hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実験用サル類を用いた心疾患モデルの構築および病態解析

心疾患に対する病態解明、新規治療・診断法の開発研究を行う上ではヒトにより近縁な霊長類モデルの樹立が求められている。そのため、本研究では実験用サル類繁殖コロニーを対象に、様々な心疾患の抽出・解析を行ってきた。これまでに、カニクイザルにおいては心室中隔欠損症、右室二腔症、弁膜症、拡張型心筋症、アフリカミドリザルにおいては心筋症、心室性期外収縮と言った多様な心疾患を抽出することに成功している。特に今年度は心不全病態を伴う拡張型心筋症に着目し、詳細な解析を行った。その結果、まず同様の症状を呈する個体が複数存在する事を確認した。また、心不全病態の新たな解析結果としてMRIを用いた画像診断においてびまん性の心室拡張、壁運動低下を認め、ガドリニウムを用いた遅延造影法による心筋バイアビリティの描写にも成功した。さらに、これらの個体の一部には同一家系内に同様の病態を呈する個体が認められ、家系性疾患であることが示唆された。そのため、これまで報告されているδ-sarcoglycan、phospholambanにおけるmutationの相同領域を検索した結果、本疾患においてヒトと全く一致するものは認められなかった。しかしながら、この様なヒトの病態を忠実に反映するサルの疾患モデルが得られたと言う結果を現在国際紙に投稿中であると同時に、国内外の学会等でも広く報告し、情報収集を行った結果、得られた疾患モデルは貴重な研究資源であり、これらの個体とその遺伝子や組織サンプルを維持管理する事は心臓病態学のみならず生物資源研究上の大きな成果であることも示唆された。引き続きこうした疾患モデルの抽出・解析を継続し、得られた疾患モデルのSNPs、疾患関連遺伝子・蛋白質などのより詳細な解析を進め、その病態機序を明らかにし、新規治療・診断開発研究に役立てると共に、疾患モデルとしての付加価値をより高めることを目指したい。心疾患は世界各国で疫学上大きな問題となっており、その病態解明、治療法の前臨床試験には大型動物の疾患モデルが必須となる。そのため、本研究ではヒトと遺伝的に近い実験用サルの繁殖コロニーにおける自然発症性心疾患モデルの抽出・病態解析を試み、本年度は下記の結果を得た。1.当該年度は当施設内に維持されているサル繁殖コロニーを対象に横断的心機能検査を行う事に重点を置き、100頭以上の個体を検査し、サルの心機能評価基準を樹立した。2.それら基準に照らし、カニクイザルにおいて新たに心室中隔欠損症、右室二腔症、拡張型心筋症を確定診断した。特に拡張型心筋症個体では精査の結果、低血圧、機能障害、心臓ペプチドホルモンの上昇など心不全病態を疑う個体が存在した。心室中隔欠損では筋性部および膜性部に欠損部位を認める個体をそれぞれ抽出した。また、右室二腔症においては、腫瘤塊が血栓由来であることが明らかとなった。3.アフリカミドリザルにおいては36頭中11頭に拡張型および肥大型心筋症や心室性期外収縮を呈する個体が存在することを明らかにした。一部の個体については病理組織学的検索を行い、心筋の間質線維化や錯綜配列などを認めた。4.これらの結果を国内外の学会等で報告すると共に、各施設での実験用サル類の心疾患発生状況について情報収集を行った。その結果、国内や韓国で維持されている野外飼育ザルやアフリカミドリザルにおいても僅かながら心筋の繊維化や心臓の拡大など、心疾患を示唆する所見を得ていることが明らかとなった。しかし、体系立てた検査や確定診断の例は依然として少なく、心疾患モデルとしては本研究で得られる疾患群の充実が貴重な研究資源として医科学研究の発展に重要であるという示唆が得られた。引き続き疾患の抽出を進めると同時に、これまで得られた心疾患に関してSNPs、疾患関連遺伝子、蛋白質の解析などを行う予定である。

引き続きこうした疾患モデルの抽出・解析を継続し、得られた疾患モデルのSNPs、疾患関連遺伝子・蛋白質などのより詳細な解析を進め、その病態機序を明らかにし、新規治療・診断開発研究に役立てると共に、疾患モデルとしての付加価値をより高めることを目指したい。
陸奥湾における流動構造の不定性と突発的水交換機構の解明と発生予測

本研究は、陸奥湾湾口部における流動構造の時空間的な不定性の原因を明らかにするために、気象海象の変動に着目した調査・解析を行うとともに、生物環境に大きな影響を及ぼす突発的な流況変化と水交換機構の解明を目的としている。本研究によって得られた主たる成果は以下のとおりである。1.湾口横断連続観測より、成層期の湾口部の流動と水交換は、海峡部(特に太平洋側)の潮位特性に大きく依存し、海峡部の潮汐パターンの違いが流動構造の不定性の要因となっている。2.津軽海峡を含む陸奥湾周辺海域の流動シミュレーションと現地観測より、竜飛岬沖で発生した地形性渦が東方に流下しながら発達し、その消長が湾口部周辺の流動構造に影響を及ぼしている。3.過去の観測で捉えられた湾外から湾内に伝播する内部波も数値計算で再現され、湾口部の水交換と混合に寄与している。4.気圧の時空間変動を三次元バロクリニック流動モデルに組み込み、低気圧通過時の流動解析を行った結果、湾口部で観測された密度の急変現象は、低気圧通過に伴う風によって引き起こされたことがわかった。5.流動計算によって得られた流れ場において粒子追跡シミュレーションを行った結果、低気圧通過時には水交換が促進され、特に東湾の水交換が活発になされることも明らかとなった。1.成層期の流況と密度構造の実態を把握するために、8月下旬に陸奥湾湾口部において現地観測を実施した。観測には、ADCPと深度計付き水質計を使用し、流速、水温、塩分、クロロフィルの時空間構造の計測を行った。2.一潮汐約13時間の横断連続観測によって得られた結果を基に、潮汐残差流の直接抽出と、質量、塩分、クロロフィル等の断面輸送量の算定を行った結果、概ね表層と底流で流出、中層で流入が支配的な3層構造を呈していた。この結果は、湾内潮差および津軽海峡部の海面位分布がほぼ等しかった1996年の観測結果と同様の傾向にあり、成層期の湾口部の流動と水交換は、海峡部(特に太平洋側)の潮位特性に大きく依存していることがわかった。3.観測が困難な冬季(混合期)の流動構造を明らかにするために、津軽海峡を含む広領域を対象に準三次元バロトロピックモデルによる流動のシミュレーションを実施した。その結果、海峡部の流況は主として太平洋側の潮汐条件の依存し、流速値が大きく変化するにもかかわらず、湾口部では潮汐に起因した流動と残差流はきわめて小さく、水交換にはほとんど寄与しないことがわかった。その一方で、風の効果を考慮した計算を行ったところ、表層部の流動は大きく変化し、東風時に流出、西風時に流入層が現れ、海水交換に風が大きく作用していることが明らかになった。1.日潮不等が大きい8月2630日に現地観測を実施し、流動と密度構造の不定性と普遍的構造の解析を行った。その結果、湾口部の残差流系は日潮不等が大きかった1997年の観測結果と類似の構造を呈し、海峡部の潮汐パターンが湾口部の流動を支配していることが明らかとなった。また、津軽海峡前面(湾口北側)において実施した横断観測と定点連続観測の結果には、組織的な渦構造を示唆する流速変動が捉えられていた。2.三次元バロクリニック流動モデルを用い、津軽海峡を含む陸奥湾周辺海域の流動シミュレーションを行い、観測結果と比較した結果、竜飛岬沖で発生した地形性渦が東方に流下しながら発達し湾口部周辺の流動構造に影響を及ぼしていることがわかった。また、過去の観測で捉えられた湾外から湾内に伝播する内部波も数値計算で再現され、湾口部の水交換と混合に寄与していることがわかった。3.湾内に設置された自動観測ブイの長期データを基に気象と流動の関係を解析した結果、夏季において湾央で観測された東西風速と湾口部の南北流速に約11時間の位相差を有する高い相関が認められ、湾口部上層における東風時の流出現象は湾内水のセットアップによることが示唆された。

