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バーナード・リーチと民藝運動に関する比較文化的研究

本研究はイギリスの芸術家バーナード・リーチ(1887-1979)の活動と、柳宗悦(1889-1961)が主導した日本の民藝運動を題材として、対抗産業革命counter-Industrial Revolutionという観点から20世紀の日英の文化史を振り返った。リーチと柳、及びその周辺の人々は、芸術と生活という観点から、産業革命がもたらす負の要素を批判・是正することを工芸分野において試み、ある程度の成果を上げた。本研究は、リーチ、柳らが携わった対抗産業革命の理念とその実践を解明し、対抗産業革命という視点が20世紀の文化史研究に有効であることを確かめた。平成20年度は、「対抗産業革命」の理論形成の分析を進める一方で、日本におけるバーナード・リーチの活動と民藝運動の展開を跡づける研究を行った。「対抗産業革命」に関しては、その淵源としてイギリスのアーツ・アンド・クラフツ運動を措定し、そこからリーチと柳宗悦らの思想と活動を考えた。19世紀後半から20世紀にかけて活動したアーツ・アンド・クラフツ運動の工芸家達と、20世紀のリーチ(及びリーチ製陶所)は共に博物館において歴史として語られる段階に入っている。これらの歴史を21世紀において如何に語るかに関しては、イギリスでも日本でも視座が必ずしも定まっていないように見受けられるが、「対抗産業革命」はそうした視座の候補になりうると思われる。ただし、「対抗産業革命」という共通概念を用いて20世紀のイギリスと日本の工芸を論じると、逆に両者の間の差異が顕わになることも判ってきた。10月下旬に大阪で行われた第6回デザイン史デザイン学国際会議にて、民藝運動を研究する際に「対抗産業革命」という視座を用いることに関し、英語で研究発表を行った。一方、リーチの生涯と芸術、および民藝運動に関する基礎研究として、沖縄、鳥取、倉敷で調査を行った。倉敷の大原美術館では、同館の協力を得て、作品調査を行った。また、沖縄県の那覇市や竹富島における調査では、民藝運動がもっていた思想性を改めて確認することができた。平成22年度は、「対抗産業革命」の実践という観点から、日本とイギリスにおけるバーナード・リーチの活動と民藝運動の展開を研究した。日本に関しては、岡山県倉敷の事例を研究した。大原美術館所蔵のリーチ作品の調査を前年度に引き続き行ったが、その過程においてリーチが白樺美術館に寄贈した絵画作品も現在同館で所蔵されていることを確認し、その詳細を大原美術館紀要に発表した。この研究は白樺派の美術受容や大原美術館の性質を考察する内容であるが、論証の過程において倉敷におけるリーチと民藝運動について基礎研究を行うことができた。すなわち、リーチ、民藝運動関係者、白樺派、倉敷の文化人の間で人脈が形成されていく過程や、その人脈を通じて実践された諸活動について論じ、倉敷における民藝運動の歴史とそこへのリーチの関与を考えることができた。一方イギリスに関しては、ダーティントン・ホール・トラストという、デヴォン州における共同体建設とリーチの関わりについて論じ、藤田治彦編『芸術と福祉:アーティストとしての人間』に発表した。この中で報告者はリーチがこの事業に参加することで「対抗産業革命」の思想を実践しようとし、結果的に失敗したこと、そしてこの失敗が戦後の活動につながっていることを指摘した。蛇足ながら、リーチの生涯と芸術、及び民藝運動に関する基礎研究として、上記の他にも益子、丹波立杭で調査を行った。研究計画に従い、平成22年度は「対抗産業革命」の理論形成と実践という観点から、バーナード・リーチと民藝運動について研究した。今年度の成果は、イギリスでのリーチの活動及び日本の民藝運動を、当時の植民地・朝鮮という文脈から考察したことである。日本の「外地」におけるリーチと柳宗悦の交友関係(浅川伯教、巧兄弟など)や活動(朝鮮民族美術館での展覧会など)を追うことにより、彼等の主張の根拠と志向性を見直し、ひいては「対抗産業革命」という20世紀の文化運動が帯びる政治性について考察を深めることができた。こうした成果を第19回国際比較文学会で発表した。一方で、岡山県倉敷市におけるリーチと民藝運動の研究を継続した。特に、前年度までに行った大原美術館所蔵のリーチ作品の調査をふまえ、その分析を集中的に行った。その結果、リーチの芸術の展開、コレクションの形成過程や、大原家によるリーチ及び民藝運動に対する支援の実態が、さらに具体的に判明した。これはまた、「対抗産業革命」の試みに対する支援が、大原総一郎という実業家によってなされたことの特異性を明らかにした。上記のように「対抗産業革命」の理論形成に関する見通しが広がり、民藝運動の実践に関する分析が進んだ。研究計画では両者を結びつけ、さらに分析を行う予定であったが、残念ながらその成果を公表するには至らなかった。今後の課題としたい。
神経突起コンパートメント化によるスクラップ＆ビルド

ショウジョウバエ感覚ニューロンを解析モデルとして、ニューロンが神経突起やシナプスをコンパートメント化して選択的に除去するメカニズムを明らかにすることを目的としている。2018年度は、除去から再生を開始する制御メカニズムに着目して研究を進めた。ゲノムワイドスクリーニングから、樹状突起の再生を促進するマイクロRNAを同定した。このRNAを遺伝子欠損するニューロンは、樹状突起再生に重篤な異常を示す。このマイクロRNAの発現レベルを感知するレポーターを作成し調べたところ、このマイクロRNAは通常は低い発現状態であるが、樹状突起の刈り込みが終了する時期に発現上昇してくることを見出し、人為的にマイクロRNAを高発現させると、再生が早まることを示した。さらに、このマイクロRNAの標的遺伝子として、転写抑制因子であるトラムトラックを同定した。以上の結果から、我々が同定したマイクロRNAは、ニューロンの転写抑制を解除することにより、樹状突起再生を促すことが示唆された。これに並行して、変態期のニューロンの中には、シナプスをコンパートメント化して除去するものがあることを見出し、その制御メカニズムについても解析している。これまでのところ、シナプス除去と神経突起除去に関わる仕組みの中で、貪食細胞の関与などは共通しているが、それ以外のシグナル伝達経路などは異なることがわかってきた。現在、RNAseqデータに基づくRNAスクリーニングが進行中であり、分子メカニズムの解明を目指している。除去から再生への遷移を制御する時間制御メカニズムの一端として、マイクロRNAを世界に先駆けて同定することに成功した。また、シナプスのコンパートメント化を可視化および操作できる実験系の構築に成功し、今後の遺伝子スクリーニングを可能とした。樹状突起コンパートメント化とカルシウム振動のパターンを規定する因子群の同定を目指す。また、RNAseqデータに基づくRNAスクリーニングにより、分子メカニズムの解明を目指す。本研究では、ショウジョウバエ神経回路を解析モデルとして、神経突起刈り込みと再生のメカニズムを解明することを目的とする。本年度は、ゲノムワイドスクニーニングを行い、ショウジョウバエ変態期における樹状突起のスクラップからビルドへの移行に介在する因子としてマイクロRNAを同定した。このマイクロRNAの発現を可視化できるレポーター系統を作製したところ、このマイクロRNAは変態期において神経細胞に発現誘導されることがわかった。さらにマイクロRNAの機能的ターゲットである転写因子の同定にも成功した。一方、幼虫期に樹状突起をレーザーで切ると、その後数日をかけて再生するが、この過程にもマイクロRNAが必須であることがわかった。したがって、我々が同定したマイクロRNAは、樹状突起再生をトリガーするマスター因子であることが示唆された。並行して、マウス嗅覚回路を解析モデルとして、アデノ随伴ウィルス(AAV)により単一ニューロンの形態変化を可視化できる方法を開発した。この可視化法を駆使して、マウス脳発達に伴う嗅覚回路リモデリングについて経時的な解析を行い、マウス嗅覚回路二次ニューロン(MT細胞)の樹状突起が刈り込まれる特徴的な時期があることを見出した。さらに、神経活動との関係を明確にするために、過発火型ナトリウムチャネルをMT細胞に発現させて、樹状突起の刈り込みに与える影響を観察している。さらに、2光子顕微鏡を用いて、樹状突起の刈り込みを生体イメージングする方法を確立している。予定通りに、ショウジョウバエ変態期における樹状突起のスクラップからビルドへの移行に介在する因子としてマイクロRNAを同定した。

