hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異種メディアデータ提示時の様々な感動の喚起機構の解明と検索システムへの応用

視聴覚素材同時提示によって喚起される感動の種類を,愛情・感謝,崇高さ,心にしみる,歓喜・興奮の4種類とすることとし,実験の結果,感動のし易さは,愛情・感謝,崇高さ,歓喜・興奮,心にしみるの順と考えられることを示した.また,感動を与えるための異種メディアデータ検索においては,感動を喚起する聴覚素材,ならびに,聴覚素材と調和の取れた視覚素材を求めることが重要になることを明らかにした.さらに,ハースト指数が感動喚起の客観的な指標になる可能性を示した.視聴覚素材同時提示によって喚起される感動の種類を,愛情・感謝,崇高さ,心にしみる,歓喜・興奮の4種類とすることとし,実験の結果,感動のし易さは,愛情・感謝,崇高さ,歓喜・興奮,心にしみるの順と考えられることを示した.また,感動を与えるための異種メディアデータ検索においては,感動を喚起する聴覚素材,ならびに,聴覚素材と調和の取れた視覚素材を求めることが重要になることを明らかにした.さらに,ハースト指数が感動喚起の客観的な指標になる可能性を示した.本年度は,まず,感動に至る視聴覚素材の同時提示の影響を客観的に明確化するために,感動的な視聴覚素材同時提示時の脳波の測定を行った.素材としては,ブロックが崩れる動画とガラガラと崩れる音で構成される視聴覚素材,ならびに,オーロラの動画とハープのリラックスできる音楽で構成される視聴覚素材を使用した.安静閉眼時,安静開眼時,聴覚素材提示時や視覚素材提示時を比較したが,どちらの素材に対しても視覚野や聴覚野の部位に差が見られる程度で,他の部位に顕著な変化が見られることはなかった.雑音の影響が考えられるので,雑音に対する対策を施している.また,調和感が視聴覚素材の印象に与える影響と視聴覚素材の意味的調和,時間的調和と総合的調和の関係を明確化した.主観的評価実験を詳しく分析した結果,視聴覚素材の印象は映像よりも音楽の方が優位に働き,視聴覚素材の「総合的調和」は「意味的調和」と「時間的調和」から推定可能であることを明確化した.さらに,閉眼安静時の脳波がアルファリズムを含み,そのリズムが,ある特定の意識や感情の状態と深くかかわることが知られている事実を鑑み,リズムの基本的な構造の解析を試みた.ここでは,まず,脳磁気時系列から意識状態を定量化するためのハースト指数の構造を示した.そして,閉眼安静状態においてアルファ波基準で約一周期と多周期の二領域に指数値が区別され,多周期側のハースト指数H2が意識状態を敏感に反映することを明らかにした.本年度は,まず,視聴覚素材同時提示によって喚起される感動の種類について検討した.この結果,感動の種類を,「愛情・感謝」,「崇高さ」,「心にしみる」,ならびに,「歓喜・興奮」の4種類とすることにした.次に,感動喚起実験を行った.視覚素材と聴覚素材をもとに,8組のマッチした視聴覚素材と8個のマッチしていない視聴覚素材を生成し,主観評価により感動の程度を評価した.8組のマッチした視聴覚素材は,感動を喚起すべく作成したもので,前記4種類の感動に対して2組ずつ作成した.この結果,視覚素材と聴覚素材のマッチ度が高い場合に視聴覚素材の感動の程度がより高くなることを明らかにした.また,感動のし易さは,「愛情・感謝」>「崇高さ」>「歓喜・興奮」>「心にしみる」の順と考えられることを示した.さらに,感動の種類としては,「愛情・感謝」,「崇高さ」,「心にしみる」の3つはうまく選定されていると考えられるが,「歓喜・興奮」は「情熱・躍動」と「楽しさ・爽快」に分けることも考えられることを示した.また,映像と音・音楽を同時に提示した場合にそれらの相互作用によってそれぞれを単独で提示した場合と比較して印象が強調される視聴覚素材が脳活動に及ぼす影響の解明を脳波測定により試みた.この結果,単独提示時と同時提示時の頭頂部や側頭部周辺のいくつかの部位の脳波の含有率に有意差がある可能性があるのではないかという結果が得られた.これにより,マッチしている素材を視聴しているのか,マッチしていない素材を視聴しているのかの判別が可能ではないかと考えられる.さらに,視聴覚素材提示時と閉眼で聴覚素材聴取時のα波に対してフラクタル解析を行った.この結果,視覚遮断で縮退していたフラクタル構造が,視覚刺激により縮退が解けたのではないかと考えられる結果が得られた.感性に基づく異種メディアデータ検索において感動を喚起可能とするために,視聴覚素材同時提示による感動喚起に関する検討を行い,実験の結果得られた感動の度合いがこれまでに明らかにしてきた推定式を用いて推定可能であることを示した.これまでに明らかにしてきた感動の度合いの推定式が従来と異なる視聴覚素材を用いた実験の結果に対しても適用できたことで,感動の度合いの推定式の信頼性を向上させることができた.

この推定式では,聴覚素材の感動の程度,ならびに,視覚素材と聴覚素材の調和度が大きなウェイトを占めている.すなわち,感動を与えることが可能な異種メディアデータ検索においては,感動を喚起する聴覚素材,ならびに,聴覚素材と調和の取れた視覚素材を求めることが重要になる.以上得られた成果により,心を揺さぶるような感動を与える異種メディアデータ検索の実現に向けて,また一歩前進できたと考えられる.さらに.ハースト指数と人の感情・意識の状態との相関関係について検討し,ブロックが崩壊する映像(崩壊音付き)を被験者に条件付きで提示して得られた脳波(α波)に対して解析を行ったところ,映像視聴実験での視覚遮断,聴覚遮断の影響が指数に顕著に表れていることを明らかにした.また,視覚素材と聴覚素材を同時提示した場合の脳波を測定し,視聴覚素材提示時の左頭頂部と右頭頂部のβ波の含有率が視覚素材提示時と比較して減少していること等の条件を全て満たす素材が,同時提示することで単体提示よりもより一層盛り上がる素材である可能性があることを明らかにした.これらにより,感動の生起機構の解明ならびに感動の客観的測定の実現に向けて前進できたと考えている.
虚血性心疾患に対する心筋保護と心筋再生に関する研究

