hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水平軸風車における可変速・翼ピッチ制御運転の最適化に関する研究

本研究は,水平軸風車への流入風速変化に伴い発生する風車の出力変動につき,風車運転制御により変動振幅を低減することを目指す.この目標を達成するため,主に以下の研究を実施した.1.自然風下で運転制御する風車を模擬する数値解析モデルを構築すると共に,実験結果との比較によりモデルの妥当性を検証した.2.風車への瞬時流入風条件を推定する手法を上記解析モデルに基づき確立し,得られた流入風速推定値を用いて,風車出力変動を低減するための運転制御方法を構築した.本研究は,風車単機の出力変動と構造系への負荷変動につき,風車運転制御により変動振幅を低減することを目指し,以下の要素技術の開発を数値解析と実験により行う.1自然流入風下で運転制御する風力発電システムの数値解析モデルの構築と解析モデルの妥当性検証.2制御対象とする小型風車実験システムを設計・製作.3風車への瞬時流入風速の推定方法確立.4風車運転制御アルゴリズムの構築平成25年度は,上記項目の内の13を実施した.項目1に関しては,風車翼・タワー周りの流れ場に関する流体系モデルを渦格子法に基づき構築すると共に,風車翼とマストにおける低次モードの小振幅振動・変形をマルチ・ボディ・ダイナミックスモデルに基づき構築し,両者の連成解析モデルを試作した.試作した連成解析モデルは,文献引用により妥当性を確認した.なお,電力系モデルに関しては簡易モデルを検討中である.項目2に関しては,風車軸トルクの時系列データと運転条件を利用する推定アルゴリズムを構築して,数値解析的に推定方法を検証中であり,風車の運転制御を行わない乱流流入風条件では,推定方法の妥当性が確認できた.しかし,風車運転制御に伴い発生する空力過渡トルクの影響を現時点では十分には考慮できず,平成26年度中にアルゴリズムの改良と実証実験が必要である.項目3に関しては,風車ロータ・ロータ駆動システム・ピッチ制御システム・計測システムの構築が終了すると共に,屋外での予備実験・実証実験に向けた風車ナセル・タワーの設計・製作を行った.本研究は,風車単機の出力変動と構造系への負荷変動につき,風車運転制御により変動振幅を低減することを目指し,以下の要素技術の開発を数値解析と実験により行う.1自然流入風下で運転制御する風力発電システムの数値解析モデルの構築と解析モデルの妥当性検証.2制御対象とする小型風車実験システムの設計・製作とこれを用いた実証実験.3風車への瞬時流入風速の推定方法の確立.4風車運転制御アルゴリズムの構築と有効性の確認.平成26年度は,上記項目の内の1,2,4を実施した。項目1に関しては,流体-構造連成解析における風車タワーモデルの構築・改善を図ると共にロータ翼とタワーの接続につき検討を加えた.この結果,解析モデルの妥当性に改善が見られた.また,ロータ周り流れ場の解析モデルにおいてロータ後流の取扱いを改善(ハイブリッド後流モデルの採用)することにより解析時間の大幅な短縮を実現した.疲労負荷解析においては,風車運転実時間を最低10分間実現することが必要であり,計算時間の短縮は非常に有益である.項目2に関しては,小型風車実験を屋外で実施するための実験システムを構築し,予備実験を実施した.具体的には,風車装置・風速計の屋外計測システムならびに支持システムを構築し,長時間(12時間)の連続計測を行った.項目4に関しては,PID制御に基づく翼ピッチ角の制御アルゴリズムを試作し,出力変動の低減効果を検討した.本研究は風車単機の出力変動と構造系への負荷変動につき、風車運転制御により変動振幅を低減することを目指し、以下の要素技術の開発を数値解析と実験により行うものである。1自然風流入風下で運転制御する風力発電システムの数値解析モデルの構築と解析モデルの妥当性検証。2制御対象とする小型風車実験システムの設計・製作とこれを用いた実証実験。3風車への瞬時流入風速の推定方法の確立。4風車運転制御アルゴリズムの構築と有用性の確認。最終年度である平成27年度には、上記項目の内の1、2、4を実施し、研究を総括した。項目1に関しては、流体ー構造連成解析における構造系モデルにつき風車翼・ナセル・タワーを含めた解析モデルの構築を行いより実際の風車構造系に近づけた結果、連成解析モデルの妥当性に改善が見られた。特に風車翼の振動がタワー構造系への負荷変動に及ぼす影響が明確に表れるようになった。この構造系モデルの改善と昨年度の流体負荷解析モデルの改善(計算負荷の大幅低減)を組み合わせた結果、項目1に関する目標はほぼ達成できた。項目2に関しては、小型風車実験装置を屋外にて運転するシステムを完成させ、実験を実施した。具体的には自然風況下にて風車運転制御を実施し、運転制御に伴う風車ロータの空力過渡特性を実験的に調査し、風車周速比、運転制御速度が空力過渡特性に及ぼす影響を調べた。この実験結果は1で構築した数値解析モデルと比較検討し、解析モデルの妥当性についても検討を行った。項目4に関しては、昨年度に引き続きPID制御に基づく風車制御アルゴリズムを構築し、出力変動を約50%に低減できることを確認した。この風車制御アルゴリズムにおいては、項目3により構築された風車への瞬時流入風速の推定方法が組み込まれており、この成果により、風車単機の出力変動低減が見込まれる。本研究は,水平軸風車への流入風速変化に伴い発生する風車の出力変動につき,風車運転制御により変動振幅を低減することを目指す.

