hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特発性心筋症における網羅的遺伝子解析による心血管事故リスク層別化の検討

ゲノムワイド関連解析研究(GWAS)の情報を用いて,特発性心筋症などの心不全患者を対象に,その心血管事故発症のリスク層別化の可否を検討することが目的であった.172人の心不全患者に対して,GWASのメタ解析で心房細動の感受性遺伝子であった10個の遺伝子多型を解析し,心房細動(AF)の有無とgenotype riskscore(GRS,リスクアレル2個,1個,0個保持=2,1,0点,10個の遺伝子多型の累積点数)を検討した.AF群では洞調律群に比べ,GRSが有意に高かった.GRSは心不全患者におけるAF発症のリスク層別化として有用な方法であることが示唆された.目的:拡張型心筋症における心血管事故と既知の候補遺伝子多型との関連を探索し,リスク層別化が可能かどうかを明らかにすることである.方法:対象は拡張型心筋症の83名である.拡張型心筋症との有意な関連が報告されたβ1アドレナリン受容体遺伝子多型であるADRB1Ser49Gly, Arg389Glyとノルエピネフリントランスポーター遺伝子多型であるNET T-182Cの計3多型をTaqMan法で解析した.各遺伝子多型と心血管事故との関連性の検討した.現在までの報告でリスク多型(ADRB1 49S保持者,389Arg保持者,NET -182C/C)とされた遺伝子多型の保持数と心血管事故との関連を解析した.結果:各種遺伝子多型単独での解析においては,NET -182CC遺伝子多型の頻度が心血管事故発症群で有意(P=0.04)に高かったが,他の遺伝子多型では有意差はなかった.Kaplan-Meier法でリスク遺伝子多型の保持数と心血管事故発症との関連を解析したところ,リスク遺伝子多型を3個すべて保持する群では,心血管事故の発症が有意に高かった.Cox比例ハザードモデルにおいても3個のリスク遺伝子多型をもつことは,3.98倍の心血管事故オッズ比であった.結論:拡張型心筋症において3種のアドレナリン受容体関連遺伝子多型を解析することは,心血管事故発症のリスクの層別化に有用な可能性が示唆された.特発性心筋症などの心不全患者を対象として,ゲノムワイド関連解析研究(GWAS)の情報を用いて,その心血管事故発症のリスク層別化の可否を検討すること,候補遺伝子解析では評価不能であった未知の病態修飾遺伝子を探索し,新たな治療標的を探究することが目的であった.主な2つの成果についてその概要を記載する.(1)149名の肥大型心筋症患者に対して,GWASで刺激伝導障害との関連が報告されているSCN10A遺伝子多型(rs6795970 (G>A))の解析を行った.伝導障害を認めない患者をA群(92名),認める患者をB群(57名)とした.肥大型心筋症患者の遺伝子型の頻度(G/G,G/A,A/A)は各々71%,26%,3%であった.伝導障害頻度はG/G遺伝子型で29%,G/AおよびA/A遺伝子型で61%であった.A群と比較してB群ではG/A,A/A遺伝子型頻度が有意(p=0.0018)に高いことが判明した.肥大型心筋症患者でこの遺伝子多型を解析することは,心血管事故のリスク層別化の一助になる可能性が示唆された.(2)172人の心不全患者に対して,GWASのメタ解析で心房細動の感受性遺伝子であった10個の遺伝子多型を解析し,心房細動(AF)の有無とgenotype riskscore(GRS,リスクアレル2個保持=2点,リスクアレル1個保持=1点,リスクアレル保持なし=0点,10個の遺伝子多型の累積点数)を検討した.AF群のGRSはSR群に比べ,有意に高かった(7.2±0.2 vs 6.5±0.3, p=0.028).GRSの上位群の89%がAFを有し,下位群においては66%のみであった.AFに対するオッズ比は1.23(95%CI 1.01-1.47; p=0.031)であった.調整後もGRSは独立した規定因子であった(p=0.044).このGWASのメタ解析で示された10個の遺伝子多型のGRSを評価することが,心不全患者におけるAF発症のリスク層別化として有用な方法であることが示唆された.ゲノムワイド関連解析研究(GWAS)の情報を用いて,特発性心筋症などの心不全患者を対象に,その心血管事故発症のリスク層別化の可否を検討することが目的であった.172人の心不全患者に対して,GWASのメタ解析で心房細動の感受性遺伝子であった10個の遺伝子多型を解析し,心房細動(AF)の有無とgenotype riskscore(GRS,リスクアレル2個,1個,0個保持=2,1,0点,10個の遺伝子多型の累積点数)を検討した.AF群では洞調律群に比べ,GRSが有意に高かった.GRSは心不全患者におけるAF発症のリスク層別化として有用な方法であることが示唆された.目的:拡張型心筋症における心血管事故(心臓死,心房細動,心不全)と既知の候補遺伝子多型との関連を探索し,リスク層別化が可能かどうかを明らかにすることである.

