hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
千島・日本海溝周辺における太平洋プレートの不均質構造に関する研究

日本海溝・千島海溝において沈み込む太平洋プレート内部の地震波速度構造を,人工地震探査および自然地震の到達時刻を用いたトモグラフィ解析により明らかにした.その結果,太平洋プレートが沈み込む際にうける下方への曲げ変形に伴う正断層の発達に起因して,海溝を中心とする領域で海洋性地殻および最上部マントルの地震波速度が低下することが示された.ただし,海洋リソスフェア内の顕著な含水化を示す証拠は得られなかった.日本海溝・千島海溝において沈み込む太平洋プレート内部の地震波速度構造を,人工地震探査および自然地震の到達時刻を用いたトモグラフィ解析により明らかにした.その結果,太平洋プレートが沈み込む際にうける下方への曲げ変形に伴う正断層の発達に起因して,海溝を中心とする領域で海洋性地殻および最上部マントルの地震波速度が低下することが示された.ただし,海洋リソスフェア内の顕著な含水化を示す証拠は得られなかった.千島海溝・日本海溝周辺および北西太平洋域で実施された人工地震探査に関する文献調査を進めるとともに,海洋研究開発機構のデータベースに所蔵されるディジタルデータを入手し,今年度実施する人工地震探査の実施計画を立案(日野・藤江・三浦),学術調査船「白鳳丸」KHO7-3次研究航海により実施した.探査は,日本海溝北部の1896年に発生した明治三陸津波地震の震源域を通る海溝陸側斜面域と,2005年11月15日に宮城県沖のアウターライズ域で発生した地震の震源域において実施した。海溝陸側斜面で実施した探査により得られたデータの処理は完了しており,海溝から沈み込みを開始したばかりの太平洋プレートの海洋性地殻およびスラブマントルからの屈折波および反射波群が明瞭に記録されていることが確認された(日野).また,藤江が開発した地震探査解析ソフトウエアを東北大に移植し,上記の探査データならびに,上記により収集した過去の探査データの再処理・解析作業に着手した(日野・藤江).また,海底地震観測データを用いた地震波トモグラフィ解析を,根室沖・青森県沖・宮城県沖・福島県沖の各地域について実施し,特に根室沖においては,スラブマントル内に明瞭な低速度異常域が存在することを見いだした(日野).また,2005年の宮城県沖のアウターライズ地震の余震観測のデータ解析を進め,この地震を生じた断層が海洋性地殻からスラブマントル内にまで及んでいること,共役な2つの断層により構成される可能性があることを明らかにした.この余震観測データを用いたトモグラフィ解析からは,スラブマントル内に顕著な速度異常は認められなかった(日野).スラブマントル内の地震波速度異方性については,波形解析を行うためのデータセットの準備中であり,来年度以降引き続き検討を続ける予定である(日野・三浦).平成20年度に学術調査船「白鳳丸」KHO7-3次研究航海により実施した海底人工地震探査のデータの解析を進めた.その結果, 2005年の宮城県沖のアウターライズ地震が発生した領域においては,標準的な海洋性地殻よりわずかに地震波速度が低下していることが明らかとなった.海溝陸側斜面の下では,スラブマントル内の地震波速度が低下している可能性が示された.これらの結果は,海洋性プレートの地震学的構造が沈み込み過程で形成される正断層群に伴って改変されている可能性を示唆する(全員).また,海底地震観測データを用いた地震波トモグラフィ解析を,根室沖・青森県沖・宮城県沖・福島県沖の各地域について実施し,海洋性地殻の高速度異常域が,プレート境界型地震の震源域に対応するように分布していることを見いだした(日野).また, 2005年の宮城県沖のアウターライズ地震の余震観測のデータ解析をさらに進め,この地震を生じた断層周辺のVp/Vs構造の推定をダブル・ディファレンス・トモグラフィ法を用いて行い,最上部マントル内のVp/Vsは異常な値を示しておらず,中南米沖のアウターライズ域で指摘されているような大規模なマントルの含水化は起こっていないと考えられる(日野)。また,今年度は1933年に発生したM8.4の巨大プレート内地震の震源域の近傍のアウターライズ域において微小地震観測を実施した.この地震は2005年よりも規模が大きく,海洋性プレート内の構造改変に対する影響が大きい可能性があり,今後こうしたデータも研究に用いることにより,日本海溝海側領域における地震波速度構造の解明を進める(全員).平成20年度に実施した海底人工地震探査のデータの解析を行い,日本海溝陸側斜面下の地殻のVpとVp/Vsが,標準的な海洋性地殻と比較して,それぞれ,低下・上昇していることが確かめられた.海溝陸側斜面下に沈み込んだ海洋性地殻内では,Vpは海側斜面下よりもさらに低化していることが明らかとなった.

こうした海溝軸内外での地震波速度変化は,海洋性地殻が海洋リソスフェアの屈曲に伴う正断層の発達と共に進展したものと解釈される.ただし,海洋性地殻内部の地震波速度は沈み込みにつれて増加に転じることが,過去の探査結果のレヴューからあきらかとなった.海溝軸近傍での地震波速度の低下は断層の発達による空隙率の増加によるものであり,沈み込みに伴う圧密により空隙率が減少することが速度の再上昇の原因であろう.速度が減少から増加に転じる地点は,プレート間地震が発生するようになる地点と概ね一致することから,圧密により海洋性地殻からプレート境界面へ供給される水がプレート境界面の固着状態に影響を及ぼす可能性がある.スラブ内で発生した地震を海溝外側で捉えたときの走時異常を用いて,海洋リソスフェアのマントル(スラブマントル)内部の地震波速度の推定を行った.その結果,人工地震探査と同様にわずかなVpの低下が示唆されるものの,Vp/Vs比には顕著な増加は見られなかった.これは,スラブマントルが正断層を介して流入する水によって顕著に蛇紋岩化するという従来の考えを支持せず,日本海溝では蛇紋岩化はあったとしても,限定的もしくは局所的に進行している可能性がある.一方,沈み込むスラブマントル内の異方性について,過去の地震探査のレヴューによって検討を行ったが,Vpの顕著な方位依存性を見いだすことはできなかった.北西太平洋で検出されているような高Vp(>8.0km/s)が全く観測されていないことから,速度低下とともに異方性が小さくなっていることが予想される.
薄板状物体のマニピュレーション戦略導出に関する研究

