hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状特徴量に注目した血管内治療における事故予測技術の開発

本研究は,血管内治療における事故の前兆現象をとらえることを最終目標として,ワイヤー状デバイス(ガイドワイヤーやカテーテル)の形状特徴量とそのデバイスの挙動の関係について調べた.デバイスの形状特徴量を表現できる技術としてフーリエ記述子に注目した.数値解析を用いて,ガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度(フーリエ記述子から求められる)と,ガイドワイヤー先端の接触力が,もっとも類似していることが分かった.実験において,数値計算の精度について定量的に評価した.血管内治療における事故の前兆現象をとらえることを最終目標として,その手段としてワイヤー状デバイス(ガイドワイヤーやカテーテル)の形状特徴量に注目している.本年度は,数値解析によって血管形状モデルやガイドワイヤーをモデル化することを目標にしていた.またデバイスの形状特徴量を表現するフーリエ記述子を求めることが出来るプログラムを開発することが目標であった.これらは,いずれも達成することに成功した.血管形状について,生体内での血管形状の特徴を簡略化したフック型とN型と呼ぶ血管形状モデルを作成した.実際の臨床現場でのデバイスの選択を想定して,病変部近辺の血管形状に似せたガイドワイヤーモデルを作成する方法を決定した.この作成ルールに基づき36種類のガイドワイヤーモデルを作成し,これらをそれぞれフック型,N型の血管モデルに挿入した.これらの挿入過程での変形の様子をフーリエ記述子で整理し,ガイドワイヤー先端の接触力を支配している要因について調べた.その結果,ガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度(フーリエ記述子から求められる)と,ガイドワイヤー先端の接触力のグラフが,もっとも類似していることが分かった.つまり,ガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度を,X線画像などを通じてモニターすれば,血管内でのガイドワイヤーの先端接触力を予想できることが分かった.数値計算において,血管内でのガイドワイヤーの先端接触力は,ガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度から推定できることを,早々に見出すことができたという点について,本研究は,順調な進捗状況であると言える.一方,先端接触力を推定できる指標を明らかにすることが出来たが,先端接触力が大きくなる血管形状の特徴や,デバイス形状の特徴については,まだ解明できていない.当初は,これらの特徴を明らかにする過程で,先端接触力を推定できる指標について,候補を徐々に絞り,最終的に決定できるであろうと予想していた.先端接触力の推定が,血管形状などとは無関係に可能であるという結果は,予想外であり,今後はこの推定指標と,血管形状などとの関係性について調べていく必要がある.また,次年度には,数値計算と同様の血管形状で実験を遂行することを計画している.これについては,必要な実験装置および測定用プログラムを開発することが出来た.他研究テーマのカメラを流用して,測定に必要なキャリブレーション方法や周辺の治具作製を行うことが出来た.これについては当初,想定した通りの準備状況である.これらを総合すると,本年度の進捗状況は,おおむね順調に進展していると評価することが適切であると考えている.血管内治療における事故の前兆現象をとらえることを最終目標として,その手段としてワイヤー状デバイス(ガイドワイヤーやカテーテル)の形状特徴量に注目している.本年度は,新規に実験を立ち上げ,数値計算との比較を行うことを計画していた.実験装置の作製や実験データ処理用ソフトウェアなどを作製し,数値計算の結果との比較を行うことができた.実験結果と数値計算の比較は,デバイス先端の軌跡について,約0.10 mm前後の誤差であることを明らかにすることができた.これにより初年度に行った数値計算の実現象の再現精度について定量的に評価できた.本研究計画の立案時には,何らかの数値計算の改良が必要であると想定したが,この実験結果を受けて,そのような改良は不要であると判断した.数値計算においては,病変部血管形状が同一であるが,その途中経路が異なる血管形状モデルを作成し,その途中形状が,病変部付近でのデバイス操作におよぼす影響を調べた.この研究過程において,デバイスの操作性を評価する指標として,先端移動量の線形性(手元の操作に対するデバイス先端の応答性),とデバイス先端と血管壁との接触力を用いた.その結果,途中形状が異なれば,その部位から50 mm以上,デバイスを進めても,それの影響がこれらの指標におよぶことがわかった.臨床の観点からは,似たような病変部位であっても,過去の患者の場合と同じ操作手順が有効でなく,また血管が損傷する部位も異なることを示唆している.患者ごとの術前シミュレーションが,事故低減に有効であることが示唆された.3年間の研究計画の中で,最も困難であろうと予想していた実験装置およびその周辺ソフトウェアの整備を,順調に完了できたことから,本研究は順調な進捗状況であると言える.実験結果と数値計算結果の直接比較を行い,数値計算の信頼性について定量的に把握できたことも,大きな成果であると考えている.これは,前年度の数値計算にもとづく知見(例えば,「血管内でのガイドワイヤーの先端接触力は,ガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度から推定できる」)が信頼できることを示している.また数値計算でしか実行できない条件として,病変部分の血管形状は同一であるが,そこに至る途中過程において,血管形状が異なるという条件でデバイスを挿入する数値計算を行った.

