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自然エネルギー発電と通信制御の統合システムの研究

近年、ビッグデータという表現に代表されるように情報が爆発的に増加し、その流通を支える通信インフラの規模も増大してきている。将来的には、通信インフラにおける消費エネルギーが大きな社会問題になる。そこで、「自然エネルギー発電と通信制御の統合システム」の研究を行なった。成果として、発電量の不安定性を許容しつつ、自然エネルギーによる発電エネルギーを無駄なく利用するための通信制御システム、およびアルゴリズムを提案した。具体的には、自然エネルギー発電の発電量に応じてデータの蓄積と転送を制御する通信システムおよびアルゴリズムを提案し有効性を示した。雑誌論文2件、学会発表5件の発表を行なった。近年のビッグデータという表現に代表される情報の爆発的増加と、その流通を支える通信インフラの規模の増大を背景とし、平成25年度より「自然エネルギー発電と通信制御の統合システム」という研究テーマで、将来的に大きな社会問題になると予想される通信インフラにおける消費エネルギーの問題に取り組んだ。太陽光発電や風力発電、地熱発電といったほとんどの自然エネルギー発電では、場所や時間、天気などに依存して発電量が変化する。提案システムは、通信ネットワークにおける各経路の発電量も含めた電力状態に応じて、「機会をうかがいながら」トラヒックの配分を制御することで、全体的なエネルギー利用効率を向上する。まず、初年度である平成25年度は以下の順で研究を進めた。1)調査によるモデル化:既発表文献による調査から、自然エネルギー発電による生成エネルギー、通信ネットワークの消費エネルギーを表すモデル(関数)を明らかにした。2)実測によるモデル化:無償公開されているあるいは有償で購入可能な実測値のデータを入手し、これらから生成エネルギー、消費エネルギーをモデル化した。3)実現性の検証: 1)と2)で構築したモデルを用いて、提案システムの実現性を検討した。具体的には、通信ルータ1台に着目し、太陽光発電による生成エネルギーが十分に従来の供給エネルギーの消費を削減可能な領域があることを明らかにした。4)コスト対効果の検証: 1)と2)で構築したモデルを用いて、提案システムのコスト対効果を検討した。具体的には、通信ルータ1台に着目した計算機シミュレーションと実装実験により、太陽光発電による生成エネルギーが大きい時のみデータの転送を行う転送手法で、従来の供給エネルギーの消費を大幅に削減可能であることを示した。以上1)4)はいずれも報告者が知る限り国内外で初めての成果であり、関連分野において重要であると言える。ビッグデータという表現に代表される情報の爆発的な増加に対し、将来的には通信インフラにおける消費エネルギーが大きな社会問題になると予測されている。これに対し「自然エネルギー発電と通信制御の統合システム」の研究を行なった。自然エネルギー発電として太陽光発電を想定し、場所や時間、天気などに依存して変化する発電量に応じて通信ネットワークにおける各経路の消費電力も含めた電力状態に応じて、適応的にトラヒックの配分を制御する方式を提案した。平成25年度構築したシステムモデルと明らかにした実現可能条件の範囲で、自然エネルギー発電に応じた通信トラヒック制御方式を設計した。設計した制御方式を一般的な特性をもつネットワークを想定して評価した。以上の研究成果を、国内の研究会、国際会議、論文誌において発表した。近年WSN(Wireless Sensor Network)に用いられるセンサデバイスには安価なバッテリ駆動型が多く採用されており、センサデバイスのセンシング機能に対する給電は搭載バッテリによってまかなうことができている。一方、通信インフラが整備されていない地域に設置されたセンサデバイスは、通信インフラ側まで長距離通信を行いたいが、大電力を消費する衛星通信などはバッテリ容量の制約から不可能である。この問題に対して、無人航空機(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)などの自律移動ノードを利用してセンサデータを収集する方式が研究されているが、センサデータを即時的に取得することはできないという課題がある。そこで、最終年度の研究では上記課題を解決する手法として、UAVを用いたマルチホップ通信による無線バックホールシステムを提案した。本システムにはUAVの利用形態や給電方式の違いから複数のシステムモデルが検討できる。まず、それらモデル間の定性的な比較評価を行い、モデルごとの特徴を明らかにするとともに、各環境に合わせたモデルの選択が重要であることを示した。さらに、本システムはUAVを複数台用いることから、システムを実現するために必要となるUAV数がいくつであるかが重要な指標となる。本研究では、2つのシステムモデルについてシミュレーション評価を行い、モデルごとに必要なUAV数を求めるとともに、モデル間で必要なUAV数にどのような違いが表れるかを明らかにした。研究期間全体を通じて、ビッグデータ時代における多量のセンサデータ収集によって通信システムにもたらされる消費エネルギーの問題に取り組み、自然エネルギーに適応した制御によってエネルギー利用効率を向上できることを示した。研究成果を学会の大会、研究会、国際会議、論文誌で発表した。研究実績の概要に記載した通り当初の研究計画通りに進めることができた。国内研究会での発表1件、国際会議での発表1件、論文投稿1件(条件付採録)の外部発表を行なった。通信システム

今後は予測精度も加味した実現性と評価を中心に行う。予測とは自然エネルギー発電の発電量の予測を意味する。これまでの研究では現在の発電量に応じてトラヒックを制御してきたが、データをすぐに転送すべきか蓄積すべきかを適切に判断するためには、少し先の発電量を予測する必要がある。また、蓄積できるデータの量はその後発生するトラヒックに依存するため、発生するトラヒックの予測も行なう必要がある。以上の通り、自然エネルギーとトラヒックの両方の予測精度を加味した実現性の検証と評価を行なう。さらには、スマートフォンや車載端末、センサーノードで構成されるモバイルネットワークへの応用も検討し、設計ならびに評価を行なう。交付申請書に記載した平成25年度の目標を達成でき、さらにルータ1台を想定した計算機シミュレーションおよび実装実験による成果を得ることができたため。また、論文誌1件、国際学会1件、国内学会2件の外部発表を行うことができたため。今後の研究は、以下の通り進める。1)トラヒック制御方式の設計:平成25年度構築したモデルと明らかにした実現可能条件を前提に、現実の様々なネットワークに適用可能な自然エネルギー発電に応じた通信トラヒック制御方式を設計する。2)トラヒック制御方式の評価: 1)で設計した制御方式をまずはランダムなネットワークを想定して評価する。さらに、スモールワールド性を有するネットワークやモバイルネットワークにも適用して評価する。3)予測精度も加味した実現性の検証と評価:気象などからの自然エネルギー発電の発電量の予測と通信トラヒックの予測、両方の予測精度を加味した実現性の検証と評価を行う。
女性の母性性、育児観、母性行動における母娘間の伝承性と社会環境の影響性について

