hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RANKL/RANKをターゲットにした炎症制御による新規脳梗塞治療法の開発

脳梗塞におけるリコンビナントRANKL(rRANKL)の治療効果をマウスで検討した。脳室内投与では5 ng、皮下投与では1 μgの複数回投与により脳梗塞の悪化を抑制でき、治療可能時間は発症より6時間以内であった。また、脳梗塞部位における炎症性サイトカインの発現も抑制されていた。しかし、rRANKLの皮下投与により骨密度の低下が報告されたため、経鼻投与による脳への投与を試みたところ、RANKLの発現は脳内で増加していたが、治療効果はなかった。以上より、脳室内投与あるいは破骨細胞を活性化しない方法での皮下投与であれば、rRANKLは脳梗塞の悪化を抑制できる新規治療法になりうる可能性が示唆された。リコンビナントRANKL 5 ng/2 ulを脳室内に脳虚血4時間後、6時間後、12時間後に投与し、72時間後に神経機能評価と脳梗塞のサイズ測定を行ったところ、6時間後までの投与では、RANKLの効果を認めたが、12時間後投与では明らかな効果は認められなかった。次に、脳梗塞4時間後において100 ng/2 ul, 50 ng/2 ul投与群との比較検討を行った。結果、100 ng/2 ul、50 ng/2 ul投与群では、逆に悪化傾向を認めたことから、RANKLの効果には至適量が存在することが明らかとなった。また、連続深部体温計測では、明らかな体温上昇は認めなかった。これらのことから、脳室投与によるtherapeutic time windowは6時間、至適投与量は5 ng/ 2 ulであることが示唆された。次に、脳梗塞4時間後にRANKLを5 ng/ 2 ul投与し、虚血脳でのサイトカインの発現を検討したところ、IL-1β、TNFα、IL-6、MCP-1のいずれのmRNAにおいてもRANKLの投与にて低下していた。しかし、iNOSやArg1といったマクロファージ/ミクログリアのM1/M2マーカーについては、明らかな差を認めなかった。また、OPGノックアウトマウスを脳梗塞にした場合、IL-1β、TNFα、IL-6、MCP-1、iNOSの発現が低下しており、Arg1については発現が増加していた。これらのことから、リコンビナントRANKL投与による一過性の刺激では脳梗塞後の炎症性サイトカインの発現を低下させるものの、マクロファージ/ミクログリアのフェノタイプには変化がなく、OPGkoマウスのような持続的なRANKL刺激下では、マクロファージ/ミクログリアがM2 typeに変化していることにより、脳梗塞後の炎症性サイトカインの発現が抑制される可能性が示唆された。H25、H26年度において我々は、リコンビナントRANKLの脳室内投与および末梢投与が脳梗塞の拡大を抑制することを報告したが、一方で、脳梗塞後にも内因性のRANKLは増加しており、このようなRANKLは脳梗塞の拡大を抑制しているのか不明であった。また、OPGノックアウトマウスでの脳梗塞の拡大抑制がRANKL/RANKシグナルによるものかも明らかではなかった。そこで、今年度はRANKL/RANKシグナルを抑制した場合の脳梗塞への影響を検討した。当初、RANKノックアウトマウスを用いた検討を行うことを検討していたが、RANKノックアウトマウスではB細胞数が減少していることが報告されていることが明らかとなり(Osteoporos Int, 2011)、RANKノックアウトマウスを用いた検討では脳梗塞後の炎症を正確に評価することが困難と想定された。そこで、RANKLの中和抗体であるRANK/Fcキメラを用いて、RANKL/RANKシグナルを抑制し、脳梗塞に与える影響を検討した。脳梗塞2時間前に脳室内にRANK/Fcキメラを4 μg/2 μlで投与し、野生型マウス、OPGノックアウトマウスにて検討した。3日目での脳梗塞サイズを比較したところ、野生型マウス、OPGノックアウトマウスいずれにおいても、RANK/Fcキメラを投与したマウスにおいて、非投与群に比較して脳梗塞サイズの増加が認められた。また、炎症性サイトカインの発現をmRNAで確認したところ、TNFα、MCP-1の発現はRANK/Fcキメラ投与マウスにおいて増加していることが確認された。このことから、脳梗塞後に内因性に増加しているRANKLも脳梗塞の炎症を抑制しているとともに、OPGノックアウトマウスにて脳梗塞の拡大が抑制されている機序がRANKL/RANKシグナルを介した炎症の抑制であることが明らかになった。神経内科当初計画した予定通り、リコンビナントRANKL投与の条件を決定でき、また、RANKL投与およびOPGKOマウスによる炎症性サイトカインの発現の検討から、RANKLの効果についてのメカニズムが、マクロファージ/ミクログリア由来の炎症性サイトカインを抑制することを見いだしていることから、おおむね順調に進展していると判断している。
自動運転車の長期展望：交通需要への影響の理解と我が国の交通戦略

本研究は,自動運転車が個人の交通行動ならびに交通需要へ与える影響を理解し,我が国の交通戦略への示唆を得ることを目的とした.初年次にあたる今年度は,今後の分析の実施に向けた基礎的なモデルの構築ならびにデータの整備を行った.まず,大都市圏や都市部における自動運転車と既存の公共交通システムとの関係についての分析を行うため,中京都市圏を対象にして,バス・タクシーの利用を考慮した基礎的な交通手段選択モデル構築した.併せて,バス・タクシーでの自動運転車に関する運行コストの試算を行った.当試算は,車両の運行管理手法に関するシナリオに基づいて行い,試算結果は自動運転技術導入後のバス・タクシーの運賃水準を決める際の参考指標となる.次に,車利用の安全性と交通行動との長期的関係についての分析を行うため,全国都市圏の交通インフラ・土地利用状況に関するデータセットの作成を行った.このデータセットは全国70都市の2015年,2010年,2005年を対象としている.具体的には,全国都市交通特性調査(全国PT調査)で設定されている全ゾーンの代表座標をジオコーディングし,関連のGIS統計情報と結びつけることにより,各ゾーンにおける交通インフラ・土地利用情報(例えば,公共交通関連指標,人口や雇用者密度)を作成した,併せて,総合交通分析システム(NITAS)を用いて,各ゾーンの道路アクセシビリティデータの作成も行った.当初の計画どおりに進んでいる.大都市圏や都市部における自動運転車と既存の公共交通システムとの関係についてのシミュレーション分析を行う.本分析では,バス・タクシーでの自動運転車の導入シナリオに基づき,この導入が都市圏内の交通需要パターンや都市圏内各地域のアクセシビリティへ与える影響を理解する.併せて,車利用の安全性と交通行動との長期的関係についての実証分析を行う.本分析では,長期間にわたる交通行動ならびに交通インフラ・土地利用状況に関するデータセットを用いる.本研究は,自動運転車が個人の交通行動ならびに交通需要へ与える影響を理解し,我が国の交通戦略への示唆を得ることを目的とした.初年次にあたる今年度は,今後の分析の実施に向けた基礎的なモデルの構築ならびにデータの整備を行った.まず,大都市圏や都市部における自動運転車と既存の公共交通システムとの関係についての分析を行うため,中京都市圏を対象にして,バス・タクシーの利用を考慮した基礎的な交通手段選択モデル構築した.併せて,バス・タクシーでの自動運転車に関する運行コストの試算を行った.当試算は,車両の運行管理手法に関するシナリオに基づいて行い,試算結果は自動運転技術導入後のバス・タクシーの運賃水準を決める際の参考指標となる.次に,車利用の安全性と交通行動との長期的関係についての分析を行うため,全国都市圏の交通インフラ・土地利用状況に関するデータセットの作成を行った.このデータセットは全国70都市の2015年,2010年,2005年を対象としている.具体的には,全国都市交通特性調査(全国PT調査)で設定されている全ゾーンの代表座標をジオコーディングし,関連のGIS統計情報と結びつけることにより,各ゾーンにおける交通インフラ・土地利用情報(例えば,公共交通関連指標,人口や雇用者密度)を作成した,併せて,総合交通分析システム(NITAS)を用いて,各ゾーンの道路アクセシビリティデータの作成も行った.当初の計画どおりに進んでいる.大都市圏や都市部における自動運転車と既存の公共交通システムとの関係についてのシミュレーション分析を行う.本分析では,バス・タクシーでの自動運転車の導入シナリオに基づき,この導入が都市圏内の交通需要パターンや都市圏内各地域のアクセシビリティへ与える影響を理解する.併せて,車利用の安全性と交通行動との長期的関係についての実証分析を行う.本分析では,長期間にわたる交通行動ならびに交通インフラ・土地利用状況に関するデータセットを用いる.
代謝リモデリングによるベージュ細胞誘導メカニズムの解明

