hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感性伝達人工物の安価な相互視線操作システムの構築

本研究では,研究・開発を行ってきた神経難病者を対象とした感性伝達人工物ロボットを視線入力で操作するため、安価な視線位置計測装置であるアイトラッカーを用いたシステムの構築を行った.また,神経難病者が自立またはピアサポートを行う相互ケア空間を実現するために感性伝達人工物を遠隔から相互に通信・操作を実行するシステムの開発を行った.感性伝達人工物は,コミュニケーションを取ることが困難な神経難病者が,比較的運動能力の残りやすい眼球運動を使って視線により操作をして感情等を伝えることができるロボットである.これまでに開発してきたシステムでは視線入力にアイマークレコーダを使用していたが,高額であり1台しか保有していないため,遠距離による通信において視線入力操作は一方からしか行えなかった.本研究ではコンピュータ画面上の視線位置を計測できる安価なアイトラッカーを視線入力の装置として使用し,二組のシステムを用いることで,一方からだけではなく双方から相互に感性伝達人工物ロボットを視線入力操作ができる環境の構築を行った.アイトラッカーによる視線入力ではコンピュータディスプレイを見て操作を行うため,体を動かすことが出来ない神経難病者は常に目の前にディスプレイが設置されている状態になってしまう.ディスプレイで視界が覆われてしまうことを防ぐために透明度の高いスクリーンヘプロジェクタを使って表示させる工夫を行った.相互に遠隔から視線による操作を可能とするために感性伝達人工物は小型のコンピュータで制御をすることでネットワークに直接感性伝達人工物が接続されているのと同様の環境を構築した.本研究によって安価な視線入力システムを構築したことで視線による感性伝達人工物の相互操作が可能となった.本研究では,研究・開発を行ってきた神経難病者を対象とした感性伝達人工物ロボットを視線入力で操作するため、安価な視線位置計測装置であるアイトラッカーを用いたシステムの構築を行った.また,神経難病者が自立またはピアサポートを行う相互ケア空間を実現するために感性伝達人工物を遠隔から相互に通信・操作を実行するシステムの開発を行った.感性伝達人工物は,コミュニケーションを取ることが困難な神経難病者が,比較的運動能力の残りやすい眼球運動を使って視線により操作をして感情等を伝えることができるロボットである.これまでに開発してきたシステムでは視線入力にアイマークレコーダを使用していたが,高額であり1台しか保有していないため,遠距離による通信において視線入力操作は一方からしか行えなかった.本研究ではコンピュータ画面上の視線位置を計測できる安価なアイトラッカーを視線入力の装置として使用し,二組のシステムを用いることで,一方からだけではなく双方から相互に感性伝達人工物ロボットを視線入力操作ができる環境の構築を行った.アイトラッカーによる視線入力ではコンピュータディスプレイを見て操作を行うため,体を動かすことが出来ない神経難病者は常に目の前にディスプレイが設置されている状態になってしまう.ディスプレイで視界が覆われてしまうことを防ぐために透明度の高いスクリーンヘプロジェクタを使って表示させる工夫を行った.相互に遠隔から視線による操作を可能とするために感性伝達人工物は小型のコンピュータで制御をすることでネットワークに直接感性伝達人工物が接続されているのと同様の環境を構築した.本研究によって安価な視線入力システムを構築したことで視線による感性伝達人工物の相互操作が可能となった.
パラミクソウイルスのリーダー配列と細胞障害性の関係を探る

パラミクソウイルス病態の多くはウイルス感染による細胞障害が重要な役割を果たしており、その分子メカニズムの解明が望まれている。本研究では、小児を中心とした呼吸器感染症を起こすヒトパラインフルエンザウイルス2型(hPIV2)を用いて、培養細胞における細胞障害機構を解析することを目的としてさまざまな実験を行った。リバースジェネティクス法を用いて、hPIV2のリーダー配列の中間部分に変異を加えたウイルスを作製し、このウイルス感染における細胞死が強く誘導されること、変異型hPIV2では感染初期に過剰なウイルスmRNA転写が起こり、ウイルス蛋白質発現量バランスの乱れが細胞死の誘導に繋がっていることを報告した。また、ウイルス増殖に携わる他のウイルス蛋白質にも着目し、核酸蛋白質(NP)のRNA結合領域の1アミノ酸(グルタミン)がパラミクソウイルスゲノムの複製プロモーターを認識するうえで重要な働きを持つことを報告した。さらにその付近に位置するチロシンによってその制御機構は保たれていることを報告した。パラミクソウイルス以外のRNAウイルスにおいてリーダー配列に相当する部分の重要性を検討する目的で、分節型RNAウイルスであるハザラウイルス(HAZV)のゲノムプロモーターの解析を行った。HAZVのプロモーターはRNAの3'及び5'末端が相補的にハイブリッド形成を行い、ポリメラーゼ蛋白質と結合することで機能するというパラミクソウイルスとは異なる機構でプロモーター活性を示すことを報告した。パラミクソウイルス感染病態の多くは細胞障害に起因するものであり、その分子メカニズムの解明が望まれている。本研究では、小児を中心とした呼吸器感染症を起こすヒトパラインフルエンザウイルス2型(hPIV2)を用いて、培養細胞における細胞障害機構を解析することを目的として実験を行った。リバースジェネティクス法を用いて、hPIV2のリーダー配列の中間部分、具体的には3'末端から25-30塩基の部分に変異を加えたウイルスを作製した。この変異が入ることで、ウイルス感染における細胞死が強く誘導されることを見出した。この変異型hPIV2と野生型hPIV2感染細胞におけるウイルス由来RNAを定量した結果、変異型hPIV2では感染初期に過剰にウイルスmRNA転写が起こっていることが分かり、ウイルス蛋白質発現量バランスの乱れが細胞死の誘導に繋がっている可能性を見出した。また、本研究課題に関連して、ウイルス増殖に携わる他のウイルス蛋白質にも着目した。様々な変異型ウイルスを作製する過程で、核酸蛋白質(NP)のRNA結合領域に変異を加えることで過剰にhPIV2のポリメラーゼ活性が増強されることを発見した。hPIV2のリーダー配列の変異によって細胞傷害が起こるメカニズムはウイルス蛋白質の発現バランスによってもたらされることが明らかになった。また、hPIV2の核酸蛋白質にわずかな変異を加えることでポリメラーゼ活性が極端に増強されることを見出した。この変異によってパラミクソウイルスが複製するためにはゲノムの塩基数が6の倍数でなければならないrule of sixという法則までもを無視できるという重要な発見に至った。これによってウイルス複製に関する新たな知見が得られたため、本研究は順調に進展していると考えられる。リバースジェネティクス法を用いて、hPIV2のリーダー配列の中間部分に変異を加えたウイルスを作製した。この変異型hPIV2と野生型hPIV2感染細胞におけるウイルス由来RNAを定量的に解析した結果、変異型hPIV2では感染初期に過剰なウイルスmRNA転写が起こっていることが分かり、ウイルス蛋白質発現量バランスの乱れが細胞死の誘導に繋がっている可能性を見出し、論文として報告した。hPIV2のリーダー部分の塩基配列の重要性をさらに検討するため、リーダー配列を他のウイルス由来のものに変更したウイルスを作製し、その増殖機構の解析を行った。その結果、ウイルス複製を容認するリーダー部分の塩基配列の特徴が明らかになり、遺伝的に近いウイルス間で重要な部分が保存されていることが明らかになった。また、ウイルス増殖に携わる他のウイルス蛋白質にも着目した。核酸蛋白質(NP)のRNA結合領域の1アミノ酸(グルタミン)がパラミクソウイルスゲノムの複製プロモーターを認識するうえで重要な働きを持つことを明らかにした。また、リーダー配列を他のウイルスのものに変更することで、ウイルスの複製レベルが変わり、プロモーター配列の重要性に関して新たな知見を得られた。さらに、hPIV2の核酸蛋白質のRNA結合領域のアミノ酸(グルタミン)がプロモーター配列認識に重要であることを明らかにした。以上のように、リーダー配列の一部分だけを対象として始まった研究課題であったが、ウイルス増殖に関してより広範囲にわたる知見が得られていることから、当初の計画以上に進展していると判断した。

