hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルギナーゼの炎症性バイオマーカーとしての有用性に関する研究

喘息・肥満・糖尿病などの持続性炎症疾患における、アルギナーゼのバイオマーカーとしての有用性をヒトとマウスにおいて検討した。喘息患者血清を用いて、アルギナーゼおよび生理的因子との関連について多変量解析を行ったところ、アルギナーゼはhs-CRP、呼気NO、NOx、酸化ストレスバイオマーカーである3-ニトロチロシンと正の関係を示し、炎症性バイオマーカーとしての有用性が示唆された。マウス肥満モデルにおいてアルギナーゼ発現は血糖値・体重の増加と共に増大し、肥満・糖尿病の発症に関与する可能性が示された。また、亜硝酸イオンによるインスリン濃度の抑制が認められ、糖尿病予防に寄与する可能性が示唆された。研究目的アルギナーゼIの炎症バイオマーカーとしての有用性を検討し、新しい動脈硬化のリスク評価や予防・治療法を開発することを目的とする。23年度の研究計画と実績1)肝臓型アルギナーゼIに特異的で溶血の影響を除去できるELISAの開発肝臓発現型ヒトアルギナーゼIの966bpの合成DNAをpET-24a(+)ベクターへ挿入し、大腸菌BL21(DE3)へ導入した。形質転換させた大腸菌を増殖させ、Western blotでアルギナーゼIの発現を確認し、精製した。その精製標品を用い、家兎に免疫し、ポリクローナル抗体を作成し、ELISAを完成させた。赤血球中に発現しているvariantに存在する8個のアミノ酸にのみ認識するモノクローナル抗体は、生成に成功していない。2)喘息における血清アルギナーゼIの気道炎症バイオマーカーとしての有用性と血清IgEとの関連性-ヒト症例と動物モデルを用いた検討-27例の喘息患者血清を用いて、血清アルギナーゼIが、気道炎症のバイオマーカーである呼気NOやアトピー性のマーカーであるIgEと逆相関する結果が出ていたので、さらに症例(166例)を増やして、アルギナーゼI、L-arginine、IgE、hs-CRP、NOx等NO関連血清因子と呼気NOの関連性を多変量解析で分析した。その結果、血清アルギナーゼIは、L-arginineと負の関係示し、hs-CRP、呼気NO、NOxと正の関係を示した。すなわち、アルギナーゼIは、L-arginineの調節を行っている。炎症機序においてhs-CRPとアルギナーゼIは正の関連性があり、炎症バイオマーカーとしての可能性があることが判明した。3)ヒト単球系培養細胞及び末梢血好中球、単球によるアルギナーゼIの発現誘導法及び誘導機序の解明-マウス培養マクロファージとの比較-ヒト単球系培養細胞を用いて、MPAで分化誘導し、H202やH202とF 2+によるOH.等の酸化ストレス暴露により、アルギナーゼの誘導は証明されなかった。1)肥満・糖尿病発症マウスモデルを用いた低レベル持続性炎症におけるアルギナーゼIの動態と制御による肥満及び糖尿病発症予防に関する研究マウスに高カロリー食を摂取させたところ、体重増加と共に、血糖値、血清インスリン値、アルギナーゼ活性、アルギナーゼIの上昇が認められ、アルギナーゼI濃度及びアルギナーゼ活性が、血糖値と正の相関、L-arginine及びNO2-と負の相関があった。さらに、肝臓組織内のアルギナーゼIの免疫組織学的局在を検討したところ、高カロリー食群で染色性の低いことが判明し、血清中アルギナーゼIの増加が,肝臓からの遊離である可能性が示唆され、脂肪肝による動脈硬化に肝臓からの遊離アルギナーゼIによるL-arginine低下からくるNO合成低下が関与している可能性が示唆された。さらに、アルギナーゼ阻害剤であるnor-NOHAを高カロリー食群に同時に投与したが、血糖値及び体重には変化が認められなかった。2)マウス喘息モデルを用いた呼気NOの発生機序の解明平成24年度までに、ヒトにおいて呼気NOが血清中亜硝酸イオン(NO2-)濃度と関連することが判明したので、マウスにおいて呼気中NOが増加する可能性について検討した。マウスにNO2-を投与後、呼気を採取してNO analyzerに直接導入・測定したところ、得られたNOシグナルの環境中NOとの差分は微弱で、現行法での検出は困難と考えられた。現在、新規検出手法について検討中である。NO2-からNOへの還元については、キサンチンオキシダーゼに着目して検討を行ったところ、喘息マウスモデルにおける発現が増大し、酵素活性も上昇が認められた。また、肺組織及びBALFにおけるNO2-の量は減少しており、NOの産生に利用されている可能性が示された。

1)喘息における血清アルギナーゼIと呼気NO及び血清IgEとの関連性ーヒト症例と動物モデルを用いた検討ー呼気NOは、NOx及びIgEと直接関連していることがわかり、アルギナーゼIは、L-arginineと負の関連性があり、酸化ストレスバイオマーカーである3-ニトロチロシンと正の関連性、さらにL-アルギニンは3-ニトロチロシンと負の関連性を認めた。アルギナーゼIは、血中及び組織中のL-アルギニン濃度を制御し、アルギナーゼIがL-アルギニンを介してNO合成酵素を抑制し、酸化ストレスを増強していることが示唆された。アルギナーゼIは、呼気NOとは正の関連があり、共通の転写因子により調節されている可能性を認めた。2)肥満・糖尿病発症マウスモデルを用いた低レベル持続性炎症におけるアルギナーゼIの動態と制御による肥満及び糖尿病発症予防に関する研究マウスへの高カロリー食により、体重増加と共に、血糖値、血清インスリン値、アルギナーゼ活性等の上昇、腹腔内脂肪組織のアルギナーゼIのmRNAの強発現が認められ、さらに血清L-アルギニンの低下が認められた。高カロリー食にNaNO2-を投与することによって、血清インスリンの上昇が抑制された。このことより、アルギナーゼIが、肥満に伴う糖尿病の発症に関与している可能性と、NaNO2-が糖尿病を予防する可能性があることが示唆された。3)肝臓型アルギナーゼIに特異的ELISAの開発昨年度、開発したポリクローナル抗体によるELISAを用いて、健常成人約700名を対象に、市販のELISAとの比較を行った結果、我々が開発したアルギナーゼIのELISAは、市販品とほぼ同様な結果を示した。すなわち、酸化ストレスバイオマーカーである尿中8-OHdG濃度と正の関連性があり、年齢及び血清インスリン濃度と負の関連性があった。動物実験は、少し遅れがあるが、ヒト研究では目的を達している。25年度が最終年度であるため、記入しない。新しいELISAの開発は、市販のELISAに比し、ほぼ同様な結果を示し、予防医学的リスク評価を行う上で、非常に有用であることが証明された。健常者、喘息患者、糖尿病患者等のヒト検体を用いた血清分析及び呼気NOの統計解析がほぼ終了し、論文作成中である。マウスを用いた喘息モデルは、ほぼ計画を達成しているが、糖尿病モデルにおけるアルギナーゼ関与に関する実験は、現在進行中である。喘息マウスの呼気NOの測定は、未だ、成功していない。全体を通じて、研究計画の達成度は、約70ー80%と思われる。ヒトデータの解析が計画より早めに進んでいるので、ヒトにおけるデータ解析結果を動物実験又は細胞実験で証明する方向に研究を進める。アルギナーゼが、糖尿病や動脈硬化に関与していることが明らかになったので、より詳細な分子機序を検討し、予防・治療に有用な分子標的を検索する。今年度は、新たな遺伝子改変マウスの作製を計画しており、このマウスを利用して、糖尿病や動脈硬化予防・治療法の検討を行う。また、アルギナーゼが、健診と同時に調査していた職業性ストレスやうつ状態と関連性があることが、分析結果より判明し、遺伝子改変マウスを用いて、精神神経学的側面から、アルギナーゼの関与を検討する。
極薄ドメイン壁を利用した革新的高起電力強誘電体太陽電池の新規開発

