hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IL-1受容体アンタゴニスト欠損マウスを使用した血管炎の発病メカニズムの解析

これらの結果から、IL-25欠損は12週において血管炎の発症に抑制的に作用し、IL-33欠損は血管炎の発症には関与しないことが示唆された。次に、本疾患モデルにおける、IL-25とその受容体であるIL-17RBの発現細胞を同定するため免疫染色を行ったが、大動脈組織でのIL-25およびIL-17RB発現細胞を同定できなかった。GFP-Il1rn-/-マウスを用いて、蛍光免疫染色でIL-1Ra発現部位が大動脈血管内皮細胞であることが分かった。IL-25発現細胞において、内皮および間質細胞と炎症細胞のどちらが関わっているかを確認するため、Il1rn-/-マウスとIl1rn-/-Il25-/-マウス間で、骨髄移植実験を行ったところ、レシピエントがIl1rn-/-Il25-/-マウスでは血管炎の発症が抑制された。組織由来のIL-25が血管炎発症に関与していることが示唆された。Il1rn-/-マウスでIL-25遺伝子発現の亢進は確認できたが、タンパク質レベルでの評価ができていない。フローサイトメトリーでは回収細胞数が少なく、組織学的な免疫染色での実験系を再検討しているが、未だ同定できていない。また、炎症関連の遺伝子発現に有意差が認められず、血管炎発症でのIL-25のメカニズムの検討が不十分である。IL-1には、IL-1α、IL-1β及びIL-1受容体アンタゴニスト(IL-1RN)の3つのリガンドが存在し、このうち、IL-1RNはIL-1受容体に結合しても生理活性を誘導せず、IL-1αとIL-1βの生理作用を阻害する分子と考えられている。したがって、IL-1RN遺伝子欠損マウスでは、IL-1αとIL-1βの生理作用が阻害できないため、自己免疫性大動脈炎を自然発症する。このIL-1RN遺伝子欠損マウスの自己免疫性大動脈炎の発症はIL-17やTNFといった3型免疫応答に依存していることが知られている。大動脈炎を発症したIL-1RN遺伝子欠損マウスの大動脈において、IL-17ファミリーサイトカインであるIL-25の発現が亢進していることが明らかになった。IL-25は2型免疫応答を促進するサイトカインで、その2型免疫応答の活性化を介して3型免疫応答を抑制する作用も持つ。したがって、3型免疫応答依存的なIL-1RN遺伝子欠損マウスの大動脈の発症において、IL-25は抑制的な作用を持つことが期待された。そこで、3型免疫応答依存的なIL-1RN遺伝子欠損マウスの大動脈の発症におけるIL-25の関与と役割を明確にするために、IL-1RN遺伝子欠損マウスにIL-25欠損マウスを交配し、IL-25・IL-1RN遺伝子欠損マウスを作成した。IL-25・IL-1RN遺伝子欠損マウスでは、IL-1RN遺伝子欠損マウスと比較して、大動脈炎の発症率が低下し、症状も軽減していることが明らかになった。IL-25はマウスの多発性硬化症モデルのような3型免疫応答依存的な自己免疫疾患を抑制することが知られているが、3型免疫応答依存的なIL-1RN遺伝子欠損マウスの大動脈の発症においては抑制的な作用を持つことが明らかになった。骨髄移植実験後、12週齢での血管炎発症率を評価する。この結果から、血管内皮細胞でのIL-25産生が血管炎発症に関わっていた場合は、In vitroでマウス大動脈血管内皮細胞に対してIL-1βやTNF-αなどのサイトカイン添加実験を行い、産生される主要な炎症性サイトカインをELISAで測定する。一方、血球でのIL-25産生関わっていた場合は、所属リンパ節(縦隔リンパ節)を回収し、FACSでプロファイリングを行う。IL-33は、血管炎の発症には関わっていないが、炎症細胞の分布・種類などに違いがないか、免疫細胞染色で評価を行う。Il1rn-/-
ヒト肺・腺癌の発生と生物学的特性

肺腺癌158例について喫煙との関係を検討した結果、男性の低・中分化型と女性の低分化型では喫煙の相対危険は8倍以上、帰属危険は70%以上で扁平上皮癌のそれにほぼ匹敵するものであった。しかし男性の高分化型と女性の高・中分化型では相対危険が24倍、帰属危険が1656%であった。肺表面活性物質アポ蛋白(SAP)に対するモノクローナル抗体PE-10を用いた免疫組織化学的検討では、SAPは肺の腺癌以外の癌や肺以外の悪性腫瘍には認められず、肺腺癌の75例中36例(48%)に認められ、肺腺癌に特異的なマーカーであった。その陽性率と分化度には相関はなかった。しかし、光顕的に【II】型肺胞上皮への分化を示す癌以外にクララ型と考えられる癌細胞の核内管状封入体にも認められたので、(1)【II】型肺胞上皮細胞とクララ細胞とは密接な関係にある、(2)SAPは【II】型肺胞上皮細胞とその腫瘍に特異的ではない、の何れかの可能性が示された。間葉系細胞に特異的とされたvimentinは中皮腫のみならず、低・中分化腺癌,大細胞癌の2025%に認められた。Bromodeoxyuridineとこれに対する抗体を用いた免疫組織化学的検討では、DNA合成期にある癌細胞の頻度は小細胞癌と扁平上皮癌では高くかつ比較的狭い範囲にあったが、腺癌では0.119.2%と広い範囲にあった。つまり、腺癌の中には増殖の極めて緩慢なものから著しく速いものまであることが示された。なおクララ型腺癌では腫瘍の発育速度は核の容積と相関し、瘢痕を形成しないものに限ると腫瘍の大きさと線維化が相関した。腺癌の発生には異型腺腫様増殖巣が重視されるべきこと、線維化を示す肺では正常部との境界域が好発部位であることが示された。今後は多数の培養株を樹立し研究を進める必要性があると考える。
小児期ヒト椎骨の発達に関する人類学的研究

