hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
位相情報に基づく多次元信号の超高精度対応付け技術の体系化と応用展開

本年度は,以下の3項目について研究を実施した.1. 5つの基本アルゴリズムとして,(A)多次元信号から多重解像度表現された局所位相特徴を抽出するアルゴリズム,(B)局所位相特徴に基づいて多次元信号の超解像対応付けを行うアルゴリズム,(C)局所位相特徴に基づいて多次元信号の類似度を評価するアルゴリズム,(D) Convolutional Sparse Coding (CSC)により局所位相特徴を符号化するアルゴリズム,(E)符号化された局所位相特徴を用いて位相限定相関関数を高速計算するアルゴリズムを検討した.標準的な画像データベースを用いた基礎的な画像対応付けに関する実験を通して,検討した各基本アルゴリズムの性能を評価した.2.項目1で検討した基本アルゴリズムの基本ライブラリの開発およびメニーコア実装を検討した.MATLABスクリプトに基づいた基本ライブラリの構築を行い,一部,C言語による基本ライブラリの構築を行った.また,マルチコアCPUやGPUなどを対象として高速に処理させるためにOpenCLに基づいた並列実装を検討した.3.項目1で検討した基本アルゴリズムを用いた戦略的応用研究として,1生体認証「モダリティに依存しない汎用生体画像照合による高信頼個人認証技術」,2多視点ステレオ「極めて高いロバスト性を有する多視点ステレオ画像計測技術」,3レーダグラメトリ「航空機搭載合成開口レーダ(SAR)向け高精度画像計測技術」,4医用画像解析「超音波画像,MRI画像を含む医療用多次元画像の高精度解析技術」に関して基礎検討を行った.研究計画時に予定している通りに進んでいる.次年度についても,当初の研究計画通りに進めて問題ないことを研究参画者の間で確認している.今年度は,基本アルゴリズムの検討と基礎的な性能評価実験を行い,各種応用への適用を検討してきた.次年度は,各種応用において性能評価を行うとともに,その結果をフィードバックして,基本アルゴリズムの高性能化を図る予定である.本年度は,以下の3項目について研究を実施した.1. 5つの基本アルゴリズムとして,(A)多次元信号から多重解像度表現された局所位相特徴を抽出するアルゴリズム,(B)局所位相特徴に基づいて多次元信号の超解像対応付けを行うアルゴリズム,(C)局所位相特徴に基づいて多次元信号の類似度を評価するアルゴリズム,(D) Convolutional Sparse Coding (CSC)により局所位相特徴を符号化するアルゴリズム,(E)符号化された局所位相特徴を用いて位相限定相関関数を高速計算するアルゴリズムを検討した.標準的な画像データベースを用いた基礎的な画像対応付けに関する実験を通して,検討した各基本アルゴリズムの性能を評価した.2.項目1で検討した基本アルゴリズムの基本ライブラリの開発およびメニーコア実装を検討した.MATLABスクリプトに基づいた基本ライブラリの構築を行い,一部,C言語による基本ライブラリの構築を行った.また,マルチコアCPUやGPUなどを対象として高速に処理させるためにOpenCLに基づいた並列実装を検討した.3.項目1で検討した基本アルゴリズムを用いた戦略的応用研究として,1生体認証「モダリティに依存しない汎用生体画像照合による高信頼個人認証技術」,2多視点ステレオ「極めて高いロバスト性を有する多視点ステレオ画像計測技術」,3レーダグラメトリ「航空機搭載合成開口レーダ(SAR)向け高精度画像計測技術」,4医用画像解析「超音波画像,MRI画像を含む医療用多次元画像の高精度解析技術」に関して基礎検討を行った.研究計画時に予定している通りに進んでいる.次年度についても,当初の研究計画通りに進めて問題ないことを研究参画者の間で確認している.今年度は,基本アルゴリズムの検討と基礎的な性能評価実験を行い,各種応用への適用を検討してきた.次年度は,各種応用において性能評価を行うとともに,その結果をフィードバックして,基本アルゴリズムの高性能化を図る予定である.
MRSによる異所性脂肪蓄積定量化-有効な生活習慣病予防に向けて-

事前に文書及び口頭で研究内容を説明し、署名による同意を確認した対象者55人(男性47人、女性8人)に対して、Magnetic Resonance Spectroscopy(MRS)を用いて肝臓内に含まれるトリグリセライド蓄積量を測定した。その平均年齢は61.9歳(範囲: 37から69歳)、平均body mass index(BMI)23.1kg/m^2(範囲: 18.4から35.0)、平均腹囲87.2cm(範囲: 70から113)、バイオインピーダンス法による体脂肪率は平均23.1%(範囲: 13.5から39.7)であった。肝臓内脂肪は特定のChemical Shift(ppm)に現れるピークの振幅の大きさ(対水シグナル比)として測定され、その幾何平均は0.29(範囲: 0.11から1.14)であった。また男性0.29、女性0.31と本解析対象集団において男女差は認められなかった(p=0.63)。性を補正した肝臓内脂肪とBMI、腹囲、体脂肪率との偏相関係数は0.55、0.50、0.57でいずれも有意であった(p<0.001)。肝臓内脂肪とインスリン抵抗性(HOMA指数)の相関係数は0.59(p<0.001)、性、年齢、BMI、腹囲、体脂肪率を補正した偏相関係数は0.44(p=0.002)であった。本結果はインスリン抵抗性の発現に肝臓内脂肪の蓄積が重要な役割を果たしている可能性を示唆するものと考えられた。
家蚕プロテア-ゼインヒビタ-の生理機能と発現調節の生化学的研究

