hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可解一次元量子系の統計力学

統計力学や物性理論における可解な一次元模型は大変に種類が豊富になって来ている。代表的なものとしてXYZ模型、Habbard模型、Haldane-Shastry模型等がある。このような系の基底状態エネルギー、励起エネルギー、自由エネルギーを計算することは普通に行なわれているが、その他の物理的性質を計算するには数学的技術や洞察が必要になってくる。相関関数の計算はまだうまくいっているとは言えないが、近年の量子群の理論の発展によって、可能になってきている。また一次元可解量子模型は二次元可解量子模型と密接に結びついている。また可解であることが分かっていても個々の物理量が必ずしもすぐに計算できるわけではない。また共形場理論では必ずしも可解でなくても、ギャツプのない場合は適用可能である。ハルデン磁性体が磁化した場合はこれにあたる。この理論に従えば有限系の計算を実行することによって物理量の相関関数の指数を計算することができる。本年度は一次元反強磁性ハイゼンベルグ模型の帯磁率を数値計算により詳細に調べて、低温ではその温度変化率が無限大になる現象を発見した。これはBonner-Fisher曲線についての従来の見方を変えるものである。またこの現象は場の理論的説明もできる。これはS.Eggert氏及びI.Affleck氏との共著である。このような現象はハバ-ド模型やt-J模型のようなSU(2)対称性を持つ他の系でも存在すると考えられる。次年度以降の重要な課題である。強磁性ハイゼンベルグ模型の低温での帯磁率は1/T^2(T=温度)で発散することが知られていたが、高次の非線形帯磁率についても調べた。その結果低温ではという形のスケーリング則に従うことが示された。ここでmは磁化、Hは磁場である。
三次元解析を利用した骨改造機構における毛細血管床量の動態の研究

この研究は骨改造の各期骨面に存在する毛細血管床の3次元微細構築形態と床量の関係を明らかにし、かつ量的に把握可能であるかその可能性を明らかにすることを目的とした。ウィスター系ラット頭頂骨外側面における骨改造各期の形態特徴は明瞭で4週令の個体では中央部に骨形成面が、その外帯に骨吸収面が、さらにその外縁に骨形成面、場所によっては骨吸収面が存在していた。6週令の個体では中央部には骨休止面が多く、骨形成面はその外帯に、骨吸収面はその痕跡の一部が外帯に残っているのが観察された。従って骨形成期あるいは骨吸収期を一度に検索するには前者が、骨休止期の検索ならば後者が適することが判明した。血管構築は小動・静脈,前・後毛細管動・静脈,毛細血管の網工であったが、毛細血管床は骨改造のいずれの期でも多くは骨面から離れて存在し、毛細血管は蛇行し、不規則な網眼をもつ単層の構造であった。骨改造の各期と血管床の関係は、骨形成面では毛細血管は比較的蛇行の強い血管枝で不規則の網眼をつくり、網工は骨吸収面のそれより密で、従って骨単位面積に対する血管床の量は多かった。骨吸収面では蛇行の弱い血管枝が不正円形の網眼を作り、それは骨休止面のそれよりは密で骨単位面積に対する血管床の量は骨休止面のそれよりは多かった。骨休止面では幾分か蛇行の強い血管枝が粗大な不正円形の網眼をつくり、それは骨形成面,骨吸収面のそれらよりは最も粗であり、故に骨単位面積に対する血管床の量は一番少なかった。この結果は組織連続切片の2次元画像解析でも裏付けられたが、走査電顕所見と比較可能な3次元画像の描図を作成することは今回の方法では困難であることがわかり、これを利用して各期の量を数量化することは難しいと思われた。本年度は骨吸収面とその場に分布する毛細血管床の量的相対関係の解明を計画した。被検材料に予定した青年期の個体では頭頂骨外側表面は骨形成機能が活発で,むしろ生後5日から21日頃迄の新生仔の個体で頭頂結節に相当する領域に吸収面が出現することが明らかになった。その面積量は経日的に増加しているので,この期の個体を被検材料に用いた方がよいことが分かった。また,この吸収面には比較的大きくて明瞭な導出孔とそれに続く血管溝が認められ,これらはどの個体にも出現してくるので識別の標識として利用出来ることを分かった。毛細血管構築は鋳型標本からみると単層で不規則な網眼の形態を示すが,生後15日以前の個体では標本作製で上行大動脈を用いた樹脂液注入技術に相当の熟練を必要とすることになった。吸収面積量と毛細血管床量の関係では,走査電顕所見より面積量は2次元画像解析から算出可能であるが,床の立体構築は鋳型標本観察から明らかになっても,床の境界部を複雑な吸収面境に合せて明確化することはほとんど不能で,量的関係は組識連続切界を用いる方がよいと分かった。従って,吸収面単位面積当たりの床量の検索と云うことで,パラフィン包埋厚さ7μの連続切片を作製して3次元画像解析を試みた。サ-フィスコンバ-トで立体画像を描図しても10枚程度の切片量では多くは柱状画像となって,走査電顕所見と細部で一致しない所でも出現し,故に切片を従来より薄くするか,枚数を増やすか,またその両方かの検討が必要となり,量的分析は今一歩であった。以上の経過から,本年度の研究では被検材料については個体,時期,領域では了であるが,3次元解析の試料作製に工夫が必要となり,加えて,観察骨面が活発な骨吸収期であるか否かなど組織化学的に検索しないと床量の有する意味も薄れることが明らかになった。この問題は来年度の研究遂行上の課題となった。

骨休止面では幾分か蛇行の強い血管枝が粗大な不正円形の網眼をつくり、それは骨形成面,骨吸収面のそれらよりは最も粗であり、故に骨単位面積に対する血管床の量は一番少なかった。この結果は組織連続切片の2次元画像解析でも裏付けられたが、走査電顕所見と比較可能な3次元画像の描図を作成することは今回の方法では困難であることがわかり、これを利用して各期の量を数量化することは難しいと思われた。骨形成面と骨休止面に分布する毛細血管床の形態特徴と血管床量の解明を試みた。前年度の結果から、生後28日から34日目の体重100-120gの若令青年期の頭頂骨外側面を用いたが、既に頭頂結節に相当する中央部は骨吸収期をすぎて、骨形成期から一部休止期の領域が認められるよう変化していた。そして、その外周領域に同心円状に帯状をなして骨吸収面が広く展開し、更にまたその外帯即ち前頭、矢状、後頭の各側縁には骨形成面が形成されていた。従ってこの時期の個体雄では骨改造機構の全ての相が観察可能である新しい知見が得られた。故にこの時期の個体を材料にして上記の検索を試みた。骨形成面の3次元毛細血管構築の形態特徴は、単層であるが血管の走行に起状があり、蛇行を示し、時に方向性のみられる密な網眼で、骨面に近く、逆に骨休止面の血管構築の特徴はやはり単層であるが、方向性のみられない粗大で不正円形に近い網眼で、骨面からより離れて存在しており、骨吸収面の毛細血管網工と類似しているが、幾分か粗大であった。この個体で骨吸収面の毛細血管構築の特徴も改めて観察したが、前年度に観察した網工構築と同様であった。網工を形成する毛細血管の太さは骨改造3期の骨面ともおよそ7-12μmで特に差はなかった。次に骨改造の各期骨面に存在する床量の検索では、前年度の結果から、各期骨面に同じ単位面積量の骨面積を設定し、血管鋳型標本の3次元走査電顕所見から相対的関係で検索した。その結果は骨形成面が最も多く、骨吸収面と骨休止面は少ない傾向にあったが、その内でも骨吸収面が多く、骨休止面が最も少ない様であった。しかし、骨吸収面と骨休止面はほとんど同じ傾向をもつて良く似た傾向を示していた。3次元解析はサーフィスコンバート法で行ったが柱状構造となり、走査電顕所見と一致しない箇所が出現した。従って現在の方法では数量化はかなり複雑でむづかしいと分かった。
レーザ励起蛍光法による噴流の非定常渦構造と物質輸送機構の解明