ショウジョウバエ感覚ニューロンを解析モデルとして、ニューロンが神経突起やシナプスをコンパートメント化して選択的に除去するメカニズムを明らかにすることを目的としている。2017年度は、除去から再生を開始する制御メカニズムに着目して研究を進めた。発生や再生の時空間制御に関わるマイクロRNAの着目した。ショウジョウバエゲノム上には約250個のマイクロRNAが存在し、多くのものは機能が不明である。我々は、そのうちの100個のマイクロRNAについて、それぞれのノックアウト個体にレポーター遺伝子を導入することにより、スクリーニングを行った。その過程において、樹状突起の再生を必須であるマイクロRNAを1個同定した。これに並行して、変態期のニューロンの中には、シナプスをコンパートメント化して除去するものがあることを見出し、その制御メカニズムについても解析している。これまでのところ、シナプス除去と神経突起除去に関わる仕組みの中で、貪食細胞の関与などは共通しているが、それ以外のシグナル伝達経路などは異なることがわかってきた。現在、RNAseqデータに基づくRNAスクリーニングが進行中であり、分子メカニズムの解明を目指している。計画していたスクリーニングが完了し、候補因子群の解析も進んでいる。マウス嗅覚神経回路をモデルとして、樹状突起刈り込み機構の解明を進める。具体的には、神経活動との関係を明確にする。並行して、光遺伝学的ツールの開発を進める。具体的には、光活性化型Rab5を用いて、神経突起において局所性エンドサイトーシスを誘導できるシステムを構築する。樹状突起コンパートメント化とカルシウム振動のパターンを規定する因子群の同定を目指す。また、RNAseqデータに基づくRNAスクリーニングにより、分子メカニズムの解明を目指す。基本的には、本年度に同定した遺伝子群の機能解析を継続する。
航空アライアンス形成が航空会社と消費者に与える影響の計量経済分析

1.貨物航空会社の提携による規模の経済と範囲の経済に関する分析本研究は、インテグレーター化する航空会社が、従来型の航空会社に対し、垂直的差別化行動をとると仮定し、そのための投資が、航空会社の利潤にどのように影響するかを経済理論モデル化した。その上で、モデルの現実妥当性を部分的に実証した。理論モデルによると、垂直的差別化を行う航空会社は出来るだけ支出を抑えながら差別化のための投資をする。実証分析では、費用関数を推定することにより、近年高度なサービスを提供するインテグレーターが費用削減行動をとっていることが実証された。2.国内便・国際便提携による乗り継ぎ利便性の要因分析次に、国内線を経由して海外に出国しようとする旅客に対してアンケート調査を行い、国内線運航航空会社と国際線運航航空会社が提携して、乗り継ぎの接続の利便性を図ろうとする場合に、どのようなスケジューリングを行えば旅客の利便性が向上するのかを統計的に計測したとともに、利便性の判断基準となる旅客の時間価値をビジネス旅客と旅行客とについてそれぞれ算出した。ビジネス旅客にとっては、時間が有効に活用されないという理由から、早めに到着する場合に利便性が低いということが判明した。従って、旅客サービス向上のためには、国内線運航航空会社と国際線運航航空会社が密に提携することが必要であるとした。3.非提携・独立系航空会社の市場行動と市場成果独立系航空会社である米国のLCCによる単独参入の経済効果を測定した。それによると、LCCの参入は、市場価格を引き下げると共に輸送量を増大させ、消費者余剰を増加させること、その効果は大手との同一空港における直接的競争のほうが、近隣空港への参入よりも効果が大きいこと、またサウスウエスト航空の参入によるプラスの経済効果は長期間持続するのに対し、それ以外の航空会社のプラスの参入効果は23年で終息し、やがてマイナスの経済効果に転じることが明らかとなった。4.LCCによるアライアンスの経済効果大手航空会社に対するLCCの強みは「無駄なサービス」を廃止したという意味での垂直的製品差別化、低費用性、及び輸送密度の経済性であることに着目し、LCCアライアンスがプラスの国民経済的効果を持つためのこれら3つのパラメータの範囲を確定した。現在、航空旅客輸送サービスは、大規模な路線網を持つ大手航空会社と、ポイント・トゥ・ポイントおよびノー・フリルサービスに徹する低費用航空会社(LCC)の二極化が進んでいる。LCCは路線網の規模では大手に及ばず、したがって多くの路線から収入を得る機会が限られる。しかしLCCが新たな路線網の整備には設備投資が必要であるため、路線網拡張の機会を見送り、あくまで費用を逓減させることで利益を得ている。このようなLCCが、小額の設備投資で路線網を拡張する機会があるとすれば、LCC同士のアライアンスである。LCCが低い費用水準を維持したままアライアンスによる路線網拡張が達成されれば、独占的な大手航空会社に拮抗する有力な競争相手となる。本年度はまず米国のLCCによる単独参入が市場価格と輸送量、及び消費者余剰にどのような影響を与えるかを計測し、さらにその効果が航空会社のタイプ別にどの程度持続するのかを計量経済的手法を用いて計測した。そして、おのおの研究成果を日本語論文として公刊した。

