hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい高エネルギー密度二次電池材料開発に関する基礎的研究

本総合研究では各電極において新しい反応場の設計と構築ならびに界面での電極反応の解明を通じて、高エネルギー密度二次電池用材料を開発研究の先端的研究領域を開拓することを課題とし、それを目的とした。本年度は平成7年12月26日、東京工業大学百年記念館フェライト会議室において、各研究者の研究成果の発表を公開シンポジウムという形で行なった。その中で、スピネル酸化物、リチウムバナジウム酸化物、リチウムニッケル酸化物というような正極材料、炭素負極Li_3N負極などの負極材料、シドノン-エーテル系混合溶媒を用いた電解液、ポリマー電解質、ケイ酸塩ガラス電解質などの電解質などの各電池を構成する要素材料に関する研究、あるいは電極・電解質界面の電気化学的解析、負極表面のラマン解析、ポテンシャルステップ法による拡散係数の算出というような電気化学的解析あるいは表面分析について発表がなされた。そして、電極内でのイオンと電子の挙動あるいは電極と電解質界面での電荷移動などの電気化学的な側面あるいは格子定数・原子座標などの構造的な側面、電気伝導度、磁化率というような物性的な側面について活発な討論がなされた。本総合研究において行なわれた総合討論の結果から、リチウム二次電池をより高エネルギー密度化、且つ長寿命化するために必要な各種の問題点のうち、特にそれらの間の相互の関係が多く指摘された。これらの結果は今後行なわなければならない数多くの技術的改良に大きく貢献するものである。それと共に、数多くの未解決の問題点も提起され、この種の総合研究が今後一層重要となることが明らかにされた。
発達が気がかりな子どもと保護者を対象にした生活習慣共育プログラムの開発

本研究は、親子を対象に、運動・栄養・休養を共に学びあう、体験型及びウェブ型学習プログラムの開発と効果の検証を目的とする。平成31年度は、運動学、睡眠学、栄養学、特別支援教育、医学、養護教諭等と連携し支援体制を構築する。生活習慣教材を検討し、家庭におけるウェブ型学習としてC-Learningを活用したプログラムの開発を行う。平成32年度は、国内外の調査及び研究者と情報交換を行い、「共育・学びあいの場」を充実させる。平成33年度は、プログラムの効果を検証し、多世代及び学校への応用を検討する。家庭を基盤とした、生活習慣病の予防と健康づくりを実現することで、社会及び学術的波及効果が期待できる。
癌悪液質における多臓器不全のメカニズム解明とその改善法

【目的】担癌個体では、アポトーシスの異常により、正常骨格筋細胞および脂肪細胞でアポトーシスが生じており、このことが担癌個体における体重減少の原因の一つであることが報告されている。今回の研究の目的は、正常筋細胞や脂肪細胞で見られた現象が他の正常臓器細胞、肝・腎・脾・肺・心で見られないかを調べ、この現象が癌悪液質時の多臓器不全の成因とならないかを調べるものである。【方法】体重約3kgの日本白色家兎20羽を健常群と担癌群の2群にわけ、一方は自由に食餌を摂取させ(健常群n=5)、他方には右大腿部にVX2腫瘍細胞1×10^6個を移植した(担癌群n=15)。実験開始20日目(n=4;担癌群3、健常群1)、30日目(n=4;担癌群3、健常群1)、40日目(n=4;担癌群3、健常群1)、50日目(n=4;担癌群3、健常群1)、60日目(n=4;担癌群3、健常群1)に屠殺し、肝臓、腎臓、脾臓、肺を摘出した。体重を10日毎に測定し、Lean Body Mass(LBM)もTOBEC法にて測定した。採取した組織をホルマリン固定後パラフィン包埋切片とし、TUNEL法、及びDNAラダー法によりアポトーシスを検出した。また、抗Bax抗体、抗Bcl-2抗体、抗Bcl-x_Lを用いてLSAB法にて免疫染色しアポトーシス関連蛋白の発現を検討した。【結果】LBMは担癌早期20日目に担癌群で19.1±1.02%の減少を認め、健常群にて1.66±0.83%の増加を認めた。Apoptotic Indexは、肝臓、腎臓、肺、脾臓それぞれにおいて担癌50日目に、14.2±1.75%、25.8±2.00%、66.7±6.00%、24.9±3.81%まで増加したが、健常群では、観察期間を通して低値のままだった。DNAラダー法は、肝臓、腎臓、肺、脾臓において担癌50日目にDNAの断片化を認めた。担癌群におけるBaxの発現はアポトーシスの出現と一致した。一方、Bcl-2とBcl-xLの発現はほぼ認められなかった。また心臓ではアポトーシスを認めず、Baxの発現も認めなかった。【結論】以上の結果から、担癌個体における、Baxの発現に関連した正常臓器でのアポトーシスは体重減少のみでなく、癌悪液質状態における多臓器不全の原因となっている可能性が示唆された。

担癌個体にしばしば認められる癌悪液質の病態解明のため、VX2腫瘍移植家兎をもちいて検討を試みた。このモデルは、これまで癌悪液質モデルとしてもちいられてきたが、今年度は基礎実験として移植後の体重の変化、ならびに体構成成分の変化、食餌摂取量の変化を経日的に測定し、このモデルが今回の検討に適しているかを調べた。体重約3,000グラムの日本白色家兎8羽を2群に分け、1群には大腿部にVX2腫瘍細胞1×10^6個を移植し担癌群(n=4)とし、もう1群は同部位に生理食塩水を注射し健常群(n=4)とした。10日ごとに、体重、体構成成分、食餌摂取量を測定した。体重は、担癌群で移植後より緩徐に減少し始めたが、40日目よりその減少率は著明に増加し、健常群との比較でも、有意に減少を認めた。体構成成分については、体重と同様の変化を認めたが、健常群との比較では担癌初期より有意な差を認めた。食餌摂取量は、40日目まで両群間に有意差は認められなかったが、50日目および60日目で担癌群の食餌摂取量は健常群に比較して有意に減少した。以上の結果から、このモデルにおける体重減少は、担癌初期の緩徐な体重減少に引き続き、末期の急激な体重減少が惹き起こされることが示された。しかしながら、食餌摂取量は有意な体重差が生じた時点では両群間に有意な差が認められないことが示され、このモデルが癌悪液質モデルとして適していることが確認された。今年度は、この2群での20日目、40日目、60日目で筋肉、脂肪組織、肝臓、膵臓、脾臓、腎臓、肺臓、心臓を摘出し、その形態学的変化を検討する予定である。今年度は、この2群での筋肉、脂肪組織、肝臓、膵臓、脾臓、腎臓、肺臓、心臓の形態学的変化を検討するために、20日目、40日目、60日目で各臓器を摘出し、パラフィン包埋切片を作製し免疫組織化学的検討をおこなった。また、各種臓器のDNAを抽出しアポトーシスの発現について検討した。現在、発表予定のためデータを整理中である。
胸腺上皮細胞分岐分子メカニズムの研究

