hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
設計用入力地震動の改良に関する基礎的研究

(1)地震学分野で発展してきた運動学的断層モデルを工学分野に適用するために,本研究では,半無限地盤の地震波動場に関する解析解を導いた。半無限地盤上の表層地盤の地震動への影響は,表層地盤を水平成層地盤と仮定して剛性マトリックス法によって取り扱った。数値計算の安定性と容易性を実現するために,水平成層地盤の各層に対応する要素剛性マトリックスの解析解を示した。定式化の妥当性を既往の厳密解や既往の数値計算結果との比較によって確認した。工学的応用として,振動数約1Hz以下の長周期領域に対して本研究で提案した解析解とその計算プログラムを用いて,Parkfield地震による変位,速度,加速度波形を計算した。振動数1Hz以上の短周期領域に対しては,地震断層を考慮した確率論的モデルによって計算した。これらを合成し,観測記録と比較し,方法の有用性を示した。(2)小地震記録から大地震の地震動を計算する経験的グリーン関数法に関する従来の定式化を一般化した。本研究では,大地震の断層面上でのすべりや応力降下量,そして断層破壊伝播速度の不均質性による地震動への影響を1つのパラメータによって記述したモデルを提案した。この一般化した経験的グリーン関数法から平均的な震源スペクトル振幅を求め,地震断層を考慮した確率論的モデルを提案した。本モデルは,3つのコーナー振動数を持つが,この震源スペクトル特性は,不均質断層モデルに関する従来の研究成果と同様であることが確かめられた。(3)SH波入射による不整形多層地盤の応答計算プログラムを直接境界要素法により作成した。水平成層地盤との応答の違いを定量化するには至っていない。確率論的点震源モデルから得られる地震動のスペクトル特性と確率過程のスペクトル表現とを結合して,地震動のシミュレーション手法を新しく提案した。さらに,キネマチック震源モデルと大地震と小地震の相似則を用いて,地震断層の大きさ,断層の破壊伝播と観測点の幾何学的特性を考慮した地震動の波形合成法を提案した。本研究のモデルを用いて,1987年日向灘地震(M=6.6)による観測記録との比較を行ないモデルの検証を試みた。その結果,次のようなことがわかった。(1)余震記録を用いて本震の記録はうまく合成できる。(2)余震記録の代わりに,確率論的震源モデルから求められる波形を用いても本震の記録がうまく合成できる。(3)これらの波形合成において,高振動数領域の加速度波形をうまく再現するためには,振動数2乗モデルから予測されるよりも23倍大きいスペクトル振幅が必要であった。(4)この高振動数領域の特性に関して,これまで地震学分野で研究されている震源モデルのレビューした。その結果,本研究モデルで導入したパラメータが,大地震と小地震の応力降下量の比または,大地震の不均質な破壊過程と関係する量であることがわかった。(1)地震学分野で発展してきた運動学的断層モデルを工学分野に適用するために、本研究では、半無限地盤の地震波動場に関する解析解を導びいた。半無限地盤上の表層地盤の地震動への影響は、表層地盤を水平成層地盤と仮定して剛性マトリックス法によって取り扱った。数値計算の安定性と容易性を実現するために、水平成層地盤の各層に対応する要素剛性マトリックスの解析解を示した。工学的応用として、振動数約1Hz以下の長周期領域に対して本研究で提案した解析解とその計算プログラムを用いて、Parkfield地震による変位、速度、加速度波形を計算した。振動数1Hz以上の短周期領域に対しては、地震断層を考慮した確率論的モデルによって計算した。これらを合成し、観測記録と比較し、方法の有用性を示した。

(2)小地震記録から大地震の地震動を計算する経験的グリーン関数法に関する従来の定式化を一般化した。本研究では、大地震の断層面上でのすべりや応力降下量、そして断層破壊伝播速度の不均質性による地震動への影響を一つのパラメータによって記述したモデルを提案した。この一般化した経験的グリーン関数法から平均的な震源スペクトル振幅を求め、地震断層を考慮した確率論的モデルを提案した。本モデルは、3つのコーナー振動数を持つが、この震源スペクトル特性は、不均質断層モデルに関する従来の研究成果と同様であることが確かめられた。(3)SH波入射による不整形多層地盤の応答計算プログラムを直接境界要素法により作成した。水平成層地盤との応答の違いを定量化するには至っていない。
ギリシア・ローマ文学における叙述技法の解明を基礎とする作品論研究

三年間にわたる本研究においては、まずギリシア・ローマ文学作品において用いられる様々な叙述技法の通時的発展や特定の文芸様式(ジャンル)との結びつき等について基礎的調査を行った。その過程で、必要な文献資料の調査・収集のために国内研究旅行を実施した。この基礎的調査に基づいて、個々の作品を取り上げ、各作品の叙述が持つ技法上の特色の解明に立脚した作品論的研究を進めた。その中間的な成果はすでに、佐野好則「『オデュッセイア』における木馬の物語」および大芝芳弘「カトゥッルスの弁論批判-第44歌をめぐって-」として発表されたが、さらに本研究の最終的成果として作成されたのが、本報告書に収められた三編の論文である。大芝芳弘「カルウゥスとカトゥッルス(1)-カトゥッルス第14歌をめぐって-」は、カトゥッルスの文芸批評詩の叙述上の工夫として、文学的伝統と学識および機知と諧謔が果たす機能を論じている。また佐野好則「『オデュッセイア』第二十四巻(36-94行)におけるアキレウスの葬儀の叙述の特徴について」は、同じ題材を扱う他の作品の叙述との比較を通じて、『オデュッセイア』の叙述に特有の特色を考察したものである。佐野はさらに「ソローンのエレゲイア詩『ムーサたちへの祈り』(13W)におけるホメーロス的比喩の機能」において、ホメーロス叙事詩からの影響を顕著に示す比喩が、ソローンの詩の全体構成の中で担う役割を論証している。具体的な作品に則した以上の諸論考において、叙述技法の諸相を実証的に明らかにするとともに、それに基づいて各作品の従来の作品論研究に新たな視点から光を投ずることができた。この研究成果を足がかりに、さらに分析・検討を積み重ね、特に文芸様式と叙述技法との多様な関係に注目して作品論研究を継続発展させていくことが今後の課題であると考えている。今年度は本研究の第一年度にあたり、ギリシア・ローマ文学に見出される叙述技法に関する従来の諸研究を概観することと、主要な研究対象となる作品および叙述技法を検討することが中心的な作業であった。まず、従来の研究を概観するための資料となる文献の収集を行った。本研究に関連する文献のうち購入可能なものを選定し、科学研究費補助金により購入した。さらに、他の研究機関に所蔵されている関連文献を調査し、必要な文献資料の複写を行った。今年度科学研究費補助金の一部は文献調査のための国内旅行に用いられた。以上の文献資料のうち個々の叙述技法に関するものを検討し、従来の研究の進展状況を把握した。次にこの概観に基づいて、本研究において特に注目すべき叙述技法を検討した。以上の作業と並行して、叙述技法の解明を基礎とする作品論研究に適したギリシア・ローマ文学の具体的な作品を選定するための作業を行った。具体的には、叙事詩、杼情詩、演劇など様々なジャンルにおける主要作品について、叙述技法の観点から検討し、個々の作品の特徴を考察した。さらに、それらの作品について、今年度収集した文献資料および当研究機関が従来より所蔵していた文献資料のうち、注釈書および個別作品に関する研究書・研究論文を検討して、作品論研究を行う際に特に叙述技法に注目することが有効な作品を選定し、それらの作品を次年度以降研究の主たる対象とすることとした。

