hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強相関電子系における負ミュオン捕獲過程でみる電子多体効果

多くの金属中で、電子はそれぞれが孤立した自由電子状態として振る舞うわけではなく、相互作用を及ぼし合いながら運動する。このため電子の多体効果が本質的に重要となり、様々な物性に現れてくる。このような「強相関電子系」において、どのような電子状態が実現するのかは極めて複雑であり、全貌を理解することは容易ではない。本研究は電子系における強い電子相関による電子状態の変化が負ミュオンの捕獲過程やカスケード過程にどのような影響を及ぼすのか、そして逆に捕獲過程から電子状態の情報を得ることができるのかを検証し、電子系に対する新たな研究手法を開拓していくことを目的とする。
難治性小児滲出性中耳炎に対する薬物療法の確立

1)滲出性中耳炎の病態ならびにその遷延化の研究のため、滲出性中耳炎患児より中耳貯留液を採取し、種々のサイトカインやケモカインの測定を行い、TGF-β、IFN-γ、IL-5、IL-8などを検出した。その測定量は、アレルギー性鼻炎を伴う症例や、感染性炎症を伴う症例、さらには遷延化している症例において、それぞれ異なる傾向を示した。2)滲出性中耳炎の病態の解明、薬物療法の権立を目的として、各種薬剤(抗ヒスタミン薬、マクロライド系抗生物質など)の薬理学的効果を検討した。鼻咽腔や耳管・中耳粘膜上皮のToll-like receptor(TLR)の発現について、RT-PCRやNorthern blottingにより検討し、TLR-2,TLR-4などの発現を証明した。さらに、in vitroで、これらの上皮細胞を培養し、TLRのリガンドであるlipoproteinやlipopolysaccharide(LPS)で刺激した際の、サイトカインならびにケモカインの産生を検討し、各種薬剤の影響につき、細胞内シグナル伝達機構の観点から、実験を行った。その結果、第2世代の抗ヒスタミン薬が臨床用量において容量依存的に、上皮細胞からのIL-8の産生を抑制し、そのメカニズムはNF-κBの抑制によるものであることを証明した。3)滲出性中耳炎の病態形成や遷延化の原因である耳管や中耳腔の細菌感染に対する免疫防御機構の賦活を日的として、有望なワクチン療法(経口・経鼻投与)を開発するため、卵白アルブミンに特異的なT細胞受容体(TCR)を遺伝子導入したマウス(OVA-Tgマウス)を用いて、経鼻感作による耳管・中耳粘膜の抗原特異的な粘膜免疫応答(分泌型IgA)の賦活を試みた。その結果、粘膜アジュバンドなしでも、抗原の点鼻投与により、耳管・中耳腔洗浄液に抗原特異的なIgA反応(特異的IgA抗体産生の誘導、抗原特異的抗体産生B細胞の有意な検出)が誘導されることが判明した。これらの結果は、中耳炎予防におけるワクチン療法の確立において重要な基礎的な研究成果であり、局所における抗原特異的T細胞の分化・増殖が鍵であることを示唆しており、鼻咽腔からの抗原投与が有望なワクチン療法になりうることが証明された。滲出性中耳炎の治療に広く用いられているS-carboxymethylcysteine(S-CMC)の臨床的有用性を薬理学観点から検討するために、滲出性中耳炎の病態に深く関わっていることが知られている好中球の活性酸素産生能に及ぼすS-CMCの影響について検討を行った。ヒトおよびHartley系モルモットの末梢血を採取し、1×10^5個の好中球浮遊液を作成し、これに1×10^<-6>10^<-3>g/mlのS-CMCを添加し、その後fMLPとMCLAを添加し、Aloka社製のluminescence reader BLR301を用いて好中球の活性酸素産生能を測定したところ、S-CMCの濃度依存的に好中球活性酸素産生能が抑制されていた。またLipopolysaccharide17μl/100μlをモルモットのsuperior bullaより注入し、滲出性中耳炎を惹起し、実験的中耳炎モデルを作製した。それらのモルモットに中耳炎惹起1週間前よりS-CMC 100mg/kg/日、S-CMC 250mg/kg/日、およびコントロール群として生理食塩水を投与し、中耳炎惹起後4日目に中耳貯留液を採取し、さらに中耳腔を洗浄し、遠心分離にて細胞成分を集め、100μlに調整し、中耳腔内の活性酸素産生能を測定したところ、S-CMCの濃度依存的に好中球活性酸素産生能が抑制されており、250mg/kg投与群でコントロール群に比して有意に活性酸素産生能が抑制されていた。今回の実験結果から、好中球の活性酸素産生能に対するS-CMCの抑制効果が、滲出性中耳炎の治療におけるS-CMCの有益な薬理効果のひとつである可能性が示唆された。

3)滲出性中耳炎の病態形成や遷延化の原因である耳管や中耳腔の細菌感染に対する免疫防御機構の賦活を日的として、有望なワクチン療法(経口・経鼻投与)を開発するため、卵白アルブミンに特異的なT細胞受容体(TCR)を遺伝子導入したマウス(OVA-Tgマウス)を用いて、経鼻感作による耳管・中耳粘膜の抗原特異的な粘膜免疫応答(分泌型IgA)の賦活を試みた。その結果、粘膜アジュバンドなしでも、抗原の点鼻投与により、耳管・中耳腔洗浄液に抗原特異的なIgA反応(特異的IgA抗体産生の誘導、抗原特異的抗体産生B細胞の有意な検出)が誘導されることが判明した。これらの結果は、中耳炎予防におけるワクチン療法の確立において重要な基礎的な研究成果であり、局所における抗原特異的T細胞の分化・増殖が鍵であることを示唆しており、鼻咽腔からの抗原投与が有望なワクチン療法になりうることが証明された。
アミノペプチダーゼの動脈硬化症への関与

