hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アットリスク精神状態の前向き追跡による神経生理学的介入指標の確立と発症機序の解明

統合失調症の病態仮説と関連するGABA系、NMDA系の機能を評価できる2つの神経生理学的検査を用いて統合失調症の発症早期群、超ハイリスク群を横断的に検討した。発症早期群において皮質のGABA機能の低下を認め、さらにワーキングメモリーの障害と相関することから、認知機能障害の軽減にGABA系の機能回復を目指す治療的介入が役立つ可能性が示唆された。超ハイリスク群では発症群と同様に皮質のNMDA系の機能低下が認められ、顕在発病前からの脳灰白質の体積の減少にNMDA系の機能低下が関与するとの仮説を支持した。3年間を予定している本研究では、統合失調症のARMS(at risk mental state)の定義を満たす群に対して、神経生理学的検査を用いて長期にわたり前方視的に縦断的に追跡を行い、統合失調症への移行群と非移行群を、経時的に得られる種々の臨床データと合わせて縦断的に比較・検討することにより、1) ARMSの時点で、後の統合失調症への移行を予測する神経生理学的指標を確立すること、2)統合失調症の発症と進行のメカニズムを、有力な病態仮説として注目されているNMDA系、GABA系の機能異常の観点から解明することを目指している。神経生理学的検査にはNMDA系、GABA系との関連が示唆されているプレパルス抑制(PPI)、2連発磁気刺激検査(ppTMS)などを用いる。研究の初年度となる平成21年度は、縦断的研究の前・初期段階として、参加症例の継続的追加を行うとともに、PPI、ppTMSなどを指標としたARMS群、初発統合失調症群、健常群の3群の比較や各群の判別の可能性、認知機能との関連などについて横断的に検討した。NMDA系との関連が示唆されているPPIについて、ARMS群と初発群では健常群に比して有意なPPIの障害を認めたが2群間には有意差を認めなかった。一方、認知機能障害とPPIの障害の関連(相関)を初発群でのみ認めた。2群間でのこのような差異を示す背景は現時点では不明であるが、ARMS群には統合失調症への移行群、非移行群が混在していることも要因のひとつであると考えられ、今後の症例の追加とともに、縦断的研究でのARMS群からの移行・非移行の結果と合わせた考察が重要となると考えられた。GABA系との関連が示唆されているppTMSについて、ARMS群と初発群では運動皮質での皮質内抑制の障害が認められるものの、2群間の差異は現時点までの検討では明確ではない。今後の症例の追加、縦断的研究が重要と考えられた。3年間を予定している本研究の最終日標は、NMDA系、GABA系との関連が示唆されている神経生理学的検査であるプレパルス抑制(PPI)、2連発磁気刺激検査(ppTMS)などを用いて、統合失調症のARMS(at risk mental state)の定義を満たす群を前方視的に縦断的に追跡し、統合失調症への移行群と非移行群を、経時的に得られる種々の臨床データと合わせて比較・検討することにより、1)ARMSの時点で、後の統合失調症への移行を予測する神経生理学的指標を確立すること、2)統合失調症の発症と進行のメカニズムを、有力な病態仮説として注目されているNMDA系、GABA系の機能異常の観点から解明することである。研究の2年目となる平成22年度は、引き続き参加症例の継続的追加を行うとともに、PPI、ppTMSなどを指標としたARMS群、初発統合失調症群、健常群の3群の比較や各群の判別の可能性、認知機能との関連などについて横断的な検討を継続した。NMDA系との関連が示唆されているPPIについて、ARMS群と初発群では健常群に比して有意なPPIの障害を認め、さらに、初発初期の群は初発中期・後期の群やARMS群よりも障害の程度が強い傾向を認めた。また、PPIの疾患のbiomarkerとしての可能性を検討するために、2群間の判別力などについて検討したところ、これまでにbiomarkerの候補として挙げられている種々の指標と比較して良好な成績を示した。GABA系との関連が示唆されているppTMSについて、発症早期の統合失調症群と健常群を認知機能との関連を含めて比較したところ、患者群では有意な皮質内抑制の低下、すなわち皮質のGABA性介在ニューロンの機能低下が示され、さらにこの低下が認知機能障害の中でも作業記憶課題の障害との関連が強いことが示された。

本研究では3年間の研究期間に、統合失調症のARMS(at risk mental state)の定義を満たす群に対して、プレパルス抑制(PPI)、2連発磁気刺激検査(ppTMS)などの神経生理学的検査を用いて前方視的に追跡を行い、経時的に得られる種々の臨床データを縦断的に比較・検討することにより、統合失調症への移行群と非移行群を1)統合失調症への移行を予測する神経生理学的指標を確立すること、2)統合失調症の発症と進行のメカニズムについて、特にNMDA系とGABA系の機能異常の視点から解明すること、を目標としたが、最終年度である平成23年度は、特にPPI、ppTMSを指標としたARMS群、初発統合失調症群、健常群の3群の比較や各群の判別の可能性、認知機能との関連などについて、随時症例を追加しながら検討を継続した。NMDA系との関連が示唆されているPPIでは、ARMS群と初発群では健常群に比して有意なPPIの障害を認め、さらに、初発初期の群は初発中期・後期の群やARMS群よりも障害の程度が強い傾向がみられた。また、PPIによる2群間の判別力は、これまでにbiomarkerの候補として挙げられている種々の指標と比べて良好な成績を示した。GABA系との関連が示唆されているppTMSでは、発症早期の統合失調症群と健常群を認知機能との関連を含めて比較したところ、患者群では有意な皮質内抑制の低下(皮質のGABA性介在ニューロンの機能低下)が示され、さらにこの低下は作業記憶課題の障害との関連が強かった。これらの結果や傾向は、本年度の症例の追加によってさらに明確なものとすることができた。これらの研究及び関連研究の結果を国内外の学会において発表し、現在その成果の一部を数本の英文雑誌に投稿中・投稿準備中である。
複雑系の標準化モデル並びに解析法の開発とその応用に関する研究

