hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地方性を考慮した住居のカビ・ダニ汚染の影響と対策

東北地方の中部の郡山市において,集合住宅,一戸建住宅の床麈埃の収集を行い,麈埃中のカビコロニー数,ダニアレルゲン量を測定した。測定対象建物の一年間の季節的変動,両者の比較,カビコロニー数とダニアレルゲン量との関係,温湿度とカビコロニー数,ダニアレルゲン量との関係を求めた.平成三年度の二月,九月の集合住宅のアレルゲン量の測定では,二月に比して九月は,非常に大きな値を示すが,DerI,DerIIにその特徴が著るしく,DerpIは,ばらつきが大きく,九月が必らずしも大きな値を示していない。同時に行ったカビコロニー数の測定に関しては,特に大きな特徴を示してはいない。平成四年度の一戸建住宅,平成五年度の集合住宅の測定では,年間消長は,ダニアレルゲン,カビコロニー数共に冬期に少なく,春季秋季特にカビでは夏季に,ダニアレルゲンでは,秋季に大きな値を示しているが,各戸必らずしも同一の傾向を示していない。ダニとカビは,その増殖の温湿度の範囲が似ていることから,平成三年,四年,五年度の測定結果を用いて両者の相関関係を求めたが,いづれの場合にも,相関関係は認められなかった。また,室内の温湿度,床面温湿度と,ダニアレルゲン量,カビコロニー数との関係も明らかな結果は,認められなかった。床仕上材とダニアレルゲン量,カビコロニー数との比較では,一戸建住宅の中では,差は認められないが,集合住宅と一戸建の比較では,一戸建の畳,集合住宅のカーペットにアレルゲン量が多く,住い方の相異によるものと思われる.韓国ソウル近郊の住宅での同一の測定では,ダニアレルゲン量は,郡山市より低く,建物の構造,暮し方の相異によると思われる.東北地方の中部の郡山市において,集合住宅,一戸建住宅の床麈埃の収集を行い,麈埃中のカビコロニー数,ダニアレルゲン量を測定した。床仕上材とダニアレルゲン量,カビコロニー数との比較では,一戸建住宅の中では,差は認められないが,集合住宅と一戸建の比較では,一戸建の畳,集合住宅のカーペットにアレルゲン量が多く,住い方の相異によるものと思われる.韓国ソウル近郊の住宅での同一の測定では,ダニアレルゲン量は,郡山市より低く,建物の構造,暮し方の相異によると思われる.公営住宅内の結露による北面壁のカビ発生を、アンケ-トと実測により、調査を行い、冬期の室内温度が低いため、相対湿度が高くなる傾向と、北壁面及び側面に、断熱剤の挿入のないことから、全戸でカビの発生が見られたことを確認した。一方で、集合住宅(民間)の床塵埃を収集し、塵埃中のカビとダニアレルゲンの定量を行った。実測は、冬期と秋期に行ったが、ダニアレルゲンについては、冬期より秋期が3倍程の高い値を示していることが明らかになった。実測は、室内の温湿度、床面の温湿度を測定し、ダニアレルゲン、カビコロニ-数との相関を求めたが、明らかな結果は認められなかった。又、カビコロニ-数とダニアレルゲンとの相関を求めたが、明らかな相関は認められなかった。床表面温度(カ-ペット)とダニアレルゲンとの関系では、18°C近辺に、ダニアレルゲンが多いことが判明した。たたみの場合も、同様に18°C近辺に、ダニアレルゲンが多く、床表面温度とダニアレルゲンとの関係の一部が解明された。ただし、冬期の実測に於てのみの結果であり秋期の実測では、値はばらついている。相対湿度とダニアレルゲンの関係は、ばらつきが多く一つの傾向を示していない。集合住宅の場合、各戸の温湿度に大きな差がないために、温湿度との関係が明瞭に認められないものと思われる。同時に行ったアンケ-ト調査によると、アレルギ-との関係は、特に、認められなかった。本年度の研究目標としては、3戸の戸建て住宅の塵埃中のダニ、カビを1年間に亙って採取し、それぞれ1年間の消長を求めると共に、塵埃1g中のダニアレルゲン量、カビコロニー数の計測を行った。

1年間の消長については、カビコロニー数は各戸とも、畳、絨毯共に6月9月が多い傾向が顕著である。ダニアレルゲンについては、7月あるいは9月に最大値を示し、昨年度測定結果の9月の結果と一致する傾向をみせた。ダニ、カビ共に温湿度の変化によって存在量が変化することは、昨年の2月、9月の比較においても明らかであったが、温湿度の低い冬期に両者とも値が小さく、夏期から、秋期に値が大きくなることがあきらかになった。温度とカビコロニーとの相関をもとめたが、室内温度との関係では、殆ど相関は認められなかった。床面温度との関係では、やや相関が認められる。湿度との関係では、室内相対湿度および断対湿度との関係は明らかではないが、床面断対湿度とはやや相関が認められる。同じような温湿度条件で増殖するダニ、カビについてダニアレルゲン量、カビコロニー数との相関関係を試みたが、昨年の結果同様明らかな相関は認められなかった。例数が少ないためと、戸建て住宅であるため、各戸の生活習慣、家族構成の違いから、1年間の消長では似たような結果を得ながら、夫々の結果の関係を求めた結果、認められるべき結果を得ることが出来なかった。今年度は同一の測定を集合住宅で行い季節的消長、温湿度との相関等について両者の比較を行い、1戸建て住宅との比較を行う平成五年度は、平成四年度の一戸建住宅の床塵あい中のカビ、ダニアレルゲンの測定に続いて、同一の測定を集合住宅について行った。測定項目は、室内の温湿度測定、床温湿度測定を洋間、和室似ついて行い、畳床、カーペット床に分けて、電気掃除機で、収集した床塵あい1gに100倍の滅菌水を注入したよく振って、上澄液を1mlPDA培地に散布して、発生コロニー数を計数した。カビは、その後、分離して、スライドカルチャー法によって、同定を行った。次に、前年の一戸建住宅の結果と集合住宅の結果の比較を行った。床仕上材についての比較では、一と建住宅では、畳のダニアレルゲンの値が高く、集合住宅では、カーペット床の値が高かった。これは、暮らし方の違いによるものと思われ、一戸建住宅では、和室に堀こたつ周辺が居間として常時家族が生活し、集合住宅では、カーペット床の居間で日常の暮らしが行われるため、ダニは人の多い所に生息するためであろうと思われる。カビについては、特筆するべき特徴は見いだせなかった。郡山集合住宅と同緯度にある韓国ソウル市近郊で、平成四年度九月、五年度三月に郡山市と同一の測定を行い、カビコロニー数の計数、ダニアレルゲン量の定量を行った。郡山市との比較において、ダニアレルゲン量はいずれも、ソウルは低く、カビコロニー数については、九月が少ないが、三月は郡山市より遙かに高い値を示したが、原因は不明である。
膵β細胞におけるメチル化酵素Set7/9の役割

