hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特発性正常圧水頭症（iNPH）の的確な診断法の確立と病態解明

特発性正常圧水頭症(iNPH)の的確な診断法と病態を解明するため,モデルマウスを作製し行動実験,電気生理実験から脳機能を解明した基礎研究とiNPHの様々な診断法および治療法に関する臨床研究を進めた.加齢性変化で脳内発現増加したLeucine-rich alpha-2 glycoprotein(LRG)に着目し,中枢神経系にLRGを特異的に過剰発現させたトランスジェニックマウスで脳スライスパッチクランプによるpaired pulse facilitationや長期増強などシナプス可塑性について解析した結果,synaptophysinと結合しシナプスの量的減少を惹起し,記憶形成を障害した.高齢者認知症疾患に関連するLeucine-rich alpha-2-glycoprotein1 (LRG1)コンディショニングマウスを用いた認知機能を多角的に検討した。LRG1は、加齢や脳内の炎症により増加する蛋白であり、大脳皮質Neuron・Glia細胞のみならず髄液中にも発現し、LRG1の発現は退行変性疾患、特に正常圧水頭症や進行性核上性麻痺、びまん性レビー小体型認知症で有意に増加する。我々はLRG1の中枢神経系での機能を解析すべく、LRG1が中枢神経系に特異的に過剰発現するdouble transgenic mouseを作製し、加齢に伴うLRG1発現の変化とそれに伴う認知機能の変化を1.形態学的、2.神経生理学的、3.行動生理学的に解析した。LRG1過剰発現モデル(Tg群)と対象モデル(ctrl群)を比較し、KB染色でNeuron数や密度および層構造に明らかな差は認められず、map2染色でctrl群では軸索が長く密に存在するのに対し、Tg群では短く粗で、軸索など細胞間のコミュニケーションに障害があると推察された。pCREBは学習により発現する蛋白であるが、24週、48週齢マウスで記憶形成・保持のタスクを行った後、ctrl群では学習効果を示してリン酸化CREBの発現が認められたのに対し、Tg群では発現が減弱し、学習効果が低いことが明らかとなった。神経生理学的評価として、海馬CA3からCA1に投射するSchaffer側枝にて神経刺激により発生する興奮性シナプス後場電位(fEPSP)を記録するパッチクランプを行ない,fEPSPはTg群で有意に小さくシナプス伝達が減弱しており、長期増強現象(long-term potentiation, LTP)においても時間経過に伴う低下を認めた。行動実験で老齢Tg群に記憶機能に関し有意な低下を認め、加齢に伴い認知機能低下が顕性化した。老年期の1%以上に発症すると報告され、高齢者の認知障害、歩行障害、排尿障害、転倒や寝たきりの原因であり、かつ治療により治癒可能な疾患として特発性正常圧水頭症(iNPH)は重要な研究課題である。本研究は高齢者認知症疾患に関連する臨床研究とモデルマウスを用いた基礎研究とのトランスレーショナルリサーチである。iNPHの的確な診断法を確立し、その病態機序を解明し、髄液を中心とした脳内環境の変化を明らかにする。iNPH脳病理はアミロイドβ、タウ蛋白の脳内沈着を高率に合併し、早期アルツハイマー病(AD)の臨床的な標識として可能性がある。AD病理を術前に髄液所見、磁気共鳴画像(MRI)、陽電子放射断層撮影(PET)などの画像所見より診断し、シャント治療介入で影響をうける髄液バイオマーカーの変化を確認した。一方、基礎研究ではiNPH患者の髄液に多く存在するも、脳内環境における生理機能がいまだ不明であるleucine-rich alpha-2 glycoprotein (LRG1)を過剰発現させた遺伝子組換えトランスジェニックマウス(Tg)を用いて、LRG1の役割、認知機能への影響を解明した。Tgマウスは疾患モデル研究センターに委託し安定した供給が得られ、若年モデルとして8週齢、24週齢、老齢モデルとして48週齢を用いた。形態/組織学的には海馬に発現するLRG1及びlearning memoryに関与する蛋白としてphosphorylated cAMP response element binding protein (pCREB)の発現を観察し、シナプス機能の評価としてsynaptophysinの発現について検討を加えた。さらに神経電気生理学的な評価では、海馬パッチクランプ法によるシナプス機能の測定、記憶形成の際に観察される長期増強現象を解析し、得られた結果は行動実験において裏付けとなることを確認し得た。基礎研究では、おおむね必要な実験データを集めることができた。データ解析の結果からLRG1が加齢関連認知障害をモジュレートしている可能性が示唆された。本研究結果を年度内に論文発表する予定である。高齢者特有の疾患として知られる特発性正常圧水頭症(iNPH)の病態の解明及び的確な髄液診断に対する研究を継続した。診断法では患者の髄液中各種アミロイドβペプチド、リン酸化タウ蛋白のほか、筆者らが脳内で加齢によって増加することを発見した糖蛋白ーleucine-rich alpha-2 glycoprotein (LRG1)などの髄液バイオマーカーを測定し、また新たにAβ42凝集体においてGlu22、Asp23残基付近でのターン構造(毒性ターン)を特徴とする「毒性コンホマー」24B3をサンドイッチELISAで測定し発症時期、アルツハイマー病などの併存疾患、髄液シャント効果を解析し、有用であった。基礎研究では高齢者認知症疾患に関連した臨床研究とモデルマウスを用いたトランスレーショナルリサーチを継続し、中枢神経系にLRG1を特異的に過剰発現させるdouble transgenic (Tg)