将来の強誘電体メモリ、センサ、太陽電池に有効であるBiFeO3 (BFO)薄膜を、スパッタリングと酸素ラジカル処理を組み合わせて成膜した。ラジカル酸化処理を用いてBFO膜の結晶化温度を350°C以下に下げることに成功した。XRD測定からBFOの(110)方向のピークを比較すると、酸素ラジカル処理後に350°Cポストアニールを行った(110)ピーク強度は、酸素ラジカル処理を行わず500°Cのポストアニールを行った場合と比べて4倍のピーク強度を得ることができた。また、XRDとXPSの測定結果から、酸素ラジカル処理がBFOの初期核生成や酸素欠損に起因する欠陥の減少に非常に有効であることがわかった。平成25年度は、スパッタリング法を用いて、これまでの強誘電体材料であるPZTに代わる鉛を使用しない新しい材料であるSTN(Sr,Ta,Nb)薄膜と、BFO(Bi,Fe)薄膜を成膜し、成膜レート、配向性、リーク電流、強誘電性を評価分析した。スパッタリングに使用する電源には、RF-DC結合型の電源を用いて、プラズマ中のイオン照射エネルギー、イオン照射量をそれぞれ独立で制御することに成功し、規格化イオン照射量を20程度に設定することで、良好な強誘電性薄膜を成膜することが可能となった。BFO薄膜では、5nm/secの高速な成膜レートを実現することができ、下地材料のPtとの界面特性も良好であり、650度のアニール処理後でも、良好な界面特性を維持できた。X線回折によってBFO薄膜の配向を分析すると、BFOの結晶化に起因するピークを観測することができた。また、アニール後の電気特性の評価で、リーク電流を評価したが、BFO薄膜では予想通りリーク電流が大きく、強誘電性の保持に問題があることが確認できた。リーク電流はアニール温度にも依存し、高温になるほどリーク電流が減少する傾向がわかった、そのため、さらなる高温条件にも対応するために、1100度のアニール装置を準備した。今後高温条件でも実験を進めていく。薄膜の強誘電性の評価として、上部下部金属電極にPtを成膜し、ヒステリシスカーブを測定することができたことから、BFO薄膜の強誘電性も実証できた。今後は成膜条件、アニール条件の最適化を行うことにより、さらなる改善が期待できると考える。平成26年度は、強誘電体であるBiFeO3(BFO)薄膜の成膜に関して、Kr/O2の混合ガスを用いた2.45GHzマイクロ波励起高密度プラズマにより酸素ラジカルを発生させ、BFO薄膜にプラズマ照射し、薄膜の結晶性を評価した。BFO薄膜はこれまで強誘電体で使用されていた、PZTに比べて鉛を含んでいない点で環境に優しい材料であり、今後PZTに替わる材料として非常に有効である。また、キュリー温度も850°Cであり、他の強誘電体材料と比較しても高温であるため、様々なデバイスに応用できると考えられている。BFO薄膜の成膜方法では、これまでゾルゲル法やレーザー蒸着法などが主に用いられてきたが、本研究ではスパッタリング法と酸素ラジカル照射を用いて成膜を行った。スパッタリング法を用いて成膜したBFO等の強誘電体薄膜は、酸素欠陥が多くリーク電流の増大等の問題があると報告されている。そのため本研究ではBFO薄膜に酸素ラジカルを照射し、薄膜中に含まれる酸素欠損量を少なくすることに成功した。特に、酸素ラジカルを照射したBFO薄膜は、350°Cのアニール温度で結晶化が始まることがわかった。XRD測定により、酸素ラジカル照射を行った場合のBFO薄膜は(110)方向に強く配向し、また酸素欠損に起因するBi2O3のピークは検出されていないことがわかった。これは、酸素ラジカル照射により、酸素欠損量が減少していると考えられる。これまでBFO薄膜の結晶化には、550°C程度のアニールが必要であったが、結晶化の開始する温度を200°C程度、下げることが可能になった。また、AFMを用いてBFOの表面状態を観察すると、ラジカル酸化を行ったBFO薄膜では、20nm程度のグレインが成長していることがわかった。平成27年度は、強誘電体であるBiFeO3(BFO)薄膜の成膜に対して、KrガスとO2ガスの混合ガスを用いた2.45GHzマイクロ波励起高密度プラズマにより、酸素ラジカルを発生させ、BFO薄膜にプラズマを照射し、薄膜の組成比などを評価した。また、これまでの研究成果をまとめて、The Elecrtrochemical Societyで発表した。BFO薄膜はこれまで強誘電体で使用されてきたPZTの材料に比べて、鉛を含んでいない点で環境に優しい材料であり、今後のPZTに替わる材料として非常に有効である。また、キュリー温度も850度であり、他の強誘電体材料と比較しても高温であるため、様々な電子デバイスとして応用できると考えられている。BFO薄膜の成膜方法として、これまではゾルゲル法やレーザー蒸着法などが主に用いられてきたが、本研究ではスパッタリング法と酸素ラジカル照射を用いて成膜を行った。スパッタリング法を用いて成膜したこれまでのBFOを初めとする強誘電体薄膜は、酸素欠損が多くリーク電流の増大等の問題があると報告されている。

