hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内耳有毛細胞におけるRac分子種の機能解明と進行性難聴治療への応用

内耳有毛細胞/小脳顆粒細胞において、アクチン細胞骨格の制御因子であるRac1とRac3をダブルノックアウトマウスした作成した。Rac1,3はいずれも内耳有毛細胞に発現し、活性化していることを確認(後者に関してはFRETバイオセンサートランスジェニックマウスを用いて確認)したが、このマウスは聴覚の発達と機能維持に関して異常を示さなかった。一方で、小脳に関しては内顆粒層の部分的な形成不全(一部では消失)を呈し、生後数日で歩行を開始する段階から著明な失調性歩行を呈した。Rac分子種は聴覚の発達や機能維持には寄与しておらず、小脳顆粒細胞層の形成に必須であることが判明した。アクチン細胞骨格の制御因子でありGTP結合タンパク質に属するRac分子種のうち、Rac1を内耳有毛細胞特異的にKOしたマウスと、Rac3を全身的にKOしたマウスを交配することにより、内耳有毛細胞特異的にRac1,3をDKOしたマウスを作成した。このマウスは生後数日で歩行を開始する段階から、明らかな失調性歩行を呈した。ABRにて聴覚を解析したところ、生後10週と十分に成熟した段階においても、同腹のコントロールと比較して有意な聴覚障害は認められなかった。また、同様のマウスを用いて共焦点レーザー顕微鏡や走査型電子顕微鏡により形態学的な解析も行った。しかしRac1,3DKOマウスの蝸牛感覚上皮に有意な異常所見は認めず、更に予想に反して平衡覚に寄与する前庭や三半規管膨大部ですら、異常は認められなかった。そこでRac分子種の内耳における発現(mRNAレベルではin situ hybridizationにて確認済み)と活性化を確認する目的で、Rac1のFRETバイオセンサー(活性化により共鳴エネルギー移動が生じることで、不活性化部分と異なる蛍光を発する分子)トランスジェニックマウスにおける内耳の解析を行った。するとやはり、Rac1は内耳有毛細胞に存在し、かつ有毛細胞不動毛で活性化していることが確認できた。一方で、失調性歩行の原因解明のため小脳(Rac1を特異的にKOするために用いたAtoh1プロモーターは小脳顆粒細胞にも発現している)の組織を確認したところ、小脳顆粒細胞層の部分的な形成不全・欠損を認めた。全身に広く発現するRac分子種は、内耳有毛細胞においても発現し活性化しているものの、其の発生や成熟、更に聴覚の獲得や維持には根幹的な働きを果たすわけではない。しかし、小脳顆粒細胞層の形成においてはRac1,3は必須であることが判明した。平成26年度の研究により、全身に広く発現するRac分子種は内耳有毛細胞において発現し活性化するものの、有毛細胞の形態的な発達や聴覚の獲得・維持に関しては根幹的な役割は果たさないこと、他方で小脳顆粒層の形成には必須であることを発見した。平成27年度は、小脳顆粒層の形成過程において、どの段階でRac分子種が機能しているのかを最初に確認した。結果、顆粒細胞前駆細胞が小脳原器表層を接線方向に移動し、その後増殖して外顆粒層を形成するまでの過程においてRacは殆ど寄与しておらず、外顆粒層から内顆粒層に向けて垂直方向に移動する過程に必須であることを組織切片を用いた実験系で明らかにした。更に初代培養したRac欠失顆粒細胞は神経突起の形成不全を呈し、Rac欠失外顆粒層の移植片培養にて、顆粒細胞の移動能の低下を確認した。Rac欠失顆粒細胞は、神経突起の形成不全が原因で移動能が低下し、内顆粒層への垂直移動が障害されるものと考えられた。続いて申請者が作成した小脳顆粒層形成不全マウスにおいてRacの下流因子を同定する目的で、小脳顆粒層をマイクロアレイに供したところ、「Mid1」の発現低下を発見した。Mid1とは全身の正中部分で臓器形成不全をきたすOpitz G/BBB症候群の原因遺伝子である。Mid1の変異マウスは、小脳においてもその正中部分で顆粒層の形成不全を生じることが報告されている。申請者が作成したRacノックアウトマウスは小脳正中部分において、Mid1変異マウスよりも更に顕著に顆粒層形成不全を呈することが、Mid1はRacの下流で機能していることを更に示唆している。Opitz G/BBB症候群は、その発症機序が未だ完全には解明されておらず、本研究はその病態解明につながる可能性が十分にあると考えられた。計画通りにRac1,3DKOマウスを作成し、明らかな歩行障害という表現型を確認した。そして今年度の目標としていた内耳の形態・機能解析と、内耳における活性化の確認については十分に達成された。

その結果、Rac分子種は内耳有毛細胞の発生や機能獲得において根幹的な働きをしるわけではないが、一方で小脳顆粒細胞層の形成に関して重要な役割を果たしていることが判明した。耳鼻咽喉科当初の予定では、今回作成したRac1,3DKOマウスの内耳有毛細胞に形態的・機能的な異常が確認できなければ、音響暴露などの刺激を加えることでコントロールとの差を確認することを目標としていた。実際に内耳には形態的にも機能的にも異常は認めなかったが、一方で小脳顆粒層の形成不全という新発見が見出された。更にその顆粒層形成不全は、過去の報告に類のない「小脳の前葉に限局した無形成」という特徴があった。小脳顆粒層形成の機序に関しては未だ未解明の部分が多い。今後は小脳顆粒層の外植片培養や小脳のマイクロアレイなどの手法を用いて、顆粒層形成不全の機序やそれに関わる下流因子について検討していく予定である。
メラネシアにおけるキリスト教の展開と宗教観に関する人類学的研究

