hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガンマ線バーストにおけるラインガンマ線の研究

ガンマ線バーストの起源を解明することを目的にこの研究班は組織された。今年度はその4年間の最後の年になる。その成果について実績を評価したい。研究は1:人工衛星を使った観測、2:理論的な検討、そして3:将来を考えたガンマ線バーストの観測装置の開発に目標を置いた。人工衛星を使った観測では、我々はガンマ線バーストの一種族であるリピーターの起源を超新星の残骸の中にある中性子星からと解明した。これはネ-チャー誌上に発表され、大きな評価を受けた。しかし、もう一つの種族であるclassicalガンマ線バーストでは原因の解明が達成されなかった。ガンマ線バースト源のX線対応天体の観測をASCA衛星で行い、X線源は受かるものの対応の可否は解明されない。最近イタリアのSAX衛星でガンマ線バーストに伴いX線が長い時間(数日)出ているのが観測されたが、これも人工衛星ぎんがで観測した事実の確認と言える。ここでも我々は大きく寄与したが、この輻射の起源の解明が今後の鍵を握るだろう。理論的な検討では、立教大の柴崎を代表にガンマ線バースト研究会を三回開催することが出来た。ガンマ線バーストでは発生源までの距離が分からないことから、理論家も仲々手を出すのが難しいと考えられる。主に我々の得た成果を聞いていただき、理論を検討頂いた。ガンマ線バーストで、日本から理論の論文が2つ出たのは大きな成果と言えるだろう。我々が最も重視したのは、将来の衛星で使えるガンマ線バースト検出器の開発である。科研費の大半はこれに投資されたのは言うまでもない。それは半導体を使用した硬X線検出器である。ノイズの少ない検出器を目指して開発され、ほぼ必要な性能がやっと最終年度に達成された。これは2000年に打ち上がるASTRO-E衛星に搭載されることになる。ASTRO-E衛星の硬X線検出器はガンマ線バーストを検出する能力があり、今後の発展を期待する。我々の研究は二つの側面を持つ。一つはガンマ線バーストの理論的、観測的な研究である。もう一つは将来のガンマ線バースの観測を目指しての、より良い検出器の開発である。今年度の研究ではこの両者で大きな進展をみることが出来た。まず理論的な面てせはガンマ線バーストの内でガンマ線バーストリピーターと呼ばれる種族についして、その起源の決定に成功した。ガンマ線バーストは今までに、あらゆる意味で具体的な天体に同定された例が存在しなかった。この結果距離も、エネルギーの総量も決める手建てがなかった。しかしASCA衛星はSGR1806-20と呼ばれるガンマ線バースト源にたいして、中性子星の存在を確認したのである。これより距離と全エネルギーが正確に推定されたのである。これで20年以上も論争の的であったガンマ線バーストの起源の内、ガンマ線バーストリピーターについては解明が出来た。しかしガンマ線バーストには2種類あり、一方の種族は解決されていない。今後はこの種族の解明に努力する。将来のガンマ線バースト検出器として、半導体検出器の開発をおこなっている。半導体検出器は信頼性が高く、ガス計数管に比べて多くの利点をもつ。しかし現在市販されている半導体検出器では、まだエネルギーの高いガンマ線を検出するには効率が低く、効率の高い検出器の開発に着手した。世界一良いsi素材を現在入手し、試作に入っている。年度内には試作品が出来上がる。残念ながら、まだ評価されていない。また人工衛星のような特殊な場所で、エネルギー分解能を上げる上で重要なアンプのハイプリッド化の試作も行ない。非常に良い性能が得られることを確認した。ガンマ線バーストの起源を追及する我々の計画研究は、今年も大きく三つの方向から行なわた。まずそれは現在の資産を利用する観測的研究。これは主に人工衛生"あすか"を使ってガンマ線バースト天体を研究するものである。我々はこの分野では既に昨年度輝かしい実績を上げた。ガンマ線バーストの内の一種類の起源を中性子星であると解明したからである。今年も継続してその天体の観測的な研究をおこなった。第2の方法は理論的な解明である。昨年度はガンマ線バーストをテーマにした研究会が組織され、理論的な検討会を多くの人の参加のもとに行なった。今年も重点のお金と柴崎の指導のもとに箱根で研究会を実行しガンマ線バーストの起源について議論する。第3の方法は将来の衛星計画を考えてガンマ線バーストを解明出来る検出器を開発することである。ガンマ線バースト自体は宇宙に出ないと観測できず、現在考えられる人工衛星は1999年度の打ち上げを目指すASTRO-E衛星である。ASTRO-E衛星への搭載を目指して2種類の検出器の開発を行なっている。計画研究A02では計画研究A03と協力して、主に低エネルギー帯で使用するエネルギー分解能の良いPIN型半導体検出器を開発する。従来低いエネルギー帯はガス比例計数管が多く使用されたが、ここではガスを使用しない半導体検出器である。構造が比較的に簡単であり、人工衛星に向いている。平成5年度、平成6年度に人工衛星の搭載はまだ不可能だが、改良された小型のPIN検出器を試作し、目的のエネルギー分解能(3KeV Si FWHM@0度)を達成した。平成7年度ではいよいよ搭載を考えた現実的なモデルを製作する。

村上、牧島によりアンプの調査とハイブリッドの製作を行い、池田によりLSI化の試作調査を行う。吉田、鶴によりこれらデータの取り込み、評価システムの構築を行なう。またガンマ線バーストの距離指標を、銀河間ガスの吸収から観測するために、ガス計数管ではあるが比例計数管を開発している。1keV以下のガンマ線バーストのスペクトルを確実に検出出来る唯一の検出器である。従来窓の膜の厚さとして50ミクロン程度のベリリウムが使われたが、今回10ミクロンに挑戦する。これがあれば、ガンマ線バーストの銀河間ガスによる吸収が測定でき、初めて距離が推定出来るだろう。ガンマ線バーストの銀河内か外かに決定的な答えを出すだろう。計画研究A02ではガンマ線バーストの起源の解明を目指して、以下の活動を行なった。今年度で最も注目される活動は、いよいよプロトモデルの製作が始まるASTR O-E衛星に向けて、硬X線検出器用の半導体検出器(PIN型)の3回目の製作を行なったことである。従来、これを外国の一社に対して依頼していたが、幾つかの遅れが重なり、年度内での納品が難しくなったこともあって、国内のメーカでも試作をした。残念ながら、この製品の評価結果は今年度中には行なえなかったので、来年度に行なう。来年度は本重点領域としても最後の年となるので、搭載可能なPIN型検出器の完成が必要である。いよいよ終盤と言えよう。PIN検出器以外の、もう少し長い目で見た検出器の開発もやってみたいところである。第2点目は、昨年度にひきつづいて国内でガンマ線バーストの研究会を開催した。予想を越えての出席者(約50名以上)があり、この分野の研究の広がりを示している。しかし、多くの理論屋にとって、まだガンマ線バーストの観測の結果は混沌としている。我々観測屋も情報の提供はできても共同研究からガンマ線バーストのモデルを作るには至っていない。このように多くの人が興味を持っていることから考え、このような中規模な研究会をつづけていきたいと考えている。また、ASCA衛星の成果を議論する国際研究集会が組織されたので、ガンマ線バーストの観測結果を公表すると同時に、その研究集会を援助した。第3の活動は観測屋としての活動である。既存の観測手段を利用してガンマ線バーストの起源を解明する努力は人工衛星“あすか"を使ってつづけられた。2種類知られるガンマ線バーストの内で、ソフトガンマ線バースト源が我々の手で解明されたので、今は古典的なガンマ線バースト源の解明に重心をおいている。ガンマ線バーストの発生方向を幾つか観測し、従来は存在しないと考えられていた銀河をその誤差領域の中に見つけ出し始めている。従来存在しないと言われていただけに、驚きで迎えられるだろう(まだ公表していない)。しかしまだ例数が少ないために、ガンマ線バーストの起源を解明したとは言えない状況である。今後も搭載PINの最終設計、製作とガンマ線バーストの起源の解明に向けて努力する。ガンマ線バーストの起源を解明することを目的にこの研究班は組織された。今年度はその4年間の最後の年になる。その成果について実績を評価したい。
3次元脳血管画像の導入による新規マルチモダル手術支援システムの開発