家蚕体液中に存在する2型6種のプロテア-ゼインヒビタ-の生理機能を明らかにする目的でこれらインヒビタ-の発現調節機構の生化学的な解明を志向し、発育過程や外部刺激による家蚕体内でのmRNA量およびインヒビタ-量の変動パタ-ンを調べた。本研究で得られた結果は(1)カイコアンチトリプシン(swーAT)の完全鎖長cDNAクロ-ンを得た、(2)カイコアンチキモトリプシン(swーAchy)の完全鎖長cDNAクロ-ンを得た、(3)カイコキモトリプシンインヒビタ-(SCI)の部分鎖長cDNAクロ-ンを得た、(4)ELISA法で測定すると体液中のswーATとswーAchy量は眠期で減少し5令初期から前蛹期まで漸増し、他方SCIは吐糸期に最大量存在した、(5)上記cDNAを用いてノ-ザンブロット法で調ベると脂肪体中のswーATとswーAchyのmRNA量は4令2日目および5令2日目3日目に最大量存在し、SCIのそれは5令3日目に最大で、4令期にはわずかしか存在しなかった、(6)JHアナログ(S31183)の投与により体液中のswーAT、swーAchyおよびSCIのいずれについても2040%の減少が認められ、特にSCIについて効果が顕著であった、(7)20ーハイドロキシエクダイソン投与の効果は明確でなかった、(8)カイコ濃核ウィルス感染によっては体液中の3種のインヒビタ-量の増加は認められなかった、(9)swーATと部分的に同一のアミノ酸配列を有する別種のアンチキモトリプシン(swーAchyII)のアミノ酸配列分析を完成した、以上9点である。本研究の結果、家蚕体液に存在するプロテア-ゼインヒビタ-の生理機能を完全に明らかにすることは未だできていないが、JHアナログによる興味ある効果が観察され今後更にこの研究課題を継続していく上で重要な知見を得たと考えられる。家蚕5令5日目幼虫脂肪体のポリ(A)RNAを用いて作製したcDNAライブラリ-から分子量42、000の2種のインヒビタ-、カイコアンチトリプシン(sw-AT)、およびアンチキモトリプシン(sw-Achy)の完全鎖長cDNAクロ-ンを得た。更にsw-Achyについては脂肪体DNAのMboI断片ライブラリ-よりゲノムDNAクロ-ンを得、sw-Achyが9個のエキソンによってコ-ドされることも明らかにした。Northern-Blot法によりsw-ATおよびsw-Achy-mRNAの脂肪体中の存在量の変動を4令期から蛹期にかけて観察した。その結果、sw-AT-mRNAは4令2日目と5令1日目に最大存在量を示し、4眠や前蛹期以降には消失した。sw-Achy-mRNAは4令2日目と5令3日目に最大存在量を示し、sw-ATと同様に4眠や前蛹期以降には消失した。一方、体液中のsw-ATおよびsw-Achyタンパク質の存在量をELISA法で測定すると、sw-ATは4令期には極微量しか存在せず、4眠で更に減少し、5令期の3日目から吐糸期にかけて15倍の増加を示した。sw-

Achyは4令期ではsw-ATより高濃度に存在し、4眠ではsw-ATと同様に減少し、5令期1日目から蛹期にかけて7倍の増加を示した。また分子量7、000のキモトリプシンインヒビタ-(SCI)は4令2日目から5令5日目までは極微量しか存在せず、5日目から増加し始め9日目に8倍に増加し、吐糸期から蛹期にかけて再びもとの濃度にまで減少した。これらの変動パタ-ンの差について今後詳しく検討する予定である。SCIのcDNAクロ-ニングでは現在までに成熟SCI-IのN末端を欠く190塩基対のcDNA断片を得ており、これをプロ-ブとしてさらにライブラリ-よりスクリ-ニングを行い、完全鎖長cDNAクロ-ンを得るべく現在努力している。家蚕幼虫の体液中に存在する3種類のプロテア-ゼインヒビタ-、アンチトリプシン(swーAT)、アンチキモトリプシン(swーAchy)およびキモトリプシンインヒビタ-(SCI)に対する抗体を用いてELISA法により昆虫ホルモン処理や病原ウィルス感染にともなう体液中の上記3種のインヒビタ-の変動を調べた。5令2日目幼虫の頭胸部を結紮し、12時間経過後、JHアナログ(S31183)あるいは20ーハイドロキシエクダイソン(20ーOHーEcd)を投与した。投与後12あるいは24時間経過後に体液を採取した。病原ウィルスとして濃核ウィルス(DNV)を用い5令1日目から摂食感染させ、24、47あるいは72時間後に体液を採取した。JHアナログによりSCI、swーAT、swーAchyのいずれにおいても2040%の減少がみられ、特にSCIについて効果が顕著であった。正常な生長過程においては3種のインヒビタ-のいずれについても5令2日目にはそれらのmRNAは十分量存在しているにも拘らず体液中への分泌量は少ない。この結果はJHによりmRNAからインヒビタ-への翻訳が抑制されることを示唆している。20ーOHーEcdの効果は明確でなかった。DNV感染による体液中の3種のインヒビタ-量の増加は認められず、少なくとも中腸への感染に対する応答はないと考えられた。現在3種のインヒビタ-のcDNAをプロ-ブとしてmRNA量の変動を測定しつつある。また家蚕体液中にswーATと部分的に同一のアミノ酸配列を有する別種のアンチキモトリプシン(swーAchyII)を見出し、その配列分析を完成した。両者の構造からインヒビタ-の生理機能(特異性)を効率よく獲得するために遺伝子あるいはその転写後のmRNAの編集が行われている可能性があり今後の研究発展が期待される。
八面体ケイ素(IV)錯体の立体化学

ケイ素化合物の化学はややもするとすでに確立された分野のように思われがちであるが,それは四面体ケイ素化合物に限った場合のことである.八面体ケイ素化合物は,四面体ケイ素化合物より反応性にに富んでおり,生物無機化学的,生物化学的な重要性が予想されるにもかかわらず,その立体化学的な観点からの研究はほとんど手がつけられていない.我々は,クラーク数第一位の固体元素であるケイ素の化合物は地球上の生体系におにおいて,これまで知られていない重要な役割を担っていると確信している.以上の背景を踏まえ,本研究を計画し,以下に示す成果を挙げた.はじめに,数種のシッフ塩基を配位子とするケイ素(IV)錯体の合成を試み,生成可能な配位子の構造を明らかにした.1,10-フェナントロリン(=phen)を配位子とする[Si(phen)_3]^<4+>については,溶離剤に(+)_<589>ータルトラトアンチモン(III)酸ナトリウム(又はカリウム)を用いるSP-セファデックス(C-25)カラムクロマトグラフィーによって完全分割に成功した.この場合∧-[Si(phen)_3]^<4+>が先に溶離した.上記のようなクロマトグラフィーにおける分割機構は,会合種のイオン会合定数の測定および経験的力場計算の結果から解明することができた.同様に2,2'-ビピリジン(=bpy)を配位子とする,[Si(bpy)_3]^<4+>の光学分割も試みたが,[Si(phen)_3]^<4+>の時の条件では成功しなかった.この場合は,分割剤にジベンゾイル(+)_<589>酒石酸ナトリウムを用いて成功した.この系についても,両イオン会合体の経験的力場計算を用い,実験結果を合理的に説明することができた.ヒノキチオールを配位子とする[Si(hit)_3]^+については幾何および光学異性体の分離に成功した.哺乳類に対する毒性が青酸カリウムより高いものも含まれているシラトラン類の合成も行い,それらの立体構造を明らかにした.一方無ケイ素条件下でのトマトの栽培実験から,非ケイ酸植物とされてきたトマトですら、ケイ素は成長および種の保存に対する必須の元素であることを証明した.ケイ素化合物の化学はややもするとすでに確立された分野のように思われがちであるが,それは四面体ケイ素化合物に限った場合のことである.八面体ケイ素化合物は,四面体ケイ素化合物より反応性にに富んでおり,生物無機化学的,生物化学的な重要性が予想されるにもかかわらず,その立体化学的な観点からの研究はほとんど手がつけられていない.我々は,クラーク数第一位の固体元素であるケイ素の化合物は地球上の生体系におにおいて,これまで知られていない重要な役割を担っていると確信している.以上の背景を踏まえ,本研究を計画し,以下に示す成果を挙げた.はじめに,数種のシッフ塩基を配位子とするケイ素(IV)錯体の合成を試み,生成可能な配位子の構造を明らかにした.1,10-フェナントロリン(=phen)を配位子とする[Si(phen)_3]^<4+>については,溶離剤に(+)_<589>ータルトラトアンチモン(III)酸ナトリウム(又はカリウム)を用いるSP-セファデックス(C-25)カラムクロマトグラフィーによって完全分割に成功した.この場合∧-[Si(phen)_3]^<4+>が先に溶離した.上記のようなクロマトグラフィーにおける分割機構は,会合種のイオン会合定数の測定および経験的力場計算の結果から解明することができた.同様に2,2'-ビピリジン(=bpy)を配位子とする,[Si(bpy)_3]^<4+>の光学分割も試みたが,[Si(phen)_3]^<4+>の時の条件では成功しなかった.この場合は,分割剤にジベンゾイル(+)_<589>酒石酸ナトリウムを用いて成功した.この系についても,両イオン会合体の経験的力場計算を用い,実験結果を合理的に説明することができた.ヒノキチオールを配位子とする[Si(hit)_3]^+については幾何および光学異性体の分離に成功した.哺乳類に対する毒性が青酸カリウムより高いものも含まれているシラトラン類の合成も行い,それらの立体構造を明らかにした.一方無ケイ素条件下でのトマトの栽培実験から,非ケイ酸植物とされてきたトマトですら、ケイ素は成長および種の保存に対する必須の元素であることを証明した.六配位八面体ケイ素(IV)錯体のうちで水溶液中で安定なトリス(1,10-フェナントロリン)ケイ素(IV)錯体の光学異性体が、液体カラムクロマトグラフィーによって完全分割できることは、本科学研究費の支給を受ける以前にすでに我々が見出している。トリス(1,10-フェナントロリン)ケイ素(IV)錯体のクロマトグラフィーにおける光学分割機構を解明するため、溶離剤である(+)-タルタラトアンチモン(III)酸塩の存在下および非存在下での上記ケイ素(IV)錯体の^1H NMRスペクトルを測定した。溶離剤を加えると、鏡像体間で配位子の2,9位のプロトンに最も大きな化学シフトの差が観測された。このことから、両イオン間の相互作用は溶離剤の陰イオンがC_3軸に沿ってケイ素(IV)錯体に接近することで生じると考えた。