ヒト椎骨がどのような骨化過程を経て完成するのかを調査した。資料には鎌倉市由比ヶ浜南遺跡出土の古人骨28体を用いた。推定年齢0歳12歳の28体について、椎骨の一次骨化中心がいつどのような順序で骨性結合するのかを確認するのが本研究の目的である。椎骨の一次骨化中心は椎心に一つ、椎弓の左右に各一つずつの計三つがある。胎生期に出現した一次骨化中心は、生後1年以内に椎弓の両側にある二つが骨性結合することが知られている。その順序は腰椎から頚椎へ進行するとされている。生後3歳6歳にかけて、椎心と椎弓の間で骨性結合が進行し、各椎骨が形成される。本研究の結果、その順序は頚椎および腰椎から始まり中位胸椎に向けて進行することがわかった。これはこれまでにいわれていた見解と全く異なるものであり、今後、幼児骨の年齢推定において役立つ新たな知見となった。さらにこれまでの蓄積データとの照合から調査手法の改善、観察項目の見直しなどを行った。なかでも平成14年8月にイギリスリバプール大学に所蔵の人骨標本を調査する機会を得て、20体に及ぶ個体数を観察、写真撮影を行った。それまでの調査標本とは異なった年齢層の人骨標本であることや、人種間の差を確認できる標本として興味深いものであったのだが、残念ながらその保存状態の不良なものが多く、かつ年齢層の異なる標本ということでこれまで行ってきた観察手法が使用できず、有効なデータとすることが困難であった。今後、データの利用法を再検討する。ヒト椎骨においてneurocentral jointの癒合はどのような様態を示すのか。それを確認すべく、小児期骨標本を調査した。本年度は千葉県茂原市下太田貝塚遺跡出土の人骨の鑑定を行い、未成年人骨の椎骨の形成に関するデータを得た。当該遺跡出土人骨は縄文中期から後期に属する集団であり、個体数は200体以上にのぼる。そのうち調査対象となる未成年人骨の割合は多いとはいえないが、10体存在した。保存状態の不良な標本が多いために接合および鑑定は困難を極めた。個体同定に先立ち人骨標本の修復接合を行い、小児骨を抽出する。そののちに詳細な年齢の推定を行うわけだが、これには歯の萌出状態を判断材料として用いた。2歳から13歳までの10個体を調査した結果、予備調査の結果と矛盾しない結果を得た。すなわち、neurocentral jointの癒合は頚椎および腰椎で3歳頃始まり、胸椎ではやや遅れて癒合することが解った。一番最後まで癒合しないまま残るのは中位胸椎Th7Th9のあたりで、全ての椎骨で癒合が認められるのは8歳頃であった。幾つかの例では、頚椎よりも腰椎において先に癒合が始まる傾向が認められた。これまでの調査と今回の調査によって明らかになった知見を以下にまとめる。(1)これまでの知見ではその癒合順序は頚部から腰部へ向けて下行して進むとされていたが、それとは異なり、その癒合順序は頚部および腰部から中位に向かうことが解った。(2)その癒合時期に関して、従来の見解よりもやや遅く終了するという結果が得られた。(3)頚部と腰部とでは、腰部で癒合が先行する傾向が認められた。ただしこの件に関しては例数が少ないので今後も調査を継続して行く必要がある。その癒合開始時期について、Grayによれば頚椎において癒合が始まるのは3歳頃とされている。Frazerによれば生後1年後のさらに数年後と表現されている。この点については、両文献とも大きな相違はなく、本研究の結果とも矛盾しない。また癒合完了時期については、Grayによれば6歳頃とされている。Frazerには完了時期についての記述はない。今後さらに調査数を増やし、さらなるデータの充実を図る。

それまでの調査標本とは異なった年齢層の人骨標本であることや、人種間の差を確認できる標本として興味深いものであったのだが、残念ながらその保存状態の不良なものが多く、かつ年齢層の異なる標本ということでこれまで行ってきた観察手法が使用できず、有効なデータとすることが困難であった。今後、データの利用法を再検討する。
低ライズ円筒型空気膜屋根の強風応答の算定法

1。ビニ-ルシ-トを膜面に用い、質量についての相似則を満足した、軽い、円筒型空気膜屋根の1/200の模型を作成した。非接触型変位計を用いて初期形状を測定した後、発振器、スピ-カ-を用いて、音圧を横から模型に与えた。膜面が振動したので、膜面の4点の変位を測定、ペンレコ-ダに記録した。この方法により、膜面の固有振動数と振動モ-ドを明かにできた。しかし、スピ-カを瞬時に止める事ができず、計画していた減衰定数の測定がうまくいかなかった。2。つぎに、模型を、格子、バリア、ラフネスブロックを用いて作った乱流境界層にさらし、膜面4点の鉛直変位を非接触変位計を用いて測定、磁気テ-プに記録した。この記録をシグナルプロセッサをもちいて解析し、風速と平均変位の関係、風速と変位のr.m.s.値の関係、振動変位のスペクトル、クロススペクトルを求めた。平均変位は風速のほぼ2乗に従って増大した。変位のr.m.s.値は平均変位の約1/3であり、自励振動のような現象はみられなかった。膜面はおもに円弧方向に逆対象、軸方向に対象なモ-ドで振動したが、両方向ともに対象な振動も少し見られた。予想していたように、後者の振動数は前者のほぼ1.4倍であった。3。最後に、平均変位の算定にとりかかった。まず、剛な模型を作り、平均風圧を測定、平均風圧係数分布をもとめた。膜面に働く張力による剛性のみを考えたつりあい式をたて、実験で求めた平均風圧数分布をもちいて外力を定めた。変形は対称モ-ドと逆対称モ-ドよりなるものと仮定してつりあい式を解き、平均変位を求めた。低風速域においても、算定して求めた平均変位は、測定値の約3倍となった。弾性模型と剛模型のライズが異なっていた事を考慮しても差は大きく、もっと精度の良い変形の算定法を考える必要がある。1。2。3。
進行性下顎頭吸収の病態と発症原因の解明

近年、開咬や下顎後退の発症要因となる下顎頭吸収の病態解明が試みられているが未だ不明なことが多く、動物モデルも確立されていないため、基礎的研究が十分に行われているとは言えない。STR/ortマウスは膝・股関節における変形性関節症(OA)の自然発症型モデルとして確立されており、最近、雄の顎関節にもOAが発症していたことが報告されているが、それ以上の報告は見当たらない。そこで今回われわれは、STR/ortマウスにおける下顎頭形態の加齢と性差についてCTを用いて評価した。対象はSTR/ortマウス30匹(60関節)で、10週齢(雄3匹、雌5匹)、20週齢(雄5匹、雌5匹)、40週齢(雄6匹、雌6匹)の下顎頭形態を、実験動物用X線CT装置(Latheta LCT-200)を用いて評価した。1OAなしを1点、2Erosionとconcavityを2点、3osteophyteを3点、4deformityを4点とし、4群に分類して点数化した。[結果]10週齢で3/16関節(1.3(1-2))、20週齢で11/20関節(1.5(1-4))、40週齢で24/24関節(2.4(2-4))にOAが認められた。40週齢では、雌(2.8(2-4))は雄(2(2))より有意にOAの点数が高かった。[結論]STR/ortマウスは、顎関節OAの動物モデルとなりうる可能性があると考えられた。さらに、組織学的な検索を行い、未処置のSTR/ortマウスにおいてはSflaninO +Fast green染色で軟骨の破壊像が認められ、進行性下顎頭吸収(PCR)様の下顎頭の変形が認められた個体も認められたため、STR/ortマウスは顎関節OAならびにPCRの動物モデルとしても有用である可能性が示唆された。本年度は野生型Str/Ortマウスに関する研究予定で、microCTによる形態額的検索、組織学的検索について順調に結果が出ているため。[-1AlaTIMP3] Str/Ortマウスを用いて,下顎頭吸収の軟骨破壊におけるADAMTSの役割の解明と[-1AlaTIMP3]の吸収抑制効果を検証する。3)スクレラキスプロモーター制御下でIL-6を発現させ腱靭帯の炎症、硬化を誘導し咀嚼筋にかかる力を変化させたマウスでの下顎頭吸収の変化を観察する。予定よりも物品費額が少なかったため
ABO式血液型遺伝子のクロ-ニングに関する研究

