hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジヒドロチミジンを指標とした新規照射食品検知法の実用化に向けた基盤研究

放射線照射により特異的にDNA中に生じる損傷ヌクレオシドである5,6-dihydrothymidine (DHdThd)のチミジン(dThd)に対する比率(DHdThd/dThd)を測定することにより、電子線照射食品の検知が可能であった。DHdThdの生成効率は線源によらず概ね一致していた。また、検知指標とするDHdThd/dThdは、試料(牛レバー)の長期保存(冷凍下4か月)前後あるいは加熱調理前後での変動は僅少であり、堅牢な検知指標であることが認められた。DHdThdには5R-および5S-異性体が存在するが、その異性体の生成比は照射温度に影響される可能性が示唆された。本研究は、放射線照射により食材中のDNAから生成する特異的な損傷ヌクレオシドである5,6-Dihydrothymidine (DHdThd)を指標とした新規照射食品検知法を開発することを目標としている。DNAはあらゆる食品中に存在することから、多様な食品に適用可能な照射履歴検知方法となる可能性がある。当研究所において、既にガンマ線照射したレバー等の畜水産物試料においてDHdThdが特異的かつ線量依存的に生成していることを報告している。一方、食品照射に利用されている放射線の種類としては、ガンマ線の他に電子線を照射する方法も利用されている。電子線照射食品試料におけるDHdThd生成を確かめるため、照射施設を持つ企業に照射を依頼し、ガンマ線と同様の方法でDHdThdの検出を試みたところ、線量依存的なDHdThdの生成が確認された。この線量依存性は、3つの異なる販売元から入手したレバーにおいても確認され、本法の電子線照射試料における有用性が示された。また、本法の実用化に向け、DNAの抽出および精製法を改良することが必要である。レバー試料におけるDNA抽出にヨウ化ナトリウムを用いることにより、収率を改善することが可能であった。また、香辛料試料において塩化ベンジルを用いた方法により一部試料からDHdThdを検出することができたが、DNA量の不足や色素等の夾雑成分が多い試料等がみられ、これらの改善が今後の課題である。更に、調理後の試料における本法の有用性を確認するため、電子レンジで中心温度が75°C以上を1分間保つように加熱したレバー試料を用いてDHdThd検出を試みたところ、加熱試料からもDHdThdを検出でき、加工食品等における本法の有用性が示唆された。今後は、より多種の試料で、また他の調理法において本法の適用可否を検討する。電子線照射したレバー試料においても線量依存的にDHdThdが生成していることが確認できた。同一個体由来の試料を電子線照射用試料とガンマ線照射用試料とに分け、短期間に照射しDHdThdを検出することにより、生成量や鏡像異性体比などの差異を直接比較検討することができた。また、DNA抽出手法の改良によりレバー試料等の畜産物における収率の改善をみることができたが、香辛料等の植物試料においては、さらなる手法の改善が必要と考えられた。本研究は、放射線照射により特異的に食品に含まれるDNA中のthymidineから生成する損傷ヌクレオシドである5,6-dihydrothymidine (DHdThd)を指標とした新規照射食品検知法の開発を目標としている。DNAは幅広い食品に含まれる為、本法は多様な食品に適用できる検知法と成り得る。食品照射線源としては、γ線および電子線等が主に利用されている。我々は、γ線照射した畜水産物等の試料において本法の有効性を既に報告した。電子線照射食品に対しても本法の適用性を示すため、レバー試料を電子線照射し、γ線と同様にDHdThdの検出を試みた。その結果、電子線においてもγ線照射時と同様に線量依存的なDHdThd生成が確認され、その線量に対する生成効率も同等であった。従って、本法は電子線照射試料の検知に有用であることが示された。DHdThdは不斉炭素の存在により異性体(5R-または5S-DHdThd)を持つが、線源の違いによりこの異性体比が異なっていた。電子線とγ線照射における線量率の違いから、試料温度に差が生じていることが考えられた。そのため、試料温度と異性体比との関係性について詳細な検討を実施中である。また、照射後に長期冷凍保管した試料および加熱した試料を用いてDHdThd検出を試み、DHdThdの線量依存性が保たれていたことから、本法が冷凍保管・加熱に耐えうる手法であることが示唆された。その他、本法をより簡便化し、適用食品の幅を広げるため、DNAの抽出・精製法の改良を行った。レバー試料におけるDNA抽出にヨウ化ナトリウムを用い、収率を改善できた。また、複数種の香辛料から市販のキットを用いて抽出したDNAからもDHdThdを検出できたが、香辛料によってはDNA収量の改善等課題も残された。今後は、より多種の試料での本法の適用性を検討する他、近年実用化が期待されている低エネルギー電子線照射時およびX線照射時のDHdThd生成についても検討する。

また、検知指標とするDHdThd/dThdは、試料(牛レバー)の長期保存(冷凍下4か月)前後あるいは加熱調理前後での変動は僅少であり、堅牢な検知指標であることが認められた。DHdThdには5R-および5S-異性体が存在するが、その異性体の生成比は照射温度に影響される可能性が示唆された。本法の実用化に向けた各種検討を更に進める。現在、電子線照射した試料を長期保管しており、照射から長期間経過した試料においてもDHdThdが検出できることを確認する。また、レバー以外の試料についても電子線照射し、ガンマ線照射時との比較検討を行う。その他、ガンマ線・電子線照射試料における調理後の影響についても前年度よりさらに詳細に検討する。また、DNA抽出・精製手法の改良により、より多くの種類の試料において本法が適用可能であることを示す。特に、海外において照射が実用化されている香辛料について本新規検知法の有用性を確立するため、植物細胞における細胞壁破壊の方法、色素等夾雑成分の除去について検討する。具体的には、凍結粉砕機の利用や固相精製などを試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。食品化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
幹細胞の未分化性維持と自己再生の増殖因子による制御

