hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊髄α運動ニューロンの興奮性は日内変動する

本研究は、日内変動に伴う自律神経系の亢進・抑制及び体温変化と運動単位の動員閾値との関わりを午前と午後で比較検討を行った。安静時に伴う自律神経系賦活化試験反応は、午前と午後の影響は観察されなかった。運動強度別の応答では、loop timeは運動なし・低強度条件において午前及び午後ともに変動はなかった。中強度条件(午前)のみ運動直後のloop timeに短縮が観察された。高強度条件においては午前及び午後ともに運動直後にloop timeの短縮が観察された。午前と午後の中強度運動後におけるloop timeの応答の差異は、体温の日内リズムが影響しているものと示唆された。日内変動に伴う安静時の運動単位の動員閾値変化と自律神経系機能及び体温との関わりについて検討を行った。交感神経系活動を賦活させる手法として寒冷昇圧試験(CPT)を、副交感神経系活動を賦活させる手法として顔面冷却刺激(CFT)を実施した。実験対象者は健康な若年男性を対象とし、午前(8時10時)、午後(16時18時)に実験を行った。午前の心拍数、心臓副交感神経系調節および体温は、午後に比べて、心拍数および体温は有意に低値(P<0.05)、心臓副交感神経系調節は有意に高値(P<0.05)を示した。このことから、今回の対象者は日内リズムを有する者であった。実験1:CPTに伴うH反射変動(午前vs.午後)について。CPTに伴い、両条件(午前および午後)ともに心拍数、心臓交感神経系調節および血圧は有意に高値(P<0.05)を示した。このことから、CPTによって交感神経活動を賦活することができたものと推測される。CPTに伴うH反射変動は、両条件間の潜時に有意な差は観察されなかった。振幅はCPT中に両条件ともに有意に増大(P<0.05)する結果が得られたが、両条件間には有意な変化は観察されなかった。実験2:CFTに伴うH反射変動(午前vs.午後)について。CFTに伴う血圧の変化は午前および午後において有意な差が観察されたものの、H反射変動(潜時、振幅)に関しては、両条件間に顕著な変化は観察されなかった。今回の実験から得られた知見としては、生体が持つ日内変動に伴う自律神経系活動の変化に加えて、自律神経系賦活化試験による自律神経系の変動に対するH反射の応答は午前と午後での違いは観察されなかった。現在、データの再現性を確認するため、同一対象者にてデータ収集を行っているところである。今後は、運動に対する変化についても検討を行う。日内変動に伴う自律神経系の亢進・抑制及び体温変化と運動単位の動員閾値との関わりを午前と午後で比較検討している(平成27年度、平成28年度にかけて)。運動は上肢のハンドエルゴメーター運動とし、運動単位の動員閾値は下肢ヒラメ筋から導出し、検討を行っている。そのため、被験筋自体の疲労を除外することができるため、上行性入力因子を概ね除した状態での、下肢の運動単位の動員閾値を明らかにすることに繋がる。実験条件は、3つの運動強度(低、中、高強度)と運動を実施しないコントロールの4条件とし、午前(8時10時)と午後(16時18時)を実施するため、計8回実験を実施している。対象者は健常な若年男性としている。いずれの対象者も午前の心拍数および体温(口腔温、直腸温)は、午後と比較して高値を示し、日内リズムを有する者である。現在、実験対象者8名と実験調整を行い、4名が実験を終了している。傾向としては、午後において、運動単位の動員閾値に関わる脊髄α運動ニューロンの興奮性が高値を、握力も高値を示している。また、運動強度別に、運動後の運動単位の動員閾値に差異が生じている傾向である。しかしながら、午前と午後の検討について解析データ数が少ないため、現在、実験データの解析を行い、検討を実施する段階である。また、まだ実験データを収集できていない対象者との実験スケジュールを確定しているため、実験を進め、日内変動に伴う運動後の運動単位の動員閾値との関わりを検討する。平成26年度は、自律神経賦活化試験に伴う運動単位の動員閾値に関する研究(安静実験)とし、『実験1:寒冷昇圧試験、実験2:顔面冷却刺激に伴うH反射の変動(午前vs.午後)を実施した。本実験は、学会発表を実施している。また、データの再現性を確認するため、平成27年度にも、同一対象者を対象に実験を実施した。平成27・28年度にかけて、運動後の運動単位の動員閾値に関する研究(運動実験)として、『実験3:低強度、実験4:中強度、実験5:高強度ハンドエルゴメーター運動後のH波の振幅及び潜時の変動(午前vs.午後)』を実施している。実験n数は8名とし、現在、4名が実験終了している。実験期間は、対象者の生活習慣(トレーニング習慣など)の影響を排除するため、8回の実験をなるべく短期間とし実施している。そのため、実験進行に時間がかかっている。また、得られたデータ解析も時間を多く費やしている状態である。残りの対象者は実験中であり、今後の実験スケジュールも確定している。全実験終了予定は6月である。

また同時に、安静時の運動単位の動員閾値に関する日差変動も検討を行い、比較的短期間であれば生活習慣(トレーニングなど)の影響を受けず、午前および午後ともに運動単位の動員閾値に関わる脊髄α運動ニューロンの興奮性に差異が生じない可能性を示している。実験内容やデータに関しては、定期的に共同研究者と意見交流を行い、またデータ討論会も実施している。さらに、科学雑誌への投稿を準備も並行して進めている段階である。日内変動(午前・午後)に伴う自律神経系の亢進・抑制及び体温変化と運動強度別にみた運動単位の動員閾値応答について比較検討を行った。実験対象者は健康な若年男性8名とした。実験条件は1低(30%)強度・10分間、2中(60%)強度・10分間、3高(100%)強度・疲労困憊まで、及び4運動なしのコントロールの4条件とし、午前(8時10時)と午後(16時18時)の2回実施し、計8回実験を行った。いずれの対象者も午前の心拍数及び体温(口腔温、直腸温)は、午後と比較して高値を示し、日内リズムを有する者であった。対象者の日内変動、日差変動に伴う脊髄α運動ニューロンの興奮性の指標であるH/Mmaxには差は観察されなかった。運動内容は上肢ハンドエルゴメーター運動とし、運動単位の動員閾値は下肢ヒラメ筋からH反射を導出した。運動単位の動員閾値の指標としたloop time(H波のpositive peak timeからM波のpositive peak timeの差)は、コントロール・低強度条件において、午前及び午後ともに変動はなかった。中強度条件において、午前のみloop timeが運動直後に有意に短縮し、時間経過とともに安静レベルに戻った。高強度条件においては午前及び午後ともに運動直後にloop timeの短縮が観察された。その後、時間経過とともに安静レベルに戻った。午前・午後における中強度条件のloop timeの応答は、午前・午後の安静時の体温の差異が影響しているものと示唆された。高強度条件においては、疲労困憊運動であり、午前・午後の影響が相殺されたものと推察された。脊髄α運動ニューロンの興奮性の指標であるH波振幅の変化に関しては、各運動条件及び午前・午後における応答は一貫した応答は観察されなかった。このことは運動肢(上肢)と評価肢(下肢)が相違していることに起因したものと推測された。本研究は、日内変動に伴う自律神経系の亢進・抑制及び体温変化と運動単位の動員閾値との関わりを午前と午後で比較検討を行った。安静時に伴う自律神経系賦活化試験反応は、午前と午後の影響は観察されなかった。運動強度別の応答では、loop timeは運動なし・低強度条件において午前及び午後ともに変動はなかった。中強度条件(午前)のみ運動直後のloop timeに短縮が観察された。午前と午後の中強度運動後におけるloop timeの応答の差異は、体温の日内リズムが影響しているものと示唆された。平成26年度は自律神経賦活化試験に伴う運動単位の動員閾値に関する研究(安静実験)を実施した。健康な若年男性を対象とし、午前(午前8時10時)、午後(16時18時)にそれぞれ実験を行った。実験対象者の午前の心拍数、心臓副交感神経系調節および体温は、午後に比べて、心拍数および体温は低値、心臓副交感神経系調節は高値を示すことから、今回の対象者は日内リズムを有する対象者であった。実験1:寒冷昇圧試験(Cold presser test ; CPT)に伴う交感神経賦活化
明治期における漢語形容動詞の発達―語彙近代化の視点から―

