hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ａｐｏｐ遺伝子を標的とした抗加齢療法の創出

老化におけるApop遺伝子の機能を明らかにすることが本研究の目的であったが、本研究によってApop遺伝子発現によるミトコンドリアの活性化と酸化ストレス産生が老化の原因であることを明らかにできたばかりでなく、Apopが脂質異常症の治療標的としても活用しうることを明らかにできた。Apoptogenic Protein (Apop)遺伝子の発現はアポトーシスを誘導するが、これはApopが有している機能の一部であると考えられている。本年度の研究においてApop遺伝子の発現を抑制した細胞では老化関連beta-galactosidase活性が亢進することから、Apopは細胞老化にも関わっていることを明らかにできた。本研究の目的であるApop遺伝子発現と老化の関連を細胞レベルで明らかにできたことによって本研究は大きく前進したと思われる。老化した血管内皮細胞では機能が低下しているものと予想される。Apop遺伝子抑制した内皮細胞では内皮機能の一つであるeNOS(内皮型NO合成酵素)発現も低下しており、老化とともに機能も低下していることを明らかにできた。老化を促進する因子として知られている活性酸素種(ROS)が知られているが、ROS産生をFACS解析によって定量的に解析し、Apop遺伝子抑制がROS産生を増加させていることも明らかに出来た。Apop欠損(KO)マウスにおいては寿命が変化していることが予想される。寿命測定に必要な多数のマウスを同時に得るためKOマウスから採取した精子ならびに卵子による体外受精を行い、必要数のKOマウス産仔を得ることに成功した。また本年度の研究の目標のひとつであるApop遺伝子を心筋細胞でで特異的に欠損したコンディショナルノックアウトマウスの作製に成功した。Apoptogenic Protein (Apop)の機能はミトコンドリア活性化と脂肪酸代謝の制御であることが明らかとなった。今後はApop遺伝子が個体の寿命に関わることをノックアウトマウスを用いた研究によって明らかにしていく。また動脈硬化や認知機能の低下等、老化に関する兆候の出現に重点をおいた解析を進めていく予定である。Apoptogenic Protein (Apop)遺伝子発現が細胞ならびに個体の老化に関与していることを明らかにするための研究を継続して遂行する。細胞およびマウス個体を用いた解析を行う。本年度はsiRNAによってApop遺伝子発現を抑制した細胞を用いた研究で多くの有用な知見を得たが、来年度はApop遺伝子欠損(KO)マウスの表現型解析に特に重点を置いた研究を行う。高齢者の代表的な疾患である心筋梗塞や脳梗塞の原因となる動脈硬化発症とApop遺伝子発現の関連を解析し、発症予防の可能性を追求する予定である。また国内あるいは海外の学会で研究成果の発表を行う予定である。
学習機能を含むパルス駆動型ハードウェアニューラルネットワークの開発

本研究では,シナプスの重みを浮動小数点フォーマットにより表すことができるハードウェアパルスモード多層ニューラルネットワークについて研究を行った.通常のパルスニューラルネットワークでは,パルス信号の密度により信号レベルを表すが,提案するニューラルネットワークでは,パルス密度(周波数)と各パルスごとに設定した重みの値により信号レベルを表すことで,シナプス荷重を浮動小数点で表現できるようにしている.浮動小数点表現により,広範囲な重みの設定が可能となるため,より複雑な問題に対応できるハードウェアニューラルネットワークの実現が可能となる.提案するニューラルネットワークを実装するために,パルス信号の重み付けと周波数変換を行うシナプス乗算器,シナプス信号の加算,非線形活性化関数を持つニューロンの開発を行った.シナプス乗算器の周波数変換部にはDirect Digital Frequency Synthesizer(DDFS)を使用し,パルスの重み付けにはパルス位置変調を用いた.これらの回路を用いることで,浮動小数点演算を通常の乗算器を用いずに実装している.さらに,オンチップ学習機能を持たせるために,バックプロパゲーションアルゴリズムをパルス演算によりハードウェアとして実装している.本研究で開発した,シナプス乗算器,ニューロン,学習機能を用いて学習機能付きニューラルネットワークをField programmable gate array(FPGA)を用いて実装し,実験により提案するシステムの評価を行った.実験では,論理関数の学習問題,2次元図形の領域分割問題についての実験を行った.実験結果から,提案するネットワークが複雑な問題に対応できるとともに,良好なオンチップ学習機能を持つことを確認した.従来のパルスニューラルネットワークの問題点を改善したニューロンとシナプス乗算器の開発を行い,学習機能付き多層ニューラルネットワークをハードウェアとして実装し,実験により動作の確認を行った.ニューロンについては,ニューロンの活性化関数を改善するために,活性化パルス数が抑制パルス数より大きい場合に出力パルスを生成する多数決回路によるニューロンを提案している.さらに,多数決回路に累積回路を付加することにより活性関数の傾きを可変できるようにしている.従来のパルスニューラルネットワークでは,シナプス荷重の値が-1+1の範囲に制限されてしまう問題があったが,ニューロンの関数の傾きを急峻にすることで,この問題を解決することができる.シナプス乗算器については,1つの入力周波数から任意の周波数を正確に生成することができるDirect Digital Frequency Synthesizer(DDFS)を用いた.提案するニューロンと従来のシナプス乗算器,DDFSによるシナプス乗算器による実験を行った結果,DDFSシナプス乗算器と組合わせることにより,活性化関数の傾きの可変範囲をより広くできることを確認した.また,DDFSを用いた場合のニューロンの活性化関数は理論値とよく一致していた.提案するニューロン,シナプス乗算器を用いて,学習機能付き多層ニューラルネットワークをField Programmable Gate Array(FPGA)を用いて,ハードウェアとして実装した.学習回路は,バックプロパゲーションアルゴリズムをパルス信号により動作する回路として実装を行った.簡単な論理関数等の学習実験,2次元図形の学習実験を行い,動作の確認を行った.本研究では,シナプスの重みを浮動小数点フォーマットにより表すことができるハードウェアパルスモード多層ニューラルネットワークについて研究を行った.通常のパルスニューラルネットワークでは,パルス信号の密度により信号レベルを表すが,提案するニューラルネットワークでは,パルス密度(周波数)と各パルスごとに設定した重みの値により信号レベルを表すことで,シナプス荷重を浮動小数点で表現できるようにしている.浮動小数点表現により,広範囲な重みの設定が可能となるため,より複雑な問題に対応できるハードウェアニューラルネットワークの実現が可能となる.提案するニューラルネットワークを実装するために,パルス信号の重み付けと周波数変換を行うシナプス乗算器,シナプス信号の加算,非線形活性化関数を持つニューロンの開発を行った.シナプス乗算器の周波数変換部にはDirect Digital Frequency Synthesizer(DDFS)を使用し,パルスの重み付けにはパルス位置変調を用いた.これらの回路を用いることで,浮動小数点演算を通常の乗算器を用いずに実装している.さらに,オンチップ学習機能を持たせるために,バックプロパゲーションアルゴリズムをパルス演算によりハードウェアとして実装している.本研究で開発した,シナプス乗算器,ニューロン,学習機能を用いて学習機能付きニューラルネットワークをField programmable gate array(FPGA)を用いて実装し,実験により提案するシステムの評価を行った.実験では,論理関数の学習問題,2次元図形の領域分割問題についての実験を行った.実験結果から,提案するネットワークが複雑な問題に対応できるとともに,良好なオンチップ学習機能を持つことを確認した.
環状ポリケチドを経るマクロリド抗生物質の合成的研究