この目標を達成するため,主に以下の研究を実施した.1.自然風下で運転制御する風車を模擬する数値解析モデルを構築すると共に,実験結果との比較によりモデルの妥当性を検証した.2.風車への瞬時流入風条件を推定する手法を上記解析モデルに基づき確立し,得られた流入風速推定値を用いて,風車出力変動を低減するための運転制御方法を構築した.平成26年度に実施を予定していた項目につき,研究実績の概要に示した通り,おおむねその内容を達成できた.項目1の数値解析モデルの構築に関しては,タワーモデルの改善と計算負荷の軽減が図られた.電力系モデルについては,小型風車を対象とした可変速運転に関してモデル化を行い,一定の成果を得た.項目2の小型風車実験システムに関しては,制御・計測系におけるノイズ対策に手間取ったが屋外実験システムを構築し予備実験を実施した.項目3の瞬時流入風速推定に関しては,既に平成25年度に推定システムを構築しており,平成27年度に妥当性の検証実験を実施予定である.項目4の制御アルゴリズム構築に関しては,PID制御に関して概ね構築できている.機械工学平成27年度は,当初の研究計画・方法に則り,以下の研究項目を実施する予定である.数値解析に関しては,流体系-構造系-電力系の連成解析モデルを完成させ,構築した制御アルゴリズム,瞬時流入風速推定アルゴリズムと結合することにより,出力変動と構造系負荷変動の低減効果を主に数値実験により確認する.モデル実験に関しては平成26年度に構築した実験モデルを使用して翼ピッチ角制御ならびに回転速度制御を伴う検証実験を行い,連成解析モデル,瞬時流入風速推定アルゴリズムならびに制御アルゴリズムの妥当性を検証する.平成25年度に実施を予定していた研究項目につき,研究実績の概容に示した通り,おおむねその内容が達成できた.項目1の数値解析モデルの構築に関しては,平成26年度に予定した流体系と構造系の弱連成解析を既に開始し妥当性の検討も行っているが,一方で,電力系数値解析モデルに関しては,妥当性の検討には至っていない.項目2の瞬時流入風速の推定方法確立に関してはその基礎段階は完了しており,平成26年度に実施する運転制御時の過渡応答特性の解析結果を利用して,改良を試みる予定である.項目3の小型風車実験システム構築に関しても,おおむね完了しており,平成26年度中には予備実験ならびに各種検証実験を行える状況にある.平成25年度に購入した二次元超音波風向風速計は,当初に予定した機種と同等以上の性能を有し,一方で金額が大幅に低下した。また,解析用パーソナルコンピュータは.当該予算とは別の予算にて購入することができたた.その結果,平成25年度支出額が当初予定よりも大幅に減額され,平成26年度の所要額が増額された.一方,平成26年度は当初計画通りの予算執行であったため,上記の通りに次年度使用額が生じた.平成2627年度は,当初の研究計画・方法に則り,以下の研究項目を実施する予定である.数値解析に関しては,風力発電システム(流体系・構造系・電力系)の連成解析モデルを構築し,このモデルを利用して風車運転制御時の過渡応答に関する数値解析を実施する.また,得られた過渡応答特性を利用して,風車出力・構造負荷の変動を低減する制御アルゴリズムを構築する.
気管支喘息におけるペプチドロイコトリエンの役割の検討―受容体の細胞間分布、機能および遺伝子多型について

CysLTs(ペプチドロイコトリエン)には血管透過性亢進作用、平滑筋収縮作用、気道粘液分泌亢進作用などがあり、気管支喘息の病態に深く関わっているが、CysLTには好酸球を浸潤させる作用があると想定されるものの好酸球への直接作用については不明である。そこで我々はこの点を明らかにしようと考えた。我々は、好酸球上のCysLT_1受容体の発現およびCySLTの好酸球に及ぼす直接作用を明らかにするという目的のもとに実験を行った。好酸球上のCysLT_1受容体発現についてCD16マグネットビーズによるネガティブセレクションにて得られた純度99%以上の好酸球を用いて実験を行った。RT-PCR法により好酸球上にCysLT_1受容体のメッセージが存在することが、また、フローサイトメトリーによりタンパクレベルでの発現が証明された。次いで、トリチウムラベルしたLTD_4を用いた結合実験により、好酸球に対してLTD_4の特異的な結合が認められた。CysLTsによる好酸球活性化について、まずCa流入反応を調べたところ、CysLTsは濃度依存的にCa流入反応を起こした。その活性はLTD_4、LTC_4、LTE_4の順であった。Ca流入反応はCysLT_1受容体拮抗薬であるpranlukastにより濃度依存的に抑制された。また、この反応はpertussis toxin(PTX)処理により90%近く抑制されたのでGiタンパクを介していることがわかった。次に、CysLTsによる好酸球の遊走を検討した。ボイデンチェンバーを用い、遊走した好酸球のEPOレベルから好酸球遊走を測定した。LTD_4、LTE_4により有意に好酸球が遊走することがわかった。遊走活性はLTD_410^<-6>Mにおいて最も強力であった。この反応はpranlukastによって有意に抑制された。IL5は好酸球を脱顆粒させるが、好酸球をLTD_4の存在下で1時間インキュベートした後に、IL5にて更に刺激すると、脱顆粒が増強された。この作用はpranlukastにより解除されたので、このLTD_4のプライミング作用もCysLT_1受容体を介していることが明らかとなった。CysLTsには血管透過性亢進作用、平滑筋収縮作用、気道粘液分泌亢進作用などがあることはすでに明らかであるが、CysLTには好酸球を浸潤させる作用があると想定されるものの好酸球への直接作用については不明である。我々は、好酸球上のCysLT_1受容体の発現およびCysLTの好酸球に及ぼす直接作用を明らかにするという目的のもとに実験を行った。

CysLTsによる好酸球活性化について、まずCa流入反応を調べたところ、CysLTsは濃度依存的にCa流入反応を起こした。その活性はLTD_4、LTC_4、LTE_4の順であった。Ca流入反応はCysLT_1受容体拮抗薬であるpranlukastにより濃度依存的に抑制された。また、この反応はpertussis toxin(PTX)処理により90%近く抑制されたのでGiタンパクを介していることがわかった。次に、CysLTsによる好酸球の遊走を検討した。ボイデンチェンバーを用い、遊走した好酸球のEPOレベルから好酸球遊走を測定した。LTD_4、LTE_4により有意に好酸球が遊走することがわかった。遊走活性はLTD_410^<-6>Mにおいて最も強力であった。この反応はpranlukastによって有意に抑制された。IL5は好酸球を脱顆粒させるが、好酸球をLTD_4の存在下で1時間インキュベートした後に、IL5にて更に刺激すると、脱顆粒が増強された。この作用はpranlukastにより解除されたので、このLTD_4のプライミング作用もCysLT_1受容体を介していることが明らかとなった。CysLTs(ペプチドロイコトリエン)には血管透過性亢進作用、平滑筋収縮作用、気道粘液分泌亢進作用などがあり、気管支喘息の病態に深く関わっているが、CysLTには好酸球を浸潤させる作用があると想定されるものの好酸球への直接作用については不明である。そこで我々はこの点を明らかにしようと考えた。我々は、好酸球上のCysLT_1受容体の発現およびCysLTの好酸球に及ぼす直接作用を明らかにするという目的のもとに実験を行った好酸球上のCysLT_1受容体発現についてCD16マグネットビーズによるネガティブセレクションにて得られた純度99%以上の好酸球を用いて実験を行った。RT-PCR法により好酸球上にCysLT_1受容体のメッセージが存在することが、また、フローサイトメトリーによりタンパクレベルでの発現が証明された。次いで、トリチウムラベルしたLTD_4を用いた結合実験により、好酸球に対してLTD_4の特異的な結合が認められた。ポイデンチェンバーを用い、遊走した好酸球のEPOレベルから好酸球遊走を測定した。
情報と契約の行動経済理論分析

