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現代中国の統戦外交と戦犯処理に関する基礎研究―台湾統一・少数民族工作と寛大方針

第2年目となる2018(平成30)年度は、前年に引き続き、すでに調査・収集済みの公文書、研究書および論文、関係史資料、回想録、インタビュー記録などの精読・整理・分析を進めた。具体的には、本研究課題の最も重要な先行研究である任海生編著『共和国特赦戦犯始末』(華文出版社、1995年)の該当部分(特に「国民党戦犯」関連の戦犯管理・処理業務に関与した関係者の回想録など)の翻訳をさらに重点的に進め、なかでも特に1946年から1950年代初頭にかけて勃発した「国共内戦」における中国共産党軍(中国人民解放軍)による中国国民党・政府・軍関係者(幹部)の逮捕・管理・移管・教育の諸過程の展開に関する基礎的な情報整理を進めた。また、「偽満洲国」「蒙彊自治政府」関係戦犯や国民党戦犯が拘留されていた撫順戦犯管理所(中華人民共和国遼寧省撫順市)で、戦犯の管理教育業務にあたった当事者(金源第二代目所長)の回想録を日本語に翻訳して出版する作業を進めている。これは中国帰還者連絡会(中帰連)研究者である中川寿子氏との共同作業として進めているものであるが、本研究の最終年度となる2019(令和元)年度に公刊することを目指している。なお、本研究課題と関連して、本年度は、太原戦犯管理所(中華人民共和国山西省太原市)に戦犯として身柄を拘留されていた「笠実」(宣撫官)をめぐる研究について、新たな研究の展開を見出すことができた。2019年2月22日、京都大学人文科学研究所で開催された研究会では、太田出京都大学教授による報告「ある宣撫官の長い道のりー戦犯・笠実の日中戦争」に対するコメントを行い、これまで本研究課題で調査・収集を行ってきた史資料などを基礎として、研究交流を展開することができ、これは今後の共同研究につながる可能性を持つものとなった。本研究は先行研究や関係者の回想録などを基本資料として、文献整理や文献翻訳などの基礎作業を進める基礎研究であり、研究代表者個人による作業であるため、計画に基づき、翻訳作業や翻訳文の校正作業などを進めている。最終年度となる平成31年度(令和元年度)、研究代表者は所属機関が熊本学園大学から福岡大学へと変更になるため、研究環境の大きな変化などが想定されるが、着実に翻訳作業などを進めていきたいと考えている。初年度となる2017(平成29)年度は、すでに調査・収集済みの公文書、研究書および論文、関係史資料、回想録、インタビュー記録などの精読・整理・分析を進め、研究課題1中国国民党戦犯に対する処理政策・方針の立案・決定過程の解明、研究課題2偽満洲国関係・偽蒙彊自治政府関係戦犯に対する処理政策・方針の立案・決定過程の解明をするために、その全体像を描き出す基礎作業を行う計画であった。この計画に従い、本研究課題の最も重要な先行研究である任海生編著『共和国特赦戦犯始末』(華文出版社、1995年)の該当部分、ならびに関係当事者の回想録である全国政協文史資料委員会編『改造戦犯紀実』(中国文史出版社、2000年)の国民党戦犯関係部分の訳出作業を進めた。さらに訳出した原稿を基礎資料として、国共内戦時期(19461949年)ならびに建国初期(1950年代前半)における中国共産党・中華人民共和国中央人民政府(いずれも軍組織を含む)による国民党戦犯の管理・教育の展開過程について整理し、これを跡づける作業を進めた。また、この作業の過程で、中華人民共和国の建国初期以来の監獄制度にも着目し、新たに近年出版されたばかりの袁凌『秦城国史ー中共第一監獄史話』(香港:新世紀出版社、2016年)や呉弘達『秦城監獄ー中国的政治監獄』(華盛頓:労改基金会出版、2011年)などの関係部分の訳出作業なども進めた。なお、中華人民共和国の戦犯処理関連の資料として、中央档案館編『中央档案館蔵日本侵華戦犯筆供選編』(中華書局、2017年)の第2輯計70冊が中国本土にて刊行されたため、次(平成30)年度予算(基金分)を前倒してこれを購入した。なお、本資料集については、この分析やデータベース化をめぐって貴志俊彦京都大学教授(同大東南アジア地域研究研究所)や張志雲上海交通大学研究員らと今後の共同研究の可能性を検討している。中華人民共和国の国民党戦犯処理については、初年度の作業を通じて一定の成果があった。2018(平成30)年度(第2年目)については、偽満洲国・偽蒙彊自治政府関係戦犯に関する先行研究や関係史資料の整理・分析も同時に進めていく。

また、「偽満洲国」「蒙彊自治政府」関係戦犯や国民党戦犯が拘留されていた撫順戦犯管理所(中華人民共和国遼寧省撫順市)で、戦犯の管理教育業務にあたった当事者(金源第二代目所長)の回想録を日本語に翻訳して出版する作業を進めている。これは中国帰還者連絡会(中帰連)研究者である中川寿子氏との共同作業として進めているものであるが、本研究の最終年度となる2019(令和元)年度に公刊することを目指している。なお、本研究課題と関連して、本年度は、太原戦犯管理所(中華人民共和国山西省太原市)に戦犯として身柄を拘留されていた「笠実」(宣撫官)をめぐる研究について、新たな研究の展開を見出すことができた。2019年2月22日、京都大学人文科学研究所で開催された研究会では、太田出京都大学教授による報告「ある宣撫官の長い道のりー戦犯・笠実の日中戦争」に対するコメントを行い、これまで本研究課題で調査・収集を行ってきた史資料などを基礎として、研究交流を展開することができ、これは今後の共同研究につながる可能性を持つものとなった。本研究は先行研究や関係者の回想録などを基本資料として、文献整理や文献翻訳などの基礎作業を進める基礎研究であり、研究代表者個人による作業であるため、計画に基づき、翻訳作業や翻訳文の校正作業などを進めている。当初の計画通り、2018(平成30)年度(第2年目)も研究作業を推進していく。最終年度となる平成31年度(令和元年度)、研究代表者は所属機関が熊本学園大学から福岡大学へと変更になるため、研究環境の大きな変化などが想定されるが、着実に翻訳作業などを進めていきたいと考えている。2017年度に『中央档案館蔵侵華日本戦犯筆供選編』(中華書局、第2輯、計70冊)が中国で刊行されたため(価格490,000円)、これを購入するために次年度以降の予算(基金分)より500,000円の前倒し支払いを請求した。次年度使用額は「2875円」であり、計画に基づく予算執行における問題はないと考える。
リグノセルロース資源の生物燃料への変換

