hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性脳虚血におけるオリゴデンドロサイトの再生と機能回復の役割に関する研究

多発性脳梗塞や認知症の増悪因子である白質病変の病態,再生のメカニズムについてラット慢性脳虚血モデルを用い解析した.慢性脳虚血状態ではオリゴデンドロサイト(オリゴ)が一過性に新生し組織修復に傾くが、長期的には成熟することができずに細胞死を起こす.そのため脱髄病変が進行することが確認された.オリゴの生存と成熟を促進する薬剤を用い,慢性脳虚血での白質病変の再生能を応用した新しい治療の可能性について検討行った.多発性脳梗塞や認知症の増悪因子である白質病変の病態,再生のメカニズムについてラット慢性脳虚血モデルを用い解析した.慢性脳虚血状態ではオリゴデンドロサイト(オリゴ)が一過性に新生し組織修復に傾くが、長期的には成熟することができずに細胞死を起こす.そのため脱髄病変が進行することが確認された.オリゴの生存と成熟を促進する薬剤を用い,慢性脳虚血での白質病変の再生能を応用した新しい治療の可能性について検討行った.ラットの両側総頸動脈永久閉塞モデルを用い白質障害後の組織再生機能について解析した.脳虚血後の脳梁ではBrdU陽性新生細胞がsham群に比し14日をピークとして有意に増加していた(sham22.2±3.8,vehicle 101.8±15.8,p<0.001).これらBrdU陽性細胞の81.4±2、4%がPDGR-α陽性のオリゴ前駆細胞(pOligo)で,13.6±2.68%がGST-π陽性の成熟したオリゴデンドロサイト(Oligo)であった.次にオリゴ前駆細胞の細胞死について,ssDNA染色を用い検討した.ssDNA陽性細胞は脳虚血後28日をピークとしてsham群に比し有意な増加を認め(sham7.5±1.2,vehicle28.4±3.4,p<0.001),BrdU/ssDNA陽性細胞の割合はsham群に比し脳虚血群で有意に多いこと(vehicle/sham=2.7,p<0.001)が確認できた.これらから慢性脳低灌流下ではpOligoが再生するも,その後の分化・成熟が不十分であり,細胞死に至ると考えられた.以前の報告から脳梁のOligoに影響するPDE-3阻害剤を用いt新生細胞の観察を行った.脳虚血後同薬剤を経ロ投与したところ,薬剤投与群ではBrdU陽性細胞は脳虚血7日後に虚血群同様に増加し(90.8±18.3,p<0.001),その後減少した.BrdU陽性細胞の生存率を観察するために,脳虚血14日にBrdUを投与し脳虚血21日に組織を観察したところ,阻害剤投与群において新生細胞の生存率が非投与群に比し有意に高いことが示された(PDE-3/vehicle=1.9,p<0.001).さらに新生細胞の同定を行い,阻害剤投与群では非投与群に比しPDGFR-α/BrdU陽性のpOligoの比率が減少し(PDE-3/vehicle=0.71,p<0.001),GST-π/BrdU陽性の成熟オリゴデンドロサイト(mOligo)が有意に増加している(PDE-3/vehicle=1.38,p<0.001)ことが確認された.さらにOligoの栄養因子basicFGFのレベルを解析したところt脳虚血群ではsham群に比し明らかにbFGFの発現が低下していたが,阻害剤投与群ではbFGFの発現が非投与群に比し改善していた(28日後sham94.3±13.1,vehicle31.3±10.5,PDE-380.2±14.1,p<0,001).これらの結果から慢性脳低灌流状態では白質障害部位においてOligoが再生し,組織修復に関与している可能性が考えられる.しかしながらこれらの新生細胞は正常な分化・成熟・維持が行われずに細胞死の経過をとる可能性が高い.一方でPDE-3阻害剤はこれら新生したOligoの分化・維持にbFGFの発現増強を介して機能していると考えられた.今後さらなる解析を進めていく.MRIなどで描出される深部白質病変は,認知機能低下などに関与する.ラットの両側総頸動脈永久閉塞モデル(BCCAO)を用い白質(脳梁)病変形成のメカニズム,再生能を検討した.平成19年度にはラットBCCAO下ではオリゴデンドロサイト(OL)前駆細胞(OPC)が増殖するも,その後成熟せずに細胞死に至る. OPCの生存と分化はPDE3inihibitor(PDE3I)によって促進することが確認され,白質の再生と機能回復に関与した.平成20年度では,ラット慢性脳虚血後にPDE3I投与し、その阻害剤であるH7(PKA, PKCinhibitor)を虚血後7日14日の間脳室内投与を行いOPCの増殖分化能と白質の再生能を評価した.その結果

H7投与群では白質障害の程度が非投与群より有意に悪化し,またGSTπ陽性細胞の減少,PDGFR-α陽性細胞の増加, BrdU/GSTπ陽性細胞の減少が有意(P<0.001)に認められた(GSTπ125.4±30. 8vs398.3±20.7, PDGFR-α362.4±20.5vs198.2±22.5, BrdU/GSTπ5.7±2.3vs44.8±10.4),これらの結果からPDE3IがPKA, PKCのシグナルを介してOPCの増殖・分化・成熟に影響し,白質再生に寄与することが確認された.一方新生したOPCの分化能確認するために, GFPを標識蛋白としたレトロウイルスを脳内に投与し検討した。PDE3I投与群では非投与群に比し, GFP陽性のOPCの多くはGSTπ陽性で,形態的にも成熟したOLを呈しその一部はMBPを発現していた.さらにヒトの慢性脳虚血(VaD)の脳とコントロール脳を比較した。VaD群ではPDGFR-α陽性細胞, PCNA陽性細胞が有意(P<0.001)に多く認められ, GSTπ陽性細胞は有意(P<0.001)に減少していた(GSTπ26±12.1vs26±225.2±42.12, PDGFR-α81.3±4.16vs8±6.97, PCNA19.6±4.16vs0.5±0.57).ヒトの脳においても慢性脳虚血下においてOPCが増殖していることが確認され,同部位における再生機序が存在していることが推測された.慢性脳虚血下における白質病変形成の新たなメカニズムとしてOPCの再生障害が明らかにされ,さらに白質病変の治療の新たなアプローチが確認され臨床的にも示唆に富む結果であった.
溶媒クエンチ法と蛋白質工学の融合による巨大蛋白質複合体の構造揺らぎ解析