研究代表者は、平成12年度において、薄板状物体の定性的マニピュレーション表現手法を提案し、一般的な遷移経路自動生成システムを構築した。また、得られた状態遷移経路から、変形解析の入力となる定量的データを確定する手法を確立した。最後に、遷移経路自動生成プログラムと変形形状解析プログラムを結合したシステムを構築した。しかしながら、このシステムでは「先ず状態遷移あり」という考え方であるため、状態遷移とそれを生じさせ得る操作との関係が明確ではなかった。そこで、本年度は新たに五つの基本操作を導入し、これによる状態遷移をルールとして採用した。これにより、把持される要素およびその移動方向と、それによる状態遷移との関係が明確となり、可能な操作の存在しない状態遷移を除外することで、遷移経路数をある程度削減することができた。ただ、初期状態から目標状態までの遷移可能ステップ数が増えると、やはり遷移経路数は爆発的に増加するため、このままでは実用的ではない。そこで、操作難易度を導入し、定性的段階で難易度の高い遷移経路を除外することで経路数を削減する手法を提案した。具体的には、目標状態に到達するまでの遷移ステップ数、操作する要素の環境面からの距離の逆数、操作する要素の持ちかえ数を考え、これらの重み付き総和を操作難易度とした。このように改良したシステムを用いて、簡単なケーススタディを行なった。これは「テーブル上の薄板状物体を持ち上げる」というものであるが、計算機により得られた遷移経路、すなわちマニピュレーション計画は「テーブルの端まで物体を押し出し、はみ出した部分を上下から挟んで持ち上げる」というものであった。これは直感的にも妥当なものであり、本システムの有効性が確認できた。研究代表者は、これまで、紙などの薄板状物体の静的変形のモデリングについて研究を進めてきており、障害物が存在する3次元作業空間内での変形形状の推定に関して成果を上げている。しかし、この手法は具体的なマニピュレーション計画が与えられた場合にしか用いることができない。一方、対象物と環境物との接触状態に着目して、薄板状物体の一般的なマニピュレーション過程をネットワークによって表現することにより、要求された作業目標を満たす状態遷移経路を自動生成し、そのような状態遷移を生じさせるためには、マニピュレータを対象物のどこに接触させればよいかをある程度求めることにも成功している。ただし、このシステムは作業空間が2次元に限定されている。また、得られた状態遷移経路は定性的なものであり、対象物の物理量、重力の影響、またマニピュレータの具体的な把持位置等は含まれていない。そこで、平成12年度は、まず薄板状物体のマニピュレーション表現手法を3次元に拡張し、より一般的な遷移経路自動生成システムを構築した。具体的には、薄板状物体を頂点・稜線という要素の集合とみなし、それらの接触状態・接触方向によって、薄板状物体の接触状態を有限個のパターンに分類した。また、接触パターン間の遷移ルールも定義した。次に、得られた状態遷移経路から、変形解析の入力となる定量的データを確定する手法を確立した。これは、接触状態とその遷移から、頂点等の要素の移動方向と、力の加えることのできる方向を算出し、それらが重なるようにハンドの接触位置・方向を決定するものである。
唾液中のホルモン分泌を用いた乳幼児のための睡眠指標の開発

本研究では、乳幼児を対象として、唾液中のホルモンを用いて、睡眠状態や健康状態が起床後のホルモン分泌に及ぼす影響について検討した。また、同時に活動量計を用いて、日中活動量が睡眠に及ぼす影響についても検討した。その結果、日中の十分な活動量の確保は、翌日の目覚めの良さを喚起させることが示唆された。日中の十分な活動により、睡眠効率が高まり、睡眠中にしっかり身体を休めることができる。その反動で、起床前に覚醒に向けて交感神経が高まるため、目覚めが良くなる。この一連の流れから、よく眠れたという実感が得られる。本研究の結果から、「よく動いたらよく眠れる」と知られている通説を裏付ける結果を導くことができた。これまで、睡眠評価には主観的指標である「質問紙調査」や客観的指標である「PSG検査」が用いられてきた。しかしながら、乳幼児を対象とした場合これらの指標には大きなウィークポイントがある。例えば、乳幼児は自らの睡眠状態や健康状態を言葉に出来ないため、そもそも「質問紙」による評価はできない(保護者による間接的な評価に頼らざるを得ない)。また、PSG検査は病院でしか実施できない上、身体的にも精神的にも極めて大きな負担がかかる。一方、研究代表者等は、これまで成人を対象として、起床後のホルモンの変動が睡眠の質の客観的な指標になり得ることを明らかにしてきた。そこで、本研究では、唾液中のホルモンを用いて、たとえ乳幼児であっても評価が可能な「子どものための」睡眠評価手法の構築を目指す。当該年度は、方法論を確立するための調査データの収集を実施した。対象者は、A県内の幼稚園・保育園に通園する乳幼児及び保護者のうち、保護者の同意が得られた20名程度の親子である。対象者には、5項目(1質問紙調査(保護者対象:子育てに関する質問紙、乳幼児対象:健康&生活習慣に関する質問紙)、2生活リズム日誌、3活動量測定、4「ねむりモニター」による簡易な睡眠評価、5唾液採取)においての調査を実施した。尚、乳幼児は1日の睡眠サイクルが固定していないため、本研究では夜間睡眠だけでなく、日中の仮眠(昼寝)も調査の範囲に設定した。また、本研究は滋賀大学研究倫理委員会の承認を得て実施している。本年度は昨年度実施した調査データの解析および分析を実施した。その結果、睡眠中の心拍数は日中の活動量に関係なく、睡眠時間の経過に伴い徐々に減少した。しかし、日中の活動量が高い幼児では起床前に心拍数が増加する傾向が認められた。一方で、活動量が低い幼児では起床時刻が近づいても心拍数に大きな変動は認められなかった。さらに、被験者を日中の活動量の差で2群に分類すると、日中の活動量が高い群において起床前に心拍数が上昇する傾向が認められた。成人を対象にした研究において、覚醒時間の数分前に心拍数が予期的上昇を示した後、覚醒すると目覚めの気分が良いことが報告されている。したがって、幼児においては、日中の十分な活動量確保が起床前の心拍数上昇を惹起しているのかもしれない。唾液バイオマーカーにおいては、夜寝後のコルチゾール濃度が起床直後から起床30分後にかけて増加する傾向がみられた。一方で、起床時DHEA反応の濃度には有意な差は認められなかった。しかしながら、日中の活動量が高い幼児では、夜寝後、昼寝後どちらにおいても、活動量の低い幼児よりも起床時DHEA反応の濃度が高い値を示した。起床時のDHEA濃度が高いと睡眠の効率が良いという先行研究の結果をふまえると、日中の活動量が高い幼児では睡眠効率が高くなる可能性が示唆された。調査データの収集は概ね終了しているため。ただし、継続して被験者をリクルートしており、次年度には倍程度のサンプル数を確保できる予定である。子ども学・現在進行中である調査データの収集を終了させる・採取した唾液中の生化学物質の解析を実施する・解析したデータを用いて、乳幼児における「ホルモンー睡眠」曲線の導出により、乳幼児における起床時ホルモン分泌の特性を明らかにする当概年度に採取した唾液の生化学物質解析を実施しなかったため。当該年度に実施しなかった生化学物質解析をまとめて実施することを予定している。
人工血管管腔狭窄における機序の解明とキマーゼ阻害薬を中心とした治療法の探索