内容はLCCの参入は、市場価格を引き下げると共に輸送量を増大させ、消費者余剰を増加させること、その効果は大手との同一空港における直接的競争のほうが、近隣空港への参入よりも効果が大きいこと、またサウスウエスト航空の参入によるプラスの経済効果は長期間持続するのに対し、それ以外の航空会社のプラスの参入効果は23年で終息し、やがてマイナスの経済効果に転じることが明らかとなった。その一方で、大手航空会社に拮抗するLCCのアライアンスによる経済効果に関して経済理論的モデルを構築し、神戸大学経営学研究科英文ディスカッションペーパーとして公刊している。内容は、大手航空会社に対するLCCの強みは「無駄なサービス」を廃止したという意味での垂直的製品差別化、低費用性、及び輸送密度の経済性であることに着目し、これら3つのパラメーターがどのような範囲の値をとればLCCアライアンスがプラスの国民経済的効果を持つのかを明らかにしている。現在海外査読雑誌への投稿を準備している。またこれらの研究成果内容を普及させるため、主編者として教科書を執筆し、公刊している。1.貨物航空会社の提携による規模の経済と範囲の経済に関する分析本研究は、インテグレーター化する航空会社が、従来型の航空会社に対し、垂直的差別化行動をとると仮定し、そのための投資が、航空会社の利潤にどのように影響するかを経済理論モデル化した。その上で、モデルの現実妥当性を部分的に実証した。理論モデルによると、垂直的差別化を行う航空会社は出来るだけ支出を抑えながら差別化のための投資をする。実証分析では、費用関数を推定することにより、近年高度なサービスを提供するインテグレーターが費用削減行動をとっていることが実証された。2.国内便・国際便提携による乗り継ぎ利便性の要因分析次に、国内線を経由して海外に出国しようとする旅客に対してアンケート調査を行い、国内線運航航空会社と国際線運航航空会社が提携して、乗り継ぎの接続の利便性を図ろうとする場合に、どのようなスケジューリングを行えば旅客の利便性が向上するのかを統計的に計測したとともに、利便性の判断基準となる旅客の時間価値をビジネス旅客と旅行客とについてそれぞれ算出した。ビジネス旅客にとっては、時間が有効に活用されないという理由から、早めに到着する場合に利便性が低いということが判明した。従って、旅客サービス向上のためには、国内線運航航空会社と国際線運航航空会社が密に提携することが必要であるとした。3.非提携・独立系航空会社の市場行動と市場成果一方で、他社と提携を行わない独立系の航空会社の参入行動に関し、それらの行動論理を経済モデル化した上で、独立的行動がどのような国民経済的効果を与えるかを検証した。財務的基盤が安定した航空会社は高需要・高運賃路線に参入し、既存企業も低運賃設定行動を継続することが判明した。この場合には、消費者の利益が箸しく向上する。他方、財務的基盤が弱い航空会社の場合には、逆に消費者の利益が損なわれることが判明した。
亀裂を流れる流体の透水経路の観察および亀裂の数値モデル化に関する研究

岩盤内を流れる地下水など流体の透水挙動を把握することは,地下開発において重要な課題の一つである.岩盤内部を流れる流体は主にき裂を透水経路としているが,その詳細は明らかにされてはいない.本研究は,き裂を有する岩盤の精密なレプリカを透明な樹脂および石膏で作製し,き裂内の流体の挙動を実験室において直接観察した.レプリカを作成するための原岩石には,山口県産の大島花崗岩を採用した.この原岩石を2つに割岩し,その破砕面を粘性の低いシリコーンを用いてレプリカのメス型を作成した.このメス型は非常に細密で,それにより作成された岩盤レプリカの再現性は優れているものと考える.透明な樹脂および石膏で作成した岩盤レプリカを合わせ,き裂を有する岩石レプリカとした.この岩石レプリカを水槽内に設置し,観察用窓を有する圧板によって固定し,き裂幅を制御しながら着色水をき裂内に流した.着色水の挙動はビデオカメラで録画し,コンピュータによる画像解析によって,流域パターン(流域面積)や流速などを考察した.実験の結果,き裂内を流れる流体のチャンネルフローが観察され,流域の拡大はそのチャンネルフローによって決定されることが認められた.また,流域拡大の経時変化はき裂幅に依存しているが,き裂幅が小さくなれば流域拡大速度が一様に小さくならないことが認められた.つまり,本研究において最もき裂幅が大きな状態から最も小さな状態の各段階において,流域拡大速度が速くなる傾向から遅くなる傾向に移行することが明らかになった.この流域拡大速度の観察結果より,流体の流域拡大速度に及ぼす要因にはき裂を構成する壁面との摩擦が支配する領域と,き裂幅によって決定される透水特性が支配する2つの領域が存在することが明らかになった.岩盤内を流れる地下水など流体の透水挙動を把握することは,地下開発において重要な課題の一つである.岩盤内部を流れる流体は主にき裂を透水経路としているが,その詳細は明らかにされてはいない.本研究は,き裂を有する岩盤の精密なレプリカを透明な樹脂および石膏で作製し,き裂内の流体の挙動を実験室において直接観察した.レプリカを作成するための原岩石には,山口県産の大島花崗岩を採用した.この原岩石を2つに割岩し,その破砕面を粘性の低いシリコーンを用いてレプリカのメス型を作成した.このメス型は非常に細密で,それにより作成された岩盤レプリカの再現性は優れているものと考える.透明な樹脂および石膏で作成した岩盤レプリカを合わせ,き裂を有する岩石レプリカとした.この岩石レプリカを水槽内に設置し,観察用窓を有する圧板によって固定し,き裂幅を制御しながら着色水をき裂内に流した.着色水の挙動はビデオカメラで録画し,コンピュータによる画像解析によって,流域パターン(流域面積)や流速などを考察した.実験の結果,き裂内を流れる流体のチャンネルフローが観察され,流域の拡大はそのチャンネルフローによって決定されることが認められた.また,流域拡大の経時変化はき裂幅に依存しているが,き裂幅が小さくなれば流域拡大速度が一様に小さくならないことが認められた.つまり,本研究において最もき裂幅が大きな状態から最も小さな状態の各段階において,流域拡大速度が速くなる傾向から遅くなる傾向に移行することが明らかになった.この流域拡大速度の観察結果より,流体の流域拡大速度に及ぼす要因にはき裂を構成する壁面との摩擦が支配する領域と,き裂幅によって決定される透水特性が支配する2つの領域が存在することが明らかになった.
大脳聴覚野シナプス可塑性による回路調節

