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ポスト世界文学に向けた比較詩学的共同研究の基盤構築

研究分担者の鵜戸聡が、台湾の国立成功大学にて客員准教授を務めることを受けて、2018年1月7日に国際シンポジウムを同大と共同開催した。日本側からはほかに、研究分担者の細田和江、奥彩子、中村隆之、研究協力者の古川哲、坂本佳郎、小久保真理江、小林久子、山辺弦、中村菜穂が参加した。イスラエル・アラブによるヘブライ語の文学、ソビエト演劇、ルーマニア人詩人シュテファン・バチウによるハワイの多言語詩誌、台湾原住民文学、客家文学、香港広東語文学などを題材として、台湾側から参加した、Sam L.M. Mak、李亞橋ら若手研究者と、研究交流を行った。とくに、言語におけるヘゲモニーや語圏(華語圏など)の概念について、特定の地域や言語のみにかぎられない問題構造を見出し、関心を共有することができるなど、有意義な成果を得ることができた。また、1月8日の午前には、国立台湾文学館を訪問し、民主化以降の「台湾文学」における脱中国化の傾向、マレーシア系作家の「台湾文学」への統合、「原住民」文学のさまざまな発展、また、「新向南政策」にもとづいた東南アジア移民の包摂などについて学んだ。同日の午後には、オランダ時代や日本時代の建築物など歴史遺産が、現在再利用されている状況についてフィールドワークを行うと同時に、過去の建築の再利用をめぐる言説の変化のありかたについて学ぶとともに、佐藤春夫・前嶋信次などの日本人作家の作品を手掛かりにして、とくに神農街周辺および安平を見学した。研究会で共有された知見に基づいて、研究分担者・研究協力者が論文などの形で成果を公表することができている。共同研究の最終年度に当たる本2018年には、研究分担者ひとりひとりが、別記のとおり、これまでの研究の積み上げに根ざした業績を論文や学会発表の形で、公けにすることができた。主なところでは、研究分担者の鵜戸聡(鹿児島大学)が、台湾の国立成功大学での、宗教・暴力・多文化主義をめぐる国際シンポジウムにて招待講演を行い、研究会の複数のメンバーもそこに参加した。また、同じく研究分担者で北欧文学を専門とする中丸禎子は、スウェーデンのKarlstad universitetetで開催された国際学会「Selma Lagerlof 2018」で発表を行った。また、4年間にわたる共同研究のもうひとつの集大成として、2019年3月に共立女子大学にて「アメリカ大陸のブラックミュージック」と題するシンポジウムを開催した。ブラジル音楽・文学を専門とする。研究代表者の福嶋伸洋(共立女子大学)と、フランス語圏カリブ文学を専門とする研究分担者の中村隆之(早稲田大学)に加えて、外部からアメリカ音楽を専門とする大和田俊之氏(慶応義塾大学)、ラテンアメリカ文学を専門とする柳原孝敦氏(東京大学)を招いて、それぞれの研究地域におけるブラックミュージックのあり方や影響関係を、とりわけそれぞれの地域におけるアフリカ系文化の地位の問題を中心に、オラリティやポスト世界文学の観点から、また、カリブ海や大西洋を越えた伝播などについて、島嶼性の観点から議論を深める機会とした。これに先立って、研究代表者は、12月にニューヨークに赴き、ジャズやヒップホップなどのニューヨークにルーツを持つブラックミュージックについての調査を実施した。
双極性障害における小胞体ストレス反応系の意義についての研究

XBP1を持たない神経細胞では、BDNFによるGABA神経細胞マーカーの発現増加が減弱していた。また、XBP1の標的遺伝子であるWFS1のノックアウトマウスは、情動関連行動の異常を示し、変異Polg1トランスジェニック(Tg)マウスと掛けあわせると、Tgマウスの表現型を悪化させた。Polg1マウス脳内で、局所的に変異mtDNAが蓄積している部位を同定した。我々は一卵性双生児双極性障害不一致例で発現量が異なる遺伝子の網羅的解析から、小胞体ストレス反応関連遺伝子XBP1の発現低下に注目した。今年度は、初代培養神経細胞におけるXBPlの標的遺伝子を探索するため、XBP1ノックアウト(KO)マウス由来初代培養神経細胞において、DNAマイクロアレイ解析を行った。XbplヘテロKO々ウスどうしを交配させ、胎生12.5日のマウス胎児を摘出し、迅速genotyping後に、genotype毎に終脳より神経細胞を初代培養した。Genotype毎に15枚のディッシュに分けて培養を行い、BDNF(100 ng/ml) 24時間刺激群、48時間刺激群、および対照群に分け、Affymetrix社GeneChipにより遺伝子発現解析を行った。野生型ニューロンでBDNFにより誘導され、xbp1ノックアウトマウスでは誘導されない遺伝子を探索したところ、23のプローブが含まれていた。これらの遺伝子で転写因子結合部位を検索したところ、CCAATおよびCREB結合部位という、XBPl結合部位に特徴的な配列が有意に多く見られた。これらのプローブには、ソマトスタチン(Sst)、ニューロペプチドY(Npy)、およびカルビンディン(Calbl)という、GABAニューロンマーカー遺伝子の4プローブが含まれていた。定量的PCRで、Xbpl KOマウス由来ニューロンでは、BDNFによるGABAニューロンマーカー遺伝子の発現誘導が低下していることが確認された。この結果は、XBP1がBDNFによるGABAニューロンの分化に関与する可能性を示唆すると考えられた。双極性障害患者死後脳ではGABAニューロンマーカーの低下が報告されており、双極性障害における小胞体ストレス反応低下とGABAニューロン病態の関連が示唆された。我々は、双極性障害の病態に、脳内へのミトコンドリアDNA (mtDNA)欠失蓄積が関与する可能性について検討を進めてきた。また、一卵性双生児双極性障害不一致例における遺伝子発現解析から、XBPlおよび小胞体ストレス反応系に着目した。XBPlの神経系における標的遺伝子探索の結果、気分障害を伴う遺伝病であるWolfram病の原因遺伝子、WFS1が同定され、Wolfram病患者の脳でもmtDNA欠失蓄積が報告されていることから、両者が一連のパスウェイに存在すると考え、更なる検討を進めた。mtDNA欠失が脳内に蓄積する、変異Polg1の神経特異的トランスジェニック(Tg)マウスで見られる、2週間続く行動量低下がヒトにおけるうつ病エピソードに対応するかどうかを検討するため、ショ糖嗜好性試験による検討を開始した。輪回し装置付きのケージに2本の給水ボトルを同時に与え、そのうち1本は0.75%のショ糖水溶液、他方は水とし、ボトルの重量を毎日測定した。予備的な検討として、変異Polgl Tgマウス15匹について、1ヶ月間、毎口測定を行った。その結果、15匹中3匹のみに、およそ2週間の輪回し行動量の落ち込みが見られた。これまでの検討では、このTgマウスは平均して6ヶ月に1回程度のこうした行動変化を示していることから、この結果はこれまでの結果とほぼ一致していると考えられた。この行動量低下が見られている間のスクロース嗜好性を調べたところ、予想に反し、行動量が低下している期間に、ショ糖嗜好性はむしろ高まる傾向が見られた。これは、双極性障害におけるうつ状態では、非定型の特徴を伴う場合があり、非定型の特徴には過食(炭水化物飢餓)が含まれることと符合する可能性が考えられた。
骨髄形質細胞の遺伝子発現解析によるALアミロイドーシスの分子病態解明

