hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
速筋線維を標的とした短期間・低強度レジスタンストレーニング法の開発

高齢者や脳卒中片麻痺例では速筋線維に萎縮が起こりやすく,フレイル予防や運動機能の改善から速筋線維の筋力トレーニングが重要となる.また,速筋線維は歩行や日常生活に使われるため,最大筋力だけでなく,強く速く力を発揮する能力である力発揮率(rate of force development:RFD)を向上させる必要があり,評価指標として重要である.そこで,30年度は高齢者と脳卒中片麻痺例における低強度の筋力トレーニング(遠心性収縮)と皮膚冷刺激の効果を明らかにすることを目的に研究を行った.高齢者(n=24)と脳卒中片麻痺例(n=6)を対象として6週間のトレーニングを実施した.筋力トレーニングでは自重を使った負荷とし低強度で実施した.トルクマシーンを使ってRFDを測定する場合が多いが,高齢者では測定が難しい.そのため,容易な測定方法が必要であり,本実験では床反力計を使ってRFDを測定した.荷重位での測定であり,高齢者でも動作の実施が簡単であり,正確に実施できる.低強度筋力トレーニングの結果,皮膚冷刺激群では,最大筋力とRFDを増大できることが明らかとなった.この低強度筋力トレーニングでは疲労感が少なく,遠心性収縮による遅発性筋痛もなく実施することができた.また,床反力計を使ったRFDの測定では,再現性のある結果を得ることができ,効果判定に用いることができることがわかった.RFDは神経性活動の興奮性や筋スティッフネスを反映している.本研究は6週間の短期的なトレーニングであることから,低強度筋力トレーニング(皮膚冷刺激付加した遠心性収縮)は神経性活動の興奮性変化による効果であると示唆された.当該年度の目標は,高齢者や脳卒中片麻痺例に対して皮膚冷刺激を付加した低強度筋力トレーニングの効果を明らかにすることである.高齢者における検証の結果,低強度の遠心性収縮運動や皮膚冷刺激付加した運動は,短期間かつ低強度のトレーニングでも速筋線維の動員を促すことが判明した.脳卒中片麻痺例のデータ収集にやや時間を要しているが,トレーニングの成果を得ることができているためである.30年度に引き続き,短期間(6週間)かつ低強度のトレーニング方法の効果検証を行う.さらに,低強度トレーニングによる転倒予防効果も併せて検証する.具体的には,高齢者と脳卒中片麻痺例に短期間の低強度トレーニングを実施し,筋機能(最大筋力,力発揮率)と平衡機能,活動別バランス信頼度スケールを使って調査する.高齢者や脳卒中症例では、速筋線維の萎縮により最大筋力(MVC)だけでなく、力発揮率(RFD)の低下がおこる。そのため、MVCとRFDを増大させるためのレジスタンストレーニングが必要となる。速筋線維は、サイズの原理にしたがい高強度の運動で動員される。そのため、速筋線維のトレーニングでは、高強度で運動する必要がある。しかし、高血圧や骨関節の機能障害では、高強度でのトレーニングが難しいため、低強度でのトレーニング戦略が不可欠となる。遠心性収縮運動や皮膚冷刺激を付加した運動では、速筋線維の選択的な動員を促すことができ、低強度でトレーニング効果が得られる可能性がある。低強度の運動で効果が得られれば、本研究の目的である脳卒中症例に対する低強度レジスタンストレーニング戦略の確立へつなげられる。当該年度は、速筋線維を標的としたトレーニング戦略を計画するために高齢者や脳卒中症例、健常成人(20代)を対象として、膝伸展筋と足底屈筋のMVCとRFDの特徴を明らかにした。また、低強度のトレーニングを実施し、次年度に行うトレーニング戦略立案のための基礎データを得る実験を行った。結果、高齢者や脳卒中症例では、MVCだけでなく、RFDが低下していることがわかった。この原因には、速筋線維の萎縮や動員の低下が考えられた。そのため、低強度での遠心性収縮運動と皮膚冷刺激付加した運動で速筋線維の動員が促されるか検証した。トレーニング期間は短期間(3週間)、6週間、3か月とし、運動速度、運動強度や回数を調整しながら行った結果、目的とした速筋線維の動員が促されることがおおむね判明した。この結果より、低強度であっても遅い遠心性収縮運動や皮膚冷刺激を付加した運動では、速筋線維の動員が促され、短期間であっても脳卒中症例で効果が得られる可能性が示唆された。この結果を30年度のトレーニング効果の検証実験に活かしていく。当該年の目標では、30年度に実施するトレーニング戦略を計画するための基礎データを得ることであった。その検証の結果、低強度の遠心性収縮運動や皮膚冷刺激付加した運動により、短期間かつ低強度のトレーニングであっても、標的とする速筋線維の動員が促されることがおおむね判明したためである。高齢者や脳卒中片麻痺例では速筋線維に萎縮が起こりやすく,フレイル予防や運動機能の改善から速筋線維の筋力トレーニングが重要となる.また,速筋線維は歩行や日常生活に使われるため,最大筋力だけでなく,強く速く力を発揮する能力である力発揮率(rate of force development:RFD)を向上させる必要があり,評価指標として重要である.そこで,30年度は高齢者と脳卒中片麻痺例における低強度の筋力トレーニング(遠心性収縮)と皮膚冷刺激の効果を明らかにすることを目的に研究を行った.高齢者(n=24)と脳卒中片麻痺例(n=6)を対象として6週間のトレーニングを実施した.筋力トレーニングでは自重を使った負荷とし低強度で実施した.トルクマシーンを使ってRFDを測定する場合が多いが,高齢者では測定が難しい.

