hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
NPO支援センターのタイプ別機能特性に関する研究

本研究ではこれらのタイプごとにどのような機能が発揮されているか、あるいは期待されているかを、その設立のプロセスを観察したり、設立の際の状況や現在の状況を知る関係者へのヒアリングを通じて調査した。まず、NPO支援センターには、「日本NPOセンター」、「NPOサポートセンター」、「NPO事業サポートセンター」の3つのナショナルセンターと呼ばれる支援する全国をカバーする団体がすでに存在していた。それぞれは得意分野を持っており、企業や財界とのつながりの強い所、省庁など行政とのつながりの強い所、福祉分野に強い所というカラーの違いがあった。地域のNPO支援センターでは、指定管理者制度の影響もあり、公設民営のものが増加していた。しかし、自治体間の活発な相互参照の影響などから、その地域の特徴やニーズが十分に検討されないまま模倣的に設立されている実態もあること、本来は行政にない特性を持つことが意義であるはずのNPOが行政の枠の中でNPO支援事業に携わることの矛盾、あるいは資源不足のために行政からの事業を請け負うことが不可欠となり、本来のミッションが希薄になりがちな中間支援組織がうまれているなどの問題が観察された。民設民営は、支援という活動を継続するには現在のところ最も不利な状況にあるが、場合によっては企業や行政への敵対的活動も起こりうる市民活動の立場を貫くには、あえてその自主・自立の立場を維持するという積極的な存在理由も見出せる。
手話・舞踊・演劇の言語性・非言語性と共感の相互関係を利用した異文化理解教育

手話・演劇・舞踊という身体表現と、言語的・非言語的コミュニケーションの関係を探り、それらを視覚的に認知することにより、共感性等が養われることを証明した。そして演劇的手法等を利用したアクティビティーの効果を測りながら、身体表現・非言語的身体表現を利用した他言語・異文化理解のための教育プログラムを開発し、その効果を検証した。手話・演劇・舞踊という身体表現と、言語的・非言語的コミュニケーションの関係を探り、それらを視覚的に認知することにより、他者の共感が養われることを証明し、言語的身体表現・非言語的身体表現を利用した他言語・異文化理解のための教育プログラムを開発することを目的とする。計画は以下の通りである。(1)手話・演劇・舞踊の中の言語性・非言語性の解明を通して、教育への応用の可能性を探る。(2)上記(1)をろう者と聴者の相互理解に応用して言語性・非言語性を比較検討する。(3)手話・演劇・舞踊による共感を検証するための尺度を作成する。(4)ろう者と聴者を演劇的手法・ダンスセラピーで理解させるプログラム試案を作成する。(5)手話による演劇、手話を混ぜたダンスセラピーのプログラムを作成する。(6)他者意識・共感の尺度を作って、上記プログラムの効果を測る。手話・演劇・舞踊という身体表現と、言語的・非言語的コミュニケーションの関係を、各研究者の分野を学びあうことで、考察した。代表者斉藤は日本ろう者劇団を招き、ムーブメントシアターを実施し、ろう者と聴者に分けて、リアクションをとった。渡部は演劇のワークショップを開き、代表者・共同研究者が全員参加して、非言語的コミュニケーションを通して培われる共感を生み出すことを体験した、また関を中心に言語的コミュニケーションと非言語的コミュニケーションの関係を脳科学的に研究する勉強会も行った。さらに槻舘を中心に共感性尺度の作成をしている。今後手話・ダンス・演劇のクラスの学生に協力を求めて、アンケートを利用して質問項目をしぼりこんでいく予定である。また失語症患者との意思疎通における共感は通じたという喜びや自身のコミュニケーションスキルに対する認識、および他者のスキルに左右される。このような項目は従来の共感性質問紙にはないため、これをヒントに新しい尺度を作る必要がある。これらの予備調査をし、因子分析で質問紙を作成し、クラスの事前事後等の質問紙の得点の変化を確認し、項目を再吟味する。一方、斉藤・八木・槻舘は生体測定器を使って、共感性を測定する準備に入った。現在までに2名の対話中のHEGの変化を確認した。測定装置としての先行研究が極めて乏しいので、妥当性・信頼性の研究を行いつつ、皮膚電位や視線を併せてとり、フォローする必要がある。今後引き続き非言語コミュニケーションのビデオ撮影と同期させて、HEGの変化と対話者の様子を見る予定である。手話・演劇・舞踊という身体表現と言語的・非言語的コミュニケーションの関係を、各研究者の分野を学び合い、またワークショップや研究大会を開き、一般参加をつのりながら検証した。斉藤はソーシャルブレインの研究から、手話・舞踊・演劇に伴う共感について考察を深めた。さらに科学研究費(萌芽)によるバリアフリー教育教材開発の中で得られた知見から、特に聴覚障害をもつ学習者と一般の学習者がともに学ぶ際の言語的バリアーを調べ、情報保障を通した相互理解について考察した。その後ろう者(聴覚障害者の中で手話を使用する人)と聞こえる人との身体表現によるコミュニケーションについてワークショップを開き、実験を行った。斉藤(代表者)・槻舘は、人と人とのコミュニケーションによる脳の変化をHEGを使って研究する方法を開発し、またアイマークレコーダーにより、コミュニケーションのための視線を計るなどの方法も試みた。特にろう者と聴者とのコミュニケーションの中での視線は、言語であれ、非言語であれ、一貫してろう者では視線の安定が、聴者では視線の不安定が計測された。八木を中心に行った身体表現のワークショプでは舞踏の第一人者(ろう者)雫境氏を招いて、身体表現の模倣や相互作用の実験を行った。そこではふたり組みで言語のない状態でお互いの身体表現を見ながら、身体表現を続け、ビデオ撮影をし、ろう者と聴者、ろう者同士等々の視覚的な非言語的相互関係の特徴をさぐることを試みた(分析は次年度に続く。)渡部を中心に開催した公開セミナー「学びをひらく16のドラマ技法-ドラマ技術があなたの授業を変える」では、代表者斉藤・共同研究者の参加以外に、小中高校の教師たちが参加し、学びの全身化を目指す獲得型教育のワークショップが行われた。(これは渡部が2006年に立ち上げた獲得型教育研究会の研修会を本科研研究の趣旨に沿って本科研費で開催したものである。)この中では言語を同一とする参加者によるドラマ的手法や写真創造式の身体表現を通し、テーマ別の相互理解を深める手法を試行した。手話・演劇・舞踊という身体表現と、言語的・非言語的コミュニケーションの関係を探る目的で、各分野の研究者(分担研究者)で学び合った。フリーズ・フレーム、ロールプレイ、ホット・シーティング等のドラマ手法を使って、ろう者と聴者の混じったグループ内でアクティビティーを行った。