溶離剤存在下では、2,9位のプロトンシグナルは△-体の方が大きくシフトすることがわかり、1:1のイオン的相互作用を考えただけでは先のクロマトグラフィーで△-体が先に溶離することが説明できない。そこで二段目の会合の測定を行い、1:2のイオン的相互作用は、△-体の方が大きいことを見出しクロマトグラフィーの溶離順を説明することに成功した。上記のクロマトグラフィーにおける光学分割機構は、ケイ素(IV)錯体と溶離剤陰イオンとの間のイオン会合体の安定性を経験的力場計算法により、より一層確実なものとすることができた。なお、経験的力場計算に先だち、光学活性なケイ素(IV)錯体のX線結晶構造解析を行い、計算位に必要な初期座標を求めた。以上の研究と並行してシッフ塩基を配位子とする八面体ケイ素(IV)錯体の合成、および、トマトを無ケイ素の条件で栽培し、植物におけるケイ素の重要性を調べる研究も進行中である。初年度には、八面体ケイ素(IV)錯体であるトリス(1.10-フェナントロリン)ケイ素(IV)錯体について詳しく研究した。二年目の本年度は、ケイ素(IV)錯体のタイプを増やし、それぞれの研究を発展させた。1)トリス2.2°-ビピリジン)ケイ素(IV)錯体を合成し、その光学分割を、天然の酒石酸をベースとした四種類の溶離剤を用い、イオン交換クロマトグラフィーにより試みた。この錯体は上記の1.10-フェナントロリン錯体と類似の構造であるにもかかわらず、共通の溶離剤に対して分割効率がかなり低かった。特筆すべきは、溶離剤によって光学活性体溶離順の逆転があったことである。現在、これらの溶離機構を解明しつつある。2)トリス(ヒノキチオラト)ケイ素(IV)錯体の合成と異性体の分離分割を行った。天然に存在すると報告されている化学種であるが、新たに合成し、その性質を調べた。幾何異性体(merとfac)が存在することを^1HNMRスペクトルおよび高速液体クロマトグラフィーにより示すことができた。タルトラトアンチモン酸カリウムを用いての鏡像異性体への光学分割にも成功した。3)トリス(8-ヒドロキシキナルジン-N-オキシド)ケイ素(IV)錯体の合成も行った。異性体の分離分割は現在続行中である。4)各種シッフ塩基を配位子とするケイ素(IV)錯体については、これまでのところ、水溶液中で安定なものを見出すことはできていない。5)シラトラン誘導体の合成を行い性質を調べた。この錯体は本研究課題には含まれない五配位のものであるが、その特異な生理作用から、天然にも何らかの重要性を有していると考え加えた。6)トマトの栽培において、無ケイ素障害はリン過剰症の疑いもあるのでその点を慎重にチェックしている。生体中でのケイ素の重要性が近年強く指摘され始めた.我我は,それに関与するケイ素の化学種は,高配位ケイ素(IV)錯体であるとの考えから,種種の化合物を合成し,それらを立体化学的に研究することにした.トリス(1,10-フェナントロリン)ケイ素(IV)錯体については昨年度詳しい報告を行っているので,本年度は,2,2′-ビピリジンケイ素(IV)錯体について報告する.トリス(1,10-フェナントロリン)ケイ素(IV)錯体は,充填剤にSP-セファデックスを,溶離剤に(+)_<589>ータルトラトアンチモン(III)酸ナトリウムを用いた液体カラムクロマトグラフィーにより完全分割を達成することができた.しかし,この同じ方法を2,2′-ビピリジンケイ素(IV)錯体に適用してみたが,部分分割しかできず,不思議なことに,その溶離順は前者の場合とは逆であった.
生命倫理・環境倫理・情報倫理の諸課題の分析に基づく実用倫理学の体系化の試み

