hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カーボンナノチューブと吸収性コラーゲンメンブレンを用いた人工靭帯の開発

膝前十字靭帯再建術は現在、自家組織を用いて再建術を行うことが一般的な治療であるが、自家組織を犠牲にすること、自家組織は一旦壊死して周囲から細胞が誘導され靭帯として機能するため、初期固定が弱く、靭帯成熟までに時間がかかることが臨床上の大きな問題である。1強固な初期固定を得るために、人工組織であるCNTを使用する、2早期の靭帯成熟を得るために、CNTの周囲を吸収性コラーゲンメンブレンで被覆することで、自家組織を使用した前十字靭帯再建術の問題点を解決し、新たな人工靭帯の開発を目指す。
心筋細胞機能障害と心作動物質

1.心筋の興奮・収縮に対する心作動物質の作用:べーター活性薬作用、cAMP、タンパク燐酸化、Ca動態の関連が拍動能を保持した単離心室筋細胞を用いた実験系において明らかになった(中村)。他方、乳頭筋標本を用いた実験において、これらの点についての再検討が必要であることが見出された(栗原)。選択的ベーター部分活性薬の薬理学的作用の相異の機序が受容体理論解析から検討され、高親和性選択刺激の重要性が示された(平)。2.心筋細胞膜イオン流の解析:心筋細胞内のイオン活性をイオン選択性電極法を用いて測定し、細胞内Na、Ca、K、そしてHイオンの動きが直接に観察された(西)。心房筋電流系においてアラキドン酸の5ーリポキシゲナーゼ代謝物がGタンパクを活性化し、Kチャネル電流系を開くことが知られた(杉本)。3.病的状態の心筋における検討:低酸素状態で流出する脂肪酸結合タンパクは心筋障害のマーカーになり得ることが見られた(安田)。虚血、再潅流時の心室筋標本のアセチルコリン、ノルエピネフリン量、cAMP量の変動とこれを修飾する要因の関与が検討され(小川)、また、この状況を想定した状態では活動電位立ち上り速度の使用依存性抑制への効果から抗不整脈薬の分類が試みられた(外山)。4.心作動物質:内因性ジギタリス様物質はほぼ精製され、その血管収縮性と細胞内機構の解明が進んだ(杉本)。本物質は糖尿病性心筋症発症に関与することも推測された(竹田)。内因性プロスタサイクリンは血管平滑筋細胞増殖の自己調節作用に関係する(杉本)。エンドセリンは心室筋陽性変力作用をもつが、これは加令にともない減弱する(真崎)。硝酸薬、Kチャネルオープナーの血管平滑筋作用におけるcGMPの関与が検討された(栗山)。
極低温下での分子生成過程に現れる量子統計効果の研究

我々は中性原子の6Liと40Ca+の混合系において,1ミリケルビンから1ケルビンの温度領域における非弾性散乱の観測に成功し,生成された粒子の質量分析から電荷交換反応であることを突き止めた。本研究では6Liを基底状態に,40Ca+を基底状態または様々な励起状態に用意することで電荷交換反応断面積の内部状態依存性についても詳細に調べた。さらにイオンのマイクロモーションを積極的に利用することでイオンの運動エネルギーの制御を可能にし,その手法を用いて電荷交換反応の反応エネルギー依存性を詳細に調べた。本研究は極低温下におけるイオンと原子の間の化学反応過程の系統的な理解への重要なステップとなる成果である。平成26年度は(1)中性原子の原子数向上,(2)カルシウムイオンの冷却効率の向上,(3)原子イオン間の非弾性散乱の観測,の3つの成果があった。(1)について,これまで磁気光学トラップから光双極子トラップに移行する効率が1%程度と低いために,最終的な冷却方法である蒸発冷却を行うことで原子の温度を下げても量子縮退近傍に到達するのがやっとで,それ以上の極低温領域に到達することが難しかった。我々は共振器によって光強度を増強させた光トラップを実現し,その共振器内の光強度の安定化と増大を行うことでトラップ原子数の増大に成功した。(2)については,これまでイオンのレーザー冷却効率を制限していたのがイオンをトラップするための振動電場によるイオンの加熱であった。振動電場による加熱があるとイオンの冷却光の蛍光強度が振動電場に同期して増減することを利用し,この蛍光強度の増減をできるだけ小さくなるように補正電場を調整することで高い精度で浮遊電場の補正を行った。これによりイオン温度をレーザー冷却限界の1ミリケルビンまで安定的に冷却することができるようになった。(3)について,上記の改善を行った結果,イオンが安定的に1ミリケルビン程度の温度を実現できるようになり,リチウムの中性原子と混合した際に起こる非弾性散乱をミリケルビンの温度領域で観測することができるようになった。非弾性散乱が起こると,カルシウムイオンの蛍光が消失し,蛍光を発しないイオンが観測される。平成26年度はこの非弾性散乱がリチウム原子からカルシウムイオンへの電荷の移動過程であることが突き止められた。さらに我々はこの電荷反応の反応速度の測定に成功し,非弾性散乱係数の決定に成功した。電荷交換過程は化学反応の素過程の一つであり,本研究の最終目的である極低温での化学反応過程の観測の第一歩として重要な成果と言える。平成27年度はそれまでに観測に成功していた原子イオン間の電荷交換衝突過程について,衝突エネルギー依存性の詳細な検証を行った。それまではイオンの持つ運動エネルギーとして1ミリケルビンという条件下での電荷交換衝突のみの観測を行っていたが,平成27年度にはイオン原子間の衝突エネルギーを1ミリケルビンから10ケルビンという4桁にわたる衝突エネルギーの領域において電荷交換衝突断面積の測定を行うことができた。衝突エネルギーの制御を行う際にはトラップ中のイオンに一様電場を印加し,イオンの位置を精密に制御することでRF電場による加熱現象を誘起させるという手法を用いた。その際にイオンの運動エネルギーが蛍光スペクトルの変化をもたらし,スペクトル形状から高い精度で運動エネルギーを決定するという手法を開発することで,4桁という広いエネルギー領域にわたる測定を可能にした。この測定により上記のエネルギー領域で電荷交換衝突が古典的な衝突理論で予言できるエネルギー依存性を示していること,さらに原子イオン間の距離が非常に近い距離まで近づく衝突をした際にどのくらいの割合で電荷交換衝突と弾性衝突が起こるかという比率を実験的に決定することに成功した。今回測定した電荷交換衝突断面積の情報は我々が用いているカルシウムイオンとリチウム原子間の相互作用ポテンシャルを決定する際の基礎データとなるものであり,本研究の最終目的である極低温での化学反応過程の観測のターゲットである分子イオン生成を実現するためにも重要な基礎データを与える観測結果である。本研究は平成27年度までにイオンと中性原子の安定した混合系を低温の状態で実現することと,さらに原子とイオンの間の極低温化学反応の素過程の観測を行うこと,さらに素の素過程を理論的な面から理解することを目指すということであった。実際に我々は電荷交換散乱という化学反応の素過程の一つを実際に観測することに成功し,その現象を10ケルビンから1ミリケルビンという4桁にわたる広いエネルギー領域において散乱断面積を決定することに成功した。さらにその散乱断面積の原子準位依存性を詳細に測定することで原子イオン間の相互作用ポテンシャルの情報を抽出することに成功した。また,理論研究者であるフランスのパリ11大学のDulieu教授とそのグループの研究員との共同研究によりカルシウムイオンとリチウム原子の間の相互作用ポテンシャルの計算による実験結果との突合せも開始している。また一歩進んでイオンのさらなる極低温化のために必要なレーザー光源の準備も行い,レーザーの狭線幅化と周波数の長期安定度確保のための共振器システムの作成も行い,システムは完成している。この光源を用いてイオンの分光を行い,イオンのトラップ中の運動により現れるサイドバンドの観測ができるようになり,複数現れるサイドバンドの同定にも成功した。これは次のステップであるサイドバンド冷実現への重要な過程である。平成28年度はそれまでに観測に成功していた原子イオン間の電荷交換衝突過程について,衝突エネルギー依存性の詳細な検証を行った。我々の測定により電荷交換衝突が古典的な衝突理論で予言できるエネルギー依存性を示しており,さらに散乱断面積がイオンの内部状態に強く依存することを実験的に突き止めた。