糖尿病発症には膵β細胞の機能不全が関与し、慢性炎症はβ細胞障害の一因とされる。既報にてメチル化酵素Set7/9と炎症を制御する転写因子NF-kBとの関連が報告された。β細胞腫瘍株にてSet7/9のノックダウンした結果、炎症性サイトカイン応答性のiNOS発現とアポトーシスが抑制された。Set7/9ノックアウトマウスの単離膵島でもサイトカイン応答性のNos2発現が低下した。Set7/9はNF-kBと結合し、サイトカイン応答性に核内へ移行し、Nos2遺伝子のヒストン蛋白をメチル化することで遺伝子発現を亢進することが示唆された。本研究にて、Set7/9による膵島炎症の新たな調節機構が見出された。糖尿病発症には、インスリン分泌不全が病態の重要な部分を担っており、その背景にはインスリン産生細胞である膵β細胞の障害が関与する。糖代謝異常下は、炎症性サイトカインが誘因の一つとなり、膵β細胞の機能不全あるいは細胞死を誘導すると考えられている。メチル化酵素Set7/9は炎症を司る転写因子NF-κBと結合し、炎症を制御することが報告されており、なおかつSet7/9が膵島に豊富に発現することから、Set7/9が膵β細胞の炎症を制御するとの仮説を立て、実験を施行した。マウス膵β腫瘍株であるβTC3細胞を用いてサイトカイン(IL-1β、TNF-α、INF-γ)で刺激したところ、NF-κBの標的遺伝子であるNos2、Tnfa、Sod2の発現が増加した。βTC3細胞でSet7/9をノックダウンした結果、サイトカイン応答性Nos2の発現が減弱したが、他のNF-κB標的遺伝子であるTnfa、Sod2のサイトカイン応答性発現には影響しなかった。Set7/9はヒストン3蛋白内リジン4 (H3K4)のメチル化を介して、クロマチンの閉鎖構造を解除する役割があることから、ChIP解析を用いて、NF-κB標的遺伝子のプロモーター領域のH3K4メチル化を評価した。Set7/9ノックダウンによりNos2プロモーター領域のH3K4メチル化が抑制されが、TnfaおよびSod2プロモーター領域のH3K4メチル化は抑制を受けなかった。また、Annexin5の検討では、サイトカイン刺激によりβTC3細胞のアポトーシスが増加し、Set7/9ノックダウンにより、そのアポトーシスの増加が抑制された。Set7/9ノックアウトマウスおよび野生型マウスから膵島を採取し、解析した結果、ノックアウトマウスにおいてサイトカイン応答性Nos2の発現が低下していたが、サイトカイン応答性TnfaおよびSod2の発現は野生型と同等であった。以上より、Set7/9が膵島においてNos2発現調整を通じて、炎症に関与することが示唆された。糖尿病は、膵β細胞機能不全によるインスリン分泌の低下が発症の要因となっている。糖尿病患者のオートプシーの解析では、膵島に免疫細胞の浸潤が確認されており、膵β細胞障害のメカニズムとして炎症の関与が想定されている。基礎研究では、サイトカイン刺激によりインスリン分泌不全・膵β細胞死が誘導されるとの報告がある。メチル化酵素Set7/9は炎症を司る転写因子NF-κBと結合し、炎症を制御することが報告され、なおかつSet7/9が膵島に豊富に発現することから、我々はSet7/9が膵β細胞の炎症を制御するとの仮説を立て、実験を施行した。マウス膵β腫瘍株であるβTC3細胞をサイトカイン(IL-1β、TNF-α、INF-γ)で刺激したところ、NF-κBの標的遺伝子であるNos2の発現が増加し、Set7/9のノックダウンに伴い、サイトカイン応答性Nos2の発現が減弱した。また、Annexin5染色およびcleaved Caspase3で評価した結果、Set7/9ノックダウンにより、サイトカイン誘導性のアポトーシスが一部抑制された。免疫沈降法によりSet7/9が、NF-κBの構成因子であるp65と複合体を形成することを確認した。サイトカイン刺激によりNos2プロモーター領域のH3K4メチル化が増加し、Set7/9ノックダウンにより、その増加が抑制された。また、ChIP解析にて、Set7/9が上述の領域に結合することを確認した。以上より、Set7/9が膵島においてNF-κBと結合し、Nos2プロモーター領域のクロマチン構造を制御することで、炎症に関与することが示唆された。膵β細胞腫瘍株およびSet7/9ノックアウトマウスから採取した単離膵島を用いた解析により、メチル化酵素Set7/9が膵β細胞における炎症を制御するとともに、膵β細胞死にも関与する可能性が示唆された。我々が施行した更なる解析により、Set7/9がNF-κBとの結合を介して、NO産生酵素であるiNOSをコードするNos2遺伝子のクロマチン構造を制御することが明らかとなった。その詳細は昨年度、Journal of Biological Chemistry(doi : 10.1074/jbc.M115.661777.)に論文として報告した。一つの区切りとして、研究成果を論文として公表したことを鑑み、概ね順調に推移していると判断している。

糖尿病の発症はインスリン分泌不全が一因であり、インスリンを分泌する膵β細胞の細胞量低下および機能不全には、炎症に由来する細胞障害が関与すると考えられている。既報では、非β細胞においてメチル化酵素Set7/9が炎症を司る重要な転写因子であるNF-κBへの介入により炎症を制御すると報告された。Set7/9は膵島に豊富に発現することから、我々はSet7/9がβ細胞の炎症に関与するとの仮説を立て、検証した。β細胞腫瘍株であるβTC3細胞においてSet7/9をノックダウンした結果、炎症性サイトカイン応答性のNos2遺伝子発現が低下し、Nos2によりコードされるiNOSの発現も低下した。iNOSが産生する一酸化窒素は活性酸素の産生を介してアポトーシスを誘導する。Set7/9ノックダウンにより、βTC3細胞における炎症性サイトカイン依存性の細胞死が、抑制された。免疫沈降法の解析から、Set7/9は既報と同様にβ細胞腫瘍株においてもNF-κBのサブユニットであるp65と複合体を形成した。β細胞腫瘍株の核分画と細胞質分画を抽出し解析した結果、Set7/9は炎症性サイトカイン応答性に核外から核内へ移動した。更なる解析によりSet7/9がNos2遺伝子のp65結合領域付近に誘導され、また、Nos2発現上昇には同領域付近のヒストン蛋白(ヒストン3リジン4)のメチル化亢進が関与することが示唆された。Set7/9ノックアウトマウスから膵島を単離し、炎症性サイトカインで刺激した結果、野生型マウスから単離した膵島と比較し、Nos2の発現が抑制された。以上より、Set7/9がNF-κBと複合体を形成し、炎症性サイトカイン刺激に伴い核内に移動し、Nos2遺伝子に誘導され、ヒストン蛋白のメチル化、すなわちeuchromatin化を介して、Nos2発現を促進するとことが示唆された。本研究にて、我々はメチル化酵素Set7/9による膵島炎症の新たな調節機構を見出したことから、β細胞の機能維持確立の新たな糸口になることが期待される。糖尿病発症には膵β細胞の機能不全が関与し、慢性炎症はβ細胞障害の一因とされる。既報にてメチル化酵素Set7/9と炎症を制御する転写因子NF-kBとの関連が報告された。β細胞腫瘍株にてSet7/9のノックダウンした結果、炎症性サイトカイン応答性のiNOS発現とアポトーシスが抑制された。Set7/9ノックアウトマウスの単離膵島でもサイトカイン応答性のNos2発現が低下した。Set7/9はNF-kBと結合し、サイトカイン応答性に核内へ移行し、Nos2遺伝子のヒストン蛋白をメチル化することで遺伝子発現を亢進することが示唆された。本研究にて、Set7/9による膵島炎症の新たな調節機構が見出された。昨年度までに施行した膵β細胞腫瘍株および単離膵島を用いた解析により、メチル化酵素Set7/9が膵β細胞における炎症に関与する可能性が示唆された。そのメカニズムの一端は、NO産生酵素であるiNOSをコードするNos2遺伝子のクロマチン構造を介するものであった。今後、膵β細胞特異的ノックアウトマウスの耐糖能を評価する予定であるが、マウスの糖代謝は多臓器からの影響を配慮し、解析する必要がある。推定されるメカニズムがあることは、解析を進める上での有用な指針の一つとなる。
概念的に新しい塩橋の開発と液間電位差研究の新展開