そのため本研究では、BFO薄膜に酸素ラジカルを照射し、薄膜中に含まれる酸素欠損量を少なくすることに成功した。特に酸素ラジカルを照射したBFO薄膜の酸素は、深さ方向に一定の濃度で均一に含まれていることがRBSの評価でわかった。これは、スパッタリング方のみでは、酸素の濃度に分布が存在していたが、酸素ラジカル処理を行うことで、化学量論的な酸素が薄膜中に存在することができることがわかった。将来の強誘電体メモリ、センサ、太陽電池に有効であるBiFeO3 (BFO)薄膜を、スパッタリングと酸素ラジカル処理を組み合わせて成膜した。ラジカル酸化処理を用いてBFO膜の結晶化温度を350°C以下に下げることに成功した。XRD測定からBFOの(110)方向のピークを比較すると、酸素ラジカル処理後に350°Cポストアニールを行った(110)ピーク強度は、酸素ラジカル処理を行わず500°Cのポストアニールを行った場合と比べて4倍のピーク強度を得ることができた。また、XRDとXPSの測定結果から、酸素ラジカル処理がBFOの初期核生成や酸素欠損に起因する欠陥の減少に非常に有効であることがわかった。平成26年度は、BFO薄膜の結晶化の低温化に成功し、ラジカル酸化の優位性を示すことができた。薄膜中の酸素欠損量を減少させて、350°Cのアニール温度でも結晶化が始まることが確認できたことにより、BFOの製造プロセスの低温化の道も切り拓けた。BFO薄膜の結晶性の向上は、太陽電池として利用する際に非常に有効であると予想される。薄膜中の欠陥量の減少は、太陽電池の発電効率を下げている原因であり、結晶性の向上が発電効率を上昇させると考えられる。半導体プロセス強誘電体であるBFO薄膜を太陽電池として実現するために、酸素欠損量をラジカル酸化により減少させることで、BFO薄膜の結晶性の向上は本研究により可能になったと考えられる。しかし、BFO薄膜のグレインの境界に存在する欠陥の存在も推測され、今後更に欠陥量を減少させていくことが大切であると考える。そのためには、ラジカル酸化のプロセス条件の変更や、水素雰囲気でのアニール効果等の検討も必要である。また、実際の太陽電池デバイスとしての電極材料の選定、信頼性の評価等が必要になってくると考えられる。平成25年度の目標である、BFO薄膜、STN薄膜の両方について、アニール後で強誘電性を示す配向性が確認できたことの意味は大きい。BFO薄膜について、650度のアニール温度で、STN薄膜については950度のアニール温度で、強誘電性を実証できたが、成膜やアニールのプロセス条件を変えることで、強誘電性をさらに強くすることが可能であることもわかった。強誘電性や、配向性が実証できたことにより、平成26年度から、多種の配向性を実現し、太陽電池に応用する道が拓けた。また、強誘電性薄膜を用いた太陽電池のより詳細な配向性や発電効率を測定する測定系の開発も行い、平成25年度で測定環境の準備は整った。平成26年度に、強誘電体薄膜の結晶性、酸素欠損量と光起電力、発電効率との関連性について体系的にまとめ、その結果を国際学会で発表する予定であったが、結晶性の分析が複雑であり、体系的にまとめるには、成膜条件を増やして実験を行う必要があることが分かった。そのため、計画を変更し、強誘電体の成膜条件を増やし、結晶性をさらに解析してから、発電効率との関連性をまとめることとしたため、未使用額が生じた。平成26年度は、STN薄膜とBFO薄膜について、成膜条件、アニール条件等のプロセス条件の最適化を行う。
食道癌におけるmicroRNAの機能解析

我々は以前の発表論文においては、miR-23a、miR27b、miR96、miR128b、miR129が予後に関与していると発表し、miR34bが正常部で発現しておらず、癌部での発現が高かった。miR34bのターゲットはDLL1、NOTCH1であり、miR27bのターゲットのひとつがNOTCH1であることから、NOTCH1に着目し、食道癌におけるNOTCH1 pathwayの関わりを解析した。NOTCH1抗体を用いた免疫組織染色では、NOTCH1が核に染色された症例では、予後不良の傾向があり、NOTCHシグナルが重要であると認識した。1.食道癌臨床検体および細胞株におけるoncomirの同定我々の発表論文において、microRNAの発現プロファイルで73種類のmicroRNAにおいて食道癌における発現パターンを30症例について解析した。癌部で発現が亢進しているmicroRNAはoncomirの可能性があり、症例数を150例程度まで増やし、癌部と非癌部の発現について検討する。今回150症例まで増やすための臨床検体から、RNAを抽出し、cDNAを作成した。RTPCRにてoncomirの発現について検討予定であったが、安価ではあるが、効率が悪いことも考慮し、現在microRNA arrayを検討中である。それによっては、新たな予後と関連するmicroRNAも同定できるかもしれない。細胞株TEシリーズ、KYSEシリーズのRNAも抽出し、cDNAも作成済であり、臨床検体で同定できたmicroRNAは、今後細胞株での検討も行う。2.予後に関与するmicroRNAの解析miR-23a、miR-26a、miR-27b、miR-96、miR-128b、miR-129は予後に関与するとあげられたmicroRNAである。もっとも治療の対象となると考えられる。まずは、これらmicroRNAの発現の亢進が予後不良因子であるため、それぞれのmicroRNAinhibitorを用い、細胞株に導入し発現抑制を行う。まず細胞株でのmiR-23a、miR-26a、miR-27b、miR-96、miR-128b、miR-129の発現定量を行うため、cDNAを準備した。1.食道癌臨床検体および細胞株におけるOncomirの同定前年度からmicroRNA arrayを検討し、準備中である。臨床検体のcDNAの作成は終了したが、、qualityにばらつきがあり、再度抽出、調整をし直した。現在はquality check済である。Arrayに関しては、再度データを取り直す意味で、arrayを検討したが、すでにRTPCRでもデータは得られており、個々のmiRの解析を進めることも並行して進めていく予定である。2.予後に関するmicroRNAの解析発表論文においては、miR-23a、miR27b、miR96、miR128b、miR129が予後に関与していると発表し、miR34bが正常部で発現しておらず、癌部での発現が高かった。miR34bのターゲットはDLL1、NOTCH1であり、miR27bのターゲットのひとつがNOTCH1であることから、NOTCH1に着目し、食道癌におけるNOTCH1 pathwayの関わりを解析することにし、まずは免疫染色を行っている。NOTCH1抗体を用いた免疫組織染色では、NOTCH1が核に染色される(Notch1 intracellular domainが核へ移行している)症例では、予後不良の傾向があり、NOTCHシグナルが重要であると認識した。また食道癌以外でも胃癌、大腸癌において今後はNOTCH1をターゲットとした解析、またNOTCHシグナル分子の解析も同時におこなっていく予定である。またそれぞれ予後に関わるmiRのinhibitorも準備中である。Arrayを外注にするか、自室で実験するかで、検討中である。NOTCH1に解析対象をいったん移したため。1.食道癌臨床検体および細胞株におけるOncomirの同定前々年度からmicroRNAarrayを検討し、準備中である。臨床検体のcDNAのqualityにばらつきがあり、再度抽出、調整をし直し、quality check施行した。個々のmiRの解析を進めることも並行して進めていく予定である。miR34bのターゲットはDLL1、NOTCH1であり、miR27bのターゲットのひとつがNOTCH1であることから、NOTCH1に着目し、食道癌におけるNOTCH1 pathwayの関わりを解析することにし、まずは免疫染色を行った。また食道癌以外でも胃癌、大腸癌において、臨床検体を用い、NOTCH1が核移行した症例では予後不良であった。また大腸癌において、NOTCH1とベータカテニンの局在が同じであることを発見し、NOTCH1とWntシグナルの関連を見出した。今後も、このシグナルの異常について、研究を進めていく予定である。3.またmir96は症例数を増加し、再検討を施行し、予後不良であることを確認した。mi96Rの発現ベクターおよびinhibitorも準備中である。

