hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞表層工学技術による経口投与型の新しい抗原エピトープ提示生細胞ワクチンの開発

酵母で働く分泌シグナルをN末端に、細胞膜にリン脂質を介して留まるGPI-アンカーシグナルをC末端にそれぞれ配置した、我々のこれまで開発してきた遺伝子工学的細胞表層提示システム、「細胞表層工学」を用いて、多くの感染ウイルスのコートタンパクのエピトープ領域に相当する抗原ペプチドを、遺伝子工学的に経口でもまた注射としても人体にとっては安全な酵母細胞表面に輸送局在提示した酵母細胞を作製し、本抗原提示細胞をそのまま用いた一種のアジュバンド(免疫増強担体)一体化細胞ワクチンとして、特にヒトや家畜や養殖魚などへの新しい形態の生細胞ワクチンとしての活用をめざしている。まず、抗原決定部位(エピトープ)程度のサイズの機能性ペプチドをコードする遺伝子を作製し、酵母の細胞表層で発現させたペプチドが活性を持つことを証明した。具体的には、重金属イオンを特異的に吸着するオリゴヒスチジンを細胞表層に提示し、吸着した重金属イオンを指標に細胞表層で発現させたオリゴヒスチジンの機能や活性を評価した。蛍光顕微鏡を用いて細胞表層上の遺伝子工学的構築産物をとらえるとともに、重金属イオンを特異的に吸着する機能を試験管内で確かめた。さらに、提示産物が免疫原性を確保できるかを確認するために、細胞表層における提示量を蛍光分析と画像解析により定量した。この結果、直径5ミクロンの酵母表層に免疫原性をもつ提示タンパク質は約100万分子と算出され、十分な活性と抗原決定部位としての力価を持ちうることが明らかになった。また、腸管免疫におけるマクロファージなどの攻撃サイズとしても、酵母は最適であることがわかった。これらの研究をふまえて、ウイルスなどの抗原決定部位をコードする遺伝子を、我々のこれまで開発してきた遺伝子工学的細胞表層提示システムに導入し、新しい形態の生細胞ワクチンを作製し、実践応用への可能性を探った。酵母で働く分泌シグナルをN末端に、細胞膜にリン脂質を介して留まるGPI-アンカーシグナルをC末端にそれぞれ配置した、我々のこれまで開発してきた遺伝子工学的細胞表層提示システム、「細胞表層工学」、を用いて、多くの感染ウイルスのコートタンパクのエピトープ領域に相当する抗原ペプチドを、遺伝子工学的に経口でもまた注射としても人体にとっては安全な酵母細胞表面に輸送局在提示した酵母細胞を作製し、本抗原提示細胞をそのまま用いた一種のアジュバンド(免疫増強担体)一体化細胞ワクチンとして、特にヒトや家畜や養殖魚などへの新しい形態の生細胞ワクチンとしての活用をめざしている。今年度は、抗原決定部位(エピトープ)程度のサイズの機能性ペプチドをコードする遺伝子を作製し、酵母の細胞表層で発現させたペプチドが活性を持つことを証明した。我々の細胞表層提示システムに上記で作製した遺伝子を組み込んで、そのペプチドを高発現させるとともに細胞表面に輸送局在提示した細胞を作製し、蛍光顕微鏡を用いて細胞内や細胞表層上の遺伝子工学的構築産物をとらえるとともに、作製した細胞が重金属イオンを特異的に吸着する機能を試験管内で確かめた。この結果より、抗原決定部位(エピトープ)程度のサイズの機能性ペプチドをコードする遺伝子も、我々のこれまで開発してきた遺伝子工学的細胞表層提示システムにより、十分に機能発現させうることが証明され、新しい形態の生細胞ワクチン作製への足場が確立した。

酵母で働く分泌シグナルをN末端に、細胞膜にリン脂質を介して留まるGPI-アンカーシグナルをC末端にそれぞれ配置した、我々のこれまで開発してきた遺伝子工学的細胞表層提示システム、「細胞表層工学」、を用いて、多くの感染ウイルスのコートタンパクのエピトープ領域に相当する抗原ペプチドを、遺伝子工学的に経口でもまた注射としても人体にとっては安全な酵母細胞表面に輸送局在提示した酵母細胞を作製し、本抗原提示細胞をそのまま用いた一種のアジュバンド(免疫増強担体)一体化細胞ワクチンとして、特にヒトや家畜や養殖魚などへの新しい形態の生細胞ワクチンとしての活用をめざしている。昨年度は、抗原決定部位(エピトープ)程度のサイズの機能性ペプチドをコードする遺伝子を作製し、酵母の細胞表層で発現させたペプチドが活性を持つことを証明した。今年度は、提示産物が免疫原性を確保できるかを確認するために、提示したペプチドや分子サイズの大きな酵素タンパク質の細胞表層における提示量を蛍光分析と画像解析により定量した。この結果、直径5ミクロンの酵母表層に免疫原性をもつ提示タンパク質は約100万分子と算出され、十分な活性と抗原決定部位(エピトープ)としての力価を持ちうることが明らかになった。また、腸管免疫におけるマクロファージなどの攻撃サイズとしても、酵母は最適であることがわかった。これらの研究をふまえて、サケやマスなどの北方養殖魚に深刻な被害を与えているウイルスの抗原決定部位をコードする遺伝子を、我々のこれまで開発してきた遺伝子工学的細胞表層提示システムに導入し、新しい形態の生細胞ワクチンを作製し、実践応用への可能性を探った。
化学シグナル伝達分子におけるアロステリック機構の動的構造基盤の解析

本研究では、ヒト疾患およびアロステリック調節薬開発に関わるflip型のAMPAR-LBDを対象とした研究を進めている。これまでのAMPAR研究において薬理活性を変調するLBD領域の変異体が見いだされてきているが、そのLBDの結晶構造(静的構造)からでは薬理活性変化の理由を説明することが困難なものがあることから、NMR法を活用した動的構造の見地より検証を行った。その中でT686変異体については、結晶構造では野生型、T686変異体で構造が同一であるにも関わらず、化学シフト解析や緩和解析結果より、LBD界面に複数の構造状態間の平衡が存在し、変異に伴う存在比率の変化が示唆された。また、水素交換実験による比較解析結果から、LBDにはサブドメイン間水素結合が形成された構造状態と、形成されていない構造が存在し、これらの構造間の平衡の変化がチャネル活性に影響していると考えられた。さらに、partial agonistであるカイニン酸結合状態における薬理活性を増大させるL650T変異体について、野生型との比較NMR解析も行った結果、結晶構造に反映されていないサブドメイン間水素結合が形成されていることが示唆され、それにより薬理活性が高められていると推察された。これらの結果は、原子レベルで化学シグナル伝達の理解を深めるうえで、静的な立体構造情報のみならず、構造平衡状態などを考慮した視点で活性を捉えるべきであることを示唆しており、化学コミュニケーションを変調させる機能性分子を創製していくうえで、標的分子の動的構造の視点が重要であることを示しているといえる。当初目的としていた、結晶構造からは説明できない、変異に伴う薬理活性の変調メカニズムの一端をNMR解析により解明することができたと考えている。また、化学シグナル伝達分子の一残基変異が、分子の広範な領域に影響をもたらす実態をNMRにより検出することができた。次年度以降、このような動的分子内構造変化を介した分子内シグナル伝達メカニズム、さらには、アロステリック調節薬の作用メカニズムについて解析していくための基盤が整ったと考える。AMPARに作用するアロステリック調節薬は、LBDの二量体化を推進すると考えられている。二量体化LBDは分子量5万を超える高分子量となるため、高感度である側鎖メチル基を活用したNMRアプローチを中心とした解析を実施する。さらに二量体間の相互作用を高めるため、LBD二量体発現系の構築についても検討する。
外力調整に基づくスモールチェンジ法の有効性とその経済効果