本研究は、メラネシアにおけるキリスト教信仰の実態およびそれを支える思考方法や行動規範などに関する民族誌的事例の提示・考察をとおして、同地域の人々が主体的に創造してきた独自の宗教観を明らかにするものである。本年度のはじめより、宗教人類学や宗教社会学、およびキリスト教研究に関する文献を批判的に考察するとともに、本研究員が収集した一次資料の整理分析をとおして、以下のことが明らかとなった。ソロモン諸島のニュージョージア島において、宗教に該当する現地語の概念はなく、キリスト教という外来語が、「宗教」に近似する概念として用いられている。同島の村落レベルにおいて、「宗教」という語は頻繁に語られるが、その指示対象は信仰よりも行為に偏向しており、これは既存の西洋起源の宗教概念とは異なる。たとえば、教会建物や聖書といった可視的な事象をはじめ、形式的な祈りや説教など、キリスト教関連のさまざまな事象が包含される。その一方で、国家レベルに目を向ければ、紛争や政治的混乱の状況下、「宗教」は、民族の共存や平和構築を目指すスローガンとして言説化されている。たとえば、1つの「宗教」を共有する人々の団結、神のもとでの平等などが語られる。そこにおいて「宗教」とは、具体的な行為を意味しているのではなく、ソロモン諸島の(あるいは全世界的な)キリスト教徒という、象徴的かつ包括的な意味が付与されている。このように「宗教」という語をめぐる状況は複層的であるとともに、西洋起源の宗教概念がそのまま受容されているわけではないことが明らかとなった。年度のはじめより、メラネジアにおけるキリスト教受容および宗教実践に関する文献を広く検討し、本研究の視点の構築をおこなった。これらの文献資料を批判的に考察することによって既存の研究の問題点を明確化させたうえで、平成18年度の10月にソロモン諸島の首都ホニアラおよびニュージョージア島において現地調査を実施した。その結果、以下のことが明らかとなった。ソロモン諸島がイギリスの植民地から独立を果たしたのは、1978年である。それ以降、ソロモン諸島政府は、国家統合のシンボルとしてキリスト教を利用し、神のもとでの団結を訴えてきた。同政府は、「ソロモン諸島民」としての一体感および国民意識が希薄な人々を1つにまとめるために、個々の民族が有する伝統文化を尊重しつつも、大多数が共有するキリスト教にその役割を期待したのである(国民の約98%はキリスト教徒)。従来の研究において、このようなキリスト教に基づく団結は、国家エリートの視点に過ぎないと論じられてきた。しかし、近年のソロモン諸島の首都で生じた暴動事件およびそめ後の動きは、従来の議論とは相容れない側面をもっている。というのも、キリスト教団体を母体とした市民ネットワークが、民族間対立に基づく政治的混乱を収束するという点において積極的な活動をおこない、国家の政治的安定に向けてきわめて重要な役割を担ったからである。その活動に関する事例考察をとおして、とくに都市に居住する人々の間では、キリスト教的価値観に基づいて団結をはかり、民族間の融和や国家統合を達成するという考え方が浸透していることが明らかとなった。なお、同研究成果の一部を公表するために、日本オセアニア学会においてフォーラム「現代オセアニアにおける政治的混乱と都市暴動」を組織し、自らも研究発表をおこなった。年度のはじめより、宗教人類学や宗教社会学に関する文献を広く検討し、本研究の学際的な視点の構築をおこなってきた。それに加えて、平成19年9月から平成20年3月にかけて、アメリカ合衆国のハワイ大学人類学部(Department of Anthropology, University of Hawaii)および東西研究センター(East-WestCenter)にて、メラネシアにおけるキリスト教受容と宗教観の変容についての文献・資料の調査収集をおこなった。以上の調査研究の結果として、つぎのことが明らかとなった。従来の研究における宗教概念に従えば、ギアツの定義にも明確に表れているように、宗教と信仰は同一視されてきた。そのため、キリスト教受容に関する人類学的研究は、信仰という精神世界にのみ焦点をあて、それ以外の事象を不問にしてきた。しかし、ソロモン諸島のニュージョージア島では、改宗から約100年が経過した現在、伝統的な慣行や制度のなかにもキリスト教的な規律や価値観が強く反映されている。たとえば、キリスト教の神と息子に表される父子関係が重要視された結果、それを集団の構成原理に導入する動きが生じ、かつては双系的であった親族集団のあり方が変容しつつある。また、世襲的なチーフの権威が弱体化する一方で、キリスト教の聖職者による発言力が確実に増大している。これらの事例を収集・整理し、従来の研究を踏まえた考察をとおして、キリスト教の影響は、精神世界にとどまるものではなく、当該社会の秩序維持にかかわる問題として捉える必要があることが明らかとなった。なお、以上の研究成果を学術論文としてまとめ、査読付きの学術雑誌であるPeople and Culture in Oceania,『南方文化』に投稿し、受理された。

同島の村落レベルにおいて、「宗教」という語は頻繁に語られるが、その指示対象は信仰よりも行為に偏向しており、これは既存の西洋起源の宗教概念とは異なる。たとえば、教会建物や聖書といった可視的な事象をはじめ、形式的な祈りや説教など、キリスト教関連のさまざまな事象が包含される。その一方で、国家レベルに目を向ければ、紛争や政治的混乱の状況下、「宗教」は、民族の共存や平和構築を目指すスローガンとして言説化されている。たとえば、1つの「宗教」を共有する人々の団結、神のもとでの平等などが語られる。そこにおいて「宗教」とは、具体的な行為を意味しているのではなく、ソロモン諸島の(あるいは全世界的な)キリスト教徒という、象徴的かつ包括的な意味が付与されている。このように「宗教」という語をめぐる状況は複層的であるとともに、西洋起源の宗教概念がそのまま受容されているわけではないことが明らかとなった。
分子シミュレーションによる魚介類タンパク質の不安定性の解明