本研究は、応用倫理学あるいは実用倫理学の各分野間の関係及び古典的倫理学に対するその位置を明らかにし、倫理学一般とのかかわりの中でその全体像を捉えること、次にその新たな成果を大学教育のために平易に改題してこの分野の大学教育等の基本的枠組みを作り、教材を開発することをもその目的としていた。生命倫理、環境倫理、情報倫理等の扱う全ての問題領域に共通して言えることは、強大な技術の力により、情報一般はもとより生命のあり方をも操作することが可能となる一方、それが我々のコントロールの力を脅かす側面を持つに至っており、身近な個人のプライバシーから人類の生存条件の問題に至るまで、速やかに対処することが求められるに至っていることである。古典的倫理思想の枠組を念頭においてこの課題を見てみると、最先端の遺伝子治療の倫理問題においてすら、幸福追求権、インフォームドコンセント、功利性等の古典的な思想の枠組みでカバーできるものがある一方、環境問題を機に、古典的な人間中心主義へのチャレンジとしてホ-リズムが力を盛り返し、また、この問題では加害の主が特定出来ないこと等の理由から従来の責任概念がそのままでは通用しないという事態も発生している。また、情報化社会では土地に象徴される物の所有権の絶対性、完全性はもはや維持できず、それを基礎にした近代社会のルールとは異なった行動規範が求められるに至っている。我々は、関連の総合講座8単位を運営しており、今年度は、新たな知見をもとに教育用スライドやビデオの編集をし、またOCRを使い、学生がいつでもアクセスできるようコンピュータに教育用資料およそ700ページ分を入力した。本研究は、最近日本でも研究教育の対象となった応用倫理学あるいは実用倫理学各分野相互の関係及び古典的倫理学に対するそれぞれの位置を明らかにし、倫理学一般との関わりの中でその全体像を体系的にとらえようとするものであり、この課題に答えるために、まず、海外の主要文献を多量に収集、分類、整理し、その中で最も大切なものを解読、検討し、それらをふまえつつ相互に検討、意見を交換し研究をすすめている。生命倫理に関しては、特にDNAマッピングに焦点をあて、これがもたらす現代的意味、即ちプライバシーを一つの軸として機能している社会的取り決めを根底から揺さぶる個人情報の他者による完全な掌握の可能性と秘密保持の問題、新たに生じる差別、人間の改造の問題等を検討している。また、環境倫理に関してはホ-リズムや、B.ノートンの非個人主義の主張にある新たな倫理学の枠組みの提唱に注目し、それらの倫理学上の意味を検討している。また、動物の権利論の人間中心主義批判にも、倫理学上重要な意味があると見てその思想史上の意義を検討している。情報倫理に関しては、前記医療倫理との関係で問題になる医療情報の秘密保持、及び情報社会で特に問題となる知的所有権の問題を検討している。我々の研究は、従来の人間観、倫理思想に対する様々な問いかけを、倫理思想一般との関わりの中で体系的に受けとめ直し、この新たな分野を思想界の中に正しく位置づけ、大学教育はもとより、中高等学校の生命、環境教育等に対して新たな見取り図を作るべく作業を続行中である。生命倫理、環境倫理、情報倫理等の扱う全ての問題領域に共通して言えることは、強大な技術の力により、情報一般はもとより生命のあり方をも操作することが可能となる一方、それが我々のコントロールの力を脅かす側面を持つに至っており、身近な個人のプライバシーから人類の共存条件の問題に至るまで、速やかに対処することが求められるに至っているということである。

古典的倫理思想の枠組みを念頭においてこの課題を見てみると、最先端の遺伝子治療の倫理問題においてすら、幸福追求権、インフォームドコンセント、功利性等の古典的な思想の枠組みでカバーできるものがある一方、環境問題を機に、古典的な人間中心主義へのチャレンジとしてホ-リズムが力を盛り返し、また、この問題では加害の主が特定出来ないこと等の理由から従来の責任概念がそのままでは通用しないという事態も発生している。また、情報化社会では土地に象徴される物の所有権の絶対性、完全性はもはや維持できず、それを基礎にした近代社会のルールとは異なった行動規範が求められるに至っている。我々は、関連の総合講座8単位を運営しており、今年度は、新たな知見をもとに教育用スライドやビデオの編集をし、またOCRを使い、学生がいつでもアクセスできるようコンピュータに教育用資料およそ700ページ分を入力した。
イリジウム錯体の特性を活かしNash病巣を描出する新規生体イメージング技法の確立

脂肪肝でも飲酒との関係が認められない非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は、肝硬変や肝がんの前駆病態として重要視されている。その発見方法として腹部エコー、CT、MRIがあるが、詳細な診断には肝臓組織を採取し調べる高侵襲性の肝生検が必須である。このためNASH病態を早期発見できる低侵襲性診断や簡便かつ有効な薬剤探索・評価モデルの確立は、喫緊の課題である。申請者は、本研究でNASH誘発モデルマウスの肝臓がイリジウム錯体(低酸素病態をイメージングする)で標識されることを見出した。またマウスをモデルとしてNASH病態のイメージングを確立し、イリジウム錯体がNASHで発光するメカニズムを検証した。飲酒との関係が認められない非アルコール性脂肪性肝炎(NASH: non-alcoholic steatohepatitis)は、メタボリック症候群とリンクした肝硬変、肝がんの前駆病態として近年注目されている。現在、NASHの画像診断にエコー、CT、MRIなどが用いられているが、その確定診断には、侵襲性の高い「肝生検」が必須となる。現在、我々の研究グループは生体の低酸素病態(がん、梗塞など)を非侵襲的に光でイメージングするイリジウム錯体の開発・実用化を目指している。申請者は、このプローブでNASH病態もイメージングできるという予備実験データを得た。そこで本申請計画では、マウスをモデルとしてイリジウム錯体がNASHで発光するメカニズムを検証し、NASH病態のイメージング法を確立する。本研究の目標は、(1)マウスをモデルとしたイリジウム錯体によるNASH病態の生体イメージング技法の確立、(2)生体イメージング技法を活用したNASH病態とイリジウム錯体発光の関係性の解明、である。目標を達成するために、予備実験で得られたデータを基に、1イリジウム錯体プローブやイメージング技法をNASH病態描出のために最適化する。2生化学的な肝機能解析法や形態学的な肝組織病理像の解析により、NASH病態とイリジウム錯体発光の関係性を解明する。3確立したイメージング方法を活用してNASH病態に影響を与える薬剤や機能性食品の評価を行う。平成28年度に申請者は、『NASH病態描出のためにイリジウム錯体によるイメージング技法の最適化』と『NASH病態とイリジウム錯体発光の関係性解明』を中心に研究を行った。その結果、イリジウム錯体の投与量と投与後からイメージングまでの最適時間を見出した。またNASH病巣とイリジウム錯体発光の関係性についても解明に向けた糸口を得た。平成28年度は本申請計画のメインであるNASH病態とイリジウム錯体発光の関係性について、方向性が得られたことが大きい。本申請計画ではすでに、当初予定したNASH病巣の酸素分圧計測、各種生化学データの獲得、NASH肝臓のイリジウム錯体の取り込み、NASH病巣イメージングに適したイリジウム錯体の選定、などが終わっている。イリジウム錯体発光メカニズムについても興味深いデータが得られているため平成29年度に全体をまとめられる。また特許申請もすみ、特願番号を得ている。肝臓に30%以上の脂肪が蓄積した状態は脂肪肝と呼ばれ、その中でも飲酒との関係が認められない非アルコール性脂肪性肝炎(NASH: non-alcoholic steatohepatitis)は、欧米で肝硬変や肝がんの原因として重要視されており、メタボリック症候群が蔓延し始めた我が国でも、今後患者が増大することが危惧されている。従来の腹部エコー、CT、MRIなどの画像診断法でもNashの罹病疑念を可視化できるが、詳細な診断には、肝臓に太く長い針を刺して組織の一部を採取し調べる侵襲性の高い肝生検が必須である。このためNASH病態を早期発見できる低侵襲性診断や、簡便かつ有効な薬剤探索・評価モデルの確立は、医療・創薬産業における喫緊の課題である。これまで申請者は低酸素病態に焦点を当て、その超早期診断に向けて、簡便で安価な分子イメージング技術の確立を目指してきた(Cancer Research,70, 4490 2010;Angew.Chem. Int.Ed.Engl. 51, 4148, 2012; Anal.Chem. 87, 2710, 2015)。がん、動脈硬化、脳梗塞、心筋梗塞などの病巣では正常組織と比べ低酸素状態にあるため、申請者が開発してきた低酸素環境下でのみ発光するイリジウム錯体とその改良体は、生体で低酸素病態を可視化できる新規の分子イメージング法として期待されている(特許5353509,5392746;Cancer Research,70,4490,2010)。申請者は、本申請計画でNASH誘発モデルマウスの肝臓がイリジウム錯体で有意に標識され、通常食を与えNASHを治療すると、そのシグナルが消失することを見出した。さらにマウスをモデルとしてNASH病態のイメージングを確立し、イリジウム錯体がNASHで発光するメカニズムを検証した(論文準備中)。