胸腺上皮前駆細胞から皮質、髄質系列細胞への分岐と分化を制御するメカニズムの解明を目指し、皮質上皮細胞(cTEC)と髄質上皮細胞(mTEC)を対象としたトランスクリプトーム、および、プロテオーム解析を行った。また、cTEC特異的に発現し、CD8T細胞の正の選択を制御する胸腺プロテアソームの構成鎖beta5tを欠損するcTECを対象とした解析も並行して行った。cTECとmTECのトランスオミクス解析により、cTECで有意に発現が高く、且つ、上皮前駆細胞を含む胎仔胸腺上皮細胞でも発現が高い転写制御因子を抽出し、欠損するマウスの作製を進めている。また、cTECで有意に発現が高く、in vitro解析において遺伝子発現を制御することが報告されている分子の欠損マウスを作製し、胸腺上皮細胞分化における役割について検討した。この欠損マウスでは、胸腺上皮細胞分化は正常であり、胸腺において顕著な異常は検出されなかった。一方、欠損オスマウスを交配に使用した場合、仔ができなかったため、精巣、および精子の詳細な解析を行ったところ、欠損マウスにおける精子の形成異常と運動能低下が検出された。この結果から、当該分子は胸腺上皮細胞の分化や機能には非冗長であること、一方、生殖機能獲得には必須であることが明らかになった。また、beta5t欠損cTECを対象としたトランスオミクス解析から、beta5t欠損により、mRNAとタンパク発現プロファイルに大きな変動はないが、cTECでのプロテアソーム構成タンパクの発現が低下することが明らかになった。一方、beta5t欠損cTECにおけるユビキチン化タンパクの蓄積やストレス応答分子の発現変動は見られなかった。このことから、cTECでのbeta5t発現は、T細胞の正の選択には重要であるが、cTECのbiologyには大きな影響を与えないことが明らかになった。これまで、胸腺上皮細胞を対象としたトランスクリプトーム解析は行われているが、トランスオミクス解析結果については行われていなかった。私たちが行った胸腺上皮細胞を対象としたトランスオミクス解析結果は、胸腺上皮細胞のリソースとして意義がある情報であり、現在、論文投稿中である。また、トランスオミクス結果から抽出した転写制御因子の欠損マウスの作製、および、いくつかの分子に関しては、欠損胸腺を入手して順次解析を進めることができている。さらに、cTECで有意に発現が高く、in vitro解析において遺伝子発現を制御することが報告されている分子の欠損マウスの解析からは、胸腺上皮細胞の分化、機能異常は検出されなかったが、雄性不妊を発症し、当該分子が生殖機能獲得に重要な役割を果たすことが明らかになった。これまで、当該分子の生体内機能は全く明らかにされておらず、この結果は、男性不妊の原因、および治療法開発に向けて重要な学術的証拠となると考えられる。この研究結果については、現在、投稿準備を進めている。トランスオミクス結果から抽出した転写制御因子の欠損マウスの解析、および、いくつかの分子に関しては、欠損胸腺を入手して解析を進める。また、転写制御因子の欠損マウスの作製と並行し、beta5tの転写開始点から1kb上流のゲノム領域内の様々な領域を欠損するマウスの作製を進めている。これらのマウスの解析からbeta5tの発現制御に必要なゲノム領域を同定し、そのゲノム領域に結合する分子を明らかにする。beta5tはcTECで特異的に発現する分子であるため、beta5t発現はcTECの指標となるため、この解析から、cTECとmTECの分岐、分化に関わる分子を明らかにする。免疫システムの司令塔として自己と非自己の識別を担うT細胞分化を支持する胸腺上皮細胞の分化機構を明らかにすべく、皮髄共通前駆細胞から皮質上皮細胞と髄質上皮細胞への分岐制御を担う転写制御分子の発見を目指す研究を行った。生後胸腺由来の皮質上皮細胞と髄質上皮細胞での遺伝子発現を比較したマイクロアレイ解析結果、および、胎仔胸腺由来の皮髄共通前駆細胞および髄質に系列決定したばかりの細胞での遺伝子発現解析結果から、発現差違のある転写関連分子を抽出した。その中から、すでに欠損マウスが作製されており、髄質系列細胞での発現が高い4遺伝子、および皮質上皮細胞と皮髄共通前駆細胞での発現が高い5遺伝子について、国内外の研究者から欠損胸腺を入手し、皮髄構造、および、Aireやbeta5tなどの機能タンパクの発現について検討した。その結果、いずれの欠損胸腺も皮髄共通前駆細胞から皮質・髄質上皮細胞への分岐は正常であった。しかし、皮質上皮細胞と皮髄共通前駆細胞での発現が高い転写因子のひとつを欠損する胸腺は、正常胸腺に比べると組織の大きさが小さく、CD8陽性T細胞数が減少していた。このことから、皮質上皮細胞での当該転写因子の発現はCD8陽性T細胞の正常な産生に関与していることが示唆された。また、欠損マウスが作製されていない分子の中で、皮質上皮細胞および皮髄共通前駆細胞での発現が極めて高い転写活性化補助分子が上皮細胞分岐制御を含む上皮細胞での機能を明らかにするために、CRISPR/Cas9法による当該分子の欠損マウスの作製を始動した。また、胸腺上皮細胞の分化機構の解明に加え、胸腺上皮細胞の機能を制御する分子機構、細胞機構の解明を目指すために、T細胞の自己免疫寛容確立に重要である髄質上皮細胞分子

