hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次元モデル・セミパラメトリックモデルの情報幾何学とベイズ推測に関する研究

変換群を考察することにより,よく知られたジェフリーズ事前分布に基づく予測よりも良い,変換群に対し不変な予測が構成できること,モデル多様体の微分幾何学的性質を調べることによりさらに良いよそくが構成できることを示した.正規分布の平均に対してコーシー分布を仮定する事前分布がある意味で自然であることを示した.ネイマン・スコットモデルは多くのパラメータをもつモデルの典型であり,この結果は他の多くの場合に見通しをあたえるものとなっている.2007年1月にインドで開催された国際会議で関連する研究成果を発表した.昨年度にひきつづき,階層ベイズモデル,ウェーブレットを利用したモデル,ネイマンスコット型のモデルなど,多くのパラメータ含むモデルについて,モデルの大域的な幾何学的性質をもとにした性能のよいベイズ予測・ベイズ推測を実用化する研究を行った.これにより,従来よりも性能のよい予測手法が得られた.さらに,無限次元のパラメータをもつモデルであるセミパラメトリックモデルに基づく統計的推測・予測の問題について研究を行った.セミパラメトリックモデルに対する経験尤度に基づく手法について情報幾何学的視点からの定式化を与えそれに基づいて手法の性質を調べた.これは,セミパラメトリック・ノンパラメトリックモデルに基づく手法を理論・応用する際の基礎となるものである。また,統計学上重要な問題である多重性を考慮に入れた予測手法について研究を行った.特に,生物学等で重要になる,多量のデータを扱うときに実用的に多重性の問題に対処できる統計手法,とくに,性能のよいベイズ予測,ベイズ推測を構成する理論の基礎的な方向性を与える結果を得た.オーバーン大学(アメリカアラバマ州)で2007年度7月に開催された国際会議において,ベイズ予測・ベイズ推測の理論を,臨床試験における逐次実験計画へ応用した研究成果の発表を行った.
計算機ホログラムを用いた原子リソグラフィーの描画自由度拡張に関する研究

新たなナノ加工技術になると期待される原子リソグラフィー技術において、計算機ホログラムと近接場で発生させた光マスクで原子の微細構造物を作製する基盤技術を開発した。具体的には、原子源となる極低温原子の発生効率を100倍程度高める技術の開発に成功するとともに、光マスク生成用に紫色半導体レーザーをベースした光源を開発した。さらに原子描画性能に大きな影響を及ぼす光マスクの安定性について、2時間にわたり周波数にして0.4MHz以下の変動以内で高安定に発生する技術を開発した。高信頼性、高操作性の原子操作用紫外波長域レーザー光源として,外部共振器型半導体レーザーの設計を実施した。制御対象となるYb原子の遷移波長にマッチした発振波長を持つNichia製紫色半導体レーザーを購入し,回折格子で波長選択的に光フィードバックを行う方法により,スペクトル幅を狭窄化すると同時に発振波長チューナビリティを向上させる構造を採用した。発振波長の粗調は光軸に対する回折格子の設置角度で行い,Yb原子遷移波長への微調整は回折格子に接着した圧電素子に出夏を印加して共振器長を制御することを通じて実現する。外部共振器型半導体レーザーの発振周波数を長期に安定化するフィードバック機構を検討し,PI制御に基づくフィードバック用電子回路を製作した。レーザー駆動用電源,レーザーチップ温度安定化装置,紫外波長域用コリメーティングレンズなど,外部共振器型半導体レーザーを組み上げるうえで必要な物品はほぼ用意できたので,来年度以降製作に取り組み,基本的な性能評価を実施する予定である。また,原子ビーム発生系も整備した。特に温度の均一性が優れた原子オーブン(Kセル)を新たに導入し,従来よりも高効率かつ再現性良くYb原子線を発生させることができるようになった。これらは,今後本研究課題を着実に進展させるための基礎となる技術であり,その意味で本年度の研究は順調な成果を挙げたと言うことができる。高信頼性・高操作性の原子操作用紫外波長域レーザー光源として、外部共振器型半導体レーザーの開発を実施した。制御対象となるYb原子の遷移波長にマッチした発振波長を持つNichia製紫色半導体レーザーを用いて、回折格子で波長選択的に光フィードバックを行う方法により、スペクトル幅を狭窄化すると同時に発振波長チューナビリティを向上させる構造で光源装置を組むこととした。発振波長の粗調は光軸に対する回折格子の設置角度で行い、Yb原子遷移波長への微調整は回折格子に接着した圧電素子に電圧を印加して共振器長を制御することを通じて実現させた。これと並行して、当該光源のスペクトル性能を評価するためのファブリーペロー干渉計(自由スペクトル領域:250MHz、フィネス:103)も製作した。我々の開発した光源の性能を発振波長及びスペクトル線幅の観点から評価したところ、波長398.774399.738nm、スペクトル線幅8MHz以下での動作を確認できた。Yb原子の共鳴波長は398.912nmであるので、この値は上記の波長範囲に含まれている。またYb原子のスペクトル線幅(28MHz)に比べて、光源のスペクトル幅は十分に狭くすることもできた。これらより、本研究目的に叶う光源の開発に成功したと言うことができる。しかし、現状では上記性能を維持して動作可能な時間が制限されているので、電気的フィードバック機能を付与するなど、長期の安定した運転に向けて来年度以降改善を試みる予定である。さらに今年度は、近接場による原子の高効率な制御を可能にするため、磁気光学トラップをベースにした原子の冷却・捕獲技術の開発に取り組み、その性能評価を詳細に検討したところ、従来よりも10倍程度効率の高い冷却原子の発生を確認した。計算機ホログラムで光マスクを発生させるためのレーザー光源を安定化するため、近赤外半導体レーザー(LD)のスペクトル制御に関する研究を行なった。具体的には、ルビジウム(Rb)原子を対象とした飽和分光法を駆使し、その交差共鳴信号を参照信号としてLDの発振周波数を安定化させることを試みた。まず最初に光学配置の調整、ポンプ光強度の最適化を行い、スペクトル線幅10MHzのRb原子交差共鳴信号を観測することができた。この信号を用いれば1MHz/hour以下の安定度でLDの発振周波数を安定化させることができると見積もられたので、続いてサイド・オブ・フリンジ法と自作のPI制御回路を組み合わせてフィードバック信号を発生させ、それをLDの注入電流へ帰還させる実験を行った。実験では回路の信号増幅率、積分時定数の条件を試行錯誤で変えながら、LDの発振周波数安定度を測定し、もっとも安定化できる条件を探索した。その結果、最終的に0.4MHz/hourという周波数安定度を達成した。LDから出力されている光の強度揺らぎもこの安定度の値に含まれていることを考慮すると、実際の周波数安定度はそれ以上であると推測される。現状でもレーザー光源の周波数安定度は原子の自然幅の1/10以下に相当する値であり、今回開発したレーザー光源は安定化用光源として十分満足のいく性能を発揮している。
農業水利施設のストックマネジメントのための予防保全対策に関する研究

