hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
希土類及びII族元素を内包したクラスレートの複合自由度を活かした熱電物性開拓

・超音波実験によってBa_8Ga_<16>Sn_<30>α相,Sr_8Ga_<16>Ge_<30>,Eu_8Ga_<16>Ge_<30>では特定のモードの弾性率,超音波吸収において,数十Kで分散を観測した。一方,Ba_8Ga_<16>Sn_<30>(β相)では,全てのモードの弾性率,横波のモードの超音波吸収で分散を観測した。この分散をデバイ型モデルで解析し,それぞれの物質の特性となる緩和時間や励起エネルギーを決定した。・タイプIクラスレートの熱伝導率を統一的に理解するために,14面体中におけるゲストの可動長という量を導入した。既報17種類の化合物の150Kでの格子熱伝導率は,可動長が増大するにつれて直線的に減少することが判明した。この普遍的な関係は,ラットリングが格子熱伝導率を抑制していることを支持している。1.I型クラスレートSr_8Ga_<16>Si_<30-x>Ge_x単結晶の14面体中のゲストの振動とカゴの大きさの関係をラマン散乱と超音波分光によって調べた。Geの割合を増大するに伴って,14面体は異方的に歪み,ゲスト振動のエネルギーは温度の低下とともに著しく減少する。これはゲストの非中心回転運動を直接観測したものである。この非中心運度は,x=30のみで観測された弾性率C_<44>の顕著なソフト化の原因と考えられる。2.Ba_8Ga_<16>Ge_<30>の熱伝導率はnタイプよりもpタイプが小さい。その原因をBa周辺の局所構造の違いにあると予想してEXAFS実験とラマン散乱を行った。EXAFS実験からは,電荷タイプに依らず14面体中のBa2原子は中心から0.15Aずれた位置にあるが,Ba2と最近接Ga/Geとの結合はBa1とGa/Geとの結合と同程度であることが示された。一方,ラマン散乱からは,Ba2原子の非中心振動がpタイプではより顕著であるだけでなく,カゴの6cサイトの振動モードにも明確な差異を観測した。3.A_8Ga_<16>Ge_<30>(A=Ba,Sr,Eu)の内包原子とカゴのGa原子の電子状態を放射光X線光電子分光によって調べた。14面体中のゲストの電子状態はA=BaとA=Srでは異なり,しかもカゴのGaの配列も異なることが判明した。この結果は,ケージのGa-Geの配列がゲスト原子に強く依存することを意味する。4.I型Ba_8Ga_<16>Sn_<30>の熱伝導率はn型p型に拘わらず,同型のもののなかで最も低く,ガラスに似た温度依存性を示す。この原因を比熱測定とラマン散乱によって調べた。Baゲストの非調和振動の特性エネルギーとカゴの振動エネルギーは他のI型よりも著しく低いことが判った。ゲストの非中心サイト間の運動が音響フォノンを効果的に散乱し,低温での熱伝導率を抑制すると結論した。1.希土類内包クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>がキュリー点T_c=36K以下のT^*=23Kで磁化と電気抵抗に異常を示すことを見出した。これはT_c直下での変調構造がT^*付近で一様な強磁性状態に変化することを示唆する。実際,中性子回折実験によって、特定の磁気散乱強度がT^*以下で急増することを確認した。一方、Eu_8Ga_<16>Ge_<30-y> Si_yではy=3.7においてT^*での異常は消失したので、変調構造は結晶構造の乱れに弱いことが判った。
兵庫県南部地震による鉄筋コンクリート高架橋の衝撃的破壊現象の解明

本研究では兵庫県南部地震で見られた構造物の破壊現象を解明するため,コンクリート高架橋橋脚の縮小モデルに対し,衝撃載荷実験を行い,実構造物で見られた破壊形式の再現を行った.衝撃載荷装置は,安全かつ容易に衝撃力が得られる水中線爆装置を独自に開発した.これは細線に高電圧をかけることにより細線が爆発する際に発生する衝撃力を利用する.衝撃力の大きさや作用時間は充電電圧と静電容量によりコントロールすることが可能であるため,本実験のような小規模な衝撃力を得るには非常に有効であると考えられる.この装置を用い高架橋橋脚モデルの底面鉛直に衝撃荷重を作用させた結果,以下のようなことがわかった.・充電電圧と静電容量の大小,すなわち力積の大小により破壊形式が決定される.・供試体に載せる上載荷重の大小により引っ張り,圧縮破壊するため,上載荷重は供試体の破壊を決定する要素であることが確認できた.・上載荷重が同じであれば重力場(1G),遠心場(50G)ともに同じ破壊形式になるため,自重応カの影響は小さいものと考えられる.・帯筋,主筋の拘束効果は,石膏・モルタル自身の圧壊後の大きな変形を防ぐのに対して効果がある.・同面積の断面を有する場合は,矩形断面よりも円断面の方が鉛直衝撃動に対して強度がある.・アルミ管および鋼管模型が環状座屈を生じることを再現できた.今後単柱橋脚に限らず,他のコンクリート構造物に対しても実験を行い,実構造物の破壊を再現することで直下型地震特有の鉛直衝撃動による構造物破壊メカニズムを解明し,それへの対策を考えていくことが必要であると思われる.本研究では,供試体の底面に鉛直衝撃を与える実験を行うことにより,兵庫県南部地震で見られた構造物の破壊現象を解明することを目的としている.衝撃を与える装置は,従来の衝撃実験ではよく用いられていた火薬を用いず,安全かつ容易に衝撃力を得られる水中放電装置とし,その開発を行った.当初は水中放電により衝撃を与えていたが,放電よりも導線に高電圧をかけることにより導線を爆発させる方がより大きな衝撃を得られることがわかったため,水中線爆装置の開発を行った.実験で用いる供試体は高架橋を想定して,円柱の底面にさらに断面の大きい円盤を完全接合し,上面にはおもりを取り付けられるようにした.ただし,供試体の材料は作業性などを考慮し,石膏で作成した.その寸法は底面の円盤は厚さ3cm,直径12cm,円柱では長さ10cm,直径4cmとした.この供試体の底面に線爆装置で鉛直衝撃を与えた結果,上載荷重のちがいにより圧縮,引張りそれぞれの破壊形式が見られ,その破壊形状は高架橋のそれとほぼ同じであった.以上が本年度の実験であるが,今後の課題および平成10年度の予定は以下の通りである.1.水中線爆装置に用いている導線の材質,太さそして長さなどの違いによる供試体底面で受ける圧力の影響.2.遠心場での実験.3.加速度計を用いて供試体が破壊に至る衝撃力を測定および供試体に動ひずみ計を貼り,そのひずみの測定.4.材料特性や供試体の形状による衝撃破壊へ及ぼす影響.5.供試体の上載荷重による破壊形式の違いの検討.6.本実験で得られた結果と兵庫県南部地震で被害を受けた高架橋の破壊状況を比較することにより,その被害の主原因の考察および破壊メカニズムの解明.7.報告書の作成.本研究では兵庫県南部地震で見られた構造物の破壊現象を解明するため,コンクリート高架橋橋脚の縮小モデルに対し,衝撃載荷実験を行い,実構造物で見られた破壊形式の再現を行った.衝撃載荷装置は,安全かつ容易に衝撃力が得られる水中線爆装置を独自に開発した.これは細線に高電圧をかけることにより細線が爆発する際に発生する衝撃力を利用する.衝撃力の大きさや作用時間は充電電圧と静電容量によりコントロールすることが可能であるため,本実験のような小規模な衝撃力を得るには非常に有効であると考えられる.この装置を用い高架橋橋脚モデルの底面鉛直に衝撃荷重を作用させた結果,以下のようなことがわかった.・充電電圧と静電容量の大小,すなわち力積の大小により破壊形式が決定される.・供試体に載せる上載荷重の大小により引っ張り,圧縮破壊するため,上載荷重は供試体の破壊を決定する要素であることが確認できた.・上載荷重が同じであれば重力場(1G),遠心場(50G)ともに同じ破壊形式になるため,自重応カの影響は小さいものと考えられる.・帯筋,主筋の拘束効果は,石膏・モルタル自身の圧壊後の大きな変形を防ぐのに対して効果がある.・同面積の断面を有する場合は,矩形断面よりも円断面の方が鉛直衝撃動に対して強度がある.・アルミ管および鋼管模型が環状座屈を生じることを再現できた.今後単柱橋脚に限らず,他のコンクリート構造物に対しても実験を行い,実構造物の破壊を再現することで直下型地震特有の鉛直衝撃動による構造物破壊メカニズムを解明し,それへの対策を考えていくことが必要であると思われる.
旧ソ連諸国の戦争記念碑比較研究：権威言説の視覚化と地域性