当該年度に課題「明治期における漢語形容動詞の発達ー語彙近代化の視点からー」をめぐり、近代に成立した日中同形の漢語形容動詞に焦点をあて考察を進めてきた。主として、1日中同形の漢語形容動詞に対する語源調査及び日中の語彙交流の実態、2代表的な近代漢語形容動詞としての「偉大」の語誌の二点について、関連資料を集め、研究を行った。1について、日中同形の漢語形容動詞を、由来によって「漢籍語」「和製漢語」と「その他」の三種類に分け、さらにその中の「漢籍語」を意味変化の有無により、「継承語」と「新義語」に分けた。調査の結果、漢籍由来で意味変化のない「継承語」が圧倒的に多く、「新義語」と「和製漢語」の数に大差はないことが判明した。2について、「偉大」の受容と定着に関して、「中→日→中」という語彙交流の還流現象が存在することを明らかにした。「偉大」は中国の漢籍に由来し、「体が大きい」という意味で使用されてきたが、日本に伝わった後、明治初期に抽象的な事柄を修飾する新義が生じ、19世紀末にはほぼ新義のみの使用で定着した。その新義もまた19世紀末に中国へ逆流入し、次第に普及した。これらの研究成果として、学術論文を一篇発表し、学会発表を三回行った。さらに、当該研究期間以前の研究成果と併せて、博士論文「明治期における漢語形容動詞の発達ー語彙近代化の視点からー」を完成させ、明治期における漢語形容動詞の全体像を把握することができ、各パターンの語の発生・発達の過程や、日中語彙交流の史実の一部を解明することにも繋がった。当初立てた計画に沿って研究を進め、着実に成果をあげてきている。これまで考察を重ねてきた「明治期における漢語形容動詞の発達ー語彙近代化の視点からー」を課題に、漢語形容動詞に対する全数調査及び日中同形の漢語形容詞に対する語源記述を行った。また日中同形の漢語形容詞として典型性の高い「偉大」を対象に語誌考察を行い、方法論の確立にも取り組んできた。研究成果として、学術論文一篇と学会発表三回ある。これから一年の課題として、まず、より多くの資料を調査・分析し、個別の語に対する意味変化や受容の過程をより厳密に詳しく記述する。次に、同一の語基を有する漢語形容動詞(「主要」「重要」「必要」など)を一グループとして考察し、語彙の形成、受容及び語彙交流における異同を検討したい。さらに、非日中同形の漢語形容動詞について、その発生・発展の特徴を分析していきたい。
北半球環状モードの季節変化とその季節間の相関の実態解明

北極振動または北半球環状モード(Northern Hemisphere annular mode : NAM)は冬季北半球で卓越するモードであるが、その季節変化は十分調べられていなかった。当研究では、客観解析データを用いて、北半球の月平均・帯状平均高度場の主成分分析を各月ごとに行うことによって各月ごとに卓越する環状モードを抽出した。それにより夏季のNAMは冬に比べて南北スケールが小さく北極側にシフトしており、対流圏に閉じられたモードであることがわかった。2003年夏、ヨーロッパは熱波に襲われた一方、日本は冷夏であった。このときの気象状況を夏のNAMという観点から解析した。7月初めまでは夏のNAMはやや負であったが、7月中旬8月中旬に大きな正となった。このとき、ヨーロッパでは高気圧偏差が卓越し、大気下層気温は大きな正偏差となった。一方、東シベリアでも大きな正の高度偏差となり、オホーツク海高気圧が発達した。このため日本では冷夏となった。NAMが大きな正であった期間には北半球の対流圏上層でダブルジェット構造となったが、その成因を波と平均場の相互作用の観点から解析した。その結果、擾乱が低緯度に伝播し波の運動量輸送により高緯度のジェットを加速しダブルジェット構造を生成することが明らかになった。このダブルジェット構造の北極海沿岸のジェットに沿って欧州からロスビー波が伝播し、東シベリアで砕波し、オホーツク海上空にブロッキング高気圧を形成したため、日本付近での異常気象が持続した。夏の異常気象を理解するうえで、夏のNAMが有益な概念であることが示された。NAMの冬と夏のリンクに関しては、ユーラシアの雪だけでなく、成層圏オゾンの輸送を通じたリンクがあることが示唆された。北極振動または北半球環状モード(Northern Hemisphere annular mode : NAM)は冬季北半球で卓越するモードであるが、その季節変化は十分調べられていない。それにより夏季のNMAは冬に比べて南北スケールが小さく北極側にシフトしており、対流圏に閉じられたモードであることがわかった。冬のNAMが正のときは日本付近で500hPa高度の正偏差となり暖冬となるが、夏のNAMが正のときはオホーツク海北部で正となりオホーツク海高気圧が発達し、日本ではやや冷夏傾向となる。夏季のNAMは平均場と波の相互作用によって維持されていることが、力学的解析によって明らかになった。夏のNAMが正のときは、北極海とそれを取り囲む大陸の間で下層大気の南北温度傾度が強くなり北極海沿岸の西風が強まり、亜熱帯ジェットとともにダブルジェット構造をつくる。北極海沿岸のジェットではストームトラックが存在し、これに伴う擾乱がジェットを強める働きをしている。Ogi et al.(2003a,2003b)で示された冬のNAOと夏の循環との相関は、冬の卓越モードであるNAM/NAOと夏の卓越モードである夏のNAMの間の遷移であると解釈される。この冬のNAMと夏のNAMの相関は太陽活動の11年周期に伴い変調し、太陽活動が活発な年に強く、不活発な年は有意な相関はない。2003年夏は欧州で猛暑、日本で冷夏であったが、このときの夏のNAMは大きな正であった。2003年夏の異常気象はNAMが大きな正であったことの反映である。