CCL21Serを同定すると共に、生後胸腺における上皮細胞数の評価法の開発に携わった。当初の計画の通り、上皮前駆細胞が豊富な胎仔胸腺から採取した上皮細胞亜集団を対象としたトランスクリプトーム解析を実施し、生後胸腺から採取した、すでに皮質および髄質系列細胞へと分化した細胞でのトランスクリプトーム解析結果と比較することにより、複数の候補転写制御分子を抽出することができ、欠損マウス作製を始動した。また、皮質上皮細胞と共通前駆細胞での発現が高いある転写因子を欠損するマウスでは、上皮細胞の皮質、髄質系列への分岐異常は検出されなかったものの、胸腺でのCD8T細胞数が減少するという予想外の結果を得たことから、CD8陽性T細胞産生を制御する新規分子の発見に繋がると考えられる。胸腺上皮前駆細胞から皮質、髄質系列細胞への分岐と分化を制御するメカニズムの解明を目指し、皮質上皮細胞(cTEC)と髄質上皮細胞(mTEC)を対象としたトランスクリプトーム、および、プロテオーム解析を行った。また、cTEC特異的に発現し、CD8T細胞の正の選択を制御する胸腺プロテアソームの構成鎖beta5tを欠損するcTECを対象とした解析も並行して行った。cTECとmTECのトランスオミクス解析により、cTECで有意に発現が高く、且つ、上皮前駆細胞を含む胎仔胸腺上皮細胞でも発現が高い転写制御因子を抽出し、欠損するマウスの作製を進めている。また、cTECで有意に発現が高く、in vitro解析において遺伝子発現を制御することが報告されている分子の欠損マウスを作製し、胸腺上皮細胞分化における役割について検討した。この欠損マウスでは、胸腺上皮細胞分化は正常であり、胸腺において顕著な異常は検出されなかった。一方、欠損オスマウスを交配に使用した場合、仔ができなかったため、精巣、および精子の詳細な解析を行ったところ、欠損マウスにおける精子の形成異常と運動能低下が検出された。この結果から、当該分子は胸腺上皮細胞の分化や機能には非冗長であること、一方、生殖機能獲得には必須であることが明らかになった。また、beta5t欠損cTECを対象としたトランスオミクス解析から、beta5t欠損により、mRNAとタンパク発現プロファイルに大きな変動はないが、cTECでのプロテアソーム構成タンパクの発現が低下することが明らかになった。一方、beta5t欠損cTECにおけるユビキチン化タンパクの蓄積やストレス応答分子の発現変動は見られなかった。このことから、cTECでのbeta5t発現は、T細胞の正の選択には重要であるが、cTECのbiologyには大きな影響を与えないことが明らかになった。これまで、胸腺上皮細胞を対象としたトランスクリプトーム解析は行われているが、トランスオミクス解析結果については行われていなかった。私たちが行った胸腺上皮細胞を対象としたトランスオミクス解析結果は、胸腺上皮細胞のリソースとして意義がある情報であり、現在、論文投稿中である。また、トランスオミクス結果から抽出した転写制御因子の欠損マウスの作製、および、いくつかの分子に関しては、欠損胸腺を入手して順次解析を進めることができている。
歯根膜エクソソームとWntシグナルを基軸とした次世代歯周組織再生療法の基盤構築

ヒト歯根膜細胞に対し生体内で生じるメカニカルストレスを模倣した周期的伸展刺激や低酸素環境ストレスを与えた上でその培養上清中からエクソソームを精製する。精製したエクソソームのセメント芽細胞の増殖・分化誘導作用の検討し、分化誘導につながるエクソソームのmiRNAや作用するシグナル経路を同定する。さらに精製したエクソソームをラットの歯周炎実験モデルに投与し、歯周組織の形成誘導能を評価する。
小動物悪性腫瘍のための超音波ハイパーサ-シア装置の開発と評価

申請時の様式に従いファンクションジェネレータ,高周波アンプからなる超音波発生装置,計測用コントローラ,データ集録システムからなる制御装置,および熱電対,ゼロ点温度補償器からなる温度測定装置を組み合わせて一体化し,深部の小空間が有効に加温されることが超音波加温テストシステムを完成した.このシステムによる超音波の出力分布をヨウ化カリウムからのヨウ素の遊離(Weissler反応)を利用した線量計で検討した.通常Starchを添加すると,容易に呈色反応が観測できる.抱水クロラールはこの反応の増強剤として知られているが,より高感度の線量計とすべく改良を試みた.空気飽和条件でトリクロロ酢酸を添加すると,抱水クロラール添加時に比べて感度が増加した.この系を用い分割した格子状容器で照射すると,振動子の超音波出力分布が可視化でき有用と思われる.超音波加温テストシステムが体表面の冷却のため恒温水循環装置による冷却水を流せる構造を有することを利用し,雄Wistarラット皮膚におけるノルアドレナリンおよびヒスタミンの経皮的吸収に対する超音波の非熱的作用による薬物増強効果について検討した.ビーム実効長を短縮するため周波数(3MHz以上),組織損傷を防ぐため強度(0.75W/cm^2以下)を使用し,照射部位の温度上昇を抑制した条件でラットを麻酔下,薬剤をゲル状にして腹部に塗布した後超音波照射を行った.薬物による生理学的変化の指標として,血圧,心拍数,血流量等を測定したところ,US併用照射NA群では,非照射NA群に比較して血圧,心拍数の最大増加率が有意に高くなった.ヒスタミンについても検討したところ,US併用照射群で負の最大増加率が高い傾向を示した.超音波加温テストシステムは深部加温に加えて,超音波の非熱的作用を利用することにより薬物の経皮的吸収の促進に有用と思われる.超音波ハイパーサ-シア申請問の様式に従いファンクションジェネレータ、高周波アンプからなる超音波発生装置,計測用コントローラ,データ収録システムからなる制御装置,および熱電対,ゼロ点温度補償器からなる温度測定装置を組み合わせて一体化し,超音波加温テストシステムを完成した。特に,超音波加温トランスデューサおよび体表面の冷却のための恒温水循環装置による冷却水を流せる構造とした。超音波照射により冷却水中に気泡が発生し,これによる音場の乱れやホットスポットの発生と避けるため冷却水は連続的に脱気されるように脱気装置を通して循環できる構造とした。また、温度測定をより正確にするため熱電対測定に対し,ゼロ点温度補償器を内蔵させ常時校正できる構造とした。領域加温用の8cm直径の振動子を用い組織等価寒天-グラファイファントムにおける赤外線カメラによる二次元温度分布より加温性能を調べたところ,周波数の変化で加温部の深さを変えることができた。深部のより小さな腫傷の加温用として集束性能を高める必要があるので,集束性の異なる2種類の5cm直径の振動子を用い照射用ヘッドを制作した.周波数1.5MHzを用い,4cmの脱気水の介して組織等価ファントムを加温した場合,集束型で約1cm径,平面型で約4cm径でともに深さ方向約2cm空間が均一に加温されることが示された。製作した超音波加温テストシステムは超音波発生装置,制御装置,温度測定装置とも目的とする性能を有し,照射ヘッドを工夫することで深部の小空間が有効に加温されることが示された。申請時の様式に従いファンクションジェネレータ,高周波アンプからなる超音波発生装置,計測用コントローラ,データ集録システムからなる制御装置,および熱電対,ゼロ点温度補償器からなる温度測定装置を組み合わせて一体化し,深部の小空間が有効に加温されることが超音波加温テストシステムを完成した.このシステムによる超音波の出力分布をヨウ化カリウムからのヨウ素の遊離(Weissler反応)を利用した線量計で検討した.通常Starchを添加すると,容易に呈色反応が観測できる.抱水クロラールはこの反応の増強剤として知られているが,より高感度の線量計とすべく改良を試みた.空気飽和条件でトリクロロ酢酸を添加すると,抱水クロラール添加時に比べて感度が増加した.この系を用い分割した格子状容器で照射すると,振動子の超音波出力分布が可視化でき有用と思われる.超音波加温テストシステムが体表面の冷却のため恒温水循環装置による冷却水を流せる構造を有することを利用し,雄Wistarラット皮膚におけるノルアドレナリンおよびヒスタミンの経皮的吸収に対する超音波の非熱的作用による薬物増強効果について検討した.ビーム実効長を短縮するため周波数(3MHz以上),組織損傷を防ぐため強度(0.75W/cm^2以下)を使用し,照射部位の温度上昇を抑制した条件でラットを麻酔下,薬剤をゲル状にして腹部に塗布した後超音波照射を行った.薬物による生理学的変化の指標として,血圧,心拍数,血流量等を測定したところ,US併用照射NA群では,非照射NA群に比較して血圧,心拍数の最大増加率が有意に高くなった.ヒスタミンについても検討したところ,US併用照射群で負の最大増加率が高い傾向を示した.超音波加温テストシステムは深部加温に加えて,超音波の非熱的作用を利用することにより薬物の経皮的吸収の促進に有用と思われる.