マクロリドの生合成において,ポリケトラクトンを経る過程が一つの可能性として考えられる.しかし,これまでポリケトラクトンを経るマクロリドの合成は報告されていなかった.そこでC-13位に天然物と同じR-配置の不斉炭素をもつ14員環ポリケチドラクトンを合成した後,還元して得られるポリヒドロキシラクトンの絶対構造を決定し,天然物の立体化学との相違を検討した.まず,オレアンドマイシンを9-ジヒドロー8-メチル誘導体に導いた後,独自に開発した方法により二種の糖部分を切断し初めて目的のアグリコン, (8R, 9S)-9-ジヒドロー8-メチルオレアンドライドを高収率で得た.つぎに, 4個の水酸基を同時に酸化することを種々検討した結果,四酸化ルテニウムにより完全に酸化されることが認められた.従来,大環状ラクトン上の水酸基を全て酸化する条件は知られていなかったので,ポリケトラクトンの単離と共に今後のマクロリドの合成研究において貴重な知見である.得られたポリケトラクトンの立体選択的還元が鍵であったが,臭化マグネシウムの存在下,水素化ホウ素亜鉛による還元により1種のポリヒドロキシマクロリドが主生成物として好収率で得られた.この絶対構造はX線解析により(5R, 8R, 9R)-9-ジヒドロー8-メチルーエピーオレアンドライドと決定された.これは, C-5位においてのみ天然物と異なっているだけでありC-メチル基は異性化可能にもかかわらず立体化学が保持されていた.また,臭化マグネシウムをを加えないで還元すると,天然型が好収率で得られることも判明した.これらのことは,ポリケトラクトンにおいて唯一固定されたC-13位の立体化学によって還元が規制される可能性を示唆した.さらに,上述のアグリコンより,生合成中間体と推定されている8-メチルオレアンドライドを高収率で合成した.これにより,生合成に関する研究が著しく推進されると期待される.マクロリドの生合成において,ポリケトラクトンを経る過程が一つの可能性として考えられる.しかし,これまでポリケトラクトンを経るマクロリドの合成は報告されていなかった.そこでC-13位に天然物と同じR-配置の不斉炭素をもつ14員環ポリケチドラクトンを合成した後,還元して得られるポリヒドロキシラクトンの絶対構造を決定し,天然物の立体化学との相違を検討した.まず,オレアンドマイシンを9-ジヒドロー8-メチル誘導体に導いた後,独自に開発した方法により二種の糖部分を切断し初めて目的のアグリコン, (8R, 9S)-9-ジヒドロー8-メチルオレアンドライドを高収率で得た.つぎに, 4個の水酸基を同時に酸化することを種々検討した結果,四酸化ルテニウムにより完全に酸化されることが認められた.従来,大環状ラクトン上の水酸基を全て酸化する条件は知られていなかったので,ポリケトラクトンの単離と共に今後のマクロリドの合成研究において貴重な知見である.得られたポリケトラクトンの立体選択的還元が鍵であったが,臭化マグネシウムの存在下,水素化ホウ素亜鉛による還元により1種のポリヒドロキシマクロリドが主生成物として好収率で得られた.この絶対構造はX線解析により(5R, 8R, 9R)-9-ジヒドロー8-メチルーエピーオレアンドライドと決定された.これは, C-5位においてのみ天然物と異なっているだけでありC-メチル基は異性化可能にもかかわらず立体化学が保持されていた.また,臭化マグネシウムをを加えないで還元すると,天然型が好収率で得られることも判明した.これらのことは,ポリケトラクトンにおいて唯一固定されたC-13位の立体化学によって還元が規制される可能性を示唆した.さらに,上述のアグリコンより,生合成中間体と推定されている8-メチルオレアンドライドを高収率で合成した.これにより,生合成に関する研究が著しく推進されると期待される.マクロリドの生合成において、ポリケトラクトンを経る過程が一つの可能性として考えられる。しかし、これまでポリケトラクトンを経るマクロリドの合成は報告されていなかった。そこでC-13位に天然物と同じR-配置の不斉炭素をもつ14員環ポリケトラクトンを合成した後、還元し得られるポリヒドロキシラクトンの絶対構造を決定し、天然物の立体化学の相偉を検討した。まず、オレアンドマイシンを9-ジヒドロ-8-メチル誘導体に導いた後、二種の糖部分を切断した。そのデソサミン部分の除去は従来法では困難であったが、相当するN-オキサイドにヨウ化トリメチルシリルを反応させて初めて目的のアグリコン,(8R,9S)-9-ジヒドロ-8-メチルオレアンドライドが高収率で得られた。つぎに、4個の水酸基を同時に酸化することを種々検討した結果、四酸化ルテニウムにより完全に酸化されることが認められた。従来、大環状ラクトン上の水酸基を全て酸化する条件は知られていなかったので、ポリケトラクトンの単離と共にマクロリドの合成研究上、貴重な知見である。得られたポリケトラクトンの立体選択的還元が鍵であったが、臭化マグネシウムの存在下、水素化ホウ素亜鉛による還元により一種のポリヒドロキシマクロリドが主生成物として好収率で得られた。

この絶対構造はX線解析により(5R,8R,9R)-9-ジヒドロ-8-メチル-エピ-オレアンドライドと決定されたが、C-5位においてのみ天然物と異なっているだけであり、C-メチル基は異性化可能にもかかわらず立体化学が保持されていた。このことは、ポリケトラクトンにおいて唯一固定されたC-13位の立体化学によって還元が規制される可能性を示した。次年度は天然型が好収率で得られる条件を検討する予定である。一方、C-メチル基を持たない14員環マクロリドの合成も完了したが、現在、そのポリケトラクトンを好収率で得る条件を検討中である。
インドネシア・フィリピンにおける少数言語の記録とコーパス構築に基づく研究