本研究では蛋白質の巻き戻り反応を介助する酵素、大腸菌シャペロニンGroEL/ESの構造揺らぎを明らかにすることを目指した。GroESを用いた溶媒クエンチ水素交換の結果からプロテクションファクターが10の6乗以上のアミドプロトンは10だけであり、フリーのGroESは構造揺らぎが大きいことが示された。また、インテインを融合したGroEL頂上ドメインの大腸菌発現に成功した。GroEL/ESの基質であるαラクトアルブミンのN末端残基変異体の結晶構造解析からは、N末端残基が作る水素結合が安定性に大きく寄与していることが明らかとなった。本研究ではGroEL/ESの構造揺らぎを明らかにするために、タンパク質ライゲーションと溶媒クエンチNMR法を用いて測定を行う。本年度は、昨年度に行ったTROSY-NMR法によるGroESの水素/重水素交換反応の結果と溶媒クエンチNMR法による水素/重水素交換反応の反応を解析した結果を論文としてまとめた。さらに、GroELの頂上ドメインを単独で大腸菌組み替え体として作製し、大量に調整可能であることを見いだした。GroELの頂上ドメインは以前に他のグループがNMRシグナルの帰属を完了させているために、迅速にNMRを用いた研究を行うことが出来る。窒素15でラベルしたGroEL頂上ドメインを用いて、水素交換反応を行う条件を検討した。また、シャペロンGroEL/ESの基質タンパク質であるαラクトアルブミンのN末端のアミノ酸配列が構造形成にどのような役割を持つかについて、N末端の変異体の結晶構造から解明を目指した。決定した立体構造から詳細な安定化機構を検討した。結晶構造から、真性体においてN末端のN原子がT38と形成していた水素結合が、組み替え体では壊れていることが分かった。これはメチオニンの付加によって1残基目のN原子がT38付近のポケットに位置できなくなったためである。しかし、N末端の欠損によってHLA-K1MとGLA-E1Mは真性体と同様なT38への水素結合が形成していた。加えてautHLAとrecHLAの平衡下における分子動力学計算をそれぞれ5 ns行った。結果、recHLAではN末端部位が大きく揺らいでおり、水素結合が過渡的にしか形成していないことが明らかになった。以上から真性体と同じ水素結合ネットワークを形成していることが、HLA-K1NやGLA-E1Mの安定性に大きく寄与していることが示唆された。蛋白質分子は本質的には動的であり、その機能を理解するには構造揺らぎを正しく評価する必要がある。しかしながら、これまでは測定方法の限界から、比較的小さな蛋白質のみがNMR法を用いた構造揺らぎ測定の対象となっていた。本研究では溶媒クエンチ水素・重水素交換NMR法と蛋白質工学的手法とを組み合わせることによって、巨大蛋白質分子複合体GroEL/ESの構造揺らぎの解明を目指す。これにより従来の静的な蛋白質の構造・機能相関の見方を超えて、これまで未踏であった巨大蛋白質複合体がどのような構造揺らぎを持ち、機能を発現しているのか明らかにする。平成24年度までに溶媒クエンチ法によるGroESの水素・重水素交換反応を明らかにし、さらにGroELの頂上ドメインを単独で大腸菌発現し、水素・重水素交換反応を行った。昨年度に行った頂上ドメイン単独での水素/重水素交換反応に引き続き、本年度は頂上ドメインをインテインと融合させた蛋白質分子の構築を行った。インテインとしてMxe GyrAが融合されるpTXB1システムを用いた。NdeI及びXhoIサイトを用いて頂上ドメインをサブクローニングしてインテインのN末端側に融合させた。大腸菌BL21(DE3)株による組み替え体の発現に成功した。これによって頂上ドメインのC末端をチオエステル化した誘導体が作製でき、今後、GroELの他の領域とタンパク質ライゲーションを行う基盤を確立できた。本研究の目的はGroEL/ES複合体の構造揺らぎを水素・重水素交換反応によって明らかにすることであり、このために、蛋白質ライゲーションと溶媒クエンチNMR法を融合したアプローチを用いる。本年度はGroESの構造揺らぎを明らかにするために、溶媒クエンチNMR法を用いて構造揺らぎの測定を行った。窒素15で同位体標識されたGroESを大量に大腸菌から組換え蛋白質として調整し、高い純度で精製を行った。IPTGによる誘導のタイミングと集菌するまでの培養時間を検討することで高い培養収率が得られるようになった。炭素13-窒素15同位体標識されたGroESを用いてDMSO溶液中でのアサイメントを完了させた。このアサイメントに基づいて各残基の重水素交換速度を測定した。はじめの測定では良好な実験データが得られなかったが、溶媒交換カラムへのサンプル添加量を調整することで安定した測定結果が得られるようになった。DMSO溶媒への置換後にわずかに残った水分が測定結果に悪影響をもたらしていたと考えられる。

以前に測定したTROSY-NMR法による水素・重水素交換反応の解析を行い、今回の溶媒クエンチNMR法での交換速度測定の結果と比較した。結果、両方の測定結果は良好に一致していた。また、TROSY-NMR法では測定できなかった交換速度の速い領域(交換時間2時間以内)についても、溶媒クエンチNMR法では交換速度を決定することが出来た。構造上、GroELとの結合界面に存在するモバイルループ領域の構造揺らぎが大きいことが分かった。GroESの構造揺らぎについて研究成果を論文としてまとめた。またGroEL/ESの基質タンパク質であるαラクトアルブミンのN末端残基がどのように安定化に寄与するかについて結晶構造解析から明らかにし論文として報告した。GroESの構造揺らぎの測定を溶媒クエンチNMR法によって順調に決定することが出来た。これは引き続き行うGroELの測定に向けて重要な基盤となる。溶媒クエンチ法についての実験方法が確立されたので、同様の実験条件を用いることでGroELの測定も順調に行うことが出来る。現在進めている、GroEL頂上ドメインの構造揺らぎ測定を完了させるために、水素重水素交換反応の実験を進める。これまで測定に用いていたNMR装置は分子科学研究所から、東京大学へ移設されたため、装置の立ち上がり状況を踏まえつつ実験を進める。GroEL全体の水素交換反応は分子量が巨大であるため困難で有り、タンパク質ライゲーション法を用いてドメイン特異的に同位体標識を行うベクターの構築を目指す。インテイン融合ベクターはIwaiらが構築したスプリットインテイン発現ベクター(pSKDUet01, pSKBAD2)をAddgeneから入手済みで有り、それらを用いる。培養方法を検討し良好にライゲーション反応が起こる条件を検討する。GroESの構造揺らぎ測定に関して良好な実験データを得ることが出来たので、GroESの構造揺らぎ測定の完了と論文作成を目指す。GroESを用いた溶媒クエンチNMR法を繰り返し測定し、信頼できるプロテクションファクターの値を求める。GroELに関して窒素15ラベルした蛋白質の調整を行い、培養条件の検討を行う。GroELは大きな蛋白質であるため、そのまま溶媒クエンチNMR法が適用できないと考えられ、蛋白質ライゲーションとの組み合わせを検討する必要がある。まず、窒素15で安定同位体標識されたGroEL全長をDMSO中でNMR測定を行い、スペクトルを検討する。このままではGroELのアサイメントは困難であるが、重水素交換反応の予備的な測定を行うことが出来るため、実際に重水素交換反応の測定をGroESと同様な方法で行って、交換反応の起こる速度範囲を測定し、実験条件を決める。GroELの部位特異的ラベリングを行うために蛋白質ライゲーション反応を行う。このためにインテイン融合ベクターを遺伝子工学的手法によって構築する。
熱流の不安定性により生じる熱音響現象とその非線形挙動の解明

