hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各種免疫抑制剤・免疫調節剤の新規標的蛋白質の同定と免疫系における臨床的意義

有効性と安全性が評価されてきた既存の免疫抑制剤・免疫調節剤は、一般に安価である。医療経済的な観点から、これら既存薬の薬理作用の再評価は、今後の重要課題である。本研究では、関節リウマチなどの自己免疫疾患や、アレルギー性疾患の治療において、日常診療で広く用いられてきた既存薬を選定し、新たな薬剤結合蛋白質(標的蛋白質の候補)を同定した。これらの蛋白質は、免疫反応の課程で重要な機能を有していることが明らかになった。選定した既存薬の新たな薬理作用が示唆され、今後の臨床応用への展開が期待される。本研究は、有効性と安全性が評価されてきた既存の免疫抑制剤・免疫調整剤の新たな薬理作用を発見し、その臨床応用(適応症の拡大など)を目的としている。本年度は、研究代表者の臨床経験と文献調査結果をベースに、以下の薬剤を選定して薬剤が標的とする蛋白質候補の同定作業を進めた。既存の免疫抑制剤・免疫調節剤として、hydroxychloroquine(HCQ)、methotrexate(MTX)、5-aminosalicylic acid(5-ASA)、methylprednisolone(mPSL)をエポキシ活性化セファロースに結合させ、薬剤アフィニティーカラムを作製した。HCQカラムには、ヒト赤血球膜蛋白質溶液を添加した。また、HCQを含む全て薬剤アフィニティーカラムに、ウシ胸腺・脾臓から抽出した蛋白質溶液を添加した。カラムを洗浄後、対応薬剤を含むバッファーで結合蛋白質群をカラムから特異的に溶出した。HCQに結合性を有する赤血球膜蛋白質は、抗体を用いたWestern blotにより同定した。その他の薬剤結合蛋白質は、電気泳動後の蛋白質バンドを切り出し、酵素処理で得られたペプチドの質量分析を行って同定した。以下に、本年度の主な結果を示す。1.ヒト赤血球膜のHCQ結合蛋白質として陰イオン交換輸送体(Band 3蛋白質)や細胞骨格系蛋白質を同定した。薬剤結合部位と機能阻害についての検討結果から、HCQの副作用が少ない理由を示唆した。HCQに関しては、乳酸脱水素酵素(LD)阻害を示唆する先行論文があり、H2M2アイソザイムの活性阻害が強いことを新たに見出した。2.ウシ胸腺・脾臓から、免疫機能調節に重要な幾つかの蛋白質を、HCQ、MTX、5-ASA、mPSL結合蛋白質として同定した。これらの蛋白質は、臨床応用の観点から有望な薬剤標的蛋白質候補であり、今後の解析を進める。「研究実績の概要」で述べたように、幾つかの薬剤標的蛋白質候補を同定している。1.ヒト赤血球膜のHCQ結合蛋白質については、査読付き論文として国際学術雑誌に掲載が決定し、現在印刷中である。また、HCQのLDアイソザイムH2M2活性阻害作用については、抗癌剤としての臨床応用への展開が期待でき、国際学会で発表した。2.他の薬剤結合蛋白質も、研究目的に合致した免疫調節系に重要な薬剤標的蛋白質候補であり、今後の研究展開が期待できる。本研究の目的は、既存の免疫抑制剤・免疫調節剤の新たな薬理作用を発見し、その臨床応用(適応症の拡大など)に繋げることである。主に以下の研究を進めた。1.Hydroxychloroquine(HCQ)は、抗マラリア薬として開発されたが、今日では免疫調節剤として使用されている。また、HCQには多彩な薬効(抗がん作用など)があるが、薬理作用機序の詳細は不明である。本年度は、新たなHCQ結合蛋白質として、赤血球膜の陰イオン受動輸送体や、解糖系酵素の乳酸脱水素酵素を同定し、研究成果を発表した。他にも、新たなHCQ結合蛋白質として、自己由来の起炎性因子などを同定し、解析を進めた。2.Methotrexate(MTX)は、抗がん剤として開発されたが、今日では免疫調節剤として、特に関節リウマチの治療薬として使用されている。MTXは、薬理学的には葉酸代謝拮抗剤に分類されているが、免疫調節剤としての薬理作用機序の詳細は不明である。本年度は、新たなMTX結合蛋白質として、多機能性サイトカインを同定した。結合様式などの解析を進め、論文投稿の準備を開始した。3.Mesalazine(5-ASA)は、炎症性腸疾患の基本薬であるが、その薬理作用機序の詳細は不明である。本年度は、新たな5-ASA結合蛋白質として、免疫細胞に作用して炎症反応を増幅させる因子を同定した。結合様式などの解析を進めた。4.Methylprednisolone(mPSL)は、パルス療法などで用いられる副腎皮質ステロイド薬であり、細胞内のホルモン受容体に結合して核内に移行し、標的遺伝子の転写を調節することでgenomicな免疫抑制作用を示す。一方で、作用の早いnon-genomicな系も想定されているが、その詳細は不明である。本年度は、mPSL結合蛋白質として、シグナル伝達系の蛋白質リン酸化調節因子を同定し、結合様式などの解析を進めた。「研究実績の概要」で述べたように、以下の薬剤標的蛋白質候補を同定し、一部の研究成果を発表した。1.新たなHCQ結合蛋白質(陰イオン受動輸送体、解糖系酵素の乳酸脱水素酵素)について、国内外での学会発表を行い、査読付き国際学術雑誌に論文が掲載された。他にも、新たなHCQ結合蛋白質を同定し、解析を進めている。