超音波ハイパーサ-シア申請時の様式に従いファンクションジェネレータ,高周波アンプからなる超音波発生装置,計測用コントローラー,データ集録システムからなる制御装置,および熱電対,ゼロ点温度補償器からなる温度測定装置を組み合わせて一体化し,超音波加温テストシステムを製作した.超音波トランスデューサおよび体表面の冷却のための冷却水を流せる構造とし,また気泡が発生し,これによる音場の乱れやホットスポットの発生を避けるため冷却水は連続的に脱気させるように脱気装置を通じて循環できる構造とした.温度測定を性格にするため熱電対測定に対し,ゼロ点温度補償器を内蔵させ常時校正できる構造とした.超音波の出力分布をWe i ssler反応+Starch添加系を利用した線量計で検討した.抱水クロラールはこの反応を増強するがトリクロロ酢酸を添加するとさらに感度が増加した.この系を用い分割した格子状容器で照射すると,振動子の超音波出力分布が可視化できた.領域加温用の8cm直径の振動子の加温性能を調べたところ,周波数可変で加温部の深さを変えることができた.深部加温用として集束性能を高める必要があるので,集束性の異なる2種類の5cm直径の振動子を用い照射用ヘッドを製作した.周波数1.5MHzを用い,4cmの脱気水を介して組織等価ファントムを加温した場合,集束型で約1cm径,平面型で約4cm径でともに深さ方向約2cm空間が均一に加温されることが示された.製作した超音波加温テストシステムは超音波発生装置,制御装置,温度測定装置とも目的とする性能を有し,照射ヘッドを工夫することで深部の小空間が有効に加温されることが示された.この装置を用い超音波の非熱的作用による薬物経皮吸収増強効果について検討したところ,ノルアドレナリンおよびヒスタミンの経皮吸収が促進された.超音波の熱および非熱作用は薬物効果増強に有用と思われる.
プロスタグランジンEP4受容体はいかにして脂質の恒常性維持に寄与するのか？

本研究で、プロスタグランジン(PG)E2がEP4受容体を介して、脂肪組織や肝臓における脂質蓄積のバランスを変化させ、生体内の脂質分布の制御に関与することを見出した。脂肪細胞特異的EP4受容体欠損マウスでは、全身欠損マウスと同様に脂肪組織重量の亢進が認められたことから、本PGE2作用は脂肪細胞のEP4受容体を介していることが明らかとなった。また、EP4受容体作動薬の投与は食餌誘導性肥満モデルマウスの組織中脂質分布を変化させ、EP4受容体が脂質異常症などの疾患の治療標的として有用である可能性を示した。プロスタグランジン(PG)E2受容体EP4の欠損マウスを用いて、EP4受容体による脂肪蓄積の制御機構を明らかにした。EP4欠損マウスは通常食条件下において白色脂肪組織(WAT)重量亢進の表現型を示し、長期間高脂肪食を負荷してもその表現型は維持されたが、WATの炎症性状態や全身のインスリン感受性は悪化せず、慢性炎症性の肥満状態ではないことを見出した。LC-MS/MSを用いた組織中のエイコサノイド一斉定量法の基礎検討を行った。また、PGE2産生に寄与するホスホリパーゼ/シクロオキシゲナーゼ経路についても検討を行った。当初予定していた、EP4受容体による脂質代謝調節機構の解析に加えて、昨年度導入されたLC-MS/MSシステムを用いて、エイコサノイド一斉定量系の基礎検討を行い、リガンド側の産生調節機構を解析するツールを確立できたため、現在までの達成度は「おおむね順調に進展している」とした。プロスタグランジン(PG)は生体膜リン脂質からホスホリパーゼによって切り出されたアラキドン酸から、シクロオキシゲナーゼを律速酵素として産生される代表的な生理活性脂質であり、発熱、疼痛、炎症を代表とする様々な生理作用を示す。本研究では、PG受容体による新規脂質代謝調節機構を明らかにすることを目的として、申請者はこれまでに、PGE2受容体EP4の欠損マウスを用いて、EP4受容体による脂肪蓄積の制御機構を解析してきた。EP4受容体欠損マウスは通常食条件下において白色脂肪組織重量亢進の表現型を示す一方、肝臓への脂肪蓄積は少なく、EP4受容体は生体中の脂質分布を制御していると考えられた。今年度は、脂肪組織におけるPGE2産生機構を解析し、関与するホスホリパーゼ/シクロオキシゲナーゼを同定した。また、PGE2産生が誘導される生理的状況を明らかにした。また、EP4受容体の機能を担う責任細胞を同定するため、骨髄移植実験および細胞特異的EP4欠損マウスの作成を行った。EP4受容体欠損マウスの骨髄を野生型マウスに移植しても、EP4受容体欠損マウスでみられた表現型が再現されなかったことから、マクロファージなどの血球系細胞に発現しているEP4受容体は脂肪蓄積制御には寄与しないと考えられた。今後は、作成した細胞特異的EP4欠損マウスの解析により、責任細胞の同定を進めるとともに、EP4作動薬投与実験を行い、脂質異常症の治療標的としてのEP4受容体の可能性を評価する。今年度は、脂肪組織におけるPGE2の産生機構を明らかにするとともに、骨髄移植実験や細胞特異的EP4欠損マウスの作成を行い、EP4受容体機能を担う責任細胞の絞り込みも進捗しているため、現在までの達成度は「おおむね順調に進展している」とした。今年度はEP4機能を担う責任細胞を同定するために、細胞特異的EP4欠損マウスの解析を行った。その結果、脂肪細胞特異的EP4欠損マウスにおいて、脂肪重量の亢進が認められた。また、肝臓や骨格筋などの他のエネルギー代謝器官においてはEP4受容体の発現レベルが低いことからも、脂肪細胞に発現するEP4受容体が、脂質制御に大きく寄与していると考えられた。また、EP4受容体シグナルによる脂質代謝調節能を直接評価するため、マウスに対するEP4作動薬の長期投与実験を行ったところ、EP4作動薬は肥満モデルマウスの組織中脂質分布を変化させた。本研究で得られた知見は、EP4受容体が脂質異常症などの疾患の治療標的として有用である可能性を示唆するものと考えられる。

