス人室内装飾家の関与と日本趣味の導入についてを明らかにするため、最終年度の本年は、昨年までの調査分析結果を総括し、下記のことを明らかにした。旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)の造営に関する資料である宮内庁宮内公文書館所蔵の『東宮御所御造営洋館図面』、『臨時東宮御所建築費』等を分析し、フランス人装飾家、アンリ・フルディノワ、ジョルジュ・エンシェルの具体的な関与の内容を分析した。特に関与について知られていなかったエンシェルについては、外部装飾への大きな貢献があったことを明らかにし、フランス人装飾家の提案を取り入れた部分と、日本側の御造営局技師によって変更され、日本趣味の装飾が取り入れられた部分について明確にし、その設計意図を分析し、明らかにした。旧東宮御所の各部屋の装飾について、部屋ごとに詳細に分析し、フランス人装飾家の関与と日本趣味の導入の典型的な事例が見られる彩鸞の間について論文として成果発表をおこなった。そこでは、二人のフランス人装飾家の関与において、連続的に設計が継続していることを初めて確認した。フランス人装飾家の他の事例との比較の中で、典型的な宮殿建築の装飾が東宮御所に対してもたらされていたこと、さらには、アメリカ人建築家の影響についても明らかになった。竣工時の意匠と設計図面の比較から、実際の設計では、フランス人装飾家、彫刻家の提案を受け入れた外観意匠に、日本趣味の意匠を挿入するという手法がとられていたことを明確にした。

旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)造営におけるフランス人室内装飾家の関与と日本趣味の導入について、アンリ・フルディノワ、ジョルジュ・エンシェルの2名の装飾家から意匠案の提案を受けていたこと、日本趣味の導入は造営当初から意図されており、手法は、提案された西洋の装飾の中に日本趣味の意匠を挿入するものであったこと、これらは日・欧・米の美術の粋を組み合わせるという片山東熊の基本方針を反映したものと考えられることを明らかにした。今後は、資料から1階の各室について装飾の分析を行うとともに、フランス人装飾家の資料については、フランス以外に見られる事例も含めて調査を行う。引き続き国内の同様の事例を調査し比較分析を行い、日本趣味の装飾の由来についても分析を進める。平成29年度は最終年度に当たるため、旧東宮御所(迎賓館赤坂離宮)の装飾の設計過程とフランス人装飾家の関与、日本趣味の装飾の導入について、できるだけ多くの部屋を事例として調査分析をすすめるとともに、研究を総括し、明治期の国家的事業として建設された宮殿における装飾の設計過程を明らかにする。日本近代建築史、文化財保存学研究を継続して行う上で、年度ごとの残金をゼロにする必要が無いという基金の条件を利用して、年度にこだわることなく研究を行うことができたため。今年度の研究を行う上で、資料複写の代金として使用予定である。
伝統木造住宅の倒壊限界変形向上のための破壊機構推定に関する研究

今後も発生が予測される極大地震に対して、伝統木造住宅の倒壊被害を軽減するためには、変形性能を向上させる耐震対策が必要不可欠である。そのためには、伝統木造住宅の倒壊時の破壊機構を解明し、倒壊限界変形を適切に評価することが極めて重要である。そこで、本研究では、伝統木造住宅の倒壊限界変形評価のための実用的な破壊機構推定法の構築に向けて、A)平面架構の破壊機構の解明、B)外力分布が破壊機構に及ぼす影響評価、C)面外部材が破壊機構に及ぼす影響評価を目的とした検討を行う。本研究は、伝統木造住宅の耐震性能評価の新たな考え方を提示するとともに、倒壊被害軽減に向けた耐震対策を促進するものである。
中間圏・下部熱圏H2O・HOx光化学モデルの開発研究

二酸化炭素の増大の結果、対流圏では温暖化が進行する一方で、上層大気領域(中間圏・熱圏)では寒冷化が生じている。中間圏の雲である夜光雲の増加は、この上層大気の寒冷化の証拠の一つと考えられている。中間圏のH2Oは、夜光雲の発生に関わるとともに、酸化水素(HOx)の供給源ともなっている。また、太陽プロトン現象などに代表される高エネルギー粒子の降り込みによっても、中間圏のHOxが大きく変動することが知られている。さらに、中間圏・下部熱圏では、下層大気起源の大気波動によって、風速の増減や乱流拡散による物質輸送が生じていると考えられ、中間圏・下部熱圏でのH2OやHOxは様々な時空間構造を持つものと推測される。HOxは、中間圏・上部成層圏においてオゾン破壊に寄与する物質であることからも、H2OやHOxの変動のほか、熱圏・中間圏・成層圏大気におけるこれら微量成分の役割を理解する必要がある。本研究は、全大気領域を包含する大気大循環モデル(General Circulation Model: GCM)等に組み込むための中間圏・下部熱圏H2O・HOx光化学モデルの開発を目的に実施された。特に、太陽活動変化や高エネルギー粒子の降り込みがあった際のHOxや関連する大気微量成分(NOなど)の変動を調べることが重要な研究課題である。本研究の主な成果は以下のとおりである。1) 100 keV-1 MeVのエネルギーをもつ降下電子・プロトンによる大気電離率の計算コードを作成し、様々なエネルギーを持つ降下粒子の侵入高度推定を可能とした。また、ISレーダーによる電離圏観測との比較を行い、昼側電離圏において数100 1MeVのエネルギーをもった降下電子の流入を見出した。2) 1次元モデルによる計算から、乱流拡散、降下粒子、太陽紫外線による大気微量成分の変動を推定した。29年度が最終年度であるため、記入しない。