本研究課題の目的は、第二次大戦の独ソ戦の記憶の状況を、旧ソ連各地で調査することである。4年目を迎えた2018年度は、バルト諸国(エストニア、リトアニア、ラトビア)、中央アジア(キルギス、タジキスタン)及びコーカサス(アゼルバイジャン)での調査を実施した。ソ連崩壊後の独立の過程や現在の対ロ関係を考慮して、社会主義時代の記憶や紛争・内戦の記憶の調査も合わせて行った。バルト諸国は、ナチ・ドイツ占領地域であると同時にソ連の解放も「占領」ととらえているため、郊外の赤軍墓地・絶滅収容所跡地、旧ゲットーなども調査対象とした。その結果、国民のための記憶、ユダヤ人などへのナチスによる迫害の記憶、ソ連軍の記憶の三つの位相に分類できることがわかった。ロシアとは異なり、ウクライナ西部やポーランドとの共通点が見いだされた。これに対し、中央アジアでは、ロシア銃後地域との共通点が見られるが、独立後の政治路線や周辺国との関係性が影響を与えていることが確認された。例えば、タジキスタンやアゼルバイジャンでは、内戦や紛争の記憶がまだ生々しく、戦争記憶そのものがミュージアムの展示において体系づけられていない。そのほか、地下資源の豊かさが、ソ連崩壊後の都市整備と関連し、アゼルバイジャンでは社会主義時代の記念碑の撤去が進む状況に対して、比較的貧しいキルギスでは、改修が進まず、逆に社会主義時代の記憶がよく保存されていることが確認できた。そのほか戦争記憶の比較のため、トルコ(イスタンブール)で現地調査、北海道大学でも資料収集を行った。これらの調査の成果をとりまとめ、整理・分析している。研究成果のアウトプットとしては、欧文論文一本が刊行され、次年度刊行予定の共著単行本の準備をおこなった。研究組織活動にも取り組み、社会主義圏の文化に関する研究会一本を企画・運営した。毎年現地調査を進めており、2018年度は首都のみであるが旧ソ連6か国の調査行った。初年度のロシア、二年目のコーカサス(グルジア、アルメニア)、三年目のウクライナと合わせて、かなりの地域を網羅することができた。幅広く知見を広めると当時に、地域差を確認することができ、分析と論考を進めている。最終年度である2019年度は、中央アジア(カザフスタン、トルクメニスタン)調査を計画している。またこれまでの成果をとりまとめ、学会発表、論文の執筆、投稿を目指す。本研究は、戦争記念碑に注目し、旧ソ連の愛国主義とナショナリティの統合を文化史的視座から調査・分析・考察するものである。したがって各年度旧ソ連各地での現地調査を計画し、初年度である平成27年度はロシアを対象として、首都モスクワと占領地でもある地方都市スモレンスクでの調査を実施した。モスクワでは、これまでの調査で視察している主要な博物館・美術館・記念碑の継続調査を行ったほか、郊外のモスクワ攻防戦の激戦地や近郊のアフガン戦死者追悼碑などを追加し、調査域を広げた。スモレンスクでは、現地のジャーナリストの協力を得て、興味深い調査を実施することができた。市内の戦争記念碑、郊外の「カティンの森」などの記念碑調査を行ったほか、ドイツ兵墓地やドイツ軍の地下基地跡など記念化されていない負の記憶の調査に足を延ばすことができた。また、現地の「解放」記念式典や、近郊の激戦地域で発掘された戦死者の追悼式典を視察した。これに加え、帰還兵、ナチス・ドイツの強制収容所の生存者や、戦死者発掘隊、現地住民への聞き取りを行い、公定記憶としての「戦勝」の記憶とは異なる次元で保持されてきた民衆の戦争記憶に迫ることができた。そのほかに、ソ連の記憶との比較のため、ベトナムでのベトナム戦争戦跡調査を実施した。成果の発信としては、国際会議での口頭発表・パネル組織(英語)を行い、論文1本(日本語)刊行、共著書1本(ロシア語・英語)が刊行されたほか、論文1本(ロシア語)を海外の査読誌に投稿した。総じて、国内外で精力的な成果発表を行った。初年度の現地調査は、スモレンスクでは現地協力者に恵まれ、記念碑調査だけでなく、式典視察やインタビューを実施し、公定記憶に抑圧されてきた占領地の戦争記憶の一端に触れることができた。記念化されていないドイツ軍墓地や地下基地跡と合わせて、占領地における戦争記憶の諸相を調査することができた。また本調査で重要課題と位置付けていた「カティンの森」をめぐっても、現地住人のポーランドに対する微妙な感情を調査できたのも有益であった。モスクワでも、主要な博物館・記念碑の継続調査のほか、これまで目が行き届かなかった郊外のモスクワ攻防戦の戦跡を調査することができ、全体像の把握に近づいた。現在これらの調査結果を整理し、分析している。ベトナム調査は、社会主義と戦争記憶の関係性について、ソ連の戦争記憶とイメージが相対化され、特に女性兵士と母性の表象について考察の糸口をつかめたので、非常に有益であった。研究成果発表・研究組織活動についても積極的に行い、総じて、オルタナティブな戦争記憶についての考察を深めたといえる。本研究課題は、旧ソ連の戦争記念碑を中心に戦争記憶を調査し、愛国主義とナショナリティの統合を比較・分析・考察するものである。二年目である平成28年度は主要な現地調査として、コーカサス地方のアルメニア・グルジア調査を実施した。アルメニアでは首都エレヴァンにおける第二次大戦の記憶のほか、第一次大戦の虐殺の記憶や、アゼルバイジャンとの紛争についても調査を行った。グルジアでは首都トビリシの記憶調査を行った。