方法:対象は拡張型心筋症と診断された83名(平均年齢59歳,男性64名,平均追跡期間45ヶ月)である.アドレナリン受容体関連候補遺伝子多型の選択にはPubMedを使用した.拡張型心筋症との有意な関連が報告された遺伝子多型を検索した結果より,β1アドレナリン受容体遺伝子多型であるADRB1 Ser49Gly, Arg389Glyとノルエピネフリントランスポーター遺伝子多型であるNET T-182Cの計3多型をTaqMan法で解析した.心血管事故の定義は心臓死,心不全・不整脈・脳梗塞による緊急の入院とした.まず,各遺伝子多型と心血管事故との関連性の検討した.次ぎに,現在までの報告でリスク多型(ADRB1 49S保持者,389Arg保持者,NET -182C/C)とされた遺伝子多型の保持数と心血管事故との関連を解析した.結果:各種遺伝子多型単独での解析においては,NET -182CC遺伝子多型の頻度が心血管事故発症群で有意(P=0.04)に高かったが,他の遺伝子多型では有意差はなかった.Kaplan-Meier法(図参照)でリスク遺伝子多型の保持数と心血管事故発症との関連を解析したところ,リスク遺伝子多型を3個すべて保持する群では,心血管事故の発症が有意(log rank test P=0.01)に高かった.Cox比例ハザードモデルにおいても3個のリスク遺伝子多型をもつことは,3.98倍の心血管事故オッズ比であった(P=0.028)結論:拡張型心筋症において3種のアドレナリン受容体関連遺伝子多型を解析することは,心血管事故発症のリスクの層別化に有用な可能性が示唆された.候補遺伝子多型解析は順調にすすんでいる.網羅的遺伝子多型解析については,DNAチップを一括購入したほうが,安価となるため,解析を最終年度にまとめて行う予定であったため,まだ解析できていない.候補遺伝子多型解析は順調にすすんでいる.しかし,DNAチップを用いた網羅的遺伝子多型解析により,未知の病態修飾遺伝子を探索することが,すすんでいない.特発性心筋症を対象にGenome-Wide Human SNP Array 5.0を用いて,網羅的遺伝子解析を施行する予定である.さらに当院に次世代シーケンサーであるMiSeq(illumina社)が導入されたこともあり,特発性心筋症に対する原因遺伝子解析を網羅的に施行できるTruSight(Cardiomyopathy)を購入し解析予定である.この解析により特発性心筋症の予後の層別化をより信頼性の高いものにしたい.特発性心筋症を対象にGenome-Wide Human SNP Array 5.0を用いて,網羅的遺伝子解析を施行する.循環動態的に対極に位置するこれら心筋症において,各種心血管事故と既知,または未知の遺伝子多型との相関を解析する.また,ヒトゲノムバリエーションデータベース(http://gwas.lifesciencedb.jp/index.Japanese.html)を利用し,特発性心筋症と他の疾患との遺伝子多型頻度の差異を評価する.さらには網羅的遺伝子多型解析で相関が有意となった多型について,その保持数を検討し,更なるリスク層別化が可能かどうかを検討する.当院に次世代シーケンサーであるMiSeq(illumina社)が導入されたこともあり,特発性心筋症に対する原因遺伝子解析を網羅的に施行できるTruSight (Cardiomyopathy)を購入する予定である.この解析により特発性心筋症の予後の層別化をより信頼性の高いものにしたい.また,ゲノムデータ解析用のソフト購入,研究成果発表と最新の情報入手のための学会出張費用に使用させていただく予定である.網羅的遺伝子解析のためのGenome-Wide Human SNP Array 5.0の購入とゲノムデータ解析用のソフト購入,研究成果発表と最新の情報入手のための学会
ニワトリの雌雄産み分けは可能か？ー鳥類性決定機構の解析を通してー

本研究課題では,鳥類であるニワトリの性を決定するマスター遺伝子ではないかと考えられているDmrt1遺伝子に着目し,本遺伝子をゲノム編集技術によりノックアウトする。本実験により,Dmrt1遺伝子ノックアウトのヘテロ接合体(Dmrt1+/-)やホモ接合体(Dmrt1-/-)を作出し,その生殖巣の特徴や周辺遺伝子の発現に与える影響を解析することで,ニワトリにおける性決定のメカニズムを明らかにする。得られた知見をもとに,産業面で極めて重要なニワトリにおいて,雌雄の産み分けが可能かどうかを検討し,応用展開をはかる。
活性種修飾法による共役モノマーとエチレンのブロック共重合体の合成と特性解析

活性種修飾法による共役モノマーとエチレンのブロック共重合体の合成と特性解析に関する研究において以下のことを明らかにした。重合活性種修飾によるスチレンおよびイソプレンとエチレンのブロック共重合体の合成を非極性溶媒中で行った。このとき活性種を修飾する第三級ジアミンによりブロック効率ならびに引き続いて起こるエチレンの重合に影響を与えることが分かった。一連のN,N,N^',N^'-テトラメチルアルキルジアミンの中ではアルキル基がエチルであるN,N,N^',N^'-テトラメチルエチレンジアミンがスチレンおよびイソプレンとエチレンのいずれのブロック共重合においても活性を示すことが明かとなった。これらのジアミン以外にも1,2-ジピペリジノエタンも活性を示すことが分った。^<13>CNMRスペクトルなどにより、目的とするブロック共重合体が高収率で生成していることが明かとなった。また、エチレンを先に重合させ、メタクリル酸メチルとのブロック共重合体も合成した。このときは、エチレンの重合でポリマーが沈澱しブロック効率は低くなった。つぎに、このような活性種の修飾を用いた重合をイソプレンおよびエチレンの単独重合系にも拡張し共重合の結果と比較した。イソプレンの重合においては活性種修飾によりミクロ構造が変化し、修飾しないときにはシス-1,4構造に富むものが、修飾法を用いると94%までビニル構造よりなるポリマーが得られた。エチレンの重合においては,第三級ジアミンによる活性種の修飾でジアミンによる活性変化はブロック共重合の場合と同様な関係が得られた。また、イソプレンとエチレンのブロック共重合体の合成については、活性種の修飾をイソプレンの重合の前後で行うことによりイソプレン単位のミクロ構造が変化することを明かにした。一方、二官能性の開始剤の合成を行い、そのものが合成できることを確認された。今後このものを用いたトリブロック共重合体の合成へと展開したい。活性種修飾法による共役モノマ-とエチレンのブロック共重合体の合成と特性解析に関する研究より当該年度において以下のことを明らかにした。まず共役モノマ-としてイソプレンを用いてシクロヘキサンあるいはヘキサン中でアルキルリチウム触媒によりリビングポリマ-を合成した。このリビング重合系にN,N,N^1,N^1ーテトラメチルエチレンジアミンのような第3級ジアミンを添加することにより重合活性種の修飾を行った。このとき溶液の色は談黄色から濃黄色へ変化した。この系にエチレンを導入すると引き続いてエチレンの重合が誘起され,系に不溶のポリマ-が得られた。一方,第3級ジアミンを添加せずにエチレンの重合を引き続き行ってもエチレンの重合は起こらず,ポリイソプレンのホモポリマ-が回収された。活性種修飾を行った系で生成したポリマ-きGPCおよび^<13>CーNMR測定などからイソプレンとエチレンのブロック共重合体であることが確認された。つまり活性種修飾法によりイソプレンとエチレンのブロック共重合体が合成できることを明らかにした。つづいてエチレンとメタクリル酸メチル(MMA)のブロック共重合体の合成も行った。本系ではMMAのリビング重合後第3級ジアミンを添加してもブロック共重合体は合成できなかった。そこでアルキルリチウムー第3級ジアミンを用いてエチレンを重合した後MMAとのブロック共重合を行った。その結果,エチレンのMMAのブロック共重合が合成できた。本系では両ホモポリマ-も副生するが溶媒抽出でブロック共重合体を単離することができた。