(1)ベクタ-ファ-ジによる血液型遺伝子導入大腸菌のスクリ-ニングと、型遺伝子DNAにコ-ドされている血液型合成酵素蛋白のアミノ酸配列の一部を明らかにするため、ヒト血漿、尿及び胃粘膜からA、B及びH型合成糖転移酵素の分離と精製を行い、大腸菌のスクリ-ニングのためには、溶原菌のプラ-クを選択するのに各酵素の特異性抗体を必要とするので、酵素標品をウサギに免疫することにしている。(2)43抗原関連B型抗原をもつ大腸菌O_<86>からのDNAの抽出・精製をおこなった。このDNAを各種制限酵素で分断し、λファ-ジベクタ-系を用いて、43抗原をもたない大腸菌に感染させ、B型抗原を発現する菌のスクリ-ニングをおこなっている。(3)ヒト正常細胞(リンパ球)とマウスミエロ-マ細胞との細胞融合をおこない、多数の融合細胞が得られた。継代培養したものの中から、ヒトの第9又は第19染色体の残った単クロ-ン細胞を分離している。(4)ヒトの胃粘膜細胞からmRNAの分離、精製を始めている。これを鋳型としてcDNAを作製し、λファ-ジベクタ-に組み込んでライブラリ-を作る。これを大腸菌に感染させて、cDNAを組み込んだ型合成酵素を産生する溶原菌プラ-クを合成酵素の抗体を使用して選択し、型遺伝子cDNAクロ-ンの検討をおこなうことになる。(5)平成元年度及び平成2年度の補助金で、DNAの分離、分析のための機器類が揃い、実験はmRNAからcDNAライブラリ-作製の段階にあり、これからスクリ-ニングとクロ-ニングを開始し、更にcDNAクロ-ンから全長cDNAをクロ-ニングして、A、B及びHの進化遺伝学的研究を完成させることになる。従って、研究期間は本年度で終了するが、研究成果の報告は来年度末を予定している。(1)型遺伝子DNAにコ-ドされている血液型合成酵素蛋白のアミノ酸配列を明らかにするため、A型合成酵素であるαーNーアセチルガラクトサミン転移酵素をヒトA型血漿から分離、精製を行った。酵素の同定のため、精製した酵素標品の特異抗体の作成の準備をしている。(2)遺伝子DNAの比較モデルとして、43抗原関連B型抗原をもつ大腸菌086のウサギ免疫抗体を作成し、菌を抗体添加培地で継代培養し、Bーloss変異株を分離した。これらの菌株からのDNAの抽出・精製と精製DNAを各種制限酵素で分断し、電気泳動パタ-ンを比較する準備をしている。(3)ヒト正常細胞(リンパ球)とマウスミエロ-マ細胞との細胞融合を行ない、多数のクロ-ンが得られており、ABO遺伝子の存在する9番染色体、基礎物質Hの遺伝子の存在する19番染色体を別々にもった融合細胞と、共に存在する融合細胞の分離を試みている。融合細胞が型物質を産生しているか、型合成糖転移酵素を産生しているか、染色体でしか見分けることができないかは、融合細胞のスクリ-ニングと共に、染色体相互間の連携が明確になる実験が進行中である。(4)平成元年度の補助金で、高分子DNAを分離するためのパルサフォ-核酸電気泳動装置、分離されたDNAや制限酵素による部分切断DNA及びそれらの塩基配列を読むデ-タ処理用パ-ソナルコンピュ-タ-と周辺機器、コンピュ-タ-用基本ソフトウェア-などDNA抽出・精製・分析のための機器類ならびに制限酵素類、アガロ-ス、細胞培養用培地・血清などの関連試薬・消耗品類を購入し、初年度に予定したDNA供与細胞の準備と分析機器の整備が揃い、次年度の補助金を加えて、本格的なABO遺伝子の本体に迫る実験の準備は整った。
半導体のドーピングに関する理論および予測手法の構築

本研究では、第一原理計算により、窒化物、酸化物、リン化物、硫化物といった複数の化合物半導体に対してドーピング限界の算出と不純物の計算を系統的に行い、ドーピングに対する学理の構築と両極性の伝導キャリアを導入できる最適なドーパントを自動的に提案するシステムの開発を目的とした。本年度における研究計画では、ドーピング特性に関する実験データが存在する半導体約200種について、キャリア補償の原因である固有点欠陥、水素・酸素不純物と、ドーパント候補の形成エネルギーを網羅的に計算することが目標であった。これに対し、本年度では計画の一部として、既知の半導体3種に対する系統的な点欠陥の計算を行った。具体的には、第13族窒化物半導体の固有点欠陥およびドーパントの形成エネルギーと電子準位を系統的に計算し、本研究の目的であるドーピング特性の学理構築に向けた考察を進めた。また、半導体材料として代表的なZn-VI族化合物、Ga-V族化合物およびSiCを対象とし、ドーピング機構と並んで半導体材料の特性を支配するバンド構造と有効質量を系統的に計算した。対象とした系は17種であり、スピン軌道相互作用を取り入れた高精度な計算を系統的に実施することで、統一された条件下における有効質量値を得ることができた。この計算結果から、ウルツ鉱型の結晶構造を有する系ではスピン軌道相互作用を取り入れることによって価電子帯上端におけるバンド構造が変化し、ホールの有効質量が増加することが明らかになった。申請書にある研究計画では点欠陥を計算する対象の化合物は200種としたが、電子状態の解析方法や第一原理計算の実施プログラムを高い精度で確立させるために、本年度では点欠陥を計算する対象化合物を既知の半導体3種とした。その結果、第13族窒化物半導体におけるフッ素ドーピングでは、格子間フッ素よりも窒素に置換するフッ素の方が形成エネルギーが高いことが明らかになった。さらにこれと並行して、半導体材料として代表的なZn-VI族化合物、Ga-V族化合物およびSiCを対象とし、ドーピング機構と並んで半導体材料の特性を支配するバンド構造と有効質量を系統的に計算した。統一された条件下で多数の半導体材料の詳細なバンド構造や有効質量を計算した前例は報告されていなかった。その中、スピン軌道相互作用の寄与を取り入れ、17種の化合物について高精度にバンド構造と有効質量を算出した。この成果をまとめた論文をJournal of Applied Physics誌に投稿予定である。以上のように、窒化物半導体の点欠陥計算に加え、代表的な半導体材料のバンド構造および有効質量の算出と結果の考察に関して、研究が進捗したことが評価できる。ドーピング特性に関する実験データが存在する半導体約200種について、キャリア補償の原因である固有点欠陥、水素・酸素不純物と、ドーパント候補の形成エネルギーを網羅的に計算する。使用する計算機はスーパーコンピュータや所属研究室の計算機クラスターを用いる。この計算によって得られたデータを解析するために、モデリングからドナー・アクセプター準位の算出までを自動的に処理するプログラムパッケージを開発する。特に、不確定性の強い格子間サイトを特定するための手法の開発を重点的に行う。既存の格子間サイトの探索プログラムでは、水素のように原子半径の小さい元素が取りうる欠陥構造を網羅できないため、本研究では電荷密度の極小値を格子空隙と定義し、その極小値を探索するプログラムを開発する。格子間サイトの探索プログラム以外には、ドーピング限界の上下限値の算出や、ドーピング可否の判定等を自動処理するプログラム群を開発する。最終的に、結晶構造と組成の情報に基づいて、最適なドーパントの選択からドーピング限界の算出までを一括して処理するシステムに統括し、完成後はオープンソースとして産学界に広く公開する。また、得られた成果を国内外の学会やシンポジウムにおいて報告する。