マウスを作成し、電気生理学的に海馬スライスを用いてパッチクランプ法によるpaired pulse facilitation(PPF)や長期増強: long-term potentiation (LTP)などのシナプス可塑性について解析した結果、LRG1-Tgマウスで24wからPPF、LTPが有意に低下し、LTP形成のための刺激閾値が上昇していた。認知行動実験にて24週齢ではシナプス機能の代償が働き有意差は生じなかったが、加齢に伴い48週齢は短期記憶および空間記憶が障害されることを確認した。病理組織学的には、LRG1-Tgマウスでsynaptophysinの免疫反応が有意な低下を認め、電子顕微鏡下にシナプス小胞とシナプス接合部の減少を確認した。LRG1はsynaptophysinと結合しシナプスの量的減少を惹起し、記憶形成を障害している可能性が推察された。研究内容は論文化し現在投稿中である。特発性正常圧水頭症(iNPH)の的確な診断法と病態を解明するため,モデルマウスを作製し行動実験,電気生理実験から脳機能を解明した基礎研究とiNPHの様々な診断法および治療法に関する臨床研究を進めた.加齢性変化で脳内発現増加したLeucine-rich alpha-2 glycoprotein(LRG)に着目し,中枢神経系にLRGを特異的に過剰発現させたトランスジェニックマウスで脳スライスパッチクランプによるpaired pulse facilitationや長期増強などシナプス可塑性について解析した結果,synaptophysinと結合しシナプスの量的減少を惹起し,記憶形成を障害した.本研究は高齢者認知症疾患に関連した臨床研究と動物モデルを用いた基礎研究とのトランスレーショナルリサーチであるが、基礎研究に関しては研究計画に基づいた実験成果が得られており、認知症モデルマウスとしてLeucine-rich alpha-2-glycoprotein1 (LRG1)コンディショニングマウスの作成が安定して得られ、その成果を報告する論文作成に着手できる実験データが得られつつある。臨床研究に関しては、認知症を伴う高齢者の髄液中の蛋白,遺伝子に対する研究アプローチを行なっており,多施設協同研究による特発性正常圧水頭症髄液診断バイオマーカーの開発が進行中である。臨床研究では、髄液シャントによる髄液ターンオーバーの改善による脳内環境変化が、アミロイドβ42に代表される神経毒性蛋白を排除し、オリゴマー形成や脳内沈着を認知機能低下の抑止に寄与する可能性が推察されている。今後もシャント治療前と治療後の髄液バイオマーカーの測定を行い、認知機能の維持に寄与しているかを検討していく。基礎研究では、実験データを集計し、LRG1が加齢関連認知障害をモジュレートしている可能性について、年度内に成果を論文発表する予定である。H27年度までの研究結果をより信頼性の高いものにすべく、追加実験を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。脳神経外科学今後も計画に基づき、研究を継続していくが、基礎研究をサポートする技術研究員を海外より受け入れ一人配置する予定であり,本研究費から人件費を捻出していく計画である。次年度持越しは497円とほぼ予算を使用いたしました。
マイクロ流体デバイスを用いた酵素活性に依存しないバイオセンサの開発

酵素電極を用いたバイオセンサは、基質特使性が高く、迅速・高感度に測定できる利点を持つ。しかし、バイオセンサのシグナルは酵素活性と、基質・メディエータの拡散の両方に依存するという問題がある。過去の研究より、酵素活性が非常に高い場合、微小電極を用いることで、電極近傍での基質流量をすべてメディエータ流量に変換できることが明らかになった。本研究では、マイクロ流体デバイスの利点を最大限に生かし、通常活性の酵素を用いた場合にも基質流量をすべてメディエータ流量に変換し、酵素活性に依存しないバイオセンサの開発を目指す。
新高温超伝導酸化物の化学設計とプロセッシング・第1班(新物質・新組成・相図班)

本研究の目的は(1)新物質、新組成の探索、(2)状態分析、微細構造解析と超伝導性、(3)単結晶育成と物性、(4)薄膜作製とその物性を検討することである。(1)に関しての最大の成果は無限枚のCuO_2層からなるSrCuO_2系で110KのT_cをもつ超伝導体を発見したことである。これは数万気圧の超高圧下で合成したもので、基本的には無限枚構造のACUO_2から一部Aイオンを取り去ったものと考えられる。SrのかわりにCaなどを置換すると体積分率の高い超伝導相が得られる。Srに一部La^<3+>を置換するとT_c=43Kの超伝導になり、これは3万気圧の高圧下の還元雰囲気中で得られた。La_<2ーx>Bi_xCuO_<4+δ>系の酸素量を電極反応によって酸化すると、超伝導の体積分率が飛躍的に大きくなった。また、BiーPb系超伝導(2223相)に、Baを添加することにより120KまでT_cが上昇した。(2)NQR、磁化率電気抵抗の測定から(La,Ba)_2CuO_4では酸素が抜けた部分は局所的に半導体的電子状態に転移し、いわゆる電子状態がミクロに相分離していることを明らかにした。(3)フラックス法により5mm程度のNdBa_2Cu_3O_<6ーx>単結晶を合成した。またいくつかの単結晶を用いて光学的な性質を調べた。(4)YBa_2Cu_3O_<6+x>の単位胞超薄膜や人工格子の磁場中の電気抵抗、VーI特性、Hall効果の測定により酸化物超伝導体の2次元性などの検討を行った。2次元超伝導である1単位胞YBCOのT_c(onset)は80Kで、転移幅はブロ-ドになる。転移幅の増大はKosterlitzーThouless理論によって説明されることをVーI特性の測定により確かめるとともに、Hall抵抗の測定により、渦ー反渦の存在を直接証明した。人工格子を用いて、CuO_2層間の相互作用は少なくとも24A^^゚以上離れると消失してしまうこと、ならびにYBCOの単位格子の最表面原子はCuO鎖であり、その上にBaO原子層を供給すると下のCuO_2層は超伝導に移転することを明らかにした。
肥大心における細胞周期抑制因子p21の役割

心筋細胞は胎児期および新生児期を除き、細胞分裂するこがでず自己再生が不可能であると考えられており、特に病的心である肥大心における細胞周期については、これまで十分に検討されてはいない。当該研究では、心臓特異的に発現させたp21トランスジェニックマウスを作成し、心臓のphenotypeを解析、さらに圧負荷に対する心肥大反応を検討することによって、細胞周期抑制因子p21の役割を肥大心において解明した。p21遺伝子をα-myosin heavy chain(MHC)のプロモーター下に心臓特異的に発現させたトランスジェニックマウスを作成した。外来性α-MHC-p21遺伝子の伝達を確認できたマウスは5系統存在した。このうち2系統で心筋組織におけるp21蛋白の過剰発現を認めることができた。さらに腹部大動脈に人為的に狭窄を加え、圧負荷に対する心肥大反応を検討した。リッターメイトではshamに比してbandingによる大動脈狭窄を加え16週後の慢性的圧負荷を加えたもので、心筋の壁厚は増大し心肥大が認められた。これに対してp21トランスジェニックマウスでは、shamでリッターメイトに比して既に心肥大傾向にあり、bandingによる慢性的な圧負荷を加えるとむしろ心筋の壁厚は菲薄化し左室内腔の拡大を伴う拡張型心筋症様の変化がみられた。real-time PCR法にて検討した心筋組織中のGAPDHに対するBNPmRNA発現量は、wild typeのshamに比しbandingを加えたものでは3.2倍増加し、Tgでは3.3倍の発現亢進を認めた。本検討から、慢性圧負荷に対して代償できなくなった病態、すなわち拡張型心筋症様の非代償性心不全の病態にp21が関与している可能性が、またTgのshamでリッターメイトに比して心肥大傾向となったことは胎生期のp21の過剰発現による影響を反映している可能性が示唆された。心筋細胞は胎児期および新生児期を除き、神経細胞と同様に細胞分裂するこがでず自己再生が不可能であると考えられており、心筋細胞における細胞周期、特に病的心である肥大心における細胞周期については、これまで十分に検討されてはいない。我々のこれまでのDNAチップを用いた研究では、心臓手術時に得られたヒト圧負荷心筋においてコントロール群に比べp21(cyclin-dependent kinase inhibitor 1A)の発現亢進がみられた。今年度の本研究では、p21遺伝子をα-myosin heavy chain (MHC)のプロモーター下に心臓特異的に発現させたトランスジェニックマウスを作成した。F1世代のマウスの尻尾より抽出したゲノムDNAの解析の結果、外来性α-MHC-p21遺伝子の伝達を確認できたマウスは5系統存在した。これら5系統におけるマウスの心筋組織を可溶化した。可溶分画より抗p21抗体を用いて免疫沈降し、SDS-PAGEに展開したのち、抗p21抗体にてウェスタン解析を行った。この結果、2系統で心筋組織におけるp21蛋白の過剰発現を認めることができた。

