hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
淡水魚類群集の多様性を創出する一時的水域の環境特性と魚類の繁殖に対する機能の解明

降雨によって形成される一時的水域は、一部の魚類の繁殖に重要な環境である。一時的水域の環境特性と、そこで繁殖する魚類の生理生態学的情報の把握を目的として、環境調査と魚類の成熟調査を行った。一時的水域の水質には目立った特徴は認められなかったが、仔稚魚の餌となるプランクトンが恒常的水域よりも増加することが示唆された。一時的水域で繁殖する魚種(ドジョウ、ナマズなど)では、繁殖可能な状態が比較的長く(春から秋まで)続くことが示唆された。始めに、本研究課題が追加採択されたのは10月であり、本研究の主要な研究時期である春から夏の時期(一時的水域で魚類が繁殖を行う時期)を未だ迎えていないので、平成22年度に得られた成果は極めて断片的なものであることをことわっておく。春から夏にかけての降雨によって形成される「一時的水域」は、多くの魚類によって繁殖に利用されており、淡水魚類群集の多様性を創出する機能を有している。一時的水域の環境特性と魚類による利用価値を評価するためには、定点の長期モニタリングを行う必要がある。そこで、一時的水域が形成されることが想定される調査地点を8地点設定し、2010年12月から月に2回の水質調査(水温、要存酸素、導電率、濁度など)を継続してきた。今後の繁殖期に向けて、調査を継続し、一時的水域の環境特性を明確にして行く。一時的水域は単に繁殖の場として利用されるだけでなく、そこに多くの魚を誘引し、生理的な成熟を誘導する因子の源にもなっている。しかし、その因子が何であるのかは不明である。これを明らかにするには、一時的水域を繁殖に利用している魚種についての生殖生理に関する情報を蓄積し、実験的な解析を行う必要がある。これまでにタモロコとドジョウについては1年を通した生殖腺の成熟状態を調べ、生殖周期を明らかにできた。このうちドジョウについては、5月から8月まで長期間の繁殖期を持ち、この間に通常の河川内では採集成熟した個体が得られなかったことから、この間に降雨などによって一時的水域が形成された際に、そこに入って最終成熟し、産卵を行うことが推定された。一方、タモロコの繁殖期は5月から6月と短いことが明らかとなった。このことから、魚種によって繁殖期の長さが異なり、一時的水域の利用価値も異なる可能性が示唆された。生息環境調査一時的水域の環境特性を明確にするために、一時的水域が形成される調査地を含め、8カ所の調査地点を設定し、1年間にわたって月に2回の水質調査を行った。この調査により、各調査地点における水温、pH、電気伝導度、濁度、水深、溶存酸素濃などの1年を通じた変動が明らかとなった。魚類の生殖周期の調査(1)コイ科:一時的水域で繁殖する魚種を含め、春から夏にかけて繁殖を行う全8種類のコイ科魚類について、1年にわたって定期的に採集を行い、生殖腺の発達様式と繁殖期を調べた。その結果、配偶子形成を開始する時期の違いから、秋開始型、冬開始型、春開始型、および産卵期開始型の4つの型に分けられた。これらの型の違いは、配偶子形成開始のための環境要因(日長および水温)の違いから説明できた。一時的水域で繁殖すると考えられる魚種では、秋に配偶子形成を開始し、翌春には成熟直前の状態に達し、降雨による一時的水域の形成を待っている状況にあると考えられた。(2)ナマズ:一時的水域で繁殖を行うナマズについて、生殖腺の成熟状態と降雨の関係性を調べた。生殖腺体指数(GSI)は春季に高く、夏季には低下し、秋季には若干の増加が見られた。春季のGSI値と降雨または河川水量の間には明瞭な相関は認められず、一時的水域と生殖腺の最終成熟との関係は示すことができなかった。一方、秋季に採集された個体において、成熟直前の配偶子が確認され、ナマズが春と秋の2回、繁殖を行っている可能性を示唆された。生息環境調査:春から秋までの間に、異なる水位条件をもつ2ヶ所の水田用水路で定期的にプランクトンを採集し、種類組成を調べた。水田湛水による水位変動の少ない用水路では31科43属48種が確認され、藍藻類で多雨期に個体数増加が認められたが、甲殻類その他に顕著な変化は認められなかった。一方、水田湛水により著しく水位が増加する用水路では、33科47属53種が確認され、緑藻類、藍藻類、緑虫類のほか甲殻類で、水位増加による著しい個体数増大が認められた。以上の結果は、恒常的な水域よりも一時的な水域において、プランクトンの個体数に水位上昇に伴う顕著な個体数増大が起き易いことを示唆する。

魚類の生殖周期の調査:コイ科魚類7魚種について生殖腺組織を詳細に観察し、文献情報を検索した結果、配偶子形成の型は以下の4つに分けられることが示された。1)秋開始型:10-11月に配偶子形成を開始し、5、6ヶ月間の配偶子形成の後、産卵期を迎える。カマツカ亜科とウグイ亜科の雌雄では多くの種がこの型に属すると考えられた。2)冬開始型:12-1月に配偶子形成を開始し、3、4ヶ月間の配偶子形成の後、産卵期を迎える。タナゴ亜科の雄の多くがこの型に属すると考えられた。3)春開始型:2-3月に配偶子形成を開始し、2、3ヶ月で配偶子形成を終え産卵期を迎える。ダニオ亜科およびタナゴ亜科の雌に共通な型であると考えられた。4)産卵期開始型:4-6月の産卵期の直前から配偶子形成を開始し、産卵期中にも継続して配偶子形成を行う。カマツカの雌のみが該当した。配偶子形成型は亜科レベルである程度共通していたが、種レベルで異なるものもみられた。これらは、各亜科の祖先種が獲得した基本的な型が、種ごとの生息環境、成長・成熟パターン、繁殖期の長さなどの変化に伴い進化した結果であると考えられる。本研究の採択が半年遅れたことから、当初の計画よりも研究開始が半年遅れた。本研究の対象とする魚種の繁殖期がおもに春から夏であるため、初年度の繁殖期における研究ができなかったことが原因である。24年度が最終年度であるため、記入しない。採択が半年遅れたことにより、繁殖期におけるテータの採取が当初の目的とは異なり1回分少なくなった。このため、昨年度は生殖周期の解析を中心に研究を遂行した。今年度は野外調査でデータを取り残している項目についてデータを集めることで、対処する予定である。
リンパ節介在血行性転移理論に関する実験的研究