昭和62年度には、円筒噴流装置、画像解析システムを製作し、これを運転するためのソフトウェア開発を行った。昭和63年度は、この測定装置を利用して以下の研究を行った。1.流速非依存性の確認点測定の場合とは異なり、平面レーザ光を用いた二次元測定においては蛍光強度の流速依存がないことが示された。従って、流速とは無関係に濃度測定ができることがわかった。2.レーザ強度の補正方法の開発多重反射によって作られたレーザ平面の不均一な強度分布を補正する方法を開発した。沃素を混入した気体を封入したガラスセルに平面レーザ光を透過させ、蛍光強度の分布を測定し、レーザ光強度分布を得る。このレーザ光強度分布を用いて得られた蛍光強度を補正し、濃度分布を求めた。3.二次元濃度分布測定測定方法が確立したところで以下の測定を行った。(1)円筒噴流の二次元平均濃度分布測定流速19m/sの窒素噴流における二次元平均濃度分布を、露光時間250msで測定した。平均濃度分布はよく知られた噴流の発達と相似性を示し、他の実験で得られた濃度分布とも一致した。(2)容器内噴流の非定常濃度測定ガラスセル内に吹き出した噴流の非定常挙動と濃度分布の変化を毎秒100駒で測定した。噴流は壁面に衝突して渦を形成し、渦の中で混合が起こる様子が示された。また本装置の測定限界は露光時間10ms程度であることがわかった。これは主に使用したレーザの強度(1W)が弱いためである。(3)渦輪における非定常濃度測定噴流初期に現われる渦輪の非定常挙動と濃度分布の変化を毎秒100駒で測定した。渦輪の挙動と、渦による外部流体の混合の様子を捉えることができた。まず,実験に供する流れ場として同軸噴流ノズルを製作するとともに,レーザ励起蛍光法によって噴流中の渦構造を調べる流れ場の可視化装置を設計購入し,設置した.可視化装置は以下の要素から構成されている.1.アルゴンイオンレーザで発生させた514.5nmの光線をA/Oモジュレータで100μsのパルス光にした後,二枚の向い合った凹面円筒ミラーで多重反射させて幅50mmのスリット光を作る光学系.2.よう素分子を含む噴流中のある断面における瞬間レーザ励起蛍光像を毎秒400駒撮影する.画像入力系.3.全体の作動を制御するコントロール系.次に得られた画像から濃度分布を計算し,噴流の渦構造を画像表示したり連続して撮影された画像データを用いて各位置における平均濃度,変動濃度を求めるデータ処理プログラムを作成した.また濃度分布を求める際には,ガラスセルを用いて,レーザ光強度の不均一性を検定し,これを補正することにした.今後は,完成した装置を用いて,外部流のある場合とない場合の噴流の渦構造の違い,それによってもたらされる物質輸送の違いを明らかにしていく.前年度に完成した噴流装置、画像解析システムを利用して、本年度は噴流中に混入した沃素の二次元濃度分布測定を行った。まず噴流出口での沃素濃度を一定にし、流速を変化させて、蛍光強度の流速依存性について検討した。その結果、点測定の場合とは異なり、平面レーザ光を用いた二次元測定においては蛍光強度の流速依存がないことが示された。従って、流速とは無関係に濃度の定量測定ができることが明らかとなった。次に、多重反射によって作られたレーザ平面の強度分布が均一でないため、これを補正する方法を開発した。

沃素を混入した気体を封入したガラスセルに平面レーザ光を透過させ、蛍光強度分布を測定し、レーザ光強度分布を得る。このレーザ光強度分布を用いて得られた蛍光強度を補正し、濃度分布を求めた。測定方法が確立したところで、以下の流れ場において濃度分布測定を行なった。1.円筒噴流の二次元平均濃度分布測定流速19m/sの窒素噴流における二次元平均濃度分布を、露光時間250msで測定した。平均濃度分布は、よく知られた噴流の発達と相似性を示し、他の実験で得られた濃度分布とも一致した。2.容器内噴流の非定常濃度変化ガラスセル内に吹き出した噴流の非定常挙動と濃度分布の変化を毎秒100駒で測定した。噴流は壁面に衝突して渦を形成し、渦の中で混合が起こる様子が示された。また本装置の測定限界が露光時間10ms程度であることもわかった。3.渦輪における非定常濃度変化噴流初期に現われる渦輪の非定常挙動と濃度分布の変化を毎秒100駒で測定した。渦輪の挙動と、渦による外部流体の巻き込みの様子を捉えることができた。
有害・有毒赤潮の消滅過程における殺藻・溶藻微生物の分子生態学的研究