2.新たなMTX結合蛋白質として、多機能性サイトカインを同定して解析結果をまとめ、論文の投稿準備中である。3.新たな5-ASA結合蛋白質として、免疫細胞に作用して炎症反応を増幅させる因子を同定し、解析を進めている。4.新たなmPSL薬剤結合蛋白質として、シグナル伝達系の蛋白質リン酸化調節因子を同定し、解析を進めている。本研究の目的は、既存の免疫抑制剤・免疫調節剤の新規標的蛋白質を同定し、薬効の再評価を行うことで、適応症の拡大を提案すること(温故知新創薬)である。1.Hydroxychloroquine(HCQ)は、抗マラリア薬として開発されたが、今日では自己免疫疾患の治療に用いられている。HCQの新規結合蛋白質として、動物組織からアラーミンを同定し、リコンビナントヒト蛋白質との結合性を確認した。このアラーミンは、自己免疫疾患の発症に関与することから、HCQの新たな薬効が示唆される。2.Methotrexate(MTX)は、関節リウマチの基本的な治療薬であるが、免疫調節作用の詳細は不明である。MTXの新規結合蛋白質ヒトMIFとの相互作用について、結晶構造など詳細な解析を行った。MIFは、関節リウマチの発症に関与することから、MTXの新たな薬効が示唆される。投稿準備中である。3.Mesalazine(5-ASA)は、潰瘍性大腸炎の第一選択薬であるが、免疫調節作用の詳細は不明である。5-ASAの新規結合蛋白質として、動物組織から顆粒球蛋白質を同定し、リコンビナントヒト蛋白質との結合性を確認した。この顆粒球蛋白質は、潰瘍性大腸炎の発症に関与することから、5-ASAの新たな薬効が示唆される。4.Glycyrrhizic acid(GA)は、免疫調節作用を有するが、その詳細は不明である。GAの新規標的蛋白質として動物組織から炎症性サイトカインを同定し、リコンビナントヒト蛋白質との結合性を確認した。GAの新たな薬効が示唆される。5.Methylprednisolone(mPSL)は、免疫抑制療法で用いられるステロイド剤であるが、ホルモン受容体を介さない薬効も想定されている。mPSLの新規結合蛋白質として、動物組織から細胞内情報伝達系の調節蛋白質を同定し、リコンビナントヒト蛋白質の発現と精製を行った。有効性と安全性が評価されてきた既存の免疫抑制剤・免疫調節剤は、一般に安価である。医療経済的な観点から、これら既存薬の薬理作用の再評価は、今後の重要課題である。本研究では、関節リウマチなどの自己免疫疾患や、アレルギー性疾患の治療において、日常診療で広く用いられてきた既存薬を選定し、新たな薬剤結合蛋白質(標的蛋白質の候補)を同定した。これらの蛋白質は、免疫反応の課程で重要な機能を有していることが明らかになった。選定した既存薬の新たな薬理作用が示唆され、今後の臨床応用への展開が期待される。本研究は、おおむね順調に進展していることから、「研究実績の概要」で述べた各々の薬剤結合蛋白質について、今後の研究を推進する。特に、以下の3点に焦点を絞る。1.薬剤と結合蛋白質との結合様式を解析する。2.薬剤が結合蛋白質の機能に及ぼす影響を解析する。3.世界的な研究動向を注視しながら、必要に応じて新たな薬剤を追加選定する。その結合蛋白質を同定し、本年度と同様に研究を推進する。
知的障害者の後期中等教育に関する研究

平成16年度は、大阪府下の2つの高校において、知的障害のある生徒受け入れの実態をフィールドワークの手法を用いて調査した。フィールドワークは各高校に週2回ないしは3回程度訪問し、終日参与観察を行ったり、学内の研究会に参加するなどした。こうした活動に関連した研究領域への学術的活動としては、日本教育社会学会第56回大会(2004年9月於:東北大学)の「課題研究II臨床教育社会学の検証-具体的事例に対する研究知見をめぐって-」において、「障害児教育実践の事例から」と題して研究発表を行った。具体的には、障害児教育をめぐる教育問題について「臨床社会学」的な視座を提出し、そうした視点にもとづく事例研究による知見を提出し、そうした知見の臨床的な有用性について述べた。加えて、報告のなかで自らのフィールド体験を内省するなかで獲得した自身の「臨床」像についても触れた。また、2004年8月には米国カリフォルニア州に赴き、カリフォルニアでのインクルーシヴ教育の実態把握を行った。この調査では、とりわけ自閉症児の抱える課題に焦点を絞り、遺伝学的な観点からの治療教育について、カリフォルニア大学デイビス校附属のMIND Instituteにて講義を受けた後、インクルージョンの現場への参与観察なども行った。(この調査に関する報告の記録は近刊予定)他方、フィールドワークを行うなかでの学校現場への貢献としては、おおよそ学期ごとに観察記録の要旨を提出し、特別支援教育についての学内研修の講師も行った。また1つの高校においては、知的障害のある生徒の学校生活をより具体的な形で支援するための学内組織の立ち上げに参加し、参与観察の記録や授業のビデオ分析から、障害児の学内での受け入れに関わる具体的なアイデアを提出するなどした。
ミオシン軽鎖交換による平滑筋収縮機構とカルポニンの生理的意義の解析

平滑筋の収縮制御機構として最も有力なミオシンリン酸化説も、in vitroでは確立しているが、そのリン酸化が生筋の張力発生とどう連関するか未だ不明で、両者の量的解析が急がれている。本研究は、この不確かな点、リン酸化の程度と張力の関係について、2年間で、哺乳類の単一平滑筋での張力測定を含めた実験法を確立し、ミオシン制御軽鎖交換によってそれぞれ詳しく調べ、カルボニンの弛緩における生理的意義を検討することを目的としている。昨年度4月に異動したこともあり、実験室の整備に時間を要して当初予定したほどには進まなかったが、昨年度に引き続いて本年度まで、従来、両生類の胃の平滑筋で行われていた方法を哺乳類の平滑筋(主に血管平滑筋)に応用することにより、次のような成果があった。1.単一平滑筋細胞の分離、測定系への固定保持:モルモットの大動脈、腸間膜動脈から酵素処理(コラーゲン、エラスターゼ)により単一細胞を作製。当初は酵素処理により、円形の細胞しか得られなかったが、酵素量、処理時間の調整により、次第に紡錘形をした平滑筋本来の形状の細胞が得られるようになった。張力測定のためには単一細胞の両端をマイクロマニピュレーターの操作で張力測定系に固定することが必要で、この点が最も困難を極めている。哺乳類の平滑筋は、両生類ガマ胃平滑筋よりも長径が短いため、測定系のブローブに巻きつけるという従来のやり方では難しい。そこで短い分、工夫をして、まだ十分ではないが、かなりの部分までの保持が可能になった。分離した単一細胞の懸濁液をsaponin処理して膜透過性を高めたskinned cellを作製。収縮性を保持しにSkinned cellを作ることができた。3.カルボニンによる収縮抑制:カルボニンが平滑筋の静止状態を保つのに必要であることが分かった。現在、カルボニンの収縮に及ぼす影響についてさらに詳細に検討しているところである。平滑筋の収縮制御機構として最も有力なミオシンリン酸化説も、in vitroでは確立しているが、そのリン酸化が生筋の張力発生とどう関連するか未だ不明で、両者の量的解析が急がれている。本研究は、この不確かな点、リン酸化の程度と張力の関係について、2年間で、哺乳類の単一平滑筋での張力測定を含めた実験法を確立し、ミオシン制御軽鎖交換によってそれぞれ詳しく調べ、カルポニンの弛緩における生理的意義を検討することを目的としている。本年度は、従来、両生類の胃の平滑筋で行われていた方法を哺乳類の平滑筋(主に血管平滑筋)に応用し、その収縮張力測定法を確立することである。本年度4月に異動したこともあり、実験室の整備に時間を要して当初予定したほどには進まなかったが、次のような成果があった。哺乳類の平滑筋は、両生類ガマ胃平滑筋よりも長径が短いため、測定系のプローブに巻きつけるという従来のやり方では難しい。そこで短い分、工夫をして、まだ十分ではないがかなりの部分までの保持が可能になった。収縮性を保持したskinned cellを作ることができた。来年度は、本年度の成果を踏まえ、さらにカルポニンの収縮に及ぼす影響の検討に発展させたいと考えている。

