hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境浄化微生物の進化と退化の分子基盤研究

世界的に深刻な環境汚染物質であるポリ塩化ビフェニル(PCB)、有機水銀、および有機ハロゲン化合物菌の分解遺伝子群を対象として、その機能の進化と退化を分子生態学的側面から検討した。その結果、接合型トランスポゾンbph-salエレメント、有機水銀分解遺伝子群および脱ハロゲン遺伝子群が環境に応じて分解機能を拡大したり、逆に分解機能を喪失する現象が明らかとなった。これらの現象にはゲノムの再編成にかかわるさまざまな因子が関与していた。1.水俣湾における水銀耐性菌の分布と生態国立水俣病総合研究センターにおいて1980年代から2006まで水銀耐性を異にする諸種の水銀耐性細菌が分離された。平成22年度はこれらの細菌についてフェニル酢酸水銀と塩化第二水銀に対する耐性能と分解能について調べた。水俣湾に水銀が高濃度に存在する時に分離された細菌は高濃度の水銀に耐性であったが、ヘドロ浚渫後に分離された細菌の多くは水銀感受性であった。Pseudomonas putida KF715株にはビフェニル・サリチル酸代謝遺伝子をコードする接合型トランスポゾン、bph-salエレメントが存在するが、この因子は極めて不安定である。本年度は諸種のビフェニル資化菌からゲノムを抽出し、パルスフィールド電気泳動、ついでbph及びsal遺伝子を用いたサザン解析によりこの因子が広くビフェニル資化菌に存在することが明らかになった。3.クロロエテン脱塩素遺伝子クラスターの高頻度欠現象脱ハロゲン呼吸細菌Desulfitobacterium hafniens Y51株の脱塩素化pce遺伝子クラスターは極めて不安定である。これは遺伝子群が2つの相同な挿入配列により挟まれて存在することに起因するが、本年度はこの欠失現象が極低濃度(1μM)のクロロフォルムの存在で高頻度に生起することを明らかにした。また、クロロフォルムは同時にY51株の生育を阻害することは判明した。本研究では環境浄化にかかわるさまざまな細菌に関して、分解機能の進化と退化に焦点をあて、分生物学的手法によりその実態を明らかにすることを目的とする。平成23年度は以下の項目について検討した。先にM-1から無機水銀還元酵素遺伝子merAと関連遺伝子をクローン化し解析したが、平成23年度は有機水銀のC-Hg結合を切断する酵素(mercurial lyase)遺伝子merB及び周辺領域をクローン化し解析した。merB遺伝子の上流には逆向きに水銀化合物の取込み、運搬を担うmerP、merTなどの複数の遺伝子が存在したが、merA遺伝子は存在しなかった2.ビフェニル/サリチル酸代謝遺伝子をコードする接合トランスポゾンbph-salエレメントの安定性Pseudomonas putida KF715株から発見さねたbph-salエレメントは当初、きわめて高頻度にKF715株からP. putida KT2440株やP.putida AC30株などに接合伝達により転移していたが、繰り返し培養することでその転移頻度は急速に低下した。この現象はbph-salエレメントを獲得したKT2440株やAC30株でも同様であった。接合伝達不能株のbph-salエレメントの構造は各種の欠失が認められた。これらの欠失株からbph遺伝子群のみ、sal遺伝子群のみ、その両方を欠失した株が得られた。3.クロロエテン脱塩素化偏性嫌気性菌の各種クロロメタンによる生育阻害脱ハロゲン呼吸細菌Desulfitobacterium hafniense Y51株はテトラクロロエテンをcis-ジクロロエテンへ脱塩素化し生育する。しかしこの生育は1μMの極微量のクロロフォルムにより著しく阻害される。この生育阻害は四塩化炭素でも同様に起きるが、ジクロロメタンでは起きないことが明らかとなった。さらに興味あることに脱ハロゲン遺伝子を欠失した株ではいずれのクロロメタンでも生育阻害が生起しないことが判明した。本研究は環境浄化細菌の分解機能について、その進化と退化の実態を分子生態学的手法により、明らかすることを目的とする。1.水俣湾より採取した弱水銀耐性菌8株について、merB(有機水銀のC-Hg結合切断酵素遺伝子)とmerA(水銀イオン還元酵素遺伝子)の存在と活性を検討した。調べた8株中、5株はmerBを保有しており、4株は酢酸フェニル水銀の分解により生じるベンゼンが検出された。merA遺伝子に関しては8株中、1株のみに存在が認められたが、8株全てMerA活性は認められなかった。2.Pseudomonas pseudoalcaligenes KF707株とP. aeruginosa KF702株はきわめて類似したビフェニルおよびサリチル酸代謝遺伝子(bph-sal)を有している。本年度はKF712株のbph遺伝子の発現転写について検討した。その結果、両菌株のbph転写のメカニズムは異なっており、転移因子であるbph-salエレメントのbph遺伝子が宿主依存的に制御されていることが明らかとなった。3.前年度までにクロロエテン

脱塩素化細菌Desulfitobacterium hafniense Y51株は極低濃度のクロロフォルムにより、生育阻害を受け、脱ハロゲン遺伝子群が欠落する現象が判明した。そこで本年度は0-クロロフェノール脱ハロゲン菌、Desulfitobacterium dehalogenans JW/IU-1とD. hafniense DCB2株の2株、およびクロロエテン脱ハロゲン菌、D. hafniense TCE1株についてクロロフォルムの影響を検討した。その結果、3株全て、100μMクロロフォルムにより、生育が著しく阻害され、前者2株では脱ハロゲン遺伝子の転写が抑制され、TCE1株ではY51株と同様、脱ハロゲン遺伝子群の欠落が高頻度に生起した。これまでに代表的な環境汚染物質分解菌についてその分解遺伝子をクローン化、解析、それぞれの遺伝子の機能を明らかにしてきたが、本研究ではそれらの遺伝子の動的な再編成に焦点をあてた。その結果、想像していた以上に分解遺伝子クラスターがさまざまな要因により再編成される現象を明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。環境汚染物質の分解遺伝子は予想を上回る頻度でその遺伝子群を再編成、あるいは不要な遺伝子を除去している。進化の過程では外からの遺伝子の獲得もあるが、複数の遺伝子をリクルートしたり、必要な遺伝子に積極的に変異を導入して分解機能を高めている。これらの過程をより動的に、できれば可視化しながら把握したい。
病院と地域をつなぐ医療画像伝達システムの開発

