hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情動を反映する大脳基底核の情報処理の解明と強化学習の発展

そして、これらに基づき、現在基底核の強化学習を発展させた数理モデルの構築を進めた。具体的には、大脳基底核における並行回路がどのようにその機能を分化させるかということについて、各知覚情報の潜時の違いに着目した。モデル構築そしてシミュレーション研究を通じて、その潜時の違いが自動的に機能分化にいたることを実証した。また、情動のような複雑な機能が行動選択・運動制御に与える影響を調べるには、行動が選択される時点を的確につかまえることが必要である。そのためにそれ以前に行われた行動を観察することで次に起きる行動がどれくらい予測できるかを調べる研究を行った。この研究はさらに多電極同時記録された脳活動との対応をつけるための予備的研究である。幸いこれらの研究は既に論文発表できている。また多電極同時記録の脳活動を行動と対応づけるためのデータ解析の手法の研究も学会発表を既に終えている。今後の展開としては、基底核の数理モデルの研究を進め、その成果につき発表を行うこととなる。なお一般社会に研究をフィードバックする試みとして一般図書への執筆も行い、幸い好評を得ている。最後に、本研究は、申請者一人が推進する研究であり、本研究費によって、諸処の数理計算用のハード/ソフトの諸費用、マンパワーとしての研究補助などが得られていて、非常に有効に機能していることを述べておきたい。
グローバリゼーション時代における新しい心理学史の叙述

心理学の前史にあたる時期について、ドイツのヴォルフ(1679-1754)の業績を整理した。ヴォルフは『経験的心理学(1732)』と『理性的心理学(1734)』を公刊したが、前者は感覚、想像力、記憶力を対象とするもので、後者は論理の形式や神の認識に関連するものである。この区別は後のヴント(1832-1920)における実験心理学と民族心理学の区分とも関連することが推定される。こうした中、1783-93年にはモーリッツ(1756-1793)により『汝自身を知れ:経験心理の学』という学術誌が出版された。また、筆者は『心理学ワールド』で「心理学史の中の女性たち」を連載してきた。その第7回目はマーガレット・ナウムブルグ、第8回は「トップ10女性心理学者」をとりあげた。なお、この連載を10月発行から新たに「心理学諸国探訪」に切り替え、第1回目は国際心理学会の提唱者オコロビッツ(ポーランド)を、第2回目はこれまで日本で取り上げられることのすくなかったインド心理学史をとりあげた。ラテンアメリカ諸国(特にブラジルを中心)に心理学史の調査を行う予定であったが、2019年1月から新大統領が就任したことに伴う政情不安により現地研究者が入国延期を示唆したため、実行できなかった。その代替として、ドイツやイギリスを中心に語られている近代心理学史の補完的な位置づけしかなかったイタリア・スイスを訪問し、現地の心理学史研究者と研究交流を行い、またアーカイブの見学などを行った。特に、イタリアにおいてはイタリア心理学の父・セルギ(1841ー1936)の人生と研究についてその詳細を知ることができ、その経歴が日本の心理学の父・元良勇次郎との類似性がたかかったため、比較心理学史の共同研究を行うことで合意した。その成果は、2019年度であるが、『心理学ワールド』にてイタリア心理学史として公刊する予定である。本研究は、日本はもとよりアジア・アフリカ諸国(以下、AA諸国)の心理学史も踏まえた必要な調査や読み込みを通して、心理学史の方法論に則った東アジア/日本発の心理学史叙述を構築・発信することが目的である。27年度は、中国ならびに日本の明治期の心理学のあり方について検討を行った。まず、中国から日本に渡ってきた留学生の役割に注目することで、東アジア地域の心理学の歴史を考察し、さらに、応用心理学の展開についても検討した。日本心理学会100年史の準備をかねて90年史資料集の作成・刊行を行ったり、JPR(Japanese Psychological Research)の歴史特集号を2016年度の国際心理学会にあわせて刊行するための準備ならびに論文執筆を行った。最後に、心理学史の中で重要な役割を果たした研究者を30名選び、その著書を熟読し、心理学史への貢献を明確にする作業を行い、『心理学の名著30』の発行という形で結実させた。イスラム圏の心理学に接近するための作業ができなかった。たとえば、イスラム圏の留学生を受け入れている大学で、どのような学生相談ニーズが存在するのかについて検討することから、イスラム圏の心理学史を検討することを考えていたが、実現できなかった。一方で、本研究の目標である心理学史再編成に関する検討は、着実に行われている。特に、臨床心理学を中心に歴史を再構成し、28年度には成果を問えるところまで進展していることは明るい展望である。以上から、全体として、概ね順調に進展していると言える。国際心理学会(ICP)を日本で開催するにあたって日本心理学会の英文機関誌『Japanese Psychological Research』の心理学史特集号を編集し刊行した(58巻SP1号;2016年6月)。筆者は全論文に目を通し、日本の心理学の到達点を心理学史的に検討して世界に発信する役割を果たした。日本心理学史は「東洋=非西洋」であり「近代化した工業国」における心理学のあり方を示すものである。心理学からみた臨床心理学史の叙述は、国家資格(公認心理師)制度が始まることもあって完成を急ぎ、一次稿を完成させた。2017年度中の発刊を目指しており、必要な修正はゲラで行う。日本の心理学が第二次世界大戦以降アメリカ心理学に強く影響されていたためそのバイアスを相対化することが必要であり、思いのほか時間が掛かった。アメリカ心理学会(APA)第32部門のインディジニアス(土着的)心理学(Indigenous Psychology)部会の活動指針の検討を通じて、「土着的心理学」概念について理解を深めた。それぞれの国や文化に内在する心や魂についての理論を近代心理学に取り入れる「土着概念の心理学化」と近代心理学が持っている心や魂についての理論を直輸入的に取り入れてそれぞれの国や文化に普及させる「近代心理学の土着化」という二方向の活動について明確に分離してそれぞれの国の心理学史を検討することが、心理学の地球規模化(グローバリゼーション)を分析する際に有効であることが明確になってきた。次年度は土着化の二方向の概念を心理学の地球規模化(グローバリゼーション)の観点から検討しつつ、グローバリゼーション時代の心理学史について叙述する基盤を作っていく。また、心理学史上の女性心理学者の活躍に焦点をあてた『心理学ワールド』の歴史エッセイに「心理学史の中の女性たち」というシリーズを立ち上げ、執筆・刊行した。

