hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アディポカインを介した脂肪細胞-脳神経細胞間コミュニケーション仮説の検証と応用

肥満は2型糖尿病などの生活習慣病だけでなく、脳機能低下のリスクを高めることが近年明らかとなってきた。上記のような肥満関連疾患が誘発される作用機序として、脂肪組織由来のアディポカインが鍵となる。脂肪細胞は、NAD合成経路の律速酵素であるNicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT)をアディポカインとして分泌する。分泌されたNAMPTは、視床下部でのNAD合成量を制御することで、ニューロンの活性化と身体活動の活性化を促す。つまり、NAMPTの分泌増加は脳機能低下を含む肥満関連疾患を改善する効果があると考えられる。そこで本年度では、脂肪細胞でのNAMPTの発現・分泌を増加する食品成分を探索し、その発現・分泌メカニズムを明らかにすることを目指した。マウス線維芽細胞株(3T3-L1細胞)を大豆イソフラボンの一種であるゲニステインの存在下で脂肪細胞へと分化させた結果、ゲニステインの濃度依存的にNAMPTの発現量および分泌量を増加した。53番目のLysを疑似アセチル化アミノ酸であるGlnに置換したNAMPTでは、ゲニステインによる細胞外分泌の増加は消失した。また、NAMPTの分泌亢進に関与する標的分子を探索した結果、細胞膜タンパク質であるprohibitin 1(PHB1)を見出した。PHB1をノックダウンした3T3-L1細胞ではゲニステインによるNAMPTの発現の増加は消失した。雄性ICRマウスにゲニステインを2週間経口投与したところ、対照群と比較してゲニステイン投与群で皮下脂肪組織でのNAMPTの発現量が顕著に増加した。上記の投与試験の結果は、ゲニステインが固体レベルでもNAMPTの発現を増加する効果を持つ事を示す重要な知見であり、脂肪細胞からのNAMPTの分泌を介した脳機能改善や肥満関連疾患の予防に繋がると期待できる。ゲニステインによるNAMPTの発現・分泌調節メカニズムを明らかにすることができ、なおかつ個体レベルでもゲニステインがNAMPTの発現量を増加することが証明できたため。1ゲニステイン摂取によって脂肪組織のNAMPTの発現が増加することが判明したが、分泌されたNAMPTが血流を介してどの組織に到達しているのかは未だ不明である。そこで脂肪細胞から分泌されたNAMPTが脳内のどの領域(大脳皮質、海馬、視床下部など)に到達しているのかを脳組織切片で解析する。生体内の内在性NAMPTと区別する為に、タグ融合NAMPTをマウスの脂肪組織内に発現させて、分泌されたタグ融合NAMPTの生体内局在を免疫組織染色法で観察する。2ゲニステインと他の天然由来イソフラボンでNAMPTの発現・分泌能を比較して、ゲニステインよりも高いNAMPT分泌促進能を持つイソフラボンを見出す。見出したイソフラボンについては、個体レベルでの効果をゲニステインと比較して解析する。

2ゲニステインと他の天然由来イソフラボンでNAMPTの発現・分泌能を比較して、ゲニステインよりも高いNAMPT分泌促進能を持つイソフラボンを見出す。見出したイソフラボンについては、個体レベルでの効果をゲニステインと比較して解析する。(次年度使用額が生じた理由)当初計画で見込んたよりも消耗品費および試薬購入費を抑えて、研究を遂行することができたため。また、動物実験では、必要最低限の個体数で成果が出たため、次年度使用額が生じた。(使用計画)次年度使用額は平成31年度請求額と合わせて消耗品費および試薬購入費として使用する予定である。
認知症高齢者の介護準備状態にある家族介護者を対象にした研修モデルの開発と検証

家族介護者が認知症や介護方法に対する知識と技術を習得すること、ストレスを自身でマネジメントするための知識を習得することが不可欠であると考え、認知症高齢者の家族介護者の研修プログラム開発に取り組んだ。ストレスマネジメントスタイルについて質問紙調査を行い、その結果から参加型の研修プログラムを作成実施した。また、家族介護者のストレスマネジメントスタイルは、自分の気持ちを前向きにしようとする情緒的な対処行動が特に低い傾向だった。家族介護者自らが情緒的なサポートを得る場が必要であると考え、家族介護者のための集いの場作りの取り組みも行った。本研究の目的は、認知症高齢者の介護準備状態にある家族介護者(以下、家族介護者)の介護意欲を向上・維持し、認知症高齢者ケアの質の向上につなげるために、家族介護者を対象にした研修モデルを開発し検証することである。本年度は、研修モデル開発の資料とするべく家族介護者における認知症の理解とストレスマネジメント、介護意欲(含介護力)、QOLの実態を把握するため質問紙によるアンケート調査を実施した。調査結果の中で特筆すべきことは、家族介護者のストレスマネジメントスタイルについて、自分の気持ちを前向きにしようとする情緒的な対処行動をとる者の割合が、特に低い傾向にあったことである。介護という現実問題に向き合う日常の中で、家族介護者は、息抜きの時間を持つこと、気分転換が困難であることが伺えた。この結果から、家族介護者自らが、情緒的なサポートを得る場が必要ではないかとの観点から、家族介護者のための集いの場作りの構想をもった。さらに、本年度、関連研究の中で、同じ東洋の文化的背景をもつ中国の研究者と意見交換する機会を得た。これは、本研究を広い視野から検討していくことにもつながった。本年度は、以下の2つの計画を実施した.【計画1:研修プログラムの開発・試行】前年度の調査結果をもとに,研修プログラムを作成し試行した.認知症に関する講演会に参加し,本研修プログラムに参加希望のあった7名を対象に,2010年4月7月に計4回,A大学で実施した.プログラム内容は,認知症の病気の理解と診断,ストレスとストレスマネジメント,認知症者とのコミュニケーション,施設見学である.対話を多く取り入れた参加型の形式で実施した.加えて,同じ東洋の文化的背景を持つ中国の研究者との情報交換の機会を設け,研修プログラム開発に役立てた.【計画2:介護家族者の集いの場作り】前年度の調査結果から介護に伴うストレス緩和につながる家族介護者の集いの場作りの構想ができ実施した.B市C介護老人保健施設の1室を借り,2010年4月から月2-3回平日午後,定期的に開催した.開催から現在まで,取り組みを周知してもらう過程にあると考え,参加者を家族介護者のみに限定せず,入所高齢者やデイケア利用高齢者,施設職員などの参加も促し実施した.そのため,認知症高齢者本人と付き添い職員の参加が圧倒的に多かった.高齢者本人に付き添い参加する家族,職員に勧められ参加する家族,施設の近隣の高齢者など,参加者が徐々に増えつつある.今後,評価のためのインタビュー調査を実施していく予定であるが,家族介護者からは,高齢者本人の参加を見聞きすることが安心につながるとの反応があり,間接的な形でストレス緩和につながっていることが考えられる.本研究の目的は,認知症高齢者の介護準備状態にある家族介護者(以下,家族介護者)の介護意欲を向上・維持し,認知症高齢者ケアの質の向上につなげるために,家族介護者を対象にした研修モデルを開発し検証することである.本年度は,(1)研修プログラムの試行結果をもとに精選したプログラムを実施し評価する,(2)昨年度から開始した家族介護者の集いの場作りの開催を継続し評価することを計画した.(1)研修プログラムの実施評価A地域の高齢者クラブに所属し,介護を始めた,あるいはこれから介護を始める可能性があり,研修参加意思のあった9名に対し,計5回を1コースとし,3回目に演習を配置したプログラムを実施した.演習は認知症高齢者と家族の理解と関わり方について,物とられ妄想により生じたトラブルの事例を演じ,研修参加者に望ましい関わり方を考えてもらう内容とした.1コースの研修前・後のアンケート結果と演習直後のアンケート結果をもとに評価した.1コースの研修に演習を組み込むことにより,参加者が認知症高齢者に周辺症状が見られた際の対処方法について具体的に考えることができたのではないかと考える.介護準備状態にある介護者の介護意欲の向上・維持のためには,介護を始める前あるいは介護の初期から継続した教育が必要である.

