hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広域リアルタイム斜面防災モニタリング手法の研究

人の近づけない危険な斜面でも,数km遠方から写真撮影を行うだけで,数mm以下の分解能で広域の変位が検出できるデジタル画像計測技術を完成させることを目的に,100mの撮影距離で1mの計測精度を得る基礎理論の構築を行った.これは,航空写真測量の原理を基に,対象物を数10枚の写真に撮影することにより高精度で計測を行うものであり,デジタルカメラの利点を活かして,撮影から解析までを自動処理化するものである.本年度はGPS/IMU搭載機からのデジタルカメラによる写真撮影による計測実験も試行し,当理論の妥当性を検証した.・小型の電波発信機を製作し,それを対象物に設置し,同じく小型の複数の受信機で当該発信機からの電波を受信することにより,各受信機が受信した電波の位相差を解析することで対象物の動きをリアルタイムで検知するシステムを試作し,実際の斜面において当該システムの有用性を検証した.その結果,理論精度である0.5mmの変位を検出することが確認できた.このように開発した各モニタリングシステムが実際の現場にて適用可能であることが検証できたので,平成18年度は,さらにリアルタイムでの計測データをGIS上で統合監視するシステムの構築を図った.このGISはデジタル画像,電波位相差のデータおよび変位の解析結果を,地形情報あるいは地図情報と組み合わせて測地座標系で議論できるものであり,次年度はテレビ放送波によって当GISデータを広域に配信する防災ネットワークの構築をめざす.我が国の斜面の多くは地質的に崩れ易く,また天災も数多く発生することから,膨大な数の斜面が崩落や崩壊の危険性をもつ.その一方で,すべての危険斜面に対策を施すことは,限られた予算の中では不可能で,効率的な斜面防災の戦略立案のために,斜面の変状を把握する計測技術の確立を図ることが必須である.しかしながら,前兆現象をとらえるための高精度のものを広範囲に実施する場合にはコストが高くなり,あるいは計測技術に熟練を要するなどの理由のために,充分な観測網が構築できていない.本研究はこのような背景を鑑み,安価で取り扱いが簡便,さらに広範囲を網羅し,リアルタイムに高精度で斜面の動きをモニタリングする技術を実現する.本研究は,2種類の技術からなり,一つはデジタルカメラで撮影した画像によって,危険な箇所を抽出し,その動きを計測するシステム.もう一つは岩盤に設置した発信機からの電波を,周辺に配置した受信機で受信し,その位相差から危険箇所の3次元変位をリアルタイムで計測するものである.この組み合わせにより,次の特徴を持った計測技術の構築が可能となった.(1)近づけない危険斜面でも,数km遠方から写真撮影を行うだけで,数mm以下の分解能で変位が検出できる.また,電波位相差を利用した計測では,斜面の3次元の動的な動きを数mmの高精度でリアルタイム計測することができる.(2)デジタル画像を利用した計測は,カメラ撮影だけなので誰にでも行うことができ,ハード機器に要するコストが極めて低い.また電波位相差を利用した計測においても,技術者の熟練は全く要しない.また電波の送受信機を含めた計測機器のコストは格段に安くできるため,計測システムの普及を図ることが出来る.
緑内障の新治療法-臨床に即応用可能な眼圧下降、局所循環改善及び神経保護薬の開発-

交感神経α_1blocker特にα_<1D>subtypeのblocking作用による新たな房水排出促進法について研究を行った。有色家兎の交感神経α_<1D>受容体遮断薬の点眼で眼圧下降および房水流出の増加を認めたがカニクイザルでは認めなかった。本剤の作用には種差が存在することが示唆された。Na^<+->HCO_3-cotransporterの眼組織における役割に関する実験を行った。まず、Na^<+->HCO_3-cotransporter(NBC-1)の腎型(kNBC-1)および膵型(pNBC-1)アイソフォームそれぞれに特異的な抗体を作製し、ヒトおよびラット眼球にて免疫組織学的検討を行った。その結果、この二つのNBC-1アイソフォームが共に角膜内皮、レンズ上皮、および繊維柱帯に発現していることを確認した。NBC-1の活性低下が繊維柱帯細胞の機能異常を引き起こし、そのため眼房水の排出不全を呈する可能性が示唆された。また、視神経乳頭微小循環のautoregulationに関する実験を家兎を用いて行った。視神経乳頭は眼圧の変化に対してautoregulationの反応を見せたが、その反応はカルシウム拮抗剤により減弱されたが,NOS阻害剤,インドメタシン,交感神経切除によっては影響を受けなかった。さらに、ラット実験的緑内障モデル・網膜神経節細胞障害モデルによる実験を行ったところ、カルシウムブロッカーがカイニン酸による網膜神経節細胞障害を抑制することが明らかとなった。培養網膜神経節細胞およびグリア細胞による実験では、網膜神経節細胞死にグリア細胞が関与すること、また低酸素および高圧ストレスによりグリア細胞からNOが発生し、また神経栄養因子の発現が低下することが示された。家兎眼を用いて交感神経α1D受容体選択的阻害薬の房水動態に関する影響に関して検討を行った。ニューモトノメーターにより眼圧測定を行い、またフルオロフォトメトリーと炭酸脱水酵素阻害薬による房水産生能およびぶどう膜強膜路を介した房水流出に関する解析を行った。その結果、交感神経α1D受容体選択的阻害薬により眼圧下降を認め、またその眼圧下降機序は主としてぶどう膜強膜路を介したものであることが明らかになった。視神経乳頭微小循環のautoregulationに関する実験も家兎眼を用いて行ったが、NOS阻害薬により眼圧上昇時のautoregulationがわずかではあるものの抑制されることが示された。したがって、視神経乳頭微小循環にはNOが関与していることが示された。また、ラットを用いた高眼圧による実験的緑内障モデルにおける検討では免疫組織学的な検討によりNMDA受容体阻害薬により網膜神経節細胞死が抑制されることが確認され、さらにNa+およびCa2+の両チャンネルを阻害する薬剤も網膜神経節細胞死抑制効果を持つことが示された。培養網膜神経節細胞による実験ではテストステロン、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン4(NT-4)に関してその神経細胞死抑制効果を検討した。その結果、テストステロンにより小型の網膜神経節細胞の生存率が向上し、またBDNFにより小型および大型の網膜神経節細胞の生存率が向上した。NT-4に関しては、ほとんど生存率への影響は認められなかった。視神経乳頭微小循環のautoregulationに関する実験を家兎眼を用いて行った。カルシウムブロッカー、NOS阻害薬により眼圧上昇時のautoregulationが抑制されることが示されたが、それぞれの時間的特性は異なるおのであった。また、ラットを用いて虚血再潅流モデル、NMDA硝子体内注入モデル、カイニン酸硝子体内注入モデルの3種の実験的

