hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンピュータモデル「ハイドロサーム」のための重力ポストプロセッサーの開発

重力ポストプロセッサーは、地下の流体流動変化に伴う重力変化を計算し、表示するものである。本研究では、地熱流体の生産・還元に伴って生じる重力変化の原因を素因毎に定式化し、地下の質量変化を計算するものであるが、2年間の研究において、ほぼ所定の性能のものを完成させた。本年度は、引き続き、重力ポストプロセッサーを用いて解析を行う重力データの取得を行った。主研究対象地域は大分県の八丁原地熱地域および滝上地熱地域である。これらのうち、八丁原地熱地域は地熱開発開始後の重力データはほぼ完備した。そして、重力測定結果に基づき、持続可能な地熱発電が可能であることを実証した。すなわち、重力測定結果に基づき、地熱貯留層の質量収支を評価した結果、地熱発電に伴い失われる地熱流体量は、還元によって地熱貯留層に補給される熱水量と、地熱貯留層周辺から自然に地熱貯留層に涵養される流体量の合計にほぼ等しいことが明らかにされた。一方、滝上地熱地域の重力測定値を解析、整理した結果、以下のようなことが初めて明らかにされた。すなわち、1996年の地熱発電所運転開始後の2時期、ずなわち、前期:1996年2002年、および、後期:2002年2008年に分けて、重力観測結果に基づいて、地熱貯留層内の質量変化を評価した。その結果、本地域では、還元熱水は地熱貯留層に回帰していないことが明らかにされるとともに、地熱貯留層周囲から自然に地熱貯留層に涵養される流体量は前期で10.9メガトン、後期で、14.5メガトンと、開発後次第に自然の涵養量が増え、後期では、地熱発電に伴って失われる流体質量と地熱貯留層へ自然に涵養される流体質量はほぼバランスしていること、すなわち、持続可能な地熱発電が行われていることが明らかにされた。以上のように、本研究を通じて、重力データの解析に基づき、持続可能な地熱発電が可能であることを示すことができた。重力ポストプロセッサーを用いて解析を行う重力データの取得を行った。研究対象地域は大分県の八丁原地熱地域、滝上地熱地域および鹿児島県の山川地熱地域である。八丁原地域では3回、滝上地域では1回、山川地域では、2回の重力変動観測を行った。滝上地域では、絶対重力計による観測も合わせて行った。いずれの調査地域においても、往復繰り返し測定を行い、その後測定された重力値に対して、ドリフト補正・潮汐補正等の補正を行い、各地域ごとに、基準点に対する重力変動値を求めた。これらの変動値を求めることによって、各地域ごとの空間的な重力変動を明らかにした。その結果、八丁原および山川地域においては、重力値に季節変動が見られるが、最近の安定した地熱流体の生産・還元に対応して、重力値には大きな変動は見られなかった。来年度も同様の観測を繰り返し、2年間における重力変動を明らかにし、以下で述べる重力解析プロセッサーを用いて、観測された重力値と地下における流体流動の変化を対応づけることになる。重力ポストプロセッサーは、地下の流体流動変化の結果に基づいて、重力変化を計算し、表示するものであるが、その作成においては、地下の流体流動生産・還元に伴って生じる重力変化の素因ごとに定式化するとともに、重力変化を計算するフローシートを完成させた。さらに、重力変化を引き起こす素因ごとに影響評価を定量的に表現し、グラフ化した。また、重力変動に基づいて、地下の質量変化を計算するアルゴリズムも完成させた。以上のように、本年度において重力ポストプロセッサーの基本構造を完成することができた。

その結果、本地域では、還元熱水は地熱貯留層に回帰していないことが明らかにされるとともに、地熱貯留層周囲から自然に地熱貯留層に涵養される流体量は前期で10.9メガトン、後期で、14.5メガトンと、開発後次第に自然の涵養量が増え、後期では、地熱発電に伴って失われる流体質量と地熱貯留層へ自然に涵養される流体質量はほぼバランスしていること、すなわち、持続可能な地熱発電が行われていることが明らかにされた。以上のように、本研究を通じて、重力データの解析に基づき、持続可能な地熱発電が可能であることを示すことができた。
機能改変型サイトカインを用いた免疫誘導療法の開発

本研究では、免疫応答制御に重要な役割を担うI型インターフェロン(IFN)に着目し、それらの免疫誘導機序の解析や機能改変型IFNの創製を通じて、免疫誘導療法の最適化を試みた。まず、独自に作製した構造変異IFN提示ファージライブラリを用いて、結合力に基づくセレクションを行った。スクリーニングの結果、抗ウイルス活性に優れたIFN変異体を単離・同定することに成功した。ヒトには本来、外部から侵入した異物を排除して生体を守る免疫システムが備わっているが、一端、免疫バランスに破綻が生じると、感染症や自己免疫疾患など様々な疾患を引き起こすことが知られている。近年、これら免疫疾患の克服に向けて、免疫を正負に自由自在に制御し、免疫応答のバランスを是正し得る"Immunomodulator"の開発が待望されている。そこで本研究では、免疫応答制御の根幹を担うサイトカインに着目し、それらの免疫誘導機序の解析や機能改変型サイトカインの創製を通じて、免疫誘導療法の最適化を図った。本年度は、独自の機能性人工蛋白質創製技術であるファージ表面提示法のさらなるシステムアップを目的に、質の高いファージライブラリの作製、及び結合力に基づくセレクションであるパンニング条件の最適化を行った。また、免疫誘導能に優れたサイトカインであるインターロイキンやインターフェロンの特性評価を行い、粘膜ワクチンアジュバントとしての可能性を検証した。さらに将来的により有効性、安全性に優れた"Immunomdulator"として開発することを念頭に、機能改変インターフェロンの創製を試みた。その結果、レセプター結合領域に位置する計5箇所のアミノ酸を網羅的に他のアミノ酸へと置換した構造変異インターフェロン提示ファージライブラリを作製に成功した。今後は、最適条件下でパンニングを行うことで、レセプターに対して様々な結合特性を有する機能性人工インターフェロンを創出し、その中から、抗ウイルス活性など粘膜免疫制御に優れた変異体をスクリーニングする予定である。そこで本研究では、免疫応答制御の根幹を担うサイトカインに着目し、それらの免疫誘導機序の解析や機能改変型サイトカインの創製を試みた。本年度は、昨年度までに構築した構造変異インターフェロン(IFN)提示ファージライブラリを用いて、その中から、抗ウイルス活性に優れた機能改変型IFNの創製を図った。構造変異IFN提示ファージを用いて、IFNAR2に対する結合力の基づくセレクションであるパンニング操作を複数回繰り返した。各パンニングラウンド後に回収したファージをモノクローン化し、個々のクローンについてELISAにより結合力を評価した結果、パンニングを繰り返すにつれて、IFNAR2に高親和性を示すクローン数が増大していた。さらに、シンドビスウイルスに対する抗ウイルス活性を指標に評価したところ、野生型IFNよりも強い抗ウイルス活性を有するIFN変異体を複数単利・同定することに成功した。今後は、これら活性増強型変異体の粘膜ワクチンアジュバントとしての有用性評価を行うとともに、これら情報を活用することで、免疫誘導制御能に優れた新規"Immunomodulator"の開発に大きく貢献することが期待される。
多体disk模型による介在物が存在するすべり現象の解明