本研究では、経済主体間の情報の偏在による問題を緩和・解決するためのインセンティブ設計としての契約のあり方を、行動経済学的知見を取りいれて理論的に分析を行う。具体的には、「情報共有と内発的動機づけに関する契約問題」と「期待に基づく参照点依存型選好を考えた動学的契約問題」の2つのテーマから構成され、情報の共有や提供といった情報のあり方と報酬体系や料金体系といった契約の相互作用に関して明らかにする。その結果を通して、組織構造設計、企業行動、消費者行動に関わる諸政策に対する含意を提供していく。
単一細胞におけるオーキシン・サイトカイニン応答による並層分裂の制御機構の解析

本研究課題では、植物細胞の分裂方向の制御機構の解明を目指した。器官の生長方向に対して垂直な細胞分裂(垂層分裂)により器官伸長が促進されるのに対し、器官成長方向に平行な細胞分裂(並層分裂)により器官が太くなると考えられる。すなわち、細胞分裂方向を制御することにより器官の形態(「細長い」や「短く太い」など)を調整している。しかしながら、垂層分裂と比べて並層分裂の頻度が少ないことや、細胞分裂の「方向」を調べるためには培養細胞ではなく組織内で解析する必要性から、植物細胞の細胞分裂方向制御機構については殆どわかっていなかった。昨年度に引き続き、シロイヌナズナの根の維管束を用いて新規な並層分裂の正の制御因子、負の制御因子の解析を行った。植物ホルモンシグナルの下流で働く転写因子による分裂方向制御機構について、3次元解析により詳細な分裂方向の時空間的な制御を明らかにした。また、細胞分裂方向と相関して細胞内極性を変化させる新規因子を同定した。この新規因子を介してプログラムされた分裂方向制御が行われていると考えられる。並行して、非モデル植物のミチタネツケバナの皮層における分裂方向制御の詳細な解析を行い、植物ホルモンのサイトカイニン受容体遺伝子の制御の進化が種間の分裂方向制御の違いを生み出す一因であることを見出した。実際に、皮層・内皮形成時の並層分裂回数が少ないシロイヌナズナにおいて、異所的にサイトカイニンシグナルを活性化すると並層分裂が活性化し、最終的な皮層の層数が増加した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。IR-LEGO法による1細胞で任意の遺伝子を誘導する条件の検討を行った。その結果、組織、細胞種、形質転換系統ごとに最適な条件が異なることが示唆される結果を得た。そこで、まず目的の形質転換系統を作出することにした。先行研究から、繰り返し配列を持つような導入遺伝子は遺伝子サイレンシングを受けやすいことが示唆されていたため、極力繰り返し配列を避けつつ植物にコドン最適化した人工遺伝子を設計し直し、IR-LEGO法による1細胞で植物ホルモンシグナルを誘導、あるいは、抑制する形質転換系統の作出を進めている。細胞分裂方向制御に関わる新規因子を単離する目的で、ミチタネツケバナにおいて皮層の並層分裂に異常を示す変異体tgr2、tgr3変異体の原因遺伝子の単離を目指してゲノムリシークエンスを行った。半優性のtgr2変異体は、カロース合成酵素にアミノ酸置換を持つことを見出した。連鎖解析の結果、カロース合成酵素の変異と表現型が連鎖していたことから、これが原因遺伝子であることが示唆された。tgr3変異体については、複数の候補と考えられる突然変異が同定された。今後は、これらの突然変異と表現型の連鎖解析を行うとともに、相補実験により原因遺伝子を同定するとともに、分子遺伝学的、生化学的解析を行う。さらに、細胞分裂方向制御に関わる新規因子を単離するために、シロイヌナズナを用いて細胞分裂方向制御に異常を示す変異体の単離、解析を始めた。すでに、少なくとも5系統の変異体を単離しており、そのうち2つについては原因遺伝子の候補を見出している。今後は、これらの変異体の原因遺伝子を同定するとともに、分子遺伝学的、生化学的解析を行う。一部の人工遺伝子合成が困難であったため、配列の変更の必要性が生じたため、形質転換体の作製は当初の計画よりも少し遅れているが、その一方で、ミチタネツケバナにおける突然変異体の原因遺伝子の同定は予定よりも進捗している。それに加えて、当初の計画に加えてシロイヌナズナを用いた新規な細胞分裂方向の制御因子の単離、解析を行い、新規な分裂方向制御因子の候補を発見した。以上のことを総合的に判断して、(2)概ね順調に進展していると判断した。植物は細胞壁を持つため、細胞が自由に動くことが出来ない。そのため、それぞれの細胞がどの方向に分裂するかが最終的な器官や個体の形態を決定している。しかしながら、植物細胞の分裂方向がどのようにして決まっているか全くわかっていない。そこで、植物ホルモンによる細胞分裂方向制御に注目し、そのシグナル伝達の下流でどのように細胞分裂方向が制御されているのかを解析した。シロイヌナズナの根では細胞分裂は根端部のメリステムと呼ばれる領域で観察されるが、その多くは器官伸長方向に対して垂直な細胞分裂面を形成する垂層分裂であり、器官慎重方向に対して平行な細胞分裂面を形成する並層分裂は低頻度でしか観察されない。並層分裂は植物ホルモンの一つであるサイトカイニンにより時空間的に制御されており、それにより根の断面方向の細胞の秩序だった並びが保たれている。サイトカイニンシグナルの下流で並層分裂を促進する転写因子を同定していた。この転写因子のさらなる下流で並層分裂を制御する因子を網羅的に同定するために、この転写因子を過剰発現する形質転換植物の並層分裂が促進される表現型が抑圧される変異体のスクリーニングをおこなった。合計10系統の並層分裂が減少する変異体を単離し、ゲノムシークエンスにより原因遺伝子の同定をした。2系統は、植物ホルモンの一つオーキシンの生合成の酵素をコードする遺伝子に変異を持っていたことからオーキシンシグナルが並層分列に必要であることが示唆された。別の1系統は、低分子Gタンパク質ROPの制御に関わる遺伝子に変異を生じていたことから、ROPタンパク質が分裂方向の制御に関わることが示唆された。

