hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元低消費電力メニーコアプロセッサを指向した自律最適制御アーキテクチャの開発

本研究で目的としている「3次元低消費電力メニーコアプロセッサを指向した自律最適制御アーキテクチャ」ではコア間通信を制御するルーターに非同期FPGAを導入することで、1.処理内容に応じてFPGAを再構成することでルーターの消費電力と面積を削減2.大規模回路で問題となるトランジスタの特性と配線遅延のばらつきを非同期式回路技術により克服を実現する。しかし、従来の非同期FPGAはデータの処理に特化した単純なロジックブロックから構成されるため、ルーターに代表される複雑なデータパス制御が要求されるアプリケーションは開発が難しい。この問題を解決するため、ハンドシェークコンポ一ネント(HC)に基づくアプリケーション開発に適した非同期FPGAを提案した。HCは演算回路や処理順序制御回路などの非同期式回路における機能要素をモデル化したものであり、アプリケーションは複数のHCが接続された「ハンドシェークサーキット」として表現される。ハンドシェークサーキットは非同期式回路記述言語から合成することも可能であり、大規模で複雑なアプリケーションの開発に適する。提案FPGAでは各ロジックブロックへHCを直接マッピングすることができるため、HCベース設計の設計容易性を活用できる。また提案FPGAは2種類のロジックブロックから構成され、HCの種類に応じて利用するロジックブロックを選択することで効率のよい実装を実現する。本研究で目標としているアーキテクチャは多数の非同期FPGAを内蔵するため、アプリケーションを開発しやすい非同期FPGAアーキテクチャは不可欠である。しかしこれまで大規模なアプリケーションの設計容易性に着目した非同期FPGAアーキテクチャはほとんど提案されていなかったため、本研究のみならず学術・産業の面からも重要な成果といえる。(抄録なし)本研究で目的としている「3次元低消費電力メニーコアプロセッサを指向した自律最適制御アーキテクチャ」ではコア間通信を制御するルーターに非同期FPGAを導入することで、1.処理内容に応じてFPGAを再構成することでルーターの消費電力と面積を削減2.大規模回路で問題となるトランジスタの特性と配線遅延のばらつきを非同期式回路技術により克服を実現する。(抄録なし)
Daxx-ASK1-JNK/p38を介するケラチノサイトのアポトーシス:アポトーシスと分化の新展開

ASK1がケラチノサイトのアポトーシスを誘導するかどうか検討した。Ad-1W,Ad-β-gal,をコントロールとしてAd-ASK1-ΔNをMOI5,50で感染させ、形態変化を観察した。24hでは、大きな形態変化はない。48h後には、従来他の細胞で報告されているようにMOI50で、ケラチノサイトはアポトーシスを起こした。TUNEL法にてアポトーシスを確認した。しかし、Ad-ΔN-ASK1のMOI5では、アポトーシスは起こさず細胞が大型化・扁平化し、分化と考えられる形態変化を示した。TUNEL法にても陽性細胞はほとんど見られない。ASK1がケラチノサイトのアポトーシスを起こすことが確認できたが、低いdoseでは分化を起こすことが示唆されるので、次に分化マーカーを調べた。InvolucrinタンパクはWestern blot法,Transglutaminase-1 mRNAはNorthern blot法にて調べた。MOI5でASK1-ΔNはInvolucrinタンパク、Transglutaminase-1 mRNAを誘導していた。この変化は代表的なケラチノサイトの分化誘導因子である10%FCS含有培養液による誘導と同様である。形態変化とも考え合わせると、MOI5のASK1-ΔNはケラチノサイトの分化を引き起こすと考えられる。ASK1-ΔNによるケラチノサイトの分化誘導時に、ASK1の下流にあるJNKとp38MAP kinaseの活性が誘導されているかどうか検討した。Ad-ASK1-ΔNをMOI5で感染させ、時間を追って活性を検討したところ、ASK1タンパクの出現パターンとほぼ一致して6-12時間後よりJNKとp38MAP kinaseの活性の上昇が見られたことから、ASK1はケラチノサイトのSEK1-JNKとMKK3/MKK6-p38MAP kinaseのカスケードを活性化していると考えられる。1、アポトーシス誘導によるASK1タンパク、mRNA発現およびASK1およびJNK/p38活性への影響:紫外線照射によるアポトーシス誘導後、ASK1のタンパク、mRNAの発現を、それぞれWestern blot法およびNorthern blot法にて検討した。さらに、ASK1活性を細胞抽出液を抗ASK1で免疫沈降後、GST-MKK6,GST-SAPK3KNを用いたcouple kinase assay法を用いて測定した。また、ASK1活性に伴い上昇すると考えられるJNK/p38の活性を、免疫沈降、抗phopho-c-Jun、ATF-2を用いたWestern blot法にて測定した。JNK/p38活性の誘導はみられたが、ASK1活性の上昇はみられなかった。2、分化誘導によるASK1タンパク、mRNA発現、ASK1およびJNK/p38活性への影響:高カルシウム濃度培養液への変更、牛胎児血清、Vitamin D_3、TPAの添加により分化誘導後、1と同様に検討した。JNK/p38の活性上昇はみられたが、ASK1の活性の上昇は確認できなかった。3、アデノウイルスベクターを用いたASK1遺伝子導入による培養ケラチノサイトにおける分化およびアポトーシスの解析(1)アデノウイルスの調整:constitutively active form ASK1およびdominant negative formASK1遺伝子組み込みアデノウイルスベクターを293細胞にて大量に増殖させた後、精製・濃縮・透析を行い-80°Cにて保存した。コントロールウイルスとしては、β-ガラクトシダーゼ組み込みアデノウイルスベクターを用いた。ASK1タンパクの発現はWestern blot法にて確認した。(2)constitutively active form ASK1導入によるケラチノサイトの分化およびアポトーシス誘導の検討:(1)constitutively active formASK1