小胞体アミノペプチダーゼ(ERAP1)はインターフェロン(IFN)-γおよびリポ多糖(LPS)処理によりマクロファージから分泌される。このことは、分泌されたERAP1が血液中の血管作動性物質に作用し、血圧を調節している可能性を示している。ERAP1の分泌機構を検討した結果、IFN-γおよびLPS処理により発現誘導されるIFN-β等のサイトカインが細胞内カルシウム濃度を上昇させることが重要であることが示された。また分泌されたERAP1がアンジオテンシンIIなどN-末端にアルギニンを有するペプチドに作用し、一酸化窒素を産生することで血圧調節に関与しうることも示された。各種のSNP解析により、ERAP1が高血圧症、強直性脊椎炎、骨粗鬆症などの病態に関与することが示唆されている。私たちはERAP1と高血圧症との相関性に着目し、本研究においてERAP1の血圧調節および動脈硬化症への関与の可能性について高血圧症、強直性脊椎炎、骨粗鬆症などの病態に関与することが示唆されているこれまでに私たちはマクロファージのLPS処理に伴いERAP1が分泌され、その活性化に寄与することを報告してきた。本研究においてさらに検討を進めた結果、ERAP1は活性化マクロファージのNO産生を亢進することを見出した。この現象はERAP1が血圧調節さらには動脈硬化症の発症に関与することを示唆することから、本研究課題に合致したものと考えられ、今年度はその詳細について検討した。活性化RAW264.7細胞のNO産生能は培養液中のアルギニン量に依存するが、通常のアルギニン血清濃度では最大産生量は得られないことが示された。したがって最大産生量を達成するためには何らかの形でアルギニンが供給されなければならない。この時アルギニンの代わりにアンジオテンシンIIIを加えておくと最大量のNO産生が達成される。このことはNO産生に必要なアルギニンがアンジオテンシンIIIのN-端より供給されていることを示唆しており、実際アミノペプチダーゼ阻害剤であるアマスタチンを加えるとNO産生量が減少することが見られた。さらにERAP1をノックダウンしたRAW264.7細胞およびERAP1ノックアウトマウスから調製したマクロファージではそれぞれの野生型に比べ、NO産生量の低下か認められ、ERAP1を添加することでNO産生量の回復が確認された。以上の結果よりERAP1は種々の感染刺激によりマクロファージ(および血管内皮細胞)から分泌され、NO産生に寄与することで血圧の調節に関与し得ることが示された。これまでに我々は、インターフェロンやLPSなどの感染の兆候になりうる刺激により小胞体アミノペプチダーゼ1(ERAP1)がマクロファージから分泌され、その貪食能を亢進するなどその活性化に寄与することを見出していた。今年度は分泌されたERAP1の血管内皮細胞への作用を想定した解析をすることで、分泌ERAP1を介したマクロファージおよび血管内皮細胞による血圧調節の可能性について検討した。血管内皮細胞は高いNO産生能を有し、NOは血圧調節作用を有することから、マクロファージの活性化を介したERAP1の血管内皮細胞への作用の有無は注目に値する。そこで組み換え型ERAP1を基質であるアンジオテンシンIII存在下でRAW264.7細胞を処理したところ、基質のN-末端アルギニンの遊離に伴って、NOの産生が増強されることを見出した。この作用は1)アミノペプチダーゼ阻害剤である、ベスタチンやアマスタチンで効果的に阻害されること、2)酵素活性のない変異体を用いた実験ではNOの産生増強は認められないことなどから、何等かの炎症性刺激を受けた細胞(今回はマクロファージでの検討のみであるが、血管内皮細胞を含めて)から分泌されたERAP1が、そのN-末端にアルギニンを有する特定の基質への作用を介して、アルギニンの遊離を促進し、その結果として、血圧低下作用を有するNOの産生を増強していることが考えられた。一方ERAP1の分泌機構に関しても解析も進展しており、自然免疫系の受容体である特定のToll-like受容体を介したカルシウムの細胞質内への流入が引き金になることが判明している。以上本研究により、ERAP1が自然免疫系の発動により分泌され、血圧調節に関与することで、生体防御の重要な部分を担うことが明らかになりつつある。各種のSNP解析により本研究の対象である小胞体アミノペプチダーゼ1(ERAP1)が高血圧症、強直性脊椎炎、骨粗しょう症などの種々の病態に関与することが示唆されている。本研究において私たちは特にERAP1と高血圧症の関連に着目し、本酵素と血管内皮細胞作用物質との関連を検討した。

その結果本酵素はLPSやインターフェロンのような感染症の指標となる物質により、マクロファージ等の細胞から分泌され、マクロファージの活性化に寄与するとともに、一酸化窒素(NO)の産生を亢進することを見出した。本年度はこれらの成果を論文化することで、本研究の成果を公表することができた。本研究における私たちの成果は、ERAP1が感染症において小胞体貯留状態から解放され、細胞外へ分泌された結果、マクロファージの活性化やNOの産生亢進を誘導し、生体防御機構の一端を担うことを示唆したものである。実際本研究の追試が複数のグループにより既に報告されており、その中には本酵素がナチュラルキラー細胞の活性化に寄与するという新知見も報告されている。したがって本研究はERAP1というペプチド分解酵素が感染症に際し、細胞外へ分泌され、生体防御システム(特に自然免疫系)の発動に重要な役割をはたしているという、これまでには全く想定されてこなかった知見を初めて提供した興味深い成果であると言うことができる。私たちは本研究の過程でERAP1のノックアウトマウスを作製している。今後はノックアウトマウスの表現型を詳細に検討することで、生体防御機構における本酵素の役割を個体レベルで明らかにしていきたいと考えている。生化学本研究等により、私たちはERAP1が種々の感染性(炎症性)刺激により細胞外に分泌され、マクロファージの活性化を誘導するとともに、NO産生の亢進に寄与することで血圧調節に関与しうる可能性を示した。これらの成果は、ERAP1が抗原ペプチドのプロセシングや血管新生以外にも重要な機能を有していることを初めて示した意義深いものであり、今後さらに検討していく価値があるものと考えている。ERAPは自己免疫疾患、血管新生、炎症反応の修飾等多様な機能を有することが、明らかになり注目を集めている。さらに遺伝子多型の解析により本酵素が血圧調節に関与する可能性が示唆されていたが、今回の研究によりその分子メカニズムが明らかになってきたと考えられる。ERAP1の刺激依存的な分泌という現象は我々が独自にみいだしたユニークな研究成果であり、それを介した本酵素による血圧調節機構の存在、さらには生体防御への関与の解明は、タンパク質の局在性の変化による全く新しい多機能性の発現メカニズムの存在が明らかなるものと期待できる。以上のことから提案内容すべてにわったて検討できているわけではないが、本酵素の関わる全く新しい血圧調節機構の存在、そのメカニズムが明らかになりつつあり、萌芽研究として一定の成果が得られていると判断している。さらに本酵素の血圧調節作用は動脈硬化の逓減効果に結びつく可能性を高めており、今後検討する価値があると考えている。今後は本研究の過程で作成したERAP1ノックアウトマウスを用いて、個体レベルでERAP1の血圧調節への関与の有無を検討していきたいと考えている。これまでの研究でERAP1の新たな生理的/病理的機能があきらかになりつつあることから、今後はそのNO産生の増強を軸とした研究を送球に展開していきたい。すなわち1)ERAP1のノックアウトマウスから調整したマクロファージ、血管内皮細胞でのNO産生能を野生型と比較検討する。2)ノックアウトマウスをインターフェロンやLPSで刺激した際の血圧の動向を野生型マウスと比較する。さらには組み換え型酵素を注入することによる効果を比較検討する。さらには
人工タンパク質の新規設計による細胞および抗体ターゲティング機能分子の創製

