hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発がん物質による立体的遺伝子損傷：ゲノムワイド解析による配列特異性と脆弱性の解明

本研究の目的は、化学発がん物質によるゲノム遺伝子の塩基損傷を立体的要因も考慮し、全体像を把握することとした。まず初めに、タバコ煙中に含まれる発がん物質ベンゾ(a)ピレン(BaP)が生成する遺伝子損傷産物(N2-(-)trans-BPDE-dG、またはN2-(+)trans-BPDE-dG)ならびに紫外線曝露により生成するシクロブタン型ピリミジンダイマー(CPD)の解析を進めた。また、今回の課題から派生して得られた成果として、遺伝子のエピジェネティックな修飾であるシトシンメチル化に関する結果も得ることができた。平成25年度には、化学発がん物質であるベンゾ[a]ピレンによるDNA付加体について検討した。まずはじめに、免疫沈降反応に使用するための抗体の選定を目的として、ベンゾ[a]ピレン活性代謝物(BPDE)のデオキシグアノシン(dG)付加物を導入した15merのオリゴDNA(立体配置の異なる2種)を用いて市販されている抗BPDE-DNA抗体の反応性について検討した。本検討は、すでに報告されているマイクロ流路チップを用いた極微量の電気泳動法を活用したゲルシフトアッセイにて実施した。コントロールオリゴDNAおよびBPDE付加オリゴDNAは単一ピークとして検出されたことから、いずれのオリゴDNAも良好に分離されていると考えられる。これらのオリゴDNAに対して抗BPDE-DNA抗体を処理し電気分離法でバンドシフトを測定した結果、コントロールオリゴDNAだけでなくBPDE付加オリゴDNAも抗体用量依存的なバンドの移動は認められず、今回用いた抗体はBPDE付加オリゴDNAに対する反応性が低いものと考えられる。したがって、新たに1種の抗BPDE-DNA抗体を検証するとともに、ベンゾ[a]ピレン以外のDNA損傷性物質(たとえば、シスプラチンやアセチルアミノフルオレンなど)によるDNA付加体に対する特異抗体についても反応性を評価する。前年度に検討した抗BPDEーDNA抗体に加えて、新たに別のBPDEーDNA抗体および紫外線照射により生成するシクロブタン型ピリミジンダイマー(CPD)に対する抗体を検討した。その結果、抗CPD抗体のみきわめて良好にDNA損傷を認識できることが明らかとなった。この抗CPD抗体を用いて、強度の異なるUVC(10あるいは100mJ/cm2)の照射で生成するマウス胚性幹細胞のゲノムDNA損傷を継時的に測定した。低照射群では、UVC照射直後からCPD量が上昇し、24時間後にはほぼ完全に修復が完了していた。一方、高照射群では、照射直後に低照射群と比べておよそ2倍のCPD生成が認められ、24時間後にはおよそ半分が除去されていた。この時、マウス胚性幹細胞の未分化状態の維持に関連している因子の発現レベルをリアルタイムRTーPCR法により測定した結果、UVC照射後3時間に発現低下が認められたが、CPD量に相関するように24時間後まで徐々に発現が回復した。したがって、今回の照射レベルにおいて、細胞の未分化状態に影響を及ぼすのに十分なCPDが生成していると考えられる。このUVCを照射したマウス胚性幹細胞からゲノムDNAをマイクログラムオーダーで回収し、超音波破砕機によっておよそ150bpとなるように断片化した。本断片化サンプルに対して、抗CPD抗体を用いて免疫沈降法により損傷DNAを回収し、次世代シーケンサーによりDNA損傷配列特異性の確認を試みたが、シーケンシングに十分なDNA断片を回収することができなかった。したがって、研究期間を1年間延長し、抗体の反応特異性に依存しないDNA損傷の配列特異性を検出するための方法論について継続して検討する。前年度に引き続き、紫外線に曝露したマウス胚性幹細胞を用いて幹細胞のDNA損傷に対する細胞応答を解析した。マウス胚性幹細胞は紫外線(10 J/m2)照射により細胞増殖抑制が認められたが、照射48時間後までには増殖能が回復していた。シクロブタン型ピリミジンダイマー(CPD)生成量は紫外線照射後速やかに減少して24時間後には約30%まで減少していた。これに相関するように、いくつかの未分化マーカー発現は照射3時間後において顕著に低下していたが、それ以降はコントロールレベルまで回復した。したがって、マウス胚性幹細胞内では紫外線照射後3-24時間において異常細胞の修復あるいは排除などの応答が進んでいるものと考えられる。このタイムポイントにおいて、がん抑制遺伝子p53およびその下流遺伝子(p21,Gadd45a,Mdm2,Puma,Bax,Msh2)のmRNA発現変動を評価した結果、Gadd45aおよびPuma発現が有意に上昇したのちにMdm2発現が後を追うように上昇し、48時間後までにはコントロールレベルまで回復した。以上のことから、マウス胚性幹細胞は紫外線曝露によるゲノム中CPD形成に応答してゲノム修復およびアポトーシスが進行していることが示唆された。これは並行して実施した分化細胞であるマウス胚性線維芽細胞の結果とは明らかに異なっており、幹細胞に特有の応答性であると考えられる。

また、今回の課題から派生して得られた成果として、遺伝子のエピジェネティックな修飾であるシトシンメチル化に関する結果も得ることができた。これまでに良好な反応性を示すDNA損傷検出抗体[抗シクロブタン型ピリミジンダイマー(CPD)抗体]を選定した。また、この抗CPD抗体を用いてマウス胚性幹細胞に対するゲノムDNA損傷レベルおよび修復パターンを明らかにするとともに、未分化状態の決定因子の発現変動を明らかにできた。しかしながら、本課題の目的であるDNA損傷の配列特異性を明らかにするための免疫沈降反応を利用した次世代シーケンシングによるタイリング解析を試みたが、シーケンシングに十分な品質のDNA断片を調製することができなかったため、研究期間を1年間延長した。以上のことから、本課題は「やや遅れている。」と判断した。化学物質影響評価本研究において、複数回にわたってUVC照射によるDNA損傷配列特異性の解析を試みたが、シーケンスに適したDNAサンプルの調製には至っていない。この原因として、DNAサンプルの調製が抗体反応に依存しているためであると考えられる。したがって、UVC照射によるDNA損傷によってマウス胚性幹細胞のゲノムDNAに導入された変異の配列情報をゲノムワイドに解析するなどの方法を用いて、DNA損傷配列特異性の解析を試みていく。平成25年度は、特異抗体の選定、DNAの断片化、免疫沈降反応の実施を目標としていた。DNA断片化および免疫沈降反応については、すでに確立された方法論であるため、抗体の選定が律速と考えられる。現在のところ、免疫沈降反応に使用可能な反応性の高い抗体は未同定であるが、マイクロ流路チップを用いた極微量の電気泳動法を確立しベンゾ[a]ピレン以外のDNA損傷性物質にも検索範囲を広げて検討するため、短期間で適切な抗体が選定できると考えられる。平成26年度内に実施を予定していた次世代シーケンシングの委託分析を予定していたが、サンプルの純度および濃度等に不備があり何度トライしても改善が見込めなかった為、その依頼分析自体を見直すこととなったため、繰越金が生じた。平成26年度は、早期に抗体を選定しシーケンシス解析へと進めたい。シーケンス解析の実施にあたっては外部機関を活用する予定だが、費用が高額になるため国内共同研究も視野に入れて遂行する。平成27年度は、DNAのサンプリング条件を精査するとともに、解析手法の見直しを図り、年度内でのDNA損傷配列特異性の解明を試みる。平成25年度の最終物品費について、平成25年度残額に平成26年度支給額を合算して執行するために繰越が生じた。平成25年度の最終物品費について、平成25年度残額に平成26年度支給額を合算して執行する。
広域空間の容易な知能化のための構成支援システムに関する研究