試験管内で一個のES細胞からレンズ様の形態をした発生中の眼を想起させる構造物(培養眼)を誘導する条件を見いだした。様々な網膜、レンズ、色素上皮特異的なマーカーの発現と、培養眼は生体の眼と同じく眼のマスタージーンPax6に依存して形成されることから、培養眼は成体の眼に相当する器官(構造物)であることが示されている。トリで網膜幹細胞の維持に必要なWnt2bの添加により、誘導される培養眼の数が増加することから、培養眼は網膜の幹細胞を含むことが示唆された。さらに、培養眼誘導の初期には培養眼に分化する幹細胞が維持されているが、次第に網膜色素細胞のみに分化するような幹細胞が多くなることがわかった実際に、受精後2日のトリ胚の眼胞への移植では、細胞は比較的まとまった細胞塊を形成しそれらはレンズや網膜のマーカーを発現していた。さらに、移植細胞塊から単層のGFP陽性細胞が広範囲に広がっており、大きな色素顆粒を持ちRPE65タンパクを発現していることから、培養眼由来の網膜色素上皮と考えられた。このことから、培養眼には生体内で網膜やレンズ、網膜色素上皮に分化する幹細胞が存在し、特に網膜色素上皮については正常のものと同じ場所で同じように分化する幹細胞(前駆細胞)が含まれることが明らかになった。ST2ストローマ細胞上で胚性幹細胞(ES細胞)から試験管内で色素細胞を誘導できる培養系を開発した。今回、この分化誘導系を詳細に調べ、色素細胞分化の初期過程の解析を行った。誘導される色素細胞は培養液中にc-kit阻害抗体ACK2を加えると減少し、一方、Endothelin-3を加えると増加することから、c-kitシグナル、Endothelin-3シグナルに依存していた。また、胚の後方化に重要な役割を持つレチノイン酸を培養初期に加えたところ、色素細胞の出現効率が劇的に増加することもわかった。これらのことは、ES細胞から誘導できた色素細胞は表皮色素細胞と同様な発生プログラムに沿って生じていることを示し、その発生の途上で後方化した神経堤細胞である体幹神経堤細胞を経由している可能性を示唆している。また、RT-PCRで神経提細胞のマーカー遺伝子であるSox10の発現を観察したところ、培養7日目以降で発現が観察されたことから、少なくとも培養7日目以降で神経提細胞が誘導されている可能性が考えられた。このin vitroでの色素細胞分化を詳細に解析する目的で、培養細胞を経日的にセルソーターでソーティングして再培養を行った。培養6-13日まで検討したところ、10-13日目に再培養を行ったものから色素細胞のコロニーが優位に観察された。出現した色素細胞コロニーを比較観察したところ10日目に再培養を行って生じた色素細胞コロニーは比較的大きなものが多数みられ、GFAP陽性のグリア細胞が共存するものもみとめられた。このことは、増殖能に富んだ非常に未熟なメラノブラストもしくは未分化な細胞が培養10日目に発生している可能性を示唆している。以上の結果は、ES細胞から我々の培養系で誘導できた色素細胞は、正常の色素細胞の発生プログラム(体幹神経堤細胞-メラノブラスト)を経て形成されていることを強く示している。
エピソード記憶形成の一過程としてのカントールコーディングの実証モデル

次の三点の成果があった。(1)中隔核の抑制性ニューロンからの海馬CA1、CA3抑制性ニューロンへの脱抑制が周期的に入力されると仮定する。海馬CA1のニューロンモデルをシグモイド関数とする。CA1ニューラルネットの構造は局所的であるとすると、次の定理が得られる。定理k個の異なる信号が必ず存在して、それらの任意の時系列に対してCA1錐体細胞の膜電位の空間にオーバーラップのないカントルコードが実現できる。このとき、これを実現するニューロンの個数Mはカントルコードの深さ(記憶できる時系列の履歴の長さ)d、信号の種類kに対して、M=1.5(d-1)(k-1)k^<d-1>で与えられる。ただし、ここでのカントルコーディングはカントル集合そのものへのコードではなく、時系列情報の空間への階層的なコードのことを意味する。(2)CA1モデルとして反回性結合のない錐体細胞にシャーファー側枝が結合したネットワークを考える。各ニューロンは2-コンパートメントとして結合微分方程式系で構成した。まず、AMPAチャネルの効果のみを調べた。ある一定時間ごとにランダムに選ばれた複数のパターンを入力し、一周期にわたる各ニューロンの平均膜電位、最大膜電位などを変数にとり、ニューラルネットの膜電位空間の構造を調べた。その結果、入力時系列が階層的にカントル集合上にコードされていることがわかった。(3)玉川大学福島氏による第一段階の予備実験によって、カントル集合様の神経活動が観測された。同様のものは、(2)のモデルニューロンにおいて実験と同条件にしたときにも見出された。
飽和脂肪酸による脂肪組織浸潤性マクロファージの活性化機序とインスリン抵抗性

肥満によって脂肪組織ではマクロファージの浸潤が増加し、慢性的な軽度の炎症反応を引き起こす。これまでの我々の研究において、30週齢のユビキチンリガーゼCbl-b遺伝子欠損マウスの脂肪組織ではマクロファージの浸潤や活性化が認められ、インスリン抵抗性を引き起こすことを報告した。近年、マクロファージの活性化因子として脂肪酸が注目されている。そこで、本研究では、Cbl-bを介した、脂肪酸によるマクロファージ活性化機構について検討した。Cbl-b遺伝子欠損マウスに飽和脂肪酸を多く含む高脂肪食を負荷し、それによるサイトカインシグナル及びインスリン抵抗性への影響を検討した結果、Cbl-b遺伝子欠損マウスにおける脂肪組織では、野生型マウスに比べてマクロファージの浸潤が早期に見られ、サイトカイン発現上昇やアディポカイン発現異常がみられた。Cbl-b遺伝子欠損マウスの血中ではMCP-1の増大が認められ、それが脂肪組織へのマクロファージ浸潤増大を引き起こしたと考えられる。さらに、長期問の高脂肪食負荷はCbl-b遺伝子欠損マウスの脂肪組織及び骨格筋におけるAktのリン酸化の減弱及び脂肪肝を引き起こした。以上の知見より、Cbl-bが飽和脂肪酸によるマクロファージ活性化に関与し、インスリン抵抗性の発症機構に寄与することが示唆された。このように、Cbl-bは食事性肥満におけるインスリン抵抗性治療の重要な分子ターゲットになりうると考えられる。肥満の脂肪組織ではマクロファージの浸潤が増加し、慢性的な軽度の炎症反応を引き起こす。これまでの我々の研究において、ユビキチンリガーゼCbl-b遺伝子欠損マウスの脂肪組織ではマクロファージの浸潤や活性化が認められ、インスリン抵抗性を引き起こすことを報告した。近年、マクロファージの活性化因子として、脂肪酸が注目されている。そこで、本研究では、Cbl-bを介した脂肪酸によるマクロファージ活性化機構について検討した。In vitroにおいて、飽和脂肪酸添加はマウスマクロファージ由来RAW264.7細胞において、Cbl-bやサイトカインの発現上昇を引き起こした。さらに、Cbl-bを強発現したRAW264.7細胞は飽和脂肪酸によるNFkB経路を介したサイトカインの発現上昇を抑制した。このことはCbl-bがサイトカインシグナル経路を負に調節していることを示す。In vivoにおいて、飽和脂肪酸がCbl-bを介したマクロファージの浸潤や活性化に関与することを確認するために、高脂肪食による影響を検討した。Cbl-b遺伝子欠損マウスにおける脂肪組織では、野生型マウスに比べてマクロファージの浸潤が増大し、サイトカイン発現上昇やアディポカイン発現異常がみられた。その結果、Cbl-b遺伝子欠損マウスの脂肪組織及び骨格筋において、Aktリン酸化の減弱を引き起こした。以上の知見より、Cbl-bが飽和脂肪酸によるサイトカインの発現機序に関与し、インスリン抵抗性の発症機構に寄与することが示唆された。肥満は、脂肪組織における慢性的な軽度の炎症反応を示し、特に脂肪組織へのマクロファージの浸潤増大によって特徴づけられる。我々は、既にCb1-b遺伝子欠損マウスにおいて脂肪組織へのマクロファージの浸潤が認められたことを報告している。本研究では、肥満によるマクロファージの活性化を介したインスリン抵抗性の発症機構の解明を目的とし、マクロファージにおけるCb1-bの役割について検討した。in vitroにおいてCb1-bを強発現させたマクロファージ由来の細胞およびCb1-b遺伝子欠損腹腔マクロファージを用い、飽和脂肪酸によるサイトカイン発現上昇への影響を検討した。さらに、in vivoではCb1-b遺伝子欠損マウスへの5週間あるいは18週間の高脂肪食(飽和脂肪酸を多く含む)負荷を行い、脂肪組織へのマクロファージの浸潤および活性化、インスリンシグナル経路への影響を検討した。マクロファージ由来の細胞において、飽和脂肪酸によるサイトカインの発現上昇がみられた。Cb1-bを強発現させたマクロファージ由来の細胞では、その発現上昇が抑制されたのに対し、Cb1-b遺伝子欠損腹腔マクロファージではその発現上昇がさらに増大した。Cb1-b遺伝子欠損マウスに高脂肪食を負荷したところ、野生型マウスと比較し、脂肪組織へのマクロファージの浸潤増大が早期にみられ、インスリン抵抗性がさらに悪化した。