すべり面間の介在物をdiskによってモデル化したすべりの多体disk模型を通して、ミクロな素過程からマクロなすべり現象を明らかにする研究をおこなった。すべり面間に(ここでは、同軸の円筒間に)アクリル製のdiskをランダムに充填し、disk層の厚さ(35層)を変えた系統的なモデル実験をおこなった。トルクモーターをもちいて外側の円筒を一定角速度で回転させ、システム全体の挙動を計測するために内側の円筒にかかるトルクの計測をおこなった。同時に、ビデオカメラを用いることにより、個々のdisk挙動を計測し、個々のdiskが層間を移動することを明らかにした。これらの実験により、diskの接触ネットワークの構造と系全体の挙動を明らかにすることを試みた。実験で得られたトルクの時系列のスペクトラム解析をおこなった。その結果、系にかかるトルクの時系列は1/f^αゆらぎをもつことが明らかになってきた。非線形科学における1/fスペクトラムの発生の雛形モデルの一つになる可能性を秘めており、disk層の厚さ(35層)を変えた実験をおこない、1/fスペクトラム発生の解明をめざして研究をおこなった。その結果、disk層の厚さに依らず、1/fスペクトラム(1/f^αでα=0.81.1)が発生することがわかった。また、diskの接触ネットワークを調べる上で、実際に接触しているか、あるいは非常に近接しているので一見接触しているように見えるかをビデオ画像だけから詳細に調べることは困難である。そこで、個々のdiskの接触状況を光弾性をもちいてdiskの接触ネットワークを詳しく調べることができる可能性を示した。すべり面間に(ここでは、同軸の円筒間に)アクリル製のdiskをランダムに充填したモデル実験をおこなった。同心円の2つの円筒の間diskを詰め込むことにより、繰り返しすべり実験をおこなうことができた。同時に、ビデオカメラを用いることにより、個々のdisk挙動を計測した。これらの実験により、diskの接触ネットワークの構造と系全体の挙動を明らかにすることを試みている。その結果、系にかかるトルクの時系列は1/(fα)ゆらぎをもつことが明らかになってきた。非線形科学における1/fスペクトラムの発生の雛形モデルの一つになる可能性を秘めており、disk層の厚さ(25層)を系統的な変えた実験をおこなうことにより1/fスペクトラム発生の解明をめざして研究を進めている。また、diskの接触ネットワークをビデオ画像だけから詳細に調べることは困難である。実際に接触しているかあるいは非常に近接しているので一見接触しているように見えるだけで実際は接触していないかを区別するのが難しいからである。それゆえに、個々のdiskの接触状況を光弾性をもちいて計測するシステムを開発中である。
妊娠初期の流産（胚着床の阻害）はなぜ起きるのか？

本年度の研究では、着床ウインドウの制御、特にウインドウ閉鎖の仕組みを明らかにすることで、動物種間および動物個体間で普遍的に応用が可能である着床不全の解決方策を打ち出すことを目指した。マウス着床期における子宮上皮細胞の増殖動態は着床ウインドウの開閉と密接に関連しており、着床ウインドウが開いている時期には上皮細胞の増殖は全く観察されなかった。エストロジェンが上皮細胞の増殖再開を引き起こすことによりウインドウを閉鎖したことから、エストロジェンの下流でウインドウの閉鎖を実行する因子の探索を行った。マウス子宮内膜におけるトランスクリプトームの解析結果より、エストロジェン作用によって着床ウインドウが閉鎖された子宮内膜では、FGF経路に関わるFgf2遺伝子、およびIGF1経路に関わるIgfbp3遺伝子の発現が高いレベルにあることが明らかとなった。関連組換えタンパク質の投与により、各シグナル経路がウインドウの閉鎖に寄与するかについて調査したところ、IGF1タンパク質の投与によってIGF1経路が活性化された子宮では、上皮における細胞増殖が誘起され、着床ウインドウが閉鎖されることが明らかとなった。一方、FGF2およびFGF9タンパク質の投与によるFGF経路の活性化は上皮細胞の増殖を誘導しなかった。以上より、マウスの着床ウインドウの閉鎖は、エストロジェンのIGF1経路を介した作用によって実行されることが明らかとなった。すなわち、IGF1経路を阻害することによって着床ウインドウの閉鎖を阻止することで、子宮内膜が胚を受容可能である期間を延長させ、将来的にヒトや家畜における効率の良い胚着床、および着床不全の回避がもたらされるかもしれない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、マウスの着床誘導因子およびその発現制御機構を調査することにより、着床期流産の原因解明を目指す。本年度は、マウス系統に固有の着床制御機構について検証した。具体的には、ICRおよびC57BL/6J(B6)系統のマウスに対して、着床の成立において重要な役割を果たす白血病阻止因子(LIF)の作用を中和抗体の腹腔内投与によって阻害した後、子宮内膜を回収し、マイクロアレイ法を用いて対照群との間でトランスクリプトームの比較を行った(ICR実験群vs ICR対照群、およびB6実験群vs B6対照群の比較)。その結果、LIF阻害によって発現量が上昇もしくは減少する遺伝子のパターンは、両系統間で著しく異なることがわかった。また、正常着床期の子宮内膜におけるトランスクリプトームについて系統間での比較を行った結果(ICR対照群vs B6対照群)、系統間で発現量に差が認められる遺伝子を複数抽出した。B6系統マウスの胚着床はLIF作用に完全に依存するが、ICRマウスではLIFが阻害されても着床不全とはならず、胚着床はより堅牢に保護されていると言える。したがって、ICR系統での発現量がもともとB6系統の発現量よりも高い遺伝子、もしくはICR系統でLIF阻害後に発現量の変化が認められた遺伝子がこの系統の着床現象の堅牢性に貢献していると考えられる。また、正常着床期の子宮内膜における発現に系統間で差が認められた遺伝子のうち4つの遺伝子は、マウスの産子数に関与する量的形質遺伝子座(QTL)として報告されている染色体領域上に存在するものだった。ICRは多産であるのに対し、B6系統の平均産子数は比較的少ない。胚着床の成立は、結果的に産子数に影響を与える要因のひとつであるため、産子数に関与するQTLと一致した候補遺伝子が着床制御に系統差を生む一端を担っているのかもしれない。マイクロアレイ法を用いたトランスクリプトーム解析の結果、マウス系統に固有の着床誘導因子の候補となる遺伝子を抽出した。