農業水利施設の既設躯体を利用した機能回復工法に要求される機能・性能を常に意識して研究を進め,(1)"常に水(水分)が存在する"特有の環境条件で生じる凍害の診断手法,(2)"水密性を損なうひび割れの開閉挙動の解明による補修材料に要求される伸び性能,(3)"ひび割れが構造物の鉄筋腐食に及ぼす影響,(4)"流水に起因する力学的摩耗に対する耐性評価法,(5)"更正管や水路トンネル補強工法の破壊解析による評価,(6)"表面被覆や目地補修に関する新工法の開発,などの多くの研究成果を得た。1.コンクリート製水路の凍害診断方法に関する研究では,超音波法による凍害診断を実施した。その結果,凍害による劣化が目視で確認できる部位の相対超音波伝播速度は凍害による劣化が顕著でない部位の値よりも明らかに小さくなり,相対超伝播速度は凍害診断の性能指標に十分に成り得ることが明らかになった。2.コンクリート構造物の構造性能および耐久性能に影響を及ぼすひび割れについては、ダムコンクリート供試体の自己収縮ひずみ試験を実施した結果,フルサイズの粗骨材を用いたコンクリートでも自己収縮ひずみが発生することが確認され,コンクリートダムの温度規制計画では,自己収縮ひずみを考慮した温度応力解析を行わなければならないことが明らかになった。また,覆工背面に空洞が生じたトンネルを対象とし,覆工の応力状態に空洞が与える影響について数値解析を行った結果,空洞によって背面圧の作用しない領域がアーチ上部に生じると,内側を引張とする曲げが覆工側部に発生してひび割れに至ること,全周から荷重が作用する場合に比べて小さい荷重で覆工が破壊することがわかった。3.補修工法の性能評価については,水利施設に特有の現象であるゼロスパン現象と選択的磨耗に対する耐性を検討した。前者では,アスファルトパネルは粘弾性により,ECCは微細ひび割れ分散性により,耐性が発揮されることが数値解析,室内実験により明らかになった.後者では,選択的磨耗試験機を試作し,各種材料の耐性を調べる実験を開始した。4.FRP板によるRC構造物への補強を想定し,複合版に対して実施した載荷実験の結果を数値解析で再現する試みを行った。用いた材料の強度と応力-ひずみ関係に加えて,構造体と補強材の付着強度やせん断応力-相対変位関係などについても実験を行い,解析で考慮しなければ十分な精度が得られないことが判明した。1.供用中の水利コンクリート構造物では,表面に骨材が露出しているために超音波探子を密着することができず,超音波法による診断を適正に行うことができない。そこで,コンクリート表面に接触媒材を塗布する方法を考案し,塗布する媒材の評価および媒材を塗布した下で超音波伝播速度を評価する方法の検討を行った。また,反発度法についても,骨材が露出した水利コンクリート構造物で反発度を評価する方法の検討を行った。2.水利コンクリート構造物に生じる凍害の深さを超音波法で診断する方法として現在が提案されているコア法では,事前作業として鉄筋探査を行う必要があり,多大な時間と労力を必要とする。そこで,コア法に代わる研磨法を考案し,室内実験および凍害を受けている水路における現地試験での適用結果から,本方法の実用性を明らかにした。3.コンクリート水路に発生したひび割れを補修する表面被覆材料に要求される伸び性能を明らかにするため,ひび割れ幅の日変動量調査および年変動量調査を実施した.その結果,長く薄いコンクリート版から構成される農業用水路では,短期的な温度の日変化によってひび割れ幅が大きく変動することが確認され,施設機能評価・診断,補修の際にはその変動を考慮することの必要性が明らかとなった.4.補修構造物の耐荷力評価は,補修工法の選定と設計に不可欠である。耐荷力評価を精度良く行うためには,既設構造物の状況,補修材料の物性,ならびに両者の一体性について適切に考慮しなければならない。補修時期の決定,工法選定から設計に至る手順の確立を図るために,補強材と構造物の一体性に関する試験を行うとともに,それを反映させた数値解析手法を開発し,その精度を載荷試験の結果と比較して検証した。1.フェノールフタレイン(pp)の呈色程度は対象とする試料のpHによって異なり,呈色域においてppは徐々に濃くなっていく。したがって,コンクリートにppを噴霧した場合においても呈色のグラデーションが視認できる可能性が示唆される。また,RGB値を分析した結果,呈色の度合いを支配するのはG(緑)である可能性が示唆されたため,コンクリートにおいても画像から中性化の進行度合いを評価できる可能性がある。2.セメント硬化体からのCa^<2+>の溶出濃度は,浸漬時間の増加に伴い対数的な増加傾向を示す。セメント硬化体は水中養生により密実な水和組織を形成するため,溶出速度は小さくなる傾向がある。W/Cを高くすれば単位体積におけるセメント硬化体中の水和生成物量が減少するため,溶出量が減少する。

3.表面から凍害劣化が進行したコンクリートでは,超音波伝播速度が急激に小さくなる位置が存在し,それより深い位置での超音波伝播速度はほぼ一定になる傾向がある。研磨法では,超音波伝播速度が急激に小さくなるこの位置を特定することが可能である。実際の構造物で研磨法による凍害劣化深さの診断を行う場合,凍害劣化の進展期までの段階であれば評価が可能であるが,加速期,劣化期の段階では評価が不可能である。4.水路の補修工法用モルタルに対して選択的摩耗試験を行った結果,ポリマーセメント比は付着性と曲げ耐性の付与に必要な最小限の量とすること,所要の圧縮強度を満たす範囲内で骨材量を多くすること,施工性が確保できる範囲内で最大骨材粒径を大きくすること,で十分な耐摩耗性が得られることが明らかになった。
思春期・青年期の心身の健康や問題行動に及ぼす家庭内及び家庭外の逆境体験について