我が国においては、少子化社会の問題が社会のあらゆる側面に大きな影響を及ぼしているが、母子保健上にも看過できない問題が生じてきている。その一因には母親の子どもへの関係性があることに着目して次のことを目的として、文献研究、質的研究、量的研究によって3年間取り組んだ。即ち、戦後における母親の母性性や育児観及び母性行動(育児行動)について3世代にわたる伝承性及び、社会、経済、文化などの影響性を各世代間の相違との関連性について明らかにすることを研究目的とした。その結果として、戦後の高度経済成長など経済状態の変化を背景とする核家族化、女性の高学歴化や社会進出等が大きく、母親の母性性、育児観、母性行動に影響していたことが明らかとなった。戦後、母親のみが育児の役割を担い専念することを求められた時代は、母子関係の問題が顕在化し始めた頃からである。それ以前は、育児は、同居の姑等と分担し、その周囲の家族が支援する形で行われていたことから母親への育児負担はそう大きくはなかった。また、その頃は思春期までの生育課程において実母との接点が大きく、祖母や実母の母性行動、育児行動を見て学ぶことによって受け継いでいるものがあった。しかし、現在育児中の娘世代では、母性性や育児観において実母の有り様から学んでいるものの実際の母性行動、育児行動は、近年の社会、文化、経済の影響を取り込んで習慣化した生活に適合する様式を新たに学び習得しながら母親の主な責任として引き受けなければならない問題状況が明らかになった。従って、本研究結果から、母親から娘への伝承性の活性化、特に思春期までの母娘間における「母性性や母性行動」が伝承する関係性の構築や21世紀社会に適合する母性性や母性行動が形成発展するような地域支援システムを形成することが今後の課題であると結論づけた。1.文献検索本研究に関る関連分野について、過去50年間の文献検索を行い72の文献をレビューした。その範囲は、経済学、女性学分野の子育てと母性概念、母性概念、育児・子育て、虐待を含む家庭内暴力、いじめ・不登校を含む学校内暴力、である。2.家族に関する学習会社会学分野の研究者を招聰し意見交換を行った。社会学領域における日本の家族概念の転換と、戦後日本の家族機能の変化、特に団塊世代といわれるコホートの特徴について理解を深め、研究の方向性への示唆を得た。3.質的研究に関する文献学習研究者間での質的研究についての認識の統一を図るために、レイニンガー著「質的研究の方法」を用いて抄読会を行った。さらに、質的研究を実践した研究者から分析の具体的なプロセスについて情報を得た。4.質的インタビューの準備と調査者のトレーニング留め置き質問紙とインタビュー内容は、本学、倫理委員会の審査を受け承認された。調査者自身のツールとしての信頼性を高めるためにプレインタビューを行い、逐語録データを作成して調査者全員で振り返り作業を行うことで、インタビュアーの課題を明らかにしている。5.プレインタビューの結果世代間の子育て文化の伝承を把握するために、プレインタビューを行った。対象者は青森市内に在住し、子育て経験がある、母親世代60歳台、娘世代30歳台の親子3組6名である。分析作業中の現段階では下記のような傾向が認められた。(1)育児観や母性行動には、育児する周辺の環境が影響している、(2)母と娘は同じような育児スタイルを持っている、(3)育児行動は言葉などで伝えられるだけでなく、日常の生活環境の中で伝わっている等である。

これらの結果を踏まえて、今後、年齢層や家族構成、職業の有無等、対象抽出を拡大し、質的インタビューを重ねる予定である。1.面接調査の分析昨年度に行った3組の母子(乳幼児を持つ母親【娘】とその実母【母親】)に対する面接結果を質的分析方法を用いて分析した。まず、テープに収録したデータ(平均1人2時間)を逐語記録し、その記録から、母性性、母性行動、育児観、及びそれらに関連する文化社会環境関連する内容を抽出した。その後、それらの内容を母親世代と娘世代のそれぞれにおいて比較検討し、その相違について分析した。その結果、母親世代における母性行動行動及びその影響要因の特性は、父親及び祖母などの家族と共に育児を共有し、近隣の支援を受けて母性行動を行っていることである。産後も実家や肉親の家族と過ごしており、育児の責任感があるが、育児の負担感は大きくはなく、育児を素直に受け入れている。また、父親の育児の参加は、娘世代の母親の父親への愛着形成に寄与している。娘世代の母親は全員専門職(教員、看護職)に就いている、実家及び夫の家族の支援を受けながら育児をしている背景からか個別性が大きく見られた。共通点は、夫の育児分担であるが、その分担度は父親世代ほどには積極的ではない。今後、母親と娘の親子間における母性行動等の伝承性の分析をする予定である。2.3世代家族の母親娘世代等の面接の実施上記の分析によって、母性行動等への社会文化並びに歴史的変化の影響性を把握するために、一層の面接調査の必要と判断し、3世代家族を含めて、面接調査を継続することにし、現在実施中である。面接に先立って、面接者のトレーニングを行った。3.質問紙調査の計画面接調査の分析をもとに、質問紙調査を実施するための調査票の作成など準備中である。1.はじめに本研究の3年目にあたる今年度は、1年目の文献検討、2年目の面接調査の成果を元に量的研究としての質問紙調査を行った。ここではその詰果を要約して述べる。3年間の経過については報告書にまとめて報告する。2.質問紙調査(1)目的:子育てをしてきた母親の意識や価値観、育児の方法がどのように影響を受けたか、また母親の世代から娘の世代に伝えられる育児の方法がどのように影響を受けたか、新しく出現してきた子育て文化は何かを明らかにすることを目的とした。(2)方法:青森県2市および東京近郊において乳幼児健診受診、一般健診やがん検診等のため健診センターを利用した子供を持つ様々な年齢の女性、また育児サークルに参加していた女性1162名を対象に質問紙調査を実施した。調査項目は、「属性」「幼少時の環境」「子供の属性」「育児について」であった。収集したデータは統計パッケージSPSS10J for Windowsを用いて分析した。(3)結果(1)対象属性について:回収率は59.5%で、965名の回答が得られた。対象者の年齢層は30歳代が最も多く30.7%、範囲は2080歳以上であった。子供の数は平均2.12±0.8人、第1子の年齢は19.8±14.5歳であった。(2)母性性・母性行動・育児観への親子間の影響性について:「育児に影響を与えた考え」ではどの世代においても「母親の教えや意見」が最も多かった。また「育児に影響を与えた人または育児モデルになった人」についても、どの世代においても「実母」が最も多く挙げられ、親子間の影響性が推察された。
分子を「捕捉する」部位と「変換する」部位を有する錯体触媒の開発