2016年度はJPRの特集号を編集し自らも論文を公刊したこと、英文の編著書を刊行したことなど、一定の成果をあげることができた。また、土着的心理学の2つの類型についての理解を深め、心理学の地球規模化とそれぞれの国や地域の土着的心理学思想の関係を整理することができた。さらに、ラジ著『近代科学のリロケーション』高林著『精神医療、脱施設化の起源』などにより、心理学史の根幹となる科学社会学的な理論を取り入れることができた。ただし、イスラム圏の心理学について、あまり検討ができず、臨床心理学史についても年度内の成書完成ができなかったことは問題点であり、改善が望まれる(臨床心理学史は2017年度の5月末に脱稿し、年度内に刊行の予定である)。国家資格(公認心理師)制度が始まるにあたり、心理学という学問の歴史を理解することは重要である。その際、従来の欧米中心の心理学史を理解するだけではなく、あまり知られていないその他の国々(ラテンアメリカ諸国・イスラム諸国)の歴史を知ることは重要であり、様々な二次資料を駆使ししてその理解・記述を行った。また、公認心理師の中心である臨床心理学史についての単著の原稿を完成させた。また、心理学におけるダイバーシティの理解という意味で、心理学史上の女性心理学者の活躍に焦点をあてた『心理学ワールド』の歴史エッセイ「心理学史の中の女性たち」というシリーズについても引き続き執筆・刊行を行った。とりあげたのは、ローレッタ・ベンダー、マミー・クラーク、リタ・ホリングワース、メアリー・エインスワースの4名である。このうち、マミー・クラークは黒人女性心理学者として、心理学史のみならず科学史においても著名な人物であり、その紹介を日本で行えたことは意義があると考えられる。さらに、個別の心理学史として、共感に関する心理学史的な研究を行いコフートやロジャーズの学説を検討して学会発表を行った。また、歴史の叙述を「時間」の次元と「実現したことと実現しなかったこと」の次元で行うための基本的な方法論であるTEA(複線径路等至性アプローチ)について著書を刊行した。以上の実績は満足できるものではあるが、ラテンアメリカ諸国・イスラム諸国のいずれかの国の実地調査が行えておらず、一次資料に基づく歴史叙述を行うための準備を行った。ラテンアメリカ諸国の歴史の実地調査を行えなかったが、単著『臨床心理学史』については脱稿し、あとは2018年9月の刊行を待つだけとなった。心理学の前史にあたる時期について、ドイツのヴォルフ(1679-1754)の業績を整理した。ヴォルフは『経験的心理学(1732)』と『理性的心理学(1734)』を公刊したが、前者は感覚、想像力、記憶力を対象とするもので、後者は論理の形式や神の認識に関連するものである。この区別は後のヴント(1832-1920)における実験心理学と民族心理学の区分とも関連することが推定される。こうした中、1783-93年にはモーリッツ(1756-1793)により『汝自身を知れ:経験心理の学』という学術誌が出版された。また、筆者は『心理学ワールド』で「心理学史の中の女性たち」を連載してきた。その第7回目はマーガレット・ナウムブルグ、第8回は「トップ10女性心理学者」をとりあげた。なお、この連載を10月発行から新たに「心理学諸国探訪」に切り替え、第1回目は国際心理学会の提唱者オコロビッツ(ポーランド)を、第2回目はこれまで日本で取り上げられることのすくなかったインド心理学史をとりあげた。
触媒的炭素ラジカル生成法の創出と合成反応への新展開

N-ヒドロキシフタルイミド(NHPI)を鍵化合物として用いることにより、穏和な条件のもと、触媒的炭素ラジカルの生成を伴う炭化水素の革新的空気酸化反応を開発した。NHPIとCoやMnのような遷移金属を組み合わせた触媒系により、酸素または空気を酸化剤として、アルカンをアルコール、ケトン、ジカルボン酸のような様々な含酸素化合物へと良好に酸化することが可能となった。p-キシレンやメチルキノリンのようなアルキルベンゼンもまた、常圧酸素のもとでの酸化が可能となり、良好な収率で対応するカルボン酸およびジカルボン酸を合成することに成功した。本方法は、アルコールからのα-ヒドロキシヒドロペルオキシドへの変換にも応用でき、副生物の生成を伴わない新しいε-カプロラクトンおよびε-カプロラクタム前駆体の合成経路を確立した。NHPI法は、中間体として炭素ラジカルを経る幅広い有機合成に適用でき、アルカンの触媒的官能基化も達成した。たとえば、NHPI触媒によって生成した炭素ラジカルを、二酸化窒素や硝酸と反応させることで従来法を凌駕する収率でアルカンのニトロ化反応が進行することが明らかになった。また穏和な条件のもと、アルカンやアルコールから系中で発生した炭素ラジカルとアルケンとの反応により、触媒的な炭素-炭素結合形成反応が生起することがわかった。さらに、シクロヘキシルベンゼンを無溶媒条件下、NHPIで空気酸化し、生成したヒドロペルオキシドを硫酸処理することで、選択的にフェノールおよびシクロヘキサノンが得られた。N-ヒドロキシフタルイミド(NHPI)を触媒として用いた、分子状酸素による穏和な反応条件でのアルカンの酸化反応に対する新しい手法を開発した。NHPI/Mn(OAc)_3触媒系により、酢酸中、常圧酸素のもと、シクロヘキサンを酸化すると、アジピン酸が高転化率(70%)、高選択率(70%)で得られた。この反応はNHPIが炭化水素類のような無極性溶媒に難溶であるため、酢酸やベンゾニトリルのような適当な溶媒中で反応させる必要がある。もし無溶媒で本酸化反応を行うことができれば、工業的にも極めて価値のある反応になると思われる。そこで、シクロヘキサンのような炭化水素類に溶解するNHPI誘導体の開発を行った。その結果、長鎖のアルキル基を有するNHPI誘導体である4-ドデシルオキシカノレボニルN-ヒドロキシフタルイミドを調製し、それを触媒に用いシクロヘキサンの無溶媒での空気酸化を行ったところ、アジピン酸が効率よく得られることがわかった。一方、メチルキノリンはNHPI/Co(OAc)_2/Mn(OAc)_2触媒系により良好に酸化され、キノリンカルボン酸を生成した。本反応系に極少量の二酸化窒素を開始剤として添加することにより、反応が促進されることを見出した。これにより、従来困難であったメチルキノリンの酸素酸化反応が初めて達成された。さらに、NHPI触媒に硝酸セリウムアンモニウム(CAN)を組み合わせた反応系を用いることで、アルカンから直接アルキルカチオンを生成する方法を確立した。これにより、これまで報告例のなかったアルキル芳香族化合物とニトリル類のRitter型反応が可能となった。例えば、NHPI-CAN系を用い、エチルベンゼンをプロピオニトリル中反応させたところ、対応するアミド化合物が良好な収率で生成した。N-ヒドロキシフタルイミド(NHPI)を鍵触媒として用いた、炭化水素から穏和な条件下での炭素ラジカルの従来の概念にない触媒的な生成法を見出し、それを利用したアルカンの酸素酸化反応、炭素-炭素結合形成反応およびニトロ化反応を開発した。分子状酸素を酸化剤とする低級アルカンの部分酸化反応は極めて困難な反応であるが、もし低級アルカンの効率的な酸素酸化反応を可能とする革新的な方法を確立できれば、石油化学工業に大きなインパクトを与えるものになる。そこで、ヒドロキシイミドを鍵触媒としたエタンの酸素酸化反応を検討した。

