hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
雨天時都市流出水中の生物利用性重金属と水生生物への毒性評価

平成18年度春の下水処理場における重金属の動態調査の結果、全亜鉛の40%が生態毒性の高い自由イオンで存在し、処理工程でほとんど除去されていないということが明らかになった。今年度は、下水処理工程における重金属動態の再現性と季節による除去特性の違いについて考察した。平成18年度と同じ下水処理場を対象として、平成19年度夏に処理工程における重金属の除去特性と存在形態を調査した。下水処理場内の4箇所(流入水、初沈越流水、終沈越流水、砂ろ過水)に、DGT(DiflUsion Gradient in Thinfilms)を24時間浸漬し、重金属を形態別に分析した。また、流入水については日中(10時-17時)に1時間間隔で、初沈・終沈越流水については終日1時間間隔で、砂ろ過水は終日2時間間隔で採水を行った。分析対象は、Ni,Cu,Zn,Pbとした。夏の調査では、砂ろ過水中のNi,Cu,Znの全濃度が、流入水中の全濃度の約半分に減少しており、これらの重金属類が処理工程で除去されていることが示された。また、時間変動の調査結果から、流入水における溶存態重金属の割合は、平均してNiが57%、Cuが20%、Znが15%であった。Pbは、夏の調査では検出限界以下であった。Niは溶存態、不安定形態ともに処理工程でほとんど濃度が変化しなかった。Cuは、春の調査では流入水中、処理水中ではほとんどが安定錯体として存在していたが、夏の調査では流入水中、処理水中ともに不安定形態のCuも存在していた。Znについては、春、夏ともに、不安定形態の濃度は処理工程でほとんど変化しないという共通点が見られたが、流入水中の溶存態に占める不安定形態の割合は、春よりも夏の方が低かった。これらの季節的な差異がどのような要因に由来しているのか、今後更に研究を進める必要がある。重金属類の総濃度だけでなく、bioavailabilityを考慮することは、人間だけでなく生態系に対する毒性の観点からも重要であると考えられる。そこで、本研究では、都市の点源・非点源からのbioavailable(生物摂取可能)な重金属に注目した。本年度の研究期間(6ヶ月間)において、以下の二点を実施した。(1)本研究では、生物摂取可能な重金属の評価において、DGT (diffusion gradient in thin-films)法を使用した。DGT Research社からDGTを購入し、性能試験を行った。試験方法はメーカー推奨の手順に準じた。この実験から、ppbレベルの重金属濃度変化にも応答し、操作上も特に困難がないことが分かったが、同時にクロムの評価については再検討を要することも判明した。(2)実環境へのDGTの適用に着手し、都市下水処理施設において調査を行った。3月前半に都市下水処理施設内の5地点(流入水、初沈越流水、二次処理水、砂ろ過処理水、高度膜処理水を導入した親水公園内水路)にDGTを24時間または48時間浸漬した。DGTのゲル層は異なる二種類を用い、それぞれ3個ずつを一地点に使用した。また、その他の水質分析のために各地点で同時に経時的な採水も行い、水温についてはロガーを用いて連続データを得た。現在、DGTに捕捉された重金属類と、水試料の分析を進めているところである。本研究では、都市域水環境における重金属の動態を毒性発現形態に着目して定量的に把握することを目的とする。今年度は特に、生物に取り込まれやすい自由イオン態の重金属の動態について、下水処理プロセス、都市河川を対象として調査を行った。1.下水処理場の晴天時調査晴天時における下水処理場内での重金属類の動態を評価した。下水処理過程の5箇所(流入水、初沈越流水、活性汚泥処理水、砂ろ過水、高度処理水)に、DGT (Diffusion gradient in thin-films)を浸漬させ、生物毒性の高い自由イオン態重金属類(Ni, Cu, Zn, Pb)の分析を行った。その結果、Niは初沈と高度処理において大きく減少したのに対して、CuとPbは、初沈において一時的に濃度が増加した後、漸減する傾向を示した。また、Znについては、処理過程において濃度変化がほとんどないという特徴を示した。2.雨天時調査DGTを設置可能でかつ都市域の雨天時排水を受容している都市河川を選定し、処理場の調査と同様の手法で、晴天時及び雨天時における自由イオン態重金属類の濃度変化を計測した。調査は2回行い、それぞれ15日間、9日間のサンプリングを行った。河川水に浸漬させたDGTは、2日に1度回収して分析を行った。Cuについては、自由イオン態の画分は検出されなかったのに対し、全溶存態Niの30-70%、全溶存態Znの20-90%は自由イオン態であることが判明した。降雨と重金属類の動態との関係については、明瞭な関係は見出せなかった。

下水処理場内の4箇所(流入水、初沈越流水、終沈越流水、砂ろ過水)に、DGT(DiflUsion Gradient in Thinfilms)を24時間浸漬し、重金属を形態別に分析した。また、流入水については日中(10時-17時)に1時間間隔で、初沈・終沈越流水については終日1時間間隔で、砂ろ過水は終日2時間間隔で採水を行った。分析対象は、Ni,Cu,Zn,Pbとした。夏の調査では、砂ろ過水中のNi,Cu,Znの全濃度が、流入水中の全濃度の約半分に減少しており、これらの重金属類が処理工程で除去されていることが示された。また、時間変動の調査結果から、流入水における溶存態重金属の割合は、平均してNiが57%、Cuが20%、Znが15%であった。Pbは、夏の調査では検出限界以下であった。Niは溶存態、不安定形態ともに処理工程でほとんど濃度が変化しなかった。Cuは、春の調査では流入水中、処理水中ではほとんどが安定錯体として存在していたが、夏の調査では流入水中、処理水中ともに不安定形態のCuも存在していた。Znについては、春、夏ともに、不安定形態の濃度は処理工程でほとんど変化しないという共通点が見られたが、流入水中の溶存態に占める不安定形態の割合は、春よりも夏の方が低かった。これらの季節的な差異がどのような要因に由来しているのか、今後更に研究を進める必要がある。
Ｄーアミノ酸代謝酵素の生理機能の解明：生殖と神経伝達におけるＤーアミノ酸の役割

