hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自動車、家電製品、日用雑貨等の人の手に触れる部材の触感評価の体系化

特に、素材そのものによる触感、さらにはその成形品の層構成や表面性状などによる触感の変化について、評価方法、評価結果の表現手法を確立し、定性的かつ定量的に表現することにより共通軸を完成させ、素材開発に結びつけることを可能にし、材料処方、層構造、表面性状などを含めた提案型の開発を行うことで、ニーズをいち早く獲得するとともに、ニーズを満足するソリューション提供を実現することを目指している。29年度は、オレフィン系熱可塑性エラストマー系高分子材料の文献調査と企業関係者のヒアリング調査から、材料の触感に関わる評価項目を決定した。30年度は、それに加えて人工皮革を試料として、KES装置を用いて、試料の圧縮特性、表面特性、熱移動特性等の物理特性を、複数の条件で測定し、主観評価と最も相関の高い物理特性の測定条件を決定した。その折に、材料に適したチャック方式の変更を検討し、測定機器や条件に適したアタッチメント(圧縮子・接触子等)のチューニングを行った。人間の感覚と材料の物理特性との関係を明らかにするため、硬さ、クッション性、なめらかさといった風合いと触感の良さに関する主観評価を行い、測定データとの相関をとった。特に風合いと表面摩擦特性との関係が示唆され、布の風合いの客観評価方法を応用して、オレフィン系熱可塑性エラストマー系高分子材料と人工皮革の風合いの客観評価の可能性を検討した。その結果、表面特性と主観評価値との間に相関関係がみられ、物理特性値を用いて風合いを予測できる可能性が示された。しかし、布や衣料用皮革の風合い客観評価式では評価しきれない部分もあり、圧縮特性や表面特性に特化した評価が必要であることが明らかとなった。硬さのある成型加工品を客観評価するにあたっては、それらの材料、用途に適した触感の主観評価項目の設定、客観評価を行うための物理特性およびその物理特性の測定条件の決定が必要である。研究代表者は、これまで衣料(繊維製品)用途におけるKES測定装置による、測定条件の決定、用途に適したアタッチメントの開発で積み重ねてきたノウハウを利用し、順調に研究を進めることができている。熱可塑性エラストマー系高分子材料の触感に関する主観評価値を目的変数、決定した測定条件による物理特性から得られた特性値を説明変数として、多重回帰により式を作成、触感の客観評価式を開発し、式の精度を確認する。客観評価式の結果をもとに、触感の体系化を行い、物理特性とのかかわりから材料設計と結びつける指針をまとめる予定である。これまで、布のような柔らかい繊維集合体の触感評価を行ってきたが、熱可塑性エラストマー系高分子材料のような硬い材料については知見が少ないことから、主観評価項目の設定や物理測定の測定条件の決定については何度も試行錯誤を繰り返すことになる可能性が考えられる。硬い材料としては、我々の既往の研究における天然皮革や合成皮革、塗料の異なる基板の触感評価の例を参考にしつつ、製造関係者の意見をその都度うかがいながら、用途をしぼって適切な条件設定をしたいと考えている。研究代表者は、これまで、布のような柔らかい繊維集合体の触感評価を行ってきたが、オレフィン系熱可塑性エラストマー系高分子材料のような硬い材料については知見が少ないことから、主観評価項目の設定や物理測定の測定条件の決定については何度も試行錯誤を繰り返すことになる可能性が考えられた。
反応集積化によるアルカロイドの全合成と中分子化戦略

(1)アクアミリンアルカロイドの全合成研究我々はこれまでの研究において、金触媒連続環化反応を基盤としたストリクタミンの形式全合成を達成している。平成30年度はストリクタミン型骨格を有するインドレニンの不斉合成とアスピドフィリンAの合成検討を実施した。キラルスルホキシドを不斉補助基として用いることで、光学活性な環化前駆体の合成に成功した。さらに、ストリクタミン型骨格を有するインドレニン誘導体をカタフォリン型骨格に変換する還元反応の検討を行い、有望な結果を得た。アスピドフィリンA型骨格の構築に関しては、インドール3位にエタノール部位を有するアルキンの連続環化反応を検討した。その結果、窒素官能基部分を変換した環化前駆体を用いた場合に、良好な立体選択性で目的の反応が進行することを見出した。(2)アスピドスペルマアルカロイドの全合成研究アスピドスペルミジンおよびマラガシャノール類の基本骨格を一挙に構築する連続環化反応条件の最適化を行い、目的の四環性骨格を効率的に得ることに成功した。さらに、得られた四環性化合物をマラガシャノールに導くためのC1ユニット導入に関する予備的検討を実施した。ストリクタミン型骨格を有する縮環インドレニンの不斉合成に成功した。また、アスピドフィリン骨格の構築においては立体化学を完全に制御することに成功したため、研究は順調に進展している。アスピドフィリンAの全合成研究においては、構造を改変した環化前駆体の金触媒環化反応を引き続き検討し、より効率の良い反応条件の確立を実施する。アスピドスペルマ型アルカロイドの合成研究においては、これまでに得られた成果を基盤としてビンドロシンの形式全合成を目指す。
バンド内光学遷移分極の制御を基盤とした赤外増感型光電変換の新展開

量子ナノ構造を利用するとバンド内のサブバンド間光学遷移によって赤外波長域に応答する光電変換が可能になる。これを太陽電池に応用すると、一般的な価電子バンドー伝導バンド間の光学遷移に加えてバンド内光学遷移が同時に発現し、太陽光の異なるスペクトル帯を幅広く吸収することによって太陽電池の変換効率を根本的に向上させることができる。本研究では、量子ナノ構造を利用してバンド内光学遷移分極制御の学理を追求し、ナノ構造の形状制御と不純物ドーピングによってバンド間光吸収に相当するような増感型バンド内光吸収を実現するとともに、可視域から赤外域までの広い波長帯域で感度を有する高効率光電変換デバイスに応用する。太陽電池の高効率化を念頭に、半導体の光吸収の学理追及と光吸収増強を目指すという課題。具体的には、半導体バンド内光吸収における量子ナノ構造の形状と不純物ドーピング効果を調べ、光吸収の増強を目指す。またこれにより、可視域から赤外域までの広い波長帯域で高い感度を有する高効率光電変換デバイスのへの応用を図る。半導体ヘテロ界面に量子ドットを挿入することにより光吸収効率が増大するという、研究代表者自らの最近の発見に基礎を置く課題であり、他の機関では得られない重要な知見が得られると期待される。また、太陽電池への応用を念頭に置いており、基礎学理のみならず産業的な観点からもインパクトが大きい。
チリの輸出一次産品産業における垂直統合の形成