EP4受容体が機能する責任細胞を同定するため、骨髄移植実験および細胞特異的EP4欠損マウスの作成、解析を行う。リガンドであるPGE2の産生機構を明らかにし、PGE2-EP4シグナルがどのような生理状況で機能するのかを解析する。さらに、肥満、糖尿病モデルマウスへのEP4作動薬の投与を行い、脂質異常症の治療標的としての可能性を評価する。作成した細胞特異的EP4受容体欠損マウスの解析を進め、EP4受容体機能を担う責任細胞の同定を進める。また、肥満モデルマウスへのEP4作動薬投与を行い、脂質異常症の治療標的としての可能性を評価する。生化学、分子生物学今年度はインビトロ実験を中心にEP4受容体の脂質代謝制御機構を解析し、多くの試薬を別テーマの実験と共有して使用することができたため。平成28年4月の熊本地震により、当初使用予定のマイクロアレイ解析機器(共通機器)が破損した。精密機器であったため、その被害状況の把握や復旧に多大な時間を要し、解析を再開できたのは10月となり、約6ヶ月間の研究遅延を余儀なくされたため。次年度は、細胞特異的EP4欠損マウスの作成、解析および肥満病態マウスモデル作成等、インビボ実験を中心に行い、マウスの購入維持費などに予算を使用する。肥満病態マウスモデル作成用のマウス購入費や特殊飼料費、遺伝子発現解析(マイクロアレイ、定量PCR, in situ hybridization)用試薬類などに予算を使用する。熊本大学大学院生命科学研究部薬学生化学分野ホームページ
ポジトロン核種を用いた生体組織での水・イオン・微量金属の動態イメージング法の開発

^<38>K^+の蓄積量の脳内分布スライスの培養液柱に^<38>K^+を加え、経時的に脳スライスへの取り込みのイメージングを行った。脳スライスへの^<38>K^+蓄積量は時間経過とともに増加した。その程度は脳全体で均一ではなく、明確な部位差が認められた。終脳、間脳で高く、下位脳幹部では低い。^<38>K^+の蓄積の意味^<38>k^+の蓄積量はNa^+/K^+-ATPase(Na^+/K^+ポンプ)の阻害剤であるウアバイン(0.1mM)により大きく低下した。この結果は、^<38>K^+の蓄積量の大部分が脳スライスのNa^+/K^+ポンプ活動を表していることを示す。またカリウムチャンネルの阻害剤であるBa^<2+>(1mM)によりわずかに増加した。この結果は、Na^+/K^+ポンプにより取り込まれた^<38>K^+が細胞内からカリウムチャンネルを通って細胞外に出るのをBa^<2+>が阻害したためと考えられる。^<38>K^+の蓄積量は神経細胞の活動電位発生を阻止するテトロドトキシン(TTX,2μM)処理によっても有意に変化しない。このことから、^<38>K^+の蓄積は神経細胞活動の影響を受けにくい定常的なNa^+/k^+ポンプ活動を表していることが示唆される。^<38>K^+の蓄積を指標にした脳スライスエネルギー基質の解明Na^+/K^+ポンプの駆動にはATPが必須である。したがって^<38>K^+の蓄積を指標に、グルコースに変わりうるエネルギー基質について検討した。細胞外液からグルコースを取り除くと、^<38>K^+の蓄積は4時間後のほぼ完全に消失した。しかし、無グルコースの細胞外液にピルビン酸(5mM)あるいは乳酸(5mM)を添加しておくと、^<38>K^+の蓄積が部分的に維持された(図9)。すなわち、これらの有機酸は脳スライスにおけるNa^+/K^+ポンプの駆動のためのATP産生に寄与する。その他の有機酸、脂肪酸について、今後さらに検討する。方法ウィスターラット(雄、8週齢)の脳を取り出し、酸素化した生理的緩衝液中で300μm厚のスライスを作成した。このスライスを37°Cで1時間プレインキュベーションし、そこに^<38>KC1溶液を加えた。この時点での放射能濃度を300kBq/mlと設定した。脳スライスを含むチャンバーをイメージングプレート(IP)に曝露することで^<38>K+の脳スライスへの集積を画像化した。IPへの曝露は1回10分で連続して6回行った(計60分間)。一部の実験では^<38>K+取り込みの機構を探るために、Na+/K+ポンプ阻害剤であるウアバイン(100μM)、あるいはKチャンネル阻害剤であるBa++(1mM)存在下で上記の実験を行った。