褐色脂肪の機能不全時には代謝がミトコンドリア呼吸から解糖系にシフトするような代謝リモデリングが生じていることが想定されるが、これまで機能不全時の代謝リモデリングは着目されてこなかった。マウスに寒冷刺激や交感神経刺激を行うと、皮下脂肪においてベージュ細胞が誘導されるが、内臓脂肪でのベージュ化はほとんど誘導されない。これまでの予備実験により、遺伝子改変マウスモデルを用いて脂肪組織で解糖系を阻害することにより、内臓脂肪組織でベージュ細胞が細胞自律的に誘導されることを確認している。本研究によりベージュ細胞の誘導機序やその病態生理学的意義を明らにし、代謝性疾患に対する新たな治療コンセプトの創出に挑む。
大型シンクロトロンによる白亜紀の被子植物初期進化群の花化石の解明

本研究では、これまでに,福島県の双葉層群(後期白亜紀:8900万年前)やモンゴルのゴビ砂漠の地層(前期白亜紀:約1億年前)から発見された「花」「果実」「種子」などの小型化石の内部構造を大型シンクロトロンのX線マイクロCT法により解明し,被子植物の初期進化過程を解明していくことを目的としている。これまでにモンゴルのテブシンゴビ(前期白亜紀)から発見した種子をつけていた球果について、シカゴの大型シンクロトロンによるマイクロX線CTで解析したところ、Umkomashia mongolicaであることが分かった。さらに、テブシンゴビから, Umkomashia属の2新種であることが分かり、それぞれ、U. corniculataとU. trilobataと命名した。これらの植物化石は、Corystospermと近縁であり、イチョウ目や球果類と類似の軸構造であったことを示しており、種子植物全体の進化の理解を深めるのに意義深い発見である。さらに、日本国内から、被子植物の白亜紀の花化石が含まれている新たな地点を発見し、そのサンプリングと堆積岩のクリーニング処理を行い、一部の炭化化石のソーテングをやった。その結果、被子植物の種子や果実の化石が含まれていることを確認した。その中から、2019年3月に、約1mm前後の花化石の可能性のある小型植物化石をシカゴの大型シンクロトロンでマイクロCTによる撮影を実施し、1サンプルあたり2560x2560の2200ピクセルの10サンプル分の32bitのTiffデータを得ている。今後、数か月かけて、これらのCTデータを3Dレンダリング解析を行い、これらの興味深い植物化石の内部の3次元構造を解明している予定である。大型シンクロトロンによるマイクロX線CT解析は、順調に進んでおり、新たに、国内で、保存性の良い小型炭化植物化石を含む白亜紀の地層を発見することができた。国内で、新たに発見された保存性の良い小型炭化植物化石を含む白亜紀の地層の集中的かつ包括的調査を進めていく。福島県の双葉層群(後期白亜紀:8900万年前)やモンゴルのゴビ砂漠の地層(前期白亜紀:約1億年前)から,3次元的構造が良好に保存されている被子植物初期進化群の花化石や果実化石を発見し,古植物学研究の新たな領域を切り開いてきた。被子植物の「花化石」は,白亜紀に急激に炭化し,火山や褶曲などの高温や高圧の影響も受けていないと言う特殊な堆積条件の特殊な地層に保存されている。このような特殊な地層は,国際的にも多くはない。そんな中で,被子植物の起源の地と考えられている東南アジアの熱帯地域の白亜紀地層に焦点をあてて,「小型化石」の可能性を探った熱帯地域は高温高湿のため,植物堆積物の分解が早く,小型化石の研究に必要な堆積層が少ないと考えられてきた。しかし,タイやマレーシアなどの東南アジアでの予備的研究によって,被子植物の小型化石の研究に適合している白亜紀の堆積層が存在することを確認し,アジアの熱帯地域で,白亜紀の被子植物の初期進化群の探索を進めている。9月末から10月にかけて,マレー大学の地質学グループと共同で,マレー半島のPahang州およびJohore州で,野外調査を実施し,得られたサンプルをBulk sieving法にて処理を進めている。双葉層群の北に位置する久慈層群は,棚井氏らによって植物の印象化石が発見されていることで注目されている。また,最近では,早稲田大学の研究グループが,多くの脊椎動物の化石が発見している。これまでに,早稲田大学の研究グループと共同で,久慈層群の夏井川上流の玉川層と沢山層の地質を調査し,これらの中に多くの炭化物を含む層序があることを確認している。現在,サンプリングした堆積岩からミクロな選別フルイによる,炭化小片を取り出し,さらに,実体顕微鏡下で被子植物の保存性の良い小型化石を探索している。これまでに双葉層群やモンゴルのテブシンゴビの採取してきた炭化化石のSortingにかなりの時間がかかっているが,おおむね,順調に推移している。これらの成果は,随時,アメリカのPeter Craneらとの共同研究としてPNAS誌などに論文発表を重ねている。28年度の発表論文は,6編となっている。シカゴの大型シンクロトロン(APS)が,高機能性を上昇させており,高精度でのマイクロCT撮影ができるようになってきたことも要因の一つである。そんな中で,双葉層群から,新たな2種類の小型化石(花化石)の論文をまとめつつある。これらの化石の一つは,花化石の特徴から,ヤマグルマ科の新属であることを明らかにした。近く,JPRに論文として発表されることになっている。マレーシアなどの東南アジアの熱帯地方の白亜紀の地層から小型化石を発見するということは,まだ,誰にも成し遂げられていない研究である。28年度に,マレー半島の南側全域でジュラ紀白亜紀の地層を丁寧に調査した。ほとんどのLocalityでは,堅いレッドベッドの堆積岩であり,小型化石の研究には適さないものであった。その中で,わずかではあるが非固性の泥質な堆積岩が入っていることがわかったので,サンプリングを行ってきた。炭質性物質も含まれていることから,現在,Bulk sieving法で処理して,炭質物質の状態を確認しているところである。被子植物の起源の地とされる熱帯地方の白亜紀の地層から,花化石を探すことは,容易なことではなさそうである。

