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マクロ・プルーデンスを考慮した金融政策の最適なフォワード・ガイダンスの研究

2018年度は,まず金融摩擦が考慮されたモデルであるBernanke, et al. (1999)にゼロ金利制約を導入しシミュレーションを行った.金融政策はテイラールールなどのシンプルなものを想定し,何期間か金利をゼロ金利に固定させるシミュレーションを行い,金融摩擦の有無でどのようにインパルスレスポンスが変わるのかを分析した.分析の結果,金融摩擦がある場合,ゼロ金利をより長く続けることは,経済の変動を少なくする上で有効であることが分かってきた.ただし,金利プレミアムなどの金融変数についてはフォワードガイダンスの有無で実体経済の変数ほど大きな差を見出すことができず,当初の予想と反する結果となった.また,金融摩擦がある場合,数値計算によるモデルの解の探索において,収束が難しい場面がやや多くなっており,何らかの形でモデルの不安定性が大きくなっていると考えられる.これについては今後の研究で可視化できるようにできればと考えている.これと平行して,フォワード・ガイダンスと関連した研究として金融政策の金利に不可逆性がある場合を想定した研究を行った.分析の結果,流動性の罠においては,政策金利の不可逆性が経済厚生を改善する可能性があることが判明した.この分析は,共同研究として行い,ディスカッションペーパー(No. 1906, Graduate School of Economics, Kobe University)として発行した.金融摩擦のあるモデルでのシミュレーションが軌道に乗り,今後も継続的に分析ができると予想される.また,2017年度の研究が査読付雑誌に採択されたことにより,研究成果が出てきており,研究は順調に進んでいると考えられるため.今後も研究実績の概要で述べた分析を継続して行っていく.具体的には,Gertler-Karadi型の銀行のバランスシートに着目したモデルを用いてシミュレーションによる分析を行っていく.Bernanke, et al. (1999)は,企業のバランスシートに着目したモデルであるため,どのような違いが出るのかを研究する必要がある.マクロプルーデンス政策を評価する変数の定義が今後の課題となる.その意味で企業や銀行の破綻確率や,金融システム全体のリスク指標をモデルに組み込む作業を行う.また研究実績の概要で述べたように,金融摩擦があるモデルの収束範囲を分析する.最初はゼロ金利制約を考慮せずにモデルの決定性を分析し脇を固め,ゼロ金利制約を入れて収束範囲がどのように変化するのか,比較し分析していく.今年度の研究では,流動性の罠における金融政策について,民間主体の期待の役割に焦点を当てて分析を行った.流動性の罠の下では,金利の調整による政策方式が大きく制限されるため,民間主体の期待にいかに影響を与えるのかが重要な点となると考えられる.分析結果は,論文「Role of Expectation in a Liquidity Trap」(UTokyo Price Project Working Paper Series University of Tokyo No.99, 2018,共著)に研究成果としてまとめ発行した.本研究は,民間主体の期待形成が,流動性の罠において金融政策の効果に影響を与える可能性があることを明らかにした.期待形成は,中央銀行のターゲット値に部分的にアンカーされている場合と,当期のインフレ率を部分的に用いる場合の2つを設定した.分析の結果,コミットメント政策では期待形成の影響は小さいが,テイラールールなどのより現実的な金融政策ルールでは,期待形成のアンカーは有効であるが,当期のインフレ率を部分的に用いる場合は厚生を悪化させることが判明した.また,金利の慣性のテイラールへの導入は,当期のインフレ率を部分的に用いる場合の厚生の悪化を減少させる効果があることが判明した.本研究は,「研究の目的」に記載したフォワードガイダンスに大きく関連する内容となっている.特に金利の慣性のテイラールールへの導入による厚生の悪化を減少させる効果は,フォワードガイダンスに関係する重要な効果であり,今後より詳細に分析する意義があると考えられる.また本論文を執筆する上で,関連する理論分析の文献について一通りサーベイすることで,フォワードガイダンスの文献サーベイについてもおおむね完了した.当初は関連分野のサーベイのみを行う予定であったが,共同研究者との研究により,新たな分析結果を提示することができたため.2018年度は,まず金融摩擦が考慮されたモデルであるBernanke, et al. (1999)にゼロ金利制約を導入しシミュレーションを行った.金融政策はテイラールールなどのシンプルなものを想定し,何期間か金利をゼロ金利に固定させるシミュレーションを行い,金融摩擦の有無でどのようにインパルスレスポンスが変わるのかを分析した.分析の結果,金融摩擦がある場合,ゼロ金利をより長く続けることは,経済の変動を少なくする上で有効であることが分かってきた.ただし,金利プレミアムなどの金融変数についてはフォワードガイダンスの有無で実体経済の変数ほど大きな差を見出すことができず,当初の予想と反する結果となった.また,金融摩擦がある場合,数値計算によるモデルの解の探索において,収束が難しい場面がやや多くなっており,何らかの形でモデルの不安定性が大きくなっていると考えられる.これについては今後の研究で可視化できるようにできればと考えている.これと平行して,フォワード・ガイダンスと関連した研究として金融政策の金利に不可逆性がある場合を想定した研究を行った.分析の結果,流動性の罠においては,政策金利の不可逆性が経済厚生を改善する可能性があることが判明した.この分析は,共同研究として行い,ディスカッションペーパー(No. 1906, Graduate School of Economics, Kobe University)として発行した.また昨年度研究した,流動性の罠における金融政策について,民間主体の期待の役割に焦点を当てた分析が,雑誌,Journal of the Japanese and International Economiesに受理され,研究成果が出始めた年度となった.

金融摩擦のあるモデルでのシミュレーションが軌道に乗り,今後も継続的に分析ができると予想される.また,2017年度の研究が査読付雑誌に採択されたことにより,研究成果が出てきており,研究は順調に進んでいると考えられるため.フォワードガイダンスの理論分析のサーベイが完了したため,今後は理論モデルを用いてシミュレーションを行う.当初は,金融摩擦を含んだ確率的動学一般均衡(DSGE)モデルにアドホックな損失関数で政策評価を行う予定であったが,近年多くの金融摩擦を含んだDSGEモデルで損失関数が整合的に導出されてきている.そこで,それらのモデルを用いて,まず流動性の罠の下での最適な金融政策を導出し,その際の金融市場の安定性について分析する予定である.今後も研究実績の概要で述べた分析を継続して行っていく.具体的には,Gertler-Karadi型の銀行のバランスシートに着目したモデルを用いてシミュレーションによる分析を行っていく.Bernanke, et al. (1999)は,企業のバランスシートに着目したモデルであるため,どのような違いが出るのかを研究する必要がある.マクロプルーデンス政策を評価する変数の定義が今後の課題となる.その意味で企業や銀行の破綻確率や,金融システム全体のリスク指標をモデルに組み込む作業を行う.また研究実績の概要で述べたように,金融摩擦があるモデルの収束範囲を分析する.最初はゼロ金利制約を考慮せずにモデルの決定性を分析し脇を固め,ゼロ金利制約を入れて収束範囲がどのように変化するのか,比較し分析していく.予定よりも旅費が安くすんだこと,使用予定の数値計算ソフトウェアが2017年度の研究におけるモデルシミュレーションで必要でなくなり購入を見送ったこたため.当初購入予定であったソフトウェアについて,現在のソフトウェアでのシミュレーションの計算時間が大きくは変化しないことがわかり,今年度は購入を見送った.ただし,今後のモデルのシミュレーションによっては必要なソフトウェアが出てくる可能性もあり,2019年度に購入する可能性もある.
生体膜スフィンゴ脂質レベルを制御する鍵酵素による動脈硬化抑制の分子機構