緑内障モデルを作成し、それらに対するNa+およびCa2+の両チャンネルを阻害する薬剤とCa2+チャンネルブロッカーの網膜神経節細胞死抑制効果を検討したところ、両者とも特にカイニン酸硝子体内注入モデルにて有効な効果を持つことが示唆された。したがって、緑内障眼において濃度が上昇しているとされるグルタミン酸による神経興奮毒性は、これらの薬物により溶くにカイニン酸受容体を通して抑制される可能性が示唆された。培養網膜神経節細胞による実験では一酸化窒素(NO)の効果について検討した。NO供与体であるニトロプルシッド、非選択的交感神経β受容体遮断効果と選択的α1受容体遮断効果を持ち、NOを放出する薬物であるニプラジロールおよびそれらとNOスキャベンジャーであるc-PTIOについて実験を行った。その結果、特に大型の網膜神経節細胞においてNOの投与が細胞死を抑制するという結果が得られた。また、c-PTIOはニプラジロールとの同時投与および単独投与にて培養網膜神経節細胞死を促進した。Na^+-HCO_3-cotransporterの眼組織における役割に関する実験を行った。まず、Na^+-HCO_3-cotransporter(NBC-1)の腎型(kNBC-1)および膵型(pNBC-1)アイソフォームそれぞれに特異的な抗体を作製し、ヒトおよびラット眼球にて免疫組織学的検討を行った。その結果、この二つのNBC-1アイソフォームが共に角膜内皮、レンズ上皮、および繊維柱帯に発現していることを確認した。NBC-1の活性低下が繊維柱帯細胞の機能異常を引き起こし、そのため眼房水の排出不全を呈する可能性が示唆された。また、視神経乳頭微小循環のautoregulationに関する実験を家兎を用いて眼圧を急激に下降させることにより行った。視神経乳頭血流は急速な眼圧下降に対して一定に保たれていた.その反応は短時間に発現し,カルシウム拮抗剤により減弱されたが,NOS阻害剤,インドメタシン,交感神経切除によっては影響を受けなかった.これらの結果から視神経乳頭血流が眼圧下降に対して一定に保たれる働きには血管平滑筋が関与するが,交感神経系は関与しないことが示唆された。さらに、ラットグルタミン酸負荷モデルに対するPylidoxal hydrochlorideの網膜神経保護効果の検討を行ったが、本実験系では有意な神経保護作用を認めなかった。網膜神経節細胞死に対するグリア細胞の関与について検討した。網膜グリア細胞特にミュラー細胞を培養し低酸素および高圧負荷をかけたときの一酸化窒素(NO)の産生および各種神経栄養因子の発現を見た。その結果、低酸素負荷ではeNOSの発現、高圧負荷ではiNOSの発現が亢進し、またいずれの刺激でも神経栄養因子の発現は低下した。
開かつ匿名な環境における共同成果配分問題の提携型ゲーム理論による分析

インターネット上のような主体の参加・退出が自由かつ参加者の識別が容易でない環境を念頭に置いた余剰配分問題を提携型ゲーム理論によって理論的に考察した.共用IDを用いた複数主体の共謀行動や,特定の主体の参加・離脱が他の主体の余剰配分に影響を与えないといった観点から,いくつかの余剰配分方法に統一的な特徴付けを与えた.これによりそれらの類似点と差異を明確にし,異なる余剰配分方法の間の選択基準を与えた.インターネット上のような主体の参加・退出が自由かつ参加者の識別が容易でない環境を念頭に置いた余剰配分問題を提携型ゲーム理論によって理論的に考察した.共用IDを用いた複数主体の共謀行動や,特定の主体の参加・離脱が他の主体の余剰配分に影響を与えないといった観点から,いくつかの余剰配分方法に統一的な特徴付けを与えた.これによりそれらの類似点と差異を明確にし,異なる余剰配分方法の間の選択基準を与えた.インターネット上のように参加が自由で参加者の特定が容易でない環境における,複数の意思決定主体による協調行動の成果としての経済的余剰の配分問題を,主に提携型ゲーム理論を用いて理論的に考察した.このような問題の現実社会における具体例としては,近年隆盛を極めているインターネットオークションなどが挙げられる.ネットワーク上では,参加者の参入・退出が自由であり,また自身の能力の一部を隠し,部分的に参加することも可能である.さらに,一参加者が複数のIDを用いてあたかも複数参加者のように,あるいは複数参加者が共通IDを用いてあたかも一参加者のように振舞うことも可能である.参加者のこういった戦略的行動は,従来の提携型ゲーム理論で研究されてきた,配分ルールの望ましさの基準である効率性や対称性,公平性などに重大な影響を与える.そこで,そういった環境における配分ルールの適切な望ましさの基準を,従来の基準を適宜修正する形で定式化し,それらいくつかの基準を同時に満たす望ましい配分ルールの存在を考察した.その際に,従来の提携型ゲーム理論の拡張である,提携構造付きの提携型ゲームを援用することで,前述のIDを通じた参加者の戦略的行動を提携構造の変化として扱う.これにより,IDを通じた参加者の戦略的行動を,他の基準と同様に公理として並列的に扱っている.現段階での成果としては,様々な望ましい基準を同時に満たすルールの存在の困難さを得ている.現実問題への応用を念頭に置くと,今後は配分ルールの存在を保証する,望ましい基準の組み合わせの明示や,その配分ルールの実現する体系的な制度の設計が目標となる.主に提携型ゲーム理論を用いて,インターネット上のような主体の参加が自由かつ参加者の識別が容易でない環境における,余剰配分問題を理論的に考察した.近年のインターネットオークションの市場規模の拡大にみられるように,このような環境における余剰配分問題の重要性は高まっている.こういった環境に特有の問題として,オークションでの商品の販売者が,異なるIDを用いて購入希望者のふりをして入札し商品の値段を釣り上げるような行為が挙げられ,こういった行為の取り締まりは困難である.本研究では,まず,一主体が複数のIDを取得し,自身が所有する余剰を生み出すリソースを複数IDに振り分けることで,合計してより望ましい余剰配分を得る,また,複数主体が一つのIDを共同利用し,リソースを集約することで合計してより望ましい配分を得る,といった種の行為が行為者にとって有益でない余剰配分の方法を考察した.このような余剰配分方法に基づいた取引制度を構築することで,先に挙げたような不正行為を取り締まる必要なく,結果としてそれを防ぐことができる.しかしながら,「余剰を余らせることなく分ける」等の他にも望ましいとされるいくつかの基準を同時に満たし,かつ前述のIDによる操作を防ぐ配分方法の考案は通常の余剰配分問題では困難であることが示された.次に,主体の参加が自由である面に注目し,「どういった性質をもつ主体の参加・離脱が他主体の配分に影響を与えないか」という観点から,いくつかの著名な余剰配分方法を統一的に特徴付けた.この結果から,それらの余剰配分方法にかんして今まで知られていなかった,それらの類似性と差異が明確になった.
紫外線による細胞致死の主因となるDNA損傷は(6ー4)photoproductか