アデノウイルスベクターをケラチノサイトに感染させ、アポトーシス、分化が起こるかどうか形態を観察し、アポトーシスはTUNEL法にて確認した。低いmoiでは分化、高いmoiではアポトーシスを起こした。(2)ケラチノサイトの分化誘導のマーカーとしてはInvolucrin蛋白の発現をWestern blot法にて、また、Involucrin陽性細胞数をFACSにて検討した。さらに、Transglutaminase-1 mRNAの発現をNortern blot法にて確認した。いづれも、ASK1導入にて著明に誘導されていた。ASK1がケラチノサイトのアポトーシスを誘導するかどうか検討した。Ad-1W,Ad-β-gal,をコントロールとしてAd-ASK1-ΔNをMOI5,50で感染させ、形態変化を観察した。24hでは、大きな形態変化はない。48h後には、従来他の細胞で報告されているようにMOI50で、ケラチノサイトはアポトーシスを起こした。TUNEL法にてアポトーシスを確認した。しかし、Ad-ΔN-ASK1のMOI5では、アポトーシスは起こさず細胞が大型化・扁平化し、分化と考えられる形態変化を示した。TUNEL法にても陽性細胞はほとんど見られない。ASK1がケラチノサイトのアポトーシスを起こすことが確認できたが、低いdoseでは分化を起こすことが示唆されるので、次に分化マーカーを調べた。InvolucrinタンパクはWestern blot法,Transglutaminase-1 mRNAはNorthern blot法にて調べた。MOI5でASK1-ΔNはInvolucrinタンパク、Transglutaminase-1 mRNAを誘導していた。この変化は代表的なケラチノサイトの分化誘導因子である10%FCS含有培養液による誘導と同様である。形態変化とも考え合わせると、MOI5のASK1-ΔNはケラチノサイトの分化を引き起こすと考えられる。ASK1-ΔNによるケラチノサイトの分化誘導時に、ASK1の下流にあるJNKとp38MAP kinaseの活性が誘導されているかどうか検討した。Ad-ASK1-ΔNをMOI5で感染させ、時間を追って活性を検討したところ、ASK1タンパクの出現パターンとほぼ一致して6-12時間後よりJNKとp38MAP kinaseの活性の上昇が見られたことから、ASK1はケラチノサイトのSEK1-JNKとMKK3/MKK6-p38MAP kinaseのカスケードを活性化していると考えられる。
ランダムミュータジェネシスによる遺伝子欠損モデルラットの開発に関する研究

ラットの新規突然変異体を作製する目的で、ランダムミュータジェネシスを行った。クロラムブシルを雄ラットに投与し、雌ラットと交配し、産仔の数を数えることによって、投与するクロラムブシルの最適量と最適な交配時期を検討した。その結果、クロラムブシルは体重1kgあたり5mg以上、15mg以下が良く、交配は投与後3週間から6週間の間に行うのが良いことが判明した。BN系統の雄ラットに10mgのクロラムブシルを投与し、正常雌ラット(F344)と交配した結果、雌ラットが得られた。この雌ラットは妊娠する能力があり、正常雄ラットと交配し、雄ラットを得た。母親である雌ラットと子供である雄ラットとを交配し、6匹のラットを得た。これらのラットを約1年間飼育したところ、皮膚がんが発生した個体や糖尿病が発症した個体などが観察された。この結果、これらのラットは遺伝子の一部に突然変異が挿入された突然変異体であることが推定された。この他、出征時の体の大きさが正常ラットの30%程度の矮小ラットも観察された。この矮小ラットはほとんどの場合、離乳前に死亡したが、成獣まで成長した個体も存在した。この個体は妊娠が可能であったが、正常ラットとの交配で生まれた産仔の中には、同じように矮小の個体も観察された。どの遺伝子に突然変異が起こっているかを確かめるため、DNAマイクロアレイを用いて、G5世代のラットについて遺伝子発現解析を行った。そのところ少なくとも10種類の遺伝子はほとんど発現していないと考えられ、これらの遺伝子は欠失型の突然変異のために発現が抑制されたと推定された。本研究の目的は化学変異原であるクロラムブシルを雄ラットに投与することにより、ゲノム上に欠失型突然変異を起こさせ、遺伝子欠損型の新規突然変異ラットを作製することにある。今年度は、これまでの研究に引き続き、クロラムブシルを雄ラットに投与し、雌ラットと交配することにより産仔を得て、その数の変動から突然変異体を得るのに最適なクロラムブシルの投与量や交配時期の決定を行った。今年度はクロラムブシルを投与する雄ラットをBN系統からF344系統に変更した。その結果、クロラムブシル10mg/kg body weight投与群からは投与後46日から55日の間は産仔が得られなかった。これは精子のゲノムに多くの突然変異が導入され、ほとんど全ての胚(または胎仔)が発生途中で死亡(優性致死)したためと考えられる。効率的に突然変異体を得るにはクロラムブシル投与量を減じる必要性が考えられた。一方、前年度までに得られたG1個体(G0世代雄はBN系統)を用いた交配実験により、G2,G3、G4世代に突然変異体の検出を試みた。その結果、これらの世代のラットに誕生時の体重が他の個体に比べ大幅に減少した個体が得られた。この小型個体にはさらにその大きさから2種類あるものと考えられる。この小型個体は出生児の体重には大きな変化があるものの、そのほとんどは致死とならず、アダルト個体へと成長した。よって現在、この形質の遺伝性を明らかにする交配実験を行っている。また来年度はこれら小型個体から出産時に様々な臓器からRNAを抽出し、ラットマイクロアレイによって遺伝子発現の変化を観察する予定である。その他、水頭症と思われる個体や、四肢に異常のある個体なども得られたが、これらの個体はすべて出生後に死亡した。また同じ親個体から同様の個体は得られておらず、遺伝性の有無については更なる検討が必要であると考えられた。

これまでに行った実験により、クロラムブシルを投与し、ミュータジェネシスを行った雄ラット(系統名:BN)と正常雌ラット(系統名:F344)を交配し、得られた仔ラットをG1世代とし、このG1世代ラットを基にして交配を行い、G2,G3,G4世代のラットを得た。今年度になり、G4世代仔ラット1リッター中に正常な個体の他に、体重が正常個体に比べ低いと考えられる複数の個体を得た。またこれら体重減少が見られる個体群には2つのグループがあり、一つのグループは他方に比べ更に体重が減少していた。これらの矮小化個体特別の出産にも観察されたことから、個体としての矮小化は遺伝的な変異によってもたらされるものと考えられた。この最も矮小化したグループの遺伝的変化を観察するため、生後0日齢のG4世代の仔ラットのうち、正常個体2頭(平均体重5.46g)と矮小個体3頭(平均体重2.79g)から大脳と肝臓をサンプリングし、RNAを抽出し、マイクロアレイ(CodeLink Uniset Rat Expression Bioarray、約9,900遺伝子)を用いて遺伝子発現を比較した。その結果、約10個の遺伝子についてはシグナル強度が数十倍から200倍程度違うことが観察された。このシグナル強度の違いは遺伝子の発現量の違いに相関すると考えられる。すなわち正常個体に比べ矮小個体では特定の遺伝子が発現していない可能性が考えられた。これはG0世代に行ったミュータジェネシスによって遺伝子が欠失した結果であると想像され、現在それぞれの遺伝子について遺伝子発現とゲノムの遺伝解析を行い、遺伝子欠失に関する解析を進めている。
超分子ゲルの高密度集積～高効率・高選択的ＨＰＬＣのための新戦略

