hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト高体温時の圧反射性皮膚血流調節における皮膚交感神経・心周期同期成分の役割

従来、ヒト皮膚交感神経活動(SSNA)には心周期に同期する成分(UA)が存在し、UAは暑熱負荷による体温上昇とともに増加し、低血液量時に皮膚血管拡張が抑制される時にUAは抑制される。この結果はUAが皮膚血管拡張神経活動であることを示唆する。しかし、SSNAのUAに同じく心周期同期性がある筋交感神経活動(MSNA)のスパイクが混入している可能性を否定できなかった。先行研究によれば、ヘッドアップ(HU)はMSNAを増加させる一方で、皮膚血流量(SkBF)は仰臥位に比べて立位で抑制される。すなわち、HUによる静脈還流量低下はMSNAを亢進させる一方で、SSNAの皮膚血管拡張神経活動を抑制する可能性がある。[仮説]ヒト暑熱負荷時において仰臥位に比べて30°HUで皮膚血管拡張反応が減弱し血圧が上昇する時、SSNAのUAは低下するがMSNAのUAは亢進する。[方法]健康な若年男性にサーマルスーツを着用させ仰臥位を取らせた。スーツには始め34°Cの水を流し(中性温域)、仰臥位と30°HUにおいて、MSNA(左腓骨神経)、SSNA(右腓骨神経)、平均血圧(MAP;左前脛骨動脈)、SkBF(laser-Doppler法;右足背部)を測定した。その後、スーツに47°Cの水を流して食道温が0.5°C上昇した後、同様の測定を行った。[結果]中性温域・暑熱負荷時ともに皮膚血管コンダクタンス(CVC=SkBF/MAP)は仰臥位に比べて30°HU時に低下し、SSNAのUAは暑熱負荷時において30°HUにより低下した。MAPとMSNAのUAは共に中性温域・暑熱負荷時において仰臥位に比べて30 ̊HU時に上昇した。[結論]SSNAのUAにはMSNAのスパイクが混入しておらず、この成分が皮膚血管拡張神経活動である。プロトコールの変更を行った後(陰圧呼吸とバルサルバ手法→ヘッドアップティルト)、被験者12名で測定を行い、皮膚・筋交感神経活動の同時測定に成功したのが、6名であった。その成果は、本年度の米国生理学会(Experimental Biology 2013)で発表することができた。あとは、必要があれば被験者を追加し、論文を執筆する段階まで来ているので、おおむね順調に進んでいると考える。当初の計画は、平成23年度には実験プロトコールと測定方法・手技の確立とデータ収録・解析を行うことであった。被験者に与える負荷として、当初は陰圧呼吸法とバルサルバ手法を行う予定であったが、30°ヘッドアップに変更した。それ以外は計画通りにプロトコールを決定した。当大学医学部・医倫理委員会の承認を得た。さらに、以下の手技の確認をした。(1) 30°ヘッドアップ:ティルトテーブルを用いた。(2)右心房容積測定(超音波ドップラー・エコー):拡張・収縮期の右心房容積をmodifiedSimpson法により算出し、その差から1回心拍出量を求めた。1回心拍出量が臥位に比べてヘッドアップ時に低下することを確認した。(3)皮膚(SSNA)・筋交感神経活動(MSNA): SSNAバーストはArousal stimulationによりバーストが誘発され、Valsalva手技によりこれが誘発されないこと、MSNAバーストはValsalva手技によりバーストが誘発されArousal stimulationによりこれが誘発されないことを確認した。整流・積分化されたSSNA・MSNA信号はサンプリング周波数200Hzで上記A/Dコンバーターを介して記録し、それぞれの原波形はDAT recorderにより記録した。
新規光周性花成抑制因子の探索

fkf1サプレッサー変異体のスクリーニングを行い、EF1と名付けた花成抑制因子を単離した。ef1 fkf1二重変異体は日長に関わらず花成が促進したことから、EF1は光周期経路とは独立して花成を抑制することが示された。ef1変異体では一日を通してFT遺伝子の発現量が増加し、ef1 ft二重変異体は野生型に比べて花成が遅延したことから、EF1による花成の抑制には、FT遺伝子の発現抑制が重要であることが示唆された。FT遺伝子の発現は概日時計によっても制御されるが、ef1変異は概日リズムの周期に影響しなかった。本研究の目的は、長日条件でfkf1の花成遅延が回復したfkf1サプレッサーをスクリーニングすることで、新規の光周性花成を抑制する因子を単離し、その作用点を明らかにすることで、複雑に制御された光周性花成制御経路に関する新たな知見を得ることである。昨年度は、fkf1サプレッサーの花成時期の測定、fkf1サプレッサーのFT発現量の解析、ポジショナルクローニングによる変異遺伝子の同定、の三つの研究を実施した。fkf1サプレッサーの花成時期の測定では、スクリーニングで取得したサプレッサーの花成促進が光周期に依存しているか明らかにするために、長日条件でスクリーニングした際に野生型の抽台よりもやや遅い40日頃までに抽台が認められたサプレッサーについて、長日条件、及び短日条件の花成時期を測定した。光周期に関わらず早咲きを示すサプレッサーがある一方で、長日条件で顕著に花成が促進したサプレッサーも見られた。fkf1サプレッサーのFT発現量の解析では、光周性花成が活性化されたサプレッサーを選抜する為に、長日条件下で40日頃までに抽台するサプレッサーについてFTの発現量を測定した。FTは光周性花成を促進する重要な因子であり、fkf1ではこのFTの発現が一日を通して抑制されているが、殆どのサプレッサーでFTの発現量がfkf1に比べて2倍以上に増加し、野生型と同程度までFTの発現が増加したサプレッサーも見られた。ポジショナルクローニングによる変異遺伝子の同定では、サプレッサーの変異遺伝子を同定するために、Col系統のサプレッサーとLer系統のfkf1との掛け合わせを行い、得られたF2種子を使用してポジショナルクローニングを行った。これによって変異の原因遺伝子が座乗している領域を絞り込んだ後に、塩基配列を確認することで変異遺伝子を同定した。本研究の目的は、長日条件でfkf1変異体の花成遅延が回復したfkf1サプレッサーをスクリーニングすることで新規の光周性花成を抑制する因子を単離し、その作用点を明らかにすることで複雑に制御された光周性花成制御経路に関する新たな知見を得ることである。昨年度は、ポジショナルクローニングによる変異遺伝子の同定、別アリルを使用したfkf1サプレッサー形質の再現性の確認、そして同定した花成抑制因子の作用点の解明を進めた。これまでに長日条件で40日頃までに抽台するfkf1サプレッサーの花成時期を測定し、これらサプレッサーにおけるFTの発現量を調べている。FTは光周性花成を促進する因子であり、fkf1変異体ではこの発現が抑えられていることから、FTの発現が増加したサプレッサーの原因遺伝子は光周性花成の抑制に関わると考えられる。そこで、スクリーニングにより得られたfkf1サプレッサーの中でもFTの発現が増加したものについて、ポジショナルクローニングより変異遺伝子の同定を進めた。そしてサプレッサーで変異が見つかった遺伝子の遺伝子破壊体をABRCから取り寄せ、花成促進の形質が再現されるか調べることで、同定した変異遺伝子が花成促進の原因であることを確かめた。同定した花成抑制因子の作用点の解明では、まずFTの経時的な発現変化を調べた。野生型(Col)ではFTの発現は日中に抑えられて夕方にピークを示す一方で、fkf1変異体ではその発現は一日を通して抑制されている。fkf1変異体に対して顕著に花成が促進されたサプレッサーの中には、日中に野生型よりもFTの発現が増加しているものが見つかった。また、いくつかのサプレッサーについてfkf1を野生型に戻したモノジェニック変異体の花成時期を測定することで、同定したこれらの花成抑制因子がfkf1変異とは独立して働いていることを明らかにした。本研究課題について、昨年度に引き続きポジショナルクローニングによる変異遺伝子の同定を行い、さらにfkf1サプレッサーにおける光周性花成制御因子の発現変動を経時的に調べることで、同定した花成抑制因子の作用点の解明を進めた。fkf1変異体よりも顕著に花成が促進され、FTの発現が増加したサプレッサーの変異遺伝子の同定を進めたところ、これまでに合せて10ラインについて変異遺伝子を同定した。これら変異遺伝子の中でも新規花成抑制遺伝子EF1は、独立した2つのラインの変異遺伝子として同定された。同定した変異遺伝子の遺伝子破壊体をABRCから取り寄せ、それらの花成時期を測定することで、同定した遺伝子の変異が花成促進の原因であるか調べた。また2つのef1 fkf1変異体(ef1-1 fkf1、ef1-2fkf