そのため,容易な測定方法が必要であり,本実験では床反力計を使ってRFDを測定した.荷重位での測定であり,高齢者でも動作の実施が簡単であり,正確に実施できる.低強度筋力トレーニングの結果,皮膚冷刺激群では,最大筋力とRFDを増大できることが明らかとなった.この低強度筋力トレーニングでは疲労感が少なく,遠心性収縮による遅発性筋痛もなく実施することができた.また,床反力計を使ったRFDの測定では,再現性のある結果を得ることができ,効果判定に用いることができることがわかった.RFDは神経性活動の興奮性や筋スティッフネスを反映している.本研究は6週間の短期的なトレーニングであることから,低強度筋力トレーニング(皮膚冷刺激付加した遠心性収縮)は神経性活動の興奮性変化による効果であると示唆された.当該年度の目標は,高齢者や脳卒中片麻痺例に対して皮膚冷刺激を付加した低強度筋力トレーニングの効果を明らかにすることである.高齢者における検証の結果,低強度の遠心性収縮運動や皮膚冷刺激付加した運動は,短期間かつ低強度のトレーニングでも速筋線維の動員を促すことが判明した.脳卒中片麻痺例のデータ収集にやや時間を要しているが,トレーニングの成果を得ることができているためである.平成29年度の基礎データを元に、短期間、低強度のトレーニング戦略を立案し、トレーニングを実施する。これまでの低強度トレーニングでは、運動回数を多くし、疲弊するまで行うため適用量が多かった。しかし、本研究で行う低強度トレーニングは、あくまでも神経生理学的な作用による速筋線維の動員を利用したトレーニング戦略であり、疲労を伴う運動は必要ないと考えている。そのため、平成30年度に実施するトレーニングでは、疲労感のない低強度、かつ短期間(6週間を予定)で効果が得られるか検証する。30年度に引き続き,短期間(6週間)かつ低強度のトレーニング方法の効果検証を行う.さらに,低強度トレーニングによる転倒予防効果も併せて検証する.具体的には,高齢者と脳卒中片麻痺例に短期間の低強度トレーニングを実施し,筋機能(最大筋力,力発揮率)と平衡機能,活動別バランス信頼度スケールを使って調査する.平成29年度の助成金は予定通り、学会発表を実施したが、研究成果の論文投稿は見合わせたため、30年度に繰り越す助成金が発生した。平成30年度の助成金は、臨床研究を行うための物品費(消耗品)、人件費・謝金、および学会参加、研究成果投稿料、論文校閲に充当する。30年度に繰り越す助成金は、平成30年度の学会発表と研究成果投稿料に充当する予定である。次年度使用額が生じた理由は,30年度の論文投稿における採択時の投稿料となる予定であったが再投稿となった.そのため,次年度使用額として論文投稿料(オープンアクセス)に充てる予定である.また,30年度は病院でのデータ収集のため,被験者謝金が必要なかったが,31年度は大学でのデータ収集があり,被験者謝金にも使用する.31年度の使用計画は、病院でのデータ収集と併せて大学でのデータ収集を行うため,被験者謝金と保険加入費に多くを充てる予定である.また,筋電図測定のための消耗品費購入に使用する.
植物の表皮細胞分化を制御するMYB遺伝子とbHLH遺伝子の解析

1.シロイヌナズナのbHLH遺伝子であるGL3、AtMYC1、EGL3遺伝子は、根毛細胞と葉の表皮細胞で発現しており、このうちのGL3、EGL3蛋白質が根毛細胞から非根毛細胞に移行していることを前年度に明らかにした。GFABRA2(GL2)::GUS遺伝子の発現はgl3突然変異体とegl3突然変異体でそれぞれ発現量が減少していた。また、別の表皮細胞分化因子であるWEREWOLF(WER,MYB蛋白質)蛋白質TRANSPARENTTESTA GRABRA1(TTG1,WD40蛋白質)蛋白質とGL3, EGL3蛋白質は酵母Two-hybridの系で相互作用することを確かめた。いままでの結果を考え合わせると、GL3蛋白質とEGL3蛋白質が根毛細胞から非根毛細胞に移行し、移行した先の細胞でTTG1,WERと蛋白質複合体を作り、GL2遺伝子の発現を正に制御し、非根毛細胞の分化を促進することが明らかとなった。現在、この結果は投稿準中である。2、CAPRICE(CPC)遺伝子様のMyb遺伝子であるCPL1,CPL2,CPL3遺伝子の発現をin situ hybridization及びプロモーターGUS植物の解析によって調べたところ、CPL1遺伝子はトライコームと非根毛細胞でCPL2, CPL3遺伝子は気孔での発現が認められたことを前年度報告した。今年度はそれぞれの遺伝子のGFPの融合蛋白質のコンストラクトを作り、それぞれのプロモーターで発現させた。その結果、CPL1+GFPのみは非根毛細胞で局在していた。またCPL1+GFPも含めた3のGFP蛋白質は気孔に局在した。以上の結果から、以上の3つの蛋白質は気孔の分化に関与していると考えられる。これは新規の発見であり、投稿論文を準備している。当初の計画に則り、以下の研究をおこなった。1、トウモロコシのbHLH遺伝子であるR遺伝子と全長にわたって相同性をもつ遺伝子としてGLABRA3(GL3)遺伝子、AtMYC1遺伝子、EGL3遺伝子がシロイヌナズナのゲノム上に存在し、根毛細胞と葉の表皮細胞で発現していた。GL3遺伝子、AtMYC1遺伝子、EGL3遺伝子の遺伝子破壊株はトライコーム、根毛の形成について弱い表現型しか示さないが、gl3 atmyc1及びgl3 egl3二重突然変異体ではトライコーム数の減少と根毛数の増加が観察された。以上の結果よりGL3遺伝子、AtMYC1遺伝子、EGL3遺伝子は協調して表皮細胞の分化に関与していることがわかった。更にGFP遺伝子と融合させた形質転換体の実験により、GL3蛋白質とEGL3蛋白質が根毛細胞から非根毛細胞に移行し機能していることが明らかとなった。3、またWEREWOLF(WER)遺伝子のMyb R3領域の一部または全部をCPC遺伝子で置き換えたコンストラクトを作製し、wer-1突然変異体に導入した。その結果、WER遺伝子のR3のN末端側3分の2の領域がWER遺伝子の活性に重要であることがわかった。逆に、CPC遺伝子のR3領域はWER遺伝子のR3領域で置き換えることができた。今後の研究では、各Myb遺伝子及びbHLH遺伝子の作用機構を更に詳細に解析したい。
複合型トモグラフィー計測システムを用いた懸濁重合反応における相逆転現象の機構解明