その結果、NHPIと類似の構造を有するN, N'-ジヒドロキシピロメリットイミドおよびCo種を組み合わせた触媒系を用いることで、アセトニトリルあるいはプロピオン酸中、エタンの酢酸への酸素酸化反応が進行することが明らかになった。一方、NHPI触媒による炭素ラジカル生成反応を利用することで、有機合成化学上極めて重要な炭素-炭素結合形成反応を達成した。NHPIおよびCo(OAc)_2触媒存在下、分子状酸素雰囲気のもと種々のエーテルと電子吸引基を有するアルケンの反応を行うと、対応するラジカル付加生成物が良好な収率で得られた。オキセタン、フランおよびピランのフマル酸エチルヘの付加反応は、室温で容易進行し、カップリング生成物が高い収率で生成した。さらに、NHPI触媒は従来極めて困難とされてきた低級アルカンおよびアルキルベンゼンの側鎖アルキル基のニトロ化反応に極めて高い活性を示すことがわかった。例えば、NHPI触媒存在下、二酸化窒素によるプロパンのニトロ化は、100°C程度の穏和な条件のもと進行し、2-ニトロプロパンが良好な収率で得られた。さらにトルエンのようなアルキルベンゼンの側鎖アルキル基の選択的なニトロ化も、NHPI触媒を用いることで達成され、α-ニトロトルエンが生成することが明らかになった。N-ヒドロキシフタルイミド(NHPI)を鍵触媒として用いた、炭化水素から穏和な条件下での炭素ラジカルの触媒的な生成法を利用し、いくつかの新規な合成法を開発した。ニトロトルエンの対応する安息香酸誘導体への空気酸化に、N-アセトキシフタルイミド(NAPI)を鍵触媒として用いることで成功した。p-ニトロトルエンはNAPIおよびCoとMn存在下、10気圧の空気のもと、p-ニトロ安息香酸へと81%の収率で酸化された。またNHPI触媒は、種々の炭化水素の常圧酸素酸化反応にこれまでにない良好な触媒となるが、N,N',N''-トリヒドロキシイソシアヌール酸(THICA)がNHPIより高い触媒能を有することを見出した。p-キシレンをTHICAおよびCo存在下、常圧酸素のもと酸化すると95%以上の収率でテレフタル酸が生成した。ε-カプロラクタムは、世界で年間約360万トン製造されているが、その製造過程において大量の硫酸アンモニウムが副生する問題がある。本研究では、NHPI触媒によって石油化学工業において大量に製造されているK/A-オイルを酸化することでε-カプロラクタム前駆体であるペルオキシジシクロヘキシルアミン(PDHA)が硫酸アンモニウムの副生を伴わずに合成できることを見出した。さらに、ケイ素-水素結合に着目し、分子状酸素雰囲気のもとNHPIを用い触媒的にシリルラジカルを生成させアルケンとの反応を行うと、β-ヒドロキシシランが合成できることが明らかになった。触媒量のNHPI存在下、常圧酸素のもと、トリエチルシランとアクリル酸メチルの反応により対応するヒドロキシシリル化された生成物を良好な収率で得ることに成功した。これまで、N-ヒドロキシフタルイミド(NHPI)を触媒としたシクロヘキサン、トルエン、およびp-キシレンの常圧酸素酸化反応を達成してきた。触媒として機能するN-ヒドロキシイミド骨格を有する化合物は、対応する酸無水物とヒドロキシルアミンにより簡便に合成できる。
尿路性器癌の制癌剤感受性と耐性に関する研究

2.膀胱癌のcisplatin自然耐性にはmetallothioneinの発現が関与していた。5.表材性膀胱癌術後再発予防として、ADM単独とADM+verapamil(多剤耐性克服のためのmodulator)による膀胱内注入療法の比較試験を行い、verapamil併用の意義を明らかにした。1.腎癌、尿路移行上皮癌、睾丸腫瘍の臨床手術材料を用いてMTTassayによる制癌剤感受性試験を行ってきたが、尿路上皮癌や睾丸腫瘍ではcisplatinやadriamycinに比較的高い感受性がみられたが、腎癌ではほとんど感受性がみられなかった。これは臨床における治療成績と極めて合致しており、本感受性試験の意義を示唆するものであるとともに、腎癌における制癌剤耐性の機序の解明と克服に関する研究の必要性を示すものと考える。現在この成績は論文発表の準備中である。2.上記制癌剤感受性試験に用いたものと同一材料を使って、制癌剤耐性に関すると思われるP-糖蛋白およびメタロオネインの発現とadriamycinやcisplatinの感受性との関連について免疫組織化学的に検討した。その結果、腎癌ではP-糖蛋白の発現頻度が高く、adriamycin耐性とよく相関していた。一方、メタロオネインの発現はcisplatin耐性とよく相関していた。これらの因子の免疫組織学的検討による制癌剤耐性のスクリーニングとしての有用性についてはすでに論文発表を行った。3.cisplatinやadriamycinに耐性の人膀胱癌株を樹立し、その耐性機序にはmdrl遺伝子によるP-糖蛋白の他、DNA topoisomeraseやMRPが関与していることを明かにした。現在論文作成中である。4.人腎癌および睾丸腫瘍株にcisplatinおよびvinblastineを持続的に接触させることによりこれらの薬剤に耐性を示す株を樹立している。本年中にこれらの細胞株を用いてその耐性機構を明かにしていく予定である。5.尿路性器癌の臨床手術材料を用いてmdrlやMRP等の耐性に関与すると思われる遺伝子の発現と感受性試験の関連について検討を行っている。1)Doxorubicin耐性人膀胱癌細胞株(KK47/ADM、T24/ADM)における耐性機序について検討した結果、KK47/ADMではMDR1とMRP遺伝子の発現亢進が、T24/ADMではMRPの発現亢進とDNA topoisomeraseII遺伝子の発現低下が主要な要因であることが明かとなった。このように膀胱癌のDoxirubicinを含む多剤耐性の機序は単一ではなく、MDR1による耐性の克服剤であるverapamilのみではその耐性を完全に克服することはできないことも明らかになった。これらの結果については現在論文投稿中である。2)Cisplatin耐性人膀胱癌細胞株KK47/DDP、T24/DDPを樹立し、その耐性機序について検討した。その結果、T24/DDPではcisplatin細胞内濃度の低下とDNA topoisomeraseI遺伝子の発現亢進が主要要因と考えられた。この結果についてはすでにCancer Researchに論文報告した。一方、KK47/DDPではcisplatin細胞内濃度の低下とglutathioneとmetallothioneinの増加が主要な要因であると考えられた。この結果については現在論文投稿中である。3)人精巣腫瘍細胞株NEC-8を用いてcisplatinおよびVP16の耐性株を現在樹立しつつあり、今後それらの耐性機序について解析の予定である。4)尿路移行上皮癌臨床手術材料におけるcisplatin耐性とmetallothioneinの発現との関連について免疫組織化学的に検討した結果、両者には明らかな相関があり、metallothioneinのcisplatinの耐性における意義がが明かになった。この結果についてはJournal of Urologyに論文報告した。1.尿路性器癌手術材料の制癌剤感受性試験をMTT assayにより検討した結果、腎細胞癌は尿路上皮癌や精巣腫瘍に比べてadriamycin (ADM)、vinblastine (VBL)やcisplatinに対する感受性が低く、一般的臨床所見とよく合致する結果であった。未治療腎細胞癌から樹立された培養腎細胞癌株7株について制癌剤感受性と耐性に関与する各種遺伝子の発現の関連について検討すると、multidrug-resistance 1 (MDR 1)の発現がみられたのは1株だけであったが、その株は他の6株に比べて明らかにADMやVBLに対する感受性が低かった。一方multidrug-resistance associated protein (MRP)の発現は6株でみられたが、制癌剤感受性との間に一定に関連はみられなかった。また、DNA topoismerase I (Topo I)、Topo IIの発現と制癌剤感受性との間にも明らかな関連はみられなかった。以上より腎細胞癌の制癌剤耐性の機序としてはMDR1が最も重要な役割を果しているものと思われた。2.膀胱癌培養細胞株T24からADM耐性株T24/ADM1、T24/ADM2、T24/ADM9を樹立した。これらの耐性株ではMDR 1の発現はみられず、耐性の機序としてはMRPの発現およびTopo IIの発現低下が重要な要因と思われた。