脳神経外科領域において、これまで手術ナビゲーションシステムは脳腫瘍摘出術、定位的脳手術、電極刺入術などに用いられて来たが、その応用範囲は限られている。本研究では、手術ナビゲーションシステムの応用範囲を脳血管外科の分野にも拡大することを目指した。まず、3次元CT血管撮影(3D-CTA)、3次元回転血管撮影(3D-RA)、3次元超音波血管撮影(3D-UA)などの3次元脳血管画像情報を手術ナビゲーションシステムに導入する基礎技術を開発し、ファントム実験や臨床例において位置表示の精度を3次元的に計測した。その結果、位置の誤差は12mmであり、十分に臨床使用が可能な精度と考えられた。更に3D-CTA、3D-RA、3D-UAを統合したリアルタイムアップデートの可能な3次元脳血管画像誘導手術法を開発し、その精度評価を行った。その結果、位置の誤差は2mm程度であり、これも十分に臨床使用が可能な精度と考えられた。本年度は3次元CT血管撮影(3D-CTA)と3次元回転血管撮影(3D-RA)を手術ナビゲーションシステムに導入する技術の開発に取り組んだ。(1) 3D-CTAの手術ナビゲーションシステムへの導入と精度評価:脳動脈瘤症例を対象として、fiducial markersを頭部に設置して3D-CTAを撮像した。この基準位置情報を含む3D-CTAのデータセットをCranial Planning Software(BrainLab)を用いて手術ナビゲーションシステムに導入し、手術の進行とともに脳血管系の偏位(vessel shift)がどの程度出現するかを検証した。結果として、脳動脈瘤の手術では、vessel shiftは軽度であり、特に、内頸動脈瘤や前交通動脈瘤など深部の動脈瘤の手術ではvessel shifは無視しうる程軽微であることが分かった。(2) 3D-RAの手術ナビゲーションシステムへの導入(基礎実験) : 3D-RAは3D-CTAと異なり骨情報を有さないため位置情報が得にくい。そこでfiducial markersによる位置情報を組み入れた3D-RAのデータセットを作成することを考案し、基礎実験としてファントム実験を行った。水を満たした透明なプラスチック製容器の中にシリコン製血管モデルを固定した。容器の外側に配置した6個のfiducial markersの位置情報を光学式位置センサにより取得してから、3D-RAを撮影した。すなわち、3D-RAの回りにfiducial markersの位置情報が配置された3D-RAのデータセットが取得され、これを手術ナビゲーションシステムに転送した。手術用顕微鏡の観察下に、ナビゲーション用ポインターを血管モデルの任意の位置に誘導し、その位置をナビゲーション装置のモニター上に表示して、位置精度の評価を行った。結果として、位置の誤差は12mmであり、十分に臨床使用が可能な精度であると考えられた。3次元回転血管撮影(three-dimensional rotationalangiography, 3D-RA)と3次光超音波血管撮影(three-dimensional ultrasonic angiography, 3D-UA)の手術ナビゲーションシステムへの導入にっいて検討した。(1)3D-RAの手術ナビゲーションシステムへの導入:頭部に設置したfiducial markersの位置情報を光学式位置センサーにより取得してから、3D-RAを撮影した。すなわち、3D-RAの回りにfiducial markersの位置情報が配置された3D-RAのデータセットを取得し、これをCranial Planning Software (BrainLab)を用いて手術ナビゲーションシステムに導入した。実際の手術において、ナビゲーション用ポインターを脳血管の任意の位置に置き、その位置表示の精度をナビゲーションモニター上で3次元的に計測した。脳表に近い中大脳動脈領域の血管では12cm程度のvessel shiftがみられたが、内頸動脈や脳底動脈など深部の動脈系ではvessel shiftは数mm程度であった。(2)3D-UAの手術ナビゲーションシステムへの導入:術中に生じるvessel shiftの問題を補正するために実時間計測の可能な3D-UAをナビゲーションシステムに導入し、その位置精度について検討した。超音波探触子に再帰性反射材でコーティングされたマーカーを3個装着することにより、通常のCTやMRIを用いた手術ナビゲーションの場合と同様に、超音波探触子の位置情報を光学式位置センサーによりリアルタイムに追跡することができた。その位置精度を血管モデルによるファントム実験によって検証した。すなわち、超音波画像から再構成したファントムの3次元形状と通常のナビゲーションプローブで計測したファントムの各頂点座標とを比較し、3次元再構成の精度評価を行った。その結果、位置の誤差は2mm程度であり、十分に臨床使用が可能な精度と考えられた。

まず、術前に撮影した3D-CTAあるいは3D-RA画像を、イメージフユージョン技術を応用して、術中に任意の角度で作成される3D-UAの画像に対応した形に再構築する技術を開発した。そのためには、予め取得した3D-CTAあるいは3D-RAのセットデータからMPR (Multi-Planar Reconstruction)画像をリアルタイムに作成する必要がある。このMPR再構成のための演算処理はオープンソースソフトウェアOsiriXを用いることにより汎用パソコンで実現可能であった。さらに、3D-CTA、3D-RAを3D-UAに基づきリアルタイムアップデートするためには、異なる3次元座標間の変換が必要である。必要とする座標系は1)被検者の術前3D-CTAあるいは3D-RAセットの座標系、2)光学式位置センサの座標系、3)超音波探触子の座標系、4)被検者の術中3D-UAの座標系の4座標系であり、各座標相互の変換行列を求めて、以降、探触子を動かすごとに3D-UAの座標を3D-CTAあるいは3D-RAセットデータの座標に関連付けて、それぞれのリアルタイムアップデート画像を再構成した。臨床例において再構築3次元脳血管画像の位置精度を検証した。すなわち、3D-UAから再構成したリアルタイムアップデート画像と通常のナビゲーションプローブで測定した各頂点座標とを比較し、リアルタイムアップデート画像の精度評価を行った。その結果、位置の誤差は2mm程度であり、十分に臨床使用が可能な精度と考えられた。
遺伝子改変動物を用いたAMP代謝の新しい役割の解明