マウスの頭蓋骨は透明度が高いので麻酔マウスの大脳皮質の光学的なイメージングを頭蓋骨を介して行うことができる。今年度はこの経頭蓋的フラビン蛋白蛍光イメージングを用いてマウス大脳皮質感覚野の可塑性を解析した。聴覚野では音刺激の高さによって特徴的な反応パターン(tonotopic map)が知られているが、これを確認した。次に特定の周波数(10キロヘルツ)の音に幼若期より曝したときの聴覚野可塑性について解析した。その結果、10キロヘルツの反応は有意に増強されるが、5キロや20キロヘルツに対する反応は必ずしも増強されなかった。音に曝す期間を色々変化させたが、その効果に特定の臨界期は認められなかった。また動物を防音室で飼育すると聴覚野の反応の振幅や持続時間が有意に小さくなった。明確な臨界期が認められないことは視床-皮質シナプスではなく、皮質内回路の変化を推定させる。この可能性について検討するため、様々な音環境で飼育した動物から皮質切片を作製し、上顆粒層に連発電気刺激を加えて、興奮パターンをフラビン蛋白蛍光法で解析した。その結果、皮質の深さ方向への興奮の伝搬が防音室で飼育したマウスでは有意に抑えられた。以上の結果は、発達期の音環境が聴覚野応答を可塑的に調節し、特に皮質の垂直方向の結合が活動依存的に調節されることを示している。さらに経頭蓋的フラビン蛋白蛍光イメージングをマウス視覚野活動の解析に利用したところ、視野に応じた皮質部位が応じ(retinotopic map)、また単眼の遮蔽により、遮蔽眼の応答が弱まることが判った。この時の可塑性は生後4週間前後に明確な臨界期が認められた。また体性感覚野では尾の切断に伴って、周辺の皮膚刺激に対する皮質応答部位(somatotopic map)が可塑的に改変されることが判った。我々は聴覚野LTPに音の時間パターンを検出・保持する働きがあるのではないかと考え、ラット聴覚野切片を用いて実験を行った。その結果、秒単位の入力時間差が時間依存性LTPを起こすこと、及びLTPの時間依存性における内因性アセチルコリンの関与とその作用機構を明らかにした。アトロピン存在下では錐体細胞は時間差テタヌス刺激の先行刺激中も後からの刺激中も等しく大きな脱分極と高頻度発火を示した。また先行刺激と後からの刺激に対して等しくLTPが生じ、その時間依存性は消失した。我々は音の時間的な順序の弁別に長期増強の時間依存性が役立っているのではないかと考え、行動学的な実験を進めた。その結果、聴覚野時間情報処理におけるムスカリン受容体・コリン作働性線維の関与が証明された。脳切片標本での結果と行動学的な解析の結果が良く合うことは聴覚野LTPの時間依存性が実際に動物の聴覚入力の時間情報処理に用いられていることを示すと思われる。我々は聴覚野内だけでなく、聴覚野と18a野(聴覚野と視覚野に挟まれた領野)の神経結合についても解析を進めた。その結果通常は聴覚野から18a野へと神経活動が伝播し易いが、低濃度のGABA受容体阻害薬で多シナプス性活動を起こり易くして実験を行うと、V層を介する18a野から聴覚野への神経活動の逆行性伝播が活動依存的に出現することが判った。この逆行性伝播の機能については、聴覚情報と視覚情報の結合問題に関係付けられるかも知れない。聴覚野切片の異なる白質部位を秒単位の時間差をつけて高頻度刺激すると先行刺激に特異的にLTPが起きる。このLTPの時間依存性がM1ムスカリン受容体に依存することが既に判っているので、アセチルコリン作動性神経を特異的に破壊する抗体と毒物の複合体(192IgG-saporin)を局所投与したラットを用い、これらの動物で音の順序弁別機能の行動学的な解析を行った。その結果、異なる二音の弁別機能は192IgG-saporinによって影響されないが、二つの音の提示の順序弁別機能が特異的に障害を受けることが判った。さらにこの障害はムスカリン受容体作動薬の一部の機能を持つLinopirdineによって改善することが判った。以上のような行動学的な解析結果と細胞レベルの結果をダイレクトに比較するのは困難である。そこで丸ごとの動物の脳における神経活動を解析するためフラビン蛋白蛍光を用いた光学的記録法を開発した。まず脳切片で電気刺激に対して緑色自家蛍光が大きく変化することを見出した。この反応はフラビン蛋白質の特異的な阻害剤のDPIでブロックされた。同様のフラビン蛋白蛍光変化はウレタン麻酔したラットの脳表を露出し、電気刺激を加えた後にも観察された。また前肢・後肢の機械的刺激に対する体性感覚野の、また音刺激に対する聴覚野の反応も記録した。これらは0.1-0.3秒程度の時間分解能をもち、また振幅が電気刺激に対して20%、自然刺激に対して2-3%と非常に大きいという特徴を示した。これは従来の方法の反応振幅と比べ10-100倍にも相当する。また通常は片側後肢の機械刺激は対側の体性感覚野を興奮させるが、同側の体性感覚野を電気的に高頻度で刺激した後に記録を行うと、片側後肢の刺激に対して両側の体性感覚野が反応を示すようになった。この結果は両側大脳皮質をつなぐ神経回路が活動依存性の可塑性を示すことを示唆する。

本研究は大脳皮質感覚野の神経回路に注目し、その働きをシナプス可塑性による回路調節という観点から明らかにしようとするものである。本研究ではこれまで時間依存性LTPのメカニズムやその機能について、脳切片標本や行動実験を行って明らかにしてきた。しかし行動学的な解析結果と細胞レベルの結果をダイレクトに比較するのは困難である。そこで丸ごとのラットの脳における神経活動を解析するためフラビン蛋白蛍光を用いた光学的記録法を開発した。この方法は従来のものと比べ10-100倍も大きな反応が記録されるという特徴を有している。また速い時間で神経応答を反映させる。また神経可塑性の研究にも応用できることが既に判っている。今年度はこれまで行ってきた行動実験と、新たに開発したフラビン蛋白蛍光によるイメージングの実験を結びつけることを試みた。これまでの行動実験ではスキナー型の刺激弁別実験を行うと、S-(報酬を与えないコントロール刺激)を無視してS+(報酬と結びつけた刺激)のみに反応するというタイプの学習付けが成立する事がわかっている。従来は音刺激をキューとして、このような実験を行ってきたが、イメージングが容易な体性感覚野での解析を可能にするため、音ではなくスキナー箱の床を20Hzないし40Hzで振動させ、一方の振動数の刺激をS+、他方をS-とすると3日程度で振動数の弁別学習が成立することが判った。更に弁別が成立した動物を麻酔し、体性感覚野のイメージングを行った。後肢の20Hz乃至40Hzの振動刺激に対する反応を比較したところ、S+として用いた振動数に対する反応がS-の振動するうに対するより強いことが判った。以上から弁別刺激に用いたS+(報酬と結びつけた刺激)に対する反応が、S-(報酬を与えないコントロール刺激)に対する反応より強くなり、行動実験で習得した結果に対応する脳活動の変化をイメージングで証明することが出来た。今年度は主に大脳皮質体性感覚野におけるシナプス可塑性が、体性感覚情報の弁別学習にどのような役割を果たすかを研究した。スキナー箱の床の振動数(20又は40ヘルツ)を弁別する体性感覚弁別テストを開発した。飲水制限したラットをスキナー箱で3-5日間訓練すると、最初は報酬(水)がもらえる振動数(20又は40ヘルツ、動物ごとに異なる)の床振動(S+)に対しても、報酬がもらえない対照振動数(40又は20ヘルツ)の床振動(S-)に対しても等しく飲水行動を示したが、訓練期間中にS-に対する飲水行動の頻度が徐々に減少し、最終的にS+に対しては飲水行動で応ずるがS-は無視するようになった。即ち、弁別学習は、S-に対する飲水行動が抑圧されることによって成立した。このような弁別学習を習得済みの動物を麻酔し、記録側と対側の後肢の振動刺激(40又は20ヘルツ)に対する体性感覚野の応答をフラビン蛋白蛍光による脳機能イメージングで解析した。その結果、調べた8匹のラット全てにおいて報酬と連合させた刺激(S+)に対する体性感覚野の反応が対照刺激(S-)に対する反応より大きいことが判った。S+とS-に対する感覚野応答の差は、S+に対する応答の増強によって生ずるか、S-に対する応答の抑圧によって生ずるか、二つの可能性がある。そこでナイーブなラットの体性感覚野の応答と、弁別学習を習得済みの動物の応答をフラビン蛋白蛍光法で比較したところ、S-に対する応答の抑圧が特異的に生じていることが判った。この結果は、行動実験においてS-を省略すると、体性感覚野の応答に有意な差が生じないという対照実験の結果とも合致する。
ブラックバスの栄養評価と機能性成分の検索