北極振動または北半球環状モード(Northern Hemisphere annular mode:NAM)は冬季北半球で卓越するモードであるが、その季節変化は十分調べられていなかった。当研究では、客観解析データを用いて、北半球の月平均・帯状平均高度場の主成分分析を各月ごとに行うことによって各月ごとに卓越する環状モードを抽出した。それにより夏季のNAMは冬に比べて南北スケールが小さく北極側にシフトしており、対流圏に閉じられたモードであることがわかった。2003年夏、ヨーロッパは熱波に襲われた一方、日本は冷夏であった。このときの気象状況を夏のNAMという観点から解析した。7月初めまでは夏のNAMはやや負であったが、7月中旬8月中旬に大きな正となった。このとき、ヨーロッパでは高気圧偏差が卓越し、大気下層気温は大きな正偏差となった。一方、東シベリアでも大きな正の高度偏差となり、オホーツク海高気圧が発達した。このため日本では冷夏となった。NAMが大きな正であった期間には北半球の対流圏上層でダブルジェット構造となったが、その成因を波と平均場の相互作用の観点から解析した。その結果、擾乱が低緯度に伝播し波の運動量輸送により高緯度のジェットを加速しダブルジェット構造を生成することが明らかになった。このダブルジェット構造の北極海沿岸のジェットに沿って欧州からロスビー波が伝播し、東シベリアで砕波し、オホーツク海上空にブロッキング高気圧を形成したため、日本付近での異常気象が持続した。夏の異常気象を理解するうえで、夏のNAMが有益な概念であることが示された。NAMの冬と夏のリンクに関しては、ユーラシアの雪だけでなく、成層圏オゾンの輸送を通じたリンクがあることが示唆された。
企業間提携の多重性と提携のパフォーマンスの関係性についての実証研究

本研究は、多市場間における二企業間の提携の総体的な特性である企業間提携の多重性が、個々の提携のパフォーマンスに与える影響を、1990年から2009年までの日本の上場企業によるジョイント・ベンチャーのデータを対象として、統計的に分析するものである。理論的視座は、多市場間競争理論と社会ネットワーク理論に基づく企業間協力である。その結果、提携の相互依存性と相互的な提携の支配は個々の提携の存続に対し正の影響が、提携の複雑性は負の影響が統計的に有意に確認された。本研究の意義は、既存研究では単純に提携の数のみでしか語られなかった複数の企業間提携が織りなす特性についてより質的な面に着目し、その個々の提携のパフォーマンスに与える影響を理論的に説明することで、企業間提携の研究への貢献を計るものである。平成24年度下半期については、理論モデルの構築並びにデータセットの整理に従事した。理論モデルについては、取引コスト理論に基づき、2社の企業間での複数の提携関係が織りなす特性のうち、提携の相互依存性、提携の複雑性、相互的な提携の支配が存在する場合、より個々の提携のパフォーマンスが上昇することを理論的に導いた。データセットについては、1990年から2009年までの日本の金融を除く上場企業の海外における企業間提携を、「海外企業進出総覧」に記載されているジョイント・ベンチャーのデータから作成し、企業レベルのデータと組み合わせ、分析のための準備を整えた。企業間提携の研究において、20年という長期間で、非金融の上場企業全社のような大規模なサンプルを対象として研究を行っているものは多くはなく、その希少性は高い。また、企業間提携に従事した経験を持つ複数の上場企業役員にインタビューを行い、理論モデルの妥当性の確認を行い、モデルの精緻化に勤めた。インタビューによれば、理論モデルで予期されたとおり、2社間の企業間提携において、複数の提携を行っている場合、それぞれの提携がその遂行に影響を与え合い、結果として提携からの利得、提携の存続などのパフォーマンスに影響を与えうることが定性的に確認された。本年度は、前年度で構築した理論モデルを作成したデータセットの分析することに費やされた。1990年から2009年までの日本の非金融上場企業同士による海外での提携の一形態であるジョイント・ベンチャーを分析対象とし、2社間での複数のジョイント・ベンチャーが織りなす特性が、個々のジョイント・ベンチャーの存続の可能性に与える影響について、マルチレベルのロジットモデルにより分析を行った。分析単位は、ジョイント・ベンチャー-年で、最終的なサンプルサイズは、15,816である。対象となる提携の特性は、提携の相互依存性、提携の複雑性、相互的な提携の支配である。2社間のジョイント・ベンチャーにおいて相互依存性、相互的な支配が行われているほど、個々のジョイント・ベンチャーの存続の可能性が有意に高まり、逆に複雑性が高いほど、個々のジョイント・ベンチャーの存続の可能性が有意に低くなることが確認された。この実証結果に基づき、さらに実務経験者にインタビューを行い、この発見の妥当性が確認された。また、本研究課題の延長としての研究も複数展開することが可能であった。第一に、複数の提携の束であるalliance portfolioでの提携の継続への影響ついて、日本の百貨店産業を対象とし、実証的研究を行った。得られた実証結果は、当該alliance portfolio内で、他者と比べて組織能力が低い企業ほど、提携を破棄する傾向があり、その影響は同一alliance portfolio内の企業との市場での競争関係に依存することが発見された。第二に、企業間同士の競争関係と提携の締結への影響についての理論的研究では、共通する競争相手を持つ企業ほどより提携関係が結ばれやすく、その共通する競争相手から同時に攻撃を受けないような企業とのほうがよりその関係が強くなることが理論的に導かれた。上場企業の海外における企業間提携のデータセットの整理がほぼ完成し、分析可能な状態を達成することが可能であったため。また、理論モデルについても、検証可能な仮説を複数提示でき、次年度でのテストの準備が整っているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、予定通り、平成24年度で構築された海外における上場企業の企業間提携のデータの分析、国内における企業間提携のデータの構築、理論モデルのテストならびに論文の執筆に費やされる。
脊椎変性疾患における鑑別診断、神経学的予後予測に有用な血清中バイオマーカーの探索

