hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スキルス胃癌の癌間質増生と癌性腹膜炎発症機構の本態解明

癌の増殖や進展における癌関連間質細胞の重要性は報告があるものの、その起源と生物活性は十分に明らかにされていない。難治性疾患の代表格であり著しい発育と癌性腹膜炎の高頻度合併を特徴とするスキルス胃癌は、間質細胞の異常な増生を特徴とする。間質の異常増生こそが本病態形成の鍵を握ると考えられる。本研究により、スキルス胃癌病態特異的な間質特性としてHGF高産生性α-SMA+・FAP+活性化線維芽細胞からなることが初めて明らかとなり、スキルス胃癌細胞とHGF高産生線維芽細胞が構成する癌微小環境解明が本疾患の革新的標的治療法開発につながるものと期待される。本研究では、びまん性癌浸潤発育と急速広範な癌間質増生を特徴とし、高頻度に悪性腹水を伴う癌性腹膜炎を発症する極めて予後不良な胃癌であるスキルス胃癌に特異的な標的治療法の確立を目的に研究を進めている。胃癌転移の臓器選択性(スキルス胃癌は腹膜播種を、高分化型腺癌は肝転移を形成)は、癌微小環境を構成する癌細胞や周囲間質細胞の個々の性格と相互作用がその主な要因と考えられる。そこで、本年度は、びまん浸潤性発育する胃癌原発巣の癌間質線維芽細胞の特徴を明らかにすることを目的とした。癌性腹膜炎発症スキルス胃癌原発巣(P群)(n=23)と肝転移発症胃癌原発巣(H群)(n=20)ならびに陰性コントロールとして正常胃粘膜を用い、原発巣癌間質線維芽細胞におけるα-SMA発現ならびにHGF発現、さらに最近膵癌においてその発現が悪性度や予後と相関があることが報告され、α-SMA発現陽性myofibroblastsの産生増強因子としても注目されているgalectin-1の発現を免疫組織学的に比較検討した。その結果、P群スキルス胃癌の癌間質線維芽細胞はα-SMA発現の低いHGF高産生の性格を有し、一方H群の癌間質線維芽細胞はαーSMA高発現だがHGF産生能は低いタイプであり、両群の癌間質線維芽細胞の発現は全く異なり、性格も異にする可能性が高いことが明らかとなった。またgalectin-1の発現検討結果からは、胃癌においてはα-SMA発現陽性myofibroblasts産生増強効果へのgalectin-1の関与は低い可能性が考えられた。【目的】癌の増殖・転移形成において癌間質反応の理解は重要である。急速に増殖し、がん性腹膜炎を高率に合併するスキルス胃癌では、癌間質が著明に増生し、間質線維芽細胞由来のHGFがHGF/MET axis経路を介して本病態形成に強く関与することを報告してきた(Cancer Sci 2013)。スキルス胃癌の効果的な標的治療を実現するためには癌の環境調和の一翼をなす間質の意義を明らかにする必要がある。本研究ではスキルス胃癌における癌間質形質の特徴とその意義を明らかにすることを目的とする。【方法】がん性腹膜炎発症diffusetype胃癌原発巣(P群)(n=24)と肝転移発症胃癌原発巣(H群)(n=20)を用い、原発巣におけるα-SMA、HGFならびにα-SMA陽性myofibroblast産生増強作用が報告されているgalectin-1の発現を免疫組織学的に比較検討した。【成績】1)α-SMA発現において、P群での陽性率は7/24(29.1%)であったのに対し、H群では20/20(100%)陽性で強陽性の占める割合が高かった。2)HGF発現では、P群での陽性率が20/24(83.3%)と高値であったのに対して、H群では胃正常粘膜と同様、陽性と判断可能な症例は認めなかった。3)galectin-1発現は、P群21/24(87.5%)、H群19/20(95%)ともに高発現していた。【結論】胃癌転移における癌間質形質の違いが明らかとなった。P群はα-SMA低発現・HGF高発現、一方H群はα-SMA高発現・HGF低発現であった。galectin-1発現に両転移形式における明らかな差異は認められなかった。スキルス胃癌増殖には、α-SMA発現誘導しないHGF高産生間質細胞活性化経路が関与する可能性が示唆された。スキルス胃癌に代表されるびまん浸潤胃癌は、高度の癌間質増生を特徴とし、臨床的に悪性腹水を伴う癌性腹膜炎を高頻度に発症することが知られている。また、α-SMA発現線維芽細胞は活性化線維芽細胞と考えられており、癌細胞を取り巻くCAFと認識されている。我々のこの度の検討から、癌性腹膜炎を発症したびまん浸潤胃癌原発巣と肝転移を発症した高分化型腺癌原発巣では、それら癌間質細胞である線維芽細胞のα-SMA発現が異なることを明らかにし、さらにscatter factorとしても知られている間質線維芽細胞由来HGFの産生誘導がこの両タイプの原発巣で異なる、すなわちスキルスに代表されるびまん浸潤発育胃癌周囲の間質線維芽細胞のみがHGFを多量に産生することを明らかにした。

