hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IgG4硬化性疾患の病態の解明と関与分子を標的とした治療法の開発

4関連硬化性疾患の一つの表現型である可能性が示唆されている。診断は唾液腺、涙線などの両側対称性の肥大と血清中のIgG4の上昇あるいは組織中のIgG4陽性形質細胞の確認によってなされている。耳下腺、顎下腺など唾液腺の腫脹を初発症状とすることが多いが、膵臓や胆管に病変が進展し自己免疫性膵炎や硬化性胆管炎などの重篤な合併症をおこす可能性があり、早期に診断し治療を開始することが重要である。また、病理学的には腺組織の高度な破壊像と繊維化が認められており、この病態にはTh17細胞、Th1細胞とTh2細胞が関わり、繊維化にはペリオスチンやTGFなどのサイトカインや分子が関与していると推測される。本研究では、IgG4関連硬化性疾患の病態、特にTh17の関与および繊維化におけるペリオスチン分子の関与について検討した。その結果、IgG4関連硬化性疾患患者から得られた腺組織にはペリオスチンとIL-17の過剰発現が認められた。ペンドリンの発現は、対照と比較して減弱四ており、これは腺管構造の破壊に伴う変化と考えられた。これらの所見から、IgG4関連硬化性疾患の硬化にはペリオスチンとIL-17が重要な役割を果たしており、これら分子を標的とした治療法の開発が新たな道を開く可能性があると考えられた。本年度予定していた研究内容はおおむね順調に進展しており、研究成果は下記の欧文誌等および関連学会にて報告した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の推進方策であるが、IgG4関連硬化性疾患に対するIL-17やペリオスチンを標的とする治療方法の開発は現有する機器と試薬で施行可能であり、研究計画の変更の予定はない。研究の最終年度であり、研究成果を国際学会(米国耳鼻咽喉科頭頚部外科学会議など)や欧文誌(Laryngoscopeなど)にて報告する予定である。
精神科訪問看護新人スタッフが専門職としての成長に役立ったと捉える管理者のサポート

【研究の目的】訪問看護ステーション(以下ST)利用者のうち、健康保険では「精神及び行動の障害」が第一位となり、精神科勤務経験がないスタッフも精神科訪問看護実践の機会が増加した。そこで精神科訪問看護を行う新人スタッフ育成プログラム開発の資料とするために、スタッフが成長に役立ったと認識するサポート内容を明らかにする。【方法】一年目は精神障害者を対象とした(以下精神科)STを対象としたため、今年度は主な利用者が精神障害者ではないが、精神科訪問看護を実施している(以下非精神)STとした。研究対象者は精神科訪問看護経験が3年未満で、精神科病院での勤務経験は問わないとした。インタビュー内容は精神科訪問看護において一番困ったこと、その時に役に立ったサポートなどで、半構成的面接にてデータを収集した。インタビューはICレコーダーに録音し、得られたデータを質的に分析し、専門職としての成長に役立ったと認識しているサポート内容を明らかにした。【結果】研究対象者10名の年代は、20代1名、30代2名、40代4名、50代3名で、平均年齢は42歳であった。専門職としての経験年数は、10年未満と1020年未満が各3名、20年以上4名、平均16.5年で、精神科病院での勤務経験者はいなかった。精神科STと比較して特徴的であったのは、以下の点である。非精神STの新人で、精神科訪問看護に対して自信がないと感じている者は少なかった。しかし、利用者による操作や看護観の違いからスタッフ間のズレや、訪問看護の目的や方向性に迷いを感じていた。サポート内容では、精神科STでは新人スタッフが担当しやすい利用者を選定していたのに対し、非精神STでは利用者が新人を受け入れる準備を整えるなど、精神科訪問看護の開始タイミングを見計らっていた。また、上司やチームスタッフとの公的ではない雑談が役立つと認識していた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。【研究目的】平成16年に「入院医療中心から地域生活中心へ」という精神保健医療福祉施策が示されて以来、地域で暮らす精神障害者が増加し、訪問看護に対する需要が高まっている。しかし、精神障害者への訪問看護において、症状悪化時の対応、協力が得られにくい家族への対応、関係機関との連携不足などに関する困難が指摘され、訪問看護師の離職率の高さにも繋がっている。これらのことから、精神科訪問看護におけるサポートや教育に関する研究が行われ始めているが、教育を行う管理者を対象にした研究が多く、スタッフを対象とした研究はまだ少ない。そこで本研究では、様々な職務経験をもつ精神科訪問看護新人スタッフに対する教育プログラム開発の基礎資料とするために、新人スタッフが困難に直面したときに、専門職としての成長に役立ったと認識する管理者や同僚のサポートを明らかにすることを目的とした。【研究実施計画】調査を依頼した対象施設は、精神科特化の訪問看護ステーションであり、管理者の協力が得られた場合は、入職後2年以内の新人スタッフ(看護師、作業療法士)を紹介していただいた。対象者に、40分程度の半構造化面接を実施した。インタビュー内容は、今までの経験や価値観が通用せず戸惑ったときに、誰のどんなサポートが役に立ったか、訪問看護を楽しい・面白いと感じたのは、職場内のどんな関わりがあったときかなどである。6名にインタビューを実施し、インタビュー終了ごとに継続比較分析を行った。H29年度に行ったインタビューを分析し、H30年度に学会発表を行う予定である。H29年度は、精神科特化の訪問看護ステーションに在職している新人スタッフを対象とし、現在の職場へ入職する前に、精神科病院での勤務経験が1ある者と2ない者を各3名ずつインタビューする予定であった。しかし、インタビューを行った6人の内訳をみると、勤務経験がある者が4名、ない者が2名であった。そのため、H30年度に、精神科病院での勤務経験がなく、現在精神科特化の訪問看護を実践している新人スタッフのインタビューを2名追加する予定である。

非精神STの新人で、精神科訪問看護に対して自信がないと感じている者は少なかった。しかし、利用者による操作や看護観の違いからスタッフ間のズレや、訪問看護の目的や方向性に迷いを感じていた。サポート内容では、精神科STでは新人スタッフが担当しやすい利用者を選定していたのに対し、非精神STでは利用者が新人を受け入れる準備を整えるなど、精神科訪問看護の開始タイミングを見計らっていた。また、上司やチームスタッフとの公的ではない雑談が役立つと認識していた。今年度は、精神科を特化としていない一般の訪問看護ステーションにおいて、精神障害者に対して訪問看護を実践している新人スタッフに対してインタビューを行う。昨年と同様に、現在の職場へ入職する前に、精神科病院での勤務経験が1ある者、2ない者を各3名ずつインタビューする予定である。インタビュー終了後、昨年度実施した精神科特化の訪問看護ステーションと、今年度の一般の訪問看護ステーションにおいて得られたデータを比較分析し、共通する内容、それぞれのステーションにおいて特徴的なことなどを明らかにする。それを基に、精神科訪問看護をおこなう新人スタッフに対する教育プログラム作成の資料とする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
リゾホスファチジルセリンを介したがん細胞免疫回避機構の解明

