hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エクソン・シャッフリング仮説に基づく新規多機能性タンパク質の創出

本年度は、チタンに強く結合し、チタン表面にリン酸カルシウム結晶を形成する蛋白質の取得に成功した。さらに、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、制限視野回折法、およびエネルギー分散型分光法など、種々の材料解析手法を用い、チタン表面に蛋白質膜が形成され、その膜を介してリン酸カルシウム結晶が形成することを証明した。本研究により得られた知見は、ゲノム・蛋白質科学のみならず、医工学分野の発展に大きく貢献すると考えられる。
特定高齢者の生活機能評価項目に加える睡眠の質と昼寝の導入による効果

特定高齢者に対して昼間の活動性の向上と夜間の睡眠効率を高くするために、計画的な昼寝の導入による効果を明らかにすることを目的とした。ピッツバーグの睡眠質問票、GDS15とSF8の質問紙および活動量計と連続血圧計により日内変動に関する測定を行った。その結果、75歳以上の高齢者は夜間の睡眠の質が低く、翌日の昼寝を40分以上とることによって補完していること。また昼間の睡眠は午後5時前に行うことにより、夜間の睡眠の質を低下させることなく、昼間の活動を促進させ疲労を回復させていると考えられた。さらに高血圧疾患のある高齢者は、夜間の睡眠の質が低下し、昼寝による効果が得られていない可能性が見いだされた。在宅高齢者を対象として睡眠効率を高低で2群に分け、活動量および睡眠効率を評価した。また、昼寝を導入して、夜間睡眠との関係を比較検討した。対象は地域在住高齢者であり、100名とした。アンケート調査及び測定を行った。さらに特定高齢者に対して昼寝を導入し、夜間睡眠への影響を評価した。その結果、昼寝の所要時間及び開始時間、さらに昼寝なし群の3群に分けて検討することの必要性が見出された。それは、3群間において、昼寝なし群において、夜間睡眠の質が高いとう結果が出たためである。この関連要因として、高血圧の有無による相違やBMIとが影響していると捉えられたが、有意差までは見出せなかった。また、昼寝習慣のある台湾との比較を行ったが、台湾において必ずしも夜間睡眠の質が確保されていなかった。また、抑うつ傾向も見出され、台湾の高齢者のQOLや経済的な要因についても検討する必要性が見出された。このような比較検討から、昼寝を必要とする高齢者の健康状態や社会的な背景についての検討が必要であると考えられた。さらに高血圧のある高齢者に対する活動と休息のバランスを保持する介入とその成果を見出すことが課題となった。高齢者(北海道、福島県、茨城県、沖縄県)を健康段階別に区分し、特に一次予防事業対象者(介護認定は受けていないが、予備軍として糖尿病、高血圧などで医療機関での継続的なフォローを要する)の昼寝と関連要因を検討した。調査は、質問紙として基本属性、ピッツバーグの睡眠質問票、GDS-15、SF8を聴取した。また、活動量計と連続血圧計を用いて、日内変動に関する測定を行った。その結果、75歳以上の高齢者は夜間の睡眠の質が低いこと。夜間の睡眠の質が低下している高齢者は、翌日の昼寝を40分以上とることによって補完していること。また、昼間の睡眠は、17時前に行うことにより、日中の活動を促進し疲労を回復してる様相が捉えられた。また、睡眠の質を活動量計で得られたデータである睡眠効率から、80%以上と80%未満高群と低群に分けて検討した。高血圧疾患のある高齢者は、夜間の睡眠の質が低下し、昼寝による効果が得られていない可能性が見出された。糖尿病のある高齢者では、有意差が見出されなかった。以上より、昼寝の開始時間については、先行研究では15時前にとることなどが推奨されていたが、本研究により17時前であれば夜間の睡眠の質を脅かさないと考えられた。また、昼寝の所要時間については、30分が定説となっていたが、約40分が夜間の不眠等を補完していると考えられた。年齢においては、後期高齢者といわれる75歳以上に睡眠の質に関連する課題が大きいと捉えられた。年齢区分別に比較し、昼寝のアプローチの方向性を具体的に検討する必要性が示唆された。高齢者の昼寝は、日中の心身機能の活性化や夜間の睡眠の質を向上させる効果がある。しかし、30分以上の昼寝に2型糖尿病の発症率が高いことや夜間の不眠症に関与するという指摘があり、導入方法と評価に課題が見出されている。研究代表者らによる研究の成果から、昼寝の所要時間と前日の夜間睡眠効率とは有意な相関関係があり、昼寝が夜間の睡眠の質を補完している可能性が示唆された。本研究では、介護予防の現行の生活機能評価項目に「睡眠」を加え、特定高齢者の発見と生活リズムの改善のために、夜間の睡眠効率と糖代謝および主観的満足感との関係から昼寝の導入による効果を明らかにすることを目的とした。地域在住の特定高齢者を対象として、昼間睡眠と夜間睡眠の関係をアンケート及びアクチウォッチによる測定調査を実施した。測定データにより、夜間睡眠の高率の高群と低群に分け、昼間睡眠の時間との関係を検討した。

その結果、昼間の睡眠時間(うたた寝と計画的な昼寝の時間の和)について、前日の夕方の夜間睡眠効率が低いほど、当日の昼間睡眠の時間が延長し、平均時間として60分を超えることが明らかとなった。また、夜間睡眠の効率が高いほど,昼間睡眠時間は30分未満であることが分かった。うつ傾向についてはGDSにより評価したが、睡眠時間との有意差がみられた。また、台湾台中市の昼寝習慣のある高齢者を対象に調査を行ったが、解析を進めている段階である。フィールドワークにより、具体的な比較検討を行うことができた。大きな成果は昼寝の態様と昼寝なし群の3群に分けることにより、昼寝の必要な状況について検討できたことである。日本の特定高齢者の睡眠の実態と生活機能を捉えると共に、昼寝習慣のある台湾台中市の高齢者と比較する準備ができた。また、生活機能項目を特定化し評価シートを作成することができた。今後は、介護予防に活用する昼寝導入モデルとして、生活機能評価項目に睡眠を加えた調査票を用いて特定高齢者の発見率を比較する。高齢者を夜間の睡眠効率から分類し、タイプ別に昼寝の導入方法(開始時間と所要時間)と作成した調査票による評価指標および成果までを明らかにする。在宅高齢者を対象として上記の測定法を用い、特定高齢者の発見のために既存の生活機能評価項目に「睡眠評価」を加えることの意義と有用性を明らかにする。具体的には、在宅高齢者を対象として上記の測定法を用い、特定高齢者の発見のために既存の生活機能評価項目に「睡眠評価」を加えた調査票を試作し活用可能性を検討する。研究対象は地域在住高齢者(世帯構成別)100名とする。介入時期の設定:大きなイベントがなく平常時を3日間設定する。介入前の生活活動日内変動および睡眠の測定、生活機能評価を行い、特定高齢者を判別する。次に、特定高齢者に対して、昼寝を導入し、生活活動の日内変動及び睡眠の測定、糖代謝について介入評価を行う。昼食後(夕食前までに):開始時刻は自由。所要時間は夜間の睡眠効率により設定する。評価:不眠症の改善状態、生活機能の向上、主観的満足感該当なし【繰越額が生じた状況及び翌年度以降に請求する研究費と合わせた使用計画】当初の計画では、昼寝による効果を計測するための機器を購入する予定であったが、震災の影響で科研費の支払いが未定との報告があったために前半の実施計画を変更した。結果的に後半には全額支払われることが分かったが、このような事情のもとで安定的な実施を前提に調査活動を行うことになったために、機器の購入を見送った。次年度は、24年度に請求する研究費と合わせ、機器の購入及びフィールドワークの旅費を含めて充実した調査活動を行う予定である。具体的には、次年度はアクチウォッチを5台及び国内と台湾への出張旅費および生活機能評価表の印刷、に使用する予定である。なお、今回の繰越額は平成24年4月に支払い予定である。
原子分解能電圧印加その場TEM法による強誘電ドメインのダイナミクス