特にこの時期は,介護をイメージ化していく時期であり,介護初期,介護に関わる可能性のある対象にとって,身近に考えることができ,わかりやすい演習を取り入れた研修の精選・検討が必要である.(2)家族介護者の集いの場作りの開催開催以降,集いの場を周知してもらう過程にあると考え,家族介護者に限定せず開催してきた.その結果,家族介護者の参加より認知症高齢者本人,地域の高齢者の参加が目立った.家族からは,参加して楽しい,気軽に話ができる場であるなど一定の評価は得ているが,今後開催の方向性について検討が必要である.
レーザーカオス光励起による光化学反応の高効率化

1研究目的:レーザーカオス光を光化学反応への高密度光束として用いることを提案し、この方法による光化学反応過程の高効率化の可能性とこの方法の特徴を明かにするのを目的としている。本年度はまず赤外域及び可視域でカオスレーザーを試作しその諸特性及び特性指数と観測を研究する。2【CO_2】カオスレーザーの試作(赤外領域)赤外域で高出力な【CO_2】レーザーで損失を内部変調し、外力のある2変数非線形系として【CO_2】カオスレーザーの設計試作を行った。概要を以下に示す。(1)レーザー:定在波形Qスイッチ【CO_2】レーザー、(2)共振器:TEMoo単一モード、(2)振器長1m,モード間隔150MHz,反射鏡;Ge板,出力鏡;回析格子、(3)ガス;【CO_2】2Torr,He8Torr,(4)変調法;内部変調、変調器;CdTe結晶,変調周波数;f=50150kHz,変調率m=16%、(4)出力;CW発振時5070W,発振線P(18)P(28),Qスイッチ動作;パルス幅Zp=1μs3.同期励起色素レーザーによるレーザーカオス光の発生(可視領域)多モードレーザー系に内在する不安定性によるカオス光の発生を試みる。即ち、現有のモード同期固体レーザーを改良し、これを励起光とした色素レーザーでカオス光の発生を計画した。予備実験として、モード同期ガラスレーザー(3PS)の第2高調波(0.53μm)のパルス列によりRh-6G色素レーザーを同期励起し、共振長・可飽和色素濃度を変えて自己パルス発生に基いた多重周期パルス列の発生を試み、出力波形・スペクトルの観測を試みている。4.結果・今後の予定:(1)現在【CO_2】カオスレーザーは試作中で電源安定化・変調器の製作中である。(2)色素レーザー系は予備実験中で励起用レーザーの安定化を行っている。(3)特性指数:Lyaponov因子,Fractal次元を時系列から求める方法を検討している。(4)今後、カオス光の発生と特性の観測を行い、次いで光化学反応への適用を試みる予定。概要を以下に示す。
糸球体腎炎の進展機序の基礎的解析

1.平成3年度までの研究から、in vitroにおけるメサンギウム細胞(M細胞)の機能は、細胞周囲の基質成分の存在により、影響されることを明らかにした。そこで、どのような基質成分が重要であるかを調べるため、さまざまな細胞外基質を培養皿にコートして、M細胞の活性を検討した。2.その結果、M細胞の増殖能は、I型コラーゲン(COL1)とIV型コラーゲン(COL4)上で培養したときに最も強く、他の基底膜成分上では、増殖が抑制された。細胞外基質への接着活性は、COL4に対して最も強かったが、COL1に対しても、それよりやや弱い程度であった。さらに、M細胞の細胞外基質(特にCOL1)mRNA発現は、COL1上で倍養したときに最も強かった。その際の電顕的観察によると、M細胞の細胞内骨格がよく発達していることが観察された。3.これらの結果をまとめると、M細胞は、正常のメサンギウム基質としては存在しない、COL1に対して強く接着し、活発な増殖能を獲得、さらにCOL1の産生が活発化することが示された。これらの結果は、腎炎の自律的な進展過程をよく説明しうるものと考える。4.臨床的に良性家族性血尿を示し、腎生検で菲薄基低膜病(TBMD)と診断された家系を用いて、COL4α3鎖(COL4A3)との連鎖解析を試みた。COL4A3を用いた理由は、これらの家系では遺伝形式が常染色体優性であり、COL4A3遺伝子は常染色体である2番染色体上にマップされているからである。しかし、結果として、TBMDとCOL4A3との連鎖については否定的であり、病因は遺伝子である可能性が高かった。また、アルポート症候群患者におけるCOL4A5鎖遺伝子の変異を、Southern blot法で解析し、二人の患者において遺伝子欠失があることを見いだし、うち一例の欠失の大きさが約10kbであることを明らかにした。我々は、主に培養メサンギウム細胞(MC)が産生する細胞外基質である基底膜成分の動態、さらに細胞ー基質間あるいは細胞ー細胞間の相互の作用について研究してきた。プラスチック上で培養したMCが産生するGlycosaminoglycan(GAG)の定量、分析、特にTGFーβがMCのGAG産生を促進することについて、Clin.Exp.Immunol.に発表した。さらに、細胞株HRー9が産生した基底膜様物質上で培養したMCは、プラスチック上と比べて多量のGAGを産生することを明らかにし、また、そのMCに電顕的観察により細胞骨格の変化をみとめ、基質の存在がMCの形態、機能に影響を及ぼすことを、第11国際腎学会で発表した。さらに、病的状態における細胞ー基質間相互作用を検討するため、糖尿病状態に近似した糖化基質上でMCを培養したところ、GAGの産生が亢進することを確認した。現在、このような状態での、MCにおける各種基底膜成分(IV型collagen、lamininなど)のmRNAの発現を、Northern blot法を用いて解析中である。また、糖尿病発症ラット(WBN/KoB)の血清中に、MCの増殖を促進する因子が存在することを、第33回日本糖尿病学会で誌上発表したが、さらに、この因子がMCの基質産生にも作用するか検討中である。病的状態における基質成分の異常は、アルポ-ト症候群や基底膜菲薄症候群におけるIV型collagen遺伝子の解析を足がかりとして、DNAレベルからも検討中であり、第23回米国腎学会で成果を発表した。細胞ー基質間相互作用において重要な役割を演ずると考えられる、MCの基質に対するreceptor(integrin)の発現も、現在、そのcDNAプロ-ブや抗体を準備し、検討を進めている。細胞ー細胞間相互作用については、直接接触により、内皮細胞がMCの増殖に影響を及ぼすことを明らかにし、第23回米国腎学会で発表し、論文を投稿中である。糸球体腎炎は、メサンギウム(M)細胞または基質の増殖と定義されるが、私たちは培養M細胞を用いて、その増殖や基質の産生に影響を及ぼす因子について検討してきた。成田らは、単球培養上清中にM細胞増殖を促進する液性因子があることを見出し、Clin.Exp.Immunol.に発表した。また、佐伯らは、M細胞と内皮細胞の共培養系を用いて、M細胞の増殖は、内皮細胞との接着により影響されることを見出し、Amer.J.Pathol.に発表した。本年度は、さらにこれらの研究を発展させ、種々のサイトカインと細胞外マトリックスの培養M細胞への影響を検索した。まず、サイトカインについては、ILー1、ILー6、TGFーβについて検討し、TGFーβが^<35>Sや^3HーGlucosamineの取り込みの増加、すなわち細胞外マトリックスであるGlycosaminoglycanの産生を促進することを見出した。これらの取り込みは、M細胞を細胞外マトリックス上で培養することで、さらに促進されたことから、M基質の増殖にはTGFーβなどの液性因子のみらず、細胞ーマトリックスの相互作用も影響することが判明した。M細胞の増殖については、細胞数算定、^3Hーthymidine取り込みによる検討から、I型コラ-ゲン上で培養すると、基底膜コラ-ゲンであるIV型コラ-ゲン上で培養するよりも、細胞増殖が促進された。このことは、腎炎症例において、M領域に正常ではみられないI型コラ-

