hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
岩石の絶対強度の解明とサブゼロ温度領域におけるその応用

主な知見は以下の通りである。(1)一定応力を載荷してから10s後のひずみ速度とクリープ寿命の間係は両対数座標上で直線近似でき,この近似式から未破壊の供試体の寿命が予測できる。(2)前年度の試験結果,本年度の追加試験の結果,上記(1)の方法による予測値から総合的に考えると,低い応力レベルにおけるクリープ寿命は,含水飽和供試体の方が明らかに短い。(3)一軸圧縮強度の載荷速度依存性とクリープ寿命の応力レベル依存性の間には相関が認められる。このことは,両者の破壊プロセスには類似点があること,片方の関係(依存性)からもう一方の関係(依存性)を推定できることを意味している。研究計画に無理がなく,また,実験装置の大きな破損・損傷などもなかったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。岩石の力学的性質は岩石の種類により異なることが明らかにされている。「絶対強度」の存在は凝灰岩では確認できなかったが,凝灰岩とはストラクチャーの異なる岩石には存在する可能性がある。今回用いた凝灰岩の空隙率は約4%であったが,今後は空隙率が10%以下である岩石を対象に同様な検討を行う予定である。
Ras標的蛋白質ホスホリパーゼCεが制御する癌化シグナルの解明

ホスホリパーゼCε(PLCε)の発癌における機能の解析を、腸癌モデルマウス(ApcMinマウス)を用いて進め、PLCεノックアウト背景での腫瘍形成と悪性化の抑制を見出した。また、ノックアウトマウスから調製した初代培養皮膚細胞を用いた解析から、ホルボールエステル(TPA)によるIL-1αなどのサイトカインの発現がPLCεノックアウトにより抑制されることを示し、二段階皮膚化学発癌実験においてPLCεは、主にTPA誘発性の炎症制御を介してプロモーションに関与することを示した。初代培養真皮線維芽細胞を用いたシグナル伝達系の解析から、TPAがプロテインキナーゼC、およびRasGRP3依存的に低分子量GTP結合蛋白質であるRap1の活性化を介してPLCεを活性化している事を明らかにし、これらのシグナル系がTPAによる腫瘍プロモーションに関与している可能性を指摘した。また、デキストラン硫酸ナトリウムによる腸炎モデルや、ハプテン誘発性の接触性皮膚炎モデルを用いた解析から、PLCεノックアウトマウスでのサイトカインmRNA発現誘導の低下を伴う炎症の抑制を見出し、PLCεがサイトカイン産生制御を介して広く炎症応答に関与している事を明らかにした。皮膚癌発症へのPLCεの関与を解析する目的で角化細胞特異的にPLCεを過剰発現するトランスジェニックマウスの作出しを試み、成功した。表現型解析により、このマウスがヒト尋常性乾癬に酷似した慢性皮膚炎を発症することを明らかにした。低分子量GTP結合蛋白質Ras/RapのエフェクターであるホスホリパーゼCε(PLCε)のノックアウトマウスがDMBAをイニシエーターに、ホルボールエステルであるTPAをプロモーターに用いた二段階皮膚化学発癌に耐性を示すという我々の知見に基づき、PLCεを介した発癌機構の解明を目指した。1.二段階皮膚化学発癌以外の腫瘍におけるPLCεの機能の解析:小腸に腺腫・腺癌を自然に発生するApc^<Min>マウスとPLCεノックアウトマウスとの交配による二重変異マウスを作成し、癌抑制遺伝子Apcの変異を伴う腫瘍形成におけるPLCεの関与について解析した。その結果、PLCε欠損による腺腫の発生、ならびに腺癌への進展の抑制が認められ、PLCεが皮膚癌以外の癌においても重要であることを示唆した。2.プロモーション過程におけるPLCεが制御するシグナル伝達系の解析:プロモーションとのかかわりの深い炎症反応におけるPLCεの機能解析を試みた。ノックアウトマウスから調製した初代培養細胞を用いた解析を行い、TPAによりPLCεが活性化されること、ある種のケモカインの発現がPLCε依存的にTPA刺激に伴い上昇することを明らかにした。また、ノックアウトマウスを用いた個体レベルでの種々の炎症誘導実験を行い、ノックアウトマウスにおける炎症応答の抑制を見いだし、PLCεがTPAによる炎症以外にも多様な炎症応答において機能している可能性を示唆した。3.腫瘍の悪性進展におけるPLCεの機能の解析:Apc^<Min>マウスとPLCεノックアウトマウスとの二重変異マウスを用いた解析から、腺癌への悪性進展へのPLCεの関与の可能性を示唆した。
ユーザの価値観に基づいた共感的フィルタリング手法の開発と応用

本研究の目的は,ユーザの価値観に基づいた新しい協調的フィルタリング手法を開発することである.協調的フィルタリングは,他者が行った評価を利用してアイテムの価値を予測する推薦手法であるが,一般的な協調的フィルタリングでは,ユーザの価値観の影響を考慮できていないことが問題である.本研究では,この問題を解決するために,ユーザの評価に対する評価(メタ評価)を共感として捉え,共感を利用することでユーザの価値観を推定し,価値観に基づいた推薦を実現する新しい協調フィルタリング手法である「共感フィルタリング」を開発する.本研究の目的は,ユーザの価値観に基づいた新しい協調的フィルタリング手法を開発することである.協調的フィルタリングは,他者が行った評価を利用してアイテムの価値を予測する推薦手法であるが,一般的な協調的フィルタリングでは,ユーザの価値観の影響を考慮できていないことが問題である.本研究では,この問題を解決するために,ユーザの評価に対する評価(メタ評価)を共感として捉え,共感を利用することでユーザの価値観を推定し,価値観に基づいた推薦を実現する新しい協調フィルタリング手法である「共感フィルタリング」を開発する.
場の量子論の数学的研究

本研究の目的の一つは,ChernーSimons理論の運動方程式と古典的なsoliton方程式(戸田方程式,非線形Schrodinger方程式等)との関係を明らかにすることであった。我々は一連の研究の中で(1)Jackiw達が研究したselfーdual ChernーSimons solitonsと(3)戸田方程式(及び連続な戸田方程式)の古典解の3者の間の関係をほぼ明らかにした。即ち,これらにはが共通して内在していることを明らかにした。これらは古典論である。これらの量子論への応用(又は量子論での対応物)が期待される。この場合、上述の(☆)はに変わるものと思われる。次年度の研究課題としたい。
三次元全脳イメージング法の構築と精神疾患モデル動物の脳構造解析