脊椎変性疾患における血清中バイオマーカーの候補として、酸化ストレス値を測定した。血中酸化ストレスの測定は、血中ジヒドロペルオキシド濃度を呈色反応で測定するROM(Reactive Oxygen Metabolitestest;正常値:300 CARRU以下、340以上で中等度酸化ストレス、400以上で高度酸化ストレスと規定)の手法を用いて行った。圧迫性脊髄症においては、術前(治療前)では慢性期においても血中ROM値は平均340を超え、中等度の酸化ストレス状態となっていたが、急性増悪期には血中ROM値は平均400を超える高度酸化ストレス状態となっており、血中ROM値は、急性増悪期において慢性期に比し有意に高値となっていた。さらに、脊髄症急性増悪例において、血中酸化ストレスと手術成績に負の相関を認め、血中酸化ストレスが強い症例では手術成績が不良となる可能性が示唆された。また、術後3ヵ月においては、予想に反して、血中ROM値は術前の値と比べて低下せず、むしろ上昇するという結果が得られた。さらに、術後C5麻痺症例では神経原性酸化ストレスの影響か、有意に上昇しているという結果であった。また、神経症状を有する腰部脊柱管狭窄症手術症例においても、術前(治療前)では血中d-ROMs値は平均340を超える中等度酸化ストレス状態となっており、特に筋力低下を認める例では酸化ストレスは特に高値となっており、血中酸化ストレスは神経障害の重症度を反映する可能性が示唆された。血清中バイオマーカー候補として、血中酸化ストレス値をROMの手法を用いて測定したところ、圧迫性脊髄症、腰部脊柱管狭窄症の双方において上昇が見られ、バイオマーカーの候補として有用である可能性が示唆された。圧迫性脊髄症においては高ROM値が手術成績不良を予測するバイオマーカーとして有用となりうる可能性が示唆され、腰部脊柱管狭窄症においては術前筋力低下との関連があり、神経障害を反映するバイオマーカーとしての有用性が示唆された。圧迫性脊髄症、腰部脊柱管狭窄症、それぞれに対して、術後2年までの血中酸化ストレスの経時的変化と手術成績との関連について解析を行う予定である。脊椎変性疾患は、圧迫性脊髄症、神経根症、腰部脊柱管狭窄症など病態が多岐に渡り、合併症例も多く存在し、さらにその病態についても不明な点が多い。一方、脊髄、神経根、馬尾神経における障害パターンを判別する、また組織への障害の程度や治療の効果を反映するバイオマーカーに関する報告はない。本研究の目的は、これら脊椎変性疾患における鑑別診断、障害の程度、神経学的予後の予測、治療効果判定に有用な血清中バイオマーカーとなりうる蛋白を同定することである。これにより、脊椎変性疾患、特に脊髄、神経根、馬尾神経障害の鑑別や、症状増悪の予後予測、および薬物治療や手術による脊髄、神経根、馬尾の回復の程度につき客観的な評価が可能となる。本年度は、まず、圧迫性脊髄症増悪期症例、圧迫性脊髄症慢性悪化例、腰部脊柱管狭窄症手術例における術前の血清、脳脊髄液検体の採取を行った。また、血清検体については、術後定期経過観察時の採血において採取を行った。次いで、検討項目のうち、血清中酸化ストレス(ROM)の脊椎変性疾患手術症例における発現量を測定した。今後は、このROMが脊椎変性疾患(脊髄障害、神経根、馬尾神経障害)において、バイオマーカーとして活用し脊髄、神経根障害合併症例における主病態の鑑別や、客観的な治療効果判定、予後予測に有用かどうか、検討を行う予定である。検体採取については脊椎変性疾患手術症例に対する血清及び髄液の採取を行っており、概ね順調に進行している。また、血清中酸化ストレス(ROM)値についての測定も開始しており、今後解析予定である。手術後の臨床経過、改善率との相関については、まだ経過観察期間が短いため行えていないが、今後、各症例の経過観察、神経学的評価を重ねることでData集積が可能と思われる。圧迫性頚髄症急性増悪期(AM) 20例、圧迫性頚髄症慢性悪化例(CM) 16例に対して、術前の血清中酸化ストレス値の解析を行った。血中酸化ストレスの測定は、血中ジヒドロペルオキシド濃度を呈色反応で測定するROM (Reactive Oxygen Metabolities)test (正常値:300 CARR U以下)を用いて行った。ROM値(CARR U)はAM群415.7. ±85.6、CM群359.5 ±64.2と両群とも中等度以上の酸化ストレス状態であったが、AM群ではCM群に比し有意にROM値は高値であった(p<0.05)。AM群の解析において、ROM値とJOA score改善率に負の相関を認めた。圧迫性脊髄症においては慢性期においても酸化ストレスが存在しているが、急性増悪期に顕著となり、脊髄症急性増悪時に酸化ストレスが強い症例では手術成績が不良となる可能性が示唆された。また、これに並行して、明らかな下肢症状を有する腰椎疾患に対して手術を施行した58例についても、術前の血清中酸化ストレス値の解析をROM値を測定することにより行った。ROM値は376 ±90.6で、全体としては健常人に比し高値であった。術前筋力低下あり群(29例)では399 ±95.8、筋力低下なし群(29例)では352 ±80.2と筋力低下あり群でROM値は有意に高値であった(p<0.05)。神経症状を有する腰椎疾患においては健常人に比し

酸化ストレスは高い状態となっていた。筋力低下を認める例では酸化ストレスは特に高値となり、酸化ストレス値は神経障害の重症度を反映する可能性が示唆された。血清中酸化ストレスの定量化を行った所、脊椎変性疾患においては上昇傾向を認めることが判明した。圧迫性脊髄症においては、手術成績との関連を認める傾向が解析の結果示唆され、腰椎変性疾患では、神経障害の程度と関連がある傾向が認められ、想定したバイオマーカーとして有用となりうる可能性が示唆され、今後詳細な解析を行うことで研究が順調に進むと考えている。脊椎変性疾患における血清中バイオマーカーの候補として、酸化ストレス値を測定した。血中酸化ストレスの測定は、血中ジヒドロペルオキシド濃度を呈色反応で測定するROM(Reactive Oxygen Metabolitestest;正常値:300 CARRU以下、340以上で中等度酸化ストレス、400以上で高度酸化ストレスと規定)の手法を用いて行った。圧迫性脊髄症においては、術前(治療前)では慢性期においても血中ROM値は平均340を超え、中等度の酸化ストレス状態となっていたが、急性増悪期には血中ROM値は平均400を超える高度酸化ストレス状態となっており、血中ROM値は、急性増悪期において慢性期に比し有意に高値となっていた。さらに、脊髄症急性増悪例において、血中酸化ストレスと手術成績に負の相関を認め、血中酸化ストレスが強い症例では手術成績が不良となる可能性が示唆された。また、術後3ヵ月においては、予想に反して、血中ROM値は術前の値と比べて低下せず、むしろ上昇するという結果が得られた。さらに、術後C5麻痺症例では神経原性酸化ストレスの影響か、有意に上昇しているという結果であった。また、神経症状を有する腰部脊柱管狭窄症手術症例においても、術前(治療前)では血中d-ROMs値は平均340を超える中等度酸化ストレス状態となっており、特に筋力低下を認める例では酸化ストレスは特に高値となっており、血中酸化ストレスは神経障害の重症度を反映する可能性が示唆された。血清中バイオマーカー候補として、血中酸化ストレス値をROMの手法を用いて測定したところ、圧迫性脊髄症、腰部脊柱管狭窄症の双方において上昇が見られ、バイオマーカーの候補として有用である可能性が示唆された。圧迫性脊髄症においては高ROM値が手術成績不良を予測するバイオマーカーとして有用となりうる可能性が示唆され、腰部脊柱管狭窄症においては術前筋力低下との関連があり、神経障害を反映するバイオマーカーとしての有用性が示唆された。1.圧迫性脊髄症増悪期症例、圧迫性脊髄症慢性悪化例、腰部脊柱管狭窄症手術例における術前の血清、脳脊髄液を採取し、血清と脳脊髄液検査の相関、解離につき解析する。2.プロテオミクスを用いて、採取した血清の全蛋白を抽出し、圧迫性脊髄症急性増悪期症例、圧迫性脊髄症慢性増悪症例、腰部脊柱管狭窄症例の間で有意な変化を示す蛋白を同定する。同定された蛋白については脳脊髄液中の値も測定し、相関について解析する。また、同定された蛋白の術後の経時的変化についても解析する。3.臨床症例において、同定された蛋白の発現量の変化を比較検討し、神経学的症状、痛みの程度の変化との相違、手術による改善率などの臨床パラメーターとの関連につき比較検討する。血清中酸化ストレスの疾患別のサブタイプ解析、および、手術後の経時的な変化につき検討予定である。
無重量環境における体液シフトが循環動態に与える影響