ゲンの発現がみられることと考え合わせると、腎炎における細胞外マトリックスの質的変化がM細胞自身の増殖をもたらす可能性を示唆しており、興味深い。さらに、Northern Blotを用いてmRNAレベルでの検討を行ったころ、I型コラ-ゲン上での培養では、種々の細胞外マトリックスのmRNA発現が上昇していた。これらの成果については現在投稿準備中であり、次年度にはさらに詳細な検討を加えていく予定である。1.平成3年度までの研究から、in vitroにおけるメサンギウム細胞(M細胞)の機能は、細胞周囲の基質成分の存在により、影響されることを明らかにした。そこで、どのような基質成分が重要であるかを調べるため、さまざまな細胞外基質を培養皿にコートして、M細胞の活性を検討した。2.その結果、M細胞の増殖能は、I型コラーゲン(COL1)とIV型コラーゲン(COL4)上で培養したときに最も強く、他の基底膜成分上では、増殖が抑制された。細胞外基質への接着活性は、COL4に対して最も強かったが、COL1に対しても、それよりやや弱い程度であった。さらに、M細胞の細胞外基質(特にCOL1)mRNA発現は、COL1上で倍養したときに最も強かった。その際の電顕的観察によると、M細胞の細胞内骨格がよく発達していることが観察された。3.これらの結果をまとめると、M細胞は、正常のメサンギウム基質としては存在しない、COL1に対して強く接着し、活発な増殖能を獲得、さらにCOL1の産生が活発化することが示された。これらの結果は、腎炎の自律的な進展過程をよく説明しうるものと考える。4.臨床的に良性家族性血尿を示し、腎生検で菲薄基低膜病(TBMD)と診断された家系を用いて、COL4α3鎖(COL4A3)との連鎖解析を試みた。COL4A3を用いた理由は、これらの家系では遺伝形式が常染色体優性であり、COL4A3遺伝子は常染色体である2番染色体上にマップされているからである。しかし、結果として、TBMDとCOL4A3との連鎖については否定的であり、病因は遺伝子である可能性が高かった。また、アルポート症候群患者におけるCOL4A5鎖遺伝子の変異を、Southern blot法で解析し、二人の患者において遺伝子欠失があることを見いだし、うち一例の欠失の大きさが約10kbであることを明らかにした。
LAMP法を用いた遺伝子組換え食品の簡易検査法の開発