抽出した着床誘導候補因子について、組換えタンパク質およびそれに対する中和抗体を用いた着床誘導試験および着床阻害試験を行うことで着床現象における機能を明確にする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
白内障重症度が非視覚的光感受性に及ぼす影響：1100名の高齢者調査

生体リズムと外部環境の不一致は疾患のリスクを上昇させることが、疫学調査や実験研究から示唆されている。また光感受性網膜神経節細胞(ipRGCs)を介して視交叉上核に入力される非視覚的光情報が、生体リズムと外部環境と同調に最も重要なシグナルと考えられる。非視覚的光情報に対する感受性を光照射後の瞳孔径を用いて非侵襲に測定できる可能性が示されたが、疫学研究へ応用した例は乏しい。本研究では、光照射後の瞳孔径を一般高齢対象者746名で測定し、年齢と光照射前の瞳孔径との関連や、光照射前瞳孔径と照射後瞳孔径との正の関連を認めた。また白内障患者では術前に比べて、術後1年時の青色光照射後の瞳孔収縮の増加を認めた。サーカディアンリズムと外部環境の同調は眼からの非視覚的光情報で調整される。サーカディアンリズムの変調は睡眠障害・うつ病・肥満・高血圧・糖尿病・心血管疾患・がんなどの多種多様な疾患のリスクと関連することが報告されている。加齢などにともない水晶体が混濁する(白内障)と、特に短波長光で水晶体光透過率が低下し、非視覚的情報が減少することによるサーカディアンリズム障害を起こす可能性がある。近年、対光反射(Post illumination pupil response: PIPR)の持続測定によって非視覚的光感受性を非侵襲的に定量化する方法が報告された。本研究の目的は、白内障患者と健常者を対象に白内障重症度と瞳孔対光反射から推定した非視覚的光感受性の関連を明らかにすることである。研究計画での検査項目はPIPR、白内障重症度測定(細隙灯顕微鏡で水晶体写真撮影をし、LOCSIII分類にて評価する)、サーカディアンリズム指標(皮膚温リズム、身体活動リズム、メラトニン分泌量、光曝露リズム)、血液検査、既往歴に関する質問票である。当初研究計画の初年度目標対象者数の白内障患者120名について光感受性測定を行うことができた。健常者の初年度目標対象者数であった500名には届かなかったが300名について光感受性測定を行うことができた。また本研究グループの白内障手術に関する観察研究の成果も科学誌に掲載され(J Epidemiol. 2015;25:529-535)、本研究の重要性を示す知見となる。健常者の初年度目標対象者数には若干届かなかったものの、研究協力者と緊密な連携が取れ関連論文が科学誌に掲載されたため。生体リズムと外部環境の不一致は睡眠障害・うつ病・肥満・高血圧・糖尿病・心血管疾患・がんなど多種多様な疾患のリスクを上昇させる。高齢者で有病割合が高い白内障は水晶体混濁による短波長光の透過性が低下するため、生体リズムと外部環境の同調に必要な非視覚的光情報が減少し光感受性が低下する可能性がある。本研究の目的は、白内障患者と健常者を対象に白内障重症度と遷延性対光反射から推測した非視覚的光感受性の関連を示すことである。非侵襲的に非視覚的光感受性を測定することは困難であったが、最近の研究で遷延する対光反射(Post Illumination Pupil Response: PIPR)の測定によって非視覚的光感受性を非侵襲的に定量化する方法が動物実験で報告され、2010年以降に小サンプルのヒトでの測定報告が散見されるようになった。我々は、遷延性対光反射を持続的対光反射測定器(RAPDx HD Pupillographer)の測定を用いた自動測定を可能にしたため、多くの対象患者に対する検査を施行することができた。本研究では白内障患者と地域住民コホート研究に参加しているコントロール健常者を対象に、白内障重症度とPIPRで推定した非視覚的光感受性の関連を明らかにする。平成28年度は健常者220名および白内障患者65名に光感受性測定を行うことができた。また本研究の関連論文が科学誌に掲載され、(Rejuvenation Res. 2016Jun;19(3):239-43,J Epidemiol 25 529-535 2015)本研究の重要性を示す知見となる。健常者220名および白内障患者58名に光感受性測定を行うことができた。これまでに光感受性測定を実施した健常者520名および白内障患者178名となり、次年度も対象者測定を継続することとした。また本研究の関連論文が科学誌に掲載されたため。研究協力者と研究プロトコル立案から共同で実施しており連携が取れている。生体リズムと外部環境の不一致は睡眠障害・うつ病・肥満・高血圧・糖尿病・心血管疾患・がんのリスクを上昇させる。白内障は水晶体混濁によって光の透過性が低下するため、生体リズムと外部環境の同調に必要な非視覚的光情報が減少し光感受性が低下する可能性がある。近年、遷延する対光反射(Post Illumination Pupil Response: PIPR)の測定から非視覚的光感受性を非侵襲的に定量化する方法が報告され、2010年以降に小規模な対象者の測定結果が散見される。本研究の目的は一般対象者と白内障患者の対光反射を測定し、非視覚的光感受性を検討することである。ほぼ当初の予定どおり、一般高齢者を対象とするコホート研究の参加者746名の対し、持続的対光反射測定器を用いて対光反射を測定した。