モデル生物である線虫には、D-アミノ酸を酸化的に分解する酵素の遺伝子が4つ存在する。1つは中性・塩基性D-アミノ酸を基質とするD-アミノ酸オキシダーゼで、他の3つは酸性D-アミノ酸を基質とするD-アスパラギン酸オキシダーゼである。これらの遺伝子それぞれに欠失のある変異株では、D-アミノ酸の体内含量が上昇するとともに産卵数の低下などが認められる。そこで、各変異株における生殖細胞の形成能や神経伝達を解析し、野性株と比較した。また、変異株で発現が変動している遺伝子群をDNAマイクロアレイ解析により同定し、同定した遺伝子群が関わる代謝経路における代謝産物の含量などを調べ、野性株との違いを解析した。ヒトを含めた生体内には、D-アミノ酸を機能分子とする新規なバイオシステムが存在する。我々は、その分子論的解析を行うため、多細胞モデル生物である線虫(Caenorhabditis elegans)を用いて研究を行っている。D-アミノ酸を酸化的に分解する酵素として、中性・塩基性D-アミノ酸を基質とするD-アミノ酸オキシダーゼ(DAO)と、酸性D-アミノ酸を基質とするD-アスパラギン酸オキシダーゼ(DDO)が知られている。以前に我々は、線虫には1種類のDAOと3種類のDDO(DDO-1、-2、-3)をコードする機能的遺伝子が存在すること、また、これらの遺伝子それぞれに欠失のある変異株では、D-アミノ酸の体内含量が上昇するとともに産卵数の低下や寿命の延長などが認められることを明らかにした。平成24年度は、昨年度の報告書に記載したように、DAOおよびDDO変異株で認められた産卵数の低下が卵子の形成異常(数や質の低下)に起因していることを明らかにした。また、DDO-2およびDDO-3変異株では、産卵行動の調節に関与するコリン作動性神経伝達に異常が認められることを明らかにした。平成25年度は、各変異株と野性株を用いたDNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、DDO-3変異株ではL-トリプトファン(L-Trp)代謝経路遺伝子群の発現量が変動していることが示唆された。次に、L-Trpの主要な代謝経路の1つであり、寿命との関わりが知られているセロトニン(5-HT)経路について詳細に解析したところ、DDO-3変異株では、(1)L-Trp含量の上昇、(2)5-HT経路の律速酵素であるTrpヒドロキシラーゼの発現量の低下、および(3)様々なニューロンにおける5-HT含量の低下が認められた。これらの結果から、DDO-3変異株で認められた寿命の延長は5-HT経路の変化に起因していると考えられた。我々は、その分子論的解析を行うため、遺伝学的・分子生物学的解析に優れたモデル生物である線虫(Caenorhabditis elegans)を用いて研究を行っている。D-アミノ酸を立体特異的に分解する生体内酸化酵素として、中性・塩基性D-アミノ酸を基質とするD-アミノ酸オキシダーゼ(DAO)と、酸性D-アミノ酸を基質とするD-アスパラギン酸オキシダーゼ(DDO)が知られている。以前に我々は、線虫には1種類のDAOと3種類のDDO(DDO-1、-2、-3)をコードする機能的遺伝子が存在することを明らかにした。また、これらの遺伝子それぞれに欠失のある変異株では、D-アミノ酸の体内含量が上昇するとともに産卵数の低下などが認められることを明らかにした。本年度は、DAOおよびDDO欠損変異株で認められた産卵数の低下の原因を明らかにするために、まず始めに、これらの変異株および野性株を用いて、子宮内に存在する受精卵の数、交配により産まれる子孫の数、および受精率を解析した。その結果、これらの変異株では卵子の形成異常(数や質の低下)が生じていることが示唆された。線虫の産卵行動は、コリン作動性神経伝達による調節を受けることが知られている。そこで次に、産卵行動と同様にコリン作動性神経伝達による調節を受ける運動量を解析した。その結果、DDO-3変異株では運動量が上昇していることが明らかになった。引き続き、アセチルコリン分解酵素の阻害剤やアセチルコリン受容体のアゴニストといった薬剤に対する感受性を解析した。その結果、コリン作動性の神経伝達が、DDO-3変異株ではプレシナプスの異常により亢進しており、DDO-2変異株では体壁筋の異常により低下していることが示唆された。交付申請書に記載したように、本研究の目的は線虫DAOおよびDDOの生理機能を解明することであり、また、それに関連するD-アミノ酸の役割を明らかにすることである。具体的には、次の3点に焦点を当てる。

(1)DAOおよびDDO欠損変異株と野性株の交配試験を行い、変異株で認められた産卵数の低下といった表現型が精子と卵子のどちらの形成異常によるのかを解析する。(2)線虫の産卵行動はアセチルコリン伝達やセロトニン伝達などにより調節されているので、これらの変異株を用いて薬剤感受性解析や主に神経伝達を解析する行動試験を行う。(3)これらの変異株と野性株を用いたDNAマイクロアレイ解析を行い、変異株で観察された表現型に至る分子経路を同定し、その経路におけるDAOやDDO、およびD-アミノ酸の関わりを解析する。これらの項目のうち、本年度は(1)と(2)を計画して実施した。「研究実績の概要」に記載したように、(1)に関しては、DAOおよびDDO欠損変異株と野性株を用いて、子宮内に存在する受精卵の数、交配により産まれる子孫の数、および受精率を解析した。その結果、これらの変異株では卵子の形成異常(数や質の低下)が生じていることが示唆された。また、(2)に関しては、運動量試験、排泄行動試験、および機械刺激感受性試験といった行動解析のほか、アセチルコリン分解酵素の阻害剤やアセチルコリン受容体のアゴニストといった薬剤に対する感受性を解析した。その結果、線虫におけるD-アミノ酸の代謝がコリン作動性の神経伝達と密接に関与していることが示唆された。以上の内容から、本年度における研究の進展はおおむね順調であると考えられた。今後の研究の主な推進方策として、(1)DAOおよびDDO欠損変異株と野性株のDNAマイクロアレイ解析、および(2)同定した代謝経路におけるDAOとDDO、およびD-アミノ酸の関与に関する研究の2項目を計画している。(1)では、変異株で発現変動している遺伝子群をDNAマイクロアレイ解析により同定する。(2)では、(1)で同定した遺伝子群が関わる代謝経路に注目し、代謝産物の定量やこの経路への関わりが深いと思われる表現型の解析を行う。これらの解析により、注目した代謝経路におけるDAOとDDO、およびD-アミノ酸の新規な生理機能が詳細に判明すると考えられる。研究費を使用して次年度に展開させる研究として、「今後の研究の推進方策」に記載したように、DAOおよびDDO欠損変異株と野性株のDNAマイクロアレイ解析を計画している。すなわち、常法に従って同調培養した変異株と野性株から全RNAを抽出する。それに引き続くcDNAの合成、cDNAを鋳型としたビオチン化cRNAの合成、Affymetrix社製GeneChipアレイへのハイブリダイゼーション、蛍光強度のスキャニング、および得られた発光量の数値化等を株式会社バイオマトリックス研究所(http://www.biomatrix.co.jp/)に委託する。これらの解析後に送付されてくるデータを用いて、変異株で発現変動している遺伝子との関与が高いと思われる代謝経路をGene Ontology解析により同定する。また、DNAマイクロアレイ解析に引き続く研究として、次の研究を計画している。すなわち、DNAマイクロアレイ解析で同定した遺伝子群が関わる代謝経路に注目し、代謝産物の定量やこの経路への関わりが深いと思われる表現型の解析を行う。これらの解析により、同定した代謝経路におけるDAOとDDO、およびD-アミノ酸の関与の詳細が明らかになると思われる。
日記にみる武士と農民の日常生活に関する研究