また、低気圧通過時に高密度の水塊が湾内に流入し、低気圧通過後に低密度の湾内水が流出しているようすも捉えられ、気象擾乱が水交換に大きく作用していることが明らかとなった。本研究は、陸奥湾湾口部における流動構造の時空間的な不定性の原因を明らかにするために、気象海象の変動に着目した調査・解析を行うとともに、生物環境に大きな影響を及ぼす突発的な流況変化と水交換機構の解明を目的としている。研究最終年度にあたる本年度は、以下に示す成果が得られた。流況の再現計算において、適切な初期・境界条件を与えるために、湾内の水温・塩分の空間構造の実態把握に向けた現地観測を9/59/9に実施した。観測には、ADCPと深度付き水質計を使用し、湾内の北側海域を中心に鉛直構造の計測と解析を行った。また、東風連吹時に東岸から南岸に至る湾岸において地形に依存する風速・風向特性を捉え、風況シミュレーションの検証に用いた。気圧の時空間変動より傾度風MASCONモデルにより風況の再現計算を行い、実測データとの検証を行った後、三次元バロクリニック流動モデルに組み込み、低気圧通過時の流動解析を行った。その結果、湾口部で観測された密度の急変現象は、低気圧通過に伴う風によって引き起こされたことがわかった。また、得られた流速場のデータを基に、粒子追跡シミュレーションを行った結果、低気圧通過時には水交換が促進され、特に東湾の水交換が活発になされることも明らかとなった。さらに、成層構造が異なる夏季と冬季の再現計算を行った結果、冬季の東風は湾全域で水交換を促進するが、冬季の西風は東湾の水交換に対してはむしろ抑制効果が現れることが明らかになった。以上、本年度の研究によって得られた知見は、学会で発表するとともに、最終年度として報告書にまとめた。
発達脳におけるシナプス除去と機能成熟に関与するシグナル伝達系

本研究では、発達期小脳でみられる登上線維シナプス除去と機能成熟の分子機構を解明することを目標とし、種々の自然発生ミュータントマウスおよび遺伝子改変マウスの解析を行ってきた。本年度は、高閾値型のP/Qタイプカルシウムチャネルを形成するα1Aサブユニットのノックアウトマウス(α1A-/-)と、抑制性伝達物質のGABA合成酵素GAD67のノックアウトマウスと野生型マウスとのヘテロマウス(GAD67+/-)を調べた。生後34週目のα1A-/-では、80%以上のプルキンエ細胞が複数の登上線維による多重支配を受けていることが電気生理学的及び形態学的解析の結果明らかになった。生後1日目からの発達の様子を電気生理学的に詳細に解析した結果、α1A-/-では、生後10日までの過剰な登上線維シナプス除去(前期シナプス除去過程)が著しく障害されていることが判明した。一方、生後10日から16日の間の除去(後期シナプス除去過程)は正常におこった。これから、P/Qタイプカルシウムチャネルを介するプルキンエ細胞へのカルシウム流入が、前期シナプス除去過程に必須であり、後期シナプス除去過程には別の機構が関与することが示唆された。GAD67+/-では、成熟しても多重登上線維支配を受けるプルキンエ細胞の割合が野生型マウスに比べて明らかに高いという予備的結果を得た。このGAD67+/-の生後1日目からの発達を電気生理学的および形態学的に詳細に解析するとともに、もうひとつのGABA合成酵素であるGAD65のノックアウトマウスを調べ、登上線維シナプス除去と機能成熟に対する抑制性シナプス入力の役割を明らかにするのが今後の課題である。本研究では、発達期小脳でみられる登上線維シナプス除去と機能成熟をモデルとして、機能的神経回路形成に関与する新たな細胞間情報伝達物質を同定することを目標にしている。このため、ethylene-vinylacetate copolymer(Elvax)法を用いて、発達期マウス小脳に種々の薬物を持続投与する実験を行なった。薬物とElvaxを溶媒によって混合し、200-400μm程度のフィルム状に引き伸し、500x500μm程度の微小ブロックを作製した。これを、生後10日前後のマウスの小脳表面に植え込んだ後に、マウスを生後30日程度まで成長させ、小脳スライスを作製した。プルキンエ細胞からwhole-cell patch-clampを行ない、登上線維を電気刺激して、プルキンエ細胞が何本の登上線維によって支配されているか、またそのシナプス伝達の性質について調べた。本年度は、まず、一酸化窒素(NO)から、soluble guanylate cyclaseとcGMP-dependent protein kinase(G kinase)につながる系に注目し、NO合成酵素(NOS)の非選択的ブロッカーであるL-NAMEとsolubleguanylate cyclaseのブロッカーであるODQを持続投与し、その効果を調べた。しかし、これまでにL-NAMEやODQの持続投与が登上線維シナプス除去に影響するという事実は得られていない。神経型NOSのノックアウトマウスにおいても、登上線維シナプス除去に異常はみられなかった。また、一方、インシュリン様増殖因子(IGF-1)とその受容体を介して細胞内チロシンリン酸化に至る系に関しては、IGF-1の持続投与により、登上線維によって多重支配されるプルキンエ細胞の比率が増大するという予備的な結果が得られた。今後、更なる検討を加える予定である。本研究では、発達期小脳でみられる登上線維シナプス除去と機能成熟に関与する新たな細胞間情報伝達物質の同定を目標にしている。このため、ethylene-vinylacetate copolymer(Elvax)法を用いて、発達期マウス小脳に薬物を持続投与する実験を行なった。薬物とElvaxを溶媒により混合し、微小ブロックを作製し、生後10日前後のマウスの小脳表面に植え込んだ。マウスを生後30日程度まで成長させ、小脳スライスを作製した。プルキンエ細胞からwhole-cell patch-clampを行ない、登上線維を電気刺激して、プルキンエ細胞が何本の登上線維によって支配されているかを調べた。本年度は、インシュリン様増殖因子(IGF-1)とインターロイキン6(IL6)の効果を検討した。IGF-1を生後12日以降の小脳に局所投与しても効果がなかったが、生後8日から投与すると登上線維多重支配の残存が認められた。反対にIGF-1とその受容体の機能阻害抗体を生後8日から投与すると、多重支配を受けるプルキンエ細胞の比率が有意に減少し、登上線維シナプス応答が減弱した。これらから、IGF-1は生後8日から12日の間の登上線維シナプス発達に関与することが明らかになった。また、生後12日以降のIL6の持続投与により、登上線維多重支配の残存が認められるという予備的な結果が得られた。また、登上線維の起始核の下オリーブ核と小脳皮質を共培養し、登上線維-プルキンエ細胞シナプスをin vitroで形成させる系の開発を行なった。プルキンエ細胞を先行して単離培養し、23目後に下オリーブ核スライスをのせる方法により、登上線維の急速な伸展を観察することが可能となった。また伸展しつつある登上線維をgene gunによる蛍光色素打ち込み技術によって標識し、レーザー共焦点顕微鏡でコマ撮り撮影することが可能になった。