以上の結果より、Cb1-bは飽和脂肪酸によるマクロファージの活性化を負に調節し、特にインスリン抵抗性を引き起こすサイトカインの発現機序に関与することが示唆された。これらのことから、Cb1-bはII型糖尿病治療の重要な分子ターゲットになりうると考えられる。
2回の来院で製作可能な全部床義歯の臨床評価

通常,全部床義歯の製作には最低5回の来院回数が必要なため,早急に義歯の装着が求められる際に提供するのは困難である.一方,CAD/CAMシステム(Nexteeth,USA)を応用した全部床義歯が米国で開発され,わずか2回の来院で義歯装着が可能となっている.今回,本システムで製作した全部床義歯と従来法で製作した全部床義歯を用いてクロスオーバースタディーを行い,主観的,客観的な義歯の評価を行った.主観的評価,客観的評価どちらも,デジタル法と従来法の間に明らかな差は認められなかったが,どの評価項目においても従来法の方がわずかに優れていることが確認された.大規模災害時においては多くの地域住民が避難生活を送ることが想定され,口腔内状況の悪化,義歯の紛失などといったことによる食生活,QOLの低下が考えられる.特に高齢者においては,義歯を失うことにより著しい咀嚼障害を起こすと考えられ,栄養状態の悪化や,誤嚥性肺炎の発生も考えられる.しかし,臨床・技工操作ともに熟練した手技を要し,最低でも5回の製作日数が必要な全部床義歯は,早急に義歯の装着が求められる際に提供するのは困難である.一方,CAD/CAMシステムを用いた全部床義歯がアメリカで開発され,わずか2回の来院で義歯装着が可能となっている.しかし,短時間にバーチャル上で製作をした義歯の品質に関しては検証の必要がある.今回,製作法の異なる2つの義歯を実際に義歯に装着し,クロスオーバースタディーにより機能と患者満足度を比較検討することにより,機能的でかつ,患者満足度が高く,費用対効果の良い全部床義歯製作を分析する.本年度は,上下無歯顎患者5名に前述の異なる2つの方法で全部床義歯製作し,その印象面,義歯を3Dプリンターでスキャニングを行い,VR上にて印象面,義歯の咬合高径,排列位置を重ね合わせることにより義歯の精度を比較検討する.完成した2種類の義歯を被験者に1週間ごとに交互に使用してもらいクロスオーバースタディーを行う.評価は,主観的評価としてVASによる患者満足度調査,客観的評価としてOHIP-EDENTによる患者QOL評価,下顎運動解析装置,咬合力測定器,咬合接触面積試験機により機能評価を行い,全部床義歯に対する比較検討を行うと同時に,費用対効果をも比較し,2種類の製作法の総合的な評価を行った.大規模災害時においては多くの地域住民が避難生活を送ることが想定され,口腔内状況の悪化,義歯の紛失などといったことによる食生活,QOLの低下が考えられる.特に高齢者においては,義歯を失うことにより著しい咀嚼障害を起こすと考えられ,栄養状態の悪化や,誤嚥性肺炎の発生も考えられる.しかし,臨床・技工操作とも熟練した手技を要し,最低でも5回の製作日数が必要な全部床義歯は,早急に義歯の装着が求められる際に提供するのは困難である.一方,CAD/CAMシステムを用いた全部床義歯がアメリカで開発され,わずか2回の来院で義歯装着が可能となっている.しかし,短時間にバーチャル上で製作をした義歯の品質に関しては検証の必要がある.今回,製作法の異なる2つの義歯を実際に義歯に装着し,クロスオーバースタディーにより機能と患者満足度を比較検討することにより,機能的でかつ,患者満足度が高く,費用対効果の良い全部床義歯製作を分析する.本年度も,上下無歯顎患者5名に前述の異なる2つの方法で全部床義歯製作した.完成した2種類の義歯を被験者に1週間ごとに交互に使用してもらいクロスオーバースタディーを行った.評価は,主観的評価としてVASによる患者満足度調査,客観的評価としてOHIP-EDENTによる患者QOL評価,下顎運動解析装置,咬合力測定器,咬合接触面積試験機により機能評価を行い,全部床義歯に対する比較検討を行い総合的な評価を行った.目標とした被験者数を達成し,経過を追っているため.しかし,出来るだけ被験者数を増やし,より科学的地点に基づく全部床義歯製作方法に対する示唆が示せるようにする.1995年の阪神・淡路大震災後の需要調査では,歯科診療需要は1.8%,そのうちの義歯の紛失・破損などは22.6%と予想された.実際に2カ月半に渡る歯科保健救護活動において,仮設診療所での10.3%が義歯不適合,3.9%が義歯紛失、巡回診療の19.4%が義歯不適合,6.7%が義歯紛失であり,義歯の紛失した際に早急に使用可能な全部床義歯の製作が必要とされる.しかし,臨床・技工操作ともに熟練した手技を要し,最低でも5回の製作日数が必要な全部床義歯は,早急に義歯の装着が求められる際に提供するのは困難である.一方,CAD/CAMシステムを用いた全部床義歯がアメリカで開発され,わずか2回の来院で義歯装着が可能となっている.しかし,短時間にバーチャル上で製作をした義歯の品質に関しては検証の必要がある.今回,通法で製作する義歯は一人の技工士が担当した従来法とCAD/CAMシステムを応用した義歯のデジタル法という製作方法の異なる2つの義歯を実際に義歯に装着し,クロスオーバースタディーにより機能と患者満足度を比較検討することにより,機能的でかつ,患者満足度が高く,費用対効果の良い全部床義歯製作を分析した.完成した2種類の義歯を被験者に1週間ごとに交互に使用してもらいクロスオーバースタディーを行った.

