hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移流環境下にある生態系モデルの解析手法の確立および応用に関する研究

富栄養化した湖沼の水質浄化対策を検討する上で,水域に適合した生態系モデルが必要となる。流動を伴う水域において生態系を取り扱うことは,生態系のみでは表層・低層・流入部・流出部など複数の区別が必要となり多段階の数値計算を行わなければならないため,複雑である。そこで本研究では,生態系モデルを粒子法による流動モデルと連携させ,水質評価のための複合モデルの構築を行い,粒子法の応用計算によって解いた。本粒子法では粒子のひとつひとつに生態系の構成要素である各生物種の生体濃度や物質濃度が保持され,生態系モデルと流動モデルによつて各粒子内の生体濃度,物質濃度,熱および粒子そのものの座標が推移することによる流動を加味したものである。たとえば,風の作用による影響は流動モデルと熱伝導モデルによってシミュレーションできる。本モデルを構成する各モデルすなわち粒子間相互作用を適用した流動モデル,粒子内における生態系モデル,熱伝導モデル,日照量モデルおよび風作用モデルについて対象とする水系の初期値配置を配列化したデータ入力によって実行可能とした。風の作用および温度の影響を考慮した夏季環境下および冬季環境下の浅い湖および深い湖におけるMicrocystisによるアオコ発生,底質浮泥による栄養塩溶質のシミュレーションでは,実際の現象を定性的に表現できることを確認した。本水質評価複合モデルは,今後の展開として自然的および人的現象への適用が期待できる。たとえば,生態系構成要素やその他の物理量の物質的・化学的・生物学的関連性をさらに導入することで,水域における赤潮などのシミュレーションを行うことにより自然的な現象に対する発生過程の解明および改善策立案のための定性的予測が可能である。本年度は,移流環境下にある生態系モデル解析のための基礎的計算手法の検証と確立を行った.各粒子が簡単な相互作用を及ぼす環境モデルとして粒子法に古典的ライフゲームを取り入れる生態系シミュレーションプログラムの開発を行い,移流によるライフゲームの世代交代の変化について調べた.また,相互作用が複雑化したときのS-system方程式の収束性の数値検証を固定化酵素反応における最大反応速度とミカエリス定数の決定問題を例に検証し,その成果は"An effective method to increase solvability in biochemicalsystems using S-system"として,Mathematical Biosciencesに受理済みである.また,大規模系への適用を可能とするため,メモリ効率を上げた3次元粒子法の開発を完了し,単体計算機での大幅なスケールアップを行うことができた.同時にMPIによる並列化を行い.現状30%程度の時間短縮が可能となった.さらなる並列化を推進し,並列化率70%以上,100万粒子数程度のシミュレーション技法の確立を目指す予定である.平成18年度(2年目)は、移流環境下にある生態系モデルの解析手法の確立とその計算機環境構築のための研究において、次の成果を得た。固定化酵素反応における真の速度パラメータの決定問題を例に、S-system方程式解法を用いた非線形連立方程式の解を用いることで、非線形連立方程式の解収束空間がニュートン法に比べて飛躍的に広がることを示した。本数値計算手法の特性は、移流拡散方程式を粒子法で解く場合に、その収束性を高めることができると期待される。2)教育用情報端末を利用したクラスタシステムの構築本研究の最終目的とする移流環境下にある生体モデルの粒子法解析を行うための計算機環境として、教育用情報端末室の端末群を利用した高性能クラスタシステム構築した。最大32並列のMPI粒子法プログラムによる粒子法数値解析の結果は、良好なパフォーマンスを示した。本年度の研究成果のひとつであるS-system方程式解法の高い収束性能の知見は、半導体気相成長法における、非線形連立方程式の数値解に適用された。半導体の気相成長の熱力学モデルにおいて導出される非線形方程式は、その非線形性の強さから、ニュートン法による数値解では、適切な職条件の設定が事実上不可能となり、1次の収束速度を持つ限られた数値計算手法のみが利用されていた。本研究の成果は、2次の収束速度を持ち、実用可能な初めての数値計算手法である。

たとえば,生態系構成要素やその他の物理量の物質的・化学的・生物学的関連性をさらに導入することで,水域における赤潮などのシミュレーションを行うことにより自然的な現象に対する発生過程の解明および改善策立案のための定性的予測が可能である。
卵巣明細胞腺癌の抗癌剤耐性克服による新規治療法の開発

卵巣明細胞腺癌に特異的に発現する遺伝子として、HNF1-betaを同定し、HNF1-betaとDNA損傷チェック機構との関連について検討したところ、HNF1-beta陽性細胞ではチェックポイント機構の主要制御因子であるchk1タンパクが持続的にリン酸化していることが確認された。さらにchk1の自己リン酸化にはclaspinタンパクの関与があきらかとなった。これまでのわれわれの検討から、卵巣明細胞腺癌では、HNF1-betaは何らかの機序でclaspinを分解抑制、発現維持を介してchk1の過剰な活性化を誘導し、ブレオマイシンによるアポトーシスが阻害され抗癌剤抵抗性を示していることが確認された。卵巣明細胞腺癌は抗癌剤耐性腫瘍であり依然予後不良な疾患である。明細胞腺癌に特異的に発現する遺伝子を同定し、抗癌剤耐性獲得に関わる機序を解明することが今回の研究の目的である。昨年までの研究成果として、まず、1卵巣明細胞腺癌に特異的に発現する遺伝子として、HNF-1betaを、細胞株を用いた網羅的解析および臨床検体を用いた免疫染色実験より同定した。次に、2HNF-1beta過剰発現細胞株を用いた抗癌剤感受性実験を行ったところ、各種抗癌剤の中でもブレオマイシンによる細胞毒性から、G2期での細胞周期を停止させアポトーシスを抑制する現象を解明した。つまり、HNF-1betaが細胞周期関連タンパクの制御とに何らかの関与があることが推定された。3そこで今年度は、HNF-1betaと細胞周期関連制御機構、特にDNA損傷チェック機構との関連について検討した。HNF-1beta過剰発現細胞株を用いたリン酸化タンパク発現実験では、チェックポイント機構の主要制御因子であるchk1タンパクが持続的にリン酸化していることが証明された。そこで、chk1タンパクの発現を制御する上流遺伝子が、HNF-1betaの発現抑制により変動するかノックダウン実験を行ったが、明らかな発現抑制は見いだされなかった。そのため、現在chk1タンパクの活性制御タンパクの同定およびHNF-1betaとchk1タンパクの分解系タンパク、ユビキチン化関連タンパクとの制御との関連ついて検討を進めているところである。研究の目的近年本邦において卵巣明細胞腺癌は増加傾向にあるが、癌化学療法に抵抗性を示す。明細胞腺癌の治療成績を向上させるにはその薬剤耐性機序の解明が不可欠であるがいまだ十分には解明されていない。抗癌剤耐性機構を規定する原因遺伝子を解明し候補遺伝子修飾による抗癌剤感受性亢進による新規治療法を確立することを目的とする。研究成果1.卵巣明細胞腺癌における抗癌剤耐性機序に関わる責任遺伝子の特定我々の抗癌剤感受性の異なる明細胞癌培養細胞を用いた抗癌剤耐性遺伝子の網羅的解析や臨床検体を用いた免疫組織染色の結果でも、核内転写因子であるHNF1betaが明細胞腺癌に特異的に発現しており、抗癌剤耐性機序に関与する可能性が示された。2. HNF-1betaノックアウトによる抗癌剤感受性亢進機序の解明HNF-1beta過剰発現株の培養実験では、抗癌剤ブレオマイシンを添加によりG2期で細胞周期が停止し、細胞死は抑制されていることが判明した。この現象はSiRNAによりHNF-1betaをノックダウンすることにより消失した。その機序について詳細に検討したところHNF-1betaが、DNA損傷チェックポイント機構の主要な因子であるchk1タンパクの持続的なリン酸化をもたらしていることが明らかとなった。また、HNF-1beta非発現細胞株を用いて、ウイルスベクター導入によるHNF-1beta恒常的発現株の樹立を行った結果、細胞周期調節因子のリン酸化により細胞周期停止が起こるが、チェックポイント機能不全により細胞死が起こらないことを証明した。その後にチェックポイントを外すと細胞死が確認できた。平成24年度、25年度の研究期間に、卵巣明細胞腺癌に特異的に発現する遺伝子として、HNF-1betaを同定した。HNF-1beta過剰発現細胞株を用いた抗癌剤感受性実験を行ったところ、各種抗癌剤の中でもブレオマイシンによる細胞毒性から、G2期での細胞周期を停止させアポトーシスを抑制する現象を解明した。つぎにHNF-1betaと細胞周期関連制御機構、特にDNA損傷チェック機構との関連について検討した。HNF-1beta過剰発現細胞株を用いたリン酸化タンパク発現実験では、チェックポイント機構の主要制御因子であるchk1タンパクが持続的にリン酸化していることが確認された。そこで最終年度の26年度は、chk1タンパクの発現制御因子の同定を目標に研究を進めた。まずchk1タンパク上流