前年度までの解析より、当該鍵酵素の全身ノックアウトマウスにおいて動脈硬化病変が有意に増大すること、病態形成を担う細胞集団は骨髄由来細胞,特にマクロファージが強く関与している可能性、ならびに同細胞におけるコレステロール代謝に関与したオートファジー経路の障害が主な病態機構である可能性を突き止めた。本年度はその結果に基づき、採取マクロファージの解析ならびに、動脈硬化病変を改善する可能性がある遺伝子改変マウスとの二重交配飼育・表現系の解析を継続し、学術論文としての報告を目的とした。その結果、1.採取マクロファージにおけるオートファゴソーム「形成」経路に関する蛋白質発現・mRNA発現は、ノックアウトマウスと野生型に差を認めなかった2.ノックアウトマウスより採取されたマクロファージでは、主にオートファゴソーム「分解」経路,特にライソゾーム機能が障害されていた3.当該鍵酵素のサブタイプを過剰発現させたマウスとの二重交配マウスを作成すると、動脈硬化病変が抑制され,泡沫化マクロファージの改善,障害されていたオートファゴソーム分解経路が改善した事が明らかになった。しかし、今年度に計画していた実験項目のうち採取マクロファージに対する当該遺伝子抑制(SiRNA)は、採取細胞の性質のためか前年に引き続き効率が悪く、網羅的な関連遺伝子検索まで至る事ができなかった。現在は研究データの統合を完了し、論文投稿し校閲中である。動脈硬化症進展におけるスフィンゴ脂質代謝の詳細な病態メカニズムは、未だ完全に解明されていない。本研究課題では高コレステロール食(HCD)負荷による動脈硬化発症モデルを用いて、スフィンゴ脂質代謝の鍵酵素が動脈硬化症の進展に与える影響を解明する。本年度は当該鍵酵素ノックアウトマウスとその同腹野生型マウスの動脈硬化発症モデルを作成し、比較検討を行った。HCDは12週間の負荷後に血漿コレステロール・中性脂肪ならびにリポ蛋白質・脂質分画解析(Sky light biotech社へ委託)を行い、大動脈全体を切離した展開標本ならびに大動脈洞の薄切標本を作製し、動脈硬化病変の広がりと局所動脈硬化病変における脂質含有量をオイルレッドO染色にて評価した。また、切離した大動脈内の動脈硬化病変に浸潤している白血球系細胞、ならびに酸化LDL取り込み・コレステロールくみ出しに関連する受容体CD36・トランスポーター蛋白ABCG1/ABCA1の大動脈全体における発現量を、免疫組織染色法とウェスタンブロット法により定量評価した。その結果、当該鍵酵素ノックアウトマウスは、1.血漿コレステロール・中性脂肪・分画解析は野生型と同等であった2.大動脈展開標本における動脈硬化病変が有意に増大しており、大動脈洞の動脈硬化病変には白血球細胞が多く浸潤し、病変全体のコレステロール含有量が多く認められた3. CD36発現量は少ないが、ABCG1/ABCA1発現量に差を認めなかった事が明らかになった。スフィンゴ脂質代謝における当該鍵酵素が、病変部位に蓄積する細胞内コレステロール代謝そのものに影響し、動脈硬化症進展を抑制する可能性が示唆された。以上の結果から、来年度以降の方針を決定づける事が出来たため。前年度、当該鍵酵素の全身ノックアウトマウスにおいて大動脈展開標本における動脈硬化病変が有意に増大し、この表現系が全身血漿の脂質分画解析やコレステロール取り込み・くみ出し関連蛋白質発現では説明できないことを明らかにした。本年度はその結果に基づき、動脈硬化病変を改善する可能性がある遺伝子改変マウスとの二重交配飼育を継続し、小動物用X線照射装置を用いた病態形成を担う細胞集団の同定と組織サンプルの免疫組織染色法とウェスタンブロット法、ならびに採取細胞を用いた急性遺伝子抑制法(SiRNA)にて、動脈硬化病変内コレステロール含有が増大するメカニズムの解析を中心に行った。その結果、1.骨髄移植実験の結果より病態形成を担う細胞集団は、骨髄由来細胞である2.骨髄由来細胞の中でマクロファージが強く関与している可能性が示唆された3.マクロファージにおけるコレステロール代謝に関与したオートファジー経路が障害されている可能性がある事が明らかになった。しかし、今年度に計画していた実験項目のうち、採取マクロファージに対する当該遺伝子抑制(siRNA)効率が悪く網羅的な関連遺伝子検索は滞っており、当該遺伝子欠損に伴う動脈硬化病変形成を改善する可能性がある遺伝子改変マウスとの二重交配実験は、これら遺伝子改変マウスで既に報告されている中枢神経系合併症、妊娠継続困難あるいは産仔数が減少する表現系による影響があるため、効率的な二重交配マウス作成が行えなかった。当該年度の実験計画のうち、採取マクロファージに対する当該遺伝子抑制(siRNA)効率が悪く、網羅的な関連遺伝子検索が行えていないため。また、過去の報告から当該遺伝子欠損に伴う動脈硬化病変を改善する可能性がある遺伝子改変マウスとの二重交配実験が遅れている。理由として、これら遺伝子改変マウスのうち中枢神経系合併症、妊娠継続困難あるいは産仔数が減少する表現系が報告されており、効率的に二重交配が行えていない可能性がある。その結果、1.採取マクロファージにおけるオートファゴソーム「形成」経路に関する蛋白質発現・mRNA発現は、ノックアウトマウスと野生型に差を認めなかった2.ノックアウト