申請書にある研究計画では点欠陥を計算する対象の化合物は200種としたが、電子状態の解析方法や第一原理計算の実施プログラムを高い精度で確立させるために、本年度では点欠陥を計算する対象化合物を既知の半導体3種とした。具体的には、第13族窒化物半導体の固有点欠陥およびドーパントの形成エネルギーと電子準位を系統的に計算し、本研究の目的であるドーピング特性の学理構築に向けた考察を進めた。その結果、第13族窒化物半導体におけるフッ素ドーピングでは、格子間フッ素よりも窒素に置換するフッ素の方が形成エネルギーが高いことが明らかになった。さらにこれと並行して、半導体材料として代表的なZn-VI族化合物、Ga-V族化合物およびSiCを対象とし、ドーピング機構と並んで半導体材料の特性を支配するバンド構造と有効質量を系統的に計算した。統一された条件下で多数の半導体材料の詳細なバンド構造や有効質量を計算した前例は報告されていなかった。その中、スピン軌道相互作用の寄与を取り入れ、17種の化合物について高精度にバンド構造と有効質量を算出した。この成果をまとめた論文をJournal of Applied Physics誌に投稿予定である。以上のように、窒化物半導体の点欠陥計算に加え、代表的な半導体材料のバンド構造および有効質量の算出と結果の考察に関して、研究が進捗したことが評価できる。ドーピング特性に関する実験データが存在する半導体約200種について、キャリア補償の原因である固有点欠陥、水素・酸素不純物と、ドーパント候補の形成エネルギーを網羅的に計算する。使用する計算機はスーパーコンピュータや所属研究室の計算機クラスターを用いる。この計算によって得られたデータを解析するために、モデリングからドナー・アクセプター準位の算出までを自動的に処理するプログラムパッケージを開発する。特に、不確定性の強い格子間サイトを特定するための手法の開発を重点的に行う。既存の格子間サイトの探索プログラムでは、水素のように原子半径の小さい元素が取りうる欠陥構造を網羅できないため、本研究では電荷密度の極小値を格子空隙と定義し、その極小値を探索するプログラムを開発する。格子間サイトの探索プログラム以外には、ドーピング限界の上下限値の算出や、ドーピング可否の判定等を自動処理するプログラム群を開発する。最終的に、結晶構造と組成の情報に基づいて、最適なドーパントの選択からドーピング限界の算出までを一括して処理するシステムに統括し、完成後はオープンソースとして産学界に広く公開する。また、得られた成果を国内外の学会やシンポジウムにおいて報告する。
サイレンタロイによる丸鋸の金属音抑止に必要な対数減衰率の追及

制振合金の一種で、熱処理温度を変えることによって対数減衰率を変化させることが出来る特徴を有するサイレンタロイ(12Cr-3Al-Fe、東芝製、略称SIA)から厚さ2mm、310mm四方の板を10枚作製した。減衰能を付与する前処理として、熱処理無し、熱処理温度500°C、600°C、800°C、1000°Cの5水準の処理を施した板を各2枚調整した。これらの板から直径305mm。鋸身厚さ2mm、歯数80、歯形が縦横兼用の交互歯であるチップソーを作製した。一方、チップソーの台金を切り取った端材から圧延方向とそれに45°の方向で巾10mm、長さ100mmの短冊を作製し、片持ち梁の端部を弾く方法でそれらのテストピースの対数減衰率を測定した。得られた5種類のSIAの平均対数減衰率は低い方から0.93×10^<-2>、1.4×10^<-2>、6.9×10^<-2>、9.9×10^<-2>、10.4×10^<-2>となり、この順に作製したチップソーをH1、H2、H3、H4、H5と名付けた。参考までに、チップソーに広く用いられている合金工具鋼(SKS5)のそれは0.60×10^<-2>であった。減衰能の異なる5種10枚のチップソーを丸鋸回転装置に装着し10006000回転まで100回転ごとに回転させ、鋸軸延長上で鋸身中心から1mの点で騒音レベルとパワースペクトルを精密騒音計、FFTアナライザーで測定した。得られたデータをパーソナルコンピュータに入力し、解析した結果、H1やH2では所々で金属音が生じたが、H3からH5では全く金属音が生じず、SIA製チップソーの金属音の抑止には0.07以上の対数減衰率が必要であることが分かった。今後はこの値の普遍性を確かめるために、対数減衰率が0.07前後で鋸身の材質りつが異なるチップソーを作製し、金属音発生の有無を調べ、より安価で適した鋸身材料を探す必要がある。
CT・MRI像の可変量解析・画像間演算の組み合わせによる特定組織の自動抽出