中間圏・熱圏での大気微量成分の中で,二酸化炭素(CO2),オゾン(O3),一酸化窒素(NO),水素酸化物(HOx)は地球環境変動の影響により,また,太陽・地磁気活動によっても大きく変動する。これらは中間圏・熱圏での大気のエネルギー収支やその結果生じる大気運動において重要な役割を果たすことが知られている。本研究グループでは,大気大循環モデル(GCM)へCO2やNOからの赤外放射冷却機構を取り入れ,種々のシミュレーションを実施してきた。同シミュレーションをさらに高精度に実施し,また,太陽プロトン現象などの高エネルギー粒子の流入によって生じる大気変動を理解するため,新たにHOxのモデル化を行うに至った。本研究での最大の興味である高エネルギー粒子の影響のモデル化を最優先で行うことが好ましいと考え,最新の手法(Fang et al., 2010, 2013など)を用いた数値コード開発を実施した(太陽活動変化による影響は,ひとまずこれまでに開発したNO光化学モデルと同様のパラメータ化の手法を踏襲することとした)。これにより, 100 eVから1 MeVまでのエネルギーを持った降下粒子による電離率の高度プロファイルが推定可能となり, HOx変動が計算可能となる。28年度にはまた, HOx変動と関係の深い化学過程を吟味した。これまでに開発したNOの1次元モデルのテストランを実施し, HOxへの拡張の手順を確認した。本研究の成果は,日本地球惑星科学連合,地球電磁気・地球惑星圏学会等で公表されたほか, PSTEPプロジェクト関連の研究会にて研究発表を行った。HOx変動の要因として,太陽活動変化(紫外線量の変化)や高エネルギー粒子の流入が考えられる。これまでに開発を進めてきたNO光化学モデルでは,太陽活動変化による電離率をパラメータ化しNO変動を推定した。HOxモデルでもその方法を踏襲し,本研究での最大の興味である高エネルギー粒子の影響のモデル化を最優先で行うことが好ましいと考え,最新の手法(Fang et al., 2010, 2013など)を用いた数値コード開発を実施した。

本研究は、全大気領域を包含する大気大循環モデル(General Circulation Model: GCM)等に組み込むための中間圏・下部熱圏H2O・HOx光化学モデルの開発を目的に実施された。特に、太陽活動変化や高エネルギー粒子の降り込みがあった際のHOxや関連する大気微量成分(NOなど)の変動を調べることが重要な研究課題である。本研究の主な成果は以下のとおりである。1) 100 keV-1 MeVのエネルギーをもつ降下電子・プロトンによる大気電離率の計算コードを作成し、様々なエネルギーを持つ降下粒子の侵入高度推定を可能とした。また、ISレーダーによる電離圏観測との比較を行い、昼側電離圏において数100 1MeVのエネルギーをもった降下電子の流入を見出した。2) 1次元モデルによる計算から、乱流拡散、降下粒子、太陽紫外線による大気微量成分の変動を推定した。28年度に開発した数値コード(高エネルギー降下粒子による電離率の計算コード)とこれまでに開発してきた1次元光化学モデルとを統合し, HOx変動を定性的に理解可能な数値モデルを作成する。太陽活動変化や高エネルギー降下粒子によるHOx高度プロファイルの変化,及び乱流拡散による影響等の概要を1次元モデルの計算から調べる。NOに関してのモデルは, GCMへ組み込まれ,緯度・高度変化等が推定可能であることが確認された。1次元モデルでの光化学過程をGCM+NOモデルへ組み込み, HOxの時空間変動のシミュレーションを試みる。本研究は,連携研究者, PSTEP関連研究者,および学界での関連分野の研究者と情報・意見交換し実施する。計算機シミュレーションは既存のワークステーションや28年度に導入した計算機により実施する。上記研究者との情報・意見交換が円滑にできるようノートPC等でも計算結果の解析や表示(可視化)ができるよう研究環境を整備する。本研究課題の研究成果は,日本地球惑星科学連合,地球電磁気・地球惑星圏学会等の学会,およびPSTEPプロジェクト関連の研究会にて公表予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者が実施している研究全般の概要についてのwebページ29年度が最終年度であるため、記入しない。
新学習指導要領に対応した物質概念育成を図る化学教材の開発と実践研究

新学習指導要領の化学的領域では,微視的である粒子の挙動と巨視的である物質の状態や化学変化を結びつけた理解が一層重要となった。そこで本研究は,児童生徒の物質概念育成を図るために,物質を微視的に捉えた上でイメージ化し,巨視的現象として理解するための教材開発を行った。このために,有機化学分野,物理化学分野,分析化学分野,無機化学分野において粒子をイメージ化しやすい教材の開発を行うとともに,児童生徒向けの実験講座や教員研修,本学の大学生対象の化学実験の授業において実践し,評価を行った。本年度は当初計画に従って4分野で以下の教材開発や実験プログラムの開発とその実践を行った。有機化学分野では,新たに光学異性体を取り扱う実験プログラムの開発に着手し,速度論的分割によるマツタケオールの合成を行った。さらに,この実験プログラムを試行的に近隣の高等学校の課題研究指導に導入した。高校生へのアンケート結果から,微視的である光学異性体の違いと巨視的である匂いの違いを実感する実験として有効であることが示された。物理化学分野では,24年度に開発した「ものの溶け方」,「溶解度」,「酸の性質」,「化学平衡」などを総合的に学習する実験授業「粒子の視点で観るホウ酸の化学」(本学中学・高校理科教員免許取得予定学生対象)を改善し,公開授業の形式で実践した(本学理科教育講座教員へ公開)。