hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キュウリモザイクウイルスの欠損RNAの利用に関する分子生物学的研究

Defective RNA(欠損RNA, D RNA)として要求される分子構造上の特徴を明らかにするためにCMV-Y D RNA3のcDNAをクローニング後,ウイルスゲノムと共に増殖可能なD RNA3をin vitroにおいて転写合成な実験系を確立した.まずD RNA3をCMV-Y以外のCMV-系統とタバコに接種した.CMV-D8と接種した場合ではCMV-Yと同様にD RNA3の増殖が確認され,さらに病徴への影響もみられた.CMV-m2との場合では接種個体内でD RNA3の増殖は確認できなかった.また,病徴への影響も見られなかった.そこで,シュードリコンビナントCMV-YYmとD RNA3の混合接種を試みた.CMV-YYmはD RNA3の増殖をサポートし,D RNA3由来の外被タンパク質の発現や病徴への強い影響が認められた.次に,欠損領域拡大D RNA3とCMV-Yの混合接種試験を行った.10塩基,40塩基欠損領域を拡大した5'Δ10M172,3'Δ10M172,5'3'Δ10M182,3'Δ10M202,5'3'Δ40M242とCMV-Yを混合接種した個体からRT-PCRによってD RNA3を検出したところ,本来のD RNA3とほぼ同様の位置にバンドが検出された.そのうち,3'Δ40M202と5'3'Δ40M242のクローニングと塩基配列の決定を行ったところ,初めに導入した欠損部位とは異なって,5'末端非翻訳領域の79-88番目の塩基とMP領域内328-490番目の塩基が欠損していることがわかった.この欠損部位は自然発生していたD RNA3のそれに類似していた.今後,さらなるD RNA3の二次構造分析と,D RNA3のCP発現機構解析を行った後,D RNA3からの非ウイルス由来遺伝子発現を試み,新規ウイルスベクター構築を目指す.D-RNAとして要求される分子構造上の特徴を明らかにするためにD-RNAのcDNAをクローニング後,ウイルスゲノムと共に増殖可能なD-RNAをin vitroにおいて転写合成な実験系を確立した.親株であるCMV-Y RNA13との混合接種試験において,D-RNAは20代以上の継代試験で安定して保持され,永続的に増殖を続けることが明らかとなった.D-RNAの全塩基配列を決定したところ,細胞間移行蛋白質遺伝子の70番目121番目のアミノ酸残基がインフレーム欠失することでD-RNA分子が形成されていることが明らかとなった.また,CMV-Y RNAのcDNAクローン由来のD-RNAを持たないCMV-Yの継代接種を行い,人工的にD-RNAが派生するか否かの再現実験を行った.その結果,20代以上継代してもD-RNAの出現は認められなかった.今後,接種植物や生育温度の設定変更を検討する予定である.さらに,D-RNAがD-RNAとして存在するために必要な分子構造上の条件を明らかにすることを目的として,複数種のD-RNAの変異体を作製した.まず,制限酵素地図を使って,ランダムにD-RNAを作製したが,いずれの変異体も親株であるCMV-Y RNA13との混合接種試験において,その増殖が確認されなかった.今後は,欠失領域の塩基配列を拡大あるいは縮小させ,D-RNAの分子構造上の意義を探っていく方針である.Defective RNA(欠損RNA, D RNA)として要求される分子構造上の特徴を明らかにするためにCMV-Y D RNA3のcDNAをクローニング後,ウイルスゲノムと共に増殖可能なD RNA3をin vitroにおいて転写合成な実験系を確立した.まずD RNA3をCMV-Y以外のCMV-系統とタバコに接種した.CMV-D8と接種した場合ではCMV-Yと同様にD RNA3の増殖が確認され,さらに病徴への影響もみられた.CMV-m2との場合では接種個体内でD RNA3の増殖は確認できなかった.また,病徴への影響も見られなかった.そこで,シュードリコンビナントCMV-YYmとD RNA3の混合接種を試みた.CMV-YYmはD RNA3の増殖をサポートし,D RNA3由来の外被タンパク質の発現や病徴への強い影響が認められた.次に,欠損領域拡大D RNA3とCMV-Yの混合接種試験を行った.10塩基,40塩基欠損領域を拡大した5'Δ10M172,3'Δ10M172,5'3'Δ10M182,3'Δ10M202,5'3'Δ40M242とCMV-Yを混合接種した個体からRT-PCRによってD RNA3を検出したところ,本来のD RNA3とほぼ同様の位置にバンドが検出された.そのうち,3'Δ40M202と5'3'Δ40M242のクローニングと塩基配列の決定を行ったところ,初めに導入した欠損部位とは異なって,5'末端非翻訳領域の79-88番目の塩基とMP領域内328-490番目の塩基が欠損していることがわかった.この欠損部位は自然発生していたD RNA3のそれに類似していた.

今後,さらなるD RNA3の二次構造分析と,D RNA3のCP発現機構解析を行った後,D RNA3からの非ウイルス由来遺伝子発現を試み,新規ウイルスベクター構築を目指す.
記述・フィールド言語学向け言語資料の理論的・実践的言語ドキュメンテーション研究