リバースジェネティクス法を用いて、hPIV2のリーダー配列の中間部分に変異を加えたウイルスを作製し、このウイルス感染における細胞死が強く誘導されること、変異型hPIV2では感染初期に過剰なウイルスmRNA転写が起こり、ウイルス蛋白質発現量バランスの乱れが細胞死の誘導に繋がっていることを報告した。また、ウイルス増殖に携わる他のウイルス蛋白質にも着目し、核酸蛋白質(NP)のRNA結合領域の1アミノ酸(グルタミン)がパラミクソウイルスゲノムの複製プロモーターを認識するうえで重要な働きを持つことを報告した。さらにその付近に位置するチロシンによってその制御機構は保たれていることを報告した。パラミクソウイルス以外のRNAウイルスにおいてリーダー配列に相当する部分の重要性を検討する目的で、分節型RNAウイルスであるハザラウイルス(HAZV)のゲノムプロモーターの解析を行った。HAZVのプロモーターはRNAの3'及び5'末端が相補的にハイブリッド形成を行い、ポリメラーゼ蛋白質と結合することで機能するというパラミクソウイルスとは異なる機構でプロモーター活性を示すことを報告した。本研究課題では今後も一貫してhPIV2のポリメラーゼ関連蛋白質に着目して実験を進める。これまでの研究によって得られた様々な変異型hPIV2と野生型hPIV2の違いを調べるため各ウイルス感染細胞におけるウイルス由来RNAをディープシークエンスによって網羅的に調べることを計画している。本研究課題では今後もhPIV2のポリメラーゼ関連蛋白質に着目して実験を進める。特に核酸蛋白質においてウイルスの複製を制御する重要なアミノ酸を明らかにしたことから、これがウイルスの複製・細胞障害性などにおける重要性を調べる。変異型hPIV2と野生型hPIV2の感染細胞における増殖能、ウイルスRNA・蛋白質合成分能の違いを子生物学的手法を用いて詳細に解析する。研究用試薬購入の際、端数が出たため。本年度は多額の費用を要する実験が少なく、支出が予定より少なくなった。一方、来年度はイタリアで開催されるNegative Strand RNA virus meetingへの参加を予定しており、これに関する支出が多く計算される。この結果、本年度の予算を来年度に持ち越すことが研究遂行の上で適切であるという状況となった。実験用試薬の購入にあてる。
近代日本の地域形成における外国人労働力の展開過程に関する研究

1920年代から30年代を対象として、日本の植民地における中国人労働者政策(当時は日本臣民となっていた台湾籍住民は含まない)の地域的差異について検討することを通して、この時期の東アジアにおける国際的な労働力移動のパターンの一部を明らかにするとともに、近代日本が、これらの植民地地域をどのように位置づけていたのかという点を分析した.そのため本研究では、対象地域として、近代日本の植民地の中でも、直轄の領土として、帝国国家の版図に組み入れられ、なおかつ、総督府や庁に植民地政府としての政策の独立性が認められていた、朝鮮、台湾、樺太を対象地域として選定し、3つの地域における政策の比較検討を行った。まず朝鮮においては、総督府が、1920年代前期の中国人労働者の流入に対して、請負業者の斡旋による、土木工事への雇用といった大人数の受け入れに対しては、当局の許可を義務づけ、一定の制限を行っていた。その一方で、少人数の中国人労働者が、本人の意志によって朝鮮に出稼ぎに来る場合には、基本的には容認するという政策を執っていた。このような政策は、植民地の地域開発に、低賃金で危険な労働にも従事させやすい中国人労働者を利用する一方で、中国人労働者の受け入れによって、朝鮮人労働者の雇用が奪われることを懸念する、当時の朝鮮世論に一定の配慮を示していたと考えられる。ただし、未熟練労働への中国人労働者の雇用を、ほぼ完全に禁止していた日本本土と比べると、制限策には大きな差異があったとも言える。次に台湾においても、総督府は、台湾住民に対する同化主義的観点から、中国籍労働者が無制限に台湾に流入することに対して、大きな抵抗感があった。そのため、中国籍労働者の入島を許可制にし、その人数も原則として1万人を上限とするといった制限策を執ることを試みていた.しかしながら、実際の入島者数の推移を見ると、このような制限策は、日本本土や樺太の事例に比べると、あまり徹底されておらず、1930年代後半には中国籍保有者は全体で6万人を越えるまで増加している。この背景として、本発表では厳密な比較はできないが、当時の資料から類推する限り、台湾では、労働者不足による産業開発に対する中国籍労働者への需要は、朝鮮以上に逼迫したものであったことが推測できる。
製剤条件でバイオ医薬の立体構造を非侵襲的に評価する新規NMR技術の開発