本研究はエネルギーの流れという切り口で、機械工学、電気工学、液圧工学などを統一的に扱い、有限要素方法や境界要素(BEM)では困難な問題の解決を測る。本提案のグラフィック型機能モデルではパワーフローベース多領域に複雑なシステムのモデリングとシミュレーション法でを適用しその汎用化を目指すものである。提案したグラフィック型機能モデリングおよびシミュレーションメソッドはFEMと組み合わせ、機械的、電気的、および水力機能を有す車両CAEシステムを開発した。特に、機械、電気、水力を含む自動車エンジンの液封ゴムマウントシステムに応用し、パワーフローベースのモデリングとシミュレーション法を開発した。また、実験の立証のため、静的、動的な実験を実行して、開発した手法の妥当性のチェックを行った。エンジンマウントの有限要素で得られる特性をブロック型機能モデルに組むためのモデル化の議論を行っている。その際、油圧とチャンバー構造の連成振動を求める解析手法を開発し、その特性を実験と比較し、その妥当性を示している。そしてこれらを基に液封エンジンマウント系のブロック型機能モデルを作成し、静的及び動的特性を求め実験値と比較しそのモデル化の妥当性を行った。開発した液封ゴムマウントシステムの機能モデルはJournal of Sound and Vibrationで掲載しました。以上を要するに、本研究提案のブロック型機能モデルは方程式を立てなくても従来のシムリンクなどを有効に使用できるというメリットがあり、有限要素法を組み合わせての多領域にまたがる問題にも従来のツールボックスを組み合わせての検討が容易となり、車両CAEなど多くの産業への適用が格段に容易となることをしている。今日、製品はますます複雑になり、時として多領域にまたがることから、従来の有限要素法を中心とするモデル化手法だけでは効率の良い仮想製品の構築が容易でないことを指摘し、それを克服する可能性を持つモデル化手法として、機能モデルを一つの候補としてあげている。しかし従来の機能モデルには、定形化されたモデル構造と支配方程式、および統合と展開による階層構造化の2つの中核的概念があるが、これらは事例研究に基づいて帰納的にまとめられたものであるため、相当に経験をつまないと容易に応用ができないとし、機能モデルとボンドグラフの比較研究を通じて、機能モデルの使い勝手をよくすることが本研究の目的であると述べている。多領域にまたがる問題を対象とするパワーフローベースのグラフモデルとシミュレーション技術では、ブロックダイヤグラム、機能モデル、ボンドグラフ、目的指向型モデリングの方法について要領良くレビューし、ブロックダイヤグラム、機能モデル、ボンドグラフ、それぞれの長所を兼ね備えたブロックベースの機能モデルのシミュレーション法を提案している。そしてこのシミュレーション法は次のような長所を有することを述べている。(1)要素の特性を表現する標準化ブロックを用いているので技術者にとって従来の機能モデルより簡潔で分かりやすい。(2)エフォートとフローからなる構造は機械系、電気系、油圧システム系からなる複雑なシステムを統一的に扱える。(3)作成手順を明確にするので素早くモデルを作ることができる。(4)非線形性も同様の手順で扱うことができる。(5)ブロック毎の数値計算で良いため計算処理が容易である。以上を要するに、本研究提案のブロック型機能モデルは方程式を立てなくても従来のシムリンクなどを有効に使用できるというメリットがあり、有限要素法を組み合わせての多領域にまたがる問題にも従来のツールボックスを組み合わせての検討が容易となり、これにより機能モデルの適用が格段に容易となることを述べている。本研究はこのような開発した機能モデル手法はエネルギーの流れという切り口で、機械工学、電気工学、液圧工学などを統一的に扱うという意味である。開発した機能モデル方法はJSME International Journal (Series C)で掲載しました。更に、日本と米の国際特許出願を出した。
コリンアセチル転移酵素の遺伝子発現機構の研究

中枢および末梢の神経伝達物質アセチルコリンの生合成酵素、コリンアセチル転移酵素(ChAT)はコリン作動性ニューロンの機能状態を示す最も特異的なマーカーである。特定のコリン作動性ニューロンがどのようにしてアセチルコリンを伝達物質とする表現型を獲得してゆき、正常時や病態時に、ChAT遺伝子の発現がどの様に制御されているかを解明するためには、ChAT遺伝子のクローニングとその遺伝子発現の調節機構の解析は重要な課題である。ChAT遺伝子の分子生物学的解析を行い、マウス及びラットChATのプロモーターを含む5'-転写調節領域のゲノムDNAのクローニングに成功し、神経細胞特異的発現を司るプロモーター領域、エンハンサー領域を同定した。またChATのmRNAには3ヵ所のプロモーターからオルタナティブスプライシングにより生じる7種のmRNAが存在することを明らかにした。さらに、ChAT遺伝子のサイクリックAMP反応性に関与する領域を同定し、サイクリックAMPによるChAT遺伝子の転写調節機構の存在を直接に証明した。
持続性心房細動アブレーションの新しい治療標的部位の空間・周波数的特性の検討

本研究は, 1持続性AF症例の不整脈基質と考えられている心外膜脂肪(EAT)と心房内低電位領域(LVZ)の心房内分布特性の解析, 2術中にリアルタイム周波数解析を施行し, AFのドライバーと考えられるhigh-DF sitesを術中に同定し通電を試みた. 1の追加解析として、大動脈冠尖部,下行大動脈,椎骨等の直接左心房に接する心臓外構造物(CoA)はAFの維持や左房の局所電気的リモデリングに関与する基質として報告され、CoA領域とEATおよびhigh-DF sitesとの空間的・電気生理学的特性の検討を行った.60例の持続性AF症例で, 38例(63%)に有意な(左房内総面積の10%以上)LVZを認めた.38例中, EATは左房天蓋部(35/38:92%),前壁(30/38:79%),後壁(17/38:45%)に高頻度に分布していた.前壁(27/30 90%)および後壁(13/17:76%)のEATはCoAと近接し,他のEAT領域よりその容量(2.1 vs. 8.8ml, P<0.01)および心房電位波高(0.69 vs. 2.42mV, P<0.01)は有意に低値を呈した.さらに前後壁のCoAと隣接するEATはhigh-DF sites (6.6±0.5 Hz)を有していた.通電は全例にまず肺静脈隔離術を施行,その後CoA領域を含むLVZへ追加焼灼を施行した.追加焼灼中に26%(10例)にAFの停止を認め,非停止症例では左房全体の興奮を反映する冠静脈洞電位周波数の有意な減少(6.0 vs. 5.4Hz , P<0.001)を認めた. 72時間ホルター解析では, 12カ月で37%(14例)に再発を確認した.以上から, CoA領域にはhigh-DF sitesを有するEATが高頻度に分布し,持続性AFの維持に関与する電気生理学的特性を有する可能性が示唆された.この数年に持続性AF症例に対するアブレーション治療に大きな変遷があり,通常のカテーテルによる肺静脈前庭部以外の追加焼灼の有効性が否定されてきた.患者不利益を排除するため,通電方法はバルーンテクノロジーを用いた治療法へと切り替え,症例を重ねて検討していく必要があると考える.心房細動(AF)の治療法としてカテーテル心筋焼灼術(CA)が急速に普及したが,その成功率は発作性AFと比べ持続性AF症例では未だ低い。そこで本研究は1持続性および長期持続性AF症例の不整脈基質と考えられている心外膜脂肪(EAT)と心房内低電位領域(LVZ)の心房内分布特性の解析, 2術中にリアルタイム心房波周波数解析を施行し,持続性AFのドライバーであるという理論が提唱されている部位,具体的には周波数が早く(high dominant frequency [DF])かつ組織化(high regularity index [RI])された領域であるhigher organizedDF sitesを術中に迅速に同定し、さらに同部位への選択的な高周波通電を施行する臨床研究を試みた。現在まで15例のCAを終了した。全例に心外膜脂肪領域を、7例に洞調律中の左心房低電位領域を確認した。術中のリアルタイム解析は当初の予想より心房内マッピングの時間を消費した。その理由として計測中に周波数の数値が変化しうることにより、higher organized DF sitesの同定に難渋した。そこで術中に左房を計9箇所に分けて、それぞれ8秒ずつの記録を行いその数値を算出した。洞調律中にLVZをみとめた症例ではhigher organized DF sitesを全例に確認でき、同部位を含むLVZ領域への通電にて頻拍の徐拍化を確認できた。一方左房内に低電位領域を確認できなかった症例では, higher organized DF sitesは少ない傾向にあり、EATを含む領域への通電症例では頻拍の徐拍化は確認できなかった。現在のところ、EATよりもLVZ領域がより心房細動の維持との関連性を支持する所見が得られている。平成29年度に追加の症例を集積し各種解析を行う予定である。心房細動(AF)の治療法としてカテーテル心筋焼灼術が急速に普及したが,その成功率は発作性AFと比べ持続性AF症例では未だ低いのが現状である。本研究は1持続性および長期持続性AF症例の不整脈基質と考えられている心外膜脂肪(EAT)と心房内低電位領域(LVZ)の心房内分布特性の解析, 2術中にリアルタイム心房波周波数解析を施行し,持続性AFのドライバーであるという理論が提唱されている部位,具体的には周波数が早く(high dominant frequency [DF])かつ組織化(high regularity index [RI])された領域であるhigher organizedDF sitesを術中に迅速に同定し、さらに同部位への選択的な高周波通電を施行する臨床研究を試みた。同部位へのカテーテルアブレーションの急性効果と1年後の成功率(洞調律維持率)の改善を期待する。さらに再発因子の同定を検討し、成功例と再発例の上記パラメータの特性評価とそのcut off値を算出する。1の追加解析項目として、大動脈冠尖部,下行大動脈,椎骨等の直接心房に接する心臓外構造物(Contact area: CoA)はAFの維持や左房の局所電気的リモデリングに関与する基質として報告されており、CoA領域とEATおよびhigher-organized DF sitesとの空間的・電気