遺伝子組換え(GM)食品の検査には,高価な装置や煩雑なDNA精製操作が必要であり,検査法の簡便化が求められている.本研究では,LAMP法を用いた遺伝子組換え食品の簡易検査法の開発を行った.開発した検査法は,DNA精製操作を必要とせずに簡便な方法で食品試料からDNAを抽出し,高価な装置を必要とせずにLAMP法を用いた簡便な目視判定法によりGM食品混入の有無を判定できるため,現場レベルや検査機器が揃っていない施設での利用が期待される.遺伝子組換え(GM)食品の検査には,高価な装置や煩雑なDNA精製操作が必要であり,検査法の簡便化が求められている.そこで本研究では,DNA精製操作を必要としないLAMP法を用いたGM食品検査法の開発を行うことにした.今年度は,GMトウモロコシおよびGMパパイヤを検出対象とした(1)LAMP反応系の構築,(2)標準プラスミドの作製,(3)DNA抽出法の検討を行い,検査法の基礎部分を構築した.検討段階でのLAMP反応の検出は,蛍光試薬を反応系に加え,リアルタイムPCR装置を用いて行った.(1)について,構築したLAMP反応系は,他品種および他作物への反応性はなく,対象GM品種に高い特異性を示した.また,ゲノムDNAおよび(2)で作製した標準プラスミドを用いた試験において,定性検査法としては十分な検出感度を有することが示された.操作の簡便化のために,本検査法ではDNA精製を行わずに簡易抽出したDNAをそのまま検査に使用することを前提と考えている.そのため,LAMP反応系にはDNAと同時に抽出される食品およびDNA抽出バッファー由来の反応阻害物質が混入する可能性が高く,これらに影響されない反応系を構築することが求められる.人工の阻害物質を反応系に添加し,様々な阻害抑制剤の候補を試した結果,数種の非イオン性界面活性剤および市販のPCR阻害抑制剤にて,反応阻害が抑制された.(3)について,トウモロコシにおいてはピンを用いて穿孔処理した穀粒を,パパイヤにおいては少量の果肉を直接DNA抽出バッファーに加え,熱処理にて抽出したDNA溶液にて十分に検出が可能であった.また,DNA抽出バッファーの成分として,イオン性界面活性剤およびDNA安定化剤を検討することで検出感度の向上が見られた.遺伝子組換え(GM)食品の検査には,高価な装置や煩雑なDNA精製操作が必要であり,検査法の簡便化が求められている.本研究では,DNA精製操作を必要としないLAMP法を用いたGM食品検査法の開発を行った.昨年度は,(1)LAMP反応系の構築,(2)標準プラスミドの作製,(3)DNA抽出法の検討を行い,検査法の基礎部分を構築した.本年度は,簡便化のための大きな課題項目である(4)簡易検出法の検討,および(5)擬似試料を用いた検査法の適用性確認を行った.(4)について,crystal violet (CV)およびSYBR Green I (SGI)をDNA染色剤として用いた場合に,増幅DNAの目視での判定が可能であった.ただし,CVを用いた場合には界面活性剤や市販のPCR阻害抑制剤に対して発色したため,これらを使用できないことが判明した.また,SGIは反応前に添加すると反応阻害を示したため,反応チューブの蓋にあらかじめ固定化しておき,反応後に反応液と混合する手法を考案した.この手法では反応後に反応チューブの蓋を開ける必要がないため,コンタミネーションの危険性を抑えることができる.(5)について,検出領域を導入したプラスミドを非GM作物にスパイクした擬似試料を作製し,構築したDNA抽出法および簡易検出法を行った.その結果,CVおよびSGIを用いた検出法ともに適用性が確認された.ただし,CVを用いた検出法ではDNA抽出において抽出効率の高い界面活性剤を使用できず,また,LAMP反応に市販のPCR阻害抑制剤を使用できなかったため,SGIを用いた検出法に比べて感度は低かった.本検査法は,食品試料から簡便な方法でDNAを抽出し,さらにLAMP法を用いた簡便な目視判定法によりGM食品混入の有無を判定できるため,現場レベルや検査機器が揃っていない施設での利用が期待される.遺伝子組換え(GM)食品の検査には,高価な装置や煩雑なDNA精製操作が必要であり,検査法の簡便化が求められている.本研究では,LAMP法を用いた遺伝子組換え食品の簡易検査法の開発を行った.開発した検査法は,DNA精製操作を必要とせずに簡便な方法で食品試料からDNAを抽出し,高価な装置を必要とせずにLAMP法を用いた簡便な目視判定法によりGM食品混入の有無を判定できるため,現場レベルや検査機器が揃っていない施設での利用が期待される.(1)LAMP反応系の構築,(3)DNA抽出法の検討については,当初の計画どおり今年度中に終了し,検査法の基礎部分を構築することができた.(2)標準プラスミドの作製については,当初は来年度に実施する予定であったが,(1)での検討に必要であったため,計画を前倒して行った.生化学来年度は,簡便化のための大きな課題項目である(4)簡易検出法の検討,

および(5)擬似試料を用いた検査法の適用性確認を行う.(4)について,主流なLAMP反応の検出法として,金属指示薬やDNAインターカレーターの添加による蛍光変化が挙げられるが,これらの方法は判定にUVイルミネーターが必要であったり,反応後に試薬を添加する場合には,コンタミネーションが懸念される.また,反応の進行に伴うピロリン酸マグネシウム生成による濁度上昇を観察することで,コンタミネーションを懸念することなく,目視にて判定が可能であるが,この方法は陽性検体と陰性検体での差が判別しにくく,視認性の低さが課題となっていた.これらの問題を解決するために,可視光下において目視で視認性が高い検出法の検討を行う.(5)について,我が国では食品衛生法により安全性未審査のGM食品の国内での流通は認められておらず,これらの検査には定性試験が用いられている.定性試験はLAMP法の特徴である簡便性を最も活かせるため,GM食品の検査において安全性未審査のGM食品がLAMP法による検査の対象として最適である.しかし,安全性未審査のGM食品検体は入手が困難であるため,検体を使った試験を実施することは難しい.そこで,安全性未審査のGM作物の検出領域を導入した標準プラスミドを非GM作物にスパイクした擬似試料を作製し,安全性未審査のGM食品への検査法の適用性確認を行う.当初の計画では,検討段階でのLAMP反応の検出にはリアルタイム濁度測定装置を用いる予定であったが,蛍光試薬を反応系に加え,リアルタイムPCR装置を用いて検出することで代用した.その余剰分をプライマーや試薬購入に充て,当初の計画よりも多くの条件検討を行うことができたが,それでも241千円ほどの繰越金が生じた.来年度は,請求額600千円と繰越金241千円の計841千円を,プライマー・試薬費:641千円,消耗品費:100千円,旅費・その他:100千円に充てる計画である.
安全な分散型全文検索手法に関する研究

本研究は,大規模な文書に対する安全かつ高速な全文検索技術の開発を目的として研究を行った.データを暗号化しサーバ上へと保管し,その暗号を解読することなくサーバ上で検索を行うために,特に文字列照合の観点から理論を展開した.文書に用いる暗号化には,暗号化してもなお全文検索が可能であることが求められる.そこで本年度は,順序機械を用いた暗号化手法の検討を行った.この暗号手法は文書を十分に状態の多い順序機械にかけることでサーバー上での解読を不可能にするものである.また,検索のためのオートマトンをクライアント側で生成し,暗号化の際に用いた順序機械と合成することによって得られたオートマトンをサーバ上での検索に用いることができる.これによってサーバー上に格納された暗号化された文書を解読することなく,しかも検索語が何であるかをサーバに与えることなしに検索することが可能となった.また暗号の安全性に関して研究を進めた.解読手法の一つとして,多表式暗号の解読手法と同様に自然言語の持つ語の偏りを利用して解読する手法が考えられる.本手法で用いる順序機械によって文書は一見,意味のないものとなるが,しかし,そこに真に無作為なものとの差異を見つけることができれば,それを手がかりに解読する可能性がある.本研究の提案する暗号化手法は多表式暗号とは異なり一定の周期を持つものではないため,それらの解読手法がそのまま用いれるものではないが,やはり頻度の多い語に関してはある種の傾向が見られた.そこで,文書の持つ基本的性質としての繰り返し構造に注目し,無作為な文書における繰り返しとその長さの期待値や,最も繰り返しを持つ文書がどういったものであるかといったことを調べた.本研究は,大規模な文書に対する安全かつ高速な全文検索技術の開発を目的として研究を行った.データを暗号化しサーバ上へと保管し,その暗号を解読することなくサーバ上で検索を行うために,特に文字列照合の観点から理論を展開した.文書に用いる暗号化には,暗号化してもなお全文検索が可能であることが求められる.そこで本年度は,順序機械を用いた暗号化手法の検討を行った.この暗号手法は文書を十分に状態の多い順序機械にかけることでサーバー上での解読を不可能にするものである.また,検索のためのオートマトンをクライアント側で生成し,暗号化の際に用いた順序機械と合成することによって得られたオートマトンをサーバ上での検索に用いることができる.これによってサーバー上に格納された暗号化された文書を解読することなく,しかも検索語が何であるかをサーバに与えることなしに検索することが可能となった.また暗号の安全性に関して研究を進めた.解読手法の一つとして,多表式暗号の解読手法と同様に自然言語の持つ語の偏りを利用して解読する手法が考えられる.本手法で用いる順序機械によって文書は一見,意味のないものとなるが,しかし,そこに真に無作為なものとの差異を見つけることができれば,それを手がかりに解読する可能性がある.本研究の提案する暗号化手法は多表式暗号とは異なり一定の周期を持つものではないため,それらの解読手法がそのまま用いれるものではないが,やはり頻度の多い語に関してはある種の傾向が見られた.そこで,文書の持つ基本的性質としての繰り返し構造に注目し,無作為な文書における繰り返しとその長さの期待値や,最も繰り返しを持つ文書がどういったものであるかといったことを調べた.
日本語慣用句の検出と格解析のための言語資源の構築

