hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知症の先制医療に資するアミロイド識別型分子イメージングプローブの開発

アルツハイマー病(AD)脳内においてβアミロイドタンパク質(Aβ)および過剰リン酸化タウタンパク質(Tau)が蓄積し、レビー小体型認知症(DLB)脳内においてαシヌクレインタンパク質(α-syn)が蓄積することが報告されている。また、2型糖尿病(T2DM)においても膵臓内にアミリンを主成分とする膵島アミロイドの蓄積が生じることが知られている。これらの生体イメージングはAD、DLBおよびT2DMの早期診断に貢献しうると考えられることから、それぞれのタンパク質に特異的に結合するイメージングプローブの開発を実施している。現在までに、ピリジルベンゾフラン誘導体であるTPBF-1がアミリンイメージングプローブとしての基礎的性質を有することを確認している。しかし、TPBF-1は生体へ投与後早期に肝臓に移行すること、および、これに伴い標的臓器である膵臓への移行量は低値を示すことが明らかとなったため、体内動態の改善が必要であった。以上を踏まえ、今年度は、体内動態の改善を目的として新規骨格を有するFPMP誘導体を新たに設計・合成し、アミリンイメージングプローブとしての評価を実施した。FPMP誘導体の中でも、FPMP-5はT2DM患者膵臓組織切片中の膵島アミロイドへの結合性を示し、さらに、正常マウスを用いた体内動態評価において、TPBF-1と比較して膵移行性の向上および肝臓への集積量の低減に成功した。また、FPMP-5はヒトアミリン発現遺伝子改変マウスを用いたex vivoオートラジオグラフィーにおいて、生体内に投与した場合も膵島アミロイドに集積することを認めた。以上の結果から、アミリンイメージングプローブとして有望な性質を示すFPMP-5を見出すことに成功した。28年度が最終年度であるため、記入しない。アルツハイマー病(AD)脳内においてβアミロイドタンパク質(Aβ)および過剰リン酸化タウタンパク質(Tau)が、レビー小体型認知症(DLB)脳内においてαシヌクレインタンパク質(α-syn)が沈着することが報告されている。これらのイメージングはADおよびDLBの早期診断に貢献しうると考えられることから、それぞれのタンパク質に特異的なプローブの開発を計画した。これまでにAβイメージングプローブとして開発に成功したキノキサリン誘導体(QNX)、および類似した骨格を有する、ナフタレン誘導体(NP)、キノリン誘導体(QN)はアミロイドに共通のβシート構造を認識すると考えられる。そこで、QNX、NP、QNを合成し、それぞれのタンパク質の分子認識様式の差を検討した。本年度は、まずTauに関して検討を行った。QNX、NP、QNをそれぞれ合成し、Tauへの結合性が報告されているI-125標識PDB-3を競合リガンドとした結合阻害実験を行い、Tauへの親和性を評価した。その結果、化合物の骨格による親和性の差が認められ、中でもQNが最も高い親和性を示した。このことからQNがTau選択的プローブとして有用な母核となりうることが示された。一方、2型糖尿病(T2DM)膵臓内においてもアミリンを主成分とした膵島アミロイドの沈着が生じることが知られており、アミリンのイメージングがT2DMの早期診断に貢献すると期待できる。そこで現在の研究がアミリンイメージングにも応用可能か検討した。Aβイメージングプローブとして報告されているI-125標識IPBFがT2DM患者膵臓切片中の膵島アミロイドへの結合性を示したこと、および、I-125標識IPBFを競合リガンドとした結合阻害実験においてQNXがアミリンへの高い親和性を示したことから、現在の研究がアミリンイメージングプローブの開発にも応用可能であると考えられた。アルツハイマー病(AD)脳内においてβアミロイドタンパク質(Aβ)および過剰リン酸化タウタンパク質(Tau)が蓄積し、レビー小体型認知症(DLB)脳内においてαシヌクレインタンパク質(α-syn)が蓄積することが報告されており、これらのイメージングはADおよびDLBの早期診断に貢献しうると考えられることから、それぞれのタンパク質に特異的に結合するイメージングプローブの開発を実施している。さらに、2型糖尿病(T2DM)においてもアミリンを主成分とする膵島アミロイドの蓄積が生じることが知られており、アミリンの生体イメージングはT2DMの早期診断に貢献すると期待できる。現在までにAβを標的にしたピリジルベンゾフラン(PBF)誘導体であるI-125標識IPBFがアミリンへの高い結合親和性を示し、T2DM患者膵臓組織切片中の膵島アミロイドへの結合性を示すことを報告しており、現在の研究がアミリンイメージングプローブの開発にも応用可能であることを確認した。今年度は、より臨床汎用性の高いプローブの開発を目指し、核医学診断において最も利用されているTc-99mを標識核種として選択し、2種類のTc-99m標識PBFを合成・評価した。このうちTc-99m標識PBF-1はアミリンへの比較的高い結合親和性を示し、T2DM患者膵臓組織切片中の膵島アミロイドへの結合性も認められた。さらに、アミリンをマウス膵臓内に移植することで作製した膵島アミロイドモデルマウスを用いたex vivoオートラジオグラフィーにおいて、生体内に投与した場合も膵島アミロイドに集積することを確認した。

しかし、正常マウスを用いた体内動態評価において、膵臓への移行量が低値を示したこと、および膵臓の近傍に位置する肝臓への高い集積が認められたことから、体内動態の改善が必要であると考えられたため、今後更なる構造最適化を行う予定である。前年度の研究から、Aβ・Tau・α-synを標的にしたイメージングプローブの開発がアミリンイメージングプローブの開発にも展開可能であることが判明したことを受け、今年度は臨床汎用性の高いアミリンイメージングプローブの開発を目指し、研究を展開した。標識核種をTc-99mとして新たに創成した化合物はアミリンへの良好な結合性を示した。今後体内動態の改善が必要であると考えられるものの、アミリンイメージングプローブとしての基礎的性質を有する化合物の開発に成功した。また、生体内での膵島アミロイドへの結合性の評価を目的として、マウス膵臓内にアミリンを移植することで膵島アミロイドモデルマウスを作製したが、これは今までにない全く新しい試みである。このモデルマウスを用いることで、プローブの生体内における性能の評価も可能になったため、アミリンイメージングプローブ開発研究における一連の評価系の構築に成功した。以上の点から、本研究はおおむね順調に進展していると考える。アルツハイマー病(AD)脳内においてβアミロイドタンパク質(Aβ)および過剰リン酸化タウタンパク質(Tau)が蓄積し、レビー小体型認知症(DLB)脳内においてαシヌクレインタンパク質(α-syn)が蓄積することが報告されている。また、2型糖尿病(T2DM)においても膵臓内にアミリンを主成分とする膵島アミロイドの蓄積が生じることが知られている。これらの生体イメージングはAD、DLBおよびT2DMの早期診断に貢献しうると考えられることから、それぞれのタンパク質に特異的に結合するイメージングプローブの開発を実施している。現在までに、ピリジルベンゾフラン誘導体であるTPBF-1がアミリンイメージングプローブとしての基礎的性質を有することを確認している。しかし、TPBF-1は生体へ投与後早期に肝臓に移行すること、および、これに伴い標的臓器である膵臓への移行量は低値を示すことが明らかとなったため、体内動態の改善が必要であった。以上を踏まえ、今年度は、体内動態の改善を目的として新規骨格を有するFPMP誘導体を新たに設計・合成し、アミリンイメージングプローブとしての評価を実施した。FPMP誘導体の中でも、FPMP-5はT2DM患者膵臓組織切片中の膵島アミロイドへの結合性を示し、さらに、正常マウスを用いた体内動態評価において、TPBF-1と比較して膵移行性の向上および肝臓への集積量の低減に成功した。また、FPMP-5はヒトアミリン発現遺伝子改変マウスを用いたex vivoオートラジオグラフィーにおいて、生体内に投与した場合も膵島アミロイドに集積することを認めた。以上の結果から、アミリンイメージングプローブとして有望な性質を示すFPMP-5を見出すことに成功した。
プロスタノイド合成酵素による反応機構に関する理論的研究