AMPを説アミノ化する酵素AMPDは生体における役割が必ずしも明らかではないことから、AMPD1、AMPD2、AMPD3の3つのアイソザイムをコードする3種の遺伝子(AMPD1、AMPD2、AMPD3)について、遺伝子ターゲティングを行い、それぞれについて遺伝子欠損マウスを樹立し、各組織における機能変化を検討した。さらにそれらの交配により複合遺伝子欠損マウスを作製し、個体レベルでの遺伝子機能解析を行った。AMPDlノックアウトマウスは、筋特異的AMPD活性欠損を示し、ヒトにおける筋AMPD欠損症と同等の所見が見られ、骨格筋でのAMP/ATP比の上昇とAMPKリン酸化の増加が確認された。AMPD2ノックアウトマウスでは蛋白尿が見られ、腎糸球体の変化、肝臓でならびに全身の脂肪蓄積減少を示し、肝臓におけるAMPD活性低下とAMP量の上昇、AMPKならびにその制御下にあるACCのリン酸化の亢進を認めた。AMPD3ノックアウトマウスでは赤血球ならびに心筋のAMPD活性低下と赤血球ATPの著増を認めたが、ヒト赤血球AMPD欠損症と同様、それ以外には著変を認めなかった。複合遺伝子欠損マウスの樹立過程の検討において、AMPD2/3複合欠損ホモマウスは生後3週ですべて死亡することが確認されたが、AMPD1/3ならびにAMPD1/2複合欠損ホモマウスは生殖可能週令まで達しマウスラインとして樹立された。これまでのところ、マウス個体における機能変化はAMPD2遺伝子欠損で最も顕著であり、脂質代謝においてAMP代謝が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。AMPを脱アミノ化する酵素AMPDは生体における役割が必ずしも明らかではないことから、AMPD1、AMPD2、AMPD3の3つのアイソザイムをコードする3種の遺伝子(AMPD1,AMPD2,AMPD3)について、遺伝子ターゲティングを行い、単独遺伝子欠損ならびに複合遺伝子欠損マウスを作製し、各組織における機能変化を検討した。骨格筋AMPD欠損マウスの検討では、AMPD活性欠損を除き、組織学的変化や他の酵素の活性変化は認めず、ヒトにおける筋AMPD欠損症と同等の所見であった。ヌクレオチド量およびAMPにより活性化されるAMP依存性キナーゼ(AMPK)について検討し、骨格筋ではAMP/ATP比の上昇とAMPKリン酸化の増加が確認された。AMPD2ノックアウトマウスでは蛋白尿を来たし、腎糸球体の変化、AMP, ADP, ATPの上昇、肝臓での脂肪含量の低下を認めた。複合遺伝子欠損マウスは樹立されたが、AMPD2/3複合欠損ホモマウスは生後3週ですべて死亡することが確認された。AMPD1/3ならびにAMPD1/2複合欠損マウスはホモマウスは生殖可能週令まで達することが可能でマウスラインとして樹立された。単独ならびに複合遺伝子欠損マウスの各臓器における機能異常の有無、ヌクレオチド代謝における変化について検討を行っている。生体における役割が必ずしも明らかではないAMP脱アミノ化酵素AMPDについて、3種のアイソザイムをコードする3種の遺伝子(AMPD1,AMPD2,AMPD3)のそれぞれについて樹立した遺伝子欠損マウスについて、各組織における機能変化を検討し、さらにそれらの交配により複合遺伝子欠損マウスを作製し、個体レベルでの遺伝子機能解析を行った。AMPD1ノックアウトマウスは、筋特異的AMPD活性欠損を示し、ヒトにおける筋AMPD欠損症と同等の所見が見られ、骨格筋でのAMP/ATP比の上昇とAMPKリン酸化の増加が確認された。

複合遺伝子欠損マウスの樹立過程において、AMPD2/3複合欠損ホモマウスは生後3週ですべて死亡することが確認されたが、AMPD1/3ならびにAMPD1/2複合欠損ホモマウスは生殖可能週令まで達しマウスラインとして樹立された。これまでのところ、マウス個体における機能変化はAMPD2遺伝子欠損で最も顕著であり、脂質代謝においてAMP代謝が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
小児のための医薬品－飲食物味相互作用データベースの構築

味認識装置SA402Bを用いて医薬品の苦味・収斂味を分類評価した。各医薬品0.1, 0.3, 1.0 mMの応答値を主成分分析し、結果をマップに示した。X軸は苦味を、Y軸は収斂味を示すことが考えられ、アミトリプチリン塩酸塩、イミプラミン塩酸塩は苦味が、アムロジピンベシル酸塩、ジフェンヒドラミン塩酸塩、ドネペジル塩酸塩は収斂味が比較的強い医薬品であることが予測された。各医薬品の苦味はクロロゲン酸により抑制され、その機序として医薬品とクロロゲン酸間の分子間相互作用が示唆された。平成26年度は、各味に応答する脂質膜センサを用いて医薬品の性質により異なることが考えられる味質の評価と各味質に対する効果的な苦味抑制物質を探索することを目的として実験を行った。塩基性医薬品として、アムロジピンベシル酸塩、ドネペジル塩酸塩、ジフェンヒドラミン塩酸塩を、酸性医薬品として、レバミピド、ジクロフェナクナトリウム、エトドラクを用いた。塩基性苦味の基準物質をキニーネ塩酸塩、酸性苦味の基準物質をイソα酸、酸味の基準物質を酒石酸、旨味の基準物質をグルタミン酸ナトリウム、塩味の基準物質を塩化ナトリウム、甘味の基準物質をスクロースとし、各味の基準物質と各医薬品を各々精製水またはPBS (Phosphate buffer saline)に溶解してサンプルとし、脂質膜センサをサンプル溶液中に浸したときの脂質膜とサンプル中味物質との相互作用により得られる脂質膜電位差を、医薬品を口に含んだときの先味の指標とし、脂質膜をサンプルに浸した後、膜洗浄の後に唾液に相当する基準液に浸したときの脂質膜電位差を、医薬品を経口摂取後に口腔内をすすいだ後にも残存する後味の指標とした。また、先味の指標としての電位差を後味の指標としての電位差で除した値を、味物質の脂質膜への吸着率とした。苦味抑制物質の探索については、コーヒーに含まれる物質であるクロロゲン酸の苦味抑制効果について、味覚センサと分子間相互作用評価により解析を行った。塩基性医薬品の苦味抑制にはクロロゲン酸が有用であることが示唆され、その抑制効果には医薬品とクロロゲン酸の分子間相互作用が関与することが示唆された。今後はクロロゲン酸をはじめ各種苦味抑制物質と医薬品との結合または解離速度定数と苦味抑制効果の関連性について検証し、苦味抑制に有効な物性を明らかにすることを目的として研究を進めていく予定である。平成27年度は、アムロジピンベシル酸塩、アミトリプチリン、ジフェンヒドラミン塩酸塩、ドネペジル塩酸塩、イミプラミン、トリメブチン、エリスロマイシンエチルコハク酸塩、レバミピド、ジクロフェナクナトリウム、エトドラクの苦味・収斂味の評価とクロロゲン酸による医薬品の苦味抑制評価を目的とし、味覚センサ応答値の主成分分析結果をマップに示した。味覚センサはSA402B(株式会社インテリジェントセンサーテクノロジー)、αASTREE(Alpha M.O.S.)を用いた。苦味の標準物質であるキニーネ塩酸塩は濃度依存的にX軸右方向にシフトした。一方、収斂味の標準物質であるタンニン酸は濃度依存的にY軸下方向にシフトした。X軸(主成分1)は苦味を、Y軸(主成分2)は収斂味を示すことが考えられた。アムロジピンベシル酸塩、ジフェンヒドラミン塩酸塩、ドネペジル塩酸塩は低濃度でもマップの下側に位置したことから、収斂味の強い医薬品であることが予測された。また、α-ASTREEを用いてクロロゲン酸による各医薬品の味変化を予測した。医薬品とクロロゲン酸の混合試料と、クロロゲン酸単独試料とのユークリッド距離はクロロゲン酸混合濃度依存的に短縮し、医薬品の味がクロロゲン酸の味に近づくことにより医薬品の苦味がマスキングされることが示唆された。10種の医薬品のうち比較的強い苦味、収斂味を呈することが示唆された医薬品0.1 mMに対してはクロロゲン酸0.51.0 mM、その他の医薬品0.1 mMに対してはクロロゲン酸0.31.0 mMにより、医薬品の苦味、収斂味をマスキングできることが示唆された。各医薬品の味覚センサ測定はほとんど終了しており、今後は測定結果の解析を行い、味マップの作成を行う予定である。医療薬学各医薬品の味とそれらの味に及ぼす苦味抑制物質の影響について味マップを作成する。また、分子間相互作用解析装置を用いて医薬品と苦味抑制物質の相互作用を評価し、苦味抑制に寄与する因子を探索し、新規苦味抑制物質の開発への応用を目指す。
高分子で表面改質した多孔質中空管によるC_4留分中の異性体分離