今年度は、腫瘍免疫において重要な役割をになっている細胞傷害性T細胞に着目して研究を行った。CD8T細胞においてOVA抗原に対するTCRを発現するOT-1マウス由来の脾細胞をIL-2、OVA-peptide存在下培養することにより活性化した細胞傷害性T細胞(CTL)を調整した。LysoPS受容体LPS2,2L,3の複数欠損マウス(TKOマウス)とOT-1マウスを交配したTKO/OT-1マウス由来のCTLはWT/OT-1マウス由来の細胞と比較して、活性化マーカーやサイトカイン産生について、大きな差は認められなかった。OVA抗原を発現するがん細胞(EG-7細胞)を担がんしたマウスにWT/OT-1マウスCTLを移植すると、腫瘍の縮小が認められたが、TKO/OT-1マウスCTL移植群ではその縮小効果がより大きかった。よって、CTL上のLysoPS受容体は通常腫瘍免疫を抑制していることが示唆され、LysoPS受容体アンタゴニストが創薬シーズとなることが期待される。今年度は担がんモデルマウスを用いて腫瘍部におけるLysoPS産生およびLysoPS関連分子の発現解析を行った。肺がんLL/2細胞およびメラノーマB16-F10細胞をC57BL/6マウスに皮下移植し、経時的に腫瘍部におけるLysoPS量をLC-MS/MSを用いて測定した結果、どちらの腫瘍部においてもLysoPSが豊富に存在することがわかった。また、がん細胞により産生されやすいLysoPSの分子種が異なり、LL/2細胞担がん時には飽和LysoPSが、B16-F10細胞担がん時には不飽和LysoPSがより産生された。また、LL/2細胞担がん時の腫瘍部におけるLysoPS受容体の発現を定量PCRにより解析した結果、LPS1-3のいずれも移植前に比べて顕著に発現が上昇していた。磁気細胞分離により、腫瘍部の白血球、さらにT細胞画分に分画したところ、LPS2とLPS3はほぼT細胞画分に限局して高発現していることがわかった。これらの結果より、腫瘍部において産生されたLysoPSが、LPS2およびLPS3を発現したT細胞に作用しうるものと考えられる。さらに、LysoPS受容体KOマウスにLL/2細胞を担がんし、腫瘍形成を評価した結果、LPS1 KOマウスは野生型とほぼ同様の腫瘍形成であったのに対し、LPS2 KOマウス、LPS3 KOマウスにおいて腫瘍形成が抑制される傾向にあることがわかった。今年度計画されていた項目はほぼ全て実施し、結果を得ている。また、期待通り腫瘍部にはLysoPS産生が認められること、およびLysoPS受容体を発現した白血球が浸潤していることから、LysoPSシステムは腫瘍免疫において何らかの機能を有していることが示唆される。受容体KOマウスの担がんモデルにおいては、大きな差は認められなかったが、受容体の重複性という観点から想定内の結果であり、当初の計画通り受容体の多重欠損マウスの評価を進めていく予定である。受容体多重欠損マウスについては、当初予定よりも早く進捗しており、既に作出に成功している。上述したように、LysoPS受容体のうち特にLPS2とLPS3は重複した機能を有していることが予想される。よって、LysoPS-LysoPS受容体の役割をより見やすくするために、多重欠損マウスにおける腫瘍形成の評価を行っていく。また、LPS2, LPS3は腫瘍部ではT細胞に限局した発現をすることが明らかとなり、受容体機能をより簡潔に評価することを目的に、新たにOT-1, OT-2マウスを導入し、受容体KOマウスとの交配を進め、OVA発現腫瘍担がんモデルマウスに受容体欠損T細胞を移植することにより、T細胞上のLysoPS受容体の役割を明らかにする。さらに、in vitroにおいて細胞傷害性アッセイにおいて細胞レベルでの解析を進めていく予定である。
多細胞社会の秩序形成を司る細胞個性のマルチスケール定量と操作

パルス状の細胞内シグナルがもつ「周期」「振幅」「頻度」などの情報が細胞分化に与える影響を細胞単位で解析するため以下二つの基盤整備を行った。1.細胞集団が自発的に作り上げる化学信号=(cAMP)のパルス情報をライブ計測できるFRET型指示薬として、H24年度に開発済みのcAMP指示薬の機能改良を行い、解離定数100nM-5μMでかつシグナル変化率30-90%の複数の指示薬を開発した。また、cAMP同様に細胞内信号伝達因子として機能するcGMPのFRET型指示薬を開発し、解離定数1.5μM、シグナル変化率が250%と従来の指示薬に比べ大きく性能が向上した指示薬の開発に成功した。2.細胞分化の程度とタイミングの集団内ヘテロ性を定量する事を目的に、pre-stalk/presporeなどの発生後期分化マーカーとtgrCなどの発生中期分化マーカーのGFPレポータ株を樹立した。全細胞数が30から1000個の範囲で異なるシステムサイズもつ細胞集団を調整し、各細胞の分化マーカーの発現強度をcell sorterで分析した。その結果、集団内での細胞分化のタイミングは全体で同調しているのではなく、同一の細胞種であってもその分化のタイミングには大きなばらつきがあることが明らかになった。さらに細胞数が100個以下の少ない集合体の場合は、分化マーカー発現強度の集団内分布はほぼ正規分布に従う一方で、細胞数100個以上の集団においてはその分布が正規分布には従わない事が明らかになった。以上の結果から、細胞数が少ないシステムでは細胞自律的なメカニズムで細胞分化が起こるが、細胞数が多いシステムでは細胞間の協調機構により分化のタイミングを調整している可能性が示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では多細胞集団における自己組織的パターン形成原理を理解するため、細胞個性のヘテロ性が秩序形成過程に果たす役割の解明を目的とする。社会性アメーバでは細胞間シグナル伝達因子cAMPによる周期的な細胞間信号伝達より集合流の形成と細胞の分化が実現されるが、そのシグナル動態の生理学的意義は理解できていない。これは、細胞集団における細胞内/細胞外cAMP濃度変動の時空間ダイナミクスが完全には明らかになっていないことに起因するのでまず、本研究室にて開発した超高感度FRET型cAMP指示薬を用い、その濃度変動パターンを世界で初めて計測することを可能にした。現在詳細な解析を進めており、周期的なcAMP濃度変動の「周期」「振幅」「頻度」の全てのパラメーターを明らかにしつつある。明らかになった周期信号の各成分の生理的な意義を明らかにする事を目的に、人工的に各成分を制御できる実験システムを構築し、周期、振幅、頻度の各パラメータ変動に対し、集合流形成や細胞分化のパターンがどのように変動するかをRT-PCRやGFPレポーター系を利用した計測を行っている。また、細胞の分化度をモニターできる細胞株の樹立を試みており、そのための標的遺伝子検索ならびに蛍光レポーターの最適化を行った。現在遺伝子ターゲティングによる、分化度レポーター株の樹立を進めており、セルソーターによる分化度合いに基づいた細胞の分取システムの構築を行っている。H22新設のラボであり、研究室のセットアップ(特に人員の拡充)に時間を要したため、研究の進捗がややおくれている。H24年度4月にはポスドク2名、学生1名、技術補助員2名による合計6人体制となったので問題は解決している。本研究を遂行させるための基盤整備は完了のめどが立っている。