これは,過去に似た病変部を治療したことがある場合に,その知見を新しい(よく似た病変部を有する)患者に,適応できるのか?という観点から,行われた数値計算である.その結果は,血管壁にデバイスが与える接触力の分布などが異なり,血管損傷が起こる可能性は,途中経路の影響を受けるというものであった.また,そのような影響は途中経路が50 mm以上離れていても,及んでいることがわかった.これらの結果は,臨床医の立場に立てば,過去に似たような病変部を治療した経験があっても,その知見を似たような病変部を持つ別の患者に直接,用いることは不適切であることを示しており,毎回,患者ごとにゼロから,予断を持つことなく術前の計画を立てる必要があることを意味している.接触力の分布などの指標は工学的な観点に基づく指標であるので,これらと臨床の観点からによる評価との関係について調べることが今後の課題である.これらのことを総合すると,本年度の進捗状況は,おおむね順調に進展している評価することが適切であると考えている.本研究は,血管内治療における事故の前兆現象をとらえることを最終目標として,その手段としてワイヤー状デバイス(ガイドワイヤーやカテーテル)の形状特徴量に注目した.全体で,3年間の研究計画であった.初年度は,数値解析によって血管形状モデルやガイドワイヤーをモデル化することを目標にし,またデバイスの形状特徴量を表現するフーリエ記述子を求めることが出来るプログラムを開発することが目標であった.これによりガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度(フーリエ記述子から求められる)と,ガイドワイヤー先端の接触力のグラフが,もっとも類似していることが分かった.つまり,ガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度を,X線画像などを通じてモニターすれば,血管内でのガイドワイヤーの先端接触力を予想できることが分かった.次年度には,それを実験において,再現することを目標として,実験装置および測定装置を作製した.数値計算と比較してデバイス先端の軌跡について,約0.10 mm前後の誤差であることを明らかにすることができた.これにより初年度に行った数値計算の実現象の再現精度について定量的に評価できた.また初年度で明らかにした知見が,実現象でも起こりうることが分かった.最終年度では,これらの知見を総合的に活用することを目指して,臨床で利用されるX線画像を通じて,事故予測のために必要なデバイスの3次元位置を推定するための技術を確立するための基礎的研究を行った.この成果について特許出願を行った.本研究は,血管内治療における事故の前兆現象をとらえることを最終目標として,ワイヤー状デバイス(ガイドワイヤーやカテーテル)の形状特徴量とそのデバイスの挙動の関係について調べた.デバイスの形状特徴量を表現できる技術としてフーリエ記述子に注目した.数値解析を用いて,ガイドワイヤーの元の形状と,実際の挿入時のガイドワイヤーの形状の類似度(フーリエ記述子から求められる)と,ガイドワイヤー先端の接触力が,もっとも類似していることが分かった.実験において,数値計算の精度について定量的に評価した.
サイクリン依存性キナーゼ５を標的とした糖尿病網膜症治療

眼科手術検体を用いてサイクリン依存性キナーゼ5(Cdk5)活性を検索し、増殖糖尿病網膜症においてCdk5の活性化がないか、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ガンマ濃度との相関がないかを確認する。さらに、ラットの培養グリア細胞やヒト血管内皮細胞を高濃度のグルコース下で培養することによって、Cdk5の異常な活性化をもたらすかどうかを検索し、Cdk5を標的とした増殖糖尿病網膜症治療の可能性を探求する。
海洋の密度非一様性を考慮したエクマン理論に基づく表層混合層に関する研究

海洋表層には、鉛直混合により密度がほぼ一様の混合層が存在するが、ここでは、大気と海洋の間で熱・淡水・運動量が交換されるため、大気海洋相互作用において、重要な役割を果たす。北太平洋の十年規模変動において、混合層厚の長期変動による海面熱フラックスへの感度の長期変動が、重要な役割を果たしていることが示されたが、この混合層厚の変動メカニズムの定量的理解はまだ得られていない。混合層厚は、海面冷却による対流、風成乱流等、様々な過程によって決定されるが、本研究では、風応力により駆動される流れ(エクマン流)に着目することにし、まず、水温前線域における有効エクマン流速、有効エクマン湧昇速度の定式化を行った。次に、気象研究所で開発された海洋データ同化システムの4次元変分法を用いて作成されたFORA-WNP30の同化データとFORA-WNP30の作成に使用された大気再解析データJRA-55を用いて、海洋の非一様性を考慮した有効エクマン流速、及び、有効エクマン湧昇速度を北太平洋北西部において計算した。黒潮続流の流路の安定性は、十年規模で大きく変動することが知られていることから、まず、前線の影響が最も顕著に現れる安定期2002-03年の冬季に着目し、詳細な解析を進めた。その結果、黒潮続流に伴う水温前線の南北では、有効エクマン湧昇速度に、最大で25m/dayの差が存在することが明らかになり、有効エクマン湧昇が、混合層厚の南北勾配の緩和に一定の役割を果たす可能性が示された。混合層厚の南北勾配は、水温前線の強化に寄与していることから、有効エクマン湧昇は、水温前線を緩和する方向に働くことが示唆された。当初計画した通り、今年度の研究で、海洋の非一様性を考慮して求めたエクマン・パンピング速度が、黒潮続流に伴う水温前線の強度決定において重要な役割を果たす混合層厚の南北勾配に影響を与えていることを明らかにすることができた。今年度の研究で、海洋の非一様性を考慮して求めたエクマン・パンピング速度が、黒潮続流に伴う水温前線の強度決定において重要な役割を果たす混合層厚の南北勾配に影響を与えていることが明らかになった。そこで、次年度は、以下の2点について、研究を進めたいと考えている。(1)北太平洋の十年規模気候変動に伴い、黒潮続流に伴う水温前線の強度も十年スケールで変動することが知られている。水平密度勾配の変動が、エクマン流やエクマン・パンピングの強度をどのように変動させ、混合層厚の変動に影響を与えているのかを定量的に明らかにする。(2)混合層の底での鉛直流は、表層混合層への栄養塩供給においても重要な役割を果たしていることが期待されるが、海洋の非一様性を考慮したエクマン・パンピングによる栄養塩供給量を見積もり、実際の栄養塩分布との比較を行う。