脊椎動物の発掘をしている早稲田大の研究グループから,久慈層群の層序に炭化した植物化石が含まれているという情報がよせられ,共同で地質調査をしたところ,保存性の炭化化石が含まれている可能性が大きいことが認められた。一部,大量サンプリングを始め,29年度には,本格的なサンプリングを行うことにしている。従来から進めてきた福島県の双葉層群(後期白亜紀:8900万年前)やモンゴルのゴビ砂漠の地層(前期白亜紀:約1億年前)からの研究によって,3次元的構造が良好に保存されている被子植物初期進化群の花化石や果実化石を発見し,さらに古植物学研究の新たな業績を積み上げてきた。双葉層群の上北迫植物化石群から発見した花化石を大型シンクロトロンによるマイクロCTのトモグラフィー解析を行い、花の構造から、白亜紀の新属新種のヤマグルマ科植物の花化石であることを明らかにした。この花化石に、Archaestella(太古の花)という新学名をつけて発表した。また、モンゴルのテブシンゴビの地層(前期白亜紀:1億年前)から、アメリカ、中国、モンゴルの研究者らと共同で、シダ類やイチョウ類、球果類の新属新種の化石を発表した。これまでの多くの白亜紀の花化石に関する研究成果をとりまとめ、「花のルーツを探る:植物化石の話」という書籍を出版した。被子植物の「花化石」は,白亜紀に急激に炭化し,火山や褶曲などの高温や高圧の影響も受けていないと言う特殊な堆積条件の特殊な地層に保存されている。この本の中で、これらの研究成果に基づいて、被子植物の初期の花の特徴とその後の花の進化傾向について解説した。この分野の今後の研究の発展のために、役立つことを期待している。また新たに、久慈層群の研究を進展させた。久慈層群の夏井川上流の玉川層と沢山層の地質を調査し,これらの中に多くの炭化物を含む層序があることを確認した。これまでに,サンプリングした堆積岩からミクロな選別フルイによる,炭化小片を取り出し,さらに,実体顕微鏡下で被子植物の保存性の良い小型化石を探索してきた。この中から、新たに、被子植物の花化石などの炭化化石を発見している。今後、これらの炭化化石の内部構造を解明していく予定である。これまでに双葉層群やモンゴルのテブシンゴビの採取してきた炭化化石のSortingにかなりの時間がかかっているが,おおむね,順調に推移している。これらの成果は,随時,アメリカのPeter Craneらとの共同研究としてPNAS誌などに論文発表を重ねている。29年度の発表論文は,国際誌に5編となっている。シカゴの大型シンクロトロン(APS)が,高機能性を上昇させており,高精度でのマイクロCT撮影ができるようになってきたことも要因の一つである。そんな中で,双葉層群から,2種類の小型化石(花化石)の論文をまとめつつある。これらの化石の一つは,花化石の特徴から,ヤマグルマ科の新属であることを明らかにした。もう一つは、ツゲ科の花化石であることを解明し、論文としてまとめて発表した。久慈層群の層序の中から、炭化した植物化石が含まれている可能性のある大量の堆積岩をすでにサンプリグしており、この堆積岩サンプルのクリーニングとソーテングが順調に進んでいる。
大腸菌の光感受性変異株を用いた活性酸素ストレス応答機構の研究

可視光に感受性の大腸菌のミュータント(VisA,=hemH)では、ヘム前駆体のプロトポルフィリンIXが蓄積し、それに光が当ると多量の活性酸素が生成し、細胞に致命傷を与えると推察した〔Nakahigashi et al.Proc.Natl.Acad,Sci,USA,88,10520-10524(1991)〕。本研究はVisAミュータントより光に対して抵抗性を示す復帰株を単離して解析することにより、活性酸素や発生メカニズムや消去系を研究することを目的に行なわれた。VisA遺伝子の大部分に欠失したミュータント(△VisA)からの光抵抗性の復帰株はVisA遺伝子以外の遺伝子の変異したものと考えた。実際それらの多くはhem合成系において,hemH以前のステップの遺伝子に欠損をもつものであり,プロトポルフィリンIXが蓄積しなくなったものであった。また、この種のミュータント(たとえばhemA^-)は,VisA遺伝子を導入してもgrowthの回復がみられない。この点に着目し△VisAの光抵抗株より,VisA^+遺伝子導入によってgrowthが回復するもの,すなわち,プロトポルフィリンIXが充分作られているが光に非感受性であるものをスクリーンした。約500株の独立に分離した復帰株より,8株の目的とする候補を得て解析を進めた。このうちLR437と名命した一株は小原のファージクローンの#132によって相補され,光感受性にもどった。#132の挿入DNA断片を調べ,5,2Kb EcoRI断片上に相補能があることがわかり,現在,塩基配列決定により遺伝子の同定を行なっている。一方トランスポゾンの転移によっても光抵抗性復帰株を得た。トランスポゾンのRmマーカーを指標にして解析を進めているが,現在までに,これらのミュータントは大腸菌染色体地図上の79分,67分,12分附近に存在する遺伝子の変異によるものであることが判明している。本研究課題遂行のために最も重要かつ必須のミュータントの分離に成功した。
時間分解電子エネルギー損失分光法による表面反応過程の研究