本検討から、慢性圧負荷に対して代償できなくなった病態、すなわち非代償性心不全の病態にp21が関与している可能性が示唆された。心筋細胞は胎児期および新生児期を除き、神経細胞と同様に細胞分裂するこがでず自己再生が不可能であると考えられており、心筋細胞における細胞周期、特に病的心である肥大心における細胞周期については、これまで十分に検討されてはいない。我々のこれまでのDNAチップを用いた研究では、心臓手術時に得られたヒト圧負荷心筋においてコントロール群に比べp21(cychin-dependent kinase inhibitor 1A)の遺伝子発現亢進がみられた。今年度の本研究では、p21遺伝子をα-myosin heavy chainのプロモーター下に心臓特異的に発現させ、作成したトランスジェニックマウス(Tg)を用いて検討を継続した。このTgの2系統にて、心筋組織におけるp21蛋白の過剰発現認めることができた。腹部大動脈に人為的に狭窄を加えた圧負荷に対する心肥大反応の検討では、リッターメイトではshamに比してbandingによる大動脈狭窄を加え16週後の慢性的圧負荷を加えたもので、心筋の壁厚は増大し心肥大が認められた。これに対してp21トランスジェニックマウスでは、shamでリッターメイトに比して既に心肥大傾向にあり、bandingによる慢性的な圧負荷を加えるとむしろ心筋の壁厚は菲薄化し左室内腔の拡大を伴う拡張型心筋症様の変化がみられた。さらに、real-time PCR法にて検討した心筋組織中のGAPDHに対するBNPmRNA発現量は、wild typeのshamに比しbandingを加えたものでは3.2倍増加し、Tgではbandingによる慢性的な圧負荷を加えるとshamに比して3.3倍の発現亢進を認めた。本検討から、慢性圧負荷に対して代償できなくなった病態、すなわち拡張型心筋症様の非代償性心不全の病態にp21が関与している可能性が示唆された。心筋細胞における細胞周期、特に肥大心における細胞周期については、これまで十分に検討されてはいない。今年度の本研究では、α-myosin heavy chain (α-MHC)のプロモーターにより心筋特異的にp21を発現させるトランスジェニックマウス(Tg)を作成、具体的には、α-MHCのプロモーター領域を含んだプラスミドにマウスp21 cDNAをサブクローニングし、C57BL/6N CrjとDBA/2N Crjとの交配で得られた♀(BDF1)にC57BL/6N Crj♂を交配して得られた受精卵に注入してファウンダーマウスを得た。心筋組織におけるp21蛋白の過剰発現を認めることができたTgの2系統を用いて、腹部大動脈に狭窄を加えた圧負荷に対する心肥大反応の検討では、リッターメイトではshamに比してbandingによる大動脈狭窄を加え16週後の慢性的圧負荷を加えたもので、心筋の壁厚は増大し心肥大が認められた。これに対してp21Tgでは、shamでリッターメイトに比して既に心肥大傾向にあり、bandingによる慢性的な圧負荷を加えるとむしろ心筋の壁厚は菲薄化し左室内腔の拡大を伴う拡張型心筋症様の変化がみられた。real-time PCR法にて検討した心筋組織中のGAPDHに対するBNPmRNA発現
高大連携事業を活用した高校生の遺伝子組換え実験授業の改善

〈研究目的〉高大連携事業を活用して,高校生が正しく遺伝子組換え実験を理解できるための実践的教授方略を解明する。〈研究方法〉高大連携事業を活用して,高校生に教育用キットを利用した大腸菌の遺伝子組換え実験を実施し,遺伝子組換え実験の生徒の認識を,質問紙法及び個人面接法によって調査する。〈研究概要〉形質転換については,高等学校の教科書では,理科総合B及び生物Iで扱っているが,いずれも肺炎双球菌をラットに感染させた例を示している。しかし,実際に肺炎双球菌を利用した生徒実験を行うことは難しい。そこで,筆者は理科総合Bの形質転換の単元において,教育用キットを利用した遺伝子組換え実験を実施した。対象は,高校1年生であったが,ほとんどの生徒が大腸菌の形質転換に成功し,実験を終了することができた。この場合は,抗生物質のアンピシリンや遺伝子発現調節の説明は省き,単に+DNA(pGLOプラスミドあり)と-DNA(pGLOプラスミドなし)にわけて実験を行ったので,生徒もあまり混乱することなく実験を理解した。大腸菌へのプラスミドDNAの導入は,遺伝子組換え実験において最も重要な操作である。なぜなら,大腸菌へのプラスミドDNAの導入がなければ,大腸菌の形質転換は起こりえないからである。では,なぜ生徒はこの操作の意味を理解しにくのであろうか。その要因の一つに,形質転換の際にプラスミドDNAが大腸菌の中でどのような働きをしているかを理解していないことがあげられる。高校生は実験の直前の講義で,実験の説明を受けるが,初めて学習する用語が多いため十分に理解することができなかった可能性が高い。指導者は実験前にプラスミドDNAに関してわかりやすく説明をする必要がある。例えば,高校の生物IIの教科書に掲載されているヒトのインスリンや成長ホルモンの合成の過程を示し,大腸菌にプラスミドDNAが導入される仕組みを紹介することも有効な手段であろう。それによって,生徒は大腸菌にプラスミドDNAを導入する意味を理解できるようになるであろう。
等価力実験法:動電型アクチュエータの特長を活かした新しい地震応答試験法の提案

本研究は、等価力実験法において油圧型アクチュエータの代わりに、動電型アクチュエータを用いるという新しい手法の提案・検証を目的とする。この最大の理由は、その時点でのアクチュエータ速度・変位に関わりなく、発生力がコイル電流と一対一対応し、かつ電流は非常に正確に発生できるため、等価力実験法にとって動電型が最適と思われるからである。つまり、油圧型アクチュエータに要した力・速度のフィードバックとコントロールが、動電型では不必要と考える。等価力実験法と振動台実験法の検証を、それぞれ小型アクチュエータと小型振動台を用いて行った。用いた試験体は建物3層モデルであり、等価力実験では各層に1台ずつ動電型アクチュエータを接続し、一方振動台実験では台を動かす動電型アクチュエータを用いた。この実験により、多質点系の実台実速度実験の予備的な検証を行うのが目的である。振動台実験においては、機器の限られた性能により、台の加速度が目標と合致するものではなかった。この実際に得た加速度と質量の積つまり力の時刻歴を、各動電型アクチュエータを固定して再現することはできた。しかし、試験体が動く等価力実験では、変位ストロークを生じるアクチュエータの力の時刻歴は、目標どおりに再現することは難しかった。以上、この萌芽的研究から一応の実験経験と知見を得ることができたが、目的を達成するためさらなる検討を行っている。今後は、動電型アクチュエータのメーカーと共同で展開研究を行う。
ヒト小児眼球由来細胞を用いた新しい網膜細胞分化誘導法の確立