全身性ALアミロイドーシスはアミロイド蛋白が全身臓器に蓄積し、種々の臓器障害をきたす難治性の骨髄腫類縁疾患であり、難病指定疾患のひとつである。この疾患のアミロイド蛋白は、微量の形質細胞が産生するモノクローナル免疫グロブリン(M蛋白)の軽鎖に由来するが、その病因、遺伝学的特性は同定されておらず、不明な点が多い。そこで本研究では、本疾患の遺伝子を詳細に解析し、特性を解明し、新たな治療法の開発を目指す。
膵癌幹細胞の肝転移阻害を標的とした創薬開発に関する研究

膵臓癌は、がん死亡率の第5位にあり、早期診断が困難で予後不良であり、特に肝臓転移は予後を左右する。本研究では我々が樹立したマウス膵癌幹細胞株やヒト患者由来の膵癌幹細胞株を使って、初期の肝臓転移モデルを再構築し、転移機構の分子機構を解明し、新規治療法の開発を目指した。その結果、初期の肝臓転移においてマウス膵癌幹細胞やヒト膵癌幹細胞が分泌する微小な顆粒のエクソソームが重要な働きをしていることが明らかになった。今後はエクソソームを標的とする治療法の開発につながる重要な知見が得られた。研究の全体構想は膵癌幹細胞の肝転移機構を明らかにして新規治療法を開発することである。膵臓癌は癌死亡率の第5位にあり、早期診断が困難できわめて予後不良の疾患であり、遠隔転移や局所浸潤が予後を左右する。我々は進行膵癌患者から20種類の膵癌幹細胞株を樹立し、CD133が癌幹細胞マーカーとなることを明らかにした(Shimizu et al. PLoS One, 2013)。また、正常膵組織幹細胞やヒト膵癌組織内の一部の細胞が汎幹細胞マーカー(CD133)を発現することを明らかにしてきた(Stem Cells 2008; Pancreas 2009; Pathobiology 2011)。本研究では、我々が独自に樹立した1初代ヒト膵癌幹細胞株と2マウス人工膵癌幹細胞株を使って初期の肝転移を再構築し、転移機構を分子レベルで解明し、新規治療薬の開発を目指す。当該年度、我々はマウス組織幹細胞にGFP、変異型KRASG12D、変異型p53、cyclin dependent kinase 4を遺伝子導入してマウス人工膵癌細胞を作成した。この細胞は腫瘍形成能・転移能・抗がん剤感受性など様々な点で、臨床で遭遇するヒト膵癌組織と類似していることが明らかとなった。また、マウス人工膵癌細胞は幹細胞マーカー(CD133)を一部の細胞に発現しており、細胞磁気分取装置により、陽性細胞と陰性細胞に分けてそれぞれマウスに移植するとCD133陽性細胞がtumor-initiating cellであることが確認された。また、腫瘍グラフト内にはCD133陽性細胞と陰性細胞が混在する不均一な腫瘍を形成できることが明らかになった。以上より、我々が樹立したマウス人工膵癌細胞は癌幹細胞としての特性を持つことが証明された。初年度は、膵臓組織幹細胞に変異型KRASG12D、変異型p53、cyclin dependent kinase 4を遺伝子導入して樹立したマウス人工膵癌細胞がヒト膵癌幹細胞と類似した性質を持つかどうかを検討した。野生型マウスの膵臓に移植すると、一ヶ月ほどで腫瘍を形成し、また、高率に肝臓転移を認めた。さらに、ヒト膵癌の標準化学療法薬であるゲムシタビンに対する抗腫瘍効果を検討したところ、in vitroの解析では薬剤感受性を認め、in vivoにおいても著明な抗腫瘍効果を認めた。以上のことから、樹立したマウス人工膵癌細胞はヒト膵癌細胞と類似した特性を有することを証明した。これまでの予備実験の結果から、同所性に膵臓に移植した膵癌細胞が肝転移をきたすことは極めて稀である。そこで、脾臓から経門脈的に膵癌細胞を注入して肝転移を形成するモデルを試行した。その結果、1初代ヒト膵癌幹細胞株では免疫不全マウスを用いるためか、ほとんど肝転移を起こさなかった。そこで、2マウス人工膵癌幹細胞株に限定して実験を行っている。この細胞は野生型マウスに移植することができ、短期間に多発肝転移を形成することを確認できた。現在、様々なtime courseを設定して、極初期の肝転移形成モデルを作成中である。以上より、「研究目的」に記載した内容が順調に達成できていると考える。また、正常膵組織幹細胞やヒト膵癌組織内の一部の細胞が幹細胞マーカー(CD133)を発現することを明らかにしてきた(Stem Cells 2008; Pancreas 2009; Pathobiology 2011)。本研究では、我々の研究室で樹立した1初代ヒト膵癌幹細胞株と2マウス人工膵癌幹細胞株を使って初期の肝転移を再構築し、極初期の転移機構を分子レベルで解明し、転移を抑制する新規治療薬の開発を目指す。マウス組織幹細胞に遺伝子導入して作成したマウス人工膵癌細胞は肝転移を起こすことは確認したが、より効率良く肝転移を再現するため、extravasationに絞って門脈投与モデルを作成して時間依存性に転移が成立することを明らかにした。さらに、高肝転移株の作成も行った。

