hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノムシンテニー情報をもちいた新規非翻訳性RNAの予測と発現プロファイル解析

本研究の目的は,ヒト-マウス間のゲノムシンテニー情報をもちいて新規の非翻訳型RNAを予測し,機能解析候補の絞り込みをおこなうための解析プラットホームを開発することである.先年度までに,ヒト-マウス間のゲノムシンテニー情報に基づいたマイクロアレイによって,新規のアンチセンス型RNAの同定を試み,マウス正常組織や乳がんモデルマウスなどで発現変化のあるアンチセンス型RNAを同定した.これらを踏まえ今年度は,(1)アンチセンス型RNA発現が周辺のDNAメチル化に及ぼす影響の解析,および(2)ヒト,マウスのいずれでも観察されるアンチセンス型RNAの発現が片アレルの発現に影響を及ぼすことが知られているUbe3a遺伝子座にフォーカスした解析をおこなった.(1)では,遺伝子領域の両ストランドの発現レベルをマイクロアレイで,またプロモータ領域のDNAメチル化レベルをMeDIP (Methylated DNA immunoprecipitation)アレイで解析した結果,アンチセンス側の発現上昇が,その逆鎖にコードされる遺伝子のプロモータメチル化と発現抑制を引き起こしていると示唆される例を発見することができた.また(2)は,マウス亜種間(C57BL/6JとMSM/Ms)の多型を指標として,複数のSNPタイピングを同時におこなえるプラットホームをもちいて,Ube3a周辺の転写様相をアレル特異的かつ鎖特異的に解析し,これまでより高解像度に可視化することに成功した.本手法は転写産物のみならず,DNAメチル化やクロマチン修飾などもターゲットとすることが可能であるため,遺伝的多型をもちいたエピジェネティクス解析にも有用なものになると思われる.本研究の目的は,ゲノムシンテニー情報をもちいて新規の非翻訳型RNAを予測し,機能解析をおこなうにふさわしい候補を絞り込むための解析パイプラインを提示することである.非翻訳型RNAとはタンパク質をコードしないRNAのことで,近年のトランスクリプトーム解析によって非常に多くの非翻訳型RNAの存在が示唆された.非翻訳型RNAには,(1)mRNAと同様のプロセシングをうけるmRNA型,(2)特定の遺伝子座の逆鎖から転写されるアンチセンス型が存在する.今年度はアンチセンス型に着目し,その予測と発現プロファイル解析をおこなった.ヒト完全長cDNAをもちいて予測されたセンスーアンチセンス転写産物のペア(3,524ペア)のうち,1,554ペアはマウスゲノムシンテニー領域においてもSATペアとして同定されているが,それ以外はアンチセンス転写産物に対応するマウスcDNAが得られていない.本研究では後者の遺伝子群を対象に,そのアンチセンス転写の検出を可能にしたカスタムマイクロアレイを作成した.マウス12組織をもちいた発現解析によって,420遺伝子のアンチセンスに対応する発現シグナルを(少なくとも1組織において)検出した.本手法によって検出されたアンチセンス転写はその全体的な傾向として,ランダムプライミングによるターゲットでのみシグナルが検出されることや,核分画のターゲットに濃縮されることから,既知のアンチセンス転写と同じ傾向を有していることが示された.2遺伝子についてノーザンプロット解析,in situ hybridizationをおこなった結果,センス,アンチセンスの発現ともにマイクロアレイと同様の結果が得られ,細胞内における発現が確認された.次年度は,本手法を神経細胞分化,精子形成過程などのサンプルに適用していき,特定の現象において変動するアンチセンス転写の同定とその解析をおこなう.本研究の目的は,ヒトーマウス間のゲノムシンテニー情報をもちいて新規の非翻訳型RNAを予測し,機能解析候補の絞り込みをおこなうための解析パイプラインを提示することである.非翻訳型RNAには,(1)遺伝子間領域から発現する遺伝子間型,(2)特定の遺伝子座の逆鎖から転写されるアンチセンス型が存在する.いずれもゲノムプロジェクトによって4000-5000種類程度予測されているが,その機能が明らかになった例は少ない.本課題では先年度までに,ヒト-マウス間のゲノムシンテニー情報に基づいたマイクロアレイによって,新規のアンチセンス型RNAの同定をおこなった.今年度は同様の手法を404個の機能解析の進んでいる癌関連遺伝子に適用し,乳がんモデルマウス(GRS/Aマウス;mouse mammary tumor virusによって乳がんが誘発されるモデルマウス)をもちいて,正常部位と腫瘍部位の間で発現の変化するアンチセンス型RNAの抽出をおこなった.その結果,95個の遺伝子について,アンチセンス側の発現変化を検出することができ,そのうち19遺伝子については,アンチセンス発現の変化と共にセンスの発現(通常のmRNAとしての発現)にも変化が見られた.また13

遺伝子では,アンチセンス発現とセンス発現の逆相関(腫瘍部位でアンチセンス発現が上昇し,センス発現が抑制される,またはその逆)がみられた.個別の機能解析によって,腫瘍部位におけるアンチセンスの発現がセンス発現を抑制している例も知られており,今回抽出された遺伝子のなかには機能性アンチセンスRNAが含まれる可能性がある.次年度は,(1)特定の遺伝子座にフォーカスしたアンチセンスRNAの解析,および(2)遺伝子間型の非翻訳RNAをヒストン修飾や発現配列のデータから予測していく.本研究の目的は,ヒト-マウス間のゲノムシンテニー情報をもちいて新規の非翻訳型RNAを予測し,機能解析候補の絞り込みをおこなうための解析プラットホームを開発することである.先年度までに,ヒト-マウス間のゲノムシンテニー情報に基づいたマイクロアレイによって,新規のアンチセンス型RNAの同定を試み,マウス正常組織や乳がんモデルマウスなどで発現変化のあるアンチセンス型RNAを同定した.これらを踏まえ今年度は,(1)アンチセンス型RNA発現が周辺のDNAメチル化に及ぼす影響の解析,および(2)ヒト,マウスのいずれでも観察されるアンチセンス型RNAの発現が片アレルの発現に影響を及ぼすことが知られているUbe3a遺伝子座にフォーカスした解析をおこなった.(1)では,遺伝子領域の両ストランドの発現レベルをマイクロアレイで,またプロモータ領域のDNAメチル化レベルをMeDIP (Methylated DNA immunoprecipitation)アレイで解析した結果,アンチセンス側の発現上昇が,その逆鎖にコードされる遺伝子のプロモータメチル化と発現抑制を引き起こしていると示唆される例を発見することができた.また(2)は,マウス亜種間(C57BL/6JとMSM/Ms)の多型を指標として,複数のSNPタイピングを同時におこなえるプラットホームをもちいて,Ube3a周辺の転写様相をアレル特異的かつ鎖特異的に解析し,これまでより高解像度に可視化することに成功した.本手法は転写産物のみならず,DNAメチル化やクロマチン修飾などもターゲットとすることが可能であるため,遺伝的多型をもちいたエピジェネティクス解析にも有用なものになると思われる.
アイソフォームによるV-ATPaseの細胞内環境形成への新たな役割の解明