評価は,主観的評価としてVASによる患者満足度調査,客観的評価としてOHIP-EDENTによる患者QOL評価,咬合力測定器,咬合接触面積試験機により機能評価を行い,全部床義歯に対する比較検討を行うと同時に,費用対効果をも比較し,2種類の製作法の総合的な評価を行った.通常,全部床義歯の製作には最低5回の来院回数が必要なため,早急に義歯の装着が求められる際に提供するのは困難である.一方,CAD/CAMシステム(Nexteeth,USA)を応用した全部床義歯が米国で開発され,わずか2回の来院で義歯装着が可能となっている.今回,本システムで製作した全部床義歯と従来法で製作した全部床義歯を用いてクロスオーバースタディーを行い,主観的,客観的な義歯の評価を行った.主観的評価,客観的評価どちらも,デジタル法と従来法の間に明らかな差は認められなかったが,どの評価項目においても従来法の方がわずかに優れていることが確認された.やや遅れているとした自己点検評価の一番の理由としては,当初の予定は,10名としていたが被験者の協力を得ることが難しく,5名の被験者しか行えなかったことが原因と考える.来年度も引き続き被験者数を増やす努力を行い,改善していきたいと考える.被験者の経過観察を遂行する.しかし,出来るだけ被験者数を増やし,より科学的地点に基づく全部床義歯製作方法に対する示唆が示せるように,今までと同様に従来法とCAD/CAMシステムでのクロスオーバースタディーを行う予定である.有床義歯補綴学次年度は本年度に引き続き,被験者に異なる2つの方法で全部床義歯製作し,その印象面,粘膜面を3Dプリンターでスキャニングを行い,VR上にて印象面,義歯の咬合高径,排列位置を重ね合わせることにより義歯の精度を比較検討し,完成した2種類の義歯を被験者に交互に使用してもらい,主観的,客観的評価を行うと同時に,費用対効果をも比較し,2種類の全部床義歯製作法の総合的な評価を行う.また,装着から3ヶ月後,6ヶ月後,12ヶ月後に主観的,客観的評価を行う.想定よりもCAD/CAMシステムの義歯を製作するコストがやや抑えられたことが挙げられる.次年度使用額が生じた一番の理由としては,,被験者を10名としていたが被験者の協力を得ることが難しく,5名の被験者しか行えなかったことが原因と考える.来年度も引き続き被験者数を増やす努力を行い,改善していきたいと考える.今後も,従来法とCAD/CAMシステムでのクロスオーバースタディーを行って被験者数を増やすために,次年度と併せて使用する.次年度は本年度に引き続き,さらに増やした被験者に異なる2つの方法で全部床義歯製作し,その印象面,粘膜面を3Dプリンターでスキャニングを行い,VR上にて印象面,義歯の咬合高径,排列位置を重ね合わせることにより義歯の精度を比較検討し,完成した2種類の義歯を被験者に交互に使用してもらい,主観的,客観的評価を行うと同時に,費用対効果をも比較し,2種類の全部床義歯製作法の総合的な評価を行う.また,装着から3ヶ月後,6ヶ月後,12ヶ月後に主観的,客観的評価を行うため,次年度分として請求をした.
すべり案内面の変位-摩擦負荷特性を考慮した位置決め機構の制御系シンセシスの研究

従来,すべり案内される運動体の運動挙動の解析や,すべり案内を含むサーボ機構の解析やシンセシスにおいては,Streibeck曲線を基に案内面に発生する摩擦力の解析モデルを構築してきた。しかし,Streibeck曲線が一方向に一定速度で運動する定常状態での摩擦力の速度特性であるため,運動方向の反転や運動の停止などを含む非定常な運動を前提とする工作機械などのサーボ機構の場合には,このモデルは有効に機能しない。本研究は高い位置決め分解能と高い剛性を有する力操作型位置決め機構を用いて,すべり案内されるスライダの微小往復運動時の変位と摩擦力を測定し,運動方向の反転を含む非定常な運動におけるすべり案内面の変位一摩擦負荷特性を明らかにした。この変位-摩擦負荷特性が,スライダの運動履歴や数値制御位置決め制御系における基本運動単位である微小ステップ運動のステップサイズや,微小ステップ運動の過渡特性(オーバーシュート量)と関連して,精密位置決め機構の運動特性や制御動作に大きな影響を与えることを示した。また,運動方向と同じ方向の摩擦力が発生する現象を,この変位-摩擦負荷特性から説明した。さらに,このすべり案内面の変位-摩擦負荷特性の数式モデルを提示し,これに基づくシミュレーション回路を開発してすべり案内位置決め制御系のシミュレーションを行い,シミュレーション回路が有効であることを確認した。これらの成果は,すべり案内面の摩擦挙動の研究に新しい知見を加えるばかりでなく,すべり案内を必要とする精密測定器や高精度工作機械の位置決め制御系のシンセシスに有用で,ナノメータレベルの位置決め分解能を要求される数値制御精密運動機構を基盤技術とする技術分野に有益な情報を提供する。本年度は,シミュレーションモデル構築のための基礎データを得ることを主な目的として研究を進めた.先ず,微小運動領域におけるすべり案内面の変位-摩擦負荷特性を調べるための実験装置として使用する,超精密位置決め機構の位置決め分解能の高分解能化を行った.既存システムの位置決め分解能1nmをサブナノメータに改善するため,当該位置決め機構を,光学ピッチ0.1379μmのレーザースケールと500および4096分割のディテクタに,PC上で動作する高性能数値制御ボードを組み合わせたシステムに改造した.その結果,500分割ディテクタ使用時に1ステップが約0.28nmのステップ送りを実現した.また,位置決め指令に基づく停止位置におけるスライダのフラクチュエーションが,リニアスケールの分解能である±0.28nm以内に制御可能となった.この実験から,アクチュエータとして用いた力操作型油圧アクチュエータに供給する油圧圧力の高い周波数領域での変動が,位置決め分解能に大きな影響を与えることが明らかとなった.この実験結果は,高い周波数成分を含む外部負荷の下で動作する超精密位置決め機構においては,系内の減衰機能の確保が極めて重要で,超精密位置決めにおけるすべり案内の有効性を実証するものである.位置決め機構の高分解能化によって,すべり案内面の運動方向の反転を含む微小運動領域における変位-摩擦負荷特性がより詳細に観察可能となった.現在,得られたデータの解析を進めている.上記基礎データの収集と同時に,これまでの研究成果を基にすべり案内を用いた位置決め機構の運動挙動のシミュレーションを行い,運動反転時の微小運動領域における変位-摩擦負荷特性が超精密位置決め制御に重要な要因であることを明らかとした.平成14年度は、昨年度の基礎データを基にシミュレーションモデルを構築した。すべり案内面の変位-摩擦負荷特性は、従来のモデルのように運動の反転と同時に、新たな運動方向に対応した方向と反転後の運動速度に対応したある大きさをもつ摩擦負荷に直ちに変わるのではなく、過渡領域が存在する。運動反転の直後の摩擦負荷は運動方向と同じ方向、すなわち反転前の摩擦負荷と同じ方向を維持し、反転後の運動変位がある値に達するとその方向は運動方向と逆となって運動の抵抗力として作用するようになる。