本研究ではインドネシア・フィリピンの少数言語の記録のため現地機関と共同で少数言語のデータを収集・分析し、言語使用を反映したコーパスを構築し公開する。さらに、コーパスを利用したtext-basedな文法研究を行う。対象地域では多くの少数言語が話されているが、それらの言語の多くが国語などの影響により急速に話者数を減らしつつある。多様な言語・文化の記録を人類共通の財産として残すことは言語学者に課された急務である。本研究はそのミッションを達成するためのインドネシア・フィリピンの研究機関との国際共同研究を行うともに、構築したコーパスの利用に関してドイツ・オーストラリアの研究機関とも共同研究を行う。
戦後占領期における私立大学の経営行動に関する実証的研究

本研究では敗戦後の私大の財政難の実態とともに、そこにおける進学需要とそれをふまえての私大の量的拡大戦略といった実態が明らかになった。さらにその実態を解明するために、戦時期の私大の経営行動や政府・私大関係への理解が不可欠であることも明らかになった。本年度は、(1)個別私大の経営行動に関わるデータベース作成と分析および(2)私大行動の環境要因としての政府の政策および進学者の動向に関する資料データ収集と分析、を実施した。(1)については、主として、個別私大の組織構成、量的規模、および財務に関するデータを収集し、データベースを作成する作業をおこなった。具体的には、占領期の特徴を相対化するために若干長めの時期をとり、昭和10年昭和30年のデータを収集・入力をすすめた。対象校は戦時期との連続性をみるため、敗戦時に大学であった27校とし、すでに20大学程度については量的規模データを中心に入力を完了している。ただし、授業料データに関して先行して収集をおこない、比較のため官公立大学や専門学校を含めてデータベースを作成し、分析結果を日本高等教育学会大会で報告している。(2)については、(1)の作業と比較的同種のデータソースを用いることから、進学者の動向に関するデータの収集・入力を先行しておこなった。文部省発行の諸統計、各大学の沿革史や資料集、研究紀要とともに、当時の受験雑誌も重要なデータソースとして用いている。また進学者の動向を大きく左右する入学者選抜システムの状況についても、受験雑誌を主要なデータソースとして用いて情報を収集している。以上の作業については、敗戦直後の時期については大学によっては十分な資料が残っておらず、必ずしも完全なデータベースができない状況にあるが、しかしこれまで戦時期から戦後占領期にかけて一貫した視点からのデータ収集や分析はなされておらず、こうした欠落状況の改善に本研究は大きく貢献するものと考える。本年度は、前年度に引き続き、(1)個別私大の経営行動に関わるデータベース作成と分析および(2)私大行動の環境要因としての政府の政策および進学者の動向に関する資料データ収集と分析、を実施した。(1)については、敗戦時に大学であった27校を対象とし、個別私大の組織構成、量的規模、および財務に関するデータを収集し、データベースを作成する作業をおこなっている。具体的には、昭和10年昭和30年のデータを収集・入力をすすめ、とくに本年度は財務データを中心に入力をおこなった。まず各私立大学の沿革史や資料集、大学史紀要等の公刊された出版物に関して調査をおこない。決算および資産関連のデータの入力をほぼ全大学について実施した。さらに国立公文書館(および一部の大学)に所蔵されている私立大の財務関連資料の検索と収集を実施している。この作業も全大学について、ごく一部の「要審査」資料(国立公文書館において個人情報を含むため閲覧に審査を要する資料)を除いて、実施済みである。現在それら公文書館・大学所蔵データの入力および分析を実施しており、来年度の前半にかけてその作業を完了させる予定である。(2)については、今年度は主に『受験旬報』『蛍雪時代』等の受験雑誌の検索、収集を実施した。戦後占領期の進学者データについては、『文部省年報』『学校基本調査』等のデータの収集を実施した。現在、統計データの入力および分析をすすめつつあるところである。なお、以上の作業の結果の一部は、2011年度の日本教育社会学会大会において報告をおこなっている。本研究の目的は、戦後占領期における私大の経営行動について、政府と進学者の動向をふまえつつ、個別私大レベルの分析を集積することで、その全体像を描こうとすることにあった。とくに戦時期・占領期を一体のものとして分析し、この時期の私大をとらえる新たな枠組みを作り上げることをめざした。今年度は、まず第1に戦時期から占領期にかけての個別大学データベースを完成させること、とくにこれまで未整備であった財務データについて整備すること、また第2に、私大の経営行動に大きな影響を与えると思われる政府(占領軍を含む)の政策、および進学者の動向の2点の実態をさらに解明すること、そして第3に、以上を踏まえて、私大、政府、進学者の三者の関係についての総合的な検討を行い、占領期の私大の行動の特質と背景を明確にすることをおこなった。その結果として、1戦時期(とくに前期・中期)における私大の順調な経営とその背景にあった志願者バブル的状況の存在、2戦時期末期における政府統制の強化の限界と、私大へのさまざまな援助政策の存在、3敗戦後私大の財政難の実態、4そこにおける進学需要とそれをふまえての私大の量的拡大戦略、といった実態が明らかになった。そして、以上のような知見は、次のようなインプリケーションをもつと考えられる。第1に、戦時期の私大や社会の多面性があきらかになったことである。戦時期の私大には従来述べられてきた“統制"と“苦難"だけではとらえられない側面が存在していたことは間違いない。第2に、戦前期の政府と私大との関係について再検討の必要があることである。これまでの見方は政府による統制の側面を強調し過ぎ、また私大のパワーを軽視し過ぎていたのではないか。

そして第3に、戦時期から戦後期を連続してみる視点の重要性である。大学を含めた高等教育機関の量的拡大はほぼこの2つの時期をまたがってほぼ間断なく進行したのである。本年度までに予定していたデータ収集はおおむね予定通り終わっており、研究の進捗状況は順調であるといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、一部のデータ収集(財務データ等)をすすめるが、主にはデータ分析をおこない、それをふまえて研究課題の総括的な考察を行う予定である。
外国人労働者受入れ制度の定着過程〜技能実習制度創設10年間の経緯と日本社会の変容

