hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
太陽コロナ観測用X線フォトン・カウンティング望遠鏡に向けたCMOSディテクタ開発

本研究では、太陽から放射されるX線光子1つ1つのエネルギーを測定する「太陽コロナ観測用X線フォトン・カウンティング望遠鏡」に必要な連続高速撮像可能な検出器の開発を目指している。我々は、民生用のCMOS検出器3種類(2009年度、2010年度、2011年度の開発品)にX線を照射し、能力評価を行った。評価結果によると、3種類の間で飛躍的な性能向上を果たしており、「太陽X線光子計測型望遠鏡」の検出器として使えるCMOS検出器実現に向け今後の発展を期待させる結果を得た。我々は、「ひので」衛星に続いて、わが国のスペース太陽コミュニティーが2017年頃の打ち上げをめざしている次期太陽観測衛星計画SOLAR-Cに搭載するX線望遠鏡の検討を進めている。この望遠鏡は太陽観測ではこれまでに行なわれたことのない、光子計測型の軟X線撮像観測により、フレアにともなう粒子加速や衝撃波の形成、およびプラズマの加熱過程など、太陽コロナが示す多様な磁化プラズマの活動現象を引き起こす物理過程を明らかにすることを目的としている。しかし、太陽からの軟X線フラックスは非常に大きいため、本望遠鏡の焦点面検出器には高速の画像読み出しが可能なCMOS撮像センサーが不可欠である。本研究課題では、このセンサーの開発を目指している。本年度、我々は、上記サイエンス実施のために必要な、望遠鏡のスペクトル分解能、時間分解能、空間分解能と現状のCMOS撮像センサーの読み出し速度以外の性能(X線への感度、電子雲の広がりなど)を考慮して、必要な読み出し速度の検討を行った。現状のセンサーの(読み出し速度以外の)性能では、1秒間に千枚程度という非常に高速な読み出しが必要であることが分かった。一方、研究実施計画では、本年度に、テストCMOSセンサーへのX線照射実験を行うことを予定していたが、メーカーのセンサー開発の遅れにより実施できなかった。そこで、照射実験を来年度に延期し、本年度は、実験項目の十分な検討と、実験設備の整備を行った。CMOSセンサの開発は、各メーカーがしのぎをけずっており、月単位で、状況が変化している。現状、不確定な要素も多数あるが、近年のCMOS撮像センサの発展を背景に、太陽X線コロナに対する光子計測型の撮像観測が手の届く範囲になりつつある。我々は、各メーカーの状況を調査しつつ、センサーの評価試験・開発に向けた準備を進めている。我々は現在、次期太陽観測衛星SOLAR-Cに搭載する次世代X線望遠鏡の検討を進めている。この望遠鏡は太陽観測ではこれまでに行なわれたことのない光子計測型の軟X線撮像観測により、フレアにともなう粒子加速や衝撃波の形成、およびプラズマの加熱過程など、太陽コロナが示す多様な磁化プラズマ活動現象の物理過程を明らかにすることを目的としている。本年度、我々は生産ラインをモニタすることを主目的として開発された裏面照射型CMOSデバイスを入手し評価を行った。今回入手したデバイスは、初めて実用化された裏面照射型CMOSであり、科学目的に用いるにはノイズが大きく課題が多い。しかし、我々はFe55から生じるX線(Mn K-α=5.9keV,Mn K-β=6.4keV)を用いた照射実験を行い、取得した約6000枚のデータを解析することで、本デバイスが以下の特性を持っていることを評価した。(1)ディテクタに入射した光子1つが作る電子雲の半径は1ピクセル以下である,(2)1光子が作ったシグナルが1ピクセル内に収まったイベントのみを集めてエネルギースペクトルを作ると、Mn K-αとMn K-βの2つのラインが十分に分解出来る。(3)1光子が作ったシグナルが複数のピクセルに渡って広がっているイベントについては、該当ピクセルのシグナルを足し合わせると入射した光子1個のエネルギーに相当する、つまりシグナルのロスがない。これらの特性は、今後ノイズを低減させることが出来れば、裏面照射型CMOSデバイスを光子計測型望遠鏡の検出器として採用することが出来るということを示しており、光子計測型望遠鏡の実現に一歩近づいた。我々は、次期太陽観測衛星SOLAR-Cに搭載する次世代X線望遠鏡の検討を進めている。平成23年度は、最新の低ノイズ型裏面照射型CMOSデバイスを入手し下記の評価を行った。

まずは、露光時間を変えてダークデータを取得し、その分散から本CMOSデバイスの特徴である読み出しノイズを暗電流と共に評価した。読み出しノイズは、1露光につき約4electronと高い性能を示した。次に、Fe55から生じるX線(MnK-α=5.9keV,MnK-β=6.4keV)を用いた照射実験を行い、10ミリ秒露光で取得した約5000枚のデータを解析することで、本デバイスが以下の特性を持っていることを評価した。(1)ディテクタに入射した光子1つが作る電子雲の半径は1ピクセル以下である。(2)1光子が作ったシグナルが1ピクセル内に収まるイベントの割合は、約4割に達していた。(3)これらのイベントのみを集めてエネルギースペクトルを作ると、MnK-αとMnK-βの2つのラインが十分に分解出来る(チップ温度43°Cで、分解能250eV)。これらの結果は、我々が昨年度までに評価した2年前のCMOSデバイスと比べ、飛躍的に性能が上がっていることを示している。供給メーカーの開発計画と我々の評価結果を合わせて判断すると、太陽光子計測型望遠鏡に用いる裏面照射型CMOS検出器の実現性は高い。
重症心不全に対する細胞移植治療