ここでも第二次大戦の記憶のほか、アブハジアや南オセチアをめぐるロシアとの紛争の記憶についても調査を行うことができた。また地方にも足を延ばし、スターリンの生誕地ゴリに保存されているスターリン博物館やグルジア軍用道路を調査した。また、国際会議での発表の機会を利用して、スモレンスク・モスクワを再訪し、一年目の調査では時間的制約により訪問がかなわなかった博物館・記念碑を網羅することができた。同様に、国際会議で訪問の機会を得たウラジオストク及びワシントンにて主要な記念碑と博物館を調査し、ロシア極東の地域性と、非社会主義国における戦争記憶のアイデンティティの関係性を調査・観察することができた。総じて、実り多い現地調査を実施することができた。研究過程及び成果の国際的発信として、海外の国際会議における発表を3本行った。国際的に権威のある学術誌ないし論文集に投稿・寄稿するためペーパーをブラッシュアップしている。第一に、各年度旧ソ連地域の調査を実施するという研究計画は、これまで順調に遂行している。ロシア国内では、モスクワだけでなく、スモレンスクや極東のウラジオストクのような地方都市調査を実施することができた。また、冷戦のもう一方の雄であるアメリカの首都ワシントンでの調査によって、共産圏の事象を客観的にとらえるための、知見・視野を広げるという意味でも有益であった。第二に、研究の経過及び成果を国際的に権威のある査読制国際会議で2本、欧米のアジア研究者と現地若手研究者が交流する国際学術セミナーに招待され、発表した(英語及びロシア語)。このように、現地調査・国際的な成果発信ともに積極的に行い、おおむね順調に進展と思われる。本研究課題は、第二次大戦の独ソ戦の記憶について旧ソ連各地の状況を調査することを大きな目的としている。3年目である平成29年度は、ウクライナ調査を実施した。戦争経験の違いを考慮して、対象地域を東部、西部、南部、中央(首都)の4つに分けたが、紛争地域である東部については安全を考慮し、現地訪問を見送った。したがって今回調査に入ったのは、南部のオデッサ、首都キエフ、西部のリヴィウである。対ロ関係の悪化に伴い、市民感情も悪化し、ソ連時代の記念碑の撤去運動が全国的に進んでいることが確認された。リヴィウでは現地の戦史研究者に案内を受け、戦跡や博物館で説明を受けた。また意見交換を行い、ウクライナの戦争研究の現状についての情報を得た。キエフ調査に際しては、チェルノブイリ原発事故の立ち入り禁止区域にも許可を得て足を運び、原発事故関連の博物館や記念碑も調査対象とした。記憶研究では、大災害と戦争の記憶がしばしば比較されるが、ソ連史においても、独ソ戦と原発事故もパラレルな関係にあること、そして立ち入り禁止区域であるがゆえソ連時代の事物が手つかずで残されていることの二点の理由による。そのほか、戦争記憶の比較研究のため、中国(長春・ハルピン)、韓国(釜山・仁川・板門店)、ベトナム(ハノイ)調査を実施した。国内でも、北海道大学にて資料収集を行った。調査の蓄積が進んだため、旧ソ連の記念碑を都市構造と関連しての考察を進め、学会・研究会での口頭発表を二本行った。研究組織活動にも取り組んだ。上記の研究会での発表は、研究代表者が研究会を組織・運営したものである。
日本在来ナマズ属の地域集団と保全対象水域の特定および遺伝的モニタリングの実践

在来ナマズ属3種の地域集団および遺伝的構造を明らかにするために、日本全国およびアジア諸国からナマズ類を採集し、ミトコンドリアDNA調節領域の塩基配列に基づく系統地理解析を行った。ビワコオオナマズでは1集団(琵琶湖)、イワトコナマズでは2集団、ナマズでは3つの大きく分化した地域集団が国内に存在することが明らかとなった。イワトコナマズについては、これまで琵琶湖固有種とされてきたが、近畿・中部地方に別の地域集団が存在することが分かった。また、次世代シーケンサーを用いてマイクロサテライトマーカーを開発し、遺伝的多様性の評価が可能となった。淡水魚類は、移動・分散が淡水に限られることから、地域集団に分化している。そのため、DNA分析によって進化的に重要な単位(ESU)を特定し、地域固有の系統を保全する必要がある。これまでに日本の多くの淡水魚について、系統地理情報が収集・蓄積されつつある。しかし、ナマズ属については、水産有用魚種でありレッドリスト種を含む保全上重要なグループでもあるにもかかわらず、遺伝的な情報が皆無の状況である。日本に生息するナマズ属3種(ナマズSilurus asotus、イワトコナマズSilurus lithophilus、ビワコオオナマズSilurus biwaensis)について、地域集団および保全単位を明らかにするため、日本全国(養殖場を含む)、中国、韓国、ベトナムの河川や湖沼からナマズ類を採集し、すべての個体について、ミトコンドリアDNAの調節領域の部分塩基配列を決定した。さらに、一部の個体について、ミトコンドリアDNAのCytochrome b領域、COI領域、ND4領域の部分塩基配列および核DNAのロドプシン遺伝子の部分塩基配列を決定した。系統解析の結果、琵琶湖固有種であるイワトコナマズ、ビワコオオナマズは非常に古い系統であることが確認された。また系統地理解析の結果、日本に生息するナマズには、独自の進化史をもった地域集団が複数存在することが明らかとなった。またナマズについては、国外移入は検出されなかったものの、国内移入はかなり頻繁におこっている可能性が示唆された。これまでに日本全国、アジア周辺諸国から収集したナマズ(Silurus asotus)について、ミトコンドリアDNAのControl領域の部分塩基配列を決定し、地域集団(大系統)を特定してきた。より詳細な地域集団および保全単位を決定するために、系統樹の代表的なクレードから数個体を選定し、それらのCytochrome b領域、COI領域、ND4領域の部分塩基配列を決定した。4領域あわせて、3594bpの配列が得られた。それらの配列をもとに系統樹を作成した結果、大系統の中にも、高いブートストラップ値で支持される小系統が複数含まれることが明らかとなった。また、遺伝的多様性の評価を進めるため、マイクロサテライトマーカーの開発をおこなった。56のプライマーセットを作成し、琵琶湖個体群を材料にマルチプレックスPCRを行った結果、少なくとも42遺伝子座で明瞭な増幅が確認された。淡水魚類は、移動・分散が淡水に限られることから、地域集団に分化している、つまり、進化的に重要な単位(ESU)が種より下のレベルにあることが多い。そのため、DNA分析によって地域集団を特定し、地域固有系統の保全が必要不可欠である。これまでに日本のいくつかの淡水魚について、系統地理情報が収集・蓄積されつつある。本研究は、分子遺伝学的手法を用いて、在来ナマズ属3種(ナマズSilurus asotus、イワトコナマズSilurus lithophilus、ビワコオオナマズSilurus biwaensis)について系統関係および地域集団を特定すること、水産放流に伴う人為的な移入の影響や遺伝的多様性の評価行うことを第一の目的としている。初年度では、日本全国および中国・韓国においてナマズ類の網羅的な採集を行い、ミトコンドリアDNAの部分塩基配列を用いた系統地理解析を開始した。これまでに河川や湖沼から約700個体のナマズを採集し、すべての個体について調節領域の部分塩基配列(469bp)を決定した。それらをもとに、最尤系統樹を作成した。琵琶湖固有種であるビワコオオナマズおよびイワトコナマズは、ナマズよりも深い分岐を示したが、今回用いた塩基配列だけでは、ビワコオオナマズとイワトコナマズの系統関係については解明できなかった。興味深いことに、ナマズについては、日本に複数のユニークな系統(地域集団)が存在する可能性が示唆された。また、水産放流などに伴う国内移入が検出された。一方、これまでの分析の結果からは、国外移入がおこっている可能性は低いことがわかった。様々な研究者と連携・共同することで、日本全国および主要なアジア諸国からナマズの試料を得ることができた。