その生成はGPCおよび^<13>CーNMRより確認できた。MMAの重合後に活性末端をジフェニルエチレンで修飾することによりブロック効率が増加することも明らかとなった。電子低温〓各重合において所定温度で重合することに有効に利用している。活性種修飾法による共役モノマーとエチレンのブロック共重合体の合成と特性解析に関する研究において当該年度においては以下にことを明らかにした。前年度に引き続き活性種修飾によるスチレンおよびイソプレンとエチレンのブロック共重合体の合成お行った。このとき活性種を修飾する第三級ジアミンによりブロック効率ならびに引続いて起こるエチレンの重合に影響を与えることが分かった。一連のN,N,N',N'-テトラメチルアルキルジアミンの中ではアルキル基がエチルであるN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミンがスチレンおよびイソプレンとエチレンのいずれのブロック共重合においても活性が高いことが明かとなった。さらに、これらのジアミン以外にも6員環アミン構造を持つ1,2-ジピペリジノエタンも活性を示すことが分かった。また、^<13>CNMRスペクトルやDSCによる生成重合体の解析より、目的とするブロック共重合体が高収率で生成していることが明かとなった。そこで、このような活性種の修飾を用いた重合をイソプレンおよびエチレンの単独重合系にも拡張して検討を加えブロック共重合の結果と比較した。イソプレンの重合においては活性種修飾によりミクロ構造が変化し、修飾しないときにはシス-1,4構造に富むものが、修飾法を用いるとビニル構造に大きく変化し、1,2-ジピペリジノエタンを用いたときには94%までビニル構造よりなるポリマーが得られた。ついで、エチレンの重合においては、第三級ジアミンによる活性種の修飾でジアミンの種類による活性の変化はブロック共重合におけるブロック効率と同様な関係にあることが明かとなった。また、イソプレンとエチレンのブロック共重合体の合成については、活性種の修飾をイソプレンの重合の前あるいは後に行うことによりブロック共重合体のイソプレンのミクロ構造を変化させうることも明かとなった。一方、二官能性の開始剤の合成を行い、スペクトルによる解析などから目的物が合成できたことは確認された。今後このものを用いた重合を展開したい。
炭素13を用いた太陽ニュートリノ検出器の基礎研究

本年度は、前年度に作製した液体シンチレータの特性の測定を行なうとともに、このような液体シンチレーション検出器を、実際の実験に用いることができる程度に大型化した場合に、期待される種々の特性について検討を行なった。後者では、具体的には、100トン程度の質量の液体シンチレータを透明容器に封入し、光電子増倍管を周囲に配置した検出器を想定し、内部で起こる現象を計算機によってシミュレーションし、その現象の再現性を調べ、検出器の性能を予想した。計算コードは、電磁シャワーに対しては評価の定まったEGS4(米国スタンフォード加速器研究所の開発)を利用したが、他の部分については新たに開発した。このシミュレーションは、本研究の主題である炭素13を含むものだけでなく、一般の液体シンチレータに対して有効である。大型の液体シンチレーション検出器は、いろいろな物質を含ませることによって、太陽ニュートリノのみならず、二重ベータ崩壊現象など他の希少現象の観測にも有用であると指摘されていることからもこれは大きな意味がある。このような観測では、発光量の多いシンチレータによって得られる高いエネルギー分解能と、材質の純化によるバックグラウンドの低減が実験の鍵を握っている。本研究によって、十分にバックグラウンドの現象が抑えられれば、探すべき現象の信号が観測可能であることが示されつつある。炭素13を含む液体シンチレータとして、トルエンベースの混合製剤二種類を用意した。炭素13を含む物質としては、液体シンチレータとの親和性を考慮し、トルエンの炭素原子(質量数12)を炭素13で置きかえたものを使用することにした。このようなトルエンは工業ベースに乗らないため非常に高価であることがわかり、将来実験に必要な10トン以上の量を確保するには、その生産方法も含めて検討する必要があることがわかった。炭素13のトルエンを混合した液体シンチレータの特性を測る準備を現在進めている。一方、シンチレータの特性を計測するため、光電子増培管を購入し、また、接続してデータを取得するためのエレクトロニクスモジュールを借用し、CAMACシステムを通じてパーソナルコンピュータで読み出すシステムを構築しつつある。ソフトウエアは、従来高エネルギー物理学研究所で開発されてきたものを基に、データ解析やヒストグラム表示等を行うためのサブルーチン群としてフォートラン言語のライブラリとして整理している。このソフトウエアは小規模なCAMAC-PCシステムとして汎用であるため、他の数か所の実験グループに供給して使用されている。しかし、パーソナルコンピュータから発生するノイズが微小な信号の測定を不可能にする例があり、性能計測の上でこれが問題になる場合はミニコンピュータ等を使用する必要が生じるかもしれない。
農民グループ・ネットワークをとおしたイノベーション普及に関する実証的研究

2018年度の進捗は以下のとおりである。現地調査:8月に4週間ほど実施し、前年度に引き続き、現地で取得できる基礎資料を入手するとともに関係者らへのインタビューを実施した。本年度のおもなねらいは、県レベル以下での事例収集にあったが、MVIWATAが県レベル以上のアドボカシーの活動に重きを置いていて、新たなイノベーションの発掘および普及には積極的ではないという実態が明らかになりつつある。そもそも農村レベルではMVIWATAの存在はほぼ認知されておらず、その理由として、目的や役割が重複する農民グループ/ネットワーク支援が県レベル以下で複数存在していることが考えられた。そこで、農民グループ支援におけるMVIWATAの位置を明確にするため、タンザニアの農民グループ支援に関する情報を整理することに注力した。国内研究会:タンザニア研究者や日本国内で地域活性化や適正技術を専門とする研究者らと研究会(2019年3月)を企画し、そこで現地調査の進捗を報告した。タンザニアの他地域や日本国内の事例と比較しながら参加者らと討論を重ねた。成果発表:論文作成に関しては、上記のようにMVIWATAが置かれている状況を農民グループ支援の文脈において整理しまとめた。また、タンザニアの事例ではないが、戦後日本の改良かまど普及の事例に着目して分析し、当時の普及現場の取り組みから、現代の農村開発が学べることを考察した。口頭発表等については、農村に技術が普及・定着するうえでの問題をまとめ、アフリカ学会および国際開発学会で企画フォーラムの一報告として発表した。社会への発信については、大学主催の市民向け公開講座においては、タンザニア農村で見られる草の根のイノベーション(小型水力発電)について報告した。おおむね予定どおり、国内研究会への参加・発表、現地調査の実施、成果発表を進めることができている。資料収集・データ分析を進め、関連学会で報告するとともに、論文の執筆を進めていく。これまでの調査で明らかになったように、MVIWATAが、本研究のねらいである農民発のイノベーション普及を担っていない可能性が高くなったので、まずその要因について調査する。それと並行して、他の組織やネットワークがそうした役割を担っている可能性を考え、調査対象と視点を広げて現地調査を実施する。開発途上国におけるボトムアップ型の農業普及事業の充実に向けて、農民グループ・ネットワークの役割が注目されている。東アフリカのタンザニアでは1990年代に国内のすべての農民グループを統括するネットワーク(MVIWATA)が組織されたが、これまでに詳しい実態は明らかになっていない。本研究ではこのネットワークに着目し、とくにそれが農民発のイノベーションの普及にどのように貢献しているのかについて現地調査をもとに実証的に明らかにする。農民発のイノベーションが認知され、普及ベースの事業へと接合する条件を明らかにすることで、イノベーションの発生要因の解明に重点を置きがちな従来の研究に一石を投じるとともに、東アフリカにおけるボトムアップ型の農業普及事業に貢献することを目指す。本研究は、1関心領域の近い研究者らとの国内研究会、2現地調査そして3成果発表によって構成される。29年度の進捗は以下のとおりである。まずは国内で関連資料や文献の収集を進めた。4月に開催された国内研究会で研究の進捗を報告するとともに参加者らと討論を重ね、現地調査のポイントを抽出することに努めた。現地調査は8月に3週間実施し、現地で取得できる基礎資料を入手するとともに関係者らへのインタビューを実施した。県レベルでの関係者からの聞き取りが中心となり、県レベルの農民グループネットワーク(MVIWATA)の組織構造と、活動内容の概要、課題等が明らかになった。成果発表に関しては1つの学会で報告したほか、3つの公開講座/招待講演および2つのラジオ番組をとおして一般向けに研究内容を発信した。国内研究会への参加・発表、現地調査の実施、成果発表を進めることができている。現地調査をとおして、農民グループネットワーク(MVIWATA)の概要が明らかになりつつある。