人間の生活環境に様々なセンサーを設置して空間を知能化するためには、設置したセンサ間の位置関係を把握しておくことが求められる。広域空間にたくさんのセンサを設置することを考えた場合、その作業は煩雑であり、すべてのセンサの位置姿勢が容易に得られるシステムがあれば、容易に知能化空間を構築することができると考えられる。本研究では、そのような知能化空間構成支援システムの開発を目標とし、移動ロボットと環境中に分散配置した複数のレーザー測域センサの双方で取得した地図情報の共有と比較により、分散センサ間の位置関係の自動推定システムを提案した。実環境での知能化空間構築実験を行ない、システムの効果を示した。前年度に引き続き、広域空間を容易に知能化するための分散センサ群のキャリブレーション、センサ間の位置関係把握の自動化に関するシステムについて研究を行なった。まず、様々な広さ、形状の空間における有効性を評価するために、前年度に開発したSLAMアルゴリズムに基づくロボットおよび分散センサ群の位置・姿勢の推定手法を実際のシステムとして実装した。小型の組込みコンピュータとレーザーレンジファインダにより構成される分散センサ群のセンサデータ収集、地図生成、センサ位置・姿勢の推定、および移動ロボットの制御、地図生成といったシステムを構成する要素をRTコンポーネントとして実装し、その動作検証を行なっている。また、空間知能化のための分散センサのプロトタイプとして、FPGAベース画像処理機能とZigbee無線ネットワーク機能を搭載したカメラセンサノードを開発した。センサ間の位置関係を無線強度と画像の視野方向に基づいて推定する手法を導入することで、作成したセンサノードを設置するだけで互いの位置関係が自動認識され、センサノード間でのシームレスな移動体の追跡が行えるシステムを構築することができた。これらにより、研究者や設計者の経験になるべく依存せずにセンサ位置姿勢やセンサ同士の位置関係の把握を自動的に行い、知能化空間を用意に構成できるようになるが、空間にランダムにセンサを固定設置した場合、センサの観測領域にムラが生じて追跡と位置同定のタスクを確実に遂行できないという状況が頻繁に発生する。その対処のため本研究では、周囲の環境地図を自動生成し、移動体がその地図を利用して位置同定を行なうことのできる機能を搭載した移動ロボットを、固定センサ群を補完する知能化空間のセンサとして導入するためのシステムを構築した。広域空間を容易に知能化するためのシステムに関して継続して研究を行なった。主な成果は次の2点である。1.分散センサ群のキャリブレーション、センサ間の位置関係把握の自動化に関するシステムの開発2.人間と移動ロボットのインタラクションに基づく知能化空間の3次元地図生成システムの開発1については、前年度までに開発した、小型の組込みコンピュータとレーザーレンジファインダにより構成される分散センサ群の各要素のRTコンポーネントをさらに改良し、移動ロボットが動的に近接している分散センサを選択して、地図情報の共有と双方の位置の推定を行うことのできるシステムに拡張した。これによりセンサ数の増加にも対応できるようになるため、広域空間の容易な知能化の達成に意義深いものである。2については、前年度に問題提起した、空間にランダムにセンサを固定設置した場合、センサの観測領域にムラが生じて追跡と位置同定のタスクを確実に遂行できないという状況に対処するための、移動ロボットに基づく知能化空間の三次元環境地図の自動生成システムに関するものである。知能化空間内のユーザーの位置を捉えて、その動きに追従しながらユーザーの周囲の環境地図を自動生成し、環境地図に基づいてユーザーの位置推定および追跡を実現するための「モバイルインテリジェントスペース」を開発した。三次元地図生成に必要なカメラ画像を画像特徴量の追跡に基づいて選択することで、十分な精度の地図を現実的な時間内に構築するシステムを開発した。構築した三次元地図に基づく拡張現実感をデモとして行ない、ユーザーが意識せずとも知能化空間が構築され、さらに構築された知能化空間内でのユーザーの位置情報の取得と位置情報ベースアプリケーションが実現できることを示した。本年度は、ランダムに配置されたセンサのキャリブレーションおよびセンサ間の位置関係把握の自動化に関するシステムについて研究を行なった。本研究では構築する知能化空間のタスクを複数人物の追跡と位置同定とし、ネットワーク接続された、レーザ測域センサ、カメラを使用している。なお、統一的な世界座標系に対しての位置姿勢を各センサごとに算出することを本研究で行なうキャリブレーションとしている。各センサはランダムに配置されており、視野、計測範囲は十分に重なっておらず、同一対象の追跡だけでは相互の位置関係を知ることが出来ない場面を想定する。本研究では、移動ロボットのナビゲーションにおいて盛んに研究されている自己位置と地図の同時推定問題(SLAM)を拡張して、分散配置されたセンサの測定結果と移動ロボットの自己位置推定結果および生成した地図を用いて、ロボットだけでなくセンサ位置も同時に推定する手法を開発した。