本研究計画では、材料に電圧を印加したままの状態で原子分解能電子顕微鏡観察を行い、原子位置を高精度で同定する「原子分解能電圧印加その場電子顕微鏡法」の確立を行い、誘電材料への適用を行った。同手法の確立の結果が実証され、代表的な誘電体であるチタン酸ストロンチウムにおいて0.57kV/cmの電界を印加した状態で10pm以下の精度で原子位置を同定することに成功した。(Sato et al., Appl. Phys. Lett., 2017,日刊工業新聞2017年8月14日)さらに同手法を強誘電体に適用し、電圧印加中の結晶格子定数測定を進めている。同研究は今後継続して行い、成果を公表する予定である。本研究計画では3ヵ年計画で「原子分解能電圧印加その場TEM法」を確立し,電圧印加時における強誘電体の動的な挙動を解明することを試みる.計画の初年度にあたる平成27年度においては,1.高分解能仕様電圧印加その場TEMホルダーの導入および動作テスト,2.集束イオンビーム法(FIB)を用いた観察用グリットのデザイン最適化,3.原子分解能STEM観察条件およびSTEM像からの原子位置定量解析技術の高度化を並行して進めた.1に関してはホルダーの導入およびテストが無事に終了し、高分解能観察用のTEM内で±20度の傾斜が可能であること,電圧の印加時に(S)TEM像の大きな乱れが生じないことを確認した.ホルダーの電極両端に電圧を印加した状態での高分解能TEM像およびSTEM像を観察することができた.また2に関しては,観察用グリットの最適化の結果,(S)TEM像の質を最大限に引き出せる最適焦点位置近傍に試料をセットできるようになった.また,3については実際の材料解析への応用を含めて技術の確立を進めており,本計画で対象する主な材料の1つであるPMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)単結晶において,結晶内部のBサイトイオン(Mg, Nb, Ti)およびOイオン位置の同定を行った.その他、BaTiO3のナノ粒子においても原子分解能解析を進めており,表面およびその近傍の原子配列があきらかとなりつつある.また,派生して行った窒化珪素セラミックスの界面構造解析にも,本計画の技術を適用した結果,窒化珪素結晶粒の{1-100}表面に吸着している希土類元素の位置を定量化することができた.「研究実績の概要」の項目で説明した通り,本計画の初年度に設定していた目標は概ね良好に達成しており,(S)TEM観察用試料ホルダーに電圧を印加した状態での原子分解能観察が可能な段階まで到達した.また,観察用試料デザインの最適化においては当初想定していなかった試料位置の最適化が達成され,高分解能観察により有利な状況を構築できたと考えている.また,原子分解能観察技術の構築は他の各種材料の解析を実際に行いながら進めている結果,予想以上の成果が得られたと考えている.PMN-PT単結晶において,<100>および<110>の2つの観察方位から各イオン位置を10pm程度の精度で同定できてきたほか,当初想定をしていなかったBaTiO3ナノ粒子における構造解析も進展があった.それに加えて,こちらも当初想定をしていなかった窒化珪素セラミックスの界面構造においても原子配列の高精度化がなされ,計画以上の進展があったと考えている.本研究では、「原子分解能電圧印加その場TEM法」を確立し、それを誘電体・圧電体・強誘電体などに応用して、これらの機能性材料に電圧を印加した時に起こる動的な挙動を明らかにすることを試みている。本年度は3ヵ年計画の2年目であり、初年度に開発した専用の試料ホルダーを用いてSrTiO3結晶の原子スケール観察を主に行った。また、本研究において確立した原子分解能STEM像から原子位置を10 pm以下の精度で決定する手法は各種材料解析に用いることができるように整備を逐次進めてきた。本年度は特にSrTiO3結晶に電圧を加えたままの状態で原子位置を可能な限り精度良く測定し、電界下での結晶構造解析の可能性を示す実験に注力した。最新の実験では、SrTiO3結晶に+/ー0.57kV/cmの電界を加えたままの状態で原子位置を測定し、格子定数において3pm以下の確度ならびに10pm以下の精度を得ることができた。また、強誘電体等の研究において特に重要となるSrTiO3単位格子中でのTiイオン位置の測定に関しても位置の確度の評価を行い、20pm以下の確度を93%以上の信頼度で得ることができた。このような電界印加下での直接観察に基づく原子位置の10pmレベルでの確度・精度での評価はこれまでに報告されている例は無く、初めての例であると考えている。成果に関しては現在論文を投稿中である。また、派生して行っていた研究の成果が論文に発表され、窒化珪素(Si3N4)セラミックスの粒界における希土類元素の偏析位置が10pm程度の精度で求められ、その結果から、ランタンおよびルテチウムを同時に助剤として添加した系では、ランタンとルテチウムが原子レベルで交互に偏析することが解明された。同セラミックスを焼成する際の希土類元素の役割を明らかにする結果となっており、米国セラミックス協会誌に掲載された。