本研究は、日記の解読を通して武士と農民の生活を明らかにすることを目的とした。元禄時代の「鸚鵡籠中記」の分析では、従来のふしだらな奉行と悪妻というイメージを覆す夫婦愛、家族愛の日常生活を明らかにできた。また、同日記に記載された自然災害(地震、雷、火事、風水害)に注目すると、当時の人々がこれらの災害に非常に敏感で恐怖心を持っていたことが分かった。明治昭和戦前期の岐阜県羽島市、山梨県南アルプス市および鹿児島県南種子島町の各農民日記からは、農業だけを営む農民は希で個々人が漁業、商業など多様な生業に就いている日常生活が明らかになった。本研究の目的は、日本の近世以降に個人が残した貴重な日記を収集、データベース化し、全登場人物の行動様式、行動範囲を分析することによって、当該地域・時代の地理的・社会的背景を明らかにすることである。近年、社会科学の分野で「日記」の価値が見直され、庶民の生活の復原をもとに、当該時代の社会構造の一端が明らかにされつつあるが、その成果は数の上で少なく、かつ研究内容も限定的である。本研究が「日記」に注目したのは、たかが個人の記録で客観性がないと過小評価されがちな日記に光をあて、その価値に市民権を与えることである。今年度は第1に尾張藩士、朝日文左衛門の記した元禄時代の曰記『鸚鵡籠中記』の翻刻、データベース化をおこなった。第2に種子島の大崎蘇市氏宅にて入手した日記資料のうち第二次世界大戦前の分の翻刻、データベース化をおこなった。第3に山梨県南アルプス市西野の中込家に残された「源吉日記」(明治中期昭和初期)において日記に登場する人々が活動した御勅使川扇状地をフィールドワークした。これら当初予定していた日記分析を開始するなかで、新たな地(北海道、礼文島)で数十年間日記を書き続けていらっしゃる現役の漁民K氏(86歳)に遭遇した(9.18)。学会活動においては、ドイツ、ハンブルク大学で開催された国際歴史地理学会(2006.8.20-24)で日本の近世・近代の農民生活史について報告した。本研究の目的は、日本の近世以降に個人が残した貴重な日記を収集、データベース化し、全登場人物の行動様式、行動範囲を分析することによって、当該地域・時代の地理的。社会的背景を明らかにすることである。今年度は昨年度にひきつづき第1に尾張藩士、朝日文左衛門の記した元禄時代の日記『鸚鵬鵡籠中記』の翻刻、データベース化をおこなった。あらたに美濃の青木九兵衛日記の明治元年4年のデータベース化をおこなった。学会活動においては、名古屋大学で開催された「歴史地図とGIS」国際学会(2008.8.23-25)で濃尾地方における近世・近代の地域構造について報告した。また神戸インスティチュートで開催された「ヨーロッパと日本の環境史」国際学会(2008.9.14-18)で白川郷の焼き畑と農民生活について報告した。なお、種子島の大崎蘇市日記については「20世紀日本の生活様式と社会環境に関する学際的研究」研究会(於、名古屋大学経済学部、2008.3.10)で発表した。本研究の目的は、日記の解読を通して武士と農民の生活を明らかにすることである。武士の日記については、「尾張藩士朝日文左衛門の描く妻」(林董一編『近世名古屋享元絵巻の世界』清文堂出版、2007年、189-211頁)で武士の女性の行動を明らかにしたのを契機に、その続編として元禄時代の自然災害(地震、火事、洪水)に際して、武士・町民がいかなる行動をとったかという点について分析を開始した。農民の日記に関しては、(1)山梨県御勅使川扇状地畑作農村の養蚕農家の明治30年代における日記の翻刻をおこなった。調査中に家計簿に相当する「金銭日記」が見つかり両日記の比較検討を開始した。(2)岐阜県輪中地域の地主である青木久兵衛日記の幕末明治期の日記の整理を行い、新たに発見した宗門改帳との照合をとおして、家族の中での個人生活の行動研究への可能性を見出した。(3)鹿児島

県南種子島町の大崎蘇市氏の昭和6年から今日に至るまでの日記については、昭和8年11年までの4年分を翻刻し終えたところである。家族構成員全員の行動記録(昭和8年)が復原できたこと、北朝鮮へ旅行できたことなどの知見が得られた。武士の日記の拙稿に対しては史学雑誌の学界展望で「従来の悪妻像の訂正を試みる」との評価をうけた。また農民の各地各時代の日記分析をとおして、農民が農業だけに従事していたのではなく、漁業、商業活動を含んだ実に多様な生業を営んでいたことが、共通して指摘でき、従来の農民像を覆すことが出来たように思う。この3年間の同テーマの調査研究活動中に、あらたに北海道礼文島でタコ採り漁民の日記(現在89歳、現役漁師)が発見された。また江戸時代後半の津山の町奉行書日記も入手でき、これらの分析も加味することによって、「日記にみる武士と農民の日常生活に関する研究」をよりいっそう発展させていきたいと考えている。
予後不良肺癌組織亜型の分化メカニズム解明による補助診断の開発と治療標的分子の同定

肺腺癌には様々な組織亜型が知られており、その中でもmicropapillary pattern(微小乳頭パターン)を含む肺腺癌(浸潤性微小乳頭型腺癌)は予後不良因子として知られている。Micropapillary patternの予後不良の原因を遺伝子解析から特定し今後の治療に役立てることを目標として研究を進めている。昨年度はRNAシークエンスから得られた候補遺伝子を用いて免疫染色を行い評価した。またDNAメチル化の解析から得られた候補遺伝子の評価を行った。1)正常肺3検体を含む肺腺癌症例25検体に対してRNAシークエンスから得られた結果からmicropapillary patternを含む肺腺癌において、特異的に遺伝子発現が高くなっている遺伝子を同定した。肺癌の手術を行った症例から得られた検体23例に対して免疫染色を行い、その評価を行った。引き続きmicropapillarypatternを含む腺癌を同定するにバイオマーカーとなりうるか症例を集積し検討する。2)次世代シークエンサーを用いたDNAメチル化解析を行った。現在正常肺3例を含む肺腺癌16例について解析を行った。結果に基づいた検証のため、パイロシーケンス法を行うためのプライマー設計に着手し準備をすすめた。併せて手術検体として標本化されているFFPE検体から組織亜型毎に癌細胞を切り抜き、同一検体内の肺腺癌の組織亜型毎、正常肺の領域ごとにメチル化の解析を行うため、適切な標本の選定を行った。現在、25例のDNAの抽出を行った。標的遺伝子におけるメチル化について詳細な評価を行っている。平成30年度の予定では、DNAメチル化評価を行った後に検証として、パイロシークエンスを行うことで、標的の遺伝子を同定する予定であったが、検体の集積と抽出に適した標本の選定に遅れが生じている。パイロシークエンス法でメチル化を評価し、micropapillary patternを有する肺腺癌に特有のメチル化を同定していくところまで平成30年度内にすすめていく予定であったが、現在そこまで評価が終わっていない状況にある。まずはメチル化の評価を優先して行っていく。平成31年度における方策に関しては、上記のメチル化の結果を踏まえて行っていく。micropapillarypatternの予後不良の原因を遺伝子解析から特定し今後の治療に役立てることを目標として研究を進めている。昨年度は主に次世代シークエンサーを用いた遺伝子の発現解析を行った。1)正常肺3検体を含む肺腺癌症例25検体に対してRNAシークエンシングを行った。その遺伝子の発現解析から得られた結果に基づいて、Micropapillary patternを含む肺腺癌において、特異的に遺伝子発現が高くなっている遺伝子について抽出を行った。その検証のために、追加10検体を加え、リアルタイムPCRで検証を行い、候補遺伝子を特定を行った。引き続き検証検体の数を増やし検証を進めていく。同定した発現遺伝子に関しては、平行して免疫染色での検討を行うための準備をすすめた。こちらもRNAシークエンスと同様にmicropapillary patternを含む肺腺癌におけるメチル化の特徴について解析を行った。併せて手術検体として標本化されているFFPE検体から、マイクロダイセクションを用いて組織亜型毎に癌細胞を切り抜き、同一検体内の肺腺癌の組織亜型毎にメチル化の解析を行うため、適切な標本の選定を行った。検体から抽出する遺伝子を用いるにあたって長期保存は望ましくなく、得ている肺腺癌検体が微小なため複数回遺伝子を抽出することが困難なこともあり、発現解析とメチル化解析を並行して進めた方が効率が良かった。そのため当初想定していた平成29年度と平成30年度の実施計画を同時に進めていることもあり若干の計画変更があったが、おおむね順調に進展していると判断している。

