hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インプラント予後の診断に用いる無被爆検査法の開発

インプラント周囲炎の評価法を確立することは非常に重要である。本実験でラットに極小のインプラント体を埋入しPorphyromonas gingivalis由来のLPS(P.g.-LPS)を用いて擬似的にインプラント周囲炎を発症させた。歯肉組織および歯肉溝から分離したサンプルを用いて破骨細胞分化誘導因子であるRANKLとそのおとり受容体であるOPGの発現について解析した。P.g-LPSは、インプラント周囲の歯肉組織におけるRANKLの発現を、LPSを投与していない歯肉組織中のRANKLと比較して有意に増加させOPGの発現を減少させた。.そこで我々はラットに極小のインプラント体を埋入し,インプラント周囲に炎症を誘発させ擬似的にインプラント周囲炎を発症させた.このラットを用いて,インプラント周囲でおこる骨吸収に関する解析を行った。Wister ratの口蓋部に純チタン製インプラント体を埋入した.オッセオインテグレーションを確認後, P.g-LPSをインプラント周囲に間欠投与し炎症を誘発させた.インプラント周囲の歯肉を回収し,その歯肉組織からRNAを分離しreal time RT-PCRを用いて,破骨細胞分化誘導因子であるRANKLとそのおとり受容体であるOPGの発現について解析した.また,組織免疫染色法を用いて分離した歯肉組織内でRANKLを発現している細胞について検討した.real time RT-PCRの結果より, P.g-LPSは、インプラント周囲の歯肉組織におけるRANKL mRNAの発現を, LPSを投与していない歯肉組織中のRANKL mRNAと比較して有意に増加させた.一方, P.g-LPSはOPG mRNAの発現を減少させた.免疫組織染色法の結果, P.g-LPSを投与した歯肉組織中において,抗CD3抗体で染色された細胞は,同時に抗RNAKL抗体で染色された. P.g-LPSはインプラント周囲において破骨細胞分化誘導因子であるRANKLの発現を誘導し,そのRNAKLの一部はT細胞が供給している可能性が示唆された.インプラント周囲炎の評価法を確立することは非常に重要である。そこで我々はラットに極小のインプラント体を埋入し,インプラント周囲に炎症を誘発させ擬似的にインプラント周囲炎を発症させた.このラットを用いて,インプラント周囲でおこる骨吸収に関する解析を行った。Wister ratの上顎骨口蓋突起に純チタン製インプラント体を埋入した.オッセオインテグレーションを確認後, P.g-LPSをインプラント周囲に間欠投与し炎症を誘発させた.H24年度は、インプラント周囲の歯肉を回収し,その歯肉組織からRNAを分離しreal time RT-PCRを用いて,破骨細胞分化誘導因子であるRANKLとそのおとり受容体であるOPGの発現について解析した.また,組織免疫染色法を用いて分離した歯肉組織内でRANKLを発現している細胞について検討した.real time RT-PCRの結果より, P.g-LPSは、インプラント周囲の歯肉組織におけるRANKL mRNAの発現を, LPSを投与していない歯肉組織中のRANKL mRNAと比較して有意に増加させた.一方, P.g-LPSはOPG mRNAの発現を減少させた.平成25年度はタンパクレベルでの解析を行い同様の結果を得た。現在のところ、インプラント周囲炎のリスクを早期に探知する方法として、動揺度検査、いわゆる歯周病などに類似したポケット検査、レントゲン検査、咬合検査、細菌検査などが一般に考えられる。プラットフォームスイッチングなどの新しいコンセプトが導入されはじめているため、あらゆる施設で同一基準のポケット深度の測定等を実施することは不可能である。また、繰り返し行うレントゲン検査には被爆という大きな短所がある。インプラント周囲炎に関連して、インプラント周囲からの浸出液中に含まれるバイオマーカーの変動を調べることは、患者に対して非侵襲性であり、また被爆のリスクは全くない。初年度は、九州大学動物実験倫理委員会で了承された"インプラント周囲炎をシミュレートするモデルラットの作製とその診断、予防、治療法の開発"の実験計画に従って、極小のインプラント体をラットに埋入し、インプラント周囲炎をシミュレートするモデル動物の作成を試みた。具体的には、実験用ラットの口蓋部に極小インプラント体を埋入し、オッセオインテグレーションの獲得まで維持管理、そして継続的観察を行った。次に、オッセオインテグレーションが獲得されたラットのインプラント体周囲にPorpyhyromonas gingivalis由来のリポ多糖(以下Pg-LPS)を添加した。これによって、インプラント周囲炎を作為的に誘導した。周囲にLPSを添加しないインプラント体をコントロール群とした。誘導後、継続的にインプラント周囲を観察した。これらの手順による方法でインプラント周囲炎をシミュレートするモデル動物作製が可能かどうかをRNAレベルで検証した。インプラント周囲炎の誘導を確認できた。

インプラント周囲歯肉溝からペーパーポイントを用いて単位時間あたりの浸出液を回収し、その滲出液中のRANKLまたはOPGの溶出量が測定できることを予備実験で確認した。しかし統計的な処理ができる試料数を検討することは期間内で完了しなかった。しかしながら、概要で示したように、擬似的なインプラント周囲炎の病態を分子レベルで解析した。このため実験計画はおおむね順調にすすみ成果を挙げていると考えられる。当初、インプラント周囲炎の誘導を組織学的解析によって行う計画をたてていたが、RNAレベルでの解析にとどまった。これは、動物への極小インプラント体の埋入予備実験が予定より時間を費やす結果となったことが原因と考えられる。しかしながらRNAレベルでの解析の結果を得ることが出来たことから、おおむね予定通りインプラント周囲炎のラット動物モデルの作成を達成したと考えている。平成25年度は、平成24年度に完了しなかった滲出液の解析を行う。実験の項目が増加するため、研究補助者を増員することによって細胞培養、動物実験などの効率化をはかり、研究を遂行する。この期間で得られた結果をとりまとめ、成果発表を関連学会で積極的におこなっていく予定である。平成25年度は、被爆のない検査法の開発のために1年目に確立したインプラント周囲炎モデルラットを用いて、インプラント周囲からの浸出液の回収方法について検討する。回収効率がよく、また臨床に応用可能な簡易的、均質的、経済的な回収方法であるかという点に着目して検討する。候補となる方法としては、ペーパーポイントを利用する方法を考えている。具体的には、インプラント周囲歯肉溝からペーパーポイントを用いて単位時間あたりの浸出液を回収し、リン酸バッファー中で保存する方法である。2年間から、3年目にかけて、回収した浸出液中のバイオマーカーの解析を行う。ELISA法を用いて回収したインプラント体周囲の浸出液中に含まれる炎症、骨吸収に関連したタンパク質の濃度を測定する。炎症のマーカーである各種インターロイキン、ケモカイン、マトリックスメタロプロテアーゼ、および骨吸収に深く関連したRANKL、OPG分子等をバイオマーカーの候補分子とし解析する。また、初年度に得られたデータを基に、インプラント周囲炎の進行度をレントゲンおよび組織学的に分類する。2年間で得られた結果を取りまとめ、成果の発表を関連学会で行う。平成24年度に予定していた浸出液の解析の未完了部分を平成25年度に行う。そのため、経費の一部を平成25年度に繰り越すこととする。また、平成25年度の予算は予定どおり平成25年度に予定している実験計画の遂行のために使用する。自己点検で述べたように、当初、インプラント周囲炎の誘導を組織学的解析によって行う計画をたてていたがRNAレベルでの解析にとどまった。
嗅覚一次中枢嗅球における情報処理の構造的基盤解明