内田、吉永は、8年度も引き続き広島湾え発生したHeterosigma akashiwoの消滅過程に関与する殺藻細菌の動態を遺伝子レベルでRELP手法を用いて追跡し、一定の殺藻細菌群が優勢になることを見いだした。また、それらの細菌が細胞外へ酵素を出すことにより溶藻していることを明らかにした。今井は、殺藻細菌の攻撃対象の赤潮原因藻に特異性があるかどうかを詳細に検討した。菅原は、五か所湾におけるGymnodinium mikimotoi赤潮を殺藻する能力のあるAlteromonas属細菌をみつけ、その殺藻機作を明らかにした。深見は高知県浦の内湾でのG. mikimotoi赤潮を殺藻する細菌Flavobacterium sp. 5N-3株を分離しその殺藻活性物質が低分子であることを明らかにした。芝は、有明海の珪藻赤潮を殺藻する細菌を分離するとともにそれらがCytophage属に属するが、種レベルでは広く異なっていることを分子分類法を用いて明らかにした。坂田は、鹿児島湾から分離した珪藻を殺藻する細菌について、それらがSaprospira属およびAlteromonas属に属する微生物であることを示し、その殺藻操作を検討した。平成4年度および5年度都道養に本年度も初夏に広島湾においてラフィド藻Heterosigma akashiwo赤潮が発生し,その際赤潮消滅時にH.akashiwoを殺滅する細菌数が増加する現象が観察された。同時にChattonella antiqua殺滅細菌の計数も行ったが,こちらは細菌数が増加せず,現場環境水中に存在する赤潮藻殺滅細菌の宿種特異性があることが明らかになった。またその際,0.2μm以下の粒子画分にも殺藻活性が認められ,おそらくこれはウィルスによるものではないかと推測された.今回,殺藻細菌の中の優占種であると思われる細菌を多数分離し,その16SリボゾームDNAの制限酵素処理断片長(RFLP)の比較から,数種の分類群の細菌が存在することが明らかになった。現在その詳細を解析中である。すでに分離されていたいくつかの渦鞭毛藻Gymunodinium nagasakiense殺滅細菌の16SrRNA遺伝子の塩基配列を決定し,滑走細菌Cytophaga属に属すると思われる細菌株の他に,γ-プロテオバクテリアサブグループに属するもののデータベース中の細菌いずれとも低い相同性しか見られなかった新奇な細菌株も存在した.殺藻細菌の中には宿主微細藻を直接攻撃するものがある一方,その培養ろ液中に殺藻細菌が認められ,何らかの殺藻因子を産生・排出しているものも存在した.現在その殺藻因子の分離・精製を試みている.鹿児島湾沿岸海水およびクルマエビ養殖場海水からは,珪藻重層寒天培地法によって珪藻Chaetoceros ceratosporumに対する新たな海洋細菌が分離され,Alteromonas属,Saprospira属およびVitreoscilla属細菌と同定された.その際,細菌以外にも珪藻殺藻性を有するAmeba類やLabyrinthula属も見いだされた。石田・吉永は7年度も引き続いて広島湾を対象にHeterosigma akashiwo赤潮発生から消滅に至る過程における殺藻細菌の動態をRFLPの手法によって追跡し消滅期には6年度同様IIBとIIC型が優勢になることを見出した。また、分離菌100株の殺藻活性についても調べ大部分が何らかの物質によって殺藻していた。その中から、今井は直接殺藻する細菌について分類学的特性と宿主特異性を調べた。菅原は五ヶ所湾におけるGymnodinum mikimotoi赤潮を殺藻する細菌Alteromonas6/6-46が藻体に付着して殺藻することを明らかにした。深見は浦ノ内湾のG. mikimoto赤潮殺藻菌Flavobacterium sp. 5N-3株の殺藻物質が2種類有り、一つは分子量109の水溶性物質であることを示した。芝は有明海の赤潮珪藻を殺藻する細菌の分子分類を行い、いずれもCytophaga属に同定されたが種レベルではかなりの広がりがあることを示した。近藤は徳島沿岸からAlexandrium tamarense殺藻細菌15株を分離し、16SrDNAの塩基配列から、Flavobacterium, Moraxella, Pseudomonas-Alteromonas属と可成り多岐にわたることを示した。

坂田は、鹿児島湾から分離したSaprospira属およびAlteromonas属細菌の殺藻作用について検討し、前者が接触によって宿主を溶藻するのに対して、後者は分泌した塩基性の低分子物質によって殺藻することを示した。内田、吉永は、8年度も引き続き広島湾え発生したHeterosigma akashiwoの消滅過程に関与する殺藻細菌の動態を遺伝子レベルでRELP手法を用いて追跡し、一定の殺藻細菌群が優勢になることを見いだした。また、それらの細菌が細胞外へ酵素を出すことにより溶藻していることを明らかにした。今井は、殺藻細菌の攻撃対象の赤潮原因藻に特異性があるかどうかを詳細に検討した。菅原は、五か所湾におけるGymnodinium mikimotoi赤潮を殺藻する能力のあるAlteromonas属細菌をみつけ、その殺藻機作を明らかにした。深見は高知県浦の内湾でのG.mikimotoi赤潮を殺藻する細菌Flavobacterium sp.5N-3株を分離しその殺藻活性物質が低分子であることを明らかにした。芝は、有明海の珪藻赤潮を殺藻する細菌を分離するとともにそれらがCytophage属に属するが、種レベルでは広く異なっていることを分子分類法を用いて明らかにした。坂田は、鹿児島湾から分離した珪藻を殺藻する細菌について、それらがSaprospira属およびAlteromonas属に属する微生物であることを示し、その殺藻機作を検討した。
行列理論を用いた超弦理論の定式化における重力場の研究

近年、定数B-場背景下でのD-brane系で、うまくscaling極限をとると、D-brane上の世界体積上の理論が非可換空間上の場の理論によって記述されることがconne-Douglas-Schwarz等によって言われて以来、この系が多くの研究者によって調べられてきた。この非可換空間上のゲージ理論においては、通常の可換な空間上の理論と違い、開いたpathを持つWilson line operatorでもゲージ不変になり得ることがIso-Ishibashi-Kawai-Kitazwaによって指摘された。またこのoperatorはD-braneに端点を持つopen stringとbulk中のclosed stringとの結合から導かれるということが示唆され、Okawa-Ooguriは、1つのclosed string tachyanと無限個の(openstringの)ゲージ場のvertex operator間のdisc amplitudeを計算し、Seiberg-Witten zero-slope極限をとると、直線をpathとするopen Wilson lineが導かれることを示した。またDahr-Kitazawaはclosed stringのhigher modeとの結合まで含めると、曲がったpathを持つopen Wilson lineが導けるのではないかと予想した。我々はこの問題、及び、非可換空間上の場の理論で生じるUV/IR混合を考察するため、このようなopen-closed mixed systemをclosed stringのboundary state formalismで扱った。このために、我々は外線としてopen stringのtachyon及びゲージ場が挿入されたboundaryに対応すると考えられるstateを構成し、これにclosed stringのBRS不変性を課すとopenstringのphysical state条件が導かれ、またこのboundary stateのoverlapが確かにopenstringのone-loop amplitudeを再現することを示した。またこのboundary stateを用いて、Dahr-Kitazawaの予想に証明を与えることが出来た。以上の知見を論文にまとめ、現在投稿中である。
育児をする父親のメンタルヘルス測定尺度の開発