我々は以前の発表論文においては、miR-23a、miR27b、miR96、miR128b、miR129が予後に関与していると発表し、miR34bが正常部で発現しておらず、癌部での発現が高かった。miR34bのターゲットはDLL1、NOTCH1であり、miR27bのターゲットのひとつがNOTCH1であることから、NOTCH1に着目し、食道癌におけるNOTCH1 pathwayの関わりを解析した。NOTCH1抗体を用いた免疫組織染色では、NOTCH1が核に染色された症例では、予後不良の傾向があり、NOTCHシグナルが重要であると認識した。cDNAの作成に予想以上に時間がかかり、定量実験、細胞株での実験に遅れが生じている。まずは臨床検体でのデータを出した上で、細胞実験を進める予定である。NOTCH1は可能性を秘めたターゲットであるので、これらを解析し、データを蓄積したい。医歯薬学定量実験には、それほど時間がかかると思われないが、その統計解析には時間をかけて行う予定である。細胞実験は有意差のあったものから順次行っていく予定である。細胞実験を行えなかったため。26年度、27年度分予算は27年度で使用できると考えている。
縄文土器胎土に含まれるイネプラント・オパールの検索

土器胎土に含まれるプラント・オパールは当該土器が製作される際用いられたた材料土に含まれていたものと考えられる。イネは外来植物であり、もともと日本には存在しない植物である。したがって、イネのプラント・オパールが土器胎土から検出されれば、少なくとも、その土器が製作される以前にイネが導入されていた証拠になる。本研究では、日本、朝鮮半島および中国における先史時代の土器胎土に含まれるイネのプラント・オパールを検出することにより、それぞれの地域における稲作開始期を明らかにしようとするものである。日本:縄文時代岡山:津島遺跡および南溝手遺跡(縄文時代後期:B,C1500)から発掘された同時代の土器胎土からイネが検出された。少なくとも、この時代には日本へイネが伝えられていたと考えられる。朝鮮半島:新石器時代釜山:農所里遺跡(新石器時代後期:B,C1500)で発掘された土器胎土からイネが検出された。朝鮮半島でも日本列島とはぼ同時期にイネが伝えられていた事実は興味深い。中国:新石器時代蘇州:草鞋山遺跡で発掘された馬家浜時代中期(B,C4400)の土器胎土および紅焼土からイネが検出された。長江デルタでは、この時代すでにイネがあったことがわかる。ただし、この時代は地球温暖期にあたり、この地域に野性イネが存在(少なくとも、現在は存在しないが)していた可能性をも考慮しておく必要があろう。
微細構造化高硬度接点による革新的アークレスハイブリッドしゃ断技術

本研究の背景として,再生可能エネルギーなどの分散エネルギーを積極導入して,直流グリッドを構成し,省エネルギー化を達成させる要望がある。直流は電流ゼロ点が無く電流しゃ断が極めて困難であるが,本研究ではスイッチ開極時に接点間アーク放電を発生させない革新的アークレスのハイブリッド直流しゃ断技術を確立する。このため接点金属にタングステンなどの高融点材料を使用し,その高い接点電圧を利用して,アーク放電を発生させることなく機械接点から半導体パワーデバイスに電流を転流させる。ただし,タングステン材料は高沸点材料で高強度材料であることから,1)接点抵抗が高い,2)接点表面の溶融ブリッジの安定性が低いといった課題がある。初年度はタングステン表面の電気接点に関する文献データが得られないため,接点抵抗に関する基礎データを取得した。接点抵抗は接点閉力を増加させるに従い減少し,ある値を境にほぼ一定値を示すことがわかった。また接点抵抗は通電電流の増加とともに低下すること,通電後に表面をSEM観察した結果,800 A通電後に一部溶融した痕跡が見られること,表面粗さによる影響はさほど大きくないことがわかった。また,タングステンクラッド銅接点ではタングステン単独接点に比較して接点抵抗が減少することがわかった。溶融ブリッジの安定性についてはタングステン単独接点,タングステンクラッド銅接点,銅単独接点について比較した。接点電圧は接点表面の最高温度によって決定されるが,接触材料や構造が異なると熱の放散速度が異なるため,接点電圧に変化が生ずることがわかった。タングステン単体接点に比較して,銅電極にタングステン材料をクラッドした接点電圧の変化は,銅単体電極に近い特性を示すことがわかった。また接点電圧からみた溶融ブリッジの安定性は,タングステンクラッド銅接点によって改善されることも判明した。タングステン接点の基礎特性について。接点閉力は20 Nから83 Nの間で測定し69 Nでは1.9 mΩまで減少するが抵抗値の減少は飽和すること,通電電流は500 Aから1000 Aまで変化させた結果,約3m Ωから1.9m Ωまで低下することがわかった。電流増加に伴い接点抵抗が減少する原因は,SEM観察の結果とも併せて考察すると,表面が溶融して接触面積が増加したことによるといえる。当初研究計画で計画した複数のタングステン接触面を形成することの有用性を確認する結果であり,接触抵抗のさらなる減少が可能であると考えられる。なお現時点ではタングステン表面の微細加工を実現する手段が確立しておらず,低接触抵抗と高接点電圧を両立して,アークレス限界電流値をさらに高める技術開発を継続する必要がある。今回の研究で初めて判明した手法,すなわちタングステンなどの高沸点材料を熱導電率の高い銅接点材料に接合すると,接点通電部の最高温度を制御(=低下)できることを,研究の支柱とする。今後は,数100 Aの直流電流を通電した状態で,接点抵抗を精密測定する。実験パラメータは,通電時間,外部環境,接点材料と形状および接触圧である。また溶融ブリッジの安定性を向上させるため,高沸点材料と高熱導電材料の接合方法・材料の検討,両者の形状制御によると表面温度(=接点電圧)の低下手法の実験的検討と,シミュレーションによる温度推定を行い,また接触面積の増加を目的とした高融点材料の分散配置について研究する。さらに接点開極速度の動的制御による溶融ブリッジの安定性向上を実施する。以上より,低い接点抵抗でかつ直流500 Aを超えるアークレス遮断技術を確立する。