マウス主嗅球ニューロン構成を明らかにするため前年度の一酸化窒素合成酵素nitric oxide synthase(NOS)含有ニューロンの解析に引き続きカルシウム結合蛋白parvalbumin(PV)含有ニューロンについて解析した。これまで他の動物で報告されている外網状層の介在ニューロン、少数のPG cells, short axon cellsが同定できた。しかし、ラットでは稀だった内網状層にマウスではかなり多数の比較的大型のshort axon cellsが並んでいた。それ以外にも外網状層に少数ではあるが比較的大型のshort axon cellsが散在していた。これらの内・外網状層のshort axon cellsは軸索を外網状層に伸ばし、その軸索分枝は主に外網状層でカラム状に分布していた。また、外網状層に存在している小型中型の介在ニューロンは、いくつかの共通点を有することから、ある範囲の形態的多様性を示すが同一ニューロンタイプであると結論した。光学顕微鏡レベルでの特徴は1)無軸索であること、2)一般のニューロンでは軸索初節部あるいはランビエ絞輪に特異的に見られる分子群であるbetaIV-spectrin及びsodium channel clusterが樹状突起上にパッチとして存在していることであった。しかも、この特殊なパッチは比較的細胞体に近位で、同一あるいは異なる樹状突起上に複数存在していた。この特殊なパッチはおそらくdendritic spikeの発生に関連するいわゆるhot spotsと呼べる構造であると考えられる。樹状突起のhot spotsは生理学的には海馬ニューロン等で何例か報告されているが形態学的には初めての報告である。ただし、この特殊なパッチが、生理学的に見られているhot spotsにどの程度対応するかについては、他のニューロン種を含めて今後の検討が必要である。マウス主嗅球のニューロン構成を明らかにするため本年度はnitric oxide synthase(NOS)含有ニューロンについて免疫細胞化学、トレーサー実験、電子顕微鏡観察により解析を進めた。その結果これまでの主にラットで報告されてきた所見と大きく異なる所見が得られた。1)マウス嗅球NOS陽性は多様である。これまで他の動物で報告されているperiglomerular cells, granule cells, short axon cells, stellate cells及びその他のまだ同定されていない介在ニューロンが嗅球NOS含有ニューロンに含まれていた。しかし、更に他の勲物で報告されていなかったexternal & middle tufted cellsの一部がNOS陽性であった.嗅球NOS含有ニューロンの一部は嗅球外への逆行性トレーサー注入により標識された。その標識されたニューロン中にshort axon cellsの一部、その他の未同定のニューロンが含まれていた。従って、これまで局所回路ニューロンとされてきたニューロンの一部は局所回路ニューロンではなく、投射している可能性が高い。3)嗅球からの投射ニューロン及び嗅球内での連合ニューロンの化学的性質の面での多様性が明らかになった。更にこのような異なるのタイプの投射ニューロンが特定のターゲット部位の関連している可能性も示唆されたが、今後の体系的な解析が必要である。
心臓副交感神経作動薬を用いた心臓自律神経予備測定法の開発と治療への応用

選択的ムスカリン受容体拮抗薬である塩酸ピレンゼピンは、低用量ではM1受容体を遮断し逆説的に心臓副交感神経を刺激することが知られている。本年度は平成10年度の結果を踏まえて、糖尿病性心臓自律神経障害の新しい診断法として低用量ピレンゼピン負荷試験の有用性を確立させることを目的とした。【方法】安静時の心臓自律神経障害が同程度である糖尿病患者25例(安静時の心拍変動パワースペクトル解析(PSA)全周波成分200ms^2以下)を対象として、糖尿病性自律神経障害(起立性低血圧)を有さないD1群15例、有するD2群10例に分類した。低用量ピレンゼピン負荷試験は15分間安静臥床後ピレンゼピン(0.05mg/kg)を静注し、投与前、投与後30分間の心電図R-R間隔の連続測定から心拍数、PSAを算出した。【結果】心拍数は、D1群ではPZ投与直後から経時的に低下し140秒後に最低値(変化率-9±1.5%)となったが、D2群は投与前後で変化を認めなかった(-1±0.9%)(p<0.05)。心臓副交感神経活動の指標であるPSAの高周波成分は、安静時では両群に差はなかったが(D1群:45±8、D2群:31±13ms^2)、ピレンゼピン投与5分後ではD1群がD2群より大きく(D1群:250±87、D2群:45±7ms^2、P<0.05)、反応性が異なっていた(増加率D1群:5.1±1.4、D2群:1.4±0.2、p<0.05)。【結論】低用量ピレンゼピンに対する心臓副交感神経活動の反応性は糖尿病性神経障害の程度により異なる。低用量ピレンゼピン負荷試験は安静時では捉えられない潜在的な心臓自律神経障害の検出が可能であり、糖尿病性心臓自律神経障害の鋭敏な診断法となることが示唆された。本研究は心臓副文感神経作動薬である低用量ピレンゼピン(PZ)の薬理作用を応用し、1)心臓副交感神経刺激時の心臓交感・副交感神経相互作用、2)1-123MIBG心筋シンチグラフィを用いた局所心臓交感神経活動動態の差異、3)PZによる心臓自律神経予備能測定法の有用性についての検討を行った。1)健常者8例にPZ0.05mg/kgを静脈投与し、1-123MIBG心筋シンチグラフィの心臓交感神経活動指標(30分後と4時間後のSPECT像のPolar mapにおける洗い出し率の変化)と心拍変動パワースペクトル解析の心臓副文感神経活動指標(高周波成分:HF)との関係を検討した。PZによりHFは有意に増加し、MIBG心筋シンチグラフィの洗い出し率は有意に減少した。両者の変化は逆相関関係を示したことより、外因性の副交感神経刺激時には交感神経は抑制されることが示された。2) MIBG心筋シンチグラフィのPolar mapから9分割局所洗い出し率を算出し局所交感神経動態を検討した。PZ投与により心臓全体の洗い出し率は低下したが、特に前壁に比して下壁での変化が著明であった。従って、副交感神経刺激に対する反応性は前壁より下壁の方が高く、心臓の自律神経調節に局所的差異がある可能性が示唆された。3)健常者10例、糖尿病患者25例(自律神経障害を有さないD1;15例、有するD2;10例)を対象として、PZを0.05mg/kg静脈投与し心臓副交感神経の反応性の差異を比較した。D1群、D2群では健常者に比較して安静時HFは明らかに低値であったが両群間に差はなかった。PZ投与によりHFは健常者とD1群では有意に増加したがD2群では反応を認めなかった。以上より、PZ投与による副交感神経機能の反応性に基づいて、安静時には検出できない潜在的心臓副交感神経機能を評価しうる可能性があり、同負荷試験は心臓自律神経機能検査として有用であると考えられた。