本研究では、発達期小脳でみられる登上線維シナプス除去と機能成熟に関与する新たな細胞間情報伝達物質の同定しその分子機構を解明することを目標にしている。このため、ethylene-vinylacetate copolymer (Elvax)法を用いて、発達期マウス小脳に薬物を持続投与する実験を行なった。薬物とElvaxを溶媒により混合し、微小ブロックを作製し、生後10日前後のマウスの小脳表面に植え込んだ。マウスを生後30日程度まで成長させ、小脳スライスを作製した。プルキンエ細胞からwhole-cell patch-clampを行ない、登上線維を電気刺激して、プルキンエ細胞が何本の登上線維によって支配されているかを調べた。昨年度からの継続研究により、生後8日から12日の小脳内に存在する内因性のI型インシュリン様増殖因子が登上線維シナプスの栄養因子として機能し、その欠乏がシナプス除去につながる可能性が強まった。また、生後12日以降の小脳へのインターロイキン6(IL6)の持続投与により、登上線維多重支配の残存が認められ、その機能阻害抗体の投与により多重支配の比率が対照群に比べて有意に減少したことから、内因性のIL6も登上線維シナプスの栄養因子として機能することが示唆された。また、小脳プルキンエ細胞の単離培養系において、IGF-1がプルキンエ細胞の生存と細胞体および樹状突起の伸展を著明に促進することを明らかにした。樹状突起の伸展効果は、顆粒細胞の数には相関しなかったが、アストログリアの数およびアストログリアの突起とプルキンエ細胞樹状突起の接触点の数に正の相関が認められた。これらから、IGF-Iの効果はプルキンエ細胞に対する直接作用だけでなく、アストログリアを介する間接効果も含むことが示唆された。本研究では、発達期小脳でみられる登上線維シナプス除去と機能成熟の分子機構を解明することを目標とし、種々の自然発生ミュータントマウスおよび遺伝子改変マウスの解析を計画している。本年度は、dilute-neurological (dn)mouse(ミオシンVの異常により、プルキンエ細胞樹状突起スパイン内の滑面小包体に異常がある)と高閾値型のP/Qタイプカルシウムチャネルを形成するα1Aサブユニットのノックアウトマウス(α1A-/-)を調べた。dn mouseでは、正常マウスと比較して、登上線維による多重支配の度合いには差はなかったが、登上線維刺激による興奮性シナプス後電流(EPSC)の振幅が小さく、decayが早く、また、2発刺激に対するpaired-pulse depressionが起こりやすかった。一方、もうひとつの興奮性入力である平行線維の刺激によるEPSCは正常であった。この結果から、dn mouseでは登上線維シナプスが相対的に弱化していることがわかった。α1A-/-では、プルキンエ細胞樹状突起における登上線維支配領域の退縮と、平行線維支配領域の拡大がみられた。正常では、登上線維は近位樹状突起を、平行線維遠位樹状突起を支配している。α1A-/-の電気生理学的及び形態学的解析の結果、登上線維はより近位の樹状突起や細胞体にシナプスを形成しており、平行線維は遠位樹状突起のみならず近位樹状突起や細胞体にシナプスを形成していることが判明した。
マイクロカプセル配合塗料の疲労亀裂検出への適用