接点閉力は20 Nから83 Nの間で測定し69 Nでは1.9 mΩまで減少するが抵抗値の減少は飽和すること,通電電流は500 Aから1000 Aまで変化させた結果,約3m Ωから1.9m Ωまで低下することがわかった。電流増加に伴い接点抵抗が減少する原因は,SEM観察の結果とも併せて考察すると,表面が溶融して接触面積が増加したことによるといえる。当初研究計画で計画した複数のタングステン接触面を形成することの有用性を確認する結果であり,接触抵抗のさらなる減少が可能であると考えられる。なお現時点ではタングステン表面の微細加工を実現する手段が確立しておらず,低接触抵抗と高接点電圧を両立して,アークレス限界電流値をさらに高める技術開発を継続する必要がある。今回の研究で初めて判明した手法,すなわちタングステンなどの高沸点材料を熱導電率の高い銅接点材料に接合すると,接点通電部の最高温度を制御(=低下)できることを,研究の支柱とする。今後は,数100 Aの直流電流を通電した状態で,接点抵抗を精密測定する。実験パラメータは,通電時間,外部環境,接点材料と形状および接触圧である。また溶融ブリッジの安定性を向上させるため,高沸点材料と高熱導電材料の接合方法・材料の検討,両者の形状制御によると表面温度(=接点電圧)の低下手法の実験的検討と,シミュレーションによる温度推定を行い,また接触面積の増加を目的とした高融点材料の分散配置について研究する。さらに接点開極速度の動的制御による溶融ブリッジの安定性向上を実施する。以上より,低い接点抵抗でかつ直流500 Aを超えるアークレス遮断技術を確立する。
超音波を用いた芳香族ポリアミド微粒子の創製およびその機能制御

前年度までの研究で,粒子形成のメカニズムなどを明らかにしてきた合成手法(芳香族ジアミンと芳香族ジ酸クロライドをアセトンなどの反応溶液中で超音波照射下沈澱重合を行う方法)を応用することによって,官能基(アミノ基,カルボキシル基,水酸基など)を有する芳香族ポリアミド微粒子の作製に取り組んだ。得られた粒子は,ナノ、サブミクロンサイズの単分散性に優れた球状微粒一子であり,それぞれ様々な特性を示した。例えば,アミノ基を有するポリアミド微粒子(粒子径:241nm)は,水中において優れた分散安定性を示した。また,370°C3時間で乾式熱処理することによって,これらはポリベンズイミダゾール微粒子(241nm)へ変化し,さらに1000°Cまで上昇させることによって,カーボン微粒子(151nm)へ変化した。これらの過程や様々な熱処理条件に伴うモルフォロジー,熱分解温度や結晶化度の変化も詳細に追跡することによって,微粒子の特性制御に関する知見も得られた。さらに,アミノ基を有するポリアミド微粒子は,アミノ基の反応活性が高いことから,他の化合物による表面修飾にも適していた。例えば,アルキル鎖クロライドによる表面修飾を行った場合,反応溶媒や温度を制御することによって,その導入量も制御可能であった。その結果,各溶媒中での分散安定性も制御できた。一方,水酸基を有するポリアミド微粒子では,粒子径が70nmから1μmにわたる単分散性に優れた微粒子が得られ,その表面モルフォロジーも襞状やフラット状のものなど様々なタイプのものが得られた。これら微粒子は,いずれも水中での分散安定性に優れていたが,その結晶化度は反応条件に依存していた。芳香族ジアミンと芳香族ジ酸クロライドを水を含むアセトン中超音波照射しながら沈澱重合することによって、ナノサイズの芳香族ポリアミド微粒子が得られた。そこで、様々な反応条件を検討したところ、ジアミン、ジ酸クロライドおよび反応溶媒の組み合わせを変えることにより、様々な結晶性やモルフォロジー(襞状、真球状、パイ状など)を有する芳香族ポリアミド微粒子(粒径:50nm1μm)が生成することが分かった。一方熱分析(TG/DTA)より、これら粒子の熱分解温度(5wt%loss)はすべて450°C以上を示し、非常に優れた耐熱性を示した。このとき融点は示さなかった。また本反応系では、水の添加が必要不可欠であった。そこで、特に水の役割に着眼し反応メカニズムの解明を行った。まず、水の添加量を変化させることによって得られたポリアミドについて、SEMによる形態観察を行った。その結果、水の添加量の増加に伴い、粒子径は小さくなる傾向が見られ(水を添加しない場合は、不定形)、球状粒子の形成は、反応溶媒とさらに添加する溶媒との総合的な極性に大きく影響を受けることが分かった。このようなことから、水には反応溶液の極性を調整する働きがあるものと考えられる。次に、これらポリアミドについて、熱分析(TG/DTA)および赤外分光分析を行った。その結果、水の添加量の増加に伴い、熱分解温度は増加し、赤外分光分析から評価したNHCO/NH_3Clのバンド強度比も増加していく傾向が見られた。これらより、NH_2(アミノ基)とHClから形成される塩の生成量は水の添加量に伴い減少し、NHCO(アミド)結合は増加、すなわち分子量は増加しているものと考えられる。このようなことから、水にはアミンと酸クロライドの反応により発生したHClを反応系から除去するような反応促進剤的な働きもあると考えられる。芳香族ジアミンと芳香族ジ酸クロライドを水を含むアセトン中超音波照射しながら沈澱重合することにより、サブミクロンサイズの耐熱性・単分散性に優れたパイ状微粒子が得られた。また、これらのモルフォロジーは、合成時の仕込みモノマー濃度の増加に伴い、パイ状から襞状球状粒子へ変化した。そこで、これらのモルフォロジーと特性の相関を明らかにするため、濃度、時間、水の添加量、反応溶媒などの反応条件を変えてポリアミドの合成を行い、そのモルフォロジー、結晶化度、分子量などについて評価を行った。その結果、モルフォロジーは反応溶液の極性やモノマー濃度に、結晶化度はポリアミドの化学構造に、分子量は反応溶液中に残存するHClの量に、大きく依存することが明らかとなった。また、これらの結果より粒子の生成メカニズムは以下のように考えられる。まず反応初期にジアミンとジ酸クロライドの縮合重合が一気に進行する。そして分子鎖が一定以上の分子量に到達した時点で3次元的に配向し、その結果多数の小さな粒子核が生成する。さらにその後、これらの粒子核が、反応溶液などの極性や粒子核数などの影響を受けながら互いに結合し、最終的な粒子形状へ成長していくものと思われる。さらに、超音波の周波数を変え同様の調製手法で、数種類のポリアミド微粒子を合成した結果、粒子のモルフォロジーは、反応時に照射する超音波の周波数に一部依存することが明らかとなった。また、その程度もポリアミドの種類により異なっていた。