水平密度勾配の変動が、エクマン流やエクマン・パンピングの強度をどのように変動させ、混合層厚の変動に影響を与えているのかを定量的に明らかにする。(2)混合層の底での鉛直流は、表層混合層への栄養塩供給においても重要な役割を果たしていることが期待されるが、海洋の非一様性を考慮したエクマン・パンピングによる栄養塩供給量を見積もり、実際の栄養塩分布との比較を行う。
光配線を目指したGe量子ドット・マイクロキャビティー融合型電流注入発光デバイス

これまでに室温発光を達成している、Ge量子ドット微小共振器構造をベースに、電流注入型ELデバイス構造の開発を進めた。p-i-n接合を有するマイクロディスク(MD)、フォトニック結晶構造作製プロセスを確立した。EBリソグラフィーの合わせマークとして、熱安定性を考慮してHfO_2膜を採用するなどのプロセス最適化を通して、室温エレクトロルミネッセンスを得ることに成功した。得られた発光ピークはMDの共振モードである、Whispering galleryモードであることが、FDTDシミュレーションにより確認された。得られたQ値は60から100であったが、これはPL構造の発光よりも小さく、改善に向け現在原因を特定中である。また、PLと同様に、発光強度は注入電流に対し非線形的な振る舞いを示し、MD中のキャリア密度増大が要因と考えられる。これらの結果は、高Q値(>2000)、単一モード発光デバイス実現へ向けた大きな前進を示すものと言える。
腎ネフロン特異的HGF受容体ノックアウトマウスを用いた腎再生分子機構の解析

HGF中和抗体およびCre-LoxPシステムを応用したノックアウトマウスを用い、腎傷害時に誘導されるHGFシグナルが腎再生機構の主翼を担うとの仮説のもとに以下の研究成果を得た。1)急性腎不全マウスにHGF中和抗体を投与し、c-Metシグナルが尿細管修復に必須である事、上皮再生を加速させると骨髄細胞動員が低下する事を実証した(Am-J-Physiol,2008)。3)クラッシュ症候群から急性腎不全を惹起するラットにHGF中和抗体を投与すると、尿細管再生不良と炎症増悪が観察された(Homs-E,et al.,Exp.Nephron 107:e95,2007)。4)Cre-LoxPシステムを用いてポドサイト特異的c-Met欠損マウスを作成した。このマウスは発生の過程で蛋白尿を発症せず、腎機能も健全に保たれていた。そこで、このノックアウトマウスに蛋白尿を惹起するある薬剤Xを投与したところ、ワイルドタイプと比較して蛋白尿/ネフローゼ状態が悪化する傾向が認められた。本年度はHGFが腎組織修復後の再生、修復を担う生理的因子であるとの仮説の元に、生体内HGF受容体/Metの機能を阻害する目的で以下の解析を進めた。1)急性腎不全マウスでのHGF中和抗体によるMetシグナル阻害腎虚血により急性腎不全を惹起したマウスにおける腎修復過程での内因性HGFの産生動態を解析した。その結果、腎および肺や肝臓、脾臓といった臓器でHGF mRNAレベルは腎虚血後3-6倍の増加を示した。これに一致して血中HGFレベルは3-5倍に増加した。そこで、HGF中和抗体を腎虚血マウスに投与したところ、Metシグナル伝達阻害とともに腎尿細管上皮細胞の再生は阻害され、腎機能不全の時間が明らかに延長した。HGF中和群では腎組織虚血の持続に一致して、虚血時に誘導されるモノカインSDF-1の発現亢進に一致し、上皮再生阻害を補うように骨髄幹細胞の動員が亢進した(投稿論文作成中)。2)腎特異的Met/HGF受容体ノックアウトマウスの作成Met-ATP結合領域(エクソン16)にfloxカセットを挿入したノックインマウスを作製した。次に腎糸球体ポドサイトに特異的にCreを発現するマウスを導入し、両系統を掛け合わせたダブルミューテーションマウスを作製した。このマウスでは腎糸球体特異的にMet ATP結合領域が欠失していることが確認された。3)エンドトキシン誘発急性腎不全マウスでのHGFによる救命効果エンドトキシンショックを惹起したマウスは腎ネフロンの傷害により80%以上が4日以内に死亡する。このモデルにリコンビナントHGFを投与すると、ほとんどの動物が生存し、腎ネフロン傷害も軽度であった。*研究背景と当初計画:HGF中和抗体およびCre-LoxPシステムを応用したノックアウトマウスを用い、腎傷害時に誘導されるHGFシグナルが腎再生機構の主翼を担うとの仮説のもとに以下の研究成果を得た。3)クラッシュ症候群から急性腎不全を惹起するラットにHGF中和抗体を投与すると、尿細管再生不良と炎症増悪が観察された(Homs-E, et. al., Exp. Nephron 107: e95, 2007)。
溶媒のゆらぎに律速される非熱平衡化学反応の理論