本研究の目的は,静止気体中を流れる熱流の不安定性が引き起こす熱音響現象の非線形挙動を流体力学的に解明し,実験でその理論結果を検証することである.理論面での研究は平成29年度までに終了しており、本来の目的を達成できた。一方、実験面では平成29年度中に行った実験結果に不備が見つかり、再度実験を行うことになり期間を平成30年度に1年延長を行った。この成果は既に日本物理学会の論文誌に発表済みである。これにより実験面でも本研究の目的は達成できた。さらに自励振動を用いたエネルギー・ハースティングを目指して管路の構造やエネルギー取り出し方法についても検討を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度の研究計画は,様々な形状の管路での不安定化の臨界条件の導出を完成させるとともに,音響負荷を課した場合の臨界条件を調べることと,直管およびループ管路における熱音響振動・波動の発生実験を継続することであった.(1)境界層理論および細管理論による臨界条件の導出と過渡現象の解析については,ほぼ当初の計画目標が達成され,成果を第2回熱音響国際ワークショップ(仙台),日本流体力学会や日本機械学会において発表を行った.一部は論文にも掲載した.(2)負荷を課した場合の臨界条件の導出の研究を開始した.直管にピストン・バネ・ダンパーからなる減衰振動系の負荷を取り付けた場合の臨界条件を境界層理論を用いて調べた.計画は完成はしていないが,成果の一部は日本機械学会で発表した.(3)直管およびループ管路での実験を継続し,特にループ管路では衝撃波の発生を確認した.また,衝撃波の発生を分散性を利用して抑制する実験も実施した.成果は,第2回熱音響国際ワークショップや流体力学会,日本物理学会において発表した.以上のように,本年度の計画は概ね順調に実行された.熱音響自励振動は,熱流が攪乱により不安定化し,その成長過程において様々な流体運動の非線形性がその成長を抑制し両者がバランスした結果,出現するものと考えられる.平成27年度の研究計画は,再生器内のように流路幅が十分狭い場合を想定し,圧力変動の大きさの有限性を考慮した非線形理論を展開した.非線形性が現れる原因はいくつか考えられるが,レイノルズ数が低いことから慣性項によるものは二次的であることとが分かる.また粘性率や熱伝導率も温度に依存することからこの非線形性も考えられるがこれも二次的であることが分かった.主な非線形性は,連続の式における移流にともなう圧力変動によることが明らかになった.最終的には超過圧の時間および空間発展を記述する,拡散・波動方程式が導出された.一方において,非線形熱音響振動を発生させ,振動からエネルギーを取り出す方法の実験を行ったが,現時点ではうまく進んでいない.上述の研究計画のうち,前者の非線形理論の展開は順調に進み,結果を纏めることができた.その内容は流体力学の国際的に著名な学術雑誌Journal of Fluid Mechanicsに掲載予定である.一方,実験では,圧力振幅が大きくなると衝撃波の発生をループ管路において確認した.衝撃波の発生を抑制すべく,ヘルムホルツ共鳴器列を取り付けると熱音響孤立波が発生することも確認した.この結果も国際的に著名な学術雑誌Physics of Fluidsに現在投稿中である.振動からエネルギーを取り出す方法については,ウエルズタービンを設計し製作したけれども発振が生じず今後の研究の課題である.本研究の目的は,静止気体中を流れる熱流の不安定性が引き起こす熱音響現象の非線形挙動を流体力学的に解明し,実験でその理論結果を検証することである.実際に観測される安定した熱音響振動は,線形不安定性と撹乱の成長に伴い発生する様々な流体運動の非線形性がバランスした結果と解釈できる.非線形性の起源は二つに大別できる.一つは,高調波に伴う衝撃波の発生や,定常的な質量流れである音響流の出現であり,これらは波に由来するものである.もう一つは,スタックの細管からの噴流や剥離をともなう渦に由来するものである.これらの非線形現象が最終的に発生する振動の振幅を決定するので,熱機関の出力の増加および効率の向上にはその解明が不可欠である.28年度の研究は,主に前者の非線形現象について理論,実験両面から研究を行った.平成27年度の研究成果により,流路の径が粘性や熱伝導性により拡散層の厚さより十分小さい場合の非線形拡散・波動(方程式)が一般的に導き,成果を流体力学の国際的な一流の学術雑誌Journal of Fluid Mechanicsに掲載した.この方程式を基礎に,時間周期的に振動する場合の質量やエネルギーの定常的な輸送を担う音響流や熱音響流の解析結果も報告した.一方,実験では,ループ管路内の進行波における衝撃波と孤立波,とくに熱音響ソリトンの発生を確認し,成果を国際的な一流の学術雑誌Journal of Applied Physicsに発表した.また,ループ管路および直管における熱音響自励振動の詳細について実験的に詳しく調べた.研究は概ね順調に進展している.理論面では非線形理論の大枠を構築できたものと考えている.成果は全て国際的に一流の学術雑誌に発表した.今後はこの理論を実際に適用し,実験と比較検討することが残っている.このため,直管およびループ管路で発生する自励振動の実験を実施し,振動の詳細も大体明らかになってきている.応用面では,自励振動からエネルギーを取り出す振動発電の実験も開始した.

これまで行ってきた熱音響現象の実験を継続し,直管(内径80 mm,長さ3,600 mm)およびループ管路(内径80 mm,全長13.4 m)を用いて,熱流が不安定化し振動が発生する立ち上がりの様子と時間が十分経過後の定常振動について,4種類のスタックに対して細孔の半径の影響について調べた.特にループ管路では,ループ全長を1波長とするモードの振動の他に,2波長モードの発生も確認した.1波長モードの自励振動では,圧力波のピーク間の大きさが大気圧の15%にも達する大きな振動を確認した.この波形の正圧側の峰は丸く,負圧側の谷は尖っており,波形には圧力の不連続を伴う,すなわち衝撃波が発生する.このように熱音響自励振動が発生する条件や発生する振動を定量的に把握することができた.不安定が発生する条件は解析的にも導出できるので実験結果とも比較した.理論の結果は現在投稿中である.一方,実験の結果はデータ測定の不具合により早急に実験をやり直し,結果を投稿予定している.また,初期の不安定から定常振動への過渡的な現象のシミュレーションも進行中であり,こうした成果は平成30年夏にアメリカが開催される非線形音響国際シンポジウムで発表が採択された.一方,自励振動の発生は熱流から振動へのエネルギー変換の結果生じているが,振動は外部には全く仕事をしておらず,この変換を熱機関としてみれば振動はアイドリングの状態にある.そこで,振動から仕事を取り出す目的で,振動発電の可能性を調べた.直管の場合には管の端に,ループ管路の場合には枝管を介して外部振動系をとりつけリニア発電機(ボイス・コイル・モータ)を駆動し,電力を取り出す実験を行った.現在の時点では10V程度の電圧の発生を確認し学会発表した段階にあるが,外部振動系を適切に調整することにより今後より大きな電圧と出力の発生を目指す計画である.実験計測に用いていたソフトにバグがあることが昨年11月に見つかり,計測できていたと考えていたデータに問題があることや,なかには完全な形で保存されていないことが判明した.このため再度実験をし直さなければならない必要に迫られているため.本研究の目的は,静止気体中を流れる熱流の不安定性が引き起こす熱音響現象の非線形挙動を流体力学的に解明し,実験でその理論結果を検証することである.理論面での研究は平成29年度までに終了しており、本来の目的を達成できた。一方、実験面では平成29年度中に行った実験結果に不備が見つかり、再度実験を行うことになり期間を平成30年度に1年延長を行った。この成果は既に日本物理学会の論文誌に発表済みである。これにより実験面でも本研究の目的は達成できた。さらに自励振動を用いたエネルギー・ハースティングを目指して管路の構造やエネルギー取り出し方法についても検討を行った。平成23年度から25年度に実施した研究課題「細管内気体の温度勾配による不安定化と圧力波の発生ー熱音響現象の解明と応用に向けて」の研究成果を引き継ぐことができたことが大きい.
タムーダンコフ近似を用いた光円錐量子化法による束縛状態の研究