本研究では非共有結合を用いて光電子物性に優れたポルフィリン分子を3次元的に複数個集積し、協同効果によってゲスト分子を特異的、且つ強力に捕捉し、変換する反応場を構築することを目的とした。2,2'-ビピリジンの5,5'位に2つの亜鉛ポルフィリンを置換した分子を合成し、トリス(ビピリジル)ルテニウム型錯体を形成させた。トリアミン類との相互作用を調べた結果、トリス(アミノエチル)アミン2分子を強力に捕捉することがわかった。また、捕捉の際にポルフィリンのコンフォメーション変化が誘起され、電子状態が変化することも明かになった。2つのイミダゾリルポルフィリンを5,15-ジフェニル亜鉛ポルフィリンのメタフェニル位で連結したトリスポルフィリン分子では、自己組織化によって排他的に環状のトリスポルフィリン3量体を与えた。この3量体はトリス(ピリジルエチニルフェニル)メタン誘導体を強力に捕捉し、超分子ホスト/ゲスト複合体を形成した。ゲスト分子の中心メチン炭素の残った結合を利用して、電子アクセプターを導入すると、光励起によって周辺のポルフィリン分子からアクセプター分子へと電子移動が起こることを明らかにした。この系を応用することで、薄い太陽光を効率よく捕集し、化学反応へと利用することが可能である。上記の分子では2つのイミダゾリルポルフィリンが120度に固定されているため、排他的に3量体が形成された。2つのイミダゾリルポルフィリンを連結するスペーサーとして任意の角度を取ることができるフェロセンを用いると、巨大な環状10量体から小さな環状二量体を形成することができた。それぞれの環状体は、サイズ排除クロマトグラフィーによって単離することができ、質量分析測定によって構造確認を行なった。また、環状二量体の内部に捕捉されるゲスト分子の検討も行なった。本研究では6枚のポルフィリンが直接ルテニウムトリスビピリジン錯体に結合したヘキサポルフィリン錯体1の合成を行い。その電子物性の評価とゲスト分子捕捉時における各種スペクトル変化を調べた。ヘキサポルフィリン錯体1の合成は、Ni(cod)_2錯体を用いた2-ブロモピリジルポルフィリンのホモカップリング反応によって5,5'-ビスポルフィリン置換2,2'-ビピリジン2を62%で合成した後、ビピリジン2とRu(DMSO)_4Cl_2を3:1の当量比で10%含水エチレングリコール中、バス温150°Cにて加熱還流を行うことにより行なった。錯体1の紫外可視吸収スペクトルでは420nm付近のSoret帯の吸収がブロード化し、また550-630nmに見られるQ-帯もブロード化しながら長波長シフトすることがわかった。錯体1は、3組のビスポルフィリン2とルテニウムトリスビピリジン錯体から構成されるがその吸収スペクトルはそれらの単純な足し合わせとは一致しないため、ポルフィリンとルテニウム錯体間で電子的な相互作用が存在することが示唆される。錯体1と様々なトリアミン類との相互作用を検討したところ、二分子のトリス(アミノエチル)アミン3と強く相互作用し、1:2の錯体を形成することがわかった。^1H NMRによる構造解析の結果の結果から、2から1への変化ではNMRシグナルはブロード化するが、アミン3が二分子結合することによって再びシャープなピークが観測され、6枚のポルフィリンが等価に観測されていることがわかった。また、アミン3は3枚のポルフィリンの環電流によって遮蔽され、-2.8から-7.5ppmの高磁場領域に観測された。これらのことから、二分子のアミンは錯体1中の3枚のポルフィリンからなるキャビティー内に捕捉されていることがわかった。

それぞれの環状体は、サイズ排除クロマトグラフィーによって単離することができ、質量分析測定によって構造確認を行なった。また、環状二量体の内部に捕捉されるゲスト分子の検討も行なった。
熱産生脂肪細胞を誘導するエピゲノム酵素リン酸化スイッチの解明

1S265D-JMJD1A点変異マウスを作製した。繁殖させたのち、実験に供している。高脂肪食摂餌下30°Cで飼育したのちに、16°Cの准寒冷刺激を与えている。体重にWTとS265D変異マウスとで今のところ差は見られないが、摂餌量は16°Cにすると変異マウスでWTと比べ優位に増えている。このことは、変異マウスがより脂肪を燃焼していることをうかがわせる。今後、インスリン感受性を解析するとともに、8°Cなどさらに寒冷の状態、また30°Cにおけるサーモニュートラルの条件でも解析を進める。2遺伝子発現・エピゲノム解析。S265D-JMJD1A点変異マウスの脂肪組織におけるS265D-JMJD1Aマウスの脂肪組織中の熱産生関連遺伝子の発現量をRT-PCR法により解析した。さらにそれらの遺伝子上のエピゲノム(H3K9のメチル化修飾)をクロマチン免疫降法(ChIP)とChIP Seqにより明らかにし、リン酸化持続でクロマチン変化が誘導されることを確証する。3リン酸化JMJD1Aの脱リン酸化酵素複合体を特定した。より特異性が高いと考えられる調節サブユニットについて解析を進めている。その結果、この調節サブユニットをノックダウンすると、皮下白色脂肪組織から採取したstromal vascular fraction (SVF)の熱産生遺伝子の発現が数倍に上昇することが見いだされた。またSV40でライン化した前駆脂肪細胞では40数倍の上昇がみられ、熱産生も同様に亢進が観察された。以上よりこの調節サブユニットを新規ベージュ化抑制因子とした。予定したことは順調に成果が上がってる。1S265Dマウスから採取したSVF細胞を脂肪細胞誘導ののち、cAMPの量を変化させ、熱産生遺伝子発現の影響を解析する。S265Dマウスと野生型マウスを比べる至適温度を見つけて、代謝解析をする。2新規ベージュ化抑制因子となる脱リン産化酵素調節サブユニットについては、個体レベルで確認をとるため、脂肪組織的ノックアウトマウスを作製している。すでにFloxマウスとCreドライバーマウスを入手し現在掛け合わせ、繁殖中である。このマウスを用いて、ベージュ化促進の有無、ヒストン脱メチル化に及ぼす影響について解析する。分子メカニズム解析のために同タンパク質のRNAをノックダウンまたは遺伝子ノックアウトマウスからのSVFを採取し、リン酸化プロテオーム解析やRNA-seqによるトランスクリプトーム解析を行う。これによってリン酸化シグナル伝達のどこが亢進しているのかを解析する。またこれらの細胞でのヒストンのメチル化、DNAメチル化を熱産生遺伝子で解析する。これによってリン酸化の次のスイッチとなるエピゲノム変異が誘導されているかを解析する。同タンパク質のノックダウン細胞は細胞の形態が前駆細胞時にコントロール細胞と比べやや異なり、細胞骨格などに関与している可能性もある。細胞骨格と転写を結びつける転写因子関与するタンパク質YAP/YAZの解析を行う。