さらにその非弾性散乱断面積のイオン内部状態依存性を理解するために理論研究者との共同研究を開始した。実際理論グループの計算結果と実験による測定結果を突き合わせることにより,非弾性散乱がどのエネルギー準位を経由して起こっているかを突き止めることができ,さらに散乱断面積の大きさについても定性的に理解することができるようになった。また,さらなる低温化のための冷却手法としてのサイドバンド冷却を適用するため,強い閉じ込めを実現するためのトラップ装置の設計と開発を行い,同時に狭線幅の遷移の励起のためのレーザーの準備を行った。実際にサイドバンド冷却を適用しイオンを25マイクロケルビンという温度領域(ほぼ振動基底状態)へと冷却することに成功した。さらに今年度は単一イオンと原子気体とを弾性散乱により衝突させたときの振る舞いについて詳細に調べた。比較的温度の高いイオンと温度の低い中性原子が衝突すると熱交換が起こり,イオンの温度を下げることができる可能性がある。これは共同冷却と呼ばれる冷却手法であり,レーザーを用いずにイオンを冷却する手法として注目されている技術である。我々は今年度の研究によりイオンの温度が中性原子と混合させると下がること,さらに中性原子の原子密度が高いほどその低温化が顕著であることを実験的に観測することに成功した。これはイオンの共同冷却を実現するうえでの極めて重要なステップである。我々は中性原子の6Liと40Ca+の混合系において,1ミリケルビンから1ケルビンの温度領域における非弾性散乱の観測に成功し,生成された粒子の質量分析から電荷交換反応であることを突き止めた。本研究では6Liを基底状態に,40Ca+を基底状態または様々な励起状態に用意することで電荷交換反応断面積の内部状態依存性についても詳細に調べた。さらにイオンのマイクロモーションを積極的に利用することでイオンの運動エネルギーの制御を可能にし,その手法を用いて電荷交換反応の反応エネルギー依存性を詳細に調べた。本研究は極低温下におけるイオンと原子の間の化学反応過程の系統的な理解への重要なステップとなる成果である。本研究の初年度は極低温化学反応を観測することを目標としており,当初の目標通りに極低温化学反応の素過程である非弾性散乱の観測とその反応速度の測定に成功した。よって研究は順調に進展している。平成27年度には非弾性散乱過程をミリケルビンの温度領域で観測することに成功し,さらにイオンの温度をさらに冷却するために必要なサイドバンド冷却法のための狭線幅の729nmのレーザー光源系の作成を行った。今後はこのレーザーのさらなる狭線幅化と長期安定度の確保,さらにこのレーザーを用いたイオンの分光と実際のイオンの極低温化が目標である。長期安定度確保のための共振器の温度安定化の改善を行い,狭線幅レーザーの周波数安定度を高めることを行う。
細胞性粘菌におけるアロ認証機構の解明

細胞性粘菌Dictyosteliumdiscoideumの有性生殖様式は主として他家接合で、I型、II型、III型の3種類の交配型が知られている。それぞれ自分とは異なる交配型の配偶子とのみ融合して接合子を形成し、マクロシスト形成に至る。これまでに有性生殖関連遺伝子として細胞融合能を失った変異体の原因遺伝子macAと細胞質に局在予測されている交配型特異的な遺伝子matAが同定されているが、それらの詳細な機能は不明である。本研究では、これらの2遺伝子を手掛かりとして細胞性粘菌有性生殖過程における細胞間相互作用の分子メカニズム解明を目的として研究を行った。macAがコードするタンパク質(MacA)は2041アミノ酸からなり、細胞接着に関わるドメインをもつ膜タンパク質であると予想されているが、高分子量であること、利用可能な抗体が得られなかったこと等により、タンパク質としての検出が難航していた。しかし、名古屋大学グループとの領域内共同研究によるプロテオーム解析が進展し、アミノ酸配列から想定される230kDaより高分子領域に検出することができた。興味深いことに、type-II株のMacAは、アミノ酸配列が完全に一致しているにもかかわらず転写・翻訳ともに著しく低下していることがわかった。これらの結果をまとめて論文発表した。また、植物での受精に必須の分子GCS1/HAP2のD.discoideumにおける相同分子2種(hapA及びmrhA)(mrhはMotif-Related to Hap2の略で、HAP2への相同性は低い。)の遺伝子破壊株を作製し、それらが配偶子間相互作用に必須であることも見いだした。さらに、交配型決定遺伝子matAの破壊株が細胞融合不能であることも確認した。まず、macAの構造がI型とII型で完全に一致することを確認し、そのことから細胞識別ではなく膜融合に関与していることが示唆された。一方、その産物は細胞膜上に局在する糖タンパク質であるが、発現レベルが交配型によって異なることがわかった。もう一つの遺伝子matAの欠損株で細胞融合を解析し、完全に融合能を欠失していることからmatAが配偶子形成の制御に働いていることが示唆された。また、化学誘発された有性生殖能を欠損した変異体2株においてmatA、macAの2遺伝子が塩基配列、発現パターンも正常であることを見出し、配偶子間相互作用に不可欠な第3の遺伝子が存在することが明らかとなった。植物で同定されたGCS-1/HAP2の相同遺伝子がレベルは低いながら配偶子での発現が確認されたため、その有力な候補遺伝子として破壊株の作製を進めている。
新規サイトカインＩＬ－３３によるＩＬ－１７Ｆの発現と喘息との関連