その他の7系統は翻訳やmRNAの代謝等に関わる遺伝子に変異を生じていた。低分子Gタンパク質ROPは、動物や菌類において非対称分裂や出芽の方向制御に関わることが知られているCdc42/Rho/Racの植物相同遺伝子であり、植物においては根毛や花粉管の先端成長等に関わることが報告されているが、細胞分裂との関係は知られていない。根の維管束において並層分裂がより観察される師部で高発現するROP、および、ROPの制御因子を探索し、その発現パターンおよび細胞内局在を解析した。また、アミノ酸置換により恒常活性化型にしたROPを異所的に発現すると並層分裂が促進された。これらのことから、ROPが細胞分裂方向の制御因子であることが強く示唆された。本研究課題では、植物細胞の分裂方向の制御機構の解明を目指した。器官の生長方向に対して垂直な細胞分裂(垂層分裂)により器官伸長が促進されるのに対し、器官成長方向に平行な細胞分裂(並層分裂)により器官が太くなると考えられる。すなわち、細胞分裂方向を制御することにより器官の形態(「細長い」や「短く太い」など)を調整している。しかしながら、垂層分裂と比べて並層分裂の頻度が少ないことや、細胞分裂の「方向」を調べるためには培養細胞ではなく組織内で解析する必要性から、植物細胞の細胞分裂方向制御機構については殆どわかっていなかった。昨年度に引き続き、シロイヌナズナの根の維管束を用いて新規な並層分裂の正の制御因子、負の制御因子の解析を行った。植物ホルモンシグナルの下流で働く転写因子による分裂方向制御機構について、3次元解析により詳細な分裂方向の時空間的な制御を明らかにした。また、細胞分裂方向と相関して細胞内極性を変化させる新規因子を同定した。この新規因子を介してプログラムされた分裂方向制御が行われていると考えられる。並行して、非モデル植物のミチタネツケバナの皮層における分裂方向制御の詳細な解析を行い、植物ホルモンのサイトカイニン受容体遺伝子の制御の進化が種間の分裂方向制御の違いを生み出す一因であることを見出した。実際に、皮層・内皮形成時の並層分裂回数が少ないシロイヌナズナにおいて、異所的にサイトカイニンシグナルを活性化すると並層分裂が活性化し、最終的な皮層の層数が増加した。少し遅れている形質転換体の作成を急ぎ、IR-LEGO法による1細胞誘導に適した系統の確立、および、組織特異的なホルモン応答レポーターの作出を目指す。ミチタネツケバナ、および、シロイヌナズナにおける分裂方向制御に異常を示す変異体の原因遺伝子を相補実験等で確かめるとともに、分子遺伝学的、生化学的解析を行う。IR-LEGOを用いた一細胞で遺伝子発現を誘導できる系を用いて、ROPの活性を細胞分裂方向の関係を調べることで、どのようにして植物の細胞分裂の方向が制御されているかを明らかにする。また、植物ホルモンとROPの関係性を調べるため、ROPやその制御因子への植物ホルモンの影響を調べる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
嗅神経細胞のアイデンティティー決定の分子機構

マウスにおいて嗅覚受容体遺伝子は一千種類に及ぶ類似遺伝子からなる多重遺伝子群を構成し、複数の染色体上にクラスターをなして存在する。個々の嗅神経細胞においては、これら遺伝子群の中から一種類の受容体遺伝子が選択的に活性化される。また、嗅神経細胞の嗅球への投射に際しては、発現している嗅覚受容体の種類に対応して、嗅球の表面に並んでいる約2千個の糸球と呼ばれる構造体のうち特定の糸球に投射がおこる。したがって、個々の嗅神経細胞は、細胞の分化に伴い自己の発現すべき受容体遺伝子を約一千ある遺伝子のうちから一つ選択し、且つ、選択した受容体遺伝子に従い、軸索の投射すべきターゲットを約2千の糸球のうちから一つ選択する。このように選択された受容体と投射先が、個々の嗅神経細胞の"アイデンティティー"を確立すると考えられる。この際、OR遺伝子の染色体上でのlinkageと嗅神経細胞の投射先のlinkageに相関のあることが示されており、進化の過程でOR遺伝子がどの様にしてリガンドや軸索投射の特異性を維持しながら、現在のクラスターを形成してきたのかも極めて興味深い問題となっている。本研究では、この嗅神経細胞のアイデンティティー決定の分子機構を解明することを目指し、ヒト及びマウスのOR遺伝子の構造を比較することによりこの問題に取り組んだ。その結果、OR遺伝子が進化の過程で遺伝子変換(gene conversion)を起こし、リガンドの特異性を維持してきた可能性を示すデータを得た。遺伝子変換は嗅覚系の進化を考える上で今後重要なファクターになると考えられる(Nagawa et al. Gene 292,73-80,2002)。
顎・口腔領域悪性腫瘍に対するヘマトポルフィリン誘導体と光照射の影響

我々は、ヘマトポルフィリン誘導体(HpD)と光照射の併用による殺細胞作用を応用し、顎口腔領域悪性腫瘍の治療を計画している。今回、悪性腫瘍治療の至適条件を見いだす試みの一つとして培養細胞を用い殺細胞作用に関する検索を行った。HpDはhematoporphyrin dihydrochlorideをLipsonらの方法に準じて調整した。光照射は、1000wスライドプロジェクターを光源として用いた。培養細胞は、外陰部由来扁平上皮癌A431を用い、1×10^4個/mlの割合で接種し、5日目に実験が終了するように計画した。生細胞数は核数をコールターカウンターにして計測することで求めた。HpD作用後、培養細胞を蛍光顕微鏡を用いて観察した結果、細胞質全体に蛍光を認めHpDが細胞内に取り込まれていることがわかった。ついで蛍光光度計にて細胞内HpD濃度を測定した。またHpD作用後、光照射した細胞では細胞質内に大小の空胞形成を認め時間の経過と共に細胞が死滅していく様子が観察された。HpD単独投与では、10μg/ml以上の濃度で細胞増殖抑制を認めた。光照射時間を30分間としHpDの作用時間と殺細胞効果について検討した結果、HpD作用時間のCD_<50>は、0.5、1、3時間では、それぞれ1、50、1.05、0.26μg/mlであった。次に光照射時間と殺細胞効果について検討したところ、CD_<50>は1、50、30、60分間では、それぞれ2.60、0.86、0.34、0.20μg/mlであった。さらに当科で樹立した口腔由来扁平上皮癌3株、唾液腺由来腺癌2株について検討した結果、扁平上皮癌は唾液腺癌より感受性が高かった。今後、Ne-Heコールドレーザー及びフェオフオーバイドaを用いて腫瘍細胞に対する殺細胞効果を検討するとともに、殺細胞作用の機序の検索を行う予定である。
視覚障害者の学習における手書き行動の有効性と脳メカニズム