色素性乾皮症患者由来細胞(XPーA),XPーAからの復帰突然変異細胞(XPーrevertant)および正常細胞の紫外線線量ー生存率曲線を描いた結果、XPーrevertantはCleaverらによって示されたように、正常細胞に匹敵する紫外線抵抗性を獲得していることが確認された。紫外線抵抗性とDNA損傷の修復との関係を調べるために、10J/m^2の紫外線を照射した3種の細胞におけるシクロブタン型ダイマ-と(6ー4)photoproductの修復動態を新しく樹立に成功したモノクロ-ナル抗体(TDMー2と64Mー2)を用いた酵素標識免疫法(ELISA)で検討した。(6ー4)photoproductの修復では、XPーAが照射後24時間でも20%しか修復できないのに対し、正常細胞では3時間以内に90%を越す修復がみられた。また、XPーrevertantは正常細胞にきわめて近い修復を示した。一方、シクロブタン型ダイマ-の修復においては、XPーA,XPーrevertantおよび正常細胞は照射後24時間後にそれぞれ20%,40%および60%の修復を示した。これらの結果は、XPーrevertantは(6ー4)photoproductの修復は正常であるが、シクロブタン型ダイマ-に修復欠陥を示すという点でCleaverらの結果と一致した。しかしながら、シクロブタン型ダイマ-の修復欠陥はあくまで部分欠陥であり、完全欠陥であるとするCleaverらのものとは異なる結果となった。そこで2J/m^2といった低線量の紫外線を用いることにより高い修復率が期待できる条件下で、再度シクロブタン型ダイマ-の修復実験を試みた。その結果、新しい実験条件下でもXPーrevertantはXPーAと正常細胞の中間の修復能を示し、部分的修復欠陥であることが再度確認された。また、この修復結果は紫外線照射後に複製された全DNA量で補正されても変化が見られなかった。この結果より、紫外線による細胞死の原因損傷は、(6ー4)photpproductに加えてシクロブタン型ダイマ-の可能性も除去できないことが明白となった。1.新しく樹立に成功した6種のモノクロ-ナル抗体の性格付けを詳細に検討した結果、TDMー2およびTDMー3はシクロブタン型ピリミジンダイマ-を認識し、64Mー2,64Mー3,64Mー4および64Mー5は(6ー4)photoproductを認識していることが明白となった。TDMー2は0.5J/m^2で、64Mー2,64Mー3および64Mー5は5J/m^2といった低線量で誘発される損傷の定量が可能となり、この検出感度は従来の我々の抗体に比べ数倍改良されたと同時に、世界で最高水準のものとなった。本実験の過程で得られる多くのハイブリド-マを保存するために、細胞凍結保存容器を購入・使用した。現在、抗体の認識する損傷の塩基配列特異性を検討すめため、金沢大学薬学部放射薬品化学教室と共同研究で、4種類の塩基配列をもつオリゴヌクレオチド中に生成した損傷をHPLCを用いて定量している。2.XP revertant,XPーAおよび正常細胞の紫外線線量ー生存率曲線を描いた結果、XP revertant細胞はCleaverらによって示されたように、正常細胞に匹敵する紫外線抵抗性を獲得していることが確認された。

3.予備実験の段階の結果であるが、テネシ-大学のRinaldyから送られてきた、XPーA細胞の紫外線高感受性を回復させる修復遺伝子をトランスフェクトしたXPーA細胞の損傷修復能を新しい抗体で測定した結果、シクロブタン型ピリミジンダイマ-は照射後24時間まで全く修復されないのに対し、(6ー4)photoproductは一部が修復されていることがわかった。この結果は、田中らによってクロ-ニングされたマウスの修復遺伝子をトランスフェクトしたKPーA細胞の結果と、また、XP revertant細胞の結果と、よく似ており興味深い。細胞致死にはシクロブタン型ダイマ-は関係しないのだろうか、更なる研究が必要である。色素性乾皮症患者由来細胞(XPーA),XPーAからの復帰突然変異細胞(XP revertant)および正常細胞の紫外線線量ー生存率曲線を描いた結果、XP revertantはCleaverらによって示されたように、正常細胞に匹敵する紫外線抵抗性を獲得していることが確認された。紫外線抵抗性とDNA損傷の修復との関係を調べるために、10J/m^2の紫外線を照射した3種の細胞におけるシクロブタン型ダイマ-と(6ー4)型ダイマ-の修復動態をモノクロ-ナル抗体(TDMー2と64Mー2)を用いた酵素標識免疫法(ELISA)で検討した。(6ー4)型ダイマ-の修復では、XPーAが照射後24時間でも20%しか修復できないのに対し、正常細胞では3時間以内に90%を越す修復がみられた。また、XP revertantは正常細胞にきわめて近い修復を示した。一方、シクロブタン型ダイマ-の修復においては、XPーA,XP revertantおよび正常細胞は照射後24時間後にそれぞれ20%,40%および60%の修復を示した。これらの結果は、XP revertantは(6ー4)型ダイマ-の修復は正常であるが、シクロブタン型ダイマ-に修復欠陥を示すという点でCleaverらの結果と一致した。しかしながら、シクロブタン型ダイマ-の修復欠陥はあくまで部分欠陥であり、完全欠損であるとするCleaverらのものとは異なる結果となった。そこで照射線量を2J/m^2に下げることにより高い修復率が期待できる条件下で再度シクロブタン型ダイマ-の修復実験を試みた。その結果、新しい実験条件下でもXP revertantはXPーAと正常細胞の中間の修復能を示し、部分的修復欠陥であることが再度確認された。また、この修復結果は紫外線照射後に複製された全DNA量で補正されても変化が見られなかった。この結果より、紫外線による細胞死の原因損傷は、(6ー4)型ダイマ-に加えてシクロブタン型ダイマ-の可能性も除去できないことが明白となった。
固体燃料とガス燃料混焼時の相互作用メカニズムの解明とモデル構築