小児期に受けた逆境体験が、その後の病気や問題行動、学校不適応の発症因子になっているか調査した。家庭内の逆境体験として、(1)両親間の暴力、(2)親からの身体的暴力、(3)親からの精神的暴力、(4)家族の病気、(5)親から可愛がられた体験、(6)両親の離婚または別居、(7)家庭崩壊で、家庭外の逆境体験として、(1)先生や級友からの身体的暴力、贔屓や無視などの精神的暴力、(2)小、中学校でのいじめられた体験、(3)性的いたずらで評価した。対象は日本の学生1592名とソウルの学生980名。日本の学生では心身症14.8%、アレルギー疾患38.3%、睡眠障害6.5%、うつ気分9.0%の既往があった。問題行動では自傷行為7.5%、自殺企図10.0%、家庭内暴力5.5%、摂食行動異常5.3%にみられ、学校不適応の割合は小学校6.7%、中学校9.5%、高校9.7%であった。逆境体験数が多いほど病気発症、問題行動、学校不適応の割合は高かった。うつ傾向では、精神的暴力をしばしば受けた者は、なかった者に比べ相対危険度は16.8であった。また、自傷行為は8.7、学校不適応は9.6であった。自傷行為では性的いたずらが5.8、学校不適応では学校でいじめられた体験が7.3であった。韓国との比較では、家庭内逆境体験では身体的暴力の頻度はソウルの学生が15.7%で日本の6.2%に比べ高かったが、精神的暴力、両親の離婚割合、家庭が崩壊している割合は日本が13.8%,7.0%,5,0%でソウルの10.2%,4.6%,2.7%に比べ高かった。家庭外逆境体験では、小学校、中学校でのいじめられた体験はソウルの3.4%,4.7%に比べ日本は11.7%,21.8%と高く、先生や級友からの贔屓や無視された割合も日本が3.7%でソウルの1.3%に比べ高かった。以上より、逆境体験が若者の病気発症や問題行動、学校適応に影響していることがわかった。小児期に受けた家庭内及び家庭外での逆境体験が、その後のうつ病や自殺企図、、摂食障害の発症危険因子になっていることはすでに欧米で報告されているが、わが国ではまだない。そこで、家庭内の逆境体験として、(1)両親間の暴力、(2)親からの身体的及暴力、(3)親からの精神的暴力、(4)家族の病気、(5)親から可愛がられた体験、(6)両親の離婚または別居、(7)家庭崩壊の7項目で、家庭外の逆境体験として、(1)先生や級友からの身体的暴力、(2)先生や級友からの贔屓や無視などの精神的暴力、(3)小学校でいじめられた体験、(4)中学校でいじめられた体験、(5)性的いたずらの5項目で評価した。そして、これらの項目と若者のうつ傾向、自傷行為、慢性疲労、学校適応との関連について調査した。また、文化が違う韓国(ソウル)との違いについても調査した。

対象は大学に通学している日本の学生1592名(平均年齢20歳)とソウルの学生980名(平均年齢20歳)で、自己記入式質問紙で答えてもらった。日本の大学生では、うつ傾向と自傷行為、慢性疲労、学校適応の4項目とも家庭内逆境体験では親からの精神的暴力と可愛がられた体験がないことが強い危険因子になっていた。特にうつ傾向では、精神的暴力をしばしば受けたケースでは、なかったケースに比べオッズ比から計算した相対危険度は16.8であった。また、自傷行為は8.7、学校への不適応は9.6、慢性疲労は3.6であった。可愛がられた体験がなかったケースは、あったと答えたケースに比べうつ傾向の相対危険度は5.3、自傷行為は4.2、慢性疲労は3.1、学校不適応は4.0であった。家庭外での逆境体験では、うつ傾向と慢性疲労について最も強い危険因子になっていたのは、先生や級友からの贔屓や無視で相対危険度はそれぞれ4.9、2.6であった。自傷行為では性的いたずらが5.8、学校不適応では学校でいじめられた体験が7.3であった。韓国の学生との比較では、家庭内逆境体験では身体的暴力はソウルの学生が15.7%で日本の6.2%に比べ頻度が高かったが、精神的暴力、両親の離婚割合、家庭が崩壊している割合は日本の学生が13.8%,7.0%,5.0%でソウルの10.2%,4.6%,2.7%に比べ高かった。家庭外逆境体験では、小学校、中学校でのいじめられた体験はソウルの3.4%,4.7%に比べ、日本は11.7%,21.8%と高く、さらに先生や級友からの贔屓や無視された割合も日本が3.7%でソウルの1.3%に比べ高かった。以上の結果より、日本の大学生のうつ傾向や慢性疲労、自傷行為、学校不適応には、幼小児化から受けた家庭内と家庭外での逆境体験が強く関係していることがわかった。また、日本の学生は韓国の学生に比べ、精神的な暴力を受けている割合が高いことがわかった。小児期に受けた家庭内及び家庭外での逆境体験が、その後のうつ病や自殺企図、摂食障害の発症危険因子になっていることはすでに欧米で報告されているが、わが国ではまだない。そこで、家庭内の逆境体験として、(1)両親間の暴力、(2)親からの身体的及暴力、(3)親からの精神的暴力、(4)家族の病気、(5)親から可愛がられた体験、(6)両親の離婚または別居、(7)家庭崩壊の7項目で、家庭外の逆境体験として、(1)先生や級友からの身体的暴力、(2)先生や級友からの贔屓や無視などの精神的暴力、(3)小学校でいじめられた体験、(4)中学校でいじめられた体験、(5)性的いたずらの5項目で評価した。そして、これらの項目と思春期・青年期の病気発症や問題行動、学校適応に及ぼす影響について検討した。対象は大学に通学している日本の学生1592名(平均年齢20歳)で、自己記入式質問紙で答えてもらった。18歳までの病気既往については心身症14.8%、アレルギー疾患38.3%、睡眠障害6.5%、うつ気分9.0%であった。問題行動では、自傷行為7.5%、自殺企図10.0%、家庭内暴力5.5%、摂食行動異常5.3%にみられた。学校での適応が不良である生徒の割合は、小学校6.7%、中学校9.5%、高校9.7%であった。家庭内及び家庭外で経験した逆境体験数が多いほど病気発症、問題行動、学校適応不良の割合は有意に高かった。家庭内逆境体験は、うつ気分、自殺企図、学校不適応、自傷行為の順に高い危険率であった。家庭外逆境体験では、自殺企図と学校不適応に対して高い危険率になった。以上の結果より、家庭内・外の逆境体験が若者の病気発症や問題行動、学校適応に強く影響していることがわかった。若者の健全な心身の発達をはかるには、幼小児期に受けた家庭内・外の逆境体験に注目して対策をとる必要がある。
環境因子の曝露に対する防御応答における細胞外リン脂質代謝の役割