マイクロカプセル配合塗料により,静的載荷による炭素繊維プレートの鋼板からのはく離および円孔から発生する亀裂の検出の可能性を明らかにすることを目的として,次の研究を行った.1.炭素繊維プレートの鋼板からのはく離の検出炭素繊維プレートの鋼板からのはく離の検出の可能性を明らかにするために,厚さ12mm,幅40mmの鋼板に貼付けられた炭素繊維プレートの付着端にマイクロカプセル配合塗料を塗布した試験片の引張試験を行った.炭素繊維プレートは,付着端からはく離した.はく離した位置に塗布されたマイクロカプセル配合塗料に割れは見られたが,その割れから染料が漏出しなかった.2.円孔から発生する亀裂の検出円孔から発生する亀裂の検出の可能性を明らかにするために,中央に直径25mmの円孔を有する厚さ9mm,幅150mmの鋼板にマイクロカプセル配合塗料を塗布し,静的試験および疲労試験を行った.静的試験では,応力集中によって大きなひずみが生じている円孔の縁の塗料が割れ,荷重が板の降状荷重に達した後,大部分の塗料に割れが見られた.しかし割れから染料の漏出がなかったため,母材に生じたひずみに追随できずに塗料がはく離したことがわかる.疲労試験では,円孔の縁から疲労亀裂が発生し,その位置の塗料が割れ,染料が漏出した.疲労試験の間,継続的に計測していた円孔近傍のひずみが大きく変化したとき,染料が漏出したことから,マイクロカプセル配合塗料を用いて,円孔から発生する疲労亀裂が検出できる.さらに,染料が漏出した長さと,発生した疲労亀裂の長さが一致していたため,マイクロカプセル配合塗料は亀裂の伝播の追跡にも利用できる.以上のことから,母材に生じるひずみによって塗料がはく離しない場合に限り,マイクロカプセル配合塗料で,疲労亀裂の発生の検出と伝播の追跡が可能であることが明らかとなった.マイクロカプセル配合塗料により,静的載荷による炭素繊維シートの鋼板からのはく離および鋼桁の亀裂の伝播の検出の可能性を明らかにすることを目的として,次の研究を行った.1.炭素繊維シートの鋼板からのはく離の検出炭素繊維シートの鋼板からのはく離の検出の可能性を明らかにするために,厚さ9mm,幅50mmの鋼板に貼付けられた炭素繊維シートの端部にマイクロカプセル配合塗料を塗布した試験体の引張試験を行った.炭素繊維シートの積層数は2,6および10層とした.さらにガラス繊維シート1層を鋼板に貼付けた試験体の引張試験も行った.すべての積層数において,炭素繊維シートが塗料とともに鋼板から急激にはく離した.はく離した断面にはマイクロカプセルに内包されていた染料が部分的に現れた.ガラス繊維シート1層を貼付けた試験体では,シートの端部ではなくシート全体に渡ってはく離が段階的に発生した.この試験体ではシート端部に塗布した塗料の割れが見られたが,その割れから染料が漏出しなかった.2.鋼桁に発生した亀裂の伝播の検出マイクロカプセル配合塗料による亀裂の伝播の検出の可能性を明らかにするために,亀裂を有する鋼桁の静的載荷試験を行った.対象とした亀裂は曲げの引張り側の亀裂およびウェブと上フランジの溶接に発生する亀裂である.マイクロカプセル配合塗料を亀裂の先端近傍に塗布した.試験の結果どちらの試験体も静的載荷により亀裂が伝播しなかった.亀裂開口に伴って亀裂先端近傍に塑性変形が発生したが塗料の割れは見られなかった.マイクロカプセル配合塗料により,静的載荷による炭素繊維プレートの鋼板からのはく離および円孔から発生する亀裂の検出の可能性を明らかにすることを目的として,次の研究を行った.1.炭素繊維プレートの鋼板からのはく離の検出炭素繊維プレートの鋼板からのはく離の検出の可能性を明らかにするために,厚さ12mm,幅40mmの鋼板に貼付けられた炭素繊維プレートの付着端にマイクロカプセル配合塗料を塗布した試験片の引張試験を行った.炭素繊維プレートは,付着端からはく離した.はく離した位置に塗布されたマイクロカプセル配合塗料に割れは見られたが,その割れから染料が漏出しなかった.2.円孔から発生する亀裂の検出円孔から発生する亀裂の検出の可能性を明らかにするために,中央に直径25mmの円孔を有する厚さ9mm,幅150mmの鋼板にマイクロカプセル配合塗料を塗布し,静的試験および疲労試験を行った.静的試験では,応力集中によって大きなひずみが生じている円孔の縁の塗料が割れ,荷重が板の降状荷重に達した後,大部分の塗料に割れが見られた.しかし割れから染料の漏出がなかったため,母材に生じたひずみに追随できずに塗料がはく離したことがわかる.疲労試験では,円孔の縁から疲労亀裂が発生し,その位置の塗料が割れ,染料が漏出した.疲労試験の間,継続的に計測していた円孔近傍のひずみが大きく変化したとき,染料が漏出したことから,マイクロカプセル配合塗料を用いて,円孔から発生する疲労亀裂が検出できる.さらに,染料が漏出した長さと,発生した疲労亀裂の長さが一致していたため,マイクロカプセル配合塗料は亀裂の伝播の追跡にも利用できる.以上のことから,母材に生じるひずみによって塗料がはく離しない場合に限り,マイクロカプセル配合塗料で,疲労亀裂の発生の検出と伝播の追跡が可能であることが明らかとなった.
小児版・作業に関する自己評価の信頼性と妥当性の検討

クライアント中心の小児作業療法のため、小児版・作業に関する自己評価(COSA)の日本版作成に取り組んだ。356名の健常児にCOSAを実施し,検査-再検査信頼性と内的整合性,構成概念妥当性、基準関連妥当性を検討した.その結果,COSAはこれらの信頼性と妥当性を備えていると考えられ,COSAの日本での適応可能性が見出された.小児作業療法でのクライアント中心の評価と効果的介入は重要な課題であり,本研究の成果は意義深いと考える.クライアント中心の小児作業療法のため、小児版・作業に関する自己評価(COSA)の日本版作成に取り組んだ。356名の健常児にCOSAを実施し,検査-再検査信頼性と内的整合性,構成概念妥当性、基準関連妥当性を検討した.その結果,COSAはこれらの信頼性と妥当性を備えていると考えられ,COSAの日本での適応可能性が見出された.小児作業療法でのクライアント中心の評価と効果的介入は重要な課題であり,本研究の成果は意義深いと考える.小児版・作業に関する自己評価(COSA)はアメリカで開発された,日常的活動についての子ども自身の作業有能性と価値というQOLに関連した認識を捉えることができる評価法である.評価実施後の面接を通して,発達障害を持つクライアントとセラピストの共通した目標設定と介入計画をもたらすクライアント中心の評価法であり,効果測定にも使用可能なものである.COSAの日本語訳に関しては,筆者らの先行研究により,すでに言語的妥当性が確認されている.COSAの日本版を完成させるために356名の健常児にCOSAを実施し,データを収集した.実施した調査はCOSA,小学生版QOL尺度,児童版自己効力感尺度,PedsQLの4種類であった.COSAは2週間の間をあけて2回行った.有能性尺度と価値(重要性)尺度の4段階の評定をそれぞれ1点,2点,3点,4点として集計し,統計量を算出し,COSAの検査-再検査信頼性と内的整合性,因子分析による構成概念妥当性を検討した、主因子法・プロマツクス回転による探索的因子分析から,日本版COSAは「挑戦的作業」「動機づけられた作業」「日常生活課題」「期待された課題」の4因子構造を持つことがわかり,これらの因子構造は作業の分類と関連すると考えられた.作業有能性と価値の検査-再検査相関はそれぞれ,r=0.78とr=0.76であり,1%水準で有意な相関が認められた.また,内部一貫性を示すCronbachのα係数は,それぞれα=0.86とα=0.92であった.以上の結果より,日本語に訳されたCOSAは高い再検査信頼性と構成概念妥当性を持つと考えられ,COSAの日本での適応可能性が見出された.わが国の発達障害作業療法領域において,クライアント中心の評価とそれに基づく効果的介人は重要な課題であり,その実践への手掛かりとなる意味で本研究は非常に意義深いと考える.小児版・作業に関する自己評価(COSA)は日常的活動についての子ども自身の作業有能性と価値というQOLに関連した認識を捉えることができる評価法である.評価実施後の面接を通して,発達障害のあるクライアントと作業療法支援を行うセラピストとの共通した目標設定と介入計画をもたらすクライアント中心の評価法であり,効果測定にも使用可能なものである.この評価法を用いた発達障害児への作業療法介入を可能にすることが研究の目的である.その中でも本年度の目的は,COSAの日本版を作成するために収集した健常児のデータについて,アメリカで開発された子どものQOLを測定する尺度である日本語版PedsQLを用いて,基準関連妥当性を検討することである通常学級に通う小学3年生と6年生合計356名を対象に,集団で日本版COSAと日本語版PedsQLを実施し,両尺度の合計得点,各下位尺度得点を用いて,Spearmanの順位相関係数を算出した.その結果,日本版COSA作業有能性得点と日本語版PedsQL合計得点(rs=-.147,P=0.007)および学校下位尺度得点(rs=-.225,P=0.000)で1%水準の有意な相関が認められ,感情の機能下位尺度得点rs=-.121,P=0.028)で5%水準の有意な相関が認められた.COSAは作業参加に関して,作業有能性と重要性(価値)を自己評価する尺度である.作業有能性とは,「生産的であり,満足する作業行動のパターンを維持すること」と定義され,有能性が高くなることにより満足度が向上することが考えられる.COSAでは質問項目に対して自己の有能さの程度を考えて回答するものであり,得点が高いほど有能性は高いことを示している.一方,PedsQLでは得点が高いほどQOLは低いことを示している.本研究の結果から日本版COSAと日本語版PedsQLの得点は一貫して負の相関を示していた.以上より,日本版COSAが子どものQOLを部分的に評価しているものと考えられた
複雑系理論による複合的社会システムの分析とリスク管理への応用に関する研究