結果および考察脳スライスへの^<38>K+の蓄積量は時間経過と共に増加した。その程度は脳全体で均一ではなく、明確な部位差が認められた。すなわち、終脳、間脳で高く、橋、小脳、延髄で低い。この取り込みの大部分はウアバインを共存下で阻害された。予期しないことにBa++共存下では^<38>K+の脳スライスへの蓄積がさらに増加した。これはBa++によりKチャンネルを介した^<38>K+の取り込みは阻害されるが、それを上回る量の^<38>K+がNa+/K+ポンプにより取り込まれたことを示唆する。またウアバイン共存下でもわずかながら大脳皮質、小脳への^<38>K+蓄積が認められた。特に小脳への蓄積は対照群で比較的低いにもかかわらず、ウアバイン存在下では相対的に最も高い。このことは小脳のNa+/K+ポンプのウワバイン感受性が他の脳部位と異なるか、あるいは小脳ではNa+/K+ポンプによらないK+取り込み機構が働いている可能性を示唆する。以上の結果により、^<38>K+は脳スライスにおけるNa+/K+ポンプの活動性を画像化する上で有望なトレーサーであることが明らかとなった。さらに他臓器への適応も可能である。目的脳スライスでの^<38>K+集積画像の生理学的意義を明らかにする。方法ウィスターラット(雄、8週齢)の脳を取り出し、酸素化した生理的緩衝液中で300μm厚のスライスを作成した。このスライスを37°Cで1時間プレインキュベーションし、そこに^<38>KCl溶液を加えた。この時点での放射能濃度を300kBq/mlと設定した。脳スライスを含むチャンバーをイメージングプレート(IP)に曝露することで^<38>K+の脳スライスへの集積を画像化した。スライス培養液の条件を^<38>K+の添加前1時間から以下のように設定した。(1)テトロドトキシン(TTX)3μM、(2)フルオロ酢酸(FC)100μM、(3)グルコース0mM、(4)グルコース0mM+乳酸5mM、(5)グルコース0mM+ピルビン酸5mM、(6)グルコース0mM+アセチルカルニチン5mM結果および考察^<38>K+の脳スライスへの集積はTTXで一部抑制された。これは脳スライスへの^<38>K+集積画像が神経の発火活動を反映していることを示す。グリアの代謝を抑えるFCによっても、^<38>K+の脳スライスへの集積が一部低下した。したがって^<38>K+集積画像にはグリアによる^<38>K+取り込み分も寄与している。培養液のグルコースを0mMにすると^<38>K+集積は大きく低下したが、完全には消失しない。これは1時間の無グルコース状態でもNa/Kポンプを駆動するATPが残存していることを意味する。またグルコースに代わり得ると考えられている乳酸、ピルビン酸を外部から加えても^<38>K+集積は回復せず、むしろさらに低下した。この結果の意味は現在不明である。
高温度地熱井掘削コスト軽減のための最適シミュレータの開発

本研究では、高温度地層掘削(地熱井掘削、大深度油井掘削など)における坑内温度を把握して、最適な掘削条件を決定するために有用な坑内温度シミュレータを開発した。さらに、本シミュレータの高温度井掘削時の適応性を検討した。平成14年度では、掘削現場における一連の作業に沿ったシミュレーションを行うことができる坑内温度シミュレータを開発した。各作業時間、掘削ツールス情報、地層の物性および循環流体の物性や循環条件などを詳細に入力することが可能で、数値計算によって、回帰泥水温度、坑底温度、ビット位置温度、任意の深度における温度の経時変化などを得る。また、本シミュレータを実際のフィールドに適用するために、既存の坑井データを調査し、利用に適すると考えられる坑井の抽出を行った。平成15年度では、本シミュレータの高温度井への適応性を検討するために、実坑井における記録を整理して入力データ化しシミュレーションを行った。シミュレーション結果を、高温度油井や地熱井における泥水検層結果、泥水循環試験結果、温度回復試験結果などと比較した。その結果、回帰泥水温度の計算値と実測値はよく合致した。また、温度回復時の坑内温度も比較的よく合致する結果となった。循環と保持を繰り返す循環試験中の坑内温度については、実測値よりも計算値の方がかなり高温に出るものの、温度の上昇や低下については比較的良く合致した傾向を得ることができた。本研究によって、掘削作業に呼応した坑内温度を大体推定することが可能となった。また、さらに正確に推定するためには、高温下における非ニュートン流体の挙動や特性を明らかにして、シミュレータを更に改良していくことが必要であることが示された。平成14年度では、基本的作業要素から成る掘削に適用可能なシミュレータを設計し開発した。このシミュレータは、TDS-Cooling法使用時の掘削に適用可能なシミュレータの基礎となるものであり、地層中の熱伝導、二重管坑井内の熱流動、そして地層と坑内流体との熱交換から構成される。本年度作成したシミュレータは、基本的作業要素として、降管、掘進、揚管、ビット交換、循環、保持の6種類のイベントについてシミュレーション可能である。掘削作業は、これらイベントの連続した組合せで表すことができる。計算する際の入力は、イベントに要した時間、ドリルパイプ移動の速度、入泥水の流量・温度・粘性などである。主な出力は、回帰泥水温度、坑底温度、ピット位置温度の経時変化とした。更に、各イベント終了時の深度方向の泥水温度分布も得られる。本シミュレータを実際のフィールドに適用するために、既存の坑井データを、温度検層・泥水検層・掘削記録等に重点を置いて整理し、使用に適すると考えられる坑井の抽出を行った。本シミュレータで計算を行うためには、特に入泥水の情報や作業状況を記録した掘削日報の充実が重要であるが、多くの坑井では不十分である。本研究では、掘削日報が充実していて、かつ坑底深度における地層温度が比較的高温(約200°C)の坑井を計算対象として選択し、入力データ化してシミュレーションを実施した。計算による回帰泥水温度を泥水検層による実測値と比較したところ比較的良く合致し、シミュレータの妥当性が示唆された。また、計算によりビットの温度履歴とビット寿命の関係を明らかにし、入泥水流量・温度の制御によって期待されるビット寿命の向上率も示した。さらに、現在計画されている雲仙火山掘削や超深度科学掘削において、掘削中にビットが晒されるであろう温度履歴を、様々な条件(地層温度や入泥水流量・温度など)下で計算し、掘削方法選択における1つの指針を与えた。

本シミュレータは、地層中の熱伝導、二重管坑井内の熱流動、そして地層から坑井内流体への熱伝達から構成されており、掘削作業状況を詳細に数値計算結果に反映させることが可能である。本研究で開発したシミュレータは、降管、掘進、揚管、ビット交換、循環、保持という基本的掘削作業を連続した組合せにして、掘削現場における一連の作業に沿ったシミュレーションを行うものである。各作業時間、掘削ツールス情報、地層の物性および循環流体の物性や循環条件などを詳細に入力することが可能で、数値計算によって、回帰泥水温度、坑底温度、ビット位置温度、任意の深度における温度の経時変化などを得る。本シミュレータの妥当性を検討するために、実坑井における記録を整理して入力データ化しシミュレーションを行った。昨年度は、計算された回帰泥水温度を泥水検層による実測値と比較して妥当性を検討したが、本年度は、より直接的に検討を行うために、降管→掘削・循環→揚管の一連の作業中にメモリーツールなどで坑内温度を連続的に直接測定した坑井を調査して計算対象とした。具体的には、高温地層ではないもののコア掘削中に温度測定を実施した坑井、および非常に高温(350°C)の地層において循環試験中に温度測定を実施した地熱井などについてシミュレーションを行った。計算された温度測定深度における温度を実測値と比較したところ、比較的良く合致した傾向を得ることができた。これらの成果は、石油技術協会、地熱学会、米国地熱学会において発表しており、掘削現場において最適な掘削条件を決定するための支援技術として期待されている。
「医療費構造から見た大学病院における診療特性の比較に関する研究」