本研究では、生化学的、薬学的に重要なプロスタグランジンH_2からの異性化によるプロスタノイド類の生合成反応機構をモデ化し、量子化学計算によって検討した。プロスタグランジンD_2/E_2の生成では、求核的に起きる2通りの反応機構が考えられるに対し、トロンボキサン、プロスタサイクリンの生成では、シトクロムP450が関与し、ラジカル中間体の生成と一電子移動を伴う応機構を経由することを示した。一電子移動反応についても、分子軌道法で説明できることを示した。本研究では,いままでの申請者の人工的有機合成反応から生体内の合成反応に展開し,PGES, PGHS, PGIS, TxASによるPGD_2,PGE_2,PGI_2 TxA_2の生合成反応機構を,密度汎関数法などの計算化学的手法を用いて明らかにする.本年度の成果は以下の通りである.(1)アレルギー反応に関与するプロスタグランジンD_2合成酵素(PGDS)あるいはミクロソームプロスタグランジンE_2合成酵素(PGES)によるプロスタグランジンD_2, E_2の生成過程:プロスタグランジンH_2からの異性化反応機構は,プロスタグランジンH_2のエンドペルオキシド部分が結合している炭素上の水素の引き抜きによって開始される機構と,エンドペルオキシド酸素に脱プロトン化されたグルタチオンが求核攻撃する機構の二通りを経由しうることを明らかにした.前者の機構のほうが活性化エネルギーが低いが,後者の場合,生成するアルコキシドイオンが対イオンであるH^+などによって安定化されれば,それほど活性化エネルギーが高くないことを示した.(2)トロンボキサンA_2の生合成反応機構:トロンボキサンA_2の生合成のモデル反応機構をUB3LYP密度汎関数法により検討した.三価の鉄を経由するよりも,酸素-酸素のホモリティック開裂によりいったん四価になってから,炭素-炭素結合開裂によるアリルラジカルの生成,アリル位から鉄への一電子移動により三価にもどる経路のほうがエネルギー的に安定であることを示した.(3)関連する研究として,12族金属イオンのシステインとの相互作用を検討:水分子を考慮しない場合,Zn^<2+>,Cd^<2+>,Hg^<2+>の中でZn^<2+>とシステインとの結合エネルギーが最も強いこと,水和によりHg^<2+>が最も強くなることを明らかにした.本研究では,プロスタノイド合成酵素であるプロスタグランジン(PG)D_2合成酵素(PGDS)、PGE_2合成酵素(PGES),プロスタサイクリン合成酵素(PGIS),トロンボキサンA_2合成酵素(TxAS)による、PGD_2, PGE_2, PGI_2, TxA_2の生合成反応機構を,密度汎関数法などの計算化学的手法を用いて明らかにする.これらの生合成反応は生化学的、薬学的、医学的に重要な反応であり、反応機構の解明により、化学だけでなくその周辺分野の波及効果は大きい。また、今回検討した反応は、シトクロムP450の反応の中でも特異的に酸素と還元剤を必要としない。本年度の成果は以下の通りである.(1)トロンボキサンA_2の生合成反応機構:トロンボキサンA_2の生合成のモデル反応機構をUB3LYP密度汎関数法により検討した.シトクロムP450モデルは、鉄-ポルフィリン錯体にSH-がアキシアル配位したものである。シトクロムP450モデルありとなしのケースで比較し、シトクロムP450なしでは、立体的にひずみの大きいトロンボキサンA2が生成せずに、マロンジアルデヒドに分解することを示唆する結果を得た。(2)プロスタサイクリンの生合成反応機構:シトクロムP450による、プロスタグラシジンH_2からプロスタサイクリンの生合成の異性化モデル反応機構をUB3LYP密度汎関数法により検討した.トロンボキサン生合成と同様に、プロスタグランジンH_2の酸素一酸素ホモリティッタ開裂がFe(III)により起きることを示した。また、一電子移動を経由することを示した。本研究では,生化学的、薬学的に重要な酵素によるプロスタノイド類の生合成反応機構を,密度汎関数法などの計算化学的手法を用いて明らかにする.本年度の成果は以下の通りである.(1)アレルギー反応に関与する造血器型プロスタグランジンD_2合成酵素(PGDS)では、グルタチオンがチロシン残基によって脱プロトン化すること、その周りの水分子は、チロシン水溶液ほどの親水的な環境ではなく疎水的な環境にあることを紫外共鳴ラマンスペクトルと、量子化学計算の2つの方法によって明らかにした。

また、プロスタグランジンD_2合成酵素(PGDS)あるいはプロスタグランジンE_2合成酵素(PGES)による、グルタチオンモデルであるメタンチオラートイオンのエンドペルオキシドへの攻撃の反応機構で、チオラートイオンがエンドペルオキシド酸素に求核攻撃した後に、OH^-がプロトンを引き抜く過程を検討し、リーズナブルな活性化エネルギーで進行することを示した。(2)プロスタサイクリンの生合成反応機構:シトクロムP450(プロスタサイクリン合成酵素、PGIS)によるプロスタサイクリンの生合成のモデル反応機構をUB3LYP密度汎関数法により検討した.三価の鉄を経由するよりも、酸素-酸素のホモリティック開裂によりいったん四価になってから、オレフィン部位へのラジカル付加による炭素ラジカルの生成,炭素ラジカルから鉄への一電子移動により三価にもどる経路のほうがエネルギー的に安定であることを示した.また、一電子移動とプロトン移動が同時に起きることを分子軌道解析によって明らかにした。
古典期アテナイ文化の総合的把握-哲学と文学、及びその歴史的背景