細胞および抗体ターゲティング機能分子の創製を目指した新規設計人工タンパク質の構築を行うため、βαβαポリペプチドのループ部分に細胞接着活性を示すRGDS配列を導入したポリペプチド構造体と酸化活性を有するポリペプチド構造体の設計合成をおこなった。βαβαポリペプチドには3ヶ所のループが存在する。このループ部分を機能性部位として利用するため、Gly-Arg-Gly-Asp-Ser配列をループ部分として設計した。ペプチドの合成は固相法および液相法を組み合わせた方法で行った。構造を評価するため、各種溶媒中でCDスペクトルを測定した。βαβαポリペプチドは水溶液中でα-ヘリックスをあらわすCDスペクトルパターンを示した。水溶液中でのα-ヘリックス含率は約40%となり、α-ヘリックスとして設計した領域が二次構造を形成していることを示している。次にβαβαポリペプチドの内部疎水場にフラビンを導入し、ジヒドロニコチンアミド誘導体の酸化反応を試みた。ベンジルジヒドロニコチンアミドを基質として酸化速度を調べると、βαβαポリペプチドは対照化合物であるアセチルフラビンに較べて約5倍の酸化速度を示した。また、様々なアルキル鎖長の界面活性剤を添加すると酸化反応速度はアルキル鎖長に依存した。このことはポリペプチドの立体構造が活性発現に寄与していることを示唆している。また、2次構造の安定性は配位やモチーフによって異なるため、立体構造の安定性を評価する新たな手法として、トリプシンによる加水分解を試みた。加水分解速度はポリペプチド構造体の構築方法や配列に大きく依存していることがわかった。
超平面配置および関連する滑層空間の離散構造を使った明示的研究

本計画では(a)コクセター配置や関連する配置の自由性, (b)超平面配置や部分空間配置の位相幾何的性質の研究、(c)マトロイドやTutte多項式の一般化,をテーマに設定している。2018年度はそれぞれについて,順調に研究を進めた。(b)に関しては、問題意識を北海道大学の大学院生の小山元希氏と共有した結果、小山氏と石川剛郎氏による研究の進展があり、ユークリッド空間内の直線配置の補集合のホモトピー型や微分同相類が組み合わせ論的に決定されることが分かった。それとは別に、20・12面体と呼ばれる多面体に付随した超平面配置(20・12面体配置)のミルナーファイバーのホモロジーがねじれを持ち、Betti数に関してもこれまで広く信じられていた予想を覆すふるまいをすることが分かった。(c)に関しては、大学院生のTan Nhat Tran氏との共同研究を進め、特性準多項式の成分と呼ばれる多項式の組み合わせ論的な意味を明らかにした論文を出版した。6月には京都大学数理解析研究所で研究集会を、3月には広島大学での研究集会の組織に関わり、国内外の関連するテーマの研究者と議論を行った。ドイツ、フランス、ベトナムで行われた研究者や大学院生向けのスクールで連続講演を行い、他何件かの研究発表を内外の研究集会で行った。(a), (b), (c)三つのテーマ全般で研究の進展、論文の準備、口頭発表、研究集会の運営など順調に行った。そのうえで、20・12面体配置という非常に興味深い超平面配置の例が見つかった。この例は、20年来の問題を決着し、ここ数年信じられていたミルナーファイバーの1次のコホモロジーの構造に関する予想に改定を迫る性質を有していることが分かった。これはミルナーファイバーの分析に関して、当初の計画を超えて先に進めるための重要なステップであると考えている。
深層学習を用いた鏡視下直腸癌手術の画像認識と評価システムの構築

高難度化する鏡視下直腸癌手術の均てん化のためには、評価・解析に活用可能な手術手技のデジタル化や、それに基く手術支援システムの開発が必要である。本研究では、手術映像における手技をデジタル化した上でデータセットとし、手術器具や解剖構造、手術工程などを画像認識、解析するシステムの構築を行い、臨床への活用へ繋げる。2018年度の実施内容としては、1鏡視下直腸癌手術映像の収集、2ラベリング項目の決定(術具の名称、手術工程の名称、解剖構造の名称など)、3ラベリング作業、について予定通り実施した。試験的に実施した機械学習の結果、Point dissectorでIoU:0.689、手術工程でAccuracy:0.835、IMAでIoU:0.532、尿管でIoU:0.331、前立腺でIoU:0.194の精度で予測モデルが構築された。研究実績の概要に示したように、研究計画調書で提示しているマイルストーンにおいて、2018年度に実施する項目として、1鏡視下直腸癌手術映像の収集、2ラベリング項目の決定、3ラベリング作業、については予定通り実施することが出来ている。1においては、2年間で達成することを想定していた過去10年分の症例動画収集が、1年目でほぼ完了している。2においては、予定通り1年目で完了した。3においては、引き続き2020年までラベリング作業を継続していくが、進捗としてはスケジュール通りである。一方で、2019年度に実施を開始する予定であった、4CNN(Convolutional neural network)による機械学習とバリデーションにおいては、試験的に2018年度中に機械学習を実施することが出来た。術具のPoint dissector、手術工程、解剖のIMA・尿管・前立腺において、パイロットデータを得た。クラス分類(Classification)による手術工程の画像認識においてはある程度の精度が達成されたものの、Semantic segmentationによる術具、IMA・尿管・前立腺の画像認識においては、精度改善の余地が認められた。特に前立腺については教師データ枚数と比較し精度が低く、ラベリング方法の再検討と教師データの追加が求められる状況である。次年度に直面する課題を先行して認識することが出来たと考えている。機械学習による画像認識のパイロッドデータの解釈としては、特に術具・解剖構造の認識において引き続き予測モデルの精度向上が望まれる状況である。アルゴリズムの改良とラベリングデータの量産が必要と考えられ、Point dissector以外の術具についてもラベリング作業を開始していく。このため、ラべリング作業の速度向上のために現在使用しているアノテーションソフトの改良も引き続き行い、効率化を達成させる。また、最終成果物の一つであるAIによる手術技能評価システムの開発に向けても、技術評価項目や評価アルゴリズムの構築を検討していく必要がある。

また、最終成果物の一つであるAIによる手術技能評価システムの開発に向けても、技術評価項目や評価アルゴリズムの構築を検討していく必要がある。想定していた国際学会への参加が困難となった。2019年4月の国際学会へ参加・成果報告となったため、そちらで使用。ラベリング用の人件費を計上していたが、2018年度に関しては作業手順作成などと同時に研究代表者本人がラベリングを行った。2019年度以降、ラベリング作業加速を図るため使用予定。
紫外光励起研磨によるダイヤモンドウェハおよび工具の高度化技術の開発