本研究は、多様な溶液状態でタンパク質の立体構造解析が可能なNMR法を用い、バイオ医薬品の立体構造的評価を製剤条件で非侵襲的に実現する新たな技術の確立を目的としている。バイオ医薬は重水素標識を行うことができず、低温保存条件(4°C)での観測を行う場合、溶液中での見かけの分子量は本来の分子量の約1.5倍となり、200Kを超える超高分子量領域に対応できるNMR測定法が必要となる。一方、高分子量領域でのNMR観測は、従来、重水素化を前提としてきた。そのため、研究目的の達成には新たな測定技術の開発が必要であった。そこで本年度は、新たな解析手法、15N観測CRINEPT法を開発することでこの問題の克服に当たった。15N観測CRINEPT法は、研究代表者が近年開発した、非重水素化条件での高分解能観測が可能な15N観測TROSY法(Takeuchi et al, J Biomol NMR, 2015 & 2016)の利点を保持しながら、全く異なる磁化移動方式を取り入れることで超高分子量領域での感度を大幅に改善したものである。シミュレーションを行った結果、15N観測CRINEPT法は、超高分子量タンパク質に対して従来法(15N観測TROSY法)に比して10倍以上の感度増強を、分解能を犠牲にすることなく達成することが可能であった。そこで、15N観測CRINEPT実験スキームを構築し、実際にシングルリングプロテアソーム(分子量180K)およびアポリポタンパク質ー脂質複合体(複合体の分子量200K)に対して適用したところ、非重水素化条件、低温で良好なスペクトルを得ることに成功した。よって、本手法を用いることで、バイオ医薬品の立体構造的評価を製剤条件で非侵襲的に実現できる見通しが固まった。本年度の当初目標は15N観測CRINEPT法の開発による超高分子量条件への対応であり、15N観測CRINEPT法をシングルリングプロテアソーム複合体(分子量200K)に適用したところ、非重水素化条件、低温で良好なスペクトルを得ることに成功したことから、当初目標を十分に達成できたと考えている。当初計画通り、15N観測CRINEPT法を用いたバイオ医薬評価法を確立する。具体的には、確立した15N観測CRINEPT法を高分子バイオ医薬品の一種である抗体医薬品に応用し、その実用性を検証する。
両大戦間期におけるイギリスを基軸とする多角的決済システムの解体過程に関する研究

本年度は、イギリスを基軸とする多角的貿易システムの形成過程、及びその構造と特質を明確にした論文「貿易が生み出す格差ー第一次大戦前のイギリスを基軸とする多角的貿易システム」(佐藤康仁・熊沢由美編著『親版格差社会論』同文舘出版、2019年、第7章所収)を発表した。この論文において、イギリスを基軸とする多角的貿易システムの構造と特質を明らかにすることができ、同システムの解体過程を考察するための基礎的知見を得ることができた。具体的には、イギリスを基軸とする多角的貿易システムとは、同国の投資利害を迂回的に回収するためのグローバルなシステムであり、植民地インドや自治領オーストラリア、さらには「非公式帝国」アルゼンチンからの金融・経済的搾取を特徴とするシステムであったことを確認した。なお、同書は大学講義用の教科書、及び一般向けの概説書としての性格も有しているため、本研究の内容を広く周知することが可能となったと考える。一方で、多角的貿易システムに関する古典的研究である洋書の翻訳原稿を完成させた。具体的には、国際連盟経済情報局『世界貿易のネットワーク』(原著:Eづconomic Intelligence Service,The Network of World Trade, League of Nations, Geneva, 1942)である。同書は1948年に大蔵省による訳本が出版されているが、誤訳が散見される上でに表現も古く非常に読みづらい。したがって、改めて翻訳しなおす作業を行った。原稿はすでに出版社に提出済である。校正作業をすみやかに行い2019年度中には出版したいと考えている。上述の『親版格差社会論』同様、本書も大学講義用の教科書、及び一般向けの教養書としての性格も有しているので、多角的貿易システムやグローバル経済に関する知識を普及させることに資するものと考えている。今年度は翻訳書『世界貿易のネットワーク』(国際連盟経済情報局)の執筆に一定の時間を割く結果となったため、イギリスを基軸とする多角的貿易システムの解体過程に関する研究に集中することができなかった。しかし、同書の翻訳を行っていく中で、イギリスを基軸とする多角的貿易システムの形成過程、及びその構造と特質を深く理解することができた。また、同書には多角的貿易システムの解体過程の概要も記されていたので、本研究を進めていく上でも有用な作業となった。この翻訳作業で得た知識をふまえ、2019年10月開催予定の政治経済学・経済史学会秋季学術大会(於:東北大学)においては、「両大戦間期におけるイギリスを基軸とする多角的貿易システムの解体」(仮題)というタイトルで自由論題報告を行う予定である。以上のように、研究を総括していく目途は立っているので、研究はおおむね順調に進展しているといえる。しかし、2017年度に早稲田大学で発表したアルゼンチンに関する事例研究を論文にまとめるという目的を達成することが未だできていない。また、上記の翻訳書も実際には出版されておらず、具体的な研究成果を十分に出せていない状況であることは認めざるを得ない。このような状況を十分に認識し、まずは翻訳書の校正を速やかに行い2019年度中の出版を実現したい。また、多角的貿易システムの解体に関する論文の作成も速やかに行うよう鋭意努力したいと考えている。具体的には、両大戦間期におけるイギリスを基軸とする多角的貿易システムの解体過程に関する論文を、勤務校の紀要に掲載することを目的としたい。論文の構成はできているので、現段階でおおむね本研究の目的は達成されているといえる。多角的貿易システムに関する古典的著書である翻訳書(国際連盟経済情報局『世界貿易のネットワーク』)の原稿を出版社に提出済であるが、今後この校正作業に一定の時間を割くことになる。2019年度中には出版できるよう校正作業を進めていく。併せて、2019年度政治経済学・経済史学会秋季学術大会(於:東北大学)における報告の準備を鋭意進めていく。報告のタイトルは「両大戦間期におけるイギリスを基軸とする多角的貿易システムの解体」である。この報告により、1920年代末葉にイギリスを基軸とする多角的貿易システムが機能不全に陥っていく様相、及びそれを契機とするイギリス帝国経済ブロックの形成過程について明らかにしていく。上記学会発表をふまえ論文を作成する。この論文によって、多角的貿易システムの解体と、それに伴うイギリス通商政策が二国間主義化していく様相を実証的に示す予定である。3年に渡る研究を締めくくるにあたり、国際連盟経済情報部の資料を広範に使用し、両大戦間期におけるイギリスを基軸とする多角的貿易システムの解体過程に関する論文、あるいは研究ノートを作成する。成果は勤務校の大学の紀要に発表する予定である。本論文の構成は11920年代におけるイギリスを基軸とする多角的貿易システムの衰退、21920年代におけるアメリカの資本輸出と多角的貿易システムの再建、31920年代末葉における多角的貿易システムの解体とイギリス帝国経済ブロックの形成、以上となっている。また、これまでの研究を総括し、単著『イギリス帝国とグローバリゼーション』(仮題)の作成に取り掛かる。2019年度中に同書を出版することは難しいが、原稿を概ね完成させていと考えている。基本的には研究書となる予定であるが、大学生の参考書や一般向けの教養書としても使用できるような著書にしたいと考えている。両大戦間期におけるイギリスを基軸とする多角的貿易システムの解体過程に関する研究を遂行していく上で必要な資料の収集とその読解、及び暫定的な研究成果を全国学会において発表した。