「古典期アテナイ文化の総合的把握」という本研究の目的の達成のために、期間内に10回の研究会が開催され、それぞれの研究員の研究が幅広い視点から吟味された。各人の研究の成果として得られた知見は以下のようなものである。1.アテナイにおいて行われていた「ディーポリエイア祭」における動物供犠は、狩猟社会の時代に起源を持ち、アテナイ人の宗教的な営みにとって重要な意味を持っていたということ。2.『クラテュロス』における、「名前の正しさ」についてのクラテュロス説は、semantic Cratylism,phonetic Cratylism,faultless Cratylism,name-dependent Cratylism,Heraclitean Cratylismの五つの思想から成り立っており、これらは極端で恣意的なものであるということ。3.パルメニデスの哲学詩(特に探求論)を理解する鍵がプラトン哲学の中にあるということ。4.ヘシオドス『神々の系譜』冒頭(1-35)、特にヘリコーンのムーサ達への呼びかけが、ギリシア文学の歴史が、抒情詩的な「私」の認識へと向かう出発点であるということ。5.アリストテレスの三段論法は、弁論術的推論の理論化の中にその起源を有し、比例論の影響を受けて完壁な理論へと成長していったということ。6.アリストテレスの自然学における「仮定的必然性」の概念は、物理的必然性と矛盾する概念ではないが、しかし質料と「ロゴス」とは全く別の原理であり、この「ロゴス」が、アリストテレスの自然の目的論を理解する上での鍵概念であるということ。7.プラトンの詩人批判の理由は、単にプラトン哲学の特殊な文脈に由来するものではなく、むしろ、「思想の伝達」という普遍的な目的との関わりの中で語られており、ソフィストの台頭という、当時のアテナイの思想的状況を反映したものであること。「古典期アテナイ文化の総合的把握」は多くの研究分野にわたる高度な専門的知識を必要とし、かつ研究会での粘り強い対話と各研究者のきめこまやかな研究成果を俟ってはじめて可能になると言える。そこで、本研究のための恒常的な研究会として「北海道大学西洋古典研究会」を組織し、共同して古典期アテナイの精神史的様相を問い、その総合的把握を試みた。各研究分担者は資料を収集し、分担課題の研究を進めるとともに、研究会において成果を発表し、批判検討を行った。また、学外からも優秀な研究者を招くことができ、研究は順調に進行している。具体的には、【研究会】(1)田中(利)は古典期アテナイの散文におけるエイドスとの関係でのオノマの資格審査という視点から、プラトン『クラチュロス』篇の新たな解釈を行った。(2)安西は祝勝歌の1人称単数についての分析において、合唱隊叙情詩から悲劇を貫く「上演のための文学テクスト」の一つの流れを解明した。(3)千葉は論過の哲学的分析による「論理的思考」の解明の基礎作業として、プシューケー概念に関わる問題をアリストテレス『分析論後書』『デ・アニマ』において扱った。(4)田中(亨)はプラトン『ソクラテスの弁明』において所謂歴史的ソクラテスの問題について新たなアプローチをした。(5)吉武沢純夫氏(日本学術振興会特別研究員)は「不名誉と悲しみと自殺-エウリピデスの『ヘラクレス』をめぐって-」という主題の下、『ヘラクレス』の新たな解釈を提示し、当時の精神史的状況に光を当てた。【講演会】久保正彰氏(東北芸術工科大学学長)を招いた。

氏は「前五世紀の人間観-Corpus Hippocraticumから学ぶことのできるもの-」という演題の下、ポリス的人間・ノモスと自然的人間・ピュシスとの理解の接点に、エイドス概念を通じて確立されたテクネー概念において現われる医術を据え、ギリシアの人間観に鋭く切込んで見せた。最終年度である今年度は、昨年度の研究成果に基づき、各自の分担課題に関する研究成果をまとめるとともに、昨年度同様、本研究の恒常的な研究会である「北海道大学西洋古典研究会」において、学問分野間の対話を積極的にかつ粘り強く実践し、共同して「古典期アテナイ文化の総合的把握」を行なってきた。各研究分担者は資料を収集、整理し、分担課題の研究を進めるとともに、上述の研究会において成果を発表し、批判検討を行った。また、学外から優秀な研究者を研究会・講演会に招き、集中的な議論の場を通じて、そこに現れた問題を含めてあらためて検討を行なうことができた。具体的には以下の5回の研究会と2回の講演会を行った。【研究会】(1)田中利光「「名前の正しさ」に関するクラテュロス説」、(2)安西眞「ヘシオドス『神々の系譜』の序歌について(Hesiodi Theogonia 1-115)」、(3)中澤務「プラトンの『イオン』における吟誦詩人批判」、(4)岩田拓郎「古代アッティカにおける動物供儀の終焉」、(5)吉武沢純夫氏(静修女子大学講師)「ダナオスの娘たちのヒケテイア(歎願)-Aeschylus:Supplicesについて」。【講演会】(1)川島重成氏(国際キリスト教大学教授)「イーリスの諸問題」、(2)逸見喜一郎氏(成城大学教授)「ギリシア悲劇断片について」。以上の研究会等を通じて得られた成果をもとに、各研究分担者および研究協力者は、論文の整備を行ない、報告書にまとめ、印刷を行なった。成果報告書は、大学をはじめとする国内の主要な研究所、および研究者に配布する予定である。
炎症性老化に対する運動トレーニングの改善効果：その分子機構とマクロファージの役割