また、皮下腫瘍形成後に、ヒト膵癌で主に用いる抗がん剤Gemcitabineをin vivoで投与して、抗がん剤耐性腫瘍を作成し、これから耐性株細胞を樹立することにも成功した。さらに、初代ヒト膵癌幹細胞株の抗がん剤Gemcitabineに対する耐性獲得としてKras-MEK-induced Matrix Metalloproteinase-10の増強が関与していることを報告した(Pancreas 2017)。本研究では、我々が樹立した1初代ヒト膵癌幹細胞株と2マウス人工膵癌幹細胞株を使って初期の肝転移を再構築し、転移機構を分子レベルで解明し、新規治療薬の開発を目指す。平成28年度は、膵臓組織幹細胞に遺伝子導入して樹立したマウス人工膵癌細胞を経門脈的に投与して肝転移成立までのtime courseを検討した。その結果、3時間後には癌細胞が肝実質に到達し、14日後には肉眼的に確認可能な転移腫瘍を形成することが明らかとなった。転移腫瘍の詳細な組織学的解析では、線維の増生、転移腫瘍周囲の血管の関与、増殖シグナルの有無を検討した。Cortactin陽性のがん細胞を移植3時間後の肝臓において認め、Invadopodiaの関与を証明した。さらに、作成した皮下腫瘍にヒト膵癌の標準化学療法薬であるGemcitabineを反復投与して、Gemcitabine耐性腫瘍を作ることに成功した。この腫瘍から耐性株を樹立した。Gemcitabine感受性親株に比べて耐性株は50%阻害濃度(IC50)が20倍以上であり、Gemcitabine耐性能を獲得していることを確認した。さらに、経門脈的に細胞移植するとGemcitabine感受性親株に比べて耐性株では肝転移能が著明に増大していることを明らかにした。これに加えて、さらに、初代ヒト膵癌幹細胞株の抗がん剤Gemcitabineに対する耐性獲得としてKras-MEK-induced Matrix Metalloproteinase-10の増強が関与していることを報告した(Pancreas 2017)。以上より、「研究目的」に記載した内容が順調に達成できていると考える。研究の全体構想は膵癌幹細胞の肝転移機構を明らかにして新規治療法を開発することである。膵臓癌は癌死亡率の第5位にあり、早期診断が困難できわめて予後不良の疾患であり、遠隔転移や局所浸潤が予後を左右する。我々は進行膵癌患者から20種類の膵癌幹細胞株を樹立した(Shimizu et al. PLoS One, 2013)。また、正常膵組織幹細胞やヒト膵癌組織内の一部の細胞が幹細胞マーカー(CD133)を発現することを明らかにしてきた(Stem Cells 2008; Pancreas 2009)。本研究では、我々の研究室で樹立した1初代ヒト膵癌幹細胞株と2マウス人工膵癌幹細胞株を使って初期の肝転移を再構築し、極初期の転移機構を分子レベルで解明し、転移を抑制する新規治療薬の開発を目的としている。マウス組織幹細胞に遺伝子導入して作成したマウス人工膵癌細胞は肝転移を起こすことは確認したが、より効率良く肝転移を再現するため、extravasationに絞って門脈投与モデルを作成して時間依存性に転移が成立することを明らかにした。さらに、ヒト膵癌幹細胞株がGEMによるヒストンアセチル化を介してK-RasVal/MEKシグナルの下流であるMatrix Metalloproteinase-10 (MMP-10)の発現を促進することも明らかにした(Shimizu et al. Pancreas, 2017)。
ヒスチジン緩衝液を用いた新しい心筋保護液の開発

ランゲンドルフ潅流モデルを用い、兎とratを用いてSt,Thomas液とヒスチジンを含む心筋保護液のglobalな心筋虚血後の心機能の回復、心筋組織障害を比較検討した。通常の開心術と同様にTopical coolingを行ない、30min毎の心筋保護の投与を行う虚血条件ではSt,Thomas群とヒスチジン液群では左室収縮回復率は両者とも75%以上の回復をしめし有意差を認めなかった。潅液流を採取してのCPKは前者の方が低値をとりヒスチジン液の心筋保護効果の有意性を示す結果が得られなかった。そこで、虚血条件を常温下2時間として、1回の心筋保護液投与という条件で両者の比較を行なったが、両者とも左室収縮率の改善は55%以上であり有意差を認めなかった。ランゲンドルフ潅流モデルでのヒスチジン液の心筋保護効果の従来の心筋保護液に対する有意性を証明できていないので、大型動物を用いた人工心肺による体外循環の実験をまだ行えないのが実情である。今後はratを主として用いランゲンドルフ潅流モデルで虚血条件をいろいろと替えて比較検討する予定である。また左室内にバルーンを挿入して圧を測定していたが、左室に前負荷を容量でかける条件とし、大動脈流量、冠動脈流量、大動脈圧、左室圧などを測定し比較検討する予定である。さらに、最後の心筋保護液に最近臨床で使用されている新しい強心剤amrinonを加えてその心筋保護効果を検討する予定である。
胸線組織の再構築とその移植によるT細胞免疫機能の再生

胸腺がT細胞免疫系の形成において重要な役割を果たしているが、胸腺は思春期を過ぎる頃から形態的に萎縮が進み、機能的にはもっと早く、幼少児の頃から機能低下が始まり、加齢に伴う免疫機能の低下の主因となっている。本研究は、胸腺微少環境側におけるT細胞の増殖・分化に関わり、加齢と共に機能低下する因子を同定し、胸腺の再構築とT細胞が増殖・分化を促し免疫系の改良システムを確立する事を目的とする。本年度の成果として、(1)DNA-array解析:胎生期の胸腺における未熟胸腺細胞の増殖・分化を抑制するビスフェノールAを高酸素胎仔胸腺細胞器官培養系に添加し得られた胸腺ストローマより調整したRNAを用い解析した結果、対照群に比較し強発現を示した遺伝子の中には、胎生、新生仔期胸膜ストローマよりアダルト、老齢胸膜ストローマに強発現する10種類の遺伝子が確認出来た。(2)胸腺上皮培養細胞株を用いた3次元構築の試み:培養系での骨形成に用いられている3Dスキャフォールドを利用し各種胸腺上皮細胞株の培養を試みたが、単独での培養では効率の良い胸腺上皮細胞株の増殖が認められず、添加した未熟胸腺リンパ球の増殖・分化を確認する事が出来なかった。(3)腎臓皮膜下への胸腺上皮培養細胞株の移植と未熟胸腺リンパ球の増殖・分化の試み:(2)の結果より3次元構築された細胞群を移植する事はできなかった。胸腺上皮培養細胞株の単独あるいは混合移植での胸腺微小環境の構築はみられなかった。これらの結果より、今年度の目的であった胸腺再構築には至らなかったが、胸腺微小環境内での未熟胸腺リンパ球の増殖・分化に関与する遺伝子が老齢胸腺微小環境内で強発現を示す事、胸腺上皮培養細胞株のみではin vitro、in vivoでの胸腺構築が出来ず、本来の胸腺を構成している樹状細胞などの混合培養、あるいは増殖・分化に関わる遺伝子からのタンパク合成を含め考慮に入れ胸腺再構築とT細胞免疫系の改善を目的とする本研究を遂行せねばならぬ事が示された。本年度の成果として、(1)樹立した胸腺微少環境に対する抗体添加により高酸素下胸腺器官培養(in vitro系)で未熟胸腺細胞の増殖・分化を抑制する抗体を確認し、これらの抗体の認識する因子がOFA、OSFであることを新たに同定した。これらは加齢に伴い発現が減少し、これらの合成タンパクをin vitro系に添加するとOSFは対照群に比べ、細胞の増殖を認めたが、未熟胸腺細胞の分化には影響を与えなかった。一方、OFAは著明な変化は認められなかった。(2)DNA array解析により、胸腺微少環境に胎生、新生仔期に強発現する約60種遺伝子を確認し、更にその発現量が胎生、新生仔期で強発現し以降急激に減少する遺伝子20種を選別した。これら選別した遺伝子情報より、合成タンパクを作成中で、in vitro系に添加し、未熟胸腺細胞の変化を検討できる。(3)胸腺リンパ球の増殖・分化に重要な役割を示すとされているNotch ligandの発現についても、胎生、新生仔時期を境に大きく減少し、その1種、Delta like-1遺伝子導入細胞を用いたin vitro系で未熟胸腺細胞が増殖し、DN→DP亜集団への分化がみられた。この細胞のみの腎皮膜下移植では胸腺の再構築はみられなかった。これらの結果より、胸腺萎縮には、胎生期、新生仔期から始まるこれらの遺伝子、因子の発現が減少することにより、胸腺内でのリンパ球の増殖・分化が低下することが、胸腺萎縮の一因を成している事が示唆され、遺伝子・タンパクの作用機序と胸腺構築の場の改良を並行してシステム化することで胸腺再構築とT細胞免疫系の改善を目的とした本研究目的の基礎データーが得られた。(2)胸腺上皮培養細胞株を用いた

