hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非侵襲法による肝臓の熱伝導率・熱拡散率の測定

生体の熱物性測定は,サーマルプローブを組織に穿刺して測定するのが一般的である.しかし,生体組織の熱物性は外部からの刺激に敏感に反応するのに加え,この方法ではプローブまわりの出血やプローブと組織の密着度が測定結果に影響を及ぼすのは避けられない.したがって,生体を対象とする場合には,非侵襲的で迅速な測定が望ましい.そこで,本研究では,試料の表面をCO_2レーザで局所的に加熱し,その表面温度の時間的変化を赤外線カメラで測定することにより,試料の熱伝導率と熱拡散率を同時に測定する非侵襲的熱物性測定法の開発を行った.この方法では,加熱中心部の温度変化と,予め数値解析によって求めておいた結果を比較することにより熱伝導率と熱拡散率を決定する.以下に本研究のまとめを示す.1.レーザ光の透過と物質による体積吸収を考慮した解析を行い,吸収係数の影響を明らかにした.2.対流および放射による表面からの熱損失が比較的小さければ,その程度に依存しない計算結果の整理法を明らかにした.3.実験に用いるレーザの強度分布を,照射面との距離をパラメータとして明らかにした.4.アクリルを試料とした測定値を文献値と比較し,本測定法の妥当性を明らかにした.5.ラット肝臓の熱物性をin vivoで測定した.呼吸による肝臓の動きを回避した実験を行い,測定が可能であることを示した.6.本測定結果,特に熱拡散率は吸収係数の影響を大きく受けることが明らかになった.したがって,この点を克服する測定法の改良が望まれる.7.測定法の確立には,測定前の試料内温度の不均一の影響,および試料表面が平面でない影響等を明らかにする必要がある.8.本測定法は非侵襲的で出血を伴わないため,血液灌流の影響を明らかにするのに有効である.生体の熱物性測定は,サーマルプローブを組織に穿刺して測定するのが一般的である.しかし,生体組織の熱物性は外部からの刺激に敏感に反応するのに加え,この方法ではプローブまわりの出血やプローブと組織の密着度が測定結果に影響を及ぼすのは避けられない.したがって,生体を対象とする場合には,非侵襲的で迅速な測定が望ましい.そこで,本研究では,試料の表面をCO_2レーザで局所的に加熱し,その表面温度の時間的変化を赤外線カメラで測定することにより,試料の熱伝導率と熱拡散率を同時に測定する非侵襲的熱物性測定法の開発を行った.この方法では,加熱中心部の温度変化と,予め数値解析によって求めておいた結果を比較することにより熱伝導率と熱拡散率を決定する.以下に本研究のまとめを示す.1.レーザ光の透過と物質による体積吸収を考慮した解析を行い,吸収係数の影響を明らかにした.2.対流および放射による表面からの熱損失が比較的小さければ,その程度に依存しない計算結果の整理法を明らかにした.3.実験に用いるレーザの強度分布を,照射面との距離をパラメータとして明らかにした.4.アクリルを試料とした測定値を文献値と比較し,本測定法の妥当性を明らかにした.5.ラット肝臓の熱物性をin vivoで測定した.呼吸による肝臓の動きを回避した実験を行い,測定が可能であることを示した.6.本測定結果,特に熱拡散率は吸収係数の影響を大きく受けることが明らかになった.したがって,この点を克服する測定法の改良が望まれる.7.測定法の確立には,測定前の試料内温度の不均一の影響,および試料表面が平面でない影響等を明らかにする必要がある.8.本測定法は非侵襲的で出血を伴わないため,血液灌流の影響を明らかにするのに有効である.本研究の目的は,レーザビームを物体に照射し赤外線カメラを用いて測定したその面の温度上昇から物体の熱伝導率および熱拡散率を同時に測定する方法を用いて,ラットの肝臓の熱物性値を求めることにある.これまでに得られた成果は以下のとおりである.1.炭酸ガスレーザを用いた加熱・測定装置を作製した.2.物体内でのレーザの吸収を考慮した解析および熱物性値算出法を確立した.3.上記の装置および方法によるアクリルの熱物性測定を行った結果,測定値は文献値とよく一致した.したがって,本測定法の妥当性が確認できた.4.ヒトの上腕皮膚の熱物性測定を行い,生体に対する測定が可能であることを明らかにした.5.ラットの肝臓を試料とした予備実験を行い以下の結果および問題点を明らかにした.(1)in vivo測定の場合の実験手順を確認するとともに,ラットの呼吸による測定部位の変動を抑える方法を考案した.(2)本測定法は平面の局所加熱を前提にしているのに対し,ラットの肝臓の大きさでは測定部位が平坦でない影響が測定結果に現れる.したがって,照射直径を現行のφ5mmより小さくする必要がある.(3)ピンホールを用いて照射ビーム径を小さくする方法を試みたが,レーザ光の回折によるビームの拡がりが生じ,問題の解決には至らなかった.したがって,レーザの集光方式の改良が必要と考えられる.(4)レーザ吸収率の不確かさによる測定誤差の検討のためには,肝臓の密度および比熱の測定も併せて行うことが重要である.本研究の目的は,非侵襲的な熱物性測定法を開発し,これを生体に適用することにある.

その方法は,生体での吸収性がよい炭酸ガスレーザで被測定物の表面を局所的に加熱し,その表面温度を赤外線カメラで測定するものである.そして,同様の系における非定常熱伝導問題を予め数値的に解いておき,計算結果による表面温度の上昇と実験結果を比較することにより熱伝導率と熱拡散率を同時に決定する.前年度は,実験装置の製作に引き続き実験を試みたが,レーザの出力が安定しない,加熱範囲が広いなどの問題が明らかになった.そこで,本年度は,レーザを比較的出力が小さく安定性の良いものに取り替え,熱伝導計算モデル,数値計算法,データの整理法のすべてについて再検討を行った.その結果を以下に示す.1.レンズを用いて集光することによりレーザ集光半径を約1.5mmに絞ることが可能になった.2.レーザ光の強度分布を測定し,その分布の近似式を得た.3.固体内でのレーザの吸収による発熱を考慮した熱伝導計算を,新たなレーザの強度分布を用いて行った.4.種々の条件における上記の熱伝導計算を行い,無次元温度上昇を無次元時間に対して表すマスタープロットを作成した.5.アクリル板の熱物性測定を行い,測定法が妥当であることを確認した.6.ラットの肝臓の測定を行った.本測定法により妥当な結果が得られたが,測定結果には生体の吸収率が大きな影響を及ぼすことが明らかになった.したがって,今後はその点を改善する測定法を考案する必要がある.
葉緑体型ATP合成酵素の活性制御を分子レベルで理解する