具体的には、国際連盟刊行の統計資料等を収集し、中南米地域、特にアルゼンチンの1920年代における多角的貿易システムにおける位置づけに関する実証研究を、西洋史研究会(東北大学ヨーロッパ史研究室主催)の全国大会において発表した。この発表では、1920年代の多角的貿易システムが、アメリカの資本輸出によってその基盤を与えられていたことを、アルゼンチンの対外貿易・決済関係を詳細に分析することで証明した。これにより、アメリカの資本輸出の途絶が多角的貿易システムの解体を導いていく過程を証明する作業に取り組むことが可能となった。しかし、西洋史研究会においては、本研究に対する批判的な意見も出た。具体的には、世界経済のブロック化の嚆矢とされる1930年代イギリス通商政策を規定した利害関係を金融利害にのみ求めるのは問題があるのでは、というものである。したがって、今回の発表を論文にまとめる前に、1930年代イギリス通商政策の全体像について振り返る作業を行った。これにより、両大戦間期を包括的に検討した論文を構想することが可能となり、これを来年度の研究成果として発表する準備を行うことができた。さらに、共著執筆の誘いを受け、「貿易が生み出す格差ーイギリスを基軸とする多角的貿易システムの盛衰ー」(仮題)と題したモノグラフを執筆することとなった。そのために、多角的貿易システムの形成過程、構造と特質、さらにはその解体過程に関してまとめる作業を行った。このモノグラフの作成準備をしていく中で、上記の西洋史研究会における発表の内容を敷衍することができた。本研究課題は両大戦間期におけるイギリスを基軸とした多角的貿易システムの解体過程に焦点を当てた研究である。この目的を果たすため、1920年代の中南米地域、特にアルゼンチンの対外貿易・決済関係に関する研究を行い、その暫定的成果を全国学会で発表することができた。さらには、全国学会における批判を踏まえ、1930年代におけるイギリス通商利害の全体像に関する研究史の整理も行うことができた。これにより、上記の学会発表を基として作成される予定の論文は、より完成度の高いものになると考えている。したがって、本研究は概ね良好に推進されていると言ってよい。しかし、共著出版の誘いを受け、多角的貿易システムの概説の執筆を準備している中で、多角的貿易システムの形成過程やその構造と特質についても関心が向いてしまし、膨大な先行研究の収集・読解に時間を割いてしまった。具体的には、19世紀に存在した大西洋三角貿易とアヘン三角貿易が、アメリカの銀輸出によって、いかに多角的貿易システムの「原型」が作られていったのかを調査することに多くの時間を費やしてしまった。確かにこのテーマ自体は重要であるとは思うが、本研究はあくまでも多角的貿易システムの解体過程に焦点を当てた研究であるので、再度、軌道修正をしていく必要があると考える。以上のように、いささか研究対象が拡散してしまっている。しかし、あくまでも両大戦間期における多角的貿易システムの解体過程を明確にするという目的を念頭に置きつつ研究を行ってきた。
生物形態の自律的な対称性破壊のメカニズム

神経細胞の発達初期では、長さの似た複数の神経突起のうち1本のみが伸長し軸索となる。脊椎動物の発達では、均一な細胞集団の中に体節と呼ばれる節が等間隔に形成される。この2つの現象に見られる形態上の対称性の破れに関して、実験研究者との共同研究のもと数理モデルを構築し、新しい原理の発見を行った。それぞれの研究において、モデルからの知見の提供と実験による検証が行われ、メカニズムの理解が進んだ。本研究課題は、神経細胞の極性形成と多細胞生物の体節形成の2つについて、自律的に対称性を破壊するメカニズムを明らかにすることを目的とする。【神経細胞の極性形成】神経細胞は、分化の過程において1本の長い軸索と複数の樹状突起を形成して対称性を破壊し極性を獲得する。極性形成に関する新規生体分子Shootinlに関する実験データを研究協力者(稲垣直之:奈良先端大)から提供を受け、実験データをあらゆる側面から解析し、微分方程式の構築を行った。意図的な数理構造を採用せず、生物学的知見に基づいた関数を導入し、パラメータを実験データから近似した。現在、この結果を論文として発表準備を行っている。【多細胞生物の体節形成】均一な組織である体節原基から、分節境界という不均一な構造の形成によって、体節という不連続な組織がつくられる。その過程で分節境界は、いくつかの遺伝子の発現が振動することを利用して、等間隔パターンとして形成されると考えられている。これまでの研究から、振動分子の一つHes7は正確な等間隔パターン形成に必須であることが明らかになっている。今年度は、発現量が周期的に振動する生体分子Hes7やその他の機能分子の実験データを、研究協力者(別所康全:奈良先端大)から提供を受け、Hes7の発現パターンと体節形成の精度との関係を結び付けるミニマムモデル構築を行った。現在、実験データとの整合性を詰めている。分節が決定する時間と場所の情報を融合させ、正確な体節を形成するためには、不正確な場所情報にもロバストに対応する必要がある。それを実現する可能性を力学系モデルとして表現し、パラメータを実験データから抽出する方法を開発中である。極性形成に関する新規生体分子Shootin1に関する実験データを研究協力者(稲垣直之:奈良先端大)から提供を受け、実験データをあらゆる側面から解析し、微分方程式の構築を行った。現在、この結果を論文誌に投稿中である。今年度は、発現量が周期的に振動する生体分子Hes7やその他の機能分子の実験データを、研究協力者(別所康全:奈良先端大)から提供を受け、Hes7の役割、および周辺分子(Lfng等)の役割について、理論による予測と実験による検証を行っている。現在のところ、Hes7が振動のエンジンであるとともに、無情報の入力を整形してロバストな応答をする機構を持っていることが示唆されている。実験結果の再現のみならず、数理モデルからの予測と実験による検証を行い、数理面からの新規概念の抽出を行う。実験データに基づいた定量的な極性形成モデルについて共同研究者と論文投稿を行った。論文投稿を通して研究の改善を進め、未だ投稿中であるが、ほぼ完成形となった。またモデルから予測される複数の未知の現象について実験を開始するとともに、モデルの理論的な解析によって極性形成のメカニズムが明らかとなり、データに基づく数理モデルの重要性を示すものである。この件について論文作成を行った。

本研究では、振動遺伝子のHes7の周期特性に着目し、数理モデルによる実験結果の説明と、モデルからの予測の検証を行った。その結果、モデルが示すメカニズムの正当性を示すことができた。また、その周期特性が体節形成における役割についてモデルによる予測を行った。現在、これらの結果を論文にまとめている。また、細胞が集団を為すことによる機能の発現について、シミュレーション研究を行った。
冠血管内皮細胞が放出するEDRFの左心機能に及ぼす効果