本研究では、コンピュータによる言語理解の実現に向けて、「骨を折る」などの慣用句を文章中から自動検出するための研究を行った。検出の際は文字通りの意味と慣用的意味を区別する。例えば「骨を折る」なら、「骨折する」と「苦労する」の2つの意味を区別する。本研究では、コンピュータが慣用句検出を自動学習するのためのデータを構築し、過去に提案されてきた単語の意味的曖昧性技術に基づく、独自の慣用句検出手法を開発した。今年度の研究成果は次の(1)から(4)までである。(1)基本慣性用句リストの作成「基本慣用句五種対照表」(佐藤、2007)をもとに基本慣用句リストを作成した。「基本慣用句五種対照表」には5種の基本慣用句文献に収録されている句をリストアップしている。本研究では、それらの中から3種以上の文献に収録されている句を基本慣用句として収集した。合計926句となった。(2)基本慣用句の分類基本慣用句を4クラス(A、B、C、D)に分類した。この分類は、曖昧性の有無.(CとDが曖昧)と形態変化の有無(BとDが変化する)の2つの軸に基づく。分類作業は被験者3名を雇用して行った。結果、クラスAが170句、クラスBが609句、クラスCが11句、クラスDが136句となった。(3)各慣重句のデータ収集本研究の慣用句検出・格解析手法は、大規模な慣用句データを統計的に分析した結果から全自動で導かれる規則や知識を用いる。その際に使用する慣用句デーたを収集した。収集元はインターネトから収集した5億文の日本語文集合である。収集作業は、日本語構文解析器KNPを用いて高精度で行った。(4)慣用句デ-タの自動検出規則導出用のためのアノテーション曖昧性のあるクラスCとDに属する慣用句のデータそれぞれに対して、自動検出規則を機械的に導出するためのアノテーションを行った。具体的には、各データ(慣用句用例の一文)に対して、その中の慣用向相当の文字列が実際に慣用句の意味で使用されているのか、あるいは文字通りの意味で使用されているのか、被験者2名による判断に基づいてマークを付した。本研究で構築する慣用句言語資源は、慣用句辞書、慣用句コーパス、慣用句検出器、慣用句格解析器から成る。平成19年度までに、慣用句辞書と慣用句コーパスを構築した。平成20年度は、(1)慣用句コーパスの配布体制の整備と、(2)慣用句コーパスに基づく慣用句検出器の構築を行った。(1)慣用句コーパスの配布体制の整備(2)慣用句検出器の構築前年度構築した慣用句コーパスを学習データとして、統計的学習手法であるSVMにより、慣用句検出器を構築した(ここでいう検出とは、慣用句相当の文字列が慣用句として用いられているのか、文字通りの意味で用いられているのかを区別するタスクを指す。字面の検出はKNPにより精度100%で行える)。検出の手がかり(素性)として、語義曖昧性解消タスクで一般に利用されているもの(品詞列や前後のNグラム等)に加えて、文節分離の有無や連体修飾の有無等の慣用句独自のものも採用した。結果として89%の精度を得た(ベースラインは73%)。
学習主体の感性情報を活用したキャリア形成に向けたカリキュラム開発支援

実際の調査研究をもとに効果的な教育の成果の可視化と指標の開発について検討を行った.また大学教育における教育の成果を測定し,教育の改善に結びつけていくための方法をデータに基づいた多目的最適化問題として捉えて分析し,学生のキャリア形成・進路決定に影響を与えているのかを明らかにした.大学の教育運営に関して,曖昧性を含んだ感性時系列データとそうでない属性時系列データに基づいたデータ駆動型意思決定の枠組みで展開した.有意義な学生生活を提供する教育規範のもと,社会に資する人材を輩出するための大学の教育運営における意思決定則・評価方法を確立した.本研究課題では、学生らの大学卒業時までの授業選択に関する履歴や、受講した講義の特徴とそれに対する学生のリアルタイムな授業評価(難易度評価・感情の動向など)といったミクロデータから、大学の教育ならびに学生自身の特徴が、学生らのキャリア形成にどのような影響を与えているのかを明らかにすることが目的である。授業へのフィードバック、キャリア形成・進路指導に資するカリキュラム構成など、大学における教育政策の効果について定量的な評価を行うことのできるモデル、アプローチにより、ミクロデータからの分析手法を構築することで、4年制大学の教育水準向上に貢献することを目的とする。学生の科目選択や属性などの特徴情報だけでなく、学生の講義に対して感じる難易度や、その授業回における講義内容への興味、そのほか講義によって学生に生じる感性情報について分析を行った。従来、こうした調査はセミスター単位で行われてきたが、これを講義の毎回についてサンプリングが可能な環境の構築・整備を行うことにより、教育におけるモデル設計において必要とされる、より豊富な時系列情報の獲得を行った。時系列データの収集には、環境をクラウドコンピューティングにより実現し、携帯・スマートフォン・PCなどの電子デバイスから入力を行う。これらのデータから、大学の教育並びに学生自身の特徴が、学生らのキャリア形成にどのような影響を与えているのかを明らかにし、授業へのフィードバック、キャリア形成・進路指導に資するカリキュラム構成など、大学における教育政策の効果について定量的な評価を行うことのできるモデルを構築した。学生の興味・意欲や授業に対して感じる難易度といった情報は,主観的評価尺度による対象の感覚的・総合的な情報である.本研究課題においては,そうした主観的な情報が時系列的に与えられる.ここでは,この情報を感性時系列データと呼ぶ.学生を取り巻く環境は刻々と変化し,また個人の認識に関してもトレンドが生じる.変化する尺度を伴う,極めてあいまいな情報について,確率やファジィといった測度によりその分析や学生の感性に関する予測研究を行った.このような研究の成果として得られるデータは講義の設計・調整に資するものと考える.そして,主観データを用いた多目的評価において,高い評価を持つ学生の特徴分析,またそうした学生が大学教育において形成される過程に関する分析を行った.従来,教育機関における進路に関する分析量として,就職を希望する学生において内定を獲得した学生が占める割合を用いたマクロ的な議論がなされてきた.本研究課題ではミクロ的な視点に立ち,学生個人の就職活動における効率性といった量を考える.しかし一般に学生の就職活動では,内定した企業の属性や活動の効率性などによって多目的な評価となる.能動的,受動的に就職したのかが可視化される.そうした評価尺度に対して活動時・達成時の感性情報を取り入れることで,満足度といった効用のような指標を考慮した学生の特徴抽出を行った.またこうして得られる学生像について,各学生の学生像からの距離を定義し,時系列データ上において,特徴的な学生が形成される過程についてデータマイニング的な手法を適用し,進路指導へ活用する方策を提案した.得られた学生のデータをもとに様々な要因が成績に与える影響を調べた.学生のデータは出身高校,所属学部・学科,入試種別,所属している部活やサークル,取得した資格,ボランティア活動の参加,受講した授業などである.これらのデータをもとにどのような要因が成績に影響しているのかをデータマイニングを用いて分析を行った.その結果入試種別や所属している部活やサークル,ボランティア活動などが成績に大きな影響を及ぼしていることがわかった.そしてその結果を学会等で発表した.また,そのデータをもとに就職へ影響する要因の分析も行った.過去10年分のデータをもとにどのような傾向があるのかも調べ,今後の授業設計や就職活動のアドバイスなどの参考に有効的に活用していきたい.また,学生の意欲や授業に対して感じる難易度の可視化,並びにそれらの感性時系列データを用いた分析とその活用に関する研究を行った.具体的には学生に授業に対する難易度やどのように感じるかの感想をアンケート形式で行い,学生のやる気度が成績にどのように影響するかを分析した.また難易度とやる気度,また授業の形式(座学または実習など)による成績への影響を分析した.また,進路決定における学生の多目的評価と感性時系列データ・授業選択パス等に関する特徴的時系列データに関する分析も行った.そして,新たなカリキュラムを設計する場合に,感性データや属性データに関する指標を導入した.27年度の計画は順調に進展していたが,途中で産前産後の休暇,育児休業の取得に伴いやや遅れている.大学生のデータをもとに様々な要因が就職に与える影響を分析した.学生のデータには,出身高校と出身高校の偏差値,入試の種類,大学での成績(GPA),ゼミの教員,就職先情報がある.それらのデータを用いて分散分析やグラフィカルモデリングなどの分析手法を用いて就職活動にどのように影響しているのかを分析した.具体的には過去5年分のデータをもとにどのような傾向があるのかを調べた.最初は一つの学科のみで行っていたが,大学全体で行うことにより,今後の就職活動へのアドバイスに役立てることが有効である.