ハドロンの性質を理論的に解明するために、ここ十数年間多大な努力がはらわれてきた。格子ゲージ理論を指導原理におき、これに対して精力的なモンテカルロシミュレーションが行われてきた。この結果、いくつかの物理量に対してはある程度満足のいく結果が報告されてるが、軽いクォークから成るハドロンに対する正確な情報はほとんど得られていないのが現状である。本研究は、クォークやグルオンの運動を記述する基礎理論である量子色力学を光円錐座標の上で量子化し、これにタムーダンコフ近似を適用することにより、クォークやグルオンの束縛状態であるのハドロンを相対論的に取扱い、束縛状態のエネルギー、波動関数、寿命及び崩壊幅といったハドロンの性質を、電子計算機を用いて定量的に評価することを目的している。この近似法においても、4次元時空では場の自由度が多すぎるために、模型を構成し、物理量を定量にもとめることは難しい。そこで、モデルを簡単にするために、仮想的な時間1次元+空間1次元の2次元時空で量子色力学の模型を考え、この模型を光円錐座標上で量子化し、さらに、タムーダンコフ近似を適用し、クォーク反クォーク2体まで含む振幅のみを考察し、束縛状態のエネルギーがどの様な値をとるかを調べた。平成6年度の科学研究費補助金により購入したパーソナルコンピュータを用いて反定量的な計算を行った。この結果は、素粒子論研究に報告の予定である。さらに、4次元時空で束縛状態に関する物理量を、定量的に評価を行うため、現在も研究を継続中である。ここ十数年の間、格子ゲージ理論に対して精力的にモンテカルロシミュレーションが行われてきたが、軽いクォークから成るメソンやハドロンに対する正確な情報はほとんど得られていないのが現状である。本研究は、クォークやグルオンの運動を支配する量子色力学を光円錐座標の上で量子化し、これにタムーダンコフ近似を適用することにより、クォーク・グルオンの束縛状態であるメソンやハドロンを相対論的に取扱い、計算機を用いて束縛状態のエネルギー、波動関数、寿命及び崩壊幅を数値解析により定量的に評価することを目的として推進してきた。時間1次元+空間3次元時空では自由度が多いために、模型を構成するのは難しい。このため、平成6年度では、自由度を減じるために、時間1次元+空間1次元の仮想的な時空で量子色力学の模型を構成した。この模型をもとに光円錐座標上で量子化を行い、タムーダンコフ近似を適用し、エネルギーの発散をどう処理すべきかを研究を行った。平成7年3月現在のところ、この模型で出現する束縛状態に対する定性的な結果が得られている。この研究成果は、共同研究者が国際学会で報告をおこない、プロシ-ディングスに掲載予定である。また、現在国際学会誌に公表予定で執筆中である。定量的な評価を行うため、科学研究費補助金により購入したパーソナルコンピュータを用いてのプログラミングを現在進行中であり、来年度には研究成果をとりまとめ、公表可能であると考える。今後の研究課題としては、1)束縛エネルギー等を定量的に求める。2)1+3次元時空で模型を構築し、束縛エネルギー等を定性・定量両面から解析する。ことが挙げられる。ハドロンの性質を理論的に解明するために、この十数年間多大な努力がはらわれてきた。この結果、いくつかの物理量に対してはある程度満足のいく結果が報告されているが、軽いクォークから成るハドロンに対する正確な情報はほとんど得られていないのが現状である。

本研究は、クォークやグルオンの運動を記述する基礎理論である量子色力学を光円錐座標の上で量子化し、これにタムーダンコフ近似を適用することにより、クォークやグルオンの束縛状態であるのハドロンを相対論的に取扱い、束縛状態のエネルギー、波動関数、寿命及び崩壊幅といったハドロンの性質を、電子計算機を用いて定量的に評価することを目的としている。この近似法においても、4次元時空では場の自由度が多すぎるために、模型を構成し、物理量を定量にもとめることは難しい。そこで、モデルを簡単にするために、仮想的な時間1次元+空間1次元の2次元時空で量子色力学の模型を考え、この模型を光円錐座標上で量子化し、さらに、タムーダンコフ近似を適用し、クォーク反クォーク2体まで含む振幅のみを考察し、束縛状態のエネルギーがどの様な値をとるかを調べた。平成6年度の科学研究費補助金により購入したパーソナルコンピユ-タを用いて反定量的な計算を行った。この結果は、素粒子論研究に報告の予定である。さらに、4次元時空で束縛状態に関する物理量を、定量的に評価を行うため、現在も研究を継続中である。
太平洋を漂流する津波瓦礫の監視手法の開発と日本海不法投棄ゴミ監視への応用