3年計画の2年目であるH30(2018)年度には,(a)フィールドワークの実践(実践的フィールド上ドキュメンテーション),(b)フィールド外ドキュメンテーション(データ整理),(c)データ変換書式の策定,(d)動向調査,(e)学習項目の策定が研究計画書の活動項目として挙げられている.これに昨年度の成果を踏まえ,(e)に代わり(e')学習教材の作成を2年目の目標とした.(a)(c)については計画に修正が発生し,(b)(d)(e')については順調に進行している.(a)については,前年度にインフォーマントの死去によるフィールド調査の中止という事態が当該年度においても影響し,カムチャッカでの調査ができなかった.またシベリア地方の調査についても,フィールド調査時間の調整が間に合わず中止することになった.本来であれば(a)フィールド上ドキュメンテーションの成果をもって(b)フィールド外ドキュメンテーション活動(データ整理等)が実現することになるが,幸いにも担当する分担者である長崎,小野両氏はこれまでの膨大なフィールド調査のデータがあることから,過去のフィールド調査で得られたデータをもとに(b)フィールド外ドキュメンテーションを実施することができた.(c)については計画上前年度に作成される予定であった書式実験用のソフトが完成されていなかったことから,書式策定は行えていない.代わりに,研究計画を前倒しで進めた(e')学習教材の開発は終了し,公開することができた.(d)については順調に情報収集・動向調査が行われた.本年度ではフィールド調査をできなかったが,これまでのフィールド調査で得られたデータを利用しフィールド外ドキュメンテーション活動は順調にすすめられた.FLExを使ったイテリメン語のデータ整理やセリクープ語データのアノテーション整理などが進められた.理論的フィールド外ドキュメンテーションである記録変換の研究については,予定していたデータ変換書式の検討が十分には進められていない.その背景として,本研究を始めた背景にあった大規模言語ドキュメンテーションが統一データフォーマットを採用し,個人の言語ドキュメンテーション活動を圧迫しているという状況が変化したことがある.具体的には,統一フォーマットによるアーカイブへの期待が薄れてきたことがある.世界的に言語ドキュメンテーションの方向性が見えなくなったと判断している.実用向けの成果である書式作成に労力を割くことに疑問が生じたことが検討が遅れている理由である.一方で,記録教育として前年に策定したモデルシラバスをもとにしたweb上のオンライン教材は,1年前倒しで完成することができた.この教材は,言語ドキュメンテーションの基礎知識として不足している計算機科学の領域を扱うコースであるほか,新しいオンラインコースのスタイルとしても価値あるコースになっている.具体的には,従来のオンラインコースと比較し制作時間を圧倒的に短くすることができる教材になっている.動向調査については,DRHA2018とDLF2018に参加し,Digital Humanitiesのキュレーション,DigitalHumanities/Researchとデータ保存研究の最新状況とその取組についての情報を得ることができた.とりわけデータ保存のあり方や「運営」と「データ」を一体化して考える視点からは言語ドキュメンテーション活動にとっても重要な知見をえることができた.フィールド上ドキュメンテーションの実践として,次年度はフィールド調査を実施したい.フィールド外ドキュメンテーションの実践としては,引き続きフィールド調査で得られたデータの整理を進めてゆく.フィールド外ドキュメンテーションの理論としては,規格を固定化した変換ソフトを作成する代わりに,作成したデータモデルに関するオンラインコースの応用編として,データ変換に関連するオンラインコースを作ることで,言語ドキュメンテーション活動の支援研究としたい.可能であれば,このオンラインコースの教材レベルとして使用する変換ソフトを開発する.また,前年に計画を変更し中止をしたフィールド上ドキュメンテーションの理論研究であるフィールドノートからの記述ルール分析に代わる研究として,フィールド外ドキュメンテーションの実践・理論両面の研究として,新たに,言語ドキュメンテーション向けデータベースの研究を始める.従来の数値向けデータベースであったリレーショナルデータベースは,言語資料といういわゆる疎データには不向きである.ところがテキスト・ドキュメント向けのデータベースいわゆる非RDBは言語学研究者を含む人文学研究者にとって馴染みがない.そこで,オンラインコース「データモデル」の続きとして,人文資料向けのデータベースに関するコースを作成すべく,その基礎研究を始めることにする.3年計画の1年目であるH29(2017)年度には,(a)フィールドワークの実施(実践的フィールド上ドキュメンテーション),(b)フィールド上でのドキュメンテーション(フィールドノート)の調査(理論的フィールド上ドキュメンテーション),(c)フィールド外でのドキュメンテーション(データ整理)(実践的フィールド外ドキュメンテーション),(d)データ変換ソフトの実装(理論的フィールド外ドキュメンテーション),(e)動向調査,(f)言語ドキュメンテーションの学習項目の検討が,研究計画書では活動項目として挙げられてる.(a)(b)(d)では研究計画に修正が発生し,(c)(e)(f)については順調に進行している.(a)(b)計画ではイテリメン語のフィールド調査を予定していたが,調査をお願いしていたインフォーマントの死去により調査の遂行が困難となり,考慮の結果,H29年度の調査を中止することにした.代わりに,昨年度までの調査で得られている調査記録を元にデータベースの作成に取り組んだ.またフィールド調査の中止に伴いフィールドノートの分析も中止された.(d)変換ソフトの試作をする計画であったが,その作成に必要な規格・文献調査に時間をとられ,1年目では実装までには至らなかった.(c)イテリメン語とセリクープ語のデータ整理に取り組み,十分な成果を作ることができた.

またその一部は公開をすることができた.(e)Digital Humanities 2018, DLF2018に参加し,主に北米におけるdigital researchについての情報収集にあたった.(f)学習項目を確定し,さらに計画を前倒しにして,3年目で開発予定であったweb上での公開システムを作成した.これにより,2年目からコンテンツの作成に取り組むことができるようになった.インフォーマントの死去によるフィールド調査の中止により,実践的フィールド上ドキュメンテーション活動は実施できなかったが,3年計画の何れかでは実施の予定である.代わりに,実践的フィールド外ドキュメンテーション活動は充実し,多くのデータを整理することができた.その一部は公開されている.理論的フィールド上ドキュメンテーション活動としてフィールドノートの分析を計画していたものの,フィールドワークの中止に伴いこれも中止され,また全体計画としても,これを本事業の活動項目から外すことにした.理由は,1年目での活動が出来なかったこと,3年間の短期のプロジェクトでは成果が得られにくいこと,調査対象の確保が想定より難しいこと,(インフォーマントではなく)研究者同士の情報共有と公開の倫理的な参照ガイドラインが存在しないことがある.これにより理論的ドキュメンテーション研究のいち側面は欠けることにはなるが,基礎研究である性格ゆえに成果物は多くはないことが当初から想定されていたため,最終成果全体に与える影響は少ない.理論研究の主体は変換ソフト開発の方にある.残りの2年間はこちらの活動に注力してゆく.ドキュメンテーション教育向け教材の作成は計画よりも順調にすすみ,項目の確定に加えて,web教材の公開環境の開発までを1年目で終えることができた.この公開環境は新しいweb技術を使用したもので,人文情報学の最新の成果を反映したものになっている.2年目にはこれに載せるコンテンツ作成に取り組み,3年目にはそのテスト利用までにこぎつけたい.1年目の動向調査は,航空運賃の高騰により2つの国際会議への参加にとどまってしまった.しかし,DLF2018からは多くの情報を得ることができ,とりわけweb教材のヒントとなる情報が得られたことから,本研究としては十分な成果を上げることが出来たといえる.3年計画の2年目であるH30(2018)年度には,(a)フィールドワークの実践(実践的フィールド上ドキュメンテーション),(b)フィールド外ドキュメンテーション(データ整理),(c)データ変換書式の策定,(d)動向調査,(e)学習項目の策定が研究計画書の活動項目として挙げられている.
メタボリックシンドロームのモデル動物の開発および動脈病変に及ぼす影響の解析