3次元構築の試み:培養系での骨形成に用いられている3Dスキャフォールドを利用し各種胸腺上皮細胞株の培養を試みたが、単独での培養では効率の良い胸腺上皮細胞株の増殖が認められず、添加した未熟胸腺リンパ球の増殖・分化を確認する事が出来なかった。(3)腎臓皮膜下への胸腺上皮培養細胞株の移植と未熟胸腺リンパ球の増殖・分化の試み:(2)の結果より3次元構築された細胞群を移植する事はできなかった。胸腺上皮培養細胞株の単独あるいは混合移植での胸腺微小環境の構築はみられなかった。これらの結果より、今年度の目的であった胸腺再構築には至らなかったが、胸腺微小環境内での未熟胸腺リンパ球の増殖・分化に関与する遺伝子が老齢胸腺微小環境内で強発現を示す事、胸腺上皮培養細胞株のみではin vitro、in vivoでの胸腺構築が出来ず、本来の胸腺を構成している樹状細胞などの混合培養、あるいは増殖・分化に関わる遺伝子からのタンパク合成を含め考慮に入れ胸腺再構築とT細胞免疫系の改善を目的とする本研究を遂行せねばならぬ事が示された。
「あかり」赤外線全天画像に基づく黄道光微細構造の起源と進化の研究

本研究は、赤外線天文衛星「あかり」の全天サーベイ・データを基に、微細な構造まで詳細に再現した太陽系内惑星間塵雲モデル・黄道光モデルを構築することに取り組む。現在までに明らかにしてきた黄道光の大局的分布に加え、今後の解析で明らかにする空間微細構造を取り入れることで、過去のモデルでは不完全だった構造のモデル化を今後3年間で進展させることを目的とするものである。平成30年度は、中間赤外線分光観測スペクトルデータ解析とその解釈に大きな進展がみられた。29年度に検討していた検出器面への迷光・散乱光の特性の特定と除去手法を確立し、約70観測領域に関して波長5-12μmでの黄道光スペクトルを導出した。すべてのスペクトルでケイ酸塩鉱物による超過放射フィーチャをとらえ、そのフィーチャ形状から、惑星間塵の鉱物組成が輝石に富むこと、粒径分布が黄緯により異なる可能性があることなど、重要な示唆を得る事ができた。研究協力者として共同で解析を進めていた大学院生が、この結果を博士論文として提出した。これまでやや遅れが発生していた中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業に目処がついた。また、遠赤外線全天マップに関しては、微細構造抽出のための画像補正処理のテスト準備も進めたので、今後は全天画像データから、淡い小惑星ダストバンド構造を抜き出す作業を始める。これまで別々に作成が進められてきた「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・解析することを目指す。「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・解析することを平成30年度内におこなうことを目指していたが、全天データの解析に関わっていた担当者の入れ替わりなどもあり、中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業にやや遅れが発生しているが、年度末に作業の見通しとおおまかな区切りがついた。分担者である石原が宇宙科学研究所へ異動となったこともあり、議論を更に密に行うことで作業を加速して進めていくことを考えている。今後は、全天画像から微細構造を抽出するための画像補正処理を一気に進める。最初はフーリエ・フィルタ処理を採用し、空間幅が数十分角スケールの彗星ダストトレイルや数度スケールの小惑星ダストバンドを抽出する。これまでの観測で未確定だった微細構造も抽出し、対応する小惑星族を同定する作業を進める。上記で抽出した「位置」を固定したうえで、惑星間塵の3次元空間分布を考慮した黄道光モデルを基にフィッティングをおこない、微細構造の幅や強度などを再現する最適パラメータ・サーチを進める。現在までに明らかにしてきた黄道光の大局的分布に加え、今後の解析で明らかにする空間微細構造を取り入れることで、過去のモデルでは不完全だった構造のモデル化を今後3年間で著しく進展させることを目的とするものである。平成29年度は、これまで別々に作成が進められてきた「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・解析することを目指していた。中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業にやや遅れが発生しているが、年度末に作業に区切りがついたので平成30年度に作業を進めていく。その代わりに、本年度は中間赤外線分光観測スペクトルデータの整備に大きな進展がみられた。これまで拡散光源の解析を難しくしていた検出器面への迷光・散乱光の特性を特定し除去することで、約70観測領域に関して、波長5-12μmでの黄道光スペクトルを導出することができた。さらにすべてのスペクトルでケイ酸塩鉱物による超過放射フィーチャをとらえた。これにより、惑星間塵の鉱物組成(輝石・カンラン石)や粒径について制限をつけることができる。一方遠赤外線全天マップに関しては、既に準備済みの遠赤外線画像を基に、複数の小惑星族の衝突由来と考えられる、微細構造の兆候をとらえることができた。微細構造抽出のための画像補正処理のテスト準備も進めたので、今後は全天画像データから、淡い小惑星ダストバンド構造を抜き出す作業を始める。「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・解析することを平成29年度内におこなうことを目指していた。今年度開催された「あかり」国際会議の主催者・組織委員会として、本研究の実働者の多くが時間をとられたこと、また、全天データの解析に関わっていた担当者の入れ替わりなどもあり、中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業にやや遅れが発生しているが、年度末に作業の見通しとおおまかな区切りがついた。