一次産品の供給拠点として世界的にも注目されるチリは、その生産を担っている生産主体が所有型の垂直統合化された大企業であるという特徴を有する。垂直統合化された大企業は、サプライ・チェーンの管理という意味で優位なだけでなく、先進国など需要国側でトレーサビリティの重要性が高まったことで、国際競争力の源の一つともなっている。本研究では地域毎の多様性を有するチリにおける、一次産品企業の生産要素に対する所有権の設定といった制度の側面にの側面に着目することで、地域毎の企業構造の差異を分析する。制定法だけでなく少数民族居住地の慣習法なども調査し、生産要素に対する所有権の設定と企業の垂直統合との関連を探る。
骨のカップリング機構を応用した薬理学的歯の移動のコントロール

本研究では、破骨細胞活性の特異的抑制剤であるリベロマイシンAを用いて、薬理学的な歯の移動のコントロールが可能であるか検討を行った。また、このリベロマイシンAとビスホスホネートを用いてOPG遺伝子欠損(OPG-/-)マウスにおける破骨細胞の亢進を抑制した場合の骨芽細胞への影響について検討した。その結果、リベロマイシンAにおいて、破骨細胞の活性を調整することにより、歯の移動をコントロールすることが可能となり、また、骨芽細胞の活性にも影響があることが示唆された。これらのことから、破骨細胞から骨芽細胞への何らかのシグナルがある可能性が考えられた。矯正歯科治療を成功させるために最も配慮しなくてはならないことに固定源の確保があげられる。その確保のために現在では、ヘッドギアーなど大掛かりな装置を作製し、患者に使用を指示している。そこで、患者の負担が少なく、確実かつ効率的な新しい矯正歯科治療法の確立を目的として、選択的破骨細胞阻害剤であるリベロマイシンAやビスホスホネートを用い、局所における破骨細胞の形成、活性化をコントロールし、歯の移動を制御する実験を行うこととした。平成21年度の研究業績として、まず、本研究に使用する薬剤の選択をおこなった。ビスホスホネートとリベロマイシンAをマウスに投与し、破骨細胞活性が抑制されているかを、血液検査で確認を行った。その結果、ビスホスホネートでは血中TRAPが、リベロマイシンAでは血中Caがそれぞれ抑制されていることが確認できた。また、マウスにおける矯正学的歯の移動の予備実験を行った。本研究では、骨代謝の変化がより現れやすくなるよう、OPG遺伝子欠損マウスを使用し実験を行っている。OPG遺伝子欠損マウスは、OPGが遺伝子的に欠損していることから、破骨細胞の活性が全身的に上昇しているモデルマウスである。現在、申請者が行っている歯の移動実験モデルでは、矯正用ゴムを使用している。5日間まで観察を行い、OPG遺伝子欠損マウスではWild typeマウスと比較して、歯の移動量が多く、根間中隔の骨量の減少が認められたが、ビスホスホネートを投与することにより、OPG遺伝子欠損マウスにおける移動量が抑制され、根間中隔の減少の抑制が確認された。しかし、この方法では5日までの短期間でしか観察が不可能である。今後は、より長期間(約21日間)歯を移動させられるように実験モデルを確立し、研究を継続する予定である。平成22年度の研究業績として、破骨細胞の活性を抑制した際の、局所における骨芽細胞への影響について検討を行った。その結果、ビスホスホネートによる破骨細胞の活性を押さえた場合、高値であった血中におけるアルカリフォスファターゼを低下させ、免疫染色によるRUNX-2の発現時期を正常化させたことより、骨芽細胞の活性を正常化させる働きが認められ、破骨細胞と骨芽細胞の間には、何らかの負のシグナル因子が存在することが示唆された。しかし、ビスホスホネート自体が骨芽細胞に直接作用する可能性が否定できないことから、破骨細胞選択的に抑制する薬剤を用いる必要が考えられた。そこで、今後は、破骨細胞特異的抑制材として注目しているリベロマイシンAを用い、同実験を行い、破骨細胞と骨芽細胞のインターラクションを解明してゆく予定である。そこで、患者の負担が少なく、確実かつ効率的な新しい矯正歯科治療法の確立を目的として、破骨細胞抑制剤であるリベロマイシンAやビスホスホネートを用い、局所における破骨細胞の形成、活性化をコントロールし、歯の移動を制御する実験を行うこととした。平成23年度の研究業績として、昨年度までに引き続き、破骨細胞の活性を抑制した際の、局所における骨芽細胞への影響について検討を行った。昨年度は、ビスホスホネートによって、破骨細胞のみならず、骨芽細胞の活性をも正常化させることを確認した。つまり、破骨細胞から骨芽細胞への何らかの負のシグナル因子が存在することが考えられた。しかし、ビスホスホネート自体が骨芽細胞に直接作用する可能性が否定できないことから、破骨細胞のみを選択的に抑制する薬剤として、リベロマイシンAを用い、同実験を行い、破骨細胞と骨芽細胞のインターラクションを解明していくこととした。

その結果、リベロマイシンAによって破骨細胞の活性を特異的に押さえた場合、ビスホスホネートと同様に、高値であった血中におけるアルカリフォスファターゼ活性を低下させ、免疫染色によるRUNX-2の発現時期を正常化させたことより、骨芽細胞の活性を正常化させる働きが認められた。これらのことから、やはり破骨細胞と骨芽細胞の間には、何らかの負のシグナル因子が存在することが示唆された。今後この因子について明らかにすることは、代謝のメカニズムや、様々な骨疾患の治療法の解明に貢献するものではないかと推察している。
線虫における、補体系因子C3様蛋白の発現及び機能解析

