hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Na^+/H^+アンチポ-タ形質転換体を用いた植物塩ストレス適応機構の解明

地球上の陸地面積の多くは塩濃度が高く,植物の塩ストレスに対する適応と防御の機構を明らかにし,塩耐性な植物を創製することは,植物生理学的に重要な課題である。最近,申請者等は,光化学系Iで作られた還元力がNADHデヒドロゲナーゼを介して再度利用される循環的電子伝達反応の活性化,およびベタインの蓄積が塩ストレスの防御にとって重要であることを明らかにした。本研究課題では,植物の塩ストレス防御に重要と思われるもう一つの因子,ナトリウムイオンの細胞外へのくみだしについて研究した。具体的には,バクテリアのNa^+/H^+アンチポーター遺伝子を,ラン藻に導入した形質転換体を用いて,Na^+/H^+アンチポーター活性と耐塩性の関係を明らかにすることを目的とした。これまで,Na^+/H^+アンチポーターが,耐塩性に寄与するかどうかについては,植物生理学的研究からは明らかにされていない。Na^+/H^+アンチポーター遺伝子を光合成生物に形質転換した報告は国内外にない。そこで,我々は,バクテリア(Vibrio alginolyticus)のNa^+/H^+アンチポーター遺伝子(nhaA)をラン藻(Aynechococcus sp.PCC7942)に導入した形質転換体を作製した・形質転換体の遺伝子が発現していることはノーザンブロッティング法で確認した。塩ストレス下における形質転換体の野生型の生育速度の違いを比較したところ、ある種の条件では、形質転換体の方が生育速度が遅くなることが明らかになった。その原因について,検討を進めている。
札幌農学校・北海道帝国大学における植民学の展開にかんする基礎的研究

札幌農学校・北海道帝国大学の植民学について調査、研究をおこなった。新たな成果は、次の通りである。札幌農学校の植民学をはじめた佐藤昌介について、1891年の植民学の自筆講義ノートを解読して『北海道大学文学研究科紀要』に(上)・(中)の2回に分けて公表した。日本で最初の講義ノートである。(下)もつづいて発表する予定である。講義ノート原稿を解読することなどによって分かった点は、次の通りである。(1)、佐藤は、留学したアメリカ、ジョンズ・ホプキンス大学経済学部の社会派の影響を多く受けた。(2)、のち、北海道庁嘱託などに就き、北海道開拓の実際にかかわり、植民論の講義を開講するころは、イギリス植民省官僚のメリヴェールらのイギリス植民学の影響を、新たに、強く受けるに至った。つまり、自作農中心のアメリカ社会派の植民学の影響を受けながら、やがて、アメリカ社会派によって批判されていたイギリスの現実主義的な植民学の影響を強く受けるようになった。(3)、その後、1900年ころから、満州や朝鮮への進出を積極的に主唱しはじめた。植民学講座が、日本ではじめて設置されるころである。(4)、その後の北海道帝国大学での植民学講座の発展についても、高岡熊雄らについて満州・朝鮮などへの進出論を研究することができた。研究者との共同研究もすすめて、その部分を論文として公表した。前論文「札幌農学校と植民学-佐藤昌介を中心に-」(2003年2月)では、未発表の「佐藤昌介植民論第一講義ノート」の一部を紹介した。この講義ノートは、毛筆の草稿で解読が難しかったが、今年度に解読を完了した。佐藤昌介が、欧米から学んだ植民学を札幌農学校で講義し始めた頃が、北海道の「開拓」の発展期に当たることが指摘される。「開拓」は、北海道国有未開地処分法によって、大地主制を導入して展開された。この時期に、先住民族アイヌの排斥と差別が進んだ。佐藤が植民学のなかで大土地払い下げを唱えて、小農民中心の「開拓」を批判していたことが明らかになる。さらに、アメリカなどの事例で、先住少数民族にたいする政策を、佐藤が第一講義ノートで展開していたことも明らかになる。従来は、北海道の大地主制への展開とアイヌ民族の排斥の進行が、十分に関連づけてとらえられてはいない。今年度は、現在、札幌高裁で裁判が進んでいるアイヌ民族共有財産裁判で、歴史家としてアイヌ民族共有財産の歴史について証言を求められたこともあり、1890年代から1900年代の、北海道旧土人保護法制定前後の歴史的事実について調査を進めた。これは、近代アイヌ史の研究がきわめてすくないために、どうしても必要な、札幌農学校の植民学が形成される時代背景の解明であった。この成果は、5月に札幌高裁に「アイヌ民族共有財産裁判意見書」という研究者としての意見書を提出し、12月に歴史研究者として札幌高裁でアイヌ民族の歴史について証言をした。11月には、読史会大会で「アイヌ民族共有財産の歴史について」として学会発表を行った。また、植民学形成期の時代背景として、朝鮮の甲午農民戦争・東学農民戦争「討伐」軍兵士の出身地、四国四県の「討伐」軍兵士の現地をフィールドワークして調査を進めた。自由民権期とは異なるこの時期の対外観について新しい知見を得た。収集資料の整理を進めて発表する予定である。(1)札幌農学校・東北帝国大学農科大学・北海道帝国大学農学部の佐藤昌介・新渡戸稲造・高岡熊雄および高倉新一郎らの文書について、北海道大学附属図書館貴重書所蔵庫・同北方資料室・北海道大学農学研究科農経図書室・北海道立図書館郷土資料および北海道ほかの地方新聞資料などについて史料調査を行った。とくに、大学史資料について植民学関連史料を収集した。(2)佐藤昌介が札幌農学校で、1891年から作成した講義ノートを解読し、その一部を校訂して『佐藤昌介

「植民論」初期講義ノート(上)』として『北海道大学文学研究科紀要』115号に公表した。佐藤昌介が、日本で最初の「植民学」の講義を行うに際して、基礎にした欧米の植民学についても、重要な点について解明が進んだ。(3)佐藤昌介・新渡戸稲造の植民学の内国植民・北海道開拓へのかかわりを調査し、とくにアイヌ民族にたいする施策について、植民学の先住少数民族問題への言及などを調査し、研究した。(4)植民学と朝鮮植民地支配との関連についての調査を行い、朝鮮の甲午農民戦争を弾圧した日本軍に関する資料を、研究から派生した成果として、新たに見いだしたが、これらの朝鮮植民地支配の関連資料も、引き続き平行して調査・研究した。地方新聞調査、および地域フィールドワークによって見いだした朝鮮派遣日本軍に関する新事実をもとに札幌と松山で研究者・市民向けの学習会と講演会を開いた。1.佐藤昌介、新渡戸稲造、高岡熊雄の論説、新聞記事などについて、引き続き資料を探索し、資料調査をおこなった。2.佐藤昌介による最初期の植民論講義ノート(毛筆の草稿)の解読を引き続きすすめた。解読が困難だったなかで、英文部分については、英文学、イギリス近代史研究者の協力をいただいて第二回分の解読を完成し、「佐藤昌介「植民論」初期講義ノート(中)-札幌農学校と植民学(3)-」(『北海道大学文学研究科紀要』116号)として公表した。3.佐藤昌介の植民論初期講義ノートを解読することで、佐藤昌介が、留学したアメリカ、ジョンズ・ホプキンス大学の経済学の教官イーリーらの影響を強く受け、イーリーから摂取した「自作農創設論(ホームステッド法論)」などを、佐藤の植民学に取り入れていたこと、その後、イギリスの植民学者メリヴェール、ウェークフィールドたちの学問を、摂取して、植民学の学問内容を変容させたことなどを解明することができた。4.高岡熊雄の論説を調査することによって、「満州」農業開拓の実地調査などを解明することができた。5.札幌農学校・北海道帝国大学の植民学の生成と展開について「札幌農学校と植民学の誕生」という研究論文を『岩波講座「帝国」日本の学知第1巻「帝国」編成の系譜』(酒井哲哉編岩波書店2006)に公表した。
ラジカル発生機能分子と包接タンパク複合系の構造と機能