無重量環境が体液シフトおよび心機能に与える影響を検討することを目的として,1時間の10°Head-Down Bed Rest(HDBR)による模擬無重量状態が体液分布,心機能にどのような変化を与えるかについて健康男性10名を被検者として検討した。体液分布の即位はインピーダンス法を用いて胸部,腹部,大腿部,下腿部の4部位を同時に測定する装置を作成した。また,HDBR前後に起立耐性の検査として90°Passive Hed-up Tilt検査を行った。その結果,胸部の体液量はHDBR30分まで増加し,その後増加したままHDBR中安定した。腹部の体液量は最初減少する傾向を示すが,HDBR30分頃から回復傾向を示し,50分移行はHDBR前よりやや少ないがほぼもとの状態に戻った。大腿部,下腿部の体液量は徐々に減少する傾向を示した。また,HDBR前後に行った起立耐性試験では,HDBR後に起立耐性が悪くなる傾向を示した。HDBR後の起立耐性低下の指標としてCID(CID=ΔHR-ΔSBP+ΔDBP)を用いて各部位での体液量の変化との相関をとると,胸部の体液の増が多い被検者ほどCIDは高く,起立耐性が低下したことがわかった。したがって,HDBRにより体液は胸部へ移動し,その移動量が多い被検者ほどHDBR後に起立耐性が悪くなることが示唆された。また,今回作成した装置により体液分布の測定が可能であることがわかったが,その絶対値についてはさらに検討が必要である。
スパースモデリングを用いた顔の個体認知の神経機構の解明

スパースモデリングを用いて認知機能を知覚と記憶の相互作用の観点から取り扱う枠組みを、電気生理学データに基づくデータ駆動アプローチで構築することを目指す。我々の社会生活を支える脳の重要な機能の1つ、顔の個体や表情の認知は、入力された視覚情報から、髪、眉、眼、鼻、口などの要素を取り出し、その組み合わせとしての顔を知覚するプロセスと、過去に見た経験により形成された記憶から想起された顔と今見ている顔とを照合するというプロセスの統合によって可能になると考えられる。これまでの研究から、知覚のプロセスには側頭皮質の顔細胞からの情報が、記憶のプロセスには内側側頭葉の概念細胞の情報が関与していると考えられる。個体認知に関わるニューロンを推定する手法を構築するため、顔の倒立提示により個体認知の成績が低下するという心理学的現象に基づき、顔の倒立提示が側頭皮質の情報処理に与える影響を調べた。その結果、側頭葉視覚連合野の神経細胞は、顔を倒立で見た時、顔であるという情報は獲得できるが、個体や表情についての情報を獲得することは困難になることが分かった。さらに、個体認知の神経機構を明らかにする次のステップとして、顔の倒立提示によって保たれる大まかな分類情報と失われる情報に着目し、顔画像のコーディングの特性を調べた。ニューロン集団として大まかな分類が観察された区間の活動について、各々のニューロンがヒトとサルの分類に寄与する度合いと正立と倒立の分類に寄与する度合いを調べた。その結果、ヒトかサルかの大まかな分類に寄与するニューロンと顔の倒立提示の影響を受けるニューロンが異なることが示唆された。ニューロン集団がコードする顔画像の特徴量を検討した結果、サルとヒトの分類には顔の幅や長さが、ヒトの個体分類には目から前髪までの距離や顔の幅が、サルの表情分類には顔の長さに加えて口の大きさが効果的であることが示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究成果について、論文発表することができたため。

ニューロン集団がコードする顔画像の特徴量を検討した結果、サルとヒトの分類には顔の幅や長さが、ヒトの個体分類には目から前髪までの距離や顔の幅が、サルの表情分類には顔の長さに加えて口の大きさが効果的であることが示唆された。ニューロン集団がコードする顔画像の特徴量を調べる手法を検討する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
人間が感じる色彩環境の複雑さの定量化に関する研究

本研究では都市の景観などの色彩環境に対して人間が感じる視覚的な複雑さを、色彩環境の物理量の統計的特徴から定量的に評価する方法に関して研究した。まず、都市景観などのカラースライド写真を多数撮影し、その中から評価対象とするスライド写真を選択した。今回は色彩環境の評価基準には「にぎやかさ」という表現を用いた。実際には、被験者は提示されたスライド写真の光景の色彩環境に着目し、そのにぎやかさを010点を目安に得点づける。練習として15枚のスライド写真に対する評価を行った後に、本実験として50枚のスライド写真に対する評価実験を行った。実験に参加した被験者は10名である。評価実験の結果、50枚のスライド写真の色彩環境のにぎやかさの評価値は、被験者平均で最小が1.62から最高で8.63となり、様々なにぎやかさの程度が含まれていることが分かった。また、被験者間の評価値には高い相関があり、ほとんどの被験者の組み合わせについて相関係数は0.8以上となった。つまり、色彩環境のにぎやかさ感の判断には、各被験者に共通した要因があったものと考えられる。その要因を色彩環境の物理量から抽出するために、スライド写真をフィルムスキャナーによってコンピュータに取り込み、画像を80列×64列のセルに分割し、各セルの代表色を算出した。まず、分析対象としたのは画像の色の明度、彩度、色相などの基本統計量とにぎやかさ感の相関である。その結果、彩度の上位の値との正の相関が見られた.また、色の画像中における位置の散らばり具合を示す量を算出し相関を見たところ、にぎやかさ感とかなり高い相関が見られた.画像から得られる彩度の上位値と色の散らばり度の2変数を用いると、人間のにぎやかさ感評価値と0.75以上の相関を持つ評価モデルが得られた。
潜伏関連転写物を指標としたマレック病ウイルス潜伏感染細胞のin situ 解析