補体系因子C3様の蛋白質である無脊椎動物のTEPは、昆虫では病原体の認識・排除に関与する。線虫のTEP(cTEP)は昆虫のそれよりもC3の構造上の特徴をよく共有しており、その解析からC3の原初機能の解明が期待された。発現解析から、cTEPが胚後期から成虫期まで発現し、体壁筋や陰門、一部の神経系細胞に局在する事を明らかにした。これは、cTEPが病原体認識とは異なる局面で働く事を示唆している。遺伝子欠損変異体の解析から、通常飼育条件化ではその機能は必須ではないことから、環境ストレス下で機能する可能性が考えられた。(1)RT-PCR解析により、cTEP遺伝子から6種類のスプライシングアイソフォームが発現していることを明らかにした。これらのアイソフォームは量的には全て同程度発現していると考えられた。昆虫等の他の無脊椎動物種とは異なり、線虫はTEP遺伝子を一種類しか有さないが、複数のアイソフォーム間の機能的差異により、多様な機能を担う可能性がある。(2)cTEP遺伝子の発現組織を解析するために、そのプロモーターにGFP遺伝子をつないだコンストラクトを作成し、線虫に遺伝子導入した。その結果、予想に反して体壁筋及び神経細胞でGFPの発現が検出された。また、GFP融合型cTEPを発現させて蛋白の局在を解析した結果から、筋肉ではdense bodyもしくはその近傍に局在していると考えられる。哺乳類においても筋肉細胞や神経系からのC3の発現はいくつか報告されているものの、その生理的意義の解明はあまり進んでいない。cTEPの筋肉・神経細胞における機能を明らかにすることが、C3の原初機能の解明に繋がると期待される。(3)抗体調製や生化学的解析に用いるリコンビナントcTEPを得る目的で、安定的にcTEP遺伝子を発現する昆虫由来培養細胞を樹立した。(1)昨年度作成したcTEP::GFP(GFP融合型cTEP)遺伝子の染色体外アレイ導入線虫から、導入遺伝子をゲノムにインテグレイトした系統を作出し、その個体におけるcTEP::GFPの発現を解析した。ウエスタンブロット解析の結果、分泌前のプロセシングにより2本のポリペプチド鎖に分かれるC3とは異なり、cTEPは主に一本のポリペプチドとして存在することが明らかとなった。また、蛍光顕微鏡観察により、胚発生後期から成虫期にかけて発現していること、体壁筋、陰門及び神経細胞とその支持細胞(sheath cells、socket cells)に発現していることを明らかにした。特に神経系における発現に関しては、神経細胞染色試薬を用いた共染色の結果から、一部の感覚神経に発現していることが示唆された。以上の結果は、cTEPが、感染防御における異物認識とは異なる局面で機能している事を示唆している。(2)cTEP遺伝子の欠損変異体をNational BioResource Projectに依頼、単離した(tm3720)。RT-PCR及びシークエンス解析の結果から、その変異体ではマクログロブリンドメイン中67アミノ酸残基を欠失した変異蛋白を発現すると考えられる。その変異個体において、生存や成長・産卵、また解析した限りではその他の行動に顕著な異常は認められなかった。cTEPの機能が通常飼育条件下では必須ではない可能性、もしくは欠失した67アミノ酸残基がcTEPの機能に必須ではない可能性が考えられる。
病院勤務者のストレス緩和を目的とした「新しい病院緑化」の提案と効果検証

1新しい病院緑化の提案(ハード):新しい病院緑化を検討する上で、持続可能な緑化のシステムを構築することは必要不可欠である。そこで、長期に渡り病院緑化を継続している全国の病院に対し、質問紙調査および現地調査を実施し、長期に渡り病院緑化を継続するために必要な要素の抽出を行った。その結果、緑化や管理の技術も重要であるが、医師や看護師など病院勤務者の緑化に対する高い意識が病院緑化の推進や維持管理に大きく影響していることなどが明らかとなった。よって、病院緑化を進めるには、技術的な問題だけではなく、病院関係者の緑化に対する意識の向上が重要であると考えられた。これらの結果は2018年に台湾で開催されたICLEE2018において発表した。2病院勤務者向け園芸療法プログラムの提案(ソフト):病院勤務者に対する園芸療法プログラムの効果検証を行うために、実際に精神科病院において園芸療法を実施した。既往の研究より、精神科病院は他の病院に比べ、勤務者のストレスが高いことが報告されていることから、本調査では精神科病院を対象として実験を行った。具体的には野菜の栽培といった植物の成長と関わる長期プログラムと、ハーブ石鹸作りなどの単発で行う園芸クラフトを同時で実施した。その効果、いずれのプログラムにおいても病院勤務者の感情が改善されることなどが明らかとなり、ストレス緩和効果が認められた。これらの結果は2018年に東京都市大で開催された日本緑化工学会で発表した。3次世代への体験的教育プログラムの提案:将来、医療従事者となる医療系大学の学生に対し、園芸療法プログラムを実施し、その効果検証を行った。その結果、緊張-不安や抑うつ-落ち込みなどのネガティブな感情が改善されることなどが明らかとなった。次年度は他の医療系大学においても同様の実験を行い、データの信用性を挙げる予定である。1病院緑化における現状調査、2病院勤務者への園芸療法プログラム、3次世代の医療関係者への園芸プログラムの提供、の3つのテーマ、いずれも予定通り実施することが出来、それぞれの項目で学会発表等が実施できていることから、概ね順調に進んでいると考えている。唯一、ホームページ等での結果の発信が出来なかったことから、次年度への課題としたい。最終年度は、これまでの結果をまとめると共に、不足しているデータの補完、特に3次世代の医療関係者への園芸プログラムを積極的に実践する予定である。すでに、医療系大学における園芸活動の計画は進んでおり、最終年度は、これらを予定通りに進め、学会発表できるレベルに結果をまとめる予定である。さらに、これまでの結果を論文化し、公表する。また、これまで十分にできなかったホームページ等への結果の発信を積極的に実施する予定である。研究初年度は、1.病院緑化の現状を把握するための基礎調査、2.新しい病院緑化の提案と施工、3.病院勤務者向け園芸療法プログラムの提案の大きく3つを予定していた。初年度の研究実績としては、これら3つの調査は基本的に全て実施できた。1では、関東圏における病床数200床以上の大型病院に対して質問紙調査を実施し、緑化の現状や患者、職員の緑に対する意識の把握を行った。その結果、患者は季節感を求めているが、職員は癒やしを求めていることなどがあきらかになった。2では、実際に病院敷地内における施工や調査は実施できなかったが、看護学部のキャンパス内に花壇を作り、看護学生を対象にした園芸プログラムの実施を行った。また園芸キャンパス内に足腰に負担が少ないウレタン入りの芝生を施工し、その利用による印象評価実験等を実施した。その結果、ウレタン混入割合が高い方が、寝転ぶや座ると言った利用行動において癒やし効果が高いことなどが明らかになった。初年度は、このような実際の医療福祉施設への緑化導入に向けた材料の検討ができた。3では、実際の看護師や保健師を対象に園芸療法プログラムを実施し、その効果についてのアンケート調査を実施した。その結果、皆園芸療法によって、ストレスが緩和されたが、それだけでなく、実際に関わっている患者や高齢者にも、自分が体験したプログラムを提供したいと言った意見も多く見られた。これらの結果から、看護師に対する園芸療法プログラムは自身の心身の健康だけで無く、自分が関わっている患者に対しても影響を及ぼす可能性が考えられ、患者への間接的ケアとしても有用であると考えられた。当初予定していた研究計画はほぼ全て実施できたことから、概ね順調に進展していると言える。1の病院の現状把握のためのアンケートに関しては、集計は本年度で終了し、傾向は見られたが、さらに各病院へのヒアリング調査を行うことで、より深く考察できると考えられるため、次年度の計画に組み込む予定である。2の病院敷地内への施工に関しては、当初の計画では精神科病院で実施する予定であったが、計画が変更となったため、急遽、看護学部キャンパス内での花壇施工に変更し、その花壇の管理を中心とした園芸プログラムの実施を行うこととした。また、緑化材料の検討として、ウレタン樹脂混入芝生をとりあげ、足腰への負担軽減、心理的効果に関する調査を実施した。秋に実施し、一定の成果は得られたが、屋外での利用であるため気温などの影響が大きいことから、次年度以降もデータを蓄積する必要がある。3の園芸プログラムに関しては看護師や保健師に対して実際に実施できたが、被験者が当初想定していた人数よりも少なかったことから、次年度以降も継続して実施する必要がある。