従って、膀胱癌におけるADMを含む化学療法後の制癌剤耐性には、従来からいわれてきたMDR 1が関与しないで、MRPの発現やTopo IIの発現低下などが関与していると思われる耐性、いわゆるnon-P-glycoprotein-mediated atypical MDRが存在することが示唆された。
酸化ストレスによる神経変性の分子メカニズム解明

パーキンソン病をはじめとする神経変性疾患で活性酸素による酸化ストレス傷害が神経毒性にとって重要な病理学的な役割を果たすと考えられている。活性酸素の大部分はミトコンドリア呼吸の副産物として産生され、タンパク質、核酸、脂質といった生体物質に化学反応を起こし、神経細胞の機能不全を起こす結果、神経変性が発生すると考えられている。Mn-SODはミトコンドリア内で活性酸素を処理する主要な防御酵素である。本研究は、ドーパミン産生細胞特異的Mn-SOD欠損マウスを作製・解析することで、酸化ストレス傷害によるパーキンソン病発症の分子メカニズムを解明することが目的である。ドーパミン産生細胞選択的なMn-SOD欠損マウスを作製するために、チロシン水酸化酵素(TH)遺伝子プロモーターの下流にCreリコンビナーゼ遺伝子を組み込んだTH-CreマウスとMn-SOD floxマウスを交配した。尾から抽出したゲノムDNAのPCR解析からホモマウスの作出を確認した。ドーパミン産生細胞選択的なMnSOD欠損の影響を個体レベルで明らかにするために個体寿命を調べた。その結果、ホモマウスは生後3週齢から成長遅延を伴い死亡し始め、生後5週齢までに70%が死亡した。残りの30%は低体重を示すもの生後100日まで生存し、死亡した。欠損マウスのほとんどに尾の筋硬直や後肢の振戦が観察されることから、パーキンソン病の典型的な症状を呈するモデルであることが判明した。次に抗TH抗体による免疫染色でドーパミン産生細胞の脱落を調べたところ、黒質において欠損マウスに著しい変化は認められなかったが、青斑核ではドーパミン産生細胞の顕著な脱落が認められた。抗GFAP抗体の解析では欠損マウス脳の皮質や線条体などの広い領域で顕著なグリオーシスを認めた。以上の結果から、ドーパミン産生細胞特異的MnSOD欠損は青斑核のドーパミン産生細胞の細胞死を引き起こし、かつ広範囲な炎症反応を伴い、筋硬直、振戦などのパーキンソン病の典型的症状を発症したと考えられた。MnSODはミトコンドリア内で活性酸素を処理する主要な防御酵素である。本研究は、ドーパミン産生細胞特異的MnSOD欠損マウスを作製・解析することで、酸化ストレス傷害によるパーキンソン病発症の分子メカニズムを解明することが目的である。ドーパミン産生細胞選択的なMnSOD欠損マウスを作製するために、チロシン水酸化酵素(TH)遺伝子プロモーターの下流にCreリコンビナーゼ遺伝子を組み込んだTH-CreマウスとMnSODfloxpマウスを交配した。次に抗TH抗体による免疫染色でドーパミン産生細胞の脱落を調べたところ、黒質や線条体において欠損マウスに著しい変化は認められなかった。以上の結果から、ドーパミン産生細胞特異的MnSOD欠損はドーパミン産生細胞の細胞死を引き起こすのではなく、神経細胞機能を低下させ、ドーパミンなどの神経伝達物質の伝達不全をもたらし、広範囲な炎症反応と筋硬直、振戦などのパーキンソン病の典型的症状を発症したと考えられた。現在、抗MnSOD抗体との2重染色解析で神経細胞レベルでの詳細な解析を進めている。

欠損マウスのほとんどに尾の筋硬直や後肢の振戦が観察されることから、パーキンソン病の典型的な症状を呈するモデルであることが判明した。次に抗TH抗体による免疫染色でドーパミン産生細胞の脱落を調べたところ、黒質において欠損マウスに著しい変化は認められなかったが、青斑核ではドーパミン産生細胞の顕著な脱落が認められた。抗GFAP抗体の解析では欠損マウス脳の皮質や線条体などの広い領域で顕著なグリオーシスを認めた。以上の結果から、ドーパミン産生細胞特異的MnSOD欠損は青斑核のドーパミン産生細胞の細胞死を引き起こし、かつ広範囲な炎症反応を伴い、筋硬直、振戦などのパーキンソン病の典型的症状を発症したと考えられた。
運動時の呼吸をシミュレートした新しい呼吸筋トレーニングの開発

本研究では,運動時の呼吸動態を模擬した新しい呼吸筋トレーニングの開発と全身持久性パフォーマンスへの効果を明らかにすることを目的として研究を進める.持久的アスリートを対象に,トレッドミルあるいは自転車エルゴメータを用いて高強度の運動を行い,運動中の吸気・呼気流速,口腔内圧変化などを記録する.得られたデータをもとに,安静状態で運動時の呼吸をシミュレーションできるコンピュータソフトウェアを開発し,運動時の呼吸動態(呼吸筋活動)が模擬できることを確認する.作成したソフトウェアを使用し,持久的アスリートを対象に呼吸筋の持久的トレーニングを行い,全身持久性パフォーマンスへの効果を検証する.本研究では,運動時の呼吸動態を模擬した新しい呼吸筋トレーニングの開発と全身持久性パフォーマンスへの効果を明らかにすることを目的として研究を進める.持久的アスリートを対象に,トレッドミルあるいは自転車エルゴメータを用いて高強度の運動を行い,運動中の吸気・呼気流速,口腔内圧変化などを記録する.得られたデータをもとに,安静状態で運動時の呼吸をシミュレーションできるコンピュータソフトウェアを開発し,運動時の呼吸動態(呼吸筋活動)が模擬できることを確認する.作成したソフトウェアを使用し,持久的アスリートを対象に呼吸筋の持久的トレーニングを行い,全身持久性パフォーマンスへの効果を検証する.
尿路上皮癌に対する免疫抑制物質ＩＤＯを用いた新規免疫療法の開発