おおむね予定どおり、国内研究会への参加・発表、現地調査の実施、成果発表を進めることができている。当初の予定どおり、国内研究会、現地調査、成果発表を進めていくが、特に資料収集・データ分析を進め、論文の執筆と学会発表に力を注いでいく。複数の県を横断するデータを収集・整理して農民グループネットワーク(MVIWATA)に見られる活動の地域的な傾向を明らかにする作業に着手していく。また、引き続き公開講座等を積極的に活用して研究の社会還元に努めていく。資料収集・データ分析を進め、関連学会で報告するとともに、論文の執筆を進めていく。これまでの調査で明らかになったように、MVIWATAが、本研究のねらいである農民発のイノベーション普及を担っていない可能性が高くなったので、まずその要因について調査する。それと並行して、他の組織やネットワークがそうした役割を担っている可能性を考え、調査対象と視点を広げて現地調査を実施する。研究会や学会の開催地の関係で旅費が少な目に抑えられたことや、就労環境の変化と関連して、予算に計上していた備品・消耗品の一部の購入の必要性がなくなったことから次年度使用が生じた。関連する研究会・他大学や図書館への資料収集のための出張旅費、追加的に必要となる備品・消耗品購入に充てることとする。研究会や学会の開催地の関係で旅費が少な目に抑えられたことによる。次年度では研究会・学会への参加や現地調査,追加的に必要となる備品・消耗品購入などに充てることとする。
サイトカインによる心筋特異的電位依存性L型カルシウムチャネルの機能調節機序

心筋特異的電位依存性L型カルシウムチャネルは心筋細胞の興奮性、興奮収縮連関を規定する重要なチャネルである。カルシウム電流の調節は主としてα1サブユニットの細胞内ドメインのリン酸化で調節されているとされている。本研究の目的はL型カルシウムチャネルの新たな調節系を証明することである。ラット新生児培養心筋を正リン酸放射性に標識しIL-6族サイトカインであるLIFで刺激した。免疫沈降したL型カルシウムチャネルα1サブユニットはフォルスコリンによるリン酸化より強くリン酸化されていた。これらのリン酸化は必ずしもMEK1阻害薬(PD98059)では抑制できなかった。リン酸化サブユニットをペプチド片として抽出し2次元の薄層クロマトグラフィーで展開したところ、フォルスコリン、PMA、angiotensin IIによってリン酸化されたチャネルの展開パターンが異なり、それぞれ異なるリン酸化部位があることが示された。LIFによるリン酸化部位をERK1/2によるリン酸化と仮定し、そのconsensus sequenceでセリンを含む唯一の配列に対して、plasmidのS(1829)→A点変異を加えることで作成した変異体をHEK293にトランスフェクションし、パッチクランプ法を用いてチャネルの機能を確認する。この変異体ではLIFに反応するCa電流電流の増加が認められず、LIFによるリン酸化部位がS1829であり、そのリン酸化が機能調節に重要であることが示された。心筋特異的電位依存性L型カルシウムチャネルは心筋細胞の興奮性、興奮収縮連関を規定する重要なチャネルであるのみならず、その機能異常は不整脈の発生しやすさを規定する因子となっている。近年の解析により、カルシウム電流の調節は主としてα1サブユニットの細胞内ドメインがキナーゼによってリン酸化されることで調節されているとされている。本研究の目的は心筋特異的電位依存性L型カルシウムチャネが、サイトカイン刺激によって活性化される機序を、チャネルのリン酸化に求め、L型カルシウムチャネルの新たな調節系を証明することである。平成13年度には1ラット新生児培養心筋細胞の電位依存性L型カルシウムチャネルのリン酸化ラット新生児培養心筋を正リン酸放射性に標識し種々のサイトカインで刺激した。PMA、angioteinsin IIによる刺激では免疫沈降したL型カルシウムチャネルα1サブユニットはフォルスコリンによるリン酸化より強くリン酸化されていた。ERK1/2は活性化されているが、チャネルのリン酸化の全てがERK1/2によるものではないことが示唆された。2リン酸化サブユニットの小ペプチド化と薄層2次元展開リン酸化サブユニットをペプチド片として抽出し2次元の薄層クロマトグラフィーで展開したところ、フォルスコリン、PMA、angiotensin IIによってリン酸化されたチャネルの展開パターンが異なり、それぞれ異なるリン酸化部位があることが示された。
ホットフィラメント・アシスト・スパッタ法による高配向性カーボン薄膜