H24年度には詳細な解析を進めることで、秩序形成過程においては集団内の細胞個性のヘテロ性が必須である事を証明するとともに、ヘテロ度合いの制御を行う事で人為的にパターン形成を制御するための手法を確立できると考えている。
eラーニングによる"関数センス"を育てるための統合的学習環境の開発

数学教育の中でIT活用が始まり20年以上になる.最近は誰でもどこでも,同じような環境でITの活用ができ,研究者の間では,数学教育で利用することで動機付けになり,その学習効果が示されている.しかし,あまり多くの人々に利用されていない.一方,関数に対して苦手意識が強い人も多く,関数と聞いただけで敬遠し,関数を利用して現象を表現したり,判断したりする機会に直面したとき,考えようともしない.この原因として,中学,高校では,1次関数,2次関数とばらばらに教えられ,面白さがなく,式操作中心になりがちで,難しいという印象だけが残っていることが考えられる(Steen, 1990, p.4).本研究では,このような原因を克服するために,人々が比較的使い慣れている表計算ソフトとソフト本体がなくても動的に図形の操作ができる環境を使い,いろいろな関数を動的に見たり,数値を操作したりしながら,グラフや図,式,数値を道具として使いこなし,関数に関する探求,問題解決ができるようにし,"関数センス"を育てるための統合的なアプローチを構築した.今までの学校教育とは,違った方向で,ITの活用により拡張できるところは拡張するよう試みた.成果物としてCD-Rに焼いた電子テキストとWebサイト(http://www.tsukuba-g.ac.jp/t/kakihana/kansu/)がある.これらは,それぞれの場面で,表計算ソフトExcelと無料でPlug inするだけで動的環境を実現できる図形学習ソフトCabri GeometryとCabri 3Dを使って関数の探求ができる.本研究で扱った教材は,ケーススタディやワークショップでの実施を繰り返しながら,改良を加えた.できるだけいろいろな形の関数に接することができるような場面を作り,数値を操作し,視覚的に変化を観察しながら関数の特性をつかみ,問題解決できる.数学教育の中でIT活用が始まり20年以上になる.最近は誰でもどこでも,同じような環境でITの活用ができ,研究者の間では,数学教育で利用することで動機付けになり,その学習効果が示されている.しかし,あまり多くの人々に利用されていない.一方,関数に対して苦手意識が強い人も多く,関数と聞いただけで敬遠し,関数を利用して現象を表現したり,判断したりする機会に直面したとき,考えようともしない.この原因として,中学,高校では,1次関数,2次関数とばらばらに教えられ,面白さがなく,式操作中心になりがちで,難しいという印象だけが残っていることが考えられる(Steen, 1990, p.4).本研究では,このような原因を克服するために,人々が比較的使い慣れている表計算ソフトとソフト本体がなくても動的に図形の操作ができる環境を使い,いろいろな関数を動的に見たり,数値を操作したりしながら,グラフや図,式,数値を道具として使いこなし,関数に関する探求,問題解決ができるようにし,"関数センス"を育てるための統合的なアプローチを構築した.今までの学校教育とは,違った方向で,ITの活用により拡張できるところは拡張するよう試みた.成果物としてCD-Rに焼いた電子テキストとWebサイト(http://www.tsukuba-g.ac.jp/t/kakihana/kansu/)がある.これらは,それぞれの場面で,表計算ソフトExcelと無料でPlug inするだけで動的環境を実現できる図形学習ソフトCabri GeometryとCabri 3Dを使って関数の探求ができる.本研究で扱った教材は,ケーススタディやワークショップでの実施を繰り返しながら,改良を加えた.できるだけいろいろな形の関数に接することができるような場面を作り,数値を操作し,視覚的に変化を観察しながら関数の特性をつかみ,問題解決できる.高校までの関数の学習が公式の当てはめと計算中心で行われていることが多いため、関数を実際の場面で使えない学生が非常に多い。本研究では,今まで学習指導要領をはじめ,多くの人たちに言われている「関数的な考え」を拡張し、コンピュータ環境やグラフ電卓などのテクノロジーを有効に利用し、表、グラフ、代数式を視覚的かつ統合的に扱いながら、「関数」を現実の問題の中で変化する事象を表すツール(竹之内、2002)と捉え、関数を活用し,問題解決出来る能力を"関数センス"と呼んでいる。できるだけ多くの場面で関数を利用する機会を作ることで,この"関数センス"を育て,関数を生活の中で活用できるようにすることを目的としている。そこで、高校生,短大生を中心に、現実的な場面や動的図形学習環境の中で,いろいろな関数的な動きの場を設定し、"関数センス"を育てるために、表計算ソフト,作図ソフト,グラフ電卓などを統合的に使い,モデル化し,式をグラフから考えたり、データからグラフを見ながら、その動きと式を結びつけたりする活動が可能な教材の開発を行っている。研究代表者がSSHでの試みをまとめる機会を得たので,その中で優秀な生徒を対象に実施されている物理と数学,音楽と数学,経済と数学など他教科との統合的な扱いを,数学が得意でない生徒のための教材とする試みも行っている。さらに、デンマーク、シンガポール,ブルガリアなどの教科書,資料を集め,海外でのテクノロジーを利用した関数教材の分析も行っている。1年目は教材をあつめ,"関数センス"を育てるという観点で,効果を見ながら教材を再構築している。また,これらの教材をeラーニング環境で利用できるように学生自身に作らせてその効果を調べている。今後,このような教材を充実させ,組織化し,実践し,その効果をさらに調査する計画である。高校までの関数の学習が公式への当てはめと計算中心で行われていることが多いため,関数を実際の場面で使えない学生が非常に多い。