I.超分子ゲルツールの開発と二次構造の評価(1)アスパラギン酸やグルタミン酸、γーアジピン酸を起点物質としてキラルな超分子ゲルツールを作製した。ゲル化能や二次キラリティ、さらにはシリカ粒子との複合体の分子認識能が、アミノ酸のわずかなメチレン数の差によって生じることを確認した。(2)カチオン性およびアニオン性親水部を有するグルタミン酸誘導体から形成される超分子ゲルについて、ナノ構造ならびに2次キラリティを電子顕微鏡やコンフォーカル顕微鏡、円二色性スペクトル、円偏光ルミネッセンスによって評価した。発光色素とのバイナリシステムについて系統的に調査した結果、二次キラリティを増幅することによって世界最高値の円偏光発光度の検出に成功した。研究成果の一部は、Angew. Chem. Int. Ed.で発表した。II.π共役系有機相の新規開発と多孔質担体への固定化(1)昨年度に引き続き、グルタミン酸系超分子ゲルツールを固定化した多孔質シリカ担体について、HPLCにおける分子認識型分離能の確認とその機構についての解明研究を行った。超分子ゲルツール中に含まれるカルボニル基とゲスト分子との多重相互作用が選択性を著しく増加させることを確認した。(2)今年度より、当初の提案にはなかった多重相互作用ツールとして、ジヒトロキシナフタレンとトリアジンの共重合体に着目し、研究を展開した。単独共重合によって直径が0.2数μmの単分散かつ真球状の微粒子が作製できること、また多孔質シリカの界面上に導入・固定化できることを確認した。同共重合体は、500600°C程度での焼成により、アモルファスカーボン状に環化反応が進行し、π共役系有機相として利用できることを確認した。得られた複合体は、吸着剤の基本性能として、分子の直線性や平面性を著しく識別することを確認した。当初の研究計画どおり、分子認識の要となる分子デザインの起点として、超分子ゲル系有機相に着目して研究を実施している。中でも、グルタミン酸をベースとした超分子ゲルツールについて、その配向状態について詳細に検討し、当初計画をさらに発展させて、発光性分子との組み合わせによるバイナリ・システムに展開した。とくに同システムから生成される二次キラリティと円偏光発光現象に踏み込んで研究を進めたところ、当初予想していなかった、有機溶液系では世界最高値のなる円偏光発光度を得ることができた。一方、当初計画では、分子認識のための相互作用点としてカルボニルπ電子に着目し、カルボニル基を高密度集積と配向制御を主な研究目標として掲げてきたが、研究を進める中で、ジヒドロキシナフタレンとトリアジンの共重合物に着目・取り組んだ結果、単独共重合によって単分散かつ真球状の微粒子が作製できること、さらは多孔質担体との混合条件下でハイブリッド化が容易に達成できること、加えて、多孔質担体の空孔特性を維持できるなど、次年度の展開に繋がる技術を確立することができた。以上のように、当初計画を展開することによって当初目標を上回る研究成果が上がったと判断した。進捗状況欄で述べたように、昨年度は、(1)キラルな超分子ゲルツールによるバイナリシステムを用いて、世界最高値となる円偏光発光度を実現できたので、研究計画を一部変更・追加して、今年度は円偏光発光を利用したセンシングについて追求したい。また、(2)新たな相互作用点の候補として開発した、ジヒドロキシナフタレンとトリアジンの共重合からなるπ共役システムをさらに展開し、複合化のための担体の多様化を通じて応用・展開範囲を拡大する。具体的には、下記のような研究計画を追加・実施したい。(1)グルタミン酸系超分子ゲルツールに分子認識部位を導入し、外部刺激による応答を円偏光発光現象により評価する。溶液系で基本現象を確認したのち、ポリマー複合系やキャリヤ担体中への導入を検討する。(2)ジヒドロキシナフタレンとトリアジンとの共重合を様々な担体、たとえば多孔質シリカやコロイダルシリカ、セライト、繊維状天然高分子材料等で実施し、ハイブリッド化技術の確立を目指す。また、焼成プロセスにより、π共役系導入量の制御を試みる。得られたハイブリッドの分子認識能や選択吸着能を、π共役系導入量の視点から調査する。本年度は、分子認識素子となる有機相(超分子ゲルツール)の設計・合成・評価と有機相を固定化するための担体システムの開発に関して研究を進めた。I.超分子ゲルツールの開発(一次構造の設計・合成と2次構造の評価)(1)Lーアスパラギン酸、Lーグルタミン酸、Lーγーアミノアジピン酸を分子骨格に有し、アルキル鎖をエステル結合によって、シランカップラー部位をウレタン結合によって導入した4種の新たなアミノ酸誘導体を合成した。本年度は、作製したアミノ酸誘導体のゲル化能(分子配向能)およびシリカ粒子への担持、カラム充填、逆相モードおよびHILICモードでのHPLCを実施し、基本特性を調査した。(2)Lーグルタミン酸を基本骨格とし、アミド結合によって長鎖アルキル基および蛍光団を導入した新たな超分子ゲル形成ツールを作製し、溶液中での配向状態を、蛍光団のストークスシフト、2次キラリティに基づく誘起円偏光度および誘起円偏光発光度によって評価した。(3)すでに開発済みのLーグルタミン酸系超分子ゲルツールについて、分子配向場としての特異性をより掘り下げて評価するため、溶液系およびポリマーフィルムへの複合系において、誘起円偏光度および誘起円偏光発光度を調査した。

その結果、希薄溶液系では世界最高値に相当するきわめて高い円偏光発光度を検出できることを確認した。(4)海外研究協力者と連携して、ポリイオン液体性の有機相についても共同研究を促進した。II.有機相とのハイブリッド化および担体の開発有機相とのハイブリッド化法について、超臨界法や懸濁重合法を展開して、様々なコア・シェル粒子化を検討した。また、巨網状シリカゲルを担体に用いた相互侵入ポリマーネットワーク形成のための基礎研究を、モノマーに側鎖配向性を示すオクタデシルアクリレートを用いて実施し、ハイブリッド構造やポリマーの配向状態について調査した。分子認識の要となる超分子ゲル系有機相の評価について、当初の研究計画を発展的に拡張して、共焦点蛍光顕微鏡(H27購入備品)および円偏光発光度(広島大学・全国共同利用施設)を用いて評価したところ、オール有機・溶液系で世界最高値となる円偏光発光度の検出に成功した。このことは、本研究で設計・合成した有機相が、研究目標である分析化学分野だけに留まらず、次世代光源として期待されるオプティカル材料としての展開を切り開いた点で画期的な第一歩となった。I.超分子ゲルツールの開発と二次構造の評価(1)アスパラギン酸やグルタミン酸、γーアジピン酸を起点物質としてキラルな超分子ゲルツールを作製した。ゲル化能や二次キラリティ、さらにはシリカ粒子との複合体の分子認識能が、アミノ酸のわずかなメチレン数の差によって生じることを確認した。(2)カチオン性およびアニオン性親水部を有するグルタミン酸誘導体から形成される超分子ゲルについて、ナノ構造ならびに2次キラリティを電子顕微鏡やコンフォーカル顕微鏡、円二色性スペクトル、円偏光ルミネッセンスによって評価した。発光色素とのバイナリシステムについて系統的に調査した結果、二次キラリティを増幅することによって世界最高値の円偏光発光度の検出に成功した。研究成果の一部は、Angew. Chem. Int. Ed.で発表した。II.π共役系有機相の新規開発と多孔質担体への固定化(1)昨年度に引き続き、グルタミン酸系超分子ゲルツールを固定化した多孔質シリカ担体について、HPLCにおける分子認識型分離能の確認とその機構についての解明研究を行った。超分子ゲルツール中に含まれるカルボニル基とゲスト分子との多重相互作用が選択性を著しく増加させることを確認した。(2)今年度より、当初の提案にはなかった多重相互作用ツールとして、ジヒトロキシナフタレンとトリアジンの共重合体に着目し、研究を展開した。単独共重合によって直径が0.2数μmの単分散かつ真球状の微粒子が作製できること、また多孔質シリカの界面上に導入・固定化できることを確認した。同共重合体は、500600°C程度での焼成により、アモルファスカーボン状に環化反応が進行し、π共役系有機相として利用できることを確認した。得られた複合体は、吸着剤の基本性能として、分子の直線性や平面性を著しく識別することを確認した。当初の研究計画どおり、分子認識の要となる分子デザインの起点として、超分子ゲル系有機相に着目して研究を実施している。
ストロボ視における運動知覚特性