医学の教育・研究の中心であり、地域の高次医療機能を担う大学病院の診療特性を、入院医療費の構造から比較検討した。参加5大学病院における全退院患者の診断名、在院日数、医療費等のデータを、共通の様式で収集して分析した。その結果、大学病院における入院診療は、他の一般病院に比較して平均在院日数は短いものの、1月当り医療費で全病院の平均値の2.1倍、同規模病院と比較して35%高額であった。高額化の要因として、患者構成の差、教育・研究の実施、患者および他の医療機関からの信頼に応えるために十分な医療が行われること、などが明らかとなった。医療の質と効率を比較検討するためには、資源消費の観点から均質になるような患者群の設定が必要である。本研究は同一診断名の患者を合併症や手術実施の有無について区分し、さらには重症度を加味した患者群について、在院日数、1日当り医療費、1入院当り医療費などの指標について比較分析を行った。大学病院においても、周辺の医療機関との連係の有無、それぞれの地域特性などに応じた多様な特徴が明らかとなった。また、特異な研究的機能に関連した医療が多い場合も認められた。大学病院の現状を踏まえて、今後のあり方についても検討が加えられ、高度で重症な患者が多いことを客観的に示すような情報管理の体制を整備するとともに、医師養成のための教育・研修費用をより明確にして適切な負担を求めて行くことが重要であることが改めて明らかとなった。また、大学病院が果たすべき社会的役割を明確にして、その適切な運用を図るために、医療体制や保険制度からの抜本的な見直しが必要であることも認識されるに至った。そして、このような検討をして行く上で、医療の質や効率についての定量的・客観的な評価手法を確立することが必須であり、さらに多方面からの議論が期待される。本研究に参加の各大学病院における昭和61年4月以降の全退院患者について、診療録管理部門からの退院時要約情報、ならびに医事会計部門からの診療報酬に関する情報を、一定の様式と項目で集約する体制をほぼつくりあげた。各病院とも、とり扱う情報項目や処理の方式がそれぞれ異るため、必要にして十分な共通項目を抽出し、相互に診療の内容と費用構造の比較検討が可能となるように配慮した。特に費用データは、一般的に毎月のレセプト情報として扱われているために、1入院単位に連結し、退院時要約データと整合して、1症例データとしてとりまとめた。各大学病院とも、これらのデータは電算処理が行われているので、退院時要約データは病歴ファイルから、費用データはレセプト・テープから抽出し最終的には、共通のフォーマットのフロッピー・ディスクに出力し、本研究会において分析・検討することとした。1症例のレコード長は256バイト程度とし、1月ごとまたは4半期ごとにとりまとめることとした。大学病院によって退院患者の診療録の完成に時期的な差があるが、いずれも約半年分の退院症例についてのデータが集積されつつある。年間で合計約3万症例のデータが集約される見込である。データの扱いで最も問題となったのは診断名、手術名のコード体系に関してである。前者はICD-9がほぼ共通に用いられているが細部で大学ごとに若干の差があり、後者はICD-9-CMとICPMとを用いる大学があり、それぞれ相互に変換する必要が生じた。また、転科の扱いについても主傷病名との関連で問題が残されている。

しかし、今年度で必要最低限の包括的情報集約の方策が確立したので、次年度以降、大学病院間の診療内容の比較分析と、資源配分上、合理的な患者区分の具体的な方法について検討を開始する予定である。前年度にほぼ確立された方法によって,本研究に参加の5大学病院の全入院患者についての診断名,在院日数,医療費等の情報が収集され,現在,第2年次のデータの入力中である.本研究のデータベースは,昭和61年4月より入力が開始されたが,初年度1年分のデータチェックを完了しその分析にとりかかっている.初年度分の分析対象症例数は,5大学で約40,000例に上っている.分析をする上での視点として, (1)高額医療費症例および死亡症例の費用構造の分析,(2)特定手術実施例の術前・術後日数および費用の分析,(3)検査および画像診断費用の分析,(4)疾患在院日数および医療費の分析,(4)在院日数および医療費の比較分析のための患者区分法の開発,の5点がとり上げられ,分担して研究作業が集められている.死亡症例と高額医療費症例との相関,大学間での手術方式の差異,在院日数と検査費用の関係,疾患別医療費の大学間の較差,等が既に明らかとなりつつあり,日本病院管理学会等で報告がなされた.患者区分法の開発にあたっては,米国において実績のあるDisease Staging法の適用とその問題点について検討することとした.現在,その区分のためのソフトウェアを入手し,本データベースについての処理を行い,在院日数や医療費との相関について分析を進めているところである.本研究期間中に大学病院における診療のあり方が大きな論議となり社会的な関心を集めた.上記の各分析は,一連の諸問題の解決のために有用な結果を出すことが期待されている.初年度1年分の上記の各分析については,本研究の中間報告としてとりまとめて発表することとした.なお,昭和63年4月1日より,医療費の改定がなされることとなっており,費用分析の上での対意についても検討しているところである.各病院からの情報の収集のための体制が整備され、前年度に引き続いて、退院患者の診断名、医療費等のデータの蓄積が継続された。そして昭和61年度および昭和62年度の2ケ年分、約8万症例のデータベースの構築を完了している。一方、データの分析結果のとりまとめの作業も終了し、大学病院に関するいくつかの論点について検討を加えた。費用構造から見る限り、大学病院の医療費は他の病院よりは高額であり、1日当り医療費で見ると、全病院の平均レベルの2.1倍、同規模の一般病院の平均レベルの35%高という結果が得られている。大学病院の医療費が高額化する要因として、受診する患者がより重症で高度な医療が必要であること、医師の養成のための教育的見地からの診療が行われていること、研究・開発のための医療行為がなされている可能生があること、さらにより質が高く信頼のおける医療に対する期待に応えるために十分な診療行為がなされていること、などを挙げることができる。医療の質と効率を評価するためには、患者群(Case Mix)を資源消費の観点から区分する手法を確立することが重要であり、本研究においてはその1手法であるDisease Staging法の適用を行ない、各病院の診療特性の客観化を図って成果を得た。医療費構造から見た大学病院の診療特性は、在院日数、1日当り医療費、1入院当り医療等の指標について、疾患別あるいは適当な患者区分群毎に分析すると、地域的なニーズに対応して高次機能を担いつつ、各々特徴のある多様な側面もあわせてもっていることが明らかになった。
神経変性疾患および中枢機能の変化に基づく医薬品の薬効変動の評価