本研究では,メタボリックシンドローム(MS)を併発するWHHLMIウサギの確立と内臓脂肪が動脈硬化に及ぼす影響の解析を実施した.MSを併発する系統の確立には、空腹時の血糖値と血清インスリン値を指標にして選抜交配を実施した。MSの指標を用いた解析で、MSが遺伝することが示唆された。内臓脂肪の蓄積量は加齢により増加し、内臓脂肪と大動脈病変が有意に相関した。以上の結果から、WHHLMIウサギはMSのモデル動物として有用であることが示唆された。今年度実施した研究によって以下の結果を得た。1.平成20年4月から平成21年1月までに選抜交配によって121匹を生産した。2.6月齢における血糖値は、選抜交配を開始する以前の119±0.9mg/dl(n=71)から平成20年度に生産したウサギの131±2.3mg/dl(n=68)こ上昇した。3.内臓脂肪が蓄積したウサギでは、空腹時血清インスリン値が高値を示し、経口糖負荷試験においてインスリン抵抗性が示唆された。4.11-15月齢のウサギを用いた相関解析において、内臓脂肪の蓄積量は空腹時インスリン値、インスリン抵抗性の指標(HOMA-IR)、VLDL中性脂肪、大動脈動脈硬化病変面積、血清CRPと正の有意な相関を示した。5.内臓脂肪組織の免疫組織染色において、単球/マクロファージの侵入が認めちれ、脂肪細胞におけるMCP-1の発現、CRPが認められた。これらの結果より、メタボリックシンドロームのモデルウサギを開発できることが確認でき、来年度以降モデルウサギの確立に向けて研究を推進する。なお、内臓脂肪の蓄積量と動脈硬化との相関が認められたことは、本モデルウサギがヒトのモデルとして有用であることを強く示唆している。これらの研究の一部は2008年7月に開催された第3回ウサギフォーラムにて発表した。平成21年度の研究により、以下の結果を得た。1.選抜交配により、平成21年4月から12月の間にWHHLMIウサギ147匹を生産した。2.WHHLMIウサギの腹囲は加齢により37.7cmから39.7cmに増大し、腸間膜における脂肪蓄積量は60.9gから94.8gに増加した。3.内臓脂肪蓄積を伴うWHHLMIウサギでは糖負荷試験では血清インスリン値の増加が著しく、正常WHHLMIウサギに比較してインスリンインデックスが約2倍に上昇し、インスリン抵抗性が示唆された。4.相関解析の結果、成熟齢における内臓脂肪の蓄積量は大動脈の病変面積および血清CRP値と有意な正の相関を示した。5.高月齢においては、内臓脂肪蓄積量は体重、腹囲、空腹時血清インスリン値、インスリンインデックス、血清中性脂肪値、血圧と相関を示した。以上の結果から、内臓脂肪の蓄積量が多いWHHLMIウサギはメタボリックシンドロームのモデル動物として優れていることが示唆された。内臓脂肪の蓄積と動脈硬化との相関解析では、成熟齢で有意な正の相関が認められ、高月齢では相関が認められなかった。WHHLMIウサギの大動脈動脈硬化病変の内膜面における割合が、成熟齢では40-70%であるのに対し、高月齢では大動脈内膜面の80%以上が動脈硬化病変で覆われていた。したがって、成熟例では内臓脂肪の蓄積量と大動脈病変の相関解析が可能であったが、高月齢では大動脈のほぼ全面が病変で覆われているため、内臓脂肪蓄積の影響を評価することができなかったためと考えられる。また、血清CRP値も同様の結果であったが、血清CRP値は動脈硬化と相関することが知られており、高月齢では動脈硬化が進行していたため、血清CRP値と内臓脂肪蓄積との間に相関が認められなかったと考えられる。平成22年度の研究によって以下の成果が得られた。1.メタボリックシンドロームのモデル動物を開発するために平成22年に132匹生産した。2.メタボリックシンドロームの指標となるHOMAIRが高値の両親、片親がHOMAIR高値、両親ともHOMAIRが低値の場合の仔ウサギの解析では、HOMAIR高値の仔ウサギの頻度は両親がHOMAIR高値の場合で頻度が高く、両親ともHOMAIR低値の場合で頻度が低かった。この結果はメタボリックシンドロームが遺伝することを示唆している。3.平成21年度及び平成20年度に生産したWHHLMIウサギを用いて、糖負荷試験、インスリン負荷試験を実施し、糖代謝異常について正常ウサギと比較した。正常ウサギに比較してWHHLMIウサギでは絶食下の血清インスリン値が高値を示し、Matsuda-DeFronzo indexが低値を示し、WHHLMIウサギでメタボリックシンドロームが示唆された。4.平成20年及び21年に生産し、平成21年と22年に死亡したWHHLMIウサギ237匹について調べたところ、加齢により内臓脂肪の蓄積量が16月齢まで増加し、メタボリックシンドロームが進行した。16-24月齢ではほぼ一定であった。

5.12-15月齢のWHHLMIウサギ40匹の解析で、内臓脂肪の蓄積量が増加にともなって大動脈動脈硬化病変が有意に増加した。6.内臓脂肪の免疫組織染色で単球及びCRPが陽性であった。以上の結果から、WHHLMIウサギはメタボリックシンドロームのモデル動物として有用であることが示唆された。
ナノゲル架橋ハイドロゲルの設計とタンパク質デリバリーへの応用