昨年度に引き続き、葉緑体型ATP合成酵素の活性制御機構を解明するために、シアノバクテリアATP合成酵素を用いて、X線結晶構造解析を行った。昨年度に最適化した条件で結晶を作製し、放射光施設で回折実験を行ったが、分解能の向上は見られなかった。そこで、結晶から水分子を取り除くことで分解能を向上させる脱水操作を試みた。しかし、今のところ、分解能の向上は見られない。また、αサブユニットのN末端にある余分なアミノ配列を切断することで、分解能が向上するのではないかと考え、余分な配列を数残基ずつ切断した変異体を作製した。この変異体の精製及び結晶化を行った。しかし、切断前と同じ結晶化条件では結晶が作製できなかった。酵素の熱安定性が大きく変化したためと考えられる。現在、熱安定性を大きく変化させずに分解能の向上させる変異体を作製中である。また、この酵素を構成するγサブユニットにあるN末端およびC末端のαヘリックスのコイルドコイル構造が活性制御に重要な役割を果たしているのではないかと考え、αヘリックスに人為的に固定する実験を、昨年度に引き続き行った。具体的には、αヘリックスにCysを導入し、S-S華僑をするで、コイルドコイルの相対的位置を固定した。作製した変異体の中には、酵素活性が大きく上昇する変異体があった。また、阻害サブユニットであるεに対する挙動にも変化があった。S-S華僑をする前は、100%近い阻害率であったが、華僑をすることで、40%近くまで阻害率が減少する変異体が得られた。N末端およびC末端のαヘリックス間の相対的な位置関係が、活性の制御に重要な役割を果たすことを示唆する結果が得られた。さらに、この結果から、シアノバクテリアに加えて、高等植物のATP合成酵素の活性制御のメカニズムを推測することができた。葉緑体型ATP合成酵素の活性制御機構を解明するために、シアノバクテリアATP合成酵素を用いて、X線結晶構造解析を行っている。当研究室で構築したATP合成酵素のα_3β_3γε複合体の発現系を利用し、市販のスクリーニングキットを用いて、結晶化の初期スクリーニングを行った。しかし、タンパク質の結晶を得ることができなかったので、発現系の改良を行った。具体的には、Hisタグの除去、夾雑のプロテアーゼによって切断される部位に変異導入を行った。改良した発現系を用いて、結晶化の初期スクリーニングを行ったところ、4つの条件で結晶を得ることができた。続いて、より大きく良質な結晶を得るために、結晶化条件を最適化した。最適化した条件で作製した結晶を用いて、実験室レベルの回折実験を行ったところ、もっともよい分解能を与える結晶で6.5A程度であった。並行して、この酵素を構成するγサブユニットにあるN末端およびC末端のαヘリックスのコイルドコイル構造が活性制御に重要な役割を果たしているのではないかと考え、αヘリックスにCysを導入し、S-S架橋をかける実験を行った。S-S架橋することにより、αヘリックス間の相対的な位置を変化させることができると考えた。架橋をすることで、酵素活性が大きく上昇する変異体があった。S-S架橋をする前は、100%近い阻害率であったが、架橋をすることで、40%近くまで阻害率が減少する変異体が得られた。

結晶構造解析については、分解能の低い結晶しか得られていないが、結晶はできているので、調製している精製標品は単分散で良質のものと考えられる。結晶の厚みが薄く、放射光施設で回折実験を行わないと良し悪しが判断できない結晶もあるので、放射光施設で回折実験を行う。S-S架橋の実験では、必要な結果を一通りそろえることができているので、順調に進展している。結晶構造解析については、分解能の低い結晶に分解能を向上させる操作(脱水操作)を行うことで構造解析可能になる例が報告されているので、この操作を試みる。また、αサブユニットのN末端にある、結晶化を妨げる可能性のある余分なアミノ酸配列を切断することで、分解能が向上するのではないかと考え、これも試みる。これらの結晶を用いて、放射光施設で回折実験を行う。S-S架橋の実験に関しては、投稿論文を準備中である。
根尖性歯周組織疾患の発症・進展における免疫応答制御機構の多面的解析

根尖性歯周炎の病態制御機構の解明を目的として、根尖病巣局所における炎症性ならびに抗炎症性サイトカイン産生と病変活動性について検討を行った。その結果、根管内浸出液中においては炎症性サイトカインであるIL-1βのみならず、そのアンタゴニストであるIL-1ra濃度が上昇しており、その相対的バランスが臨床症状の発現と相関していることが明らかとなった。またケモカインであるIL-8濃度も同じく病変活動性に関連しており、さらに同濃度は根尖病巣内におけるnitric oxide産生とも相関がみられた。さらに、根尖外科手術時に得た根尖病巣試料中におけるサイトカイン、細胞増殖因子およびプロスタグランディンE2(PGE2)合成酵素mRNA発現を検討したところ、炎症性サイトカインmRNAのうちIL-8発現をほぼ全てに認めるのに対し、抗炎症性サイトカインであるIL-10およびTGF-βmRNA発現が大部分にみられた。これらの結果は、根尖病巣局所における抗炎症性サイトカインによる調節機構が病態活性化に関与することを示すものである。さらにPGE2合成酵素であるCOX-2は恒常的に発現がみられるCOX-1と同じくほぼ全ての症例に認め、根尖病巣局所におけ活発なPGE2産生を示唆するものであった。一方、増殖因子についてはIGF-1、EGFの発現が認められ、病巣歯肉中においては炎症性破壊のみならず、組織修復を促進するサイトカインが産生されており、このような破壊と修復のバランスが根尖病巣の慢性化を引き起こすものと考えられた。またIL-10発現優位の病巣局所ではIL-10を介した調節機構が作動している可能性が考えられるが、Porphyromonas gingivalis LPSによるトレランス誘導によるヒト単球からのIL-6産生の選択的抑制ならびにsuperoxide産生亢進にも、IL-10のオートクライン作用が関与することが明らかとなった。これらの結果は、根尖病巣局所におけるIL-10の役割の重要性を示唆するものと考えられた。本年度の研究においては、(1)根尖性歯周炎病巣からの臨床試料のストックを目として、根管浸出液ならびに根尖外科処置時に病巣組織を採取し、-80°Cで保存した。(2)根尖性歯周炎病巣におけるPro-およびanti-inflammatory cytokine発現の検討を目的として、根管浸出液中のpro-inflammatory cytokineであるinterleukin(IL)-1βとそのantagonistであるIL-1 recptor antagonist(lL-1ra)のバランスに着目し、その測定を行った。その結果、根管浸出液中のIL-1β濃度とIL-1ra濃度の間には有意の正の相関がみられることが明らかになった。また各試料中のIL-1ra/IL-1βと採取時の臨床症状の関連性についても、自発痛や打診痛などを有するsymptomaticと考えられる症例では同比が有意に低下することが明らかとなり、naturally occuring antagonistであるIL-1raによるIL-1β活性の制御が慢性根尖性歯周炎の急性化に大きな役割を果たす可能性を示した。(3)細菌由来物質の持続刺激による細胞応答性変化に関して、本年度はLPSによるヒト単球/Mφののin vitroトレランス誘導について検討を行った。