IL-17Fは喘息に関与するサイトカインの一つである。産生細胞として気道上皮細胞が注目されているが誘導因子や発現機構は不明である。そこで喘息の病態に深く関連するIL-33を用いてIL-17Fの発現とそのメカニズムを検討した。その結果、IL-33は気道上皮細胞からIL-17Fを有意に産生した。気道上皮細胞はIL-33の受容体ST2を有しており、ERK1/2とMSK1をリン酸化した。これらのシグナル伝達経路を阻害するとIL-17Fの発現は抑制された。以上から気道上皮細胞におけるIL-33によるIL-17Fの産生にST2-ERK1/2-MSK1経路が関与し、喘息の新たな病態が解明された。2001年に我々が発見したサイトカインIL-17F(Kawaguchi et al. J. Immunol. 2001)は喘息患者の気道で高発現しており、様々なサイトカインの産生を誘導することから喘息の治療戦略上重要な標的の一つと考えられている。しかしながら、その誘導因子は不明であった。種々の検討の結果、2005年に発見された新規サイトカインであり、アレルギー性気道炎症を強力に誘導するIL-33がその誘導因子であることを発見した。本研究ではIn vitroの実験系でIL-33によるIL-17Fの発現とそのメカニズムを解析する。さらに喘息患者の臨床検体を用いてIL-17Fを定量し、喘息の診断、重症度や治療効果との相関を解析し、有用な臨床的マーカーになり得るか検討する。本年度は以下を明らかにした。1.IL-33によるIL-17Fの発現:免疫染色の結果から気道上皮細胞が重要なIL-17Fの産生細胞であることが判明した。気道上皮細胞(ヒト正常気道上皮細胞ならびにセルラインBEAS-2B細胞)をIL-33(10, 100, 200ng/mL)で刺激するとIL-17Fの発現を有意に遺伝子レベルおよびタンパクレベルで認めた。2.IL-33のシグナル伝達経路:IL-33によるIL-17Fの発現はIL-33の受容体ST2を介してその下流ではERK1/2-MSK1を介することが判明した。また、他のMAPキナーゼであるp38MAPK, JNKの関与は認めなかった。以上から喘息の病態にIL-33/IL-17Fの関与が示唆され、新たな喘息の病態が解明され、臨床応用への可能性が期待される。我々が2001年に発見したサイトカインIL-17F (Kawaguchi et al. J. Immunol. 2001)は喘息患者の気道で高発現しており、その発現は重症度と比例している。IL-17Fの機能としては様々な炎症性サイトカインの産生を誘導し、その一塩基多型は喘息の発症や重症度と相関することを報告してきた。このことから喘息の治療戦略上重要な標的の一つと考えられている。しかしながら、IL-17Fの誘導因子は不明であった。種々の検討の結果、2005年に発見されたアレルギー性気道炎症を強力に誘導するサイトカインIL-33がその誘導因子であることを発見した。本研究ではIL-33によるIL-17Fの発現とそのメカニズムをIn vitroで解析した。以上からアレルギー性気道炎症の病態にIL-33/IL-17Fの関与が示唆され、新たな喘息の病態が解明され、IL-17Fを標的とした臨床応用への可能性が期待される。本研究ではまずIn vitroの実験系でIL-33によるIL-17Fの発現とそのメカニズムを解析する。さらに喘息患者の臨床検体を用いてIL-17FおよびIL-33を定量し、喘息の診断、重症度や治療効果との相関を解析し、有用な臨床的マーカーになり得るか検討する。3年の研究期間で以下3点を明らかにしていく。

気道上皮細胞をIL-33で刺激し、IL-17Fの発現を遺伝子レベルおよびタンパクレベルで検討した2.IL-33のシグナル伝達経路:IL-33によるIL-17Fの発現はIL-33の受容体ST2-ERK1/2-MSK1を介することが判明した。3.臨床的関連:喘息患者、健常者の血清中のIL-17F,IL-33のタンパクレベルの発現をELISAで定量し、喘息の診断、重症度との相関、治療による変動を検討する。上記の3つの研究のうち「1.IL-33によるIL-17Fの発現」および「2.IL-33のシグナル伝達経路」に関しては終了し、現在論文作成中である。4月に国際英文誌へ投稿した。また、研究内容は日本アレルギー学会秋季学術大会、第8回北関東信越呼吸器フォーラム、第15回アレルギー・気道上皮細胞研究会で発表した。「3.臨床的関連」に関しては現在症例を集めている最中であり、既に喘息患者および健常者計12症例が集まっている。このことから本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。今後は臨床的関連を中心に研究を進めていく。筑波大学附属病院の倫理委員会において既に承諾されており、同意が得られた気管支喘息患者および職員・学生などの健常者からの血清や誘発痰を用いてIL-17FおよびIL-33の発現をELISAにて検討する。IL-33の蛋白定量には市販品を用いるが、IL-17Fは我々が独自に開発した前述の高感度ELISAシステムを用いて患者サンプル(血清、誘発痰)の蛋白定量を行う。健常者との比較、ガイドラインに基づく重症度との比較、急性増悪時の変化、治療による変化を検討することによりIL-17F・IL-33と気管支喘息との臨床的関連について解析する。健常者10名、喘息患者20名を予定している。今後は「3.臨床的関連」を中心に研究を進めていく。該当なし研究費の使用計画として以下を通りである。[1]消耗品等IL-17F高感度ELISAシステムのために2種類のヒトIL-17F抗体、IL-33 ELISAキット、ELISAプレートなど。[2]旅費研究成果を発表するための学会、研究会の旅費。予定している学会として日本アレルギー学会、日本呼吸器学会学術講演会、米国胸部疾患学会などを考えている。
金属単原子接点の高周波透過特性

