hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
室内におけるVOCs汚染源のオンサイトスクリーニング手法の開発

〔背景・研究目的〕近年,化学物質過敏症やシックハウス症候群が社会問題化し,それらを引き起こす疑いのある物質のひとつとして,揮発性有機化合物(VOCs)が指摘されている。室内空気汚染の典型的なパターンとして、建材・家具等から放散されるVOCsが原因であるケースが多く見られるが、汚染源の特定が困難なことからVOCsの低減化についての対策が実施されるケースが非常に少ないことが、有害化学物質汚染に関する居住環境の改善が進展しない理由のひとつであると考えられている。そこで、室内を構成する建材や家具等から放散するVOCsの主要汚染源を、その場(オンサイト)で簡易的かつ迅速に検索(スクリーニング)する手法を開発し、汚染実態を明確にすることで、居住環境中のVOCs低減化対策の実施を推進することを目的とした。〔研究方法・開発の特徴〕汚染源となる発生部位から放散するVOCsのみを捕集するためにガスバッグと樹脂製容器の二重構造を有する採取部を設け、トータルVOC計と組み合わせることでトータルVOC検出値を指標としたVOCs汚染源検索手法を開発した。本手法はオンサイトでの汚染源検索が可能であり、利便性やコスト面において有効な手段となり得る。また、分析などの特殊な技術を必要とせず、だれにでも簡易にVOCs汚染源の検索ができる。既存の機器を利用するため、製品化の際にはシステム自体の開発コストも抑えられる。〔研究成果およびその活用〕現場で簡易的かつ迅速にVOCs汚染源(特に芳香族炭化水素化合物類)を検索できたことによりシックハウス対策等に有効なVOCs低減化対策の実施が容易になった。本手法を応用した装置等が将来的に実用化されれば、特に有害化学物質による健康影響が懸念される幼児・高齢者等の健康弱者に対して、VOCs曝露による健康リスクの低減化に多いに貢献するものと考える。
高齢脳卒中患者の自我発達を促進する学習教材の開発

脳卒中からの長期的・主観的な回復を目的とした高齢患者学習支援プログラムおよび教材を開発し,学習効果および運用に関して評価することを目的として,2か所のリハビリテーション専門病院で介入を実施した.(1)学習支援プログラムと教材を開発した,(2)研究参加看護師にとって高齢脳卒中患者の学習ニーズに気づく機会となった,(3)対象患者は自身のおかれている状況に気づき,自己決定の機会が確保され自己決定に関する自己評価の向上が確認された.脳卒中からの長期的・主観的な回復を目的とした高齢患者学習支援プログラムおよび教材を開発し,学習効果および運用に関して評価することを目的として,2か所のリハビリテーション専門病院で介入を実施した.(1)学習支援プログラムと教材を開発した,(2)研究参加看護師にとって高齢脳卒中患者の学習ニーズに気づく機会となった,(3)対象患者は自身のおかれている状況に気づき,自己決定の機会が確保され自己決定に関する自己評価の向上が確認された.【高齢脳卒中患者教育プログラム開発よび教材作成のための予備調査】、高齢脳卒中患者への患者指導、教育を先進的に展開している施設5-10施設をピックアップする。東京都内,茨城県,石川県,千葉県,長崎県,沖縄県のそれぞれの施設と交渉開始の準備が整っている。医師、看護師,リハビリテーション関連職種に対して脳卒中患者への指導、教育プログラムおよび教材の工夫,学習環境の工夫,認識している脳卒中患者の学習効果,課題などについて聞き取り調査を行った。【高齢脳卒中患者学習プログラムおよび教材の試案作成】、高齢脳卒中患者を長期的な回復の可能性を有する存在としてとらえ,生活の再構築と人生の価値を創造し続けていくことができることを目的として患者教育プログラムを開発した。高齢脳卒中患者が自身についての理解を深めるという学習の目的を設定し,学習支援をする者(看護師)と患者の相互作用を重視した患者教育の方法論をとった。そして看護者と患者の相互作用に基づいた援助アプローチを展開することによって,高齢脳卒中患者自身が自分自身と環境への気づきを増し,よりその人らしく意欲的に暮らしていく方法を学ぶことのできる設計とした。またエキスパートパネルを開催し,臨床適用の可能性を探った。結果,李は看護に携わっている看護師の教育プログラムと組み合わせて展開することが,高齢脳卒中患者の学習支援により効果的であることが示唆され,学習、教育プログラムを洗練した。1)高齢脳卒中患者の学習支援を実施するための看護師教育プログラムの開発と効果の検証本教育プログラムは1回60分で3回のセッションから構成される.1回目は患者教育の基本的知識の習得、2回目は高齢脳卒中患者の看護援助の振り返り、3回目は脳卒中患者の学習支援についての具体的な展開方法という内容である.2回目セッションで使用したワークブックは全体的理解と患者との相互作用の重視、患者の希望や意思決定を尊重するかかわりを効果的に振り返ることができるように「脳卒中患者の自我発達を促進する看護理論」をベースに研究班で開発した.また看護師教育プログラムの効果を評価するために、「個別ケア指標CIC」の日本語版の作成、脳卒中患者の学習ニーズの把握表を合わせて作成した.これらを用いてリハ専門病院の看護師14人にセッションを実施し効果を確認した.2)高齢脳卒中患者の学習を支援するための教材開発調査に基づき、高齢脳卒中患者の学習支援教材(紙ベース及び電子媒体)を30項目(40種類)作成した.これは1項目がA41枚にまとまる形で患者のニーズに応じて説明を加えながら情報提供することを目的として作成した.3)高齢脳卒中患者学習支援プログラムの開発と実施高齢脳卒中患者の学習支援プログラム(3-4回のセッション)を開発した.1)の教育プログラムを終了した看護師が2)を活用して、10人の脳卒中患者に実施しケースごとに効果を評価した.また実施上の課題を明らかにした.脳卒中からの長期的・主観的な回復を目的とし,高齢脳卒中患者の自我発達を支援する患者学習支援プログラムおよび教材を開発し,学習効果を評価すること,実施運営に関して評価し、プログラムに関する課題を抽出することを目的として,2か所のリハビリテーション専門病院(A,B)で研究を実施した.研究は準備,展開,評価の3つのフェイズから構成され,準備フェイズでは看護師教育プログラムの開発と実施評価,高齢脳卒中患者学習支援教材の開発と学習支援プログラムの開発,効果指標の選定を行った.展開フェイズでは学習支援プログラムを高齢脳卒中患者に実施した.評価フェイズでは学習支援プログラムの効果と課題を多面的に分析した.Aでは研究参加看護師16名(介入群12名,対照群4名),Bでは22名(介入群9名,対照群13名)であった.対象患者はA病院10名,B病院8名であった.看護師教育プログラムを受けた看護師の自己教育力が6ヶ月後に有意に上昇し,とくに学習の技能と基盤が向上していた.また学習支援プログラムを受けた高齢脳卒中患者では,Aにおいて学習支援プログラム終了後の自己決定の力に関する自己評価が有意に向上した.Bでも同様の傾向がみられたが有意差はなかった.評価フェイズでは,14名の介入群参加看護師のFGIから本研究に関する多面的な評価が得られた.(1)学習支援プログラムと教材を開発したこと,(2)看護師にとって高齢脳卒中患者の学習ニーズに気づき学習を推進する環境とケア提供の効果を実感する機会となっていたこと,(3)対象患者では自身のおかれている状況に気づき,情報獲得および自己決定の機会が確保され自己決定に関する自己評価が向上したことが本研究の成果である.課題として時間的制約の強いリハビリテーション医療の現場で患者の学習ニードと認知機能に合わせた学習支援プログラムを展開するための援助技術の開発の必要性が示された.
プライバシーを考慮するマルチセンシングデータ解析システムの開発