その結果、口腔内細菌であるPorphyromonasgingivalis由来のLPSを低濃度でヒト末梢血単球に長時間作用させると、古典的な腸内細菌由来のEscherichia coli LPSの場合とは異なり、同細胞からの高濃度LPSによる二次刺激後のIL-6産生を選択的に抑制した。一方、同じ処理によりIL-8産生の低下は認められず、LPSトレランスが全ての細胞機能を抑制するものでないことを明らかにした。さらにこのP.gingivalis LPSによるIL-6産生の抑制は、同LPS前処理後に生じたIL-10のearly up-regulationのオートクライン作用によるものであることを示した。根尖性歯周炎の病態制御機構の解明を目的として、本年度はまず根尖病巣におけるchemokine産生と病変活動性について検討を行った。その結果、臨床症状を有し活動性と考えられる根管より得た浸出液中においては有意にIL-8濃度が上昇しており、さらにIL-8濃度は根尖病巣内におけるnitric oxide産生と相関が見られることを明らかにした。また、Porphyromonas gingivalis LPSによるトレランスは単球からのsuperoxide産生を亢進することを示した。これらの結果から、病巣局所において産生されたIL-8により好中球が集積することにより病態が活性化されるとともに、好中球のみならず単球も病原性物質の持続的刺激を受けてsuperoxide産生ならびに、それに引き続くnitric oxide産生の上昇を誘導している可能性が考えられた。さらに、根尖外科手術時に得た根尖病巣試料中におけるサイトカイン、細胞増殖因子およびプロスタグランディンE2(PGE2)合成酵素mRNA発現を検討したところ、炎症性サイトカインmRNAのうちIL-8発現をほぼ全てに認めるのに対し、IL-10mRNAは約半分に発現がみられた。これらの結果は、先に述べた活性化機構と一致するものであり、またIL-10発現優位の病巣局所ではIL-10を介した調節機構が作動している可能性が考えられた。さらにPGE2合成酵素であるCOX-2は恒常的に発現がみられるCOX-1と同じくほぼ全ての症例に認め、根尖病巣局所におけるPGE2産生を示唆するものであった。一方、増殖因子についてはTGF-βmRNA発現がほぼ全ての症例でみられ、以下IGF-1、EGFの順に発現頻度が高かった。これは病巣歯肉中における同病巣においては炎症性破壊のみならず、組織修復を促進するサイトカインが産生されており、このような破壊と修復のバランスが根尖病巣の慢性化を引き起こすものと考えられた。
再検証！スポーツの意義 -ICT積極活用による人間力育成の可能性-

高等専門学校の体育は機構が示すモデルコアカリキュラムに則り,主体性,責任感,協調性等の汎用的技能の育成を目標としている.本研究は主体的・協働的態度を引き出すうえで有効とされるICT機器を利用した映像資料活用による授業形態がそれら汎用的技能の発揮にどのような影響を与えるかを検証する.学生の態度がどう変化するか,また,学生自身がどのような変化を感得するのか等について分析を蓄積し,高専体育におけるICT活用法とそこで養成できる汎用的技能の詳細項目を新たにまとめる.さらにその実践法を部活動や地域スポーツでの活用へ拡げ,各場面における効果と人間力育成の可能性を態度側面の変化様相の把握から明らかにする.高等専門学校の体育は機構が示すモデルコアカリキュラムに則り,主体性,責任感,協調性等の汎用的技能の育成を目標としている.本研究は主体的・協働的態度を引き出すうえで有効とされるICT機器を利用した映像資料活用による授業形態がそれら汎用的技能の発揮にどのような影響を与えるかを検証する.学生の態度がどう変化するか,また,学生自身がどのような変化を感得するのか等について分析を蓄積し,高専体育におけるICT活用法とそこで養成できる汎用的技能の詳細項目を新たにまとめる.さらにその実践法を部活動や地域スポーツでの活用へ拡げ,各場面における効果と人間力育成の可能性を態度側面の変化様相の把握から明らかにする.
新規二官能化シクロデキストリンの合成とそれを用いるロドプシン精密モデルの創製

1.βーシクロデキストリン(以下CDと略)の選択的ジスルホニル化を行って、2A6Xージスルホナ-ト(X=AG)17(HPLC溶出順)を合成し、全ての異性体を逆相液クロと逆相高速度クロを併用して単離した。これらの位置異性体をそれぞれ、酵素タカアミラ-ゼAや酵素BSAを用いる選択的加水分解と、2,3ーオキシランや、3,6ーアンヒドリドへの化学変換を組合わた方法によって、構造決定した。この結果、17を、2A6D体、2A6E体、2A6C体、2A6F体、2A6B体、2A6A体、2A6G体と決定した。2.CDの6A6B、6A6C及び6A6Dージトシラ-トから、2個の2'ーアミノエチルアミノ基を6位に持つ二官能化CDを合成した。一方、これらのジトラシラ-トにメルカプトタンスルホン酸とエチレンジアミンを順次反応させ、それぞれが1個づつ置換した二官能力CDを合成した。3.上記の2'ーアミノエチルアミノ基を2個もつCD(AB、ACおよびAD体)の1個の2'ーアミノエチルアミノ基に、レチナ-ルを反応させ、シッフ塩基(ロドプシンモデル)を創り、酸性条件下で吸収スペクトルを測定した。この吸収極大波長は、470nm(AB体)、468nm(AC体)及び452nm(AD体)であり、2'ーアミノエチルアミノ基を1個しかもたないCDから誘導されたロドプシンモデルの値(497nm)よりかなり短波長であった。これは、ABAD体におけるもう1個の2'ーアミノエチルアミノ基(プロトン化されている)が、陽イオンとして、ロドプシンモデルの光励基状態を不安定化していることを示している。また、この効果は、陽イオンの位置(ABAD)に依存していることも明かとなった。以上のことから、ロドプシンの特異な長波長吸収には、近傍イオン基の種類、数及び位置が重要な役割を担っていると結論できる。βーシクロデキストリン(以下CDと略)の2ーOHをDMF中で酸化ジブチルスズと2、4、6ートリメチルベンゼンスルホニルクロリドでスルホニル化した。さらに、この生成物の6ーOH1つを、ピリジン中で同じ試薬ででスルホニル化した。このときに生成するジスルホニル化体には、位置異性体7種が可能である。即ち、CDを構成する7個のグルコ-スをA,B,C,ー,Gと名付けると、2A6A体,2A6B体,2A6C体,ー,2A6G体の7種の異性体である。これらの異性体を逆相液クロと逆相高速液クロを併用して単離した。これらを、高速液クロの保持時間の小さい順に1,2,ー,7と名付ける。47を酵素タカアミラ-ゼAで分解し、マルトテトラオ-スのジスルホナ-ト4a7aに導いた。4a7aをアルカリ水溶液(pH12)で処理し4b7b(これらの化合物は、選択的にスルホニル基が1個残り、もう1個は、選択的に2、3ーアンヒドロ化あるいは3、6ーアンヒドロ化しているものである)に変換し、次いで水素化ホウ素ナトリウムで還元末端を還元し、水酸基を完全にアセチル化した後、FABマススペクトルで分析した。