本研究は、MDV潜伏感染細胞内において発現するウイルス遺伝子の解析を目的とする。平成8年度においては、解析のための方法の確立を目的とした。潜伏感染におけるウイルス遺伝子の発現量は、低いことが予想されたため、mRNAの高感度検出法として、cDNAを合成したのち、PCR法とサザンブロットハイブリダイゼーションによって転写物を検出する高感度なRT-PCR法を設定するとともに、in situ hybridization法および免疫組織化学的検出法により、in situにおけるmRNAおよびその産物の高感度検出を可能にした。平成9年度においては、MDV潜伏感染細胞のモデル系としてMDV株化細胞に注目して、潜伏感染細胞に共通する転写物を同定した。MDV潜伏感染細胞では、偶発的にウイルスが活性化した細胞が潜伏感染細胞特異的な転写物の検出を難しくすることが知られている。本研究では、対象細胞を減らし高感度なRT-PCR法により検出感度を高めることにより、潜伏状態のウイルスの転写物(LAT)を試みた。そのため、MDV遺伝子のうちICP4,ICP27,DNAポリメラーゼ、US3,A41,gA,gB,チミジンキナ-ぜおよびUL50についてプローブを作出したのちRT-PCR法を実施した。これらの内、0.7kbpのICP4からの転写物のみが、対象とした6種のMDV株価細胞に共通して検出された。この0.7kbpのRT-PCR産物に対応する転写物はLATは、潜伏感染細胞で共通するLATであることが示唆される。本年度は潜伏感染に関連するMDV転写物(LAT)の同定と切片上でのMDV転写物の検出技術の確立を実施した。そのため、第一にMD腫瘍株化細胞を用いた潜伏感染特異性転写プローブ群の作出を行った(遠藤)。試験管内で潜伏感染を維持しているMD腫瘍株化細胞はMD潜伏感染のモデルであるが、偶発的にウイルスが活性化した細胞が出現することによりLATの同定が困難であった。我々は、腫瘍株化細胞のmRNAからcDNAを合成したのち、PCR法とサザンブロットハイブリダイゼーションによって転写物を検出する高感度なRT-PCR法と、偶発的にウイルスが活性化した細胞を含まない少数の細胞集団での解析により、LATを同定した。LATの決定過程において増幅されたLATに加えてICP27,DNAポリメラーゼ、US3,A41,gA,gB,チミジンキナーゼおよびUL50の遺伝子断片をプローブ作成用プラスミドに挿入した。一方、これらの作業と平行して、MDV転写産物を切片上で検出するためのハイブリッド組織化学法をLAT近傍領域のDNA断片を用いて確立した(遠藤・昆)。すなわち、遺伝子断片が挿入されたプラスミドからジゴキシゲニン標識されたRNAプローブ(非RI-RNAプローブ)を作出し、パラホルムアルデヒド固定後パラフィン包埋されたMDV腫瘍株化細胞および崩壊感染細胞の切片上でこのプローブの相補的な配列を持つ転写物を検出した。本年度においては、MDV潜伏感染が共通して発現している潜伏感染関連転写物を同定し、潜伏感染細胞のin situ解析の基本となるプローブを作出した。MDV潜伏感染のモデルとしては、マレック病ウイルス(MDV)形質転換株化細胞(MDV株価細胞)が知られているが、独立に樹立された株間では転写物が異なることが知られてきた。MDV株価細胞間の転写物の相違は、細胞中に存在する偶発的に活性化したMDVの転写物の影響による事が予測されるため、申請者らは偶発的活性化細胞を含まない細胞集団についての転写解析を行った。まず、主要初期抗原pp38の発現細胞の割合から、10^3個のMDV形質転換株化細胞には偶発的活性化MDVが含まれないことを示した。

続けて、10^3個のMDV株化細胞についてRT-PCR-サザンブロット解析を行い、ICP27、pol、US3、A41、gA、gB、TK、pp38及びUL50はいずれも潜伏感染細胞中では発現しないことを示した。それに対し、ICP4の塩基配列に対応する0.7kbpのRT-PCR産物は、RPL-1,HPRS-1,MOGA-1,MOGA-2,MSB-1およびMTB-1の6種のMDV株価細胞で共通して検出して検出された(遠藤)。0.7kbpのRT-PCR産物に対応する転写物は、産物のサイズおよび塩基配列からスプライシングを受けていることが示唆された。これらの結果から、ICP4の塩基配列に対応する転写物は、潜伏感染状態のMDV形質転換株化細胞で共通して発現されることが示唆された。続けて、0.7kbpのRT-PCR産物をベクターにクローニングし、潜伏感染を共通して検出することのできるプローブを作出した(昆)。
ＴＭＥＭ１６ファミリーの機能解析