本研究は金属の単原子接点のRF信号透過特性を実験的に明らかにすることを目的としている.平成22年度は高周波用リレー接点を利用して金の単原子接点を作成し,数100MHzの周波数域におけるコンダクタンス測定を試みた1.金電極を接点とするリレー接点では,接点が開く際に金の単原子接点が形成されることが知られている.単原子接点の寿命は短時間であるが,数100MHzの信号周期と比較すると十分に長い.そこでリレー接点に数100MHzのバイアス変調を加え,,単原子接点が形成されたときにコンダクタンスがどのように変調されるかを観測することを試みた.リレーには高周波用のものを使用し,専用の基板を作製して搭載した.接点が開く際に金の単原子接点に対応する1G_0のコンダクタンスプラトーが観測されること,および1G_0コンダクタンスがバイアス変調されていることは確認できている.今後コンダクタンス変調の振幅や位相のシフトを測定して,数100MHz領域での金単原子接点のRF信号透過特性を明らかにしてゆく2.関連研究として,単分子接合の高周波伝導に関する実験も行った.単分子接合の高周波伝導は既存のデータが無く,金属単原子接点の高周波伝導よりもさらに未踏の領域である.平成22年度は,金電極にBDT分子を架橋したAu/BDT/Au接合の交流コンダクタンス測定を行った.室温で動作するMCBJ装置を使用して単分子接合を形成し,LCRメータを用いて200kHzまでの交流コンダクタンス測定を行った.位相角は負で周波数が高くなるに従って絶対値が増加することから,Au/BDT/Au接合は容量的になっていることがわかる.しかし位相角の周波数特性は接合によるばらつきが大きく,信頼性のある周波数特性を得るには至っていない本研究は金属の単原子接点のRF信号透過特性を実験的に明らかにすることを目的としている.平成21年度は同軸ケーブルを利用した実験を行い,以下に述べる成果を得た.1.同軸ケーブルを電極とするMCBJ(機械制御破断接合)の開発を行った.電極材は0.3mm径のCu単芯線を中心導体とする50Ω極細同軸ケーブルであり,その中心導体にノッチを入れて破断することによりMCBJを形成した.同軸ケーブルを使用すると電極が基板に密着しなくなるため接合の制御性が悪化することが懸念されたが,特に問題は無く,室温大気中でself-breakingの手法を用い,約10秒程度の寿命の長いCuの単原子接点を形成することに成功している.2. Cuの単原子接点が形成されている状態で接合に矩形の電圧パルスを入力し,透過信号をオシロスコープで直接観測することを行った.電圧パルス幅は50500nsである.透過信号は矩形波が積分回路を透過したときの波形を示しており,Cu単原子接点と浮遊容量とにより積分回路が構成されていることがわかる.Cu単原子接点が1GOのコンダクタンスの純抵抗と仮定すると観測された時定数をほぼ説明することができ,またCu単原子接点の代わりに10kΩの固定抵抗を用いた時にもCu単原子接点の場合と同じ透過信号波形が得られた.これらの実験結果は,50nsまでのパルスに対してCu単原子接点が純抵抗として振舞うことを示している.量子接点のアドミッタンスに関する理論から概算されるCu単原子接点のコンダクタンスの虚数部分はMHzの帯域では無視できる程度に小さく,今回の電圧パルス透過実験の結果は,この理論予測と矛盾していない.本研究は金属の単原子接点のRF信号透過特性を実験的に明らかにすることを目的としている.平成22年度は高周波用リレー接点を利用して金の単原子接点を作成し,数100MHzの周波数域におけるコンダクタンス測定を試みた1.金電極を接点とするリレー接点では,接点が開く際に金の単原子接点が形成されることが知られている.単原子接点の寿命は短時間であるが,数100MHzの信号周期と比較すると十分に長い.そこでリレー接点に数100MHzのバイアス変調を加え,,単原子接点が形成されたときにコンダクタンスがどのように変調されるかを観測することを試みた.リレーには高周波用のものを使用し,専用の基板を作製して搭載した.接点が開く際に金の単原子接点に対応する1G_0のコンダクタンスプラトーが観測されること,および1G_0コンダクタンスがバイアス変調されていることは確認できている.今後コンダクタンス変調の振幅や位相のシフトを測定して,数100MHz領域での金単原子接点のRF信号透過特性を明らかにしてゆく2.関連研究として,単分子接合の高周波伝導に関する実験も行った.単分子接合の高周波伝導は既存のデータが無く,金属単原子接点の高周波伝導よりもさらに未踏の領域である.平成22年度は,金電極にBDT分子を架橋したAu/BDT/Au接合の交流コンダクタンス測定を行った.室温で動作するMCBJ装置を使用して単分子接合を形成し,LCRメータを用いて200kHzまでの交流コンダクタンス測定を行った.位相角は負で周波数が高くなるに従って絶対値が増加することから,Au/BDT/Au接合は容量的になっていることがわかる.しかし位相角の周波数特性は接合によるばらつきが大きく,信頼性のある周波数特性を得るには至っていない
新しい炎症増幅因子の精製と骨・軟骨疾患診断薬としての応用

新しい炎症増幅因子としてのオステオネクチン(SPARC)を骨,軟骨疾患診断薬として応用するため、リウマチおよび変形性関節炎の患者より、滑液、滑膜、軟骨を採取して、オステオネクチンレベルを、サンドイッチELISA法,イムノブロット法,免疫組織染色法にて検討した。その結果,滑液中のオステオネクチンレベルはリウマチ患者では変形性関節炎に比較して10倍上昇していることが判明した。また正常滑膜および軟骨にはオステオネクチンはほとんど存在していないのに対して、リウマチおよび変形関節炎の滑膜および軟骨では、オステオネクチンレベルが著しく増大していた(Arthr. Rheum. 1996印刷中,4月号)。さらに軟骨細胞培養系を用いて、オステオネクチンの蛋白mRNAの合成がTGF-bとBMPによって強く誘導されることを見いだした。一方interleukin1は抑制した。(Arthr. Rheum. 1996印刷中、4月号)。これらの知見は、慢性期の関節炎マーカーとしてオステオネクチンが有用であることを示している。次ぎに、ヒト歯髄細胞を培養して、象牙芽細胞への分化過程でオステオネクチン合成が亢進する事、またTGF-bおよびBMPはその合成を推進するのに対して、FGFは抑制的に作用することを見いだして報告した(Dev. Biol., 1994)。今後、SPARC, p39およびSAA-3を歯周炎の炎症診断マーカーとしても利用したい。歯周病や顎関節症では、炎症にともなって骨と軟骨の破壊が起こる。しかし内科の病気と異なり、軟骨・骨の病態の変化を正確に追跡できるマーカーはない。本研究では、炎症増幅因子として注目されている、オステオネクチン、serum amyloid A-3、p39の軟骨疾患にともなう変化を追跡した。本年度は、39k蛋白(p39)をSDS-電気泳動にて分離して、さらにこの蛋白をWestern Blottingにて膜に転写して、そこからp39バンドを切り出してアミノ酸配列を決定した。また39k蛋白のMonoQカラムによる精製も試みた。そのアミノ酸配列の結果は、YKLVXYFTNXSQXRXXPGRであった。コンピュータ検索でこの配列は、牛乳腺の退縮期でミルクに出てくる蛋白の配列と50%一致した。またヒト関節の滑膜細胞の分泌する蛋白とも50%一致した。またIL-1で誘導される36k蛋白の一部にもこの配列が存在していた。すなわちp39は39および36kの二つの型が存在することが判明した。さらにSDS-PAGEにて分離したp39をマウスに投与して抗体を作成した。この抗体は弱いもののWestern Blotting分析で39kバンドと反応した。まだ免疫染色は行っていない。IL-1で誘導される11k蛋白のN端のアミノ酸配列は、REWLTFLKEAGQGAKDMXRAでありSerum amyloid A-3の配列と一致した。つまり軟骨細胞がSAA-3を産生することが明らかになった。またPCRにて、IL-1処置によりこのmRNAが誘導されることを見いだした。軟骨細胞培養系で、p39,オステオネクチンおよびSerum amyloid A-3の合成を及ぼす、TNF-alphaの影響を検討した。TNF-alpha(1000U/ml)はp39およびserum amyloid A-3の合成を著しく促進した。一方、TNF-alphaはオステオネクチン合成を抑制した。ただし、TNF-alphaの作用はIL-1よりも弱かった。またIL-1がp39のmRNAを増加させ、オステオネクチンmRNAを減少させることが判明した。新しい炎症増幅因子としてのオステオネクチン(SPARC)を骨、軟骨疾患診断薬として応用するため、リウマチおよび変形性関節炎の患者より、滑液、滑膜、軟骨を採取して、オステオネクチンレベルを、サンドイッチELISA法、イムノブロット法、免疫組織染色法にて検討した。その結果、滑液中のオステオネクチンレベルはリウマチ患者では変形性関節炎に比較して10倍上昇していることが判明した。