この結果と4b7bの^<13>Cおよび^1HーNMRから、46は2A6F体,2A6B体,2A6A体,2A6G体であると決定した。他のジスルホナ-ト13は、それぞれをタカアミラ-ゼAで加水分解しても、同じ2つの生成物(マルトトリオ-スの2′′ーOースルホナ-トとマルト-スの6'ーOースルホナ-ト)しか与えることができなかったことから、13は2A6D体,2A6E体,2A6C体のいずれかであることは解ったが、いずれであるかは決定できなかった。他の酵素を用いることや13を化学変換してから酵素を作用させることを検討して構造決定を完成させる予定である。1.βーシクロデキストリン(以下CDと略)の2A6Xーメシチレンスルホナ-ト(X=AG)17(HPLC溶出順)を合成し、昨年度未決定であった13の構造決定を行った。1と3は、2ースルホナ-ト部分のみを選択的にオキシランに変え、次いで酵素タカアミラ-ゼAを用いて分解し、得たオリゴ糖の構造解析から、1は2A6D体、3は2A6C体と決定した。2は、酵素BSAによる分解結果の解析から、2A6E体と決定した。これで、7個の立置異性体全ての構造決定を完成した。2.CDの6A6B、6A6C及び6A6Dージトシラ-トから、2個の2'ーアミノエチルアミノ基を6位に持つ二官能化CDを合成した。一方、これらのジトシラ-トにメルカプトエタンスルホン酸とエチレンジアミンを順次反応させ、それぞれが1個づつ置換した二官能化CDを合成した。3.上記の2'ーアミノエチルアミノ基を2個もつCD(AB、ACおよびAD体)の1個の2'ーアミノエチルアミノ基に、レチナ-ルを反応させ、シッフ塩基(ロドプシンモデル)を創り、酸性条件下で吸収スペクトルを測定した。この吸収極大波長は、470nm(AB体)、468nm(AC体)及び452nm(AD体)であり、2'ーアミノエチルアミノ基を1個しかもたないCDから誘導されたロドプシンモデルの値(497nm)よりかなり短波長であった。これは、ABAD体におけるもう1個の2'ーアミノエチルアミノ基(プロトン化されている)が、陽イオンとして、ロドプシンモデルの光励基状態を不安定化していることを示している。また、この効果は、陽イオンの位置(ABAD)に依存していることも明かとなった。以上のことから、ロドプシンの特異な長波長吸収には、近傍のイオン基の種類、数及び位置が重要な役割を担っていると結論できる。
蛋白質凝集体モデル結晶の表面における水和構造とその生理活性に及ぼす影響

アミロイド線維は,βシートコンホーメーションをとった蛋白質が多数集積して形成された,マイクロメートルオーダーの線維状集積体である。脳内に蓄積することにより,アルツハイマー病や狂牛病などの神経変性疾患の原因となる。このため,凝集体形成のメカニズムや凝集体が生理活性に及ぼす影響を明らかにすることが急務となっている。最近,蛋白質凝集体を対象とした生物化学的な実験が多数行われているが,これらのメカニズムを解明するためには,物理化学的な観点からの研究が欠かせない。たとえば,凝集体の核形成とその安定性,臨界核の成長,線維状凝集体が細胞内溶液に及ぼす摂動の効果,および,これらに対する水分子の役割などである。これらの現象に対して,本研究では,高分子物理化学の立場からのアプローチを行っている。今年度の課題研究においては,アミロイド線維のモデルとしてポリ-L-グルタミンをとりあげ,分子動力学(MD)シミュレーションを用いて,凝集体表面の溶媒和構造を解析し,凝集体が水の構造やダイナミックスに及ぼす影響を明らにした。さらに,種々の生理活性分子の水和構造が凝集体の形成する分子場から受ける影響を調べるために,神経伝達物質として知られるドーパミンを対象として,分子軌道法(MO)計算により水和構造の解析を行った。さらに,ドーパミン水溶液についてMDシミュレーションを行い,MO計算との対応について検討した。また,医学的により実際的な系として,アルツハイマー病アミロイドβ(Aβ)蛋白質凝集体の水和構造の解析にも着手した。
ガス爆発危険性予測の学理