PTFEグラフト移植後の外膜側から線維芽細胞の遊走がその管腔内内膜肥厚の形成に関与する可能性が示唆されてきた。本研究では現在広く使用されてきた多孔構造を有するPTFE人工血管と近年日本で開発された中層無孔体からなるグラシル(Grasil)人工血管を用いて比較検討し、PTFE人工血管移植後の血管内膜肥厚にはその外膜側からの線維芽細胞の遊走が非常に重要な役割を果たしていることを証明した。本研究ではPTFEを素材とした人工血管と最近開発された人工血管(グラジル)を用いて移植後の血管内膜肥厚特徴を比較検討した。従来の多孔体人工血管(PTFE)移植一ヶ月後では人工血管内腔のすべての部位においては顕著な内膜肥厚が認められなかった。この時の人工血管素材の壁を染色して見たところ、外膜側からの線維芽細胞の浸潤が素材の半分程度しか進んでいなかった。しかし、PTFE移植二ヶ月後では、動静脈吻合部において顕著な血管内膜肥厚が認められた。また、吻合部以外の中間部においても島状の血管内膜肥厚が認められ、この時の人工血管素材の壁では外膜側からの線維芽細胞の浸潤は素材全壁に渡って認められた。その四ヶ月後においては血管内膜肥厚がすべての部位においてより顕著となった。このようなことはPTFE移植後、血管外膜線維芽細胞の管腔内への浸潤が吻合部以外の血管内膜肥厚形成の最初段階および肥厚の進展において非常に重要な役割を果たしていることを示唆している。一方、中層無孔体の三層からなる人工血管(グラジル)では移植二ヶ月と四ヶ月後、動静吻合部以外のところにおいては血管内膜肥厚が全く見られなかった。つまり、グラシル中層無孔体による外膜側線維芽細胞の管腔内への遊走に対する遮断効果がグラジル移植後の吻合部以外の血管内膜肥厚の抑制効果につながったことになる。このような事より、PTFE人工血管移植後の外膜からの線維芽細胞の浸潤が血管内膜肥厚の病態生理において非常に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。また、これまでに長期に渡って論争されてきた血管内膜肥厚における細胞由来の血液由来説、中膜由来説および外膜由来説といった三種類の仮説に対して外膜説を大きく支持する結果となっている。従来の多孔体人工血管(PTFE)と中層無孔体の三層からなる人工血管(グラジル)の血管内膜肥厚の特徴について比較検討した結果、人工血管移植後、多孔体構造を持つPTFEでは外膜側からの間葉系細胞の浸潤度に比例して吻合部以外の部位における血管内膜肥厚強弱が認められたが、中層無孔体構造を持つグラジルでは吻合部以外の血管内膜肥厚が殆ど見られなかった。中層無孔体構造を有するグラジルでは血管外膜からの間葉系細胞の細胞遊走を完全に遮断しうることより、PTFE人工血管移植後の外膜からの線維芽細胞のような間葉系細胞の浸潤が血管内膜肥厚形成の病態生理において非常に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。これに引きつづき、このような間葉系細胞の浸潤においてキマーゼがどのような役割を果たすかを検討するために、キマーゼ徐放剤を移植時にPTFE周囲にコーディングし、その一ヶ月、二ヶ月および四ヶ月後のサンプルを採取した。そして、キマーゼ阻害薬による血管内膜肥厚抑制効果がアンジオテンシンII産生抑制に由来するか否かを検討するためにそれぞれACE阻害薬とアンジオテンシンII受容体拮抗薬投与群を作製し、キマーゼ阻害薬と同じマッチポイントで人工血管を採取した。このようなことより、キマーゼの血管内膜肥厚形成における病態生理機序をアンジオテンシンII産生依存性と非依存性の割合をより明白に解明できるのではないかと考えている。現在、それぞれの結果について解析中である。これまでは人工血管移植後の血管内膜肥厚部位とその周辺部における多数のキマーゼ陽性細胞の集積、アンジオテンシンIIおよびTGF-B1の増加を確認し、本モデルにおけるキマーゼ阻害薬の有効性を裏付けてきた。平成23年度の目的は、キマーゼ阻害薬にそれぞれAngII受容体拮抗薬やACE阻害薬を併用し、それぞれの併用効果を検討することにより人工血管移植後の血管狭窄に対するより有効な治療法の模索であった。方法として、イヌを用いてPTFE人工血管を頸部動静脈間に移植し、いずれの群において人工血管周囲にキマーゼ徐放剤(Suc-Val-Pro-Phe(P)(OPh)(2),1mg/body)とポルフィールの混合液を塗布した。ACE阻害薬の投与群としてトランドラプリル(1mg/kg/per day)を、そしてアンジオテンシンII受容体拮抗群としてはカンデサルタン(1mg/kg/per day)を四カ月間経口投与した。

結果として、非投与群に比べて、トータルの人工血管内内膜肥厚度合はキマーゼ徐放剤塗布群、そしてキマーゼ徐放剤にACE阻害薬あるいはアンジオテンシンII受容体拮抗併用群のいずれの群で有意に抑制された。しかし、投薬の三群間では有意な差異が認められず、今後ACE阻害薬などの投与量の調節が必要ではないかと考えている。
気道構成細胞内情報伝達におけるIP_3とcADPRの役割分担の解明。