生理学的特性の検討を行う。現在まで持続性・長期持続性AFを有した44例のカテーテルアブレーションを施行されている。CoAおよびEATの解析のための術前のCT撮像および、術中の心房マッピングデータ収集が完了している。2015年に報告されたSTAR AF II試験(文献1)で、持続性心房細動症例に対する心房内線状焼灼法やelectrogramガイドの追加アブレーションの効果が前向きに検討され,期待に反して追加焼灼の効果がないことが示された。また2015年より臨床使用可能となったクライオバルーンやホットーバルーン等の新しいテクノロジーの台頭で、アブレーション手技を取り巻く環境が大きく変化した。そういった背景もあり、多点焼灼をコンセプトとした本プロトコールに参加できる症例が予定より低下したが、研究の進行は順調である。概要で提示した1の課題に関しては、アブレーション術前にCTより同定したEATは、左房天蓋部,前壁,後壁に高頻度に分布していた。前壁後壁のEATはCoAと近接し、他のEAT領域よりその容量および心房電位波高は有意に低値を呈した。2の課題については、左心房の前後壁のCoAと隣接するEAT領域はhigh-DF siteを有していたことを確認し、第65回日本心臓病学会学術集会にて発表を行っている。本研究は, 1持続性AF症例の不整脈基質と考えられている心外膜脂肪(EAT)と心房内低電位領域(LVZ)の心房内分布特性の解析, 2術中にリアルタイム周波数解析を施行し, AFのドライバーと考えられるhigh-DF sitesを術中に同定し通電を試みた. 1の追加解析として、大動脈冠尖部,下行大動脈,椎骨等の直接左心房に接する心臓外構造物(CoA)はAFの維持や左房の局所電気的リモデリングに関与する基質として報告され、CoA領域とEATおよびhigh-DF sitesとの空間的・電気生理学的特性の検討を行った.60例の持続性AF症例で, 38例(63%)に有意な(左房内総面積の10%以上)LVZを認めた.38例中, EATは左房天蓋部(35/38:92%),前壁(30/38:79%),後壁(17/38:45%)に高頻度に分布していた.前壁(27/30 90%)および後壁(13/17:76%)のEATはCoAと近接し,他のEAT領域よりその容量(2.1 vs. 8.8ml, P<0.01)および心房電位波高(0.69 vs. 2.42mV, P<0.01)は有意に低値を呈した.さらに前後壁のCoAと隣接するEATはhigh-DF sites (6.6±0.5 Hz)を有していた.通電は全例にまず肺静脈隔離術を施行,その後CoA領域を含むLVZへ追加焼灼を施行した.追加焼灼中に26%(10例)にAFの停止を認め,非停止症例では左房全体の興奮を反映する冠静脈洞電位周波数の有意な減少(6.0 vs. 5.4Hz , P<0.001)を認めた. 72時間ホルター解析では, 12カ月で37%(14例)に再発を確認した.以上から, CoA領域にはhigh-DF sitesを有するEATが高頻度に分布し,持続性AFの維持に関与する電気生理学的特性を有する可能性が示唆された.この数年に持続性AF症例に対するアブレーション治療に大きな変遷があり,通常のカテーテルによる肺静脈前庭部以外の追加焼灼の有効性が否定されてきた.
都市概念と生活形態との連動的変遷に関する歴史的・実証的研究

1.以下のような形で、研究成果を発表した。(1)本研究で行ってきた東京都目黒区の某特別養護老人ホームの入居者家族へのインタビューをデータに、生活空間の散らばりと都市部の家族成員の間の距離感について考察した論文が、『ソシオロゴス』第26号に掲載された。(2)本研究で行ってきた神戸市灘区琵琶町の住民活動について、関東都市学会2002年春季大会シンポジウム『錯綜する景観』の報告者の一人として発表した。また、琵琶町の元住民へのインタビューの考察を、早稲田大学地域社会と危機管理研究所の2002年度第6回研究例会で報告した。2.それまでの生活設計や家族間のバランスを変更せざるを得ないような課題に直面した際に、都市の人間関係や移動能力に大きく依存する都市的生活様式が、それぞれの家族の選択にどのような影響を与えるかという問題意識に基づき、下記の二つのフィールドでのインタビュー調査に力を注いだ。(1)昨年度に引き続き、東京都目黒区の某特別養護老人ホームにて、また今年度からは、複数のホームの入居者家族が自主的に結成している家族連絡会も対象に加えて、参与観察と、計13名に対する15時間のディープインタビューを行った。都市での高齢化において、本人の移動能力の低下は人間関係維持を含めた自活能力の低下に直結しており、近隣づきあいの延長としての支援を現実には得にくく、家族の中での対応に閉じていく実態が浮き彫りになってきた。(2)昨年度に引き続き、神戸市灘区琵琶町における住民活動の観察も継続している。以前からのインフォーマント30名に改めて追インタビュー調査を行い、震災から7年経つ中で、通常の都市生活でもライフサイクルの中で直面する諸課題が、震災によって増幅された形で迫ってきていることが明らかになってきた。
ヒト関節滑膜細胞のエンドセリンおよびALPの分泌と調節.