本研究の目的は、『育児をする父親のメンタルヘルス測定尺度の開発』を行い、その信頼性・妥当性の検証を行うことである。本尺度の開発により、父親の心理的健康のスクリーニングが可能となり、育児に伴う不安や抑うつ傾向の早期発見・予防に繋がる。看護者にとっては、父親のワークライフバランスの実現に向けての助言・指導に活用できる。ひいては、子どもが健やかに育つ社会の実現に向けたサポートシステムの構築に繋がると考える。
核内受容体を介する食事性脂肪の脂質およびエネルギー代謝系情報伝達機構の解析

肥満は多くのいわゆる生活習慣病発症の基盤、即ち主要因となり、病態発症と深く結びつくことが判明してきた。本研究は、そのような肥満形成の根幹をなし脂肪組織の過形成に決定的に重要な役割を果たす脂質代謝およびエネルギー代謝機構に着目し、本機構の発現制御と機能担当細胞である白色および褐色脂肪細胞の分化・形成との関連を分子細胞生物学的に解析したものである。実施者らは、これまでに肥満すなわち白色脂肪組織の過形成には、長鎖脂肪酸がリガンドとなりPPARがマスターレギュレーターとして遺伝子発現を転写レベルで制御し、さらに種々の栄養素によってその機能が修飾を受けるととを世界に先駆けいち早く見いだしてきた。本研究においては、(1)脂肪酸センサーとしてのPPARが、脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝子発現をどのような情報伝達機構で制御しているのか、(2)上記シグナル伝達機構は、どのようにして食事性因子による修飾を受けるのか、(3)低下した脂質代謝-エネルギー代謝系の機能再生は可能か、の3点を研究課題として期間内に明らかにすることを目的として研究を実施した。その結果、PPARが食事由来の脂肪酸をリガンドとして脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝の転写を制御すること、さらにこの細胞内情報伝系には核内転写因子の共役因子、特にCREB結合タンパク質(CBP)とそのホモログp300が深く関与していることならびに高脂肪食摂取など生体内にPPARリガンドが過飽和な条件下では、CBPの発現量により代謝経緯電子の発現量が規定されることが明らかとなった。また、褐色脂肪組織に存在し体熱産生に深く関わる脱共役タンパク室(UCP)の発現はPPARによって制御されることから、高度不飽和脂肪酸や植物由来イソプレノイドなどのPPARリガンドにより低下した脂質代謝-エネルギー代謝系の機能再生の可能性が示唆された。「脂肪を摂取するとなぜ太りやすいのか」といった一般に知られている現象に対してさえも未だ現代の食品・栄養学は本質的な回答を持ち得ていない。ごく最近、核内受容体ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体の脂肪酸センサーとしての機能が見いだされ、脂質代謝やエネルギー代謝上極めて重要な位置づけとなってきた。われわれは、これまでに肥満すなわち白色脂肪組織の過形成には、長鎖脂肪酸がリガンドとなりPPARがマスターレギュレーターとして遺伝子発現を転写レベルで制御し、さらに種々の栄養素によってその機能が修飾を受けることを世界に先駆けいち早く見いだしてきた。そこで本研究においては、(1)脂肪酸センサーとしてのPPARが、脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝子発現をどのような情報伝達機構で制御しているのか、(2)上記シグナル伝達機構は、どのようにして食事性因子による修飾を受けるのか、(3)低下した脂質代謝-エネルギー代謝系の機能再生は可能か、の3点を研究課題として期間内に明らかにすることを目的とした。ヒトPPARリガンド結合能による脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝子発現制御シグナルの検出系の構築ヒトPPARには3種類のサブタイプ(α、δ(βとも呼ばれている)およびγ)が存在する。そこで本年度は先ず、これらのリガンド(シグナル)結合領域を組み込んだルシフェラーゼアッセイ系の発現ベクターのコンストラクツを構築するとともに、それらの活性化に必須の因子であるコアクチベーターの発現ベクターと共にCV-1細胞や脂肪細胞などにトランスフェクションしてPPARのリガンド(アゴニスト)ならびにアンタゴニストを高感度で簡便に検出する評価系の確立を行った。ごく最近、核内受容体ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(PPAR)の脂肪酸センサーしての機能が見いだされ、脂質代謝やエネルギー代謝上極めて重要な位置づけとなってきた。

申請者らは、,これまでに肥満すなわち白色脂肪組織の過形成には、長鎖脂肪酸がリガンドとなりPPARがマスターレギュレーターとして遺伝子発現を転写レベルで制御し、さらに種々の栄養素によってその機能が修飾を受けることを世界に先駆けいち早く見いだしてきた。そこで本研究においては、(1)脂肪酸センサーとしてのPPARが、脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝子発現をどのような情報伝達機構で制御しているのか、(2)上記シグナル伝達機構は、どのようにして食事性因子による修飾を受けるのか、(3)低下した脂質代謝-エネルギー代謝系の機能再生は可能か、の3点を研究課題として期間内に明らかにすることを目的とした。その結果、PPARが食事由来の脂肪酸をリガンドとして脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝子の転写を制御すること、さらにこの細胞内情報伝系には核内転写因子の共役因子、特にCREB結合タンパク質(CBP)とそのホモログp300が深く関与していることが明らかとなった。また、褐色脂肪組織に存在し体熱産生に深く関わる脱共役タンパク質(UCP)の発現はPPARによって制御されることから、PPARリガンドにより低下した脂質代謝-エネルギー代謝系の機能再生の可能性が示唆された。「脂肪を摂取するとなぜ太りやすいのか」といった一般に知られている現象に対してさえも未だ現代の食品・栄養学は本質的な回答を持ち得ていない。近年、核内受容体ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(PPAR)の脂肪代謝センサーしての機能が見いだされ、脂質代謝やエネルギー代謝上極めて重要な位置づけとなってきた。研究実施者らは、これまでに肥満すなわち白色脂肪組織の過形成には、長鎖脂肪酸がリガンドとなりPPARがマスターレギュレーターとして遺伝子発現を転写レベルで制御し、さらに種々の栄養素によってその機能が修飾を受けることを世界に先駆けいち早く見いだしてきた。本研究においては、(1)脂肪酸センサーとしてのPPARが、脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝子発現をどのような情報伝達機構で制御しているのか、(2)上記シグナル伝達機構は、どのようにして食事性因子による修飾を受けるのか、(3)低下した脂質代謝-エネルギー代謝系の機能再生は可能か、の3点を研究課題として期間内に明らかにすることを目的とした。その結果、PPARが食事由来の脂肪酸をリガンドとして脂質代謝およびエネルギー代謝系遺伝子の転写を制御すること、さらにこの細胞内情報伝系には核内転写因子の共役因子、特にCREB結合タンパク質(CBP)とそのホモログp300が深く関与していることnならびに高脂肪食摂取など生体内にPPARリガンドが過飽和な条件下では、CBPの発現量により代謝経緯電子の発現量が規定されることが明らかとなった。また、褐色脂肪組織に存在し体熱産生に深く関わる脱共役タンパク質(UFP)の発現はPPARによって制御されることから、高度不飽和脂肪酸や植物由来イソプレノイドなどのPPARリガンドにより低下した脂質代謝-エネルギー代謝系の機能再生の可能性が示唆された。
ゼブラフィッシュ嗅覚系の神経回路網形成・機能構築原理の統合的解明