疎水性の常温溶融塩(イオン液体、以下RTMS)からなる塩橋を作成し、その性能を確認した。まず1-Methyl-3-octylimidazolium bis(trifuluoromethylsulfonyl)imide(C8mimC1C1N)を塩橋とし、種々の電解質水溶液と接触させたときの電位変動を調べた。濃度が1mMから2Mの濃度範囲のKCl, NaCl, LiCl, HCl水溶液との界面の電位差は界面生成直後から1mV以内で長時間安定であった。RTMSをフッ化カビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体でゲル化してもこの安定性は不変であった。したがって、界面の電位差はC8mim^+イオンとC1C1N^-イオンの分配電位差で規定されており、このRTMSは予想通り概念的に新しい塩橋として働くことが実証されたのみならず、ゲル化によってもこの性質が損なわれないことから、実用的にも有用であることが明らかとなった。さらに、1mM以下の低イオン強度の水溶液と接した場合でも電位が安定であることから、既存の濃厚KCl水溶液の塩橋に比して、試料の汚染が少ないこと、メンテナンスに要する労力が飛躍的に軽減されること、広いイオン強度の溶液に対して安定な電位を示すこと、界面の形状に影響されないこと、など大きな利点を有することが証明された。塩橋が示す電位を最適化することなどを目的として、他のイオンからなるRTMSについても、塩橋としての性能を比較検討した。アニオンをpentafluoroethylsulfonyltrifluoromethylsulfonylimideやbis(pentafluoroethylsulfonyl)imideとした場合も、上記のRTMSとほぼ同等の性能が得られた。また、perfluoroalkyltrifluoroborateについても、ほぼ同等の性能が得られた。
「情報学的なものの見方・考え方」を育てる小学校新教科のカリキュラムと教科書の開発

本研究は,進展する情報社会に向けた「情報学的なものの見方・考え方」を育てることを目的とした,小学校新教科のカリキュラムを開発し,普及のためにテキスト(教科書の形態)に表現することを目的とした。具体的には,2年間の研究期間内に,以下の3点について明らかにした。(1)小学校段階での情報教育カリキュラムについて調査し,情報学的な視点で分類・整理し,系統性を確保する。また,日本の学習指導要領において,各教科の学習内容としてどのようにこれらが実施されているかを分析し,過不足について指摘する。(2)小学校新教科「情報科」の教育内容を,発達段階を考慮しながら決定する。これを小学校36年に配置するために,学習指導要領の形式にならって記述する。(3)このカリキュラムの一部を具体的なテキストのモデルとして表現する。本研究では,進展する情報社会に向けた「情報学的なものの見方・考え方」を育てることを目的とした,小学校新教科のカリキュラムを開発し,普及のために教科書の形態に表現することが目標である。具体的には,2年間の研究期間内に,以下の3点について明らかにする。(3)このカリキュラムの一部を具体的な教科書のモデルとして表現する。平成16年度は,情報教育に取り組む国内の先駆的実践者をチームとして組織し,学習指導要領の形式で標準カリキュラムを開発する。その際,学校現場の教員の実践知を抽象化するために,まずは教科書を想定した単元開発を行った。これらの単元の学習目標を列挙し,その関係性を明確にすることによって学習指導要領の形式に抽象化していく方法を採った。その結果,以下の4カテゴリからなる観点が見出された。A)情報技術・情報社会の発展と期待される資質の観点(コンピュータ・リテラシー,プレゼンテーション,情報モラル,メディア・リテラシー)B)他教科との重なりや連携の観点(国語,社会,理科,算数,図工)C)中学・幼児との連続性の観点D)教師の力量・研修・体制の現実性の観点(初期指導,学校カリキュラム,教師の力量向上)本研究では,進展する情報社会に向けた「情報学的なものの見方・考え方」を育てることを目的とした,小学校新教科のカリキュラムを開発し,普及のために教科書の形態に表現することが目標である。具体的には,2年間の研究期間内に,以下の3点について明らかにできた。平成16年度は,情報教育に取り組む国内の先駆的実践者をチームとして組織し,学校現場の教員の実践知を抽象化するために,まずは教科書を想定した単元開発を行った。平成17年度は,これらの単元の学習目標を列挙し,その関係性を明確にすることによって学習指導要領の形式に抽象化していく方法を採った。A)情報技術・情報社会の発展と期待される資質の観点(コンピュータ・リテラシー,プレゼンテーション,情報モラル,メディア・リテラシー)B)他教科との重なりや連携の観点(国語,社会,理科,算数,図工)C)中学・幼児との連続性の観点D)教師の力量・研修・体制の現実性の観点(初期指導,学校カリキュラム,教師の力量向上)
リサイクリングエンドソームを通過する逆行性輸送の生理的意義と分子基盤の解明