地域にある6つの医院と大学病院とを繋ぎ総合実験を行った。対象となったケースは、1)地域の医療機関が大学病院にコンサルテーションを必要としたケース、2)プライマリ-ケアを地域の医院で受けており、大学病院での入院治療を必要としたケース、3)大学病院で手術を必要としたケース、4)大学病院で精密検査を必要としたケースであった。病名は、大腸ポリ-プ、胆石症・胆嚢炎・慢性膵炎合併、心筋梗塞とその後の心不全、気管支炎・多発肋骨骨折合併、多発性脳梗塞、胃癌、大腸癌・転移性肝腫瘍、火傷であった。伝送された医療画像は、単純X線写真、CT、MRI、消化管造影、内視鏡写真、病理組織像などであった。伝送時間の測定、画質評価、アンケートによる評価を実施した。画像の入力時間は平均20秒で、参照時間は平均14秒であった。地域の医師からはもっと処理速度が速くなることが期待された。その後、コンピュータと光カードリーダ/ライタのスピードが大幅に向上し、現在では約3倍のスピードが得られる。操作性については十分と判断された。こうしたシステムの利用では医師間の協力用として有用との評価であった。しかし、患者説明用、医師以外の職種との連携用、災害救急時用、障害学習用としての利用には消極的であった。経済性については、初期導入費とカード費用については現状の半額を期待しているが、通信費用については現状で十分との評価であった。フルカラー画像ボードとして、従来使っていたものも含め4種類について検討を行った。技術的な視点として、分解能、カラーレベル、カラー/白黒選択機能、白黒の諸調度、必要とするスロット数、入出力信号の種類などをを調査と使用テストを実施した。また経済的検討として、画像ボードとその必要とするハンドラの費用を比較検討した。IDSNを経由してパソコン間をピア・トゥ・ピアで接続する実験を行った。この時に使用して機器類は、パソコン、LANボード、ネットワーク用ソフト(Netware-Lite)、ISDNブリッジ、ISDN回線がそれぞれ2セットであった。実験内容は、ISDNの自動発信、ネットワークソフトによるファイル転送、ISDNの自動切断であった。画像のモダリティとして従来からの胃カメラ、X線、心電図に加えて、気管支鏡、CT、MRI、超音波、病理もビデオカメラによる入力と圧縮復元テストを実施した。画像ボードについては、比較検討の結果、新しいボードを採用することに決定した。このボードは画質が従来のボードと同じであり、価格が半額以下、必要とするスロットが従来が3つに対して1つと優れていることが判明した。ISDNの自動発信については、通信開始時に相手医療機関を選択しISDNブリッジにその電話番号を自動登録することとした。ISDNを経由して圧縮画像1枚を電送する時間が約23秒と実用に堪えうることが実証された。ISDNブリッジは通信が途絶えると一定時間後に自動切断が行われるはずであったが、LANソフトがAlive信号を定期的に出しているため、切断されないという問題があった。ブリッジの電源を物理的に切ればよいが、ソフト的な対処方法も検討中である。圧縮、伝送、復元された画像は、参照画像として十分に有効であるとの評価がでた。平成5年度に行ったピア・トゥ・ピアのネットワークの発展型として、より大量の情報をより効率的に提供するためのシステムの開発を行った。大学病院側ではホストコンピュータ上に電子カルテとして患者基本情報、病歴、検査結果などが存在する。近い将来には多くの医療機関でこのような電子カルテシステムが構築されるであろう。この電子カルテデータベースの実験用モデルを再構築した。ここに、実際の電子カルテから抽出した検査結果などの文字情報と、今回の研究で作成した画像情報を患者番号をキ-として一元的に登録した。この電子カルテモデルと光カード端末とをオンライン接続し、必要なデータをFTPでダウンロードし、光カード端末上に電子カルテのサブデータベースを構築した。今回開発したWINDOWSアプリケーションから、これらの一覧表示、選択、光カードへの転送を行えるようにした。

また、検査結果では、EXCELチャートとリンクするシステムも開発し、チャートやグラフ表示を可能とした。ダウンロードされた画像は、今回購入したフルカラープリンターによりカルテ添付用としての印刷も可能となった。これらにより、病院からの情報提供を効率的に行えるようになった。また、現在の法律解釈では、カルテや紹介状を電子化しても別途紙の書類として保管する必要があるが、こうした状況にも対応できることとなった。しかし、画質については、プリンターの性能と紙質に大きく影響されることが分かった。このため、実用的なシステムとするには、医療画像の印刷出力について、経済性、処理スピード、画質などの総合性能をさらに向上する必要があるものと思われる。地域にある6つの医院と大学病院とを繋ぎ総合実験を行った。対象となったケースは、1)地域の医療機関が大学病院にコンサルテーションを必要としたケース、2)プライマリ-ケアを地域の医院で受けており、大学病院での入院治療を必要としたケース、3)大学病院で手術を必要としたケース、4)大学病院で精密検査を必要としたケースであった。病名は、大腸ポリ-プ、胆石症・胆嚢炎・慢性膵炎合併、心筋梗塞とその後の心不全、気管支炎・多発肋骨骨折合併、多発性脳梗塞、胃癌、大腸癌・転移性肝腫瘍、火傷であった。伝送された医療画像は、単純X線写真、CT、MRI、消化管造影、内視鏡写真、病理組織像などであった。伝送時間の測定、画質評価、アンケートによる評価を実施した。画像の入力時間は平均20秒で、参照時間は平均14秒であった。地域の医師からはもっと処理速度が速くなることが期待された。その後、コンピュータと光カードリーダ/ライタのスピードが大幅に向上し、現在では約3倍のスピードが得られる。操作性については十分と判断された。こうしたシステムの利用では医師間の強力用として有用との評価であった。しかし、患者説明用、医師以外の職種との連携用、災害救急時用、障害学習用としての利用には消極的であった。経済性については、初期導入費とカード費用については現状の半額を期待しているが、通信費用については現状で十分との評価であった。
20世紀英詩におけるアジアの表象-W.B.イェイツを中心に-

今年度の研究の目的は、アングロアイリッシュの詩人イェイツ(1865-1939)のアジア観を、サイードのオリエンタリズム批判の観点から検討することであった。この研究目的のために、(1)イェイツのアジア関連の文献を収集し、(2)そこに見られるアジア(日本、中国、インド、およびアラブ・イスラム圏)観を分析・解釈することを計画した。その結果、研究は,ほぼ計画通り進行し、次のような知見が得られた。1.イェイツのアジア関連のテクストの大部分には、、イェイツが愛読したヘーゲルに由来するアジアは自然で、ヨーロッパは精神であるという世界認識が潜んでいること。2.サイードの指摘するように、ヘーゲルが19世紀の代表的なオリエンタリストである以上、イェイツもオリエンタリストであることを断定せざるを得ないこと。3.日本、中国、インド、およびアラブ・イスラム圏に関係したイェイツのテクストには、ほとんど例外なく、超越紳と自然への自己放棄を拒否し、あくまでも人間主体を重視する姿勢がみられること。換言すれば、アジア各地の芸術や宗教などへの彼の関心と興味は、結局、彼にとって、ヨーロッパ人としての自己の顔を映す鏡に過ぎないこと。マックス・ミューラーのいう「東洋の英知」に興味を抱きながらも、そこに潜む自己放棄の哲学には断固として一線を画していること。4.以上のような世界観に基づき、アジア化が進行する現代のヨーロッパを嫌悪したこと。今後は、イェイツのアジア観とアングロインデアンの文学者キップリングのそれを比較検討する予定である。
マラリア原虫のヘモグロビン輸送・代謝における寄生胞膜分子の機能解析