網膜神経分化誘導を促進する低分子化合物の同定を目指した。その結果、1)ストレス応答p38MAPキナーゼの阻害剤SB203580が中胚葉由来の心筋細胞分化を抑制し、外胚葉由来の神経細胞分化誘導を促進すること、2)p38MAPキナーゼ/MEF2C転写因子/BMP2のシグナル伝達が関与すること、また、3)ストレス応答JNK MAPキナーゼ経路が神経伸長に必須の役割を果たすことを明らかにした。さらに4)標的既知化合物約1,600種類をスクリーニングし、神経細胞分化を促進する低分子化合物を約20種類同定した。ヒト小児眼球由来細胞にも同様な薬効を示すか検討中である。申請者は、国立成育医療センター眼科で、多様な眼疾患の診療活動を行い、先天白内障、緑内障、重症網膜硝子体疾患の手術に従事する機会が多いが、小児の視覚障害の半数以上を占める先天眼異常の中には治療法がなく、将来の再生医療を期待する疾患が多い。そこで申請者は、「再生医療を目指した基礎研究として、これまでマウス胚性幹(ES)細胞で行ってきた手技と知見を、小児網膜芽細胞腫の摘出眼球由来の細胞に応用し、網膜神経細胞の分化誘導法の確立を目的」に実験を行う。神経前駆細胞を含む細胞を単離後、これを増やし、従来の眼形成関連の遺伝子導入法ではなく、法的制約の少なく簡便な低分子化合物(薬剤)処理による新たな分化誘導法の確立を目指す。本研究遂行のため、平成22年度は、マウスES細胞の神経細胞分化誘導法の効率的な条件検討を行い、1)ストレス応答p38MAPキナーゼの阻害剤SB203580が、中胚葉由来の心筋細胞分化を抑制し、外胚葉由来の神経細胞分化誘導を促進すること、2)p38MAPキナーゼ/MEF2C転写因子/BMP2のシグナル伝達が関与することを見出した。p38MAPキナーゼはヒトにも保存されている必須の酵素であることから、ヒトES細胞やヒト未分化細胞にも同様な薬効を及ぼすと考えられる。患者由来の組織から単離可能な細胞に、このような低分子処理を施すことで、簡便かつ迅速に神経細胞を調製可能な方法になると期待される。上記のように、研究は順調に進展している。本研究遂行のため、平成22と23年度に、マウス眼球由来の細胞を用いたneurosphere法で神経前駆細胞を含む細胞集団を増殖させる実験系が確立した。また、低分子化合物SB203580用いた神経細胞分化誘導法も稼働させ、1)ストレス応答p38MAPキナーゼの阻害剤SB203580が、中胚葉由来の心筋細胞分化を抑制し、外胚葉由来の神経細胞分化誘導を促進すること、2)p38MAPキナーゼ/MEF2C転写因子/BMP2のシグナル伝達が関与すること、さらに3)MKK7が神経伸長に必須の役割を果たすことを見出した。p38MAPキナーゼもMKK7もヒトにも保存されている必須の酵素であることから、ヒトES細胞やヒト未分化細胞にも同様な薬効を及ぼすと考えられる。国立成育医療センター眼科では多様な眼疾患の診療活動を行い、先天白内障、緑内障、重症網膜硝子体疾患の手術に従事する機会が多いが、小児の視覚障害の半数以上を占める先天眼異常の中には治療法がなく、将来の再生医療を期待する疾患が多い。本研究では、「再生医療を目指した基礎研究として、これまでマウス胚性幹細胞で行ってきた手技と知見を、小児網膜芽細胞腫の摘出眼球由来の細胞に応用し、網膜神経細胞の分化誘導法の確立を目的」に実験を行う。

神経前駆細胞を含む細胞を単離後、これを増やし、従来の眼形成関連の遺伝子導入法ではなく、法的制約の少なく簡便な低分子化合物(薬剤)処理による新たな分化誘導法の確立を目指す。本研究遂行のため、平成22と23年度に、マウス眼球由来の細胞を用いたneurosphere法で神経前駆細胞を含む細胞集団を増殖させる実験系が確立した。また、低分子化合物SB203580用いた神経細胞分化誘導法も稼働させ、1)ストレス応答p38MAPキナーゼの阻害剤SB203580が、中胚葉由来の心筋細胞分化を抑制し、外胚葉由来の神経細胞分化誘導を促進すること、2)p38MAPキナーゼ/MEF2C転写因子/BMP2のシグナル伝達が関与すること、さらに3)MKK7が神経伸長に必須の役割を果たすことを見出した。p38MAPキナーゼもMKK7もヒトにも保存されている必須の酵素であることから、ヒトES細胞やヒト未分化細胞にも同様な薬効を及ぼすと考えられる。患者由来の組織から単離可能な細胞に、このような低分子処理を施すことで、簡便かつ迅速に神経細胞を調製可能な方法になると期待される。最終年度の平成24年度は、約1,600種類の低分子化合物をスクリーニングし、神経細胞分化を促進する低分子化合物を同定し、最終年度の総括を行った。マウスES細胞を用いた実験系から神経細胞誘導にp38 MAPキナーゼが必須であること、また、ノックアウトマウスを用いた実験系から神経細胞の伸長に他のキナーゼMKK7が必要であることを見出し、神経細胞分化誘導に必要なシグナル系を明らかにしたことがあげられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究は順調に進展しており、これまでの計画通り進展させる。
協働的問題解決のための省察を促進する教職ｅポートフォリオシステムの開発