またろう者の舞踏家にワークショップを開いてもらい、ろう者・聴者(日本人・オーストラリア人・ドイツ人)が参加した。そのビデオ録画を分析した。パソコン画面上のアニメーション教育エージェントが示す遂行と非言語による理解度表出が学習者に及ぼす影響を調べる実験も行った。ダンスセラピーの専門家による身体表現のミラリングの実験も行った。またろう者ではあるが日本手話を学ぶ機会のなかった学生を集めて日本手話を母語とするろう者の手話教師が、日本語を介さずにコミュニケーションをとる方法で、日本手話を使って学生同士の会話をさせるワークショップも行った。一方共感を脳科学的な視点から解き明かすために、共感とミラーニューロンの関係、身体表現が共感に及ぼす影響、表情や視線が共感に及ぼす影響などに関する最新の研究結果を調べ、脳科学的な実験につなげた。脳科学的実験とはHEGバイタルモニターや、唾液アミラーゼ計測器を利用したストレスや集中の度合いを測るものである。これらの実験は身体表現と共感の関係、言語的身体表現と非言語的身体表現の差異と類似性を明らかにするために重要であり、これらを教育に活かすことは障害者・健常者・外国人等の文化的に多様な構成員をもつグループでの相互理解に効果的教育プログラムを作成することに応用できる。手話・演劇・舞踊と言う身体表現と、言語的・非言語的コミュニケーションの関係を探り、それらを視覚的に認知することにより、他者の共感が養われることを証明し、言語的身体表現・非言語的身体表現を利用した他言語・異文化理解のための教育プログラムを開発することを目的とする。手話・演劇・舞踊を利用した授業やワークショップにより共感性がどの程度高まるかを、質問紙を作成し、測った。それを利用して、以下のように、教育プログラムを開発した。身体表現を重視した教育プログラムを開発するため、全身で学び、自立的学習者となり、かつ協同的学習により、互いに共感しながら、社会的存在としての自分を定位する教授法を考案した。これは言語を重視した演劇的学習によるもので、フィクションの世界とリアルな世界の往還で、多元的価値への開放性や異文化間リテラシーの形成を行うものである。一方、非言語的な身体表現を使ったプログラムでは、指導者が言語を使わずに、個々の学習者の動きから、協同的な動きへと導くことによって、学習者たちの共感性を高めることができた。この場合学習者も言語を使わず身体表現をツールとする。このように互いに言語が違っても、共感を高めることができるプログラムを開発した。さらに手話を使ったプログラムでは手話を第一言語とするろう者にとっては言語的コミュニケーションであり、手話の習得が不完全、あるいは手話未習得の学習者にとっては非言語的コミュニケーションの要素が強くなる。手話の言語性の度合いにずれのある集団において、共感性を高めるプログラムを考えた。また語学としての「日本手話」を中心にした、手話者・非手話者が共に学ぶ教育プログラムも開発した。
肝小胞体グルクロン酸抱合化における糖ヌクレオチドの膜透過反応の再構成

本申請者は、肝細胞における薬物代謝に関わるグルクロン酸抱合反応での糖ヌクレオチドの小胞体膜透過の分子機構の解明を一貫して行っている。昨年度までに迅速ろ過法を用いたUDP-グルクロン酸の膜透過活性測定系を確立し、ラット肝ミクロソーム画分を用いてUDP-グルクロン酸の膜透過反応について解析を行ってきた。本申請においては、この糖ヌクレオチドの膜透過機構を分子レベルで解明するために膜透過に関与するトランスポータタンパク質を精製することを目的として、人工膜リポソームを用いたUDP-グルクロン酸の膜透過活性の再構成実験を試みてきた。再構成法には多くのトランスポーターで用いられている凍結-融解法を適用し、ラット肝ミクロソームの可溶化標品でのUDP-グルクロン酸の輸送活性(小胞内への取り込み活性)の測定を行い、その結果より以下のことが明らかにされた。(1)トランスポータ精製においてUDP-グルクロン酸の膜透過活性とUDP-グルクロン酸転移酵素(UGT1)が精製過程で同じ挙動を示す。(2)UDP-グルクロン酸転移酵素の種々の誘導剤(フェノバルビタールやメチルコラントレン)により処理したラット肝より調製したミクロソーム画分の膜透過活性が上昇する。(3)ミクロソーム標品をSH基の修飾剤であるN-エチルマレイミドで処理することにより膜透過活性が抑制されると同時にグルクロン酸抱合化活性も阻害を受ける。このように従来の仮説であるUDP-グルクロン酸の膜透過に関与するタンパク質の存在が否定される結果となり、UDP-グルクロン酸転移酵素自身がグルクロン酸抱合化機能とともにUDP-グルクロン酸のトランスポート機能を併せもつのではないかという可能性が示された。
神経回路網の形成を制御するRhoファミリーGTPase活性化因子群

神経細胞が発生・分化し回路網を形成する過程には様々な動的、形態的変化が生じる。まず細胞体が移動するとともに軸索を一定の方向に伸ばし、その先端を特定の標的に接触させた後、構造的に特殊化したシナプスへと分化させる。これらの一連の現象は神経細胞にみられる普遍的な現象で神経発生の根幹を成すが、その過程に存在する制御機構は未だ不明な点が多い。われわれはこれらの動的な形態変化を伴う一連の現象をRhoファミリーGTPaseシグナル経路に注目して統一的に理解することを目標としている。RhoファミリーGTPaseは一般に細胞の移動や形態の制御をする重要な分子であることが明かとなっており、神経細胞の形態変化にも同様な役割を持つことが予想される。このGTPaseが細胞外からのシグナルに応答して活性化されるためにはグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)が必要である。われわれは今までに2種のGEF、SIFとTrioを同定しそれぞれの解析を行ってきた。本研究では、SIFがRhoファミリーGTPaseの一員であるRac1を特異的に活性化し、シナプス前末端中のアクティブゾーン周縁にあるペリアクティブゾーンに特異的に局在することを見い出した。さらに、シナブスの維持、成長、構造的可塑性に必要なFasciclin II(FasII)もペリアクティブゾーンに共に局在し、SIFとFasIIが遺伝的相互作用を示しながらシナブスの成長を制御していることを明らかにした。
微生物由来アルデヒド還元酵素の構造・機能解析