マウスより採取されたマクロファージでは、主にオートファゴソーム「分解」経路,特にライソゾーム機能が障害されていた3.当該鍵酵素のサブタイプを過剰発現させたマウスとの二重交配マウスを作成すると、動脈硬化病変が抑制され,泡沫化マクロファージの改善,障害されていたオートファゴソーム分解経路が改善した事が明らかになった。しかし、今年度に計画していた実験項目のうち採取マクロファージに対する当該遺伝子抑制(SiRNA)は、採取細胞の性質のためか前年に引き続き効率が悪く、網羅的な関連遺伝子検索まで至る事ができなかった。現在は研究データの統合を完了し、論文投稿し校閲中である。1.動脈硬化症形成を担う細胞集団の同定当該鍵酵素は、発現量の差異はあるが全身に発現している。現在用いている全身型ノックアウトマウスでの検討では、どの細胞集団が直接病態形成に関与しているか明らかにすることは困難である。そこで、当該遺伝子改変マウスと同腹野生型マウスとの間で骨髄移植実験を行い、まず骨髄系細胞に発現する当該遺伝子の関与を明らかにしたい。またノックアウトマウスの当該遺伝子領域にはβガラクトシダーゼ遺伝子が導入されており、各種細胞に特異的な検出抗体を用いた免疫組織染色法を組み合わせる事によって、動脈硬化病変における関連細胞集団が同定できると考えている。2.当該鍵酵素欠損が病変内コレステロール含有量増大を来すメカニズムの解析血漿中の脂質プロファイルならびに酸化LDL取り込み・コレステロールくみ出し関連蛋白質の結果ではノックアウトマウスの動脈硬化病変におけるコレステロール含有量の増大は説明出来ず、当該鍵酵素が細胞「内」コレステロール代謝になんらかの影響を及ぼしている可能性が示唆された。上記1.において細胞集団が同定されれば、細胞への酸化LDL負荷やマウスへのHCD負荷が及ぼす表現系の差異を主にコレステロール代謝の視点から比較検討する予定である。1.病態形成を担うマクロファージにおけるメカニズム解析と、細胞間相互作用の検討細胞内に脂質を取り込んだマクロファージ(泡沫細胞)がコレステロールを細胞外へくみ出す、すなわち目的細胞・臓器(主に肝臓)へ渡す際の脂質分解経路としてオートファジー経路が注目されている。オートファジー経路の中でどの部分の障害が本研究に関与しているか、プロテオミクス的な手法を用いて解析を進める。目的細胞で急性遺伝子抑制法が確立できない場合は、全身ノックアウトマウスから採取した細胞での解析に切り替える事を検討する。また、好中球やT細胞、B細胞など他の骨髄由来細胞ならびに非骨髄由来細胞(内皮細胞・平滑筋細胞・脂肪細胞)との相互作用の関与を、共培養実験等を用いて明らかにする。2.当該遺伝子欠損による動脈硬化病変を改善する表現系の探索
哺乳動物虹彩散瞳筋におけるCa動態とムスカリン様作用薬による弛緩

ラット虹彩散瞳筋において副交感神経刺激あるいはムスカリン様作用薬により生じる弛緩の機序の解明が研究課題である。まず副交感神経切除により、ムスカリン様作用薬による弛緩反応も消失することを報告した(Eur.J.Pharmacol.,1988)。またムスカリン様作用がM_2タイプのリセプターを介する可能性が高いものの従来のM_1,M_2,という分類では充分説明できない可能性を示唆した(眼薬理,1988)。さらに弛緩を引き起こす物質として多くの生理活性物質を検索した。その結果、highK^+により生じる弛緩に副交感神経終末からのアセチルコリンの遊離を介さない成分がかなり存在することをつきとめ、報告した(あたらしい眼科,1989)。これについては、highK^+のNa^+ーK^+pumpに対する作用、あるいは外液中のNa^+の減少による直接作用ではなく、未知の弛緩物質の遊離が関与している可能性の高いこと、副交感神経除去により、highK^+の弛緩も消失することなどを加え、外国雑誌に投稿中である。アセチルコリンによる弛緩のセカンドメッセンジャーに関する検索では直接にcyclic AMP,GMPを定量した結果、これらがメッセンジャーである可能性は殆んど無いことがわかった。蛍光色素による細胞内Ca^<2+>濃度変化の測定は大動脈等の大きな平滑筋標本では測定可能なものの、ラット虹彩散瞳筋ではいまのところ充分な蛍光変化が得られておらず、何等かの新たな工夫の必要を要すると思われる。
資金収支情報の有用性に関する研究

本研究の目的は、わが国企業が公表する連結キャッシュ・フロー計算書の情報が、投資者にとって有用な情報であるか否かを実証的に明らかにすることであった。そこで本研究では、次の2点に焦点を当てた。(1)将来キャッシュ・フローの予測指標としてすぐれているのは、当期のキャッシュ・フロー数値であるか、当期の利益数値であるか。(2)連結キャッシュ・フロー計算書の情報は、当該企業の株価変動と有意な関連性を有しているか。まず(1)の点に関して本研究では、1期先および2期先のキャッシュ・フロー数値を予測するのに、当期のキャッシュ・フロー数値を予測指標とした方が正確であるか、当期の利益数値を予測指標とした方が正確であるかを考察した。その結果、当期のキャッシュ・フロー予測指標とした方が正確であるということが明らかになった。よって本研究から、将来キャッシュ・フローの予測指標としては当期のキャッシュ・フロー(現在キャッシュ・フロー)がすぐれているという結論が得られた。次に(2)の点に関して本研究では、連結キャッシュ・フロー計算書で公表される情報項目と、当該企業の株価変化率との間に有意な関連性が存在するか否かを考察した。その結果、いくつかの情報項目については、株価変化率との間に統計的に有意な関連性の存在することが明らかになった。よって本研究から、連結キャッシュ・フロー数値は株価変動と有意な関連性を有しているという結論が得られた。以上のように本研究は、キャッシュ・フロー情報(従来用いていた「資金収支情報」という用語は「キャッシュ・フロー情報」に改めた)が投資者にとって有用な情報であることを明らかにした。本年4月1日以降に始まる会計年度から、わが国において、資金収支情報を提供する財務諸表である、「連結キャッシュ・フロー計算書」(以下、キャッシュフロー計算書)が導入されることが決まった。そこで本研究でも、このキャッシュフロー計算書に焦点を当てた。具体的には、(1)わが国のキャッシュフロー計算書の制度と諸外国の制度との比較、および(2)財務諸表利用者がキャッシュフロー計算書を分析する手法、の2点について研究を行った。まず、(1)諸外国の制度との比較では、とくにアメリカとイギリスの制度との比較研究を行った。その結果、わが国のキャッシュフロー計算書の制度は、営業・投資・財務の3つの活動に区分する形式など、アメリカの制度とは共通点が多い一方、イギリスの制度とは、現金同等物の定義など、多くの点で異なっていることが明らかになった。また、(2)キャッシュフロー計算書を分析する手法では、損益計算書と貸借対照表に、キャッシュフロー計算書を加えて、企業内容を分析する手法を考察した。その結果、キャッシュフロー計算書を分析に用いることによって、従来の損益計算書と貸借対照表のみを用いた分析よりも、企業の流動性や支払能力、および企業が現金を生み出す能力など、多くの面がより明確に示されることが明らかになった。
修復と複製時に機能するCul4-DDB1-Cdt2によるゲノム維持機構