心臓副交感神経活動の指標であるPSAの高周波成分は、安静時では両群に差はなかったが(D1群:45±8、D2群:31±13ms^2)、ピレンゼピン投与5分後ではD1群がD2群より大きく(D1群:250±87、D2群:45±7ms^2、P<0.05)、反応性が異なっていた(増加率D1群:5.1±1.4、D2群:1.4±0.2、p<0.05)。【結論】低用量ピレンゼピンに対する心臓副交感神経活動の反応性は糖尿病性神経障害の程度により異なる。低用量ピレンゼピン負荷試験は安静時では捉えられない潜在的な心臓自律神経障害の検出が可能であり、糖尿病性心臓自律神経障害の鋭敏な診断法となることが示唆された。
がん悪性度マーカーとしてのExosome膜脂質の分析技術の確立

がん細胞の悪性化に、がん細胞が放出する脂質小胞エクソソームが関与する。エクソソームは多胞性エンドソーム由来の小胞であることから、リン脂質やその代謝物等のシグナル脂質がエクソソーム膜に存在し、その脂質組成の違いががん細胞の性質を反映するという仮説を証明する事にした。種々のメラノーマ細胞、大腸癌細胞等からエクソソームを単離し、イノシトールリン脂質がエクソソームに存在することが判明した。またがん細胞悪性化の1つ薬剤耐性とエクソソームとの関連性を検討し、ヒトメラノーマ細胞株を抗がん剤Vemurafenibで処理するとエクソソームマーカーのCD63の発現量が顕著に増加することが判明した。がん細胞が放出するexosome中のタンパク質やmRNA, miRNAが免疫抑制等がん細胞の生存や転移に有利になるしくみを作り出している。exosomeは多胞性エンドソーム由来の小胞であることから、exosome膜を構成するリン脂質の組成ががん細胞特異的に変化している可能性は高い。そこで今回exosome膜のシグナル脂質ががん細胞自身や周辺細胞に働きかける事でがん細胞の悪性化に関与するのではないかと考え、シグナル脂質の動態を検証する事にした。第一に、exosome膜構成脂質の分析方法は確立されていないので、まず膜脂質の解析法の開発を行なった。がん細胞培養液中のexosome膜の単離方法を検討し、脂質の抽出条件などの最適化を計った。第二に、脂質動態に変化を及ぼす可能性のあるPLCd1が、がん細胞悪性化を阻害するE-カドヘリンの発現を誘導し、大腸がんにおいてがん抑制因子として機能することを報告した(Satow et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 111, 13505-13510 (2014))。PLCd1を過剰発現した細胞系を確立したので、今後exosome分泌を検出する細胞系として用いる事が可能になった。またエクソソームを介した細胞間相互作用が癌細胞の薬剤耐性などに寄与するが、抗癌剤処理が癌細胞の放出するエクソソームに与える影響についてはほとんど明らかになっていない。今年度はまず、BRAF変異メラノーマ細胞株に対するBRAF阻害剤Vemurafenib処理が、癌細胞の産生するエクソソームへのマーカータンパク質のソーティングに与える影響を検討した。ヒトメラノーマ細胞株A375およびHT-144株において、薬剤処理によりエクソソームマーカーの1つであるテトラスパニンCD63のエクソソームタンパク質画分における存在量が顕著に増加することを見出した。また薬剤処理により、CD63の高分子量側へのシフトと細胞膜への移行の促進が細胞免疫染色により観察された。CD63は3箇所のN-型糖鎖修飾部位を持つ糖タンパク質で、その細胞膜への移行には糖鎖修飾が重要であることが報告されている。そこで、高分子量側のメカニズム解明のために、糖鎖付加阻害剤Tunicamycinの処理等で検討した結果、VemurafenibはCD63の糖鎖修飾、あるいは糖鎖修飾によって調節される結合分子に影響を与えることで細胞膜への移行を促進し、エクソソーム中のCD63存在量を増加させている可能性が示唆された。薬剤耐性との関連性について重要な知見と考えられる。Exosome膜の脂質組成の網羅的解析についても条件検討等が終了し実際の測定が始まっており、当初目的である測定技術の開発は概ね達成したと考えられる。予定していたexosome膜のシグナル脂質の測定技術の確立については、予期しないトラブルもあり、やや遅れてはいるものの見通しもついてきたので、今後は進展できると考えている。リン脂質動態に影響を持つ酵素の1つPLCd1が、大腸がんにおいてがん抑制因子として機能することを思いがけず見出した成果は大きく、今回樹立した強制発現系や発現抑制系細胞を用いてexosome分泌の違いを検出できる有用な系が確立した。病態医科学exosome膜構成脂質単離方法と脂質の抽出条件に基づき、脂質組成の網羅的解析を行なう。特にPLCd1強制発現系や発現抑制系細胞からのexosome膜の脂質組成の網羅的解析を優先して行なう。更に計画書に従い、シグナル脂質と結合する脂質結合ドメインでの検出系を確立し、悪性度の異なるがん細胞からのexosome中のシグナル脂質を測定し、悪性度との相関を検討する。
生体膜とマイクロフィラメントの結合とその制御-細胞内運搬に於ける役割-