本研究は、外来種であるブラックバスについて、新規の水産資源としての活用方法を見出すことを目的としており、この魚の一般的な栄養評価とその人工消化物等から高血圧予防に有効な成分を分離・精製することを目標として研究を進めてきた。当初の研究計画のうち、平成20年度研究期間内に実施できた内容は次のとおりである。本研究においてターゲットとしたのは、アンジオテンシン転換酵素(ACE)という血圧調整に関与する酵素であり、この酵素に対して阻害活性を有する物質は、生体に投与した場合、その血圧を下げる効果が期待できる。本研究ではラット肺から調製したACEを用いてin vitro実験が進められた。前年度までに、ブラックバスすり身をアルカリプロテアーゼで処理することにより、ACE阻害活性を有する物質(ペプチド)が生成される可能性を示唆するデータが得られていた。しかしながら、当初の計画に沿った調製法で準備したアルカリプロテアーゼ処理サンプル液を用いると、サンプル中の混在物の影響で、阻害活性の測定時にバックグラウンド値が高く、分離・精製を進める上で問題が生じていた。これに対しては、分離・精製の初期段階で適当な溶媒処理を行うことによって問題が解決することが判明した。この新しい手法を取り入れて目的物質の分離・精製を進めた。また、同時に自然発生型高血圧ラットに投与することで、生体に対する血行動態上の作用を検討した。その結果、粗精製物の段階においてラットの血圧を低下させる傾向が観察された。本研究は、外来種であるブラックバスについて、新規の水産資源としての活用方法を見出すことを目的としており、この魚の一般的な栄養評価とその人工消化物等から高血圧予防に有効な成分を分離・精製することを目標として研究を進めている。研究実施計画のうち、平成17年度の研究期間内に実施できた内容は次の通りであり、次年度も引き続き研究を進める。1)サンプル入手ルートの安定化地元の一般人から持ち込まれたサンプルを用いて予備実験を行っていたが、本格的に研究を進める上でサンプルを確保するために、供給ルートを調査、開拓した。尚、供給元は滋賀県漁業共同組合連合会から冷凍魚を輸送してもらうという形態を取ることにした。実際に供給されたサンプルについては、保存状態にも問題なく実験に供することができることを確認した。2)食材としての一般成分分析滋賀県漁業共同組合連合会から供給されるブラックバスは、オオクチバスのみであることが判明し、この魚に含まれる一般成分含量の季節変動について調査を進めている。現時点では秋季の各データを収集、解析した段階にあるが、脂質と炭水化物について信頼性の点で疑問の生じる分析値であったため、分析操作の再検討が必要であると判断し、現在改良法を検討中である。研究実施計画のうち、平成18年度までの研究期間内に実施できた内容は次の通りであり次年度も引き続き研究を進める。1)食材としての一般成分分析滋賀県漁業共同組合連合会から供給されているブラックバス(オオクチバス)に含まれる一般成分含量について調査を進めている。2)タンパク質の消化性確認ペプシン、トリプシン、アルカリプロテアーゼといった各プロテアーゼを用いて、ブラックバスすり身中に含まれる筋タンパク質の消化性について検討している。3)タンパク質分解物のACE阻害活性比較上記2)のプロテアーゼ処理で得られたタンパク質分解物(ペプチドを含む)について、アンジオテンシン転換酵素(ACE)の活性に対する阻害効果の有無を調査中である。ACEとは血圧調整に関与する酵素であり、ラット肺から調製したACEを用いてin vitroで実験を進めている。ブラックバスすり身を各種のプロテアーゼで処理することにより、ACE阻害活性を有する物質が生成される可能性を示唆するデータが現在得られている。しかし、現段階ではその物質の詳細は不明であり、今後引き続き分離・精製を進める。
HMGB1制御による心臓血管外科領域における合併症予防に関する研究