本研究課題では、多種多様なセンサから取得される膨大な信号データを高速に解析するために、それぞれの特性に適応するリフティングウェーブレットフィルタの設計手法を提案した。提案手法では、低層においてリフティング複素ウェーブレット変換を効率よく実施するユニットを実装し、識別層に入力するための画像特徴を抽出するモデルを実現している。評価実験では、画像識別の精度を落とさずに深層学習モデルのパラメータ数を削減できることを示した。これによりセンサーデバイス側で効率的な特徴抽出が可能となり、プライバシーを考慮するマルチセンシングデータ解析システムを開発することができる。本研究の目的は、多種多様なセンサから取得される膨大な信号データを高速に解析するために、それぞれの特性に適応するリフティングウェーブレットフィルタの設計手法を提案し、さらに、プライバシーを考慮するマルチセンシングデータ解析システムの開発することである。本年度は、講義中の受講者の状態を把握するためのバイタルセンシングデータ解析環境を整備し、マルチセンサにより収集したヒトのバイタル信号による集中度の推定に関する研究を行った。バイタルセンサとして、簡易脳波計、心拍計、カメラ、3次元スキャナを用いて、講義中のヒトの状態、集中・非集中を推定する実験を行った。特に脳波計を用いた実験では、脳波を周波数解析した8帯域のスペクトル信号から、ウェーブレット変換の低周波成分に相当する特徴を複数抽出する手法を提案し、どのような局所特徴を抽出すると、集中・非集中の識別率が向上するかの予備実験を行った。実験結果から、リフティングダイアディックウェーブレット変換による低周波成分の抽出が有効であるという知見を得た。また、3次元スキャナを用いた人物の行動認識の一つとして、居眠りを検出するシステムを構築し、予備実験を行った。さらに、複数の移動モバイルロボットによるヒトの見守りに関する研究開発を進めた。これらの研究成果は国内外の学会において発表を行った。今後は、2次元画像および3次元モデルの特徴を抽出することのできる「リフティング複素ウェーブレット変換」を導入し、環境に適応する物体認識・識別を実施できるアルゴリズムを考案する。本年度は、カメラおよび簡易脳波計により受講者の集中度を計測する手法を開発し、マルチセンシングデータを可視化、分析することのできる遠隔講義システムを提案した。提案システムでは、受講者はノートパソコンを用いてブラウザを介して遠隔にいる講師の講義を受けると仮定し、そのときの受講者の状態(集中度)をカメラおよび簡易脳波計により計測する。遠隔地にいる講師は、受講者全体の集中度に関する統計量を確認することができる。カメラに基づく手法は、受講者の顔の向きに基づき集中度を定義している。そのため、プライバシーを考慮し、受講者側のブラウザ上で画像の特徴抽出を行い、原画像をサーバに送信することはしない。簡易脳波計に基づく集中度の計測実験では、収集される脳波の全帯域を用いる分析手法を提案し、従来手法と比較して良い識別精度を得ることができた。また、2次元画像をクエリとする3次元モデルの検索システムに着手し、写真から3Dコンテンツを検索するアプリケーションのフレームワークを構築した。本年度は、昨年度に引き続き、マルチセンシングデータ解析環境の整備に注力し、バイタルセンシングシステムだけでなく、最大5000人が活動するキャンパス内の人流データの計測実験環境を整備し、その人流データの可視化・分析を進めている。これにより、屋内外においてヒトの行動を計測することのできるマルチセンシング空間が完成した。今後は、多種多様なセンサを取り付けたマルチセンシング空間において取得されるデータ群に含まれる個人のプライバシーに関わる情報を、特徴抽出時に調整することのできるセンシング技術を考案する。本年度は、多種多様なセンサーデータを収集・解析した結果を容易に可視化することのできるマルチセンシングデータ解析システムを構築した。開発したマルチセンシングデータ解析システムは、リアルタイムにセンサーデータを収集・可視化することができ、成果物として公開する予定である。このマルチセンシングデータ収集機構の基礎となる欠損データの補間機構に関する研究を行った。具体的には、同時期に収集した複数のセンサーデータをテンソル形式で表現し、テンソル因子分解に基づく欠損データ補間アルゴリズムを開発した。また、深層学習のアプローチによる人流データの予測および異常値の予測に関する研究も実施した。提案手法では、最大5000人が活動するキャンパス内の人流データの計測実験により得られた膨大な人流ビッグデータを活用し、将来の時間帯における混雑度の予測を可能とした。また、人流データの特徴が外れ値となる傾向をつかみ、次の時間帯の異常値を予測する手法も考案した。これらは、人流データだけでなく、さまざまな時系列信号に応用することができる。さらに、複数の方向から同時に撮影された物体の2次元画像の集合から、3次元形状モデルを生成するシステムを開発し、画像特徴から3次元形状モデルを検索するアプリケーションが完成した。これにより、マルチセンシングデータ解析システムにおいて、3次元形状の識別などの応用システムを開発することが可能となる。本年度は、マルチセンシングデータ解析システムを構築し、多種多様なセンサーデータを容易に可視化することのできる機構を開発した。これにより、画像特徴に基づく識別や認識機構を、プライバシーを考慮することのできる別のセンサーで代行するための実験を容易にできるようになった。本年度は、深層学習のアプローチによるセンサーデータの特徴抽出に関する研究を推進した。