1.アルデヒド還元酵素遺伝子の大腸菌での発現アルデヒド還元酵素をコードするcDNAをSporobolomyccs salmonicolorより単離し、mRNAからPCR法を用いてcDNAを合成し、大腸菌内で発現させることを試みた。本菌からtotalRNAおよびmRNAを精製し、これらをtemplateRNAとして逆転写反応を行い、cDNAを作製した。次に、PCR法を用いて、目的とするDNA断片を増幅させた。このDNA断片を電気泳動的に分離し、オリゴヌクレオチドプローブとサザンハイブリダイズする断片を確認した。さらに、この断片を制限酵素を用いて、消化した後、回収した。次に、同じ制限酵素で消化したベクタープラスミドとライゲーションを行い、組換えプラスミドを得た。この組換えプラスミドを大腸菌に形質転換し、アルデヒド還元酵素の発現を行った。タンパク質の発現を、精製アルデヒド還元酵素に対する抗体を用いたウェスタンブロット法などで確認した。酵素活性についても、反応時における基質および生成物の測定を行って確認することができた。2.X線結晶解析のための結晶化の検討タンパク質の高次構造解析を行うためにX線結晶解析法を試みた。本酵素は硫安添加により結晶化することが判明していたため、ハンギングドロップ法により硫安添加条件の検討を行い、X線結晶解析に適合する六角両錘形の結晶が得られた。この結晶を用いて、プレセッション写真の撮影・解析を行い、格子定数等の決定を行った。
幼児の学びと保育者の保育を支援するタブレット用アプリとその活用に関する実証的研究

平成30年度は、次の2つの課題に取り組んだ。(1)保育現場における実践を通した実証実験の実施及び評価・考察設定保育で使用している園では、使用する年度の5月と年度末で「好奇心」「自己表現力」「頑張る力」などについて、ルーブリックを用いて評価を試みた。全ての項目で全体的に高まりが見られた。自由保育で使用している園では、利用頻度は下がっているが、幼児や保育者の写真をもとに遊びの方向性の確認や振り返りで集団活動に活用することで、一人ひとりの学びがより深まり、集団としての成長も見られると保育者から評価を受けた。より継続が長い園では、ポートフォリオの作成にASCAを活用し保護者連携のツールとしての活用を試みた。また、ASCAとしての活用だけではなく、ネット検索機能、急病の幼児のための医師等への連絡ツールとしての活用、遠隔交流としての活用を考え一部実践していた。(2)国外の保育現場における、タブレットを活用した保育の成果と課題の収集韓国ソウル市KOWON Support Center for Childrenの協力を得て、ソウルでの幼児向けのアプリ開発及びタブレットを含めた保育現場でのICT活用について見学及び聞取調査を実施することができた。韓国では、アプリ開発がヌリ課程に基づいて行われていること、必ず幼児教育の専門家や元園長など保育を理解している者をスタッフチームに入れて開発していること、教科書や絵本の販売や保育者研修など他の業務での実績があるためその実績をもとに開発を行うため、インフラも含めた提供を無料で行っていること等が明らかになった。また、保育者研修を担当する区のセンターでは、アプリを使うことに対しては否定はしないが、ただアプリを使うのではなく、それを現場の幼児にどう合わせて活用するかが重要であると保育者の役割の重要性を指導することが分かった。アプリの改修が進んだことと、保育現場での活用もアプリの不具合を見越した対応をしてくださっていることから、当初の研究計画どおり進めていくことができたと思われる。(1)国内の幼児を対象としたタブレット用アプリの調査及び分析日本国内の幼稚園におけるタブレット用アプリについて、過年度研究で調査したものの再検討を加えながら、改めて国内の幼児対象のタブレット用アプリについて調査を行う。家庭用アプリについては、過年度研究の結果と比較し、その推移や内容の変化を調査する。教育・保育現場用のタブレット用アプリについては、今回、全員で分担して調査を行う。(2)幼児の学びと保育の支援ツールとしてのタブレット活用及びアプリ設計の視点の提案本研究の成果をまとめるため、今までの実践から量的・質的なアプローチで評価さらに行っていく。さらに、開発したアプリが保育現場で導入できるようなインストールDVDもしくはダウンロード可能なwebpageを作成する予定で、webpageの作成を昨年度から少しずつ計画し構築中であったが、アプリの動作が不安定なため、安定した形でアプリを提供するか、知見の発表にとどめ、今後のアプリ開発への提言にとどめるか検討中である。また、現在までの知見をまとめたたものをwebベースでアップデートの必要が少ない形で再作成し提供できないか現在検討中である。幼児期のメディア利用が進みつつある現在、メディア利用をただ否定するのではなく、幼児にとって望ましいメディア環境、安心かつ適切なメディア利用方法を検討する必要がある。研究代表者は、幼児の育ちに適した情報の教育・保育利用について考え、幼児期の学びにふさわしく、かつ保育者も安心して活用できるメディア教材の開発が重要であると考えており、2014年度から幼稚園等の保育現場における幼児の育ちに寄与するタブレット用アプリケーションの開発に着手し、保育現場で実証実験を始めた。この研究を今後積み重ねることで、幼児の育ちや保育者の保育を支援するタブレット端末の活用とアプリケーションのあり方をまとめ、保育現場における望ましいメディア環境のあり方を、特にタブレット端末活用やアプリ開発の視点から提案する。今年度は、幼児が保育現場で身につけることを望まれている協同性や創造性、思考力、表現力などをより豊かにするための支援を目的としたツールの必要性を明らかにした「幼稚園における幼児の学びと保育者の援助を支援する情報端末アプリケーションの開発」において開発した、幼児の育ちと保育者の保育の支援を行うためのタブレット端末アプリ「ASCA(Archives Sharing and Creating Anytime for preschool)」を通して、保育現場での多様な保育形態におけるタブレット活用における課題及び保育現場向けのアプリに必要な機能や設計の視点を整理する。また、「ASCA」そのものについても、引き続き実証実験として保育現場で活用してもらい、保育の参与観察、保育者への聞き取り調査、質問紙調査を行い、アプリの再設計・改良に必要な視点を見出す。前年度までの保育現場でのアプリ活用において、アプリに求める機能や保育での活用方法などの保育者(保育実践者及び園長・主任等)に対する聞き取り調査及び質問紙調査は終了し、まとめることができた。しかし、今年度は、その結果を踏まえた保育アプリの改良と、OSの大きなアップデートへの対応が重なったことで、操作における不具合が頻繁に生じ、保育現場でのアプリ活用がほとんどできなかったことが原因である。そこで、実証実験をしていただく保育現場ではiPadのカメラ機能で写真を撮影することで保育を続けていただき、研究者側でサーバ用パソコンに写真を保存することで保育に支障ないよう後で実験ができるよう調整した。また、アプリに写真一括アップロード機能を設けることとし、撮りだめた写真も後で追加しASCAで扱うことができるような設計を追加した。