運動トレーニングは脂肪組織への炎症性マクロファージの誘導に対する抑制作用があり、肥満における慢性炎症状態を改善する効果が認められた。マクロファージにghrelinが発現し、抗炎症作用を示すことを見出した。ghrelinは肥満によって減少するが、運動トレーニングにはghrelinを増加し炎症反応を抑制する効果があることが示唆された。さらに、マクロファージに発現する時計遺伝子Rev-erbαは、炎症性ケモカインの1つである単球走化性因子の発現誘導を抑制し接着能や遊走能を低下させた。Rev-erbαの発現は老化に伴い低下することから、炎症性老化への関与が示唆された。近年、老化は低レベルの全身性の慢性炎症であるという新しいコンセプトが提唱され、炎症性老化(inflammaging)とよばれている。実際、糖尿病、アルツハイマー病、悪性腫瘍など加齢性疾患の炎症性病態が明らかになってきた。本研究では、老化によるマクロファージポピュレーションの変化をフローサイトメトリにより解析し、MHC calss II分子の発現が高いマクロファージが老化マウスで増加していることを見いだした。そこで、MHC calss II分子高発現マクロファージと低発現マクロファージをフローサイトメトリにより単離し、それぞれの機能を詳細に検討した結果、calss II分子高発現マクロファージは炎症性(M1)マクロファージであることが確認された。一方、ごく最近、運動には単に体重減少や内蔵脂肪減少だけでなく、抗炎症作用も有することが示唆され、多くの慢性疾患の進行を効果的に抑制することが期待される。しかし、そのメカニズムは明らかになっていない。そこで、老化マウスを、回転かご付きケージによる自由運動トレーニングを行わせ、腹腔マクロファージポピュレーションの変化を解析した。老化に伴う炎症性(M1)マクロファージの増加は、自由運動トレーニング群で有意に抑制され、運動が炎症性老化を改善することが示唆された。老化は全身性の軽度な慢性炎症病態(炎症性老化)で、炎症は老化を促進するという考え方が浸透しつつある。本研究では、炎症性老化のメカニズムを明らかにするため、炎症性マクロファージと抗炎症性マクロファージへの分化制御に関与する分子を検索した。さらに、身体活動量と炎症反応と慢性疾患がどのようにリンクしているかを、マクロファージに焦点をあて分子レベルで明らかにし、アンチエイジングのための効果的な運動処方の確立と運動による炎症制御機構の解明を目的とした。老化マウスおよび老化と同様に慢性炎症病態を示す肥満マウスを用いて、炎症反応を制御する分子の検索と慢性疾患の炎症状態に対する運動効果の解析を行い、以下の結果を得た。1)胃から分泌される摂食促進ホルモンとして発見されたghrelinとその受容体がマクロファージに発現している。2)マクロファージ細胞株を用いてghrelinの過剰発現株とノックダウン株を樹立・解析した結果、ghrelinには炎症性マクロファージに優位に発現している腫瘍壊死因子α(Tnf α)などの発現を抑制する抗炎症作用が認められた。3)肥満マウス腹腔マクロファージではグレリン発現量の低下がみられ、運動トレーニングによりその発現量は回復するとともに炎症性分子Tnf αの発現量が低下した。4)老化マウスに運動トレーニングを行うと肥満マウスと同様にマクロファージのTnf α発現量が抑制された。最終年度には、加齢に伴い時計遺伝子、Rev-erbα、が減少し、Rev-erbαには炎症反応を抑制する作用があることを明らかした。すなわち、Rev-erbαの炎症性老化への関与が推測された。今後、生体内時計機構とマクロファージによる慢性炎症制御機構のクロストークを明らかにすることによって、新たな老化予防法の確立に寄与することが期待される。炎症性老化のメカニズムを明らかにするため、炎症性マクロファージと抗炎症性マクロファージへの分化制御に関与する分子を検索した。まず、老化と同様に慢性炎症状態である肥満マウスを用いて、炎症反応を制御する分子を検討した。胃から分泌される摂食促進ホルモンとして発見されたghrelinが、マクロファージに発現していることを見いだした。肥満マウス腹腔マクロファージではghrelin発現量が低下し、運動トレーニングにより回復した。一方、炎症性サイトカインTNFα産生能は肥満マウス腹腔マクロファージで上昇し、運動トレーニングにより低下した。腹腔マクロファージまたはマクロファージ細胞株RAW264細胞の培養系にghrelinを添加すると、リポ多糖刺激によるTNFα産生能は抑制された。さらに、RNAi法によりRAW264細胞のグレリン発現量を低下させると、TNFα産生能は増強された。

すなわち、肥満においてはghrelinの発現量が低下することにより慢性炎症状態が誘導され、運動トレーニングはそれを改善する効果があることが示唆された。さらに、C57BL/6マウス8週齢(若年マウス)と12ヶ月齢(老化マウス)から腹腔マクロファージを採取し、マイクロアレイにより遺伝子発現解析を行った。その結果、脂肪組織で発現しインスリン抵抗性を惹起するアディポサイトカインとして同定されたresistinのファミリーであるresistin-like molecule αをマクロファージが発現していて、老化に伴い著しく増加することを見いだし、この分子が老化に伴う慢性炎症が引き起こすインスリン抵抗性に関与していることが推測された。本研究では、アンチエイジングのための効果的な運動処方の確立と運動による炎症制御機構の解明し、身体活動量と炎症反応と慢性疾患がどのようにリンクしているかを明らかにすることを目的としている。本年度は、老化によるマクロファージポピュレーションの変化をフローサイトメトリにより解析し、MHC calss II分子の発現が高い炎症性(M1)のマクロファージが老化マウスで増加していることを見出した。そこで、MHC calss II分子高発現マクロファージと低発現マクロファージをフローサイトメトリにより単離し、それぞれの機能と運動効果を詳細に検討した結果、MHC calss II分子高発現マクロファージに一酸化窒素合成酵素の遺伝子発現が上昇していることを明らかにした。さらに、老化マウスを、回転かご付きケージによる自由運動トレーニングを行わせると、老化に伴うMHC calss II分子高発現マクロファージの上昇は抑制された。即ち、炎症性老化に対して、運動トレーニングの効果が確認されたので、おおむね予定通りに実験は進行していると考える。本研究では、身体活動量と炎症反応と慢性疾患がどのようにリンクしているかを、マクロファージに焦点をあて分子レベルで明らかにし、アンチエイジングのための効果的な運動処方の確立と運動による炎症制御機構の解明を目的としている。本年度は、研究実施計画で予定していた慢性疾患の炎症状態に対する運動効果の解析を行い、1)胃から分泌される摂食促進ホルモンとして発見されたghrelinがマクロファージに発現していること、2)マクロファージ細胞株を用いてghrelinの過剰発現株とノックダウン株を樹立・解析した結果、M1マクロファージに優位に発現している遺伝子Tnfa、Nos2などの発現を抑制し抗炎症作用を示すこと、3)肥満マウス腹腔マクロファージではグレリン発現量が低下し、運動トレーニングにより回復することを明らかした。さらに、本年度に予定していたマイクロアレイ解析を行い、慢性炎症制御のための新たな標的分子としてresistin-like molecule αを見いだした。加えて、この分子が加齢に伴い増加することを突き止めた。これらの分子が炎症性マクロファージと抗炎症性マクロファージへの分化制御にどのように関与するかについての検討も進行中である。従って、おおむね予定通りに実験は進行していると考える。
質量分析法による蛋白質末端解析プラットフォーム構築のための基盤要素技術の確立

本研究では蛋白質の正確な構造決定のための質量分析による方法を開発している。アプローチとして採用したのはNおよびC末端部位の正確な構造決定である。平成22年度に実施した研究の成果について以下に記す。1) N及びC末端ペプチド単離時のスカベンジャー担体の探索非特異的吸着が無く、目的外の内部配列ペプチドを効率よく捕捉する担体の選択は極めて重要である。現時点ではガラスを担体として用いており、今回ガラスビーズの内孔径が異なるもの(3002000オングストローム)を用いて実験を行った。用いた中では1400および2000オングストロームのものが他のものよりよい結果を示した。2)オキサゾロンによるカルボキシル基の選択的活性化を利用するN末端解析法開発(Analyst, 136, 113-119, 2011)今回開発したのはN末端がアセチル基などで修飾された蛋白質のN末端部位のアミノ酸配列をデータベース検索によらずに(de novoで)決定する方法である。オキサゾロンによるカルボキシル基の選択的活性化を活用し、アルファカルボキシル基にTMPPタグを結合させることでN末端修飾蛋白質のN末端ペプチドのde novoでの配列解析を行う。この方法により、エドマン法で解析できなかったN末端修飾蛋白質のN末端部位のアミノ酸配列解析が可能となった。3)アルギニンの化学変換によるde novo配列解析法の開発(Anal.Methods, 2, 1792-1797, 2010)質量分析によるde novo配列解析を行う場合、アルギニン残基の存在はフラグメントイオンの検出不能という結果となり、配列解析ができない。この様な場合、アルギニン残基を修飾して解決することが行われている。今回の研究では当該残基をオルニチンに変換すると配列解析が可能となることを見出した。
画像解析による微弱電流依存性の細胞内輸送亢進機構解明と革新的指向性ＤＤＳへの展開