神経細胞においてV-ATPaseは、神経伝達物質のシナプス小胞への濃縮など様々な機能に重要な働きをしている事が生化学的な解析により明らかになっている。近年、脳のV-ATPaseを構成するサブユニットに多くのアイソフォームがある事が分かってきた。私は、これまでに酵母のV-ATPaseの解析によりaサブユニットがV-ATPaseの機能の調節に中心的な機能を持つことを示してきた。そこでaサブユニットのアイソフォームの神経細胞における機能を明らかにすることで、V-ATPaseの構成サブユニットによる機能の違いが明らかになると考えた。本研究では、aサブユニットのアイソフォームを認識する抗体を作成し、a1及びa3アイソフォームがシナプス小胞に局在している事を明らかにした。A3アイソフォームがシナプス小胞に局在している事を明らかになったため、a3の欠損マウスであるoc/ocマウスの脳を観察したが、顕著な形態の異常は認められなかった。V-ATPaseと協調して小胞の酸性化にはたらいているクロライドチャンネルであるClC-3(Chloride Chennel-3)のノックアウトマウスでは顕著な形態の異常が観察されることから、a3はClC-3とは神経細胞の機能の維持においては異なる働きをしていると考えられる。今後はalとa3を持つV-ATPaseが同じシナプス小胞に局在し協調して働くのか、それとも異なる機能を担っているのか、異なるシナプス小胞に局在し異なる神経伝達物質(例えばグルタミン酸とGABA)の濃縮に関与しているかを明らかにする事で、V-ATPaseの機能を明らかにし、これらアイソフォームを標的とした創薬の可能性が考えられる。V-ATPaseは、生体内の様々な生理現象で重要な役割を果たしており、腎臓では尿細管の酸性化に関わっている。V-ATPaseは、細胞質側に面しATPの加水分解を行うV_1と、膜に組み込まれプロトン輸送に関わるV_0の二つのドメインから構成されている。V_0ドメインのサブユニットの一つであるa4は特に腎臓に局在し、腎臓の介在細胞の頂端膜にV-ATPase複合体を輸送させる役割を果たしている。本研究では、マウスのa4サブユニットに二つのスプライシングバリアント(a4-Iとa4-II)が存在することを同定した。これらは、同じopen reading frameにのっているが、RT-PCRと5'-RACEの結果、5'-noncodingregionが異なることが分かった。マウスゲノムの解析により、a4アイソフォームの5'上流域には二つの第一エクソン(exon1aとexon1b)が存在し、それぞれのスプライシングバリアントの5'-noncoding sequenceとなっていることも明らかにした。In situ hybridizationを行った結果、腎臓では二つのスプライシングバリアントmRNAは同様の発現パターンを示したが、組織での発現パターンおよび発生の過程での発現パターンでは相違が見られた。a4-I mRNAは腎臓に多く発現しているほか、心臓、肺、骨格筋、精巣に発現していた。一方、a4-II mRNAは肺、肝臓、精巣に発現していた。マウス胚の発生過程では、a4-I mRNAは7日目の胚から発現がみられるのに対し、a4-II mRNAは17日目の胚からわずかな発現がみられる。これらの結果は、a4の蛋白質は第一エクソン上の5'上流域に存在する異なるプロモーターによって、組織や発生過程で発現を制御されていることを示唆している。
オゾンバブル放電による水中生成物の成分制御と農作物生長促進への応用

2018年度は,循環型パルス放電処理水生成システムを構築し,高速度カメラを用いて水中気泡放電の伸展様相を観察した。また,マルチチャンネル分光器と吸光光度計を用いて,パルス放電によって水中に生成されるラジカル種を分析した。更に,市販の水耕栽培器を用いて,各種放電処理水が農作物(コマツナ)の成長促進に及ぼす影響を調べた。得られた成果を以下に示す。(1)ポンプ,各種条件で誘電体バリア放電処理された空気を流水に混合するためのエジェクタ,気泡含有水中で放電を発生させるためのパルス放電装置で構成される循環型パルス放電処理水生成システムを構築できた。(2)高速度カメラにより,針電極の先端で発生したパルス放電は,気泡や水流の影響を受けて拡散・湾曲するのではなく,直線的に電極間に発生することを明らかにできた。(3)分光器により,1000ppmのオゾンガスを混合した流水中でパルス放電を発生させると,オゾンよりも酸化ポテンシャルの高いOHラジカルやOラジカルが発生することを確認した。また,空気を含む流水中でのパルス放電と比較することにより,オゾンガスを混合した流水中でパルス放電では,OHラジカルの発生量は低下するが,Oラジカルの発生量が増えることを明らかにできた。(4)オゾン気泡や溶存オゾンを含む流水中でパルス放電を発生させたときのインジゴカルミンの分解性能は,パルス放電を発生させないときよりも高かった。このことから,オゾン気泡や溶存オゾンを含む流水中でのパルス放電では,オゾンによるOHラジカルの消滅量よりも,オゾンへの電子衝突によるOラジカルの生成量が多くなることを明らかにできた。(4)溶存オゾンを含む水を用いると,コマツナの乾燥重量が7%大きくなることを確認した。平成28年度は,誘電体バリア放電(DBD)で処理された乾燥空気を蒸留水にバブリングしたときの溶存オゾン・硝酸イオン濃度特性の理解,DBDで処理された乾燥空気を流水に注入するエジェクタノズルの形状最適化,エジェクタノズルによるオゾン水・硝酸イオン水連続生成特性の理解について研究を行った。1.フーリエ変換型赤外分光法やオゾン濃度計を用いてDBDで処理された乾燥空気中の成分やオゾンガス濃度を分析し,DBD処理された乾燥空気バブリングによる溶存オゾン・硝酸イオン濃度の上昇メカニズムの理解を深めた。実験の結果,(1)バブリングの時間を長くすると溶存オゾン濃度が上昇し飽和する傾向を示すこと,(2)ヘンリーの法則で求められる溶存オゾン濃度と飽和時の溶存オゾン濃度がほぼ一致すること,(3)DBD装置への投入電力を大きくし過ぎると溶存オゾン濃度が0 mg/Lになるが硝酸イオン濃度が10ppmに上昇すること,(4)そのときバブリングされた空気にはオゾンが含まれておらずNO2,N2O5,N2Oが含まれていることがわかった。2.上流側テーパ角,スロート直径,下流側テーパ角を変更可能な樹脂製エジェクタノズルを製作し,限られた範囲であるが,形状の最適化を試みた。その結果,(1)上流側・下流側テーパの角度を固定してスロート径を3mmにすると溶存オゾン濃度が高くなった,(2)60°の上流側テーパ角と45°の下流側テーパ角において,大きな吸引ガス流量,小さな気泡直径,高い溶存オゾン濃度が得られた。3.最適化されたエジェクタノズルを用いて,オゾン水・硝酸イオン水の連続生成を試みた。その結果,(1)DBD装置への投入電力を大きくすると溶存オゾン濃度が高くなったが,どの溶存オゾン濃度もヘンリーの法則で求まる溶存オゾン濃度に到達しなかった,(2)DBD装置への投入電力を大きくしても硝酸イオン濃度が変わらなかった。限られた範囲であるが溶存オゾン濃度を高くできるエジェクタノズルの構造因子を決定できた。また,DBD装置をオゾンレスモードで運転することにより,硝酸の原料であるNO2の生成量が増えるので,硝酸イオン濃度が高くなる特性を明らかにできた。昨年度までの研究では,エジェクタノズルを用いて誘電雷バリア放電(DBD)処理された気泡を含む水を連続的に生成するシステムを構築した。また,オゾンガス濃度を高くすれば溶存オゾン濃度を高くできることを確認した。しかし,DBD装置への注入エネルギーを大きくして窒素酸化物や硝酸を発生させても,流水中の硝酸イオン濃度が高くならなかった。平成29年度は,硝酸イオン濃度が高くならなかった原因の解明と,気泡パルス放電併用の効果について研究した。【硝酸イオン濃度が高くならなかった原因の解明】(1)DBD装置に供給される空気の湿度を高くし,DBD処理ガス中のN2O5濃度とHNO3濃度を高くした。(2)ボトル内の蒸留水中にDBD処理された高湿度空気バブリングすると,硝酸イオン濃度が高くなることを確認した。(3)原料空気の湿度に関係なく,蒸留水中の硝酸イオン濃度が顕著に検出されるには5分間のバブリングが必要であった。以上のことから,硝酸イオン濃度が高くならなかった原因は,DBD処理されたガスを流水に注入してから試料水取得部までの距離が短く反応時間が不足したためと結論付けた。【気泡パルス放電併用の効果】(1)DBD処理された気泡を含む流水にパルス放電を照射できるシステムを構築した。(2)パルス放電により気泡の微細化が可能であることを確認した。