1)同士を掛け合わせ、得られたF1植物の花成時期が2つのef1 fkf1変異体と同様に早咲き形質を示したことから、EF1は新規の花成抑制遺伝子であることが示された。光周性花成を促進するFTの経時的な発現変動を解析したところ、いくつかのサプレッサーでFTの発現がfkf1変異体よりも増加しており、これらサプレッサーから同定された因子はFTの発現を抑制することで花成を抑制することを明らかにした。また、DNAマイクロアレイを用いた、サプレッサーの網羅的な遺伝子発現解析を進めている。さらに、pFT:GUS等のレポーター植物とサプレッサーの掛け合わせを進めており、今後FT等の空間的な発現パターンを観察することで、同定した花成抑制因子の作用点を明らかにする予定である。また、ef1変異体はef1 fkf1変異体と同時期に抽台することから、EF1はFKF1と独立して花成を抑制する因子であることを明らかにした。他のサプレッサーについても同様にFKF1と独立して働くか否かについて解析を進めている。光周性花成は光シグナル経路や概日時計などによる影響を受けるが、その制御メカニズムは複雑であり、未だ全容は明らかにされていない。そこで本研究では、長日条件でfkf1変異体の花成遅延が回復したfkf1サプレッサーをスクリーニングすることで新規の光周性花成抑制因子を単離し、その作用点を明らかにすることを目的に研究を行った。これまでに、長日条件でfkf1変異体よりも顕著に花成が促進したサプレッサーについて、FT遺伝子の発現量を指標に光周性花成経路が活性化していることが期待できるサプレッサーの選抜を進めた。FT遺伝子の発現が増加したサプレッサーについてポジショナルクローニングによる変異遺伝子の同定を行ったところ、CLF1という既知の花成抑制因子に加えて、EF1などこれまでに花成時期の制御への関与が知られていない新規の花成因子も複数同定された。最終年度ではfkf1サプレッサーから単離された新規花成抑制因子の中でも主にEF1について研究を行った。野生型との交配によりFKF1が正常なef1変異体の長日条件の花成時期がef1 fkf1二重変異体のそれと同じであったことから、EF1はFKF1とは独立して花成を抑制することが明らかになった。また、ef1変異体では一日を通してFT遺伝子の発現量が野生型よりも増加し、ef1 ft二重変異体の花成時期が長日条件で著しく遅延することから、EF1はFT遺伝子の発現を抑制することで花成の抑制に重要な役割を果たすことが示された。EF1遺伝子の変異が概日時計に影響するか否かを明らかにするために、複数のルシフェラーゼレポーターとef1変異体を交配し、得られたF3種子を使用してef1変異体の概日リズムを測定したが、ef1変異体の概日リズムの周期は野生型のそれと有意な差が認められなかった。fkf1サプレッサー変異体のスクリーニングを行い、EF1と名付けた花成抑制因子を単離した。ef1 fkf1二重変異体は日長に関わらず花成が促進したことから、EF1は光周期経路とは独立して花成を抑制することが示された。ef
わが国における心肺蘇生中の立ち会いが家族に与える影響