1)肺胞マクロファージのシグナル伝達経路におけるサイクリックADPリボース(cADPR)の関与。気管支肺胞洗浄で得られたラット肺胞M_φを材料とし、パッチクランプ法と分子生物学的手法により次のことを明らかにした。(1)肺胞M_φはATPに反応して、細胞内遊離のカルシウム(Ca^<2+>)に依存するカリウムイオン(K^+)電流(I_K)を発生した。(2)細胞内にイノシトール三リン酸(IP_3)またはcADPRを投与したところ、いずれに対してもM_φは一過性のI_Kを発生した。しかし、IP_3を投与したM_φはATPにも反応してI_Kを発生させたが細胞内cADPR投与に一度反応した細胞は引き続く細胞外ATPには反応しなかった。cADPR拮抗剤8-amino-cADPRを前投与したM_φはATPに反応しなかった。(3)RT-PCRにより肺胞M_φはcADPRの合成・分解酵素であるCD38のmRNAを発現した。また、M_φのホモジネートはcADPRを合成・分解する酵素活性を示した。-以上より、肺胞M_φのATPに対する反応にはcADPRがセカンドメッセンジャーとして働いていることが示された。2)家兎気管支炎モデル気道上皮に出現する特異的電流。亜硫酸ガス曝露気管支炎モデルウサギを材料に、電気生理学的および分子生物学的手法により次のことを明らかにした。(1)モデル上皮は、正常に比して有意な電気抵抗の増加と基礎電流値の低下および管腔側陰性の電位差の顕著な増大を示した。(2)細胞外ATP、イソプロテレノール及びアデノシンに対して気管支炎モデルは正常には認められなかった新たな塩素イオン電流を発生した。(3)気管支炎上皮はNorthern blot analysisにより強いCFTR mRNAの発現を示し、免疫組織染色により、モデル上皮細胞内にCFTR蛋白の明瞭な発現を認めた。...健常ヒト気道上皮においてCFTRは光顕レベルでは上皮細胞そのものにはほとんど認められないことが明らかにされている。本研究で示された気管支炎モデル上皮におけるCFTRの遺伝子及び蛋白さらに機能の発現は炎症性気道上皮の基本的な病態を明らかにするものである。ネコ気管粘膜下腺腺房細胞およびウサギ気管上皮細胞を用いて、パッチクランプ法、Ussingの短絡電流法を主な方法として、気道分泌現象の細胞内機序について研究した。1)気道粘膜下腺分泌細胞:マクロライド系抗生物質は、アセチルコリン(ACh)、フェニレフリン(αアゴニスト、Phe)によって惹起される粘膜下腺腺房細胞のK^+電流、Cl^-電流を同時に強力に抑制した。しかし、薬物の存在しない状態では、マクロライド系抗生物質はベースラインのK^+電流を選択的に増加させた。低濃度(16nM)のAchは気道分泌細胞のK^+電流、Cl^-電流のオッシレーションを惹き起こす。Cl^-電流のオッシレーションは生理的な水分分泌を調節しているとされ、IP_3などにより遊離される細胞内Ca^<2+>濃度の振動に直接対応する。好酸球遊走阻止機能が報告されているTAK-225は、このCl^-電流のオッシレーションを遮断した。

種々の検索から、この作用は細胞内Ca^<2+>の遊離機構に直接働いているものであることが示唆された。これらのことは、慢性的な分泌刺激下にある腺房細胞の電解質分泌は抑制し、定常状態の分泌は若干ではあるが増加させることを示すものである。またTAK-225は細胞内Ca^<2+>動員機構の解明に有用な試薬である可能性がある。2)気道上皮細胞:亜硫酸ガス曝露により作成した亜急性気管支炎モデルウサギの気道上皮細胞は、細胞外ATPに対して正常とは全く異なる短絡電流を発生した。すなわち、正常上皮では一過性のCl^-電流の増加とそれに引き続く短絡電流の強い抑制を認めたが、気管支炎モデルではATP投与により持続的なCl^-電流の活性化が認められた。この新たなCl^-電流はcAMP依存性であることが判明し、慢性気管支炎上皮では何らかの機序により、正常上皮にはきわめて少ないかあるいは存在しない型のCl^-チャンネルが出現し過分泌の病態に関与していると考えられる。肺胞マクロファージのシグナル伝達経路におけるサイクリックADPリボース(cADPR)の関与。気管支肺胞洗浄により得られたラット肺胞Mφを材料とし、パッチクランプ法と分子生物学的手法により次のことを明らかにした。(1)肺胞MφはATPに反応して、細胞内遊離のカルシウム(Ca^<2+>)に依存するカリウムイオン(K^+)電流(I_K)を発生した。(2)細胞内にイノシトール三リン酸(IP_3)またはcADPRを投与したところ、いずれに対してもMφは一過性のI_Kを発生した。しかし、IP_3を投与したMφはATPにも反応してI_Kを発生させたが、細胞内cADPR投与により一度反応した細胞は引き続く細胞外ATPには反応しなかった。cADPR拮抗剤8-amino-cADPRを前投与したMφはATPに反応しなかった。(3)RT-PCRにより肺胞MφはcADPRの合成・分解酵素であるCD38のmRNAを発現した。また、肺胞MφのホモジネートはcADPRを合成・分解する酵素活性を示した。-以上より、ラット肺胞MφのATPに対する反応にはcADPRがセカンドメッセンジャーとして機能していることが示された。家兎気管支炎モデル気道上皮に出現する特異的電流。亜硫酸ガス曝露気管支炎モデルウサギを材料に、電気生理学的および分子生物学的手法により次のことを明らかにした。(1)モデル上皮は、正常に比して有意な電気抵抗の増加と基礎電流値の低下および管腔側陰性の電位差の顕著な増大を示した。(2)細胞外ATP、イソプロテレノール及びアデノシンに対して気管支炎モデルは正常には認められなかった新たな塩素イオン電流を発生した。(3)気管支炎上皮はNorthern blot analysisにより強いCFTRmRNAの発現を示し、免疫組織染色により、モデル上皮細胞内にCFTR蛋白の明瞭な発現を認めた。-健常ヒト気道上皮においてCFTRは光顕レベルでは上皮細胞そのものにはほとんど認められないことが明らかにされている。本研究で示された気管支炎モデル上皮におけるCFTRの遺伝子及び蛋白さらに機能の発現は、炎症性気道上皮の基本的な病態を明らかにするものである。
有機塩素化合物の池沼での生物化学的分解に関する研究

有機塩素化合物の環境中での畜積がまず生ずるのは,それらを含む水が流入している池沼の底泥であると考えられる。本研究では,その底泥における有機塩素化合物の分解特性を把握し、有機塩素化合物の環境中での前動の単純モデルを提示して池沼での分解の役割や重要性を検討した。ゴルフ場の最終調整池の底泥より抽出培養した混合微生物集団を対象に4-クロルフェノール(4-cp)および2,4-ジクロルフェノール(2,4-DCP)の分解特性を実験的に検討した。その結果、これらの化合物のみでも,4-CPでは1.13.3mg/g MLSS・hrの,また2.4-DCPについては,0.220.26mg/g MLSS・hrの除去速度で除去しうることがわかった。また,関与微生物を易分解性の有機物によって増殖・蓄積しうることもわかったが,その最大比増殖速度はグルコースで0.15 1/hrであった。ある地域に平均的に有機塩素化合物が添加され,それらの一部は土壌中で抑留・分解され,一部は雨の流出により池に流入し,池で底泥の土粒子に吸着し分解するものと越流により公共用水域に流れ出す経路を想定した単純モデルを作成し,検討を行った。1g/m^2の負荷を与え,その翌日に30mm/日の降雨があるとして計算した結果では,池水中の濃度は0.1mg/l程度に上昇した後に徐々に減少すること,および30日で土壌と底泥中での蓄積はほとんど無くなることが示された。また同じ条件の負荷でも,散布後の雨が20日目であるときには,池水中の濃度は0.01mg/lまでしか上昇しないことなど,負荷後の降雨時期が池水中の濃度に大きく影響をすること,底泥での分解速度を01 1/dayの間で変化させると減衰状態に大きく影響することなどが示された。
ケラチノサイトの分化におけるNotchシグナリングの役割に関する研究