我々の経験する世界は実にさまざまなものによって満たされているが、それらは決して個々ばらばらな存在ではなく、常に組織づけられ体制化された一つの全体として現われている。運動がこのような視覚的まとまりを作り出すときに、運動のもっている「共通運動性」「時空間的連続性」「因果性」が重要な働きを示すことが明らかにされた。これらを更に細かく分けてみると、"重なり""運動分岐""枠組み""奥行効果""空間的連続""層化完結""同一性保存""機械的因果結合""社会的因果結合"となる。これら諸要因が運動の視知覚体制化に深く関わっていることはこれまでに多くの研究者から指摘されてきたものであるが、しかし運動視知覚研究の実績が乏しい今日にあっていまだ充分な発展を見ないまゝにとどまっている。本研究の目的は、かかる要因が真に運動そのものに依存して起こるものであって、決して空間条件のみでは成り立たないものであることを明らかにすることにある。これまで、動かせばこのように見えるという報告はあるが、動かすことの本質は何かについての分析は皆無である。仮現運動の研究はこの問題に一歩踏み込んだものと考えられるが、それは現実場面から隔離された条件設定を余儀なくされてしまっている。本研究でストロボ視条件を採用したことは、現実運動場面で視知覚体制化に働いている運動要因そのものを消し去るうえできわめて効果的であること、国際的にみてもいまだこの面の研究は行われておらず国際会議での報告では他国研究者達に一層発展を期待されることにある。視覚的運動対象群を観察中、15Hz以下のフラッシュ頻度のストロボ照明に切り換えると、それまでの体制化は崩壊し新たなまとまりへの転換される。実験結果によれば、運動要因消失後知覚体制化に果す形態要因は"近接"であることが明らかとなった。今後この面での追求は、これまで知られなかった新たな側面を示すことになろう。
最小値独立置換族の構造に関する研究

最小値独立置換族の構造の解明、特にその最小サイズの解明の一環として、k-制限最小値独立置換族(k-restricted min-wise independent permutation family)と呼ばれるクラスについて、置換族のサイズの改良された下界を示した。具体的には、n点集合に作用するk-制限最小値独立置換族は、少なくとも次の個数の置換を含んでいることを証明した(簡単のため、kが奇数の場合のみ示す):(n-1) choose ((k-1)/2)+(n-1) choose ((k-3)/2)+...+(n-1) choose 0.ただしn choose rはn個のものからr個を非復元抽出するときの組み合わせの数である。従来まで知られていたk-制限最小値独立置換族のサイズの下界は、この式の第一項に相当するものであった。従って、この式の第二項以降の分、下界が改良された(大きくなった)ことになる。また、この下界は、置換族から置換を抽出するときの分布が一様分布であるか、そうでない一般の分布であるかを問わずに成立している。さらに、k-制限最小値独立置換族のサイズ上界について、k=3およびk=4という特別な場合についてであるが、以下のことを示した:サイズが0(n log^2 n)の3-制限最小値独立置換族が存在する。また、サイズが0(n log^3 n)の4-制限最小値独立置換族が存在する。これらは、それまで知られていた上界n^((1+2/lg n)k)(Itoh-Takei-Tarui 2000)のk=3,4の場合を大きく更新している。のみならず、これらの上界は、前述した下界のk=3,4の場合それぞれと比較して、log nの多項式のファクターの違いがあるのみであり、真の最小サイズに近い上界と期待できるものである。これらの上界は、有限幾何を応用した置換族の具体的構成により示されている。最小値独立置換族の構造の解明、特にその最小サイズの解明の一環として、k-制限最小値独立置換族(k-restric ted min-wise independent permutation family)と呼ばれるクラスについて、置換族のサイズの改良された下界を示した。具体的には、n点集合に作用するk-制限最小値独立置換族は、少なくとも次の個数の置換を含んでいることを証明した(簡単のため、kが奇数の場合のみ示す):(n-1)choose((k-1)/2)+(n-1)choose((k-3)/2)+...+(n-1)choose 0.ただしn choose rはn個のものからr個を非復元抽出するときの組み合わせの数である。また、このたび得られた下界は、置換族から置換を抽出するときの分布が一様分布であるか、そうでない一般の分布であるかを問わずに成立している。当初の研究計画において、今年度は、k=n, n-1という置換族のサイズ最小値が判明している場合を出発点とし、より小さいサイズのk-制限最小値独立置換族の構成(すなわち、上界の改良)を行う予定であったが、最小値独立性とは異なるタイプの確率的独立性をあわせ考えることで、結果的には、下界の改良が先に得られた。他のタイプの確率的独立性との関連を考え合わせることは、上界側の改良においても有効と予想できる。このことを意識しつつ上界および下界両面の改良を継続する予定である。

のみならず、これらの上界は、前述した下界のk=3,4の場合それぞれと比較して、log nの多項式のファクターの違いがあるのみであり、真の最小サイズに近い上界と期待できるものである。これらの上界は、有限幾何を応用した置換族の具体的構成により示されている。
頭部外傷による聴覚障害の成因と再生に関する研究