近年、心臓再生を目的とした細胞移植治療が注目され、既に臨床応用に至っているが、冠動脈バイパス術などとの併用療法であり、単独療法での効果や、動物実験などから推測される効果との差異、科学的メカニズムの詳細は不明な点も多い。本研究では胎児心筋細胞(CM)を用いて、これをどのように移植すれば最大の効果(心不全心機能の改善)が得られるかについて検討した。また、骨格筋芽細胞(SM)と骨髄由来幹細胞(BMSC)について、移植細胞数、移植時期(病期)、移植される宿主の病態による違いなどについて検討した。CM移植においてはその生着率に低さが問題であったが、移植床を血管新生してやることである程度は解決された。また、左室形成単独療法は遠隔期に心機能低下を生じたが、細胞移植との併用治療法では遠隔期のリモデリングを抑制する可能性が示唆された。SM移植はCM移植に比べ急性心筋梗塞後に生じる梗塞周囲の酸化ストレスおよび左室のリモデリングを抑制した。また、慢性心筋梗塞においても梗塞周囲の酸化ストレスを抑制し、左室のリモデリングを逆行させる効果を示したが、CM移植はそれほどの効果をもたらさなかった。この違いには、移植細胞の生着率に関与している可能性と考えられた。さらに大量SM移植により梗塞部をほぼ完全に置換しうることが示された。梗塞モデルに対するBMSC移植では急性期には心筋内局所注入法も静脈内投与法も同様に心機能を改善させたが、慢性期には心筋内局所注入法の方が有効であった。DCMモデルでは骨髄細胞移植では急性期、慢性期ともに心筋内局所注入よりも静脈内投与の方が有効であった。また、DCMモデルにおいて細胞移植もG-CSF療法もともに心機能を改善させたが、今回の投与量では骨髄細胞移植の方が良好に心機能を改善させた。心不全に対する細胞移植治療の効果が報告されてはいるが、未だ臨床応用レベルには到達していない。本研究では心機能を改善させるのに要する細胞数を把握する事、また臓器からの細胞単離回収段階、細胞培養移植の段階、移植後の宿主内での3つの段階に分けて、より少ないドナー組織(臓器)から十分な細胞生着が得られるために必要条件を探求し、最適な細胞移植方法を確立する事を目的としている。本年度は虚血性心筋症ラットモデルを用いて心機能改善の程度がドナー細胞数によって依存しているかを検討した。同種同系であるルイスラットにおいて心筋梗塞作成4週間後に心筋梗塞サイズ及び心機能を評価する。次に、下記の4群において心機能の変化を観察した。A群:培養液のみを梗塞部に注入、B群:胎児心筋細胞6×10^5梗塞部に移植、C群:胎児心筋細胞6×10^6梗塞部に移植、D群:胎児心筋細胞6×10^7梗塞部に移植し、心エコーにて心機能の変化および組織学的に移植細胞の検討を行った。B, C, D群ともにA群と比べ有意に左室収縮力の改善を認めた。しかし、B, C, D群間では有意差を認めなかった。また、組織学上B, C, D群には移植細胞を認めたが、移植細胞は梗塞部中央にはほとんど存在せず、梗塞周縁部に存在した。さらに、B, C, D群でその生着細胞の割合はほとんど差を認めなかった。以上より心筋細胞移植では移植細胞数によらず生着細胞数は一定であり、このことは心筋細胞の虚血に対して非常に弱いことに関与していることが考えられた。そこで、同様の方法で骨格筋筋芽細胞について行ったが、この実験ではより多くの骨格筋筋芽細胞を移植した群で有意に生着率が高く、心機能の改善を認めた。

したがって、細胞移植では細胞種類により生着率が異なり、心筋細胞移植の際には心筋細胞の虚血に対する耐性を補う工夫が重要であると思われた。本研究では心不全に対する細胞移植治療に関して最適移植細胞数の把握、細胞単離回収段階、細胞培養移植の段階、移植後の宿主内での3つの段階に分けて、最適な細胞移植方法を確立する事を目的し研究してきた。近年、自己細胞移植に注目が集まり、当科でも骨髄幹細胞、骨格筋筋芽細胞をドナー細胞として用いて同様の研究を行った。昨年度の研究で細胞種類により生着率が異なり、骨格筋筋芽細胞が虚血耐性に優れていること認めていた。本年度は虚血性心筋症ラットモデルに対する骨格筋筋芽細胞移植を以下の如く結果を得た。<1>ルイスラットに心筋梗塞を作成し、4週間後に3群に分類:梗塞部に骨格筋芽細胞移植SM群、心筋細胞移植CM群、培養液のみ注入C群。処置後4週間心機能を評価し、摘出心の梗塞周辺部における酸化ストレスを8-hydroxy-2'-deoxyguanosine(8-OHdG)のデンシトメトリーによって定量した。また、各移植細胞の生着範囲を測定した。<2>移植する骨格筋筋芽細胞数をI群(1×10^5)、II群(1×10^6)、III群(1×10^7)として同様の実験を行った。【結果】研究1では治療後4週間の左室拡張末期径とakinesis sizeはSM群でのみ縮小し、左室内腔面積変化率はSM、CM両群でC群を有意に上回った。また8-OHdGインデックスはSM群で最小で梗塞周囲の酸化ストレス抑制を示した。SM群においてはCM群に比べ移植細胞生着率が有意に高く、研究2より移植細胞数の増加に伴い梗塞部に占める移植細胞の割合は高く、III群では梗塞部をほぼ筋性組織で置換した。骨格筋芽細胞移植は、慢性心筋梗塞において梗塞周囲の酸化ストレスを抑制し、左室のリモデリングを逆行させる効果を示した。さらに移植細胞数を増加させることで梗塞部を筋性組織で置換することが可能であり、リモデリング防止効果が増強すると考えられた。心不全に対する細胞移植治療に関して昨年度までの研究で骨格筋芽細胞(SK)が虚血耐性に優れ、移植細胞数が多いほど梗塞部を筋性組織で置換し、リモデリング防止効果が増強した。本年度は線維芽細胞増殖因子(bFGF)の徐放同時投与がSK移植の効果をさらに向上させるか否かを検討した。【方法】bFGFが4週にわたり局所徐放されるゼラチン水和ゲルシートを開発。30匹の心筋梗塞ルイスラットをI群(n=10):新生仔のSK(5x10^6個)を梗塞部位に移植後、bFGF100μg含浸ゼラチンシートを梗塞部及び梗塞周囲部を覆うように左室表面に付着させた。II群(n=10):SK移植後に生食含浸ゼラチンシートを左室表面におき、III群(n=10):培養液注入後に生食含浸シートをおいた。治療4週後、心機能評価後にラットを犠牲死させた。心臓標本をvon Willebrandfactorおよびfast skeletalmyosin heavy chainで免疫染色し、血管密度とグラフト組織体積を計算した。【結果】
細胞内情報伝達からみたアルツハイマー病の成因と治療に関するヒト死後脳研究

健常人(17-89才)、アルツハイマー病者(DAT)の死後脳及び一部はラットを用いて、脳の情報伝達系の変化を検索し以下の結果を得た。1)G蛋白質の機能と量:昨年度の研究で加齢に伴いG蛋白質量の変化(特にGiα、Gqαの減少)が生じるものの機能変化はみられないことをWestern blotting、AAGTP結合実験で明らかにした。またDATではG蛋白質量の変化を認めず、機能変化(AAGTPのGsαへの結合低下、GsαとGiαへのAAGTP結合比の低下)が認められることを報告した。今年度は症例を追加して同様の検討を行い、上記の結果を再確認した。2)アデニル酸シクラーゼ(AC)活性:健常人死後脳のAC活性は加齢により影響を受けなかった。DATの死後脳ではGppHNp刺激性AC活性の低下が観察された、この結果は1)のG蛋白質の機能変化と一致する所見である。3)チューブリン(Tu)の量と機能の変化:死後脳の細胞膜内Tu量は加齢によって変化せず、DAT群でも変化が見られなかった。ラット脳から精製したTuを用いて観た、Tuからヒト死後脳(頭頂葉領域)のGiαへのguanine nucleotideの転移反応はDAT群で低下していた。またTu-GppNHpによるACの抑制率もDAT群で低下していた。この結果は昨年ラット脳で発見した老化に伴いTuとGi蛋白質との相互作用が減弱するという現象と一致する所見である。また今年度はラット線条体を用いてTuとGs蛋白質との相互作用が老化に伴い減弱することを見いだした。4)cAMP分解系:^3H-rolipramのphosphodiesteraseへの結合量はDAT群で低下していた。このことはDATにおいてcAMP分解系の変化が生じていることを示す所見である。5)治療薬の開発:メコバラミンやアミトリプチリンなどの抗うつ薬の一部がG蛋白質に直接作用することを見いだした。G蛋白質に直接作用する薬物が将来抗痴呆薬となりうる可能性について論じた。
骨髄由来細胞を介した腫瘍血管新生及び増殖における血液線維素溶解系の機能解析