遺伝子として、Chk1のリン酸化シグナルを伝えるATM, ATRをそれぞれノックダウンしたが、どちらの場合もHNF1β陽性の方が、陰性と比較し、Chk1のリン酸化が過剰であった。このことから、HNF1betaはATM,ATR以外の経路でChk1の過剰なリン酸化を維持していると考えられた。そこで、Chk1と結合し、Chk1の自己リン酸化を促進したり、ATM/ATRからのChk1のリン酸化を効率よく行ったりするタンパクであるClaspinに注目した。その結果、HNF1β陽性では、ブレオマイシン添加後のClaspinの過剰発現があった。Claspinを一過ノックダウンすると、Chk1の過剰なリン酸化も解消した。また、HNF1β陽性細胞でClaspinを一過性ノックダウンすると、HNF1陰性細胞と同レベルまで、細胞死を誘導することができた。これまでのわれわれの検討から、卵巣明細胞腺癌はHNF1βは何らかの機序でClaspinの分解抑制、発現維持を介してChk1の過剰な活性化を誘導し、G2/M期作用性のブレオマイシンによるアポトーシス誘導が阻害されて、抗がん剤抵抗性を示していることがわかった。婦人科腫瘍学HNF-1betaが細胞周期制御タンパク、中でもチェックポイント機構の主要制御因子であるchk1の持続リン酸化に関与していることが証明された。chk1の持続リン酸化はDNA損傷を受けた明細胞腺癌細胞におけるアポトーシス誘導を阻害することになる。このため、変異遺伝子の蓄積および遺伝子不安定を引き起こし、抗癌剤中でもG2期に特異的に作用するブレオマイシンによる細胞毒性作用を回避している可能性が推定された。HNF-1beta自体あるいはchk1の発現および活性化を阻害することができれば、抗癌剤感受性を改善させる可能性が見出された。現在、NF-1betaノックダウン細胞株を用いた網羅的解析によりchk1タンパクのリン酸化を制御する上流遺伝子を検索しているところであり、我々は現在claspinタンパクに着目し研究を進めているところである。予想通り、HNF-1betaの過剰発現が明細胞腺癌細胞の癌化学療法抵抗性に関与している可能性が示された。細胞周期制御、なかでもチェックポイント機構と関連していることが証明された。今までの検討によりHNF-1beta機能を抑制するためには、Chk1 inhibitorを使用することが判明し,抗がん剤の感受性亢進が確認されれば、将来的には抗癌剤耐性である明細胞腺癌に対する新規分子標的治療として臨床応用が期待できる。今後の研究としては、まずclaspinタンパクの発現を制御する実験系を確立し、chk1のリン酸化を抑制できるか検討をすすめる方針である。さらにchk1タンパクのユビキチン化分解抑制機構との関連を解明し、chk1タンパクの分解抑制機構の解除による持続リン酸化抑制を図ることで、卵巣明細胞腺癌の抗癌剤耐性克服を目指す予定である。
アメリカ・フィンランドにおける21世紀型学習のための授業過程に関する国際比較研究