FastSLAMの枠組みにおいて、状態変数として分散配置したセンサ位置姿勢を加え、移動ロボットが分散配置された測域センサの測定範囲内を走行する場合のロボットと環境の相互作用による、ロボットの地図生成および自己位置推定の高精度化と、環境側のレーザ測域センサの位置姿勢の同時推定を行なっている。通常のSLAMでは移動ロボットに搭載したレーザ測域センサによる測定結果と過去に生成した地図情報、自己位置にに基づき、最適な現時刻の地図と位置を推定する。本研究では、ロボット自身が推定した過去の情報だけでなく、環境側のレーザ測域センサが生成した環境地図も合わせて評価の対象とすることで、環境側の地図の推定結果を制約条件とした、SLAMの高精度化が実現できた。さらに、環境側のセンサ位置・姿勢も移動ロボットの推定に基づき、その走行に応じて補正されていく様子を実験により確認できた。広域空間を容易に知能化するシステムに関して継続して研究を行なった。前年度に開発した、環境中に分散配置されたレーザー測域センサの、センサ間の位置関係把握の自動化に関するシステムについて、広域での使用を念頭に置いた拡張を行なった。具体的には、次の2点が挙げられる。1.分散レーザー測域センサの移動ロボット観測に基づく、初期位置の自動把握前年度までに構築したシステムでは、分散レーザー測域センサの位置推定において、実際の位置周辺の適当な初期位置を与えておく必要があった。そもそも位置を推定するシステムであるにも関わらず、実際の位置に近い初期位置が必要であることは、実用性に問題があった。そのため、分散レーザー測域センサにロボットが接近した場合、分散レーザー測域センサが移動ロボットの位置を測定、移動ロボットの自己位置推定値との対応関係から、おおよその分散レーザー測域センサの位置を自動的に算出し、提案システムの初期位置として用いることにした。これにより、事前に初期位置を与える必要がなくなり、システムの拡張性が高まった。2.広域環境への対応のための高精度地図構築システムの導入分散レーザー測域センサと地図情報をやり取りする移動ロボットが構築する地図情報について、広域環境(具体的には、実験に用いた大学の1フロア程度の環境)にて、地図情報の精度を向上させることで、分散レーザー測域センサの推定位置の精度の改善を図った。これら2点の成果により、前年度までに構築したシステムを実環境で使用できる可能性が高まり、目標としていた広域環境の容易な知能化に寄与するシステムが開発できたといえる。ロボティクス目標としている、広域空間を容易に知能化するための分散センサ群のキャリブレーション、センサ間の位置関係把握の自動化に関する一部の機能については、センサ群をランダムに配置するだけで、知能化空間を用意に構成できるシステムとして実装することができ、その有効性を実験的に確認することが出来た。
地方都市を対象とした時系列都市計画データベースの構築とその応用に関する基礎的研究

本研究は、大正期迄に都市計画法が適用されたことを基準に選定した当時の43地方都市を対象として、最初期(戦前期)、戦後直後期、線引き直前期、線引き直後期、1992年都市計画法改正後期、最近期(2000年以降)の6時点について、都市計画データをGISに蓄積し、汎用的利用の可能な都市計画データベースを構築することが目的である。3年間の研究成果として、対象とする当時の43市(合併の結果、現在は38市)への調査から、蓄積すべき6時点の都市計画資料有無を明らかにすると共に、その資料収集を完了した。また、北陸甲信越地方6市(長岡、富山、高岡、金沢、長野、松本)と愛知県3市(豊橋、岡崎、一宮)について、6時点のデータベースをGIS上に構築した。その上で、都市計画の拡大性、継続性という観点からGISを用いて比較分析を行い、本研究が目的とした時系列都市計画データベースの有効性を確認した。本研究の目的は、日本の主要地方都市群(近代都市計画の歴史に照らした研究である為、大正期までに旧都市計画法が適用となった43市と扱う)を対象として、最初期から現在にいたる法定都市計画を通時的に把握できるツールを作ることにある。具体的には、これらの都市の代表的時点(最初期、敗戦直後期、線引き直前期、線引き直後期、用途地域12種類化直後期、最新期の6時点)における都市計画図を基に、主な都市計画(区域、街路、公園、用途地域)をGISソフトを用いて電子データ化しデータベースを構築する。研究実施計画において本年は、各都市の都市計画データ収集を行うと共に、並行してGISデータベースの構築を進める時期として位置づけられる。研究を進めて行く中で、順調な部分とそうではない部分が判明してきた為、その事柄を含め、本年の実績を記す。1.各自治体から代表的時点における都市計画図面の収集を行う為に、アンケート調査を実施した。尚、最初期の図面は、平成16-17年度の科研費テーマの実績で収集済みであった為、これに続く5時点の収集調査を行った。この結果、全ての時期で都市計画データが収集できたのが43市中20市、1時点で欠けるものが8市、2時点で欠けるものが1市であり、計29市では、概ね貴重なデータ収集を行うことができた。しかし、12市からは回答がなく、これらの都市では通時的なデータストックが難しくなった。これは誤算ではあるが、あそらく、これらの自治体では過去の都市計画データを保管していないことが想定され、自治体での過去の都市計画資料の保管状況を知る上では、逆の意味で貴重な情報が得られた。2.GISへの都市計画図面の地図入力は、当初研究期間中に全都市の入力完了を目標としていたが、労働力とGISソフトの数の問題から、これも難しいことが判明した。GISソフトは約50万円する為、2ライセンスの保有が限界であり、これによりデータ入力者の数も制限される。本年は、3都市での入力終了を目標とした。3.しかし、すでに6時点全てでの入力が完了した長野市と金沢市を例にとると、構築されたデータベースの硬化は非常に大きく、感動的ですらある。都市計画の変更の場所を時点毎にリアルに把握出来るばかりでなく、その変化量を正確に知ることができる。長期的スパンにおける都市計画の定点観測的研究を行う際に、非常に有効なツールとなりうることを確認した。次年度は、さらにデータ基盤の完成都市数を増やしていきたい。本研究の目的は、日本の主要地方都市群(近代都市計画の歴史に照らした研究である為、大正期までに旧都市計画法が適用となった43市を扱う)を対象として、最初期から現在にいたる法定都市計画を通時的に把握できるツールを作ることにある。具体的には、これらの都市の代表的時点(最初期、敗戦直後期、線引き直前期、線引き直後期、用途地域12種類化直後期、最新期の6時点)における都市計画図を基に、主な都市計画(区域、街路、公園、用途地域)をGISソフトを用いて電子データ化しデータベースを構築することである。本年の実績は以下の通りである。1.都市計画図のGISの入力作業に関しては、松本、長岡、富山、高岡の四都市計画について、上記の6時点での入力を終了した。加えて、昨年度の作業実績であった長野と金沢について、再度入力の確認を行い、精度を上げた。2. 1.で記した六都市計画について、都市計画区域、街路網、用途地域、公園の4項目で量的な比較分析を行った。