我々は心筋細胞に分化する可能性がある骨髄間葉系幹細胞を用いた心筋再生療法に着目して研究を行なった。骨髄間葉系幹細胞移植の有効性を改善するためには移植した細胞の生着率を向上させることが重要である。Green fluorescence protein(GFP)発現ラットの骨髄間葉系幹細胞を培養し、左前下行枝を閉塞して作成した心筋梗塞ラットの心筋内に移植した。移植した骨髄間葉系幹細胞の生着率を向上させるためにInsulin-like growthfactor-1(IGF-1)を用い、phosphatidylinositol 3-kinase阻害剤であるLY294002wを用いた。移植した骨髄間葉系幹細胞の生着率は移植後3日以内ではIGF-1を用いた群で有意に改善し、その効果はLY294002によって抑制された。すべての移植群で1ケ月後には骨髄間葉系幹細胞は消失した。血管新生はIGF-1を投与した骨髄間葉系幹細胞移植群で有意に増加し、その効果はLY294002によって抑制された。心筋細胞のアポトーシスは骨髄間葉系幹細胞移植群で有意に低下し、その効果はLY294002によって抑制された。心機能は骨髄間葉系幹細胞移植群で有意に改善し、その効果はLY294002によって抑制された。生存率は骨髄間葉系幹細胞移植群で有意に改善し、その効果はLY294002によって抑制された。GFPを発現した心筋細胞は認められなかった。以上の結果から、IGF-1は慢性心筋梗塞に移植した骨髄間葉系幹細胞の生着率を改善し、血管新生を介して心機能の改善と生存率の向上をもたらすと考えられた。Ischemic preconditioning (IPC)の分子機序を解明することによりこれを薬理学的(pharmacological preconditioning ; PPC)に応用することをめざした。IPCによって惹起された膜分画でのPKC-εとSrcキナーゼの活性化は、PKCまたはSrcキナーゼの特異的阻害剤によって抑制された。PKC-εの不活化はIPGによる心筋保護効果を抑制したが、Srcキナーゼの不活化は心筋保護的に作用した。mitoK_<ATP>はIPGによって活性化された。mitoK_<ATP>の選択的阻害剤である5-HD前投与によるその不活化はPKC-εを不活化し、IPCによる心筋保護効果を抑制した。IPC及びmitoK_<ATP>開放薬であるDzはCK遊離を有意に抑制した。5-HDはIPC及びDzによるCK遊離の抑制を阻害した。Adenosine (Ad)またはnitricoxide (NO)供与体であるSNAP単独投与によるPPCでもPKC-εとmK_<ATP>の持続的な活性化はみられず心筋保護効果も得られなかった。しかし、DzはAdおよびSNAPの共存下にPKC-εの活性化とPPC終了後も持続するmK_<ATP>の活性化を惹起しIPCに匹敵する心筋保護効果をもたらした。この統合的PPCによる心筋保護効果は、Gi/oタンパクの阻害剤であるpertussis toxin、5-HDまたはNO消去剤であるcarboxy-PTIOによって抑制された。以上の結果から、PKC-εとSrcキナーゼはIPCの心筋保護効果に必須のシグナル複合体であるが、心筋保護の仲介役はPKC-εであると考えられた。mK_<ATP>の活性化はIPCの引き金であり、仲介役であると考えられた。mK_<ATP>、Gi/oタンパクと共役したレセプター刺激およびNOの組み合わせによる統合的PPCはIPCに代わる普遍的な心筋保護法になりうることが示唆された。
不安定化金属における電子ゆらぎ

本研究は、金属流体における新たな価電子状態、すなわち価電子集団の不安定化挙動に伴う空間ゆらぎの出現の検証を行い、電子ゆらぎの空間・時間スケールの実験的な決定を通じて、その価電子状態の解明を行うことを目的とする。具体的には、臨界点近傍における低密度化したアルカリ金属流体など、流体内分子形成挙動の強い非金属化近傍の金属状態や、融点近傍における非単純金属液体など、共有結合性を内包する特異な金属状態など、価電子不均質化挙動の強い金属状態を実験的に実現し、非弾性X線散乱による電子密度応答の精密観測を行う。実験手法として、非弾性X線散乱測定を用いる。散乱断面積の小さな非弾性散乱測定を行う上で、放射光の利用は必須であり、本課題ではSPring-8の放射光を利用した。今年度は、非弾性X線散乱の高精度化に向けた検出器の開発と整備を行った。高温高圧の極端条件下で散乱断面積の小さな非弾性散乱測定を行う上で、放射光の利用は必須である。克服すべき最大の課題は、金属液体試料による強い吸収を減らしつつ、高い信号強度を得ることである。そのために高エネルギーの入射X線を利用することは、本課題を実施する上で非常に有効である。本課題では、電子励起観測の非弾性X線散乱測定では、これまで例のないエネルギーの高い20 keVの入射X線を用いる。今年度は主に検出器系を整備し、現行のラウエ配置の分光結晶により分光された散乱X線を効率的に検出するため、CdTe半導体アレイを組み込んだ大面積タイプの検出器を開発することができた。予備的な散乱測定を行ったところ、素子ごとの性能に若干ばらつきが見受けられるものの、低ノイズのスペクトルを取得することができている。今後さらに、改良を進める。一方、現有の圧力容器と専用試料セルを含む試料環境形成手法に関して、高精度散乱測定に向けた新たな技術的検討にも着手した。今年度、非弾性散乱測定の信号ノイズ強度比を高めるため、CdTe素子を購入し、現有のCdTe検出器の素子数を増やすことで、検出器の大面積化を行うことができた。すなわち、検出器そのものの分解能を向上させるためCdTe半導体アレイ(7チャンネル)を組み込んだ検出器系の開発と整備を行い、予備的な検出器の性能評価まで行うことができた。今後、さらに予備的な非弾性X線散乱測定を継続していく。得られたスペクトルを検討し、さらにフィードバックをかけながら、素子の冷却効率向上や、熱処理などを行うことにより、高S/N比のスペクトルの取得を目指した検出器の改良や、さらなる技術開発を行う。一方で、液体金属試料のセル開発にも着手したところであり、それら要素技術を駆使しながら、課題の解決を行う。
キーエレメントの化学構造に基づいた有機ハロゲン化合物の生成機構と排出制御法の確立