本研究では、DNA複製時とDNA損傷修復時に機能するユビキチンリガーゼCul4-DDB1-Cdt2によるゲノム維持機構について、染色体複製のライセンス化において必須な働きをするCdt1の分解の観点から研究を行った。1)細胞をUV照射するとCdt1の分解が起こる。これは、主にG1期の細胞での応答である。一方、M期においてはUV損傷後のCdt1分解が抑制されていた。別のDNA損傷アルキル化剤MMSでも同様の結果が得られた。DNA複製のライセンス化以外にCdt1のM期での新規な機能が報告されており、M期ではDNA損傷後の分解が抑制されていると考えられた。M期にUV損傷を受けた細胞がG1期に進行すると、Cdt1の分解が起こりDNA複製のライセンス化が抑制され、G1期に細胞停止が見られた。細胞周期特異的な応答が、ゲノム安定性に寄与すると思われる。2)UV損傷後、Cdt1はヌクレオチド除去修復の過程において素早く分解される。この過程に欠損のあるXP-A細胞では、Cdt1の分解が遅れる。この遅れた分解過程にミスマッチ修復因子が関わることを見いだし研究を続けた。野生株に比べて遅いが、XP-A細胞でもMsh2およびMsh6タンパク質が、UV損傷部位に集積した。一方、塩基除去修復因子Ape1の集積は見られなかった。Msh6をノックダウンすると、Cdt1の分解が抑制された。この現象は、G1期での反応を示しており、UV損傷後にミスマッチ修復系がヌクレオチド除去修復とは、独立に作動していることが示唆された。また、Cdt1を高発現すると、DNAの修復合成が抑制されたので、Cdt1分解は損傷修復を円滑に進めるために重要であると考えられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、染色体複製のライセンス化において必須な因子Cdt1が、PCNAとの結合に依存してS期およびDNA損傷時にユビキチンリガーゼCul4-DDB1-Cdt2により分解される機構を明らかにすることにより、ゲノムの安定な維持機構の解明を目指して研究を行った。1)M期にUV損傷を受けた細胞がG1期に進行するとライセンス化が抑制される。この時のG1期停止機構を調べるため、CDK2の制御に関わるY15, T160のリン酸化レベルの解析を行なったが、コントロールとの大きな違いは見られレズ、別の機構でCDKの活性化が抑制されると予想された。2)Cdt2の機能を明らかにするため、Cdt2のPCNA結合部位であるPIP-ボックスに変異を導入したPIP-変異Cdt2を作製し、安定発現株を構築した。内在性Cdt2をノックダウンし、UV照射後のCdt1のユビキチン化レベルを、野生型Cdt2発現細胞と比較したところ、かなり低下していることが明らかとなった。3)3種のPCNAローダー複合体の大サブユニットRFC1、Ctf18およびElg1を解析する過程で、Elg1ノックダウン細胞では、クロマチン上のPCNAが異常に増加していることを見いだした。これまで不明だった、PCNAのクロマチンからの脱着(アンローディング)の役割を持つと考えられた。Elgiノックダウン細胞ではクロマチンの異常が検出されたので、Cdt1の分解制御も影響を受ける可能性があると予想された。4)UV照射後、XPA欠損細胞でも遅れてCdt1分解されることに注目して解析を進め、ミスマッチ修復因子がUV損傷部位に集積しCdt1の分解に関わることを見いだした。

26年度が最終年度であるため、記入しない。Cdt2に見つかったモチーフの解析により、ユビキチン化を行なうために、Cdt2のPIPーボックスの必要性をさらに確実なものとして明らかにすることができた。また、UV損傷後のNER系による修復に加えてミスマッチ修復系がCdt1分解系にも関与することを示すことができた。3種のPCNAローダーの機能分担に関しての解析が当初の計画であるPCNAの修飾に及ぼす影響を細かく解析はできなかったが、新たにElg1がPCNAのアンローディングに関わるという重要な発見ができたので、おおむね順調に進展していると言える。多方面の修復系に依存してCRL4-Cdt2によりCdt1分解が起こることが考えられたので、Cdt1分解と各種DNA損傷修復の関係を明らかにする必要が有る。また、この分解系はクロマチン結合PCNAに依存しているので、PCNAローディングの点からだけでなく、アンローディングの観点からも研究を進めて行く。
長鎖脂肪酸クオリティの変化をシグナルとした精子の運動性調節メカニズム

これまでの研究から不飽和脂肪酸や長鎖脂肪酸受容体アゴニスト曝露によりマウス精子運動性が亢進し、飽和脂肪酸曝露により低下することを見出している。本研究では不飽和脂肪酸や長鎖脂肪酸受容体アゴニスト曝露により精子で活性化するシグナル経路の一端を明らかにすると同時に、肥満による精子運動性や受精率の低下に不飽和脂肪酸が与える影響をマウス精子を用いて解析する。
ビッグバン以前の宇宙を探る科学衛星に向けた小型地上観測実験ＧｒｏｕｎｄＢＩＲＤ

インフレーション宇宙論が予言する、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光の渦パターンの観測を目指す実験装置GroundBIRDの開発を行った。その信号は本研究採択時には未発見であったが、平成26年3月に米国BICEP2実験によって``らしき信号''の発見が報告され、その観測の重要性が急激に高まった。この信号をインフレーション起源と決定づける為には、従来の10倍もの広い領域の観測を実現することが必須である。本研究により、2つの世界初「回転系での0.23ケルビン到達」、「黒体偏光をつかった超伝導検出器の較正」を達成できた。これらは広い領域の観測を実現するための重要なマイルストーン達成である。インフレーション宇宙の検証は宇宙論最大の課題である。本研究の究極目標はインフレーションの直接証拠となる原始重力波の検出である。その最良の方法は、原始重力波による時空の歪みによって、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光分布に生成される渦パターン「Bモード」を検出することである。本研究は「小型地上観測実験装置を完成させ、Bモードの発見をめざし」、将来その精密測定からさらなる詳細研究をおこなうための「将来科学衛星実験に向けたテクノロジーを確立する」ことを目的とする。従来実験にはない独自のアイデアで、CMB偏光Bモード観測で世界の最前線に踊りだす!小型地上観測実験Ground BIRDの実験装置を完成させ、物理観測へ向けた国内でのテスト観測を行なう。独自のアイデアで、小型ながらも従来実験を凌駕する性能を達成する。特に、非接触型高速回転スキャンの実現により、1/fノイズの影響を除去して検出器性能を100%引き出し、地上実験最大の観測領域を達成する。実験装置をユニット化することにより効率的に開発を進める。本研究では実験成功の鍵となる高速回転スキャンユニットの開発を中心に開発をすすめ、続いて、コンパクトに検出器を実装する小型クライオスタットの開発、最終年度には装置全体を組み上げ、完成させる。そして、国内でのテスト観測により問題の洗い出し、改善をして、研究期間(3年)後の物理観測に向けた完成度を確認する。なお、本研究でカバーしていない部分の開発は、既に共同研究者と共に別予算にて開発を開始している。平成23年度は高速回転スキャンユニットの開発に専念する。インフレーション宇宙論が予言する原始重力波を、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光の精密観測によって測定する。CMB偏光がつくる渦パターンがその決定的な証拠となる。平成26年3月に米国BICEP2実験によって``らしき信号''の発見が報告され、その観測の重要性が急激に高まった。``らしき信号''をインフレーション起源と決定づける為には、従来実験の10倍もの広い領域の観測を実現することが必須である。本研究はそれにむけた装置開発を行った。これらは最終目標のための重要なマイルストーンである。広い領域を観測する為のキーテクノロジーである、高速回転スキャンシステムと冷凍システムの統合試験を行った。高速回転系で、冷凍機を操作し0.23ケルビンに長期間維持できることを確認した。これは世界初の技術である。また、観測サイトを模擬した放射環境下で、回転変調する偏光信号を検出器に照射する較正実験を行い、偏光信号への応答を確認した。当初目標としていた、高速回転機構、冷凍装置、検出器、較正装置の4つのコンポーネント全てを統合した試験までは未到達であるが、4つのうち2つずつを統合したコミッショニングは達成できた。本研究を通して、検出器の読み出し多重度を改善すると言う新たな課題もあきらかにすることができ、その解決案を考案した。今後は、4つ全てを統合したコミッショニングを行い、本観測へとむけた開発を行っていく。本研究は「小型地上観測実験装置を完成させ、Bモードの発見をめざし」、詳細研究をおこなうための将来実験に向けたテクノロジーを確立することを目的とする。従来実験にはない独自のアイデアで、CMB偏光Bモード観測で世界の最前線に踊りだす。小型地上観測実験GroundBIRDの実験装置を完成させ、物理観測へ向けた国内でのテスト観測を行なう。