(3)電流-電圧特性から,パルス放電の形態はアーク放電であることを確認した。(4)注入エネルギーを大きくすると溶存オゾン濃度が低下した。これはアーク放電の熱により溶存オゾンが分解されたためと考えらえる。(5)窒素酸化物とHNO3を含む気泡水をパルス放電処理したが,流水中の硝酸イオン濃度は上昇しなかった。DBD処理された気泡を含む流水にパルス放電を照射できるシステムを構築し,パルス放電が溶存オゾン濃度に及ぼす影響を確認できた。しかし,硝酸イオン濃度への影響を明らかにできなかった。現在のone-passシステムでは,ガス注入部と試料水取得部までの距離が短いため,窒素酸化物やHNO3の注入量が少なく,反応時間が短いためである。次年度は,(1)循環型システムを構築し,硝酸イオン濃度を高めた状態でパルス放電照射の効果を明らかにする,(2)アーク放電による熱の影響を少なくするため,パルス電圧の幅を短くする,(3)構築されたシステムで生成された各種放電処理水による植物成長促進の効果を明らかにする計画である。2018年度は,循環型パルス放電処理水生成システムを構築し,高速度カメラを用いて水中気泡放電の伸展様相を観察した。また,マルチチャンネル分光器と吸光光度計を用いて,パルス放電によって水中に生成されるラジカル種を分析した。更に,市販の水耕栽培器を用いて,各種放電処理水が農作物(コマツナ)の成長促進に及ぼす影響を調べた。得られた成果を以下に示す。(1)ポンプ,各種条件で誘電体バリア放電処理された空気を流水に混合するためのエジェクタ,気泡含有水中で放電を発生させるためのパルス放電装置で構成される循環型パルス放電処理水生成システムを構築できた。(2)高速度カメラにより,針電極の先端で発生したパルス放電は,気泡や水流の影響を受けて拡散・湾曲するのではなく,直線的に電極間に発生することを明らかにできた。(3)分光器により,1000ppmのオゾンガスを混合した流水中でパルス放電を発生させると,オゾンよりも酸化ポテンシャルの高いOHラジカルやOラジカルが発生することを確認した。また,空気を含む流水中でのパルス放電と比較することにより,オゾンガスを混合した流水中でパルス放電では,OHラジカルの発生量は低下するが,Oラジカルの発生量が増えることを明らかにできた。(4)オゾン気泡や溶存オゾンを含む流水中でパルス放電を発生させたときのインジゴカルミンの分解性能は,パルス放電を発生させないときよりも高かった。このことから,オゾン気泡や溶存オゾンを含む流水中でのパルス放電では,オゾンによるOHラジカルの消滅量よりも,オゾンへの電子衝突によるOラジカルの生成量が多くなることを明らかにできた。(4)溶存オゾンを含む水を用いると,コマツナの乾燥重量が7%大きくなることを確認した。エジェクタノズルを用いて硝酸イオン水を連続生成できなかった。これは,DBD装置に乾燥空気を供給したため,硝酸の発生量が少なかったのが原因の一つと考えられる。次年度は,それを確認するために,原料空気の湿度を変えたときの硝酸イオン濃度特性を調べる。また,今回の実験システムでは,エジェクタノズルから採水口までの距離が短く,DBD処理された空気と流水との反応時間が短かったことも原因の一つと考えらえる。次年度は,最適化されたエジェクタノズルと水中気泡放電装置を併用し,水中放電による気泡の微細化とそれによる反応量向上の効果を明らかにする。
流体方程式の球面上の円領域に適合した数値解析法の開発とその応用