また、街路網と用途地域については、計画の継続性分析を行った。3.昨年度の作業実績をまとめた論文を日本建築学会北陸支部研究発表会において、口頭発表を行った。4.次年度は、本研究課題の最終年度にあたる。この報告でも明らかなように、入力作業に厖大な時間がかかり、とても当初予定の43市にたどり着くことはできそうにない。GIS作業は単純労働ではなく、都市計画的な基礎知識と史的知識が必要であるため、アルバイト等を雇い、作業を加速させるということが困難である。次年度は中部地方の対象都市の完成を目指したいと考える。本研究の最終目標は、日本の主要地方都市43市を対象として、最初期から現在にいたる法定都市計画を通時的に把握できるツールを作ることにある。具体的には、これらの都市の代表的時点(最初期、敗戦直後期、線引き直前期、線引き直後期、用途地域12種類化直後期、最新期の6時点)における都市計画図を基に、主な都市計画情報(区域、街路、公園、用途地域)を,GISソフトを用いて電子データ化しデータベースを構築することである。本年の実績は以下の通りである。1.都市計画図のGIS入力作業に関しては、豊橋、岡崎、一宮について、入力6時点の都市計画データを再度収集・整理し、入力作業完了の目処をつけた。2.これとは別に、これまでに入力作業が完了した、北陸甲信越地方の6市(長岡、富山、高岡、金沢、長野、松本)の都市計画データ(都市計画区域、街路、用途地域、公園)を6時点で取り出し、比較分析を試みた。その結果を日本建築学会東海支部研究発表会(2009年2月)で発表した。3.本研究で収集した最初期の都市計画データを用いて、公園計画の比較研究を行った他、愛知県の3市(豊橋、岡崎、一宮)の初期都市計画と立案者である石川栄耀の計画思想の関連性を分析した。都市計画データのGIS入力は正確さが重要であるので、なかなか効率よく行うことが難しい。本年の入力では、新潟、静岡・清水、浜松を完了させ、中部地方の主要市を揃える予定であったが、無理であった。しかし、北陸甲信越の6市や愛知県の3市で完了した本データベースは、実際に都市間比較や時期間比較の分析を試み、非常に有用な都市計画データベースであることを確認できた。
時相属性文法に基づく実用的GUI生成系の開発

本年度、以下の研究成果を達成した。(1)本研究に関する、本格的な第1論文が採択された。本論文には、昨年度までの成果に加え、新たにいくつかの理論的成果(特に意味論の定式化に関するもの)を加えた。また計算モデル的にやや曖昧であった時相属性文法の実行方式を明確にした。(2)昨年度、試作した時相属性文法処理系(GUI生成系)を、より大規模な問題に適用可能な処理系に改良した。(3)上記処理系のマンマシーン・インターフェース部で使用するGUI基本部品(C++およびMotifで記述)を作成した。(4)上記処理系を用いて、エディタ環境の作成を試みた。現在、継続して研究中。(5)GUI記述を行うオブジェクト指向型論理プログラムとの比較・検討を行い、(1)の計算モデルをさらに改良中である。来年度は、現在継続中の(2)、(3)、(4)の研究を論文として仕上げる予定である。
ユーラシア北東部における後期旧石器時代人の適応行動に関する総合的研究

最終氷期最寒冷期(LGM)に先立つ東シベリアの古環境と更新世人類集団の適応行動を解明すべく、イルクーツクの北北西約150kmに位置するBol'shoj Naryn遺跡で発掘調査を重ねた。その結果、凡そ30,000年前から25,000年前にかけてバイカル湖以北に展開した更新世人類集団は、概して森林ステップが広がるLGMより温暖・湿潤な環境下で、ウマやバイソンを主要な狩猟対象としていたことが明らかとなった。ユーラシア大陸北東部へ進出したホモ・サピエンスの環境適応行動を解明すべく、シベリア南東部アンガラ川流域の更新世遺跡群の調査・研究を行った。夏期にはブラーツク貯水池南岸のオサ地区に位置するバリショイ・ナリンI遺跡をロシア・中国の研究者らとともに発掘。その結果、カルギンスキー亜間氷期の古土壌層中より炉跡に由来するおぼしき炭化物の集中を検出し、周囲から石刃剥離技術、小型石刃剥離技術、横長状剥片剥離技術の所産たる石器類と骨器、ウマを主体とする哺乳動物化石も多数収集することができた。試料として持ち帰り、東京大学で放射性炭素年代の測定を試みた同炭化物からは、27,880±160BPという年代値も得られた。本遺跡はもとよりアンガラ川流域の他の更新世遺跡においてもOIS3段階の人工遺物と動物化石が遺構に伴う形で検出された先例がほとんどない状況にあって、今回の発掘成果は極めて大きな意義をもつ。また、夏期および春期のイルクーツク滞在時には、それぞれイルクーツク国立大学、RASシベリア支部考古学・民族誌学研究所が所蔵する関連資料の観察に努めた。両機関によってこれまで発掘されたイギテイスキー・ログ遺跡、セドーバ遺跡、ゲラシモフ遺跡といった更新世遺跡群。バリショイ・ナリン遺跡と併せそれら遺跡群の石器・骨角器・動物化石の様相も精査し得た暁には、バイカル湖周辺におけるOIS3段階の人類の環境適応活動をより詳細に論じることも可能となる。この他、本研究プロジェクトの目的・内容を周知し、随時成果も公開すべく、ウェブ・サイトも制作した。また、イルクーツク国立大学およびRASシベリア支部の研究者らとも協議を重ね、次年度に国際シンポジウムを開催するための準備も進めた。ユーラシア大陸北東部へ進出したホモ・サピエンスの環境適応行動を解明すべく、シベリア南東部アンガラ川流域の更新世遺跡群の調査・研究を進めた。昨年にひきつづき、7月には、ブラーツク貯水池南岸(オサ地区)に位置するバリショイ・ナリンI遺跡を発掘。カルギンスキー亜間氷期の古土壌層を精査した結果、炉跡に由来するとおぼしき炭化物の集中を新たに数基検出するとともに、石器類やウマを主体とする哺乳動物化石も多数収集することができた。加えて、本年度はモスクワよりA.シマコーバ博士(RAS地質学研究所)を招聘し、堆積層中に含まれる花粉化石の採集・分析も試みた。その結果、カルギンスキー亜間氷期の間にも遺跡周辺に森林やステップ、ツンドラなど多様な植生が出現していた可能性が示唆された。3kmほど北西に位置するイギテイ遺跡と同様、バリショイ・ナリン遺跡でも同一層準から検出された動物化石と花粉化石双方の分析結果を照合できるようになったことは、オサ地区の古気候変動を復元する上で極めて大きな意義をもつ。同古環境データを踏まえ今後人工遺物の精査を行うことで、シベリア南東部における後期更新世人類の環境適応行動に更なる知見も得られよう。10月には、本研究プロジェクトの成果還元を目的に、慶應義塾大学三田キャンパスで『後期旧石器時代のシベリアと日本:最終氷期における人類の環境適応行動」題する国際シンポジウムを開催した。ロシア・中国より6名の研究協力者を招聘、総勢100名弱にも及ぶ参会者を得て開催された同シンホジウムでは、活発な質疑応答・意見交換が交わされるなか、北東アジアにおける後期旧石器研究の課題を整理することもできた。この他、シベリアにおける後期更新世人類遺跡として世界的に著名なマリタ遺跡の埋葬人骨と同副葬品たる牙偶について、放射性炭素年代の再測定も試みた。同成果については次年度、学術誌に報告する予定である。ユーラシア大陸北東部へ進出したホモ・サピエンスの環境適応行動を解明すべく、本年度はまず既報のバイカルシベリア更新世人類遺跡群に関して、位置・年代・出土資料・関連文献を検索し得るデータベースを試作した。近い将来、露・英・日3言語での公開を予定する本データベースは、シベリア旧石器文化研究の国際化に寄与しよう。また、昨年・一昨年と同様、夏期にはバリショイ・ナリン遺跡の発掘調査も実施した。前年度調査区を拡幅、一部地表下5m以深まで掘り下げてなお中期旧石器時代の文化層を確認するに至らなかったが、過去2シーズンの調査と同様カルギンスキー亜間氷期の古土壌層からは動物化石と石器類を多数採集することができた。