またさらに、CAF産生誘導作用が報告されたgalectin-1の発現を同様に検討したが、両タイプ胃癌原発巣組織に明らかな差異は観察されず、高発現していることが明らかとなった。【目的】本研究では、難治性スキルス胃癌が癌性腹膜炎を高頻度に発症する機序解明を目指し、本病態形成の鍵を握る癌間質細胞に焦点を当て、今後の癌間質を標的とした治療のパラダイムシフトをも視野に新規の胃癌標的治療法の確立を目指す。【方法】癌の進展増悪ならびに予後に深く関与する癌間質のoriginとbiologyはいまだ不明である。難治性スキルス胃癌特異的癌間質形質特性を明らかにするために、スキルス胃癌(P群24例)と肝転移発症胃癌(H群20例)原発巣の癌間質ならびに対照として正常胃粘膜6例を以下の間質マーカーを用いて比較検討した(αーSMA、Galectin-1(αーSMA陽性myofibroblast産生増強作用が報告)、Fibroblast activation protein(FAP)ならびにHGF)。FAPについては、ヒト胃癌細胞株ならびに初代培養ヒト正常線維芽細胞を用いてその産生制御および生物活性の有無を、さらに癌性および非癌性の臨床腹水サンプル中濃度も検討した。【成績】粘膜下組織以下の間質を評価し、10%以上陽性を陽性とした。α-SMA、Galectin-1、FAP、HGFの発現陽性率は、P群原発巣で、それぞれ79.2%(19/24)、29.1%(7/24)、87.5%(21/24)、87.5%(21/24)であったのに対して、H群では、100%(20/20)、75%(15/20)、95%(19/20)、0%(0/20)。FAPの生物活性として胃癌細胞に対する著明な遊走活性を認め、興味深いことに癌性腹水中には非癌性に比して約10倍高濃度のFAPが存在した。【結論】本スキルス胃癌病態特異的HGF産生性α-SMA+・FAP+活性化線維芽細胞産生機序の解明が革新的標的治療法開発につながるものと期待される。癌の増殖や進展における癌関連間質細胞の重要性は報告があるものの、その起源と生物活性は十分に明らかにされていない。難治性疾患の代表格であり著しい発育と癌性腹膜炎の高頻度合併を特徴とするスキルス胃癌は、間質細胞の異常な増生を特徴とする。間質の異常増生こそが本病態形成の鍵を握ると考えられる。本研究により、スキルス胃癌病態特異的な間質特性としてHGF高産生性α-SMA+・FAP+活性化線維芽細胞からなることが初めて明らかとなり、スキルス胃癌細胞とHGF高産生線維芽細胞が構成する癌微小環境解明が本疾患の革新的標的治療法開発につながるものと期待される。転移の臓器選択性を含めた病態形成における癌間質線維芽細胞の役割とその意義を明らかにすることを目的に研究を進めている。癌性腹膜炎を発症しやすいスキルス胃癌の癌間質線維芽細胞が肝転移を発症しやすい胃癌の癌間質線維芽細胞と全く異なることが判明した知見は、今後の研究の展開に大きなステップとなると考えられる。スキルス胃癌に代表するびまん浸潤胃癌組織における間質線維芽細胞の本病態形成ならびに癌性腹膜炎高頻度発症形成における真の意義を明らかにすることこそが、いまだ効果的に標的療法も存在しない本タイプの胃癌の新規治療法確立に欠かせない情報をもたらしうると考えられる。α-SMA低発現・HGF高発現のスキルス胃癌周囲線維芽細胞は、活性化線維芽細胞すべてがα-SMA発現陽性ではないことを明らかにした。
レシーバ関数法による日本列島下の地殻・上部マントル地震波速度不連続面の研究

日本列島に展開されている、広帯域地震観測網FREESIAならびに広帯域に加え短周期地震観測網も含むJ-arrayならびにHinet(高感度基盤観測網)において観測された、地震波形記録を用いて、レシーバ関数(RF)解析を行った。まず、従来のRF解析における手法に加えて、以下の手法を開発した。1特異値(SVD)フィルターを設計して、数点の観測点でのRFに共通のフェイズを取り出して、ノイズ除去を行った。2)あるバックグラウンド速度を仮定して、ある深さでのPS変換波とみなし、時間軸を深さ軸に変換し、波線に沿ってRFをプロットすることで、3次元的な変換面の構造を視覚的に得られるようにした。短周期RFによって、地殻・最上部マントルの詳細なコンラッド・モホ面の3次元構造を得ることができた。爆破地震学で得られた速度プロファイルと比較しても、はるかに詳細なコンラッド・モホ面の構造を得ることができた。短周期RFは、地殻・最上部マントル構造研究に革命をもたらすと期待される.広帯域RFでは、上部マントル地震波不連続面、すなわち、沈み込むプレートの上面・下面、410km、520km、および660km不連続面の詳細な構造を得ることができた。特に、660km不連続面は単一ではなくて、23枚の面に分かれているように見えることが興味深い。この問題は今後データの蓄積を待って決着をつけたい。今年度は、サンプリング周波数が100HzのHinetデータを解析に加えた。高周波まで保存したこの超短周期RFは下部地下での反射層に対応するフェイズを含んでおり、日本列島における下部地殻反射層のマッピングを可能にする能力を秘めていることが分かった。本課題は本年度で終了するが、今後有効な方法であり、研究を,継続する必要がある。日本列島に展開されている、広帯域地震観測網FREESIAならびに広帯域に加え短周期地震観測網も含むJ-arrayにおいて観測された、地震波形記録を用いて、波形トモグラフィーインバージョンを目的として、地震波形のデータベース化を開始した。まず、以下のレシーバ関数解析を通して、遠地地震波形記録をデータベース化している。すなわち遠地地震からP波初動及びその後続部100秒程度の地震波形記録を取り出し、動径方向および接線方向成分を上下動成分でデコンボルブして、観測点直下の構造のレスポンスを表すレシーバ関数を、広帯域地震データに加え短周期データでも試みた。広帯域データと短周期データの両方観測している点で両者を比較してみると、全点という訳にいかないが、かなりの短周期データが使用可能と分かった。現在、1998年1999年夏頃までのデータベース化を完了した。今後さらにデータの蓄積を行なう。予備的ではあるが、日本列島で観測されたレシーバ関数の特徴を述べると、まず、全観測点で、堆積層・モホ面・プレート上面と思われる不連続面でP波からS波へ変換したPs変換波が観測された。また、速度構造を仮定し、時間軸をPs変換面の深さへ変換してレシーバ関数を波線にプロットすることにより、3次元的に不連続面の構造を見る方法を開発した。現在、日本列島下の堆積層およびモホ面の深さ分布をマッピング中である。また、東北地方では傾斜したプレート上面が見事に捕らえられている。日本列島に展開されている、広帯域地震観測網FREESIAならびに広帯域に加え短周期地震観測網も含むJ-arrayにおいて観測された、地震波形記録を用いて、レシーバ関数(RF)解析を行った。

まず、従来のRF解析における手法に加えて、以下の手法を開発した。1特異値(SVD)フィルターを設計して、数点の観測点でのRFに共通のフェイズを取り出して、ノイズ除去を行った。2)あるバックグラウンド速度を仮定して、ある深さでのPS変換波とみなし、時間軸を深さ軸に変換し、波線に沿ってRFをプロットすることで、3次元的な変換面の構造を視覚的に得られるようにした。短周期RFによって、地殻・最上部マントルの詳細なコンラッド・モホ面の3次元構造を得ることができた。爆破地震学で得られた速度プロファイルと比較しても、はるかに詳細なコンラッド・モホ面の構造を得ることができた。短周期RFは、地殻・最上部マントル構造研究に革命をもたらすと期待される広帯域RFでは、上部マントル地震波不連続面、すなわち、沈み込むプレートの上面・下面、410km、520km、および660km不連続面の詳細な構造を得ることができた。特に、660km不連続面は単一ではなくて、23枚の面に分かれているように見えることが興味深い。日本列島に展開されている、広帯域地震観測網FREESIAならびに広帯域に加え短周期地震観測網も含むJ-arrayならぶにHinet(高感度基盤観測網)において観測された、地震波形記録を用いて、レシーバ関数(RF)解析を行った。短周期RFは、地殻・最上部マントル構造研究に革命をもたらすと期待される.広帯域RFでは、上部マントル地震波不連続面、すなわち、沈み込むプレートの上面・下面、410km、520km、および660km不連続面の詳細な構造を得ることができた。この問題は今後データの蓄積を待って決着をつけたい。今年度は、サンプリング周波数が100HzのHinetデータを解析に加えた。高周波まで保存したこの超短周期RFは下部地下での反射層に対応するフェイズを含んでおり、日本列島における下部地殻反射層のマッピングを可能にする能力を秘めていることが分かった。本課題は本年度で終了するが、今後有効な方法であり、研究を継続する必要がある。
家計の子ども数選択と経済の出生率決定に関する研究