本研究では、当研究室で構築してきた、マウス全脳を細胞レベルの解像度でイメージングする装置を用いて、疾患モデルにおける脳構造や神経活動の変化を、全ての脳領域で解析し、精神疾患の病態や神経機能調節の機構の解明を目指す。昨年度までの研究において、活性化した神経細胞を標識するArc-dVenusマウスを用いて、N-methyl-D-aspartate (NMDA)受容体拮抗薬による統合失調症モデルの神経活動変化を解析し、いくつかの脳領域における神経活動の亢進を見出した。当該年度においては、上記の活動変化の意義や治療薬に対する反応性を全脳レベルで可視的に究明するため、以下の検討を行った。1)多数の脳領域の中でも、顕著なdVenus陽性細胞の増加が認められた眼窩前頭皮質を傷害し、NMDA受容体拮抗薬による行動異常に及ぼす影響を解析した。その結果、新奇環境下における自発運動量は偽手術群と同程度であったのに対し、眼窩前頭皮質の傷害により、NMDA受容体拮抗薬による多動が抑制されることを見出した。2) NMDA受容体拮抗薬による神経活動変化に対する、抗精神病薬の作用を全脳レベルで解析した。ハロペリドールまたはクロザピンの前処置により、多くの脳領域においてdVenusの発現が抑制されるが、眼窩前頭皮質では、クロザピンによりdVenus陽性細胞が著しく減少するのに対し、ハロペリドールでは、ほとんど抑制されないことを見出した。4)上記の変化が、他の統合失調症モデルにも共通して認められるかを検証するため、メタンフェタミン投与マウスの全脳イメージングを実施し、神経活動パターンを比較した。その結果、薬物による多動は同程度であるものの、全脳レベルでの活動パターンはモデル間で大きく異なること、その中でも、眼窩前頭皮質や前嗅核における変化が、NMDA受容体拮抗薬投与モデルに特徴的であることを見出した。28年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの精神疾患モデル動物を用いた疾患研究により、行動異常に関連する脳内変化が部分的に同定されてきた。しかし、高度に機能が局在した脳では、局所的な解析で個々の変化を捉えることができても、病態を理解することは難しい。本研究では、脳内変化を全脳から網羅的に捉えて、疾患に関連する行動異常の発現機序を解明することを目的とし、当研究室で構築している三次元全脳イメージング法を用いて、精神疾患モデル動物の脳構造と、神経活動の全脳網羅的解析を進めている。平成26年度は以下の結果を得た。1)脳構造の全脳解析法の確立高解像度のマウス全脳画像は、数テラバイトものデータ容量になり、既存の解析法では、脳内変化を検出することが困難であった。そこで、独自の画像処理手法を適用し、歯状回に神経脱落を示す既知のモデル(トリメチルスズ投与マウス)を陽性対照として、新規全脳解析法の確立を試みた。その結果、脳内細胞の位置情報を取得することに成功し、さらに、脳を領域別に部位分け、個体間位置合わせを行った後に、各領域の体積、細胞数を比較することにより、脳構造の変化を検出できる新たな解析法の確立に成功した。2)神経活動の全脳解析法の確立上記の解析法と、最初期遺伝子Arcのプロモーター制御下に蛍光蛋白質dVenusを発現するArc-dVenusマウス(岐阜大医・山口瞬教授より譲受)を用いて、dVenus発現を神経活動の指標とした全脳神経活動の解析法を確立した。さらに、本方法を用いて、精神的ストレスを負荷したマウス、ストレスを与えないコントロールマウスにおける全脳神経活動を解析し、その変化を全脳レベルで明らかにした。統合失調症等の精神疾患は病態機構が未解明であり、その根底にある脳内変化の探索が進められている。本研究では、当研究室で構築した細胞レベルの三次元全脳イメージング法を用いて、疾患モデル動物における神経活動や脳構造の変化を網羅的に検出し、精神疾患の病態や神経機能調節の機構の解明を目指す。1.全脳イメージングの高速化細胞レベルの解像度の全脳画像の撮影は、既存の方法では、マウス脳1個あたり1週間以上を要し、我々のイメージングシステムでも、22時間を要していた。そこで、本システムを構成する機器の設定を改良した結果、細胞レベルの解像度を維持したまま、4時間以内のマウス全脳イメージングを実現した。この高速化により、マーモセット等の霊長類の全脳解析にも発展させることも可能になった。2.精神疾患モデル動物の全脳解析統合失調症モデルとして、Schnurri-2欠損マウス(国内共同研究)の全脳細胞の位置情報を取得し、脳構造の全脳解析を行った。細胞の分布に関して、現時点では、有意な変化は認められていない。一方、Schnurri-2欠損マウスではN-methyl-D-aspartate (NMDA)受容体の機能低下が示唆されている。この表現型は、いくつかの統合失調症モデルに共通し、疾患の中間表現型の一つと考えられているが、NMDA受容体は脳内に広く発現・機能しているため、その神経回路機構は明らかになっていない。そこで、NMDA受容体シグナル系の破綻に伴う行動異常の責任神経核を探索するため、NMDA受容体拮抗薬による神経活動変化を全脳レベルで解析した。活性化した神経細胞が蛍光標識されるArc-dVenusマウス(国内共同研究により譲受)を用いて解析した結果、これまで報告の無い特定の脳部位で神経活動が亢進している事を見出した。

この領域の機能や回路構造の解析により、脳疾患や精神機能の調節に関わる新たな神経回路の解明に繋がる可能性がある。当初より計画していたSchnurri-2欠損マウスの脳構造の解析では、現時点では有意な変化が認められていないものの、NMDA受容体の機能低下に着目し、NMDA受容体拮抗薬による神経活動変化を全脳レベルで解析することにより、これまで報告のない脳領域で神経活動が亢進していることを見出した。NMDA受容体の機能低下は、統合失調症の病態仮説であり、いくつかの統合失調症モデル動物に共通する中間表現型の一つであることから、本成果は、この疾患の神経回路機構の解明に繋がることが期待できる。このように、疾患モデル動物の全脳解析を通して、これまで全く知られていなかった脳内変化を見出すことができたことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると考える。本研究では、当研究室で構築してきた、マウス全脳を細胞レベルの解像度でイメージングする装置を用いて、疾患モデルにおける脳構造や神経活動の変化を、全ての脳領域で解析し、精神疾患の病態や神経機能調節の機構の解明を目指す。昨年度までの研究において、活性化した神経細胞を標識するArc-dVenusマウスを用いて、N-methyl-D-aspartate (NMDA)受容体拮抗薬による統合失調症モデルの神経活動変化を解析し、いくつかの脳領域における神経活動の亢進を見出した。当該年度においては、上記の活動変化の意義や治療薬に対する反応性を全脳レベルで可視的に究明するため、以下の検討を行った。1)多数の脳領域の中でも、顕著なdVenus陽性細胞の増加が認められた眼窩前頭皮質を傷害し、NMDA受容体拮抗薬による行動異常に及ぼす影響を解析した。その結果、新奇環境下における自発運動量は偽手術群と同程度であったのに対し、眼窩前頭皮質の傷害により、NMDA受容体拮抗薬による多動が抑制されることを見出した。2) NMDA受容体拮抗薬による神経活動変化に対する、抗精神病薬の作用を全脳レベルで解析した。ハロペリドールまたはクロザピンの前処置により、多くの脳領域においてdVenusの発現が抑制されるが、眼窩前頭皮質では、クロザピンによりdVenus陽性細胞が著しく減少するのに対し、ハロペリドールでは、ほとんど抑制されないことを見出した。4)上記の変化が、他の統合失調症モデルにも共通して認められるかを検証するため、メタンフェタミン投与マウスの全脳イメージングを実施し、神経活動パターンを比較した。その結果、薬物による多動は同程度であるものの、全脳レベルでの活動パターンはモデル間で大きく異なること、その中でも、眼窩前頭皮質や前嗅核における変化が、NMDA受容体拮抗薬投与モデルに特徴的であることを見出した。疾患モデル動物の全脳解析において最も重要であった、脳構造および神経活動の変化を検出できる新規比較解析法の確立に成功し、精神的ストレスを負荷したマウスにおける神経活動の変化を全脳レベルで明らかにした。これらのことから、全脳解析による精神疾患モデル動物の疾患関連表現型の網羅的解析に向けて、本研究はおおむね順調に進展していると考える。NMDA
染色体高次構造維持遺伝子(Crm1,Rad51)操作による放射線感受性の制御