本研究では,リンパ節介在血行性転移理論の実験的検証を目的とする.この理論では,腫瘍細胞が輸入リンパ管からリンパ節の辺縁洞に侵入する段階において,辺縁洞を貫通する静脈に浸潤し,腫瘍細胞は血行性として遠隔臓器に転移するものと考える.実験では,リンパ節腫脹マウスを用いて,リンパ節に転移を誘導し,この転移を来たしたリンパ節内の腫瘍細胞の動態を3D蛍光顕微解析および病理像で解析する.本研究では,リンパ節介在血行性転移理論の実験的検証を目的とする.この理論では,腫瘍細胞が輸入リンパ管からリンパ節の辺縁洞に侵入する段階において,辺縁洞を貫通する静脈に浸潤し,腫瘍細胞は血行性として遠隔臓器に転移するものと考える.実験では,リンパ節腫脹マウスを用いて,リンパ節に転移を誘導し,この転移を来たしたリンパ節内の腫瘍細胞の動態を3D蛍光顕微解析および病理像で解析する.
がん細胞特有のエネルギー代謝系の阻害を作用機作とする抗がん剤の開発

我々は、悪性度が高いがん細胞が非常に高いヘキソキナーゼ活性を示すことに注目して解析を行い、がん細胞では、1型グルコース輸送担体とともにII型と呼ばれるヘキソキナーゼアイソザイムが多量に発現し、特徴的な糖代謝系を構築していることを見いだした.そこで本研究では、従来の研究をより一層発展させ「がん細胞特有のエネルギー代謝系の阻害を作用機作とする抗がん剤の開発」を指向した実験を行い、以下に述べるような知見を得た.まず、がん細胞でどのようにしてII型ヘキソキナーゼの転写レベルが特異的かつ激的に亢進するようになるのかを明らかにするために、1)世界に先駆してプロモータ領域の単離ならびに解析に成功(文献1ほか).2)更に本遺伝子の全体像の解明に向けた研究を遂行.現在までに、第1イントロンの単離に成功(未発表).3)本遺伝子の転写レベルが激的に変化する条件を検討.その結果、転写レベルが酸素濃度によって支配されている可能性を発見(未発表)また、本アイソザイムの機能特性を解析するためのキメラの構築を考案.この系を用いて機能特性をもたらす構造要因の解明に成功(文献4).さらに、悪性度の高いがん細胞で観察されるヘキソキナーゼのミトコンドリアへの結合の生理的意味を解明するために、がん細胞株からミトコンドリアを調製し、種々の条件下での活性を測定.その結果、ミトコンドリアに結合したヘキソキナーゼは、ミトコンドリア内でのATP合成速度とミトコンドリア外でのATP合成速度に依存し、それぞれの速度に応じてミトコンドリア内外のATPを使い分けることを発見(文献5)現在、応用研究として、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いたII型ヘキソキナーゼの翻訳阻害効果の解析、ならびにII型ヘキソキナーゼを強制発現させた細胞株のphenotypeの解析を進行中.我々は、悪性度が高いがん細胞が非常に高いヘキソキナーゼ活性を示すことに注目して解析を行い、がん細胞では、1型グルコース輸送担体とともにII型と呼ばれるヘキソキナーゼアイソザイムが多量に発現し、特徴的な糖代謝系を構築していることを見いだした.そこで本研究では、従来の研究をより一層発展させ「がん細胞特有のエネルギー代謝系の阻害を作用機作とする抗がん剤の開発」を指向した実験を行い、以下に述べるような知見を得た.まず、がん細胞でどのようにしてII型ヘキソキナーゼの転写レベルが特異的かつ激的に亢進するようになるのかを明らかにするために、1)世界に先駆してプロモータ領域の単離ならびに解析に成功(文献1ほか).2)更に本遺伝子の全体像の解明に向けた研究を遂行.現在までに、第1イントロンの単離に成功(未発表).3)本遺伝子の転写レベルが激的に変化する条件を検討.その結果、転写レベルが酸素濃度によって支配されている可能性を発見(未発表)また、本アイソザイムの機能特性を解析するためのキメラの構築を考案.この系を用いて機能特性をもたらす構造要因の解明に成功(文献4).さらに、悪性度の高いがん細胞で観察されるヘキソキナーゼのミトコンドリアへの結合の生理的意味を解明するために、がん細胞株からミトコンドリアを調製し、種々の条件下での活性を測定.その結果、ミトコンドリアに結合したヘキソキナーゼは、ミトコンドリア内でのATP合成速度とミトコンドリア外でのATP合成速度に依存し、それぞれの速度に応じてミトコンドリア内外のATPを使い分けることを発見(文献5)現在、応用研究として、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いたII型ヘキソキナーゼの翻訳阻害効果の解析、ならびにII型ヘキソキナーゼを強制発現させた細胞株のphenotypeの解析を進行中.我々は、(1)がん細胞では正常組織ではほとんど発現していないII型ヘキソキナーゼが著しく発現し、解糖活性の亢進に寄与していること、ならびに(2)II型ヘキソキナーゼの転写レベルが亢進しているようながん細胞では、必ず1型糖輸送担体の転写レベルも協調的に亢進しており、がん細胞特有のエネルギー代謝系が構築されていることを見い出してきた.本研究では、がん細胞特有のエネルギー代謝系を遮断することを作用機作とした抗がん剤の開発を行うことを目的とした研究を行い、以下の知見を得た.1.がん細胞でのII型ヘキソキナーゼ遺伝子の転写調節細胞のがん化に伴って、そのような分子機構でII型ヘキソキナーゼの転写レベルが亢進するのかを明らかにすることによって、転写阻害を作用機作とした抗がん剤のドラッブデザインが可能になるものと期待される.そこで、本遺伝子の転写調節を担うプロモーター領域を単離し、その構造と機能の解析を行った.2.II型ヘキソキナーゼのミトコンドリアへの結合の生理的意味がん細胞では、多量に発現したII型ヘキソキナーゼはミトコンドリアに結合していることが知られていたが、その生理的意味は未だ明確でなかった.がん細胞からミトコンドリアを単離し、ミトコンドリア結合型ヘキソキナーゼの機能解析を行い、ヘキソキナーゼはミトコンドリアに結合することによって、酸化的リン酸化反応で合成されたATPを効率よく利用するようになることを見い出し、ミトコンドリアへのヘキソキナーゼの結合の阻害によっても、がん細胞特有のエネルギー代謝系を遮断することが可能であることを見い出した.