未利用農林産資源のリグノセルロースから微生物によりエタノールを生産するプロセスを開発するために、前処理技術の開発、処理液から直接エタノール発酵する菌の育種について研究を行った。前処理については、(1)稲わらの水蒸気爆砕操作の合理化を行い、混合糖液のエタノール発酵に膜分離を併用し効率化に成功した。(2)ブナ木粉を担子菌処理した後、爆砕処理しセルラーゼにより糖化する方法によって高い糖化率が得られた。Mn-パーオキシダーゼがリグニンの分解に関与していると考えている。(3)セルラーゼの構造解析によって、中性に至適pHを有する枯草菌セルラーゼの3個のアミノ酸の改変によりpH711の幅広い範囲で活性を保持する変異セルラーゼを創生できた。(4)エンドグルカナーゼおよびβ-グルコシダーゼ遺伝子をSaccharomycescerevisiae染色体へ導入し、CMCからエタノールを生産することができた。(5)セルラーゼ生産酵母を用いてセルロースを原料として発酵を行う際の最終生産物であるエタノールの抽出発酵プロセスに関する理論解析と性能評価を行った。エタノール抽出剤の発酵阻害を回避するプロセスを考案した。(6)Aspergillus aculeatus F1-CMセルラーゼ遺伝子の酵母において分泌発現された酵素の精製を行い、糖鎖の付加したもの、しないものの2種類の酵素を得た。(7)無細胞タンパク質生産系でキシラナーゼ遺伝子発現について検討した結果、シグナル配列の種類により発現量が大きく影響を受けることが判明した。(7)Bacillus pumilus IPOのキシラナーゼ酵素に変異処理し、反応速度の高い変異キシラナーゼを生産する変異株を得、精製酵素について解析し、Vmax/mg値が野生型の2倍になっていることを見いだした。(8)キシロースリダクターゼおよびキシリトールデヒドロゲナーゼ両遺伝子の同時導入により、アルコール発酵酵母S.cerevisiaeへのキシロース発酵性の賦与に成功した。
下顎骨の骨吸収および性状の変化が咬合力に及ぼす影響について

高齢者の摂取する食事の内容は、下顎骨の性状および形態をはじめ身体のあらゆる器官の変化に影響を及ぼすことは明らかである。そこで高齢義歯装着者の食事の内容と、咀嚼能力、全身疾患の有無などの因子との関連について調査を行った。調査対象者は東京医科歯科大学歯学部附属病院に通院していた65歳以上80歳以下の男性36名、女性72名、合計108名であった。調査対象者を慢性疾患の有無、同居者の構成、食事を用意する人、仕事の有無によって分類し、咀嚼能力と実際に摂っていた食事の内容との関連について分析した。被験者の咀嚼能力は食品摂取状況調査表を用い摂取可能率として評価した。食事の内容の評価は日本栄養士会作成の食事診断法を用いて、3日間の食事内容を調査し食事診断点として評価した。同時に摂取可能率と食事診断点の相関についても分析を行った。摂取可能率に関しては慢性疾患の有無、同居者の構成、食事を用意する人、仕事の有無と関連がみられなかった。食事診断点に関しては慢性疾患の有無、食事を用意する人、仕事の有無と関連がみられなかったが、同居者の構成で配偶者と二人暮らしの調査対象者でほかより食事診断点が有意に高い傾向がみられ、配偶者以外と暮らしている人は、食事に問題がある可能性が示唆された。摂取可能率と食事診断点の関連をみると摂取可能率に関わらず総合食事診断点が50前後の患者がおり、咀嚼能力がある程度高くても、バランスのよい食事ができていない場合があることが分かった。また特に摂取可能率が60の以下場合、食事診断点が低い者が咀嚼能力の低下によって充分な食事を摂るのが不可能にいなっている場合があることが示唆された。全部床義歯の製作を希望する30名の上下後無歯顎者を対象にして計測を行っている。まず各被験者の補綴治療中に来院時使用していた義歯での最大咬合力を測定し、さらに治療終了後に新義歯での最大咬合力を測定した。また上下顎堤の形態を数値化する手段として義歯床内面の三次元的形態を測定した。義歯を製作するための作業模型をGRASP-E300用いて計測している。このデータから義歯床内面の表面積、咬合採得で得た仮想咬合平面に投影した面積、義歯床内の体積を計算した。この結から義歯床内面の表面積及び義歯床内の体積は最大咬合力と関連があることが推察された。最大咬合力は摂取可能食品から評価した咀嚼能力と関連があることが分かっている。またその後の研究で咀嚼値、咀嚼能力を評価するために新しく考案したガムによる咀嚼能力の評価及び摂取可能食品からの評価は互いに高い相関があることが分かってきた。咀嚼値は主に被粉砕性の食品の咀嚼能力を表し、ガムは圧延性の食品の咀嚼能力を表していると考えられる。臨床的に顎堤の状態の良好な患者は摂取可能食品から評価した咀嚼能力が高いことが分かっている。今回の結果からも顎堤が咬合力をうけとめる面積が大きく、義歯が側方に動くのを防ぐため顎堤が高く表面積が大きいことが咬合力の発現に有利であり、いろいろな物性をもつ食品の咀嚼能力も高いことが推察される。今後は顎堤の形態だけではなく、pQCT用いて骨密度を測定し骨密度の減少と最大咬合力及び咀嚼能力の関連を検討する予定である。
心筋筋小胞体の微小カルシウム放出の生理的意義に関する電気生理学的研究

モルモット単一心室筋細胞において、筋小胞体からCaを放出させる目的で10-25mMのカフェインを作用させると、全細胞膜電位固定下においてパルス状微小内向き電流がバ-スト状に発生することが見いだされた。このバルス状電流について明らかになったことは以下の通りである。1.この電流の発生は、細胞内Ca注入や膜脱分極(細胞の収縮を伴う)によって増強するので、Caによってひきおこされたものである。すなわちカフェインにより筋小胞体から放出されたCaがこの電流を活性化している。2.このことは、筋小胞体のCa放出を特異的に阻害するリアノジン作用下ではカフェインはパルス状電流を発生させかなったことからも支持される。3.この電流が強く発生するときは細胞はほとんど収縮しないが、発生のない細胞は強縮し細胞死に至ったことから、Caの細胞外排出機構との関連が示唆された。4.セシウムを細胞内に負荷することにより背景膜電流を強く抑制した条件下で実験を行った結果、パルス状内向き電流の膜電位依存性を明らかにすることができた。すなわち、この電流はあたかもシングルチャネル電流のごとく振舞い、そのコンダクタンスはおよそ250pSであり、逆転電位はおよそ-10mVであった。5.この逆転電位値からチャネルのイオン特性は非特異的であることが予想されたが、事実細胞外NaをLiに置き換えてもパルス状内向き電流は発生した。以上、細胞内Caがコンダクタンスの非常に大きい非選択性陽イオンチャネルを活性化することが明らかとなった。このチャネルは、密度が他のイオンチャネルに比較して極端に低いので、形質膜のある特定の部位のみに分布していることが予想される。おそらく形質膜小胞体接着部位にあって、Caの排出、したがって細胞のCaホメオスタシスに関連するチャネルであろう。今後この点を含めてこのチャネルの生理的意義についてさらに研究を展開してゆきたい。1.全細胞膜電位固定。モルモット心室筋細胞に高濃度カフェインを作用させると、パルス状内向き電流がバースト状に発生するが、この電流について次のようなことがわかった。(1)外液のNaをTrisで置換すると消失するがLi液中では発生し、また逆転電位はOmV近傍にあるので、一種の非選択性陽イオンチャネルが関与している。(2)ユニットコンダクタンスは250300pSである。(3)筋小胞体からCaを放出させるカフェインによって誘発され、強い脱分極により細胞収縮を起こさせた時やCaイオンを直接細胞内に注入した時にその発生が増強するので、細胞内のCaによって活性化されている。(4)Niイオンはこの電流を部分的に抑制する。(5)全細胞レベルで単一チャネル電流様の電流を発生するのであるから、関与しているチャネルの密度はきわめて低い。2.単一細胞に対する部分的急速潅流報。カフェインによってパルス状内向き電流が発生している時に、第二のマイクロピペットを用いて細胞の一部半分に庶糖液を注いでその部分の膜を不活性化すると、パルス状電流の発生頻度が減少した。このことは、密度は低いにせよ関与チャネルは細胞全体に広く分布していることを示している。3.パッチクランプ。パッチクランプ法により、上記の電流に相当する単一チャネル電流の記録を試みたが成功しなかった。これはチャネル密度が低いためであると考えられた。4.以上、小胞体の放出に由来するCaによって活性化される、コンダクタンスの大きい非選択性陽イオンチャネルが心室筋細胞膜に存在することがわかった。