東日本大震災により太平洋に流出した津波瓦礫を監視するため、中・低解像度衛星画像を用いて津波瓦礫を抽出する新たな手法を開発し、その有効性を検証した。これらの手法を用いれば、薄い雲がかかった汚れた海域に浮かぶ津波瓦礫であっても抽出可能である。次に、日本海を漂流する海ゴミを、沿岸域に漂着する前に確認する手法の開発を行った。小規模な海ゴミは、高解像度衛星画像を用いても直接確認できないため、海ゴミを含む画素と含まない画素のスペクトルの違いに着目し、海ゴミを含む画素の候補を抽出する手法を開発した。平成25年度に実施予定の研究内容は、東日本大震災による津波瓦礫を監視する新たな手法を開発することである。中・低解像度衛星画像を用いた漂流瓦礫の抽出には、近赤外バンドを用いた手法が有効であることは既に公表しているが、薄い雲や海面の汚れなどが存在する場合、近赤外バンドを用いる手法のみでは困難な場合がある。そこで、SST(表面海水温)画像やChl-a(クロロフィルa濃度)画像を用いた新たな手法を併用した結果、海面の汚れと漂流瓦礫を差別化して抽出することが可能となった。具体的には、漂流する津波瓦礫が存在する地点では、周囲の海域に比べて表面海水温が上昇していること、さらにChl-a濃度が下がっていることが確認された。その理由は、太陽光を受け瓦礫の温度が周囲の海域の海水温より上昇すると考えられること、Chl-a濃度の場合は、海表面に瓦礫が存在している場合、海水中の植物プランクトンの量が計測できないためであると考えている。今後時間とともにさらに規模が小さくなる津波瓦礫を、中・低解像度衛星画像を用いて追跡することは困難であるため、視点を変えて、太平洋のゴミベルト地帯に集積すると思われる瓦礫の総量を監視することを考えていく。また、平成26年度の研究課題として考えていた日本海を漂流する不法投棄ゴミ(海ゴミ)の検出手法の開発も並行して行ってきた。日本海沿岸域の海ゴミに対しては、高解像度衛星画像が使用可能であるが、解像度12mのマルチスペクトル画像を用いても小規模な漂流ゴミの確認は不可能である。そこで、周囲の海域の画素と異なるスペクトルを持つ画素を抽出することで、海ゴミが含まれる画素の候補を取り出す手法の開発を進めている。平成26年度に実施する予定の研究内容は、日本海を漂流する不法投棄ゴミを含む海ゴミを、日本海沿岸域に漂着する前に海上で発見し監視する手法を開発することである。小規模(平均的には数十センチ)の海ゴミは、現在入手可能な最も解像度の高い衛星画像(解像度:12m)を用いても直接確認することはできない。そこで、漂流ゴミを直接同定するのではなく、海ゴミを含む画素と含まない画素のスペクトルの違いに着目し、その違いを示す効果的なパラメータを見出し、海ゴミを含む画素の候補を定量的に抽出する手法の開発を試みた。まず、沿岸域の海を撮影した高解像度衛星画像を用い、その画像データの持つ4バンド(R, G, B, NIR)から任意の2バンドを選択し、2次元散布図(2D scatter plot)を作成する。この散布図上で多くの画素が集中する場所から離れた地点に存在する画素程、そのスペクトルが周囲の海域に対応する画素のスペクトルと異なることを示しており、海ゴミの候補と考えられる。このスペクトル異常の程度を表すパラメータとして、散布図上の各点の回帰直線を引き、その回帰直線と各点(画素)の距離を用いる手法を開発した。つまり、回帰直線からの距離に対するヒストグラムを作成し、距離の大きい場所に孤立して存在する画素を海ゴミの候補として抽出する手法である。また、現在他の手法として、4D空間(R, G, B, NIR)でのSpectral Angle Mapper(SAM)を使用する方法を試みている。この手法は、回帰直線からの距離を用いる手法に比べ、よりシンプルであり、最終的に海ゴミ候補となる画素を自動抽出することを目指すためには使いやすい方法であると考えている。平成26年度、27年度を通して実施してきた研究内容は、日本海を漂流する不法投棄ゴミを含む海ゴミを、人工衛星の画像データを用い、日本海沿岸域に漂着する前に海上で発見し監視する手法を開発することであった。小規模(平均的には数十cm)な海ゴミは、現在入手可能な最も空間解像度の高い衛星画像(解像度12m)を用いても直接確認することは出来ない。そこで、海ゴミを直接確認するのではなく、海ゴミを含む画素と含まない画素のスペクトルの違いに着目し、その違いを示す効果的な指標を見出し、海ゴミを含む画素の候補を定量的に抽出する手法を開発してきた。具体的には、衛星の観測バンドに対する2次元散布を用いる方法、2次元散布図の回帰直線からの距離を表すヒストグラムを用いる方法、n(衛星の観測バンド数)次元空間のSpectral Angle Mapper (SAM)を使用する方法などを提案してきた。特に平成27年度後半において、SAMを用いた海ゴミ抽出手法の妥当性を検証するため、高解像度衛星画像により明確に同定できる大きさの物体(具体的には定置網を支えるブイ)を用い、意図的に解像度を落とした衛星画像を作成し、その画像からは確認できないブイを、SAMを用いることにより抽出可能であることを示し、SAMを用いる抽出手法の妥当性を示した。しかし、課題もまだ残っているため、1年間の研究期間の延長を行い、平成28年度中に懸案となっている諸問題を解決し、海ゴミ抽出手法を完成させることを目指す。

海ゴミの抽出手法の開発を行ってきた平成26年度の研究結果を踏まえ、平成27年度は、より確度の高い海ゴミ抽出手法を見出すため、SAMを用いた抽出手法を提案・改良するとともに、その妥当性についての研究を進めてきた。妥当性については、抽出された海ゴミ候補の画素に真に海ゴミが含まれるかどうかを確認する手法を開発した(「研究実績の概要」参照)。これらの研究成果は、研究論文として、あるいは国際学会、国内学会などで発表することにより公表してきた。本研究に関しては、NOAA(アメリカ海洋大気庁)の研究者との間で個人的な情報交換を行っており、この研究は海外でも注目されている。しかし、解決すべき課題もまだ残っているため、1年間の研究期間の延長承認申請を行い承認された。そこで平成28年度は、抽出された海ゴミ候補の画素に真に海ゴミが含まれるかどうかを確認し、誤抽出された画素を他の情報から除外する手法を開発し、SAMで抽出された結果を修正するアルゴリズム(方法)を開発することに注力する。平成25年度:東日本大震災による津波瓦礫を監視する新たな手法の開発を目指した。太平洋の広範囲を監視するため中・低解像度衛星画像を用いる必要がある。時間とともに規模が小さくなる津波瓦礫を低解像度衛星画像から抽出するため、幾つかの新たな手法を開発・提案し、その有効性を検証した。これらの手法は、薄い雲がかかった汚れた海域に浮かぶ津波瓦礫であっても抽出可能である。平成26年度27年度:日本海を漂流する不法投棄ゴミを含む海ゴミを、人工衛星の画像データを用い沿岸域に漂着する前に発見・監視する手法の開発を行った。小規模(数十cm程度)な海ゴミは、現在入手可能な高解像度衛星画像(解像度12m)を用いても直接確認できない。そこで、海ゴミを直接確認するのではなく、海ゴミを含む画素と含まない画素のスペクトルの違いに着目し、その違いを示す効果的な指標を見出し、海ゴミを含む画素の候補を定量的に抽出する手法を開発した。いくつかの手法を開発し検証してきたが、現在最も有効と考えているのは、n(使用する衛星のバンド数)次元空間でのspectral angle mapper(SAM)を用いる方法である。この手法の有効性を、定置網を支える大型のブイを用いて検証し、良好な結果を得た。平成28年度:前年度までの研究の結果、課題として残っていた問題を解決するため1年間の研究期間の延長を行った。本年度取り組んだ主な課題は、SAMを用いた海ゴミ抽出法で得られた海ゴミ候補の画素の中に、白波を表す画素が含まれる場合があることから、この白波の画素を分離抽出する方法を開発することであった。そこで、抽出された海ゴミ候補のn次元散布図における距離を計算し、白波の特徴である可視・近赤外域での反射率が高い性質を利用し、海ゴミのグループと白波のグループを区別する手法を開発した。今後はこれらの手法の自動化を目指して研究を続行する。東日本大震災により太平洋に流出した津波瓦礫を監視するため、中・低解像度衛星画像を用いて津波瓦礫を抽出する新たな手法を開発し、その有効性を検証した。これらの手法を用いれば、薄い雲がかかった汚れた海域に浮かぶ津波瓦礫であっても抽出可能である。次に、日本海を漂流する海ゴミを、沿岸域に漂着する前に確認する手法の開発を行った。
建部綾足伝記の作成