本研究では、リン脂質代謝の初発段階を制御するホスホリパーゼA2(PLA2)分子群の固有の機能に着目し、環境因子の曝露に対する防御反応や組織恒常性の破綻に基づくアレルギーの発症進展に関わる未知の脂質代謝とその意義を解明することを目標に下記の検討を行った。PLA (PLA1またはPLA2)欠損マウスの包括的スクリーニングにより、細胞外酵素であるPLA2G3の欠損マウスにおいて通常飼育環境下で皮膚のバリア機能が損なわれていることを見出した。PLA2G3はマウスおよびヒトの表皮角化細胞の分化に伴い発現誘導され、表皮顆粒層に局在していた。本酵素の欠損マウスは、(1)表皮バリアに重要な役割を担う天然保湿因子が減少し、経表皮水分蒸散が上昇する、(2)タンパク質抗原が表皮を超え真皮の方へと浸透し、アトピー性皮膚炎が増悪する、(3)表皮角化細胞の増殖分化と2型免疫応答の異常を生じる、などの表現型を発症した。この皮膚バリア機能の乱れは表皮選択的にPLA2G3を欠損させた場合においても認められ、表皮角化細胞に発現しているPLA2G3が皮膚バリアに関わることが示唆された。PLA2G3欠損マウスの皮膚を用いた脂質メタボローム解析、表皮角化細胞における脂質代謝酵素・受容体の発現プロファイリング、および代謝酵素・受容体の欠損マウスの皮膚のバリア機能の網羅的スクリーニングを通じて、PLA2G3の下流でアラキドン酸代謝経路が皮膚バリアの調節に関与する可能性が浮上した。ヒト皮膚において、PLA2G3の発現はアトピー性皮膚炎の重症度と逆相関関係にあった。以上の結果より、PLA2G3は皮膚においてアラキドン酸代謝を動かすことにより皮膚のバリア恒常性の維持に重要な役割を担うことが明らかとなった。本脂質経路を応用する戦略はアレルギーの予防治療や皮膚の健康増進に繋がることが期待される。PLA2分子群の欠損マウスを用いた包括的スクリーニングを通じて、皮膚バリアに関わるPLA2分子を同定し、本PLA2欠損を研究の基盤として皮膚バリア機能の調節に関わる未知の脂質代謝を同定することに成功した。本研究は、所属研究室が推進する研究のひとつの柱と言えるまでに発展したことから、今後の研究の進展が期待される。皮膚バリアを制御する脂質経路に関して、次年度は脂質受容体に着目した研究を展開することにより、脂質の動員から受容にかけての脂質フローの全体像を解明する。さらに、研究を皮膚から全身のアレルギー性疾患へと発展させ、当該脂質経路のアレルギーマーチにおける重要性を検証するとともに、皮膚バリア機能の強化によるアトピー予防治療に関する分子基盤を構築することを目標とする。本研究のもうひとつの目的は、環境因子の曝露に対する防御反応のひとつとしてアレルギー担当細胞の一種であるマスト細胞の応答の調節に関わる機能性脂質の実体とその動員経路を同定することである。これまでに、我々は組織微小環境依存的なマスト細胞の量と質の調節にPLA2依存的脂質経路が関与することを報告したが、これとは別の脂質代謝経路が関与することが明らかになってきた。次年度はこちらについても脂質受容体に着目した研究を推進し、マスト細胞と組織微小環境の相互作用の調節に関わる新しい分子機構を解明する。

さらに、研究を皮膚から全身のアレルギー性疾患へと発展させ、当該脂質経路のアレルギーマーチにおける重要性を検証するとともに、皮膚バリア機能の強化によるアトピー予防治療に関する分子基盤を構築することを目標とする。本研究のもうひとつの目的は、環境因子の曝露に対する防御反応のひとつとしてアレルギー担当細胞の一種であるマスト細胞の応答の調節に関わる機能性脂質の実体とその動員経路を同定することである。これまでに、我々は組織微小環境依存的なマスト細胞の量と質の調節にPLA2依存的脂質経路が関与することを報告したが、これとは別の脂質代謝経路が関与することが明らかになってきた。次年度はこちらについても脂質受容体に着目した研究を推進し、マスト細胞と組織微小環境の相互作用の調節に関わる新しい分子機構を解明する。本年度は所属研究室のラボ移転から2年目であり、特に後期に欠損マウスのラインアップの充実を契機に研究環境が向上した。このため、使用予定であった前期使用額を次年度使用額として計上した。2019年1月東京大学大学院医学系研究科分子細胞生物学専攻生化学・分子生物学講座細胞情報学分野講師
腸管の免疫細胞応答における腹腔鏡手術の低侵襲性の評価

平成29年度まではマウスを使って開腹手術・腹腔鏡手術に準じた侵襲を与える実験モデルを作成し、マウスでの実験を行った。平成30年度もそのままマウスの実験を重ねる予定であったが、ヒトの症例で研究を行った方が実臨床に沿っているだろうと判断し、実際にヒトで手術を行った症例の腸管を検体とする方針に切り替えた。つまり、ヒトの腸管においても3型自然リンパ球(ILC3)等の腸管リンパ球が、手術侵襲に対する自然免疫応答に関与していると仮説を立て、ヒト小児腸管における免疫細胞の分布や機能を評価した。結果、名古屋大学附属病院小児外科の手術において切除されたヒト腸管28検体に対して、フローサイトメトリーを行い、腸管リンパ球の分布を調査することができた。また、そのうち8例については、一細胞ごとにラベリングを行った上で網羅的解析を行い、4例についてデータを得ることができた。網羅的解析結果から手術検体に炎症性サイトカインの産生を認めるが、症例ごとの差を確認できるまでには至っていない。自然リンパ球からの炎症性サイトカイン発現に着目し、一部はヒト腸管検体からcDNAを抽出して、炎症性サイトカインに着目したPCRを行った。この結果、胎児期のヒト腸管では免疫細胞に機能不全があり、一部の炎症性サイトカインの発現が低い可能性が示唆された。マウスの腸管リンパ球を扱う事からヒトの検体を使用することに方針を変更した。ヒト腸管28検体に対するフローサイトメトリーと、そのうち8例に対する単細胞網羅的解析を行ったが、有意な結果は得られていない。自然リンパ球からの炎症性サイトカイン発現に着目した、ヒト腸管検体のPCRとフローサイトメトリーでのサイトカイン解析も導入したが、腹腔鏡手術と開腹手術の侵襲の差を裏打ちするような明らかなデータはまだ得られておらず、進捗状況としてはやや遅れていると言える。今後もヒト検体を用いて、フローサイトメトリーでのリンパ球分画の同定やサイトカイン解析、ソーティング単細胞網羅的解析を継続し、データを蓄積する。それとともに、すでに単細胞網羅的解析を行った検体のデータに対して、免疫学的な最新知見を盛り込んで統計学的解析を行い、実際にサイトカイン発現等に関して、腹腔鏡手術と開腹手術間に差を認めるのか、その他異常所見がみられないかを検討していく。また、最終的な結果は論文発表を行い、今後の研究や新治療への展開を図っていく方針である。内視鏡手術の低侵襲性を説明する分子生物学的な機構は解明する。手術後侵襲で上昇する炎症性サイトカインの関与がこれまで報告されてきたが、本研究では、炎症性サイトカイン量を規定する免疫応答、特に迅速な応答を特徴とする自然免疫応答に注目し、手術侵襲における自然免疫応答を検討する。特に、腸管内に数多く存在し、上皮細胞の生存維持、再生、組織修復に関与する3型自然リンパ球(ILC3)のような免疫細胞に着目して解析を行う。実際には、マウスに開腹手術・腹腔鏡手術を模した侵襲を与え、その後の腸管や血液を採取し、免疫応答をフローサイトメトリーや遺伝子検査で評価する。マウスはC57/ BL6J種で、イソフルランで全身麻酔導入し、侵襲操作を(a)腹腔鏡手術群:腹部皮膚を小切開し、ヒト手術用の3mmカメラポートを挿入し、気腹装置で気腹し、その後一旦閉腹する。(b)開腹手術群:腹部を正中切開し、全腸管を引き出したままで待機し、その後閉腹する。(c)対照群:全身麻酔のみで腹部切開をおかず待機する。の異なる3群に分けた。侵襲後に小腸を摘出し、EDTA-2Na、CollagenazeD、Percollを用いて腸管リンパ球をを一細胞レベルに分離し、選択的に摘出する。リンパ球は、固定液と各染色液を用いてフローサイトメトリーし、リンパ球分画を解析するようにした。平成29年度は実際にマウスを使って開腹手術・腹腔鏡手術に準じた侵襲を与える上記実験モデルを確立した。また、今後の展開に向けた環境の整備を行った。マウスの腸管からリンパ球を分離し、フローサイトメトリーでリンパ球分画の同定やソーティングを行うための試薬や装置を整備した。また、気腹装置や二酸化炭素などを手配し、開腹/腹腔鏡に準じた侵襲をかけて行う実験系を確立した。マウスは実際に10匹以上を用いてリンパ球の分離・フローサイトメトリーまで行っており、標的である自然リンパ球の同定も行えている。今後予定しているPCRや次世代シーケンサー解析への展開、結果を踏まえた腸管リンパ球欠損マウスや炎症性サイトカイン欠損マウスによる評価確認も、調整の見通しが立っている。平成30年度はこの状況を基にデータを積み重ねればよい状況となっている。