今後は、このチャネルが形質膜のどの部分にあるのか、また、その電流の生理的、病態生理学的意義は何か、等についてさらに研究を進めてゆきたい。昨年度の実験結果を踏まえて本年度の実験を進めた結果確認されまたさらに明らかになったことは以下の通りである。1.単離心室筋細胞の前細胞膜電位固定下において、カフェインはパルス状微小内向き電流をバ-スト状に発生させる。2.この微小内向き電流の発生は、細胞内カルシウム注入や膜脱分極(細胞の収縮を伴う)によって増強するので、細胞内カルシウムによってひきおこされたものである。3.このカルシウムはカフェインにより筋小胞体が放出したものと考えられるが、このことは以下の実験により確かめられた。すなわち、筋小胞体のカルシウム放出を特異的に阻害するリアノジン作用下では、カフェインはパルス状内向き電流を発生させなかった。4.セシウムを負荷することにより背景膜電流を強く抑制した条件下で実験を行うことにより、このパルス状内向き電流の膜電位依存性を明らかにすることができた。すなわち、この電流はあたかもシングルチャネル電流のごとく振舞い、そのコンダクタンスはおよそ250pSであり、逆転電位はおよそ-10mVである。5.この逆転電位からイオン特性は非特異的であることが予想されたが、事実ナトリウムをリチウムに置き換えてもパルス状内向き電流は発生した。以上、細胞内カルシウムがコンダクタンスの非常に大きい非選択性陽イオンチャネルを活性化することが明らかとなった。通常細胞内カルシウムが増加するとき(細胞が収縮するとき)には上記のような電流は観察されないこと、またそのチャネル密度は他のイオンチャネルに比較して極端に低いことから、そのチャネルは形質膜のある特定の部位に分布していることが予想された。その可能性としては、形質膜小胞体接着部位、もしくは残存ギャップジャンクション部が考えられる。今後これらの点及びチャネルの生理的意義についての研究の展開が期待される。
直鎖状DNAプロティン・プライミング複製系を構成する遺伝子産物群とその機能

1. DNAポリメラーゼとプライマープロティンとの複合体形成:M2ファージゲノムからDNAポリメラーゼ(pol)およびプライマープロティン(pp)の遺伝子をpKK233-3のtacプロモーター下流にクローニング、大腸菌中で遺伝子産物を発現させた後、高度に精製することが出来た、ヘパリン、セファローズカラムクロマトグラフィーによって両者は単離されるが、その段階までは両蛋白質は分離せず複合体として精製される。この複合体は、グリセリン密度遠心法によって約94KDの単一画分として回収され、SDS・PAGEによりpolとppに分離し、その量比は1:1であった。2.精製ppの活性:精製ppはin vitroM2DNA複製系において.DNA複製プライミング活性を示した。一方プライミング反応に引き続いて生ずるDNA鎖伸長合成では、ppがpol活性を阻害すること初めて示すことが出来た。3.M2palの構造解析・M2pol遺伝子(geneG)の塩基配列を決定し推定アミノ酸配列を近縁のφ29polのそれと比較した。両者間で81%の相同性が示された。さらに各種のDNAポクメラーゼとの間で強く保存されている区部の存在が明らかとなり、それらは、DNAポリメラーゼに共通な機能に関係する基本構造と推定された。4.RGDによるM2DNA複製阻害:pp中にアルギニン・グリシン・アスパラギン酸(RGD)の配列が見出された。DNAトランスクエクンエン系にRGDを加えることにより明瞭な阻害が示された。in vitro DNA複製系においてもRGDは、プロティンプライミングによって生ずるppとdAMP複合体(イニシエイション複合体)の形成を阻害する。ppにはRGD配列と、それを認識するRDG受容部位の存在を示唆するものであり、この分子認識能によってプロティンプライミングが開始される。
βアミロイドPETにおけるアミロイド陰性認知症患者の臨床的特徴に関する研究