重合反応装置に多用される撹拌槽内における液液系分散の動的挙動を解明するために、トモグラフィー計測手法とリアルタイム高速画像処理システムの2つの可視化手法を用いて検討を行った。まずトモグラフィー計測手法を用い、液液(水-油)2相系(油分5,10vol%)が撹拌槽において初期の分離2層状態から油層が分裂して水層に充分に分散する状態に至るまでの動的挙動を計測し、翼回転数ならびに分散相濃度等の操作条件と分散達成時間との相関関係を得るとともに、油層が分裂し槽全体に分散していく過程を槽内のバルクな流れとの関連において理解可能なものとした。つづいて水(分散相)/油(連続相)系(油分30vol%)から油(分散相)/水(連続相)系となる相逆転現象を、撹拌翼設置高さの突変により生起させ、同現象をトモグラフィー計測手法により捉えることに成功した。また油分をさらに高濃度にした条件(油分50vol%)において、翼回転数を経時的に変化させることにより、相逆転現象生起させ、同現象をトモグラフィー計測手法により捉えることに成功した。同相逆転現象は、水(分散相)/油(連続相)系と油(分散相)/水(連続相)系とが、ある時点までは可逆的に間断なく入れ替わる状態から、その時点に達すると油(分散相)/水(連続相)に系が固定され不可逆となることを明らかにした。これと併行して、リアルタイム高速画像処理システムを用い、重合反応を伴わない場でのモノマー油滴分散状態の動的分散過程に関する検討から始めて、実際の懸濁重合反応場において液滴径分布を経時的に計測することにより、とくに重合反応の進行に伴う平均液滴径の動的変化に関する知見を得た。今後は、これらの成果を踏まえ、より精緻な計測結果を積み上げることにより、重合反応場における液液分散状態の動的挙動の解明を行うとともに、同場における相逆転現象の把握とその機構解明に繋げることが期待される。液液系の検討を開始する前段階として、今年度は先ず通気撹拌槽を対象として、気泡の分散状態とくに翼周辺の気泡の占有率が、槽全体の撹拌所用動力に直接に関係することを、トモグラフィー計測手法を用いた実測結果から定量的に明らかなものとした。液液系については、リアルタイム高速画像処理システムを用い、重合反応を伴わない場でのモノマー油滴分散状態の動的分散過程に関する検討から始めて、実際の懸濁重合反応場において液滴径分布を経時的に計測することにより、とくに重合反応の進行に伴う平均液滴径の動的変化に関する知見を得た。これと併行してトモグラフィー計測手法を用い、液液(水-油)2相系が撹拌槽において初期の分離2層状態から油層が分裂して水層に充分に分散する状態に至るまでの動的挙動を計測し、翼回転数ならびに分散相濃度等の操作条件と分散達成時間との相関関係を得るとともに、油層が分裂し槽全体に分散していく過程を槽内のバルクな流れとの関連において理解可能なものとした。さらには水(分散相)/油(連続相)系から油(分散相)/水(連続相)系となる相逆転現象を、撹拌翼設置

高さの突変により生起させ、同現象をトモグラフィー計測手法により捉えることに成功した。次年度は、これらの成果を踏まえ、より精緻な計測結果を積み上げることにより、重合反応場における液液分散状態の動的挙動の解明を行うとともに、同場における相逆転現象の把握とその機構解明に繋げて行きたいと考えている。重合反応装置に多用される撹拌槽内における液液系分散の動的挙動を解明するために、トモグラフィー計測手法とリアルタイム高速画像処理システムの2つの可視化手法を用いて検討を行った。昨年度はリアルタイム高速画像処理システムを用い、重合反応を伴わない場でのモノマー油滴分散状態の動的分散過程に関する検討から始めて、実際の懸濁重合反応場において液滴径分布を経時的に計測することにより、とくに重合反応の進行に伴う平均液滴径の動的変化に関する知見を得た。これと併行してトモグラフィー計測手法を用い、液液(水-油)2相系(油分5,10vol%)が撹拌槽において初期の分離2層状態から油層が分裂して水層に充分に分散する状態に至るまでの動的挙動を計測し、翼回転数ならびに分散相濃度等の操作条件と分散達成時間との相関関係を得るとともに、油層が分裂し槽全体に分散していく過程を槽内のバルクな流れとの関連において理解可能なものとした。さらには水(分散相)/油(連続相)系(油分30vo1%)から油(分散相)/水(連続相)系となる相逆転現象を、撹拌翼設置高さの突変により生起させ、同現象をトモグラフィー計測手法により捉えることに成功した。今年度は油分をさらに高濃度にした条件(油分50vo1%)において、翼回転数を経時的に変化させることにより、相逆転現象生起させ、同現象をトモグラフィー計測手法により捉えることに成功した。同相逆転現象の前後では、水(分散相)/油(連続相)系と油(分散相)/水(連続相)系とが、激しく入れ替わる状態があることを明らかにした。
BMI値がフェンタニルの経皮吸収と薬物動態および鎮痛効果に及ぼす影響の検討

本研究は、フェンタニル貼付製剤(FP)の体内動態に対するBMIの影響を明らかにすることを目的とした。先ずフェンタニル経皮吸収後の体内動態を検討する目的で、アレスラットに高脂肪食を与えて肥満モデルの作成を試みたがカロリー摂取量や体重に有意差がえられなかった。そこで、レプチン受容体を遺伝的に欠損するZuckerラットをモデルとして、薬物動態遺伝子の発現について検討した。その結果、肥満時に肝臓のCyp3a2が有意に低下することが明らかとなり、BMIがフェンタニルの代謝に影響している可能性が示唆された。本院の胃腸外科、肝胆膵・移植外科、婦人科に入院中で同意の得られた患者を対象に、BMIが18.5未満、25以上および中間の各群について投与量または体重あたりの鎮痛用量の関連性、除痛に要した期間について電子カルテを用いて後ろ向き調査を行った。その結果、これまで研究してきた3日毎貼替え型製剤と同様、1日1回型製剤においてもBMIが低いほどFPの鎮痛用量が高い傾向がみられた。このことから、ヒトにおいても肥満がフェンタニル代謝過程に影響を及ぼしている可能性が考えられた。また、BMI25以上群と比較しBMI18.5未満群では、除痛を得られるまでの日数が平均で5日多く要していることが分かり、臨床上の問題点が明らかとなった。そこで、FP剤の経皮吸収と血中濃度、臨床効果について、入院患者を対象とした前向き試験を計画した。患者のCYP3A4活性の評価するために、尿中のコルチゾールおよびその代謝産物である6β-ヒドロキシコルチゾールの定量について検討した。その結果、尿の濃縮し重水素標識化合物を内部標準物質とすることで代謝活性を評価可能であることが確認された。これらの経過をふまえて金沢大学附属病院IRBに申請を行った。その結果、2012年1月に承認が得られ臨床試験を開始した。今後、本研究の成果が患者個々に最適な用量を早期に設定する方法の確立に寄与することが期待される。
there構文の通時的研究