我々はこれまでに、イオントフォレシス(微弱電流による経皮薬物送達促進技術)によりsiRNAなど親水性高分子を皮膚内(in vivo)に効率よく浸透させるとともに、高いRNAi効果を誘起することに成功している。このことは、微弱電流によって核酸が細胞質まで送達されたことを意味している。さらに、微弱電流処理による細胞内タンパク質のリン酸化を網羅的に解析したところ、種々のシグナル伝達系が活性化されている可能性を見出している。本公募研究では、細胞内輸送活性化を可視化し、原因となる分子反応パラメータを見出すことで革新的DDSへ展開することを目指している。今年度は、微弱電流処理時においてIn-stem molecular beacon(ISMB)の細胞質送達の詳細な解析を行った。蛍光標識siRNAの微弱電流処理による細胞取り込みに対する各種エンドサイトーシス阻害剤の影響を検討した。その結果、低温処理(4°C)、およびマクロピノサイトーシス阻害剤やカベオラ介在性エンドサイトーシス阻害剤によって強力に抑制されたことから、微弱電流による細胞取り込みは、エンドサイトーシス経路であることが確かめられた。さらに、取り込まれた物質の細胞内挙動を解析するため、名古屋大・樫田准教授の開発したISMBを用いて検討を行った。ルシフェラーゼ安定発現細胞に対して、微弱電流処理時にルシフェラーゼに対するISMBを共存させたところ、微弱電流処理直後から全細胞の細胞質で蛍光が観察された。このことから、微弱電流処理で生じるエンドソームは、極めてルーズな構造をしており、内容物が漏出しやすいことが推察された。これらのことから、微弱電流処理は、均質に素早く機能性核酸等を細胞質に送達できることが明らかとなった。27年度が最終年度であるため、記入しない。微弱電流処理時の細胞膜電位変化を評価するため、膜電位依存性蛍光色素DiBAC4(3)存在下、マウス繊維芽細胞NIH-3T3に微弱電流処理したときの蛍光強度変化を検討した。その結果、DiBAC4(3)の相対的蛍光強度は、約30%増大していた。この結果から我々は、微弱電流刺激によって、電位依存性Ca2+チャネルの活性化を介したCa2+流入が誘導されるのではないかと予想し、特にTRPチャネルが関与しているのではないかと推察した。我々は、電位変化に応答するTRPチャネルが、微弱電流処理時に活性化され、Ca2+誘導性の細胞シグナル伝達活性化が誘起されるのではないかと考えて、TRPカチオンチャンネル阻害剤SKF96365による細胞内輸送亢進に対する影響を検討した。その結果、SKF96365によって微弱電流処理による蛍光ラベル化カチオンリポソームの細胞内輸送亢進が抑制されることが明らかとなった。これらのことから、微弱電流処理によって、TRPチャネル等を介したCa2+流入が誘導され、それにより細胞内シグナル伝達が活性化し、細胞取込みおよび細胞内輸送が亢進することが示唆された。蛍光ラベル化リポソームやsiRNAでは、蛍光を細胞内に確認できるが、エンドソーム内か否かについては、判別し難い。このことを解決するために、領域内の名古屋大学樫田啓准教授の開発したモレキュラービーコン(MB)を用いることとした。ルシフェラーゼ安定発現B16-F1メラノーマ細胞に対してルシフェラーゼ配列含有MBを添加し、微弱電流処理した後、蛍光顕微鏡で観察したところ、MB由来の赤色蛍光が観察された。このことから、微弱電流処理によってMBが取り込まれ、細胞質まで輸送されることが確認された。

当初、1)イメージング手法による微弱電流が誘起する細胞内輸送経路活性化の可視化と2)微弱電流による細胞内輸送経路活性化の原因となる分子反応パラメータの解明、を年度計画としていた。1)に関して、マイクロチップ上での細胞培養が当初予定通り行えていないため、個別細胞の微弱電流処理が行えていない。また、GFP融合チューブリンの細胞内発現において問題が生じたため、微小管輸送とリポソームの細胞内移動の定量的評価に至っていない。そのため、当初予定よりも遅れている。しかしながら、分子反応パラメータとして膜電位依存性のTRPチャネルの関与を見出すとともに、当初予定していなかったモレキュラービーコンを用いることで、遺伝子発現などを介さずに非常に短時間で細胞内輸送経路の活性化が誘起されることを見出したことから、2)に関しては大きく進展したと考えており、総合してやや遅れていると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。初年度において、領域内共同研究により細胞質に存在するmRNAと結合すると蛍光を発するモレキュラービーコン(MB)を微弱電流負荷条件で共存させると、細胞質にMBが送達されることを見出した。これまでリポソームなどを用いて細胞可視化を試みてきたが、細胞質までの送達を評価する手段がなかった。しかし、MBを用いることで、外来物質が細胞質まで送達される効率等を可視化し、定量解析できる可能性が示されたことから、今後はMBを用いた微弱電流による細胞内輸送の可視化に注力して解析を行う。さらに、初年度予定通りに進まなかった微小管輸送と外来物質の細胞内移動の定量的解析にも取り組む。また、初年度の解析により、物理刺激によってカチオン輸送を行うTRPチャネルの関与が示唆され、本現象の分子反応パラメータである可能性が見出された。そこで、TRPチャネル阻害剤および細胞内取り込み機構阻害剤を用いて、微弱電流刺激による細胞内輸送の詳細なメカニズムを解明する。またTRPチャネルは、物理刺激以外に低分子物質によっても同様のシグナル伝達を行うことが知られていることから、それらの物質を用いて同様の現象が誘起されるのか検討する。これらの知見と既に確立しているキャリアー開発技術を組合せ、微弱電流と同様の効果を示す分子を表面提示した革新的アクティブDDSキャリアーの開発を目指す。
魚類腎機能の動的調節