前年の成果に基づいて、SrTiO3結晶の電圧印加下での原子分解能観察を行い、同様に前年度に構築を済ませていた原子位置を高精度で測定する技術を適用して、格子定数ならびに結晶格子内のTiイオンの位置について10pmオーダーあるいはそれ以下の確度ならびに精度を得ることができたのは当初に想定していた計画通り進んでいる。これは世界でも前例がない成果であり研究が順調に進んでいる証左である。同手法は逐次、他の強誘電体材料に適用を進めており、チタン酸バリウム、マグネシウムニオブ酸鉛、PMN-PTなどで専用試料の作製が完了している。チタン酸バリウムでは低倍率でのドメインの動的挙動の観察も成功しており、原子分解能観察の準備も整ってきている。また、本計画で初年度に構築した原子位置を精度よく決定する方法は適用できる範囲が広く、当初想定していなかった構造用セラミックスの窒化珪素の粒界偏析挙動の解明に適用することができた。偏析元素の位置を10pm程度の精度で決めることができ、粒成長挙動に偏析元素が与える影響を解明することができ、論文発表につながった。(Urakami etal.,Journal of the American Ceramic Society, 2017)また、本計画の3年目に計画している、格子欠陥とドメインの動的挙動の相関性を明らかにするために行った材料解析も論文発表(Kasuya et al., Japanese Journal of Applied Physics, 2017)へとつながり、当初期待していなかった成果となった。本研究では、1.「原子分解能電圧印加その場TEM法」を確立することならびに2.同手法を適用して誘電体・圧電体・強誘電体の電圧印加状態における原子スケールでの構造解析を行い、特性発現のメカニズムに関する知見を得ることを目的として研究を行った。本年度は3カ年計画の3年目であり、1,2年度目で構築した「原子分解能電圧印加その場TEM法」を誘電体のSrTiO3、強誘電体のBaTiO3ならびに圧電体のPb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT)に適用し、電圧印加下での構造解析を行った。誘電体のSrTiO3について実験を行った結果、電界を印加した状態において10pmの精度で原子位置を決定できることが実証された。本結果は論文投稿を行い、Applied Physics Letters誌に掲載された。(Sato et al., Applied PhysicsLetters, 111, 062904 (2017).)本研究成果についてはプレスリリースを併せて行い、成果の概要は日刊工業新聞(平成29年8月14日13面)、日本経済新聞web版(平成29年8月12日)、マイナビニュース(web記事)平成29年8月18日、読売新聞鹿児島県全域版(平成29年9月8日23面)に掲載された。電界印加状態における原子位置の決定精度は更に向上しており現在では3 pm程度となっている。また、PMN-PT結晶について電界印加状態での原子位置解析を行った結果から、1 %を超える巨大な結晶格子収縮の可能性が示唆されており,今後継続して実験を進め成果公表につなげていく予定である。本研究計画では、材料に電圧を印加したままの状態で原子分解能電子顕微鏡観察を行い、原子位置を高精度で同定する「原子分解能電圧印加その場電子顕微鏡法」の確立を行い、誘電材料への適用を行った。同手法の確立の結果が実証され、代表的な誘電体であるチタン酸ストロンチウムにおいて0.57kV/cmの電界を印加した状態で10pm以下の精度で原子位置を同定することに成功した。
木質系材料の藻類汚染の実態と防止法

建築物の外装材や外構材が緑色暗緑色になるという現象がある。これらの汚染原因の多くは藻類の発生によるものであり,住宅外装の高級化に伴い大きな問題となってきている。木質系材料についても、エクステリアなどへの分野への利用の拡大によって、無視できない劣化現象となっている。この研究では,まず、藻類汚染の評価方法を確立するために,短時間で評価しうる促進屋外暴露試験方法の開発を行った。その結果、栄養分としてリン酸水素アンモニウムを添加した水を霧状に散水した促進屋外暴露試験における発生状況や発生藻類の種類が,建築物ならびに外装材料の藻類汚染の調査結果で判明した発生状況などと,よく一致しており,かつ35ヶ月間で試料の藻類汚染に対する評価が可能になった。また、屋内培養実験法を検討した結果,栄養分供給の外に,材料自体の含水率を高める操作が必要であり藻類培養液と栄養液の散布ならびに光照射を伴う高湿度容器中での培養が適切であることが明らかとなったこの屋外暴露試験方法を用いて,外装材料の藻類汚染評価を行った結果,材質のいかんにかかわらず吸水しやすい材料ほど藻類汚染が起こりやすい傾向を示した。木材および木質系材料では、樹種により藻類の発生時期や程度が異なった。また、加熱処理や今回用いた防腐剤の加圧注入処理や難燃処理は木材の藻類汚染に対する抑制効果は認められず、なかにはかえって促進させるものがあった。樹脂含浸処理やアセチル化処理もあまり効果が認められなかった。さらに、インサイジング処理を施したものでは、最初に傷跡周辺から藻類が発生する状況が観察された。塗装による抑制効果は、造膜タイプの効果が大きく、浸透タイプの効果が小さかった。建築物の外壁や外構材には藻類が発生することによって、緑色暗緑色に汚れるという現象がみられる。この汚染現象は、エクステリアなど屋外部材や住宅外壁材への木材および木質材料の利用の増大に伴い、無視できない問題となってきている。木質系材料に生育し汚染する藻類を比較的短期間での再現実験によって特定するため、材料を北面に向けて並べ、間歇的に水分と栄養(NH_4)_2HPO_4をスプレーノズルで人為的に与える屋外暴露試験法を考案した。その結果、1ケ月ぐらいから徐々に藻類が発生しはじめ、4ケ月後には材料別の性能評価が可能なほどになった。試料の中央付近にはProtococcus viridisだけが、長時間保水することの多い下端部ではP. foverolatumなどが発生し、実際の外装材料における発生状況と同じであった。セメント系仕上げ材、砂岩、製材品や合板は塗装鋼板や仕上げ塗材に比べて藻類の発生時期がはやく発生程度も大きかった。また、レッドウッドなど耐久性のある樹種であっても藻類の発生が認められ、さらに焼きスギ、無機系防腐剤の加圧注入木材には防藻効果は認められなかった。CCDカメラならびに顕微鏡によって藻類の材料への活着と生育状況を観察すると、表面の凹部など水分の付着しやすいところに藻類の生育が活発にみられた。さらに、藻類の人工培養法の確立、生育に適する試料含水率と環境温湿度ならびに光照射条件の検討、および樹種、辺心材、表面仕上げ条件、材料タイプ(製材品、合板、各種の木質ボード)による藻類汚染の発生の違い、などを検討を開始した。この研究では,まず、藻類汚染の評価方法を確立するために,短期間で評価しうる促進屋外暴露試験方法の開発を行った。