本研究の主要な目的は、(1)家計はどのように子ども数を選択するのか、(2)その結果として経済全体の出生率はどのように決まるのか、という二つの問題を分析するにあたって、従来の理論モデルの問題点を克服するようなモデルを構築することにある。従来のモデルの一番の問題点は、子ども数の選択にあたっては、個人の異質性だけでなく、職業の異質性が重要であることが実証研究によって指摘されてきた(教育年数などの個人の異質性をコントロールしたとしても、選択する子ども数には差が生じ、その差の多くの部分は職業の違いによって説明できる)にも関わらず、家計間の子ども数の違いを導出するために、専ら個人の異質性に注目してきたことである。そこで、本研究では、職業の異質性も考慮に入れることができるように理論モデルを発展させた。20152017年度においては、(1)職業の異質性を源泉として家計間で子ども数の違いが生じる基本モデルの構築、(2)基本モデルのデータ分析が可能な形への特定化およびデータ分析を行なうためのデータの収集、(3)基本モデルの動学化および動学的モデルに基づいた各種政策効果についての検証、を行った。そして、2018年度には、前年度に構築した動学モデルに基づいて定量的な分析を行った。前年度までの定性的な分析により、所得格差とマクロ経済のパフォーマンスの関係が従来のモデルとはかなり異なることはわかっていたが、定量的な分析を行ったことで、その違いが無視できないほど大きいことが確認できた。本研究の目的は、(1)家計はどのように子ども数を選択するのか、(2)その結果として経済全体の出生率はどのように決まるのか、という二つの問題を分析するにあたって、そのような分析に用いられてきた従来の理論モデルの欠点を克服するようなモデルを構築することにある。従来のモデルの一番の問題点は、子ども数の選択にあたっては、個人の異質性だけでなく、職業の異質性が重要であることが実証研究によって指摘されてきた(教育年数などの個人の異質性をコントロールしたとしても、選択する子ども数には差が生じ、その差の多くの部分は職業の違いによって説明できる)にも関わらず、従来の理論モデルは、家計間の子ども数の違いを導出するために、専ら個人の異質性に注目してきたことである。そこで、平成27年度は、職業の異質性を源泉として家計間で子ども数の違いが生じるようなモデルを構築した。そのようなモデルは、上記のような実証研究サイドの要請に答えるだけでなく、所得と子ども数の負の関係について、選好や経済環境の変化に関して頑健な結果(これもまた実証研究において強く支持されている)を導くことができることがわかった。現時点で完成したのは、来年度以降の分析において基礎となる基本モデルに過ぎないが、従来の理論研究と実証研究のギャップを埋めたという点で、基本モデルの完成自体が大きな成果であると考えられる。その成果は国際学術雑誌のInternational Economic Reviewに掲載されることが決定している。平成27年度中に基本モデルを完成させることが当初の計画であったが、基本モデルが完成しただけでなく、そのモデルを論文にまとめたものが国際学術雑誌に掲載されることが既に決定している。本研究の目的は、(1)家計はどのように子ども数を決定するのか、(2)その結果として経済全体の出生率はどのように決まるのか、という二つの問題を分析するにあたって、従来用いられてきたモデルの欠点を克服するようなモデルを構築することにある。従来のモデルの一番の問題点は、子ども数の選択にあたっては、個人の異質性だけでなく、職業の異質性が重要であることが実証研究によって指摘されてきた(教育年数などの個人の異質性をコントロールしたとしても、選択する子ども数には差が生じ、その差の多くの部分は職業の違いによって説明できる)にも関わらず、家計間の子ども数の違いを導出する際に、専ら個人の異質性に注目してきたことである。そこで、平成27年度は、職業の異質性を源泉として家計間で子ども数の違いが生じるモデルを構築した。そのよなモデルの完成を受けて、次に、そのモデルを基にデータを使った分析を行ない、個人の異質性を重視するモデルが導くインプリケーションと職業の異質性を重視するモデルが導くインプリケーションの比較を行なうことを目標にした。基本となるモデルは非常に一般性の高い設定で構築したモデルであったので、それをそのままデータ分析に用いることは難しかったので、今年度は、その理論モデルをデータ分析が可能な形に特定化するとともに、データ分析を行なうためのデータの収集を行なった。上述したように基本となる理論モデルが完成したが、その結果をまとめた論文は、今年度のInternational Economic Reviewに掲載された。平成27年度に基本となるモデルが完成し、平成28年度にそれをデータ分析が可能な形にするとともにデータを収集したことは、概ね当初の予定通りである。