進行性尿路上皮癌患者のパラフィンブロック標本を用いてIDOの発現を免疫組織学的手法により調べたが、有意な発現は認められなかった。このため腎細胞癌で検討を行った。腫瘍内血管にIDOの発現を確認したため定量的PCRを用いてIDOの発現を検討した。腎細胞癌患者52例においてIDOの発現を調べたが病理組織学的因子あるいは予後との関連について相関は認められなかった。IDOのcDNAを組み込んだ発現ベクターを用いてマウス卵巣癌腫瘍細胞株に強制発現させた株を樹立した。母細胞であるHM-1と比較して腹腔内での腫瘍の発育は早く腫瘍内に浸潤するCD8 T cellやNK cellは有意に少なかった。進行性尿路上皮癌の経尿道的膀胱腫瘍切除術時のパラフィンブロック標本を用いてIDOの発現を免疫組織学的手法により調べた。。IDOに対する抗体は研究分担者である産婦人科の井箟教授を通じて国立長寿医療センターの滝川修博士より供与していただいた。40検体に関し免疫組織学的検討を行ったが、有意な発現は残念ながら認められなかった。さらにBCG療法を施行した筋層非浸潤性膀胱腫瘍患者の経尿道的膀胱腫瘍切除術時のパラフィンブロック標本30例を用いてIDOの発現を同様に調べたが、筋層浸潤性膀胱癌検体同様明らかな発現は認められなかった。このため研究の対象を腎細胞癌に変更してその発現を免疫組織学的に検討した。この結果、腎細胞癌そのものにおいては発現は認められなかったが、腫瘍内の新生血管において発現の強弱を認めた。過去に腎細胞癌に対しIDOの発現を調べた論文が1つだけ認められる。それによれば腎細胞癌自体はIDOを発現していなかったが、腫瘍血管においてIDO陽性のものと陰性のものが認められ、予後との相関が認められたとの報告であった。同様のことが認められるか否かにつき症例を増やして免疫組織学的検討を施行中である。IDOの発現と臨床病理学的結果に関する相関についても解析中である。さらに腺癌である前立腺癌に関しても同様な検討を加える予定である。今までに前立腺癌に関してIDOの発現を検討した報告はないため今後の成果が期待される。過去に腎細胞癌に対しIDOの発現を調べた論文が1つだけ認められ、腫瘍血管においてIDO陽性のものと陰性のものが認められ予後との相関が認められたとの報告であった。同様のことが認められるか否かにつき症例を追加して検討を行った。腫瘍血管におけるIDOの発言と臨床病理学的因子および予後との関連について検討したが、有意な相関関係は認められなかった。またVEGF等血管新生因子との発言の相関に関しても現在検討中である。今後は腺癌である前立腺癌に関しても同様な検討を加える予定である。以上の観点より尿路上皮癌においてIDOの発現は認められず、今後のさらなる検討は難しいと思われた。研究の対象を他の泌尿器科悪性腫瘍に変更して検討を進める予定である。進行性尿路上皮癌の経尿道的膀胱腫瘍切除時のパラフィンブロック標本を用いてIDOの発現を免疫組織学的手法により調べた。40検体に関し、免疫組織学的検討を行ったが、有意な発現は残念ながら認められなかった。

さらにBCG療法を施行した筋層非浸潤性膀胱腫瘍患者の経尿道的膀胱腫瘍切除時のパラフィンブロック30例を用いてIDOの発現を同様に調べたが、筋層浸潤性膀胱癌検体と同様明らかな発現は認められなかった。このため研究の対象を腎細胞癌に変更してその発現を免疫組織学的に検討した。過去に腎細胞癌に関してIDOの発現を調べた論文では腫瘍内血管においてIDOの発現の強弱を認め、IDO陽性の腫瘍血管を含む患者では予後不良であったとの報告があった。我々も腫瘍内血管のIDOの強弱と病理組織学的因子あるいは予後との関連について検討したが有意な相関は認められなかった。さらに免疫組織学的検討だけでは発現の強弱に関する判定が難しい場合があったため、定量的PCRの手法を用いてIDOの発現を検討した。腎細胞癌患者59例での新鮮凍結標本を用いてRNAの抽出を行い、Gene expression assayを用いて定量的にIDOの発現を測定した。IDOは種々の程度での発現が認められたが、免疫組織学的検討と同様、IDOの強弱と病理組織学的因子あるいは予後との関連について有意な相関は認められなかった。泌尿器科学当初、筋層浸潤性膀胱癌および筋層非浸潤性膀胱癌でBCG膀胱内注入療法を施行した検体を利用して免疫組織学的にIDOの発現を調べる予定であったが、双方合わせて70検体に対し免疫組織染色を施行するも明らかな発現を認めなかった。尿路上皮癌においてはIDOの意義は乏しいと判断し、現在腎細胞癌での発現を調べた結果腫瘍内新生血管において発現の強弱を認めた。当初は尿路上皮癌での発現に関して検討したが、有意な発現を見いだすことは出来なかった。癌腫を腎細胞癌に変更して種々の検討を加えた。腫瘍細胞での発現を認められなかったが腫瘍新生血管において発現を見いだすことができた。症例数を増やして免疫組織染色を行い臨床病理学的因子や他の血管新生因子の発現の関連について検討を行うも現段階では有意な関連を見いだせていない。当初、筋層浸潤性膀胱癌および筋層非浸潤性膀胱癌でBCG膀胱内注入療法を施行した検体を利用して免疫組織学的にIDOの発現を調べる予定であったが、双方合わせて70検体に対し免疫組織染色を施行するも明らかな発現を認めなかった。尿路上皮癌においてはIDOの意義は乏しいと判断し、現在他の泌尿器科悪性腫瘍(腎癌および前立腺癌)での発現を調べているところである。IDOはもともと子宮体癌や卵巣癌において検討されてきた経緯がある。免疫療法が奏効しやすい観点から尿路上皮癌を選択し、その発現について免疫組織学的検討を加えてきたものの多数例につき検討した結果尿路上皮癌においてIDOの発現は残念ながら認められなかった。以上の経緯を踏まえて腎細胞癌での発現に関して免疫組織学的検討を加え、腫瘍内新生血管における発現の強弱を認めた。今後臨床病理学的背景との相関および患者の予後との関連について解析を加える予定である。また前立腺癌に関しても手術用検体を入手できたので同様の解析を行う予定である。腎細胞癌での腫瘍新生血管における発現については確認することができたので腫瘍血管増生因子との関連について検討を加える予定である。
各国の世界遺産バッファーゾーンにおける景観保全手法の比較研究

