hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
目詰まりに起因する地盤機能障害の評価と対策に関する研究

その結果、(1)原土材がフィルターに流入する条件(H/F)として原土とフィルター境界で形成される「混合粒度層」について混合粒度分布の再計算を行い、Kennyの安定指標H/Fを適用することで評価できることを明らかにした。また、(2)フィルター流入後、原土がフィルターに捕捉か流出かの判断(最小間隙くびれ径)を、流入原土粒子径と最小間隙くびれ径との比較し、最小間隙くびれ径よりも大きい場合にはフィルター材に捕獲されることを明らかにしている。また、それにより透水性の低下(原土材の流入による目詰まり)の確認することができている。また、簡易センサーを用いた斜面管理法として、河川堤防の斜面で土壌水分センサーを用いて長期のモニタリング調査を行うことができ、降雨時における堤体内の水分挙動の把握や危険度予測といった観点から実効雨量と堤体内の水分量の関係を推定するモデルを提案した。水分量の最大値には、上限があることから、実効雨量との相関モデルを作成する上でロジスティック関数を導入することで解決している。また、深度によって半減期が長くなっていくことをも解析の結果から得られた。水みちの検出については、切土斜面においてはサーモカメラを用いた検討を行っているが、十分な検証までには至っていない。初年時に比べて、おおむね順調に進んでいる。なお、ドレーン・水抜き孔からの流出水の計測方法については、まだ進んでいないため、最終年度に具体的な手法について考案する。現在、鉛直載荷が可能な水平流の土槽を作成中であり、完成時期にも影響を受ける。初年度は、これまでの研究成果と土槽モデルの実験を用いて目詰まり時の挙動と水圧上昇について調べるとともに、水みちや浸出箇所の探索方法、簡易センサーを用いた斜面管理法について検討を行う予定であった。しかし、そのうち、土槽モデル実験のための土槽の製作が間に合わなかったため、次年度以降に変更したため。2年目までに、模型実験を通して目詰まりによる飽和域の拡大と集中的な圧力負荷による斜面崩壊の特徴や形態を明らかにすることができたことから、最終年度では、目詰まりの原因となる土粒子移動の発生予測、土壌水分予測モデルの構築と管理手法の提案とドレーン・水抜き孔からの流出計測技術について検討を行う。1)土槽モデルの実験を通し、目詰まりによる進行性破壊の発生メカニズムと危険度評価について申請者らの提案する多粒子限界流速や透水性挙動予測方法を用いて明確にする。水平流れを作ると同時に、鉛直載荷が可能な土槽を作製する。土粒子移動の判断には、研究者の杉井がこれまで鉛直浸透破壊実験や液状化模型実験に用いてきた誘電率式水分計を用いた間隙率計測を実施する。また間隙率データから、コゼニー式を利用した代表粒径の時系列変化を測ることで土粒子移動および目詰まり発生について判断を行う。2)土壌水分予測モデルの構築と管理手法の提案を行うために、2012年度から観測を行っているデータの整理とロジステック曲線と実効雨量を用いたモデルの構築を継続するとともに、予測値と実測値の検証を行う。3)濁り水の発生や、湧水の発生によるドレーン・水抜き孔からの流出水の計測方法について検討を行う。2年目においては、透水性舗装や人工ドレーンに関する目詰まりの評価を試み、土の保水性から得られる間隙径分布を評価し、目詰まりの進行予測や対策法について検討を行う。自然斜面の水みち及び浸出点の探索と引き続き斜面安定管理法の計測のための基礎データを用いて相関モデルを構築すると同時に、簡易動的貫入試験により斜面内の水みち探索の検討を実施する。「間隙径分布からみた目詰まり予測と対策」現有の保水性試験機により、水分保持特性を測ることで透水性舗装や人工の粒状材料のドレーンについての水分法による間隙径分布の評価を実施する。
アニオン性合成ポリマーが細胞増殖に与える効果に関する研究

申請者らによってHeLa細胞、L929細胞に対して細胞増殖促進活性を持つことが見出されている合成高分子MACBAの作用機作を解明することを本課題における最終目的として,本研究ではMACBAの示す増殖促進効果の細胞依存性および構造-活性相関に関する検討をおこなった。2.HeLa細胞、L929細胞以外の細胞に対してMACBAが細胞増殖に与える効果に関して検討をおこなった。L929細胞とは由来の異なる別のマウス線維芽細胞のMACBAを添加した完全無増殖因子培地中での増殖をマイクロプレートリーダによる計数により評価・検討を行い、MACBAによる増殖効果の大きさ、また増殖効果の発現に必要なMACBAの濃度などの点に関して知見を得た。その結果、この細胞においてもL929とほぼ同様のMACBAによる増殖促進効果がみられることが明らかとなった。これはMACBAの持つ細胞増殖促進効果がマウス線維芽細胞一般にたいして有効である可能性を示唆するものである。2.MACBAの酸触媒存在下における加水分解によりMACBA構造中のcyclohexanone 2-butenylene acetalを2-buten-1,4-diolに置き換えた交互共重合体ポリマーを構造-活性相関評価のためにMACBA関連構造を持つポリマーとして得、完全無増殖因子培地中でのL929細胞の増殖に対するこのポリマーの効果を評価した。このポリマーはL929細胞増殖に対して促進効果を示さなかった。これによりcyclohexanone2-butenylene acetal構造の存在がMACBAの増殖促進効果発現において必須であることが明らかとなった。
帝国大学における学部と附置研究所-センター・オブ・エクセレントの構築をめざす戦間期学術政策の歴史的検証

附置研究所の設置および増員などについて、国立公文書館で官制制定(改正)の閣議決定とそのさいの理由書などを複写した。あわせて、各大学の年史や沿革資料などの調査と複写を行った。これらの資料を整理し、年史など既刊資料で官制の日付などが一致しない場合には原資料によって確認した。主要な分析結果は以下の通りである。(1)大学附置研究所は、農商務省の臨時窒素研究所や農商務省所管の財団法人理化学研究所とならんで基礎研究を担当したが、これは当時の日本における科学技術水準の高まりを反映したものであった。したがって、附置研究所の設立という政策決定は、適切なタイミングでなされる必要がある。(2)最初の大学附置研究所は内務省から移管された東京帝大の伝染病研究所であり、その組織形態は内務省当時のものと類似していた。初期の附置研究所はその組織形態をかなり踏襲する場合があった。(3)分析が先行した京都帝大の化学研究所の場合、毎年度の人員と研究費の増加が著しかった。このことは、収入支弁方式によって可能になったと想定されるが、それは活力の源泉のひとつであったろう。また、そのさい、少数の研究リーダーの講座が著しく膨張する傾向があった。(4)東京帝大は、省庁にまたがる分野の基礎研究を担当する点で、今日の科学技術庁のような役割をはたていたようにみえる。航空研究所がその代表例である。大学附置研究所は、省庁間ないし官民の交流の場ともなっていたらしい。あわせて、各大学の年史や沿革資料などの調査と複写を行なった。(4)東京帝大は、省庁にまたがる分野の基礎研究を担当する点で、今日の科学技術庁のような役割をはたしていたようにみえる。
下垂体以外に発現する性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)受容体の機能