近年、わが国では心肺蘇生の立ち合いは重要な課題として検討されており、「AHA心肺蘇生のガイドライン2000」第2章「心肺蘇生と救急心血管治療の倫理的側面」において組成中の家族の立ち合いに関し、ヘルスプロバイダーは可能な限り家族に立ち会わせるべきであると述べられている。さらに、蘇生に関するコンセンサスは、国際蘇生連絡協議会(ILCOR)の「日本版救急蘇生ガイドライン2005」においては「日本独自のサーベイが必要」と課題が提示されている。これらの課題を受け、わが国における心肺蘇生の立ち会いが家族に与える影響について調査を開始した。し、わが国における蘇生中の家族の立ち会いに関する家族の意識や心肺蘇生中の立ち会いにおける家族の不安の軽減に結びつく効果的な援助法を見出したいと考えた。海外においては、2005年以降心蘇生中の家族の立ち合いに関する研究が増加傾向であった。一方、わが国においては、2005年以降心蘇生中の家族の立ち合いに関する課題が提示されるようになったが、研究の多くは心肺蘇生の現場を目撃された医療従事者、家族と患者に対する心肺蘇生の立ち合いの有効性に対する意識調査を行ったものであり、わが国において心肺蘇生が行われた患者の家族に与えた影響に関する調査をした研究は未だ皆無であった。心肺蘇生の立ち合いが家族に与える影響を明らかにすることができれば、心肺蘇生中の立ち合いにおける家族の不安の軽減に結びつく効果的な援助法を見出すことに結びつき、今後臨床現場において心肺蘇生の立ち会いを検討する際の重要な示唆が得られると考えたが、本研究が生命の危機状態にある患者の家族を対象としているため、家族の思いを明らかにしていく過程で心的外傷を引き起こしてしまう危険性が否定できず、研究を進めることが極めて困難であった。近年、わが国では心肺蘇生の立ち会いは重要な課題として検討され始めている。「AHA心肺蘇生のガイドライン2000」第2章「心肺蘇生と救急心血管治療の倫理的側面」において、蘇生中の家族の立ち会いに関し、ヘルスプロバイダーは可能な限り家族に立ち会わせるべきであると述べている。さらに、蘇生に関するコンセンサスは、国際蘇生連絡協議会(ILCOR)の「心肺蘇生に関わる科学的根拠と治療勧告(CoSTR)」によって示されており、2005年に改定されたガイドラインでは、蘇生時中の家族の立ち会いが示唆された。わが国の「日本版救急蘇生ガイドライン2005」においては「日本独自のサーベイが必要」と課題が提示されている。これらの課題を受け、海外においては2005年以降蘇生中の家族の立ち会いに関する研究が増加傾向であった。一方、わが国においては、2005年以降課題が提示されるようになっているが、研究の多くは心肺蘇生の現場を目撃された医療従事者、家族と患者に対する心肺蘇生の立ち会いの有効性に対する意識調査を行ったものであり、わが国において心肺蘇生が行われた患者の家族に与えた影響に関する調査をした研究は未だ皆無であった。心肺蘇生中に家族が立ち会うことを示すデータを早期に調査することは重要であるため研究を展開できるよう努めているが、本研究は生命の危機状態にある患者の家族が対象者がであり、家族の思いを明らかにしていくことにより心的外傷を引き起こしてしまう危険性も否定できないため、研究協力施設を得ることが極めて困難な現状である。心肺蘇生の立ち会いが家族に与える影響を明らかにすることができれば、心肺蘇生中の立ち会いにおける家族の不安の軽減に結びつく効果的な援助法を見出すことに結びつき、今後臨床現場において心肺蘇生の立ち会いを検討する際の重要な示唆がえられるものと考えるため、研究計画を見直し、研究の展開を進めていく必要がある。

平成25年7月平成26年4月まで産前・産後、育児休暇を取得していたことに加え、本研究は生命の危機状態にある患者の家族が対象者がであり、インタビューを実施することにより心的外傷を引き起こしてしまう危険性も否定できないため、研究協力施設を得ることが極めて困難な現状であるため研究の展開が遅れている。本研究は生命の危機状態にある患者の家族が対象者がであり、家族の思いを明らかにしていくことにより心的外傷を引き起こしてしまう危険性も否定できないため、研究協力施設を得ることが極めて困難な現状である。現在の研究計画では限界があると考えるため、研究計画を見直すと共に、研究協力施設を早期に決定し、九州大学医系地区部局臨床研究倫理審査委員会に申請など研究の準備を進めていく。平成25年7月平成26年4月まで産前・産後、育児休暇を取得していたことに加え、本研究は生命の危機状態にある患者の家族が対象者がであり、インタビューを実施することにより心的外傷を引き起こしてしまう危険性も否定できないため、研究協力施設を得ることが極めて困難な現状であり、研究計画通りに研究を展開することができなかったため。今後の研究準備・実施のために使用する予定である。
遺伝子導入による瘢痕拘縮抑制の基礎的研究

1.組み替え細胞の自己細胞死の原因究明-その二-FGFR2遺伝子の強制導入による細胞死を遺伝子レベルにて調べた。検出対象としてミトコンドリア由来のbax遺伝子とp21遺伝子、およびp53をPCR法にて再検討した。用いた細胞はTGF-βで形質転換させた線維芽細胞と人為的に作成したRat創傷部から採取した筋線維芽細胞である。結果はTGF-β作用細胞には強いp53遺伝子の発現がみられた一方、採取細胞では弱い発現しか得られなかった。p21遺伝子もTGF-β作用細胞で発現が見られた。一方、双方の細胞共bax遺伝子の発現は見られなかった。これから、FGFR2遺伝子のアポトーシス機序は主に細胞核内の細胞死カスケードのSwitch onにより生じる可能性が示唆された。2.コラーゲンゲル収縮実験<自己細胞死の抑制によるゲル収縮の差異>1の結果より筋線維芽細胞内のp53蛋白発現をブロックし、ゲル収縮の差にどれだけ影響するかを検討している。細胞は人為的に作成したRat創傷部から採取した筋線維芽細胞を用い、collagen latticeに細胞を播種した。最初にラット抗p53抗体を使用し筋線維芽細胞のアポトーシス抑制の有無を確認した。結果は思ったほど抑制効果は得られなかった。原因として抗体の細胞内への浸達が不十分である可能性が考えられた。次に現在Rat p53遺伝子のAnti-senseを作成しこれを細胞へ作用させている。結果の判定は免疫染色にて生細胞数を定量する予定である。3.Hsp47発現抑制時のコラーゲン生成の評価コラーゲンに特異的な分子シャペロンであるHsp47の発現抑制が、コラーゲン生成に及ぼす影響を検討した。ラットの創部由来線維芽細胞では、コラーゲンの著明な生成増加が認められた。antisenseを取り込ませることでHsp47発現を抑制すると、コラーゲン生成は正常レベルまで抑制された。更にin vivoで創部に直接antisenseをinjectさせると、治癒に伴う痕痕形成が軽減された。以上のことより、antisense against Hsp47が、癌痕形成の抑制に有用であることが示唆された。4.Hsp47遺伝子発現のメカニズムの究明新生児由来線維芽細胞ではTGF-β1を作用させると、Hsp47発現の増加が認められるが、胎児では認められない。この原因は少なくともpromoter活性の段階より上流であることが、reporter assayで明らかにできた。今実験の予備実験であるラット筋肉弁移植モデルを使用して、免疫組織学的に筋線維芽細胞とFGFR2,及び創傷線維芽細胞のアポトーシスをTUNEL法を用いて検討した所、FGFR2陽性線維芽細胞とTUNEL陽性線維芽細胞の発現時期には統計的に有意な相関関係が得られた。また、FGFR2陽性線維芽細胞と筋線維芽細胞は形態的、発現時期共に類似した像が得られた。病理組織学的に見ると、FGFR2の発現は筋線維芽細胞の細胞死に何らかの影響を及ぼしていることが考えられた。この実験結果より、現在以下の本実験に着手している。1.ラット線維芽細胞及び筋線維芽細胞の培養について正常ラットロ腔粘膜線維芽細胞を先に単離した後に、TGF-βにより形質転換させ筋線維芽細胞を単離する。TGF-βの濃度により、細胞の形質が劇的に変わるために、現在Western Blotting及び免疫細胞染色法にてTGF-βの至適濃度を検索しているが、文献等のデータと照らし合わせて行った結果、ほぼ同様の濃度である10ng/mlが至適では無いかと思われる。2.遺伝子導入ラットFGFR2遺伝子の作成とベクターへの組込みを行っている。ラットFGFR2遺伝子はラット脳髄より抽出しRT-PCR法により作成する予定である。現段階では最適なprimerの設計段階であり、いくつかのprimerを使用して遺伝子増幅しているが、導入に見合う程の濃度は得られていない。導入ベクターは、どれを選択しどれが最適かを文献等で確認中。また、動物細胞への遺伝子導入に当たり、隔離実験室の使用が不可欠であるため、実験と併せて大学側へ組換え実験の認可書類を作成・提出している途中である。TGF-βにより形質転換したラット正常線維芽細胞はWester blottingにより細胞内にα-SMA蛋白を発現していた。また、筋弁移植後のラットより採取し、その肉芽組織より単離した筋線維芽細胞とも比較し形質転換した線維芽細胞は筋線維芽細胞であることを確認した2.遺伝子導入筋線維芽細胞へのFGFR2遺伝子導入は成功したが、細胞株の単離はうまくいかなかった。導入の有無はRT-PCRにて確認出来たが、細胞自体が導入後死滅してしまった。これはFGFR2遺伝子の強制導入により細胞内のアポトーシス関連因子が働き自己細胞死を生じたためか或いは、FGFR2遺伝子の導入により細胞内蛋白の恒常性が破壊され自然に自己細胞死を起こしたのではないかと考えられた。3.組換え細胞の自己細胞死の原因究明現時点では、組換え筋線維芽細胞の細胞死に関与すると思われる細胞内蛋白質をWesterblottingによって確認中であり、ミトコンドリア経路によるアポトーシス蛋白の発現は見られなかった。これにより細胞死が古典的アポトーシス経路を辿っているか別経路により生じている可能性が示唆出来、この経路内のどこかでFGFR2シグナルのクロスリンクしている部分があるものと考えられた。