本研究では,複雑系理論による複合的社会システムの分析とそのリスク管理への応用について研究を進め,(1)複合的社会におけるリスク分析,リスク管理の現状分析,(2)複雑系によるシステム挙動の逐次観測とその移行過程(自己組織化)の解明,(3)経済社会のマクロレベルでのシステム記述と複雑系理論による予測と動的最適化の3つの分野について研究実績を残すことができた。具体的には,複合的社会システムの現状を自己組織的なダイナミカルモデルとして定式化することを基本方針として進め,不完備情報のもとでの予測理論,GA,カオス・フラクタル理論により分析の基本的手法を確立した。推論ルールの具体的な記述方法として多段ファジイなどの言語的システムを考察し動的最適化の理論を適用した。更に,企業における動的環境におけるリスク管理の現状,意思決定のありかた,公共政策における決定プロセスを事例として集積した。多量のデータからリスク管理に有効な多段ファジイルールを構成する場合の帰納的学習の基礎理論を遺伝的アルゴリズムを用いて開発した。不確実情報を含む計画問題の経済社会システムへの適用として結合ネットワークとして表現されたマクロ経済モデルをとりあげ,複雑系理論および動的計画法の理論に関する現在までの成果を応用した。以上の研究について、日本国内および海外の研究者との相互討論を行うと同時に,得られた結果を日本オペレーションズリサーチ学会,情報処理学会,日本経営工学会,経営情報学会等の研究会および学会誌等で随時公表した。本研究では,複雑系理論による複合的社会システムの分析とそのリスク管理への応用について,その第1段階に於ける理論的,実践的解明を達成することができた。計画では,(1)複合的社会におけるリスク分析,リスク管理の現状分析,(2)複雑系によるシステム挙動の逐次観測とその移行過程(自己組織化)の解明,(3)経済社会のマクロレベルでのシステム記述と複雑系理論による予測と動的最適化の3つの分けて実施する予定であった。複雑系によるシステム分析では,政府レベルのマクロ,複合的社会システムの現状を自己組織的なダイナミカルモデルとして定式化する課題について,GP(遺伝的プログラミング)を基にして,カオス・フラクタル理論により分析の基本的手法を確立することができた。また,ミクロレベルでは,多量のデータからリスク管理に有効な多段ファジイルールを構成する場合の帰納的学習の基礎理論を確立する場合に,遺伝的アルゴリズムを用いた適応的最適化手法を開発することができた。また推論ルールの具体的な記述方法として多段ファジイなどの言語的システムを考察し,動的最適化の理論の適用を試みることができた。システム記述と予測の性能評価においては,すでに開発している手法に加えて動的最適化の理論と遺伝的アルゴリズムによるルール合成と結合するアプローチの開発を行うことができた。以上の研究により得られた結果は,すでに電子情報通信学会の論文として2本掲載されており,その他の学会を含めて10数本にのぼる論文として公表されている。また,これらの研究論文の掲載に先立って,電子情報通信学会,日本オペレーションズリサーチ学会,情報処理学会,オフィスオーメーション学会,経営情報学会等の研究会で成果は公表されている。

不確実情報を含む計画問題の経済社会システムヘの適用として結合ネットワークとして表現されたマクロ経済モデルをとりあげ,複雑系理論および動的計画法の理論に関する現在までの成果を応用した。以上の研究について,日本国内および海外の研究者との相互討論を行うと同時に,得られた結果を日本オペレーションズリサーチ学会,情報処理学会,日本経営工学会,経営情報学会等の研究会および学会誌等で随時公表した。
湧昇生態系における低次生物生産過程の解析

表層連続モニター、リモートセンシング、オクトパスシステム、XBTなどの手法を開発・導入して、数キロメートルで、数日から一週間程度の小空間・短時間スケールの局地性沿岸湧昇水塊内での、植物・動物プランクトンを中心とした低次生産生物を対象に、その増殖応答のしくみを集中的に研究した。局地性湧昇水塊のとり扱いでは、地球物理学的視点が不可欠で、そのために別途、日本学術振興会の日米科学協力事業の援助を受け、米国研究者の参加をえて実施した。実験は主として伊豆諸島海域で、東大海洋研究所の"淡青丸"と、筑波大学下田臨海実験センターの"つくば"を利用して行ない、湧昇水塊の検出から、その内外での生物諸過程の時間変化把握を中心に進めた。その結果、局地性湧昇水塊としては、水塊が水深30100mから海面に湧出する場合が多く、湧出後は数日以内に植物プランクトンの増殖が活発化し、植物の生物量が時間とともに指数関数的に増大していく。その際すべてのグループの植物プランクトンの増殖が刺激されるが、中でも珪藻類の一部の種類で顕著である。湧出後間もない水塊内での植物プランクトンの光含成生産物では、タンパク質量が特徴的に高くなり、生物群規模の増大につながる。それに対し、古い湧昇水塊や湧昇水塊の外部では、糖などのエネルギー物質の生産が主で、現状群集の維持が中心となる。同様現象は動物プランクトンでも認められ、植物プランクトンが増加すると動物プランクトンの産卵率が上昇し、動物プランクトンの生物量も増加する。以上のように、湧昇は一時的に低次生物生産を高め、生物群集規模を拡大する。その程度は湧出する栄養物質量に依存するが、生産量として周辺水域の数10倍である。一連の研究結果を整理して、昭和62年12月4日に東大海洋研究所において"局地性湧昇と生物生産過程"と題したシンポジウムを開く予定である。
哺乳類生殖細胞に特異的に発現する新規遺伝子spergen-3のプロファイル解析