高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)を用いた固体表面上の吸着分子の振動スペクトル解析による表面反応現象の研究において、通常のHREELS装置を用いた場合の問題点として、1つのスペクトルを取得するのに数分オーダーの時間がかかるため、時間の経過とともに、表面の状態が変化するような系に対しては適用に限界があることが挙げられる。本研究では、位置敏感検出器を用いた多チャンネル測定により、時間経過に伴って数多くのスペクトルを刻々取得していくシステムを開発した。しかしながら、研究期間内に実際の表面吸着系に応用するまでには至らなかった。上記のHREELSの開発と並行して、赤外線を用いた吸着分子の振動スペクトル解析法である、赤外反射吸収分光法(IRAS)の測定システムを開発した。このシステムでは、従来型のHREELSも装備しており、表面振動分光法としてお互いに相補的な、HREELSとIRASを同一の真空系で測定することができる。本研究では、低温の固体表面に吸着した分子を測定対象として、IRASおよびHREELSの測定を、銀(111)単結晶表面上に凝縮したCO_2、およびCH_4分子に対して行った。既存設備である、従来形式の高分解能電子エネルギー損失分光器の構成要素である電子モノクロメータを、本研究で開発する時間分解電子エネルギー損失分光器の電子モノクロメータとして流用し、これに、既存設備である1次元位置敏感検出器を備えた多チャンネル電子エネルギーアナライザを、低速電子の高分解能エネルギー分析に使用できるように、細部を調整・改良し、時間分解電子エネルギー損失分光器の電子エネルギーアナライザとした。電子モノクロメータにより単色化された電子を電子エネルギーアナライザに入射させ、検出器に到達する電子を計測したところ、検出器からの信号のうち電子エネルギーアナライザの動作条件に依存しないノイズ成分がかなりあることがわかった。これは、電子モノクロメータの陰極から出た電子の一部がアナライザの検出器に直接入射するためであると考えられる。このため、電子モノクロメータの遮蔽を強化し、電子エネルギー損失分光器全体としての性能を再評価することにした。
植物の硝酸還元におけるヘモグロビンの機能解明に関する研究

イネ培養細胞において、非共生型ヘモグロビンをコードする2つの遺伝子、ORYsa GLBlaおよびORYsa GLBlaの発現は、培地への硝酸、亜硝酸および一酸化窒素発生試薬の添加により速やかに誘導された。一方、イネの硝酸還元酵素欠損ミュータント細胞では、硝酸、亜硝酸および一酸化窒素発生試薬の添加によるORYsa GLBlaおよびORYsa GLBlaの発現誘導は、細胞質のタンパク合成阻害剤であるシクロヘキシミドの添加により顕著に抑制された。このことから、硝酸、亜硝酸および一酸化窒素によるORYsa GLBlaの発現誘導には、細胞質における新規のタンパク合成が必須であるものと考えられた。一方、ORYsa GLBlaの発現誘導は、シクロヘキシミドの添加では抑制されなかったことから、硝酸、亜硝酸および一酸化窒素によるORYsa GLBlaの発現誘導には、細胞質における新規のタンパク合成は必要ないものと考えられた。これらのことから、イネの非共生型ヘモグロビンをコードする2つの遺伝子は、硝酸、亜硝酸および一酸化窒素により類似のタイムコースで誘導されるものの、その誘導経路の一部は異なるものと推察された。ORYsa GLBlaの発現は、硝酸還元酵素遺伝子と同様、硝酸を直接のシグナルとして誘導されることから、ORYsa GLBlaは硝酸還元系の関連遺伝子であるものと考えられた。ORYsa GLBla遺伝子の発現抑制細胞では、野生型細胞および過剰発現細胞に比べて硝酸同化効率が低下していた。そのため、ヘモグロビンは生体内において、硝酸の同化効率を維持する役割を果たしているものと考えられた。イネ培養細胞において、非共生型ヘモグロビンをコードする2つの遺伝子、ORYsa GLB1aおよびORYsa GLB1bの発現は、培地への硝酸、亜硝酸および一酸化窒素発生試薬の添加により速やかに誘導された。一方、イネの硝酸還元酵素欠損ミュータント細胞では、硝酸、亜硝酸および一酸化窒素発生試薬の添加によるORYsa GLB1aおよびORYsa GLB1bの発現誘導は、大きく抑制された。野生型細胞における硝酸、亜硝酸および一酸化窒素発生試薬の添加によるORYsa GLB1bの発現誘導は、細胞質のタンパク合成阻害剤であるシクロヘキシミドの添加により抑制された。このことから、硝酸、亜硝酸および一酸化窒素によるORYsa GLB1bの発現誘導には、細胞質における新規のタンパク合成が必須であるものと考えられた。一方、ORYsa GLB1aの発現誘導は、シクロヘキシミドの添加では抑制されなかったことから、硝酸、亜硝酸および一酸化窒素によるORYsa GLB1aの発現誘導には、細胞質における新規のタンパク合成は必要ないものと考えられた。イネにORYsa GLB1a遺伝子をセンスおよびアンチセンス方向に導入した組換え細胞を作成し、ヘモグロビンタンパク含量が増加または低下した系統を、特異的抗体を用いたウエスタンブロット法で選抜した。これらの組換え体の生育を、硝酸またはアミノ酸を窒素源とした培地で比較したところ、アンチセンス組換え細胞では硝酸培地における生育がアミノ酸培地と比較して劣っていた。一方、センス組換え体では、硝酸培地における生育がアミノ酸培地における生育に比べて若干高い傾向にあった。硝酸を窒素源として水耕栽培したイネの上位展開葉を切り取り、チャンバー中において大気気流中での一酸化窒素発生量を、化学発光法により測定した。野生型イネ(日本晴)の葉からの一酸化窒素発生は、暗条件では非常に低いレベルであったが、葉を明条件に置くことにより発生の増加が認められた。また、明条件での葉からの一酸化窒素発生は、再度暗条件にすることにより速やかに低下した。また、明条件から暗条件への移行の過程で、一時的に大きな一酸化窒素発生の増加が認められた。この明条件における一酸化窒素の発生は、アンモニアを窒素源として生育させたイネの葉ではほとんど認められなかった。

これらのことから、明条件におけるイネの葉からの一酸化窒素発生は、吸収した硝酸に由来するものと考えられた。一方、ヘモグロビン遺伝子(ORYsa GLB1a)を過剰発現させた形質転換イネの葉からの一酸化窒素発生量は、明条件においても暗条件と同等の低いレベルであった。硝酸を窒素源として栽培した野生型イネの葉からの一酸化窒素発生量は、チャンバー内を窒素気流に置換することにより大きく増加し、明条件・大気気流中における発生量の50100倍程度に達した。この嫌気的条件における大きな一酸化窒素の発生は、アンモニアを窒素源として生育させたイネの葉では認められなかった。そのため、嫌気的条件で発生する一酸化窒素も、好気的条件と同様に吸収した硝酸に由来するものと推定された。嫌気的条件においては、ヘモグロビンを過剰発現させた形質転換イネの葉においても、野生型イネと同等の一酸化窒素発生が認められた。これらのことから、ヘモグロビンは好気的な条件において一酸化窒素の消去作用を示すが、その作用は嫌気的な条件では機能しないものと推定された。これまでに、イネ培養細胞において2つのヘモグロビン遺伝子が硝酸により速やかに誘導され、そのパターンは硝酸還元酵素遺伝子の誘導パターンと類似していることを明らかにした。また、硝酸還元酵素欠損ミュータントでは、ヘモグロビン遺伝子の発現も抑制されていることから、硝酸還元酵素遺伝子とヘモグロビン遺伝子は同様の機構により誘導されているものと推定した。本年度は、ヘモグロビン遺伝子の発現調節機構をさらに検討するとともに、硝酸還元酵素活性におよぼすヘモグロビンの影響について調査を行った。イネ培養細胞では、硝酸還元酵素遺伝子の発現は硝酸の代謝産物であるグルタミンやアスパラギンにより顕著に抑制された。一方、ヘモグロビン遺伝子の発現はこれらのアミドでは抑制されなかった。このことから、ヘモグロビンと硝酸還元酵素は、硝酸による誘導機構は類似しているものの、硝酸同化時における遺伝子発現の調節機構は異なるものと推定された。イネ野生型細胞とヘモグロビンの発現が増加した変異体では、硝酸同化時における硝酸還元酵素遺伝子の発現量は、ほぼ同等であった。一方、細胞抽出液中の硝酸還元酵素活性は、野生型細胞にくらべて変異株で大きく低下していた。変異株の細胞抽出液に含まれるタンパク質を分画し、硝酸還元酵素タンパクとヘモグロビンタンパクを分離したところ、粗抽出液に比べて硝酸還元酵素活性が大きく増加した。このことから、ヘモグロビンは硝酸還元酵素タンパクと相互作用し、酵素活性を調節している可能性が考えられた。
日本最大検体数による難病疾患肺高血圧症原因遺伝子BMPR2未解明変異への挑戦