下垂体前葉のゴナドトロフには、特異的なGnRH受容体が発現している。GnRH受容体は、代表的なG蛋白質共役型受容体(GPCR)であり、そのシグナルトランスダクション機序の解析は、他の多くのGPCRのシグナル機序解明に寄与することも期待される。GnRH受容体は、下垂体ゴナドトロフ以外の末梢の組織にも発現しており、受容体機能の解析により、末梢におけるGnRHの生理的役割が明らかになる可能性が高い。本研究では、末梢組織におけるGnRH受容体特異的蛋白質であるアネキシン5を指標に末梢に発現するGnRH受容体の生理的役割を明らかにすることを目的としている。今年度までの成果は以下のようにまとめられる。1)精巣におけるアネキシン5の分布免疫組織化学法を用いて、精巣におけるアネキシン5の分布を解析した。アネキシン5は、精巣間質細胞(ライディッヒ細胞)、血管内皮細胞、セルトリー細胞、精子頭部に分布することが明らかになった。2)GnRH受容体の分布精巣を用いた免疫組織化学によって、GnRH受容体が精巣間質の一部の細胞に分布することが明らかになった。これがどの細胞種なのかを検討中である。3)GnRHの局所作用精巣内にGnRHを大量投与することによって、精巣のアネキシン5発現量の減少することを観察した。この結果から、精巣に於いてもGnRHとアネキシン5に機能的相関のあることが明らかになった。本年度までの結果の概要は以上のごとくで、既に日本繁殖生物学会(於:広島、2004年9月)で学会発表を行った。また、2005年6月にはアメリカ内分泌学会年次総会で研究発表する予定である。
競争社会での「個」と「和」の両立可能性を考える

まず社会が置かれた状況と直面している問題に応じてその祉会で選ばれ実行される利得の配分ルール、すなわち解はどのようなものか仮説をたてた。次にそのような解が提携型ゲームの枠組で論じられる個人合理性(individual rationality)、整合性(consistency)、効率性(effciency)などの性質を満たすかを調べ、解の説明力と性能を検討した。ジョン・ナッシュにより定式化されてから今日まで用いられている純粋交渉問題(pure bargaining problem)は提携型ゲームの特殊なもので、社会の構成員が一人一人独立に行動するか、あるいは全員一致団結して行動するかのいずれかの形でしか利得の実現可能性を許さない設定になっている。すなわち一部の構成員のみが結託を形成しても利得は生み出せないと仮定しているのである。したがって今や経済学のさまざまな分野で応用されているナッシュ解(Nash solution)は、この仮定が満たされている状況でしか用いることはできない。ナッシュ解が広く受け入られている大きな理由は、それが個人合理性、整合性、そして効率性のみならず「ナッシュの公理群」として知られる望ましい一群の性質を純粋交渉問題の範囲ですべて満たすただ一つの解であるからである。そこで本研究ではより広い提携型ゲームの範囲で「ナッシュの公理群」と整合性をすべて満たす解を定義し、それをナッシュ集合(Nash set)と名付けた。本研究ではナッシュ集合が個人間における貨幣単位での利得の移転可能性を仮定しない一般の提携型ゲームの範囲では必ずしも非空にはならないこと、さらに提携型ゲームの全範囲で「ナッシュの公理群」と整合性、および逆整合性(converse consistency)を満たす唯-の解であるが、個人合理性は満足しないことを示した。またそれは利得が個人間において貨幣単位で移転可能である提携型ゲーム(TUゲーム)の範囲では、ナッシュ集合はプリカーネル(Prekemel)という解と一致すること、その結果「ナッシュの公理群」、整合性、逆整合性、そして非空性も満たすことがわかった。
リボソーム不活性化タンパク質を網羅的かつ強力に阻害する新規薬剤の開発

本研究は、致死性中毒を引き起こすリボソーム不活性化タンパク質(RIP)を網羅的に阻害する世界初の解毒剤の開発を目的としている。具体的には、トウゴマ種子由来リシンを標的とし、申請者が見出した高阻害活性化合物との相互作用をX線結晶構造解析によって明らかにする。そして得られた構造情報を基に、さらに高活性が期待される化合物を設計・合成し、それらの活性ならびに酵素複合体の立体構造を明らかにする。そして、高いリシン阻害活性を示した化合物について、リシンと同一の活性部位構造を有する他のRIPに対する阻害活性評価も行う。
膵・胆道癌の増殖と腫瘍血管新生を制御する時計遺伝子

膵癌よび胆道癌は、難治性癌の代表とされている。これらの病態には、癌細胞増殖および抗アポトーシスの特性が関与する。概日リズムを制御する時計遺伝子は、癌細胞では細胞増殖やアポトーシス(プログラム細胞死)を防ぐ作用として機能している。抗癌剤や抗腫瘍性サイトカインを投与することで細胞はアポトーシスに陥るが、アポトーシスに抵抗する癌細胞では時計遺伝子の制御系が重要な役割を担っている。膵癌(その大部分を占める浸潤性膵管癌)ならびに胆道癌(特に胆管癌・胆嚢癌)は、生命予後がきわめて不良で、難治性癌の代表とされている。これら膵癌・胆道癌の病態には、癌細胞増殖および血管新生の特性が関与する。生物時計が制御する概日リズムの下で、癌の細胞増殖や腫瘍血管の新生が行われるとの作業仮説に基づき、これを個体レベルで証明することで膵・胆道癌における高悪性度の病態を解明する。本年度の実績は、以下の通りである。(1)概日リズム下での癌細胞の増殖・浸潤を制御する時計遺伝子の発現解析生物時計が刻む概日リズム解析は、培養細胞レベルでは同調因子として、高濃度(50%)血清刺激を用いる。ヒト膵・胆道癌の細胞株に高濃度血清刺激を与えて、個々の細胞のリズムを同調させることにより、日内リズムを誘導させる。刺激してから4時間おきに最大48時間まで、細胞からmRNAとタンパク質を回収し、各種の時計遺伝子のリズム発現の変動を解析した。(2)癌細胞の時計遺伝子と血管新生遺伝子との関連解析免疫沈降法を用いて以下の実験を行う。癌細胞株に、DEC1ないしDEC2発現プラスミドを導入してから、HIF-1αおよびARNT1の抗体で免疫沈降し、VEGF遺伝子プロモーター上のHREに結合するHIF-1αおよびARNT1タンパク質とDECタンパク質との相互作用を解析し、VEGF発現活性の検討を行った。今後、細胞レベルから個体レベルでの研究展開を図るための準備を行った。膵癌(大部分は浸潤性膵管癌)ならびに胆道癌(特に胆管癌・胆嚢癌)は、難治性癌の代表とされている。これらの病態には、癌細胞増殖および血管新生の特性が関与する。生物時計が制御する概日リズムの下で、癌の細胞増殖や腫瘍血管の新生が行われるとの作業仮説に基づき、これを個体レベルで証明することで高悪性度の病態を解明する。1.癌細胞の時計遺伝子と血管新生遺伝子との関連解析免疫沈降法を用いて以下の実験を行う。2.抗腫瘍性サイトカインが時計遺伝子発現・癌細胞増殖に及ぼす影響癌細胞株に、抗腫瘍性サイトカイン(TNF-α,IFN-α,β,γなど)を導入してから、血清刺激を行い、概日リズム下における癌細胞の時計遺伝子の位相の変化を解析する。さらに概日リズム下での抗腫瘍性サイトカイン投与効果による、癌細胞の増殖能・浸潤能をMTT assay, matrigel invasion assayを用いて検討した。膵癌(大部分は浸潤性膵管癌)ならびに胆道癌(特に胆管癌・胆嚢癌)は、難治性癌の夜表とされている。生物時計が制御する概日リズムの下で、癌の細胞増殖や抗アポトーシスが行われるとの作業仮説に基づき、本年度の実績は以下の通りの解析を行った。1.癌細胞の時計遺伝子と抗アポトーシス・細胞接着因子との関連解析2.抗癌剤および抗腫瘍性サイトカインが時計遺伝子発現・癌細胞増殖に及ぼす影響以上より、時計遺伝子DEC1/DEC2が、細胞増殖や抗アポトーシスを介して、癌の抗悪性度に関与していることが証明された。
没入型内視鏡画像処理機能と力学提示を応用した安全な内視鏡外科手術システムの開発