そこで、平成2728年度においては、まずは職業の異質性を源泉として家計間で子ども数の違いが生じる基本モデルを構築し、次にその理論モデルをデータ分析が可能な形に特定化するとともに、データ分析を行なうためのデータの収集を行なった。そして、平成29年度は、そのような前年度までの成果を基にして、静学的なモデルであった基本モデルの動学化を行い、動学的モデルに基づいて各種政策効果についての検証を行うとともに、経済成長に対するインプリケーションについての分析を行った。個人の異質性が子どもの数の違いの源泉となっている従来型のモデルと比較すると、所得格差の大小が経済のパフォーマンスに与える影響がかなり大きく変わってくることが発見された。所得格差の拡大は近年ますます社会的な関心が高まっている現象であり、そのような所得格差が経済成長に影響を与えうる新しいメカニズムを発見できたことは重要な成果であったと考えられる。平成27年度に基本となるモデルが完成し、平成28年度にそれをデータ分析が可能な形にするとともにデータの収集を行った。そして、平成29年度には基本モデルを動学化し、その動学的なモデルに基づいて様々な政策が与える影響について分析を行った。これは概ね当初の予定通りである。本研究の主要な目的は、(1)家計はどのように子ども数を選択するのか、(2)その結果として経済全体の出生率はどのように決まるのか、という二つの問題を分析するにあたって、従来の理論モデルの問題点を克服するようなモデルを構築することにある。従来のモデルの一番の問題点は、子ども数の選択にあたっては、個人の異質性だけでなく、職業の異質性が重要であることが実証研究によって指摘されてきた(教育年数などの個人の異質性をコントロールしたとしても、選択する子ども数には差が生じ、その差の多くの部分は職業の違いによって説明できる)にも関わらず、家計間の子ども数の違いを導出するために、専ら個人の異質性に注目してきたことである。そこで、本研究では、職業の異質性も考慮に入れることができるように理論モデルを発展させた。20152017年度においては、(1)職業の異質性を源泉として家計間で子ども数の違いが生じる基本モデルの構築、(2)基本モデルのデータ分析が可能な形への特定化およびデータ分析を行なうためのデータの収集、(3)基本モデルの動学化および動学的モデルに基づいた各種政策効果についての検証、を行った。そして、2018年度には、前年度に構築した動学モデルに基づいて定量的な分析を行った。前年度までの定性的な分析により、所得格差とマクロ経済のパフォーマンスの関係が従来のモデルとはかなり異なることはわかっていたが、定量的な分析を行ったことで、その違いが無視できないほど大きいことが確認できた。平成27年度に完成した基本モデルをもとに、さらなる分析を進めていく。まず取り組むのは、基本モデルの動学化である。基本モデルは静学モデルであり、クロス・セクションの分析には適しているが、現在のままでは経済成長に伴う出生率の変化といった動学的な分析を行うことができない。動学モデルへと拡張を行って、経済成長に伴う出生率の変化を説明できるようなモデルを構築する。引き続きデータを使った分析を進めていき、定量的な結果を得ることを目標とする。
ホモ/ヘテロクリニック軌道に対する精度保証法の構築とその偏微分方程式への応用

本研究の目的は力学系に現れる様々なホモクリニック軌道やヘテロクリニック軌道の存在証明を計算機を用いておこなうアルゴリズムを提示することである.期間内に得られた研究成果はリバーシブルな力学系に対しては十分高速なアルゴリズムを開発できた.メルニコフ積分の精度保証付き数値評価がアルゴリズムの中心をなす.一方,リバーシブルという仮定をのぞいた一般の力学系においては実用的な高速アルゴリズムはまだ開発できておらず,今後の課題として残された.本研究の目的は力学系に現れる様々なホモクリニック軌道やヘテロクリニック軌道の存在証明を計算機を用いておこなうアルゴリズムを提示することである.期間内に得られた研究成果はリバーシブルな力学系に対しては十分高速なアルゴリズムを開発できた.メルニコフ積分の精度保証付き数値評価がアルゴリズムの中心をなす.一方,リバーシブルという仮定をのぞいた一般の力学系においては実用的な高速アルゴリズムはまだ開発できておらず,今後の課題として残された.近似数値軌道に付随する変分方程式に関する解析をもとに,メルニコラ関数を構成する際に必要となる無限次元作用素の導出とその不動点を求める為の精度保証法の開発に着手した.特に本年度は近似数値解の精度とホモ/ヘテロクリニック軌道に対する分岐方程式の関係について,解析的および数値実験的研究を遂行した.その結果近似解の導出にはshooting法が最適である事がわかり,十分精度の良いメルニコフ積分の値を計算する為にはさらに多倍長数値計算をする必要があることが明らかになった.また近似ホモ/ヘテロクリニック軌道に関する変分方程式に対してExponentia ldichotomy性を有する基本解行列を構成する必要があるが,その精度保証付き数値計算を用いた包み込みにおいてLokmeエ法と古典的な逐次近似法を融合した方法がもっとも効率的であることがわかった.これらの考察のもと,化学反応モデルの一つであるグレイスコットモデルに対して本提案手法を適用しその有用性を確認した.具体的にはグレイスコットモデルに現れるいくつかの重要な定常パルス解に対して本手法を用いてその数学的存在証明を与える事に成功した.これらの結果は学術誌に投稿し高い評価を得ている.前年度までに定式化が終わったリバーシブル系についての解析を一般の力学系へ拡張する試みを行った.対称性がなくなることにより本質的にホモクリニック軌道が構造不安定な対象にかわることになるが,そのことが影響して従来の手法のままでは計算量と精度の双方を満足できないことがわかった.そのために近似解から構成される変分問題の解法についての考察を進めてきた. Linの方法, Sandstedeによる手法等の情報収集を行いつつ,数値計算手法としては多倍長計算の導入などを行つた.一方,特異点の構造解析への精度保証法の発展についても議論を発展させる目的で渦点系の3渦衝突特異解の正則化問題について取りかかった.3渦衝突解は正則化不可能であることや衝突多様体を導入することができた,などの予備的な理論結果がいくつか得られたので論文として出版した.ここでの議論は知られている自己相似衝突解の時間レートで特異点をブローアップすることが中心である.4渦衝突への応用,可積分性との関連,またここでの有限次元の問題からEuler方程式への還元など興味深い問題と関わる結果と考えられる.研究期間の前半までに定式化が終わったリバーシブル系についての解析を一般の力学系へ拡張する試みを行ったが,幾つかの非常に単純なモデルでの成功例を得られる反面,一般化への困難な課題も浮き彫りとなった.この困難性はやはり対称性がなくなることに起因するホモクリニック/ヘテロクリニック軌道の構造不安定化である.Linの方法,SandstedteによるFredholm作用素をいた方法などのホモクリニック/ヘテロクリニック軌道の解析手法として知られている全ての方法について数値検証化を検討したが,精度と計算量を両方満足するアルゴリズムを得られることは現時点ではまだ出来なかった.しかしこの点の本質的な解決は計算機援用による今後の非線形解析手法として非常に重要になってくることから,今後も引き続き考察をしていきたい.一方,解析的手法のみにこだわらず位相的方法を導入する試みもおこなった.具体的には,Homology群によるノイズ効果の取りいについてPersistent Homologyを用いるCarlsson (Stanford大)の議論を精度保証付さ数値計算法に応用することを考えた.アイディアはメッシュサイズによって生じる誤差をトボロジカルなノイズととして考えそのメッシュサイズ差が引き起こすpersistenthomologyデータから数値誤差に対する何らかの定量的な量を取り出すものである.現時点ではまだ具体的な結果として得られているものはないが,解析的数値検証法と融合する可能性をもつ新たなアイディアであることが確かめられ,今後検討を続けていく.
新たな免疫強化療法としてのIL-15の可能性～高齢者敗血症の治療法を探る～