コイ(幼魚)とキンギョ(成魚)を材料として,腎臓の連続切片を作製し,ネフロンの形態と分布を調べた。両種ともに,糸球体を出た尿細管は,一旦前方へ向かった後,大きく反転し,その後は小刻みに湾曲を繰り返しつつ集合管へと繋がった。一般に,前方に位置するものほど,一つのネフロンを構成している尿細管長は短くなる傾向にあった。また,糸球体は腎臓内に均一に存在しているのではなく,部分的に存在密度の大きいところのあることが判った。コイを使って,尿量の調節に関係している内的要因(ホルモンと神経)およびその調節機構を調べた。尿量の調節は,主に(90%以上の割合で)糸球体濾過量を変化させることによって行われており,これには心拍数,心臓の収縮頻度,動脈の収縮および弛緩期血圧などが関与しているが,特に,腎臓を流れている血液量,しかも血液の局所分布が重要であることが判った。なお,尿量の調節に関係しているホルモンとして,カテコラミン,コリチゾル,アンギオテシII,プロスタグランディンE_2などが挙げられるが,前の二種類は主に尿量を減少させる方向に,後者二種は尿量を増加させる方向に働くことが判明した。また,神経による尿量の調節は,神経の切断実験およびプロプラノールやフェントラミンなど神経遮断剤を併用した実験によって,僅かであることが推測された。非線形分光システムによる生体分子の動的把握法を使い,腎臓を経由する血管内の物質流の測定やヘモグロビン分子の腎通過に伴う変化等を測定するための予備的検討を行ったが,現状では,人工的に調製した標準試料においては,その中の分子状態の細かな変化はとれるものの,採取できる血液が小量であることや血液に含まれるものが多種多様のため,血液試料を分析するまでには至らなかった。
日独行政改革比較基礎研究

本研究では、日独両国について、特に近年それぞれ顕著である行政改革について、その最新状況を分析した。日本では情報通信政策及び銀行政策を取り上げ、ドイツでは、市町村改革と公務員制度改革を論じた。規制政策である両部門では、原則として一層の規制緩和が進展しているのが特徴である。しかし、情報通信政策を更に細かく見てみると、テレコム政策とインターネット政策では、全く対照的な展開が看取できる。1985年以降規制緩和が進展してきたテレコムでは、その緩和もいよいよ最終段階を向かえ、不採算地域に関するユニヴァーサルサーヴィス規制と接続規制のみを残し、ほぼ徹底した規制緩和の方針が出されているのに対して、2002年まで自主規制を中心とした未規制状態にあったインターネットでは、プロバイダ責任法の施行により、新たな規制がなされた。今後の展開によっては、更なる規制措置も必要となろう。また銀行政策では、2度のビッグバンを経て、日本の銀行界は世界的な競争に晒された。こうした具体的政策領域での改革が顕著な日本に対して、ドイツでは、市町村合併と公務員制度改革という、いわばメタフィジカルな制度改革が注目される。1990年の統一以降、新5州での市町村改革は継続され、特に統一市町村方式で正式合併する合併モデルと、緩慢な行政組合による連合モデルとが併用されて、各市町村の実情に応じた市町村改革が奏功している。また、連邦、各州、各市町村を通じた統一的な公務員制度の改革も、成果を挙げている。1997年に施行された公務員制度改革法の成果が、連邦政府の報告書として評価され、それに基づいて、2002年には俸給構造改革法が施行され、業績給の更なる導入が決定した。また、今まで未改革であった大学教員制度も、大学要綱法の抜本的改革によって、大きく変更された。相当程度成果の挙がっている両国の行政改革進展状況を、更に注意深く観察していきたい。本年度は、ドイツにおける税制改革、日本における情報通信規制改革及び金融現制改革を取り上げて、研究展開した。ドイツにおける税制改革に関して、裏面論文を発表した。日本における情報通信規制に関して、電気通信における断続的規制緩和とインターネットに関する無規制という両特徴が挙げられる。1985年における電電公杜民営化と電気通信市場の大規模開放以降、断続的な緩和措置が展開され、規制改革実施16年に至って、漸くある程度の規制緩和効果力が発現してきた。断続的措置の延長として、目本政府は、2001年5月に閣議決定によって更なる緩和方針を示したが、そこでは、NTT国際競争力確保か、或いは国内市場競争促進かという、相拮抗する規制哲学が混在しており、規制の方向性が今ひとつ明確ではない。またインターネットに関しては、依然として関連アクターによる自主規制を前堤とした無規制の状況が続いており、インターネットコンテンツに関するDecency、コンテンツ著作権と内容責任に関するPublicity、及び情報のIndividualityという3つの側面で、今後何らかの規制措置が採られることが必要だろう。そして日本における金融規制改革では、事前規制の緩和と事後規制の強化という明確な改革方針を見出すことが出来る。1993年の第一次改革と、いわゆる金融ビッグバンと称される2001年の第二次改革を通じて、日本の金融市場では、対外的な開放と国内的な糾合によるグローバル化が実現された。また規制権限も、2001年1月の中央省庁再編において、旧大蔵省から独立した金融庁へと完全に移管され、今後の金融規制は、財務行政とは切り離された形で展開される。今後は、報規制としてのモニタリングの強化と金融破綻における消費者保護の拡充という措置を通じて、より市場原理に則った方向に規制改革が進展する。

本研究では、日独両国について、特に近年それぞれ顕著である行政改革について、その最新状況を分析した。日本では情報通信政策及び銀行政策を取り上げ、ドイツでは、市町村改革と公務員制度改革を論じた。規制政策である両部門では、原則として一層の規制緩和が進展しているのが特徴である。しかし、情報通信政策を更に細かく見てみると、テレコム政策とインターネット政策では、全く対照的な展開が看取できる。1985年以降規制緩和が進展してきたテレコムでは、その緩和もいよいよ最終段階を向かえ、不採算地域に関するユニヴァーサルサーヴィス規制と接続規制のみを残し、ほぼ徹底した規制緩和の方針が出されているのに対して、2002年まで自主規制を中心とした未規制状態にあったインターネットでは、プロバイダ責任法の施行により、新たな規制がなされた。今後の展開によっては、更なる規制措置も必要となろう。また銀行政策では、2度のビッグバンを経て、日本の銀行界は世界的な競争に晒された。こうした具体的政策領域での改革が顕著な日本に対して、ドイツでは、市町村合併と公務員制度改革という、いわばメタフィジカルな制度改革が注目される。1990年の統一以降、新5州での市町村改革は継続され、特に統一市町村方式で正式合併する合併モデルと、緩慢な行政組合による連合モデルとが併用されて、各市町村の実情に応じた市町村改革が奏功している。また、連邦、各州、各市町村を通じた統一的な公務員制度の改革も、成果を挙げている。1997年に施行された公務員制度改革法の成果が、連邦政府の報告書として評価され、それに基づいて、2002年には俸給構造改革法が施行され、業績給の更なる導入が決定した。また、今まで未改革であった大学教員制度も、大学要綱法の抜本的改革によって、大きく変更された。相当程度成果の挙がっている両国の行政改革進展状況を、更に注意深く観察していきたい。
小笠原の島嶼生態系における植生回復過程に関する研究