マラリア原虫は、赤血球侵入時に「寄生胞膜」と呼ばれる膜を形成する。この寄生胞膜は、宿主免疫応答・環境ストレスに対する障壁として機能するが、その一方で、栄養源であるヘモグロビンから原虫を隔離する。そのため、マラリア原虫は、サイトストームと呼ばれる特徴的な膜構造を形成し、ヘモグロビンを取り込み、代謝の場である食胞へと輸送する。本研究では、熱帯熱マラリア原虫の生殖母体期に着目し、ヘモグロビン輸送に関連する膜構造に局在する分子群を同定し、それらのヘモグロビン輸送における機能を明らかにすることを目的としている。本年度は、生殖母体期における寄生胞膜分子のプロファイリングを目的として、生殖母体期に発現するPfs16を指標として、間接蛍光抗体法により熱帯熱マラリア原虫の寄生胞膜分子4種類(ETRAMP4, 5, 10.2, 10.3)の発現及び局在を、無性生殖期と生殖母体間で比較した。これらの結果から、熱帯熱マラリア原虫の寄生胞膜を構成する分子は、生殖母体期に特有のもの(ETRAMP4, ETRAMP10.3)、無性生殖期と生殖母体期に共通のもの(ETRAMP10.2)、無性生殖期に特有のもの(ETRAMP5)に分類できることが明らかになった。マラリア原虫の無性生殖期に発現する赤血球侵入関連分子は、遺伝子欠損原虫の表現型が致死となるため解析が困難である。これに対し、生殖母体期に特異的に発現する分子群は、逆遺伝学的手法を用いた解析が可能である。現在、生殖母体期特異的に寄生胞膜に発現するETRAMP4, ETRAMP10.3に着目し、CRISPR-Cas9ゲノム編集システムを用いた遺伝子改変を試みている。マラリア原虫は「寄生胞膜」の中に身を潜めながら、赤血球に寄生している。これまでに申請者は、マラリア原虫の生殖母体期に寄生胞膜に発現するETRAMP10.3 (Early TRAnscribed Membrane Protein 10.3)が、サイトストームと輸送小胞に移行することを見出した。まず、生殖母体期の指標分子Pfs16の抗体を作成するために、生殖母体含有感染赤血球から抽出したcDNAを鋳型としてN末端側の分泌シグナルを除くほぼ全長の配列をPCR増幅した。コムギ胚芽無細胞タンパク質合成系ベクターに増幅した遺伝子産物を組込み、GST融合組換えタンパク質(rPfs16)として大量合成した。合成したrPfs16を用いてウサギまたはマウスを免疫して抗血清を作成した。次に、熱帯熱マラリア原虫3D7株の赤血球期原虫を培養して誘導した生殖母体を用いて塗抹標本を作成し、間接蛍光抗体法によりPfs16抗体が生殖母体に特異的に反応することを確認した。現在、ETRAMPファミリー(13種類)の特異抗体、Pfs16抗体を用いた二重染色により、生殖母体期に発現する分子の検索を行っている。また、生殖母体を含む感染赤血球を材料として、LR-White Resinを用いた免疫電子顕微鏡用サンプルを作製し、電子顕微鏡を用いた標的分子の詳細な局在解析の準備を行っている。熱帯熱マラリア原虫の生殖母体期の指標となるPfs16の特異抗体の作製に成功した。Pfs16抗体を用いた二重染色により、生殖母体期におけるETRAMPファミリーの発現を解析することが可能となった。これまでに(1)生殖母体期の指標分子Pfs16の組換えタンパク質の合成、特異抗体の作成、(2)生殖母体期の免疫電顕用ブロックの作成、(3)Pfs16抗体の反応性の確認(間接蛍光抗体法、免疫電顕法)、(3)Pfs16抗体を用いた生殖母体期の寄生胞膜に発現する分子の検索、を行った。一連の実験の結果、Pfs16抗体は、間接蛍光体法、免疫電顕法において、特異性の高い良好な反応を示した。また、調製した研究試料を用いたスクリーニングにより、ETRAMP4が生殖母体期に発現することが明らかになった(論文投稿準備中)。

この他にも数種類の分子が生殖母体期に発現することを示唆する結果が得られており、現在検証を行なっている。熱帯熱マラリア原虫の生殖母体期の指標となるPfs16の特異抗体の作製に成功した。Pfs16抗体の反応性を調べたところ、間接蛍光抗体法、免疫電顕法において良好な反応を示した。また、超微細形態と免疫原性を保持した生殖母体期の免疫電顕用ブロックの作成に成功した。これらの研究試料を用いることにより、生殖母体期の寄生胞膜分子のスクリーニング系の構築に成功した。マラリア原虫は、赤血球侵入時に「寄生胞膜」と呼ばれる膜を形成する。この寄生胞膜は、宿主免疫応答・環境ストレスに対する障壁として機能するが、その一方で、栄養源であるヘモグロビンから原虫を隔離する。そのため、マラリア原虫は、サイトストームと呼ばれる特徴的な膜構造を形成し、ヘモグロビンを取り込み、代謝の場である食胞へと輸送する。本研究では、熱帯熱マラリア原虫の生殖母体期に着目し、ヘモグロビン輸送に関連する膜構造に局在する分子群を同定し、それらのヘモグロビン輸送における機能を明らかにすることを目的としている。本年度は、生殖母体期における寄生胞膜分子のプロファイリングを目的として、生殖母体期に発現するPfs16を指標として、間接蛍光抗体法により熱帯熱マラリア原虫の寄生胞膜分子4種類(ETRAMP4, 5, 10.2, 10.3)の発現及び局在を、無性生殖期と生殖母体間で比較した。これらの結果から、熱帯熱マラリア原虫の寄生胞膜を構成する分子は、生殖母体期に特有のもの(ETRAMP4, ETRAMP10.3)、無性生殖期と生殖母体期に共通のもの(ETRAMP10.2)、無性生殖期に特有のもの(ETRAMP5)に分類できることが明らかになった。マラリア原虫の無性生殖期に発現する赤血球侵入関連分子は、遺伝子欠損原虫の表現型が致死となるため解析が困難である。これに対し、生殖母体期に特異的に発現する分子群は、逆遺伝学的手法を用いた解析が可能である。現在、生殖母体期特異的に寄生胞膜に発現するETRAMP4, ETRAMP10.3に着目し、CRISPR-Cas9ゲノム編集システムを用いた遺伝子改変を試みている。今後は、作製した抗体を用いて免疫電顕を行い、電子顕微鏡レベルの分子局在の解析を行う。また、生殖母体期のヘモグロビン輸送の膜構造に局在するETRAMPを選択し、遺伝子工学的アプローチにより、ヘモグロビン輸送における機能を明らかにする予定である。今後は、作製した抗体と免疫電顕ブロックを用いて免疫電顕を行い、電子顕微鏡レベルの分子局在の解析(Pfs16抗体との二重染色)を行い、生殖母体期のヘモグロビン輸送過程における寄生胞膜分子の挙動を解析する。また、ヘモグロビン輸送の膜構造に局在するETRAMPを選択し、遺伝子工学的アプローチにより、ヘモグロビン輸送における機能を明らかにする予定である。実験材料(培養した熱帯熱マラリア原虫)調製に時間がかかったため、2017年3月に予定していた実験の一部が延期となり、次年度使用額が発生した。(理由)実験材料(熱帯熱マラリア原虫の生殖母体期)の調製、免疫電顕ブロックの作成、に時間がかかったため、2017年度に予定していた実験の一部が延期となり、次年度使用額が発生した。(使用計画)実験材料の調製が完了したため、順次、実験を開始している。2017年4月に実験材料の調製が完了したため、順次、実験を開始している。
イチゴの果実発達におけるブラシノステロイドの役割解明研究