高齢者敗血症の予後は不良であり、加齢に伴うCD+8T細胞数の減少、敗血症後のCD4+T細胞数の減少および活性化障害などの獲得免疫障害が認められた。IL-15は活性化しにくい高齢者ならびに高齢マウスのT細胞を再活性化させ、高齢マウス敗血症モデルの生命予後を改善した。【背景】敗血症は死亡率の高い重篤な全身性感染症である。高齢者では敗血症が重篤化しやすいが、その病態はいまだ不明である。【目的】高齢者敗血症患者と高齢マウス敗血症モデルの免疫機能解析を行うとともに、CD8陽性T細胞・NK細胞の成長因子であるIL-15の高齢敗血症への効果を明らかにする。【方法】1.高齢敗血症患者および高齢マウス敗血症モデルの免疫機能解析(平成23年度)【結果】高齢者敗血症の予後は不良であり、1加齢に伴うCD+8T細胞数の減少、2敗血症後のCD4+T細胞数の減少および活性化障害などの獲得免疫障害が認められた。高齢敗血症マウスは予後不良であり、炎症系サイトカインの増加、加齢に伴うCD4細胞におけるPD-1/CTLA-4陽性率の増加、制御性T細胞の割合の増加を認めた。【方法】2.高齢敗血症モデルにおけるIL-15の有効性の検討(平成23-24年度)【結果】IL-15は活性化しにくい高齢者由来T細胞を再活性化し増殖を促進し得た。またIFN-γの産生量を増加させた。さらにIL-15は高齢マウス敗血症の生命予後IL-15を有意に改善させた(70% vs 0% p<0.05)。またIL-15は活性化しにくい老化CD8+T細胞を活性化し、敗血症による誘導されるCD8+T細胞のアポトーシスを抑制した。【結語】IL-15は活性化しにくい高齢者ならびに高齢マウスのT細胞を再活性化させ、高齢マウス敗血症モデルの生命予後を改善した。今後はIL-15による老化T細胞活性化のシグナル伝達系に関与する新たな治療標的分子を探索することで、今後先進国で爆発的に増加する高齢者敗血症の新規治療薬の開発を目指す予定である。敗血症は死亡率の高い重篤な全身性感染症である。敗血症は免疫応答細胞のアポトーシスを引き起こし、免疫力を低下させる。申請者はCD8陽性T細胞・NK細胞の成長因子であるIL-15がマウス敗血症モデルにおける免疫応答細胞のアポトーシスを抑制し、マウスの敗血症予後を改善することを発見した。本研究の目的は、高齢ヒト末梢リンパ球敗血症モデルと高齢マウス敗血症モデルの免疫機能解析を行うとともに、IL-15の高齢敗血症への効果を明らかにし、新たな免疫強化療法を目指すことである。65歳以上の高齢者では、18歳から64歳の成人と比較して、T細胞を活性化する受容体であるCD28陽性率が、CD4+T細胞およびCD8+T細胞において有意に減少していた(各10%、30%減少、p<0.01)。また高齢者のCD4+およびCD8+T細胞では、T細胞を非活性化する受容体であるprogramed death-1(PD-1)の陽性率が成人と比較して上昇傾向であった。この高齢者のCD4+T細胞にそれぞれLPS刺激を加え24時間培養することで、PD-1陽性率は有意に上昇した。(各12% vs 7%, p<0.01)高齢マウス(生後2年)では若年マウス(生後4ー6週間)と比較して脾臓および腸管リンパ節におけるCD4+ T細胞のPD-1陽性率が有意に上昇していた(脾臓18 vs 70%)。またPD-1同様、T細胞を抑制的に制御する受容体であるCytotoxic Tlymphocyte antigen 4 (CTLA-4)の発現率も若年マウスと比較して、高齢マウスで陽性率が増加していた(脾臓1vs 4%)。また高齢CLPマウスではその陽性率が6%に上昇し、敗血症侵襲でT細胞が活性化されにくい状況に陥っていることが明らかになった。さらに活性化T細胞の一つのサブタイプであり、T細胞の活性や増殖を抑制する制御性T細胞の陽性率は加齢と共に増加し(若年3%、高齢10%; p<0.01)、さらに高齢CLPマウスでの陽性率は18%までに上昇していた。以上より、高齢マウスに敗血症侵襲が加わることで、さらなる制御性T細胞の増加に関係していることが明らかになった。1高齢ヒト末梢リンパ球敗血症モデルにIL-15を添加し、免疫機能改善効果を解析する。実験1-1の系で、組み換えタンパクIL-15を高齢ヒト末梢血単核球培養液に付加し、IL-15が免疫応答を賦活化するかを明らかにする。

申請者はLPSやIL-6により炎症反応を惹起することでさらなるCD8陽性T細胞数ならびにNK細胞数を減少し、L-15がその病態を改善すると予想している。解析項目は実験1-1に準じて行う。2高齢マウス敗血症モデルにIL-15を添加し、免疫機能改善効果と生存率を解析する。A)免疫応答細胞解析実験1-2の系で、高齢マウス敗血症モデルを作成後IL-15または生食を皮下注射する。24時間後に血球系細胞を回収し、実験1-2のとおり免疫応答細胞を解析し、各群で比較検討しIL-15の高齢マウス敗血症モデルにおける効果を判定する。B)サバイバルスタディー高齢マウス敗血症モデルを作成後IL-15または生食を皮下注射する。7日後にIL-15を投与した高齢敗血症マウスとコントロールの生存率を比較する。3高齢IL-15ノックアウトマウスの敗血症における免疫機能と生存率を解析する。高齢IL-15 K/OマウスにLPS投与またはCLPモデルを作成し、24時間後に血球系細胞を回収し、実験1-2のとおり免疫応答細胞を解析し、各群で比較検討する。また高齢IL-15 K/Oマウス敗血症モデルと高齢マウス敗血症モデルの生存率を比較する。さらに、IL-15 K/O敗血症マウスにIL-15を投与し、CD8T細胞やNK細胞の数や機能、および敗血症生存率が改善するかを明らかにする。研究予算の次年度への繰越理由として、1)高齢ヒト末梢血単核球の培養系の確立、2)生後10ヶ月マウスの2歳までの高齢化、3) IL-15K/Oマウスの購入手続き、などに時間を要したためである。フローサイトメトリー試薬2000千円病理組織染色試薬2000千円分子生物学的試薬3000千円、細胞培養試薬3000千円サイトカイン測定キット30000千円プラスチック器具3000千円組み換えタンパクIL-15 3000千円フローサイトメトリー試薬、分子生物学的試薬、プラスチック器具、サイトカイン測定キット、組み換えタンパクIL-15は、高齢マウスおよびヒトリンパ球の免疫機能解析およびIL-15添加実験で使用予定。病理組病理組織染色試薬は高齢マウスの免疫機能解析およびIL-15添加実験で使用予定。細胞培養試薬は高齢ヒトリンパ球の免疫機能解析およびIL-15添加実験で使用予定。
東南アジアの森林植物を対象とした種および遺伝子多様性の包括的解析