我々はこれまでに、疎水性の高いコレステリル基を部分的に(15%)置換した多糖プルラン(コレステリル基置換プルラン、CHP)が希薄溶液中で自己組織的に会合し、ナノサイズ(2030nm)のヒドロゲルを形成することを見出した。CHPナノゲルはタンパク質を自発的に取り込み安定化させ、その分子シャペロン効果により活性を保持したまま内包物を放出することができる。本研究では、エレクトロスピニング法を用いて新素材として注目されているナノファイバーの作製を試みた。まず、ナノゲルのみを用いたファイバーの形成を試みた。これまでに検討した重合性基を付与したCHPナノゲルを生分解性の架橋で集積させたナノゲル架橋微粒子を調製した。この時、溶媒組成、ナノゲル濃度、架橋度、流速、シリンジと基板との距離、電圧などのパラメーターを変化させてエレクトロスピニングを行った。しかし、溶液の粘性が低く、溶媒の乾燥が不十分であるためにbeadsしか得られなかった。次に、細胞培養基板として広く用いられているゼラチンとナノゲルの混合系について検討した。ゼラチン自体は水溶性のため、エレクトロスピニング後に架橋反応を行う必要がある。今回はゼラチンとナノゲル両方を溶解することのできるPBSとエタノールの混合溶媒を用いることで、insituで架橋反応が可能なファイバーを形成することとした。ゼラチン及びナノゲルをPBSとエタノールの混合溶媒に加え、これに縮合剤であるEDC及びNHS溶液を添加し、一定時間後にエレクトロスピニングを行った。その結果、縮合剤の濃度や架橋反応時間、ゼラチンの分子量の違いに応じて200-1200nmの様々な直径のファイバーを得ることに成功した。水中での安定性をみるために、得られたファイバーを12日水に浸漬させたサンプルをSEMで観察したところ、浸漬前と同様にファイバーの形状を保持することが示された。また、蛍光修飾ナノゲルを用いてファイバーにおけるナノゲルの分布状態を蛍光顕微鏡で観察したところ、ファイバー全体にナノゲル由来の蛍光が見られた。ナノゲルの特筆すべき点として、タンパク質を安定に保持し、活性のある状態で放出できることが挙げられる。ファイバーにタンパク質を内包したナノゲルを封入することで、ファイバーからタンパク質を徐放する素材の開発が期待できる。そこで、モデルタンパク質としてウシ血清アルブミン(BSA)をナノゲルに内包し、これとゼラチンを混合し上記の方法と同様にエレクトロスピニングを行ったところ、300nm前後のファイバーを形成することが確認された。今後はナノゲルからのタンパク質の放出速度の検討や、ファイバーを何層にも重ねることで複数の種類のタンパク質を順番に放出させるシステムの構築を目指す。申請者らは疎水化多糖ナノゲルを基盤としたナノゲル工学による新規バイオマテリアルの創製を行ってきた。ナノゲルの特筆すべき点として、タンパク質を活性のある状態で放出する分子シャペロン効果を持つことが挙げられる。本研究ではまず、ナノゲルに官能基を修飾させた反応性ナノゲルに注目し、これと親水性ポリマーとを架橋させることでナノゲル集積ハイドロゲルの作製と機能評価を行った。この微粒子はナノゲルが生分解性を有する架橋により数十から数百のナノゲルが集積した構造をとっているのが特徴である。また、ナノゲルの濃度を高濃度にすることでマクロゲルを形成することから、再生医療の足場材料としての応用が期待できる。本年度は、微粒子の集積数をField-Flow Fractionationにより解析したところ、架橋密度に応じて約20-160個が架橋していることがわかった。また、マウスへ静注投与したところ、CHPナノゲルに比べて15倍血中に長く滞留することが確認できた。さらに、マクロゲルに関しては骨吸収を抑制するNF-κB inhibitorを内包させたものをマウス頭蓋骨欠損部に埋め込むと、内包量に依存して骨形成が促進されることを報告した(Neil Alles, Niroshani S. Soysa et al., Endocrinology, 151 (10): 4626-4634(2010)))。次に、ナノゲルに細胞接着性ペプチドであるRGDペプチドを付与したナノゲルの作製と機能評価を行った。RGDペプチドは血管新生中の内皮細胞、腫瘍細胞、破骨細胞等に高発現しているインテグリンと特異的に相互作用することから、がん細胞へのターゲティングに有用であると考えた。アミノ基とスクシンイミド及びマレイミド基とチオール基の二段階の反応により、RGD修飾ナノゲルの合成に成功した。このナノゲルとタンパク質との複合体を細胞に添加すると、エンドサイトーシスにより高効率に細胞内へ導入された。導入経路の詳細を検討したところ、複数の経路にて導入されていることから、リソソームでの分解を回避し、細胞質へとリリースされるタンパク質/ナノゲル複合体も見られた。以上より、RGD修飾ナノゲルはタンパク質デリバリーキャリアとして有用であることが示唆された(Asako Shimoda et al., Macromolecular Bioscience, accepted)。我々は親水性多糖であるプルランに疎水性基であるコレステロールを部分的に置換したコレステロール置換プルラン;CHPが、水中で自己組織的に会合し約30nmのナノゲルを形成することを見出している。ナノゲルはタンパク質を内部に取り込み、分子シャペロン効果により活性を保持したまま放出することができるのが特徴である。本研究では、ナノゲルに重合性基(アクリロイル基)を修飾させた反応性ナノゲルに注目し、これと親水性ポリマーとを架橋させることでナノゲル集積ハイドロゲルの作製と機能評価を行った。

この微粒子はナノゲルが生分解性を有する架橋により数十から数百のナノゲルが集積した構造をとっているのが特徴である。また、ナノゲルの濃度を高濃度にすることでマクロゲルを形成することから、再生医療の足場材料としての応用が期待できる(Asako Shimoda et al., Colloids Surf B Biointerfaces. in press)。本年度はまず、ナノゲル架橋マクロゲルの作製と機能評価を行った。ナノゲルのアクリロイル基の導入率及び濃度に伴いゲル強度を容易に調節可能であり、ナノゲルと複合化したタンパク質はナノゲルに内包されたままマクロゲルから放出された。また、血清含有培地での分解挙動を評価したところ、約10日間かけて徐々に分解することがわかった(Asako Shimoda et al., Macromolecular Research., 20,266-270 (2012))。このマクロゲルを用いて、インプラント治療時の骨の高さ・厚みが不足している場合に用いる骨再生を促す人工膜(GBR;guided bone regeneration)としての応用を試みた。ラット頭蓋骨に作製した直径5mmの欠損部に直径6mm、厚さ0.4mmのマクロゲルを被覆し、4週間後にμCTにて得られた骨の断層画像の解析を行った。コントロール及び市販のGBRメンブレンでは欠損部が残っているのに対し、ナノゲルを用いた場合にはほぼ新生骨が形成されているのが観察された。これより、ナノゲル架橋マクロゲルは骨再生の足場材料として有用であることが示唆された(Takayuki Miyahara et al., J Tissue Eng Regen Med,. in press.)。我々はこれまでに、疎水性の高いコレステリル基を部分的に(15%)置換した多糖プルラン(コレステリル基置換プルラン、CHP)が希薄溶液中で自己組織的に会合し、ナノサイズ(2030nm)のヒドロゲルを形成することを見出した。CHPナノゲルはタンパク質を自発的に取り込み安定化させ、その分子シャペロン効果により活性を保持したまま内包物を放出することができる。本研究では、エレクトロスピニング法を用いて新素材として注目されているナノファイバーの作製を試みた。まず、ナノゲルのみを用いたファイバーの形成を試みた。これまでに検討した重合性基を付与したCHPナノゲルを生分解性の架橋で集積させたナノゲル架橋微粒子を調製した。この時、溶媒組成、ナノゲル濃度、架橋度、流速、シリンジと基板との距離、電圧などのパラメーターを変化させてエレクトロスピニングを行った。しかし、溶液の粘性が低く、溶媒の乾燥が不十分であるためにbeadsしか得られなかった。次に、細胞培養基板として広く用いられているゼラチンとナノゲルの混合系について検討した。ゼラチン自体は水溶性のため、エレクトロスピニング後に架橋反応を行う必要がある。今回はゼラチンとナノゲル両方を溶解することのできるPBSとエタノールの混合溶媒を用いることで、insituで架橋反応が可能なファイバーを形成することとした。
TSH受容体の分子生物学的分析とバセドウ病における受容体抗体の病因的意義の研究