外国人技能実習制度は成立後ほぼ12年を経て、受け入れ人数を増加し、その性格も変化してきている。当初の緊急的な労働力不足への対応策から、3年間に亘って安定的に雇用を確保できる派遣労働力という見方を企業がとり始めてきた。3K労働だから外国人労働力に任せる、という側面も確かに残っているが、それと同時に、派遣・請負労働が広く普及し利用されるようになったことを踏まえ、派遣労働力の一つの形態としてこの研修生・実習生をみなす企業も出てくるようになった。しかし他方、技能実習制度の創設経緯に生じた問題はいずれも残されている。技術移転の問題をどう解決していくかは未解決である。技術移転を建前でなく実質化していくのか、あるいは韓国のように,研修制度を雇用許可制度の中に解消して、単純労働者受け入れ制度に一元化するのか。またローテーション方式の問題は、技能実習制度の限らず、外国人受け入れ制度すべてに関係する大きな問題である。パスポートの取り上げ禁止、雇用主による強制貯蓄の禁止、研修手当て・賃金からの管理費の控除禁止など技能実習制度の運営主体である国際研修協力機構(JITCO)は様々な指導を受け入れ団体と受け入れ企業に行っている。あるいは失踪者が多く出た受け入れ団体には、将来の受入れを認めないという罰則もある。研修生・実習生への失踪防止が足止め策として、彼らの労働者としての権利を侵害する恐れがある反面、失踪者の増加は不法就労者の増加へと確実につながり、二律背反の問題となっている。以上、技能実習制度を検討すると、これが十全に機能した場合でも制度としての矛盾を抱えていることが分かる。今後、外国人労働者を合法的に受け入れる制度としてこの技能実習制度が活用されるとするならば、技術移転の問題、ローテーション方式(失踪予防)の問題、受け入れ先企業の変更の問題、などについてより明確な合意形成が必要とされよう。1993年に発足した技能実習制度は、バブル崩壊後の不景気の時期にあっても、受け入れ実習生数を拡大している。発足後、この10年間に見られた変化は以下のとおりである。1.制度の欠陥そのものが公表され、対策がたてられるようになったこと。国際研修機構(JITCO)は技能実習制度が引き起こした問題(残業代の未払い、逃亡、安全衛生、パスポートの取り上げ)について積極的に公表し、受け入れ企業が同種の事件を起こさないように指導、キャンペーンをしている。それだけ、制度が定着したことを示していよう。2.外国人研修生を受け入れ、派遣する中間団体や企業が増加したこと。受け入れ企業が自ら外国人研修生を採用するのではなく、送り出し国と日本との間に立って、現地での人材の採用、教育、日本への送り出し、受け入れ先企業での生活指導などの人材サービスを一手に引き受ける団体、企業が増加した。こうした中間団体の増加したことによって、たとえば北海道では短期間に技能実習生が増大した。企業に独自のノウハウが不要となったからである。3.技能実習制度の意味合いが技術移転から単純労働者受け入れへと変化したこと。本来は、発展途上国への技術移転の一つとして開始された技能実習制度であるが、近年は技術移転というよりも人材派遣という性格が強くだされるようになった。その理由は、1)人材派遣業の社会的認知度が高まったこと、2)外国人単純労働者受け入れへの社会的反発が弱まったこと、の2点にあろう。3K労働

だから外国人労働力に任せる、という側面も確かに残っているが、それと同時に、派遣・請負労働が広く普及し利用されるようになったことを踏まえ、派遣労働力の一つの形態としてこの研修生・実習生をみなす企業も出てくるようになった。それは別の意味では、技能実習制度が必ずしも中小企業のみに限定されることはない、ことを表していることになる。しかし他方、技能実習制度の創設経緯に生じた問題はいずれも残されている。技術移転の問題をどう解決していくかは未解決である。技術移転を建前でなく実質化していくのか、あるいは韓国のように、研修制度を雇用許可制度の中に解消して、単純労働者受け入れ制度に一元化するのか。またローテーション方式の問題は、技能実習制度の限らず、外国人受け入れ制度すべてに関係する大きな問題である。パスポートの取り上げ禁止、雇用主による強制貯蓄の禁止、研修手当て・賃金からの管理費の控除禁止など技能実習制度の運営主体である国際研修協力機構(JITCO)は様々な指導を受け入れ団体と受け入れ企業に行っている。あるいは失踪者が多く出た受け入れ団体には、将来の受入れを認めないという罰則もある。研修生・実習生への失踪防止が足止め策として、彼らの労働者としての権利を侵害する恐れがある反面、失踪者の増加は不法就労者の増加へと確実につながり、二律背反の問題となっている。以上、技能実習制度を検討すると、これが十全に機能した場合でも制度としての矛盾を抱えていることが分かる。今後、外国人労働者を合法的に受け入れる制度としてこの技能実習制度が活用されるとするならば、技術移転の問題、ローテーション方式(失踪予防)の問題、受け入れ先企業の変更の問題、などについてより明確な合意形成が必要とされよう。
肺静脈心筋における細胞内カルシウムオシレーションの 時間的・空間的解析

左心房筋と肺静脈心筋を比較し、肺静脈心筋における異所性自動能の発生機序を明らかにすることを目的とした。Ca2+動態を観察した結果、肺静脈心筋では左心房筋に比べ、Ca2+transientが多く発生していた。しかし、細胞形態、筋小胞体の量や分布に違いは見られなかった。また活動電位を比較すると、肺静脈心筋で静止膜電位が浅かった。これは内向き整流性K+電流量が小さいことで説明が可能であった。以上の結果から、肺静脈心筋では再分極を担う内向き整流性K+電流量が小さいためにCa2+よる自発活動が顕在化しやすいことが示唆された。本年度は共焦点顕微鏡を用いて単離肺静脈心筋細胞および心房筋細胞のCa^<2+>イメージングを行い、細胞内Ca^<2+>オシレーションによる肺静脈自発活動の発生機序の解明を目指した。まず肺静脈心筋細胞および心房筋細胞の細胞単離法を確立し、安定的に細胞を単離することに成功した。肺静脈心筋細胞と心房筋細胞の形態的比較を行ったところ、両者のサイズや形態は類似していた。また、Ca^<2+>放出の引き金となる筋小胞体の量や分布にも心房筋と肺静脈心筋で違いは見られなかった。次にこれらの細胞のCa^<2+>動態を比較し、検討を行った。肺静脈心筋細胞では、Ca^<2+> transient、Ca^<2+> spark、Ca^<2+>waveの3種類のCa^<2+>オシレーションが観察できた。Ca^<2+> transientとは活動電位発生に伴う細胞質全体のCa^<2+>濃度上昇である。Ca^<2+> sparkは細胞質内の微少領域で生じる非伝播性のCa^<2+>濃度上昇、Ca^<2+>waveは局所的なCa^<2+>濃度上昇が細胞質内を伝播する動きであり、これらは活動電位の発生を意味しない。肺静脈では自発的なCa^<2+> transientすなわち自発活動の直前にCa^<2+>sparkやCa^<2+>waveが発生している傾向が見られた。この3種のCa^<2+>オシレーションの発生率を心房筋細胞と肺静脈心筋細胞で比較してみると、Ca^<2+>spark、Ca^<2+>waveは心房、肺静脈で同程度発生していたが、Ca^<2+> transientは肺静脈心筋細胞で多く発生していた。以上の結果より、肺静脈心筋にはCa^<2+>spark、Ca^<2+>waveによりCa^<2+> transientすなわち自発活動が誘発され易い性質があることが示唆された。肺静脈心筋は電気的に不安定であり自発活動を示すことが知られている。肺静脈での異常な電気的興奮が心臓に伝わると心房細動などの不整脈になることが示されており、肺静脈の性質を明らかにすることは重要である。私はこれまでにモルモット肺静脈心筋で電気的自発活動を観測し、この自発活動が筋小胞体からのCa^<2+>放出とNa^+/Ca^<2+>交換機構(NCX)によって惹起されていることを明らかにした。しかし、なぜ肺静脈でのみこのような自発活動が見られるのかは分かっていない。そこで本年度は、ガラス微小電極法、patch-clamp法、共焦点レーザー顕微鏡法を用いて左心房筋と肺静脈心筋を比較し、肺静脈で自発活動が発生する原因を明らかにすることを目的とした。左心房筋と肺静脈心筋から心筋細胞を単離し、細胞形態、筋小胞体の量や分布を観察したところ、左心房と肺静脈心筋で違いは見られなかった。次にCa^<2+>動態を観察した。心筋細胞のCa^<2+>の動きには、活動電位に伴うCa^<2+>transient、それ以外のCa^<2+>spark、Ca^<2>+waveがある。肺静脈心筋では左心房に比べ、Ca^<2+>transientが多く発生していたが、Ca^<2+>spark、Ca^<2+>waveのみを示す細胞の割合は同程度であった。このことから、肺静脈心筋にはCa^<2+>transientすなわち活動電位が発生しやすい性質があることが分かった。肺静脈と左心房の活動電位波形を比較すると、肺静脈心筋で静止膜電位が浅い傾向が見られた。そこで静止膜電位を維持する内向き整流性K^+電流量を測定した。