得られた粒子は,ナノ、サブミクロンサイズの単分散性に優れた球状微粒一子であり,それぞれ様々な特性を示した。例えば,アミノ基を有するポリアミド微粒子(粒子径:241nm)は,水中において優れた分散安定性を示した。また,370°C3時間で乾式熱処理することによって,これらはポリベンズイミダゾール微粒子(241nm)へ変化し,さらに1000°Cまで上昇させることによって,カーボン微粒子(151nm)へ変化した。これらの過程や様々な熱処理条件に伴うモルフォロジー,熱分解温度や結晶化度の変化も詳細に追跡することによって,微粒子の特性制御に関する知見も得られた。さらに,アミノ基を有するポリアミド微粒子は,アミノ基の反応活性が高いことから,他の化合物による表面修飾にも適していた。例えば,アルキル鎖クロライドによる表面修飾を行った場合,反応溶媒や温度を制御することによって,その導入量も制御可能であった。その結果,各溶媒中での分散安定性も制御できた。一方,水酸基を有するポリアミド微粒子では,粒子径が70nmから1μmにわたる単分散性に優れた微粒子が得られ,その表面モルフォロジーも襞状やフラット状のものなど様々なタイプのものが得られた。これら微粒子は,いずれも水中での分散安定性に優れていたが,その結晶化度は反応条件に依存していた。
気管支喘息における気管支リモデリングのメカニズムについて

アスカリス自然感作綿羊を用いて、アスカリス抗原を反復吸入曝露することにより、実験的に気道リモデリング作成を試みた。8週間の反復抗原吸入曝露によって、好酸球を主とする顕著な炎症細胞浸潤を中枢気道から末梢気道に至るまで広範囲に認められ、気道上皮の杯細胞化生が生じることを確認した。これらの変化は末梢気道で顕著であった。これに伴い明らかな気道反応性亢進も認められた。しかし気管支壁基底膜層の明らかな肥厚、気管支平滑筋の肥大・過形成、粘膜下腺の増大等の構造的変化は認められなかった。また臨床的研究として、非侵襲的な気道炎症のモニタリングとしての有用性が確立されている誘発喀痰を気管支喘息患者から採取し、喀痰中のgrowth factorsや炎症性メディエーターを測定。さらに呼気中nitric oxide(NO)を測定し、気管支リモデリングとの関係について検討した。気管支喘息患者では喀痰中の好酸球数の増加およびTGF-betaの上昇を認め、この好酸球性の気道炎症と相関して、呼気中NO濃度および産生量の増加がみられた。リモデリング群と非リモデリング群との比較では、好酸球性の気道炎症に有意な差はないが、TGF-betaがリモデリング群で高値を示す傾向がみられた。また、リモデリング群では呼気NO産生量の増加はみられなかった。以上より、リモデリングにはTGF-betaの関与が示唆され、好酸球性気道炎症と呼気NO産生量とのギャップは気道リモデリングの指標に成りうる可能性が示唆された。COPD患者の誘発喀痰による検討で、症状安定期にある慢性肺気腫患者では好中球および好酸球性の気道炎症が混在し,好酸球性の気道炎症が強く関与している患者では、気道閉塞の改善という点においてステロイドは有効であることが示唆された。今年度は、動物実験および臨床研究を平行して施行した。動物実験は、アスカリス自然感作された綿羊を用い、アスカリス抗原を吸入させないコントロール群および複数回アスカリス抗原を吸入させた群とで好酸球浸潤および気道収縮反応を比較をしている。頻回の人工呼吸器使用等により、感染を併発する動物が観察されるため、最終時の肺組織を観察しながら、感染併発例は除外している。現在症例は少ないものの、複数回アスカリス抗原吸入により好酸球は気管支肺胞洗浄液および組織内に増加し、気道炎症の組織学的所見も認められる。平成7-8年度の科学研究費にて、特異的好酸球遊走阻害剤がアスカリス抗原一回吸入による気管収縮反応および好酸球の気道への浸潤を抑制すると報告してきた。今回は、本剤の薬理学的特性をさらに明らかにするために、現在胃内投与後の血中濃度を測定している。効果作用時間の確認と投与間隔等を検討し、アスカリス抗原複数回吸入に対する効果を検討する。一方、臨床研究では、気管支喘息患者を中心として他の呼吸器疾患患者も含め現在症例を蓄積中である。その中で慢性肺気腫患者の誘発喀痰中に好酸球が増加している患者では、ステロイド短期治療により気道収縮の可逆性も認めらむ、その相関を見いだした。また、咳を主症状とする咳喘息患者でも誘発喀痰中の好酸球数と症状の重症度に関連が認められる傾向がある。このことは、好酸球性気道炎症が、気道病変に広く関与している可能性を示唆している。

さらに最近、呼気中Nitric Oxideも測定し誘発喀痰中の好酸球数比率、気道過敏性および各種mediatorとの関連も追求している。最終的にステロイド短期治療による呼吸機能改善度を比較し、気道のリモデリングとの関連を検討する。臨床的研究として、非侵襲的な気道炎症のモニタリングとしての有用性が確立されている誘発喀痰を気管支喘息患者から採取し、喀痰中のgrowth factorsや炎症性メディエーターを測定。さらに呼気中nitric oxide(NO)を測定し、気管支リモデリングとの関係について検討した。気管支喘息患者では喀痰中の好酸球数の増加およびTGF-betaの上昇を認め、この好酸球性の気道炎症と相関して、呼気中NO濃度および産生量の増加がみられた。リモデリング群と非リモデリング群との比較では、好酸球性の気道炎症に有意な差はないが、TGF-betaがリモデリング群で高値を示す傾向がみられた。また、リモデリング群では呼気NO産生量の増加はみられなかった。以上より、リモデリングにはTGF-betaの関与が示唆され、好酸球性気道炎症と呼気NO産生量とのギャップは気道リモデリングの指標に成りうる可能性が示唆された。COPD患者の誘発喀痰による検討で、症状安定期にある慢性肺気腫患者では好中球および好酸球性の気道炎症が混在し、好酸球性の気道炎症が強く関与している患者では、気道閉塞の改善という点においてステロイドは有効であることが示唆された。
調和写像の微分幾何学

調和写像の特別な場合である極小部分多様体と調和乗層の理論、およびYang-Mills理論が研究された。まず、極小部分多様体に関しては、不定値複素空間形内の半Kaehler-Einstein時間的部分多様体を定スカラー曲率の大きさによって特徴づけ、また不定値複素アインシュタン超曲面を取り扱った(相山)。特別の場合として不定値ケーラー・アインシュタン多様体の不定値複素部分多様体は法接続が平坦のときアインシュタインであることが示され(奇)、また複素射影空間の巡回平行リッチテンソルをもつ実超曲面が分類された(權)。球面が束的軽量をもつ調和葉層を許容する場合は、ホップのファイバー束に関連して興味ある研究対象であり、種々の角度から研究されている。我々は法平面が極小のとき、その葉層は全測地的であることを示しエスコバーレの定理より分類が決定された。(中川)四元数構造をもつ4次元リーマン多様体上のヤング・ミルズ接続のモズュライ空間にはゲージ不変のリーマン計量が導入されるが、伊藤はそのリーマン曲率テンソルを検討し、その空間上の幾何学を展開した。
福島県における天然特用林産物の供給サービス変容過程の解明と将来予測