生物多様性ホットスポットである東南アジアの森林を対象として、網羅的(全植物種)かつ包括的(種および遺伝子)生物多様性解析を行う研究を行った。材料として、すでに分担者らが東南アジア各地の森林において収集したDNA分析用試料を利用し、代表者らが開発したゲノムワイドなDNA塩基配列分析法であるMultiplexed ISSR Genotyping by sequencing(MIG-seq)法を用いた分子系統関係の解析を行った。本年度は、昨年度までに実施したクスノキ科、ブナ科に関するMIG-seq解析をさらに進めると同時に、マメ科に関する解析を進めた。その結果、マメ科では「属」がおそらく多系統である場合が多く、「属」内で共有座が十分に確保できない場合が多いことがわかった。そこでITS、rbcL等の葉緑体遺伝子間領域などの複数のDNAバーコード領域を次世代シークエンサーによって同時決定する技術を開発して解析を進めた。具体的には、バーコード配列による系統解析によって近縁なサンプルをグルーピングしたうえでMIG-seq解析を行うという手順を確立した。この方法により、マメ科シタン属では34種中5種が、ハカマカズラ属では43種中10種が、Spatholobus属では29種中10種が新種であることを明らかにした。さらに、東南アジアで特に種数が多いアカネ科ルリミノキ属にこの方法を適用した結果、146種中77種(53%)が新種であることがわかった。これらの結果から、本研究で開発した方法は、種分化が著しいグループの多様性解析に幅広く適用できることが確認された。クスノキ科ではITSにもとづく解析結果を論文として発表し、MIG-seqにもとづく論文を投稿中である。またブナ科では、マテバシイ属の新種を発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。生物多様性ホットスポットである東南アジアの森林を対象として、網羅的(全植物種)かつ包括的(種および遺伝子)生物多様性解析を行う研究を開始した。材料として、すでに分担者らが実施した7カ国30地域100カ所以上の全植物種プロット調査データと、約13,000種2万点以上のDNA試料を利用する。本年度はこのうち、当初の計画どおりDNA未抽出試料約17000点のうちの8000点からのDNA抽出を完了した。これらDNAサンプルの一部を対象として、代表者らが開発したゲノムワイドなDNA塩基配列分析法であるMultiplexed ISSR Genotyping by sequencing(MIG-seq)法を用いた解析を行った。まず、本研究アプローチ法の開発を目的として、東南アジア産シロダモ属81サンプル(既知種17、未記載種35)を対象とした系統分類学的解析を試みた。その結果、MIG-seq法を用いた分子系統分類学的な解析によっても、形態およびITSの塩基配列情報から部分的に推定されていた類縁関係によく合致する種間関係が示され、未記載種の位置付けも明らかになり、本研究アプローチの有効性が示された。また、MIG-seq法における細かな反応条件等の改良を目的とし、さまざまなPCR条件(PCRキット、プライマー濃度、アニーリング温度、サイクル数など)によりMIG-seqライブラリを構築し、得られたSNPデータの量や精度を比較検討した。その結果、より高精度で情報量の多いデータの取得が可能になり、本研究におけるDNA分析手法の基礎技術が大きく改善された。当初の予定どおり、DNA未抽出試料約17000点のうちの8000点からのDNA抽出を完了し、基礎技術の開発も順調に進んだ。しかし、当初はジャワ島のGede-Pangrangoで15の標高別に収集された1181試料の解析を行う予定であったが、計画を変更して東南アジア産シロダモ属の種間関係解析を先に行うことにした。研究計画全体としては大きな遅れにはなっていないが、当初予定していた単一地域を対象としたモデル的な解析は次年度に先送りすることとなった。材料として、すでに分担者らが実施した7カ国30地域100カ所以上の全植物種プロット調査データと、約13,000種2万点以上のDNA試料を利用した。まずこれらの材料を対象として、29年度に約4,000点からのDNA抽出を完了した。次に、これらDNAサンプルの一部を対象として、代表者らが開発したゲノムワイドなDNA塩基配列分析法であるMultiplexed ISSR Genotyping by sequencing(MIG-seq)法を用いた分子系統関係の解析を行った。なお、これまでに実施した分析・解析作業の経験から判断して、29年度から計画の一部を変更し、特定の分類群ごとにDNA抽出・MIG-seq分析・データ解析作業を行うこととした。本年度は、昨年度から着手していたクスノキ科に加え、ブナ科マテバシイ属、コナラ属、シイ属の一部等について解析を進めた。このうち、特にベトナム産のコナラ属を対象として詳しい解析を進めた。その結果、合計4種を新種、2種をベトナムでの新産地記載種として報告したほか、関連した近縁種の分子系統学的位置付けを明らかにする成果が得られ、これらを2報の論文として発表した。また、これらの分析作業と並行してデータ解析手法について検討を重ね、特に座の「ある・なし」

情報の利用による遠縁な種間関係の解析法、一塩基多型の選抜方法、塩基多様度の算出方法等について詳しい検討を実施し、より正確な評価のための改良を行った。基礎技術の開発・改良は順調に進んだが、DNA抽出については29年度に約4000点からの抽出に留まり、計画より若干の遅れとなった。また、分担者らと協議の上で、より効率的な作業を目指して当初の計画を変更し、特定の分類群ごとの解析を優先して作業を進めることとした。その結果、ベトナム産コナラ属については顕著な成果をあげることができ、現在は同様の研究戦略で作業を進めている。生物多様性ホットスポットである東南アジアの森林を対象として、網羅的(全植物種)かつ包括的(種および遺伝子)生物多様性解析を行う研究を行った。材料として、すでに分担者らが東南アジア各地の森林において収集したDNA分析用試料を利用し、代表者らが開発したゲノムワイドなDNA塩基配列分析法であるMultiplexed ISSR Genotyping by sequencing(MIG-seq)法を用いた分子系統関係の解析を行った。本年度は、昨年度までに実施したクスノキ科、ブナ科に関するMIG-seq解析をさらに進めると同時に、マメ科に関する解析を進めた。その結果、マメ科では「属」がおそらく多系統である場合が多く、「属」内で共有座が十分に確保できない場合が多いことがわかった。そこでITS、rbcL等の葉緑体遺伝子間領域などの複数のDNAバーコード領域を次世代シークエンサーによって同時決定する技術を開発して解析を進めた。具体的には、バーコード配列による系統解析によって近縁なサンプルをグルーピングしたうえでMIG-seq解析を行うという手順を確立した。この方法により、マメ科シタン属では34種中5種が、ハカマカズラ属では43種中10種が、Spatholobus属では29種中10種が新種であることを明らかにした。さらに、東南アジアで特に種数が多いアカネ科ルリミノキ属にこの方法を適用した結果、146種中77種(53%)が新種であることがわかった。これらの結果から、本研究で開発した方法は、種分化が著しいグループの多様性解析に幅広く適用できることが確認された。クスノキ科ではITSにもとづく解析結果を論文として発表し、MIG-seqにもとづく論文を投稿中である。またブナ科では、マテバシイ属の新種を発表した。DNA未抽出試料約17000点のうち合計14000点からのDNA抽出を29年度までに完了させる予定であったが、29年度中にさらに多くのサンプルからのDNA抽出を完了する予定である。また、昨年実施できなかった特定地域を対象としたモデル的な解析を実施する。さらに種・遺伝子多様性の包括的評価法の開発に着手して、最終年度までに必要な課題の解決を進める。当初の計画を変更し、29年度からは特定の分類群ごとの解析を優先して作業を進めることとした。30年度にまず主要4科を対象とした分子系統学的な解析を完了させ、順次それらに続く科を対象とした解析を行う。その後、種・遺伝子多様性の包括的評価を行い、研究期間終了時までにできるだけ多くの成果をあげる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
メダカ生殖巣の性分化過程における生殖細胞一体細胞相互作用に関する研究