逆行性輸送経路は、細胞外の物質や細胞膜に存在する膜タンパク質をゴルジ体・小胞体へと運ぶ細胞内輸送経路であり、組織・個体形成に重要であることが明らかにされてきている。しかしながら、逆行性輸送によって運搬されるタンパク質、およびその制御因子については不明な点が多く残されている。当研究室は、逆行性輸送がリサイクリングエンドソーム(RE)という細胞小器官を介することを世界に先駆けて発見し、されにREに局在し逆行性輸送を制御する新規タンパク質を複数同定(Uchida et al. PNAS(2011), Matsudaira et al. PLoSOne(2013), Matsudaira and Niki et al. J Cell Sci. (2015))してきた。また、RE膜の細胞質側脂質層に限局するリン脂質ホスファチジルセリン(PS)が、これらの逆行性輸送因子のRE局在に必要であることを見出している。一方、これらの輸送制御因子は逆行性輸送の受け手側となるTGN膜にも局在することから、TGN膜においても輸送制御機構が存在すると考えられる。前年度までに報告したように、新たに、スフィンゴミエリン(SM)というリン脂質がRE, TGN膜双方の細胞質側脂質層に豊富に存在し輸送を制御しうることを、生細胞に応用可能な新規SM結合プローブを開発することで明らかにした。そこで、本年度において、細胞内SMを軸とした新規逆行性輸送の分子基盤を明らかにするために、SMに結合するタンパク質や近傍に存在するタンパク質群を網羅的に同定する手法を開発した。その結果、数多くの膜輸送制御因子が同定され、それらいくつかの細胞内局在に、細胞質側脂質層のSMが必要であることがわかった。すなわち、細胞質側脂質層に存在するSMは、これらの膜輸送制御因子を通じて細胞内輸送を制御するという可能性が見出された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。当研究室は、逆行性輸送がリサイクリングエンドソーム(RE)という細胞小器官を介することを世界に先駆けて発見し、さらにREに局在し逆行性輸送を制御する新規タンパク質を複数同定(Uchida et al. PNAS (2011), Matsudaira et al. PLoSOne (2013), Matsudaira and Niki et al. J Cell Sci. (2015))してきた。今年度において、上記の論文で報告した、逆行性輸送制御因子であるSMAP2の機能未知ドメインに着目し、そのドメインと相互作用する分子を探索したところ、epsinRというクラスリン結合タンパク質がSMAP2と相互作用すること、epsinRがREに局在し、コレラ毒素のREからゴルジ体への逆行性輸送を制御すること等を明らかにした。これらの内容について、学会発表を行った。また、私は、コレラ毒素の逆行性輸送を制御する可能性のある膜貫通タンパク質の同定を目指し、FLAGタグを付与したコレラ毒素リコンビナントタンパク質を作製することに成功した。このリコンビナントタンパク質を細胞に添加し、膜透過性の架橋剤を用いて生細胞においてクロスリンクを行い、FLAGタグを介して免疫沈降を行ったところ、免疫沈降物にコレラ毒素添加時に特異的に見られるタンパク質が銀染色にて検出された。このタンパク質の中に、目的のコレラ毒素のエンドソーム受容体が含まれていることが期待され、現在、質量分析によって解析を行っている。これまでに報告したSMAP2/クラスリン/AP-1というREタンパク質の軸を基に、epsinRという新たな逆行性輸送制御因子を見つけることができた。また、免疫沈降が可能なタグを付与したコレラ毒素のリコンビナントタンパク質の作製に成功し、コレラ毒素依存的に細胞内で架橋されるタンパク質を検出することができた。逆行性輸送経路は、細胞外の物質や細胞膜に存在する膜タンパク質をゴルジ体・小胞体へと運ぶ細胞内輸送経路であるり、組織・個体形成に重要であることが明らかにされてきている。今年度において、上記の論文で報告した、逆行性輸送経路の分子基盤に加え、新たに、スフィンゴミエリン(SM)というリン脂質がRE膜の細胞質側脂質層に豊富に存在し輸送を制御しうることを、生細胞に応用可能な新規SM結合プローブを開発することで明らかにした。これらの内容の一部については、既に脂質生化学会、生化学会にて報告した。また、上記プローブを生細胞に発現させることでSMという脂質の近傍に存在するタンパク質を網羅的に同定することに成功し、REへのSM局在制御タンパク質の同定した。

現在、この解析結果を元に、SMを軸とした新規逆行性輸送機構の解析を進めている。これまでに報告した、SMAP2/クラスリン/AP-1/epsinRというREタンパク質の軸に加え、SMという脂質による新たな逆行性輸送制御基盤を見出すことができた。また、SM結合・近傍タンパク質を網羅的に同定する手法を開発し、細胞内SM局在制御タンパク質の同定に成功した。逆行性輸送経路は、細胞外の物質や細胞膜に存在する膜タンパク質をゴルジ体・小胞体へと運ぶ細胞内輸送経路であり、組織・個体形成に重要であることが明らかにされてきている。しかしながら、逆行性輸送によって運搬されるタンパク質、およびその制御因子については不明な点が多く残されている。当研究室は、逆行性輸送がリサイクリングエンドソーム(RE)という細胞小器官を介することを世界に先駆けて発見し、されにREに局在し逆行性輸送を制御する新規タンパク質を複数同定(Uchida et al. PNAS(2011), Matsudaira et al. PLoSOne(2013), Matsudaira and Niki et al. J Cell Sci. (2015))してきた。また、RE膜の細胞質側脂質層に限局するリン脂質ホスファチジルセリン(PS)が、これらの逆行性輸送因子のRE局在に必要であることを見出している。一方、これらの輸送制御因子は逆行性輸送の受け手側となるTGN膜にも局在することから、TGN膜においても輸送制御機構が存在すると考えられる。前年度までに報告したように、新たに、スフィンゴミエリン(SM)というリン脂質がRE, TGN膜双方の細胞質側脂質層に豊富に存在し輸送を制御しうることを、生細胞に応用可能な新規SM結合プローブを開発することで明らかにした。そこで、本年度において、細胞内SMを軸とした新規逆行性輸送の分子基盤を明らかにするために、SMに結合するタンパク質や近傍に存在するタンパク質群を網羅的に同定する手法を開発した。その結果、数多くの膜輸送制御因子が同定され、それらいくつかの細胞内局在に、細胞質側脂質層のSMが必要であることがわかった。すなわち、細胞質側脂質層に存在するSMは、これらの膜輸送制御因子を通じて細胞内輸送を制御するという可能性が見出された。質量分析で同定されたコレラ毒素結合タンパク質について、実際にそれらのタンパク質がコレラ毒素と結合し、その逆行性輸送を制御するかどうかを解析する。また、コレラ毒素の輸送制御機構をもとに、ラフト局在性タンパク質の細胞内輸送機構についても解析を行う。SMAP2/クラスリン/AP-1/epsinRという軸とREの関係についても更なる詳細な解析を行う。細胞内SM結合・近傍タンパク質として同定された膜タンパク質、膜輸送制御因子に着目し、REを通過する逆行性輸送の新規制御タンパク質を同定する。また、細胞内SM局在制御タンパク質の機能阻害により、SMの細胞内局在の操作を通じて、細胞内SMが関与する逆行性輸送の作動機序を明らかにする。SMAP2/クラスリン/AP-1/epsinRという軸とRE-SMという軸との連関についても解析を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
近世辞書の文化史的・言語生活史的位置づけのための基礎調査