そこで短い分、工夫をして、まだ十分ではないが、かなりの部分までの保持が可能になった。分離した単一細胞の懸濁液をsaponin処理して膜透過性を高めたskinned cellを作製。収縮性を保持しにSkinned cellを作ることができた。3.カルボニンによる収縮抑制:カルボニンが平滑筋の静止状態を保つのに必要であることが分かった。現在、カルボニンの収縮に及ぼす影響についてさらに詳細に検討しているところである。
両生類胚内臓の左右非対称性の初期決定に関与する遺伝子のクローニングと機能解析

両生類アフリカツメガエル胚では、脊椎動物最多の6つのnodal相同遺伝子が同定されているが、Xnr-1のみが左側板中胚葉に左右非対称に発現する。Xnr-1の左右非対称な発現を誘導する分子機構については未解明である。Essnerらは、ツメガエル胚においては、神経胚後期(Xnr-1が背側尾部で両側性の発現を開始する時期)に、left-right dyneinが尾部の後期オルガナイザー領域に発現し、神経胚原腸に接する同領域に繊毛が生えていることを報告した。この領域で生じた繊毛運動が、Xnr-1の左側板特異的な発現に深く関与していることが予想される。今年度は、Xnr-1の左発現の直前に出現する、背側後方の沿軸中胚葉におけるXnr-1の両側性の発現(以下、両側性発現)に着目して研究を行った。Xnr-1に対するアンチセンス核酸を左割球に注射したところ、Xnr-1の左発現は61%の胚で消失したが、Xnr-1の両側性発現には、全く影響を与えなかった。Xnr-1リガンドが成熟型となるために、前駆体型Xnrを切断する酵素としてsubtilisin-like proproteinconvertaseが知られている。SPCの特異的阻害剤を神経胚に注射したところ、Xnr-1の両側性発現は57%の胚で消失した。左側板においてXnr-1によって誘導され、Xnr-1よりも後期に左側板特異的に発現するleftyはXnr-1シグナルのantagonistとして働くことが予想される。Leftyタンパク質を神経胚に注射したところ、Xnr-1の両側性発現は35%の胚で消失した。繊毛運動を阻害するバナジン酸(NaVO_3)を原腸に注射したところ、27%の胚で、内臓逆位が誘起された。これらの結果から、背側後方沿軸中胚葉で合成されるXnr-1リガンドが左右非対称な液流に乗って左側板後方に到達し、Xnr-1の左側板特異的な発現が、その後方から全域に伝播することの初動となっている可能性が示唆された。脊椎動物のnoda1遺伝子は、体節期の胚において左右非対称に発現する。両生類胚の場合、現在6つのnodal遺伝子が知られているが、そのうちXnr-1のみが左右非対称に発現し、後期神経胚期に左側板中胚葉のみに発現する。Xnr-1がどのようなメカニズムによって左側のみで発現するのかについては、原腸形成以降、Xnr-1より早く左右非対称に発現する遺伝子が知られておらず、全く分かつていないと言える。Xnr-1の左右非対称な発現を制御するメカニズムを探るため、いくつかの実験を行った。神経胚の左右の組織を切り分け、サブトラクション法を用いて、Xnr-1以前に左右非対称に発現する遺伝子の単離同定を試みたが、検出出来なかった。Zebrafish, chick, XenopusなどのNoda1他で保存されているアミノ酸領域を元にForward6種類、Reverse6種類のprimerを設計し、いくつかの組み合わせでdegenerate PCRを行ったところ、Xnr-1,Xnr-3,fugasin, Xnr-6,ADMP, BMP-4,Vg1などが単離されたが、新規遺伝子は単離されなかった。しかしながら、このうち2組のprimer pairをアカハライモリ原腸胚由来mRNAに適用し、degenerate PCRを行ったところ、1つの新規noda1遺伝子の部分配列を決定することが出来た。これをCynr-1と名づけて、そのORF全長の単離を急いでいる。両生類特異的TGFとされるTGF-beta5のタンパク質を神経胚の右側板に皮下注射すると、100%近い胚に内臓逆位が生じXnr-1の発現が右側に大きく偏ることから、Xnr-1の左側板特異的な発現に内在性のTGF-beta5が関与することが考えられた。そこで、TGF-beta5タンパク質の機能を抑制するべく、そのアンチセンスMorpholino oligonucleotide(MO)を背側左割球に注射したところ、網膜組織の分化が抑制され"フリーレンズ"が高頻度で形成されると共に、内臓逆位が生じた。TGF-beta5 MOの背側左割球注射でXnr-1の左側板特異的な発現が50%の胚で消失していた。同MOの背側右割球注射では、Xnr-1の発現に変化はなく、内臓逆位も殆ど生じなかった。従って、後期神経胚期に沿軸中胚葉に発現するTGF-beta5は、Xnr-1の左側特異的な発現を維持する因子であると考えられた。両生類においてはXnr-16の六つのnodal遺伝子が知られているが、その中でXnr-1のみが左側板中胚葉に発現し、左右性決定に関与するとされている。本研究は、Xnr-1の発現調節機構の解析を通じて、両生類初期胚の左右性決定機構を明らかにすることを目的としている。今年度は、Xnr-1シグナルの活性化機構を中心に解析を行った。NodalをはじめとするTGF-βsuperfamilyのリガンドは、前駆体蛋白質として分泌され、その-RXXR-モチーフ部位が、Furinなどのエンドペプチダーゼによる限定分解をうけて、活性型に変換する。