CO2排出量の大幅な削減を目的として,石炭火力発電所へのCO2を排出しない燃料ガスの導入が検討されており,大型燃焼試験炉や実機ボイラを用いた試験等が近年実施されている.しかしながら,その導入に伴う排気ガス中有害物質濃度の変化等に対するメカニズムは全く解明されていない.本研究では,独自に開発した実験装置を用いて固体燃料粒子とガス燃料を混焼した際の相互作用メカニズムを解明し,実際の発電所等の大規模燃焼場を対象とした数値解析用の混焼モデルを構築する.本研究で構築するモデルを使用した高精度数値解析技術により,CO2を排出しない燃料ガスの効率的な導入が期待される.CO2排出量の大幅な削減を目的として,石炭火力発電所へのCO2を排出しない燃料ガスの導入が検討されており,大型燃焼試験炉や実機ボイラを用いた試験等が近年実施されている.しかしながら,その導入に伴う排気ガス中有害物質濃度の変化等に対するメカニズムは全く解明されていない.本研究では,独自に開発した実験装置を用いて固体燃料粒子とガス燃料を混焼した際の相互作用メカニズムを解明し,実際の発電所等の大規模燃焼場を対象とした数値解析用の混焼モデルを構築する.本研究で構築するモデルを使用した高精度数値解析技術により,CO2を排出しない燃料ガスの効率的な導入が期待される.
拡張型心筋症の新規根治療法に対するバイオマーカー確立

拡張型心筋症患者さんへの新規根治療法として免疫吸着療法が期待されているが、その治療を効率的に行うための血液検査について研究した。先進医療Bで治療をうけた患者さんの血液を用いて、心臓に対する自己抗体を複数の方法で測定した。心臓の働きを直接抑制するような心臓に対する自己抗体(心抑制性抗心筋自己抗体)を治療前後に測定することで、最適な治療を行うことができることが分かった。さらにELISAという簡便な測定法でも、複数の自己抗原に対して同時に組み合わせることで、この心抑制性抗心筋自己抗体の測定結果を推定しうることも明らかになった。研究初年度には主に基礎研究を実施した。臨床的に広く活用可能な非バイオアッセイによるバイオマーカーの確立を目的として、複数の自己抗原に対してELISAによる測定を同時測定した。自己抗原種は、ミオシン、β1アドレナリン受容体、M2ムスカリン受容体、細胞膜Na-K-ATPase、ならびに心筋トロポニンIを予定したが、自己抗体IgG3サブタイプを含めた測定は初年度にはβ1アドレナリン受容体抗体のみ完了した。臨床サンプルは2016年3月末までの先進医療B被験者のべ25名中、初期17例であった。IgG全サブクラスのELISA測定結果5種の吸光度測定値を対数化としたものの総和を計算した。全部17例で同スコアが高いものと低いものの2群にわけて、バイオアッセイによって測定した心抑制性抗心筋自己抗体の有無を比較した。心不全アフェレシス治療を行う前の先進医療B開始時のサンプルにおいては、ELISAスコア高値群の方がスコア低値群よりも、心抑制性抗心筋自己抗体価が上昇する傾向が認められたが、全17例で心抑制性抗心筋自己抗体は陽性であった。特に同抗体価が10以上と高力価の症例は17例中3例で、これらはいづれもELISAスコア高値群であったが、自己抗原種には一定の傾向は認めなかった。また心抑制性抗心筋自己抗体は採血後すみやかに実施したため、全症例において測定日はことなり、全症例を同時にバイオアッセイする必要性も新たに想定されたため、次年度に改めて一括測定する予定である。同時に血液サンプル保存による自己抗体測定に対する安定性ならびにデータ再現性も検証する。現時点ではデータ非公開ではあるが、アフェレシスにともなって血中カルニチン濃度の動態がことなる症例が約6割存在し、同症例では未報告の自己抗体が存在する可能性が示唆されたため、ドットプロット法にて同自己抗原の同定を進行している。すでに心筋に対する自己抗体の測定については研究者施設で確立しており、測定対象となる臨床検体も文書同意の上で集積しつつあるため平成28年度には臨床研究が完結した。すなわち本邦多施設共同治験(DCMレスキュー研究)の直後、平成24年12月から平成28年9月にかけて先進医療Bとして、この企業治験を補完する結果が得られた。これは拡張型心筋症(DCM)の新規根治治療となりうる血漿交換法(免疫吸着療法)の臨床研究であり、企業治験ではバイオマーカー測定が不成功であったため現在でも薬事承認はうけていない。この先進医療Bに参加された被験者のべ25名の血清を用いた基礎研究が本助成研究である。治療バイオマーカーとしての「心抑制性抗心筋自己抗体」の意義が再確認され、以下の総括となった。『当該療法の対象となる慢性心不全(心筋自己抗体を有るもの)の実施回数は、一連につき月5回を限度とするが、最短3か月ごとに(心筋自己抗体が消失するまで)同回数を繰りかえして算定する。』平成28年度には、全被験者の治療前の自己抗体のうち「心抑制性抗心筋自己抗体」を鶏有精卵を用いたバイオアッセイで測定した。上記のように長期間にわたる血清保存にかかわらず測定値に再現性を認めた。さらに治療経過によって本自己抗体がどのような変化をするか、研究最終年度に完結する予定である。またELISA法による測定では、ミオシン抗体、抗β1アドレナリン受容体抗体、抗M2ムスカリン受容体抗体、抗心筋トロポニンI抗体を、IgG全サブクラスについて網羅的に測定した。IgGサブクラス3のELISA測定は初期17例における抗β1アドレナリン受容体抗体にとどまったが、こちらも研究最終年度に完結する予定である。前年度に存在が示唆された新規自己抗原はカルニチントランスポーターOCTN2であることが判明し、バイオマーカーとならないか解析を予定している。臨床研究は当初予定(平成29年3末)より早期に完了した。しかしながら、平成28年10月より研究者の勤務地が変更となったため、基礎実験の継続には、新たな準備(設備投資)が必要となり実験が遅延している。最終年度には基礎研究を完遂した。血液サンプルは2017年9月末まで実施された先進医療Bの全被験者25名分を使用した。複数の自己抗原種に対してELISAによる同時測定を行った。抗ヒト免疫グロブリンG抗体のサブクラスは、全サブクラスならびにサブクラス3特異的の2種とした。自己抗原5種は、ミオシン、β1アドレナリン受容体、M2ムスカリン受容体、細胞膜Na-K-ATPase、ならびに心筋トロポニンIとした。そのうえで抗原5種のELISA結果(吸光度)を対数化としたものの総和を計算した。スコアの算出方法は、本邦多施設治験と同一とした。算出スコアを中央値で2群比較することで、先進医療Bの治療成績を解析した。