炭素系資源の加熱時に発生するHClの二次的反応を理解するため、フェノール樹脂由来の純炭素をO2賦活後、K、Ca、CuおよびZnをドープしたモデル炭素質物質を100 ppm HCl/N2中500°Cで保持した。その結果、炭素は金属の有無に依らずHClと容易に反応し、その量は金属無しでは炭素活性サイトの増加で増大し、また、Ca、Cu、Zn存在下で大きくなった。さらに、これらの金属種共存下では、炭素単独に比べ、塩素化芳香族のXPSピークの強度が増大した。以上より、高温プロセス由来の有機塩素化合物は、HCl、炭素質物質(未燃炭素等)、金属種(Ca、Cu、Zn等)が関与する反応で生成することが見出された。本研究では、廃棄物焼却・鉄鉱石焼結・電気炉製鋼・微粉炭燃焼といった高温燃焼プロセスから非意図的に排出される難分解性有機ハロゲン化合物について、その主要生成サイトであるダストやフライアッシュ中の炭素物質、ハロゲン化合物および金属成分の化学状態や加熱時のダイナミックスを詳細に解析する一方、HClやHFによる炭素の表面ハロゲン化実験を行い、有機ハロゲン化合物の生成機構を分子レベルで解明するとともに、低品位褐炭から製造した金属ナノ粒子含有活性炭を用い、有機ハロゲン化合物の排出抑制を可能にする安価な排ガス処理原理を構築することを目的とする。平成26年度は、微粉炭火力発電所の電気集じん機から回収したフライアッシュ中の未燃炭素の化学構造を昇温脱離/昇温酸化法とレーザーラマン分光法を用いて調べた結果、フライアッシュの種類に依らず、未燃炭素の多くは無定形構造を有し、次いで結晶性炭素が多く含まれ、また、炭素表面にはカルボキシル基やラクトン/酸無水物などの含酸素官能基が存在した。加えて、炭素上には微量の表面CaCO3種が含まれ、有機フッ素の濃度とカルボキシル基/ラクトン/酸無水物の量もしくは表面CaCO3種の量の間には明確な相関関係が存在することが明らかとなった。以上より、フライアッシュ中の有機フッ素形態は、石炭の燃焼時に発生するHF、未燃炭素表面のカルボキシル基/ラクトン/酸無水物から生成する炭素活性サイトそして表面CaCO3由来のCaO間の気固固反応を通して形成されることが見出された。本研究では、廃棄物焼却・鉄鉱石焼結・電気炉製鋼・石炭燃焼/ガス化といった高温プロセスから非意図的に排出される難分解性の有機ハロゲン化合物に関し、その主要生成サイトであるダスト・フライアッシュ・チャー中の炭素質物質、ハロゲン化合物および金属成分の化学状態や加熱時のダイナミックス等を詳細に解析する一方、HClやHFによる炭素の表面ハロゲン化実験を行い、有機ハロゲン化合物の生成機構を分子レベルで解明するとともに、低品位褐炭から製造した金属ナノ粒子含有活性炭を用い、有機ハロゲン化合物の排出抑制を可能にする安価な排ガス処理原理を構築することを目的とする。平成27年度は主に、石炭のガス化過程における塩素の行方を調べた結果、炭素転化率は反応時間が増加すると直線的に増え180minで100%に達する一方、水溶性塩素の割合はガス化初期には大きいものの後半ではほぼ一定(3060%)となり、その約50%がHClであった。また、ガス化時には水に不溶な塩素種が生成し、その量はガス化後期に著しく増え、最大で70%に上った。次に、フェノール樹脂から調製した炭素をO2賦活後、KもしくはCaをドープしたモデル炭素物質を用い、100ppmHCl/50vol%CO2/N2流通下500°Cで保持したところ、炭素は金属の有無に依らずHClと容易に反応し、その量は炭素活性サイト数の増加とともに増し、Ca担持炭素で最も大きくなり、この試料のXPS測定では、炭素単独に比べ有機塩素に帰属できるスペクトルの強度が顕著となることが見出された。平成27年度は、石炭ガス化時における塩素の行方を主に調べ、初期には主にHClを含む水溶性塩素が発生し、一方、終盤には熱的に安定な有機塩素が生成することを明らかにした。また、金属担持炭素を用いるモデル実験と反応後のXPS測定より、有機塩素はガス化初期に発生したHClとチャー中の炭素活性サイトおよび金属種の二次反応を通して形成されることを見出した。このように、本研究は順調に進展しており、平成27年度に掲げた目標を充分に達成している。本研究では、廃棄物焼却・鉄鉱石焼結・電気炉製鋼・石炭燃焼/ガス化といった高温プロセスから非意図的に排出される難分解性の有機ハロゲン化合物に関し、その主要生成サイトであるダスト・フライアッシュ・チャー中の炭素質物質、ハロゲン化合物および金属成分の化学状態や加熱時のダイナミックス等を詳細に解析する一方、HClやHFによる炭素の表面ハロゲン化実験を行い、有機ハロゲン化合物の生成機構を分子レベルで解明するとともに、低品位褐炭から製造した金属ナノ粒子含有活性炭を用い、有機ハロゲン化合物の排出制御を可能にする安価な排ガス処理原理を構築することを目的とする。平成28年度は主に、石炭チャーの燃焼過程でのFの行方を調べた結果、1000°Cまでの炭素燃焼率は5060%であったが、HFはチャーの種類に依らず殆んど生成せず、一方、1000°C保持時には、いずれのチャーでもHFはCO2生成がほぼ完了し、燃焼率が8590%の時点から顕著に発生し始め、その収率は燃焼率の大きな試料で高く、残存炭素量がHF生成を決定する重要な因子であることが判明した。

また、1000°Cでの保持無しではF由来XPSピークは検出されなかったが、8h燃焼後には幅広いスペクトルが現れ、波形分離解析の結果、無機と有機のFが存在し、後者の量は7080mol%と求められ、HFと炭素の反応の可能性が示唆された。そこで、純炭素上に950°Cで15ppmHFを流通させたところ、HF濃度は著しく減少した。活性炭のNH3処理ではピリジン環が生成するので、HFとCの反応でFが取込まれることは起こり得る。また、HF処理試料をHe中で加熱すると、微量のHFのみが脱離した。つまり、HFと純炭素の反応で生成したC-F種は熱的に安定であった。以上より、チャー燃焼で発生するHFの一部は未燃炭素と二次反応して有機フッ素形態に変化することが示唆された。炭素系資源の加熱時に発生するHClの二次的反応を理解するため、フェノール樹脂由来の純炭素をO2賦活後、K、Ca、CuおよびZnをドープしたモデル炭素質物質を100 ppm HCl/N2中500°Cで保持した。その結果、炭素は金属の有無に依らずHClと容易に反応し、その量は金属無しでは炭素活性サイトの増加で増大し、また、Ca、Cu、Zn存在下で大きくなった。さらに、これらの金属種共存下では、炭素単独に比べ、塩素化芳香族のXPSピークの強度が増大した。以上より、高温プロセス由来の有機塩素化合物は、HCl、炭素質物質(未燃炭素等)、金属種(Ca、Cu、Zn等)が関与する反応で生成することが見出された。平成26年度は、昇温脱離/昇温酸化法とレーザーラマン分光法を用いて石炭燃焼由来のフライアッシュ中の未燃炭素の化学状態解析を主に行い、炭素のミクロ構造を形態別に定量化する手法を確立し、その結果に基づき、有機フッ素形態は含フッ素ガス、炭素活性サイト、表面Ca種の三者が関与する不均一反応を経て生成することを明らかにした。このように、本研究は順調に進展しており、平成26年度に掲げた目標を充分に達成している。平成28年度は、前年度の研究を発展させるとともに、金属ナノ粒子含有活性炭を用い、有機ハロゲン化合物の排出抑制を可能にする安価な排ガス処理原理の確立を目標に掲げる。活性炭の原料は可能な限り安価で、しかも、ナノ微粒子の添加工程が不要であることが望ましいので、金属イオンを元々含む低品位褐炭を原料として用いる。褐炭中の金属イオンはイオン交換状態で微分散しているので、容易にナノ粒子に転換されることは明白である。そこで、鉱物質組成の異なる数種の褐炭を不活性ガス中で熱分解あるいは熱分解後に酸素賦活することで金属ナノ粒子含有活性炭を作製する。金属の結晶形態と表面組成はXRDとXPSで分析し、細孔性状はガス吸着量測定装置で調べる。また、吸着性能の評価では、石英製の反応管にダストあるいはアッシュを充填し、その加熱時に発生する有機ハロゲン化合物を上記の活性炭上に流通させ、この過程における有機ハロゲン化合物の濃度変化を分析する。得られた結果より、活性炭の有機ハロゲン吸着能を制御するキーファクター(温度・ガス雰囲気、活性炭の表面積・細孔性状、金属の種類や存在状態)を抽出し、高性能有機ハロゲン除去剤を開発するための指針を確立する。28年度が最終年度であるため、記入しない。環境化学平成27年度は、前年度の成果を更に発展させ、有機ハロゲン化合物の分子レベルでの生成機構解明を目標に掲げる。具体的には、ルイス酸性(電子対受容能)を有する金属化合物は、比較的低い温度で炭素のハロゲン化反応に触媒作用を発揮する。
銀河中心の巨大ブラックホールのまわりのガス円盤の進化