その結果、栄養分としてリン酸水素アンモニウムを添加した水を霧状に散布した促進屋外暴露試験における発生状況や発生藻類の種類が,建築物ならびに外装材料の藻類汚染の調査結果で判明した発生状況などと,よく一致しており、かつ35ヶ月間で試料の藻類汚染に対する評価が可能になった。また、屋内培養実験法を検討した結果,栄養分供給の外に,材料自体の含水率を高める操作が必要であり藻類培養液と栄養液の散布ならびに光照射を伴う高湿度容器中での培養が適切であることが明らかとなったこの屋外暴露試験方法を用いて,外装材料の藻類汚染評価を行った結果,材質のいかんにかかわらず吸水しやすい材料ほど藻類汚染が起こりやすい傾向を示した。木材および木質系材料では、樹種により藻類の発生時期や程度が異なった。また、加熱処理や今回用いた防腐剤の加圧注入処理や難燃処理は木材の藻類汚染に対する抑制効果は認められず、なかにはかえって促進させるものがあった。樹脂含浸処理やアセチル化処理もあまり効果が認められなかった。さらに、インサイジング処理を施したものでは、最初に傷跡周辺から藻類が発生する状況が観察された。塗装による抑制効果は、造膜タイプの効果が大きく、浸透タイプの効果が小さかった。
酵母ASH1 mRNAの局在およびmRNAレベルでの制御機構

酵母およびショウジョウバエを用いたmRNA局在機構の解析から以下の知見を得た。酵母において、ASH1 mRNAの娘細胞の先端への局在を顕微鏡下で観察する系を確立した。この系を用いたスクリーニングにより、ASH1 mRNAの局在にはこれまで知られているMYO4,BNI1に加え、アクチン結合タンパク質トロポミオシンTPM1,ポリA結合タンパク質PAB1,基礎転写因子TAF145,新規の遺伝子YML114,細胞極性の確立に関与するBUD6,SPA2が関与することを明らかにした。さらに、RNA結合モチーフをもつMPT5遺伝子がASH1の翻訳制御に関与するという予備的結果を得た。今後、これらの系を用いて、さらに多くの変異株の分離、解析することにより、mRNA局在の分子機構およびASH1 mRNAの翻訳レベルでの制御機構を明らかにする予定である。次に、ショウジョウバエよりMAPキナーゼ(MARK)D-p38b、MARKキナーゼ(MAPKK)licorne(lic)/D-MKK3を分離し、Noselliらとの共同研究で、licが卵形成過程の非対称性の確立に機能することを明らかにした。すなわちlic変異体では卵殻の背腹軸の極性に異常がみられ、野生型に比べ球形で小さい卵をつくる。また、lic変異体の胚は、極細胞の数が減少しており、野生型では通常胚後端部でみられるoskar mRNAの局在に異常がみられた。oskar mRNAの局在は極細胞が正常につくられるために必須であり、Lic-p38 MAPKカスケードはoskar mRNAの局在を制御していると考えられる。
近赤外半導体レーザを利用した大気中ガスフラックスの実時間計測法の研究

平成12年度においては,以下の2項目を計画していた.各項目に沿ってその成果を示す.1.実用装置への拡張屋外測定に際して,装置の縮小化や安定化,さらに目に見えない近赤外光線の光軸合わせ(アライメント)を容易に行うための工夫が必要となった.そこで,携行性と防振性の高い光学系を再製作し,また,可視域の半導体レーザを用いたアライメント機構を組み入れた.更に,受光部の改良を行い,受光感度の均一化を図った.濃度算出,ガスフラックス算出等の演算のプログラムを開発し,DSP(ディジタルシグナルプロセッサ)による演算処理を可能にした.2.ガスフラックスの測定実験近赤外半導体レーザを光源とし,大気中の水蒸気を目的ガスとして,ガスフラックスの計測を試みた.まず,屋内における実験を行った.その結果,(1)計測した風速データから求めたパワスペクトルは,光軸上に配置した超音波風速計の風速データのパワスペクトルを光路長で除した結果と低い周波数で良く一致した.これは,本システムが被測定空間上に亙る支配的な空気の流れを推定していることを示している.(2)風速と大気中湿度の変動を同時測定した結果,両者は風速測定実験の結果において述べた周波数成分に対応する時間スケールで相関がある可能性を得た.これは,水蒸気が被測定空間の支配的な流れによって輸送されているためといえる.以上は,本研究テーマの有効性の一端を示すものと考える.屋外実験では,外気等による半導体レーザの温度変動の緩衝に十分な精度の温度制御が行えず,レーザの発振波数掃引の安定性を欠いた.従って,システムの温度調節精度を高める必要がある.今後,この問題点を克服し,実環境下でのデータの蓄積を行う.また,吸収スペクトル処理においてウエーブレット解析が有効であるという知見を得た.これを演算アルゴリズムの中に組み入れ,更に装置の完成度を高めて行きたい.本研究は,広い領域の地表から発生する水蒸気,二酸化炭素,メタンなどの温室効果ガスの地表境界層への輸送量(ガスフラックス)を無侵襲かつ実時間で測定できる可搬型装置を開発し,屋外の"その場"計測により,温室効果ガスの発生機構解明のためのデータ収集を行うことを目的としている.補助金交付初年度においては,以下の2項目を計画していた.各項目に沿ってその成果を示す.[1.ガスフラックス計測装置基本部分の製作]シンチレーション風速計の光源に近赤外レーザを用いることに伴う近赤外線対応の新光学系の設計と測定精度向上を狙ったシンチレーション風向風速計の計測回路の新設計・製作および性能評価を終えた.新光学系の製作は出射系に関してほぼ完成したが,受光部は受光素子感度の均一化を図る改良が必要となった.[2.試験運用・基礎実験](1)可視光線を光源とし,本年度製作した風向風速計測回路を用いたシンチレーション風向風速計と2台の超音波風速計を用いて,室内風向風速の同時測定実験を行った.この結果シンチレーション風向風速計は光軸に沿った空間の積分風速を示している可能性を得た.(2)可視光線を用いたシンチレーション風向風速計と,赤外線半導体レーザを用いた吸収分光分析装置および2台の超音波風速計を稼働させ,風向風速と大気中湿度変動の同時測定実験を行った.その結果,風速と湿度の間には,時間スケールの大きい変動において強い相関がある可能性を得た.以上の結果を通じて,提案開発している計測法および装置がガスフラックス計測に応える特性を有することを示唆する成果を得ることができた.今後は,フラックス計測法を確立し装置としての完成を目指す.平成12年度においては,以下の2項目を計画していた.各項目に沿ってその成果を示す.1.実用装置への拡張屋外測定に際して,装置の縮小化や安定化,さらに目に見えない近赤外光線の光軸合わせ(アライメント)を容易に行うための工夫が必要となった.そこで,携行性と防振性の高い光学系を再製作し,また,可視域の半導体レーザを用いたアライメント機構を組み入れた.更に,受光部の改良を行い,受光感度の均一化を図った.濃度算出,ガスフラックス算出等の演算のプログラムを開発し,DSP(ディジタルシグナルプロセッサ)による演算処理を可能にした.2.ガスフラックスの測定実験近赤外半導体レーザを光源とし,大気中の水蒸気を目的ガスとして,ガスフラックスの計測を試みた.まず,屋内における実験を行った.その結果,(1)計測した風速データから求めたパワスペクトルは,光軸上に配置した超音波風速計の風速データのパワスペクトルを光路長で除した結果と低い周波数で良く一致した.これは,本システムが被測定空間上に亙る支配的な空気の流れを推定していることを示している.(2)風速と大気中湿度の変動を同時測定した結果,両者は風速測定実験の結果において述べた周波数成分に対応する時間スケールで相関がある可能性を得た.これは,水蒸気が被測定空間の支配的な流れによって輸送されているためといえる.以上は,本研究テーマの有効性の一端を示すものと考える.屋外実験では,外気等による半導体レーザの温度変動の緩衝に十分な精度の温度制御が行えず,レーザの発振波数掃引の安定性を欠いた.従って,システムの温度調節精度を高める必要がある.今後,この問題点を克服し,実環境下でのデータの蓄積を行う.また,吸収スペクトル処理においてウエーブレット解析が有効であるという知見を得た.これを演算アルゴリズムの中に組み入れ,更に装置の完成度を高めて行きたい.
斜面都市の高地部・低地部における高齢者の日常的生活行動パターンの違いについて