また,教育現場でも比較的簡単に作製できる燃料電池について検討し,中学生・高校生を対象とした実験講座においてその成果を検証した。分析化学分野では,(1)簡易霧箱の製作と放射線の観察,(2)簡易型測定器による環境放射線等の測定,を内容とする教材を作った。この教材を使って福岡県教育センター主催の中学校理科教員向け研修会,および本学の中等教員養成課程の学生用に開設されている「無機分析化学実験」において放射線教育を実施した。その結果,本教材は学校現場でも使用可能との意見を貰ったが,放射線源の入手法などいくつかの検討課題も見つかった。無機化学分野では,昨年度に開発した,小学校における「粒子をイメージ化しやすい授業」の授業実践を目的とし,宗像市内の小学校と共同で,「ものの溶け方」での授業実践を試みた。授業プログラムは小学校教員が実施し,「溶ける」という現象から,粒子モデルへの「気づき」を促すことができるかを検証した。検証の結果,新たな教材の導入と授業設定時間の精査で,有効な授業プログラムとなることが分かった。本年度は当初計画に従って4分野で以下の教材開発や実践プログラムの開発とその実践を行った。有機化学分野では,構造異性体の関係にある二種のエステルを合成し,巨視的現象である匂いの違いの確認と分子模型や3D画像による粒子モデルを利用した微視的な(分子構造の)違いを確認するプログラムを開発した。このプログラムを実際に本学の学生実験や高校生向けの出前授業・公開講座等で実践した。また,高校理数科の課題研究に対応した有機分子触媒を用いた有機合成について教材開発を行った。物理化学分野では,初等・中等理科教育において,粒子の視点で観る物質感を育成するために重要な単元である「ものの溶け方」および「溶解度」と「酸の性質」,「化学平衡」を総合的に学習する高校生用の授業プログラム「ホウ酸の溶液化学」を開発し,高校生を対象に実践を行った。さらに,本学中高理科教員免許取得予定学生を対象とした化学実験授業において同プログラムを実践した。分析化学分野では,中学校へ新しく導入された「放射線」への対応と,エネルギーと環境教育教材として活用する観点から,1)中学校の理科教員に市販の霧箱を使用して放射線の観察を体験,2)本学の学生実験「無機分析化学実験」において簡易放射線測定器を使って実際に環境放射線の測定を行った。これらの結果から,教材開発において必要な検討項目を整理した。無機化学分野では,小学校における「粒子をイメージ化しやすい授業の開発」を目的とし,「ものの溶け方」を題材とした教材の開発を試みた。教材として,有色の銅(II)イオンを有する化合物を用い,これら金属化合物が溶ける様子を観察することにより,「溶ける」という現象を,粒子モデルで表現できることへの「気づき」を促す授業プログラムを考案し,小学校にて授業実践した。上記の様々な実践は,参加者アンケート等の分析から有効性を実証することができた。有機化学分野では、高校生向けの鏡像異性体の教材開発として、酢酸スチラリルのアセトフェノンからの合成を本学の有機化学系学生実験に導入した。学生のアンケート結果から、鏡像異性体間の性質の違いを嗅覚で確認する教材としての有効性が確かめられた。さらに、高校理数科の課題研究への導入を意図して、入手容易な金属触媒を用いる光学活性なジアリールメタノール類の不斉合成の開発を行った。

無機化学分野では、これまで行ってきた「粒子をイメージ化しやすい授業」を題材にし、本学学生への実践的教育プログラムを開発するため、新たな金属化合物を用いた「粒子をイメージ化しやすい授業の開発」が可能であるかを考察させる授業を行った。その成果として得られた新たな授業プログラムを大野城市内の小学校と連携して実践したところ、さらなる効果的な授業展開が可能であることを明らかにした。分析化学分野では、昨年度までに作成した教材を使用して、引き続き学校理科教員向け講習会、および本学の分析化学系学生実験において放射線教育を実施した。昨年度、実際に学校現場で放射線を使用する際の安全性について懸念が指摘されたが、身のまわりの環境中に存在する放射線源を利用することによりその不安は大幅に払拭され、身のまわりの放射線についても学ぶことができた。物理化学分野では、これまでに開発した中・高理科教員免許取得希望学生を対象としたプログラム「粒子の視点で観るホウ酸の化学」を小学校用に作り変え本学にて実践した。学生のレポートから初等においても粒子概念育成に有効であると判断した。また、教育現場でも作製可能な燃料電池について、作製条件を最適化して中学理科教員向け研修会にて紹介した。アンケート結果から、粒子概念育成、環境教育において有用であると判断した。科学教育・有機化学上記研究実績の概要欄に記載した通り,当初計画に沿って4分野で計画通りの教材開発を行うことができた。さらに,本学学生向けへの授業実践や公開講座・出前実験,高等学校理数科と連携した課題研究における実践まで行うことができた。実践では参加者にアンケートをとり,その結果を踏まえて成果の把握と今後の改善への取り組みまでの計画が立っている。以上のことから,本研究は「おおむね順調に進行している」と判断した。上記研究実績の概要欄に記載した通り,当初計画に沿って4分野で計画通りの教材開発を行うことができた。さらに,本学学生向けへの授業実践や公開講座・出前実験,高等学校理数科と連携した課題研究における実践まで行い,これについては当初計画以上の進展があった。有機化学分野では前年度に開発した光学異性体の合成と巨視的な違いと微視的な違いを理解するプログラムを中高生向けの講座で実践し,その効果を検証する。これと並行して,触媒を用いた香料の合成について,高等学校理数科との連携による課題研究として実施する。さらに,小・中・高の粒子概念の接続を意識した実験プログラムを開発して教員研修で実施し,その効果を検証する。物理化学分野では,これまでに開発した実験授業「ホウ酸の化学」をさらに改善し,粒子の視点で観る物質感を育成することができる理科教員養成化学実験プログラムの完成を目指す。さらに,粒子概念に加え,環境教育との関連でも注目される燃料電池について,できるだけ身の回りの材料を使ってさらに簡便に作製できる燃料電池教材へと改善し,本学学生を対象とした化学実験授業,中学・高校の理科授業において実践することを目指す。分析化学分野では,作成した教材(1),(2)を使って,今年度も学校教員向け研修会や教員養成課程の学生実験において授業実践を継続する。