慢性関節リウマチ(RA)患者滑膜中のA型(マクロファージ)様細胞がエンドセリン(ET)とアルカリフォスファターゼ(ALP)を分泌する事を見出してきた。A型様細胞を培養し培養上清中のET1の動態やALPの性状を検討した。後者ではALP3とALP4のhybrid型が疑われた。(IFCC 1996,CCA 1997,Ann Clin Biochem 1998)今回の研究費により、培養滑膜細胞の形態および培養上清中のサイトカインについて検討した。得られた知見を以下に示す。1)形態的検討(1)光学顕微鏡およびサイトメトリーによる検討を行った。その結果、A型系細胞のみならず他系細胞の混入も考えられた。(3)モノクローナル抗体による検索では、CD13陽性でCD15と11bは弱陽性を示した。2)培養上清中のサイトカイン測定これらの産生動態について解析した。慢性関節リウマチ(RA)は関節滑膜を主病変とする。滑膜中のA型(マクロファージ)様細胞がエンドセリン(ET)とアルカリフォスファターゼ(ALP)を分泌する事を見出してきた。A型様細胞を培養し培養上積中のET_1の動態やALPの性状を検討した。後者ではALP_3とALP_4のllybrid型が疑われた。今年度、A型様細胞について検索し、得られた知見を以下に示す:(1) ALPのA型細胞内局在を知るためALP染色を行った。その結果、散在性に小顆粒状の局在が見られた。(3)サイトカインなどの産生:サイトカイン11種、Matrix metal oproteinaseなど8種、接着分子4種、他6種の因子について、ELISAで測定した。IL-6、IL-8、MMP-2、TNF、組織因子(Tf)の産生分泌が見出された。これらの意義について、今後検討する。今年度、培養滑膜細胞について検討し、得られた知見を以下に示す。2)培養上清中のサイトカイン測定慢性関節リウマチ(RA)患者滑膜中のA型(マクロファージ)様細胞がエンドセリン(ET)とアルカリフォスファターゼ(ALP)を分泌する事を見出してきた。今年度、培養滑膜細胞の培養上清中のサイトカインについて検討し、得られた知見を以下に示す。
モンゴルにおける前期白亜紀の被子植物の初期起源群の解明

これまでに、20092011年の間、5回にわたるモンゴルの白亜紀についての野外調査を行った。主な調査地は、バガヌール、フレンドホ、テブシンゴビ、ツグルグ、シーブオーボ、シネフダク、バヤン、エルヘートなどのウランバートルの東南のゴビ地域である。この調査に参加した人数は、モンゴル古生物学研究所、エール大学、シカゴ植物園、金沢大学、新潟大学のメンバーである。これらの調査によってモンゴルの白亜紀の地層から初めて、3次元的構造を残している小型炭化化石を発見し、被子植物の初期進化と地球環境の変遷解明に有効な手掛かりを得ることができた。分担者の長谷川は,フレンドホ地域のフフテグ層において地質柱状図を作成し,植物化石試料採集露頭周辺についての地質学的な記載を行った。また、シネフダク地域のシネフダク層に関して柱状図を作成の上、採集した試料について有機炭素の同位体比を測定した.その結果,7‰程度の変動があることが明らかになった.この結果は,湖堆積物への植物プランクトン類と高等植物の相対的な含有率の変動を示していると考えられ,湖の成層状態や河川による高等植物遺体の流入量など,気候に関連する要因の変動読み取れることが判ってきた。また、マレー大学のLee教授と筑波大学の久田教授の協力を得て、モンゴルと対比可能なマレーシアで、熱帯地域での白亜紀の地層からの小型炭化化石の探索の可能性を探った。高橋は、今年度の野外調査によって、モンゴルの白亜紀の地層から初めて、3次元的構造を残している小型炭化化石を発見し、被子植物の初期進化と地球環境の変遷解明に有効な手掛かりを得ている。現在も、その構造解析をアメリカの大型加速器APSで、Peter R.CraneやPatrick Herendeenとともに進めており、3次元的構造解析を行っている。また、モンゴルと対比可能なタイの前期白亜紀の地層からの小型炭化化石の探索を行っている。また、シネフダク地域のシネフダク層に関して柱状図を作成の上採集した試料について有機炭素の同位体比を測定した.その結果,7‰程度の変動があることが明らかになった.この結果は,湖堆積物への植物プランクトン類と高等植物の相対的な含有率の変動を示していると考えられ,湖の成層状態や河川による高等植物遺骸の流入量など,気候に関連する要因の変動読み取れることが判ってきた.分担者の安藤は,フレンドホ地域のフフテグ(Khukhteeg)層,シネフダグ地城およびエイデムト地域のシネフダグ(Shinekhudag)層において地質調査を行い,小型植物化石の含有が期待される層準の堆積環境復元のための岩相・堆積相層序記載を実施した.山田は、フレンダホ地域に分布する下部白亜系(アルビアン)フフテグ層中に,シンター由来と考えられる硅化層を発見し,その中から多数の硅化植物化石を得た。これらの硅化植物化石群は,ゼンマイ科,タカワラビ科などの葉化石,マキ科の葉柄,針葉樹材化石を含んでいることが分かった。今年度のモンゴルにおける野外調査によって、モンゴルの東ゴビ地域の白亜紀の地層から、3次元的構造を残している小型炭化化石を発見し、被子植物の初期進化と地球環境の変遷解明に有効な手掛かりを得ている。さらに、Tevshiin Govi地域とBayan Erkhet地域にも調査を広げ、これらの地域でも、シダ植物の大胞子の化石などが見つかる兆候を得ている。その構造解析をアメリカの大型放射光施設APSで、Peter R.CraneやPatrick Herendeenとともに進めており、3次元的構造解析を行っている。これらの研究情報の打ち合わせをYale大学にて行った。また、マレー大学のLee教授と筑波大学の久田准教授の協力を得て、モンゴルと対比可能なマレーシアで、熱帯地域での白亜紀の地層からの小型炭化化石の探索の可能性を探った。