長崎市南部地区から、標高50m以上、傾斜10度以上を目安に、南大浦小学校区を取り出し、自動車の利便性を把握した。南大浦校区内の2,121世帯について、自家用車が直接横づけできる世帯率を求めると、わずかに44.9%にすぎなかった。その結果、南大浦地区では居住者の移動性が、斜面という地形的要因によって著しく制約されていることが明かとなった。次に、この南大浦小学校区から、相生町、出雲1・3丁目、出雲2丁目、二本松地区の4つの老人クラブ所属の人々について、面接によるアンケート調査を実施した。アンケート内容は、被調査者の健康状態、家庭との同居状態、交通の便(車が横付けできるか)、食料品・衣料品の購買行動(頻度・購買先・所要時間・利用交通手段)、受療行動(かかりつけの受療機関数・頻度・所要時間.利用交通手段)、1週間の生活時間の過ごし方などで、詳細な調査結果を78人の高齢者について得た。その結果、高齢者の行動は、非日常的な生活行動に比べて、日常的な生活行動の方が斜面の制約が強く働いており、斜面の高地部(海抜高度150mにも及ぶ)ほど、日常的生活行動の頻度が少なくなり、日常生活に不便を感じると同時に、健康状態も芳しくないことが明らかになった。また、生活行動を個人単位でみると、斜面による制約と高齢者の移動能力のなさから1日の生活のリズムは単調なものになり、また1週間の生活リズムは、通院する曜日が決まっていれば、それによって明瞭なパターンになり、通院を軸に生活行動が規定されていることが明かとなった。
ホルター心電図の自動解析による閉塞型睡眠時無呼吸の検出と予後予測

閉塞型睡眠時無呼吸(OSAS)にともなう特徴的な心拍数の変動であるcyclic variation of heart rate(CV-HR)を,ホルター心電図から自動検出する方法を開発し,OSASのスクリーニング法としての有用性(感度,特異度),循環器疾患の予後予測指標としてのCV-HRの有用性を検討した。OSASの診断を目的とする睡眠ポリグラフ検査78例で,今回開発した方法で心電図よりCV-HRを検出し,OSASの指標である3%以上のSpO2低下(3%ODI)との関係を調べたところ,CV-HR>10回/時を基準とすると,3%ODI>15回/時のOSASを感度82%,特異度81%で,またCV-HR>15回/時を基準とすると,3%ODI>20回/時のOSASを感度79%,特異度100%で検出可能であった。また,CV-HRは個々の無呼吸発作と1対1で対応することから,無呼吸発作の発生時刻の分布の検出も可能であった。一方,米国のENRICHD研究の心筋梗塞後ホルター心電図639例で夜間のCV-HRを検出し,その後30か月間の心臓死との関連を見たところ,CV-HRは左室駆出率<30%の群で重要な心臓死のリスクであり,その予測力は心拍変動指標とは独立であった。ホルター心電図検査はわが国だけでも年間200300万件が実施されていることから,本研究で開発されたCV-HRの検出方法をホルター心電図解析に応用することで,大規模かつ効率的なOSASのスクリーニングシステムの構築とともに,OSASを指標に加えた予防医療などが実現するものと期待される。【目的】閉塞型睡眠時無呼吸症候群(OSAS)は循環器疾患の危険因子として認識されているが、患者の殆どは診断されないまま放置されている。本研究では、心電図を本症のスクリーニングに利用するために、心電図上のOSASの指標とされるcyclic variation of heart rate (CVHR)を自動検出する方法の開発を行う。【方法】H20年度までの研究で、心電図よりCVHRを自動検出するアルゴリズムとして、適応閾値自己相関波検出法(ACAT)を開発した。このアルゴリズムの有用性を検討するために、睡眠呼吸障害の検査目的で睡眠ポリグラフ検査(PSG)を受けた887例を対象に、PSG記録の心電図からCVHRを検出し、OSASの検出が可能がどうかを検討した。【結果】887例中、apnea-hypopnea index (AHI)が15以上を示した例は283例(32%)であった。ACATアルゴリズムは、適応閾値機能によって、dipの深さが22257ms、dipの幅が15101秒に及ぶ、広範囲のCVHRを検出した。検出された1時間あたりのCVHR (CVHR index)は、AHIと高い相関を示し(r=0.82)、CVHR index≧15を基準とするとき、AHI≧15の症例の検出感度は81%、特異度は87%であった。また、データを、総数120,555個の長さ3分のセグメントに区分した時、個々のセグメント内の無呼吸・低呼吸の存在に関して、ACATアルゴリズムは、108,952個(90%)のセグメントを正しく判別することができた。【考察】ACATアルゴリズムによるCVHRの検出は、OSASスクリーニング方法として有用である。今後、臨床研究として、本アルゴリズムをホルター心電図解析器に実装し、ホルター心電図検査例を対象にOSASの検出力を検討する。睡眠時無呼吸にともなう特徴的な心拍数の変動であるcyclic variation of heartrate(CVHR)を,ホルター心電図から自動検出するアルゴリズムとしてautocorrelated wave detection with adaptivethreshold(ACAT)を開発し、睡眠時無呼吸の診断を目的とする終夜睡眠ポリグラフ検査例862例、および終夜睡眠ポリグラフ検査を実施した運送会社の全男性社員165例に適用した。その結果、ACATによって中等症以上の睡眠時無呼吸を感度83%、特異度88%で検出可能であることが見出され、睡眠時無呼吸のスクリーニング法としての本アルゴリズムの有用性が証明された(Circ Arrhythm Electrophysiol 2011;4:64-72)。さらにACATを661例の急性心筋梗塞後のホルター心電図に適用したところ、睡眠中にCVHRが15回/時以上の見られる群では、15回/時未満の群に較べて、心筋梗塞後2年以内の死亡率が約2倍になることが見出され、CVHRの増加が心筋梗塞後死亡率の危険因子であることを示した。ACATは特許申請の後、共同研究企業のホルター心電図解析に導入され、現在、毎月4000例以上のホルター心電解析に適用されている。これにより、本研究の目的であるホルター心電図の自動解析による睡眠時無呼吸スクリーニングの実用化が達成された。睡眠時無呼吸は、日中の眠気による作業効率の低下や事故の原因となるのみでなく、循環器疾患の発症率および死亡率を高める因子である。それにも関わらず患者の75%以上が診断されずに放置されている。ホルター心電図はわが国で年間120万例以上実施されており、その対象である循環器疾患患者は睡眠時無呼吸のハイリスク群である。本研究の成果として実現した、ホルター心電図による睡眠時無呼吸の自動解析は、本疾患の潜在患者のスクリーニング法として広く活用されるものと期待される。
試験管内で探る霊長類社会構造の背景