本研究は、哺乳類精子形成に関わると推足されるSpergen-3分子について、そのプロファイル解析を行なうことを目的とした。Spergen-3は1.9kbの遺伝子で、ラット精巣には生後3週目から発現する。分子量56KDa500アミノ酸残の蛋白質をコードし、そのN末にはタンデムに並んだアンキリンリビートモチーフ持つ。(Spergen-3は研究上Spergen-2としてジーンバンクに登録した。)Spergen-3に対する抗ペプチド抗体を作製し、免疫組織化学的解折を行なった所、この分子はペキテン期後期の精母細胞と精子細胞の核に局在することが判明した。また、イムノブロット解折によっても生殖細胞の核に存在することが明らかとなった。DNA染色法を併用して詳細な観察を行なった所、Spergen-3は核内のインタークロマチン空間に濃縮していることがわかった。そこでラット精細管の核分画を分取して、Spergen-3の溶出実験を行なった。その結果、Spergen-3はNaClの存在下において濃度依存的にDNaseにより核から溶出した。またDNAアフィニティーカラムを用いた溶出実験を行なった結果、Spergen-3はNaCl濃度依存的にDNAに結合していることが明らかとなった。これらの結果から、Spergen-3は生殖細胞において核内クロマチン結合蛋白質として存在すると考えられた。本研究は、哺乳類精子形成に関わると推足されるspergen-3分子に関して、そのプロファイル解析を行なうことを目的とする。spergen-3は1.9kbの遺伝子で、精巣には生後3週目から発現する。分子量56kDa,500アミノ酸残基をコードし、そのN末側にはタンデムに5個並んだアンキリンリピートモチーフを持つ。spergen-3は、研究上spergen-2としてジーンバンクに登録したので、以後spergen-2と記載する。spergen-2に対する抗ペプチド抗体を作製し、免疫組織化学的解析を行なった所、この分子は、パキテン期後期の精母細胞と精子細胞(step111)の核に局在することが判明した。またイムノブロット法を用いた解析においても、生殖細胞の核分画に存在することが明らかとなった。DNA染色法を用いて詳細な観察を行なった結果、spergen-2は核内のインタークロマチン空間に濃縮していることがわかった。これらの結果は、spergen-2が転写やmRNAのプロセシングに関わっている可能性を示している。現在、spergen-2とDNAの結合実験を行なっている。本研究は、哺乳類精子形成に関わると推定されるspergen-3分子について、そのプロファイル解析を行なうことを目的とした。spergen-3は研究上spergen-2として遺伝子バンクに登録したので、以下spergen-2として記載する。spergen-2は、精巣精細管上皮において、パキテン期精母細胞および精子細胞(step111)の核内に局在することが判明した。そこでラット精細管の核分画を超遠心密度公配法によって分取し、この分画を用いてspergen-2の溶出実験を行なった。分析はSDS-PAGE/ウェスタンブロットによって行なった。その結果、Naclの存在下において、spergen-2は濃度依存的にDNAaseによって核から溶出し、RNaseでは溶出されないことがわかった。また大腸菌によって作製したspergen-2をDNAアフィニティーカラムにかけ、塩による溶出実験を行なった所、DNAカラムに結合したspergen-2は、0.33MのNaClにより溶出されることが判明した。これらの結果は、spergen-2は生殖細胞の核内クロスキン結合蛋白質として存在することを示唆する。
胆道がんにおける線維芽細胞増殖因子受容体融合遺伝子は治療標的となるか？

胆道がん細胞株とFGFR2-BICC1融合遺伝子の強制発現株を作成した。FGFR阻害剤による脱リン酸化の確認を免疫沈降法およびWBで確認した。FGFR2融合遺伝子の強制発現株における生物学的な明確な変化を認めず、FGFR阻害剤による抗腫瘍効果の予測は容易ではないものと判断された。そこで、我々は国立がん研究センターの病理検体から胆道がん細胞株の樹立による胆道がんencyclopediaの作成を実施中である。同時にヒト検体から次世代シークエンサーを用いたFGFR遺伝子変異およびFGFR2融合遺伝子の検出と臨床試験内でのFGFR阻害剤の投与を実施している。本研究は胆道がんにおける線維芽細胞増殖因子受容体2(FGFR2)の融合遺伝子の発現を検出する1新たな診断方法の開発とFGFR2に対する2新規分子標的治療薬の選別を行い、世界に先駆けて、胆道がんに対する医師主導臨床試験を実施するための前臨床研究として実施することである。本研究に関連している3つの研究が同時進行している。まず、1胆道がん細胞株を用いたin vitro研究:FGFR2融合遺伝子の安定細胞株を作成し、FGFR2を標的とした治療薬の選定を行っている。現在、遺伝子導入を行い安定細胞株を作成中です。2FGFR2融合遺伝子の臨床検体における発現、既知の報告に沿ったFISH法による検出を実施している。3早期臨床開発として第I相臨床試験を実施し、安全性を確認するとともにFISH法により検出されたFGFR2融合遺伝子を有する患者においては試験への登録を実施している。胆道がん細胞株のFGFR2-AHCYL1とFGFR2-BICC1融合遺伝子の強制発現株を作成した。FGFR2融合遺伝子による細胞株のinvasionおよびmigration能の更新は認めず、さらに、増殖アッセイにおいても同様の結果であった。そのため、強制発現株による生物学的な変化およびFGFR阻害剤による抗腫瘍効果の予測は容易ではないものと判断された。FGFR2融合遺伝子の検出においてFISH法あるいは次世代シークエンサーを用いた検出を含めて再考を要する状態にある。臨床でのFGFR阻害剤の開発状況と並行し、コンパニオン診断法としての意義を検討するとともにin vitro研究を実施する予定である。研究計画の進捗がやや遅れていることにより本年度使用額が繰り越された。研究計画に沿って実施するために消耗品の経費支出を予定している。
TMP変異系を用いたゼブラフィッシュ脳神経系変異体の組織化学的スクリーニング