福島第一原子力発電所事故による放射能汚染が農山村における天然山菜・きのこの採取や自家栽培、渓流釣り、落ち葉堆肥利用などの様々な特用林産物の供給サービスに与えた影響について、福島県東部と西部の複数集落にて全戸アンケート調査で把握した。その結果、低汚染地域でも事故後に各活動が急減し、贈答関係や山林に入る楽しみの喪失など広汎な影響が生じている実態が明らかになった。さらに、対面アンケートと地理情報解析により、山菜・きのこ採取適地のうち事故後に外部被ばくからみて採取が難しくなった範囲を推定し、とりわけ高線量地では採取地の回復に時間がかかる実態を捉えた。福島第一原発事故は広範囲の山林を放射能汚染し、森林がもたらす恵み(生態系サービス)とりわけ供給・文化サービスを大きく低下させたと考えられるが、その実態把握は進んでいない。本研究の目的は、この実態を定量的に把握し、将来予測を行うことである。そこで、福島県内のうち、福島第一原発から1530km圏の阿武隈山地に位置する双葉郡川内村と、130170km圏に位置する南会津郡只見町を対象に、原発事故前後での山菜・きのこ採りや渓流釣りなどの山林利用の変化を聞き取りや小規模な予備的な質問紙調査で概観した。さらに、川内村の村内生活世帯全戸(約600世帯)と、只見町明和地区の全戸(約500戸)を対象に、各世帯で山にもっとも関心のある方1名ずつに、原発事故の前後で山菜・きのこ採りや渓流釣りなどの活動がどのように変化したかを捉えるための質問紙調査を実施した。質問項目は、震災前後それぞれにおける、月毎の採取活動頻度、使途割合(自家消費、贈答、販売)、贈答先の数、採取活動をする/やめた理由、事故がなければどのような森林利用をしたかったか、採取や栽培の対象種、落ち葉堆肥利用などである。その結果、それぞれ6割弱から7割近くの高い回収率を得られ、原発事故後に採取活動の頻度や贈答先が大きく減少した実態を捉えられる貴重なデータが得られた。また、両対象地における植生、地形、道路・林道、空間線量率などの各種地理情報の収集・整備を進めた。福島第一原発から近い川内村と遠い只見町それぞれにおいて、原発事故前後での山林利用変化の実態を定量的に捉えるための十分なサンプル数・回収率の質問紙調査を実施できた。また、町地域において各種地理情報の準備も進められた。このように、おおむね順調に進展している。本研究は、天然特用林産物の供給サービスが東京電力福島第一原子力発電所事故の前後でいかに変化したかを定量化し、将来のサービスの量や地理的な利用範囲の変化を予測することを目的としている。そこで、福島県内のうち、事故原発に近く放射能汚染度が比較的高い双葉郡川内村と、事故原発から離れ放射能汚染度が低い南会津郡只見町を対象地とし、天然山菜・きのこ採りや渓流釣り、落ち葉・刈草堆肥利用などについて、聞き取り調査、質問紙調査、および地理情報の整備・解析を進めている。今年度は、昨年度末に両対象地のそれぞれ8か所ずつの行政区の全戸に配布・回収した質問紙調査のうち、供給サービス変化について集計・解析を進めた。また、採取対象種を明らかにするための補足的な質問紙調査も行った。その結果、原発事故の前後で、山菜・きのこの採取者数は、只見町で半減、川内村では数分の一に急減し、とくに川内村では採取頻度も急減していた。また、採取物の贈答関係も大きく低下していた。きのこ栽培や落ち葉・刈草堆肥利用は、いずれも原発事故前には両地区ともに半数以上の世帯が行っていたが、事故後には大幅低下していた。もし事故がなかった場合の山林利用としては、様々な特用林産物の利用場所として森林に期待していた人が多く、事故の影響の大きさが捉えられた。以上、供給サービスの低下は放射能汚染度が高い川内村で顕著だが、汚染度の低い只見町でも過疎高齢化による供給サービス低下に原発事故が拍車をかけたことが分かった。また、採取場所の変化や将来予測に必要な各種地理情報の整理収集も引き続き進めた。福島県川内村と只見町の両地区における天然山菜・きのこなど利用変化の質問紙調査の集計・解析を進め、原発事故後にこれらの利用が大幅に低下した実態や、事故原発からの距離による相違などを定量化できた。また、採取環境の聞き取り調査や地理情報収集も引き続き進めた。このように、おおむね順調に進んでいる。本研究は、福島県における天然特用林産物の供給サービスが、東京電力福島第一原子力発電所事故の前後でいかに変化したかを定量化し、将来のサービスの量や地理的な利用可能範囲の回復可能性を予測することを目的としている。そこで、県内で事故原発に近く放射能汚染が比較的高い双葉郡川内村と、事故原発から遠く放射能汚染が低い南会津郡只見町東部を対象に、天然山菜・きのこ採り、渓流釣り、落ち葉・刈り草堆肥利用などの事故前の状況や事故後の変化を、昨年度までに聞き取り調査と全戸対象の質問紙調査から明らかにしてきた。本年度は、放射能汚染が比較的高い地域が含まれる双葉郡川内村を対象に、事故前に天然山菜・きのこ採りによく出かけていた方々10名に、当時よく採っていた山菜・きのこ各数種類の採取環境条件を対面形式アンケートで捉え、階層評価法(AHP法)などにもとづく多基準評価法で定量化し、地形条件や植生や道路からの距離などの地理情報を用いて採取適地分布を推定した。

さらに、航空機モニタリングデータを用いて放射性セシウムの物理的減衰にもとづく将来の空間線量率変化を2050年まで予測し、追加的な外部被ばくの観点から、かつての採取適地がどのように失われ、将来どのように回復していくかを予測した。その結果、山菜・きのこの種類毎に採取適地の分布傾向が異なることや、村内の比較的高線量の場所で採取地の減少が大きく、より回復に時間が掛かること、低頻度の採取であれば追加的な外部被ばく量を十分に小さくできる可能性があることなどを、地理的・視覚的に定量化できた。福島第一原子力発電所事故による放射能汚染が農山村における天然山菜・きのこの採取や自家栽培、渓流釣り、落ち葉堆肥利用などの様々な特用林産物の供給サービスに与えた影響について、福島県東部と西部の複数集落にて全戸アンケート調査で把握した。その結果、低汚染地域でも事故後に各活動が急減し、贈答関係や山林に入る楽しみの喪失など広汎な影響が生じている実態が明らかになった。さらに、対面アンケートと地理情報解析により、山菜・きのこ採取適地のうち事故後に外部被ばくからみて採取が難しくなった範囲を推定し、とりわけ高線量地では採取地の回復に時間がかかる実態を捉えた。両地域それぞれにおける質問紙調査の結果を集計・比較し、原発事故前後での山林利用変化の実態や、年齢階層などによる違いを明らかにする。また、聞き取り調査によって、主な山菜やきのこの採取地の分布や採取活動の特徴を捉える。可能であればGPSロガーや個人線量計等を用いた調査も併用する。そして、地形、植生、道路・林道などの各種地理情報を用いて採取地の分布特徴や原発事故前後での採取地の地理的範囲の変化等の把握を試みる。さらに、人口動態、人々の活動変化、放射性セシウムの物理的減衰などの中で、将来の山林利用の量や範囲がどのように変化するかを将来予測し、供給・文化サービスの継承の可能性を探る。引き続き、質問紙調査結果の集計・とりまとめを進め、両地域の共通性と相違を解明する。さらに、原発事故前後で天然特用林産物の採取頻度や地理的な利用範囲がいかに変化したかを定量化するための補足的な聞き取り調査や地理情報・統計資料の収集・解析を進め、いくつかのシナリオを設定して、供給サービスの将来変化を予測する。地理情報科学、景観生態学、森林科学原発事故の森林文化サービスへの影響を捉える関連研究プロジェクトの内容を加えた質問紙調査を共同実施することで、予定よりも郵送料などを抑えることができた。補足的な質問紙調査や聞き取り調査とその解析を多角的に行い、多くの結果を得た一方で経費が予定したほど掛からなかった。また、次年度に国際会議(ドイツ)での発表を予定しているため次年度使用額を確保した。引き続き、現地調査や学会発表の旅費、研究補助アルバイト人件費、追加的な質問紙調査に必要な郵送料などの経費、英文校閲費、データロガーや解析機器・ソフトウェア等の物品費等に使用予定である。天然特用林産物利用に関わる追加的な聞き取り調査のための出張旅費や、質問紙調査結果および地理情報の整理・解析・とりまとめに必要となる機材費や研究補助員雇用費、英文校閲費等に用いる。また、平成29年9月にドイツで開催される国際会議(IUFRO)で本研究成果の一部を発表するための出張経費にも用いる予定である。
自己免疫性糸球体腎炎モデルの解析