昨年より着手した花粉分析と本年度新たに手がけた微小巻貝類の分析について結果が得られ、同亜間氷期におけるバリショイ・ナリン遺跡周辺の古環境をより詳細に論じられるようになったことも、本年度の研究成果として特筆に値する。11月末から12月初旬にかけては、ロシア人研究者3名を日本に招聘。これまでに得られた古環境データ群から指摘できる事柄を整理するとともに、その予察を国立科学博物館で開催された第4回アジア旧石器協会(APA)日本大会において発表した。12月中旬と3月中旬にはイルクーツク大学考古学研究所へ出張、本年度バリショイ・ナリン遺跡から出土した遺物群と同研究所が所蔵する関連資料の観察・分析も進めた。このほか、東京大学総合研究博物館の特別展示『アルケオメトリア-考古遺物と美術工芸品を科学の眼で透かし見る-』(会期:2012年3月3日-6月17日)に、代表者・研究分担者3名が参画、本研究プロジェクトに関係する人工遺物や動物化石の一部を出品・解説した。昨年度の公開シンポジウムに加え、展示という形でも研究成果の一部を社会還元できた意義は大きい。2012年8月にイルクーツク国立大学を訪れ、過年度に発掘調査を進めたBol'shoj Naryn遺跡の出土遺物を精査、諸データの収集を行った。またその際には同大学歴史学部のG.Medvedev教授、E.Lipnina准教授、さらにロシア科学アカデミー・シベリア支部地質学研究所のF. Khenzykhenova博士らと本研究プロジェクトの成果報告書の編集方針や目次構成について協議も重ねた。その結果、Bol'shoj Naryn遺跡の発掘成果とともに、Shapova, Sedova, Gerasimov, Makarovo, Igitj, Mal'ta, Buret', Arenbovsky,Army Hospital等、アンガラ流域に分布する代表的な人類遺跡群の調査概要も盛り込み、バイカル湖周辺域における旧石器時代人の適応行動を多角的に論じる書籍を英文で刊行することを確認。巻末に同地域の旧石器遺跡群データ・ベースも付すことで合意を見た。バイカル湖周辺が人類の寒冷地適応・高緯度地帯の拡散過程を考える上で極めて興味深くかつ重要なフィールドであることを周知させる英文書籍の刊行は、彼の地の更新世遺跡群の調査・研究の推進力となろう。加えて、本年度は今後の研究の展開も見据え、若干の予備的調査も実施した。6月には、カルスト地形が発達し、良好な更新世動物化石が産することで知られるオサ川右岸の丘陵で試掘調査を行い、新たな更新世遺跡も発見した。また、12月にはエルミタージュ美術館を訪館、Mal'ta遺跡の出土人骨・動物化石につき新規に放射性炭素年代を測定するための交渉も始めた。なお、2013年1月には東京大学総合研究博物館で公開シンポジウム『ヴィーナスからのメッセージ』も開催し、研究成果の一部を社会還元することもできた。昨年3月中旬に予定していたバリショイ・ナリン遺跡2010年度出土遺物の整理・観察作業を、震災の発生を受け延期、12月に実施せざるを得なくなった。その結果、当初補助人員として予定していた院生・学生を帯同できなくなったため、進捗に支障が生じ、当初予定していた作業の一部が次年度に持ち越されるに至っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に当たる本年は、当初、代表者・分担者・研究協力者が一堂に会し、それぞれの研究成果を確認、課題を整理するための公開シンポジウムを再度開催することも計画していた。
ヒト細胞を用いたディーゼル排気由来DNA付加体による突然変異の定量的解析

アミノビフェニル(ABP)に由来するDNA付加体を部位特異的に1箇所もつプラスミドを作製し、ヒト細胞内で複製させた。複製プラスミドを解析し、損傷乗り越えDNA合成(TLS)の頻度と突然変異パターンを明らかにした。その結果、付加体周辺の塩基配列がTLS頻度と変異誘率に影響を与えることがわかった。またABP付加体をTLSする際に働くポリメラーゼの種類も配列によって異なることが分かった。汚染物質の突然変異リスク評価の立場から,実際に環境中に存在する汚染物質が原因のDNA付加体を用いて,それら付加体が変異を誘発する過程を,ヒト細胞を用いて定量的に比較解析する。本課題では様々な大気浮遊粒子状物質由来DNA付加体を部位特異的に1箇所もつプラスミドをそれぞれ作製し,ヒト細胞内で複製させる。複製プラスミドを解析し,TLSの頻度と突然変異パターンを明らかにする。そして,あるDNA付加体がDNA中に1分子存在するときの突然変異誘発率(塩基変化率)を算出し,汚染物質ごとに比較を試みる。アミノビフェニルーdG付加体を1つ含む13merオリゴヌクレオチド2種を,15merのギャップをもつシャトルベクタープラスミドにハイブリダイス/ライゲーションした。この修飾プラスミドをヒト細胞に導入し複製させた。細胞からプラスミドを回収し,複製しなかったプラスミドをメチル化パターンの違いを利用し制限酵素DpnIで消化して除き,複製したプラスミドを大腸菌(DH5α等β-Galカラーセレクション可能な株)に導入してコロニーの青白でDNA付加体部位のTLSを解析中である。付加体箇所でTLSが起こっているとLacZ'遺伝子の読み枠が正しく青,フレームシフト型TLSの場合は読み枠がずれ白,反対側の鎖が複製されていると(Damage Avoidance: DA)白いコロニーを生じ,DAプラスミドは制限酵素BgIIIサイトをもつ。これら表現形の違いを利用しTLSの割合を算出する。更にTLSプラスミドの塩基配列を決定し,TLSに際しどの塩基が対合したかを解明する。本年度はまた3-ニトロベンズアントロンのdGもしくはdA付加体各種を組み込んだ修飾オリゴ(5' -CCTTCCXTCTCCC, X:付加体)を準備しヒト細胞で複製するプラスミドに組み込んだ。汚染物質の突然変異リスク評価の立場から、実際に環境中に存在する汚染物質が原因のDNA付加体を用いて、それら付加体が変異を誘発する過程を、ヒト細胞を用いて定量的に比較解析する。本課題では様々な大気浮遊粒子状物質由来DNA付加体を部位特異的に1箇所もつプラスミドをそれぞれ作製し、ヒト細胞体で複製させる。複製プラスミドを解析し、TLSの頻度と突然変異パターンを明らかにする。そして、あるDNA付加体がDNA中に1分子存在するときの突然変異誘発率(塩基変化率)を算出し、周辺配列による比較、汚染物質ごとの比較を試みた。アミノビフェニル-dG付加体を、実際の膀胱癌で見つかるp53遺伝子変異ホットスポットに似せた配列に組み込んだ。そしてヒト培養細胞で複製したところ、変異ホットスポット(codon 248)に組み込んだABP付加体はホットスポットではない配列(codon 249)のものに比べ、有意に高い突然変異率を示した。また、TLS率はcodon 248の方が低かった。付加する場所が変異誘発に影響を与えることが分かった。次に、TLSポリメラーゼの一つであるpolHを過剰発現した細胞で同様の複製実験を行った。その結果、codon 248におけるTLS率は、野性株に比べ低くなり、変異率は上昇した。Codon 249ではTLS率、変異率とも野性株からの変化は無かった。これらの事から、codon 248と249上の付加体は異なるポリメラーゼによりTLSされており、polHはcodon 248上のABP付加体を誤りがちにTLSすることが示唆された。
ソングバードを用いた発話コミュニケーション障害「吃音」の神経行動学的研究