以上のように、本研究において主に取り上げる叙述技法および具体的な作品を確定するに伴い、次年度以降新たな文献資料が必要となるため、購入可能な文献資料の選定および他の研究機関が所蔵する関連文献の調査を進めた。今年度は本研究の第二年次にあたり、昨年度以来続けてきた研究対象および研究方法についての基礎的調査に立脚して、代表的な個別作品について叙述技法の観点から検討を行った。ギリシア文学の分野に関しては、ホメーロス叙事詩(『イリアス』、『オデュッセイア』)に見出される様々な叙述技法のうち、登場人物の科白の中に過去の事件の描写を織り込む技法に着目して作品論研究を進めた。その成果の一部として、『オデュッセイア』において数回言及される木馬の策略の叙述が、作品構成の全体的な枠組みの中で果たしている役割について、研究分担者佐野好則による論文「『オデュッセイア』における木馬の物語」が出版された。ローマ文学の分野に関しては、共和制期からアウグストゥス時代にかけての代表的な韻文作家たちの諸作品に見出される叙述技法、特に修辞理論および文体上の諸概念との密接な関係に注目して考察を進めた。その成果の一部として、研究代表者大芝芳弘は、カトゥッルスの抒情詩第44歌について、文体上の概念を表す用語の使用に着目し、従来の研究において解釈上の難点とされてきた箇所に新たな解釈を施し、日本西洋古典学会第50会大会(平成11年5月、於東京大学)にて「カトゥッルスの弁論批判ー第44歌をめぐってー」と題する口頭発表を行った。さらに、ギリシア文学とローマ文学の両分野にわたって、次年度における研究成果発表のための予備作業として、個別作品の注釈書・研究書・研究論文の検討を続け、本研究の進展についての計画に検討を加えた。また、新たに必要となる文献資料について、購入可能な文献資料の選定および他の研究機関が所蔵する関連文献の調査を進めた。その一環として文献調査のための研究旅行を実施した。本研究の最終年度となる今年度は,文献資料の選定と収集を続けるとともに,叙述技法に着目した作品論研究を進展させた.ギリシア文学の分野では,ホメーロス叙事詩において科白の中に織り込まれた過去の出来事の叙述の研究を継続した.その成果である佐野の論文「『オデュッセイア』第二十四巻(36-94行)におけるアキレウスの葬儀の叙述の特徴について」では,同じ題材を扱う他の作品の叙述と比較しつつ,『オデュッセイア』におけるアキレウスの葬儀の描写に見出される叙述上の特色を考察した.また,アルカイック期抒情詩の叙述技法におけるホメーロス叙事詩からの影響が新たな検討事項として設定され,その成果は佐野の論文「ソローンのエレゲイア詩『ムーサたちへの祈り』(13W)におけるホメーロス的比喩の機能」として発表された.この論文では,ホメーロス叙事詩からの影響が顕著な比喩が,ソローンの詩(13W)の全体構成の中で果たしている役割を分析した.ローマ文学の分野では,修辞理論および文学的学識を作品に採り入れたカトゥッルスの抒情詩の研究を昨年度より継続し進展させた.大芝は昨年度の学会発表に基づく論文「カトゥッルスの弁論批判-第44歌をめぐって-」において,カトゥッルス第44歌の中で文体上の概念を表す用語が果たしている機能を解明し,それに基づいて従来の研究において難点とされてきた箇所に新たな解釈を施した.さらに大芝は文芸批評を内容とするカトゥッルス第14歌を取り上げ,論文「カルウゥスとカトゥッルス(1)-カトゥッルス第14歌をめぐって-」を発表した.
ANP型意思決定構造をもつサイバーライフ時空間地理情報システムの構築

1.規則に基づく時空関情報の表現とオブジェクト化(1)時間変化に依存する時空間データ(交通量)とGISデータとの協調表現について研究し、実GISデータを用いた自動車走行経路問題に応用してその有効性を確かめた。(2)上記研究において、実際に時空間データのオブジェクト化と既存ソフトウェア上での表現を行った。2.意思決定+行動現象の時空表現(1)意思決定過程のと行動現象の時空間データ表現、人間の行動現象の解析を行うための評価関数について研究し、これらを最適観光経路問題に適用した。3.人間の意思決定過程のコンピュータシミュレーション開発4.ツーリズムにおける最適経路,観光地の価値に基づく時空間情報の表現(1)時間変化に依存する観光地の価値を時空間情報に表現し、GISの最適経路問題に応用してその有効性を試みた。5.意思決定+行動現象の時空間の高度化(1)意思決定過程と行動現象を数学的表現し、高度化を行った。(2)上記研究において、既存の空間データに応用して、その有効性を試みた。6.人間の意思決定過程のコンピュータシミュレーション開発(1)意思決定分析用ANPを開発し、高度化を実現するために評価関数について研究を行った。1.規則に基づく時間空間情報の表現とオブジェクト化(1)時間変化に依存する時空間データ(交通量)とGISデータとの協調表現について研究し、実GISデータを用いた自動車走行経路問題に応用してその有効性を確かめた。2.意思決定+行動現象の時空間表現(1)意思決定過程の数学的表現と行動現象の時空間データ表現、人間の行動現象の解析を行うための評価関数について研究し、これらを最適観光経路問題に適用した。上記の成果を、論文「観光経路問題における目的関数の一検討」、「最適観光経路問題とその解法」で発表した。3.人間の意思決定過程のコンピュータシミュレーション開発1.ツーリズムにおける最適経路,目的地の価値に基づく時間空間情報の表現(1)時間変化に依存する時空間データとGISデータとの協調表現法について研究し,GISの最適経路問題に応用してその有効性を試みた.(2)上記の研究において,時空間データのオブジェクト化と既存ソフトウェア上での表現を行った.(2)意思決定+行動現象の時空間の高度化(1)意思決定過程の数学的表現と行動現象の時空間データ表現の解析を行い,高度化を図るために最適経路問題に応用した.(2)行動現状について分析し,空間データの埋め込みを行った.(3)人間の意思決定過程のコンピュータシミュレーション開発
フッ素により高められた環境適応型抗菌活性材料の開発