本研究の目的は,教職大学院の学生(学部卒及び現職教員)が,学校現場で有している課題をチームで協働的に解決できるように,学校実習についての省察を促進する教職eポートフォリオシステムを開発することである。最終年度である平成30年度は,次の研究を実施した。1.国内外の教師教育及びeポートフォリオに関する文献及び情報を収集した。2.教員養成初期段階にある教育学部1年次生を対象に,附属学校園における実習についてのリフレクションの記述に関する指導を行い,実習記録方法の指導によるALACTモデルに基づくリフレクションの記述の変化の様相を明らかにした。その結果,「活動を通して学んだこと」「今後さらに学んでみたいこと」それぞれの頻出名詞句を見ると,生徒に関する語句(生徒,子供,子),教師に関する語句(先生,教師)がいずれの項目においても多いことがわかった。また,「活動を通して学んだこと」の分析を行った上で今後の課題を明確化するようになった。3.教職大学院および教員養成学部において養成しようとしている人材像の特徴を明らかにした。計量テキスト分析ツールを用いて分析した結果,教職大学院においては,教職大学院の目的や機能,あるいは,「教職大学院」制度の創設の基本的な考え方に沿った語句が多く用いられていた。また,教員養成学部においては,教員となる際に必要な基礎的・基盤的な知識や技能を修得しながら,幅広く豊かで深い教養を身につけて,他者と協働しながら地域社会で活躍する人材になることを目指していた。教職大学院と教員養成学部との比較では,教育実践を中心に展開する教職大学院のカリキュラムに対して,学校教育や教科指導に関する知識・技能を確実に身につける学部段階という重点の違いも見えてきた。4.本研究課題に関連して,日本教育工学会研究会,日本科学教育学会年会,日本教育工学会全国大会等において研究発表を行った。初年度である平成28年度は,次の研究を実施した。2.教職eポートフォリオに蓄積されたデータとして,学生による自己総合評価,ディプロマ・ポリシーに対応した12観点からの観点別自己評価,そして,学生間の相互コメントに着目して,それぞれの記述に特定のキーワードがどれくらい含まれているかを学年別に分析することによって,学生の成長過程の様相を明らかにした。自己総合評価では,「自分」「子ども」「教師」という語句,各学年で履修する臨床経験科目の授業科目名,「授業」に関する記述等が多いことがわかった。観点別自己評価では,各学年段階で履修する授業科目に関する名詞句が多用されていること,学年があがるにつれて「子ども」についての記述が増えてきていることなどがわかった。そして,相互コメントでは,「子ども」や「自分」に関する記述はどの学年でも上位にあること,「授業」に関する記述が13年次にかけて学年が上がるにつれて増えていること,そして,教育実習を履修する3年次よりも前から教育実習を意識したコメントをしていることなどがわかった。3.本研究課題に関連して,日本教育工学会研究会,教育システム情報学会全国大会,日本教師教育学会研究大会等において研究発表を行った。研究計画調書に述べられている具体的な研究課題3点のうち,特に「2)協働的問題解決のための省察を促進する教職eポートフォリオの構成要素は何か」に関連して,教職志望学生(学部生)が作成した教職eポートフォリオの分析を行った。教職大学院の学校実習科目においてどのような記録を含めることが省察の深化につながるかの基礎データを収集することができた。また,「3)開発した教職eポートフォリオをどのように活用すると効果的か」に関連して,信州大学大学院教育学研究科における専門職学位課程である高度教職実践専攻の設置初年度として,学校実習科目「教育実践実地研究I」を運営し,『「教育実践実地研究」の手引き』を作成して学生の指導にあたったうえで,『「教育実践実地研究」ポートフォリオ』(冊子体)の雛形を作成して学生に配布し,日々の実習記録とそのふり返りの蓄積を開始している。現段階では冊子体であるが,これをeポートフォリオにする際のてがかりとなる。そして,初年度の研究・調査の結果を,日本教育工学会研究会,教育システム情報学会全国大会,日本教師教育学会研究大会等において学会発表を行ったことからも,おおむね順調に進展していると考えられる。2年度めである平成29年度は,次の研究を実施した。2.教職大学院において活用されているeポートフォリオに関する動向を分析した。教職大学院のeポートフォリオでは,学校実習科目等の活動を記録したりリフレクションしたりすることを目的としての活用が多いことが明らかになった。合わせて,LMSとの連携状況の分析からLMSのeポートフォリオとしての利用可能性を検討した。LMSの機能のうち,「課題」機能を使ってレポートを提出したり,「フォーラム」機能を使って振り返りを記入・蓄積したりしているが,全学的に利用しているLMSと自由に設計・利用可能なシステムを組み合わせることによって,学生の学びを蓄積し効果的なリフレクションを促進できる仕組みを構築できる可能性が示唆された。3.教職大学院における学校実習科目の記録としてeポートフォリオが備える要件を検討した。

教職大学院の実習記録や実習(e)ポートフォリオでは,各実習日の具体的な活動記録に加えて,月や学期等一定期間単位でのリフレクションの機会も設定することで,記録に基づいたリフレクションを行う仕組みが用意されていることがわかった。4.本研究課題に関連して,日本教育工学会研究会,教育システム情報学会全国大会,日本教育工学会全国大会等において研究発表を行った。研究計画調書に述べられている具体的な研究課題3点のうち,特に「2)協働的問題解決のための省察を促進する教職eポートフォリオの構成要素は何か」に関連して,教職大学院において活用されているeポートフォリオに関する動向を分析し,eポートフォリオが備える要件を検討した。eポートフォリオを活用することにより,定期的なリフレクションの実施を確実にすることが確認された。また,「3)開発した教職eポートフォリオをどのように活用すると効果的か」に関連して,信州大学大学院教育学研究科における専門職学位課程である高度教職実践専攻の完成年度として,学校実習科目「教育実践実地研究I」及び「教育実践実地研究II」を運営し,『「教育実践実地研究」の手引き』を改訂して学生の指導にあたったうえで、『「教育実践実地研究」ポートフォリオ』(冊子体)の雛形を作成して学生に配布し,日々の実習記録とそのふり返りの蓄積を実施した。本研究では,教職eポートフォリオシステムの開発を目指しているが,実習記録としては冊子体のよさも見えてきている。そして,2年度めの研究・調査の結果を,日本教育工学会研究会,教育システム情報学会全国大会,日本教育工学会全国大会等において学会発表を行ったことからも,おおむね順調に進展していると考えられる。本研究の目的は,教職大学院の学生(学部卒及び現職教員)が,学校現場で有している課題をチームで協働的に解決できるように,学校実習についての省察を促進する教職eポートフォリオシステムを開発することである。最終年度である平成30年度は,次の研究を実施した。1.国内外の教師教育及びeポートフォリオに関する文献及び情報を収集した。2.教員養成初期段階にある教育学部1年次生を対象に,附属学校園における実習についてのリフレクションの記述に関する指導を行い,実習記録方法の指導によるALACTモデルに基づくリフレクションの記述の変化の様相を明らかにした。その結果,「活動を通して学んだこと」「今後さらに学んでみたいこと」それぞれの頻出名詞句を見ると,生徒に関する語句(生徒,子供,子),教師に関する語句(先生,教師)がいずれの項目においても多いことがわかった。また,「活動を通して学んだこと」の分析を行った上で今後の課題を明確化するようになった。3.教職大学院および教員養成学部において養成しようとしている人材像の特徴を明らかにした。
内陸地殻の強度と応力の解明