自己免疫性糸球体腎炎(AGN)は主として血中を循環する免疫複合体が糸球体に沈着することで発症する。本研究では本症のモデル動物を確立し、原因因子の探索ならびに新規診断および治療法への応用を目的としている。前年度では自己免疫疾患モデルであるMRLマウス由来第1染色体テロメア領域を有するB6.MRLc1(82-100)コンジェニックマウスを作出し、AGNモデルとして有用であることを報してきた。本年度では、新たに作出した3系統のコンジェニックマウス(B6.MRLc1(82-86,92-100,100))について解析し、B6.MRLc1(92-100)でAGN発症を確認した。すなわち、AGN原因遺伝子の存在領域は第1染色体92-100cMに狭められた。当領域の原因遺伝子候補として、抑制型免疫複合体受容体IIB(FcγRIIB)および活性化型FcγRIIIの発現をB6.MRLc1(92-100)の腎臓、脾臓および胸腺で検討した。両蛋白は腎糸球体メサンギウム領域に局在し、上記3臓器でFcγIII/FcγRIIB遺伝子発現比の上昇が認められた。これより、第1染色体約92.3cMに存在するFcγR遺伝子のバランス変化がAGN発症に深く関与することが強く示唆された。次に、B6.MRLc1(82-100)由来AGNの雌雄差に着目し、性腺摘出術を施し解析した。その結果、去勢雌は正常化したが、去勢雄のAGNは悪化した。このことから、B6.MRLc1(82-100)のAGNの雌雄差は、雄性ホルモンの病態抑制作用の影響を強く受けることが示唆された。更に、AGN増悪因子同定のため、B6.MRLc1(82-100)の腎臓で発現上昇する炎症性メディエーターをPCRarray法で網羅的に解析した。結果、B6.MRLc1(82-100)の腎臓でCXCL5およびIL-1F6の遺伝子発現上昇が認められ、前者は糸球体上皮細胞に、後者は遠位尿細管から集合管に局在した。このことから、CXCL5およびIL-1F6はそれぞれ糸球体および尿細管間質病変の増悪因子として重要な役割を果たすことが示唆された。自己免疫性糸球体腎炎は、血中を循環する免疫複合体が生体の濾過装置である糸球体に沈着することで発症する。本症は自己免疫疾患罹患者の予後を左右する病態であるため、原因因子の解明、早期診断法および治療法の開発が望まれている。MRLマウスは代表的な自己免疫疾患モデルであり、糸球体腎炎発症には複数の遺伝子座が関与している。本研究の目的は、MRLマウス由来自己免疫性糸球体腎炎原因遺伝子座を有するコンジェニックマウスを作出し、糸球体腎炎原因因子の同定および発症機構の解明を行うことである。本年度はコンジェニックマウスの病理学的解析を中心に行った。コンジェニックマウスの作出にはすでに成功し、第1染色体約82-100cMがMRL型それ以外はC57BL/6型であることを確認している。当領域には複数の免疫および細胞増殖関連遺伝子が含まれる。本マウスをB6.MRLc1(82-100)と命名し、C57BL/6と比較解析した。腎病理組織標本を用いて糸球体病変を数値化したところ、B6.MRLc1(82-100)の糸球体傷害値はC57BL/6よりも高値であり、特に雌で重篤だった。免疫組織化学および電子顕微鏡観察によってB6.MRLc1(82-100)の糸球体にIgG含有免疫複合体の沈着が証明された。腎機能評価のために血中尿素窒素濃度、自己免疫疾患の指標として血中抗dsDNA抗体濃度を計測したところ、B6.MRc1(82-100)は両値共にC57BL/6よりも高値を示した。以上より、B6.MRLc1(82-100)は明らかに自己免疫性糸球体腎炎を発症しており、本症の原因遺伝子は第1染色体約82-100cMに存在すると考えられた。このMRL由来糸球体腎炎原因遺伝子座をMag(MRL autoimmune glomerulonephritis)と命名し、今後原因遺伝子の同定作業を進めていく。当領域の原因遺伝子候補として、抑制型免疫複合体受容体IIB(FcγRIIB)および活性化型Fcγ

RIIIの発現をB6.MRLc1(92-100)の腎臓、脾臓および胸腺で検討した。両蛋白は腎糸球体メサンギウム領域に局在し、上記3臓器でFcγIII/FcγRIIB遺伝子発現比の上昇が認められた。これより、第1染色体約92.3cMに存在するFcγR遺伝子のバランス変化がAGN発症に深く関与することが強く示唆された。次に、B6.MRLc1(82-100)由来AGNの雌雄差に着目し、性腺摘出術を施し解析した。その結果、去勢雌は正常化したが、去勢雄のAGNは悪化した。このことから、B6.MRLc1(82-100)のAGNの雌雄差は、雄性ホルモンの病態抑制作用の影響を強く受けることが示唆された。更に、AGN増悪因子同定のため、B6.MRLc1(82-100)の腎臓で発現上昇する炎症性メディエーターをPCRarray法で網羅的に解析した。結果、B6.MRLc1(82-100)の腎臓でCXCL5およびIL-1F6の遺伝子発現上昇が認められ、前者は糸球体上皮細胞に、後者は遠位尿細管から集合管に局在した。このことから、CXCL5およびIL-1F6はそれぞれ糸球体および尿細管間質病変の増悪因子として重要な役割を果たすことが示唆された。