内視鏡外科手術では、死角の存在・触覚の低下が欠点であり、ロボット支援手術に至っては触覚が消失している。これまで死角の存在を克服する超小型広視野角カメラの開発(1)を行い既に特許取得済である。本研究では、他プロジェクトで既に特許出願済の没入型カメラを画像処理後に3Dヘッドマウントデイスプレイ(HMD)に投影する技術(2)の臨床応用を目指すために、小型化や画質の向上を目指した開発を進める。同時に触覚の低下に対しては、すでに開発済のセンシング技術(力覚提示システム) (3)を応用することで組織へのダメージを最小限に抑える技術も加える。より安全に内視鏡外科手術を行える環境を整えることを目的とする。
根圏情報物質ストライゴラクトンの構造活性相関の新展開

熱帯および亜熱帯の農業に深刻な被害をもたらしているオロバンキやストライガなどの根寄生雑草の防除を目的として、根寄生雑草の種子発芽刺激活性を有する根圏情報物質ストライゴラクトンをモデルに構造活性相関研究を行い、天然ストライゴラクトンの環境中での不安定性を改善できることが予想される高い発芽刺激活性を有する新規な化合物を見出した。これらの種子自殺発芽誘導剤としての実用化に向けて研究を展開中である。農業に深刻な被害をもたらしているオロバンキやストライガなどの根寄生雑草の防除を目的として、根寄生雑草の種子発芽刺激活性を有する根圏情報物質ストライゴラクトンをモデルに構造活性相関研究の新展開を図った。オロバンキが広葉作物を宿主として地中海沿岸を中心に分布しているのに対し、ストライガはアフリカを中心に分布している。ストライガによる被害は7-13億米ドルと試算されており、ストライガは病原茵、害虫、鳥を上回る、食糧生産を阻害するアフリカ最大の生物的要因と考えられている。根寄生雑草は宿主から独立しては生きられないため、発芽には温度と湿度に加えて、化学シグナル(発芽刺激物質)を要求する。そこで、宿主の存在しない畑に処理して根寄生雑草種子を強制的に発芽させ自殺に追い込む根寄生雑草種子自殺発芽誘導剤の開発を行った。ストライゴラクトンのマイケル受容体能を有する部分は、そのイミノアナローグが活性を発現することを見出したことで必ずしも発芽刺激活性発現に必須ではないという創薬デザイン上の大きなブレークスルーを得たことを手がかりに構造活性相関研究を行ったところ、オキシム誘導体、ホスホネート誘導体、およびカーバメート誘導体など全く新規な発芽刺激活性を有する化合物を見出した。このうち、ホスホネートおよびカーバメート誘導体は、天然ストライゴラクトンの環境中での不安定性を改善できることが予想されるためさらに高活性なそれらの誘導体の創製を目指して研究を展開している。また、活性発現機構の解明のため、受容体探索に有用な分子プローブを、見出された高活性化合物をモデルに設計、合成している。農業に深刻な被害をもたらしているオロバンキやストライガなどの根寄生雑草の防除を目的として、根寄生雑草の種子発芽刺激活性を有する根圏情報物質ストライゴラクトンをモデルに構造活性相関研究を継続した。ストライガによる被害は7-13億米ドルと試算されており、ストライガは病原菌、害虫、鳥を上回る、食糧生産を阻害するアフリカ最大の生物的要因と考えられている。前年度見出したストライゴラクトンのマイケル受容体能を有する部分は、必ずしも発芽刺激活性発現に必須ではないという創薬デザイン上の大きなブレークスルーを得たことを手がかりに引き続き構造活性相関研究を行ったところ、カーボネートの誘導体、フェニル酢酸誘導体、およびホスフィネート誘導体など新規な発芽刺激活性を有する化合物を見出した。このうち、フェニル酢酸誘導体、天然ストフライゴラクトンの環境中での不安定性を改善できることが予想されるためさらに高活性な誘導体の創製を目指している。また、天然ストリゴラクトンのひとつがあるソラナコールの化学構造をその合成により訂正するとともに、その訂正構造をモデルに研究を展開している。さらに、ストフライゴラクトンは植物の枝分かれを制御する新規なホルモンであることが発見されたため、本研究で見出された発芽刺激活性を有する化合物の植物ホルモン作用の有無を調べている。根寄生雑草は宿主から独立しては書ききられないため、発芽には温度と温度に加えて、化学シグナル(発芽刺激物質)を要求する。先に見出したストライコセラクトンのマイケル受容体能を有する部分は、必ずしも発芽刺激活性発現に必須ではないという創薬デザイン上の大きなブレークスルーを得たことを手かせかりに引き続き構造活性相関研究を行い、今年度、天然ストライコセラクトンの環境中での不安定性を改善できることが予想される高い発芽刺激活性を有する新規なカーバメート化合物を見出した。さらに、これらの種子自殺発芽誘導剤としての実用化に向けて研究を展開中である。また、天然ストリゴラクトンのひとつであるソルゴモールの化学合成を達成した。

さらに、ストリライゴラクトンは植物の枝分かれを制御する新規なホルモンであることが発見されたため、本研究で見出された発芽刺激活性を有する化合物の植物ホルモン作用の有無を調べた。
準安定量子流体の物性