本研究は、コンピュータ断層画像(CT画像)を利用し、画像からの特定の腹部臓器の自動抽出、体積の自動測定を目的とした。今年度までの研究計画に基づき、検討を進めた方法論は、(1)画像間演算およびクラスター分析を用いた組織の輪郭抽出および面積計算のプログラム作成(2)斬新的領域分割法によるプログラムの作成と、これによる臓器抽出における基礎評価(3)閾値法にマニュアルによる補正を加えた臓器抽出の基礎的評価およびその臨床応用である。上記の方法を生体の腹部臓器に応用した場合、臓器のCT値の不均一や個体ごとの変動、周囲から接する腸管等の臓器の形態の個体間差異が予想以上に大きく、実際の生体例へ利用した場合、いずれの方法でもプログラムの設定範囲をこえた修正が必要であった。上記(3)の方法については、前年度のファントム実験で基本的制度が確認されていることと、症例ごとのマニュアルによる修正が容易なことから、これを用い、臨床評価を計画していた生体部分肝移植のdonor肝9例ののgraft容積の測定に用い精度の評価をおこなった。また、計測は3D-volumetry法のほか従来法(2次元手動抽出法)も施行し精度の比較もおこなった。結果:計測時と手術で確認した実測値の差は最大153,最小43,平均6.8±13.4mlで従来法の312,14,60±140より優れていた。実測値に対する誤差の比率は最大25.5%,最小9.0%,平均6.8±13.4で従来法の52,30.3,14.2±10.9より優れた。さらに誤差比率の絶対値は本法で平均9.9±10.9%,従来法で25.1±15.0であった。考察、結論;腹部臓器の抽出および体積定量の応用には閾値を基本とした半自動抽出に、個体ごとの形態変動に応じたマニュアル修正が必要で、自動化には限界があるため、解析法としての客観性に問題があるが、臨床例(肝移植症例)の実測では、本法はマニュアルによる従来法よりすぐれ、臨床応用可能な精度が示された。本研究ではコンピュータ断層画像における腹部実質臓器の抽出を目的としており、用手的に辺縁を描画する従来の方法に比し、より再現性および精度にすぐれた方法を臨床に応用することを課題とする.現時点の結果は以下のとうりである.(1)肝臓の自動抽出プログラム標準として選んだ10症例の腹部CT画像について肝を用手的に抽出し、体輪郭内の各座標における肝の存在確率をもとめた.測定症例の腹部CTの各スライスにおいて、肝の存在確率が100%の座標で肝の実質のCT値をサンプリングし、その平均および標準偏差をもとめてその平均+/-3標準偏差を上下の閾値とし2値化した.肝の存在確率100%でこの閾値内にある座標を始点とし前後上下に連結点を走査した.10例でこの自動的肝臓抽出と用手的による輪郭抽出による各スライスの肝の面積を比較したが、自動的計算法は用手的抽出法より平均約1%小さい値となった.用手的抽出では、肝内の脈管を除去していなかったことが原因と考えられた.(2)容積計算補正手技における再現性の検討CT値150の造影剤200mlを封入したゴム風船および手術用手袋ファントムを水層内に静置し、螺旋型CTで撮像し、画像処理端末にてCT値60を閾値として抽出した.ファントムの底部がCT値が近似したプラスチック製容器に接しているため、それぞれ21,24スライスの画像中、10および20スライスで用手的な辺縁補正を要したが、5回の同一観察者による測定はそれぞれ196.0/1.67ml(平均/SD),195.9/0.88 4人の観察者による観察は197/1.34 ,193.28/1.46となった.閾値法による抽出では部分容積効果による容積損失は避けられないが、目的臓器のコントラストが良好な状態では再現性は良好になると考えられ、適切な臨床モデルを選んで応用する予定である.【概要、経過】本研究は、MRI、CT画像を利用し、特定組織の画像としての自動抽出、体積の自動測定を目的とした。研究期間中にCT、MRI画像のデータフォーマットが新企画(DICOM3)に変更になったこと、および臨牀モデルでは、腹部臓器の形態と周囲臓器の形態の変位がきわめて大きく、臓器選択はプログラムによる自動判定とマニュアル操作との相互的な連携が必要なことが判明したため、閾値法に対しファントムおよび臨牀例での実験後、問題点に対し新たに斬新的領域分割法によるプログラムを作成し、臓器抽出における基礎評価をこなった。【結果】単純な閾値法による領域選択法では、水層内に静置ししたCT値150の造影剤200mlを封入したゴム風船と手術用手袋ファントムのCT画像を閾値下限60で処理した結果、同一観察者による5回の測定ではそれぞれ196.0/1.67ml(平均容量/SD),195.9/0.88、4人の観察者による測定では197/1.31.193.28/1.46となった.しかし生体の脾臓では、臓器中央で測定した信号の+3SD、-2SDを上、下限閾値としたところ、臓器の辺縁あるいは造影の状態により観察者間の測定値が0.5%から13%までばらつき、閾値法の限界を示した。

これに対し、新規に漸進的領域分割法を導入した。対象のvoxelを領域内、境界上、領域外の三状態automatonとして認識し、境界の自動選択とマニュアル補正での再現性を高めるため評価関数として内圧、圧力、stiffness,tensionを設定、さらに画像計算が9,3,1ピクセル四方の3段階で漸進するmultiresolutionとした。本法では、球形ファントムでの部分容積誤差の増加するピークが閾値幅で60から80に拡大し、脾臓のCT像をモデルにした測定でも3人の体積測定の範囲は5%以内となった。本研究は、コンピュータ断層画像(CT画像)を利用し、画像からの特定の腹部臓器の自動抽出、体積の自動測定を目的とした。今年度までの研究計画に基づき、検討を進めた方法論は、(1)画像間演算およびクラスター分析を用いた組織の輪郭抽出および面積計算のプログラム作成(2)斬新的領域分割法によるプログラムの作成と、これによる臓器抽出における基礎評価(3)閾値法にマニュアルによる補正を加えた臓器抽出の基礎的評価およびその臨床応用である。上記の方法を生体の腹部臓器に応用した場合、臓器のCT値の不均一や個体ごとの変動、周囲から接する腸管等の臓器の形態の個体間差異が予想以上に大きく、実際の生体例へ利用した場合、いずれの方法でもプログラムの設定範囲をこえた修正が必要であった。上記(3)の方法については、前年度のファントム実験で基本的制度が確認されていることと、症例ごとのマニュアルによる修正が容易なことから、これを用い、臨床評価を計画していた生体部分肝移植のdonor肝9例ののgraft容積の測定に用い精度の評価をおこなった。また、計測は3D-volumetry法のほか従来法(2次元手動抽出法)も施行し精度の比較もおこなった。結果:計測時と手術で確認した実測値の差は最大153,最小43,平均6.8±13.4mlで従来法の312,14,60±140より優れていた。実測値に対する誤差の比率は最大25.5%,最小9.0%,平均6.8±13.4で従来法の52,30.3,14.2±10.9より優れた。さらに誤差比率の絶対値は本法で平均9.9±10.9%,従来法で25.1±15.0であった。考察、結論;腹部臓器の抽出および体積定量の応用には閾値を基本とした半自動抽出に、個体ごとの形態変動に応じたマニュアル修正が必要で、自動化には限界があるため、解析法としての客観性に問題があるが、臨床例(肝移植症例)の実測では、本法はマニュアルによる従来法よりすぐれ、臨床応用可能な精度が示された。
脳腫瘍における GTP 代謝スイッチの分子機構と意義の解明