球面上で円形の剛体境界を持つ領域における流体方程式の数値解法を作成するため、これまで、等角写像(ステレオ写像)を用いて領域を平面上の円盤領域に写像し、その上で直交多項式を用いてNavier-Stokes方程式を解く方法を開発してきた。この手法は、円領域の位置を大きさを自由に設定でき、流体方程式の形をほとんど変形することなく扱える利点があるため、平面上の領域における流体方程式のための数値スキームを応用できるという特徴を持っている。この数値解法の応用としては、たとえば、地球や惑星の大気・海洋を念頭において、回転する球面上における流れのパターンの研究などがある。しかし、平面円盤上も含め、このような極座標系による扱いでは、中心における特異性が問題となることがあり、特に、流体方程式のように微分階数の高いものは、高階微分における不連続性の発生に注意する必要がある。そこでここでは、このような不連続性を避けるため、直交多項式展開における多項式の組み合わせを注意し、いくつかの事例で実際に数値計算して検討した結果、粘性項の中心原点における発散を許しても、流れの全体的な振る舞いへの影響は少ないことを見出した。これは、直交多項式の組み合わせはそれほど複雑でない範囲で扱うことが可能であることを意味しており、この方法を用いて、回転球面における乱流の数値実験を実行した。しかし、このような特異性を完全に除くには、特定の多項式(Jacobi多項式)を用いたスキームを採用する必要があり、このようなスキームについて協力者の石岡圭一氏(東大数理科学)らと検討した。本年度は球面上の円領域におけるNavier-Stokes方程式を平面上の単位円領域に写像し数値的に解くアルゴリズムを作成し、試験的な数値実験を行なった。このアルゴリズムは、立体射影を用して平面上に写像するもので、この写像が等角写像であることから、非線形項と粘性項が共通の因子を持ちかつ元の方程式と殆んど同じ形式を保つため、数値的アルゴリズムに通常のNavier-Stokes方程式のものを応用できるという利点がある。また立体射影を用いるため、円領域の大きさや位置を容易に変えることができる、という利点も持っている。単位円上において方程式を解くために、本年度はスペクトル法を試みた。方位角方向にフーリエ級数、動径方向にチェビシェフ多項式展開を採用し、円周上で流体速度ゼロの境界条件を満たすように、チェビシェフ展開を変形した。この場合、円の中心における特異性の発生を防ぐことも考慮しなければならないので、いくつかの種類のものを試みた。さらに、このようにして得られたアルゴリズムを用いて半球面領域における流体数値計算を実行した。いくつかの角速度で球面を回転して半球面の領域内のながれパターンの時間発展を調べた結果、半球面領域の境界が経度線に一致するとき(縦半球)、東から西に周期的に進む流れパターンが存在することを見い出した。また、半球面が南極を含み半球面領域の境界が赤道と45度をなす場合(斜め半球)には、南極の回りに西風ジェット流が形成されることを見い出した。これは従来知られている回転全球面における東風周極ジェットの形成と対照的な結果である。本研究では、回転球面を含む球面上の理想化された領域における流体運動の解析に便利な数値手法として、領域を円領域に限定し、stereo写像を用いることで円領域を平面状の単位円板上に写して方程式を解く方法を開発している。この方法は、stereo写像が等角写像であるため、2次元流体方程式の非線形項と散逸項が極めてよく似た形に変換され、従って、平面上の2次元流体方程式の数値スキームを大幅に利用できる、という利点を持っている。本年度は、この方法を適用し、さらに平面円盤上でFourier-Chebyshev展開を用いた選点法を用いた数値スキームにういて、境界条件を取り入れるためのさまざまな展開方法を試した。この種の展開は、円盤の中心における関数の正則性を保証するものでなければならないが、その要求が、数値的な安定性と必ずしも両立しない点に問題が生じる。本研究では、線形部分の固有解析、数値実験による非線形安定性などを行って、実際の数値計算において有効なものを特定した。さらに、この方法を用いて、地球と同様の回転ベクトルをもつ場合について、赤道を剛体境界とする南半球、赤道と45度で交わる剛体境界をもち南極を含む南半球、経度線を剛体境界とする縦半球、さまざまな緯度線を剛体境界とし南極を含む半球、などの場合について、流体方程式を乱流的初期条件のもとに数値的に解き、その結果として、剛体境界をもつ円領域では時間発展とともに、極域に極を中心として周る西風ジェットが出現すること、またその出現が初期条件や領域の変形に対し、相当程度のロバストであることを見出した。

しかし、平面円盤上も含め、このような極座標系による扱いでは、中心における特異性が問題となることがあり、特に、流体方程式のように微分階数の高いものは、高階微分における不連続性の発生に注意する必要がある。そこでここでは、このような不連続性を避けるため、直交多項式展開における多項式の組み合わせを注意し、いくつかの事例で実際に数値計算して検討した結果、粘性項の中心原点における発散を許しても、流れの全体的な振る舞いへの影響は少ないことを見出した。これは、直交多項式の組み合わせはそれほど複雑でない範囲で扱うことが可能であることを意味しており、この方法を用いて、回転球面における乱流の数値実験を実行した。しかし、このような特異性を完全に除くには、特定の多項式(Jacobi多項式)を用いたスキームを採用する必要があり、このようなスキームについて協力者の石岡圭一氏(東大数理科学)らと検討した。
肥満遺伝子産物レプチンの糖脂質代謝亢進作用の分子機構の解明

本研究では、脂肪萎縮性糖尿病をモデルとしてレプチンの糖脂質代謝亢進作用の分子機構を検討した。脂肪萎縮性糖尿病モデルマウス(A-ZIPTg/+)にレプチンを0.1μg/hの流速で側脳室内に6日間投与したところA-ZIPTgの血糖値、インスリン、中性脂肪、遊離脂肪酸は正常化した。同用量のレプチン皮下投与では糖脂質代謝は改善しなかった。レプチンを過剰発現するA-ZIPTgマウス(LepTg/A-ZIPTg)では良好な糖脂質代謝が認められた。LepTg/A-ZIPTgに対する塩酸ブナゾジン15μg/mg投与では糖代謝に明らかな変化はなかったが、プロプラノロール6μg/g投与では耐糖能が悪化した。野生型マウスあるいはA-ZIPTgの耐糖能に変化は認められなかった。Affimetrix社製のマイクロアレイを用いて15週齢雄性+/+、LepTg/+、A-ZIPTg/+、LepTg/A-ZIPTg及びレプチン投与24時間後のA-ZIPTg/+の肝臓における遺伝子発現プロフィールを検討したところ、A-ZIPTg/+では+/+に比較して解糖系、ペントースリン酸回路および脂肪酸合成及び分泌に関与する遺伝子の発現が亢進していた。一方、糖新生および脂肪酸酸化に関与する遺伝子の発現は低下していた。LepTg/A-ZIPTgではA-ZIPTg/+で認められる遺伝子発現の変化が+/+のレベルにまで改善した。レプチンを投与したA-ZIPTg/+では解糖系、ペントースリン酸回路および脂肪酸合成及び分泌に関与する遺伝子の発現は正常化したが脂肪酸酸化に関与する遺伝子発現は変化しなかった。以上より、レプチンによる糖脂質代謝の改善は中枢神経系を介すること、少なくともその一部はβ交感神経系の活動亢進を介すること、レプチンの脂質代謝改善作用は高インスリン血症等の改善による二次的な作用であることが示唆された。脂肪萎縮性糖尿病では脂肪組織量の減少にともない低レプチン血症とともにインスリン抵抗性や脂肪肝をはじめとする脂質代謝異常が認められる。我々はこれまでに脂肪萎縮性糖尿病の病態発症に低レプチン血症が関与し、レプチンが脂肪萎縮性糖尿病の糖、脂質代謝を改善することを報告してきた。脂肪萎縮性糖尿病の糖、脂質代謝改善におけるレプチンの作用メカニズムを解明する。脂肪萎縮性糖尿病モデルマウス(A-ZIPTg)に対して浸透圧ミニポンプを用いて側脳室に留置したカニューレよりレプチンを0.1μg/hの流速で6日間投与したところA-ZIPTgの血中グルコース、インスリン、中性脂肪、遊離脂肪酸の各濃度は正常化した。同用量のレプチン皮下投与では糖、脂質代謝の改善は認められなかった。全身の脂肪組織が消失しているにも関わらず高レプチン血症が持続するレプチン過剰発現A-ZIPTgマウス(LepTg/A-ZIPTg)では良好な糖、脂質代謝が認められる。このLepTg/A-ZIPTgに対して塩酸ブナゾジン15μg/gを投与しても糖代謝に明らかな変化は認められなかったが、プロプラノロール6μg/gを投与したところ糖負荷試験において耐糖能の悪化が認められた。同条件にて野生型マウスあるいはA-ZIPTgの耐糖能に変化は認められなかった。

