hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
氷床・棚氷モデルへの高精度輸送スキームの導入とその影響に関する研究

研究代表者が開発を続けてきた氷床流動モデルIce sheet model for Integrated Earth system Studies (IcIES)の改良を継続した。前年度の予備的な実験で検討したCIP(Constrained Interpolation Profile scheme)および、IDO(Interpolated Differential Operator)法を再び検討した。当初は力学過程のみを対象として採用手法をCIPに決定したが、今後拡張を考えている熱力学過程および年代計算過程も含めて統合的に判断し直すために、場合によっては二次元的な力学過程と三次元的な熱力学・年代過程で異なる手法を採用することも踏まえ、CIPについても検討した。試験的にCIP法(その派生であるいRCIP法)を鉛直一次元の年代計算に導入し、種々の状況下での感度実験を行ったところ、今まで他のモデルで用いられてきた計算手法と比較して年代計算の精度が飛躍的に改良されたことを確認した。大規模な氷床流動モデルによる年代計算の新しい手法の提案になることから当年度は方針を変更し、CIP法を用いた年代計算手法に関する論文投稿を行うこととし、論文にほぼ全ての感度実験を終え、執筆を開始した。次年度前半での投稿を目指す。CIPの有効性を確認出来たことから、熱力学・年代計算についてはCIPあるいはその派生手法を、力学計算にはIDOを使用することで今後の開発を進める。氷の年代計算は氷床モデルに期待される出力として代表的なものの一つである。古気候復元の観点で氷床コア掘削を行われているが、その解釈のためにも過去の氷床変動の再現と組み合わせて議論することが望ました。この年代計算は移流方程式そのものを解くことであり、移流計算手法の比較としては最適なものの一つである。そこで、今後のさらなる拡張を考え、年代計算の数値手法を見直すことにした。モデルの再現性や精度を確認する有効な方法の一つは、解析的な解が得られる理想的な条件下で、モデルの解と解析的な解を比較、議論することであり、昨年度開発したその目的に特化した氷床モデル(モデル名Unnas)を元に鉛直一次元の年代計算の解析解について考慮しつつ、感度実験を行った。比較は基本的な手法としてよく用いられている、一次の上流差分および二次の上流差分を使用した。解析解は氷厚不変かつ降雪一定の場合で求められるが、上流差分で見られる解の拡散がCIP法でよく抑制されていることが確認出来た。手法の実装の妥当性を確認したところで、氷厚が時間変化する場合や、降雪が時間変化する場合などの感度実験を行ったところ、拡散の軽減に加え、位相の保存が精度よく再現されていることが確認された。氷の年代は底面近くになるほど変化が大きくなり、精度よい計算のためには高解像度化が必要になる。そこで、与えられた降雪量変動や氷厚と、必要な年代計算の精度を元に、最適な鉛直層設定をあらかじて求める手法を開発し、その効果を確認した。以上を元に、CIPの年代計算に関する有効性についての学会発表を行い、また論文を執筆中である。次年度は氷床モデルにおける氷年代計算のCIP法の有効性について論文投稿および学会発表を行う。この手法でCIPの有効性が確認出来たことから、三次元熱力学過程への実装を開始する。年代計算は簡単化のため鉛直一次元に制限して実装・開発したが、三次元熱力学過程への実装には多次元化という困難がある。CIP法に関しては多次元化の手法のついての論文もあることから、それらを参考にしつつ、特に氷床モデルにとって有効な手法を検討する。予備的な調査かから、三次元の系として解を求める手法よりは、鉛直方向(一次元)と水平方向(二次元)で解法を分割し、それぞれでCIP法を用いるのが適当であると考えられる。力学、熱力学過程の移流輸送を計算の開発実装を継続し、それぞれおよびその組み合わせで、理想的な条件下での実験を多数行い、新手法の有効性と、従来の手法による計算の不確定性を議論する。実験は氷床モデル比較プロジェクトEuropean Ice Sheet ModellingINiTiative (EISMINT)およびIce Sheet Model Intercomparison Project(ISMIP)の提案した実験に準ずる。これらの実験は世界の氷床モデルの基本的な実験として考えられ、多くのモデルの振る舞いが記述されてきた。系を単純化しているため、様々な効果を定量的に議論することが容易である。この実験を通じて氷床モデルの移流・輸送方程式について統合的に議論する。研究代表者が開発を続けてきた氷床流動モデルIce sheet model for Integrated Earth system Studies (IcIES)の棚氷過程の拡張を開始した。当初計画通り、まず一次元モデル(流動方向のみ)を構築し、理想的な状態での試験をくり返すことにより、モデルの検証と氷床/棚氷系の変動の過程について考察するための準備を行った。氷床流動を表現するのに適した数値手法の調査を行い、非負である氷厚の輸送方程式が対象であることを考え、CIP法(Constrained Interpolation Profile scheme),IDO法(Interpola ted Differential Operator)や、それらから派生した方法(RCIP-CSL法や、IDO-CF法)を中心に検討した。試験的に、比較的実装が容易な一次元モデルにCIP法の中から基本的な手法を採用し、その効果を確認した。基本的な手法の実装にも場の表現の任意性があるが、今年度は特に、モデル内で必要になる半格子ずれた点での氷厚場の補完方法を二種類運用してみた。