麻酔開胸犬14頭を用いて実験を行った。アトロピンにより自律神経遮断を、インドメサシンによりシクロオキシゲナーゼ遮断を行った後に冠動脈内に選択的にブラディキニン(EDRF放出促進剤)を注入し、心力学パラメータの測定を行った。次に、L-N-モノメチルアルギニン(EDRF合成阻害剤)を注入した後に、再びブラディキニンを同じ方法で投与した。これにより、ブランディキニン投与下で、EDRF放出が刺激されている場合と抑制されている場合の心機能の違いを調べることができる。心力学パラメータとしては、左室圧、大動脈圧をカテーテル先端圧力計により、左房圧をfluid-filledカテーテルにより、大動脈血流量を電磁血流計により、冠血流量を超音波ドプラ血流計により、心室壁厚変化をドプラ心筋厚変位計により、ECGとともに記録した。記録は全てディジタル・データレコーダにより磁気テープ上に行った。データ解析は、磁気テープ上のデータをフロッピーディスクに移し、ワークステーション上で行った。データ量が膨大なため、今年度内に全てのデータの解析を完了することはできなかったが、EDRFの放出促進により、弛緩による左室圧の低下開始の時期、大動脈血流量、左室壁厚の変化率、等に変化を見出した。しかし、ブラディキニンの注入は冠動脈に選択的に行ったにもかかわらず、体循環への影響が少しあらわれ、上に述べた変化はEDRFの効果の他に、大動脈圧低下の影響も含んでいると考えられる。現在、大動脈圧変化の影響を除去する解析法を検討中である。
手術中の総合的な麻酔制御システムの開発

本研究では,手術中の静脈麻酔および低血圧麻酔を自動的に行うシステムの開発を目指して,昨年度行った麻酔深度の測定に適した測定量および測定方法に関する研究結果に基づき,(a)麻酔深度の測定装置の試作,(b)試作した麻酔深度の測定装置を用いた静脈麻酔制御システムの構成の検討(c)麻酔深度の測定方法の再検討(d)麻酔深度の制御則の検討を行った.具体的には,(a)に関して,脳波測定のための装置を試作し,パーソナルコンピュータにより脳波の解析を行い,麻酔深度を推定するためのシステムの試作を行った.(b)については,すでに開発している低血圧麻酔を自動的に行うシステムをもとにし,測定値に基づいて静脈麻酔薬の注入速度を調整するためのシステムの構成について検討した.(c)については,最近注目されている脳波のバイスベクトル解析に基づく麻酔深度の測定法について文献調査を行った.(d)については,麻酔医に麻酔深度制御システムの設計仕様について聞き取り調査を行い,制御則について検討した.その結果,●麻酔深度の正確な推定のためには,試作装置では不十分であり,雑音を十分除去できるアンプが必要であること,●最近注目されている脳波に基づく麻酔深度解析法BIS(バイスペクトル解析に基づく方法)を利用すれば,麻酔深度調整システムが容易に構成可能であると考えられること,●麻酔深度の調整は,手術による外乱のない場合に必要な麻酔深度をできるだけ維持することが重要であり,痛み刺激などによる外乱の影響を除去するための静脈麻酔薬の注入速度の増減は,必要最小限に抑えることが望ましいこと,がわかった.本研究では,手術中の静脈麻酔および低血圧麻酔を自動的に行うシステムの開発を目指して,(a)麻酔深度の測定に適した測定量の検討,(b)静脈麻酔薬に対する麻酔深度の変化のモデル化,(c)麻酔深度の測定方法の検討を行った.具体的には,(a)に関して,静脈麻酔時の麻酔深度を知るためにもっとも適した測定量について文献調査および麻酔医への聞き取り調査を行った.また,(b)については,文献調査および動物実験によって信頼度の高いと考えられるモデルを得た.(c)については,(a),(b)の結果に基づき,できるだけリアルタイムに近い形で静脈麻酔薬のフィードバック制御を行うための麻酔深度の測定方法について検討を行った.その結果,・麻酔深度を制御するための測定量としては麻酔薬の血中濃度がもっとも適しており,麻酔薬の血中濃度を望ましい値に維持することで麻酔深度の制御が行えること,・静脈麻酔薬に対する麻酔深度(すなわち,麻酔薬の血中濃度)のモデルは3次の状態方程式で表現できること,・麻酔薬の血中濃度はHPLC(液体クロマトグラフィ)によって測定可能であるが,測定に時間を要するため,血中濃度の測定値のみをもとにしたリアルタイムのフィードバック制御は困難であること,・フィードバック制御を行うためには,測定した麻酔薬の血中濃度に加えて,脳波などその他の測定量を利用して推定した麻酔薬の血中濃度を用いるのが現実的であること,がわかった.以上の結果に基づいて,今後はi)麻酔薬の血中濃度のモデルと他の測定量を組み合わせた血中濃度推定機構の開発,ii)i)を利用した静脈麻酔制御システムの開発を行う.本研究では,手術中の静脈麻酔および低血圧麻酔を自動的に行うシステムの開発を目指して,昨年度行った麻酔深度の測定に適した測定量および測定方法に関する研究結果に基づき,(a)麻酔深度の測定装置の試作,(b)試作した麻酔深度の測定装置を用いた静脈麻酔制御システムの構成の検討(c)麻酔深度の測定方法の再検討(d)麻酔深度の制御則の検討を行った.具体的には,(a)に関して,脳波測定のための装置を試作し,パーソナルコンピュータにより脳波の解析を行い,麻酔深度を推定するためのシステムの試作を行った.(b)については,すでに開発している低血圧麻酔を自動的に行うシステムをもとにし,測定値に基づいて静脈麻酔薬の注入速度を調整するためのシステムの構成について検討した.(c)については,最近注目されている脳波のバイスベクトル解析に基づく麻酔深度の測定法について文献調査を行った.(d)については,麻酔医に麻酔深度制御システムの設計仕様について聞き取り調査を行い,制御則について検討した.その結果,●麻酔深度の正確な推定のためには,試作装置では不十分であり,雑音を十分除去できるアンプが必要であること,●最近注目されている脳波に基づく麻酔深度解析法BIS(バイスペクトル解析に基づく方法)を利用すれば,麻酔深度調整システムが容易に構成可能であると考えられること,●麻酔深度の調整は,手術による外乱のない場合に必要な麻酔深度をできるだけ維持することが重要であり,痛み刺激などによる外乱の影響を除去するための静脈麻酔薬の注入速度の増減は,必要最小限に抑えることが望ましいこと,がわかった.
生活反応判定法の研究-マイクロプレート利用の皮膚損傷組織フィブリン形成能の観察