脂肪萎縮性糖尿病におけるレプチンによる糖、脂質代謝の改善は主に中枢作用であり、少なくともその一部はβ交感神経系の活動亢進を介していることが明らかになった。脂肪萎縮性糖尿病では体脂肪量の減少に伴って低レプチン血症、インスリン抵抗性糖尿病、高脂血症および脂肪肝が認められる。我々は既にレプチン過剰発現トランスジェニックマウス(LepTg/+)と脂肪萎縮性糖尿病マウス(A-ZIPTg/+)の交配実験により、A-ZIPTg/+マウスにおける糖脂質代謝異常が改善することを報告した。今回、脂肪萎縮性糖尿病におけるレプチンの糖脂質代謝改善作用の分子機構を明らかにするために、LepTg/+とA-ZIPTg/+を交配することにより得られる15週齢雄性F1マウス(+/+、LepTg/+、A-ZIPTg/+、LepTg/A-ZIPTg)およびレプチン投与24時間後のA-ZIPTg/+マウスの肝臓における遺伝子発現プロフィールを検討した。Affimetrix社製のマイクロアレイを用いた検討によりAZIPTg/+マウスでは+/+マウスに比較して解糖系、ペントースリン酸回路および脂肪酸合成及び分泌に関与する遺伝子の発現亢進が認められた。これに対して糖新生および脂肪酸酸化に関与する遺伝子の発現は低下していた。一方、LepTg/A-ZIPTgマウスではA-ZIPTg/+マウスで認められる遺伝子発現の変化が+/+マウスのレベルにまで改善していた。レプチンを投与したA-ZIPTg/+マウスでは解糖系、ペントースリン酸回路および脂肪酸合成及び分泌に関与する遺伝子の発現は正常化したものの、脂肪酸酸化に関与する遺伝子発現の低下は回復しなかった。以上より、脂肪萎縮性糖尿病マウスにおいてレプチンによる高中性脂肪血症および脂肪肝の改善作用は高インスリン血症等の改善による二次的な作用であると考えられた。
90nmCMOS世代における低電圧アナログ回路技術の研究

1.平成18年度にVDECで試作したプロトタイプのLSIを入手し、評価に入った。その結果2V動作、25MS/s、S/N比として48dB程度、8ビット精度、を確保出来たため、平成19年4月にIEEEの学会であるCICCに論文を投稿した。2.その結果は見事採用となり、平成19年9月に米国にて発表した。目標には未達の特性ではあったが、回路方式の有用性と実現可能性について評価して頂いたものと考えている。3.ただしやはり100MS/s、10ビット精度は一つの目標であり、それに未達であったので平成19年度の上期にその原因を探った。解析の結果、(1)クロック駆動回路を終端していなかったこと、(2)サブDACの動作タイミングが不適切であったこと、の原因をつきとめた。4.そこで平成19年度の下期には,回路修正案を作成し回路シミュレーションを行って線形性が改善されることを確認した後,再度の試作を予定して回路設計およびレイアウトの検討を始めたのだ。1.VDEC殿の御好意により、90nmCMOSプロセスで電流モード12ビットA/D変換器ICを試作し、その#1サンプルを2006年5月に入手した。2.2006年5月6月にかけて#1サンプルの初期評価を行ったところ、動作している様子であったので早速評価基板の作成に取りかかった。3.2006年7月10月にかけて評価基板の作成を行うと共に、評価用測定器であるロジックアナライザ(アジレント社製16903Aおよび16950A)を導入した。4.2006年11月より、評価基板およびロジックアナライザを用いてIC特性の評価を開始した。現在までに得られている特性は、電源電圧2V、8ビット精度、25MS/sおよび約48dBの信号対雑音比(SNR)、歪は約50dBである。5.目標は、電源電圧2V、10ビット以上の精度、100MS/sおよび約60dBの信号対雑音比(SNR)、歪は約60dB以上であるから、4項の結果は目標に未達である。6.ただし8ビット精度、数十MS/s動作のA/D変換器は、実際に映像関連の機器に多用されており、電流モードという回路形式でこのレベルに達した事の意義は、新しい回路方式を実現したという意味で、大きいと思われる。7.しかしながら目標は未達であるから、その原因を探り修正の方向性を出さねばならない。2007年度はこの分析および修正設計に充てる所存である。8.研究発表であるが、未だその段階には達していない。電子情報通信学会英文論文誌に投稿中の論文が1編あるが、現在条件付採録の状況であり確定はしていない。また、現在までに得られている成果に関し、これから国際学会などに投稿を予定しているところである。平成19年度は、平成18年度に試作したプロトタイプのチップの特性に対し、1.サンプリング周波数が低かった原因として、クロック駆動回路を終端していないこと。2.精度が8ビット止まりであったのは一つに、サブDACの動作タイミングが不適切で、電流ミラー回路を構成するトランジスタのゲート電圧が不自然に動いていたこと。3.回路修正案を作成し回路シミュレーションを行って、線形性が改善されることを確認したこと。4.再度の試作予定で回路設計およびレイアウトの検討を始めていること。のようにして諸原因を明らかにし、それらの原因に対してどのように修正を行うかを検討した。第1項に関してプロセスは違うが別チップでの試作品を用いて回路の検証をした結果は、100MHzのクロックで動作しIEEETCAS-Iの論文となった。第2項および第3項に関してであるが、不具合はシミュレーションで確認出来た。修正の回路設計を行い線形特性が向上する事がわかったので、歪みは小さくなる。この点では8ビット精度を超えるものが実現出来よう。次回にICを試作する時には変更したい。ただ、8ビット精度を決定したもう一つの要因であるノイズに関してであるが、今回試作した12ビットのICでは12段目のノイズが上位に伝搬されて上がってきていた。パイプライン構造と各段にて増幅が行われるというアーキテクチャに起因するものであるから、この点は更に検討が必要である。IEEE TCAS-Iの論分のICは10ビット精度を実現しているので、10ビットレベルは実現可能といえる。

なお上述のプロトタイプ品はCICCという国際学会にて発表出来、特性がやや未達と感じてはいるが、少なくとも提案した回路形式が有効であることを国際社会に認めてもらった、という点で意義があったもの思っている。
高齢期における不随意な回想の連鎖的性質の探索