Payne et al (2000)で提示される、氷床モデルでしばしば使用される理想的な境界条件を用いて、解像度25kmと10kmの二種類での氷床定常解分布を求め、IcIESの従来手法による結果と比較した。その結果、いずれの補完手法でも、25kmの解像度で氷厚600m, 10kmで氷厚200mの差となることが明らかになった。ただし、今年度の調査と検討の結果、次年度以降は拡張性も踏まえ、CIPではなくIDOの派生手法(特にIDO-CF法)を採用することを決定した。平成29年度は解析的な解を求める氷床モデルUnnasの構築、IDOスキームででの氷床縁辺部の再現の検討、そして、IcIESへの二次元IDOスキームの実装の三課題を主に行う。まず、進捗状況で示した、解析的な解を提供する新たな氷床モデル(Unnas)を完成させる。構築した氷床モデルUnnasについて、有用性や独自性を確認し、それに応じて投稿論文執筆を検討する。それと並行して、縁辺部の氷床形状のモデル内再現について複数の手法を検討し、UnnasとIcIESの結果の比較などを通じて、IcIESへのIDO実装で採用する方法を決定する。予定通り、各種手法による二次元モデルの構築を続け、一つあるいは複数の計算機環境において、各数値手法を使ったことによる、計算効率と計算精度の変化についてまとめる。計算効率は、問題の規模や、並列分割数によっても大きく左右される。理想的な条件下での実験を多数行い、許容される精度を保ちかつ実用的に運用出来る並列化条件などを導入した各種の手法についてまとめ、この後の現実地形での実験で採用する実験方式を決定する。実験は氷床モデル比較プロジェクトEuropean Ice Sheet ModellingINiTiative (EISMINT)およびIce Sheet Model Intercomparison Project(ISMIP)の提案した実験に準ずる。これらの実験は世界の氷床モデルの基本的な実験として考えられ、多くのモデルの振る舞いが記述されてきた。系を単純化しているため、様々な効果を定量的に議論することが容易である。この実験を通じて最終年度の現実地形での感度実験の準備とする。研究代表者が開発を続けてきた氷床流動モデルIce sheet model for Integrated Earth system Studies (IcIES)の改良を継続した。前年度の予備的な実験で検討したCIP(Constrained Interpolation Profile scheme)および、IDO(Interpolated Differential Operator)法を再び検討した。当初は力学過程のみを対象として採用手法をCIPに決定したが、今後拡張を考えている熱力学過程および年代計算過程も含めて統合的に判断し直すために、場合によっては二次元的な力学過程と三次元的な熱力学・年代過程で異なる手法を採用することも踏まえ、CIPについても検討した。
TLR4・MD-2によるリガンド認識、シグナル伝達機構の構造生物学的研究

本申請課題では自然免疫応答において病原体認識分子として働くToll様受容体〔TLR〕の1種であるTLR4細胞外ドメイン・MD-2全長体複合体の結晶構造解明を目的に研究を行った。昆虫細胞を用い、細胞膜上での結晶化を可能な発現量の複合体を得、簡易精製までは行えたが、結晶構造解析を行うにたる高純度の複合体を調製することはできなかった。自然免疫は病原体の侵入を認識し、炎症などの免疫応答誘導や獲得免疫系の活性化を誘導する。細胞は病原体の持つ特有の構造を認識するパターン認識受容体を細胞上に発現させて、常に病原体侵入を監視している。パターン認識受容体の1種であるToll様受容体4(TLR4)はグラム陰性菌の細胞外膜主要構成因子であるリポ多糖(LPS)を認識する。LPSはエンドトキシンともよばれ、過度のLPS応答は敗血症を引き起こし重篤な場合は死にいたる。LPSによってTLR4はサイトカイン、ケモカイン誘導とIFN産生、IFN誘導遺伝子の発現の2つの経路を活性化する。これらの経路はLPS結合により活性化されたTLR4の細胞内ドメインに結合するアダプター蛋白質により制御されている。そこで、本申請課題ではTLR4がLPSと結合し、細胞内ドメインが活性化されるメカニズムを立体構造から解明することを目的に、TLR4全長体のアゴニスト結合、非結合型のX線結晶構造決定に向けた研究を行った。昆虫細胞を用いた発現系で、TLR4の発現を確認した。細胞当たりの発現量は少ないながらも結晶化を行うには足る量であった。簡易精製を進め、60%程度の純度での精製条件を確立した。しかしながら、発現蛋白質の多くが昆虫細胞膜上にとどまり、可溶化が効率よく行えないという問題が明らかとなった。結晶化を行うには、十分な様々な試薬、可溶化方法を検討し、調製量、純度の向上を行っている。研究開始21年度に昆虫細胞を用いた発現系で、TLR4の発現を確認した。22年度には可溶化方法の検討を主に研究を展開し現在,調製量、純度の向上の改善に向けた研究を行っている。
カテプシンE-生理活性ペプチドの分解・プロセシングと組織での発現調節

カテプシンEは細胞内膜系プロテアーゼで、活性中心の構造からアスパラギン酸プロテアーゼに分類される。類縁の酵素であるペプシン、カテプシンDとの異同が長い間不明確であったが、近年の申請者の哺乳類でのcDNAクローニングを含めた広範な研究により、カテプシンEがアスパラギン酸プロテアーゼ内の独立した酵素であることが明らかになった。本研究はカテプシンEの生理機能として浮かび上がった生理活性ペプチドの分解とプロセシングについて、また酵素の働く場としての組織での発現調節機構について、生化学また分子生物学的側面から解析をすすめその詳細を明らかにしていくことを目的とした。本研究の成果の概要は以下の通りである。1.カテプシンEがニューロテンシン、ニューロメヂンなどの生理活性ペプチドをその前駆体から効率よくプロセスすることを明らかにした。プロセスされる部位にはPro-X-X'-疎水性アミノ酸の共通構造が見られ、カテプシンEの特異的認識構造と考えられた。2.カテプシンEがインヴァリアント鎖をプロセスして、CLIPを生成することを明らかにした。プロセスされる部位には生理活性ペプチドの場合と同じ認識構造が存在した。3.サブスタンスPを用いたカテプシンEの特異的測定法を開発し、各種動物の組織内含量の定量を行った。本研究ではカテプシンEの生理機能として浮かび上がった生理活性ペプチドの分解とプロセシングについて、また酵素の働く場としての組織での発現調節機構について、生化学また分子生物学的側面から解析をすすめその詳細を明らかにしていくものである。平成7年度においては、カテプシンのプロセシング活性とE. coliでの発現について研究を進めた。カテプシンEは生理活性ペプチドの種類により分解(失活)あるいはプロセシング(活性化)の働きを示すが、いずれもペプチド結合の加水分解によるものである。両者の違いは基質ペプチドのアミノ酸配列に依存しているものと考えられるので、様々なペプチドと精製カテプシンE用いて詳細に解析した。基質ペプチドはニューロテンシン前駆体などのプロセシング部位を含むペプチドの他に特定のアミノ酸を置換したものを種々合成し、系統的に解析した。これらことからカテプシンEの認識するプロセシング部位のアミノ酸配列は「Pro-X-X′-疎水性アミノ酸」という特徴的な配列であることが明らかになった。この配列はカテプシンDでは認識できなかった。さらにcDNAのE. coliあるいは酵母での発現系を開発を進め、pAED4をベクターとする発現系で大量に調製できることが明らかになった。本研究の実績の概要は以下の通りである。
高度好塩菌蛋白質の高次構造形成と分子育種