併せて手術検体として標本化されているFFPE検体から組織亜型毎に癌細胞を切り抜き、同一検体内の肺腺癌の組織亜型毎、正常肺の領域ごとにメチル化の解析を行うため、適切な標本の選定を行った。現在、25例のDNAの抽出を行った。標的遺伝子におけるメチル化について詳細な評価を行っている。平成30年度の予定では、DNAメチル化評価を行った後に検証として、パイロシークエンスを行うことで、標的の遺伝子を同定する予定であったが、検体の集積と抽出に適した標本の選定に遅れが生じている。次世代シークエンサーから得られた解析結果を用いて検証実験を行っている。検証においては引き続き検体数を増やして行う必要があり、現在進めているところである。解析結果が発表できる段階になったところで学会で公表する予定である。パイロシークエンス法でメチル化を評価し、micropapillary patternを有する肺腺癌に特有のメチル化を同定していくところまで平成30年度内にすすめていく予定であったが、現在そこまで評価が終わっていない状況にある。まずはメチル化の評価を優先して行っていく。平成31年度における方策に関しては、上記のメチル化の結果を踏まえて行っていく。現在までに行った解析における各種試薬、必要な実験器具に関しては、すでに施設で所有しているものを用いて研究を行っているため、使用額に変更が生じました。平成30年度の実施計画としては、次世代シークエンサーに使用する試薬が高額になるため、引き続き本研究に関わる試薬の購入に当てていく予定としております。現在までに行った解析における各種試薬、必要な実験器具に関しては、すでに施設で所有しているものを用いて研究を行っているため、使用薬品の経費が大幅に削減できているため。平成31年度の実施計画としては、パイロシークエンスに使用するプライマー設計に関する費用が多くなることが予想され、その後の細胞培養にかかるcell lineの購入に費用が必要になることが見込まれる。
CD163陽性M2マクロファージの関節炎における機能解析と治療への応用

M2CD163陽性マクロファージのマウス関節炎モデルを用い機能解析を行った。マウス関節炎モデルにおいてコラーゲン誘導関節炎(CAIA)を用い、CD 163 KOマウスで関節炎症が増悪するため、CD163陽性マクロファージは関節炎症抑制的に作用することを確認した。また骨びらんスコアも増悪するため関節炎症に伴う骨破壊への関与も示唆された。そのメカニズムに関して、病理組織学的研究において、CD163KOマウスで関節炎局所への炎症細胞浸潤を著明に認め、またケモカインCXCL1の有意な上昇を伴うことからCD163陽性マクロファージはケモカイン産生を介した関節炎症誘導に関与する可能性が考えられた。炎症性サイトカイン産生に関して検討を行い、CD163Koマウス関節炎症局所でIL-6やIL-1βなどの発現亢進をRNAレベルで確認し、CD163陽性マクロファージはケモカインのみならず炎症性サイトカイン産生抑制に作用する可能性が考えられる。そのメカニズムに関しては、マウス関節炎モデルにおいて、免疫複合体による炎症誘導が重要であるためマウス腹腔由来マクロファージを免疫複合体(IgG)刺激を行ったが、CD163 KOとcontrol WTマクロファージと比較し、炎症性サイトカイン産生などに有意差を認めなかった。CAIAにLPSを用いるため、LPSを使用せずCAIAを誘導すると、関節炎誘導は可能であったが、CD163Koマウスとコントロールマウス間で有意差が消失するため、このマウス関節炎モデルではLPS刺激の重要性が推測される。腹膜炎モデルはLPS刺激によりCD163欠損マウスで生存率の低下を認め、炎症性サイトカイン産生が亢進し、関節炎モデルで得られた実験結果と相関を認めた。研究結果をまとめ現在論文投稿中である。M2マクロファージの関節炎病態形成メカニズム解析を施行した。a)マウス関節炎モデルにおけるM1/M2マクロファージ発現解析M1/M2遺伝子マーカー(M1:No2 M2:Chil-3 Arg-1)の関節炎局所における発現をRT-PCRで測定した。Chil-3は上昇傾向を認めたが、Arg-1は低下し、M2マクロファージマーカーの発現に関しては一定の傾向を認めなかった。M1マーカーNOSは関節炎症により発現低下を認め、マウス関節炎モデル(CAIA)ではM1/M2バランスは関与しない可能性が示唆される。CD163k抗原はM1/M2マクロファージバランス非依存性に関節炎症に寄与する可能性が示唆される。b)CD163 KO/WTマウスにおける骨破壊重症度の病理組織学的評価CD163KOマウスにおいて骨びらんおよび炎症細胞浸潤は有意に増悪し、CD163陽性マクロファージは骨破壊や炎症細胞浸潤に抑制的に作用する可能性が示唆された。炎症細胞浸潤に関してはCD163KOマウスの関節部でケモカインCXCL1の発現の上昇を認めており、ケモカイン上昇を介した炎症細胞遊走促進による関節炎症増悪のメカニズムを明らかにした。c)CD163KO WTマクロファージの炎症性シグナルへの反応性評価マウス腹腔由来マクロファージを関節炎症誘導に重要な免疫複合体による刺激を行い、CD163抗原の有無によるまくろふぁーじの炎症性サイトカイン産生について比較を行った。IgG(2.4G2 ab)を固相化し、マクロファージを刺激したがCD163KO/WTマクロファージにおいて反応性に有意な違いを認めなかった。IgG刺激以外のLPSなどの炎症性シグナルによる反応性の相違について検討予定である。マクロファージ刺激をIgG(2.4G2 ab)で行ったが、マクロファージの活性化を十分できなかった可能性を認める。他の炎症性シグナル(LPS TNF)による刺激を介したCD163KO・WTマクロファージの活性化について検討予定である。M2 CD163陽性マクロファージの関節炎における機能解析を行っている。そのメカニズムに関して、病理組織学的研究において、CD163KOマウスで関節炎局所への炎症細胞浸潤を著明に認め、またケモカインCKCL1の有意な上昇を伴うことからCD163陽性マクロファージはケモカイン産生を介した関節炎症誘導に関与する可能性が考えられた。炎症性サイトカイン産生に関して検討を行い、CD163 Koマウス関節炎症局所でIL-6やIL-1βなどの発現亢進をRNAレベルで確認し、CD163陽性マクロファージはケモカインのみならず炎症性サイトカイン産生抑制に作用する可能性が考えられる。CAIAにLPSを用いるため、LPSを使用せずCAIAを誘導すると、関節炎誘導は可能であったが、CD163 Koマウスとコントロールマウス間で有意差が消失するため、このマウス関節炎モデルではLPS刺激の重要性が推測される。