放射線照射後の細胞にみられる潜在致死損傷(PLD)の回復は古くから知られた現象であるが,発生機構はいまだ解明されていない。PLD回復機構を解明することは放射線の生体に対する作用を理解するうえで重要である。また,腫瘍組織では正常組織にくらべPLD回復のおこる可能性が高いのでPLD回復の抑制は癌治療の成績の向上につながるものと考えられる。我々は以前,放線菌が産生する抗生物質レプトマイシンB(LMB)が著しいPLD修復阻害作用をもつことを報告した。その後の研究でLMBは染色体の高次構造維持に関与しているCRM1タンパク質に特異的に結合してその機能を阻害する事が明らかとなった。このことからCRM1は放射線照射によって生じた染色体構造の乱れを修復する働きがあり,LMBによるPLD回復阻害は,LMBがCRM1に結合してその機能を不活性化するためではないかと考えた。一方、放射線抵抗性であることが知られているスナネズミの胎児由来の培養細胞(MGF)はレプトマイシンBに感受性をもたない(PLD回復の阻害が起こらない)ことを見い出した。LMBによるPLD回復阻害にCRM1が関与しているとすると,スナネズミの細胞がLMBに感受性を示さないのは,スナネズミのCRM1に変異が生じてLMBが結合できないためではないかと考えた。この仮説を検証するためスナネズミのCrm1のクローニングを行い,アミノ酸配列を調べ,LMBに対して感受性である他生物種のアミノ酸配列との比較を行い変異の有無を調べることにした。[結果]スナネズミの精巣からRNA画分を抽出し,種間で保存されている領域をえらんで縮重プライマーを設定し,PCRを行なった。まず,スナネノミのCRM1のCCR領域からC末端までのアミノ酸配列を決定した。LMBに対して感受性である分裂酵母のCRM1上のLMBの結合部位はCCR領域のシステイン残基(529番目)であるが,スナネズミの529番目もシステインであり変異はなかった。スナネズミ細胞におけるLMB抵抗性は当初予想していたようにCRM1のLMB結合領域の変異によるものではない事がわかった。しかし,CRM1の529のLMB結合部位以外に変異が入ったことによりCRM1の立体構造が変化してLMBと結合出来にくくなり,LMBのCRM1活性阻害が消失している可能性もある。この可能性も含め現在MGF細胞CRM1のLMB耐性の原因について検討中である。スナネズミ(Mongorian gerbil)は放射線抵抗性の哺乳動物として知られているが(LD_<50>=約11Gy)、その抵抗性の機序は不明であった。しかし、我々はスナネズミ胎児由来の細胞株を確立し、放射線抵抗性を調べたところ、X線照射に伴う潜在致死損傷(Potentially Lethal Damage:PLD)に対して劇的な阻害作用を示すレプトマイシンB(LMB)の作用に対して抵抗性であることがわかった。

最近の研究でCrm1は、染色体高次構造の維持や核外輸送に関与していることが明かとなってきた。我々はLMB1のターゲットであることが判明しているCrm1を、染色体高次構造の乱れを修復することによる放射線抵抗性のキーファクターであると考え、さらなる解析のため遺伝子をクローニングすることにした。すでにクローニングされている、S.cerevisiae,S.pombe,Human,のCrm1遺伝子のDNA配列を比較することにより、生物種を超えて保存されている領域(430-590a.a)を見い出し、そのアミノ酸配列をもとにしてdegenerate primerを作製した。スナネズミの各臓器からmRNAを抽出し、作製したプライマーを用いてRT-PCRによって、精巣や肝臓などから目的の大きさのバンドを得た。現在シークエンスを行い、それが目的の産物であることを確認する作業を急いでいるところである。スナネズミは放射線抵抗性(LD50=11Gy)であることが知られているがその機構は不明である。それを明らかにするために株化細胞を樹立し(MGFと命名)放射線感受性を調べた。生存率曲線より求めたDoは1.5Gy、Dqは2.5Gyでありとくに放射線抵抗性ではなかったが、PLD回復阻害剤レプトマイシンB(LMB)に対し抵抗性であることがわかった。LMBはCRM1と結合すること、およびCRM1は染色体構造維持や蛋白の核外輸送に関与していることが最近明らかになった。このことからCRM1蛋白がPLD回復に関与していていることが推測される。MGF細胞ではLMBがCRM1と結合できずその機能を阻害できないためにPLD回復がおきる。LMBがCRM1に結合できない原因として両者の結合領域に変異がはいっているのではないかと考えた。この仮説を確かめるためにスナネズミのCrm1をクローニングし解析をおこなった。[結果]スナネズミのRNA画分を抽出し、他種CRM1に関するアミノ酸配列の比較を基に種間で保存されている領域をえらんで縮重プライマーを設定した。PCRを行いスナネズミのCRM1のCCR領域からC末端までのアミノ酸配列を決定した。LMB感受性である分裂酵母のCRM1においてLMBの結合部位と考えられているCys529に相当する部位をみるとスナネズミの場合も同様にCysであった。[考察]スナネズミ細胞におけるLMB抵抗性は当初予想していたようにCRM1のLMB結合領域の変異によるものではない事がわかった。しかしCRM1の529のLMB結合部位以外におこった変異により立体構造が変化してLMBと結合出来にくくなり、LMBのCRM1活性阻害が消失している可能性もある。今後、この考えを確かめる為に残っている5'側のシークエンスを行って変異が入っているか否かを明らかにしたいと考えている。
米国・オバマ政権のＥＳＥＡ（初等中等教育法）の再改定の実施過程の実証的研究