本研究では、脳腫瘍細胞におけるグアノシン三リン酸(GTP)代謝の役割を明らかにすることを目的としている。我々は悪性度の高い脳腫瘍である神経膠芽腫においてGTPの産生が亢進する一方、同じプリンヌクレオチドであるアデノシン三リン酸の産生は正常細胞と差がないことを見出している。この原因を調べるために10種類の脳腫瘍マウスモデルにおいて遺伝子発現の変化を調べたところ、GTP合成において鍵となる酵素の発現上昇を見出した。この発現上昇は脳腫瘍培養細胞および脳腫瘍患者においても確認された。この代謝酵素の薬理学的阻害は脳腫瘍細胞において急激なGTP量の低下と細胞増殖および腫瘍形成の抑制を引き起こした。以上のことを詳細に検討するため、本年度はCRISPR/Cas9の技術を用いてこの代謝酵素の遺伝子欠損細胞を作製した。その結果、遺伝子欠損細胞では薬理学的阻害の場合と同様に細胞の増殖の抑制がみられた。さらに安定同位体を用いたグルコースフラックス解析を行ったところ、遺伝子欠損細胞でグルコースからのGTP合成が大きく抑制されていた。この代謝酵素は2つのアイソフォームが存在し、また高い相同性を有することから、両者が機能を補完し合う可能性がある。そこで、2つのアイソフォームの二重欠損細胞を作製したところ、GTP合成がほぼ見られなくなった。我々は代謝酵素の阻害時にリボソーム合成が抑制されることをすでに見出している。今後は、合成されたGTPがリボソーム合成とどのように関わってくるのかについて詳細に検討していく必要がある。遺伝子欠損細胞の樹立及びその解析を進めることができたため。今後は合成されたグアノシン三リン酸とリボソームの関係について調べる。大学から提供されたスタートアップ資金があったため。次年度の経費と合わせ細胞培養試薬や遺伝子試薬などの消耗品に使用する予定である。
ぺロブスカイトを基本構造に持つ希土類複合酸化物の結晶構造とその磁気的性質

ぺロブスカイト型酸化物Sr2LnReO6 (Ln = Y, Tb-Lu)を合成した。磁化率と比熱測定からLn = Y, Tb, Yb, Lu化合物で、2.6-20 Kで磁気異常を示すことを見出した。これはRe5+イオン間の磁気的相互作用による。希土類が磁性を持たないSr2YReO6やSr2LuReO6化合物の磁気ヒステリシス測定や残留磁化測定から、Re5+イオン間の反強磁性相互作用には弱強磁性成分を含むことが明らかになった。Sr2DyReO6では、93KでRe5+のモーメントが磁気秩序し、さらに温度を下げ、5KになるとDy3+の磁気モーメントが強磁性秩序することが磁化率と比熱測定からわかった。希土類が物性の主役となったぺロブスカイト型酸化物の多形構造とその磁気的性質を調べるため、ぺロブスカイト型酸化物ABO3の物性を決定するBサイトに希土類(4f電子系)とサイズの小さな遷移金属(4d、5d電子系)を組み合わせた複合酸化物を合成した。磁気的性質から希土類が示す物性、f-d混合電子が示す新たな物性、挙動を解明した。希土類と遷移金属の比を変え、BO6八面体の並びに特異な積層構造を持たせ、これまでにない物性の発現と挙動解明を目指した。今年度は遷移金属として、post-transition metalsと呼ばれるアンチモン(Sb)とビスマス(Bi)を選び、AサイトはBaとしたBa2LnMO6 (M = Sb, Bi)の合成と結晶構造解析、その磁気的性質の測定を行った。希土類がランタン(La)からルテチウム(Lu)に亘ってBサイトでLnとMがNaCl型に秩序配列したダブルぺロブスカイトが合成できた。化合物の結晶系はcubic、rhombohedral、monoclinicあるが、希土類のイオン半径とtolerance factorで系統的に分類されることを明らかにした。いずれの化合物も1.8 Kまで常磁性を示した。メスバウア分光測定からEuは+3価の酸化状態にあることを解明した。Ba2EuBiO6ではEuサイトに四極子相互作用があることを定量的に明らかにした。Ba2LnBiO6(Ln = Pr、Tb)では、一部のLnが+4価に酸化され、その分Biは+3価に還元されていることを、結合距離、磁気的性質の解析から明らかにした。ぺロブスカイト型酸化物ABO3の物性を決定するBサイトに希土類(4f電子系)とサイズの小さなレニウム(5d電子系)を組み合わせた複合酸化物Sr2LnReO6(Ln = Y, Tb-Lu)を単相で新規合成した。レニウムと希土類はBサイトでNaCl型に構造秩序していることをX線回折測定より明らかにした。磁化率、比熱測定から希土類がY, Tb, Dy, Yb, Lu化合物では低温(2.5-100 K)で反強磁性転移していること、そのほかの化合物は、1.8Kまで常磁性挙動を示すことを見出した。磁気比熱から磁気エントロピーを算出し、この磁気転移にはレニウムと希土類のスピンが関与していることを定量的に示した。さらに本年度は、トリプルぺロブスカイトBa3LnM2O9 (Ln =希土類、M = Ru, Ir)の構造とその磁気的性質の解明にも取り組んだ。結晶構造はLnO6八面体とM2O9ダイマーが交互に配列した6層ぺロブスカイト構造をとることがわかった。MサイトにRu, Irどちらも含むBa3Nd(Ru1-xIrx)2O9 (x = 0-1)の合成にも成功し、その結晶構造は、Irの置換割合を増やすとx = 0.8を境に六方晶から単斜晶に変化することがわかった。磁気的性質は両端組成のx = 0, 1ではフェリ磁性だが、固溶により強磁性磁気モーメントが減少し、x = 0.5でフェリ磁性が最も弱くなった。これは(Ru/Ir)2O9ダイマーとNdの4f電子の磁気的相互作用が変化したことによると考えられる。研究はおおむね順調に進んでおり、その成果を論文発表の形まで進めることができた。しかし、研究用原子炉(茨城県東海村にある日本原子力研究開発機構に設置されている全国大学共同施設)が平成27年度も稼動しなかったので、中性子回折実験を行うことができず、X線回折測定と相補的に使用した構造解析、また磁気構造の測定と解析を行うことができなかった。ペロブスカイト型酸化物(ABO3)ではBサイトに入る金属元素の電子状態が化合物の物性に大きな影響を与え、希土類元素(Ln)と遷移金属(M)をBサイトに共に含む化合物では、これらの間に働く相互作用による特異な磁気的挙動を示す。また、LnとMの割合を変化させるとBO6八面体間の結合に、頂点共有/面共有が混在した六方晶ペロブスカイト構造が現れ、その構造を反映した新奇な物性の発現が期待される。