褥瘡予防等身体への弊害を考慮し行われる2時間おきの体位変換に代わる方法として、身体の一部に対する介入としてスモールチェンジ法を提唱し、その効果について、体圧・ずれ量・費用対効果の面から検討した。結果、従来からの体位変換方法と比べ同等以上の効果が得られた他、80%以上の看護師・介護士に体位変換に伴う負担の軽減が示された。よってスモールチェンジ法は、従来の体位変換方法に代わる優れた有効な方法と言える。本研究は、これまで通説とされてきた「2時間おきの体位変換」に変わる具体的な方法としてスモールチェンジ法を提案し、この方法の安全性と有効性、看護・介護マンパワーに資する経済効果を検討するものである。平成26年度研究では、1ひずみゲージによる各種体位変換方法におけるずれ力の検討、2全身体圧計による各種体位変換方法における体圧変化の検討、3チェックマイハートを用いた各種体位変換方法における自律神経系の反応の検討、4創傷を有する患者の体位変換における創物性に与える影響の理論的整理を行った。対象は、成人男女各3名、合計6名であり、比較した体位変換方法は、仰臥位から30度側臥位の方法、2パターンのグローブを使用する方法、2パターンのスモールチェンジ法の5種で行った。結果、12について、スモールチェンジ法はずれ力は小さかったが、筋肉の張りからの影響か、男女差があり、女性において若干ずれ力が大きくなることが明らかになった。体圧に関しては、いずれの方法も体圧の上昇がなく、受圧部の面積も狭かった。3自律神経系の検討では、各種体位変換方法において心拍変動に有意差はないこと。寝心地等は、スモールチェンジ法が、従来法、グローブ法との各種体位変換と比較し良好であった。4体位変換方法が傷の物性変化(形状)へ及ぼす影響については、創傷を有する患者の体位変換で経験した事柄や創傷治癒に関するメカニズムの理論的解釈から概念図を検討した。これらの結果は、13については、第17回日本褥瘡学会(2015年8月開催)で報告することとし2演題が採択された。4については、ヨーロッパ褥瘡学会での報告(2015年9月開催)が1演題が採択された。また、体位変換が創物性に与える影響の概念検討に関しては国際学会誌への投稿のため準備中である。平成26年度研究では、1ひずみゲージによる各種体位変換方法がもたらすずれ力の検討、2全身体圧計による各種体位変換方法がもたらす体圧変化の検討、3チェックマイハートを用い各種体位変換方法が自律神経系の反応について検討したところ、本研究で提案するスモールチェンジ法において優れた結果が示された。また、体位変換がもたらす傷の物性変化(形状)への影響については概念図を示唆した。さらに平成27年度研究では、健康成人、並びに高齢者を対象に長時間臥床(3時間、6時間)が及ぼす安楽感について検証を行ったところ、各種体位変換方法においても、成人と老年との年齢比較においても顕著な違いは生じなかった。傷の物性変化については、皮膚組織の粘弾性をキュートメーターと定性的触診法を用いて検証し、高齢者の体表物性評価のプロトコールを作成した。高齢者特有の外力要因に関しては、1)創傷の形態からの検討、2)高齢者の基礎疾患からの検討を行った。形態が特徴的な褥瘡(二層性褥瘡)に注目し、仙骨部に好発することを見出し、その理由について、外力方向と骨突起との相対的関係をモデル化して提示できた。この他、浅く不整な創傷は体表と接線方向からの外力、深くて整った創傷は深部の血管の閉塞が原因であることを考慮して発症部位別に潰瘍画像データ解析から理論構築を検討している。計画している内容については、検討・検証が行えていること。また、関係学会での発表、学会誌投稿・採択も順調に進行しているため。平成28年度においても国内学会での発表、国際学会での発表を計画し、それぞれ採択されていることから、順調に進展している。本研究は、これまで通説とされてきた「2時間おきの体位変換」にかわる具体的な方法としてスモールチェンジ法を提案し、この方法の安全性と有効性、看護・介護マンパワーの資する経済効果を検討するものである。平成26年度研究では、1ひずみゲージによる各種体位変換方法がもたらすずれ力の検討、2全身体圧計による体圧変化の検討、3チェックマイハートを用いた各種体圧変換方法が自律神経系に与える反応を検討し、スモールチェンジ法が優れた方法であることを証明した。さらに、体位変換がもたらす傷の物性変化(形状)への影響に関する概念図を明らかにした。平成27年度研究では、高齢者被験者に対する臥床時間(3時間、6時間)が及ぼす安楽感に対して、従来法とスモールチェンジ法を比較し、有効であることが示された。傷の物性変化については、皮膚の粘弾性をキュートメーターと定性的触診法から、高齢者の体表物性評価のプロトコルを作成した。