申請者は、本研究でNASH誘発モデルマウスの肝臓がイリジウム錯体(低酸素病態をイメージングする)で標識されることを見出した。またマウスをモデルとしてNASH病態のイメージングを確立し、イリジウム錯体がNASHで発光するメカニズムを検証した。平成29年度はこれまで得られたデータの検証を重ね、論文用データを用意する。さらに上記3に示した『確立したイメージング方法を活用してNASH病態に影響を与える薬剤や機能性食品の評価を行う』についても既存薬剤を用いて検証を始める。イメージング
気－液界面を起点として合成されるゼオライトＡＦＩの配向自立膜

支持基板の存在しない環境下にて,合成可能なアルミノリン酸塩型AFI多孔質結晶の自立膜の特異な合成メカニズムの解明,および更に最適な合成条件を探索する目的で,合成反応をマクロに可視観察する水熱合成システムを開発した。175°Cの加熱下では乳白色溶液は高粘性となる。時間経過と共に溶液上部には透明層が出現し,乳白色溶液は次第に下降する。自立膜は高粘性乳白色溶液(ゲル)上面に支持される形で,透明層と乳白色溶液の界面にて形成され,最終的に反応容器底部に沈降する。自己組織化過程により形成される多孔質結晶の一種AFIの自立膜は結晶c軸が膜と垂直方向に配向しており,膜化基板が無い水熱合成環境にて得られる。現時点では気-液界面が膜形成において重要な役割を担っていると考えられている。この配向自立膜の更なる最適合成条件を図ること,及び配向自立膜の特性解明と新規利用法の探索について,本テーマ初年度は下記の点について研究及びその準備を行った。1)自己組織化過程の解明に向けて気-液界面の2次元面が自立膜形成に寄与する反応過程を可視化するため,ガラス製水熱反応装置の立ち上げを行った。界面の状態を出来るだけミクロな領域まで観察するため,長作動距離型ズームレンズを使った観察光学システムの調整・立ち上げを行った。2)配向膜の特性解明配向性を定量的に評価するために,平行ビーム薄膜光学系によるX線回折,更にはSchulzの反射法による極点図測定を行った。その結果,結晶c軸は自立膜に対して90±10°に分布していることが明らかにされた。3)配向自立膜の新規利用法自立膜多孔質結晶はその機械的強度の不足のため,現時点では混合ガス・液体の分離・濃縮には適用しづらい。また,自立膜表面は多数の配向した多数の微小な結晶がそれぞれ独立に存在している形態であることが分かった。そのため,c軸と平行に1次元細孔が存在するものの,細孔内でなく主に結晶間をガス・液体が通過することになってしまう。そこで,有機-無機コンポジット自立膜とし,光学特性などへの展開を目指した。その結果,芳香族分子を細孔内に導入することに成功し,UV照射によって肉眼でも容易に観察できる程の強度を有する発光が生じることを見いだした。水熱合成反応可視化装置において,装置由来の外的要因である合成反応溶液の温度均一性,自発水蒸気圧と印加圧力の重要性を見出し,装置の改造を逐次施した。これにより本研究課題の対象物質である多孔質結晶AFI配向自立膜の形成過程の全容解明が可能となった。実際には合成溶液の原料組成比,印加圧などをパラメータに含めて,合成反応過程を検討した。既に昨年度,自立膜合成において加熱環境下で発生する,透明相(上層)と高濃度相(下層)間の液-液界面が膜形成には重要であり,高濃度相が高粘性であることを示唆する結果を得ていた。高粘性状態の確認は敢えて外部印加圧を付与せず反応溶液の水蒸気圧のみで合成を行う事により,液中での水蒸気泡の発生等の様子から,かなりの高粘性状態であると結論づけた。恐らくチクソ性に富んだゲル状態と推察される。一方,自立膜ではなく単結晶合成の観察を通じ,合成溶液の液-液界面の下降速度の違いなどを確認した。これらのことから,液-液界面に自立膜の前駆体が形成されること,前駆体が自立膜に変化する過程において,それが容器底部に重力落下するのを防止する支持体的役割を高濃度相が有すること,等が,マクロなサイズの膜形成に不可欠であると結論づけた。更に,自立膜の応用探索を念頭に,AFIの一次元ナノ細孔の吸着能をカルコゲン系半導体ナノ物質に対して系統的かつ定量的に評価した。理想的なアルミノリン酸塩型のAFIでは非常にマイルドな物理吸着場を与えるのに対し,従来のアルミノケイ酸塩型の多孔質結晶では,カチオン種の違いにより物理吸着と化学吸着の差異が生じる。これは固体酸性質の有無により解釈できた。また,合成反応の可視化技術を,単結晶のゼオライトA合成過程の評価にも応用してみた。その結果,反応は加熱時間に対して線形に進行するのでは無く,見かけ上反応が停止している期間が長期にあることを見出した。本年度は,水熱合成反応その場観察装置の本格的稼働直前の装置特性の評価・予備実験を実施した。これに付随して,水熱反応装置に関する特許1件を出願した。予備実験から予想外の現象も見出し,更なる装置改良の必要性が判明したが,逆に水熱反応の本質的特徴を垣間見ることができた。具体的には,合成反応温度での溶液固化(粘度の上昇)が挙げられ,合成溶液が高温ではチクソ性の高いゲル状態になり,均一な加熱が困難になる事が明らかとなった。