損傷の生活反応判定法として著者が見出した損傷組織のFibrin形成能(F-能)について、昨年の科研費によって、その測定にmicro-plateを使用する新しい方法を考案した。本年はこの方法を用いて火傷,凍傷につき生前・死後損傷の鑑別、受傷後の時間判定への応用につき検討を行った。実験は総てRatで行う。1.火傷:Ratの背中の皮膚に赤熱した鋼鉄片を接触して火傷の試料とする。受傷後の時間として1・3・6・18時間、1・3日後のものとする。創縁より厚さ20μmの切片を5000μm迄とる。F-能20μg以上をもつ範囲は受傷1時間より経時的に範囲が拡大し、受傷18時間で最大の範囲となる(5000μm)。1日後には範囲が縮少し3日目も同様(3000μm迄)である。F-能の最高値を示す時期は受傷後18時間のものである(73.2μg)。2.凍傷:クライオクールで-85°Cに冷却した断面積1.0×0.5【cm^2】の鋼鉄を20秒間接触させて凍傷を形成した。凍傷中央切断面より火傷同様厚さ20μmの切片を5000μm迄とりF-能を測定する。凍傷試料は受傷10・30分、1・3・6・18時間、3日のものについて行う。その結果としてF-能20μg以上の値をとる範囲は、受傷後10分では創縁より2400μm迄が該当し、30分後には急に範囲が拡がって5000μmの範囲にまで達する。1・6時間で梢々縮少するが略々18時間迄この状態が継続する。しかし3日目には範囲が狭くなる(2300μm迄)。F-能の最高値を示す時期は18時間後(91.3μg)である。以上の結果は火傷の場合はF-能出現の時期が遅いが、凍傷は受傷10分より既に相当範囲で認められる。両者共に最高のF-能を示すのは受傷18時間のものである。死後の損傷では両者共にF-能は5μg以下の極く低値であるので、両者の生前・死後の鑑別は容易で、F-能20μg以上の範囲又その最高値によって或程度の受傷時間推定の参考とし得るものと考える。
変異スーパーオキシドジスムターゼの運動ニューロンに対する傷害作用機序に関する研究

本研究ではCu/Znスーパーオキシドジスムターゼ(SOD1)遺伝子変異による運動ニューロンの変性メカニズムの解明を目標にし、本年度は、世界的に有名な筋萎縮性側索硬化症(ALS)多発地帯である紀伊半島のALS症例におけるSOD1変異の検索と、培養細胞を用いた変異SOD1蛋白の不安定性についての検討を行った。まず、紀伊半島のALSのSOD1変異の検索では、1例の家族性ALSと1例の孤発性ALSにおいて同一の変異(Ile113Thr変異)を発見した。Ile113Thr変異は紀伊半島以外の本邦の家族性あるいは孤発性ALSでは発見できず、正常コントロールにも認められなかった。今回変異を発見した2例のうちの1例は培検例であり、残存運動ニューロン内にニューロフィラメントの著明な蓄積を認めた。本例には神経原線維変化は認めなかったが、Ile113Thr変異の症例で神経原線維変化を伴う症例が報告されており、このことは紀伊半島のALSが病理学的に神経原線維変化を高率に伴うという特徴と類似し、Ile113Thr変異は紀伊半島地域で比較的高頻度に存在する変異である可能性があり注目される。また、平成7年度の科学研究費補助金による研究により、以前われわれが発見したAla4Thr変異SOD1は蛋白構造が不安定で、半減期が短縮していることを明らかにした。この不安定性が運動ニューロンの変性機構に深く関与している可能性があることから、今年度は、どのようなプロテアーゼが変異SOD1の崩壊に関与しているかを明らかにし、家族性ALSの治療法を開発する目的で実験を行った。遺伝子組替え技術を応用して、COS7細胞中に発現させたAle4ThrおよびIle113Thr変異SOD1の崩壊を各種プロテアーゼ阻害剤で阻止できるかをパルス・チェイス法を用いて検討したが、阻止効果は認められず、変異SOD1の崩壊はプロテアーゼ以外の機構で生じている可能性が考えられた。
蛋白発現細胞株を使用したヌクレオキャプシド構成蛋白の解析

1.P蛋白、NP蛋白に対するモノクローナル抗体は多数持っているが、V蛋白、L蛋白特異的なモノクローナル抗体は持っていなかった。そこでまずV蛋白、L蛋白に対するモノクローナル抗体を作製し、感染細胞内での分布を調べた。2.ウエスタンブロット法を用いてP蛋白同士の結合に必要な領域を明らかにした。その結果P蛋白の211-248アミノ酸の領域が三量体を形成するために必須であることがわかった。3.ウエスタンブロット法によってNP蛋白同士の結合に必要な領域とP蛋白に結合するために必要なNP蛋白上の領域を明らかにした。NP蛋白同士の結合にはNP蛋白のN末294アミノ酸の領域が全て必要であるここがわかった。P蛋白に結合する領域はP蛋白のC末側の領域と結合するのはNP蛋白上の295-402アミノ酸の領域であり、P蛋白のN末側の領域と結合するのはNP蛋白上の403-494アミノ酸の領域であることが明かとなった。4.L蛋白のモノクローナル抗体を用いたウエスタンブロット法により、L蛋白は直接P蛋白、NP蛋白と結合していることが明かとなった。さらにP蛋白上のL蛋白との結合に必須な領域は278-353アミノ酸の領域であり、NP蛋白上のL蛋白との結合に必須な領域は403-494アミノ酸の領域であることも明らかにした。5.ノースウエスタンブロット法により、RNAと結合するP蛋白、V蛋白、NP蛋白上の領域を明らかにした。1.p蛋白がmultimerになるためにどの領域が必要かを調べるためにまず、P/V共通領域とP蛋白specificな領域に分けて全長のP蛋白との結合を調べた.その結果、P蛋白specificな領域であることが解った。さらにP蛋白のC末側より削っていき、どこまで削っても結合するかを調べたところC末147アミノ酸を削ってもP蛋白と結合した。したがって165番目のアミノ酸より248番目のアミノ酸の領域が必要であることが解った。更に領域を絞るためP蛋白の中間の領域を抜いたP蛋白のmutantsを発現させて調べたところ211番目のアミノ酸より248番目のアミノ酸の領域がmultimerを形成するために必須の領域であることが明らかになった。2.Chemical cross-linker DTSSP (3,3'-dithiobis (sulfosuccinimidyl propionate))を使ってP蛋白が何量体を形成するかを調べたところ、3主体を形成していることが解った。multimerを形成するために必須の領域211248アミノ酸の領域はシステインを含んでおらずhomo-oligomersはdisulfide結合によって起こるとは考えられない。この領域の立体構造を推測するとα-helix構造をとっていると考えられるのでcoiled-coilsによってtrimerの構造をとっていると考えられる。3.いろいろなdeletedNP蛋白を発現させることによって、NP蛋白に対する41個のモノクローナル抗体のマッピングを行った。その結果、N末より47番目のアミノ酸の領域を認識する抗体が5個、101200番目のアミノ酸の領域を認識する抗体が6個、444494番目のアミノ酸の領域を認識する抗体が20個、495N末の領域を認識する抗体が10個という結果になった。1. NP蛋白同士の結合にどの領域が必要かを調べるために全長のNP蛋白とNP蛋白のいろいろなmutants蛋白を発現させ、免疫沈降法で調べた。その結果、N末より294アミノ酸の領域全体がNP蛋白同士の結合に必要であることが解った。2. P蛋白上のNP蛋白との結合領域は既に明らかにしたようにN末側とC末側2カ所ある。P蛋白のN末側の結合領域のみを含むmutantP蛋白とNP蛋白の結合、C末側の結合領域のみを含むmutant P蛋白とNP蛋白の結合と分けて各々のP蛋白の結合領域と結合するNP蛋白上の結合領域を検討した。