アクチンと細胞膜との結合部位にはアクチンフィラメント形成の核化活性をもつタンパク質が存在する可能性が大きいので、アクチノゲリンおよびビンキュリンの核化活性を調べたが、最も感度が高いパイレン化アクチンの蛍光増強法でも核化活性は検出されなかった。また、59年度に報告したようにビンキュリンはアクチノゲリンによるアクチンのゲル化活性を増強するが、この活性化は膜結合性のビンキュリン結合タンパク質タリンにより阻害される場合があることがわかった。また、ボルトン・ハンター法で【^(125)I】ラベルしたアクチノゲリンのFアクチンへの結合量は、低濃度でも高濃度でもビンキュリンでは大きな影響はなかった。さらに、平滑筋α-アクチニンによるゲル化にはビンキュリンは影響がなかった。この様な結果は、ビンキュリンがアクチノゲリンとFアクチンとの相互作用に何らかの働きをもっているが、それは単純な結合の増強などではないことを示している。また、ラット肝よりFアクチン末端結合因子でゲルゾリン様のものを精製した。アクチノゲリンやα-アクチニンのFアクチンの結合にはサーモライシン限定水解によって得られる27Kダルトンの断片が働いていることが明らかになった。またこの断片は、V8プロテアーゼによる一次元ペプチドマップも類似し、またアクチノゲリンとα-アクチニンに交差反応性をもつ抗アクチノゲリン・モノクローン抗体の結合部位でもあることが判明した。ただ、α-アクチニンより得られたものに比し、アクチノゲリンよりの27Kダルトン断片はFアクチンへの飽和結合量が約半分であった。
調節性容積減少によるFAKチロシン脱リン酸化を介したNa^+再吸収制御機構の解明

腎遠位尿細管上皮組織でのナトリウム再吸収は血圧調節や体液量維持にとって重要な機能であり、血漿浸透圧によって厳密に制御されている。これまでに我々は、腎遠位尿細管上皮由来培養細胞であるA6細胞において、低浸透圧刺激がナトリウム再吸収を促進することを報告しているが、そのメカニズムは十分に明らかにされていない。低浸透圧刺激により、一過性の細胞容積膨張とそれに引き続く調節性容積減少という現象が観察され、その際に細胞内クロライド濃度が理論的には減少すると考えられている。本研究課題では、この調節性容積減少が低浸透圧刺激によるナトリウム再吸収に重要な役割を果たしているという仮説に基づいた研究を行い、調節性容積減少によるナトリウム輸送制御機構の解明をその目的としている。本研究課題における平成16年度の研究成果として、低浸透圧刺激による調節性容積減少は、実際にA6細胞内クロライド濃度を減少させることをクロライド感受性蛍光色素を用いて明らかにした。また、調節性容積減少をクロライドチャネル阻害剤で阻害すると、FAKの脱リン酸化とナトリウム輸送が著しく阻害された。また、調節性容積減少をクロライドチャネル阻害剤で阻害すると、FAKのリン酸化は持続され、その際に、ナトリウム輸送の律速段階を担う上皮型ナトリウムチャネルの遺伝子発現も著しく阻害されることを見い出した。これらの結果から、低浸透圧刺激は、調節性容積減少を介したFAKのチロシン脱リン酸化によりナトリウム輸送を制御している可能性が示唆された。一般的に、低浸透圧刺激により一過性の細胞容積膨張とそれに引き続く調節性容積減少という現象が観察され、その際に細胞内クロライド濃度が減少すると考えられている。本研究では調節性容積減少の生理的役割を解明するために、低浸透圧刺激時における細胞内クロライド濃度変化と細胞接着分子およびナトリウム再吸収の活性制御機構との関わりについて検討加え、次のような結果を得た。1)低浸透圧刺激によりforcal adhesion kinase (FAK)はチロシン脱リン酸化されるが、調節性容積減少を阻害すると、FAKのチロシン脱リン酸化は抑制され、持続的なリン酸化が認められた。2)調節性容積減少を阻害すると、低浸透圧刺激より促進されるナトリウム再吸収も抑制された。3)人為的に等浸透圧下で、細胞内クロライド濃度を減少させると、FAKは脱リン酸化され、逆にクロライド濃度を増大させるとFAKの持続的なリン酸化が認められた。これらのことから、調節性容積減少は、細胞内のクロライド濃度を減少させて、FAKの脱リン酸化を引き起こしていると考えられ、細胞内クロライド濃度変化がFAKの脱リン酸化に関与するチロシン脱リン酸化酵素の活性制御に関与している可能性が示唆された。さらに、細胞内クロライド濃度の減少あるいはFAKの脱リン酸化は、浸透圧刺激によるナトリウム再吸収制御機構にも重要な役割を果たしていることが示された。

また、調節性容積減少をクロライドチャネル阻害剤で阻害すると、FAKの脱リン酸化とナトリウム輸送が著しく阻害された。また、調節性容積減少をクロライドチャネル阻害剤で阻害すると、FAKのリン酸化は持続され、その際に、ナトリウム輸送の律速段階を担う上皮型ナトリウムチャネルの遺伝子発現も著しく阻害されることを見い出した。これらの結果から、低浸透圧刺激は、調節性容積減少を介したFAKのチロシン脱リン酸化によりナトリウム輸送を制御している可能性が示唆された。
歯肉線維芽細胞の機能と遺伝子発現に関するサイトカインの調節作用

歯肉線維芽細胞の機能と遺伝子発現に関するサイトカインの調節作用]は、成人性歯周疾患で認められる歯肉の炎症と歯槽骨の吸収の機構の一端を明らかにするため本疾患の病原性細菌であるBacteroides gingivalisの歯周組織の付着に関与する線毛による歯周組織細胞のサイトカイン遺伝子の発現とその産生について検討し、それらサイトカインがさらにautocrineまたはparacrine経路を介してその線維芽細胞の遺伝子発現にどのように作用するかについて調べた。精製線毛を調製し、マウスマクロファ-ジに作用させある一定時間培養後そのtotal RNAを調製し、Northern blot assayにより各炎症性サントカインの遺伝子発現とその発現機構について検討した。その結果、本線毛はILー1αILーβ,TNFーαの遺伝子発現を誘導し、その効果はその濃度また作用時間依存的であった。さらにこの誘導効果が各遺伝子の転写レベルで認められた。また、これら遺伝子産物がその上清に検知された。一方、好中球走化性因子であるKCの遺伝子発現についても検討したところ、本線毛はこの遺伝子の発現をprotein kinase Cの情報伝達系を介して誘導することを明らかにし、そのmRNAレベルがposttransriptionalにより調節されていることを明らかにした。さらに、これら炎症性サイトカインの歯肉線維芽細胞の炎症性サイトカインの発現に関する作用について検討した。その結果、ILー1βTNFーαは本細胞のILー6,単球走化性因子JE、さらにILー1αの発現を転写レベルで促進させ、その発現を上昇させた。これらの知見より歯周疾患で認められる歯肉の炎症と歯槽骨の吸収という二つの病態は極めて複雑かつ精緻で秩序だったサイトカインネットワ-ク機構が歯周疾患病原性細菌などの感染により乱れ発症ならびに進展することの可能性が示唆された。以上の可能性から推察し成人性歯周疾患の一病原性細菌であるBacteroides gingivalisの線毛はその組織への付着性から考え、一連の歯周組織で認められるサイトカインネットワ-クのtriggerとして機能し、その過剰な刺激がその制御されたそのサイトカインネットワ-クの乱れを誘導するものと思われる。今後、この点についてさらに究明することが重要のように思われる。私共は本年度において歯肉線維芽細胞と歯根膜線維芽細胞という二つの歯周組織細胞を用い炎症性サイトカインのそのDNA合成ならびに遺伝子発現及ぼす作用について検討した。インタ-ロイキンー1の両細胞のDNA合成に及ぼす作用を調べたところ明らかにその合成能に対し促進的に作用した。この促進作用は濃度また培養時間依存的であった。最近,細胞分裂,分化に関わる遺伝子としてcーMyc,cーfosという癌遺伝子が注目されている。ゆえに,このインタ-ロイキンー1のこの促進作用を遺伝子発現の立場から解析するため,これら両癌遺伝子の発現に及ぼす作用について調べた。その結果,インタ-ロイキンー1は両細胞のcーMyc遺伝子の発現を処理後90分で著明に上昇させた。一方同様の検討を,TGFーβについても調べたところ,インタ-ロイキンー1と同じように,そのDNA合成とcーMyc遺伝子の発現を著明に促進した。また興味あることに,歯肉線維芽細胞と歯根膜線維芽細胞のアルカリホスファタ-ゼ活性は明らかに異なることが示された。