特に、リフティング複素ウェーブレットに基づくコンパクトな新しい深層学習モデルを提案した。提案手法では、既存の深層学習モデルであるCNNをベースに、特徴抽出層をリフティング複素ウェーブレット変換に置き換える。通常、深層学習モデルでは、低層において特徴抽出、高層においては認識、判別、識別などを行う層になっている。提案手法では、低層においてリフティング複素ウェーブレット変換を効率よく実施するユニットを実装し、識別層に入力するための画像特徴を抽出するモデルを実現している。また、リフティング複素ウェーブレットフィルタのもつ調整可能なパラメータをニューラルネットワークの重みで表現することで、画像の識別精度を向上させるウェーブレット変換を設計することにもなる。また、提案手法では、学習されたリフティング複素ウェーブレットフィルタを初期値としてセットすることで、学習時間を短縮することができる。また、学習するデータやアプリケーションの領域ごとに学習された初期フィルタを準備することで、学習効率を上げることができる。実験では、画像識別の精度を落とさずに深層学習モデルのパラメータ数を削減できることを示した。さらに、マルチセンシングデータ解析システムにおいて、3次元形状の識別などの応用システムを開発するために、複数の方向から同時に撮影された物体の2次元画像および距離画像の集合から、3次元形状モデルを生成するシステムを開発した。これらの研究成果は国内外の学会において発表を行った。本研究課題では、多種多様なセンサから取得される膨大な信号データを高速に解析するために、それぞれの特性に適応するリフティングウェーブレットフィルタの設計手法を提案した。評価実験では、画像識別の精度を落とさずに深層学習モデルのパラメータ数を削減できることを示した。これによりセンサーデバイス側で効率的な特徴抽出が可能となり、プライバシーを考慮するマルチセンシングデータ解析システムを開発することができる。本年度は、マルチセンシングデータ解析環境の整備に注力し、特にバイタルセンシングシステムの構築を行った。今後は、より広範囲のヒトの動きを抽出するためのカメラや、室内の温湿度や消費電力量などの環境センサの整備に取り組み、ヒトのプライバシーをコントロールする室内CPS空間の構築を進める。本システムでは、リアルタイムに収集される生データを保存するのではなく、リフティングウェーブレット変換後の分解成分を圧縮して蓄積する。
AUG-UAAを介したリボソーム停滞のホウ素栄養制御機構

本研究では、開始コドン-終始コドンという、アミノ酸をコードしない配列AUG-UAA配列を介してどのようにホウ素依存的にリボソームが停滞するのかを解明し、これまでにない新奇のリボソーム停滞制御機構を明らかにすること及び、これらの発現制御に関わる因子の同定を目的とした。AUGUAA上で停滞しているリボソームmRNA複合体を精製し、Cryo-EMによるリボソームの構造解析行った。これまでの予備実験では、その分解能は低く、78 Aであったため、より詳細なリボソームの構造を解析することが難しかった。そのため、初年度では、リボソームの精製法を検討した。その結果、リボソームの粒子数を増やすことに成功した。さらに、最新の画像処理技術を用いることで、分解能を上げることが可能となり、分解能は3 Aまで達した。その結果、リボソームの構造をより詳細に明らかにすることが可能となった。AUG-UAA配列を介したホウ素依存的なリボソーム停滞に伴うmRNA分解を制御する因子の同定のため、これまで、5'UTRを含むNIP5;1にGFPを付加させた形質転換植物を用い、変異原処理した植物のGFP蛍光を指標とし、NIP5;1のホウ素依存的な発現制御に関わる遺伝子の選抜を行い、2つの候補遺伝子を同定した。それらの原因遺伝子は、それぞれmRNA分解と翻訳に関わる遺伝子であると推定された。その内、mRNA分解に関わる遺伝子について、相補実験を行い原因遺伝子を特定した。さらに、これらの原因遺伝子の欠損株を取得し、NIP5;1のmRNA蓄積を調べた結果、野生型に比べてmRNAの蓄積が優位に上昇し、それらの欠損株では、ホウ素応答性が弱くなっていた。この遺伝子は細胞質に局在し、根全体で発現していることが明らかとなった。当初の予定よりも早くリボソームmRNA複合体の精製系を確立できたこと、また画像解析処理技術が各段に上がったことにより、当初予定していた分解能よりも高い分解能を得ることができた。そのため、2年目以降で予定していた、構造解析を前倒し、現在解析を進めている。リボソーム停滞及びmRNA分解に関わるターゲット因子の同定に関して、初年度で、原因遺伝子を特定することができ、その機能解析は順調に進んでいる。また、新たに1つ変異株を同定し、次世代シークエンス解析を行っており、現在マッピングにより候補遺伝子を同定を行っている。リボソームmRNA複合体を精製系が確立できたので、次年度では、ホウ素が関与している作用点の特定のため、光活性化ボロン酸(photoaffinity boronic acid:PABA)を用いてAUG-UAAで停滞しているリボソームのホウ素の結合部位を推定する。PABA存在下でリボソームの精製を行い、標的タンパク質の特定を行う。リボソーム停滞及びmRNA分解に関わるターゲット因子の機能解析と変異株の原因遺伝子の特定を引き続き行う。

リボソームmRNA複合体を精製系が確立できたので、次年度では、ホウ素が関与している作用点の特定のため、光活性化ボロン酸(photoaffinity boronic acid:PABA)を用いてAUG-UAAで停滞しているリボソームのホウ素の結合部位を推定する。PABA存在下でリボソームの精製を行い、標的タンパク質の特定を行う。リボソーム停滞及びmRNA分解に関わるターゲット因子の機能解析と変異株の原因遺伝子の特定を引き続き行う。(理由)当初の予定よりも早くリボソームmRNA複合体の精製系を確立できたため、リボソーム関連試薬の購入金額が予定よりも抑えられた。(使用計画)次年度では、PABA存在下でリボソームの精製を行う予定であり、未使用額はその経費に充てることにしたい。
生体内レドックス分子イメージングのための新規ニトロキシルラジカル開発・評価