ヘリウム4(He-4)は低温で超流動という、粘性がなく熱を通しやすい液体に転移する。超流動He-4は常圧では凍らないが、25気圧以上の圧力をかけると凍ることが知られる。ゆっくりと加圧し、25気圧を越えることで準安定な超流動He-4を得る。本研究では、超流動He-4に特徴的な短波長音波(ロトン)が、準安定状態で圧力とともにどのように変化するかを、固体転移と関連して明らかにした。圧力を140気圧程度まで上げていくと、ロトンのエネルギーはゼロとなり、超流動状態は不安定になって必ず固化することを示した。この結果は、ミラノ大学の量子シミュレーションと定量的に一致した。報告者自身によって提案された「超流動He-4の過加圧下における固化の有効自由エネルギー」(2002年に出版)について、その改良を発見した。従来では、融解圧について設定された有効自由エネルギーWをグランドポテンシャルとみなしたが、その場合、融解圧以外への拡張はギブス-デュエム関係式を用いた間接的な拡張となり、融解圧「近傍」しか正しくなかったことがわかった。今回は、Wをギブス自由エネルギーと見なすことで、任意の圧力について記述できることがわかった。それにより、得られた超流体のロトンパラメータと圧縮率は、少なくとも測定された圧力範囲内では、実験値と大変良い一致を見る。この成果は、当年8月の低温国際会議(LT-24)で発表された(AIP Conference Proceedingsに出版予定)。この有効自由エネルギーを用いて、過加圧下の固体核生成を計算することが出来る。臨界核の形と核生成のためのエネルギーバリアEbの計算を行った。特に、大きな過加圧の臨界核では、固液境界層が核の大きさに比べて無視できないほど大きくなり、いわゆる薄皮近似(thin wall model)による計算よりもEbは大きくなることがわかった。ただし、プレリミナリな計算では、Ebの大きさは、薄皮近似の高々数倍であり、Balibar-Caupin(BC)の実験(135barの過加圧で固体核生成が見つからなかった)は、おそらく説明できないであろう。ただ、・本結果は、過飽和古典液体において(密度汎関数理論によって)既に指摘されている同様のEbの増大とコンシステントであること(から、間違っている可能性は少ない)。・BCの実験では、彼らのその後の報告で、測定圧力そのものの疑問が述べられていること。より、これからの進展が待たれる状況である。これらについて、18年3月末の年会で報告予定である。2002年に、報告者によって出版(その後、2006年に改良)された「超流動He-4の過加圧下における固化の有効自由エネルギー」に基づき、過加圧下の固体核生成率を計算した。臨界核の形と核生成のためのエネルギーバリアEbの計算を行うと、特に大きな過加圧の臨界核では、固液境界層が核の大きさに比べて無視できないほど大きくなり、いわゆる薄皮近似(thin wall model=TWM)による計算よりもEbは大きくなる。計算によれば、その比はたかだか倍程度であることがわかった。核生成が熱揺らぎによって起こるとすると、核生成圧はTWMで予想されるものより10bar程度高くなる。この成果は、2006年夏の国際ワークショップ(qfs2006)で発表された。この理論モデルに対応するBalibarらの実験は、現在まだ進行中であり、いまだ核生成の有無についてはっきりしたことはいえない。すなわち、核生成が起こっていると彼らの主張しているシグナルは、すでに知られている壁近傍での(ヘテロジニアスな)固体核生成のシグナルに比べて大きく鈍っている上に、圧力のキャリブレーションが困難である。彼ら自身は、この困難に対して、新しいテクニックを用いて解決する計画を持っている。ところで、今回の結果は、密度汎関数理論に基づく(過飽和「古典」液体中の)固体核生成と、定量的に殆ど変わらないことがわかった。この意外な事実は、液体の固化において、量子統計性はほとんど寄与しないことを示している可能性がある。引き続き、フェルミ流体のケースでも考えて見たい。また、当初予定していた容器壁近傍の核生成に付いては、モデルが固液境界エネルギーを正しく与えず、観測事実の約半分になってしまうことがわかったため、計算を見送っている。モデルの更なる改良を考えたい。グラファイト表面は、格子欠陥や不純物を含まない、原子レベルで平坦な吸着面を数百A四方にわたって実現する。その吸着面上では、クリプトンなどの不活性原子群が、低摩擦で滑っているという実験報告があり、摩擦の微視的なメカニズムに関連して、興味を集めている。最近、電通大の鈴木らは、グラフォイル(薄片化されたグラファイト多孔体)表面上にヘリウムを吸着させ、興味深い結果を得た。

グラファイトに吸着したヘリウム薄膜は、グラファイト側から数えて最初の2原子層が結晶、それ以降が液体である事が知られている。鈴木らは、これをQCM(水晶発振器)を用いて振動させると、2層目の結晶が滑り出すこと、更にヘリウム4では、液体が超流動相となるくらいの低温では、結晶は滑る事を止めてしまうことを見出した。我々は、この実験事実を(1)なぜ固体層が滑りうるか、(2)なぜ液層が超流体の時に、固体層が滑らなくなるか、の2点に分解して調べた。まず、大前提として、グラフォイルは数百A四方のグラファイト薄片の、ほとんど独立な集合体と見なすことにする。グラフォイルの構造は実はまだよくわかっておらず、STMによる観測事実と、0.99という異常に高いχ値から仮定したものである。この前提を認めると、(1)固体層が(一層目の固体層の上で)滑るのは、実は大変不思議なことになってしまう。何故なら、グラファイト基板のファンデルワールス力を考えると、2層目の固体層は基板に数十気圧で押さえつけられているはずであり、しかも薄片のエッジによってすべり運動が固定されるため、QCMによる慣性(高々数Paのせん断応力)では、滑りようがない。我々は、3層目と勘定している部分の一部が、実は2層目に入り込んで線状欠陥(エッジディスロケーション)を作り、それが動いているという結論を得た。これは、2003年の桃井による結論と同等である。線状欠陥は大変小さな応力で動くことが知られており、QCMによる振動で充分に動きうる。(2)に関しては、超流動環境で、線状欠陥が「あたかも止まって見える」模型と、「実際に止まってしまう」模型とを考えた。前者は、線状欠陥によって運ばれる質量を、超流体がバックフローによってキャンセルしてしまう機構で、結晶化波の新しいモードである。後者は線状欠陥が液体中の正常流体を引きずることで励起する第2音波的なモードである。双方とも、吸着層ではじめて起こり得る新しい音波で、筆者によってはじめて提案された。どちらが実験で見えているかは、引き続いて調べたい。以上の結果は、2007年の3月(物理学会)、8月(量子流体、固体の国際シンポジウムQFS2007)、9月(摩擦の国際シンポジウムICSF2007)、10月(新し相に関する国際シンポジウムPSM2007)、2008年の3月(物理学会)で順次発表された。グラフォイルは数百A四方のグラファイト薄片からなる多孔質媒質であり、各薄片は原子レベルで平坦な結晶面である。少量のHe-4を吸着させた場合、最初の二原子層は結晶層、その後は液層が形成されていると考えられているが、吸着量や温度と共にどのような相変化が起こっているかはまだ良くわかっていない。最近その力学的応答について研究が進み、充分低温では、2層目の結晶が1層目に対して滑り運動を行うこと、またより低温で、液層が超流動体となる場合には、滑り運動が止まってしまう事が実験的に明らかにされた。我々は、前者を固体二重層におけるソリトン(ディスロケーション)運動、後者をソリトンが液層の正常成分を引き摺って動く結果であると考え、後者について二流体模型を構築した。この模型では、ソリトンと液層の正常成分からなる「正常流」と、液層超流動体の「超流動流」が逆位相で振動する新しい温度波が期待できることがわかった。
関節リウマチにおける病的滑膜線維芽細胞の起源の同定と治療応用の検討