生涯発達上,過去を回想して統合することの重要性が高まる高齢期を中心に,意図せざる不随意的回想の発生機序と帰結を探索した。中高年期から高齢期にある24名を対象に,面接法によって意図的な回想を促した後,日誌法によって日常生活における不随意的回想を収集した。その結果,回想の連鎖的発生が生じている様相が明らかになり,さらに,そうした回想の連鎖が,生活史の意味や随伴感情を変容させている可能性が示唆された。自己による回想の語りを契機とした不随意な回想の連鎖の探索を目的とし,生活史調査面接における自己による回想の語りと面接時間終了後の不随意的回想との関連,およびその回想が連鎖的にもたらす帰結を分析した。分析に際しては,ナラティヴ・アプローチに基づき,出来事の意味づけと随伴感情に着目した。中年期から高齢期にある24名(平均60.4歳)を対象に,生活史調査面接によって回想の語りを促進し,7日間の日誌法によって日常生活中の不随意的回想を収集した。回想の語りと,その後の不随意的回想との関連を分析した結果,回想の語りで語られた出来事と同一あるいは類似の出来事や回想の語り場面自体の回想の連鎖が見出された。また,これらの回想の帰結として,出来事の意味づけや随伴する感情の反復,変容,付加が生起していた。本研究の結果から,中年期から高齢期においては,自己による回想の語りが,その後の回想の連鎖を賦活する可能性が示唆された。また,他者による回想の語りを契機とした不随意な回想の連鎖の探索を目的とし,二組の60代の高齢者夫婦の協同回想を分析した。夫婦双方にそれぞれライフライン(人生の経路を図示)を作成してもらい,ライフコース上の転機について説明を求めた。そして,互いの説明が契機となって生起した回想を述べてもらった。最後に,結婚や長子出生,退職などの標準的なライフイベントについて,協同で回想してもらった。その結果,高齢期にある夫婦間では,互いの回想の語りが契機となって,自身の回想が連鎖的に発生し,その後,両者の回想をめぐる合意形成の過程が生じることが明らかになった。個々の回想に続く協同的な回想が,互いの回想の連鎖を引き起こし,いわば個人史が家族史となる過程が示された。本研究の目的のひとつである,自己による回想の語りを契機とした不随意な回想の連鎖について,探索した。中年期から高齢期にある24名を対象に,生活史面接によって回想を促した後,日誌法によって日常生活中の不随意な回想とその連鎖を収集した。回想の語りと,その後の不随意な回想との関連を調べた結果,一部の回想の語りが,後続する回想を連鎖的に惹起し,それによって,当初の回想の内容や随伴感情が変化していた。これらの結果の一部は,「心理臨床学研究」誌上で発表した。やはり本研究の目的として掲げた,他者による回想の語りを契機とした不随意な回想の連鎖については,夫婦間における生活史の協同想起の事例を分析した。その結果,協同想起の語りに関して見出したカテゴリーの例には,「相手の回想に触発された回想」,「相手の回想との齟齬の解決」,「相手の回想の非言語的承認」,「相手に回想内容を否定されて修正」が挙げられる。また,この研究に付随して,語りを糸口とした実証研究についての方法論的検討を行った。一般に調査面接では,研究者は観察者の立場から,面接で得た語りのデータを分析し,考察する。しかしながら,調査のための面接といえども,そこで語るという行為自体が,翻って,語りというデータそのものに再帰的な影響を及ぼし得る。そのため,調査面接における語りというデータは,収集されるとともに,当の調査面接という手続きを通じて生成されるという性質を伴う。本研究課題が捉えつつある,回想の語りを契機とした不随意な回想の連鎖は,心理学を含む社会科学全般で多用される調査面接の方法と,その結果の分析について,再考を促すという示唆を有する。このような方法論的検討の一部は,「臨床心理学」誌上で発表した。不随意な回想の連鎖に接近するために,自己語りの回想が促す生活史の再編について探索した。中年期から高齢期にある24名(平均年齢60.4歳)に対して,個別面接法によって自己語りの回想を導入し,日誌法によってそれに続く回想の連鎖を収集した。こうした回想の連鎖は,一部の調査対象者の生活史の意味づけや,随伴する感情の改変等,生活史の再編をもたらしていた。そこで,生活史の再編の程度が高かった群と低かった群を比較することによって,生活史の再編を促す要因を,演繹的・帰納的に分析した。演繹的分析としては,これら2群の間で,自己語りの新奇性と開示の深さ,不随意な回想の開示頻度と想起頻度の差異を検証した。その結果,生活史の再編の程度が高い群は,低い群に比べて,自己語りにおける開示が深く,また,不随意な回想の開示頻度と想起頻度が高かった。さらに,生活史の再編の程度が高い群における自己語りの内容について,語りにおける現在と過去の関係性に着目し,帰納的分析を試みた。

それによって抽出したカテゴリーは,語っている現在に対して過去が圧倒的な力により影響する「現在を圧倒する過去」,語っている現在に対して過去が浸出し,両者が分かち難い「現在に浸出する過去」,過去の経験でありながらも生活史に取り込みにくい記憶の欠落や生活史上の疑問を残す「現在から欠落する過去」,語りながら過去の経験を吟味して整理し,現在に活かせる気づきや学びを得る「現在が吟味する過去」であった。以上の分析から,自己語りが,その後に不随意な回想を連鎖的に引き起こし,その結果,一部の調査対象者においては,生活史の再編が促される機序の一端が明らかになった。日常生活上,自己語りのような自身の重要な側面や経験を他者に語ることが,過去の経験の意味や付随する感情に影響を与える可能性が示唆された。生涯発達上,過去を回想して統合することの重要性が高まる高齢期を中心に,意図せざる不随意的回想の発生機序と帰結を探索した。中高年期から高齢期にある24名を対象に,面接法によって意図的な回想を促した後,日誌法によって日常生活における不随意的回想を収集した。その結果,回想の連鎖的発生が生じている様相が明らかになり,さらに,そうした回想の連鎖が,生活史の意味や随伴感情を変容させている可能性が示唆された。計画していた個別面接法と日誌法による不随意な回想に関する研究は,学会大会や学会誌において公表し始めている。合同面接法による不随意な回想に関する研究も,収集したデータを順次分析している。臨床・発達心理学不随意な回想の連鎖を含む発生機序について,解析を進める。そのためには,不随意な回想を引き起こした要因を探索し,それらの要因と回想との関連を検討する予定である。当初計画していた個別面接法と日誌法による不随意な回想の収集と分析は,学会発表や論文投稿によって,その成果を公表する段階に達している。また,合同面接法による不随意な回想の収集も並行して進んでおり,事例に基づく仮説的な分析カテゴリーを抽出している。録音データのトランスクリプトを委託せずに,研究代表者自身が行ったため,委託費用が発生しなかったことが主たる理由である。合同面接法による不随意な回想の収集を進めることによって,これまでに得られた仮説的な分析カテゴリーの普遍性を探る。また,カテゴリー間の関連性を解析し,不随意な回想の連鎖のモデル生成を図る。国際学会参加を当初予定よりも増やすため,その経費に充てる予定である。データ収集に要する面接時間が当初計画に比べて短時間だった回があり,その分,録画メディアが少なくて済んだことが主な理由である。面接対象者によっては,面接時間が長時間になる場合があり,今回の差額はそうした場合の録画メディア等の購入に使用される。
白神山地における地すべりが作り出す森林生態系の多様性