アメリカ合衆国の2001年NCLB法(ひとりの落ちこぼしをしない法)は、2007年度までの時限法である。2008年に大統領に就任したオバマ大統領は、その修正を重要政策課題とした。しかし、議会での再改定の議事は進まず、3分の2の州では、本法の実施免除(waiver)の承認を得て、空洞化している。本法のサンクションは、学力テスト向上の出ない学校の教職員の入れ替え、生徒の転校、チャータースクールへの移管などがあるが、その措置の弊害の指摘が多い。その実態をカリフォーニア州、インディアナ州、オハイオ州で調査した。研究課題とするNCLB Act「どの子も落ちこぼさない法」の改訂作業は、連邦議会において、立ち止った状況で、オバマ大統領の2期目になった。昨年末に行われた大統領選挙においても一つの重要な争点であった。調査研究の成果は以下の通りである。1 NCLB法の改訂の方向を示す教育改革プランが、大統領諮問委員会が2011年に発足し、2012年に報告書が提出された。2連邦議会ではNCLB法の改訂案が2つの案が提出され、課題は明らかにされた。3全米では、各州がNCLB法の適用を除外される教育改革を進める取組みが進み、半分余の州が、連邦政府に除外申請を行い、認められる。4カリフォーニア州は、2013年に申請したが、連邦により却下された。5以上のような経過について、資料を入手し、分析した。また、カリフォーニア州については、サンフランシスコ市をはじめ、いくつかの、学区でのNCLB法の実施ないし対案時改革の取り組みを実地調査した。2013年度(研究期間の最終年度)の研究成果2012年に合衆国最高裁は、NFIB v. Sebelius事件判決として連邦政府の財政権限に関して重要な判決を下した。本研究の対象であるNCLB法は、まさに、連邦政府による連邦財政補助として実施されているので、連邦政府による教育政策の関与権限が問われる判決である。NFIB判決の影響についての研究論文が公表されているので、それらの論議を検討した。研究期間全体の成果オバマ政権が2007年に再改定を求められているNCLB法についていかなる見直し、改定を提案するのか、が本研究の課題であるが、連邦議会では2度の改定提案が論議されたが、成立をみていない。多くの州がNCLB法の適用免除を申請し、許可されている。その実施状況についての功罪の検証を調査することができた。連邦政府による教育改革の主導の困難性が明らかになったといえる。具体的には、NCLB法は、生徒の学力テスト成績による学校評価の強制実施、成果責任主義としての年次学力向上(Appropriate yearly progress)できなかった学校での生徒・親の学校選択、学校の校長をはじめ教職員の交替、失敗学校をチャータースクールへの移行など、というサンクションについて規定している。しかし、その後、学力向上を達成できている学校がかなりのバラつきがあるが、半数以上ができない、学力テストの基準がどだい、到達水準を越えているので、下げたり、学力テストの事前学習などの不正が起きたり、校長、教員への委縮効果などが指摘されて、州教育関係者からの批判も多い。これらのデータを収集、整理できた。研究目的の直接の対象である初等・中等教育法の改定問題は、オバマ政権になってから4年目に入るが、その後の連邦財政の危機と連邦議会の構成変化などにより、NCLB法の改正ではなく、Race to the Topというプログラムに予算を配当するというやり方で重点を移している。オバマ政権は、その大統領選挙の公約でNCLB法の成果責任主義やチャータースクールへの強制移行などは、アメリカ公教育の活力を減退させ、そうした「競争」と「罰則的制裁」による教育改革は改め、教師を励まし、子どもたちをその気にさせるようにするための教育政策に転換することを掲げた。そのためにNCLB法を改定すると言っていた。そうしたオバマ政権の教育政策を実証的に調査研究するのが本課題の目的である。初年度である本年は、以下のような研究を行った。・アメリカ再生復興予算という特別予算の中に30%程度の教育投資予算を組み込み、それを使ってのRace to the Topプログラムを教育省が教育改革推進補助金枠を提示した。その関連資料の収集を行った。・連邦教育政策について有力な支持者であったダイアンラビッチ教授(ニューヨーク大学)が、NCLB法の成果責任主義やチャータースクールには疑問であるという著書、意見を公表し、アメリカでは論議となっている。彼女の主張について資料を収集し、論議を整理した。・オハイオ州マイアミ大学を訪れ、周辺の教育委員会を訪問し、かつマイアミ大学の旧知のキャンブロン・マカビ教授と意見交換し、資料等の提供を受けた。カリフォーニア州バークレーでのRace to the Topへの応募、対応のヒアリング調査を行った。

課題の対象が、連邦議会の状況により、NCLB法の改訂に結び付くか、不明の部分もあるが、連邦政府の主導する教育改革は、オバマ大統領の中心項目であるので、NCLB法の改訂ではなく、その母法である初等中等教育法(ESEA)に何らかの改正法が提起されることは間違いない。現在、Race to Topという改革目標は、アメリカ再生法という財政支援法で進められている。NCLB法は、予算の裏づけを欠いたままであるので、財政削減法との関連で、連邦教育改革法は新たな課題に直面している。こうした状況を明らかにすることができた。オバマ政権が4年前に大統領に当選するときのAgendaでは、Bush大統領が2001年に教育大統領のNCLB法を成果責任主義(Accountability)とテスト競争主義、チャータースクールへの強制移行など中心政策においていたが、それらはアメリカの公教育を過度な競争と制裁をもたらすので、それらを変えると掲げた。しかし、アメリカの連邦財政の赤字、連邦議会での共和党の議席増大などでオバマ大統領の政策は、大きく制約を受けることになる。連邦の教育政策は、アメリカ再生復興予算という財政支出を投じ、その中にRace to the Topプログラムが含まれている。NCLB法に弾力条項ーflexibility clauseを付加することで財政誘導支援を行っている。こうした状況の変化があるが、アメリカの連邦の公教育政策の実施過程を実証的に検討することは所期の目的であるので、それらに関連するデータ、研究者の調査、研究報告などを収集することができた。2月から3月にかけてのオハイオ州オックスフォード市でのヒアリング調査や、カリフォーニア州バークレーでのヒアリング調査を実施することができた。連邦政府の教育政策は不要と説く共和党など保守グループの主張に賛同する研究者もかなりいることが分かった。その理論的、思想的根拠もアメリカの建国以来の根深い連邦国家観をめぐる対立があることが分かった。NCLB法関連の文献、資料に加えて、アメリカの連邦の役割をめぐる論争、公教育とアメリカ社会像との関連などの論文を読み、政治と教育の問題点を発見することができた。NCLB法の改訂は、連邦議会の拮抗状態で予定通りには進んでいないが、オバマ大統領はアメリカ合衆国の将来の再生には教育の充実がそれを左右するものであると考えている。したがって、連邦主導の教育改革は、従来にもまして強調している。NCLB法の実績、課題の整理とその過程で論じられるようになっている連邦の役割をアメリカという民主主義、社会形成のプロセスの論議を分析、整理する。各地で学校統合、閉鎖が余儀なくされるように教育財政は危機の状況にある。そうした公教育の州、学区レベルでの課題も合わせて、解明する。本年の調査研究によりオバマ政権の教育改革政策は、大統領当選当時に比して、連邦財政の逼迫などで財政支出を伴う改革は遅れることになってきていること、州や郡、学区等の間での取り組みの格差が顕著となってきていることなどが大きな変化をもたらしている。本年は大統領選挙の年であり、交代することがあれば、大きく研究対象の変化ともなる。
数理計画問題に対する並列アルゴリズムに関する研究