これまでの実験結果から頭蓋底骨折を伴わない程度の頭部打撲による急性期の変化では多くの場合、聴覚閾値を上昇させるに至るほどの変化は示さないが、それに引き続き発生した続発性の変化によって聴覚閾値上昇が発生することが推察され、その障害部位は第VIII脳神経であると考えられる。有髄神経系に機械的圧迫や牽引などの外力が加わった場合の障害発生のメカニズムは、外傷による直接的な変化とその数日後に発生する、外傷に基づく神経周囲組織への影響やサイトカインをはじめとする体液性因子が関与する続発性の変化などが関与すると考えられ、本年度も引き続き、聴覚閾値を上昇させる要因となり、頭部外傷後の続発性の変化に関与すると考えられる各種メディエーター(NMDA関連物質、フリーラジカル関連物質、神経栄養因子など)の同定を中心に研究を継続している。特に頭部打撃後にNMDA antagonistであるMK-801やnon-NMDA antagonistであるNBQXなどの薬剤を実験動物に投与して、聴覚検査(ABR検査および耳音響放射(OAE)検査)や病理組織学的検索(免疫組織化学法、電顕標本作製)などを用いて、対照群、単純打撃群との比較検討を行っており、最終年度には総括結果等を報告予定である。実験動物に対し頭蓋底骨折を伴わない頭部打撲負荷後の聴性脳幹反応(ABR)検査において、頭部打撲1日後群では1-II波間の潜時の延長を認めたが、聴覚閾値上昇には至っていなかった。しかし、頭部打撲7日後群ではI波およびI-II波間の潜時の延長を認め、約20dBの聴覚閾値上昇を認めていた。頭部打撲14日後群では潜時の有意な延長や聴覚閾値の上昇は認めなかった。蝸牛マイクロフォン電位(CM)は全ての群で有意差は認められなかった。形態学的な検索では、明らかな頭蓋底骨折などは認めず、光顕像で蝸牛や第VIII脳神経、脳幹部などにも明らかな異常所見は認められなかった。一方、電顕像では頭部打撲1日後群より第VIII脳神経髄鞘の層状構造の乱れを認め、頭部打撲7日後群では第VIII脳神経髄鞘の崩壊像なども認めていた。また、頭部打撲14日後群では頭部打撲1日後、7日後群に比し第VIII脳神経の障害は軽度であった。この実験結果からABR検査においては頭部打撲1日後、14日後群と比較して頭部打撲7日後群で有意な聴覚閾値上昇を認め、遅発性の一過性聴覚閾値上昇を示していた。また形態学的検討においては頭部打撲1日後、7日後群で第VIII脳神経の障害を認め、これが聴覚閾値上昇の成因に関与していることが示唆された。有髄神経系に機械的圧迫や牽引などの外力が加わった場合の障害発生のメカニズムは、外傷による直接的な変化とその数日後に発生する、外傷に基づく神経周囲組織への影響やサイトカインをはじめとする体液性因子が関与する続発性の変化などが関与すると考えられる。つまり、頭蓋底骨折を伴わない程度の頭部打撲による急性期の変化では多くの場合、聴覚閾値を上昇させるに至るほどの変化は示さないが、それに引き続き発生した続発性の変化によって聴覚閾値上昇が発生することが推察され、その障害部位は第VIII脳神経であると考えられた。今後、聴覚閾値を上昇させる要因となると考えられる、頭部外傷後の続発性の変化に関与する因子の同定を中心に研究を継続、発展させる。
C型肝炎ウイルスによる二本鎖RNA依存性プロテインキナーゼの阻害

昨年度、我々は組み換えタンパク質を用いたin vitroの実験により、HCVコアタンパク質がPKRを阻害する活性を示すことを見出した。本年度では、続いて、コアタンパク質の細胞内での働きを調べ、以下の結果を得た。1.PKRを酵母で過剰発現させると、翻訳開始因子eIF2のリン酸化によりタンパク質合成が阻害されるため、酵母の生育が著しく阻害される。ここにさらにPKRの阻害タンパク質を共発現させると、PKRの効果が抑制されるため、酵母の生育が回復することが知られている。そこで、酵母内でコアタンパク質をPKRと共発現させたところ、酵母の生育が阻害されなかったことから、in vitroと同様、コアタンパク質がPKRを阻害することが強く示唆された。2.通常、動物細胞内にわずかに発現されているPKRがeIF2をリン酸化することによって、タンパク質合成が部分的に阻害されている。ここにPKRの阻害タンパク質を発現させると、PKRの効果が抑制されるため、タンパク質合成量の増加が観察されることが知られている。そこで、コアタンパク質遺伝子を動物細胞に導入したところ、タンパク質合成量の増加が見られた。ここでタンパク質合成量はルシフェラーゼ遺伝子の発現量でモニターした。また、この時、コアタンパク質とPKRはどちらも細胞質に局在していた。以上の結果から、NS5A、E2タンパク質などの他のHCVタンパク質と同様にコアタンパク質にもPKRを阻害する活性が新たに認められ、HCVによるPKR阻害の新たな機構が明らかになった。C型肝炎ウイルス(HCV)のインターフェロン(IFN)抵抗性のメカニズムとして、我々はHCVのコードするタンパク質がIFNのよって発現が誘導される宿主細胞の抗ウイルスタンパク質の一つである二本鎖RNA依存性プロテインキナーゼ(PKR)を阻害しているのではないかと予想し、これについて研究を行ってきた。その結果、我々はこれまでにPKRに対して阻害活性を持つHCVタンパク質として非構造タンパク質NS5Aを同定し、一方、他のグループによって構造タンパク質であるE2が同定された。しかし、この2つのウイルス遺伝子産物のPKRに対する阻害効果は比較的弱く、これらだけではHCVのIFN抵抗性を完全に説明することはできないと思われた。そこで我々はPKR阻害活性を持つウイルスタンパク質の新たな候補として、構造タンパク質であるコアタンパク質に着目し研究を行い、以下の結果を得た。1.コアタンパク質(全長191アミノ酸残基)をGST融合タンパク質として大腸菌発現系を用いて組み換えタンパク質を作製し、様々な核酸に対する結合特異性を調べたところ、配列非依存的な核酸の場合、二本鎖RNAに対して最も高い親和性を示した。2.前述の組み換えタンパク質を用いて、コアタンパク質とPKRとの二本鎖RNAに対する親和性を比較したところ、ほぼ同程度だった。以上の結果から、コアタンパク質に二本鎖RNA結合タンパク質としての性質があることが明らかになり、PKRに対して阻害効果を持つことが示唆された。
喫煙肺腺癌特異的なエピゲノム異常を指標にした新規診断・治療標的遺伝子の同定