3年間にわたる研究の最終年として以下の知見を得、また建部綾足の伝記を、「建部綾足略年譜(未定稿)」にまとめた。1.建部綾足の絵画における業績を調査した。綾足は早い時期に画譜を刊行したことで知られるが、その中で最初の作である『寒葉斎画譜』について、従来は初版本の残存例が少なく、原態が不明であったのを、新たに複数の在外初版本を確認し、ほぼ原態を把握できた。また『建氏画苑』『漢画指南』についても、諸版の整理ができた。2.綾足が晩年に力を注いだ『万葉集』研究については、たとえば『詞草小苑』は、真淵の『冠辞考』や長流の『枕詞燭明抄』の影響があるが、この書の執筆・編集で綾足が意を用いたのは、枕詞の語源を新たに探ることよりも、むしろ擬古文を制作する時の手引きとなることであり、研究書であると同時に、実用書的な色合いが濃いことを指摘した。3.綾足には、『歌文要語』、『はし書ぶり』、『後篇はしがきぶり』など、和語(古語)集あるいは和文用例集の編著が多い。これは、歌文の創作を国学研究と不可分とする、綾足の国学観に基づいたものであることを指摘し、それが『西山物語』『本朝水滸伝』などの読本制作にもつながっていることを指摘した。またそれらの和語集あるいは和文用例集の編集・刊行が、文章(和文)研究史における先駆的な試みであることを明らかにした。4.素輪(前橋)・雲郎(富岡)等を中心とする上毛の門人との接触を再検討し、宝暦13年からの綾足の片歌唱道に関して、信濃の門人連とともに上毛の門人連の存在が、片歌理論形成の重要なモメントとなっていることを明らかにした。綾足は早い時期に画譜を刊行したことで知られるが、その中で最初の作である『寒葉斎画譜』について、従来は初版本の残存例が少なく、原態が不明であったのを、新たに複数の存外初版本を確認し、ほぼ原態を把握できた。2.肉筆画については、明和期・安永期の略画風の画賛で、未紹介のものを10点ほど新しく見出した。さらに密画についても、従来知られているものの他に、数点の新出資料を加えることができた。ただし、綾足の密画には、ほとんど年時の記載がない。画の成立年次の正確な考証は、次年度以降の課題である。3.綾足の国学については、主として『万葉集』と『伊勢物語』に関する著作を調査した。『旧本伊勢物語』『詞草小苑』等の公刊された研究所の内容を検討するとともに、門人への講義の筆記録、門人の質問に答えた書簡なども精査し、県門の方法とはかなり異なった綾足の方法を明らかにすることができた。4.宝暦期までの俳諧、明和・安永期の片歌の作品、ならびに俳論・片歌論を精読し、俳諧史上における綾足の業績の意味について考察した。伊勢派の系統の俳人として出発しながら、真淵流の国学(古学)の洗礼を受け、当事の芭蕉復興運動の範囲を逸脱して、古代の片歌を復興するに至る軌跡を、明らかにすることができた。研究の2年次に当たる今年度は、主に建部綾足の国学関係業績について調査し、綾足の国学研究の性格を明らかにした。

1.綾足の『伊勢物語』研究は、真淵の研究の系統を引くものの、独自の説が多いこと、また、刊行した『旧本伊勢物語』が偽書であることからもわかるように、本文系統論や古態論の観点からは不備が多々あることを明らかにした。3.綾足には、『歌文要語』、『はし書ぶり』、『後篇はしがきぶり』など、和語(古語)集あるいは和文用例集の編著が多い。これは、歌文の創作を国学研究と不可分とする、綾足の国学観に基づいたものであることを指摘し、それが『西山物語』『本朝水水滸伝』などの読本制作にもつながっていることを指摘した。またそれらの和語集あるいは和文用例集の編集・刊行が、文章(和文)研究史における先駆的な試みであることを明らかにした。4.綾足周辺の国学者として、賀茂真淵・加藤宇万伎・上田秋成・加藤千蔭らがいるが、真淵門下に属しながらも、研究方法においても、研究動機においても、特異である綾足の国学のあり方を明らかにした。研究の3年次で最終年度に当たる今年度は、主として建部綾足と門人・知友との交渉の実態を明らかにし、あわせて3年間の成果として「建部綾足略年譜」を作成した。今年度の実績は以下の通りである。1.素輪(前橋)・雲郎(富岡)等を中心とする上毛の門人との接触を再検討し、宝暦13年からの綾足の片歌唱道に関して、信濃の門人連とともに上毛の門人連の存在が、片歌理論形成の重要なモメントとなっていることを明らかにした。2.安永元年8月の讃岐行については、従来は周辺資料から、そうした旅があったことのみが知られていたが、8月11日の出立から同月23日の讃岐着までを詳細に記した紀行文である『みちゆき風俗』を新たに見いだし、その船旅の詳細を明らかにした。3.綾足国学の地方門人である下郷学海あての書簡を検討し、書簡のやりとりによる『万葉集』講義の具体的様相を明らかにし、また国学者としての門下経営の実態を明らかにした。送付されてきた門人の説を、添削しつつ質問に答えるという文通講義の形式を主とし、その成果を門人の中心人物に公刊させるというスタイルは、俳諧における門人指導と共通している。4.綾足は賀茂真淵の門人であるが、真淵門下における綾足の交友の実際や評判について検討し、真淵門下では一貫して異端であり評価が低いことを明らかにした。また、真淵の孫弟子であり、一時は綾足ついて学んだことがあるという上田秋成とは、従来国学上の接点は見いだせなかったが、『詞藻小苑(詞草小苑)』の書名を明記する秋成書簡を見いだし、万葉学において両者が関係を持つことを明らかにした。
熱帯熱マラリア原虫の薬剤耐性関連遺伝子の多型:地域による特徴