ニトロキシルラジカルの物理的性質を正確に把握し、かつ、生体内のレドックス変動及びフリーラジカル反応に適合した新規ニトロキシルラジカルを開発・評価することで、酸化ストレス性疾患の病因解明、さらには創薬研究・治療戦略の構築に貢献できると考えられる。ニトロキシルラジカルは一電子酸化されてオキソアンモニウムイオン、一電子還元されてヒドロキシルアミン体になることが知られており、そのスーパーオキシド不均化速度やヒドロキシルラジカルとの反応速度はオキソアンモニウムイオン/ニトロキシルラジカルの酸化還元電位(E1/2)と相関することが報告されている。当研究室では、昨年度までにTEMPOL骨格ニトロキシルラジカルの2,6位あるいは4位を置換することで、アスコルビン酸や活性酸素との反応性やESR線幅の異なる種々のニトロキシルラジカルが合成できることを明らかにしてきた。そこで本年度では、置換基を修飾した新規ニトロキシルラジカルの電気化学的性質を評価することを目的とした。種々のニトロキシルラジカルの酸化還元電位のpH依存性や置換基効果を調べるとともに、代表的な生体内還元物質であるグルタチオンやNADPHがこれらの酸化還元電位に及ぼす影響を検討した。さらに、これらニトロキシルラジカルのスーパーオキシドなど活性酸素との反応性もX-band ESRを用いて検討し、ESRシグナルの減少と酸化還元電位との間の関連性も明らかにした。これらの知見は、生体レドックス動態やフリーラジカル反応に適合した新規ニトロキシルラジカルの開発や酸化ストレス性疾患の病因解明への応用に非常に有用であると考えられる。生体内で産生されるフリーラジカルは抗酸化物質と共に酸化・還元、すなわち生体内レドックス状態の恒常性維持に寄与しているが、このレドックスバランスが破綻すると生活習慣病など様々な酸化ストレス性疾患の発症や進展を引き起こすと考えられる。我々はこれまで、ニトロキシルラジカルをフリーラジカル反応の造影剤として使用し、酸化ストレス性疾患でのフリーラジカル変動を無侵襲的に解析してきた。そこで本研究は、ニトロキシルラジカルの物理的性質を正確に把握し、かつ、生体内のレドックス変動及びフリーラジカル反応にマッチした新規ニトロキシルラジカルを開発・評価することで、酸化ストレス性疾患の病因解明、さらに創薬研究・治療戦略の構築を行うことを目的としている。本年度は、ニトロキシルラジカルの物理化学的性質を明らかにすべく、電気化学的性質の解析に焦点を絞り研究を行った。その結果、既存のニトロキシルラジカルとスーパーオキシドラジカル、あるいは抗酸化物質であるアスコルビン酸の反応はそれぞれの酸化還元電位で説明できることが分かった。一方で、当研究室で新た合成したニトロキシルラジカルは、アスコルビン酸とほとんど反応しないことをX-band ESRを用いて明らかにした。これは、新たに開発したニトロキシルラジカルの酸化還元電位がアスコルビン酸に比べ低いことを明らかにした。以上、本研究から、ニトロキシルラジカルの酸化還元電位を制御することで実際に還元物質との反応性を変えることに成功した。今後、さらに開発を進めることで、生体内レドックス状態を解析するために適したニトロキシルラジカルの基礎的知見を得ることができると考えている。
地震発性直後における高密度・高精度震度分布の即時推定・更新システム開発

地震発生直後の大まかな被害状況把握は、的確な初動体制を実施するうえで必要不可欠の要件であり、時々刻々入ってくる情報を即座に有効に利用して震度分布などの基礎的な情報を適宜更新して発信するシステムを開発しておくことが、効果的な災害復旧を実施するために極めて重要である。本研究では、地震直後から数時間程度を対象とした高密度・高精度の震度ならびに液状化発生域分布の即時推定・更新システムを開発することを目標とした。具体的には、東海地域をケーススタディとして取りあげ、県境を超えた広域における高密度・高精度震度分布の即時伝達・更新システム開発を行った。以下に得られた成果を要約する。(1)表層地盤データベースの整備:各自治体が有する表層地盤データの統合、即時解析に適用するためのデータベース化を行った。データの精粗の取り扱い、県境域での連続性、などに関する検討を十分に行い、広域の表層地盤情報として取り纏めた。これらを用いた広域震度予測図を、当該地域における海溝型巨大地震に対して求め、被害の広域性に関する考察を行った。(2)地震動予測技術と更新システムの開発:短周期地震動に着目した震源断層の逆解析法、ならびに既に開発済みの地震動予測法のシステム化をはかった。また、地震直後に得られる震度情報と、あらかじめ算出した当該地震の様々な破壊パターンによる推定震度分布図から、実際に発生した断層破壊パターンを即時に推定する手法を開発した。(3)広域液状化危険度の予測法開発:詳細な液状化解析に基づいて地震動継続時間の液状化被害への影響を定量的に評価し、これらを液状化危険度の簡易判定法に取り入れる方策を開発した。本研究では、東海地域をケーススタディとして取りあげ、県境を超えた広域における高密度・高精度震度分布の即時伝達・更新システムの開発を目的としている。平成16年度における研究実績概要は以下のとおりである。(1)表層地盤データベースの整備:東海6県域の自治体が有する表層地盤データの統合、即時解析に適用するためのデータベース化を行った。(2)地震動予測技術と更新システムの開発:短周期地震動に着目した震源断層の逆解析法、ならびに既に開発済みの地震動予測法のシステム化を行った。(3)広域液状化危険度の予測法開発:詳細な液状化解析に基づいて地震動継続時間の液状化被害への影響を定量的に評価し、これらを液状化危険度の簡易判定法に取り入れる方策について検討した。(4)オンラインデータ処理技術の即時推定システムへの応用:地震動強度の補間手法、逐次推定・更新アルゴリズムを開発し、(2)の成果を取り入れた即時推定・更新・配信システムの試設計を行った。(5)強震観測ネットワークの拡張と高密度震度情報の配信システム設計:岐阜大学の所有する鉛直アレー観測システムを、当該地域の他機関の観測システムならびに自治体等の震度情報システムとオンライン接続し、地震動情報の統合化と即時配信システムについて検討を開始した。

データの精粗の取り扱い、県境域での連続性、などに関する検討を十分に行い、広域の表層地盤情報として取り纏めた。これらを用いた広域震度予測図を、当該地域における海溝型巨大地震に対して求め、被害の広域性に関する考察を行った。(2)地震動予測技術と更新システムの開発:短周期地震動に着目した震源断層の逆解析法、ならびに既に開発済みの地震動予測法のシステム化をはかった。また、地震直後に得られる震度情報と、あらかじめ算出した当該地震の様々な破壊パターンによる推定震度分布図から、実際に発生した断層破壊パターンを即時に推定する手法を開発した。(3)広域液状化危険度の予測法開発:詳細な液状化解析に基づいて地震動継続時間の液状化被害への影響を定量的に評価し、これらを液状化危険度の簡易判定法に取り入れる方策を開発した。
ポラリトン伝播分子ファイバーによる極微小光デバイス