この酵素活性に及ぼすサイトカインの作用について調べたところ,歯根膜線維芽細胞においてインタ-ロイキンー1は抑制的に作用するのに対し,TGFーβは促進的に作用することがわかった。また,最近,新たな炎症性サイトカインとして注目されているインタ-ロイキンー6の産生と遺伝子発現に及ぼす作用について調べた。その結果,インタ-ロイキンー1はインタ-ロイキンー6の産生を著明に誘導し,処理後3時間目に有意の誘導効果が検知できた。この産出の動態について調べたところ,24時間目が最も高い誘導効果を示した。さらにこの作用を遺伝子発現の立場から調べたところ,その遺伝子の発現はその産生と同様著明な発現を認めることができた。昨年度に引き続きP.gingivalis線毛による歯周組織の構成細胞の炎症性サイトカインの遺伝子発現とその遺伝子産物に関する誘導効果について、また炎症性サイトカインの歯肉線維芽細胞や骨芽細胞などの炎症性サイトカイン発現などについても検討した。その結果以下の知見を得た。1)本線毛はマウス腹腔マクロファ-ジの好中球走化性因子であるKCの遺伝子発現を著明に誘導した。この遺伝子誘導効果はprotein kinase CのactivatorであるTPAによる24時間処理による明らかにdouwn regulationの作用を受けた。また、その酸素に対し比較的高い特異性を示すHー7でほぼ完全に阻止された。一方cyclic nucleotideーdependent protein kinaseの阻害剤では全く作用を受けなかった。さらにその活性化剤で処理してもその遺伝子を誘導することはなかった。これらの結果はこの遺伝子がprotein kinase Cの活性化を介して誘導されるものと思われる。2)本線毛による歯肉線維芽細胞のILー6遺伝子のは続現とその遺伝子産物にさようについて検討したところ、本細胞のILー6の遺伝子発現は線毛処理により著明に誘導され、その効果は線毛濃度依存的であった。しかしながら、この線毛によるILー6遺伝子発現は抗ILーlalpha抗血清により約50%抑制された。しかし、このような抑制作用はILーbata抗血清では全く検知できなかった。これらの結果は本線毛によるILー6の遺伝子発現にはendogenousILーlalphaの関与が示唆された。故に、その処理線維芽細胞の上清中のILー6について測定したところ全く検知することはできなかった。このことは、このILー6の遺伝子発現が膜結合性ILーlalphaにより一部担われていることを示唆する。3)ILーl並びにTNFーalphaを歯肉線維芽細胞に作用させ、そのILー6、単球走化性因子JEの遺伝子発現などについて検討した。その結果、これらサイトカインは明らかにこれら炎症性サイトカインの発現を誘導した。
DFB型半導体レ-ザ-による分子の禁制遷移の検出

分子の電子励起あるいは振動励起状態のなかには,基底状態からの直接吸収遷移が禁制であるためこれまで観測・解析されていないものが多い。これらの状態は他の状態との相互作用や振動の非調和項に基づいて僅かな遷移能率をもつので,半導体レ-ザ-を用いた高感度な分光計を製作しスペクトルの観測をおこなった。1.HI分子のv=3,6状態の観測とeqQ値の決定(論文投稿予定)分光計の感度を確かめる意味も兼ねて,まず2原子分子のHI分子の振動励起状態を検出した。特にv=6の状態への遷移は今回完成した長光路セルにより良いS/N比で信号を得ることができた。v=3←0および6←0のスペクトルの周波数測定から振動励起状態の分子定数を得ると共に、スペクトルの形の解析からそれぞれの状態の核四重極超微細構造の係数eqQの値を決定することができた。2.PH_3分子の反転二重項の探索(日本物理学会にて講演済み)PH_3分子の7v_2振動励起状態とこの状態に特徴的な反転二重項を検出するために1.3μm帯の半導体レ-ザ-を光源としてスペクトル観測を行った。1000本近い数の豊富なスペクトルを得ることができ,この内には反転二重項を思わせるものもあるが,まだ最終的な判定を下す段階には至っていない。スペクトル線の周波数測定とシュタルク効果をもとにこのバンドおよびスペクトル線の同定を進めている。3.HNOラジカルの3重項状態の検出HNOの3重項状態(a^^^3A^<11>)を検出するために,分光装置にマイクロ波放電フロ-型セルを製作した。本研究計画のうちで最も感度を必要とするため,実験測定の時間的順序を上記1および2の研究の後に設定したが上記の研究に予定異常の日数を要したため,測定にかかる直前で年度期限を迎えた。
3次元剥離を含む境界層内の乱流構造に関する研究