本研究では、アメリカとフィンランドにおける最新のカリキュラム改革動向をふまえた上で、両国における21世紀型学習のための先進的な授業実践事例に関するデータを収集・分析することによって、21世紀型学習を促進・支援する授業過程の本質的な特徴を明らかにしていった。そのさい、学校における子どもたちの学習が、単独の個人ではなく、活動システムという高次のレベルでどのように生成しているのかをとらえようとする「活動理論」の枠組みを用い、緻密な検討を行った。その結果、21世紀型学習への転換を、学習の活動システムを協働して自主的に創り出す、子どもたちの「拡張的学習」の生成ととらえる見方を提起した。アメリカとフィンランドにおける最新のカリキュラム改革動向の分析をふまえ、両国における21世紀型学習のための先進的な授業実践事例に関するデータを収集し、分析を進めた。そのさい、学校における子どもたちの学習が、単独の個人ではなく、活動システムという高次のレベルでどのように生成しているのかをとらえようとする「活動理論(activity theory)」の枠組みを用い、子どもたちの21世紀型学習を促進・支援する授業過程にとって本質的な特徴は何かを明らかにしていくことを試みた。そのうち、アメリカの小学校、UCLAラボスクールの授業実践事例では、理科と社会科を統合した「探究」の授業を対象に、前年度に収集したデータの分析を通して、探究授業における学習活動システムの本質的な諸特徴を明らかにしていった。つまり、UCLAラボスクールの探究授業が、教科書の内容をたんに子どもに伝達するだけの断片的な授業、すなわち「暗記する活動」に参加することを学ぶような伝統的な学校の授業を転換し、子どもたちが概念形成の主体性を自ら高めていくことのできる授業、すなわち「探究の活動」に参加することを学ぶような授業を志向するものであることをとらえていった。また、フィンランドの小学校、ヘルシンキ大学附属教師教育学校の授業実践事例に関しては、「環境と自然の学習」の授業を対象に、2014年8月中旬から9月中旬に行ったエスノグラフィックな調査研究で得られたデータにもとづき、具体的な授業実践の事例分析を行うことによって、21世紀型学習の革新的なデザインを本質的に特徴づける構成原理について検討した。その結果、教師と子どもたちが自分たちの活動システムを自分たちで創り出していく行為の主体性(agency)を基本にした授業構成の原理を見出すことができた。本研究の最終年度である平成27年度には、前年度における研究成果をふまえ、それぞれ個別に行ったアメリカとフィンランドの授業実践データの分析を詳細に比較対照し、緻密な検討・考察を行うことによって、授業における学習活動システム上の相違点を超え、両国の事例に共通して発見可能であるような、21世紀型学習の革新的なデザインと実践を本質的に特徴づける新しい基本原理の解明に取り組んだ。そのさい、授業における子どもたちの学習が、単独の個人ではなく、「活動システム」という高次のレベルでどのように生成しているのかをとらえようとする「活動理論」の枠組みを用い、子どもたちの21世紀型学習を促進・支援する授業過程にとって本質的な特徴は何かを明らかにしていくことを試みた。分析では、日本の先進的事例も比較検討に加え、学校における21世紀型学習のための授業への転換を、子どもたちの「拡張的学習」の生成という点から特徴づけていった。「拡張的学習」は、学習者が与えられた情報を超え、いわば指導者の手に負えなくなり、コントロールの枠外に出るような学習である。学習のそうした「拡張性」によって、子どもたちは活動の新しい対象やパターン、集団で新たな生活を築く実践の形態について学んでいく。つまり、「拡張的学習」は、「いまだ存在していない何か」を学ぶような学習なのである。こうして、21世紀型学習への転換は、子どもたちの潜在能力と主体性を解き放つことによって、自分たちの活動システムを自分たちで創り出し、学校外の現実社会において「いまだ存在していない何か」を学んでいくような、子どもたちの拡張的学習を生成することとしてとらえることができる。いいかえれば、拡張的学習としての21世紀型学習は、あらゆる子どもたちがハイレベルの行為主体感(high-agency)にもとづく豊かな学習を享受できることをめざすものなのである。本研究では、研究の目的を達成するために、アメリカとフィンランドにおける最新のカリキュラム改革動向の分析をふまえた上で、アメリカ、UCLAラボスクールでの授業実践のデータ収集と分析、およびフィンランド、ヘルシンキ大学附属教師教育学校での授業実践のデータ収集と分析を実施・推進している。それらのすべての研究側面において、平成26年度において計画通りの成果を達成することができており、研究は順調に進展している。

教育方法学本研究の最終年度である平成27年度には、前年度における研究成果をふまえ、それぞれ個別に行ったアメリカとフィンランドの授業実践データの分析を詳細に比較対照し、緻密な検討・考察を行うことによって、授業における学習活動システム上の相違点を超え、両国の事例に共通して発見可能であるような、21世紀型学習の革新的なデザインと実践を本質的に特徴づける新しい基本原理の解明に取り組む。また、平成28年2月にアメリカ、UCLAラボスクールを訪問し、探究授業における21世紀型学習の実践開発に関する最終調査を実施する。平成27年度における研究成果の発表では、とくに、英文の査読付国際学術雑誌への論文投稿を行う。
高次脳における情報処理と相互干渉メカニズムの解明

痛みの部位周辺への触刺激が痛みの応答を減弱することはよく知られている。このように非侵害性の感覚情報と侵害性情報の間には干渉作用があることが知られてきたが、中枢神経系のどこで処理されているかは明らかではない。今まで、体性感覚野での情報処理機構については細胞外記録法や細胞内記録法を用いた研究が行われ、多くの事が明らかにされているが、記録手法の制約から詳細なシナプス応答の解析は出来ていない。そこで末梢から伝えられた非侵害性の情報と侵害性の情報が大脳皮質でどのように干渉作用を示すかをin vivoパッチクランプ記録法を用いて解析を行った。ラット大脳の第一次体性感覚野から記録を行い、皮膚刺激によって誘起されるシナプス応答を解析した。ところが殆どの皮質細胞はburstingを示し、これはCNQXによって抑制されることから同期したグルタミン酸線維からの入力と考えられた。また、膜電位を脱分極させEPSCの逆転電位で記録を行うとIPSCが観察されるが、IPSCもEPSC同様同期したburstingを示した。同時に記録したEEGとの関連からEPSCのburstingはEEGの周期と同期して発生しており、一方、IPSCはEEGから約100 msのdelayを持って発生していた。この結果はEPSCによるburstingからある一定の時間遅れてIPSCが発生することを示しており、EPSCによる興奮性の時間をコントロールしているものと考えられた。今後、皮膚への侵害性、非侵害性刺激とEPSCおよびIPSCのburstingとの関連を調べ、両者の間にどのような干渉作用があるかを明らかにしたい。ラットおよびカニクイサルを用いて大脳皮質体性感覚野からのin vivoパッチクランプ記録の確立を目的とした。現在、ラット体性感覚野細胞における周期的なburstingを対象に研究を進めると共に、麻酔下のカニクイサルを用いた体性感覚野からの記録を目指している。サルを用いた研究では体性感覚野に相当する頭蓋に記録用チェンバーをスクリューと歯科用セメント用いて固定し、頭部固定用のOリングを10本のスクリューを用いて頭部に固定を行った。モンキーチェアに少なくとも3時間以上静かに座すことを訓練すると共に、麻酔下に硬膜を切開し、マニピュレータを用いて記録用のパッチ電極を刺入し、深層の錐体細胞を対象に記録を行った。現在までのところギガオームシールを形成し、細胞外記録による活動電位は観察出来るもののホールセルパッチクランプにすることは出来ていない。一方、ラットを用いたin vivoパッチクランプ記録は既に確立出来ており、殆ど全ての細胞に観察される周期的なburstingの解析を行っている。興奮性のburstingの頻度は膜電位非依存性で、かつCNQXで抑制されることからオリジンはextrinsicであると考えられる。Burstingには興奮性と抑制性が存在し、抑制性は常に興奮性から数10ms遅れて出現する。抑制性のburstingは興奮性のものと比較して立ち上がりが速い特徴を持つ。同側および反対側から記録したEEGと密接な相関を持つことから、この周期的なburstingがEEGの基礎をなすものと推測された。今後、ニホンサルを購入し、モンキーチェアーに座ることを訓練すると共に記録用チェンバーの固定などを行い、最終的には無麻酔下でのin vivoパッチクランプ記録を目指す。
酸素富化膜製造用モノマーの合成開発