有機色素チアシアニンの自己組織化により合成したナノファイバーは、光励起で生じた自身の蛍光をファイバー端まで伝播させる。この現象を顕微分光法により詳細に調べ、光伝播の機構が励起子ポラリトンの伝播であることを明らかにした。ポラリトン伝播では、ファイバーをミクロンの曲率で曲げてもほとんど減衰が生じない。この特性を利用して、極微小光デバイスを作製した。マニピュレータによるファイバー操作で製作した微小リングは、リング共振器として機能することを示した。光回路は電気回路を超える高速・低損失な集積回路の構築が原理的に可能なため、マイクロプロセッサや通信機器への応用が期待されている。光集積回路の実現には、光をnmからμmの領域で伝播・操作する技術の開発が不可欠である。我々は、有機色素分子(チアシアニン)を水溶液中で自己組織化させることで、光励起で生成した励起子ポラリトンを数百μmに渡って室温で伝播させる分子ファイバーの合成に成功した。本研究では、このポラリトン伝播ファイバーを用いて、通常の光導波路では実現困難な極微小光デバイスの製作を行う。本年度は、ガラス基板上に分散したファイバーをマイクロマニピュレータにより操作して、ポラリトン伝播を利用した微小光デバイスを作成することを試みた。落射型光学顕微鏡に数nmの精度で移動可能な電動ステージを取り付けて試料を設置した。マイクロマニピュレータに取り付けたガラス製チップを上面から試料に近づけ、長作動距離対物レンズを通して観察しながら、ステージとマニピュレータの双方を操作して、ファイバーの移動・折り曲げを行った。初めに、ファイバーの両端を接触させることでリング構造を製作した。分光計測により、ポラリトンがリング内に閉じ込められることが明らかになり、このリングはリングレゾネータとして機能することが明らかになった。半径3μmの微小リングでもポラリトンの閉じ込めが確認された。さらに、リング構造に接してファイバーを配置することで、そのファイバーを介したリングレゾネータへの信号入出力が可能であることを明らかした。これまでの研究で、有機色素分子(チアシアニン)を水溶液中で自己組織化させることで、光励起で生成した励起子ポラリトンを数百μmに渡って室温で伝播させる分子ファイバーを合成することに成功した。今年度は昨年度に引き続き、ガラス基板上に分散したファイバーをマイクロマニピュレータにより操作して、ポラリトン伝播を利用した微小光デバイスの作成を行った。2本のファイバーを操作し、ポラリトンを一旦分岐させた後、再び結合させる構造を作成し、10ミクロンサイズのマッハ・ツェンダー干渉計として機能させることを試みた。作成した構造を分光測定した結果、干渉効果を観測することができた。しかし、その効果は非常に弱く、さらに構造の最適化を図る必要があることがわかった。上記と並行して、コロネン分子の自己組織化により合成した分子ファイバーを用い、電気的に(電子・正孔注入により)ポラリトンを生成し、それを伝播させることを試みた。ITO基板上でコロネン分子を自己組織化させ、分子ファイバーを合成した。真空蒸着によりファイバーに金属電極(金、アルミニウム等)を付加した。電極に電圧を印加しながら高感度CCDカメラでファイバーの観察を行ったが、ポラリトン生成による発光を確認することができなかった。これは、電極からファイバーへの電子・正孔の注入効率が低いためと考えられる。蒸着法を改善するとともに、電極-ファイバー間に適切な電子・正孔輸送層を挿入することで高効率化を目指す。これまでの研究で、有機色素分子(チアシアニン)を水溶液中で自己組織化させることで、光励起で生成した励起子ポラリトンを数百μmに亘って室温で伝播させる分子ファイバーを合成することに成功した。今年度は昨年度に引き続き、ガラス基板上に分散したファイバーをマイクロマニピュレータにより操作して、極微小光デバイスの作製を行った。ファイバーの両端を接触させ、直径約6μmのリング構造を作製し、リングにもう1本のファイバーを接触させて配置することで、極微小のリングレゾネータ・チャンネルドロップフィルターを作製した。顕微分光測定により性能を評価したところ、素子サイズが10μm×10μm程度と非常に小型であるにもかかわらず、5-6dBの消光率が得られた。さらに今年度は、伝播するポラリトンを反射するブラッグミラーを電子線描画によりファイバー中に製作することを試みた。ポラリトン伝播に対するファイバーの実効的な屈折率は、励起子-光相互作用のため非常に大きな値になっている(5-10)。従って、ファイバーに電子線を照射して分子の光学活性を低下させれば(electron beam bleaching)、励起子-光相互作用が弱まり屈折率が低下する。この原理に基づき、走査電子線を用いてファイバーの屈折率を半波長周期で変調すれば、ポラリトンを反射させるブラッグミラーとして機能すると考えられる。電子線の走査条件を最適化し、1周期200-150nm、周期数40のブラッグミラーをファイバーに描き込んだところ、約70%の反射率でポラリトンを反射させることに成功した。
骨髄間葉系幹細胞を用いた骨破壊制御:組織幹細胞特異的表面マーカーの開発とその応用

間葉系幹細胞(MSC)についてその表面マーカーを開発し、MSCを純化し、関節炎動物の炎症性骨破壊を制御することを最終的な目的とした。マウスMSCの分離が不安定であったことから、安定に得られるラットの間葉系幹細胞について、表面マーカーの開発とラット関節炎モデル(アジュバント関節炎)の制御を中心に行なった。bFGF依存的な増殖を指標として調製されたラットMSCは骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞へ分化する能力を有しており、表面マーカーもCD90+、CD29+、CD31-、CD45-であり幹細胞であることを確認した。MSCは破骨細胞分化抑制性サイトカインであるOPGとIL10を発現することが分かった。MSCは破骨細胞分化を顕著に抑制した。MSCはケモカイン受容体であるCCR1とCCR3及びCXCR4を発現しており、炎症性骨破壊部位で高発現するケモカインMIP-1αとSDF-1αに対して走化性を有することが分かった。アジュバント関節炎ラットにMSCを投与したところ炎症性骨破壊が顕著に抑制された。MSCが炎症部位へ選択的に移動し,破骨細胞分化を制御する可能性が、本研究により示唆された。骨髄に「間葉系幹細胞(MSC)」が存在することが証明され、骨折治癒過程で血腫形成に引き続く軟骨様カルスの形成、そして断裂部位の骨形成による完全治癒は、MSCから分化誘導された軟骨細胞と骨芽細胞によるものであることが分かってきた。骨髄の中には上記幹細胞以外の幹細胞も存在することが報告されており、再生医療において極めて有用な幹細胞ソースとして注目されている。MSCは軟骨細胞や骨芽細胞の他に、脂肪細胞や結合組織ストローマ細胞等にも分化する。組織再生を目的として、MSCを生体内に投与する研究がなされてきたが、比較的最近になって、MSCが強力な免疫抑制能を有することが見出された。特にT細胞を介した免疫反応が抑制される。また、MSCには炎症性の組織破壊を伴う部位に選択的に浸潤するという不思議な性質を持つことが知られており、炎症部位に浸潤したMSCが過剰な免疫反応を局所的に沈静化するとともに、その部位の組織再建を促す可能性を示唆する所見が集積されつつある。そこで本研究では最初にMSCMSCが関節炎にも治療効果を示すことが最近報告された(Augello A. et al Arthritis Rheum 2007)。ところで慢性関節リウマチに伴い激しい骨破壊が起こるが、それにはT細胞の活性化が関与することが知られている。Augello等はMSCをマウスに移植することによってコラーゲン誘導関節炎を顕著に抑制できることを示しているが、骨破壊制御に関する知見は少ない。最初の試みとして研究代表者らはGFPマウス骨髄からのMSCの分離を試みたが、MSCを効率良く増殖させることができなかった。並行して行っていたラットの骨髄MSCの分離が成功したので、ラットMSCをマウスに免疫し、MSC特異的に反応するもモノクローナル抗体の作出を試みた。多数のハイブリドーマが得られた、現在、その培養上清(モノクローナル抗体を含む)を種々の方法を用いてスクリーニング中である。一方、ラットMSCの免疫抑制能について検討する為に、アジュバント関節炎ラットにMSCを投与したところ、関節炎に伴う骨破壊の抑制が認められた。現在、組織学的な解析を進めているところである。MSC特異的マーカーの開発とMSCを用いた炎症性骨破壊の制御、という両面からのアプローチにより重要な知見が得られるものと思われる。本研究では骨髄間葉系幹細胞(Mesenchymal Stem Cell, MSC)を骨髄から分離し、炎症性骨破壊を伴う関節炎マウスに純化したMSCを投与し、骨破壊制御を行なうことをひとつの目的としている。そして、そのメカニズムを解明し、MSCによる効果的な炎症性骨破壊制御を実現することが本研究の究極の目的である。今年度は炎症性骨破壊を伴うAdjuvant Arthritisラット(AAラット)の系に、ラット骨髄細胞より分離したMSCを投与し、炎症および骨破壊に対する影響を検討した。具体的には、ラット骨髄細胞よりbasic FGF存在下MSCを分離培養し、投与実験に用いた。ラット尾根部に結核死菌を含むCFA (Complete Freund Adjuvant)を皮内注射することによりAAラットを作製した。MSCは腹腔内に投与した。