また、細胞内蛋白のどれが最も活性が上がっているかも現在確認中である。以後の実験ではどのアポトーシス経路が最も活性が強いかに焦点を当てて行っていく予定である。1.組み替え細胞の自己細胞死の原因究明-その二-FGFR2遺伝子の強制導入による細胞死を遺伝子レベルにて調べた。検出対象としてミトコンドリア由来のbax遺伝子とp21遺伝子、およびp53をPCR法にて再検討した。用いた細胞はTGF-βで形質転換させた線維芽細胞と人為的に作成したRat創傷部から採取した筋線維芽細胞である。結果はTGF-β作用細胞には強いp53遺伝子の発現がみられた一方、採取細胞では弱い発現しか得られなかった。p21遺伝子もTGF-β作用細胞で発現が見られた。一方、双方の細胞共bax遺伝子の発現は見られなかった。これから、FGFR2遺伝子のアポトーシス機序は主に細胞核内の細胞死カスケードのSwitch onにより生じる可能性が示唆された。2.コラーゲンゲル収縮実験<自己細胞死の抑制によるゲル収縮の差異>1の結果より筋線維芽細胞内のp53蛋白発現をブロックし、ゲル収縮の差にどれだけ影響するかを検討している。細胞は人為的に作成したRat創傷部から採取した筋線維芽細胞を用い、collagen latticeに細胞を播種した。最初にラット抗p53抗体を使用し筋線維芽細胞のアポトーシス抑制の有無を確認した。結果は思ったほど抑制効果は得られなかった。原因として抗体の細胞内への浸達が不十分である可能性が考えられた。次に現在Rat p53遺伝子のAnti-senseを作成しこれを細胞へ作用させている。結果の判定は免疫染色にて生細胞数を定量する予定である。3.Hsp47発現抑制時のコラーゲン生成の評価コラーゲンに特異的な分子シャペロンであるHsp47の発現抑制が、コラーゲン生成に及ぼす影響を検討した。ラットの創部由来線維芽細胞では、コラーゲンの著明な生成増加が認められた。antisenseを取り込ませることでHsp47発現を抑制すると、コラーゲン生成は正常レベルまで抑制された。更にin vivoで創部に直接antisenseをinjectさせると、治癒に伴う痕痕形成が軽減された。以上のことより、antisense against Hsp47が、癌痕形成の抑制に有用であることが示唆された。4.Hsp47遺伝子発現のメカニズムの究明新生児由来線維芽細胞ではTGF-β1を作用させると、Hsp47発現の増加が認められるが、胎児では認められない。この原因は少なくともpromoter活性の段階より上流であることが、reporter assayで明らかにできた。
アレルギー疾患特に喘息及び花粉症有症率の地域差及び発症要因に関する研究

近年,花粉症,特に杉花粉によるアレルギー性鼻炎の増加が指摘されており,その発症要因についても,杉花粉の飛散数の増加によるだけでなく種々の要因,なかでも大気汚染の関与の可能性が指摘されている。本研究は,杉花粉症の発症要因を明らかにするために,大気汚染度の異なる地域(都市:大阪市内,近郊都市:大阪府下,農村:宮崎県)の10小学校の学童4,100名を対象に,アレルギーに関する症状調査,血清中の非特異的IgE抗体・杉特異的IgE抗体の検査及び核地域の杉花粉飛散量の測定等を行い,次のような結果を得た。1)調査票の回収数は4,055人(99.8%),血液検査実施数は3,015人(74.4%)であり,回収率,検査率とも学校間に差がみられなかった。2)アレルギー性鼻炎症状を有する者のうち10.0%は喘息症状を有している。喘息患者が鼻アレルギー症状を有することはよく知られている。そこで喘息症状を有するものの鼻炎症状は喘息の随伴症状と考えこれを除いた鼻アレルギー有症率は大気汚染濃度が中程度の大阪府下が32.9%と最も高く,次いで大気汚染度の高い大阪市内が28.3%,大気汚染度が軽度の宮崎で24.7%と最も低値であった。3)杉特異的IgE抗体陽性率は大阪府下学童で24.8%,大阪市内で17.1%,宮崎県で16.1%と杉花粉飛散数の多い大阪府下(717.0個/cm^2)で最も高率であったが,飛散量の少ない大阪市内(134.3個/cm^2)の方が宮崎県(475.6個/cm^2)より高率であった。4)鼻アレルギーの発症はI型アレルギーによると考えられていることにより,喘息患者を除き鼻アレルギー症状があり,かつ杉特異的IgE抗体が陽性であるものを杉花粉に基因する鼻アレルギー有症者とすると,その有症率は大阪府下で11.5%,阪市内で7.1%,国富町で6.0%であった。5)鼻アレルギー症状有症率,杉抗原による感作率(抗体陽性率)及び杉花粉に基因する鼻アレルギー有症率を左右する主たる要因は杉花粉の飛散数であり,大気汚染は発症を助長する(修飾)因子であることを明らかにすることが出来た。大気汚染等の環境条件が異なる地域にある大阪市内の3小学校、大阪府下の1小学校、宮崎県国富町にある6小学校の全学童(4,161名)を対象にAST-DLDの標準質問票を基に作成された質問項目に呼吸器以外のアレルギー症状を加えた調査票による呼吸器症状及びアレルギ症状の調査、呼吸機能検査及び保護者の承諾を得られた学童について、血清中の非特異的IgE、特異的IgE(杉)検査を行った。