現在LPSに対するマクロファージの反応性についてCD163抗原の有無で変化を来すか、マウス腹腔由来マクロファージを用い、in vitroで研究を行っている。CD163陽性マクロファージが関節炎症抑制的に作用することが明らかにしているため、メカニズム解析が進めば論文発表する予定である。in vitroでマクロファージを刺激・活性化させる実験に時間を要している。LPS刺激による検討を行っているが、感染症で重要なLPS刺激を行うことが関節炎におけるメカニズム解析に役立つのか、検討を行ったが、CAIAをLPSを使用せず誘導した場合はCD163KOマウスおよびWTコントロールマウスで有意差は明らかではなく、このマウス関節炎モデル(CAIA)ではLPS刺激が重要であるため、現在LPS刺激による実験を行っている。マクロファージが接着細胞であるため、線維芽細胞との関連性に関する研究は、ともに接着細胞である点が共培養による評価を困難にしているため、2細胞間の接着を阻害し実験を行うことを検討している。M2 CD163陽性マクロファージのマウス関節炎モデルを用い機能解析を行った。マウス関節炎モデルにおいてコラーゲン誘導関節炎(CAIA)を用い、CD 163 KOマウスで関節炎症が増悪するため、CD163陽性マクロファージは関節炎症抑制的に作用することを確認した。また骨びらんスコアも増悪するため関節炎症に伴う骨破壊への関与も示唆された。そのメカニズムに関して、病理組織学的研究において、CD163KOマウスで関節炎局所への炎症細胞浸潤を著明に認め、またケモカインCXCL1の有意な上昇を伴うことからCD163陽性マクロファージはケモカイン産生を介した関節炎症誘導に関与する可能性が考えられた。炎症性サイトカイン産生に関して検討を行い、CD163Koマウス関節炎症局所でIL-6やIL-1βなどの発現亢進をRNAレベルで確認し、CD163陽性マクロファージはケモカインのみならず炎症性サイトカイン産生抑制に作用する可能性が考えられる。そのメカニズムに関しては、マウス関節炎モデルにおいて、免疫複合体による炎症誘導が重要であるためマウス腹腔由来マクロファージを免疫複合体(IgG)刺激を行ったが、CD163 KOとcontrol WTマクロファージと比較し、炎症性サイトカイン産生などに有意差を認めなかった。CAIAにLPSを用いるため、LPSを使用せずCAIAを誘導すると、関節炎誘導は可能であったが、CD163Koマウスとコントロールマウス間で有意差が消失するため、このマウス関節炎モデルではLPS刺激の重要性が推測される。腹膜炎モデルはLPS刺激によりCD163欠損マウスで生存率の低下を認め、炎症性サイトカイン産生が亢進し、関節炎モデルで得られた実験結果と相関を認めた。研究結果をまとめ現在論文投稿中である。CD163 KOマウスにおいて関節炎症および骨びらんは重症化することを確認した。この実験結果からCD163陽性マクロファージは関節炎症および骨破壊に抑制的に作用する可能性が示唆される。今後はCD163陽性マクロファージの炎症性シグナルへの反応性についてそのメカニズム解析を行う。
咬合支持喪失に伴う顎口腔系の負荷を可視化するＭＲ画像診断法の確立