これによってリン酸化シグナル伝達のどこが亢進しているのかを解析する。またこれらの細胞でのヒストンのメチル化、DNAメチル化を熱産生遺伝子で解析する。これによってリン酸化の次のスイッチとなるエピゲノム変異が誘導されているかを解析する。同タンパク質のノックダウン細胞は細胞の形態が前駆細胞時にコントロール細胞と比べやや異なり、細胞骨格などに関与している可能性もある。細胞骨格と転写を結びつける転写因子関与するタンパク質YAP/YAZの解析を行う。
シナプス後肥厚部蛋白質の機能解析による神経シナプス形成の研究

神経ネットワークにおいてシナプスは細胞接着及び情報伝達、情報処理の場として重要な役割を果たしている。シナプス前部は化学伝達物質放出に特殊化された部位であるのに対し、シナプス後部は刺激の受容に関して化学伝達物質物質受容体の集合のみならず神経細胞間の接合や受容体感受性の制御などを行う特殊化した分子構築を示す。本研究は、シナプス後肥厚部(PSD)の分子構築を明らかにし、機能蛋白質の同定及びPSD蛋白質間の相互作用の解析からシナプス機能を解明し、神経回路網形成における役割を明らかにすることを目的とする。本年度は、PSDの構造と機能を解明するため、その構成蛋白質の検索とグルタミン酸受容体の機能解析を行った。ラット脳より調製したPSD分画には、既に報告されているようにカルスペクチンとCaMキナーゼIIの集積がみられる。各種抗体を用いたイムノブロットによる検索では、PSD95、テンシン、α-アクチニンが著名にPSDに集積されていた。また、抗リン酸化抗体を用いたチロシンリン酸化蛋白質の検索では、約180kDaと110kDaの2つの主要なチロシンリン酸化蛋白質が存在した。この抗リン酸化抗体で染まる180kDa蛋白質は、NMDA型グルタミン酸受容体(NMDA受容体)NR2Bであることが同定されている。さらに、チロシン燐酸化酵素の検索を行った結果、PSD分画にはSrcキナーゼ、FAKはほとんど存在せず、Fynキナーゼが存在することが明らかとなった。次に、NMDA受容体チロシン燐酸化のチャンネル活性への効果について検討を行った。NMDA受容体NR2Bは、主にNR1とヘテロダイマーを形成して存在すると考えられている。そこで、NR1とNR2BのmRNAをアフリカツメガエルの卵母細胞に注入し、NMDA受容体を発現させ、グルタミン酸/グリシンにより誘発されるBa2+電流によってチャンネル活性を測定した。この卵母細胞にFynキナーゼ或いはバナジン酸を注入すると約30%のチャンネル活性の増加が見られた。この際、NMDA受容体NR2Bのチロシン燐酸化も約30%の増加が認められた。また、genisteinによってNMDA受容体NR2Bのチャンネル活性、チロシン燐酸化は著明に抑制された(80%減少)。これに対し、NR1とNR2Dを発現させた卵母細胞では約30%のチャンネル活性の減少が見られるのみであった。以上の結果は、NMDA受容体のチロシン燐酸化がチャンネル活性調節に重要な役割を果たしていることを示している。NR1/NR2BとNR1/NR2Dの比較から、両者で異なった部位にチロシン燐酸化を受け、異なった様式でチャンネル活性を制御していると考えられる。NMDA受容体NR2BがPSDの主要チロシン燐酸化蛋白質であること、海馬に豊富に存在するアイソフォームであることから、NMDA受容体NR2Bのチロシン燐酸化がシナプスの長期増強に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。

以上の結果は、NMDA受容体のチロシン燐酸化がチャンネル活性調節に重要な役割を果たしていることを示している。NR1/NR2BとNR1/NR2Dの比較から、両者で異なった部位にチロシン燐酸化を受け、異なった様式でチャンネル活性を制御していると考えられる。NMDA受容体NR2BがPSDの主要チロシン燐酸化蛋白質であること、海馬に豊富に存在するアイソフォームであることから、NMDA受容体NR2Bのチロシン燐酸化がシナプスの長期増強に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
ヒストン脱アセチル化及び遺伝子メチル化阻害剤による骨肉腫細胞抗癌剤耐性誘導の抑制