本研究においては,数理計画問題に対する並列アルゴリズムの開発を行い,以下の成果を得た.1.問題の目的関数が微分可能な関数と変数の各成分に関して分離可能な凸関数の和として表される場合には,その問題に対して射影法やJacobi法のような方法を適用することができ,さらにそれらの方法は並列処理が可能である.また,そのままでは分離可能な構造をもたない一般の凸計画問題も,その双対問題を構成することにより,上記の構造をもつ問題に帰着できる.したがって,このアプロ-チは極めて広いクラスの問題に対して有効である.この事実を整理して従来のいくつかのアルゴリズムを統一化するとともに,この考え方に基づく新しいアルゴリズムを提案した.2.問題がある種の分離可能構造をもつときには,さまざまな分解法がこれまでに提案されているが,それらは必ずしも計算上取扱いやすい方法とはいえない.これらの方法の改良としていくつかの方法を提案し,計算実験によって有効性を確認した.3.いわゆる分離可能構造をもつ問題に対して,その双対問題を考え,さらにそれにある種の変換を行うと,交互方向乗数法と呼ばれる方法が適用可能となり,特にそのとききわめて並列計算に適したアルゴリズムが構成できることがわかった.この方法に対して実際に並列計算機を用いて数値実験を行ったところ非常に良好な結果を得た.4.今後の発展のための基礎的研究として,一般の数理計画問題以外の問題,例えばネットワ-ク最適化問題や変分不等式問題に対する研究を行い,いくつかの新しいアルゴリズムを提案した.本研究においては,数理計画問題に対する並列アルゴリズムの開発を行い,以下の成果を得た.1.問題の目的関数が微分可能な関数と変数の各成分に関して分離可能な凸関数の和として表される場合には,その問題に対して射影法やJacobi法のような方法を適用することができ,さらにそれらの方法は並列処理が可能である.また,そのままでは分離可能な構造をもたない一般の凸計画問題も,その双対問題を構成することにより,上記の構造をもつ問題に帰着できる.したがって,このアプロ-チは極めて広いクラスの問題に対して有効である.この事実を整理して従来のいくつかのアルゴリズムを統一化するとともに,この考え方に基づく新しいアルゴリズムを提案した.2.問題がある種の分離可能構造をもつときには,さまざまな分解法がこれまでに提案されているが,それらは必ずしも計算上取扱いやすい方法とはいえない.これらの方法の改良としていくつかの方法を提案し,計算実験によって有効性を確認した.3.いわゆる分離可能構造をもつ問題に対して,その双対問題を考え,さらにそれにある種の変換を行うと,交互方向乗数法と呼ばれる方法が適用可能となり,特にそのとききわめて並列計算に適したアルゴリズムが構成できることがわかった.この方法に対して実際に並列計算機を用いて数値実験を行ったところ非常に良好な結果を得た.4.今後の発展のための基礎的研究として,一般の数理計画問題以外の問題,例えばネットワ-ク最適化問題や変分不等式問題に対する研究を行い,いくつかの新しいアルゴリズムを提案した.本研究の目的は,数理計画問題,特に非線形計画問題に対する並列化可能なアルゴリズムの開発を行うことである.本研究では特に数理計画法の双対相論に基づいて,問題を並列処理が可能な形に変換する方法やそのような方法が適用可能な問題の構造的性質を明らかにすると共に,具体的なアルゴリズムの提案とその理論的収束性の解析を行う.本年度において得られた研究成果は次のとおりである.1.非線形計画問題の双対問題においては,関数が微分不可能となるのが一般的である.したがって,そのような一般的な場合に対処するためには,微分不可能な最適化問題に対する有効な手法を開発しなければならない.このような観点から,微分不可能な最適化の手法を新たに提案し,その理論面および実際面での有効性を明らかにした.2.上記1の方法を,典型的な構造をもつ大規模問題に適用し,さらに必要な記憶量の面で改良を加えた実用的なアルゴリズムを提案した.数値実験の結果,分析を行わない通常の方法では取り扱えないような大規模な問題に対しても十分満足できる結果が得られた.3.上記2で取り扱った問題とは異なり,特別な構造を持たないような凸計画問題に対しても,Fenchelの双対定理と呼ばれる双対理論を適用することにより,並列処理が可能なアルゴリズムを提案した.この方法は一種の降下法の性質を有しており,これまでに提案されてきた方法に比べて,安定した収束性を持つものと期待できる.4.ネットワ-ク構造をもつ非線形計画問題に対しても並列化可能なアルゴリズムを開発してゆきたいと考えている.本年度はとりあえず逐次型のアルゴリズムの開発を行ったが,将来はそれらの方法をさらに発展させて並列型のアルゴリズムの研究につなげてゆく予定である.本研究においては,数理計画問題に対する並列アルゴリズムの開発を行い,以下の成果を得た.1.問題の目的関数が微分可能な関数と変数の各成分に関して分離可能な凸関数の和として表される場合には,その問題に対して射影法やJacobi法のような方法を適用することができ,さらにそれらの方法は並列処理が可能である.また,そのままでは分離可能な構造をもたない一般の凸計画問題も,その双対問題を構成することにより,上記の構造をもつ問題に帰着できる.したがって,このアプロ-チは極めて広いクラスの問題に対して有効である.この事実を整理して従来のいくつかのアルゴリズムを統一化するとともに,この考え方に基づく新しいアルゴリズムを提案した.2.問題がある種の分離可能構造をもつときには,さまざまな分解法がこれまでに提案されているが,それらは必ずしも計算上取扱いやすい方法とはいえない.