がん病態形成における、がん微小環境の重要性が注目されている。研究代表者らは、本研究で、血液線維素溶解系(線溶系)因子プラスミンの新規阻害剤のT細胞白血病・リンパ腫モデルへの投与が、マトリックスメタロプロテアーゼ-9の活性に依存したCD11b陽性F4/80陽性の骨髄由来細胞のがん組織への浸潤と、これに伴うリンパ腫の異常血管新生、及びその増殖を障害することを示した。また代表者らは、このプラスミン阻害剤が、CD45陽性CD11b陽性VEGFR-1陽性の骨髄由来細胞の動員抑制により、炎症性腸疾患にも有効であることを示し、がんを含む多くの疾患で、線溶系因子の創薬の標的分子としての重要性を示唆した。がん病態の形成過程におけるがん細胞周囲の組織微小環境の重要性が示唆されている。マトリックスプロテイナーゼ(MMP)、セリンプロテアーゼに代表されるプロテアーゼはその構成因子として機能し、がん細胞のみならず微小環境を構成する骨髄由来細胞の動態制御に深く関与することが明らかとなっている。申請者らは、生体内血管新生におけるセリンプロテアーゼ群に属する線維素溶解系(線溶系)因子の活性化と組織中への骨髄由来細胞動員の重要性を示唆した。本研究では各種プロテアーゼのがん病態形成における機能解析を主目的とし、薬剤による活性制御によるがん増殖抑制療法の可能性を探ることまでをその目的の範疇とする。昨年度までの研究で、代表者らは、マウス生体に移植された白血病・リンパ腫の増殖過程において、生体中でMMPの活性化が起り、これらが各種細胞増殖因子の細胞外ドメイン分泌を促進すること、さらにこれに伴ってがんを含む臓器組織中へと動員された骨髄由来細胞の一部が、微小環境の構成因子として機能し、血管新生因子の組織内供給源として機能していることを確かめた。今年度の研究で代表者らは、生体中の酵素前駆体であるProMMPから活性型MMPへの変換をプラスミンに代表される線溶系が制御していること、加えて線溶系・プラスミン阻害剤の投与が、MMP活性化の抑制を介して一部の白血病・リンパ腫の増殖を抑制し得ることを明らかにした。このことは、血液凝固・線溶系の白血病・リンパ腫増殖における新機能の存在を示唆している。本研究成果として、欧米でがん治療における臨床治験が暗礁に乗り上げているMMP阻害剤に対して、その上流の線溶系を阻害することによって一部の白血病・リンパ腫の増殖抑制が証明されたことから、今後のがん治療法開発において、線溶系因子群が、MMP阻害剤の代替として、新たな分子標的の可能性を有していることを示唆したものと言える。組織微小環境は細胞成分と細胞外マトリックスとで構成されており、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)やセリンプロテアーゼ群に代表されるプロテアーゼは、細胞外成分としてがん細胞のみならず骨髄由来細胞の各種細胞の生体内動態を制御している。今年度の研究で、代表者らは、生体中のMMPの活性化を起点とした一部の造血因子のプロセシングの促進と共に、分化・増殖、そして骨髄より動員される骨髄由来のCD11b陽性F4/80陽性細胞が、一部の血液腫瘍細胞周囲の微小環境中に集簇し、血管新生因子やさらなるMMPの産生を通じて、これらの腫瘍増殖に関与することを明らかにした。さらに代表者らが神戸学院大学との共同研究で見出された新規プラスミン阻害剤は、各種プロテアーゼの活性化を上流より阻害し、一部の血液腫瘍の増殖を抑制することを報告した。このことは、血液凝固・線維素溶解系因子群の血液腫瘍性疾患病態における新たな機能ばかりでなく、腫瘍増殖における骨髄由来細胞の重要性を示している。さらに代表者らは、血管内皮由来の分泌因子で、かつ血管新生因子の一つと目される血管の管状構造構築を制御するEGF-like domain7(Egfl7)が、骨髄内の幹細胞を含む造血系細胞の分化・増殖、そして各種骨髄由来細胞の動員にも寄与することを実験で明らかにした。現在、Egfl7の受容体候補分子との相互作用と生体内造血における意義について精査中であるが、これらの事象は、いずれも骨髄由来細胞を介した血管新生、そして腫瘍増殖機構の存在を示唆していると言えよう。骨髄由来細胞、そして各種プロテアーゼ活性を起点としたその動員機構は、がん治療の新しい標的として機軸となる可能性を有している。組織微小環境は細胞成分と細胞外マトリックスとで構成されており、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)や血液線維