現在までに明らかにしてきた黄道光の大局的分布に加え、今後の解析で明らかにする空間微細構造を取り入れることで、過去のモデルでは不完全だった構造のモデル化を今後3年間で進展させることを目的とするものである。平成30年度は、中間赤外線分光観測スペクトルデータ解析とその解釈に大きな進展がみられた。29年度に検討していた検出器面への迷光・散乱光の特性の特定と除去手法を確立し、約70観測領域に関して波長5-12μmでの黄道光スペクトルを導出した。すべてのスペクトルでケイ酸塩鉱物による超過放射フィーチャをとらえ、そのフィーチャ形状から、惑星間塵の鉱物組成が輝石に富むこと、粒径分布が黄緯により異なる可能性があることなど、重要な示唆を得る事ができた。研究協力者として共同で解析を進めていた大学院生が、この結果を博士論文として提出した。これまでやや遅れが発生していた中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業に目処がついた。また、遠赤外線全天マップに関しては、微細構造抽出のための画像補正処理のテスト準備も進めたので、今後は全天画像データから、淡い小惑星ダストバンド構造を抜き出す作業を始める。これまで別々に作成が進められてきた「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・解析することを目指す。「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・解析することを平成30年度内におこなうことを目指していたが、全天データの解析に関わっていた担当者の入れ替わりなどもあり、中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業にやや遅れが発生しているが、年度末に作業の見通しとおおまかな区切りがついた。今後は、全天画像から微細構造を抽出するための画像補正処理を一気に進める。最初はフーリエ・フィルタ処理を採用し、空間幅が数十分角スケールの彗星ダストトレイルや数度スケールの小惑星ダストバンドを抽出する。これまでの観測で未確定だった微細構造も抽出し、対応する小惑星族を同定する作業を進める。上記で抽出した「位置」を固定したうえで、惑星間塵の3次元空間分布を考慮した黄道光モデルを基にフィッティングをおこない、微細構造の幅や強度などを再現する最適パラメータ・サーチを進める。分担者である石原が宇宙科学研究所へ異動となったこともあり、議論を更に密に行うことで作業を加速して進めていくことを考えている。平成29年度は大きな国際研究会として「AKARI 2017」研究会が東京で開催され、研究代表者・分担者ともにこの研究会に注力をした。特に研究代表者は組織委員としても準備をおこなっていたため、海外旅費が発生しなかった。平成30年度は、既に国際研究会での招待講演を依頼されており、そちらでの使用を予定している。また、本年度は全天データの公開がやや遅れたため、解析・データ蓄積に必要な機器の購入をまだおこなっていない。
鼻腔誘発気道反射の脳幹内神経機構

私は、鼻腔と喉頭の機能連関について興味を持ち研究をすすめてきた。鼻腔にflow刺激を加えると、1)内喉頭筋の活動性を閉鎖筋、開大筋いずれも呼吸位相に関わらず増強すること、2)前篩骨神経の切断によりこの現象は消失し、入力路は三叉神経であること、3)この現象の発現には脳幹内呼吸ニューロンが関与しないことを明らかとしてきた。そこで本年度は三叉神経から入力を受ける延髄内の非呼吸性ニューロンを電気生理学的に同定記録し、これらのニューロンの鼻腔f10w刺激時における活動動態を解析した。そして、鼻腔flow刺激による内喉頭筋活動増強現象に関する延髄小細胞性網様体核ニューロンの役割を調べた。そして以下の成績を得た。1)三叉神経の一分技である前篩骨神経に電気刺激を加えると、延髄小細胞性網様体核の背外側に順行性応答をしめす神経細胞が記録された。2)これらの細胞の中で約10%の神経細胞は鼻腔flow刺激に対応して、刺激期間中持続的にその発射頻度を増大した。3)鼻腔flow刺激に応答した神経細胞の前篩骨神経刺激に対する潜時は、応答しない神経細胞のそれより早い傾向があった。これらの成績より、延髄内には鼻腔flow刺激の情報を受ける呼吸ニューロンではない神経細胞が存在し、これらの細胞の活動が鼻腔flow刺激による内喉頭筋活動増強現象に関与するものと考えられた。しかし、これらの細胞が内喉頭筋支配運動ニューロンとどの様な接続をするのかについては依然として不明であり今後の検討が待たれる。これまでに、当教室では鼻腔の持つ呼吸運動に対する影響についていくつかの実験を行ってきた。その結果、1)鼻腔に加えたflow刺激は横隔膜の筋活動を減少させ、呼吸周期を延長させること、2)この現象の入力路は三叉神経であること、3)鼻腔刺激により内喉頭筋の活動性は、閉鎖筋、開大筋いずれも、呼吸位相に関わらず増大すること、4)内喉頭筋運動ニューロンを支配する呼吸ニューロンは、内喉頭筋の増強現象には関与しないことが明らかになった。これらの成績は三叉神経から呼吸ニューロンを介さずに内喉頭筋運動ニューロンにいたる神経経路の存在を強く示唆する。この神経経路を解明するための手段のひとつとして、内喉頭筋運動ニューロンが脳幹内のどの部位から軸索投射を受けているのか組織学的に解析するとともに、鼻腔感覚を支配する三叉神経脊髄路核との関係を明らかにする目的で本研究を行った。そのために、ネコを用いて脳幹内の疑核に存在する内咽頭筋運動ニューロンを同定して、この近傍に逆行性標識(HRP)を注入した。その後、潅流固定して摘出した脳幹から組織標本を作成した。これまでの結果ではHRPの疑核内注入では三叉神経脊髄路核内のニューロンは標識されなかった。この成績は三叉神経脊髄路核と疑核内内喉頭筋運動ニューロンの間には解剖学的に直接的投射が無いことを示す。したがって鼻腔flow刺激による内喉頭筋増強現象すなわち三叉神経から内喉頭筋運動ニューロンにいたる経路はいくつかのシナプスを介していることが示唆された。しかし、現在までの実験では疑核内に十分にHRPが注入された例が少なく、平成10年度はさらに実験を進めて確実なデータを増やしていきたい。
老化制御による歯周病・動脈硬化症関連性への分子基盤の解明

本研究では,(1)若齢および高齢マウス,歯周病および非歯周病マウス,そして動脈硬化症および非動脈硬化症マウスでの老化細胞の検出,比較,(2)老化細胞除去による歯周病と動脈硬化症の病態変化の確認,検討,両疾患の関連性の解析,(3)歯周病および動脈硬化症を誘導した老化および老化制御マウスの寿命を比較し,老化制御による歯周病・動脈硬化症の関連性解明と抗老化療法の開発を目的としている。平成30年度は年齢,病態における老化細胞の局在程度を検索予定とした。そのため、生後3ヶ月齢のApoE(-/-)、WT(C57BL/6)マウスを各20匹購入、本研究施設内で飼育し、上顎第2臼歯周囲に6-0絹糸結紮による実験的歯周炎発症処置、動脈硬化病変部位作製のための30GによるPBS注入練習を行った。また、培養ヒト血管内皮細胞にserum amyloid A刺激を加え、p16遺伝子発現,senescence-associatedβ-galactosidase (SA-β-gal)活性を、老化マーカー(p16、p21、p53)、SASP因子(IL-6,IL-8,MCP-1,PAI-1,MMP)のmRNA発現をreal-time PCR法で検討した。WTよりやや小さいApoE(-/-)マウスの糸結紮、注入が困難で技術修得に時間がかかったが、現在は出来るようになっている。よって若年時の検討を延期し、20ヶ月齢のApoE(-/-),WTマウス用に飼育期間を変更した。また、培養ヒト血管内皮細胞に対するreal-timePCR法のデータに関しては、プライマーが劣化しており新しいものを購入して検討している。さらに、細胞老化を確認しておくために細胞周期を停止させた培養骨芽細胞におけるSA-β-gal)染色を施行し、次年度以降の薬物投与による細胞の老化状態を検証した。WTマウスよりやや小さいApoE(-/-)マウスの口腔内での糸結紮、サイトカイン注入が困難で技術修得に時間がかかったため、進捗状況としてはやや遅れている。しかし、現在は実験手技に関しては出来るようになっている。進捗状況としてはやや遅れているので、次年度は,年齢,病態における老化細胞の局在程度を検索と同時に、老化制御による歯周病と動脈硬化症の発症,進行抑制効果と合わせて評価する予定である。すなわち現在飼育している20ヶ月齢のApoE(-/-),WTマウス各20匹に実験的歯周炎発症,動脈硬化症を悪化させ,同時にDasatinibとQuercetinを経口投与し,老化細胞を除去する。動物は24ヶ月で安楽死させ,各群3匹の歯周炎の状態,動脈硬化悪化状態,老化細胞の除去程度を組織学的に観察,残り2匹は老化マーカー,SASP因子をreal-time PCR法,ELISA法にて検出する。老化制御していない結果と比較検討し,両疾患の老化への影響を検討する予定である。