住は1991年来、(1次および2次反応を含む)溶液反応の速度定数が一般的に1/(k_<TST>^<-1>+k_f^<-1>)でk_f∝η^<-α>(0<α<1)いう形を持つことを主張してきた。ここでk_<TST>は化学反応速度の標準理論である遷移状態理論(TST)から期待される速度定数であり、ηは溶媒の粘性率である。1991年浅野(大分大工)は、アゾベンゼン類の光異性化反応において圧力により溶媒粘性率を大幅に変えることによって、速度定数がTSTにより記述される(低圧、即ち、低粘性溶媒)領域から、TSTの基本仮定がもはや成立しなくなる(高圧、即ち、高粘性溶媒)領域までを一つの反応系で実現する実験データを発表した。これは溶液反応の速度定数に関する一般式を検証する格好のデータである。1994年、本重点領域研究による補助金を得て行った研究により、住は浅野の協同して、このデータが住が提唱してきた溶液反応の速度定数の一般式を実験的に検証するものであることを明らかにした。今年度は浅野との協同研究を更に発展させた。その結果、実験データを理論式に合わせることによって得られたαの値が、反応遷移状態における溶質分子溶媒和構造の自由度(溶質分子の異性化部分の回転の自由度、分子構造の極性の違いや溶媒の極性およびプロトン性などから来る溶媒ゆらぎの自由度)に系統的に依存することが明らかになった。更に、αの値が1より小さくなるための理論的条件式を一般的に求めることにも成功した。これらの研究は、この一般式における実験と理論の対応をさらに強化すると共に、溶液反応の一般式を確立するための重要な過程となる筈である。
Green Technologyを目指した微粒子プロセッシングの構築

本企画調査は,以下の3つのサブテーマについて,その現状調査および対策戦略の策定を目的としている。1.機能性発現中,あるいは後の微粒子の環境中での挙動,アセスメント2.現状の機能性微粒子の製造過程における環境に対する負荷の調査3.環境に低負荷となる代替材料,代替製造技術の可能性の模索具体的には,まず第1回打合会(平成12年6月20日,淡路島,参加人数26名)の席上,上記の3つのサブテーマの内容に関して再検討を行い,研究分担者を中心に,各グループのリーダーおよび各自の役務分担が決定された。さらに,企画調査の主たる目的である特定領域研究(B)へ申請することが決まり,若手5名からなるWGが結成された。その後,8月31日9月1日にかけて金沢大学にて,特定領域研究(Bの申請WG会合が開かれ,本企画調査の基本理念を生かしつつ,材料・プロセスに絞った内容を申請書の全体構想とし,第2回打合会(9月12日,浜松,参加人数27名)で基本的に了承された。その後,計画研究の募集を行い,10月末に「環境との調和を指向したGrenn Particle Technologyの構築-水系・常圧気相系プロセスへの回帰-」と題して特定領域研究(B)の申請を行った。本課題の特徴は,「廃棄されて顕著に環境に悪影響を及ぼすポテンシャルを有する微粒子について,(1)環境負荷の小さい原材料・プロセスにより,(2)必要最低限の機能性(環境調和性を考慮した機能性)を付加することが,最終的に環境に対して優しいものづくり」と定義される"Green Particle Technology"を目指している点にある。さらに,本企画調査の総括として,平成13年1月29日に東京工業大学において,報告会(参加人数31名)を開催し,計11件の講演がなされた。さらに,3月末に報告会の資料をもとに,最終報告者を印刷し,関係各位に配布を行った。
カリニ肺炎医薬品と評価システム開発の試験研究