生体の情報伝達には、受容体が重要な役割りをはたしており、受容体に関連した各種の異常は疾病の原因ともなっている。バセドウ病は、TSH受容体抗体が病因ではないかと推定されているが、現在までTSH受容体の構造と機能は不明な点が多い。本研究では、1)TSH受容体を種々の方法で純化し、その分子量や化学的構造を調べる。2)受容体に対するモノクローナル抗体を作成し、バセドウ病モデル動物作成を試みる。3)TSH受容体のcDNAのクローニングを試みて、受容体DNAの塩基配列を調べることを目的とした。1)については、TSH受容体は、多くの他の受容体と同じく糖蛋白質であり、バセドウ病患者IgGのみならず、特発性粘液水腫患者IgGとも強く反応した。可溶化した受容体分画を糖蛋白として、またさらに、バセドウ病患者IgGをリガンドとしたaffenityカラムで純化した後、Western blotでバセドウ病患者IgGとの反応を調べたところ、分子量約67Kの蛋白と反応を認めた。特発性粘液水腫患者IgGも同じく約67Kの蛋白と反応した。2)については、部分純化した受容体をマウスに免疫して得たモノクローナル抗体を^<125>I-TSHreceptor assayでスクリーニングしdisplacementが他より強い抗体が得られるというpreliminaryな結果を得ている。また、自己免疫性甲状腺疾患の発症におけるサイトカインの役割りを調べ、γ、インターフェロンの重要性を明らかにして自己免疫性甲状腺疾患のマウスモデルを作成した。3)については、今後の課題として残った。本年度は人およびブタ甲状腺から可溶化したTSH受容体をwheat germ lectinSepharoseやCon A Sepharose, HPLCを用いて精製し,バセドウ病患者血中の^<125>I-TSH結合抑制抗体(甲状腺刺激抗体)および萎縮性甲状腺炎患者の甲状腺刺激抑制抗体とこの部分精製TSH受容体との反応を^<125>I-TSH結合に対する抑制活性で検討した.その結果,この部分精製TSH受容体を用いた場合には,バセドウ病患者血中の抗体はより少量で強い^<125>I-TSH結合抑制活性を示すこと, creedeな可溶化TSH受容体を用いた^<125>I-TSH結合抑制活性との間に高い相関が見られること,さらに,萎縮性甲状腺炎患者の甲状腺刺激抑制抗体の場合にも,部分純化TSH受容体に対して強い^<125>I-TSH結合抑制活性を示すことが分った.以上の結果から,その作用のちがいにもかかわらず,甲状腺刺激抗体も甲状腺刺激抑制抗体もともに部分純化したTSH受容体に強く結合しうることから,ともに糖蛋白として精製されるTSH受容体自体に対する抗体であることが判明した.次に,可溶化TSH受容体をSDS-PAGEで分離し, Western blottingでニトロセルロース膜に転写後,甲状腺刺激抗体と甲状腺刺激抑制抗体を用いて,これらの抗体の抗原の同定をおこなった.その結果,ヒト甲状腺では60Kと33Kブタ甲状腺では65Kと24Kの蛋白が両方の抗体でともに標識された.この結果は,我々が以前得た^<125>I-TSHとTSH受容体のcrosslinkによってブタ甲状腺TSH受容体は65Kと38Kから成るとの実験結果ともよく一致するものであり,これらの抗体がTSH受容体を検出する上で有用であることが判明した.昭和62年度経費としてはファルマシアLKBのMultiphoreIIを購入し, SDS-PAGEに使用するとともに,等電点電気泳動,二次元電気泳動に使用した.生体の情報伝達には、受容体が重要な役割りをはたしており、受容体に関連した各種の異常は疾病の原因ともなっている。本年度は、昨年施行した可溶化TSH受容体をSDS-PAGEで分離しwestern blottingでニトロセルロース膜に転写後、甲状腺刺激抗体と甲状腺刺激抑制抗体を用いてこれらの抗体の抗原を同定する実験を発達させた。つまり、ConA-SepharoseやWheat germ lectin-

Sepharoseを用いて糖蛋白としてTSH受容体を部分精製したり、甲状腺刺激抗体や甲状腺刺激抑制抗体をリガンドとして用いたaffinity chromatographyでその抗原を部分精製してから、SDS-PAGEで分離しWestern blottingをおこなった。その結果crudeな可溶化TSH受容体画分を用いた時と同じく、6567Kの蛋白が標識された。この結果は、TSH受容体と甲状腺刺激抗体や甲状腺刺激抑制抗体の抗原とがほぼ同じものであり、その分子量が6567K附近であることを強く示唆する。さらに、このような自己抗体産生をもたらす自己免疫性甲状腺疾患の発症におよぼすサイトカインの役割りについて調べ、r-インターフェロン投与によって、マウス甲状腺濾胞上皮細胞上に、HLA classII抗原が発現し、同時に血中に抗サイログロブリン抗体が出現することから、自己免疫性甲状腺疾患の発症に対して、HLA classII抗原のaberrant expressionが重要な意義をもち、r-インターフェロンが関与している可能性が高いことを明らかにした。昭和63年度経費としては、定電流、定電圧、定電力機構のついたpower supplyとゲルからの蛋白回収装置を購入し、研究推進に用いた。
進化計算とニューラルネットを用いた群ロボットの効率的な制御の研究