ヒトケラチノサイトの分化におけるNotchシグナル系の役割を解析するため、正常ヒト皮膚におけるNotchシグナル系構成分子の発現様式を検討したNotch1、2、3のmRNAは有棘層及び穎粒層といった分化過程のケラチノサイトに発現が認められた。Notch1に関しては蛋白質レペルでも同様の部位で発現することを確認した。主要なNotchリガンドであるDcltaもmRNAはNotchと一致し、Notchシグナル系が正常皮膚のケラチノサイトの最終分化に関与することが示唆された.毛包におけるNotchシグナル系構成分子の発現を検討したところ、Notch、Delta共に外毛根鞘細胞に発現が認められ、毛包ケラチノサイトの分化にも関わる可能性があると考えられる。次いで、種々の分化状態の皮膚腫瘍におけるNotchシグナル系構成分子の発現をNotch1とDcltaに関して検討した。高分化型有棘細胞癌や石灰化上皮腫において両者の発現が認められた。特に石灰化上皮腫においては、急激な分化過程にある移行細胞に著しい高発現を認めた。一方、低分化型有棘細胞癌や基底細胞癌では発現は認められず、Notchシグナル系が腫瘍性のケラチノサイトの分化にも関わる事が示唆された。ケラチノサイト分化におけるNotchシグナルの作用を更に検討するため、Notch1の活性型変異体をケラチノサイト由来の株化細胞であるHaCaT細胞に強制発現させ、ケラチノサイトの分化マーカーの発現に及ぼす影響を検討した。その結果、Notch1の発現により早期の分化マーカーであるインボルクリンの発現が誘導される事が明らかとなった.以上の結果からNotchシグナル系はケラチノサイト分化を促進する制御因子であると考えられる。ヒトケラチノサイトの分化におけるNotchシグナル系の役割を解析するため、正常ヒト皮層におけるNotchシグナル系構成分子の発現様式を検討した。Notch 1、2、3はmRNAが有棘層及び顆粒層といった分化過程のケラチノサイトに発現することが明らかになった。又、Notch 1に関しては蛋白質レベルでも同様の発現パターンを示す事が確認された。更に主要なNotchリガンドであるDeltaに関してもmRNA発現はNotchと一致することから、Notchシグナル系が正常皮膚のケラチノサイトの最終分化に関与する事が示唆された。毛包における発現を検討したところ、Notch、delta共に外毛根鞘細胞に発現が認められ、毛包ケラチノサイトの分化にも関わる可能性があると考えられる。次いで、種々の分化状態の皮膚腫瘍におけるNotchシグナル系構成分子の発現をNotch 1とDeltaに関して検討したところ、比較的分化度の保たれた高分化型有棘細胞癌や石灰化上皮腫において両者の発現が認められた。特に、石灰化上皮腫においては分化しつつある移行細胞に高発現を認めた。一方、低分化型有棘細胞癌や基底細胞上皮腫では発現が認められなかったことから、Notchシグナル系が腫瘍性のケラチノサイトの分化にも関わる事が示峻された。ケラチノサイト分化におけるNotchシグナルの作用を更に検討するために、Notch 1の活性型変異体をケラチノサイト由来の株化細胞であるHaCaT細胞に強制発現させ、ケラチノサイトの分化マーカーの発現に及ぼす影響を検討した。その結果、最終分化マーカーであるインボルクリンの発現が亢進する事が明かとなった。以上の結果からNotchシグナル系はケラチノサイト分化における正の制御因子としての役割を有することが示唆される。
昆虫における逃避行動の聴覚的状況依存性を生み出す脳内神経機構の解明

動物は置かれた状況に応じて,同じ刺激に対する逃げ方を柔軟に変化させる.しかし,このような行動の状況依存性を支配する神経基盤は十分に理解されていない.逃避行動の状況依存性は,逃避そのものを引き起こす「トリガー刺激」と状況を伝える「状況刺激」の感覚情報の統合によって生じる.これまでに私は,コオロギの気流刺激に対する逃避行動が,先行する音刺激によって変化することを報告した(Fukutomi et al., 2015).さらに前年度の研究では,音による気流逃避行動の変化への搬送周波数の影響を調べ,コウモリの探索超音波に近い高周波音(15 kHzトーン)を聞くと,逃避行動を大きく変化させることを明らかにした(Fukutomi & Ogawa, 2017).今年度は,この気流逃避行動の聴覚修飾を支配するニューロンを探索した.私はまず,すでに同定されている前胸神経節内の聴覚介在ニューロン:AN2に注目した.AN2は高周波音に強く応答するだけでなく,気流刺激に対しても応答する多感覚ニューロンであることが,近年所属研究室で明らかにされた(Someya & Ogawa, 2018).そこで行動実験と同様に,15 kHzトーンを気流に対して800ミリ秒先行して呈示したところ,AN2の気流に対する応答が,気流のみの応答よりも減少した.すなわち,行動実験で観察され逃避行動の修飾と同様に,AN2の気流応答も聴覚入力によって変化した.AN2は,気流逃避行動に重要な役割をもつ最終腹部神経節からのGIsと並んで,気流感覚情報を脳へ送っている.したがって,AN2の気流応答が先行音によって減少することで,脳に伝えられる気流感覚情報が変化した結果,逃避行動の変化が生じたと推察される.さらに,AN2は一次聴覚ニューロンの入力を直接受けているため,AN2こそが逃避行動の状況依存的な変化の発端である可能性がある.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。動物の生存に必須である逃避行動は,少数のニューロンで構成される神経回路によって制御されている。しかし,誘発される逃避行動は必ずしも定型的ではなく,状況に応じて逃げ方は柔軟に変化する。このような小規模神経回路において,行動の状況依存性を生み出す神経機構は十分に研究されていない。逃避行動の状況依存性は,逃避そのものを引き起こす“トリガー刺激"と状況を伝える“状況刺激"の統合によって生じると考えられる。これまでに,コオロギの気流刺激に対する逃避行動が,先行する音刺激(10 kHz純音)によって変化することを報告した(Fukutomi et al., 2015)。シンプルな2種の刺激によって,逃避行動の状況依存性を再現できるのが本実験系のメリットである。今年度はまず,音による気流逃避行動の修飾の周波数依存性を検証した。コオロギ求愛歌の搬送周波数である5 kHzとコウモリの探索超音波に近い高周波(15 kHz)のトーン音を状況刺激として用い,それぞれ気流刺激に先行して呈示し,気流に対する逃避行動を球形トレッドミル装置を用いて計測した。5 kHz音は側方からの気流刺激に対する逃避の移動方向をわずかに後方へバイアスさせた。一方,15 kHz音は移動方向を大きく後方へバイアスさせるだけでなく,反応確率の減少,移動距離の増加,さらにターン角度のばらつきの増大をもたらした。従来,昆虫聴覚系は音に対して定型的な行動を引き起こすためのシステムであると考えられてきた。しかし,これらの結果は,音を周波数によって区別して認識し,他の感覚系が介する行動の状況依存的な変化に寄与することを示しており,昆虫聴覚系の新たな側面を明らかにした(Fukutomi and Ogawa, 2017)。年次計画の予定通り,トレッドミル装置を持ちいた行動実験を行い,音による気流逃避行動の修飾の周波数依存性について明らかにした。これらの結果は年度内に国際誌において発表することができた。一方で,このような音による気流逃避行動の修飾を生み出す脳内の神経機構を明らかにするための生理学的研究も行った。まず,脳のどこで聴覚と気流感覚を統合しているかを明らかにするために,集団の神経活動を同時に記録することができるカルシウムイメージング法を用いた。OregonGreen BAPTA-1,Cal520,Fluo-5Fをなどさまざまなカルシウム指示薬を用いて気流刺激に対する神経応答の記録を行ったが,いずれも微弱な応答が観察されるものの,ノイズが大きかったため,脳のどこで統合しているかを明らかにする目的で使用するのは困難と判断した。次に電気生理学的手法である細胞外電位記録法を用いて,いくつかの脳領域から神経活動記録を行った。プレリミナリーであるが,聴覚上行性神経の終末および気流感覚神経の終末の領域で,音・気流刺激の両方に応答することが観察されている。以上を踏まえて,本研究はおおむね順調に進展していると考える。動物は置かれた状況に応じて,同じ刺激に対する逃げ方を柔軟に変化させる.しかし,このような行動の状況依存性を支配する神経基盤は十分に理解されていない.逃避行動の状況依存性は,逃避そのものを引き起こす「トリガー刺激」と状況を伝える「状況刺激」の感覚情報の統合によって生じる.