このうち白内障手術歴を有する対象者は148名で、白内障手術例のない対象者は598名であった。光照射前の瞳孔径は、年齢が高い対象者で有意に小さい関連を認め、照射前瞳孔径は、光照射後瞳孔径と有意な正の関連を示した。照射後瞳孔径は先行研究に従い、光照射後10秒の時点から30秒の時点の平均値を求めたが。青色光および赤色光ともに、照射後10秒間でほぼ照射前の瞳孔径まで戻っており、PIPRは負の値を示し、赤色光と青色光のPIPRに有意な差を認めなかった。奈良県立医科大学付属病院眼科で白内障と診断された白内障患者145名の手術前後の瞳孔径測定を行ったところ、照射前瞳孔径は、手術前値と術後1年の値の相関係数で0.79と高い相関を示した。照射前、照射中および照射後の瞳孔径には、赤色光、青色光ともに有意な差を認めなかった。PIPRを大規模対象者で測定した点で、本研究の新規性は高い。近年、光照射直後10秒間の瞳孔径も含めた分析方法が提唱されており、異なる分析法による検討を進める予定である。生体リズムと外部環境の不一致は疾患のリスクを上昇させることが、疫学調査や実験研究から示唆されている。また光感受性網膜神経節細胞(ipRGCs)を介して視交叉上核に入力される非視覚的光情報が、生体リズムと外部環境と同調に最も重要なシグナルと考えられる。非視覚的光情報に対する感受性を光照射後の瞳孔径を用いて非侵襲に測定できる可能性が示されたが、疫学研究へ応用した例は乏しい。本研究では、光照射後の瞳孔径を一般高齢対象者746名で測定し、年齢と光照射前の瞳孔径との関連や、光照射前瞳孔径と照射後瞳孔径との正の関連を認めた。また白内障患者では術前に比べて、術後1年時の青色光照射後の瞳孔収縮の増加を認めた。次年度は当初研究計画の2年目目標対象者数を若干上方修正し、最終目標対象者数を達成したいと考えている。またデータ整理についても並行して実施する。これまでの測定データの解析結果を踏まえ、どの程度の対象者数の補完を検討することとした。また論文発表および報告書作成を順次進めていく。眼科学当初予定の対象者数より若干少なく残金が発生した。次年度は当初研究計画の2年目目標対象者数を若干上方修正しており、次年度に研究費繰越金を使用して実施する。
ラットを用いた大腸発癌機構の検討と大腸発癌抑制機序解明への展開

我々はラット大腸発癌モデルにおける各種遺伝子(APC、β-catenin、K-ras、COX-2、IGF2等)の構造や発現の異常(loss of imprinting(LOI)も含む)を癌発生の種々の段階で明らかにすること、及び、その上で、非ステロイド性消炎鎮痛薬(NSAID)をこの発癌モデルに対して用いた時の遺伝子の変化を調べ、NSAIDの大腸発癌抑制機序を明らかにすることを目的とする。大腸特異的発癌物質azoxymeyhane(AOM)投与後のラット大腸での遺伝子変化は、投与後5週(発癌初期)でK-ras点突然変異がaberrant crypt foci(ACF;大腸前癌病変)の40%にみられ、normal appearing colonic mucosa(n-mu)ではCOX-2発現検出可能例の出現とともにAPC発現の低下傾向がみられた。発癌中後期ではβ-cateninの異常蓄積がadvanced ACF段階以降にみられ、さらに癌組織でCOX-2の高発現とAPC発現の低下もみとめられた。癌のK-ras点突然変異はACFのそれより低く20%であった。K-rasは発癌初期に重要な役割をしていると考えられる。さらにAOM投与と同時に非ステロイド性消炎鎮痛薬(スリンダク、エトドラク)の継続投与を開始したところ、5週の段階でACFの発生の抑制と同時にn-muにおけるAPC発現が510倍に、また40週の段階でも2倍に増加しており、NSAIDsのAPC発現増加作用が大腸発癌抑制に関与する可能性が示唆された。なお、このラットモデルでのLOIと大腸発癌の関連については、現在のところ明らかな関連性を示唆する十分なデータは得られていない。この研究を通して大腸癌抑制のkey targetを定め、今後はAOMやNSAIDsの薬物代謝をも考慮し、実際の予防・治療につなげていきたい。
新しい精密重元素原子データで読み解く中性子星合体の元素合成

2017年に中性子星合体からの重力波が初めて検出され、電磁波対応天体の観測から中性子星合体で鉄よりも重い元素が作られた兆候が得られた。本研究は、中性子星合体の分光データを読み解き、合成された元素の種類を明らかにすることを目的として、原子構造計算とイオン分光実験によって精密な重元素の原子データを網羅的に構築し、輻射輸送シミュレーションによって中性子星合体からの電磁波放射の正確な計算を行う。本研究の結果から、中性子星合体が合成・放出している元素の種類と量を明らかにすることで、宇宙における重元素の起源を解明する。天文学研究者と原子物理学研究者が連携して、原子構造計算とイオン分光実験によって精密な重元素の束縛遷移データを網羅的に構築し、輻射輸送シミュレーションによって中性子星合体からの電磁波放射の正確な計算を行い、中性子星合体によるrプロセスで合成される元素の種類・量を調べる研究である。重元素の原子データ、特にランタノイドのデータベースは存在しないので、本課題で実験データを取得した後にデータベースを構築し、来るべき中性子星-中性子星マージャーのマクロノバの観測が行われた時にすぐ適用できるよう、現象を理解して手法を確立しておくことは、非常に科学的価値が高い。
宿主-寄生虫相互関係における条虫類表皮の防御機構に関する比較微細形態学的観察

1.マンソン裂頭条虫の発育各期における外皮、外皮微小毛の微細形態学的特徴および宿主感染時虫体の頭部を中心とした防御機構について検討された。プロセルコイド初期その外皮は微絨毛で被われる。後期およそ3日でプロセルコイドは微絨毛を微小毛に転換する。その後プロセルコイドから宿主転換の過程で頭部が分化し、虫体各部位の微小毛の形態的特徴があらわれる。虫体頭部は培養液0.7%塩酸水溶液、人工胃液に対し、隔解することなく生存した。これらの結果はプレロセルコイドには頭部局在した防御機構が存在することを示唆させた。宿主の腸壁を貫通した虫体頭部の表面には宿主腹腔細胞の付着が観察されたが、外皮微小毛は破壊されず細胞と接する形質細胞膜は正常で、3時間後には腹腔細胞が隔解するのが観察された。2.走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微による堀田裂頭条虫プレロセルコイドの実験的終宿主ゴールデンハムスター感染時初期変化の観察結果について検討された。プレロセルコイドの微小毛はフィラメント型微小毛、コノイドタイプないしはブレイド様タイプの微小毛、デジチ型微小毛の3型が観察された。実験的終宿主ゴールデンハムスターに感染3時間後、虫体はその外皮の表面形態を大きく変化させ、フィラメント型微小毛のみが脱落していることが示された。フィラメント型微小毛は横断像においてその微細構造がコノイド型ともデジチ型とも異なっていることが明らかにされた。これらの観察結果から微小毛形成に関与する新たに観察された小管構造およびフィラメント型微小毛の管腔構造は微小毛の機能に大きく関与していることを推察させた。防御機構を含めこれら微小毛の機能のさらなる解明は今後の課題として残された。1.マンソン裂頭条虫プレロセルコイドの表皮微細構造の三次元的観察:宿主消化管に寄生する裂頭条虫にとってその表皮は物理的,化学的,免疫学的な宿主攻撃からの防御,また栄養吸収において極めて重要な役割を任っている.比較的材料の入取し易いマンソン裂頭条虫のプレロセルコイドを試料として,まず透過電顕像ではとらえにくい,表皮を構築する各構成要素の立体的構造を表皮剥離法を用いて観察した.観察の結果,表皮を形成する各要素は,外形質膜を伴う微小毛,外細胞質領域,内形質膜,表皮細胞層より分泌されたと思われる大小様々な顆粒によって分離される領域(透過電顕的に観察される透明層と考えられる),均質なシート状構造をなす薄層(透過電顕的に観察される緻密層と考えられる)それから厚い繊維層に分解された.この立体的観察が外環境と接する外形質膜(微小毛1つ1つを被っている)と表皮下細胞層との間で,表皮下細胞層によって生産される様々な物質を宿主からの攻撃に対する防御,栄養吸収において,各要素が選択的に物質移送のための機能を発揮していることが示唆された.2.チカ由来のプレロセルコイドを用いた,実験的終宿主ゴールデンハムスター感染時の虫体表皮剥離減少について:実験宿主への感染初期3時間目に虫体はハムスター小腸の末端回盲部に吸着し,発育を開始するが,この時虫体はプレロセルコイド期外表をおおっていた微小毛を体全体から剥離し,成虫と一致する新たな微小毛を生じている.