P蛋白のN末側の結合領域はNP蛋白の402-494アミノ掖の領域と、C末側の結合領域はNP蛋白の294-401アミノ酸の領域と結合するという結果になった。3.今までV蛋白に対する特異的なモノクローナル抗体は持っていなかった。V蛋白について更に解析をしていくためにはどうしてもV蛋白に対するモノクローナル抗体が必要である。そのため大腸菌でV蛋白を大量に発現させ、それを精製しマウスに免疫することによってV蛋白に対するモノクローナル抗体を作製した。これらを使ってV蛋白の感染細胞内での分布を調べることができた。4. NP、P、V蛋白とRNAとの結合をNorthwestern blot assayで調べた。NP蛋白は中央部の201-307アミノ酸の領域で、P蛋白とV蛋白の共通領域ではN末より82アミノ酸の領域で、P蛋白特異的な領域では249-354アミノ酸の領域で、V蛋白特異的な領域では176-225アミノ酸の領域でRNAと結合していることが明らかになった。1.今までにL蛋白に対する特異的なモノクローナル抗体は持っていなかった。L蛋白について解析するためにどうしてもL蛋白に対するモノクローナル抗体が必要である。そのためL蛋白のN末より374アミノ酸の領域の蛋白を大腸菌で発現させ、それを精製してマウスに免疫することによってL蛋白に対するモノクローナル抗体を作製した。2.L蛋白に対するモノクローナル抗体を使って感染細胞内でのL蛋白の分布を調べたところ、細胞質がdiffuseに染まった。3.L蛋白がP蛋白ともNP蛋白とも直接結合していることがそれぞれの蛋白を発現させ免液沈降法で調べたところ明らかになった。L蛋白とP蛋白の結合、L蛋白とNP蛋白の結合は同じ細胞内で発現させた場合だけでなく、別々の細胞で発現させ、mixした場合でも結合が見られた。更に結合に不可欠な領域を同定した。P蛋白はP蛋白の278353アミノ酸の領域でL蛋白と結合した。この領域はP蛋白同士が結合するために必要な領域とNP蛋白と結合するために必要な領域の間に当たる。NP蛋白はNP蛋白の403494アミノ酸の領域でL蛋白と結合していることが明らかになった。この領域はP蛋白のN末側の領域と結合することが明らかになった領域と重なる。4.L蛋白と大腸菌で発現させたNP蛋白は結合するが、大腸菌で発現させたP蛋白は結合できなかった。この結果より、P蛋白のL蛋白との結合にはP蛋白のリン酸化が必要ではないかと思われる。
ヒト鼻粘膜腺分泌機構の研究-組織培養法と分子生物学的手法を用いて-

1研究材料として(1)手術で得られた下甲介粘膜を細切りし、培養液中でのtissue explantに成功した。(2)アレルギー性鼻炎の主症状である鼻汁過多の研究の対照としてスギ花粉に感作されているが発症していない人15名を検討しえた。(3)鼻過敏性をみる目的で健常者とアレルギー性鼻炎の2群で高張性食塩水での誘発を行った。2培養組織分泌成分の解析培養液にて1日培養した後、リポゾームを用いたアンチセンス手法で、ムチンを多く分泌する疾患であるcystic fibrosisモデルを作成した。これらの培養粘膜からmRNAを抽出し、ムチンのコア蛋白のmRNAであるMUC4,MUC5B,MUC5ACの発現を検討し、cystic fibrosisモデルのみにMUC5Bの発現が増強した。このことから、ムチンのmRNAレベルでの量的増加が示唆された。今後は、培養液中に含まれる分泌成分からコア蛋白に付加される糖蛋白の解析ができれば、ムチンの量および質的変化が検討しえると思われる。3高張性食塩水による鼻粘膜誘発では、健常群とアレルギー性鼻炎群に有意な差はないが、低濃度での反応性がアレルギー群で過敏であった。アレルギー群での差が出ない背景にはシーズン外に検討したこともかんがえられた。4スギ花粉症の感作非発症者15名の検討ではRASTや皮内反応に発症者との差はなかった。また、この後のスギ花粉飛散期に初めて発症した者と非発症のままの2群にも差はなかったが、鼻汁粘膜の分泌機構を考える上でこの2群をより検討は有用な対象と考えられる。1睡眠時無呼吸症候群で手術を行った患者からえられた正常下甲介粘膜を、培養液中でtissue explant caltureをおこなった。この際、慢性副鼻腔炎モデルを確立し、正常下甲介とその慢性副鼻腔炎モデルの比較を検討した。即ち、培養液中の正常下甲介粘膜にcystic fibrosisの原因であるcystic fibrosis transmembrane regulating gene (CFTR)のantiscnse cDNAを移入し、正常下甲介粘膜の慢性副鼻腔炎化モデルを作製した。これにより、同一個体での正常と慢性副鼻腔炎化の両方の下甲介粘膜をえることが可能となった。下甲介粘膜の培養でえられた培養液は今後の分泌液の解析のために凍結保存中で、分泌液の解析方法の予備実験中である。培養でえられた下甲介粘膜からはmRNAが抽出され、RT-PCR法により、慢性副鼻腔炎に発現されるムチンのmRNAを検討している。今回の実験に際して、慢性副鼻腔炎にはムチンの遺伝子のうちの数種が強く発現されていることがわかっている。2アレルギー性鼻炎にみられる鼻過敏性の解明の目的で、季節性アレルギーであるスギ花粉症を選んだ。特に、スギ花粉抗原に感作されているヒトで、スギ花粉症を発症している群と感作されながらも発症していない群に注目した。まず、ボランティア150人にスギ抗原で皮内反応をし、陽性となった者のうち、スギ花粉症をすでに発症している群と感作されながらも発症していない群を選択した。本研究期間でスギ花粉症のシーズンは平成11年2月から4月であり、この期間を利用して鼻汁、下甲介粘膜の擦過からえられるmRNAおよび血清を検討すべく、前値(平成11年1月)の検体を保存した。さらには季節中の3月と季節後の6月に同一者から検体採取する。
金属ー有機金属化合物複雑混合系での有機金属化合物生成機構並びに循環と制御