非ステロイド系抗炎症剤celecoxibがhistone deacetylase(HDAC)inhibitorおよびhydralazineによる免疫細胞感受性亢進に影響を及ぼさずに薬剤汲み出し蛋白質(MDR-1、MRP-1)の発現誘導を抑制するかを検討した。HDAC inhibitorとcelecoxibの併用添加は骨肉腫細胞の増殖を著しく抑制した。この併用添加は、細胞の種類により異なる反応を示したが、概ねMDR-1とMRP-1の発現を抑制した。また単独添加では薬剤耐性活性を増加させたが、併用添加は薬剤耐性活性を抑制した。この結果からこの併用は、今後の骨肉腫治療に有用と考えられる。我々は、histone diacetylase (HDAC) inhibitorの一つであるバルプロ酸(VPA)がヒト骨肉腫細胞の細胞増殖を抑制し、更にその細胞傷害性免疫細胞感受性を亢進させること、またDNA methylation (DNAM) inhibitorの一つであるHydralazinがHDAC inhibitorによる細胞傷害性免疫細胞感受性の亢進作用を増強させることを明らかにし、骨肉腫に対する免疫療法の効果増強にHDAC inhibitorやDNAM inhibitorが有用であることを示した。しかしこれらの薬剤は、薬剤排出能をもつトランスポーターのMDR-1やMRP-1の発現を増加させ、がん細胞の抗がん剤耐性を誘導する。そこで本研究は、非ステロイド性消炎・鎮痛薬であり抗がん作用をもつcelecoxib (cyclooxygenase-2 inhibitor)がHDAC inhibitor, DNAM inhibitorによる細胞傷害性免疫細胞感受性亢進作用に影響を及ぼさずにMDR-1やMRP-1の誘導を抑制することができるかを検討することを目的とした。ヒト骨肉腫細胞としてHOS, U2-OS, SaOS-2の3株を使用し、HDAC inhibitorとしてVPA、トリコスタチンA (TSA)、Romidepsin (FK228)を用いた。細胞増殖への効果を調べた結果、HDAC inhibitorとcelecoxibは細胞増殖を抑制したが、Hydralazinはわずかに細胞増殖を促進した。リアルタイムPCR解析の結果では、VPAはcelecoxibやHydralazinの存在に関わらずMRP-1の発現を増加させたが、MDR-1の発現には影響しなかった。またTSAやFK228は両トランスポーターの発現に影響しなかった。一方Western blot解析の結果、各HDAC inhibitorは単独およびHydralazinとの組み合わせでMRP-1の発現を増加させたが、celecoxibとの組み合わせで減少させた。しかしMDR-1の発現には変化が見られなかった。HDAC inhibitorとしてVPA、トリコスタチンA (TSA)、Romidepsin (FK228)を用いた。これまでの結果、HDAC inhibitorとcelecoxibには細胞増殖抑制作用があったが、Hydralazinには細胞増殖抑制作用はみられなかった。またWestern blot解析の結果、MRP-1の発現は、どのHDAC inhibitorと組み合わせてもcelecoxibが存在すると抑制された。しかしMDR-1の発現は、celecoxib単独では抑制されたが、celecoxibをHDAC inhibitorと組み合わせた場合では細胞の種類により異なる発現を示した。我々は、histone diacetylase (HDAC) inhibitorの一つであるバルプロ酸(VPA)がヒト骨肉腫細胞の細胞増殖を抑制し、更にその細胞傷害性免疫細胞の感受性を亢進させること、またDNA methylation (DNAM) inhibitorの一つであるHydralazinがHDAC inhibitorによる細胞傷害性免疫細胞の感受性亢進作用を増強させることを明らかにし、骨肉腫に対する免疫療法の効果増強にHDAC inhibitorやDNAM inhibitorが有用であることを示した。そこで本研究は、非ステロイド性消炎・鎮痛薬であり抗がん作用をもつcelecoxib (cyclooxygenase-2 inhibitor)がHDAC inhibitor, DNAM inhibitorによる細胞障害性免疫細胞感受性亢進作用に影響を及ぼさずにMDR-1やMRP-1の誘導を抑制することができるかを検討することを目的とした。ヒト骨肉腫細胞としてHOS, U-2 OS, SaOS-2の3株を使用し、HDAC inhibitorとしてVPA、トリコスタチンA (TSA)、Romidepsin (FK228)を用いた。各細胞の多剤耐性活性を調べるため、多剤耐性アッセイキットを用いて薬剤処置した細胞をフローサイトメーターで解析した。その結果、どの細胞もHDAC inhibitorによりわずかに多剤耐性をもつことが分かった。またcelecoxibの存在下ではHDAC inhibitorの種類によらず多剤耐性活性が抑制されていた。一方Hydralazin存在下では多剤耐性活性への抑制効果はわずかであることが分かった。実験病理学研究計画は概ね順調に進んでいる。

HDAC inhibitorとHydralazineまたはCelecoxibを組み合わせることによりMDR-1, MRP-1のmRNAやタンパク質の発現量が変化することが分かった。現在これらの発現量が薬剤耐性と相関するのかをFACS解析を用いて調べている。使用している抗体がFACSに適していないため、別の抗体を購入し、研究を進めている。研究計画は概ね順調に進んでいる。HydralazineまたはCelecoxibとHDAC inhibitorを組み合わせることによりMDR-1, MRP-1の蛋白の発現が変化することが分かった。現在培養期間や薬剤の濃度を変えて検討しているところである。またCelecoxibがMDR-1, MRP-1の蛋白の発現を抑制していたので、mRNAの発現量を調べ、抑制作用機構を検討するところである。1in vitroで抗癌剤耐性の抑制効果を調べる。膜透過性のあるローダミンや反応性蛍光化合物を細胞内に取り込ませHDAC inhibitor、Hydralazine、Celecoxibを組み合わせて培養液に添加する。取り込まれた物質の量をFACSで検出し、MDR-1, MRP-1の発現との関連を調べる。2ヒト骨肉腫細胞の治療に用いられているdoxorubicin等を用いてMDR-1, MRP-1の発現低下が抗癌剤耐性の抑制に関与しているか培養系で調べる。3in vivoで抗癌剤耐性の抑制を検討する。ヒト骨肉腫細胞をスキッドマウスに移植し、単独投与群、組み合わせ投与群に分け、薬剤を1週間投与する。その後doxorubicinを2日毎に3回投与し、それに対する腫瘍増殖抑制効果を比較する。Doxorubicin投与前の腫瘍の大きさを1として、増殖率を各群で比較する。1HDAC inhibitor、Hydralazine、Celecoxibの組み合わせを検討し、MDR-1, MRP-1のmRNA,蛋白の発現量を調べる。2ローダミン等を用いてMDR-1, MRP-1の発現低下が抗癌剤耐性の抑制に関与しているか培養系で調べる。3ヒト骨肉腫細胞の治療に用いられているdoxorubicin等を用いてMDR-1, MRP-1の発現低下が抗癌剤耐性の抑制に関与しているか培養系で調べる。4in vivoで抗癌剤耐性の抑制を検討する。ヒト骨肉腫細胞をスキッドマウスに移植し、13の結果を参考に単独投与群、組み合わせ投与群に分け、薬剤を1週間投与する。
処置場面における子どもの反応と看護婦の行動の関係性