3.II型ヘキソキナーゼの特異的阻害剤4種のヘキソキナーゼアイソザイムのうち、II型アイソザイムだけを特異的に阻害する化合物をデザインするために、本アイソザイムの機能的特異性の解析を行い、このような機能的相違を与える一次構造の同定を行った.我々は、悪性度が高いがん細胞が非常に高いヘキソキナーゼ活性を示すことに注目して解析を行い、がん細胞では、I型グルコース輸送担体とともにII型と呼ばれるヘキソキナーゼアイソザイムが多量に発現し、特徴的な糖代謝系を構築していることを見いだした。そこで本研究では、従来の研究をより一層発展させ「がん細胞特有のエネルギー代謝系の阻害を作用機作とする抗がん剤の開発」を指向した実験を行い、以下に述べるような知見を得た。まず、がん細胞でどのようにしてII型ヘキソキナーゼの転写レベルが特異的かつ激的に亢進するようになるのかを明らかにするために、1)世界に先駆してプロモータ領域の単離ならびに解析に成功(文献1ほか).2)更に本遺伝子の全体像の解明に向けた研究を遂行.現在までに、第1イントロンの単離に成功(未発表).3)本遺伝子の転写レベルが激的に変化する条件を検討.その結果、転写レベルが酸素濃度によって支配されている可能性を発見(未発表).また、本アイソザイムの機能特性を解析するためのキメラの構築を考案.この系を用いて機能特性をもたらす構造要因の解明に成功(文献4).さらに、悪性度の高いがん細胞で観察されるヘキソキナーゼのミトコンドリアへの結合の生理的意味を解明するために、がん細胞株からミトコンドリアを調製し、種々の条件下での活性を測定、その結果、ミトコンドリアに結合したヘキソキナーゼは、ミトコンドリア内でのATP合成速度とミトコンドリア外でのATP合成速度に依存し、それぞれの速度に応じてミトコンドリア内外のATPを使い分けることを発見(文献5).現在、応用研究として、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いたII型ヘキソキナーゼの翻訳阻害効果の解析、ならびにII型ヘキソキナーゼを強制発現させた細胞株のphenotypeの解析を進行中.
悪性黒色腫におけるPeriostinの機能解析

悪性黒色腫はさまざまな臓器に転移し、化学療法も効き難いため予後が極めて悪い腫瘍であり、新規治療法の開発が必要とされている。これまでに申請者は定量的プロテオミクス解析によりPeriostinという細胞外マトリックスタンパク質が正常皮膚と比較して悪性黒色腫にて高発現することを明らかにしている。本研究ではPeriostinと悪性黒色腫の増殖との関係を明らかにし、悪性黒色腫の新規治療法の開発に結びっけることを目的とした。精製ヒトPeriostinタンパク質を悪性黒色腫細胞株(Mewo, G361, G361, VMRC-MELG)に処理すると、Periostinは投与量に依存して細胞の増殖促進作用を示した。Periostinによるこれらの細胞株の増殖促進にはntegrin/p44/42 MAPK経路が重要な役割を果たしていることが示された。悪性黒色腫の増殖におけるperiostinのin vi Voでの機能を明らかにするため、Periostin欠損マウスとRAG2欠損マウスを掛け合わせることで、Periostin・RAG2 dK0マウスを作出した。Periostin・RAG2 dK0マウスとRAG2 K0マウスの皮下にMewo細胞株を移植し、腫瘍の増殖速度を調べた結果、RAG2 K0マウスと比較してPeriostin・RAG2 dK0マウスでは腫瘍の増殖速度が低下していたことから、Periostinはin vivoでも腫瘍の増殖促進作用を示すことが明らかになった(論文投稿中)。以上の結果、in vitro及びin vivoの解析によりPeriostinが悪性黒色腫において、細胞増殖促進作用を有することと悪性黒色腫の創薬標的となり得る事が明らかになった。本研究ではPeriostinと悪性黒色腫の増殖、転移・浸潤との関係を明らかにし、悪性黒色腫の新規治療法の開発に結びつけることを目的とした。精製ヒトPeriostinタンパク質をMewo(悪性黒色腫細胞株)に処理すると、投与量に依存してMewo細胞株の増殖に対して促進作用を示した。悪性黒色腫の増殖におけるperiostinのin vivoでの機能を明らかにするため、Periostin欠損マウスとRAG2欠損マウスを掛け合わせることで、Periostin・RAG2 dKOマウスを作出した。Periostin・RAG2 dKOマウスとRAG2 KOマウスの皮下にMewo細胞株を移植し、腫瘍の増殖効果を調べた結果、RAG2 KOマウスと比較してPeriostin・RAG2 dKOマウスでは腫瘍の増殖速度が低下していたことから、Periostinはin vivoでも腫瘍の増殖促進作用を示すことが明らかになった(論文投稿準備中)。現在、悪性黒色腫におけるPeriostinと転移との関係をin vitro及びin vivoで解析中である。精製ヒトPeriostinタンパク質を悪性黒色腫細胞株(Mewo,G361)に処理すると、Periostinは投与量に依存して細胞の増殖促進作用を示した。

悪性黒色腫の増殖におけるperiostinのin vivoでの機能を明らかにするため、Periostin欠損マウスとRAG2欠損マウスを掛け合わせることで、Periostin・RAG2 dKOマウスを作出した。Periostin・RAG 2dKOマウスとRAG 2KOマウスの皮下にMewo細胞株を移植し、腫瘍の増殖速度を調べた結果、RAG2 KOマウスと比較してPeriostin・RAG2 dKOマウスでは腫瘍の増殖速度が低下していたことから、Periostinはin vivoでも腫瘍の増殖促進作用を示すことが明らかになった(論文投稿準備中)。現在、悪性黒色腫におけるPeriostinと転移との関係をin vitro及びin vivoで解析中である。悪性黒色腫はさまざまな臓器に転移し、化学療法も効き難いため予後が極めて悪い腫瘍であり、新規治療法の開発が必要とされている。これまでに申請者は定量的プロテオミクス解析によりPeriostinという細胞外マトリックスタンパク質が正常皮膚と比較して悪性黒色腫にて高発現することを明らかにしている。本研究ではPeriostinと悪性黒色腫の増殖、転移・浸潤との関係を明らかにし、悪性黒色腫の新規治療法の開発に結びつけることを目的とした。精製ヒトPeriostinタンパク質を悪性黒色腫細胞株(Mewo, G361)に処理すると、Periostinは投与量に依存して細胞の増殖促進作用を示した。Periostin・RAG2 dKOマウスとRAG2 KOマウスの皮下にMewo細胞株を移植し、腫瘍の増殖速度を調べた結果、RAG2 KOマウスと比較してPeriostin・RAG2 dKOマウスでは腫瘍の増殖速度が低下していたことから、Periostinはin vivoでも腫瘍の増殖促進作用を示すことが明らかになった(論文投稿中)。悪性黒色腫の増殖におけるPeriostinの役割をin vitroだけでなく、Rag2/Periostin dKOマウスを用いたin vivoの系でも解析を行い、Periostinが悪性黒色腫に対して増殖促進作用を持つ事を明らかにし、論文投稿準備中まで進めるに至っているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。Peristinが悪性黒色腫の増殖と関係することをin vitro, in vivoの解析によりこれまでに明らかにしている。今後はPeriostinによる増殖促進と関係する細胞内シグナル伝達経路を解明する。Periostinによる悪性黒色腫の細胞増殖との関係以外に、Periostinと悪性黒色腫の転移との関係もin vitro,.in vivo両方より解明を試みる。
頭頸部癌における重粒子線治療の抗腫瘍効果に関する実験的研究