PIB陰性認知症は臨床的にはアルツハイマー病と診断されているが、アミロイドPETが陰性でアミロイドの蓄積が証明されない認知症患者を意味する。本研究では、上記の定義に当てはまるPIB陰性認知症患者11例に対して、FDG-PET、MRIおよびそのSPM解析、MIBG心筋シンチグラフィー、髄液中のAβおよびTau蛋白の測定、ApoE遺伝子多型を決定した。その結果11例のPiB陰性認知症のうち3例がAGD, 3例がFTLD, 1例がNFTD、そして2例が孤発性ADと診断された。近年アルツハイマー病の病理所見である老人班に存在するアミロイドたんぱくをPETにて画像化することが成功している。最初に成功したPIBは、現在世界中でもっとも広く行われている方法である。我々の施設でも2006年に成功して以来100例以上の患者さんや健常成人に行ってきた。通常アルツハイマー病では脳内にアミロイドが豊富に蓄積しているため、このPiB-PETは陽性となり、それは我々の施設の患者でも確認できた。そうした中に我々は認知症でありながらPiB-PETが陰性である患者が存在することに気付いた。我々の提唱するPIB陰性認知症は臨床的にはアルツハイマー病と診断した患者であるが、アミロイドPETが陰性でアミロイドの蓄積が証明されない認知症患者を意味する。その背景病理は高齢者タウオパチーを主として、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症また弧発性のアルツハイマー病が含まれるのではないかと考えている。本研究では、まず当科物忘れ外来を受診する認知症患者の中から、上記の定義に当てはまるPIB陰性認知症患者を抽出することにあったが、本年度は1例の患者をエントリーすることができた。そしてそれらの患者に対して、当初の研究計画で予定した通り、FDG-PET、MRI、髄液中のAβおよびTau蛋白の測定を行い、ApoE遺伝子多型を決定した。また我々それらの検査に加えて次年度では、レビー小体型認知症を鑑別診断するためにMIBGF心筋シンチを行うこととした。これは中枢神経疾患には保険適応外となるため倫理委員会の了承を得た。また高齢者タウオパチーの中の嗜銀顆粒性認知症を鑑別するためにMRIにて本疾患に特徴的な前方海馬の萎縮を定量的に評価するために画像のSPM解析を行う準備を行った。来年度はさらに患者を集積し、データの蓄積を行う予定である。PIB陰性認知症は臨床的にはアルツハイマー病と診断された患者であるが、アミロイドPETが陰性でアミロイドの蓄積が証明されない認知症患者を意味する。本年度の研究では、昨年に引き続き当科物忘れ外来を受診する認知症患者の中から、上記の定義に当てはまるPIB陰性認知症患者を抽出したが、本年度は2例の患者をエントリーすることができた。また本年度は、レビー小体型認知症を鑑別診断するために全例にMIBG心筋シンチを行うこととした。健常対照群はボランティアで応募した人に対して、認知機能検査、頭部MRIを行い確認できた人に同心筋シンチを行った。その結果我々の対照群の中には心筋シンチで取り込みの低下が認められる、いわゆるレビー小体型認知症該当する患者は存在しなかった。来年度はさらに患者を集積し、MRIによる解析を行い、この疾患群の背景病理をさらに解析する予定である。PIB陰性認知症は臨床的にはアルッハイマー病と診断された患者であるが、アミロイドPETが陰性でアミロイドの蓄積が証明されない認知症患者を意味する。その背景病理は高齢者タウオパチーを主として、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症また弧発性のアルツハイマー病が含まれるのではないかと考えられている。また昨年度に引き続きレビー小体型認知症を鑑別診断するために全例にMIBG心筋シンチを行った。

以上の検査はすべて当院の倫理委員会の了承を得ている。健常対照群はボランティアで応募した人に対して、認知機能検査、頭部MRI、心筋シンチを行った。その結果PIB陰性認知症群の中には心筋シンチで取り込みの低下が認められる、いわゆるレビー小体型認知症該当する患者は存在しなかった。またMRIにて前方海馬の萎縮を定量的に評価するために画像のSPM解析を行った。その結果SPM解析では側頭葉内側面で有意な萎縮を示す患者も存在したが、PIB陰性認知症としては?前部で統計学的に有意な萎縮が認められた。また前頭側頭型認知症と考えられる症例も認められた。
相反する記憶による葛藤をコントロールする神経回路の解明

本研究では、既存の活動依存的プロモータに改変を加え、特定細胞種における活性化状態と非活性化状態を区別できるベクターシステムを構築した。さらに、PV-Creマウスと組み合わせることにより、これらの2つの状態で、逆方向に活動操作をする手法を樹立した。それを海馬CA1領域に適応したところ、PV神経細胞には、発生時期に関連して活動レベルの異なる群が存在し、それらによって形成・維持される活動ダイナミックレンジが探索行動において重要であることが明らかになった。脳内に存在する数百億ともいわれる神経細胞は、発生学的にも機能的にも極めて多様である。よって、ある1つの遺伝子の発現に基づいて、均一な細胞群を定義できることは稀であり、多くの場合、異種のポピュレーションを内包することとなる。そこで本研究では、ニューロンの重要な機能を反映する活動に基づいて、ヘテロジェナスな細胞群を区分して標識することを試みた。ある特定の時期のニューロン活動に依存してタンパク質を発現するようにするため、活動依存的プロモータ(Kawashima et al., Nature Met. 2013)と、エストロゲン受容体を用いた薬物誘導法を組み合わせた。まず、よりニューロン活動に対する感受性を高め、活動費依存的なプロモータ活性を下げるために、活動依存的プロモータの改変を行い、期待のできる結果を得ている。また、標識に用いるタンパク質を発現させるコンストラクトについても、種々のDNA組み替え酵素のブール論理組み合わせで制御できるよう、改変を重ねた。改変したコンストラクトは、アデノ関連ウイルスベクターとしてマウスに導入し、活動依存性、及び、ブール論理組み合わせ制御において、意図した通りに動作することの確認を進めている。今後は、それらを駆使して、活動の異なる細胞集団が、発生学的に、また、行動制御における機能において、どのように異なる役割を果たすか明らかにしていきたいと考えている。当初予定していた行動実験の立ち上げは、研究計画の修正にともなって行っていないが、研究に必要なコンストラクト、ウイルス作成は概ね完了し、その動作も期待できる結果を得ている。また今後の研究に必要な基礎データも蓄積しつつあるため。脳内に存在する多種多様な神経細胞群は、発生における各段階で、様々な因子によって誘導される遺伝子プログラムによって、最終的にその特徴を持つようになる。近年、細胞腫特異的プロモータ下にCreリコンビナーゼを発現する、多くの遺伝子改変マウスが開発されたことにより、1つの遺伝子で規定される細胞群の機能を調べることが可能になったが、その内部の多様性に迫る方法論は、なかった。そこで、本研究では、基底状態での活動レベル、というニューロンの機能を左右する特徴に基づいて、1つの遺伝子で規定される細胞群内の、異種のポピュレーションを分ける方法論を確立した。具体的には、既存の活動依存的プロモータ(Kawashima et al., Nature Methods 2013)に、種々の改変を加え、生理的に起こりうる活性化状態と非活性状態を区別できるよう、シグナル・ノイズ比を高めることを試みた。さらに、細胞種特異的プロモータ下にCreリコンビナーゼを発現するマウスと、活動依存的にFlpを発現するウイルスベクターを使用することで、目的とするタンパク質が二つの条件依存的に発現するようなコンストラクトを作成し、ウイルスベクターとして適用することを試みた。今後以上のような新規試薬を用い、1つの遺伝子で規定される細胞群の中に活動レベルの異なるポピュレーションが存在することを実験的に証明し、それらの細胞群内部の活動差の生理的重要性についての検討を行っていく予定である。論文の大筋を決定づけるのに必要と思われる新規試薬の準備を終え、投稿に向けてデータ収集を完了させる段階にあるため。先年度までに、本研究では、既存の活動依存的プロモータを用い、新たな改変を加え、特定細胞種における活性化状態と非活性化状態を区別できるベクターシステムを構築した。さらに、細胞種特定なCre-driverマウスと組み合わせることにより、これらの2つの状態(活性化状態と非活性化状態)で、異なる選択的な操作を実施する手法の樹立を試みた。今年度は、これらの条件検討を進め、パルバルブミン陽性抑制性神経細胞における活性化状態と非活性化状態を選別し、選択的操作を実施することを試みた。具体的には、まずPV-Creマウスにて、E-SARE変異人工プロモータの下流でFlpリコンビナーゼを発現するAAVベクターを組み合わせ、PV神経細胞の活動レベルの低い群と、高い群を分別的に標識した。その結果、PV神経細胞の基底状態における活動レベルは、発生学的に生まれる時期と密接な関係があることが明らかになった。そこで、次に、そうした1つの細胞種内での活動ダイナミックレンジの維持の重要性を調べるため、活動レベルの低い群と高い群で、逆方向的な活動操作を実施した。その結果、海馬CA1領域において、活動ダイナミックレンジの破綻により、探索行動パターン・場所記憶に有意な変化が生じることが明らかになった。これらの成果は、抑制性細胞細胞種の活動レンジ維持の重要性を示唆するものであり、抑制性局所回路による精緻な記憶制御機構の一端が解明されたと考えられる。