カリニ肺炎は日和見感染症の一で、pneumocystis cariniiの感染・増殖によりおきる。AIDS患者の死因の第一位を占めが、1980年代後半に至って、ようやく分子生物学的な研究が我々を含めた複数の研究室で開始され、基礎的な知見が集積されるようになった。その結果、P.cariniiは真菌に分類されることが、遺伝子の分子系統学的な研究により明らかにされ、それらの塩基配列を利用したPCRによるDNA診断が可能となった。P.cariniiは肺胞に局在して増殖する。そのため、P.cariniiの病原性を解明する上で、表面抗原の研究は重要な意味をもつ。さらに、最近の研究により、感染防御の最初に働く肺胞マクロファージは、P.cariniiの主要表面抗原であるMSG(Major Surface Glycoprotein)分子の高マンノース糖鎖部分を標的とすることや、肺胞細胞への接着にはフィブロネクチンをアダプターとしてMSG分子が作用すること等が報告され、MSG主要表面抗原糖タンパク質が"Pathobiology"に中心的な位置をしめる事実が明確になった。我々は、MSG糖タンパク質の分離精製、免疫生化学な研究を発端として、MSG遺伝子の分離、ゲノム編成、発現制御に関する研究を展開してきた。それら一連の研究によって、MSG遺伝子が多型・多重な遺伝子ファミリーを形成し、第8染色体のテロメア-領域にコードされるMSG遺伝子の発現部位(遺伝子スイッチ)に、サイレントなMSGレパートリーからDNA組み換え反応によって転移し多型なMSG糖タンパク質が発現する「抗原変換」を発見することができた。さらに、MSGを利用したワクチン開発、DNA診断、阻害剤等の新規な創薬戦略にも道を開くことができたものと考えている。P.cariniiの抗原変換は、菌類における初めて抗原変換の発見であり、生物学的にも、臨床医学的にも、今後とも重要な研究テーマである。カリニ肝炎はエイズ患者の2/3に発症し重篤化する。本研究はニューモシスチス・カリニ(日和見性真菌)の病原性の中心をなす主要表面抗原(MSG糖蛋白質)の基礎分子生物学研究を実施し、これを基礎とする創薬・臨床応用研究を発展させることを目的として開始したものであるが、本年度は次のようなMSG遺伝子に関するエポック.メ-キングな発見を行った。MSG糖蛋白質はカリニ細胞全蛋白質の2/3を占める主要構成分子であり、宿主の生体防御の第一線に稼働される肺胞マクロファージの直接のターゲットであり、肺胞接着に重要な役割を果たす等、直接・間接に病原性の中心分子である。遺伝子工学と分子微生物学的手法を駆使した研究により、MSG蛋白質の遺伝学的多型および遺伝子多重性を明らかにした。さらに、それら多型多重遺伝子のほとんどは発現されず、1415ある染色体のひとつにだけ発現部位が存在すること、及びその発現部位が染色体テロメア領域に局在することを、ゲノム構造解析と生化学的な研究によって解明した。これらの結果は、ニューモシスチス・カリニが遺伝子スイッチによる抗原変換システムをもつことを示すものである。発現部位のテロメア局在性はトリパノソーマの表面抗原変換の遺伝子システムと類似するものであるが、今回の我々の知見はニューモシスチス・カリニが分子系統学的に分類される真菌において初めて発見された抗原変換の仕組みである。カリニ肺炎をおこすニューモシスチス・カリニの主要表面抗原(MSG糖蛋白質)は、病原性の中心分子であるが、その機能・動態、及び創薬・臨床応用に関する研究を実施し、次のような研究成果を得た。1.MSG蛋白質は多型、多重性の遺伝子ファミリーによりコードされるが、14ある染色体のひとつのテロメア領域にだけ発現部位が存在し、ゲノムDNA間の組換え反応によってMSG遺伝子の発現が切り替わる「抗原変換スイッチ」を発見した。