昨年に引き続き、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)を平膜状のアルミニウム陽極酸化皮膜に展開した複合膜の炭化水素気体透過性を調べた。本年度は主として混合気体について測定を行い、流量および組成をオンラインガスクロマトグラフで測定した。混合気体としてはメタン+ブタンおよびメタン+イソブタン2成分系標準混合気体を用い、純気体との相違を検討した。その結果、純気体で供給圧力依存性を有するブタンおよびイソブタンは混合気体に対してやや透過速度定数が減少する一方、メタンでは僅かな供給圧力依存性が現れた。しかし、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)特有のC4炭化水素気体の分離性は十分維持されることがわかった。また、一部の複合膜は試料にはポリ(4-メチル-1-ペンテン)にポリ(1,4-ブタジエン)を添加したポリマーブレンドを展開し、透過速度定数を調べた。その結果、高分子の2層直列を仮定したモデルによる計算値と類似の傾向が見られ、走査型電子・顕微鏡所見と一致した。なお、中空管については外径6mm、内径5mmのアルミニウム管を内面から電解することにより、差圧1MPaまでの使用に耐える機械的強度が得られたため、支持体単独の透過性を調べたところ平膜と透過特性がほぼ一致した。そこで平膜とは異なるポリ(4-メチル-1-ペンテン)の展開方法も検討したが、ディップコートしたものがピンホールが少ない傾向にある。現在、この中空管型複合膜に対してブタン、イソブタンの透過性を測定している最中である。装置についてはウルチメタルキャピラリカラムを備えたガスクロマトグラフをオンライン接続した。また測定に必要なC4炭化水素気体の混合物を得るために、任意の組成を0.01mol%程度の精度で調製可能な気体混合装置を作製した。また、支持体となる中空管は、これまで、外径6mm、内径5mmのアルミニウム管を外側から電解酸化することにより得ていたが、差圧100kPa程度で亀裂を生じ、耐圧性が問題となっていた。そこで本年度は新たに、内面電解することにより得られる中空管型アルミニウム陽極酸化皮膜を用いたところ、耐圧性が10倍程度向上することを確認した。なお、C4炭化水素気体の透過性については、耐圧性を有し、かつ透過機構の解析を容易な平膜型アルミニウム陽極酸化皮膜状にポリ(4-メチル-ペンテン)を展開した複合膜に対して、ブタンとイソブタンなどの純気体を中心に透過速度定数の供給圧力依存性を調べた。その結果、各C4炭化水素は、その飽和蒸気圧付近で透過速度定数が急激に増大する傾向がみられた。この現象は、これまで提案されてきたヘンリー溶解モデルや二重収着モデルでは説明できない挙動であるが、温度依存性の結果と合わせて考えれると、展開した高分子中に多量に気体が溶解し、拡散係数も増大すると考えた。そこで膨潤高分子中の気体拡散表すKamiyaらの式にOrbeyらの高分子用Peng-Robinson状態方程式を適用したモデルによる解析を試みたところ、圧力依存性の再現が可能となった。次年度は25成分系のC4炭化水素混合物の気体透過実験を行い、モデルによる解析結果と比較しながら、成分分離のための最適使用条件を探索する。また複合膜も本年度開発した内面電解型アルミニウム陽極酸化皮膜の他、多孔質ガラスおよび多孔質セラミックと高分子の複合膜作製を試みる予定である。
ミズゴケ層の炭素同位体比を用いた大気中二酸化炭素濃度と海水位変動の時間的前後関係