嗅覚系の神経回路網形成・機能構築原理の統合的解明へ向けて、遺伝学・発生工学・in vivo蛍光可視化などの技術が利用可能なモデル脊椎動物としてのゼブラフィッシュの利点を最大限に活用し、以下の3つの項目について解析を行った。(1)嗅覚神経回路網形成の分子・細胞メカニズムの解明、(2)高次嗅覚中枢における匂い情報コーディング原理の解明、(3)特定の嗅覚行動の発現に結びつく嗅覚神経回路素子の同定。その結果、アミノ酸への誘引行動を司る嗅覚神経回路の同定、嗅球から右手綱核へと至る非対称神経回路の発見など、多くの新知見を得ることができた。嗅覚系は物体から発せられる匂い分子を受容し、その情報を鼻から脳へと伝え、匂いのイメージを脳内に表現・創造・記憶あるいは快・不快の感情を誘起させる神経システムである。本課題では、遺伝学・発生工学・in vivo蛍光可視化などの技術が利用可能なモデル脊椎動物としてのゼブラフィッシュの利点を最大限に活用し、嗅覚神経系の回路形成・機能構築原理の統合的解明を目指して研究を行っている。同じ種類の嗅覚受容体を発現する嗅細胞は、その軸索を嗅球の特定の糸球へと投射する。すなわち、嗅上皮で受容された匂い情報は、糸球の配置によって規定される「匂い地図」として嗅球表面に表現される。一方、嗅球から高次嗅覚中枢への匂い情報の伝達様式は未だ明らかにされていない。嗅球よりさらに高次の嗅覚中枢を解析するためには、僧帽細胞で特異的に機能する遺伝子発現プロモーターを利用して、各種レポーターや機能分子を発現させる手法が有効である。平成20年度の研究により、ゼブラフィッシュ嗅球の一部のタイプの僧帽細胞において再現性良く機能する遺伝子発現プロモーターAの単離、さらには僧帽細胞でYFPを発現するトランスジェニックゼブラフィッシュの作製に成功した。その結果、嗅球ニューロンの軸索は両側の終脳に対称に投射するが、一部の軸索はさらに伸長して、視床上部の手綱核を左右非対称に神経支配することが明らかとなった(J.Neurosci.投稿中)。本研究では、遺伝学・発生工学・in vivo蛍光可視化などの技術が利用可能なモデル脊椎動物としてのゼブラフィッシユの利点を最大限に活用し、以下の3つの大項目について解析を行った。平成21年度においては特に、嗅球から高次嗅覚中枢へと至る二次嗅覚神経系の分子発現・細胞構築・軸索投射バターン・神経回路形成・神経活動さらには匂いイメージ形成に至るまでの神経機構を分子レベル及びネットワークレベルでアプローチし、高次嗅覚中枢における匂い情報コーディング原理の解明を目指して研究を行った。嗅球僧帽細胞の一部のサブセットで選択的に機能する遺伝子発現エンハンサーの同定に成功し、その神経解剖学的解析を単一細胞ラベリング法などの技術を駆使して行った。その結果、嗅球の内背側部の糸球体から情報を受け取る僧帽細胞はその軸索を終脳領域へとともに、右の手綱核の内側部へと直接かつ非対称的に投射するという新たな神経回路を発見した(Miyasaka et al., 2009)。この知見は、感覚入力情報として左右の非対称性をもたない嗅覚系において、神経接続で非対称性を創造し、何らかの特異的な行動出力へと結びつけるための回路メカニズムの基盤になっていることを示唆するものである。本研究では、遺伝学・発生工学・in vivo蛍光可視化などの技術が利用可能なモデル脊椎動物としてのゼブラフィッシュの利点を最大限に活用し、以下の3つの大項目について解析を行った。昨年度、私たちは、Tol2トランスポゾンを利用したジーントラップ法により、一部の嗅覚神経系ニューロンにGAL4を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュ16系統を樹立した。

さらに、アミノ酸への誘引行動(好き反応)を定量的かつ再現性良く解析できる行動実験システムを確立して、上記の様々なGAL4発現系統における遺伝学的神経伝達遮断技術を組み合わせることにより、アミノ酸への誘引反応を制御する一次嗅覚神経回路の実体を明らかにした(Koide et al.PNAS 2009)。平成22年度においては、アミノ酸への誘引行動に加えて、嗅覚忌避行動および性行動の解析を行った。ゼブラフィッシュ皮膚抽出物に含まれる警報フェロモンに対する魚の忌避反応(burst swimming, freezingなど)、卵巣抽出物に含まれる性フェロモンに対する雄ゼブラフィッシュの性行動(attraction, shoalingなど)を半自動的に解析できる行動実験システムを確立した。またこれら匂い刺激(アミノ酸、警報フェロモン、性フェロモンなど)によって、異なったタイプの嗅細胞が活性化し、嗅球の特異的な糸球体へと興奮を伝達することを見出した。
定量的可視化法による癌細胞でのラフト破綻の解析