1.ネオカルジノスタチン(NCS)複合体をプロトン2DNMR(COSY,HOHAHA,NOESY)を用いて解析した。クロモフォアとアポタンパクの間のNOEから、ジスタンスジェオメトリ-法により両者の結合部位とその粗い構造を求めた。その結果、(1)アポタンパクは揺りかご状の三次構造を持ち、4本のβストランドからなる疎水性ポケット(βシ-ト)の中にクロモフォアがエポキサイド側を下にして会合している。この点ではコンピュ-タ-モデリングの結果と同じであるが、クロモフォアのコア部分の向きは、前後が完全に逆であることが分かった。(2)しかも、疎水性のポケットの底に位置しているのはナフトエ-ト部位であり、Trp39やPhe52とπスタッキングできる位置にはないが、近接している。edge-to-face型の相互作用があるように見える。両者の結合に一番重要な部位がナフトエ-トであることを示している。(3)親水性のアミノ糖とカルボネ-トは、ポケットの入り口に位置している。アミノ酸のNーメチル基(アンモニウム塩)は、自らコア-の12位を遮蔽する立体配座にあり、求核攻撃から守る役割を担っている。(4)さらに、NーメチルとAla101やGly102との間にNOEが見えて来たので、その近辺のル-プ構造はN-メチル側に析れ曲がってクロモフォアを押え込んでいる可能性がある。その変化にはAsp99との間のイオン結合が寄与していると考えられる。2.クロモフォアのナフトエ-トおよびN-メチルフコサミン部を合成し、シクロぺンタンジオ-ルに結合させた。それらモデル化合物とアポタンパクとの結合定数を求めた結果、アポタンパクとの特異的結合の鍵を握るのはナフトエ-ト部位であることが明らかとなった。
レジオネラユビキチンリガーゼの発現と輸送の分子機構

肺炎を引き起こす病原菌であるレジオネラは、多数の細菌由来タンパク質(エフェクター)を宿主細胞に注入することにより、宿主細胞をハイジャックする。本研究ではそのようなエフェクターの一つで、宿主細胞内のタンパク質分解系をハイジャックするLubXと結合するレジオネラタンパク質の探索を行った。驚いたことに、LubXは別のエフェクターに結合し、宿主のタンパク質分解系と共同して、その時間的制御を司ることが明らかとなった。病原細菌であるレジオネラは宿主細胞にエフェクターと呼ばれるタンパク質群をIV型分泌系と呼ばれる固有の分泌装置によって直接輸送し、宿主細胞の運命を改変することにより感染を達成する。我々が同定したレジオネラエフェクターのひとつLubXは真核生物で多彩に機能するユビキチンリガーゼ(E3)の活性を持つ。LubXのC末25アミノ酸残基はレジオネラエフェクターに共通した輸送のためのシグナルを持つが、同時に宿主細胞内局在を規定し、また細菌内でのタンパク質レベル調節にも寄与していることが我々の予備実験より示唆された。このことから、LubXが感染に際して適切に機能するために、C末領域は重要な調節機構を担う領域であると考えられる。C末領域を介したLubXの発現と輸送の分子機構を理解するために、我々はLubX C末領域と相互作用するレジオネラタンパク質の同定を試みた。レジオネラ抽出液を用いたプルダウン法とMALDI-TOF MSによりLubX C末に特異的に相互作用する複数のレジオネラタンパク質を同定することに成功した。これらのタンパク質がどのようにLubXの発現と宿主細胞内での機能調節に関与しているかを調べる実験を現在進めている。レジオネラによる肺炎は汚染された温泉などを原因とするアウトブレイクで問題となっている新興感染症である。レジオネラは宿主細胞が持つ貧食作用により侵入した後、ファゴソームを改変してつくりだしたオルガネラの内部で増殖する。このプロセスにはレジオネラの持つDot/Icm IV型分泌系が必須であり、これが宿主細胞内増殖を可能にするエフェクタータンパク質を輸送している。このようなエフェクタータンパク質の一つであるLubXは、E3ユビキチンリガーゼのモチーフの一つであるU-boxを二度繰り返す特徴的な配列を持ち、C末に輸送のためのシグナルとして機能すると考えられるC末ドメインを持つ。また、LubXは感染後初めてその発現が誘導され、感染前にすでに発現している他のエフェクターと大きく異なる。LubXと相互作用するレジオネラタンパク質を探索した結果、驚いたことにLubXの基質結合Uboxドメインと結合する別のエフェクターSidHを見いだした。当初の目論見からは外れるが、SidHはLubXの発現制御には関与しなかった。一方で、SidHは感染直後に宿主細胞内へ輸送されるが、遅れて発現・輸送されてくるLubXによりポリユビキチン化され、宿主プロテアソームにより分解されることを明らかにした。すなわち、エフェクターLubXは別のエフェクターSidHの宿主細胞内レベルを制御する、時間制御因子として機能している。このようなエフェクターを標的とし制御するエフェクターは、既存のエフェクターの定義を超えるものであり、我々はメタエフェクターと呼ぶことを提唱している。
多波長データにおける銀河団重力レンズ効果を用いたニュートリノ質量和の制限

本研究では、すばる望遠鏡の新広視野主焦点カメラHyper Suprime-Cam (HSC)で取得した光赤外波長域のデータと、Advanced Atacama Cosmology Telescope (AdvACT)で取得した宇宙マイクロ波背景放射のデータを組み合わせることにより、近傍から遠方までの銀河団の質量を正確に測定し、各質量・各赤方偏移における銀河団の個数を数え上げることによって、ニュートリノ全質量に制限を付けることを目指す。本研究は、観測的宇宙論と素粒子物理学を、観測・実験の観点から融合させる先駆的研究である。
カルシウムチャネル機能解明をめざしたブロモユ-ジストミンD関連化合物の合成研究