重度の中途視覚障害者の手書き行動が学習に影響を与えるかを検証するため,新規外国語単語学習課題を手書き有り無しの2条件で行う行動実験及びMRI撮像を行った.その結果,聴くだけの学習は短期記憶で,手書きとの併用は長期記憶で有効との示唆を得た.また,視覚障害者群で,両側の運動野を含む前頭頭頂葉から後頭葉に亘る広い領域で,晴眼者に比して強い神経活動が見られた.特に,左前楔状回を中心とする視覚領域では,手書き条件で,非手書き条件より強い神経活動が観察された.重度の中途視覚障害者の手書き行動は,長期記憶に有効であり,視覚心像に関わる視覚連合野を中心とする神経活動を介して学習促進が起こることが示された.本研究では、手書きによる筆記行動が中途視覚障害者の学習に有効であることを実証する。平成26年度は、国立障害者リハビリテーションセンター理療教育在籍者を対象にした教育心理学的研究として、1.理教生の漢字の読み書き能力の実態調査、2.筆記行動が学習効果に与える影響の検証を計画した。1.については、40名の対象者に漢字検定210級の問題40問(1問1点)の手書き筆記を行い、平均23.1±7.8点、中央値23.5点の結果を得た。理療教育の各課程には、中学卒業以上大学院卒業まで、幅広い学歴の者が在籍している。漢字検定3級レベル(中学卒業レベル)の漢字力があれば、教科書の地の文章が理解できると仮定したが、同検定5級レベル(小学校6年修了レベル)で留まっている者もおり、視覚障害の影響からか、筆記行動から離れがちな傾向がうかがえた。(2)については、筆記行動が学習に与える影響については実験プロトコルの検討と対象者の選定を行った段階である。次に、医学的研究においては、中途視覚障害者の学習において、手書きによる筆記行動の効用と、その神経基盤を明らかにすることを目標とする。脳機能計測には、機能的磁気共鳴画像・経頭蓋磁気刺激)を用いるが、これらの実験の実施に当たっては、事前に行動課題についての詳細な検討が必要となるため、初年度は若年健常人を対象とした行動課題の策定と試験データの収集・解析に力点をおき、筆記行動の効用について学習効果との関係を検討した。本研究では、手書きによる筆記行動が中途視覚障害者の学習に有効であることを実証する。平成27年度は、国立障害者リハビリテーションセンター理療教育課程在籍者を対象にした教育心理学的研究として、1.初年度在籍者の漢字力実態調査の継続、2.筆記行動が学習効果に与える影響の検証を実施した。1については、対象者20名の漢字検定210級の問題40問(1問1点)の手書き筆記を行い、昨年度の結果に加え60名分として、平均23.2±7.7点、中央値23.0点の結果を得た。昨年度とほぼ同様であり、当課程在籍者の初年度の実態を表していると考えられる。漢字検定3級レベル(中学卒業レベル)の漢字力があれば、教科書の地の文章が理解できると仮定したが、大卒でも、全盲となり筆記行動から離れると、同検定6級レベル(小学校5年修了レベル)まで落ち込むケースがあることがわかった。2については、9名(平均37.6歳±9.9歳)を対象に、事前知識のない医学英単語20語を、聴くだけで記憶する学習Aと、聴きながら書いて記憶する学習Bを交互に行い、それぞれについて、直後の短期記憶と、1週間後の長期記憶を測る一人当たり4回の口頭試問を行った。その結果、個人差はあるものの、短期記憶には聴くだけの学習Aの正答率が高いことが、長期記憶には聴くだけでなく筆記を併用した学習Bの効果が高いことが、全体的な傾向としてみられた。脳機能計測には、機能的磁気共鳴画像・経頭蓋磁気刺激を用いるが、これらの実験の実施に当たっては、課題の成績の予測が必要となるため、初年度は若年健常人を対象とした行動課題の策定と試験データの収集・解析に力点をおき、筆記行動の効用について学習効果との関係を検討した。1.本研究における実験、調査等の主な対象者は、成人の中途視覚障害者を想定しているが、視覚障害だけでなく、難病や重複障害を有する者が多いため、対象者が限定され、必要な人数の確保に難を有する。また、理療教育の授業後に研究協力を依頼するため、通院や人工透析を行っている者との調整が必要である。全体として、全ての実験と調査に継続的に研究協力が可能な者の確保に時間を要している。2.実験プロトコルのうち、提示する課題の検討を行っているため。脳機能実験の実施に当たっては、行動データレベルでの予備的な検討を十分に行う必要があり、初年度は若年健常人を対象とした行動課題の策定と、試験データの収集・解析に力点をおき、筆記行動の効用について学習効果との関係を検討した。また、視覚障害者への応用を念頭に、触覚入力による実験環境の準備に当初の予想より時間を要した。平成28年度は、国立障害者リハビリテーションセンター理療教育課程在籍者を対象にした教育心理学的研究として、1.初年度在籍者の漢字力実態調査の継続、2.筆記行動が学習効果に与える影響の検証を実施した。