Domperidone (DOM)はin vitroでは強いdopamine D2受容体遮断活性を有するにも関わらず、薬剤性パーキンソニズムを発現しにくい。これはDOMが血液脳関門(blood-brainbarrier : BBB)上に存在するP-glycoprotein(P-gp)の基質として脳内から排出されるため、中枢への移行性が低いことによると考えられる。また、薬剤性パーキンソニズムの実験的動物モデルであるマウスのカタレプシーは、線条体のD1,D2受容体の遮断により増強され、mACh受容体の遮断により抑制されることが知られている。本研究では、P-gpの阻害活性を持つcyclosporin A (CsA)の併用が、DOM誘発性のカタレプシーに及ぼす影響について、マウスを用いて検討を行った。また、線条体におけるD1,D2,mACh受容体の結合占有率をin vivo逆滴定法により測定した。さらにこれらの受容体の結合占有率の変化がDOMの脳内移行の上昇によることを確認するため、DOMの体内動態について検討を行った。その結果CsA併用により、DOM誘発性のカタレプシーの増強が認められた。また、線条体のD1,D2,mACh受容体の結合占有率の増大が認められた。さらにDOMの脳内移行の増大も認められた。これらの知見から、CsAはBBB上に存在するP-gpを阻害することでDOMの脳内移行を増大させたことが示唆された。また、DOMの脳内濃度の上昇に伴い、線条体D1,D2受容体の結合占有率が上昇し、その結果DOM誘発性のカタレプシーが増強したことが示唆された。またこのとき同時にmACh受容体の結合占有率も上昇したが、mACh受容体を介したカタレプシー減弱作用は、D1,D2受容体の結合占有率の上昇によるカタレプシー増強作用より弱いことが示唆された。1)薬剤性パーキンソニズム発症の危険因子に関する研究-P-糖タンパク質の影響-血液-脳関門(BBB)に発現するP-糖タンパク質(P-gp)は、薬物などの異物を脳内から排除する機能を担っている。本研究では、P-gpの阻害薬を併用した際の中枢作用性薬物の薬効変化を解析した。阻害剤としては免疫抑制剤であるシクロスポリン(CyA)を、中枢作用性薬剤としてはドパミンD2受容体遮断薬であるドンペリドン(DOM)を用いた。実験方法としては、DOMの副作用である錐体外路症状の指標として、マウスに各薬物を投与後のカタレプシー発現を解析することとした。結果として、CyAを併用(経口投与)した群では、DOMによるカタレプシー発現が有意に亢進した。CyA併用によりDOMの脳内濃度が顕著に増加したことと、血中濃度は変化しなかったことより、DOMの脳内移行性がCyAによって著しく亢進して、その副作用である錐体外路症状が見られたものと考えられた。つまり、DOMの中枢性副作用は通常はP-gpの機能によってマスクされているが、P-gp阻害剤併用などでP-gp活性を低下させることにより発現することが明らかとなった。2)パーキンソン病治療薬の体内動態と薬効発現との関係解明パーキンソン病は主に中高年期に発症する神経変性疾患であり、中脳黒質のドパミン神経の変性・脱落によって線状体でのドパミン含量が低下するために発症するといわれている。その治療には、BBBを透過し中枢でドパミンに代謝されるL-dopa製剤が繁用されている。

本研究では、パーキンソン病モデルラットを作成して、血漿・脳組織中L-dopa、ドパミン濃度とL-dopa誘発性回転運動との関係を検討し、薬効発現とその変動を規定する因子を検討した。その結果、パーキンソン病モデルラットでは、破壊側線状体においてドパミンの分泌が完全に抑制されていることが確認され、その線状体中ドパミン濃度と回転運動の間にHill式で表される飽和的関係が示された。さらに、線状体シナプス標本を用いたin vitro binding studyによりD2受容体への親和性を測定し、その親和性を考慮した薬動力学(PK/PD)モデルを構築したところ、L-dopa投与後の薬効(回転誘発運動)の時間推移を良好に説明することができ、本モデルを用いてL-dopaの薬効を予測できる可能性が示唆された。中枢性疾患に対する合理的な薬物治療方針の背景となるべき薬動力学的な情報は極めて不足している.そこで本研究では,モデル疾患として神経変性疾患であるパーキンソニズムに着目し,その定量的薬効評価法の確立を目的とした.動物実験によるパーキンソニズム誘発性の評価:ドパミンD1受容体遮断薬であるSCH-23390,およびD2受容体遮断薬であるネモナプリドをマウスに腹腔内投与後,錐体外路症状のマーカーとしてカタレプシーの強度を測定した.その後直ちに[^3H]SCH23390または[^3H]ラクロプリドを腹腔内投与し,線条体における両受容体のin vivo結合占有率(φ)を求めた(in vivo逆滴定法).D1,D2受容体占有率とカタレプシー強度の関係は,三元複合体モデルにより解析した.続いて,mACh受客体の結合占有率を[^3H]QNBを用いて同様に測定した.このようにして,特異的リガンドを用いて構築した「D1,D2受容体占有率によるカタレプシーの予測検量面」と「mACh受容体占有率による補正」を用いる手法により,カタレプシー強度が予測可能となった.ヒトにおけるパーキンソニズム誘発予測:ヒトにおける種々の薬物の血漿中濃度(Cp)と蛋白非結合型分率(fu)の文献値より,臨床用量における脳内非結合型薬物濃度の推定値C_<f,brain>を算出した.D1,D2およびmACh受容体に対する結合阻害定数(Ki値)は,in vitro実験により求めた.続いて,得られた各受容体に対するKi値とC_<f,brain>から,式φ=C_<f,brain>/(C_<f,brain>+Ki)を用いてφ値を算出し,ヒトにおけるカタレプシー強度評価値を算出した.この値をハロペリドール常用量投与時のカタレプシー誘発強度値に対する相対値C_<relative>に変換し,これと各薬物の錐体外路症状の発症率との関係を検討したところ,両者間に良好な関係か認められた.結論として,今回構築した方法により,薬剤性パーキンソニズムの誘発危険度を各薬物の体内動熊とドパミンおよびムスカリン受容体に対する親和性から予測可能であることが示された.薬剤性パーキンソニズムの動物実験モデルであるカタレプシーは、線条体ドパミンD1, D2受容体の遮断により増強され、mACh受容体の遮断により減弱することが示されている。そこで本研究ではマウスを用いCsA併用時のDOMの脳内移行、線条体D1, D2, mACh受容体の結合占有率およびカタレプシーの強度から、錐体外路症状発現の危険性について検討を行った。CsA併用により、in vivoでDOMの脳内移行率の増大が認められた。また、in situ脳潅流実験でもDOMの脳内移行率の増大が認められた。