魚介類由来の代表的なタンパク質(トロポミオシン、ミオグロビン、ミオシン)につき、構造の不安定性について分子動力学シミュレーションを用いて検討した。温度や圧力を変化させた時の構造揺らぎを推定し、種特異的な安定性の違い、同一タンパク質分子内における揺らぎの程度などについて詳細に調べた。巨大分子のミオシンを除くタンパク質については、不安定性に関わる分子内の領域を特定することができた。特にトロポミオシンでは、分子の屈曲に及ぼすアミノ酸置換の影響について新たな知見を得ることができ、一方、ミオグロビンについては、広範囲の温度帯や圧力条件下における構造揺らぎの程度を詳しく解析できた。ミオシン・サブフラグメント1(S1)(ホタテガイ貝柱筋由来)を対象とするシミュレーションを試みた。ソフトウェアVisual Molecular Dynamics (VMD)を利用して、原子配置を示したトポロジーファイルおよび座標ファイルを適切に書き換えて、時系列的な変化の追跡を目指した。また、アミノ酸配列からも初期構造を作成し、頭足類ミオシン重鎖の構造情報をも用いてシミュレーションを実施した。対象系全体のエネルギー最小化計算を行うとともに、溶媒および系全体の平衡化計算を行った後、VMDにより可視化を検討した。また、300 Kにおいて得られた計算結果を用いて、既知の結晶構造に対する「ずれ」の程度、すなわち平方最小二乗距離(RMSD値)を算出した。その結果、ミオシン頭部は構成原子数が多すぎて、これまで解析対象としたどのタンパク質よりも分子量が大きく、はるかに複雑な立体構造をとるため、計算量が膨大であった。本研究で用いた汎用型計算機を用いるシミュレーションの能力を超えるため、構造揺らぎを明らかにすることが難しかった。そこで、これまで検討してきたトロポミオシンの温度依存的な構造揺らぎに関して、さらに詳細な検討を加えることにした。一方、生息深度が異なる生物種(マグロ、アメフラシ等)由来のミオグロビンについても、深海性魚類における同分子の生物機能を想定し、種々の高圧条件下における構造変化についてシミュレーションを実施した。その結果、構造揺らぎに及ぼす圧力の影響は分子の領域で明確に異なること、深海に適応した生物種のミオグロビン分子は高圧下においても揺らぎの度合いが大きいことが明らかにされた。2種類のタンパク質について分子動力学シミュレーションを実施した。すなわち、筋収縮調節タンパク質の一つ、トロポミオシンについてはPDB: 2D3E(C末端側断片)を鋳型とし、0.1 M KCl、300Kにおいて分子動力学シミュレーションを行なった。コイルドコイル半径およびアミノ酸側鎖の曲がり角を指標に、分子の局所的な固さ、および柔らかさや揺らぎについて検討した。その結果、魚類トロポミオシンで見られる特定のアミノ酸置換が不安定性の発現に関与していることが示唆された。次に、ヘムタンパク質の一つ、ミオグロビンについては1037°Cにおいて100ナノ秒間実施した。マグロThunnusatlanticus (PDB ID: 2NRL)、クジラPhyseter catodon (同1U7R)およびアメフラシAplysia limacina (同1MBA)由来のミオグロビンの結晶構造を鋳型に、分子表面の水の層を7 Åとし、ff99SB力場における周期境界条件下、グロビンの部分について計算を実施した。His残基の電離状態についてはデータを改変し、中性付近における構造ゆらぎについて検討した。根平均二乗偏差(RMSD)および根平均二乗ゆらぎ(RMSF)を指標として、構造変化を予測した。その結果、3種のミオグロビンは明らかに異なる挙動を示し、温度安定性や分子内の領域別安定性が異なることが示された。いずれもN末端およびその周辺の構造が不安定であり、ヘリックスをつなぐループ部分の揺らぎが大きく、温度低下に伴って揺らぎが減少する傾向が認められた。なお、ミオシンについては、頭部(サブフラグメント1)の構造情報を分子シミュレーション向けに編集し直し、予備的検討に着手した。初年度で、トロポミオシンとミオグロビンについてのシミュレーションは、当初の予定通り完遂した。また、来年度に実施予定のミオシンのシミュレーションについても、必要な条件設定を済ませており、期間内に期待された成果をあげる見込みが高い。2年目はミオシンについてのシミュレーションを進めるが、分子サイズが他のタンパク質に比べてはるかに大きいため、計算量を極力減らすために、頭部(S1)のシミュレーションに限定し、さらに時間を短縮することで対応する予定である。シミュレーションにより蓄積されたデータを取り出し、個別に解析し動画表示するために計算処理能力のコンピューターを購入する。また、シミュレーションの結果が、溶液中のタンパク質の挙動と一致するかどうかを調べるために、変性処理後のタンパク質を各種電気泳動に付し、染色後にバンドの定量を行なう。そのためのゲル解析装置のリース料として、一定額を割り当てる。そのほか、成果発表の旅費、研究補助に対する謝金に用いる。
消化管粘膜からの分泌抑制物質の単離・精製

胃粘膜にはガストリン、ヒスタミン、アセチルコリンの3種の胃酸分泌刺激物質が存在しており、これらの物質の生理的役割については詳細な研究がなされてきたが、一方、フィ-ドバック機構の存在を暗示する実験的証拠については共同研究者のDEBAS教授らにより蓄積されてきたものの、未だ分泌抑制物質の確認はなされていない。そこで標記課題について、活性物質の抽出・精製を目指して検討し、次のような結果を得た。雑種成犬から胃粘膜を得、幽門部を除去したものを実験材料とした。原料の10倍量の熱湯で抽出を行い、粗抽出分を得、生物学的活性を検定し、次いでDEAEカラム、セファデックスG10カラムを用いて分画し、精製を進めた。生物学的活性はウレタン麻酔下のラット胃灌流標本でペンタガストリン刺激時の胃酸分泌反応に及ぼす抑制作用の強度、有無により調べた。粗抽出分および部分精製画分に、分泌抑制作用が認められたので、次に高速液体クロマトグラフィ-(HPLC)による精製を行い、活性が保持されることを認めた。既知の分泌抑制物質であるソマトスタチン、サデスタンスP、TRH、EGF、食欲減退性トリペプチド、ニュ-ロテンシン、セクレチンなどの効果と比較した結果、抑制強度や作用の選択性からみて、胃粘膜から抽出した胃酸分泌抑制成分の作用とは異なるとの結論を得た。活性画分を酸やアルカリで処理すると、分泌抑制作用は有機溶媒層(クロロホルム)に移行することから、二価イオン性物質と推定された。使用した生物学的検定法は薬物に対する感受性が高く、再現性のよい評価系であるが、胃粘膜の抽出成電はペンタガストリンの胃酸分泌刺激作用のみを抑え、ヒスタミンやAchの効果には影響を与えないことから、特異性の高い作用様式をもつことも判明した。しかし、HPLCによる活性本体の最終精製段階で得られた画分は単一成分でなく、また、分画成分中の活性が保存時間の経過とともに消失するため、単離までにはいたらなかった。原材料を集め、トクフロロ酢酸含有水での抽出や、使用カラムを変えての精製を現在も試行中で、分泌抑制物質の単離を目標に今後も検討を継続する。
経済不平等度の計測に関する計量分析的アプローチ