1.については、15名を対象に漢字検定210級の問題40問(1問1点)の書取りを行い、平成25年度からの結果に加え75名分として、平均22.9±7.3点、中央値23.0点の結果を得た。学習の基礎となる漢字力は漢検3級レベルとの仮定に対し、3割弱の者は5級以下の状態で理療教育を開始している実態を把握した。2については、13名(平均38.8±9.9歳、弱視)を対象に、事前知識のない医学英単語20語を、聴くだけの学習Aと、聴いて書く学習Bを交互に行い、各々、直後の短期記憶と、1週間後の長期記憶を測った。その結果、聴くだけの学習Aは短期記憶で、聴いて書く学習Bは長期記憶に効果が高い傾向が再度確認された。医学的研究においては、中途視覚障害者の手書きによる学習の効用と、その神経基盤を明らかにすることを目標に、6名を対象とし、アイヌ語とフィンランド語各10語ずつ20語の課題を2つ用意し、読みと和訳の録音を3回聴いて記憶した直後に、20語をランダムに提示して和訳を口答する行動実験を行った。正答率50%以上でMRIスキャナに移り、同じ課題で記憶と評価、撮像を行った。1週間後は口答で長期記憶を評価した。2回目の実験は1ヶ月後とした。学習直後の行動実験1セット目の成績は、手書き有の方が手書き無より下がる傾向を示した。MRI内のテスト成績を100とした時の1週間後の行動実験の成績は、普段の学習方法の方が有意に高かった(p<0.05)。MRI撮像では、手書き有時の言語野、補足運動野、視覚野が強く活動していた。1本研究における実験、調査等の主な対象者は、成人の中途視覚障害者を想定しているが、視覚障害だけでなく、難病や重複障害を有する者が多いため、対象者が限定され、必要な人数の確保に難を有する。また、理療教育の授業後に研究協力を依頼するため、通院や人工透析を行っている者との調整が必要である。全体として、全ての実験と調査に継続的に研究協力が可能な者の確保に時間を要している。2実験プロトコルのうち、提示する課題の検討を繰り返し行っているため。脳機能実験の実施に当たっては、行動データレベルでの予備的な検討を十分に行う必要があり、若年健常人を対象とした行動課題の策定と、試験データの収集・解析に力点をおき、筆記行動の効用について学習効果との関係を検討した。また、視覚障害者への応用を念頭に、触覚入力による実験環境の準備に当初の予想より時間を要した。今年度は、被験者である中途視覚障害者については、頭部の手術や体内に金属物がない条件を満たし且つ本研究に該当する者の募集に時間を要したことと、統制群である晴眼者については、中途視覚障害の被験者と、年齢、学歴などの属性を極力揃えるため、被検者募集に時間を要したことが挙げられる。本研究では、手書きによる筆記行動が中途視覚障害者の学習に有効であることを実証することを目的とした。平成29年度は、国立障害者リハビリテーションセンター理療教育課程在籍者を対象にした教育心理学的研究として、1.初年度在籍者の漢字力実態調査の継続、2.筆記行動が学習効果に与える影響の検証を実施した。1.については、漢字検定210級の問題40問(1問1点)の手書き筆記を行い、2013年度から2017年度まで99名中78名の結果を得た。平均22.5±7.6点、中央値23.0点の結果を得た。研究期間中、同様の結果が得られたことから、当課程在籍者の初年度の実態を表すと考えられる。
高消化性・褐色中肋型牧草の作出

高消化性・褐色中肋型牧草の作出を目的として、牧草の低リグニン化を目指し、以下の実験を行った。1.形質転換系の確立アグロバクテリウムLBA4404にプラスミドpBI121(pnos/NPTII/Tnos+35S/GUS/Tnos)をフィルターメ-ティング法により導入して培養後、バーズフットトレフォイルに感染させた。この場合、LB液体培地を用いて良好な結果を得た。また感染子葉からのカルス形成率および植物体再生に対する培養条件を、特に植物ホルモン濃度の点から検討し、効率の良い形質転換系を確立した。2.形質転換体の確認1.で得た形質転換体からゲノムDNAを抽出し、PCR法によって導入遺伝子の確認した。また、GUS染色およびGUS活性の測定の結果、GUS遺伝子の発現は個体間,器官間でかなりの差異があることを認めた。3.アンチセンスCAD(シンナミルアルコールデヒドロゲナゼ)遺伝子の導入ウドCADcDNAの塩基配列をもとに、PCRによって2つの制限酵素認識部位を連結したCADDNA断片を増幅し、これをバイナリーベクターpGAH/SL-GUSに逆方向に配列するように挿入してプラスミドpGAH/anti-UCADを構築した。次いで、バーズフットトレフォイルの子葉にアグロバクテリウムを感染させて形質転換を行った。4.導入遺伝子の確認と発現解析3.で得た耐性カルスから再生した植物体について導入遺伝子の確認をPCRで行った結果、プラスミドと同位置にバンドを認めることが出来た。これらの植物体のCAD活性は対照個体のそれより有意に低かったが、リグニンとアルデヒドの含量および反芻胃内微生物による消化率には有意な差が認められなかった。低リグニン含量牧草の作出のため、アンチセンスーシンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の導入を目標として以下の実験を行った。1)形質転換系の確立アグロバクテリウムLBA4404にプラスミドpBI121(p nos/NTPII/Tnos+35S/GUS/T nos)(クローンテック社)をフィルターメ-ティング法によっで導入して培養後、無菌バーズフットトレフォイルに感染させた。2)形質転換体の確認1)で得た形質転換体のうち正常に生育する個体についてゲノムDNAを抽出し、PCR法によって導入遺伝子の確認を行った。その結果、GUS遺伝子と同様の位置(1.1kb)に増幅したバンドが検出された。また、X-glucおよび4-MUGを基質としてGUS染色およびGUS活性の測定を行った。その結果、GUS遺伝子の発現量は個体間および器官間においてかなりの差異(葉>茎>根)が認められた。現在、導入遺伝子の存在を確認したクローンにおいて、GUS遺伝子の発現の様相を更に詳しく調査している。高消化性・褐色中肋型牧草の作出を目的として牧草の低リグニン化を目指し、以下の実験を行った。1.アンチセンスCAD遺伝子の導入ウドCADcDNAの塩基配列をもとに、PCRによって2つの制限酵素認識部位を連結したCADDNA断片を増幅した。そのDNA断片を、バイナリーベクターpGAH/SL-GUSに逆方向に配列するように挿入しプラスミドpGAH/anti-UCADを構築した。

バイナリーベクターpGAH/SL-GUSを用いた形質転換での成功率は、培養29日目で平均23.7%で、その植物体再生率は17.3%でありpGAH/SL-GUSが有効であることが示唆された。一方、pGAH/anti-UCADでの耐性カルス形成率は20.3%であった。2.導入遺伝子の確認と発現解析耐性カルスから再生した植物体について導入遺伝子の確認をPCRで行った結果、プラスミドと同位置にバンドを認めることが出来た。またこれらの植物体のCAD活性は対照個体のそれより有意に低かった。現在、各植物体についてリグニンとアルデヒドの含量および消化率の測定を実施している。
日本語学習者の方言意識と産出能力