本研究では、Carbyneと呼ばれる新しい炭素形態の生成をホットフィラメント・アシスト・スパッタ法により作成し、その生成膜の電気的、結晶学的評価と電子デバイスへの応用に関してなされたものである。研究実施計画である(1)「高配向性カーボン薄膜の作成プロセスの確立と電氣的諸特性の測定」、(2)「高配向性カーボン薄膜の成長機構及び結晶構造の確定」、(3)「高配向性カーボン薄膜の特性評価」に対して得られた成果は以下の通りである。研究成果:(a)「装置の改良」をはかることにより、炭素薄膜の結晶化及びCarbyneの生成に有効な熱フィラメント温度の限界値、フィラメント放出源の形状を明らかにし、プロセスの確立をはかった。(b)炭素薄膜の形態については、得られたデータを「購入機器」(PC-V520C,日本電気)にて処理し、炭素の擬一次元形態を持つCarbyneで、そのポリタイプはChaoiteであることを確認した。「装置の改良」をはかることによりその生成を容易にした。(c)Carbyne薄膜の電気的特性において、購入した「デジタルマルチメータ」(アドバンテスト社)、「抵抗測定架台」(503RS,共和埋研)を用いることにより、高導電性で且つポジティブな抵抗温度係数を持つことを見出した。(d)組織構造的には、超微粒子より成り立つことを見出した。(e)コイル状タングステンフィラメントを使用した条件下では、従来には存在しない全く新しい形態の「ナノ・カーボン・ファイバを含む炭素薄膜」が生成されて居ることを見出した。本研究で得られた結晶性炭素薄膜は、更なる研究開発とエレクトロニクス分野への応用が期待される。炭素は、ダイヤモンド、グラファイトの他にニューカーボンと呼ばれる比較的新しい形態を持っている。ニューカーボンの中では、フラーレン、カーボン・ナノチューブ等が注目され、研究が進んでいるが、本研究は、Carbyneと呼ばれる新しい炭素形態の生成をホットフィラメント・アシスト・スパッタ法により作成し、その生成膜の電気的、結晶学的評価と電子デバイスへの応用に関するものである。本年度の研究実施計画である(1)「高配向性カーボン薄膜の作成プロセスの確立と電気的諸特性の測定」、(2)「高配向性カーボン薄膜の成長機構及び結晶構造の確定」、に対して得られた成果は以下の通りである。研究成果:本研究で作成されるカーボン薄膜は、タングステンフィラメント温度の違いによりその形態が異なっている。そこで、新しい構造のフィラメント放出源を作成し、炭素薄膜構造に与えるフィラメント温度依存性を調べ、以下の点を明らかにした。(a)電子放出源として用いたタングステン熱フィラメントを1800[°C]以上に加熱することは、炭素薄膜の結晶化及びCarbyneの生成に有効である。(b)タングステン温度2000[°C]以上において、優越配向したCarbyne薄膜が生成された。炭素薄膜の形態は、炭素の擬一次元形態を持つCarbyneで、そのポリタイプはChaoiteである。(c)Carbyne薄膜の電気的特性において、高導電性を持つこと(設備備品費にて購入測定器にて測定)、組織構造的には、超微粒子より成り立つことを見いだし、新しい機能性を持ち併せているので、その応用面が期待される。これらの成果の一部については、“Applied Surface Science"(Vol.121/122,1997)に発表した。結晶性炭素薄膜の生成と評価、電気的諸特性、結晶構造解析については、電子情報通信学会研究会(CPU-97,117,1997),電子情報通信学会信越支部大会(#I-15,1997)、電気学会東海支部大会(#342,1997)に発表した。

本研究では、Carbyneと呼ばれる新しい炭素形態の生成をホットフィラメント・アシスト・スパッタ法により作成し、その生成膜の電気的、結晶学的評価と電子デバイスへの応用に関してなされたものである。研究実施計画である(1)「高配向性カーボン薄膜の作成プロセスの確立と電氣的諸特性の測定」、(2)「高配向性カーボン薄膜の成長機構及び結晶構造の確定」、(3)「高配向性カーボン薄膜の特性評価」に対して得られた成果は以下の通りである。研究成果:(a)炭素薄膜の結晶化及びCarbyneの生成に有効な熱フィラメント温度の限界値、フィラメント放出源の形状を明らかにし、プロセスの確立をはかった。(b)炭素薄膜の形態については、得られたデータを「購入機器」(PC-V520C,日本電気)にて処理し、炭素の擬一次元形態を持っCarbyneで、そのポリタイプはChaoiteであることを確認した。「装置の改良」をはかることによりその生成を容易にした。(c)Carbyne薄膜の電気的特性において、購入した「抵抗測定架台」(503RS,共和理研)で測定し、高導電性で且つポジティブな抵抗温度係数を持つことを見出した。(d)組織構造的には、超微粒子より成り立つことを見出した。(e)コイル状タングステンフィラメントを使用した条件下では、従来には存在しない全く新しい形態の「ナノ・カーボン・ファイバを含む炭素薄膜」が生成されて居ることを見出した。本研究で得られた結晶性炭素薄膜は、更なる研究開発とエレクトロニクス分野への応用が期待される。
高分解能衛星を使用した森林のCO2吸収量に関するデータベースの確立に関する研究

京都議定書が発効し、地球温暖化に対する森林の役割が益々重要になってきた。森林が貯留する炭素量の測定は、京都議定書には「検証可能性かつ透明性の高い方法」と規定されており、衛星データの活用が期待されている。わが国には森林簿があり、材積も記載されている。しかし、森林簿の材積は、あまり現実を表わしてはいない。端的な例として小班の材積が挙げられる。小班の材積はただ一個の値が計上されているが、実際には個体ごとにかなり変動している。そこで、IKONOS衛星データを用いて、現地調査を行ったプロットサイズにリサンプリングし、プロット材積と輝度値との関係を解析した。その結果、両者にはべき乗式が成立した。この回帰式を使って、小班の材積分布および平均材積を推定した。現地の調査結果と比較してみると、IKONOS衛星から求めた材積の方が森林簿材積よりも格段に精度がよいことが確かめられた。実測値との差が大きいプロットも見られたが、衛星データを用いて小班内の細かなバラツキを解析し、実態にあった炭素貯留量の推定は可能であると考えられた。一方、京都議定書ではすべての森林の炭素貯留量を認めてはいない。3条4項にあるように、手入れや林業経営が行われた森林のみが対象となる。そこで、IKONOS衛星のパンクロマチック画像を用いて、目視でどの程度、スギ人工林の概況が把握できるかを17年度も解析した。スギ人工林を対象に、テクスチャ(キメ細かく見えるか、粗く見えるか)の違いを目視で行った。そうすると、本数密度の違いがはっきりとテクスチャに表れていることが分かった。一方、テクスチャは、林分の平均直径、平均樹高とも密接に関係している。したがって、特別の解析をしなくても、目視で本数が減少した箇所、例えば間伐実行林分等が解析可能である。このように、高分解能衛星データを使用し、人工林の概況をすばやく把握できることを示した。高分解能衛星データの解析は、画素が小さいため、従来から用いられている分類手法だけでは、解析が不十分である。一方、最近、導入されてきたオブジェクトを用いた分類手法が注目されている。これは画素の輝度値だけでなく、形やキメ等の因子を用いて分類する手法である。このオブジェクトを用いた分類手法を使って、林分内の立木本数を推定するツールを開発した。画素をSegmentation(区分化)してメンバーシップ値を設定して分類し、1オブジェクトを1本とみなした。その結果、樹高の高い(24m以上)林分では立木本数の推定精度が高かった。一方、推定精度が低いプロットは、立木密度が2000本/haの高密度プロットや列状間伐の影響を受けたプロットに多かった。オブジェクトの数値(輝度値平均値、輝度値標準偏差、Area, Length, Width)とメンバーシップ値との間には相関関係は得られなかった。しかし、高分解能衛星データを利用して、森林内の単木推定の可能性を示すことができた。オブジェクトを用いた分類手法は、都市近郊林の微細なモザイク状の森林を抽出する上でも有効性が確かめられた。一方、高分解能衛星の利点は、特別の解析をしなくても森林状況が把握できることである。目視判読に関する研究が進めば、高分解能衛星を利用して森林状況が手軽に利用できることになる。