2011年東北地方太平洋沖地震(以後,「東北沖地震」と呼ぶ)の発生直後に,秋田県内で応力場が回転したように見えたが,その後も,応力場の主軸方向は変化していないことが明らかになった.これは東北沖地震前に異常な応力場であった場所で,主圧縮力軸方向の圧縮を東北沖地震がさらに増加させたために地震活動が活発化し,また余効変動も同じ方向に圧縮を促進したため,異常な応力場がずっと継続していることがわかった.一方,東北沖地震発生後に活発化した山形-福島県境付近の群発的地震活動は,震源分布がいくつもの傾いた面状に分布し,また活動は深部から浅部に移動していったことがわかった.さらに,活動当初は地震活動の様々なパラメータが異常な値を示しており,また,地震波形には顕著な反射波が見られた.これらのことから,この群発地震活動は地下深部からの流体の上昇に伴って発生した可能性が高いと考えられる.2000年鳥取県西部地震の余震の発震機構解の一様応力場に対するmisfit角を用いて応力場の不均質性を検証したところ,応力擾乱源として地震時の静的応力変化を考え摩擦係数が0.1程度であればmisfit角を概ね説明できることがわかった.また,多数の地震の押引き分布から応力場の空間分布をベイズ的に推定する新しい手法をこの地震に適用したところ,滑り量分布の不均質性に対応する応力場の回転も検知することができた.2016年鳥取県中部の地震の余震観測データを解析して,差応力の大きさとその深さ変化を推定したところ,断層の南端付近の深さ4kmで約40MPaの差応力が見積もられ,深さ3-6kmにおいては深さとともに差応力が大きくなるものの,それ以深では差応力が増加しない可能性があることがわかった.以上の結果から日本の地震発生域では静水圧を仮定した時の摩擦係数が0.1-0.3程度以下と,かなり小さいことが明らかになった.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。地震計とロガーを,鳥取県西部地震震源域用に50台ずつ,また秋田県周辺用に30台ずつ購入し,また,データ処理システムを導入した.平成27年度に購入予定の地震計・ロガーの分も含めて,鳥取と秋田周辺の臨時地震観測点の予備調査を行い,降雪前にできるところから地震観測を開始した.福島県南東部茨城県北部および東北地方脊梁部の地震観測を継続した.発震機構解の推定を現有のデータで進めた.応力の空間分布インバージョンにおいて,応力場の空間変動が滑らかになるようにベイズ平滑化を行う手法の改良を行った.2000年鳥取県西部地震の余震のメカニズム解と震源データの整備を行い,それに基づいて断層周辺の応力場の再解析を行い,本震断層と余震との関係について詳細に検討を行った.岩手・宮城内陸地震の余震の応力降下量の特徴を調べ,応力降下量の大きさと地震断層面上のせん断応力の大きさに相関があることを明らかにした.東北大学で40点分,京都大学で30点分の地震計とロガーを新たに購入し,前年度に購入した分も含め,M9.0の2011年東北地方太平洋沖地震の発生後に地震活動の活発化や発震機構解の変化が見られた秋田県内山形・福島県境とM7.3の横ずれ断層型地震が2000年に発生した鳥取県西部で臨時地震観測網の展開を行った.また,2011年にM7.0の正断層型地震が発生した福島県南東部茨城県北部およびM7.2の逆断層型地震である2008年岩手宮城内陸地震が発生した東北地方脊梁部での臨時地震観測を継続した.経験的グリーンテンソルを用いた発震機構解の推定を始めるとともに,現有のデータと通常の手法による発震機構解の解析も進めた.さらに,応力テンソルインバージョン手法の改良や,地震活動や誤差分布も考慮した新たな応力解析手法の開発も進めた.この経験的グリーンテンソルを用いた発震機構解の推定のためにMT解解析用Linuxサーバを京都大学で,応力分布の解析のために応力分布解析用大メモリ計算機を東北大学で,さらに地震活動も考慮した新たな応力解析手法開発のために地震活動・応力解析用WSを常磐大学で,それぞれ購入した.山形-福島県境で太平洋沖地震後に活発化した地震を丹念に調べることにより,時間と共に強度が回復したと解釈できるメカニズム解の変化をとらえた.一方,東北地方太平洋沖地震の震源域付近の応力場がもとに戻ったと他の研究者からの指摘があったが,詳細にデータ解析を行うことにより,必ずしも元に戻ったとは言えないことを示した.鳥取県西部地震の余震の震源とメカニズム解を詳細に調べることにより断層の分布と余震の関係を詳細に調べた.福島県南東部茨城県北部においても,断層面の推定ができるほどの詳細な震源分布が得られた.これらは本震によって生じた応力場とそれによる余震の発生との関係を明らかにするうえで役立つと期待される.鳥取県西部と秋田県内および山形・福島県境付近で,予定通り観測点の設置はすべて終了し,また,解析用の計算機も予定通り導入され,観測と解析を効率よく進める環境を整えることができた.また,応力場の推定法について関係者で集まって議論を行い,それぞれの手法の長所・短所を確認して,相互理解が進み,より良い手法を共同で開発していく基盤を整えることができた.

さらに応力場の時空間変化や高精度震源分布の推定により,断層の強度回復や余震発生と応力場の関係について知見を得ることができた.以上から,本研究課題はおおむね順調の進展していると判断した.予定どおり,本課題で強化された秋田県内と鳥取県西部で臨時地震観測網の観測を継続した.また,福島県南東部茨城県北部および東北地方脊梁部での既存の臨時地震観測を継続した.経験的グリーンテンソルを用いた発震機構解の推定により過去のデータの解析を進め,また,現有のデータと通常の手法による発震機構解の解析も引き続き進めた.さらに,応力テンソルインバージョン手法の改良や,地震活動や誤差分布も考慮した新たな応力解析手法の開発も進めた.その結果,東北地方の応力の主軸方向は,東北地方太平洋沖地震発生直後とその5年後でほとんど変化していないことが明らかになった.ただし,応力場の回転が見られた秋田県付近では,GPSから推定される歪レートの主軸の方向分布も,ほとんど変化していないため,応力場が戻らなくても良いという考え方も成立する.応力場がどのくらい不均質で,またどのくらいの差応力があったのかを推定するためには,応力場の推定におけるmisfitだけでなく,このような時間変化の追跡が極めて重要であることがわかった.東北地方太平洋沖地震発生後に仙台市で生じた地震活動の詳細な震源分布を調べたところ,震源が多数の面状に分布し,中には非常に水平な断層面で発生している地震群があることがわかった.このような地震が起こるということは断層の強度が極めて小さいことを意味している.鳥取県西部地震の余震域では高精度の震源分布とメカニズム解の分布から,ほとんどの余震は断層面外において,本震発生に伴う応力変化に起因して生じていることが明らかになった.多数の発震機構解をデータとして応力場をベイズ的に推定する新しい手法を開発した.2000年鳥取県西部地震の余震にこの手法を適用して応力場を推定した結果では,断層の端での応力場の回転が連続的に推定され,推定誤差を見ても高い精度で応力場が推定されていることがわかる.秋田県内,鳥取県西部,福島県南東部茨城県北部,および東北地方脊梁部での観測を予定どおり実施し,また手法の改良や過去のデータ解析も予定通り行った.これにより,東北地方太平洋沖地震発生直後に見られていた応力場の回転は5年後も継続していることや,鳥取県西部地震の余震は一見,断層面に沿って発生しているように見えるが詳細に解析すると断層面外で発生しているものが多いということがわかるなど,新たな知見が得られた.また,仙台市の地震活動の震源分布から,断層の強度が低いという新たな証拠が得られた.さらに,初動の押引分布データから,信頼度の高い応力分布を得ることができる新しい手法の開発に成功した.以上から,本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した.M9.0の2011年東北地方太平洋沖地震(以後,「東北沖地震」と呼ぶ)の発生後に発震機構解の回転が検出された秋田県内とM7.3の横ずれ断層型地震が2000年に発生した鳥取県西部での臨時地震観測網による観測を継続した.鳥取県西部については,B01(構造班)と共同で稠密地震観測を行った.また,2011年にM7.0の正断層型地震が発生した福島県南東部茨城県北部およびM7.2の逆断層型地震である2008年岩手宮城内陸地震が発生した東北地方脊梁部での臨時地震観測を継続した.東北沖地震発生直後に,秋田県内で応力場が回転したように見えたが,それから5年以上経過した後も,応力場の主軸方向は変化していないことが,誤差評価も考慮したうえで確定的となった.
三国志に記された東アジアの言語および民族に関する基礎的研究