そこで、長期に渡り病院緑化を継続している全国の病院に対し、質問紙調査および現地調査を実施し、長期に渡り病院緑化を継続するために必要な要素の抽出を行った。その結果、緑化や管理の技術も重要であるが、医師や看護師など病院勤務者の緑化に対する高い意識が病院緑化の推進や維持管理に大きく影響していることなどが明らかとなった。よって、病院緑化を進めるには、技術的な問題だけではなく、病院関係者の緑化に対する意識の向上が重要であると考えられた。これらの結果は2018年に台湾で開催されたICLEE2018において発表した。2病院勤務者向け園芸療法プログラムの提案(ソフト):病院勤務者に対する園芸療法プログラムの効果検証を行うために、実際に精神科病院において園芸療法を実施した。既往の研究より、精神科病院は他の病院に比べ、勤務者のストレスが高いことが報告されていることから、本調査では精神科病院を対象として実験を行った。具体的には野菜の栽培といった植物の成長と関わる長期プログラムと、ハーブ石鹸作りなどの単発で行う園芸クラフトを同時で実施した。その効果、いずれのプログラムにおいても病院勤務者の感情が改善されることなどが明らかとなり、ストレス緩和効果が認められた。これらの結果は2018年に東京都市大で開催された日本緑化工学会で発表した。3次世代への体験的教育プログラムの提案:将来、医療従事者となる医療系大学の学生に対し、園芸療法プログラムを実施し、その効果検証を行った。その結果、緊張-不安や抑うつ-落ち込みなどのネガティブな感情が改善されることなどが明らかとなった。次年度は他の医療系大学においても同様の実験を行い、データの信用性を挙げる予定である。1病院緑化における現状調査、2病院勤務者への園芸療法プログラム、3次世代の医療関係者への園芸プログラムの提供、の3つのテーマ、いずれも予定通り実施することが出来、それぞれの項目で学会発表等が実施できていることから、概ね順調に進んでいると考えている。唯一、ホームページ等での結果の発信が出来なかったことから、次年度への課題としたい。2年目は1年目の反省点を踏まえ、アンケート調査の結果を元にヒアリング調査を実施する。さらに当初からの予定である以下の2つをメインに研究を進める。1.病院勤務者への園芸療法プログラムの提案・実践・検証の継続:特に園芸療法の特徴である植物の連続性(芽生え、開花、結実)を体感できる長期植栽プログラム(播種、管理、収穫)と、屋内で簡易に実施可能な短期園芸クラフトプログラムの2タイプを実施し、プログラム実施による感情の変化を把握するために実施前後にPOMS(Profile of Mood Status)の測定と、不安特性の傾向が把握できるSTAIの測定を行う。さらに病院勤務者の園芸活動中の発話や行動を記録し、そのデータをSPSSのテキストマイニング法によって分析し、共起ネットワーク等を用いて整理することで、各プログラムの特徴や有用性の検証を行う予定である。2.次世代への体験的教育プログラムの提案:医療系学生への体験的教育プログラムを提案・実践し、その効果検証を行う。
僧帽弁閉鎖不全症における自律神経調節と心機能予備力

僧帽弁閉鎖不全症は、その進行に伴って心筋の線維化が問題となっている。心筋の線維化は、交感神経の興奮、冠循環の低下、レニン-アンギオテンシン系の亢進によることが報告されている。本研究においては僧帽弁閉鎖不全症のモデル犬を用いて自律神経調節と心機能について検討した。1.犬の僧帽弁閉鎖不全症モデルにおける血中カテコールアミンを測定した結果、右側横臥位安静時の血中エピネフリンならびにノルエピネフリンは正常犬に比較して僧帽弁閉鎖不全症モデル犬が有意に高値を示した。立位においては、エピネフリンで両群間に差を認めなかったものの、ノルエピネフリンでは安静時と同様に僧帽弁閉鎖不全症が有意に高値を示した。3分間の疾走直後では、エピネフリンは両群ともに大きな変化を認めなかったが、ノルエピネフリンは両群ともに増加した。2.僧帽弁閉鎖不全症にドブタミン(10μg/kg/min)を5分間投与して心機能を正常犬と比較した。その結果、心拍数ならびに血圧は両群ともに変化を認めなかった。しかし、左心室短縮率、左心室駆出率ならびに心拍出量においては、正常犬に比較して僧帽弁閉鎖不全症犬で有意に低下した。このことから僧帽弁閉鎖不全症においては、外因性カテコールアミンに対する心収縮力の反応性あるいは予備力が低下している可能性が示唆された。3.僧帽弁閉鎖不全モデル犬の自律神経を薬理的に遮断した結果、心拍数の調節はβ_2受容体が大きく関与しており、心収縮力に関してはβ_1受容体が関わっていることが示唆された。不全心における酸素消費量を低下させるためには心拍数を低下が必要であるが、β_1選択性のβ遮断薬に比較して非選択性のβ遮断薬が犬の心不全治療には適している可能性がこの研究により明らかにされた。本研究においては僧帽弁閉鎖不全症のモデル犬を用いて自律神経調節と心機能について検討を行っている。現在、僧帽弁閉鎖不全モデル犬の自律神経を薬理的に遮断し、その心臓の予備機能について検討を行っているところである。また、これらin vivoにおける実験が終了した後に心臓のアドレナリンレセプターについても検討を行う予定である。

昨年までに.犬の僧帽弁閉鎖不全症モデルにおける血中カテコールアミンを測定し、交感神経が活性化されていることが示され、ドブタミン(10μg/kg/min)に対する反応性について検討した結果、外因性カテコールアミンに対する心収縮力の反応性あるいは予備力が低下している可能性が示唆された。これらの結果をふまえ、僧帽弁閉鎖不全モデル犬に自律神経遮断薬を投与し、心機能とその予備力の変化について検討した。イソプロテレノール(0.025μg/kg/min)を投与しながら、プロプラノロールを0.001mg/kgから0.1mg/kgまで段階的に投与し、心拍数と左心室の収縮力の測定を行った。その結果、プロプラノロール0.001-0.04mg/kgまで心拍数の低下が認められたが、収縮力に変化を認めず、0.01mg/kg以降では心拍数とともに収縮力も低下した。犬の心臓におけるβ受容体の分布は心房にβ_1,β_2受容体が存在するが、心室筋にはβ_1受容体が主に存在していることから、犬における心拍数の調節はβ_1ならびにβ_2受容体が大きく関与しており、心収縮力に関してはβ_1受容体が関わっていることが示唆された。また、僧帽弁閉鎖不全症モデル犬に非選択性のβ遮断薬を投与すると心拍が低下するが、収縮力には大きな影響が認められなかったことから不全心における酸素消費量を低下させるためには心拍数を低下が必要であるが、β_1選択性のβ遮断薬に比較して非選択性のβ遮断薬が犬の心不全治療には適している可能性がこの研究により明らかにされた。
細胞増殖シグナルを標的とした阻害分子の探索と応用