喫煙関連肺腺癌のエピゲノム異常を臨床検体を用いて網羅的に探索した。TRIM58は癌部で有意にメチル化が高く、喫煙者群でメチル化が高い傾向にあった。Pyrosequencingにても同様に癌部で有意にメチル化が高かった。RT-PCRでは癌部で有意にmRNAの発現が低下していた。免疫染色でも癌部には蛋白発現が低下していた。肺癌培養細胞株A549にトランスフェクションし、セルカウントやMTTアッセイで増殖抑制が認められた。また、SCIDマウスに皮下移植を行うと、有意に腫瘍増殖を抑制した。肺癌においてTRIM58はDNAメチル化により不活性化する癌抑制遺伝子であると考えられた。喫煙が発症要因になっている可能性のある肺腺癌(喫煙関連肺腺癌)の「個別化医療」実現のため、特異的な新規エピゲノム異常標的遺伝子候補を臨床検体を用いた網羅的なCpGサイトのDNAメチル化及び発現解析により探索し、さらに検出した癌関連遺伝子候補の病態との関連を臨床検体での発現やin vitroモデルでの機能解析から解明することで、新規癌関連遺伝子の予防、診断、治療標的としての意義を検証することを目的としている。まず、年齢・性別・病理学的所見・進行病期を一致させた喫煙者と非喫煙者の癌部と非癌部のDNAとRNAを手術検体の凍結標本より抽出し、infinium methylation assayで47万のCpGサイトを網羅的に解析した。非喫煙者と喫煙者の癌部と非癌部を対比させつつメチル化されたCPGサイトを抽出し、メチル化の程度や場所を検討し、メチル化で活性変化すると思われる候補遺伝子を10数個ピックアップした。発現解析(おもにreal-time-PCR)を施行しvalidationを行ったところ、候補遺伝子はひとつに絞られた。この遺伝子はマイクロアレイによる癌部正常部比較においてプロモーター領域のCpG islandは癌部で有意なメチル化を認めた。臨床検体を用いたreal-time-PCRでは有意に癌部で発現低下を認めた。また、候補遺伝子の発現が認められなかった培養細胞を用いて5-aza処理を行うと発現回復した。メチル化解析(パイロシークエンス)でも癌部でメチル化が有意に高いことが証明できた。免疫染色にて癌部は不染となり、正常部では染色される傾向を認めた。培養細胞でノックダウンを行うと増殖が促進され、強制発現細胞では増殖が抑制される傾向がcellカウントにより認められた。これらの解析によりメチル化で不活性化した癌抑制遺伝子候補のvalidationを施行した。医歯薬学実験結果としては候補遺伝子がメチル化により不活性化した癌抑制遺伝子であることを示唆できており、順調に経過していると考えられる。2013年度の実験結果で、新規の癌抑制遺伝子候補はメチル化発現解析にてvalidationすることができた。2014年度は以下のように計画している。1既知のゲノム異常であるEGFRやKRAS、BRAF、EML4-ALK遺伝子との関連を調べる。既知のゲノム異常であるEGFR、K-ras、BRAF、EML4-ALK遺伝子についても同一検体で検討し、エピゲノムな異常である候補遺伝子との間に関連性があるかどうかを検討する。2臨床データを用いて癌関連遺伝子が予後に与える影響を調べる。新規癌関連遺伝子の免疫染色を別の組織標本に対して行い、候補遺伝子陽性の肺腺癌と候補遺伝子陰性の肺腺癌の割合を調べる。また、臨床データを結合し、候補遺伝子が予後や進行度に与える影響を明らかとする。また、培養細胞を用いた候補遺伝子の強制発現やノックダウンの実験は2014年度に計画していたが、2013年度に終了している。当初の実験計画に加えて、同定された候補遺伝子がin vivoでも機能するのかどうかを検証するために動物実験を新たに計画した。3癌関連遺伝子を強制発現させた培養細胞をSCIDマウスに投与し、in vivoでも癌抑制遺伝子として機能するかどうか調べる。これはもともと候補遺伝子の発現が認められなかった培養細胞であるA549にこの遺伝子を強制発現させたものと発現させなかったものを用意し、SCIDマウスに皮下注入する。徳島大学には動物用CTもあるためにCTにて継時的に大きさを計測し、増殖速度を比較する。これらの実験によりin vitro及びin vivoでも癌抑制遺伝子であるということをvalidationできると考えている。H25年度科研費残額647,868円をH26年度に繰り越したが、これはinfinium methylation assayの450K BeadChip2枚分に相当している。この2枚のBeadChipは当研究室に在庫としてあったもの使用したため、経費として計画したもののH25年度は科研費としては使用していない。450KBeadChipを用いる実験がH26年度に計画されており、その際には使用した在庫を補填するために計上する予定である。

このようなことをしたのは実験に用いるchipには使用期限があるためである。H26年度科研費使用計画としては、分子生物学実験関連試薬(発現解析、強制発現系構築、infinium methylation assayの450K BeadChip等)を900,000円、免疫染色、タンパク実験関連試薬・消耗品(抗体等)に400,000円、細胞培養関連試薬に100,000円、一般実験消耗品に100,000円、動物実験に200,000円、研究発表費用に100,000円を計上する。
障害者施策に関する日本とメコン地域諸国間の比較研究