これは、ニューモシスチス・カリニが属する真菌では、初めて発見された抗原変換である。2.MSG抗原の多型性はワクチン化の障壁となっていたが、MSG遺伝子上での可変部、保存部が特定されたので、ようやく本格的なワクチン開発の道が開いた。これまでに、全てのMSG蛋白質に保存されるN端109アミノ酸の組換え体ペプチドを過剰産生、精製する系を作成し、ワクチン試験およびグロブリン製剤開発の組換え抗原の供給態勢を整えた。3.新しい抗真菌性化合物として開発されたBenanomicin Aが、優れた抗カリニ作用をもつことを、ヌードマウスを使ったモデル動物実験によって明らかにした。4.ニューモシスチス・カリニは未だにin vitroの培養ができないため、動物モデルに依存しないような、新規な抗カリニ薬のスクリーニング系の作成が望まれる。我々はニューモシスチス・カリニとその近縁性が近年指摘されている酵母とのキメラ細胞あるいはキメラ染色体を作成して、ニューモシスチス・カリニの遺伝子発現系(in vivo)を作成し、これをスクリーニング系の構築に利用する戦略をたて基礎研究を開発した。その結果これまでに、分裂酵母がニューモシスチス・カリニ遺伝子の発現系として有用なことが明らかとなった。カリニ肺炎をおこすニューモシスチス・カリニの主要表面抗原(MSG糖蛋白質)は、病原性の中心分子であるが、その機能・動態、及び創薬・臨床応用に関する研究を実施し、次のような研究成果を得た。1.MSG蛋白質は多型、多重性の遺伝子ファミリーによりコードされるが、14ある染色体のひとつのテロメア領域にだけ発現部位が存在し、ゲノムDNA間の組換え反応によつてMSG遺伝子の発現が切り替わる「抗原変換スイッチ」を発見した。2.MSG遺伝子上での可変部、保存部を特定し、全てのMSG蛋白質に保存されるN端109アミノ酸の組換え体ペプチドを過剰産生、精製する系を作成し、ワクチン試験およびグロブリン製剤開発の組換え抗原の供給態勢を整えた。3.MSG遺伝子クラスターには、機能未知な蛋白質の遺伝子(ORF-3)が常にコードされていることを、これまでのゲノム解析から明らかにしてきたが、今年度はORF-3のcDNAを分離した。その結果、ORF-3遺伝子はC末端に疎水領域を持つ、細胞表面アンカー型のサチライシン様プロテアーゼ(SSPと命名)であることが明らかになった。過剰発現系を作成し、組み換え蛋白質でその活性を試験しているが、ニューモシスチス・カリニの肺胞局在・病原性に関与するか、あるいはMSG蛋白質の保存部と可変部の境界を切断する新規なプロテアーゼとして抗原変換に関与する可能性が考えられる。我々はニューモシスチス・カリニとその近縁性が近年指摘されている酵母におけるヘテロな遺伝子発現を検討した。
葉や花器官の背腹軸を決定する新規遺伝子FILを用いた表裏形成機構の解析

1 FIL promoter 5'領域におけるpromoter解析を行なってきた。GFPをマーカー遺伝子として、様々な長さのFIL promoter 5'領域を結合した形質転換植物を作成した。その結果、-1,800bp付近にある十数bpがFIL遺伝子の背軸側特異的発現様式に必要であることを明らかにしたFIL遺伝子の背軸側特異的発現様式に必要と考えられるシス因子を同定すべく、塩基配列に変異を入れた形質転換植物を14種類作製して、コア配列を決定した。その結果、FIL遺伝子が背軸側で発現するためには-1,800bP付近にあるAACGGGTGAATGという配列が必要であるととが分かった。この配列は、転写を抑制することでショウジョウバエの体節を決定しているKRUEPPEL(Kr)遺伝子の認識配列と類似していた。次に、この12bpに結合し、FIL遺伝子の発現制御を担っているトランス因子を同定すべく、酵母の1-ハイブリッド法を用いたライブラリーのスクリーニングを行い、252個の候補遺伝子を得た。現在、実際に同定した12bpの結合配列を認識するかどうか、生化学的な検証を行っている。2 FIL遺伝子の上流遺伝子を遺伝学的に同定するために、GFPが発現している形質転換植物体の種子をEMS処理した。約30,000粒をEMS処理し、実体蛍光顕微鏡を用いて154個体の突然変異体を選抜した。これらの内、#2.0-07-4突然変異体は劣性の突然変異体でGFPが背軸側だけでなく向軸側でも発現していた。走査型電子顕微鏡を用いた観察では、葉の向軸側に背軸側の特徴である気孔が多数分化していた。また、本葉の形態異常が見られ、著しい場合フィラメント状の本葉を生成する。樹。脂包埋法を用いてフィラメント状葉の光学切片を作製し、観察すると、向軸側組織が損なわれており、維管束の配向が異常になっていた。これらのことから、#2.0-07-4突然変異体では向軸側の分化決定が異常になっていると考えられた。そこで、#2.0-07-4突然変異体が既知の向軸側決定因子のアリルであるかを確かめるために、PHABULOSA、PHABOLUTA遺伝子、また、Kr遺伝子と同じC2H2タイプのzincfingerドメインをコードしており、向軸側で発現しているSERRATE遺伝子、合計3遺伝子のcoding領域をシーケンスしたが#2.0-07-4突然変異体に多型は発見されなかった。#2.0-07-4突然変異体は現在4回の戻し交配を終えている。現在、ラフマッピングを行っており、#2.0-07-4突然変異体の原因遺伝子は番染色体下腕に座乗していることが明らかになった。この領域に既知の向背軸に関わる遺伝子は、存在していないことが明らかになった。樹。#2.0-07-

4突然変異体は現在4回の戻し交配を終えている。現在、ラフマッピングを行っており、#2.0-07-4突然変異体の原因遺伝子は番染色体下腕に座乗していることが明らかになった。この領域に既知の向背軸に関わる遺伝子は、存在していないことが明らかになった。
有機無機ハイブリッド材料を用いたＸ線検出用テーラーメイドシンチレータの開発