結果、名古屋大学附属病院小児外科の手術において切除されたヒト腸管28検体に対して、フローサイトメトリーを行い、腸管リンパ球の分布を調査することができた。また、そのうち8例については、一細胞ごとにラベリングを行った上で網羅的解析を行い、4例についてデータを得ることができた。網羅的解析結果から手術検体に炎症性サイトカインの産生を認めるが、症例ごとの差を確認できるまでには至っていない。自然リンパ球からの炎症性サイトカイン発現に着目し、一部はヒト腸管検体からcDNAを抽出して、炎症性サイトカインに着目したPCRを行った。この結果、胎児期のヒト腸管では免疫細胞に機能不全があり、一部の炎症性サイトカインの発現が低い可能性が示唆された。マウスの腸管リンパ球を扱う事からヒトの検体を使用することに方針を変更した。ヒト腸管28検体に対するフローサイトメトリーと、そのうち8例に対する単細胞網羅的解析を行ったが、有意な結果は得られていない。自然リンパ球からの炎症性サイトカイン発現に着目した、ヒト腸管検体のPCRとフローサイトメトリーでのサイトカイン解析も導入したが、腹腔鏡手術と開腹手術の侵襲の差を裏打ちするような明らかなデータはまだ得られておらず、進捗状況としてはやや遅れていると言える。今後はPCRや次世代シーケンサー解析も展開し、マウスにおける自然リンパ球と侵襲の関係について知見を蓄積する。また、今後得られる結果によっては、腸管リンパ球欠損マウスや炎症性サイトカイン欠損マウスを用いて侵襲に対する免疫応答を評価確認する予定であり、その場合の実験施設や技術についても、見通しが立っている。これらの結果は内視鏡手術のみならず全低侵襲性手術に対する生物学的基盤の解明に繋がり、患者QOLの改善に大きく貢献できる。今後もヒト検体を用いて、フローサイトメトリーでのリンパ球分画の同定やサイトカイン解析、ソーティング単細胞網羅的解析を継続し、データを蓄積する。それとともに、すでに単細胞網羅的解析を行った検体のデータに対して、免疫学的な最新知見を盛り込んで統計学的解析を行い、実際にサイトカイン発現等に関して、腹腔鏡手術と開腹手術間に差を認めるのか、その他異常所見がみられないかを検討していく。また、最終的な結果は論文発表を行い、今後の研究や新治療への展開を図っていく方針である。
心筋虚血後再潅流障害に対する細胞膜カルシウム動態とその防御機構

心筋が虚血状態に陥った時、心筋を再潅流すると重症不整脈や心筋障害が出現することが知られている。本研究の目的は(1)再潅流により不整脈の出現や心筋収縮障害が心筋細胞内のカルシウム(Ca^<2+>)代謝とどのような関係にあるのか(2)再潅流直合より発生すると言われているフリ-ラジカルの出現と上記の障害はどのような関係にあるのか(3)活性酸素消去剤や坑不整脈剤の外的投与、更にはサイトカインなどによる消去剤の発現が再潅流不整脈や心筋障害に対して有効に働くのか、以上の3点について研究を行なうため、ラット心臓を摘出し潅流した。冠動脈を一定時間の後に狭窄し、その后解放した。実験中、心電図にて不整脈を左室左により心筋収縮能を評価した。心筋組織中の高エネルギ-燐酸化合物、膜過酸化度、ナトリウム(Na)ーカルウム(K)ATPase活性を測定した。不整脈に対する治寮効果をみるため、種々の坑不整脈剤、活性酸素消去剤等を虚血前もしくは再潅流時に投与し重症不整脈の出現頻度や持続時間を観察した。更に内因性の活性酸素消法剤の誘導をサイトカインで試み、不整脈や心筋障害に及ぼす防衛効果について検討した。その結果、虚血中には心筋Na濃度の上昇を来たすが、Ca^<2+>の増加は緩余であった。しかし再潅流直后よりCa^<2+>の上昇を認めた。虚血中に低Naの潅流液やアミロライドを投与すると再潅流中のCa^<2+>の上昇は抑制されるため再潅流時には膜のNaーH交換系やNa±Ca^<2+>交換系が重要な働きを担っていると考えられた。次に再潅流不整脈に対し活性酸素の消去剤を投与した時、不整脈の発生頻度には差を認めなかったが,持続時間が有意に短縮した。この時、膜過酸化度やNaーK ATPase活性も改善した。同様の結果は腫瘍壊死因子やインタ-ロイキンなどのサイトカインで前処置した場合にも認められ、フリ-ラジカルの発生が再潅流に伴う不整脈な心筋障害の発生因子の一つとして働いていることを示唆された。心筋が虚血状態に陥いった後、心筋を再灌流すると重症不整脈が発生することが知られている。この再灌流に伴って発生する不整脈の成因を明らかにすることが今年度(平成元年度)の研究課題である。ラット心をランゲンドルフ法にて灌流し、左冠動脈を狭窄した後に狭窄を解除し再灌流した。その結果、狭窄時間が10分間の時が再灌流性不整脈の出現頻度が大であった。再灌流不整脈の出現は再灌流3分以内が90%であり、3分以降に発生する頻度は少なかった。