(研究の目的)致命的な心臓外科術後合併症(各種臓器虚血、再灌流障害、感染症、敗血症)に対し、全身炎症における標的タンパクとして知られるHigh Mobility Group Box-1 (HMGB1)を対象とした薬剤の抽出およびその有効性効果確認、安全性評価を行うことが本研究の目的である。(研究の成果)前年度までに、HMGB1を標的として全身炎症抑制や局所臓器障害抑制効果を示しているヒト遺伝子組み換えトロンボモジュリンを、我々がすでに確立しているラット人工心肺モデルに使用し、炎症抑制効果を確認した(Hirao, J Thorac Cardiovasc Surg 2017)。また、ヒト遺伝子組み換えトロンボモジュリンには、炎症を抑制するドメインと、抗凝固作用を有するドメインが別途存在することが知られている。そのため、凝固系に影響を及ぼすことなく抗炎症作用を得るための戦略として、抗炎症ドメインのみの使用で抗炎症作用を同様に得られるかを、ラット人工心肺モデルを使用して検討した。その結果、抗凝固および抗炎症作用の両者を含むフルドメインのトロンボモジュリンの投与において、人工心肺中の活性化凝固時間が過度に延長するのに対し、抗炎症ドメインのみの投与では、その過度の延長が抑えられることが示された。また抗炎症に関しては、フルドメインと抗炎症ドメインの両者において、HMGB1の産生抑制傾向と肺組織障害抑制が示された。これらの結果から、トロンボモジュリンの抗炎症ドメインみの選択的使用が、凝固系に悪影響を及ぼさない、新たなHMGB1抑制を介した心臓血管外科手術における炎症性合併症予防法として有用である可能性が示された。致命的な心臓外科術後合併症(各種臓器虚血、再灌流障害、急性肺障害、感染症、敗血症)に対し、全身炎症における標的タンパクとして知られるHigh Mobility Group Box-1(HMGB1)を対象とした薬剤の抽出およびその有効性効果検証、安全性評価を行うことが本研究の目的である。平成28年度ではHMGB1を標的としDICや肺炎、肝移植などのモデルにおいて、全身炎症抑制・局所臓器障害抑作用を示しているヒト遺伝子組み換えトロンボモデュリンを、われわれがすでに確立しているラット人工心肺に使用し、その全身および各臓器における炎症抑制効果を確認した。非治療群と比較し、血中サイトカイン(TNF-α,IL-6)の抑制、血中HMGB1抑制がみられ、全身での炎症が抑えられていた。また、肺組織でのサイトカイン(TNF-α,IL-6,IL-1β)、HMGB1のメッセンジャーRNAの抑制、組織学的な肺障害(炎症・鬱血・出血・浮腫)の抑制および細胞核外HMGB1流出の抑制を認め、酸素化の維持、肺水分貯留の軽減を認めた。これらの成果について、2016年ヨーロッパ心臓病学会、アメリカ心臓病学会にて発表し、現在論文化を進めている。現在、既知のHMGB1対象疾患に対し有効とされる治療薬群および分子標的治療薬ライブラリ・阻害薬ライブラリを使用し、HMGB1産生抑制あるいは分解、および各臓器に対する炎症抑制効果を示す薬剤を選定している。今後、ヒト遺伝子組み換えトロンボモデュリン使用による炎症抑制効果と比較することで、その炎症抑制効果について検討していく予定である。また人工心肺モデル以外の動物モデル(大動脈瘤モデル・人工血管感染モデルなど)を確立する予定である。平成28年度末にラット用人工心肺回路における人工肺作成のための材料不足により、生産量が一時制限されたため、一時的な進捗の遅延がみられた。しかし、再度生産量が確保されたため、今後計画実験を進めていく予定である。(研究の成果)前年度までに、HMGB1を標的として全身炎症抑制や局所臓器障害抑制効果を示しているヒト遺伝子組み換えトロンボモジュリンを、我々がすでに確立しているラット人工心肺モデルに使用し、炎症抑制効果を確認した。本研究成果について、昨年度の複数の学会発表を受けて、本年度に論文発表を行った(Hirao, J Thorac Cardiovasc Surg 2017)。また本年度は、臨床上特に全身炎症による合併症が問題となる、弓部大動脈瘤置換術などの際に使用する、低体温循環停止を伴う人工心肺使用における、HMGB1を標的とした新たな治療薬剤の検索を目的として、我々のラット人工心肺モデルをさらに研究開発して、ラット低体温循環停止モデルを確立した。そのため、凝固系に影響を及ぼすことなく抗炎症作用を得るための戦略として、抗炎症ドメインのみの使用で抗炎症作用を同様に得られるかを、ラット人工心肺モデルを使用して、現在検討中である。前年度までの研究成果を論文化することができた。さらに、新たなHMBG1標的治療剤の開発のための新たな動物モデルを確立することが出来た。(研究の成果)

前年度までに、HMGB1を標的として全身炎症抑制や局所臓器障害抑制効果を示しているヒト遺伝子組み換えトロンボモジュリンを、我々がすでに確立しているラット人工心肺モデルに使用し、炎症抑制効果を確認した(Hirao, J Thorac Cardiovasc Surg 2017)。また、ヒト遺伝子組み換えトロンボモジュリンには、炎症を抑制するドメインと、抗凝固作用を有するドメインが別途存在することが知られている。そのため、凝固系に影響を及ぼすことなく抗炎症作用を得るための戦略として、抗炎症ドメインのみの使用で抗炎症作用を同様に得られるかを、ラット人工心肺モデルを使用して検討した。その結果、抗凝固および抗炎症作用の両者を含むフルドメインのトロンボモジュリンの投与において、人工心肺中の活性化凝固時間が過度に延長するのに対し、抗炎症ドメインのみの投与では、その過度の延長が抑えられることが示された。また抗炎症に関しては、フルドメインと抗炎症ドメインの両者において、HMGB1の産生抑制傾向と肺組織障害抑制が示された。これらの結果から、トロンボモジュリンの抗炎症ドメインみの選択的使用が、凝固系に悪影響を及ぼさない、新たなHMGB1抑制を介した心臓血管外科手術における炎症性合併症予防法として有用である可能性が示された。平成29年度は、現在選定しているHMGB1を標的とする、もしくは可能性のある薬剤について、ラット人工心肺モデルに投与し、その全身炎症・臓器保護効果について確認し、HMGB1標的薬剤を抽出する。その抽出薬剤について、ラット人工血管感染モデル、前縦隔骨髄苑モデルに投与し、その敗血症抑制、全身炎症抑制について評価する予定である。より安全なHMGB1標的治療のための基礎研究知見を得るため、ヒト遺伝子組み換えトロンボモジュリンの抗炎症ドメインと抗凝固ドメインを別途準備し、抗炎症ドメインのみの使用により、凝固系に影響を与えることなく抗炎症効果を得られるかを検討する。その他のHMGB1標的治療薬の検索を継続して行う。
レーザー分光同位体計測計を用いた大気環境の動態解明