境界層内に存在する3次元剥離渦による境界層の変形ならびに乱流構造の変化について調査した結果、以下のような成果が得られた。1.シリーズ60、C_b=0.60船型並びに肥大船型について乱動計測を行った結果、以下の事柄が明らかとなった。(1)時間平均量としての流速分布、過度分布、レイノルズ応力分布に関する精度の高いデータベースを船尾3断面について作製できた。(2)船尾縦渦分布とレイノルズ応力分布とはピークの位置にずれがあり、縦渦中心では乱動が弱まる。(3)3次元剥離渦の存在は、境界層領域を大きく変動させる。(4)船尾縦渦周囲の変動の位相と、縦渦中心付近の変動の位相は明らかに異なり、縦渦の断面形状の変化とX方向流場の変化の間に結びつきが認められる。(5)実験により得られた乱流強度とブジネスクの仮定からレイノルズ応力の大きさを求め、実験値のせん断応力成分と比較した結果、垂直応力成分はよく一致するがせん断応力成分は一桁ほど実験値の大きいことが分かった。(6)乱流モデルとしてのブジネスク近似はせん断応力成分を過小評価し、最近行われている渦粘性係数のヘリシティによる減衰はせん断応力成分の過小評価をより強めることが分かった。2.厚い境界層の数値計算に使われている簡単な乱流モデルについて、縦渦の傾きによる減衰、低レイノルズ数影響の効果を取り入れ数値計算を行った結果、縦渦の影響による伴流分布の歪みをある程度再現できるようになった。3.壁面摩擦応力の画像計測手法を船体模型に適用した結果、船体表面の壁面摩擦応力分布や限界流線の計測が可能となった。4.数値計算において、自由表面で剪断力ゼロの条件を課すことにより、船首近傍の自由表面で渦度が発生し、船首渦流れを形成することが分かった。トリプルワイヤー型熱線流速計の精度確認のため、一様流中、円管内流れ、平板周りの境界層流れにおいて平均流ならびに乱動計測を行った.その結果、(1)平均流速についての誤差は流入角度方向に対して上下、左右対称性はあまりなく、角度±15度以内で5%以内、±10度ならば3%以下の誤差であることが分かった。(2)円管内乱流での計測ではせん断応力成分はバラツキ10%程度、垂直応力成分ではバラツキ5%であり、絶対値も多少大きめの値であった。(3)初期取り付け角の影響は少ない。(4)平板周りの境界層を計測した結果、せん断応力の一成分が15%程度大きくでた以外従来の計測結果とよい一致が獲られた。(5)従って、トリプルワイヤー型流速計の精度は十分であることが分かった。次に予備計測として、肥大船の船尾近傍の乱流場を計測し、エネルギーバランスを検討した結果、以下の事柄が分かった。(6)水面近傍の乱流構造は、平板境界層的性質が強い流れ場である。(7)船尾伴流中心近傍の乱流構造は円柱後方の流れに近い乱れの強い流れ場である。(8)3次元剥離渦の外側部分では速度勾配の大きな領域ではレイノルズ応力が大きいなど、通常の境界層に近い流れ場である。(9)3次元剥離渦の内側部分でのレイノルズ応力は小さいが、速度勾配も小さいため実験的に渦動粘性係数を求めることは難しい。適当な関数近似等の手法が必要である。今後の課題としては、船尾伴流内の周波数解析等を行い、性質を明らかにすることが必要である。

1)計測の精度確認のため参照点を設け多数回の計測を行った結果、平均値の周囲±0.2%の範囲に95%以上が分布し再現性のよいことが分かった。なお、計測面全体については0.5%以下と推測された。2)シリーズ60船型の内_<bC>=0.60船型について乱動計測を行った。その結果以下の事柄が分かった。(1)時間平均量としての流速分布、渦度分布、レイノルズ応力分布のデータベースを船尾3断面について作製できた。(2)船尾縦渦分布とレイノルズ応力分布とはピークの位置にずれがあり、縦渦中心では乱動が弱まる。(3)プロペラ面におけるX方向速度成分のスペクトルには、船尾カルマン渦の影響と思われる10Hz付近のピークが認められる。(4)プロペラ面全域において、速度3成分について条件付きサンプリング可能な時系列データを含むデータベースを作製できた。(5)Y-面断面内速度成分の長周期変動(以下変動という)は、X方向(主流方向)速度の変動に比べ小さく、長周期変動は主流方向速度の流場変化が主体である。(6)船尾縦渦周囲の変動の位相と、縦渦中心付近の変動の位相は明らかに異なり、縦渦の断面形状の変化とX方向流場の変化の間に結びつきが認められる。3)厚い境界層の数値計算に使われている簡単な乱流モデルについて、縦渦の傾きによる減衰、低レイノルズ数影響の効果を取り入れ数値計算を行った。その結果、縦渦の影響による伴流分布の歪みをある程度再現できるようになった。4)壁面摩擦応力の画像計測手法を船体模型に適用し、船体表面の壁面摩擦応力分布や限界流線の計測を行った結果、船尾縦渦の強さの違いによる限界流線のパターンは3船型による違いは非常に小さいこと、摩擦応力分布には若干の違いがあることなどが分かった。5)細密格子を用いた直接数値計算において、自由表面で剪断力ゼロの条件を課すことにより、高レイノルズ数の乱流計算においても、船首近傍の自由表面で発生した渦度が船首渦流れを形成することが分かった。境界層内に存在する3次元剥離渦による境界層の変形ならびに乱流構造の変化について基礎的な資料を得るために、肥大模型船の船尾流場を風洞において3次元ホットワイヤーを用いて計測した。その結果、以下の事柄が明らかになった。1.肥大船船尾流場における3次元剥離渦の存在は、境界層領域を大きく変形させる。2.実験により得られた乱流強度とブジネスクの仮定からレイノルズ応力の大きさを求め、実験値のせん断応力成分と比較した結果、垂直応力成分はよく一致するがせん断応力成分は一桁ほど実験値の大きいことが分かった。3.乱流モデルとしてのブジネスク近似はせん断応力成分を過小評価し、最近行われている渦動粘性係数のヘリシティによる減衰はせん断応力成分の過小評価をより強めることが分かった。4.レイノルズ応力に関するブジネスクの近似に過度に比例した付加項を取り入れることにより、せん断応力成分の近似精度を高めるモデル化のできることが分かった。5.肥大船船尾流場においては痩せ形船の船尾においてみられた左右舷で位相の逆転した低周波成分は認められず左右同位相の低周波変動が認められ、変動の性質が船の肥大度により異なる可能性が認められた。6.肥大船船尾流場の3次元平均流、レイノルズ応力6成分並びに時間領域の速度変動に関する精度の高いデータベースを作成することができた。
有理形写像の除外値と例外写像の定量的研究