特に、非接触型高速回転スキャンの実現により、1/fノイズの影響を除去して検出器性能を100%引き出し、地上実験最大の観測領域を達成する。実験装置をユニット化することにより効率的に開発を進める。本研究では実験成功の鍵となる高速回転スキャンユニットの開発を中心に開発をすすめ、続いて、コンパクトに検出器を実装する小型クライオスタットの開発、最終年度には装置全体を組み上げ、完成させる。そして、国内でのテスト観測により問題の洗い出し、改善をして、研究期間後の物理観測に向けた完成度を確認する。平成24年度は前年度に開発した高速回転スキャンユニットの原理検証、長期安定性試験を行った。さらに、クライオスタット開発に着手した。特に熱計算にもとづき、熱放射を防ぐためのフィルターの仕様を策定した。当初の研究計画通り、高速回転スキャンユニットの中核となる回転ステージの試作が出来ている。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初、クライオスタットの開発は平成24年度中に完了する予定だったが、平成25年度まで開発がずれ込んだ。主な理由として、ヘリウムソープション冷凍機の納入(別予算にて購入)が遅れたこと、窓径と光学パスのクリアランスを評価するシミュレーションの開発に遅れたことが挙げられる。上記の開発の遅れの原因となった問題は平成24年度中に解決しており、平成25年度で遅れを取り戻せる見込みである。本年度に製作したコンポーネントの性能評価を個別におこなう。必要ならば、改善を施す。簡略化したシステムをインテグレーションし、国内でのテスト観測を行う。クライオスタットを完成させ、当初の予定通り超伝導検出器を搭載したテスト観測を行う。年度前半に、ソープション冷凍機を搭載した冷却試験、光学系を含めたメカニカルな部分の開発を行う。年度中盤には、超伝導検出器を搭載した冷却試験、信号読み出し試験をおこなう。テスト観測に際しては、実験装置の動作チェックのみならず、本研究における斬新なアイデアである「まばらなワイヤーによる較正と観測を両立する」観測手法の原理検証を行う。
高精度位相計測を利用した非接触・非染色顕微断層解析の新手法開発

本研究は、高精度位相計測を利用した偏光・位相計測システムおよびデジタルホログラフィック顕微鏡を開発した。偏光・位相計測システムは、スキャン型定量位相計測システムに偏光計測モジュールを組み込むことで実現した。このシステムに、細胞以外の情報を除去する補正方法を導入し、生体細胞の光路長変化量、複屈折位相差、主軸方位を高精度に計測できることを示した。また、強度分布と位相分布を正確に取得する光学系設計、位相シフト法の改善、3次元データ補正方法を導入して、高精度なデジタルホログラフィック顕微鏡(DHM)を開発した。このDHMにより3次元的に配置されたビーズや生体細胞の3次元顕微イメージングを実現した。本研究では、厚みのある細胞(重層細胞シート等)を非接触・非侵襲・非染色で計測可能な顕微断層解析の新手法を開発することを目的とする。これまで構築してきたフィードバック型高精度位相計測システム(波長633nm)に、異なる波長の誘起(プローブ)光を同軸で導入することで細胞内部を刺激し、その応答を測定することで細胞内部の新たな情報を計測する手法である。計測したデータを細胞の異常・正常の検査へ適用可能か、またその際にどのような処理が最適化に関しても検討する。本技術が実現できれば、非接触・非侵襲・非染色で細胞の構造や健全性の評価を行なえる可能性があり、医療応用分野などへの貢献が期待できると考える。本年度は、顕微断層解析システムへ向けて、高精度顕微位相計測システムを基盤とした光学系の基礎設計および光学システムの一部を試作・改良した。はじめに高精度顕微位相計測システムにおけるマッハツェンダー干渉系に、異なる波長のプローブ光を同軸で導入するための全体光学系を設計した。次に新たに加えるプローブ光の焦点部を可変に数μm数100μm走査するために、細胞に垂直な方向となるz軸方向のスキャンデバイスを導入した。またz軸を合わせて3軸方向のxyzスキャンに対する自動制御ソフトウエアを開発した。さらに、本提案技術においては、細胞内部による極めて微小な刺激応答信号と様々なノイズを分離するために、計測システム全体の安定化・高精度化が重要である。長時間同点計測や複数枚による大面積計測により、位相計測システムに関する特性評価し、光学系や電子回路の改善を行いシステム全体の精度を向上させた。以上、本年度は提案システムにおける顕微断面解析の基盤技術を構築した。本技術が実現できれば、非接触・非侵襲・非染色で細胞の構造や健全性の評価を行なえる可能性があり、医療応用分野に貢献できることが期待される。本年度は、引き続きこれまで構築してきたフィードバック型高精度位相計測システムに対する安定性の向上およびSN比の向上に関する検討を行った。また測定を複数回自動的に行うことができるよう、前処理・後処理の一部を自動化した。改善したシステムを用いて、屈折率差のあらかじめ既知の試料を用いた基礎実験を実施し、光学系の基礎特性の一部を評価した。さらにフィードバック型高精度位相計測システムに偏光計測モジュールを加えることで偏光情報を細胞の特徴量パラメータの一つとして、計測できるように改良した。本年度は、1.フィードバック型高精度位相計測システムに対する安定性の向上およびSN比の向上2.複数回自動計測用前処理・後処理の自動化3.既知の試料を用いた基礎実験と、光学系の基礎評価4.偏光計測用の偏光計測モジュールの追加を行った。これらの結果から計画した事項はおおむね進展した。これまで構築してきたフィードバック型高精度位相計測システム(波長633nm)に、プローブ光を同軸で導入し、その応答を測定することで細胞内部の新たな情報を計測する。ここで、偏光計測モジュールなどを導入し、細胞計測のためのパラメータの増加、感度向上も実施していく。また、デジタルホログラフィの手法を利用して、ホログラフィックに3次元的に断層状態を計測する手法に関しても研究する。本年度は、フィードバック型高精度位相計測システムのSN比の向上の一つの提案として、微小な細胞の変化を計測するために、定量位相変化量と複屈折位相差と主軸方位をほぼ同時計測を可能とする顕微計測システムの構築を行った。ここで、変化する細胞の偏光情報は微小であるため、シャーレなどに起因する偏光ノイズが偏光計測において課題であった。複屈折位相差δがδ<<1[rad]条件とし、シャーレの複屈折は連続であると仮定した上で、シャーレ部の複屈折を推定し、細胞の複屈折位相差とシャーレの複屈折位相差とを分離した。この方法により、複屈折位相差と主軸方位において、詳細な細胞の偏光情報を得ることが可能になった。