この不均一加熱の回避を年度末から着手した。このほか,本質的現象として,反応過程における溶液の液相分離現象などの知見を得,この液相分離界面にて自立膜が形成されることを観察できた。これに関しては,学会発表を複数行った。これと並行し,膜利用技術の開発にも着手し,光機能性分子の一種であるアントラセンを自立膜の一次元ナノ細孔に導入することに成功した。また,UV照射により肉眼観察できる程度の発光を有することも確認し,蛍光分光測定法による光機能性評価への一定の足がかりを得た。そこで,蛍光分光光度計を薄膜材料に適用できるよう,更には,配向自立膜と特徴を踏まえ,偏光測定も可能な光路へ改造途中である。さて,主となる自立膜合成に関連して,合成パラメータ(組成比,温度,時間等)の制御と得られる物質の相関を調査する過程で,新たなアルミノリン酸塩結晶相を発見した。そしてそれは層状物質であることを明らかにした。この新物質に関しては論文1報,また学会発表を行った。配向自立膜合成その場観察用合成反応装置の仕様策定が遅れたために導入が遅くなった。更に,反応装置の実機に合わせてその観察システムの仕様決定と導入・調整がやや遅れる結果となった。また,自立膜の形態そのものの制御が難しく,結晶粒界を無視できる連続膜が得られておらず,次年度に予定しているガス等の分離の可否を評価する準備が整っていない。25年度が最終年度であるため、記入しない。合成反応その場観察装置は,上述したように,当初予見できなかった合成反応温度における溶液の高粘性化が生じていることが見いだされた。この現象により,溶液は対流が難しくなり,均一な加熱が困難となる。僅かに相対的に高温となった部分から溶液の沸騰が発生し,研究実績の概要に記した,溶液の相分離による界面が沸騰により攪乱されてしまう。これを新手法を用いた反応装置に改良するためのアイディア発案に時間を要したことが挙げられる。次年度は実験補助員を雇用することにより,配向自立膜の最適合成条件探索や修飾実験を加速化させる予定である。1)自立膜形成過程のその場観察:上述の様に,静置状態における反応溶液の均一加熱を実現させることを最優先課題とする。これらの問題を克服するため,2年目末に行った装置改造(特許化検討中)を更に進め,合成過程の全貌を明らかにする。2)自立膜の特性評価と機能付与:上述のように,機能性分子の自立膜の一次元ナノ細孔に導入することで配向制御,更には機能制御が期待できる。偏光励起光による膜材料に対する蛍光分光法(装置)を完全に立ち上げ,分子配向を蛍光スペクトルにより検証する。分子配向方向が膜に対して垂直であれば,疎水性-親水性(両親媒性)分子膜を形成するLB(Langmuir-Blodgett)法の他に,単なる疎水性または親水性の分子でも基板・膜に対して垂直配向制御できる,新たな方法を提供できることになる。3)自立膜の透明化・高強度化:残り1年で完了できるか不明であるが,自立膜が不得意とする機械的強度を上げること,及び光学基板のような働きを持たせる為の,より高い透明性を付与することを時間の許す限りチャレンジする。具体的には,post-synthesis(再合成処理)により,自立膜表面の配向結晶の隙間を新たなAFI結晶により埋め,膜厚を増しつつも連続膜とすることで,機械的強度と光散乱抑制による透明性の向上を図る。
ハッチンソン・ギルフォード症候群患者のQOL向上を目指したケアシステムの確立

本研究は、遺伝性早老症の中でも特に重篤な疾患として知られるハッチンソン・ギルフォード症候群(HGPS)患者のQOLを規定する関連因子を明らかにし、医療・教育・福祉が連携したケアシステムの確立を目指すことを目的とする。平成30年度は、HGPS患者の実態を把握するため、国内3症例を対象としアンケート調査を行った。主治医を対象としたアンケートでは、患者フォローアップに複数の医療機関が関わっており、米国での治験参加症例も2例あった。患者家族を対象としたアンケート調査では、訪問医療サービスの利用や行政の介入はなく、通院や通学のための送迎、教育機関との打ち合わせ等のために、患者家族の就労状況に影響があったことが明らかとなった。診断後、HGPSに関する情報が充分得られなかったという答えが多く、生活をする上で問題となる症状やケア等を患者家族間で共有する機会を望む声が聞かれた。教育機関を対象としたアンケート調査では、成長障害や老化現象に伴う身体的な特性に対応するため設備の改装や個別対応などの工夫が行われ、早老様顔貌等の特徴的顔貌に対しては、他の児童に対し説明を行うなどの対応が必要であったと回答があった。一方で、行政を対象としたアンケート調査は、アンケートへの回答が可能な患者対応経験を有する行政担当者が、対象症例の全てにおいて存在せず、実施できなかった。患者家族からは、積極的な行政介入を望む声が聞かれた。以上より、HGPS患者に対する支援において、医療・教育・福祉の連携に加え、家族間の情報共有の場や、情報提供のためのツールの整備が必要であると考えた。生存中の国内症例が少なく、アンケート調査が充分に行えていない。行政を対象としたアンケートが実施できていない。QOL調査の準備が遅れており、実施できていない。当初の計画通り調査、分析を継続する。過去の症例も含め、アンケート調査を実施する。面接調査や学会発表のための旅費を計上していたが、面接調査を実施できず、研究成果が不充分で学会発表に至らなかったため。また、HGPSについての疾患情報提供を行うためホームページ開設を予定していたが、準備作業が遅滞したため。次年度は、面接調査や学会発表の旅費、ホームページ開設の準備費用として使用する予定。
メタンモノオキシゲナーゼの高原子価不安定中間体Qの直接観測