本研究は、咀嚼筋と顎関節における機能的負荷を新規咬合力計とMRIによって可視化し、定量的に評価することを目的として開始された。しかし、顎関節撮影に問題が発生したことから、異なる咬合支持条件における咀嚼筋活動について、新規開発した咬合力計と、筋全体のT2変化量という新たな指標を用いて解析した。新たな咬合力計は、強磁場内での咬合力測定において十分な性能を発揮した。また、咀嚼筋全体のT2変化量は、過去に報告された指標と比較して、タスク中に実際に発揮された咬合力に対して、より強い被験者間相関を示すことが確認された。当該年度では、まず前年度に製作した咬合力センサーを実際にMRガントリ内において被験者の口腔内で使用し、水を封入した樹脂チューブおよび接合部の強度や、撮影するMR画像に対する影響の有無を評価した。その結果、製作したセンサーが最大咬合力に十分耐える強度を有していることや、MR画像にノイズ等を発生させないことが確認された。次に、顎関節内部の下顎頭を高解像度で撮影可能なMR撮影シーケンスの調整を行ったが、関節円板や下顎頭表面の関節軟骨におけるT2値を評価するうえで十分な解像度とノイズの少ない鮮明な画像を両立するのは困難であった。そのため、顎関節撮影には新たに3TのMR装置の使用を申請し、次年度に再度撮影シーケンスの検証を行うこととした。本年度は、1種類の咬合力センサー(右側臼歯部遊離端欠損)によって咬合支持状態を変化させた健常有歯顎者5名にクレンチング運動を行わせ、全咀嚼筋の活動を評価した。クレンチング時の咬合力は各被験者の最大咬合力に対する40%の強度とし、クレンチング継続時間は1分および2分とした。その結果、1分間のクレンチングでは臼歯部咬合が存在している左側の咬筋浅層や内側翼突筋の活動が他の咀嚼筋よりもわずかに強いのに対して、2分間のクレンチングでは咬合支持が存在しない右側の咬筋や内側翼突筋の活動が明確に増加することが示された。これは、臼歯部遊離端欠損を放置した状態で咀嚼筋群に強い負荷をかけると、特に欠損側の咬筋や内側翼突筋の負荷が過大となる可能性を示唆するものであると考えられる。MR装置のガントリ内は強磁場であり、一般的なセンサーが使用出来ないだけでなく、金属パーツを含む装置の使用は危険を伴う。そのため、本年度は光ファイバー圧力センサーと樹脂パーツを使用した咬合力測定装置(水を封入した樹脂チューブ内の水圧を測定することで、チューブを咬合した際の咬合力を評価する)の製作と検証を行った。光ファイバー圧力センサーにはFISO Technology社製のFOP-M-BAを使用し、これを水と共に封入した樹脂チューブに株式会社イマダ製のデジタルフォースゲージZP-1000Nで外圧を加えながら両センサーの数値を記録した。樹脂チューブには、ポリエチレン、ナイロン、テフロンのチューブを使用し、適切な材質を検証した。実験開始時には、どのチューブでも強圧時の水漏れが発生したが、チューブの接合方法等を工夫することで対処した。その結果、柔らかいポリエチレンチューブでは350N程度で完全に潰れてしまい、それ以上の力の測定が困難であるのに対して、硬いナイロンチューブでは、水漏れが発生した620N程度までフォースゲージによる外圧と光ファイバー圧力センサーによる内圧の測定値がほぼ相関を示した。一方、テフロンチューブは溶着や接着が困難であるため水漏れを防ぐことが出来ず、今回の目的には適さなかった。今年度の実験によって、咬合力測定装置の製作には硬く密封性の高い素材のチューブが適していることが示された。今後は実際に咬合力を測定しながら実用化に向けた検証を行い、MRI撮影への応用を図る予定である。当該年度では、3種類の形状の咬合力センサー(欠損なし、右側大臼歯部欠損、左側大臼歯部欠損)によって咬合支持状態を変化させた健常有歯顎者10名にクレンチング運動を行わせ、運動前後のMR画像から算出した各咀嚼筋T2の単位体積あたりの変化量を指標として全咀嚼筋の活動を評価した。その結果、全ての条件で全咀嚼筋において有意なT2の延長が認められたが、2分間のクレンチング後では被験者ごとのT2変化量の差が非常に大きく、統計学的に有意な咀嚼筋活動の特徴は観察されなかった。一方、1分間のクレンチング後では、右側側頭筋のみにおいて、右側大臼歯部欠損と左側大臼歯部欠損の条件間で筋活動に統計学的な有意差が観察されたが、やはり被験者間のバラつきが大きく、臼歯部欠損に伴う咀嚼筋活動の変化を明確に示すことはできなかった。そこで、これまで骨格筋を対象としたmfMRIの研究において、筋活動の指標として一般的に用いられてきた単位体積あたりのT2変化量ではなく、筋全体のT2変化量を算出して様々な統計解析を行った。

その結果、いくつかの咀嚼筋で、筋活動量と咬合力との間に強い相関が認められ、臼歯部欠損に伴う相関の変化も観察された。また、全咀嚼筋の筋全体T2変化量の合計は、欠損なしの条件において咬合力との間に非常に強い強い相関を示し、臼歯部欠損条件では相関がやや低下した。咬合力と咀嚼筋活動との高い相関は、その筋の咬合力発揮への寄与が大きいことを示していると考えられ、一部咀嚼筋で観察された臼歯部欠損に伴う相関の低下は、筋の役割の変化を反映していると考えられる。当該年度では、顎関節内部の下顎頭を高解像度で撮影するため、あるいは咀嚼筋撮影におけるノイズや撮影時間を低減させるために、新たに3TのMR装置を使用して適切な撮影シーケンスの検討を行った。しかし、咀嚼筋撮影に要する時間の短縮には成功したものの、低ノイズかつ高解像度の下顎頭画像の撮影は達成できなかった。今後も、適切な実験環境を整えて更なる検証を行う予定である。一方、咀嚼筋撮影の時間短縮は運動に伴う咀嚼筋T2変化の撮影中における減衰を可及的に少なくするために有用であり、mfMRIを利用した咀嚼筋活動の解析を行う上で値の信頼性向上に寄与すると考えられる。これまでの解析で得られた、各咀嚼筋全体のT2変化量と咬合力との被験者間相関については、同じデータを使用して咬合力と他のパラメータとの相関についても解析をを行い、咬筋浅層では単位体積あたりのT2変化量や筋体積と咬合力との相関が低いにもっかかわらず、筋全体のT2変化量と咬合力の相関は非常に高いことが示された。この結果は、国際的な学術論文誌へ投稿を行い、受理・掲載された。本研究課題では、顎関節については目標の精度での撮影が出来なかったが、咀嚼筋について、これまでの単位体積あたりのT2変化量とは異なる、各咀嚼筋全体もしくは全咀嚼筋全体でのT2変化量の合計が、筋の出力である咬合力と強い相関を示すという新たな知見を示すことができた。これは、本研究課題の目的である顎口腔系における負荷の解析を、咀嚼筋活動の観点から行う上で有用な知見である。本研究は、咀嚼筋と顎関節における機能的負荷を新規咬合力計とMRIによって可視化し、定量的に評価することを目的として開始された。しかし、顎関節撮影に問題が発生したことから、異なる咬合支持条件における咀嚼筋活動について、新規開発した咬合力計と、筋全体のT2変化量という新たな指標を用いて解析した。新たな咬合力計は、強磁場内での咬合力測定において十分な性能を発揮した。また、咀嚼筋全体のT2変化量は、過去に報告された指標と比較して、タスク中に実際に発揮された咬合力に対して、より強い被験者間相関を示すことが確認された。平成26年度に、MR画像撮影と解析を終了し、論文として成果発表を行う予定であった。しかし、これまで使用していたMRI装置に臨床利用との競合や性能上の問題が発生したため、研究用の高性能MRI装置への変更を行うために、撮影の一時中断および再撮影を行う必要が生じた。そのため、平成26年度中に終了する予定であった解析の一部と論文での成果発表を行うことが出来ず、研究期間を平成27年度まで延長することになった。医歯薬学新たに3TのMR装置を使用してデータを収集し、特に顎関節における下顎頭表面のT2を評価可能な高解像度での撮影方法を確立する。また、咀嚼筋活動の解析の継続して行い、速やかに論文での成果発表を行う予定である。平成25年度は、前年度に実施した実験により最適と評価された撮影条件とタスク条件(咬合力)を使用し、各被験者の歯列弓形態に合わせて新たに作成した3種の咬合力センサー(欠損部位無し・片側臼歯部欠損・両側臼歯部欠損)によって咬合支持状態を変化させた健常有歯顎者にクレンチング運動を行わせ、全咀嚼筋の筋内活動分布と顎関節軟骨の負荷分布を評価する予定であった。
高速な移動体通信を可能とする適応フィルタのパイプライン実現に関する研究