肺動脈性肺高血圧症(PAH)は難治性疾患であり、特発性PAHや遺伝性PAHでBMPR2,ACVRL1,ENG,SMAD8,CAV1遺伝子などが発症に関与している。特にBMPR2遺伝子の点突然変異やエキソン欠失および重複などの異常がPAH症例の約三分の一に検出される。しかしPAH症例にはBMPR2遺伝子変異を認めないにもかかわらず末梢血中のBMPR2 mRNA量が減少しているものがしばしば観察される。すなわちBMPR2遺伝子に未解明の変異が残されている可能性がある。他の多くの遺伝性疾患に見られるようにイントロン内の点突然変異/欠失/重複/転座に起因するスプライシング変異、またはエピジェネティクスな変化によるスプライシングバリアントの増加によりナンセンス変異依存mRNA分解機構(NMD)が発動していると推測する。本研究ではPAHでのスプライシング変異NMD仮説を次世代シークエンサーが苦手とする欠失/重複/転座を検出する解析法等を確立し未解明変異制御機構への挑戦を行う。当該年度では末梢血と剖検組織で低発現しているスプライシングバリアントが示唆された。低発現しているスプライシングバリアントはこれまでの一般的なBMPR2のエキソンとは異なる構成が考えられ全エクソーム解析から潜在するエキソンを推定し、低発現スプライシングバリアント産物を塩基配列解読によって同定した。本研究によりPAH発症に関わる潜在するBMPR2の遺伝的変異の可能性が示唆された。肺動脈性肺高血圧症(PAH)は難治性疾患であり、原因不明の特発性PAHや遺伝性PAHでBMPR2、ACVRL1、ENG遺伝子などが発症に関与している。PAH症例の約三分の一にBMPR2遺伝子の点突然変異やエキソン欠失および重複が検出されるが、BMPR2遺伝子変異が陰性にもかかわらず末梢血中BMPR2 mRNA量の減少がしばしば観察される。すなわちPAH症例においてBMPR2遺伝子に未解明の変異が残されている可能性がある。本研究ではPAHでのスプライシング変異NMD仮説を次世代シークエンサーが苦手とする欠失/重複/転座を検出する解析法等を確立し、未解明変異制御機構への挑戦を行う。平成28年度では1BMPR2遺伝子変異陰性かつmRNA発現量の減少症例の頻度を検討するためにBMPR2遺伝子変異陽性14症例とBMPR2遺伝子変異陰性32症例について末梢血中BMPR2 mRNA量をリアルタイムPCRにて比較定量した。BMPR2遺伝子変異陰性32症例中少なくとも3症例でBMPR2遺伝子変異陽性症例と同等のBMPR2 mRNA発現量の減少を認めた。2BMPR2遺伝子イントロン内欠失/重複/転座を検出するためのLongPCRアンプリコン制限酵素地図解析法を確立した。3スプライシングバリアント検出法の確立に取り組んだ。BMPR2遺伝子変異が陰性にもかかわらず末梢血中BMPR2 mRNA量の減少についてはBMPR2遺伝子変異陽性症例と比較検討することで客観的な評価が可能となった。またBMPR2遺伝子イントロン(約18万塩基)内に潜在する欠失/重複検出法に時間を要したが検出法を確立したこと、スプライシングバリアント検出法の確立に向けた取り組みを開始したため順調に進展している。当該年度では、BMPR2 mRNAスプライシングバリアント検出法を確立した。確立したスプライシングバリアント検出法を用いてBMPR2遺伝子変異陽性症例の末梢血と剖検組織、PAH非疾病者の末梢血検体を用いて、組織特異的および末梢血中に一般的に発現しているスプライシングバリアントの有無を検証した。スプライシングバリアントが生じているものは可能な限り塩基配列解読によって同定した。前年度ならびに当該年度で解析系の確立を概ね終えたため未解明変異制御機構の検証準備が整った。次年度はPAH発症に関わる潜在するBMPR2の遺伝的変異とエピジェネティクスの詳細を検証し発症メカニズム解明と早期診断への応用を図る。昨年度に続き、解析系の確立がおおむね順調に進展したため。