Furinの仲間(Subtilisin-like proprotein convertase)の阻害剤として働く、RXXRモチーフアナログであるヘキサアルギニン(Hexa-(D)RRRRRR-NH2)やDecanoyl-RVKR-chloromethylketoneの二つのペプチド性阻害剤をツメガエル初期-中期神経胚の側板に注射したところ、左側板に注射した場合にも、右側板に注射した場合にも、5割を超える注射胚に心臓逆位/内臓逆位が生じた。どちらの阻害ペプチド投与の場合にも、注射胚の形は左右性を除いては正常であり、生存率も高かった。従って、Furinの仲間の酵素が左側板ならびに右側板で働くことが、神経胚の左側板特異的なXenopus nodal related-1の発現、ひいては正常な左右性の決定に必要であることとが示唆された。ツメガエル胚新規nodal遺伝子のクロー.ニングをdegenerate PCR法によって試みたが既知の遺伝子しか増幅できなかった。しかしながら、用いたprimerを硬骨魚類メダカ胚に適用し、nodal相同遺伝子を二つクローニングし、これらをOnr-1,0nr-2と名付けた。両生類アフリカツメガエル胚では、脊椎動物最多の6つのnodal相同遺伝子が同定されているが、Xnr-1のみが左側板中胚葉に左右非対称に発現する。Xnr-1の左右非対称な発現を誘導する分子機構については未解明である。Essnerらは、ツメガエル胚においては、神経胚後期(Xnr-1が背側尾部で両側性の発現を開始する時期)に、left-right dyneinが尾部の後期オルガナイザー領域に発現し、神経胚原腸に接する同領域に繊毛が生えていることを報告した。この領域で生じた繊毛運動が、Xnr-1の左側板特異的な発現に深く関与していることが予想される。今年度は、Xnr-1の左発現の直前に出現する、背側後方の沿軸中胚葉におけるXnr-1の両側性の発現(以下、両側性発現)に着目して研究を行った。Xnr-1に対するアンチセンス核酸を左割球に注射したところ、Xnr-1の左発現は61%の胚で消失したが、Xnr-1の両側性発現には、全く影響を与えなかった。Xnr-1リガンドが成熟型となるために、前駆体型Xnrを切断する酵素としてsubtilisin-like proproteinconvertaseが知られている。SPCの特異的阻害剤を神経胚に注射したところ、Xnr-1の両側性発現は57%の胚で消失した。左側板においてXnr-1によって誘導され、Xnr-1よりも後期に左側板特異的に発現するleftyはXnr-1シグナルのantagonistとして働くことが予想される。Leftyタンパク質を神経胚に注射したところ、Xnr-1の両側性発現は35%の胚で消失した。繊毛運動を阻害するバナジン酸(NaVO_3)を原腸に注射したところ、27%の胚で、内臓逆位が誘起された。これらの結果から、背側後方沿軸中胚葉で合成されるXnr-1リガンドが左右非対称な液流に乗って左側板後方に到達し、Xnr-1の左側板特異的な発現が、その後方から全域に伝播することの初動となっている可能性が示唆された。
高エネルギー重イオンによるがん治療・診断の基礎研究

原子核研究所において建設中の重イオン蓄積リングTARNIIから高エネルギー重イオンビームを引出し,医生物照射ビームコースを建設してがん治療・診断の基礎研究を行う目的で, 61年度に製作した静電高圧型偏向電磁石に続いて,今年度はその下流に設置する集束用四重極電磁石を設計製作した.これらの装置をビームコースに設置し,取出しビームの偏向を可能にするための超高真空用真空槽を製作設置することによってビーム輸送系が作成された.実際にビーム取出しを行う時のビームの振舞いをコンピュータによりシミュレーションを行ってビームがリング中の他の個所に衝突することなくビームコースに導かれることを確認した.これにより,医生物照射に要求される一様な均一照射野や任意の大きさのスポット状の照射野を得ることができる. 63年度には引出しビームの真空系の製作や収差補正法の確立を行って, TARNIIリングと合わせて総合運転を行って,ビームコース全体を完成させる予定である.ビーム制御系に関しては,微弱な取出しビームの軸出しと照射中のビームの均一性をモニターするためのプロファイルモニターをマルチワイヤチェンバー方式により製作した.電極からの電荷は最終的にコンピューターにより処理され3次元表示されるが,その性能のテストは疑似データーにより確認された.63年度にはさらにスキャッタラ,コリメーター,光学的位置決め装置,ビームモニターなどを製作し,プロファイルモニターとともにビームコースに設置し,実際のビームを用いたテストを行って制御系として完成させる予定である.原子核研究所において建設中の重イオン蓄積リングTARNIIから高エネルギー重イオンビームを引出し,医生物照射ビームコースを建設してがん治療・診断の基礎研究を行う目的で, 61年度に製作した静電高圧型偏向電磁石に続いて,今年度はその下流に設置する集束用四重極電磁石を設計製作した.これらの装置をビームコースに設置し,取出しビームの偏向を可能にするための超高真空用真空槽を製作設置することによってビーム輸送系が作成された.実際にビーム取出しを行う時のビームの振舞いをコンピュータによりシミュレーションを行ってビームがリング中の他の個所に衝突することなくビームコースに導かれることを確認した.これにより,医生物照射に要求される一様な均一照射野や任意の大きさのスポット状の照射野を得ることができる. 63年度には引出しビームの真空系の製作や収差補正法の確立を行って, TARNIIリングと合わせて総合運転を行って,ビームコース全体を完成させる予定である.ビーム制御系に関しては,微弱な取出しビームの軸出しと照射中のビームの均一性をモニターするためのプロファイルモニターをマルチワイヤチェンバー方式により製作した.電極からの電荷は最終的にコンピューターにより処理され3次元表示されるが,その性能のテストは疑似データーにより確認された.63年度にはさらにスキャッタラ,コリメーター,光学的位置決め装置,ビームモニターなどを製作し,プロファイルモニターとともにビームコースに設置し,実際のビームを用いたテストを行って制御系として完成させる予定である.
粒子充填層内における乱流熱輸送に関する研究

本研究は、高速炉の局所閉塞事故評価に関して多孔質状閉塞内外の熱流動場に関する実験研究である。閉塞形態として粒子充填型閉塞を想定し、試験部に球形ガラス粒子を充填した実験装置を製作した。56.9wt%ヨウ化ナトリウム水溶液とパイレックスガラス球を用いる閉塞物内部流動の可視化計測手法を確立した。ついで、20mm球および10mm球ガラス粒子正方格子粗充填と20mm球粒子千鳥型密充填の3種類の充填層閉塞内と周辺速度場の流動構造をPIVにより明らかにした。充填層閉塞内では直進流、偏向流、傾斜流、分岐流、合流の特徴ある流れや渦発生の特徴が見られた。粒子間空隙域が連続する方向に流体は速く流れ、粒子占有域では粒子が抵抗となり流体は低速度となるが、方向を変えて速度を回復する。壁境界とサブチャンネル間の境界による非対称性により、充填層閉塞内流れは主流方向流れと横(健全側)方向流れに大きく二分される。健全側では、閉塞測からの流入により下流に行くに従い流れは発達し速度の増加とともに速度分布も発達した。閉塞下流では閉塞側では粒子間空隙域からは直進噴流が流出し、健全側から流れは層状に直進し、これらはすぐには混合しないことが示された。PIVとLIFによる温度場速度場同時計測を行った結果、加熱速度場では充填層閉塞内外での自然対流上昇流が確認され、粒子間空隙内の流れの促進など対流熱輸送の構造的特徴が見られた。また、加熱面からのガラス粒子への直接熱伝導やガラス粒子から流体への熱伝達も生じていると推測される結果を得た。充填層閉塞下流では粒子間空隙域より流出した高温流体ジェットが確認されたが、下流では混合が進み、次第に均一温度場へ向かう。以上より、充填層閉塞は流体運動を妨げ、加熱壁面付近の流体温度を上昇させ、自然対流を発生させる、一方、閉塞内部では合流および分岐流が流体混合を促進する働きをすると言える。本研究は、高速増殖炉の安全評価等に必要な基盤技術構築を目標として、炉心燃料集合体内の局所閉塞事故事象における閉塞物内外の液体の流動と熱移動現象を実験的に解明する。閉塞形態として、最も可能性の高い粒子(球)充填型閉塞を想定した模擬試験装置を用いて実験を行った。初期段階として、閉塞物としてパイレックスガラス球、作動流体としてヨウ化ナトリウム溶液を用いた屈折率適合実験を行い、濃度56.9wt%で屈折率が一致することを確認した。次に、画像処理流速計による計測に最適な解析範囲を見積もり、充填層内の可視化手法を確立した。閉塞部の試験流路は、主流方向に閉塞側と健全側に2分したサブチャンネル型になっており、閉塞物内外の流れ場を画像処理流速計とレーザドップラ流速計を用いて詳細測定し、解析を行った。実験結果から、閉塞部内の流れは主流速、横隣への流れ込み、循環渦などの特性が確認され、閉塞部の流れ方向位置により、その特性に違いがあることがわかった。現在、速度場の詳細な解析を行っている。さらに、流体温度分布を計測するために、レーザ誘起蛍光法温度計測システムを構築しつつある。これまでに次の結果を得た。(1)閉塞側では、出口部にいくほど主流方向流速は遅くなる。閉塞物内で比較をすると、健全側に近い部分はより小さくなる傾向を示す。(2)閉塞側では、入口部で健全側への流れ込みが大きく、健全側の流速分布に影響を与える。