本邦治験結果と同様に、高スコア群では低スコア群と比較して、心エコー図検査で測定した左室駆出率が有意に増加した。自己抗原5種それぞれの解析では、全サブクラスでもサブクラス3特異的でも、有意な変化は観察されなかった。また上記全サンプルを対象とし、鶏有精卵を用いたバイオアッセイによって心抑制性抗心筋自己抗体を、あらためて一括測定した。その陽性定義は抗体価5以上であったが、抗体価10以上の症例ではいずれも、心臓核医学検査で測定した左室駆出率が有意に増加を示した。上記いずれの自己抗体測定結果も昨年度までの測定値と有意差は認められず、あらためて血液サンプル保存による自己抗体測定に対する安定性ならびにデータ再現性が検証された。最後に新規自己抗原カルニチントランスポーターOCTN2に対する追加解析から、免疫吸着療法とカルニチン補充の2手法により難治性心疾患が完治する可能性が示唆された。拡張型心筋症患者さんへの新規根治療法として免疫吸着療法が期待されているが、その治療を効率的に行うための血液検査について研究した。先進医療Bで治療をうけた患者さんの血液を用いて、心臓に対する自己抗体を複数の方法で測定した。心臓の働きを直接抑制するような心臓に対する自己抗体(心抑制性抗心筋自己抗体)を治療前後に測定することで、最適な治療を行うことができることが分かった。さらにELISAという簡便な測定法でも、複数の自己抗原に対して同時に組み合わせることで、この心抑制性抗心筋自己抗体の測定結果を推定しうることも明らかになった。順調に経過している基礎研究にくわえて、先進医療Bとして被験者登録が2016年3月末に満了となった臨床研究についても解析をおこなっていく基礎実験(ELISAならびにバイオアッセイ)の継続のためには、現勤務地での立ち上げ(測定機器の調達)が必要となる。平成29年3月末までに入手を試みたが実現できておらず、遅くとも平成29年夏までには完了して、実験に着手したい。循環器内科(1)外国へ発注した試薬において、注文後供給であったため、発注商品量が年度内に日本国に到着しなかったため。(2)データ信頼度を高めるため、臨床検体を同時測定する必要が次年度に生じたため。平成28年10月1日より研究者の所属が、北里大学北里研究所病院から、東京歯科大学市川総合病院へ変更となった。研究環境変動ならびに異動時手続(補助金移管は平成29年1月24日)のため、移動内定の平成28年8月より研究スピードが緩徐となったため。一方で平成28年上半期は、前年度購入した実験試薬残余のため、新規の物品費は不要であった。平成29年2月より新職場で新規入手が必要な設備は、ELISA吸光計と鶏有精卵心臓Mモード観察に必要な心エコー機器であったが、平成29年3月末までに施設内で調整入手することはできなかった。(1)入手された試薬にて実施できる実験は着手できたが次年度にも実験継続の予定。(2)個別に採血後に測定を行っているものの、集積検体を一括して再検査する試薬費用は次年度にまわした。平成29年度が最終研究年度となる。さいわい臨床研究は終了し、そこで入手された患者血液を用いた基礎研究のみが未施行となっている。行うべき実験は、重要なバイオマーカーとなる「心抑制性抗心筋自己抗体」をバイオアッセイで想定すること。
インド民主主義の源流―独立前後におけるアンベードカルの思想とデューイ―

本研究ではアンベードカルの思想形成におけるJ.デューイーの影響を検討する。コロンビア大学に留学し、民主主義、教育、社会についてのデューイーの思想から大きな影響を受けたアンベードカルは、アソシエーションとそれにもとづく社会生活(associated life)というデューイーの概念を使って、カースト制度による「反社会的」(anti-social)な行為の蔓延は決してインド社会の基底から生まれるものではなく、歴史的に形成されたものにすぎないとし、そこから民主主義の課題を設定した。教育や政治における後進カーストおよびダリットの積極的な参加は、いまやインド民主主義の主要な特徴の一つとなっている。2014年度末に、長崎暢子・堀本武功・近藤則夫編『現代インド3深化するデモクラシー』(東京大学出版会、長崎は「近代政治思想の形成と展開」などを執筆)と、「差別解消の方法とヴィジョンーガーンディーとアンベードカル」(田辺明生・杉原薫・脇村孝平編『現代インド1多様性社会の挑戦』東大出版会)を刊行し、本研究の視点を定めることができた。その後は、研究計画で指摘した、アンベードカル研究の「相対的な遅れ」を意識し、アンベードカル研究のサーベイと、アンベードカルの著作そのものの読み込みに多くの時間を割いた。具体的には、著作集(Writings and Speeches)と、いわゆるAmbedkar PDF(ウェブでアクセス可能)を利用して、democracy, educationおよびDeweyに関する言及箇所を、検索ツールを利用しつつ特定した。アンベードカルの思想形成にとってDeweyの民主主義論がきわめて重要な位置を占めていること、しかしそれをインドの歴史と宗教の理解に援用する過程で、多くの独創的なアイデアを出していることを知り、その主要なものを2016年1月の専修大学における報告で発表した。本年度は、東京にたびたび出張し、アジア経済研究所や政策研究大学院大学の図書館において、アンベードカルと、その後、現在にいたる、ダリットの運動の歴史についての概観を得るように努めた。そして、2016年3月にロンドンに出張し、主としてロンドン大学図書館において、アンベードカルの著作(原著版および死後の版の序言)およびアンベードカルを論じた二次文献(多くの分野にまたがっており、今回は主なものの閲覧にとどまった)を検討するとともに、アンベードカルとデューイの関係についての論考もある程度集めた。専修大学における発表では、隣接分野の研究者(篠田隆、舟橋健太、鈴木真弥など)の参加を得て、アンベードカルがデューイのassociated life概念をどのように理解していたのか、アメリカの奴隷制やイギリスの階級社会を、インドのカースト制度との対比でどのように見ていたのか、などについて、有益な討論をすることができた。アンベードカルは、カースト社会の階層間関係がデューイの言うassociated livingという基本的な社会関係を否定するものになっているとし、さらにこのデューイの発想をインド古代史の解釈にも適用した。その意味で、デューイの影響は、アンベードカルのカースト社会論、民主主義論の背骨のような存在であることが浮かび上がってきた。田辺明生氏やSugata Bose氏など、他の研究協力者とも舟橋科研の研究会、INDASの研究会などで意見を交換した。また、ロンドン大学での調査から、アンベードカルとデューイの関係について言及した論考が最近急速に増加していることに強い印象を受けた。それらは、必ずしも本研究と視角を同じくするものではなく、思想史、哲学、教育学、文化論などの分野にまたがった、相互に関係のないものがほとんどであるが、今後、インドの内外でアンベードカル研究が進むこと、なかでもデューイとの関係は一つの焦点となるであろうことを確信した。なお、『世界歴史大系南アジア史4』(山川出版社、近刊)の編集に当たり、自ら執筆する「第4章独立インドへの道」を準備する過程で、本研究に間接に関係する近年の日本語の研究を読む機会があった。この作業はまだ続いているが、インド現代史全体にとっての本研究の意義を考えるのに大いに役立った。さらに、より一般的にも、本研究の内容(とくにアンベードカルの民主主義論)が、インド近現代史にとって重要な意味を持っていたという思いを強くした。本年度は、次項で述べる研究内容上の進展に加えて、多くの国際会議や研究会に参加し、関連研究者と交流した。そのなかで、本研究についても意見を交換し、示唆を得た。6月7日には、政策研究大学院大学において、Ayesha Jalal教授(Tufts University)とSugata Bose教授(Harvard University)を中心とするワークショップを開催した。両報告とも、南アジアの歴史・文化を踏まえて、それがイスラム世界(中東)や東アジア(日本、中国、東南アジア)にどのような影響を及ぼしてきたかを、Muslim universalism, Asian universalismといった視点から論じ、翻って現在のインド、パキスタンなどの諸国がおかれている径路依存性とその潜在的なポテンシャルを探るという姿勢で貫かれていた。私自身の理解もこのような視角を共有しており、本研究をそこに位置づけるための重要な視点をいくつか得ることができた。このほか、7月31日にはインドにおける日本人抑留についての報告へのコメント(「第二次大戦とインド独立ー加藤久子報告に寄せてー」を行うなど、RINDAS(龍谷大学)の研究会に積極的に参加するとともに、INDAS国際シンポ(京都大学)、RINDAS国際ワークショップなどにおいても、ダリット研究、仏教研究、南アジア史研究に携わる内外の研究者と意見を交換した。