発癌剤4Nitroquinoline1-oxideをラットの体重が200gに達した時点で投与を開始した。開始後7ケ月目には肉眼的に舌背部に癌と認識できる病変が発生した。これを生検により扁平上皮癌であることを病理組織学的に確認した。合わせて、重粒子線の照射に必要なラットの固定ならびに舌の牽引装置を創意し、作製した。現在、重粒子線の至適照射線量を検討のため、試験的に照射中である。
絵本に対する子どもの認知発達的反応事例を提示する絵本推薦システムの研究

本研究では,絵本レビューにおいて母親が描写した子どもの認知発達的反応に対して,発達心理学の知見に基づく類型化を行い,それらの発達的反応事例を推薦理由として母親に絵本を推薦する方式について研究を行う.平成30年度は,以下の研究を行なった.平成29年度に行った「絵本推薦システムの仕様設計のための事例研究」をふまえて,絵本レビューにおいて子どもの認知発達的反応の記述数の多い絵本を中心とした絵本推薦方式の設計および実装を行った.この絵本推薦方式の設計においては,推薦対象の絵本群の特徴として,「指さし」にとどまらず,手・指の身振りを伴う広範囲の子どもの反応を誘発することが絵本レビューの分析から判明した数十種類の絵本を類型化して推薦する仕様を設計した.同様に,手・指の身振りを伴う広範囲の子どもの反応に対して,絵本レビューから広範囲の子どもの反応を網羅的に収集し,発達心理学の成果に基づき,子どもの反応の種類を類型化する方式を考案した.以上の子どもの反応,および,絵本の類型に基づき絵本を推薦する方式の設計および実装を行った.さらに,絵本レビューにおける子どもの認知発達的反応の記述傾向と,絵本読み聞かせ映像データにおける子どもの認知発達的反応の観測傾向との比較分析を行った.ここでは,特に,母親によって主観的に記述されるレビューと,絵本読み聞かせ映像データの分析者による客観的な分析結果の間に一定の相関が見られることを確認した.具体的には,レビューにおいて,母親自身が子どもの発達的変化を期待する気持ちを表現する様子が観測されるのに対して,映像データにおいては,子どもの発達的変化を積極的に促そうとする母親の様子が観測されており,両者において母親が子どもの発達的変化に期待しているという共通の構図を観測することができた.本研究では,絵本レビューにおいて母親が描写した子どもの認知発達的反応に対して,発達心理学の知見に基づく類型化を行い,それらの発達的反応事例を推薦理由として母親に絵本を推薦するシステムを作成する.この絵本推薦システムを有効活用し,「絵本による子どもの認知発達メカニズム」解明のための研究資源を体系的に蓄積する.特に,本研究によって,絵本の種類,子どもの年齢,母親によるコミュニケーションの取り方等,発達心理学において実験条件が多岐に渡っている現状を踏まえて,研究資源の体系的な蓄積方式を実現する.平成28年度は,以下の研究を行なった.(1)絵本ナビにおいてレビュー数上位の絵本100冊に対する27,000レビューを対象として,子どもの発達的反応を抽出するテキスト解析システムを作成した.まず,発達心理学の文献(秋田・増田「絵本で子育て」岩崎書店(2009)他,数件)に記載のある反応事例を収集し,表の形式にまとめる.次に,各反応分類に対して,絵本レビュー中の発達的反応描写表現を選定し,レビュー中の該当箇所を抽出するテキスト解析システムを実装した.(2) (1)で作成(した「絵本レビュー中の子どもの発達的反応抽出システム」によって収集した発達的反応事例を閲覧するため,特に子どもの反応がよく観測される絵本数十冊を選定した.これらの絵本に対して,各反応分類が観測される絵本群の細分類を行い,絵本の内容の傾向ごとに発達的反応事例が閲覧できるようにした.この機能においては,さらに,子どもの年齢ごとの反応の分布の違いを測定し、年齢の違いを考慮した絵本群の細分類を実現した.研究成果の概要で述べた通り,(1)絵本ナビにおいてレビュー数上位の絵本100冊に対する27,000レビューを対象として,子どもの発達的反応を網羅的に抽出するテキスト解析システムを作成した.(2)特に子どもの反応がよく観測される絵本数十冊を選定し,これらの絵本に対して,各反応分類が観測される絵本群の細分類を行い,絵本の内容の傾向ごとに発達的反応事例が閲覧できるようにした.当初の計画通り,以上の成果を達成し,その内容を雑誌論文・国際会議・国内会議において発表することができたため,概ね順調に進展している.本研究では,絵本レビューにおいて母親が描写した子どもの認知発達的反応に対して,発達心理学の知見に基づく類型化を行い,それらの発達的反応事例を推薦理由として母親に絵本を推薦する方式について研究を行う.平成29年度は,以下の研究を行なった.絵本推薦システムの仕様設計のための事例研究として,子どもの認知発達的反応の中でも,1-2歳代の子どもにおいて頻出する「指差し」反応に着目した.そして,絵本レビューにおいて「指差し」反応が高頻度で観測された絵本として「きんぎょがにげた(五味太郎作,福音館書店)」を対象絵本として,1-2歳代の子どもを対象とした絵本読み聞かせ後の絵本レビューデータから収集した33エピソード,および,1歳1ヶ月から2歳4ヶ月の子どもに対して母親が読み聞かせを行った様子を撮影した映像データから収集した,「発声を伴う指差し」の76エピソードの比較分析を行った.絵本レビューデータおよび絵本読み聞かせ映像データの比較分析においては,「発声を伴う指差し」の機能を10種類に分類し,その頻度分布の比較分析を行った.その結果,特に高頻度な機能の頻度分布における大局的な比較分析においては,両データの間で十分な相関が見られ,絵本読み聞かせ映像データに対する絵本レビューデータの信頼性が十分に認められた.