外力要因に対する高齢者特有の変化への検討として、1)創傷の形態、2)基礎疾患からの検討を行い、形態が特徴的な二層性褥瘡に注目し、仙骨部に好発する理由について、外力方向と骨突出との相対的関係をモデル化した。浅く不整な創傷は体表と接線方向からの外力、深く整った創傷は深部の血管の閉塞が原因であるなどを潰瘍画像データから解析している。平成28年度は、スモールチェンジ法の臨床応用における検討を行った。患者被験者5名に対し実施し、継続観察できた3名の結果から、スモールチェンジ法の有効性が示された。看護・介護マンパワーとしての経済効果として、体位変換実施に対する負担感6591%減少した。体位変換回数も有意に減少したが、患者に新たな褥瘡発生はなく、拘縮・変形も一部改善した。最終的に、スモールチェンジ法の一連の効果に関して、姿勢や諸症状との関係から概念図としてまとめることができた。褥瘡予防等身体への弊害を考慮し行われる2時間おきの体位変換に代わる方法として、身体の一部に対する介入としてスモールチェンジ法を提唱し、その効果について、体圧・ずれ量・費用対効果の面から検討した。結果、従来からの体位変換方法と比べ同等以上の効果が得られた他、80%以上の看護師・介護士に体位変換に伴う負担の軽減が示された。よってスモールチェンジ法は、従来の体位変換方法に代わる優れた有効な方法と言える。申請時の計画どおり4種の実験・研究を遂行でき、当初に予測とした結果が得られ、平成27年度に計画する臨床患者における実証につなげることができた。また、研究の成果として、国内外の学会発表申請を3本行えた他、国際学会誌への投稿も準備できているから。体位変化に関する臨床における検証では、スモールチェンジ法を用いた症例検討から、従来からの体位変換方法とどのように違い(主に看護・介護者に対する負担等、費用対効果)について検討する。スモールチェンジの有効性に関する部位別検討や部位に及ぼす外力等の負荷量の可視化については、これまでに検討してきた、高齢者特有の外力要因に関するモデルの精選を図る。看護平成26年度の成果を受けて、平成27年度では褥瘡を有する臨床患者に対し、従来法による体位変換とスモールチェンジ法を実施し、筋強度・筋疲労や関節可動域の変化等の身体機能面への変化を比較検討する他、体圧変化、ずれ力の影響、傷の物性変化についての記述を行い観察研究を実施する。臨床患者に対する検討を行うため、臨床提供の交渉と、決定した臨床先において本研究に関する倫理審査を受け、検討できるよう進めていく。ひずみ測定用計測機器において、値引きがあり、当初の予定額から安く購入できたため。データ収集に際する補助業務に対する謝金にあてた。臨床における実験測定における謝金、消耗品等で使用する予定。
睡眠覚醒調節機構の分子生物学的研究とその応用

われわれの研究グループでは、プロスタグランジン(PG)D_2の睡眠促進作用と、PGE_2の覚醒作用を発見し、その作用機構の解明に取り組んできた。PGD_2の合成酵素の脳内での分布に関して、in situ hybridizationや免疫組織化学の手法により調べ、脳脊髄液を産生している脈絡叢や脳表を覆っている膜組織(leptomeninges)に豊富に存在していることが明らかになった。さらに、PGD_2が非常に顕著に徐波睡眠を促進する作用部位をラットで明らかにすることに成功した。以前から、PGD_2の作用部位は、睡眠中枢のひとつと信じられている視束前野であろうと予測されていたが、実験結果から、真実の作用部位は、より吻側領域の腹側表層部に存在することが示された。さらに、脳表を覆う脳脊髄液中のPGD_2量の日内変動をラットで調べたところ、活動期である夜間より、主に眠っている日中の方が高値を示すことも明らかになった。これらの諸結果から、PGD_2は脳脊髄液中や脳表の膜組織中に存在するPGD合成酵素の働きにより合成されたあと、ventral striatumとも呼ばれる側坐核(sccumbens nucleus)や嗅結節(olfactory tubercle)が存在する領域の腹側表層部に作用し、主に徐波睡眠を促進すると考えられた。さらに最近、PGD_2が当該領域の腹側表層部に作用した後には、側坐核や嗅結節に豊富に発現しているA_2アデノシン受容体の働きを介して、徐波睡眠促進に到っていることが示唆されている。また脳脊髄液中のPGD合成酵素は以前からβ-トレースとして知られていた、脳脊髄液中ではアルブミンに次いで2番目に多いタンパク質と同一であることが、われわれの研究室と国外の研究グループとの共同研究で明らかになった。また、PGD合成酵素の変異体を作成して検討した結果、本酵素の65番目のシステイン残基がその活性に必須であることも明らかになっている。われわれのグループはプロスタグランジン(PG)D_2の睡眠促進作用とPGE_2の覚醒作用を見出し、この10年以上にわたりその作用機構の解明に取り組んできた。最近われわれは、PGD_2の合成酵素が、脳脊髄液を産生する脈絡叢や、脳の表面にあるクモ膜、軟膜に多く存在することを、in situ hybridizationや免疫組織化学の手法を用いて明らかにした。さらに脳脊髄液中でアルブミンに次いで多く存在するタンパク質として知られていたβ-トレースが、実はこのPGD合成酵素と同一のものであることがわれわれの研究室と国外の研究グループとの共同研究で確認された。他方、PGD_2の睡眠促進に関する作用部位が、古くから睡眠中枢と考えられていた視束前野よりもさらに吻側の脳底付近に存在し、PGD_2をこの部位のクモ膜下腔に持続的に注入すると、生理的に生じ得る最大規模の睡眠増加が得られることが明らかになってきた。以上はPGD_2およびPGD合成酵素が、生理的および病態生理的な睡眠・覚醒の諸現象に非常に深く関与している可能性を示唆している。と同時に、生理現象の脳表での調節機構や関連する脳脊髄液の役割といった、神経科学の分野での新しい局面を開きつつある。

またPGD合成酵素の活性を阻害する無機セレン化合物などが睡眠を顕著に阻害することも明らかになっているが、これに関連して、PGD合成酵素の変異体を作成して検討したところ、本酵素の65番目のシステイン残基がその活性に必須であることも明らかになっている。これらと並行してPGE_2の合成酵素の精製も進展している。われわれの研究グループでは、プロスタグランジン(PG)D_2の睡眠促進作用と、PGE_2の覚醒作用を発見し、その作用機構の解明に取り組んできた。PGD_2の合成酵素の脳内での分布に関して、in situ hybridizationや免疫組織化学の手法により調べ、脳脊髄液を産生している脈絡叢や脳表を覆っている膜組織(leptomeninges)に豊富に存在していることが明らかになった。さらに、PGD_2が非常に顕著に徐波睡眠を促進する作用部位をラットで明らかにすることに成功した。以前から、PGD_2の作用部位は、睡眠中枢のひとつと信じられている視束前野であろうと予測されていたが、実験結果から、この予測は誤りで、真実の作用部位は、より吻側領域の腹側表層部に存在することが示された。さらに、脳表を覆う脳脊髄液中のPGD_2量の日内変動をラットで調べたところ、活動期である夜間より、主に眠っている日中の方が高値を示すことも明らかになった。これらの諸結果から、PGD_2は脳脊髄液中や脳表の膜組織中に存在するPGD合成酵素の働きにより合成されたあと、Brocaの対角帯(diagonal band)や中隔域(septal region)の他、ventral striatumとも呼ばれる側坐核(accumbens nucieus)や嗅結節(olfactory tubercle)が存在する領域の腹側表層部に作用し、主に徐波睡眠を促進すると考えられた。さらに最近、PGD_2が当該領域の腹側表層部に作用した後には、側坐核(accumbens nuckeus)や嗅結節(olfactory tubercle)に豊富に発現しているA_2アデノシン受容体の働きを介して、徐波睡眠促進に到っていることが明らかになってきている。また脳脊髄液中のPGD合成酵素は以前からβ-トレースとして知られていた、脳脊髄液中ではアルブミンに次いで2番目に多いタンパク質と同一であることが、われわれの研究室と国外の研究グループとの共同研究で明らかになった。PGD合成酵素の変異体を作成して検討した結果、本酵素の65番目のシステイン残基がその活性に必須であることも明らかになっている。
自励振動に対する動吸振器の動作原理の解明と合理的な最適設計法の開発