平成15年度から平成17年度における本研究の代表者と各分担者の研究役割と研究成果は次の通りである.有理形写像の値分布論の立場から,代表者の森は,本課題である有理形写像の除外値と例外写像の定量的研究において,除外値をもつ写像の希少性について継統して研究してきた.ネヴァンリナ除外値の消去の問題に関し,複素射影空間への任意の超越的有理形写像あるいは正則曲線は,少し変形することにより除外値を全く持たない写像に変形できることを証明してきた.また,有理形写像全体の空間にある距離を導入することにより、除外値を全く持たない写像が超越的有理形写像の空間で稠密であることも示した.一方で。分担者の相原との共同研究で除外因子を持つ複素射影空間に値を持つ有理形写像の構成の研究を行い,任意の効果的因子に対してその因子より定まるある範囲にある1より小さい任意の実数を除外指数に持つ代数的に非退化な有理形写像が常に構成できることを示し、除外指数の大きさの評価も与えた.これを用いてグリフィスの除外関係式が正規交差でない特異点を持つ因子の場合には成立しない例を構成した.更に特異点を解消した場合について考察し,その場合は除外関係式が成立することを示した.さらに、今回は有理形関数の一意性定理についても研究した.これまで一意性集合の研究はあるが、一意性領域の研究はあまり無いように思われる.複素領域に非有界集合や可算無限個の領域を与え、そこに制限した条件から一意性定理を導くということについて現在構想中である.林、藤解氏との共同研究で複素平面での有理形関数の角領域での条件から一意性定理を導き現在ある数学雑誌に投稿中である.分担者の相原は,私との上の共同研究のほかに、有理形写像が因子の逆像に関する条件下で代数的に従属するための様々な十分条件を研究し、2つの複素ユークリッド空間上の解析的分岐被覆空間が一致するような条件を与えた.これは代数型関数の一意性定理の幾何学的拡張である.その他の分担者について.仲田はブラシュケ積の類似で表される有理関数の複素力学系について考察を行った.とくに、そのジュリア集合のユークリッド合同変換のもとでの不変性やハウスドルフ次元の評価など、幾何的・解析酌性質に関する研究を中心に行った.関川は,平面に作用するメビウス変換のなす列の収束集合と極限関数に関する結果,および一般次元のメビウス変換に対する対応する結果を検討し,メビウス変換のクリフォード行列を用いた表現の応用について研究中である.河村は,カオス学系における確率密度関数の軌道について研究し,一般化されたテント写像群における位相共役写像の性質をコンピュータにより実験し理論として証明を与えた.一方,関数空間や測度論の観点から,佐藤は,ヤコーピ直交関数系に関する関数空間上の作用素とハンケル変換上の作用素との関係について、その一般化やLorentz空間上の作用素について研究し,また単位円上のHausdorff-Youngの不等式についてLorentz-Zygmundの空間の場合に研究した.水原は,一般化Morrey空間の関数と一般化BlockおよびCalderon-Zygmund作用素に関連した分解定理を示した.さらに,その応用としてCalderor-Zygmund作用素との交換子の一般化Morrey空間上の有界性について,局所可積分関致がBMO関数であることが必要であることの別証明を与えた.平成15年度から平成17年度における本研究の代表者と各分担者の研究役割と研究成果は次の通りである.有理形写像の値分布論の立場から,代表者の森は,本課題である有理形写像の除外値と例外写像の定量的研究において,除外値をもつ写像の希少性について継統して研究してきた.ネヴァンリナ除外値の消去の問題に関し,複素射影空間への任意の超越的有理形写像あるいは正則曲線は,少し変形することにより除外値を全く持たない写像に変形できることを証明してきた.また,有理形写像全体の空間にある距離を導入することにより、除外値を全く持たない写像が超越的有理形写像の空間で稠密であることも示した.一方で。分担者の相原との共同研究で除外因子を持つ複素射影空間に値を持つ有理形写像の構成の研究を行い,任意の効果的因子に対してその因子より定まるある範囲にある1より小さい任意の実数を除外指数に持つ代数的に非退化な有理形写像が常に構成できることを示し、除外指数の大きさの評価も与えた.これを用いてグリフィスの除外関係式が正規交差でない特異点を持つ因子の場合には成立しない例を構成した.更に特異点を解消した場合について考察し,その場合は除外関係式が成立することを示した.さらに、今回は有理形関数の一意性定理についても研究した.これまで一意性集合の研究はあるが、一意性領域の研究はあまり無いように思われる.複素領域に非有界集合や可算無限個の領域を与え、そこに制限した条件から一意性定理を導くということについて現在構想中である.林、藤解氏との共同研究で複素平面での有理形関数の角領域での条件から一意性定理を導き現在ある数学雑誌に投稿中である.分担者の相原は,私との上の共同研究のほかに、有理形写像が因子の逆像に関する条件下で代数的に従属するための様々な十分条件を研究し、2つの複素ユークリッド空間上の解析的分岐被覆空間が一致するような条件を与えた.これは代数型関数の一意性定理の幾何学的拡張である.

その他の分担者について.仲田はブラシュケ積の類似で表される有理関数の複素力学系について考察を行った.とくに、そのジュリア集合のユークリッド合同変換のもとでの不変性やハウスドルフ次元の評価など、幾何的・解析酌性質に関する研究を中心に行った.関川は,平面に作用するメビウス変換のなす列の収束集合と極限関数に関する結果,および一般次元のメビウス変換に対する対応する結果を検討し,メビウス変換のクリフォード行列を用いた表現の応用について研究中である.河村は,カオス学系における確率密度関数の軌道について研究し,一般化されたテント写像群における位相共役写像の性質をコンピュータにより実験し理論として証明を与えた.一方,関数空間や測度論の観点から,佐藤は,ヤコーピ直交関数系に関する関数空間上の作用素とハンケル変換上の作用素との関係について、その一般化やLorentz空間上の作用素について研究し,また単位円上のHausdorff-Youngの不等式についてLorentz-Zygmundの空間の場合に研究した.水原は,一般化Morrey空間の関数と一般化BlockおよびCalderon-Zygmund作用素に関連した分解定理を示した.さらに,その応用としてCalderor-Zygmund作用素との交換子の一般化Morrey空間上の有界性について,局所可積分関致がBMO関数であることが必要であることの別証明を与えた.有理形写像の値分布論の立場から,代表者の森は分担者の相原との共同研究で,複素空間C^mから複素射影空間P^n(C)への有理形写像に関し複素射影空間内の与えられた超曲面に対する与えられた値の除外値を持つ写像の構成について引き続き研究してきた.前回までで任意の超曲面に対しある程度の範囲の除外指数を持つものを構成できる事が分かった.今回はさらに,その際の写像も代数的に非退化なもので作れる事が分かった.また,構成方法の改良により除外指敷の取りうる範囲もかなり広く出来ることが分かった.ただし,"グリフィス等による除外関係式が最良である"ことを示す結果には至っていない.一方,分担者の相原は,有理形写像が因子の逆像に関するある条件下で写像たちが代数的に従属するための種々の十分条件を写像の増大度に関する条件なしで与えた.分担者の仲田は,リーマン球面上の有理関数の複素力学系におけるジュリア集合の幾何的性質について,とくにユークリッドの合同変換のもとでの不変性とその合同変換の群について考察を行った.分担者の河村は,位相力学系のカオス性の程度が確率密度関数の軌跡の収束性にどのように影響を与えるかについて研究した.その収束性についてはL^1収束と一様収束について研究した.また,関数空間の研究において分担者の佐藤は,ラディアルな関数のフーリエ変換の一般化であるハンケル変換のなす関数空間上のマルチプライヤーについて研究を行い,L^P空間の場合をローレンツ空間の場合に一般化し,類似の結果を得た.分担者の水原は,ハーディ空間の関数について,モーリー関数とブロック関数およびリース・ポテンシャルに関連した弱分解定理を示した.また,その応用として,リース・ポテンシャルとの交換子の,モーリー空間上の有界性について,局所可積分関数がBMO関数であることの必要性を考察した.
テニア科条虫感染家畜個体の識別に有用な新しい技術開発トリスク評価への応用