白神山地の地すべり地において、そこに成立している森林の種構成及び地すべり地内での分布と、微地形や地すべり活動との関係について地生態学的検討を行った。その結果、地すべり地内には、1)微地形と土壌・水分・侵食速さの異なる多様な環境が生じていること、2)地すべり発生時には、滑った後も原型を保った地表に樹木が残存することと裸地化する部分への先駆植生侵入が同時に起こること、で、多様な種構成が成り立っていると考えられた。(1)白神山地において、地すべり地の微地形に対応した表層土砂移動、土壌構造、土壌水分特性の分布と植物群落構成・分布、森林構造の関係を明らかにする。また、白神山地を代表する樹種ブナについては、遺伝的な面からこのような環境への適応を探る。これらを通じて、地すべり地が持つ森林生態系の多様性とそれを生じさせる土地的な要因を明らかにする。白神山地の地すべり地において,地すべり微地形・土壌条件とそこに成立している植物群落の関係を調べた。馬蹄形滑落崖と凹凸の少ない移動体からなる小規模地すべり地では,植物組成は,1)ブナ林に特徴的な種の常在度が高いグループ,2)サワグルミ林に特徴的な種からなるグループ,3)それらの識別種を持たないグループの3つに分けられ,それぞれ,1)尾根・滑落崖上部,2)移動体下部,3)それらの中間部という地形条件に対応して存在する。尾根では土壌の撹乱が少なく比較的乾燥傾向の立地に生育する種が分布する。また,移動体では,地すべりによる土壌撹乱や滑落崖からの運搬土砂の堆積場に3)グループが,移動体末端ではすべり面に沿った地下水湧出による湿潤な環境で2)グループが分布する。一方,移動体が凹凸に富む地すべり地(高倉森)では、堆積的環境にありやや湿潤な線状凹地部に3)グループが存在する。以上のように,地すべり地では微地形に対応した植物群落が成立している。そこでは,ブナ林の高木層を構成するオーダーやクラスの識別種・標徴種はブナ・シナノキ・ベニイタヤであることが分かった。また,ブナの多様な環境応答にかかる80種類の遺伝子を単離した。以上の結果は,白神山地の森林植生の種構成や分布の多様性に,地すべり地の存在が関係していることを示唆しており,ブナについては,今後遺伝子多様性の面からも検討する必要性を示している。白神山地の地すべり地においで,地すべり微地形・土壌条件とそこに成立している植物群落の関係を、地すべりブロックの発達段階の差,地すべり後の植生回復,表層土壌の安定性の面から調べた。その結果、以下のことがわかった。1)地すべり変動履歴及び移動量の最も少ない上部ブロックでは安定したブナ林であるが、それが繰り返した中・下部ブロックでは複雑な微地形と撹乱によって木本種と草本が混成し植生種も多くなっている。また、後者の中で出現種数の多い部分は、新しく発生した地すべりの地塊に伴って入り込んだ種が生き残った結果と考えられた。また、土壌水分計測結果から、ブロック内の谷型斜面では湿性の環境のためブナが成立しにくいことがわかった。、2)1999年発生の地すべり地で、下部斜面では地すべりに乗ったまま移動した多数のブナを含む樹木とその後侵入種という遷移段階の異なる種が混在するが、上部斜面では地すべり時の地表撹乱による倒木により日射環境が変化しブナ稚樹侵入が進んでいる。また、滑落崖上部では植生回復はわずかで崖錐部のみ遅いがブナ侵入が見られた。このため、ブナ林の回復は地すべり地中・下部で進んでいく。3)侵食観測の結果、地すべり地は全体に土層が厚いが、滑落崖では年間1cm以上で土壌侵食が起こっている。これは滑落崖での植生回復が進まない原因の1つである。白神山地において、2006年に滑落した地すべり地の地すべり発生後の植生回復を、種構成と地表かく乱の関係から調べた。その結果、1.地すべり中央部に位置し、かく乱が少なく腐植層が残存し島状に植生が残る所では、ブナ林型の種の常在度が高い、2.地すべりの活動が大きく、表層かく乱や湧水の影響を受けた移動体下部,扇状地,2009年発生小規模地すべりの範囲では、ブナ林型の種と先駆的な種の両方の常在度が高い、3.移動体下部の急斜面では先駆的な種が優占していた。以上から、前年度までの結果も考え合わせ、地すべり地の植生回復では、地すべりの活動による地表かく乱程度が小さい引っ張り・圧縮の応力を受けない範囲で元のブナ林型植生が維持される一方、滑落崖や移動体末端の河岸に面する急斜面では、土壌侵食や礫の転動が原因で先駆型植生が優占することによって、結果的に、狭い範囲で植物種の多様性を生み出していることが分かった。

一方、地すべりブロック活動性の有無がその上の樹木の傾きに与える影響についても調べた。これには、昨年度までの樹齢と胸高直径の関係を用いて、直立性のブナの樹齢と傾きのタイプ及びその角度を調べ、地表変状と微地形から見た地すべりブロック範囲と活動性と比較した。その結果、(1)活動的な地すべりブロックでは、上部で山側への傾き、下部で谷側への傾きが多く見られる、(2)活動的ブロックと上方の非活動的ブロックの境界付近に傾きの大きい樹木が集中することが分かった。前者は、地形から見て円弧型のすべり面に沿った地すべり移動の結果と考えられた。後者は、ブロック境界で引っ張り変位が生じ樹木が傾いたものと考えられた。特定の樹齢以上でのみ傾きが見られるケースは少なかったので、白神山地の活動的な地すべりブロックは、断続的に移動を続けていると推定される。以上のように、地すべり地の森林植生の種構成や構造は、地すべりの作り出す複雑な微地形による土壌・水文・地表安定性条件の場所的な差だけでなく、かく乱程度を通じて森林回復過程の場所的差、また、地すべりの新旧(活動性)の差によっても影響を受けていることがわかった。白神山地の地すべり地において、そこに成立している植物群落と森林構造との関係を、地すべり微地形・土壌・土層厚と地すべり後の植生回復,表層土壌の安定性の面から調べた。その結果、地すべりが森林植生に及ぼす影響として、1)ある程度原形を保ち、すべり面に沿って反復を繰り返す地すべり特有の運動様式が作り出す複雑な微地形と地下水分布、2)地すべり発生後の異なる植生回復段階にある多数の地すべりの存在、3)風化しやすい新第三系凝灰岩の早い風化とそれを促す地すべりによる岩盤の破砕が厚い土層を作る、といった土地条件が多様な植物種の存在を可能にしていると考えられた。また、2)で地すべり発生前の森林が島状に移動体内に残ることが早期の森林回復を可能にしている。一方、滑落崖の土壌侵食量は、土層厚が大きいため大きく、これが、植生回復を阻害している。一方、地すべりの動きが小さい場合は、以上の地すべり地における植生種の多様性ではなく、同山地を優占するブナ林型の植物群落で、樹木の傾きとして地すべり運動の影響が表れる。それは、ブナ高木での調査から、円弧型すべりでは、斜面上部の山側への傾きと末端部での移動停止に伴う前倒として生じる。また、移動速さの異なる移動体の境界では、樹木の傾きが大きい。白神山地では、ブナ林型の植生を主体としながら、地すべりによって生じる微地形・土壌・水文環境の多様さが、その中にサワグルミ林群落を生じさせ、また、地質加え地すべりの多発で土層が発達しやすいため、土壌侵食で滑落崖では植生回復が遅れる。
アドリアマイシンを利用した心筋細胞特異的遺伝子の包括的クローニング法の開発