【研究目的】本研究の目的は、処置場面における子どもと看護婦の関わりから、子どもの行動・反応と看護婦の関わり、及びその関連を探り、子どもと看護婦の関係性を明らかにすることである。【研究結果】昨年度は、処置場面における看護婦の関わりに関する文献検討を行った。結果、看護婦の態度は何も明らかにされていなかった。そのため、看護婦の態度、及び、子どもと看護婦の行動や反応の関連性について、処置の流れの中から探っていく必要があると考えられた。そこで、今年度は、処置場面における子どもと看護婦の関わりの参加観察と、看護婦の面接をもとに継続的比較分析を行った。対象は、修士論文のデータに継続して、短期入院の年長幼児と処置に関わった看護婦とした。対象数は、子ども16名、看護婦20名であった。結果、処置場面における看護婦の関わりの要素と関わりのタイプが明らかになった。看護婦の関わりの要素は、処置前に『不安にさせない』と『共に臨む』、処置中に『意志の尊重』と『危険からの保護』、処置後に『努力を認める』と『関係の修復』の要素が抽出された。処置前、処置中の各2要素は、要素間のバランスが崩れると、処置がスムーズに進行し難くなったり、子どもが苦痛な状況になっていた。また、関わりのタイプは、処置の流れを通して、3つに分けられた。処置場面において、看護婦は、子どもの反応を的確に捉え、処置の進行を把握し、子どもに対する関わりと処置遂行に対する働きかけのバランスを保ちながら関わってゆくことが必要であると考えられた。今後は、処置場面における看護婦の関わりの要素と関わりのタイプについて、場面のCASE数を増やし、その関連を明らかにしていく必要があると考える。【研究目的】本研究は、看護婦がどのような態度で子どもに関わっているかを知るための第一段階として、医療処置場面における子どもと看護婦の関わりから、子どもの行動・反応と看護婦の関わり、およびその関連を探り、子どもと看護婦の関係性を明らかにすることを目的とする。【研究実施計画】1.文献検討平成11年11月から平成12年1月末日までの期間、処置場面における看護婦の態度に関する研究の文献検索を行った。データベースは、『医学中央雑誌』・CINAHLの他、最新看護索引、日本看護関係文献集を用いた。「子ども」及び「小児」、「処置<採血、注射(皮下・皮内・筋肉内・静脈内及び点滴)、及び穿刺(骨髄・腰椎)>」、処置時の「痛み」をキーワードとした。検索された国内外の研究論文39件(うち海外17件)を検討の対象とした。その結果、処置場面における看護婦の態度は何も明らかにされておらず、まず態度の実際を明らかにしていく必要があると考えられた。また、子どもと看護婦の行動や反応の関連性について、処置の流れの中から探っていく必要があると思われた。2.予備調査本調査に向けて、平成12年2月上旬から平成12年3月末のうちの4週間、予備調査を予定していた。しかし、申請時予定していたフィールドの確保が困難となったため、フィールド先を再検討中である。したがって、予備調査と問題点の明確化、本調査、分析、執筆等は、平成12年度の研究において、実施することとする。
連分数の実二次体への応用

(1)河本-冨田(2012)において,数値データを使って,各周期における最小元が類数1の極小型実二次体を与えることを予想する.(2)目標とする極小型実二次体を偶数周期の場合に構成するために,河本-岸-冨田(2014)は偶数周期の極小型自然数の構成法を与える.(3)「末尾急増型(ELE型)主要対称部分」および「pre-ELE型有限列」という新しい概念を導入し, ELE型主要対称部分はpre-ELE型有限列から構成されることが解明される.(4)さらに「増殖分解」という新しい概念を導入し, pre-ELE型有限列の構成方法を確立する.(1)河本-冨田(2012)において,数値データを使って,各周期における最小元が類数1の極小型実二次体を与えることを予想する.(2)目標とする極小型実二次体を偶数周期の場合に構成するために,河本-岸-冨田(2014)は偶数周期の極小型自然数の構成法を与える.(3)「末尾急増型(ELE型)主要対称部分」および「pre-ELE型有限列」という新しい概念を導入し, ELE型主要対称部分はpre-ELE型有限列から構成されることが解明される.(4)さらに「増殖分解」という新しい概念を導入し, pre-ELE型有限列の構成方法を確立する.「類数1の実一二次体は無限に多くあるだろう」と主張するガウス予想(1801)を解くために,河本・冨田(2008)は「極小型実二次体」という概念を導入した.その概念は,実二次体全体をある実二次無理数の連分数展開の周期で分類し,各周期ごとにその基本単数と類数を調べるという観点に基づいている.類数1の極小型でない実二次体は高々52個に限ることを証明した.この観点による数値実験から,各周期の最小元から得られる実二次体の類数は,6個の例外を除くと1となることが予想され,これが正しいとガウス予想は成り立つ.この新しい現象の解明が研究目的である.数値データは,「日本数学会秋季総合分科会一般講演」にて2億の範囲まで,「第5回福岡数論研究集会報告集」においては3億の範囲まで紹介できた.さらにこの研究集会では,橋本竜太氏の「アンケニー・アルチン・チャウラ予想」に関する結果(2001)の再定式化について講演し,極小型実二次体との関連を説明した.数値データは4億まで達したが,反例は見つからなかった.このようにデータベースの拡充を図ることができた.今後の研究に役立つことが期待される.「類数1の実二次体は無限に多くあるだろう」と主張するガウス予想(1801)を解くために,河本・冨田(2008)は「極小型実二次体」という概念を導入した.その概念は,実二次体全体をある実二次無理数の連分数展開の周期で分類し,各周期ごとにその基本単数と類数を調べるという観点に基づいている.さらに目標とするこの極小型実二次体を構成するために,「末尾急増型主要対称部分」および「前末尾急増型主要対称部分」という新しい概念を導入することができた。そして,末尾急増型主要対称部分は前末尾急増型主要対称部分から構成されることが解明された.このように前末尾急増型主要対称部分のメカニズムを究明することが今後の研究課題になる.「類数1の実二次体は無限に多くあるだろう」と主張するガウス予想(1801)を解くために,河本・冨田(2008)は「極小型実二次体」という概念を導入した.その概念は,実二次体全体をある実二次無理数の連分数展開の周期で分類し,各周期ごとにその基本単数と類数を調べるという観点に基づいている.数値データベース拡充のために前年度の補助金を使ってワークステーション(HP Z620)を購入し名城大学に設置したが, 8億の範囲まで数値データが集まり, 7億の数値データが解析済みである.これにより連分数による類数1の実二次体の無限族の抽出方法を提唱することができる.詳しくは各周期における最小元が類数1の極小型実二次体を与える.すなわち,ある種の極小型実二次体の無限族が類数1の体の無限族となることを予想する.目標とする極小型実二次体を偶数周期の場合に構成するために,共同研究者岸康弘(愛知教育大学)の協力を得て,偶数周期の極小型自然数の構成法をProc. Japan Acad.(2014)に発表した.これにより「末尾急増型(ELE型)主要対称部分」および「pre-ELE型有限列」という新しい概念を導入し, ELE型主要対称部分はpre-ELE型有限列から構成されることが解明される.さらに目標とする体はELE型かつ極小型実二次体となることがわかる.河本・岸・冨田の共著論文として現在投稿中である.今年度は,さらに共同研究者鈴木浩志(名古屋大学)の協力を得て,「増殖変換」という新しい概念を導入し, pre-ELE型有限列の構成方法を確立することができた.河本・岸・鈴木・冨田の共著論文として現在投稿中である.したがって増殖変換の性質が解明されて各偶数周期における最小元の構成の仕方がわかると,類数1の実二次体の構成方法に迫れることになる.