ERK-MAPキナーゼ経路が恒常的に活性化されたがん細胞において,MEK阻害剤でそれを遮断しても有意な細胞死誘導には至らない。一方,MEK阻害剤と併用することで,微小管重合阻害剤,及びHDAC阻害剤の細胞死誘導効果が,極めて顕著に増強されることを見出した。すなわち,単独では顕著な抗腫瘍効果を示さない微小管重合阻害剤/HDAC阻害剤が,MEK阻害剤と併用することで,極めて顕著な増殖抑制、さらに腫瘍萎縮効果を示すことを,動物個体レベルで確認した。これより,上記薬剤の組み合わせ併用が,有効ながん化学療法に繋がる可能性を提示するに至った。1.ERK-MAPキナーゼ系遮断剤(MEK阻害剤、PD184352等)とチューブリン重合阻害剤(TZT-1027等)の併用による抗腫瘍効果増強に関しては、ヒト大腸がん由来細胞株(HT29)をヌードマウスに移植したXenograft系において、薬剤処理期間を6週間にまで延長して繰り返し検討した。その結果、MEK阻害剤単独処理では有意な抗腫瘍効果が認められなかったが、TZT-1027と併用する事で極めて顕著な抗腫瘍効果の増強(腫瘍組織の著しい脱落)を再現性よく確認した。上記条件下では、マウスの体重減少,様々な組織に対する障害等が認められず、上記薬剤併用が有効ながん化学療法となる可能性が強く示唆された。2.MEK阻害剤と併用する事で細胞死誘導効果が増強される薬剤として、新たにヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤を見いだした。上記併用効果は、ERK-MAPキナーゼ経路が恒常的に活性化されているがん細胞においてのみ認められ、HDAC阻害剤単独では細胞死誘導がほとんど認められない低濃度領域において特に顕著であった。また、そこでは顕著な活性酸素(ROS)の蓄積が認められ、抗酸化剤でそれを消去すると細胞死が完全に抑制される事より、上記薬剤併用による細胞死誘導のmediatorとしてROSが重要な役割を果たしている事を明らかにした。3.ERK-MAPキナーゼ経路と同様、多くのがん細胞においてその恒常的活性化が認められるPI3キナーゼ/Akt経路について、その選択的遮断が効果的ながん化学療法の開発につながる可能性を検討した。その結果、PI3キナーゼ/Akt経路の恒常的活性化が認められるがん細胞において特徴的に、その選択的遮断が特に低濃度のDoxorubicinの細胞死誘導効果を顕著に増強する事,そこではp53が必須の役割を果たしている事を見いだした。1.ERK-MAPキナーゼ系遮断剤と微小管重合阻害剤の併用による抗腫瘍効果増強に関しては、MEK阻害剤として新たにPD0325901を合成し、がん細胞としてはヒト大腸がん由来細胞株、HT29(Raf変異)の他にヒト繊維肉腫由来細胞株、HT1080(Ras変異)を利用したXenograft系によって解析を進めた。その結果、(a)PD0325901はPD184352と比較して10倍程度強力にがん細胞の増殖を抑制する事、(b)HT1080細胞に対して各MEK阻害剤は単独で有意な増殖抑制効果を示したが、それはHT29細胞の場合と同様、低濃度のTZT-1027との併用によって大幅に増強される事を確認した。なお、上記条件下、マウスの体重減少、様々な組織障害等はほとんど認められなかった。これより、上記薬剤併用はERK-MAPキナーゼ系の機能亢進が認められる「がん」に対して、真に有効ながん化学療法を提供するものと考えられる。一方、上記薬剤併用処理したがん細胞において特徴的に、Cyclin Bの異常蓄積、Nucleophosminのリン酸化亢進(Ser^4、Thr^<199>)、中心体形成異常、それに伴うM期延長が認められ、これらが契機となって顕著な細胞死が誘導される可能性が示唆された。2.ERK-MAPキナーゼ経路と同様、多くのがん細胞においてその機能亢進が認められるPI3キナーゼ/Akt経路について、その選択的遮断が効果的ながん化学療法につながる可能性を検討した。その結果、LY294002等でそれを選択的に遮断した際、微小管重合阻害剤の細胞死誘導効果が極めて顕著、かつ選択的に増強される事を明らかにした。次いでその分子機構の解析を進め、PI3キナーゼ/Akt経路の遮断がGSK-3βの脱リン酸化(活性化)を誘導し、それが微小管結合タンパク(MAPs)をリン酸化する事でがん細胞の微小管構造が不安定され、これが微小管重合阻害剤に対する感受性増強につながる事を見いだした。

1.培養細胞系での解析より明らかになったERK-MAPキナーゼ経路遮断剤(MEK阻害剤)と微小管重合阻害剤、あるいはHDAC阻害剤の併用による抗腫瘍効果増強に関しては、それらの「がん治療」における有効性を確認する目的で、HT-29(Raf変異)、HT1080細胞株(Ras変異)を利用したXenograft系での検討を進めた。その結果、微小管重合阻害剤(低濃度)との併用では再現性良く極めて顕著な抗腫瘍効果(腫瘍塊の消失)を認め、それが副作用を軽減した、真に有効ながん化学療法となり得ることを確認した。一方、HDAC阻害剤との併用に関しては、検討したヒドロキサム酸誘導体(K-32)それ自身の抗腫瘍効果が微弱であったこともあり、現時点において有効性を確認するに至らず、これは次年度の最重要検討課題として残った。2.MEK阻害剤と微小管重合阻害剤の併用による抗腫瘍効果増強の分子機構に関しては、(i)がん細胞におけるERK-MAPキナーゼ経路の機能亢進が、CENP-Eなどのリン酸化を介して紡錘体チェックポイントの機能抑制に連動すること、(ii)MEK阻害剤処理によって紡錘体チェックポイント機構の抑制が外れ、これががん細胞の微小管重合阻害剤に対する大幅な感受性増強に繋がることを見出した。3.MEK阻害剤とHDAC阻害剤の併用による細胞死誘導増強の分子機構に関しては、(i)ERK-MAPキナーゼ経路の下流で発現誘導される遺伝子に活性酸素種(ROS)の消去系で機能するGlutathione peroxidase(GPx)が含まれること、(ii)HDAC阻害剤との併用でGPxの発現が顕著に抑制され、それが上記薬剤処理におけるROSの顕著な蓄積に繋がり、これが細胞死誘導のmediatorとして機能することを見出した。培養細胞系での解析より見出したERK-MAPキナーゼ経路遮断剤(MEK阻害剤)と微小管重合阻害剤/HDAC阻害剤の併用による抗腫瘍効果増強に関しては、HT-29(Raf変異)、HT1080(Ras変異)細胞株を利用したXenograft系で解析を進めた。その結果、微小管重合阻害剤(低濃度のTZT-1027等)との併用で、顕著な増殖抑制増強、さらにHT1080細胞では1週間毎、2度の薬剤処理で腫瘍塊の消失を認めた。また、HDAC阻害剤との併用においても、ヒドロキサム酸誘導体(MS-275)を利用した解析より、ほぼ完全な増殖停止の誘導を確認した。一方、上記各薬剤併用実験条件下において,体重減少等の副作用は認められなかった。すなわち、MEK阻害剤と微小管重合阻害剤、あるいはHDAC阻害剤との併用は、副作用を軽減した、真に有効ながん化学療法に繋がる可能性を、動物個体レベルで確認した。MEK阻害剤と微小管重合阻害剤の併用による抗腫瘍効果増強の分子機構に関しては、紡錘体チェックポイントで機能するMps-1に焦点を当てて解析を進め、(i)ERK-MAPキナーゼ経路の遮断がB-Rafの活性化を誘導し(Negative feedbackの解除)、これがMps-1の活性化に関与すること、(ii)Mps-1の活性化がMad-2、BubR1などのAPCへの結合を介して紡錘体チェックポイント機構の活性化に連動し、これががん細胞の微小管重合阻害剤に対する感受性増強に繋がることを見出した。MEK阻害剤とHDAC阻害剤の併用による細胞死誘導増強の分子機構に関しては、両薬剤処理によって(i)E2F-1を介したBH3 only protein(Bim, Bik等)の発現亢進、
ドラヴィダ様式系ヒンドゥー教寺院建築の設計方法の伝播・変遷過程に関する研究