そこで、高分解能IKONOS衛星のパンクロマティックを使用し、テクスチャ(キメの細かさ)と林分構造の関係を解析した。その結果、キメと輝度値の変動係数には正の相関関係が認められた。キメの細かさの判断は解析者の主観によるが、輝度値の変動係数から数段階の凡例画像を作成し目視の際の指標とすれば、目視による森林構造の判読が容易になり、森林のXCO2吸収量に関するデータベースの確立に寄与できると考えている。京都議定書が発効し、地球温暖化に対する森林の役割が益々重要になってきた。森林が貯留する炭素量の測定は、京都議定書には「検証可能かつ透明性の高い方法」と規定されており、衛生データの活用が期待されている。わが国には森林簿があり、材積も記載されている。しかし、森林簿の材積は、あまり現実を表わしてはいない。端的な例として小班の材積が挙げられる。小班の材積にただ一個の値が計上されているが、実際には個体ごとにかなり変動している。そこで、IKONOS衛星データを用いて、現地調査を行ったプロットサイズにリサンプリングし、プロット材積と輝度値との関係を解析した。その結果、両者にはべき乗式が成立した。この回帰式を使って、小班の材積分布および平均材積を推定した。現地の調査結果と比較してみると、IKONOS衛星から求めた材積の方が森林簿材積よりも格段に精度がよいことが確かめられた。実測値との差が大きいプロットも見られたが、衛星データを用いて小班内の細かなバラツキを解析し、実態にあった炭素貯留量の推定は可能であると考えられた。一方、京都議定書ではすべての森林の炭素貯留量を認めてはいない。3条4項にあるように、手入れや林業経営が行われた森林のみが対象となる.そこで、IKONOS衛星のパンクロマチック面像を用いて、目視でどの程度、スギ人工林の概況が把握できるかを17年度も解析した。スギ人工林を対象に、テクスチャ(キメ細かく見えるか、粗く見えるか)の違いを目視で行った。そうすると、本数密度の違いがはっきりとテクスチャに表れていることが分かった。一方、テクスチャは、林分の平均直径、平均樹高とも密接に関係している。したがって、特別の解析をしなくても、目視で本数が減少した箇所、例えば間伐実行林分等が解析可能である。このように、高分解能衛星データを使用し、人工林の概況をすばやく把握できることを示した。
日本型法化社会における自己決定と合意形成

1自己決定権を憲法上の基本権と捉えた上で、それが私法上の契約関係においていかに保護・調整されるのかについて基本的な枠組みと基準を提示した。2市場規制との関係で、契約の自由と取引の自由をめぐる英米判例法理を解明した。3労働法の基本理念としての自己決定権と生存権との複合的関係を明らかにした。4生命・医療倫理をめぐる自己決定と合意形成をめぐる諸問題に法がどう関与するべきかという関心から、その基本枠組みを明らかにすると同時に、ケアの専門職と法および倫理の関係についてドイツの事例を参考にして解明した。5日本における自己決定および法化問題とからめ、多元化する紛争処理システムにおける権利の生成に関する基本構図を提示した。6現代のリスク社会の特徴を明らかにし、そこにおける法と自己決定の問題を解明した。7 J.ラズをとりあげ、自律の価値と卓越主義的リベラリズムの関係を解明した。8社会的選択理論とゲーム理論との論争を手がかりに、選択の自由の概念を機会集合の観点から明らかにした。9ロールズの格差原理と互恵性(reciprocity)の観念との関係について解明した。10ロールズの提唱する公共的理性をめぐって、それが法の編成とどのようにかかわり合うのかを解明すると同時に、公共的理性の限界について「語りの正義」の観点から批判的に検討した。共同体からのインフォーマルな規制圧力とお上によるパターナリスティックな介入が個人の自律を妨げる傾向の強い日本社会にあって、意見や利害の異なる市民相互が主体的に自己決定しつつ、合意を形成するためにどのような制度が望ましいかということを、そのような自己決定と合意を可能にするフォーラムとして法が重要な役割を果たすべきであるという観点から探求することが本研究の課題であり、具体的には、医療・生命、契約、市場規制、労使関係、紛争解決という5つの個別分野を、インフォ-マルな相互行為、パターナリズム・科学論、経済学、公正な妥協というより一般的な論点の研究と関連づけて、役割分担と相互連携のもとで扱う。本年度は、研究代表者および分担者ほぼ全員が参加した2回にわたる研究会において、上記の課題にかかわる問題状況を概観し、本研究の基本方針を再確認するとともに、生命倫理の分野(とくに医療選択権と自己決定・生命に関する権利の関係)と市場経済の分野(とくに市場経済と公共性と合意形成の関係)について、外部からの専門家も招いて全体討議を行った。来年度は、これらの分野について国際比較の観点をより強化するとともに、紛争解決(とくに裁判外紛争如理)の問題を全体討議で取り上げる予定である。研究会の全体討議で取り上げることのできなかった分野についても、資料収集・関連文献の分祷ならびにそれに基づく論文作成が各研究分担者において相当進行しており、その成果は、本研究のいわば中間報告として、研究代表者および分担者による論文集(『現代法の展望-自己決定の諸相』(有斐閣))として、2003年中に出版されることになっている。来年度以降は、そこで発表された諸論文を土台に、相互批判を通じて各分野の連携を一層強化し、本研究の一層の進展・深化をはかるつもりである。1自己決定権を憲法上の基本権と捉えた上で、それが契約関係においていかに保護・調整されるのかについて基本的な枠組みを提示した。2市場規制との関係で、契約の自由と取引の自由をめぐる判例法理を解明した。4生命・医療倫理をめぐる自己決定と合意形成をめぐる重要問題について法的関与のあり方に関する基本枠組みを明らかにすると同時に、ケアの専門職と法および倫理の関係について解明した。6リスク社会における法と自己決定の問題を解明した。7自律の価値と卓越主義的リベラリズムの関係を解明した。8選択の自由の概念を、機会集合の観点から明らかにした。9ロールズの格差原理が互恵性の観念を含むのかどうかという問題について綿密な検討を行った。