自励振動に対する動吸振器の動作原理の解明では,付加される減衰の系への影響を高精度に評価することが重要である.本研究課題では,減衰自由振動系から求められる複素固有モードに基づくモード分離法を開発した.本手法は,質量行列および剛性行列だけでなく減衰行列をも同時に対角化した上で,運動方程式をモード毎に実数型の2階の常微分方程式に変換できる.したがって,高精度な安定解析とエネルギー論的検討が可能となる.この結果,線形不安定振動に起因する自励振動全般に対して,高効率かつ高精度な安定解析が可能となり,動吸振器の動作原理の解明および最適設計法の確立が実現した.自励振動に対する動吸振器の動作原理の解明では,付加される減衰の系への影響を高精度に評価することが重要である.本研究課題では,減衰自由振動系から求められる複素固有モードに基づくモード分離法を開発した.本手法は,質量行列および剛性行列だけでなく減衰行列をも同時に対角化した上で,運動方程式をモード毎に実数型の2階の常微分方程式に変換できる.したがって,高精度な安定解析とエネルギー論的検討が可能となる.この結果,線形不安定振動に起因する自励振動全般に対して,高効率かつ高精度な安定解析が可能となり,動吸振器の動作原理の解明および最適設計法の確立が実現した.自励振動に対する動吸振器は,適切に設計すると防振対象だけでなく動吸振器も全く振動しなくなるという特長を有する反面,動作原理が明確化されていないという問題が残されている.本研究では,自励振動に対する動吸振器の動作原理を理論的に解明するとともに,合理的な最適設計法を開発する.本年度の実施項目は次の通りである.(1)時間遅れ系:抄紙機のスーパーカレンダーロールのような多自由度接触回転系で発生するパターン形成現象を対象に,動吸振器を利用した防振を目指した.研究代表者らが先に提案した動吸振器の最適設計法を適用しても十分な安定化が実現できない場合の対策として,ゴム巻きロールの直径比を変更することを検討した.理論解析により,系の安定性が向上することで,質量比の小さな動吸振器でも同等の効果が得られることがわかった.なお,過去に開発した同一直径のゴムロールからなる(すなわち遅れ時間が同一な)系を対象とした安定判別法を,ゴムロールの直径が異なる系に適用できる汎用性の高いものに改良した.これにともない,直径比の最適値を含めた最適設計が可能となった.(2)係数励振系:最も基本的なモデルである支点が上下運動する剛体振子を対象として,剛体振子型の動吸振器による系の安定性への影響を近似解法により解析した.その結果,剛体振子に対しても動吸振器による安定化が可能であることを確認した.さらに,外力から流入する励振エネルギーと系に作用する減衰による消費エネルギーをモード毎に比較することにより,系の安定性を推定する方法を検討した.これにより,係数励振を防止する動吸振器の最適設計法の開発が期待できる.また,軸力が周期変動するローラチェーンやベルトによる伝達装置で発生する係数励振を対象として,種々の形式の動吸振器の安定性への影響を検討した結果,上記モデルと同様に動吸振器による防止対策の可能性を見いだすことができた.自励振動に対する動吸振器は,適切に設計すると防振対象だけでなく動吸振器も全く振動しなくなるという特長を有する反面,動作原理が明確化されていないという問題が残されている.本研究では,自励振動に対する動吸振器の動作原理を理論的に解明するとともに,合理的な最適設計法を開発する.本年度の実施項目は次の通りである.1.複素固有モードを基盤としたモード分離法:自励振動に対する動吸振器の動作原理の解明では,付加される減衰の系への影響を高精度に評価することが重要である.そこで,減衰自由振動系から求められる複素固有モードに基づくモード分離法を開発し,従来の不減衰自由振動系の実固有モードを用いた手法よりも高精度なモード毎の安定性評価が可能となった.2.時間遅れ系:(1) 1のモード分離法を利用して,モード毎の近似特性方程式を導出した.この結果,従来の実固有モードを用いる方法と比較して高精度な安定性解析が可能となった.(2)抄紙機のスーパーカレンダーロールのような接触回転系を対象に,時間遅れの原因となるゴムロールの直径比の変更による安定性向上の実験的検証を行った.その結果,直径比の変更による安定性改善の傾向を確認できた.3.係数励振系:(1) 1の手法を利用することで,(i)支点が上下する剛体振り子および(ii)軸力が変動する梁の横振動を対象とした系の安定性評価の指標となる近似解の精度が向上した.また,その近似解を用いて,動吸振器によって系が安定化するメカニズムをエネルギー的観点から詳細に検討した.(2) (ii)のモデルではモード間の連成に基づく結合共振が発生する.この結合共振における特性指数の近似解の導出法を確立した.この結果,結合共振領域における動吸振器の動作原理の検討が可能となった.以上の成果により,動吸振器の動作原理の解明および最適設計法の確立が期待できるようになった.