関節リウマチにおいて、関節組織に存在する滑膜線維芽細胞は様々なサイトカインやプロテアーゼを産生し、その病態の中心を担う。このような病的な滑膜線維芽細胞の起源とその形成過程を明らかにすることにより、関節リウマチに対する新たな治療法の開発へとつながることが期待される。そこで本研究では関節炎を形成する病的な滑膜線維芽細胞の前駆細胞がどのような細胞種に由来し、どこに存在するのかについて、関節炎モデルマウスを用いた検討により、明らかにした。関節リウマチ(RA)の病態の中心を担う滑膜線維芽細胞の前駆細胞を同定し、病的な滑膜組織の形成に至る過程を明らかにすることにより新たなRAの治療法開発への端緒とすることを目指し、関節炎モデルマウスを用いて以下の検討を行った。1.病的滑膜線維芽細胞前駆細胞の細胞種の同定:組織修復や組織炎症の過程では間葉系幹細胞のみならず血球系幹細胞に由来する間葉系細胞が存在することが報告されている。そこで血球系前駆細胞と間葉系前駆細胞のそれぞれが関節炎において病的滑膜線維芽細胞の形成にどのように寄与しているのかについて明らかにするため、線維芽細胞をGFPにて標識することのできるCol1-GFPマウスより採取した骨髄細胞を野生型マウスに移植し関節炎を誘導し、関節局所に存在するGFP陽性細胞を評価した。2.病的滑膜線維芽細胞前駆細胞の存在部位の同定:関節炎において滑膜線維芽細胞は血流を介して他の関節に移動し得ることが報告されるなど、滑膜線維芽細胞はこれまで想定されていた以上に動的な細胞種であることが想定される。そこで関節炎の形成過程において、関節外より病的滑膜線維芽細胞前駆細胞が新たに関節内に移動する可能性について検討するため、Col1-GFPマウスと野生型マウスとを併体結合し、相互の血流移動を可能とした後に関節炎を誘導し、野生型マウスの関節局所におけるGFP陽性細胞を評価した。3.関節炎における線維細胞の解析:線維細胞は血球系由来の線維芽細胞前駆細胞として関節炎の病態に関与することが想定される一方で、マウス由来の線維細胞はその同定・培養が困難であることから、生体における働きの解析はこれまで困難であった。そこでマウス由来線維細胞の採取・培養のための実験系を検討の上確立し、関節炎の有無による線維細胞の挙動の違いを検討した。これらの実験により病的滑膜線維芽細胞前駆細胞の細胞種とその局在を明らかにした。関節炎において滑膜組織に存在する活性化した病的な滑膜線維芽細胞の起源が(1)骨髄などに由来する血球系前駆細胞、(2)間葉系前駆細胞、のいずれかであるかについて明らかにするため以下の実験を開始した。まず(1)の血球系前駆細胞に由来する可能性について明らかにするため、野生型マウスにGFPトランスジェニックマウスより採取した骨髄細胞を移植し関節炎の誘導を行った。関節組織にGFP陽性の非血球系細胞を認めた場合は、関節炎において骨髄の血球系細胞に由来する間葉系細胞が滑膜組織に形成されたことを示すものであり、現在組織学的評価を進めている。また、血球系由来の線維芽細胞前駆細胞である線維細胞に注目し、その関節炎の病態への関与についても検討を行った。これまでマウスを用いた線維細胞の同定や培養は難しいとされていたが、培養条件の検討を行うことにより効率よく線維細胞を誘導する方法を確立した。また関節炎モデルマウスの脾細胞より誘導した線維細胞は正常マウスに比べて誘導効率が高いことを確認した。また(2)の間葉系前駆細胞に由来する可能性について検討するため以下の検討を行った。まず、間葉系幹細胞株を様々なサイトカインの存在下で培養し、関節リウマチにおいて滑膜線維芽細胞に発現し病態に関与することが知られている複数の分子の発現の変化について検討を行った。更に、このような炎症性サイトカイン存在下で培養した間葉系幹細胞の生体内での働きを明らかにするため、これらの細胞を関節炎モデルマウスに経静脈的に投与したところ、特定の条件において関節炎が悪化することを観察した。投与した細胞がどのように関節炎の悪化に関与しているのかにつき明らかにするため、GFPを恒常的に発現する間葉系幹細胞株を樹立した。上記の様に、平成24年度は必要な実験系の確立を行うとともに、病的滑膜線維芽細胞が形成される機序を示唆する結果を得ることができた。GFPトランスジェニックマウスを用いた、骨髄移植による血球系前駆細胞由来の線維芽細胞を同定するための実験においては、平成24年度中にGFP陽性細胞を組織学的に検討し、さらに単離・培養することによりその細胞の特徴を明らかにする予定としていたが、遺伝子改変マウスの準備と骨髄移植の条件検討に時間を要し、組織学的観察までの遂行にとどまった。

更に、関節局所において観察されたGFP陽性細胞が血球系細胞であるか、もしくは間葉系細胞であるかを厳密に区別するとは本実験において重要であるが、既存の方法ではその区別がしばしば困難であった。この対策として、新たにI型コラーゲンのプロモーターの下流でGFPを発現するColI-GFPマウスを用いて同様の実験を行うこととした。これにより骨髄由来の間葉系細胞を同定することは可能になると考えられるが、さらにマウスの準備に時間を要することとなった。実験自体は当初の予定よりは遅れることとなったが、本実験遂行の上で必要な実験系を確立することができ、平成25年度に当初の目的を達成する予定にて研究を進めることは可能と考えている。また、間葉系前駆細胞に由来する可能性を検討する実験においては、当初は遺伝子改変マウスを用いたLineage tracingの実験を予定しており、共同研究にてマウスの作成・繁殖を進めたが、マウスの系統を樹立するには至らなかった。したがって、バックアッププランとして考えていた、間葉系幹細胞株を用いた細胞培養系での検討と、関節炎モデルマウスに対する移入実験を開始し、その準備に時間を要することとなった。病的滑膜線維芽細胞の起源が血球系前駆細胞である可能性について検討するため、GFPトランスジェニックマウスの骨髄細胞を移植したマウスに関節炎を誘導するモデルの解析を継続する。更にColI-GFPトランスジェニックマウスを用いて同様の実験を進め、骨髄由来間葉系細胞の有無を明らかにする。その存在が明らかであった場合には、GFP陽性細胞を関節より単離・培養し、その細胞の機能と、発現する分子の特徴を明らかにする。線維細胞の実験では、正常マウスと関節炎マウスより線維細胞を誘導し、培養条件化にて刺激に対する応答性や発現分子の違いについて明らかにする。更に、線維細胞の関節炎の病態における関与や生体内での働きを明らかにするため、ColI陽性細胞にジフテリアトキシン受容体を発現させ、ジフテリアトキシンを投与することにより線維細胞を欠損したマウスを作製し、関節炎を誘導することにより、その働きを明らかにする。(2)間葉系前駆細胞の関与については、平成24年度に作成したGFPを恒常的に発現する間葉系幹細胞株を用い、様々な炎症条件下で培養した細胞を関節炎モデルマウスに投与することにより、炎症下での間葉系幹細胞の挙動と病態への関与を明らかにする。これらの検討により病的な滑膜線維芽細胞の前駆細胞を同定するとともに、前駆細胞から病的滑膜線維芽細胞への分化や、関節局所への遊走を担う分子を同定し、それらを標的とした治療の可能性につき検討を行う。上記研究計画に示すように、本研究では関節炎のモデルマウスを用い、血球系細胞や間葉系細胞をそれぞれ標識し、さらに特定の細胞種の移入や生体内で欠損させるモデルにより病的な滑膜線維芽細胞の前駆細胞の同定・局在・病態への関与や機能の解析を行うことが中心となる。従って平成25年度は実験動物に関連する費用に多くの予算を計上した。更に、組織学的に前駆細胞を同定し、その細胞に発現する分子を解析するため、抗体の購入のための費用も計上した。更に、同定した細胞の機能は細胞培養にて解析を行う予定としており、培養関連試薬の費用を計上した。細胞培養においては、様々な炎症による応答性を明らかにするため、サイトカインをはじめとする組み換えタンパクを購入する費用も計上した。
長期的有酸素運動の抗加齢効果とその機序の解明および高齢化社会問題解決策の検討模索