病態下心筋KチャネルIKsベータサブユニットが不整脈発生、薬物治療に及ぼす影響

病態心では、βサブユニットKCNE1遺伝子を介してIKs電流が修飾され不整脈の発生様式や抗不整脈薬の効果に影響すると推察されるが、この点の報告はない。我々は、KCNE1の発現増大が、IKs電流量、活動電位持続時間、心電図波形、不整脈の発生様式に及ぼす影響を解析した。その結果、(1)IKsは減少、(2)IKrの寄与率が相対的に高まる、(3)IKrブロッカーの効果が高まる、(4)APD延長の逆頻度依存性が増す、ことを明かにした。心筋KチャネルIKsのβサブユニットKCNE1遺伝子は、心不全や心筋梗塞など心臓の病態で発現レベルが修飾される。心臓の病態下では、KCNE1遺伝子の発現レベルに応じてIKs電流が変化し、不整脈治療薬に対する感受性、心電図QT時間などを変化させ、不整脈の発生や予防に関して影響を及ぼすことが容易に推察される。しかしながら、未だそのような報告はない。本年度はまず、βサブユニット(KCNE1)がIKs、活動電位持続時間(APD)、心電図に及ぼす影響を検討した。アフリカツメ蛙卵母細胞にIKsのαサブユニットであるKCNQ1遺伝子とβサブユニットKCNE1を共発現させIKs電流を観察すると、KCNE1発現量を増大させるに伴い、(1)電流最大値が増大する、(2)活性化が遅延する、(3)より浅い電位より活性化する、(4)活性化の開始に潜伏期がある、ことが判明した。これらの結果は、IKsに対して増大もしくは減少させる方向に働き、総和としての作用が明確でない、そこで、シミュレーションによりIKs、APD、心電図QT時間に対する影響を推定した。その結果、βサブユニットKCNE1の共発現量の増大とともに、(1)IKsは減少する、(2)IKrの寄与率が相対的に高まる、(3)IKrブロッカーの効果が高まる、(4)APD延長の逆頻度依存性が増す、ことが明らかとなった。KCNE1発現が薬剤感受性を変化させる分子機構については、IKsブロッカーであるクロマノール293Bについて検討したが、KCNE1共発現による明確な薬剤感受性の変化は見られず、他の薬剤も含め現在検討中である。研究計画2年目の本年度は、βサブユニット(KCNE1)の増減に伴うIKs抑制剤のIKs電流に対する作用の差を検討した。検討した薬剤としては、クロマノール293Bに加えてベプリジル、ドロネダロンなどである。いずれも一定の傾向は見られず、アジミライドでみられたKCNE1遺伝子発現増大にともなう薬剤感受性の変化は明らかでなかった。この点については、さらに検討を続けている。シミュレーションでは、前年度に引き続き、βサブユニットKCNE1の共発現量の増大に伴う、心電図QT時間や、不整脈の発生に対する影響を推定した。心内、中層、心外膜の心筋3層構造を想定し、KCNE1遺伝子量増加に伴うIKs電流の変化を組み入れた擬似心電図シミュレーションを行うと、KCNE1遺伝子発現量が増加するとIKs電流の減少を介して心電図QT時間の延長をもたらすことが判明した。また、特に低頻度(0.2Hz以下)の刺激時に容易にEADを生じることも判明した。今後さらに、スパイラルリエントリーの発生・停止に対するKCNE1遺伝子発現の影響を観察する予定である。
線虫感染によるレフラ-症候群の病態発生機序に関する研究

線虫Nippostrongylus brasiliensis(Nb)感染ラットの肺に生じるレフラ-症候群類似病変の発現におけるIgE-マスト細胞系(I型過敏症)の関与を明らかにするため,c-kit遺伝子に変異を有し先天的にマスト細胞を欠損するWs/Wsラットと,正常にマスト細胞を有する+/+ラットにおける反応を比較検討した.結果1.Nb感染後の肺門リンパ節におけるsurface IgE positive(sIgE^+)細胞ならびに血中IgE抗体レベルは,Ws/Wsラットと+/+ラットの間に差を見なかった.2.Nb感染後の肺肉芽腫の形成及び肺胞洗浄液中の好酸球数ならびにマスト細胞特異的プロテアーゼRMCPIIレベルは,Ws/Wsラットにおいて,+/+ラットよりも有意に低値を示した.3.感染ラット肺を摘出し,in vitroで線虫抗原によって刺激した場合,感作肺組織からのヒスタミン及びロイコトリエン(LT)C4の遊離は,Ws/Wsラットにおいて,+/+ラットよりも有意に低値を示した.4.抗原+エバンスブルー静注による気管血管透過性は,Nb感染後,+/+ラットで有意に亢進を示したが,Ws/Wsラットでは,亢進を示さなかった.5.感染ラット肺におけるサイトカインのmRNA発現をRT-PCR法でみた場合,Th2サイトカインのIL-4,IL-5及びIL-3は,Ws/Ws及び+/+ラット共に感染後発現の増強を認めた.Th1系サイトカインのIL-2,IFN-γも増強を示したが,Ws/Wsラットでは+/+ラットに比べて,発現の立ち上がりは遅延する傾向にあった.