当研究室では、海洋動物ホヤより分離したβ-カルボリン化合物が哺乳動物細胞の筋小胞体からのカルシウム遊離を著しく促進させることを見い出し、カフェイン(従来の筋小胞体カルシウム遊離試薬)の1,000倍の強力なカルシウム遊離作用を示すメチルブロモユ-ジストミンD(MBED)を合成した。本研究では、筋小胞体のカフェイン結合部位の性質の解明ならびにカフェイン結合タンパク質の精製・同定をめざして、種々のMBED関連化合物の合成研究を行った。β-カルボリン化合物の窒素の存在とカルシウム遊離作用との相関の検討のために調製したカルバゾール誘導体(4,6-ジブロモ-3-ヒドロキシカルバゾール、DBHC)は、逆にカルシウム遊離を阻害することが判明した。DBHCは、その阻害様式の検討の結果、MBEDと同じくカフェイン結合部位に作用し、^3H-リアノジンの結合に影響を与えないことから、従来の阻害剤とは異なる新しい作用機能をもつ阻害剤であることが明かとなった。一方、光アフィニティラベルあるいはアフェニティカラムを行うためのリガンドの調製のため、ブロモユ-ジストミンD(BED)骨格上の9位に置換基を導入した化合物の合成を行った。MBEDの9位のメチル基をプロピル基に伸ばしてもカルシウム遊離作用に変化は見られなかったが、9位にヒドロキシヘキシル基または4-アジドベンゾイルヘキシル基が結合した化合物はカルシウム遊離作用が著しく低下した。現在、5-ヒドロキシトリプトファンを出発原料として、3位にアルキル基が置換したBED誘導体の調製を検討中である。
巨核球系白血病細胞の分化と分化因子の研究

研究成果:1)ヒト巨核芽球性細胞株(Tー33)につづく同様の細胞株の樹立を約30例の症例につき試みた結果,真性多血症由来の細胞株を樹立できた。抗血小板抗体TP82に対して強陽性所見を示したが,他の巨核球系マ-カ-は陰性であり,未分化な骨髄系細胞と判断した。2)われわれが樹立した血小板増多を伴う悪性中皮腫由来の細胞株の培養上清にILー3,ILー6を検出したが,未知の血小板放出因子の検出には至っていない。3)Tー33の分化誘導におけるcーyes癌遺伝子蛋白のチロシンキナ-ゼ活性の検討を免疫沈降法で行なった。種々の細胞株との比較検討を行なった結果,Tー33はTPA処理後3時間から40時間にかけて,つねにTPK活性の低下を認めた。K562も同様に16時間から40時間にかけて低下した。反対に,単球系細胞のU937株はTPA処理後6時間から48時間にかけてTPK活性は増加した。HLー60は3時間から12時間においては低下の傾向を示し,36時間において増加した。ILー6処理後のTー33は40時間において増加した。一方,cーsrcのTPKに関しては,Tー33,K562,HLー60株は24時間から48時間にかけて増加した。考察:巨核球系細胞株による血小板放出は,依然として報告されていない。血小板放出因子に関してはIshibashiら,およびAsanoらによりインタ-ロイキン6(ILー6)のin vivo投与によりマウス,サルの血中の血小板数の増加が認められた。巨核球分化に伴うチロシン蛋白キナ-ゼ活性(TPK)の変化に関する報告はない。われわれが示した結果では,巨核球分化に先行してcーyesのTPK活性の低下がおきるので,cーyesのTPKによるdown regulationが巨核球分化に作用していると考えられる。cーsrcのTPKは巨核球分化においてdown regulationを示さない。ILー6の直接的作用によってTPK活性が増加する点は今後さらに検索をすすめたい。
食品因子によるアリール炭化水素受容体を介した生体機能調節に関する研究

アリール炭化水素受容体(AhR)のアンタゴニストとして作用するポリフェノールの機能を調べた。その結果、(1)ルテオリン、ケンフェロール、クルクミン、ならびにプロシアニジンが、TCDDによるAhRを介した薬物代謝系酵素の誘導を抑制すること、(2)ルテオリンがTCDDによる脂肪細胞の分化抑制をキャンセルすること、(3)ルテオリン、ケンフェロール、ならびにクルクミンが肝細胞や脂肪細胞に取り込まれてAhRを介した作用を調節すること、(4)カルコンがAhRの形質転換を抑制することを見出した。以上の結果から、AhRを介したTCDDの作用に対して、ポリフェノールは多面的に抑制作用を示すことが判った。本研究課題は、ダイオキシン受容体とも言われているアリール炭化水素受容体(AhR)の生体調節機能解明の一環として、ポリフェノールによるAhRを介した薬物代謝系酵素の誘導と脂質代謝代謝の異常に対する抑制効果の検証と作用機構解明を行うことを目的としている。平成25年度は、(1)薬物代謝系酵素の誘導機構の解明として、ルテオリンを用いてダイオキシンであるTCDD存在下、非存在下での薬物代謝系第1相酵素と第II酵素の誘導機構を解明した。また、当初計画より進展させて、カルコンがTCDDにより誘導された薬物代謝系第1相酵素を抑制することを培養細胞実験で見出した。次に、(2)脂質代謝異常の改善効果の解明については、ポリフェノールの化合物レベルでの検証には至っていないが、ポリフェノール高含有食品素材であるカカオ抽出物を用いて脂質代謝異常の改善効果を検証することができた。平成26年度以降でこのノウハウをポリフェノールの化合物レベルでの検証に適用する。最後に、(3)体内動態解析については、HPLCを用いてポリフェノールあるいはポリフェノール含有組成物の体内動態解明を行うための抽出条件、分析条件などの基盤技術の確立に成功した。また、蛍光検出器を適用することで、UV検出器より格段感度が向上させることができた。予定通り、平成26年度以降でポリフェノールの化合物レベルでの体内動態検証を実施する。本研究は、ダイオキシン受容体とも言われているアリール炭化水素受容体(AhR)による生体調節機能解明の一環として、この受容体にアンタゴニストとして作用するポリフェノールがAhRを介した(1)薬物代謝系酵素誘導と(2)脂質代謝に対する作用を解明すること、ならびに(3)これらの化合物の体内動態解析を目的としている。平成26年度は、(1)薬物代謝系酵素誘導に関する研究として、ケンフェロールと平成27年度実施予定のクルクミンを用いて検討を行った。ケンフェロールは、2,3,7,8-四塩化ダイオキシン(TCDD)が誘導する薬物代謝第I相酵素と第II相酵素の発現誘導を抑制することを培養細胞実験で明らかにした。また、クルクミンについても同様の結果が得られつつあり、当初予定の平成27年度までには目的を達成できる見込みである。また、昨年度実施したカルコンの抑制作用については、細胞系実験での作用機構解明に加えて動物実験での検証もできた。(2)脂質代謝異常については、TCDDが誘導する消耗性症候群で脂肪組織の委縮に関わる生化学的な指標に対して、ルテオリンがAhRの核内移行を抑制することで阻害効果を示すことを見出した。また、上記(1)で有効性が認められたカルコンが脂質代謝を改善することも見出したので、TCDDが誘導する脂質代謝異常を改善する可能性が認められた。(3)体内動態に関しては、昨年度構築したHPLC分析法を適用して、培養細胞レベルでルテオリン、ケンフェロール、クルクミンの対象全化合物の細胞内への取り込みを評価することに成功した。・ケンフェロールによる肝細胞の薬物代謝系の調節作用として、TCDDによるアリール炭化水素受容体の活性化を介した薬物代謝第I相酵素であるCYP1A1の誘導と第II相酵素であるGSTやNQO1、ならびにこれらの発現に関わる転写因子であるNrf2の発現誘導を抑制すること、また、t-BHQによる第II相酵素の誘導も抑制することを明らかにした。さらに、平成26年に実施したルテオリンをケンフェロールと共作用させると、より低濃度で薬物代謝酵素の発現調節効果が認められた。このことを理解するために、細胞内への化合物の取り込み実験を実施し、共作用条件では、ルテオリンがケンフェロールの細胞内取り込みを上げるためであることが明らかとなった。・クルクミンについても、同様の実験を実施した。興味深いことにクルクミンはTCDDによる肝細胞の薬物代謝第I相ならびに第II相酵素の発現は抑制できるが、t-BHQが誘導した第II相酵素の発現は抑制できないことが明らかとなり、ルテオリンやケンフェロールと挙動が異なることが判った。また、クルクミン誘導体を用いて構造ー活性相関を調べることができた。一方で、アルコール代謝の活性中間体であるアセトアルデヒドの解毒に関わるアルデヒド脱水素酵素の発現をクルクミン含有抽出物が誘導することも見出した。・脂肪細胞のTCDDによる脂質代謝変動に関しては、ケンフェロールとクルクミンのいずれもが有効性を示さなかった。このことは、脂肪細胞が分化に伴いアリール炭化水素受容体の発現量が著しく低下し、この受容体のアンタゴニストであるケンフェロールとクルクミンが効果を発揮するには至らないと考察した。