平成26年度は、1385年頃のチョーサーの『トロイラスとクリセイダ』で用いられている187例のthereのすべてについて、場所を指示する機能がある例とない例に区分し、後者についてはさらに詳細な下位区分を行った。その上で、『トロイラス』よりも10年ほど新しい1395年頃の『ウィクリフ派訳聖書』の「創世記」で用いられている58例のthereと、1450年頃のボドレー版の『マンデヴィル旅行記』の194例のthereについて、場所の指示機能の有無を分析した。その結果、興味深いことに、「創世記」と『旅行記』のthereには虚辞と断定できる例は皆無であったが、これらの文献より時代が古い『トロイラス』には虚辞のthereはかなり多く確認できた。そこで、場所の副詞から虚辞へというthereの史的発達に明らかに矛盾する『トロイラス』のthereの生起例の言語学的意義について考察した。その結果、散文の「創世記」と『旅行記』には虚辞と断定できるthereは皆無であるのに対して、韻文の『トロイラス』には虚辞のthereが多く用いられていることから、この種のthereの用法を精査した。その結果、『トロイラス』の虚辞のthereは詩のリズム、とりわけ弱音部に多く用いられていることが判明した。その他、この作品では祈願文の導入部にもthereが用いられていることから、虚辞のthereの起源は韻文にある可能性が強い。現代英語のthere+動詞+主語という鋳型に合致するthereはたいてい虚辞とみなせるが、古英語や中英語のこの種のthereには先行の場所を指示する機能があることから、文という枠を超えた脈絡の中でthereの機能を確定する作業は不可欠となる。今回の研究結果は、文を中心とする従来の英語の史的統語研究の不備を指摘し、脈絡を重視した分析の重要性と成果を具体的に提示した意義は高く評価できる。平成27年度の研究の最大の成果は、thereの用例の年月日まで特定できる『パストン家文書』のすべてのthereについて分析し、there was no man there, though there had been such here, let there bebut few words of thispardonのように、thereが場所の副詞ではなく虚辞として確立していたと断定できる例が1460年前後に多く用いられていることを突き止めたことである。それと同時に、1400年頃のチョーサーの作品や『マンデヴィル旅行記』では、In that country are the people who have only one footのように、thereを用いずに「前置詞句+be動詞+主語名詞句」という構文によって存在を表す例が多かったが、『パストン家文書』ではこのような構文はまれであることも明らかにした。これら2つの事実が指摘できたことにより、たとえばIn Horai thereis neither death nor pain.のような文は歴史的には「there-挿入」という規則の適用結果であるとみなすことができ、それゆえ、There isneither death nor pain in Horai.という構文の通時的発達過程も明確に示せるようになった。このように、今年度の研究成果として、従来のthere構文の史的研究において明確ではなかった発達の段階と時期の詳細を解明する大きな手掛かりが得られたことにより、存在文の史的研究を今後、急速に進展させることができる。存在を表すthere構文のthereが場所の副詞ではなく虚辞として確立している決定的な証拠となる例が『パストン家文書』の1471年の手紙で用いられていることが確認できたことに加えて、場所を表す前置詞句の直後にthereを挿入することがthere構文の史的発達の過程の解明に極めて重要であるということが判明したことから、現代英語の場合と同じように、「場所の前置詞句+be動詞」だけでは存在が表せなくなった時期を特定すれば、there構文の史的発達の過程が完全に解明できることになるが、この時期の特定はそれほど難しくはないからである。「がいる・ある」という存在の意味は、英語では一般に「there+be動詞+主語」という鋳型をもつ構文で表される。本研究では、場所の指示機能のない虚辞のthereの起源、鋳型の確立年代、およびthere構文の史的発達過程の解明に取り組んだ。最終年度は、1425年1510年の『パストン家文書』と1535年1611年の聖書を主に分析し、鋳型に合致するthereは15世紀中頃に場所を指示する機能を失い、虚辞となったが、主語になりうる代名詞としての[pronominal]という素性は維持し続けたことを解明した。この素性は、印欧祖語の指示代名詞to(=that)+r(=副詞を作る語尾)に由来するゲルマン祖語のther(場所を表す現在のthere)に内在していたものであり、現在もtherefore, therein, therewithなどの複合語のthereの「それ」という意味に残されていることを指摘し、この素性を持つthereが「動詞に先行する」主語の位置を占めてから、文法上の主語としての機能を獲得したという結論を導いた。3年間の研究で解明できたthere構文の史的発達過程を要約すると、「古英語と中英語では、時や場所の副詞または前置詞句が文頭に生じると、Under the table is a catやThere isa catのように、被修飾語の動詞はその直後に置かれたが、中英語後期に動詞に先行する位置は主語の領域とみなされると、主語の資格のない前置詞句に代わってthereが挿入されたUnder the table there is a catという構文が一般的となり、それに伴いthereは場所の指示機能を失った。

その後、前置詞句は文末に移動し、現在では一般的なthere構文であるThere isa catunder the tableが定着している」となる。平成26年度の研究実施計画では、古英語の韻文と散文におけるthereの機能を主に分析する予定であったが、チョーサーを中心とする論文集への執筆依頼と日本中世英語英文学会からの研究発表の慫慂に応じるため、古英語の場合より分析の進捗がかなり早くなることが見込まれる中英語の散文と韻文を中心に分析することに方針を転換した。幸いなことに、散文における虚辞のthereの機能が確立するのは1400年頃以降であるという分析結果が得られ、それゆえ、それよりも300年以上もさかのぼる古英語期では、thereの虚辞としての用法は未発達の可能性が高いとみなせることから、今後の研究の対象を1400年以降のthereの文法上の機能に絞ることができ、現代英語に見られるようなthere構文の成立の時期を予定より早く特定できるようになった。平成28年度は、there存在文の通時的発達過程として、1On the table is a book. > 2On the table thereisa book.>3There isa book on the table.という3つの段階を想定し、1400頃から1900年頃までの約500年にかけて、優勢であったのはいつ頃のどの段階であったのかについて分析と考察を行う。このようなアプローチによるthere存在文の史的研究は知られていないことから、分析結果が待ち望まれる。なお、分析対象となる文献は1400年頃はウィクリフ派訳聖書、『マンデヴィル旅行記』、『カンタベリ物語』、それ以降の約100年間は『パストン家文書』、その後については、『カヴァデール聖書』、シェイクスピアの作品群、『欽定訳聖書』などである。最終年度であるが、可能な限り多くの文献を対象に分析を行う予定である。英語史平成26年度の研究によって、there存在文は1450年から1535年の間に急速に発達したことが明らかとなったことから、この85年の間のいつ頃かを特定する作業がすべてに優先すると判断される。その方が学術的に有意義な結果が得られそうである。それゆえ、2年目に当たる平成27年度は、この時期の文献、とりわけ『パストン家文書』のthereを中心に分析と考察を行う。購入予定の書籍の代金が予定より安価であったため。購入予定の書籍の刊行が遅れ、年度内に入手できなくなったため。次年度購入予定の書籍代を調整する。当該書籍の刊行予定を勘案しながら、次年度の書籍代を調整する。
NK細胞性リンパ腫の分子病態の解明および新規薬剤の探索

NK細胞性腫瘍において、6q21は最も高頻度にゲノム欠失の異常を示す領域である。この領域に存在する遺伝子の中で、FOX03およびPRDM1のみが遺伝子導入による細胞増殖抑制効果を示す。しかしこの効果がNK細胞性腫瘍に特異的なものであるか不明であった。そこでNK細胞性腫瘍以外の様々なlineageの細胞株に両遺伝子を導入し、細胞増殖に与える影響について解析した。今回の研究の結果、PRDM1の遺伝子導入が様々な細胞に影響を与えるのに対し、FOX03はNK細胞性腫瘍に特異的であることがわかった。FOX03はNK細胞性腫瘍特異的な遺伝子治療のターゲットになりうる。
てんかん様発作放電と海馬内神経回路機構