(3)健全側では、入口部で流路形状の大きな変化のために、閉塞物をまわり込む流れが存在する。(4)健全側では、入口部で閉塞側から多く流れ込むために、横方向の流れ成分がある。(5)健全側では、中央部、出口部で閉塞側からの影響をあまり受けず、健全側では、発達した流速分布となる。本研究では,高速炉の局所閉塞事故に関して,燃焼ピン表面温度を決定づける閉塞物内の熱輸送現象を解明しその評価手法を構築するため,多孔質状閉塞物内部の熱流動場に関する実験研究を行った。閉塞形態として粒子充填型閉塞を想定し、試験部に球形ガラス粒子を充填した実験装置を製作した。閉塞内部の流動場の可視化計測手法を確立するために、ヨウ化ナトリウム(NaI)水溶液とパイレックスガラス球を用い,Nd-YAGレーザーを光源とし,NaI水溶液濃度を調整し屈折率を合わせる実験を行い,濃度56.9[wt%]とすればパイレックスガラス球の屈折率と一致することを確認した。1サブチャンネルに相当する簡易ループ試験装置を用いて本可視化手法の有用性を確認した上で、燃料集合体内の2つのサブチャンネルを模擬したテスト部に適用して,閉塞内部および健全流路内の流速分布について測定し,流動場のミクロ構造を明らかにした。閉塞部内では、充填粒子により流れが阻まれ当然、健全側流路より主流方向速度は小さくなるが、充填粒子間を流体が流れるため、合流、分岐流と言う特徴ある流れや渦発生の特徴が見られる。ついで、レーザ誘起蛍光法により閉塞物内部の温度分布を計測する手法について検討し,NaI水溶液中での適用性を確認した。簡易ループ試験装置に適用して、温度分布について測定した結果、閉塞物の後流では高温噴流が見られその後広い範囲で水温が上昇することが示された。これは、流動場の計測結果と考え合わせると、充填粒子の存在のために発生する層内の合流および分岐流が流体の混合を促進した結果であると考えられる。また、閉塞物およびその下流では、加熱壁面付近に高温領域が観察された。以上より、閉塞物は流体運動を妨げ、加熱壁面付近の流体温度を上昇させる。一方、その内部では流体混合を促進する動きをし、後流の幅広い領域で温度上昇を引き起こす働きをすると言える。
小規模和牛繁殖経営の評価と今後の方向性に関するシステム論的研究

小規模和牛繁殖農家を対象に行ったアンケート調査の結果,子牛出荷価格は,56頭規模の農家からの子牛が有意に高かった。この結果を踏まえて,熊本県下の平地水田地帯,中山間地帯,高原地域の56頭規模の繁殖複合経営農家を選んで実態調査を行ったところ,それらのいずれの農家においても,飼料として自家製の稲わらやイタリアングラスを利用し,糞尿は田畑に還元するというように,生物循環を重視した環境保全型の生産が営まれていた。実際,糞尿を田畑に還元することによって,化学肥料の投入量は半分ですむようである。またこのような生産方式によって生産された米は光沢があり,美味しいようである。さらに飼養者は,老人が中心で,和牛の飼養は生きがいや健康のためになっていることが聞き取り調査からうかがえた。これらの情報に基づき,小規模繁殖複合農家の生産形態を表わすシステムモデルを開発した。このモデルにおいては,稲作部門に関しては,堀江(1988)の稲の生育モデルをベースに熊本県の稲作生産に適合するように改良を加えたサブモデルを開発した。土壌への糞尿の投入必要量については,熊本県が公表している「水稲栽培耕種基準(1994)」に基づくものと仮定した。また,和牛生産部門に関しては,Hirooka&Yamada(1990)の繁殖雌牛と子牛に関する汎用モデルを褐毛和種に適合したモデルを開発した。そしてそれらを統合して,トータルな生産性や収益性を計算できるモデルを作成した。
超精密工作機械の熱変形制御に関する研究