すなわち、反転直後の摩擦負荷は運動を加速する方向に作用し、その後運動の抵抗力として作用するようになる。この間、摩擦負荷は運動変位の増加に伴って、反転前の定常状態での方向,大きさから反転後の定常状態における方向,大きさまで連続的に変化する.過渡領域で運動が反転すると,摩擦負荷はこの変位-摩擦負荷特性の曲線上を逆にたどって変化する.この特性は同一の運動条件の下では極めて再現性が高いことも明かとなった.この過渡状態は反転後の運動変位が数100μmと微小で,従来のシミュレーションモデルでは無視されていたが.ナノメートルレベルの超精密位置決めにおいては,位置決め分解能および位置決め精度に大きな影響を与える.本年度この変位-摩擦負荷特性の非線形特性,履歴特性を,制御系の解析に多く用いられている汎用ソフトウェア(MATLAB)をもちいて位置決め制御系の解析モデルに組み込む手法を開発した.解析モデルに基づいて,運動負荷180kg,分解能0.28μmのリニアスケールをフィードバックセンサーとする位置決め制御系を構築して実験を行い,モデルの有効性を検証しこれを確認した.この研究成果は,ナノメータレベルの超精密位置決め制御系の設計を,すべり案内面の変位一摩擦負荷特性を含む新しいシミュレーションモデルを用いることによって,より確実に行うことを可能にした.
タンパク質超分子機械のダイナミック構造変化イメージング

研究代表者は、これまでの研究において、高圧力下でのタンパク質分子の構造変化や機能変調を実時間で観察できる高圧力顕微鏡を開発してきた。本研究課題では、タンパク質フィラメントを研究対象として、高圧力で構成単位であるタンパク質間の相互作用を変化させながら、高圧力下で誘起されるフィラメント構造を観察する研究を実施した。その結果、高圧力技術を用いて、細菌べん毛繊維の超らせん構造や、微小管の重合脱重合をダイナミックに変化させることに成功した。本研究課題では、水と相互作用することで生み出されるタンパク質の高次構造形成のメカニズムを明らかにすることを目的として、ダイナミックに変化する大腸菌べん毛の超らせん構造変化を可視化する研究に取り組んだ。研究代表者がこれまで行ってきた実験から、高圧力下では大腸菌はべん毛モーターを停止させることなく遊泳運動を停止することが示されている。平成25年度は、大腸菌べん毛モーターの発生トルクを遊泳運動へと変換するべん毛の超らせん構造を直接観察する研究を行った。べん毛モーターからトルク発生部位(固定子)を欠失させた変異株を培養し、菌体およびべん毛繊維を蛍光色素(Alexa532)で化学修飾した。研究代表者がこれまで開発してきた高圧力顕微鏡を用いて、様々な圧力下でべん毛繊維の共焦点像を観察した。常圧力(0.1 MPa)では、全てのべん毛繊維は、Normalと呼ばれる超らせん構造をとっており、反時計方向に回転するべん毛繊維を束化して推進力を発生させるのに適した形状であった。それに対して、菌体が遊泳運動を停止する80 MPaでは、Normal型のべん毛繊維はほとんど見られず、代わりにCoiled coil,もしくはcurly I (or II)と呼ばれる遊泳運動には適さないらせん構造が多数観察された(現時点の分解能では、curly IとIIは見分けることが困難である)。したがって、べん毛繊維の構造変化が、高圧力下で大腸菌が遊泳運動を停止する主な原因として考えられる。本研究課題では、水との相互作用により生み出されるタンパク質の高次構造形成のメカニズムを明らかにすることを目的としている。これまでの取り組みにより、高圧力下で大腸菌べん毛繊維を観察したところ、超らせん構造が大きく変化することを明らかにできた。平成26年度は、1)高圧力顕微鏡の改良を行い、2)超らせん構造が変化する瞬間をとらえることで、構造変化を引き起こす分子機構を調べる研究を行った。1)これまでの装置では、高圧力チャンバー内部において水溶液サンプルの厚みが大きく、落射蛍光像の取得時に不必要にバックグラウンドを高くする問題を抱えていた。そこで、高圧力チャンバー内部において光軸方向の厚みを小さくすることでバックグラウンドを低減させた。さらに、通常のファイバー経由ではなく、レーザー光を直接共焦点スキャナ(CSU10,横河電機)に入射させることで、べん毛繊維の共焦点蛍光像を取得することに成功した。2)これまで高圧力下で観察してきたNormal, Coiled coil, Curlyの3つの状態について、状態遷移がどの程度の時間スケールで生じるのか調べた。80 MPaでべん毛繊維の超らせん構造を観察していた際、Coiled coilから、curlyへと0.1秒以内に超らせん構造が変化する様子を捉えることに成功した。おそらく、圧力変化直後の段階では、余剰エネルギーが分子構造内部にひずみの形で蓄えられており、そのエネルギーがあるきっかけを境として解放されてしまい、ドミノ倒しのようにプロトフィラメント間の結合位置を変えてしまったのではないかと考えている。平成27年度は真核生物の細胞骨格の代表例である微小管のフィラメント構造を調べる研究を実施した。ジャイアントリポソーム内にチューブリン分子を封入した後、その内部で重合させて微小管を形成させた。微小管の伸張に伴い(0.1 MPa, 25°C)、膜の内側から押す力で膜突起が形成された。これらの突起は、方向性が揃わない微小管数十本程度から構成されていると考えられる。これまで研究代表者が開発してきた高圧力顕微鏡を利用して、この膜突起をもつリポソームを加圧したところ(60 MPa)、わずか数十秒で突起が短縮する様子を実時間で観察できた。その後、すぐに減圧して大気圧に戻し、同じリポソームの観察を続けたところ、膜突起はほぼ同じ位置から伸長を開始し、約10分後には元の長さに戻った。その後も同じリポソームに対して、2回の加圧・減圧操作を実施しながら観察を続けたところ、いずれの場合も元の長さへと戻ることが判明した。これは、人工細胞内にある微小管の重合・脱重合反応を可逆的にコントロールできたことを意味する。リポソーム突起の短縮速度の圧力依存性は、Paclitaxelでフィラメント構造を安定化させた微小管と似ていることから、高圧力は微小管を構成するチューブリン分子間の相互作用に直接作用していることが示唆された。