高度好塩菌Halobacterium cutirubrumより、高度好塩菌由来酵素としては初めて、その安定性にも酵素活性にも塩を要求しない酵素Nucleoside diphosphate kinaseを発見した。この菌由来の他の酵素は全てその安定性に高濃度塩を要求するので、塩非存在下でATP affinity columnを行うことにより1行程の精製で、ほぼ均一の酵素標品が得られた。精製度合いは約540倍であった。さらに疎水カラムで完全精製標品を得た。この酵素は、04M NaCl存在下で安定であり、2M NaCl存在下で最大活性を示したが、0Mや4Mという幅広い塩領域でも最大活性の70%の活性を示した。この酵素遺伝子のクローニングを試みた。精製酵素のN-末端アミノ酸配列を40残基にわたり決定し、それをもとにPCRプラーマーを設計し、H. cutirubrumクロモソームDNAを鋳型として、PCRを行った。予想の長さのDNA断片を切り出し、DNA配列を調べたところ、目的のアミノ酸配列と一致し、目的遺伝子の一部が分離されたことが強く示唆された。この断片をプローブとしでサザンハイブリを行い、ハイブリしたDNA断片をpBR322にクローンした。本遺伝子の全塩基配列を決定したところ486塩基からなる酸性蛋白であった(AB036344)。この遺伝子を大腸菌発現ベクターに組み込み、大腸菌での発現を試みたところ、大腸菌内で可溶性画分に発現されたが、活性はなかった。この不活性型酵素の賦活化には、高濃度塩が必要であった。一度賦活化した酵素は塩を完全に除いても活性を保持していた。この結果は、この酵素は、安定性や活性には塩を必要としないが、その高次構造形成(folding)には、高濃度塩を要求するということを明快に示していた。高度好塩菌Halobacterium cutirubrumを培養し、様々な濃度のNaCLを含むbuffer中で菌体破砕し、ATP Sepharoseカラムにかけたところ、4M食塩存在下で最も大量のDnaK蛋白がカラムに吸着した。2M以下では吸着がみられず、蛋白のnativeな構造を保つ為には、高濃度の塩が必要なことが示唆された。この蛋白をコードしている遺伝子dnakをpETベクターにつなぎ、大腸菌で発現させたところ、SDS-PAGEでその生産物に相当する新しい蛋白質のバンドを検出できた。しかし、この蛋白はATPカラムに吸着せず、正しい高次構造を持っていないことが判明した。今後、塩を加えるなどして正しいfoldingの条件を検討する。一方、同じく高度好塩菌のNucleoside diphosphate Kinase(NDK)蛋白のN末端アミノ酸配列を決定する目的で、PVDF膜にブロットし、蛋白バンドを切り出し分析した。このアミノ酸配列をもとにして、PCRプライマーを設計し、ゲノムDNAをテンプレートにしてDNA断片を増幅した。約120bpの断片が増幅されたので、pBR322にクローニングしその塩基配列を決定したところ、予想のアミノ酸配列をコードしていた。この断片を用いて、遺伝子全領域をクローニングすべくゲノムDNAのサザン解析を行っている。昨年度分離できた高度好塩菌由来Nucleoside diphosphate Kinase遺伝子断片(120bp)をプローブとして全長のクローニングを試みた。サザン解析により約9kbのKpnI断片を分離し、コロニーハイブリでスクリーニングしndk遺伝子のクローニングに成功した。483bpからなる分子量18065のORFをコードしていた。他生物のNDKに比べ酸性アミノ酸の含量が高く、好塩性酵素の特徴を示した。

この遺伝子を大腸菌で発現させるため、T7プロモーター下流に組み込んだpETHsndkを構築した。精製NDKを用いた抗体を用いて、大腸菌での発現を確認した。現在、塩濃度と組換え型NDKの活性との関係を検討している。昨年分離した高度好塩菌由来Nucleoside diphosphate kinase遺伝子を大腸菌で発現させたところ、発現蛋白は可溶性画分に検出された。しかし発現蛋白は、ATPカラム結合能がなく、ATPカラムに結合して酵素活性を示す為には、高濃度の塩で処理する必要があった。一旦、高濃度塩存在下で処理したNDKは、塩を透析で除いても、活性を保持しており、これは、高度好塩菌から分離したNative NDKと同じ性質であった。このことから、本NDKは、蛋白質の安定性には塩を要求しないが、そのfoldingには塩を要求するということが示唆された。次に、発現量の増大と大量精製を目的として、His-tagを付加したHis-NDKの発現を試みた。His-NDKはやはり可溶性画分に回収され、その発現量は30mg/liter cultureとNDKの直接発現に比べ、約60倍という高い発現量を示した。塩存在下でrefoldingさせ、活性を測定したところ、Native NDKとほぼ同様の比括性を示した。一方、高度好塩菌由来のものと比較するため、真性細菌である中度好塩菌からもNDKを精製し、性質を調べた。ATPカラム、疎水カラムを用いて均一標品を得、塩要求性を調べたところ50mMの塩存在下で最大活性を示し、また、中度好塩菌由来の酵素としては珍しく、3.8MNaClという高濃度でも最大活性の40%の活性を示し、幅広い塩濃度環境下で働くことが判った。
仮想空間を利用したガン患者サポートグループの構築