進捗状況としてはやや遅れているので、次年度は,年齢,病態における老化細胞の局在程度を検索と同時に、老化制御による歯周病と動脈硬化症の発症,進行抑制効果と合わせて評価する予定である。すなわち現在飼育している20ヶ月齢のApoE(-/-),WTマウス各20匹に実験的歯周炎発症,動脈硬化症を悪化させ,同時にDasatinibとQuercetinを経口投与し,老化細胞を除去する。動物は24ヶ月で安楽死させ,各群3匹の歯周炎の状態,動脈硬化悪化状態,老化細胞の除去程度を組織学的に観察,残り2匹は老化マーカー,SASP因子をreal-time PCR法,ELISA法にて検出する。老化制御していない結果と比較検討し,両疾患の老化への影響を検討する予定である。平成30年度で使用予定であったマウスが、実験手技修得に時間がかかり、購入を次年度に見送ったため次年度使用額が生じたが、次年度では速やかにマウスを購入し解消する予定である。
計画妥当性の検証方法

計画内容自体の不整合に起因し実現不能に陥る計画破綻が多いという認識視点から、本研究は計画案における内容の整合性を判定する方法論の確立を目指し、計画事例から典型シナリオを作成し、計画段階で用いられている推論形式を調べた。その結果、可能性・必然性の様相表現を伴った計画内容記述があることから、これを扱う計画様相論理の公理系を構築した。この公理系を活用し論理的不整合を検出するアルゴリズムを構築し、プログラム化した。(1)事例からの定式化:計画行為の妥当性について問題となった事例を収集するとともに、これらを『シナリオ』として整理する。計画行為の妥当性が問題となる典型シナリオの各段階の論理記述と推論記述の整理を行う。(2)計画妥当性の様相論理学的定式化:計画の実現性を議論するために必然・可能という様相を扱う。様相論理学では必然・可能を論じる公理系としていくつかのものが提案されているが、計画の実態を反映する公理系として、どれが望ましいかを検討する。公理系を用いて、計画実現可能性を確認する方法を構築する。1.事例からの定式化(1)事例収集計画過程で当初計画が変更になった事例として、岡山県勝央町基本計画以降の経過、米子市崎津団地計画の経緯、豊田市市町村合併による計画変更過程を担当者からヒヤリング調査を行い、情報を整理した。また、「建築のあり方研究会」で参加者からの設計問題事例の情報を収集した。(2)典型シナリオの構成過去に収集した事例から、a)計画設計組織内の調整問題、b)建築設計における安全判断問題、c)都市計画における予測誤り問題の3つの典型シナリオを作成した。2.計画妥当性の論理学的定式化(1)計画評価の非論理性計画案の評価が非論理的になされる可能性の問題を社会心理学の知見から定式化し、数値計算例により、評価が人間関係や所属組織に依存して決まる可能性を示した。(2)計画案の整合性検証問題計画案を、仮定された事実、主張などの命題集合と見なした場合に、計画内容内に相互に矛盾が存在する可能性があり、このような内部矛盾がある場合、これを検出する判定アルゴリズムを作った。(3)計画シナリオの論理学的定式化前記の典型シナリオb)を論理学的推論問題(シャッター・パラドクス)として定式化した。つまり、建築内に使用する個々の防火シャッターは機能障害が生じる確率が一定値以下で工業製品として安全と判定されており、設計者は、安全なシャッターなので、このシャッターを何枚も使って構成される安全区画も安全と判断しているが、この判断では、確率論的に危険な場合が存在している。この安全判断の推論プロセスの論理学的問題を定式化し、この問題を回避する方法を示した。1.事列からの定式化(1)事例収集計画過程で当初計画が変更になった事例として、高山市および浜松市における市町村合併に伴う計画変更過程を担当者からヒヤリング調査を行い、情報を整理した。(2)典型シナリオの構成過去に収集した事例から、a)建築基準法の変更によって生じた設計組織内の役割変化という典型シナリオを作成した。2.計画妥当性の様相論理学的定式化(1)計画図書の内容分類計画図書の記述内容を分類した結果、計画実現状況を記述した文書・図面と、地理的条件、上位計画や関連法規など計画の前提となり、どのような計画にしようとも成立すべき内容の記述に大きく分けられることが分かった。(2)計画案の様相論理学的定式化計画前提は、どのような計画案にしても成立することなので、必然様相命題として見なされ、これに対し計画実現状態の記述は事実命題と見なすことが可能であることが分かった。(3)必然・可能様相論理を用いた妥当性検証上記の検討結果から、計画内容を様相論理体系Tで記述し、モデル集合論を活用して、矛盾が含まれている場合にそれを検出するアルゴリズムを作成した。(4)整合性判定ソフトウエアの開発上記のアルゴリズムを用いて、計画内容の整合性を判定するソフトウエアを開発した。1.事例からの定式化(1)事例収集建替えが始まっている千里ニュータウン(近隣センターの業種構成の変化を含む)、泉北ニュータウンの現状の問題点、神戸の震災復興での問題点、連担建築物制度の適用事例の問題点、公共投資抑制下での姫路市の取り組みについで、現地調査、関係者がらのヒヤリング調査を行い、情報を整理した。(2)典型的な計画推論の定式化計画にとって不可避な条件の範囲の捉え方の類型を整理した。また、収集事例における住民等からの要望が計画に反映するまでの推論過程を整理した。とくに、要望を充足することの妥当性の根拠について、論理的考察をおこなった。2.計画妥当性の様相論理学的定式化(1)計画妥当性判定のための計画様相論理の公理系の構築計画前提のように必ず成立しなくてはならない不可避様相命題、計画案が持つ可能性を言及した可能様相命題を含む計画