本研究では生殖巣の性分化過程における生殖細胞と体細胞の相互作用、特に生殖細胞の果たす役割を明らかにする目的で、メダカOryzias latipesの胚をブサルファン処理することにより生殖細胞を特異的に減少させ、生殖細胞を欠く生殖巣領域の性分化過程を調べた。その結果、生殖細胞欠領域には特徴的な球状構造が見られ、この構造は、1)形成時期が精細管前駆構造の形成時期に一致すること、2)すべての遺伝的雄に形成されること、3)超微形態では周囲に基底層が見られ、細胞間にはデスモソームが多く見られるという特徴があること、4)レクチン(BPA)用いた組織化学により、このレクチンの結合特異性がこの球状構造の形成に伴い++から-へと変化すること、の4つが明らかとなった。これらのことは、全て正常な雄の性分化過程における精細管前駆構造の形成・発達と一致しており、メダカ生殖巣の体細胞は生殖細胞の性に依存せず、細胞自律的に雄への分化を起こすことが示された。このことはメダカの性分化過程はマウスでこれまでに考えられてきたことと同様に体細胞側では細胞自律的に起きていることを示しり、脊椎動物に共通する性分化機構があることを示唆している。メダカでもより発生初期の生殖巣原基形成時期の解析が重要となろう。
巨大分子雲形成と星形成史を繋ぐ化学診断法の開拓

我々の天の川銀河や近傍銀河における分子雲の化学組成には多様性があるのか、それを決める要因は何か、についてはまだ十分に理解されていない。本研究では、分子雲の化学組成に着目し、その多様性の有無を探った。IRAM 30m(スペイン)、Mopra 22m(オーストラリア)、国立天文台野辺山45mなどの電波望遠鏡を使い、銀河系内と近傍銀河の分子雲を調べた。その結果、重元素の組成が似ている銀河同士は、分子の化学組成が似ていることが分かった。ALMAを使った高空間分解能観測では、分子雲同士の衝突により、化学組成が変化することも明らかにした。この結果は、銀河における星形成過程の解明につながると期待される。本研究の目的は、巨大分子雲スケールで見た化学組成が持つ意味を、星形成と銀河スケールのガスダイナミクスとの関連から探求することにある。そのために、(1)銀河系内の分子雲に対するマッピングスペクトル線サーベイと、(2)大型電波干渉計ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)を用いた近傍銀河のイメージング観測の2つのアプローチ方法で研究を進めている。(1)の研究では、代表的な巨大分子雲W51に対して、Mopra 22m電波望遠鏡を使いて3 mm帯の観測を行なった。観測の結果、分子雲全体で平均して得られたスペクトルのパターンは、系外銀河M51の渦状腕部分のスペクトルと非常によく似ていることが分かった。さらに、全体で平均したスペクトルは、分子雲の外縁部分を含む広がった領域を主にトレースしていることが分かった。一方、分子内部の星形成領域は、輝線強度が強いもののサイズが小さいため、全体で平均したスペクトルにはほとんど寄与しないことが分かった。(2)については、M83の渦状腕とバー領域を観測したALMAが実行された。届けられたデータを簡易的に解析した結果、渦状腕とバー領域では、CH3OHの存在量に違いが見られた。一方で、他の分子の存在量には大きな違いが見られなかった。これは、銀河スケールのガスダイナミクスにより分子雲同士が相互作用した結果、衝撃波加熱などによりダスト表面CH3OHが蒸発してきたからであると解釈できる。また、M83に加えNGC 3627という銀河でもALMACycle-4で観測提案が採択された。本研究で必要となる銀河系内の巨大分子雲のマッピングスペクトル線サーベイのデータと、ALMAを使った近傍銀河の観測データは、それぞれ順調に取得されつつある。現在、これらのデータを使い個別の天体について、詳細な解析を行う段階にある。W51の観測結果については既に論文としてとりまとめて投稿済みである。以上の状況から、おおむね計画通りに進捗していると考えている。本研究は、国内外のミリ波電波望遠鏡を用いて、銀河系や近傍銀河における分子雲の化学組成を調べ、分子雲の進化とガスダイナミクスが化学組成に及ぼす影響を探求することを目的としている。IRAM 30m電波望遠鏡とMopra 22m電波望遠鏡を用いた、近傍銀河M51及びNGC3627の円盤領域の分子ガスに対するスペクトル線サーベイ観測と、銀河系内の分子雲W51のマッピングスペクトル線サーベイ観測から、重元素量が同程度の銀河では分子雲スケールで平均した化学組成がよく似ていることを明らかにした。これは、分子雲の化学進化のタイムスケールがどの分子雲も近いタイムスケールであることを示していると考えらる。さらには、これは分子雲の構造とダイナミクスと関連している可能性がある。単一鏡による観測に加え、近傍銀河NGC 3627における分子の空間分布を調べるために、ALMAを使いた観測を行った。近傍銀河の分子雲を空間的に分解することにより、分子雲スケールの化学組成を統計的に調べることが可能になった。その結果、分子雲同士が相互作用している領域において、メタノールの存在量が有意に高くなっていることを発見した。この高いメタノールの存在量は、分子雲同士の衝突により、衝撃波が発生し星間塵表面のメタノールが加熱され蒸発した結果であると解釈できる。これは、分子雲スケールの運動が化学組成に影響することを明確に示しており、化学組成が分子雲スケールの衝撃波のプローブとして利用できることを意味している。2017年度は、(1)系外銀河のM83とNGC 3627のALMAのデータを用いて、巨大分子雲スケールの化学組成の多様性の有無について検証する。特に銀河内部の領域の違いと銀河スケールのガスダイナミクスの違いに着目し、化学組成との関連を確かめる。(2)銀河系内の分子雲のマッピングスペクトル線サーベイ観測を、暗黒星雲など巨大分子雲とはタイプが異なる分子雲に拡大する。そのために、国立天文台野辺山45m電波望遠鏡を使った観測を展開する。