また複数のミトコンドリアDNAおよび核DNAの分子遺伝マーカーを開発・適用した結果、ナマズ属の系統関係に加えて、国内の地域集団を明確に判別できるようになった。これにより、国内移入の検出が可能となった。予想以上に、ナマズ属のサンプルを収集することができた。また全ての個体について、ミトコンドリア調節領域の塩基配列を決定することで、系統関係と地域集団を概ね明らかにすることができた。また、ミトコンドリアの他の領域の分子遺伝マーカーの開発も完了することができた。地域集団が明確になったことから、放流などによる国内移入の頻度を定量的に把握することを目標とする。また遺伝的モニタリングの実践に向けて、遺伝的多様性を評価するマイクロサテライトマーカーを開発する。開発に際しては、次世代シーケンサーを用いて実験を行うことを検討している。次世代シーケンサーを適用することで、迅速に、数多くのマイクロサテライトマーカーの候補を探索できる可能性がある。今後は、ミトコンドリアDNAの他の領域(COI・Cytb・ND4・ND5など)の塩基配列データを取得するともに、核DNAの分析を行い、より確度の高い系統関係の解明、より詳細な地域集団の特定を進める。また、優先的に遺伝的モニタリングを行うべき湖沼・河川の選定や、遺伝的モニタリング手法の検討を同時に進めていく。これまで同様、主に遺伝子解析の消耗品にあてる。また、大量に収集した試料を整理し、適切に保管するために、冷凍庫を1台購入する予定である。ミトコンドリアDNAおよび核DNAの解析に必要な試薬類など(約6割)、現地調査および試料保存に関する消耗品類など(約2割)、現地調査および学会発表にかかわる旅費(約2割)に用いる。
有機アニオン輸送体を介した薬物の肝移行性調節とその種差

医薬品の薬効・毒性への影響が大きい肝動態を決める、肝有機アニオン輸送体の種差に関する研究を行なった。特にOATPと呼ばれるは輸送体はヒト動物とも肝臓に複数のサブタイプが発現しており、種間の対応付けが不明であった。そこで、ヒトOATPとラットOatp発現系、さらに両種からの肝細胞、ラット全身動態試験を行ない、機能的に対応する分子の同定を試みた。その結果、β-ラクタム抗生物質については、ヒトOATP1B3とラットoatp1a4が両種間機能的に対応する分子であることが示された。両者は遺伝子・アミノ酸配列として相同性が高くないため、動物の薬物動態データからヒト予測を行なうためには、タンパク質構造のみならず機能解析も行なう必要性を示し、今後の医薬品の開発・臨床適用における有用な知見を得ることが出来た。医薬品の有効性や毒性を予測するための基本的な薬物動態情報は、通常まず実験動物を用いた試験によって得られる。特に薬物動態上重要な肝動態については、薬物代謝酵素の種差が大きく、動物試験からヒトへの外挿が容易ではない。本研究では同様に肝臓における薬物処理に働く肝実質細胞の血液側細胞膜に備わるOATPトランスポーターの種差について検討を行った。OATPトランスポーター分子は薬物動態に深く関わっているが、ラット、マウスなど動態試験に用いられる動物とヒトともに複数のトランスポーター分子種が肝臓に存在し、相互に類似しながらも異なる特性を有するためである。多様な薬物の中で肝細胞への取り込みがOATPトランスポーターを介していることが推定されるβラクタム抗生物質に着目した。まずは、著しく胆汁中移行性が高いナフシリンに着目し、そのラットならびにヒト肝細胞で関与するOATPトランスポーター分子の同定を行った。ヒト凍結肝細胞、初代培養ラット肝細胞、各種ヒトOATPならびにラットOatp分子発現系、およびラットin vivo体内動態分析など、多様な手法による解析を行った。その結果、ヒトにおいてはOATP1A2, OATPAB1, OATP1B3, OATP2B1など複数のOATP分子がナフシリン輸送に働いたが、OATP1B3の寄与率が50%以上、OATP1B1が25%程度と推定された。一方、ラットについてはOatp1,2,4が肝細胞で働くが、oatp2が90%程度の寄与を有していることが推定された。これらの結果よりヒトとラットではナフシリン輸送について、OATP1B3とOatp2がそれぞれ対応していることが示された。さらに、他のβラクタム抗生物質についても多くは同じ傾向が見られたが、一部は全く異なる結果も得られ、さらにヒトとラット間での相違の構造活性相関的な解析の必要を展開する。医薬品の肝動態は全身的な体内動態に対する影響が大きい。また、肝毒性は致命的な副作用となる可能性が高く、その把握が必要とされる。多くの医薬品の肝移行は輸送体(トランスポーター)が関与するため、そのメカニズム解明に基づいた予測法の樹立が望まれている。しかし、生理的化合物の肝動態は動物種間で共通した機構で進行する場合が多いが、薬物など生体異物の肝動態における種差は稀ではない。そこで本研究は、複数のサブタイプの存在が分子的に明確になってきた有機アニオン輸送体について、動物とヒトとの比較・外挿を行う研究である。胆汁中移行性・肝動態が多様な一連の化合物としてナフシリンのようなβ-ラクタム抗生物質を用いた。実験動物として一般的なラットにおける肝動態の解析を行なった。遊離肝細胞、トランスポーター発現培養細胞、全身動態解析等を組み合わせた解析結果として、ラットではOatp1a4が主要な寄与をし、Oatp1a1やOatp1b2の寄与は小さかった。このようなOatp1a4を介した肝取り込みは他のβ-ラクタム抗生物質誘導体においても観測された。特にナフシリンにおいてはその寄与率は90%程度と高いものであった。これに対応するヒトOATPの解析を行なった。その結果、OATP1B3が50%程度と最も寄与率が高かったが、OATP1B1の寄与も30%程度であった。アミノ酸配列的にはラットOatp1a4とヒトOATP1B3は高くなく、種間での対応付けのためには輸送体の構造のみならず機能的側面の解析を含める必要のあることが明らかになった。このような種間対応付けは一連の化合物ごとに一定の傾向が示されると考えられ、今後の肝動態の種差を克服するためには、対応付けを機能的に行なう必要性を示すことに成功した。これらの成果は今後の医薬品開発に活用できる情報になると期待できる。
大腸菌F因子の細胞分裂誘導蛋白質、抑制蛋白質の機能発現の調節-DNA複製との連関