紫外線照射研磨は約15年前に熊本大学精密加工学研究室で開発された全く新しい研磨法であり,紫外線照射下で石英を用いて単結晶ダイヤモンド基板が超精密研磨される.本研究はこの研磨法の研磨メカニズムを詳細に解明すると共に,この技術をダイヤモンド製の砥石,切削工具,金型,超薄型ダイシングブレードに応用展開することを目的としたものである.その結果,ダイヤモンド基板の研磨メカニズムはほぼ解明でき,作用砥粒数の大幅な増加による超精密研削用ダイヤモンド砥石の開発や鋭利な切れ刃を有するPCD製切削工具,厚さ50ミクロンのPCD製ダイシングブレードの開発に成功した.本年度は以下の実績を挙げることができた.メカニズムの関しては酸素雰囲気,窒素雰囲気でのカーボンオニオンの生成の有無を透過電子顕微鏡(TEM)で詳細に観察し,酸素雰囲気でのカーボンオニオンの生成量が多いことを見出し,これまでの考察の裏付けが得られた.また,紫外光励起研磨中に放出されるCOガス濃度計測を広い研磨条件のもとで行い,研磨圧力との間の正比例の関係を確認したが,石英板回転数との間には正比例の関係は存在せず,高速域では別のメカニズムが作用していることが分かった.工具は切削工具,砥石および小型金型に対してUV-sharpening,UV-truingおよびUV-machiningを開発した.特に,砥石に対するUV-truingは小径軸付電着ダイヤモンド砥石に対して行い,超硬研削において2 nmRaの粗さを有する鏡面が得られることを確認した.また,UV-truingした砥石の研削性能評価を行い,砥粒先端の平坦部形成による法線研削抵抗の増加は認められるものの接線研削抵抗は増加せず,高い研削性能が発揮できることが確認できた.切削工具のUV-sharpeningはPCD製チップに対して行い,鋭利化に関しては優れた技術となっていることが確認できた.ダイヤモンドウェハは20 mm角の全面研磨に成功し,論文に投稿できた.金型はこれまでの技術を適用したが,大きな進展は得られなかった.また,PCDブレードに対するUV-thinning技術は有効であることは確認したが,ダイシング性能の向上までは確認できなかった.紫外光励起研磨(以下,UV研磨)のメカニズムの解明を詳細に進め,1摩擦帯電によるマイクロプラズマからの微細放電の集積,2研磨が引き起こす極表面温度上昇による極表層のダイヤモンドのグラファイト化とその場除去,3紫外線照射による光化学反応が活性種を生成し,ダイヤモンドを酸化させてCOガスとして放出であることがわかった.このUV研磨を20 mm角のダイヤモンドウェハ(産総研より提供)の全面無ひずみ鏡面研磨に適用し,マシニングセンターによる100 mm径の石英板をラスタースキャンする方法を開発し,基板全面を0.30.4 nmRaに仕上げることに成功した.当初の研究課題である切削工具,砥石,金型の精密研磨にもUV研磨を適用し,以下の成果が得られた.切削工具ではPCD製工具切れ刃の逃げ面研磨による鋭利化に加え,すくい面に幅20 μm,角度20゚の刃先丸味半径に沿った円弧状のチャンファを形成し,アルミニウム合金A390の仕上げ面粗さの改善と工具摩耗の抑制効果が確認できた.また,ダイヤモンド製バニシ工具の成形を行い,研削や研磨で仕上げられた通常(市販)の工具ではバニシ加工中の割れの多発により工具寿命は短いが,UV研磨した工具は全く割れが発生しない優れた性能を有することができた.砥石では小径電着ダイヤモンド砥石の精密ツルーイングに適用し,研削面の仕上げ面粗さの改善と長寿命砥石の実現を確認できた.PCD製小型金型では研磨条件の最適化を図り,まだ研磨時間は90 minと長いものの0.3 μmRaの目標値の達成を確認できた.当初の研究計画には含まれていないが,超砥粒砥石としてダイヤモンド砥石と並んで広く用いられているCBN砥石の精密ツルーイングを行い,砥粒先端位置を0.3 μm以内に揃えた作用砥粒数の増加により,良好な研削面が得られることを確認している.紫外光励起研磨のメカニズムに関する研究は,申請段階での考察をまとめた論文(精密工学会誌,第58巻,第1号,pp.112-116,2014)が2014年度精密工学会論文賞に選定されたことは高く評価できると考えている.今年度もメカニズムに関する考察はより明確な実験結果を追加することにより,さらに深化させることができており,おおむね順調に進展していると評価できる.工具に関しても,切削工具や砥石に対するUV-sharpeningおよびUV-truing技術は学会での発表を行うことができ,注目されたことは評価できる.さらに,CBN砥石の精密ツルーイングの成功に確証が得られたことは,今後の清算現場への普及を含めて,その成果が大きく期待されている.九州地区の企業との共同研究の企画も進んでおり,我々の研究成果は強く期待されている.本研究は紫外光励起研磨法の研磨メカニズムをより詳細に解明すると共に,得られた成果を2インチサイズのダイヤモンドウェハを実現すること,また,工具への応用展開としてダイヤモンド製切削工具,砥石,金型および薄刃ブレードの性能を飛躍的に高度化できる4つの新しい紫外光励起活用技術(UV-sharpening,UV-truing,UV-machining,UV-thinning)を開発し,加工現場へ普及させることを目的としている.