本研究の目的は、カンボジア、インドネシア、ベトナムに分布するヒンドゥー教寺院建築遺構について、その起源と想定される南インドのドラヴィダ様式との関係を建築形態及び設計方法から明らかにし、建築様式の伝播と地域毎の展開をモデル化することである。本年度は、9月にインドのカルナータカ州及びタミルナドゥー州、12月にカンボジアのコンポニトム州において調査を行った。それぞれ前期チャールキア様式、パッラバ様式、サニボール様式という6世紀から8世紀にかけての初期のヒンドゥー教寺院遺構であり、これらを詳しく比較分析することにより、様式の伝播過程を推測することが可能であると考えたからである。ドラヴィダ系最初期の遺構は、カンボディア扶南期のものであるが、それらは様式的に統一性が見られず、また小規模少数であり、伝播初期のものと考えられる。カンボディアで最初に様式的な統一が見られるのが、サニボール様式で、カンボディア中に相当量の遺構が現存している。対してパッラバ様式は、6世紀には既に様式的に完成していたと考えられ、基本的平面構成、入口装飾、軒装飾にサニボール様式との強い類似性が観察される。同時に立面構成、モールディング、屋根形態は明らかに異なった発展を見せており、両者は6世紀以前に同じ祖形をもつものの別々の発展をしたものと考えられた。特にサニボール様式のフライングパレス装飾は南インドに同様のものが見あたらず、美術様式的にミャンマー方面から影響が示唆され、サニボール様式が複数の様式的起源を持つことが想定された。一方、前期チャールキア様式は、ほぼ完成したドラヴィダ系とナーガラ系を別個に併存させており、むしろパッラバとデカン高原北部の影響下で様々な意匠を取り入れて形成されたものと考えられ、東南アジアとの直接的な関係は少ないものと考えられる。
心筋細胞における虚血誘発性シグナルの解析

本研究の目的は、虚血・再灌流心筋における転写因子hypoxia-inducible factor 1α(HIF-1α)の発現並びに機能的意義を明らかにすることであった。特に、HIF-1αの重要な標的遺伝子である血管内皮成長因子(VEGF)や誘導型-酸化窒素合成酵素(iNOS)の心筋細胞における発現調節機構を解析した。本研究の目的は、培養心筋細胞を用いたin vitroの虚血・再灌流、低酸素モデル等において、転写因子hypoxia-induciblefactor-1α(HIF-1α)の機能的意義を明らかにすることであった。また、HIF-1αの重要な標的遺伝子であり,、虚血心筋におけるその発現、作用が注目されている血管内皮成長因子(VEGF)や、虚血・再灌流障害との関連性が示唆されている誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の心筋細胞における発現調節機構についても検討を加えた。2) CEVMにおけるHIF-1αcDNAのクローニングと変異体の作製:RT-PCR法およびRACE法を用いて、CEVMより、HIF-1αの全長cDNAを単離することに成功し、現在その構造解析を進めている。ニワトリHIF-1αcDNAの核酸配列は哺乳類と高い相同性(アミノ酸配列として80%以上)を示しており、この分子の構造が進化の過程で保存されていること、すなわちその機能的意義が普遍的であることを示している。今後、その構造-機能相関をさらに解明するため、ニワトリHIF-1αcDNAの種々の変異体を作製する予定である。本年度は主に、ニワトリHIF-1αの構造について検討を加え、さらに、ニワトリ胚組織におけるその発現パターンを解析した。1)ニワトリ胚におけるHIF-1αcDNAのクローニングと発現解析:RT-PCR法およびRACE法を用いて10日目ニワトリ胚由来培養心室筋細胞(CEVM)より単離に成功したニワトリHIF-1αcDNAについて種々の解析を加えた。ニワトリHIF-1αのアミノ酸配列はヒトHIF-1αと高い相同性(約79%)を示しており、特に、basic helix-loop-helix(bHLH)ドメイン、Per/ARNT/Sim(PAS)ドメイン、3'転写活性化ドメインにおける相同性が高かった。中でも、PAS(B)ドメインの相同性は100%であり、この部位がHIF-1αの機能発現に本質的役割を果たしている可能性が示唆された。他方、ニワトリHIF-1αと他のbHLH-PAS蛋白であるニワトリendothelial PAS protein1(EPAS1)との間のアミノ酸配列の相同性は約49%と低く、これら二つの蛋白質が進化の早期に分岐したことを示唆している。HIF-1αmRNAの発現レベルに関しては、CEVM、ニワトリ胚心臓において高く、ニワトリ胚肝臓で低かった。それに対し、EPAS1 mRNAの発現レベルは、ニワトリ胚肝臓で高く、CEVM、ニワトリ胚心臓において低かった。以上より、HIF-1αが胎生期心血管系の発達に寄与している可能性が示唆された(Takahashi T,etal.Biochem Biophys Res Commun,2001,in press)。
超伝導現象に関しての時間差分型汎関数を用いた数値計算法の関数および応用