これらの現象を走査電顕ではすでに確認しているが,透過電顕的に本現象を観察する予定である.宿主-寄生虫相互関係における感染後3時間での微小毛の剥離,新生という防御に関わる活発な生命活動と推察される現象を1で観察した表皮微細構造を参考にしまた細胞骨格のこれらの現象への関与も観察し,検討する.1.マンソン裂頭条虫プレロセルコイドの虫体防御に関する宿主-寄生虫相互関係:プレロセルコイドを0.1%ペプシン、0.7%塩酸、1%NaCl、人工胃液の各培地で培養し24時間まで観察した。0.7%塩酸、1%NaCl、人工胃液において虫体は頭部のみ隔解することなく生存した。これらの結果プレロセルコイドの頭部に局在した虫体防御機構の存在を示す。実験的中間宿主に感染させたプレロセルコイドは頚部以下を離断し頭部のみが感染後30分から2時間の間に腹腔に移行する。腹腔に移行した虫体表面には宿主の腹腔細胞が集塊をなして付着する。これら細胞は3時間後には隔解している状態が走査電顕の観察で明らかにされた。付着した外皮の微小毛は腹腔細胞の細胞質に救われるが微小毛形質膜は正常であった。これらの結果かは酸がトリッガーとなって何らかの防御機構が働き細胞を隔解する物質が微小毛から放出することを推察させた。堀田裂頭条虫プレロセルコイドの実験的終宿主ゴールデンハムスターへの感染初期外皮の変化についての秀過電顕的観察:すでに走査電顕において実験宿主感染後3時間後外皮の微小毛が脱落することを明らかにしてきたが、今回の透過電顕による観察の結果次のことが明らかになった。1)プレロセルコイドの微小毛はフィラメント型、コノイド型、デジチ型の3つのタイプに分類されること2)感染初期脱落する微小毛はフィラメントの型微小毛のみによること3)これら脱落微小毛はそのtipは管腔構造を成し、その横断像から内腔に小管構造がみられることなど明らかにされた。
転写・翻訳／体内動態／細胞応答の三元制御に基づくサイトカイン遺伝子治療の最適化

本研究では、効果的なインターフェロン-γ(IFN-γ)癌遺伝子治療法の開発を目的として、その治療効果を妨げる要因として、IFN-γにより誘導される免疫抑制分子IDO1と腫瘍組織関連マクロファージ(TAM)に着目し検討を行った。TAMはIFN-γの抗腫瘍効果を妨げる要因であり、これを除去することでIFN-γの癌治療効果が増強されることを見出した。一方、IDOはIFN-γの抗腫瘍効果にほぼ影響しなかった。一連の研究の過程において、抗原性の高いタンパク質を持続発現させると、発現タンパク質に特異的な免疫応答が誘導され、それにより遺伝子発現細胞が除去されることも見出した。IFNγは免疫調節作用や細胞増殖抑制作用を有するサイトカインであり、癌免疫療法に使用されてきた。我々はこれまでに、IFNγ遺伝子治療に関する研究において、CpGモチーフ数を削減したpCpGベクターを用いることで持続的なIFNγ遺伝子発現が得られることを報告した。IFNγは抗腫瘍作用が期待されるサイトカインであることに加えて、トリプトファンをキヌレニンに代謝する酵素であるindoleamine2,3-dioxygenase 1(IDO1)の発現を強力に誘導することも知られている。キヌレニン経路の代謝産物は免疫抑制活性を示すことから、IFNγ遺伝子導入により誘導されるIDOlがIFNγの抗腫瘍効果に影響を及ぼす可能性が考えられる。そこで、担癌マウスにおけるIFNγ遺伝子導入後のIDO1の発現変動と、腫瘍増殖について検討した。IFNγをマウスに遺伝子導入したところ、遺伝子導入部位である肝臓を始めとした種々の臓器においてIDO1のmRNA発現レベルの上昇が観察されるとともに、血中のトリプトファン量の低下およびキヌレニン量の上昇が観察された。そこで、野生型マウスあるいはIDOIノックアウトマウス(IDO1-/-マウス)にLLC細胞を移植し、IFNγを遺伝子導入したところ、いずれの群においてもIFNγ遺伝子導入により腫瘍増殖は抑制されたが、両者の間に有意な差は認められなかった。また興味深いことに、IDO1-/-マウスの腫瘍組織においてもIFNγの遺伝子導入によるIDO1のmRNA発現レベルの上昇が観察された。これはLLC細胞におけるIDO1の発現をIFNγが誘導したものと考えられ、腫瘍組織において癌細胞中のIDO1の発現が誘導されることで局所的に免疫抑制的な環境が形成されている可能性が疑われた。これまでに、IFNγ遺伝子治療に関する研究において、CpGモチーフ数を削減したpCpGベクターを用いることで持続的なIFNγ遺伝子発現が得られ、結腸癌細胞を静脈内投与することで作製した肺転移モデルマウスにおいて高い治療効果が得られることを報告してきた。しかしながら、同種の結腸癌細胞を皮内に移植することで作製した固形腫瘍に対してはIFN-γの遺伝子導入による抗腫瘍効果はほとんど認められなかった。腫瘍組織へ浸潤・集積するマクロファージ(tumor associated macrophage; TAM)が、腫瘍組織における免疫抑制環境の誘導や血管新生の促進および抗ガン剤耐性の獲得に重要な役割を果たすことが明らかとなってきている。結腸癌細胞の固形腫瘍モデルにおけるIFNγ抵抗性の獲得に関しても、TAMがIFNγの直接的な癌細胞への抗増殖・殺細胞作用や間接的な抗腫瘍免疫応答の誘導を抑制している可能性が考えられた。そこで本研究では、固形腫瘍モデルでのIFNγに対する抵抗性におけるTAMの役割を解明するとともに、腫瘍組織中のTAMを除去することによるIFNγの抗腫瘍効果の増強を試みた。結腸癌細胞の腫瘍組織におけるTAMを免疫染色法で検出したところ、多数のTAMが存在していた。全身のマクロファージ、特にTAMを効果的に除去可能な薬剤であるポリエチレングリコール(PEG)修飾クロドロネート封入リポソーム(PEG-CL)を投与することでTAMを除去可能であった。また、PEG-CLによりTAMを除去することで、結腸癌細胞の腫瘍組織におけるIFNγの抗腫瘍効果が増強された。前年度までに、インターフェロン(IFN)癌遺伝子治療において、IFNにより発現が誘導されるindoleamine 2, 3-dioxygenase 1や腫瘍関連マクロファージがIFN癌遺伝子治療に及ぼす影響について検討した。その中で、IFNの対照群として準備したホタルルシフェラーゼ(fLuc)発現プラスミドDNA(pDNA)投与群において、fLucに対する免疫応答の誘導と、免疫応答による遺伝子発現細胞の除去に起因すると推察される遺伝子発現レベルの低下を観察した。遺伝子治療において、発現タンパク質に対する免疫応答は副作用の惹起や遺伝子発現細胞の除去など治療上の大きな妨げとなる。その免疫応答の誘導にはタンパク質の発現プロファイルが大きな影響を及ぼすと考えられるがその詳細は不明である。そこで本年度は遺伝子発現プロファイルが発現タンパク質に対する免疫応答の誘導に及ぼす影響について解析した。Gaussia