その結果、(1)ルテオリン、ケンフェロール、クルクミン、ならびにプロシアニジンが、TCDDによるAhRを介した薬物代謝系酵素の誘導を抑制すること、(2)ルテオリンがTCDDによる脂肪細胞の分化抑制をキャンセルすること、(3)ルテオリン、ケンフェロール、ならびにクルクミンが肝細胞や脂肪細胞に取り込まれてAhRを介した作用を調節すること、(4)カルコンがAhRの形質転換を抑制することを見出した。以上の結果から、AhRを介したTCDDの作用に対して、ポリフェノールは多面的に抑制作用を示すことが判った。(1)薬物代謝系酵素の誘導に対する効果の解明:当初予定のケンフェロールでの効果に加えて、クルクミンでの効果検証を前倒しで進めている。また、予定にない化合物として昨年度から実施しているカルコンの効果については、培養細胞に加えて動物実験での効果も検証できた。これらのことから、当初計画以上の進展があったと判断している。(2)脂質代謝異常の改善効果の解明:代表的なダイオキシンによる脂質代謝異常である消耗性症候群の抑制について、ルテオリンによる抑制作用機構を培養細胞系で解明した。また、当初計画には無いが、上記(1)で有効性を認められたカルコンについても脂質代謝改善効果があったことから、概ね予定通りであると判断した。(3)体内動態解明:昨年度構築した分析法を用いて、培養細胞レベルでルテオリン、ケンフェロール、クルクミンの対象全化合物の細胞内への取り込みを評価することに成功した。また、予定にはなかったプロシアニジンについて実験動物で体内動態を解明する目途が立った。これらのことから、この項目は概ね順調に進んでいると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。食品科学(1)薬物代謝系酵素の誘導に対する効果の解明:当初予定のクルクミンでの効果検証を完成させ、ルテオリン、ケンフェロール、クルクミンの効果を動物実験で検証することで計画を完了させる。(2)脂質代謝異常の改善効果の解明:ダイオキシンによる消耗性症候群の抑制について、昨年度に続いて、ケンフェロールとクルクミンの効果を検証する。また、カルコンについてもTCDDの作用をキャンセルできるかどうかを検討する。これらのことを成し得て計画を全うさせる。(3)体内動態解明:実験動物を用いて、ルテオリン、ケンフェロール、クルクミンの体内動態を調べることで、計画を完了させる。(1)薬物代謝系酵素の誘導機構の解明:ルテオリンを用いてダイオキシンであるTCDD存在下、非存在下での薬物代謝系第1相酵素と第II酵素の誘導機構の解明を終えた。また、カルコンがTCDDにより誘導された薬物代謝系第1相酵素を抑制することを培養細胞実験で見出した。この項目は、当初計画以上に進展が見られた。(2)脂質代謝異常の改善効果の解明:ルテオリンの化合物レベルでの脂質代謝異常の改善効果の解明には至っていないが、ポリフェノール含有素材であるカカオ抽出物の脂質代謝異常の改善効果を検証することで、実験系の基盤は構築を行った。この項目はやや遅れている。(3)体内動態解析:HPLCを用いてポリフェノールあるいはポリフェノール含有組成物の体内動態解明を行うための抽出条件、分析条件などの基盤技術の確立に成功した。
いびきの音響解析による睡眠呼吸障害患者の上気道閉塞部位診断法の確立

睡眠呼吸障害はいびき・睡眠時無呼吸症候群を中心とした睡眠時の呼吸異常を包括する病態である。睡眠呼吸障害のほとんどは上気道閉塞に伴うものであることから、睡眠呼吸障害の病状としていびきはほぼ必発であり、いびきは睡眠中の上気道の閉塞状態に関する重要な情報を含んでいると考えられる。本研究ではいびきの音響解析法を用いて、非侵襲的で正確な上気道閉塞部位診断法を確立することを目的としている。平成19年度は、前年度に引き続き(1)軟口蓋(2)口蓋扁桃(3)舌根部由来のいびきの周波数特性についての研究を行った。口蓋垂軟口蓋咽頭形成術(UPPP)を行う患者を対象に、手術前後に終夜睡眠ポリグラフ検査と同時に睡眠ファイバー検査を行い、上気道狭窄部位を特定し、同時に記録したいびき音の音響解析結果から、手術前後のいびきの周波数特性を比較し、手術により切除された軟口蓋および口蓋扁桃由来のいびきの音響特性の解明を試みた。その結果、扁桃由来のいびきはおおむね1000Hzにピークを持つ可能性がある事が示唆された。さらに口呼吸によりいびきの責任部位が変化し上気道の閉塞部位も変化することが明らかとなり、同時に軟口蓋、舌根由来のいびきも患者の呼吸様式に左右され変化することが明らかになった。今後、睡眠中の呼吸様式といびきの関連につきさらなる研究が必要である。平成18年度は、(1)軟口蓋(2)口蓋扁桃(3)舌根部由来のいびきの周波数特性についての研究を行った。軟口蓋、舌根由来のいびきは、患者の呼吸様式に左右される事から今後の追加検討が必要である。
関節リウマチの再燃機序と自覚症状の意義の解明