本研究では、超精密工作機械のさらなる加工精度の向上を目的として、種々の熱源に起因する工作機械の熱変形に対する補正を行い、加工精度を補償するための方法論の確立を目的とする。提案する方法論は、基本的な正面旋削加工機に対して実験により検証する。本研究により得られた成果は以下の通りである。超精密工作機械の主軸に用いられる空気静圧主軸の熱的な挙動について、実験的に検討を行った。ここでは、主軸の回転と周囲気温の変動に起因して発生する熱の影響について考察を加えた。その結果、主軸の回転数の増加に伴って、周囲気温の変化による熱的な工作機械の変形量も増加することが明らかになった。これは主軸の回転により熱伝達の特性が変化することが理由と考えられる。この実験結果に基づき、超精密工作機械の熱変形を補正するための手法を提案した。具体的には、主軸回転数と工作機械の熱変形量との間の伝達関数、および周囲気温と熱変機の間の伝達関数をそれぞれ別々に求めておき、実験により得られた伝達関数と畳み込み積分の手法により、熱変形の推定と補正を簡単に行うための手法を提案した。提案する手法により、加工誤差は15%以下に減少させることができることを実験により確認した。超精密工作機械による切削加工の加工精度の向上を行うために,工作機械の熱変形に関する研究を行っている.本研究では,超精密工作機械の熱変形に最も影響を与える外部熱源として周囲気温の変化を,また内部熱源として主軸の回転に伴うモータの発熱とエア軸受部の摩擦熱を考慮している.ここでは,これらの影響を定量的に明らかにし,加工中の熱変形による加工誤差を補正するための方法論の確立を目的としている.本年度は,以下の項目について研究を行った.(1)周囲気温の変化が超精密工作機械の主軸系におよぼす影響0.1°C以下の精度で環境温度を制御し得る恒温室内において,人為的に気温を変化させた場合の主軸系の熱変形特性を定量的に明らかにし,両者の間の伝達関数を求めて,気温変化から熱変形量を推定するための手法を検討した.ここでは,主軸回転数の変化が主軸表面の熱伝達特性の関係に着目し,特性の変化を定量的に考慮することができる推定モデルを提案した.(2)工作機械の駆動に伴う内部発熱が熱変形におよぼす影響工作機械の主軸系の駆動に伴うモータの発熱,エア軸受での空気摩擦による発熱によって生じる熱変形を対象に検討を行った.特に主軸・工作物テーブル間の相対的な熱変形をステップ熱入力によって応答としてとらえ,駆動エネルギーと変形との関係を定量的に記述し,変形量を推定するための手法を提案した.本研究では、超精密工作機械のさらなる加工精度の向上を目的として、種々の熱源に起因する工作機械の熱変形に対する補正を行い、加工精度を補償するための方法論の確立を目的とする。平成11年度は、主として以下の2項目について研究を行った。(1)周囲気温の変化と主軸回転数の変化を考慮した熱変形補正方法の検討超精密切削加工に使用する工作機械に搭載されている主軸は、圧縮空気により支持される空気静圧軸受けを採用している。昨年度は主軸回転数の変化よって熱伝達特性が変化するため、周囲気温変化に対する変形挙動にも変化が生じることを明らかにした。本年度はさらに詳細な検討を行い、周囲気温の変化と主軸回転数の変化の関係について実験的に明らかにした。また代表的な主軸回転数の下で、周囲気温の変化に対する工具刃先と被削材との相対変位との関係を伝達関数の形で実験的に求めておき、この関係に基づき加工中に生じる加工誤差の推定を行う手法を確立した。(2)切削実験による超精密工作機械の熱変形制御の確認これまでの研究を総合し、個々に推定した熱変形量をもとに実際の切削の場における加工誤差を推定し、アルミニウム合金に対する平面旋削に対する誤差補正を行って加工精度の向上を確認した。
2次元半導体バーテックス検出器の放射線耐性の研究

微弱信号を捉える高性能CCDに大強度放射線を当て、性能劣化の度合いを調べた。CCDの性能の劣化は電荷転送中の損失(電荷転送損失率:CTI)の増加を招く。これを広い温度範囲(-100°C常温)にわたって測定する装置を開発し、放射線ダメージの状況を調べた。まず、大強度電子線を当てたが、これは主にCCD表面にダメージを与える。表面での暗電流を抑えるため、駆動時のゲート電圧を反転させるといった特殊な技法を用いているが、ダメージを受けるにつれこの反転電圧を上昇させる必要があることがわかった。CTIの温度依存性は生成されたトラップレベルにより、異なる振る舞いをするが、精密なシュミレーションを開発し、実験結果がよく再現できることがわかった。また、新たな駆動方程式を考案し、シュミレーションしたところ、放射線ダメージを受けた素子についても、常温(0°C以上)でCTIが十分低く抑える可能性も見出した。さらに、素子を高温(150°C)にさらすことにより、0.44eVのトラップレベルを除去することにも成功した。これらの研究により、将来の線形加速器実験で予測される5x10^<11>/cm^2/yearの放射線被爆においても、CCD素子の飛跡検出器として利用できることに目処が立ちつつある。加速器衝突点付近に置かれるCCDバーテックス検出器は低エネルギー電子とともに中性子もバックグラウンドとして受ける。中性子の被爆予測値は2X10^8/cm^2/yearと電子線に比べ低いレベルであるが、中性子線は素子全体にわたるダメージを与え、ダメージの影響が異なる。中性子線照射実験も進行中であるが、現在のところ、少数のピクセルにおいて暗電流が増加する(hot pixel)が観測される以外、CTIの増加等の悪影響は見られておらず、中性子線から生じる問題は軽微であると予測している。
制御性T細胞の選択的コントロールによる抗腫瘍免疫応答の賦活化

自己に対する免疫応答を制御している制御性T細胞(Tregs)が、がん抗原に対する免疫応答を抑制している。Tregsがとりわけ自己由来のがん抗原特異的CD8+T細胞誘導に与える影響を解析した。Tregsは抗原提示細胞の共刺激シグナルを制御することで、がん抗原特異的CD8+T細胞を特徴的なフェノタイプを有する免疫不応答(アネルギー)状態に陥れることを示した。これらのがん抗原特異的CD8+T細胞の不応答状態は安定的であることから、効果的ながん免疫療法にはTregsの免疫抑制を克服した上でのがん抗原に対する免疫応答の活性化が極めて重要であると考えられた制御性T細胞により抑制されたがん抗原特異的エフェクターT細胞、特にCD8+T細胞のフェノタイプについて検討した。制御性T細胞により抑制されたがん抗原(自己抗原)特異的CD8+T細胞は、1回細胞分裂後に分裂を停止することを示した。これらの抑制されたCD8+T細胞は、ナイーブT細胞マーカーのCCR7陽性でありながら、活性化後のT細胞の様にCo-inhibitory分子(特にCTLA-4)を発現しているというユニークな特徴を有し、抗原再刺激に対して不応答(アネルギー)状態になっていた。Co-inhibitory分子をブロックする抗体では免疫不応答を解除することはできなかった。また、培養中の抗原提示細胞上の共刺激分子の発現が制御性T細胞により低下しており、制御性T細胞は抗原提示細胞を介して自己反応性T細胞を抑制していた。以上より、制御性T細胞により抑制されたがん抗原特異的エフェクターT細胞の再活性化は難しく、制御性T細胞除去下での初期の十分な免疫応答の活性化の必要性が示唆された。制御性T細胞を選択的に除去するために、腫瘍浸潤制御性T細胞の特異的分子発現を検討した。抗体による除去を目的とする細胞表面分子の同定は、以前同定したCCR4以上の特異性をもった分子は同定にはいたらず、さらに症例数を増やして検討を行っている。一方、制御性T細胞の特性に着目し、特異的な細胞内分子シグナルを同定した。制御性T細胞が他のエフェクターT細胞に比較してT細胞レセプターシグナルに依存していること等により、T細胞レセプターシグナル下流の分子および転写調節因子が標的分子となり得ることを明らかにした。これらの標的分子に対する低分子阻害剤を用いてヒト活性化型制御性T細胞の選択的除去、及びがん抗原特異的エフェクターT細胞の活性化が誘導可能であることを明らかにし、今後これらの分子の動物モデルでの検討を進める。制御性T細胞により抑制されたがん抗原特異的エフェクターT細胞、特にCD8+T細胞のフェノタイプについて検討を進めた。制御性T細胞により抑制されたがん抗原(自己抗原)特異的CD8+T細胞は、抗原再刺激に対して不応答状態になっていることを示してきたが、さらにこれらの細胞は免疫抑制能を獲得していることを明らかにした。この免疫抑制能は、制御性T細胞に抑制されたCD8+T細胞上に発現しているCo-inhibitory分子、とりわけCTLA-4に依存しており、ブロッキング抗体でCTLA-4シグナルを抑制することにより阻害された。また、抗原提示細胞との共培養により抗原提示細胞上の共刺激分子の発現が低下し、制御性T細胞と同様に抗原提示細胞を介して免疫抑制能を発揮していることが示された。以上より、有効な抗腫瘍免疫応答誘導には、制御性T細胞により抑制されたがん抗原(自己抗原)特異的CD8+T細胞のCTLA-4分子を介した免疫抑制効果についても抗CTLA-4抗体を用いた抑制の必要性が示唆された。今後はマウスモデルも含めて抗CTLA-4抗体による制御性T細胞により抑制されたCD8+T細胞への影響と抗腫瘍効果の関連の解析を進める。制御性T細胞を選択的に除去するために、腫瘍浸潤制御性T細胞の特異的分子発現の検討を実施した。抗体による除去を目的とする細胞表面分子の同定は、症例数を増やして実施した結果、以前同定したCCR4以上の特異性をもった分子がいくつか同定され、Ex vivoの解析においてTILで制御性T細胞で制御性T細胞を除去可能であることを示した。今後はエフェクターT細胞への影響について検討し、制御性T細胞への選択的作用を確認する。一方、制御性T細胞に特異的な細胞内分子シグナルに関する解析は、T細胞レセプターシグナルに対する低分子阻害剤について、本研究からAMEDの革新がん研究へと展開した。研究の目的の達成にむけて平成27年度で制御性T細胞に抑制されたがん抗原(自己抗原)特異的CD8+T細胞の解析を進め、新たな免疫抑制機能を同定した。また、がん局所に浸潤する制御性T細胞の詳細なフェノタイプを症例数を拡大して進めたことにより、新たな分子同定につながった。さらに前年度同定したT細胞レセプターシグナル分子に関する低分子阻害剤は本研究成果をもとにAMED革新がん研究に展開しており、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。とから、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。Tregsは抗原提示細胞の共刺激シグナルを制御することで、がん抗原