これらの方法の改良としていくつかの方法を提案し,計算実験によって有効性を確認した.3.いわゆる分離可能構造をもつ問題に対して,その双対問題を考え,さらにそれにある種の変換を行うと,交互方向乗数法と呼ばれる方法が適用可能となり,特にそのとききわめて並列計算に適したアルゴリズムが構成できることがわかった.この方法に対して実際に並列計算機を用いて数値実験を行ったところ非常に良好な結果を得た.4.今後の発展のための基礎的研究として,一般の数理計画問題外の問題,例えばネットワ-ク最適化問題や変分不等式問題に対する研究を行い,いくつかの新しいアルゴリズムを提案した.
低消費電力コンパクトクラスタに関する研究

低消費電力コンパクトクラスタのプロトタイプとして,9台のPentiumMクラスタの構築し,それを現存のクラスタ27台と結合した低消費電力ヘテロクラスタシステムを構築した.また,そのクラスタ上でのIntraおよびInter Chassis Networkを実装し,その上でのコミュニケーションフレームワークを提案した.性能評価として,分子軌道計算を行い,並列化効率,消費電力などを計測し,低消費電力ヘテロクラスタシステムの有効性を検証した.低消費電力コンパクトクラスタのプロトタイプとして,9台のPentiumMクラスタの構築し,それを現存のクラスタ27台と結合した低消費電力ヘテロクラスタシステムを構築した.また,そのクラスタ上でのIntraおよびInter Chassis Networkを実装し,その上でのコミュニケーションフレームワークを提案した.性能評価として,分子軌道計算を行い,並列化効率,消費電力などを計測し,低消費電力ヘテロクラスタシステムの有効性を検証した.平成18年度において,6ノードからなる低消費電力コンパクトクラスタを構成した.本クラスタは通常ノート型パソコンに使用されるPentiunM(2.0GHz)のCPUを搭載したクラスタである.PentiumMは発熱や消費電力も比較的少ないので,ATX規格よる少し大きい程度のスペース(W32cmxH15cmxD55cm)に3ノード搭載したシステムを構築できる.また,外部記憶装置は,発熱や耐故障性を考え,HDDを使用せずにCompact Flash Memoryを採用した.本クラスタのマザーボードには,2つのGigabit Ethernetポートが搭載されており,それらのポートを筐体内のネットワークと筐体間のネットワークに使用することにした.また,これらのネットワークを利用した仮想Treeネットワークを提案した.また,この仮想Treeネットワークのための通信フレームワークを考え,そのフレームワークに対応した通信ライブラリを開発した.PentiumMのクラスタにPentiumIIIのクラスタを融合させ,Heterogeneous(異種混合)なクラスタを構築し,その上で並列化効率や消費電力などの性能評価を行った.評価プログラムは,分子軌道計算プログラムである.本システム上で,静的負荷分散で処理した場合と動的負荷分散で処理した場合の並列化効率や消費電力を測定した.Heterogeneousクラスタでは,動的負荷分散での有用性が確認された.一方,静的負荷分散では,PentiumMノードがPentiumIIIノードに足並みを揃えてしまうので,なんらかの形で計算負荷のバランスを整える必要性がある.消費電力では,PentiumMクラスタは,PentiumIIIクラスタに比べ約1/5の積算消費電力を達成し,Pentium4搭載のデスクトップマシンに比べても約1/2の積算電力を達成した.平成19年度において,9ノードからなる低消費電力コンパクトクラスタを構成した.本クラスタは通常ノート型パソコンに使用されるPentiumM(2.0GHz)のCPUを搭載したクラスタである.PentiumMは発熱や消費電力も比較的少ないので,ATX規格よる少し大きい程度のスペース(W32cmxH15cmxD55cm)に3ノード搭載したシステムを構築できる.また,外部記憶装置は,発熱や耐故障性を考え,HDDを使用せずにCompact Flash Memoryを採用した.本クラスタのマザーボードには,2つのGigabit Ethernetポートが搭載されており,それらのポートを筐体内のネットワークと筐体外のネットワークに使用することにした.また,既存のクラスタとして,PentiumIIIのクラスタが27台ある.このクラスタには,筐体外のネットワークのみ実装されていたが,このクラスタにもGigabit Ethernetのポートを1つ増設し,筐体内ネットワークを構築した.さらに,昨年度提案したネットワークフレームワークおよび通信ライブラリを,今回構築した筐体内ネットワークに対し適用した.PentiumMのクラスタにPentiumIIIのクラスタを融合させ,Heterogeneous(異種混合)なクラスタを構築し,ネットワークを筐体外ネットワークのみを使用した場合と筐体内外のネットワークを使用した場合の性能評価を行った.また,静的負荷分散において,計算ノードで実行する計算プロセス数を変えて,計算負荷の状態を評価した.評価プログラムは,分子軌道計算プログラムである.ネットワークの性能評価では,静的負荷分散の場合,筐体内外のネットワークを使用しても筐体外のネットワークのみ使用しても実行時間に変化はなかったが,動的負荷分散の場合では,筐体内外のネットワークを使用したほうが,10%性能が改善した.平成20年度では,消費電力が低いPentiumIII27台と低消費電力CPU (PentiumM) 9台とを搭載したノード数36台の低消費電力ヘテロコンパクトクラスタシステムを構築した.また,このシステムに,筐体内ネットワークおよび筐体外ネットワークの2つのネットワークを構築した.この低消費電力ヘテロコンパクトクラスタは,計算資源を長期間有効に活用するために必要な技術である.つまり,クラスタを導入した後,長期間運用する上で問題となってくるのは,故障後の部品調達が困難になることである.入手できたとしても,性能の高いCPUよりも高価になっている場合が多く,その場合,性能の高いCPUに買い換えたほうが得策である.その場合,ヘテロクラスタになる可能性が高く,本クラスタで得られた結果などは,今後,重要になると思われる.ヘテロクラスタで,重要になるのが負荷分散方式であるが,本研究では,分子軌道計算をターゲットとして,平成19年度には,ヘテロクラスタ上での負荷分散方式を実装し,平成20年度では,その方式に対して2つの改良を実装した.1つめの改良は,動的負荷分散のデータ転送を複数ネットワークで行えるようにしたことである.平成19年度では1つのネットワーク(筐体外ネットワーク)で負荷分散を行っていたため,データパケットの衝突が生じてしまった.平成20年度では,完成した筐体内ネットワークも使用し,データ転送を行った.