これまでに私は,コオロギの気流刺激に対する逃避行動が,先行する音刺激によって変化することを報告した(Fukutomi et al., 2015).さらに前年度の研究では,音による気流逃避行動の変化への搬送周波数の影響を調べ,コウモリの探索超音波に近い高周波音(15 kHzトーン)を聞くと,逃避行動を大きく変化させることを明らかにした(Fukutomi & Ogawa, 2017).今年度は,この気流逃避行動の聴覚修飾を支配するニューロンを探索した.私はまず,すでに同定されている前胸神経節内の聴覚介在ニューロン:AN2に注目した.AN2は高周波音に強く応答するだけでなく,気流刺激に対しても応答する多感覚ニューロンであることが,近年所属研究室で明らかにされた(Someya & Ogawa, 2018).そこで行動実験と同様に,15 kHzトーンを気流に対して800ミリ秒先行して呈示したところ,AN2の気流に対する応答が,気流のみの応答よりも減少した.すなわち,行動実験で観察され逃避行動の修飾と同様に,AN2の気流応答も聴覚入力によって変化した.AN2は,気流逃避行動に重要な役割をもつ最終腹部神経節からのGIsと並んで,気流感覚情報を脳へ送っている.したがって,AN2の気流応答が先行音によって減少することで,脳に伝えられる気流感覚情報が変化した結果,逃避行動の変化が生じたと推察される.さらに,AN2は一次聴覚ニューロンの入力を直接受けているため,AN2こそが逃避行動の状況依存的な変化の発端である可能性がある.コオロギにおける気流逃避行動の聴覚修飾を支配する神経機構を探索する。前年度の結果を参考に,トレッドミル装置上に頭部を固定したコオロギにおいて,聴覚上行性神経の終末および気流感覚神経の終末の脳領域に微小電極を挿し,膜電位変化と逃避行動を同時に計測する。先行する音刺激によって気流に対する応答(発火頻度)が変化するニューロンを探索する。また,そのニューロンの膜電位を電流注入によって操作し,人為的に逃避行動の変化が生じるかどうかを運動計測により確認する。膜電位の記録を行ったニューロンに蛍光色素を導入し共焦点顕微鏡で細胞形態を記録する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
骨形成タンパク(BMP)による骨修復能力を付加した新しい人工関節の開発

骨形成タンパク(BMP)による骨修復能力を付加した新しい人工関節の開発を目指して、BMPの新しいデリバリーシステムの構築、BMPと人工関節の複合化、試作した人工関節による骨修復実験、BMPの骨誘導能を向上させる薬剤、骨修復を促進する骨髄単核球細胞移植技術、骨修復に有利な新しい人工関節素材の開発など、広範囲に研究を行った。まず、新しい安全なデリバリーシステムとして生体分解性ポリマーであるPLA-DX-PEGを開発し、BMPと人工関節の複合に応用した。このBMP複合人工関節を用いて実験動物の人工股関節置換術を行い、その有効性を確認した。しかし、このBMPを付加した人工関節を臨床応用するためには、ヒトでは動物実験のように少量では十分な骨形成が得られないこと、そのため多量のBMPが必要であるが、高価であるため使用しにくいことなどのBMPそのものの問題点を解決しなければならない。この目的のために、まずBMPの骨誘導能を向上させる薬剤として、PTHやpentoxifyllineなどを見出した。次に、骨修復に重要な周囲組織の血流を向上させ、さらに骨形成細胞の分化・増殖にも有効と考えられる骨髄単核球細胞移植を試みた。さらに材料そのものが骨修復能力を有する新しい人工関節用材料である新素材を開発した。この新素材は骨との親和性が高く、BMPによる骨形成能を向上させる可能性が認められた。現在、従来の人工関節用材料とこの新素材の複合化を研究中であり、BMPを付加した人工関節にこの新素材を用いることができればきわめて有効である。以上BMPの骨修復能向上から、新しい人工関節用材料の開発まで広範囲に取り組み、BMPによる骨修復能力を付加した新しい人工関節を総合的な技術として開発研究を進めた。臨床においてBMPの普及が立ち遅れている現在、今後さらに多角的なアプローチを推進する必要があると考える。1.骨形成タンパク(BMP)のための新しい人工担体の開発BMPの活性を生体内で作用させるために必要な担体として、新しい生体分解性ポリマーであるポリ乳酸-パラジオキサノン-ポリエチレングリコール共重合体(PLA-DX-PEG)を開発した。このPLA-DX-PEGをBMPと混合し、小動物に埋植し骨形成能を検討したところ、これまで用いられていた担体(コラーゲンなど)より優れた担体であることを確認した。さらに、この合成ポリマーについて注射が可能な分子量のものを検討し、経皮的に低侵襲で骨欠損を修復できるBMPの担体を開発した。これらの研究結果を国際誌(Bone誌など)および英文図書に発表した。このPLA-DX-PEGとBMPの混合体をチタンメッシュインプラントに付着させた。ウサギの上腕骨に1.5cmの骨欠損を作成してインプラントを埋植してワイヤー固定した。4週間で骨欠損は完全に修復し、インプラント内部にも骨新生を認めた。この研究結果を国際誌(J Biomed Mater Res誌など)に発表した。このBMP/PLA-DX-PEG混合体を実験用人工骨頭の表面に付着させ、イヌの大腿骨近位に大きな骨欠損を伴う人工股関節置換術を行った。結果は、人工骨頭周囲に新しい骨を誘導し、母床骨に強固に結合すると共に大きな骨欠損を修復した。この研究結果を国際誌(Biomaterials誌)に投稿し、受理された。さらに実験用人工関節のソケットを作成しBMP/PLA-DX-PEG混合体を付着させ、イヌの臼蓋側に骨欠損を伴う人工関節全置換術の実験を現在行っている。1.骨形成タンパク(BMP)と新しいデリバリーシステムを付着した人工関節による骨欠損修復実験BMPの活性を生体内で作用させるためのデリバリーシステムとして、新しい生体分解性ポリマーであるポリ乳酸-パラジオキサノン-ポリエチレングリコール共重合体(PLA-DX-PEG)を開発した。