本研究は、高い抗菌活性を示す部位を有した新しいフルオロアルキル基含有高分子化合物を合成し、これら化合物のフッ素に起因した優れた防汚性および高い抗菌活性について詳細に検討することを目的とするものである。すなわち、本研究ではこれらフッ素系機能性材料を我々の生活に密着した新しい環境適応型抗菌活性材料として、具体的には、繊維、プラスチック、壁紙等の住宅材料への表面改質剤としての応用に関して検討を行うこともその目的である。平成13年度の研究では、カチオンセグメントとしてアンモニウムセグメントに注目し、アンモニウムセグメントを有する新しいタイプのフルオロアルキル基含有オリゴマー類の開発を行った。この含フッ素オリゴマー類は興味深いことに、フッ素に起因した高い防汚性以外に、他の含フッ素オリゴマー類には見られない極めて高い抗菌活性を示すことが見いだされ、これらの成果はイギリス化学会の学術誌[J.Mater.Chem.,vol.12,p188194(2002).]に発表を行った。さらに本研究において開発されたこれら一連の高い抗菌活性を示すフッ素系高分子化合物は、PMMA等の汎用のプラスチック以外にセルロースの表面改質へと応用させることができ、セルロース表面にフッ素に起因した高い界面活性な機能以外に抗菌活性をも付与させることができた。このように、本研究により開発されたカチオンセグメントを有するフッ素系高分子化合物は、汎用のプラスチック以外に綿などの繊維、紙さらには木材等に代表されるセルロース系材料表面にフッ素に起因した高い界面活性な機能さらには抗菌活性をも付与させることが可能となった。従って、これら材料は我々の環境に適応した新しいフッ素系高分子抗菌活性材料として、今後種々の分野での応用が現実的なものとなることが確信される。本研究は、高い抗菌活性を示す部位を有した新しいフルオロアルキル基含有高分子化合物を合成し、これら化合物のフッ素に起因した優れた防汚性および抗菌活性について詳細に検討することを目的とするものである。すなわち、本研究ではこれらフッ素系機能性材料を我々の生活に密着した新しい環境適応型抗菌性材料として、具体的には、繊維、プラスチック等の生活に密着した材料への表面改質剤としての応用に関して検討を行うこともその目的にある。具体的には、高い抗菌活性を示すセグメントとして、ジメチルオクチルアンモニウムセグメント等のカチオンセグメントに注目し、種々のカチオンセグメンを有するフルオロアルキル基含有オリゴマー類の合成およびその構造解析を行った。さらに、本研究により新規に合成された一連の化合物の機能、すなわち界面特性について詳細に検討を行ったところ、これら化合物はフッ素に起因した高い界面活性な機能を有することがわかった。これら含フッ素オリゴマー類は、我々の生活に密着したプラスチックとしてよく知られたPMMA(ポリメチルメタクリレート)の改質剤として有用であることが見いだされ、その表面に親水性さらにはフッ素に起因した高い防汚性をも同時に付与させることを明らかにさせた。特に興味深いことに、これらフルオロアルキル基含有オリゴマーで処理されたPMMA膜表面は、黄色ブドウ球菌さらには大腸菌に対して高い抗菌活性をその表面に付与させることができた。従って、これら材料は、全く新しいタイプのフッ素系環境適応型抗菌剤として位置づけることができる。現在、より高い抗菌活性を示す新しいフッ素系高分子材料の分子設計を行っており、今後これら化合物の機能性評価さらには抗菌活性について検討を深めてゆくとともに、プラスチック以外に種々の汎用材料への表面改質についても併せて検討を行うことにより、より我々の環境に適応したフッ素系高分子抗菌活性材料の創製を現実なものさせてゆく。

すなわち、本研究ではこれらフッ素系機能性材料を我々の生活に密着した新しい環境適応型抗菌活性材料として、具体的には、繊維、プラスチック、壁紙等の住宅材料への表面改質剤としての応用に関して検討を行うこともその目的である。平成13年度の研究では、カチオンセグメントとしてアンモニウムセグメントに注目し、アンモニウムセグメントを有する新しいタイプのフルオロアルキル基含有オリゴマー類の開発を行った。この含フッ素オリゴマー類は興味深いことに、フッ素に起因した高い防汚性以外に、他の含フッ素オリゴマー類には見られない極めて高い抗菌活性を示すことが見いだされ、これらの成果はイギリス化学会の学術誌[J. Mater. Chem.,vol.12,p188194(2002).]に発表を行った。さらに本研究において開発されたこれら一連の高い抗菌活性を示すフッ素系高分子化合物は、PMMA等の汎用のプラスチック以外にセルロースの表面改質へと応用させることができ、セルロース表面にフッ素に起因した高い界面活性な機能以外に抗菌活性をも付与させることができた。このように、本研究により開発されたカチオンセグメントを有するフッ素系高分子化合物は、汎用のプラスチック以外に綿などの繊維、紙さらには木材等に代表されるセルロース系材料表面にフッ素に起因した高い界面活性な機能さらには抗菌活性をも付与させることが可能となった。従って、これら材料は我々の環境に適応した新しいフッ素系高分子菌活性材料として、今後種々の分野での応用が現実的なものとなることが確信される。
イヌにおける急性相反応が薬物の体内動態に及ぼす影響

本研究では、イヌにE.coli由来のリポポリサッカライド(LPS)を投与して急性相反応を誘発し、薬物の体内動態に対する影響を検討した。アンチピリンの全身クリアランス(CLtot)は、急性相反応下でおよそ40%低下し、急性相反応下では複数のCYP分子種の活性が半分近く低下するものと予想された。In vitroの試験において、CYP1A活性はほとんど影響を受けなかったが、急性相反応下ではCYP2C活性、2D活性および3A活性が無処置のおよそ50%に低下した。これらのCYP分子種の量が急性相反応下で低下しているものと考えられた。これらのCYPによる代謝によって体内から消失する薬物の体内動態への影響を検討した結果、テオフィリン(CYP1A)、フェニトイン(CYP2C)およびニフェジピン(CYP3A)のCLtotは急性相反応下で有意に低下し、低下率はそれぞれ50%近くであった。急性相反応下では、生体内においてもこれらの活性が半分近く低下する可能性が示唆された。急性相反応下でのCYP活性の低下が臨床上どの程度問題になるかを明らかにする目的でニフェジピン経口投与後の動態に対する急性相反応の影響を検討した。その結果、消失相での血漿中濃度は対照群のおよそ2倍となった。生体内利用率は有意に高く、対照群のおよそ2倍であった。体内滞留期間には有意差はなかったが、急性相反応下では長くなる傾向が認められた。これらの結果を総合すると、ニフェジピンを臨床で用いる場合には、少なくとも投与量を半分で用いる必要性があることが示唆された。本研究では薬物の血漿蛋白との結合への影響は検出できなかったが、急性相反応時にはこの影響も考慮する必要性があると考えられる。ビーグル犬3頭にE. coli由来リポポリサッカライド(LPS)を50μg/kg筋注し、急性相反応を誘発した。投与後24時間で、アンチピリン5mg/kg静注後の全身クリアランスを調べた。さらに、LPS投与後28時間で殺処分して肝臓を摘出し、チトクロムP450(CYP)の含量およびCYPサブファミリーの活性を調べた。また、血漿中アルブミン及びα_1-酸性糖蛋白(AGP)濃度を測定するとともに、薬物の血漿蛋白結合をin vitroで調べた。1.アンチピリンの全身クリアランスは、LPS処置前の値の6080%(平均65.3%)まで低下し、CYP活性がLPS投与によって低下していることが示唆された。肝臓のCYP含量は対照群(平均1.36nmol/mg protein、3頭)の約60%程度であった。CYP1A2(エトキシレゾフィン脱エチル化)、CYP2C9(トルブタミド水酸化)、CYP2C19(メフェニトイン4'水酸化)、CYP2D15(ブフラロール1'水酸化)およびCYP3A4(テストステロン6β水酸化)活性は、最大速度で見るといずれも低下し、対照群の5274%であった。Km値には有意な差は認められなかった。以上から、LPSによって誘発された急性相反応時に多くのCYP分子種の活性が低下するものと考えられた。各分子種の量の低下の程度に関しては、次年度Wesetrn blotによって明らかにする予定である。2.血漿中のアルブミンおよびAGP濃度に有意な変化は認められず、試験に用いたテオフィリン、フェニトインおよびニフェジピンの結合動態にも有意な変化は認められなかった。