本研究は当グループで見い出した新触媒反応をベースに酸素富化膜製造用のビニルシランモノマーの効率的合成法を確立することを目的とした。得られた主な成果は、下に示した3つの新しいビニルシラン合成法を見い出したことである。1.パラジウム錯体を触媒とする末端アセチレン類とヨードトリメチルシランと有機亜鉛との反応による立体選択的ビニルシラン合成法を開発することができた。本反応は、3成分カップリングによる選択的ビニルシラン合成である。有機亜鉛としてはジアルキル亜鉛がもっとも反応性が高く、アセチレンの末端炭素にシリル基を、内部炭素にアルキル基を選択的に導入することができる。2.ルテニウム錯体を触媒とするスチレンとアリルシランとのシリル基移動による立体選択的ビニルシラン合成法を開発することができた。アリルシランとしては、トリエトキシアリルシランがもっとも反応性が高いことがわかった。3.パラジウム錯体を触媒とするアセチレン類とトリメチルゲルミルシアニドとの反応による位置および立体選択的ビニルゲルマン類の合成法を開発することができた。ビニルシランと比較してビニルゲルマンの酸素富化膜としての機能はまだほとんど検討されていない。しかし、本反応により、β位にシアノ基を有するビニルゲルマン類を効率的に合成するルートを確立することができた。また、種々の官能基から分子内に存在しても全く問題なく反応は進行する。効率の良い酸素富化膜(高分子膜)の開発は、エネルギー問題とも関連し、緊急課題である。シリコン系ポリマーの高い酸素透過性は良く知られており、ビニルシランポリマーもその内の一つである。しかしながら、入手可能なビニルシランモノマーの種類が限られているため、効率的な研究開発ができないのが現状である。特に、種々の官能基を有しているビニルシランポリマーは酸素透過性の向上が期待できる。本研究は当グループで創出した新触媒反応を用いて、酸素富化膜製造用のビニルシランモノマーを極めて効率の良い方法で合成することを目的とする。今年度は、パラジウムを触媒とするアセチレンへの種々の有機ケイ素試薬の付加を中心に検討した。パラジウム触媒存在下、アセチレンへのヨウ化トリメチルシランの付加反応を検討した。種々の反応条件の検討を行ったが、期待した単純付加生成物を得ることはできなかった。しかし、系中に有機亜鉛試薬を共存させると温和な条件下カップリング反応が進行し、ビニルシラン誘導体が高収率で生成することを見い出した。適用可能な有機亜鉛試薬はアルキル亜鉛のみであるが、アセチレンに官能基があっても反応することがわかった。今後は、官能基を有する有機亜鉛試薬への適用が課題である。シリコン系ポリマーの高い酸素透過性は良く知られており、ビニルシランポリマーもそのうちの一つである。本研究は当グループで見い出した新触媒反応を用いて、酸素富化膜製造用のビニルシランモノマーを極めて効率の良い方法で合成することを目的とする。今年度は、パラジウムを触媒とするアセチレンへのシリルメタル化を鍵過程とするビニルシラン合成を中心に検討を行った。以下の知見が得られたパラジウム錯体存在下、末端アセチレン、ヨードトリメチルシラン、有機亜鉛から位置および立体選択的にビニルシラン誘導体が生成することを見いだした。位置選択性は完全であるが、立体選択性は用いる亜鉛試薬の構造に大きく依存することがわかった。有機亜鉛としてジアルキル亜鉛を用いた時、反応性、選択性いずれも高いが、モノアルキル亜鉛では共に低下した。また、アルキル亜鉛以外の有機亜鉛を適用できないことがわかった。

この反応にヨードシランの代わりにヨードジシラン、ヨードトリシランが適用できることがわかった。これにより、従来合成困難であったビニルジシラン、ビニルトリシラン類が簡便に合成することが可能となった。
シリコンパウダー経口摂取による水素生成とラット腎虚血再灌流傷害に対する保護効果

【研究背景】臓器虚血再灌流傷害は活性酸素種を誘導し臓器障害をきたす病態である。腎移植手術においても不可避な傷害であり、長期生着率を低下させるため、傷害を軽減することは極めて重要である。虚血再灌流傷害に対する水素の有用性は以前から報告されているものの、既知の投与方法である水素水の経口摂取や水素ガス吸入は、効率面や汎用面から広く臨床応用することは難しい。我々はシリコンをナノレベルまで粉砕し水と反応させることにより、多量の水素を発生させることに成功した。シリコンは経口摂取しても無害であるとされており、体内の反応で水素を発生させることにより臓器障害を回避できる可能性がある。シリコン成分剤を腎虚血再灌流傷害モデルラットに投与し、腎障害を抑制し得るか検討した。【研究方法】6週齢の雄性SDラットに各濃度(0.5%、1%、2.5%)のシリコンを含有したシリコン成分剤飼料を投与し、1週間後に左腎動脈を60分間遮断して再灌流し、同時に右腎摘除を施行した。本グループをシリコン成分剤群(Si群)とし、通常飼料を投与して同様の手術を施行するcontrol群と右腎摘除のみを施行するsham群を作成し、手術72時間後に犠牲死の上各群の比較検討を行った。【研究結果】1%Si群において、control群と比較して血清クレアチニン値、尿蛋白排泄量、組織学的評価による腎尿細管障害スコアの有意な低下を認め、腎機能障害の軽減が得られた。酸化ストレスマーカーである血清マロジンジアルデヒドと尿中8-ヒドロキシデオキシグアノシンは1%Si群でコントロール群と比較して有意に低下していた。さらに1%Si群において定量リアルタイムPCRによる炎症性サイトカインに関するmRNA発現量の抑制と、免疫組織化学的評価による尿細管上皮細胞のアポトーシスの軽減が得られ、シリコン成分剤の抗炎症、抗アポトーシス効果が示唆された。平成30年度研究計画はおおむね検討できた。具体的な研究成果は研究概要に記した通りである。今後はシリコン微細粒子による虚血再灌流傷害に対する抑制効果の作用機序を解明していきたいと考えている。さらに含有濃度や投与開始時期についても検討していく予定である。
作物の生育ステージの影響を考慮した消費水量の推定法