(3)銀河系内の巨大分子雲の観測結果と近傍銀河の観測結果を比較し、巨大分子雲スケールで見た化学組成が持つ意味を明らかにしていきたい。さらに、これらの研究結果を速やかにとりまとめ、査読論文として出版していく予定である。電波天文学当該年度は、主に銀河系内の巨大分子雲W51の解析に集中し、ALMAのデータの本格的な解析は実施していない。そのため、ALMAデータの解析に必要な大容量データストレージの購入を見送ったため、次年度使用額が生じた。現在解析中のALMAのデータ容量は数TBを超えており、解析の過程でこのデータ容量が数-10倍に増加する。そのため、データ解析用の大容量のデータストレージを購入する予定である。さらに、研究成果を学会等で発表する旅費及び、査読論文出版のための投稿費用として使用する。
組織血流とバイオフィルム形成の創傷治癒における研究

緑膿菌のクオラムセンシング機構を調節するホモセリンラクトンに着目し、ホモセリンラクトンを産生できない変異株を播種するとPAO1株に比してTNF-α産生と治癒促進効果が低下した。またホモセリンラクトンを産生できない変異株による治癒促進抑制は、添加したホモセリンラクトンによってPAO1と同様な効果が見られた。【はじめに】好中球は皮膚創傷治癒過程において、創部へ浸潤し主に細菌や異物の貪食作用を担っていることが知られている。最近の研究では貪食・殺菌作用以外にも肉芽形成や上皮化への関与が指摘されてきた。我々の研究では、緑膿菌を播種した皮膚潰瘍において、より多数の好中球浸潤と上皮化の促進を確認した。また創傷内に産生されたbiofilmが好中球浸潤により惹起されている可能性を見出した。このことから創傷治癒過程において好中球が感染防御機能のみならず、治癒そのものに関与している可能性が高いことが考えられる。そこで今回我々は、皮膚潰瘍面に集積する好中球とTNF-α産生という側面より検討した。【方法】雄SDラット背面に分層皮膚潰瘍創を作成し、緑膿菌(PAO1株)を播種、閉鎖環境においた。1、6、12、24、48時間後に組織を採取した。比重遠心によって白血球を採取し細胞数を測定、Diff-Quick染色法で細胞分画の解析を行った。創作成12、24時間後に分離された白血球中の好中球内TNF-αについてフローサイトメトリーを用いて解析した。またホモジネート中のTNF-α濃度をELISAにて測定した。【結果】分離された白血球数は24時間後にピークを示し、好中球がほとんどを占めていた。フローサイトメトリーでは細菌摂取群は非摂取群に比べ、好中球の割合が多くより多く細胞内TNF-αを発現していた。【考察】緑膿菌播種により、より多くの好中球浸潤を示し、またTNF-αの発現も多い傾向にあった。このことにより好中球が炎症のみならず創傷治癒過程の重要な役割をになっていることが示唆された。【背景】慢性潰瘍には細菌が存在するが、生体がコントロールできる負荷は問題にならず、細菌が定着している状態で治癒傾向を示すことが1980年代に報告されている。しかし、創幅や滲出液中の細胞成分の観察に止まり、免疫組織化学的検討はなされていない。創傷治癒過程における好中球の役割として、治癒過程やコラーゲン合成には直接関与していないと考えられてきた。しかし近年、好中球やマクロファージが産生するサイトカインが上皮化を促進するとの推測も報告され、好中球の働きに関して解明すべき点は多数残されている。【目的】本研究では皮膚潰瘍面への緑膿菌接種により集積する好中球に注目し、好中球が産生する炎症性サイトカインが治癒過程に与える影響について解析を行った。【方法】成熟雄SDラット(1213週齢)の背側皮膚に6mmパンチで開放創を作成し、緑膿菌(PAO1株5.0×10^7cfu/wound)を接種したのちポリウレタンフィルムで閉鎖環境においた(PAO1群)。同様に緑膿菌非接種創を閉鎖環境においた群を非接種群とした。創作成1、3、6、12、24時間、3、5、7日後に8mmパンチで表皮から皮筋上に至る組織を摘出し、上皮化率、好中球集積、炎症性サイトカイン(TNF-α、TGF-β、IL-1α、IL-1β、IL-6)の産生、発現部位について検討した。白血球は摘出した皮膚組織をホモジナイズした後、比重遠心分離により採取した。【結果】非接種群と比較し、緑膿菌を接種したPAO1群では、(1)多数の好中球集積と上皮化の促進を認め、白血球数の顕著な増加がみられた。(2)摘出組織において、TNF-αがmRNAレベルおよび蛋白レベルにおいて誘導されていることを確認した。(3)フローサイトメトリーにて集積した白血球を解析した結果、好中球の割合および細胞内TNF-αを発現している好中球の割合が高いことを認めた。創面への緑膿菌接種に伴い創部に集積する好中球がTNF-αを産生し、創傷治癒過程に積極的に関与する可能性が示唆された。成熟雄SDラットの背側皮膚に皮膚生検用のパンチを用いて開放創を作成し、ただちに緑膿菌PAO1株を接種し、閉鎖環境においた(接種群)。緑膿菌を接種せずに閉鎖環境においた創(非接種群)を対照とした。創作成後、経時的に組織を摘出し、再上皮化率、表皮細胞の分裂、血管新生、好中球集積、サイトカインの発現について解析した結果、創部への緑膿菌接種により、創作成後24時間をピークとして創部に好中球が集積し、創作成3日目の上皮化、表皮細胞の分裂、血管新生の促進がみられた。

また、緑膿菌接種により、創作成24時間以内に創部ホモジネート中のTNF-αがmRNAおよび蛋白レベルで検出され、創部に遊走した好中球内TNF-αの検出が高まっていた。さらに、シクロボスファミドやラット好中球に対する抗体RP3を前投与して、好中球減少状態を作り緑膿菌汚染創の治癒過程における好中球の役割について解析した結果、好中球減少状態のラットでは、対照のラットと比べ、緑膿菌による治癒促進とTNF-α産生活性化の阻害がみられ、さらにこれらの現象はTNF-αを局所投与することにより回復した。加えて、TNF-α中和抗体投与により、緑膿菌による治癒促進と創部への好中球集積活性化の阻害がみられたことから、好中球が産生するTNF-αが治癒促進に積極的に関与することが明らかとなった。