分担者の長谷川は,フレンドホ地域のフフテグ層において地質柱状図を作成し,植物化石試料採集露頭周辺についての地質学的な記載を行った。また、シネフダク地域のシネフダク層に関して柱状図を作成の上採集した試料について有機炭素の同位体比を測定した.その結果,7‰程度の変動があることが明らかになった.この結果は,湖堆積物への植物プランクトン類と高等植物の相対的な含有率の変動を示していると考えられ,湖の成層状態や河川による高等槙物遺骸の流入量など,気候に関連する要因の変動読み取れることが判ってきた。今年度の調査には、Peter Crane(Yale Univ.)とPatrcik Herendeen(シカゴ植物園)の両名がモンゴルの現地調査に参加した。今回の調査によって、モンゴルの東ゴビ地域の白亜紀の地層から、3次元的構造を残している小型炭化化石が含まれている地層を発見し、被子植物の初期進化と地球環境の変遷解明に有効な手掛かりを得ている。さらに、Tevshiin Govi地域とBayan Erkhet地域にも調査を広げ、これらの地域でも、シダ植物の大胞子の化石などが見つけている。その構造解析をアメリカの大型放射光施設APSで、マイクロCT撮影を進めており、3Dレンダリングによる3次元的構造解析を行っている。その結果、Tevshiin Govi地域から、1億年前の3次元構造を有している植物化石が豊富に含まれている地層を発見した。その結果、モンゴルで、初めて、3D構造のあるMesofossilsの研究が可能になった。現在、Yale大学と共同で、NSFのプロジェクトを立ち上げるために準備している。分担者の長谷川は,炭素同位体比層序の分析を行い,ツァガンツァフ層シネフダク層フフテグ層の一連の地層において地質層順の構築と年代決定を試みた.全体として,シネフダク層の下部から中部に向かって炭素同位体比が減少する傾向が見られたが,隣同士の試料でも5‰程度の大きな差異を示すことから,汎世界的なCO2の炭素同位体比の経時的変動だけではなく,地域的な要素を多分に反映していることが想定された.このシフトはアルビアン階下部の汎世界的な変動を反映していると理解できる.湖など深い内陸域の堆積物から汎世界的な炭素同位体比変動を抽出することに成功した。モンゴルのBaganuurとTugrugについて、24年に延長した期間の5月に野外調査とサンプリングを行い、小型化石に関する基礎的データを集めた。23年度が最終年度であるため、記入しない。
EIマウスを用いたてんかん発現機構の解析と治療法に関する研究

2年間にわたる上記課題の総合研究の結果、てんかんの発現機構と治療法に関して、次のように成果がえられた。1.Elマウスの脳及び肝では、ポリA^+ーRNA及びNaチャンネルmRNAなどの発現異常があり、これらの異常情報がてんかん原性となる可能性がある。2.放り上げ刺激によりけいれん発作を起こすようになったElマウス(El[S])ではけいれん直後にcーfos mRNAの発現がみられる。3.Elマウスは神経細胞の成長発達分化に障害があり、初代培養神細胞では、けいれん剤を与えなくても膜が興奮状態にある。4.海馬神経細胞の二次性全般化発作発現機構の詳細な検討を行った。5.海馬領域では錐体細胞数及び樹状突起が減少しており、またムシモ-ル結合部位も減少している。6.Elマウス脳においては興奮性レセプタ-に対するリガンド結合能に異常があり、それらの異常がけいれん発作のメカニズムに関与している。7.Elマウス脳においては、GABAー、ノルアドレナリンー及びグルタミン酸ー作動系神経細胞のレセプタ-に異常がある。8.Elマウスの脳内GABA及びGlu作動系は成長・発達及び誘発刺激により変化する。9.Elマウス大脳皮資及び海馬切片からの興奮性及び抑制性神経伝達物資の放出に異常がある。10.チロシン及びトリプトファンの先天性代謝異常(高キヌレニン値、低ドパミン値)が認められる。11.Elマウスにおいては骨から血液へのCa輸送能の低下があり、それにより中枢におけるカルモジュリン依存性のアミン合成が低下し、けいれん発作闘値が低下している。12.ElマウスけいれんをGABA_Bレセプタ-アゴニストのbaclofenやセロトニン再取り込み阻害剤のシタロプラムが抑制する。13.遺伝的及び微生物的にコントロ-ルされたElマウスが維持・繁殖され、今後のElマウスについての研究に充分利用される体制が確立できた。1.生後1日目のElマウス肝に特異的な3kbのmRNA異常発現が確認された。2.Elマウスの発作によってcーfos mRNAの誘発が認められ、このmRNAと発作との相関を明らかにした。3.ElマウスはPTZに対するけいれん閾値が非常に低い(18mg/kg)こと及び神経細胞の成長発達分化に障害があることを明らかにした。4.これまでにElマウス脳内におけるてんかん原焦点複合という新しいメカニズムを見い出し、さらに発作発射が伝播して、各種の臨床症状を呈するのに脳の各部位がどのような役割を果たすかを同定した。5.Elマウスの海馬領域を中心に鍍銀法で組織学的に検索して、CA1、CA2領域の錐体細胞の樹状突起が乏しく、細胞数も少ないことを観察した。6.NMDAレセプタ-が(1)NMDA認識部位、(2)グリシン認識部位、(3)ポリアミン部位および(4)イオンチャネル部位から構成されるレセプタ-イオノフォア複合体を形成することを解明した。7.ElマウスのGABA作動性神経系は反復するけいれんによって機能が変化することが明らかになった。また、ノルアドレナリン作動性神経系のうち、α_1受容体は小脳、線条体、α_2受容体は大脳皮質、海馬、脳幹部で結合能の増加が認められた。8.Elマウス脳内GABA作動系異常領域を空関的に同定した。9.Elマウス大脳皮質及び海馬切片の興奮性並びに抑制性神経伝達物質の放出異常を明らかにした。10.骨から血液へのCa輸送の低下が中枢カルモジュリン依存性のド-パミンレベルの低下を引きおこしていることが示唆された。11.GABA_Bレセプタ-アゴニストのbaclofenにはElマウスのけいれん抑制効果が認められた。12.遺伝的及び微生物的にコントロ-ルされたElマウス維持・繁殖群の確定を行った。