F^+大腸菌の細胞分裂開始は、染色体DNAのみならずF因子のDNA複製にも共役している。この共役は、F因子上に存在し、細胞分裂の抑制活性を持つletD遺伝子と、letD遺伝子産物の機能を抑え細胞分裂を誘導するletA遺伝子により調節される。野生型F因子の複製を停止させた場合、letA遺伝子の機能発現が抑えられて(LetA^- LetD^+表現型をとって)染色体の分裂と細胞分裂が阻害される。この複製によるletA遺伝子の機能発現の調節機構の解析を目的に本研究を行い以下の結果を得た。(1)F因子DNA複製と細胞分裂との共役には、letA、Dプロモ-タ-からの転写翻訳過程は関与していない。これは、letA遺伝子とlacZ遺伝子の融合遺伝子を作製しその発現がDNA複製により調節されるかどうかの解析、letA、letD遺伝子のプロモ-タ-をtacプロモ-タ-に置換したF因子を用いてF因子DNA複製と宿主菌の細胞分裂が共役が維持されるかどうかの解析より結論された。この結果は、letA遺伝子機能の調節は蛋白質の活性レベルによる事を示唆する。(2)LetA、LetD蛋白質の生化学的活性を検索するため、これらの蛋白質のDNA結合活性の有無をゲルシフト法を用いて検討し以下の結果を得た。(1)LetA、LetD蛋白質は(あるいは、これらの蛋白質誘導に依存して合成される第3の蛋白質が)letAプロモ-タ-領域に特異的に結合する活性を持つ。また、ベクタ-保持菌粗抽出液中にも、letAプロモ-タ-領域に特異的に結合する蛋白質が存在する。このDNA-蛋白質複合体を認識してLetA、LetD蛋白質はDNAに結合するものと推測される。(2)LetA蛋白質単独でもDNA結合活性を持つ。この場合は、DNA塩基配列に非特異的、非協同的である。今後、DNA結合活性を指標として活性定量法を確立し、LetA、LetD等関係蛋白質を精製し、それらの構造と機能を検討する方向からDNA複製と細胞分裂開始の共役機構を解析する計画である。大腸菌においては、細胞分裂の開始には染色体DNAの複製が終了する事によって誘導される。同様に、F^+大腸菌においては、染色体DNAに加えて、プラスミドDNAの複製が行われることが必要であり、この共役はF因子上の2つの遺伝子letAとletDによって調節されている(筆者ら、J. Mol. Biol. 174、605及び627(1984)。これらの遺伝学的研究を土台として、LetA、LetD蛋白質がどの様な分子機構によってF因子DNA複製に連関するように細胞分裂開始を調節しているのかの解析を試みた。letA-lacZ融合遺伝子、letA promotor-lacZ融合オペロンをもつminiFプラスミドを作製し、(1)F因子のrepA(am)変異株、(2)大腸菌のdnaE変異株、thy変異株を用いてDNA複製を停止させ、β-ガラクトシダーゼ合成を測定した。repA変異によりF因子DNAの複製を阻害した場合にはβ-ガラクトシダーゼ合成の停止はみられなかったが、染色体DNAの複製を阻害した場合β-ガラクトシダーゼ合成は停止した。現在、letA、letD遺伝子の発現をtacプロモーターの支配下においた場合の、DNA複製と細胞分裂の共役の有無を調べる実験を計画中である。

強い細胞分裂抑制活性のため精製が困難であったLetD蛋白質の多量生産系を、多量生産プラスミドベクター(筆者ら、Prot.Eng.1,327(1987))をλベクターに挿入し、一過性に特異的蛋白を生産させる方法により開発した。LetD蛋白質の標的がDNA gyraseであることが遺伝的な手法により明らかとなった(筆者ら、未発表)ので、DNA gyrase活性の阻害活性を測定する方法を用いて、LetD蛋白質の活性の測定法を開発中である。F^+大腸菌の細胞分裂開始は、染色体DNAのみならずF因子のDNA複製にも共役している。この共役は、F因子上に存在し、細胞分裂の抑制活性を持つletD遺伝子と、letD遺伝子産物の機能を抑え細胞分裂を誘導するletA遺伝子により調節される。野生型F因子の複製を停止させた場合、letA遺伝子の機能発現が抑えられて(LetA_-LetD^+表現型をとって)染色体の分裂と細胞分裂が阻害される。この複製によるletA遺伝子の機能発現の調節機構の解析を目的に本研究を行い以下の結果を得た。(A)F因子DNA複製と細胞分裂との共役には、letA、Dプロモ-タ-からの転写翻訳過程は関与していない。これは、letA遺伝子とlacZ遺伝子の融合遺伝子を作製しその発現がDNA複製により調節されるかどうかの解析、letA、letD遺伝子のプロモ-タ-をtacプロモ-タ-に置換したF因子を用いてF因子DNA複製と宿主菌の細胞分裂が共役が維持されるかどうかの解析より結論された。この結果は、letA遺伝子機能の調節は蛋白質の活性レベルによる事を示唆する。(B)LetA、LetD蛋白質の生化学的活性を検索するため、これらの蛋白質のDNA結合活性の有無をゲルシフト法を用いて検討し以下の結果を得た。(1)LetA、LetD蛋白質は(あるいは、これらの蛋白質誘導に依存して合成される第3の蛋白質が)letAプロモ-タ-領域に特異的に結合する活性を持つ。また、ベクタ-保持菌粗抽出液中にも、letAプロモ-タ-領域に特異的に結合する蛋白質が存在する。このDNAー蛋白質複合体を認識してLetA、LetD蛋白質はDNAに結合するものと推測される。(2)LetA蛋白質単独でもDNA結合活性を持つ。この結合は、DNA塩基配列に非特異的、非協同的である。今後、DNA結合活性を指標として活性定量法を確立し、LetA、LetD等関係蛋白質を精製し、それらの構造と機能を検討する方向から、DNA複製と細胞分裂開始の共役機構を解析する計画である。
積雪寒冷地の大型車両走行に伴う雪煙の防止対策に関する研究