これまでにブラシノステロイド(BR)の生合成阻害剤であるパクロブトラゾール(PCZ)処理により個体の矮化、葉のクロロフィルの増加、果実の矮化などのBR欠損植物特有の傾向が見られていた。果実の矮化は果実の発達中期の白い実の時期以降で著しいことからBRは果実の発達において成熟期の縦方向の発達に関与していることがわかった。また、前年度新たな知見としてPCZ処理個体では自家受粉の際も、mock処理個体の雄しべを受粉した際も稔性に低下が見られることがわかった。PCZ処理個体の雄しべをmock処理個体に受粉した場合には稔性の低下は見られないことから、雌性稔性が低下していると考えられた。この形態は天然で最も活性の高いBLにより回復したことからBR欠損による表現型であることが示唆された。そこでBRが受粉後どの時点で稔性に影響しているかを検討するために、胚珠の形態および花粉管の伸長について観察を行ったところ、いずれもmockとの間に違いは見られなかった。今後は受精の確認と受精後の維管束を中心とした組織の発達を観察し、PCZ処理によりこれらに異常が見られた場合にはBL投与による回復を確認し、これらの成果を合わせて論文にまとめる。FvDWARF4およびFvDWARFのプロモーターにβグルクロニダーゼを融合した遺伝子を導入した形質転換個体を作出したことから、これらの遺伝子の発現組織とPCZ処理により発達が阻害される組織との関係についても検討予定である。これまでの成果をまとめて園芸学会平成30年秋季大会で発表した。平成27年度科学研究費助成事業交付申請書で記載した研究実施計画に基づき、まず2倍体及び8倍体のイチゴの開花直前に除雄を行い、天然で最も活性の高いブラシノステロイド(BR)であるブラシノライド(BL)を投与することによりBRの単為結果誘導能を検討した。その結果BL処理により単為結果が誘導された果実は得られなかったことから、BRは単為結果には関与していないと結論づけられた。8倍体を用いてオーキシンやジベレリンとの形態的な相互作用を調べたがBR処理による再現性の高い形態変化は見られなかった。次にBRの作用が強い時期を特定するために、BRの生合成の鍵酵素と考えられるFvDWARF4およびFvDWARF遺伝子について開花前より完熟期までを9つのステージに分けて発現解析を行ったところ、これらの遺伝子は開花前から開花時にかけて最も発現が高いことが明らかになった。また、果実を雌蘂、雄蘂、花托に分けて発現を解析した結果、いずれの器官においてもこれらの発現が確認できた。そこで定期的にBR生合成阻害剤であるプロピコナゾール(PCZ)を処理し、観察したところ、PCZ処理により花の形態や花芽形成の頻度に変化はないが、受粉しても果実が形成されない傾向が見られた。FvDWARF4遺伝子については発現組織の解析及び過剰発現を目的として形質転換体の作製に着手した。平成27年度科学研究費助成事業交付申請書で記載した研究実施計画を全て実施し、結論を得た。BRの単為結果能について早期に結論を得たため、研究の方向性について決定を速やかに行うことが出来た。また阻害剤処理は当初28年度の行う予定であったが、前倒しで27年度より着手できたため。前年度ブラシノステロイド(BR)の生合成阻害剤であるパクロブトラゾール(PCZ)を処理し続けた個体では果実の形成が抑制される傾向が見られたことから、今年度はその再現性を確認した。しかし、この実験では前年度の再現は得られず、コントロール及びPCZ処理のいずれでも同様の着果が見られ、昨年度の結果は培養条件が適切でなかったと考えられた。一方今回はPCZ処理により個体の矮化、葉のクロロフィルの増加、果実の矮化などのBR欠損植物特有の傾向が見られ、これらは再現が得られた。果実は横方向の肥大はコントロール処理とほぼ同じであるが、縦方向の肥大が抑制されることにより矮化していた。現在組織切片を作製し、縦方向の肥大抑制が細胞伸長と細胞分裂のいずれに依存するのか検討中である。またPCZ処理による形態変化がBRに依存することを確認するために天然で最も活性の強いブラシノライドを処理し、回復実験を行っている。さらに今年度はBR生合成遺伝子の発現が高い初期の果実の髄に直接薬剤を処理するために径のごく小さい注射針を利用する方法を開発し、この方法を利用した処理を開始している。当初BR生合成遺伝子の形質転換体の作出を計画していたが、上記の結果から個体全体の矮化が予想されることから、当初の計画を変更し、薬剤処理と同様の方法で注射により着目している時期のみに一過的発現する系を検討している。またBRによるオーキシンおよびジベレリンの生合成遺伝子の発現制御について解析するためにこれらの遺伝子の特定を行った。年度開始当初前年度の結果の再現が得られないという問題があったが、植物の育成方法の安定化に成功し、再現のある結果が得られており、予定通り組織切片を用いた解析に進んでいる。一方形質転換体の作出については当初の予定から方針を変更したが、一過的発現系に変更することで安定株を作出するよりも必要な実験期間が相当に短縮できることから大きな遅延は伴わないと考えられる。BRにより誘導される遺伝子の網羅的発現解析は処理方法の見直しを行ったため、解析を次年度に延期したが、主要な解析対象であるオーキシン及びジベレリンの生合成遺伝子については特定を終了し、おおむね予定通り進捗している。