ガス爆発の発生限界(爆発限界)及び被害(影響度)の科学的解明について研究をおこなった.爆発限界については,反応機構を適切に考慮することにより,爆発限界やその条件依存性を的確に予測できることを明らかにした.影響度については,火炎の不安定性予測に重要なMarkstein数の精度の良い新たな算出方法を提案するとともに,大スケール時に火炎が自己相似的に発達し火炎面積がフラクタル的に増大することを詳細に解明し,被害拡大機構を明らかにした.これらの成果は,学理に基づいたガス爆発の危険性予測に大きく寄与するものである.ガス爆発の発生限界(爆発限界)及び被害(影響度)の科学的解明について研究をおこなった.爆発限界については,反応機構を適切に考慮することにより,爆発限界やその条件依存性を的確に予測できることを明らかにした.影響度については,火炎の不安定性予測に重要なMarkstein数の精度の良い新たな算出方法を提案するとともに,大スケール時に火炎が自己相似的に発達し火炎面積がフラクタル的に増大することを詳細に解明し,被害拡大機構を明らかにした.これらの成果は,学理に基づいたガス爆発の危険性予測に大きく寄与するものである.(1)爆発の発生限界(爆発限界)の予測手法の確立量子化学計算に基づいた種々の可燃性ガスに対する燃焼の素反応モデルの細部を再検討と調整を行った。特に着火源がなくても燃料と酸化剤の混合により自着火するヒドラジンと二酸化窒素の詳細化学反応モデルを構築した。爆発限界に重要な影響を及ぼす燃焼時のエネルギー損失を適切に評価するための流体計算モデルの準備を行った。炭化水素燃料の爆発限界に及ぼす輻射損失の効果を詳細反応機構に基づいて検討した。また、新規モデルの評価検証を行うため、過去の爆発発生限界に関するデータを収集した。さらに爆発限界予測のための流体力学計算に詳細反応機構を組み込むための簡略化法の開発を試みた。(2)爆発被害の影響度評価手法の確立(a)火炎の不安定性解析流体力学的不安定性による火炎の加速を考慮し、マルチスケールモデリングの手法を検討した。フラクタル次元を用いて見かけの燃焼速度を計算することにより、火炎の微小な乱れの影響を大規模爆発予測時の粗い格子間隔での計算に連結できるようにした。また、小規模実験の結果から大規模爆発時の火炎伝播挙動を推定する方法を検討した。(b)爆発実験大規模の可燃性ガスを用いた実験の準備のため、ガス供給系、火炎伝ぱ挙動および爆風圧の計測方法を検討し、1m立方規模のガス爆発実験を行った。火炎伝ぱ挙動については、赤外線撮影を行うことにより、太陽光下での撮影が難しい予混合の球状伝ぱ火炎の撮影を行えるようになった。また、火炎半径が50cmまでの規模の火炎の不安定について実験的に計測した。1爆発の発生限界(爆発限界)の予測手法の確立昨年度までに開発したN2H4/NTO混合気体の自己着火性を記述できる詳細化学反応機構に基いて,層流燃焼速度および着火遅れ時間の温度,圧力依存性に関するシミュレーションを実施した.得られた結果を用いて,N2H4/NTO混合気体の爆発限界予測を行った.2爆発被害の影響度評価手法の確立(a)火炎の不安定性解析:爆発シミュレーションの精度を向上するために,不安定性による火炎の加速を再現できる総括反応モデルを構築した.具体的な手法としては,まず,火炎伸長が存在する場での一次元的な火炎構造を詳細反応モデルを用いた数値シミュレーションにより求め,燃焼速度の火炎伸長に対する応答性を調べた.そして,この応答性を再現できるように総括反応モデルの速度パラメータを決定した.本研究で提案する総括反応モデルを用いれば,火炎の不安定性による伝播速度の上昇を精度よく再現でき,ガス爆発事故の被害予測の精度向上につながると期待される.(b)爆発実験:昨年度取得したデータの再現性の確認および実験データの精度向上を目的として,3m立法(27m3)のガス爆発実験を実施した.得られた火炎伝ぱに関するデータを下に流体学的不安定性の影響について調べた.火炎伝ぱの加速指数はPeclet数が大きくなるに従って増加し,ある限界値に至る.つまり,火炎の不安定性による火炎伝ぱの加速現象は大スケールでは自己相似的に発達することが明らかになった.1爆発の発生限界(爆発限界)の予測手法の確立自己着火性混合気体の爆発限界を予測するための詳細反応機構を量子化学計算に基づいて構築した.前年度より行っているヒドラジンの自己着火性について、酸化剤がN2O4/NO2混合気の場合の反応機構を完成させた.爆発・爆轟限界予測のための流体力学計算に詳細反応機構を組み込む方法論の開発を行った.特に大規模詳細反応機構の高速積分法を開発した.2爆発被害の影響度評価手法の確立(a)火炎の不安定性解析:火炎伝播速度の上昇に関する重要なパラメータとして,混合気のMarkstein数がある.詳細化学反応計算を実施すれば様々な条件の混合気に対してMarkstein数を計算することが可能であり,実験と矛盾しない計算結果を得ることができる.ところが,大規模な爆発シミュレーションで詳細化学反応メカニズムを考慮することは計算負荷の観点からほぼ不可能である.そこで,一段反応のような簡易反応メカニズムを用いても混合気のMarkstein数を正しく表現する方法について検討し,新たな簡易反応モデルを提案した.(b)爆発実験:前年度準備した,ガス供給系,火炎伝ぱ挙動および爆風圧計測手法を用いて,3m立方(27m3)のガス爆発実験を実施した.火炎の不安定性について解析した結果,火炎の不安定性による火炎伝ぱの加速現象が発生する臨海火炎半径を実験から求めた.

さらに,水素のの球状伝ぱ火炎について,臨界火炎半径を火炎帯厚さで無次元化して求めた臨界Peclet数を用いて整理した結果,当量比が小さくなると火炎伝ぱの加速現象が発生する臨界火炎半径が小さくなり,臨界Peclet数も小さくなる傾向があることがわかった.1爆発の発生限界(爆発限界)の予測手法の確立今年度は,爆発発生の予測の具体的な解析として,閉鎖管内における高圧水素自着火シミュレーションを実施した.これまでに構築してきた水素の詳細反応機構を用いたNavier-Stokes方程式による流体解析技術により,特に閉鎖管内における障害物位置と高圧水素圧力の影響を調べた.障害物の存在により,反射衝撃波が発生し,それが干渉することで,高温源の生成へとつながる.これらの高温源が接触面と干渉することにより高圧水素の自着火が誘起されることが明らかになった.また,障害物の相対位置の変化により,より低圧でも着火が可能になるメカニズムがあることを明らかにした.2爆発被害の影響度評価手法の確立(a)火炎の不安定性解析:前年度までに構築した方法を用いて,爆発シミュレーションで用いられる総括反応モデルの検討を行った.水素、メタンおよびプロパンと空気の混合ガスを対象とし,火炎伝播中の加速現象を再現できるような総括反応モデルを構築した.これらの総括反応モデルを用いれば,火炎の不安定性による伝播速度の上昇を精度よく再現でき,ガス爆発事故の被害予測の精度向上につながると期待される.(b)爆発実験:今年度は,ガス爆発によって破壊される容器から発生する爆風圧の影響度について調べるため,様々な強度を持った容器を用いたガス爆発実験を行い、容器周囲の爆風圧を測定した.その結果,ガス爆発では燃焼反応を伴うため,既往の高圧気体による容器の破壊に伴って発生する爆風圧モデルよりも上回ることが明らかになった.26年度が最終年度であるため、記入しない。燃焼学,安全工学26年度が最終年度であるため、記入しない。予定にしたがって混触爆発反応系の詳細反応機構を構築できたこと、また爆発限界予測のための基礎的検討がほぼ終了したことによりおおむね順調に進展していると判断される。爆発影響度予測についても、マルチスケールモデリング手法の検討および実験ともに計画通りに進展していると判断される。1爆発の発生限界(爆発限界)の予測手法の確立昨年度までに開発した詳細化学反応機構を用いて,層流燃焼速度および着火遅れ時間の温度,圧力依存性に関するシミュレーションを実施した.得られた結果を用いて,N2H4/NTO混合気体の爆発限界予測を行うことができるようになり,当初設定した目的を達成することができた.2爆発被害の影響度評価手法の確立本研究で提案する総括反応モデルを用いて,火炎の不安定性による伝播速度の上昇を精度よく再現できるようになった.また,実験により、大スケールの爆発になると火炎伝ぱ不安定性は自己相似的に発達することを確認することができた.
斜面用アンカー内部点検方法に関する研究