1.箱型の大型車両模型を風洞測定部に設置し,車体後面近傍の流れ模様を煙法により可視化し,渦の生成・成長過程を明らかにした。とくに車体下部から巻上がる渦が最も大きく,この渦が雪煙の発生原因であることを確認した。2.車体後面下部から発生する大規模渦の生成・成長を抑制するために,後縁を鋸歯状にしたスポイラーを車体下部に取り付け,可視化法により車体後方の流れ模様を調べた。その結果,スポイラー後縁の三次元攪乱効果により二次元的な大規模渦の生成が抑制され,このスポイラーは雪煙防止に有効であることが確認された。3.上述のスポイラーの効果を詳細に調べるために,傾斜平板後方に発生する渦の挙動を風洞実験により定量的に調べた。測定は熱線風速計を用いて行われ,変動速度の周波数解析および強さ分布により渦のスケールと強さを検討した。その結果,平板後縁の三次元撹乱は渦のスケールを小さくすることが確認された。また,平板の傾斜角と三次元攪乱粗さの影響も調べ,傾斜角は水平面に対して30度,攪乱粗さはせん断層の三次元不安定を促進するスケールが好ましいことを明らかにした。また,渦の三次元変形については,非円形渦の研究結果と比較検討し,その特性を渦力学的に明らかにした。4.実際の走行状態に近い実験を行うために,ムービングベルト上に大型車両模型を設置して風洞実験を行った。実験では,タフト法による可視化,熱線流速計による速度測定を行い,とくに車体後方の流れ模様を詳細に調べた。その結果,三次元攪乱を発生するスポイラーを取り付けた車両では,スポイラーを取り付けない場合と比べ,車体後方の大規模渦の発生が抑制され,雪煙の発生が防止されることが確認された。5.本研究により大型車両より発生する雪煙の防止策に対する指針が得られたが,今後実車実験により提案された防止策の効果を確認することが必要である。1.箱型の大型車両模型を風洞測定部に設置,車体の後面近傍の流れ模様を煙法により可視化し,とくに渦の生成・成長過程を調べた。車体後方では,後面の上下左右からの剥離流中に渦か生成されるが,車体下部から巻き上がる渦が最も大きく,この渦が雪煙の発生原因であることを確認した。2.車体後面の下部から発生する大規模渦の生成・成長を抑制するために,後縁を鋸歯状にしたスポイラーを車体下部に取り付け,上述の可視化法により車体後部の流れ模様を調べた。その結果,スポイラー後縁の三次元撹乱効果により,二次元的な大規模渦は崩壊し三次元的な小規模渦に分裂することが確認された。大規模渦の崩壊は雪煙の巻き上げ効果を減衰されるので,スポイラーは雪煙防止に有効であることが推測された。3.上述のスポイラーの流体工学的特性を調べる基礎実験として,風洞測定部に設置した二次元平板の後方に発生する渦の挙動を定量的に調べた。測定は熱線流速計を用いて行われ,変動速度の周波数解析及び強さ分布により渦のスケールと強さを検討した。その結果,平板後縁の三次元撹乱は渦のスケールを小さくすることを明らかにした。また,この効果は平板後縁の三次元撹乱発生部(鋸歯状の切込み)のスケールに影響されることも明らかになったので,最適な三次元撹乱スケールを決定することが必要である。そのために,二次元大規模渦の三次元不安定特性を明らかにするための実験を予定している。この結果に基づいて,平成8年度には,車両下部に取り付けるスポイラーの最適形状を検討し,その結果を大型車両模型の実験により確認する計画である。

5.本研究により大型車両より発生する雪煙の防止策に対する指針が得られたが,今後実車実験により提案された防止策の効果を確認することが必要である。1.箱型の大型車両模型を風洞測部に設置し,車体後面近傍の流れ模様を煙法により可視化し,渦の生成・成長過程を明らかにした。とくに車体下部から巻上がる渦が最も大きく,この渦が雪煙の発生原因であることを確認した。2.車体後面下部から発生する大規模渦の生成・成長を抑制するために,後縁を鋸歯状にしたスポイラーを車体下部に取り付け,可視化法により車体後方の流れ模様を調べた。その結果,スポイラー後縁の三次元撹乱効果により二次元的な大規模渦の生成が抑制され,このスポイラーは雪煙防止に有効であることが確認された。3.上述のスポイラーの効果を詳細に調べるために,傾斜平板後方に発生する渦の挙動を風洞実験により定量的に調べた。測定は熱線風速計を用いて行われ,変動速度の周波数解析および強さ分布により渦のスケールと強さを検討した。その結果,平板後縁の三次元撹乱は渦のスケールを小さくすることが確認された。また,平板の傾斜角と三次元撹乱粗さの影響も調べ,傾斜角は水平面に対して30度,撹乱粗さはせん断層の三次元不安定を促進するスケールが好ましいことを明らかにした。また,渦の三次元変形については,非円形渦の研究結果と比較検討し、その特性を渦力学的に明らかにした。4.実際の走行状態に近い実験を行うために,ムービングベルト上に大型車両模型を設置して風洞実験を行った。実験では,タフト法による可視化,熱線流速計による速度測定を行い,とくに車体後方の流れ模様を詳細に調べた。その結果,三次元撹乱を発生するスポイラーを取り付けた車両では,スポイラーを取り付けない場合と比べ,車体後方の大規模渦の発生が抑制され,雪煙の発生が防止されることが確認された。5.本研究により大型車両により発生する雪煙の防止索に対する指針が得られたが,今後実車実験により提案された防止索の効果を確認することが必要である。
バーチャルリアリティ環境における「かたさ」「弾力性」の基礎的研究