メコン地域諸国の障害者関連諸施策に焦点を当てるのが本研究である。タイを除くメコン地域諸国では障害者関連諸施策が近年制定されたことから、まだ研究が進んでいない背景があった。また、各国別で状況が明らかになりつつあるものの、日本との比較研究は行われていなかった。東南アジアから日本の社会福祉現場に従事する外国人が増加傾向にある中、同研究は適切な時期に行われたものと言える。多言語地域であることから基礎情報が限定的である点と予想される中、本研究を通じて比較可能なデータ一覧を作成した。まず、各国の障害担当局・課に調査協力を依頼し、基幹となる障害者関連施策の重複・相違点などの項目を中心に回答を得た。ついで、過去に各国政府との連携活動を行ったことのある主要な障害当事者・家族団体に個別面接調査を行った。調査結果をまとめていく上で、政府関係者を含む障害分野の関係者とワークショップや研究会を通じてすり合わせを行った。こうしたプロセスにより、日本およびメコン川流域国全体の観点から、基幹となる障害者関連諸施策に加えて、障害当事者・家族団体の現状および関連する諸問題の概要を明らかにすることができた。さらには、障害当事者で国レベルで活発に活動しているキーパーソン、政府の政策担当者および大学関係者を巻き込んだ同トピックの研究に関する人的ネットワークを構築することができた。なお、本調査結果の一部は、複数の大学や障害者団体による研究誌・ジャーナル、メコン地域諸国に拠点を持つ複数の大学・団体による学会や海外の障害者施策に関心を寄せる社会福祉法人による研究会等で発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の特徴は、社会福祉の国際的な研究対象の主流であった欧米ではなく、あえてメコン地域諸国に焦点を当てることにある。2015年末に発足したアセアン共同体加盟国のうち、タイを除くメコン地域諸国において、障害者法および関連諸施策が過去10年で初めて制定・実施された。この点でまだ日本では深く研究が進んでいないため、まず初めに日本の厚生労働省および国際交流機構の障害関係の専門家と打ち合わせを行い、今後の調査に関する方針やポイントを協議した。同時に、日本で得られるデータおよび海外の状況を考慮し、比較可能な項目を精査した。研究開始時点で、すでにタイを含むメコン地域諸国は基幹となる障害者法を制定していたため、まず各国別の障害者法制度および諸施策の現状把握を行った。様々な事例に関する情報をできるかぎり文献やインタビューで整理しながら、最終的に共通軸で応用できる質問項目を明らかにした。ついで、タイの障害分野を担当する社会開発・人間の安全保障省の障害担当官に接触し、障害関連の法律や政策に関する情報を包括的に得ることができた。その内容の一部を、法政大学による2017年度現代福祉研究第18号を通じて発表した。一方、その他のメコン川地域諸国については、特に障害当事者で国レベルで活発に活動しているキーパーソンおよび大学関係者とコンタクトを取り、比較可能なデータ収集のポイントや論点を整理し、2年目以降の調査の土台を築いた。本調査の目的を達成するために、研究計画に即して関係者と連携を取りながら研究を進めている。本研究の課題については、進捗状況に差はあるが着実に成果が得られている。以下に主な成果の概要を示す。(1)メコン川地域諸国と日本の違いを視野に入れた調査票を作成し、その内容が適切かどうか確認した。厚生労働省および国際協力機構の障害専門家とも意見交換し、これまでの国際協力の結果を元に方向性を確認しつつ調査の全体像をデザインした。本調査は基本として英語で進めることになっているため、各用語の英語表記を確認した。また、内容面で理解に齟齬がないようにコミュニティのフィールド調査の専門家にも意見を聞いた。(2)多言語の地域であることを念頭に、英語にて実務を進めるための現地のコミュニケーション上のパートナーを選定した。特に、テーマが障害であることから、障害当事者で各国の政策に通じたキーパーソンと接触し、協力への理解を得た。キーパーソンはすでに現地の関連政策にも通じていることから、彼らの持つ情報も貴重なものとして整理し、まとめた。(3)メコン地域諸国で障害分野では比較的進んでいるタイについて、障害関連法や施策を整理した調査報告を英文で作成し、法政大学による2017年度現代福祉研究を通じて発表した。本内容はカンボジアおよびベトナムで行われた関係者向けのワークショップでも紹介し、各国との違いを聞き取る場を創出した。同時に、タイをベースにどこまで他のメコン地域諸国の障害関連施策を比較できるかタイ政府の関係者からコメントをもらい、本調査で達成しうる内容を精査した。

ついで、過去に各国政府との連携活動を行ったことのある主要な障害当事者・家族団体に個別面接調査を行った。調査結果をまとめていく上で、政府関係者を含む障害分野の関係者とワークショップや研究会を通じてすり合わせを行った。こうしたプロセスにより、日本およびメコン川流域国全体の観点から、基幹となる障害者関連諸施策に加えて、障害当事者・家族団体の現状および関連する諸問題の概要を明らかにすることができた。さらには、障害当事者で国レベルで活発に活動しているキーパーソン、政府の政策担当者および大学関係者を巻き込んだ同トピックの研究に関する人的ネットワークを構築することができた。なお、本調査結果の一部は、複数の大学や障害者団体による研究誌・ジャーナル、メコン地域諸国に拠点を持つ複数の大学・団体による学会や海外の障害者施策に関心を寄せる社会福祉法人による研究会等で発表した。各国の障害者法制度および関連施策の進捗状況について、域内の比較研究であることから、共通項目の設定に留意つつ、各関係者へのインタビューを進める。質問内容は、基幹となる障害者法の現状、基幹となる障害者法の重複・相違点、障害者計画等主要な関連施策の現状、障害者計画等主要な関連施策の重複・相違点などの項目を中心に行い、回答を得る。特に、障害当事者・家族団体については、しばしば障害種別毎に団体を設立する場合およびそれらを網羅したネットワーク型で活動している場合があるので、一定の基準を持ってコンタクトするように留意する。この段階までに学び得たことを活かし、研究報告書を完成させる。調査結果をまとめていく上で、関係者とのすり合わせを再度行う。こうしたプロセスにより、日本およびメコン川流域国全体の観点から、基幹となる障害者法、障害者関連諸施策および障害当事者・家族団体の現状および関連する諸問題を明示できるように留意していく。また、主要な研究結果は英文誌に投稿し、世界に情報を発信するようにする。なお、発表予定の英文誌については、メコン地域諸国で関連する複数の査読誌をリストアップしてあるが、研究を進めていく中で精査を続け、汎用性の高い英文誌を選択するようにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
医療保健福祉分野における多職種間教育が卒後専門職行動に与える短・長期的教育効果

量的研究については、データ分析が順調に推移し、次の知見を得ることができた。上記の研究結果を受け、両年度のデータを統合して検討したところ、最終学年のIPEプログラムの教育効果は高く、2・3年次のIPEプログラムは最終学年のIPEプログラムに対するレディネス形成に大きく影響していることが示唆された(η2=0.08、0.09)。さらに、同プログラム参加学生の学科別に教育効果を検討したところ、自・他職種理解の変化様態について3群(高・中・低アイデンティティ群)に分けることができた(η2=0.13)。また該IPEプログラムについて、論文および講演にて報告した(JAIPE誌、MEDC)。加えて同プログラムの実践上、重要な学習支援方略であるscaffoldingについて論文化し報告した。量的研究に関しては順調に推移しているのに対し、質的研究については、研究代表者の異動により研究分担者との調整に支障が生じてしまった。量的研究については、より詳細な教育効果の検討を目的として、両従属変数のサブスケール別のデータ分析を開始した。また、入学当初の各態度がその後の学習態度および教育効果に与える影響を明らかにすることを目的として、入学時からの追跡調査を開始した。質的研究については、研究分担者との打ち合わせを再度調整し、本年度から確実に開始する。質的研究で計画していたインタビューが実施されてなかったため、対象者に対する謝金が発生しなかった。来年度、インタビューを含めた質的研究を実施するため、当該費用を使用する計画である。
低体温不整脈の発症予知と緊急治療法の構築（冠動脈灌流拍動心筋モデルでの検証）

山岳遭難、水難事故、除雪作業事故などに起因する低体温が進行すると、治療抵抗性の致死性不整脈(低体温不整脈)を発症する危険が生じる。低体温不整脈は正常体温で発症した不整脈に比べて薬物療法・除細動通電が有効でないことが知られているが、そのメカニズムは十分に明らかにされてはいない。そこで1低体温不整脈が治療抵抗性となる電気生理学的機序は何か(心臓で何が起きているのか)、2低体温不整脈の発症を予測する指標は何か、3救命するためのより適切な介入方法(復温方法、薬剤など)は何か、について食用ブタの摘出した心臓を用いて低体温状態を再現し、復温不十分な状況で心室不整脈が生じた場合の緊急治療法の構築を目指す。
高等植物PsbPドメインタンパク質ファミリーの分子生物学的解析