今後は、ウイルスベクターを使用する上でのin vivo実験に最適な条件を確立し、蓄積した基礎データに基づいて、計画を遂行する。投稿準備に向けて、追加の実験・解析をこなし、早期の論文作成を目指す。
体内埋込み型医療機器向けLSI回路のための極低電力自己テスト方式に関する研究

本研究では、LSIスキャンテストにおいて、遅延故障検出に寄与しない無効入力遷移が多く存在することに着目し、無効入力遷移を回路内に伝搬させない選択的入力遷移マスク回路を提案した。シミュレーション及びテストチップによる実測によって、テスト品質を低下させずに自己テスト電力を大幅に削減きることが確認できた。また、クロック信号線周辺の状態遷移削減によって、クロックストレッチを抑え、実速度スキャンテストの精度を高めることに成功した。提案手法は、超低電力性を要求される体内埋込み型医療機器向けLSI回路のテストに大きく寄与する。本年度は、体内埋込み型医療機器向けLSI回路の自己テストにおける入力遷移の分析を研究目標に実施した。まず、大規模なITC'99ベンチマーク回路に対して、自己テストモデルを構築した。自己テストモデルでは、スキャンチェーン数=200、擬似乱数発生器ビット幅=20、移相器構成=20-to-200、空間圧縮器構成=200-to-20、多入力シグネチャレジスタビット幅=20という実用的な構成をとった。そして、様々な応用条件下の入力遷移について調べるため、擬似乱数の数を10,000、30,000、50,000にしてシミュレーション実験を行った。実験では、テストベクトルを機能回路部に印加した後、2回のキャプチャ操作を通じて遅延テストを行うというLOC(Launch-on-Capture)方式を想定して、1回目のキャプチャ操作で入力側で遷移(入力遷移)を引き起こし、2回目のキャプチャ操作で出力側で遷移の伝搬状況について、高いタイミング精度を持つ論理回路シミュレーションシステムを用いて確認した。その結果、入力遷移が出力側まで伝搬する割合という「伝搬率」は平均で17.5%、最大で47.8%であったことが分かった。これは、遅延故障検出に寄与しない無効入力遷移が多く存在することを意味する。従って、無効入力遷移を回路内に伝搬しないように何らかの方式(例えば、選択的入力遷移マスク回路)でマスクできれば、テスト品質(故障検出率)を低下させずに自己テスト電力を大幅に削減することができるという本研究の基本アイディアの有効性は確認された。本年度は、組込み自己テストの実行中に発生する入力遷移(フリップ・フロップの出力遷移)の内、遷移故障の検出に寄与しない入力遷移(すなわち、無効遷移)を選択的に抑えることによって、極低電力組込み自己テストを実現するというSITM-BIST技術(必要な制御回路を含む)を提案することを目標に研究を実施した。まず、前年度に実施した入力遷移の伝搬実験データについて無効遷移の空間的分布と時間的分布を分析した。その結果、ベクトル間バラツキ、及び、回路入力間バラツキが存在することが判明した。ベクトル間バラツキとしては、すべての入力遷移が無効遷移である場合もあることが判明した。一方、回路入力間バラツキは明確な特徴があることが確認できなかった。この分析結果を踏まえて、無効遷移を抑えるための選択的入力遷移マスク回路の設計方法を提案した。このマスク回路は、(1)無効遷移をマスクするユニット、(2)無効遷移表を格納するOn-Chipメモリ、及び、(3)マスク制御回路から構成される。また、回路オーバーヘッドを抑えるために、一部の無効遷移のみを抑える方式をも提案した。この方式では、まず、回路の出力側から入力側に向かってレベル付けを行う。次に、レベルの低く影響領域(Impact Area)の大きいフリップ・フロップ出力を優先的に予め指定された数のフリップ・フロップ出力のみをマスクするようなにユニットを挿入する。これらの回路変更を行うことによって、組込み自己テストの実行中に発生する無効遷移を選択的に抑えることができる。本年度は、STIM-BIST技術の有効性を確認するため、評価用LSI回路の試作を目標に実施を始めた。まず、評価用LSI回路の設計作業において、STIM-BIST技術を用いた場合の電力(機能動作時及びテスト時)の影響(テスト電力レベル、テスト電力安全性、電池のテスト消耗率など)を詳細に調べるために、試作LSI回路内の数か所にオンチップの遅延計測ユニットを設けた他、消費電力の影響をより効果的に評価するために、電源分配ネットワーク(PDN: Power Distribution Network)に三種類の強弱レベルを設定できるようなユニークな仕組みを考案し、実装した。次に、設計されたLSI回路についてシミュレーションを用いて徹底的な動作確認を行った。その作業過程で、テスト電力の影響はLSI回路の論理機能部にあるパスの遅延だけではなく、LSI回路内のすべてのクロックパスの遅延にも大きく影響し、結果としてテストサイクルを引き延ばしてしまうという「クロックストレッチ」現象を引き起こすことを判明した。クロックストレッチによって、実速度スキャンテストを実施しても一部の遅延故障の検出ができなくなる恐れがある。そのため、本年度に予定していたLSI回路の試作(VDECを通じて行う予定)を来年度に変更し、クロックストレッチを削減するための手法を追加的に研究した。その結果、回路設計を変更せずテストデータ変更のみでクロックストレッチを効果的に削減する技術の開発に成功した。この技術では、まず近傍信号値変化量の多いクロックパスを特定した上、テストキューブ内のXビット(未定値ビット)に最適な論理値を埋め込むことによって、クロックパスの近傍信号値変化量を効果的に削減することができる。これは世界初のテストデータ制御型クロックストレッチ削減手法であり、低電力LSIテストの研究分野での大きな学術的・産業的インパクトが期待できる。本年度の研究目的は「STIM-BIST技術の有効性を確認するための評価用LSI回路の試作」であった。実施した結果、評価用LSI回路の設計に成功した。