広域の災害現場や地雷原などのような障害物の存在する未知の領域を、複数のロボットにより効率的に探査するための制御方法をコンピュータシミュレーションによって開発した。ロボットのカメラから見た視覚情報から周囲の障害物を認識し衝突を避けるための手法を提案した。各ロボットが認識した領域の障害物の配置を合成し、マップを作成して共有しながら領域全体を探査する手法を提案した。探査の動作方法について、障害物が様々に配置された領域に対して、ロボットの数を変化させながら比較し、提案手法の有効性を評価した。23年度の視覚情報による障害物・衝突検出手法CyberRadarのシミュレーション実験に基づき、実世界の複雑で多様なたくさんの障害物に対応するためにマルチGPUを用いたCyberRadarの並列処理を実装した。多数のオブジェクトを配置した実験では、2つのGPUを用いることでおおよそ2倍のパフォーマンスが得られた。マルチCPUやマルチコアCPUなどの並列化では、タスクを分配するためのオーバーヘッドが負荷となり、n個のハードウェアを用いてもパフォーマンスはn倍にはならない。これに対しマルチGPUを用いたCyberRadarでは、オーバーヘッドがきわめて少ないことが示された。この成果をICAART2013において発表した。群ロボットの制御アルゴリズムについては、シミュレータを作成し基本的な制御アルゴリズムを実装、評価を行った。すなわち、シミュレータによって、複雑な障害物の存在する未知のフィールドを被覆するアルゴリズムの実行効率を実験で検証した。ソフトウェアエージェントによって制御される複数のロボットを未知のフィールドの境界に配置し、センサで周囲の障害物や他のロボットを探知しながら被覆を行う。エージェントは探知した障害物および被覆されていない領域の情報を共有し、領域の地図を作成しながら被覆を進める。効率よく被覆するには、一度被覆した領域を通る距離を可能な限り少なくする必要がある。複数のロボットによる被覆では、ロボット同士の干渉が起こると、被覆済みの領域を通らざるを得ない。ロボットを領域全体に分散して配置できれば干渉を減らすことができるが、未知の領域では困難である。エージェント同士が共有するフィールド状態や他のロボットの位置の情報から、分散して動作するためのアルゴリズムを複数用意し、比較実験を行った。この成果はIES2012にて発表し、IESの特集ジャーナルJACIIIに推薦された。ジグザグ、スパイラル、ランダムの3つの被覆動作について、複雑な形状の障害物が存在するフィールドでの処理効率を調べた結果、大きな差はないもののスパイラルが多少優れていることがわかった。同時に、処理効率を引き下げている要因を詳細に分析するために、単位時間当たりの被覆動作回数の変化を詳細に分析した。この実験で使用したフィールドは、ロボット1台が通れる隘路で大きく2つの領域に分割されているが、隘路のない局所的な領域の被覆の終了が、すべてのエージェントで近い時間で発生することがわかった。その後にすべてのエージェントが隘路へ集中するため、被覆を再開するまでの時間がかかり、処理効率を大きく悪化させてしまうことが明らかとなった。この結果について、IES2013にて発表を行った。隘路があるフィールドでの問題が明らかとなったことを受け、隘路がない単純な形状の障害物が配置された領域での3つの動作の違いについて同様の評価実験を進めた。長い壁や離散した四角形、部屋のような袋小路状の障害物を配置した領域に対して実験を行った。その結果、いずれの場合も僅かだがスパイラルの効率が良いことが示された。しかし障害物の配置や形状への明確な依存性は示されなかった。処理効率の低下の主な原因は、被覆されていない領域が遠く離れて残ってしまうことによるものだった。この問題に対応するため、被覆作業の進行に対応したエージェントの分散方法を検討する必要が示された。この結果はJACIII投稿し採録された。並行して実機の開発に取り組んだ。タブレットPCの搭載を検討したが、バッテリーの問題やコストの点から、マイコンを使用することとした。シミュレーションによる研究成果を踏まえ、完全な自律型にするのではなく、個々のエージェントの役割を持つPCを1台使用する。位置情報は、上からカメラによって取得してPCで解析する。実機ロボットで視覚情報に基づく制御を実現するために、視覚情報による障害物・衝突検出手法CyberRadarのシミュレーション実験を行った。現実世界では多様な形状とたくさんの衝突対象物が存在する。現在主に使用されている空間分割による手法では、こうした環境での衝突検出・回避処理をリアルタイムに行うことが困難となる。これに対し提案手法では、対象となるオブジェクトの数nに対しO(n)のオーダーで処理できることが示された。この成果は、Cyberworlds 2011にて発表した。CyberRadarによる障害物・衝突検出は、GPUによる描画を利用した手法であるため、多数のロボットを想定した環境では、実時間性が損なわれる。そこで、本手法をより高速化するために、スレッド化して複数のGPUにより並列処理するアルゴリズムを開発するとともに、プログラムを委託開発した。現在、このプログラムの評価実験を進め、さらに高速化するための改良方法について研究している。

GPGPUによる並列処理が注目されているが、安価なGPUを複数使うことで、これまでリアルタイムに処理することが困難だった複雑な環境での障害物・衝突検出法の提案を目指している。実機ロボットに実装するステレオカメラとしてビデオゲームの入力装置であるKinectを用い、ビデオカメラによる画像とKinectによって取得された距離情報を用いて、現実世界と3Dモデルの実時間でのインタラクションを実現した。当初検討していたステレオカメラシステムより安価で、開発のための情報が多く公開されていることから、Kinectを利用することとした。本研究の成果は、The Fifth International Conference on Advances in Computer-Human Interactions (ACHI 2012)にて発表した。群ロボットによる被覆作業の効率低下をもたらす主要な原因として、1.ロボットの初期位置から遠く離れた地点に孤立した被覆対象領域が残される、2.これまでに提案した近似的最短経路探索法、さらに複雑に障害物が配置された領域では実時間で経路を求められない場合が発生する、という2点が明らかとなった。1については、被覆過程で被覆領域が分割されて孤立した領域が発生する際の領域選択方法と、周囲に被覆対象がなくなって次の被覆対象領域に移動するときの領域選択の方法が問題となる。前者についてはより小さい領域を優先的に選択することが効率的であることがシミュレーションによって示された。後者については、初期位置からより遠い領域を選択する方法を提案した。複雑に障害物が配置された領域では、より遠い領域を判断するには、ロボットが通ってきた経路を利用して、過去の経路に戻る方向ではなく進む方向にある領域を選択する方法を提案した。2については、1で用いたロボットの経路情報を利用する手法を提案した。近似的最短経路計算は深さ優先探索を用いるが、その際実時間で到達できる深さまで探索し、求められない場合は経路を逆に辿ることとした。しかし経路を逆に辿るのは最短とはならないため、近似的最短経路の計算は常に繰り返すこととした。これらの手法を5種類の領域に対して評価実験を行った。その結果はAROB 20st 2015および情報処理学会第77回全国大会において論文発表を行った。実機による実験を行うため自律的な制御方法を用いた試作のロボットを作成した。ロボットの正確な位置を知る必要があるが、カメラやGPSを用いるためにはロボットの大型化が不可欠となるため、領域全体を見渡すカメラでロボットの位置を認識し無線でロボットに伝達する手法を用いた開発を行った。ロボットおよびシステム全体をすべて開発したため年度内に完成に至らなかった。
小児のウ蝕予防・ウ蝕進行抑制に関する総合的研究