素溶解系(線溶系)に代表されるセリンプロテアーゼ等の各種プロテアーゼは、細胞外微小環境#8212;マトリックスの主要な構成分子としてがん細胞のみならず骨髄由来細胞の各種細胞の生体内動態を制御している。今年度の研究で、代表者らは、虚血あるいは低酸素環境下に曝露されたマウス生体組織中で、線溶系を亢進するプラスミノーゲンアクチベータ(PA)の発現が増強すると共に、これに拮抗すると考えられるPA抑制因子(PAI-1)の発現と血中濃度の上昇を確認した。これを基礎として代表者らは、東北大学との共同研究によりPAI-1阻害剤をマウス生体に投与することにより、組織型PAの産生と各種MMPの活性化が惹起され、さらにこれに伴って顆粒球コロニー刺激因子をはじめとする造血因子の分泌供給が促進されることが判明した。またPAI-1阻害剤のマウス生体への投与は、虚血壊死組織中に好中球を中心とした骨髄由来細胞を動員することにより、各種血管新生因子の組織内供給を誘導し、結果的に血管新生と組織再生を促進することを明らかにした。加えて代表者らは、今年度の研究で、各種がん組織中で高発現が認められる膜型MMP(MT1-MMP)が、MMPの相互活性化、さらに各種造血制御分子の細胞外ドメイン分泌及びこれらの遺伝子発現調節によって骨髄由来細胞動態を制御していること、血管新生因子EGF-like domain 7(Egfl7)が造血系細胞分化に関与していること等を明らかにした。これらの研究成果は、腫瘍増殖、血管新生における骨髄由来の造血系細胞動員の意義と線溶系を起点とした新しい制御機構の存在を示唆したものと言える。血液がん-造血器悪性腫瘍の増殖・進展と血液線維素溶解系をはじめとするプロテアーゼ活性、そして骨髄由来細胞動員との連関を見出し、論文発表に至っただけでなく、これに関連した新たな造血・血管新生機構の解明、さらに昨年度までの研究を基礎とした、がんに対する新しい治療法の可能性も見出せたことから。26年度が最終年度であるため、記入しない。1.今年度までの研究成果を基礎として、血液がん#8212;造血器悪性腫瘍増殖に際し、骨髄から腫瘍組織あるいはその周囲に動員され、機能する細胞群、分泌され機能する生体因子、プロテアーゼをより詳細にプロファイリングし、その相互作用の詳細を明らかにする。2.血液がん#8212;造血器悪性腫瘍細胞に対する細胞外微小環境の構成分子と考えられた各種プロテアーゼの活性化、骨髄由来細胞動員と各種病態・病勢との連関についてヒト検体で確認していく。3.免疫不全マウスを使用したヒト細胞移植モデルを作製し、本研究で見出されたプラスミン阻害剤の臨床上の有用性を確認する。さらに薬剤投与量の増減により、至適投与量、毒性、副作用についてさらに精査を進める。血液学、腫瘍学、幹細胞生物学、免疫学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究主題とした骨髄由来細胞と血管新生、ないしは腫瘍増殖との関連性を明らかにしたのみならず、これを標的とした新しい治療法、創薬標的を提示したことにより、今後のトランスレーショナルリサーチ研究の基盤構築に成功したため。1.ヒト血液腫瘍病態に近いモデルを使用して、本研究で見出されたプラスミン阻害剤の臨床上の有用性を確認する。また血液腫瘍以外の固型がんでの有用性を精査する。2.Egfl7/Egfl7受容体候補分子シグナルの実体を明らかにし、生体内造血における機能解明を行う。さらにがん病態
トランスジェニックニワトリ卵を用いた経口免疫ワクチンによるアレルギー治療法の開発

本研究では、遺伝子導入ニワトリ卵を用いた経口免疫ワクチンによるアレルギー治療法の開発を目的として、以下の研究結果を得た。1. MHC-Crp-Fc含有卵白を用いた花粉症モデルマウスへ経口投与することで、モデルマウスの花粉症症状の軽減を示すことができた。また、治療スケジュールを確立することができた。2. TGF-beta遺伝子導入ニワトリにおいて、卵管特異的に目的タンパク質を発現させることができた。3.経口アレルゲン取り込み細胞誘導分子を作製できた。本研究では、スギ花粉アレルゲンエピトープ含有ワクチン卵を用いた際の腸管免疫系の活性化メカニズム解析を行うとともに、アレルゲンエピトープを遺伝子工学的に分子改変することで、腸管免疫系への活性化作用をさらに高めた経口免疫寛容誘導可能なワクチン卵によるアレルギー治療法の開発を目的としている。はじめに、MHC-エピトープ融合タンパク質を生産する遺伝子導入ニワトリ卵を用いて、花粉症モデルマウスにおける花粉症治療を評価した。アレルゲンエピトープは、MHC分子a鎖およびb鎖内に遺伝子工学的に組み入れ、さらに抗体のFc領域と融合させた(MHC-Crp/Fc)。その結果、エピトープ含有卵白を経口投与したモデルマウス群において、くしゃみ回数ならびに血清中IgE量を減少させることができた。これまでスギ花粉症患者での主要エピトープペプチド7つを人工的に連結させた融合タンパク質(cLys-7crp)の場合と比較して、エピトープを限定させても花粉症症状を軽減できることがわかった。モデルマウス個体への経口摂取において、投与回数、量、期間を変更することで、より効果的に確実に腸管免疫寛容を誘導する治療スケジュールを評価することができた。一方、すでに作製ずみのアレルギー抑制性サイトカインとして働くTGF-β遺伝子が組込まれた遺伝子導入ニワトリの解析を行った。遺伝子導入ニワトリは卵管特異的に目的タンパク質を生産できる発現ユニットとした。ウエスタンブロット法で評価したところ、遺伝子導入ニワトリ由来卵白サンプルにおいて、適切な分子量サイズでバンドを検出することができたことから、TGF-βが生産されていることがわかった。さらにその発現は期待したどおり、卵管特異的であった。昨年度に引き続き、トランスジェニック鳥類作製技術を用いて、アレルゲンエピトープを遺伝子工学的に分子改変することで、腸管免疫系への活性化作用をさらに高めた経口免疫寛容誘導可能なワクチン卵によるアレルギー治療法の開発を目的とし、研究を進めた。スギ花粉アレルゲンエピトープをMHC分子のalpha鎖およびbeta鎖内に遺伝子工学的に組入れ、さらに抗体のFc領域と融合させた融合タンパク質として、遺伝子導入ニワトリの卵白中に生産させた。これまでに花粉症モデルマウスに遺伝子導入ニワトリ由来の卵白を経口投与したところ、くしゃみ回数等の花粉症症状を緩和させることができている。そこで、治療スケジュール終了後、卵白の経口投与したスギ花粉症モデルマウスを詳細に解析し、MHC-アレルゲンエピトープ含有卵によるスギ花粉症治療の効果を検証した。モデルマウスから採血を行い、血清成分を解析したところ、野生型ニワトリ由来の卵白を投与したマウス群と比較して、全IgE量ならび抗原特異的IgE量の低下が見られた。また、治療後のマウス肺の組織化学的評価を行い、炎症度を評価したところ、治療群のマウスでは炎症のスコアは低くなり、肺炎症の低減を確認することができた。スギ花粉エピトープを限定的にした場合でも、モデルマウスへの経口摂取で、より効果的に確実に腸管免疫寛容を誘導することができたと考えられる。一方、経口アレルゲンは特殊分化した上皮細胞であるM細胞のみより取り込まれ、腸管免疫系の樹状細胞やリンパ球を活性化させることがわかっている。粘膜上皮細胞に存在するM細胞の分化誘導を促すタンパク質として知られているRANKLの細胞外ドメイン領域をクローニングした。今後、腸管免疫系でより効果的に作用する分子改変を行い、遺伝子導入ニワトリ由来卵白を用いた経口免疫寛容誘導可能なワクチン卵によるアレルギー治療法を開発していく。本研究課題では、スギ花粉症をアレルギーモデルの対象として、遺伝子導入ニワトリ卵を用いた経口アレルギー治療を試みた。具体的には、アレルゲンエピトープ融合タンパク質(MHC-Crp-Fc)遺伝子導入ニワトリの産卵した卵白を用いて、花粉症モデルマウスへ経口投与することでMHC-Crp-Fc含有卵の効能を評価した。アレルゲンエピトープは、アレルゲンCry j1とCry j2のそれぞれから多くのスギ花粉症患者で認められる1エピトープを選抜し、分子設計した。これまでスギ花粉症症状を軽減できた治療スケジュールと比較して、投与量・投与期間を低減させても、スギ花粉症モデルマウスの花粉症症状を緩和させることができた。また、効果的な免疫寛容誘導を期待して作製されたアレルギー抑制性サイトカイン(TGF-beta1)含有卵における潜在型TGF-beta1の発現定量および投与量の検討を行った。大腸菌に生産させ、精製した潜在型TGF-beta1を用いて、卵白中の潜在型TGF-beta1の発現量を見積もったところ、母乳中に含まれる潜在型TGF-beta1濃度よりもはるかに高く、免疫寛容誘導の効果が十分に期待できる濃度であった。さらに、腸管免疫系への活性化作用を誘導するために、M細胞分化促進タンパク質を発現させた。M細胞分化誘導因子として報告されているRANKLの細胞外ドメイン領域遺伝子を発現ベクターに組込み、形質転換体大腸菌株を用いて生産させ、カラムを用いて精製させることができた。