軟物体の粘弾性特性と「かたさ」「弾力性」との関係を明らかにした.「かたさ」と「弾力性」ともに,平衡弾性係数が重要な役割を果しているが,「かたさ」においては緩和弾性係数が正の関わりを持ち,「弾力性」においては負の関わりを持つことが明らかとなった.また,力覚でばいすを用いて実際には作成困難な軟物体を生成し,かたさ知覚実験を行うことにより,ひとの「かたさ」知覚に関する新たな知見を得ることができた軟物体の粘弾性特性と「かたさ」「弾力性」との関係を明らかにした.「かたさ」と「弾力性」ともに,平衡弾性係数が重要な役割を果しているが,「かたさ」においては緩和弾性係数が正の関わりを持ち,「弾力性」においては負の関わりを持つことが明らかとなった.また,力覚でばいすを用いて実際には作成困難な軟物体を生成し,かたさ知覚実験を行うことにより,ひとの「かたさ」知覚に関する新たな知見を得ることができた軟物体を粘弾性体として取り扱い,「かたさ-やわらかさ」と「弾力」が軟物体の粘弾性特性とどのような関係にあるのか,物体の力学特性計測と心理実験により明らかにした.従来の研究においては,我々も含めて,実験材料の物理定数を算出する際に線形力学モデル(5要素Maxwellモデル)を適用していた.このモデルは,例えばスポンジを指で押したとき,スポンジ全体が同じ割合で(押圧方向に)歪むと考える.しかし,実際には指で押さえられている部分の歪みが最も大きく,そこから離れるに従って歪みが小さくなる.すなわち,軟物体の力学特性に線形力学モデルを適用するには無理があった.本研究では,有限要素法を用いることにより厳密な理論解析を試みた.有限要素法は,解析領域(この場合は,実験材料)を微小領域に分割して数値解析を行うことで前述の問題も解決される.その結果,軟物体に触れることによりヒトが知覚する「かたさ-やわらかさ」と「弾力」は,ともに平衡弾性係数が主要な役割を果しており,両者の相関も高い.しかし,「かたさ-やわらかさ」には緩和弾性係数が正の寄与をし,「弾力」には負の寄与をしていることから,両者は明確に異なる成因を持つ心理量であることが明らかとなった.荷重を制限する実験,及び,指先にキャップを装着して機械受容器に与える情報を制限する実験により,ヒトがやわらかさ評価に深部感覚を利用していることを裏付ける有力な証拠を得ることができた.一方で,機械受容器がやわらかさ評価に重要な役割を担っていることを示唆する結果も得られた.「かたさ」知覚実験で常に問題となるのは,実験材料の選定であった.成形が容易で,経時変化が無く,適当な粘弾性特性を有している材料を見つけることは困難な作業であった.昨年度に備品として購入した力覚デバイス(OMEGA, Force Demension)は,プログラミングにより様々な力学特性を有する仮想材料を創造可能である.本年度は,力覚デバイス制御プログラミングの開発を行い,複数の仮想実験サンプルと基準刺激を創造した.サンプルは押し込み時と引き戻し時の力学特性が異なるものを創造した.ヒトが軟物体の硬さ知覚を行うときには手指を押し込み反復運動させるが,押し込む過程,最も押し込んだ時,引き戻す過程,反復運動全体,のいずれの過程において知覚が行われているのは明らかでない.創造したサンプルを用いた硬さ知覚実験で,官能評価が押し込み時の力学特性,引き戻し時の力学特性,あるいは,その複合した力学特性のいずれと一致するのかを調べることにより,この問題を解決することができる.例えば,ヒトが最も手指を押し込んだ時の力学特性を基に硬さ知覚を行うことが明らかとなれば,バーチャルリアリティ空間における力覚呈示時に,ヒトが最も手指を押し込んだ時にのみ正確な呈示を行えばよいことになり,演算量の低減が可能となる.バーチャルリアリティ空間において軟物の力覚呈示をどのように行えば,体験者がリアルに感じるのであろうか.プログラミングされた力学特性と体験者が知覚する「かたさ」との間にどのような関係があるのか.このような問に対する答えを得るために,前年度に開発を行った力覚デバイス制御プログラミングを用いて仮想軟物体を生成し,その力学特性とかたさ知覚との関係を明らかにした.まず,人がかたさ知覚を行うときには反復押し込み運動を行うが,押し込むときと返るときで力学特性が変化する仮想軟物体を用いてかたさ知覚実験を行った.その結果,以下のような知見が得られた.・力覚デバイスによる力覚呈示によっても,ヒトは正確にかたさ知覚を行うことができる.・押し込むときだけではなく返るときの特性もかたさ知覚に影響する次に,負の粘性を持つ仮想軟物体を用いてかたさ知覚実験を行った.その結果,以下のような知見が得られた.・負の粘性が大きくなるほどかたく感じられる最後に,変位の増加とともにバネ定数が変化する仮想軟物体を用いてかたさ知覚実験を行った.その結果,以下のような知見が得られた.・かたさ知覚の成因としては押し込み変位内の平均亦力が重要な指標である・微小変位における特性が過小評価されている可能性がある力覚デバイスを用いることにより現実には存在しないような軟物体の力覚呈示を行うことができ,このような仮想軟物体を用いた官能評価実験によりヒトのかたさ知覚に関する新しい知見を得ることができた.
ニワトリにおけるインスリンレセプターの遺伝子発現様式の解明

既に取得済みのニワトリインスリンレセプターcDNAを用いてRNAプローブの合成を行い、solution hybridization RNase protection assay法によってニワトリのインスリンレセプターmRNAを定量する系の確立に成功した。各組織における同mRNA量を解析したところ、脳や肝臓において高い発現が見られた。ただしインスリンレセプターのmRNAの量は、良く似た構造と機能を持つIGF-Iレセプターのそれと比較すると非常に個体差が大きいことが判明した。さらに輸卵管においても高い発現が観察されたので、卵白タンパク質合成制御におけるインスリンおよびIGF-Iレセプターの役割を探る目的で、産卵周期の各時期におけるそれぞれのレセプターのmRNA量の解析を行った。卵白を合成中の輸卵管においては、他の時期に比べて両方のレセプターのmRNA量が増加していることが明らかとなった。輸卵管においてIGF-Iの遺伝子も発現していることなどと合わせ、卵白タンパク質合成の誘導にはインスリンとIGF-Iの両方の協同的な作用が必要であることが示唆された。一方、新たにニワトリのIGF結合タンパク質(IGFBP)-2のcDNAを取得し、このmRNAを定量する系も開発した。同mRNAは脳をはじめ様々な組織で発現していたが、卵巣や輸卵管でも高い発現が観察された。輸卵管におけるIGFBP-2mRNAの発現は輸卵管の成熟に伴って減少していたことから、IGFBP-2は輸卵管におけるIGF-Iの作用を抑制している因子であることが示唆された。これらの結果から輸卵管における卵白タンパク質合成にはインスリンおよびその関連因子が数多く関与していることが明らかとなった。
単クローン抗体による内向き整流性ポタシウムチャネルの組織内分布と細胞内分布の解析

内向き整泡性ポタシウムチャネルを代表する2つのメンバーである、IRK1,G2RK1チャネルに対する抗体を下記のように作成した。抗原性が高く、相同性の低い部位の合成ペプチドを抗原として用い、ポリクローナル抗体およびポリクローナル抗体の作成のため、ウサギ,マウスにそれぞれくり返し皮下注入した。titerの高いポリクローナル抗体が得られたので、ペプチド抗原を用いて、アフィニィティ精製した後に、組織化学的解析を行った。機能抗体として用いるために、単クローン抗体の作成も行ったが、現時点では、titerの高いものはまだ得られておらず、ハイプリおよびスクリーニングを継続している。ポリクローナル抗体による組織化学的解析の結果、IRK2,GIRK2チャネルの脳内分布について以下の知見が得られた。(1)IRK1,G2RK2ともに小脳,海馬等脳内の広い部域に発現がみられ(2)snbccllnlarのlevelでは、どちらも細胞体および軸索に発現しており、(3)発生過程を追った解析では、G2RK2は最終分裂をおえた神経細胞に発現するという点が明らかになった。
自己免疫疾患の炎症病態形成・維持に関わる細胞間相互作用の研究