本研究は、1歳から15歳までを対象として、平成11年6月から10月までの5か月間、全国29大学の歯学部小児歯科学講座にカリオスタット^<【○!R】>、ミューカウント^<【○!R】>、口腔内診査用紙、アンケート用紙を配布し、齲蝕活動性試験およびアンケート調査を行った。これらの調査結果から、今回特に園児から中学生までを対象に統計処理を行い、次の結論を得た。1.CSI、カリオスタット^<【○!R】>およびミューカンント^<【○!R】>の判定結果には、有意な相関関係があり、カリオスタット^<【○!R】>とミューカウント^<【○!R】>の両試験法は小児の齲蝕の現況を評価するのに適していることを示唆する。2.カリエスリスクは、不規則な間食や回数などの生活習慣やそれを許す周囲の環境、保護者の子どもへの関心などから影響を受ける。3.自分の歯を大切にすることや定期検診など保護者や小児本人の齲蝕予防の意識や知識が高くなってきていると考えられるが、それを生活や習慣の中で実践することが不足していると考えられる。4.今後、齲蝕予防を生活の中で実践させる工夫が必要である。平成10年度は現在各大学において小児に対するう蝕予防、う蝕進行抑制に対する取組みが基本的にどのように行われているかを明らかにするため、全国29歯科大学の小児歯科学講座でアンケート様式で調査、分析を行った。1.保護者教育では集団指導に比べ個人指導に重点がおかれ、その指導内容も間食指導、口腔内清掃指導を中心とした指導が行われており、より個人の状態に応じた個別指導が主に行われていた。2.各大学においてフッ素の応用は積極的に行われており、又フッ化ジアミン銀溶液は3才未満の患児へのう蝕進行抑制剤として使用されていた。小窩裂溝填塞にはフッ素含有性シーラントを応用している大学が多かった。3.定期検診では間食指導、ブラッシング指導、フロッシング指導、フッ素剤やシーラントの応用がほとんどの大学において行われていた。またバイトウィングX-ray、プラークスコア算出、う蝕活動性試験もほぼ半数の大学において行われていることがわかった。4.非協力児への対応は、定期検診の間隔を短くするなどし、口腔清掃指導は保護者も含めて予防に重点をおいた対応を各大学ともとっていることがわかった。また各大学ともPMTC(Professional mechanical teeth cleaning)は有効であると考えており、大半の大学では実際に行われている。またコンピューターによるう蝕抑制の管理やレーザーの使用などは機器が高価なことからあまり利用されていないようであった。全国29大学の歯学部小児歯科学講座へ用意した口腔内健診用紙、アンケート用紙、ミューカウント(昭和薬品加工)、カリオスタット(三金)を200名分、配布し、各大学小児歯科診療室に来院した1歳から15歳を対象として、口腔内健診、齲触活動性試験、患児とその保護者について、アンケート調査を行った。得られた結果はコンピューターに入力し、統計処理を行い、今回は1歳から3歳までのカリエスリスクの相関関係についてクロス集計を行い、以下の結論を得た。1歳児はCSI(caries serious index)の場合、カリオスタット、ミューカウントのハイリスクに対し有意差がみられた(p<0.01)。またその他のアンケートに対しても有意差を示す内容の部分が見られた。これは他のカリオスタットの場合やミューカウントの場合においても同様であった。2歳児においてCSIの場合、カリオスタット、ミューカウントのハイリスクに対し有意差がみられた(p<0.01)。また1歳児の場合と同じアンケートの内容に対しても有意差を示す部分が多い事がわかった。またカリオスタット、ミューカウントから見た場合も同様であった。3歳児においてCSIの場合、カリオスタット、ミューカウントのハイリスクに対し有意差がみられた(p<0.01)。またアンケートの中で有意差を示す項目もあったが、1歳児、2歳児に比べると減少しているのが特徴的であり、とくに環境的要因が低下している事がわかった。

また全体的に保護者のアンケートからはハイリスクとなる要因は極めて少ない事がわかった。以上の事から、カリオスタットやミューカウントはカリエスのハイリスクの判定にとって臨床的立場からみて有効であるとともに、いくつかの環境的要因が明らかにされた。平成10年度から各大学における齲蝕予防活動や母親教室の実態調査に始まった本研究は、さらに1歳から15歳までを対象として、平成11年6月から10月までの5か月間、全国29大学の歯学部小児歯科学講座に口腔内診査用紙、アンケート用紙、カリオスタット【○!R】、ミューカウント【○!R】を配布し、齲蝕活動性試験およびアンケート調査を行った。これらの調査結果から、今回特に園児から中学生までを対象に統計処理を行い、次の結論を得た。1.CSI、カリオスタット【○!R】及びミューカウント【○!R】の判定結果に関し、有意に相関関係があり、これはカリオスタット【○!R】とミューカウント【○!R】の両試験法が小児の齲蝕の現況を評価するのに適していた。2.カリエスリスクは不規則な間食や回数などの生活習慣やそれを許す周囲の環境、保護者の子供への関心などから影響を受ける。3.自分の歯を大切にすることや定期検診など保護者や小児本人の齲蝕予防の意識や知識が高くなってきていると考えられるが、それを生活や習慣の中で実践することが不足していると考えられる。4.今後、齲蝕予防を生活の中で実践させる工夫が必要である。
肺野気腫性病変の喫煙感受性と肺胞マクロファージ由来蛋白分解酵素の遺伝子多型