本研究の目的は、近世に刊行・書写された辞書類について使用実態を明らかにすることにより、これまで以上に的確な文化史的位置づけが可能になるものと考え、基礎的な調査を行うものである。3年間にわたる調査・研究の成果として、約40箇所の図書館・文書館の蔵書を閲覧・調査・撮影することができた。また、文書館においては、旧蔵者と辞書との関係について検討しうる可能性を見出すことができた。基礎研究の一環として辞書諸本を収集したが、古本節用集写本および通俗詩学書初版はじめ価値の高いものが得られた。現在までのところ、論文等9編、口頭発表等2編を公表した。辞書資料の調査・撮影を、福岡市博物館(5月)・群馬県立文書館(7月)・大分県立先哲資料館・臼杵市立臼杵図書館・京都府立総合資料館(10月)・九州大学附属図書館・諫早市立諫早図書館・成城大学図書館(12月)・筑波大学附属図書館(3月)において実施した。資料収集は、古書即売会・通信販売等によりおこない江戸時代刊行にかかる節用集(17世紀2本、18世紀11、19世紀12)、漢字字典(7)、韻字書(7)、詩作辞書(5)、特定書籍字引(2)、その他参考資料(4)を得た。古本節用集の近世書写本を入手し、旧蔵者の教示により、本書が浄土真宗大谷派暎芳寺(岐阜県高山市内)に関わること、長らく高山市内に伝えられたことを確認した。系譜上は、各部乾坤門の国名群と一般語群のあいだに和歌名所(歌枕)を配することから、伊勢本類中、『増刊下学集』(天理図書館蔵)および『増刊節用集』(広島大学蔵)の一類であることを確認しつつ、双方の中間的性格を有することを明らかにした(国語語彙史研究会(9月)にて発表)。さらに、臼杵市立臼杵図書館において稲葉家本『節用集』を閲覧し、改編の見られるものの、相近い性格であることを確認し、中世から近世に移行する過程での節用集諸本のありようの一端を知り得た。近世節用集においては異版の調査を重点的に進めた。『真草二行節用集』慶安4年孟冬版に2種あり、2種の雑糅版の存在を確認した。『倭漢節用無双嚢』天明4年版・『大日本永代節用無尽蔵』嘉永2年版の巻頭付録部における部分的改刻のある各2種のあることを確認した。『〔世用万倍〕早引大節用集』に3種5版(1種は他2種の雑糅本に新版を交えたもの)の存することを確認した。そのほか、『詩文重宝記』元禄版の存在を初めて確認し、初期の通俗的詩文作成書の破綻的な編集方法などを明らかにできた。辞書および関連資料の調査・撮影については、予定どおり中国地方の所蔵者を中心に実施することができた(慶応義塾大学図書館・同斯道文庫(6月)、山口県立図書館・同文書館(7月)、広島大学図書館・広島県立文書館・広島市立歴史資料館・西尾市立岩瀬文庫・岡山県立記録資料館・米子市立図書館・島根県立図書館(11月)、香川大学図書館・香川県立図書館・同文書館・岡山大学図書館・岡山県立図書館(12月)、ノートルダム清心女子大学附属図書館・金光図書館(2月))。この調査の過程で、使用実態調査の一環として、旧蔵者の位相と使用辞書類との対比研究対象が拡大できる見通しがついた。すなわち、これまでは山口県文書館所蔵書を中心とする予定であったが、さらに広島県立文書館・岡山県立記録資料館蔵書においても遂行できることが知られ、選択の幅を広げることができた。また、『和漢音釈書言字考節用集』においては、特異なマークアップが施された岡山県立図書館本、毎巻識語を記す香川県立図書館本などが注意され、諸本のなかから個別に使用実態を明らかにする価値のあるものとして、改めて採り上げる必要・価値のあることが予想された。辞書および関連資料の収集については、節用集20点、詩文作成参考図書等資料5点、その他3点であった。このうち、節用集では『年代節用集万宝大成』『永代節用重宝無尽蔵』『宝山節用万字図彙』『大全早引節用集(『〔増字百倍〕早引節用集』『早引残字節用集』合綴本)』『倭節用集悉改嚢(文政元年、初刻本)』など、伝本が極端に少ないものが得られた一方、詩文作成参考図書では『韻鏡』(寛永5年)『翰墨全書』(寛永21年)『国花集』(寛永21年同版)『大広益会玉篇』(慶安2年刊同版)など近世極初期刊行書が集まり、両者相俟って価値の髙い収集をすることができた。辞書および関連資料の調査・撮影については、予定どおり四国・中国地方の所蔵者を中心に実施することができた(愛媛大学附属図書館・愛媛県立図書館・大洲市立図書館・東温市歴史民俗資料館(4月)・岡山県立記録資料館(7月・2016年2月)・弘前市立図書館(10月)・鹿児島大学附属図書館・鹿児島県立図書館(12月)・岩国徴古館・岩国学校教育資料館・岩国市中央図書館・呉市立図書館(2月))。

この調査の過程で、使用実態調査の一環となる、旧蔵者の位相と使用辞書類との対比研究の対象候補に、小規模大名家の例として岩国徴古館蔵書、足守藩木下家文書(岡山県立記録資料館に新収・公開)を加えうる見通しがつき、選択の幅を広げることができた。辞書および関連資料の収集については、節用集は7点と少なかったが、『真草二行節用集』(イ部標目「以」字本異版)『急用間合即坐引』(美濃判合冊体)は他に見られないものをはじめ、『万花節用字林大成』『早字節用』(文政14年版)『(真草両点)数引節用集』(非薄葉)など比較的所蔵者の少ないものを収集しえた。このほかの辞書体のものとして、詩作系統刊本5点(韻会捷見・漢和三五韻ほか)、漢和字典4点(倭玉篇2点、大広益会玉篇2点)を得た。『大広益会玉篇』は寛永8年刊ながら既収の同年記本とは別版で、研究上の価値がある。また、『倭漢皇統編年合運図』(寛永7刊・正保3刊か)を得たが、これまで手を着けかねていた節用集の付録の検討を開始する足掛かりとなるものである。成果の発表としては論文4点(印刷中1点を含む)があり、レフリー付き1点、隔月刊商業誌1点、単行本所収2点など、公開効果の高いものに提示できた。このほか、招待講演1本があった。本研究の目的は、近世に刊行・書写された辞書類について使用実態を明らかにすることにより、これまで以上に的確な文化史的位置づけが可能になるものと考え、基礎的な調査を行うものである。3年間にわたる調査・研究の成果として、約40箇所の図書館・文書館の蔵書を閲覧・調査・撮影することができた。また、文書館においては、旧蔵者と辞書との関係について検討しうる可能性を見出すことができた。基礎研究の一環として辞書諸本を収集したが、古本節用集写本および通俗詩学書初版はじめ価値の高いものが得られた。現在までのところ、論文等9編、口頭発表等2編を公表した。本年度においては、中国・四国地方の辞書資料所蔵機関での調査を予定していた。が、四国地方については、香川県をのぞけばほぼ手つかずの状態となってしまい、その点では、順調に進展しているとはいえない。しかしながら、18機関における調査を遂行できていることと、資料収集も質の高いものとなっていること(ただし、保存状態については必ずしもよいものとはかぎらない)、新たな研究対象(文書館)や課題(『書言字考節用集』の利用様態)の発見ないし見通しも得られていることなどから、当初の遅れを補って余りある調査・研究の進展をみていると判断する。国語学27年度においては、当初、東北・北海道地方での調査を予定していたが、震災の影響から完全に復興したとはいえず、各所蔵機関における調査が十分に行えるとはかぎらない。一方で、26年度に予定していた中国・四国地方での調査は、鳥取・愛媛・徳島でとり行うことが必要である。したがって、27年度においては、四国での辞書資料調査を中心としつつ、東北・北海道については、復興の進展の度合いを見計らいつつ、調査機関をしぼりこむとともに、中部内陸部・関東などでの調査を遂行するものとする。辞書関係資料の収集についてはこれまでどおり、継続して行うこととする。以上のような調査遂行とともに、27年度が最終年度となることから、辞書所蔵者の位相と使用辞書との関係などにつき、総括的な研究にとりかかることとする。本研究課題の基礎となる辞書資料の調査は、予定どおりからやや上回るペースで推移したと考える。これに加えて資料収集において、予想すらしなかった資料の獲得をみることになった。一つは、古本節用集伊勢本の近世写本であり、一つは、これまでその存在が知られていなかった『詩文重宝記』元禄初版である。前者は、近世における辞書のありようとして、本研究課題では出版されたものを想定していたが、「近世における古本節用集の写本」についても検討課題に含むべきであることを改めて知らせるものであった。
天然繊維強化バイオマスプラスチックの疲労機構の解明