第1年度(平成2年度)(1)本研究の出発点である『三國志』の「魏志」「烏丸鮮卑東夷傳」の解明に「魏志」全体の文献学的研究を行なった。そのため「魏志」の文を大量に引用している宋代の類書『太平御覧』所引のテキストと通行本『三國志』のテキストの対比して、その異同を検討し、コンピュータを利用してその対照表を作成した。(2) (1)で得られた対照表を利用して「魏志」に記載された諸民族に関する情報をコンピュータによって索引化した。第2年度(平成3年度)(1)対照表によりテキストの対校を行なったが、その過程で『三國志』の原資料に記事の混乱が認められた。殊に「韓傳」の「辰韓・弁辰」の条は「魏人傳」とは時代を異にする状態の記述が混在していることが分かった。(2)各民族の詳細な索引を作っている中で、たとえば「單于」という首長の称号が、匈奴と同系の烏丸・鮮卑にも見られることが分かった。当該年度・第3年度(平成4年度)には第1年度および第2年度の調査に基づき他の関係資料をも参考にし、次の4点の研究を行なった。(a)朝鮮の史書『三國史記』の「地理志」の古地名には、高句麗語の地名の中にむしろ日本語に近い歳人の言語の地名が伝えられていること。(b)『日本書紀』に伝えられる古代韓土の言語は主として韓族の言語であるが、百済の支配階級の貊族の言語も僅かに見出されること。(c)『三國志』以降の中国の正史から「高句麗」と「渤海」、「靺鞨」の関係を追究し、「高句麗」がツングース族でないことをつきとめた。(d)現在のツングース民族の分布状況を地図化して、言語地理学的に、「高句麗」はもと旧アジア人の1族であったが、ツングース族との接触でツングース化した可能性を推定した。第一年度の本年はまず、現行正史中の刊本『三国志』(陳寿撰、中華書局標点本)における「魏志」の文献学的研究を行なう目的をもって、次の作業を行なった。(1)宋代の類書である『太平御覧』(李〓奉撰、中華書局景印本)1,000巻「魏志」の関係記事が多数引用されているので、その『太平御覧』所引の「魏志」の記事を全て抽出し、それと現行刊本『三国志』中の関係記事とを彼此対校することにより、関係記事の有無および字句の異同等を見出し、できる限り本来の『三国志』の「魏志」の原本に近いテキストを整理・復元することを試みた。(2)(1)で得られた基本原稿内の『太平御覧』所引の「魏志」に訓点をほどこす作業を行なった。(3)(1)で得られた「魏志」の記事各々について、刊本『三国志』中の「魏志」の中から、特に異同の多い箇処を検索・対比し,パソコンによる当該箇処を入力し、一覧表・索引表の作成に取り組んだ。(4)(1)で得られたテキストにより、「魏志」「烏丸鮮卑東夷伝」に記されている諸民族のそれぞれを採り上げ、その民族に関する情報をその「三国志」の記事から、能うかぎり読み取り、この方面の過去の研究成果を参考にしつつ、一応の結果を得た。

この結果に基づき、他の中国・朝鮮・日本の様々の史書を検討することによって、その結果を是正し、又、その後の民族の発展を追及しようとするため、これらの史書から抽出して、これをコンピュ-タ-に入力する準備を行なった。すなわち、民族名・地名・人名および普通名詞を能うかぎり収採することにし、その項目の選定に当った。第一次年度(平成2年度)に引き続き、その成果を基に次の作業を行なった。(1)平成2年度に完了した「三国志」「魏志」と「太平御覽」所引の文との対照表により、校勘を伴うテキストをコンピュ-タ-に入力した。その際、本研究の主題に鑑み、まず、「烏丸鮮卑東夷伝」の入力を完了した。(2) (1)で得られたテキストにより、「烏丸鮮卑東夷伝」に記されている諸民族につき、選定した項目(民族名、官職名等)をコンピュ-タ-に入力し、これを索引としてこれら諸民族の関係を考察した。(3) (2)の考察の過程で最も問題となるのは高句麗の正体である。高句麗は言語学的資料となるものを殆ど残していないので、間接的にその正体を探るべく、次の三つの作業を行なった。(a)朝鮮の史書「三国史記」「地理志」に記されている古地名について、これらが高句麗であるという説があり、それについて、中でも韓国及び北朝鮮の学者の見解を参考として、独自の探究を試みた。(b)古代朝鮮の高句麗・百済・新羅の三国の言語資料として、我が「日本書紀」の中の、韓土の地名・人名・官名などについて独特な訓み方が伝承されている。これらがいかなるものかを考察した。(c)高句麗滅亡以後の、この民族の変遷は不明である。確実なことは、渤海との関係であるが、渤海を含めて「靺鞨」という民族が研究の焦点に浮かび上がってきた。そこで、この靺鞨について中国の正史、後魏書から金史に至るまでの、外夷伝について関連する民族名等の項目を追加選定し、これをコンピュ-タ-に入力して、靺鞨の研究を行った。(4)高句麗や靺鞨の移動を知るため、まず今日の旧ソ連領内の各言語の分布状況を地図に投影してみた。これを基にして「三国志」に見られる紀元3世紀のユ-ラシア大陸の民族の分布を地図化して、日本を含めて現在の、東北アジアの民族移動の跡を明らかにする予定である。最終年度(平成4年度)に行なった研究の成果はおよそ次の通りである。第1年度および第2年度の調査研究の結果、『三國志』「魏志」の「烏丸鮮卑東夷傅」に記載されている諸民族の大半は、その正体が判明しているが、ただ、「高句麗」を含む「貊族」とそれと密接な関係にあった「〓人」の2民族はその系統が不明であることが分かった。そこで、この2民族について、『三國志』以外の他の関係資料をも参考にし、追究を試みた。その結果、次の4点が問題として取りあげられ、その究明を行なった。(a)従来、「高句麗語」として考えられたものの中で、朝鮮の史書『三國史記』の「地理志」に伝えられている旧高句麗領の古地名があるが、これらはたしかにその多くは「高句麗語」にちがいないが、それらに混じってむしろ「日本語」に近いものもあることはすでに指摘されて来た。この日本語に近い語彙は「高句麗」の言語ではなく、「〓人」の言語であるらしい。とすると、「〓人」はしまいには「高句麗」に吸収されてしまったが、もとは中国の河北から「貊族」の東方への大移動の波に押されて、中国東北地方から朝鮮半島を南下して行った、おそらく「倭人」が先に日本列島に入る以後に、朝鮮半島に残留した「倭人」と同系の民族であったと思われる。(b)『日本書記』に伝えられる古代朝鮮の言語は主として韓族の言語であるが、その中には百済の支配階級の「貊族」の言語も僅かに見出される。(c)『三國志』以降の中国の正史から「高句麗」と「靺鞨」乃至「渤海」の関係を追究し、「高句麗」がツングース族でないことをつきとめた。(d)現在のツングース民族の分布状況を地図化して言語地理学的に考察した結果、「高句麗」を含む「貊族」はもと旧アジア人の1族であったが、ツングース族との接触でツングース化した可能性を推定した。
表皮樹状細胞の未知の起源の同定と表皮への動員に果たす毛嚢の免疫学的役割の解明