これにより,絵本レビューデータにおける子どもの反応を推薦根拠として絵本推薦システムを設計することの正当化を確認することができた.また,それ以外の詳細な比較分析においては,相対的に低頻度な機能における頻度分布の割合において,絵本読み聞かせ映像データにおける割合の方が相対的に高い傾向が見られ,この点に関しては,絵本推薦システムの仕様設計における補正が必要となることが判明した.研究成果の概要で述べた通り,絵本推薦システムの仕様設計のための事例研究として,子どもの認知発達的反応の中でも,1-2歳代の子どもにおいて頻出する「指差し」反応に着目し,絵本読み聞かせ後の絵本レビューデータから収集したエピソード,および,母親が読み聞かせを行った様子を撮影した映像データから収集した,「発声を伴う指差し」のエピソードの比較分析を行った.以上の成果を達成し,その内容を発表することができたため,概ね順調に進展している.本研究では,絵本レビューにおいて母親が描写した子どもの認知発達的反応に対して,発達心理学の知見に基づく類型化を行い,それらの発達的反応事例を推薦理由として母親に絵本を推薦する方式について研究を行う.平成30年度は,以下の研究を行なった.平成29年度に行った「絵本推薦システムの仕様設計のための事例研究」をふまえて,絵本レビューにおいて子どもの認知発達的反応の記述数の多い絵本を中心とした絵本推薦方式の設計および実装を行った.この絵本推薦方式の設計においては,推薦対象の絵本群の特徴として,「指さし」にとどまらず,手・指の身振りを伴う広範囲の子どもの反応を誘発することが絵本レビューの分析から判明した数十種類の絵本を類型化して推薦する仕様を設計した.同様に,手・指の身振りを伴う広範囲の子どもの反応に対して,絵本レビューから広範囲の子どもの反応を網羅的に収集し,発達心理学の成果に基づき,子どもの反応の種類を類型化する方式を考案した.以上の子どもの反応,および,絵本の類型に基づき絵本を推薦する方式の設計および実装を行った.さらに,絵本レビューにおける子どもの認知発達的反応の記述傾向と,絵本読み聞かせ映像データにおける子どもの認知発達的反応の観測傾向との比較分析を行った.ここでは,特に,母親によって主観的に記述されるレビューと,絵本読み聞かせ映像データの分析者による客観的な分析結果の間に一定の相関が見られることを確認した.具体的には,レビューにおいて,母親自身が子どもの発達的変化を期待する気持ちを表現する様子が観測されるのに対して,映像データにおいては,子どもの発達的変化を積極的に促そうとする母親の様子が観測されており,両者において母親が子どもの発達的変化に期待しているという共通の構図を観測することができた.平成29年度は,子どもの認知発達的反応における重要な区分の一つである身体動作を伴うジェスチャーに焦点を充てたレビュー分析を進める.また,母子による絵本読み聞かせ場面の観測事例ビデオを蓄積し、レビュー分析によって得られる情報と実際の読み聞かせにおいて観測される情報との差異の分析を行う.平成30年度は,平成29年度に行った「絵本推薦システムの仕様設計のための事例研究」をふまえて,絵本レビューにおいて子どもの認知発達的反応の記述数の多い絵本を中心とした絵本推薦方式の設計および実装を行う.さらに,絵本推薦方式の検証実験を行い,絵本レビューにおける子どもの認知発達的反応の記述傾向と,絵本読み聞かせ映像データにおける子どもの認知発達的反応の観測傾向との比較分析を行う方式を確立する.平成29年度,1-2歳代の子どもにおいて頻出する「指差し」
日常的な運動映像に符号化情報を付加する視聴支援システムの開発

日常的な健康改善活動を含む体育・スポーツにおける動作習得には,コツとなる“ヒント"の提供が日々欠かせない.トレーニング撮影映像やウェアラブルセンサの常用による大量データに対し,蓄積される動画やセンサデータを再活用し,訓練ポイントを受容しやすい形で動的生成できれば,情報蓄積と教材化の循環促進が可能となる.動画・センサデータを時間同期し,知覚フィードバックによって,動作目標や現状との差を示す符号化手法を提案し,運動内省を支援する動画再生システムを開発する.安価なセンシングデバイスで得た出力情報を符号化技術として映像の重畳表現に採用することで,少なく・伝わりやすい直観的な伝達手法を実現する.日常的な健康改善活動を含む体育・スポーツにおける動作習得には,コツとなる“ヒント"の提供が日々欠かせない.トレーニング撮影映像やウェアラブルセンサの常用による大量データに対し,蓄積される動画やセンサデータを再活用し,訓練ポイントを受容しやすい形で動的生成できれば,情報蓄積と教材化の循環促進が可能となる.動画・センサデータを時間同期し,知覚フィードバックによって,動作目標や現状との差を示す符号化手法を提案し,運動内省を支援する動画再生システムを開発する.安価なセンシングデバイスで得た出力情報を符号化技術として映像の重畳表現に採用することで,少なく・伝わりやすい直観的な伝達手法を実現する.
生物群集における生態的役割の逆転現象―肉食性貝類ヒメヨウラクの場合

本年度は,1年目,2年目の結果をもとに,不足のデータを補いながら,ヒメヨウラクが群集構造の変化に応じてどのような機能的役割を担っているかを明らかにし,潮間帯生物群集の形成維持機構を考察した.また,3回の学会(日本生態学会九州地区会・於九州大学,日本ベントス学会・三重大学,英国生態学会・ヨーク大学)に参加し,研究成果の発表を行った.1.ヒメヨウラクの転石・岩礁海岸での潜水摂餌観察潜水観察および摂餌行動観察の結果,分解者としての競争相手がいない岩礁海岸では主に分解者として振る舞い,強力な競争種がいる転石海岸では捕食者として振る舞う傾向が見られた.さらに転石海岸では,競争種となるイソニナの垂直分布に従って捕食と分解食を使い分けていた.すなわち,イソニナと共存する高い潮位では捕食者となる傾向が強まり,イソニナがいない潮下帯では分解者としての振る舞いが多かった.よって,ヒメヨウラクは生息場所の競争相手の有無により摂餌戦略を転換させることが示唆された.2.成長・産卵量の生息地間比較前年度の結果より,生息地間で餌供給の違いが示唆された.餌供給と成長・産卵量および摂餌戦略との関連を考察するため,成長・産卵量のモニタリングを行った.その結果,岩礁海岸では成長・産卵ともに低潮位部分の方が良い傾向を示した.また,転石海岸でも同様の傾向がみられた.また,転石海岸の上部は成長・産卵ともに最も小さい傾向を示した.以上のようにヒメヨウラクは生息場所の競争相手の有無・その程度により摂餌戦略を転換させることが示唆されたが,その影響がどの程度生活史特性まで及んでいるかは曖昧であった.今後さらなる実験・観察を重ねて,ヒメヨウラクの環境感受性,群集での役割について考察を加えたい.本年度は,1年目,2年目の結果をもとに,不足のデータを補いながら,ヒメヨウラクが群集構造の変化に応じてどのような機能的役割を担っているかを明らかにし,潮間帯生物群集の形成維持機構を考察した.また,3回の学会(日本生態学会九州地区会・於九州大学,日本ベントス学会・三重大学,英国生態学会・ヨーク大学)に参加し,研究成果の発表を行った.1.ヒメヨウラクの転石・岩礁海岸での潜水摂餌観察潜水観察および摂餌行動観察の結果,分解者としての競争相手がいない岩礁海岸では主に分解者として振る舞い,強力な競争種がいる転石海岸では捕食者として振る舞う傾向が見られた.さらに転石海岸では,競争種となるイソニナの垂直分布に従って捕食と分解食を使い分けていた.すなわち,イソニナと共存する高い潮位では捕食者となる傾向が強まり,イソニナがいない潮下帯では分解者としての振る舞いが多かった.よって,ヒメヨウラクは生息場所の競争相手の有無により摂餌戦略を転換させることが示唆された.2.成長・産卵量の生息地間比較前年度の結果より,生息地間で餌供給の違いが示唆された.餌供給と成長・産卵量および摂餌戦略との関連を考察するため,成長・産卵量のモニタリングを行った.その結果,岩礁海岸では成長・産卵ともに低潮位部分の方が良い傾向を示した.また,転石海岸でも同様の傾向がみられた.また,転石海岸の上部は成長・産卵ともに最も小さい傾向を示した.以上のようにヒメヨウラクは生息場所の競争相手の有無・その程度により摂餌戦略を転換させることが示唆されたが,その影響がどの程度生活史特性まで及んでいるかは曖昧であった.今後さらなる実験・観察を重ねて,ヒメヨウラクの環境感受性,群集での役割について考察を加えたい.
肝炎ウイルス遺伝子移入によるワクチンのトランスジェニックマウスを用いた基礎的検討