天然繊維強化バイオマスプラスチックは,カーボンニュートラルな材料であり,ガラス繊維強化複合材料の代替材料として期待されている.そこで本研究では,一方向ジュート紡績糸強化生分解性プラスチックの疲労特性と疲労機構について検討を実施した.本研究で用いた母材はPLAおよびPBSである.疲労試験の結果より,複合材料の106回時間強度は引張強度の50%程度であることと,疲労機構への母材の延性の影響が大きいことを明らかにした.天然繊維強化バイオマスプラスチックは,カーボンニュートラルな材料であり,ガラス繊維強化複合材料の代替材料として期待されている.そこで本研究では,一方向ジュート紡績糸強化生分解性プラスチックの疲労特性と疲労機構について検討を実施した.本研究で用いた母材はPLAおよびPBSである.疲労試験の結果より,複合材料の106回時間強度は引張強度の50%程度であることと,疲労機構への母材の延性の影響が大きいことを明らかにした.天然繊維強化バイオマスプラスチックの疲労特性の本質を理解する上で重要な疲労機構を明らかにしていくには,単繊維,単繊維をつむいだ紡績糸,それをよりあわせた撚糸,母材のバイオマスプラスチック,複合材料のすべての材料構造レベルにおいて系統的に疲労機構を解明していく必要がある.しかし天然繊維強化バイオマスプラスチックの疲労機構に関しては未解明の部分があまりに多いため,すべてを研究期間内に実施するのは不可能である.そのため,本研究ではまず,複合材料の強度発現において最も重要な繊維の疲労強度特性の取得と疲労機構の解明に重点をおくこととし,さらに,素材単体の疲労強度特性,疲労機構が一方向繊維強化複合材料の疲労強度特性,疲労機構に及ぼす影響に着目して研究を実施する.初年度は,ジュート麻紡績糸/ポリ乳酸複合材料の疲労試験を実施するとともに,ジュート麻単繊維の疲労試験法の確立と予備試験を実施した.その結果,複合材料の10^7回疲労強度/引張強度比は5060%であることを明らかにした.これは,ガラス繊維強化プラスチックと同程度である.これに対し,ジュート麻単体の疲労試験の予備試験結果は,その疲労強度/引張強度比が約80%と優れた耐疲労性を有することを示唆した.この複合材料と単繊維の耐疲労性の違いの原因について,破壊機構の観点から検討を行なった.その結果,脆性的なポリ乳酸の疲労き裂発生が,複合材料の耐疲労性の低下をもたらしていることを明らかにした.天然繊維強化バイオマスプラスチックの疲労特性の本質を理解する上で重要な疲労機構を明らかにしていくには,単繊維,単繊維をつむいだ紡績糸,それをよりあわせた撚糸,母材のバイオマスプラスチック,複合材料のすべての材料構造レベルにおいて系統的に疲労機構を解明していく必要がある.そこで本年度は,材料構造レベル別疲労試験による疲労強度特性の取得を実施した.1.一方向撚糸強化複合材料の疲労強度特性の取得油圧式疲労試験機を用いて,一方向撚糸強化PBS複合材料の疲労試験を実施し,それらの疲労強度特性を取得するとともに,一方向撚糸強化PLA複合材料の結果と比較検討を行なった.その結果,延性的なPBSを用いた複合材料の場合には,脆性的なPLAを用いた複合材料より高い疲労強度が得られることを明らかにした.2.単繊維の疲労強度特性の取得ジュート単繊維の疲労試験を実施した.その結果,繊維引張強度の標準偏差以下での疲労破断事例は極めて少なく,単繊維自体の疲労強度は十分高いことを示唆する結果が得られた.(3)PBSの疲労強度特性の取得PBSの試験片を小型射出成形機で作製し,その疲労強度特性を油圧式疲労試験機を用いて取得した.その結果,ひずみ振幅で考えた場合,複合材料に比べて十分に高い疲労強度を有しており,複合材料化した場合に母材からの疲労き裂発生はないことをあきらかにした.前年度までの結果にもとづき,天然繊維強化バイオマスプラスチックの疲労機構の検討を引き続き実施した.また天然繊維はアルカリ処理を実施することにより,高強度化,高伸び率,母材樹脂との接着性の改善が生じることが知られており,複合材料製作に際しアルカリ処理をした天然繊維が用いられることも多い.そこで本研究では,アルカリ処理の有無が繊維の疲労特性に及ぼす影響について比較検討を実施した.さらに,アルカリ処理の有無が複合材料の疲労特性に及ぼす影響についても検討した.まず繊維単体の疲労強度に関しては,繊維引張強度で規格化した場合にはアルカリ処理の影響は小さいことを確認した.また疲労負荷の過程において,繰返し数の増加に伴い,素繊維の界面ならびに素繊維自体に損傷が発生・進展して最終破断に至ることを確認した.次に複合材料の疲労機構の検討とアルカリ処理の影響を検討するために,シングルファイバーコンポジットとバルク複合材料の疲労試験を実施した.その結果,複合材料の疲労強度は繊維の疲労強度に支配されていることと,アルカリ処理が繊維/樹脂界面強度に影響を及ぼすため,アルカリ処理が複合材料の疲労損傷の蓄積過程に影響を及ぼすことを確認した.交付申請書に記載した研究目的ならびに研究実施計画がほぼ順調に達成できていることから(2)と判断した.24年度が最終年度であるため、記入しない。より構造の影響に関しては,主に解析的に検討を進めることとし,実験面では,疲労強度のさらなる向上をはかるため,天然繊維のアルカリ処理の影響を実施したものを複合材料化して疲労試験を実施していくこととする.24年度が最終年度であるため、記入しない。
圧縮センシングと動き補正によるMRI逐次近似画像再構成法の研究