本年度の研究では、遷移金属にマンガン(Mn)を選び、希土類元素とMnの比をLn:Mn = 1:3とした4重ペロブスカイトBa4LnMn3O12の合成と構造およびその磁気的性質の解明に取り組んだ。結晶構造は、LnO6八面体と、3つのMO6八面体が面共有したMn3O12トライマーが交互に配列した12層ぺロブスカイト構造(空間群:R-3m)をとることがわかった。Mnの価数はXANES測定から4価であることが明らかとなった。格子定数は3価の希土類イオン半径とともに単調増加する傾向があるが、Ln = Ce ,Pr, Tbではこの傾向から逸脱し、このことからLnは4価の状態にあると考えられる。従ってこれらの化合物の電荷配置は、Ln = Ce, Pr, TbではBa4Ln4+Mn4+3O12、その他の希土類では酸素欠損が生じBa4Ln3+Mn4+3O11.5と考えられる。希土類が反磁性であるCe, Lu化合物でそれぞれ8.5, 3Kで反強磁性転移が見られ、トライマー内のMn4+間の強い磁気的相互作用によることがわかった。希土類が磁性を持っている化合物では、磁気転移温度の上昇が見られ(転移温度13ー40K)、希土類の4f電子とMn3O12トライマーの磁気的相互作用によることを、比熱測定結果から求めた磁気転移に伴う磁気エントロピー変化量から定量的に示すことができた。ぺロブスカイト型酸化物Sr2LnReO6 (Ln = Y, Tb-Lu)を合成した。磁化率と比熱測定からLn = Y, Tb, Yb, Lu化合物で、2.6-20 Kで磁気異常を示すことを見出した。これはRe5+イオン間の磁気的相互作用による。希土類が磁性を持たないSr2YReO6やSr2LuReO6化合物の磁気ヒステリシス測定や残留磁化測定から、Re5+イオン間の反強磁性相互作用には弱強磁性成分を含むことが明らかになった。Sr2DyReO6では、93KでRe5+のモーメントが磁気秩序し、さらに温度を下げ、5KになるとDy3+の磁気モーメントが強磁性秩序することが磁化率と比熱測定からわかった。研究はおおむね順調に進んでおり、新しいテーマで論文まで出すことができた。しかし、研究用原子炉(茨城県東海村にある日本原子力研究開発機構に設置されている全国大学共同利用施設)が平成26年度も稼動しなかったので、中性子回折実験が行えず、X線回折測定と相補的に使用した構造解析、また磁気構造の測定とその解析が行えなかった。前年度の結果、経験をもとに、遷移金属として、ロジウム、パラジウム(4d電子系)を選び、これと希土類元素がオーダリングした秩序化ペロブスカイト化合物の新規合成を試みる。B元素、B'元素が構造的にオーダリングする場合、しない場合について、その原因を結晶化学の視点から考察する。その結果をもとに、Aサイトに入る元素をアルカリ土類金属(+2価)だけでなく、アルカリ金属(+1価)、Ga、Laなど+3価をとる金属元素を入れることで、Bサイトに入る金属元素の酸化状態を変えた化合物について、検討する。平成27年度と同様、X線回折、中性子回折、磁化率、比熱等の測定を行い、合成した新規化合物の結晶構造、電子構造、磁気的性質を主とした物性を測定・解析し、d-f混合電子系の示す新しい物性の探索を行なう。さらに、必要に応じ、メスバウア分光測定、電子スピン共鳴(ESR)測定を行い、Bサイトイオンの内部磁場、結晶電場、化学的環境に関する知見を得る。磁性イオンの局所構造、およびその磁性イオンと周りとの磁気的挙動を明らかにするためには、メスバウア分光測定は有効な研究手段であり、希土類元素については151Euを、また遷移金属については57Feを、磁性イオンサイトにドープし、局所構造に関する情報を得る。また、得られた成果を国内、国外の学会で積極的に発表する。無機固体化学初年度の結果、経験をもとに、遷移金属と希土類元素が構造的に秩序化したペロブスカイト化合物の新規合成を試みる。Bサイトに入る元素が構造的にオーダリングする場合、しない場合について、その原因を結晶化学の視点から考察する。
自己免疫疾患発症に関わる口腔レンサ球菌の病原因子の解明

今回得られた実験データは、臨床報告されている多くの症例でみられているデータと合致するものである。IP-10は、形質細胞様樹状細胞の遊走因子であり、pDC,単球/マクロファージ,リンパ球の集積異常が自己免疫反応の始まりとも考られている。我々の結果とあわせて考察すると、原発性胆汁性肝硬変(PBC)にもIP-10,pDCが関与する可能性が非常に高く、ケモカインセット動態変化が、PBCおよび関連自己免疫疾患の免疫寛容破綻機構に関連する可能性を十分検討すべきと考える。自己免疫疾患発症の機序、すなわち免疫寛容破綻機構に、ケモカイン動態が関与することが報告され始めた。基盤研究C (平成21,22,23年度)の研究結果から、我々は大腸菌に発現させた口腔レンサ球菌のrSi-HLPで培養ヒト単球マクロファージ細胞を刺激することで、一部のケモカインが上昇することを示すことができた。しかし未だケモカイン動態に関する詳細な情報は得られていなかった。本基盤研究Cでは、数種の培養ヒト細胞をrSi-HLPで刺激した際に得られるケモカイン動態を可能な限り網羅的に解析し、rSi-HLPがPBCおよび関連する自己免疫疾患の免疫寛容破綻機構と関係する因子となりうることを期間内に証明することを目的とした。その結果、rSi-HLP刺激がTHP-1細胞のインターフェロン誘導タンパク質ー10(IP-10、CXCL10)のmRNA発現およびタンパク質産生量を共に異常なほど上昇することを確認した。IP-10は、形質細胞様樹状細胞(Plasmactoid dendritic cell;pDC))の遊走因子であり、最新の知見では、pDC,単球/マクロファージ,リンパ球の集積異常が自己免疫反応の始まりと考えはじめられている。現在までの我々の多くの免疫組織化学染色結果とあわせて考察すると、IP-10の動態変化が、原発性胆汁性肝硬変(PBC)および関連自己免疫疾患の免疫寛容破綻機構に関与すると推測される。我々は、本実験動物中の一部に自己免疫性膵炎も生じることをあわせて見出しており、現在この発症機序に関しても本ケモカイン動態が関与すると考えている。また,S. intermedius重症感染症患者には糖尿病患者が多いことも知られている。そのため本研究は糖尿病と関連するメカニズム解明の一助にもなる可能性が期待される。基盤研究C (平成14,15年度)研究課題名(難治性疾患を惹起する口腔レンサ球菌のDNA結合タンパク質の解析)で、S. intermediusのhlp geneをクローニング後、rSi-HLPを大腸菌で発現誘導させることを確立し、大量に当教室で凍結分注保存した。基盤研究C (平成21,22,23年度)研究課題名(自己免疫性肝疾患に関わる口腔レンサ球菌の病原因子の解明)において、その一部を使用しBio-plex測定法を用いて、rSi-HLPがTHP-1細胞のサイトカイン発現バランスに及ぼす影響について検討した。本年度は、その結果を確認することを目的とした。予備実験結果と同様にインターフェロン誘導タンパク質ー10(IP-10、CXCL10)のmRNA発現およびタンパク質産生量が共に異常なほど上昇することを明らかにすることができた。今回得られた実験データは、臨床報告されている多くの症例報告でみられているデータと合致するものであり、特に興味が持たれる。最新の知見では、IP-10は、形質細胞様樹状細胞(Plasmactoid dendritic cell;pDC))の遊走因子であり、pDC,単球/マクロファージ,リンパ球の集積異常が種々の自己免疫反応の始まりと考えはじめられている。現在までの我々の多くのヒトおよび動物を含めた免疫組織化学染色結果とあわせて考察すると、原発性胆汁性肝硬変(PBC)にもIP-10,pDCが関与する可能性が非常に高く、これらを含めたケモカイン動態変化が、PBCおよび関連自己免疫疾患の免疫寛容破綻機構に関与する可能性が推測された。是非ともさらに詳細に解析することでこれらの関連性を解明したい。【目的】細菌が細胞外に分泌するextracellular vesicle (eV)により運搬される物質が宿主細胞に対して致死作用や過剰なサイトカイン産生誘導による炎症惹起作用を有することが示されている。Streptococcus intermedius(Si)は、誤嚥性肺炎の原因菌として知られており、近年では嚢胞性線維症患者からの分離報告例も急増している。我々は、これまでにSi菌体外に局在するHistone-Like Protein (eSi-HLP)の病原性について解析を行ってきた(Cell Microbiol. 2008)。しかし、eSi-HLPの分泌メカニズムは明らかとなっておらず、誤嚥性肺炎患者の咽頭細菌叢中では多くのeVが観察されている。本研究では、eSi-HLPの結合解析を行うと共にvesicleとの関連について考察を加えた。【材料と方法】