細胞膜にはスフィンゴ脂質,コレステロールなどで形成される脂質ラフトが存在すると仮定され,ラフトにはH-Ras, Srcなどシグナル伝達に係わる分子が集中すると考えられている.ラフトの破綻は細胞増殖制御の異常に直結すると予想される.しかしラフトは温度変化,プローブ結合などで容易に変動すると予想され,生きた細胞でのラフトの実体については多くの議論がある.我々は生きた細胞でのラフトの有無や諸性質を知り,シグナル伝達過程の異常との関係を検索するために急速凍結・凍結割断レプリカ標識法を用いた検索方法の開発と応用を目的として研究を進めている.今年度はラフトを構成する分子であるGM1,GM3について実験を行い,分布をRipleyのK関数などで解析して以下の結果を得た.1)マウス線維芽細胞では半径約50nmのクラスターを形成する領域が大半を占め,一個の細胞は全域で同一の分布パターンを示した.2)クラスターはGM1の分布密度にかかわらず存在した.3)コレステロールを減少させた細胞あるいは4°Cで処理した細胞では,クラスター分布の領域は減少し,大半の細胞でランダムな分布を示す領域との混在が見られた.4)GM3もクラスター分布を示すが,GM1,GM3は共通のクラスターを形成する場合と,別々のクラスターを形成する場合があった.これらの結果は,GM1がクラスターを形成し,コレステロール依存性に変化する点でラフト説を支持する.一方,コレステロール減少や低温による変化がクラスターの解消ではなく,ランダム分布との混在をもたらすことを初めて明らかにした.細胞膜にはスフィンゴ脂質,コレステロールなどで形成される脂質ラフトが存在すると仮定され,ラフトにはH-Ras, Srcなどシグナル伝達に係わる分子が集中すると考えられている.ラフトの破綻は細胞増殖制御の異常に直結すると予想される.しかしラフトは温度変化,プローブ結合などで容易に変動すると予想され,生きた細胞でのラフトの実体については多くの議論がある.我々は生きた細胞でのラフトの有無や諸性質を知り,シグナル伝達過程の異常との関係を検索するために急速凍結・凍結割断レプリカ標識法を用いた検索方法の開発と応用を目的として研究を進めている.今年度はラフトを構成する分子であるGM1,GM3について実験を行い,分布をRipleyのK関数などで解析して以下の結果を得た.1)マウス線維芽細胞では半径約50nmのクラスターを形成する領域が大半を占め,一個の細胞は全域で同一の分布パターンを示した.2)クラスターはGM1の分布密度にかかわらず存在した.3)コレステロールを減少させた細胞あるいは4°Cで処理した細胞では,クラスター分布の領域は減少し,大半の細胞でランダムな分布を示す領域との混在が見られた.4)GM3もクラスター分布を示すが,GM1,GM3は共通のクラスターを形成する場合と,別々のクラスターを形成する場合があった.これらの結果は,GM1がクラスターを形成し,コレステロール依存性に変化する点でラフト説を支持する.一方,コレステロール減少や低温による変化がクラスターの解消ではなく,ランダム分布との混在をもたらすことを初めて明らかにした.
非ステロイド性抗炎症薬による小腸傷害における腸管マクロファージの役割に関する研究

消化管傷害における腸管マクロファージの役割に関する研究を行った。1.非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)による小腸傷害において、マクロファージのα7ニコチン受容体(α7nAChR)が保護的に作用していることを明らかにした。2.ドパミンD2受容体遮断薬がα7nAChR受容体を介してNSAID誘起小腸傷害を抑制することを見出した。3.関節炎発症時におけるNSAID誘起胃損傷の増悪にはiNOS/eNOS発現の増大が関与していることを明らかにした。4.プロトンポンプ阻害薬であるランソプラゾールがヘムオキシゲナーゼ(HO)-1の誘導を介してNSAID誘起小腸傷害を抑制することを見出した。5.慢性胃潰瘍の治癒において、マクロファージはシクロオキシゲナーゼ(COX)-2/血管内皮増殖因子(VEGF)発現の増大を介して促進的に寄与していることを明らかにした。非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)による小腸傷害の病態に関する検討を行い、平成20年度は以下のような研究成果が得られた。1)NSAID誘起小腸傷害の発生がホスホジエステラーゼ5(PDE5)阻害薬により有意に抑制された。また、この機序には一酸化窒素(NO)/cGMPを介した腸管における粘液および水分の増大による腸内細菌の粘膜内への侵入あるいは接着の阻害が関与しているものと推察される。2)デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘起大腸炎の治癒において、誘導型NO合成酵素(iNOS)由来のNOが促進的に作用していることが判明した。また、その機序にはNOを介した血管内皮増殖因子(VEGF)の発現増大が関与しているものと推察される。同様の現象はNSAID誘起小腸傷害の治癒においても推察されており、NOは傷害性および保護・治癒促進という二面性が存在することが改めて確認された。腸管マクロファージの関与については、当初予定していたクロドロネート含有リポソームを用いた腸管マクロファージ欠損モデルの作製を試みたが、本法では腸管筋層マクロファージは部分的に低下させることができたものの、粘膜固有層のマクロファージを低下させることは出来なかった。現在、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)の先天的欠損マウス(op/op)を用いた検討に変更し、予備試験を実施中である。1.非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)による消化管傷害の病態に関する検討を行い、以下の成果が得られた。1)関節炎ラットにおけるNSAID誘起胃損傷の増悪はiNOSおよびeNOS選択的阻害薬によりそれぞれ部分的に、また両阻害薬の併用によりほぼ完全に抑制された。関節炎ラットの胃粘膜ではiNOSのみならずeNOS発現が増大していることを認めた。ゆえに、関節炎発症時におけるNSAID誘起胃損傷の増悪にはiNOSおよびeNOS発現の増大に伴うNOの過剰産生が関与していることが判明した。元来、保護的役割を担うと考えられてきたeNOS/NOも関節炎発症時には傷害性に作用するものと推察される。2)プロトンポンプ阻害薬であるランソプラゾールがNSAID誘起小腸傷害を抑制することを見出した。この抑制効果はヘムオキシゲナーゼ(HO)阻害薬により消失し、またランソプラゾールの投与がHO-1発現を増大させることを観察した。ゆえに、NSAID誘起小腸傷害に対してランソプラゾールはHO-1誘導を介して保護作用を発揮することが判明した。3)ニコチンおよびα7型ニコチン受容体(α7nAChR)作動薬の投与がNSAID誘起小腸傷害を有意に抑制することを見出した。また傷害部位ではα7nAChRの発現がマクロファージなどの炎症性細胞で増大していることを観察した。ゆえに、α7nAChRの活性化はNSAID誘起小腸傷害に対して保護作用を発揮することが判明した。2.消化管マクロファージの関与についてG-CSF欠損マウス(op/op)用いて検討した1)NSAID誘起小腸傷害の発生はop/opマウスと野生型マウスに差が無く、G-CSF依存性マクロファージは本病体には関与していないことが明らかになった。2)慢性胃潰瘍の治癒がop/opマウスでは有意に遅延していることを見出した。現在、その機序について検討中。各種消化管傷害における腸管マクロファージの役割に関する研究を行い、以下の成果を得た。1.ニコチンおよびα7型ニコチン受容体(α7nAChR)作動薬の投与がNSAID誘起小腸傷害を有意に抑制することを見出した。