本研究の目的は, (1)がん患者のサポートグループにVRコミュニケーション・システムを導入することが,患者の精神的健康と相互扶助的コミュニティ形成を促進することを明らかにし, (2)大量のチャット情報を患者支援のために活用する分析手法を開発することにある.分析対象は,がん患者とファシリテータによる4年3ヶ月にわたるチャットログである.会話は仮想空間上でアバターを用いて, 1週1回1時間半のペースで2-6名が参加して行われた.主な結果は3つである.第1に,発話における社会的サポートの種類と出現頻度を検討した結果, 1年目に比べて3年目には,がんや健康,オフ会に関する情報的サポートや友好的発言の比率が上昇した.これは参加者同士のオンラインとオフラインの両方における社会的絆の多層的形成とコミュティの成熟を示す.第2に, 4年間継続参加している3名の全チャットログデータについてテキストマイニングをおこない,発話内容の経年変化に関する分析をした.その結果,病気・身体に関する語の出現率が時間経過によって上昇した.これは,信頼感形成による自己開示の促進と考える.また,感情語に関しては,ポジティブ語はネガティブ語よりも出現率が高くかつ上昇した.これは,コミュニティの雰囲気が好ましく,患者に良い効果を与えたと考える.第3に,発話交替パタンの分析の結果,ファシリテータがいる場合は,初期はファシリテータに参加者の発言が集中していたのに対し, 1年後にはファシリテータ以外に対する発言が増え,発言方向の偏りがなくなった.一方,ファシリテータが参加しないセッションが増え,その場合,初期では参加者間での発言方向の偏りは見られないが, 3年後には,特定の参加者に向けて発言が集中するようになった.これは時間経過によってコミュニティが成熟し,ファシリテータ役が現れるかたちでの自律性が高まったためと考える.本研究の目的は,インターネット上の3次元マルチユーザ仮想環境を利用したコミュニケーション・システムを,がん患者のためのサポートグループに導入し,それが,患者のメンタルヘルスに及ぼすポジティブな効果,さらにコミュニティの形成に及ぼす効果を解明することである.本年度は,3次元仮想空間(VR)コミュニケーション・システムをがん患者コミュニティに導入することによる,相互援助ネットワークの形成過程と発話内容を分析した.参加者はインターネットを通してアバターによるチャットをおこなった.チャットは1週1回1時間半のペースで2-6名が参加して行われた.コミュニティのスタートから,3年3ヶ月間の4つの時点の計7915の発話を,匿名化処理をした上で,テキストマイニングによって分析した結果,以下のことが明らかになった.第1に,開始から10週まででは,患者とファシリテータの発言比率は約50%ずつであり,患者からファシリテータへ発言をする機会が多かった.しかし,2年後以降では,患者の発言比率が約90%になり,患者同士のみで,活発に会話が行われるようになった.また,ファシリテータが会話に参加しない場合には,開始時は参加者の発言が分散する傾向にあるが,時間経過につれ,古くからの参加している特定の患者へ発言が向けられる機会が増え,ファシリテータ的役割を果たすようになることがわかった.第2に,会話に出現する感情語の出現頻度に基づいて,コミュニティ形成に伴う発話全体の感情語の出現比率の推移を分析した結果,コミュニティの成熟によって,発話の内容に,質的な変化が見られ,不安(例:怖い)・倦怠(例:だるい)に関わる発言が減少し,快(例:元気)や親和(例:好き)に関わる発言が増加した.第3に,発言間インターバルが長くなると,自身の病気に関するような答えにくい発言,話題がかわされていることがわかった.本研究の目的は, (1)がん患者のサポートグループにVRコミュニケーション・システムを導入することが,患者の精神的健康と相互扶助的コミュニティ形成を促進することを明らかにし, (2)大量のチャット情報を患者支援のために活用する分析手法を開発することにある.分析対象は,がん患者とファシリテータによる4年3ヶ月にわたるチャットログである.会話は仮想空間上でアバターを用いて, 1週1回1時間半のペースで2-6名が参加して行われた.主な結果は3つである.第1に,発話における社会的サポートの種類と出現頻度を検討した結果, 1年目に比べて3年目には,がんや健康,オフ会に関する情報的サポートや友好的発言の比率が上昇した.これは参加者同士のオンラインとオフラインの両方における社会的絆の多層的形成とコミュティの成熟を示す.第2に, 4年間継続参加している3名の全チャットログデータについてテキストマイニングをおこない,発話内容の経年変化に関する分析をした.その結果,病気・身体に関する語の出現率が時間経過によって上昇した.これは,信頼感形成による自己開示の促進と考える.また,感情語に関しては,ポジティブ語はネガティブ語よりも出現率が高くかつ上昇した.これは,コミュニティの雰囲気が好ましく,患者に良い効果を与えたと考える.第3に,発話交替パタンの分析の結果,ファシリテータがいる場合は,初期はファシリテータに参加者の発言が集中していたのに対し, 1年後にはファシリテータ以外に対する発言が増え,発言方向の偏りがなくなった.一方,ファシリテータが参加しないセッションが増え,その場合,初期では参加者間での発言方向の偏りは見られないが, 3年後には,特定の参加者に向けて発言が集中するようになった.これは時間経過によってコミュニティが成熟し,ファシリテータ役が現れるかたちでの自律性が高まったためと考える.
日本語学習者のためのコーパスを利用したコロケーション検索システムの開発と試行

日本語学習者のためのコロケーション検索システム「かりん」を開発、公開した。コロケーションは「現代日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)」(国研2011)から旧日本語能力試験(旧JLPT)1級と2級の名詞と共起する動詞・修飾語を抽出、共起頻度とダイス係数を計算し選出した。学習者画面には、動詞の機能的意味・複合助辞的意味、BCCWJのサブコーパス別使用相対頻度を表示し、名詞・動詞・修飾語に旧JLPTのレベル、学習指標値(徳弘2006)を付与、作例による例文とその訳文(英中韓)の付与などを行った。試作版の限定的な公開を行い、フィードバックによる修正を実施した。25年度は、1機能動詞に関する調査と分析、2修飾語と名詞(被修飾語)、および名詞と動詞のコロケーション検索プログラムの作成、3例文作成の3点について研究、および作業を行った。1については、本検索プログラムによる名詞と動詞のコロケーションの検索結果を分類して学習者に表示する際に必要となる村木(1991)の機能動詞のアスペクトを表す動詞について『現代日本語書き言葉均衡コーパス』(国研2011、以下BCCWJ)における名詞との共起状況(同じ相に属する動詞ごとの共起する名詞)の特徴について検討した。2については、プログラム作成を専門家に依頼し、BCCWJの特徴の分析、例文および参考となる指標を表示するための複数文献の表記を一致させるための対応方法、修飾語と名詞(被修飾語)、および名詞と動詞のコロケーションの定義、コロケーション強度の指標として用いるダイス係数の計算方法等を検討した上で、BCCWJにおけるコロケーションの検索、ダイス係数の計算プログラムを作成した。これらの検討の結果、本システムで扱うコロケーションの範囲を名詞(中心語)は旧日本語能力試験の1級、および2級、かつ動詞(共起語)との共起頻度は10以上に限ることとした。またそれに伴い、プログラムの作成計画の手順等にいくつかの変更を加えることとした。(修飾語と被修飾語、名詞と動詞の)ダイス係数の計算プログラムまではほぼ完成したが、名詞と動詞のコロケーションの検索結果を3分類するプログラムについては今後の課題であり、複数文献の表記の一致、それを用いた例文の表示方法についても今後さらに検討が必要である。3については大分大学を中心に例文を作成し、英語、中国語、韓国語の訳を作成している。現在、本グループで本研究に先行して行っているコロケーション習得用web教材で使用した例を含め約1500例の例文を収集し、中国語に関してはほぼその翻訳が終了した。本研究は、現代日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)(国研2011)のデータを基に、中上級日本語学習者が、修飾語と名詞、および名詞と動詞のコロケーションを検索できるシステムを開発することにある。平成26年度は、1.システム構築に向けたプログラムの作成、2.機能動詞(村木1991)と共起する名詞の特徴を調査し、またそれらを手掛かりとして同じ文法的機能を持つとされる機能動詞の類義語の異同を明らかにする研究、3.例文及びその翻訳の作成、の3つを柱に研究・活動を行った。1.プログラムの作成については、(1)名詞と動詞の共起について、動詞を実質動詞・機能動詞・複合助辞的用法の三種に分類するためのプログラムの開発、(2)これらの結果を例文、および各種指標ととともに学習者画面に表示するために、修飾語・名詞・動詞の表記と、各種指標(日本語能力試験、学習指標値、現代日本語書き言葉コーパス(ダイス係数計算結果)、および例文の見出し語の表記を一致させるためのデータを作成し、25年度作成に作成した「複数文献表記一致のためのプログラム」を一部修正した後、再計算を繰り返した。2.の機能動詞と共起する名詞の調査と類義語研究については、主にヴォイスに関する機能動詞と共起する名詞の状況を調査し、1.の(1)のプログラム作成に使用した。また主に25年度の成果をさらに検討しまとめ、アスペクトを表す機能動詞を中心に類義語の異同研究としてその成果を発表した。3.は、日本語能力試験1級、2級の名詞と動詞について、作成したプログラムによって計算したダイス係数上位のコロケーションを選出し、例文を約850例作成し、英中韓の訳語を付与した。平成27年度の目標は、1学習者画面を10月に完成させ公開し、そのフィードバックを生かした修正を行うこと、2名詞と動詞のコロケーションにおける動詞分類プログラムを修正・改善すること、3名詞と動詞のコロケーションの例文、およびその翻訳を引き続き作成することである。1については、10月までに第1版の学習者画面を作成し、日本語教育学会秋季大会においてデモンストレーションを行うなどフィードバックを得、以降はその修正を行った。実質動詞、機能動詞によって分けていた表示をひとつにするなど、使いやすさの向上や文字の大きさなど、見やすさの向上を行うとともに、本検索システムがBCCWJの語彙素を使用していることから生じる学習者画面での漢字表記の問題などの修正を行った。また本グループが別に作成しているコロケーション習得支援教材とのリンクを行い、学習者の便宜を図るなどを行った。2については、目視での分類を含め、精度を上げることを目指して検討したが、特に複合助辞についての分類はまだ再考の余地があり、今後も引き続き検討を行いたい。