本研究は,とくに,高校生,文科系学生を対象にできるだけ多くの現実場面で関数を利用する機会を作ることで,生活の中で関数を活用し問題解決ができるようにすることを目的としている。「関数」には「対応」,「変化」,「写像」の3つの考えがある。本研究ではその中で「変化」に注目し,現実問題の中で変化する事象を表すツール(竹之内、2002)と捉えている。学習指導要領をはじめ,多くの人たちがいっている「関数的な考え」を拡張し,コンピュータやグラフ電卓などのテクノロジーを有効に利用し,表,グラフ,代数式,さらに図形を視覚的かつ統合的に扱いながら,変化する事象を関数式やグラフ,図で表現し,問題解決出来る能力を"関数センス"と呼んで,"関数センス"を育てることができるような教材開発を行っている。本年度は,たとえば動き,速度を表計算ソフトとグラフ電卓を統合的に利用し,視覚的に捉え,微分という概念を探求できるシミュレーション環境を作り,高校生,大学生で実験し,その効果を見ながら改善している。さらに,図形を動かすことによって起きる変化を捉えるような事例についても"関数センスの育成".に加えて,教材開発をしている。1つの例は1つの四角形を面積,辺の長さ,対角線の長さを統合的に関数的に扱う環境を開発した。また,折り紙と図形学習ソフトを利用し,折る時の辺や角の関係を表現し,関係を捉えていくという活動を教材化し,いろいろなワークショップで試み,意見を聞き,改善している。現在はこれらの教材のWebとテキスト作成の準備を進めている。数学教育の中でIT活用が始まり20年近くになる.最近は誰でもどこでも,同じような環境でITの活用ができるようになった.しかし,数学教育でのIT活用は研究授業で実施されるだけであったり,一部の興味・関心ある教員の間でのみ実現されていて,生徒や学生へ反映されていない.その原因として,グラフや図の視覚化により,生徒はより効果的に,楽しく学習できる環境が整っているにもかかわらず,身近なソフトを使って簡単にできる教材が少ないことが挙げられる.また,短大,文科系の学生が関数を利用して現象を表現したり,判断したりする機会に直面したとき,苦手意識が強く,関数と聞いただけで敬遠し,関数を利用できない学生が多い。この原因として,中学,高校では,1次関数,2次関数と1つ1つばらばらに教えられ,式操作中心になりがちであることが考えられる(Steen, 1990, p.4).本研究では,このような原因を克服するために,関数の学習でITを活用し,グラフ,式,数値を道具として使いこなし,関数に関する探求,問題解決ができるような関数センスを育てるための統合的なアプローチを構築し,電子テキストとWeb上での探求環境を開発した.今までの学校教育とは,違った方向で,ITの活用により拡張できるところは拡張したアプローチを試みた.電子テキストはCD-Rで提供し,それぞれの場面で,表計算ソフトExcelと無料でPlug inのソフトをダウンロードし,使える図形学習ソフトCabri GeometryとCabri 3Dを使って関数の探求ができる.本研究で扱っている教材は,ケーススタディやワークショップでの実施を繰り返しながら,改良を加えた.
人間型ロボットハンドの手全体の力覚提示によるマスター・スレーブシステムの研究

人間は、指先に限定されず指腹部や掌も活用して物体操作を行う。これまでに開発した多指ハプティックインターフェイスと人間型ロボットハンドの技術を基礎に、4項目の研究を実施した。(1)複合型ハプティックインターフェイスの構成法、(2)人間型ロボットハンドの構成法、(3)手全体の力感覚によるマスター・スレーブ制御、(4)安全・確実な操作を支援するMSの構成法。人間は、指先のみならず指腹部や掌を含む手全体での力感覚に基づいて精緻で器用な手作業を行う。人間の代替を期待される人間型ハンドロボット(HHR)は、自律的な手作業ができる技術レベルになく、手全体の力感覚が必要な手作業には、人間の手技をロボットに伝えるマスター・スレーブが実際的で有効と期待できる。しかし、人間の手全体への力覚提示デバイスや手全体の力感覚によるマスター・スレーブの研究開発例はない。そこで、自然な操作感覚でHHRを操作できるようにするため、手の力覚受容特性や心理学等の人間科学を基礎としたマスター・スレーブシステムを研究する。本研究の成果は、ヒューマノイドロボットへの作業教示、医療分野での遠隔触診、原子力・海底・宇宙等の極限環境でのロボット遠隔操作など、幅広い応用へ展開できる。平成26年度は、手全体での力感覚により自然な感覚で操作できるマスター・スレーブシステムの確立を目的に、1)複合型ハンドハプティックインターフェイスの構成法:掌の力覚デバイスの開発とハプティックインターフェイスの高精度化、2)人間型ロボットハンドの構成法:高出力ハンドの開発、3)手全体の力感覚によるマスター・スレーブ制御:マスター・スレーブ法の開発、4)安全・確実な操作を支援するマスター・スレーブシステムの構成法:外部環境との誤認防止法の開発と緊張状態とリラックス状態の判別評価、の4項目を研究し、当初計画の研究成果を得た。(1)複合型ハンドハプティックインターフェイスの構成法:複数箇所での力覚提示による受容特性の結果をもとに、複合型ハンドインターフェイスを試作し、バーチャルリアリティ環境での物体の把持、操り等の操作環境を構築した。(2)高精度多点接触点・接触力のセンシング構成法:ロボットハンドの指腹部と掌部の接触点位置と接触力を高精度に多点計測可能な触覚センサを試作し、その特性を評価した。その結果、物体の把持力、接触点の滑りを検出できることを確認した。また、触覚センサ情報による指先や指腹部の力制御も実現した。また,スレーブ側のカメラで取得した対象物形状について,マスター側のユーザに適切な把持位置を提示することを目的に、二次元対象物の最適な把持位置を算出する手法を構築した。指先位置、指先力、曲率、関節ばね剛性から把持の剛性行列を導出し、把持位置と安定性の関係を偏微分であらわし、繰返し計算により最適な把持位置を得た。得られた把持位置は人間の直感に近い結果であることを確認した。(3)マスター・スレーブ制御における力覚の知覚特性の評価:マスター・スレーブ制御では、スレーブハンドの位置姿勢をマスター側の多指ハプティクスハンドの位置姿勢とすると、操作者が違和感を感じることが判明した。そこで、スレーブハンドの位置姿勢を操作者の手の位置・姿勢とする制御法を開発した。今後、両者の知覚特性の差異を検証する。(4)安全・確実な操作を支援するマスター・スレーブシステムの構成法の開発:操作ミス検出システムの精度向上のために、操作ミス検出装置の改良を行なった。他方で、スレーブ側の危険操作検出システムの情報を用いた干渉抑制制御手法を開発した。本研究でのキィーデバイスである指腹部力覚デバイスが、信頼性に欠けるため、その改善に多大の時間を必要とした。また、遠隔操作においてスレーブハンドの位置・姿勢をマスターの位置・姿勢としていたが、違和感があることが判明し、そのための改良を必要とした。現在は、これらを改善を図ったが、知覚特性の評価において若干の遅れが生じている。しかし、今年度中には、当初の目標を達成できると考えている。研究は次の4課題を実施した:1)複合型ハンドハプティックインターフェイスの構成法、2)物体の物理パラメータのアクティブセンシング、3)指腹部・掌の力感覚によるマスター・スレーブ制御の改良、4)安全・確実な操作を支援するマスター・スレーブシステムの構成法。その概要は、次の通りである。多点接触における力覚の受容特性と操作性の評価を基に、指腹部提示機構の提示力と信頼性を高める改良により、複合型ハンドハプティックインターフェイスの性能向上を図った。スレーブ制御では、視覚情報から大凡の形状を推定して物体操作が可能であるが、対象物体の剛性、粘性等の検出が可能になれば、物体の把持・操作性が飛躍的に向上する。そこで、スレーブロボットによる物体の物理パラメータ(剛性、粘性等)を推定するシステムを構築した。遠隔のロボットハンドの位置・姿勢を操作する人間の手の位置姿勢に一致させて、指腹部・掌の力感覚によるマスター・スレーブ制御の実験評価を行った。この結果、ロボットハンドの位置・姿勢は、ハプティクスハンドの位置姿勢でなく、操作する人間の手の位置姿勢とすることで操作性が改善できることが示された。一方で、これまでのシステムは自由度が多い複雑なシステムであるので、4指12自由度ハンドの簡易型マスタ・スレーブを構築し、接触位置、接触パラメータの推定を行った。