研究代表者はこれまで、長期的運動の有効性の機序解明に取り組み、高血圧モデルや慢性心不全モデルさらに2型糖尿病モデルにおいて、心血管系および腎臓の一酸化窒素(NO)系、酸化ストレス系の関与を明らかにしてきた。本研究では、長期的有酸素運動の抗加齢効果に焦点をあて、その機序を解明することである。高齢ラットをモデル動物として用いて、心臓・腎臓機能および機序として、NO系、酸化ストレス系、老化関連指標への長期的運動の影響を検証する。NOは血管拡張による降圧効果や抗酸化作用により臓器保護に関与しているが、加齢に伴い腎臓組織のNO量が低下することが報告されている。また細胞老化や長寿に関与する蛋白や遺伝子が老化関連指標として複数同定されてきたが、運動が臓器組織の老化関連指標に及ぼす影響は依然解明されていない。そこで本研究は老化モデル動物への長期的有酸素運動介入による心臓、腎臓組織のNO系、酸化ストレス系および老化関連指標の変化を解析して抗加齢効果と心・腎保護効果およびその機序を明らかにし、将来のAnti-aging薬開発の足がかりを作る。モデル動物として高齢のSprague-Dawley (SD)ラットと対照群として若齢のSDラットを用いる。高齢ラット、若齢ラット、運動介入高齢ラットの3群について、心臓・腎臓機能および機序として、NO系、酸化ストレス系、老化関連指標への長期的運動の影響を比較検討した。運動はトレッドミル有酸素運動を2カ月間行った。血圧は3群間で有意差は認めなかった。NO系、酸化ストレス系パラメータは運動で変化が認められる傾向があり、今後解析を進める。老化関連指標の細胞老化特異的βガラクトシダーゼ活性を免疫染色で評価したが、運動介入による変化が認められており、今後統計学的検証を進める。腎臓のその他免疫組織化学的検討においても今後詳細な解析を進める。申請者はこれまで、長期的運動の有効性の機序解明に取り組み、高血圧モデルや慢性心不全モデルさらに2型糖尿病モデルにおいて、心血管系および腎臓の一酸化窒素(NO)系、酸化ストレス系の関与を明らかにしてきた。本研究では、新たに長期的有酸素運動の抗加齢効果に焦点をあて、その機序を解明することである。高齢ラット、若齢ラット、運動介入高齢ラットの3群について、心臓・腎臓機能および機序として、NO系、酸化ストレス系、老化関連指標への長期的運動の影響を比較検討する。運動はトレッドミル有酸素運動を2カ月間行う。さらにNO合成酵素阻害剤投与にてNO系の関与を明らかにする。このように老化モデルにおける長期的有酸素運動の効果を多角的に検討することでその有効性、機序を解明する。本年度は、特に機序解明のそれら各種パラメーターについての調査、資料収集を行った。これらにやや時間を要し、当初の研究進行計画より遅延している。特に機序解明の各種パラメーターについての調査、資料収集にやや時間を要したこと、および前年度までの科学研究費による研究の追加実験や解析を継続して行っていることが理由である。本年度は、本実験の各種準備(モデル動物調査、発注、スケジュール作成、研究協力者との日程合わせ、各種試薬の調査・購入等)を行った。来年度初頭に本実験を施行し、その後速やかに解析、論文執筆へと進行させる予定である。

特に実験の各種準備(モデル動物調査、発注、スケジュール作成、研究協力者との日程合わせ、各種試薬の調査・購入等)にやや時間を要したこと、および前年度までの科学研究費による研究の追加実験や解析を継続して行っていることが理由である。研究代表者はこれまで、長期的運動の有効性の機序解明に取り組み、高血圧モデルや慢性心不全モデルさらに2型糖尿病モデルにおいて、心血管系および腎臓の一酸化窒素(NO)系、酸化ストレス系の関与を明らかにしてきた。本研究では、長期的有酸素運動の抗加齢効果に焦点をあて、その機序を解明することである。高齢ラットをモデル動物として用いて、心臓・腎臓機能および機序として、NO系、酸化ストレス系、老化関連指標への長期的運動の影響を検証する。NOは血管拡張による降圧効果や抗酸化作用により臓器保護に関与しているが、加齢に伴い腎臓組織のNO量が低下することが報告されている。また細胞老化や長寿に関与する蛋白や遺伝子が老化関連指標として複数同定されてきたが、運動が臓器組織の老化関連指標に及ぼす影響は依然解明されていない。そこで本研究は老化モデル動物への長期的有酸素運動介入による心臓、腎臓組織のNO系、酸化ストレス系および老化関連指標の変化を解析して抗加齢効果と心・腎保護効果およびその機序を明らかにし、将来のAnti-aging薬開発の足がかりを作る。モデル動物として高齢のSprague-Dawley (SD)ラットと対照群として若齢のSDラットを用いる。高齢ラット、若齢ラット、運動介入高齢ラットの3群について、心臓・腎臓機能および機序として、NO系、酸化ストレス系、老化関連指標への長期的運動の影響を比較検討した。運動はトレッドミル有酸素運動を2カ月間行った。血圧は3群間で有意差は認めなかった。NO系、酸化ストレス系パラメータは運動で変化が認められる傾向があり、今後解析を進める。老化関連指標の細胞老化特異的βガラクトシダーゼ活性を免疫染色で評価したが、運動介入による変化が認められており、今後統計学的検証を進める。腎臓のその他免疫組織化学的検討においても今後詳細な解析を進める。今後、速やかにモデル動物を用いた本実験に取りかかる。モデル動物を購入しての本実験がまだ開始されておらず遅延しているため、当該年度に主にラットやその他実験必要物品を一部購入していないため、一部次年度に持ち越すこととなった。研究計画に沿って、ラットや実験必要物品を購入する。未使用金は平成29年度分と合わせて使用する。
マクロファージ特異的膜タンパク遺伝子、MS2の解析