1週から4週にかけてラットの前肢及び後肢の関節炎スコア、後肢の腫脹体積、体重について測定を行い、屠殺後はソフテックス及びマイクロCTによるエックス線学的解析と、組織学的解析を行った。MSC投与群で腫脹体積に関しては有意差は認められなかったものの、関節炎スコア、体重の減少はCFA投与群と比べ有意に抑制された。エックス線学解析によりMSC投与群が有意に骨破壊を抑制することがわかった。組織学的解析によるとCFA投与群においては著しい骨破壊像、滑膜の肥厚、多数の炎症性細胞の浸潤が認められ、関節腔の形状が大きく変化していたのに対して、MSC投与群においては炎症及び骨破壊はいずれも低レベルであり、関節腔の形状も正常であった。脛骨遠位端及び距骨における破骨細胞の局在を解析したところ、CFA投与群では破骨細胞が骨髄内に広範囲にわたって多数観察されたのに対し、MSC投与群では破骨細胞の形成が抑制されることが分った。MSCによる炎症性骨破壊の制御が可能になるものと思われる。本研究ではMSCの新規膜表面マーカーを開発し、GFPマウス骨髄から同マーカーを用いて免疫学的にMSCを純化し、炎症性骨破壊を伴う関節炎モデル動物に純化されたMSCを投与することにより骨破壊斜御を行う。炎症性骨破壊の場に於けるMSCの挙動を分子形態学的に追跡し、その骨破壊制御機構を解明する。同様の実験をMSCホーミングの鍵を握ると考えられるケモカインについて解析を行う。更にMSCの新規膜表面マーカーに特異的モノクローナル抗体や特異的siRNA等を用いて、MSC新規膜表面マーカー分子の機能推定実験を行うことを目的とする。本研究ではマウスの間葉系幹細胞についてその表面マーカーを開発し、関節炎マウスの炎症性骨破壊を制御することを最終的な目的としたが、マウス間葉系幹細胞の分離が不安定であったことから、先に調製に成功したラットの間葉系幹細胞について表面マーカーの開発とラット関節炎モデル(アジュバント関節炎)の制御を中心に行うことにした。bFGF依存的な増殖を指標として調製されたラットMSCは骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞へ分化する能力を有しており、表面マーカーもCD90+、CD29+、CD31-、CD45-であり幹細胞であることを確認した。MSCは破骨細胞分化抑制性サイトカインであるOPGとIL10を発現することがわかった。MSCは試験管内で破骨細胞分化を抑制することが分かった。MSCはケモカイン受容体であるCCR1とCCR3及びCXCR4を発現しており、炎症性骨破壊部部位で高発現するケモカインMIP1αとSDF1αに対して細胞移動することが分かった。今回、投与したMSCが炎症性骨破壊部位へ移動していることを実証することは技術的な問題によりできなかったが、MSCが炎症部位へ選択的に移動し破骨細胞分化を制御する可能性が、本研究により示唆された。
植物自然免疫を担う活性酸素生成酵素の制御機構の構造生物学的解明

活性酸素種は動植物を問わず重要な生理活性物質でありその生成は厳密に制御されている。本申請は植物の感染防御応答において中心的な役割を果たす膜タンパク質の活性酸素生成酵素(NADPH oxidase;イネではOsRbohB)に焦点をあて、動物食細胞のものとは異なる活性化機構を明らかにし、活性酸素生成の制御過程を原子レベルで明らかにすることを目的とする。イネ由来のOsRac1とOsrbohBの相互作用をタンパク質構造学的に解析するため、OsRaclの相互作用ドメインであるOsrbohBのN末端領域の立体構造を2.4Å分解能で明らかにした。OsrbohBはスワップする形でホモ二量体を形成していた。またOsrbohBはN末端領域に2つのEF-hand motif(EF1とEF2)をもつと予想されていたが、カルシウムが結合しているのはEF1のみであることが明らかとなった。さらにアミノ酸配列からは予想できないEF-hand様モチーフを2つ有していることが判明した。Rac1の結合領域は二量体化することで形成されるコイルドコイル領域であることが変異体実験およびNMR実験により判明した。またRbohは細胞質側のEFハンド領域を含むN末端ドメインと、NADPHドメインとFADドメインから形成されるC末端ドメインが分子内の結合により活性が制御されていることが予想される。このため実際にN末端ドメインとC末端ドメインが相互作用をするかどうか調べたところ実際に相互作用することが判明した。イネ由来のRbohB、Rac1を研究対象に選び大腸菌による大量発現系、精製系を検討している。カルシウム結合型のOsRbohBに関しては構造解析を終了している。OsRac1は全長の形で大腸菌に形質転換させ大量発現に成功し複数のカラムクロマトグラフィーを用いて精製を行い、やや取得量は少ないが1Lあたり1mg程度のタンパク質がとれる段階まで達している。RbohBとRac1の相互作用を検討するためRbohBのカルシウム存在・非存在、Rac1のGTP結合型・GDP結合型を用いてプルダウンアッセイを行った。その結果、相互作用はGTP依存性があったが、カルシウムに関しては依存性がなかった。またカルシウムの有無による構造変化を検討するためSAXS及びCDスペクトルを測定した。その結果有意な差が認められたため何らかの構造変化あると考えられる。一方Rac1との相互作用面を見出すためNMRを用いたperturbation実験を行った結果コイルドコイルの領域にあることが示唆された。
子宮頸部腺癌の診断技術改良とsiRNAを用いたあらたな治療戦略