本研究においては、日本の所得分布の形状とその変化を調べるために、日本の家計調査のデータから所得の分位データを使って所得分布を推定することを行った。その際にパラメータの数の多い一般化ベータ分布を用いて推定を行った。一般化ベータ分布はパラメータの数が5つあり、複雑な分布であるためパラメータ同士が識別しにくいために、通常の最尤法では推定が難しい。そこでベイズ法のMCMC法によって推定することで、パラメータの事後分布の相関を見ることで、一般化ベータ分布も推定が可能になった。こうした推定の方法は、他のパラメータの数が多い分布に対しても適用できるのではないかと考えている。今後は、他の分布においても応用を考えている。そして、所得分布を対数正規分布の混合分布で表されるかという研究を行い、実際に対数正規分布に混合分布で日本の所得データを用いて推定を行った。次に、日本の家計調査の分位データを用いて、不平等度が変化したかを検定した。その際に、5分位のデータにおいては対数正規分布の当てはまりが良いことから、対数正規分布を当てはめた結果、1980年代および90年代に比べ、2000年代以降に、不平等度の拡大は見られなかった。この不平等度の実態については、今後はミクロデータを用いて要因分解を行う必要があると考えている。さらに、分位データを用いて検定を行う際にパラメトリックな分布を当てはめて用いる時には、境界値を利用する方が便利であるが、一方、局所モーメントを用いて検定を行うことも可能であり、その際にはノンパラメトリックな検定になってしまうため、検出力が落ちてしまうことが確かめられた。また、損害額の分布の推定に対して一般化パレート分布を当てはめて推定を行い、特に裾指数に関するパラメータが変化しているかの変化点の分析を行った。今後、こうしたモデルの拡張についての検討を考えている。日本経済の不平等度を日本の総務省統計局が作成している家計調査データを用いてモデル化することを行った。家計調査のデータのうち、分位データを用いた。また、5分位のデータを使う際に対数正規分布が2パラメータの分布のなかで当てはまりが良いことを確認したので、対数正規分布を用いた。そこで、家計調査の分位データの時系列から計量モデルを構築し、不平等度の変動を捉えることを試みた。また時系列モデルの推定を行った。不平等度の変動がどのような原因で引き起こされるかを追求することが、今後の研究課題になるだろう。また、所得分布を推定する研究についても、一般化ベータ分布のようにパラメータが多い分布を用いて、分位データに基づいて所得分布の推定を行っている。複雑な分布を用いることで分布を柔軟に推定することで、分布のどの部分が変化したかを調べることができると考えている。本研究で提案しているベイズ的な推定手法を、従来の研究で用いている手法とその推定のパフォーマンスで比較することを行った。そして、本研究で提案している推定手法が有用であることが確認できたと考えている。実際に日本および米国の所得データを用いて所得分布の推定を行い、分布の変化の度合いを調べることができた。これらの研究は、国際学会を含むいくつかの学会において研究報告を行った。これらの研究報告によっていくつか有益なコメントが得られた。たとえば、時系列モデルの構築においては、トレンドなどの外生変数加えてはどうかというサジェスチョンである。こうしたコメントも今後の研究に取り入れて進めていく予定である。研究代表者が職場を移動したことで、新しく研究環境を組み立てることに時間を要してしまったことと、前の職場での講義負担もあったため、研究に振り向ける時間が予定に比べてあまり多くはなかったため、予定よりは少し遅れている。また、オーストラリアのMonash大学に滞在して、Monash大学およびSwinburne大学においてそれぞれ研究セミナーを行った。これらの研究報告は日本の家計調査データを利用して、不平等度の変動を時系列モデルで捉える研究と、不平等度の変化にたいして検定を行うものである。本年度のいくつかの研究報告を通じて、研究の新しい方向性を見出しえたと考えている。

さらに、分位データを用いて検定を行う際にパラメトリックな分布を当てはめて用いる時には、境界値を利用する方が便利であるが、一方、局所モーメントを用いて検定を行うことも可能であり、その際にはノンパラメトリックな検定になってしまうため、検出力が落ちてしまうことが確かめられた。また、損害額の分布の推定に対して一般化パレート分布を当てはめて推定を行い、特に裾指数に関するパラメータが変化しているかの変化点の分析を行った。今後、こうしたモデルの拡張についての検討を考えている。日本における経済の不平等度について、その変動を記述するモデル分析を行う。時系列的な変動の要因分析を行えるかを検討する。また、本年は海外の学会で積極的に報告を行い、また、当該分野の研究が盛んな大学を訪問することを計画している。これまでの研究を論文にまとめて投稿することを行うとともに、不平等度の計測について、所得の不平等度だけではなく、健康の不平等度も含めて計量分析手法を開発することを検討している。差額は小さく、単に厳密に使い切ることが出来なかったためである。厳密に金額を合わせることができなかったためである。差額は少ないので次年度の影響はほとんどないと考えている。差額については、金額が小さいこともあるので、次年度に使用する。
プロテインキナ-ゼCによるプロテインホスファタ-ゼの燐酸化とその活性調節の研究

イノシト-ル燐脂質の代謝回転を介するトランスメンブランコントロ-ルにおいてCa^<2+>-燐脂質依存性プロテインキナ-ゼ(Cキナ-ゼ)はその中心的役割を演じていると推定されるがその細胞内基質及びその機能は不明と言ってよい。一方、プロテインホスファタ-ゼは膜を介したシグナルトランスダクションにおいて情報伝達の停止に働くばかりでなく、インスリンの刺激伝達においては積極的に情報伝達にも関与する事実も知られており、重要な働きを演じていると推定される。今回我々はヒト赤血球のType 2Aプロテインホスファタ-ゼ(分子量180,000,サブユニット構造α_1β_1δ_1)の種々プロテインキナ-ゼによる燐酸化を検索した。Ca^<2+>-カルモジュリン依存性プロテインキナ-ゼll、ホスホリラ-ゼキナ-ゼ、ミオシン軽鎖キナ-ゼ、カゼインキナ-ゼI、Gキナ-ゼはいずれのサブユニットも燐酸化せず、Aキナ-ゼとCキナ-ゼが調節サブユニットδ(74kDa)のみを定量的に燐酸化した。この燐酸化はホスファチジルセリン、ジオレインにより促進されるが、Ca^<2+>はむしろ抑制した。Aキナ-ゼ及びCキナ-ゼで燐酸化したδサブユニットのV8プロテア-ゼ、パパイン消化燐酸化ペプチドはSDSPAGEで同じ泳動像を示し、同一セリン残基の燐酸化が示唆された。この燐酸化で、Aキナ-ゼで燐酸化したH1ヒストンの脱燐酸化は1.5倍促進を受け、Type 2Aプロテインホスファタ-ゼの活性調節にAキナ-ゼとCキナ-ゼの関与が示唆され、細胞内情報伝達における伝達終止の一機構と推測された。
日本最大検体ライブラリーを通じた肺高血圧症のエピジェネティクス病態機構の解明