本課題では、ミズゴケ層の炭素同位体比を測定することによって、間接的に大気中の二酸化炭素濃度を求め、その変動と海水位変動との時間的前後関係を明らかにすることを目的とした。南北5地点で採取した泥炭コアについて、リグニン成分とセルロース成分を単離し、単離したそれぞれの成分について、炭素同位体比を測定した。処理試料数を増やすために、元素分析計付き安定同位体比質量分析計で測定を行った。年代軸を設定するために、東京大学MALTの施設を用い、14C年代の測定を行った。試料数は残念ながら一桁台に留まったが、文献値を援用することにより、コア試料の年代軸を設定し、解析を行った。北半球の代表的な試料として、北アイルランドのFallahogy泥炭コアを、南半球の代表的な試料として、アルゼンチンのHarberton泥炭コアを用いて、いくつかの特徴的な変動ピークを同期させることにより、各半球に特徴的な現象と両半球に共通の現象を抽出した。両半球に共通の現象は、海水位の変動と良く類似し、また各半球に特徴的な現象は、南北極域のアイスコアから復元された気温の差異に良く一致した。以上の考察から、ミズゴケの炭素同位体比から、今まで盲点だった過去の二酸化炭素濃度の変動を知ることができると結論した。現在は時間軸の情報が不足しているため、海水位との連動の前後関係については結論できないが、5百年以内で連動関係を保っていることと推察した。地球化学会で発表した。いくつかの論文を発表したが、核心の部分は現在投稿準備中である。本課題では、ミズゴケ層の炭素同位体比を測定することによって、間接的に大気中の二酸化炭素濃度を求め、その変動と海水位変動との時間的前後関係を明らかにする。今年度は以下のことを行った。1)泥炭試料の採取申請中の実験では亜寒帯の湿原に焦点を絞って泥炭コア試料を採取する。温帯・亜寒帯地域の中から尾瀬ケ原で日本の泥炭コアを採取した。北海道の湿原はミズゴケに乏しく、試料の採取は行わないことにした。泥炭コア試料の採取はヒラー式の泥炭コアサンプラーを特別に発注し使用した。試料は研究室に持ち帰り、試料の撮影および火山灰の挿入などの地質上の記載を行い、乾燥させ、保存した。2)泥炭採取地についての情報収集、視察、仮採取泥炭地として、英国カーライル付近Bolton Fell MossとWalton Mossの視察と試掘を行った。また、フォークランド諸島西島、ニュージーランド北島、チリthe Brunswick peninsula、ポーランド北東Suche Bagnoの情報収集を行い、試料を一部取り寄せた。3)試料の化学処理脂質、リグニン様物質、セルロース様物質の含有量を求める。ホロセルロースの混入を完全に除くリグニンの分離法を検討し、完全にセルロースの分解を行うための条件を得た。4)火山灰挿入年代の評価ミズゴケ土壌を用いて、降雨による疑似火山灰の垂直移動実験を行い、火山灰の挿入が年代軸の情報として有効であるかどうかを評価した。1)泥炭コア試料の採取今年度は、北アイルランド、スウェーデン、アルゼンチン、ポーランドにおいて試料採取を行った。北アイルランド、スウェーデンでは、Franzen博士、アルゼンチンにおいてはMcCulloch博士、ポーランドにおいてはSkrzypek博士の協力を得て行った。日本の場合と異なり、試料の乾燥処理だけを現地の施設を借用して行い、日本に持ち帰り、試料の分割、保存処理を行った。2)炭素同位体測定の測定前年度に検討したより厳密な分離法を適用し、リグニンとセルロースを単離する。単離したリグニンとセルロースについて、同位体比の分析を行った。

同位体比プロファイルの特徴を検討した。一部の試料について、年代測定を行った。深さに対してほぼ直線的な年代増加を確認した。3)研究成果の発表中間的な成果であるが、確立した方法論について日本地球化学会で発表した。本課題では、ミズゴケ層の炭素同位体比を測定することによって、間接的に大気中の二酸化炭素濃度を求め、その変動と海水位変動との時間的前後関係を明らかにすることを目的とした。南北5地点で採取した泥炭コアについて、リグニン成分とセルロース成分を単離し、単離したそれぞれの成分について、炭素同位体比を測定した。処理試料数を増やすために、元素分析計付き安定同位体比質量分析計で測定を行った。年代軸を設定するために、東京大学MALTの施設を用い、14C年代の測定を行った。試料数は残念ながら一桁台に留まったが、文献値を援用することにより、コア試料の年代軸を設定し、解析を行った。北半球の代表的な試料として、北アイルランドのFallahogy泥炭コアを、南半球の代表的な試料として、アルゼンチンのHarberton泥炭コアを用いて、いくつかの特徴的な変動ピークを同期させることにより、各半球に特徴的な現象と両半球に共通の現象を抽出した。両半球に共通の現象は、海水位の変動と良く類似し、また各半球に特徴的な現象は、南北極域のアイスコアから復元された気温の差異に良く一致した。以上の考察から、ミズゴケの炭素同位体比から、今まで盲点だった過去の二酸化炭素濃度の変動を知ることができると結論した。現在は時間軸の情報が不足しているため、海水位との連動の前後関係については結論できないが、5百年以内で連動関係を保っていることと推察した。地球化学会で発表した。いくつかの論文を発表したが、核心の部分は現在投稿準備中である。
アレルギー性鼻炎治療を目的としたマクロファージ遊走阻止因子の基礎的研究

アレルギー性鼻炎の病態形成におけるマクロファージ遊走阻止因子(macrophage inhibitory factor ; MIF)の働きを調べるため、MIFの遺伝子ノックアウトマウスを使用しアレルギーモデルマウスを作成し、アレルギー性鼻炎症状、鼻腔粘膜浸潤好酸球数および鼻腔粘膜内サイトカイン濃度を検討した。結果MIFノックアウトマウスではコントロールマウスに比べ、くしゃみの回数、鼻を掻く回数ともに減少していた。鼻粘膜浸潤好酸球数もMIFノックアウトマウスは有意に減少していた。鼻腔粘膜内サイトカインの濃度は、インターロイキン(IL)-2、IL-4、IL-5、tumor necrotizingfactor (TNF)-α、インターフェロン(INF)-γを検討した。MIFノックアウトマウスにおいてはTNF-αの鼻腔粘膜内濃度が低いことが判明した。IL-4,IL-5の濃度もコントロールに比べMIFノックアウトマウスでは低い傾向にあったが、有意な差ではなかった。IL-2,INF-γの濃度に差は認められなかった。さらに、MIFがIgE産生にどのように作用するのかを調べるため、MIFノックアウトマウスにおいてアレルギー性鼻炎モデルを作成し、血清IgE濃度を検討した。野生型マウスにくらべOVA特異的IgEは少ない傾向にあったが、有意な差ではなかった。以上の結果よりMIFはアレルギー性鼻炎を増悪させる因子として働く可能性が示唆された。アレルギー性鼻炎の病態形成におけるマクロファージ遊走阻止因子(macrophage inhibitory factor ; MIF)の働きを調べるため、MIFの遺伝子ノックアウトマウスを使用しアレルギーモデルマウスを作成し、アレルギー性鼻炎症状(単位時間当たりのくしゃみ、鼻を掻く回数)、鼻腔粘膜浸潤好酸球数および鼻腔粘膜内サイトカイン濃度を検討した。結果MIFノックアウトマウスでは野生型のコントロールマウスに比べ、くしゃみの回数、鼻を掻く回数ともに減少していた。鼻粘膜に浸潤する好酸球数もMIFノックアウトマウスはコントロールに比べ有意に減少していた。鼻腔粘膜内サイトカインの濃度は、インターロイキン(IL)-2、IL-4、IL-5、tumor necrotizingfactor(TNF)-α、インターフェロン(INF)-γを検討した。MIFノックアウトマウスにおいてはコントロールマウスにくらべ有意にTNF-αの鼻腔粘膜内濃度が低いことが判明した。IL-4,IL-5の濃度もコントロールに比べMIFノックアウトマウスでは低い傾向にあったが、有意差ではなかった。この結果を元に英文論文を作成し投稿したところ、acceptされサイトカインという雑誌に掲載された。今後、MIFがIgE産生にどのように作用するのかを調べるため、MIFノックアウトマウスにおいてアレルギー性鼻炎モデルを作成し、血清IgE濃度を検討する予定である。アレルギー性鼻炎の病態形成におけるマクロファージ遊走阻止因子(macrophagc inhibitory factor ; MIF)の働きを調べるため、MIFの遺伝子ノックアウトマウスを使用しアレルギーモデルマウスを作成し、アレルギー性鼻炎症状(単位時間当たりのくしゃみ、鼻を掻く回数)、鼻腔粘膜浸潤好酸球数および鼻腔粘膜内サイトカイン濃度を検討した。