客観性と定量性を担保した実験系に基づき「霊長類の精液凝固の定量」をおこない、「生殖関連分子と霊長類社会」を検証するのが本研究の第1の目的である。具体的には、精液凝固の担い手である精しょうタンパクSMGの遺伝子構造を、異なる社会構造を示す多種の霊長類で決定、試験管内でタンパク合成・凝集をおこない定量化し、社会構造との関連を評価する。今年度は、画一的でなく多様な社会構造をもつことが明らかになったテナガザル科の3属6種において、精子競争の影響を受けて進化してきたと考えられる霊長類の精漿遺伝子SEMG1,2の配列を決定し、遺伝子構造と精子競争との関係性を調べた。SEMGタンパク質は60アミノ酸のリピート構造をもっており、霊長類の進化の中でリピート数は多様に進化してきたことが知られている。SEMG1についてはHylobates属においてナンセンス変異が種ごとに見られるものの、リピート構造は3属で一致していたが、SEMG2は属ごとに異なるリピート数をもつことがわかった。この結果は、人類学の国際誌に発表した。また、SEMGsにおけるリピート数の変化による機能的意義は未解明であるため、ヒトを含む類人猿のSEMG1をin vitroで合成し、抗微生物効果の検証のための実験系の確立を試みた。「抗菌」効果は、大腸菌の増殖を指標とし、「抗ウイルス」効果は、DNA型ウイルスとしてヒトヘルペスウイルス4、RNA型ウイルスとしてヒトT細胞指向性ウイルスの感染効率と増殖効率を指標とした。分子サイズが大きいためか、試験管内でのチンパンジーの精しょうタンパクの合成に成功していない。チンパンジーの精しょうタンパクの合成がうまくいっていないので、同じ属のボノボでPan属を代表させ、Homo, Pan, Hylobates, Macacaの比較研究を進める。本年度計画していた各種SMGタンパク合成実験が、Pan troglodytesにおいて滞っていたため、種間での比較研究に至らなかった。この問題をPan paniscusを使うことで解消し、H31年度の配分助成金と合わせ、タンパク合成・機能解析の比較研究の実験費用に充当する。
胎生期アルコール曝露による視交叉上核への神経投射路障害-サーカディアンリズム同調機構との関連-

SDラットの妊娠1020日に2.55%(w/v)エタノールを含む液体飼料を与え、その仔を8週齢で実験に用いた。対照にはエタノールをシュークロースに置き換えた液体飼料を等量与えたラットの仔を用いた。ラットを灌流固定して脳を取り出し、視交叉上核(SCN)を含む領域の切片を作製して抗5-HT、抗PACAP,抗NPY抗体で免疫染色を行ったが、エタノール曝露の影響は認められなかった。また、ラットを2日間恒常暗下で飼育した後、15分の光刺激を与え、光刺激開始から30分後にラットを灌流固定して脳を取り出し、SCNでのcfos発現を免疫染色により調べた結果、エタノール曝露ラットと対照ラットではSCNにおけるcfos陽性細胞の数に差は認められなかった。さらにSCNを含む領域の脳ホモジネートを調整し、5-HTと代謝産物である5-HIAAをHPLCを用いて定量したが、エタノール曝露の影響は観察されなかった。まら、SCNでのシナブス形成時期を含むラットの生後49日にエタール(6.0g/kg/day)を含む液体飼料を投与し、概日リズムの光同調を観察した。対照にはエタノールをマルトースに置換した液体飼料を与えたラットを用いた。1012週齢でこれらのラットの輪回し行動を経時的に観察し、活動期の開始と活動リズムの頂点位相を解析した.12h/12hの明暗(LD)周期下における活動期の開始時刻および活動の頂点位相については、エタノール曝露ラットと対照ラットとの間に有意な差を認められなかった。LD周期を6時間後退させ、活動期の開始と活動のリズムの頂点位相との推移を観察し、新しいLD周期への概日リズムの同調を解析した結果、エタノール曝露ラットでは対照ラットと比較して新しいLD周期が有意に遅れていた。以上より、新生存期のエタノール曝露は概日リズムの光同調機構に障害を引き起こすことが示唆された。妊娠SDラットに2.5-5% (w/v)エタノールを含む液体飼料を妊娠10日から20日に与えた(EtOH群)。対照にはエタノールを等カロリーのsucroseに置き換えた液体飼料を与えた(PF群)。母獣を出産させ、仔を無処置の母獣に育てさせ、3週齢で離乳させた。その後、固形飼料(NMF)で飼育した。深麻酔下で腹腔内に体温測定装置を留置する手術を施し、812週齢で深部体温を経時的に測定してサーカディアンリズムを記録した。8週齢で体重を比較したところ、EtOHラットはPFラットより有意に低値を示した。通常の明暗(LD;12h/12h)周期下ではEtOHラットとPFラットで深部体温リズムに差が認められなかった。次に、LD周期で飼育中に周期を8時間前進させ、深部体温リズムの頂点位相の推移を観察した。PFラットでは頂点位相が徐々に前進し、LD周期を前進させてから4日後の頂点位相は、周期を前進させる前と比較して約6時間前進していた。EtOHラットでは、周期を前進させてから4日経っても頂点位相の有意な変化が認められず、新しいLD周期への同調が障害されていた。さらにラットを恒常暗下で飼育して体温変化のフリーランリズムを測定したが、両群間に有意差は認められなかった。しかし、恒常暗下で飼育中に1時間光刺激を与えて、深部体温リズムの位相変化を観察したところ、PFラットでは、刺激2日後に約2時間の位相後退が認められたのに対し、EtOHラットの位相後退は約1時間にとどまった。以上より、胎生期のエタノール曝露は、出生後のサーカディアンリズム同調機構に障害を与えることが分かった。
ALS患者のloss of controlへの支援