その結果、高圧力技術を用いて、細菌べん毛繊維の超らせん構造や、微小管の重合脱重合をダイナミックに変化させることに成功した。高圧力顕微鏡の改良に成功し、従来よりも蛍光観察時のバックグラウンドを低減させることに成功した。これにより、べん毛繊維の超らせん構造を鮮明に観察することに成功し、超らせん構造の変化が一気に生じることが明らかになった。生物物理今後も高圧力顕微鏡の耐圧性能を維持しつつ、光学特性を改良に取り組む。これにより、水和によりもたらされる分子構造変化を高感度に検出できる実験系を開発する。これまでの研究では、べん毛繊維の多型変化は、溶液のpHやイオン強度を変えることで観察されてきたが、複数ある遷移状態間の自由エネルギー差などの議論はできなかった。高圧力研究の持ち味を生かせるように今後も研究に取り組む。高圧力顕微鏡の光学性能を改善させるために発注した部品の納期が遅れてしまい、納品を次年度に繰り越したから。高圧力下で観察されたべん毛繊維の多型変化のメカニズムをより詳細に明らかにできるように、装置改良を行う。平成27年度の4月か5月には納品をすませ研究に取り組む。高圧力装置の納品が遅くなったので、納品を次年度に繰り越したため。繰り越し分については高圧力顕微鏡の装置開発に使用する。
古活字版の展開を追う-慶長・元和・寛永-

本研究は、17世紀初頭の約40年間に流行した日本の活字出版(古活字版)の展開の様相を明らかにしたものである。主な研究成果は、第一に、慶長年刊の角倉家のネットワークが古活字版の出版活動に広く影響を与えたことを明らかにしたこと、第二に、高野山における古活字版出版の経緯を書誌調査を通じて明らかにしたことである。そして、第三に、近年、古活字版の起源をキリシタン版に求める学説が強まっているが、その問題点を学界に提起したことも、重要な成果であると考える。本研究は江戸時代初期に隆盛を迎えた日本の活字印刷(古活字版)に関して、書誌学的・文献学的に研究を行うものである。古活字版は文禄年間に初めて刊行され、以後、慶長・元和・寛永と続くが、本研究では各年代における古活字版の特徴を明らかにし、最終的には古活字版の創始から終焉にいたる全体像を動的にとらえることを目指している。平成21年度は、創始期の古活字版の諸問題について考察を深めた。その一つは、キリシタン版と古活字版の関連の問題である。元来、日本の古活字版は文禄の役により奪取された、朝鮮の活字印刷技術をもとに創始されたものと考えられてきた。しかし一方で、古活字版の創始にあたってはキリシタンの活字印刷技術が影響を与えたのではないか、という論説も有力である。そこで、明治期以来のキリシタン版研究の動向を追い、さらに近年のキリシタン版起源説をとる有力諸説の検討を行った。その結果、南蛮学に傾斜した新村出の研究の問題点を明らかにするとともに、近年の有力諸説には朝鮮古活字版をめぐる資料読解が不十分であるといった点を明らかにした。よって、日本の古活字版の創始にあたっては、朝鮮活字版の存在を第一に重視すべきであるという結論にいたった。つぎに、平成21年度は、慶長年間初期を代表する古活字版である要法寺版の調査を行った。その中でも数多くの版種を持つ『重撰和漢皇統編年合運図』の書誌調査を実施した。その結果、慶長年間に刊行された同書の版種数の実態が解明された。各版の先後関係・影響関係については、平成22年度の課題である。以上のように、平成21年度は文禄・慶長期の古活字版の諸問題について、調査・考察を行った。「古活字版の展開を追う一慶長・元和・寛永一」のテーマのもと、近世初期に刊行された古活字版の書誌学的研究を平成22年度も継続した。本年度においては、特に文禄・慶長期に日本で活字印刷が開始されるにあたり、いかなる文化圏の影響を強く受けたのかといった問題について検証した。近年、キリシタン版の印刷技術が古活字版の創始に強くかかわったとする学説が注目されるようになったが、『李朝実録』などの史料を検するかぎり、朝鮮活字版と日本の古活字版との共通性はうかがえる。その点を重視することにより、日本の古活字版の淵源は考察されるべきであることを論文「古活字版の淵源をめぐる諸問題一所謂キリシタン版起源説を中心に一」で述べた。また、高野山霊宝館等へ出張する機会を得て、高野山で刊行されたと思しき古活字版を集中的に調査した。その結果、古活字版『御請来目録』の諸版の系統分類を行った。また、慶長期の高野山古活字版の刊行者・幸悦、元和・寛永期の刊行者・浄善の刊行書が、それぞれ京都の活字版の影響を強く受けているのではないかという見通しを立てるに至り、その点の見解を平成23年4月23日より開催される印刷博物館企画展示「空海からのおくりもの」図録で報告する予定である。本年度は慶長後半から元和・寛永期にかけて開版された古活字版の調査を行った。まず、慶長年間の京都要法寺の日性による出版活動の実態を解明するため、日性が編纂した『重撰倭漢皇統編年合運図』の諸版の検討を行った。天理大学附属天理図書館、名古屋市蓬左文庫へ訪れ、〔慶長八年〕刊古活字本、整版本二種の書誌調査を行ったほか、筑波大学附属図書館蔵古活字版の調査を実施した。その結果、同書が異なる版種をもって多数刊行されている状況を明らかにした。その成果の一部は、大澤顯浩氏編著、学習院大学東洋文化研究所叢書『東アジア書誌学への招待』第2巻(東方書店、2011年12月)所収、小秋元著「慶長年間における古活字版刊行の諸問題」に発表した。また、学習院大学文学部日本語・日本文学科所蔵の写本『平家物語』表紙裏張の古活字版『医学正伝』『枕草子』の調査を行った。『医学正伝』については同版本の特定にはいたらなかったが、概ね寛永期の刊であることが判明した。