シロイヌナズナは、光化学系II(PSII)のサブユニットであるPsbPタンパク質の他に、そのホモログタンパク質としてPsbP-like(PPL)タンパク質を2つ、PsbP domain (PPD)タンパク質を6つ持っている。本研究では、それらPsbPドメインタンパク質ファミリーをコードする遺伝子の転写プロファイルを解析し、各々のシロイヌナズナ遺伝子欠損変異体を用いて分子機能解析を行った。その結果、これまでにPSIIのストレス応答に関係するPPL1と、循環的電子伝達経路を担うNAD(P)H dehydrogenase(NDH)回路に関わるPPL2を見出してきた。本年度は、PPL1とPPL2に関して、特異的抗体を用いた生化学的解析を進めた。PPL1タンパク質は強光下で損傷を受けたPSIIの修復段階に関与する。解析の結果、PPL1は修復過程にあるPSII中間体が存在するストロマチラコイドに局在すること、また、スクロース密度勾配遠心や架橋剤を用いた電気泳動などの解析から、PPL1はPSII反応中心D1タンパク質を含む何らかの複合体と結合することを示した。従って、PPL1タンパク質は強光ストレス条件下でPSII光阻害が亢進する際に、修復過程にあるPSII中間体を安定化する役割を持つことが考えられた。一方、PPL2タンパク質については、上記解析においてNDH複合体と挙動を共にしたことから、NDH複合体の新規サブユニットであると考えられた。本研究の目的は、シロイヌナズナを材料に、高等植物に特有なPsbPドメインタンパク質ファミリータンパク質の分子機能を解明することである。複数のPsbPホモログのうち、まずはPsbPとのアミノ酸配列相同性が比較的高いPsbP-likeタンパク質(PPL1,PPL2)を中心に解析を進めた。本年度は、pp11,pp12各遺伝子発現欠損変異株の表現型を解析し、PPL1、PPL2の分子機能解明を試みた。1)クロロフィル蛍光測定により、pp11変異株が500μE/m2s以上の光条件下で野生株よりも顕著な強光感受性を示すこと、また、pp12変異株では循環的電子伝達の-経路を担うNAD(P)H dehydrogenase(NDH)複合体の活性が失われていることを認めた。さらにppl1変異株において、葉緑体のタンパク質合成阻害剤であるクロラムフェニコール存在下での強光感受性と、強光条件から非ストレス条件に戻した後のPSII活性回復速度を解析した結果、PPL1が強光時において損傷したPSIIの修復段階に関わっていることを明らかにした。2)各変異株における光合成装置の蓄積を解析するため、各種チラコイド膜局在タンパク質に対する特異的抗体を用いたウェスタン解析を行った。その結果、ppl1変異株で野生株との大きな差異は認められなかったものの、ppl2変異株ではNDH複合体の蓄積が特異的に失われていることを認めた。3)ppl1,ppl2各変異株へ原因遺伝子の過剰発現コンストラクトを形質転換により導入し、ppl1,ppl2各変異株が示す表現型の原因遺伝子がそれぞれPPL1、PPL2であることを確認した。
ポリオウイルスレセプター導入マウスを用いた経口生ワクチンの効果検定系の確立

我々は、ヒトポリオレセプター遺伝子導入トランスジェニックマウス(PVR-Tg21)が経口生ワクチンの効果検定に有用な実験モデル動物に成りうるかどうかを免疫学的観点から検討した。本研究に於いて、弱毒Sabin 1型ポリオウイルスを免疫原(経口ワクチン)とし、消化管内で増殖後、体内に伝幡し、脳内で増殖し致死に至る事が知られているポリをウイルスMohoney株由来MN341を感染ウイルスとして用いた。(1)PVR-Tg21をSabin 1株で経口免疫した場合、MN341の経口感染を100%防御する事が出来た。非経口免疫群では、全マウスがMN341感染7日目までに死亡した。(2)Sabin 1株経口免疫に於いて、糞便中のウイルス特異的IgA抗体価の上昇及びウイルス中和抗体価が確認された。(3)経口免疫群のウイルス価は、感染10日目には糞便及び血清中から検出されなかった。(4)MN341経口感染時のパイエイル板や腸管上皮内Tリンパ球(IEL)数は、感染7日目に減少したが、それ以降感染前と同数までに回復した。(5)パイエル板中のCD4陽性細胞は、IL-4を著明に産生する事が認められた。更にIL-2産生細胞もかなりの割合で存在した。しかし、IELに於いては殆ど変化が認められなかった。以上の結果は、PVR-Tg21を用いたこの実験系はヒトポリオウイルス感染時の免疫系を反映していた。従って、この実験系はポリオ経口生ワクチンの開発に対応出来るマウスモデルであることが示唆された。経口生ワクチンの効果検定系の確立には,従来本邦で用いられてきたSabin生ワクチン株と,攻撃に用いる各血清型に対応した強毒株が必要である.実験には,ポリオウイスルレセプター導入トランスジェニック(PVR-Tg)マウスを検定動物として用いた.攻撃に用いるポリオウイルスとしては,I型強毒株のMahoney株に由来するPVR-Tgマウス腸管で訓化したMN341株を用いた.MN341株は経口感染の後,体内伝播がみられ脳内で増殖しPVR-Tgマウスを致死させ,LD_<50>は10^<4.5>pfu/mouseであった.そこで,目的とする経口生ワクチンとして同一の血清型のSabinI株を用いて,経口免疫を行った.経口免疫一回のPVR-Tgマウス群は,最終免役後7日目の攻撃に対して,感染防御は不完全であったが,経口免疫二回,三回群においては,100%の生存を示した.感染防御の重要な要因は,経口免疫を行ったPVR-Tgマウスではウイルスの体内伝播が阻止されていた.さらに経口免疫を行ったPVR-Tgマウス血中ならびに糞便中の抗体を測定した結果,血中ではIgG,IgM,糞便中にはIgA,IgGクラスの特異抗体と中和抗体の上昇が認められた.以上の結果より,ポリオウイルスの経口感染に対する経口生ワクチンの感染防御には,IgAを主体とする腸管局所での粘膜免疫応答の誘導が重要であるとの従来の報告とよく一致成績が得られた.1.ポリオウイルスレセプター遺伝子導入トランスジェニックマウス(PVR-Tg)をSabin株で免疫(経口、腹腔、皮下)後、強毒株(MN341)を再摂取し、ウイルス感染後のPVR-Tgのマヒ及び生死で免疫成立効果を検討した。(1)その結果、経口及び腹腔免疫の場合のみ感染防御が成立した。しかし、皮下免疫経口感染群では感染約1週目以降殆どのPVR-Tgのマヒ観察された。