前年度はブラシノステロイド(BR)の生合成阻害剤であるパクロブトラゾール(PCZ)処理により個体の矮化、葉のクロロフィルの増加、果実の矮化などのBR欠損植物特有の傾向が見られ、これらの再現が得られた。果実は横方向の肥大はコントロール処理とほぼ同じであるが、縦方向の肥大が抑制されることにより矮化していた。さらにこれらが天然で最も活性の高いBLにより回復することが確認できた。一方PCZ処理による形態変化がBR依存的であることをBR生合成関連遺伝子の発現により確認したが、遺伝子レベルでの変化が小さくPCZの作用がBR依存的であることを断定できなかったため、PCZの濃度を変えて引き続き検討中である。さらに果実の縦方向の肥大抑制が細胞伸長と細胞分裂あるいは維管束の発達不全のいずれに原因があるかを特定するために組織切片を作製し、観察している。PCZによる果実の形態変化がBRに依存することを示すためにBR生合成酵素の発現抑制解析を行う必要がある。しかし、安定的形質転換体では植物体全体が矮化する可能性が大きく、果実形成に至らないと考えられる。そこで径のごく小さい注射針を利用し、BR生合成遺伝子の発現が高い初期の果実で一過的にBR生合成遺伝子をRNAiにより抑制し、観察を行っている。また、安定的形質転換体を作製し、果実発達初期に発現の高いFvDWARF4およびFvDWARFの発現組織の解析を行っている。これまでの成果をまとめて2017年度日本植物学会第81回大会で発表した。BLによるPCZ処理からの回復を検討する際にPCZ濃度を下げた結果、形態は再現する一方でPCZの効果がBRに関連することを示すBR関連遺伝子の発現に変化が出ない結果となったため、PCZ処理濃度をBR関連遺伝子の変化が確認できる当初の濃度に戻して再現性を調べているためやや遅延した。また同様の理由から解剖学的解析も遅れている。これまでにブラシノステロイド(BR)の生合成阻害剤であるパクロブトラゾール(PCZ)処理により個体の矮化、葉のクロロフィルの増加、果実の矮化などのBR欠損植物特有の傾向が見られていた。果実の矮化は果実の発達中期の白い実の時期以降で著しいことからBRは果実の発達において成熟期の縦方向の発達に関与していることがわかった。また、前年度新たな知見としてPCZ処理個体では自家受粉の際も、mock処理個体の雄しべを受粉した際も稔性に低下が見られることがわかった。PCZ処理個体の雄しべをmock処理個体に受粉した場合には稔性の低下は見られないことから、雌性稔性が低下していると考えられた。この形態は天然で最も活性の高いBLにより回復したことからBR欠損による表現型であることが示唆された。そこでBRが受粉後どの時点で稔性に影響しているかを検討するために、胚珠の形態および花粉管の伸長について観察を行ったところ、いずれもmockとの間に違いは見られなかった。今後は受精の確認と受精後の維管束を中心とした組織の発達を観察し、PCZ処理によりこれらに異常が見られた場合にはBL投与による回復を確認し、これらの成果を合わせて論文にまとめる。FvDWARF4およびFvDWARFのプロモーターにβグルクロニダーゼを融合した遺伝子を導入した形質転換個体を作出したことから、これらの遺伝子の発現組織とPCZ処理により発達が阻害される組織との関係についても検討予定である。
主要評価変数が複数ある臨床試験の計画と解析に関する研究

すべての主要(評価)変数の有意性を示すことを目的とする臨床試験の計画と解析について,統計的方法の研究・開発を行った.(1)主要変数の型ごとに標本サイズ設計法を構築した.そのうち,主要変数が連続量で正規分布に従う場合について,標本サイズの簡便公式を導出し,標本サイズと相関係数の関係を数理的に明らかにした.(2)試験治療の対照治療に対する優越性と非劣性を組み合わせて評価する方法の改善の可能性を示した.(3)検定の保守性を緩和させる2つの方法を比較し,試験に必要な標本サイズに実質的な差が生じないことを明らかにした.すべての主要(評価)変数の有意性を示すことを目的とする臨床試験の計画と解析について,統計的方法の研究・開発を行った.(1)主要変数の型ごとに標本サイズ設計法を構築した.そのうち,主要変数が連続量で正規分布に従う場合について,標本サイズの簡便公式を導出し,標本サイズと相関係数の関係を数理的に明らかにした.(2)試験治療の対照治療に対する優越性と非劣性を組み合わせて評価する方法の改善の可能性を示した.(3)検定の保守性を緩和させる2つの方法を比較し,試験に必要な標本サイズに実質的な差が生じないことを明らかにした.本研究の目的は,すべての主要評価変数(以下,主要変数)の有意性を示すことが目的の臨床試験の計画と解析における統計学的諸問題について具体的な回答を導くことである.本年度は,本研究でとり扱う3つの問題,(1)症例数設計法の構築,(2)優越性・非劣性の同時適用,(3)検定の保守性の緩和のうち,(1)と(2)について重点的に研究を行い,得られた成果を論文や学会で公表した.(1)症例数設計法の構築については,(1-a)正規分布に従う主要変数が3つ以上ある場合について,これまでの研究成果を一般化し,結果を論文として公表した.研究成果の実用化を図るため,サンプルサイズ設計のプログラムをwebで公開した.さらに,サンプルサイズの簡便公式を導き,結果を論文として投稿した.また,公式の導出の過程で,相関係数とサンプルサイズの関係を数理的に明らかにした.(1-b)主要変数が2値変数の場合について,2つの変数の関連を定義する量として,多変量Bernoulli分布の相関,オッズ比,潜在分布の相関の関係を整理し,検出力の計算式を導出し,サンプルサイズの挙動を評価した.得られた成果を論文として公表した.(1-c)正規分布に従う主要変数と2値変数の主要変数が混在する場合について,潜在分布をもとに2つの変数の関連を定義し,検出力の計算式を導出し,サンプルサイズの挙動を評価した.得られた成果を国内および国際学会で報告した.(2)優越性・非劣性の同時適用については,投稿論文の査読の結果に従って,提案法を改良し,その性能を数理的および数値的に検討した.(3)検定の保守性の緩和の課題については,関連する論文で提案されている方法の問題点について,米国FDA(食品医薬品局)の生物統計審査官2名と意見交換を行った.本研究の目的は,すべての主要評価変数(以下,主要変数)の有意性を示すことを目的とする臨床試験の計画と解析における統計学的諸問題について具体的な回答を導くことである.本年度は,本研究でとり扱う3つの問題,(1)標本サイズ設計法の構築,(2)優越性・非劣性の同時適用,(3)検定の保守性の緩和のうち,(1)と(3)について重点的に研究を行い,それぞれ次に示す知見や成果を得た.(1)標本サイズ設計法の構築について,標本サイズの簡便公式に関する初年度の研究成果を国際会議(招待講演)と国内会議で発表した.正規分布に従う主要変数と2値変数の主要変数が混在する場合について,これまでの研究成果を拡張的に統合する形で標本サイズ設計法を構築した.得られた成果を国際会議(招待講演)で発表し,学術雑誌に投稿した(査読中).さらに,研究計画以上の成果として,主要変数が事象時間データの場合の標本サイズ設計法を構築し,得られた成果を国際会議で発表し,学術雑誌に投稿した(査読中).2つの主要変数が連続量で2変量正規分布に従う場合について,群逐次試験デザインのもとでの標本サイズ設計法を構築し,得られた成果を国内会議で発表した.(3)検定の保守性の緩和の課題について,「平均的な第一種の過誤確率」を制御する方法(平均制御法)と主要変数の有意性を均衡させる方法(均衡法)との関係を数理的に明らかにした.とくに,(保守性の緩和を意図しない)通常の方法,均衡法,平均制御法の順に仮説検定における棄却域が広くなり,結果として,検出力が高くなることで検定の保守性が緩和されるが,典型的な臨床試験の状況下では,平均制御法と均衡法の標本サイズに実質的な差が生じないことを示した.得られた成果を国際会議で発表した.
高次運動視における速度知覚の実験心理学的検討