成熟ラット海馬スライス標本を作成し、CA3、およびCA1領域から細胞外記録を行い、種々の濃度(1100μM)の局所麻酔薬、リドカインを灌流投与すると、fieid PSPs(fPSPs)およびfield PSPs(fPSPs)の一過性抑制に引き続き持続性増強に伴うてんかん様発作放電がみられた。Presynaptic volleyはリドカイン濃度依存性に抑制された。fPSPsおよびfPSPs(f(E)PSPs)のリドカイン誘起一過性抑制は、A_1受容体拮抗薬、DPCPX(1μM)存在下に消失した。CA1錐体細胞から細胞内記録を行い、evoked fast EPSPsおよびevoked fast IPSPに対するリドカインの効果を検討すると、両者ともリドカイン濃度依存性に持続性抑制がみられ、その平均IC_<50>はそれぞれ68μMおよび7μMだった。Fast EPSPsとfast IPSPsを含むevoked PSPsではリドカイン低濃度(≦30μM)投与によりfast and late IPSPs抑制に随伴したfast EPSPs増強がみられた。さらに、リドカイン低濃度投与はDPCPX(1μM)感受性の一過性過分極電位を発生した。Glutamate誘起脱分極電位およびGABA誘起過分極電位はリドカインにより変化しなかった。また、CA3錐体細胞におけるDPCPX感受性アデノシン誘起過分極電位はリドカインにより抑制された。さらに、fEPSPsのリドカイン誘起持続性増強はCA3切除とCA2領域stratum oriens切断の組み合わせで、著しく抑制された。これらの結果は、リドカインによるf(E)PSPs一過性抑制は主にCA3錐体細胞におけるA_1受容体活性化による過分極電位発生が関与すること、f(E)PSPs持続性増強はGABA性feedfowardおよびfeedback inhibitionの脱抑制のよることを示唆した。また、興奮性神経終末でのA_1受容体を介するシナプス前抑制がリドカインにより減弱することもf(E)PSPs持続性増強の発生に関与する可能性が示唆された。さらに、CA2、CA3両領域からCA1領域へのシナプス入力とCA3領域内の反回興奮伝搬回路がfEPSPsの一過性抑制と引き続く持続性増強の発生に必須であるという結論を得た。1.局麻薬Lidocaine誘起てんかん様発作放電の神経回路網成熟ラット(雄性、250350g)の海馬スライス(tri-synaptic circuit)標本を作成し、歯状回、CA3、CA1領域よりfield EPSPs (bicucullin 10μM存在下)を誘起し、これに対するlidocaine(10100μM)の影響を調べた。Lidocaineは歯状回、CA3領域の単峰性EPSPには有意な影響を与えなかったが、CA1領域の単峰性EPSPの立ち上り相のslopeを有意に急峻化した。また、検討標本の約20%において単峰性EPSPに引き続き、てんかん様発作放電をきたす多峰性EPSPsが惹起された。多峰性EPSPsはAP5(100μM)拮抗薬で著明に抑制された。

さらに、多峰性EPSPsはCA3領域からの入力を切断するか、標本を8-bromo CPT(1-3μM)で前処置すると完全に消失した。以上の結果は、lidocaineによるてんかん様発作放電がCA3ニューロンの神経終末に賦与されているadenosine 1受容体をlidocaineがブロックすることによって発生していることが示唆された。2.てんかん様発作放電停止機構1.局麻薬lidocaine誘起てんかん様発作放電の発現機構成熟ラット(雄性、250350g)の海馬スライス標本を作成し、2MK acetate充填電極(入力抵抗5080MΩ)を用いて、CA1錐体細胞から細胞内記録を行った。局所刺激電極をCA1-CA2境界領域に留置し、20秒間隔で電気刺激(23V,30100μs)を行い、シナプス後電位を誘起した。興奮性および抑制性混合シナプス後電位(PSPs)は低濃度lidocaine(130μM)灌流投与で振幅が増大し、活動電位が重畳した。また、PSPsの脱分極勾配が急峻になるか、単峰性のPSPが、多峰性のPSPsになった。PSPsのdecay time constantはlidocaineの濃度が憎すにつれて増加した。GABA_A受容体拮抗薬bicuculline(20μM)存在下に興奮性シナプス後電位(EPSPs)に対するlidocaine(11000μM)の効果を検討すると、低濃度では振幅の増加は見られず、高濃度(>30μM)において振幅の減少が見られ、そのIC_<50>は68±40μMだった。イオン透過型グルタミン酸受容体拮抗薬AP5(100μM)およびCNQX(20μM)存在下に誘起した抑制性シナプス後電位(IPSPs)は比較的低濃度のlidocaine(>1μM)灌流投与から振幅の減少が見られ、そのIC_<50>は7±11μMだった。また、細胞外記録法によりCA1領域のfield PSPsおよびEPSRsが低濃度lidocaine(130μM)で増強され、てんかん様発作放電が発生することを昨年報告している。以上の結果を比較検討すると、lidocaineによるfield EPSPsの増強はGABA性のfeedfowardおよびfeedback inhibitionが低濃度lidocaine(110μM)で抑制されることによりEPSPsが増強したものと考えられる。つまり、興奮性入力に比べGABA性の抑制性入力がlidocaineにより抑制されやすい性質を有するので、低濃度lidocaineによりてんかん様発作放電が発生するという結論を得た。なお、研究実施計画2.「lidocaineによる興奮性伝達物質放出修飾機構」については、グルタミン酸誘起脱分極電位がlidocaineにより抑制されないことから、シナプス前性に興奮性伝達物質の放出が修飾を受けていると考えられる。
Ｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｒｙを用いた肺胞蛋白症における高分解能ＣＴ所見の意義