その他,TNF-α及びIL-6も共に増強を示した.以上の結果から,Nb感染によるレフラ-症候群類似肺病変の発現にはマスト細胞を介するI型過敏症が関与することが強く示唆されたが,サイトカインによる調節機序については,さらに詳細な検討を必要とする.線虫Nippostrongylus brasiliensis(Nb)感染ラットの肺に生じるレフラ-症候群類似病変の発現におけるIgE-マスト細胞系(I型過敏症)の関与を明らかにするため,c-kit遺伝子に変異を有し先天的にマスト細胞を欠損するWs/Wsラットと,正常にマスト細胞を有する+/+ラットにおける反応を比較検討した.結果1.Nb感染後の肺門リンパ節におけるsurface IgE positive(sIgE^+)細胞ならびに血中IgE抗体レベルは,Ws/Wsラットと+/+ラットの間に差を見なかった.2.Nb感染後の肺肉芽腫の形成及び肺胞洗浄液中の好酸球数ならびにマスト細胞特異的プロテアーゼRMCPIIレベルは,Ws/Wsラットにおいて,+/+ラットよりも有意に低値を示した.3.感染ラット肺を摘出し,in vitroで線虫抗原によって刺激した場合,感作肺組織からのヒスタミン及びロイコトリエン(LT)C4の遊離は,Ws/Wsラットにおいて,+/+ラットよりも有意に低値を示した.4.抗原+エバンスブルー静注による気管血管透過性は,Nb感染後,+/+ラットで有意に亢進を示したが,Ws/Wsラットでは,亢進を示さなかった.5.感染ラット肺におけるサイトカインのmRNA発現をRT-PCR法でみた場合,Th2サイトカインのIL-4,IL-5及びIL-3は,Ws/Ws及び+/+ラット共に感染後発現の増強を認めた.Th1系サイトカインのIL-2,IFN-γも増強を示したが,Ws/Wsラットでは+/+ラットに比べて,発現の立ち上がりは遅延する傾向にあった.その他,TNF-α及びIL-6も共に増強を示した.以上の結果から,Nb感染によるレフラ-症候群類似肺病変の発現にはマスト細胞を介するI型過敏症が関与することが強く示唆されたが,サイトカインによる調節機序については,さらに詳細な検討を必要とする.1.マスト細胞欠損Ws/Wsラットと+/+ラットにおける血中IgE抗体の推移ならびに肺門リンパ節におけるsurface IgE positive(sIgE^+)細胞の推移.血中総IgE量は、Ws/Ws及び+/+ラット共に、初感染14日及び再感染7日目にピークを示した.その増加は、+/+がWs/Wsラットに較べて、やや高値を示した.肺門リンパ節細胞中のslgE^+細胞をFACSにて調べたところ、いずれのラットも、感染に伴って著しく増加した.2.Ws/Wsおよび+/+ラットのNb感染肺に対する抗原刺激によるヒスタミンおよびleukotrien(LT)C4の遊離作用.Ws/Ws及び+/+の肺を摘出細切し、Nb由来ES抗原とともに、in vitroで37°C20分間incubationし、ヒスタミン及びLTC4の遊離を測定した.その結果、感染2及び4週後の+/+ラット肺組織において、有意に、高度のヒスタミン及びLTC4の遊離を認めた.一方、Ws/Wsラット肺においては、感染0,2,4週のいずれにおいても、これらメディエーターの遊離は生じなかった.なお、同時にTNFの測定を試みたが、検出限界以下であった.以上の結果から、Ws/Ws及び+/+ラットでは、Nb感染後、共に肺門リンパ節においてIgE抗体産生が生じることが推測されるとともに、マスト細胞が正常に存在する+/+

ラットでは、抗原刺激とともに肺マスト細胞由来のメディエーターの遊離が生じることが明かになり、再感染における肺病変形成には、I型過敏症が強く関与することが示唆された.線虫Nippostrongylusbrasiliensis (Nb)感染ラットの肺に生じるレフラ-症候群類似病変の発現におけるIgE-マスト細胞系(I型過敏症)の関与を明らかにするため,c-kit遺伝子に変異を有し先天的にマスト細胞を欠損するWs/Wsラットと,正常にマスト細胞を有する+/+ラットにおける反応を比較検討した.結果1. Nb感染後の肺門リンパ節におけるsurface IgE positive (sIgE^+)細胞ならびに血中IgE抗体レベルは,Ws/Wsラットと+/+ラットの間に差を見なかった.2. Nb感染後の肺肉芽腫の形成及び肺胞洗浄液中の好酸球数ならびにマスト細胞特異的プロテアーゼRMCP IIレベルは,Ws/Wsラットにおいて,+/+ラットよりも有意に低値を示した.3.感染ラット肺を摘出し,in vitroで線虫抗原によって刺激した場合,感作肺組織からのヒスタミン及びロイコトリエン(LT) C4の遊離は,Ws/Wsラットにおいて,+/+ラットよりも有意に低値を示した.4.抗原+エバンスブルー静注による気管血管透過性は,Nb感染後,+/+ラットで有意に亢進を示したが,Ws/Wsラットでは,亢進を示さなかった.5.感染ラット肺におけるサイトカインのmRNA発現をRT-PCR法でみた場合,Th2サイトカインのIL-4, IL-5及びIL-13は、Ws/Ws及び+/+ラット共に感染後発現の増強を認めた.Th1系サイトカインのIL-2, IFN-γも増強を示したが,Ws/Wsラットでは+/+ラットに比べて,発現の立ち上がりは遅延する傾向にあった.その他,TNF-α及びIL-6も共に増強を示した.以上の結果から,Nb感染によるレフラ-症候群類似肺病変の発現にはマスト細胞を介するI型過敏症が関与することが強く示唆されたが,サイトカイトによる調節機序については,さらに詳細に検討を必要とする.