あるランダムドットの領域のうち、一部の領域だけを運動させると、運動のみで定義された輪郭(運動定義輪郭)に囲まれた領域(以下「ターゲット」と呼ぶ)を知覚することができる。このターゲット全体が運動すると、その速度の知覚は実際とは異なって知覚される。本研究では、ターゲットの速度知覚に対して領域内部および外部の運動が与える影響を実験的に検討した。視覚刺激提示装置(VSG)によってCRT上に運動刺激を提示し、知覚されたターゲットの速度は調整法を用いて測定した。まずターゲットを提示し、続いて同じ大きさだが白一色の正方形領域を運動させた。被験者はこの比較用の正方形の運動速度を操作し、継時的に提示された二つの刺激の運動が同じ速度に見えるように調整した。刺激は領域内部の運動とともに、背景部分の運動も加えた条件を設けた。その結果、背景がターゲットの運動方向と逆方向に動く時、ターゲットの速度は背景が静止している時よりも速いと知覚された。これは、運動定義輪郭の両側での相対運動(速度差)がより強くなったため、刺激強度の増大が運動速度の過大視に繋がったものと考えることができる。一般に、コントラストなどの基本的な特徴において強度の増大が速度の過大視を生じるのと同様に、コントラスト定義運動などの高次運動でも、強度の増大が速度の過大視に繋がることは確かめられている。ただし、背景がターゲットの運動方向と同じ方向に動く時にも、ターゲットの速度が過大視される傾向が多くの条件で見られた。相対運動の考え方からすると、輪郭での相対運動は弱くなっているため、この条件では逆に知覚速度が下がると予測される。この場合に過大視が生じた可能性としては、背景領域の運動が部分的にターゲットの運動に加算される、あるいは背景からターゲットへの運動補足が生じたということが考えられる。従って、運動定義輪郭の運動速度を知覚には単一ではなく複数のメカニズムが複雑に寄与しており、相対運動や運動補足などのかなり高次のメカニズムが大きく関っていると考えられる。一様なランダムドットの領域のうち、一部の領域だけを運動させると、運動のみで定義された領域(以下「ターゲット」と呼ぶ)の輪郭を知覚することができる。このターゲット領域全体が運動するとき、領域を定義している内部の運動の属性によって、領域全体の速度の知覚が大きく影響を受ける。本研究では、ターゲットの速度知覚に対して領域内部および外部の運動が与える影響について、実験的に検討した。コンピュータによって制御された視覚運動刺激を提示し、知覚されたターゲットの速度は、階段法を用いて測定した。標準刺激としてターゲットを提示し、続いて比較刺激として空間周波数およびコントラストを固定した正弦波を提示して運動させた。被験者は強制二肢選択により、継時的に提示された標準・比較刺激のうち、どちらが速く動いて見えたかを答えた。その結果、ターゲット領域内部の運動をフレーム毎に相関のないフリッカー運動にした場合でもターゲット速度の過大視が生じ、速度知覚の歪みが領域内部の運動の方向によらないことが明らかになった。また、あまりフリッカーが速くなると、人間の眼にはフリッカー自体が知覚されなくなるため、知覚速度の過大視は生じなくなる。ただし、実験機器の性能の限界から、フリッカーが全く知覚されなくなる条件は実現できなかった。それでも、あるフリッカー速度で速度の過大視量がピークとなる傾向は確認された。また、刺激は等速直線運動をさせたにもかかわらず、被験者の内観としてターゲットが加速あるいは減速運動をしているように知覚されていた。これは運動で定義された輪郭の成立時間が条件により変化している可能性や、安定した速度知覚に到達するまでの間に速度に関する運動捕捉現象が起きている可能性を窺わせる。これらの可能性を検討するためには現在の実験から刺激・測定方法などを改良する必要がある。

従って、運動定義輪郭の運動速度を知覚には単一ではなく複数のメカニズムが複雑に寄与しており、相対運動や運動補足などのかなり高次のメカニズムが大きく関っていると考えられる。
ラジオアイソトープ、微少電極、蛍光プローブを相補的に用いた植物根のイオン輸送解析

本研究では、植物がイオン環境の変化を検知し迅速に対応するメカニズムには細胞質内イオン濃度の変動が直接的に関わっているとの仮説を立て、これを国際共同研究において検証する。従来から、イオンの欠乏や過剰に応じた細胞内シグナリングにおいては、細胞質内イオン濃度変化を起点とするモデルが想定されている。しかしながら、実際に細胞質内イオン濃度変化とイオン吸収速度変化を同組織部位で測定した例はほとんどなく、イオン環境を検知する分子は不明である。本研究では、迅速な環境応答の一つである根のイオン吸収活性を把握しながら細胞質内イオン濃度の情報を得ることで、植物のイオン環境検知メカニズムの解明にせまる。
IgEを介するランゲルハンス細胞真皮樹状細胞の活性化とその抑制機序に関する研究

本年度は単球、単球由来樹状細胞(MoDC)上に発現する高親和性IgEレセプター(FcεRI)の架橋により誘導される活性化現象に対する低親和性IgEレセプター(FcεRII)の架橋シグナルの抑制作用に関して研究を行い、以下の結果を得た。1.単球、MoDC上のFcεRI架橋によって誘導されるサイトカイン、ケモカインの産生、抗原提示に必要な共刺激分子の発現、アポトーシスの抑制、遊走能や抗原提示能増強などの活性化現象は、同時にFcεRIIを架橋することによって抑制された。2.単球、MoDCの活性化に対するFcεRIIの架橋による抑制作用は、これらの細胞のFcεRIIを架橋した培養上清では認められないことから、細胞の産生する可溶性分子を介したものではなく、FcεRIの架橋により誘導される細胞内の活性化シグナルに対する直接的な抑制効果であると考えられた。3.単球、MoDC上のFcεRIとFcεRIIを同時に架橋した後、経時的に調製した細胞抽出液を、ウエスタンブロッティングで解析したところ、チロシンリン酸化が抑制されていた。以上のことから、抗原提示細胞上に発現するFcεRIを介する活性化シグナルは、FcεRIIを介する抑制シグナルによって阻害されているものと考えられた。本年度は単球、単球由来樹状細胞(MoDC)上に発現する高親和性IgEレセプター(FcεRI)の架橋により誘導される現象に関して研究を行い、以下の結果を得た。1.単球、MoDC上のFcεRI架橋に伴うサイトカイン、ケモカインの産生、さらには抗原提示に必要な副刺激分子の発現は健常対照者と比して、アトピー性皮膚炎(AD)患者で強く認められた。これらの現象は、FcεRIと単量体IgEの結合のみでも誘導された。2.単球、MoDC上のFcεRI架橋によりこれらの細胞のアポトーシスが抑制された。その機序として、Bcl-2などのアポトーシス抑制蛋白の発現増強による直接的作用と、これらの細胞が産生するサイトカインによる間接的作用が明らかになるとともに、Fas-FasL系の関与は否定された。この現象は、FcεRIと単量体IgEの結合のみでも誘導された。3.高IgE環境でのMoDCのFcεRI発現増強効果、さらにはIgEによるFcεRIの発現増強に伴ってFcεRIの架橋により誘導されるMoDCのサイトカイン、ケモカイン産生能増強がみられた。4.単球からMoDCへの分化段階でFcεRIを架橋すると、樹状細胞への分化が阻害されマクロファージに分化した。この現象の機序として、単球が産生するIL-10の関与が明らかになった。5.CD34陽性幹細胞から単球・マクロファージへの分化の過程におけるIL-4,IgEによるFcεRIの発現調節機構を検討し、分化と共にこれらの分子に対する感受性が低下する結果を得た。
一般廃棄物の低温・低エネルギ乾燥を目的とした減圧過熱蒸気流動層乾燥装置の開発