本裏張に使用された『医学正伝』に関しては、慶長期の角倉関係者の刊行と見る先行研究もあるが、この説には疑問があることが判明した。この点は追加調査を実施し、論文として公表したい。このほか、2010年度に行った高野山開版の古活字版の調査結果を論文にまとめ、2011年印刷博物館春期企画展図録『空海からのおくりもの-高野山の書庫の扉をひらく』(印刷博物館、2011年4月刊)所収、「仏教信仰がはぐくむ古活字版」として公表した。本論文では、高野山開版の古活字版の活字の字形から、山内の活字出版が京都の影響を強く受けていることを論じた。
乾癬に関わるランゲルハンス細胞の役割：モデルマウスを用いた解析

乾癬モデルマウス(K5.Stat3C)を用いて乾癬発症におけるランゲルハンス細胞(LC)の役割について検討した。K5.Stat3Cマウスの皮膚所属リンパ節LCの数は正常マウスと比較して増加しており、Stat3Cが活性化した表皮においてLCが活性化し、リンパ節へ遊走しやすいことを示唆した。TPA外用による皮疹誘導時にはさらにLCの遊走が増加し、他の樹状細胞とともにIL-23を産生した。langerin-eGFP-DTRマウスを用いて検討したところ、真皮lang陽性細胞の有無に関わらずLCが除去された条件下では皮疹の誘導が完全に抑制され、乾癬様病変の成立にLCが不可欠であることを示唆した。以上のことより、K5.Stat3Cマウスにおいて、ランゲリン陽性細胞を消失させるとTPA外用による乾癬様皮疹の誘導がほぼ完全に抑制されることが確認できた。さらに、K5.Stat3Cマウスの乾癬様皮疹において発現が増強するIL-17A、IL-17F、S100A8、BD3は増強がみられなかったことより、ランゲルハンス細胞が乾癬の病態における自然免疫の変調に関与していることが示唆された。乾癬モデルマウスK5.Stat3Cマウスは、TPA外用により乾癬様皮疹が誘導される。K5.Stat3CとランゲリンDTRノックインマウス(langerin-eGFP-DTR)を交配したK5.Stat3C:langerin-eGFP-DTRマウスにおいて、TPA外用による乾癬様皮疹の誘導は、ジフテリア毒素投与によりランゲリン陽性細胞を消失させると完全に抑制されることを昨年度の実験で確認した。本年度は、乾癬様皮疹の誘導には、表皮内と真皮内、どちらのランゲリン陽性細胞の存在が必要なのかを検討するため、ジフテリア毒素投与により消失したランゲリン陽性細胞が、どのタイミングで回復してくるのかを検討した。ジフテリア毒素を腹腔内投与すると、表皮および真皮内のランゲリン陽性細胞は一過性に消失した。14日後には真皮内のランゲリン陽性細胞はほぼ回復したが、表皮内のランゲリン陽性細胞は消失したままであった。21日後には表皮内のランゲリン陽性細胞も回復した。以上より、ジフテリア毒素投与14日後に、真皮内のランゲリン陽性細胞のみ存在している状態となることが確認できた。K5.Stat3CとランゲリンDTRノックインマウス(langerin-eGFP-DTR)を交配したK5.Stat3C:langerin-eGFP-DTRマウスにおいて、TPA外用による乾癬様皮疹の誘導は、ジフテリア毒素投与によりランゲリン陽性細胞を消失させると完全に抑制されることを一昨年度の実験で確認した。昨年度の実験で、ジフテリア毒素投与から12日後には真皮内のランゲリン陽性細胞は回復したが、表皮内のランゲリン陽性細胞は消失したままであり、真皮内のランゲルハンス細胞のみ存在している状態となることを確認した。本年度は、ジフテリアトキシン投与12日後の真皮内のランゲリン陽性細胞のみ存在し、表皮内のランゲリン陽性細胞が消失している状態で耳介にTPAを塗布しても、乾癬様病変が誘発できないことを確認した。また、乾癬様皮疹が形成される際にランゲルハンス細胞が活性化し、所属リンパ節に遊走しているかどうか、その際のサイトカイン環境の評価を行った。K5.Stat3Cマウスの所属リンパ節の細胞をフローサイトメトリー解析し、K5.Stat3Cマウスでは、野生型マウスと比較して、所属リンパ節により多くのランゲルハンス細胞が遊走してきており、TPA塗布によりさらに増加することが確認された。これにより表皮角化細胞におけるStat3の活性化が、ランゲルハンス細胞の所属リンパ節への遊走を促進することが示唆された。所属リンパ節細胞のフローサイトメトリー解析により、リンパ節にはIL-23を産生するランゲルハンス細胞が検出されるとともにランゲルハンス細胞ではないIL-23産生樹状細胞も存在することが確認された。ランゲルハンス細胞の乾癬様皮疹形成への関わりを明らかにするという本研究の目的を果たすための基本的データを出すことができたと考える。皮膚科学ジフテリアトキシン投与後14日の真皮内ランゲリン陽性細胞のみ存在する状態のマウスにTPAを外用して、乾癬様皮疹が誘導されるか否かを検討し、乾癬様皮疹誘導に真皮内ランゲリン陽性細胞が必須であるかどうかを明らかにしたい。

K5.Stat3Cマウスにおいて、ランゲリン陽性細胞を消失させるとTPA外用による乾癬様皮疹の誘導がほぼ完全に抑制されることが確認できた。さらに、K5.Stat3Cマウスの乾癬様皮疹において発現が増強するIL-17A、IL-17F、S100A8、BD3は増強がみられなかった。ランゲルハンス細胞が乾癬発症に関与していることを示唆しており、乾癬の病態における自然免疫の変調に役割を果たしている可能性がある。ランゲルハンス細胞の乾癬様皮疹形成への関わりを明らかにするという本研究の目的を果たすための基本的データを出すことができたと考える。1)乾癬病変成立におけるランゲリン陽性細胞の機能について解析する。2)もう一つの乾癬モデルマウスであるK5.SPT KOマウスとlangerin-DTRノックインマウスを交配したマウスを用いて、K5.SPT KOマウスで自然発症する乾癬様皮疹が、ランゲルハンス細胞の消失により影響をうけるか否かを検討する。このマウスにおける自然免疫系の変化をreal time PCR法で解析する。当該年度では、マウスの管理、病理組織標本作製やreal-time PCRに用いたプラスチック器具や各種試薬などの物品費が主体となったため、使用経費が抑えられたことが理由として挙げられる。引き続きマウスの管理やランゲリン陽性細胞の機能について解析に必要な試薬、K5.SPT KOマウスにおける自然免疫系の変化をreal time PCR法で解析するための試薬、プラスチック器具の購入に多くの経費が必要となる。また、得られた成果の発表や情報収集のため学会に参加する旅費に使用する予定である。
がんを好発するSmad3欠損マウスを用いたTGF-β作用に関する血管生物学的解析