内向き整流性K^+電流量は肺静脈で小さく、左心房で大きい傾向が見られた。このことから、肺静脈心筋では再分極を担う内向き整流性K^+電流量が小さいために筋小胞体からのCa^<2+>放出とNCXによる自発活動が顕在化し得ることが示唆された。肺静脈心筋は電気的に不安定であり自発活動を示すことが知られている。肺静脈での異常な電気的興奮が心臓に伝わると心房細動などの不整脈になることが示されており、肺静脈の性質を明らかにすることは重要である。今年度は肺静脈心筋自発活動に影響を与えると考えられる神経伝達物質に焦点を当て、肺静脈心筋自発活動への交感神経系の関与を明らかにすることを目的とした。カルシウム蛍光色素を導入した単離肺静脈心筋細胞に交感神経の伝達物質であるnoradrenalineを処置すると、細胞内カルシウム濃度の上昇に続いて、カルシウムオシレーションが観察された。次に薬理学的検討を迅速に行うことができる収縮力測定法を肺静脈組織標本に適用した。摘出した肺静脈組織の一端をアイソメトリック・トランスデューサーに接続し、肺静脈の輪走筋方向に100mg程度の静止張力を与えると50mg以上の収縮力が検出でき、薬理学的検討が可能であった。およそ4割の標本で自発活動(自発的収縮)が見られたが、この自発活動は頻度が不安定(約1Hz)であり持続しなかった。自発活動を示さない標本にnoradrenalineを処置すると、高頻度(約3Hz)かつ30分以上持続する自発活動が誘発された。また神経終末からnoradrenalineの遊離を促すtyramineを処置しても自発活動が誘発された。この自発活動はpropranololまたはprazosinにより抑制された。さらに、isoproterenolまたはmethoxamineによっても自発活動が誘発されたことから、自発活動の発生にはα1およびβ受容体が重要であることが判明した。以上の結果から、肺静脈心筋の交感神経終末から放出されたnoradrenalineはα1およびβ受容体を介して細胞内カルシウム濃度を上昇させ、自発活動を惹起することが判明した。本研究は肺静脈心筋の電気的自発活動と細胞内カルシウムオシレーションとの関係を解明し、心房細動に対する新規薬物治療戦略を構築することを目的としている。本年度では肺静脈心筋では再分極を担う内向き整流性K^+電流量が小さいために筋小胞体からのCa^<2+>放出による自発活動が顕在化し得る結果を得ており、電気的自発活動と細胞内カルシウムオシレーションとの関係を一部明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は肺静脈自発活動の更なる機序解明のため、活動電位と細胞内カルシウム濃度変化を同時計測し、薬理学的手法と組み合わせた詳細な検討を行う予定である。また24年度は肺静脈心筋自発活動に影響を与えると考えられる神経伝達物質、ホルモン、病態の視点も取り入れ、電気的自発活動と細胞内カルシウムオシレーションとの関係の解明に繋げる。
ナノテクアクチュエータを応用した小児用循環補助システム開発プラットフォーム創生