本研究の背景は、C型肝炎において、中和抗体の誘導を目標とした従来のワクチン法では、感染予防に不十分である可能性があり、他方、一般のウイルス感染症で、ウイルス排除において主役をなす細胞障害性Tリンパ球の基礎研究がすすみ、細胞障害性Tリンパ球を誘導することにより、感染予防だけでなく、すでに持続感染が成立しているウイルス感染症でも、治療法として有効な可能性が考えらていることである。従来の細胞障害性Tリンパ球を誘導する方法の問題点を克服する新しい試みとして、抗原蛋白をコードするDNAを直接、ワクチンとして用いる方法が注目を浴びており、C型肝炎ウイルスに対する応用の可能性を検討した。C型肝炎のコア蛋白をコードするcDNAを発現ベクターに組み込み、プラスミドを作成しマウスを免疫した。脾細胞を取り出し、コア蛋白を内因性に発現するトランスフェクタントで刺激して、細胞障害性Tリンパ球の誘導を確認した。また、この方法によりコア蛋白特異的に増殖するヘルパーT細胞も誘導されたことを確認できた。本研究によりDNAを直接、ワクチンとして用いることがC型肝炎ウイルスに対しても応用できる可能性が示された。今後、T細胞のライン化を図り、詳細な解析を行う予定である。また現在、使用可能なトランスジェニックマウスの解析も進行中であるが本研究の目的に鑑みて、ウイルス蛋白の発現を更に増やす系の確立を試みている。本研究の背景は、C型肝炎において、中和抗体の誘導を目標とした従来のワクチン法では、感染予防に不十分である可能性があり、他方、一般のウイルス感染症でウイルス排除において主役をなす細胞障害性Tリンパ球の基礎研究がすすみ、抗原ペプチドを用いた新たな誘導法が示され、さらに感染予防だけでなく、すでに持続感染が成立したウイルス感染症でも有効な可能性が考えられていることである。しかし、抗原ペプチドを用いたワクチンの試みでは、個々の患者でMajor Histocompatibility Complexが異なり、したがって細胞障害性Tリンパ球の抗原ペプチドも異なることや、ペプチド単独では抗原性が弱いため何らかのアジュバントが必要であることが問題となる。この弱点を克服すべくウイルス蛋白をコードするDNAを直接、免疫ワクチンとして用いる方法を検討した。C型肝炎の患者血清よりPCR法にてコア蛋白をコードするcDNAをクローニングし発現ベクターに組み込みプラスミドを作成し、マウスでコア蛋白を発現するプロモーターにつないだ。細胞障害性Tリンパ球を誘導するためには、in vitroで刺激するために、コア蛋白を内因性に発現する細胞株が必要なため、上述のコア蛋白をコードするcDNAプラスミドを用いて、マウスの腫瘍株にトランスフェクトした。サザンブロット法でDNAが組み込まれたことを確認し、コア蛋白に対する抗体を用いて蛋白レベルでの発現を確認した。現在、マウスにコア蛋白をコードするcDNAプラスミドで免疫した脾細胞から、コア蛋白を内因性に発現するトランスフェクタントを刺激に用いて、細胞障害性Tリンパ球の誘導を試みているところである。本研究の背景は、C型肝炎において、中和抗体の誘導を目標とした従来のワクチン法では、感染予防に不十分である可能性があり、他方、一般のウイルス感染症でウイルス排除において主役をなす細胞傷害性Tリンパ球の基礎研究がすすみ、細胞傷害性Tリンパ球を誘導することにより、感染予防だけでなく、すでに持続感染が成立しているウイルス感染症でも、治療法として有効な可能性が考えられていることである。従来の細胞傷害性Tリンパ球を誘導する方法の問題点を克服する新しい試みとして、抗原蛋白をコードするDNAを直接、ワクチンとして用いる方法が注目を浴びており、C型肝炎ウイルスに対する応用の可能性を検討した。脾細胞を取り出し、コア蛋白を内因性に発現するトランスフェクタントで刺激して、細胞傷害性Tリンパ球の誘導を確認した。今後、T細胞のライン化を図り詳細な解析を行う予定である。

また現在、使用可能なトランスジェニックマウスの解析も進行中であるが本研究の目的に鑑みて、ウイルス蛋白の発現を更に増やす系の確立を試みている。
超音波照射による超分子であるポリロタキサンの安定性と分解挙動の実験的研究

近年の目覚ましい技術革新を支え、様々な分野で利用されている機能性材料の設計はさらに注目を集めており、世界中で多くの研究報告がされている。最先端材料として注目され、一部実用化も進む材料の中にも、まだまだ未開の領域が多く存在し、その可能性は未知数である。とりわけ、超分子と呼ばれるポリロタキサンに焦点を当て、本研究は遂行された。具体的には、ソノケミストリーの概念から、超音波を超分子であるポリロタキサン希薄水溶液に照射し実験を行った。今回の実験で用いたポリロタキサンは、軸分子としてポリエチレングリコール、環状分子としてα-シクロデキストリンを主な構成成分とした。さらに、軸分子上に貫通可能である環状分子の数を化学量論的に求め、貫通率・貫通数を求めた。初めに、構成分子である、環状分子は単独でもポリロタキサン上においても、分解されずに安定である事が確認された。一方、線状高分子であるポリエチレングリコール(平均分子量20,000)は分子量約1,000程度にまで分解されることが確認された。ポリロタキサンでは、これらの環状分子におおわれていることによる遮蔽効果によって、軸分子である線状高分子のポリエチレングリコールが分解されないことが期待されたが、貫通率約30%のポリロタキサンは分解されることが確認された。合成の困難さから貫通率100%の試料の準備が不可能であった。一方、ポリロタキサンの分解には、合成段階で分解部位を導入し、それに合わせて環境を変化させる必要があったが、外部刺激により分解が可能であり、また分解部位を導入しなくても軸分子を分解できることが証明された。さらに、軸分子も低分子化されることから、これまでの末端のみからの放出に比べて、同時多発的な環状分子の放出が可能となることも容易に推測することが可能となり、新たな刺激応答材料としての可能性が示唆された。合成高分子材料の最大の欠点の一つである、分解の困難さから引き起こされる環境への影響を今回の材料を通じて改善示唆することができた。また、非接触による分解の可能性も示すことができた。最後に、用いたポリロタキサンにおいて、機能発現後の処理においての研究は未開であり、生体と環境によってそれぞれ異なる理解が必要となるが、生体適合性材料としての可能性は既報の通りであり、低環境負荷材料としての可能性が分解によって示唆された初めての報告でありさらなる研究が期待され、今後の研究報告を待ちたい。
間質性肺炎急性増悪の発生機序の解明。線維化肺では上皮のバリアが低下する。