3.次年度以降は、CYPによる代謝が主要な消失経路である薬物の体内動態に対して、本研究で明らかにされたCYP活性の低下がどの程度変化をもたらすかを明らかにし、これらを基本に、感染症などの急性相反応時の適切な薬物投与計画法を提案していく予定である。ビーグル犬3頭にE. coli由来リポポリサッカライド(LPS)を50 μg/kg筋注し、急性相反応を誘発した。投与後28時間で殺処分して肝臓を摘出し、マイクロゾーム中のチトクロムP450(CYP)2C量をWestern blottingによって評価した。ぞの結果、急性相反応誘発群では無処置群と比較して50%程度低かった。in vitroの酵素動態解析で得られたKm値はLPS投与で影響されず、Vmaxだけが低下することと今回得られた結果を総合すると,急性相反応時のCYP活性低下は酵素量の低下に起因することが示唆されるので、急性相反応時にはCYP酵素の生成量が抑制されるものと推察された。ビーグル犬6頭を用い、テオフィリンおよびニフェジピンの静注後の薬物動態を急性相反応誘発前と誘発後に調べ、両者を比較することによってこれら薬物の体内動態に対する急性相反応の影響を検討した。(1)いずれの薬物も分布容積には影響は認められなかったが、全身クリアランス、消失半減期はLPS処置によって有意に低下した。(2)CYP1Aによって主に代謝されて消失するテオフィリンでは、全身クリアランスは40 %程度、CYP3Aによって主に代謝されて消失するニフェジピンでは30 %程度低下したが、これらの低下率はCYP1AのVmaxに認められた低下率(26 %)およびCYP3AのVmaxに認められた低下準(48 %)にほぼ匹敵した。(3)in vitroで得られた活性の低下だけを考慮し、血漿中濃度推移の理論値を算出した結果、いずれの薬物の場合にも実測値とよく一致した。したがって、テオフィリンとニフェジピンの体内動態におよぼす急性相反応の影響は、in vitroのCYP活性の結果から予測が可能であることが示された。ビーグル犬4頭を用い、フェニトインおよびメトプロロール静脈内投与後の動態に対する急性相反応の影響を検討した。急性相反応はE.coli由来のLPSを50μg/kg筋肉内投与することによって誘発した。フェニトインの全身クリアランスは、急性相反応によって60%程度に有意に減少した。これに対応して、平均滞留時間も4.5時間から7時間へと有意に延長した。したがって、フェニトインの体内動態は、急性相反応によって著しく影響された。これらの結果は、in vitro試験で得られたシトクロームP450(CYP)の量的な減少から、予測が可能であった。これに対し、メトプロロールの体内動態は、急性相反応によってさほど影響されなかった。全身クリアランスには減少の傾向、平均滞留期間には延長の傾向が認められたが、in vitroのCYP活性の低下からの予測とは、かなり異なった。ビーグル犬4頭を用い、ニフェジピン製剤経口投与後の動態に対する急性相反応の影響を検討した。ニフェジピンの吸収速度には変化はなかったが、生体内利用率は2倍近くに増加した。血漿中濃度の消失相の傾きも緩やかになり、この相の濃度は無処置の2倍以上であった。したっがって、ニフェジピン経口投与後の動態は急性相反応によって著しく影響された。この結果からは、投与量を半減することで無処置と同程度の血漿中濃度推移が得られると考えられるが、これはin vitroのCYP活性の結果からの予測にほぼ匹敵した。
脱ユビキチン化酵素の網羅的な基質同定法の開発

平成18年度に行った脱ユビキチン化酵素UBPYの網羅的な基質同定の解析により、基質候補蛋白質が多数同定された。これらのうちからUBPYと細胞内局在が一致する蛋白質の1つであるVAMP8を選び、実際にUBPYの基質であるかについて検討した。VAMP8をHeLa細胞に発現して解析したところ、VAMP8がユビキチン化を受けることがわかった。このユビキチン化レベルは、野生型UBPYの発現により減少し、酵素不活性型UBPYで増加した。またこのレベルはRNAi法を用いたUBPYのノックダウンにより増加した。これらの結果は、VAMP8が実際にUBPYの基質であることを示している。したがって網羅的なUBPYの基質同定法で同定された基質候補のうち少なくとも1つは実際に基質となっていることが明らかになった。今後は他の候補蛋白質についても解析し、網羅的な基質同定法が有効であるかをさらに検証していく必要がある。平成18年度に行った脱ユビキチン化酵素の網羅的な基質同定法が有効である可能性が高くなったので、この方法を他の脱ユビキチン化酵素USP36に応用した。その結果、360個の基質候補蛋白質が同定された。USP36の細胞内局在について解析したところ、USP36は核小体に局在した。したがってUSP36は核小体において脱ユビキチン化酵素として機能すると考えられることから、360個の候補蛋白質について核小体に局在するものを検索した。その結果、リボソーム蛋白質を含む60個の蛋白質が同定された。今後はこれらが実際にUSP36の基質であるかについて検証して行く必要がある。脱ユビキチン化酵素UBPYの機能を阻害した細胞では、多くのユビキチン化蛋白質がエンドソーム上に蓄積する。これらの蛋白質は、UBPYの基質である可能性が高い。そこでこれらの蛋白質の網羅的な同定法の開発を行った。UBPYの機能阻害細胞におけるユビキチン化蛋白質の蓄積がエンドソーム膜上であること、細胞質画分にはプロテアソームの基質となる可溶性のユビキチン化蛋白質が大量に存在することが予想されることから、膜画分に分画された蛋白質を解析することにした。細胞の膜画分を分画した後、可溶化を行い膜可溶性画分を得た。この画分の蛋白質を、抗ユビキチン化蛋白質抗体FK2をコンジュゲートさせたアフィニティーカラムに結合させた後溶出した。この溶出サンプルをトリプシン処理し、得られたペプチドを液体クロマトグラフ/タンデム型質量分析計により解析した。UBPY機能阻害細胞に特徴的なペプチドが検出された蛋白質が全部で364個であった。これら364個の蛋白質について、局在と機能をデータベースで調べた結果、蛋白質輸送に関与する蛋白質は全部で42個であった。この中には膜融合に重要な役割を果たす低分子量G蛋白質およびSNARE複合体関連蛋白質がそれぞれ13個、7個含まれていた。またクラスE Vps蛋白質であるHrs,STAM,Alixに加えUBPY自身も含まれていた。さらにオルガネラからオルガネラへと輸送される膜蛋白質(カーゴ蛋白質)と考えられる蛋白質が71個同定された。この中には細胞膜蛋白質であるEGF受容体やトランスフェリン受容体、MHC class Iなどが含まれていた。これらの蛋白質はUBPYの基質である可能性が高いことから、本研究で用いた解析方法は、脱ユビキチン化酵素の基質の網羅的な同定に有効であると考えられる。
多機能細胞、血小板からの生理活性脂質の放出に関する研究