非ヘムニ核鉄酵素であるメタンモノオキシゲナーゼおよび非ヘム単核鉄酵素であるリポキシゲナーゼは共に酸素分子を活性化し、基質に酸素原子を添加する酵素である。現在考えられているメタンモノオキシゲナーゼの触媒サイクルは、還元体が酸素と反応し、ペルオキソ体となり、短時間のうちに高原子価中間体(Qと略)となり、それが基質を酸化し酸化体になり、最後に2電子還元されて再び還元体に戻るというものである。これらの中で、ペルオキソ体とQの構造および電子状態は、まだ正確には解明されていない。本研究では、ペルオキソ体のモデル錯体を溶媒マトリックス中(-100°C付近)に閉じ込め、光エネルギー(レーザー光)を照射し、酸素一酸素結合の解離(即ち、高原子価中間体Qの生成)を試みたが、結果は鉄一酸素結合の解離に終わった。そこで、本研究では転じて、リポキシゲナーゼの反応中間体の構造と性質について検討した。その結果、リポキシゲナーゼの反応中間体のモデル錯体として単核6座配位ヒドロキソ鉄錯体を合成し、その結晶構造を明らかにした。その錯体は、X線構造解析されたはじめての単核6座配位ヒドロキソ鉄錯体である。x線構造解析より、鉄イオンへのヒドロキソイオンの配位はリガンドのアミド及びペンゾエートによる4つの水素結合によって安定化されていることが明らかとなった。このことより、実際の酵素(リポキシゲナーゼ)のヒドロキソ鉄状態においても、同様の(イソロイシン939の末端のカルボニル基とヒドロキソ基の間の)水素結合の存在が示唆できた。非ヘム二核鉄酵素であるメタンモノオキシゲナーゼ(MMOと略)は酸素分子を活性化し、不活性な小分子であるメタンを常温常圧でメタノールへ水酸化するという機能を持つ。本研究の目的はMMOの触媒サイクルの中の高原子価中間体(2{Fe(4+)=O},Qと略)を分光学的に直接観測することである。平成9年度は、Fe(3+)-O-O-Fe(3+)の構造を持つパーオキソモデル錯体(金沢大、鈴木らの錯体を使用)に400-800nmの可視光(キセノンランプを使用)を照射し、Qの観測を試みた。反応の追跡には、瞬間マルチ測光システム用浸漬セル(平成9年度購入の大塚電子製MC-957C2を使用)を低温下(-40°C)で直接反応容器に差し込み、吸収スペクトルの測定を行なった。実験結果は、Fe(3+)-O-O-Fe(3+)結合のうちFe(3+)-Oの位置で開裂が起こり、酸素分子が遊離し、もとの2{Fe(2+)}錯体に戻るというものであった。平成10年度は、より安定な高原子価中間体Qのモデル錯体を得るため、配位子により電子供与性の強い置換基を導入することを試みる。鉄イオンの電荷密度が増加するとO-O結合の開裂が促進され、鉄イオンの高原子価状態が安定化すると考るからである。また、平成10年度は、Fe(3+)-O-O-Fe(3+)結合をO-Oの位置で選択的に開裂させるレーザー光の波長領域の検討も行なう。
非線形微分方程式の解の多重性とダイナミクスの研究

楕円型方程式のうち、非線形シュレジンガー方程式およびHennon方程式に対して、解の多重性と解のプロフィールを示すことができた。また、シンメトリーを持つような方程式を扱うための道具として、Equivariant degreeの理論の深化に成果をあげた。(1)非線形楕円型境界値問題の解の多重性と定義域の関係の解明:非線形楕円型境界値問題において方程式の定義域の位相的、幾何学的特徴が微分方程式の解の多重性に与える影響を明らかにする。(2)非有界な領域で定義された楕円型,及び放物型偏微分方程式の解の多重性と特性の解明:定義域が非有界な楕円型及び放物型の方程式は,定義域が有界な場合の方程式と方程式自体の形が同じであっても別の手法が必要である。このような方程式の解の存在を明らかにする。(3)遅れを持つ微分方程式の解の存在及び多重性の研究:ロジスティック方程式や,ロトカ-ボルテラ方程式のような常微分方程式のシステムに時間的遅れがある場合の解の存在、性質を明らかにする。(1)楕円型方程式のDirichelt問題で非斉次な強制項をもつ方程式の解の存在と多重性についてて,変分法を用いた手法により解析を試みた.特に解の形を強制項の形から特徴つけることを試みた.この結果は、ピサ大学のAnnaMaria Michelettiおよびローマ大学のAngela Pistoiaとの共同研究である。(2)非線形楕円型の境界値問題については,定義域の形から解の多重性を考える取り組みをしてきた.定義域の幾何学的な特徴から解の多重性についての情報が得られることを解析し,塩路氏と共同研究を書いた.(3)常微分方程式のシステムの周期解については,S^1degreeの手法を用いて,Lotoka-Volterra型のsystemについても前年度までの研究を発展させ,解の多重性に関する論文を完成させた。(1)Equivariantdegree theoryを用いて、アルバータ大学のKracwitz氏との共同研究で一般化されたLotka-Volterra equationの解の存在を示した。(3)coupled Schrodinger方程式について、非円状の解が複数あることを変分法の議論を精密に行なうことによって示した。これは従来知られていた、2次元における結果を3次元に拡張したもので、意義が大きい。研究は物理的動機付けにも基づいている。.(4)Singularな項を持った楕円型の境界値問題については,従来の変分法の枠組みでは扱えないのだが,近年発達を遂げてきたnonsmooth analysisの手法を用いて複数の解をもつための十分条件を示した.この結果は,ピサ大学のC.Sacconとの共同研究の続きである。(5)常微分方程式のシステムの周期解については,S^1degreeの手法を用いて,van del Pol方程式のシステムに応用し,これまでやってきたものに加え、遅れがある場合について、研究の端緒についた。(1)非線形楕円型境界値問題の解の多重性と定義域の関係の解明:非線形楕円型境界値問題において,Hardy項を持つ方程式の解の多重性の証明を行うことができた。Hardy項は方程式のうえでsingularな項として現れ、方程式に空間的特異性を与えるが、その特異性が解の存在および多重性を規定することを変分法を用いてしめした。また符号を変える解については、Hardy項などを含む場合、含まない場合など一般的は設定のもとで、その存在と多重性を示した。(2)定義域の位相的、幾何学的特徴が微分方程式の解の多重性に与える影響を明らかにする。Riemannian Manifold上で考えられたSchrodinger方程式について、その解の多重性が曲率の影響を受けることを示した。具体的には、Riemannian ManifoldのRicci曲率の変化が、解の多重性にかかわり、ricciの曲率が大きいところで解の関数がおおきな値をとることを示した。(3)非有界な領域で定義された楕円型方程式のシステムの解の多重性と特性の解明:3次元のユークリッド空間全領域で定義されたcoupled nonlinear Schrodinger方程式が解をもつための条件と、符号を変化させる界を持つための条件をもとめた。(4)外力項が解の多重性に与える影響について:非線形の楕円型方程式において、外力項が解の多重性におよぼす影響をしらべた。外力の関数の形や大きさが解の多重性を規定することをしめした。(1).coupled Schrodinger方程式について、非円状の解が複数あることを変分法の議論を精密に行なうことによって示した。さらに、ピークが多角形を形成するような解の存在を示すことに成功したこれは従来知られていた、2次元における結果を3次元に拡張したもので、意義が大きい。(3)Henon方程式に対して,critical Sobolev termをもつ場合について,sign changing solutionの存在を示すことに成功した.これまでの結果は,subcriticalのものだけであったので,極限での状況が明らかになった.(4)Riemannianmanifold上のシュレジンガー方程式に対して,解の多重性が曲率によって変わりうることを示し、具体的な条件下で解の多重性を示した。
RS ウイルス感染鼻粘膜上皮細胞における IFNλの産出機序 と病態形成への関与