動脈硬化の成因および病態解明に関する総合的研究

動脈硬化に基づく虚血性心疾患や脳梗塞は癌と並んで最も重篤な成人病であり、両疾患を合わせると我が国の死因の1位を占めるため、その成因及び病態の解明は必須の課題である。従来、動脈硬化の発症要因については、主として疫学的なアプローチが行われ、多くの遺伝因子及び後天的因子が危険因子として取り上げられてきたが、それを基盤とした予防医学的対策は効率が必ずしも良くなかった。近年、動脈硬化という血管病変に対して、細胞及び分子生物学的研究が展開され、急速に動脈硬化に関わる細胞現象が明らかになっている。例えば、動脈硬化の初期病変として知られる単球の血管壁内皮への付着を促す接着分子の働きや、平滑筋の増殖に関わる増殖因子(PDGF、HB-EGF等)の働き、さらにはマクロファージへの脂質の蓄積に関与する変性LDLの受容体であるスカベンジャー受容体(最近我々が明らかにしたCD36も含めて)等の多くの分子の重要性が解明されてきており、その成果の中で我が国の研究者の貢献も少なくない。しかし、これまでの動脈硬化研究では活発な研究グループを組織し、総合的かつ重点的な研究を行う体制までには至っていなかった。本調査では、我が国における動脈硬化研究の最先端を担っているグループを統括し、さらに有機的な研究を発展させるため、動脈硬化に深く関与する接着分子、増殖因子、酸化LDLの受容体としてのスカベンジャー受容体ファミリー、内皮細胞のNO合成酵素、血小板、AGE等の分子に焦点を絞り、これらの分子の相互関係を解明するための研究班組織を確立しようと試みた。今後、人種や環境によりその病態が異なると考えられている動脈硬化の我が国における特徴を明らかにし、またそれに対する遺伝子素因の解明や環境因子の関与についての分子生物学的解明、及びそれに対する治療・予防法の開発が多数の質の異なるアプローチによってなされる基礎ができるものと思われる。
カナダ社会における「白人」支配の動態的・構造的考察―境界管理のポリティクス

本研究は、19世紀末20世紀前半のカナダ社会における「白人」支配の動態的・構造的解明を目的とし、「白人」と「非白人」の間のグレイゾーンに位置する「中間的存在」の管理のあり方を「白人」社会の「外なる脅威」と「内なる脅威」の処遇を手がかりに考察した。「外なる脅威」として中国人移民と先住民の処遇を考察することで、「白人性」を汚すモラル無き彼らの領域横断行為を管理した点を析出し、それが、健常・正気という「白人性」を否定する「内なる脅威」として生殖までも管理された精神薄弱者の処遇と通底する点を指摘した。以上から「白人性」を基盤とする「白人」支配のあり方を描くとともに、その脆弱さも明らかにした。本研究課題では、19世紀末から20世紀前半までの時期を中心に、カナダ社会における「白人」と「非白人」の間のグレイゾーンに注目し、「白人」支配層がグレイゾーンに位置する人々(あるいは、グレイゾーンに関わる行為)をどのように管理していたのかについて考察を行なうことで、「白人」と「非白人」の境界の流動性、あるいは、「白人」と「非白人」の領域の相互浸食性を析出する。そうすることで、グレイゾーンの存在が「白人」支配を危うくしていた側面を明らかにし、従来一枚岩的に描かれがちであった当該期カナダ社会の「白人」支配の動態的・構造的実相の解明を目指す。初年度にあたるH22年度は、「白人」の外なる脅威として中国人移民に注目し、彼らが日常・労働の場においてどのような規制を受け、彼らと「白人」との境界がいかに管理されていたのかについて、「白人女性労働法white women's labour laws」と呼ばれる法律を中心に考察した。同法について、主としてトロント大学ローライブラリにて資料調査を実施し、同法の内容、制定時期・地域などについて分析検討し、州・地域間の相互影響や差異などを含め、大方の動向を把握することに努めた。州・地域によって何故に差異が生じたのか、さらに検討を重ねるためにはカナダ社会の人口動態等についての調査が必要なこと、「白人女性労働法」あるいはそれに類似する法律がアメリカ合衆国に存在しないようであり、加米比較の可能性を探る必要があること、さらには、中国人移民以外のアジア系や先住民の処遇などについても多角的に分析する必要があることなど、今後の研究方針についても検討を行なった。本研究課題の目的は、カナダ社会における「白人」支配の動態的・構造的実相を解明することにある。具体的には、19世紀末から20世紀前半までの時期に焦点をあて、当該期のカナダ社会が「白人」と「非白人」の境界に位置する人びと(あるいは、その境界を行き来するなどの行為)をいかに管理していたのかについて考察する。この考察を通して、「白人」と「非白人」の境界が実際には曖昧で流動的であったことを明らかにすることで、これまで一枚岩的に描かれてきた「白人」支配が実際には揺らぎをもっていたこと示すことを意図している。2年目にあたるH23年度は、初年度に実施した「白人女性労働法(white women's labour laws)」に関する史料調査を踏まえて、同法を制定したサスカチュワン、マニトバ、オンタリオ、ブリティッシュ・コロンビアの4州のほか、ケベックやアルバータなど他州の動向について(制定されなかったが、類似の法律が制定されたか否かなど)考察を行ない、サスカチュワン州から他州へと波及していった状況を析出した。加えて、同法の制定・改正・廃棄の動きが、カナダ内部のみならず、カナダ、中国、日本、インド、イギリスの5者間の関係に影響をうけていた点を突き止めることができた。これは研究課題設定当初にはなく、予想外の収穫であった。過去2年間実施してきた「白人の外なる脅威」(=非白人)の処遇に関する考察を「白人の内なる脅威」(=白人の中の「非白人」)の処遇のあり方と結びつけることによって「白人」の支配構造を描くことが今後の課題であり、それに向けて必要な研究視角の検討もあわせて実施した。本研究は、19世紀末から20世紀前半にかけてのカナダ社会における「白人」支配の動態的・構造的解明を目的として掲げ、「白人」と「非白人」の間のグレイゾーンに位置する「中間的存在」がどのように管理されていたのかについて考察した。具体的な対象として、白人社会における「内なる脅威」(精神薄弱者)と「外なる脅威」(中国人移民、先住民)に焦点をあて、それぞれの処遇のあり方を考察した。最終年度にあたる平成25年度は、平成24年度に刊行した『「白人」支配のカナダ史ー移民・先住民・優生学』(彩流社、2012年)で残された課題について検討を加えた。(1)「白人女性労働法」をめぐるカナダ・中国・日本・インド・イギリスの5者間の動きについて、平成25年度に引き続き、カナダおよび日本の外交文書の調査を実施した。