近年、血小板と深い関連を有する新しい生理活性物質としてスフィンゴシン1-リン酸(Sph-1-P)やリゾフォスファチジン酸(LPA)というリゾリン脂質性メディエーターが注目されている。血小板はSph-1-Pを極めて豊富に含み、活性化に伴って細胞外へ放出される。放出されたSph-1-Pは血小板自身を活性化させ、細胞内カルシウム動員、形態変化、一次凝集を引き起こしたり、血管平滑筋や肝細胞、腎メサンギウム細胞など様々な細胞に血管生物学的作用をしていると考えられているが、まだ、Sph-1-Pの放出機序や動態、種々の細胞に作用する機序については十分に解明されていない。本研究では血漿および血清中のSph-1-P、ジヒドロスフィンゴシン1-リン酸(DHSph-1-P)濃度を、HPLCを用いて測定する測定系を構築し、全血、血漿、血球、血小板中のSph-1-P、DHSph-1-Pの濃度を測定し、その動態を調べた。HPLC法による血漿、全血中のSph-1-Pの濃度はそれぞれ約300、1500nMであった。また、DHSph-1-Pの濃度はそれぞれ約100、1000nMであった。Sph-1-P、DHSph-1-Pともに血漿中より全血中で濃度が高いのは血球・血小板中にSph-1-P、DHSph-1-Pが多く含まれていると考えられる。経時変化では4C1時間保存では血漿中のSph-1-P、DHSph-1-Pともに濃度の変化は認められなかったが、37C1時間では血漿中のSph-1-P、DHSph-1-P濃度は増加した。洗浄赤血球・洗浄血小板を作成し、濃度を調べたところ、ともに、Sph-1-P、DHSph-1-Pが多く含まれていた。また、洗浄血小板にトロンビンを加えたのち、その上清を測定したところSph-1-P、DHSph-1-Pの増加を認めた。この事より、刺激により、洗浄血小板中のSph-1-P、DHSph-1-Pが放出された事が確認された。
ケイ素橋頭位化合物の構造特性を活用した新規導電性高分子の開発に関する基礎研究

目的とする高分子のモノマーとなるケイ素橋頭位化合物群の電子構造について分子軌道法を用いて求めた。分子起動計算の対象とした化合物は、橋頭位の2つのケイ素間を繋ぐ構造として、1,4-ジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタン(1)、9,10-ジシラトリプチセン(2)、1,4-ジシラバレレン(3)を選んだ。これらのケイ素橋頭位化合物群では、2つの橋頭位ケイ素とその橋渡しをする架橋部分の構造がSi-C-C-Siである共通点を持っている。一方、そのSi-C-C-Siのうち中心のC-C結合は、1では単結合、2では1.5重結合、3では2重結合となっており、C-C間の結合距離は多重度の増加に伴い減少する相違点がである。1-3の最適構造を分子軌道計算法を用いて行なった結果、橋頭位の2つのケイ素間の距離は、1では2.780Å、2では2.858Å、そして3では2.804Åと1がもっとも短く、反結合性軌道のS*_<Si>の電子的な相互作用が最も多いと期待されることが分かった。これは、2、および3ではSi-C-C-Siの炭素原子はsp^2混成軌道をしており、∠Si-C-Cは120度であるのに対し、1では炭素がsp^3混成軌道をしているため∠Si-C-Cは109度と狭まく、橋頭位ケイ素同士が空間的に近寄ることが可能になっていると考察することができる。分子軌道法を用いた理論計算では、橋頭位ケイ素間の空間を介した電子的な相互作用は1の場合最も効率がよいことが示唆され、1をモノマーとする高分子を目的化合物として決定するに至った。ジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタン(1)の合成方法としてはいくつか考えられるが、今回我々はトリ(2-リチオエチル)シラン類とトリクロロシラン類との環化反応により合成する経路の検討を行った。フェニルトリクロロシランとビニルグリニャール試薬との反応により、まずフェニルトリビニルシランを高収率で得ることができた。次に、末端オレフィンの官能基化を試みた。まず、得られたフェニルトリビニルシランのオレフィンに対し、末端選択的なハイドロボレーション反応を行った。オレフィンに対し末端選択的にハイドロシリル化反応することが知られているジシクロヘキシルボランを用いてハイドロボレーション反応を試みた。しかしこの場合には、末端選択性はさほど良いものではないことが、その後の反応性生物の解析により分かった。そこで、更なる末端選択性の向上を期待して、より嵩高いヒドロボラン試薬であるイソピノカンフェニルボラン(Ipc_2BH)を用いて同様の反応を行った。その結果、末端選択的にハイドロボレーションしていることが、その次の加水分解性生物の解析により分かった。次に、加水分解性生物であるトリ(2-ヒドロオキシエチル)フェニルシランのメシルクロライドによるメシル化、臭化ナトリウムによる臭素化を行い前駆体であるトリ(2-ブロモエチル)フェニルシランを良好な収率で得ることに成功した。続いて、この末端臭素体のリチオ化を-78°Cにおいてリチウムナフタレニドを用いて行った。この反応条件におけるトリアニオンの発生の確認は、トリメチルクロロシランによる補則実験で行った。そこで、実際にこのトリアニオンとトリクロロシランとの反応により、目的とするジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタン誘導体の合成を試みた。その結果、目的物は少量ではあるが生成していることが分かった。1-3の最適構造を分子軌道計算法(XX)を用いて行なった結果、橋頭位の2つのケイ素間の距離は、1ではXXÅ、2ではXXÅ、そして3ではXXÅと1がもっとも短く、反結合性軌道のσ^*_<Si>の電子的な相互作用が最も多いと期待されることが分かった。