本研究に直接関わる領域では、篠田隆、田辺明生、舟橋健太、志賀美和子などとの交流が有益であった。さらに、2月にはケンブリッジ大学を訪問し、アジア・アフリカ史のセミナーに出席するとともに、数名の歴史家や人類学者と意見を交換した。本年度は、2016年1月の専修大学における報告を踏まえ、引き続き、近年のアンベードカルの比較思想史的研究(Ananya Vajpeyi 2102, Aishwary Kumar 2015など)を消化しつつ、アンベードカルの著作を読み込むことに時間を割いた。著作集(Writings and Speeches)とAmbedkar PDFから、検索ツールを利用してdemocracyおよびeducationへの言及箇所を、昨年度よりも範囲を広げて検討するとともに、それをアンベードカルの著作や思想形成、運動と対応させようと試みた。昨年度の検討で、Deweyの民主主義論がアンベードカルの思想にとってきわめて重要な位置を占めていることが明らかになったが、本年度の主要な成果は、それが、かれが独立後のインドのイメージを作る際にも重要な役割を果たしたのではないかという仮説を構築し、この観点から資料を検討したことである。来年度もこの作業を継続する予定であるが、ある程度の材料を得ることができた。また、『世界歴史大系南アジア史4』(山川出版社、近刊)の編集を本年度でほぼ完了したが、「第4章独立インドへの道」と「序章近現代南アジア史の課題」を自ら執筆する過程で、アンベードカルの民主主義論がインド近現代史全体にとって持つ意義を多面的に考察する機会を得た。この作業も、今後、本研究の成果にも生かしたいと考えている。なお、本年度も、東京にたびたび出張し、アジア経済研究所や政策研究大学院大学の図書館において調査を進めるとともに、2016年3月にイギリスに出張し、主としてロンドン大学図書館において、アンベードカルを論じた二次文献をできるだけ広く検討しようと試みた。申請書に記した三つの目的について述べると、1「文献のサーベイ」では、ロンドン大学、アジア経済研究所、政策研究大学院大学の図書館において、アンベードカル研究、デューイ研究、アンベードカルとデューイの思想的な関係についての研究の三つの分野で、それぞれ一定の知見を得た。2「史資料収集」では、検索ツールを用いながら、アンベードカルの著作集(Writings and Speeches)とAmbedkar PDFの関連個所を丹念にたどった。3「成果の発信」では、大きな枠組(インド民主主義の源流)については、長崎編『世界歴史大系南アジア史4』(山川出版社、近刊)で概要を述べた。本研究の具体的な内容は、2016年に専修大学で報告したあと作業を進めたが、関連文献が膨大で、アプローチも多岐にわたるため、期間内での刊行にはいたらなかった。2018年度中に見通しをつけたい。
革新的不斉触媒の最適化と新たな展開

糖骨格を基盤とした不斉配位子を用いた研究では、ケトイミンの触媒的不斉Strecker型反応の開発に成功した。触媒的不斉Strecker型反応の工業化を視野に入れた検討を行い、アキラルなプロトン源の添加により触媒効率と反応速度を100倍高めることに成功した。シアン源として安価で工業化に適したHCNを用いる系の開発にも成功した。これにより、世界最高の触媒系の開発に成功した。さらに不斉配位子の柔軟なチューニングを可能にする配位子の改良合成法の開発にも成功した。また、同一触媒によるアジリジンの不斉開環反応を開発し、抗インフルエンザ薬タミフルの合成への展開に成功した。Lewis酸-Bronsted塩基型多点制御不斉触媒に関する研究においては、Et_2Zn/linked-BINOL錯体によるヒドロキシケトンのMannich反応において、antiアミノアルコール(99%ee, anti/syn>98/2)とsynアミノアルコール(99%ee, syn/anti=95/5)を完全に作りわける方法論の開発に成功した。詳細なメカニズム解析を基盤とした触媒量の低減化にも成功し、触媒量を0.01mol%にまで低減化できた。これは触媒的不斉Mannich反応において群を抜いて世界最高の触媒効率である。なお同じEt_2Zn/linked-BINOL錯体によるアルドール反応(0.1mol%)、マイケル反応(0.01mol%)の場合にも触媒的不斉炭素-炭素結合生成反応における世界最高クラスの触媒効率を達成している。さらに、希土類-アミド不斉触媒による触媒的不斉アミノ化を開発し、糖尿病合併症薬ラニレスタットの工業的応用を可能とする新規合成ルートの確立にも成功した。平成15年度の研究においては以下の研究成果をあげることができた。1、Lewis酸-Lewis塩基型不斉触媒に関する研究においては糖骨格を基盤とした配位子中へのフッ素導入により選択性と反応性の劇的な向上を達成した。キラル4級アミノ酸構築につながるケトイミンの触媒的不斉Strecker型反応の開発に成功した(最高98%ee)。新たなLewis酸-Lewis塩基型不斉触媒の骨格探索に関しても検討を行い、ケトエステルを基質とした不斉4置換炭素の構築にも成功した。2、Lewis酸-Bronsted塩基型不斉触媒に関する研究においては、Et_2Zn/linked-BINOL錯体の詳細な構造解析とメカニズムの解析を行った。また、マンニッヒ型反応の開発に成功した。触媒量は0.25mol%であり、従来法と比較して10倍以上の触媒効率にて完壁な選択性(99%ee, dr>98/2)を達成した。また、配位子のリンカー部位への窒素元素の導入により希土類錯体を用いたケトエステルの触媒的不斉Michael反応を大きく改良した。ニトリル類を直接使用した触媒印不斉アルドール反応の開発に向けては銅アルコキシド(I)-ホスフィン錯体により反応が円滑に進行することを見い出した。環状アミジンがニトリル類のアルドール反応に対して有効であるとの知見も得た。キラル環状アミジンの新規効率的合成法の開発にも成功した。3、希土類触媒による不斉エポキシ化反応においてはワンポット触媒的不斉エポキシ化、ペプチドカップリング、続く位置選択的還元的エポキシド開環反応の開発に成功した。さらにセリンプロテアーゼ阻害剤エルギノシン類の効率的な全合成を達成した。多段階反応の開発においては、新規Sm-H_8-BINOL錯体による連続的Wittig-触媒的不斉エポキシ化反応の開発に成功した。ケトイミンの触媒的不斉Strecker型反応に関してはアキラルなプロトン源の添加により触媒活性では10倍以上、さらに選択性においても大幅な向上を達成した。