本研究はダム岩盤に対する合理的なアンカー補強方法の開発を行なうことを目的とし,アンカーとグラウトの付着特性を,アンカー鋼材の種類,グラウト強度およびアンカー張力との関連により明らかとしたものである.本研究では,普通コンクリートと軽量モルタルにより模擬岩盤模型を作製し,付着方式の異なる4種類のアンカーを施工して実験を行なった.その結果,模擬岩盤のクリープ等によりアンカー張力が減少,すなわち岩盤プレストレスが損失する傾向が認められた.しかし,グラウトを数ステップに分けて施工し,その途中でプレストレスを増減調整することにより,模擬岩盤に一定のプレストレス力が持続的に維持できることが明らかとなった.本研究はダム岩盤に対する合理的なアンカー補強方法の開発を行なうことを目的とし,アンカーとグラウトの付着特性を,アンカー鋼材の種類,グラウト強度およびアンカー張力との関連により明らかとしたものである.本研究では,普通コンクリートと軽量モルタルにより模擬岩盤模型を作製し,付着方式の異なる4種類のアンカーを施工して実験を行なった.その結果,模擬岩盤のクリープ等によりアンカー張力が減少,すなわち岩盤プレストレスが損失する傾向が認められた.しかし,グラウトを数ステップに分けて施工し,その途中でプレストレスを増減調整することにより,模擬岩盤に一定のプレストレス力が持続的に維持できることが明らかとなった.アンカーは斜面安定や構造物固定用の工法であり,その補強効果は確実なものではあるが,厳しい自然環境の中ではアンカー主材である鋼製部の腐食・脆化は避けられないと考えられるが,実務において施工後のアンカーの内部状況を把握することが困難であるため,既設ボンド型アンカーのモデルを製作し,張力変動によるアンカー内部の変状を測定した.ボンド型アンカーモデルの基本構造は,直径100mmの,長さ2500mmの円管にPC鋼材を挿入し,グラウトを注入したものである.供試体モデルのパラメターは,鋼材の種類2ケース(鋼棒,鋼線),円管の材質2種類(アクリル管,鋼管),グラウトの強度2種類(普通強度,低強度),鋼材とグラウトの初期付着状況3種類(全面付着,一部付着無,鋼材のカプラー中間接続による支圧部有)であり,計8体のアンカーモデルを作製した.これらの供試体に対して,グラウト硬化後に鋼材張力変動を与え,内部ひび割れの発生,鋼材およびグラウトのひずみを測定することで,内部性状の変動を把握した.その結果,グラウト硬化に伴うグラウト内部初期ひび割れの発生,張力変動による鋼材とグラウトの付着切れの発生とその分布特性を明らかにした.また,一部供試体に対しては,超音波振動を与え,振動特性と劣化性状の整合性を検討した.ただし,この2500mmのアンカーは,実際のアンカーに比べ短尺で,ボンド性状の変動を明確に反映できかねる場合も見られた.こうした初年度の研究データに基づき,アンカー内部調査法の開発資料とした.ダム岩盤に対する合理的なアンカー補強方法の開発が,緊急課題とされている.まず,平成25年度にはアンカー工法のキーポイントであるアンカーとグラウトの付着特性を,アンカー鋼材の種類,グラウト強度およびアンカー張力をパラメーターとして把握した.さらに平成26年度には,考慮する領域を広げ,アンカー,グラウトおよび岩盤部を研究対象とした.実際のダム岩盤の内部には,破砕帯および強度の異なる岩盤が存在する.内部に不均一部を有する岩盤に対する有効な補強方法として,多段ボンド方式のアンカー工法の知見を得るため,実験研究を行った.普通コンクリートと軽量モルタルにより,高さ3.5m,幅と奥行きが0.8mの模擬岩盤模型を作製した.その模擬岩盤に対して,付着方式の異なる4種類のアンカーを施工した.アンカー先端部のみを定着部とするモデルA.モデルAのアンボンド部を一括してボンドボンド部とするモデルB.モデルAのアンボンド部を,模擬岩盤部位の強度に対応して多段的にボンド施工を施したモデルC.およびモデルCでの施工途中にプレストレスの増加減施工を行ったモデルDである.実験結果によると,モデルAでは模擬岩盤のクリープ等により,アンカー張力が減少,すなわち岩盤プレストレスが損失する傾向が見られた.一方,グラウトを数ステップに分けて施工し,その途中でプレストレスの増減調整すると,模擬岩盤には,一定のプレストレス力が持続的に維持できることが分かった.実務においても,岩盤の特性を把握し,その状態に合わせた多段ボンドアンカー施工を行うことで,有効な補強を実施できるのではないかと考えている.地盤工学科研費交付申請書に記載した研究の目的は,以下の3点である.1アンカーの内部劣化調査法の開発2ボンド方式小型アンカーの基礎技術の開発3計測用アンカーの技術開発このうち平成25年度では,1と2の開発に向けての基礎資料の収集,すなわち鋼材とグラウトの付着劣化性状を把握することを研究実施計画に織り込み実施したので,研究データの蓄積は十分にできた.しかし,この膨大なデータを上記調査法への開発方針への具体化には至らなかった.平成25年度の研究成果に基づき,平成26年度は次のような研究推進方針で臨む.即ち,先ず,平成25年度に実施したアンカーのグラウト硬化による緊張力の変動と付着力の室内実験に引き続き,定着方法を変えた場合の実験を実施する.具体的には,H型鋼を用いて,片引きのボンド型アンカー模型を製作し,アンカー中間部の付着状況をパラメーターとして,緊張力の増減によるアンカーのひずみ性状の把握と,それによる超音波計測結果から付着内部性状を推定する手法を提案する.