肺動脈性肺高血圧症(PAH)は難治性疾患であり、特発性PAHや遺伝性PAHでBMPR2,ACVRL1,ENG,SMAD8,CAV1遺伝子などが発症に関与している。特にBMPR2遺伝子の点突然変異やエキソン欠失および重複などの異常がPAH症例の約三分の一に検出される。しかしPAH症例にはBMPR2遺伝子変異を認めないにもかかわらず末梢血中のBMPR2 mRNA量が減少しているものがしばしば観察される。すなわちBMPR2遺伝子に未解明の変異が残されている可能性がある。他の多くの遺伝性疾患に見られるようにイントロン内の点突然変異/欠失/重複/転座に起因するスプライシング変異、またはエピジェネティクスな変化によるスプライシングバリアントの増加によりナンセンス変異依存mRNA分解機構(NMD)が発動していると推測する。本研究ではPAHでのスプライシング変異NMD仮説を次世代シークエンサーが苦手とする欠失/重複/転座を検出する解析法等を確立し未解明変異制御機構への挑戦を行う。当該年度では末梢血と剖検組織で低発現しているスプライシングバリアントが示唆された。低発現しているスプライシングバリアントはこれまでの一般的なBMPR2のエキソンとは異なる構成が考えられ全エクソーム解析から潜在するエキソンを推定し、低発現スプライシングバリアント産物を塩基配列解読によって同定した。本研究によりPAH発症に関わる潜在するBMPR2の遺伝的変異の可能性が示唆された。1BMPR2遺伝子変異陰性かつmRNA発現量の減少症例の頻度を明らかにするために解析症例数を蓄積する。2BMPR2遺伝子変異陰性かつmRNA発現量の減少症例についてイントロン内に潜在する欠失/重複を確立した検出法でイントロン内変異の有無を検証する。3スプライシングバリアントの検出法の確立し、スプライシングバリアントの有無を検証する。4スプライシング変異およびエキソン欠失変異症例検体をマイトゲン処理により幼若化したリンパ球をNMD阻害薬で処理しBMPR2 mRNAの発現動態解析を行いNMD検出の可能性を検討する。前年度ならびに当該年度に確立した検出法を用いてPAH症例にてイントロン内変異、スプライシングバリアントの有無の検証する。またスプライシング変異およびエキソン欠失変異症例検体をマイトゲン処理による幼若化リンパ球をNMD阻害薬で処理しBMPR2 mRNAの発現動態解析を行いNMD検出の可能性を検討する。当該年度にてスプライシングバリアントの検出法を確立する予定であったが確立には至らなかったため次年度使用額が生じた。(理由)当該年度にて確立したスプライシングバリアント検出法が当初予定していた反応原理と異なるものとなり、検証を含め必要最低限の使用額に抑えたため。(使用計画)未解析症例を解析するために必要な実験消耗品に使用する。スプライシングバリアントの検出法確立に必要となる実験消耗品に使用する。
日本における科学と社会の今日的課題の解決に寄与する関連領域を含む新たな科学史研究

本研究における最終年度である2018年度は、日本科学史学会第65回年会・総会(2018年5月、東京)において「日本における黎明期の科学史研究と戦後の復興」と題したシンポジウムを開き、そこで成果報告を行った。研究代表者、分担者の発表は、分担者、岡田大士「科学史学会成立以前の日本で想定された科学史研究の担い手」、分担者、河村豊「戦時下日本の科学史研究ーその量的・質的分析ー」、代表者、溝口元「坂西志保の戦前・占領期における日本の科学史研究への貢献」である。これらの内、河村、溝口の発表は、雑誌論文として、河村豊『イル・サジアトーレ』45号、1-19頁、2018年、溝口元、同誌同号、20-26頁、2018年に掲載した。また、長年、東京工業大学における科学史の自主ゼミに深い関与があった井原聰氏に面接調査を行い、その結果を分担者の和田正法・岡田大士が「1970年代の科学史と自主ゼミー火ゼミの誕生を井原聰氏に聞く」『イル・サジアトーレ』、45号、27-38頁、2018年として発表した。科学史研究の新たな方向として、近年、従来より関係が薄くなったと感じられる科学教育との関係強化、連携が強く求められる。これに関して、分担者、佐野正博が「高等教育機関において科学史・技術史を教育・学習することの意義」を『科学史研究』、57巻285号、40ー46頁、2018年に載せた。また、溝口元も「日本の大学理系学部における生物学教育と生物学史」と題した論文をまとめ『生物科学』、第69巻第3号、130-139頁、2018年に発表した。さらに、科学史関連の学協会とのシンポジウムなどの他、科学史のさらなる社会的普及、サイエンスカフェ等の機会としても博物館等における企画展への関与が考えられる。それについて、溝口元「日本科学史学会と他学会、博物館との連携」『科学史通信』、436号、18-19頁、2019年を寄せた。・日本の科学史技術史系学協会、関連団体等との間の連携・協力体制の実態を調査するため、2016年5月28日、日本科学史学会第63回年会(会場:工学院大学)において開催された日本科学史学会と日本技術教育史学会との連携シンポジウム「日本における技術史研究の現状と展望」および科学基礎論学会との連携シンポジウム「グローバル時代の科学史;科学基礎論と外国語での発信」。2016年6月18日、科学基礎論学会大会(会場:埼玉大学)における科学基礎論学会と日本科学史学会との連携ワークショップ「生物学における総合を問い直す」。2016年8月26日、日本科学史学会生物学史分科会と一般財団法人奈良の鹿愛護会との「奈良のシカ×生物学史ワークショップ」ならびに日本科学史学会生物学史分科会と明治大学平和教育登戸研究所資料館共済シンポジウム「生物学と軍事研究ー歴史的考察」等に出席し情報収集、意見交換を行った。こうした連携・合同シンポジウム今後ますます活発に催される状況にあり、それと科学史技術史研究とが関係すると思われた。・日本科学史学会の前身の一つと考えられる1930年代に構想された「日本理学史会」の設立事情を窺わせる資料調査・収集を2017年1月25日、京都大学理学部宇宙物理学教室山本天文台資料室において実施した。そして、入手できた資料の整理を行い、2017年2月4日、国立東京工業高等専門学校において画像化した資料を基に日本における科学史研究、学会組織の形成に関する研究会を開催し、意見交換および今後の研究の方向性についての議論を行った。・永年、科学史研究に取り組んで来られた方の科学史への考え方を映像に残すテーマでは、日本科学史学会生物学史分科会シンポジウムの際、報告者を同意を得て映像に記録させて頂いた。・研究計画における科学史技術史系学会の活動分析においては、分析対象として利用可能な資料の収集をほぼ終え、調査の方向性に関する議論を行った。日本科学史学会設立50周年の際に作成された年史の記載事項を踏襲しつつ、そこではほとんど触れられていなった日本における科学史学会設立以前の科学史技術史研究の状況や50周年以降の動向を盛り込んでいくこととした。・聞き取り調査および情報収集では、永年、科学史技術史研究に従事され来た研究者に対する情報収集、記録保存として、日本科学史学会生物学史分科会シンポジウムにおける報告者の同意を得て映像に収めた。また、日本科学史学会会長(2015ー2016年度)を務めた板倉聖宣氏の科学史関係の映像記録の発掘、整理に親族の同意を得て着手した。学会会長経験者、名誉会員等への聞き取り調査も日本科学史学会の年会を機に企画した。・日本科学史学会を中心に科学史系学協会間の連携シンポジウム等に可能な限り出席し、情報収集や意見交換を行った。2017年度も例えば、日本科学史学会と科学基礎論学会との連携シンポジュウムなどいくつか企画されており、それへも参加の予定である。・こうしたことから研究課題の進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。