超伝導方程式を表現する方程式としてGinzburg-Landau方程式がある。これは複素数に値をとる秩序パラメータと磁場とによる方程式系で表されているが、以前からこの方程式に関する研究は多く近年特に渦糸(解の零点)の構造に関する研究が注目を集めている。この渦糸の出現する位置、またはその挙動を調べる事は超伝導現象を応用する上で重要な事である。本年度の研究としては時間差分型汎関数を用いた数値計算法の応用として、磁場の効果を無視できると仮定した、薄いが厚みの変化のある超伝導体における特異点の挙動について数値シミュレーションを行った。この結果は現在予想できる数学的結果と一致したので数値スキームとしての信憑性を確認する事が出来た。現在は磁場の効果を考えた数値計算を計画中である。また、この時間差分型汎関数の応用として双曲型自由境界問題の数値計算がある。これは『平面に貼り付けられた膜(テープ)の境界を鉛直方向に持ち上げる事によって、この膜(テープ)をはがそうとする。剥がれ際の挙動を調べよ』という物理モデルから導かれた問題である。この場合剥がれ際に特別にかかる力が存在するのでデルタ関数が非線形項になる。そこでこれをLagrange形式で書き下す事により、変分問題に変えて数値計算を行った。今回は特に一次元(テープである)事と『はがれ際』が滑らかである事を仮定してEuler-Lagrange方程式を解く事により数値計算・数学解析双方からの結果を得ることが出来た。これらの研究により、解の大域的存在についての十分条件・境界の周期的な挙動についての新たな知見を得る事が出来た。今後は次元を増やした場合の数値計算・数学解析を行う事が課題である。超伝導現象を表現する方程式としてGinzburg-Landau方程式がある。これは複素数に値を取る秩序パラメータと磁場による方程式系で表されているが、以前からこの方程式に関する研究は多く近年特に渦糸(解の零点)の構造に関する研究が注目を集めている。この渦糸の出現する位置、またはその挙動を調べることは超伝導現象を応用する上で重要なことである。超伝導体が凸領域でありNeumann境界条件の場合では非定数解は全て不安定になってしまう事が知られている。つまり領域内に現われた渦糸は衝突するなり境界に吸収されるなどして消滅してしまう。このように渦が不安定な状況では電磁誘導が引き起こされ電圧が低下し、ひいてはエネルギーのロスを招くこととなり、応用上好ましくはない。そこで渦糸が消滅しないで安定に領域内に存在するためには領域の幾何学的形状を考慮して行かなくてはならない。領域の形状が特異点の挙動にたいしてどのように影響を与えるかを調べることは数学的にも物理的にも興味のある問題である。そこで、本年度の研究においては時間差分型汎関数の方法の応用として、磁場の効果を無視できるものと仮定し、薄いが厚みの変化する超伝導体における特異点の挙動の数値シミュレーションを行なった。この結果は現在知られている数学的結果と一致したので、数値スキームとしての信憑性を確認することができた。また、現在知られている以外にも安定的な解を数値的に発見することができた。現在いろいろな形状の超伝導体にたいして数値実験を繰り返しているところである。今後は数値解析的な考察、特に領域の分割の幅・時間間隔の関係について考察して行くことが大きな課題である。
老化に伴う認知機能低下の特性の解明

高齢化社会になり、老化に伴う認知機能低下の特性や機序の解明が求められている。ヒトを研究対象とした場合、既往歴・薬物の服用・修学歴等が統制できず、結果の解釈が困難である。そこで、本研究ではサルを対象とした。老化による認知機能低下のおもな原因は、前頭連合野の機能低下だと考えられる(老化の前頭連合野仮説)。例えば、誤った行動をなかなか修正できない傾向(保続)が老化に伴い顕著に表れ、認知機能低下の一因となっている(Nakamura,2001)。他にも、作業記憶機能の低下など「前頭連合野仮説」を支持する結果が報告されている。ここでは、前頭連合野機能の一つである計画を立てて物事を実行するという能力に着目し、老化による機能変化を検討した。計画を立てる(Plannning)という能力は、ヒトにおいてももっとも発達・進化した能力である。用いた課題は、3x3に配列された9つの穴にあるエサをすべて取って食べるという単純なものである。穴の中が見えないようにフタが付いている。穴の数はサルの作業記憶容量を超えているため、効率よくエサを取るには、何らかの方略が必要となる。課題の成績を老齢群と弱齢群で比較すると、弱齢群の成績が有意に良かった。両群の行動を比較すると、弱齢群の多くの個体は、「はじめにある穴、次に上の穴...」というように、穴の順番を決めている場合が多かった。老齢ザルではこの傾向は弱く、また個体ごとにばらつきが大きかった。老齢ザルの課題成績と穴の順番を決める傾向の間には、「順番を決める傾向が強いほど、成績が良い」という有意な相関が見られた。これらの結果は、老化に伴い、「次にどのような行動を行うか」という計画を立てる能力が低下すること、そのことが認知課題の成績低下の一因となっていることを示し「老化の前頭連合野仮説」を支持すると解釈できる。この結果は、現在心理学の国際学術雑誌に投稿中である。高齢化社会という言葉が問題にされてから年を経て、日本は高齢社会になった。老化に伴うさまざまな障害が社会問題となっている。本研究は、ニホンザルを対象として正常な老化に伴う認知機能の低下の特性や神経機序を解明することを目的とする。初年度は計画していた第二の課題であるFood retrieval taskを老齢ザルと弱齢ザルに訓練して、その課題の成績を比較し、行動の特性を解析した。課題は以下のようである。サルの前に3x3のグリッド状に穴を開けたトレイを用意する。すべての穴に報酬(レーズン)を入れ、蓋で隠す。サルがいずれかの蓋を開けると一つの反応と数えた。すべての穴から報酬を取り終わるまでを1試行とし、20試行行わせた。1試行に必要な反応回数・誤反応のパターン・選択した穴の位置関係などを解析した。老齢ザルは弱齢ザルに比べ、1試行に必要な反応数が有意に多く、成績に差が認められた。また老齢ザルでは、試行の終盤、すなわち第79番目の穴から報酬を得る期間における誤反応数が顕著に増加する傾向が認められた。選択した穴の位置関係を解析した結果、弱齢ザルでは9つの穴の選び方に一定の順番が認められたのに対して、老齢ザルではその傾向が弱まっていることが明らかになった。この結果は、プランニング(計画を立てる)機能が障害されていることを示唆するものである。