この再灌流不整脈の発生に種々の細胞内イオンがどのように関与しているか検討するために灌流中の各時点で心筋中のナトリウムイオン(Na^+)、カルシウムイオン(Ca^<2+>)を炎光法および原子吸光法により測定した。その結果、虚血中にはNaが上昇するがCa^<2+>は虚血前と変化を認めなかった。しかし、再灌流により心筋内のNa^+は虚血時と差はなかったが、Ca^<2+>が再灌流に従い急激に上昇することを認めた。又、実験の各時点において心筋を液体窒素下に固定し、心筋細胞膜の過酸化度および膜Na^+,K^+-ATPase活性を測定した。虚血中には膜過酸化は非虚血に比し進行していなかったが、重症不整脈の出現した再灌流心の膜過酸化はより増大を示した。Na,K ATPase活性は膜過酸化と同様に再灌流心において低下を示した。このように、心筋虚血後に起きる再灌流不整脈の発生には、Ca^<2+>が直接もしくは間接的に関与していると推測された。更に、膜過酸化障害も認められたことから、再灌流直後に発生する活性酸素もこの不整脈の出現に何んらか絡んでいると思われた。特に、活性酸素の消去剤が不整脈の発生に対して抑制することからも、不整脈の発生に対して活性酸素が深く関わっているものと考えられる。再潅流不整脈の発生には再潅流直後より増加するカルシウム(Ca^<2+>)が重要であることは平成元年度に報告した。平成2年度では、再潅流中に発生する活性酵素と再潅流不整脈の関係について検討した。既に、心筋の虚血の後に再潅流を行なうと活性酸素が心筋細胞、血管内皮細胞好中球より大量に発生することが知られている。今回、種々の活性酸素消去剤を再潅流の直前より投与し、不整脈の発生を予防出来るか、又再潅流に伴う心筋収障害が改善するか検討した。実験はラット摘出潅流心モデルを用いて行なった。左冠動脈を30分間完全狭窄した後、直に狭窄を解除し20分間観察した。実験中は心拍数を固定し、心電図左室圧およびdp/dtを連続記録した。活性酸素の消去剤として、ス-パ-オキシドジスムタ-ゼ(SOD)剤、アロプリノ-ル(APN)を、抗不整脈剤としてリドカイン、プロプラノロ-ルを用いた。再潅流中に検出される心室頻拍(VT)、心室細動(VF)の発生頻度はSODやAPNの再潅流中の投与では非投与に比較し差を認めなかった。しかし、上記の心室性不整脈の持続時間は活性酸素消去剤の投与で有意に短縮効果を認めた。一方、再潅流20分後の心筋収縮能にはSOD剤の投与、非投与において差を認めなかった。同様に心筋組織中の高エネルギ-燐酸化合物にも有意差はなかった。しかし、SOD剤の投与により心筋組織中のNa,K ATPase活性や膜脂質過酸化の程度は非投与に比べ改善した。以上より、平成2年度において行なった結果より、再潅流中にみられる不整脈に対し、活性酸素消去剤は不整脈の持続時間を軽減した。一方、これらの投与では心筋収縮能の改善は認めなかった。以上の事実より、活性酸素は再潅流に出現するが、不整脈の発生には活性酸素の他に他の因子も考慮されるべきだと思われた。再潅流心筋障害には再潅流直后から増加するカルシウムが重要であることを平成元年度に報告した。平成2年度では、再潅流中に外的にフリ-ラジカル消去剤を投与すると不整脈の出現頻度は変化なかったが、不整脈の持続時間の知縮効果を認めた。一方,心筋障害に対してこれらの投与の改善効果は認めなかった。平成3年度では、内因性のフリ-ラジカル消去剤の発現が心筋障害を防御できるか→否かを研究した。最近、腫瘍壊死因子(TNF)やインタ-ロイキン(IL)ー1αが癌細胞などでマンガンタイプのラジカルスカベンジャ-(MnーSOD)を発現することが報告されている。このため,ラットに上記のサイトカインを24時間前に投与するとMnーSODの蛋白量の増加を認めた。この時の心臓を摘出し再潅流モデルに応用すると、心筋収縮能は非投与に比し改善傾向を認めた。
泌尿器科領域における上皮成長因子(EGF)に関する研究

RIA法を用いて精漿中および尿中EGF濃度を測定し、性ホルモンとの関連を中心に検討した。1精漿中EGF濃度男子不妊症症例を対象とし、血中テストステロン、LH、FSH、プロラクチン、T_3、T_4、TSHを測定し、精漿中EGF濃度との関連について検討した。乏精子症症例および精子無力症症例に対しては、フルオキシメステロン(n=12)またはHCG-HMG(n=6)を投与し、投与前後での精漿中EGF濃度について検討した。精漿中EGF濃度は,42.9±28.3ng/ml(n=133,mean±SD)であった。精漿中EGF濃度は,精液所見正常群と乏精子症群の間に有意差なく,血中ホルモン値との間にも有意な相関はなかった。フルオキシメステロン投与や同剤投与による血中テストステロンの抑制も,精漿中EGF濃度に影響を及ぼさなかった。またhCG-hMG投与も,精漿中EGF濃度に影響を与えなかった。これらのことより,血中テストステロンと精漿中EGFの関連性は低いものと考えられた。2尿中EGF濃度前立腺癌症例8例を対象に、抗男性ホルモン療法前後での、血清テストステロン値の変化と尿中EGF濃度の関連について検討した。治療前の尿中EGF濃度は、22.4±19.5ng/mg cre、治療後4週目および8週目の値はそれぞれ27.7±22.9、25.1±24.0ng/mg creで抗男性ホルモン療法によるテストステロン低下に伴って尿中EGF濃度の上昇傾向がみられたが、有意差は認められなかった。
ポルフィリン・ヘミポルフィラジンへの感応性元素導入による電子状態の解明