このPLA-DX-PEGをBMPと複合し、実験用人工骨頭の表面に付着させた。この人工骨頭を用いて、イヌの大腿骨近位に大きな骨欠損を伴う人工股関節置換術を行った。結果は、人工骨頭周囲に新しい骨を誘導し、母床骨に強固に結合すると共に大きな骨欠損を修復した。さらに実験用人工関節のソケットを作成してBMP/PLA-DX-PEG複合体を付着させ、イヌの臼蓋側に骨欠損を伴う人工関節全置換術の実験を行ない、現在評価を行っている。2.BMPの骨修復能力を向上させるための様々な手技の開発上記の実験により、BMPとPLA-DX-PEGの複合体を付加した人工関節は周囲の骨欠損を修復することが判明したが、その効率を向上させることが必要である。その方法として、BMPの骨形成能に影響を与える他の薬剤との併用を試みた。BMPによるマウス背筋内での異所性骨形成実験およびウサギ上腕骨での骨欠損修復実験において、PTHやphosphodiesteraseのinhibitorであるpentoxifllineなどを作用させたところ、BMP単独より骨形成能が向上することが判明した。これらの薬剤を併用するための手技として、担体への混合、局所への注射、静注などが考えられるが、現在、最も有効な手技を動物実験により検討しているところである。また、周囲の血流を増加させることによりBMPの骨形成能力を向上させる試みも行なっている。BMPの骨形成・骨修復における有用性は、実際の臨床でも明らかになってきた。しかし、同時に実験動物に比べて臨床では多量のBMPが必要であること、骨周囲の環境が悪い場合には十分な骨形成が得られないことなどが問題点として判明した。我々は、これまでの研究でBMPによる骨修復能力を付加した人工関節の有用性を明らかにし、臨床応用を目的とした生体安全性、ヒトでの有用性などの試験を行う段階に達した。しかし、現状ではこれらの問題点を解決しなければ、本研究成果の臨床応用は困難である。なぜなら人工関節置換術における周囲の骨欠損は広範囲なために大量のBMPが必要であり、さらに人工関節が破綻した部位の軟部組織の状態はきわめて悪くBMPが有効に働かないことが予想されるからである。よって、BMPが少量でも効率よく骨を誘導する技術、骨周囲の環境を改善する技術が必要である。この目的のため、まずBMPの骨形成能に影響を与える他の薬剤との併用を試みた。BMPによる異所性骨形成実験および骨欠損修復実験において、PTHやpentoxifyllineなどを作用させたところ、BMP単独より骨形成能が向上することが判明した。さらに、骨髄単核球細胞移植を用いてBMPの骨形成能力を向上させる試みを行った。すなわち、BMPによる異所性骨形成実験において周囲筋に骨髄単核球細胞を移植することにより骨形成能が増強するかを検討した。また、BMPによる骨欠損の修復実験に骨髄単核球細胞移植を併用することで骨修復が促進されるかを検討した。結果は、骨髄単核球細胞移植により、周囲の血流が増加し、骨形成・骨修復が増強する可能性が示唆された。
スリランカ農園地域の働く母と子どもの自由の拡大－潜在能力アプローチの実践的研究

スリランカ民主社会主義共和国の農園地域は、子どもの低体重や貧血(29%)が多くみられる。農園で働く母親が5歳未満児(以下、子ども)を預ける託児所の整備も遅れている。今回、農園地域の子どもがよく生きる(well-being)ための阻害要因を明らかにし、農園で働く母親が安心して子どもを預けることのできる保育環境と、子どもが月齢に合った成長を遂げるための人の機能(潜在能力)アプローチを実践的に構築する。
鎌倉期寺院勢力の権力構造に関する研究