分子軌道法を用いた理論計算では、橋頭位ケイ素間の空間を介した電子的な相互作用は1の場合最も効率がよいことが示唆され、1をモノマーとする高分子を目的化合物として決定するに至った。1は、トリビニルフェニルシランから4段階の反応で合成したトリス(ブロモエチル)フェニルシランのリチオ化によるトリアニオンとトリクロロシラン類との反応により、合成が可能であることが分かった。しかし、現在までのところその収率は著しく低いため、最終段階の反応条件の最適化を行なっているところである。それぞれ構造が異なる三種のケイ素橋頭位化合物として、ジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタン、ジシラバレレン、ジシラトリプチセンについて、分子軌道計算を用いてその橋頭位ケイ素間の距離を予想した。その結果、ジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタンにおいて、その距離が最も短く、橋頭位ケイ素間での空間を介した電気的な相互作用が最も期待された。そこで、本年度はジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタンの合成経路の確立を目的に研究を行った。ジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタンの合成方法としてはいくつか考えられるが、今回我々はトリ(2-リチオエチル)シラン類とトリクロロシラン類との環化反応により合成する経路の検討を行った。フェニルトリクロロシランとビニルグリニャール試薬との反応により、まずフェニルトリビニルシランを高収率で得ることができた。次に、末端オレフィンの官能基化を試みた。まず、得られたフェニルトリビニルシランのオレフィンに対し、末端選択的なハイドロボレーション反応を行った。オレフィンに対し末端選択的にハイドロシリル化反応することが知られているジシクロヘキシルボランを用いてハイドロボレーション反応を試みた。しかしこの場合には、末端選択性はさほど良いものではないことが、その後の反応性生物の解析により分かった。そこで、更なる末端選択性の向上を期待して、より嵩高いヒドロボラン試薬であるイソピノカンフェニルボラン(Ipc_2BH)を用いて同様の反応を行った。その結果、末端選択的にハイドロボレーションしていることが、その次の加水分解性生物の解析により分かった。次に、加水分解性生物であるトリ(2-ヒドロオキシエチル)フェニルシランのメシルクロライドによるメシル化、臭化ナトリウムによる臭素化を行い前駆体であるトリ(2-ブロモエチル)フェニルシランを良好な収率で得ることに成功した。続いて、この末端臭素体のリチオ化を-78°Cにおいてリチウムナフタレニドを用いて行った。この反応条件におけるトリアニオンの発生の確認は、トリメチルクロロシランによる補則実験で行った。そこで、実際にこのトリアニオンとトリクロロシランとの反応により、目的とするジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタン誘導体の合成を試みた。その結果、目的物は少量ではあるが生成していることが、質量分析、および核磁気共鳴スペクトルの解析の結果分かった。現在までのところ、低収率であるため他の副生成物との分離生成には至っていないが、今後反応条件の再検討を行う予定である。目的とする高分子のモノマーとなるケイ素橋頭位化合物群の電子構造について分子軌道法を用いて求めた。分子起動計算の対象とした化合物は、橋頭位の2つのケイ素間を繋ぐ構造として、1,4-ジシラビシクロ-[2.2.2]-オクタン(1)、9,10-ジシラトリプチセン(2)、1,4-ジシラバレレン(3)を選んだ。これらのケイ素橋頭位化合物群では、2つの橋頭位ケイ素とその橋渡しをする架橋部分の構造がSi-C-C-Siである共通点を持っている。一方、そのSi-C-C-Siのうち中心のC-C結合は、1では単結合、2では1.5重結合、3では2重結合となっており、C-C間の結合距離は多重度の増加に伴い減少する相違点がである。
水生動物におけるアミノ酸ラセマーゼの分子系統学的解析

遊離のD-アラニン(Ala)およびD-アスパラギン酸(Asp)の水生動物における生理機能を明らかにするため,本研究においては無脊椎動物におけるアラニンラセマーゼ(ARase)およびアスパラギン酸ラセマーゼ(DRase)について検討を加えた.1.クルマエビ諸組織について詳細にD-アミノ酸の分布を調べた結果,D-Alaはすべての組織に存在し,高浸透ストレス下では多くの組織で増加を示したが,神経系では変動しなかった.一方,D-Aspは脳および視神経にのみ存在し,高浸透ストレス下でも変化しなかった.D-グルタミン酸が精巣にのみ著量検出された.2.ミルクイ中腸腺からクローニングしたARaseのcDNAの塩基配列を基に大腸菌を用いてARaseを発現させ,クルマエビARaseと相同性のある活性酵素が得られた.3.環形動物多毛類6種について遊離D-アミノ酸を調べたところ,サシバゴカイ目の3種にのみD-Alaが認められた.最も含量の高いアオゴカイでは高浸透ストレス下でD-Alaは増加を示したが,ARase活性の変動は認められなかった.4.アオゴカイ体壁からmRNAを調製し,ミルクイARaseの塩基配列を基に合成したプライマーを用いてPCRを行い,既知のARaseと相同性のある3つの異なる配列が得られた.5.スルメイカ視神経からDRaseのcDNAをすでにクローニングした.D-Aspの組織別分布をマダコを用いて詳細に調べた結果,D-Aspは脳神経,視神経,腕神経に数μmol/g存在し,全Aspの90%以上を占めていた.その他の組織においては痕跡程度であった.一方,D-Alaはどの組織にも検出されなかった.遊離のD-アラニン(Ala)およびD-アスパラギン酸(Asp)の水生動物における生理機能を明らかにするため,本研究においては無脊椎動物におけるアラニンラセマーゼ(ARase)およびアスパラギン酸ラセマーゼ(DRase)について検討を加えた.1.クルマエビ諸組織について詳細にD-アミノ酸の分布を調べた結果,D-Alaはすべての組織に存在し,高浸透ストレス下では多くの組織で増加を示したが,神経系では変動しなかった.一方,D-Aspは脳および視神経にのみ存在し,高浸透ストレス下でも変化しなかった.D-グルタミン酸が精巣にのみ著量検出された.2.ミルクイ中腸腺からクローニングしたARaseのcDNAの塩基配列を基に大腸菌を用いてARaseを発現させ,クルマエビARaseと相同性のある活性酵素が得られた.3.環形動物多毛類6種について遊離D-アミノ酸を調べたところ,サシバゴカイ目の3種にのみD-Alaが認められた.最も含量の高いアオゴカイでは高浸透ストレス下でD-Alaは増加を示したが,ARase活性の変動は認められなかった.4.アオゴカイ体壁からmRNAを調製し,ミルクイARaseの塩基配列を基に合成したプライマーを用いてPCRを行い,既知のARaseと相同性のある3つの異なる配列が得られた.5.スルメイカ視神経からDRaseのcDNAをすでにクローニングした.D-Aspの組織別分布をマダコを用いて詳細に調べた結果,D-Aspは脳神経,視神経,腕神経に数μmol/g存在し,全Aspの90%以上を占めていた.その他の組織においては痕跡程度であった.一方,D-Alaはどの組織にも検出されなかった.
ガレクチン-3のくも膜下出血後早期脳損傷発生メカニズムにおける役割の解明