平成26年度はヒトのアトピー性皮膚炎に類似した皮膚炎を自然発症するAdam17flox/flox/Sox9-Cre(Adam17Sox9)マウスの解析を進めいくつかの興味深い知見を得た。特筆すべきはAdam17Sox9マウスが皮膚炎と同時に皮膚細菌叢の異常を自然発症することである。我々はAdam17Sox9マウスに抗生物質投与を行うことによって皮膚細菌叢の異常と皮膚炎発症が直接関連していることを明らかにした。抗生物質を投与されたAdam17Sox9マウスの皮膚マイクロバイオームは野生型マウスに近づき、マウスは臨床的に皮膚炎を発症せず、抗生物質無投与マウスと比較して皮膚炎の臨床スコア、TEWL、血清IgE値が顕著に低く抑えられた。またAdam17Sox9マウスの皮膚マイクロバイオームの詳細な解析の結果、S. aureusおよびC. bovis、C. mastitidisの3菌種が顕著に増加していることを明らかにした。3菌種の皮膚炎形成のそれぞれの役割を明らかにするため、それぞれの菌種をAdam17Sox9マウスの皮膚から分離し、抗生物質投与を中止したAdam17Sox9マウスの皮膚に接種した。特にS. aureusを接種したAdam17Sox9マウスは顕著に症状が悪化し、さらにC. bovisを接種したマウスでは有意なTh2の上昇が認められた。これらの結果から、皮膚細菌叢の異常がAdam17Sox9マウスの皮膚炎の形成に積極的に関与し、さらにはS. aureusおよびC. bovisがそれぞれ異なる機序で皮膚炎を誘導している証拠を得た。これは免疫機能あるいは皮膚バリア機能の異常の結果起こるとされてきたアトピー性皮膚炎の病態の理解に一石を投じる可能性があり、新たな治療法の開発へとつながるブレイクスルーになることが期待される。平成26年度が最終年度であり、かつ本課題は年度中に廃止になったため記入しない。我々は今年度、Lysozyme-M(LysM)-CreおよびCAG-CAT-EGFPシステムを用い単球系の細胞由来のランゲルハンス細胞を可視化し、その詳細な動態を観察した。興味深いことに、炎症を惹起するとランゲリン陰性のランゲルハンス細胞が顕著に誘導され、その多くはLysM-GFP陽性細胞であることがわかった。またこれらのGFP陽性細胞を経時的にトラフィッキングすると、ランゲリン陰性の細胞の割合が徐々に減少し、ランゲリン陽性の通常のランゲルハンス細胞が増加することを明らかにした。この結果より、炎症時にはLysM陽性の単球系の細胞が表皮に浸潤し、これらの細胞がランゲルハンス細胞に分化することが示唆された。我々はこれらの結果をまとめ、Nature Immunology(Nagao et al.2012)に報告した。我々はこれまでに毛嚢を構成する細胞をその解剖学的な位置と発現する細胞表面マーカーに基づいていくつかのサブセットに分類すると、それぞれの場所から特徴的なサイトカイン、ケモカインが発現していることを見出した。リアルタイムPCRを用いてさらに解析を進めると、毛嚢は樹状細胞のトラフィッキングに関わるケモカインのみならず、リンパ球の分化、維持に関わるIL-7やIL-15などのサイトカインも発現していることが明らかになった。これより毛嚢は皮膚における「免疫学的な司令塔」として炎症反応などをコントロールしている可能性が示唆された。今後は毛嚢サブセットのマイクロアレイ解析を実施し、毛嚢の持つ免疫学的な機能をさらに明らかにしたい。毛嚢の持つ免疫学的機能をさらに明らかにするために、我々は毛嚢幹細胞特異的にADAM17を欠損させたADAM17^<flox/flox>/Sox9-Creマウス(ADAM17コンディショナルノックアウト(ADAM17cKO)マウス)を作成した。興味深いことにADAM17cKOは皮膚炎を自然発症するとともに、掻痒行動や血清高IgE値などヒトのアトピー性皮膚炎に類似した表現型を示した。現在このcKOマウスにおける皮膚炎の発症機序、ランゲリン陰性ランゲルハンス細胞の役割などを解析している。毛嚢の持つ免疫学的役割を解析するために作成した遺伝子改変マウスが予想外に皮膚炎を呈したことから、皮膚炎の病態解明というテーマに比重を置き研究を施行した。ADAM17は細胞表面に存在するEGFやTNF-αなど膜型の蛋白をシェディングすることで分泌型に変換する蛋白分解酵素である。ADAM17を欠損した患者がアトピー性皮膚炎様の症状を持つことが最近報告された。我々はSox9を発現する表皮でADAM17を欠損させたAdaml7^<flox/flox>/Sox9-Cre(Adam17^<Sox9>)マウスを作製しその表現型を解析した。興味深いことにAdam17^<Sox9>マウスは掻痒行動を示すとともに皮膚炎を発症した。皮膚バリア機能の指標であるTEWLは高値を示し、バリア機能の低下が示唆された。病理組織学的には表皮の肥厚、皮膚への単核球および肥満細胞の浸潤が認められた。Adam17^<Sox9>マウスは血清高IgE値およびTARC/CCL17の高値を示すことからTh2型の反応が病態に関与していることが示唆された。