本研究結果では、アレルゲンエピトープを含んだ卵を産む遺伝子導入ニワトリを作製し、この卵白を食べることでスギ花粉症治療ができることをマウス実験で明らかにし、経口ワクチン鶏卵というトランスジェニック鳥類の新しい可能性を示すことができたと考えている。本研究では、遺伝子導入ニワトリ卵を用いた経口免疫ワクチンによるアレルギー治療法の開発を目的として、以下の研究結果を得た。1. MHC-Crp-Fc含有卵白を用いた花粉症モデルマウスへ経口投与することで、モデルマウスの花粉症症状の軽減を示すことができた。また、治療スケジュールを確立することができた。2. TGF-beta遺伝子導入ニワトリにおいて、卵管特異的に目的タンパク質を発現させることができた。3.経口アレルゲン取り込み細胞誘導分子を作製できた。遺伝子導入ニワトリが卵白中に生産したMHC-アレルゲンエピトープペプチド融合タンパク質(MHC-Crp/Fc)の効能評価を、スギ花粉症モデルマウスに卵白を経口投与することで行った。くしゃみ回数等スギ花粉症症状を低減させることができたので、マウスの詳細な解析を行ったところ、血清中全IgE量ならびに抗原特異的IgE量の有意な減少が観察された。また、肺炎症の程度を抑えることができた。このことから、MHC-Crp/Fc含有卵白を経口摂取することで、花粉症症状を緩和させることができた。これらの研究成果を国際学会を含めた複数の学会に報告した。また、腸管免疫系でより効果的に作用する分子改変の一つとして、M細胞分化誘導因子RANKLの細胞外ドメイン領域遺伝子のクローニングを行った。大腸菌を用いて予備検討を行ったところ、適切な分子量サイズに目的遺伝子を発現させることができた。本年度はおおむね順調に実行することができ、目的を達成することができたと考えている。遺伝子工学これまでに作製ずみの遺伝子導入ニワトリ由来スギ花粉症アレルゲンエピトープ含有卵白およびTGF-β含有卵白を用いて、腸管免疫系への活性化作用をさらに高めた経口免疫寛容誘導可能なワクチン卵によるアレルギー治療法を開発していく。具体的には、M細胞へ標的化可能な分子のクローニングおよび生産を行う。CHO細胞や大腸菌を用いてM細胞標的型組換えタンパク質を生産させ、適切に活性を維持して生産されるかを、ウエスタンブロット法やバイオアッセイ等評価するとともに、目的タンパク質を生産する遺伝子導入ニワトリを作製する。M細胞標的型組換えタンパク質含有卵白のモデルマウスへの経口摂取で、アレルギー疾患に対する評価を行う。検証法としては、アレルゲンに対するくしゃみ回数、血清中におけるアレルゲン特異的IgEならびにIgG抗体量、肺組織からの炎症解析のRT-PCR解析)等を行う。また、リンパ組織におけるTGFbetaおよびIL10生産量ならびに制御性T細胞割合測定を解析する。モデルマウスの脾臓組織より採取したCD4+T細胞培養中におけるサイトカイン分泌量の生化学測定を行うなど、アレルギーに関連する項目を多角的に解析する。
適応的な高精度高速XML検索に関する研究

XML情報検索の研究として,本年度は高精度化,高速化の課題に取り組み,利用者にとって有用な出力インタフェースにおいて適合性が高くかつ実用的な速度で結果を返すシステムKikori-KSを開発した.XMLデータを,広く普及している関係データベースに細分化して格納することにより,他の一般データとも共存が可能で汎用性が高いXML情報検索システムを開発した.一般利用者が簡単に利用できるようにキーワード集合を入力とし検索を行う.開発したXML情報検索システムは,任意の構造のXMLデータを格納できる.検索システム内部での単語の重み付けや格納する関係表の設計を工夫することにより精度と速度の向上を計る.出力インタフェースは,論文など文書を中心とするXMLデータを対象とし,検索結果を,問合せとの関連度が高い(1)部分文書順,(2)文書順かつ同一文書内では関連度に基づく部分文書順,(3)文書順かつ同一文書内では部分文書の出現順,に出力する3通りの方法を用意している.(3)では,部分文書の問合せとの関連度を明確化するためにフォントの大きさを変化させ視認性を向上させている.XML情報検索の性能を評価するためのテストコレクションを用いて評価を行ったところ,有用性の高い(3)の出力インタフェースを生成する場合に特に適合性が高いことが確認できた.また,関連する語彙知識獲得の研究として,潜在意味モデルを用いた類義語獲得および有効な文脈情報の比較検討の課題に取り組み,類義語獲得においてPLSIが有効であること,および,類義語獲得において用いる文脈情報として,近接関係および修飾関係が有効であることを明らかにした.XML情報検索の研究として,本年度は高精度化,高速化の課題に取り組み,利用者にとって有用な出力インタフェースにおいて適合性が高くかつ実用的な速度で結果を返すシステムKikori-KSを開発した.XMLデータを,広く普及している関係データベースに細分化して格納することにより,他の一般データとも共存が可能で汎用性が高いXML情報検索システムを開発した.一般利用者が簡単に利用できるようにキーワード集合を入力とし検索を行う.開発したXML情報検索システムは,任意の構造のXMLデータを格納できる.検索システム内部での単語の重み付けや格納する関係表の設計を工夫することにより精度と速度の向上を計る.出力インタフェースは,論文など文書を中心とするXMLデータを対象とし,検索結果を,問合せとの関連度が高い(1)部分文書順,(2)文書順かつ同一文書内では関連度に基づく部分文書順,(3)文書順かつ同一文書内では部分文書の出現順,に出力する3通りの方法を用意している.(3)では,部分文書の問合せとの関連度を明確化するためにフォントの大きさを変化させ視認性を向上させている.XML情報検索の性能を評価するためのテストコレクションを用いて評価を行ったところ,有用性の高い(3)の出力インタフェースを生成する場合に特に適合性が高いことが確認できた.また,関連する語彙知識獲得の研究として,潜在意味モデルを用いた類義語獲得および有効な文脈情報の比較検討の課題に取り組み,類義語獲得においてPLSIが有効であること,および,類義語獲得において用いる文脈情報として,近接関係および修飾関係が有効であることを明らかにした.
口腔癌における術前・術後化学療法後のGST-π発現の定量的解析と化学療法効果