正常細胞において細胞膜を構成するリン脂質は非対称的に分布している。しかしながらその非対称性はリン脂質を区別なく双方向に輸送するスクランブラーゼによって崩壊する。本研究においては10個のメンバーより成るTMEM16ファミリーの機能解析を行い、TMEM16C,D,F,G,Jの5つのメンバーにカルシウム依存的なリン脂質スクランブル活性があることを見出した。前年度までにTMEM16Fファミリーのイオンチャネル活性とリン脂質スクランブル活性を解析し、それぞれのファミリーメンバーが異なった活性を持っていることが分かった。本年度はその成果をもとに、イオンチャネル活性をもつTMEM16Aとリン脂質スクランブル活性をもつTMEM16Fを比較することで両者の機能に共通の領域、異なる領域を同定しようと考えた。TMEM16A、16F共に8回膜貫通領域によって構成されておりカルシウムで活性化される。そこで、それぞれの膜貫通領域において両タンパク質間でSwappingさせたところ、N末端の細胞質領域、C末端の細胞質領域においては両タンパク質間で交換可能であることが分かった。次にTMEM16Aのpore領域と考えられている5回膜貫通領域と6回膜貫通領域の間の細胞外領域を解析した。TMEM16Aの活性を消失させることが知られているアミノ酸変異をTMEM16Fにも保存されている同様のアミノ酸に挿入し解析したところ、TMEM16Fの活性を消失させることが分かった。最後にTMEM16Aの活性を抑制することが知られている薬剤のTMEM16Fへの効果を調べたところ、epigallocatechin-3-gallateにおいてはTMEM16AへのIC50が100uM以上であるのに対し、TMEM16Fに対しては1uM以下であることが分かった。一方でdigallic acidに関しては、TMEM16AへのIC50が4uMであるのに対し、TMEM16Fに対しては100uM以上であることが分かった。以上の結果は、TMEM16A、16F共に非常に良く似たメカニズムで活性化されるが、それぞれに対して特異的な薬剤を開発することが可能であることを示唆している。10種類のメンバーによって構成されるTMEM16 familyの機能を解析を行った。具体的には、TMEM16A,16Bにおいて報告されているカルシウム依存的なクロライドチャネル活性化が全てのメンバーにおいて保存されているのか、また我々がTMEM16Fにおいて見出したカルシウム依存的なリン脂質スクランブル活性が全てのメンバーに保存されているのかを調べた。HEK293T細胞にTMEM16familyを過剰発現させ、パッチクランプ法により電流を調べたところ、TMEM16A,16Bに強いクロライドチャネル活性を確認したが、他のメンバーには認められなかった。一方、リン脂質のスクランブル活性を完全に消失したTMEM16F欠損細胞にTMEM16 familyを過剰発現させ、リン脂質のスクランブル活性をFACSを用いて調べたところ、TMEM16C,16D,16F,16G,16Jにリン脂質スクランブル活性を確認したが、クロライドチャネルであるTMEM16A,16Bにその活性は認められなかった。以上よりTMEM16familyメンバーのリン脂質スクランブルは、クロライドチャネル活性とは関係なく発揮されると結論付けた。我々は、TMEM16Fが血液凝固に異常をきたすScott症候群の原因遺伝子であることを見出しているが、最近、TMEM16CがCraniocervical Dystoniaの原因遺伝子であることが報告された。TMEM16Fはほとんど全ての組織に発現しているが、TMEM16Cは脳にしか発現していない。以上の結果は、リン脂質のスクランブル活性が血液系の細胞だけではなく、神経系の細胞の機能においても重要であることを示唆している。我々はこれまでに、TMEM16Fがカルシウム刺激によって活性化しリン脂質をスクランブリングすることを見出している。TMEM16Fは10個のファミリーメンバーより成るTMEM16ファミリーに属するが、前年度までにTMEM16C,D,G,Jにおいてもリン脂質スクランブル活性があることを明らかにしている。一方で、アポトーシス時のリン脂質スクランブリングにはTMEM16ファミリーメンバーは関与しておらず、Xkr8が関与することを見出した。Xkr8は9個のファミリーメンバーより成るXkrファミリーに属するが、他のファミリーメンバーの活性については明らかとなっていない。そこでXkr8欠損細胞にそれぞれのファミリーメンバーを発現させ活性を調べたところ、Xkr4、Xkr9がアポトーシス時のリン脂質スクランブリングを制御することが分かった。またこれらのタンパク質はアポトーシス時にカスパーゼによって切断され活性化することも分かった。本研究によりリン脂質スクランブルを担うタンパク質群が明らかとなったことに意義あると考える。膜脂質学前年度にTMEM16ファミリーの解析を行い全体像を把握した後、今年度はタンパク質レベルでの詳細な解析を行うことでができたため。TMEM16familyのクロライドチャネル活性、リン脂質スクランブル活性において、その全体像が把握できた。TMEM16ファミリーの活性化においてカルシウムが重要であるがその作用点は不明なままである。今後はその点を明らかにしたいと考えている。TMEM16familyのクロライドチャネル活性、リン脂質スクランブル活性についてその全体像が把握できた。

今後はそれらの情報をもとに、クロライドイオンを通すファミリーに共通のモチーフ、脂質を動かすのに共通なモチーフを絞り込み、どのような機構でイオン、脂質のそれぞれを動かしているのかを明らかにしたい。今年度は分子生物学的手法を軸にした実験により研究が進められ、物品費などが前年度の費用で購入したものでまかなわれたため。次年度は生化学的手法により研究が進められる予定であり、例えば細胞の大規模培養など出費が多いと思われるため、その分を今年度からの繰越金によりまかないたい。申請書に記載の通り、細胞関連試薬、FACS関連試薬、細胞染色関連試薬、ウイルス関連試薬、遺伝子導入関連試薬に研究費を使用予定である。
造血幹細胞のアポトーシスを制御する転写調節機構の解明

サイトカイン依存性アポトーシス制御システムの解明は当研究室の中心的研究課題であって、長年にわたり多くの研究室との共同研究で継続的に検討を進めているものである。本年度は特に幹細胞・未分化造血前駆細胞に焦点をあて、実験系の作成を試みた。国内外の、幼弱な造血細胞由来であるとされている細胞株を集めて実験系の構築を試みたが、不首尾に終わった。そこで、骨髄初代培養細胞を直接分析に用いることを検討した。従来の方法では10^5個オーダーの細胞数を得るのが限界であり、細胞生物学的および分子生物学的な分析に必要な、10^6個オーダーの細胞が確保できないことが難点であった。この問題を解決するために、骨髄初代培養に用いるサイトカインの組合わせと濃度、無血清培養液の組成を最適化するとともに、細胞純化法についても改良を重ねた結果、マウス10匹から10^7個オーダーの未分化造血前駆細胞(c-Kit^+,Lin^<lo/->)、50万個程度の初期未分化前駆細胞(Scal^+,c-Kit^+,Lin^<lo/->)の単離に成功した。そこで正常マウスと、共同研究者の本田浩章博士らが樹立したCMLを必発するBcr-Ablトランスジェニックマウスを用いて、未分化前駆細胞の細胞動態の分析を行った。その結果、初期未分化前駆細胞(Scal^+)はサイトカイン欠乏下で細胞分裂が停止し、分化することなく速やかにアポトーシスに陥る。後期の前駆細胞では、サイトカイン欠乏時に多くの細胞がアポトーシスを逃れ成熟細胞まで分化する。このことから、初期の未分化細胞では、サイトカインによる造血量の調節が行われている可能性が示唆された。一方、Bcr-Ablマウス由来の初期骨髄未分化細胞も速やかに細胞周期が停止するが、一部の細胞はアポトーシスを逃れて成熟した顆粒球や単球にまで分化する。この現象はCML発症機序の少なくともひとつの側面を示すものと考えられた。このような細胞生物学的な振舞いを規定する分子レベルの検討が、次年度の課題である。
精子細胞分化・初期発生とエピジェネシス