さらに、次年度以降行う予定であった研究計画2「日本や諸外国で既に教育現場用、親子向けまたは幼児向けと称されて利用されているアプリの調査、及び、タブレットを活用した幼児教育についての調査を改めて行い、知見を得る。」のうち、分担研究者の協力を得て、フィンランドの保育研究者と研究交流する機会をもつこととした。内容は、1)フィンランドの保育現場でのタブレット活用場面の見学、2)現在のフィンランド(ユヴァスキュラ大学)での保育とメディアの研究の動向、3)ASCAについての意見や改良点の聞き取り調査、である。平成30年度は、次の2つの課題に取り組んだ。(1)保育現場における実践を通した実証実験の実施及び評価・考察設定保育で使用している園では、使用する年度の5月と年度末で「好奇心」「自己表現力」「頑張る力」などについて、ルーブリックを用いて評価を試みた。全ての項目で全体的に高まりが見られた。自由保育で使用している園では、利用頻度は下がっているが、幼児や保育者の写真をもとに遊びの方向性の確認や振り返りで集団活動に活用することで、一人ひとりの学びがより深まり、集団としての成長も見られると保育者から評価を受けた。より継続が長い園では、ポートフォリオの作成にASCAを活用し保護者連携のツールとしての活用を試みた。また、ASCAとしての活用だけではなく、ネット検索機能、急病の幼児のための医師等への連絡ツールとしての活用、遠隔交流としての活用を考え一部実践していた。(2)国外の保育現場における、タブレットを活用した保育の成果と課題の収集韓国ソウル市KOWON Support Center for Childrenの協力を得て、ソウルでの幼児向けのアプリ開発及びタブレットを含めた保育現場でのICT活用について見学及び聞取調査を実施することができた。韓国では、アプリ開発がヌリ課程に基づいて行われていること、必ず幼児教育の専門家や元園長など保育を理解している者をスタッフチームに入れて開発していること、教科書や絵本の販売や保育者研修など他の業務での実績があるためその実績をもとに開発を行うため、インフラも含めた提供を無料で行っていること等が明らかになった。また、保育者研修を担当する区のセンターでは、アプリを使うことに対しては否定はしないが、ただアプリを使うのではなく、それを現場の幼児にどう合わせて活用するかが重要であると保育者の役割の重要性を指導することが分かった。アプリの改修が進んだことと、保育現場での活用もアプリの不具合を見越した対応をしてくださっていることから、当初の研究計画どおり進めていくことができたと思われる。第1に、アプリを実際に活用した先生方やフィンランドの研究者から得た機能や操作性についての調査結果をまとめた機能を実装した状態になるよう打ち合わせを重ねながら開発業務を進める。今年度1学期中には昨年度の保育現場での写真データを全てASCAに取り込み、保育者がASCAをアセスメントの支援ツールとして有効に活用できるか早急に検討を行う。
脳外科手術シミュレーションシステム構築に関する基礎的研究

脳は他の器官に比べて,変形しやすく,現状では,高精度の脳外科手術シミュレーションシステムは,開発されていない.我々は脳を剛体ではなく,柔軟な弾性体として扱うことで,世界初の実用的な脳外科手術シミュレーションシステムを目指している.本年度、開発した機能には,1)3次元医療画像から形状データの自動抽出機能の統合化と拡張2)3次元医療画像および抽出された形状データのリアルタイムな高精細表示3)脳血管障害への応用がある.1)は,(株)デカルトと共同で3次元可視化ソフトウェアを開発・拡張しており,平成16年5月にSerius (Volume Extractor Ver,2.0.1)の販売,平成16年8月よりSeriusデモ版のダウンロードを開始した.平成17年度3月より,シリウス3Dモデル化アウトソーシングサービスを開始している。本サービスは,3次元画像から任意の内臓を抽出して,光造形装置により,実体モデルを構築するものである。2)に関しては,OpenGLのHWテクスチャマッピング機能を用いて,ボリュームレンダリングをリアルタイムで表示する機能を改良して,さらなる高速化を行った.3)は,本研究で開発した基盤技術を用いて,くも膜下出血診断支援システムのプロトタイプシステムを開発した。開発したプロトタイプは,岩手医科大学の先生に使用してもらい,そのシステム評価を行った.研究対象となる脳画像は,岩手県ハイテクリサーチセンター(アイソトープセンター)が所有する超高磁場(3テスラ)MRI装置と機能的MRI装置から取得した.本研究で得られた成果は,(株)デカルトと共同開発している3次元画像処理ソフトウェア(Serius)の開発に利用され,県内企業にも貢献している(参照URL:http://www.dicult.com/sirius/index.html).脳は他の器官に比べて,変形しやすく,現状では,高精度の脳外科手術シミュレーションシステムは,開発されていない.我々は脳を剛体ではなく,柔軟な弾性体として扱うことで,世界初の実用的な脳外科手術シミュレーションシステムを目指している.本年度、開発した機能には,1)3次元医療画像から形状データの自動抽出機能の統合化と拡張2)3次元医療画像および抽出された形状データのリアルタイムな高精細表示3)脳血管障害への応用がある.1)は,(株)デカルトと共同で3次元可視化ソフトウェアを開発・拡張しており,平成16年5月にSerius (Volume Extractor Ver,2.0.1)の販売,平成16年8月よりSeriusデモ版のダウンロードを開始した.平成17年度3月より,シリウス3Dモデル化アウトソーシングサービスを開始している。開発したプロトタイプは,岩手医科大学の先生に使用してもらい,そのシステム評価を行った.研究対象となる脳画像は,岩手県ハイテクリサーチセンター(アイソトープセンター)が所有する超高磁場(3テスラ)MRI装置と機能的MRI装置から取得した.本研究で得られた成果は,(株)デカルトと共同開発している3次元画像処理ソフトウェア(Serius)の開発に利用され,県内企業にも貢献している(参照URL:http://www.dicult.com/sirius/index.html).我々が開発してきたセグメンテーション手法である,3D Active Net法,3D Active Grid法,3D Active Cylinder法,3D Active Sphere法を整備し、これらの手法に用いるエネルギー画像の生成方式を改良することで,セグメンテーションを安定化させた.複数の被験者の脳画像用に制御パラメータを調節し,自動セグメンテーションの実験を行った.研究対象となる脳画像は,岩手県ハイテクリサーチセンター(アイソトープセンター)が所有する超高磁場(3テスラ)MRI装置と機能的MRI装置,CT装置から取得した.脳の弾性モデルに関しては,抽出された形状データから有限要素法メッシュ(4面体メッシュ)を自動生成し,脳の変形量と反力の関係式を導出した.本関係式を導いた後は,フォースフィードバック装置を用いてその反力を返す仕組みを構築中である.対象とする手術は脳腫瘍の摘出手術であり,メスの挙動による脳の変形をシミュレーションする.有限要素法の高速化には,1)メッシュ生成の段階で適応的に要素数を調整しながら,漸近的に近似解法の採用,2)内部ノードの削減による要素数の減少の2方式を試みた.平成14年度購入したSensAble社のPhantomは,信頼性が高く,かつ,反力の反応も迅速で,手術シュミレーションシステムを構築する上で,必要不可欠な装置である.Phantomは,Windows2000のパーソナルコンピュータ(PC)(2CPU構成)で稼動させており,変形量を計算する機能とリアルタイム表示を行う機能を別々に各CPU割り当てている.脳は他の器官に比べて,変形しやすく,現状では,高精度の脳外科手術シミュレーションシステムは,開発されていない.我々は脳を剛体ではなく,柔軟な弾性体として扱うことで,世界初の実用的な脳外科手術シミュレーションシステムを目指している.本年度、開発した機能には,1)3次元医療画像から形状データの自動抽出機能の統合化2)3次元医療画像および抽出された形状データのリアルタイムな高精細表示3)抽出された形状データの精度の高いリアルな変形操作がある.