生物学的製剤治療により寛解が半年以上持続しており、生物学的製剤の休薬を希望した関節リウマチ患者を対象として、文書同意を得た上で2017年12月までに36例をもって登録完了した。2019年4月時点では7例が2年目の観察期間中である。その7例を除いた29例中20例に2年以内の再燃(多くは1年以内)を認めたが、ほぼ全ての患者が同一製剤の再開を選択して速やかに寛解再導入に至った。本研究により、寛解による生物学的製剤の中止時点における再燃の予測は臨床的には困難であるが、再燃時には患者の自覚症状が良好な感度を示すことが明らかとなり、関節の違和感を感じた際には早期に受診することで、再燃の早期診断・早期治療が可能になると考えられた。また、サイトカインおよびサイトカイン受容体の血中濃度の継時的測定結果から、1)寛解期間における反復測定において、同一患者では同様のサイトカインプロファイルが維持されている一方で、患者間におけるサイトカインプロファイルの多様性が認められろこと、2)投与した生物学的製剤の種類により一部のサイトカインやサイトカイン受容体の血中濃度が大きく異なること、3)いずれの生物学的製剤で寛解導入されていても中止後には再燃する例が多いこと、4) IL-6が活動性のバイオマーカーと最も優れていることが明らかとなった。関節リウマチ(RA)の発症機序を解明する前段階として、RAが寛解状態から活動性が再燃する際の臨床的指標の推移と分子生物学的機序、および両者の関連を明らかにすることを目的とした研究である。生物学的製剤治療により寛解が半年以上持続しており、生物学的製剤の休薬を希望したRA患者を対象として、文書同意を取得した上で平成27年度に11例登録した。休薬した生物学的製剤の内訳はインフリキシマブ1例、エタネルセプト3例、アダリムマブ2例、トシリズマブ1例、アバタセプト2例、ゴリムマブ1例、セルトリズマブ1例と全ての製剤に分布している。患者による自覚症状のアンケート記入、医師による診察所見の記録と定期的な40関節の超音波検査施行が着実に施行され、臨床データが蓄積されている。血漿サンプルも平成28年4月現在、合計47サンプルが採取、凍結保存されている。40サンプルが収集された時点でMeso Scale Discovery社の超高感度サイトカイン測定Multiplexキットを購入し、測定を開始した。RAの活動性再燃は平成28年4月現在で11例中4例にを認めており、これは予測と一致した結果である。再燃した4例に対しては休薬前に投与されていた生物学的製剤を速やかに再開して、全例が再度寛解を得ているため、臨床的にも本研究は安全に進められており、医療経済を考慮した今後のRA治療指針に重要なエビデンスを提供することが期待出来る。3年間で50例登録の予定で、初年度に10例以上登録しながら、新たに年間で30例以上のRA患者が生物学的製剤により寛解導入を得ているため、単一施設で予定症例数を確保出来る見込みである。また、臨床検査室の全面的な協力を得て、順調に血漿サンプルの保存が進んでいる。関節リウマチ(RA)の発症機序を解明する前段階として、RAが寛解状態から活動性の再燃を示す際における臨床的・高感度画像的指標の推移と分子生物学的機序、および両者の関連を明らかにすることを目的とした研究である。生物学的製剤治療により寛解が半年以上持続しており、生物学的製剤の休薬を希望したRA患者を対象として、文書同意を取得した上で平成28年度までに20例を登録した。休薬した生物学的製剤の内訳はインフリキシマブ2例、エタネルセプト5例、アダリムマブ2例、ゴリムマブ1例、セルトリズマブ2例、トシリズマブ5例、アバタセプト3例と大きな偏りは認められていない。これまでに9例が再燃したが、ほぼ全ての患者が同一製剤の再開を選択して速やかに寛解再導入に至っているため、臨床的にも本研究は安全に進められている。患者による自覚症状のアンケート記入、医師による診察所見の記録と定期的な40関節の超音波検査が着実に施行され、臨床データが蓄積されている。血漿サンプルも平成29年4月現在、合計98検体が採取、凍結保存されている。Meso Scale Discovery社の超高感度サイトカイン測定Multiplexキットにより測定を行っており、再燃に伴い全例で2種類のサイトカインが増加することを既に見出している。本研究はRAの病態解明につながるのみならず、医療経済を考慮した今後のRA治療指針にも重要なエビデンスを提供することが期待できる。3年間に50例登録の予定で、今年度の前半は生物学的製剤の休薬を希望しない患者が多く登録の遅延が見られた。しかし、後半にはオプジーボの医療経済への影響が社会問題となり本研究の意義が理解されやすくなったことで、再び順調に登録が進み始めている。生物学的製剤によるRA患者の寛解導入は診療科全体で順調に進んでいることから、3年間で40例以上の登録は達成可能な見込みである。

生物学的製剤治療により寛解が半年以上持続しており、生物学的製剤の休薬を希望したRA患者を対象として、文書同意を得た上で平成29年度までに36例を登録した。休薬した生物学的製剤の内訳はインフリキシマブ6例、エタネルセプト10例、アダリムマブ3例、トシリズマブ6例、アバタセプト4例、ゴリムマブ5例、セルトリズマブ2例と全ての承認製剤が使用されていた。平成30年3月末時点で20例で再燃を認めたが、ほぼ全ての患者が同一製剤の再開を選択して速やかに寛解再導入に至っているため、臨床的にも本研究は安全に進められている。患者による関節毎の自覚症状のアンケート記入、医師による診察所見の記録と定期的な40関節の超音波検査が着実に施行され、血漿サンプルも平成30年5月1日時点で201検体が凍結保存されている。そのうちの111検体についてはMeso Scale Discovery社の超高感度測定キットを用いてIL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、TNF、IFNα、IFNγ、GM-CSF、VEGF、sTNFR1、sTNFR2、sIL-6Rの濃度測定が完了している。再燃に伴い2種類のサイトカインが増加すること、一部の生物学的製剤ではベースラインのデータに特徴的所見が見られることが判明している。本研究はRAの病態解明につながるのみならず、医療経済を考慮した今後のRA治療指針にも重要なエビデンスを提供することが期待できる。再燃率40%の予測で50例の登録を目標としていたが、平成29年度で36例を登録した時点で20例に再燃を認めたため、再燃に関する解析は十分と判断して登録を終了とした。サイトカイン測定も半数以上の検体で測定が終了している。生物学的製剤治療により寛解が半年以上持続しており、生物学的製剤の休薬を希望した関節リウマチ患者を対象として、文書同意を得た上で2017年12月までに36例をもって登録完了した。2019年4月時点では7例が2年目の観察期間中である。その7例を除いた29例中20例に2年以内の再燃(多くは1年以内)を認めたが、ほぼ全ての患者が同一製剤の再開を選択して速やかに寛解再導入に至った。本研究により、寛解による生物学的製剤の中止時点における再燃の予測は臨床的には困難であるが、再燃時には患者の自覚症状が良好な感度を示すことが明らかとなり、関節の違和感を感じた際には早期に受診することで、再燃の早期診断・早期治療が可能になると考えられた。また、サイトカインおよびサイトカイン受容体の血中濃度の継時的測定結果から、1)寛解期間における反復測定において、同一患者では同様のサイトカインプロファイルが維持されている一方で、患者間におけるサイトカインプロファイルの多様性が認められろこと、2)投与した生物学的製剤の種類により一部のサイトカインやサイトカイン受容体の血中濃度が大きく異なること、3)いずれの生物学的製剤で寛解導入されていても中止後には再燃する例が多いこと、4) IL-6が活動性のバイオマーカーと最も優れていることが明らかとなった。患者登録を進めながら血漿サンプルが約40検体累積する毎にサイトカイン、可溶性受容体の濃度測定を行う。さらに関節超音波の測定を週4コマから週5コマへ増加させることで、十分な患者数への関節超音波検査対応を行う。本研究の意義を診療科の医師・患者間で共有しながらも、あくまで患者意向を尊重しながら登録を進め、血漿サンプルが約40検体累積する毎にサイトカインや可溶性受容体の濃度測定を行う。関節超音波の施行は週4コマから本研究のために週5コマへと平成28年度より増加させたために、十分な対応が可能となっている。
ポーラスおよびナノ結晶シリコン表面の炭化に関する研究