2インチサイズのダイヤモンドウェハの紫外光励起研磨では研磨メカニズムを明確に解明でき,研磨雰囲気としての窒素ガス(100%まで)により窒素放電が活発となって削除率(研磨レート)がきわめて増加する効果や逆に酸素雰囲気(100%まで)では窒素放電の発生が抑制されるため研磨面性状が改善されること(0.3 nmRa以下)を見出した.これらにより,2インチサイズのダイヤモンドウェハ全面の鏡面研磨加工に成功した.これらの成果は精密工学会誌に投稿して掲載され,平成26年度精密工学会論文賞を受賞することができた.工具への応用展開としては,PCD製切削工具,小径軸付電着ダイヤモンド砥石,薄刃PCD製ブレードの紫外光励起活用技術を開発でき,それぞれの成果を砥粒加工学会誌に3報に分けて投稿して掲載された.これらの過程で開発することができたPCD製切削工具の鋭利化,高度化技術,ダイヤモンド砥石の精密ツルーイングとしてのUVツルーイング技術,薄刃PCD製ブレードは今後の技術立国を支える有力な加工技術とすることができたと評価している.紫外線照射研磨は約15年前に熊本大学精密加工学研究室で開発された全く新しい研磨法であり,紫外線照射下で石英を用いて単結晶ダイヤモンド基板が超精密研磨される.本研究はこの研磨法の研磨メカニズムを詳細に解明すると共に,この技術をダイヤモンド製の砥石,切削工具,金型,超薄型ダイシングブレードに応用展開することを目的としたものである.その結果,ダイヤモンド基板の研磨メカニズムはほぼ解明でき,作用砥粒数の大幅な増加による超精密研削用ダイヤモンド砥石の開発や鋭利な切れ刃を有するPCD製切削工具,厚さ50ミクロンのPCD製ダイシングブレードの開発に成功した.紫外光励起研磨のメカニズムに関する研究は,申請段階での考察をまとめた論文(精密工学会誌,第58巻,第1号,pp.112-116,2014)が2014年度精密工学会論文賞に選定されたことは高く評価できると考えている.今年度もメカニズムに関する考察を深化させることができており,おおむね順調に進展していると評価できる.工具に関しても,切削工具や砥石に対するUV-sharpeningおよびUV-truing技術は学会での発表を行うことができ,注目されたことは評価できる.特に,UV-truing技術は我々の研究室の独自の技術として認知され,申請書では触れていないダイヤモンドワイヤーへのUV-truing技術の開発まで展開しており,今後の進展に企業(ワイヤーメーカー)からも期待されている.ダイヤモンドウェハは,昨年度までに開発したマシニングセンターを用いたラスタースキャン方式のUV研磨条件を最適化し,より短時間での研磨完了をめざす.これにより,ダメージレスな大口径ダイヤモンドウェハの研磨技術を開発する.切削工具へのUV-sharpeningおよびチャンファ形成(UV-chanfering技術)はこれまでの開発で充分であるが,更なる短時間化をめざすと共に,被削材をKUMADAIマグネシウム合金として非球面ミラーを製造する切削加工技術を開発する.KUMADAIマグネシウム合金の鏡面加工の実績や報告は乏しく,軽量で比強度の高いこの材料の応用範囲を広げる意味でも,今後の研究が求められている.PCDブレードは現状ではダイシング性能の向上が認められないため,放電加工による刃先面性状の適正化を検討する.砥石へのUV-truingはサファイアなどの硬脆材料の研削を行うと共に,軸付砥石からカップ形砥石や通常の平形砥石に適用し,研削性能の向上を確認する.
肺動脈性高血圧症の進展を抑制する細胞内カルシウムシグナルの解明

長期低酸素暴露による肺高血圧症の程度を野生型と2型イノシトール三リン酸受容体(IP3R2)ノックアウト(KO)マウスで比較したところ、心エコーによる右心機能、右心室の相対的重量による右室肥大、肺組織切片における肺動脈中膜肥厚の全てにおいて、KOマウスでは肺高血圧症が増悪していた。IP3R2は肺内では肺動脈平滑筋に特異的に発現しており、肺動脈平滑筋のアポトーシス抵抗性が亢進し、カルシウム流入分子の一つであるTRPc4の発現が上昇していた。さらに、単離肺動脈平滑筋細胞初代培養において、ストア感受性Ca2+流入活性が亢進しており、肺動脈性肺高血圧を増悪させている主な原因経路の一つと考えられた。12型イノシトール三リン酸受容体(IP3R2)の肺動脈における発現様式の解析肺の発生段階にそって、胎生期から成獣までのIP3R2の発現を観察した。IP3R2のLacZ遺伝子ノックインマウスを用いて、X-gal染色を全胎仔および組織切片で実施することで、発現様式を詳細に観察しえた。また、中膜及び内膜マーカーであるα-smooth muscle actin、およびCD31に対する抗体を用いた免疫組織化学法を同時に行った。その結果、肺動脈の発生の初期から成熟期のすべてにおいて、気道に併走した肺動脈第1分岐から末梢肺動脈まで、α-smooth muscle actin陽性である中膜に発現していることがわかった。一方、やはりα-smooth muscle actin陽性である気道平滑筋にはIP3R2の発現は見られなかった。つまり、IP3R2は平滑筋の中でも肺動脈平滑筋に特異的なマーカー分子になり得る可能性が示唆された。2低酸素曝露による肺高血圧モデルのIP3R2ノックアウトマウスと野生型マウスとの比較10%酸素の低酸素下で8週間飼育すると再現性よく肺高血圧を作製できた。低酸素曝露のノックアウトマウスにおいて、野生型に比較して心エコー検査で肺高血圧所見の増悪が観察された。さらに、体重あたりの右心室重量が増加し右室肥大が認められた。またノックアウトマウスの肺組織切片では、肺動脈中膜肥厚の増悪と肺動脈平滑筋細胞におけるアポトーシスの抑制が観察された。したがって、ノックアウトマウスにおける肺高血圧症の増悪は、肺動脈平滑筋のアポトーシス抵抗性の増強によることが示唆された。なお、予備実験で認められたノックアウトマウスの肺組織におけるcGMPの増加は再現性が得られず、今後解析を行わないこととした。(1)2型IP3R (IP3R2)ノックアウト(KO)マウスの肺組織におけるTRPcチャネルの発現変化平成26年度の実験結果から、IP3R2KOマウスにおいて低酸素曝露で誘発された肺高血圧症の心エコー所見や組織所見が増悪していた。IP3R2はカルシウム制御分子であるため、肺高血圧症の増悪に関わるカルシウムシグナル分子の一つであるTRPcチャネルに着目した。TRPcのサブタイプのうち、TRPc1, c4, c6はストア感受性Ca2+流入(SOCE)や受容体作動性Ca2+流入(ROCE)を介して肺高血圧症の増悪因子である肺血管収縮を引き起こす。野生型およびIP3R2KOマウスを用いて8週間の低酸素暴露による肺高血圧症モデルマウスを作製し、採取した肺組織のlysateを用いてウエスタンブロットを行った。今回用いた抗TRPc1,抗TRPc4,抗TRPc6抗体のポジティブコントロールとして脳組織lysateを用いた。抗TRPc1抗体は今回バンドが得られなかったが、低酸素暴露において、野生型に比べてKOマウスの肺組織でTRPc4の発現が上昇し、TRPc6の発現は変化がなかった。(2)マウス肺動脈平滑筋初代培養細胞を用いたカルシウムイメージングラットの肺動脈平滑筋細胞(PASMC)初代培養法を参考にマウスPASMC初代培養実施した。培養後5日から6日後に4%酸素下で24時間培養し、蛍光Ca2+指示薬Fluo4-AMをロードし共焦点顕微鏡を用いてSOCEおよびROCEを測定した。低酸素濃度下培養によって、野生型PASMCにおいても正常酸素濃度下培養に比較してSOCEが増加し、さらに、低酸素濃度下培養を行ったIP3R2KOマウスPASMCではさらにSOCEが増加していた。IP3R2KOマウスに認められた低酸素暴露による肺高血圧症の増悪にSOCEの増加が関与する可能性が示唆された。TRPcチャネルの各サブタイプに対する抗体の感受性と特異性に問題があり、ウエスタンブロットの条件検討に時間を要した。ラット肺動脈平滑筋細胞の初代培養法は広く確立されているが、マウスは収率も生存率もラットほどに高くなく、少数の肺動脈平滑筋細胞で再現性よくカルシウムイメージングを実施できる実験系の確立に時間を要した。以上の理由により予定したin vitroアッセイの全てを実施することができなかった。1.マウス肺動脈平滑筋細胞の初代培養細胞を用いたカルシウムイメージング胎生18日マウス胎仔から摘出した肺動脈を酵素で分散し精製して得られた肺動脈平滑筋細胞(PASMC)の初代培養を5日間実施したのち、正常大気圧下または4%酸素濃度下で24時間培養後、蛍光Ca2+指示薬Fluo4-AMをロードして共焦点顕微鏡を用いてStore-operated Ca entry (SOC)を測定した。