11.Elマウスにおいては骨から血液へのCa輸送能の低下があり、それにより中枢におけるカルモジュリン依存性のアミン合成が低下し、けいれん発作闘値が低下している。12.ElマウスけいれんをGABA_Bレセプタ-アゴニストのbaclofenやセロトニン再取り込み阻害剤のシタロプラムが抑制する。13.遺伝的及び微生物的にコントロ-ルされたElマウスが維持・繁殖され、今後のElマウスについての研究に充分利用される体制が確立できた。1.Elマウスではグルタミン酸(Glu)やチロシンなどのアミノ酸,ポリAーRNAなどの発現異常が認められ,遺伝子突然変異による発生初期の異常情報発現と代謝異常がてんかん原性となることを示唆した(三田)。2.放り上げ刺激によりけいれん発作を起こすようになったElマウス(El[s])は発作後cーfos RNAが発現する(発作30分後に最大)ことがわかった(山上)。3.Elマウスの大脳皮質初代培養神経細胞では,けいれん剤を与えなくても,けいれん時と同じような興奮性膜の状態が作り出されていることが示された(菅谷)。4.二次性全般化発作発現に関わる海馬のニュ-ロン教機を検討した(鈴木)。5 .Elマウスではムシモ-ル結合部位が海馬で減少していることなどが明らかになった(水川)。6.Elマウス脳の興奮性レセプタ-に対する各種リガンド結合能を測定し,けいれん発作のメカニズムを解析した(米田)。7.Elマウス脳において,GABA,ノルアドレナリン作動性及びGlu作動系ニュ-ロンのレセプタ-に異常のあることを明らかにした(伊藤)。8.Elマウスの脳内GABA及びGlu作動系の成長・発達及び誘発刺激による変化を観察した(村島)。9.Elマウスはチロシン及びトリプトファンの先天性代謝異常(高キヌレニン値,低ドパミン値)のあることを明らかにした(森)。10.Elマウスのけいれん発現には,大脳皮質及び海馬からのアスパラギン酸の放出が関与していることを示した(平松)。11.ElマウスはCa代謝系が不安定であり,中枢生体アミン合成が低下し,けいれん発作の閾値が低下していることを示した(滝田)。12.Elマウスのけいれん発現をセロトニン再取り込み阻害剤のシタロプラムが抑制することを見いだした(横井)。13.Elマウスの継代による変化,現在の飼育状況,研究利用状況を調査するとともに,Elマウス研究のための対照系は何がよいかについて検討した(斉藤)。
格子ボルツマン法を基とした流体音の直接数値計算手法の確立

昨年度は、差分格子ボルツフン法による空力音の直接計算の計算格子として新たに有限体積法を導入することで精度向上を測った。つまり、流体の圧縮性を考慮した格子ボルツマン法である熱流体モデルに対して、有限体積法を適用し、エオルス音の発生メカニズムについて検証するとともに、層流流れの基本的な音場を直接計算した。本年度は、流れが乱流である場合をとり扱った。実際、空力騒音の抑制をはじめとする工学的問題において乱流場の音の現象を捉えることは非常に重要になってきている。ただ最初から直接計算によって音波の乱流流れを捉えることは難しいため、まずは乱流モデルを導入することにした。スマゴリンスキーモデルを差分格子ボルツマン法に組み込んだモデルを提案し、乱流および空力音の数値計算を行った。計算対象としては、角柱周りの乱流計算および空力音の計算、自動車のフロントピラー部をモデル化したウェッジボックス周りの流れの数値計算をおこなった。その結果、前者に対しては平均流速や変動速度などの乱流統計量に関しては実験結果と若干異なる結果となったが、角柱から発生する音波の周波数特性については、変動のピークにおけるストローハル数や広帯域における変動において実験値との定性的な一致が確認できた。また後者のウェッジボックス周りの乱流計算に対しては、流れの再現性について乱れの非等方性を有する旋回流の再現ができるなど、良好な結果が得られた。しかし、ウェッジボックス側面部の圧力変動の周波数特性は特に高周波数俗において再現できなかった。この原因としては格子解像度の不足が考えられ、今後格子数を増やして計算を行うことで改善できると考えられる。以上の結果より、乱流場における音の直接数値計算コードを完成させる土台ができたものと考えている。これまで差分格子ボルツマン法による空力音の直接計算が様々な流れ場において行われ,いずれも良い精度で音場を計算できることが確認されてきた.しかしながらエオルス音などの計算において,任意のレイノルズ数およびマッハ数に対して小さな音源およびその伝播を完全に捉えられる非常に高精度の計算はまだ困難であった.そこで,計算格子として新たに有限体積法を導入することで精度向上を測った.つまり,流体の圧縮性を考慮した格子ボルツマン法である熱流体モデルに対して,有限体積法を適用した.空間格子としては非構造格子を用い,実際にエオルス音の直接計算を行なった.空間精度向上のため,空間の離散点2点と,そこでの1次微係数を用いることによる3次精度の風上スキームを考案した.このスキームを使用した計算により,非構造格子を使用しながら一般的に知られているエオルス音の現象を精度良く捕らえ,ナビエストークス方程式解との良い一致を得た.また同時に,エオルス音の発生メカニズムについて検証し,エオルス音の音源がカルマン渦による局所的な湧き出し・吸い込み流れによるものである可能性を示した.さらに,有限体積格子ボルツマン法による空間3次元のキャビティー流れを数値計算し,ナビエストークス方程式の数値解と良い一致を得ることを示した.また,新たな計算法を用いることで計算負荷を小さくできることも確認した.他の様々な流体音の計算(エオルス音など)もおこない,同様の結果を確認した.昨年度は、差分格子ボルツフン法による空力音の直接計算の計算格子として新たに有限体積法を導入することで精度向上を測った。
発生期脊髄背側部におけるnetrin1 の時期・領域特異的な発現調節機構の解明