傷害部位ではα7nAChRの発現がマクロファージなどの炎症性細胞で増大していることを観察した。ゆえに、α7nAChRの活性化はNSAID誘起小腸傷害に対して保護作用を発揮することが判明した。2内因性アセチルコリン遊離を促進するドパミンD2受容体遮断薬の投与が、NSAID誘起小腸傷害を有意に抑制することを見出した。この抑制作用は傷害部位に浸潤したマクロファージのα7nAChR受容体の活性化を介していることが判明した。3関節炎ラットにおけるNSAID誘起胃損傷の増悪はiNOSおよびeNOS選択的阻害薬によりそれぞれ部分的に、また両阻害薬の併用によりほぼ完全に抑制された。関節炎ラットの胃粘膜ではiNOSのみならずeNOS発現が増大していることを認めた。ゆえに、関節炎発症時におけるNSAID誘起胃損傷の増悪にはiNosおよびeNOS発現の増大に伴うNOの過剰産生が関与していることが判明した。4プロトンポンプ阻害薬であるランソプラゾールがNSAID誘起小腸傷害を抑制することを見出した。この抑制効果はヘムオキシゲナーゼ(HO)阻害薬により消失し、またランソプラゾールがHO-1発現を増大させることを観察した。ゆえに、NSAID誘起小腸傷害に対してランソプラゾールはHO-1誘導を介して保護作用を発揮することが判明した。5.慢性胃潰瘍の治癒がop/opマウスでは有意に遅延していることを見出した。op/opマウスでは野生型マウスと比較して胃潰瘍辺縁部におけるCD68陽性マクロファージの集積が著明に低下していた。また、野生型マウスの胃潰瘍辺縁部では各種炎症性サイトカイン発現および血管内皮増殖因子(VEGF)発現の増大が認められ、血管新生も観察されたが、op/opマウスではこれらいずれも明らかに低下していた。ゆえに、胃潰瘍治癒においてマクロファージは重要な役割を果たしていることが判明した。
脳の局在とネットワークの発達による早期産児・正期産児の処置痛の解明と緩和法の開発

本研究の目的は、脳の感覚領域(体性感覚野、聴覚野)に着目し、早期産児・正期産児の処置に伴う疼痛の侵襲度を明らかにすること、そして、採血や処置等の疼痛を緩和し、ホメオスターシスを維持し、発達を促すケアを開発することである。研究グループは、有効な非薬理的疼痛緩和法がなかった早期産児の処置痛(踵穿刺)に対し、25名の早期産児に、a non-blinded, randomized controlled, two-period, two-sequence crossover trialを用いて、新介入法{音楽、おしゃぶり、facilitated tucking (四肢を体幹に引き寄せ抱く)とholding (包み込み)}を行った。そして、疼痛尺度(Premature Infant Pain Profile: PIPP)、心拍数、経皮的動脈血酸素飽和度の測定によって、新介入法の強い鎮痛効果と早期の鎮痛効果、ホメオスターシスの維持効果を確認した。新介入法を用いた踵穿刺30秒後のPIPP値は平均3ポイントと無痛と評価できるレベルであり(6ポイント以上が疼痛有)、経口ショ糖等、多種多様な先行の介入法の鎮痛効果よりも優れている。研究成果は国際学会で発表済みである。新生児における痛みの測定指標は、PIPPが、多くの研究で選択されているが、Electroencephalogram (EEG)では侵害受容脳活動が有意な上昇を示す低強度の非有害刺激に対し、感度が不十分であることが示唆されている。したがって、PIPPによる疼痛の評価は十分とは言えず、近年、より鋭敏に反応を示す電気生理学的指標であるEEGが注目されている。そこで、研究グループは、新生児のかかと穿刺における疼痛の特性を明らかにするために、健康成人のかかと穿刺痛をEEGで測定し、疼痛刺激による誘発電位を測定中である。新生児におけるかかと穿刺痛の誘発電位を測定するために、前段階として、健康成人のかかと穿刺痛による誘発電位を得る予備的研究を実施中である。この予備的研究により、後続の研究「新生児におけるかかと穿刺痛の誘発電位を測定する」において、研究データの正確性の向上が見込まれる。さらに、本研究は、健康成人のかかと穿刺刺激における誘発電位を初めて測定することから、健康成人と新生児におけるかかと穿刺刺激に伴う誘発電位の違いを明らかにすることに役立つと考える。この予備的研究を踏まえ、新生児におけるかかと穿刺痛の誘発電位を測定し、その後、疼痛刺激に対する音楽とおしゃぶりの鎮痛効果の研究を実施予定である。研究グループは、有効な非薬理的疼痛緩和法がなかった早期産児の処置痛(踵穿刺)に対し、25名の早期産児に、a non-blinded, randomized controlled, two-period, two-sequence crossover trialを用いて、新介入法{音楽、おしゃぶり、facilitated tucking (四肢を体幹に引き寄せ抱く)とholding (包み込み)}を行い、疼痛尺度(Premature Infant Pain Profile: PIPP)、心拍数、経皮的動脈血酸素飽和度の測定によって、新介入法の強い鎮痛効果と早期の鎮痛効果、ホメオスターシスの維持効果を確認した。本研究の目的は,脳の感覚領域(体性感覚野,聴覚野)に着目し,早期産児・正期産児の処置による疼痛の侵襲度を明らかにすること,そして,採血や処置等の疼痛を緩和し,ホメオスターシスを維持し,発達を促すケアを開発することである。脳の局在とネットワークの発達に基づいて、早期産児・正期産児の処置痛を解明するとともに、新介入法{音楽、おしゃぶり、facilitated tucking (四肢を体幹に引き寄せ抱く)とholding (包み込み)}による疼痛緩和とホメオスターシスの維持を解明するためには、広範囲の脳波測定が必要である。そこで、2017年度末に開発された,広範囲の脳波,筋電図,動脈血酸素飽和度(SpO2),脈拍数,呼吸数を同時測定できる生体信号収録装置システム機器(MP6000(HS)、ミユキ技研製)を2018年度に購入し、研究を進める予定である。