活動的銀河中心核の活動性は銀河中心の巨大ブラックホールにガスが流れ込むときの重力エネルギーの解放に由来するとされている。この研究では、銀河中心に巨大ブラックホールが存在する場合に、1kpcのスケールのガス円盤を仮定して、その進化を研究し、銀河中心の巨大ブラックホールへガスが供給される可能性を明らかにすることを目的とした。銀河は弱くゆがんだバ-ポテンシャルとなっていると想定した。このようなバ-ポテンシャル構造は、活動的銀河にはしばしばバ-ポテンシャルが見られている。我々は、このような構造を持った銀河では、巨大ブラックホール周辺にガス運動とバ-ポテンシャルとの共鳴状態が存在する事を線形解析から明らかにした。また、その共鳴によって粒子軌道が大きくゆがむ様子を計算した。こうした過程がガス円盤でも期待されるので、ガスは巨大ブラックホールへ供給されると考えられる。我々は、さらに、この共鳴が存在する場合のガス円盤の進化をSPH法を用いて具体的に計算した。その結果、この共鳴による不安定性によってガス円盤に渦状の衝撃波が発生し、そこでガスはバ-ポテンシャルとの相互作用によって角運動量を失うとともに、エネルギーも失い、銀河中心へガスが集中する過程が明らかになった。この結果、銀河中心の巨大ブラックホールの周りに非常に小さなガスリングが形成されることを示した。この過程は急速に起こり、また、この過程で強い衝撃波などの激しいガス運動が発生するので、ガスリングが形成される過程で爆発的星形成が期待される。また、形成されたガスリングの自己重力不安定性の条件を線形解析によって調べてみると、太陽質量の1千万倍程度のガスの質量があれば自己重力不安定となることが明らかとなった。自己重力的不安定によってガスリングは分裂してさらに銀河中心部へガスは落ち込むと期待される。このような物理過程によって銀河中心の巨大ブラックホールへのガス供給がおこると十分期待される。活動的銀河中心核の活動生は銀河中心の巨大ブラックホールにガスが流れ込むときの重力エネルギーの解放に由来するとされている。最近のHSTによる観測では、活動的銀河の中心に回転するガス円盤が観測されている。このガスは銀河中心から数kpc程度に分布していたガスが銀河中心に供給されたと考えられているが、それがどのように起こるのかは明かではない。この研究では、銀河中心に巨大ブラックホールが存在する場合に、1kpcのスケールのガス円盤を仮定して、その進化を研究して銀河中心の巨大ブラックホールへガスが供給される可能性を明らかにする。我々は、巨大ブラックホールが弱くゆがんだバ-ポテンシャル中に存在している場合には巨大ブラックホール周辺にガス運動とバ-ポテンショルとの共鳴状態が存在する事を線形解析から明らかにした。また、その共鳴によって粒子軌道が大きくゆがむ様子を計算し、このことから、ガス円盤が不安定となってガスは巨大ブラックホールへ供給が期待されることを示した。この研究では、このような立場からガス円盤の進化をSPH法を用いて計算した。その結果、この共鳴による不安定性によってガス円盤に渦状の構造が発生し、それがバ-ポテンシャルとの相互作用によって角運動量を失い銀河中心へ集中する様子が明らかになった。この結果銀河中心の巨大ブラックホールの周りに非常に小さなガス円盤が形成されることが示された。今年度の計算は2次元であったが来年度は3次元計算を行い、自己重力も考慮し、より詳しくガス円盤の進化について研究する予定である。活動的銀河中心核の活動性は銀河中心の巨大ブラックホールにガスが流れ込むときに重力エネルギーの解放に由来するとされている。

このようなバ-ポテンシャル構造は、活動的銀河にはしばしばバ-ポテンシャルが見られている。我々は、このような構造を持った銀河では、巨大ブラックホール周辺にガス運動とバ-ポテンシャルとの共鳴状態が存在する事を線形解析から明らかにした。また、その共鳴によって粒子軌道が大きくゆがむ様子を計算した。こうした過程がガス円盤でも期待されるので、ガスは巨大ブラックホールへ供給されると考えられる。我々は、さらに、この共鳴が存在する場合のガス円盤の進化をSPH法を用いて具体系に計算した。その結果、この共鳴による不安定性によってガス円盤に渦状の衝撃波が発生し、そこでガスはバ-ポテンシャルとの相互作用によって角運動量を失うとともに、エネルギーも失い、銀河中心へガスが集中する過程が明らかになった。この結果、銀河中心の巨大ブラックホールの周りに非常に小さなガスリングが形成されることを示した。この過程は急速に起こり、また、この過程で強い衝撃波などの激しいガス運動が発生するので、ガスリングが形成される過程で爆発的星形成が期待される。また、形成されたガスリングの自己重力不安定性の条件を線形解析によって調べてみると、太陽質量の1千万倍程度のガスの質量があれば自己重力不安定となることが明らかとなった。自己重力的不安定によってガスリングは分裂してさらに銀河中心部へガスは落ち込むと期待される。このような物理過程によって銀河中心の巨大ブラックホールへのガス供給がおこると十分期待される。
リピドAの構造多様性と機能の精密解析