会話によるコミュニケーションは、人間として生きていく上で重要な行為である。しかし、思考したことを言葉として表出できない、会話が流暢にできないといった障害がある。発話コミュニケーション障害と呼ばれるものである。その一つに「吃音(どもりstuttering)」がある。しかし、現在吃音の発症原因は明らかにされておらず、治療方法も十分に整備されていない。発話コミュニケーション障害「吃音」の動物モデルを用いた吃音発症の神経メカニズムの解明を目標に研究を進めている。特に、神経回路・細胞・遺伝子レベルで、吃音発症の原因解明を目指し、発声学習時の大脳基底核ループ経路から発声運動制御経路への出力異常にあるとする『大脳基底核ループ出力異常』仮説を実験的に検証すべく、音声発声学習能をもつ鳴禽類ソングバードを実験動物モデルとして用いて、以下の研究を進めている。(1)GABAergic神経細胞特異的プロモーターによるアデノ随伴ウイルス(AAV)発現系とCre-Flexシステムによる細胞死人為的誘導技術を用いた研究を進めた。介在ニューロン特異的な細胞死を成鳥の歌神経核Area Xで起こし、その後、音素配列の異常繰り返しが起こることを見出した。pan-cell typeプロモーターのCMVプロモーターを用いた実験を施行しても、同様の結果を得れない。これらのことから、大脳基底核内の抑制性神経細胞の減少が発声運動パターンの異常繰り返しを誘導することが示唆される。当初計画していたよりも重篤な行動異常を示す実験系を確立しつつあるため。以下の2点の研究を進めていく予定にしている。(1)GABA、及びドーパミン受容体阻害剤投与による音声配列繰り返しが誘導されるかを検証する。(2)発声学習臨界期前の幼若個体に介在ニューロン特異的な細胞死を誘導し、その後の発声学習発達への影響を検証する。発話コミュニケーション障害「吃音」の動物モデルを用いた吃音発症の神経メカニズムの解明を目標に研究を進めてきた。特に、神経回路・細胞・遺伝子レベルで、吃音発症の原因解明を目指し、発声学習時の大脳基底核ループ経路から発声運動制御経路への出力異常にあるとする『大脳基底核ループ出力異常』仮説を実験的に検証すべく、音声発声学習能をもつ鳴禽類ソングバードを実験動物モデルとして用いて、以下の2つの研究を進めてきた。(1)細胞タイプ特異的プロモーターによるアデノ随伴ウイルス(AAV)発現系とCre-Flexシステムによる選択的な神経細胞の遺伝子発現操作技術を用いた研究を進めた。特に介在ニューロン特異的なプロモータによるinterneuronに限定した遺伝子発現制御が可能になった。この方法を応用利用し、前運動野に相当する歌神経核で介在ニューロン特異的なアポトーシスを誘導することで発声の音響特性の劣化が起こることを見出した。現在、正常個体と比較して何%の介在ニューロンの減少でこのような音響特性への影響が顕在化してくるのかを検証中である。(2)また、ジュウシマツを用いた発声学習臨界期中の発声学習環境操作による、「吃音ソングバード」の効率的な作出に適した音声鋳型モデルの開発を実施した。その結果、生来的に繰り返し音素を多く含む音声鋳型モデルの学習がうまくできない個体が存在すること、またその形質が遺伝することを示唆する結果を得てきた。当初予定した実験・解析が進んでいる。細胞タイプ特異的プロモーターによるアデノ随伴ウイルス発現系とCre-Flexシステムによる選択的な神経細胞の遺伝子発現操作技術を用いた研究を継続していく。アデノ随伴ウイルス2重感染法によるCre-Flexシステムを用い、皮質-基底核-視床ループ経路の出力歌神経核であるLMAN投射ニューロンに限定した遺伝子改変を行い、発声学習過程における繰り返し音素の出現頻度の影響を検証する。

以下の2点の研究を進めていく予定にしている。(1)GABA、及びドーパミン受容体阻害剤投与による音声配列繰り返しが誘導されるかを検証する。(2)発声学習臨界期前の幼若個体に介在ニューロン特異的な細胞死を誘導し、その後の発声学習発達への影響を検証する。
成年時の健康状態に関連する乳幼児期検診成績に関する研究

出生時および乳幼児期の体格や肥満度が、成人時の体格、血圧、血清総コレステロールとどのような関連を示すのかを明らかにするために、レコード・リンケージの手法を用いた20年にわたる追跡研究を行った。石川県のある保健所管内において昭和40年から昭和49年までの10年間に出生した児を対象とした。3ヶ月児、1歳児、3歳児の各検診のいずれかを受診したのべ16,282人の児において出生児体重および3ヶ月時、1歳時、3歳時の身長、体重、肥満度を把握した。さらに石川県において実施されてきた成人時(20歳)の検診である成年健康調査を受診した当該保健所管内の昭和4049年生まれのものにおける身長、体重、肥満度、血圧、血清総コレステロール値を8,741人において得た。乳幼児期のデータと成人時のデータを生年月日と姓名を用いて記録照合(レコード・リンゲージ)したところ、5130人(男2433人、女2697人)においてデータの結合が可能であった。出生時体重において25パーセンタイルずつの4分位間で成人時の体格および検査値を比較したところ、男女とも出生時体重が大きいほど成人時の身長、体重、肥満度(BMI)が高値であり、統計学的有意差を認めた。しかし、血圧、血清総コレステロール値においては一定の傾向を認めなかった。3歳時の肥満度(カウプ指数)の4分位間で、成人時のデータを比較したところ、男女とも3歳児の肥満度が高いほど成人時の体重、肥満度が高かったが、血圧、血清総コレステロール値に差はなかった。3歳時の体重の4分位間で比較したところ、男女とも体重が大きいほど成人時の身長、体重、肥満度、さらに収縮期血圧、拡張期血圧が高値であった。これに加え、女では血清総コレステロール値も3歳時体重が高いほど高値であった。以上の結果より、出生時および乳幼児期の体格が成人時の健康状態に影響を与えていることが示唆された。
生理活性分岐糖鎖高分子の精密化学合成