本研究で開発した複素固有モードを基盤とするモード分離法では,質量行列および剛性行列だけでなく減衰行列をも同時に対角化した上で,運動方程式をモード毎に実数型の2階の常微分方程式に変換できる.したがって,高精度な安定解析とエネルギー論的検討が可能となる.本年度は,時間遅れ系および係数励振系に加えて,非対称行列系および負性抵抗系にも本手法を適用し,以下の結果を得た.1.係数励振系:動吸振器によって系が安定化する動作原理を,(i)支点が上下する剛体振り子と(ii)軸力が変動する梁の横振動を対象とした系に対して,エネルギー的観点から検討した.その結果,動吸振器の設置に伴うモード形状変化が不安定化エネルギーの低減と消費エネルギーの増加をもたらすことが主な動作原理であることが明らかになった.また,この原理に基づいて(i)と(ii)のモデル別に異なる最適設計法を示した.2.非対称行列系:ディスクブレーキの鳴きを想定した系にモード分離法を適用することによって,モード間の連成項の非対称性を高精度に評価することが可能となった.また,動吸振器の動作原理をエネルギー的観点から解明した.3.負性抵抗系:ギャロッピング現象に対する動吸振器の動作原理を,モード分離法を利用してエネルギー的観点から詳細に検討した.その結果,1の係数励振系とほぼ同様の結果が得られた.4.時間遅れ系:産業界で広く用いられている接触回転系を対象として,ロールの直径比の変更による安定性向上の検討を行った.直径比が異なる場合,安定解析の計算手続きが煩雑となる点が問題であったが,モード分離法の適用に加えて特性根の逐次計算法を開発することによって,計算効率を劇的に改善することができた.以上より,線形不安定振動に起因する自励振動全般に対して高効率かつ高精度な安定解析が可能となり,動吸振器の動作原理の解明および最適設計法の確立が実現した.26年度が最終年度であるため、記入しない。機械力学,機械振動学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた三つのタイプの自励振動のうち,非対称行列系に関しては次年度に行うこととし,残りの時間遅れ系および係数励振系の二つのタイプに集中して行った.このため,非対称行列系に関しては遅れている状況であるが,他の二つに関しては当初の予定より進んでおり,総合的にはおおむね順調に進展していると考えられる.自励振動に対する動吸振器の動作原理の理論的解明に関しては,「9.研究実績の概要」で述べたとおり,複素固有モードを基盤としたモード分離法を新たに開発した.従来の不減衰自由振動系の実固有モードを用いたモード分離法では,系に作用する減衰が大きい場合には精度の高い安定性評価ができない問題点があり,減衰が大きな役割を果たす自励振動に対する動吸振器の動作原理を解明するうえで解決すべき大きな課題であった.
過疎地域と都市の情報通信技術を活用した高齢者見守りネットワークに関する研究

本研究はICTを活用した高齢者の見守りシステムのあり方について、過疎地域と都市部の調査を行った。過疎地域では、ICT支援が普及していた。一方、都市部は様々なサービスがあるにもかかわらず、人による見守りサービスの方が普及していた。高齢者が住み慣れた地域で生活するためには、ICTのみでは不十分である。人による見守りおよび、人と人がつながり支えあうことが必要だ。今年度の研究計画は次の通りである。1.大豊町におけるICTを活用した高齢者の生活支援に関する継続調査、2.都市部におけるICTを活用した高齢者の生活支援に関する調査、3.両者の比較1.大豊町では、見守りネットワーク事業として、1GPS機能付き携帯電話・固定通話装置による高齢者が緊急要請をできるシステム、2行政連絡放送を行う告知端末とIP電話を活用した安否確認・声かけサービスが平成21年から導入されている。導入から3年が経過し、加入者状況には大きな変化は見られない。活用状況は、1に関しては、高齢者は機器に慣れ携帯電話を持ち歩く姿が見られる。畑仕事をする高齢者にとっては、携帯電話は何かあった時のお守りのような存在である。多くは、離れて暮らす子どもからの連絡に使用しており、基本料金を超えることはまれだ。メール機能を活用できる高齢者は、調査した限りでは見られない。新しい取り組みとして、「大豊宅配サービス」が平成24年11月から開始された。電話またはFAXで取扱店(8店)に注文をしたものを、宅配業者が届けるシステムだ。このサービスによる高齢者の暮らしの変化について、調査を行う予定。2.神戸市灘区の高台には、独居高齢者、高齢者二人世帯が多い集合住宅がある。高齢者の買い物や通院など、日々の生活支援に関する課題が多い地域であるが、行政が整えたICTを活用する高齢者は非常に少ないようだ。平成25年度調査を行う予定とする。3.平成25年度に都市部の調査を行うため、現段階での比較は難しい。大豊町ではサービスが少ないためか、住民はサービス内容を把握し、それぞれの生活スタイルにあわせて活用している。高齢者のニーズ調査からサービスを導入していうることも、活用促進につながっている。一方で、都市部はサービスが溢れており、高齢者自身がサービスを把握して選択するところには至っていないようだ。過疎地域のように住民間のつながりが強く、高齢者を取り巻くネットワークが形成されているならば、ICT支援の有用性は低い。反対に、都市部のように住民間のつながりが弱く、高齢者を取り巻くネットワークが不十分であれば、ICT支援は不十分な部分を補う必ツールとして有用性を発揮する。そこで、その比重を決めるために、その地域住民の力、地域の社会資源の現状を把握する事を試みた。前者の事例として大豊町の調査を行った。高齢者は助け合い生き生きと暮らしているが、以前とは異なり、介護度が重度化すると、家での生活を維持することが出来なくなっている。中には、通院を続けることも困難な高齢者もいる。住民の力が低下するにつれ、ICT支援の更なる展開が必要な時期ともいえる。「過疎地域における高齢者の暮らしに関する研究医師・保健師の視点から」:第53回日本社会医学会一方で、Iターン若者世代との日常的な交流の現状から、世代を超えた人と人との“つながり"もみられた。若者世代と高齢者とのつながるきっかけは、公民館活動などの地域活動が大きな役割を果たす。引き続き本調査を行う予定である。世代間交流学会第4回全国大会発表校舎の事例として、神戸市灘区の選定した地域では、行政が導入する大阪ガスの見守りサービスを活用する高齢者は少なく、携帯電話を所有する高齢者は多かった。複数の食事会に参加し、習い事などをして活動的な高齢者がいる反面、同じマンションの住民同士でも会話をすることもない高齢者もみられ、その生活スタイルの多様性がみられた。サービスが多い都市部において高齢者自身が必要とするICT支援について検討を行う必要がある。また、ICTを活用した事例として、兵庫県多可町の多可赤十字病院の地域医療活動の視察を行った。中山間地域における地域医療の課題は大きく、この地域の取り組みについて追跡調査を行う予定である。本研究は、高齢者が望む場所で豊かな生活を営むためのICT(Information and Comunication Technology)を活用した高齢者の見守りシステムの在り方について検討することを目的としている。平成23年度は、1.高知県大豊町における調査、2.平成24年度に開始する神戸市調査の予備調査を行なった。大豊町で行われているICTを活用した支援は、65歳以上の一人暮らし高齢者と70歳以上の高齢者二人世帯を対象とした「緊急時に対応するサービス(シルバーホン、携帯電話)」と「相談・伺いなどの見守り系サービス(IP電話)」である。このICT支援の必要性と、ICT支援が高齢者に及ぼす影響とを明らかにするために、高齢者の暮らしや人と人とのつながりについての調査を行った。具体的には、地域で暮らす高齢者の居宅訪問、老人クラブへの参加観察である。調査地区は大豊町の中でも中心部から離れたA地区を選定した。