リピドAはグラム陰性細菌の表層に存在するリボ多糖中の糖脂質であり、リボ多糖の持つ多くの免疫活性の本体である。本研究ではヘリコバクターピロリ菌(以下ピロリ菌)のリピドAを対象として行った。過去2年間に約40種の異なる菌株や条件を変えて培養したピロリ菌を用いて行った研究から、ピロリ菌リピドAの構造多様性と変化を明らかとし、また大腸菌のリボ多糖やリピドAと比べてきわめてユニークな免疫生物活性を有することを発見した。今年度は、これらの研究を継続し、ピロリ菌リピドAの生合成経路、特に構造変化に関与する遺伝子のスイッチング機構を明らかとすることを、またピロリ菌リピドAによる活性化機構を明らかとすることを目的として行った。まず、ピロリ菌リピドAの迅速なスクリーニング法にさらなる改善を行い、ピロリ菌のリボ多糖を単離することなく、従来より遙かに少ない菌体量(乾燥菌体5mg以下)でリピドAの構造をMALDI-TOF/MSによって解析できるようにした。また、文献等で報告のあったグラム陰性菌のリピドA合成経路を詳細に調べ、ピロリ菌のipbB超遺伝子がリピドAの脂肪酸付加に関与する遺伝子であると推定した。そして、その遺伝子をノックアウトした変異株を数種作製し、現在それらのリピドAの構造を上記のMALDI-TOF/MS法によって解析している。今後この遺伝子を足がかりとして、ピロリ菌リピドAの生合成経路の解明を行っていく。また、前年度までに確立したTLCブロッティング法によるリピドAなどの糖脂質の簡便な新規単離法をThermus thermophilus菌の産生および中性糖脂質の精製に応用し、それらの構造解析や菌の遺伝子解析に役立たせた。さらにとの方法によって、前年度までに解析した40種のピロリ菌株から2種のリピドAをin vitro実験に供しうる量を精製した。そして、大腸菌リボ多糖の細胞活性化シグナル伝達に関与する蛋白質(TLR, Myd88,Caspase I等)をノックアウトしたマウス由来の免疫担当細胞や、人胃壁細胞由来の培養細胞、またヒト抹消血リンパ球細胞を用いて、精製したピロリ菌リピドAによるサイトカイン(特にIL-18)産生機構を明らかとする研究を継続して行っている。我々は、以前にヘリコバクターピロリ菌(Helicobacter pylori,以下ピロリ菌と略す)の臨床分離株であるHP206株のLPSから弱酸加水分解によりLPSの活性本体であるリピドAを得、完全精製してその構造とサイトカイン誘導能などの免疫生物活性を明らかにした。その際、リピドAの構造自体も変化していることに気付き、ピロリ菌の菌株によるリピドAの構造の多様性および変化とピロリ菌の感染性との関連性を探ることを目的として本年度研究を行った。第一にnegative modeのESI-TOF/MSおよびMALDI-TOF/MSとTLC blottingを組み合わせた迅速なスクリーニングの系を確立した。

そして、時間軸をも考慮に入れた様々な菌株や培養条件によるリピドAの構造の違い、単離したリピドAの免疫生物活性の違い、さらに菌株の感染性の違いについても検討した。このスクリーニングによって、今までに13種の異なる臨床分離株や培養法の違いによって得た菌体を調べた。まずHP206株を用いて、培養を継続するとリピドAの構造が変わることを確認した。さらに別株を検討した結果、今までに5種の異なる構造のリピドAを確認でき、構造の多様性と変化が明らかとなった。次に、TLC blotting法によって量的に多く単離できた3種のリピドAについてヒト末梢血全血細胞または末梢血単核細胞からの炎症性サイトカイン(IL-6、TNF-α)産生能、および大腸菌LPS(O111:B4)による同細胞からのサイトカイン誘導に対する抑制能について検討した。特にIL-6誘導活性がピロリ菌のリピドAの構造による違いを反映していることが示唆された。さらに、培養菌体をマウスの胃に注入し、付着性を調べて感染性が保たれているか調べた。MS解析でIL-6誘導活性の高い構造のリピドAに相当するピークが全く認められないかった菌株は感染性を失っていた。今後検体数を増やし、持続感染とサイトカイン誘導活性、粘膜免疫、癌化との関連などについても考えていきたい。グラム陰性細菌のリポ多糖は様々な生物活性を示し、その活性中心はリピドAと称される糖脂質である。本研究では、ヘリコバクターピロリ菌(以下ピロリ菌)を対象として、リピドAの構造多様性と変化について系統的に検討した。すなわち、継代培養という時間軸をも考慮に入れながら、様々な病態の患者からの臨床分離株ならびに標準株のピロリ菌からリピドAを迅速に分離精製して構造解析を行った。また単離したリピドAの免疫生物活性をヒト抹消血細胞を用いて調べた。さらに、それぞれの菌株の感染性についてもマウス胃壁への吸着性を調べ評価した。昨年度までに確立した迅速なスクリーニングの系を用いて、約40種の菌体を調べた。その結果、4種の異なる構造のリピドAが確認されたが、それ以上の多様性は見られなかった。固形培地を用いて継代培養を続けると、構造が変化していくことが昨年度確認されていたが、今まで容易でなかった液体培養の系を本年度確立させて検討した結果、構造の多様性は観測されず、菌株の違いに依らず2種の構造だけが検出された。この液体培養を嫌気性の条件で行い、coccoidの形態を示す菌株を作り出して検討を加えたが、やはり構造の変化は観測されなかった。ピロリ菌の形態が変化する速度に比べて、リピドAの構造が変化する速度が遅く、数代という時間的な要因が必要であることを示唆しており、今後構造の変化に対応する遺伝子の組み替えやスイッチングの関与を調べていきたい。精製した2種のリピドAについてサイトカイン誘導活性を調べた。IL-6,IL-12,IFNγ,TNFαに関しては、いずれもほとんど活性を示さなかった。しかしIL-18は、いずれもかなり高いレベルの活性が認められ、その活性は別途調整した合成品とも同等であった。ウエスタンブロティング法によって、誘導されたIL-18は活性型であることを確認した。さらにこのIL-18誘導活性はCaspase-1に対する阻害剤を加えることによって完全に抑制された。以上の結果は、ピロリ菌のリピドAがMyD88を介して炎症性サイトカインの誘導をおこす活性化機構の1つにはほとんど作用せず、直接Caspase-1に働きimmatureなIL-18を活性型に誘導するという経路のみに作用したという可能性を示唆しており、今後の自然免疫の研究に有効なツールとなるであろう。
経口バイオアベイラビリティを代謝経路に依存せず予測する手法の確立