COPDは閉塞性換気障害により定義づけられているが、気腫性変化、気道における過分泌、気管支壁の線維化、肺血管のリモデリングなど、種々の病態が重なりあって機能障害を呈すると考えられており、それぞれの病態に別々の遺伝子多型が関連している可能性がある。本研究では日本人COPD患者の肺病変、特に気腫性変化の進行に関与する遺伝的因子を検討するために、1秒量のみでなく、肺拡散能、Low attenuation area (LAA)スコア、肺動脈径などを測定するとともに、COPDの最大の原因であるタバコへの暴露について、可能な限り定量的な評価を行った。本研究の結果、LAAスコアにより評価される気腫性病変の進行には、マクロファージ由来のプロテアーゼであるMMP-9とCathepsin Sが関与することが示された。MMP-1,TIMP-2の多型は気腫性変化に有意な影響を及ぼさなかった。一方、ニコチン代謝、前癌物質の活性化などの作用が知られているCYP2A6の全欠損型多型もLAAスコアと関連していた。さらにCathepsin Sの主なインヒビターであるCystatin Cの遺伝子多型は肺動脈径と関連しており、肺循環系のリモデリングへの関与が示唆された。ニコチン代謝酵素CYP2A6の全欠損型多型の検討では、この多型が日本人喫煙者の喫煙習慣を規定しており、ニコチン置換剤の投与法の変更を含め、禁煙指導に際し是非調べられるべき遺伝子多型であることが明らかとなった。喫煙者に対するCYP2A6を含めた遺伝子解析は、禁煙指導のあり方と有効性に画期的な改善をもたらし、COPD患者数の減少に寄与する可能性がある。また、多彩なCOPDの表現型に対する個々の遺伝子の役割が明らかになれば、明確な病因の理解とそれに基づく治療法の開発に役立つと考えられる。【目的・方法】1992年より本研究の目的に賛同し本研究に参加することを同意した40歳以上の非喫煙健常成人(152名)ならびに観察開始時の生涯喫煙量が400以上で年齢が40歳以上の喫煙歴を有する256名に対して毎年一回精密肺機能ならびに高分解能CT(HRCT)検査を施行した。喫煙歴を有する対象を現喫煙群(経過観察中喫煙を持続した群)と禁煙群(エントリー前少なくとも2年前に喫煙を中止、その後経過観察中禁煙を遵守した群)に分類した。対象者のデーターを平成12年度に集積・解析した。同時にこれらの対象者から血液10mlを採取し血球成分からDNAを分離することを開始した。肺機能として、肺活量、一秒量(率)、V_<50>、肺気量分画(TLC、FRC、RV)、一酸化炭素肺拡散能力(DLco)、血液ガス諸値を測定し、それらの経年変化量を5年間の経過観察データーを線形最小二乗法によって処理することによって算出した。HRCT画像を上肺、中肺、下肺において撮影し各スライスの平均肺野CT密度(MLD)ならびに-912HU以下の低密度CT値を有する領域の相対面積(%LAA)を算出し肺野気腫性病変の指標とした。【結果】肺機能では3群において一秒量のみが有意な経年変化を示した。一秒量の経年変化量は非喫煙健常成人群で-20ml/年、現喫煙群で-60ml/年、禁煙群で-34ml/年であり、現喫煙者で最も大きく禁煙群で一秒量の低下は明らかに抑制されていた。HRCT画像上のMLDは現喫煙群でより負の方向に推移したが禁煙群、非喫煙健常成人群では有意な変化を認めなかった。

一方、%LAAは現喫煙群と禁煙群で年々増加する傾向を示したが非喫煙健常成人群では有意な経年変化を認めなかった。【解釈】以上の結果より、禁煙は一秒量を中心とした肺機能の経年低下を抑制するがこの原因は気腫性病変の改善ではなく末梢気道病変の改善に起因するものと考えられた。長年の喫煙習慣の肺野気腫性病変に対する影響は数年の禁煙ではもとに戻らないことが判明した。【今後の展望】平成13年度よりは以上の対象者の血球DNAを用いてcathepsin Sを中心とした蛋白分解酵素の遺伝子変異解析を施行し気腫性病変の程度との相関を解析する予定である。健常非喫煙者(対照群)150名、ブリンクマン指標200以上の喫煙者(喫煙群)150名の血液よりDNAを分離した。喫煙群では精密肺機能検査ならびに胸部CTを施行した。非喫煙者30名、喫煙者30名のDNAを用い、cathepsin S遺伝子のプロモーター領域ならびにエクソンに遺伝子多型が存在するか否かをPCR-SSCP法により調べた。その結果、プロモーター領域に4箇所、エクソン1に2箇所、エクソン4に1箇所の多型(うち1箇所のみ既知)が検出され、シークエンスにより、このうち5箇所が1塩基多型、1箇所が、欠失型多型、1箇所が繰り返し型多型であることが判明した。また、ハプロタイプ解析により、これらはA, B, C3つの主要なハプロタイプ上に存在することが確認された。次に臨床評価の完了した対照群102名、喫煙群108名において、各ハプロタイプの頻度と1秒率、肺気腫化スコア(LAAスコア:胸部CTより視覚法で測定)との関連を検討した。その結果ハプロタイプAは気腫化を促進し、ハプロタイプBは気腫化の抑制に関連することが示唆されたが1秒率との関連は明らかでなかった。さらにレポーターアッセイの結果、ハプロタイプAはIFN-γ刺激時の転写活性がハプロタイプBに比べ亢進していることが示された。これらの結果より、cathepsin S遺伝子多型は喫煙による肺気腫の進展に関連する遺伝的因子の一つであることが示唆された。一方、cathepsin Sと同様に強力なエラスターゼ活性を有するMMP-9の遺伝子多型(C-1562T)と喫煙者の臨床パラメーターとの相関を検討したところ、T alleleを持つ群は持た,ない群に比べLAAスコアが有意に高値であった。これらの結果より、肺気腫の進展に関与する蛋白分解酵素の遺伝子多型は複数存在することが明らかとなった。cathepsin Sの主要な阻害物質であるcystatin Cプロモーター領域の遺伝子多型を直接シークエンス法により検討した。その結果、既知の3箇所の一塩基多型に加え、-66から-52の位置の15塩基の挿入型多型を検出したこれらの多型のハプロタイプ解析により、日本人cystatin Cプロモーター領域に3つの主要なハプロタイプ(A, B, C)が存在することが判明した。COPDの表現型との関連解析により、ハプロタイプBをもつ喫煙者はもたない喫煙者に比べ、胸部CT上の総肺動脈径が有意に拡大していた(p<0.01)。この2群間で血中cystatin C濃度に有意差は認めなかったが、血中cystatin C濃度は総肺動脈径と相関する傾向を認めた(p=0.05)。主要なメタロプロテアーゼとその阻害物質であるMMP-1(-1607G/GG)とTIMP-2(-418G/Cおよび_+853G/A)の遺伝子多型については、COPDの表現型と有意な関連を認めなかった。