研究では世界遺産のバッファーゾーンの区域決定と関連する景観規制の手法について検討を行った。調査では、まず既往の研究状況を把握するため、数次に亘り国会図書館を始め各種機関での文献情報収集と、文化財保存エキスパートへのインタビューを行った。その後、京都、奈良、姫路に立地する世界遺産物件を実地調査し、また管理当局へのインタビューと提供資料の分析を行った。また、UNESCO専門家へのインタビューを行い、世界遺産バッファーゾーンの景観管理状況の把握を行った。その上で、特に、国外の事例としてタイ、フィリピン、インドネシアにおける世界遺産保護状況について政府管理担当者へのインタビューをおこなった。研究期間中、マレーシア国の世界遺産準備委員会においてコーディネーターをつとめる、アミールファウジ博士に研究全体のレビューと分析へのコメントを依頼し、また実地の共同調査を行っている。調査活動の結果、以下の課題が明らかになった。(1)世界遺産の景観維持ではユネスコが規定する共通の保全の体系を持つわけではなく、バッファーゾーンの景観管理を含めて、各国の国内法によって保証される。(2)各国では世界遺産登録に期待される観光開発などへの一定の歯止め策が求められている。(3)景観規制では国内の担当当局だけではなく、官民のパートナーシップや市民の啓蒙により景観を維持管理する体制が求められる。(4)日本各地で優れた成果を収めつつある維持管理技術を生かし、特に策定能力および財源に乏しい発展途上国での世界遺産登録準備段階について国際協力がもとめられる。今後は、特に東南アジア諸国における世界遺産の維持管理手法で、我が国の景観管理政策および技術の利用や応用の可能性について展開を行う必要がある。また、線引きによるバファーゾーンといった面型指定ではなく、点型指定を鑑みた景観規制手法の技術的展開についても考察を行いたい。
ホヤ由来アルカロイドの抗炎症活性、抗癌活性の発現機構の解明

インドネシア産群体ボヤ由来の抗がん物質リソクリバディンは、がん細胞のアポトーシス(細胞の自殺:プログラムされた細胞死)に重要なタンパク質であるカスパーゼの活性を促進してがん細胞にアポトーシスを起こさせることが分かった。沖縄県西表島産の海綿からがん細胞のアポトーシスを誘導するアルカロイドを2種類単離した。インドネシア産単体ボヤのアルカロイド成分DDMG-1が示すTNF-α(リウマチやがんなどで過剰に産生されることが知られている)の産生抑制活性の分子機構を明らかにした。インドネシア産の軟体サンゴ(ソフトコーラル)から、TNF-αの産生を抑制する物質3種類を単離した。ニシキボヤ由来のN,N-didesmethylgrossularine-1(DDMG-1)は非常に珍しいα-カルボリン骨格をもち、リポ多糖で産生刺激したマウスマクロファージ様細胞株(RAW264.7)によるTNF-αの異常生成を抑制する。この抑制はTNF-αのmRNAレベルで起こり、さらにIκ-Bαの分解とNF-κBの標的DNAへの結合も阻害されることが分かった。また、DDMG-1はリポ多糖で産生刺激したヒト細胞株CD14^+-THP-1によるIL-8の産生も抑制した。この実験系においては、ヒトTNF-αとIL-6の産生も抑制された。このような、DDMG-1による炎症性サイトカインの異常産生抑制活性の詳細なメカニズムを、引き続き明らかにする努力をしている。また、そのための同族体の化学合成とホヤ類からの探索も行っている。群体ボヤLissoclinum cf. badiumから単離した新規化合物Lissoclibadins 114(Lb1Lb14)は、抗菌、抗カビ、培養癌細胞の増殖抑制などの活性を示す。その活性は化合物によって異なり、1つの活性のみを示すものから2、3種類の活性を併せもつものまであり、その強度もまちまちである。この中で、Lb1,Lb8,Lb14はヒト固形癌細胞の増殖を比較的強く抑制し、また、Lb1はヒト大腸癌を移植したヌードマウスを用いた動物実験で抗癌活性を示した。この活性はアポトーシスの誘導によることが分かった。Lb8Lb14の構造は確定していなかったため、生物活性試験と同時に構造決定も行い、コンピューターによるコンフォメーション解析を含めて全立体構造を決定した。単離したLb1Lb14および化学反応により調整した誘導体を用いて、アポトーシスのメカニズムの解明を行っている。インドネシア産の群体ボヤLissoclinum cf.badiumから単離したLissoclibadins 114(Lb1Lb14)は、抗菌、抗カビ、培養癌細胞の増殖抑制などの活性を示すが、1つの活性のみを示すものから2、3種類の活性を併せもつものまであり、その強度もまちまちである。Lb1, Lb8, Lb14はヒト固形癌細胞の増殖を比較的強く抑制する。この活性はアポトーシスの誘導によるもので、Lb1を用いてそのメカニズムの解明を行っている。これまでの実験で、Lb1で処理したヒト大腸癌細胞HCT-15においてannexin V陽性細胞が時間依存的に増加した。また、Lb1はカスパーゼの活性化を起こすことも分かった。実験に使用する化合物の供給のため、生物採集とLb類の単離精製を行った。ニシキボヤ由来のN,N-didesmethylgrossularine-1(DDMG-1)の炎症性サイトカイン産生抑制活性をさらに詳しく調べるために、DDMG-1の単離、誘導体の作製、同族体の化学合成を行っている。今の所、誘導体と同族体の合成は難題である。L. cf. badiumとニシキボヤを採集した際に、類縁体を探索するため、他種類の単体ボヤと群体ボヤを同時に採集し、生物活性試験と化合物の単離、構造決定を行っている。これまでに、未同定の単体ボヤから新規化合物を単離し、その構造を明らかにした。炎症性サイトカイン産生への影響を調べている。また、並行して行っていた研究で得られたソフトコーラルの活性物質が、TNF-αの異常生成を抑制する効果を示したので、そのメカニズムの解明を行っている。ニシキボヤ由来のα-カルボリンアルカロイドDDMG-1のヒト単球系細胞株THP-1細胞における炎症性サイトカイン産生に対する効果を調べた。その結果、DDMG-1はTHP-1細胞においてもマウス白血病細胞株RAW264.7細胞と同様に、リポ多糖の刺激によるIL-8の産生を抑制する効果を示した。

培養上清中のIL-8量の定量、ウエスタンブロット、EMSAなどの実験により、DDMG-1はNF-κB活性化を抑制する効果ならびにIL-8のmRNAの発現を抑制する効果を持つことが分かった。IL-8は癌細胞や炎症を起こした細胞から多量に分泌されており、癌の浸潤にも関与していると考えられているので、DDMG-1は癌や炎症の治療薬開発のリード化合物となることが期待される。インドネシア産のソフトコーラルSarcophyton sp.からTNF-αの産生抑制物質として単離した3種類のジテルペンについて、TNF-α以外の炎症性サイトカイン産生に対する影響をTHP-1細胞を用いて検討した。3種類の化合物のうちlobohedleolideは、IL-8の産生を促進する効果を示した。この化合物はNF-κB活性を阻害するが、IL-8のプロモーター活性を誘起することによりIL-8の産生を増大させることが分かった。その他の2化合物(7Z)-lobohedleolideとdenticulatolideは、IL-8の産生量に影響を示さなかった。インドネシア産の群体ボヤLeptoclinides dubiusの活性成分の探索を行ったところ、leptoclinidamide、(-)leptoclinidamine Bと命名した2種類の新規化合物が単離された。残念ながら、ヒト固形癌に対する細胞増殖抑制活性はほとんど無かったので、その他の活性を検討している。沖縄県西表島で採集した海綿Haliclona sp.の抽出物が、ヒト固形癌細胞に対して非常に強い増殖抑制活性を示した。粗抽出物を用いた実験で、癌細胞に対するアポトーシス誘導活性が示唆されたので、活性化合物の単離を行った。その結果、2種類のアルカロイドが粗抽出物の示す活性を再現することが分かった。残念ながら、いずれも既に知られている化合物papuamineとhaliclinadiamineであったが、これらの化合物が癌細胞増殖抑制活性を示すことは新しい発見であった。核の形態変化とフローサイトメトリーの実験より、これらの化合物はアポトーシスを誘導することが分かった。
エピジェネティック修飾を介する骨格筋糖代謝の分子適応機構の解明