プランニングの機能は、記憶・行動抑制・情動等とならんで前頭葉の機能であると考えられている。今回の結果も、老化に伴う前頭葉機能の低下を示すものである。また、サルでプランニングを評価する課題として、今回用いたFood retrieval taskが有効であることが示された。これらの結果の一部は、日本動物心理学会(2002年8月)に発表し、日本心理学会(2003年予定)で発表する予定である。老化に伴う認知機能低下を、サルを対象として明らかにすることを目的としている。これまでの研究で前頭葉機能が加齢とともに低下することが示唆されている。これまでの研究では記憶や行動抑制などが調べられてきたが、前頭葉機能として重要な「行動計画(planning)」に関するデータはほとんどない。そこで本研究では、サルが計画的に行動しなければ効率良く解決できない「Food retrieval task」を用い、その成績を弱齢群と老齢群で比較した。また、老齢群に見られる行動、弱齢群との差を検討した。その結果、課題解決までに用した試行数は老齢群で有意に多く、老齢群の成績低下が示された。両群に見られる行動を分析してみると、弱齢群は個体ごとにある規則をつくり、それに従って行動する傾向が強かった。また老齢群内では規則をつくる傾向にバラつきがあり、その傾向が強い個体ほど成績が良いという相関が認められた。この結果は、老化に伴い、行動の計画性が低下し、それが一因となり認知課題の成績が低下することを示唆する。高齢化社会になり、老化に伴う認知機能低下の特性や機序の解明が求められている。ヒトを研究対象とした場合、既往歴・薬物の服用・修学歴等が統制できず、結果の解釈が困難である。そこで、本研究ではサルを対象とした。老化による認知機能低下のおもな原因は、前頭連合野の機能低下だと考えられる(老化の前頭連合野仮説)。例えば、誤った行動をなかなか修正できない傾向(保続)が老化に伴い顕著に表れ、認知機能低下の一因となっている(Nakamura,2001)。他にも、作業記憶機能の低下など「前頭連合野仮説」を指示する結果が報告されている。ここでは、前頭連合野機能の一つである計画を立てて物事を実行するという能力に着目し、老化による機能変化を検討した。計画を立てる(Planning)という能力は、ヒトにおいてもっとも発達・進化した能力である。用いた課題は、3x3に配列された9つの穴にあるエサをすべて取って食べるという単純なものである。穴の中が見えないようにフタが付いている。穴の数はサルの作業記憶容量を超えているため、効率良くエサを取るには、何らかの方略が必要となる。課題の成績を老齢群と弱齢群で比較すると、弱齢群の成績が有意に良かった。両群の行動を比較すると、弱齢群の多くの個体は、「はじめにある穴、次に上の穴、・・・」というように、穴の順番を決めている場合が多かった。老齢ザルではこの傾向は弱く、また個体ごとにばらつきが大きかった。老齢ザルの課題成績と穴の順番を決める傾向の間には、「順番を決める傾向が強いほど、成績が良い」という有意な相関が見られた。これらの結果は、老化に伴い「次にどのような行動を行うか」という計画を立てる能力が低下すること、そのことが認知課題の成績低下の一因となっていることを示し「老化の前頭連合野仮説」を指示すると解釈できる。
ヒト肝細胞増殖因子(hHGF)の活性化及び不活性化機構-病態との関連-

我々は、正常ヒト血清中に1本鎖のプロ型hHGF(不活性)を2本鎖の成熟型hHGFに活性化する酵素が含まれていること、劇症肝炎患者血清中には成熟型hHGFと共に相当量のプロ型hHGFも含まれ、正常血清から部分精製したhHGF活性化酵素を添加することにより、成熟型hHGFに転換されることを見出した。さらに、慢性肝炎や肝硬変など、血清活性型hHGF値の著明な上昇が認められない患者でも、その血清中にはプロ型hHGFが含まれていることを明らかにした。これらのことから、hHGFは肝障害の程度に応じてプロ型として合成・分泌され、細胞外で活性化されて肝再生過程を促進していることを示している。次いで我々は、ラット肝細胞が合成・分泌しているリン酸型フェチュイン(phosphofetuin)とhHGFとの相互作用を検討し、このタンパクがhHGFの肝細胞増殖促進活性を抑制すること、またこの抑制作用はphosphofetuinとhHGFが結合することに由来することを見出した。しかし、ラットの脱リン酸型フェチュインにはその抑制活性も結合活性もない。一方、phosphofetuinは負の急性期タンパクであり、hHGF自体はphosphofetuinの合成・分泌を促進する。従って、phosphofetuinは肝の過剰増殖を防止するカローンの1種と考えられた。
幹細胞エイジングを制する栄養環境シグナルメディエーター

本研究では、造血幹細胞の自己複製制御機構の理解により、幹細胞老化の分子基盤を明らかにすることを目標に,Spredファミリーの機能解析を進めた。Spred1は,SCF/c-Kitにより活性化され,Ras-Raf-ERK経路を負に制御ことが知られている。そこで、造血幹細胞において,Spred1とc-Kitシグナルとの関係を解析した。予備的検討により、本分子が造血幹細胞の自己複製を負に制御すること,炎症など様々なストレスに反応して上昇し,幹細胞機能を抑制することを見いだした。また,造血幹細胞の細胞分裂の際,足場となるニッチ細胞や接着を介した自己複製調節が重要であることを見いだした。加齢による造血幹細胞の異常との関連を解析するため、Spred1欠損老齢マウスの造血を解析した。その結果、100週齢を越えた野生型マウスにおいては、Spred1の発現レベルが上昇していること、移植実験により、加齢による幹細胞機能の抑制が回避できることが観察された。一方,Spred2の欠損は、ほとんど造血異常を示さず、移植実験による造血幹細胞機能の亢進は認められなかった。以上の知見より、幹細胞老化において本分子を介した自己複製能の制御が深く関与していること、さらに本シグナルの詳細な解析と人為的に変化させる技術開発を進めることによって、幹細胞老化の本態を理解し、アンチエイジングなどの革新的医療技術の開発に寄与できると考えられた。28年度が最終年度であるため、記入しない。造血幹細胞は、自己複製と分化能を適切に制御し、その未分化性と恒常性を保っている。幹細胞制御機構の破たんは、血液組織の老化の原因となると考えられるが、その詳細は不明である。本研究では、栄養環境変化による造血幹細胞動態制御、特に自己複製能を指標に、そのメディエーターを特定することによって、幹細胞老化の分子基盤を明らかにすることを目標とした。本年度は、造血幹細胞老化に重要であるとされるオートファジーについて着目し、老化過程における造血幹細胞の質的変化におけるオートファジーの役割を解明する目的で、Atg5flox /Rosa-CreER,Atg5flox /Mx-Creマウスを作出した。これらのマウスを5週齢程度まで生育させ、その後、タモキシフェンおよびpIpC投与にて、Atg5の欠損を全身的に誘導し、造血への変化を観察した。8-12週齢における観察の結果、顕著な幹細胞集団への影響は認められなかった。このことから、本実験系は、オートファジーが欠失した場合の加齢における造血幹細胞変化を観察するために有用な実験系であると考え、その準備を行った。一方で、野生型マウスを用い、加齢に伴い発現変動を示す分子の解析を行った。その結果、サイトカインシグナルの調節や接着シグナルに関わる分子の発現亢進を認めた。そこで、これらの分子の老齢マウスにおける機能解析を行うため、加齢マウスの準備を開始した。以上の取り組みは、造血幹細胞の老化の制御の理解に貢献するものと期待される。予備実験によって得られた成果や材料を十分に活用し、解析を進めることができたため、順調に研究が進展していると考えられる。加齢マウスの解析に取り組み、老化表現型と分子メカニズムの理解を通じて、造血幹細胞エイジングの本態解明に取り組む。