設計された評価用LSI回路に対して詳細なシミュレーション検証を行った結果、当初の設計要求機能がすべて達成されたが、テスト電力の影響はLSI回路の論理機能部にあるパスの遅延だけではなく、LSI回路内のすべてのクロックパスの遅延にも大きく影響し、テストサイクルを引き延ばしてしまうという「クロックストレッチ」現象を引き起こすことを判明した。クロックストレッチによって、実速度スキャンテストを実施しても一部の遅延故障の検出ができなくなる恐れがある。このため、LSI回路の試作(VDECを通じて行う予定)の実施を来年度に変更し、クロックストレッチを削減するための手法を追加的に研究した。その結果、低電力LSIテストの研究分野での大きな学術的・産業的インパクトが期待できる、世界初のテストデータ制御型クロックストレッチ削減手法の開発に成功した。LSI回路の試作を平成28年度に変更しても、本研究の最終目標の達成のための大きな支障にはならない。このため、本年度の実施はおおむね順調に進展していると判断できる。(1)テスト電力の影響はLSI回路の論理機能部にあるパスの遅延だけではなく、すべてのクロックパスにも大きく影響し、テストサイクルを引き延ばしてしまうという「クロックストレッチ」現象が確認されている。それによって、実速度スキャンテストを実施しても一部の遅延故障の検出ができなくなる恐れがある。昨年度に提案したクロックストレッチ削減手法では、回路設計を変更せずテストデータ変更のみでクロックストレッチを削減することができるが、テストデータの変更で長い活性化パスの近傍論理値変化量が増えてしまい、誤テストが発生しかねない。本年度は、この問題を解決するために、テストデータ変更において、長い活性化パスの近傍に論理値変化量に影響を与えないようなXビット(未定値ビット)を特定し、それらのみを使用することによって誤テストを回避できるようにした。(2)STIM-BIST技術の有効性を確認するための評価用LSI回路の設計を改良し、より高い精度でパス遅延値の変更を計測できるようにした。これは、テスト電力に起因するIR-Dropが引き起こすパス遅延の増加が一般的には小さいためである。改良した回路設計では、遅延値の比較対象となるバッファーの数を増やし、かつその構成を制御可能にした。このテストチップの試作はVDECの日程変更で平成28年度に実施することができなかったが、平成29年度に完成し、評価実験を行う予定である。(3)STIM-BIST技術のEDA(電子設計自動化)システムへの実装を行った。米国のLSIテストEDAツールベンダーであるSynTest Technology社から提供されたテスト設計ツールVirtualScanTMのファイルインターフェースに合わせてSITM-BIST技術を利用できるようにした。また、VirtualScanTMを利用した評価実験を行い、その有効性を確認した。
離散系・超離散系による総合的連続系分析手法の研究

連続の力学系に対して新しい離散化手法を考案し、その手法の結果で得られた離散系とセルオートマトンの性質をもとの連続系の振る舞いと関連づけることに成功した。特に、提案した離散化手法の妥当性を計るため、様々な自然現象を記述する連続模型の離散化を行ない、それぞれの模型に対応する離散系から、「超離散化」と呼ばれているテクニックによって適切なセルオートマトンを系統的に構成し、これらのセルオートマトンの示す挙動がもとの自然現象に類似しているものであることを示した。本研究は「与えられた連続系の超離散化可能な有理写像による離散化手法を打ち立て,コンピュータシミュレーションと解析的な手法を用い,得られた離散的表現の忠実さを計る指針を与える.提案した手法で得られた離散系の超離散極限を行い,その結果で得られるセルオートマトンの性質をもとの離散系と連続系の振る舞いと関連づけること」を目的とし,それに関して本年度は以下の研究成果を得た.1.[A.S.Carstea et al.,Physica A 364(2006)276-286]で発表した連続模型とその系の離散版にはlimit cycleが一つしか存在しないことにも関わらず、離散系の超離散極限で得られたセルオートマトンに意外にも多数のlimit cycleが存在するという不思議な現象を単純化された系で再現し、その現象の原因を解明した.特に,もとの3次元の模型の代わりに同じ現象を示す2次元力学系の離散化・超離散化を行い,超離散極限が引き起こすlimit cycleの推移を考察した.離散的なlimit cycleが極限において崩壊し,多数のcycleが出るようなパラメーター範囲で,セルオートマトンに現れるcycleの特徴ともとの離散系におけるcycleとの関係を明らかにした.2.提案した離散化手法の妥当性を調べるため,上記の1.で研究された力学系以外に,limit cycleを持つ模型をいくつか考察し,今後の研究課題において難問となる現象を見出した.それは,高次元の模型の場合,それぞれの従属変数の時間発展の順序を正しく選ばないと得られた離散的表現の忠実さが悪化することである。さらに,時間遅れの項を持つ連続模型の離散化を行うとき,時間遅れの導入のやり方によって,離散系の振る舞いが連続系から大きくずれることもある。この問題の原因は現在研究中である。3.離散系の連続極限を考察するために,KP方程式の離散版である広田・三輪方程式の多項式解を構成し,適切な従属変数変換を用い,広田・三輪方程式からKP方程式と同じようなlump解をもつ非線形差分方程式を得た.この成果は現在投稿中である.本研究は「与えられた連続系の超離散化可能な有理写像による離散化手法を打ち立て,コンピュータシミュレーションと解析的な手法を用い,得られた離散的表現の忠実さを計る指針を与える.提案した手法で得られた離散系の超離散極限を行い,その結果で得られるセルオートマトンの性質をもとの離散系と連続系の振舞と関連づけること」を目的とし,それに関して本年度は以下の研究成果を得た.1.昨年度提案した離散化手法の妥当性を調べるため,limit cycleを持つ横型をいくつか考察し,今後の研究課題において難問となる現象を見出した.それは,高次元の摸型の場合,従属変数のぞれぞれの(離散的な)時間発展の順序が正しくなければ,構成した離散的表現の忠実さが悪化することである.特に,時間遅れの項を持つ連続模型の離散化を行うとき,時間遅れの導入のやり方によって離散系の振舞が連続系から大きくずれることもある.この問題の原因は従属変数の「staggering」にあることが判明し,具体的な連続模型の場合,模型におけるパラメーターの広い範囲で,もとの連続系と同じ性質を持つ離散系を構成することができた.この結果を発表する論文はJ. Phys. Aに掲載される予定である.2.離散パンルヴェ方程式のベックルンド変換から得られるcontiguity relationの,超離散化を考察し,q-型PIII, PIVとPVIの程式の場合には、方程式の超離散版とともにそれぞれの超離散系におけるcontiguity relationを構成した.3.離散KdV方程式からソリトン・セルオートマトンを得るために特別の従属変数変換が必要であるが,現時点では,その変換の一般的な求め方は知られていない.そこで,離散可積分系とソリトン・セルオートマトンを結び付ける変換の系統的な構成法を提案した.この結果を発表する論文は現在投稿中である.本研究は「与えられた連続系の超離散化可能な有理写像による離散化手法を打ち立て,コンピュータシミュレーションと解析的な手法を用い,得られた離散的表現の忠実さを計る指針を与える.提案した手法で得られた離散系の超離散極限を行い,その結果で得られるセルオートマトンの性質をもとの離散系と連続系の振舞と関連づけること」を目的とし,それに関して本年度は以下の研究成果を得た.1.提案した離散化手法の妥当性を計るため,補食者一被食者系におけるcryptic振動を記述する離散的なモデルを構成した.(