新介入法を用いた踵穿刺30秒後のPIPP値は平均3ポイントと無痛と評価できるレベルであり(6ポイント以上が疼痛有)、経口ショ糖等、多種多様な先行の介入法の鎮痛効果よりも優れている。研究成果は国際学会で発表済みである。新生児における痛みの測定指標は、PIPPが、多くの研究で選択されているが、Electroencephalogram (EEG)では侵害受容脳活動が有意な上昇を示す低強度の非有害刺激に対し、感度が不十分であることが示唆されている。したがって、PIPPによる疼痛の評価は十分とは言えず、近年、より鋭敏に反応を示す電気生理学的指標であるEEGが注目されている。そこで、研究グループは、新生児のかかと穿刺における疼痛の特性を明らかにするために、健康成人のかかと穿刺痛をEEGで測定し、疼痛刺激による誘発電位を測定中である。2018年度は、脳の局在とネットワークの発達に基づいて、早期産児・正期産児の処置痛を解明するとともに、新介入法{音楽、おしゃぶり、facilitated tucking (四肢を体幹に引き寄せ抱く)とholding (包み込み)}による処置時の疼痛緩和とホメオスターシスの維持を解明する。疼痛刺激に対する脳の局在とネットワークの反応を同時に測定できる生体信号収録装置システム機器{MP6000(HS)、ミユキ技研製}を用いて、以下の2研究を、無作為化比較試験あるいは無作為化クロスオーバー試験によって実施する。1.早期産児の踵穿刺における疼痛反応と新介入法の評価2.正期産児の静脈穿刺における疼痛反応と新介入法の評価新生児におけるかかと穿刺痛の誘発電位を測定するために、前段階として、健康成人のかかと穿刺痛による誘発電位を得る予備的研究を実施中である。この予備的研究により、後続の研究「新生児におけるかかと穿刺痛の誘発電位を測定する」において、研究データの正確性の向上が見込まれる。さらに、本研究は、健康成人のかかと穿刺刺激における誘発電位を初めて測定することから、健康成人と新生児におけるかかと穿刺刺激に伴う誘発電位の違いを明らかにすることに役立つと考える。この予備的研究を踏まえ、新生児におけるかかと穿刺痛の誘発電位を測定し、その後、疼痛刺激に対する音楽とおしゃぶりの鎮痛効果の研究を実施予定である。本研究の遂行に必要不可欠な測定機器{生体信号収録装置システム、MP6000(HS)、ミユキ技研製}の開発が2017年度末となったため、購入を次年度(2018年度)とせざるを得ず、科研費の繰り越しと研究の遅延が生じた。2018年度、開発された生体信号収録装置システムを購入し、疼痛刺激に対する脳の局在とネットワークの反応について、以下の2研究を、無作為化比較試験あるいは無作為化クロスオーバー試験によって実施する。1.早期産児の踵穿刺における疼痛反応と新介入法の評価2.正期産児の静脈穿刺における疼痛反応と新介入法の評価より鋭敏に疼痛反応を示す電気生理学的指標であるElectroencephalogram (EEG)を測定する機器(生体信号収録装置システムMP6000(HS))の開発遅延により、研究実施が遅れたためである。
新規肝硬変治療薬候補による脱肝線維化機構の解析

研究代表者はHCV誘発性慢性肝炎モデルマウスを用いて、Wnt/β-cateninシグナル伝達阻害剤が新規肝硬変治療薬候補となる可能性を見出した。本研究では、コラーゲン線維の合成と分解を担う分子への作用に着目し、脱線維化機構を解析した。肝臓中mRNA発現解析の結果、阻害剤はコラーゲン線維合成系を担う分子の発現には影響を与えなかった。一方、コラーゲン分解系を担うMMP-8のmRNA発現上昇が認められ、蛋白質レベルと酵素活性の増加も示された。阻害剤により肝臓内に誘導されるマクロファージ・好中球がMMP-8の産生細胞であることが明らかとなり、これらの細胞群が脱線維化作用を担うと考えた。平成26年度は新規肝硬変治療薬候補ICG-001誘導体のコラーゲン線維合成系および分解系を担う分子の発現に与える作用に着目し、脱線維化阻害作用機序の解析を行った。選択的Wnt/beta-catenin/CBPシグナル阻害剤ICG-001誘導体の肝線維症改善作用と機序は、HCV遺伝子型1bスイッチング発現トランスジェニックマウス(HCV遺伝子発現18ヶ月、慢性肝炎・肝線維症を発症)を用いて解析した。ICG-001誘導体の6週間腹腔内投与により、HCV遺伝子型1b長期発現肝線維症モデルマウスの肝臓中コラーゲン量およびコラーゲン線維を減少させることを示した。肝臓中mRNA発現解析の結果、ICG-001誘導体はコラーゲン線維合成系や架橋を担う分子(alpha smooth muscle actin、LOXなど)の発現には影響を与えないことが明らかとなった。一方、コラーゲン分解系を担う分子群の肝臓内mRNA発現解析により、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-8とMMP-9)の発現がICG-001誘導体投与により誘導されることが明らかとなった。これらの主な産生細胞である好中球やマクロファージ数も薬剤投与により増加することを示し、線維分解酵素を産生する細胞群が本薬剤の肝線維症改善作用に寄与することが示唆された。これらの細胞群の性質および増加する機構は明らかでないため、今後は網羅的mRNA発現プロファイルやサイトカイン産生能の変化などの性質を解析し、肝臓に常在するマクロファージもしくは何らかの機構で新たに導員された単球の性質が変化したのかを解明したいと考えている。本研究により、免疫系が複雑に寄与する持続炎症から生じる肝線維症のメカニズムに迫れると考えている。前年度はコラーゲン線維合成系と分解系に関与する分子群の肝臓内mRNA発現解析により、新規肝硬変治療薬候補ICG-001誘導体の脱線維化作用を担う分子候補としてマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-8とMMP-9)を見出した。平成27年度は引き続きマトリックスメタロプロテアーゼの作用解析を進めるとともに産生細胞の同定を行った。選択的Wnt/beta-catenin/CBPシグナル阻害剤ICG-001誘導体の作用と機序は、HCV遺伝子型1bスイッチング発現トランスジェニックマウス(HCV遺伝子発現18ヶ月、慢性肝炎・肝線維症を発症)にICG-001誘導体を6週間投与後に採材した検体を用いて解析した。肝臓抽出液の総MMP-8, MMP-9量および活性を測定した結果、ICG-001誘導体の投与によるMMP-8とMMP-9の発現上昇が蛋白質レベルで示された。特にMMP-8は、阻害分子の影響を受けない内在性のMMP活性がHCV非発現コントロールマウスと同程度のレベルにまで回復することが明らかとなった。また、免疫組織学的染色法により、ICG-001誘導体投与後に増加した好中球およびマクロファージがMMP-8とMMP-9の主な産生細胞であることが示された。これら細胞群の性質および増加する機構は明らかでないため、今後はサイトカインやケモカイン産生の変化などを解析し、肝臓に常在するマクロファージもしくは何らかの機構で新たに動員された単球の性質が変化したのかを解明したいと考えている。平成26年度の研究成果によりICG-001誘導体の脱線維化作用を担う分子候補として見出した線維分解酵素マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-8とMMP-9)に対するICG-001誘導体の作用解析を行い、HCV遺伝子発現により抑制されたMMP活性が薬剤投与により回復することを示した。また、免疫組織学的解析によりMMP-8とMMP-9の主な産生細胞が好中球およびマクロファージであることを同定した。これらの成果により、コラーゲン線維分解酵素産生マクロファージ・好中球をICG-001誘導体の脱線維化作用に寄与する細胞群として同定したと考えている。これまでの研究成果により、ICG-001誘導体はコラーゲン線維分解系に影響を与えて脱線維化作用を示すことが明らかとなった。新規肝硬変治療薬候補ICG-001誘導体の脱線維化作用を担う分子候補マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-8とMMP-9)を見出し、HCV遺伝子発現により抑制されたMMP活性がICG-001誘導体投与により正常レベルまで回復することを示した。また、ICG-001誘導体投与後に増加した好中球およびマクロファージがMMP-8とMMP-9の主な産生細胞であることを示した。平成28年度は、多項目解析の手法を用いてICG-001誘導体によるサイトカイン産生を比較解析した。