一般廃棄物中には様々の形状または種類の材料が含まれている.また,高温度で乾燥させた場合に熱変性し,乾燥速度の著しい低下を引き起こすものも含まれる.このような多種多様な性質を持つ一般廃棄物の乾燥に適した方法として,減圧過熱蒸気流動層乾燥を提案し,その乾燥特性を調べた.媒体粒子(径0.12mmガラスビーズ)の流動層内にモデル乾燥材料(多孔質レンガ球,径20mm)を固定して乾燥を行った.乾燥室内の圧力を5.0-101.3kPaの間で制御し,乾燥時の材料温度および乾燥時間を調べた.結果を乾燥用ガスに過熱蒸気を用いた場合と窒素ガス(空気の代替)を用いた場合とで比較した.窒素ガスの場合には,乾燥時に試料温度が下がる特異な現象が見られ,この点について数値的に解析し,そのメカニズムを明らかにした.過熱蒸気,窒素ガスの場合ともに乾燥室内の圧力が低くなると,乾燥時間が短くなり,乾燥時の試料(中心)温度が低くなる.ガス温度を423Kとした場合には,圧力が20kPa以上では,窒素ガスの方が過熱蒸気に比べて乾燥時間が短く,試料温度も低くなるが,20kPa以下になると,窒素ガスと過熱蒸気の間の差はほとんど見られない.なお,過熱蒸気を用いた場合の乾燥時の試料温度はその圧力における水の沸点に等しくなる.ガス流量の影響は,最小流動化ガス流量付近ではその影響が大きく,ガス流量が多いほど乾燥時間が短くなるが,最小流動化ガス流量の約1.5倍以上であれば,ほとんどその影響は見られなくなる。なお,最小流動化ガス流量は,乾燥室内の圧力が低いほど少なくなり,減圧とした場合には少ないガス流量での乾燥が可能である.一般廃棄物中には様々の形状または種類の材料が含まれている.また,高温度で乾燥させた場合に熱変性し,乾燥速度の著しい低下を引き起こすものも含まれる.このような多種多様な性質を持つ一般廃棄物の乾燥方法に適した方法として,減圧動層乾燥について乾燥特性を調べた.本年は,被乾燥材料に多孔質材料を用い,主として流動化ガスに窒素ガスを用いた場合について乾燥特性を調べた.乾燥室内の圧力を5.0-101.3 kPaの間で制御した.また,流動層を用いない通常の熱風乾燥の結果と比較した.流動層乾燥では,熱風乾燥に比べて,2分の1から3分の1程度にまで乾燥時間が短縮された.乾燥室内圧力の影響について見ると,流動層乾燥では,圧力が低いほど乾燥時間が明確に短くなったが,熱風乾燥では,低い圧力になると,乾燥時間に及ぼす圧力の影響が小さくなり,乾燥時間への影響は明確に現れなかった.試料温度は,いずれの乾燥方式においても乾燥室内の圧力が低くなるほど低くなり,両方の乾燥方式で試料温度を比較すると,乾燥室内圧力によらず,流動層乾燥の方が熱風乾燥よりも高くなった.熱風乾燥では,従来の湿度図表等を用いた計算で得られる水の湿球温度と乾燥時の試料温度(定率乾燥時)がほぼ一致した.過熱蒸気乾燥実験については,常圧の実験を行った.乾燥時の試料温度は流動層を用いない場合(通常の対流式過熱蒸気乾燥)では水の沸点に等しくなった.一方で流動層を用いた場合には水の沸点よりもやや高くなったが,これは乾燥時に試料内圧力が増加するためであることを数値計算により確かめた.これらの結果については,化学工学会第69年会(2004.4.),第14回国際乾燥会議(IDS2004,2004.8.),アジア太平洋化学工学会議(APCChE,2004.10.)にて発表する.一般廃棄物中には様々の形状または種類の材料が含まれている.また,高温度で乾燥させた場合に熱変性し,乾燥速度の著しい低下を引き起こすものも含まれる.このような多種多様な性質を持つ一般廃棄物の乾燥に適した方法として,減圧過熱蒸気流動層乾燥を提案し,その乾燥特性を調べた.媒体粒子(径0.12mmガラスビーズ)の流動層内にモデル乾燥材料(多孔質レンガ球,径20mm)を固定して乾燥を行った.乾燥室内の圧力を5.0-101.3kPaの間で制御し,乾燥時の材料温度および乾燥時間を調べた.結果を乾燥用ガスに過熱蒸気を用いた場合と窒素ガス(空気の代替)を用いた場合とで比較した.窒素ガスの場合には,乾燥時に試料温度が下がる特異な現象が見られ,この点について数値的に解析し,そのメカニズムを明らかにした.過熱蒸気,窒素ガスの場合ともに乾燥室内の圧力が低くなると,乾燥時間が短くなり,乾燥時の試料(中心)温度が低くなる.ガス温度を423Kとした場合には,圧力が20kPa以上では,窒素ガスの方が過熱蒸気に比べて乾燥時間が短く,試料温度も低くなるが,20kPa以下になると,窒素ガスと過熱蒸気の間の差はほとんど見られない.なお,過熱蒸気を用いた場合の乾燥時の試料温度はその圧力における水の沸点に等しくなる.ガス流量の影響は,最小流動化ガス流量付近ではその影響が大きく,ガス流量が多いほど乾燥時間が短くなるが,最小流動化ガス流量の約1.5倍以上であれば,ほとんどその影響は見られなくなる。なお,最小流動化ガス流量は,乾燥室内の圧力が低いほど少なくなり,減圧とした場合には少ないガス流量での乾燥が可能である.
精神機能と免疫機能の関係-ストレス反応,精神疾患における精神神経免疫学的検討-