本研究の目的は高分解能CTのdensitometryを用いて、肺胞蛋白症(PAP)病変のCT値を分析することである。5症例のPAPを対象とし、重症度別に肺全体のCT値や肺volumeを客観的に評価することができた。また継時的変化も含めてPAP病巣を反映するCT値は-850HU-750HU領域のすりガラス影であること、そしてこの領域でのvolumeは血清KL-6およびCEA値と有意に強い正の相関(0.867, 0.616)をみとめていた。稀少疾患であるPAPの早期診断は困難な場合が多いが、本研究成果はPAP診断アプローチに役立つ情報になると思われる。本研究の目的は、肺胞蛋白症の高分解能CT所見をdensitometryによる肺野濃度測定で客観的に検討することである。今回、びまん性疾患の中でも肺胞腔内の変化が主体で肺野濃度が比較的均一である肺胞蛋白症を対象に評価した。平成23年度はdensitometryによる肺野濃度の最適測定条件を検討するため、肺胞蛋白症3例(軽症、中等症、重症)にて検討し以下の結果を明らかにした。東芝メディカルシステムズAquilion 64を用いて管電圧120kvp、管電流(Auto mA制御SD12) 0.5s/rot、スライス厚1mm、再構成間隔0.8mm、再構成関数FC13にて解析画像処理し、画像解析するにはAZE社のvirtual place雷電Plusを応用することが適正であった。この撮影条件にて肺野濃度平均値は重症度に正の相関、肺全体の容積に負の相関を示す傾向をみとめた。平成24年度は肺胞蛋白症でのdensitometryによる肺野濃度測定値が、肺胞内腔の変化を反映しているかどうかを検証した。細かな気腔が存在する数種類のスポンジを肺モデルのPhantomとして用い、生理食塩液などを流し込み肺野濃度の評価を試みた。しかし肺胞蛋白症症例と同程度の肺野濃度となる肺胞蛋白症モデルを作成することはできなかった。また前年度と同様、症例を集積するため肺胞蛋白症5例と間質性肺炎3例を追加した。前年度にも撮影した肺胞蛋白症2例では、上記の撮影条件で肺野濃度測定値の再現性は確認した。最終年度は統計解析を行うために症例の追加は必須である。集積した症例で肺野濃度測定値、もしくは測定値の経時的変化に注目し、臨床データ(血清マーカー、肺機能所見など)との相関性を評価しdensitometryによる肺野濃度測定の臨床的意義を明確化していく。本研究の目的は、肺胞蛋白症の高分解能CT所見をdensitometryによる肺野濃度測定での客観的検討である。densitometryは読影者の主観的評価ではなく客観的に数値化できるため、肺胞蛋白症でのdensitometryによる肺野濃度測定の臨床的応用を明確にしたい。平成23年度はdensitometryによる肺野濃度の最適測定条件を検討するため、肺胞蛋白症3例(軽症、中等症、重症)を検討した。東芝メディカルシステムズAquilion 64を用いて管電圧120kvp、管電流(Auto mA制御SD12) 0.5s/rot、スライス厚1mm、再構成間隔0.8mm、再構成関数FC13にて解析画像処理し、画像解析するにはAZE社のvirtual place雷電Plusを応用した。平成24年度は肺胞蛋白症でのdensitometryによる肺野濃度測定値が、肺胞内腔の変化を反映しているかを検証した。数種類のスポンジを肺モデルのPhantomとし、生理食塩液などを流し込み肺野濃度の測定を試みた。しかし肺胞蛋白症と同程度の肺野濃度となるモデル作成はできなかった。平成25年度は継時的評価が可能であった5例の肺胞蛋白症について臨床的意義を検討した。最適な評価範囲としたCT値-1121 HUから-250 HUまでのdensitometryを測定し設定し、この評価範囲で5例(改善傾向1例、不変2例、悪化2例)の臨床経過と対比した。注目すべきはCT値-750 HU付近の変動が臨床経過に関与しており、悪化例ではこのレベルでdensitometry curveが上方に偏移していることである。肺容積の平均値も悪化例では増加傾向を示していた。肺胞蛋白症の活動性指標とされている血清KL-6値、SP-D値、CEA値、LDH値とdensitometryでの肺容積平均値との間には有意な相関関係は示されなかった。従来肺胞蛋白症の病状変化は胸部CTの肺野所見を読影することで評価されてきたが、読影者間による客観性は不十分である。しかし本研究結果は、densitometry測定が肺胞蛋白症の病状を客観的評価できる手段となることを示唆している。

本研究の目的は、肺胞蛋白症の高分解能CT所見をdensitometryによる肺野濃度測定で客観的に検討することである。このdensitometryは画像読影者の主観的な評価ではなく客観的な評価が期待できる。しかし肺全体の評価や肺野濃度の測定値による診断学的な意義は不明であり、densitometryによる肺野濃度測定の臨床的応用を明確にする重要性は高い。平成23年度はdensitometryによる肺野濃度の最適測定条件の設定が課題であった。肺胞蛋白症3例(軽症、中等症、重症)にて検討し、結果として以下の結果が明らかとなった。第一の成果として東芝メディカルシステムズAquilion 64を用いて管電圧120kvp、管電流(Auto mA制御SD12) 0.5s/rot、スライス厚1mm、再構成間隔0.8mm、再構成関数FC13にて解析画像処理することが適正な条件であること、そして第二の成果としては画像解析するためのワークステーションとしてAZE社のvirtual place雷電Plusが応用可能となることが明確化した。この撮影条件にてdensitometryによる肺全体の肺野濃度測定をすると肺胞蛋白症の重症化に伴い肺野濃度平均値は高値を示した(軽症例:-834±120、中等症:-684±169、重症:-669±168)。そして肺内容積もそれぞれ4360, 3505, 2127mlと減少傾向を示すことも明らかとなり評価可能な条件である確認ができた。また3次元画像解析を行うことにより、重症化による容積減少が視覚的に評価することも可能になった。上記の結果をもとに、次年度は更に症例集積による再現性を確認する。また平成23年度に評価した症例の経時的変化や肺胞蛋白症以外のびまん性肺疾患との比較を進めていき、densitometryによる肺野濃度測定の臨床的意義を明確化していく。平成23年度は1肺胞蛋白症における肺全体の肺野濃度をdensitometryにて測定する適正基準を決定し、2肺胞蛋白症の重症度(軽症、中等症、重症)に合わせて肺野濃度測定値の正の相関傾向がみられることを明らかにした。平成24年度は症例集積を目的としたため、肺胞蛋白症5例と間質性肺炎3例の画像情報を収集した。これにより平成23年度と平成24年度の画像情報をもつ2症例について3画像データの再現性を確認することができた。また4densitometryにて測定した肺野濃度の統計量は三次元構築した画像所見とも対応している傾向も確認できた。しかしながら平成24年度には臨床データ(血清マーカーや肺機能検査など)との相関性を評価することが出来なかった。その理由としては、経時的に画像情報を集積できた症例が2例のみであり、かつこれらの症例は肺胞蛋白症の病状が安定しており病勢を評価することが困難であった。次年度は平成24年度に追加した症例も含めて経時的な評価ができる症例が増えたため、臨床データとの相関を評価していく。平成23年度の研究計画は(1)肺胞蛋白症における肺全体の肺野濃度をdensitometryにて測定する適正基準の検討と(2)測定した肺野濃度と臨床情報との相関性の検討であった。計画(1)は肺胞蛋白症の重症度別(軽症、中等症、重症)に3例を対象として検討し、十分な結果が得られた。現時点ではdensitometry測定での適正基準は明確にできたが、その測定情報は3例のみであり更に症例集積して評価する必要性がある。
気道電解質分泌に対するToll様受容体シグナルの調節機構の解明