図書記述の妥当性を判断するため、計画様相論理の公理系Tを構成した。(2)不可避・可能様相論理を用いた妥当性検証の理論の構築構成された公理系Tの健全性、無矛盾性を、モデル理論を用いて証明した。(3)計画の整合性判定ソフトウエアの開発様相記述を含む計画案の内容の整合性を判定するアルゴリズムを構築し、これに基づく計画案の整合性判定ソフトウエアを開発した。1事例からの定式化前年度でカバーできなかった事例として、住民からの要望を計画で実現するか否かに関する推論の例を検討した。興味深いのは、要望自体を容認している場合に、計画案として実施しなくとも許容されるケースがあることである。つまり、Aであることを要望され、計画担当者がその計画実現を約束しかつ計画しなかった場合、Aであることが不可能であることが判明した時点で、要望が実現しなくとも計画担当者の判断は容認される。この要望と計画内容との論理推論形式の定式化を試みた。2計画妥当性の様相論理学的定式化1)計画案の整合性論証の定式化未解明であった要望様相の推論形式の論理的性質を抽出した。その結果、Aであることが要望されていることは、Aであるという内容の計画案の妥当性の根拠にはなっていないことを明らかにした。この事実から、要望があったからという理由で計画内容を規定することは誤りと言える。2)整合性判定ソフトウエアの開発前年度に構築した可能性・不可避性記述を含む計画記述文の整合性判定アルゴリズムを、具体的にパーソナル・コンピュータ・プログラムとして作った。いくつかのケースでの妥当性判定テストを行い、正常に機能することを確認した。これをもとに、計画作業段階で不整合を検出し計画を支援するシステムの開発が可能となる。
二次元ドプラ血流情報の電算機処理による診断能の高度化とその臨床応用

二次元ドプラ血流映像法は心臓の構造物のエコ-像と同時に心臓内部の血流を流速ドプラ情報としてブラウン管上に表現するため、心臓疾患の病態解析に極めて適合したものである。しかし、映像のみでは定量的な数値が得られないので本研究では二次元ドプラ血流情報に電算機処理を加え、ある特定血流の流量プロフィル、運動量、流量、心臓内ないし弁口における圧較差などを容易に非侵襲的に算出しうるようにした。先ずモデル回路実験によって噴出流のデ-タを入力し、その流速分布、流速プロフィ-ル、分散指数、乱流などの分析が可能であることを確認した上で画像の取り込み処理に適した条件を設定した。臨床例に対しては健常例の僧帽弁口、左室流出路の血流を二次元的に分析した結果、僧帽弁輪から左室にかけ平坦なプロフィ-ルを呈し、心尖に近づくにつれ徐々に山型に変化することが明らかとなった。僧帽弁狭窄例の僧帽弁口から心尖にかけての狭窄流は左房側より狭窄弁口に向かって縮流となり、左室に流入した後は概ね弁口の広さのままで心尖近くまで平坦なプロフィ-ルを呈した。僧帽弁逆流では逆に心室側に弁接合部へ向かう縮流が見られ、左房へ逆流後はすぐ乱流となり左房腔に広がったが、その程度は僧帽弁の性状や接合面の形態に左右された。乱流程度の強いものほど逆流の致達距離に比しその広がりは大きかった。僧帽弁閉鎖不全例において左室内から僧帽弁尖への縮流、さらに弁接合部から左房内への噴き出し血流の流速プロフィ-ル、分散乱流情報を分析し、逆流ジェットの横方向への広がりと流速、乱れとの関連も併せて分析した。本年度はカラードプラ装置とイメージ・プロセッサーとの連結作動の精度検定とデーターの定量分析の検討を行なった。カラー・ドプラ法は流速を32段階区分表示をしている。この流速区分を基にして心腔内血流シグナルの分布を分析した。10例の心疾患例での左室内、左房内、右房内の異常血流は症例により部分的なデーター欠落が認められた。この問題の解決には記録方向として精密スキャン方式を採用し取込みデーター数を増加させること、それに加えて各ピクセル間のスムージングを加えることにより分析可能な画像デーダーをデジタル的にストアーすることができた。健常者および心疾患例30例の心内血流分析では、健常者の左室流入血流の流速プロフィールは僧帽弁口付近では平垣であり、左房側から左室心尖部に至る間、徐々に流速を増し、弁口部でピークに達したのち徐々に減速した。一方、僧帽弁狭窄の左室流入血流は細い筒状の流速の大な流入血流分布を示し、中央部は流速が平垣でかつ弁口から左室中央近くまで同じ高速が持続した。それより心尖側や筒状の周辺部は急速に流速が低下するとともに、乱れ指数が増加した。逆流血流の分析では、三尖弁逆流の流速プロフィールは三尖弁口の吹出し近くは速い流速が持続するが横方向に広がるとともに減速する。この場合の短軸方向の流速プロフィールは中央をピークとする山型のプロフィールを示し横方向の広がりが大きくなると平垣な台型に近いパターンになる。しかし、非常に流速の速いジェットはカラー・ドプラ法の流速測定限界を超えるためモザイク・シグナルとして表示される。このモザイク・シグナルはピクセルごとに血流方向が異なり本装置では分析が不可であった。今後は、プログラム上でモザイク・シグナルを認識して、この領域を高速乱流領域と判定できることが必要と考えられた。

二次元ドプラ血流情報を画像処理装置に組み込み、その臨床例20例の分析を行なった。1)僧帽弁挾窄症:挾窄血流の長軸断面での血流プロフィルは左房から挾窄弁口まで急速に流速が増し、弁口部から平坦部を経て心尖方向に向かうに従い徐々に減速した。狭窄血流に直行する短軸断面での血流プロフィルは、左房内で放物線状を呈し、弁口に近づくにつれて横幅は狭く縮流となったが、流速は増加し、短軸血流プロフィルは尖塔状を呈した。弁口を通過するとほぼ同様の尖塔状の高速血流部分を経たのち狭窄流の横幅が広がり、流速は低下し短軸の血流プロフィルは台形状を呈した。これは終端に近づくにつれてド-ム状となり消失した。分散指数は狭窄血流の弁口から左室内にかけての高速中心流では低値であったが、終端部では高くなる傾向があった。しかし前述の流速プロフィルを考慮すると流速に対する相対的な分散指数は弁口部付近で最も低く心尖部に向かうに従い高くなると考えられた。2)三尖弁閉鎖不全:逆流血流の血流方向での血流プロフィルは右房内三尖弁直下で最高流速を有し、逆流血流の終端に向かうに従い減速し終端では急速に消失した。逆流の血流方向に直行する血流プロフィルは三尖弁付近では尖塔状を呈し逆流血流の幅が広くなるに従い台形に近くなり、終端部では再び放物線状となった。分散指数は逆流血流に平行な面では増帽弁狭窄症とは異なり弁口に近い程高く逆流血流の終端に向かうに従い減衰し、血流プロフイルが台形状となるレベルからはほぼ一定となり終端に至った。逆流血流方向に直行する短軸断面では逆流血流の辺縁で高い傾向にあった。〔まとめ〕デジタル画像解折装置を用いることにより流速プロフィルからの生理的病的血流の種々の動態分折が可能であったが現状では分散指数がどの程度正確に血流の乱れた状態を表現しているかは確定していないが逆流狭窄流における乱れ情報の分折の可能性が示された。二次元ドプラ血流映像法は心臓の構造物のエコ-像と同時に心臓内部の血流を流速ドプラ情報としてブラウン管上に表現するため、心臓疾患の病態解析に極めて適合したものである。しかし、映像のみでは定量的な数値が得られないので本研究では二次元ドプラ血流情報に電算機処理を加え、ある特定血流の流量プロフィル、運動量、流量、心臓内ないし弁口における圧較差などを容易に非侵襲的に算出しうるようにした。先ずモデル回路実験によって噴出流のデ-タを入力し、その流速分布、流速プロフィ-ル、分散指数、乱流などの分析が可能であることを確認した上で画像の取り込み処理に適した条件を設定した。臨床例に対しては健常例の僧帽弁口、左室流出路の血流を二次元的に分析した結果、僧帽弁論から左室にかけ平坦なプロフィ-ルを呈し、心尖に近づくにつれ徐々に山型に変化することが明らかとなった。僧帽弁狭窄例の僧帽弁口から心尖にかけての狭窄流は左房側より狭窄弁口に向かって縮流となり、左室に流入した後は概ね弁口の広さのままで心尖近くまで平坦なプロフィ-ルを呈した。僧帽弁逆流では逆に心室側に弁接合部へ向かう縮流が見られ、左房へ逆流後はすぐ乱流となり左房腔に広がったが、その程度は僧帽弁の性状や接合面の形態に左右された。乱流程度の強いものほど逆流の到達距離に比しその広がりは大きかった。僧帽弁閉鎖不全例において左室内から僧帽弁尖への縮流、さらに弁接合部から左房内への噴き出し血流の流速プロフィ-ル、分散乱流情報を分析し、逆流ジェットの横方向への広がりと流速、乱れとの関連も併せて分析した。
トランスポゾンを用いた結核菌由来新規免疫誘導遺伝子の同定