本研究では、マウス発生期脊髄において、軸索誘導分子netrin-1が背側部で産生される神経細胞を脊髄腹側部まで誘導することを明らかにした。さらに、線虫でnetrin-Dccシグナルとの関与が示唆されているGsg1が、発生期大脳皮質における適切な神経細胞の移動と樹状突起形成に重要な役割をもつことが示唆された。これらの結果から、発生期の神経回路網形成に重要なnetrin-1のさらなる重要性を明らかになった。機能的な神経回路網形成の基盤は、発生期において多様な機能をもつ神経細胞の個性の獲得とそれに続く細胞移動や軸索伸長が適切に行われることにある。後者の過程にはnetrinなどの分泌性軸索誘導分子が重要な働きを持つ。我々は以前、発生期マウス脊髄背側部の細胞がnetrin1をある特定の時期にのみ局所的に発現することが、一次求心性神経(DRG)線維の適切な軸索投射に重要であるということを新たに明らかにした。その発展として、本研究はnetrin1の時期・領域特異的な発現調節機構の解明を目的とした。平成19年度は、netrin1を一過性発現する細胞の同定と胎児期初期マウス脊髄スライス培養系の確立に取り組んできた。その結果、脊髄背側部netrin1発現細包がマウス胎生(E)10.511.5日目に背側脊髄の腹側部で生まれ、E12.5に脊髄背外側部まで移動する神経細胞であることを明らかとした。さらに脊髄背側部の細胞移動様式の解析を行う過程で、E9.5E10.5に脊髄背側部で産生され、腹側脊髄まで移動を行う転写因子Olig3系譜神経細胞が、腹側正中部で発現するnetrin1により制御されている可能性が考えられた。そこで、netrin-1^<-/->;Olig3^<lacZ/+>やDcc^<-/->;Olig3^<lacZ/+>(Dcc;netrinレセプター)の解析を行った結果、これらのノックアウトマウスでOlig3系譜細胞の移動に著しい異常がみられた。さらに組織片培養、ニワトリ胚を用いたエレクトロポレーション法により脊髄腹側正中部由来のnetrin-1がOlig3系譜細胞に対して誘引的に作用していることが明らかとなった。近年、脊髄背側部の複雑な細胞移動パターンが明らかとなってきているが、その移動制御機構についての知見はほとんどなく、本研究の重要性は高いと考えられる。発生期において、多様な機能をもつ神経細胞の個性の獲得とそれに続く適切な細胞移動や軸索伸長が、機能的な神経回路網形成に重要となる。我々は以前、発生期マウス脊髄背側部の細胞がnetrin 1をある特定の時期にのみ局所的に発現することが、一次求心性神経(DRG)線維の適切な軸索投射に重要であるということを新たに明らかにした。その発展として、『本研究ではnetrin 1の時期・領域特異的な発現調節機構の解明、さらに脊髄の神経回路形成におけるnetrin 1の広範な機能を明らかにすることを目的とする。平成20年度は、脊髄回路形成におけるnetrin 1の新たな機能について中心に解析を行った。まず一つ目として、発生初期に脊髄背側部で産生された介在神経細胞の一部は、正接方向状に移動し、腹側脊髄まで達するが、この移動が腹側正中部で発現するnetrin 1により制御されていることを明らかにした。この結果は現在論文投稿中である。今後はこの神経細胞が脊髄内でどのような機能をもつ神経細胞であるかを同定することを試みている。二つ目として、体性感覚を伝達するDRG神経細胞は軸索を脊髄へと投射させるが、その投射が脊髄から脊髄外に分泌されたnetrin 1の影響により制御されていることを明らかとした。この結果はThe Journal of Neuroscience(vol.28, 10380-10385, 2008)に掲載された。これらの結果から、脊髄の神経回路形成におけるnetrin 1のさらなる重要性が明らかとなった。発生期の中枢神経系において、多様な機能をもつ神経細胞の個性の獲得とその後引き続く細胞移動や軸索伸長が適切に行われることが、機能的な神経回路網形成に重要となる。後者の過程にはnetrin、semaphorinなどの分泌性軸索誘導分子が重要な働きを持つことが広く知られている。我々はこれまで、発生期マウス脊髄背側部の細胞がnetrin 1をある特定の時期にのみ局所的に発現することが、一次求心性神経(DRG)線維の適切な軸索投射に重要であるということを新たに明らかにした。その発展として、本研究ではnetrin 1の時期・領域特異的な発現調節機構の解明、さらに脊髄の神経回路形成におけるnetrin 1の広範な機能を明らかにすることを目的とした。

平成21年度は、前年度見出したnetrin-1による脊髄背側部で産生され正接方向状に移動する介在神経細胞の脊髄腹側部への誘因作用について詳細な解析を引き続き行った。脊髄最背側部に発現するWnt1-Creマウスの導入を行い、このマウスとGFPレポーターマウスを交配させることで、腹側部に移動する神経細胞の細胞系譜解析を試みた。さらに培養系を用いることで、netrin-1の誘因作用について解析を行った。これらの結果は現在論文再投稿中である。さらに、共同研究として、海馬顆粒細胞の軸索投射、ニワトリ前脳におけるGnRH神経細胞の細胞移動にもnetrin-1シグナルが深く関わることを明らかとした。
制御性Ｂ細胞による皮膚免疫疾患の抑制機構の分子メカニズム

制御性B細胞におけるIL-10産生のシグナル伝達メカニズムを解析した。BLNKは、B細胞におけるシグナル伝達経路の重要なアダプター分子であるが、BLNKを欠損したマウスでは、Cd1dhiCD5+B細胞からのIL-10産生が欠如しており、接触過敏反応も亢進していた。BLNKを欠損したB細胞では、Stat3の活性化が障害されており、これはBtkの活性に依存していた。さらに、刺激培養条件にIL-10を添加することにより、IL-10産生B細胞の数は著明に増加し、lL-10によるpositive feedback loopの存在が示唆された。制御性B細胞のシグナル伝達経路について検討を開始した。CD19はB細胞のresponse regulatorとして、幅広いシグナル伝達系を制御している。したがって、CD19が脾臓におけるCD1d^<high>CD5^+の表現型をもつIL-10産生制御性B細胞の分化を制御する上で特異的な経路を同定する必要がある。CD19の制御するシグナル伝達分子の中で有力な候補としてPI3Kがある。CD19はリン酸化チロシン基によってPI3Kの活性化を増強する役割をもつので、これに拮抗する分子であるPTENが欠損すると制御性B細胞の分化が促進する可能性が考えられるため、PTENをB細胞特異的にコンディショナルノックアウト(cKO)したPTEN-cKOマウスを作製した。PTEN-cKOマウスでは、これまでに同定されていない制御性B細胞が著増しており、これらの細胞はin vivoにおいても実験性自己免疫性脳脊髄炎や接触過敏反応を抑制することができた。現在この細胞群を規定する特異的な表面マーカーやその詳細な機能について解析しているところである。また、このほかに、BLNKがBtkを介してSTAT3を活性化する経路が重要であることを示す結果も得ちれた。さらに、ヒト自己免疫疾患における制御性B細胞の役割を検討するために、全身性強皮症患者における制御性B細胞の検討を行った。当科を受診した患者から、同意を得た上で、末梢血における制御性B細胞の数を測定し、健常者と比較したところ、有意な減少が認められた。現在、経時的な変化を検討中である。免疫反応を抑制するB細胞サブセットである「制御性B細胞」が存在することが近年になって明らかになり、様々な皮膚免疫疾患の抑制に重要な役割をもつことがわかってきた。しかしながら、その抑制の分子メカニズムは多くの点が未解明のままである。本研究では、接触過敏反応を用いて、制御性B細胞が実際にどのように免疫反応を抑制するのかを明らかにするため、制御性B細胞の分化に必須な特異的細胞内シグナル分子/経路を同定することと、抑制機構の標的となる制御性T細胞やNKT細胞との相互作用を検討することを目的とした。一方、PI3-kinaseやAktの活性を阻害すると、B細胞からのIL-10産生はほぼ完全に抑制され、反対にPTENをB細胞特異的に欠損させたマウスにおいては、IL-10産生B細胞が著明に増加していた。このことから、PI3-kinase/PTENが拮抗的に制御性B細胞のIL-10産生を制御していることが示唆された。制御性B細胞におけるIL-10産生をコントロールしているシグナル伝達経路について検討を行っている。したがって、CD19が脾臓におけるCD1dhighCD5+の表現型をもつIL-10産生制御性B細胞の分化を制御する上で特異的な経路を同定する必要がある。PTEN