調査票の回収数は4,122名(99.1%)、血液検査受診数は3,059名(74.2%)であった。調査票による有症率は全対象者では男子5.3%、女子3.6%と男子の方が高率であり、また対象校別にみると大阪市内で大気汚染濃度が最も高い小学校(NO_2:年平均33ppb)で6.3%、最も低い国富町(NO_2:年平均5ppb)で3.5%となり、大気汚染濃度の高い地域の学童ほど有症率が高率であった。しかし、喘息症状がある者を除いた鼻アレルギー症状有症率は男子で28.9%、女子22.2%と喘息症状有症率より高く、また学校別にみると、最も高率であったのは大阪府下小学校(29.0%)であり、最も低いのは大阪市内小学校(24.4%)であり大気汚染濃度の高い地区で有症率が高率であると結果は得られなかった。血清Igの陽性率(男女平均で27.2%)は学校間に差はみられなかったことから学校間の喘息有症率の差は個体の要因の学校間に差にヨるものでなく大気汚染の差によるものであると考えられる。しかし、特異的(杉)IgEの陽性率は大阪府下(23.0%)>国富町(19.3%)>大阪市内(15.318.3%)の順となり、鼻アレルギー症状有症率の学校間の差は大気汚染によるものでなく杉花粉の飛散量により左右されることを示唆する結果を得た。本研究は同一対象校について経年的観察を行い,鼻アレルギー症状有症率だけでなく,新規発症率を明らかにし,有症率および新規発症率を左右する因子を明らかにすことを目的とするため,昨年度と同様に,大気汚染濃度などの環境条件が異なる大阪市内3校,大阪府1校,宮崎県国富町内6校の児童4,161名を対象にアレルギー症状・呼吸器症状の調査(調査員による),呼吸機能検査,および保護者の承諾が得られた児童については血清中の杉花粉特異的IgE抗体(キャップRAST法による)検査を行った,また昨年度の調査結果で喘息の有症率はNO_2濃度が最も高い大阪市内児童で最も高く,NO_2濃度が最も低い国富町で最も低かったが,鼻アレルギー症状の有症率および杉花粉特異的IgE抗体陽性率はNO_2濃度が中等度の大阪府下児童で高く,NO_2濃度が高い大阪市内の学童で最も低くなったことから,平成6年1月から5月にかけて大阪市内,大阪府下,国富町で杉花粉の飛散量の測定を行った。調査票の回収率は91.1%,杉花粉特異的IgE抗体の検査率は77.6%であった。調査票による鼻アレルギー症状有症率は大阪市内で26.8%,大阪府下で31.0%,国富で25.3%であった,杉花粉特異的抗体陽性者に限定すると,有症率は市内で7.6%,府下で11.6%,国富町で7.4%であり,NO_2濃度(年平均値市内:34ppb,府下:18ppb,国富10ppb)との間に関連はみられず,杉花粉の飛散量(1日平均値市内:134.3,府下:717.0,国富:475.6)が多い地区で有症率が高率にになることが明らかにされた。以上のように本年度の調査では杉花粉による鼻アレルギー症状有症率の多寡は杉花粉量により左右され,大気汚染等の因子はそれを修飾する因子であることを示唆する結果を得た。最近,花粉症,特に杉花粉によるアレルギー性鼻炎の増加が指摘されており,その発症要因についても,杉花粉の飛散数の増加によるだけでなく種々の要因,なかでも大気汚染の関与の可能性が指摘されている。本研究は,杉花粉症の発症要因を明らかにするために,大気汚染度の異なる地域(都市:大阪市内,近郊都市:大阪府下,農村:宮崎県)の10小学校の学童を4,100名を対象に,アレルギーに関する症状調査,血清中の非特異的IgE抗体・杉特異的IgE抗体の検査及び各地域の杉花粉飛散量の測定等を行い,次のような結果を得た。1)調査票の回収数は4,055人(99.8%),血液検査実施数は3,015人(74.4%)であり,回収率,検査率とも学校間に差がみられなかった。2)アレルギー性鼻炎症状を有する者のうち10.0%は喘息症状を有している。喘息患者が鼻アレルギー症状を有することはよく知られている。そこで喘息症状を有するものの鼻炎症状は喘息の随伴症状と考え
卵巣癌細胞における薬剤耐性克服薬の新規開発とその機能

卵巣癌の化学療法では薬剤耐性が大きな障害となっており、P糖蛋白やグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)が耐性のメカニズムに関わるとされている。新規開発薬剤W-77がGSTと結合するという事実から我々は、W-77とアドリアマイシン(ADR)耐性との関わりを以下の方法を用いて研究した。ドラッグアフィニティーカラムクロマトグラフィーを用い、W-77とGSTとの結合について調べた。W-77のGST活性抑制効果を吸光度を用いて測定した。卵巣癌耐性株NOS2、NOS3およびADR耐性の細胞株NOS2AR、NOS3ARを確立し、MDR1とGSTの発現を調べた。MTTアッセイでW-77とベラパミリによる癌細胞のADRに対する感受性の変化を測定し比較した。^<14>C-ADRを用い、細胞内のADRの量への薬剤の影響を調べた。[結果]W-77は、直接GSTと強く結合した。W-77は、下拮抗的にGSTの活性を阻害し、1mMグルタチオン、1mMCDNB存在下300μMで47.3%に低下させた。P-糖蛋白とGSTは、耐性株で過剰発現した。ADR感受性試験ではNOS2に対し67.8倍の耐性を持つNOS2ARは10μMW-77の投与により10.6倍に低下するが、10μMベラパミルでは17.5倍であった。NOS3に対し18.8倍の耐性を持つNOS3ARは、10μMW-77の投与により6.0倍に低下するが、10μMベラパミルでは9.6倍であった。耐性株の細胞内ADR量は10μMW-77は10μMベラパミルと共にNOS2ARでは約1.5倍、NOS3ARでは約2.2倍に増加させた。[結語]以上より、W-77は、P-糖蛋白とGSTの両方の活性を阻害することにより耐性を克服することが判明し、それはP-糖蛋白の活性阻害剤であるベラパミルより有効であった。
脂質の多形転移過程における液晶相形成の解明および動的過程の相図作成