肺動脈性肺高血圧症(以下、PAH)は、肺動脈圧の上昇から右心不全を発症しうる生命予後不良の難治性疾患である。膠原病や先天性心疾患に伴うPAHに加えて、特発性PAH (idiopathic PAH)や家族性PAH (familial PAH)は比較的若年に発症し極めて予後不良である。原因はいまだ一部の遺伝子異常が明らかになっているものの、それのみでは説明がつかず、他の遺伝子異常の存在、また、epigenetic制御の可能性、何らかの外的因子の重要性、など未だ病態解明には疑問点が残されている。本研究では、PAH患者からのRNA検体を用いて、long non-coding RNA (lncRNA) Array解析を実施した。その結果、健常者コントロールRNA検体と比較して、PAH患者RNA検体では一部のlncRNAの発現量が大きく異なっていることが明らかとなった。Heat-map解析・PCA解析等も施行し、多角的にlncRNA発現量について精査した。発現量がコントロールと比較して大きく異なるlncRNA複数個を絞りこんだ。定量的RT-PCR法を併用することによって、Array解析結果との相関性を調べ、最終的にPAH病態制御に重要な役割を果たしていることが予想される候補lncRNAを絞り込むことに成功した。また、PAHの新規発症原因遺伝子変異の同定に成功し、日本人患者においても家族性発症例を含んだ複数症例でSOX17変異の存在を確認した。また、欧米のコンソーシアムには認めない日本人(または東アジア人)に特徴的なPAH関連遺伝子としてRNF213変異の存在を同定した。PAH病態制御に重要な役割を果たしていることが予想される候補lncRNAを絞り込むことに成功したが、その発症制御メカニズムの解析に時間を要している。lncRNAと発症原因遺伝子の発症制御機構の解明を進める。特に、我々が新しく同定したSOX17, RNF213について、絞り込んだlncRNAによるエピジェネティックな制御機構に着目した解析を、次世代シークエンサー等の最先端技術を用いて実施する。遺伝子変異だけで病態を全て説明することはできず、epigeneticな修飾による制御が関与することを強く示唆する。一方、近年ではepigenetic制御機能を持つlong non-coding RNAs (lncRNAs)が注目されているが、PAHを含めた成人肺循環疾患においての解析は未だ報告がない。本研究では、我が国のPAH治療の拠点病院である2大学病院(慶應義塾大学病院と杏林大学病院)の連携のもと、臨床と基礎が連携し、PAH動物モデルを用いたlncRNAsの網羅的解析と機能解析を行い、gain- or loss-of-function study等を通じて、lncRNAsの肺循環領域における役割の世界初の解明を目指す。同時に、PAH患者検体を用いてlncRNAsの発現量の解析、epigenetic制御の可能性の検討、臨床指標との相関解析からlncRNAsの非侵襲的指標としての可能性も模索し、臨床への還元とlncRNAsによる個別化医療の実現を目指す。PAHの発症の基礎を動物実験でlncRNAという側面から迫りながら、日本最大規模患者サンプルネットワーク構築を通じた患者検体からのアプローチを加え、将来のPAH治療ターゲットとなる分子を探索する。これまでの実績として、多施設共同研究として約450名の患者検体を収集しており、PAHの患者検体数としては圧倒的な日本最大規模のサンプル数である。lncRNAアレイを行い、PAH発症を制御している可能性が高いlncRNAを絞り込むことに成功している。患者検体の収集やアレイ解析の実施に当初の予定よりも時間を要したため。当初の計画におおむね沿って研究が進捗しており、成果を得られている。

原因はいまだ一部の遺伝子異常が明らかになっているものの、それのみでは説明がつかず、他の遺伝子異常の存在、また、epigenetic制御の可能性、何らかの外的因子の重要性、など未だ病態解明には疑問点が残されている。本研究では、PAH患者からのRNA検体を用いて、long non-coding RNA (lncRNA) Array解析を実施した。その結果、健常者コントロールRNA検体と比較して、PAH患者RNA検体では一部のlncRNAの発現量が大きく異なっていることが明らかとなった。Heat-map解析・PCA解析等も施行し、多角的にlncRNA発現量について精査した。発現量がコントロールと比較して大きく異なるlncRNA複数個を絞りこんだ。定量的RT-PCR法を併用することによって、Array解析結果との相関性を調べ、最終的にPAH病態制御に重要な役割を果たしていることが予想される候補lncRNAを絞り込むことに成功した。また、PAHの新規発症原因遺伝子変異の同定に成功し、日本人患者においても家族性発症例を含んだ複数症例でSOX17変異の存在を確認した。また、欧米のコンソーシアムには認めない日本人(または東アジア人)に特徴的なPAH関連遺伝子としてRNF213変異の存在を同定した。PAH病態制御に重要な役割を果たしていることが予想される候補lncRNAを絞り込むことに成功したが、その発症制御メカニズムの解析に時間を要している。PAH発症との関連が疑われるlncRNAについて、ウイルスベクターや遺伝子組み換え動物を用いたgain- or loss-of-function study等を通じて、その機能をより詳細に解明していく。今後は、絞り込んだ候補lncRNAについて、発現量と臨床指標との相関解析を行う。臨床指標としては、右心カテーテル検査で得られる血行動態指標(右房圧、肺動脈圧、肺血管抵抗値)、PAH患者の予後や臨床的重症度を反映するとされる血中BNP値、NYHAクラス分類、6分間歩行距離などが挙げられる。いまだ循環器領域においてほとんど解明されていないlncRNA患者検体発現量と臨床指標が相関することを実証すれば、臨床重症度を反映する非侵襲的指標としてのlncRNAの可能性を世界初で実証することにもつながり、極めて価値が高いと思われる。lncRNAと発症原因遺伝子の発症制御機構の解明を進める。特に、我々が新しく同定したSOX17, RNF213について、絞り込んだlncRNAによるエピジェネティックな制御機構に着目した解析を、次世代シークエンサー等の最先端技術を用いて実施する。
地域における在宅関節リウマチ患者の社会活動と支援方法に関する研究

【目的】関節リウマチ患者(以下RA)の社会活動への支援を行うために昨年度行った聞き取り調査をもとにアンケート調査を実施,RA患者に対する社会活動を促進する可能性を検討,必要な施策を明らかにする。【研究方法】1.対象者は調査の同意が得られた5病院で外来に通院中のClassII, IIIの60歳以上の患者及び介護者。2.方法は,留置式アンケート調査,3.調査項目は,RA患者には社会活動状況,痛み,QOL等,介護者・家族には介護負担感等である。【結果】配布数はRA患者140,介護者140,有効回答数はRA患者56(40.0%),介護者45(32.1%)であった。属性は,性別はRA患者では男性10名,女性45名,介護者では男性23名,女性22名,平均年齢はRA患者70.9歳(SD±6.4),介護者62.6歳(SD±11.6),罹病期間は平均12.7年(SD±13.2)であった。RA患者の社会活動は近所での買い物,近所づきあいなどの頻度が高く,リウマチ友の会への参加,老人大学,シルバー人材センター,特技伝承などの頻度が低かった。また,過去の活動で最も多かったのは仕事であった。痛みについてはレベル3が最も多く,部位は手関節,次いで手指が多かった。精神的QOL得点は平均14.7点(SD±4.5),気分的QOL得点は11.9点(SD±3.5)。介護者の介護負担感は平均14.2点(SD±16.5)で負担感得点は低い傾向にあった。【まとめ】RA患者の社会活動は一般の高齢者と比して頻度が低く,近所での買い物や,近所づきあいなど身近な場所での活動が多いことが明らかになった。活動を促進するためには,疲労や痛みへの配慮,社会支援,交通環境の整備,対象に合った活動を提供する場作りが重要である。また,社会活動を行うには介護者の協力と理解が必要であり,介護者または家族と共に社会活動を促進していくことが重要である。【目的】本研究は、関節リウマチ患者(以下RAと略す)の社会活動に関する支援方法について検討するために,RA患者の社会活動について,面接調査にて共通する因子を抽出しその特徴を明らかにする。【研究方法】対象者は,A病院,B病院に通院もしくは入院している調査に同意の得られた60歳以上のRA患者11名。方法は,「社会活動について感じること」を30分から1時間程度の半構成的面接調査,面接の過程は内容をテープに録音し逐語録を作成。分析は,逐語録を数回読み全体像を把握した後,社会活動について語っていると判断される文を抜き出し,類似する内容をまとめ,カテゴリ化した。【結果・考察】対象者の性別は,女性11名。年齢は62歳から81歳。RA患者の社会活動の特徴は,次の4つのカテゴリに分けられた。1.社会活動の特性,2.社会活動の喪失,3.社会活動を促進する要素,4.社会活動を制限する要素。これらのカテゴリの内容は,1.社会活動の特性では,自治会・町内会行事への参加,近隣住民との交流,可能な範囲での家事遂行,自宅・庭で行える趣味・啓蒙活動などで,狭い範囲での活動や,他者との交流が示された。2.社会活動の喪失では,屋外での活動,他者との交流,手を使う趣味活動などで,症状の進行により社会活動が喪失されることが示された。3.社会活動を促進する要素では,自己の対処方法,活動による気持ちの変化などで,社会活動から得られる症状の緩和や,自ら対処していく力で活動が促進されることが示された。4.社会活動を制限する要素では,正座ができない,移動手段の確保,症状の増悪などで,交通環境の整備や,サポート体制の必要性が示唆された。【まとめ】今後の検討課題は,RA患者の社会活動の実態と影響要因を明らかにすること,介護者についても検討し来年度の研究課題につなげる予定である。