以上の研究成果を各自論文にまとめ、近く田中成明編『現代法の展望-自己決定の諸相』(有斐閣)として公表する。本研究は、法哲学・法理論の支援を受けつつ、医療と生命、契約、市揚、労使関係、紛争解決という個別分野の制度設計の問題を具体的に扱い、市民の自律と共生を可能にする制度設計の提言をなすことをも目的とする。日本型法化社会における自己決定と合意形成に関し、各自の研究と研究分担者相互の討論をへて、各分担者が論文を執筆し、3年間の研究期間の総括を行い、その成果を、研究代表者を編者とする著書『現代法の展望-自己決定の諸相』のかたちで公表した。本書および研究代表者および研究分担者の論文で扱われた個別テーマは、以下のようなものである。1.生命倫理への法的関与の在り方。ケアの専門職と法および倫理の関係。2.契約関係における基本権の侵害と民事救済の可能性。取引の自由と契約の自由の関係。3.労働法と自己決定の関係。4.多元化する紛争処理システムにおける権利の生成。5.リスク社会における法と自己決定6.自律の価値と卓越主義的リベラリズム。7.選択の自由。8.格差原理と互恵性。9.法の形成と公共的理性。10.シビリティと語りの正義。11.法の経済分析と自己決定の関係。以上の研究によって、共同体からのインフォーマルな規制圧力とお上によるパターナリスティックな介入が個人の自律を妨げる傾向の強い日本社会にあって、意見や利害の異なる市民相互が主体的に自己決定を行いつつ、合意を形成するために,法がどのような役割を果たすことができるかについて、多くの重要な知見が得られた。
宇宙用大型膜の初期変形を用いた展開の高信頼性化と展張形状の高剛性化

2018年度は,宇宙用大型膜の展開/展張モデルに重心を置き,(a)膜の折り癖の収納/展開モデルの構築,(b)膜面デバイスの反り制御法,(c)折り癖/膜面デバイスを考慮した展開/展張解析,を実施した.詳細を以下に述べる.(a)展開後に高精度な膜面形状を実現するためには,収納時に膜に形成される折り目の展開特性を明らかにする必要がある.既往研究では,弾塑性を考慮した折り目モデルが検討されたものの,実際の折り畳みに近い,十分に折り癖がつけられた場合には,その折り目モデルによる解析結果と実験結果は一致しなかった.今年度の研究では,その原因が膜材の応力緩和にあることを明らかにし,それを考慮した数学モデルの構築と実験検証を行った結果,解析と実験がよく一致することを示した.(b)薄膜太陽電池セル等の膜面デバイスは,膜面に接着剤で貼り付けられている一方,探査機の温度環境の高低差が大きいため,接着層と膜面デバイスおよび膜面の線膨張係数のミスマッチによって反り変形が生じ,展開後の形状精度が低下する.そこで,温度依存性を考慮した材料物性値を取得し,反りの数学モデルを構築するとともに,反り量を低減するための接着位置の最適設計を実施した.(c) JAXAのソーラー電力セイルOKEANOSを対象とし,(b)の反りのモデルを考慮した展張解析モデルを構築した.2019年度は本モデルによる解析を実施するとともに,(a)で構築した折り癖の力学モデルを解析に取り込み,それらを同時に考慮した解析を実施する.また,簡易モデルによる実験検証を実施する.申請時に予定していた,(a)膜の折り癖の収納/展開モデルの構築,(b)膜面デバイスの反り制御法,(c)折り癖/膜面デバイスを考慮した展開/展張解析,のうち,(a)および(b)は完了している.(c)は展開解析における折り癖の考慮および実験検証が未実施であるが,申請時には(c)は2019年度にまたいで実施する計画であった.以上から,おおむね順調に進展していると判断した.2019年度は,(c)折り癖/膜面デバイスを考慮した展開/展張解析,のうち,2018年度未実施の展開解析における折り癖の考慮および実験検証を実施する.また,解析で得られた結果から,折り癖/膜面デバイスと展開/展張の関係を考察し,その紐づけを明確にしていく.さらに,解析結果を整理し,展開信頼性および展開後剛性の支配パラメータを明らかにする.2018年度は,宇宙用大型膜の展開/展張モデルに重心を置き,(a)膜の折り癖の収納/展開モデルの構築,(b)膜面デバイスの反り制御法,(c)折り癖/膜面デバイスを考慮した展開/展張解析,を実施した.詳細を以下に述べる.(a)展開後に高精度な膜面形状を実現するためには,収納時に膜に形成される折り目の展開特性を明らかにする必要がある.既往研究では,弾塑性を考慮した折り目モデルが検討されたものの,実際の折り畳みに近い,十分に折り癖がつけられた場合には,その折り目モデルによる解析結果と実験結果は一致しなかった.今年度の研究では,その原因が膜材の応力緩和にあることを明らかにし,それを考慮した数学モデルの構築と実験検証を行った結果,解析と実験がよく一致することを示した.(b)薄膜太陽電池セル等の膜面デバイスは,膜面に接着剤で貼り付けられている一方,探査機の温度環境の高低差が大きいため,接着層と膜面デバイスおよび膜面の線膨張係数のミスマッチによって反り変形が生じ,展開後の形状精度が低下する.そこで,温度依存性を考慮した材料物性値を取得し,反りの数学モデルを構築するとともに,反り量を低減するための接着位置の最適設計を実施した.(c) JAXAのソーラー電力セイルOKEANOSを対象とし,(b)の反りのモデルを考慮した展張解析モデルを構築した.2019年度は本モデルによる解析を実施するとともに,(a)で構築した折り癖の力学モデルを解析に取り込み,それらを同時に考慮した解析を実施する.また,簡易モデルによる実験検証を実施する.申請時に予定していた,(a)膜の折り癖の収納/展開モデルの構築,(b)膜面デバイスの反り制御法,(c)折り癖/膜面デバイスを考慮した展開/展張解析,のうち,(a)および(b)は完了している.(c)は展開解析における折り癖の考慮および実験検証が未実施であるが,申請時には(c)は2019年度にまたいで実施する計画であった.以上から,おおむね順調に進展していると判断した.2019年度は,(c)折り癖/膜面デバイスを考慮した展開/展張解析,のうち,2018年度未実施の展開解析における折り癖の考慮および実験検証を実施する.また,解析で得られた結果から,折り癖/膜面デバイスと展開/展張の関係を考察し,その紐づけを明確にしていく.さらに,解析結果を整理し,展開信頼性および展開後剛性の支配パラメータを明らかにする.2018年度に実施計画だった,(c)折り癖/膜面デバイスを考慮した展開/展張解析,の中の簡易モデルによる実験検証が2019年度に実施することになったため,2018年度に計上していた実験消耗品の分が次年度使用となった.本実験は2019年度中に実施する予定である.
シアノバクテリアの分枝形成の分子機構と系統進化