3の名詞と動詞のコロケーションの例文については、引き続き作成を行い、英中韓の翻訳を付与した。またフィードバックの中にコロケーションの翻訳を要望する声があり、例文作成には時間を要することもあり、例文作成と並行してコロケーションの翻訳も行うこととした。現在、本システムは、http://japanese-learning.isc.yamaguchi-u.ac.jp/collocationでアクセス可能となっている。日本語学習者のためのコロケーション検索システム「かりん」を開発、公開した。コロケーションは「現代日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)」(国研2011)から旧日本語能力試験(旧JLPT)1級と2級の名詞と共起する動詞・修飾語を抽出、共起頻度とダイス係数を計算し選出した。学習者画面には、動詞の機能的意味・複合助辞的意味、BCCWJのサブコーパス別使用相対頻度を表示し、名詞・動詞・修飾語に旧JLPTのレベル、学習指標値(徳弘2006)を付与、作例による例文とその訳文(英中韓)の付与などを行った。試作版の限定的な公開を行い、フィードバックによる修正を実施した。26年度は、以下の点について検討を行ったが、今後修正すべき点、予想以上に継続作業が必要な点が残っている。1名詞と動詞のコロケーションを動詞によって実質動詞・機能動詞・複合助辞に分類するプログラムの大筋は完成したものの、目視で確認作業を行ったところ、修正を加える必要がある点が散見されたこと、また複合助辞については分類方法について再検討が必要であると思われること。2例文数が不足しており、今後も増やす必要があること、それに伴う翻訳作業も必要であること。3学習者画面にコロケーションとともにいくつかの指標を提示するために、コロケーションを成す語と指標が掲載されている複数文献、および例文の見出し語の表記を一致させるためのデータは、例文を増やすにつれ今後も必要になる作業であるが、手作業であり大変時間がかかること。これらの作業は27年度当初、学習者画面作成以前に終了させる必要がある。日本語教育27年度は予定通り、学習者画面を完成し、段階的に日本語学習者による試行を開始する予定である。当初の計画では、7月には第1版を限定公開する予定であったが、10月頃までに予定を遅らせることとし、その間、上述した1.名詞と動詞のコロケーションにおける動詞分類プログラムの修正・改善、2.名詞と動詞のコロケーションの例文、およびその翻訳をさらに作成し、3.上述の表記を一致させるためのデータを作成する。また現在、名詞と動詞のコロケーションの例文作成が遅れていること、一方で修飾語と名詞のコロケーションでは例文に述語(動詞、形容詞、形状詞)を付与することで文型はほぼ提示できることから、修飾語+名詞のコロケーションの例文は作成せず、修飾語と名詞の各コロケーションにおけるダイス係数上位の述語を示すこととする。したがって表示画面作成前に、4.修飾語と名詞のコロケーションの例文に代わるダイス係数上位の述語を算出し表示するためのプログラムの開発も新たにを行う予定である。25年度は、特に機能動詞の分析、名詞と動詞のコロケーションの定義の特定、学習者に例文や参考となる指標を提示するための複数文献の表記を一致させるための対応方法に、予想以上に時間を要してしまった。
免震構造物の悲劇的な崩壊の防止に関する研究

大きな地震災害が都市を襲うことの怖さがはっきりしてきた。大きな観点に立てば、都市計画、国土の利用法の問題になるが、ここの建築構造物、土木構造物の耐震性を高めることが前提になる。ノースリッジ地震、兵庫県南部地震を受けて、これらの地震時の現象がはっきりしてきたため、免震構造の建設が非常に増えてきている。過去を振り返って反省すると、新しい技術、構造法が定着していくとき、たとえば、鉄筋コンクリート構造は耐震的である、鉄筋構造は靭性が高く耐震的であると言うように過信が生じその後の大きな被害をよんでいることがある。免震構造についても、同じ事があってはならない。免震構造が普及しつつ現在において、設計の時点で考えているより大きな入力があったときの挙動について見極めておくことが重要である。ここでは、過大な入力を受け、積層ゴムに部分的に浮き上がり現象が生じたときの挙動の数値解析による解明、圧縮力と引張力の繰り返し力を受ける積層ゴムに対する実験、免震構造の変形制御のために重要なダンパーの大変形時の挙動を確かめるための実験を行った。
新しいヒト肥満成因とその治療に関する研究:熱産生機構の異常と新β_3受容体刺激剤