本研究の目的は,圃場における実蒸発散量と毛管補給水量とを同時に推定しうる理論モデルを用いた数値実験によって作物の生育ステージと消費水量との関係を明らかにし,その知見をもとにより実用的な消費水量の推定法を開発することにある。本研究で得られた成果を要約すると以下のようになる。1.数値実験:大豆畑での実測データで推定精度の確認を行ったSPACモデルを用いて数値実験を行った。その結果,1)作物の生育ステージが進行するにつれて根の貫入深さが大きくなっていくため,有効土層もまた変動する,2)生育初期では土壌面蒸発が大きくなるため,同一の気象条件では生育ステージの相違による蒸発散量の大きな差は認められない,3)根群域の土壌が乾燥するにつれて下層からの毛管補給水量が増加し,消費水量の緩和が生じる,4)生育ステージによって根群域の厚さが異なるため,同じ消費水量でも生育初期と生育後期とでは作物に与える影響は大きく異なる,ことが明らかとなった。2.実用モデルの開発:数値実験で得られた知見をもとに,蒸発散量は生育ステージによって変化しないものとして蒸発散位を群落の基準蒸発散量とする,根群域をスケジューリングの対象土層とし,その厚さは播種後の日数の関数で表現する,土壌の乾燥にともなう実蒸発散量の低下および毛管補給水量の増加による消費水量の低下を加味した土壌乾燥度の関数を基準蒸発散量に乗じる,ことにより日消費水量を推定するモデルを開発した。これを他地区で測定されたデータ(大豆)に適用したところ相対誤差30%の精度が得られた。乾燥領域ではさらに良好な推定精度であり,実用上十分なモデルであることが示された。なお,本モデルを開発する過程で作られた基礎モデルを使用した成果を第3回国際農業工学会議で発表した。
エジプト高等教育の拡大と市場化に関する総合的研究

エジプトにおける高等教育、特に国立大学の拡大のメカニズムを教育制度及び歴史的経緯の中で明らかにした。また、財政的措置の裏付けのないその拡大により、非常に高い学生/教員比率の文系学部や実験や機器の操作をすることもできぬ理系学部という著しい教育のレベルの悪化をもたらした。そうした中で解決法として高等教育に「市場化」の論理が持ち込まれた。市場化の試みのひとつが国立大学内に高い授業料を要求する「外国語コース」の開設であった。それがどのようなものであるかを明らかにし、分析することを通して、この市場化政策の効果は限定的であり、根本的な解決法とはなっていないことを明らかにした。本研究は、1980年代以降のエジプト高等教育の制度的展開と拡大、その中で生じてきた諸問題を「市場化」過程をめぐる問題として、制度改変とその影響を歴史社会学的、教育社会学的、認知的・構築主義的に研究することを目的としている。平成25年度は資料収集を中心に行うとしていた。計画では、ネット等により調達可能な、欧米語及びアラビア語で出版された先行研究、関連書籍等の日本国内からの調達、及び現地での教育省、高等教育省、統計局等が所蔵する資料(教育省令、決定、報告書等)の現地での資料収集を中心に行い、それらに基づいて制度的改変について論文等で発表する予定であった。国内からの資料収集については、ネットによるアラビア語書籍の購入など予想以上に成果を上げることができた。しかし、現地での資料収集に関しては、予定していた調査時期に軍による事実上のクーデター、及びクーデターに反対する前大統領派への武力鎮圧が行われ、調査対象機関周辺が武力紛争状況に陥ったためエジプト現地における資料収集を断念せざるをえなくなった。そのため、現地エジプト以外でまとまった統計等、エジプト高等教育関係資料を所蔵する唯一の機関であるアメリカ連邦議会図書館に資料収集場所を変更し、同地で2週間にわたり複写による資料収集を行った。収集することのできた資料を基に、エジプト高等教育の「市場化」のプロセスとその影響について研究を進め、その成果の一部は京都大学地域研究統合情報センターで開かれた国際シンポジウム、「ポスト・グローバル化期の教育:高等教育の再編と教育の新しい役割」(平成25年10月26、27日)パネリストとして「エジプト高等教育の拡大と市場化について」として発表し、国内外の研究者と意見の交換を行った。制度史の論文には第一次資料使用が望ましいので、平成26年度での現地調査の可否が明らかになった時点で判断したいと考えている。昨年度の研究実績の概要で報告した2013年度に発生した政権交代(クーデター)の余波がいまだ続いており、本年度も、エジプト現地での資料・情報収集先と予定していた政府機関や国立研究機関での情報収集は費用・時間対効果の観点から、取りやめざるをえなくなった。昨年度に引き続きネット上の書店、在外図書館等を通したアラビア語、英語資料、エジプト高等教育に関連するdissertation thesis等の収集を行うとともに、それらを通した分析を行っている。また、インターネット(スカイプ)を通して、活字となっている資料では確認出来ない現地大学の情況等につき、現地のエジプト人からの聞き取りを行っている。市場化、グローバル化の高等教育への影響の概要は掌握した。しかし、統計的資料に基づいてなされてきているこれまでの研究を比較、分析する中で明らかになったことのひとつとは、社会調査報告や政府統計等の統計的資料を用いた研究においてかなり大きな不整合があることであり、統計的資料に単純に依存した研究には慎重でなければならないことである。そのことが論文執筆中に明らかになったため、本年度投稿予定であった論文投稿を断念した。こうした状況を受け、現在、これまで収集した多くの資料を再度分析し直す中で、どのような視点から研究することが有効であるかにつき検討した結果、新たな研究方法について見通しを得ることができた。エジプトにおける現地調査を行い、これまで文献資料から得てきた情報を確認するとともに、現地調査でしか収集できない実情などについての資料や情報を収集した。統計局等において資料を収集するとともに、エジプト-日本科学技術大学(E-JUST)、カイロ市にある3国立大学の教員やEconomic Research Forum(ERF)等の研究者との意見交換や卒業生たちからの聞き取りを行った。特にE-JUSTの学長、副学長、教員から現在のエジプト政府が進めている高等教育政策についての聞き取りや意見交換を行った。特に国立の大学院大学として開設されながら、これまでにない有償の学部の開設を計画しているE-JUSTの学長、副学長、教員たちからの市場化、グローバル化対応への方針や意見交換は現在エジプト政府が進められている高等教育政策の方向、無償の高等教育から有償のそれへの転換と、現実の開設計画を知る上で非常に有益なものであった。他大学の教員たちからの聞き取りからは、文献資料からは知ることのできない無償制の原則下で実質的有償化が進行している国立大学の教育現場の実態と現在進められている教育政策とそれに伴う課題等についての情報を得ることができた。また、国立大学エリート学部の卒業生たちから教育現場の状況や就職問題等についての聞き取りを行い、文献資料や大学、あるいは大学教員・スタッフから得られた情報の補足、修正、確認を行った.現地調査の結果、27年度はこれまでの文献に基づき構成された分析の枠組みを、新たな情報や知見を踏まえて見直した。現在、文献等で収集してきた資料を再度新たな枠組みに沿い再分析しつつ報告書を作成している。