さらに、MIFがIgE産生にどのように作用するのかを調べるため、MIFノックアウトマウスにおいてアレルギー性鼻炎モデルを作成し、血清IgE濃度を検討した。野生型マウスにくらべOVA特異的IgEは少ない傾向にあったが、有意な差ではなかった。以上の結果よりMIFはアレルギー性鼻炎を増悪させる因子として働く可能性が示唆された。
人工シグナル分子による隣接細胞間の動的通信経路の構築と応用

人工遺伝子回路を活用した合成生物学の発展は、広範な細胞機能の再構成を可能にしてきた。しかし、哺乳動物細胞における細胞間の動的コミュニケーションを人工的に構築した例はほとんど報告されていない。そこで本研究では、synNotchシステムを起点とした新規人工シグナル伝達経路を作製し、光遺伝学技術によって動的コミュニケーション能力を検証することを試みた。また、リガンド・受容体を遺伝子改変することで通信速度などのパラメータ測定・制御を実現することを試みた。その結果、オリジナルのsynNotchシステムでは動的情報伝達が限定的で、送信細胞内における振動的情報を伝達する効率が低いことが分かった。一方で、改変したsynNotchシステムを使用することで送信細胞における振動的な転写活性を隣接細胞間で伝達可能であることが明らかになった。さらに、リガンド・受容体の改変体を検討した結果、隣接細胞間の速度が異なる組み合わせを見出した。期待していた通り、送信細胞における振動的な転写活性を隣接細胞間で伝達可能な新規人工シグナル伝達経路が得られたため。新規人工シグナル伝達経路のリガンド・受容体が得られ、通信速度が異なる複数の変異体も得ているが、現状ではその速度差は限定的である。そこで、今後はさらに遺伝子改変を導入して、通信速度などのパラメータ制御を実現することを試みる。
文書校正のエキスパート化に関する認知心理学的研究

実際の作業に近い校正読み課題を行い、どのような要因が校正読みにおける誤字検出に影響しているかを調べた。実際的な文章を作成するため校正のエキスパートに予備調査を行い、さまざまな要因を同時に備えた誤字を含む文章を用いた。想定した要因は、文脈理解レベル(誤字検出に必要な処理範囲)、漢字における音韻、形態、意味、実在性、平仮名における位置、連続数である。非専門家を被験者に課題を行って誤答率(見落とし率)や検出時間を計測し、重回帰分析によって要因の影響度を調べた結果、文脈理解レベル、音韻、平仮名位置、平仮名連続数の効果が示された。これにより、誤字検出のために必要な処理範囲が広がるにつれて検出が難しくなること、漢字では同音より異音の誤字の検出が難しいこと、平仮名において同文節に漢字がなく平仮名の連続数が長くなると検出が困難になることが分かった。校正のエキスパートを被験者に同様の実験を行ったところ、エキスパートは誤字検出能力が高く、文を読まなくては検出できない漢字誤字の検出力に特に差があることが示された。この研究成果の一部は、すでに「基礎心理学研究」に論文掲載が決定したが、今後更に国際会議で発表し、学術論文化する予定である。また、眼球運動を測定しながら、移動窓法によって視野制限する文章校正実験を通常の被験者で行った結果、校正読みの有効視野は通常の読みよりも広く、読み返しも多かったが、これは校正読みでは、常に一定量の文脈を読み返し、処理中の単語と照合することにより、誤字の有無を確認するプロセスが存在することを示していると考えられる。この研究成果は、国際会議(The 28th Annual Conference of the Cognitive Science Society)などで発表した。今後、学術論文化する予定である。校正の専門家は、特殊な方略や認知特性を身につけている可能性がある。そこで、本研究では、校正の専門家の認知特性を多面的に調べ、非専門家と比較することで、効率的な誤字検出方法について検討した。その結果、専門家は高い誤字検出能力を持つが、この差異を語彙知識量からは説明できないことを実験的に明らかにした。干渉効果として良く知られているストループ効果が、専門家では減弱したことなどから、専門家は文脈による干渉を抑制することで、効率的な誤字検出をしていると考察することができる。この研究成果は、国際会議(OPAM 2005)と日本心理学会第69回大会(2005)で発表した。また、眼球運動を測定しながら、移動窓法によって視野制限する文章校正実験を通常の被験者で行った結果、窓サイズが拡大するにつれて停留時間や回数が減り、読みが速くなった。更に、校正読みの有効視野は通常の読みよりも広く、読み返しも多かった。校正読みでは、常に一定量の文脈を読み返し、処理中の単語と照合することにより、誤字の有無を確認するプロセスが存在することを示していると考えられる。このような読み返しは、校正読みの重要なプロセスであり、それによって文章の階層的な情報が利用されている可能性が高い。この研究成果は、国際会議(The 28th Annual Conference of the Cognitive Science Society)などで発表する予定である。
唾液由来DNAを用いた顎・顔面・口腔領域関連疾患の遺伝子診断システムの開発研究

頭蓋早期癒合症(FGFR1、FGFR2)、軟骨形成不全症(FGFR3)、基底細胞母斑症候群(patched)、外骨症(EXT1,EXT2)、静脈異形性症(Tie-2)等の遺伝子診断を行った。その結果、遺伝子変異の位置(genotype)は臨床症状(phenotype)に密接に反映することが明らかとなった。たとえば、多発性顎嚢胞を有する基底細胞母班症候群(NBCCS)症例全てにptc遺伝子のexon8の1162番目の塩基アデニンのチミンへの変異が明らかとなった。しかし、顎嚢胞のないNBCCSではexon8の同部位に変異は存在しなかった。本結果はexon8のA1162T変異と顎嚢胞の発症が密接に関係していることを示唆しており、ptc遺伝子変異(genotype)と臨床症状(phenotype)との関連性を初めて明らかにした。さらに、37症例の静脈異形成症例中12症例にTie-12遺伝子のチロシンキナーゼ領域の変異を見いだした。1例ではG2646A変異によりGly833Asp置換が,他の症例では,A2659T変異によりGln873His置換が示唆された。G833D症例では平滑筋細胞の数は少ないが内皮細胞は比較的正常で、Tie-2、VEGF蛋白の高発現を示した。Q837H症例では内皮細胞数は極めて少なく周皮、平滑筋細胞は全く存在しなかった。これら変異Tie-2遺伝子をマウス内皮細胞に導入し、コラーゲンゲル内培養を行ったところ患者組織像と極めて類似した組織構築を示した。これらの研究結果から、増殖因子-受容体系分子・遺伝子の異常は、癌のみならず種々の骨・軟骨形成異常や血管系異常、顎嚢胞などの顎顔面口腔異常を引き起こすことが示された。また、遺伝子変異の質的差異(genotype)はその組織像や臨床症状(phenotype)にも強く反映する可能性も示唆された。したがって、原因遺伝子を標的とした遺伝子診断はこれら疾患・異常の的確な早期確定診断に貢献するのみならず、将来の発育・発症予測、治療時期・方法の決定にも有用であることが強く考えられる。また、新たに明らかとなった変異遺伝子を標的細胞に発現させ、変異遺伝子の機能を検討することにより発症メカニズムの解明や治療法の開発にもつながると考えられる。さらに、顎変形症や唇顎口蓋裂などのように1遺伝子疾患ではなく複数の遺伝子群が関与していると考えられる疾患に対しても連鎖解析等を用いて原因遺伝子の存在する染色体上の位置を同定し、原因遺伝子群を明らかにする必要がある。(本研究計画で対象とした疾患・先天異常の遺伝子診断研究に関しては本学倫理委員会において既に承認済みである。)頭蓋早期癒合症(FGFR1、FGFR2)、軟骨形成不全症(FGFR3)、基底細胞母斑症候群(patched)、外骨症(EXT1,EXT2)、静脈異形性症(Tie-2)等の遺伝子診断を行った。)