(2)カナダ白人社会の「内なる脅威」及び「外なる脅威」に対する処遇は、アメリカ合衆国やオーストラリアなどとはどのように異なっていたのか。この点については、前掲拙著でも言及したが、さらに探究すべく、アメリカ合衆国、オーストラリア、ニュージーランドの事例について調査を実施した。比較の視点だけではなく、カナダの対応が太平洋沿岸地域の「人種主義ネットワーク」とどのように連動していたのか、組織や人の移動の観点からも考究した。これらの考察との関わりから、訳書として『カナダ移民史ー多民族社会の形成』(明石書店、2014年)を刊行した。また、英米の外圧という政治経済的関係がカナダ社会の民族関係にいかなる影響をもたらしたのかについても考察し、『カナダの自立ー英米関係と民族問題』(刀水書房、2014年)を刊行した。本研究は、19世紀末20世紀前半におけるカナダ社会の「白人」支配の動態的・構造的実相の解明を目的としている。具体的には、「白人」と「非白人」の間のグレイゾーンに位置していた人々、ないしは、グレイゾーンを往来するといった境界領域を横断する行為がいかに管理されていたのかについての考察を目指している。3年目にあたるH24年度は、これまでの史料調査・考察結果をふまえて、「白人の外なる脅威」(=非白人)に対する処遇の考察と、「白人の外なる脅威」(=白人)に対する処遇の考察を結びつけて、内外からの脅威を受けつつ揺れ動く「白人」支配の様相を描写した『「白人」支配のカナダ史ー移民・先住民・優生学』(彩流社、2012年)を出版した。さらに、昨年度の史料調査において、「白人女性労働法」の制定・改正・廃棄の動きがカナダ内部のみならず、カナダ・中国・日本・インド・イギリスの5者間の関係に影響を受けていたことを見出したことから、それを跡付けるために、カナダおよび日本の外交文書の調査を実施した。当初の3年間で「白人の外なる脅威」(=非白人)の処遇に関する考察を実施し、4年目の最終年度にその考察結果を「白人の内なる脅威」(=白人の中の「非白人」)の処遇に関する考察と結びつけるという当初の計画以上に進捗していると判断したため。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの史料調査・考察結果を、著書としてまとめることができたため。本研究課題の最終目標は、「白人の外なる脅威」(=非白人)の処遇に関する考察を、「白人の内なる脅威」(=白人の中の「非白人」)の処遇に関する考察と結びつけ、「白人」と「非白人」の境界の流動性、「白人」と「非白人」の領域の相互浸食性を析出することで、「白人」の支配構造を描くことにあり、来年度からそれに着手する予定である。また、そのために必要な分析視角などの参照枠を学ぶため、他国、とりわけアメリカ合衆国の「白人(性)研究」の研究成果・動向の摂取に努める。ら25年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度にあたるH25年度は、「白人女性労働法」の制定・改正・廃棄をめぐるカナダ・中国・日本・インド・イギリスの動きを包括的にとらえるとともに、それをアジア太平洋地域の移民の動きと結びつけて考察したい。それによって、カナダ社会内部に向けられた政策と、カナダのみならずアジア太平洋地域全般で実施されていた対外的な移民政策を一体的に把握することを目指したい。
卵巣顆粒膜細胞におけるPDE5抑制による新規卵巣刺激法の開発

現在のところ、加齢などによりFSH刺激に低反応で十分な卵胞発育が得られない不妊患者に対して、卵胞発育を促進させる有効な治療法はない。本研究では、顆粒膜細胞内でFSH刺激のダウンストリームで働くcGMPを分解するphosphodiesterase 5 (PDE5)を標的とし、PDE5の機能を一時的に抑制することで、卵胞発育を誘導する新たな方法の開発を試みた。PDE5抑制剤のSildenafilおよびTadalafilはPDE5を抑制することでFSHへの反応性を増強させ、卵胞発育を促進することを明らかにした。また、PDE5抑制剤を用いた卵巣刺激にて得られたマウス卵子の正常性を確認した。PDE5抑制剤による顆粒膜細胞増殖、2次卵胞発育の証明: 3週齢マウス由来の胞状卵胞より単離した顆粒膜細胞を、Sildenafilにて前処理培養し、48時間培養したところ、対照群に比較し有意な細胞数の増加がみられた。さらに、Sildenafil前処理群では、各ウエルあたりのエストロゲン値も増加していたが、細胞あたりのエストロゲン値は増加しなかった。10日齢マウス卵巣より単離した2次卵胞をFSHおよびSildenafilの存在下/非存在下で4日間培養したところ、後、卵胞径が対照群に比較し有意に増大した。卵胞の免疫染色では、Sildenafil前処理群の顆粒膜細胞でKi-67が強発現していた。10日齢マウス卵巣をFSHおよびSildenafilを用いて4日間培養し、培養後に固定して卵巣重量を測定したところ、卵巣重量が増加していた。PDE5抑制剤を用いた卵巣刺激法のプロトコールの確立:顆粒膜細胞のFSH受容体の発現とFSH刺激による排卵数を調べ、FSH刺激に低反応な高齢患者モデルとして48-50週齢を決定した。この加齢マウスに対してSildenafilを投与し、その後、FSHとSildenafilを同時に投与してhCGにより排卵させ、排卵数が最大となる様な至適条件を決定した。Sildenafilを用いた卵巣刺激によって得られた卵子の受精能および発生能の正常性を調べるため、体外受精を行い受精率と胚盤胞到達率を測定したところ、Sildenafil非使用群と比較して差を認めなかった。平成27年度に予定したマウスを用いた研究計画に従い、Sildenafilによる顆粒膜細胞増殖、2次卵胞発育促進効果が示された。