・平成29年度に得られた成果報告として、2017(平成29)年7月、ブラジル・リオデジャネイロで開催された国際科学史会議において、日本における科学史系領域の研究の歩みを振り返りつつ、今後の展望として関連諸団体が連携してコンソーシアム様の組織を構築し研究を進めていく必要性を報告した。・研究を進めていく内に、これまでの我が国における科学史研究で手薄と感じられたのが、1941年の日本科学史学会設立以前の1930年代の科学史研究の状況であった。そのため、実地調査を行った京都大学所蔵の「日本理学史会」に関する史資料をこれまでの言及を整理しながら、この会の発足を目指して発起人が呼び掛けた研究者の属性分析、生物学者等で科学史に関心を抱いていた者の研究内容の特徴付けなどを行い、平成29年6月に開催された日本科学史学会第64回年会において報告した。他にも、当時の天文学者や岩波書店の雑誌「科学」の執筆陣にも科学史関係の記事の執筆者が見られたため、これらに興味を抱いている研究者を交え、平成30年度の日本科学史学会においてシンポジウムを企画することにした。日本における科学史的研究を行った方々の属性調査の一環として利用できる結果を得た。・さらに、太平洋戦争中、物資が乏しく出版事情も悪い中で刊行された科学史系図書・雑誌の分析や戦後の占領政策期における科学史研究の復活に際して、尽力をした戦前から外国の科学史家と交流があった人物の貢献について検討した結果も含め、平成30年5月27日に開催される日本科学史学会第65回年会シンポジウムで報告する。・学会間の連携として、日本科学史学会と化学史学会が平成29年10月に都内内で共同開催したセミナーに参加し、若手研究者とくに科学史系博士論文作成に取り組んでいる者へのアドバイスや支援・協力体制を検討した。・研究計画における日本における科学史系学会の活動分析においては、従来および現状把握を順調に進めている。成果報告に関しては、平成29年6月に開催された日本科学史学会第64回大会において、研究代表、分担者等により「動物学・植物学関係の日本理学史会設立賛同者」、「科学史学会成立以前の日本における科学史の受容」、「初期の雑誌『科学』(岩波書店)と「科学史研究会」等の報告をおこなった。また、学会連携に関しても分担者によるシンポジウム「高等教育における科学技術史と科学基礎論科学史・技術史関連科目の開講状況に関する調査」を踏まえて」中の「高等教育機関において科学史・技術史を教育・学習することの意義」と題した話題提供を行った。・また、長年、科学史研究に従事された研究者へのオーラルヒストリーの手法等を用いた調査では、3名に対して行うことが出来、その内容を整理し一部を専門誌に投稿した。また、調査の様子の一部を映像で記録することも実施した。許諾が得られた部分についての一般公開を考えている。・学会間の連携については、日本科学史学会の特別委員会「75周年実施委員会」が精力的に取り組み、本研究課題の研究者も全員がこの学会の会員であるため、学会委員会主導の催しに参加し、情報収集を行った。・これらのことから「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究における最終年度である2018年度は、日本科学史学会第65回年会・総会(2018年5月、東京)において「日本における黎明期の科学史研究と戦後の復興」と題したシンポジウムを開き、そこで成果報告を行った。研究代表者、分担者の発表は、分担者、岡田大士「科学史学会成立以前の日本で想定された科学史研究の担い手」、分担者、河村豊「戦時下日本の科学史研究ーその量的・質的分析ー」、代表者、溝口元「坂西志保の戦前・占領期における日本の科学史研究への貢献」である。これらの内、河村、溝口の発表は、雑誌論文として、河村豊『イル・サジアトーレ』45号、1-19頁、2018年、溝口元、同誌同号、20-26頁、2018年に掲載した。
ペニシリン全般てんかんモデルにおける脳梁離断の効果ー継時2重標識デオキシグルコ-ス法による検討ー

難治てんかんに対する外科治療として脳梁離断術が再評価されつつあるが,その理論的根拠は明らかではなくその適応症例の選択基準も確立していない。てんかん発作神経活動の他半球への伝搬阻止を期待して始められたものであるが,いわゆる全般発作に有効でしかも,発作波が術後完全に消失する症例がみられることは,単に「発作波の反対側への波及阻止」のみでは説明困難で,てんかん発作が「脳梁を介する両側脳構造の相互作用」で発現する可能性,「てんかん発作発現閾値の脳梁の介する制御」を考慮する必要があると考えられる。本研究は,このようなてんかん病態における脳梁機能を実験的に明らかにすることを目的に行った。最初に,全般てんかんの動物モデルと考えられているペニシリン全身大量投与モデルを用い,脳梁離断の前後でグルコ-ス代謝率の測定を試みた。しかし,このモデルは,わずかな脳内移行率を利用して,広範な脳部位に同時に少量のペニシリンを作用させようとするものであり,脳梁離断のような手術操作によってその状態(ペニシリンの脳内濃度)が大きく変化することが避けられず,本実験には不適であることが判明した,そこで,脳内移行率が比較的問題とならないペンチレンテトラゾ-ル(PTZ)投与モデルを用い,実験を行った。各個体で発作誘発閾値(3050mg/kg)のPTZを投与後,14Cー2DGを投与しグルコ-ス代謝をラベルするとともにEEGーVIDEOモニタリングを実施した。ついで,Halothane麻酔下に脳梁離断を行いその2時間後に,再び同量のPTZを投与し,3Hー2DGでグルコ-ス代謝を測定するとともに,脳波と発作を観察した。脳梁離断後,完全に発作が消失(4/5)あるいは,持続性発作が消失(1/5)するとともに,左右脳波の波形類似性が大きく低下していた。グルコ-ス代謝率は,両側大脳皮質,基底核,視床で明らかな低下が認められた。
肝虚血再潅流障害における分枝鎖アミノ酸の新規分子機構の探索