頭蓋早期癒合症(FGFR1、FGFR2)、軟骨形成不全症(FGFR3)、基底細胞母斑症候群(patched)、外骨症(EXT1,EXT2)、静脈異形性症(Tie-2)等の遺伝子診断を行った。その結果、遺伝子変異の位置(genotype)は臨床症状(phenotype)に密接に反映することが明らかとなった。たとえば、多発性顎嚢胞を有する基底細胞母班症候群(NBCCS)症例全てにptc遺伝子のexon8の1162番目の塩基アデニンのチミンヘの変異が明らかとなった。しかし、顎嚢胞のないNBCCSではexon8の同部位に変異は存在しなかった。本結果はexon8のA1162T変異と顎嚢胞の発症が密接に関係していることを示唆しており、ptc遺伝子変異(genotype)と臨床症状(phenotype)との関連性を初めて明らかにした。さらに、37症例の静脈異形成症例中12症例にTie-2遺伝子のチロシンキナーゼ領域の変異を見いだした。1例ではG2646A変異によりGly833Asp置換が,他の症例では,A2659T変異によりGln873His置換が示唆された。G833D症例では平滑筋細胞の数は少ないが内皮細胞は比較的正常で、Tie-2・VEGF蛋白の高発現を示した。Q837H症例では内皮細胞数は極めて少なく周皮、平滑筋細胞は全く存在しなかった。これら変異Tie-2遺伝子をマウス内皮細胞に導入し、コラーゲンゲル内培養を行ったところ患者組織像と極めて類似した組織構築を示した。これらの研究結果から、増殖因子-受容体系分子・遺伝子の異常は、癌のみならず種々の骨・軟骨形成異常や血管系異常、顎嚢胞などの顎顔面口腔異常を引き起こすことが示された。また、遺伝子変異の質的差異(genotype)はその組織像や臨床症状(phenotype)にも強く反映する可能性も示唆された。したがって、原因遺伝子を標的とした遺伝子診断はこれら疾患・異常の的確な早期確定診断に貢献するのみならず、将来の発育・発症予測、治療時期・方法の決定にも有用であることが強く考えられる。また、新たに明らかとなった変異遺伝子を標的細胞に発現させ、変異遺伝子の機能を検討することにより発症メカニズムの解明や治療法の開発にもつながると考えられる。さらに、顎変形症や唇顎口蓋裂などのように1遺伝子疾患ではなく複数の遺伝子群が関与していると考えられる疾患に対しても連鎖解析等を用いて原因遺伝子の存在する染色体上の位置を同定し、原因遺伝子群を明らかにする必要がある。(本研究計画で対象とした疾患・先天異常の遺伝子診断研究に関しては本学倫理委員会において既に承認済みである。)頭蓋早期癒合症(FGFR1、FGFR2)、軟骨形成不全症(FGFR3)、基底細胞母斑症候群(patched)、外骨症(EXT1,EXT2)、静脈異形性症(Tie-2)等の遺伝子診断を行った。たとえば、多発性顎嚢胞を有する基底細胞母班症候群(NBCCS)症例全てにptc遺伝子のexon8の1162番目の塩基アデニンのチミンへの変異が明らかとなった。本結果はexon8のA1162
造血器腫瘍におけるCD25発現の病態との関係および臨床的意義の解明

急性骨髄性白血病においてCD25陽性例は化学療法抵抗性であり造血幹細胞移植後も予後不良であった。高齢者において、CD25陽性は、寛解率、無イベント生存率における独立した予後不良因子であった。濾胞性リンパ腫において、治療前可溶性CD25高値は、濾胞性リンパ腫の形質転換に関する独立した予測因子であった。治療前と治療後の可溶性CD25値を用いることで濾胞性リンパ腫の予後予測の精度が向上した。CD25(interleukin-2 receptor,IL-2R)のB細胞性腫瘍における役割を解析過程で、可溶化したCD25(soulble IL-2R, sIl-2R)が細胞表面のCD25と同様に、腫瘍の悪性度を反映していることに見出した。B細胞性リンパ腫の一つである濾胞性リンパ腫において、治療前のCD25発現は予後不良因子となることを既に報告をしていたが、治療前の末梢血液中のsIL-2Rの方が無病生存率や全生存率を予測するのに優れていた。CD25発現とsIL-2R発現に相関関係はみられず、多変量解析でもsIL-2RはCD25発現とは独立した因子であった。濾胞性リンパ腫の進行が緩徐であるが、経過中より悪性度の高いびまん性大細胞型リンパ腫に形質転換し治療抵抗性となる。これを予測するバイオマーカーは未だ同定されていないが、治療前sIL-2Rは形質転換を予測するのに優れたマーカーになることを見い出した。2005年から2013年に急性骨髄性白血病と診断をされた症例のCD25の発現を後方視的に解析を行った。CD25は若年では独立した予後不良因子となることが報告されているが、高齢者においても予後不良因子になることを見出した。無イベント生存に関して、CD25は染色体異常や年齢などの他の予後不良因子とは独立した因子であった。再発時や他の血液疾患から発生した白血病では、CD25が高発現をしていたため、白血病クローンの進化に関わっている可能性が示唆された。CD25発現の腫瘍細胞への影響についての解析は、いくつかの細胞株のCD25発現を調べているがCD25高発現細胞株が入手できていない。また、腫瘍細胞への遺伝子導入によるCD25の発現については導入効率が充分ではなくCD25を恒常的に発現させるには至っていない。B細胞性リンパ腫に対する抗CD25抗体薬のin vitroでの効果では、CD25陽性細胞株が入手でき次第解析を開始する予定である。造血器腫瘍におけるCD25発現および臨床的意義の検討はCD25の可溶性分子である可溶性IL-2Rと濾胞性リンパ腫との関連を明らかにした。また、急性骨髄性白血病症例についてCD25発現の解析が終了し臨床情報との関連を解析した。CD25(interleukin-2 receptor,IL-2R)発現と急性骨髄性白血病との関連について解析を行った。CD25高発現は若年者において予後不良因子であった。造血幹細胞移植施行例においてもCD25陽性急性骨髄性白血病の予後は不良であった。また、CD25高発現は、高齢者においても寛解率、無イベント生存率に関して独立した予後不良因子であった。CD25陽性急性骨髄性白血病について、CD7およびCD34発現や二次性白血病と関連がみられ、顆粒球コロニー刺激因子によるプライミングを併用した化学療法が有効であった。CD25の可溶性物資(soluble IL-2R, sIL-2R)に着目し解析を行った。濾胞性リンパ腫121症例を、治療前のsIL-2Rにより2群に分けると、高値群は無進行生存率、疾患関連生存率いずれも不良であった。治療前のsIL-2R値は濾胞性リンパ腫から悪性度の高いリンパ腫への形質転換の予測に優れた指標であった。また、化学療法により治療効果を認めた濾胞性リンパ腫72症例において、治療後のsIL-2Rが高値である群は無進行生存率が不良であった。さらに、予後良好であった治療前sIL-2R低値群においても、治療後sIL-2R高値の症例は無進行生存率が不良となる傾向がみられた。CD25高発現細胞株入手のため造血器腫瘍細胞株に加えて固形腫瘍細胞株も検索を行っていく予定である。また、腫瘍細胞へのCD25遺伝子導入の効率について検討が必要である。CD25高発現細胞株および遺伝子導入にてCD25発現させた腫瘍細胞株が入手でき次第、CD25のリガンドであるIL-2による影響や抗CD25抗体薬のin vitroでの効果について検討を予定している。骨髄異形成症候群から白血病への移行においてCD25発現が関与していることが示唆されたため、骨髄異形成症候群に加えて白血病への移行が報告されている骨髄増殖性腫瘍や抗癌剤治療歴のある症例についてCD25発現と白血病化の関連について調べていく。