その結果,改良前に比べ,約10%の性能向上が得られた.もう1つの改良は,静的負荷分散において,計算プロセスの割当改善を行った.生産能力の高いノードに対しては,計算ノードを複数割り当てることにより,高性能ノードの待ち時間を低減させた.その結果,改善前に比べ,最大で28.9%の大幅な性能改善が得られた.
日本人労働者における食事・運動要因と抑うつ症状発症との関連：前向きコホート研究

日本の自殺死亡率が高く、自殺者数のうち過半数がうつ病の兆候を示していることから、その予防要因を科学的に明らかにすることは急務である。近年、食事・運動要因等は身体疾患だけでなく精神健康に関しても重要な要因であることが指摘されてきている。しかしながら、食事・運動要因等の生活習慣と精神健康の関連を検証した前向きコホート研究は世界的にも少なく、日本における報告はほとんどない。本研究では、日本人を対象とした前向き職域栄養疫学研究により生活習慣(食事・運動要因等)と抑うつ症状との関連をデータ検証、及び総説する。
コンドロイチン硫酸プロテオグリカン・バーシカンによるケモカイン作用の抑制と抗炎症

本研究でわれわれは、L-セレクチンの新規リガンドとして同定したコンドロイチン硫酸プロテオグリカン・バーシカン(Int.Immunol.,11:393,1999,J.Biol.Chem.,275:35448,2000)が、RANTES、SDF-1β、SLC、MCP-1など特定のケモカインともコンドロイチン硫酸鎖を介して特異的に結合するとともにケモカインの作用を抑制することを見い出した(J.Biol.chem.,276:5228,2001)。また、ケモカイン上のC末端の塩基性アミノ酸クラスターを欠損させた組換え型ケモカインはバーシカンとは結合せず、バーシカンによる作用の抑制を受けないことを見い出した(投稿中)。したがって、バーシカンによるケモカイン作用の抑制には、バーシカンのコンドロイチン硫酸鎖とケモカインのC末端の塩基性アミノ酸クラスターとの結合が重要であることが示唆された。さらに、ケモカインとの結合に関与する糖鎖側の構造についての詳細な解析を行い、ケモカインがGlcAβ1-3GalNAc(4,6-O-disulfate)β1-4GlcAβ1-3GalNAc(4,6-O-disulfate)という四糖構造と特異的に結合することを見い出した(J.Biol.Chem.,印刷中)。興味深いことに、この四糖構造を豊富に含むコンドロイチン硫酸Eは、ケモカインの作用を抑制するとともにL-セレクチンとリガンドの結合も強く抑制した。これらのことから、コンドロイチン硫酸Eは抗炎症効果を持つことが期待され、今後の検討課題である。われわれは、L-セレクチンの新規リガンドとしてコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの一種のバーシカンを同定した(Int.Immunol.,11:393,1999,J.Biol.Chem.,275:35448,2000)。また、バーシカンがRANTES、SDF-1β、SLC、MCP-1など特定のケモカインともコンドロイチン硫酸鎖を介して特異的に結合することを明らかにした(J.Biol.Chem.,276:5228,2001)。このことから、バーシカンはL-セレクチンのリガンドとして働くとともに、ケモカイン提示分子としても働く可能性が考えられた。そこで、ケモカインの作用の指標であるCa^<2+>流入およびインテグリン活性化におよぼすバーシカンの作用を検討したところ、予想外なことに、バーシカンはこれらのケモカインの作用を抑制した。そこでさらに、バーシカンによるケモカイン作用の抑制機構について解析を行った。すなわち、ケモカインがバーシカンと結合することにより、(1)ケモカインがケモカインレセプターと結合できなくなるのか、(2)ケモカインが一旦リンパ球表面のプロテオグリカン上に提示される過程が阻害されるのか、あるいは(3)ケモカインがケモカインレセプターと結合はできるがケモカインのコンフォメーションの変化などによりシグナル伝達ができなくなるのかなどの可能性を検討した。その結果、少なくとも(1)と(2)の可能性は用いた実験条件下においては否定された。しかし、(3)の可能性を積極的に支持する実験結果は得られていず、今後さらに検討が必要である。さらに、グリコサミノグリカンとの結合に関与すると考えられるケモカイン上の塩基性アミノ酸クラスターを欠損させた組換え型ケモカインを作製し、バーシカンとの結合を調べたところ、その結合は全く見られなかった。したがって、バーシカンによるケモカイン作用の抑制には、バーシカンとケモカインの塩基性アミノ酸クラスターとの結合が重要であることが示唆された。
イネにおけるトビイロウンカ吸汁誘導性遺伝子および抵抗性遺伝子のクローニング

BPHは、熱帯および亜熱帯アジア稲作地域におけるイネの深刻な害虫のひとつであり、日本では、九州、四国、中国地方に被害をもたらしている。BPH抵抗性遺伝子を利用したBPHの防除における問題点のひとつは、BPHバイオタイプによる抵抗性の崩壊であり、BPHバイオタイプへの有効な対処法を開発するためにはBPHバイオタイプの特徴付けが必要である。そこで、4種のBPHバイオタイプを抵抗性遺伝子Bph1,Bph2の単独導入イネ系統及び両遺伝子の同時導入ピラミッド系統上で飼育し、BPHの羽化率、成虫出現時間などの指標を調査し、感受性イネ上でのそれらと比較解析した。その結果、バイオタイプ66に対して2抵抗性遺伝子はいずれも有効であったが、バイオタイプ89,99,03に対しては、崩壊の程度は異なっていたが、両遺伝子ともに有効性を失っていた(Naeemullah,M.,Sharma,P.N.Appl.Entomol Zool,in press)。続いて、脂肪体で生産され卵細胞へ運ばれて受精後の卵黄に蓄積され、BPHの発生(幼虫の生育と成虫羽化)に重要な働きをする卵黄タンパク質主成分であるビテロジェニンと卵黄脂質主成分であるリポフィリンをコードする遺伝子の単離を試みた。その結果、ビテロジェニンをコードする遺伝子BPHVgのcDNA全長をバイオタイプ89メスから単離することができ、その構造解析を行った。さらに、リポフィリンをコードする遺伝子BPHLipのcDNA全長を同様にバイオタイプ89メスから単離することにも成功し、その構造解析を行った。ビテロジェニン遺伝子とリポフィリン遺伝子の単離はBPHでは初めてのことであり、推定アミノ酸配列をもとに系統樹を作成し、不完全変態類(Hemimetabola)での位置づけができた。さらに、これらの遺伝子について詳細な発現解析を行い、これを指標に感受性系統及び抵抗性遺伝子導入系統上でのBPHバイオタイプの性質付けを行った。その結果、バイオタイプ66に対して2抵抗性遺伝子はいずれも有効であったが、バイオタイプ98,02,06に対しては、崩壊の程度は異なっていたが、両遺伝子ともに有効性を失っていた。さらに、リポフィリンをコードする遺伝子BPHL ipのcDNA全長を同様にバイオタイプ89メスから単離することにも成功し、その構造解析を行った。現在、ビテロジェンニンの卵黄への取り込みに関与するビテロジェニン受容体遺伝子BPHRVgのクローニングを行っている。その後、これらを指標に感受性系統及び抵抗性遺伝子導入系統上でのBPHバイオタイプの性質付けを行う。

ビテロジェニン遺伝子とリポフィリン遺伝子の単離はBPHでは初めてのことであり、推定アミノ酸配列をもとに系統樹を作成し、不完全変態類(Hemimetabola)での位置づけができた。さらに、これらの遺伝子について詳細な発現解析を行い、これを指標に感受性系統及び抵抗性遺伝子導入系統上でのBPHバイオタイプの性質付けを行った。
炎症性骨吸収におけるヘルパーT細胞(Th1・Th2細胞)の役割