放射光施設で発生する高エネルギーX線用の高速応答検出器の必要が高まっている。そこで本研究では、高速応答性を有するプラスチックシンチレータに対して、重元素酸化物のナノ粒子を添加することにより、プラスチックシンチレータそのものの高速応答性を損なうことなく、高エネルギーX線の検出感度を飛躍的に向上することに成功した。特に、超臨界水熱合成により作製した酸化物ナノ粒子と、プラスチックとのハイブリッド化を可能としたことにより、多様なX線エネルギーに特化したテーラーメイドシンチレータの開発が可能となった。今年度には、ハフニウム系酸化物を添加したプラスチックシンチレータの開発に成功した。特に重要なのは、同様の材料系を、2つの異なる手法により達成した点である。一つは、ゾルゲル法によるone pot合成である。この場合、合成のステップ数はそれほど多くないため、簡便に材料合成が可能である。その反面、例えばナノ粒子表面の修飾などについては、精緻に行うことができない。しかしながら、実用に耐えうる透明性と、十分なハフニウム担持量とを実現することができた。さらには、X線検出特性を調査したところ、市販のX線検出用プラスチックシンチレータであるNE142を上回る検出効率と発光量とを実現することができた。このことは、本手法が有効であることを示している。もう一つの手法は、ナノ粒子を合成後、プラスチック中に分散させる手法である。今年度には、超臨界水を用い、表面を有機分子で修飾したハフニウム酸化物ナノ粒子の合成に成功し、それをプラスチックに分散させることにも成功した。これらはいずれも、既存の装荷型プラスチックシンチレータ以上のX線検出特性を示しており、本研究のアプローチが非常に有効であることが実証された。さらに、二つの独立した手法によるナノ粒子含有シンチレータ材料開発に成功したことにより、これ以降、残り2年間の開発期間において、この確立した合成手法をフルに活用することにより、異なる元素の酸化物ナノ粒子を含有したシンチレータ開発が可能となった。本研究期間で明らかにし、達成するのは、下記の2点である。1.添加する元素のK吸収端と検出対象エネルギーとを対応させることにより、20100 keVのエネルギー領域をカバーするテイラーメイドシンチレータを開発する。これにより、エネルギー選択性を持ちながら、高検出効率にてX線を検出可能な高速シンチレータ材料を開発する。2.ナノメートルサイズで相分離したシンチレータにおけるシンチレーション特性を包括的に解明する。入射放射線とシンチレータ中の原子との相互作用による二次電子発生から発光に至るまでの過程をモデル化し、このモデルを通じた材料設計指針を得る。このような目標に向けて、今年度の材料開発を進めた。具体的には、ナノメートルサイズのハフニウム系酸化物が、ポリスチレンをベースとしたプラスチックシンチレータに分散している構造を形成した。ゾルゲル法による手法では、昨年度に引き続き、材料合成を行い、昨年度の1.5倍の導入量の達成に成功した。また、厚さについても、3 mm以上のものの合成に成功した。これにより、核共鳴散乱実験など、検出器(シンチレータの部分)の体積の必要な用途への展開が可能になったといえる。今年度の開発で特筆すべきなのは、表面修飾されたハフニアのナノ粒子を、超臨界水中での水熱合成により形成し、それをプラスチックシンチレータへと分散させたものについて、市販の高エネルギー光子検出用のプラスチックシンチレータを凌駕する性能を達成したことである。また、同様の用途で利用可能な、ジルコニアのナノ粒子の合成にも正孔したため、来年度早々にも、ジルコニア分散プラスチックシンチレータの開発が可能となった。本研究では、主に20 keV以上のX線を検出対象とし、有機無機ハイブリッド材料から構成される高速応答シンチレータを開発してきた。無機ドメインにX線との相互作用機能、有機ドメインに発光機能を担わせ、X線に対する感度を飛躍的に向上させた。さらに、検出対象とするX線エネルギーに応じて、吸収係数の高い元素を導入することにより、対象とするX線エネルギーに応じたテーラーメイドの高速シンチレータ材料を開発する。高計数率対応型のシンチレーション検出器や、バースト状ノイズを除去すべき測定で利用可能な検出器として実用化を目指した。今年度の新たな展開として、具体的には、超臨界水熱合成法で作製したZrO2ナノ粒子の添加に成功した点が挙げられる。このことにより、ZrのK吸収端(18 keV付近)以上のエネルギーでの感度が顕著に向上した。なおかつ、時間分解能の悪化は見られなかった。また、前年度に開発したHfO2ナノ粒子添加材料では、HfのLX線(特性X線)の発生により、アバランシェフォトダイオードを光検出素子として利用した際に、LX線の検出により、応答の時間分解能曲線が歪むという事象が観測されていた。今年度、HfO2とZrO2の双方のナノ粒子の添加により、この歪みが大幅に改善されることとなった。これらのことから、本研究のアプローチによる、吸収対象とするX線エネルギーに応じたナノ粒子添加という手法が、高エネルギーX線検出において有効であることが実証された。