さらにグラフィカルモデリングなどの手法を用いることにより,どのような要因が成績や就職活動に影響しているのか可視化することが出来た.さらに,授業に対する難易度ややる気度,また授業の形式(座学または実習など)による成績や出席率への影響を分析した.この結果をもとにより良い授業の参考になると考えられる.前半の半年間,産前産後の休暇,育児休業の取得に伴い,やや遅れている.学生を取り巻く環境は刻々と変化し,また個人の認識に関してもトレンドが生じる.変化する尺度を伴う,極めてあいまいな情報について,分析や予測研究を行った.研究の成果として得られるデータは講義の設計・調整に資するものと考える.そして,主観データを用いた多目的評価において,高い評価を持つ学生の特徴分析,またそうした学生が大学教育において形成される過程に関する分析を行った.従来,教育機関における進路に関する分析量として,就職を希望する学生において内定を獲得した学生が占める割合を用いたマクロ的な議論がなされてきた.本研究では時系列データ上において,特徴的な学生が形成される過程についてデータマイニング的な手法を適用し,進路指導へ活用する方策を提案した.最終年度の査読付き論文は以下の通りである.実際の調査研究をもとに効果的な教育の成果の可視化と指標の開発について検討を行った.また大学教育における教育の成果を測定し,教育の改善に結びつけていくための方法をデータに基づいた多目的最適化問題として捉えて分析し,学生のキャリア形成・進路決定に影響を与えているのかを明らかにした.大学の教育運営に関して,曖昧性を含んだ感性時系列データとそうでない属性時系列データに基づいたデータ駆動型意思決定の枠組みで展開した.有意義な学生生活を提供する教育規範のもと,社会に資する人材を輩出するための大学の教育運営における意思決定則・評価方法を確立した.学生に関する感性時系列データを得て,確率やファジィといった測度によりその分析や学生の感性に関する予測研究を行っている.その他,学生の入試種別や出身高校,GPA,所属クラブなどの情報を得て就職へ影響する要因の分析を行っている.前年度に引き続き学生データをもとに成績や就職に与える影響を分析する.そして,新たなカリキュラムを設計する場合に,感性データや属性データに関する指標を導入し,教員と科目の組により表現される講義をカリキュラム上に取り組む価値を推計する手法を開発する.
機能可変粒子の創製とそれを用いた微粒子構造体の制御