研究目的:マクロファージ(Mφ)機能の分子解析を目的としてこれまで種々のMφの膜蛋白や分泌蛋白のcDNAや遺伝子の構造を明かにしてきた。本研究はそのなかの一つ、MS2蛋白遺伝子の解析を目的とした。成果:1.MS2cDNAの塩基配列解析;マウスMS2の転写物は3.1kbでcDNAの5'端の塩基配列がなお末解決であったが、全オープンリーディングフレーム(ORF)を含むcDNAの構造を明らかにした。すなわち、ORFは全長2478bpで826個のアミノ酸をコードし、構造の特徴としてシグナルペプチド、膜外部のシステインリッチドメイン、膜貫通部、細胞質部のプロリンリッチドメインを含むことが判明した。2.MS2遺伝子の塩基配列検索;マウスのMS2遺伝子を含むEMBL3ファージクローンを分離し、塩基配列の決定を行っている。すでに、細胞膜外部の殆どの領域の配列を決定したが、この部のみで約6500bpの長さを持ち、長短の多数の(10個)イントロンを含む特有な構造が明らかになりつつある。5'部、膜貫通部および細胞質部の塩基配列検索を目下継続中である。転写開始部上流の転写調節領域の構造ならびに調節蛋白の検索を行うことも計画している。3.MS2ペプチド抗体の作成;MS2蛋白の膜外部および細胞質部の数ケ所の親水性アミノ酸配列部についてペプチドを合成し、これらに対するウサギ抗体を作成した。これらを用いてFACSによる検索、PAP法による光顕的、電顕的検索およびO'Farrell法による解析などを開始している。4.MS2遺伝子の発現;LPS,INF_γ,MDP,TPAなどの種々の刺激因子により本遺伝子の転写亢進が起こる。この他の刺激因子も加えinvivoおよびinvitroにおける刺激効果をより詳細に検討中である。5.マウスMS2cDNAを用いてヒトMφcDNAライブラリーによりこれに対応するcDNAクローンを得、その塩基配列を検索中である。
小児ECMO治療に最適な小型シーケンシャルフローポンプの開発

体外循環装置や膜型人工肺(V-A ECMO)などの装置は循環不全や呼吸機能補助、心臓手術に用いられており、数日単位で行うような治療では一般的な人工心肺で用いられるローラーポンプではなく、遠心ポンプが用いられることが多い。しかし遠心ポンプは高流量・低揚程な性質を持つことから、高揚程が必要とされるシングルルーメン・ダブルルーメンカテーテルのような圧損失が高いものが不向きである。また小児ような成人と比べて体が小さく、成長に伴い循環血液量が変化していくような場合は小児から成人まで使えるような幅広い性能を有することが必要である。本研究ではこれまで開発してきた高揚程・低流量な性質をもつシーケンシャルフロー血液ポンプを小児用にカスタマイズすることで、これを達成する見込みをつけた。成人における急性呼吸性窮迫症候群や急性心不全などの疾患に対し膜型人工肺(ECMO)は開発以来多くの救命現場で成果を上げてきた。小児患者におけるECMO治療は心移植待機の患者として成人より長期化し、心機能の低下も傾向にあることから、血液ポンプによる心肺補助も含めた長期使用モデルの開発は急務である。本研究は小児の呼吸器・循環器疾患に使用するために最適なV-AECMO装置の開発を最終目標とした長期的な小児体外心肺補助に特化した血液ポンプとして、本研究室で開発しているシーケンシャルフローポンプを小児用に設計・製作し既存の血液ポンプと同等以上の性能にすることを目的とする。研究初年度は新設計の小児用シーケンシャルフローポンプを数値流体解析ソフトを用いてより小型なモデルになるよう設計変更した。設計の結果、2800rpmで300mmHg・4 L/minの中心性能となるポンプとして設計できたことを確認した。また差圧流量曲線についても、遠心ポンプや軸流ポンプと異なるシーケンシャルフローポンプ独自の特性がみられていることから、概ね想定通りの性能となることが見込まれる。シーケンシャルフローポンプは成人をモデルとして設計したモデルでは溶血試験までは行っているが、より小型化となるとポンプの昇圧機構となる2段階昇圧についてのより詳細な理解が必要になる。小児用として実施するにはその特徴をつかむ必要があったが、想定していた特性に近いことから数値流体解析にかかる時間が短くなった。数値流体解析の結果を追記しつつ、学会発表と論文化を行う。また実機を作成して実機と解析データの一致を確認し、溶血試験を実施する予定である。また実機の駆動用システムについては再設計する必要があることから、共同研究者の選定あるいは企業との協力をして行うため、進捗にやや影響が出ることが考えられる。
血清マーカー陰性のB型ウイルス肝炎の診断キットの開発

急性及び慢性サイレントB型肝炎患者血清をサンプルとして、X蛋白とアンチX蛋白にたいする特異抗体の測定をELISA法により行った。アンチX蛋白はマイナスX鎖と相補的な読み枠からコードされる蛋白(161アミノ酸)である。この二つの蛋白の抗原決定基になりそうなアミノ酸配列の合成ペプチドを作製し、ELISA法の抗原とした。コントロールとして、合成ペプチドのポリクロナール抗体、健常人血清を準備した。その結果、急性・慢性サイレントB型肝炎患者血清は健常人血清に較べ合成ペプチドに対する抗体が高値を示す傾向があったが、この系はそのまま実用化できるとは考えられなかった。現時点ではこれまでも行ってきた血清中のHBVDNAを増幅するnested PCR法が最も高感度と結論された。また肝臓組織が入手できたならHBsAgの免疫染色を施すのが最も簡便で特異的はサイレントHBVの検出法である。サイレントHBVDNAにはX領域に共通して変異がある。このX変異HBVDNAをタンデム二量体にして、プラズミドにクローニングし、肝癌細胞由来の培養樹立株にin vitroトランスフェクションした。コントロールとしてHBsAg陽性の野性株HBVDNAを用意した。各々トランスフェクション後培養上清に分泌されるHBsAgとHBeAgを定量したところ、サイレントHBVDNAは野性株HBVDNAに較べ両抗原共に1/3-1/5に減少し、やはり遺伝子発現が抑制されていることがin vitroの系でも証明された。実際はB型肝炎ウイルスに感染していながら、急性肝炎ではHBs抗原とHBc IgM抗体が陰性、慢性肝炎ではHBs抗原が陰性のB型肝炎が存在することを偶然発見した。そこでその分子機序を解明し、このサイレントB型ウイルスの診断系を新たに開発することが今回の研究の目的である。そのために本年度は次のようなことを試み一定の成果を得た。1)サイレントB型ウイルスの全塩基配列を明らかにした。その結果、B型ウイルスに感染していながら、血清マーカーが陽性にならないのはウイルスのX遺伝子に共通して8塩基の欠失があるためと判明した。3)X蛋白の合成蛋白と発現蛋白に対するウサギのポリクロナール抗体を作製し、ELISA抗体測定系の準備をした。使用した合成蛋白は2種類で、NH2-LSAMSTTDLEAYFKDC-COOHとNH2-DPARDNLCLRPVGAESRGRP-COOHである。一方、蛋白発現は全X遺伝子をプラズミドに連結し、大腸菌を用いて発現した。いずれも高タイタ-の抗体を得ることができた。B型肝炎ウイルス(HBV)に慢性感染し、肝硬変を発症しているHBs抗原が陰性の患者血清から全長のHBVDNAをpUC19にクローニングし、その全塩基配列を決定し、更にhead-to-tailのtandem repeatを作製した。これをサイレンとHBVDNAと呼び、X遺伝子に8塩基の欠失を有する。これをin vitro野生株HBVDNAをコントロールにして、HuH-7細胞にトランスフェクションした。培養上清に分泌されるHBs抗原とHBe抗原を定量したところ、サイレントHBVDNAでは野生株に較べ2-5倍両抗原の分泌が少なかった。培養細胞を免疫染色したところトランスフェクション効率に差がなかったので、サイレントHBVDNAではウイルス遺伝子の発現が明らかに抑制されることが判明した。しかしこの差は実際の患者の肝臓におけるサイレントHBVDNAの複製と発現に較べると決して大きいものではない。HBVDNAのin vitroにおける増殖にX遺伝子が不要という報告があり、そのために大きな差とならなかったのかもしれない。今後更にSouthernブロッテイングを施し、細胞内でのHBVDNAの複製の仕方を検索するつもりである。一方、X蛋白を抗原にしてELISA系を作製し、患者血清のX抗体を測定した結果、サイレントHBVに感染している患者はコントロールに較べそのタイタ-が高い傾向を示した。今後更にELISAの感度と特異性を高めるその実用化に向け努力するつもりである。