-cKOマウスでは、これまでに同定されていない制御性B細胞が著増しており、これらの細胞はin vivoにおいても実験性自己免疫性脳脊髄炎や接触過敏反応を抑制することができた。この細胞群を規定する特異的な表面マーカーやその詳細な機能について解析しており、B-1細胞の一部のサブセットであることが考えられた。一方、BLNKはB細胞に特異的に発現し、B細胞抗原受容体をはじめとするシグナル伝達系において中心的な役割をもつアダプター蛋白である。BLNKは様々なドメインにより他のシグナル伝達分子と相互作用をもつ。BLNK欠損マウスでは制御性B細胞からのIL-10産生が傷害されており、BLNKの下流で制御性B細胞からのIL-10産生を媒介している分子として、STAT3が同定され、Btkによって初期にはJAK非依存性に活性化され、IL-10分泌により、さらにオートクリン機序によりIL-10産生がさらに持続・増強する機序が明らかにされた初年度の予定を概ね終えることができ、また興味深い実験結果が得られているため25年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の予定を概ね終えることができ、また興味深い実験結果が得られているため当初の計画に従って,研究をすすめる。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り研究を進める。特にPTENcKOマウスの新しい制御性B細胞についての解析を中心的に行う。
骨髄微小環境の影響に基づく多発性骨髄腫に対する新しい治療法の開発

骨髄微小環境は多発性骨髄腫の発生に関与するのみならず,骨髄腫細胞と細胞外基質やストローマ細胞などとの接触,あるいは,接触により誘導されるサイトカインによる増殖促進,抗アポトーシス作用により薬剤耐性の一因となっていることが明らかになりつつある。本研究は骨髄腫細胞とストローマ細胞の接着が腫瘍細胞増殖に与える作用を解明することにより,新たな治療法開発の基礎を構築することを目的とする。本研究では,まず,骨髄腫細胞とストローマ細胞との接着がサイトカイン産生に与える影響について検討した。多発性患者由来ストローマ細胞と骨髄腫細胞を混合培養し,上清中のサイトカイン濃度の変化を測定したところ,IL-6,VEGF,MCP-1などが増加することが判明した。この共培養系にデキサメサゾンを添加してもサイトカイン産生は抑制されず,サイミジン取り込み法により,骨髄腫細胞の増殖が抑制されないことが判明した。いっぽう,サリドマイドやボルテゾミブをこの系に添加すると,サイトカイン産生が抑制されるばかりか,骨髄腫細胞の増殖も抑制されることが示された。次に,患者骨髄中濃度が高いことが知られているTGF-β1存在下で混合培養すると培養上清中のL-6とVEGFの濃度が上昇することが示された。TGF-β1阻害剤はIL-6転写因子であるSmad2/3,ならびにV£GF転写因子であるHIF-1αの活性化を阻害し,骨髄腫細胞とストローマ細胞の接着によるIL-6とVEGFの産生を抑制するのみならず,ストローマ細胞存在下の骨髄腫細胞増殖促進を阻害した。本研究を継続し骨髄微小環境の腫瘍保護・増殖促進に関係する新しいメカニズムを明らかにすることにより,シグナル伝達因子をターゲットとした分子標的療法や,細胞表面抗原を対象とした抗体の開発など新しい有効な副作用の少ない治療法開発の基礎となることが期待される。本研究は多発性骨髄腫の発生,治療抵抗性の原因として注目されている骨髄微小環境における腫瘍細胞増殖・保護作用の機序を解明し,それに基づいた新たな治療法開発の基礎となることを目的とする。骨髄微小環境は細胞外基質,骨髄ストローマ細胞,造骨細胞,破骨細胞などからなり,多発性骨髄腫の発生に関与するのみならず,骨髄腫細胞と細胞外基質やストローマ細胞などとの接触,あるいは,接触により誘導されるサイトカインによる増殖促進,抗アポトーシス作用により薬剤耐性の一因となっていることが徐々に明らかになりつつある。そこで本研究では,まず,骨髄腫細胞とストローマ細胞との接着がサイトカイン産生に与える影響について検討した。すなわち,多発性患者骨髄単核球を長期培養して得られたストローマ細胞と骨髄腫細胞を48時間混合培養し,上清中のサイトカイン濃度の変化をサイトカインアレイにより測定した。その結果,IL-6,VEGF,MCP-1などが共培養により増加することが判明した。また,この共培養系に骨髄腫治療に従来用いられているデキサメサゾンを添加してもサイトカイン産生は抑制されず,サイミジン取り込み法により,骨髄腫細胞の増殖が抑制されないことが判明した。いっぽう,従来の治療に抵抗性となった骨髄腫にも有効性が示されている,サリドマイドやポルテゾミブをこの系に添加すると,サイトカイン産生が抑制されるばかりか,骨髄腫細胞の増殖も抑制されることが示された。現在新たな化合物について検討している。本研究を継続し骨髄微小環境の腫瘍保護・増殖促進に関係する新しいメカニズムを明らかにすることによって,シグナル伝達因子をターゲットとした分子標的療法や,細胞表面抗原を対象とした抗体の開発など新しい有効な副作用の少ない治療法開発の基礎となることが期待される。

骨髄微小環境は細胞外基質,骨髄ストローマ細胞,造骨細胞,破骨細胞などからなり,多発性骨髄腫の発生に関与するのみならず,骨髄腫細胞と細胞外基質やストローマ細胞などとの接触,あるいは,接触により誘導されるサイトカインによる増殖促進,抗アポトーシス作用により薬剤耐性の一因となっていることが徐々に明らかになりつつある。本研究は,これまでの成果をさらに発展させ,骨髄腫細胞とストローマ細胞の接着が腫瘍細胞増殖に与える作用を解明することにより,新たな治療法開発の基礎を構築することを目的とする。本研究では,これまで示されていた骨髄腫細胞株のみならず,多発性骨髄腫患者由来骨髄腫細胞とストローマ細胞とを混合培養すると培養上清中のIL-6とVEGF濃度が上昇することが確認された。これまでに,健常人由来骨髄ストローマ細胞と比較し,骨髄腫患者由来ストローマ細胞と骨髄腫細胞を混合培養することによってTGF一β1産生が増加することが知られているが,骨髄腫細胞をTGF一β1存在下で培養すると,ストローマ細胞と共培養した時と同様に,培養上清中のIL-6とVEGFの濃度が上昇することが示された。TGF-β1阻害剤はIL-6転写因子であるSmad2/3,ならびにVEGF転写因子であるHIF-1αの活性化を阻害し,骨髄腫細胞とストローマ細胞の接着によるIL-6とVEGFの産生を抑制するのみならず,ストローマ細胞存在下の骨髄腫細胞増殖促進を阻害した。本研究を継続し骨髄微小環境の腫瘍保護・増殖促進に関係する新しいメカニズムを明らかにすることにより,シグナル伝達因子をターゲットとした分子標的療法や,細胞表面抗原を対象とした抗体の開発など新しい有効な副作用の少ない治療法開発の基礎となることが期待される。