本研究は,機能可変性ポリイオン液体複合粒子材料創製の新展開に挑戦した。ポリメタクリル酸メチル(PMMA)をシード粒子として用い,イオン液体モノマーのシード分散重合を行うことで汎用高分子/PIL複合微粒子の合成に成功し,そのモルフォロジー制御を行った。さらにアニオン交換により,複合粒子への磁性などの機能付加にも成功した。また,親水疎水性変換可能なポリイオン液体をシェルに有する中空粒子を合成できることも見出した。さらに片方にポリアクリル酸,片方にポリビニルピロリドンを分散安定剤に有するヤヌス状複合粒子がビルディングブロック粒子として一次元粒子構造体として配列できる可能性も明らかにした。本年度は特に次の項目に焦点を当てて検討を行った。1.イオン液体ポリマー(PIL)と汎用ポリマーの複合粒子の合成と磁性付与:PILをシードとし架橋反応を含むメタクリル酸メチル(MMA)の重合を行うとPILがコア,架橋PMMAがシェルのコアシェル構造を有するPIL/PMMA複合粒子が新たに得られた。この複合粒子をアニオン交換すると,PILのTFSAアニオンがBrアニオンに交換されることにより,コア部に親水性PILが存在するような,熱力学的には通常,作製が難しい構造を有する複合粒子を作製することに成功した。また, PIL/PMMA複合粒子にFeCl4アニオンを導入し,鉄イオンの還元を行ない,PILが存在するコア部にのみ鉄ナノ粒子の形成を試みた。鉄ナノ粒子の存在は導入したエネルギー分散型Xマイクロアナライザーを用いて確認すると共に,この粒子のエマルションに磁石を近づけると,複合粒子が磁石に引き寄せられ,磁性を有した複合粒子の作製に成功した。2.イオン液体ポリマーを壁材とする中空粒子の作製と,アニオン交換による親疎水性変換:懸濁重合法を用い,架橋度が異なるPILをシェルに有する中空粒子の合成を試みた。壁材中のPILの割合が多い程,アニオン交換による疎水性から親水性への粒子の性質変化(水中での膨潤性)が顕著になると考えられたが,架橋度が低いと中空粒子としての構造を保ち得ず,様々に組成比を変えたところ,PIL≦70 wt%の系においてのみ真球状の中空粒子が得られた。3.ビルディングブロック粒子構造体の形成:微粒子が2種類のポリマーからなる複合ヤヌス粒子をもちいて,粒子の鎖状構造体の形成を行った。特殊なイオン液体ポリマーを用いる前に,汎用高分子で粒子を作製し,pHにて応答する一次鎖状構造を形成することを見出した。1.汎用ポリマーと疎水性ポリイオン液体(PIL)からなるヤヌス粒子を作製することを検討した。この際,イオン液体モノマーの重合率が正確に測定できない問題があったが,本年度導入した卓上MNRを用いて,その重合率を評価することが出来た。まずポリメタクリル酸メチル(PMMA)/PIL複合粒子を合成し,溶媒吸収蒸発法を用いたモルフォロジィの制御を行った。溶媒吸収蒸発法に使用する有機溶媒として水に僅かに溶解するメチルイソブチルケトン(MIBK)を粒子中から媒体中に逃がすという手法にてMIBKの放出を試みた結果,まだ多くの制御パラメータの検討が必要なものの,モルフォロジィをヤヌス構造に変化させることに成功した。2.さらに塩交換による機能化をはかるため,架橋構造の導入が必要であるが,その予備段階として前年度検討したイオン液体成分をシェルに有する架橋中空粒子を基材としてシェル部にアニオン交換を行い鉄イオンの導入を行い,洗浄後,還元剤を加えることによりシェル層への鉄粒子の合成を試みた。媒体にはフリーの鉄粒子が無く,得られた粒子は着色しており,磁石を近づけると粒子が引き寄せられ,アニオン交換を利用した様々な機能性を付与が可能であることを示すことができた。3.ビルディングブロック粒子の展開として,これまで高分子微粒子の分散安定剤として用いる水素結合受容体であるポリビニルピロリドン(PVP)とポリアクリル酸の水素結合を利用してきたが,適用範囲の拡大のため水素結合供与体であるシリカ粒子のシラノール基間の水素結合を利用することを検討した。その結果,ヘテロ凝集のドライビングフォースがシラノール基とPVPとの水素結合であることを明らかにし,シリカ粒子と高分子微粒子の分散安定剤間の水素結合を利用することで,様々な高分子微粒子において,複合粒子の作製に成功した。交付申請書に記載した平成27年度の研究計画は、1複合微粒子に良溶媒を吸収させアニーリングを施す方法(溶媒吸収蒸発法)により,特に海島構造が得られた二種類のポリマーをマクロ相分離させることで熱力学的に安定なヤヌス状複合微粒子の合成を試みる。2塩交換の条件によってはポリイオン液体粒子の架橋構造導入を試み,溶解度の観点から生成が困難であった系を検討する。3上記で得られた様々なポリイオン液体複合粒子自身の磁性や電気的な物性を明らかにするため,残留磁束密度測定やインピーダンス測定などの評価を行う。4得られたポリイオン液体粒子,及び複合粒子自体をビルディングブロック材料に発展させ,積極的な粒子配列制御を目指す。であった。1に関しては,NMRの導入により詳細な重合挙動の解析もでき,多くのパラメータの検討が必要なものの最終的に目的としていたヤヌス状粒子の合成に成功した。2,4に関しては当初の計画から少し変更があるものの,おおむね目的とする結果が得られ,その成果の一部をすでに論文にまとめて学術雑誌に投稿し掲載されたほか,学会発表も行った。

なお3に関しては,予定していた機器の不良のため達成出来ていないが,複合粒子の合成に成功しており,来年度に直ぐにその検討が可能であることが予想され,研究計画は順調に推移おり,十分な研究成果と知見を得られたと考えている。本年度はビルディングブロック粒子としての粒子自体の構造設計について以下の検討を主におこなった。1.ポリメタクリル酸メチル(PMMA)と疎水性ポリイオン液体(PIL)からなるヤヌス粒子を作製することを検討した。これまで不完全な構造しか得られていなかったが,これはPILのアニオン部が水中の炭酸水素イオンとアニオン交換し,PILがより親水性に変化していることが原因であると考え,Li[TFSA]存在下にて作製した結果,半球状ヤヌス構造粒子の合成に成功した。2.極性差の大きいヤヌス粒子を作製するため,上記ヤヌス粒子のアニオン交換の検討を行った。LiBrを用いてPILのアニオンを[TFSA]からBr-へと交換したところPMMA成分のみが残った半球状粒子が得られた。これはPILが水溶性に変化,つまり極性が変化したことを示していた。そこで,アニオン交換にポリアニオンであるポリスチレンスルホン酸を選択し,アニオン交換を行ったところ,半球状ではなくヤヌス粒子の片側成分のみが僅かに膨潤した粒子が得られた。PILの極性が変化してもイオン架橋により水媒体に溶解せず,通常では作製が困難な,疎水性/親水性からなるヤヌス粒子の合成に成功した。3.ビルディングブロック粒子自体に導電性やガスバリア性を付与するために還元型酸化グラフェン(rGO)との複合化粒子の合成を検討した。rGOはグラフェン間に働く強いファンデルワールス力により凝集してしまうため材料内部に分散させることが困難であるが,本検討では,rGOと親和性のあるPIL部とモノマーに親和性があるPMMA部を有するブロックポリマーをRAFT重合により作製し,このブロックポリマーを分散安定剤としてモノマー中にrGOを分散させた。ミニエマルション重合により,粒子の合成を行った結果, rGOがPMMA粒子内で均一に分散した複合粒子を合成することに成功した。本研究は,機能可変性ポリイオン液体複合粒子材料創製の新展開に挑戦した。ポリメタクリル酸メチル(PMMA)をシード粒子として用い,イオン液体モノマーのシード分散重合を行うことで汎用高分子/PIL複合微粒子の合成に成功し,そのモルフォロジー制御を行った。さらにアニオン交換により,複合粒子への磁性などの機能付加にも成功した。また,親水疎水性変換可能なポリイオン液体をシェルに有する中空粒子を合成できることも見出した。さらに片方にポリアクリル酸,片方にポリビニルピロリドンを分散安定剤に有するヤヌス状複合粒子がビルディングブロック粒子として一次元粒子構造体として配列できる可能性も明らかにした。交付申請書に記載した平成26年度の研究計画は、1イオン液体モノマーの乳化重合および分散重合における粒子制御法を確立に向けての詳細な速度論解析,2イオン液体ポリマー粒子への磁性付与と他の遷移金属アニオンへの変換(交換する塩の種類や塩濃度などの交換率への影響を検討する。),3ポリイオン液体微粒子の中空粒子や多孔質粒子などへの構造制御,4汎用ポリマーとイオン液体ポリマーの複合化における基礎的知見の獲得,であった。
新規グルココルチコイド療法創成の分子基盤の構築