小児の重症心不全治療に対して、ナノテク形状記憶合金線維を応用した超小型の埋込型人工心筋システム開発研究リソース基盤を確立した。本研究では、右室機能の低下した肺循環を右心室外部から収縮支援を行うベルト型小型右心室壁収縮デバイスと、機能的単心室に対して行われる下大静脈-肺動脈バイパスに装脱着可能Fontan循環の肺循環補助システム開発を行った。これらの性能評価を独自に開発したシリコーン製右心室モデル循環系と右心不全およびFontan循環状態を模擬した動物実験において実施し、小児の重症心不全に対する埋込型小型補助装置の有用性を確認し、循環不全を長期にわたって改善しうるデバイス開発評価技術を構築した。重症心不全患者に対しては、心臓移植や補助人工心臓による血液循環維持の手段しかないが、とくに小児の移植臓器のドナー不足は深刻な問題であり、また現時点で利用することのできる埋込型補助人工心臓は体格の小さな患者にとっては大きすぎる。申請者らは、先天性心疾患を含む重症心不全患者に対する治療メタコンセプトは、機能低下した右室ポンプ機能の心筋収縮を代替することによって達成されると考え、高度に生体と協働する機能をもった人工心筋システムを考案するに至った。先天性心疾患に対してもさらに応用するためには、ナノテク技術を応用した人工心筋開発プラットフォームの創生が必要となる。本研究では、極細ナノテク技術を応用したアクチュエータ線維で駆動制御し、必要な血液循環の拍動を生成し、先天性心疾患患者でも適応可能な人工心筋サポートシステム基盤技術を確立し、ワンストップ型の超小型の埋込型人工心筋システム開発プラットフォームを実現する。本年度の成果概要として、左心人工心筋開発基盤の制御アプローチ手法を先天性心疾患治療のための小児右心系補助システムに応用し超小型完全埋め込みシステムとして右心補助装置およびFontan循環補助システム開発を進めた。評価システムには、申請者らの有する小児用肺動脈弁評価システムを一部改良して医工学的評価を行い、実験評価を試みた。初年度にとくに注力する点として、患者ニーズおよび臨床治療戦略におけるニーズに基づくシーズ選択とトータルデザイン策定による有効な拍出を実現するマイクロロボティクス制御と挙動の高精度観測に基づく血行力学的支援効果の実現を試みた。具体的には、1)微細形状記憶合金線維を応用した収縮補助システムの可制御性について熱応答による収縮性に着目して検討し、2)対象となる心室形状の数式的モデル化による設置形態と形状記憶合金線維ベルトの装着角度を検討し得た。重症心不全患者に対しては、心臓移植や補助人工心臓による血液循環維持の手段しかないが、とくに小児の移植臓器のドナー不足は深刻な問題であり、また現時点で利用することのできる植込型補助人工心臓は体格の小さな患者にとっては大きすぎる。申請者らは、先天性心疾患を含む重症心不全患者に対するメタコンセプトは、機能低下した右心ポンプ機能の心筋収縮を代替することによって達成されると考え、高度に生体と協働する機能を持った人工心筋システムを考案するに至った。先天性心疾患患者に対してもさらに応用するためには、ナノテク技術を応用した人工心筋開発プラットフォームの創生が必要となる。本研究では、極細ナノテク技術を応用したアクチュエータ線維で駆動し、必要な血液循環の拍動を生成し、先天性心疾患患者でも適応可能な人工心筋サポートシステム基盤技術を確立し、ワンストップ型の超小型の埋込型人工心筋システム開発プラットフォームを実現する。昨年度のFontan循環を人工血管の外側から力学的にサポートするデバイス開発基盤を基に、本年度は同システムの制御系の確立と動物実験での下大静脈-肺動脈バイパスモデルにおいて装着と植込み、および血行力学的有効性の評価を進めた。また、ベルト型システムの小型化要素効率化を進めた。結果概要として、Fontan循環補助装置については遠心型血液ポンプを用いた左心脱血-下行大動脈送血の補助循環モデル動物において、下大静脈-肺動脈バイパスによる部分右心循環補助の拍動性効果を検討し、デバイス収縮による下大静脈-肺動脈流入の流量に対して拍動性を付与することが可能であることが示された。また、小型成犬を用いた右心室補助ベルト型システムの血行動態評価を行い、狭小胸郭内でのこれまでの成人患者に対するデバイス設計と同等性能を有するベルト型システムの血行力学的有効性を確認しつつある。小児の重症心不全治療に対しては、現在のところ心臓移植のほかに長期循環補助を実現する代替手段はない。本研究では、ナノテク形状記憶合金線維を応用することで、小児の重症心不全治療にも適用できる超小型の埋込型人工心筋システム開発プラットフォームを創成する。極細ナノテク材料を使用したアクチュエータ線維で駆動し、必要な血液循環の拍動を生成し、循環を血行力学的に補助する構造で、心臓の外面に装着され、血液との直接接触がなく“必要なときに必要なだけ"循環を補助するため溶血、血栓形成の問題もない。先天性心疾患患者でも適応可能な人工心筋サポートシステム基盤技術を確立する。本研究では、ナノテク形状記憶合金線維を応用して、小児の重症心不全治療において右心系に必要な血液循環を力学的にサポートする超小型の埋込型人工心筋装置を開発することを目的とした。これは、心臓の外面に装着され、Fontan循環を構成する静脈-肺動脈間の心外導管人工血管を外部から力学的に収縮補助し、蠕動的に拍動流を生成する。従来の人工心臓などのように血栓の危険もなく、人工弁などの耐久性の問題もない。

研究の成果概要として、健常成山羊における左室補助循環下での下大静脈肺動脈バイパスモデルにおいて、形状記憶合金線維を用いた心外導管装着型デバイスの開発に加え、長期Fontan術後の予後を改善しうる心外導管装着型能動クリップ(特許申請)開発設計を行った。さらに、右心人工心筋補助に伴う肺循環-心機能の血行力学的検討を心室壁虚血心不全モデルを用いて実施し、右室収縮に伴う血液拍出機能の改善がもたらす左室拡張期への影響の基礎検討を行った。いずれの埋込型人工心筋アクチュエーションシステムも、本研究であわせて開発した小児循環にも対応するFontan循環の血液循環シミュレーション回路において非臨床試験評価に基づいてさらなる性能改善が行いうることが示唆された。小児の重症心不全治療に対して、ナノテク形状記憶合金線維を応用した超小型の埋込型人工心筋システム開発研究リソース基盤を確立した。本研究では、右室機能の低下した肺循環を右心室外部から収縮支援を行うベルト型小型右心室壁収縮デバイスと、機能的単心室に対して行われる下大静脈-肺動脈バイパスに装脱着可能Fontan循環の肺循環補助システム開発を行った。これらの性能評価を独自に開発したシリコーン製右心室モデル循環系と右心不全およびFontan循環状態を模擬した動物実験において実施し、小児の重症心不全に対する埋込型小型補助装置の有用性を確認し、循環不全を長期にわたって改善しうるデバイス開発評価技術を構築した。小型人工心筋システムを応用した小児用循環補助システム開発のために本年度実施した動物実験評価は、体重30kgの小型山羊を用いた左心補助循環下での下大静脈-肺動脈バイパスによる模擬的部分Fontan循環によるものと、心不全モデルとして作成した小型成犬(体重15kg)によるものである。これらは対象動物モデルの体重と種別は現在臨床で植込型補助人工心臓の適応が困難な循環動態スケールモデルであり、本年度開発を進めた人工心筋システム応用によるFontan循環拍動装置および人工心筋ベルト装置のいずれもシステム駆動による血行力学的変化を得られ、システムアクチュエータとして用いた極細形状記憶合金線維を応用する有用性が確認できた。多様な病態を生じる先天性心疾患患者に人工心筋システム基盤技術を応用するための試みとして、本研究初年度に計画した能動的拍動生成システムだけではなく、一部を循環動態に見合うように受動的な駆動要素を含む能動的拍動を可能とするFontan型システムを新たに考案し基礎検討を開始した。これらの技術と発想は、本研究課題のプラットフォーム創生基盤によるものであり、したがってこれらの成果を鑑み、順調に伸展していると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。応用生体力学、人工臓器学本年度の研究成果から、小児用循環補助システム開発研究における高出力超小型アクチュエータの必要性と構造設計基盤の重要性が明らかとなった。
粉体系の不可逆な偏析現象と非平衡定常状態における揺らぎの実験的研究