1)の機能は,ノートパソコンで同様の機能を実現し,(株)デカルトと共同で,製品化を目指しており,平成16年4月にSerius(Volume Extractor Ver.2.0)の販売を開始した.2)に関しては,HWテクスチャマッピングを用いて、ボリュームレンダリングをリアルタイムで表示する機能を開発した.3)は,連結バネと垂直バネを組み合わせた新しい弾性体モデルを開発し,正確な物理指数(ポアソン比とヤング率)を推測し,フォースフィードバック装置と連動させた.開発した手術シミュレーションシステムのプロトタイプは,岩手医科大学の先生に使用してもらい,そのシステム評価を行った.研究対象となる脳画像は,岩手県ハイテクリサーチセンター(アイソトープセンター)が所有する超高磁場(3テスラ)MRI装置と機能的MRI装置から取得し,医療全般に関して,岩手医科大学の研究メンバーより,助言を得た.機能1に関しては,半自動で大脳領域や腫瘍領域をセグメンテーションすることが可能になった.機能2に関しては,ビデオメモリーが256MBの場合,256の3乗ボクセルでリアルタイム・ボリューム・レンダリングが可能になっている.機能3に関しては,4面体数が4000程度の場合,リアルタイムで変形およびフォースフィードバック装置との連携が可能である.本研究で得られた成果は,(株)デカルトと共同開発している3次元画像処理ソフトウェア(Serius)の開発に利用され、県内企業にも貢献している(参照URL : http://www.dicult.com/pascal/pascal.html).脳は他の器官に比べて,変形しやすく,現状では,高精度の脳外科手術シミュレーションシステムは,開発されていない.我々は脳を剛体ではなく,柔軟な弾性体として扱うことで,世界初の実用的な脳外科手術シミュレーションシステムを目指している.本年度、開発した機能には,1)3次元医療画像から形状データの自動抽出機能の統合化と拡張2)3次元医療画像および抽出された形状データのリアルタイムな高精細表示3)脳血管障害への応用がある.1)は,(株)デカルトと共同で3次元可視化ソフトウェアを開発・拡張しており,平成16年5月にSerius(Volume Extractor Ver.2.0.1)の販売,平成16年8月よりSeriusデモ版のダウンロードを開始した.平成17年度3月より,シリウス3Dモデル化アウトソーシングサービスを開始している。本サービスは,3次元画像から任意の内臓を抽出して,光造形装置により,実体モデルを構築するものである。2)に関しては,OpenGLのHWテクスチャマッピング機能を用いて,ボリュームレンダリングをリアルタイムで表示する機能を改良して,さらなる高速化を行った.3)は,本研究で開発した基盤技術を用いて,くも膜下出血診断支援システムのプロトタイプシステムを開発した。開発したプロトタイプは,岩手医科大学の先生に使用してもらい,そのシステム評価を行った.
心内膜炎病原因子候補,S.mutansのコラーゲンアドヘシン(Cnm)の機能解明

グラム陽性菌のコラーゲン結合アドヘシンには、これらでよく保存さえている基本構造があり、CBD(Collagen-binding domain)を含むAドメインと、それに続く繰り返し配列からなるBリピート領域がそれである。S. ratti 107P株よりクローニングしたcnmホモログは、S. mutansのCnmとCBDで高い相同性(75%超)を示しながらも下流に認められるBリピート領域では、違いがみられ、菌体の細胞外マトリックス(ECM)成分への結合活性も異なっていた。Streptococcus mutans Z1株から分離したcnm(コラーゲンアドヘシンをコードする遺伝子)のS.mutans(血清型がc、e、f型に分類される株)での陽性率は、現在までに調べた93株において34.4%であり、この遺伝子が普遍的には保存されていないことが示された。いっぽう、サザンプロットハイブリダイゼーション分析の結果、mutans streptococciであるS.ratti FA-1株および107P株にてcnmホモログの存在が示唆されたので、それらからのcnmホモログのクローニングを行った。cnmホモログのクローニングは、cnmのCBD(コラーゲン結合ドメイン)を標的に、S.rattiにおけるコドン使用頻度も参考にして設計した数種のプライマーセットを用いたPCR法によった。さらに、増幅された断片の遺伝子情報をもとに、ゲノムウォーキングによってcnmホモログ全領域の塩基配列を決定した。S.ratti 107P株のcnmホモログは全塩基数1887で、アミノ酸残基数629のタンパクをコードしており、S.mutansのcnmと高い相同性(CBD領域で75%超)を示した。コラーゲンアドヘシンのもう一つの特徴であるCBD領域の下流に続けて認められるアミノ酸残基の繰り返し配列(Bリピート領域)は、S.ratti 107P株のCnmホモログ中にも存在し、それは(T)TTTE(A/G/K/T/V)Pからなる30回の繰り返しで構成されていた。また、このBリピート領域のリピートユニットの長さや繰り返し回数は、S.mutansのCnmのそれとは異なっていた。S.mutans Z1株からクローニングしたコラーゲンアドヘシンをコードする遺伝子cnmの保有についての網羅的検索結果は,この遺伝子がmutans streptococciで普遍的に保存されていないことを明らかにし,さらに,cnmが存在する領域についても多型があることを示唆していた.また,前年度にS.ratti 107P株よりクローニングしたcnmホモログには,S.mutansのCnmとコラーゲン結合領域(CBD)では高い相同性(75%超)を示しながらもCBDの下流に認められるアミノ酸残基の繰り返し配列(Bリピート領域)において,リピートユニットの長さや繰り返し回数に違いがみられた.このBリピート領域での違いと菌体の細胞外マトリックス(ECM)成分への結合活性の関連を調べる第一段階として,S.ratti 107P株および107P株と同様にcnmホモログの存在が確認されたS.ratti FA-1株を供試菌とし,ELISA法による菌体のECM成分(コラーゲン,ラミニン,フィプロネクチン)への結合活性試験を,S.mutans Z1株をポジティブコントロール,05AO2株(Z1株を親株とするcnmの欠失変異株)をネガティブコントロールとして行った.この結果,S.mutans 107P株およびFA-1株の菌体はともにコラーゲンに対してはS.mutans Z1株と同程度によく結合するが,ラミニンおよびフィプロネクチンには結合活性を示さなかった.このことは,S.mutans Z1株とS.ratti 107P株菌体のECM成分への結合活性に,コラーゲンアドヘシンのBリピート領域の違いが影響をおよぼしている可能性を示していた.さらに,S.ratti 107P株およびFA-1株とcnmの欠失変異株である05AO2株がcoldagglutination現象を起こさないことから,この現象に対するBリピート領域の関与も示唆された.グラム陽性菌のコラーゲン結合アドヘシンには、これらでよく保存さえている基本構造があり、CBD (Collagen-binding domain)を含むAドメインと、それに続く繰り返し配列からなるBリピート領域がそれである。S. mutans Z1株CnmのBりピート領域は、7アミノ酸残基(TTTTE・K/A・P)からなる単位の2回繰り返し構造と、6アミノ残基(TTTE・A/S/T・P)からなる単位の19回繰り返し構造からなる。このうち、6アミノ酸残基からなる単位の繰り返し数:19回を減じた変異株の作成を、cnm遺伝子を保有しないS. mutans UA159株を親株とし試みた。Bリピート領域の繰り返し数を減数処理した数種のcnm遺伝子のプラスミド上へのクローニングは、当初の理論的な見通しとは異なり困難な道のりとなり、未だ全菌体を用いた結合活性試験に供することが出来る変異株を得ていない。