「ポルフィリン・ヘミポルフィラジンへの感応性元素導入による電子状態の解明」という研究タイトルで2年間科研費を頂いた。ポルフィリン類の中央に遷移金属元素を導入した化合物は数多く知られてきていたが、典型元素である15族元素を導入するという考えは殆どなく未開拓の分野で、典型元素のあるものは極端に電気陰性度が高い(あるいは低い)、高原子価をとる等、錯体の中央に導入できればその性質に大きな影響を与えることが予想できる。研究計画を提出した頃米国学会雑誌に5価のリン原子をアザポルフィリンであるフタロシアニン(Pc)の中央に挿入した化合物について報告した。主吸収の位置が1000nmを超えるそれまでにない記録を持つポルフィリン類を報告した。それは置換基の元素、位置、数などもすべて理論的に考慮して達成されたものであった。そこでPcよりベンゼン環が4つ少ないテトラアザポルフィリン(TAP)に同様に5価のリンを導入して電子状態を調べた。電荷移動吸収体が強化され移動することにより可視部全体に吸収をもつこと、電子供与性の置換基の導入でさらに吸収が長波長移動すること、蛍光強度が嵩高い置換基で増加することなどを見出した。またある種のTAPはリンの導入後の後処理により、芳香族化合物としては異例の安定性を有する19パイ系であることを示した。Pcからメソ位の窒素を一つ除いたリン5価挿入コロラジン類では高い蛍光量子収率と吸収位置の条件から、癌の光化学治療への応用に繋がるデータを得て発表した。新学術領域研究の目的であるグループ間の共同研究も活発に行い、筑波、愛媛、新潟、大阪府大などのグループと共著の論文をレベルの高い国際誌に出すことができた。まだ共同研究は続いており、これからも幾つか共著の論文を提出の予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。新学術領域研究であるため、個人のグループの研究と、領域グループ間の共同研究に分けられる。個人のグループの結果としては5価りん挿入テトラアザポルフィリン(TAP)が、りんの強い電子吸引性のため最低空軌道の順位が下がり、電子を一つ取り込み、1年以上空気存在下においても安定なラジカルとして存在する事を示した。これはアメリカ化学会誌に掲載された。またりんTAPで環周辺部に電子供与性置換基を導入して、電荷移動吸収帯を出現させ、吸収スペクトルを大きく変える事に成功した。またフタロシアニン(Pc)にスカンジウムを挿入し、シクロペンタジエニル分子を上からかぶせ、フェロセン型分子を合成する事に成功した。またPcにジルコニウムを挿入し、KC8で還元し、段階的にモノ、ジ、トリ、テトラアニオンを形成させ性質を調べる事に成功した。特にトリ、テトラアニオンの特性化はPc類で不安定なため、極めて珍しい化学種である。マグネシウムTAPの環周辺に嵩高い置換基を導入し吸収と蛍光波長の長波長化に成功した。このスペクトルは産業界においてカラーフィルターとして使える可能性を秘めていた。領域グループ間の研究としては筑波大学の小島先生とのグループと芳香環が縮合した低対称ポルフィリンを合成し、芳香属性と分光学的性質が大きく変わる事を報告した。またこれにより、中心金属のルイス酸性も変化する事を示した。一方新潟大の俣野先生との間ではチオフェンで架橋したジアザポルフィリンの2量体を合成し、2量化する事により、分光学的および電気化学的性質が大きく変わる事を示した。特に分光学的性質では、2量化により単量体では観測されない吸収帯が近赤外領域に現れた。大阪府立大の池田先生とはトリチアヘリセンの分光学的性質について共著論文を出した。上記研究実績の概要に述べた様に、個人のグループとしても、また領域間グループの共同研究としても十分なデータが出ている。特に芳香環金属錯体を用いた安定有機ラジカルの発見は画期的で、今後多くの方面で応用が図られると思われる。芳香族錯体の3電子、あるいは4電子還元体の特性化も特筆できる。この様に多電子還元された化合物は不安定で純度の高く測定に耐える種を調製することは困難であるが、KC8というまだあまり知られていない強力な還元剤を用いる事により安定種が得られる事を示せた事は、錯体化学にとって朗報である。KC8を使って不安定多電子還元種を安定に調製し、特性化できる事が知れ渡れば、多くの物理化学者、特に分光学者が興味を持つであろう。スカンジウムを使ったサンドイッチ型有機金属錯体の合成は業界初であり、カラーフィルターに応用可能なスペクトルを示す化合物も廉価な原料から短工程で収率よく調製できる事を示せた事は工業化への可能性を感じる。企業の人々が興味を示している。現在も個人の研究も順調に進み、グループ間の共同研究の依頼も来ている事から、当初思った通りの成果が上がっていると判断できると思う。

研究計画を提出した頃米国学会雑誌に5価のリン原子をアザポルフィリンであるフタロシアニン(Pc)の中央に挿入した化合物について報告した。主吸収の位置が1000nmを超えるそれまでにない記録を持つポルフィリン類を報告した。それは置換基の元素、位置、数などもすべて理論的に考慮して達成されたものであった。そこでPcよりベンゼン環が4つ少ないテトラアザポルフィリン(TAP)に同様に5価のリンを導入して電子状態を調べた。電荷移動吸収体が強化され移動することにより可視部全体に吸収をもつこと、電子供与性の置換基の導入でさらに吸収が長波長移動すること、蛍光強度が嵩高い置換基で増加することなどを見出した。またある種のTAPはリンの導入後の後処理により、芳香族化合物としては異例の安定性を有する19パイ系であることを示した。Pcからメソ位の窒素を一つ除いたリン5価挿入コロラジン類では高い蛍光量子収率と吸収位置の条件から、癌の光化学治療への応用に繋がるデータを得て発表した。新学術領域研究の目的であるグループ間の共同研究も活発に行い、筑波、愛媛、新潟、大阪府大などのグループと共著の論文をレベルの高い国際誌に出すことができた。まだ共同研究は続いており、これからも幾つか共著の論文を提出の予定である。高原子価である5価のりんを挿入したPc, TAPの研究を発展させ続ける。これらの化合物ではりんの電子吸引性のために軌道のエネルギーが変わり、そのエネルギー順位によっては太陽電池への応用が考えられる。また通常のポルフィリンとPcの構造中間体であるテトラベンズポルフィリン(TBP)のりん錯体も合成し性質を調べる。Pcの様に最長吸収波長の長波長化が見られるのか、あるいはTAPの様に新たな電子吸収帯が現れるのか、または他の効果が現れるのか興味がもたれる。TBPは環周辺のベンゼン部のみならず、メソ位と言われる位置も修飾可能なため、フェニル基を置換基として用い、合成したTBPの性質のフェニル基位置依存性を調べる。高原子価ポルフィリン、Pc錯体は蛍光を示す事が知られている。これらは吸収波長を700-1000nmに調整できればガンの光化学治療に使える可能性がある。芳香環周辺の置換基の電子供与性の程度を調節すれば、吸収波長をこの領域に移動する事が可能なため、この可能性を探る。今までより電子供与性の弱いアルキル基を用い、その位置と数を変える予定である。また芳香環として低対称なものを調製し始めにその性質を調べ、その後高原子価りんを挿入し、錯体にどのような性質の変化が現れるか検討する。高原子価元素の効果はそれが入る芳香環の対称性の違いにより変わってもおかしくないからである。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ガングリオシド及びその類縁体の系統的大量合成法の開発と構造活性相関