また正常滑膜および軟骨にはオステオネクチンはほとんど存在していないのに対して、リウマチおよび変形性関節炎の滑膜および軟骨では、オステオネクチンレベルが著しく増大していた(Arthr. Rheum.1996印刷中、4月号)。さらに軟骨細胞培養系を用いて、オステオネクチンの蛋白とmRNAの合成がTGF-bとBMPによって強く誘導されることを見いだした。一方interleukin 1は抑制した。(Arthr. Rheum.1996印刷中、4月号)。これらの知見は、慢性期の関節炎マーカーとしてオステオネクチンが有用であることを示している。次ぎに、ヒト歯髄細胞を培養して、象牙芽細胞への分化過程でオステオネクチン合成が亢進する事、またTGF-bおよびBMPはその合成を促進するのに対して、FGFは抑制的に作用することを見いだして報告した(Dev. Biol.,1994)。今後、SPARC、p39およびSAA-3を歯周炎の炎症診断マーカーとしても利用したい。
ニアコンタクトスライダの動的接触現象の解析と最適設計条件の解明

1.ヘッドスライダのディスク表面うねりに対する追従性と最適設計指針空気膜による剛性は軸受長に沿って分布しており,軸受長はディスク微小うねりに対する追従性に関して大きな影響力をもつ.そこで軸受長に沿って剛牲を分布させたモデルを用いて解析を行った.その結果,ニアコンタクト領域においては,前後空気膜剛性比は大きく,ヘッド位置と後側空気膜中心を一致させ,前後空気膜中心を衝撃中心の関係が成立するよう配置し,後側軸受長を高次共振周波数における波長の1.21.3倍にし,前側軸受長は短くするとよいことを明らかにした.2.粗さ接触モデルに基づくスライダ・ディスク接触力と剛性の解析実験的研究により,接触減衰は接触荷重の影響を受けず,潤滑膜圧および衝突速度に依存すること,および潤滑膜厚さによる減衰はディスクへの押し込み時は生じずに離れていくときにスティクション力として生じることを明らかにした.また粗さ接触を考慮した解析においてGreenwood-Williamson(GW)モデルに表面全体のバルクとしての変形も考慮するよう修正を加えたモデルを提案し解析を行いGWモデルの適用限界を明らかにした.3.粗さ接触/潤滑剤の吸着力を考慮した2自由度スライダ接触振動解析スライダ吸着接触時に生じる跳躍現象の特徴と原因を明らかにするために,実験により接触跳躍現象の特徴を調べ,また粗さ接触と潤滑剤の吸着力を考慮した接触特性をスライダ解析モデルに組み入れ解析した.その結果,接触跳躍振動の測定から,跳躍接触時のスライダ後端の時刻暦応答は,周期的な振動をしており,その周波数スペクトルには一定周期毎に卓越したピークが見られることを明らかにした.また解析から接触跳躍振動現象は本研究で用いた解析モデルで把握することができ,跳躍振動は摩擦力と吸着力に起因するスライダの自励振動であること,周波数スペクトルの卓越したピークの基本周波数はスライダの前側が大きく触れるモードであること,ニアコンタクト領域で安定浮上特性を満たすためには,空気膜剛性を高めること,吸着力および摩擦係数を小さくすることが重要であることを明らかにした.1.ヘッドスライダのディスク表面うねりに対する追従性と最適設計指針空気膜による剛性は軸受長に沿って分布しており,軸受長はディスク微小うねりに対する追従性に関して大きな影響力をもつ.そこで軸受長に沿って剛牲を分布させたモデルを用いて解析を行った.その結果,ニアコンタクト領域においては,前後空気膜剛性比は大きく,ヘッド位置と後側空気膜中心を一致させ,前後空気膜中心を衝撃中心の関係が成立するよう配置し,後側軸受長を高次共振周波数における波長の1.21.3倍にし,前側軸受長は短くするとよいことを明らかにした.2.粗さ接触モデルに基づくスライダ・ディスク接触力と剛性の解析実験的研究により,接触減衰は接触荷重の影響を受けず,潤滑膜圧および衝突速度に依存すること,および潤滑膜厚さによる減衰はディスクへの押し込み時は生じずに離れていくときにスティクション力として生じることを明らかにした.また粗さ接触を考慮した解析においてGreenwood-Williamson(GW)モデルに表面全体のバルクとしての変形も考慮するよう修正を加えたモデルを提案し解析を行いGWモデルの適用限界を明らかにした.3.粗さ接触/潤滑剤の吸着力を考慮した2自由度スライダ接触振動解析スライダ吸着接触時に生じる跳躍現象の特徴と原因を明らかにするために,実験により接触跳躍現象の特徴を調べ,また粗さ接触と潤滑剤の吸着力を考慮した接触特性をスライダ解析モデルに組み入れ解析した.その結果,接触跳躍振動の測定から,跳躍接触時のスライダ後端の時刻暦応答は,周期的な振動をしており,その周波数スペクトルには一定周期毎に卓越したピークが見られることを明らかにした.また解析から接触跳躍振動現象は本研究で用いた解析モデルで把握することができ,跳躍振動は摩擦力と吸着力に起因するスライダの自励振動であること,周波数スペクトルの卓越したピークの基本周波数はスライダの前側が大きく触れるモードであること,ニアコンタクト領域で安定浮上特性を満たすためには,空気膜剛性を高めること,吸着力および摩擦係数を小さくすることが重要であることを明らかにした.1.ニアコンタクト領域のスライダの動的接触挙動の計測と分析動的接触挙動を3次元的に計測するために2チャンネルのレーザー光路系を製作し,現在データを採る準備が整ったところである.今後実験を繰り返し,再現性のあるデータを採り,スライダの動的接触現象を明らかとすると共に,シミュレーション結果と比較検討していく予定である.2.スライダ・ディスク間の等価接触剛性・減衰の同定とモデル化実験的研究により,接触減衰は接触荷重の影響を受けず,潤滑膜圧および衝突速度に依存すること,および潤滑膜厚さによる減衰はディスクへの押し込み時は生じずに離れていくときにスティクション力として生じることを明らかにした.また,粗さ接触を考慮した解析においてGreenwood-Williamson(GW)モデルに表面全体のバルクとしての変形も考慮するよう修正を加えたモデルを提案し解析を行いGWモデルの適用限界を明らかにした.3.集中/分布定数空気膜ばねモデルによるニアコンタクト領域のスライダの動的接触シミュレーション解析実際の空気膜による剛性は軸受長に沿って分布しており,ディスク微小うねりに対する追従性に関して大きな影響力をもつ.そこで,集中定数空気膜ばねモデルのみでなく,軸受長に沿って剛性を分布させたモデルをも用いて解析を行った.