アセチレンの供給レート、炭化温度、気孔率が表面の結合状態、形状安定性、ポーラス層中への炭素の形成に及ぼす影響について調べた。1200°C以上では溶解(もしくは完全な再結晶化)が起きることがわかった。さらに、ポーラスSi炭化のアセチレン供給レートの閾値の存在がわかった。低アセチレン供給レートではポーラスSiは完全に炭化されなかったが、高供給レートにおいてはSiは完全に炭化された。このとき、アモルファス炭素の増加が見られた。高気孔率のポーラス層の方がより効率的にSi-C結合が形成されることを示した。完全なポーラス層の炭化は高温における孔の合体によって妨げられることがわかった。(ii)炭化ポーラスSiの発光特性白色発光を呈するSiO2:C層の新たな作製法を開発した。ポーラスSiを出発原料とし、炭化後の本試料をウエットAr雰囲気下で酸化すると強い白色発光が現れることを見出した。出発原料はポーラスSiに特徴的な赤い発光を呈するが、本発光は炭化後に消失した。ウエット酸化後に再び可視白色発光を呈した。この発光強度は酸化温度や時間、炭化処理条件に強く依存した。酸化温度が800°Cまでは、発光強度は温度とともに著しく増大したが950°Cでは検出することができなかった。発光は、SiO2中に埋め込まれたカーボンクラスタに起因していると考えられた。900°Cにおける発光の消失はSiO2へ埋め込まれたカーボンクラスタの乖離によると推定される。水蒸気の800°Cでのナノ結晶Siに対する反応性の高さと、カーボンに対する不活性がSiO2:C層を作製する上での重要な鍵であることがわかった。本研究は、発光ナノ構造材料の応用および基礎物理において重要な役割を果たすと考えられる。対外発表:学会発表国外2件、国内3件、論文投稿1報科学研究費補助金を使用して、外国人特別研究員が設計したポーラスシリコン作製装置の部品を購入し、その部品を組み上げることで装置を立ち上げた。本装置を用いると大面積に均一なポーラスシリコンが作製できることを確認した。さらに、ポーラスシリコンを既存のCVD装置に導入して高温でアセチレンガスを流しながら保持することで表面炭化が進むことを確認した。現在は、ポーラスシリコン形状を崩すことなくシリコンを全て炭化するのに適切な条件(温度、時間、圧力等)の導出をおこなっている。今後は、3C-SiC成長時の歪緩和に関する影響を検討する予定である。また、現有のポーラスシリコンに酸化(ドライ、ウエット)、炭化等の処理を加えてその際の結合状態・組成の変化をRAMAN、FTIR、XPSといった分析手法で、構造変化をSEM、TEMと言った手法を用いて解析を進めている。PLに関しては、ある条件で酸化した場合に限って強い白色光が室温で観測されるという興味深い結果が得られている。本現象は、安価で広い波長域の発光能を有する新材料開発の糸口になると思われるため、発光原因の解明を精力的に進めている。特にサイズ効果によるものか表面の結合状態によるものかを明らかにすることに興味があり、極表面近傍の結合状態の変化の測定と構造変化に関する観察をおこなっている。今後、白色発光メカニズムの解析結果を試料作製法にフィードバックして、室温でさらに高い効率で白色発光する材料の検討を進めていく予定である。対外発表:学会発表国外2件、国内3件、論文投稿1報
固体触媒調製における有機-無機複合体の熱分解挙動

本年度の研究成果の中から下記3テーマについてまとめた。1.クエン酸共存下ゾルゲル法で作製したシリカゲルは、1000m^2g^<-1>程度の高い比表面積を持ち、その細孔サイズをクエン酸の量を変えることで10nmまでの任意のサイズに制御できた。この系における細孔形成は、多くの有機無機複合体からの細孔形成と異なり、超臨界乾燥におけるエアロゲル作製と類似した機構により細孔が形成されるという仮説を提案した。また、ポリオキシエチレン鎖を持つ有機物がゾルゲル過程においてシリカの重合過程に及ぼす影響、細孔形成に及ぼす影響を明らかにした。2.ケイ素アルコキシドのゾルゲル過程において相分離の過渡的構造をゲル化で凍結することにより、マイクロメートル領域の連続貫通孔を持つシリカゲルを作製できる。また、担持触媒への応用としてNi/SiO_2系にも適用し、広い組成範囲でモルフォロジー制御が可能なこと、Niの高分散状態を容易に達成できることがわかった。複合酸化物系触媒としてシリカ-アルミナ系にも適用し、同様にマクロ細孔サイズが制御可能なこと、通常のシリカアルミナ触媒に比べて特異的に強いブレンステッド酸点が発現することを見出した。3.細孔内拡散が反応活性に与える影響を評価するため、分光学的手法を用いた簡便かつ高精度な透明ゲル・多孔体内液相中の溶質の拡散係数評価方法を開発した。この手法を用いて系統的にSi含有量の異なるゲルを作製してゲル内溶質の拡散係数を測定したところ、Si含有量やゲル作製時のH2O/Si-OR比の変化に従い系統的に拡散係数が変化することがわかった。1.クエン酸を共存させてゾルゲル法で作製したシリカゲルが、1000m^2g^<-1>程度の高い比表面積と2cm^3g^<-1>程度の細孔容積とを持ち、その細孔サイズをクエン酸の量を変えることで2から10nmまでの任意のサイズに制御できることがわかった。調製時に共存させたクエン酸の熱的な脱離挙動とクエン酸とシリカ骨格との相互作用を検討した結果、この系における細孔形成は、多くの有機無機複合体からの細孔形成機構とは異なり、超臨界乾燥におけるエアロゲル作製と類似した機構により細孔が形成されると結論した。2.クエン酸との溶融物を熱処理して高い金属表面積を持つNi-MgO触媒の細孔径分布を制御することができる。このNi-MgO触媒は、液相でのケトン還元反応において、ラネーニッケル触媒などよりも高活性を示した。細孔内拡散が反応活性に与える影響を詳細に評価した結果、大きな細孔を多数有する触媒中では、反応物・生成物の物質移動の抵抗が小さく、触媒の有効ニッケル表面積が大きくなることがわかった。3.アルミナ上に析出したカーボンの単純脱水素活性について、析出条件(析出温度と炭素原料)が脱水素活性に与える影響について調査し、脱水素活性点、カーボン上の不対電子の役割について検討した。