CYP1A2の基質であるチザニジンについて、ヒト肝ミクロソームを用いた代謝実験からKm値は46 micro-mole/L、Vmaxは0.43nmol/ min/ mg proteinと算出された。一方、ヒト小腸ミクロソームを用いた代謝実験では、チザニジンの代謝は認められなかった。阻害薬の阻害様式を明らかにし、阻害定数を算出するため、Luciferin-1A2を基質とし、チザニジンおよびフルボキサミンを阻害薬として、発光アッセイ法(Promega Corporation)を用いた検討を行った。Dixonplot解析の結果、チザニジンおよびフルボキサミンともにCYP1A2を競合的に阻害することが示され、阻害定数はそれぞれ50, 0.0038 micro-mole/Lであった。チザニジンの阻害定数(50 micro-mole/L)は、そのKm値(46 micro-mole/L)とほぼ同じ値となった。また、阻害定数の値から、フルボキサミンは非常に強力なCYP1A2の競合的阻害薬であることが示された。我々が構築してきたITAM-PK(Intestinal transit, absorption and metabolism based pharmacokinetic)モデルを用いて、チザニジンのAUCを予測したところ、チザニジン単独投与時のAUCが6.6(ng・h/ mL)であるのに対して、フルボキサミン併用時のAUCは216(ng・h/ mL)と算出され、フルボキサミン併用によりチザニジンのAUCが33倍となることが示された。ヒト投与試験では、フルボキサミン併用時にチザニジンのAUCが67倍となることが報告されている。今回の検討では、チザニジンAUCの上昇率が報告値の半分程度であったが、少なくとも併用禁忌となるような大幅なAUCの上昇を予測可能であることが示された。多数の薬物を対象としているため、定量法の確立に手間取っている。また、非常に代謝の遅い薬物の代謝速度を、基質減少法で正確に求めることの困難にも直面している。今後は、対象薬物を絞り込むこと、実験内容の再検討、各種パラメータの文献値の活用も検討する。今後は、CYP2C9の基質であるワルファリン、CYP2C19の基質であるオメプラゾールやジアゼパムについて、ヒト肝ミクロソームを用いた代謝実験を行い、経口投与後のバイオアベイラビリティをin vitro実験から予測する。ただし、非常に代謝が遅い薬物については、基質減少法によって代謝パラメータを正確に見積もることが困難であること、また代謝パラメータ値の見積もりが少々異なっても全体の予測には影響がないため、文献値を使うことも考える。Caco-2細胞の透過係数については、我々の結果と文献値が近い値を示しているため、文献値を使うことを試みる。一方、CYP1A2の基質であるチザニジンとCYP1A2阻害薬であるシプロフロキサシンとの相互作用についても、今回報告したフルボキサミンと同様の手法で、相互作用の定量的な予測を試みる。CYP1A2の基質であるテオフィリンおよびチザニジンについて、またCYP2D6の基質であるプロプラノロールについて検討を行った。まず、Caco-2細胞を用いた各薬物の輸送実験における透過係数(Papp)の値から判断すると、小腸上皮細胞の透過が速いため、消化管からの吸収率(Fa)は100%であると推定された。また、ヒト小腸ミクロソーム中の各CYP分子種の存在量は、CYP3Aが82%、CYP2C9が14%であり、その他のCYP分子種の量は極めて少ないことから、CYP1A2またはCYP2D6の基質を経口投与後の小腸アベイラビリティ(Fg)は100%であると推定された。従って、これらの薬物を経口投与後のバイオアベイラビリティ(F)は、肝アベイラビリティ(Fh)に依存することが明らかとなった。ヒト肝ミクロソームを用いた代謝実験から、テオフィリン、チザニジンおよびプロプラノロールの主代謝経路の代謝クリアランスは、それぞれ4.38×10-6、1.42×10-2、5×10-2 mL/min/mg proteinと推定された。我々はこれまでにCYP3A4の基質を用いた検討より、ヒト肝ミクロソームを用いた代謝実験から成人(70 kg体重)の肝クリアランスを推定するためのスケーリングファクターを報告してきた。テオフィリン、チザニジンおよびプロプラノロールについて、我々が報告してきたケーリングファクター、肝血流量、そして各薬物の血漿中非結合形分率(それぞれ0.44、0.7、0.13)の値から肝アベイラビリティ(Fh)を算出したところ、それぞれ1.0、0.1、0.35となった。ヒトにおけるテオフィリン、チザニジンおよびプロプラノロールのバイオアベイラビリティは0.96、0.21、0.26であることから、各薬物のバイオアベイラビリティをある程度予測可能であることが示された。今後は、対象薬物を絞り込むことや実験内容の再検討も考慮する。

阻害薬の阻害様式を明らかにし、阻害定数を算出するため、Luciferin-1A2を基質とし、チザニジンおよびフルボキサミンを阻害薬として、発光アッセイ法(Promega Corporation)を用いた検討を行った。Dixonplot解析の結果、チザニジンおよびフルボキサミンともにCYP1A2を競合的に阻害することが示され、阻害定数はそれぞれ50, 0.0038 micro-mole/Lであった。チザニジンの阻害定数(50 micro-mole/L)は、そのKm値(46 micro-mole/L)とほぼ同じ値となった。また、阻害定数の値から、フルボキサミンは非常に強力なCYP1A2の競合的阻害薬であることが示された。我々が構築してきたITAM-PK(Intestinal transit, absorption and metabolism based pharmacokinetic)モデルを用いて、チザニジンのAUCを予測したところ、チザニジン単独投与時のAUCが6.6(ng・h/ mL)であるのに対して、フルボキサミン併用時のAUCは216(ng・h/ mL)と算出され、フルボキサミン併用によりチザニジンのAUCが33倍となることが示された。ヒト投与試験では、フルボキサミン併用時にチザニジンのAUCが67倍となることが報告されている。今回の検討では、チザニジンAUCの上昇率が報告値の半分程度であったが、少なくとも併用禁忌となるような大幅なAUCの上昇を予測可能であることが示された。多数の薬物を対象としているため、定量法の確立に手間取っている。また、非常に代謝の遅い薬物の代謝速度を、基質減少法で正確に求めることの困難にも直面している。今後は、対象薬物を絞り込むこと、実験内容の再検討、各種パラメータの文献値の活用も検討する。今後は、CYP2C9の基質であるワルファリン、CYP2C19の基質であるオメプラゾールおよびジアゼパムについて、ヒト肝ミクロソームを用いた代謝実験を行い、経口投与後のバイオアベイラビリティをin vitro実験から予測する。ヒト小腸ミクロソーム中の各CYP分子種の存在量は、CYP3Aが82%、CYP2C9が14%であり、それ以外のCYP分子種の量は極めて少ないことから、小腸アベイラビリティについてはCYP2C9の基質についてのみ予測を試みる。Caco-2細胞の透過係数については、我々の結果と文献値が近い値を示しているため、文献値を使うことも考慮する。一方、CYP1A2の基質であるチザニジンとCYP1A2阻害薬であるフルボキサミンおよびシプロフロキサシンとの相互作用の予測については、基質と阻害薬のCaco-2細胞内動態から吸収速度を予測し、ミクロソームを用いた代謝阻害実験から肝臓における代謝阻害を予測する必要があるため、予測に必要となる詳細なパラメータ値を求める。今後は、CYP2C9の基質であるワルファリン、CYP2C19の基質であるオメプラゾールやジアゼパムについて、ヒト肝ミクロソームを用いた代謝実験を行い、経口投与後のバイオアベイラビリティをin vitro実験から予測する。ただし、非常に代謝が遅い薬物については、基質減少法によって代謝パラメータを正確に見積もることが困難であること、また代謝パラメータ値の見積もりが少々異なっても全体の予測には影響がないため、文献値を使うことも考える。Caco-2細胞の透過係数については、我々の結果と文献値が近い値を示しているため、文献値を使うことを試みる。
ヒト肉腫幹細胞とオルガノイドモデルを用いた肉腫進展・転移メカニズムの解明