また、財政的措置の裏付けのないその拡大により、非常に高い学生/教員比率の文系学部や実験や機器の操作をすることもできぬ理系学部という著しい教育のレベルの悪化をもたらした。そうした中で解決法として高等教育に「市場化」の論理が持ち込まれた。市場化の試みのひとつが国立大学内に高い授業料を要求する「外国語コース」の開設であった。それがどのようなものであるかを明らかにし、分析することを通して、この市場化政策の効果は限定的であり、根本的な解決法とはなっていないことを明らかにした。本研究が採択され、現地調査を行う予定であった2013年度に政権交代(クーデター)が発生し、その後も本課題が予定していた現地での資料情報収集が行えず、他の方法による資料情報収集に切り替えたため予定より遅れている。教育社会学さらに資料情報の収集に努めるとともに、統計的資料に過度に依存しない分析方法によりこれまでの成果を論文等で公開する。また、徐々に現地の治安も収まりつつあるので、状況が許せば、平成27年度に関しても現地での資料情報収集を行う。現地での資料収集実施時期(夏季休暇)に事実上のクーデターが発生し、資料収集予定機関周辺が多数の死傷者を出す軍・警察と前大統領派との武力衝突の場となったため、計画していた資料収集方法と収集機関を変更せざるをえなくなり、第一次資料の収集を先延ばしせざるをえなくなった。予定していた現地エジプトでの資料情報収集を断念し、他の収集方法で行ったため。現地の治安や第一次資料の収集可能性について判断した上で、可能であれば平成26年度にエジプトでの資料収集を行い、計画では平成25年度中に行うことになっていた制度的改変に関する論文を公開する。不可能な場合は、必ずしも第一次資料を必要としない社会学的、認知的・構築主義的研究を選考して行う。来年度計画している現地エジプトでの資料情報収集や他の資料方法で使用する。エジプト現地出張ができず、書籍購入費、複写費用等が予定額以下となったため。平成26年度、現地出張中に書籍購入等で使用する。
軽度認知障害高齢者の視機能低下が運転技能に与える影響―補足眼野から読み解く―

対象者の各視機能評価の平均値は、深視力;3.29±3.62、動体視力;0.21±0.14、動的視野12465.3±2179.3であった。視機能検査と脳構造との関連を示したのは、動的視野のみで(p = 0.022)、島皮質前部との関連を示していた。島皮質は、情動と強い関連があることが報告されており、自己否定的な者において強く活動する。本結果を推察すると、運転に余裕を有するドライバーは、島皮質が異常発達はしておらず、動的な視野が担保されているのではないかと考えられる。これらの関係を検証するには、運転時の情動・余裕について評価して、因果関係を検証する必要があるため、今後さらなる検証をすすめる。軽度認知障害(mild cognitive impairment:MCI)を有する高齢ドライバーは、増加傾向にあるものの、その安全運転能力に関する情報が不足している。MCI高齢者においては、認知機能はもちろんのこと視機能も低下することが報告されており、安全運転に不可欠な機能の低下が生じていると考えられる。しかし、安易な運転中止は活動制限を招き、認知症発症リスクの上昇にもなりため、MCIドライバーのどのような機能が低下することが運転技能低下と関連するのかを検討することで、運転寿命を延伸させるヒントをつかむことが重要である。とくに視機能については、脳画像指標を用いて脳構造変化との関係性も検討する。縦断的な追跡調査を合わせて実施し、交通事故・違反の発生とベースラインの機能低下との関連についても検討することを本研究の目的とする。当該年度においては、所属機関において高齢者大規模機能健診を実施し、1852名の受診者の内、186名のMCIドライバーの抽出に成功した。現在、本研究事業は当初の計画から外れることなく順調に進行している。高齢期における運転は自立した生活を送るために重要な要素であり、運転の中止が日常生活の自立度を低下させることが指摘されており、健康長寿の延伸のために運転寿命の向上は重要である。実際、本プロジェクトに関連するデータや先行研究から、運転の中止により生活機能低下や要介護認定のリスクになることが明らかにされてきた。高齢化率の上昇に伴い、高齢ドライバー数は近年著しく増加し、75歳以上の高齢者に限っても約425万人が免許を保有している。高齢期における視機能、運動機能、認知機能の低下は運転技能の低下を招き事故の危険性が上昇するため70歳以上では高齢者講習が義務付けられ、75歳以上では講習予備検査(認知機能検査)も運転免許証の更新時に義務付けられた。検査の結果が悪く、認知症と診断されると運転免許の取消し、もしくは停止処分がなされる。その中で着目されているのが、MCI高齢者である。MCIの状態は、認知機能だけでなく視機能も低下することが報告されており、安全運転に不可欠な機能の低下が生じていると可能性が高いということである。しかし、安易な運転中止は活動制限を招き、認知症発症リスクの上昇にもなりうる。運転寿命延伸の知見を得るため、まずは当該研究課題において、MCIドライバーのどのような機能が低下することが運転技能低下と関連するのかを検討する。本研究事業では、地域高齢者3015名に大規模健診を実施して、その中からMCIドライバーを抽出し、研究への参加・同意を求めた結果、237名のMCIドライバーのデータを集めることに成功した。これらのMCIドライバーについては、複数の視機能検査、および脳画像データの計測を行った。既に進行中ではあるが、当該年度において横断調査終了した対象者に対して、研究期間内で最長観察日まで、追跡調査を実施する。実測項目は交通事故・違反および運転行動の変化(運転中止、運転頻度の低下、運転に対するエフィカシー低下、ヒヤリ・ハットなど)の聴取を行う。また、引き続いて対象者数確保するため、高齢者大規模機能健診を実施し、それらの受診者よりMCIドライバーを抽出して、横断調査を実施していく予定である。高齢者
「植物遺伝子発現の柔軟性とシグナル応答の分子機構」研究遂行に関する調査企画

平成3年度発足予定の重点領域研究「植物遺伝子発現の柔軟性とシグナル応答の分子機構」の中心的課題である(1)遺伝子のホルモン応答(2)ホルモンレセプタ-研究の現状(3)植物ー微生物相互作用をめぐる研究の現状、について先導的な研究を進めている研究者に講演願い、各分野における研究動向と日本の現状について調査研究をし、重点的に推進ずべき我国の研究や補完すべき研究、ならびに研究方法等について討議した。これらの調査に基づき、計画研究で重点的に推進すべき研究課題と担当研究者について討議し、計画研究の構成員を大部分決定し、代表者および班長の責任で、平成3年度重点領域研究研究計画調書を作成し提出した。また、事務局、ニュ-スレタ-発行担当、平成3年度シンポジウム担当などの役割を大概決定し、シンポジウム、ワ-クショップ等の計画について検討した。また、公募研究の審査に関わる審査員の旅費および会議費を本研究より支出した。以上のような実績に基づき、平成3年度以降の重連領域研究の準備が完了した。
アミロイドイメージングを用いたアルツハイマー病画像統計解析法の確立