本研究課題では、トリアシルグリセロール(TAG)について、融液状態からの結晶化過程について、主にして熱測定および時分割X線回折法を用いて研究を行った。研究成果は以下の通りである。(1)TAGにおける液晶状態の存在数種類のTAG単成分および二成分系についてさまざまな温度条件や混合比率で測定を行った。その結果、代表的なTAGであるSOSでは液晶状態の存在を確認し、その存在条件をより詳細に調べた。またSOSを含む二成分系について、ある特定の混合比率において、液晶状態の存在が示唆される結果を得たが詳細は今後の課題である。本研究も含め国内外のここ2・3年の知見を総合すると、TAGにおいて、液晶状態は広く存在すると考えられる。ただし、その存在条件の解明(温度や圧力条件・せん断応力の有無・二成分における混合比率等)についてはさらなる研究を要する。(2)TAGの2成分系の動的な相図の作成現在、数種の二成分系について、不安定多形をも加えた相図の時間変化(動的な相図)を作成中である。(3)液晶状態の存在と発現する多形の種類および液晶化速度の関係液晶状態の有無により、多形発現に影響のあることが明らかとなった。SOSに関して、液晶状態の有無により異なる多形が出現した。この結果は、液晶状態の形成が、ある特定の結晶多形の鋳型または前駆体となっていると考えられる。また、TAGの結晶化過程を調べると、SOSに関しては、時分割X線回折法により、ラメラ相の形成(秩序化)の方が、SOSを構成する脂肪酸鎖のパッキング形成よりも、液晶状態の有無に拠らず、先に始まることが示唆された。ラメラの形成が結晶化の第1段階と考えられる上記の結果は、液晶状態の形成と結晶多形の前駆体との関わりを示唆する。液晶状態と結晶化との関連については、液晶状態の存在条件の探索とも関わっており、今後なお一層の研究を要する。(0)実験準備本申請で購入予定の設備備品の納入し(平成10年10月)、それに合わせて、温度可変試料容器の作成および設備備品の支持台を作製した。(1)トリアシルグリセロール(TAG)試料に、数種類の代表的なTAG(SOS,POPなど)を用い、X線回折測定(回転対陰極X線源(広島大学)および放射光(KEK))と示差走査熱測定(DSC)を併用し、多形発現過程および液晶相発現と多形発現の関連について調べた。その結果、現時点で以下のことが明らかとなった。(a)多形発生プロセスについて:TAG結晶多形のラメラ構造の周期性の方が、TAG分子中の脂肪酸鎖の側方パッキングを反映する副格子構造よりも早く秩序化を始める。すなわち、融液からの結晶化では、まずラメラ構造の秩序化が始まり、引き続き副格子構造の秩序化が起こる。このラメラ構造の秩序化と副格子構造の秩序化の時間差(time-lag)は、熱力学的に安定な多形ほど大きくなる。これは、より安定な多形になるほど副格子構造が密にパッキングを行うため、秩序化に要する時間が増加するためと考えられる。(雑誌印刷中)(b)液晶発現と結晶化過程について:SOS単一成分系のみならずSOS-SSO二成分系においても、融液状態からの結晶化に際し、多形発生前に長時間(数10時間)にわたる液晶状態の出現が観測された。この液晶発現と多形発生の関連については来年度に解明の予定である(結果の一部投稿準備中)。(2)モノアシルグリセロール(MAG)今年度は、MAGの高純度試料(ダニスコ社・デンマーク)の入手が遅れたため、十分な結果が出ていない.水分濃度を変えた試料について、DSC測定の途中である。その結果より準安定多形および安定多形の相図を作成し、X線回折測定を行う予定である。

ラメラの形成が結晶化の第1段階と考えられる上記の結果は、液晶状態の形成と結晶多形の前駆体との関わりを示唆する。液晶状態と結晶化との関連については、液晶状態の存在条件の探索とも関わっており、今後なお一層の研究を要する。
鼻・喉頭・気管粘膜の化学的感覚受容機構に関する研究

上部気道に存在する各種の感覚受容のうち、化学的感覚受容に関する研究を行った。電気生理学的実験:モルモットを実験材料として、鼻粘膜の感覚受容器から構成されている篩骨神経の求心性活動を記録した。神経束および単一神経活動の記録によって、篩骨神経には、機械的刺激には応答せず、カプサイシン、ニコチン、アンモニアおよびメンソ-ルに応答する神経線維が多数存在することが明らかになった。これらの刺激に対して、それぞれに特異的に応答する神経線維と、いくつかの刺激に同時に応答する神経線維とが存在した。カプサイシンやニコチンに対する応答性は神経放電が持続的な遅順応型であり、アンモニアに対する応答性は速順応型であった。メンソ-ルに応答する神経線維の約半数はカプサイシンの前投与によって脱感作された。カプサイシンおよびニコチンに特異的に応答する神経線維はC線維の可能性が高く、またメンソ-ルに応答する神経線維はAδなどの有髄線維とC線維とが混在する可能性が示唆された。一方、カプサイシンに対する応答性は、鼻粘膜のアルブミン感作動物で高まることが示された。鼻粘膜の化学的感受性は喉頭粘膜および気管粘膜に比べてかなり高いことが示唆された。反射実験:気管呼吸下のモルモットで鼻粘膜にカプサイシン、アンモニアを局所的作用させると、呼吸数の増加、最大呼吸流速の増大、気道抵抗の低下が出現した。メンソ-ルでは、呼吸数の低下(呼気時間の延長)、血圧上昇などが観察された。これらの反射は鼻粘膜の局所麻酔および篩骨神経の切断によって消失した。カプサイシンの咽喉頭部への作用では、著明な呼吸抑制と徐脈が出現した。徐脈は人工呼吸下でも出現したが、アトロピン投与による迷走神経遮断を行うと明瞭に抑制された。これらの成績から、鼻粘膜に対する侵害刺激と咽喉頭粘膜に対する侵害刺激とではその感覚受容特性ならびに反射効果が異なることが明らかになった。
幼小接続期における自己制御を育む養育者と保育者のモニタリング