口腔癌に対して,その早期発見,手術療法,化学療法および放射線療法の治療効果のモニタリング,再発の予知などに有用な腫瘍マーカーが求められており近年種々の悪性腸瘍ならびに前癌病変でその活性が著明に増加することが,知られるようになった新しい腫瘍マーカーであるGlutathion-S-transferase-π(以下GST-π)を用いて治療の各時期における血漿GST-π値および血清SCC値を測定し検討した。その結果1.口腔癌患者におけるGST-π値は健常人に比べ有意に高値を示したが,初発例と再発例の間には有意の差はみられなかった。2.StageI,IIおよびStageIII,IVの2群に分けて検討するとStageIII,IVの進行癌群がGST-πの陽性率が高い傾向であった。4.放射線療法によりGST-π値の低下した症例が多かった。5.手術後,多くの症例はGST-π値がcut-off値以下にあったが,術後に上昇傾向を示す患者はその多くが後に再発が生じた。6.化学療法によるGST-π値の変化は症例により多様であった。7.SCC抗原との比較では,GST-π値の方が,初発例,再発例ともに陽性率が高かった。以上のことからGST-πは口腔癌患者の経過を観察するための指標になると思われた。
非正社員の均等待遇規制と間接差別規制の再定位―判例分析・理論分析を通じて

本研究は、非正規雇用の均等待遇規制と間接差別規制(特に間接性差別)の意義および特色について、両規制が重なる箇所に着目して問い直すものである。具体的には、判例研究および理論研究によって、間接差別法理が、正規・非正規の均等待遇の領域を規制対象としていることの意味を明らかにし、そのうえで非正規雇用の均等待遇規制と間接差別規制の法的な位置づけを再度問い直した。研究の結果、差別禁止規制の問題と非正規雇用の問題の結節点として、非正規雇用に対する間接性差別規制を論じることは難しく、EUにおける間接性差別法理を通じた非正規問題への規制は、当時の特殊な事情を背景とした一時的な現象とみることができる。本年度は、初年度なので(1)間接差別に関する立法および判例の検討(【第1段階:判例研究】)、および(2)文献研究(【第2段階:理論研究】)の準備作業をおこなった。(1)については、資料収集を行いつつ、判例・立法の分析を通じて、(1)判例にみられる間接差別法理の規制範囲、(2)判例にみられる間接差別法理の規制根拠という2つの課題を具体的に明らかにした。EUの判例分析については過去の研究が多かったため、それを参考にしつつ、最新の判例なども含めて総合的に検討した。過去の研究があったことから、初年度から本格的な分析をおこなうことができた。イタリアについては、これまでの研究過程で収集した資料を活用しつつ、判例の網羅的な研究をするために、不足する分を早急に調達して分析し議論の整理をおこなった。(2)については、文献の収集および日本における既存の議論の把握をおこなった。すなわち、理論研究において必要な資料を収集し、それらの分析を行った。理論研究においては、とくにブレーシャ大学のMarzia Barbera教授およびカターニア大学のBruno Caruso教授の研究協力をえて、必要な文献の収集およびその理解に努めることを予定していたが、本年度は海外調査をおこなうことができなかったため、Barbera教授の支援はうけなかった。Caruso教授については、カターニア大学法学部図書館のオンラインサービスなどを活用させていただくなどの協力をえた。これとはほかに、本研究と関連する領域であるイタリアの有期労働契約法制の研究および日本における均等待遇原則に関する学説の議論の進展および新しい立法の位置づけなどに関する研究もおこなった。本年度は、前年度の研究を踏まえて、(1)【第2段階:理論研究】および(2)【第3段階:総括】の準備作業をおこなった。初年度に収集した資料の分析のほか、追加的な資料収集とそれらの分析をおこなった。(1)については、日本における間接差別に関する議論および雇用平等における基礎理論の分析をおこなった。その結果、日本における間接差別の議論においては、差別禁止法理の実効性の強化という観点からの分析が多く、たとえばアメリカの法理とイギリスやEUの法理の差がなぜ生まれたかなどの法理の深層に迫る議論はあまり見受けられないことが判明した。また、雇用平等の基礎理論においても、間接差別法理の位置づけを十分におこなえているものは少ないことが判明した。本年度も海外調査をおこなうことはできなかったが、Caruso教授の協力によりカターニア大学法学部図書館のオンラインサービスなどで、調査できない部分の一部を補うことができた。また、イタリアの図書を当初の想定よりも多く購入することで情報の不足を補った。とはいえ、調査が不足している部分も少なくはなく、来年度は海外調査が必須になる。(2)については、第2段階で得られた各論を総括することにより、それによって非正社員の均等待遇規制と間接差別規制の法的位置づけを再考することを念頭に、間接差別法理が正社員と非正社員の均等待遇の領域までを規制対象としていることの法的な意味を考察しているところである。本年度は、前年度の研究を踏まえて、【第3段階:総括】をおこなった。総括の作業に先立って、初年度の【第1段階:判例研究】および2年目の【第2段階:理論研究】から得られた知見に基づき、新たに非正規雇用の実態について研究した。そのうえで、総括として間接差別規制を再検討した。非正規雇用の実態については、欧州およびイタリアの各種の統計、ならびに日本の各種統計、経済学による実証研究などを踏まえた研究をおこなった。研究にあたっては、海外調査を実施する予定であったが、家庭の事情等により本年度もそれを実施することができなかった。その代わりに、洋書を当初の予定よりも多く購入することで情報の収集につとめた。研究の結果、非正規雇用は、特に近年において、欧州でも日本でも、様々な属性をもつ労働者から構成されているものであり、非正規雇用の問題を女性労働者の問題とひとくくりで論ずるのは難しいことが判明した。以上から、差別禁止規制の問題と非正規雇用の問題の結節点として非正規雇用に対する間接性差別規制を論じることは難しく、EUにおける間接性差別法理を通じた非正規問題への規制は、当時はEUレベルで非正規雇用に関する直接的な規制がないことなどを背景とした一時的な現象とみることができる。とはいえ、確かに非正規問題全般に対して間接性差別規制を適用することには難はあるものの、女性労働者のかなりの割合が非正規雇用であること、非正規雇用の中で占める女性の割合がなおも高いことを勘案すれば、間接性差別規制を限定された範囲内では適用可能とみることもできる。そのような、規制の正当化事由について、より突っ込んだ考察が必要であり、現在その作業をすすめているところである。