内蔵リューシュマニア症は、Leishmania donovaniによって起こる熱帯伝染病で、自然寛解はほとんどなく放置すると死に至る。五価アンチモンによる治療が有効であるが、有効なワクチンはなく、薬剤耐性原虫の増加など、重大な問題となりつつある。ヒトの病態をよく反映するL.donovani感染マウスモデルを用いた研究の結果、感染初期に、大部分の原虫は脾臓周辺帯(MZ)マクロファージに貪食されるが、樹状細胞(DC)には貪食されない。しかし、DCはIL-12を産生し感染特異的T細胞免疫を誘導する。このメカニズムとして樹状細胞がMZよりT細胞領域へ遊走することが、IL-12産生に必要であることを明らかにした(Ato et al. 2006)。これより、感染初期には、原虫を貪食したマクロファージが、脾臓MZにおいて一部の樹状細胞に抗原および活性刺激を伝達していることが想定されるが、このようなマクロファージーDC相互作用についてはこれまで報告がない。本研究は、L.donovani感染初期における、マクロファージから樹状細胞への抗原情報の伝達機構を分子レベルで明らかにすることを目的とする。L.donovani感染で、DCが抗原情報を受け取る可能性がある細胞としては、1)脾臓MZにおいて原虫を貪食したマクロファージ、2)血中から脾臓MZへ遊走してきた原虫感染単球、3)原虫貪食後アポトーシスに陥った細胞が考えられる。本年度は、1)の可能性について、マウスマクロファージにL.donovaniをin vitroで感染させた後非感染マウスに移入すると、脾臓DCからIL-12産生が起こることを明らかにした。また、3)のアポトーシスの関与は証明できなかった。現在、DCからL.donovani特異的IL-12産生を誘導するこの抗原の輸送がいかなる責任分子によって媒介されるかを解析中である。内蔵リューシュマニア症は、Leishmanina donovaniによって起こる熱帯伝染病で、自然寛解はほとんどなく放置すると死に至る。しかし、DCはIL-12を産生し感染特異的T細胞免疫を誘導することが判明した。これより、感染初期には、原虫を貪食したマクロファージが、脾臓MZにおいて一部の樹状細胞に抗原および活性刺激を伝達していることが想定されるが、このようなマクロファージDC相互作用についてはこれまで報告がない。本年度は、1)の可能性について、マウスマクロファージにL.donovaniをin vitroで感染させた後非感染マウスに移入し、脾臓DCからIL-12産生が起こるか否か検証中である。今後2)3)に対しても同様に検証を進めて、DCからL.donovani特異的IL-12産生が誘導される条件を明らかにする。最終的に、1)2)の場合、この抗原の輸送がいかなる責任分子によって媒介されるかを解析する。3)の場合、感染細胞アポトーシスを誘導する遺伝子を同定する。

また、3)のアポトーシスの関与は証明できなかった。現在、DCからL.donovani特異的IL-12産生を誘導するこの抗原の輸送がいかなる責任分子によって媒介されるかを解析中である。
超好熱菌由来モデルタンパク質の熱力学的安定性解析

本研究では、タンパク質立体構造の安定化機構について、これまで常温生物由来のモデルタンパク質を用いた系統的解析より得られた知見の普遍性検証と、これまで抽出されず見落とされてきた新たな知見の発掘を目的として、超好熱菌由来モデルタンパク質の熱力学的安定性解析を行った。具体的には、超好熱菌由来モデルタンパク質RNaseHおよびその変異体の平衡論的・速度論的安定性の物理化学的解析に取り組んだ。これまで常温生物由来のモデルタンパク質の系統的変異タンパク質を用いた安定性研究から得られている安定化因子とその寄与の大きさについて、Tk-RNaseHを用いてその普遍性を検証した。Tk-RNaseHは平衡論的および速度論的にも安定化されているタンパク質であり、これまで研究されてきたタンパク質と異なる性質を持つ。平衡論的および速度論的にも安定化されているTk-RNaseHについて、どの様な残基や因子が平衡論的または速度論的安定性に寄与しているのかを明らかにするために、幾つかのタイプの変異体(疎水性型、Pro型)を作製し、その平衡論的および速度論的安定性を測定し、野生型と比較した。その結果、Tk-RNaseHに多く含まれるPro残基が速度論的安定化に寄与していること、分子内疎水性残基が速度論的安定化に寄与していることが明らかになった。これまで安定化因子であると考えられている疎水性相互作用に関して、安定性変化を調べた結果、特に顕著な違いは見られなかった。このことは、超好熱菌タンパク質も通常のタンパク質と同様の機構で安定化されていることを示唆している。具体的には、(1)超好熱菌由来モデルタンパク質RNase Hおよびその変異体の平衡論的・速度論的安定性の物理化学的解析に取り組んだ。その結果、Tk-RNaseHに多く含まれるPro残基が速度論的安定化に寄与していることが示唆された。(2)系統的変異タンパク質を用いた超好熱菌タンパク質の安定化因子の検証に取り組んだ。.Tk-RNaseHは平衡論的および速度論的にも安定化されているタンパク質であり、これまで研究されてきたタンパク質と異なる性質を持つ。これまで安定化因子であると考えられている疎水性相互作用などを変化させる変異体を系統的に作製し、安定性変化を調べた結果、特に顕著な違いは見られなかった。