特異的CD8+T細胞を特徴的なフェノタイプを有する免疫不応答(アネルギー)状態に陥れることを示した。これらのがん抗原特異的CD8+T細胞の不応答状態は安定的であることから、効果的ながん免疫療法にはTregsの免疫抑制を克服した上でのがん抗原に対する免疫応答の活性化が極めて重要であると考えられた制御性T細胞により抑制されたがん抗原特異的エフェクターT細胞、特にCD8+T細胞のフェノタイプについて検討を進めた。前年度はとくに自己由来がん抗原に対する免疫抑制について検討したが、本年度はさらに外来抗原に類似したneoがん抗原に対する免疫抑制を検討した。遺伝子変異の蓄積により生じたがん細胞内には、正常細胞が本来もっていない非自己の物質ががん抗原として存在する。これらは、遺伝子変異によりがん細胞で新たに出現したことから免疫系に認識されやすいと考えられ、neoがん抗原とよばれ自己由来抗原と区別される。制御性T細胞により抑制されたneoがん抗原特異的CD8+T細胞は、自己由来がん抗原特異的CD8+T細胞と異なり制御性T細胞存在下においても増殖可能であることが明らかになった。しかし増殖したneoがん抗原特異的CD8+T細胞は、PD-1などのCo-inhibitory分子を強発現しており、抗PD-1抗体投与により細胞増殖、サイトトカイン産生が増強した。これは抗PD-1抗体投与時に自己免疫応答より抗腫瘍免疫応答が優位に誘導されることと一致していた。またこれらのneoがん抗原特異的CD8+T細胞は、転写因子T-betを高発現していることが示された。従来T-betはPD-1発現の抑制分子とかんがえられてきたため、T-betとPD-1発現との関連を検討している。これらのデータに基づき、少数例ではあるが、PD-1治療を受けた患者検体を解析したところ、腫瘍浸潤CD8+T細胞がT-betを高発現している方が、治療効果が良好である可能性が示された。研究の目的の達成にむけて初年度で制御性T細胞に抑制されたエフェクターT細胞のフェノタイプを明らかにして報告した。これらのエフェクターT細胞は回復不能で抗体により除去することが重要であるというデータも得ている。さらに制御性T細胞に関しても、すでに網羅的解析により新たな標的分子(T細胞レセプターシグナル分子および転写調節因子)の同定が終了しており、検体の集積も予定通りであることから、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。当初の計画で予定していた制御性T細胞表面に発現する分子の同定についても検討する症例数を増加させたことにより、特異的に発現すると考えられる分子をいくつか同定できた。今後はこれらの分子の制御性T細胞での発現の選択性について検討を進める。さらにマウスモデルにおいて、これらの分子の制御性T細胞除去での有用性、さらには抗腫瘍免疫応答の増強の可能性を検討していく。その際、腫瘍局所、局所リンパ節、脾臓などでがん抗原に対する特異的CD8+T細胞の誘導、細胞傷害活性およびT細胞疲弊マーカーの変化を検討する。一方で制御性T細胞により抑制されたがん抗原(自己抗原)
血液ガス分析値の標準化に関する研究