次に、定量位相・偏光計測システムを利用し、これまで計測実績のある試料として、大腸細胞と乳腺細胞のそれぞれ正常細胞・非転移性癌細胞を対象とし、定量位相変化量、複屈折位相差、主軸方位を計測し解析した。また、球面参照波を利用したデジタルホログラフィによる断層構造解析に関しては、計算手法の改善により、厚み方向においてより広範囲な焦点合わせを行える可能性を得た。ライフイベントにより休暇を取得したため。今年度は、1フィードバック型位相計測システムに偏光計測モジュールを組み込むことによる偏光・位相情報の同時計測の高精度化、2ホログラフィック顕微鏡における3次元イメージングの高精度化、の2つの項目を主に実施した。通常の細胞計測では、細胞をシャーレに保持して測定するが、シャーレの微細な傾きや粗さなどが細胞の光路長位相差や複屈折位相差データに誤差を与える。このシャーレなどによる対象細胞以外のベース歪み影響を除去する補正手法を、光路長位相差と複屈折位相差の両者に対して検討した。細胞の光路長位相差に関しては、細胞以外のベース面を推定し、推定ベースを差し引くことで細胞部分のみの情報を精度よく算出できることを確認した。また、複屈折位相差と主軸方位を含む複屈折ベクトルの加減算により、主軸方位と複屈折位相差のベース補正を実施した。これらのベース補正後では、細胞部分のみの光路長位相差や複屈折位相差を検出できるため、より高精度な細胞計測を行えることを実験により確認した。また、ホログラフィック顕微鏡における3次元イメージングの高精度化として、奥行方向などの校正方法を検討した。本研究で実装したホログラフィック顕微鏡では、要求される空間分解能と視野を元に、撮像面からサンプル設置位置までの距離、参照光源から撮像面までの距離を決定する。しかし、装置実装の際に参照光源から撮像面までの距離などに誤差が生じると、その値は物体の奥行情報のイメージングに対して大きな誤差となる。そのため、奥行方向に強度分布の指標を付けた、厚みの既知な校正デバイス(指標以外は透明)を試作し、この校正デバイスの実測値により、再構成イメージングの結像関係パラメータを決定する方法を実施した。これにより、サンプルの厚み方向の再構成誤差を抑制できることを確認した。本研究は、高精度位相計測を利用した偏光・位相計測システムおよびデジタルホログラフィック顕微鏡を開発した。偏光・位相計測システムは、スキャン型定量位相計測システムに偏光計測モジュールを組み込むことで実現した。このシステムに、細胞以外の情報を除去する補正方法を導入し、生体細胞の光路長変化量、複屈折位相差、主軸方位を高精度に計測できることを示した。また、強度分布と位相分布を正確に取得する光学系設計、位相シフト法の改善、3次元データ補正方法を導入して、高精度なデジタルホログラフィック顕微鏡(DHM)を開発した。このDHMにより3次元的に配置されたビーズや生体細胞の3次元顕微イメージングを実現した。本年度は,・位相計測システムへの誘起光の導入方法の検討・顕微断層解析システムの基礎構築を計画していた。計画していた事項はおおむね進展した.平成28年度は下記の事項を実施する予定である。1.フィードバック型位相計測システムの更なる安定性・SN比の向上・自動化2.Z軸方向の自動制御システムの導入3.既知の試料を複数個用い
レチノイド前処理真皮線維芽細胞による表皮細胞の粘液細胞への分化転換機構の解明

レチノイドを過剰投与した動物では皮膚表皮が薄くなり、レチノイド欠乏食を与え続けた動物では消化管粘膜、角膜などの上皮細胞が角質化する。即ち、レチノイドは皮膚や消化管粘膜に作用して、上皮細胞の角質化を抑制して粘液分泌細胞への誘導ないしは粘膜の維持を図る。我々はニワトリ胚皮膚真皮細胞ににおいて、レチノイドにより8時間以内に発現誘導されるシグナルタンパクが表皮細胞を粘液細胞へ分化転換することを明らかにした。N-グリコシド結合によるタンパクへの糖付加を阻害するツニカマイシン、プロテオグリカンのコアタンパクへのグリコサミノグリカンの結合を抑えるp-ニトロフェニル-β-D-ザイロシドが共に粘液細胞への分化転換を抑えない事から、糖がこのシグナルに関わっていない事が示唆された。このシグナルタンパクを明らかにするために、レチノール前処理繊維芽細胞に対するモノクローナル抗体を生細胞を抗原として作製した。その結果、認識部位が繊維芽細胞のouter surfaceにあり、分化転換を特異的に抑制する中和抗体を得ることができたが、量的問題からアミノ酸配列を決定できていない。次にレチノイドを作用させた真皮繊維芽細胞と未処理の細胞を用いて、differential displayを行い、レチノイドにより初期に発現誘導される遺伝子の解析を試みた。現在までにレチノイドにより誘導されるcDNAを数十個サブクローニングし、dot hybridization,Northern hybridizationを行ってポジテイブクローンを数個得ている。今後は、レチノイドで処理した培養ニワトリ胚真皮繊維芽細胞からcDNAライブラリーを作製し、クローニングを行って遺伝子を解析する。さらにそれが粘液化生のシグナルか否かをレトロウイルスをベクターとした遺伝子導入法を用いて検討する予定である。鶏胚脛部皮膚を過剰量のレチノールで8時間作用後、レチノール不含培地で更に2日間培養すると、表皮細胞は本来の角質化を起こさず、粘液細胞へ分化転換する。このような分化転換は、レチノールにより8時間以内に真皮繊維芽細胞において誘導される“シグナル"が表皮細胞へ伝わり誘導される。レチノール前処理真皮繊維芽細胞に対するモノクロナール抗体を生細胞を抗原として作製したところ、認識部位が細胞のouter surfaceにあり、分化転換を特異的に抑制する中和抗体を本研究者は得ることが出来た。従ってレチノール前処理または未処理真皮繊維芽細胞より細胞膜を分画し、膜タンパクを抽出後、モノクロナール抗体を用いた免疫沈降により抗原を特定したところ、130KDの糖タンパクが検出された。この抗原はレチノール処理により初めて出現するが、抗体価はあまり高くなく、従って非特異的バンドも幾つか見られた。免疫沈降物をSDS-電気泳動により分画後electrontransferによりこの抗原をPVDF膜に移したが量的に少ない為にアミノ酸配列を決めることが未だ出来ていない。抗体価の高いモノクロナール抗体を得るために、数々の工夫をして再度作製中である。尚、シグナルの本体がタンパクであるか否かを明らかにするために、N-グリコシド結合による糖のタンパクへの付加を阻害するツニカマイシンの表皮粘液化生への作用を調べた。ツニカマイシンは表皮粘液化生を抑えなかったことからシグナルがタンパクであることが示唆された。レチノイドは表皮に直接作用して角質化を制御するが、皮膚に対しては表皮粘液化生を誘起する。我々は既にレチノールで前処理したラット又はニワトリ胚真皮繊維芽細胞芽細胞の上に13日ニワトリ胚未分化皮膚を乗せて、レチノール無しで5日間培養すると皮膚表皮は粘液細胞に分化することを明らかにしている。従ってその作用機構を解明するために、レチノール前処理真皮繊維芽細胞に対する特異生が高くかつ粘液化生を抑えるモノクローナル抗体を得ることを試みている。