アジュバンド関節炎ラットはヒトのリウマチ関節炎の動物モデルとされている。我々は、アジュバンド投与に先だって坐骨神経を切除した関節炎ラットおよび神経切除の疑似的手術を施したアジュバント関節炎ラット(以後対象ラット)の関節において、炎症滑膜組織中のW3/25免疫染色陽性細胞(ヘルパーT細胞)の分布を検索したところ、対象ラットの滑膜組織中の単核細胞に占めるヘルパーT細胞の比率がアジュバンド投与23週間後に最大に達するのに対し、神経を切除した関節炎ラットではそのピークは4週間後まで持続する、すなわち神経切除によって炎症からの回復が遅延することを示唆する所見を得た。通常、免疫組織化学では細胞が特異的に発現するmRNAや合成された蛋白質が細胞の種類や分化段階を知る指標として用いられる。最近、数種のケモカインやサイトカインを指標としてTh1細胞とTh2細胞とを区別する報告が幾つかみられる。しかし、in vivoの研究は数も少なく指標としての信頼性についてはまだ議論が定まっていない。我々は、Th1細胞を識別するためのケモカインとしてCXCR3を、同サイトカインとしてはIFN-γを、一方Th2細胞のケモカインとしてはCCR4を、同サイトカインとしてはIL-4を採用することとしてアジュバンド関節炎ラットの炎症滑膜組織での二重染色を実施し、その妥当性を検討した。その結果、CXCR3とIFN-γとのいずれかに陽性な細胞の90%以上がそれらに二重陽性、CCR4とIL-4とのいずれかに陽性な細胞の95%以上がそれらに二重陽性を示すこと、一方、CXCR3とIL-4およびCCR4とIFN-γに二重陽性の細胞はそれぞれ10%以下、および5%以下に過ぎないことが明らかとなった。よって、Th1およびTh2細胞の動態を解析するための指標として、これらのケモカインとサイトカインを用いることの妥当性が証明された。次いで、これらのケモカインを指標としてTh1およびTh2細胞を識別することとし、アジュバンド関節炎における坐骨神経の関与を解析した結果、次のことが明らかになった。すなわち、あらかじめ坐骨神経を切除したアジュバンド関節炎ラットでは、アジュバンド投与2-4週にかけて、全Th細胞に占めるTh1細胞の割合がTh2細胞のそれに比較して高かった。一方、疑似的神経切除を行ったアジュバンド関節炎ラットでは2週まではTh1細胞の割合が高かったのに対し、4週後ではTh2細胞の割合が高くなった。このことは、アジュバンド関節炎ラットにおける知覚神経の抗炎症同作用を強く示唆する。アジュバント関節炎ラットはヒトのリウマチ関節炎の動物モデルとされている。我々は、アジュバント投与に先だって坐骨神経を切除した関節炎ラットおよび神経切除の疑似的手術を施したアジュバント関節炎ラット(以後対象ラット)の関節において、炎症滑膜組織中のW3/25免疫染色陽性細胞(ヘルパーT細胞)の分布を検索したところ、対象ラットの滑膜組織中の単核細胞に占めるヘルパーT細胞の比率がアジュバント投与2-3週問後に最大に達するのに対し、神経を切除した関節炎ラットではそのピークは4週間後まで持続する、すなわち神経切除によって炎症からの回復が遅延することを示唆する所見を得た。ところで、ヘルパーT細胞はTh0、Th1およびTh2の三者に分類され、後二者の量的バランスが炎症の進行に深く関わるとされている。本研究はアジュバント関節炎ラットの炎症滑膜組織に浸潤したヘルパーT細胞の量的変化をTh1およびTh2細胞に区別して解析し、炎症の動態をより詳細に考察するのが目的である。特に、知覚神経の関与に注目して解析を進める。現在までに、Th1細胞とTh2細胞の区別に用いる免疫組織化学的手法の妥当性についての検討が完了しているので、その概要を報告する。しかし、in vivoの研究は数も少なく、指標としての信頼性についてはまだ議論が定まっていない。我々は、Th1細胞を識別するためのケモカインとしてCXCR3を、同サイトカインとしてはIFN-γを、一方Th2細胞のケモカインとしてはCCR4を、同サイトカインとしてはIL-4を採用することとしてアジュバント関節炎ラットの炎症滑膜組織での二重染色を実施し、その妥当性を検討した。我々は、アジュバンド投与に先だって坐骨神経を切除した関節炎ラットおよび神経切除の疑似的手術を施したアジュバント関節炎ラット(以後対象ラット)の関節において、炎症滑膜組織中のW3/25免疫染色陽性細胞(ヘルパーT細胞)の分布を検索したところ、対象ラットの滑膜組織中の単核細胞に占めるヘルパーT細胞の比率がアジュバンド投与

23週間後に最大に達するのに対し、神経を切除した関節炎ラットではそのピークは4週間後まで持続する、すなわち神経切除によって炎症からの回復が遅延することを示唆する所見を得た。通常、免疫組織化学では細胞が特異的に発現するmRNAや合成された蛋白質が細胞の種類や分化段階を知る指標として用いられる。最近、数種のケモカインやサイトカインを指標としてTh1細胞とTh2細胞とを区別する報告が幾つかみられる。しかし、in vivoの研究は数も少なく指標としての信頼性についてはまだ議論が定まっていない。我々は、Th1細胞を識別するためのケモカインとしてCXCR3を、同サイトカインとしてはIFN-γを、一方Th2細胞のケモカインとしてはCCR4を、同サイトカインとしてはIL-4を採用することとしてアジュバンド関節炎ラットの炎症滑膜組織での二重染色を実施し、その妥当性を検討した。その結果、CXCR3とIFN-γとのいずれかに陽性な細胞の90%以上がそれらに二重陽性、CCR4とIL-4とのいずれかに陽性な細胞の95%以上がそれらに二重陽性を示すこと、一方、CXCR3とIL-4およびCCR4とIFN-γに二重陽性の細胞はそれぞれ10%以下、および5%以下に過ぎないことが明らかとなった。よって、Th1およびTh2細胞の動態を解析するための指標として、これらのケモカインとサイトカインを用いることの妥当性が証明された。次いで、これらのケモカインを指標としてTh1およびTh2細胞を識別することとし、アジュバンド関節炎における坐骨神経の関与を解析した結果、次のことが明らかになった。すなわち、あらかじめ坐骨神経を切除したアジュバンド関節炎ラットでは、アジュバンド投与2-4週にかけて、全Th細胞に占めるTh1細胞の割合がTh2細胞のそれに比較して高かった。一方、疑似的神経切除を行ったアジュバンド関節炎ラットでは2週まではTh1細胞の割合が高かったのに対し、4週後ではTh2細胞の割合が高くなった。このことは、アジュバンド関節炎ラットにおける知覚神経の抗炎症同作用を強く示唆する。