また、TMSCNのコスト面を解決するために安価なHCNをシアノ化剤とした反応を検討し、TMSCNを触媒量使用するだけで良好な結果を得ることに成功した。反応メカニズムの詳細な解明に向けて触媒構造の解明を検討している。Et_2Zn/linked-BINOL錯体によるヒドロキシケトンのMannich反応においては、syn選択的なアミノアルコール合成法を確立した。また、触媒量に関しても従来の他グループの類似反応と比較して500倍以上の触媒効率を達成した。触媒的不斉エポキシ化反応においてはキロスケールでの合成にも適した反応とするべく容量生産性の向上を目指した結果、3Mという高濃度において触媒量を0.02mol%にまで低減化しても1.5時間で反応が完結し99% eeにてエポキシドを得る方法を開発した。ワンポット触媒的不斉エポキシ化-各種求核剤によるエポキシド開環に関して検討し、ワンポットでantiアミノアルコールの合成に成功している。この医薬合成への応用として免疫抑制作用を持つサイトキサゾンの合成も達成した。エステルやアミド、ニトリルをドナーとしたアルドール反応に関しては本年度にあらたにニトリル類を求核剤とするカチオン性Ru錯体と環状アミジン、Na塩という触媒系を開発した。また、昨年度に引き続き銅アルコキシドーホスフィン系に関しても検討を行い、不斉化において良好な結果を得つつある。また、アルドール反応においてはワンポット触媒的不斉アルドールティシュチェンコ反応の開発にも成功した。Lewis酸-Lewis塩基型不斉触媒に関する研究においては新しく、シアノ基の触媒的不斉共役付加反応の開発、ケトイミンへの触媒的不斉アリル化、新規ビニル化反応の開発に成功した。また希土類触媒の構造解明に向けた検討も行い、希土類複核錯体の構造解明に成功した。また、重要な医薬リードであるラクタシスチンの触媒的不斉合成を達成した。ニトリルを求核剤とするアルドール反応では銅-ホスフィン配位子系において新規キラルホスフィン配位子を検討することで不斉化に成功した。N-アシルピロールを活用することで、エステル類を求核剤とした触媒的不斉マンニッヒ反応の開発に成功した。抗アルツハイマー作用を有するガルスベリンの合成を目標とした、多置換ジエノフィルを基質とする触媒的不斉Diels-Alder反応を開発し、高度に官能基化された光学活性シクロヘキサノン誘導体の短工程構築に成功した。また、ガルスベリンの世界初の全合成に成功した。ワンポット触媒的不斉エポキシ化と続くエポキシド開環反応において、アジド以外の求核剤としてシアニド、チオールへの展開に成功した。不飽和エステルの触媒的エポキシ化に適した触媒と配位子の開発を行い、新規イットリウム-ビフェニルジオール系を見い出した。配位子の2面角の微調整が成功の鍵となった。Lewis酸Bronsted塩基型多点認識不斉触媒として新たにインジウム-アミン塩基系の開発に成功した。本触媒により極めて実用性の高い、アルデヒドの触媒的不斉アルキニル化に成功した。Lewis酸-Lewis塩基型の不斉配位子のさらなるチューニングに向けてLewis塩基部位の配置を緻密に設計した配位子を新たに合成した。
肥満細胞からのヒスタミン遊離に対する麻酔薬の効果の検討-膜融合系を用いた解析-

麻酔薬投与時にみられるアレルギー反応は、肥満細胞からのヒスタミン分泌によって惹起されると考えられている。ヒスタミン分泌機構そのものについては、IgEなどの刺激による情報伝達機構が知られており、最終的にヒスタミンを含む顆粒膜と細胞膜の膜融合が起こると予想されている。本研究では、肥満細胞からのヒスタミン遊離を膜融合としてとらえ、膜融合に対する麻酔薬などの効果について検討した。顆粒をラット腹腔より採取し、遠心分画法により顆粒膜を調製し、細胞膜の反転膜小胞を培養マウス癌化肥満細胞(P-815)の低張溶液処理等により調製した。顆粒膜を蛍光プローブ(octadecyl rhodamine B chloride(R18))で過剰に標識し、蛍光解消させた。これらと標識していない細胞膜の反転膜小胞を混合し、Ca^<2+>添加により蛍光を回復させた。蛍光分光光度計を用いて蛍光強度を時間依存性に測定し、膜融合の速度と程度を算出した。Ca^<2+>濃度依存性に両膜の融合が見られ、in vitroでの膜融合測定系を確立した。2.膜融合に対する麻酔薬などの効果この膜融合測定系にアレルギー反応に関与することが知られている(麻酔薬のチオペンタール、筋弛緩薬のd-ツボクラーリン、心臓麻酔に不可欠の抗凝固薬のヘパリン拮抗薬としてプロタミン)を添加し、膜融合の速度と程度を測定した。チオペンタールとd-ツボクラーリンは膜融合の速度に影響を与えず、プロタミンは膜融合を抑制した。この測定系では、ヒスタミン遊離の最終段階である顆粒膜と細胞膜の膜融合過程のみをとらえおり、上記薬剤はいずれもこの過程を促進しなかった。今後は、これらの薬剤により誘起されるアレルギー反応がヒスタミン分泌に至る情報伝達のどの過程に寄与するかについて検討する予定である。
視覚野における経験依存的な機能構築形成機構