我々はDNA架橋物質trimethylpsoralen(TMP)と紫外線を用いて、ゼブラフィッシュで脊椎動物で初めてゲノムに小規模欠失を誘発する変異系の開発に成功した(1998)。この方法により、従来最も効率的に変異体が単離できる点変異誘発物質N-ethyl-N-nitrosourea(ENU)に匹敵する頻度で欠失変異体候補が単離できる結果をハイロットスクリーニングで示した。また、スクリーニングの効率を上げるため、TMP/紫外線処理を経たF0世代のメスから1倍体を作りスクリーニングする方法(haploid screening)を行ない、数十系統の形態・行動変異体の確立に成功した。これらの中から、初期神経発生に異常を示すものを効率的に選別するために、ゼブラフィッシュ初期胚でニューロンクラスターを染色する方法であるコリンエステラーゼ活性部位を選択的に染色する組織化学的方法を採用し、染色ハターンに正常個体と違いがある変異体をスクリーンした。この方法は、わずか1日で明瞭な結果が得られる利点があるので、迅速に多くの個体のスクリーニングが可能であった。現在はスクリーニングの途中であるが、すでに発生初期で形態上正常であるにもかかわらず終脳領域で染色が全く認められない個体群や、染色ハターンに明らかな異常が認められる個体群などが単離されており、今後これらの個体群に対して抗アセチル化チューブリン抗体や特定の初期ニューロンを認識する各種抗体による神経走行の詳細な観察、さらに多様な脳発生に特異的発現をする転写因子をマーカーとしたin situ hybridizationなどによる解析をすすめ、変異体の表現型と発生過程との因果関係を明らかにしていく段階に展開していく途上である。私は、ゼブラフィッシュを用いて神経形成に関わる遺伝子の系統的同定を行っている。その第一段階として私が新しく開発した4,5',8-trimethylpsoralen(TMP)と紫外線をmutagenとした小規模ゲノム欠失の誘発を利用した効率的突然変異体の単離を行っている。中枢神経系に異常があると思われる3系統の変異体については現在クローン化が試みられている。一方で、私は既存のクローン化された発生に関わる遺伝子のより詳細な生体での機能を知るための戦略として、目的の遺伝子をゼブラフィッシュの特定の時期および組織でコンデイショナルな発現を可能にする実験系の開発も進めている。具体的には核酸を不可逆的に化学的に修飾し、生体内で発現が不可能な状態として初期胚に導入し、任意の発生時期に目的の場所にて近紫外線光を照射することで拡散を修飾していた物質を解離させる。修飾を除かれた核酸はその部位でのみ発現することが予想されるので、時期および組織特異的な遺伝子発現を可能にする実験系の確立が期待される。今後は、特定の神経発生に関わる遺伝子ハンテイングを複数のクライテリアに基づいて大規模にスクリーンし、系統的に未知の遺伝子を同定、さらにクローニングする順方向的分子遺伝学の進行に並行して特定の神経発生機能に関与することが示唆されている既知のクローニングされている遺伝子(多くは転写因子をコードするものと考えられる)の実際のゼブラフィッシュ発生過程での詳細な働きを調べる上で極めて効果的な系であると思われる時期特異的・組織特異的な遺伝子発現制御法の精力的な開発を進めている。
オレキシン系を介した静脈麻酔作用の解明

オレキシンは神経ペプチドで正常な睡眠サイクルの形成、特に覚醒の維持に重要であると考えられている。オレキシンが麻酔作用にどのように関わっているかをオレキシン神経が特異的に脱落するマウスに静脈麻酔薬のミダゾラムとクロニジンを投与し、入眠・覚醒に与える影響を調べた。ミダゾラムとクロニジンともオレキシン神経欠損マウスでは入眠までの時間と覚醒までの時間が優位に延長し、両薬剤の麻酔作用にオレキシンが関与していることが明らかになった。これまでの研究から、オレキシンはナルコレプシーと深く関わっていることが明らかとなっている。オレキシンシステムは、正常な睡眠覚醒サイクルの形成、特に覚醒の維持に重要な役割を果たすと考えられていることから、静脈麻酔薬の鎮静・覚醒作用にも関わっていると考え以下の実験を行った。オレキシンニューロンのみを特異的に脱落させたorexin/ataxin-3マウスとオレキシン1受容体(OX1R)欠損マウスを用い、ベンゾジアゼピン系静脈麻酔薬のミダゾラムを腹腔内投与し、鎮静作用に与える影響を調べた。ペントバルビツール麻酔下にオスの成体マウスに脳波と筋電図の電極を埋め込んだ。手術から一週間以上経ったマウスをエーテルで麻酔し、記録用ゲージに移し、電極を記録計につないだ。1時間後に麻酔薬を腹腔内投与し、脳波、筋電図、赤外線センサーで測定した行動から、麻酔覚醒までの時間を調べ、同腹または月齢の同じワイルドタイプマウスと比較した。orexin/ataxin-3マウスはコントロールに比べ有意に覚醒までの時間が延長したが、OX1R欠損マウスでは有意差は認められなかった。orexin/ataxin-3マウスではα2アドレナリン受容体拮抗薬のクロニジンの投与も行ったが、ミダゾラムと同様に覚醒時間の延長がみられた。このことからオレキシン系が麻酔薬の鎮静・覚醒作用に影響を与えていることが明らかになった。さらにOX1R欠損マウスに比ベオレキシン1、2両受容体が欠損しているorexin/ataxin-3マウスでの影響が大きかったことからオレキシン2受容体が覚醒に与える影響が大きいことが予想される。今後、オレキシン2受容体欠損マウス、オレキシン過剰発現マウスでさらに実験を行う予定である。オレキシンが麻酔に与える影響を明らかにするために、生後4-6週でオレキシン神経のみが特異的に脱落するorexin/ataxin-3マウスとオレキシン1受容体ノックアウトマウスに、主にGABAA受容体に作用するミダゾラムとα2受容体作動薬であるクロニジンを投与し、脳波・筋電図及び赤外線モニターを用いて入眠、覚醒に与える影響を調べた。オスのマウスに実験1週問以上前にペントバルビタール腹腔投与麻酔下に脳波、筋電図記録用の電極を装着した。ミダゾラム1mg/kgまたはクロニジン100μg/kgを腹腔内投与し、腹腔内投与から入眠までの時間と入眠から覚醒までの時間を測定、同腹のマウスまたは同じ月齢のC57BL/6マウスをコントロールとし、比較した。実験はlight phaseにおこなった。ミダゾラム投与によりorexin/ataxin-3マウスでは入眠までの時間と覚醒までの時間がともに有意に延長した。オレキシン1受容体ノックアウトマウスではミダゾラムの投与により入眠までの時間は有意に延長したが、覚醒までの時間には有意差はなかった。クロニジン投与によりorexin/ataxin-3マウスでは入眠までの時間と覚醒までの時間が有意に延長した。以上の結果から、orexin/ataxin-3マウスではオレキシンが欠損しているため代償機転が働き入眠までの時間が長なり、覚醒を維持できないため覚醒までの時間が延長したと考えられた。一方オレキシン1受容体ノックアウトマウスではオレキシン2受容体を介している系が働いているために覚醒時間が延びないことが考えられる。
作用素環と諸種の解析学