具体的には、判例研究および理論研究によって、間接差別法理が、正規・非正規の均等待遇の領域を規制対象としていることの意味を明らかにし、そのうえで非正規雇用の均等待遇規制と間接差別規制の法的な位置づけを再度問い直した。研究の結果、差別禁止規制の問題と非正規雇用の問題の結節点として、非正規雇用に対する間接性差別規制を論じることは難しく、EUにおける間接性差別法理を通じた非正規問題への規制は、当時の特殊な事情を背景とした一時的な現象とみることができる。当初の予定とそれほど乖離せずに研究は進んでいる。海外調査が2年実施できなかったことによる多少の不足はあるが、それ以外には研究の進行に問題はない。カターニア大学法学部図書館のオンラインシステムを利用できたことが大きい。本年度は、理論研究(【第2段階:理論研究】)を中心におこなった。既存の議論の不足は予想していたものであり、今後は新しい視点からの既存の裁判例・理論の読み直しが必要となってくるであろう。均等待遇法理については、労働契約法およびパートタイム労働法の改正により、新しい規制が導入されている。新規制については、細かい解釈論だけではなく、より広い視点から、これを理論的にどのように位置づけるのかに関する議論も始まっており、その点も本研究に取り込んでいきたい。労働法研究が概ね順調に進んでいることから、当初の予定どおりに進めていく予定である。本年度は、【第3段階:総括】に重点をおいた研究となる。すなわち、第1段階および第2段階で得られた各論をふまえ、また、最近の均等待遇一般に関する理論もとりこみながら、これを総括する。それによって非正社員の均等待遇規制と間接差別規制の法的位置づけを再考することを念頭に、間接差別法理が正社員と非正社員の均等待遇の領域までを規制対象としていることの法的な意味を立体的に描きだす。ほぼ当初の計画通りに研究は進んでいる。初年度の立法・判例の研究(【第1段階:判例研究】)は、日本語の文献がすでにいくつか存在することもあり、初年度から十分な研究をおこなうことができた。ただし、資料の分析および収集に若干の不足があるため、不足分について次年度も立法・判例の研究を続ける予定である。もっとも、これは当初の研究計画のごくささいな修正にとどまるものである。理論研究(【第2段階:理論研究】)の準備作業となる資料収集については、予定していた平成26年3月の海外調査が実施できなくなったため、当初計画していたほどには、資料の収集がおこなうことができなかった。しかし、カターニア大学のBruno Caruso教授の支援により、同大学法学部図書館のオンラインシステムを利用することなどができたため、十分とまでは言い切れない者のかなりの文献を収集することができた。したがって、次年度は当初の計画通りに文献の収集よりは文献の分析のほうに比重をおいた研究活動ができることとなった。
腔癌治療のためのナノバブルと超音波を用いた新しい術中迅速診断システムの開発

本研究の目的は、口腔癌の治療のためのナノバブルと高周波超音波を用いたリアルタイム画像診断法を開発することである。本研究により、超音波造影剤によるハレーション、動脈の拍動による画像のぶれ、未成熟な腫瘍新生血管の画像構築の問題が浮上した。一方、ナノバブルの血中動態の四次元的解析により診断精度が向上することが明らかとなった。本研究では、上記問題点の解決のため高周波超音波画像解析システムのハードおよびソフトの改善を行った本研究の目的は、口腔癌の治療のためのナノバブルと高周波超音波を用いたリアルタイム画像診断法を開発することである。本研究では、上記問題点の解決のため高周波超音波画像解析システムのハードおよびソフトの改善を行った人口の高齢化に伴い急増している基礎疾患を有する口腔癌患者においては、長時間の手術に伴なう様々なリスクから、迅速病理組織診断に十分な時間を取れない症例も多く、短時間での診断演可能な新しい術中診断システムの開発が望まれる。本研究の目的は、超音波造影剤としてのナノバブルと高周波超音波画像診断装置、および口腔内のような狭い空間内でのスキャニングが可能な超音波プローブを用いた新しい術中迅速画像診断システムを開発し、口腔癌の術中における精確な原発巣の切除範囲の設定やリンパ節転移の診断をリアルタイムで可能にすることである。平成21年度においては、実験腫瘍モデルマウスを用いて、口腔領域のような狭小なスペースに多様な組織あるいは臓器が混在する部位を想定した場合に生じる、ナノバブルと高周波超音波を用いた画像診断システムによる腫瘍血管の画像解析における問題点を検討した。その結果、本診断システムにおいて解決すべき様々な問題点が浮上してきたが、その一方で、新しい知見も得られた。すなわち、頸部所属リンパ節のように病巣部の近傍に太い動脈がある場合における超音波造影画像においては、超音波造影剤によるいわゆるハレーションが生じること、さらに、動脈の拍動により血管構築画像にぶれが生じることにより、微小血管の描出が困難になること、未成熟な腫瘍新生血管では、未だ循環系に組み込まれておらず、組織学的に血管が存在しても画像として描出されないこと、静止画像では、正常組織と病変部との識別が困難であっても、ナノバブルの血中の動態を四次元的に解析することにより、病変部を識別できる場合があることなどである。本研究の目的は、頸部のような解剖学的に複雑な領域や口腔内のような狭い空間内でのスキャニングが可能な超音波プローブとナノバブルと高周波超音波を用いた新しい術中迅速画像診断システムを開発することである。これまでの研究においては、実験腫瘍モデルマウスを用いて、口腔領域のような狭小なスペースに多様な組織あるいは臓器が混在する部位を想定した場合に生じる、ナノバブルと高周波超音波を用いた画像診断システムによる腫瘍血管の画像解析における問題点を検討した。その結果、本診断システムにおいて解決すべき様々な問題点が浮上してきた。平成22年度の研究においては、超音波画像解析装置のハードおよびソフトの両側面からの改善策を検討し、かなりのレベルまで改善することができた。しかし、6軸アームを使用した場合、6軸アームのバックラッシュにより抽出画像の誤差が無視できないレベルで生じるという問題が浮上してきた。これまで我々は、実験腫瘍モデルマウスを用いて、ナノバブルと高周波超音波を用いた画像診断システムによる頭頸部領域の腫瘍血管の画像解析における問題点を検討した。その結果、病巣部の近傍に太い動脈がある場合においては、超音波造影剤によるいわゆるハレーションが生じること、さらに、動脈の拍動により血管構築画像にぶれが生じることにより、微小血管の描出が困難になること、未成熟な腫瘍新生血管では未だ循環系に組み込まれておらず、組織学的に血管が存在しても画像として描出されないこと、静止画像では、正常組織と病変部との識別が困難であっても、ナノバブルの血中の動態を四次元的に解析することにより、病変部を識別できる場合があることなどが明らかとなった。これらの問題点に関して、これまで、超音波画像解析装置のハードおよびソフトの両側面からの改善策を検討し、かなりのレベルまで改善することができた。しかし、6軸アームを使用した場合、6軸アームのバックラッシュによる抽出画像の誤差が無視できないレベルで生じることが明らかとなり、平成23年度においては、6軸アームのバックラッシュの問題の解決をハードおよびソフトの両面から検討した。

しかし、現有の6軸アームでの諸問題の解決は困難であり、むしろ比較的狭い範囲を一方向にスキャン可能な超音波プローブを開発し、その超音波プローブを用いて二次元画像を取得し、その二次元画像から三次元画像を構築するシステムの開発の方が現実的と考えられた。
レクチン様酸化LDL受容体を用いた診断・治療・治療薬開発の試み