luciferase (gLuc)をコードするpDNAであるpROSA-gLucをマウスに遺伝子導入したところ、持続的な血中gLuc活性が認められた。これまでの検討から同時に投与されたpDNAは同一細胞内へ送達されると考えられることから、fLucの長期間発現型pDNAであるpCpG-fLucをpROSA-gLucと同時に投与したところ、血中gLuc活性は単独投与群と比較して投与7日後から急激に減少した。一方、短期発現型pCMV-fLucを同時投与した場合にはそのような現象は観察されなかった。次に、fLuc特異的免疫応答を評価したところ、pCpG-fLucを投与した場合に限りfLuc特異的液性・細胞性両免疫応答の誘導が確認された。以上、抗原性のあるfLucの持続発現によりfLuc特異的な免疫応答が誘導され、これにより遺伝子発現細胞が除去され、遺伝子発現が劇的に低下することが示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。生物薬剤学26年度が最終年度であるため、記入しない。本年は、IFNγにより誘導される因子であるIDO1がIFNγの癌遺伝子治療の治療効果に及ぼす影響に焦点を当てて研究を行った。その結果、IFNγはIDO1を誘導するとともにその代謝活性の増強も観察されるが、IFNγの抗腫瘍効果に及ぼす影響は小さいことが明らかとなった。本年は、TAMがIFNγの癌遺伝子治療の治療効果に及ぼす影響に焦点を当てて研究を行った。その結果、TAMはIFNγの抗腫瘍効果に抑制的な作用を有すること、TAMを除去することでIFNγの抗腫瘍効果を改善可能であることを明らかにした。今後は、IFNγ発現プラスミドの最適化と、IFNγタンパク質の構造を設計することで、IFNγ遺伝子治療の最適化を図る。また、IFNγにより誘導される因子として、腫瘍組織関連マクロファージなどの因子にも着目し、これとIFNγ遺伝子治療効果との関連性についても評価する予定である。また、TAMによる影響が示唆されたことから、TAMの効果的な除去あるいは制御方法の開発についても検討する。
Sarcopeniaの基準値の作成と危険因子に関する縦断疫学研究〜加齢による筋量・筋力減少に対するsarcopeniaの概念の導入に向けて〜

今年度は,(1)四肢筋量の縦断変化,(2)加齢に伴う筋量と筋力との関係の変化,(3)日常生活活動困難度と筋力との関連を検討した.対象は,「国立長寿医療センター・老化に関する長期縦断疫学研究;NILS-LSA」の第一次調査と第四次調査に参加した4080歳代の男女とした.筋量はDXAで測定し,両腕と両脚の骨量を除く除脂肪量を四肢筋量として算出した.筋力は握力,膝伸展筋力,脚伸展パワーを用いた.日常生活活動困難度は, Short Form36のPhysical function(PF)得点を指標とした.主な結果は以下に示す.(1)四肢筋量の縦断変化第一次,第四次調査ともに参加した約1470名について,6年間の四肢筋量の変化を年代別に検討した.四肢筋量は男性では50歳代から上下肢ともに低下し,特に70歳代で低下が顕著であった.女性では40歳代から下肢筋量が低下し,男性に比べ早期から低下が認められた.(2)加齢に伴う筋量と筋力の関係の変化第一次調査に参加した約2260名において,筋力に対する筋量と年齢との関係を検討した.男性の握力と脚伸展パワー,女性の膝伸展筋力では,同程度の筋量であっても年代の高い人は若い人より筋力が低値であった.高年者では,筋量の多寡が筋力に反映しにくいことが示唆された.(3)日常生活活動困難度と筋力との関連第四次調査に参加した約2060名について,握力・膝伸展筋力を5分位に分けてPF得点75点以下となるリスクを検討した.男女ともに握力が低値の人(男性<32.3kg,女性<19.3kg),女性では膝伸展筋力が低値(<27kg)の人において,日常生活活動に困難さを伴うリスクの高まる可能性が示された.本研究より, sarcopeniaの基準値の作成と危険因子の探索に向けて,筋量の加齢変化の特徴,高齢者の筋の機能面における低下の大きさ,日常生活活動を維持する筋力の目安が示された.今年度は,加齢による筋肉・筋量の顕著な減少(sarcopenia)の基準値作成に向けた基礎的資料を得る目的で,中高年者を対象に身体組成を定量・評価し,基本的な身体特性および運動機能との関連を検討した.対象は,「国立長寿医療センター・老化に関する長期縦断疫学調査;NILS-LSA」の第一次調査に参加した40-79歳の男女約2300名である.身体組成は,頭・体幹・四肢の筋量,脂肪量,骨量をDXAで測定し,四肢筋量を身長の二乗で除したASM/HT^2(appendicular skeletal muscle mass/height^2)をsarcopeniaの指標として算出した.身体特性は,喫煙歴,主観的健康度,転倒歴,Katz Index,老研式活動能力指標,および既往・現病歴として脳卒中,高血圧,心臓病など23項目を質問紙と問診から確認した.運動機能は,歩行能力,握力,膝伸展筋力,脚伸展パワー,上体起こしについて分析した.主な結果は以下の通りである.1.ASM/HT^2を五分位に分けた筋量の多寡と身体特性との関連(1)男性の筋量の少ない人で喫煙習慣のある人の割合が高かった.(2)女性の筋量の少ない人で老研式活動能力指標の低い人の割合が少なかった.(3)男女ともに筋量の少ない人で胃・十二指腸潰瘍や結核・肋膜炎の既往のある人が多かった.(4)筋量の多寡と歩行速度とは二次回帰の関係を認め,筋量が多くても歩行速度は低くなる傾向を認めた.2.筋量と脂肪量を考慮した体格評価と筋力特性との関連以上の結果を踏まえ,今後調査項目の追加や縦断検討を含めてsarcopeniaの基準値を作成していく.今年度は,(1)暫定的な筋量の基準値を用いてsarcopcniaの年代別分布を確認し,(2)筋量と脂肪量を考慮した体格分類と身体活動量及び(3)筋力の縦断変化との関連を検討した.対象は,「国立長寿医療センター・老化に関する長期縦断疫学研究;NILS-LSA」の第一次調査に参加した40-79歳の男女約2300名である.身体組成はDXAで測定し,四肢筋量を身長の二乗で除したASM/HT^2(appendicular skeletalmuscle mass/height^2)を算出した.対象者は,筋量と脂肪量の境界値から4つの体格群に分けられた.身体活動量は質問紙による聞き取り調査を行い,筋力は握力,膝伸展筋力の6年間の縦断変化について分析した.主な結果は以下に示す.1.年代別のsarcopeniaの分布筋量の境界値(性別の40歳代前半におけるASM/HT^2の20%tile)を用いたsarcopenia判定において,男性では年代が上がるとsarcopeniaの割合が増し40歳代で約18%,70歳代で約42%であった.女性は年代による差は認めず,各年代とも27-28%であった.2.筋量に脂肪量を加えた体格分類と日常身体活動量との関連男性では,筋量によらず脂肪量が過多の群(体脂肪率の男性25%,女性35%以上;"Obese[O]", "Sarcopenic Obese[SO]")は,筋量が過少でなく脂肪量の過多でないNormal[N]群より日常身体活動量は少なく,特に高強度の活動量が少なかった.