1.小笠原では野生化したヤギの食害により、多くの固有植物が激減あるいは絶滅した。植生が破壊された後、本来はウラジロエノキ林から乾性低木林へと遷移するが,窒素固定能をもつ外来種のギンネムが侵入した場合は,土壌の冨栄養化が促進され,在来種より競争力のある外来種が占領する森林に遷移する可能性がある。また、植生回復のために他島の個体群から植物を導入すると,その島にもともと生育していた植物との間で浸透性交雑が生じ、植物集団の遺伝子構造や形態・生態的な特性が失われる危険性が可能性が高い。本研究の目的は,野生化ヤギが駆除された聟島列島の媒島における生態系の回復過程について、外来種ギンネムと在来種ウラジロエノキを先駆種とする植生遷移の機構を土壌環境の変化に着目して明らかにし、さらに植生遷移初期の群落に出現する植物の遺伝的特性を遺伝子系図学的手法によって明らかにすることである。2.父島内において人為的撹乱によって裸地化した跡地にギンネムとウラジロエノキが優占する調査区において,ギンネム林およびウラジロエノキ林の次の遷移段階で優占すると予想されるヒメツバキの実生の移植実験を実施した。その結果、ギンネム林内ではヒメツバキの実生の生存と成長が阻害されることが示された。この結果は、昨年度ヒメツバキ種子実験によって明らかになったギンネムによるアレロパシー効果の可能性支持する。3.小笠原固有のシロテツ属植物について、聟島から北硫黄島を含む分布域全域の16集団のサンプルについてアロザイム解析を行い、遺伝的変異の分布パターンを把握した。加えて開花期の調査も行った結果、同一分類群内で開花期の異なる2群があることが確認され、両者の間で遺伝的に分化していることが明らかとなった。また、集団内に高い遺伝的多様性が認められたのに対して、集団間では相対的に低かった。集団サイズや個体の空間構造は遺伝的多様性に影響していなかった。1.小笠原では野生化したヤギの食害により,多くの固有植物が激減あるいは絶滅した.植生が破壊された後,本来はウラジロエノキ林から乾性低木林へと遷移するが,窒素固定能をもつ外来種のギンネムが侵入した場合は,土壌の冨栄養化が促進され,在来種より競争力のある外来種が占領する森林に遷移する可能性がある.また,植生回復のために他島の個体群から植物を導入すると,その島にもともと生育していた植物との間で浸透性交雑が生じ,植物集団の遺伝子構造や形態・生態的な特性が失われる危険性が可能性が高い.本研究の目的は,野生化ヤギが駆除された聟島列島の媒島における生態系の回復過程について,外来種ギンネムと在来種ウラジロエノキを先駆種とする植生遷移の機構を土壌環境の変化に着目して明らかにし,さらに植生遷移初期の群落に出現する植物の遺伝的特性を遺伝子系図学的手法によって明らかにすることである.2.小笠原諸島媒島において,20m×20mの調査プロットを90個設置し,植生調査をおこなった.各調査区について,植生データの多変量解析により群落分類した結果,タコノキ、オガサワラビロウなどの木本種が存在する森林群落,コウライシバが優占する群落,シマスズメノヒエが優占する群落がみとめられた.

3.父島内において移植実験を実施するために,人為的撹乱によって裸地化した跡地にギンネムとウラジロエノキが優占する場所を選定し調査区を設定した.この調査区において,ギンネム林およびウラジロエノキ林の次の遷移段階で優占すると予想されるヒメツバキの稚樹の相互移植実験を開始した.4.フトモモ属およびシロテツ属についてAFLP多型解析を行った結果,種内の遺伝的構造が明らかとなり,各個体をさらに遺伝的組成に基づく亜集団に割り当てることができた.1.小笠原では野生化したヤギの食害により、多くの固有植物が激減あるいは絶滅した。植生が破壊された後、本来はウラジロエノキ林から乾性低木林へと遷移するが,窒素固定能をもつ外来種のギンネムが侵入した場合は,土壌の冨栄養化が促進され,在来種より競争力のある外来種が占領する森林に遷移する可能性がある。また、植生回復のために他島の個体群から植物を導入すると,その島にもともと生育していた植物との間で浸透性交雑が生じ、植物集団の遺伝子構造や形態・生態的な特性が失われる危険性が可能性が高い。本研究の目的は,野生化ヤギが駆除された聟島列島の媒島における生態系の回復過程について、外来種ギンネムと在来種ウラジロエノキを先駆種とする植生遷移の機構を土壌環境の変化に着目して明らかにし、さらに植生遷移初期の群落に出現する植物の遺伝的特性を遺伝子系図学的手法によって明らかにすることである。2.父島内において人為的撹乱によって裸地化した跡地にギンネムとウラジロエノキが優占する調査区において,ギンネム林およびウラジロエノキ林の次の遷移段階で優占すると予想されるヒメツバキの稚樹の相互移植実験を行った。その結果、ギンネム林の林床に移植されたヒメツバキの稚樹の成長は顕著に阻害された。また、両調査区において、ヒメツバキの発芽実験を開始した。3.小笠原固有のシロテツ属植物について、聟島から北硫黄島を含む分布域全域の集団サンプルについてAFLP解析を行い、遺伝的変異の分布パターンを把握することができた。1.小笠原では野生化したヤギの食害により、多くの固有植物が激減あるいは絶滅した。植生が破壊された後、本来はウラジロエノキ林から乾性低木林へと遷移するが,窒素固定能をもつ外来種のギンネムが侵入し場合は,土壌の冨栄養化が促進され,在来種より競争力のある外来種が占領する森林に遷移する可能性がある。また、植生回復のために他島の個体偲体群から植物を導入すると,その島にもともと生育していた植物との間で浸透性交雑が生じ、植物集団の遺伝子構造や形態・生態的な特性が失われる危険性が可能性が高い。2.父島内において人為的撹乱によって裸地化した跡地にギンネムとウラジロエノキが優占する調査区において,ギンネム林およびウラジロエノキ林の次の遷移段階で優占すると予想されるヒメツバキの発芽実験を実施した。その結果、ギンネム林内ではヒメツバキの発芽定着が阻害されることが示された。この結果は、ギンネムによるアレロパシー効果の可能性を示唆する。3.小笠原固有のシロテツ属植物について、聟島から北硫黄島を含む分布域全域の集団サンプルについてAFLP解析を行い、遺伝的変異の分布パターンを把握した。加えて開花期の調査も行った結果、同一分類群内で開花期の異なる2群があることが確認され、両者の間で遺伝的に分化していることが明らかとなった。
心発生に必要なＡＴＰ量を確保するための転写環境の解明