研究1:2008年に特定健診を受診し、腎機能が正常で6年間追跡可能であった男性303名(平均年齢52.2±6.7歳)を対象とした。観察期間を独立変数、推定糸球体濾過率(eGFR)を従属変数とし、個々に観察期間に対するeGFRの一次回帰直線を求め、一次回帰直線の傾きをeGFR低下速度と定義した。自記式質問票を用いて、運動、身体活動、食事、喫煙、飲酒に関する9つの生活習慣について調査を行い、健康的生活習慣の保有数を7個以上、6個、5個、4個以下の4群に分類し、4群間におけるeGFR低下速度について検討した。6年間におけるeGFR低下速度は、平均-1.27±1.16ml/min/1.73m2/年であった。健康的生活習慣を7個以上有する群は、4個以下の群に比べてeGFR低下速度が有意に低く(p<0.05)、健康的生活習慣とeGFR低下速度は量-反応関係にあることが明らかとなった(p for trend <0.0001)。また、ベースライン時の年齢、BMI、eGFRで調整後,運動習慣があるものと夕食以外の間食が少ないものは、そうでないものに比べてeGFR低下速度が有意に低かった。研究2:CKDステージ2に分類される平均年齢70歳の高齢男性(CKDステージ2)を対象に漸増運動負荷試験を施行し、乳酸閾値(LT)強度を決定した。LT強度を境に60%、80%、100%、120%、140%LT強度の多段階運動負荷試験を行い、各ステージ終了直後に腎血流量とカテコールアミン値を評価した。その結果、運動による腎血流量の低下はLT強度以降に観察され、その背景にはアドレナリンやノルアドレナリンなどの交感神経系亢進の関与が推察された。以上のことから、CKD者に対する至適運動強度はLT強度以下の運動であることが明らかとなった平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度の実施計画は、設備備品として申請したクリーンベンチ及びCO2インキュベータを設置し、骨格筋細胞培養のための実験システムを構築すること、また、同時並行で筋不活動がnNOS遺伝子プロモータ領域のメチル化を検討することであった。研究実績として、前者の実験システムの構築は完了し、すでにC2C12細胞を用いた予備実験を行い、本実験を開始できる環境が整ったところである。同時並行で計画していた筋不活動がnNOS遺伝子プロモータ領域のメチル化解析の結果は以下の通りである。C57BL/6J雄性マウスを用い、筋不活動として石こう加工した包帯をランダムオーダーで片脚に巻き、固定した。固定は、イソフルランによる吸入麻酔下で実施した。1週間の固定後、ヒラメ筋と長趾伸筋を摘出し、筋萎縮を惹き起こすことを確認した。摘出した筋サンプルは、タンパク測定用、mRNA測定用、DNAメチル化測定用に分けた。長趾伸筋およびヒラメ筋ともに、nNOSタンパク発現は、無処置脚に比べギプス固定脚において顕著な減少が認められた。一方、長趾伸筋におけるnNOSのmRNAは、無処置脚とギプス固定脚の間で違いはみられなかったが、ヒラメ筋は、無処置脚に比べギプス固定脚において顕著な減少が認められた。長趾伸筋のnNOSプロモーター領域におけるDNAメチル化は、無処置脚に比べ固定脚で減少傾向を示し、ヒラメ筋ではいずれの条件においても顕著な変化は認められなかった。現在、nNOSのDNAメチル化による遺伝子発現修飾について追加解析を実施しているところである。本年度の当初の計画通り進んでいるため、標記の評価とした。本年度は、骨格筋糖代謝亢進に係る神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)を中心に、1高脂肪食負荷、高脂肪食負荷と運動の併用による影響、2筋ギプス固定による不活動の影響を検討した。1nNOS発現に及ぼす高脂肪食、高脂肪食+運動トレーニングの影響6週齢のC57BL/6マウスを用いた。nNOS遺伝子発現量は、コントロール(SD)群と12週間の60%高脂肪食摂取(HFD)群の間で、遅筋線維優位であるヒラメ筋では変化が認められなかったが、速筋線維優位である長趾伸筋においては、有意な増加が認められた。高脂肪食負荷と運動トレーニングの併用(HFD+Ex)群におけるnNOSタンパク質発現量は、ヒラメ筋では顕著に減少したが、長趾伸筋では、有意な差は認められなかった。以上の結果から、高脂肪食摂取及び運動トレーニングの併用は、筋線維タイプ特異的なnNOS発現の変化を引き起こすことが示唆された。海馬と大脳のnNOSタンパク質発現量は、SDマウスと比べて、HFDマウスにおいて顕著に高い値を示した。海馬と大脳におけるnNOSタンパク質発現量は、運動により抑制された一方で、小脳においては、変化は認められなかった。これらの結果は、骨格筋と類似して、脳のnNOSタンパク質発現量への高脂肪食摂取及び運動トレーニングの効果は、部位特異的な効果がある事を示唆している。2nNOS発現に及ぼす筋不活動の影響片脚ギプス固定による筋不活動を施したC57BL/6マウスを用いた。