A地区で暮らす高齢者は「寂しいところ」と表現しながらも、都市での暮らしを望んでいない。冬には積雪のために家から出ることができない日もあるが、A地区では四季に合わせた生活と受け止めている。家から出ることができない日や夜間は、IP電話の無料サービスを活用し、話の花を咲かせている。ICTは単に高齢者の生活を見守る道具ではなく、高齢者が人とつながるための道具でもあった。過疎の進む地域における生活の不便さや、今後の生活への不安がクローズアップされがちだが、本調査ではICT支援に頼りすぎることなく生活をしている高齢者の姿が見られた。高齢者を支援する側として、Iターン者へのインタビュー調査を行なった。相互扶助の文化が根付く大豊町でも、世代間での考え方の違いはある。さらに、他の地域から移住してきた若者世代から見た大豊町の姿は、今後の支援を検討する上で、非常に重要な示唆を得ると思われる。平成24年度の都市部調査に、やや遅れが出ている。灘区の閑静な住宅街を対照群として選定し調査を進めていたが、大豊町と比較を行うに当たり、生活条件をなるべく同じにするため、神戸市灘区の高台にある地区に変更をした。大豊町は広範囲なため、その特徴を出すためには場所を選定する必要性があった。そこで、大豊町の中でも中心地から離れたA地区を選定し調査を勧めた経緯がある。神戸市灘区の調査を進める中で、高齢者のくらす集合住宅では、コミュニティーの形成が難しく、高齢者の生活を支援することがこんなんであるという情報を得た。そこで、都市部のフィールドを神戸市灘区B地域に変更し、調査を進めることとしたため、都市部調査に遅れが出ている状況である。それに伴い、神戸市と大豊町の比較についても遅れが生じている。平成23年度調査は次の4点を計画していた。1.大豊町の住民の暮らしについて課題を整理する。2.大豊町におけるICTを活用した高齢者の生活支援についての調査。3.都市部におけるICTを活用した高齢者の生活支援の調査。4.ICT支援に関する事例をもとにした文献調査。1・2に関しては、住民との関係性の構築、データの収集に関して行うことができたが、分析を行い課題を明確にするには至っていない。また、平成23年度に行うインタビューが2件残っている。十分な方法を集め検討を行えていないことが、遅れている理由としてあげられる。「やや遅れている」理由の2点目は、3の都市部における調査が大きく影響している。過疎地域と都市部とを並行して研究することは、非常に難しいため、平成23年度を大豊町調査期間とし、平成24年度を都市部の調査期間と変更した。さらに、都市部の研究フィールドを選定しなおすことから行った。研究フィールドを神戸市灘区とし、神戸市におけるICT支援の概要、灘区の歴史等の予備調査を行った。しかし十分な調査ができたとは言えず、平成24年度の調査開始が遅れることになった。
精子ナビゲーション戦略の分子機構の解明

ほ乳類など体内受精システムの走化性研究は、非生理的化合物に対する精子受容体の解析が行われている反面、生体内において走化性の存在を示す証拠はほとんどなく、たとえ走化性があるとしても、どのような仕組みで鞭毛運動に方向性を与えているかその理論さえ存在しないのが現状である。生体内の観察では、受精の場に誘引される精子はごく少数であり、しかも確実に受精できる精子を(走化性によるかは不明だが)誘引していると思われる。したがってほ乳類体内で実際に起きている精子の卵への誘導はシンプルな走化性研究ではなく、受精能獲得、超活性化、精子選択など、ほ乳類生殖研究で今後さらに重要となる課題を含んでいる。一方、海産無脊椎動物の精子走化性研究において、走化性物質とその受容体の同定、一連の細胞内情報伝達、非対称性鞭毛打を生じるメかニズム、精子3次元遊泳の測定と理論など哺乳類に比較し、研究全体が進んでいる。哺乳類と海産動物の明確な違いは、受精成立の場であり、精子が射出され、卵へ到達するときの環境、すなわち体内か体外か、が異なる。そこで、同種でありながら、2つの受精システム(体外受精と体内受精)を有するヤリイカを用いて2タイプの精子の比較を行った。スニーカー雄、ペア雄の精巣からRNAを抽出後、RNA-seqによる網羅的トランスクリプトーム解析、スニーカー精子とペア精子のプロテオーム解析を行い、2タイプの雄のつくるそれぞれの精子に特異的に発現する遺伝子を検索した。その結果、体外受精タイプのスニーカー精子では、ダイニンやチューブリンなどの鞭毛軸糸を構成する構造タンパク質がペア精子に比べ過剰に発現すること、反対にペア精子は、解糖系やミトコンドリアATP産生に関連する酵素がより多く発現することを見出した。25年度が最終年度であるため、記入しない。動植物共通に存在する重要な配偶子認識システムの1つは、精子または花粉管の卵への誘導である。卵(母)細胞あるいは周辺体細胞が発散する誘引物質の化学勾配を感知して雄性配偶子は移動の方向を決定する(走化性と呼ぶ)。この巧みな精子誘導現象を精子ナビゲーション戦略と呼び、そのメカニズムを説き明かすことを最終目的としてきた。精子は卵管内でキャパシテーションという受精に必須な反応を起こすが、受精場へ到着する精子は先体反応前でキャパシテーション後と考えられている。そこで、キャパシテーションがいつ起こるのか試験管内で精子先体胞の形態変化に着目した。その結果、キャパシテーションが起こるとされる1時間後では、ほとんどの精子の先体は変化がなかったが、4時間後の精子は先体胞の膨潤化に似た反応を引き起こし、これらの精子が先体反応を引き起こし易いことを見出した。生体内では、精子射出後、受精場への到着は34時間後と考えられており、一致する。一細胞を詳しく観察すると、膨潤化に似た反応はわずか10秒程度で起こることが分かった。

以上から、キャパシテーションにかかる時間やキネチックスについて新知見が得られる可能性がでた。今回、in vitroで観察された先体反応前の精子先体胞の膨潤化が実際、卵管内においていつ、どこで起こるのか突き止めようと共焦点顕微鏡を用いた観察をしてきたが、技術的な困難さために結論に至っていない。先体反応がいつ起こるかという問題と合わせて重要な観察になると期待しているが、技術的困難を克服するのにもう少し時間がかかると予想する。生体内での観察を一時中断し、これまで得られた結果をまとめて論文投稿準備に取りかかったところである。今後は、精子ナビゲーションの全体像を明らかにするため、最近別のグループによって報告された新仮説を我々の実験系において検証することを計画している。その上で、最近我々が海産無脊椎動物をもちいて獲られた知見を加味して、再考する。特に「精子誘引は低分子性化合物の濃度勾配によるもの」という一義的な考えから脱却し、実験系とシュミレーションから新説を構築していくことを目指している。25年度が最終年度であるため、記入しない。
糖尿病動物を用いた網膜の機能変化と網膜症発症のメカニズムの解明