肉腫の進展・肺転移のメカニズムは現在においても明らかではなく、進行を制御する有効な薬物療法はない。研究代表者はこれまで、癌の発生・進展に関する基礎的な研究成果を報告してきたが、2次元培養下での肉腫細胞は実際の肉腫をmimicしていないことが問題であった。本研究ではヒト臨床サンプルから肉腫オルガノイドモデルを確立し、肉腫進展・肺転移のメカニズムを明らかにすることで新たな治療薬の開発を目指す。
音弾性法によるセラミックス/金属接合材の熱サイクル損傷の非破壊評価に関する研究

本研究では単一熱サイクルを受けるセラミックス/金属接合材の界面反射波と接合強度の関係を調べ、熱サイクル強度の非破壊評価方法について検討した.接合界面は本質系に材料不連続部であるため、目視による欠陥検査が困難である。本研究ではセラミックス金属接合材の強度の非破壊評価方法として、超音波法を用いた。まず、界面における超音波の反射および透特性を定量化するために、半無限体同士の接合体を界面に垂直に入射する平面波縦波および横波の反射率、過率をPapcovich-Neuberの変位関数を用いて定式化した。つぎに、窒化ケイ素と金属(銅)の界面における反射および透過特性を検討し、反射波の位相特性と振幅特性を比較した場合、本接合材では振幅特性の方が界面欠陥の検出には有利であることを示した。界面欠陥を含めセラミックス/金属接合材の強度を定量的に評価するために、界面亀裂の効力拡大係数を分析し、セラミックスの破壊靱性値と比較し、界面欠陥からの不安定破壊条件を評価した。応力拡大係数の評価に際して接合残留応力による応力拡大係数と外力による応力拡大係数を独立に解析し、重ね合わせて界面亀裂の応力拡大係数とした。熱サイクルを受けた接合材の強度評価方法の検討として、熱サイクル最高温度を変えた単一熱サイクル試験を行ない、熱サイクル試験前後における超音波法および光学顕微鏡による目視検査を行なった。超音波法においては、前述の解析結果に基づき、界面における反射波の先頭波の振幅を非破壊評価量として採用した。熱サイクル後の強度低下を調べる為に、室温において四点曲げ試験を行なった。得られた結果に基づき、熱サイクル後の室温強度と超音波法による先頭波の振幅の関係を調べ、モデルを用いてこの関係を考察した。以上の実験および解析研究を総合し、熱サイクルを受けるセラミックス/金属接合材の超音波法による非破壊強度評価方法の有効性について考察を行なった。
糖尿病病態における心筋細胞Ca^<2+>調節機構障害の細胞電気・分子薬理学的研究

Streptozotocin45mg/kgを尾静脈より投与して作成した糖尿病ラットより46週後に心臓を摘出し、細胞内Ca^<2+>くみ出しに重要な役割を果たしているNa^+-Ca^<2+>交換系(NCX)機構に関して検討した。NCXアイソフォームのうち心臓に高く発現しているNCX1の蛋白量およびそのmRNA量をウェスタンブロット法およびノーザンブロット法で測定したところ、蛋白量、mRNAレべルともに糖尿病で有意に減少していた。この減少と関連して、NCX機能低下が単離した心室筋細胞でのNCX電流を測定することにより証明された。糖尿病心筋細胞では細胞外Ca^<2+>濃度を上昇させると著明な拡張期細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が見られたが、これは正常細胞でも細胞外Na^+濃度を減少させてNCX機能を抑制させると認められた。しかし、cyclopiazonic acidでSR機能を止めた状態でも、細胞外Ca^<2+>濃度増加に伴う拡張期細胞内Ca^<2+>濃度上昇の程度は正常・糖尿病細胞間で違いを認めなかった。すなわち糖尿病心筋細胞ではNCX機能低下により、Ca^<2+>過負荷状態になった時にその処理能力を失い、収縮機能に異常を来すものと考えられた。ヒトにおける糖尿病性心筋症の病因を探るモデルとして有用であるとされているstreptozotocin(STZ)誘発性糖尿病ラットを用い、その心筋細胞内Ca^<2+>調節に筋小胞体とともに重要な役割を果たしているNa^+-Ca^<2+>交換系(NCX)ににどのような変化が起こっているかを解明しようとした。STZ45mg/kgを尾静脈より投与して作成した糖尿病ラットより46週後に単離した心室筋細胞において、NCXか関与するcaffeine誘発性細胞内Ca^<2+>([Ca^<2+>]i)消退曲線は対照ラット心筋細胞のそれに比べ顕著に遷延していた。また、心筋細胞のNCX電流も有意に糖尿病により滅弱していた。糖尿病心筋において、心臓に高く発現しているNCXアイソフォームであるNCX1蛋白およびそのmRNAは有意に減少していることが認められた。糖尿病心筋細胞では細胞外Ca^<2+>濃度を上昇させると著明な拡張期[Ca^<2+>]iの上昇が見られるが、これは正常細胞でも細胞外Na^+を減少させてNCX機能を抑制させると認められた。すなわち糖尿病心筋細胞においてはNCX機能低下により、Ca^<2+>が過負荷状態になった時にその処理能力を失い、収縮機能に異常をきたすものと考えられる。本年度の研究結果は、糖尿病における心筋細胞のNCX機能の変化がその収縮性に異常をもたらす重要な要因であることを証明した。昨年度に我々は、streptozotocin(STZ)45mg/kgを尾静脈より投与して作成した糖尿病ラットより46週後に摘出した心臓において、細胞内Ca^<2+>くみ出しに重要な役割を果たしているNa^+-Ca^<2+>交換系(NCX)機構に関して、NCXアイソフォームのうち心臓に高く発現しているNCX1の蛋白量およびそのMrna量をウェスタンブロット法およびノーザンブロット法で測定したところ、蛋白量、Mrnaレベルともに糖尿病で有意に減少しており、NCX機能低下が単離した心室筋細胞でのNCX電流を測定することから証明した。本年度は糖尿病におけるNCXの変化がインスリン治療により改善するか否かを検討した。STZ投与後翌日より実験開始前日まで毎日インスリンを34単位皮下注した。このインスリン治療により糖尿病で減少したNCX1の蛋白およびMrna量と、NCX電流の低下は正常レベルにもどったことから、NCXの変化は糖尿病病態により起こったものと結論された。
アジアにおけるHTLVの病態および分子進化と人類学的背景の解析