低酸素下で培養するとSOCが増加し、その効果は2型イノシトール三リン酸受容体(IP3R2)のノックアウトマウス由来のPASMCではさらに増強した。機序として、IP3R2とSTIM1- Orai1系との関連が示唆されたため、STIM1とOrai1のカップリング阻害薬であるDPB162-AEを投与し低酸素やIP3R2ノックアウトによるSOCの増加に対する効果を観察することを試みた。35 mm glass-bottom dishを用いて観察したが、途中Focus Driftのために蛍光観察が困難となった。顕微鏡システムを変更してFocus Driftは解決し、現在データを集積中である。2. IP3R2ノックアウトマウス肺におけるアポトーシス活性IP3R2ノックアウトマウスにおいて低酸素暴露により誘発された肺高血圧症の所見が増悪していた原因の一つとして、アポトーシス抵抗性の関与がないか検討した。野生型およびIP3R2ノックアウトマウスの肺切片を用いたTUNEL染色を行い、TUNEL陽性細胞の割合を比較したところ、ノックアウトマウスでTUNEL陽性細胞が少なくアポトーシス抵抗性が亢進していると考えられた。その機序として、IP3R2がbcl2を介したcytochrome cの放出を促進するという報告から、IP3R2ノックアウトマウスではアポトーシスが抑制される可能性があると考えられた。長期低酸素暴露による肺高血圧症の程度を野生型と2型イノシトール三リン酸受容体(IP3R2)ノックアウト(KO)マウスで比較したところ、心エコーによる右心機能、右心室の相対的重量による右室肥大、肺組織切片における肺動脈中膜肥厚の全てにおいて、KOマウスでは肺高血圧症が増悪していた。IP3R2は肺内では肺動脈平滑筋に特異的に発現しており、肺動脈平滑筋のアポトーシス抵抗性が亢進し、カルシウム流入分子の一つであるTRPc4の発現が上昇していた。さらに、単離肺動脈平滑筋細胞初代培養において、ストア感受性Ca2+流入活性が亢進しており、肺動脈性肺高血圧を増悪させている主な原因経路の一つと考えられた。今回IP3R2の発現を確認する方法として用いたLacZの活性部位が、内在性IP3R2タンパクの発現と一致しているか、IP3R2に対する抗体を用いた免疫組織化学法で確認する予定であったが、発現量が比較的高くなく増強が必要と予想されたため、未実施である。その他は予定した発現解析と肺高血圧モデルマウスのin vivo解析は実施できた。1PASMC初代培養を用いた細胞増殖能と遊走能の測定:交付申請時には平成27年度に実施を予定していた内容である。平成27年度にすでに初代培養法の実験系を確立したため早期に実施可能である。本実験によりIP3R2KOマウスに認められた肺高血圧症の増悪に対する血管リモデリングの関与について検討する。2IP3R2KOマウスにおけるSOCEの増加の原因探索:マウスPASMC初代培養を用いたカルシウムイメージングによるSOCEの測定系において、TRPcチャネル阻害薬(SKF96365)や他のSOCEチャネルであるOraiIの阻害薬を用いてその抑制効果を比較する。3肺動脈リングによる血管張の測定:野生型およびIP3R2KOマウスの1mm厚の肺動脈血管リングを作製しタングステンワイヤを介して張力を測定する。4IP3R2KO
同位体制御半導体中のコヒーレントフォノン物性

本研究目的は、同位体制御半導体中のコヒーレントフォノン物性を明らかにするものであったが、50fs以下のパルス幅が得られず、コヒーレントフォノンの観測を行う実験はできなかった。その代わりに本研究では、光通信帯における高性能な光カースイッチの実現に向けて1.5μm帯におけるポンププローブ系を構築し、GaAs/AlAs多層膜共振器構造の非線形光学応答の観測とその光スイッチング素子としての性能評価を行った。本研究目的は、同位体制御半導体中のコヒーレントフォノン物性を明らかにするものであったが、50fs以下のパルス幅が得られず、コヒーレントフォノンを観測できる段階まで至っていない。そこで、並行して光通信帯における高性能な光カースイッチの実現に向け、1.5μm帯におけるポンププローブ系を構築し、GaAs/AlAs多層膜中の非線形応答の観測を中心に行った。半導体多層膜内部における非線形光学応答は既に観測され、その内部電場増強効果も計算で予測されているが、その増大効果や応答速度が実際にどの程度であるか?という基本的でかつ応用上重要な検証実験は行われていない。我々は2光子吸収による時間分解高速応答をGaAsバルクと比較し、内部電場の増大効果を明らかにした。多層膜はGaAs110 nm、AlAs123 nmを交互に30周期積層し、中心にGaAsλ/2層を挿入した構造を分子線エピタキシ法により作製した。測定の結果、半導体多層膜の2光子吸収のシグナル強度は同じ膜厚のGaAsに比べて3桁以上も大きいことが分かり、また平均内部電場は30倍から40倍増大していることが分かった。これは内部電場のシミュレーション結果とも一致し、我々は内部電場の増大効果を明らかにするとともにその検証方法の確立に成功した。応答速度に関しては、半導体多層膜の透過モードの幅に依存し、多層膜の層数を増やすと応答速度に遅くれが生じることが分かった。他にも増大効果の半導体多層膜数依存性や、その応答速度、カーシグナルと2光子吸収シグナルの比較、その3次の非線形分極による異方性なども調べており、興味深く重要な実験結果をコンスタントに収集している。今後も学会と学術論文で活発に報告する予定である。また今年度は50fs以下のパルス幅以下のパルスレーザを構築し、本来のコヒーレントフォノンの実験も並行して進める。同位体制御半導体中のコヒーレントフォノン物性を明らかにするものであったが、50fs以下のパルス幅が得られず、コヒーレントフォノンを観測できる段階まで至っていない。この状況は残念ながら進展していない。並行して力を注いできた光通信帯における半導体多層膜を用いた光カースイッチングに関する研究において大きな進展があったので報告する。H19年度の成果は半導体多層膜内部における内部電場増強効果増大効果や応答速度が実際にどの程度であるか?について調べた。H20年度は、半導体多層膜共振器の積層数を変化させ、つまりQ値に依存する共振器効果に対して光カー信号はどのように増大するのか?また内部にInAs量子ドットのような高い非線形性を有する材料を埋め込むことで、光カー信号強度をどの程度強められるの?について実験を行った。まず、我々はGaAs/AlAsの積層数を22周期、26周期、30周期と大きくするに従って、共振器モードの線幅が狭くなり非線形効果を起こす光の強度が小さくなるにも関わらず、光カー信号はほとんど変化しなかった。この結果は共振器効果によって内部の光電場強度と光寿命が増大したことよって光カー効果が強くなったことを示す。次に22周期の多層膜共振器の内部に歪み緩和させたInAs量子ドットを埋め込むと、そうでない場合に比べて信号強度が60倍も大きくなることを見出した。この構造はキャリアの寿命を15ps程度に抑えられていることから、パターン効果を抑えた強い信号強度を持つ光デバイスへの実現に向けて大きく前進した。このように、H21年度の成果によって半導体多層膜共振器構造はQ値に対して、光カー効果が大きくなること、それから共振層内部に歪み緩和させたInAs量子ドットを挿入することは大変有用であることを明らかにした。
グルコース感受性転写因子の活性調節による代謝症候群治療法の開発