平成18-19年度は、9編の英語論文を発表した。臨床研究では、糖尿病網膜症で血中濃度が上昇するレニン前駆体プロレニンが未熟児網膜症でも上昇していること、さらに糖尿病網膜症と似た病理変化を示すインターフェロン網膜症患者で、網膜血管内皮機能障害が網膜症発症に関与していることを明らかにした。現在当科外来において、2型糖尿病患者を対象とした前向き臨床研究を行っており、網膜循環動態と網膜症の発症・進展との関連について検討している。さらに重要な血管拡張物質であるNOの指標とされるNOxの血中濃度が、糖尿病網膜症の病期が増えるに従い増加することを示した。現在投稿中である知見としては、網膜症発症早期から網膜血流は低下すること、罹病期間が増えるに従って増加に転じること、そして前向き研究の結果から、エントリー時に網膜血流が高値であった患者はその後効率に網膜症を発症するということが明らかとなってきた。今後は本研究で得られた貴重な知見を元に研究を継続し、2型糖尿病網膜症の病態に網膜循環障害がどのように関与しているかを検討したい。また新しい治療法の開発を目指して臨床研究を行い、実際に網膜症の発症・進展予防につなげたいと考えている。基礎研究では、米国テキサスA&M大学と共同研究を行い、そこで摘出血管を用いたin vitroでの網膜循環研究に従事した。主な業績として、網膜循環改善作用を有する薬物の探求として、高脂血症治療薬スタチンが網膜血管内皮細胞からの一酸化窒素(NO)の産生を介して網膜細動脈を拡張させることを示した。さらに、赤ワインに含まれるプリフェノールの一種であるレスベラトロールも、血管内皮および平滑筋に作用して網膜細動脈を拡張させることを示した。さらに、赤ワインに含まれるプリフェノールの一種であるレスベラトロールも、血管内皮および平滑筋に作用して網膜細動脈を拡張させることが明らかとなった。これらの知見を元にして、現在ネコを用いたin vivo実験系でこの結果を追試し、同様の結果が得られれば、糖尿病患者を対象とした臨床試験を行う予定である。これは現在本学倫理委員会に申請中のプロジェクトである。また、糖尿病や加齢黄斑変性、緑内障患者で血中濃度の上昇が報告されているC-反応性蛋白の網膜血管への作用を評価し、短時間の血管内投与によっても網膜血管内皮機能障害が引き起こされることが明らかとなった。1)2型糖尿病患者における網膜循環動態の評価1.レーザードップラ眼底血流(LDを用いて膜血流量RBF)を測定した。糖尿病があり、網膜症なし(NDR)群55名、(59歳)、背景網膜症(BDR)群44名.(58歳),前増殖網膜症(PPDR)群25名(57歳)を対象とした。健常者50名50眼をコントロール群とした。RBFは、コントロール群(11.9μl/min)に比べ、NDR群(10.01/min)、BDR群(9.61/min)で、一意に低下していたが(p<0.05>PPDR群(11.8/min)は、コントロール群と比べ有意差はなかった。

このことから、網膜症のない、あるいは単純網膜症を有する糖尿病患者では網膜動脈血流量が低下していることが明らかとなった。2.網膜症患者の網膜と血中プロレニン(PR)値との関連を検討した。網膜症のない糖尿病患者(男性100名、女性106名)を対象とした。RBF測定はLDVを用い、血中PR値測定は、直接抗体活性化プロレニン測定法を用いて行った。RBFとPRの間にはY=263.4-7.8X(Y軸=PR、X軸=RBF)(相関係数r=0.4,p<0.001)の回帰式で表され、有意な相関を認めた。これらより、血中PR値が上昇するほど、網膜血流量が低下することが判明した。糖尿病網膜症の発症にプロレニン様活性の関写が示唆された。2)ネコを用いた基礎実験系血管内皮機能の評価法の確立を目的とした成ネコ14匹14眼(1.9-4.0kg)を用いて10分間の高酸素負荷(100酸素吸入)をおこない、負荷解除後の網膜動脈拡張反応の血管内皮の関与について検討した。非選択的NOS阻害剤L-NAME(100mM,50μ1,n=7)を硝子体注し、nNOS選択的阻害剤7-NI(50mg/kg, n=7)は腹腔内投与した。LDVを用いて網膜血流量を算出した。『高酸素負荷後の網膜血流回復に対するNOSの関与』L-NAME投与群でベースラインより29.5±3.9%の減少を示しており、両群間に有意差を認めた。7-NIの投与の有無で、両群間に有意差は認めなかった。高酸素負荷後の網膜血管拡張反応は内皮型NOSの関与が示唆され、血管内皮依存性であることが推測された。糖尿病患者の高酸素負荷後の網膜血管拡張反応をみることにより、血管内皮機能の評価が可能であると考えられた。平成19年度は、5編の英語論文を発表した。特に共同研究者である長岡は、米国テキサスA&M大学に留学し、そこで摘出血管を用いたin vitroでの網膜循環研究に従事した。主な業績として、網膜循環改善作用を有する薬物の探求として、高脂血症治療薬スタチンが網膜血管内皮細胞からの一酸化窒素(NO)の産生を介して網膜細動脈を拡張させることを示した。さらに、赤ワインに含まれるプリフェノールの一種であるレスベラトロールも、血管内皮および平滑筋に作用して網膜細動脈を拡張させることが明らかとなった。これらの知見を元にして、現在ネコを用いたin vivo実験系でこの結果を追試し、同様の結果が得られれば、糖尿病患者を対象とした臨床試験を行う予定である。これは現在本学倫理委員会に申請中のプロジェクトである。また、糖尿病や加齢黄斑変性、緑内障患者で血中濃度の上昇が報告されているC-反応性蛋白の網膜血管への作用を評価し、短時間の血管内投与によっても網膜血管内皮機能障害が引き起こされることが明らかとなった。それ以外にも、糖尿病網膜症で血中濃度が上昇するレニン前駆体プロレニンが未熟児網膜症でも上昇していること、さらに糖尿病網膜症と似た病理変化を示すインターフェロン網膜症患者で、網膜血管内皮機能障害が網膜症発症に関与していることを明らかにした。現在当科外来において、2型糖尿病患者を対象とした前向き臨床研究を行っており、網膜循環動態と網膜症の発症・進展との関連について検討している。
希土類元素含有ナノ構造新規発光材料の創製