今までにも抗体が取れているが、その抗原が高分子であり、しかも特異性が低い欠点があったので再度試みた。レチノイド処理5日胚繊維芽細胞にも表皮粘液化生誘導能があるので、5日胚,13日胚繊維芽細胞をホルムアルデヒドで固定後、PBSで洗浄して可溶性タンパクを除去し、5日胚と13日胚細胞で交互にマウスを免疫した。その結果、ELISAで差の大きいlgM抗体が18クローン取れ、そのうち1つは粘液化生を中和する抗体であった。現在、生化学的および組織化学的な研究を進めている。一方、タンパクへのN-グリコシド結合による糖付加を抑えるツニカマイシンは、レチノールによる表皮の形態変化を殆ど抑えず粘液合成のみを抑えることを我々は明らかにした。従って、表皮粘液化生は未分化表皮とレチノール前処理真皮(細胞)との相互作用により誘起されるが、N-グリコシド結合を有する糖タンパク(基底膜構成成分、細胞外マトリックス等)の存在が重要では無いことが示唆された。レチノイドは培養表皮細胞に作用して表皮細胞の角質化を抑制する。一方、レチノイドを過剰投与した動物においては皮膚表皮は薄くなり、浮腫を生じ易くなるが、レチノイド欠乏食を与え続けた動物では消化管粘膜、角膜などの上皮細胞が角質化する。即ち、レチノイドは皮膚や消化管粘膜に作用して、上皮細胞の角質化を抑制し、粘膜分泌細胞への誘導(表皮粘液化生)ないしはその維持を図る。既に我々はニワトリ胚皮膚真皮細胞にレチノイドが作用した結果、8時間以内に発現誘導されるシグナルタンパクにより表皮細胞が粘液細胞へ分化転換することを明らかにしている。従って本研究ではレチノイドによる皮膚表皮粘液化生誘導の作用機構を分子レベルで明らかにするために、レチノイドを作用させた真皮繊維芽細胞と未処理の細胞を用いて、differential displayを行い、レチノイドにより初期に発現誘導される遺伝子の同定を試みた。現在までにレチノイドにより誘導されるcDNAを数十個サブクローニングし、dot hybridization,Northern hybridizationを行ってポジティブクローンを数個得ている。今後は、培養ニワトリ胚真皮繊維芽細胞をレチノイドで処理した細胞からcDNAライブラリーを作製し、クローニングを行って遺伝子を解析する。さらにそれが粘液化生のシグナルか否かをレトロウイルスをベクターとした遺伝子導入法を用いて検討する予定である。
グルコース輸送蛋白、糖転移酸素遺伝子発現と転移に関する研究

悪性腫瘍では一般にグルコール代謝が亢進している。肺癌におけるグルコール取り込み増加の意義を調べる目的で、切除標本を用いて輸送蛋白遺伝子(GLUT1,3)のPCR増幅、グルコール輸送蛋白・増殖細胞核抗原(PCNA)・シアリルルイスX(SLeX)の免疫組織染色を行った、またGLUTとSLeX合成に関与するシアル酸転移酵素(ST)、フコース転移酵素(Fうc-T)との関係をみるためにST、Fus-T遺伝子のPCR増幅も併せて行った。対象は1980年から1993年までに外科的治癒切除を行った肺癌327例である。ヒトST、Fus-T遺伝子は各々5種類が同定されているが、SLeX染色の程度とST、Fus-T遺伝子増幅の関係からSLeXの合成にはそのうちST3N、Fuc-TVIIが最も強く関与していた。2.GLUT1増幅の頻度はGLUT3よりも有意に高く、グルコースの取り込みにはGLUT1の方がGLUT3よりも重要であると考えられた。GLUT1、GLUT3増幅はPCNA染色の程度と相関していたが、SLeX染色の程度はGLUT1のみと相関していた。3.GLUT1遺伝子はST3N、Fuc-TVII遺伝子と共増幅していた。4.GLUT1遺伝子増幅例の予後は非増幅例よりも有意に不良であり、GLUT1は多変量解析においても有意の予後因子であった。以上よりグルコース取り込みに関与するGLUT1は細胞増殖に加えてSLeX合成にも関係しており、その増幅は肺癌において予後因子になり得ると推察された。悪性腫瘍では一般にグルコース代謝が亢進している。肺癌におけるグルコース取り込み増加の意義を調べる目的で、グルコース輸送蛋白遺伝子(GLUT)をPCR法で増幅し、予後との関係を検索した。対象は外科切除を行なった肺癌327例で、ホルマリン固定標本よりGLUT1,GLUT3遺伝子増幅を行ない、シアリルルイスX(SLex)ならびに増殖細胞核抗原(PCNA)の免疫染色の結果と対比した。現在までのところ以下の結果が得られた。1.GLUT1の増幅頻度はGLUT3よりも有意に高く、グルコースの取り込みにはGLUT1の方がGLUT3よりも重要な役割を担っていると考えられた。2.GLUT1,GLUT3の増幅はPCNA染色と相関し、グルコース取り込みが細胞増殖に関係していることが判明した。3.GLUT1増幅はSLex染色とも相関し、細胞内に取り込まれたグルコースSLex合成にも関与している可能性が示唆された。4.SLexの最終合成過程にはフコース転移酵素(FT)とシアル産転移酵素(ST)の働きが必要であるため、GLUT1とFT、ST遺伝子増幅の関係を調べたところ、両者の間に正相関が認められた。以上の結果を踏まえ、次年度からGLUT1、GLUT3増幅、SLex染色と予後との関係を調べる予定である。肺癌におけるグルコース取り込み増加の意義を調べる目的で、切除標本を用いてグルコース輸送蛋白遺伝子(GLUT1,3)のPCR増幅、グルコース輸送蛋白・増殖細胞核抗原(PCNA)・シアリルルイスX(SLeX)の免疫組織染色を行った。またGLUTとSLeX合成に関与するシアル酸転移酵素(ST)、フコース転移酵素(Fuc-T)との関係をみるためにST、Fuc-T遺伝子のPCR増幅も併せて行った。結果1.ヒトST、Fuc-T遺伝子は各々5種類が同定されているが、SLeX染色の程度とST、Fuc-T