マスター・スレーブシステムにおいて、干渉抑制制御手法をスレーブの位置制御と統合して行い、マスター側の操作支援システムとしての硬さ表示と生体信号による操作者の操作時における状態の観測を行った。また、操作時における堅実性の向上のため、非線形外乱オブザーバの開発を行った。また、安全・確実な支援を実現するため、スレーブシステムについて外部環境との最短距離やロボットの状態を可視化するシステムを構築した。人間は、指先に限定されず指腹部や掌も活用して物体操作を行う。これまでに開発した多指ハプティックインターフェイスと人間型ロボットハンドの技術を基礎に、4項目の研究を実施した。(1)複合型ハプティックインターフェイスの構成法、(2)人間型ロボットハンドの構成法、(3)手全体の力感覚によるマスター・スレーブ制御、(4)安全・確実な操作を支援するMSの構成法。1)指腹部力覚提示デバイスを小型化に向け改良試作し、人間の指腹部での力覚受容特性を評価した。2)スレーブ側に利用する人間型ロボットハンドを装着可能な移動台車付き双腕ロボットを試作し、分布型触覚センサによる圧力中心位置,接触力の計測システムを構築した。3)多指ハプティックインターフェイスと操作者との高信頼度な干渉回避に向け、偏光フィルムを用いた複数赤外線測距センサによる手首間距離の計測、最適なセンサ配置法の提案とその導出、および手首間距離を用いた干渉回避制御を実現した。これにより、マスター・スレーブ制御のための高信頼性マスター制御を実現した。4)心電センサ、脈波センサ、呼吸波センサ、及び脳波計による計測システム,Kinect距離センサによる外部環境の計測データとロボットの形状モデルを用いた外部環境とロボット間の距離検出システムを開発した。今年度は次の課題を実施する。(1)複合型ハンドハプティックインターフェイスの構成法:前年度に実施した多点接触における力学の受容特性と操作性の評価を基に、複合型ハンドハプティックインターフェイスの改良を図る。(2)物体の物理パラメータのアクティブセンシング:スレーブハンドの接触状態(接触点位置、接触力、接触の種類)をマスター側のユーザに視覚的に提示することを目的に、触覚センサを用いたアクティブセンシングにより視覚情報だけでは推定不可能な物体の局所的な形状、剛性、粘性等の物理パラメータをリアルタイムで推定し、実機による対象物体の把持・操作によりその有効性を定量的、心理的に評価する。(3)指腹部・掌の力感覚によるマスター・スレーブ制御の改良:前年度計測した力覚特性に基づき、マスター・スレーブ制御法を主観的感覚に基づき改良し、指腹部・掌の力感覚によるマスター・スレーブ制御を実現する。また前年度までに開発したハプティックインターフェイスおよびロボットハンドを用い、遠隔操作の評価を行う。(4)安全・確実な操作を支援するマスター・スレーブシステムの構成法:前年度までに開発したシステムをマスター側とスレーブ側に統合する構成方法を開発する。統合したシステムにおいて、緊張状態においても安全・確実な操作を支援するシステムとなったかを有効性を定量的、心理的に総合評価する。28年度が最終年度であるため、記入しない。ロボット工学人間の指先や指腹部に力を総合的に提示したときの力覚の受容特性は解明し、ハンドインターフェイスの構成法に資する。
新たに見い出した抗糖尿病薬結合タンパク質の同定と動脈硬化抑制薬開発の検討

申請者らは糖尿病治療薬スルホニルウレア剤(SU剤)の受容体分子探索の過程で、SU剤glibenclamide(GB)で光アフィニティラベルされる新しいタンパク質として、マクロファージ(MΦ)のCD36分子を見い出した。この興味深い知見を端緒として、本研究ではMΦや脂肪細胞における脂質およびコレステロール代謝の点から解析し、またその結果を活かした新しいタイプの動脈硬化抑制薬開発の可能性を検討した。2年間で得られた結果は以下の通りである。(1)MΦおよびCD36遺伝子を強制発現したCHO細胞によるox-LDLの取り込みと分解活性を、GBは有意に阻害することが示された。(2)MΦにおいて、コレステロール代謝に深く関わるキー酵素ACATの活性もGBにより阻害するとの興味深い知見を得たが、いくつかの新規SUアナローグの比較より、疎水性の高い化合物が強い阻害活性をもつ傾向を示すことがわかった。(3)脂肪細胞においても、GBをはじめとするSU剤は、CD36(=FAT)を介すると考えられる中鎖脂肪酸・オレイン酸の細胞内取り込みを阻害した。その阻害能は、膵β細胞でのインスリン分泌活性能とは対応していないこともわかった。(4)以上の結果から、SU剤は新しいタイプの動脈硬化抑制薬のプロトタイプとなる可能性が強く示唆された。今後この方向で研究を展開し、新規動脈硬化抑制薬の開発を目指したい。従来、糖尿病治療薬としてのみ認識されていたスルホニルウレア(SU)剤、glibenclamide(GB)の新しい作用として、脂質代謝との関連から研究し、本年度は以下の成果を得た。(1)GBおよびいくつかの新規のSUアナローグのCD36機能への効果を本遺伝子をトランスフェクトしたCHO細胞を用いて解析した。その結果、新規のSUアナローグも、酸化LDLのCD36分子を介した細胞内への取り込みを濃度依存的に阻害することが確認された。(2)マクロファージにおいて、コレステロール代謝に深く関わるキー酸素ACATの活性もGBにより阻害するとの興味深い知見を得たが、いくつかの新規SUアナローグの比較より、疎水性の高い化合物が強い阻害活性をもつ傾向を示すことがわかった。(3)本研究の発端となった心筋のCD36を認識するモノクローナル抗体を作製した。これらの抗体は、ヒトのマクロファージや血小版に発現するCD36とは交差反応をせず、発現組織において分子型に違いがあることがわかった。また、動脈硬化モデル動物を用いてその反応性を検討したところ、これらの抗体は動脈硬化の早い段階の組織とは反応しなかったことから、CD36は動脈硬化がある程度進んだ段階で血管に集簇してくるものと判断された。(4)脂肪細胞においても、GBはCD36(=FAT)を介すると考えられる中鎖脂肪酸・オレイン酸の細胞内取り込みを阻害した。
植物遺伝子の機能解析を効率化するアクティベーションタギング法の開発