有効なワクチンがまだないマラリアへの対策においては薬物療法が不可欠であり、薬剤耐性原虫の出現と拡散は憂慮すべき重大な問題である。私たちは、薬剤に対しての有効性を知り、耐性株が出現した場合に速やかに同定することのできる基礎として、熱帯熱マラリア原虫の薬剤耐性に関連する遺伝子の多型を解析している。ミャンマー、イラン、インドネシアの熱帯熱マラリア原虫の遺伝子解析を行って、それぞれの国、国内における地域によって特徴的な遺伝子型を示していること、その地域に適した対策が必要であることを示唆する結果が得られた。熱帯熱マラリア原虫の薬剤耐性株の出現と拡散は、マラリア対策における重大な問題である。私たちはそれぞれの地域で用いられている薬剤に対しての有効性を知る、さらに耐性株が存在、出現した場合に速やかに同定する基礎として、熱帯熱マラリア原虫の薬剤耐性に関連する遺伝子の多型を解析し、その時間的、地域的推移を調べている。ミャンマーのマラリアについては、十分な情報が届いていないのが現状である。2004-2006、2009-2009年にマラリアと診断された患者のサンプルについて解析を始めた。一部三日熱マラリアがあるが、大部分が熱帯熱マラリア原虫による感染であり、その遺伝子解析を行った。まだ全てを解析し終わっていないが、クロロキン(CQ)耐性に関連するpfcrt、pfmdr1遺伝子についても、サルファドキシン・ピリメタミン(SP)耐性に関連するpfdhfr、pfdhps遺伝子についても、ドミナントに見られる遺伝子型があるとともに多くの種類の遺伝子型が認められた。これは先に報告したベトナムで見られたのと類似した現象である。これらそれぞれの遺伝子型における関連を見るために、近縁マイクロサテライトの遺伝子解析の準備をした。また、インドネシアカリマンタン島南部にマラリア感染率の高い地域があり、そこでは妊婦のマラリア感染も問題となっていてSPの予防投与も検討されている。その予備実験と地域による比較を目的として、ロンボク島で2005年に集めた熱帯熱マラリア原虫を調べた。SP耐性に関連するpfdhfr、pfdhps遺伝子それぞれに1-2ヶ所の変異が認められ、耐性が始まっているところであるが、この時点ではまだ十分に使用できる状況であることを確認した。今の原虫での解析が急がれるところであるが、サンプル持ち出しが制限されているので、制限酵素を用いた解析をアイルランガ大学で始めた。インドネシアは赤道直下、東西に広く広がった多くの島からなる国であり、地域による熱帯熱マラリア原虫の遺伝子型の比較を目的としてサンプル収集を行っている。それぞれの場所での薬剤耐性関連遺伝子の多型の度合いは少なく、薬剤による選択圧が大きいことを示唆する結果を得ている。その過程で、ジヒドロアルテミシニン・ピペラキン治療に対して原虫消失が遅れる事例が幾つか認められ罵それに対しての遺伝子解析をアイルランガ大学で始めた。平成22年度から2005-2010年にヤンゴン(ミャンマー)の医療機関で熱帯熱マラリアと診断された患者から得られた検体を用いて、原虫の薬剤耐性に関連する遺伝子の解析を行っている。クロロキン耐性に関連するpfert、pfomdrl遺伝子、サルファドキシン・ピリメサミン耐性に関連するpfdhfr、pfdhps遺伝子を調べ、いずれの遺伝子についても近年多型の度合いが減少していることが認められた。それらの中で注目すべきは、pfomdrl遺伝子の野生型が増加傾向にあることである。この遺伝子型は、遺伝子重複によってメフロキン、アルテスネートに対しての感受性低下と関連することが示唆されており、pfomdrl遺伝子コピー数の比較について実験条件の検討を行った。イランの熱帯熱マラリアの薬剤耐性の状況は、他の地域とは異なっている。原虫の薬剤耐性関連遺伝子を2005年と2010年で比較すべく、マラリア感染者からのDNAの単離を行った。最近アルテミシニンに対する感受性の低下したマラリア原虫が報告され、その拡大を防ぐとともに他の地域、国々でも検出できる体制を整えて、対策を講ずることが重要となっている。私たちは、薬剤に対しての有効性を知り、耐性株が出現した場合に速やかに同定する基礎として、熱帯熱マラリア原虫の薬剤耐性に関連する遺伝子の多型を解析している。ミャンマー、イラン、インドネシアの熱帯熱マラリア原虫遺伝子の解析を行った。

それぞれの国、国内における地域によって特徴的な遺伝子型を示しており、その地域に適した対策の必要性を示唆する結果が得られた。イランの熱帯熱マラリア原虫では、薬剤耐性関連遺伝子の多型の度合いが少ないことが特徴である。その中で幾つかの原虫株からこれまでに報告のない遺伝子置換が検出され、その薬剤感受性との関連を調べ報告書の作成中である。ミャンマーの原虫では遺伝子多型の度合いが大きいことが特徴である。しかし、近年の原虫株では、年ごとに多型度が減少していることが認められ、それがACT導入による効果、選択によるものであるのか調べるために、マイクロサテライトによる解析を行った。インドネシアでは多くの島々にマラリア感染地域が点在している。それら地域のマラリア感染率は様々でありACT導入時期にも違いがある。広く東西にわたって原虫サンプルを収集して遺伝子解析を行った。遺伝子によってインドネシア全体で共通した遺伝子型が認められるもの、地域ごとに特徴的な遺伝子型が認められるものがあり、薬剤による選択圧の影響が強いことを示唆する結果であった。それは、一年を通してマラリア感染のある地域では多型の度合いが大きいが、流行に季節性のある地域では多型度合いが限られていることからも支持される。ミャンマーの熱帯熱マラリア原虫遺伝子解析はほぼ終了し、学会発表をして現在論文作成中である。インドネシア、イランについては、原虫サンプルは予定通り収集することが出来て解析を行っているところである。24年度が最終年度であるため、記入しない。各国、各地域から収集した熱帯熱マラリア原虫の遺伝子解析を行い、それぞれの地域での経年変化を見るとともに国による特徴を比較する。インドネシアのサンプルについては、政府の方針で国外へのサンプル持ち出しが制限されているのでアイルランガ大学で出来る制限酵素を用いた解析を進めているが、塩基配列による詳細な比較が必要となってきており、共同研究者に対して長崎での解析の許可を急ぐように連絡をとっている。
鼻粘膜における創傷治癒促進因子の解明　及び　細胞シートによる新しい治療法の確立