そして,ニアコンタクト領域においては,前後空気膜剛性比は大きく,ヘッド位置と後側空気膜中心を一致させ,前後空気膜中心の関係が成立するよう配置し,後側軸受長を高次共振周波数における波長の1.21.3倍にすることにより減衰が小さくとも共振振幅を抑えることができることを明らかにした.また,前側軸受長はヘッド点の追従性の観点から考慮すると短いほうがよいことを明らかにした.1.ニアコンタクト領域におけるスライダの動的接触挙動の計測および動的接触シミュレーション解析スライダ吸着接触時に生じる跳躍現象の特徴と原因を明らかにするために,実験により現象を測定し,接触跳躍現象の特徴を調べ,また粗さ接触と潤滑剤の吸着力を考慮した接触特性をスライダ解析モデルに組み入れ解析した.その結果,接触跳躍振動の測定から,跳躍振動時のスライダ後端の時刻歴応答は,周期的な振動をしており,その周波数スペクトルには一定周期毎に卓越したピークが見られることを明らかにした.また解析から,接触跳躍振動現象は本研究で用いた解析モデルで把握することができ,跳躍振動は摩擦力と吸着力に起因するスライダの自励振動であること,周波数スペクトルの卓越したピークの基本周波数はスライダの前側が大きく振れるモードであること,ニアコンタクト領域で安定浮上特性を満たすためには,空気膜剛性を高めること,吸着力および摩擦係数を小さくすることが重要であることを明らかにした.2.スライダ・ディスク間の等価接触剛性・減衰の同定とモデル化接触剛性・減衰に及ぼす潤滑膜厚,スライダ荷重および突入速度の影響を明らかにするために,球面模擬スライダを静止したディスク面に衝突させ,スライダ跳躍現象を測定し,解析結果とカーブフィットすることにより,ヘッド・ディスクの動的接触時の等価的な接触剛性/減衰を推定した.その結果,スライダがディスクに押し込む過程と,スライダがディスクから離れる過程での接触減衰を分離して考えることにより,実験データとシミュレーションがよく一致すること,算出した接触剛性値はヘルツの弾性接触理論値とほぼ一致していること,減衰係数はスライダがディスクに押し込む過程より離れる過程の方が10倍以上大きいこと,接触荷重・潤滑膜厚・衝突速度の接触減衰におよぼす影響は小さいことを明らかにした.
ビタミンＤ欠乏症の発症リスクに関する網羅的遺伝子解析

小児期にビタミンDが不足すると、乳児けいれん、O脚、低身長、運動発達障害などを呈するビタミンD欠乏症を発症する。環境因子の変化により近年患者数が増加しているが、環境因子だけで説明できない例も多く、遺伝性素因の検討を行った。その結果、ビタミンD受容体、ビタミンD結合蛋白、NAD合成酵素の多型に対照群と有意差がみられた。さらに特定のハプロタイプの関与が強く認められた。さらに、臨床的にビタミンD欠乏症の経過を呈する症例に遺伝性くる病が明らかとなり、遺伝子解析の有用性が明らかとなった。小児期にビタミンDが不足すると、乳児けいれん、O脚、低身長、発達障害などを呈するビタミンD欠乏症を発症する。近年世界的にビタミンD欠乏症が増加していることが注目され、その原因は、主に紫外線不足や栄養など環境因子によると考えられている。我々は本疾患発症には遺伝性素因の関与もあると考え、ビタミンD欠乏症の疾患感受性遺伝子の同定を試みた。全国からビタミンD欠乏性くる病と診断された症例の集積を行い、ゲノムワイド関連解析により血中ビタミンD濃度との関連が報告された遺伝子多型について解析を行った。正常対照と比較して解析した結果、ビタミンD受容体、ビタミンD結合蛋白、NAD合成酵素の多型に有意差がみられた。ビタミンD受容体については、有意差のあった多型が隣接しており、ハプロタイプでの解析を行った。その結果、4つの多型のハプロタイプを用いると、特定のハプロタイプには、オッズ比5.6(95%信頼限界1.92-16.40)のリスクがあることがわかった。さらに、これらの多型の有無と臨床症状の関連性を検討した。発症年齢、環境要因の数、血中カルシウム濃度、血中25(OH)D濃度,血中1,25-dihydroxyvitamin D濃度について検討を行ったが、いずれも有意差は認められなかった。このように、ビタミンD欠乏症の発症には、ビタミンD結合蛋白等による血中ビタミンD濃度の低下に加え、ビタミンD受容体の多型が、欠乏による影響を受けやすい体質を生じていることが推察された。さらに、臨床的にビタミンD欠乏症と同様の症状経過を呈する複数の症例において、遺伝子解析により先天性くる病と診断され、遺伝子解析の有用性が判明した。近年世界的にビタミンD欠乏症が増加しており、紫外線不足や栄養など環境因子の変化が背景にある。しかし、環境因子だけで説明できない例も多いことから、我々は遺伝性素因の関与もあると考えた。そこで、本研究では、ビタミンD欠乏症の疾患感受性遺伝子の同定を行った。全国からビタミンD欠乏性くる病と診断された症例の集積を行い、これまでにゲノムワイド関連解析により血中ビタミンD濃度との関連が報告された遺伝子多型、及び既知の骨代謝疾患の疾患感受性遺伝子多型について解析を行った。この結果から、ビタミンD欠乏症の発症には、遺伝因子の関与があると考えられた。つまり、ビタミンD結合蛋白による血中ビタミンD濃度の低下に加え、ビタミンD受容体の多型によって、欠乏による影響を受けやすい体質を生じていることが推察された。また、臨床的にビタミンD欠乏症と同様の症状経過を呈する複数の症例において、遺伝性くる病であることが判明し、くる病における遺伝子解析の有用性が明らかとなった。小児期のビタミンDが不足すると、乳児けいれん、O脚、低身長、発達障害などを呈するビタミンD欠乏症を発症する。我々は本疾患発症には遺伝性素因の関与もあると考え、ビタミンD欠乏症の疾患感受性遺伝子の同定を試みている。

その結果、4つの多型のハプロタイプを用いると、特定のハプロタイプには、オッズ比5.6(95%信頼限界1.92-16.40)のリスクがあることがわかった。さらに、これらの多型の有無と臨床症状の関連性を検討した。発症年齢、環境要因の数、血中カルシウム濃度、血中25(OH)D濃度,血中1,25-dihydroxyvitamin D濃度について検討を行ったが、いずれも有意差は認められなかった。今回用いた対象が低年齢児のみで疾患群の中でも均一な集団であったため、差が出なかったものと考えられた。このように、ビタミンD欠乏症の発症には、ビタミンD結合蛋白等による血中ビタミンD濃度の低下に加え、ビタミンD受容体の多型が、欠乏による影響を受けやすい体質を生じていることが予想された。今後は、他集団での解析や、このような多型を有する群に実際に欠乏症が発症しやすいか検討が必要と考えられた。有用な結果が得られ、学会・論文において発表した。多型解析を施行し、統計解析で有意差を認め、論文を投稿した。1.ビタミンD欠乏性くる病の症例および正常対照の集積:前年度にひきつづき、症例及び正常対照の検体の集積を行う。2.骨代謝関連遺伝子の全遺伝子配列解析:全遺伝子配列解析において、変異が同定された際には、その機能解析を行う。遺伝子多型がアミノ酸コード領域内にある場合は、その遺伝子機能を発現実験などにより転写活性解析、酵素活性解析、受容体機能解析、細胞機能解析を行う。イントロンや発現調節領域にある場合には、転写や翻訳への影響を解析する。3.全ゲノムアプローチによる解析:全ゲノムアプローチによるSNP解析を行う。全ゲノムでは有意差が得られない場合は、骨代謝およびビタミンD関連遺伝子に着目して解析を行う。研究補助者の人件費ゲノム解析のための物品・試薬費研究発表のための費用と旅費研究補助者の人件費、ゲノム解析のための物品試薬費、研究発表のための費用と旅費に使用予定。
B7-2 KO NODマウスによる脱髄に付随する軸索障害機序の解明