新規GC療法創成の分子基盤を構築するためには、GCの作用・副作用に関する各組織でのGC受容体(GR)の役割を明確化することが重要である。特に、GC薬理作用の主要標的臓器であり、ミネラルコルチコイド(MC)受容体(MR)の共発現組織である、心、脳、腎、大腸に関しては、GC, MCがGR, MRいずれにも作用しうるため、GR特異的な標的遺伝子群はいまなお明らかになっていない。そこで、これらの各組織におけるGR特異的な標的遺伝子群及びそれらの発現調節機構を明らかにすることを目的として以下の研究を進めた。1.組織特異的FLAGタグ融合グルココルチコイド受容体(FLAG-GR)過剰発現系の構築Cre-loxPシステムを用いたアデノウイルスベクターを使用し、FLAG-GR及びFLAG-MR過剰発現系を構築した。GRの役割をより明確化させるため、各種変異GRも作成した。マウスにおいて心筋、脳、大腸・腎特異的にFLAG-GRを発現させるために、各々、ミオシン軽鎖、Ca^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII、2型11β水酸化ステロイド脱水酵素のプロモーターを利用したCreリコンビナーゼ発現アデノウイルスも作製中である。2.各組織におけるGR特異的標的遺伝子の同定と制御機構の解明リガンドには、GR特異的リガンドとしてコルチバゾールを、従来型のグルココルチコイドとしてコルチコステロン、アルドステロンを用いて以下の解析を行った。(1)ラット心筋初代培養細胞を各リガンドで処理後mRNAを調整して、DNA microarray解析に付し、GR特異的制御遺伝子の候補遺伝子を得た。候補遺伝子はGRの過剰発現によるシグナルの増幅やsiRNAを用いたGRノックダウン系、GRアンタゴニストを用いた実験系を用い、定量的RT-PCR法によりGC-GR特異的な制御を確認した。標的遺伝子のプロモーター領域におけるGRの作用機構をクロマチン免疫沈降法により解明した。(2)ヒト脳、心筋、大腸、腎の各種細胞株においても同様の解析をすすめている。3.各組織におけるGR特異的標的遺伝子の発現制御機構の解明ラット心筋初代培養細胞にFLAG-GRを過剰発現させ、リガンドで処理後、核抽出液を調製し、抗FLAG抗体による免疫沈降法を行い、共沈してきたタンパクを解析して心筋特異的なGRのコファクターの同定をすすめている。炎症性・自己免疫性疾患などに多用されるグルココルチコイド(GC)療法には、組織選択性・特異性が無いこと、副作用が必発であること、などの致命的な欠点が存在する。これらの問題点を克服した新規GC療法創成の分子基盤を構築するためには、GCの作用・副作用に関する各組織でのGC受容体(GR)の役割を明確化することが重要である。そこで、GC薬理作用の主要標的臓器である、心、脳、腎、大腸に関して、各組織特異的なGRの標的遺伝子群及びそれらの発現調節機構を明らかにすることを目的として以下の研究を進めた。1.組織特異的FLAGタグ融合グルココルチコイド受容体(FLAG-GR)過剰発現系の構築FLAGタグ付きGRの過剰発現系を用いて、GRと他の細胞内因子との相互作用の高感度検出系を構築することを目的とした。FLAG-GR過剰発現系にはCre-loxPシステムを用いたアデノウイルスベクターを使用した。また、GRの役割をより明確化させるため、各種変異GRも作成した。現在、マウスにおいて心筋、脳、大腸・腎特異的にFLAG-GRを発現させるために、各々、ミオシン軽鎖、Ca^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII、2型11β水酸化ステロイド脱水酵素のプロモーターを利用したCreリコンビナーゼ発現アデノウイルスも作製中である。2.各組織におけるGR特異的標的遺伝子の解明リガンドには、GR特異的リガンドとしてコルチバゾールを、従来型のグルココルチコイドとしてデキサメタゾンを用いて以下の解析を進めている。(1)まず、HepG2細胞にFLAG-GRを過剰発現させ、リガンドで処理後のmRNAを調整し、DNA microarray解析に付した。ヒト脳、心筋、大腸、腎の各種細胞株においても同様の解析を行う。(2)また、マウス脳、心筋、大腸、腎でのFLAG-GR過剰発現系構築後、各組織からmRNAを調整して、DNA microarray解析に付す予定である。3.各組織におけるGR特異的標的遺伝子の発現制御機構の解明まず、HepG2細胞にFLAG-GRを過剰発現させ、リガンドで処理後、核抽出液を調製し、抗FLAG抗体による免疫沈降法を行ったところ、組織あるいは薬剤に特異的なバンドパターンが得られた。今後、ヒト脳、心筋、大腸、腎の各種細胞株も用いて、TOF-MAS解析やクロマチン免疫沈降法などを駆使し、組織特異的なGR標的遺伝子の発現制御機構の解明をすすめる。

1.組織特異的FLAGタグ融合グルココルチコイド受容体(FLAG-GR)過剰発現系の構築Cre-loxPシステムを用いたアデノウイルスベクターを使用し、FLAG-GR及びFLAG-MR過剰発現系を構築した。GRの役割をより明確化させるため、各種変異GRも作成した。マウスにおいて心筋、脳、大腸・腎特異的にFLAG-GRを発現させるために、各々、ミオシン軽鎖、Ca^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII、2型11β水酸化ステロイド脱水酵素のプロモーターを利用したCreリコンビナーゼ発現アデノウイルスも作製中である。2.各組織におけるGR特異的標的遺伝子の同定と制御機構の解明リガンドには、GR特異的リガンドとしてコルチバゾールを、従来型のグルココルチコイドとしてコルチコステロン、アルドステロンを用いて以下の解析を行った。(1)ラット心筋初代培養細胞を各リガンドで処理後mRNAを調整して、DNA microarray解析に付し、GR特異的制御遺伝子の候補遺伝子を得た。候補遺伝子はGRの過剰発現によるシグナルの増幅やsiRNAを用いたGRノックダウン系、GRアンタゴニストを用いた実験系を用い、定量的RT-PCR法によりGC-GR特異的な制御を確認した。標的遺伝子のプロモーター領域におけるGRの作用機構をクロマチン免疫沈降法により解明した。(2)ヒト脳、心筋、大腸、腎の各種細胞株においても同様の解析をすすめている。3.各組織におけるGR特異的標的遺伝子の発現制御機構の解明ラット心筋初代培養細胞にFLAG-GRを過剰発現させ、リガンドで処理後、核抽出液を調製し、抗FLAG抗体による免疫沈降法を行い、共沈してきたタンパクを解析して心筋特異的なGRのコファクターの同定をすすめている。