我々は「RSV感染ヒト鼻粘膜上皮細胞では、III型IFNであるIFN-λが優位に誘導される」ことを見出した。しかし、RSV感染小児鼻汁では、IFN-λとIFN-βに有意な差は認められなかった。鼻汁中に肺炎レンサ球菌の混在、ケモカインの産生を確認した。ビールの苦み成分「フムロン」が、RSV複製、ケモカイン産生を、また、抗菌薬「クラリスロマイシン」が、ケモカイン産生、肺炎レンサ球菌付着を、抑制した。これらの結果は、新しいRSV治療方針の可能性を示唆する。23年度の研究により「RSV感染したヒト鼻粘膜上皮細胞においては、ウイルスdsRNAセンサーであるRIG-I依存的に、I型IFNとは異なるIII型IFNであるIFN-lambdaが優位に誘導される」ことを見出した。そこで、実際のRSV感染者鼻汁におけるIFN、サイトカイン量を測定した。札幌医科大学病院小児科に来院したRSV感染小児(n=65)から鼻汁を回収し、鼻汁中IFN量、IgA量をELISAにて測定した。鼻汁中IgA濃度を基準としたIFN-lambda1とIFN-beta産生量を比較したところ、両者の産生量に有意な差は認められなかった(IFN-lambda1:IFN-beta=0.45:0.48)。これらの鼻汁中に肺炎レンサ球菌の混在とIL-8, RANTESの産生を確認し、RSV患者の病態に、細菌の混合感染、炎症性ケモカインの誘導が関連していることを確認した。そこで、hTERT遺伝子導入したヒト正常鼻粘膜上皮細胞、肺胞上皮細胞を用いたRSV感染細胞培養系を用いて、これらの炎症性ケモカイン、細菌付着性を抑制する因子の探索を行った。ビールの苦み成分である「フムロン」処理により、RSVの細胞内複製量が抑制され、それにともないIL-8, RANTESの産生が抑制されることを見出した。また、抗菌薬である「クラリスロマイシン」を処理した場合でも、RSV感染により産生されるケモカイン量を抑制し、さらに呼吸器系細胞表面にある肺炎レンサ球菌の受容体「PAF受容体」の発現をおさえ、肺炎レンサ球菌の付着を抑制することを見出した。これらの化合物処理がRSV感染鼻粘膜細胞、呼吸器細胞におけるケモカイン産生の抑制および細菌の二次感染抑制を複合的に促進することは、現在ヒト型モノクローナル抗体治療しか特異的な治療方法がないRSV感染に対して、新たな治療方針の可能性を示唆する結果を得た。RSV感染鼻粘膜における、RIGーI依存的なIFN-&#61548;の産生を明らかにすることができた。しかし、IFN-lambdaとIFN-betaの調節機序に関与する因子が同定できていない。今後は、生体におけるIFN-lambdaの産生性を確認するために、RSV感染患者から得られた鼻汁中のIFN、サイトカインを測定する。またアレルギーへの影響を明らかにするために、患者PBMCにおけるIFN-lambdaの反応性を測定する。アレルギー患者のIFN-lambda産生におけるエピジェネテックな要因を病態との関連性を明らかにする。現在、確認できていないIFN-lambda調節機序の特異性を明らかにするために、IFN-&#61548;誘導性の異なる細胞を用いて、IFN産生機序にかかわる因子の網羅的解析を用いて同定する。消耗品、物品購入
RNA合成阻害活性を有する新タクレオシドの化学構造と作用機作の解析

本研究は海産無脊椎動物イトマキヒトデの胚を用いて、選択的細胞分裂阻害剤の簡便な検索法を編み出した研究代表者の一連の研究の一つとして行われた。イトマキヒトデ受精卵が細胞分裂をくり返す過程で、核のRNA合成はほとんど行われないが、胞胚を形成する時期にメッセンジャーRAN合成が開始する。本研究において多数の微生物培養液中にイトマキヒトデ受精卵の発生を選択的に胞胚形成期で停止させる活性を検索した。その結果、放線菌Streptomyces albusの培養液にこのような活性が認められた。この活性を担う成分を精製・単離したところ、文献未記載の科学的特性を有するタクレオシド様化合物であった。本研究において、単離されたヌクレオシドの化学構造を直接法によるX線結晶解析によって解析したところ、7-(β-D-Ribofuranosyl)-oxo-3H、5H-pyrrolo-〔3,2-d〕pyrimidineであることが判明した。本化合物は天然未知の新C-ヌクレオシドであり、これをPyrrolosineと命名した。Pyrrolosineは合成9-Deazainosineとは全く物理的・化学的・生物学的性質を異にする。しかし、その化学構造は合成9-Deazainosineのそれと全く同一である。したがって合成9-Deazainosineは提出された化学構造において何らかの誤りがあるものと結論される。Pyrrolosineはイトマキヒトデ胚内で容易にPyrrolosine5 ́-triphosphateに転換される。これによって、胚細胞内のピリミジンヌクレオチド含量はその合成が阻害されRNA合成の阻害がもたらされるものと思われる。プリンヌクレオチド含量はPyrrolosine投与によって変化しなかった。また、Pyrrolosine5 ́-triphosphateをイトマキヒトデ核無細胞転写系に与えたところ、RNA合成は阻害した。したがってこのヌクレオチドロRNAポリメラーゼ活性を阻害することがあきらかとなった。これによって胚は初期胞胚期で発生が停止すると結論された。
低酸素負荷ラット海馬における選択的脳神経細胞死と免疫系の応答

近年、脳・免疫協関が注目され、脳の免疫担当細胞としてアストロサイトやミクログリアが推定されている。神経細胞-グリア細胞間において、サイトカインを介して相互作用をしていることが示唆されている。虚血モデルなどの脳障害モデルの他、アルツハイマー病、パーキンソン病、エイズ脳症などの神経疾患においても、アストロサイトやミクログリアの変化が報告されている。虚血モデルを用いて免疫系の活性化を解析した場合、虚血モデル作成の過程において伴う手術による影響を避けられない。また免疫系の活性化は、手術による物理的な障害によっても直接的または間接的に引き起こされる可能性がある。更に虚血モデルは、低酸素と低血糖などの複合脳障害の結果である。そのために虚血モデルを用いた実験の解釈について十分に注意しなければいけない。そこでモデル作製の過程において手術を伴わないin vivo低酸素負荷モデルを開発した。これを用いて脳障害により引き起こされる脳-免疫系の変化について検討した。その結果、低酸素負荷によってもミクログリアのマーカーであるOX42免疫陽性細胞の変化および主要組織適合性複合体(MHC)class1免疫陽性細胞の出現など、免疫系の変化が引き起こされている傾向が認められた。今後、この変化について詳細に検討していく予定である。今後、経時的な変化や免疫系の活性化の機構の解析に加え、虚血モデルなどで神経防護作用が示されている免疫抑制薬などの効果も検討する必要がある。なお虚血モデルにおいて神経防護作用が示されているNMDA型受容体阻害薬が低酸素負荷においても神経防護作用がある傾向にあることが分かってきた。これについても今後、詳細に検討し発表する予定である。