また、Sildenafilを用いた卵巣刺激法のプロトコールの至適化を行うことができた。しかし、平成27年度に予定していた一部の実験に関しては、Sildenafil前処理群での細胞あたりのエストロゲン値や血中cGMP濃度を測定は、実験系を再構築する必要が生じ、Sildenafilを用いた卵巣刺激によって得られた卵子の正常性の解析はさらに追加の解析が必要となった。また、ヒト顆粒膜細胞や卵巣皮質を用いた試験はまだ施行できておらず、やや進捗が遅れていると判断した。我々はFSHがcGMPシグナルを介して顆粒膜細胞を増殖し、卵胞を発育させる分子基盤を明らかにしてきた。現在のところ、加齢などによりFSH刺激に低反応で十分な卵胞発育が得られない不妊患者に対して、卵胞発育を促進させる有効な治療法はなく、治療に苦慮することが多い。そこで、本研究は、顆粒膜細胞内でcGMPを分解するphosphodiesterase 5 (PDE5)を標的とし、PDE5の機能を一時的に抑制することで、これらの患者の新たな卵胞発育誘導法の開発を行うことを目的とした。これまで、PDE5抑制剤の1つであるSildenafilが、in vitroおよびex vivo試験において、マウス2次卵胞の顆粒膜細胞を増加させて卵胞発育を促進し、卵巣重量を増加させることを見出した。また、48-50週齢の高齢マウスに対し、Sildenafilを投与したところ、血中cGMPの上昇とエストロゲン値の上昇を認め、排卵数が増加した。さらに、排卵数が最大となるような、Sildenafil投与量と卵巣刺激プロトコールを確定した。Sildenafil投与マウスから得られた卵子の正常性を検証するため、体外受精胚移植を施行したところ、非投与群と比較して卵子成熟率、受精能、胚盤胞到達率、着床率、生児獲得率の全てにおいて差を認めなかった。さらに、得られた児および胎盤について形態学的、組織学的に解析したところ、特に異常を認めなかった。得られた児を交配して次世代まで飼育をしながら行動異常の有無、妊孕性について解析を行ったが、特に異常を認めなかった。次にヒト顆粒膜細胞の細胞株を用いてSildenafilの効果を検討したところ、マウスの初代培養系とは異なる濃度でcGMPの増加と細胞増殖効果が得られた。Sildenafil投与マウスから得られた卵子の正常性に関して体外受精胚移植を用いて検証し、ヒト顆粒膜細胞および卵巣組織検体を用いた有効性試験を行った上で、ヒト臨床試験を実施する予定をしていたが、Sildenafil投与マウスから得られたマウス卵子の正常性検証を、エピジェネティックな観点からさらに厳密に実施する必要性が出た。また、ヒト卵巣組織検体を用いた試験は、予想に反して個体差が大きく更なる解析が必要となった。我々は、卵胞刺激ホルモン(FSH)がcGMPシグナルを介して顆粒膜細胞を増殖し、卵胞を発育させる分子基盤を明らかにした。

現在のところ、加齢などによりFSH刺激に低反応で十分な卵胞発育が得られない不妊患者に対して、卵胞発育を促進させる有効な治療法はなく、治療に苦慮することが多い。そこで、本研究は、顆粒膜細胞内でcGMPを分解するphosphodiesterase 5 (PDE5)を標的とし、PDE5の機能を一時的に抑制することで、これらの患者の新たな卵胞発育法の開発を行うことを目的とした。これまで、PDF5抑制剤であるSildenafilに加えてTadalafilが、in vitroおよびex vivo試験において、卵胞発育を促進することを見いだした。その効果はTadalafilの方がSildenafilよりも優れていた。また、46-50週齢の高齢マウスに対し、SildenafilおよびTadalafilを投与したところ、血中cGMPの上昇とエストロゲン値の上昇を認め、排卵数が増加した。このin vivo試験においても、Tadalafilの方がSildenafilよりもより排卵数を増やす効果を認めた。Tadalafilを投与マウスから得られた卵子の正常性を検証するため、体外受精胚移植を行ったところ、非投与群と比較して、成績に差を認めなかった。さらに、Tadalafil投与群から得られた児および胎盤にも異常は認めなかった。また、SildenafilおよびTadalafil投与マウスかた得られた卵子の遺伝子発現を非投与群と比較したが、特に差違を認めなかった。ヒト顆粒膜細胞、卵巣組織の培養系において、SildenafilおよびTadalafilの効果を検証したが、細胞培養では有効性が認められたが、組織培養では有意な卵胞発育は得られず、さらなる解析が必要と考えられた。現在のところ、加齢などによりFSH刺激に低反応で十分な卵胞発育が得られない不妊患者に対して、卵胞発育を促進させる有効な治療法はない。本研究では、顆粒膜細胞内でFSH刺激のダウンストリームで働くcGMPを分解するphosphodiesterase 5 (PDE5)を標的とし、PDE5の機能を一時的に抑制することで、卵胞発育を誘導する新たな方法の開発を試みた。PDE5抑制剤のSildenafilおよびTadalafilはPDE5を抑制することでFSHへの反応性を増強させ、卵胞発育を促進することを明らかにした。また、PDE5抑制剤を用いた卵巣刺激にて得られたマウス卵子の正常性を確認した。平成27年度に予定した研究計画のうち、Sildenafil前処理群での細胞あたりのエストロゲン値が予想と反して増加しなかったため、エストロゲンの原料となるアンドロゲンを添加した系で再度検証する。また、10日齢マウス卵巣をFSHおよびSildenafilを用いて培養後の組織学的な卵胞分布の計測を行い、Sildenafilの卵胞発育促進効果をさらに実証する。Sildenafilの活性抑制効果をモニター可能とするため、血中cGMP濃度を測定したが、当初用いたELISA kitでは測定感度以下であったため、依り高感度のものを用いて再測定し、排卵数との相関を調べる。Sildenafilを用いた卵巣刺激によって得られた卵子の正常性をさらに検証するため、偽妊娠マウスに胚移植を行って、妊娠異常の有無、出生した子および胎盤の異常の有無を形態学的、組織学的に調べる。得られた子は交配して次世代まで飼育し、行動異常の有無、妊孕性について調べ、副作用の発生を検索する。