また、担持触媒への応用としてNi/SiO_2系にも適用し、広い組成範囲でモルフォロジー制御が可能なこと、Niの高分散状態を容易に達成できることがわかった。複合酸化物系触媒としてシリカ-アルミナ系にも適用し、同様にマクロ細孔サイズが制御可能なこと、通常のシリカアルミナ触媒に比べて特異的に強いブレンステッド酸点が発現することを見出した。3.細孔内拡散が反応活性に与える影響を評価するため、分光学的手法を用いた簡便かつ高精度な透明ゲル・多孔体内液相中の溶質の拡散係数評価方法を開発した。この手法を用いて系統的にSi含有量の異なるゲルを作製してゲル内溶質の拡散係数を測定したところ、Si含有量やゲル作製時のH2O/Si-OR比の変化に従い系統的に拡散係数が変化することがわかった。
分子生物学的解析による森林昆虫類の個体群分化と伝播経路の解明

本研究は森林昆虫類の個体群分化と伝播経路についてDNAの多型から解析しようとしたものである。対象として地理的変異の研究が進んでいるオサムシ類,森林害虫として重要なカミキリ類,水系に依存する水生昆虫類を選び,ミトコンドリDNAの塩基配列から解析を行った。オサムシ類の解析は主に関東地方西部・東海地方東部で分布を接するアオオサムシとシズオカオサムシについて,ND5領域1083bpを用いて行った。この結果,アオオサムシの分布域からシズオカオサムシの分布域へ一方向の浸透が認められた他,近接するミカワオサムシ由来のミトコンドリアを持つアオオサムシやそのアオオサムシからミトコンドリアの浸透を受けたと考えられるシズオカオサムシまで発見できた。このグループにおいて異所的分化後の二次的接触で,交雑を介した遺伝子浸透による網目状進化は分布境界域付近で大規模におこっているようである。森林害虫では,スギカミキリについてCOI-COII領域1150bpの解析により,最終氷期にはスギの退避地に分布を縮小していたと考えられるこの種が太平洋側と日本海側の異なるルートで分布を拡大したと考えられた。中国西部でポプラの大害虫となっているツヤハダゴマダラカミキリとキボシゴマダラカミキリはCOII領域320bpの解析で分布境界域で雑種が広範に形成されていることが明らかになった。このように森林害虫の伝播経路の解明における分子マーカーの有効性が示された。水生昆虫に関しては関東地方で形態的な地理的変異の認められるウルマーシマトビケラについて,COII領域320bpの増幅に成功し,今後このグループの分子系統や分散経路の解明に応用できるメドをたてることができた。オオオサムシ亜属の種間関係については、側所的に分布するアオオサムシとシズオカオサムシの分布境界線を中心に解析を行った。2種の境界付近では、部分的に同所的となり、雑種と判断される個体も捕獲された。ミトコンドリアDNAのND5領域約1000bpの塩基配列により、形態による分布境界線とミトコンドリアDNAの分布境界線が数kmから十数kmずれていて、形態的にはシズオカオサムシながらアオオサムシ由来のミトコンドリアを持つ集団が帯状に分布していることが明らかになった。これは2種の交雑とそれに続く戻し交雑の結果、ミトコンドリアが形態上の主を超えて浸透したことを示し、網目状進化の一端が明らかとなった。また、淘汰的に中立に近いと考えられるミトコンドリアが、分布境界付近で多型を示すのではなくて、一方向(アオオサムシの分布域からシズオカオサムシの分布域へ)に浸透していることがわかった。森林害虫に関しては、日本国内6地点(岩手県島根県)のスギカミキリ、韓国国内3地点のクリタマバチについて、ミトコンドリアDNAのCOII領域約260bpの塩基配列を調べたところ、それぞれの種内で塩基置換がまったく認められなかった。このことはこれらの種が捕獲範囲内で、比較的新しい時代に分布域を広げた可能性を示唆する。従来スギカミキリは移動力に乏しく、形態的な地理的変異にも富むため、最終氷期のスギの退避地から各地に分散した遺伝的に異質性の高い種であるである可能性が指摘されていた。水生昆虫に関しては、解析対象の種と遺伝子マーカーの選定中である。オオオサムシ亜属の種間関係については,昨年に続き側所的に分布するアオオサムシとシズオカオサムシの分布境界線を中心に解析を行った。ミトコンドリアDNAのND5領域1083

bpの塩基配列により,アオオサムシの分布域からシズオカオサムシの分布域へ一方向の浸透が認められた他,近接するミカワオサムシ由来のミトコンドリアを持つと考えられるアオオサムシやさらにそのアオオサムシからミトコンドリアの浸透を受けたと考えられるシズオカオサムシの存在まで明らかになった。この3種に関しては浸透の方向はミカワオサムシ→アオオサムシ→シズオカオサムシというように一定となっている。異所的分化後の二次的接触を通した遺伝子浸透による網目状進化は分布境界域で大規模におこっているらしい。森林害虫に関しては,ミトコンドリアDNAのCOII領域約320bpで変異の認められなかった各地のスギカミキリは核遺伝子ITSについて解析中,韓国国内のクリタマバチについては天敵の寄生蜂についてもミトコンドリアDNAで解析中である。中国西部でポプラの大害虫となっているツヤハダゴマダラカミキリとキボシゴマダラカミキリは分布境界域でミトコンドリアDNACOII領域で多型が認められ,形態的にも遺伝子的にも交雑をおこして雑種が広範に形成されていることが示唆された。両種については森林保護の観点から生態学的,生理学的研究も多くなされているが,今後は交雑の影響を考慮する必要がある。水生昆虫に関しては,引き続き解析対象の種と遺伝子マーカーの選定中である。平成12年度までにオオオサムシ亜属では側所的に分布するアオオサムシとシズオカオサムシの分布境界付近の個体についてミトコンドリアDNAのND5領域1083bpについて解析を行い,アオオサムシの分布域からシズオカオサムシの分布域へ一方向の浸透が認められた他,近接するミカワオサムシ由来のミトコンドリアを持つと考えられるアオオサムシやそのアオオサムシからミトコンドリアの浸透を受けたと考えられるシズオカオサムシの存在まで示唆される結果が得られた。今年度は空白地域のサンプルの解析を行い,さらにこれらの現象が裏付けられることとなった。さらにアオオサムシとシズオカオサムシの分布境界付近での形態解析から,両方向に形態形質の浸透が認められることも明らかとなった。つまりこのグループにおいて異所的分化後の二次的接触で,交雑を介した遺伝子浸透による網目状進化は分布境界付近で大規模におこっているようである。ミトコンドリアDNAのCOII領域約320bpで地理的変異の認められなかったスギカミキリは,COI-COIIの約1500bpの増幅に成功し,遺伝的変異の検出に成功した。形態解析を併用することにより,最終氷期にはスギの退避地に分布を縮小していたと考えられるこの種が,大平洋側と日本海側の異なるルートで分布を拡大したと推測された。分布域北部の岩手県の個体群では,両方のルートを経由した個体に由来すると思われるミトコンドリアタイプが共存しており,伝播経路の推定における分子マーカーの有効性が示された。水生昆虫に関しては関東地方で形態的な地理的変異の認められるウルマーシマトビケラについて,ミトコンドリアDNAのCOII領域約320bpの増幅に成功し,今後このグループの分子系統や分散経路の解明に応用できるメドをたてることができた。
ギャップ結合リモデリングへのレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系の関与