同様に、前年度までに同定した他のミュータンスレンサ球菌のCnmホモログについても、そのBリピート領域の繰り返し数を減数処理してS. mutans UA159株への形質転換を試みたが、こちらの結果も同様であった。S. ratti107P株よりクローニングしたcnmホモログは、S. mutansのCnmとCBDで高い相同性(75%超)を示しながらも下流に認められるBリピート領域では、リピートユニットの長さや繰り返し数に違い{(T)TTTE (A/G/K/T/V)P/Sからなり繰り返し数:31回}がみられ、菌体の細胞外マトリックス(ECM)成分への結合活性も異なっていた。S. ratti107P株のコラーゲンに対する結合活性はS. mutans Z1株のそれと同程度であるが、ラミニンやフィブロネクチンには結合せず、また、coldagglutination現象も起こさないことから、この現象に対するBリピート領域の関与が強く示唆された。
細胞周期調節因子ｃｄｈ１の消化器癌発生・進展における役割の解明

Cdh1発現をsiRNAにより抑制した大腸癌細胞株では、コントロール細胞と比べて、細胞骨格の異常を来した。Wound healingassayによる運動能評価では、Cdh1を抑制した細胞では高い移動能が観察された。次に、Cdh1の生体における機能を明らかにするために、Cdh1のリン酸化部位を抑制型に変異させたヘテロマウスを作製した。ヘテロマウス同士の交配では、仔の遺伝子型は45匹中、野生型:ヘテロ:ホモ=13:32:0という結果であった。この結果より、Cdh1リン酸化のホモ抑制マウスが胎生致死であることが明らかとなった。現在、胎生致死の時期と原因について解析中である。細胞周期の進行は関連分子のリン酸化と分解という二つの生化学的反応によって厳密に制御されている。後者を担うユビキチンリガーゼの1つであるAnaphase promoting complex (APC)は分裂期の制御において重要な役割を担っている。Cdh1は、このAPCの活性を維持している活性化因子の一つであり、このようなAPC調節作用に加えて、近年、Cdh1の機能の新たな一面が報告されている。例えば、APC/Cdh1は分裂を終えた細胞が大部分を占めるニューロンにおいても発現し、活性を持っており、軸索の伸長とパターン化を促進することが明らかになった。さらに重要な報告として、申請者はCdh1が細胞骨格と細胞運動の制御に関与しているという生理的機能を明らかにした。本研究では、消化器癌の発生・進展において細胞周期調節因子Cdh1が果たす役割を明らかにすることを目的としている。まず、複数の大腸癌細胞株におけるCdh1の発現量の比較をウエスタンブロットにて行った。その中で、DLD-1細胞でCdh1発現量が多いことが明らかになった。そこで、この細胞においてCdh1発現量を抑制し、形態の変化について検討した。実験にあたり、2種類の異なるCdh1 siRNAを作成した。このsiRNAをDLD-1細胞にトランスフェクションし、ともに効率的にCdh1の蛋白質発現量を減少させることを確認した。なお、Cdh1抑制細胞とコントロール細胞の増殖を比較検討したところ、Cdh1抑制による増殖の変化は見られなかった。このようにしてCdh1発現を抑制したDLD-1を固定し、アクチン(ストレスファイバー)の免疫染色を行った。その結果、Cdh1抑制細胞ではコントロールと比べて、ストレスファイバーの明らかな減弱を認めた。この結果より、大腸癌細胞においても、Cdh1が形態形成に重要な役割を持つ可能性が示唆された。Cdh1は分裂期複合体(APC)の活性化因子として、細胞周期において重要な役割を持っている。近年、細胞周期のみならず、細胞骨格や細胞運動においてもCdh1が機能していることが明らかとなった。大腸癌の浸潤や転移に関連したCdh1の研究はこれまでになく、我々は大腸癌細胞を用いたCdh1の機能解析を行った。数種類の大腸癌細胞株の中でCdh1の発現を調べると、DLD-1、HCT116、Lovo等の細胞でCdh1は強く発現していた。DLD-1細胞においてsiRNAによりCdh1の発現を抑制すると、細胞の形態に変化が見られた。アクチン繊維の免疫染色で確認すると、Cdh1を抑制した細胞では、コントロールと比較して細胞辺縁、細胞内部ともにアクチン繊維が粗になっており、Cdh1が大腸癌細胞の骨格形成に関与している可能性が示唆された。現在、細胞の運動能を評価する目的で、Transwell migrationの実験を行っている。Cdh1はリン酸化とEmi1による分解の両方の制御を受けている。現在、Cdh1リン酸化部位のヘテロノックアウトマウスを得ており、生体におけるCdh1リン酸化の意義を明らかにするために、このヘテロノックアウトマウス同士を掛け合わせる検討を行った。その結果、生まれた仔はワイルド:ヘテロ:ホモ=13:32:0とホモ抑制マウスの出生は見られなかった。この結果より、Cdh1のリン酸化をホモで抑制したマウスは耐性致死であり、Cdh1リン酸化が発生において非常に重要な役割を持っていることが示唆された。現在、耐性致死の時期とその原因に関する解析を進めている。細胞周期の進行は関連分子のリン酸化(活性化)と分解という二つの生化学的反応によって厳密に制御されている。後者を担うものがユビキチンリガーゼであり、中でもAnaphase promoting complex (APC)はCyclin BやGeminin等の分解を司る重要な役割を担っている。今回我々が注目しているCdh1は、分裂期前中期からG1期の終わりにかけてAPCの活性を維持している活性化因子の一つである。このようなAPC調節作用に加えて、Cdh1の機能の新たな一面が近年、報告されている。