ヒトのLOX-1の遺伝子のクローニングを行い、LOX-1の遺伝子構造を明らかにするとともに、12番染色体の短腕に遺伝子が位置することも明らかにした。また、LOX-1の発現調節について検討を行い、リガンドである酸化LDLや炎症性のサイトカイン、高血圧・糖尿病・高脂血症のような病態下で発現が亢進することがわかった。LOX-1の機能については、内皮細胞における酸化LDLの作用点としてLOX-1が活性酸素の産生やNO産生の抑制に重要であることも示唆された。また、LOX-1が活性化血小板や白血球との相互作用を媒介することも明らかになった。病態におけるLOX-1の意義については、LOX-1を血管特異的に発現させたトランスジェニックマウスとアポE欠損マウスとの交配により得たマウスの解析を行い、血管へのLOX-1の過剰な発現により酸化LDLの血管への作用が増強し、動脈硬化が増悪することを見出した。また、マクロファージの血管への浸潤も亢進していることが明らかとなった。このことから、LOX-1が動脈硬化促進分子として生体内で機能することが明らかとなった。さらに、動脈硬化以外の疾患の解析も行い、エンドトキシンによるブドウ膜炎や、ザイモザンによる関節炎モデルにおいてLOX-1機能の抑制はこれらの炎症を抑制し、臓器障害を軽減した。また、心筋梗塞モデルにおいてもLOX-1機能の抑制は梗塞巣の拡大を抑制した。これらのことより、種々の病態においてLOX-1機能制御が治療に役立つ可能性が示唆された。LOX-1を抗原として作製したモノクローナル抗体のスクリーニングを、LOX-1による酸化LDLの取り込みを阻害を指標として行った。これまでの研究でLOX-1がアポトーシス細胞を認識し、さらにフォスファチジルセリンがこの際のリガンドとなっていることを明らかにした。このことから活性化に伴いフォスファチジルセリンを表面に露出することが知られている血小板の認識にLOX-1が関係しているのではないかという仮説を立て、得られた中和抗体を用いて検証を行った。LOX-1発現細胞と血小板をインキュベートすると有意な結合が見られ、これはLOX-1に対する抗体により阻害されるとともに、PS結合蛋白であるアネキシンVによっても阻害された。さらに血小板をトロンビンで活性化した上でLOX-1発現細胞と反応させるとより多数の血小板の結合が観察された。これらの結果から、活性化により血小板表面に露出されたPSを介して血小板を結合すると考えられた。抗LOX-1抗体は内皮細胞への血小板の結合も抑制するため、LOX-1は内皮細胞においても主要な働きをしていると考えられる。血小板と内皮細胞とのLOX-1を介した相互作用は内皮細胞からのエンドセリンの放出も促進したことから、単なる表面への結合だけではなく内皮細胞の活性化も引き起こすこともわかった。動脈硬化症の成因に重要と考えられる酸化LDLの受容体LOX-1を報告者は先に発見したが、このことを生かして遺伝子工学的にLOX-1の発現を増減させたマウスの解析、LOX-1とそのリガンドとの相互作用を人為的に修飾することによる生理的意義の解明と、治療の可能性の検討、さらにLOX-1を利用したLOX-1結合リポ蛋白の定量による診断的有用性の検討を目的とした。LOX-1遺伝子過剰発現マウスおよびノックアウトマウスについては現在解析の途上である。しかし、抗LOX-1中和抗体を用いた解析については多くの成果が得られており、たとえば内皮細胞における酸化LDLの作用点としてLOX-1が活性酸素の産生やNO産生の抑制に重要であるだけでなく、炎症反応や血栓形成反応におけるLOX-1の重要性が明らかになりつつある。

また、これらの結果からLOX-1のアンタゴニストが種々の疾患の治療手段として有効であることも示唆された。また、LOX-1が血管内皮細胞上で機能しているとすると、リガンドの存在様式が問題となる。特にLOX-1は動脈硬化巣が形成される以前から機能して血管内皮細胞および血管全体の機能を変化させていると考えられるため、血液中のリガンドを同定することが重要である。この点を解決するために、遺伝子組み換えにより作成したLOX-1と抗apoB抗体を組み合わせることにより、血液中の酸化LDLに相当するLOX-1のリガンドを検出、定量する方法を確立した。高脂血症ウサギの血中LOX-1リガンドを定量すると正常ウサギの数倍に上昇しており、高脂血症下では実際に血液中にLOX-1のリガンドが増加し、LOX-1への作用が強くなっていることが明らかになった。またこのことから、血中LOX-1のリガンド濃度を測定することが、動脈硬化の進展予後や血管内皮機能を予測する上で有用であると考えられた。動脈硬化症の成因に重要と考えられる酸化LDLの受容体LOX-1を我々は先に発見したが、このことを生かして遺伝子工学的にLOX-1の発現を増減させたマウスの解析、LOX-1とそのリガンドとの相互作用を人為的に修飾することによる生理的意義の解明と、治療の可能性の検討、さらにLOX-1を利用したLOX-1リガンド定量の診断的有用性の検討を目的とした。LOX-1遺伝子過剰発現マウスおよびノックアウトマウスについては現在解析の途上であるが、これまでに得られたin vitroの結果を反映するように、LOX-1が動脈硬化促進的に働く分子であることが明らかになりつつある。また、抗LOX-1中和抗体を用いた解析については多くの成果が得られており、炎症反応、血栓形成反応、虚血再還流障害におけるLOX-1の重要性が明らかになりつつある。一方、LOX-1は動脈硬化巣が形成される以前から機能して血管内皮細胞および血管全体の機能を変化させていると考えられるため、比較的健常と考えられる人で、血液中のリガンドを測定し、その診断的価値を検討することが重要である。これまでの研究で血液中のLOX-1リガンド測定系を樹立し、高脂血症動物モデルでLOX-1リガンド濃度が上昇していることを明らかにしている。今年度はさらにヒトの検体を用いて高脂肪食の摂取一回で、血液中のLOX-1リガンドレベルが上昇し、これが抗酸化ビタミンで抑制されることから酸化的な機序によるものである可能性を示した。高脂肪食の摂取により、急速に血管内皮細胞の機能が障害されることが知られているが、本研究で得られた結果は、LOX-1リガンド活性が血管内皮機能をよく反映している事を示唆しており、虚血性心疾患発症予測のよい指標となるLOX-1遺伝子ノックアウトマウスを解析し、血管内皮細胞へ酸化LDLが作用して起きる現象、すなわち内皮細胞からのNO放出の減少や、接着因子などの発現増加がノックアウトマウスでは顕著に抑制されていることを見出した。また炎症モデルを解析して、LOX-1ノックアウトマウスでは炎症の程度が軽く、その原因として炎症細胞浸潤が弱いことが考えられた。このことから、LOX-1が確かに血管内皮細胞で酸化LDLの作用を媒介していることが明らかになるとともに、炎症の機能分子として働いていることもわかった。