糸状性シアノバクテリアに見られる分枝形成の起源とその形態的多様化の進化過程を明らかにするため、現性種の分子系統学的解析を行った。またその系統発生時期を推定するため、化石記録との対比を行った。一方で、分枝形成の分子機構を明らかにすることをめざし、非モデル生物株に分子遺伝学的手法を導入し、変異体の解析を行った。シアノバクテリアは原核生物の中でも形態的多様性に富む分類群であり,その形態的特徴は,現生種や化石の重要な分類学的形質となっている。特に糸状性シアノバクテリアは,4種類の細胞分化や,分枝形成といった多細胞生物的な性質を持ち,発生学的・進化学的にも興味深い。しかし,糸状性シアノバクテリアの多様な形態の進化過程や形成機構の詳細はわかっていない。本研究では,シアノバクテリアの中で最も複雑な形態的特徴を持つスチゴネマ目に着目し,その分枝形成の機構と進化を遺伝子レベルで調べることで,糸状性シアノバクテリアの形態的多様化の背景を明らかにすることを目指している。本年度は,特にスチゴネマ目の分枝様式の進化史の解明と,分子遺伝学的手法を確立に焦点を置き,以下の研究を行った。1.形態的多様性を考慮して選んだ5属13株のスチゴネマ目シアノバクテリアを材料に,16S rRNA,異質細胞形成のマーカー遺伝子の配列に基づいた分子系統樹を作成した。得られた系統関係と,各株の分枝の発生様式を比較し,スチゴネマ目の分枝様式の進化過程を考察した。2.スチゴネマ目シアノバクテリアの形質転換を行うため,本年度は,主に接合による遺伝子導入の実験条件の検討を行った。一方で実験材料を選定のため,5属8株のスチゴネマ目シアノバクテリアについて,培養と導入効率の検討を進めた。3.分枝形成に関与する遺伝子の表現型観察のため,自家蛍光タンパク質GFPをレポーターとしたベクターコンストラクトの構築を行った。糸状性シアノバクテリアは、細胞分化や分枝形成といった多細胞生物的な性質を持ち、発生学的・進化学的に興味深い。しかし、その多様な形態の形成機構や進化過程には不明な点が多い。本研究では、スチゴネマ目シアノバクテリアを材料に、その分枝形成の分子レベルの解析を通して、糸状性シアノバクテリアの形態的多様化の背景の解明を目指した。本年度の研究内容は、以下の通りである。1.前年度に解析したスチゴネマ目5属13株と、系統的多様性を反映するように糸状性シアノバクテリアを合わせた計12属25株を材料に、16S rRNAと異質細胞形成制御遺伝子に基づく分子系統樹を作成したところ、当該グループの単系統性が支持された。また、スチゴネマ目の系統進化について、ボストン大学の研究者と化石記録も含めた議論を行った。2.スチゴネマ目シアノバクテリア5属8株について行った培養と形質転換効率の結果に基づき、PCC株を材料にしたトランスポゾン変異体の作成に成功した。しかし、得られた株の中には形態形成の変異体はみられなかった。3.スチゴネマ目にみられる分枝形成過程を観察するため、モデル生物で利用されている自家蛍光タンパク質GFPをレポーターとして利用し、特に細胞分裂過程の可視化のための実験系の構築を行った。シアノバクテリアには強い自家蛍光が存在するため、十分なシグナルを得るためにはフィルターの最適化だけでなく、レポーター遺伝子配列の改変を今後の課題として残した。
RNAiを用いた自然免疫系制御による硬化性骨髄炎の治療戦略

慢性骨髄炎などの骨硬化を伴う疾患においては病巣局所に対する薬物の移行性が低下しており、治療上大きな障害となっている。骨硬化の原因としては局所に存在する骨芽細胞の機能が亢進し、石灰化が促進していることが推測される。病原体の侵入を特異的に認識することが知られているToll様受容体(TLR)がマクロファージ等の破骨細胞前駆細胞に発現しており、細菌性抗原などを認識して破骨細胞に分化することが知られている。本研究において、われわれは骨芽細胞におけるTLRを介したシグナルに関して研究を行い、それらの関与する遺伝子発現を制御することにより、硬化性骨髄炎の治療に応用することを試みようとした。石灰化現象を観察可能な骨芽細胞としてMC3T3-E1細胞を用い、硬化性骨髄炎の原因の一つであると推測されるウイルスの2本鎖RNAの代用としてpoly(I):poly(C)を用いて実験を行った。RT-PCR法ならびにウエスタンブロット法によりMC3T3-E1細胞には2本鎖RNAを認識するTLR3が発現していた。MC3T3-E1細胞をpoly(I):poly(C)処理すると転写因子STAT1の活性化が生じ、インターフェロン(IFN)β、CXCL10、TLR3の発現が増加した。これらの発現の増加は抗IFN-β抗体を細胞に作用させることにより抑制された。これらの結果からウイルス感染を生ずるとTLR3の発現を増加させ、感染に対するアンテナをさらに増加させること、また、IFN-βやSTAT1を標的としてこれらを抑制することによりウイルス感染により生じるシグナルを阻害することが可能であると推測される。本研究においては実際に上記シグナルの抑制を行う実験までは終了することが出来なかったが、今後これらの因子に対する抗体やRNAiを用いた動物実験等により臨床応用への可能性について検討を行う必要がある。硬化性骨疾患の一つである硬化性骨髄炎は長期に及ぶ炎症が軽快または消失した骨髄部に多量の骨が形成される病態を示す疾患である。その発症は細菌やウイルスによるものであると推測されているが、その発症機構の詳細は未だ明らかにされていない。一方、自然免疫系においては微生物の表層抗原を認識する受容体としてToll-like receptor (TLR)群が発見され、それぞれ特異的な微生物の成分と結合してそのシグナルを伝達していることが広く知られている。本研究は病変部位に存在するウイルスや細菌が骨芽細胞のTLRを介して細胞外基質などの分泌に対して影響を及ぽし、石灰化現象に変化を生じさせるものと推測し、本研究を行った。マウス頭蓋冠由来骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1細胞(E1細胞)ではTLR-1、3、4、5、6、7、ヒト骨肉腫細胞株MG-63ではTLR-3、7、6mRNAの発現が認められた。TLR-3のリガンドである二本鎖RNAであるpoly IC(100ng/ml)を添加してE1細胞を通法に従い培養すると培養開始10日目より石灰化結節を生じ、対照群と比較して結節の数、大きさともに増大傾向を示した。また、100ng/ml poly ICでE1細胞を12時間刺激すると線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)mRNAの発現が2倍、cbfa1 mRNAでは1.6倍の増加が認められた。さらに、10mg/kg Poly ICをC57/B16マウスに投与すると有意な体重減少とともに皮質骨の肥厚が軟X線写真により観察された。以上の結果より、ウイルス二本鎖RNAを骨芽細胞のTLRが認識し、骨の石灰化を亢進させるシグナルを伝達させる可能性が示唆された。