本研究では、訪問看護師への半構造的面接により、Loss of controlに至るALSの人々への支援を検討した。質的統合法による分析の結果、訪問看護師は、ALSの人々は症状の進行とともに身体機能を失いつつも、日々新しい生活を営む方法を獲得し続けており、ALSの人々はコントロールを発揮し続けていると捉えていた。そして、獲得し続けるALSの人々の姿を彼らの周囲の人々に気付かせ、またALSの人々に自分のケアチームを構築する意義に気付かせることは、彼らにコントロールを実感させる支援となることが示唆された。今後、本研究によって得られた仮説の検証により、支援の構造を明らかにしていきたい。本研究の目的は、ALS患者のLoss of controlと患者への支援を訪問看護師の語りから明らかにすることである。平成27年度上半期は、所属機関の倫理委員会より調査の承認を得たのち、フィールドワークによって研究フィールドへの理解を深めた。当該研究フィールドにおける先行研究の研究者に協力を仰ぎ、医師会主催の地域連携会議への参加(計4回)や学術集会・研究セミナー(計4回)での意見交換を実施した。研究代表者は訪問看護師としての経験がなかったためこのプロセスを重視しており、フィールドの人々と意見交換するなかで先行研究の知見に多角的な考察を加えることができた。平成27年度下半期は、訪問看護師・病院連携室看護師(計5名)との意見交換、および研究協力者からの紹介を得た対象者への研究説明を実施した。計画時点では対象者は東京都内としていたが、地域ごとの医療システムの多様性が訪問看護師の支援に大きく影響していることを鑑み、対象者の選定基準を関東地方に改めた。なお、研究計画としては、文献検討内容を国内学会へ発表することを予定していたが、これは平成28年度に実施することとして計画変更した。研究計画に照らしあわせた平成28年度に向けた課題としては、1対象者数の調整、2国内学会への発表時期の遅れに伴うデータ分析時間の確保、の2点が挙げられる。1については、雪だるま方式による対象者数の確保や分析枠組みに照らし合わせた対象者数の調整を検討する予定である。また2については、46月のデータ収集予定期間に発表資料の準備を同時並行で進めることで分析の時間を確保する予定である。文献検討内容を国内学会で発表することは、これまでのフィールドワークによって得られた知見にさらなる理解を深めることや本研究における偏りや限界を見通すことにつながるため重要なプロセスと考える。倫理審査、フィールドワークの開始、および研究対象者への研究説明は計画通りに進行している。インタビュー調査も平成28年度上半期までに実施できる見込みである。平成27年度の計画のうち、国内学会への文献検討内容の発表が遅れているが、文献検討は進められており発表用形態にまとめることで演題登録は可能である。また対象者となる訪問看護師について、現在までに4名から協力への同意を得られているが目標であった10名程度には達していない。ただし、既に協力に同意している対象者のなかで別な対象者の紹介が可能な者も確認できている。平成28年度上半期は、5名の研究協力者より計9例(テーマ)のインタビュー調査を実施した。関東圏内における熟練した訪問看護師へのインタビューおよび前後のフィールド調査(計13回)を実施した。前年度の地域連絡会議等への参加によってフィールド調査の項目を計画当初より拡大してのぞむことができた。インタビューを通して、Loss of controlや関連する用語を参加者と共有する機会にもなり、研究の意義と重要性を確認することができた。また8月に開催された日本難病看護学会にて本研究の文献検討内容を発表した。わが国におけるALSの人々と医療者のやりとりをまとめた文献(資料や総説を含む)について、controlに関するALSの人々の4つの局面をレビューした。会場との意見交換を通してcontrolという用語のもつ多様な意味合い・解釈を確認し、用語の定義にむけた検討内容を整理につながった。平成28年度下半期は、インタビューデータの分析およびその解釈の妥当性確保にむけた所属研究機関における意見交換を実施した。計119枚のラベルより第1回目の分析を実施した。しかしいくつかの分析過程において妥当性が十分ではないことがわかり、分析枠組みを修正して再分析することとした。研究計画に照らし合わせた平成29年度に向けた課題としては、1データ分析時間の確保、2解釈の妥当性確保に向けた研究協力者らとの交流機会の確保、の2点が挙げられる。1については所属機関との調整によって本研究のためのエフォートを拡大することができたため、計画にそって分析作業を進めることとする。2については所属機関における研究活動および外部における研究会への参加を通して研究課題に関する意見交換の場を確保する予定である。インタビューについて、5名の参加者より計9例のテーマを収集することができ、分析に必要なデータ量(多様性)を満たすことができた。また前年度の予定通り、学会での発表を実施できたことで研究に関する用語の操作的定義に必要な整理につなげることができた。しかし、分析作業に必要な時間を十分に確保することができなかった。これは1下半期における所属機関での本務に必要な時間の予測および調整が不十分であったことにある。また、2新たに導入した分析ソフトの操作に慣れるまでに要する時間を予測していなかったことも原因の一つである。本研究の目的は、Loss of controlに至る筋萎縮性側索硬化症(以下ALS)患者への支援を訪問看護師の語りから明らかにすることである。

平成29年度は、収集されたインタビュー調査内容を分析した。ある訪問看護師は、進行し続けるALSの症状をまのあたりにし、あるいは知識として理解する中で、ALSの人々の痛みを深く感じ取り、日常の些細な選択場面にも有限さを意味づけ、先見性をもって本人や家族や関係者にその貴重さを説いていた。しかし、かかわりあう多様な人々それぞれの価値観がすれ違うなかでいたずらに時間が過ぎ、止まることの無い症状の進行に再びALSの人々の痛みをより深く意味づけていた。それゆえ、訪問看護師は実践の不確かさを無視した本人への歩み寄りを避け、だからこそ、外に向かって踏み出された本人の一歩に多くの孤独を乗り越えている尊さを静かな感激とともに受け取り、ふたたび歩みをすすめていた。しかしながら、依然、いたずらに過ぎ去る時間もあるなかで、経験の少ない訪問看護師は、ALSの本人に備わった潜在力に頼るほかない実践のありようにばかり目が向き心労が重なっていた。このときベテランの訪問看護師は、不確かさに目を背けない局面や、本人と別々な世界を歩き続けていることを覚知する局面を容認することで、看護師の不確かな見立てに依拠するのではなく本人にその指示をまかせる実践にこそ為すべき支援を意味づけていた。そして、いたずらに過ぎ去っていた時間は、構築すべきケアチームを本人が吟味する大切な時間へと意味づけされ、足をとめる局面は本人からの応えをじっと待つ積極的な意味づけへと変わっていた。質的統合法は仮説発想型の分析法である。本研究の結果は、Loss of controlに至るALSの人々への訪問看護師の支援にいくつかの仮説を導いた。今後の仮説検証により、支援の構造を明らかにすることが必要である。本研究では、訪問看護師への半構造的面接により、Loss of controlに至るALSの人々への支援を検討した。質的統合法による分析の結果、訪問看護師は、ALSの人々は症状の進行とともに身体機能を失いつつも、日々新しい生活を営む方法を獲得し続けており、ALSの人々はコントロールを発揮し続けていると捉えていた。そして、獲得し続けるALSの人々の姿を彼らの周囲の人々に気付かせ、またALSの人々に自分のケアチームを構築する意義に気付かせることは、彼らにコントロールを実感させる支援となることが示唆された。今後、本研究によって得られた仮説の検証により、支援の構造を明らかにしていきたい。文献検討内容の発表については、計画していた平成27年11月から平成28年8月の学術集会へ発表先を変更し、4月からのインタビュー調査と並行して演題投稿用にまとめることで対応したい。また対象者が予定人数に達していない点については、雪だるま方式による対象者数の確保や分析枠組みに照らし合わせた対象者数の調整を検討する予定である。上記理由のなかで1については、所属機関との調整によって確保した研究時間の中で再分析をすすめることとする。
グルコキナーゼの制御による膵β細胞量調節メカニズムの解明