本研究課題では、従来のGAL4/UASアクティベーションタギング系に改良を加えて第2世代型を作製した。まず新しいタギング系に必要な3種類の植物形質転換用コンストラクト((1)組織特異的プロモーター-GVG,(2)HSP-Ac,(3)DsUASタギングベクター)を作製した(1)と(2)は野生型シロイヌナズナ植物に導入し、それぞれホモ接合体の形質転換ラインを確立した。さらにこれら2つのラインを交配し、組織特異的プロモーター-GVGとHSP-Acをともにホモにもつシロイヌナズナ植物を樹立した。これをアクティベーションタギングのホスト植物とすることとし、さらに世代を回して種を増やした。次に、実際にアクティベーションタギングラインの作製をおこなった。上記のホスト植物に、DsUASタギングベクターをfloral dip法により導入した。得られた種子をBasta耐性により選抜することで、形質転換植物ラインを得た。形質転換効率は約1%と見積もられ、目標とする1000個体のスターターラインは、約20個体のホスト植物を形質転換することで容易に得られることを確認した。今後、実際に熱ショックによりAcトランスポゾンの発現が活性化され、導入されたDsがゲノム上を転移することを確認する必要がある。これまでの成果により、第2世代型GAL4/UASアクティベーションタギング系の基礎となる技術を確立することが出来たので、今後はこれを利用して、新規な変異体のスクリーニングをおこなうことが出来る。本研究課題では、従来のGAL4/UASアクティベーションタギング系に改良を加えて第2世代型を作製する。第2世代型タギング系には3つの植物形質転換コンストラクトが必要である。これらのうち、DEX誘導型転写活性化因子GVGを植物体全体で発現させる35S-GVGコンストラクトについては、既に形質転換ラインが確立されていた。次にDsトランスポゾンを胚発生初期に転移させるためのAc発現誘導コンストラクトを作製した。これには熱ショック依存的に転写活性を示すHSPプロモーターを利用したHSP-Acと、胚発生初期に転写活性を示すPHERES1プロモーターを利用したPHE1-Acの2種類のコンストラクトを作製した。これらを野生型シロイヌナズナに導入し、それぞれ約40ラインの形質転換体を得た。これらのうちから導入コンストラクトを1遺伝子座にのみ持つラインを選抜し、さらにDs転移効率の高いラインを選抜した。Ds転移効率を見るためには、Dsが転移するとGUSレポーター遺伝子が発現するテストベクター35S-Ds-NYGを作製し、これを上記のAcラインに形質転換した。その結果HSP-Acから4ライン、PHE1-Acから6ラインを選抜した。これらを35S-GVGラインと交配し、タギングのホスト植物を作製することとした。これと平行して、アクティベーションタギングに用いるDsベクターも作製した。このベクターでは、Dsトランスポゾンを挟むように35Sプロモーターとハイグロマイシン耐性遺伝子を配置させ、Ds転移株をハイグロマイシン耐性で選抜できる様にした。Dsの中にはGAL4の結合配列であるUAS、エンハンサートラップ用のGUSレポーター遺伝子、形質転換体を選抜するためのBasta耐性遺伝子を配置した。このベクターを野生型シロイヌナズナ植物に導入し、多数の形質転換体が得られることを確認した。昨年度までに新しいタギング系の作製に必要な3種類の植物形質転換用コンストラクト((1)35S-GVG,(2)HSP-Ac,(3)DsUASタギングベクター)を作製した。(1)と(2)は野生型シロイヌナズナ植物に導入し、それぞれ形質転換ラインを確立している。

今年度はこれらの2種類のラインを交配し、35S-GVGとHSP-Acをともにホモにもつシロイヌナズナ植物を樹立した。これをアクティベーションタギングのホスト植物とすることとし、さらに世代を回して種を増やした。次に、実際にアクティベーションタギングラインの作製をおこなった。上記のホスト植物に、DsUASタギングベクターをfloral dip法により導入した。得られた種子をBasta耐性により選抜することで、形質転換植物ラインを得た。形質転換効率は約1%と見積もられ、目標とする1000個体のスターターラインは、約20個体のホスト植物を形質転換することで容易に得られることを確認した。今後、実際に熱ショックによりAcトランスポゾンの発現が活性化され、導入されたDsがゲノム上を転移することを確認する必要がある。これまでの成果により、第2世代型GAL4/UASアクティベーションタギング系の基礎となる技術を確立することが出来たので、今後はこれを利用して、新規な変異体のスクリーニングをおこなうことが出来る。
多チャンネル高精度検出器読み出し用高速応答高密度低消費電力VLSIの開発