この研究では、BaTiO_3ゲルの組成・合成条件の変化によるゲル体の構造変化およびEu添加濃度の変化がそれぞれ発光特性に及ぼす影響を評価することを目的とした。Ba、Ti前駆体溶液にEuCl_3を調合し低温で精製水を添加し加水分解を行った。30-90°Cで数日間エージングを行った後、酸素気流中90°Cもしくは室温にて真空引きし乾燥をゲルを、酸素気流中で焼成し焼成体を得た。発光特性測定はNd:YAGレーザー駆動OPO(可視光)および3倍高調波(紫外光)を励起光とし室温-5Kの温度範囲で行った。1.Eu^<3+>イオンからの励起光(可視)強度に対する発光効率が、エージング温度の変化により著しく変化し、BaTiO_3ホストの結晶化初期段階で最大の発光効率を示した。主な原因として、BaTiO_3の結晶化進行によりEu^<3+>からEu^<2+>へ変換していることが、紫外光励起の発光スペクトル形状変化から見出された。2.Eu^<3+>イオンの^5D_0準位の発光寿命τは0.5ms程度と比較的短いことが明らかとなった。通常ゾルゲル法合成では多量のOH基が残留し、多フォノン緩和による非輻射遷移速度の増大によって希土類発光元素は失活しτは短くなる。ところが発光寿命には多フォノン緩和を示す明確な温度依存性が見られず、残留OH基の脱離温度700°C以上で焼成を行ってもτの増大は見られなかった。これより、τは輻射遷移速度で支配されエージングや焼成による結晶化の進行とともに増大する屈折率の影響を受けて短い値となったことが明らかとなった。BaTiO_3ホストゲルのBa/Ti比をBaTiO_3(Ba/Ti=1.0)からTiO_2(Ba/Ti=0.0)と変化させたところ、屈折率の低下を反映してBa_<0.5>TiO_3の組成では透過率の高いゲルが得られ、τ=1.0ms程度の最大値が得られた。このことからτへの屈折率の影響が検証された。3.Euの添加濃度10.0at.%まではτの値に大きな変化は無く、また発光強度も添加濃度に比例して増大していることが見出され、少なくとも10.0at.%までは顕著な濃度消光は生じていないことが明らかとなった。一方1.0at.%程度の低濃度の添加でも、Eu^<3+>イオン間でエネルギーのやり取りを示すことが、τを求めた発光の減衰曲線の立ち上がり時間から見出された。
骨髄異形成性症候群（MDS）病態の統合的解明に向けて

MDSは不均一な疾患群であり、遺伝子変異も多様である。本研究では、エピジェネティクス分子であるEZH2とASXL1変異に焦点を絞り、MDS病態の解明を目指した。ASXL1変異はH3K4me3抑制を介して、造血幹細胞の機能低下、赤芽球細胞の分化抑制を誘導する。EZH2変異はマウスBMTモデルでMDSを発症したが、この際にH3K27me3抑制によるABC-G2の脱抑制が重要な役割を果たしていた。ABC-G2は造血器腫瘍においてはMDSに特異的に高かった。またABC-G2過剰発現のみでMDS様症状が発症した。これらの結果はABC-G2がMDS病態に深く関わっていることを示唆している。骨髄異形成症候群(MDS)患者由来ASXL1とEZH2の変異体を導入したマウス骨髄細胞移植(BMT)して樹立したMDSモデルマウスを解析した。また、これらの変異遺伝子のノックインマウスを樹立し、解析を開始している。1)変異遺伝子の協調:変異型ASXL1(優性抑制型変異体)と変異型Runx1の組合せでBMTモデルを行なったところ、単独ではそれぞれMDS発症まで1年かかるが、組み合わせると4ー5ヶ月でMDS/AMLを発症することが判明した。この結果はRunx1変異とASXL1変異が協調してMDS/AMLを発症させていることを示している。2)変異型EZH2によるMDSの発症機序の解析:機能欠失変異型EZH2を導入した骨髄細胞を移植すると1ー2年でマウスはMDSを発症する。MDS細胞においてポリコームの標的HoxA9/10は脱抑制していなかったが、ABC-G2が脱抑制して過剰発現していた。興味深いことにABC-G2過剰発現のみでMDSが発症することを確認した。3)MDSと骨髄ニッチの関係:変異型EZH2あるいはABC-G2過剰発現で発症したマウスMDSでは骨が薄く、血管形成も著しく低下していた。4)MDSの治療モデル:ASXL1によって発症したMDSのserial移植モデルは3ー4ヶ月で発症する。このモデルにデシタビン、ビダーザを投与したところ、効果が確認できた。また、変異型ASXL1と変異型SETBP1で発症するAMLモデルにおいてはヒストンH3のアセチル化が低下していることが病態に関与している1ことが予想された。そこでASXL1とSETBP1変異によって発症したマウスの白血病細胞株cSAMを樹立して、HDAC阻害剤がcSAM増殖抑制することを確認した。5)ASXL1-MTおよびEZH2-MTのノックインマウス:マウスを樹立して観察中である。実験は計画通り順調に進捗している。一部、予想外の結果を得たので、研究が思わぬ方向に発展している。機能欠失型EZH2によって発症するMDSにおいてABC-G2が過剰発現していることが判明した。また、この過剰発現はヒストンH3K27me3低下による脱抑制であることを明らかにした。意外だったのは、ABC-G2の過剰発現のみでMDS発症を誘導することがことである。1)MDSの発症機序の解析1.複数の遺伝子変異の協調臨床的にはASXL1変異はMDS患者においてRunx1変異、TET2変異、U2AF1変異などと共存しやすい。この3つの変異遺伝子のうちBMTモデルで協調するRunx1とU2AF1の変異体を変異型ASXL1のノックインマウスの骨髄細胞に導入して移植を行ったところ、それぞれMDS/AML、MDSを早期(5ー8ヶ月)で発症した。また、EZH2変異体はABC-G2の脱抑制を介してMDS発症を誘導したが、本年度はABC-G2単独過剰発現でもMDSを発症する分子機構を調べた。ABC-G2を過剰発現した骨髄細胞を移植したマウスでは骨髄細胞由来のエクソソームが骨髄ストローマ細胞に作用し、BMP4の発現低下を介して骨量が減少することが示唆された。2)MDS幹細胞の同定EZH2変異体が誘導するMDSでABC-G2が一部の細胞で発現している。ABC-G2は造血幹細胞のマーカーなので、ABC-G2陽性分画にMDS幹細胞が存在する可能性を考え、ABC-G2陽性、陰性の2つの分画に分けて2次移植をしたところ予想通り陽性分画だけがMDSを再現した。臨床的にもMDSにおいて特異的にABC-G2の発現が高いことが判明した。これらの結果は少なくともMDSの一部の症例においてはABC-G2の過剰発現自体が病因と繋がりがあることを示唆している。変異型ASXL1の研究を中心的に行っていた井上大地(助教)が平成27年10月に米国スローンケタリング癌研究所に、変異型EZH2の研究を中心に行っていた川畑(学振特別研究員)が平成28年10月に米国コロンビア大学に、それぞれ留学したため、引き継いだメンバーによる追加実験、論文のリバイスなどに遅れを生じている。その後、研究テーマを引き継いだメンバーも含めて数回にわたり井上及び川畑とスカイプを利用した会議を行うことによって効率的に研究を進め流ことができている。EZH2の論文は2週間以内にリバイスが終了して再投稿できる。また、ASXL1の論文についても一報(ASXL1ノックインマウス)については1ヶ月くらいで投稿できる予定である。ASXL1とSETBP