例えば、APC/CCdh1は分裂を終えた細胞が大部分を占めるニューロンにおいても発現し、活性を持っており、軸索の伸長とパターン化を促進することが明らかになった(Konishi et al. Science 2004)。さらに重要な報告として、申請者はCdh1が細胞骨格と細胞運動の制御に関与しているという生理的機能を明らかにした(Naoe et al. Mol Cell Biol.2010)。本研究では、消化器癌の発生・進展において細胞周期調節因子Cdh1が果たす役割を明らかにすることを目的としている。まず、複数の大腸癌細胞株を用いてCdh1の蛋白質発現量の比較を行った。6種類の大腸癌細胞の抽出液でウエスタンブロットを行い、LoVo細胞において特にCdh1の蛋白質発現量が多いことが明らかになった。次に、この細胞でCdh1の発現量を変化させるために、2種類のsiRNAを作成した。実際にLoVo細胞にsiRNAトランスフェクションを行い、2種類ともに効率的にCdh1の蛋白質発現量を減少させることを確認した。現在、この方法でCdh1の発現量を減少させたLoVo細胞を用いて、細胞骨格や増殖能、運動能の変化を検討している。前年度の成果に加え、Cdh1発現を減弱させた大腸癌細胞株の増殖と、細胞形態について検討した。しかし、他の細胞株を用いた確認ができておらず、交付申請書に記載した細胞運動の評価には至っていない。理由は実験時間の確保が不十分であったと考える。数種類の大腸癌細胞株の中から、Cdh1の蛋白質発現量が多い細胞株を同定し、効率よくその発現を抑制することが可能であった。しかし、その後の細胞形態や増殖能、運動能の変化についての検討は十分にできていない。Cdh1蛋白質発現量を変化させた大腸癌細胞株における細胞形態の評価を引き続き進める。また、同様に細胞運動についての検討も行う。さらに、Cdh1発現量を変化させた細胞の抽出液を用いたcDNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行う。その結果にpathway解析を統合することで、Cdh1の上流、下流に位置する関連分子群を明らかにする。上記実験と並行して、Cdh1のリン酸化部位を変異させたマウスを作成し、その解析を通して、Cdh1リン酸化の意義を明らかにする。Cdh1の蛋白質発現量を変化させた大腸癌細胞株における、細胞形態、増殖能、運動能の評価を行うと共に、同じサンプルを用いたcDNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を進める。網羅的な解析に加えて、Pathway解析等のbioinformatics的検索を統合し、Cdh1を中心とした上流、下流の関連する分子群とのNetworkを明らかにする。そのnetworkの中から消化器癌の発癌進展において、Cdh1機能を担う分子群を明らかにすることを最終的な目標とする。・動物実験としてのマウス購入費用、維持費用。・cDNAマイクロアレイ解析費。・Cdh1の蛋白質発現を変化させる前と後の細胞抽出液から、cDNAマイクロアレイ解析を行う。・動物実験用のマウス購入費用、維持費用。
脳動脈瘤発生における血管壁を場とした炎症性カスケードの意義

本研究では、世界に先駆けて確立した解離性/拡張蛇行性脳動脈瘤マウスモデルによる解析(免疫組織学的解析、RNAseq、質量解析)、バイオバンクジャパンの約650人分の脳動脈瘤患者ゲノムデータ解析、外科手術によって摘出された脳動脈瘤凍結検体および末梢血検体を用いた解析(免疫組織学的解析、組織RNAシークエンス、末梢血DNAの全エクソンシークエンス)を通じて、血管壁のシェアストレス応答による炎症性カスケードの機序を解析し、くも膜下出血発症の分子メカニズムを解明する。脳動脈瘤の発生/形態的多様性/形態変化の分子メカニズムと真の責任遺伝子を解明し、より高精度な破裂予測と新たな薬物治療開発を行う。
3次元アトムプローブによるシリコン中ホウ素分布への炭素共注入効果の解明とその制御

半導体デバイスの微細化に伴い、電気的特性を制御するために添加している不純物(ドーパント)原子の分布をより高精度に制御することが求められる。その中で、N型のトランジスタのチャネルや、P型のソース・ドレインと呼ばれる領域に炭素を共注入することによって、ホウ素の拡散を抑制できることが報告されている。炭素共注入におけるホウ素分布制御は、より高精度なデバイス設計に寄与するものと確信する。しかしながら、注入した炭素は凝集体を形成することがこれまでの研究から明らかとなっている。この凝集体形成のホウ素活性化への寄与を知ることも重要視されている。そのためには、炭素・ホウ素の凝集体形成位置やサイズを原子レベルで理解すると共に、ホウ素の活性化率(広がり抵抗)と凝集体の位置関係を理解することも重要である。本研究では、炭素・ホウ素共注入試料中の不純物同士の相互作用を3次元アトムプローブを用いて原子レベルの空間分解能で理解することによって、高精度なホウ素分布を制御する手法を確立することを念頭に研究を行った。また、実際に活性化したホウ素の分布を調べるため広がり抵抗測定を行い、炭素の凝集体と不活性ホウ素の位置関係を調べた。昨年度は、シリコン基板にホウ素をイオン注入後、炭素をイオン注入した試料を作製し、実際のデバイスと同等の処理前後の炭素・ホウ素分布を3次元アトムプローブを用いて観察することで、熱処理時の拡散におけるこれらの関係性を詳しく検討した。本年度は広がり抵抗測定を実施し、活性化したホウ素の深さ分布と前年度に得た炭素・ホウ素の深さ分布及び、局所的な凝集体形成位置との関係を調べることで、ホウ素の活性化に対する炭素の注入効果と深さ方向の活性化ホウ素分布制御への効果を評価した。(抄録なし)半導体デバイスの微細化に伴い、電気的特性を制御するために添加している不純物(ドーパント)原子の分布をより高精度に制御することが求められる。そのためには、炭素・ホウ素の凝集体形成を原子レベルで理解することが重要であると共に、ホウ素の拡散距離と炭素の深さ分布の関係や他の不純物元素と炭素の相互作用も同時に理解する必要がある。本年度は、シリコン基板にホウ素をイオン注入後、炭素をイオン注入した試料を作製し、実際のデバイスと同等の処理前後のドーパント分布を3次元アトムプローブを用いて観察することで、熱処理時の拡散におけるこれらの関係性を詳しく検討した。シリコン基板にホウ素と炭素をイオン注入した試料は、共同研究先に依頼して行った。イオン注入の条件としては、ホウ素の注入深さを固定し、その前後に炭素をイオン注入することで炭素の位置によるホウ素分布制御への効果を評価した。その結果、炭素の注入位置によってホウ素の深さ方向の濃度分布が変化し、更に空間分布を分析することでホウ素と炭素が凝集化することを明らかとした。試料準備及び分析は当初の計画通り遂行できており、炭素とホウ素の深さ方向分布とそれらの凝集体の形成位置からこれらの関係が理解できた。また、炭素の注入量によるホウ素拡散への効果についても研究を進めており、ホウ素拡散を抑制するのに必要な炭素注入量もわかりつつあり、おおむね順調に進展している。