ウサギにおける鼻粘膜の創傷治癒促進因子の解明および新しい治療法を確立することを目的として、ウサギの粘膜創傷モデル作製、ウサギの鼻副鼻腔内骨削開モデルを作製した。双方のモデルに対して、人工資材としてのアルギン酸カルシウム、温度応答性培養皿を用いた粘膜シート移植、半夏瀉心湯を用いた。ウサギは各モデル5羽ずつ用い、上皮化グレーディング、線毛運動、骨増生の有無を評価CTにて測定した。それぞれの術後の粘膜創傷治癒において、コントロール群と比べて優位に上皮化を促進することに加えて、悪化をさせてしまう可能性も条件によりあることが示唆された。今後ウサギの検体数をさらに増やして、詳細に検討が必要である。当研究施設に、うさぎの飼育出来る環境をまず整備するため、ケージや吸引管・電気メスを購入した。なお、粘膜シートの作成に必要な試薬を含め材料の購入を行なった。その上で、うさぎの粘膜創傷治癒モデルの作成を計13羽行った。4羽はアルギン酸カルシウムを挿入し1ヶ月経過をみたもの。残りの9羽は細胞シートの移植を行い、電子顕微鏡および光学顕微鏡にて上皮化の評価を行なった。それぞれのうさぎは屠殺し、鼻中隔軟骨および上顎洞の切り出しを行い、上顎洞の骨増生の評価に関しては、CT撮影を合わせて行った。個体数が十分量に至ってはいないが、光学顕微鏡にて粘膜の上皮化の評価を行なったところ、粘膜損傷コントロール群と比べて、アルギン酸カルシウムモデルそして細胞シート移植群の方が上皮化が促進されていることが推測された。部分的に肉芽の増生が強く起きている検体があったので、免疫染色を加え理由の検討を行なっている。上顎洞に関して、CT画像にて骨増生の評価を行なった結果に関しては、同様に個体数に限りがあるものの、シートの移植群とコントロール群の比較では、コントロール群の方が上顎洞の骨増生の程度が大きく、粘膜シート移植群は著明に骨増生の抑制が起こっている結果である。なお、粘膜の生理的機能評価に必要なハイスピードカメラにおける繊毛機能の評価に関しては、正常粘膜を用いて測定を行なっており、技術的に繊毛の運動を顕微鏡で評価が可能となっている。当初実験を行なっていた施設である慈恵医大から獨協医科大学越谷病院に移動したため、うさぎの飼育ゲージの購入から行わなければならない。加えて、一度に飼育できるうさぎの数が限られているため、当初の予定よりやや遅れている。ウサギにおける鼻粘膜の創傷治癒促進因子の解明および新しい治療法の確立することを目的として、ウサギの粘膜創傷モデル作成、ウサギの鼻副鼻腔内骨削開モデルを作成した。ウサギは各モデル5羽ずつ用い、上皮化グレーディング、線毛運動、骨増生の有無の評価CTにて測定した。今後ウサギの検体数をさらに増やして、詳細な検討を行なっていく必要がある。昨年度行なってきた細胞シートの移植モデルとアルギン酸カルシウムモデルを継続的に作成し、粘膜の上皮化の評価を行なっていく。加えて、正常粘膜だけでなく創傷治癒後の粘膜の繊毛運動の評価を行なっていく。耳鼻咽喉科ウサギを用いた実験をするための環境整備に時間がかかったため、実際のウサギを使用した実験に遅れがあり、ウサギ使用分の助成額がまだ使用できていないため。環境は整ったため、今後は断続的にウサギでの実験を行なっていく。
学校・教室環境における化学物質空気汚染およびシックスクール状況に関する調査研究

初年度(平成12年度)は鹿児島市内にある3つの小学校において通常の授業を行っている1日に着目し、児童登校前から放課後にかけて構内の数カ所での空気環境の実測を行うと同時に児童を対象とした空気環境に関するアンケート調査を夏・秋・冬季に行った。各教室における測定項目は、空気温度、相対湿度、換気回数、HCHO(ホルムアルデヒド)濃度、VOCs(揮発性有機化合物)濃度である。アンケート調査では教室において、いやなにおいを感じたことがあるか等のアンケートを行った。その結果、対象児童の75%以上が、日頃、いやなにおいを感じたことがあるとの申告をしていた。夏季、秋季ではCO・CO_2濃度は学校衛生の基準と比べ問題はないこと、教室の換気回数は多く風通しがよい空間であったことがわかった。しかし、冬季には開口部を閉じることにより換気量が低減し、室内CO_2濃度が1500ppmを超える値となった。夏季実測におけるHCHO濃度は特別教室の閉鎖的な空間では高濃度であったが、これは椅子、机などの什器からの発生も考えられる。また、夏季のVOC濃度測定では、改修が行われた校舎の非換気状態時においてトルエン、キシレンなどの塗料由来と考えられる物質の濃度が厚生労働省の指針値を大きく上回っていた。秋季、冬季は夏季測定に比べVOC濃度が低下していた。夏季・秋季は開口部が開放されていたため、平均して約18回/時の換気回数が得られたが、冬季は閉じた状態であったため換気回数は平均1回/時であった。二年目(平成13年度)は、鹿児島市内の10の小学校において、夏季に室内VOC濃度実測を行った。改修・内装工事が最近行われた教室では塗料由来のVOCの濃度が著しく高かったため、工事直後は多くの換気量が必要と考えられる。また、室内VOC濃度は、竣工もしくは改修工事からの経過年数が長くなるにつれて指数関数的に減少していくことがわかった。室内空気汚染が注目されているが、学校教室において、空気質調査された例は多くはない。そこで、鹿児島市内にある3つの小学校において通常の授業を行っている1日に着目し、児童登校前から放課後にかけて構内の数カ所での空気環境の実測を行うと同時に児童を対象とした空気環境に関するアンケート調査を夏・秋・冬季に行った。温熱実測結果より、夏季の教室内は温熱的に過ごしにくく体臭の発生原因となっていることがわかった。また、夏季、秋季ではCO・CO_2濃度は学校衛生の基準と比べ問題はないこと、教室の換気回数は多く風通しがよい空間であったことがわかった。しかし、冬季には開放部を閉じることにより換気量が低減し、室内CO_2濃度が1500ppmを超える値となった。また、夏季のVOC濃度測定では、改修が行われた校舎の非換気状態時において塗料由来と考えられる物質の濃度が高かった。
リンパ球の分化過程におけるIL-7レセプターの発現制御機構

T細胞では、正と負の選択がおこる胸腺のDP段階と抗原特異的なクローン増幅がおこる末梢の活性化T細胞の2つの分化段階で、IL-7Rの発現が一時的に低下する。いずれもTCRの親和性のみで細胞の生死が決まる段階であり、余計な生存・増殖シグナルを入れる可能性のあるIL-7Rを積極的にシャットオフしていると考えられる。したがって、IL-7Rの発現制御はリンパ球の発生・分化過程で重要な役割を果たしている。本研究の目的は、IL-7Rα鎖遺伝子の転写誘導機構とTCRシグナルによるその抑制機構を解析し、リンパ球の生成・分化過程におけるIL-7Rの発現制御の意義を明らかにすることにある。まず、TCR刺激による末梢T細胞のIL-7Rα鎖の発現の変化を解析した。固相化抗CD3抗体でマウス脾臓T細胞をin vitroで刺激すると、刺激前にはIL-7Rα鎖が高レベルで発現していたものが、刺激後16時間で完全に消失した。次に、IL-7Rα鎖のmRNA量を解析した結果、刺激後1時間で半減し、16時間でほぼ消失した。さらに、この低下は、TCRの下流シグナル分子P38の阻害剤SB203580の添加によってブロックされた。これらの結果から、TCRの下流シグナル分子p38によってIL-7Rα鎖遺伝子の転写が抑制されることが明らかとなった。次に、IL-7Rα鎖の転写誘導機構を解析した。まず、プロモーター領域にはIkaros、Runx、Etsなど転写因子の結合モチーフが保存されており、この内Etsの結合モチーフが転写誘導に重要であることを、レポーター法とゲルシフト法で確認した。さらに、プロモーターから3kb上流のヒトとマウスの間で高度に保存されている領域にグルココルチコイド受容体のモチーフが存在し、グルココルチコイド依存的な転写誘導に必要なことを確認した。