cryptic振動は,普通の補食者一被食者系における個体数の振動と異なり,被食者の数がほとんど変動しない,それぞれの個体種の間に周期の四半分ではなく,半周期に近いずれがあるという独特な現象である.)さらに,この模型の超離散化により,同じ挙動を示すセルオートマトンが得られた.この結果を発表する論文は現在投稿中である.2.離散KdV方程式からソリトン・セルオートマトンを得るために特別の従属変数変換が必要であるが,現時点では,その変換の一般的な求め方は知られていない.そこで,離散可積分系とソリ.トン・セルオートマトンを結び付ける変換の系統的な構成法を提案し,離散ソリトン系の超離散化可能な表現を得るための新しい方法を考案した.さらに,この方法を用いると,超離散化可能なYang-Baxter写像(即ちYang-Baxter方程式の集合論的な解)として解釈できる離散可積分系が得られることが分かった.その結果,初めて,離散KP階層からYang-Baxter写像を系統的に構成できる手法が得られた.
甲状腺ホルモンとリガンドの結合におけるハロゲン原子の受容体結合力増強機構の解明

核内受容体・甲状腺ホルモン受容体(TRs)は、全身の細胞に発現し、トリヨードチロニン(T3)やチロキシン(T4)が結合することで活性化し、細胞の代謝を向上させる。TRの内在性リガンドであるT4は、分子中に4つのヨウ素原子を持つが、チロキシン類縁体のホルモン活性はヨウ素の位置や数に依存すること、ヨウ素を持たないチロニンはTRに対して活性を示さないことが報告されている。本研究の目的は、TRとT4をはじめとするTR結合性リガンドとの間の結合においてハロゲン原子が分子メカニズムを解明し、チロニン誘導体の受容体結合機構の解明と定量的な化学物質の核内受容体結合性予測法の確立を目指すことである。甲状腺ホルモン受容体のリガンド結合性の評価には、一般にヨウ素を放射標識したトレーサーを使用した結合試験が一般的であるが、これらの結合試験は特にヨウ素原子を標識したリガンドの生体への有害性から取り扱いに専用の施設が必要となる。そこで本年度はこれらの甲状腺ホルモン受容体結合性リガンドの結合性評価において、結合試験のトレーサーとして用いる蛍光標識リガンドのデザイン、合成を試みた。初めに、甲状腺ホルモン受容体α型、およびβ型(TRα, TRβ)の報告されているすべての構造に対し、ドッキング計算を行うことでT4, T3との複合体の構造を予測し、既報のX線結晶構造との再現性を検証した。これらの計算結果をもとに、以降の実験で使用する蛍光リガンドのデザインを行い、T4-C6-NBDがTRα, TRβ両方の受容体に対し高い結合性を示したため、T4-C6-NBDを以降の結合試験のトレーサーとして使用することとした。現在、計算によりデザインしたT4-C6-NBDを合成し、その結合性を評価することを試みている。1年目の計画はチロニン誘導体の合成、分子軌道計算およびHPLCカラム溶出試験によるチロニン誘導体の分子間相互作用解析であり、チロニン誘導体の合成スキームを確保したものの、合成したチロニン誘導体の相互作用解析には至らなかった。しかし、当初の予定では放射標識トレーサーを用いる予定であった結合試験について、専用の設備を必要としない蛍光トレーサーの開発に成就し、また、2年目に計画していたチロニン誘導体の結合競争試験、および受容体-チロニン誘導体複合体のX線結晶構造解析の実験系の構築を行ったことから、おおむね順調に進展しているといえる。次年度では、合成した蛍光トレーサーを使用してチロニン誘導体の甲状腺ホルモン受容体に対する結合性の評価を行い、チロキシンと甲状腺ホルモン受容体との結合性におけるヨウ素原子の寄与を明らかとする。そして、特に相互作用の寄与の大きいヨウ素原子の位置や、受容体のアミノ酸残基に対し、分子軌道計算による相互作用エネルギーの定量的な評価や変異体解析による解析を行い、受容体とリガンドの間の結合における役割を明らかとする。これら研究によって、甲状腺ホルモン受容体とリガンドとの間の結合にいてのハロゲン原子の結合の分子メカニズムの解明、およびチロニン誘導体の受容体結合機構の解明と定量的な化学物質の核内受容体結合性予測法の確立を目指す。

次年度では、合成した蛍光トレーサーを使用してチロニン誘導体の甲状腺ホルモン受容体に対する結合性の評価を行い、チロキシンと甲状腺ホルモン受容体との結合性におけるヨウ素原子の寄与を明らかとする。そして、特に相互作用の寄与の大きいヨウ素原子の位置や、受容体のアミノ酸残基に対し、分子軌道計算による相互作用エネルギーの定量的な評価や変異体解析による解析を行い、受容体とリガンドの間の結合における役割を明らかとする。これら研究によって、甲状腺ホルモン受容体とリガンドとの間の結合にいてのハロゲン原子の結合の分子メカニズムの解明、およびチロニン誘導体の受容体結合機構の解明と定量的な化学物質の核内受容体結合性予測法の確立を目指す。
抗MOG 抗体が介在する自己免疫性視神経炎の病態解析