1,3-アンヒドロ糖誘導体の開環重合を経て、構造が明確に規制された生理活性分岐多糖を化学合成する方法を確立するのが本研究の目的である。本年度は6位にβ-D-グルコースの分岐をもつ(1→3)-β-D-グルカンの合成を目指して、主として2種の1,3-アンヒドロ糖誘導体の合成について検討した。1.(1→3)-β-D-グルカン誘導体に高分子反応でグルコースの枝を導入する方法に必要なモノマーとして、1,3-アンヒドロ-2,4-ジ-O-ベンジル-6-O-(p-メトキシベンジル)-β-D-グルコピラノース(1)の合成を試みた。セルロースを出発原料に用いて、7段階の反応を経て1,3-ジ-O-アセチル-2,4-ジ-O-ベンジル-6-O-(p-メトキシベンジル)グルコース(2)を調製した。そのアノマー位に塩素を導入したのち分子内環化させれば1が得られるはずであるが、塩素化の際に6位の保護基が外れてしまった。より適切な保護基と塩素化条件の選択が課題である。2.開環重合したあと枝の部分となる構造をあらかじめ組込んだ1,3-アンヒドロ-2,4-ジ-O-ベンジル-6-O-(2,3,4,6-テトラ-O-ベンゾイル-β-D-グルコピラノシル)-β-D-グルコピラノース(3)の合成を試みた。1と同様に、セルロースを出発原料に用いて10段階の反応を経て3の前駆体であるグルコシルクロリド誘導体(4)を調製した。リチウムエトキシドを用いた4の分子内環化反応では脱離反応によるグルカール誘導体の生成が優先的に起こり、目的とする3の生成量は約14%であった。3の生成が優先するような反応条件をさらに検討する必要がある。3.1,3-アンヒドロ糖誘導体の開環重合により(1→3)-β-グリコシド結合からなる重合体が生成する機構を解明するため、1,3-アンヒドロ-2,4,6-トリ-O-ベンジル-β-D-グルコピラノースの重合についても調べた。1,3ーアンヒドロ糖誘導体の開環重合を経て、構造の明確に規制された生理活性分岐多糖を化学合成する方法を確立するのが本研究の目的である。本年度は以下に述べる研究を行った。1.1,3ーアンヒドロ糖誘導体の化学合成、セルロースを出発原料に用いて、6位のみに遊離の水酸基をもつグルコース誘導体(1)を調整した。トリフルオロメタンスルホン酸銀を触媒に用いる1の選択的グリコシル化により、1の6位にグルコース誘導体をβグリコシド結合で導入した二糖(2)を合成した。現在、(2)の保護基の変換、脱アリル化等を経て、分子内還化反応により目的とする1,3ーアンヒドロ糖誘導体(3)の合成を検討しつつある。2.マンノース側鎖をもつ立体規則性多糖の化学合成.マンノースを原料に用いて1,6ーアンヒドロ二糖誘導体(4)を合成した。

ジクロロメタン中五フッ化リンを開始剤に用いてー60°Cで4を開環動合したのち保護基を外し、繰り返し単位の4位に位置特異的に(1→4)ーα結合したマンノースの枝を有する(1→6)ーαーDーマンナン(5)を得た。5とコンカナバリンAとの相互作用について調べ、酵母菌からの天然分岐マンナンのそれと比較した。5はマンノース鎖が高密度に存在するためコンカナバリンAとの相互作用の感度は高いが、給合力はやや弱いことが分かった。1,3-アンヒドロ糖誘導体の開環重合を経て、構造が明確に規制された生理活性分岐多糖を化学合成する方法を確立するのが本研究の目的である。本年度は6位にβ-D-グルコースの分岐をもつ(1→3)-β-D-グルカンの合成を目指して、主として2種の1,3-アンヒドロ糖誘導体の合成について検討した。1.(1→3)-β-D-グルカン誘導体に高分子反応でグルコースの枝を導入する方法に必要なモノマーとして、1,3-アンヒドロ-2,4-ジ-O-ベンジル-6-0-(p-メトキシベンジル)-β-D-グルコピラノース(1)の合成を試みた。セルロースを出発原料に用いて、7段階の反応を経て1,3-ジ-O-アセチル-2,4-ジ-O-ベンジル-6-O-(p-メトキシベンジル)グルコース(2)を調製した。そのアノマー位に塩素を導入したのち分子内環化させれば1が得られるはずであるが、塩素化の際に6位の保護基が外れてしまった。より適切な保護基と塩素化条件の選択が課題である。2.開環重合したあと枝の部分となる構造をあらかじめ組込んだ1,3-アンヒドロ-2,4-ジ-O-ベンジル-6-O-(2,3,4,6-テトラ-O-ベンゾイル-β-D-グルコピラノシル)-β-D-グルコピラノース(3)の合成を試みた。1と同様に、セルロースを出発原料に用いて10段階の反応を経て3の前駆体であるグルコシルクロリド誘導体(4)を調製した。リチウムエトキシドを用いた4の分子内環化反応では脱離反応によるグルカール誘導体の生成が優先的に起こり、目的とする3の生成量は約14%であった。3の生成が優先するような反応条件をさらに検討する必要がある。3.1,3-アンヒドロ糖誘導体の開環重合により(1→3)-β-グリコシド結合からなる重合体が生成する機構を解明するため、1,3-アンヒドロ-2,4,6-トリ-O-ベンジル-β-D-グルコピラノースの重合についても調べた。
上皮細胞基底側の三次元的な微細形態に関する研究