生理的および病的条件下での気道分泌は、従来考えられていたものよりも精巧に調整されている。研究代表者はヒトに類似した分泌様式を持つブタ気管を用いた本研究によって、病原微生物や外来抗原の認識および排除に必要な自然免疫における中心的役割をもつことで近年注目されているToll様受容体4が、外因性の分泌増強効果を持つことを初めて明らかにした。本研究成果は今後の気道分泌研究をさらに発展させ、将来的には難治性気道炎症疾患の新規治療法の開発にも通じるものである。気道粘膜でしばしば感染を引き起こすものとして一般細菌およびウイルスが挙げられる。今年度はグラム陽性菌由来のPGN、グラム陰性菌由来のLPSおよびウイルス由来のpoly(I:C)を用いて、それぞれの認識受容体であるTLR2、TLR4およびTLR3のシグナリングが気道分泌腺にどのような影響をもたらすのかを検討した。電気生理学的検索から、生理的低濃度のAChによって惹起される電解質分泌がLPSによって濃度依存性に増強することが確認されたが、PGNやpoly(I:C)ではそのような効果は認められなかった。LPSはTLR4の拮抗剤存在下では効果は発揮しないことから、LPSとTLR4の結合が重要であることが初めて確認された。我々はこの効果はEGFRを介している可能性を推定していたため、EGFRシグナリングで重要なTyrosine Kinaseを抑制することでこの効果が消失するかどうか検討した。しかしながら我々の予想に反してLPSによる増強効果は非特異的TK阻害剤であるGenisteinやHerbimycin Aでは抑制されなかった。我々の過去の報告から、気道粘膜下腺細胞はTK以外にも細胞内NO/cGKの系で分泌増強が得られることが証明されているため、今後はcGK阻害剤などによる抑制効果が認めらるかどうか検討予定である。今年度は気道粘膜下腺におけるTLRサブタイプの発現も検討した。上記電気生理学的検索で検討したTLR2、TLR3およびTLR4に対してPT-PCRを行った。明らかな発現が認められたのはTLR4であり、TLR2は軽度発現のみで、TLR3は明らかな発現は認められなかった。以上、電気生理学的検討および分子生物学的検討によって気道粘膜下腺からの電解質分泌に対する増強効果において最も重要サブタイプはTLR4であることが推測された。昨年度我々はグラム陽性菌由来のPGN、グラム陰性菌由来のLPSおよびウイルス由来のpoly(I:C)を用いて、それぞれの認識受容体であるTLR2、TLR4およびTLR3のシグナリングが気道分泌腺にどのような影響をもたらすのかを検討し、TLR4が強く関与していることが示唆された。今年度はまずLPSとTLR4の結合が必須であることを確認するために、抗TLR4抗体にてブロックした系でLPSの効果を確認した。しかしながらLPSは増強効果を発揮することができず、やはりLPSの効果にはTLR4との結合が重要であることが示された。次にその細胞内メカニズムとしてNO/cGMP/PKGの経路の関与を検討した。電気生理学的検討によって、2種類の細胞内NO合成酵素阻害剤(L-NAME,L-NMMA)の前投与によってそれぞれLPSによる分泌増強効果が消失した。また細胞内PKG阻害剤であるKT-5823およびRp-8Br-cGMPの投与によってもそれぞれLPSによる分泌増強効果が消失した。このことから気道粘膜下腺細胞のTLR4刺激による分泌増強にはNO/cGMP/PKG系が強く関わっていることが明らかとなった。LPSは長時間作用すると様々な細胞においてiNOSの発現を誘導することがわかっているため、iNOSの関与を確認するために特異的iNOS阻害剤である1400WおよびL-NILの影響を検討した。今回の実験系においてはLPSの作用時間はわずか数分間であるためiNOSの関与は少ないものと推測していたが、やはり1400WもL-NILもどちらもLPSによる分泌増強効果に影響はしなかった。またLPSが実際に細胞内NOの合成を促進するのかどうか、細胞内NO特異的蛍光色素であるDAF2-DAを用いた検討を行いはじめ、例数は少ないもののLPSにはNO合成促進作用がある傾向を得ている。今年度は以上報告したように細胞内メカニズムに関する検討を数多く行い、統計処理によっても一定の方向性を検出することができた。研究代表者はこれまでにヒトに類似した分泌様式を持つブタ気管を用いた研究によって、気道の生理的な水・電解質分泌に対する内因性の調節因子として最も強力なものがアセチルコリン(ACh)であることを示してきた。しかし、外来病原体に排除に対して行われる追加分泌および種々の慢性気道炎症疾患における病態増悪因子としての過分泌が単にAChの分泌過多によって生じるものではないことも、分泌腺細胞の脱感作という現象を示し証明してきた。本研究によって、未知の外的調節因子の一つとしてTLRsが機能し得ることを明らかにしつつある。すなわちグラム陽性菌

由来のPGN、グラム陰性菌由来のLPSおよびウイルス由来のpoly(I:C)を用いて、それぞれの認識受容体であるTLR2、TLR4およびTLR3のシグナリングが気道分泌腺にどのような影響をもたらすのかを検討し、このうちではTLR4のみが強く関与していること、およびその効果が細胞内NO合成酵素阻害剤(L-NAME,L-NMMA)や細胞内PKG阻害剤であるKT-5823およびRp-8Br-cGMPの投与によって消失することからNO/cGMP/PKG系が深く関与していることを明らかにしてきた。NOの合成酵素のサブタイプに関しては、iNOSの阻害剤である1400WもL-NILも影響を及ぼさず、nNOSの関与が強く示唆された。今年度はLPSが実際に細胞内NOの合成を促進するのかどうか、細胞内NO特異的蛍光色素であるDAF2-DAを用いた検討を行いLPSには即時的なNO合成促進作用があることまたその効果はTLR4との結合阻害剤の存在下では認められなくなることを明らかにした。これは気道粘膜下腺においてTLR4シグナルがLPSによって活性化された場合、従来知られていたものとは別の即時的な経路(本研究によってNO/cGMP/PKG系であることが示されている)によって追加分泌を惹起し得ることを意味する。気道粘膜下腺細胞におけるTRL4の発現は蛍光免疫染色法およびRT-PCR法によってそれぞれ蛋白レベルおよびmRNAレベルで証明した。これらの結果をまとめて、Toll like receptor 4 potentiates Ca^<2+> dependent electrolytesecretionfrom swine tracheal glandsという論文タイトルで米国呼吸器学会誌に英文で報告した。
ウイルス感染応答のシグナル伝達機構