2型糖尿病の病態の特徴の一つとして、進行性の膵β細胞量の低下があげられる。それゆえ、膵β細胞量の進行性低下を予防し、膵β細胞量を保持することが2型糖尿病の病態に即した治療として考えられる。グルコキナーゼは膵β細胞量調節機構に重要な役割を果たしているが、膵β細胞量の進行性低下に対するグルコキナーゼの影響は明らかでない。本研究において、グルコキナーゼの制御による膵β細胞量調節メカニズムの解明を目指す。
細胞レベルにおける肺移植免疫制御の基礎的研究

本研究では肺・心肺移植におけるドナー肺実質細胞がレシピエントリンパ球の賦活化に関与するかどうかに関して基礎的な検討を行った。2年間の研究で明らかとなった点について要約する。6年度は、適当な条件下で気道上皮細胞株がアロリンパ球に指向性活性を与える事を明らかにした。7年度は気道上皮細胞表面に発現する接着分子と賦活能との関連について検討を行った。ヒト末梢血リンパ球(PBL)10^7個をeffectorとし、stimulatorを同種気道上皮細胞株BEAS2B(B2B)とした混合細胞培養系におけるPBLのIL-2,10分泌能を検討した。培養72時間後のPBL-B2B混合培養では、中等度の細胞増殖を認め、培養液中IL-2濃度は上昇しなかったがIL-10濃度は128±110pg/mLであり、通常のリンパ球混合培養の9.30±11.8より有意に高値であった。次いで、B2B表面を、免疫活性発現に関連する(A)抗HLA-classI(B)classII(C)抗ICAM-1(D)抗B7(E)抗LFA-3モノクローナル抗体(MAb)にて予めマスクしPBL-B2B混合培養後の活性PBL生細胞をMTTassayにて測定した。培養72時間後のHLA-classI,II、LFA-3のマスクで有意にMLC活性が低下したがICMA-1,B7では低下しなかった。気道上皮細胞株B2Bは同種PBLとの混合培養でIL-10分泌を誘導した。B2B刺激でPBLのTh2分画が活性化したと考えられた。この活性化にはLFA-3が関与していた。B2B表面にはICAM-1,B7が発現しているのにこれを阻害しても活性化が低下しなかったことは、別の機序によるCOS機能の低下があるか、または別種のCOSが欠損している可能性があると考えられた。平成6年度では、ヒト細胞培養系において同種気道上皮細胞株をstimulatorとした場合、同種リンパ球が活性化されるかどうかをIL-2,10分泌能を中心に検討した。[方法]ヒト末梢血リンパ球(PBL)10^7個をeffectorとし、stimulatorとしては、(1)同種PBL(2)同種気道上皮細胞株BEAS-2Bとしたリンパ球混合培養系(MLC)を作成した。コントロールとして(3)stimulatorなし(4)effectorなしの以上4種類のMLCを作成した。培養72時間後の生細胞数の直接計数・MTT assay・上清中のIL-2,IL10濃度を測定した。またBEAS-2BおよびPBLについて、抗HLA-class Iおよびclass-II monoclonal抗体で染色し、Flow cvtometry(FCM)を行った。[結果](A)MLCの72時間後の各々の生細胞数・MTTassay活性ではともに(1)>(2)>(3)の順であった。(B)IL-2濃度:(1)2.13±0.26(Unit/ML)(2)1.82±0.12(3)1.45±0.54(4)1.42±0.10であり、(1)>(2),(3)と有意差を認めた。(C)IL-10濃度:

(1)9.30±11.8(pg/mL)(2)128±110(3)13.0±15.3(4)8.9±17.8であり、有意に(2)>(1),(3)であった。(D)FCMではBEAS-2BはClass-I,II各々ほぼ100%染色陽性であった。[考察]BEAS-2Bは細胞表面にHLA-Class I,IIを発現していたが、MLCでは同種PBL刺激と比較して、軽度の細胞増殖を引き起こし、IL-2分泌誘導は有意に少なく、またIL-10分泌を有意に促進した。即ちIL-2分泌に続くTh,CTLのclonal expansionが十分進まず、さらにIL-10によってCTLの増殖阻害が起こると考えられた。仮説としてBEAS-2Bは同種リンパ球のTh2分画を刺激・活性化すると考えられた。[結論]気道上皮細胞株Beas-2Bは同種PBLとのMLCにおいて、PBLを増殖させるがIL-2分泌増加は軽度で、IL-10分泌を促進した。本研究は気道上皮細胞の同種リンパ球の賊活能に関する基礎的な検討を行ってきたが、昨年度の検討では、適当な条件下で気道上皮細胞株がアロリンパ球にMHC指向性活性を与える事を明らかにした。本年度は気道上皮細胞表面に発現する接着分子と賊活能との関連について検討を行った。FlowcytometryによるB2B表面抗原解析では上記5抗原全て染色陽性であった。MTTではB2BがSTMの場合、Mabマスクによる比活性は(MAb非処理=100%)HLA class I 92±0.6%,class II 86±2.6,ICAM-1 103±2.5,B7 105±4.9,LFA-39±2.1であり、HLA-class I,II、LFA-3のマスクで有意にMLC活性が低下したがICAM-1,B7では低下しなかった。STMがアロまたは自己PBLの場合にはいずれも有意なMLC活性低下を示した。B2Bは通常アロPBLにTh-2優位の活性化を起こす事を既に明らかにしたが、ICAM-1,B7が発現しているのにこれを阻害しても活性化が低下しなかったことは、別の機序によるCOSの低下がすでにあるか、または別種のCOSが欠損している可能性がある。