本研究の目的は、幼小接続期の養育者・保育者・教師のモニタリングと子どもの自己制御との関連を調べることである。年度前半に小学校教師2名に予備調査として非構造化面接を行い、保育者のモニタリング尺度(内海、2018)項目の内容的妥当性を確認してもらったところ、小学生低学年においても共通する部分が多いとの意見を受けた。そこで、教師のモニタリング尺度を作成するにあたり、保育者のモニタリング尺度作成と同じ手続きを取ることとした。2018年度後半に郵送で都内の公立小学校へ質問紙を配布し、返信用封筒にて返送を依頼した。調査対象者は小学1年学級担任である。30校発送し、17名回収。回収率は56.7%であった。基本情報(教師の年齢、教職歴、担任している学級規模)とともに、児童の安心/安全(心理的健康、身体的健康、安全な学校生活のことを指すと定義した。)を守るための、幼小接続と学校生活上(時間帯・場所ごと)の取り組みや配慮について自由記述で回答してもらい、KJ法で分類した。その結果、学校現場でも保育の場と類似した行動や配慮のカテゴリーが抽出され、特徴として基本的生活に関する配慮や身体的な側面への配慮がみられ、新しい学校生活に対応するための事柄や内容が多いことがわかった。小学1年生の時期は、レディネス、予備訓練的、学校システムに徐々に慣れてもらう、という視点が強いせいか、授業や身体的安全に関する工夫などに比較し、情緒の安定など安心に関する見守り(「安心できるよう朝笑顔で迎える」)のような心理的配慮の記述は少ないことが明らかとなった。この研究成果は2019年度日本教育心理学会で発表する予定である。並行して、就学前の子どもを持つ保護者を対象に半年を置いてアンケート調査(2波・縦断)を実施し、養育者のモニタリング、他の養育行動、自己制御、学びに向かう力との間の関連を調べた。初年度の計画では、教師のモニタリングを測定するため、小学校教師と保育者への面接調査、並びに調査会社のモニターサンプルを用いた教師版モニタリング尺度開発を予定していたが、教師への面接調査を受けて実施計画を変更した。研究方法と手続きを変更したことにより、計画を前倒しした部分と次年度に持ち越した部分がある。総じて順調である。前年度の研究成果をもとにモニタリングを測定する項目を選定し、小学校低学年の担任を対象にアンケート調査を実施、教師のモニタリング尺度を開発する。前年度実施した縦断調査データを分析する。これらの結果をもとに、年度後半(2020年1月)に、年長児の保護者を対象とした、質問紙法によるパネル調査を計画して実施する。WEBページは2019年度に構築公開を予定している。総じて順調である。当初の計画より参加した学会の数が減ったため。
掲示された案内図を利用する屋内位置推定と歩行者ナビゲーション

本研究では,電子化された屋内マップや測位インフラが整備されていない施設でも,スマートフォンだけで屋内歩行者ナビゲーションを実現することを目指している.利用者向けに掲示されている案内板内のフロアマップをスマートフォンで撮影し,解析することで電子マップをその場で作成する.これを歩行者デッドレコニングと組み合わせることでナビゲーションを実現する.撮影したフロアマップを解析する手法,および縮尺・方位が不明なマップを用いてマップマッチングを行う手法を開発した.上記の手法をスマートフォンに実装し,提案するフレームワークが実際に動作することを確認した.本研究では,人間が利用するために掲示された案内板(案内マップ)を利用し,屋内ナビゲーションのための電子化された地図の提供が無くても歩行者ナビゲーションを実現することを目指している.地下街や大型ショッピングモール等での利用を想定しており,まず,ユーザーは人間が利用するために掲示された案内板(案内マップ)をスマートフォン等のカメラで撮影する.これを解析することでナビゲーション用の電子マップとして使用する.こうして得られたマップは縮尺と方位が不明であるが,二か所以上で現実空間との対応を取り,相対的な位置の変化を知ることができる手法であるデッドレコニングと組み合わせることで,歩行者ナビゲーションを実現できる.案内板の解析手法を検討するためには,まず,ある程度の枚数の案内板画像の収集を行う必要がある.国内8都市で100箇所以上の案内板画像を取得し,それらのデータの分析を行った.案内板画像を4つのタイプに分類し,これらの知見を活用してマップ中の通路領域を推定するアルゴリズムを開発した.さらに,スマートフォン内蔵センサ(加速度センサ,ジャイロスコープ,磁気センサ)のみで実現できる歩行者デッドレコニング手法の調査を行った.また,本研究では,縮尺・方位不明のマップを利用するが,そのための粒子フィルタを利用したマップマッチング手法を含む,歩行者ナビゲーションシステムのフレームワークを開発した.これらをスマートフォン上に実装して実験を行い,「案内板を利用したナビゲーション」という本研究の基本アイディアが実際に動作し実現可能であることを確認した.当該年度は案内図読み取り・解析のための基礎技術の開発を行う計画であり,現在までに通路領域の推定を行う手法の開発を行った.これに加え,次年度以降に行う予定であった,スマートフォン上へのデッドレコニングの実装が進行しており,デモがある程度動作している.したがって,当該年度は当初の計画以上に進展していると言える.近年,屋外ナビゲーションが広く一般に普及してきているのに対し,屋内での歩行者を対象としたナビゲーションが利用可能な場所は非常に限られており,まだあまり普及していない.この理由として,電子化された屋内マップがあまり整備されていないことや,測位のためのインフラの設置管理やデータベース構築が必要になることが挙げられる.本研究ではこれらの問題を解決し,電子化された屋内マップが提供されていない施設でもスマートフォンのみで屋内歩行者ナビゲーションを実現することを目指している.ユーザーがフロアマップを含む案内板をスマートフォンのカメラで撮影し,これを解析することでナビゲーションのための電子マップとして使用する.さらに,相対的な位置の変化を得られる歩行者デッドレコニングと粒子フィルタによるマップマッチングを組み合わせることでナビゲーションを実現する.以上のフレームワークを前年度に実装し,基本的なアイディアが動作可能であることは確認している.しかし,撮影されたフロアマップは正確でない場合があり,それに起因する問題が発生することが分かった.そこで当該年度では正確でないマップに対応するために,案内板画像の解析及びマップマッチング手法の改良を行った.案内板画像の解析に関しては,通路の方向と広場を検出する通路属性抽出処理の追加と,これまで手動で行っていたマップ領域抽出の半自動化を行った.マップ領域抽出では,ユーザーによって指示されるガイドを利用して半自動でマップ領域を抽出する.マッチングに関しては,通路属性を利用し粒子の全消滅を防ぐような仕組みの追加を行った.また,案内板画像サンプルの拡充も継続して行っている.当該年度は,「案内板画像の解析」および「粒子フィルタによるマップマッチング」に対し,不正確なマップに対応するための改良を行った.「案内板画像の解析」に関しては,通路の方向や広場を検出する通路属性抽出処理を追加したことに加え,これまで手動で行っていた地図領域の推定をユーザーによる簡単なガイドを用いて半自動可化するための手法を開発した.「粒子フィルタによるマップマッチング」に関しては,通路属性の利用と粒子の拡散処理を導入することによって,位置推定精度を向上させることができた.これらの成果の一部は既にスマートフォン上で動作しており,おおむね順調に進展していると言える.スマートフォンの普及とともに屋外での歩行者ナビゲーションは我々の生活に欠かせないものとなってきているが,屋内では非常に限られた場所でしか利用できないのが現状である.これは,屋内では衛星による測位が利用できないこと,屋内のマップがあまり整備されていないことが原因である.本研究では,電子化された屋内マップや測位インフラが整備されていない施設でも,スマートフォン内蔵デバイスだけで,屋内歩行者ナビゲーションを実現することを目指している.利用者向けに出入口やエスカレーター・エレベーター付近に掲示されている案内板内のフロアマップをスマートフォンで撮影し,解析することで電子マップをその場で作成する.これをスマートフォンの内蔵センサのみで相対的な位置の変化を得られる歩行者デッドレコニングと組み合わせることでナビゲーションを実現する.前年度までに上記の基本フレームワークが動作することを確認し,さらに粒子フィルタの重み付けに改良を加えることで局所的な不正確性を含んだフロアマップへの対応を行っている.しかし,撮影されたマップ領域の抽出は手動または半自動であり人間による作業がが必要だったため,その場で処理を完結させることが難しかった.最終年度には,マップ領域抽出の自動化の検討を行った.