キュウリモザイクウイルス(CMV)とタバコモザイクウイルス(TMV)は最も研究が進んでいるRNAウイルスである。本研究課題では、CMVおよびTMV抵抗性に関わるシグナル伝達機構について研究を行った。CMV-シロイヌナズナ系:シロイヌナズナのエコタイプC24は、CMV黄斑系統[CMV(Y)]に抵抗性を示す。このCMV(Y)抵抗性はRPP8/HRTファミリーに属する単一優性遺伝子RCY1により支配されていた。また、シロイヌナズナ変異体を用いた解析から、CMV(Y)抵抗性発現には、サリチル酸(SA)とエチレンを介したシグナル伝達系と新規なシグナル伝達系が関与することが明らかになった。さらに、SAとジャスモン酸(JA)を介したシグナル伝達系に異常をきたした2重変異体の解析から、抵抗性発現においてSAシグナルとJAシグナルは拮抗的にクロストークすることが明らかになった。Turnip crinkle virus(TCV)の抵抗性遺伝子HRTはRCY1のオーソログであるが、HRT抵抗性発現はSAを介したシグナル伝達系のみによって完全に制御されることから、RCY1とHRTは共通の祖先型抵抗性遺伝子から進化する過程でシグナル伝達系を多様化させたことが明らかになった。TMV-タバコ系:TMV抵抗性遺伝子Nをもつタバコ品種は温度依存的に過敏感反応抵抗性を示す。温度シフト処理により同調的にHRを誘導する系を用いて以下の結果が得られた。VVRK:HRや傷処理によりレセプター型キナーゼ遺伝子(WRK)の発現が急速に上昇することが明らかになった。WRKの発現が抑制された形質転換植物では、防御応答に関わるMAPキナーゼ(WIPK and SIPK)の活性化やJAの蓄積などが抑制されたことから、WRKのHRおよび傷応答への関与が明らかになった。HSP90:HSP90遺伝子の発現が抑制されている形質転換植物では、HRのマーカーであるイオン漏出が抑制された。さらに、HSP90の阻害剤であるGeldanamycin処理により防御応答に関わるMAPキナーゼの活性が抑制されたことから、HSP90のHRへの関与が示された。CaM(calmodulin):タバコCaM遺伝子ファミリーの13メンバーの転写量および活性が、HRや傷処理に対して差次的に発現変動することを明らかにした。さらに、CaM結合タンパク質としてMAPK phosphatase(MKP1)を同定した。MKP1過剰発現植物ではMAPキナーゼカスケードが不活性化されていたことから、Ca^<2・>/CaMシグナルを介してMAPKに流れるシグナルカスケードが、HRや傷応答に関わっていることが明らかになった。WAF-I:WIPKを活性化する化合物として新規テルペン(11E,13E)-labda-11,13-diene-8α,15-diolを同定しWAF-1と命名した。さらに、WAF-1が植物体内において新規シグナル物質として機能していることが明らかになった.キュウリモザイクウイルス(CMV)とタバコモザイクウイルス(TMV)は最も研究が進んでいるRNAウイルスである。

MKP1過剰発現植物ではMAPキナーゼカスケードが不活性化されていたことから、Ca^<2・>/CaMシグナルを介してMAPKに流れるシグナルカスケードが、HRや傷応答に関わっていることが明らかになった。WAF-I:WIPKを活性化する化合物として新規テルペン(11E,13E)-labda-11,13-diene-8α,15-diolを同定しWAF-1と命名した。さらに、WAF-1が植物体内において新規シグナル物質として機能していることが明らかになった.植物がウイルスを認識してから、抵抗性反応が誘導されるまでの間のシグナル伝達系については明らかになっていない。本研究では、病原ウイルスとしてTMVとCMV、宿主植物としてシロイヌナズナとタバコを用いて過敏感細胞死の機構、ウイルス抵抗性の発現に至るシグナル伝達カスケードを解析した。(1)CMV抵抗性遺伝子(RCY1)を有するシロイヌナズナを、SA、JA、エチレンを介した各シグナル伝達系の変異体とそれぞれ交配し、雑種後代から、RCY1と各変異遺伝子をそれぞれホモに持つ個体を選抜した。各変異体にCMV(Y)を接種したところ、抵抗性発現には、npr1-5非依存性のSAを介したシグナル伝達系と、エチレンを介したシグナル伝達系が関与していることが明らかになった。しかし、いずれの伝達系変異体においても、すべての個体でウイルスが全身感染してはいないことから、新規なシグナル伝達系が、抵抗性に中心的な役割を果たしている可能性が考えられた。さらに、この抵抗性反応を決定している遺伝子RCY1を単離するため、RCY1遺伝子座のfine mappingを行ったところ、第5染色体の長腕に存在するマーカーDFRとT43968の間(約350kb)にマップされた。(2)抵抗性遺伝子Nを有するタバコ品種はTMVに対して抵抗性(HR)を示す。N遺伝子が働けない30CでTMVを増殖させておいたタバコ葉を、N遺伝子が働ける20Cに移すと、約8時間後に同調的細胞死が起こる。(a)この同調的HR誘導系においては、温度シフト後3時間でWIPK(傷誘導性のMAPキナーゼ)mRNAが蓄積し、次にWIPKの活性が高まった。さらに、(b)上記のシグナル物質の他、ポリアミンの一種であるスペルミンが、また発現遺伝子として新規にペルオキシダーゼ遺伝子が単離された。(c)温度シフト後、その転写産物が6時間後には急減する遺伝子として、NtFH遺伝子を単離した。このセンスまたはアンチセンス遺伝子を過剰発現させ、NtFHタンパク質量を変化させて形質転換体を作ったところ、前者では病斑の直径が対照より大きく、後者では小さくなった。これらの結果は、このプロテアーゼは、葉緑体の中でそのホメオスタシスを保つために働いていると考えられるので、TMV感染やN遺伝子発現の影響を受けてその量が減少することが、その細胞を早く死に至らしめる原因になることを示唆しているのではないかと考えられた。植物がウイルスを認識してから、抵抗性反応が誘導されるまでの間のシグナル伝達系については明らかになっていない。本研究では、病原ウイルスとしてCMVとTMV、宿主植物としてシロイヌナズナとタバコを用いて過敏感反応死の機構とウイルス抵抗性の発現に至るシグナルカスケードを解析した。
非線形オブザーバを用いたけん引型移動ロボットの位置推定

運動方程式が非線形な微分方程式で表されるけん引型移動ロボットの制御方法として,座標変換と非線形状態フィードバックに基づく非線形コントローラの有効性がこれまでに確認されていた。しかし、非線形制御理論を用いて設計されるこの制御系は,制御対象の全ての状態が利用できることを前提としており,平面上での車両の位置および姿勢を測定するために大がかりな観測系が必要であり,実用化が困難であった。本研究では,けん引型移動ロボットの自律制御方法を確立するために,車両上に搭載された測定系から得られる情報のみを用いて車両の全状態(位置と姿勢)を動的に推定する非線形オブザーバの設計方法を提案し,シミュレーションによってその有効性を実証した。具体的には,1.状態空間上のある一点の近傍での性能を保証する指数オブザーバ2.広い範囲にわたって解析的に誤差応答の安定性を保証するLyapunovの直接設計法によるオブザーバ3.誤差応答を近似的に線形化する拡張Luenbergerオブザーバの3種類のオブザーバを適用し,申請したハードディスクを接続した申請したパーソナルコンピュータ上でシミュレーションを行い,その設計方法とパフォーマンスの比較を行った。その結果,特に拡張Luenbergerオブザーバが有効であることが分かった。また,これらを用いた非線形動的コントローラによる車両の軌道制御が可能であることを,同様にシミュレーションによって確認した。