本研究は昭和63年度から平成2年度まで3年間にわたって、大規模集積回路技術を高エネルギ-物理学の粒子検出器へ応用するための開発研究を行ったものである。特に前置増幅器、時間差測定回路等のアナログエレクトロニクスについてVLSI化を図ることによって、高速応答、高集積かつ低消費電力化のための研究がおこなわれた。さらにこれらのエレクトロニクスは高度のガンマ-線及び高速中性子朿の環境で使用される可能性があるので、回路素子の放射線耐性、及びシリコン検出器の放射線損傷についても評価が行なわれた。また集積回路の具体的応用の可能性を検証するためにデ-タ収集システムのシミュレ-ション、またASIC技術によるプロトタイプ化の試みがおこなわれた。本研究によって高速コンピュ-タによる回路シミュレ-ション技術、CADによるマスクレイアウト技術、設計の検証技術、および集積回路の評価技術が確立し、CMOS時間差測定用VLSI、またはシリコン検出器読み出し用増幅器アレ-として具体化している。CMOS時間差測定用VLSIは4チャンネル内蔵の実用規模の回路でCAMAC規格による電子モジュ-ル化がおこなわれ、詳細な評価が行なわれている。シリコン検出器用増幅器アレ-は高度の放射線耐性をもつバイポ-ラVLSIで高速整形、低雑音、高密度化を達成した。現状では75ミクロンの間隔で96チャンネルの回路を集積化するに到っている。これらの経験をもとに周辺技術の整備と合わせて、より広範な技術の展開及び粒子検出器としてのシステム化の見通しを得る事ができた。本研究は半導体エレクトロニクスの高エネルギー物理学のための粒子検出器への応用を目指したもので、特にフロントエンドエレクトロニクスについて、VLSI化を計ることによって、高速応答、高密度、かつまた低消費電力化を追究するものである。VLSI化エレクトロニクス技術には大きくわけて、バイポーラ技術とCMOS技術がある。本研究では、それぞれの特徴を生かしたものとして、バイポーラ技術についてはシリコンストリップ検出器用高速増幅器回路、CMOS技術についてはメモリ技術を応用した時間測定回路の試作開発がおこなわれた。シリコンストリップ検出器用の増幅器回路については試作評価にもとづき、64チャンネル構成のVLSI回路を設計中である。この増幅器回路は、前置増幅器、整形増幅器、コンパレータより構成されている。雑音レベルは入力換算で1000電子以下、また消費電力はチャンネルあたり3.5mWと従来技術の10%以下の発熱となっている。時間測定用CMOS回路はドリフト形ワイヤーチェンバーのドリフト時間測定を目指したものである。この回路はCMOSインバータのゲート伝播遅延を高精度に制御することにより実現されている。また時間情報はスタティック型メモリにディジタル情報として蓄積される。試作回路では0.8+1秒の時間分解能を得ており、これにもとづいて実用回路の設計が進行中である。これらのエレクトロニクスは実験装置に組みこまれて使用されるため高レベルの放射線にさらされる(年間1メガラド、10^<13>中性子毎cm^<22>)。そこで素子レベルおよび回路レベルでの放射線耐性に関する研究も進められている。本研究は大規模集積回路技術を高エネルギ-物理学の粒子検出器へ応用しようとするもので、特に前置増幅器等のアナログエレクトロニクスについて、VLSI化を計ることによって、高速応答、高集積かつ低消費電力化を目指すものである。あわせてこれらのエレクトロニクスについて中性子およびガンマ線に対する放射線損傷を研究する。本年度に於ては高速バイポ-ラトランジマタについて原子炉からの速中性子の照射およびコバルト60からのガンマ-線の照射をおこない、中性子については毎平方センチメ-トルあたり10^<13>の中性子束、ガンマ-線については1メガラドまでは正常動作が期待できることが示された。シリコンストリップ用前置増幅器については、シリコンストリップとワイヤ-ボンディングによる結合が行われた。この検出器は赤外線照射装置からの赤外線パルス(850または1150ナノメ-タ)によって信号応答の確認が行われた。また増幅器単体の安定性・雑音レベルについて詳細な評価検討が行われ、実用化設計のための知見が得られた。

サブミクロンCMOS技術を用いた時間差測定回路については、4チャンネル内蔵の実用規模の集積回路の設計が行われ、製造段階に移された。さらにシステムレベルの検討を行うため、電子モジュ-ルとして取りまとめるための作業が進められている。また、フロントエンド・エレクトロニクスの多種多様な要求に対応する目的から、セミカスタム・バイポ-ラ集積回路に関する検討が行われ、整形増幅器、時間・波高変換回路の設計・試作が行われた。これらの設計にあたっては、SPICE等の回路シミュレ-ションがツ-ルとして有効に機能することが実証された。次年度に於いては、これらの技術について、実用化レベルを高めるための試作研究が行われる。本研究は大規模集積回路技術を高エネルギ-物理学の粒子検出器へ応用しようとするもので、特に前置増幅器等のアナログエレクトロニクスについて、VLSI化を計ることによって、高速応答、高集積分かつ低消費電力化を目指すものである。本年度においては、シリコンストリップ検出器用のバイポ-ラ増幅器アレ-を75ミクロンのピッチで96チャンネルまでの集積化を行った。この増幅器アレ-は前置増幅器、整形増幅器およびコンパレ-タを内蔵している。また高速バイポ-ラSST技術で作られているので、中性子ガンマ-線等に対する耐性を期待することができる。前年度試験作分の増幅器については引きつづき雑音特性、パルス応答に関する評価試験を行い、低消費電力、低雑音特性に関する見通しを得ることができた。CMOS時間差測定用VLSI(TMC)について単体評価およびCAMAC規格による電子モジュ-ル化をおこない、測定精度は量子化誤差を含めて0.52+1秒と良好な結果を得ることができた。この他バイポ-ラASIC技術を用いて、時間一波高変換素子、電荷一波高変換素子およびコンスタント・フラクション・コンパレ-タの開発等を行い、従来技術を最も進んだ大規模集積回路技術の観点から見直し、集積化のための回路方式の検討および試作評価を行った。さらにCMOS技術を用いた、アナログメモリ、シリコン検出器用の高密度増幅器の開発に着手し、アナログ信号の高速かつ連続取込みに関する見通しを得ることができた。
口腔癌におけるチロシンホスファターゼPRL-3の発現と意義