BF-227によるアミロイドイメージングの画像統計解析を、SPMと3D-SSPを用いて行った。各症例における結果を比較検討し、最適な画像統計解析手法の確立を試みた。その結果、健常者の24%、MCI患者の45%、AD患者の68%で両解析結果に乖離が見られた。これらの原因は主として解剖学的標準化におけるエラーに起因していると考えられた。3D-SSPでは白質の非特異的集積が高い症例、SPMでは頭蓋骨集積が目立つ症例でエラーが起こりやすかった。3D-SSPでは投与後早期の血流画像の利用が、SPMでは頭蓋骨集積を事前に除去するscalpingが、解剖学的標準化におけるエラー軽減に有効であった。アルツハイマー病(AD)をはじめとする認知症の画像診断においては、症例の画像を正常データベースとvoxel単位で比較する画像統計解析が広く用いられている。これまでは脳血流SPECTや、FDG PETによる糖代謝画像が主として解析されてきた。近年、PETを用いたアミロイドイメージングが目覚ましい発展と普及を見せているが、この画像統計解析は今後の課題である。統計解析手法としてはこれまでワシントン大学MinoshimaらのNeurostat(3D-SSP)およびWellcome Trust CentreのFrisonらによるSPMが広く用いられてきた。これらの基本的な概念は共通しているが、細部では異なる点が多く、それぞれ優れた特長を有する。本研究ではこれら2つの解析手法を比較しつつ、適宜、プログラムやパラメーターの変更や追加を加えることで、アミロイドPETイメージングにおける最適な画像統計解析手法の確立を目指す。本研究では東北大学で施行した健常者・軽度認知障害患者・アルツハイマー病患者に対するBF-227 PETによるアミロイドイメージング画像の解析を行った。統計画像解析をSPMとNeurostatいう異なる解析プログラムを用いて試みたり、解剖学的標準化に主として血流を反映する早期像を用いる方法を考案し、検証した。同一患者の早期像を利用することで、アミロイドPET解析にFDG templateを用いることが可能となる。またSPMとNeurostatによる解析結果の違いから、両者の特徴が洗い出され、より正確な統計画像解析法の開発が期待できる。本研究ではまず東北大学で施行したBF-227 PETによるアミロイドイメージング画像の画像統計解析を、SPMとNeurostatを用いて試みた。最初に個々の脳画像を標準脳に合わせ込む解剖学的標準化を行うわけであるが、ここでSPMが正常者の平均画像から作られるテンプレートを使用するのに対し、Neurostatは数百のランドマークを用いる違いがある。全症例の解剖学的標準化を行った後に、健常例からノーマルデータベースを作成した。これをもとに、個々の症例とvoxel単位のt検定(SPM)あるいはZ検定(3D-SSP)を行い、結果を脳表抽出し、比較検討した。統計解析手法としてはこれまでNeurostat(3D-SSP)およびSPMが広く用いられてきた。本研究では東北大学で施行したBF-227 PETによるアミロイドイメージング画像の画像統計解析を、SPMとNeurostatを用いて試みた。その結果、健常者の24%(21例中5例)、MCI患者の45%(20例中9例)、AD患者の68%(19例中13例)で両解析結果に乖離が見られた。

そのような乖離を示した例のうち、eZISよりも3D-SSPでより強い異常を示した例が6例あり、うち4例で白質集積が相対的に高かった。一方、12例では3D-SSPに比べてeZISでより強い異常を示し、9例では脳表の限られた領域において3D-SSPよりもeZISでより強い異常を示した。これら21例のうち13例ではSPM2による解剖学的標準化のエラーを生じており、その全ての例で頭蓋骨集積が高かったが、これらの例では解析前に頭蓋骨集積を除去しておくこと("scalping")によって、eZISの解析結果への頭蓋骨集積の影響を回避することができた。放射線科学健常者21例、軽度認知障害(mild cognitive impairment; MCI)患者20例、Alzheimer病(Alzheimer's disease; AD)患者19例の画像を解析した。前年度に施行したBF-227 PET画像の3D-SSPに基づいた方法と、SPMを利用したソフトウェアであるeasy z-score imaging system(eZIS)による解析結果の違いから、頭蓋骨集積や白質集積が解析エラーを起こす主因と考えられ、解析前に頭蓋骨集積を除去しておくこと("scalping")や、白質の非特異的集積が出にくいタイミングでの画像を用いるといった工夫により、解析エラーをを回避できる可能性がある。また近年、アミロイドイメージングにおける早期像が血流や糖代謝画像に類似していることが報告されている。BF-227のPET画像においても投与後0-10分程度の画像は、皮質に強い集積亢進が見られ、FDG PET画像や脳血流SPECT画像に類似していることが確認できた。そこで同一症例のBF-227 PET検査における早期像を利用した解剖学的標準化の方法を考案し、実行した。その結果、Neurostatに標準装備されているFDG templateを用いた解剖学的標準化が問題なく施行できることがわかり、従来のアミロイドPET解析におけるエラーを回避する新たな方法を見出すことができた。その結果、健常者の24%(21例中5例)、MCI患者の45%(20例中9例)、AD患者の68%(19例中13例)で両解析結果に乖離が見られた。これら21例のうち13例ではSPM2による解剖学的標準化のエラーを生じており、その全ての例で頭蓋骨集積が高かった。これらの例では解析前に頭蓋骨集積を除去しておくこと("scalping")によって、eZISの解析結果への頭蓋骨集積の影響を回避できる可能性がある。
心筋虚血再灌流障害における細胞内プロテアーゼの役割