オーファン核内受容体NR4A2が自己免疫病態に関わるTh17細胞の制御分子であることを明らかにした。Th17細胞は自己免疫応答の引き金となるため、NR4A2欠損マウスの解析を通じて、新規に樹立したNR4A2欠損マウスの解析を行った。中枢神経系に浸潤した炎症性ミエロイド細胞とT細胞との相互作用が、T細胞のNR4A2発現に必須であること、Th17細胞の除去により炎症性ミエロイド細胞の中枢神経系への集積が減弱することを明らかにした。またNR4A2欠損マウスのEAE解析から、Th17細胞非依存性の持続進行型病態の存在が明らかとなり、多様性を示す多発性硬化症の病態を反映する可能性が示された。我々は、多発性硬化症(MS)の病態形成機構の解明に向けた基礎研究を進めている。今年度は、昨年に引き続いて再発寛解型MS患者の網羅的遺伝子発現解析から同定したオーファン核内受容体NR4A2の機能に着目し、MSの動物モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の病態形成過程における病原性Th17細胞の機能制御因子としてのオーファン核内受容体NR4A2の機能解析を進めた。新規に樹立したCD4+T細胞特異的NR4A2欠損(NR4A2cKO)マウスのEAE解析から、CD4+T細胞特異的なNR4A2の遺伝子欠損により、Th17細胞機能が顕著に抑制され、初期のEAE病態も有意に軽症化した。興味深いことにNR4A2cKOマウスは、EAE誘導後期に急激な病態の発症が認められ、病態の程度は対象マウスと同程度であった。よってMSの病態モデルとして頻用される、MOGペプチド誘導性のC57BL/6マウスの単相性EAEは、NR4A2依存性の初期病態とNR4A2非依存性の後期病態の2種類の独立した病態からなることが明らかとなった。現在、後期EAE病態形成メカニズムを解析中であり、徐々に詳細が明らかになりつつある。さらにトランスレーショナルリサーチの観点から、この後期EAE病態が、MSのどのような病態を反映するのかについても興味が持たれることから、(独)国立精神・神経医療研究センター病院との連携をはかり、この点についても並行して解析をすすめている。NR4A2cKOマウスは、初期EAEの病態形成過程におけるNR4A2発現Th17細胞の中心的な役割の解明に極めて大きな貢献をしたばかりでなく、新たなEAE病態の手がかりを提供する極めて有用な研究ツールである。とくに後期EAE病態は、NR4A2cKOマウス以外では解析が不可能であることから、この病態を中軸として引き続き研究を進めていきたいと考えている。我々は、多発性硬化症(MS)をはじめとする自己免疫疾患の病態形成機構の解明を目指した基礎研究を進めている。今年度は、MSの動物モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の病態形成過程における病原性Th17細胞の機能制御因子として、MS患者の網羅的遺伝子発現解析から同定したオーファン核内受容体NR4A2に着目し、解析を進めた。その結果、NR4A2がIL-21/IL-23受容体などのTh17細胞分化制御因子をコントロールすることで自己反応性Th17細胞の分化に密接に関わり、T細胞のNR4A2機能を抑制することで、EAE病態が顕著に改善することを明らかにした。自己免疫疾患は、病原性Th17細胞による自己抗原認識に引き続く自己組織の障害から始まるが、これには病原性T細胞を介した標的臓器への炎症性ミエロイド系細胞の浸潤が必要である。新規に樹立したヘルパーT細胞特異的NR4A2欠損(NR4A2cKO)マウスのEAE解析から、ヘルパーT細胞のNR4A2欠損により、中枢神経系へのミエロイド細胞の浸潤が強く抑制され、EAE病態も軽減した。したがってEAE発症時の中枢神経系へのミエロイド系細胞の浸潤は、NR4A2陽性T細胞により制御されること、T細胞に発現するNR4A2を標的とすることで、ミエロイド系細胞による炎症の遷延化をともなう自己免疫病態の制御が可能であることが示された。またNR4A2に依存しないEAE病態の存在も明らかとなり、本研究は新しい展開を迎えつつある。NR4A2欠損マウスは、EAE病態形成過程における各免疫担当細胞の相互作用の解析を可能にする極めて有効なツールであり、病態形成メカニズムの解明へ向けて、他の実験系では解析できない極めて斬新なアプローチを可能にすることが示された。中枢神経系の自己免疫疾患である多発性硬化症(MS)の病態形成機序の解明と、これに基づく新規治療法開発のための基礎研究を進めている。再発寛解型MS患者の網羅的遺伝子発現解析により見いだした

オーファン核内受容体NR4A2の欠損マウスを作製し、MSの動物モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)病態の形成に関わる病原性Th17細胞の機能解析を行った。CD4+T細胞特異的NR4A2欠損(NR4A2cKO)マウスのEAEでは、Th17細胞機能が顕著に抑制され、初期のEAE病態が有意に軽症化する一方、EAE誘導後期に急激な病態形成が認められたことから、MOGペプチド誘導性のC57BL/6マウスの単相性EAEには、NR4A2依存性の初期病態とNR4A2非依存性の後期病態の異なる2相が併存することが示された。NR4A2cKOの後期EAE発症時に中枢神経系に浸潤した細胞群を分離し、GeneChipを用いた網羅的遺伝子発現解析を行った結果、Th17細胞とは全く異なるユニークなT細胞サブセットと、同サブセットが選択的に発現するマーカー遺伝子の同定に成功した。このマーカー遺伝子に対するsiRNAをNR4A2cKOにin vivo投与したところ、後期EAE病態が有意に軽症化したことから、このマーカー遺伝子が後期EAE病態の治療標的であることが示された。後期EAEを発症したNR4A2cKOマウスの中枢神経系より分離したヘルパーT細胞を移入することにより、EAE発症前のNR4A2cKOに急性のEAEを誘導することができた。一方、ナイーブC57BL/6マウスにはEAEが誘導できないことから、EAE発症前のNR4A2cKOでは、炎症性細胞の浸潤をともなう持続的な炎症環境の維持が、後期EAE発症の必要条件であること、およびこのサブセットが後期EAEの病態に関わる病原性T細胞である可能性が示された。免疫MS患者T細胞の網羅的遺伝子発現解析から同定したオーファン核内受容体NR4A2は、当初免疫系との関わりが未知であったが、我々の長年にわたる解析から、自己免疫病態形成に密接に関わるTh17細胞の機能に必須の因子であることが分かり、EAEを用いた解析からNR4A2を標的とした自己免疫病態の改善が期待できることが示された。さらに新規に樹立したNR4A2cKOマウスは、Th17細胞依存性のEAE病態におけるNR4A2の機能を明確に示したばかりか、NR4A2非依存性のEAE病態の存在を明らかにした。これまでの解析から、このNR4A2非依存性のEAE病態は、既存の病態形成機構の枠内ではとらえることのできない極めてユニークなものであることが明らかになりつつある。よって本年度の研究は、全体を通じて当初の研究計画以上の成果が得られたと考えている。MS患者T細胞の網羅的遺伝子発現解析から同定したオーファン核内受容体NR4A2が、MSをはじめとする種々の自己免疫病態形成に密接に関わるTh17細胞の機能に必須の因子であることを示し、その分化過程に関わる因子群を同定した。さらにEAEを用いた解析からNR4A2を標的とした自己免疫病態の改善が期待できることを明らかにした。またNR4A2cKOマウスが顕著なEAE耐性を示すことを明らかにし、NR4A2陽性T細胞が、EAE発症時のミエロイド系細胞の浸潤と炎症の遷延化を制御することを示した。一連の結果は、NR4A2が自己免疫病態形成の中核を担う分子であることを強く示唆している。またNR4A2に依存しないEAE病態の存在も明らかとなり、本研究は新しい展開を迎えつつある。B6