心臓は胚発生において最初に発生する器官であり発生初期から拍動を開始し死ぬまで拍動を続けるため、組織量あたり最もATPを生産し、かつ消費する。さらに、心臓発生において1本のheart tubeがloopingと呼ばれる複雑な形態形成運動を行なうことで心臓の形が作られるため、その運動のエネルギー源としてATPが十分量あることが必須である。しかしATP産生関連遺伝子を大量に発現させる転写機構は解明されていない。そこで本研究では、ヒストン修飾因子とそれに結合する転写因子群を軸にして、心臓発生におけるATP産生関連遺伝子を大量に発現させる転写環境を解明し、転写環境の破綻によるATP量の変動が心筋細胞の分化・増殖、心臓の形態形成や拍動に与える影響を明らかにすることを試みた。その結果、次世代シークエンサーによってゲノムワイドな遺伝子発現変動を同定するRNA-seq法により、ヒストンH3の36番目のリジンのメチル化酵素Whsc1がATP産生関連遺伝子群の発現量を制御することを見出した。さらにWhsc1の欠損による、胎仔心臓でのゲノムワイドなヒストン修飾プロファイルの変化をクロマチン免疫沈降法と次世代シークエンサーを組み合わせたChIP-seq法によって同定した。その結果、Whsc1欠損の胎仔心臓ではゲノムワイドにH3K36のメチル化が低下することが明らかになった。本研究によって、Whsc1の欠損により転写を抑制するH3K36のメチル化が低下し、その結果、ATP産生関連遺伝子群の遺伝子発現が増加することが示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。心臓発生においてATP産生関連遺伝子を大量に発現させる転写環境を解明し、転写環境の破綻によるATP量の変動が心筋細胞の分化・増殖、心臓の形態形成や拍動に与える影響を明らかにするとともに、その破綻による先天性心疾患の発症機構を理解し、新たな治療法開発の基盤を確立する。そのために、A:ATP産生を変動させる転写因子やエピジェネティック因子のスクリーニング、B:ATP産生を変動させる転写因子やエピジェネティック因子の標的ATP産生関連遺伝子群の同定、C:ATP産生関連遺伝子を高発現させるためのクロマチン立体構造とヒストン修飾の同定、について研究を行った。A:ATP産生を変動させる転写因子やエピジェネティック因子のスクリーニングについては、先天性心疾患の原因となる転写因子やエピジェネティック因子のノックダウンもしくはノックアウトを行い、マウス胎仔心筋細胞を回収し、ATP量の計測を行った。その結果、発生中の心筋細胞においてATP産生を制御している因子を複数同定することに成功した。B:ATP産生を変動させる転写因子やエピジェネティック因子の標的ATP産生関連遺伝子群の同定については、ATP産生量を制御する因子の発現抑制を行い、RNAseqによって発現変動する遺伝子を同定した。C:ATP産生関連遺伝子を高発現させるためのクロマチン立体構造とヒストン修飾の同定については、マウス胎仔心筋細胞において複数の遺伝子でクロマチンの立体構造を同定することに成功した。さらに、このクロマチン構造を維持するために必要な因子の同定にも成功した。以上のことから、当該年度の研究目的は十分達成することができたと考えられる。本年度の研究については、昨年度より引き続き、研究計画書に基づいて遂行する。発生中の心筋細胞においてATP産生を制御する転写因子、エピジェネティック因子の同定に成功した。また、これらの因子の発現抑制によって、これらの因子によって制御されている遺伝子の同定することができた。また、心筋細胞において高発現している遺伝子のクロマチン構造を同定すると共に、この構造を維持するために必要な因子の同定できた。昨年度の研究費は主に、消耗品、学会出張費に使用した。本年度においては、人件費、消耗品、学会出張費などに研究費を使用したい。
周期産におけるドコサヘキサエン酸(DHA)投与の循環及び脂質代謝への影響

〔目的〕N-3系多価不飽和脂肪酸のDHAには妊娠母体の血圧降下作用が期待されている。そこで、我々はPIH、妊娠高血圧に対する治療、あるいは発症予防効果につき検討するため、妊娠SHRラットを用いてDHAの多い食餌を投与し、血圧が低下するか否かを観察した。〔方法〕成熟雌SHRラットにDHA欠乏食を2週間与え、その後交配した。妊娠成立後、DHA豊富食(PUFA中28%DHA含有)を与えたD(+)群と、DHA欠乏食を与え続けたD(-)群を作成した。tail cuff法により収縮期血圧を経時的に測定した。妊娠21日に動脈血清中の脂肪酸組成を、ガスクロマトグラフィーにて分析した。尚、飲水として1.5%食塩水を用いたNa(+)群(n=15),水道水飲水のNa(-)群(n=15)を作成検討した。〔成績〕1)食塩水を負荷したNa(+)群のD(-)ラット(妊娠前の平均血圧;173mmHg)では妊娠5日までに血圧は34mmHg上昇し(P<0.05),それ以後高血圧は持続した。一方、D(+)ラット(妊娠前193mmHg)も妊娠7日には21mmHg上昇したが(P<0.05),妊娠17日以降血圧は持続的に低下傾向を示した(P<0.05)。2)血清中の脂肪酸分析ではDHAとアラキドン酸(AA)の組成が大きく異なり(P<0.05)、D(+)ラットでは、DHAはAAより3-4倍高い組成であった。一方、D(-)ラットでは逆にAAがDHAの50-60倍と高い傾向が認められた。3)Na(-)群では妊娠後の血圧上昇はないが、DHAの降圧作用はNa(+)群同様に認められた(P<0.05)。〔結論〕妊娠SHRラットにおいてDHAの血圧低下効果が確認された。しかし効果発現はある一定のtime lagが必要で発症予防に有用と考えられた。この血圧調節機構の変化には、N-3,6系のバランス、特にAA/DHA比の変化が大きく関与している可能性が示唆された。
高性能近似ネットワークアルゴリズムに対する系統的設計法の研究

高性能近似ネットワークアルゴリズムに対する系統的設計法の有用性を実際への応用も含めて追究すると同時に、その限界も明らかにすることが本研究の目的である。その目的を達成するために以下の研究を実行した。1.高性能近似アルゴリズムの系統的設計法の代表である半正定値計画法と線形計画法に対して、これまでにこの手法で解決された問題を高性能近似アルゴリズムの観点から調査し、分類・整理・検討した。特に、これらの系統的設計法の有効性およびその限界が何によるのか詳細に検討した。2.情報ネットワークシステムで現在用いられている基礎技術・応用技術をアルゴリズムの観点から調査し、分類・整理・検討した。特に、ネットワーク理論の枠組みで議論できて、多項式時間のアルゴリズムでは解けそうもないNP-困難となる問題に対して、数理計画法に基づく系統的設計法の可能性とその限界を詳細に検討した。3.1,2の研究調査・検討の実行において、高性能近似アルゴリズムの分野で最先端の研究をしている内外の研究者と情報およびアイデアを交換した。特に、この分野で世界最先端の研究を行っているドイツボン大学のB.Korte教授とJ.Vygen教授との情報およびアイデア交換で得られた情報を最優先して利用した。さらに世界的権威の国際会議に出席して得られた情報も最大限活用した。4.上記1,2,3の調査・検討に基づき、情報ネットワークの各分野で理論的にも実用的にも要求度の高い問題に対して、高性能近似アルゴリズムと有効な新技法を提案した。そして、提案したアルゴリズムや新技法の有効性を大規模な実物データで計算機実験を通して実証するためのプログラム作成を行った。5.得られた成果を内外の学会で発表すると同時に、他の研究者の批評を整理・分類・検討した。特に、この分野で世界最先端の研究を行っている海外共同研究者のD.P.Williamson博士との情報およびアイデア交換で得られた情報を最優先して利用した。