rSi-HLPはSi ATCC27335からhlp遺伝子をクローニングして塩基配列を決定し、大腸菌内で発現誘導後に精製した。24穴プレートに形成したSi ATCC27335BiofilmのTEM観察と抗Si-HLP抗体を用いた免疫電顕観察を行った。また、抗Si-HLP抗体を用いて数種のレンサ球菌の表層ならびに菌体内でのHLP発現量を調べ、さらにヘパラン硫酸アレイや糖鎖固定化アレイを用いてrSi-HLPの結合解析を行った。【結果と考察】免疫電顕観察により、Si-HLPのRKクラスターを有するArm regionが、eV外表面に突出していること、さらにSi-HLPがVesicleにより菌体外へ分泌される可能性が示唆された。またSi-HLPは、ヘパリンやヘパラン硫酸と特異的に結合し、その結合はGlcNH2の2位アミノ基の硫酸化が必須であることが示された。eSi-HLPのVesicleを介した分泌機構とその結合特異性が、誤嚥性肺炎等の病原性に関与している可能性が考えられる。細菌学達成度の理由は、以下の結果や考えが得られたことによる。HLP抗体を用いて、Streptococciの他にもS. aureusやE. coli等で菌体表面と菌体内を含めたTotalのHLP量を定量した。この結果より、同じStreptococcusでもmutansのように菌体表層に発現していない株(菌体内に発現)もあり、菌株によりHLPの分泌量は異なることが明らかとなった。HLPはheparin結合能を有するので、菌体のheparinへの付着は、菌体表層に発現したHLP量に依存すると思われる。さらにHLPのreceptorとしてのheparinの構造をさらに詳細に決定するために、糖鎖Arrayを用いた解析を行った。Heparin, 2-O-Desulphated Heparin, 6-O-Desulphated Heparinには強く結合し、N-Desulphated HeparinとN-Desulphated ReN-Acetylated Heparinには少し弱いが結合することが明らかになった。Microarray解析により、rSi-HLPは、THP-1細胞に対して、chemokineやcytokineを強く誘導発現させる。Multi-plex assayにて、蛋白産生レベルでも、rSi-HLPは、THP-1細胞に対して、chemokineやcytokineを強く誘導産生させる事が確認された。さらにmacrophage様に分化させたTHP-1細胞では、rSi-HLPのchemokineやcytokine誘導産生能はより強力であった。rSi-HLPは、chemokineやcytokineのみならずTHP-1細胞に対して接着分子であるCD54 (ICAM-1; Rhinovirus receptor)の発現も顕著に誘導した。CD54 (ICAM-1)の発現は、JNK inhibitorであるSP600125で特異的に抑制された(ERK1/2のinhibitorであるPD98059では抑制されなかった)自己免疫疾患発症の機序、すなわち免疫寛容破綻機構に、ケモカイン動態が関与することが報告され始めた。
グルタミン酸パッチセンサーを用いた海馬LTP発現および調節機構の研究

本研究の目的は、海馬苔状線維-CA3野錐体細胞シナプスにおける長期増強(LTP)発現機構を、シナプスレベルで明らかにすることである.これまで,海馬LTP発現機構についてはシナプス前か,あるいはシナプス後起源か議論されてきたが,一致した結果は得られていない.シナプス前起源であれば,LTP発現後,伝達物質遊離が増大しているから,これを検出することが直接的な証明となるであろう.そこで申請者は海馬スライス上で、電気生理学的に伝達物質遊離を検出する系の確立を行った.若齢ラットより海馬スライスを作製し,直視下でCA3野錐体細胞からアウトサイド-アウトパッチクランプを行った。このアウトサイド-アウトパッチクランプ電極(パッチ電極)上のパッチ膜が、AMPA/KA型グルタミン酸受容体拮抗薬感受性のグルタミン酸応答性を有することを確認した。パッチ電極先端を苔状線維-CA3野錐体細胞シナプス領域であるCA3野透明層に置き、苔状線維の電気刺激により遊離されるグルタミン酸をパッチ膜上のAMPA/KA型受容体を介した電流応答(パッチ電流)として検出することに成功した。脳スライス上で、しかも単発の電気刺激で遊離される伝達物質をリアルタイムで検出したのは、国内、国外を通じてはじめてである。なお、購入した備品は、アンプの制御ならびにパッチ電流などのデータ解析に使用した。今後は、本手技による伝達物質遊離の検出と、ホールセルクランプ法によるシナプス後細胞(CA3錐体細胞)のグルタミン酸応答性の検出を同時に行う系を確立し、LTP発現機構のシナプス起源を解明する予定である。