2次元極座標サンプリングを用いた圧縮センシングMRI(CS-MRI)について,数値実験によって,T1,T2,PD強調画像および白質,灰白質,脳脊髄液の関心領域別の数値評価と3名の放射線科医よる視覚評価を行った.投影数80/180°で雑音なしのときのCS画像の平方根2乗誤差は,T1-CSとその関心領域でそれぞれ(3.75-5.05),(1.54-10.24),T2-CSは(8.75-11.65),(4.31-6.99),PD-CSは(3.44-4.46),(1.34-3.09)であった.視覚評価のスコアは,T1-CSは96%,T2-CSは74-81%,PD-CSは81-89%であった.圧縮センシングをRadial MRIに応用するため,L1ノルムとしてTotal variation (TV)を正則化に用いた代数的逐次近似画像再構成法(ART_TV)について計算機シミュレーション実験及び臨床MRI装置を用いたファントム実験を行った.計算機シミュレーション実験ではShepp-Loganファントムの投影を直線サンプリング数256,角度サンプリング数256で作成し,TVに掛ける緩和係数を変化させ,角度サンプリング数を128,64,32,24,16とし画像再構成を行った.角度サンプリングの削減率16/256において40 dB,30 dBの雑音を付加した投影から原画像に近い再構成像を得ることができた.一方,Brain Web MRIデータベースのT1強調像,T2強調像,プロトン密度強調像から作成した投影においては,Shepp-Loganファントムよりも低い削減率64/256においても内部構造がぼけた画像になり,圧縮センシングは成功しなかった.また,果物のキュウイを用いた実機MRI実験においても,角度サンプリング数が減少すると内部は不鮮明になった.そこで,MRI性能評価用バーファントムをサンプリング角度数256でデータ収集し,ART_TVによる再構成像を2次元フーリエ変換法の再構成像と比較した結果,前者のMTFは高周波数成分が後者よりも減少していた.緩和係数の値は画像の分解能と雑音のバランスを考慮して設定しているが,フルサンプリングにおいても分解能を犠牲にしていることがわかった.代数的方法以外に圧縮センシングMRIに応用可能な再構成法について調べるため,TV正則化クロスエントロピーによる逐次近似法をプログラム化し計算式シミュレーション実験を行った.緩和係数とサブセット数を調整することで定量的なT1強調像が再構成されたことから,この手法も研究課題に利用できる.McGill大学Brain Web MRIデータベースの頭部T1,T2,PD画像(256×256画素)を原画像とし,直線サンプリング数(bin数): 256,角度サンプリング数(view数)は標本化定理を満たすview数402の投影データを作成した.この再構成画像を参照画像とした.圧縮センシングMRI (CS-MRI)模擬データとしてview数64(収集率R = 0.16) , 80(R = 0.20)の投影データを作成した.画像再構成は,1)共役勾配法,2)代数的方法(ART法)の2種類で行い,スパースファイ変換に前者はウエーブレット変換とTotal variation (TV) ,後者はTVを用いた(ART_TV法).共役勾配法では正則化なし(None),ウエーブレット変換(WA),TV(TV),ウエーブレット変換+TV(WA+TV)の3種類の正則化を試行した.白質,灰白質,脳脊髄液の二値化画像を用い再構成画像のそれら領域を抽出し原画像を基準にRMSEを求めた.標本化定理を満たす画像のRMSEは1.69%,白質,灰白質,脳脊髄液のRMSEはそれぞれ0.58,0.96,1.69%であった.R = 0.20の画像のRMSEは3.92%,白質,灰白質,脳脊髄液のRMSEはそれぞれ2.11,3.77,7.27%であり,R = 0.16の画像のRMSEは5.77%,白質,灰白質,脳脊髄液のRMSEはそれぞれ2.93,5.27,10.3%であった.ART_TV法のRMSEは,若干,共役勾配法のRMSEよりも低い傾向を示した.データ収集率R = 0.20において正則化にTVを用いたRMSEが画像全体及び領域ごとで最小値を示し, T1,T2強調画像で78.5%,PD強調画像で3%程度であった.圧縮センシングMRI(CS-MRI)の画質評価法には信号対雑音比(SNR)が一般に用いられる.対象画像は,T1強調画像あるいはT2強調画像が多く,同一断面についてT1,T2,プロトン密度(PD)強調画像の3種類についての報告は見当たらない.また,白質,灰白質,脳脊髄液の3領域を関心領域(ROI)とした定量性の報告もなく,CS-MRIが組織の萎縮や変性の早期検出に応用可能かは未知である.本研究では,計算機シミュレーション実験によって,頭部画像全体及び白質,灰白質,脳脊髄液の3領域の平方根二乗誤差(RMSE)を求めCS-MRIの定量性を検討した.本研究で明らかになったCS-MRIの定量性は組織の萎縮や変性を評価する際の基礎データとして役立つと期待される.

2次元ラジアルスキャンMRIの画像再構成法として,1)代数的方法を用いたTV最小化法,2)共役勾配法をこれまで実装し,2)についてはスパースファイ変換にウエーブレット変換,TVそれぞれ単独に用いた場合と両方を用いた場合を実験できるようにした.また,直交座標を用いた2次元フーリエ変換MRI及び3次元フーリエ変換MRIの画像再構成法として,上記に加えProjection ontoconvex sets (POCS)法を実装した.これまで,収集率をR = 0.3程度にすることに研究の中心を置いていたため,動き補正アルゴリズムをMRI逐次近似法に組み入れる検討が後回しになっている.圧縮センシングを利用した1)2次元ラジアルMRI,2)2次元フーリエ変換MRI,3)3次元フーリエ変換MRIの定量性について,数値実験と3名の放射線診断専門医による視覚評価から調べた.実験にはMcGill大学Brain Web MRIデータベースの頭部MR画像(256×256×256画素)とその白質(WM),灰白質(GM),脳脊髄液(CSF)の組織画像の3次元画像を用いた.2次元画像には横断面を表すz座標(0-255)がz = 210,180,150,141,120のT1強調画像,T2強調画像,プロトン密度強調画像の5つの断面(計15断面)を用いた.1) 2次元ラジアルMRIデータ収集率R = 0.20(180度について投影数80),スパース変換にウェーブレット変換とTVを用いた共役勾配法によるCompressed Sensing (CS)画像の平方根2乗誤差(RMSE%)は,投影データが雑音を含まないときT1強調画像と関心領域でそれぞれ(3.75-5.05),(1.54-10.24),T2強調画像で(8.75-11.65),(4.31-6.99),プロトン密度強調画像で(3.44-4.46),(1.34-3.09)であった.これら画像に対し,放射線診断専門医によるアーチファクト,解剖学的形状,組織コントラストの3項目を総合した視覚評価のスコアは,T1強調画像では概ね原画像に近い96%,T2強調画像では74-81%,プロトン密度強調画像では81-89%であった.雑音の大きさが40 dB以下のときのT1-CS画像とT2-CS画像は雑音がないときのCS画像に比較しそれほど劣化しなかった.PD-CS画像では延髄領域の画質低下が顕著であった.2)ではデータ収集率R = 0.50 ,3)ではデータ収集率R = 0.3がRMSE%と視覚評価の上で必要であった.圧縮センシングを用いたMRI(CS-MRI)の研究の多くは直交座標についてなされており,ラジアルMRIに関する報告は僅かである.頭部のT2強調画像の2次元ラジアルMRIに関し先行研究では,180度について48方向の投影データから画像再構成を行い,ストリークアーチファクトの除去が可能と報告している.しかし,この報告は解剖学的形状の比較的大まかな頭頂部の1断面のみを用いており,再構成画像の数値評価がなされていない.そのため,他の断面における投影数の影響,T2強調画像に加えT1強調画像,プロトン密度強調画像など3種類のコントラスト画像に対する画像再構成に必要な投影数や再構成画像の定量性については不明である.また,再構成画像の視覚評価がなされていないため,放射線診断専門医が圧縮センシングで作成した画像に対しどのような判断をするかについても不明である.その後,他の研究者から投影数48でT2強調画像について画像再構成を行った報告はない.そこで,投影数について詳細な検討を行った.Brain Web MRIデータベース画像の横断面を表すz座標(0-255)がz = 210,180,150,141,120のT
HIV-1の脳細胞指向性を決めるコレセプターGPR1の機能領域の同定