子宮頸癌の診療技術の改良に役立つ方法を研究した。診断では子宮頸癌をリアルタイムに診断する方法としてラマンコルポスコープの開発に着手した。従来にない斬新的なアプローチで再現性のあるデータを得ることができた。細胞診では従来、炎症所見の一つといわれているamphophiliaがHPV18型感染に特徴的な細胞像であることがわかった。細胞診検体を利用し、P16細胞免疫染色、HPV型判定、およびHPVのDNAに対するin situ hybridizationを施行し、分子生物学的にハイリスク症例を抽出することが可能となった。BACマイクロアレイにより遺伝子異常をゲノムワイドに網羅的に解析し、新たな癌関連候補遺伝子領域をみつけた。一方、治療ではHPV18型に対するsiRNAを用い、HPV E6,E7遺伝子発現を制御し癌細胞の増殖を抑制することができた。子宮頸癌ではヒトパピローマウイルス(HPV)E6,E7蛋白質発現がその癌化に深く関与している。そこで、HPV18型E6,E7遺伝子を標的としたsmall interference RNA(siRNA)の効果を解析し、腫瘍増殖抑制効果について検討した。子宮頸癌由来培養細胞株SKG-II、SKG-III, HeLa細胞にHPV18型のE6の5プライム領域を標的としたsiRNAをトランスフェクションし、細胞増殖能を測定し、E6E7mRNAを測定した。HPV18型陽性のSKG-II、HeLa細胞では増殖抑制が観察されたが、HPV16型陽性SKG-III細胞では効果がなかった。SKG-II、HeLa細胞ではrealtime-RT-PCR法にてE6,E7mRNAの発現がコントロール群に対し30%まで抑制され、ウエスタンブロット法にてE7蛋白質の発現低下とRb蛋白質の発現上昇が認められた。しかし、P53蛋白質発現パターンには変化が認められなかった。SKG-II細胞において細胞老化の指標としてべ一タギャル染色を施行したところ、陽性細胞数の増加が観察されたことから、このsiRNAはE6,E7遺伝子発現を抑制し、E7蛋白質の発現低下とRb蛋白質の発現上昇をおこさせ、老化を誘導し細胞増殖抑制がかかると推察した。そこでsiRNA・アテロコラーゲン複合体をヌードマウス移植腫瘍に局注し、腫瘍増殖抑制効果をin vivoに検討した。培養細胞をヌードマウス皮下に接種し腫瘍を形成させたところでsiRNA・アテロコラーゲン複合体を腫瘍に局注したところ、siRNA・アテロコラーゲン複合体は移植腫瘍増殖を抑制した。さらに、摘出腫瘍では標的siRNA投与群にKi67発現低下を認め細胞増殖能の低下が示唆された。以上よりsiRNA・アテロコラーゲン複合体治療は分子標的治療の候補となりうる。子宮頸部腺癌は本邦では子宮頸癌の16%と、その頻度は少ないものの、扁平上皮癌と比べると予後の悪いことが知られ、最近ではその発生頻度は漸増していることが知られている。初期腺癌は細胞診スクリーニングにおいて異常と診断されることが難しく、さらに従来のコルポスコピー検査においても推定診断が困難であった。本研究は癌のために切除された子宮頸部組織を用い、患部および正常部でのラマンスペクトルデータを採取し、その比較から癌特異的ラマンスペクトルを見出すものである。ラマン分光では組織の病変を拡散、蛋白質、脂肪などの細胞・組織の構成分子量やその存在比の変化として捉え、分光スペクトル数値として計測することができる。従来、ラマン分光法は感度が低く、測定に時間がかかるとされていたが、理化学研究所において高感度ラマンスコープの開発と小型システム化に成功し、この結果、被測定部について1箇所につき数秒以内で測定が可能となった。計測条件としてレーザー波長は78nm、出力は40mWで測定時間は3秒、波長は500・1700cm-1で行った。癌部では測定部位を変えてもラマンスペクトル・パターンが近似することから再現性があるといえる。一方で、腺癌では肉眼的に観察しても、その部位に癌細胞があるのか否かの判定に苦慮する場合があり、コントロール実験としての測定部位の適正化に問題があることも判った。一方、子宮頸部腺癌の感染に関与の深いHPV18型感染はHPV16,51型と同様に子宮頸癌のハイリスク型に分類されているが、細胞診においては核異型に乏しい細胞像を示すことが知られていた。そこで、細胞像とくに細胞質に着目してみるとHPV18型感染の細胞像の特徴の1つとして、amphophiliaが候補として挙げられた。

amphophiliaは一般に細胞の炎症性変化として捉えられるが、HPV18型感染細胞を考慮にいれるべきと考えている。子宮頸癌の発生にはhuman papillomavirus(HPV)感染が深く関与している。現在では100種類同定されているHPVの中で約15種類のウイルスが子宮頸部発癌に深く関与するといわれている。HPV感染後ウイルス遺伝子が宿主DNAに組み込まれるとoncoproteinであるE7蛋白質が強発現すると報告され、ウイルス遺伝子の存在形式も重要な予後因子と捉えられている。一方、HPV感染によりPI6蛋白質が強発現することが知られている。したがって、HPV型、遺伝子存在形式、P16蛋白質発現を癌検診にて採取される液状検体(LBC)細胞診の細胞を用いて解析し、前癌病変から癌へのハイリスクグループを抽出する補助診断法を確立した。子宮頸癌組織からDNAを抽出しヒトゲノムBACマイクロアレイCGHを用いて子宮頸癌の網羅的遺伝子解析を行った。その結果、腺癌に特有の遺伝子変化は見当たらないが扁平上皮癌、腺癌の両者において3q,11q,5p,6pで各々75%,65%,45%,40%の変化を認めた。3q26.3、5p15.2,5p15.33,5P13.1の増幅は多くのサンプルで共通して見られた。一方、6q26-q27、11P12-14にかけて欠失を認めた。とくに6qの遺伝子変化は従来の報告がないことから興味深い。今回、感染ウイルス型同定を情報の基盤として形態学、分子診断、網羅的遺伝子解析を行い、子宮頸癌診断技術の改良に役立つ情報を得ることができた。
初期土佐派を中心とする南北朝・室町前期やまと絵の研究