その結果,マップの撮影からナビゲーションまでの処理をタブレット内で完結できるようになり,実際にその場で動作するデモを作成することができた.さらに,情景画像中の天吊り案内板とマップから大まかな絶対位置を推定する手法の基礎的な検討も行った.本研究では,電子化された屋内マップや測位インフラが整備されていない施設でも,スマートフォンだけで屋内歩行者ナビゲーションを実現することを目指している.利用者向けに掲示されている案内板内のフロアマップをスマートフォンで撮影し,解析することで電子マップをその場で作成する.これを歩行者デッドレコニングと組み合わせることでナビゲーションを実現する.撮影したフロアマップを解析する手法,および縮尺・方位が不明なマップを用いてマップマッチングを行う手法を開発した.上記の手法をスマートフォンに実装し,提案するフレームワークが実際に動作することを確認した.前年度に研究開発した案内板の読み取り・解析手法をさらに発展させる.現在はパラメータ等を手動で決定している部分があるが,学習によって自動的に決定することが望ましい.そのために,案内板データをさらに拡充していく必要がある.案内図には多様な形式が存在し,照明条件もさまざまである.それらに対応し,全自動で解析が行えることが望ましいが,困難な場合もあると予想される.そのため,ユーザーのガイドによる解析の補助や,解析結果の修正,そのためのユーザーインターフェースも検討していく.また,スマートフォンのカメラを利用して,案内板内の現在地表示以外の方法で現在地を推定する手法も併せて検討する.前年度までに案内板画像の解析手法の開発を行っており実際にパソコン上では動作しているが,動作速度に問題があるためスマートフォン上に実装できるように改良を行う.また,通路領域の推定ではこれまでヒューリスティックな手法を用いているが,これは実際に動作可能であることを検証することを優先したこと,サンプルデータが不足していたことが理由である.このヒューリスティックによる方法でも特定のタイプの案内板画像に対してはある程度うまく動作しているが,パラメータは手動で決定しており多種多様な案内板画像に広く対応していくことは難しい.これまでに案内板画像データの拡充を行いサンプルデータがある程度得られたため,本年度は学習を用いた手法の導入を検討する.さらに,提案するフレームワーク全体をスマートフォン上に実装し,撮影した案内板画像の解析からナビゲーションまで一貫して動作するデモアプリを作成する.ユビキタスコンピューティング次年度使用額は,今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である.次年度使用額は,今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である.平成28年度請求額と合わせ,平成28年度の研究遂行のために使用する予定である.
上皮の癌原性細胞排除システムを司る細胞非自律的エンドサイトーシス制御機構の解明

上皮組織に癌原性の極性崩壊細胞が出現すると、正常な組織はそれら異常細胞を認識し積極的に排除することで恒常性を維持すると考えられる。研究代表者はこれまでに、ショウジョウバエをモデル生物として用い、このような細胞間コミュニケーションを介した癌抑制システムが上皮に存在することを明らかにしてきた。この細胞排除システムは、正常細胞が隣接する極性崩壊細胞のエンドサイトーシス経路を"細胞非自律的"に活性化し、これにより誘導される極性崩壊細胞のJNK依存的細胞死により駆動されることが分かっている(lgaki et al., Dev Cell,2009)。そこで本研究では、この細胞間ネットワークを介した組織レベルでの"細胞非自律的"なエンドサイトーシス制御機構を明らかにすることで、上皮の内在性癌抑制システムの全容解明に迫る。平成22年度は、前年度のショウジョウバエ遺伝的モザイク解析により明らかとなった正常細胞側でのエンドサイトーシス活性について、その役割を解析した。その結果、極性崩壊細胞に隣接する正常細胞はエンドサイトーシス経路の亢進を介してElger-JNKシグナルを活性化することが分かった。また、このEiger-JNKシグナルは完全に細胞自律的に活性化されること、およびトランスジーンを用いたEiger-JNK経路の過剰な活性化は隣接する極性崩壊細胞の排除を著しく亢進することが明らかとなった。さらに、このEiger-JNKシグナルは貪食能の亢進を誘導し、隣の極性崩壊細胞にエントーシス様の細胞死を引き起こすことが分かった。すなわち、エンドサイトーシス経路の亢進は、極性崩壊細胞においては細胞死シグナルの活性化、隣接する正常細胞においては貪食シグナルの活性化という具なるアウトプットを同時に誘導することが明らかとなった(Ohsawa et al., Dev Cell, in press)。上皮組織中に癌原性の極性崩壊細胞が生じると、正常な組織はそれら異常細胞を認識して積極的に組織から排除することでその恒常性を維持していると考えられる。申請者はこれまでに、ショウジョウバエをモデル生物として用い、このような細胞間コミュニケーションを介した癌抑制システムが上皮に存在することを見出した。また、この細胞排除システムは、隣接する正常細胞によって細胞非自律的に活性化される極性崩壊細胞のエンドサイトーシス依存的細胞死により実行されることも明らかにしてきた。そこで本研究では、この細胞間ネットワークを介した組織レベルでの「細胞非自律的」なエンドサイトーシス制御機構を明らかにすることで、上皮の内在性癌抑制システムの全容解明に迫る。平成21年度は、ショウジョウバエ上皮を用いた遺伝的モザイク解析により、極性崩壊細胞のみならずそれに隣接する正常細胞側でもエンドサイトーシス経路が亢進していることを見出した。さらに、この正常細胞側のエンドサイトーシス亢進は細胞死を誘導せず、むしろ隣接する極性崩壊細胞の排除に促進的に働いていることが分かった。また、ショウジョウバエ成虫原基の器官培養系を確立し、ライブイメージングによる異常細胞排除現象の可視化システムを構築した。この系を用いた解析により、正常組織によって取り囲まれた極性崩壊細胞は隣接する正常細胞に積極的に貪食されることで組織から排除されることが明らかとなった。