平成3年度は、ストレスによる免疫機能の変化について検討した。ストレスの種類や負荷期間によってその様相は異なることが明らかになり、マウスに16時間/日の拘束ストレスを負荷した場合には、1日で免疫機能が昴進し、3日で低下した。うつ病モデルの一つとさらている嗅球摘除マウスでは免疫機能が低下していて、1日の拘束でもさらに免疫機能が低下した。平成4年度には、抗うつ薬の免疫機能に対する影響を検討した。イミプラミン5mg/kgを1日の投与量とし、3日間投与すると、正常マウスでは免疫機能は低下したが、嗅球摘除マウスでは変化がみられなかった。イミプラミンを10日間投与すると、正常マウスでは免疫機能が低下したのに対して、嗅球摘除マウスでは嗅球摘除によって低下していた免疫機能が回復した。従来抗うつ薬は免疫抑制的にはたらくと報告されているが、神経機能によって免疫機能に対する効果が異ることが示唆された。さらに、神経系、内分泌系、免疫系の相互作用の一翼として、うつ病の臨床上重要であることが多い甲状腺機能と免疫機能の関係を検討した。甲状腺ホルモンそのものは免疫抑制的な作用をもっているが、生体内では免疫機能の維持、安定に重要であることが示唆された。平成4年度末から臨床研究も行なっている。主にうつ病について、患者に十分に説明した上で同意を得て、免疫機能の変化を、神経内分泌機能や治療薬との関係をみながら経過を追って調べている。CD4/8やNK活性などで異常値がみられるが一定の方向ではなく、神経内分泌機能や病型、年齢との明確な関係はみられていない。しかし、適切な治療によってうつが改善されると異常値が正常化することが示唆されていて、今後精神と免疫の関わりについて検討を続け、さらに詳細を明らかにしていく予定である。我々はすでにマウスを用いて,ストレスの種類や期間によって免疫系の反応が異なること,うつ病モデルの一つといわれる嗅球摘除マウスで免疫機能が低下していて,ストレスに対する免疫系の反応性も変化することを見い出している。本年度は,1.ストレスに対する免疫系の変化について,自律神経系や内分泌系がどのように関与しているか,2.嗅球摘除マウスなどのうつ病モデル動物において,抗うつ薬の免疫機能に対する効果,3.ストレスを負荷したマウス,うつ病モデル動物,および同意を得たうつ病患者についてリンパ球サブセットの変化,以上について検討することを計画した。1.と2.については,プラック形成細胞数を指標として検討した。1.については,急性拘束ストレスに対して交感神経系が即時的な免疫促進作用をもつこと,反復拘束ストレスに対しては副賢皮質系が免疫抑制作用を示すが、副賢を摘除しても反復ストレスに対して免疫機能が低下するので,他の要因も関与していることが示唆された。また,甲状腺刺激ホルモンは免疫機能を刺激し,甲状腺ホルモンは免疫抑制的に作用することが示唆された。甲状腺機能が亢進しているとストレスに対する免疫機能の変動が抑制され,甲状腺機能が低下しているストレスに対する免疫機能の変動が大きいことも示唆された。2.については,正常マウスでは抗うつ薬は免疫機能を低下させるが,嗅球摘除マウスでは抗うつ薬の反復投与によって,低下していた免疫機能が回復することが示された。3.については,現在うつ病患者を対象に検討中である。今までのところ,うつ病患者ではヘルパ-T細胞,ナチュラルキラ-細胞が減少していることが示唆されている。当初計画していなかったが,より詳しく免疫機能を評価するために,ナチュラルキラ-細胞機能,マイトジェンに対するリンパ球幼若化反応についても検討中である。ストレスの種類や期間に応じて免疫機能は変化し,昂進することも低下することもあることがわかった。マウスに拘束ストレスを負荷した場合では、16時間/日の拘束を3日間繰り返すと免疫機能が低下した。

マウスの両側の嗅球を摘除すると免疫機能が低下した。嗅球摘除マウスでは,16時間の拘束1回でも免疫機能が低下した。次に,抗うつ薬の免疫機能に対する影響を調べた。イミプラミン5mg/kgを1日の投与量とした。3日間の投与によって,正常マウスでは免疫機能が低下したが,嗅球摘除マウスでは変化がみられなかった。10日間の投与によって,正常マウスでは免疫機能が低下したのに対して,嗅球摘除マウスでは嗅球摘除によって低下していた免疫機能が回復した。ストレスと免疫機能との関わりには内分泌系も関与していると考えられる。そこで臨床的に変化がみられやすい視床下部下垂体ー甲状腺系と免疫機能との関係について,マウスを用いて検討した。in vitroでは甲状腺刺激ホルモン,甲状腺刺激ホルモン分泌促進因子のいずれも用量依存性に免疫機能を昂進させ,甲状腺ホルモンは低下させた。in vivoでは,甲状腺摘除によって免疫機能に変化はみられなかったが,拘束ストレスによる免疫機能の変化の程度が大きくなった。甲状腺ホルモンを投与すると免疫機能は低下したが,拘束ストレスによる免疫機能の変化の程度が減衰した。うつ病について,患者の同意を得て,免疫機能の変化を経過を追って調べている。CD4/8やNK活性などで異常値がよくみられる。病型や年齢・性などとの関係を現在検討中である。なお,適切な治療を行うと免疫学的な異常値が正常化すること,適当な感覚刺激,特に香りが精神医学的にも免疫学的にも有用な治療手段である可能性が示唆されている。昨年度までの研究では、ストレスによって免疫機能が変化するが、ストレスの種類や負荷期間によってその様相は異なることが明らかになった。マウスに拘束ストレスを負荷した場合には、免疫機能が当初は昂進し、その後低下に転じた。神経系、免疫系、内分泌系が複雑に相互調節をしていると考えられ、その一翼として甲状腺ホルモンや嗅球が免疫機能およびストレスに対する反応に関与していることを示した。嗅球摘除によって免疫機能は低下し、甲状腺ホルモンは免疫抑制的であるものの免疫機能の維持、安定にも重要であることが示唆された。また、抗うつ薬の免疫機能に対する影響が、正常マウスと嗅球摘除マウスでは異なることも示唆された。イミプラミン5mg/Kgを1日の投与量とし、3日間投与すると、正常マウスでは免疫機能が低下したが、嗅球摘除マウスでは変化がみられなかった。イミプラミンを10日間投与すると、正常マウスでは免疫機能が低下したのに対して、嗅球摘除マウスでは嗅球摘除によって低下していた免疫機能が回復した。昨年度から臨床研究も行なっている。主にうつ病について、患者に十分に説明した上で同意を得て、免疫機能の変化を、神経内分泌機能や治療薬との関係をみながら経過を追って調べている。CD4/8やNK活性などで異常値がみられるが一定の方向ではなく、神経内分泌機能や病型、年齢との明確な関係はみられていない。しかし、適切な治療によってうつが改善されると異常値が正常化することが示唆されていて、今後精神と免疫の関わりについて検討を続け、さらに詳細を明らかにしていく予定である。