血液細胞株を用いた実験の遅れによりそれに用いる予定であった試薬代や物品代の使用がなかった。細胞株の購入、遺伝子導入に関する試薬の購入、臨床検体を用いた解析の抗体代の使用を予定している。
NA活性はインフルエンザウイルスの流行形成と増殖性に影響を及ぼすか

インフルエンザウイルスの性状にNA活性が及ぼす影響を明らかにするためにH1N1pdm09の臨床分離株40株のNA活性を解析した。その結果、株によりNA活性が異なることを確認し、さらに、NA活性が最も低い3株はすべてNAにH275Y変異を持つNA阻害剤耐性ウイルスであることが明らかとなった。高NA活性株、低NA活性薬剤感受性株、薬剤耐性株の各グループについて解析を行ったが、NA活性と比較して、H275Y以外のNAの変異やウイルスの増殖性に特徴はみとめられず、ウイルスの性状に違いは確認できなかった。NA阻害剤耐性ウイルスのNA活性が感受性株と異なる意義についてはさらなる解析が必要だと考えられる。抗インフルエンザウイルス薬の作用点であるノイラミニダーゼ(NA)は、ヘマグルチニン(HA)と共にインフルエンザウイルスの表面に存在する糖タンパクで、シアル酸を切断するシアリダーゼ活性を持つ。地方衛生研究所において毎シーズン実施されるインフルエンザウイルス流行株の解析は、HA活性を用いた赤血球凝集抑制試験による抗原性の解析が中心であり、NAについては通常は薬剤耐性変異の解析のみを行っている。そこで本研究では、2009年から流行がみられるA型インフルエンザウイルスH1N1pdm09の臨床分離株のNA活性がインフルエンザの流行形成やウイルスの性状に影響を及ぼすかについて明らかにすることを目的とした。初年度は、平成21年度から24年度の間に大阪府の病原体サーベイランスで分離され保存されているH1N1pdm09の臨床分離株の中から異なる時期に分離された50株(薬剤耐性株を含む)を選んで、MDCK細胞で継代した後にNA活性について検討を行った。各ウイルス株のHA価、TCID50を測定し、HA価およびTCID50を基準として蛍光法によりNA活性を測定した。その結果、どちらを基準として測定した場合でも株によってNA活性が異なることが明らかとなった。HA価を基準として測定した場合、NA活性はRFU値で最大約10倍の差があった。また、NAにH275Y変異を持つNA阻害薬耐性インフルエンザウイルスでも感受性株と同じように株によってNA活性が異なっていることを確認した。インフルエンザウイルスのNA活性がウイルスの性状に及ぼす影響を明らかにするために、病原体サーベイランスで得られたH1N1pdm09の臨床分離株40株(うち耐性株は3株)を用いて解析を行った。今年度はNPのタンパク量、NAのコピー数とNA活性を比較し、コピー数を基準としてNA活性を解析した結果、NA活性が最も低い3株はすべてNAにH275Y変異を持つNA阻害薬耐性ウイルス株で、活性が最も高い株と最も低い株で蛍光強度(RFU)に4.4倍の差があった。流行状況と比較して、高NA活性株が分離された時期に特徴はみとめられなかった。薬剤感受性株だけでみると、最もNA活性が低い株は最大の株と2.4倍の差であった。全株のNA遺伝子の塩基配列を決定し系統樹解析を行ったが、NA活性とNAの塩基配列との関連はみとめられず、NA活性が高いかを分子系統的に推測するのは困難であった。ウイルスの増殖性を検討するために、高NA活性株、薬剤感受性の低NA活性株、薬剤耐性株をそれぞれ3株ずつMDCK細胞へ感染させ、感染24、48、72時間後の培養上清中のウイルス量をリアルタイムPCR法により調べたが、増殖性に差はみとめられなかった。以上のことから、H1N1pdm09の分離株は株によってNA活性に差があるが、ウイルスの性状に違いは確認できなかった。しかし、NAに変異を持つY275株のNA活性がH275株と比較して低いことが明らかとなった。変異によりNA活性が低下する理由について今後さらに検討する必要があると考えられる。ウイルス学初年度の実験は概ね計画に沿って進んでおり、A型インフルエンザウイルスH1N1pdm09の臨床分離株は株によってNA活性に違いがあることを確認した。次年度も計画に沿ってウイルスの解析を進める予定であるが、用いたウイルスの中に力価が非常に低い株が存在するため、それらの株についてはウイルスを継代して引き続きNA活性の測定を行う。今後はウイルスの塩基配列や増殖性を解析し、NA活性とウイルスの性状との比較を行う。HA-NAバランスの観点からHA価を基準としたNA活性の影響について検討を進めたいと考えている。また、各ウイルス株を得た時期によってNA活性にどのような特徴があるかを検討し、それを実際の流行状況と比較する。これらの結果を総合してインフルエンザの流行形成やウイルスに及ぼすNAの影響を明らかにし、臨床分離株のNA活性を解析する意義について検証する。一部の実験は次年度も引き続いて行うため繰り越しが生じた。次年度も主に研究を行うための消耗品に使用する。