本研究の目的は、(A)精子細胞クロマチン構造に関与する遺伝子の網羅的クローニングと、得られた新規核タンパク質の機能解析、また既知のクロマチンタンパク質と各産物の相互作用、それらがもたらすクロマチン構造変化と遺伝子発現、(B)そのクロマチン状態に裏打ちされた精子細胞分化と、受精後の発生を保障する精子クロマチン構造の役割を明らかにすることである。昨年までに我々は新規精子細胞核特異的遺伝子Haspin,Rosbin,HANP1 HILS1をクローニングした。それら遺伝子の生化学的解析からHaspinは核カイネース、Rosbinは特異的DNA配列に結合する転写調節因子、HANP1,HILS1は精子細胞特異的ヒストンH1様蛋白質であることを明らかにした。これらの遺伝子破壊マウスを作成し、解析を行った結果、HANP1遺伝子欠失マウスは、精子形成にのみ異常が見られ雄性不妊になることが明らかとなった。精子核はDNAとそれを折りたたむプロタミン蛋白質によって形成される。HANP1遺伝子は体細胞型クロマチンから精子クロマチン形成への置き換わりに必須であることが明らかとなった。HANP1欠失による雄性不妊はICSIによってレスキューできることから、遺伝情報は影響を及ぼさないことまた、HANP1遺伝子の欠失は他の遺伝子発現には影響を及ぼさなかった。男性不妊症の治療法として成熟精子の数が少ない場合、ICSIや、ROSNIと呼ばれ精子や未分化円形精子細胞核の卵内への核の注入による治療が試みられる。しかしこれらの方法では受精卵の胚発生及び妊娠成功率は極めて低い。また、マウスにおいては精子に存在するタンパク質が胚発生の引き金となることも明らかにされている。これらの事実は成熟精子の核やタンパク質が受精後の胚発生に重要な役割を果たしていることを意味する。精子細胞核は、分化の過程でヒストンクロマチンからTP、Protamineへと置き換り、伸長精子細胞では転写は不活化状態になるといわれてきた。しかし、我々が単離を進めてきた精子形成特異的遺伝子中には、精子細胞分化過程でのクロマチン構造変化や遺伝子発現に関わる新規核タンパク質遺伝子が多数存在し、精子完成直前でも尚新たな転写が行われていた。これらの事実は、精子核形成は単にProtamineによる核凝縮と転写の不活化だけでなく、受精後の生命現象に必要な核の状態の形成や、核タンパク質の準備が重要であることをうかがわせる。研究では、(A)精子細胞クロマチン構造に関与する遺伝子の網羅的クローニングと、得られた新規核タンパク質の機能解析、また既知のクロマチンタンパク質と各産物の相互作用、それらがもたらすクロマチン構造変化と遺伝子発現、(B)そのクロマチン状態に裏打ちされた精子細胞分化と、受精後の発生を保障する精子クロマチン構造の役割を明らかにすることを目的としてすすめてきた。今回、独自にクローニング解析を行った新規ヒストンH1様円形精子細胞核蛋白質HANP1について、詳細な解析を進めた。遺伝子改変動物の構築と解析、生化学的解析の結果、HANP1は精子プロタミン蛋白質と結合し、プロタミンとDNAので形成されるクロマチン形成に作用していることが明らかとなり、遺伝子が欠失することにより雄性不妊になることが明らかとなった。
腸管寄生蠕虫感染におけるM細胞を介した新規粘膜免疫システムの解明

申請者らは肥満細胞が増加したマウスでは腸管寄生線虫に強い抵抗力を持つことや、感染時には2型自然リンパ球(ILC2)が増えることを発見した。ILC2は感染初期の寄生虫感染に対する防御を担う自然免疫系の細胞であり、その活性化にはインターロイキン-33(IL-33)が必要である。詳細な解析を行うと、寄生虫感染により生じる腸管上皮細胞の損傷に伴い放出されるアデノシン三リン酸(ATP)に反応して活性化された肥満細胞がIL-33を産生することでILC2を活性化していることが分かった。これらの結果は、「寄生虫に対する自然免疫の発動を担う」という肥満細胞の新たな機能を明確に示すものである。腸管寄生蠕虫は、粘膜付近で独特な免疫応答を誘導し、自らの寄生適応のため宿主免疫を抑制すると同時に、アレルギー反応など有害な免疫応答も抑制することが示唆されている。しかし腸管という場の複雑さも手伝いこの特徴的な免疫応答がどのように誘導されるかは分かっていない。本研究では、パイエル板の免疫担当細胞へ伝達する特殊な腸管上皮細胞であるM細胞に着目し、粘膜を起点として感染する寄生虫に与えるM細胞の影響を明らかにすることを目的として研究を行った。野生型マウスでは、感染2週間後をピークに1カ月以上に渡って糞便中に虫卵の排出が認められるが、Spi-B欠損マウスでは虫卵が認められなかった。このことからM細胞が欠損することで、パイエル板でなんらかの免疫異常が起きている可能性が示唆された。本研究では寄生虫感染におけるM細胞の役割という未だ解明されていない基礎的研究を遂行することに意義がある。腸管を寄生の場とする蠕虫は他の病原体と異なり、唯一腸管においてTh2免疫を誘導する。しかしながら、蠕虫感染におけるTh2誘導、Th2による蠕虫排除の詳細なメカニズムは不明な点が多い。また、パイエル板における応答やM細胞に着目した研究も皆無である。寄生虫感染で認められる顕著なTh2応答にM細胞が関わるメカニズムを明らかにできれば、アレルギーの原因となるTh2の抑制を標的とした新たなアレルギーに対する治療戦略をもたらすことが期待できる。腸管寄生蠕虫は、粘膜付近で特殊な免疫応答を誘導し、自らの寄生適応のため宿主免疫を抑制すると同時に、アレルギー反応など有害な免疫応答をも抑制することが示唆されている。しかし、腸管という場の複雑さも手伝い、この特徴的な免疫応答がどのように誘導されるかは分かってない。本研究では小腸パイエル板に存在する特殊な腸管上皮細胞であるM細胞に着目し、粘膜を起点として感染する寄生虫感染に与えるM細胞の影響を明らかにすることを目的として研究を行った。方法は、M細胞のマスター転写因子であるSpi-Bを欠損させたマウスに腸管寄生蠕虫であるHeligmosomoides polygyrus (Hp)を感染させることで解析を行った。昨年度までに我々はSpi-B欠損マウスでは寄生虫感染に対し抵抗性を示すこと、そして骨髄キメラマウスを用いた解析により、その抵抗性は骨髄由来の細胞に依存していることを明らかにした。つまりSpi-B感染で認められたHp感染に対する抵抗性は、M細胞非依存的であることを見出した。昨年度までにSpi-B欠損マウスにおけるHp感染に対する抵抗性は、M細胞ではなく骨髄由来の細胞依存的に認められることを明らかにした。本年度は、Spi-B欠損マウスの骨髄細胞を詳細に解析することで、Spi-BがM細胞の分化だけでなく顆粒球系細胞の分化にも関与し、さらに顆粒球の中でも肥満細胞がHp感染に対する抵抗性に寄与していることを明らかにした。更に、Spib欠損マウスでは肥満細胞が増加していることを見出した。今年度はSpi-B欠損マウスで増殖していた肥満細胞がHp感染に対する防御免役にどのように貢献しているのかを解析した。これまで腸管上皮細胞から産生されると考えられていたIL-33が肥満細胞からも産生され、それによって腸管寄生虫の排除に効果的なILC2の増殖、活性化がおき、最終的には杯細胞の過形成を誘導することで排虫を促すということが明らかになった。本研究により肥満細胞が獲得免疫だけでなく自然免疫応答にも関与する細胞であることが初めて示された。