本研究課題では、アジアにおけるHTLV-I感染の実態を明らかにする事を目的として、分子疫学調査と病態・HLAとの関連について解析している。1)インドネシア産のオランウータン3検体、手長ザル1検体をSTLV-I陽性として新たに検出した。ウイルスの遺伝子解祈からオランウータンのSTLV-Iは非常に変異を蓄積し、2つのクラスターを形成することが判った。HTLV-Iのメラネシア型は系統的にアジアのSTLV-I群に属すが、オランウータンのSTLV-Iとはあまり類似しておらずメラネシア型の直接の起源がオランウータンとは考えにくい。2)インドでは南部ケララ州で供血者400名を検索したが全て陰性であった。カルナタカ州では、高リスク群(STD患者)で陽性者が見出されたが、TSP患者20人では陰性であった。アンドラプラデッシュ州では昨年度の調査で陽性の2名の家族から採血を行いウイルス分離を試みている。遺伝子解析では、インドのHTLV-Iは世界的に拡がっているTranscontinental亜型の中でも多様性を示し、この亜型が過去に世界中に伝播していく過程でインドが中心地的な役割を担ったと考えられる。3)東南アジアでは、マレーシアの北部50名、タイ南部20名(T細胞白血病患者)、イリアンジャヤ220名(イリアンジャヤ高地に佳むダニ族44名を含む)の検索を行ったがいずれも陰性であった。4)パキスタン及びアフガニスタンの山岳少数民族を中心に約200検体、アゼルバイジャン約900検体、アルタイ約900検体の検査を行ったところ全て陰性であった。5)イスラエルに移住したイランのマシャディ出身のユダヤ人について、HTLV-I関連神経疾患患者のHLAタイブを調べたところB52が有意に多く、このタイプと疾患との関連が支持された。「昨年度に引き続き、汎大陸型の中心地と考えられるインド南部の調査、既知のエンデミック地域間を結ぶ空白地帯の調査、およびヒト・サル間での異種感染の可能性を検討した。また本調査とは別途入手したピグミー、イラン等のHTLV-1を解析した。」1.成績(1)カムチャッカ少数民族672検体は全て陰性。サハリン少数民族ニブヒ138検体中4例が陽性。うち1つは汎大陸型の中で、アイヌよりも琉球のHTLV-1に近縁。(2)スマトラ・カリマンタンのオランウータン72例中1例陽性。解析した1例はメラネシアHTLV-1とマカクのSTLV-1と同様に古くから分岐したものであった。(3)インド南部の4例は全て汎大陸型で、日本型が少ないことが判った。(4)マレーシアのリンパ腫患者で抗体・PCR陽性例がみつかった。(5)南アフリカ・クウェート・イランのHTLV-1は汎大陸型で、インドとの関連が考えられた。(6)ピグミーのHTLV-1は、中央アフリカHTLV-1/チンパンジーSTLV-1群に近縁であったが、アフリカミドリザル群のSTLV-1に属することが判った。2.考察(1)サハリンのニブヒのHTLV-1がアイヌよりも琉球のHTLV-1に近いことは興味が持たれる。(2)インドネシアのオランウータンより初めてSTLV-1の分離・解析を行った。メラネシアのHTLV-1が最も早くから分岐したことが知られており、オランウータンSTLV-1との関連に興味が持たれたが、中央アフリカHTLV-1とチンパンジーSTLV-1とのような密接な関連を見いだせなかった。

(3)インド南部は汎大陸型と日本型とが存在し、早くから分岐して多様性をもつことから、汎大陸型の起源の上から重要であり次年度から本格的な調査に取り組む体制を整えた。(4)ピグミーのHTLV-1が中央アフリカHTLV-1/チンパンジーSTLV-1群よりもアフリカミドリザルSTLV-1群に属することが判り、種間感染があったものと推察された。1.本年度は昨年度に引き続き、高頻度にHTLV-Iの感染が見られる日本とアフリカを結ぶ空白地帯の調査を行った。同時にヒト・サル間での種間感染の可能性を検討するためにオランウータンにおけるSTLV-Iを解析した。2.疫学調査:中国において湖南省の少数民族の採血を行い、1500人の血清を得た。この内の750検体は全てHTLV-I陰性であった。インドのケララ地方では供血者500人の抗体スクリーニングを終えたが現在まで陽性者は見い出されていない。マレーシアではセマン系の先住民族の血液試料の収集が開始された。タイにおける調査では、北部の少数民族5族400人で抗体陰性の結果が見られ、南部でWB陽性を示したリンパ腫患者の近縁者のDNAでPCRによる増幅を見た。インドネシアのスラウェシ島住民230人を検索したが全て陰性であった。遺伝子解析:インド南部で発見したHTLV-I分離株は現在までに解析した株と共にTranscontinentalサブグループに属した。同サブグループの中でもインドからのHTLV-Iは多様性を示す事から、このサブグループが過去に世界中に伝播していく過程でインドが中心地的な役割を担ってきたと思われる。サハリンの少数民族の4検体は全てTranscontinentalサブグループに属した。この結果は日本の両端(北海道や沖縄)に同サブグループが多いという事実と一致し、この少数民族のウイルスは日本のHTLV-Iの起源に深く関与していると考えられる。インドネシア産のオランウータンから分離した2つの分離株はアジア産マカクのSTLV-IやHTLV-Iのメラネシア・グループに類似性を示すが、系統樹ではそれらと有意にクラスターを作らなかった。この事からメラネシア周辺に存在するHTLV-I変異株の起源がオランウータンであるという可能性は少ないことが示唆される。本研究課題では、アジアにおけるHTLV-1感染の実態を明らかにする事を目的として、分子疫学調査と実態・HLAとの関連について解析している。1)インドネシア産のオランウータン3検体、手長ザル1検体をSTLV-1陽性として新たに検出した。ウイルスの遺伝子解析からオランウータンのSTLV-1は非常に変異を蓄積し、2つのクラスターを形成することが判った。HTLV-1のメラネシア型は系統的にアジアのSTLV-1群に属すが、オランウータンのSTLV-1とはあまり類似しておらずメラネシア型の直接の起源がオランウータンとは考えにくい。2)インドでは南部ケラク州で供血者400名を検索したが全て陰性であった。カルナタカ州では、高リスク群(STD患者)で陽性者が見出されたが、TSP患者20人では陰性であった。アンドラプラデッシュ州では昨年度の調査で陽性の2名の家族から採血を行いウイルス分離を試みている。