研究代表者の浅田は、平成14年度(本調査)縦断的におこなった各種調査から、文字化した発話資料をまとめ、下記の成果報告書を作成した。本来の研究データは、会話資料、日誌、アンケート、言語テスト、フォローアップ・インタビューなどから成り、今後も日本語学習者の居住地方言に対する意識と産出能力のみならず、言語および異文化接触の観点から、複合アプローチを用いて多角的に分析していく予定である。浅田浩文(2004)「日本語学習者の方言意識と産出能力-CHILDES談話資料-」平成13-15年度科学研究費補助金基盤研究C-2(課題番号13680366)研究成果報告書本報告書は、録音録画された会話を母語の発達過程を研究するために開発された言語データ共有システムCHILDES(Child Language Data Exchange System)を使って表記したものであり、本国でのフォーマルな日本語学習から、新たに日本というインフォーマルな日本語環境に接触した際の外国人留学生の言語変化を詳細に捉えたものである。研究分担者の二階堂は、留学生への方言に関するアンケートと道教えタスクを通して、日本語能力、方言への理解、実際の運用を調査した。その結果として、方言に関する事前学習も乏しく、理解も進んでいないことがわかった。また、道教えタスクでは、親疎による言葉の使い分けがほとんどできていなかった。一方、日本人調査の疎の場面で見られる気づかない方言の使用は出てこず、日本語教育でのいわゆる共通語教育の成果が現れていた。今後、地方での滞日経験が増すことで留学生の使用する日本語がどう変化していくのか見守っていく予定である。本年度(平成13年)は、次年度(平成14年)の本調査である縦断的研究に向けての準備期間であり、資料収集および予備調査を数回実施した。資料収集では、質量的調査法、日本語学習者の方言に対する意識、フォリナー・トーク、コード・スイッチング等に関する資料を重点的に収集した。予備調査では、実際に本調査の被験者に近い属性を備えた参加者からデータを収集、分析し、今後の被験者の抽出の在り方、データ収集ならびに分析法の参考資料とした。以上の資料収集および予備調査により、次年度の本調査を実施するにあたっての体制が整ったと考えられる。本年度(平成14年度)は、前年度(平成13年度)の予備調査をもとに、本格調査(会話、インタビュー、日誌、アンケート、各種テストによるデータ収集)を実施した。具体的には、言語・異文化接触の観点から、言語および非言語コミュニケーションに関するデータを縦断的に収集した(研究代表者:浅田)。また、日本語学習者および日本語母語話者による福岡方言に対する意識も調査した(研究分担者:二階堂)。よって、今年度計上した謝金、消耗品費は、これらのデータ収集および整理のために使用された。最終年度(平成15年度)は、このように収集されたデータを複合アプローチを用いて質的・量的側面から分析する。調査結果は、第2言語としての日本語習得における社会心理学的要因の解明、および実証的な研究が少ない日本語の方言教育に寄与するものである。研究代表者の浅田は、前年度(平成14年度)におこなった各種調査(本来の研究データは、会話資料、日誌、アンケート、言語テスト、フォローアップ・インタビューなどから成り、日本語学習者の居住地方言に対する意識と産出能力のみならず、言語および異文化接触の観点から、複合アプローチを用いて多角的に分析している)から、文字化した発話資料をまとめ、最終年度(平成15年度)に、下記の報告書を作成した。

研究分担者の二階堂は、留学生への道教え談話の調査を実施した。道教えの場面で、留学生の日本語表現への実態、見知らぬ人と友人に伝える場合の違いを中心に調査した。その結果として、個人の日本語習得能力の差が大きく、それに影響することがわかった。また、同時実施の方言意識調査では、来日前に自国で方言の存在は学んでいる学生がほとんどであったが、実際の方言にふれてみると、大きな違いがあることに戸惑うことが多いとわかった。今後の方言教育の重要性を確認することができた。
ウイルス・癌免疫応答を修飾するマスト細胞の機能解析

マスト細胞が即時型アレルギー応答だけではなく、自然免疫応答や獲得免疫応答に広く関与していること(Galli SJ et al. Nat Immunol, 6 : 135, 2005)に着目し、ウイルス感染や癌免疫応答におけるマスト細胞の役割を、マスト細胞欠損マウス(WBB6F1-W/Wv, Wsh/Wsh)にウイルス感染やNK細胞を活性化させる薬剤を投与して正常マウスと比較することにより行った。【研究の目的1マスト細胞が即時型アレルギー応答だけではなく、自然免疫応答や獲得免疫応答に広く関与していること(Galli SJ, et. al.Nat Immunol 6:135,2005)に着目し、とくにウイルス感染におけるマスト細胞の役割に今年度は注目して解析を行った。【結果】マスト細胞欠損W/即と正常マウスにウイルス(マウス肝炎ウイルス、mousehepatitisvirus,MHV:強毒株)を感染させ、感染後の生死、抗体価、各臓器におけるウイルスタイターをPCR法により評価した結果、致死率や各臓器におけるウイルスタイターは、マスト細胞欠損マウスで高かった。腹腔のマスト細胞を修復したものでもこの症状は改善されず、マスト細胞欠損マウスのその他の欠損や全身性のマスト細胞の関与が示唆された。また、その他のRNAウイルスである水庖性口内炎ウイルス(Vesicular stomatitis virus,VSV)や脳心筋炎ウイルス(Encephalomyocarditis、EMCV)の感染では、感染後の血中サイトカインの産生はマスト細胞欠損マウス(Wsh/Wsh)で低下しているものの、生存率には影響しなかった。In vitroで骨髄から培養したマスト細胞をこれらのウイルスで刺激すると、ウイルスの用量に依存して1型IFNやケモカインの産生が観察された。To 11様受容体3やそのアダプター分子MyD88を欠損するマスト細胞でも正常マウスと同レベルのサイトカイン産生がみられたことから、これらのウイルスによるマスト細胞の活性化にはToll様受容体以外の細胞質内RNA認識分子の関与が示唆された。今後、これらの受容体を介したマスト細胞の活性化とin vivoにおいて、マスト細胞欠損マウスでみられたサイトカインの産生の低下との関連について、マスト細胞によって活性化されうる他の細胞の関与も含めて検討していく予定である。【研究の目的】マスト細胞が即時型アレルギー応答だけではなく、自然免疫応答や獲得免疫応答に広く関与していること(Galli SJ et al.Nat Immunol,6:135,2005)に着目し、とくにウイルス感染と癌免疫における役割に注目して解析を行った。【結果】In vitroで骨髄から培養したマスト細胞をRNAウイルスである水疱性口内炎ウイルス(Vesicular stomatitis virus,VSV)や脳心筋炎ウイルス(Encephalomyocarditis、EMCV)で刺激すると、ウイルスの用量に依存してI型IFNやケモカインの産生が観察された。Toll様受容体3やそのアダプター分子MyD88を欠損するマスト細胞でも正常マウスと同レベルのサイトカイン産生がみられたことから、これらのウイルスによるマスト細胞の活性化にはToll様受容体以外の細胞質内RNA認識分子の関与が示唆された。またマスト細胞欠損W/W^vと正常マウスにこれらのウイルスを感染させた際の血中サイトカインレベルはマスト細胞欠損マウスで低下しているものの、生存率には影響しなかった。さらにマスト細胞により修飾されるNK細胞の機能について解析するため、PolyI:Cの投与前後に脾臓から採取したNK細胞の細胞傷害活性をYAC-1をターゲットに調べた。NK細胞の細胞傷害活性、NK細胞の細胞傷害活性のPolyI:Cによる亢進のどちらもマスト細胞欠損マウスと正常マウスの間に差はみられなかった。しかしながら、LPSの投与では、マスト細胞欠損マウスにおいて、ある種のサイトカインの産生の亢進がみられ、レギュラトリーT細胞の誘導にマスト細胞が影響する可能性を示唆する結果を得ている。
細胞の情報伝達系に関与するNAD代謝反応の解析