このボンド型アンカーの模型は,平成25年度の実験モデルに対して,ひずみ性状が明確に把握できると思われる長尺モデル(5m7m)を設計している.また,ひずみ測定にはアンカーの長手方向に連続的に計測可能な光ケーブル方式の採用を予定している.次に,その手法が,現場斜面用アンカーに適用できるか,実地調査を行う.付着性の推定の検証には,付着を直接観察できる内視鏡カメラを使用する.
新規インターフェロンγ誘導性ミトコンドリア蛋白質によるウイルス感染抑制機構の解明

宿主はウイルス感染を抑制する様々な因子を持っているが、それらの全容は不明である。本研究では新規ウイルス防御因子を同定することを目標とした。この研究成果は、ウイルス感染症に対する新規治療薬の開発に貢献する。宿主ウイルス防御因子の多くはインターフェロンによって誘導されるので、インターフェロンγによって発現が増加する宿主因子をマイクロアレーにより同定し、それらのヒト免疫不全症ウイルス(HIV)感染に及ぼす影響を網羅的に解析した。その結果、IFI6、FAT10、IDO1がHIV感染を抑制することを突き止めた。IDO1は必須アミノ酸トリプトファン分解によるオートファジー誘導を介してHIV感染を抑制した。宿主は、インターフェロン(IFN)によって誘導されウイルス感染を抑制する防御因子を持っている。幾つかの防御因子は既に同定されたが、まだ同定されていない防御因子が多数存在すると考えられている。我々は、HeLa細胞のインターフェロンγ(IFNγ)処理がHIV vector感染を抑制することを発見した。IFNγによって誘導されHIV vector感染を抑制する宿主防御因子を同定するため、IFNγ処理および未処理HeLa細胞のマイクロアレーを行った。既に同定された防御因子の発現誘導は見られなかった。IFNγによって10倍以上発現が上昇し、IFNγ処理HeLa細胞における発現の値が4000以上の細胞因子の中で機能が明らかでない細胞因子のHIV vector感染に及ぼす影響を網羅的に解析した。その結果、HIV vector感染を抑制する2つの因子が同定され、retrovirus infection restriction factor 1と2 (RIF1, 2)と命名した。HIV複製の中のどの過程が抑制されたかを決定するために、ウイルスゲノムの様々な逆転写産物をPCRによって検出した。その結果、RIF1は逆転写、RIF2は核移行において抑制されたことが明らかとなった。RIF1およびRIF2に対するshRNA発現レンチウイルスベクターを構築しHeLa細胞に導入した。それらの細胞におけるIFNγによるHIV vector感染の抑制は影響を受けなかった。この結果は、RIF1、RIF2がIFNγによるHIV vector感染抑制に必須な防御因子ではないことを示している。当初計画していた実験を行った。正常細胞とインターフェロンγ処理細胞のマイクロアレー解析により、インターフェロンγによって誘導される細胞因子を同定した。その中で10倍以上発現が上昇し、機能未知の細胞因子11種類を別々に強制発現する細胞を構築した。それらの細胞のHIVベクター感染感受性を測定した。その結果、IFI6、FAT10、IDO1が抗HIV活性を持っていることを突き止めた。HIVベクター・ゲノムの逆転写産物をPCRによって検出したところ、IFI6発現細胞では正常細胞と同様に検出されたが、FAT10もしくはIDO1を発現する細胞では検出されなかった。この結果は、FAT10とIDO1が、逆転写以前の段階で抑制していることを示している。次にHIVゲノムが核移行した後に形成される2LTR産物をPCRにより検出したところ、IFI6発現細胞では検出されなかった。これらの結果は、IFI6が核移行を抑制していることを示唆している。FAT10はユビキチンと相同性があるので、細胞内に侵入してきたウイルス粒子の分解を促進することにより感染を阻害していると考えられる。IFI6は他に相同性のある細胞因子がなく、抑制機構を推測することが困難である。IDO1は必須アミノ酸であるトリプトファンを分解する酵素で、オートファジーを誘導することが報告されている。オートファジーはHIV感染を抑制することも既に知られている。IDO1発現細胞では、オートファジーのマーカーであるLC3-IIレベルが、正常細胞よりも高かった。オートファジーに必須な細胞因子であるAtg3をshRNAによりノックダウンした細胞では、IDO1はHIVベクター感染を抑制しなかった。これらの結果は、IDO1が、トリプトファン分解を介してオートファジーを誘導することにより、HIVベクター感染を抑制することを示している。当初、IFI6とFAT10がHIVベクター感染を抑制することしか見つかっていなかった。計画通り、これら2つがHIV複製段階の内のどの段階で抑制しているのか突き止めた。更に、多くの細胞因子のHIVベクター感染に及ぼす影響を解析した結果、新たにIDO1を同定した。加えて、IDO1によるHIVベクター感染抑制メカニズムを詳細に解明するに至り、当初予定していた計画以上の成果を得ることが出来た。我々は以前に、インターフェロンγによって発現が増加する細胞因子の中でIFI6, FAT10, IDO1がHIV感染を抑制することを突き止めた。IDO1は必須アミノ酸であるトリプトファンを代謝する酵素である。過剰量のトリプトファンを添加したところIDO1によるHIV感染抑制が消失した。この結果は、IDO1がトリプトファンの枯渇を介してHIV感染を抑制することを示している。IDO1がトリプトファン代謝によりオートファジーを誘導すること、オートファジーがHIV感染を抑制することは既に報告されていた。そこで、オートファジー誘導に必須なAtg3をノックダウンした細胞を構築した。Atg3をノックダウンした細胞におけるIDO1によるHIV感染抑制効果は低下した。この結果は、IDO1がトリプトファン枯渇によりオートファジーを誘導し、そのオートファジーによりHIV感染が抑制されることを示している。FAT10はユビキチンと類似しており、標的蛋白質と結合することによりプロテアソーム分解を誘導することが知られている。事実、プロテアソーム阻害剤はFAT10蛋白質レベルを著しく増加させた。ウイルス蛋白質とFAT10が結合するかどうか知るため、FAT10強制

発現細胞にHIVを接種した後、プロテアソーム阻害剤処理し、抗HIV抗体を用いたウエスタンブロッティングを行なった。FAT10が結合し分子量が大きくなったHIV蛋白質は検出されなかった。この結果は、HIV感染に必須な細胞因子がFAT10により分解されることを示唆している。IFI6と相同性のある蛋白質は見つかっておらず、その機能は不明である。また、FAT10同様、細胞に導入しても、その発現量は非常に低かった。しかし、プロテアソーム阻害剤やリソソーム阻害剤で処理しても発現レベルは変化しなかった。IFI6のHIV感染抑制機構は未だ不明である。宿主はウイルス感染を抑制する様々な因子を持っているが、それらの全容は不明である。本研究では新規ウイルス防御因子を同定することを目標とした。この研究成果は、ウイルス感染症に対する新規治療薬の開発に貢献する。宿主ウイルス防御因子の多くはインターフェロンによって誘導されるので、インターフェロンγによって発現が増加する宿主因子をマイクロアレーにより同定し、それらのヒト免疫不全症ウイルス(HIV)感染に及ぼす影響を網羅的に解析した。その結果、IFI6、FAT10、IDO1がHIV感染を抑制することを突き止めた。IDO1は必須アミノ酸トリプトファン分解によるオートファジー誘導を介してHIV感染を抑制した。RIF1もしくはRIF2発現をshRNAによりノックダウンしても、IFNγによるHIV vector感染の抑制に影響しなかったので、RIF1、RIF2はIFNγによるHIV vector感染の抑制に必須ではなく、他の防御因子の存在が示唆される。その防御因子を同定するために、まだ解析していないIFNγによって誘導される細胞因子のHIV vector感染に及ぼす影響を観察する。今回、我々が発見したHIV感染を抑制する新規宿主防御因子は、強制発現させた場合、HIVベクター感染を抑制する。これらの細胞因子が、実際にインターフェロンγによるHIV感染抑制に必須であることを確認する必要がある。この問題を解決するため、これらの細胞因子と以前に我々が同定したインターフェロンγ誘導性防御因子GILT、合計4種類の細胞因子をshRNAによってノックダウした細胞を構築する。これらの中で、どの細胞因子が重要であるかを同定するため、様々な組み合わせでノックダウンした細胞を構築する。それらの細胞におけるインターフェロンγによるHIVベクター感染抑制効果を観察する。どの細胞因子をノックダウンした時、インターフェロンγの抗HIV活性が消失するのかを観察し、インターフェロンγの抗HIV活性に重要な細胞因子を同定する。ウイルス学
マウス人工的突然変異tRNA遺伝子導入によるmtDNAノックアウトマウスの作製