レーザー分光同位体計測装置を応用することにより、都市大気中および森林中の大気中の二酸化炭素の濃度および13C,18O同位体比の連続測定を行った。1分の時間分解能で数週間の測定を行うことができた。名古屋市内において夏季、冬季にCO2濃度およびCO2安定同位体比の連続測定を行ない、CO2発生源の推定と気象条件の比較、また都市域における生物由来CO2の寄与について評価した。また、富士吉田および飛騨高山の森林サイトにおいて同位体計測により、CO2,水蒸気の動態解析を行った。CO2は03やN20など正の放射強制力を持つ物質の中で、最も大さな正の放射強制力を持ち、全球の気候変動に対して大きな影響を与えていると考えられる。CO2濃度は主に燃焼過程、植物呼吸、土壌呼吸によるCO2排出および光合成によるCO2吸収過程によって変動する。全球の炭素収支を考えた場合、森林におけるCO2吸収過程は複雑であるため不確かさが大きい。CO2の安定同位体比(δ13C, δ180)はCO2の排出源(燃焼過程、植物呼吸、土壌呼吸)および光合成によるCO2吸収過程においてそれぞれ異なる。レーザー分光同位体計測装置により、名古屋大学において大気中の二酸化炭素の濃度および13C, 180同位体比の測定を行う。1分の時間分解能で数週間程度の連続測定を行う。同時に大気汚染関連物質NO_X、CO、炭化水素、エアロゾルを計測する。名古屋大学などの観測地点に化石燃料燃焼由来のCO2および都市域あるいはアジア大陸からの汚染気体の飛来状況を解析する。また人為起源CO2の影響が少ない清浄地域の森林においてCO2濃度およびCO2安定同位体比の同時測定を行ない、植物呼吸、土壌呼吸、光合成過程が森林内の炭素収支に与える影響を評価した。岐阜大学流域圏科学研究センター・高山試験地において、森林タワーを用い、大気中のCO2(δ13C, δ180)および水蒸気(δD, δ180)の変動および高度分布を連続観測した。観測期間においてCO2濃度が日中減少し、δ13C, δ180が日中ピークを持つ日内変動が見られた。光合成によりCO2が植物に取り込まれる場合、12CO2が優先的に消費されるため、日中のCO2減少および・13C増加は光合成の影響を強く受けていると考えられる。また、植物内におけるCO2とH2Oの同位体交換が促進したことによりδ180が高くなったと考えられる。CO2変動の要因を明らかにするためKeelingplotによるCO2変動成分のδ13C, δ180を求め、植物呼吸、土壌呼吸および光合成の影響を評価した。都市域におけるCO2濃度は人為起源の化石燃料燃焼による放出に加えて、植物の光合成によるCO2吸収、生物呼吸によるCO2放出過程も要因となりうるため、それぞれのCO2発生源の寄与の見積もりが難しい。そこで、名古屋市内において夏季、冬季にCO2濃度およびCO2安定同位体比の連続測定を行ない、夏季冬季におけるCO2発生源の差、また都市域における生物由来CO2の寄与について評価した。これまでの安定同位体比質量分析装置を用いた測定では、サンプリング回数が限られるため、数週間にわたる連続測定が難しい。しかしレーザー分光法を用いることで、時間分解能1分以下で、数週間の連続測定することができた。夏季(7月22日から8月11日)と冬季(11月22日から12月11日)において、名古屋大学キャンパス内においてCO2濃度およびCO2安定同位体比(δ13C, δ18O)の連続測定を行なった。CO2安定同位体比は中赤外レーザー(4.3 μm)を光源とするレーザー分光同位体測定装置を用いた。同時に水蒸気濃度、水蒸気の安定同位体比(δD, δ18O-H2O), CO濃度, NOx濃度を連続測定した。夏季のCO2濃度変動は日中に最小、夜間に最大となる日内変動を示したが、冬季のCO2濃度は規則的な変動が見られなかった。このため夏季は生物由来のCO2吸収放出の影響が大きく、日内変動が現れたと考えられる。冬季は人為起源CO2が主な発生源と考えられる。CO2濃度ピークのCO2の発生源をδ13C, δ18OのKeeling plot解析と、CO濃度変動とCO2濃度変動の相関(ΔCO/ΔCO2)の二つの側面から求め、夏季冬季の差を評価した。ΔCO/ΔCO2は冬季に高く、燃焼由来CO2の寄与が増加することが示された。さらにδ13Cを比較すると冬季が低くなった。そのため、冬季は天然ガス燃焼に起因するCO2の増加の可能性が示唆された。そこで、都市域の一つである名古屋市内において夏季、冬季にCO2濃度およびCO2安定同位体比の連続測定を行ない、夏季冬季におけるCO2発生源の差、また都市域における生物由来CO2の寄与について評価した。しかしレーザー分光法を用いることで、時間分解能1分以下で、数週間の連続測定することができ、気象条件の日内変動や高気圧・低気圧の通過などに対応する変動をとらえることが可能となった。

また、同時に水蒸気濃度、水蒸気の安定同位体比(δD, δ18O-H2O), CO濃度, NOx濃度を連続測定した。夏季のCO2濃度変動は日中に最小、夜間に最大となる日内変動を示したが、冬季のCO2濃度は規則的な変動が見られなかった。このため夏季は生物由来のCO2吸収放出の影響が大きく、日内変動が現れたと考えられる。冬季は人為起源CO2が主な発生源と考えられる。CO2濃度ピークのCO2の発生源をδ13C, &#61540;18OのKeeling plot解析と、CO濃度変動とCO2濃度変動の相関(ΔCO/ΔCO2)の二つの側面から求め、夏季冬季の差を評価した。ΔCO/ΔCO2は冬季に高く、燃焼由来CO2の寄与が増加することが示された。さらにδ13Cを比較すると冬季が低くなった。そのため、冬季は天然ガス燃焼に起因するCO2の増加の可能性が示唆された。この結果を、国際誌に投稿するため、現在、3報の論文を作成中である。二酸化炭素のレーザー同位体分光計の精度の向上のための装置の改良を行った。二酸化炭素のレーザー同位体分光計の精度が、試料大気中の二酸化炭素の濃度に依存してしまう現象がある。同位体比が分かっている種々の濃度の標準ガスでレーザー同位体分光計を校正することにより、ある程度は補正が可能である。しかし、より精度を上げるためにはレーザー同位体分光計に導入する大気試料を二酸化炭素を含まない純空気で希釈して、試料大気中の二酸化炭素の濃度を高い精度で一定にする装置を作成した。これにより、レーザー分光同位体計測装置による大気二酸化炭素の濃度・同位体比計測結果から二酸化炭素の排出源の特定を高い精度で行うことができるようになった。レーザー分光法を用いた同位体計測装置を用いて、大気中の二酸化炭素CO2(δ13C,δ18O,)および水蒸気(δ18O, δD)の安定同位体比を、名古屋大学構内において連続的にリアルタイム計測したので、そのデータを解析した。観測期間中に、CO2と水蒸気の同位体が急激に大きく変動したイベントが2度観測された。9月8日は台風が、9月23日は停滞前線が観測所を通過した。台風が通過した日および停滞前線の通過した日のCO2同位体およびH2O同位体の変化に注目し、気象データと照らし合わせて考察を行った。台風の通過時のキーリングプロットにより、異なるCO2の濃度と同位体比を持った気団が観測所付近の大気に急激に流入したことが推察された。観測所の南側には火力発電所が多く存在することから、台風により火力発電所付近の大気が観測所にまで運ばれた可能性が考えられた。前線通過時のキーリングプロットにより、異なるCO2の濃度と同位体比を持った気団が観測所付近の大気に移流したことが推察できた。観測所の北側には山岳地帯が広がっており、観測所北側の大気が観測所にまで運ばれた可能性が考えられた。レーザー分光同位体計測装置を応用することにより、都市大気中および森林中の大気中の二酸化炭素の濃度および13C,18O同位体比の連続測定を行った。1分の時間分解能で数週間の測定を行うことができた。名古屋市内において夏季、冬季にCO2濃度およびCO2安定同位体比の連続測定を行ない、CO2発生源の推定と気象条件の比較、また都市域における生物由来CO2の寄与について評価した。また、富士吉田および飛騨高山の森林サイトにおいて同位体計測により、CO2,水蒸気の動態解析を行った。
サイトカイン干渉シグナルに着目したチロシンキナーゼ阻害薬併用療法の開発