心筋は短時間の虚血後再潅流により壊死には至らないが一過性の収縮不全を示す(スタン心筋)。最近、虚血再潅流時に細胞内Ca濃度が一過性に上昇すること、このCaオーバーロードが再潅流後の収縮不全の発生と関係していることが明らかとなったが、Caオーバーロードが収縮不全を起こす機序は明かとなっていない。そこで、Ca依存性に活性化されるプロテアーゼがスタン心筋発生に関与しているか否なかについて検討した。モルモット摘出心を用い、37°C全虚血20分再潅流し、虚血再潅流モデルを作成した。15分虚血再潅流心(スタン心筋)に対し、プロテアーゼ阻害剤ロイペプチン50muMを投与した群では、非投与群に比し再潅流後の発生圧の回復率が良く(94.3±3.2% vs 78.1±3.2%)、最大Ca活性化圧も高値であった(168.0±4.6mmHg vs 144.5±5.7mmHg)。この事より、スタン心筋の発生に、細胞内プロテアーゼが関与する可能性が示唆された。次に、虚血再潅流時に細胞内プロテアーゼが基質とする蛋白を同定するため、再潅流後の心筋よりmyofibrilを精製し、構成蛋白の変化を調べた。30分以上の虚血再潅流した心筋ではalpha-actininの減少が認められた。この減少は、虚血再潅流しなかった心筋では認められず、また、Caを加えない液で再潅流した心筋でも認めなかった。抗alpha-actinin抗体によるWestern blottingによる検討から、虚血再潅流心では、全心筋画でalpha-actininの減少はなく、cytosol分画で増加していた。このことより、再潅流時のCaオーバーロードにより、Zバンドよりalpha-actininが遊離するものと考えられた。阻害剤による検討から、スタン心筋の発生に細胞内プロテアーゼが関与している可能性があること、虚血時間の長い再潅流心の解析より、Zバンドを構成する蛋白が、Ca依存性に変化されやすいことが明らかとなった。今後、スタン心筋で、このようなZバンドの構造変化が起こっているか検討する必要がある。
同種骨髄移植後の新規免疫モニタリングシステムと免疫寛容メカニズムの解明

同種造血幹細胞移植の問題点として同種免疫反応による拒絶反応と移植片対宿主病が挙げられる。本研究では両方向の免疫反応が同時に起きる複雑な免疫反応の網羅的解析と新規治療提案を目的として、急性GVHDマウスモデルにおけるDR3シグナル解析を行った。刺激型DR3抗体を投与すると活性化型制御性T細胞(Treg)が劇的に増加し、ドナーマウスに投与する事により致死的GVHD発症予防が可能である事が明らかとなった。その一方、GVHDを発症したマウスではDR3抗体はアロ抗原反応性T細胞の活性化を促しGVHDを悪化させ、相反する機能をDR3シグナルは有している事が明らかとなった。平成27年度は、マウス同種移植モデルを用いてTNFRSF25-agonistic抗体を用いた急性GVHDにおけるTNFRSF25シグナルの役割に重点をおいて研究を行った。1ドナーマウスにTNFRSF25抗体を投与した後、T細胞を脾臓・リンパ節・末梢血より採取すると、CD4+Foxp3+制御性T細胞の頻度が有意に上昇した。2Muticolor FACS及びCyTOFでTNFRSF25抗体刺激後のT細胞及び他の免疫細胞を解析すると、CD4+Foxp3+CD44+CD62L+Ki67+のCentralMemory typeの制御性T細胞が有意に増加しており、他のT細胞プールをはじめとした免疫細胞への変化は少なかった3TNFRSF25抗体により刺激したドナーT細胞をT細胞除去骨髄(TCD-BM)を同時に致死量放射線照射後のMHC不一致マウスへ投与した所、抗体非投与群は急性GVHDを発症し死亡したが、抗体投与群ではドナーT細胞の増殖抑制、炎症性サイトカインの産生抑制、腸管・肝臓へのドナーT細胞の浸潤抑制が認められ、急性GVHDの発症が抑制された4マウスB細胞腫瘍であるA20細胞をマウスに投与した担癌マウスを用いて、3と同様に骨髄移植を行った所、抗体投与群では急性GVHDの発症がよく際される一方、A20細胞は消失した。すなわちTNFRSF25抗体刺激後のT細胞はGVT(Graft versus Tumor)効果を担保しつつ、GVHDを抑制できる事が明らかとなった。患者検体の解析については進行できていない。CYTOFについては10-15 colorFACSと比較し解像度が劣る傾向にあるため、現在はマウスによる解析で再現性を取る事を優先している。マウスのモデルに関しては興味深いデータが出ており、モニタリングとしての研究のみならず、治療モデルとしての提案も検討している。平成28年度は、前年度に引き続き、マウス同種移植モデルを用いてTNFRSF25-Agonistic抗体を用いた急性GVHDにおけるTNFRSF25シグナルの役割に重点をおき研究を行い、論文発表を行った。1.前年度の研究でドナーマウスにTNFRSF25抗体を投与すると、Foxp3陽性TregがIn vivoでExpandし、マウスから採取したT細胞はをレシピエントマウスに投与すると、致死的なGVHD反応はExpandしたTregにより有意に抑制される一方、ドナーT細胞の抗腫瘍効果は担保される事が分かった(Kim and Nishikii et al. Blood 2015).2.一方レシピエントマウスにTNFRSF25抗体を投与した場合は、ドナー治療モデルと異なった結果が得られた。TNFRSF25は定常状態では有意にTregに高頻度で発現しているのに対して、炎症もしくはT細胞活性化時には、Tregにおける発現は低下し、むしろFoxp3陰性CD4T細胞での発現が上昇する。その結果ドナーT細胞を投与してGVHDを誘導したマウスにTNFRSF25抗体を投与すると、むしろGVHDが誘導された。GVHDを誘導する前に抗体を投与するとレシピエント由来のTregが増加し、GVHDの重症度は軽減された事を考慮すると、T細胞の活性化状態に依存しTNFSF25シグナルは、異なる免疫調節作用を持つと考えられた( Nishikii and Kim etal. Blood 2016).患者検体の解析は進行できておらず、ヒトTNFRSF25抗体によるヒトTregの増幅に関する研究も共同研究先を行っているが、良好な結果は得られていない状況である。CYTOFの代わりにMulticolor解析による移植後モニタリング解析の一部はBlood 2016に発表した.H29年度はマウス同種移植モデルを用いて、特にレシピエント内の制御性T細胞とドナー免疫再構築、それに必須の骨髄環境の変化に注目した研究結果を筆頭著者として発表した(Nat Communi. 2017)。制御性T細胞(Treg)は様々な免疫反応をコントロールしており、リウマチ等の自己免疫疾患や骨髄移植後の拒絶反応などの免疫反応に関与している事が知られているが、骨髄内での免疫細胞の産生に関与しているかは明らかになっていなかった。実験では、Tregを薬剤選択的に除去できるマウスを用いて骨髄移植実験を行うと、抗体産生により病原体を排除する役割を担うBリンパ球の産生が著しく抑えられる事が分かった。研究者は、Tregを除去したマウスを詳細に解析すると体内でのリンパ球産生を促すサイトカインであるインターロイキン7(IL-7)の濃度が低下している事に着目し、骨髄中のIL-7の主要な産生源としてICAM1陽性ストロマ細胞を同定した。この細胞は遺伝子発現解析の結果から骨形成に重要な骨芽細胞の前駆細胞である事が分かり、Tregが骨前駆細胞の活性を維持する事によって、Bリンパ球造血を支持している事が明らかとなった。