女性ではO群はN群より日常身体活動量は少なかった.3.筋量に脂肪量を加えた体格分類と6年間の筋力変化との関連男性の握力において,筋量が過少で脂肪量は過多でないSarcopenic[S]群は,6年間に筋力が顕著に低下するリスクがN群の2.4倍であった.女性の膝伸展筋力では,O群の筋力低下リスクはN群の2.0倍であった.今年度は,(1)四肢筋量の縦断変化,(2)加齢に伴う筋量と筋力との関係の変化,(3)日常生活活動困難度と筋力との関連を検討した.対象は,「国立長寿医療センター・老化に関する長期縦断疫学研究;NILS-LSA」の第一次調査と第四次調査に参加した4080歳代の男女とした.筋量はDXAで測定し,両腕と両脚の骨量を除く除脂肪量を四肢筋量として算出した.筋力は握力,膝伸展筋力,脚伸展パワーを用いた.日常生活活動困難度は, Short Form36のPhysical function(PF)得点を指標とした.主な結果は以下に示す.(1)四肢筋量の縦断変化第一次,第四次調査ともに参加した約1470名について,6年間の四肢筋量の変化を年代別に検討した.四肢筋量は男性では50歳代から上下肢ともに低下し,特に70歳代で低下が顕著であった.女性では40歳代から下肢筋量が低下し,男性に比べ早期から低下が認められた.(2)加齢に伴う筋量と筋力の関係の変化第一次調査に参加した約2260名において,筋力に対する筋量と年齢との関係を検討した.男性の握力と脚伸展パワー,女性の膝伸展筋力では,同程度の筋量であっても年代の高い人は若い人より筋力が低値であった.高年者では,筋量の多寡が筋力に反映しにくいことが示唆された.(3)日常生活活動困難度と筋力との関連第四次調査に参加した約2060名について,握力・膝伸展筋力を5分位に分けてPF得点75点以下となるリスクを検討した.男女ともに握力が低値の人(男性<32.3kg,女性<19.3kg),女性では膝伸展筋力が低値(<27kg)の人において,日常生活活動に困難さを伴うリスクの高まる可能性が示された.本研究より, sarcopeniaの基準値の作成と危険因子の探索に向けて,筋量の加齢変化の特徴,高齢者の筋の機能面における低下の大きさ,日常生活活動を維持する筋力の目安が示された.
「語」とその形態的緊密性についての研究

本研究の目的は、語がもつと考えられる形態的緊密性という特徴を拠り所にしたときに、語の正確な定義がどこまで可能になるかについて考察することである。本研究で明らかになったのは主として以下の2点である。まず、語の形態的緊密性の原理は一般には、diSciullo and Williams (1987)などで言われている原理、つまり、統語規則は語の内部に直接アクセスしてはならない、という原理と考えられているが、これを、Haspelmath (1992)で示唆されている原理、つまり、語順や構成素配列に関係する統語規則は語の内部に適用することはできない、という原理に改めるべき(弱めるべき)である。二番目に、派生語の場合、その基体である動詞の項構造を統語構造へ投射するのを許す派生語と許さない派生語とがあり、その違いは主要部の接尾辞の違いに帰することができると考えられる。もしそうであるならば、形態的緊密性の原理によれば、上述の種類の統語規則は語の内部を「見ることができない」ことが予測されるのに対して、基体動詞の項構造の継承は、語内部の情報が統語構造において「見える」現象の一つの表れと見なすことができるように思われる。今後、形態的緊密性および項構造の継承を、形態論と統語論との相互作用の観点から、さらに考察することは興味深いことである。Shimamura(2003)を加筆・訂正する形で、2004年8月1日名古屋大学大学院国際開発研究科主催で行われた「形態論シンポジューム」において、「句の語彙化について」というタイトルで発表した。句の語彙化と「語の形態的緊密性」は密接に関連することを明らかにした。さらにこの口頭発表とShimamura(2003)をもとに島村(2005)を発表した。この論文では、語の形態的緊密性との関係で語彙化の概念を明らかにするために、これまで研究者によって語彙化の概念がどのような意味で用いられてきたかを整理した。さらに現在、2005年5月の日本英文学会のシンポジュームの発表にむけて、接尾辞-erの付加された動作主名詞(例:driver)の統語的・形態的・意味的諸特徴について研究中である。-erはひじょうに生産的な接尾辞であり、語の形態的緊密性に違反するような-er名詞もかなり自由に造語されるようであり、-antなど他の接尾辞の付いた動作主名詞との比較・対照を試みるつもりである。本研究ではまず第一に、英語の動作主を表す接尾辞-erの付いた派生語について、この接尾辞の意味と機能を考察した。この接尾辞の付いた派生語の基体が動詞である場合、動詞の項構造が継承され、統語構造に投射されて(他動詞の場合には)動詞の目的語がof句の形で派生語の外に具現される場合と、そうでない場合とがある。このことはすでに先行研究で指摘されていることであるが、本研究では、後者は前者が語彙化されてレキシコンに記載されたものに相当するということを提案した。接尾辞-erは英語においてひじょうに生産的な接尾辞であるが、動作主を表す他の接尾辞はおそらく項の継承を認めないと考えられ、項の継承の可否は接尾辞の性質と密接に関係することであると考えられる。第二には、研究者はすでにShimamura(2003)において、英語やオランダ語の「形容詞-名詞」形が複合語の内部に生起する場合にはこの形のいくつかはKageyama(2001)の指摘する「語^+」という形態範疇に属するということを指摘したが、本研究では、英語の複合語だけではなく派生語においてもこの形はこの形態範疇に属するという主張が成り立つことを主張した。