遺伝子増幅の関係からSLeXの合成にはそのうちST3N、Fuc-TVIIが最も強く関与していた。2.GLUT1増幅の頻度はGLUT3よりも有意に高く、グルコースの取り込みにはGLUT1の方がGLUT3よりも重要であると考えられた。GLUT1、GLUT3増幅はPCNA染色の程度と相関していたが、SLeX染色の程度はGLUT1のみと相関していた。GLUT1遺伝子増幅例の予後は非増幅例よりも有意に不良であり、GLUT1は多変量解析においても有意の予後因子であった。以上よりグルコース取り込みに関与するGLUT1は細胞増殖に加えてSLeX合成にも関係しており、その増幅は肺癌において予後因子になり得ると推察された。
口腔疾患における免疫補助シグナル分子の機能解析とその臨床応用にむけた展開

口腔免疫反応および口腔疾患における免疫補助シグナル分子PD-1:B7-H1/B7-DC,ICOS-B7h.BTLA,B7-H3,B7-H4の発現および機能について検討した.PD-1のリガンドであるB7-H1は、免疫細胞のみならず炎症状態にある種々の組織細胞上に発現誘導が認められるのに対して、B7-DC発現は活性化樹状細胞(DC)とマクロファージに限定されていた.PD-1:B7-H1経路による制御機構の関与が、口腔扁平苔癬や口腔癌における発現とその臨床所見や予後との関連から、さらにはマウス口腔癌や皮膚接触性過敏症モデルにおける抗体投与実験から明らかになった.ICOSリガンドであるB7hは、B7-H1と比較しその発現頻度は低く、口腔癌や口腔扁平苔癬においては、血管内皮細胞上に発現されることから、組織へのリンパ球浸潤に関与している可能性が示された.マウス歯髄炎モデルを樹立し、新鮮凍結非脱灰硬組織切片を用いた免疫蛍光染色法で象牙細管開放後の歯髄細胞について検討し、CD11c^+F4/80^-のTLR2,4およびCD205を恒常発現している歯髄象牙質境界にいるセンチネルDCと上記分子発現のないCD11c^-F4/80^+の2種類のDCが歯髄に定常状態で存在していることを明らかにした.また、刺激後早期に両DCは刺激部近傍歯髄象牙質境界部に集積するが、CD11c^-F4/80^+DCの一部はCD86発現を獲得し、所属リンパ節に数時間で遊走することが所属リンパ節におけるF4/80^+CD86^+細胞の増加から確かめられた.以上から、歯髄においてもDCによる抗原捕獲とリンパ節への遊走による抗原提示が起こっており、引き続く獲得免疫系の誘導が示唆された.今後の研究で、歯髄において免疫系が正常に作動する環境を確保すれば、象牙芽細胞の再構築が生じ、新しい保存修復の可能性が期待できると考えられた.口腔免疫反応および口腔疾患における免疫補助シグナル分子PD-1:B7-H1/B7-DC,ICOS-B7h.BTLA,B7-H3,B7-H4の発現および機能について検討した.PD-1のリガンドであるB7-H1は、免疫細胞のみならず炎症状態にある種々の組織細胞上に発現誘導が認められるのに対して、B7-DC発現は活性化樹状細胞(DC)とマクロファージに限定されていた.PD-1:B7-H1経路による制御機構の関与が、口腔扁平苔癬や口腔癌における発現とその臨床所見や予後との関連から、さらにはマウス口腔癌や皮膚接触性過敏症モデルにおける抗体投与実験から明らかになった.ICOSリガンドであるB7hは、B7-H1と比較しその発現頻度は低く、口腔癌や口腔扁平苔癬においては、血管内皮細胞上に発現されることから、組織へのリンパ球浸潤に関与している可能性が示された.マウス歯髄炎モデルを樹立し、新鮮凍結非脱灰硬組織切片を用いた免疫蛍光染色法で象牙細管開放後の歯髄細胞について検討し、CD11c^+F4/80^-のTLR2,4およびCD205を恒常発現している歯髄象牙質境界にいるセンチネルDCと上記分子発現のないCD11c^-F4/80^+の2種類のDCが歯髄に定常状態で存在していることを明らかにした.また、刺激後早期に両DCは刺激部近傍歯髄象牙質境界部に集積するが、CD11c^-F4/80^+DCの一部はCD86発現を獲得し、所属リンパ節に数時間で遊走することが所属リンパ節におけるF4/80^+CD86^+細胞の増加から確かめられた.以上から、歯髄においてもDCによる抗原捕獲とリンパ節への遊走による抗原提示が起こっており、引き続く獲得免疫系の誘導が示唆された.今後の研究で、歯髄において免疫系が正常に作動する環境を確保すれば、象牙芽細胞の再構築が生じ、新しい保存修復の可能性が期待できると考えられた.口腔免疫反応および口腔疾患における補助シグナル分子の役割を明らかにするために,第1年目である本年度は,研究遂行に必要な複数の補助シグナル分子のサブクローニングを行い,遺伝子導入細胞株,補助シグナル分子に対するモノクローナル抗体および遺伝子組み換え蛋白などを作製し,免疫担当細胞における各受容体およびリガンド分子の発現,サイトカインによる発現誘導およびその制御,in vitroにおけるT細胞機能発現への関与について検討した.主に研究の対象とした補助シグナル経路は,PD-1-PD-L1/PD-L2経路とlCOS-B7h経路の2つである.研究の結果,CTLA-4と並ぶ抑制シグナル分子として報告されていたPD-1のT細胞における抑制作用はCTLA-4と比較し明らかではなく,2つのリガンドPD-L1あるいはPD-L2結合の違い,もしくはPD-1以外の異なる受容体の存在により複雑に制御されている可能性が示唆された.また,PD-Uの発現が恒常的で広範囲の分布を示すのに対し,PD-L2発現は樹状細胞にかなり限られていることが明らかになった.ICOSリガンドであるB7hは,B細胞に恒常的な発現局が認められるものの,発現変化は乏しく,プロフェッショナル抗原提示細胞である樹状細胞およびマクロファージにおける発現誘導もCD80/CD86分子と比較すると弱く,炎症性サイトカインにより抑制される傾向が認められた.