視覚野の神経回路特性を調べるために、ラット視覚野の切片標本を用い、ケージドグルタミン酸とレーザー光を用いた局所刺激法と2細胞からの同時ホールセル記録法を組み合わせて実験を行った。これまでに我々は、視覚野を対象とした研究において、2/3層内および4層からの興奮性結合は特定のニューロン群を選択的に結合することにより微小神経回路を形成していることを見出した。本年度は、抑制性細胞もこの微小神経回路に組み込まれているかを解析した。視覚野2/3層の錐体細胞と抑制性細胞からペア記録を行った。錐体細胞とfast-spikingタイプの抑制性細胞(FS細胞)から記録した場合、47%のペアではFS細胞から錐体細胞への抑制性結合がみられた。錐体細胞からFS細胞への興奮性結合は19%のペアで観察されたが、そのほとんどがFS細胞からも入力を受けていた。上述の局所刺激法によって両細胞への興奮性入力を解析した結果、双方向性結合ペアでは、別の2/3層錐体細胞および4層からの興奮性入力を高い割合で共有していた。一方、2/3層錐体細胞と、スパイク発火にadaptationがみられる抑制性細胞(AD細胞)のペアでは、神経結合を形成している確率は低かった。また、2/3層錐体細胞とAD細胞への共通の興奮性入力は、すべてのペアで稀であった。つまり、FS細胞にみられた神経結合選択性のルールはAD細胞には当てはまらないと考えられる。従って、1)2/3層内および4層から2/3層への興奮性結合は、近傍の錐体細胞やFS細胞からなる特定のニューロン群を選択的に結合して非常にファインスケールのサブネットワークを形成し、おそらく特異性の高い情報処理計算を実行していること、2)AD細胞由来の抑制性入力は複数のサブネットワークにまたがっており、非特異的あるいは統合的な調節をしていること、が示唆された。
マスト細胞を標的とした次世代型プロバイオティクス開発に向けた基礎研究

昨年度までに、腸内共生菌の代謝産物である短鎖脂肪酸、特に吉草酸と酪酸がマスト細胞の機能を抑制すること、またその抑制にはエイコサノイドが関与することを明らかにしてきた。そこで、最終年度は、吉草酸により合成・分泌が誘導され、マスト細胞の機能を制御し得るエイコサノイドの同定を目指した。COX-1および-2の選択的阻害剤を用いた解析により、COX-1が吉草酸によるマスト細胞の機能抑制に寄与することが示された。また、アラキドン酸を基質としてCOXにより合成される脂質メディエーターの1つであるプロスタグランジンE2(PGE2)にマスト細胞の脱顆粒抑制作用を見出したことから、PGE2の受容体であるEP3のノックダウンによる効果を解析した。その結果、EP3をノックダウンしたマスト細胞では、吉草酸と酪酸による脱顆粒抑制効果が部分的に打ち消された。また、吉草酸、酪酸のマスト細胞の機能抑制に対する新たな作用点として、IgE受容体(FcεRI)の発現抑制があることを発見した。さらに、2年目に吉草酸でのみ実施した、全身性アナフィラキシーによる評価系で酪酸の効果を解析したところ、吉草酸よりもアナフィラキシー抑制効果が観察された。吉草酸と酪酸のマスト細胞への効果の相違点の1つとして、酪酸はIgE-FcεRI依存的脱顆粒に加えて、カルシウムイオノフォアによる脱顆粒も抑制することから、カルシウム流入以降の経路も抑制することが考えられた。以上のことから、3年間でマスト細胞の機能を制御する短鎖脂肪酸を見出し、その作用経路と作用メカニズムの一部を明らかにすることができた。短鎖脂肪酸は腸内共生菌が食物繊維などを資化する際の副産物として産生されることから、今回見出したアレルギー抑制に関わる短鎖脂肪酸を産生する腸内共生細菌を同定し、効率的に増加させるプロバイオティクスやプロバイオティクスの開発が今後の課題である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1年目の28年度は、「マスト細胞と腸内共生菌/代謝産物の相互作用を明らかにする」という課題に取り組んだ。食物アレルギーなどI型アレルギー炎症誘導の責任細胞であるマスト細胞に焦点を当て、腸内共生菌が食物繊維などを代謝して産生する短鎖脂肪酸による機能制御機構の解明を目指した。6種類(酢酸、酪酸、イソ酪酸、プロピオン酸、吉草酸、イソ吉草酸)の短鎖脂肪酸について、マウス骨髄由来培養マスト細胞(BMMC)の脱顆粒応答に及ぼす効果を解析したところ、脱顆粒抑制効果を示す短鎖脂肪酸を見出した。その中で、特に強い脱顆粒抑制作用が認められた酪酸と吉草酸に着目し、その作用メカニズムの解析を行った。酪酸と吉草酸は、IL-13産生も抑制することも判明した。短鎖脂肪酸のトランスポーターや受容体の阻害剤を用いた解析から、酪酸、吉草酸ともにGタンパク質共役型受容体(GPR)、特に吉草酸はGPR109aを介してマスト細胞の活性化を抑制することが示された。最後に、受動的全身性アナフィラキシーにより吉草酸がマスト細胞に及ぼす効果をin vivoで評価したところ、吉草酸投与群ではアナフィラキシーによる体温低下が緩和された。以上のことから、短鎖脂肪酸は、マスト細胞に直接作用しアレルギー炎症を抑制することが示された。6種類の短鎖脂肪酸を用いてマスト細胞のアレルギー応答への効果を解析したところ、これまで短鎖脂肪酸の中で着目されてきた酢酸、酪酸、プロピオン酸に加えて吉草酸にマスト細胞の脱顆粒抑制効果があることを見出した。また、その作用経路として吉草酸の受容体を同定することができた。in vitroの解析に加えて次年度以降に予定していたin vivoでの解析にも着手することができたため、おおむね順調に進展していると考えている。2年目の29年度は、昨年度6種類(酢酸、酪酸、イソ酪酸、プロピオン酸、吉草酸、イソ吉草酸)の中からマスト細胞の活性化を抑制する短鎖脂肪酸として見出した吉草酸に焦点を当て、その作用機序の解明を目指した。吉草酸の作用経路としてGタンパク質受容体であるGPR109Aを介してマスト細胞に作用していることを昨年度明らかにした。GPR109Aはナイアシン(ビタミンB3)の受容体として同定された分子であり、免疫細胞においてナイアシンは、GPR109Aを介してエイコサノイドや抑制性のサイトカイン産生を促進し、抗炎症作用を示すことが報告されている。そこで、まず、1ナイアシンが吉草酸と同様にマスト細胞の活性化を抑制するか、また、2吉草酸のGPR109Aを介したマスト細胞の機能抑制にはエイコサノイド産生を介した間接的な作用があるかの検討をした。1吉草酸よりは効果は弱かったものの、ナイアシン添加によりマスト細胞の活性化が抑制された。また、ナイアシンの経口投与により全身性アナフィラキシーによる体温低下が緩和される傾向が見られた。2吉草酸およびナイアシンによるマスト細胞の活性化抑制にエイコサノイド産生が関与しているかをプロスタグランジンの合成に必要なシクロオキシゲナーゼ(COX)阻害剤であるアスピリンまたはインドメタシンを用いて検証した。COX阻害剤処理により、吉草酸およびナイアシンによる抑制効果が打ち消された。さらに、全身性アナフィラキシーの系にCOX阻害剤を投与することにより吉草酸およびナイアシン投与によりみられた体温低下の抑制が解消した。