肝虚血/再潅流モデル(I/Rモデル)を用いたTLR4の機能解析を行なった。TLR4阻害剤を肝虚血再潅流モデル(I/Rモデル)へ投与し、その1時間後に全肝虚血(20分)/再潅流を行い、6時間後の肝機能、腹腔内所見について検討した。TLR4阻害剤の非投与と比較して肝障害の改善は認めなかったが、腸管浮腫についてはTLR4阻害剤の投与により改善傾向を認めた。肝虚血再潅流モデル(I/Rモデル)へのCCL4の2週間連続投与後のTLR4阻害剤の投与による肝機能について検討した。TLR4阻害剤の非投与と比較してTLR4阻害剤の投与による肝障害の軽減効果はなかった。閉塞性黄疸の動物モデルであるラット胆管結紮モデルを作成した。胆管結紮1日モデルと胆管結紮7日モデルでは、胆管結紮1日モデルのほうが肝障害は重篤であった。この胆管結紮1日モデルと胆管結紮7日モデルに全肝虚血(20分)/再潅流を行い、6時間後の肝機能について検討した。その結果、胆管結紮のみでは肝障害が軽度であった胆管結紮7日モデルのほうが肝虚血再潅流により肝障害が重篤化していた。胆管結紮7日後/肝虚血再潅流モデルにTLR4阻害剤の投与を行ない、その肝機能について検討した。TLR4阻害剤の投与により肝機能の軽減を認めた。次に胆管結紮7日後/肝虚血再潅流モデルより切除した肝組織の病理学的検討を行なった。HE染色にて肝組織内に壊死と膿瘍を認め、胆管結紮モデルで認められた壊死、膿瘍よりも広範囲に及んでいた。免疫染色にてTLR4の発現は減弱していた。胆管結紮7日後/肝虚血再潅流モデルより切除した肝組織でのPCRでの検討ではIL6およびIL1bの発現が亢進していた。外科学肝虚血再潅流モデル(I/Rモデル)を用いたBCAAの新規分子機構として炎症関連因子、血管収縮因子の関与を明らかにした。しかし肝虚血再潅流モデル(I/Rモデル)の肝臓を用いた網羅的遺伝子解析によるBCAA関連遺伝子の探索が不十分である。またシグナル伝達の検討が行なえていないことよりやや遅れている。肝虚血再潅流モデル(I/Rモデル)の肝臓を用いた網羅的遺伝子解析によるBCAA関連遺伝子の探索を行なう。またシグナル伝達の検討も行なう。正常肝細胞株を用いたBCAAの新規分子機構の基礎的研究:BCAAは、骨格筋においても代謝されるため、投与したBCAAの生体内での機能解析には限界がある。BCAA代謝のBCAA代謝の第一段階酵素であるBCAT(branched-chain aminotransferase)、第二段階酵素であるBCKDH(branched-chain α-ketoacid dehydrogenase)発現を標的にしたsiRNAを作成し、正常肝細胞株に導入しその発現抑制効果をウェスタンブロッティング法、リアルタイムPCR法にて検討する。BCAT発現をsiRNAにて抑制した正常肝細胞株にBCAAを投与し、DNAアレイ法による網羅的遺伝子解析をおこない、BCAA関連遺伝子の探索をする。生理学的アプローチによるラット肝でのBCAAの新規分子機構の基礎的研究:BCAAは生体内では筋肉などの他臓器においても代謝を受けており、他臓器での影響を除外するため、分離肝潅流法を用いて肝臓のみを分離し、潅流液中にBCAA投与を行い、BCAA投与・非投与での肝臓におけるBCAA関連遺伝子の動態について検討する。また生体内でのBCAAの効果について蛍光(rhodamine 6G 0.144 mg/kg iv)標識した白血球などを用いて、肝臓類洞壁への白血球の接着、微小循環障害について生体顕微鏡による検討を行う。
小腸虚血再灌潅流障害に対するIschemic Preconditioning効果

[目的]虚血再灌流障害に対するischemic preconditioning(IP)の臓器保護効果はこれまで多くの臓器において報告されているが、小腸のIP効果については未だ報告例が少なく十分な検討が行われていない。今回、犬を用い小腸虚血再灌流障害に対するIP効果及びその機序について実験的に検討した。[方法]体重8-13kgの雑種成犬を用いた。小腸を遊離後に上腸間膜動静脈を遮断し120分間虚血したcontrol群(n=5)、15分間虚血再灌流のIP後に120分間虚血したIP群(n=5)を作成し、さらにcontrol群と同モデルにATP感受性Kチャンネル開口薬(Nicorandil)を投与した群をNic群(n=5)、IP前にATP感受性Kチャンネル遮断薬(Glibenclamide)を投与した群をGli群(n=5)とし、再灌流後の門脈血中CPK、Lactate、TNF-αの動態と、腸管粘膜pH(pHi)、小腸の組織学的障害の程度を比較検討した。[結果]再灌流1時間後のTNF-α値は群間で有意差を認めなかったが、IP群はcontrol群に比べ再灌流後の門脈血中CPK、Lactateは低値を示し、pHiは維持された。Parkらの分類に基づく組織学的障害度の評価では、IP群はcontrol群に比べより軽度であった。Nic群はcontrol群に比べ再灌流後のpHi値は有意に良好な値を示し、IP群はGli群に比べpHi、門脈血中CPKで有意に良好な値を示した。[結語]Ischemic preconditioningは小腸虚血再灌流障害の軽減に有効で、その機序としてATP感受性Kチャンネルの関与が示唆された。【目的】虚血再灌流障害に対するIschemic Preconditioning(IP)の臓器保護効果はこれまで多くの臓器において報告されており,ATP感受性Kチャンネルや,NO, Heat-Shock protein,サイトカイン等の関与が指摘されている.しかし,小腸のIP効果については未だ報告例が少なく十分な検討が行われていない.今回,犬を用い小腸虚血再灌流障害に対するIP効果およびその機序について実験的に検討した.【方法】体重8-13kgの雑種成犬を用いた.小腸を遊離後にSMA, SMVを遮断し120分間虚血したcontrol群(n=5),15分間のIP後に120分間虚血したIP群(n=5)を作成し,さらにcontrol群と同モデルにATP感受性Kチャンネル開口薬(Nicorandil)を投与したものをNic群(n=5),IP前にATP感受性Kチャンネル遮断薬(Glibenclamide)を投与したものをGli群(n=5)とし、再灌流後の門脈血中CPK, Lactate, TNF-αの動態と,腸間粘膜ph(pHi),CPKは再灌流120分後,Lactateは再灌流5分後,240分後に有意に良好な値を示し,また,pHiも虚血120分後,再灌流60分,120分,240分後で有意に良好な値を示した.Parkらの分類にもとずく小腸の組織学的障害の評価では再灌流120分後のIP群はGrade4が3例,Grade5が2例であったのに対し,control群はGrade5が2例,Grade6が3例で,IP群はcontrol群より組織学的障害も軽度であった.またNic群は.control群に比べpHiで再灌流60分,240分後に有意に良好な値を示し,IP群はGli群に良好な値を示した【まとめ】IPは小腸虚血再灌流障害の軽減に有効で、その機序としてATP感受性Kチャンネルの関与が示唆された.

【方法】体重8-13kgの成犬を用いた。全身麻酔下に輸液及び血圧測定のため内頚動静脈を確保後、腹部正中切開で開腹。門脈血採取のため門脈分枝にcatheterを留置後、遮断するSMA、SMVを露出。小腸を遊離し口側は空腸起始部で、肛門側は回腸末端で切離。SMA、SMVを遮断し120分間虚血のcontrol群(n=5)、15分間のIP後に120分間虚血したIP群(n=5)、を作成し、さらにcontrol群と同モデルにNicorandil(ATP感受性Kチャンネル開口薬)を投与したものをNic群(n=5)、IP前にGlibenclamide(ATP感受性Kチャンネル遮断薬)を投与したものをGli群(n=5)とし、再灌流後の門脈血中CPK、Lactate、TNF-a、の動態と腸管粘膜pH(pHi)、小腸の組織学的障害を比較検討した。【結果】再潅流1時間後のTNF-a値に群間で有意差を認めなかったが、IP群はcontrol群に比べ再灌流後の門脈血中CPK、lactateは低値を示し、pHiは維持された。Nic群はcontrol群に比べ再灌流後のpHiは有意に良好な値を示し、IP群はGli群に比べpHi、門脈血中CPKで有意に良好な値を示した。【結語】IPは小腸虚血再灌流障害の軽減に有効で、その機序としてATP感受性Kチャンネルの関与が示唆された。