最近の肥満努物を用いた研究により、過食がなくても肥満させる原因として熱産生臓器である褐色脂肪組識(BAT)の機能低下が注目されている。しかし、ヒトでこの機序を介する代謝性肥満者が存在するのかどうかに関しては、現在不明である。そこで今回我々は、単純性肥満者の治療前にカフェイン(BAT機能亢進を介して全身代謝を活性化させる)負荷テストを行い、resting metabolic rate(RMR)を測定することにより、肥満者を過食性と代謝性とに分類可能かどうか。又、これら両群にて治療法を変える必要があるのかどうかを明確にするため以下の検討を行った。【方法】対象は当内科肥満外来を受診した単純性肥満女性107名(年齢45.1才1.5才、体重66.5±1.0kg、BMI27.6±0.4)である。まず早朝空腹時に、4mg/kgのカフェイン経口負荷テストを行い、負荷前と負荷30分後にRMRを測定し、カフェイン負荷後RMRが増加したresponder群と、RMRが増加しなかったnonーresponder群とに分類した。その後、減量食1,200kcalと運動療法の指導を行い、2カ月間外来にて体重、皮下脂肪厚の測定。治療前後に75g・OGTTにて血糖・血清インスリン値測定。又、血中脂質・ケトン体も測定。【結果】これら単純性肥満者のカフェイン負荷テストでは、responder群が107名中84名(78.5%)、nonーresponder群が23名(21.5%)いた。治療後は、nonーresponder群にて体重、BMI、体脂肪率が減少しなかったのに対し、responder群では1カ月後よりいずれも有意に減少した。75g・OGTTでもresponder群では高血糖・高インスリン血症の是正、又、血中脂質の低下とケトン体の増加をみたが、nonーresponder群では変化しなかった。【結論】以上の研究より、単純性肥満者はカフェイン負荷テストにて過食性肥満と代謝性肥満とに分類できる可能性と、後者の治療には、β_3受容体刺激剤等の代謝活性物質併用療法が必要であることが明確となった。
マイクロ・ナノマシン技術を用いた分子モータの新しい単分子計測

本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路を形成し、バッファと有機溶媒を交互に流すことによって、流路内部に存在する微小貫通孔へ脂質2重層を形成することに成功した。さらに、アラメシチンと呼ばれるペプチドを直径約1ミクロン程度のリポソーム内に精製し、これを平面膜が形成された領域に注入することによって、ペプチドを膜内に導入することに成功した。融合後に電圧を膜を介して印加することによって発生する、アラメシチンを通じたチャンネル電流を計測することも成功した。【16-17年度】分子モーターの研究:世界最小の溶液チャンバーアレイの開発に成功した。このチャンバーは体積がfL(10^<-15>L)しかないため、この中に酵素1分子を閉じ込めると、わずか数十秒で反応産物の濃度がμMとなり容易に1分子検出ができることを市販の酵素アッセイキットを用いて実証した。上述のマイクロチャンバーを用いて、回転分子モーターであるF1モーターの単分子計測を行った。このモーターは、単独でATPを加水分解して回転運動を行うが、生体内では別の回転分子モーターによって逆回転されATPを合成する。この反応効率を測定するために、F1モーターをマイクロチャンバーに閉じ込め、磁気ピンセットを用いて逆回転した。逆回転の結果合成されたATP分子は1800個程度であるが、6fLのチャンバーでは、濃度は0.5μM上昇する。そのため、磁気ピンセットから開放されたモーターは、逆回転する前より高速度で回転する。この速度上昇から合成ATP量を見積もり、ATP合成の効率をさらに明らかにした。一方、マイクロ・ナノパターンの新技術の開発を行い、以下の結果を得られた。タンパク質パターニングのため、マイクロノズルからの分子射出・ナノコンタクトプリント法による分子パターニングの実証実験を行った。これらの方法をタンパク質パターニングに応用し、パターニングされたタンパク質が活性を維持していることを顕微観察から確認した。この研究過程で、マイクロ構造へのタンパク質パターニング技術・タンパク質の生理活性の分子イメージングなどの基盤技術を開発した。この成果を踏まえ、応用研究であるプロテインチップの新しい基盤技術を確立した。本研究の目的は,ミトコンドリアの生体膜に存在するATP合成酵素のうち,膜内在性部分のFoモータの回転特性を解明するために,マイクロ・ナノマシン技術を用いて,一分子レベルで計測する技術を確立することである。本年度は,Foモータの回転を誘発するための局所的プロトン場形成させることができるナノ電極アレイの試作に着手した。また,電極に固定可能な人工生体膜の精製法を研究した。

ナノ電極の基板としては,ガラス基板上に透明金属であるITO(Indium tin Oxide)や、金、アルミ、ニッケルなどの金属をコーティングしたものを使用した.それぞれの金属はパターンニングして配線として用いた。必要な部分以外は,PDMS(Polydimethylsiloxane)やテフロン樹脂,あるいはパリレン樹脂によって絶縁する方法を採用した。また、作成後、これら電極の抵抗率や、電流-電圧曲線などの特性を評価した。また,人工生体膜としては,膜タンパクを組み込んだ大腸菌の細胞壁を取り除き,膜をだけを精製する方法を検討した.この膜に,電極上に固定するためのタンパク質側の接着部位として,遺伝子操作によってFo/F1モータに導入し、その活性を計測することに成功した。これらの分子モータにビオチン化したタグを組み入れることによって、ビオチン抗体で修飾されたビーズを光ピンセットで押し付けることによって吸着させることに成功した。また、同様に光ピンセットによって,これらの膜をハンドリングし、所望の位置へ移動し、破砕させ平面膜にする方法を検討した。本研究の目的は,ミトコンドリアの生体膜に存在するATP合成酵素のうち,膜内在性部分のFoモータの回転特性を解明するために,マイクロ・ナノマシン技術を用いて,一分子レベルで計測する技術を確立することである。本年度は,平面膜中に膜タンパクを組み入れる実験系の検討を行った.大きさ約100ミクロン程度の微小孔に,有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し,この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた.これをマイクロシステム中で応用するために,シリコンで微細な流路を形成し,バッファと有機溶媒を交互に流すことによって,流路内部に存在する微小貫通孔へ脂質2重層を形成することに成功した.さらに,これらの平面膜内に膜タンパク質を導入する実験にも着手した.本年度は,アラメシチンと呼ばれるペプチドを直径約1ミクロン程度のリポソーム内に精製し,これを平面膜が形成された領域に注入することによって,リポソームと平面膜が自然融合する性質を利用して,ペプチドを膜内に導入することに成功した.さらに,融合後に電圧を膜を介して印加することによって発生する,アラメシチンを通じたチャンネル電流を計測すること成功した.これらの実験系をさらにマイクロ・ナノ加工技術を用いて集積化することによって,より安定した膜を形成できると予測される結果となってきた.これらの内容は,国内・国際学会によって,数多く発表され,国内外で高い評価を得た.本研究の目的は、生物の分子モーターの回転運動特性を解明にするために、マイクロ・ナノマシン技術を用いて単分子レベルで計測する技術を確立することである。本研究において、世界最小の溶液チャンバーアレイの開発に成功した(Nature Biotechnology)。
小児集中治療における身体拘束についての多施設前向き横断調査