慢性炎症性脱髄性多発根神経炎(CIDP)では、軸索障害の合併が難治例や長期予後不良例の特徴として知られており、軸索障害の発現が臨床上の重大な問題になっている。CIDPの動物モデルとして、自然発症の慢性自己免疫性神経炎を特徴とするnon-obese diabetic (NOD)マウスが知られている。細胞性免疫の脱髄をきたす点に着目し、脱髄からどのように軸索障害をきたすのかを確認した。生後20週齢頃より軽度の炎症細胞浸潤が散見され、高度の炎症細胞浸潤と付随する活動性の脱髄所見を呈した。その後は細胞浸潤が減退するものの二次性の軸索変性から線維脱落が顕在化した。慢性炎症性脱髄性多発根ニューロパチー(CIDP)やギランバレー症候群などの免疫性脱髄性ニューロパチーは、末梢神経の病変部位における脱髄を特徴とする。しかしながら治療反応性や予後不良因子には、軸索障害の関与が示唆されている。我々はCIDP予後因子の解析から、ジャクスタパラノードに発現しているTAG-1が、軸索障害の発生に重要な役割を果たしていることを示唆した。本研究はTAG-1の役割を中心に軸索障害機序の解明を目指しているが、ヒト末梢神経組織と動物モデルを用いた2本の柱から成り立っている。ヒト生検標本を用いた研究ではCIDPのみならず、IgM monoclonal gammopathyを伴う抗MAG抗体陽性ニューロパチーやPOEMS症候群など、他の免疫性脱髄性ニューロパチーのサンプルも収集している。各疾患でsodium channel、neurofascin、Caspr、TAG-1など、ランビエ絞輪部やその周辺分子の分布異常について解析を進めている。疾患に関係なくパラノードの形態が保たれている部位では、sodium channelが消失することはなかった。一方でneurofascinは、脱髄の初期段階で疾患により分布に違いが示唆されており、引き続き解析を進めている。動物モデルについては、慢性進行性脱髄性ニューロパチーのモデルマウスである、B7-2 KO NODマウスとTAG-1 KOマウスを用いて解析を進めている。B7-2 KO NODマウスはEAN誘導とは異なり、細胞性免疫による脱髄をきたすことが知られている。それぞれを形態学的・免疫組織学的に解析を進めるとともに、両マウスをかけ合わせたdouble KOマウスを作成し、脱髄から軸索障害に至る機序解明を目指している。Double KOマウスの作成はおおむね順調に進んでおり、世代を重ねて個体数を増やしている段階である。慢性炎症性脱髄性多発根神経炎(CIDP)は、末梢神経の病変部位における脱髄を特徴としているが、治療反応性や予後不良因子には軸索障害の関与が示唆されている。我々はCIDPの予後因子の解析から、ジャクスタパラノードに発現しているTransient Axonal Glycoprotein-1(TAG-1)が、軸索障害の発生に重要な役割を果たしていることを示唆した。本研究はTAG-1の役割を中心に軸索障害機序の解明を目指し、ヒト末梢神経組織と動物モデルを用いた2本の柱から成り立っている。ヒト生検標本を用いた研究では、CIDPをはじめ種々の免疫性脱髄性ニューロパチーでランビエ絞輪部のイオンチャンネル、パラノードやジャクスタパラノードの分子の分布異常について解析を進めている。ナトリウムチャンネルはPOEMS症候群ではランビエ絞輪部からパラノード側に拡散して分布するのに対し、抗MAG抗体陽性ニューロパチーでは分布異常はみられなかった。抗MAG抗体陽性ニューロパチーのneurofascinは、脱髄の初期段階でインターノード側に拡散する特徴があり、疾患により分布異常の特徴が異なることが明らかとなっている。動物モデルについては、慢性進行性脱髄性ニューロパチーのモデルマウスであるB7-2ノックアウトNODマウスと、TAG-1ノックアウトマウスを用いて解析を進めている。NODマウスはEAN誘導とは異なり、細胞性免疫による脱髄をきたすことが知られている。NODマウスの形態学的解析では、局所に細胞浸潤を認め、その周囲の線維は著明な脱髄をきたしていることが明らかとなった。ダブルノックアウトマウスは引き続き個体数を増やしている段階である。ヒト生体試料を用いた形態学的・免疫組織学的研究は、順調に症例数が増えている。疾患ごとに異なる特徴が明らかになってきており、引き続き症例数を増やして解析を進めていく。NODマウスおよびTAG-1ノックアウトマウスの形態学的・免疫組織学的解析を進めている。また、両マウスをかけ合わせた、ダブルノックアウトマウスの作成はおおむね予定通り進んでいる。5世代までは完了しており、引き続き個体数を増やして軸索障害に至る機序の解明を目指している。免疫介在性ニューロパチーの病態には、液性免疫と細胞性免疫の相互的な関与が推定されている。動物モデルの作成は、病態のみならず治療法開発に不可欠であり、疾患の病態を理解するための有用なツールである。CIDPをはじめとする慢性経過の免疫性ニューロパチーの動物モデルとして、B7-2ノックアウトNODマウスが有用であるとされ、自然発症、炎症細胞の病変部出現、T細胞のみならずB細胞やマクロファージの活性化等、広範な免疫応答を反映する特徴が示されている。しかしながら、これらの経時的な末梢神経病変部の病理変化はほとんど報告されていない。