ギャップ結合は、隣接する細胞を直接連結して細胞間のイオン、シグナル伝達物質、分子交換を行い興奮伝播や電気的結合を調節する。頻脈性不整脈は、その発生・維持には心筋細胞の機能的・器質的リモデリングの関与があり、それらには心筋細胞間結合構成蛋白、ギャップ結合の変化がある。ギャップ結合はconnexin(Cx)蛋白により構成され、半減期は12時間で、短時間のうちに様々な負荷の影響をうける。Cxの安定性はリン酸化により調節され、蛋白の変性や崩壊が促進される。本研究は、頻脈性不整脈基質としてギャップ結合リモデリングに焦点をあて、以下の目的にて行った。1)Cxの質的・量的変化が頻脈性不整脈の発生・維持へどのように関与するのか、2)ギャップ結合リモデリングにレニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAA)系はどのように関わっているのか、3)ギャップ結合リモデリングを制御するupstream治療として、RAA系阻害薬を位置づけることが可能か否か。その結果、慢性心房細動(AF)患者心房筋のCx40発現量の減少とセリン・リン酸化の増加を認め、AFの病態形成への重要性が示された。また、心筋細胞への高頻度電気刺激負荷は、早期よりangiotensin II(AGII)およびMAPK系を介してCx43発現量を増し、電気生理学的特性に変化を来した。これらの化はAGII受容体拮抗薬により抑制された。さらに、心不全発現過程では、心室筋細胞のCx43の量的・質的変化により、細胞の電気生理学的特性に変化を生じ、致死性心室性不整脈が生じることが証明された。以上より、ギャップ結合リモデリングは細胞間の興奮伝播異常に反映ざれ、頻脈性不整脈の発生・維持に関与する重要な基質と考えられた。また、ギャップ結合リモデリングへの直接的なRAA系の関与が証明され、RAA系制御は頻脈性不整脈のupstream治療となる可能性が示された。頻脈性不整脈は、日常臨床で最もよくみかける不整脈で、その発生・維持には、心筋細胞の機能的および器質的リモデリングの関与が考えられる。そのうち器質的リモデリングには心筋の細胞間結合構成蛋白質の変化が関与する。細胞間結合であるギャップ結合(GJ)は、隣接する細胞を直接連結するチャンネルにより構成され、細胞間のイオンやシグナル伝達物質、1KDa以下の分子交換を行い興奮伝播や電気的結合を調節する。GJはconnexin (Cx)蛋白により構成され、心筋では4つの異なったCx蛋白が発現し、半減期が12時間と非常に短く短時間のうちに容易に様々な負荷の影響をうける。また、Cxの安定性はリン酸化により調節され、Cx43はcAMP、PKAにより活性化、PKC、PKGおよびMAPKにより機能抑制が生じ、蛋白の変性や崩壊が促進される。本研究では、頻脈性不整脈の不整脈基質として、GJリモデリングに焦点をあて、以下の目的にて研究を行った。1)Cxの質的・量的変化が頻脈性不整脈の発生・維持へどのように関与するのか、2)GJリモデリングに関与する情報伝達系のうち、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAA)系はどのように関わっているのか、3)GJリモデリングを制御するupstream治療として、RAA系阻害薬を位置づけることが可能か否か。

その結果、慢性AF患者心房筋のCx40、43、さらに近年GJでの局在が確認されたIP3Rの発現量変化を解析したところ、Cx40発現量の減少とリン酸化の増加、IP3R発現量の増加を認め、AFの病態形成への重要性が示された。また、心筋細胞への高頻度電気刺激負荷は、早期よりangiotensin II (AGII)およびMAPK系を介してCx43発現量増加を来たし電気生理学的特性に変化を生じ、これらの変化はAGII受容体拮抗薬により調節された。さらに、Cx43はAGIIの下流にあるaldosteroneのgenomicおよびnon-genomic効果により、その発現量調節を受けることが判明した。以上より、GJリモデリングは細胞間の興奮伝播異常に反映され、回帰性頻脈性不整脈の発生・維持に関与する重要な基質と考えられた。また、GJリモデリングへのRAA系の関与が証明され、RAA系制御は頻脈性不整脈のupstream治療としての可能性が示された。ギャップ結合は、隣接する細胞を直接連結して細胞間のイオン、シグナル伝達物質、分子交換を行い興奮伝播や電気的結合を調節する。頻脈性不整脈は、その発生・維持には心筋細胞の機能的・器質的リモデリングの関与があり、それらには心筋細胞間結合構成蛋白、ギャップ結合の変化がある。ギャップ結合はconnexin (Cx)蛋白により構成され、半減;期は12時間で、短時間のうちに様々な負荷の影響をうける。Cxの安定性はリン酸化により調節され、蛋白の変性や崩壊が促進される。本研究は、頻脈性不整脈基質としてギャップ結合リモデリングに焦点をあて、以下の目的にて行った。1)Cxの質的・量的変化が頻脈性不整脈の発生・維持へどのように関与するのか、2)ギャップ結合リモデリングにレニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAA)系はどのように関わっているのか、3)ギャップ結合リモデリングを制御するupstream治療として、RAA系阻害薬を位置づけることが可能か否か。その結果、慢性心房細動(AF)患者心房筋のCx40発現量の減少とセリン・リン酸化の増加を認め、AFの病態形成への重要性が示された。また、心筋細胞への高頻度電気刺激負荷は、早期よりangiotensin II (AGII)およびMAPK系を介してCx43発現量を増し、電気生理学的特性に変化を来した。これらの変化はAGII受容体拮抗薬により抑制された。さらに、心不全発現過程では、心室筋細胞のCx43の量的・質的変化により、細胞の電気生理学的特性に変化を生じ、致死性心室性不整脈が生じることが証明された。以上より、ギャップ結合リモデリングは細胞間の興奮伝播異常に反映され、頻脈性不整脈の発生・維持に関与する重要な基質と考えられた。また、ギャップ結合リモデリングへの直接的なRAA系の関与が証明され、RAA系制御は頻脈性不整脈のupstream治療となる可能性が示された。