我々は先に、レチノイン酸(RA)によるHL-60細胞の好中球への分化過程にNAD^+分解酵素が誘導され、その酵素がヒトリンパ球表面抗原のCD38分子によることを明らかにした。CD38はアメフラシの卵精巣より単離されたADPリボース環化酵素と構造上類似し、さらに代謝産物である環状ADPリボースは、IP_3と同様にある細胞内プールからCa^<2+>を放出させる作用をもつことから、この新規環状ヌクレオチドは細胞内で新たなシグナル分子として機能することが期待された。本研究では、細胞内外でNAD^+を基質とする代謝酵素が情報伝達系において果たす生理的役割、また哺乳動物における環状ADPリボースの産生機構、並びにNAD^+分解酵素とADPリボース環化酵素との触媒活性の差異を生じさせる機構の解明を目的とし、以下の知見を得た。1.CD38には、ヒアルロン酸結合活性が存在した。2.RA-分化HL-60細胞を抗CD38単クローン性抗体で刺激すると、いくつかの細胞内蛋白質がチロシンリン酸化され、その一つを120kDaのc-cb1遺伝子産物と同定した。3.この抗CD38単クローン性抗体刺激によって、化学遊走因子の受容体を介するHL-60細胞の活性酸素産生が増強された。4.CD38とアメフラシの酵素は種々の点で異なる特性を示したが、Zn^<2+>がCD38に作用すると、そのNAD^+分解活性が抑制され、ADPリボース環化活性は逆に促進された。すなわち、Zn^<2+>によるCD38の酵素特性の転換が認められた。5.CD38遺伝子の第1イントロン内には、RAによってその抑制が解除されるnegative regulatoryelement(NRE)が存在し、RA(受容体)を介する新しい転写調節機構の存在が推定された。我々の研究グループは、NADを基質とした細菌毒素の触媒するADPリボシル化反応を利用して、G蛋白質の研究を行ってきたが、レチノイン酸(RA)によるHL-60細胞の好中球への分化過程にNAD分解酵素が誘導され、その酵素がヒトリンパ球表面抗原のCD38分子によることを明らかにした。CD38はアメフラシの卵精巣より単離されたcyclic ADP-riboseの合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)と構造上酷似し、さらに代謝産物であるcyclic ADP-riboseは、IP_3と同様にある細胞内プールからCa^<2+>を放出させる作用をもつことから、この新規環状ヌクレチオドは細胞内で新たなsecond messengerとして機能することが期待された。本研究では、細胞内外でNADを基質とするNAD代謝酵素が情報伝達系においてどのような生理的役割を果たすかを、また哺乳動物におけるcyclic ADP-riboseの産生機構、並びにNAD glycohydrolaseとADP-ribosyl cyclaseとの触媒活性の差異を生じさせる機構を解明することを目的とし、以下の知見を得た。1)HL-60細胞におけるRAによるCD38の誘導は、RA受容体(RAR-α)を介する直接作用であることが明かにされた。また、細胞を予めBt_2-cAMPで処理するとRAR-αが減少し、RAによるCD38の誘導が抑制されるというCD38の発現調節に関わる興味ある知見が得られた。2)CD38には、新たにヒアルロン酸結合活性が存在することが明かにされた。

3)アメフラシより精製した環状ADP-リボース合成酵素は、環状ADP-リボースとニコチンアミドから効率よくNADを生成(逆反応が進行)し得る“lyase"の特性を有することが明かにされ、CD38のNAD glycohydrolaseとは酵素学的に別種のファミリーに属することが示された。我々は先に、NAD^+を基質とした細菌毒素の触媒するG蛋白質のADPリボシル化の研究を背景に、レチノイン酸(RA)によるHL-60細胞の好中球への分化過程にNAD^+分解酵素が誘導され、その酵素がヒトリンパ球表面抗原のCD38分子によることを明らかにした。CD38はアメフラシの卵精巣より単離されたADPリボース環化酵素と構造上類似し、さらに生成物である環状ADPリボースは、IP_3と同様にある細胞内プールからCa^<2+>を放出させる作用をもつことから、この新規環状ヌクレオチドは細胞内で新たなシグナル分子として機能することが期待された。本研究では、細胞内外でNAD^+を基質とする代謝酵素が情報伝達系において果たす生理的役割、また哺乳動物における環状ADPリボースの産生機構、並びにNAD^+分解酵素とADPリボース環化酵素との触媒活性の差異を生じさせる機構の解明を目的とし、以下の知見を得た。1.RA-分化HL-60細胞を抗CD38単クローン性抗体で刺激すると、いくつかの細胞内蛋白質がチロシンリン酸化されたが、その一つを120kDaのc-cbl遺伝子産物と同定した。2.この抗CD38単クローン性抗体刺激によって、化学遊走因子の受容体を介するHL-60細胞の活性酸素産生が増強された。3.Zn^<2+>がCD38に作用すると、そのNAD^+分解活性が抑制され、ADPリボース環化活性は逆に促進された。すなわち、Zn^<2+>によるCD38の酵素特性の転換が認められた。4.CD38遺伝子の第1イントロン内には、RAによってその抑制が解除されるnegative regulatoryelement(NRE)が存在し、RA(受容体)を介する新しい転写調節機構の存在が推定された。
ES/iPS細胞由来遺伝子改変破骨細胞によるBRONJ治療法の開発

BRONJとはビスホスホネート系薬物の副作用による顎骨壊死であり、現在の治療方針は洗浄や抗菌薬・鎮痛薬などの対症療法のみとなっているため根本治療の開発が切望されている。また顎骨壊死時にどのようなことが起きているのかもほとんど分かっていないことから、発症メカニズムの解析も重要である。本研究はモデル動物とES/iPS細胞から創出した遺伝子改変破骨細胞によってこれらの課題に取り組むものである。平成28年度はBRONJモデル動物の確立とES/iPS細胞からの遺伝子改変破骨細胞創出について基礎的な実験を行った。前者についてはマウスにビスホスホネート系薬物の投与後、臼歯抜去によってモデル作製を行い、後者についてはマウスES細胞からの破骨細胞分化実験を行った。両者ともに研究半ばであるが、良好な結果が得られている。