【目的】脳血管周細胞は血管内皮細胞などとともに脳・血管関門を構成する。脳血管周囲細胞へのヒト免疫不全ウイルス1型(Human immunodeficiency virus type-1,HIV-1)の感染は、エイズ脳症の発生機序と密接に関連すると考える。本研究では、HIV-1の脳血管周細胞指向性を決めるコレセプターとして同定したGPR1の機能に重要な領域の同定を試みた。【方法】(1)HIV-1はコレセプターのN端領域(N-terminal region, NTR)と3つの細胞外ループ(extracellular loop, ECL)との相互作用で細胞に侵入する。PCR(polymerase chain raction)法を用いてGPR1のNTR、第1ECL、第2ECL,および第3ECLをコードする遺伝子断片を増幅し、マクロファージ指向性を決定するコレセプターであるCCR5との間でキメラ遺伝子を作製した。(2)GPR1のN端領域の機能を知るために、PCR法で様々なアミノ酸欠失および置換を導入した。(3)キメラ遺伝子と変異GPR1遺伝子を、HIV-1非感受性ヒトグリオーマ由来CD4発現NP-2/CD4細胞株に導入し、安定発現細胞を樹立した。(4)HIV-1株、HIV2型(HIV-2)、およびサル免疫不全ウイルス(SIV)に対するキメラおよび変異GPR1発現NP-2/CD4細胞の感受性を測定した。【結果】(1)GPR1のECLをひとつでもCCR5のECLに置換すると、コレセプター活性が完全に失われた。(2)GPR1とCCR5の間でNTRを置換したキメラでは、コレセプター活性が保持された。(3)GPR1のNTRの4つのチロシン残基のうち、最もN端側の残基をアラニンに置換すると、HIV1株に対するコレセプター活性が失われた。(4)NTRを完全に欠失させると、GPR1のコレセプター活性は失われたNTRのN末端から最初のチロシン残基の直前までの11アミノ酸を欠失させても、コレセプター活性は保持された。【結論】(1)GPR1のコレセプター機能にはNTRが極めて重要である。(2)コレセプター機能にほNTRのN端から11アミノ酸はとんど関与せず、チロシン残基を含む狭い領域が特に重要である。今後、GPR1のコレセプター機能に重要なモチーフ構造を特定し、脳血管周細胞のHIV-1感染の分子機序の解明に取り組むとともに、その成果を抗HIV剤の開発に応用していく予定である。後天性免疫症候群(Acquired Immune Deficiency Syndrome,AIDS)の患者には高頻度に脳症(AIDS脳症、ADC)が見られるが、その発症機序は不明である。我々は、ADC発症との関連が疑われるHIV-1として、血管脳関門を構成する脳微小血管周細と推定されるBT細胞やCD4導入グリオーマ細胞U87/CD4などの脳由来細胞に感染するGUN-1v株を分離した。

更に、7回膜貫通G蛋白質結合レセプター(GPCR)であるGPR1が、この脳由来細胞指向性を決めるコレセプターであることを見いだした。本研究では、GPR1によるHIV-1感染の分子機構を明らかにするために、GPR1の機能領域を同定することを目的とする。本年度においては、以下の結果を得た。1.作製実験(a)HIV-1はコレセプターの細胞外領域と相互作用する。GPR1の細胞外領域(アミノ末端、第1、第2、および第3細胞外領域)を、マクロファージ指向性を決定するコレセプターであるCCR5の対応する領域と置換したキメラを作製して、NP-2/CD4細胞に導入した。(b)HIV-1コレセプターのアミノ末端細胞外領域には、チロシン残基がよく保存されている。GPR1はこの領域に4つのチロシン残基を持つため、それらをアラニン残基に置換した変異体を作製して、CD4発現ヒトグリオーマ細胞株(NP-2/CD4)に導入した。(c)GPR1のアミノ末端領域の機能を探るために、いくつかの欠失変異体を作製しNP-2/CD4細胞に導入した。2.感染実験(a)作製したGPR1とCCR5のキメラについて、HIV-1による使用性を評価した。細胞外領域をCCR5の対応領域と置換したGPR1キメラを導入したNP-2/CD4細胞は、すべてHIV-1に非感受性だった。従って、GPR1の細胞外領域域は、コレセプター機能に重要であることが示唆された。(b)アミノ末端から1、2、および3番目のチロシン残基をアラニンに置換してもGPR1のコレセプター活性は維持されたが、4番目のチロシン残基をアラニンに置換すると活性がほとんど消失した。このことにより、4番目のチロシン残基がGPR1のコレセプター活性に特に重要であることが示唆された。(c)GPR1のアミノ末端領域をチロシン残基の直前まで欠失させてもコレセプター活性が維持されたことから、チロシン残基を含む領域がGPR1のコレセプター活性に特に重要であることが示唆された。【目的】脳血管周細胞は血管内皮細胞などとともに血管・脳管関門を構成する。脳血管周囲細胞へのヒト免疫不全ウイルス1型(Human immunodeficiency virus type-1, HIV-1)の感染は、エイズ脳症の発生機序と密接に関連すると考える。本研究では、HIV-1の脳血管周細胞指向性を決めるコレセプターとして同定したGPR1の機能に重要な領域の同定を試みた。【方法】(1)HIV-1はコレセプターのN端領域(N-terminal region, NTR)と3つの細胞外ループ(extracellular loop, ECL)との相互作用で細胞に侵入する。PCR(polymerase chain raction)法を用いてGPR1のNTR、第1ECL、第2ECL、および第3ECLをコードする遺伝子断片を増幅し、マクロファージ指向性を決定するコレセプターであるCCR5との間でキメラ遺伝子を作製した。(2)GPR1のN端領域の機能を知るために、PCR法で様々なアミノ酸欠失および置換を導入した。