このマウスから酵素法により大動脈平滑筋細胞を単離培養することに成功した。ボイデンチャンバー変法によるケモタキシスアッセイを行なったところ、Smad3分子を欠く平滑筋細胞は野生型細胞に比べ、TGF-βに対する遊走反応が最大約70%増強していた。つまり、マウス平滑筋細胞にはSmad3以外の遊走を媒介するシグナルが存在し、Smad3はむしろ遊走抑制的に働くことが示唆された。これに対してマウス単球の遊走にはSmad3が必須であることから、TGF-βの細胞遊走に必要なシグナルは細胞の種類によって異なるものと思われた。また無血清処理にてストレスファイバーを消失させた平滑筋細胞をTGF-βで刺激し、ファロイジン染色で細胞内アクチン線維の構造変化を検討した。野生型平滑筋細胞では4時間のTGF-β刺激によりストレスファイバーの出現を認めた。一方、Smad3KO平滑筋細胞では、TGF-β添加によるストレスファイバー形成反応が欠如し、Smad3経路がRhoの活性化をもたらすことが示唆された。野生型とSmad3KOを用いたマトリゲルプラグアッセイから、TGF-βはマトリゲル内への血管新生を阻害し、その作用はSmad3により媒介されることがわかった。このほか、ローズベンガル色素の血管内投与と光照射により血管内皮傷害・内膜肥厚を誘導するモデルを確立し、Smad3KOを用いた血管壁リモデリングの解析を開始した。またアポEKOとのダブルノックアウトマウスを作成し、高コレステロール食負荷実験の基礎検討に着手している。
関節リウマチを中心とした自己免疫病の免疫学的基盤の解明と新規治療法・予防法の確立

本研究では、ZAP-70シグナル強度を量的・質的に調整可能なシステムの開発により、胸腺における自己免疫性T細胞の発生またはT細胞発生不全にいたるZAP-70シグナル強度域を明らかにした。即ち、ヒトの免疫不全症候群および自己免疫疾患の発症要因の理解に良いモデルを確立した。また、自己免疫性関節炎の病因に関わる新規自己抗原スクリーニングシステムを確立し、RPL23A反応性単クローンTCRをもつT細胞が乾癬様皮膚炎および関節炎惹起に十分であることを明らかにした。さらに、ヒト関節リウマチ患者群から抗RPL23A自己抗体が検出でき、臨床的にも新規疾患バイオマーカーとして意義を見いだした。本研究では、自己免疫病の免疫学的基盤の解明と新規治療法・予防法の確立にむけて、特に自己反応性T細胞の胸腺における産生機構、認識する自己抗原の同定、エフェクターTh細胞への分化機構について解析を行っている。本年度、TCR下流のシグナル伝達を減弱させる変異ZAP-70ノックインとTet-onシステムによりZAP-70の発現量を調節する2種類のマウスモデルを用いることにより、TCRシグナルの質的、量的変化による胸腺T細胞レパトア解析とT細胞の機能不全に与える影響を解析した。ZAP-70シグナル伝達を減弱させることにより、明らかなT細胞レパトアの偏移、自己反応性の獲得、自己免疫疾患惹起能を見いだした。また、ヒト免疫不全症候群を理解するためのモデルとなりうるZAP-70シグナル伝達強度と、胸腺でのT細胞発生不全の相関も見いだした。また、関節炎症部位から複数のT細胞クローンを分離・確立した。その後、関節滑膜細胞に反応するクローンを選択し、レトロジェニックマウスを作製することにより単クローンT細胞による自己免疫性関節炎モデルを確立した。さらに、この関節炎惹起性T細胞が認識する自己抗原がRPL23Aであることを同定した。RPL23Lは、様々な組織に発現が見られるとともに動物種間においても高く保存された分子である。ヒト関節リウマチ患者のRPL23Lに対する血清自己抗体を測定したところ、一部患者群に高い反応性があることを見いだし、臨床的にも非常に重要な知見を得た。本年度、26年度の研究計画を継続・発展させ、TCR下流のシグナル伝達分子ZAP-70を操作することによる自己免疫疾患モデルを確立した。特に、SKG変異に比べ強くZAP-70機能不全を起こす点変異ノックインマウスの解析を行った結果、胸腺において通常T細胞及び制御性T細胞の分化異常が見られること、自己免疫性関節炎のみならず劇症型腸炎を自然発症すること見いだした。その炎症組織中には自己抗原を認識した炎症性サイトカイン産生Th細胞が主要な細胞分画として認められ、自己免疫病の炎症病態を発現するためには非常に限定されたZAP-70機能の異常範囲が存在することが示唆された。即ち、TCRシグナルの集積された強さがその範囲に入ったときに初めて胸腺における自己反応性Th細胞の産生、末梢における活性化と炎症性Th細胞方向への分化が促進されるものと示唆された。最近、ZAP-70の変異がヒト自己免疫病患者からも同定された。今後、確立したマウスモデルの解析を通して、自己免疫疾患の病因および新規治療法開発につながる分子基盤の解明が期待できる。本研究課題では、動物モデルの解析から自己免疫疾患患者の病態・病理の理解および治療法・予防法の確立を目的とする。最近、ヒト自己免疫病患者のZAP-70変異が同定されたことから、本年度の成果であるZAP-70機能変化による自己免疫疾患のスペクトラム変化は、ヒト自己免疫疾患の病態理解に役立つモデル開発として重要な進展である。今後、病因因子の検証作業を進め、自己免疫性T細胞を標的とした分子機構の解明が期待できる。本年度の成果、即ち、TCRシグナル強度の変化による自己免疫性T細胞産生と免疫不全症発症に関する良いモデルを提供できたと考える。また、臨床的にも重要な新規の自己抗体の発見は、今後、疾患バイオマーカーとしての応用が期待できる。本研究課題では、引き続き、ZAP-70の質的・量的異常と特定のT細胞依存性自己免疫病の発症感受性スペクトラムについて分子生物学的、構造学的、免疫学的手法を用いて詳細な検討を行っていく。特に、ZAP-70点変異に起因するZAP-70の構造的な安定性とゆらぎの分子モデリングを進める。

また、自己免疫病スペクトラムの臓器特異的な疾患惹起性因子の同定と単一抗原の認識による複数の臓器特異的自己免疫疾患発症メカニズムの解析を進める。免疫学本研究課題では、引き続き、ZAP-70の質的・量的異常と特定のT細胞依存性自己免疫病の発症感受性スペクトラムについて分子生物学的、構造学的、免疫学的手法を用いて詳細な検討を行っていく。また、関節炎症部位に浸潤しているIL-17産生エフェクターTh細胞のTCRレパトア解析を行い、炎症局所に存在するエフェクターTh細胞の特異的な自己抗原認識機構、そして抗原特異的なエフェクターTh細胞を標的とした免疫制御の方法を探る。