これまでの研究で、ホウ素と炭素の相互作用は理解できつつあるが、凝集体を形成したときに、ホウ素が電気的に活性な状態であるかどうかが定かではない。しかし、デバイスへの寄与の観点から電気的な活性化状態の理解も重要である。当初の予定では、欠陥との相互作用についても検討する予定であったが、それだけではなく、広がり抵抗測定を行うことで、ホウ素の分布と活性化の関係性についても調べる予定である。(抄録なし)
骨髄異形成症候群の白血病化機構の分子病理学的解析

1) MDS骨髄内の腫瘍細胞側の因子(アポトーシス)の解析:MDS症例骨髄の造血細胞では、非常に高頻度にアポトーシスが起こっていることが明らかとなった。対照群非血液疾患患者骨髄に比較し10倍近い頻度で、有意な差が認められた。これに対して、de novo急性骨髄性白血病やMDSからovert leukemiaへ移行した症例では,アポトーシスはほとんど検出されない。2) MDS骨髄内の造血支持細胞側の変化:新鮮材料を用いたRT-PCR法によりサイトカイン遺伝子発現を定量的に解析し,mRNAの発現量をMDSと対照群ないし急性白血病群の間で比較した。MDS骨髄では,正常造血を抑制するTNF-αおよびIFN-γの過剰発現があり、二重染色で解析すると,主にマクロファージ系の細胞で強い発現が起こっていた。3)アポトーシス誘発に対するFas、Fas-ligand系の関与1) MDS骨髄内の腫瘍細胞側の因子(アポトーシス)の解析:MDS症例骨髄の造血細胞では、非常に高頻度にアポトーシスが起こっていることが明らかとなった。3)アポトーシス誘発に対するFas、Fas-ligand系の関与MDS症例では,正常に比較してマクロファージ系細胞が増加しているのに対し,de novoのAML症例ではマクロファージ系細胞は著明に減少していること,MDS症例では,マクロファージ系細胞の細胞質内には免疫組織化学的にtumor necrosis factorα(TNFα)が局在し,RT-PCR法による検討でTNFα遺伝子のmRNA発現増強がみられるのに対し,de novoのAMLやCMLおよび非血液疾患症例では,mRNAレベルでのTNFα遺伝子発現の増強は認められなかったこと,さらに,TUNEL法による骨髄組織のアポトーシス現象の検討では,MDS症例ではde novoのAMLやCMLおよび非血液疾患症例に比較して,アポトーシスに陥っている細胞の比率が有意に高いことが示された。これらのことより,MDS症例の骨髄では増加したマクロファージ系細胞がTNFαを産生分泌し,それを介した造血抑制およびアポトーシス促進がMDSにおける無効造血,血球減少を惹起する要因の一つとなっているものと考えられる。なお,MDS骨髄においてISH法によるEpstein-Barr virus (EBV)感染の有無を検討したところ,EBV感染は極く稀なことであり,MDS症例におけるマクロファージ系細胞の増加・活性化,それに伴うTNFα遺伝子発現の増強にはEBVは殆ど関与していないという結果を得ている。その他,癌抑制遺伝子であるP^<53>遺伝子の変異が顆粒球系細胞に発現しているMDS症例は,全例ともovertな白血病に移行していることも明らかにしている。MDS症例では,正常に比較してマクロファージ系細胞が増加しているのに対し,denovoのAML症例ではマクロファージ系細胞は著明に減少していること,MDS症例では,マクロファージ系細胞の細胞質内には免疫組織化学的にtumor necrosis factor α(TNFα)が局在し,RT-PCR法による検討でTNFα遺伝子のmRNA発現増強がみられるのに対し,de novoのAMLやCMLおよび非血液疾患症例では,mRANレベルでのTNFα遺伝子発現の増強は認められなかったこと,さらに,TUNEL法による骨髄組織のアポトーシス現象の検討では,MDS症例ではde novoのAMLやCMLおよび非血液疾患症例に比較して,アポトーシスに陥っている細胞の比率が有意に高いことなどは,既に平成8年度の研究業績において報告した。今年度は,アポトーシス誘導に関与すると考えられているFas抗原およびFas-ligandについてRT-PCR法,TUNEL法および免疫組織化学的染色法によって検討した結果,MDS症例では,Fas抗原は造血細胞に,Fas-ligandは造血細胞とマクロファージ系細胞に発現の増強が認められた。これらのことより,MDS症例の骨髄では増加したマクロファージ系細胞がTNFαを産生分泌し,それを介してのFas-Fas-ligandシステムの発現増強,アポトーシス誘発促進がMDSにおける無効造血,血球減少を惹起する要因の一つとなっているものと考えられる。以上,MDSにおける造血障害には,造血細胞のみならずマクロファージ系細胞を含む造血微小環境の異常が関与していることを明らかにした。

MDS骨髄では,正常造血を抑制するTNF-αおよびIFN-γの過剰発現があり、二重染色で解析すると,主にマクロファージ系の細胞で強い発現が起こっていた。3)アポトーシス誘発に対するFas、Fas-ligand系の関与