精神的QOL得点は平均14.7点(SD±4.5),気分的QOL得点は11.9点(SD±3.5)。介護者の介護負担感は平均14.2点(SD±16.5)で負担感得点は低い傾向にあった。【まとめ】RA患者の社会活動は一般の高齢者と比して頻度が低く,近所での買い物や,近所づきあいなど身近な場所での活動が多いことが明らかになった。活動を促進するためには,疲労や痛みへの配慮,社会支援,交通環境の整備,対象に合った活動を提供する場作りが重要である。また,社会活動を行うには介護者の協力と理解が必要であり,介護者または家族と共に社会活動を促進していくことが重要である。
事例ベース推論における忘却に基づく事例の一般化に関する研究

1.基本的な忘却アルゴリズムの設計と評価まず,事例単位の忘却と属性単位の忘却(忘却に基づく条件削除による一般化)を行う事例管理モデルを設計した.印象と呼ぶ記憶強度を定義して,1回の問題解決を1単位時間とし,1単位時間が経過する度に記憶強度を弱める一方で,問題解決時にアクセスした事例や属性の印象を強化する.そして,印象が0になった事例や属性を削除することにより忘却機能を実現した.しかし,このままでは出現頻度は低いが必要な事例も忘却されてしまい,システムの性能が低下することが明らかになった.そこで、領域知識を用いて,事例空間を分割することにより,その空間内の事例は必ず一つは残す手法を忘却機構に組み入れた.このような忘却機構を持つ事例ベース推論システムを実現し,電力系統事故時復旧の分野でシミュレーションを行った結果,単純に事例を登録するシステムに対して,事例ベースを10%の大きさに抑え,さらに事例修正数を大幅に減らしたことから,環境変化への対応が達成された.これらの結果は論文誌に投稿中である.2.忘却アルゴリズムへの一般化規則の導入とその評価次に基本的な忘却アルゴリズムに区間閉塞化規則と代替案追加規則を導入した.環境変化が伴う場合,事例を一般化するだけでなく,事例を特殊化することも必要であるので,正負の事例を蓄え,より新しい符号の異なる事例を用いて既存の事例を特殊化する手法を設計した.この手法では,事例の忘却に基づく一般化により,類似性に基づく一般化が促進される.このような考え方に基づくシステムを作成し,同様に電力系統事故時復旧の分野でシミュレーションを行ったところ,事例ベースの大きさを1.の結果の80%程度に抑制できた.これは,1.で忘却により小さくなった事例ベースがさらに忘却に基づく一般化によってコンパクト化されたことを示している.解の品質については同等であった.1.基本的な忘却アルゴリズムの設計と評価まず,事例単位の忘却と属性単位の忘却(忘却に基づく条件削除による一般化)を行う事例管理モデルを設計した.印象と呼ぶ記憶強度を定義して,1回の問題解決を1単位時間とし,1単位時間が経過する度に記憶強度を弱める一方で,問題解決時にアクセスした事例や属性の印象を強化する.そして,印象が0になった事例や属性を削除することにより忘却機能を実現した.しかし,このままでは出現頻度は低いが必要な事例も忘却されてしまい,システムの性能が低下することが明らかになった.そこで、領域知識を用いて,事例空間を分割することにより,その空間内の事例は必ず一つは残す手法を忘却機構に組み入れた.このような忘却機構を持つ事例ベース推論システムを実現し,電力系統事故時復旧の分野でシミュレーションを行った結果,単純に事例を登録するシステムに対して,事例ベースを10%の大きさに抑え,さらに事例修正数を大幅に減らしたことから,環境変化への対応が達成された.これらの結果は論文誌に投稿中である.2.忘却アルゴリズムへの一般化規則の導入とその評価次に基本的な忘却アルゴリズムに区間閉塞化規則と代替案追加規則を導入した.環境変化が伴う場合,事例を一般化するだけでなく,事例を特殊化することも必要であるので,正負の事例を蓄え,より新しい符号の異なる事例を用いて既存の事例を特殊化する手法を設計した.この手法では,事例の忘却に基づく一般化により,類似性に基づく一般化が促進される.このような考え方に基づくシステムを作成し,同様に電力系統事故時復旧の分野でシミュレーションを行ったところ,事例ベースの大きさを1.の結果の80%程度に抑制できた.これは,1.で忘却により小さくなった事例ベースがさらに忘却に基づく一般化によってコンパクト化されたことを示している.解の品質については同等であった.
地域社会のガバナンス-新しい地域政策の構想