「類数1の実二次体は無限に多くあるだろう」と主張するガウス予想(1801)を解くために,河本・冨田(2008)は「極小型実二次体」という概念を導入した.その概念は,実二次体全体をある実二次無理数の連分数展開の周期で分類し,各周期ごとにその基本単数と類数を調べるという観点に基づいている.5億の範囲の数値データを使って,連分数による類数1の実二次体の無限族の抽出方法を提唱することができた.詳しくは各周期における最小元が類数1の極小型実二次体を与える.すなわち,ある種の極小型実二次体の無限族が類数1の体の無限族となることを予想する.今年度,これを冨田(名城大学)との共著論文として, Tokyo J. Math.(2012)から出版した.この論文の結果を使って,各周期には与えられた類数をもつ平方でない自然数は有限個に限ること(佐々木の定理(1986)の拡張)が証明できた.河本・冨田の共著論文として投稿中である.数値データベース拡充のために,今年度の補助金を使ってワークステーション(HP Z620)を購入し,名城大学に設置し,現在稼働中である. 7億の範囲まで数値データが集まり,各周期におけるデータが増えている.目標とする極小型実二次体を偶数周期の場合に構成するために,共同研究者岸康弘(愛知教育大学)の協力を得て,前年度「末尾急増型主要対称部分」および「pre-ELE型有限列」(「前末尾急増型主要対称部分」を改名)という新しい概念を導入し,末尾急増型主要対称部分はpre-ELE型有限列から構成されることが解明された.河本・岸・冨田の共著論文として投稿原稿を作成中である.今年度は,さらに共同研究者鈴木浩志(名古屋大学)の協力を得て, pre-ELE型有限列の構成方法を確立することができた.ガウス予想を解くために,「末尾急増型主要対称部分」および「前末尾急増型主要対称部分」という新しい概念を導入することができ,末尾急増型主要対称部分は前末尾急増型主要対称部分から構成されることが解明された.25年度が最終年度であるため、記入しない。ガウス予想を解くために, pre-ELE型有限列の構成方法を探っていたが,その構成法を確立することができた.これは大きな進展である.またワークステーション(HP Z620)を名城大学に設置したため,各周期におけるデータを増やすための準備が完了する.前末尾急増型主要対称部分のメカニズムを究明することが今後の重要な研究課題になる.そのために数値データベースの拡充は必要であると考える.各周期におけるデータを増やすためには数値データの範囲を広げなければならない.今後の推進方策として,新しいPCを購入してデータベースを増やす予定である.25年度が最終年度であるため、記入しない。pre-ELE型有限列のメカニズムを究明することが今後の重要な研究課題になる.今後の推進方策として,そのためにワークステーション(HP Z620)により数値データベースの拡充を行ない,同時に新たな数値実験を開始する予定である.理論面の考察では,旅費を活用し,冨田との研究打ち合わせを密に行う予定である.
尿酸トランスポーター欠損マウスを用いた運動後急性腎不全の発症メカニズムの解明

腎性低尿酸血症の合併症として、運動後急性腎不全がある。この発症機序として、活性酸素の消去能を持つ尿酸が少ないことにより活性酸素による障害をきたす虚血再灌流障害または尿中に尿酸が多く排泄されるために尿酸析出による尿細管閉塞をきたす閉塞性腎障害の関与が推定されている。今回、腎臓での尿酸再吸収に働くURAT1を欠損させたマウスと特殊飼料により尿中尿酸排泄量を増加させたマウスを用い検討した。その結果、運動後急性腎不全の原因として、活性酸素の関与が推定された。初年度である本年は、運動負荷条件等の検討を行った。マウス用強制運動負荷装置(トレッドミル)を用いる、または強制水泳により、URAT1ノックアウトマウス(ホモ接合型、KOマウス)及び野生型C57BL/6マウス(WTマウス)に対し、種々のレベルの運動負荷を加えた。トレッドミル装置での強制走行による運動負荷では、マウスによっては走行困難となる25m/minの走行速度においても、血中乳酸値は約6.0mmol/1であったのに対し、強制水泳ではWTマウスとKOマウスともに8.0-10.0mmol/1と血中乳酸値が著しく上昇した。この結果から、運動負荷法として強制水泳を採用した。次に、腎障害について検討した。指標として、血清クレアチニン、nephrin、megalin、Zf9、HIF-1α、KIM-1のmRNA量及び組織所見を用いた。その結果、強制水泳によっても、WTマウスとKOマウスともに上記指標に変化は認められなかった。腎性低尿酸血症における運動後急性腎不全の発症も、運動により必ず発症するわけではなく、脱水等の促進因子が加わったときに発症しやすくなると考えられている。さらにマウスでは、ウリカーゼにより尿酸からアラントインに代謝され、プリン代謝の最終代謝産物が異なることも影響している可能性もある。そこで、ウリカーゼの阻害薬であるオキソン酸と尿酸投与後の運動負荷実験及び脱水負荷後の運動負荷実験を行った。前者の実験により、一部の指標の上昇が認められた。しかしながら今回の実験では、まだ例数が少なく、また負荷条件の検討は、十分に行えなかった。これらの条件検討に関しては、次年度の課題とした。本研究の目的は、腎性低尿産血症における運動後急性腎不全の発症メカニズムの解明である。現在、発症メカニズムとして、腎性低尿酸血症では尿酸排泄が亢進していることから、尿酸が尿細管で析出し、閉塞性腎障害をきたす可能性及び活性酸素のスカベンジャーである尿酸が少ないための活性酸素による腎障害の可能性の2つが指摘されている。今回、閉塞機転について検討を行った。実験動物はURAT1ノックアウトマウス(ホモ接合型、KOマウス)及び野生型C57BL/6マウス(WTマウス)を用いた。ヒトとマウスのプリン代謝における差異として、マウスではウリカーゼにより尿酸からアラントインに代謝され、アラントインがプリン代謝の最終代謝産物である。従って、ウリカーゼの阻害薬であるオキソン酸と尿酸投与後の運動負荷実験を行った。また、腎性低尿酸血症における運動後急性腎不全の発症は、運動に脱水等の促進因子が加わったときに発症すると考えられている。そのため、運動負荷実験前に脱水負荷を行った。運動負荷方法としては、昨年度の実験結果から強制水泳を用いた。観察項目として、血清クレアチニン、nephrin、megalin、Zf9、HIF-1α、KIM-1のmRNA量及び組織所見を用いた。その結果、今回の実験条件により、WTマウスに軽度ではあるが、腎障害を認めた。しかし、KOマウスには、逆に腎障害を認めなかった。今回のオキソン酸と尿酸投与により、WTマウスでは腎臓に対する尿酸負荷が過剰となり、腎障害が発症したと考えられたが、KOマウスでは、その条件でも、腎障害が発症しなかったことは、少なくとも、尿酸排泄亢進による閉塞機転が運動後急性腎不全の発症原因であることは考えにくかった。腎障害が回避された理由として、URAT1以外のトランスポーターの関与が推察された。本研究の目的は、腎性低尿酸血症における運動後急性腎不全の発症メカニズムの解明である。本年度は血清尿酸値を調節したモデルラットを用いて活性酸素障害説の検証を行った。ラットは尿酸代謝酵素であるウリカーゼをもつために血清尿酸値はヒトより大幅に低い。よってウリカーゼ阻害剤であるオキソン酸(OA)3%含有飼料で8日間飼育を行った。