本年度は研究課題のキーワードにある「粉体の揺らぎ」に焦点を当て、実験を行った。粉体は粉、粒はもちろん、コロイド、磁性流体もその対象である。1、2年目は粉体の代表例であるガラスビーズ、砂糖を使った実験を行った。本年度は特殊な粉体であるコロイド溶液を用い、重力不安定な条件の下、発生する揺らぎが作る構造について調べた。その結果、コーヒーが牛乳界面に作る新しいフラクタルパターンを発見した。コロイド溶液として、身近にある密度の大きいコーヒーと密度の小さい牛乳を用いた。実験方法は、円形容器に牛乳を入れ、放置した後、静止した牛乳表面の中央に0.2mlのコーヒーの滴を静かに置くというものである。初期条件で軽い牛乳の上に重いコーヒーを載せているので、初期的に重力不安定な状態を作っている。そのため、牛乳とコーヒー滴の界面で揺らぎが発生する。実験から得られた主な結果は以下の2つである。(1)コーヒー滴を牛乳界面に置くと、滴は表面に沿って拡がり、約70秒後、表面パターンが観察された。画像処理で画像を2値化し、密度相関関数法とボックスカウント法を用いてフラクタル解析を行った結果、べき乗則に従うフラクタルパターンと判明した。フラクタル次元はコーヒー密度に依存せず、表面パターンが消滅する約400秒後まで、一定値1.88±0.06を示した。磁性流体の滴を用いて同様の実験を行い、コーヒーのパターンと一致するフラクタル次元1.88±0.04を得た。(2)コーヒーのフラクタルパターンは、密度の大きい表面のコーヒーが鉛直方向に沈み、埋めつくされた空間から面要素がぬけることで形成される。そのため、無限時間の極限でパターン面積は0に収束する。この消滅的性質は数学モデルのシェルピンスキーカーペットと共通している。このモデルの面積が指数関数的に減少することにヒントを得て、コーヒーパターンの輝度を測定し、パターン密度の時間変化を求めた。パターン密度は指数関数的に減少し、その時定数は70秒であり、前に述べたフラクタル解析が可能となる約70秒と一致した。粗くて大きな粒子(Large Rough Grains)と滑らかで小さな粒子(Small Smooth Grains)を一様に混合し、狭い隙間に挿入すると、それぞれの粒子が上下に分離した二層流のなだれが起こる。はじめ、このなだれは定常流としてながれるが、その後、なだれは斜面途中で急激に止まり、なだれ全体が一気に固化する。この定常速度のなだれの急激な停止は従来の理論では説明できない。今年度は二層流なだれの定常状態の破綻について、定性的理解を行った。二層流なだれが流れている間、このなだれの先頭にはLRGがたまってくる(head LRG領域)。Head LRGの長さδLはなだれが流れた距離Lに対して線形で伸びる(δL=α・L:ただし、αは流量に依存する値)。なだれの先頭角度θ(t)のは幾何学的関係からと書ける。θ_<st>は砂山の角度、Dは二層流の厚みでなだれの中で変動しない。(1)式から分かるように、なだれの先頭角度θ(t)は時間とともに減少する。なだれは砂山の角度が安息角θ_rより大きいと起こり、θ_rになるとなだれが止まることが知られている。本実験では、初め、θ(t)はθ_<LR>よりも大きいためになだれが起こってしまう。しかし、なだれが流れるとLの増加に伴って、θ(t)が小さくなり、いずれθ(t)=θ_<LR>になる。このとき、先頭のhead LRGのなだれが起こらなくなり、砂山のように固化してしまう。結果として、定常的に流れていたなだれが斜面途中で急激に止まり、定常状態が破綻したのである。θ(t)=θ_<LR>が止まるという上記の仮定を用い、実験から得られたα,D,θ_<st>,θ_<LR>の値を(1)式に代入し、なだれが急激に止まる位置L_Tを導出したところ、流量0.86g/sではL_T=11.8±2.6cmで、実験値13.2cmと実験の誤差の範囲内で一致した。また、その他の流量においても、ほとんど一致していた。θ(t)=θ_<LR>で起こったhead LRGに見られる粉体の相転移現象は最近注目されているJamming transitionとも関係しており、非平衡統計力学の中での粉体の物理の位置づけを考える上でも興味深い。粗くて大きな粒子(Large Rough Grains:LRG)と滑らかで小さな粒子の混合物を狭い隙間に挿入し二次元の大きな砂山を作ると、二種類の特徴的長さを持った新しい縞パターンが観察された。このパターンは山の斜面途中で発生する渋滞波によって作られる。混合物を注ぐとそれぞれの粒子が上下に分離したなだれが起こる。なだれの中で先頭にLRGがたまり、それが十分たまると、定常状態で流れていたなだれは山の斜面途中で急激に止まり、全体が一気に固化し渋滞波が発生する。斜面途中での渋滞波の発生は従来の研究では説明できない。我々は『なだれの先頭角度がなだれ先頭のLRGの安息角と等しくなると止まる』というなだれの急激な固化を表現したモデルを提案し、渋滞波の発生位置を導出した。