(1)mtDNAノックアウトマウスの樹立にほぼ成功し、論文を投稿中である。この論文に関しては、最近査読者から極めて好意的なコメントをもらい、現在それに基づき修正中である。またこのマウスの作製と病態モデルとして利用に関し、特許の準備中である。特許の出願に関しては、すでに筑波大学の発明委員会の許可が得られ、筑波リエゾン研究所を通して出願手続中である。(2)生きている細胞内のミトコンドリア間に相互作用がありmtDNAとその産物がミトコンドリア間で交換できることを発見した。このことにより、酸化的ストレスの激しいミトコンドリア内に存在するmtDNAに突然変異が蓄積しても、直ちにエネルギー欠損にならないことが明らかになった。(3)実際にアルツハイマー病で亡くなった老化したヒトの脳の剖検検体からミトコンドリアをmtDNA欠損細胞に導入してその機能を調べた所,エネルギー産生に関して何も問題のないことが明らかになり、この現象は上記の相互作用の存在により説明できることを明らかにした。これまで、運動に伴ってミトコンドリア内に大量に生じる酸化的ストレスにより、mtDNAの破壊や突然変異が誘導されることから、激しい運動を続けることは健康にとって好ましくないという仮説が提唱され、この仮説は現在も議論の対象となっている。今回の結果は、仮に変異が蓄積されても、少なくともmtDNAの相互作用により、核DNAの場合の論理で推察されるような好ましくない結果は生じないことが明らかになった。
クロ-ンレベルからみた拒絶反応におけるeffectorメカニズムに関する研究

ドナ-にBUFFALO(BUF)ラット(RTー1^b)を、レシピエントにWISTARFURTH(WFu)ラット(RTー1^u)を用いた腹部異所性心移植モデルでは、平均6.6±0.6日(n=8)で拒絶された。移植後5日目の脾T細胞のf(Tcp)は1/(195±123)と、対照脾T細胞の1/(2343±591)に比して約12倍のクロ-ンサイズの拡大をみた。しかしながら、グラフトが拒絶された感作脾T細胞のf(Tcp)は1/(696±243)と縮小傾向を示した。こうしたグラフト拒絶後のTcpのクロ-ンサイズの縮小傾向は、免疫抑制をしていないレシピエントにおいても、Tcによる無制限の免疫応答が起こらないような制御の機構が存在することを示唆している。そこで移植後5日目のグラフトより得られたGICsーT細胞はドナ-抗原特異的にMLCを抑制(%suppression:73.3%)した。そこで同GICsをIL2とともにクロ-ニングすると、得られたクロ-ンはOX19^+,W3/25^+、OX8^-、OX22^+すなわちCD4^+、CD8^-、CD45R^+のT細胞クロ-ンであり、このクロ-ンはドナ-抗原に対して特異的に増殖し、MLCのドナ-抗原特異的な増殖応答を抑制(%suppression:92.5%)した。移植後5日目の急性拒絶反応時のグラフトには、拒絶反応を促進させるTcのほかに、その無制限な増殖に対して抑制する方向に作用するT細胞が存在しており、急性拒絶反応の制御の一つの機構が示唆された。本研究は、ラット心移植の急性拒絶反応時に活性化された各種の免疫担当細胞をグラフトもしくは脾臓より、限界稀釈法にてクロ-ニングして拒絶反応に関わる各種のクロ-ンを得ることを目的とした。急性拒絶反応の主要なeffetor細胞のひとつと考えられている細胞障害性T細胞(Tc)のクロ-ニングを行った。即ちIEWラットにBUFラットの心臓を異所性移植した系の移植後5日目のグラフト浸潤細胞並びに脾細胞からクロ-ニングを試みたが、今の所Tcクロ-ンは得られていない。しかしながら同一のグラフトからは数個のTsクロ-ンが得られている。これらのクロ-ンは、同時期の脾臓から得られたTsクロ-ンと同じ性状のものである。即ち、リンパ球混合培養でみた増殖反応において、得られたTsクロ-ンはドナ-抗原特異的でIL2依存的であり、又その表面マ-カ-は、OX19^+、W3/25^+、OX8^-、OX22^+であった。さらに無処理LEWラットのリンパ節T細胞をBUFラットの脾細胞で刺激するMLRの系におけるTsクロ-ンの抑制効果は、ドナ-抗原を特異的に抑制するため、Tsuppressn/inducerと考えられ、Tcクロ-ンによる拒絶反応のup regulationを調整しているものと考えている。Tcクロ-ンに関しては1stMLR、2ndMLRの後では強いTc活性が見られるのに、その後徐々にその活性が低下していく結果を得ており、Tcクロ-ンを維持していくうえでなにかが欠如しているのではないかと考えている。そこでIL2以外にγインタ-フェロンなどのリンフォカインなどを加えるか、ConA上済などを加えるかどうかを検討中である。

しかしながら、グラフトが拒絶された感作脾T細胞のf(Tcp)は1/(696±243)と縮小傾向を示した。こうしたグラフト拒絶後のTcpのクロ-ンサイズの縮小傾向は、免疫抑制をしていないレシピエントにおいても、Tcによる無制限の免疫応答が起こらないような制御の機構が存在することを示唆している。昨年報告した移植後5日目のグラフトよりクロ-ニングされたCD4^+,CD8^-,CD45R^+のT細胞クロ-ンが、急性拒絶反応の進行とともに増殖するTcを抑制する方向に作用するT細胞と考えられ、急性拒絶反応の制御の一つの機構が示唆された。