その結果、OA添加飼料で飼育したラットは血中尿酸値が有意に上昇し、血中クレアチニン値・血中ナトリウム値などの腎機能指標は正常値を示すことが確認された。よってこの条件で飼育したラットを高尿酸モデル群とした。それに対し、通常飼料で飼育した健常ラットを低尿酸群として比較に用いた。活性酸素による腎障害は虚血再灌流(I/R)処置により再現し、処置後の腎機能を評価した。その結果、I/R処置により両モデルラットのクレアチニンクリアランスが低下し、腎障害を発症したことが確認された。しかし、高尿酸ラットのクレアチニンクリアランスは低尿酸ラットと比べ低下抑制傾向が見られた。また、腎障害マーカーKIM-1のmRNA発現量も低下を認めた。さらに組織所見上も高尿酸ラットでは障害が軽い傾向が見られたことから、血中尿酸はI/R処置による腎障害抑制に寄与することが示唆された。代表的な活性酸素消去剤であるエダラボン投与によっても同様に腎障害の抑制が認められたことから、尿酸が腎虚血による酸素ラジカル障害を軽減する作用を持つことが示された。
パルボウイルスB19非構造蛋白NS1を用いた慢性関節リウマチのモデルマウスの解析

ヒトパルボウイルスB19は、小児に好発する伝染性紅斑の原因ウイルスであると共に、赤芽球系細胞へ感染し、再生不良性貧血のcrisisや非免疫性胎児水腫の原因にもなっている。さらに、B19ウイルス感染と慢性関節リウマチ(RA)との因果関係も疑われている。我々はB19ウイルスの非構造蛋白質NS1が、B19ウイルス感染によるこれら疾患の発症機構において重要な役割を演じている可能性を想定し、NS1の機能を解析を行った。昨年度に引き続き、B19ウイルスに高感受性を示す赤芽球系細胞株クロンUT7/Epo-S1を用いて、B19ウイルス感染による細胞周期G2停止のメカニズムを解析した。その結果、サイクリンBの細胞質蓄積を伴うG2停止は、UV不活化ウイルスによっても誘導されることから、NS1の作用に起因する現象ではないことが明らかになった。同時に、B19ウイルス感染細胞の一部はG1期停止に陥っていることを明らかにした。このG1停止は、UV不活化ウイルスによっては誘導できず、NS1の発現が必須に関わっている可能性が示唆された。実際に、NS1遺伝子導入細胞において、G1期停止が観察された。以上の結果から、B19ウイルス感染細胞はG1期とG2期の双方で停止し、これらのメカニズムがB19ウイルスの異なる機能によって誘導されることが明らかになった。従来、B19ウイルスの標的細胞としては赤芽球系細胞が知られているが、赤芽球系細胞以外の標的細胞の存在、例えば、貧食能を有するマクロファージなどの可能性を考慮しながら、B19ウイルス感染とRA発症との関わりについて今後さらに追求する必要がある。小児に好発する伝染性紅斑の原因ウイルスであるヒトパルボウイルスB19は、赤芽球系細胞へ感染し、再生不良性貧血のcrisisや非免疫性胎児水腫の原因になっていることも知られている。我々はB19ウイルスの非構造蛋白質NS1が、B19ウイルス感染によるこれら疾患の発症機構において重要な役割を演じている可能性を想定し、NS1遺伝子導入マウスを作成した。すでに報告したように、赤芽球系細胞で特異的にNS1を発現するマウスは、胎児水腫様病変を呈したが、RA様病変はみられなかった。リンパ球系細胞特異的プロモーターの制御下にNS1遺伝子を挿入したマウスでは、蛋白レベルでのNS1発現がみられず、また、何らの病変も確認されなかった。現在NS1高発現マウスの作成に努めている。他方、赤芽球系細胞株UT7をクロン化し、B19高感受性クロン(UT7/Epo-S1)を得た。UT7/Epo-S1細胞にB19ウイルスを感染させたところ、同細胞はG2期で細胞周期が停止した。細胞周期制御因子の解析から、B19ウイルス感染によって、サイクリンBが細胞質に蓄積することにより、G2期に呈しすることが示唆された。他方、JK1細胞においては、B19ウイルス感染後に、p53の増加と下流分子Baxの誘導が確認されると共に、細胞がアポトーシスに陥ることが示された。以上の結果から,B19ウイルス感染は、細胞周期の停止に加えて、アポトーシスを誘導することが分かった。また、そのメカニズムの一端が解明された。ヒトパルボウイルスB19は、小児に好発する伝染病紅斑の原因ウイルスであると共に、赤芽球系細胞へ感染し、再生不良性貧血のcrisisや非免疫性胎児水腫の原因にもなっている。我々はB19ウイルスの非構造蛋白質NS1が、B19ウイルス感染によるこれら疾患の発病機構において重要な役割を演じている可能性を想定し、NS1の機能を解析を行った。

昨年度に引き続き、B19ウイルスに高感受性を示す赤芽球系細胞株クロンUT7/Epo-S1を用いて、B19ウイルス感染による細胞周期G2停止のメカニズムを解析した。その結果、サイクリンBの細胞質蓄積を伴うG2停止は、UV不活化ウイルスによっても誘導されることから、NS1の作用に起因する現象ではないことが明らかになった。同時に、B19ウイルス感染細胞の一部はG1期停止に陥っていることを明らかにした。このG1停止は、UV不活化ウイルスによっては誘導できず、NS1の発現が必須に関わっている可能性が示唆された。実際に、NS1遺伝子導入細胞において、G1期停止が観察された。以上の結果から、B19ウイルス感染細胞はG1期とG2期の双方で停止し、これらのメカニズムがB19ウイルスの異なる機能によって誘導されることが明らかになった。従来、B19ウイルスの標的細胞としては赤芽球系細胞が知られているが、赤芽球系細胞以外の標的細胞の存在、たとえば、貧食能を有するマクロファージなどの可能性を考慮しながら、B19ウイルス感染とRA発症との関わりについて今後さらに追求する必要がある。