無処置のマウスと比べ、1週間のギプス固定は、ヒラメ筋における体重当たり筋重量を顕著に減少させ、筋線維横断面積の顕著な減少が認められた。筋萎縮の結果と同様に、ギプス固定マウスにおけるnNOS遺伝子及びタンパク質発現は、無処置のマウスと比べて、ヒラメ筋では有意な減少を認めた。実験計画通り進み、一部の成果はすでに公表した。本年度は、1マウスを対象とした高脂肪食負荷及び自発運動による骨格筋と脳組織における適応を一酸化窒素合成酵素を中心に検討し、2腎機能低下と運動習慣との関係を検討した。1コントロール(SD)群、12週間の高脂肪食摂取(HFD)群、12週間の高脂肪食摂取+6週間の運動トレーニング併用(HFD+Ex)群の腓腹筋の白色部と赤色部に分画し、nNOSタンパク質発現量を定量化したところ、nNOSタンパク質発現量は、HFD+Ex群では顕著な増加が認められた。高脂肪食摂取や運動トレーニングへの適応による骨格筋NOシグナルは,nNOSタンパク質量により制御されている可能性が示された。介入開始から2、6、7、12週間に高架式十字迷路テストによる不安様行動の評価と海馬nNOSタンパク質発現量を検討した結果、12週間目ではHFD摂取による不安様行動の増加が改善された。nNOSタンパク質発現量も、12週目においてHFD摂取による増加と運動による抑制が観察された。よって、運動によるHFD摂取による不安様行動の抑制効果は、より長期的な運動がnNOSタンパク質発現量を減少させることで発揮されている可能性が示唆された。2運動習慣の有無と血糖コントロールが新規CKD発症に及ぼす影響について検討した。腎機能が正常で6年間追跡可能であった男性303名を対象とし、ベースライン時の運動習慣の有無と血糖レベルより運動習慣のある正常血糖群,運動習慣のある高血糖群,運動習慣のない正常血糖群,運動習慣がない高血糖群の4群に分類し,新規CKD発症との関係について検討した。その結果,運動習慣のない正常血糖群,運動習慣のない高血糖群は,運動習慣のある正常血糖群に比べて新規CKD発症の相対危険度が有意に高かった。これより,血糖コントロールを良好に保ち,定期的に運動することは新規CKD発症を抑制できる可能性が示唆された。現在進行中の実験もあるが、ほぼ実験計画通り進み、一部の成果はすでに公表した。研究1:2008年に特定健診を受診し、腎機能が正常で6年間追跡可能であった男性303名(平均年齢52.2±6.7歳)を対象とした。観察期間を独立変数、推定糸球体濾過率(eGFR)を従属変数とし、個々に観察期間に対するeGFRの一次回帰直線を求め、一次回帰直線の傾きをeGFR低下速度と定義した。自記式質問票を用いて、運動、身体活動、食事、喫煙、飲酒に関する9つの生活習慣について調査を行い、健康的生活習慣の保有数を7個以上、6個、5個、4個以下の4群に分類し、4群間におけるeGFR低下速度について検討した。6年間におけるeGFR低下速度は、平均-1.27±1.16ml/min/1.73m2/年であった。健康的生活習慣を7個以上有する群は、4個以下の群に比べてeGFR低下速度が有意に低く(p<0.05)、健康的生活習慣とeGFR低下速度は量-反応関係にあることが明らかとなった(p for trend <0.0001)。また、ベースライン時の年齢、BMI、eGFRで調整後,運動習慣があるものと夕食以外の間食が少ないものは、そうでないものに比べてeGFR低下速度が有意に低かった。研究2:CKDステージ2に分類される平均年齢70歳の高齢男性(CKDステージ2)を対象に漸増運動負荷試験を施行し、乳酸閾値(LT)強度を決定した。LT強度を境に60%、80%、100%、120%、140%
Rasの新規高次構造を標的とした抗癌剤の開発

GTP結合型Ras(Ras-GTP)には、エフェクターと結合できる"シグナルON"状態(活性型)と、できない"シグナルOFF"状態(不活性型)の2種類の立体構造が相互変換可能な状態で混在する。本研究では、GTP結合型ながら不活性型のRasの新規立体構造情報に基づくインシリコスクリーニングと種々の生化学・細胞学的活性検証試験を通じて、Rasに結合することでその機能を特異的に阻害する複数種類の低分子化合物の同定に成功した。GTP結合型Rasに存在する、相互変換可能な2っの立体構造(state 1 :不活性型とstate2 :活性型)のうち、分子表面にポケットを有することが確認されているstate1構造を分子標的とした。このstate1のポケットにエネルギー的に安定に結合することにより活性型(state 2)への移行を阻害する可能性のある化合物が、Rasの機能阻害剤になる可能性に着目した。State 1の構造情報に基づき、ポケットに結合する可能性が高い低分子量有機化合物をバーチャルライブラリーから、MM+PBSA法を利用したドッキングシミュレーションとコンピュータ能動学習法を利用して選抜し、試験管内Ras-Raf結合阻害試験で活性検証を行った。選抜化合物のうち、試験管内でRas-Raf結合阻害作用を示したものについては、活性型H-ras,K-rasを安定発現する癌化細胞株を用いて活性評価を行ったところ、細胞内においてもRasの機能を阻害する13種類のヒット化合物が得られた。ヒット化合物のうち約半数について、^<31>P-NMR測定により、Rasの立体構造をstate 1に安定化する作用が確認された。ヒット化合物は、母核構造上3種類のカテゴリー(A,BならびにC)に分類された。A群の化合物では、内服投与によりヌードマウスに移植した活性型K-rasを有する癌化細胞の腫瘍形成を抑制する有意な活性が認められた。^<15>N-,^1H-HSQC(2次元NMR測定)によって、A郡の化合物はH-Rasの分子表面の残基に結合することが確認された。現在、Rasと化合物との作用メカニズムを解析するために、GTP結合型H-RasとA群の化合物との複合体の結晶ならびにX線結晶構造解析を実施している。GTP結合型Rasに存在する、相互変換可能な2つの立体構造(state 1:不活性型とstate2:活性型)のうち、分子表面にポケットを有することが確認されているstate1構造を分子標的とした。このstate 1のポケットにエネルギー的に安定に結合することにより活性型(state 2)への移行を阻害する可能性のある化合物が、Rasの機能阻害剤になる可能性に着目した。State 1の構造情報に基づき、ポケットに結合する可能性が高い低分子量有機化合物をバーチャルライブラリーから、MM+PBSA法を利用したドッキングシミュレーションとコンピュータ能動学習法を利用して選抜したのち、生化学的・分子生物学的手法を駆使した化合物の活性評価試験を行ったところ担癌モデル動物で、市販の抗癌剤と同等もしくはより強い活性を示すヒット化合物が得られた。これらは母核構造上3種類のカテゴリー(A,BならびにC群)に分類された。20種類の癌細胞株を用いた評価試験において、A群、B群の化合物は、Rasの活性型変異を有する癌細胞株に強い癌化形質抑制作用を示すことから、これらの化合物のRas特異性が確認された。また、化合物存在下でのH-Rasの多次元NMRによって、state 1のポケットに存在する2つのアミノ酸残基とA群の化合物との直接結合が確認された。A群の化合物については、1次元NMR(<31>^P-NMR)によって、state1安定化作用が確認された。GTP結合型Rasのエネルギー的に安定な2つのstate構造(state1とstate2)の遷移メカニズムを解析するために、GpPNHp結合型のM-RasP40D(state1),M-RasD41E(state1とstate2),H-RasT35S(state1)のX線結晶解析を行った。ヌクレオチド周辺の分子内相互作用を詳細に解析した結果、H-Ras, M-Rasに共通のstate2構造の特徴として、switch Iに存在するThr-35/45(H-Ras/M-Ras)とGppNHpのγ-リン酸との永素結合と、switch Iに存在するGly-60/70(H-Ras/M-Ras)とγ-リン酸との水素結合が、ともに保存されていることが確認できた。一方state1構造では、Thr-35/45とγ-リン酸との水素結合が欠損することで、Rasのswitch Iのループがヌクレオチドから遠ざかることが共通の構造的特徴であった。また、2つのswitch領域の構造は、ヌクレオチドを介して互いに影響しあうことも明らかになった。