肺炎、心不全やARDSなどの疾患の原因の一つとして肺胞上皮細胞間のバリアの破綻があげられる。ブレオマイシンによる肺障害モデルで、claudinやその他のタイトジャンクションに関連するタンパクの発現変化を観察した。タイトジャンクションに関連するタンパクは概ね低下したが、特に、claudin-5、claudin-18の発現の低下が顕著であった。また、これらのclaudinの発現を抑制する因子として、TGF-βであると予想した。実際、培養細胞をTGF-βで刺激すると、上皮細胞・内皮細胞で細胞間結合に関係するタンパクの発現が低下した。肺胞の恒常性の維持には肺胞上皮のバリア機能が重要であり、肺炎、心不全やARDSなどの疾患の原因の一つとして肺胞上皮細胞間のバリアの破綻があげられる。上皮細胞の物理的なバリアは細胞間の体とジャンクションにより形成されていると一般に考えられている。タイトジャンクションの主要な構成タンパクはclaudinであり、24種類のアイソタイプが知られている。これまでの研究により、claudinの発現パターンにより、上皮細胞のバリアの性質が決定される。そのため、マウス肺の肺胞上皮細胞でのclaudinの発現パターンを解析した。その結果、claudin-5、claudin-18がマウス肺で主に発現するclaudinと同定された。また、さらに、共焦点顕微鏡を用いて、肺胞壁でのclaudinの発現を検討すると、claudin-18が肺胞上皮細胞で主に発現するclaudinと同定された。そのため、siRNAを用いて、マウスの肺胞上皮でclaudin-18の発現を抑制する実験を計画した。その前段階として、培養細胞でのcladuin-18の発現を検討したが、培養細胞ではclaudin-18の発現が確認されなかった。肺胞上皮細胞では、培養することにより、細胞の性質が変化することが知られており、そのため、現在、マウス肺から肺胞上皮細胞を分離し一次培養することを試みている。また、培養細胞に各種claudinを発現させることにより、細胞にどのような影響がでるかin vitroで検討するため、各種claduinを発現し培養細胞を樹立することを試みている。上皮細胞の物理的なバリアは細胞間のタイトジャンクションにより形成されていると一般に考えられている。前年までの研究で、肺においてはclaudin-3が気道上皮細胞、claudin-18は肺胞上皮細胞、さらにclaudin-5は血管内皮細胞に強く発現することが判明した。肺障害時に肺のバリアがどのように変化するか同定するため、ブレオマイシンによる肺障害モデルを使用し、claudinやその他のタイトジャンクションに関連するタンパクの発現変化を観察した。ブレオマイシンの障害によりタイトジャンクションに関連するタンパクは概ね低下したが、特に、claudin-5、claudin-18の発現の低下が顕著であった。実際、培養細胞をTGF-βで刺激すると、上皮細胞はタイトジャンクション関連タンパクであるoccludinの発現が低下した。また、血管内皮細胞でもTGF-βの刺激によりclaudin-5の発現低下を確認した。さらに、siRNAを用いてin vivoのマウスの肺胞上皮でclaudin-18の発現を抑制する実験を計画した。培養細胞ではclaudin-18の発現を認めないため、マウス肺から肺胞上皮細胞を分離し一次培養することを試み、肺から分離後、4日目の肺胞上皮細胞でclaudin-18の発現を免疫染色により確認した。今後、siRNAの効果を確認し、in vivoの肺でsiRNAによるcludin-18の発現抑制を行い、肺胞上皮細胞でのclaudin-18の機能を検討する予定である。
医療支出に関するRed Herring仮説のマクロ経済的検証

本研究は、人口の高齢化と医療支川をめぐるred herring仮説(医療支出の増加に対する高齢化主因説の妥当性)について、検討を行うものである。まず、OECD加盟30カ国を対象としたマクロレベルのパネルデータセットを新たに構築し、それに基づきさまざまな推定方法や定式化の下で実証分析を行った。その結果、高齢化の殿代理変数はほとんどのケースで有意に正であった。このことから、多くのミクロ実証分析で示唆されるRed Herring仮説は、本研究のようなマクロ分析では妥当性を持たないことが明らかとなった。平成20年度は,設定研究課題について,基本データセットの作成とそのベンチマーク推定作業を予定していた.後述するように,本年度はすでに行っていた緊急性の高い研究テーマについて一定の成果が得られたため,そちらの論文化を急いだ.そのため, Red Herring仮説の検証については,平成19年度に基本データセットがほぼ完成していることもあり,事前の作業となるいわゆるweak imstrumemsの問題に焦点を絞って研究を行い一定の成果を得た.またこの研究を通じて,従来から行っているHealth-Human Capitalと経済成長の実証研究に対しても貴重な知見が得られた.しかしながら,本年度の研究は,あくまで経済成長の枠組みでのものに止まったため,来年度は,本年度の成果を基礎として,医療支出(高齢者医療・介護支出)と高齢化の関係の直接的検証作業に重点的に取り組んでいく.本年度は,研究のためのデータの整備および説明変数の注意深い選択作業という,実証研究を基礎づける作業を行ったが,来年度の主題は具体的な推定作業である.可能ならば,実証結果をある程度の政策的インプリケーションにまで結実させ,最終年度を迎えたい.平成21年度は,人口の高齢化に関するRed Herring仮説について具体的な実証結果を得ることを目標に研究に取り組んだ.年度末には,研究計画全体のなかで重要な位置づけを占める研究論文「医療支出と高齢化に関するRed Herring仮説の検討-マクロデータによるアプローチ」を完成させた.本論文は,本研究が注目するRed Herring仮説をめぐって多角的に実証分析を行い,さらに医療費高騰に密接に関係すると思われる医療技術の進歩・普及や医療制度の違いをも射程に入れた包括的な研究である.この成果は平成22年度中に学術紀要『東北学院大学経済学論集』に発表予定である.ここでの分析結果からは,ミクロデータを用いたいくつかの実証分析で指摘されている医療費高騰への高齢化主因説がred herringだとする見解は,少なくともマクロの観点からは支持されないことが明らかとなった.このことは医療政策,なかんずく高齢者医療政策の制度設計を行っていく上で非常に重要な知見と思われる.この論文を基礎として,現在さらに論点を絞り込んだRed Herring仮説にまつわる二本の研究論文(和文と英文)の執筆を企図している.推定作業は大方終了しているが,これらを実際に論文へと昇華させていくことが次年度(平成22年度)における研究の中核を形成することになる,次年度は本課題研究期間の最終年度となるため,これまでの全体的な総括も行いながら研究を進めていきたいと考えている.なお,本年度も,研究課題と密接に関連する「治療技術環境の進歩と進行非小細胞肺癌患者の予後についての実証研究」を精緻化させる作業に取り組んだことを付記しておく.本研究では,医療支出と人口の高齢化をめぐるミクロ実証分析で近年注目されているRed Herring仮説について,OECD加盟25カ国を対象としたマクロ・パネルデータを構築し分析を行った.高齢化が医療支出を増加させるとの一般的な言説は,ミクロデータの下で死期を考慮した分析では必ずしも妥当しないことが知られている.加えて,マクロデータの下でもそうした言説が妥当ではないという分析結果が散見される.したがって,先行研究からは,ミクロの観点においてもマクロの観点においても,医療費高騰の背景にある高齢化主因説はRed Herringな言説と判定される.研究結果を総合すると,医療支出に対して影響力のある要因リストのなかに,人口の高齢化も含まれることが判明した.よって,少なくとも今回のマクロ実証研究の範囲では,多くの先行研究(特にミクロ実証分析)で示唆されるRed Herring仮説は妥当性を持たないと考えられる.こうした結果をふまえると,医療支出と高齢化の関係性については,今後も継続的な観察と分析が必要である.
ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入による変形性膝関節症抑制に関する研究