中国・四川省チベット高原とインドネシア・バリ島でヒト寄生テニア科条虫について、家畜とヒトの疫学調査を実施した。四川省チベット高原では、有鉤条虫、無鉤条虫、アジア条虫の3種が同所的に流行していることが明らかとなった。バリ島では有鉤条虫が、南部では無鉤条虫が流行していることが確認された。また、四川省チベット高原では、無鉤条虫とアジア条虫の交雑体が発見された。我々が開発した遺伝子診断法と免疫診断法が、流行地の家畜の診断に利用できるかどうかを検討した。また、これらのデータをもとに、流行地における家畜のリスク評価を行った。ヒトを終宿主とするテニア科条虫には、有鉤条虫、無鉤条虫、タイワンテニアの3種が知られでいる。研究代表者らのグループは、長年にわたりこれらのテニア科条虫ついての研究を実施してきており、地理的分布、遺伝的変異、遺伝子診断法、ヒトの免疫診断法等様々な成果を明らかにしてきた。しかし、それらの中間宿主である家畜での疫学調査については研究代表者らのグループを含めほとんど実施されていなかつた。そこで、研究代表者の岡本は基盤研究(B)(海外学術調査)の助成を受け、平成1820年度にかけて、家畜における分子疫学調査と家畜のリスク評価の研究を実施した。本研究課題は、それらの成果をさらに発展させるものである。平成21年度は、中國四川省疫学研究所の研究員とともに、同省チベット高原の流行地で調査を実施した。4つの集落で調査を実施したところ、いずれの地域でもテニアの感染者が認められ同地域はヒトテニア症の濃厚汚染地域であることガ明らかとなった。特に、そのうちの1集落では人体有鉤嚢虫症の患者も多数確認でさた。形態的に無鉤条虫あるいはタイワンテニアと思われる条虫の人体寄生は全での集落で確認できた。これらの虫体について、ミトコンドリアDNAと核のDNAを用いた遺伝子診断を実施したところ、全て無鈎条虫であり、Hybrid型は確認できなかった。これらの虫体から虫卵を分離し、豚に感染させたが、幼虫の寄生は確認できなかった。上記寄生虫学的調査を平行して、フらンスよりGISの専門家を招聘し、調査地の地形、植生とテニア症・嚢虫症の流行との関連を検討した。ヒトを終宿主とするテニア科条虫には、有鉤条虫、無鉤条虫、タイワンテニアの3種が知られている。研究代表者らのグループは、長年にわたりこれらのテニア科条虫についての研究を実施してきており、地理的分布、遺伝的変異、遺伝子診断法、ヒトの免疫診断法等様々な成果を明らかにしてきた。しかし、それらの中間宿主である家畜での疫学調査については研究代表者らのグループを含めほとんど実施されていなかった。平成22年度は、中国四川省疫学研究所の研究員とともに、同省チベット高原の流行地で調査を実施した。前年度に調査した2地区に加え、新たに2つの集落で調査を実施したところ、いずれの地域でもテニアの感染者が認められ同地域はヒトテニア症の濃厚汚染地域であることが再確認できた。形態的に無鉤条虫あるいはアジア条虫と思われる条虫の人体寄生は全ての集落で確認できたが、有鉤条虫は昨年度と同様、1集落で確認できたのみであった。これらの虫体について、ミトコンドリアDNAと核のDNAを用いた遺伝子診断を実施したところ、1集落において採集された2虫体は、Hybrid由来であることが確認できた。また、同地域で生息しているブタからテニアの幼虫を採取した。遺伝子検査は、平成23年度に実施する予定である。インドネシア・バリ島では、無鉤条虫と有鉤条虫のヒトでの感染が確認されているが、中間宿主である家畜からの報告はほとんど無い。

平成23年度は、インドネシア厚生省ならびにバリ島・ウダヤナ大学の研究者とともに、バリ島北部の流行地においてヒトおよび家畜の感染状況を調べた。その結果、ヒトから有鉤条虫の成虫を得ると共に、現地で実施したELISAにより、有鉤嚢虫に対する抗体を保有しているヒトおよびブタを確認した。このブタを剖検したところ、多数の有鉤嚢虫の寄生が確認できたため、バリ島において有鉤条虫の生活環が成立していることが明らかとなった。この虫体の遺伝子解析を実施したところ、アジア型であるが、従来考えられていたパプアのものとは異なることが明らかとなった。
骨・軟骨形成における低分子量Gタンパク質Rac1の機能解析

Rhoファミリーに属する低分子量GTP結合タンパク質、Rac1を組織特異的に欠損させたコンディショナルノックアウトマウスを作製したところ、野性型マウスと比較し、四肢の短縮、頭蓋骨の癒合不全が認められた。四肢の短縮の原因は軟骨内骨化の不全によるもの、頭蓋骨の癒合不全は早期の石灰化が原因である可能性が示された。Rac1はRhoファミリータンパク質に属する低分子量Gタンパク質の一つで、細胞の様々な機能にとって重要な役割を果たしている。しかし、Rac1の骨・軟骨形成における機能に関しては未だ不明な点が多い。申請者はRac1の骨・軟骨形成における作用を検討するために、Rac1遺伝子欠損マウスの解析が必要となった。しかし、Rac1遺伝子を全身で欠損させたマウスは胎生初期で死に至る。そこで本年度は、組織特異的にRac1遺伝子を欠損させるために、Rac1遺伝子エクソン1の上流および下流域にloxP配列を組み込んだマウス(Rac1 flox)とPrx1-Cre Tgマウスを交配させたコンディショナルノックアウトマウス(Rac1fl/fl;Prx1-Cre)を作成した。その結果、Rac1fl/fl;Prx1-Creマウスは頭蓋骨の縫合部および泉門部において癒合不全が認められた。骨格標本作製による詳細な解析により胎児期におけるRac1fl/fl;Prx1-Creマウスの頭頂骨で早期に石灰化が起きていることが明らかとなった。また、Rac1fl/fl;Prx1-Creマウスの頭部から採取した骨芽細胞はコントロールマウスに比べ骨芽細胞分化マーカーの一つであるアルカリホスファターゼの活性が上昇していることがわかった。以上の結果から、Rac1は骨芽細胞分化および石灰化調節に必須であり、Rac1fl/fl;Prx1-Creマウスは骨芽細胞分化が促進することにより、縫合部および泉門部の癒合が開始される前に早期に石灰化が生じるため、頭蓋骨の閉鎖不全を呈するものと推察される。