虚血性心疾患の危険因子の集積した病態であるメタボリックシンドローム(Mets)の肝では、ChREBPの活性が亢進している。ChREBPの抑制によりMets病態が改善することから、ChREBPの機能抑制法の探索を試みた。ChREBPの活性を抑制するDnMlxの過剰発現は耐糖能や中性脂肪含量の減量に有効であった。次に、ChREBPは血糖降下ホルモンFgf-21や時計遺伝子Dec1の発現を調節することを明らかにした。最後に、ChREBP転写活性調節薬のスクリーニング法を確立した。ChREBPはグルコースにより活性化され,脂肪合成系酵素の転写を調節する転写因子である。ChREBPの転写活性を抑制することで,肥満や糖尿病などメタボリックシンドロームの病態が改善しうることをこれまでに報告してきた。ChREBPとへテロダイマーを形成し,脂肪合成系酵素のグルコース反応領域に結合する転写因子にMlxがある。Mlxの機能抑制もまたChREBP同様にメタボリックシンドロームの病態を改善する治療法になると考えられる。そこで本年度は,ChREBPと正常型Mlxとの結合を阻害し,且つChREBPによる脂肪合成酵素の転写活性化を抑制しうるMlxの部分欠失体の探索を行った。まず,Mlxを機能ドメインごとに4分割し,合計9種類の部分欠体を作成し,CHREBPによる肝臓型ピルビン酸キナーゼ(L-PK)のプロモーターの活性化を指標として活性抑制体をスクリーニングしたところ,1種類の優性抑制体(DN-Mlx)を得た。同蛋白の細胞内局在をGFPとの融合蛋白により確認したところ,核および細胞質両方で発現が見られた。哺乳類のtwo hybrid systemにより,細胞内でDN-MlxとChREBPが結合することを確認した。さらに,DN-Mlxを発現するアデノウイルスを作成し,肝細胞でLPKのグルコース応答性の発現変化を測定したところ,LPKのレポーター活性およびmRNA発現量双方のグルコース応答性を抑制することができた。今後,肝細胞や膵島細胞,さらに生体内投与によりChREBP活性抑制の効果を判定する予定である。また,ChREBPにより発現調節をうける2種類の分泌蛋白をDNAマイクロアレイにより獲得した。同分泌蛋白を生体で発現するためのアデノウイルスを作成した。今後,生体内投与を行ない,糖および脂質代謝への影響を評価する予定である。Carbohydrate Response Element Binding Protein (ChREBP)はグルコースにより活性化され、解糖系や脂肪合成系酵素遺伝子の発現を調節する転写因子である。前年度は、ChREBPとヘテロダイマーを形成する転写因子Max-like protein x (Mlx)の機能抑制体(dn-Mlx)を検索し、1つの機能抑制変異体を作成することが出来た。今年度はdn-Mlx発現アデノウイルス(Ad-dnMlx)を経静脈的に感染させたマウスを用いて、生体における糖代謝および脂質代謝への効果を検証した。C57BL6Jマウスは加齢ともに耐糖能が悪化し、高炭水化物食や高脂肪食により肥満糖尿病が引き起こされる2型糖尿病予備軍マウスである。25週齢の同マウスにAd-dnMlxを感染させたところ、ほぼ肝臓に限局して発現を認めた。dnMlx感染マウスは,肝臓型ピルビン酸キナーゼ(Lpk)や脂肪酸合成酵素遺伝子(Fasp)の発現を抑制するとともに血糖の低下および肝臓内中性脂肪含量の低下を認めた。ChREBPノックアウトマウスとob/obマウスの交配実験でみられたような肝臓の著名な腫大やグリコーゲンの顕著な蓄積もみられなかったため.、dnMlxを用いた適度なChREBPの活性抑制は肥満糖尿病病態の改善に有用と考えられた。また、同様のコンセプトでChREBPの標的遺伝子のなかから転写抑制因子を拾い上げ、時計関連遺伝子BHLHB2/DEC1を獲得した。ChREBPはBHLHB2/DEC1遺伝子のプロモーターに直接結合し、活性を正に調節した。さらに、BHLHB2/DEC1はChREBPによるLpkやFasn遺伝子の発現誘導を抑制することを明らかにした。すなわち、ChREBPとBh1hb2/Dec1は脂肪合成遺伝子調節において負のフィードバックループを形成することを明らかにした。グルコース活性化転写因子(Carbohydrate Response Elewment Binding Protein ; ChREBP)は、肝臓における脂肪合成の約60%を制御する転写因子であり、代謝症候群の肝臓ではChREBPの活性が亢進する。ChREBPの機能抑制は肥満糖尿病の改善につながることから、本申請計画はChREBPの活性制御による肥満糖尿病治療法を確立することを目指した。本年度は、ChREBP過剰発現マウスを用いたDNAマイクロアレイにより発現増加のみられた分泌蛋白を複数獲得した。Fibroblast Growth Factor-21(FGF-21)は血糖降下作用、肥満改善効果を有しているので、ChREBPとの相互作用について検討した。