マトリセル蛋白は細胞外マトリックスに属する蛋白群であるが、それ自体は細胞支持組織としての役割は有さない特殊なもので、正常状態ではほとんど発現しておらず、病的状態で発現が増強し、細胞表面の受容体、サイトカイン、他の細胞外マトリックスなどと反応し、細胞間、細胞とマトリックス間の様々な機能を調節する。ガレクチン-3はマトリセル蛋白の1つで、研究代表者及び研究協力者が行った臨床研究では、脳動脈瘤破裂によるくも膜下出血(SAH)後に血液中で増加することが確認されているが、その意義は未だ明らかになっていない。本研究ではガレクチン-3の早期脳損傷における役割について検討し、そのメカニズムを解明することを目的としている。本年度はガレクチン-3のインヒビターであるmodifiedcitrus pectin(MCP)がSAH後の早期脳損傷を抑制するかについて検討した。251匹の野生型(C57BL/6)マウスをランダムにsham+vehicle群、SAH+vehicle群及びSAH+MCP群(0.8ug, 4ug, 16ug, 32ug)に分け、神経学的スコア、SAH重症度、脳含水量、脳内タンパク質発現について調べた。SAHはオスの野生型マウスの左内頚動脈先端部を4-0ナイロン糸にて血管内より穿通させることにより作成した。Vehicle及びMCPはSAH作成後30分で脳室内より投与した。SAHにより脳内ガレクチン-3が有意に発現していた。MCPの各濃度の中で4ugが最も神経症状の悪化と脳浮腫を抑制した。また4ug MCPは、ERK1/2, STAT-3, MMP-9などの細胞内シグナリング関連蛋白を不活化することで、血液脳関門障害とガレクチン-3誘導を抑制した。従来、くも膜下出血後の予後不良因子として遅発性脳血管攣縮が注目され研究が行われてきたが、最近ではその焦点が早期脳損傷にシフトしてきている。しかし、くも膜下出血後早期脳損傷の病態においてはアポトーシスや血液脳関門障害など様々な因子の関与が報告されているもの、詳細なメカニズムについては未だ明らかとなっておらず、したがって、治療法も無いのが現状である。ガレクチン-3は種々の組織の細胞内外に存在し、細胞外では細胞接着やアポトーシスに関与したり、細胞内では他の細胞内蛋白と結合し、炎症における信号伝達に関与するとされている。研究代表者及び研究協力者はくも膜下出血患者の来院時重症群と機能的予後不良群において血液中ガレクチン-3濃度が上昇することを報告しており、ガレクチン-3はくも膜下出血後の早期脳損傷のメカニズムにおいて重要な役割を果たしていることが予想される。今回ガレクチン-3がSAH後の脳において発現が増加し、血液脳関門障害と脳浮腫に関連していることが明らかとなった。さらに今後神経細胞のアポトーシスに関与するか、関与する場合、ガレクチン-3を抑制する薬剤を使用することによってその情報伝達機構を明らかにできると考えられる。ガレクチン-3を抑制するmodifiedcitrus pectin以外の方法として、ガレクチン-3受容体の一つであるToll様受容体4の拮抗薬LPS-RS、またToll様受容体4の下流に存在するとされているMAPキナーゼのインヒビターを使用し、様々な部位でガレクチン-3関連シグナルの抑制を図り、くも膜下出血後早期脳損傷のメカニズムを明らかにする。また、くも膜下出血後の脳において、Toll様受容体4を介したMAPキナーゼ・シグナリングによりガレクチン-3が発現し、これが神経細胞のアポトーシスを誘導する、その一方でpositive feedbackによりガレクチン-3自体の発現が促進され、アポトーシスを悪化させるという仮説を立て、これらを確かめるために、上記の方法でガレクチン-3を抑制したくも膜下出血モデルに精製ガレクチン-3を脳室内に投与することで、神経細胞のアポトーシスや神経症状の悪化、更にはガレクチン-3自体の誘導が生じるか観察する予定である。つまり、くも膜下出血後に脳で発現したガレクチン-3がToll様受容体4に結合し、シグナリング下流のMAPキナーゼを活性化することによって早期脳損傷を引き起こすというメカニズムが明らかとなることが予想される。このメカニズムの解明によって、ガレクチン-3抑制を介する新たな早期脳損傷に対する治療法の開発へと発展する可能性があると考えられる。26匹の野生型マウスをランダムにsham+vehicle群(n=7)、SAH+vehicle群(n=10)及びSAH+MCP群(n=9)に分け、神経学的スコア、SAH重症度、脳含水量について調べた。

SAHはオスの野生型マウス(C57BL/6)の左内頚動脈先端部を4-0ナイロン糸にて血管内より穿通させることにより作成した。Vehicle及びMCP(4μg)はSAH作成後30分で脳室内より投与した。死亡率はSham群0%、SAH+vechicle群30%、SAH+MCP群22%で、統計学的に有意差はみられなかった。またSAH+MCP群はSAH+vehicle群に比べ有意に神経学的スコアが良好で、脳含水量が低く、SAH後の早期脳損傷が抑制されている結果であった。従来、くも膜下出血後の予後不良因子として遅発性脳血管攣縮が注目され研究が行われてきたが、最近ではその焦点が早期脳損傷にシフトしてきている。しかし、くも膜下出血後早期脳損傷の病態においてはアポトーシスや血液脳関門障害など様々な因子の関与が報告されているもの、詳細なメカニズムについては未だ明らかとなっておらず、したがって、治療法も無いのが現状である。ガレクチン-3は種々の組織の細胞内外に存在し、細胞外では細胞接着やアポトーシスに関与したり、細胞内では他の細胞内蛋白と結合し、炎症における信号伝達に関与するとされている。研究代表者及び研究協力者はくも膜下出血患者の来院時重症群と機能的予後不良群において血液中ガレクチン-3濃度が上昇することを報告しており、ガレクチン-3はくも膜下出血後の早期脳損傷のメカニズムにおいて重要な役割を果たしていることが予想される。今回ガレクチン-3を抑制することでくも膜下出血後早期脳損傷が抑制されるpreliminaryなデータを得ることができた。したがって今後、ガレクチン-3がSAH後の脳において発現が増加しているか、神経細胞のアポトーシスに関与するか、関与する場合、ガレクチン-3を抑制する薬剤を使用することによってその情報伝達機構を明らかにできると考えられる。マトリセル蛋白は細胞外マトリックスに属する蛋白群であるが、それ自体は細胞支持組織としての役割は有さない特殊なもので、正常状態ではほとんど発現しておらず、病的状態で発現が増強し、細胞表面の受容体、サイトカイン、他の細胞外マトリックスなどと反応し、細胞間、細胞とマトリックス間の様々な機能を調節する。ガレクチン-3はマトリセル蛋白の1つで、研究代表者及び研究協力者が行った臨床研究では、脳動脈瘤破裂によるくも膜下出血(SAH)後に血液中で増加することが確認されているが、その意義は未だ明らかになっていない。本研究ではガレクチン-3の早期脳損傷における役割について検討し、そのメカニズムを解明することを目的としている。本年度はガレクチン-3のインヒビターであるmodifiedcitrus pectin(MCP)がSAH後の早期脳損傷を抑制するかについて検討した。251匹の野生型(C57BL/6)マウスをランダムにsham+vehicle群、SAH+vehicle群及びSAH+MCP群(0.8ug, 4ug, 16ug, 32ug)に分け、神経学的スコア、SAH重症度、脳含水量、脳内タンパク質発現について調べた。SAHはオスの野生型マウスの左内頚動脈先端部を4-0ナイロン糸にて血管内より穿通させることにより作成した。Vehicle及びMCPはSAH作成後30分で脳室内より投与した。SAHにより脳内ガレクチン-3が有意に発現していた。
網膜色素変性に対する進行防止療法の開発と視覚再生