1.作用素環の順序構造(斎藤)。可算鎖条件を満すノイマン因子環が与えられた時それと可分C^*ー環の正則完備化とのテンソル積が可算稠密集合を持つ必要十分条件はそのノイマン因子環がI型となる事を示し系として可算鎖条件を満すがδー∝分配律を満さぬスト-ン空間で位相同型でないものが少くとも2つある事を示した。2.調和解析学(新井)。狭義擬凸領域上のポテンシャル論における未解決問題(テ-ラ-)を肯定的に解決した。即ち狭義擬凸領域のバ-グマン計量に関するマルチンコンパクト化が位相的コンパクト化と位相同型となる事を示した。3.偏微分方程式と関数解析学関係(高木)。ソボレフの埋蔵定理に関係した臨界増大度を持つ半線形楕円型偏微分方程式に対するノイマン問題を考察し正値解の中でエネルギ-が最小のものは唯一つの極大値を持ちそれが領域の境界上の一点で実現される事を示した。4.力学系(伊藤)解析的ハミルトン系の平衡点の近傍で線形化ベクトル場の固有値が共鳴度1であれば解析的正準変換でハミルトン関数をバ-ユフ標準形に移するものが存在する事と系が完全可積分な事とが同値である事を示した。さらに常微分方程式の解の安定性(加藤),ウィ-ナ-空間の部分多様体上の微分作用素(会田),ベルグマン核の漸近展開とそのアルゴリズム(中澤)非古典的ペテンシャルをもつシュ-レデンガ-作用素の固有値の漸近分布(立沢),有理関数を初期値とするユ-シ-問題の解の特異性(藤家),調和写象に件随した非線形放物型偏微分方程式系の正則性(堀畑)等の重要な研究がなされた。
気道上皮細胞の修復過程を標的とした新規薬物療法の開発

気道上皮細胞は、外界に対する重要なバリアーであるが、アレルゲンや環境物質の障害を直接受け、剥離したり、粘液分泌や線維化促進細胞に変化することにより、バリアー機能および生体防御能を失い、喘息やCOPDなどの疾患を増悪させる。本研究では、その修復過程に注目して、新規薬物治療の開発を目的として検討を進めた。非神経性コリン作動物質としてSLURP-1に注目し、粘液産生細胞への分化を抑制し、気道炎症を抑制するターゲットとして有望であることを見出した。また、気道上皮細胞を標的とした自然免疫系の活性化制御の可能性も明らかにした。気道上皮細胞は、非神経性コリンの主要な産生細胞であり、炎症を制御する機能を果たす可能性がある。喘息では線毛気道上皮細胞が粘液分泌細胞や線維芽細胞に変化(形質転換)することにより、肺の構造的変化(気道リモデリング)が惹起され難治化する。本研究は、線毛上皮細胞、粘液分泌細胞および線維芽細胞を標的として、アレルゲンに対する反応、自然免疫の賦活化および非神経性コリン産生細胞としての反応の差異を解明し、難治性呼吸器疾患の肺の構造の変化(肺のリモデリング)修復を目指すことを目的とした。非神経性コリン産生細胞として、線毛上皮細胞は働くが、粘液分泌細胞はその機能を消失することを示した。非神経性コリン物質として注目し、気道上皮細胞が分泌するSLURP-1の働きの解明を試みた。SLURP1はα7 nAChRを介して働くが、α7 nAChRを介する刺激により気道上皮細胞は線毛運動が活性化すること、サイトカイン産生が抑制されることを明らかにした。また、iSRNAを用いた検討で、ヒトの細胞でも同様の機能を有していることを明らかにした。SLURP-1が気道上皮細胞を介して、気道の恒常性維持に有用あることが明らかとなった(Narumoto O et al. Biochem Biophys Res Commun 438:175-179,2013)気道上皮細胞のダニアレルゲンを介する自然免疫賦活化について検討した。ダニアレルゲンは、マウスのTLR強制発現株を用いた検討で、TLR4を介してNF-kBを誘導するとともにTLR1+TLR2、TLR2+TLR6を介してもNF-kBを誘導することが明らかになった(Kitajima-T et al, Biol. PharmBull 37;74-80, 2014)。TLR1+TLR2をPAM3で、TLR2+TLR6刺激をMALP2で行うと、ヒト培養気道上皮細胞においても活性化が誘導され、濃度依存的にIL-6を分泌した。気道上皮細胞の障害機構について解析し、修復をターゲットとする治療の標的を検索した。気道上皮細胞に対して環境アレルゲンであるダニおよびエラスターゼをもちいて刺激し、その活性化修復過程について検討を進めた。エラスターゼによる気道上皮細胞障害を検討する過程で新たなターゲットとしてオステオポンチンを明らかにした。オステオポンチンの産生を抑制すると気道上皮障害が抑制できることが示された。ダニアレルゲン刺激では、C57Bl/6マウスより肺胞マクロファージおよび気道上皮細胞を単離し培養した。刺激は、Df (ダニ抽出物溶解液)、TLR4のリガンドであるLPS、TLR4のLPS刺激における共受容体であるMD-2を用いた。IL-6産生は、ELISA法を用いて解析した。結果として肺胞マクロファージ(M)、気道上皮細胞(Epi)ではLPSおよびDf投与によるIL-6産生を認めた。LPS刺激ではM>Epi、Df刺激ではM<Epiであった。次に、リコンビナント可溶性(r)MD-2を用いて検討を行った。細胞とrMD-2とpre-incubationするとLPSによる反応を阻害し、IL-6産生を抑制することが明らかとなった。同様に、Dfに対する反応も抑制を示したが、抑制率は小さかった。MD-2無発現気道上皮細胞での検討では、LPSの反応にMD-2は必須であるが、Df投与についてはMD-2が抑制分子として働く事が明らかとなった。Dfは気道上皮細胞では、MD-2無発現の細胞でも反応を誘導するが、マクロファージでは、誘導能を認めなかった。以上よりDfに含まれるMD-2様作用には、細胞依存性があることが示唆された。ヒト気道上皮細胞の活性化・障害にかかわる自然免疫系の経路について解析を進めた。TLR4の細胞内経路についてはNF-kBとIRF-3を介する経路が存在する。現在まで、NF-kB経路の重要性については、多数の報告がされてきたが、IRF-3を介する経路の関与については不明の点が多い。気道上皮細胞に対する刺激としてLPSを用いて、IRF-3を介する刺激伝達経路の関与について解析した。IRF3KOマウスでは野生型と比してエラスターゼ+LPS投与後、気腫病変が抑制されることを見出した。IRF3KOマウスでは、IP-10,KC,MIP-1α,MCP-1,TNF-αと気道炎症にかかわるサイトカイン遺伝子発現量の低下を認めた。MCP-1やMIP-1α、TNF-αは、従来主にMyD88NF-