B型肝炎に急性感染すると血清HBsAgあるいは抗HBcIgM抗体が、慢性感染すると血清HBsAgが陽性になるとこれまで信じられてきたが、これらの血清マーカーが陽性にならないB型肝炎が存在することが明らかになった。これをサイレントB型肝炎と称するが、この起因ウイルス遺伝子は共通してX領域に8塩基の欠失を有している。この欠失のためX蛋白の機能が喪失し、しかもコア遺伝子のプロモーター活性が減少し、その結果ウイルスの複製と発現が抑制されるのであろう。このため血清ウイルスマーカーが既存の測定系で陽性にならないと考えられる。現時点でのサイレントB型ウイルスの同定は血清ウイルスDNAをPCR法で増幅すること、及び肝組織のHBs抗原を免疫染色法で染め出すことによっている。この研究で我々はサイレントB型ウイルス抗体の検出系を開発しようとした。8塩基の欠失によりフレームが変わり、X領域のアンチセンスに161アミノ酸からなる新たな読みとり枠ができることが解ったので、その蛋白とセンスのX蛋白に対する抗体の検出を試みた。そのために合成ペプチドをアンチX蛋白では4種類、センスX蛋白は2種類作製し、通常のELISA法で抗体の測定を行った。血清は急性と慢性サイレントB型肝炎を、コントロールとして健常人血清を用いた。その結果はアンチX蛋白とセンスX蛋白両者に対する抗体はサイレントB型肝炎では健常人より高い傾向を示した。しかし残念ながら、臨床導入が可能なほどのはっきりしたデーターは得られなかった。
大規模な非凸最適化問題に対する効率の良いアルゴリズムの開発と機械学習等への応用

本研究では,機械学習等の実応用に由来する大規模な非凸最適化問題に対する実用上効率の良いアルゴリズムの開発を行ない,さらにその効率の良さに対して理論的な裏付けを与えることを目指す.具体的には,以下の研究を行なう:(1)非凸最適化アルゴリズムの高速化,(2)通信システムの最適化や等調回帰などの構造をもった実問題や2段階最適化問題に対する実用上効率のよいアルゴリズムの開発,(3)非凸最適化アルゴリズムが局所的最適解に収束しやすいという現象の解明に向けた理論的解析.本研究では,機械学習等の実応用に由来する大規模な非凸最適化問題に対する実用上効率の良いアルゴリズムの開発を行ない,さらにその効率の良さに対して理論的な裏付けを与えることを目指す.具体的には,以下の研究を行なう:(1)非凸最適化アルゴリズムの高速化,(2)通信システムの最適化や等調回帰などの構造をもった実問題や2段階最適化問題に対する実用上効率のよいアルゴリズムの開発,(3)非凸最適化アルゴリズムが局所的最適解に収束しやすいという現象の解明に向けた理論的解析.
実験的精索静脈瘤による精巣内分泌障害の機序に関する研究

Spraque-Dawley系雄性ラットに、左腎静脈部分結紮を行なうことにより実験的精索静脈瘤を作成し、その内分泌学的影響につき検討した。精巣内温度は、術後全経過を通して精索静脈瘤群とsham operation群の間に統計学的有意差を認めなかった。Johnsen score countを用いた精巣組織の造精機能評価においては、術後2週目よりすでに軽度の両側性の障害が認められた。術後2週目、4週目における血中各種ホルモン値には、いずれもsham operation群との間に差を認めなかった。精巣より分離したLeydig細胞を培養し、そのテストステロン産生能を見たところ、HCG非添加時には術後2および4週目とも培養液中のテストステロン濃度には精索静脈瘤群とsham operation群の間に差がなかった。しかしHCG100mIU/ml 1000mIU/mlを添加した場合には、術後4週目のみにおいて精索静脈瘤群で左右精巣ともsham operation群に比し有意に低いテストステロン濃度を示した。左右精巣間には差はなかった。術後4週目において精巣より分離したLeydig細胞を用いて行なった〔^<125>I〕HCG binding assayでは、精索静脈瘤群の左右精巣ともshamoperation群の精巣に比し有意に近い値を示した。また同じく術後4週目で分離したLeydig細胞を用いて、dbc-AMP添加による培養液中へのテストステロン分泌能を検討したところ精索静脈瘤群左右精巣およびsham operation群精巣の間には差が見られなかった。以上の結果より、実験的左精索静脈瘤ラットでは、Leydig細胞におけるテストステロン産生のHCGに対する反応性が障害されることが判明した。また、この障害は左腎静脈結紮後4週目より出現し、精巣の造精機能障害がそれより早く出現していたことより考えて、このLeydig細胞機能障害が造精機能障害の原因ではないことが示唆された。テストステロン分泌のHCGに対する反応性低下の機序としては、HCGリセプター数の低下を介するものが示唆された。8週齢S.D.系ラットに対して麻酔下に、外径1mmとなるように左腎静脈部分結紮を行ない、実験的左精索静脈瘤を作成した。また同時に開閉腹のみを行なうshamoperation群を設定した。1.部分結紮4W後に各群精巣より、percollを用いてLeydig細胞を分離し、01000mIU/m1のHGG添加後3時間培養による同細胞のテストステロン分泌能を検討した。その結果、HCG 0mIU/ml、つまり非添加群では、精索静脈瘤群の左精巣および右精巣、sham群の精巣の3群間に培養液中テストステロン濃度の差は認められなかった。しかし、HCG11000mIU/m1添加においては、精索静脈瘤群で左右精巣ともsham群に比し低値を取る傾向が認められ、特にHCG 100および1000mIU/m1添加時では、sham群との間に統計的有意差が認められた(いずれもp<0.05)。なお、精索静脈瘤群の左右精巣間では差はなかった。