血液ガス分析値の標準化に際し、正確さを伝達できる機能を備え簡便に使用できる実試料標準物質として、トノメトリーされた血液、および精度管理用バッファータイプコントロール物質の適合性について検討した結果、血液ガス測定用標準物質が電極に対する特性・ヘモグロビンを含んでいる・操作が簡単および真値へのトレーサビリティ体系にあるなどの点で最も適していた。次に、血液ガス測定用標準物質を使用した正確さの調査(EQA:External Quality Assurance)を石川・富山および福井の3県の臨床検査技師会と共同で2003年と2004年に実施した。その結果、1.pHおよびpCO_2は殆どの機種でほぼ正確に測定されているが、pO_2は高値試料で大きなバラツキを示した。これは、酸素解離曲線の傾きが小さい部分(100mmHg以上)に表示値を設定すると理論的にバラツキが大きくなりやすいことによるものであり、2004年のEQAではpO_2の設定値が前年より低く設定されたのでバラツキはやや少なくなる傾向を示した。2.血液ガス測定用標準物質の測定値と表示値の関係から作った補正式により結果の収束率が全ての項目で顕著に改善されたので、実試料(血液)においても同様の結果が期待される。3.参加台数が10台以上の5機種について測定値の機種間差を検討した。pHは統計学的には有意差を示した組み合わせが幾つかみられたが、その差は小さく、全て許容範囲内の差であった。pCO_2およびpO_2については統計学的にも機種間差は無かった。以上、血液ガス分析値の標準化には現状では血液ガス測定用標準物質が最も適している。しかし、i-STATのような新しいタイプのセンサーを有する装置では血液ガス測定用標準物質は血液とは異なる特性を示すことも分かったので、今後、この点に関する取り組みが必要である。平成15年度は血液ガス測定用標準物質による正確さの調査(14)と数種類の分析装置にトノメート血による検討(5)を行った。以下にその結果を示す。1)平成15年に新しく製造された血液ガス測定用常用標準物質(pH,pCO_2,pO_2の各項目に標準値と不確かさの大きさが値付けされたヘモグロビン溶液で3濃度/セット)2セットを125施設・137台(33機種,7メーカー)に配布し正確さの調査を実施した。試料の保存および測定は使用説明書に従って測定した。2)測定結果:pHは各濃度とも標準値±0.03の範囲に90%以上の分析値が入ておりpHについては殆どの分析装置で正しく測定されていることが分かった。pCO_2については高濃度の試料のばらつきが大きく、中・低濃度ではほぼ正確に測定されている。pO_2では測定値の分布が正規分布ではなく23峰性の分布を示し、特に中・高濃度で大きなばらつきを示し、半数以上の装置で正確さに問題があることが示された。3)補正効果:1セット目の結果を基に補正式(直線回帰式)を作成し、2セット目の結果を補正した。全体として補正値は真値に近づいており補正が有効なことが示された。補正前後を項目別に比較すると、pH・pCO_2では補正全より補正後の分布はばらつきが小さくなり幅の狭い正規分布を示した。pO_2では23峰性を示していた分布が補正後は表示値を中心とした分布となり峰の数も減少し、80%以上が正確な補正値となった。

4)補正式の経年変化:参加施設全体を対象に補正式の経年変化を見ると、補正式に一定の傾向は見られなかったが、1セット目と2セット目の測定値の差が小さい施設を対象に補正式を見ると補正式の傾きに殆ど変化がなく、よく管理されている分析装置では年間を通じて補正式は殆ど変化しないことがわかった。5)ヒト血液によるトノメトリーと標準物質の比較では両者に差はなく、標準物質が電極に対してヒト血液とよく似た反応性を示すことが分かった。また、ヒト血液トノメート血での補正式も経年変化があまりみられなかった。以上、血液ガス分析値の標準化は血液ガス測定用標準物質を定期的に用いることで可能と思われるが、平成16年度は、機種間差や経年変化について更に詳細な検討を行う予定である。平成16年度は血液ガス測定用標準物質を用いた正確さの調査を2回実施する予定であったが、参加施設との調整がつかず、一度だけ実施した(13)。また、数種類の分析装置にトノメートリーした血による検討(4)を行った。以下にその結果を示す。1)血液ガス測定用常用標準物質(Lot.No.:B04C1,pH, pCO_2,pO_2の各項目に標準値と不確かさの大きさが値付けされたヘモグロビン溶液で3濃度/セット)2セットを132台(31機種,6メーカー)に配布し正確さの調査を実施した。試料の保存および測定は使用説明書に従った。2)測定結果:pHは各濃度とも標準値±0.03の範囲に8595%の分析値が入ており、昨年同様殆どの分析装置で正しく測定されていることが分かった。pCO_2については高濃度の試料のばらつきが大きく、中・低濃度ではほぼ正確に測定されている。pO_2では測定値の分布が正規分布ではなく23峰性の分布を示し、全体的に大きなばらつきを示した。これはヘモグロビンの酸素解離曲線の特性に起因しており、安定化のためには解離曲線を変える必要がある。3)補正効果:1セット目の結果を基に補正式(直線回帰式)を作成し、2セット目の結果を補正した。全ての項目で補正値は真値に近づいており補正が有効なことが示された。4)ヒト血液によるトノメトリーと標準物質の比較:従来の電極を使用している装置では両者に差はないが、小型の半導体センサーを用いた機種ではヒト血液とトノメートリーされた血液の間に乖離が見られることがあり、半導体センサーを用いた機種には血液ガス測定用標準物質が不適であることが分かった。以上、血液ガス分析値の標準化は従来のデスクトップ型の機種については血液ガス測定用標準物質を定期的に用いることで十分可であるが、半導体センサーを用いる機種については新たな標準化の方法を模索する必要がある。
病原微生物に対する食細胞の認識応答機構の解明

侵入微生物に対する炎症反応並びに免疫応答の成立にサイトカインが重要な役割を担っていることは広く知られるところである。本研究計画では、予備実験より強く示唆されたmacrophageの微生物認識におけるScavenger receptor(SR)の特定ケモカイン応答における選択的な関与を立証することを目的とした。研究初年度においては微生物認識応答におけるSRの関与を各種SR阻害剤を用いた実験系およびSR knockout mouse macrophageを用いた実験系により検討した。その結果、Legionella pneumophilaを用いた実験では各種SR阻害剤によりケモカインであるMIP-2の誘導が選択的に阻害することが判明した一方、macrophageを重合した抗class A SR monoclonal antibodyで刺激するとmacrophage inflammatory protein2(MIP-2)の誘導(mRNAレベルの増加)が認められた。しかしclass A SR knockout mouseより得たmacrophageを同様に重合抗class A SR antibodyで刺激してもMIP-2の誘導は認められなかった。すなわち、これらの成績はSRが特定ケモカインの誘導に密接に関与しているであろうことを示唆するものである。研究次年度では、初年度に引き続きマクロファージの微生物認識応答におけるSRの関与をSR knockout mouseマクロファージならびにSR特異抗体を用いて詳細に検討した。マクロファージを酸化LDLで刺激するとケモカインであるMIP-1ならびにMIP-2が強く誘導されたのに対し、他のケモカインであるMCP-1やLymphotactinの誘導は認められなかった。SR class AtypeI/IIに対する特異モノクローナル抗体(2F8)でマクロファージSRを阻害した後、酸化LDLで刺激するとMIP-1およびMIP-2両方の誘導が著しく低下した。他のclass A SRであるMARCO(macrophage receptor with collagenous structure)に対する特異抗体による同様の実験ではMIP-2の低下が見られたが、MIP-1は影響を受けなかった。2F8を結合させたラッテックス粒子でSRを選択的に刺激するとMIP-1ならびにMIP-2両者が誘導された。さらにSR class A type I/II knockout mouseマクロファージを用いて酸化LDLによる刺激を試みるとMIP-2が誘導されたがMIP-1の誘導は認められなかった。これらの結果よりSR class A type I/IIはケモカインMIP-1の誘導に関与しており、MIP-2の誘導にはSR class A type I/II以外のMARCOを含めた他のSRが関与していることが示唆された。以上の成績よりマクロファージの微生物確認応答におけるSRの選択的関与が裏付けられた。一方macrophageは最初に侵入微生物に反応する免疫細胞であり、その多様な免疫学的役割(サイトカインの産生を含め)から感染において極めて重要である。