モデルから得られた値と実験値は実験の誤差範囲内で一致した(Physics Letters A 366,591(2007)で報告)。しかし渋滞波の発生位置の分布は非対称な分布であったがモデルから得られる分布は対称分布であり非対称分布を表現できない。理由として、モデルはなだれ下の下地粒子となだれの構成粒子との相互作用を考慮していないことが上げられる。下地粒子が動かない条件では対称なガウス分布が得られ、下地粒子の自由度を大きくすると分布の非対称の度合いが大きくなった。下地粒子が動かなければモデルの条件を満たすと止まることができるが、下地粒子が動くことでなだれは動き続ける。なだれと下地粒子との相互作用は確率モデルで解釈し、このモデルは分布関数の指数関数的減少を示す。これは実験から得られるなだれが止まる位置〓の非対称分布の裾野部分とよく一致していた。安息角モデルと確率モデルの組み合わせで得られた分布は実験の非対称分布とよく一致する。また、極限で組み合わせモデルはガウス分布を与え、下地粒子が動かないときの対称分布も表現できた(Physical Review E 77,011305-1(2008)で報告)。また、粉粒体の物理でホットな話題「Jamming transition」では、粉粒体にシアーをかけると液体状態になり、粉体密度が大きくなると、流動化していた粉体が固体状態に転移し、相転移現象に類似した現象が起こっているといわれている。そのため、非平衡系での相転移現象の理解につながると期待されている。本実験はなだれが下地粒子にシアーをかけることで砂山の一部として固化していた下地粒子が液体状態になるが、なだれ粒子と下地粒子の相互作用によって内部の粉体密度が大きくなり、液体固体相転移現象が起こったものと考えられる。本研究とJamming transitionとのつながりも興味深い。本年度は研究課題のキーワードにある「粉体の揺らぎ」に焦点を当て、実験を行った。粉体は粉、粒はもちろん、コロイド、磁性流体もその対象である。1、2年目は粉体の代表例であるガラスビーズ、砂糖を使った実験を行った。本年度は特殊な粉体であるコロイド溶液を用い、重力不安定な条件の下、発生する揺らぎが作る構造について調べた。その結果、コーヒーが牛乳界面に作る新しいフラクタルパターンを発見した。コロイド溶液として、身近にある密度の大きいコーヒーと密度の小さい牛乳を用いた。実験方法は、円形容器に牛乳を入れ、放置した後、静止した牛乳表面の中央に0.2mlのコーヒーの滴を静かに置くというものである。初期条件で軽い牛乳の上に重いコーヒーを載せているので、初期的に重力不安定な状態を作っている。そのため、牛乳とコーヒー滴の界面で揺らぎが発生する。実験から得られた主な結果は以下の2つである。(1)コーヒー滴を牛乳界面に置くと、滴は表面に沿って拡がり、約70秒後、表面パターンが観察された。画像処理で画像を2値化し、密度相関関数法とボックスカウント法を用いてフラクタル解析を行った結果、べき乗則に従うフラクタルパターンと判明した。フラクタル次元はコーヒー密度に依存せず、表面パターンが消滅する約400秒後まで、一定値1.88±0.06を示した。磁性流体の滴を用いて同様の実験を行い、コーヒーのパターンと一致するフラクタル次元1.88±0.04を得た。(2)コーヒーのフラクタルパターンは、密度の大きい表面のコーヒーが鉛直方向に沈み、埋めつくされた空間から面要素がぬけることで形成される。
糖鎖の制御によるクローン病狭窄症治療

我々はステリック再生医科学研究所と共同で、クローン病線維化原因遺伝子として糖硫酸転移酵素CHST15を明らかにし、この遺伝子発現を特異的に抑制するsiRNA医薬「STNM01」を作成した。本研究課題では糖鎖を標的としたRNA干渉医薬「STNM01」の作用機序として、線維芽細胞の筋線維芽細胞への分化の抑制と、コラーゲン産生の抑制がみられること、また同薬が慢性線維化腸炎において有効であることを示した。さらにヒトクローン病腸局所でもCHST15の発現増強がみられた。近年抗TNFα製剤の導入によりクローン病に対する治療成績は格段に向上したが、手術原因の最大の合併症である腸管狭窄に対する有効な治療法は依然存在しない。我々はステリック再生医科学研究所と共同で、クローン病線維化原因遺伝子として糖硫酸転移酵素CHST15を明らかにし、ヒトCHST15遺伝子の発現を特異的に抑制するsiRNA医薬「STNM01」を作成した。慢性DSS腸炎マウスに対する内視鏡的STNM01大腸粘膜下投与により線維化病変の治療効果がみられたが、その作用機序には不明な点が存在する。本研究ではクローン病患者のQOLを著しく損なう原因である腸管線維化に対して、糖鎖を標的としたRNA干渉医薬「STNM01」の開発と作用機序解明を目的とする。平成25年度の研究計画は検討課題2:「抗CHST15siRNA治療の慢性DSS腸炎マウス腸管に及ぼす抗線維化作用を、腸管局所の線維芽細胞および筋線維芽細胞に焦点を絞り、その機序を解析(in vivo実験)した。慢性腸炎の線維化病変部にはvimentin陽性かつalphaSMA陰性の線維芽細胞と、vimentin陽性かつalphaSMA陽性の筋線維芽細胞が浸潤し、コラーゲン線維を産生することで腸管の線維化狭窄に関与していることを示した。さらにsiRNAの治療によりこれら線維化原因細胞の浸潤を抑制することで腸管の線維化進展を改善していることが明らかとなった。平成24年度の計画は「マウス線維芽細胞とヒト線維芽細胞に対する抗CHST15 siRNAによる筋線維芽細胞への分化、およびコラーゲン産生に対する影響を解析する(in vitro実験)」ことであり、次の解析を行った。1マウス皮膚線維芽細胞およびCCD-18Co細胞にTGF-β刺激を加え活性化状態とした培養系に、抗CHST15 siRNA(STNM01)を添加し、CHST15のノックダウン効率をqRT-PCRで確認した。2上記培養系でコラーゲン産生低下を確認するために、培養上清中のハイドロキシプロリン量を定量し、さらにqRT-PCによりprocollagen,およびコラーゲン産生に重要な分子シャペロンであるHSP47の発現の低下を確認した。3上記培養系でTGF-β刺激後、コラーゲン産生、HSP47発現に関係する転写因子をWestern Blotting法で解析中である。以上より、抗CHST15 siRNA(STNM01)が線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化、およびコラーゲン産生に抑制的に作用することが明らかになった。平成26年度はクローン病患者大腸生検標本におけるCHST15の発現をqPCRと免疫組織染色で評価した。クローン病患者の活動性病変部の大腸粘膜では非活動性

病変部に比べ、粘膜固有層に浸潤している単核球細胞にCHST15陽性細胞が多く観察され、CHST15の発現も増強する傾向がみられた。これまでの慢性DSS腸炎の解析結果でも炎症部でCHST15陽性細胞が増加しており、STNM01によりこの腸炎および線維化を改善できたことから、ヒトクローン病においてもCHST15の発現がクローン病の病態形成に重要な働きをしており、この分子の制御によりクローン病治療効果が得られることが期待された。消化器内科学研究体制も順調に機能し、おおむね良好な計画進行である。研究体制も順調に機能し、おおむね良好な計画進行である。今後は検討課題2:「抗CHST15 si RNA治療の慢性DSS腸炎マウス腸管に及ぼす抗線維化作用の解明を完了させるとともに、検討課題3:「クローン病患者および潰瘍性大腸炎患者の手術検体を用いて、CHST15の発現を蛍光免疫染色およびqRT-PCR法にて検討する(臨床検体における観察」につき、予定通り研究計画を実行する予定である。今後は検討課題2:「抗CHST15 si RNA治療の慢性DSS腸炎マウス腸管に及ぼす抗線維化作用を、腸管局所の線維芽細胞および筋線維芽細胞に焦点を絞り、その機序を解析する(in vivo実験)」および、検討課題3:「クローン病患者および潰瘍性大腸炎患者の手術検体を用いて、CHST15の発現を蛍光免疫染色およびqRT-PCR法にて検討する(臨床検体における観察」につき、予定通り研究計画を実行する予定である。上記計画に沿って、平成25年度は110万円、平成26年度は100万円の研究費を用いて、実験を達成し、研究を遂行する予定である。