移動体通信などの無線通信においては,通信路で発生する雑音やフェーディングの影響により,シンボル間干渉やユーザ間干渉などの,各種干渉が発生し伝送誤りを生じる.干渉除去器を用いた伝送誤りの削減は,高品位な通信を実現するための重要な技術である.さらに,移動体通信において伝送される情報が,従来の音声中心からデータ通信へと移行が進むにつれ,その重要度は増加すると考えられる.データ通信では,従来の静止画や文字情報に加え動画像などの伝送も可能とするため,伝送レートの高速化への要求も高まりつつある.高品位かつ高速な移動体通信を実現するためには,干渉除去器の高性能化が要求される.本研究では,干渉除去器の重要な構成要素である,適応フィルタのパイプライン実現による高速動作に関する検討を行った.パイプライン実現は,処理の実行単位を細分化することで,より高速に動作可能とするための技術である.干渉除去器に使用される適応フィルタは,主にLMSフィルタとRLSフィルタの2種類である.これら2種類のフィルタは,応用において許容される演算量および学習特性に応じ選択される.LMSフィルタは,必要となる演算量が少ない反面,学習に要する時間が長いという特徴をもち,RLSフィルタは高速な学習をより多くの演算を行うことで実現するという特徴をもつ.干渉器のパイプライン実現の際には,これらの特長に応じて検討を行う必要がある.本研究では,パイプライン実現の手法として,2つの手法を用いた.一つ目の手法はハードウェアのパイプライン化であり,他方はソフトウェアのパイプライン化である.前者はASICなどの専用回路を設計する際に有効な手段であり,後者はDSPなどでの実装の際に有効な手段である.本研究では,使用する適応フィルタの性質に応じて適用するパイプライン実現手法の選択を行った.すなわち,LMSフィルタではハードウェアでのパイプライン実現による高速化を,一方RLSフィルタにはソフトウェアパイプライン実現による高速化を行う手法を提案し,その有効性を示した.本研究では、パイプライン実現により適応フィルタの処理を高速化することを目的とする.適応フィルタは、未知系への自律的な学習を可能とし、移動体通信における通信路の等価などへの応用が期待されている.現在知られている適応フィルタは、最小平均2乗(LMS)および再帰最小自乗(RLS)の2つに分類できる.このうちRLSは、学習に要する時間がLMSに比べ非常に短いことが知られている.一方、実現に必要となる演算規模の観点では、LMSの方が小さいことで知られているが、高速な処理にはRLSの短い学習時間が望まれる.本研究では、RLSの単位時間当りの演算規模を少なくする事で処理を高速化する手法を検討する.従来知られているRLSの高速化手法では、必要となるすべての演算器が用意されている必要がある.RLSが必要とする演算量は膨大であるため、実現されたフィルタの面積が大きくなってしまう.また、使用可能な演算器の数が限られている場合には、実現できないなどの問題もあり、実際の信号処理への応用を困難なものにしていた.これらの問題に対し、本研究ではDSPなどの使用できる演算器数が少ない環境でも高速化が可能な手法を提案する.提案手法は、RLS適応フィルタの学習式を幾つかの小部分に分解し、このうちフィルタ出力を生成する式を、繰り返し利用することで、フィルタの単位時間辺りの出力信号数を増加させ、処理の高速化を可能とする.この結果、使用する演算器の量やその性能を増加させることなく、フィルタの処理能力を高めることが可能となることを示した.移動体通信などの無線通信においては,通信路で発生する雑音やフェーディングの影響により,シンボル間干渉やユーザ間干渉などの,各種干渉が発生し伝送誤りを生じる.干渉除去器を用いた伝送誤りの削減は,高品位な通信を実現するための重要な技術である.さらに,移動体通信において伝送される情報が,従来の音声中心からデータ通信へと移行が進むにつれ,その重要度は増加すると考えられる.データ通信では,従来の静止画や文字情報に加え動画像などの伝送も可能とするため,伝送レートの高速化への要求も高まりつつある.高品位かつ高速な移動体通信を実現するためには,干渉除去器の高性能化が要求される.本研究では,干渉除去器の重要な構成要素である,適応フィルタのパイプライン実現による高速動作に関する検討を行った.パイプライン実現は,処理の実行単位を細分化することで,より高速に動作可能とするための技術である.干渉除去器に使用される適応フィルタは,主にLMSフィルタとRLSフィルタの2種類である.これら2種類のフィルタは,応用において許容される演算量および学習特性に応じ選択される.LMSフィルタは,必要となる演算量が少ない反面,学習に要する時間が長いという特徴をもち,RLSフィルタは高速な学習をより多くの演算を行うことで実現するという特徴をもつ.干渉器のパイプライン実現の際には,これらの特長に応じて検討を行う必要がある.本研究では,パイプライン実現の手法として,2つの手法を用いた.一つ目の手法はハードウェアのパイプライン化であり,他方はソフトウェアのパイプライン化である.前者はASICなどの専用回路を設計する際に有効な手段であり,後者はDSPなどでの実装の際に有効な手段である.本研究では,使用する適応フィルタの性質に応じて適用するパイプライン実現手法の選択を行った.すなわち,LMSフィルタではハードウェアでのパイプライン実現による高速化を,一方RLSフィルタにはソフトウェアパイプライン実現による高速化を行う手法を提案し,その有効性を示した.移動体通信で発生する雑音や各種干渉の除去のために,適応フィルタを応用する事が検討されている.

この時,適応フィルタに望まれる特性として,従来から知られる学習時間の短縮とともに高い単位時間辺りの処理能力(スループット)があげられる.本研究では、パイプライン技術を適応フィルタに応用することで,スループット能力を向上させる事を目的とする.現在知られている適応フィルタは,最小平均2乗(LMS)および再帰最小自乗(RLS)の2つに分類できる.このうちRLSは、LMSに比べ短時間での学習を可能とする一方で実現に必要となる演算規模が大きいため事が知られている.スループット能力は,単位時間当りに必要となる演算量が増加するほど低下する.このため,RLSのスループットは,LMSのものよりも低いことが知られている.スループットを向上させるための手法として,パイプライン技術がある.パイプライン技術は実現する環境に応じて,2つの手法に分類可能である.すなわち,使用可能な演算器数を増やすことで,スループットの向上を実現するハードウェアパイプライニング,およびソフトウェア処理によりスループットを向上させるソフトウェアパイプライニングである.移動体通信端末等では,機器の大きさの制約や低消費電力の観点から,使用可能な演算器数には制約があると考えられる.本研究では,この制約を考慮し,ソフトウェアでのRLSの実現の際にスループットの向上を可能とする手法を検討した.本研究では,RLS適応フィルタの学習式を幾つかの小部分に分解し,スケジューリングを行うことで,スループットを向上可能であることを示した.本研究の成果を応用することで,移動体通信端末などの厳しい制約の元でRLSフィルタを実現する際に,フィルタの処理能力を高めることが可能となると考えられる.移動体通信などの無線通信においては,通信路で発生する雑音やフェーディングの影響により,シンボル間干渉やユーザ間干渉などの,各種干渉が発生し伝送誤りを生じる.干渉除去器を用いた伝送誤りの削減は,高品位な通信を実現するための重要な技術である.さらに,移動体通信において伝送される情報が,従来の音声中心からデータ通信へと移行が進むにつれ,その重要度は増加すると考えられる.データ通信では,従来の静止画や文字情報に加え動画像などの伝送も可能とするため,伝送レートの高速化への要求も高まりつつある.高品位かつ高速な移動体通信を実現するためには,干渉除去器の高性能化が要求される.本研究では,干渉除去器の重要な構成要素である,適応フィルタのパイプライン実現による高速動作に関する検討を行った.パイプライン実現は,処理の実行単位を細分化することで,より高速に動作可能とするための技術である.干渉除去器に使用される適応フィルタは,主にLMSフィルタとRLSフィルタの2種類である.これら2種類のフィルタは,応用において許容される演算量および学習特性に応じ選択される.LMSフィルタは,必要となる演算量が少ない反面,学習に要する時間が長いという特徴をもち,RLSフィルタは高速な学習をより多くの演算を行うことで実現するという特徴をもつ.干渉器のパイプライン実現の際には.これらの特長に応じて検討を行う必要がある.本研究では,パイプライン実現の手法として,2つの手法を用いた.一つ目の手法はハードウェアのパイプライン化であり,他方はソフトウェアのパイプライン化である.前者はASICなどの専用回路を設計する際に有効な手段であり,後者はDSPなどでの実装の際に有効な手段である.
成人T細胞白血病(ATL)のゲノム異常に基づく白血病発症機構の解析