1、長寿医療研究センターの協力によりヒアルロン酸合成酵素(HAS)-2遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクター(HASウィルス)提供を受け、関節内投与により関節滑膜細胞のヒアルロン酸(HA)合成を促進することで変形性関節症の進行予防を目的とした実験を行った。ACL切除によるウサギOAモデルにHASウィルス投与後6週で関節液内ヒアルロン酸濃度、関節軟骨の肉眼所見・組織学的所見を調査した。その結果は、HAS2アデノウィルス投与群(以下HAS群)の関節液中HA濃度はwild typeアデノウィルスを注入した群(以下wild群)やcarrier mediumのみを注入した群(以下carrier群)と比較して特に有意差はみられなかった。また、肉眼的、組織学的検討においても各群間に差はなかった。そこで、ウサギ正常膝関節内にHASウィルスを投与する事でHA合成がin vivoで促進されるのかを確認する実験に立ち返りおこなった。ウサギ正常膝関節内にHASウィルスを投与し、投与後1週では関節液中のHA濃度はHAS群ではwild群に比べてやや高い傾向はあったが、なにも投与しないcontrol群と比較するとHA濃度は低い傾向がみられた。以上から、HAS遺伝子導入滑膜細胞はnegative feedback機構が働くことやウィルス濃度が不十分で遺伝子導入の十分な効果が発現きれず、関節液中HA濃度が上がらないことが考察された。2、作用細胞を軟骨細胞に変更した。軟骨組織中においてもHAは重要な役割を果たしており、軟骨細胞自身がそのHAを合成する事はすでに報告されている。培養ウシ胎児関節軟骨細胞にHASウィルスを感染させて経時的に培養液を回収、HA濃度を測定した。その結果、感染後1週間にわたりウィルス感染濃度依存的に培養液中のHA濃度は高い傾向を示した。すなわち、HASウィルスは関節軟骨細胞においてはHA合成促進作用があることが確認された。この作用を利用し、関節軟骨再生や変形性関節症の進展防止に役立つ治療法を確立できる可能性がある。1、まず予備実験として、ウサギにおける変形性膝関節症(以下膝OA)モデル確立のための実験を行った。これまで、膝OAのモデルとしては、膝半月板切除、膝前十字靭帯(以下膝ACL)切除、ACL切除+半月板切除、ACL切除+内側々副靭帯切除+半月板切除などの手術操作によるモデルが多く報告されている。それらのうち、比較的容易なモデルとして1)膝前十字靭帯切除+内側半月板切除モデル、2)ACL切除モデルを作成し、比較検討した。その結果、前者では6週の時点ですでにOAの病期分類は末期であり、骨棘形成著明、後者では11週で中等度のOAであった。実験を進めてゆくにあたって前者モデルでは進行が急速すぎ、効果発現の評価が困難と考え、後者のACL切除モデルを使用することに決定した。2、続いて、関節滑膜細胞へアデノウィルスにより遺伝子の導入が行われるか、確認の実験を行った。LacZ遺伝子を組み込んだアデノウィルスを経皮的に膝関節内に注射し、1週間後にX-galで染色した。その結果、滑膜細胞内にLacZの染色を確認し、アデノウィルスの経皮的関節内注により遺伝子導入が可能であることを確認した。3、ヒアルロン酸合成酵素(以下HAS)はHAS1,2,3のアイソザイムが報告されているが、1998年にHAtagで標識したHAS2遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクター(以下HASウィルス)が作成された。

長寿医療研究センターの協力により当ウィルスの提供を受け、現在HASウィルスを正常ウサギ膝関節内に注入し、ヒアルロン酸の合成促進が引き起こされているか否かを検討中である。今後はこの合成発現を確認後、OAモデルに使用する予定としている。1、長寿医療研究センターの協力によりヒアルロン酸合成酵素(HAS)-2遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクター(HASウィルス)提供を受け、関節内投与により関節滑膜細胞のヒアルロン酸(HA)合成を促進することで変形性関節症の進行予防を目的とした実験を行った。ACL切除によるウサギOAモデルにHASウィルス投与後6週で関節液内ヒアルロン酸濃度、関節軟骨の肉眼所見・組織学的所見を調査した。その結果は、HAS2アデノウィルス投与群(以下HAS群)の関節液中HA濃度はwild typeアデノウィルスを注入した群(以下wild群)やcarrier mediumのみを注入した群(以下carrier群)と比較して特に有意差はみられなかった。また、肉眼的、組織学的検討においても各群間に差はなかった。そこで、ウサギ正常膝関節内にHASウィルスを投与する事でHA合成がin vivoで促進されるのかを確認する実験に立ち返りおこなった。ウサギ正常膝関節内にHASウィルスを投与し、投与後1週では関節液中のHA濃度はHAS群ではwild群に比べてやや高い傾向はあったが、なにも投与しないcontrol群と比較するとHA濃度は低い傾向がみられた。以上から、HAS遺伝子導入滑膜細胞はnegative feedback機構が働くことやウィルス濃度が不十分で遺伝子導入の十分な効果が発現されず、関節液中HA濃度が上がらないことが考察された。2、作用細胞を軟骨細胞に変更した。軟骨組織中においてもHAは重要な役割を果たしており、軟骨細胞自身がそのHAを合成する事はすでに報告されている。培養ウシ胎児関節軟骨細胞にHASウィルスを感染させて経時的に培養液を回収、HA濃度を測定した。その結果、感染後1週間にわたりウィルス感染濃度依存的に培養液中のHA濃度は高い傾向を示した。すなわち、HASウィルスは関節軟骨細胞においてはHA合成促進作用があることが確認された。この作用を利用し、関節軟骨再生や変形性関節症の進展防止に役立つ治療法を確立できる可能性がある。