昨年度に開発した複雑混合系での水銀の分析法及び、本年度に開発した有機水銀の分析法を駆使して有機水銀の生成と分解について検討した。さらに無機ヒ素と有機ヒ素の迅速定量法を開発して、有機ヒ素化合物の分解と生成について検討した。また、有機金属化合物の環境中での循環・生成・制御に関する調査研究を行った。有機水銀は、酸性で塩化物イオンが存在すると速やかに無機水銀に分解されることがわかった。この反応は光照射により促進された。塩酸のみ、あるいは硝酸のみの共存でも有機水銀の分解は起こったが、硫酸中では塩化物イオンが共存しなければ有機水銀の分解はほとんど生じなかった。また、光を遮閉した状態でも酸性で塩化物イオンが存在すると徐々に分解されたが、硝酸のみの場合には分解されないことがわかった。無機水銀濃度が50ppbという低濃度で酢酸、メチルアルコール、エチルアルコール、あるいは酢酸エチル共存下で光照射によりメチル水銀が生成することがわかった。しかし、いずれの場合も光を遮閉すると有機水銀が生成しないことがわかった。有機ヒ素化合物の分解についてカコジル酸を用いて検討した。その結果、次亜塩素酸、過酸化水素水、過マンガン酸カリウム等では50%以下の分解率しか示さないことがわかった。そこでより強力な酸化力を示すフェントン試薬を用いたところ、ほぼ完全に分解された。この結果を廃水処理に用いたところフェライト法または凝集沈澱法と併用すれば、99%以上を処理できることがわかった。また有機ヒ素の生成については、染料の合成によく使われている0ーニトロベンゼンジアゾニュウム塩の0.001M溶液と10ppmのヒ素(III)を混合して有機ヒ素の生成を調べた。その結果10%のヒ素が有機ヒ素になることがわかった。
胎児予備能の許容限界の解明を目指した重症胎児発育不全における炎症関連分子の解析

妊娠高血圧腎症(PE)の病態には胎盤における酸化ストレスが関与していると推測されている。母体血中では脂質が増加しており、酸化LDLも高値である。我々は、酸化LDLとその受容体LOX-1に着目し、胎盤における脂質代謝異常とPEの病態の関係を検討し、次のことを明らかにした。PEの胎盤においては低酸素環境のため、酸化LDLのスカベンジャー受容体であるLOX-1の発現が低下することにより、酸化LDLの絨毛細胞内への取り込みが低下し、母体血中で酸化脂質が増加する。またNrf2の活性が抑制され、その標的遺伝子である抗酸化ストレス酵素HO-1の発現も低下し、PE胎盤ではより酸化ストレスが増大する。本研究では子宮内環境の悪化に対して胎児・胎盤を防御する機構が存在することに着目してその機構にかかわる因子の解析を進めてきた。特に、胎盤における代償機構の破綻という観点から酸化LDL/LOX-1等の炎症関連分子、脂質代謝関連分子に焦点を当て研究を進めてきた。H23年度は妊娠高血圧症候群の胎盤において酸化LDLのスカベンジャー受容体であるLOX-1と抗酸化ストレス遺伝子群を統括するNrf2の活性化が有意に低下していることを明らかにしたが、H24年度は前年度の研究をさらに発展させ、胎盤において酸化LDLの取り込みが低下すると脂質センサーであるLXRの活性化が不十分となり、下流遺伝子である脂質排出トランスポーターABCA1の発現が低下することを明らかにした。妊娠高血圧腎症(PE)の胎盤では正常の胎盤に比べ、LOX-1、HO-1、ABCA1、LXRのmRNAが有意に低下していた。LOX-1およびABCA1は蛋白発現も有意に低下していた。さらに絨毛組織を低酸素(1%酸素)で培養するとLOX-1のmRNAは発現低下した。2.PEの胎盤から抽出した核蛋白において、Nrf2の活性化は正常胎盤に比べて有意に低下していた。3.JAR細胞および胎盤組織培養系においてDEMを添加すると、Nrf2の活性化(核内集積)および下流遺伝子HO-1の発現増強がみられ、絨毛細胞においてもNrf2/HO-1 pathwayが正常に機能することが確認された。4.JAR細胞に酸化LDLを添加すると、Nrf2の活性化(核内集積)およびHO-1の発現増強がみられた。また酸化LDLはABCA1、LXRの発現を増強させた。5.PEの母体血中では酸化LDLが高値となることが知られている。にもかかわらずPEの胎盤においてNrf2の活性化が生じず、HO-1の発現が低下していること、またABCA1の発現が低下していることにLOX-1の発現低下が関与している可能性を想定し、JAR細胞において、LOX-1阻害抗体を処理したのちに酸化LDLを添加した。その結果、酸化LDL添加によって発現が増強したHO-1、ABCA1は、LOX-1阻害抗体添加によってその発現上昇が有意に抑制された。6.妊娠の各時期の胎盤、絨毛においてNrf2のmRNA発現を検討すると、妊娠の初期において発現が低かった。また、JAR細胞を低酸素環境下で培養すると、Nrf2の活性化が抑制されていた。7. siRNAによってNrf2をノックダウンすると、酸化ストレスを加えても抗酸化ストレス酵素であるHO-1の発現増加が抑制された。これは、酸化ストレスが増強しているPEの胎盤において、Nrf2の活性化が低下し、本来増加すべきHO-1の発現も低下している状況を示していると推測された。8. JAR細胞にSimvastatinを添加すると、Nrf2の活性化が生じ、酸化ストレス防御遺伝子群の発現が増強した。妊娠28週未満の重症胎児発育不全例を管理する上で、胎児予備能を正確に評価する方法は未だ確立されておらず、至適娩出時期を判断することは困難である。これまで子宮内環境の悪化に対して胎児・胎盤を防御する機構が存在することに着目し、胎盤における代償機構の破綻という観点から胎児予備能の許容限界の解明を目指し、まずは酸化Low-density lipoprotein(LDL)とその受容体lectin-like oxidized LDL receptor-1 (LOX-1)に焦点を当て研究を進めてきた。これまでに下記の成果を得て、現在論文に投稿中である。1) LOX-1が絨毛細胞に発現することを免疫組織染色で確認した。LOX-1発現が妊娠高血圧症候群に罹患した症例の胎盤で低下していることを定量PCRおよびWestern blotting法を用い明らかにした。またLOX-1発現が絨毛組織において低酸素培養下で低下することを明らかにした。2)酸化ストレスに対する生体防御応答として知られているNrf2 signalingの活性が、妊娠高血圧症候群に罹患した症例の胎盤で低下することを明らかにした。