成人T細胞白血病(ATL)のゲノム解析を行い、多数のゲノム異常領域を同定し、白血病関連遺伝子として、TCF8(ZEB1)、NDRG2、TSLC1、BCL11B、EPC1/AXSL2融合遺伝子を同定した。それぞれの機能解析から、TGFbeta抵抗性、細胞接着性の亢進に伴う臓器浸潤、細胞増殖促進等、多彩な性状を同定できた。またTCF8(ZEB1)、NDRG2、TSLC1についてはそれぞれの遺伝子改変マウスがTリンパ腫を中心とした腫瘍発症がみられ、癌遺伝子、癌抑制遺伝子候補として証明できた。HTLV-1感染以降、これらのゲノム異常に依存した多段階発白血病発症機構の端緒が開かれ、新規診断法や治療法の開発につなげることが可能となった。成人T細胞白血病(ATL)のゲノム解析を行い、その発症進展関連遺伝子を単離し、機能解析を通じて新規診断法の開発、さらには治療法開発を行っている。これまでに、DNAマイクロアレイ解析を通じてATL新規表面マーカーとしてTSLC1を、ゲノム解析を通じて10p11.2領域よりTCF8/ZEB1を、14q11領域よりNDRG2遺伝子を同定し、その機能解析を行っている。(1) TSLC1;接着因子でありATL細胞における高発現は白血病細胞の臓器浸潤性に係わっている。新規マーカーとしてPhage display法により特異抗体を開発し、FACS解析、磁気ビーズ法によるATL細胞分離法を開発した。末梢血中CD4+TSLC1+細胞分画は健常人では見られず、ATL細胞特異的であり、またHTLV-1キャリア検体においてもCD4+TSLC1+細胞分画はHTLV-1DNAコピー数と高相関を示した。さらに慢性型、くすぶり型HTLV-1キャリアのATL細胞を分離しゲノム解析を行う。(2) TCF8/ZEB1は転写因子であり癌抑制候補である。ZEB1高発現はp21及びCCNG2の転写亢進により、ATL細胞増殖抑制を来たした。またTGFbeta情報伝達系においてSmad7、Smad3と結合し、Smad7の転写抑制能を不活化しTGFbeta情報伝達系を促進することがわかった。これらはTリンパ球分化段階におけるnegative selectionに係わると考えられる。(3) 14q11領域から癌抑制遺伝子候補としてNDRG2を同定した。ATL細胞においては高頻度でプロモーターメチル化がありNDRG2の強制発現はATL細胞増殖抑制アポトーシスを誘導した。またNDRG2は口腔がんにおいても癌抑制遺伝子としての性質を示し、さらに病理組織染色によりPI3K/AKT情報伝達系の抑制化に係わることが示唆された。成人T細胞白血病(ATL)に対して高密度SNPアレイCGH法など統合的ゲノム解析を行い、これまでに、DNAマイクロアレイ解析を通じてATL新規表面マーカーとしてTSLC1を、ゲノム解析を通じて10p11.2領域よりTCF8/ZEB1を、14q11領域よりNDRG2遺伝子を同定し、また新たに14q32領域よりBCL11B遺伝子を同定した。さらにその機能解析を行っている。(2)TCF8/ZEB1転写因子:ATL細胞はTGFbeta情報伝達系に反応せず、その原因としてZEB1遺伝子の発現低下と、Smad7の高発現に依存していることを同定した。ZEB1はSmad3・Smad7の両者に結合し、TGFbeta情報伝達系を促進しており、末梢性Tリンパ球分化段階におけるnegative selectionに係わることが示唆された。(3)NDRG2:ATLにおける転写低下は、PI3K/AKT情報伝達系の恒常的活性化に関係していた。口腔癌においても同様の機能を果たすため、NDRG2欠損マウスを作成し、腫瘍形成能を検討中である。(4)BCL11B:ATLにおいて高率にゲノム増幅があり、さらに転写異常があるため現在機能解析を進行している。成人T細胞白血病(ATL)はHTLV-1感染より数十年を経て白血病化する難治性白血病であるが、ゲノム異常の蓄積が著しく、固形癌に近い複雑核型を示す。このためATLにおける白血病発症にはHTLV-1感染後に多くのゲノム異常、エピゲノム異常が蓄積し多因子による発症が考えられる。そこで我々は難治性急性骨髄性白血病に対する統合的ゲノム解析を行い、染色体転座集中領域の同定、並びに高密度SNPアレイを用いたゲノム欠失増幅領域の同定、並びに網羅的遺伝子発現解析を通じてATL発症関連遺伝子を複数個単離してきた。

急性型ATLについてSpectral kayrotyping(SKY)法により、これまでに10p11、14q11、14q32領域に転座集中領域を同定し、それぞれの領域から候補遺伝子として、ZEB1(TCF8)、EPC1、NDRG2、BCLl1Bを同定した。機能解析として、ZEB1失活はSMAD7高発現と協調してTGFbeta情報伝達系の阻止、NDRG2はPI3KIAKTの恒常的活性化を行っており、EPC1は2番染色体上のAXSL2と融合遺伝子を作っておりポリコーム遺伝子として転写制御異常に関わることがわかった。またTSLC1をATLの新規マーカーとして同定し、CD4+TSLC1+分画をATL細胞と同定した。TSLClTGマウスはTリンパ腫と、皮膚炎症を、リンパ腫型ATLにZEB1欠損マウスは高頻度にTリンパ腫を引き起こし、NDRG2欠損マウスも全身性の癌を引き起こすことがわかり、さらなる機能解析を継続中である。この研究を進めることで、HTLV-1感染からATLへの段階的な白血病発症機構を明らかにしていく。