本研究は国内の多施設の集中治療室を対象とする横断研究である。対象は、生後1ヶ月以上10歳未満の小児患者であり、全施設同時にデータを収集する。オンラインデータ入力表(REDCap、アルバータ大学)を用いてデータ収集を行い、身体拘束の実施率等を調査する。小児集中治療室や大学病院混合集中治療室等を含む26施設の参加が決定しており、参加施設ごとの属性、身体拘束発生率を記述することに加え、個々の患者と身体拘束に関連する因子を調査する。
大腸の前癌状病変に関する免疫組織化学的ならびに遺伝子工学的研究

CEAと粘液抗原に対する特異抗体を用い,免疫組織学的検索によって胎児形質を有する大腸癌39例と腺腫20例を集めた.大腸癌10例からは,メッセンジャーRNAを抽出し,ノザンブロット法を行なった.その結果, 10例中5例にHa-ras, 4例にC-mycの転写亢進がおこっていることが確認された. V-Ha-rac(880bp)とV-myc(990bp)をスルホン化し, histo-in situ hybridizationを行なったところ,ノザンブロット法で転写活性亢進のみられた例では,癌細胞の細胞質にそれぞれのmRNAの存在が確認され,少数例をのぞいて,ノザン法とin situ hibridization法の結果は良い一致をしめすことが分かった.そこで,胎児型形質を有する39例の大腸癌全例に対し,スルホン化V-Ha-rasおよびV-mycプローブを用いたhisto-in situ hibridizationを施行したところ, 11例(28%)にHa-ras, 16例(41%)にC-myc癌遺伝子の転写亢進があることが確認されたが,これらの転写亢進は癌巣の部位によってその度合が異なっており,また組織型別にみると, Ha-rasは高分化腺癌で転写亢進の率が高いが, C-mycは組織型による差があまりみられないことが分かった.一方,胎児形質を有する大腸腺腫には,研究の初期にはいずれの癌遺伝子mRNAも検出することができなかったが,組織標本の作製法に改良を加え,固定時間の短縮や低温下での脱水を行なうことによって,少数例ながら,腺癌上皮細胞の細胞質にHa-rasやC-myc癌遺伝子のmRNAを検出できるようになった.しかし,一般に腺腫では,癌組織におけるほど高度の転写亢進がおこっているものは少なく,また,腺腫の部位による転写の強弱がみられる例も少なかった.胎児形質を有する腺腫上皮の培養では,最長3ヵ付間可能であったが,トランスフェクション実験に用いうる程の細胞数が得られなかった.しかし,培養中に腺腫細胞の形態が変化し,異型度の強くなる例がみつかり,興味がもたれた.CEAと粘液抗原に対する特異抗体を用い,免疫組織学的検索によって胎児形質を有する大腸癌39例と腺腫20例を集めた.大腸癌10例からは,メッセンジャーRNAを抽出し,ノザンブロット法を行なった.その結果, 10例中5例にHa-ras, 4例にC-mycの転写亢進がおこっていることが確認された. V-Ha-rac(880bp)とV-myc(990bp)をスルホン化し, histo-in situ hybridizationを行なったところ,ノザンブロット法で転写活性亢進のみられた例では,癌細胞の細胞質にそれぞれのmRNAの存在が確認され,少数例をのぞいて,ノザン法とin situ hibridization法の結果は良い一致をしめすことが分かった.そこで,胎児型形質を有する39例の大腸癌全例に対し,スルホン化V-Ha-rasおよびV-mycプローブを用いたhisto-in situ hibridizationを施行したところ, 11例(28%)にHa-ras, 16例(41%)にC-myc癌遺伝子の転写亢進があることが確認されたが,これらの転写亢進は癌巣の部位によってその度合が異なっており,また組織型別にみると, Ha-rasは高分化腺癌で転写亢進の率が高いが, C-mycは組織型による差があまりみられないことが分かった.一方,胎児形質を有する大腸腺腫には,研究の初期にはいずれの癌遺伝子mRNAも検出することができなかったが,組織標本の作製法に改良を加え,固定時間の短縮や低温下での脱水を行なうことによって,少数例ながら,腺癌上皮細胞の細胞質にHa-rasやC-myc癌遺伝子のmRNAを検出できるようになった.しかし,一般に腺腫では,癌組織におけるほど高度の転写亢進がおこっているものは少なく,また,腺腫の部位による転写の強弱がみられる例も少なかった.胎児形質を有する腺腫上皮の培養では,最長3ヵ付間可能であったが,トランスフェクション実験に用いうる程の細胞数が得られなかった.しかし,培養中に腺腫細胞の形態が変化し,異型度の強くなる例がみつかり,興味がもたれた.CEAに対するモノクローナル抗体および腸粘液抗原(IMA)、胃粘液抗原(GMA)に対する特異抗血清をもちいた免疫組織化学により、これまでに胎児型上皮よりなる大腸癌30例と大腸腺腫20例を収集した。この間に、ヒト唾液腺型アミラーゼ遺伝子のcDNAを用いたmRNA-DNA HISTO-IN SITU HYBRIDIZATION法の予備実験を繰り返し、本法に適したprobeの長さ(100-800base)を決定した。この結果を踏まえて、大腸癌20例と大腸腺腫10例についてv-Ha-ras(500base)およびv-myc(600base)のスルホン化DNAprobeをもちいたHISTO-IN SITUHYBRIDIZATIONを行なったところ、大腸癌20例中5例にras、7例にmyc遺伝子の転写活性が亢進していることが見い出された。しかし、大腸腺腫においてはこれらの癌遺伝子の転写活性亢進はみられなかった。また、これらの組織から抽出したtotal RNAをnitrocellulose膜に固定してdot blot analysisを行なったところ、HITO-IN SITUの結果とほぼ一致することが分かった。