まず、ラット肝細胞において、グルコース刺激およびChREBPの過剰発現によりFGF-21の発現が顕著に誘導されること、かつChREBPの転写活性を阻害するdominant negative Mlx (dn-Mlx)の過剰発現によりグルコースによるFGF21の誘導が阻害されることを明らかにした。さらにマウスFGF-21プロモーターの機能解析によりFGF21遺伝子のグルコース反応領域を同定した。次に、FGF-21発現アデノウイルス感染マウスを作成し、肝臓で強発現させたところ血糖降下作用およびChREBP標的遺伝子の発現レベルが低下した。またFGF21をラット肝細胞に過剰発現した場合はin vivoでの成績と異なり、ChREBPの標的遺伝子の発現レベルは不変であった。従って、ChREBPはFGF21の発現を転写レベルで制御するが、FGF21は全身での血糖降下作用により間接的にChREBPの転写活性を抑制することが明らかになった。
二次元無機高分子-有機ナノ組織体の設計と機能

[目的]γ型リン酸ジルコニウム(γ-ZrP)の層間でエチレンオキシドを開環して反応させると層間に-OH基を有する誘導体を合成できる。本研究ではエチレンオキシドと同様の三員環化合物であるエチレンイミンをγ-ZrPと反応させることにより、層間にアミノ基を有するリン酸ジルコニウム有機誘導体(ZrP-EI)の合成を試みた。[研究成果の概要]γ-ZrPをエチレンイミン水溶液に加え、60°Cで12時間反応させた後、水及びエタノールで洗浄し、40°Cで一晩乾燥させた。さらに残留モノマーを取り除くため0.1NのHClで洗浄した。また、反応時に少量のエタノールアミンを加え、その添加効果を検討した。エタノールアミンを少量添加してエチレンイミン水溶液とγ-ZrPの反応を行うと層間距離は12.3Åから約20Åに拡大し、熱重量分析より約2molのエチレンイミンが層間に取り込まれることがわかった。エタノールアミンを添加しない場合には層間距離の拡大は13Åにとどまりγ-ZrP1mol当たり約1molのエチレンイミンが層間で反応した。γ-ZrPはZr(PO_4)(H_2PO_4)・2H_2Oと書き表され、2種類のリン酸基が含まれるが、層間表面のH_2PO_4基だけがエチレンイミンと反応すると考えられる。このγ-ZrP-EIの^<31>P-CP MAS NMRを測定した。その結果、γ-ZrPにはPO_4とH_2PO_4基に帰属できる吸収がそれぞれ-27及び-8ppmに観察されるが、層間距離が20ÅのZrP-EIでは-8ppmの吸収が消失し、-18ppmにシフトした。この変化はエチレンイミンがグラフトしたことを示唆すると思われる。層間にアミノ基を導入したことにより、アジピン酸などの有機酸との高次複合化が期待できる。
C型肝炎ウイルスの自然免疫応答と肝がん発生の機構に関する研究

申請者の本年度の研究は主にHCVのマウス感染モデルの作製において進展した。各種遺伝子改変マウスから肝実質細胞株を調整し、HCV感受性の高い株を樹立した。HCV感染はマウス肝実質細胞では起きないこと、ヒトCD81,ヒトOccludinなどを発現させると感染はするが、複製はしないことが報告されていた。他のウイルスではインターフェロンAレセプター(IFNAR)-/-のマウスにヒトウイルスが感染することが判明していたので、インターフェロン(IFN)関連遺伝子のKO肝細胞株をSV40不死化技術を使って作製した。感染効率はIPS-1-/-肝細胞株で顕著であった。IPS-1は細胞質のdsRNAセンサーのアダプターであり、これを欠損するだけでIFNAR-/-肝細胞株以上の効率でHCV感染が誘導しうることは重要な発見であった(論文投稿中)。さらにこのIPS-1-/-肝細胞株にヒトCD81を発現させると、J6JFH1株の感染・複製を許容することが証明された。しかし、上清にウイルス粒子は残念ながら回収できなかった。従ってHCV life cycleを保証するには到らなかったが、HCVのマウス感染系がin vitroで組めるようになった。現在、1.さらに感染効率を上げること、2.これらをマウスに移植して「HCVに罹る実験動物」を作製すること、3.Bリンパ球が感染キャリアーとなるかを査定中である。マウスのHCV感染査定系を確立できれば、ヒト(とチンパンジー)にしか感染系がないHCVのライフサイクルの研究や阻害剤の開発を可能にする。申請者らは感染時の自然免疫応答をin vitroで解析することを次の企画として推進中である。将来的にマウス肝細胞を感染細胞株に置き換えればHCVの持続感染と慢性化を再現でき、Steatosisからがん化に到る過程の解析にも貢献しうる。HCVはC型肝炎の病因であり、その感染症においては感染者の肝炎から肝硬変、肝癌への進行をくい止めることが国際的に重要な課題である。申請者は赴任後半年が経ち、研究基盤を整えてHCV対策の方向に向けた研究を開始している。HCVはhepatocytesで増殖するため、1.ヒト、マウスから肝実質細胞株を調整し、HCV感受性の高い株を樹立する,2.これらをマウスに移植して「HCVに罹る実験動物」を作製する、3.Bリンパ球が感染キャリアーとなるかを査定する系を作製する。という趣旨で研究を推敲中である。現在、唯一の有効な抗HCV薬とされているインターフェロン/リバビリンは、50%程度の患者にしか治療効果が認められず、副作用も重篤であり、病態の進行した患者や高齢者には適用できないことから、より安全で効果的な治療法の開発が急務となっている。そのためには動物の査定系を確立することが必須となる。HCVに感染するマウスを作成する方法として1.HCVのentry receptorsは4個同定された。このうち必須の2つをマウスにTGし、さらに複製効率を上げる因子を同定する、2.患者骨髄と肝臓を共に移植できるマウス系を確立し、感染時の自然免疫応答をin vitroで解析する、の2つを推進中である。藤堂外科(北大)と共同で倫理委員会にこの趣旨の研究を提出し、認可を仰いでいる。また、NOGマウスなどヒト細胞を移植可能なマウス系の導入を進めている。さらにTG,KOなどマウス遺伝子改変手技を岡部研(阪大)と共同で推進中である。
ASD児早期診断及び発症機序解明のための唾液中ホルモン分析と発達コホート研究

本研究では、乳児を対象にASDに特徴的な社会的認知機能障害を反映する触覚的社会刺激(Gentle touch)に対する唾液中ホルモン(主にオキシトシン)濃度変化と、ASD傾向を反映するとされる既存の行動指標(Biological motionに対する注視パターン)に着目し、これらの関連性を横断的に分析することで、ASDの生理学的基盤を明らかにする。さらに、前向きコホート研究(ASD発症前の調査)を行うことで、上述した2種の客観的指標の発達的変化像とASDの関連性を検証し、ASDの疾病機序を明らかにすると共に、客観的指標による画期的な早期診断方法の開発を目指す。