【目的】アドリアマイシン(Adr)によって発現が抑制される因子として発見された心筋特異的核蛋白のCARPは、心臓の発生、分化に重要な因子であると推定されている。本研究では、CARPの機能を明らか人するために、種々の病態生理的刺激によるCARPの発現変化を検討した。【方法】新生児ラット培養心筋細胞を用いて、炎症性サイトカイン、リポ多糖類,IMX,TGFb,アンジオテンシンII,低酸素による刺激を加え、ノーザンブロットによるCARPの発現を検討した。ラット腹部大動脈の縮窄により、心圧負荷モデルを作成し、8日後に屠殺し心臓RNAをノーザンブロットにより解析した。家兎にアドリアマイシンを静脈注射することにより、慢性アドリアマイシン心筋症モデルを作成し、カ月後にRNAを抽出し、CARPの発現を解析した。また、ラット腹腔内にLPS(5mg,10mg)を注入し、5時間後に肺、心臓および腎臓のRNAを抽出し、CARP,Ca-ARTPase,BNPの発現を検討した。さらに、ラットの発生過程におけるCARPの発現を検討した。【結果】新生児ラット培養心筋細胞において、LPS刺激(10mg/ml)、低酸素刺激はCARPの発現を抑制した。一方、これらの刺激はANP,BNPの発現を軽度に抑制したのみであった。持続的圧負荷によりCARPの発現は著明に増加した。また、5mgのLPSをラット腹腔内に投与することにより、CARPの発現は明らかに増加したが、10mgのLPS投与では逆に減少した。Ca-ATPaseはLPSの用量依存性に減少し、iNOSは5mg、10mgLPS投与で同程度に誘導された。ラットの発生過程で、CARPの発現は胎児期から、新生児、adultに至まで、明らかに増加した。【総括】CARPの発現は、LPS、低酸素、圧負荷など細胞外からの種々のストレスにより明らかに変化した。持続圧負荷における核内因子CARPの発現は、CARPが慢性圧負荷心筋の病態形成に関与している可能性がある。アドリアマイシンによっておこる心筋細胞の遺伝子発現の変化が、核内に存在する転写因子のレベルでおこっているか否かの検討のため、心筋細胞から抽出した核タンパクを用いてゲルシフトアッセイをおこなったところ、アドリアマイシン処理の心筋細胞では、筋特異的遺伝子の発現に重要なE-ボックスやMEF2部位への結合性が低下していた。また、differential display法により、アドリアマイシン処理の心筋細胞と処理していない心筋細胞との間で発現レベルが異なるmRNAをスクリーニングしたところ、明らかにアドリアマイシン、ダウノマイシン処理の心筋細胞にて、その発現レベルが変化しているクローンが得られた。塩基配列の決定により、発現が減少しているクローンは、Iron-sulfur proteinおよびADP/ATP translocaseの心筋特異的アイソフォームをコードしていることが判明した。Iron-sulfur proteinとADP/ATP translocaseはともに、ミトコンドリア内膜に存在し、細胞質内へのATP供給に不可欠なタンパクである。したがって、他の臓器に比較してより十分なエネルギーを必要とする心筋にとって、こうしたミトコンドリアタンパクの発現低下は、重大な影響があると考えられ、アドリアマイシンの副作用が、特に心筋障害としてあらわれることの一部を説明すると考えられる。

また、アドリアマイシンによって、発現が誘導される遺伝子群の一つとして、分化抑制因子Idや、c-jun,c-fosなどの早期反応遺伝子群があった。そのプロモーター活性は、アドリアマイシンにより著明に増強し、その効果は、タンパクリン酸化酵素阻害剤H7にて特異的にブロックされた。また、最近、タンパク合成阻害剤やTNF-αなどにより刺激にて活性化されることが明らかにされたJun N-キナーゼ(JNK)とよばれるキナーゼの細胞内局在は、アドリアマイシンにより、TNF-α刺激時に見られるのと同様、細胞質から核内へと変化した。【目的】アドリアマイシン(Adr)によって発現が抑制される因子として発見された心筋特異的核蛋白CARPは、心臓の発生、分化に重要な因子であると推定されている。本研究では、CARPの機能を明らかにするために、種々の病態生理的刺激によるCARPの発現変化を検討した。【方法】新生児ラット培養心筋細胞を用いて、炎症性サイトカイン、リポ多糖類,IMX,TGFb,アンジオテンシンII,低酸素による刺激を加え、ノーザンブロットによりCARPの発現を検討した。ラット腹部大動脈の縮窄により、心圧負荷モデルを作成し、8日後に屠殺し心臓RNAをノーザンブロットにより解析した。家兎にアドリアマイシンを静脈注射することにより、慢性アドリアマイシン心筋症モデルを作成し、カ月後にRNAを抽出し、CARPの発現を解析した。また、ラット腹腔内にLPS(5mg,10mg)を注入し、5時間後に肺、心臓および腎臓のRNAを抽出し、CARP,Ca-ARTPase,BNPの発現を検討した。さらに、ラットの発生過程におけるCARPの発現を検討した。【結果】新生児ラット培養心筋細胞において、LPS刺激(10mg/ml)、低酸素刺激はCARPの発現を著明に抑制した。一方、これらの刺激はANP,BNPの発現を軽度に抑制したのみであった。持続的圧負荷によりCARPの発現は著明に増加した。また、5mgのLPSをラット腹腔内に投与することにより、CARPの発現は明らかに増加したが、10mgのLPS投与では逆に減少した。C_2-ATPaseはLPSの用量依存性に減少し、iNOSは5mg、10mgLPS投与で同程度に誘導された。ラットの発生過程で、CARPの発現は胎児期から、新生児、adultに至るまで、明らかに増加した。【総括】CARPの発現は、LPS,低酸素、圧負荷など細胞外からの種々のストレスにより明らかに変化した。持続圧負荷における核内因子CARPの発現増加は、CARPが慢性圧負荷心筋の病態形成に関与している可能性がある。