2005年度は、47の都道府県の1975年から2002年までの期間における、財政・政治のデータセットを作成し、パネルデータとして主に計量的な分析を行った。具体的な研究成果としては、まず、(1)地方政府における議会・執行機関・国の関係をエイジェンシー・モデルで捉えた上で、地方政府の「政策の変化」を説明することを試みた。本研究では、従来は印象論的な議論が多かった地方政府の知事・議会関係において、特に地方分権改革が行われた1995年以降について、それ以前の比較で、地方議会と知事の関係が変化していると考えられることを計量的に明らかにした。この研究については、2005年の公共政策学会で報告を行い、論文が2006年の『年報行政研究』に掲載されることが決定している。次に、(2)特にインフラ整備・教育といった個別の政策分野において知事・議会の関係が政策にどのように影響を与えているのかについて分析を行った。従来は革新首長(知事)に典型的に見られるように、首長のイデオロギーを重視し、その影響力を分析する研究が盛んに行われてきた。本研究ではそれに対して、首長についてはイデオロギーだけではなく、首長の中央政府との関係や選挙の再選インセンティブ、さらには議会におけるイデオロギーを説明変数として取り込んで分析を行った。その結果、従来は無視されがちであった議会が実は重要な政策決定の要因であること、さらに首長にとって中央政府との関係や再選インセンティブも政策決定における重要な要素となっていることを実証的に議論した。この結果については2005年の日本財政学会で報告されている。最後に、(3)これらの実証的な議論について、包括的に説明しうる理論枠組みの検討を行い、特に「公共的な問題の解決」という場面において「ガバナンス」をどのように理解できるかについて論じた。この成果については2006年の『相関社会科学』で発表されることが決定している。2004年度は、研究課題である「地域社会のガバナンス」について分析を行うために、関連する文献調査を中心に行った。文献調査は、(1)関連する理論的業績についての整理、(2)分析に当たっての方法論上の整理、という二つの領域に関わるものである。それに加えて、今年度は地方自治体を対象としたアンケート調査を行った。まず、(1)関連する理論的業績についての整理、という点では特に経済学の「エイジェンシー・モデル」に注目し、このモデルを政府・官僚制や地方自治に当てはめて論じている文献について重点的に検討している。この検討の成果については既にワーキングペーパーをまとめ、2005年6月の公共政策学会で発表する予定となっている。次に、(2)分析に当たっての方法論上の整理、という点については、計量分析と事例研究の特質について検討して論文をまとめ、『相関社会科学』に投稿し受理された。この論文については、2005年3月に出版されている。研究課題の遂行に当たっては計量分析の手法を重要視するが、そのトレーニングを兼ねて東京大学社会科学研究所が開催する「二次分析研究会」に出席し、既にそのワーキングペーパーをまとめて提出している。分析対象である地方自治体については、当初はいくつかの地方自治体を訪問し事例研究を進める予定であったが、2004年末から総務省自治大学校の研究調査と合同で都道府県・政令指定都市・中核市等にアンケートを行う機会を得た。このような機会を得たことで、今年度は予定していた聞き取り調査を中止し、アンケートを通じて具体的な情報を得ることに重点を置いた。質問内容としては、新規施策や既存事業の中止・休止が立案され決定されるまでの政策過程とその際に発揮される影響力についてである。この結果については2005年度初頭に報告書の印刷が予定されているほか、今後このデータを活用して研究を進めていくこととしている。

最後に、(3)これらの実証的な議論について、包括的に説明しうる理論枠組みの検討を行い、特に「公共的な問題の解決」という場面において「ガバナンス」をどのように理解できるかについて論じた。この成果については2006年の『相関社会科学』で発表されることが決定している。
予測誤差最小化理論における知覚と認知の関係の探求

本研究では、心に関する最新の科学的な理論である予測誤差最小化理論を踏まえ、哲学的文献および認知科学における様々な理論的実験的成果を利用して、知覚と信念のような高次の認知の本性を明らかにするとともに、それを基に知覚の認識論的役割について再考する。また本研究では同時に、知覚と認知の関係に関わる現代社会の重要課題についても予測誤差最小化理論の観点から解明を試みる。これらの重要課題には、いわゆるフェイクニュースや陰謀論など、病的とは言えないが様々な偏った思考様式が含まれる。これらに関する心理学的な成果をより大きな理論的な枠組みおよび哲学的理論と結びつける。
障害児の在宅ケアにおける家族への支援体制強化に関する調査研究

筆者らは在宅療養をする障害児の家族(特に母親)への支援体制強化を図ることを目的として,実態を把握するためにインタビュー調査を行った。対象者は合計38人となった。子どもの年齢は10ヶ月の乳児から19歳の高校卒業後まで,子どもの疾患別の内訳は,脳・神経疾患20人,先天性心疾患5人,呼吸器疾患1人,内分泌疾患4人,染色体異常1人,神経・筋疾患3人,後天性脳障害4人であった。その結果在宅ケア上の家族の問題として,(1)医療的ケアを他の家族(特に父親)がやろうとしないこと,(2)子どもの成長に伴い,母親ひとりのケアが困難になってきていること,(3)睡眠不足も含めた母親ひとりでケアすることの身体的・精神的負担,(4)思春期に入った子どもへの精神的ケアの困難さ,(5)学校と家庭との連携が不十分であるということが挙げられた。また医療への要望については,(1)医療・看護の質の向上,(2)病気・障害に関する情報入手の簡便化,(3)社会資源利用の手続きの一本化,(4)医療・福祉施設の拡充,(5)緊急時の対応策の明確化,(6)経済的負担の軽減,(7)医療・教育・家庭間の連携の推進が挙げられた。在宅療養ではこれまでにも述べてきたように,母親一人にケアが委ねられているという現状は,ほとんど変わっていない。インタビューがまとまるとその都度現状を報告してきたが,その実情は(1)在宅移行時に母親は在宅療養の実際のイメージが具体化していないことが多いこと,(2)子どもは何らかの医療行為が必要なことが多く,その技術のほとんどを母親ひとりで負担しているが,家族特に父親のケアへの参加意識が低いこと,(3)母親の精神的疲弊,夜間に睡眠が取れない,子どもの将来に関する不安が大きいこと,という問題点が基本となっている。その上で子どもが学齢期になれば学校の問題,さらに子どもの成長に伴い,発達上の課題も付加されて,思春期特有の心の動きに関する問題が表出する。小児の在宅ケアとは,在宅支援システムを通しての在宅療養を保証された自宅における子どもへのケアである。しかし,母親の「医療への要望」にもあるように,障害児を取り巻く環境は,在宅支援システムとして十分に構築されていない。障害や疾病を持つ子どもを抱える母親には,ほとんど配慮がなされていないと言っても過言ではない。母親による「医療への要望」は,今後障害児の在宅ケアにおける家族への支援体制強化のために必要不可欠な課題であり,将来的に総合的な小児の在宅ケア支援の場を構築する際の根幹になると思われた。2002年3月から5月にかけてインタビューを行う2施設への依頼を行い、承諾を得た。