本マウスにおける病変部の継時的な病理変化については、生後20週齢頃より進行性の後肢優位の運動障害をきたし、軽度の炎症細胞浸潤が散見され、25週齢くらいをピークとして高度の炎症細胞浸潤と付随する活動性の脱髄所見を呈した。30週齢以降には細胞浸潤が減退するものの二次性の軸索変性から線維脱落が顕在化した。その後は後肢中心に高度の筋萎縮から完全麻痺の状態に陥るものの、前肢による移動や捕食は可能な状態で推移した。それぞれの病期におけるエフェクターの変化は報告されていないが、CD4やCD8陽性のT細胞やNK細胞が長期にわたり出現するとともに、CD68陽性マクロファージは病理像を反映して25週齢をピークに浸潤の程度は変動を示した。脱髄から軸索変性に至る機序についても動物モデル所以の利点であるサンプル取得が容易であることなどから、今後も有用性が期待される。慢性炎症性脱髄性多発根神経炎(CIDP)では、軸索障害の合併が難治例や長期予後不良例の特徴として知られており、軸索障害の発現が臨床上の重大な問題になっている。CIDPの動物モデルとして、自然発症の慢性自己免疫性神経炎を特徴とするnon-obese diabetic (NOD)マウスが知られている。細胞性免疫の脱髄をきたす点に着目し、脱髄からどのように軸索障害をきたすのかを確認した。生後20週齢頃より軽度の炎症細胞浸潤が散見され、高度の炎症細胞浸潤と付随する活動性の脱髄所見を呈した。その後は細胞浸潤が減退するものの二次性の軸索変性から線維脱落が顕在化した。B7-2 NOD KOマウスおよびTAG-1 KOマウスの形態学的・免疫組織学的解析を進めている。また、両マウスをかけ合わせた、double KOマウスの作成はおおむね予定通り進んでいる。世代を重ねて個体数を増やし、double KOマウスの解析から軸索障害に至る機序の解明を目指している。ヒト生体試料を用いたランビエ絞輪部周辺分子の発現解析は、今年度行った研究を継続し、症例数の増加に努める。同時に収集している臨床情報や電気生理検査、治療などのデータベースと、ランビエ絞輪部周辺分子の発現解析から、予後予測因子や治療反応性の解析を進めていく。実験動物を用いた解析では、ダブルノックアウトマウスの解析を継続する。個体数が増えた段階で形態学的、免疫組織学的評価を行い、遺伝子発現プロファイルから軸索障害に関わる新規分子の探索を行う。神経内科学ヒト生検標本を用いた、免疫性脱髄性ニューロパチーにおけるランビエ絞輪部周辺分子の発現解析は、今年度行った研究を継続し、症例数の増加に努める。CIDPのコホート研究がスタートする予定であり、臨床症状電気生理学的検査、治療反応性などのデータベース構築に取り組む。また、血清、髄液、DNA、生検標本などの生体試料もあわせて収集し、治療反応性や予後不良因子の解明を目指す。実験動物を用いた解析では、TAG-1 KOマウスとB7-2 KO NODマウスとのdouble KOマウスの解析を継続する。1月以降に使用した血液検査の支払いが平成28年度になる。1月以降に使用した検査IgG4の支払いが平成27年度になる。
組織修復・再生における間葉系細胞のダイナミズム：統合型研究

実質臓器に起こる線維化を治療する薬物は皆無と言ってよく、他の慢性疾患に比べて基礎研究も少ない。これまでの線維化研究は免疫反応とコラーゲン産生が中心であったが、本研究は、炎症・線維化反応に伴って筋線維芽細胞へと分化する間葉系細胞群を対象として、運動機能の変化を中心に機能変化を分子レベルで解明することを目的とした。その結果、筋線維芽細胞への機能変化に重要なマーカー分子としてCPI-17およびテネイシンCを同定し、またIL-1b、IL-17、IL-33、PGD2、ATP、NO、EGFなどのメディエーターの重要性を明らかにした。さらに、間葉系細胞をターゲットとする創薬候補を複数挙げることが出来た。研究論文については業績リストで示していることから、ここでは前を見据え、次年度の研究に繋がる重要な知見について記載する。(1)消化管病態:DSSをマウスに投与し炎症を惹起すると大腸粘膜直下の筋線維芽細胞がテネイシンC(TNC)を産生した。単離細胞を用いた検討からTGFβとPDGFがその産生に深く関与していること、TNCノックアウトマウスでは炎症が悪化(粘膜剥離)することも観察された。TNCは上皮細胞の遊走能を亢進したことから粘膜修復において「鍵」となる蛋白質であることが示唆された。(2)腫瘍:実験的大腸腫瘍の周辺部にTNC陽性部位が多く認められた。上皮細胞にTGFβを作用させると上皮間葉転換が起こりTNC産生した。マイクロアレイで検索すると、各種の細胞外マトリックスと収縮蛋白質発現とともにIL-33発現の顕著な亢進が認められた。IL-33は上皮細胞に対して遊走活性を示した。すなわち、TNCとIL-33が腫瘍細胞の遊走に深く関与するという重要な知見が示唆された。(3)細胞遊走に関わる新規分子の検討:ラット培養小腸上皮細胞において発現しているAQP分子の種類について遺伝子レベルで検討し特定のAQP分子種の発現量が多いことを確認した。上述のTNC、IL-33と合わせ遊走に関わる新規分子として特に注目したい。(4)線維化モデルの作製とそれに基づいた新規バイオマーカーの探索:腎の線維化モデルの確立を試み、腎虚血再灌流あるいはゲンタマイシン投与により腎の線維化モデルを作製できることを確認した。(5)DNAマイクロアレイによる遺伝子発現解析:線維芽細胞を中心とした間葉系細胞の分子特徴を探るため、線維芽細胞に発現する分子の文献的検索と小腸PDGFRα発現線維芽細胞のDNAマイクロアレイによる遺伝子発現解析を行った。グロビン蛋白質に注目し、抗体を作製し、マウス消化管で免疫組織化学的に検討したところ、粘膜および筋層の線維芽細胞に明確な免疫反応を認めた。本年度(2014)に論文公表した原著論文(代表的なもの)の概要を記す。課題1筋線維芽細胞の病態研究:腸炎モデルにおいてテネイシンCは粘膜直下に高密度に発現するが、この発現細胞が腸管粘膜上皮下の筋線維芽細胞であることを見いだし、さらにin vitroにおいてPDGFとTGFβがテネイシンCの発現を増加させ、上皮細胞に働いて細胞遊走を活性化して粘膜修復を促進することを明らかにした(Islam et al., 2014)。課題2平滑筋細胞の病態研究:大建中湯が術後イレウスに対してコリン作動性神経亢進と抗炎症作用により運動機能障害を回復させることを明らかにした(Endo et al., 2014a)。課題3カハール介在細胞の病態研究:腸管のカハール介在細胞がコリン作動性神経と平滑筋間の興奮伝導を介在することをムスカリン受容体受容体M2ノックアウトマウスとM3ノックアウトマウスを用いて電気生理学的に証明した(Tanahashi et al., 2014)。課題4内皮細胞の病態研究:PGD2が皮膚炎モデルにおいて、DP受容体(血管内皮)とCRTH2(好中球)に二面的に働いて炎症を制御することを明らかにした(Sarashina et al., 2014)。課題5上皮系細胞の病態研究:腎線維化と関連する薬剤誘発性腎障害において、腎尿細管上皮からのエクソソーム中AQP2排泄変化を明らかにし、障害バイオマーカーとしての有用性を示すとともに、その排泄変化の背景にあるメカニズムの一端を解明した(Abdeen et al., 2014)。課題6その他: DSS/AOM誘発大腸癌モデルにおいて肥満細胞を起源とするPGD2が抗炎症・抗腫瘍活性を示すことを明らかにした(Iwanaga et al., 2014)中間評価では、「多面的なアプローチを統合して疾病治療を視野に入れた研究に進展すべき」とのコメントも受けたことから、本年度(2015)に公表した原著論文のなから、治療薬開発の一助となる可能性のある研究の概要を以下に記す。1セロトニン5HT3受容体拮抗薬オンダンセトロンの抗炎症作用:術後イレウスは手術中の物理的侵襲によって腸管平滑筋の収縮力が低下し蠕動運動が傷害される現象である。様々な候補物質が治療薬(予防薬)として試されているが、満足なものはない。