本年度は初期土佐派に関連する画派、作品として、六角絵所、清涼寺本「融通念仏縁起」、足利義政の室町殿の舞絵を描いた土佐広周・土佐光信に関する研究を中心に行った。(1)「六角寂済と足利義満-六角絵所の成立と展開-」(『国華』1281)南北朝時代末から室町初期にかけて、絵所預に任ぜられ当代きってのやまと絵師として活躍した六角寂済(一三四八?一四二四)とその工房である六角絵所の成立と展開について、記録に残る寂済の絵巻や障屏画などの作例の主題や制作状況の分析から、彼が実質的に足利義満の御用絵師であったことを指摘した。(2)「清涼寺本『融通念仏縁起』と足利義満七回忌追善」(『仏教芸術』264)京都清涼寺に所蔵される「融通念仏縁起」は、詞書を後小松天皇や足利義持をはじめとする有力者が染筆し、当時の絵所預など六人の絵師を動員した重要作例である。下巻巻末の識語から後円融天皇追善のために制作されたと考えられてきたが、詞書染筆の日付が足利義満七回忌命日の応永二十一年(一四一四)五月六日前後に集中すること、その顔ぶれが義満と関係の深い人物が多いことから、その七回忌追善を目的として制作されたものであることが明らかとなった。(3)「足利義政室町殿の舞絵制作と土佐広周・土佐光信」(『東京大学史料編纂所研究紀要』13)足利義政はその邸宅である室町殿の泉之西殿に寛正三年(一四六二)、舞楽図の襖絵を制作させた。今回、広橋綱光(一四三一七七)の日記『綱光公記』にその過程が詳細に記されることが判明した。
低出生体重児の腸管機能不全と消化管サーファクタントの関連性に関する研究

サーファクタント蛋白(SP)ーA,Dは自然免疫に重要な役割を果たすことが知られている.しかし,これまでの研究は呼吸器系に限られており,消化管におけるSPの働きは知られていない.まず,マウスの胎児消化管の検討を行うことでSPは胎児期後半から発現が認められた.早産児に好発する壊死性腸炎(NEC)は,未だに治療成績も不良である.NECにおいて腸管のSP欠乏が病態に影響を与える可能性がある.NECの状態を模したTLR4発現を亢進させた胎児腸管由来細胞株におけるLPS由来の炎症反応をSP-Dが抑制しうることを示した.これにより,NECの予防および重症化防止にSP-Dが有用である可能性が示唆された.近年、消化管にはサーファクタント蛋白(SP)の4つのサブクラスのうちSP-AとSP-Dが存在し、腸管粘膜のバリアー機構としての役割を担っていることが明らかとなってきた。一方、低出生体重児においては、壊死性腸炎をはじめとした重篤な消化管機能障害を合併する頻度が高く、腸管粘膜のバリアー機構の未熟性が問題となる。そこで本研究では、消化管サーファクタント蛋白と腸管粘膜のバリアー機構の未熟性との関連性を明らかにして、低出生体重児における消化管機能障害の病態を解明することを目的とした。平成25年度はまずヒト胎児検体を用いて免疫組織染色を行い、SP-AとSP-Dがヒト胎児膵臓で発現していることを明らかとした。次に、在胎期間の異なるマウス胎仔(妊娠15,16,17,18日/満期20日)を対象として、胎仔の小腸および膵臓におけるSP-A、SP-Dの発現を、免疫組織染色とRT-PCRにて評価した。免疫組織染色では、SP-A、SP-Dともに妊娠16日以降で膵臓腺房細胞が染色され、妊娠18日以降で腸上皮細胞が染色された。RT-PCRでは、SP-A mRNAの胎児膵臓での発現は妊娠17日でピークを認めたが、腸管での発現はわずかであった。SP-D mRNAの胎児膵臓での発現は、妊娠16日以降徐々に増加し、妊娠18日で最大となったが、SP-A mRNAと同様に、腸管での発現はわずかであった。これらの研究結果より、胎児消化管にはSP-AとSP-Dが存在し、その主な産生部位は妊娠後期の胎児膵臓であることが明らかとなった。以上の成果をまとめてOpen Journal of Pediatricsに論文発表した。これまでにマウス胎仔の腸管や膵臓におけるSP-AやSP-Dの発現時期を明らかにした報告はみられず、今後の研究に向けた貴重な成果となった。近年、消化管にはサーファクタント蛋白(SP)の4つのサブクラスのうちSP-AとSP-Dが存在し、腸管粘膜のバリアー機構としての役割を担っていることが明らかとなってきた。平成25年度はヒト胎児検体を用いて免疫組織染色を行い、SP-AとSP-Dがヒト胎児膵臓で発現していることを明らかとした。在胎期間の異なるマウス胎児消化管にはSP-AとSP-Dが存在し、その主な産生部位は妊娠後期の胎児膵臓であることが明らかとなった。平成26年度は,ヒト膵臓におけるSP-Dの発現に注目し,肝・胆道系疾患の発生に関与しているか検討を行った.具体的には小児外科における難治性疾患である胆道閉鎖症を中心に胆汁鬱滞性疾患の肝臓検体を用いて免疫染色を行った.結果としては胆汁鬱滞性疾患では肝内にSP-Dが著明に貯留しており,肝臓が胎児期・新生児期にSP-Dを産生し,胆道系に排泄していることが示唆された.SP-Dの界面活性作用を考慮するとこれらの難治性疾患の発生に何らかの関与がある可能性も考えられた.以上の成果をまとめてJournal of Pediatric Surgeryに論文発表した.サーファクタント蛋白(SP)-AおよびDはコレクチンに属し,自然免疫に重要な役割を果たす.呼吸器系での働きは近年詳細に報告があるが,消化管におけるSP-AおよびDの役割については報告がない.平成26年度はヒト膵臓におけるSP-Dの発現に注目し,肝胆道系におけるSP-Dの検討を行った.小児肝疾患の中でも難治性である胆道閉鎖症を中心に胆汁鬱滞性疾患の肝臓では,肝内胆管にSP-Dが貯留することを示し,胆道系における自然免疫や,病気の発生と関連が示唆された.成果をJournal of Pediatric Surgeryに論文発表した.平成27年度はヒト胎児腸管細胞由来のINT407において,血小板活性化因子(PAF)を作用させ,胎児腸管の特徴であるTLR4の発現亢進を得たモデルにおいてLPS由来の炎症をSP-D投与によって制御しうることを示した.これは,壊死性腸炎(NEC)における病態を模したモデルである.NECは低出生体重児・早産児に好発する疾患であり,未だに死亡率が高い.SP-Dが消化