その後6月に医学部倫理委員会に申請、9月に承認を受けた。そして施設において対象者の選定を行い、対象者と日程を調節しインタビューを行っている。インタビューは、対象者に十分なインフォームドコンセントを行い、同意書に署名を受領した後で行っている。どの母親もほとんどが「話を聞いてほしかった」と言われ、こちらからの質問によく答えた。制度などが障害児を持つ母親に利用されにくい状態であることを訴えることが多かった。成果の公表は途中経過として、7月に第15回日本看護福祉学会において、「在宅で療養している重症心身障害児の訪問看護の実際」として研究発表、9月に第40回日本特殊教育学会において「てんかん患児の学校生活-退院後の学校適応に向けた援助-」として研究発表、10月に2nd ICN International Nurse Practitioner Advanced Practice Nursing Network Conference(オーストラリア・アデレード市)において'Nursing care of the hyperactive child with epilepsy'として研究発表を行った。その際、あるてんかん児を持つ母親が学校生活について看護師からの援助が欲しいと賛同する意見があった。どの国でも看護者が学校や地域や家庭の中での役割が大きいことを実感している。まだインタビューの対象者の数が不十分なため、さらに6施設に協力を依頼し、インタビューの同意が得られた対象者にインタビューを行う予定である。現在は2002年に発表したものを基に論文を2編執筆中である。今後さらに対象を増やし、障害児の在宅療養についての研究を充実させる。2003年度に入り,引き続き障害児の在宅ケアの実際についてインタビューを行っている。その中で1組の両親が「今までも何も変わらなかったから,話をしても無駄ではないか」と話されたことがあった。その患児は在宅酸素療法を行っていたが,ケアを行っている母親がひと時も子どもから目が離せない状況であることや,肺炎などで入院しても親身になって診てもらえないことの不満,社会資源などはその場所へ出向いて手続きをしなければならないため,情報が入り難く,利用し難いことを訴えていた。また,ある筋疾患患児の両親は,患児の病状が進行して車椅子生活となり,今の生活を楽しませてあげたいと願っているにもかかわらず,医療側と家族側との思いが一致せず不安を抱えていた。両親は子どものために長期間援助をするという役割を受け入れるが,在宅ケアの困難さを経験するほどに葛藤する。こうした子どもの在宅ケアは医療や福祉,教育での多くの職種や部門との連携の上に成り立つ。子どもの状況は多様であるため,その子どもの生活の困難さによって支援方法を考え,患児・家族のQOLを高める援助が必要であると思われた。これらの結果は,国内外の学会で実態を発表した。10月には,アイスランド共和国レイキャビクで開催されたThe Third Nordic Conference of NoSB, Children of Today : Care Without Wallsで母親が在宅でどのように子どもの障害を認識したかということを発表したが,日本での障害児に対する在宅ケアのサポートについて関心が寄せられた。インタビューで問題と思われたことは,小児科医が毎月行っているカンファレンスに参加して現状を訴え,解決方法を考えている。医師にとっても貴重な情報であり,今後の医学教育にも生かしたいということであった。
気道の上皮透過性制御因子の同定と、気道炎症への関与について

気道上皮の物質透過性制御の破綻は、気管支喘息などの慢性気道炎症の発症と深く関係している。我々は、気道における気道透過性制御のメカニズムについて、ヒト気道上皮細胞株Calu-3を用い検討し、上皮バリアに影響を及ぼす遺伝子発現をGeneChipで解析した。解析結果、気道における気道透過性バリアはEGFによって制御されており、EGF受容体がRac1/JNK経路を介して透過性バリアを安定化に関係していることを明らかにした。また、heregulin(HRG)がErbB3シグナルを介して、気道の上皮透過性バリア形成において重要な役割を果たしていることを明らかにしており、ErbB2とErbB3受容体のヘテロダイマーによるシグナルが、気道における上皮バリア形成において重要であることを明らかにした。また、ステロイドがEGFRを介して、気道上皮バリア機能に対し促進する作用を有することを明らかにした。気道上皮の物質透過性制御の破綻は、環境刺激に対する感受性を高め、気管支喘息やCOPDなどの慢性気道炎症の病態と深く関係しているが、気道の物質透過性がどのような因子によって制御されているかは未だ明らかでない。そこで我々は、気道の透過性を制御する因子を同定し、気道炎症発症への関与、病態における役割、治療標的としての可能性について検討することを目的に研究を行った。培養ヒト気道上皮細胞培養液中に含まれる様々な物質の中から、EGFが細胞間透過性の調節とTight junction形成に重要な因子であるという結果が得られた。さらにEGFは、比較的低濃度では透過性バリア形成に促進的に、高濃度では逆に抑制的に作用することがわかった。EGFの受容体はErBB1であるが、ErbB1は、その他ErbB受容体ファミリーとヘテロダイマーを形成しうる。ErbB1とその他ErbB受容体の活性化、各リガンドが気道上皮透過性に及ぼす影響について解析を行った。気道上皮細胞表面上にはErbB4以外のErbB1-3の発現がみられた。ErbB1(+B4)リガンドであるHB-EGFや、ErbB3(+B4)リガンドであるHeregulin(HR)は気道上皮の透過性バリア形成に対し促進作用示したが、EGFとは異なり、高濃度での抑制作用は示さなかった。ErbB1-siRNAによるknockdown(KD)は、低濃度・高濃度のEGFの作用及びHB-EGFの作用を抑制したが、HRの作用には影響を及ぼさなかった。ErbB3-siRNAのKDは、低濃度EGF,HB-EGF,HRによる促進作用は抑制したが、高濃度EGFによる抑制作用には影響しなかった。以上のことから、気道上皮細胞上に発現するErbB1の活性化状態の違いにより、透過性バリア形成に対し正負それぞれに働く異なった細胞内シグナルが誘導される可能性が考えられた。気道上皮のバリア形成・維持に係る因子を同定し、上皮バリア形成を促進し、気道炎症を制御する新しい治療法を確立するため、気道上皮バリア形成に影響を及ぼす因子を同定するためのスクリーニング系を確立した。ヒト培養気管支上皮細胞株をTranswell-chamber上で培養し、上皮シートの物理的バリア機能をtransepithelial electric resistance及び、FITC-dextran-influxにより測定した。上皮バリアが形成される前後における遺伝子発現のプロファイリングをDNA microarrayを用いて解析し、バリア形成に関係する分子の同定を行った。さらに、これによって同定された分子を、siRNAを用いてノックダウンし、この分子がバリア形成に及ぼす影響について検討を行った。その結果、ErbB受容体ファミリーが上皮バリア機能の促進に重要な働きをしていることが明らかになった。ErbB受容体ファミリーの中で、特に、EGFRは多彩な気道上皮細胞機能に関係することが知られており、喘息気道において過剰発現しており、その発現レベルは喘息の重症度に相関することが報告されている。また、喘息の発作時においても、EGFRのリガンドであるEGFやamphiregulinが、気道分泌物中でその濃度が上昇しており、これらの上昇は喘息発作時の気道上皮傷害の修復に関係する一方、その過剰産生が気道の粘液産生や気道リモデリングに深く関係している可能性が考えられる。ErbB受容体ファミリーのひとつであるErbB3をノックダウンすると、興味深いことにEGFRリガンドによるバリア機能の促進作用が抑制されることから、EGFRとErbB3による共刺激がバリア形成に重要であることが示唆された。我々は、さらにバリア形成に重要な複数の分子を同定しており、現在その解析を行っているところである。