Protein phosphataseof regenerating liver-3 (PRL-3)は正常粘膜上皮と比較して上皮異形成および口腔扁平上皮癌ではPRL-3の発現上昇を認め、高分化型および比較的浸潤度の低い口腔扁平上皮癌症例においてPRL-3の発現上昇を認めた。さらに,4-nitroquinoline 1-oxide (4NQO)誘導ラット舌癌モデルでも上皮異形成ならびに扁平上皮癌組織においてPRL-3の発現上昇が認められた。口腔扁平上皮癌においてPRL-3は、癌化および癌の分化に関与することが示唆された。【上皮異形成と口腔扁平上皮癌症例におけるPRL-3、Ki-67、p53、BAX、Bcl-2、CKの発現の検討】:口腔扁平上皮癌は正常粘膜上皮と比較してPRL-3の発現が有意に上昇することをこれまで報告してきたが、癌化過程のどの段階でPRL-3の発現が上昇するかを明らかにするために、ヒト口腔上皮異形成(軽度、中等度、重度)症例および口腔扁平上皮癌症例におけるPRL-3の発現を免疫組織化学的に検討した。その結果、PRL-3は,正常口腔粘膜上皮と比較して口腔扁平上皮癌(p<0.05)および口腔上皮異形成で発現が上昇していた(p<0.001)。また、口腔扁平上皮癌91例におけるPRL-3の発現と臨床病理学的因子との関係では、高分化型口腔扁平上皮癌でPRL-3の発現上昇を認め(p<0.0001)、YK分類において低浸潤型とされる1型、2型、3型の症例は高浸潤型の4C型および4D型と比較してPRL-3の発現上昇を認めた(p<0.005)。一方、PRL-3の発現と他の臨床病理学的事項との相関は認められなかった。また、増殖に関連するki-67や分化に関連するサイトケラチン(CK)とPRL-3の発現との関連、さらに、PRL-3はp53に結合する蛋白として同定されていることから、p53およびアポトーシスに関与するBAX、Bcl-2の発現とPRL-3との関連についても検討を行ったところ、PRL-3の発現と分化マーカーであるCK17の発現との間に正の相関関係を認めた(p<0.001)。PRL-3の発現とKi-67、p53、BAX、Bcl-2の発現との間には相関関係は認められなかった。このことから、PRL-3は口腔扁平上皮癌において、癌の浸潤・転移よりむしろ癌の分化に関与することが示唆された。PRL-3は様々な種類の癌において発現が上昇し,リンパ節転移との関連について報告されているが,本研究では,正常粘膜上皮と比較して上皮異形成および口腔扁平上皮癌ではPRL-3の発現上昇を認めたことからPRL-3は癌化に関与すると考えられた。また,高分化型口腔扁平上皮癌症例および組織学的浸潤度を示すYK分類にて比較的浸潤度の低い1,2,3型の症例においてPRL-3の発現上昇を認めた。また,PRL-3の発現と分化マーカーであるCK17の発現の間に正の相関関係を認めた。一方では,PRL-3の発現とStage分類や頸部リンパ節転移との間には関連は認められず,このことは多くの他の癌種でみられる浸潤・転移に関与するというPRL-3の機能とは大きく異なり,口腔扁平上皮癌においては癌の浸潤・転移よりむしろ癌の分化に関与する特徴的な役割を果たすことが示唆された。さらに,癌化過程でのPRL-3の関与がヒト材料で示されたため,動物における化学発癌モデルにて検討を行ったところ,4NQO誘導ラット舌癌モデルでも上皮異形成ならびに扁平上皮癌組織においてPRL-3の発現上昇傾向が認められ,PRL-3は癌化に関与することが示唆された。研究実施計画書に記載の平成23年度の計画はほぼ終了している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究実施計画書に記載の平成24年度の計画を進行予定である。すなわち、口腔扁平上皮癌細胞HSC-4におけるPRL-3の発現をRNA干渉を用いて抑制し、増殖、浸潤、転移、分化についてin vitroとin vivoで検討を行う。
ヒト人工染色体ベクターを用いた毛細血管拡張性運動失調症の新規遺伝子治療法の開発

毛細血管拡張性運動失調症(ataxia-telangiectasia : AT)の遺伝子治療を目指して、原因遺伝子であるATM遺伝子ゲノム領域を染色体工学技術を用いてHACベクター上にクローニングすることに成功した(ATM-HACベクターとよぶ)。このATM-HACベクターを保持するAT患者由来の細胞株において、ATM遺伝子の発現は修復され、非常に安定に維持され、放射線感受性が回復していることが示された。以上のことより、本研究で作製したATM-HACベクターはATの遺伝子治療に利用できることが示された。毛細血管拡張性蓮動失調症(Ataxia-Telangiectasia;AT)はヒト11番染色上に存在するATM遺伝子の機能欠損により引起こされる常染色体劣性の疾患であり、小脳失調伴う神経変性,免疫不全や発癌感受性、放射線感受性など多彩な蓑現型を示す。本研究の目的は1)ヒト人工染色体(AHC)ベクターにATM遺伝子全長をクローニンダし志療用ATM-HACベクターを作製すること、2)自己幹細胞にATM・HACベクターを導入し、造血韓細胞へ分化誘導後ATM欠損マラス(自己)に移植し、AT患者の死亡原因のトップを占める造血系表現型を対象どした遺伝子治療を行うこと、である。1.ATMゲノムDNAのHACへのクローニング150kkbにおよぶATMゲノム領域を染色体改変捜術存利用した以下の二つの方法(環状インサート挿入型、染色体転座型)でHACベクダー上にグローニングした。具体的には1)市販のBAC libraryよりATMゲノム全長のみを含むBAC(RP11-455M10)購入し、相同組み換え頻度の高いDY380株にトランスフォーム後、HAC挿入のためのloxP配列を相同組み換えで移入した。改変した環状ATM・BACおよびCreをHAC導入CHO細胞へ導入することでHAC上のloxPサイトにATMゲノム領域をインサートタイプでクローニングすることできた。しかしながら、CHO細胞中においてHAC上に搭載したATM遺伝子の発現は一部分のみであった。次に2)の手法によりATM遺伝子をHAC上に搭載した。2)11番染色体上に存在するATM遺伝子のテロメア側を人工テロメア配列移入により切断し、セントロメア側にloxP配列を導入した。改変11番染色体をHAC導入CHO細胞へ移入後、Creを一過性に発現させることでHAC上のloxPサイトにATMゲノム領域を転座クローニングできた。なお、上記め部位特異的染色体改変ほ相同組み換え頻度の高いトりDT40細胞にヒト11番染色体を移入して行った。CHO細胞におけるHACベクター上のATMチ遺伝子の発現を調べたところ、RNAおよびタンパクレベルにおいて発現が観察された。以上のことから染色体レベルでの遺伝子導入の有用性が示唆された。今後はATM・HACベクターの機能解析を行う。毛細血管拡張性運動失調症(Ataxia-Telangiectasia : AT)はヒト11番染色体上に存在するATM遺伝子の機能欠損により引き起こされる常染色体劣性の疾患であり、小脳失調に伴う神経変性免疫不全や発癌感受性、放射線感受性など多彩な表現型を示す。本研究の目的は1)ヒト人工染色体(HAC)ベクターにATM遺伝子全長をクローニングし治療用ATM-HACベクターを作製すること、2)自己幹細胞にATM-HACベクターを導入し、造血幹細胞へATM欠損マウス(自己)に移植し、AT患者の死亡原因のトップを占める造血系表現型を対象とした遺伝子治療を行うこと、である。昨年度作製した、ATM-HACベクターを毛細血管拡張性運動失調症(AT)患者由来の細胞株(ATBIVA)へ微小核細胞融合法により導入したところ、薬剤耐性クロニシが約50クローン取得でき、そのうちの30クローンで導入したATM遺伝子発現がウェスタンブロット法により確認できた。さらに、そのうちの5クローンでFISH解析を行ったところ、全てのクローンATM-HACが独立に1コピー在することがら明らかとなった。このうちの3クローンを用いて放射線感受性試験を行ったところ、コントロールのATBIVAでは放射線感受性を示したのに対し、ATM-HACを導入したATBIVA細胞では放射線感受性が回復していることが明らかとなった。以上のことより、HACベクターに搭載したATMゲノム遺伝子は機能的であることが示唆された。今後は自己由来幹細胞にATM-HACベクターを導入し、遺伝子治療を目指す。毛細血管拡張性運動失調症(Ataxia-Telangiectasia : AT)はヒト11番染色体上に存在するATM遺伝子の機能欠損により引き起こされる常染色体劣性の疾患であり、小脳失調に伴う神経変性,免疫不全や発癌感受性、放射線感受性など多彩な表現型を示す。本研究の目的は1)ヒト人工染色体(HAC)