1)14種類のヒトロドプシン変異体発現コンストラクトを作成し10種類を受精卵にインジェクションした。このうちK296E,R135W,Q344X,S334Xについては捍体視細胞の数が減少しており、網膜色素変性モデルとして用いることができると思われた。2)独創的な視神経設置型電極デバイスを開発し、臨床応用をおこなった。デバイスは眼内でのコントロールに優れており、視神経乳頭への刺入設置が容易、かつ電気刺激により、患者はフォスフェンを知覚した。網膜色素変性晩期病状に対する人工視覚システムの開発眼科的手術により網膜色素変性患者の視神経乳頭に刺激電極を埋植した。急性期のみではなく、6ヶ月後、12ヶ月後、それ以降の慢性的な臨床試験を施行できるように、埋植後、電極からのラインを結膜下に留置した。光覚弁のない、すなわちまったく光のわからない眼に対しても、上記臨床試験:視神経乳頭刺激型人工視覚システム(AV-DONE)を施行したが、局所的に再現性のよいホスフェンを得ることができた。この結果は、当システムの有用性を示すものと考える。ホスフェンのサイズはマッチ棒の先からりんご大、形状は円形、楕円形、線状、色は黄色、白色、黄白色とさまざまであった。多くのホスフェンデータを蓄積することに成功したが、今後、慢性経過を通じてより多くのホスフェンデータを集積する。網膜色素変性初期中期病状に対する薬剤の開発(視細胞死抑制)視細胞における外来遺伝子の強制発現系を得るため、メダカトランスポゾンベースのtol2ベクター基礎として発現コンストラクトを作成した。まず、トランスジェニック体を容易に選択できるよう、臭細胞特異的遺伝子であるompのプロモーター領域3kbpを単離、EGFPとつなげ、マーカー遺伝子としてtol2ベクターに導入した。これにより、変異体は鼻が蛍光下で緑に光ることで選別される。次に、RH1プロモーターを発現カセットとしてもち、さらに、挿入遺伝子部にGatewayシステムのカセットをもつベクターを開発した(pLompdest)。さらにこれにヒト変異ロドプシン(Q344X)を導入し、受精卵に微少注入しGO体を得、これを交配、鼻に蛍光を認めるF1体をRT-PCR解析したところ、ヒトロドプシンの発現を認めた。これにより、変異ロドプシントランスジェニック体を得ただけでなく、pLompdestにライブラリーを導入し、生体による発現スクリーニングをおこなう準備が整った。網膜色素変性晩期病状に対する人工視覚システムの開発(視神経刺激型人工視覚)前年度視神経乳頭に刺激電極を埋植した光覚弁のない網膜色素変性患者に対して、6ヶ月おきに刺激電極を通して、電流による刺激を行った。6ヶ月、1年経過時における臨床試験においても、電流刺激により、患者はフォスフェンを自覚することに成功した。視神経乳頭に刺入された電極は1年を経過しても安定しており、また、経過観察期間を通じて眼内炎、網膜剥離等の眼科的合併症を認めなかった。当結果により、当システム(眼内部分)の有効性および安全性が示された。さらに多数電極を埋植する方法を検討している。網膜色素変性初期中期病状に対する視細胞死抑制の研究昨年度開発した網膜桿体細胞特異的強制発現系を用いて、ヒトロドプシンのQ344Xを導入したトランスジェニックフィッシュを作成した。この表現型を確認すると受精後4日目から桿体細胞が有意に減少しており、ヒト網膜色素変性の表現型をコピーしているものと考えられた。これに対しシリア変異体ovlにおいて視細胞死を促進していると考えられたフォトトランスダクション系を検討したが、Q344X変異体においては視細胞死においてフォトトランスダクション系の関与は大きくないと考えられた。さらに、日本人に於けるロドプシン病因変異、欧米で最も多いP23H(これらの変異は臨床的に違う表現型を示すことが知られている。)を作成している。これらとロドプシンEGFPラインを掛け合わすことにより、視細胞を単離することができることを確認しており、下流の視細胞死シグナルの検討とその阻害薬の開発に重要であると考えられる。網膜色素変性初期中期病状に対する視細胞死抑制の研究第一年度棚発した網膜桿体細胞特異的強制発現系を用いて、前年度作成したヒトロドプシンのQ344Xトランスジェニックフィッシュは視細胞選択的にアポトーシスを起こしており、ヒト網膜色素変性のモデルとして適当と考えられた。このQ344X変異体はシリア変異体ovlと同様にロドプシンの局在異常をしめし、また、視細胞死は光感受性を示した。この機能に関してはovlと同様にトランスデューシンの位置で視細胞死のシグナルと関連し、アデニレートシクラーゼの活性によるcAMPの上昇が強くかかわっていると考えられた。また、同様の系を用いて日本人に認められるG106R, G188R, K296E変異ほか3変異、欧米で多いP23

H変異のトランスジェニックをすでに作成しており、現在これらとロドプシンEGFPラインを掛け合わすことにより、視細胞を単離する準備をおこなっている。これは下流の視細胞死シグナルの検討とその阻害薬の開発に重要であり、また、患者と同変異を持つ魚は治療の評価モデルとしても使用できると考えている。網膜色素変性晩期病状に対する人工視覚システムの開発(視神経刺激型人工視覚)我々は、既に視神経乳頭に刺激電極を埋植した網膜色素変性患者に対して、経時的に電気刺激試験を施行し、データの蓄積を行った。手術室での施行のため、再現性の確認は困難であったが、埋植されたいずれの電極を介した刺激においても、経過期間中、患者はフォスフェンを自覚することが可能であった。また、視神経乳頭刺入型電極のコーティンク材料、電極デバイスの改良を行い、多数の電極を比較的容易に視神経乳頭に設置できる方法を開発し、実際に、動物眼で確認した後、患者に適応させた。平行して、対象患者の募集を行い、今後選別をすすめる予定である。また、体内埋植装置の埋植手術方法についても人工内耳埋植手術を実際施行しておられる先生方と合同で検討し、慢性臨床試験に向けての準備をすすめている。