膀胱移行上皮、角膜上皮、固有胃腺上皮、口蓋重層扁平上皮、皮膚と毛に対しアルカリ消化法をほどこし、上皮を剥離してその基底側を走査電顕にて観察した。また、加令ラット角膜上皮の形態変化、ヒト口腔内重層扁平上皮癌についても同様の試料を作製し、基底面を観察した。上皮下に血管網が発達する膀胱移行上皮においては、血管の圧痕が上皮基底面に観察され、毛細血管と上皮細胞の密接な関係が示された。また、上皮剥離によって上皮下毛細血管の新生像が観察され、今回の観察方法は血管新生像を直視下に観察するうえで有効であることがわかり、今後の課題としたい。角膜上皮基底側では豊富な神経線維が観察され、従来の神経線維の走行モデルを修正する所見が得られた。また、加令にともなって基底側にCa沈着にともなう上皮基底側細胞膜を三次元的にとらえることに成功した。ヒトの癌組識に応用した場合、初期の上皮内癌が基底側を貫通して上皮下に浸潤していく様子を三次元的にとらえることができ、従来、光顕標本では基底膜を貫いているかどうかの判定が困難であった初期癌の浸潤判定に応用できる可能性が開かれた。皮膚の基底側では毛根を構成する細胞とそれに伴う神経繊維や神経叢を三次元的に観察することが出来た。以上のように各種の上皮細胞の基底側を広範囲に走査電顕で観察できたわけであるが、従来から用いられてきている透過型電顕法との対比が不可欠である。このため、このたび導入した超ミクロトームによって切片を作製し、透過型電子顕微鏡を用いて確認する作製をおこなった。その結果、アルカリを用いた加水分解という基底板消化法を用いているにもかかわらず、細胞の形態はよく保たれており、今回観察した走査電顕像が真の姿を反映していることが裏付けられた。
蠕虫感染防御におけるIgE抗体および補体の関与

蠕虫感染の防御機構を解析するにあたって、IgEと補体のCigとの関与を明らかにすることを目的として検討し、次下の結果を得た。1.IgEの関与:肝吸虫。Mippostrongylus感染ラットの肥満細胞上には、これらの蠕虫に対するIgE抗体が結合しており、蠕虫抗原との接触によって一連の反応が起こり、感染防御に関与する可能性が示唆された。次にIgE欠損マウスとIgE産生対照マウスとに蠕虫感染を行い、好酸球増多と感染防御能を比較し、IgEの関与を検討した。蠕虫特異的IgE産生を起こす蠕虫として旋毛虫、住血吸虫、小形条虫を選んだ。IgE抗体は好酸球増多および感染防御の誘導に部分的に関与する場合もあったが、その主要な因子とは考え難い結果を得た。非特異的IgE産生を起こす蠕虫としてNippostrongylus、マレー糸状虫を選んだ。これらの感染によって蠕虫に対するIgE抗体は検出されないが、総IgE量の著しい増加がみられた。しかしこのIgEは、好酸球増多と感染防御に明らかな影響を示さなかった。IgE欠損マウスを用いて得られたこれらの知見は、従来いわれるところの蠕虫感染防御におけるIgEの重要性に疑義を唱えるものである。2.補体の関与:抗体依存性蠕虫殺滅(ADCC)におよぼす補体Cigの影響をin vitroで検討した。イヌ糸状虫ミクロフィラリアを標的とし、IgE抗体と多核白血球によるADCCがCigの添加により増強することが見い出された。この機序として、Cigの尾部を介してのエフェクター細胞の活性化と、CIgの頭部によるIgG抗体結合量の増加とが明らかになった。Cigの影響は、低親和性抗体が抗原へ統合する場合に著しく、低親和性抗体の多い感染初期にCigが感染防御能を増強している可能性が示された。Cigのこれらの機能は、補体の新しい生物活性として重要なものと考えられる。IgE抗体産生と好酸球増多は,蠕虫感染に特徴的な宿主反応である.IgEは好酸球増多の誘因となり,さらに好酸球はIgGまたはIgE抗体の存在下に蠕虫殺滅能をもつことが知られている.本現究では,先天性IgE欠損マウスに蠕虫感染を行い,好酸球の動態と感染防禦能についてIgE産生対照と比較することでIgEの役割について検討し,一方,抗体依存性蠕虫殺滅(ADcc)機構における補体とくにC.ナ_<1.ニ>qの役割について検討し,以下の結果を得た.IgE欠損マウスにおける好酸球の動態と感染防禦能:IgE単独欠損SJAマウスと,IgE産生を起し遺伝子に近交の関係にあるSJLマウス(対照)とを用いた.まず,SJLマウスで比特異的IgE産生の著しいNippostrongylusあるいは虫体抗原特異的IgE産生を起す旋毛虫の感染を行った.感染後のSJAマウスの血中IgEは検出されない.いずれの感染の場合も,血中好酸塩の動態および一次二次感染における感染防禦能について両マウス間に差を認めなかった.

従って,これらの感染におけるIgEの関与は否定的であった.次に日本住血吸虫の感染を行い,肝臓における虫卵結節の大きさを比較すると,SJAにおいてはSJLより有意に小さかった.この時の血中抗虫卵IgE抗体はSJLで検出されたが,SJAでは検出されず,抗原特育的なIgE抗体がこの反応に関与することが示された.C.ナ_<1.ニ>qによるIgG抗体結合の増強:ADCCの第一段階である抗原と抗体との結合におけるC.ナ_<1.ニ>qの影響について,犬糸状虫抗原とそれに対するIgG抗体を用いて検討した.その結果,C.ナ_<1.ニ>qはIgG抗体と抗原との結合を増強する作用をもち,とくに抗原に親和性の低いIgG結合が促された.この事実は,C.ナ_<1.ニ>qが感染初期における低親和性抗体の仂きと増強し,感染防禦の効果を高める可能性を示唆している.蠕虫感染の防御機構を解析するため、第1にIgE欠損マウスを用いてIgEの関与を検討し、第2に抗体依存性蠕虫殺滅(ADCC)におよぼす補体の影響について検討することを目的とし、以下の結果を得た。1.IgE欠損マウスにおける蠕虫感染:抗原特異的IgE抗体産生がみられる蠕虫として、小形条虫と住血吸虫を選び、先天性IgE欠損SJA/9マウスとIgE産生対照としてSJL/Jマウスに感染を行い比較した。小形条虫感染においてはIgE抗体は、血中好酸球増多に関与しなかったが、成虫の排虫には部分的関与がみられた。住血吸虫感染では、肝における虫卵結節の形成にIgE抗体の部分的関与が示された。非特異的なIgEの産生が著しい蠕虫としてNippostrongylusとマレー糸状虫を選んだ。これらの感染によって蠕虫特異的IgE抗体は検出されなかった。Nippostrongylus感染後の血中好酸球増多と感染防御にはIgEが関与しなかった。後天性IgE欠損マウスにおけるマレー糸状虫感染でも、IgEは好酸球増多と感染防御に影響しなかった。これらの結果は、蠕虫感染における好酸球増多と感染防御にIgEが主要な役割を担っていないことを示唆している。2.ADCCにおよぼすC_1qの影響:イヌ糸状虫ミクロフィラリアを標的とし、IgG抗体を仲介とし、多核白血球をエフェクター細胞とするADCCがC_1qの添加により増強することが示された。その機序として、C_1qの尾部を介してのエフェクター細胞の活性化と、C_1q頭部によるIgG結合量の増加とが示された。とくに後者については、低親和性抗体の抗原への結合がC_1qによって増強される場合が最も顕著であった。この点は親和性の異るモノクローナル抗体のハプテンへの結合でも確認された。これらの結果から、低親和性抗体の多い感染の初期に、C_1qが防御機構を増強している可能性が示唆された。