本研究の目的として、大きく3つの課題を設定していた。すなわち、(1)鎌倉期延暦寺の集団訴訟の実態とその歴史的意義、(2)世俗権力との関わり、(3)宗教的側面の構造の解明である。平成19年度は、前年度に行った(1)集団訴訟に関して、(2)(3)の要素を踏まえて文章化した。鎌倉期の延暦寺は、治承・寿永の内乱を経て如何に変化したかということを踏まえる必要がある。というのも、平安末期の平氏政権期には、通説的に南都寺院とは異なり"平氏寄り"だとされた延暦寺が、鎌倉幕府の成立によってどのような武家対策をとったかということが重要になってくるからである。そこで延暦寺大衆は、悪僧排除の励行を装う堂衆の排除を断行したが、それによって比叡山全体での結合(=「満山」)が可能となった。「満山」という全体が生み出す決議は、当時の社会においては一定の正当性を有したから、世俗社会からもその行動(それが「閉門」という強訴の一種であっても)は認められることとなった。しかしながら、既に院政期段階で内部に様々な矛盾や対立を抱え込んでいた延暦寺大衆は、「満山」という全体性を常時継続することは出来ず、かえって理想的な「満山」からはみ出さざるを得ない小集団を生み出すことになる。彼らが鎌倉後期比叡山に頻発する「閉籠」の主体となったのではないかと考えられる。鎌倉後末期の比叡山にみられた混沌とした状況は、中世後期に向かって寺院が頽廃していく過程ととらえられることもあったが、本研究では、これを幕府成立に関連して生み出された平和への対応と、それによって排除された集団運動として把握し、寺院大衆の問題としてとらえ直した点に意義があると考える。本研究の目的として、大きく3つの課題を掲げていた。すなわち1鎌倉期延暦寺の集団訴訟の実態とその歴史的意義、2世俗権力との関わり、3宗教的側面の構造の解明、である。平成18年度は、当初の計画通り、1にあたる鎌倉期延暦寺の集団的訴訟について考察すべく、史料の博捜・収集と考察を行った。鎌倉期延暦寺の集団訴訟とは、具体的には強訴であるが、鎌倉期に入ってそれ以前にはなかった強訴のカタチが登場してくることを重視し、その新たなカタチ、すなわち「閉門」と「閉籠」の実態を分析した。「閉門」とは比叡山全山規模で行われるストライキともいうべき訴訟形態で、張本の処罰がなく、また天台座主の登山による寺務の再稼働が必要な、ある種の正当性を世俗からも認定された行為であった。それは「閉門」登場直前に延暦寺内から堂衆と呼ばれる集団が排除されたことによって可能となった「満山」的秩序の体現でもあった。それに対し、「満山」ではなく小規模集団によって行われた「閉籠」は、堂舎に籠もって仏神事を退転させる点で「閉門」に似通っているが、張本追捕が行われ、大衆自身もそれを悪と認識していた点で大きく異なるものである。彼らは独自の意志を主張する必要に駆られるも、「閉門」のための「満山」結合を現実的に構成し得ず、世俗からも寺内からも悪と見られた「閉籠」を選択せざるを得なかった。しかし、正当性をもち得ない「閉籠」では悪僧的行動に過ぎず、彼らは個別性を保ったまま如何に正当にカを発揮するかという課題に直面する。その回答として採用されたのが、寺の内外に対して機能し、集団の意志を強烈に反映させ得る集会事書であった。個別集団の意志は、集会事書のかたちで延暦寺内部に形成された集会の体系に沿い、寺院権力の上層へ到達し、外部の世俗社会にもカを及ぼし得る機能を発揮することができたのである。

鎌倉後末期の比叡山にみられた混沌とした状況は、中世後期に向かって寺院が頽廃していく過程ととらえられることもあったが、本研究では、これを幕府成立に関連して生み出された平和への対応と、それによって排除された集団運動として把握し、寺院大衆の問題としてとらえ直した点に意義があると考える。
IgE依存性の刺激によるヒトマスト細胞からのTSLP産生と喘息におけるその役割

気管支喘息患者16名および健常者11名の気管支粘膜生検標本を抗TSLP抗体と抗トリプターゼ抗体で二重染色したところTSLP陽性マスト細胞数は有意に喘息患者で増えており、TSLP陽性細胞の90%がマスト細胞であった。喘息患者においてマスト細胞中のTSLP陽性細胞数と血清中のIgE濃度は統計学的有意な正の相関があった(p<0.05)ことよりマスト細胞がIgE依存性の刺激でTSLPを産生していると仮説をたてた。ヒト成人末梢血由来培養マスト細胞をIgE(1μg/ml)で24時間感作した後、抗IgE抗体(3μg/ml)で刺激すると,刺激後2,6時間には刺激前に比較して45倍にTSLPmRNAの発現が増強し、12時間後にはその発現レベルは減少した。マスト細胞をIL-4で前処理するとFcεRIの架橋後TSLPmRNAの発現は53±15.9倍に増強した。細胞上清中のTSLPの量をELISAで測定したところ、FcεRIの架橋による活性化後では感度以下となった。これはマスト細胞由来proteaseがTSLPを分解しているためであった。したがって、マスト細胞から産生されるTSLPはマスト細胞周囲の微小環境で作用していることが示唆され、気管支粘膜生検標本を用い、マスト細胞に近接している細胞を検索したところ、NKT細胞が含まれていた。NKT細胞はTSLP受容体を発現しており、TSLPによってIL-4を有意に産生することから、マスト細胞とNKT細胞の細胞間相互作用により喘息の気道炎症の増悪が示唆された。ヒト成人末梢血由来培養マスト細胞をIgE(1μg/ml)で24時間感作した後、抗IgE抗体(3μg/ml)で刺激すると,刺激後2,6時間には刺激前に比較して45倍にTSLP mRNAの発現が増強し、12時間後にはその発現レベルは減少した。マスト細胞をIL-4で前処理するとFcεRIの架橋後TSLP mRNAの発現は53±15.9倍に増強した。そこでリコンビナントTSLPをFcεRIの架橋による活性化後のあるいは、非刺激のマスト細胞の細胞上清とインキュベートし、TSLPをELISAで測定したところ、両者のマスト細胞上清はTSLPの濃度を下げ、特に活性化後のマスト細胞の細胞上清はTSLPの濃度を1/5以下にした。この濃度の低下はprotease inhibitorを加えることで抑制できたことから、マスト細胞由来proteaseがTSLPを分解していることが明らかとなった。そこでFcεRIの架橋後1時間で細胞を洗い、細胞の培養上清にprotease inhibitorを加えると、FcεRIの架橋による活性化後のマスト細胞の細胞上清中でTSLPは測定可能となった。したがって、マスト細胞から産生されるTSLPはマスト細胞周囲の微小環境で作用していることが示唆された。

喘息患者においてマスト細胞中のTSLP陽性細胞数と血清中のIgE濃度は統計学的有意な正の相関があった(p<0.05)ことよりマスト細胞がIgE依存性の刺激でTSLPを産生していると仮説をたてた。ヒト成人末梢血由来培養マスト細胞をIgE(1μg/ml)で24時間感作した後、抗IgE抗体(3μg/ml)で刺激すると,刺激後2,6時間には刺激前に比較して45倍にTSLPmRNAの発現が増強し、12時間後にはその発現レベルは減少した。マスト細胞をIL-4で前処理するとFcεRIの架橋後TSLPmRNAの発現は53±15.9倍に増強した。細胞上清中のTSLPの量をELISAで測定したところ、FcεRIの架橋による活性化後では感度以下となった。これはマスト細胞由来proteaseがTSLPを分解しているためであった。したがって、マスト細胞から産生されるTSLPはマスト細胞周囲の微小環境で作用していることが示唆され、気管支粘膜生検標本を用い、マスト細胞に近接している細胞を検索したところ、NKT細胞が含まれていた。NKT細胞はTSLP受容体を発現しており、TSLPによってIL-4を有意に産生することから、マスト細胞とNKT細胞の細胞間相互作用により喘息の気道炎症の増悪が示唆された。