シアロスフィンゴ糖脂質ガングリオシドの系統的大量合成法を確立することを目的とする本年度の実績はつぎの通りである。1.合成上最も重要で困難な点はシアル酸をオリゴ糖鎖の特定の位置でαー配糖体を収率よく合成することである。前年度においてシアル酸のαーメチルチオグリコシドをドナ-とし、DMTST(ジメチルメチルチオスルフォニウムトリフレイト)をプロモ-タ-とし、適切に保護された糖鎖とCH_3CN中ー15°Cで反応すると目的とするαー配糖体を得たが、今回は容易にシアル酸から合成できるシアル酸のα及びβーメチルチオグリコシドもドナ-となることを発見した。さらにプロモ-タ-としてNIS(Nーヨ-ドコハク酸イシド)も有効であることを認めた。2.上記した方法を利用して、複雑なガングリオシドであるシアリルルイスX及びシアリルルイスムの全合成に成功するとともに、そのシアル酸部分の位置異性体の合成も完了することができた。ついで、このルイスXを内皮細胞が炎症のときに出現するELAMーI(糖蛋白質)が特異的に認識するという最近の発見の重要性を考慮し、その認識における分子構造を有機合成化学的に解析する目的で、その糖鎖、セラシドの種類及びシアル酸、フユ-スの結合位置の異なるルイスX類縁体及び糖鎖の合成に成功した。3.ガングリオ系ガングリオシドの系統的合成経路を開発するために、シアリルラクト-ス誘導体を前述した方法で合成し、ガラクト-ス部のCー4位に2ー3ジドガラクト-ス誘導体をCH_3CN溶媒中DMTSTを用いアセトニトリウムイオンのアノメリツク効果を利用Cーβーグリコシドを得た。この導入された糖のCー3位に各種糖鎖、例へばガラクト-ス、シアリルガラクト-スなどを導入すれば、容易にガングリオ系列ガングリオシドが系統的に合成することが可能であろう。
メタボリックシンドロームが惹起する心血管疾患の予防・治療を目指した漢方方剤の創製

メタボリックシンドロームにより惹起される動脈硬化症を予防・治療するために、動脈硬化形成に関与する細胞群の各種機能調節作用を有する生薬を網羅的に探索し、有効性が見出された生薬より新規漢方方剤を創製した。本方剤は、動脈硬化モデルマウスにおいて病変形成を抑制する作用を示し、今後さらに、構成生薬の組合せ、用量等を検討することにより、動脈硬化症の予防・治療に優れた効果を持った漢方方剤を創製できる可能性が示された。本研究の目的は、メタボリックシンドロームが促進する心血管疾患の予防・治療を目指し、1)抗動脈硬化活性を示す化合物を含有する生薬を探索し、2)それら生薬を理論的に組み合わせ、血管疾患に有効な新規漢方方剤を創製することである。そこで今回、有用生薬の探索を、核内レセプターとして動脈硬化の抑制作用が示唆されているRetinoic acid receptor(RAR)とRetinoid X receptor(RXR)のリガンドに焦点を絞って行った。その結果は、95種類の生薬を酵母Two-Hybrid法でスクリーニングしたところ、RARリガンド活性を蒼朮、艾葉、紅花、細辛、陳皮などの生薬抽出物に、RXRリガンド活性を厚朴抽出物に見出した。活性成分の単離同定を試みたところ、蒼朮に含有されるアトラクチロジノール(ATR)が10^<-6>MからRARへの結合活性を示し、マクロファージに対してRARの標的遺伝子であるATP-bindingcassette transporter A1(ABCA1)やapoEなどのmRNA発現を上昇させることを見出した。一方、厚朴に含有されるホーノキオール(HK)が10^<-5>MからRXRへの結合活性を示し、さらに、マクロファージABCA1mRNAの発現を上昇させた。また、HKはLXRあるいはRARアゴニストの共存下ではABCA1mRNAの著しい発現上昇を誘導し、LXR/RXRおよびRAR/RXRヘテロダイマーの転写活性化能を亢進することを見出した。これまでにRARの天然由来のリガンドとしてはall-transレチノイン酸、RXRの天然由来のリガンドとしては9-cisレチノイン酸しか知られておらず、今回の我々の発見は、第2番目の天然由来RARおよびRXRアゴニストを見出したこと、さらに、それらが抗動脈硬化活性を示すことを明らかにしたことである。今後、当初の計画に従い、抗動脈硬化活性のエビデンスに基づいて、いくつかの生薬を組み合わせ、心血管疾患に有効な新たな漢方方剤の創製を目指したい。本年度は抗動脈硬化活性が期待される化合物を含有する生薬を探索する目的で、peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR)に焦点を当て、91種類の生薬よりルシフェラーゼレポーターアッセイ系を利用してリガンド探索を行った。その結果、〓苡仁より水酸化モノ不飽和脂肪酸をPPARパンアゴニストとして単離同定した。そして、モノ不飽和脂肪酸は酸化されることにより、モノ不飽和脂肪酸では観察されないPPARリガンド活性を獲得し、さらにはPPARα,γ,δの3つのアイソタイプにより認識されることを見出した。単離同定した水酸化モノ不飽和脂肪酸は、脂肪細胞、肝臓細胞、骨格筋細胞において、PPARアゴニストとして作用することを確認した。次に、厚朴より単離同定したRXRアゴニストであるホーノキオールの作用を詳細に検討したところ、マクロファージにおいてLXRの標的遺伝子であるABCA1の発現を単独で活性化し、LXRアゴニスト共存下では相乗的に活性化することを見出した。さらに、骨格筋細胞においてPPARδの標的遺伝子であるアンカップリングタンパク質(UCP2)のmRNAの発現を単独で活性化し、PPARδアゴニストの共存下では相乗的に誘導した。また、前骨髄性白血病細胞の分化を、レチノイン酸存在下で著しく促進した。これらの結果より、ホーノキオールはRXR/LXR,RXR/PPARα,γ,δ,RXR/RARを介して、各種の遺伝子の発現を活性化できることが明らかになった。これらの結果に基づき、動脈硬化に有効であると考えられる生薬として、黄連、厚朴、蒼朮、〓苡仁、陳腐、紅花、茵陳蒿、甘草、生姜などを選別した。そして、それらを組み合わせた新規漢方方剤を熱水抽出エキスを作製し、大腿動脈ligationモデルマウスの動脈硬化病変の形成に及ぼす効果を検討した。黄連(2g)、甘草(2.5g)、厚朴(8g)、蒼朮(6g)、大棗(6g)、生姜(2g)、陳皮(4g)、〓苡仁(10g)、紅花(2g)よりなる新規漢方方剤に大腿動脈の(新生内膜+中膜)/血管面積比を減少させる作用が観察された。今後、新規漢方方剤の動物モデルでの効果をさらに詳細に解析し、有用な漢方方剤の創製を目指したい。