自己抗体が介在する急性視神経炎の診断マーカーとして、抗myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)抗体および抗aquaporin (AQP)4抗体が知られるが、各抗体陽性例の臨床的特徴・治療反応性・病態機序は不明である。本研究では、抗MOG抗体陽性群を抗AQP4抗体陽性群と対比させて、その臨床的特徴を明らかにし、抗MOG抗体による視神経炎発症の意義を明らかにすることを目的とし、現時点で以下の結果を得ている。1)全国の神経眼科33施設での急性発症視神経炎531例について抗MOG抗体および抗AQP4抗体検査を行なった。抗MOG抗体陽性例は10%を占め、抗AQP4抗体陽性例が12%であった。抗MOG抗体陽性視神経炎は抗AQP4抗体陽性群に比べ、視神経の前半に病変が強く高度の浮腫を呈するが、免疫療法に反応して視機能の改善が速やかであった。また、両者間で再発回数には差がないものの視機能予後はMOG群で良好であった。これらの詳細な結果はOphthalmology誌に投稿し採択された。2)MOG蛋白上で抗体が結合するエピトープも解析を行ない、細胞外ドメインの42番目のアミノ酸が抗体認識に重要であることを明らかにした。さらに、視神経炎群と脊髄炎群ではその抗体結合部位に差があることを明らかにした(論文作成中)。3)本症の発症病態研究には、本症患者に生じる抗体が認識するMOG蛋白を発現するモデル系が必須である。しかしながら、患者に生じる抗MOG抗体はマウスのMOGに対する反応が極めて不良であるため、ヒト抗体が結合するヒト型MOGを発現する遺伝子改変マウスを作製し、すでにキメラ型が誕生している状態である。今後交配を進め、ヒト型MOG発現マウスを用いての疾患由来抗体の反応を臨床的、免疫学的、病理形態学的に解析し、その炎症動態を明らかにする。1)視神経炎531例について、抗MOG抗体および抗AQP4抗体を、それぞれの抗原蛋白を細胞膜に発現させて検出するcell-based assay法にて抗体検査を行い、各抗体陽性例の臨床特徴を抽出し、それぞれが治療反応性、経過予後が異なることを明らかにした。これらの結果をOphthalmology誌に発表した。2)ヒトに生じる抗MOG抗体が結合するMOG蛋白上のエピトープを明らかにし、視神経炎を生じる例と脊髄炎を呈する例ではその認識部位が異なることを明らかにした(論文作成中)。3)ヒト型MOG遺伝子を発現するマウスの作製に成功しており、今後はMOGが標的となる抗体の作用を、マウスの視機能、形態変化、免疫動態を解析してその炎症病態を明らかにしていく。1.これまで、抗MOG抗体陽性視神経炎及び抗AQP4抗体陽性視神経炎多数例の臨床情報を収集してきた。これらを基に多項目に及ぶ詳細なデータベースを作成し、病状経過と治療法や抗体価との関係を明らかにし、至適治療法の検討を進める。2.抗MOG抗体陽性例は視神経炎を呈する頻度が高いものの,脊髄炎や広汎な大脳病変を主徴とする病型を呈することもあるため、病型により抗体が認識するMOG構造の差違についての検討を進める。3.ヒト型MOGを発現する遺伝子改変マウスを作製し、マウスの脳内に抗MOG抗体陽性患者IgG分画を投与して作成した疾患モデルについて,詳細な視機能および行動解析、視神経・その他の中枢神経組織の形態学的,免疫学的検討を加える。本抗体を生じない他の炎症性神経疾患および非神経疾患患者由来のIgG投与マウスについても同様の手法で検討を加え,抗体陽性群との比較検討を行う。これにより,視神経炎における抗MOG抗体の病態への関与を明らかにし,抗MOG抗体が介在する視神経炎発症病態の解析、それに基づいた治療法を策定する。急性発症の視機能障害の中で、自己抗体が介在する中枢神経炎症性脱髄疾患による場合は、重篤な視神経炎を生じる。病態の早期診断、速やかな治療導入で視機能改善が得られる。これまで急性視神経の診断マーカーとして、抗myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)抗体および抗aquaporin (AQP)4抗体が知られ、これらの抗体陽性例では免疫療法が奏効する。抗体の視神経炎における病態機序は不明であり、特に、MOGはその機能自体が解明されていない。本研究では、急性視神経炎の標的抗原であるMOGに対して自己抗体を生じる疾患の臨床病態を明らかにし、機能が不明であるMOG蛋白が、抗体の作用により視神経炎を発症する意義について明らかにすることを目的とした。これまでの研究により現時点までに以下の結果を得ている。1)全国の神経眼科から診断のために当施設に送付された、急性発症視神経炎370例について抗MOG抗体および抗AQP4抗体検査を行なった。このうち、抗MOG抗体陽性例は10.2%を占め、抗AQP4抗体陽性例が12.4%であった。各抗体陽性群について、その臨床的特徴を明らかにし、各抗体陽性例の相違点を明らかにした。抗体種による臨床的特徴の差違を明らかにすることで、それぞれの治療反応性の相違、それらの情報に基づく病態の相違を明らかにする基盤作った。2)本症の発症病態研究には、本症患者に生じる抗体が認識するMOG蛋白を発現するモデル系が必須である。

しかしながら、患者に生じる抗MOG抗体はマウス・ラットのMOGに対する反応が極めて不良である。そこで、ヒト抗体が結合するヒト型MOGを発現する遺伝子改変マウスの作製に向けて準備を進めている。本遺伝子改変マウスに対して、疾患由来の抗体反応を臨床的、免疫学的、病理形態学的解析を行い、その炎症動態を明らかにしていく。おおむね順調に進展し,視神経炎370例について、抗MOG抗体および抗AQP4抗体を、それぞれの抗原蛋白を細胞膜に発現させて抗体反応を検出するcell-based assay法にて解析することができた。各抗体陽性例の臨床情報を元に、それぞれの特徴を抽出し、抗MOG抗体陽性視神経炎の臨床的特徴を明らかにして、抗AQP4抗体陽性視神経炎の特徴と比較検討した。両者の特徴には様々な点で相違があり、治療反応性、経過予後の違いを明らかにした。平成30年度は、それぞれの抗体陽性例の各種治療に対する反応性や長期経過中の再発頻度などを解析し、これらのデータを基にした診断・治療法に関するガイドライン作成の基盤を作る予定である。一方、ヒト型MOGを発現するマウスについては、MOG蛋白のN末細胞外ドメインを時限的に発現するマウスの作製を行っている。すでに、ヒト型MOG遺伝子を組み込んだベクターを導入したマウスの作製に成功しており、交配を進めてoligodendrocyteにヒト型MOGが過剰発現するマウスの安定的供給が可能な体制作りを進めている。自己抗体が介在する急性視神経炎の診断マーカーとして、抗myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)抗体および抗aquaporin (AQP)4抗体が知られるが、各抗体陽性例の臨床的特徴・治療反応性・病態機序は不明である。本研究では、抗MOG抗体陽性群を抗AQP4抗体陽性群と対比させて、その臨床的特徴を明らかにし、抗MOG抗体による視神経炎発症の意義を明らかにすることを目的とし、現時点で以下の結果を得ている。1)全国の神経眼科33施設での急性発症視神経炎531例について抗MOG抗体および抗AQP4抗体検査を行なった。抗MOG抗体陽性例は10%を占め、抗AQP4抗体陽性例が12%であった。抗MOG抗体陽性視神経炎は抗AQP4抗体陽性群に比べ、視神経の前半に病変が強く高度の浮腫を呈するが、免疫療法に反応して視機能の改善が速やかであった。また、両者間で再発回数には差がないものの視機能予後はMOG群で良好であった。これらの詳細な結果はOphthalmology誌に投稿し採択された。2)MOG蛋白上で抗体が結合するエピトープも解析を行ない、細胞外ドメインの42番目のアミノ酸が抗体認識に重要であることを明らかにした。さらに、視神経炎群と脊髄炎群ではその抗体結合部位に差があることを明らかにした(論文作成中)。3)本症の発症病態研究には、本症患者に生じる抗体が認識するMOG蛋白を発現するモデル系が必須である。しかしながら、患者に生じる抗MOG抗体はマウスのMOGに対する反応が極めて不良であるため、ヒト抗体が結合するヒト型MOGを発現する遺伝子改変マウスを作製し、すでにキメラ型が誕生している状態である。今後交配を進め、ヒト型MOG発現マウスを用いての疾患由来抗体の反応を臨床的、免疫学的、病理形態学的に解析し、その炎症動態を明らかにする。