さらに、いくつかの統語規則は上記の形態範疇に属する形の一部に言及することはできないという意味では、この形は語の形態的緊密牲を維持しているといえるが、しかし別の一部の統語規則はこの原理に違反してこの形の内部を「見る」ことができる、ということを指摘し、その上で、これら2種類の統語規則の特徴を明らかにした。第三に、語の形態的緊密性について、これまでの先行研究を整理する形で、この概念について概説した。上記第一の研究はすでに平成17年5月に日本英文学会大会におけるシンポジュームで口頭発表し、これら三つの研究はすべて平成18年中に本と事典において発表する予定である。
小胞輸送過程に依存した視細胞変性のメカニズムの解明

ヒトでは遺伝性の視細胞変性疾患が知られている。今までの研究から、視細胞変性と小胞輸送の異常との関連が報告されていたが、その背景にあるメカニズムは不明であった。本研究では、魚類であるゼブラフィッシュを用いて、視細胞変性のメカニズムを研究し、小胞輸送の破綻に反応して細胞死を誘導する因子としてBNip1を同定した。この成果は、視細胞変性の原因となる新たな仕組みを提示するだけでなく、ヒトにおける遺伝性網膜疾患の病態理解への貢献も期待できる。ヒトでは視細胞変性を示す遺伝病が知られている。ヒトゲノムの解読によって、それらの責任遺伝子が明らかにされてきたが、これらの遺伝子の機能解明は視細胞変性へ至る病態を理解する上で重要である。また、多くのケースで、視細胞変性と蛋白質の輸送異常との関連が示唆されているが、その背景にあるメカニズムも不明である。本研究では、細胞内の蛋白輸送を制御する小胞輸送に着目し、その破綻と視細胞変性の関係について研究した。我々はゼブラフィッシュβ-SNAP突然変異体では、視細胞が変性することを見出した。β-SNAPは、輸送小胞が標的となる膜に融合する過程を制御する蛋白質である。輸送小胞と標的膜には、それぞれv-SNARE, t-SNAREと呼ばれる蛋白質が存在し、それらが相互作用することで、融合が開始される。膜の融合後、v-SNARE-t-SNARE複合体(cis-SNARE複合体と呼ばれる)が形成されるが、β-SNAPはcis-SNARE複合体に結合し、その解離を促進することで、v-SNARE、t-SNAREのリサイクルを促進する。我々は、β-SNAP突然変異体ではアポトーシスを介して視細胞変性がおこること、さらにBH3-only蛋白質であるBNip1がアポトーシスを誘導することを発見した。BNip1はsyntaxin18 SNARE複合体の要素であり、β-SNAPの活性低下により、syntaxin18 cis-SNARE複合体が蓄積し、BNip1を介した細胞死経路が活性化する。cis-SNARE複合体は通常、β-SNAPにより速やかに解離されるので、syntaxin18 cis-SNARE複合体は小胞融合の異常を示す警報装置の役割を担っている。この研究成果は、小胞輸送の破綻を細胞死へ変換する新たな仕組みを示すものであり、将来、ヒトの遺伝性網膜疾患の病態理解へ貢献することが期待される。ヒトにおける視細胞変性の遺伝病のモデルとして、ゼブラフィッシュの視細胞変性を示す突然変異体を同定し、そのひとつであるcorona (coa)変異体の解析を行った。coa変異体は小胞輸送を制御するbeta-SNAPに変異が起きていることから、小胞輸送の異常が細胞死を引き起こすメカニズムを研究するよいモデルになっている。ミトコンドリアを経由する細胞死は、Baxによって活性化し、Bcl2によって抑制される。また、多くのBH3蛋白質がBaxとBcl2のバランスを制御することで、細胞死を誘導する。今年度は、coa変異体での視細胞死はBaxの抑制もしくはBcl2の活性化で、抑制できることを明らかにした。このことはcoa変異体ではミトコンドリア依存的な細胞死経路で視細胞が変性することを示している。さらに、どのBH3蛋白質が関与するか調べた結果、ひとつ有望な候補を絞り込むことができた。さらに組織学的なアプローチとして、coa変異体での視細胞変性過程を電子顕微鏡で観察することで、ゴルジ体の消失、光受容膜の縮小が、変性初期に起きることを発見した。このことから、小胞輸送が、細胞内膜系の維持に極めて重要であることが明らかになった。次に、上記のメカニズムとヒト視細胞変性の遺伝病との関連を探索する目的で、ヒトにおいて視細胞変性を示すロドプシン変異の中から、輸送が異常になるものを選抜し、その変異ロドプシンを発現させたゼブラフィッシュのトランスジェニック系統を作製した。今年度は予定通り、coa変異体での視細胞死を誘導する可能性のあるBH3蛋白質を絞り込めた。また、視細胞の変性過程についても、電子顕微鏡レベルでの解析も完了し、ゴルジ体や光受容膜の消失を伴うことを明らかにし、小胞輸送の異常が引き起こすステップの一端を明らかに出来た。また、輸送異常を示す変異ロドプシンを発現するゼブラフィッシュトランスジェニック系統の作製も完了しており、上記のBH3蛋白質の関連を調べることが可能になった。来年度は、絞り込んだBH3蛋白質について詳細な機能解析を行い、coa変異体における視細胞変性の分子メカニズムを明らかにして行く。また、ロドプシン変異のトランスジェニック系統を用いて、上記の分子メカニズムとの関連も調べる。研究に必要な消耗品の購入と、ゼブラフィッシュの系統の維持と実験サポートのパート雇用の人件費を、昨年度からの繰り越し分を含めて、必要額として計上している。