そこで、この転写活性が正常粘膜と較べてどの程度亢進しているかを見るために、うち4例についてras遺伝子をprobeとしたNorthern blot analysisを行なったところ、大腸癌組織では正常の数倍から約10倍程度の転写亢進が起こっていることが明かとなった。一方、HISTO-IN SITUHYBRIDIZATIONでは陽性所見が得られなかった大腸腺腫のうち1例において、Northern blot analysisでrasの転写亢進がおこっている可能性が示唆された。胎児型上皮の培養においては、コラーゲンメッシュ上に固定して培養することにより、またメジウムに各種の成長因子を添加するなどの工夫によって、良性の腺腫であっても約3ケ月間の培養が可能となった。しかし、この培養腺腫細胞は増殖力が弱く、transform実験に供するにはまだ細胞数として不十分であるため、さらに培養条件の改良を要すると考えている。
医薬品等のHTLV-I母子感染阻止能を評価する新規カニクイザル感染実験系の確立

成人T細胞白血病の原因ウイルス(HTLV-I)の感染拡大対策として、母子感染を予防する医薬品等の開発が強く望まれているが、その前臨床試験として霊長類の実験系は未だ確立されていない。そこで、本研究はカニクイザルを用いた新たなHTLV-I母子感染阻止評価系を開発することを目的とした。HTLV-I感染性の高い細胞株を選択し、雌のカニクイザルに静脈内接種した。4例中4例の個体でHTLV-I感染が成立したことが、PCR陽細胞の検出と抗HTLV-I抗体の陽転化および維持で検証された。現在、これらキャリア化した雌ザルの自然交配による妊娠/出産の準備に入った。成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルス(HTLV-I)は、キャリアの母親から乳児に主に母乳を介して垂直感染する。キャリアの数は日本では沖縄九州地方を中心に100万人以上と推定されており、感染拡大対策として、母子感染を予防する医薬品等の開発が強く望まれている。しかし、それらの医薬品候補を前臨床試験として評価する霊長類の実験系は未だ確立されていない。本研究は、研究代表者のこれまで培ったHTLV-I感染実験のノウハウを基盤に、霊長類を用いた感染症研究のエキスパートである研究分担者と協力し、我が国で入手可能であるSPFグレードのカニクイザルを用いて、新たなHTLV-I母子感染阻止評価系を開発することを目的とした。HTLV-Iは感染細胞を介して非感染細胞へ伝染する。そこで、in vitroの実験でカニクイザルに感染を効率良く成立させるため、感染性の高いHTLV-I産生ヒト細胞株を選出した。沖縄のATL患者あるいはキャリアから得られた複数のHTLV-I感染細胞株をマイトマイシンC処理後にPHA活性化末梢血液単核球(PBMC)と混合培養し、細胞のtransformation能を比較し、最も感染性の高い細胞株としてATL-040とATL056iを選択した。次にSPFの雌のカニクイザルに対し、これら細胞株を単独あるいは混合して5 x 107個の細胞を経静脈接種し、掲示的に採血してHTLV-I感染細胞の有無をPCR法で、抗体の陽転をPA凝集法とWB法で解析した。現在まで、4例中4例の個体でHTLV-I感染が成立したことが、観察期間内(6ヶ月)の持続的なPCR陽細胞の検出と抗HTLV-I抗体の陽転化および維持で検証された。現在、これらキャリア化した雌ザルの自然交配による妊娠準備に入っており、目的である霊長類におけるHTLV-I母子感染のモデル作製のゴールは近い。ウイルス学
多機能分子としてのαシヌクレインの発現詞節機構

前年度、我々はαシヌクレイン(αS)が神経細胞だけでなく、グリア細胞や血管内皮細胞、血管平滑筋細胞にも認められることを見い出した。さらにU251グリオーマ細胞においてはαSが炎症性サイトカインのひとつであるinterleukin-1βの刺激により時間および濃度依存性に亢進することを見出した。この結果をうけ、本年度、マクロファージに着目しさらなる研究をおこなった。→1一方、培養ヒト正常アストロサイトにおいて、αSと高い相同性を示すβSもまたmRNAおよび蛋白レベルで発現していることを明らかにした。本年度、炎症性サイトカインによるβSの発現変動を明らかにするため研究をおこなった→21.αSの発現はヒト末梢血から採取した単球/マクロファージにも認められた。グラム陰性菌の細胞壁を構成するリポポリサッカライドおよび炎症性サイトカインのひとつであるinterleukin-1βにより単球/マクロファージを刺激すると、αS蛋白は時間および濃度依存性に亢進することを見出した。しかしmRNAレベルにおいては影響を認めなかった。以上のことから、炎症下で認められるαS蛋白の発現亢進は蛋白の分解系が調節している可能性が示唆された。2.ヒト由来グリオーマ細胞株(U251)において、βSの発現レベルはinterleukin-1βの刺激により抑制された。αSが同条件で発現亢進することを併せ考えると、細胞内においてαSとβSは相反して変動する可能性が示唆された。今年度、我々は「脳内におけるシヌクレインファミリー蛋白の新たな機能と病態への関与を明らかにすること」を目的に研究を進めてきた。以下に得られた結果を列記する。1.αシヌクレイン(αS)の発現は神経細胞のみならずグリア細胞や血管内皮細胞、血管平滑筋細胞にも認められることを見い出した。2.ヒト由来グリオーマ細胞株(U251)において、αSの発現は炎症性サイトカインのひとつであるinterleukin-1βにより時間および濃度依存性に亢進した。さらに血清除去によってもmRNAおよび蛋白の発現亢進が観察された。一方、IFN-γおよびTNF-α刺激ではαSの発現レベルに変動は認められなかった。3.培養ヒト正常アストロサイトがβSをmRNAおよび蛋白レベルで発現していることを明らかにした。蛍光免疫染色では培養アストロサイトの細胞質および核がβS陽性を呈した。さらに、ヒト脳組織を用いた免疫組織化学では前シナプスの染まりに加え、正常アストロサイトの胞体がβS陽性を呈し、この染色性はproteinase Kにより増強された。オリゴデンドロサイトにはβSの免疫原性は認められなかった。免疫電顕ではアストロサイトの核膜、リボゾームおよび粗面小胞体に反応が認められた。今回の結果からαSが脳内の病巣修復や炎症の制御、血圧の調節にも関与している可能性を考えている。βSは前シナプスおよびアストロサイトに局在していることを明らかにした。来年度にはαSおよびβSの生理的機能の解明へ向けさらなる研究を行う。