ソラフェニブ(sorafenib)は、進行性肝がんに対する分子標的薬である。肝癌細胞株にサイトカインとsorafenibを同時処理して検討した結果、TGF-betaが強い耐性因子であることを見いだした。数十種の現行医薬を検討した結果、抗てんかん薬valproic acidとsorafenibを併用して投与した場合においてのみ、ソラフェニブの作用が10-25倍に増強されることを見いだした。以上の実験結果から、TGF-betaはsorafenibの耐性因子であり、valproic acidを併用すれば薬剤耐性を克服できるものと思われた。【研究の背景・目的】ソラフェニブ(sorafenib)は、現在、進行性肝がんに対する効果が唯一認められている、分子標的薬である。本剤は、手術不能ながん患者の平均余命を約3か月延長できることが確認されているが、患者側の心境を考慮すると、未だ満足できる治療法とは言い難い。そこで本研究は、sorafenibの薬理効果に対して、何らかのサイトカインが干渉している可能性を模索し、その対策について培養・動物実験を用いて検討してきた。【これまでの研究成果】sorafenib処理細胞のシグナル経路をWestern blot解析で詳細に調べた結果、同剤の抗がん剤作用は、サイトカインの一種であるTGF-betaによって著明に阻害されることを見いだした。TGF-betaは、がん細胞におけるERK, Aktシグナル経路を活性化するために、soraenib薬剤効果が減弱してしまうことが、MTTアッセイ、Western blottingで示された。そこでERK, Aktの活性化を抑えることができる薬剤を模索した結果、TGF-betaによる薬剤阻害作用が、てんかん治療薬のひとつvalproic acidによって抑制することが可能であることを見いだした。sorafenibとvlproic acidを併用して肝がん細胞を処理した結果、TGF-beta存在下でも効果的にがん細胞を治療することが可能であったことから、sorafenib + valproic acid併用療法が、治療困難ながん患者に有用な手段である可能性が示唆された(2013:欧州消化器病学会口演発表; 2014:International Journal of clinical & experimental pathology in press)。【概要】本研究の目的は、肝がん治療薬ソラフェニブ(チロシンキナーゼ阻害薬)の奏功率を、安全かつ効率に向上しえる併用療法の開発である。本課題の特徴は、1癌周囲の肝組織(慢性肝炎・肝硬変)が産生するサイトカインTGF-beta (transforming growth factor-beta)の干渉シグナルに着目し、2申請者らが予備的検討で見いだした、“p38 MAPK (mitogen-activatedproteinkinase)はソラフェニブの強力な阻害因子である"という発見を指標に、3既存の医薬品を用いた併用療法を確立する、という一連の構想の下、実験を行った。【成果】1ソラフェニブ処理細胞を詳細に検討した結果、本剤は、低用量でオートファジーを誘導して、その結果、TGF-betaシグナル因子であるsmad2を活性化することが明らかになった。またこの現象を介して、低用量ソラフェニブ処理されたがん細胞が、転移能を獲得することも明らかになった。これらの結果は、本剤に難治性の症例では、逆にがん細胞の転移頻度が増加するリスクを抱えていることを意味しており、オートファジーの観点にたった臨床対応が必要であることを明らかにできた。2ソラフェニブと、どのような薬剤を併用すればもっとも効果が改善できるかについては、現時点ではヒストンデアセラーゼ阻害剤バルプロ酸が有望であることが明らかになった。さらに有効な併用剤がある可能性について、薬剤スクリーニングを行っている。ソラフェニブ(sorafenib)は現在、進行性肝がんに対して唯一有効性が認められている経口分子標的薬である。しかしながらsorafenibは高額な薬価であるにも関わらず、その延命効果は数か月と短い。この問題点を解明するうえで、1同剤の腫瘍縮小効果が、培養細胞・動物実験の研究報告と実際の臨床現場の間で乖離していること、2肝障害進行例ではsorafenibの奏効率が低いことに着目すべきと考えられる。そこで本研究では、障害肝で産生されるサイトカインが薬剤耐性に影響を及ぼしている可能性がないかを解析した。最初に、肝癌細胞株にサイトカイン(HGF, EGF, TGF-beta)を添加した状態でsorafenib処理した結果、TGF-betaがsorafenibの強い阻害因子であることを見いだした。この理由を明らかにする目的で、ストレスキナーゼ・セリンスレオニンキナーゼをWestern blot解析した結果、TGF-betaは、sorafenibが有するp38MAPK抑制作用を著しく阻害することが明らかになった。そこでp38MAPK活性を指標に、TGF-beta存在下でも効率的に抗がん作用を発揮する併用薬を探索した。数十種の現行医薬を検討した結果、candesartan・tranilast・celecoxib・valproic acidの組み合わせが、TGF-beta存在下のp38MAPK

活性を抑制し、かつソラフェニブの作用を10-25倍に増強することを見いだした。特にvalproic acid(抗てんかん薬)の併用効果は強く、sorafenibの効果を3-6倍に増強した。本実験成果により、TGF-betaがsorafenibの耐性因子であることが明らかとなり、またvalproic acidなどの医薬品を併用すれば、薬剤耐性に有効な治療になりうることが示唆された。消化器内科1sorafenib薬剤耐性メカニズムの発見:これまで、sorafenibの薬剤耐性のメカニズムに関する研究報告は多くなされてきたが、サイトカインによる干渉作用に着目した研究はない。本研究は、この分野で最初に、"肝がんの薬剤の効果が、サイトカインによって影響される"ことを明らかにして、その具体的な対策も見いだすことがかのうになった。薬剤効果の低い抗がん剤に対する併用療法の有用性を明らかにできたことから、近い将来、治療困難ながん患者の延命に寄与しえる、具体的な研究成果が得られたものと考える。2医療現場への貢献の可能性の提唱:現在、抗がん剤の併用療法は、患者に実際に投与しながら効果を判定する臨床試験・治験の経験を基に行われている。本研究は、保健適応可能な様々な薬剤を、抗がん剤と併用すると、思いがけない治療効果の増強が得られることを明示して、今後の臨床研究に十分貢献し得るデータを報告できたと考えている。本研究の当初の目的である、ソラフェニブとの併用が有用な薬剤を探索する目的は達成することができた。したがって現段階では、研究目的を満たす成果が得られたこと、研究計画が当初の方針から外れないで施行可能であることから、概ね順調に研究が進展していると考えている。1in vivo実験の遂行:これまでの本研究の成果により、sorafenib + valproic acid(抗てんかん薬)併用療法が肝がんに対して強い効果を示すことが明らかになった。今後は、動物実験を遂行して、薬剤の投与間隔・量を検討し、臨床応用可能な、安全かつ高い効果をもつ治療プロトコールを確立する予定である。現時点では、ソラフェニブとの有用な併用剤の候補(ヒストンデアセチラーゼ阻害剤)を、さらに探索する予定である。具体的には、これまでに申請者らが、薬剤耐性と深く関与することを見いだした、p38MAPKの活性化(リン酸化)を指標に、既存の薬剤と低用量ソラフェニブを組み合わせた併用療法を模索している。次年度は、さらに多くの医薬を調べて、p38MAPKを抑制してソラフェニブを増強できる候補をさらに探したい。ソラフェニブとの併用薬のスクリーニングを簡便・正確に行う目的で、蛍光プレートリーダーを購入予定である。また、次年度においては、得られた研究成果を積極的に国内・国外の研究会や学会で発表する予定である。