特に、超臨界水熱合成により作製した酸化物ナノ粒子と、プラスチックとのハイブリッド化を可能としたことにより、多様なX線エネルギーに特化したテーラーメイドシンチレータの開発が可能となった。今年度の終了時には、超臨界合成によるナノ粒子添加シンチレータの合成では、1種類(当初予定していたハフニア)のみを添加できれば十分であると考えていた。しかし、尾今年度中に、表面修飾したジルコニアのナノ粒子の大量合成にも成功した。そのため、当初の計画以上に研究が進展していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。放射線物理化学来年度においては、今年度に合成に成功したジルコニアナノ粒子を添加したプラスチックシンチレータを開発する。このことにより、2030 keV程度でのX線検出を得意とする材料合成が可能となる。また、原子番号にして50あたりの元素の酸化物ナノ粒子も合成し、おおよそ2080 keVのX線に対する検出特性の異なる3つのシンチレータを合成したい。当初の計画以上に進展していると判断した根拠は、ただ一つ、2つの合成手法を確立し、その上で優れたシンチレーション特性が得られたという点による。ゾルゲル法などのonepot合成によるシンチレータ開発が、当初の今年度の課題であった。これは明確に達成された。のみならず、平成26年度に主に実施予定であった、ナノ粒子合成後のプラスチックへの導入という、2段階プロセスによるシンチレータ開発にも成功したことが、予想以上の進展である。今後の推進すべき課題は2点である。1点は、多様な元素の酸化物の導入である。検出すべきX線エネルギーを弁別可能とするためには、K吸収端エネルギーの異なる元素のラインナップをそろえる必要がある。現段階で想定しているのは、ジルコニウム、スズ、タングステン、タンタルである。これらの酸化物での開発を今後のターゲットの一つとしたい。もう1点は、シンチレータの大型化である。特に、熱重合法の効果的な利用により、1cm角以上の大きさまで、大型化を進める予定である。3月の出張旅費が4月支払いとなったため。4月には出張旅費として支出される。
オブジェクト指向に基づく時間管理可能なＧＩＳの開発と地図データの整備に関する研究

本研究は、オブジェクト指向にもとづく時空間管理可能なGISの開発を行った。本研究の成果としては、時系列地形図閲覧サイト「今昔マップon the web」の開発、Google Maps API v3に対応した「ジオコーディングと地図化」サイトの開発、地理情報分析支援システム「MANDARA」のMicrosoft .NET対応版の開発、および明治期の関東地行政界地図データの作成があげられる。これらのうち、前者2つは既にWebサイトで完成版が公開され、多くの利用者を集めている。平成21年度では,まず従来のオブジェクト指向GISに関する文献を整理しつつ,開発するGISの設計を行った。設計においては,開発するGISにおいて地物の位置表現や時間属性をどのように取り扱うか,またユーザーインターフェイスなどについて検討した。また,GISと関連の深い,マークアップ言語のXMLとオブジェクト指向モデルを図式表現するUML,また描画技術としてのDirectXについても検討した。新規開発の準備はかなりできたので、22年度において実際の開発をスタートさせる。同時に、戦前の1/5万地形図を使用して、東海・近畿地方の19201950年にかけての行政界の変化を記録したMANDARA用地図ファイル「大正昭和東海近畿.mpf」を作成、インターネットで公開した。この地図ファイルは、オブジェクト指向の「集成」概念を使用して、行政領域の階層的な関係を表現している。すなわち、最小構成単位の市区町村オブジェクトは、ラインを参照して自身の形状を構成しているが、集成オブジェクトでは、オブジェクトを参照して自身を構成している。たとえば、「大阪市」オブジェクトは自身の区を参照することで面領域を形作っている。また集成オブジェクトの方法を用いることで、市町村の合併などによる行政領域の変化への対応が容易になった。さらに、この地図ファイルが利用されることで、近代都市研究などの発展が期待できる。この地図ファイルは、「地理情報分析支援システムMANDARA」を用いて作成しているが、新しいGISにおいても上位互換性を持たせ、利用できるようにする予定である。平成22年度においては、筆者開発のGISソフト「MANDARA」の新しい解説書である『フリーGISソフトMANDARAパーフェクトマスター』を執筆・刊行することができた。これにより多くの人々にGISソフトの有効性を理解してもらうことができるようになったと考える。また、MANDARAのオブジェクト指向的機能である「集成オブジェクト」の作成方法についても同書で解説することができた。また、時空間地図データの整備として、北関東の明治期の市町村界地図データを作成した。その地図データは「明治後期発行『群馬県営業便覧』および『栃木県営業便覧』の市町村別記載範囲について」で活用することができた。今後は過去の地図データの整備をより広域に広げていき、様々な研究領域で活用できるようにしていく計画である。また、近年になり、Google Maps APIに代表されるWeb地図サービスの成長が著しい。本研究では、本来はスタンドアローンソフトの開発を目的としているが、こうした変化に対応すべく、Google Maps APIを用いてジオーディングと地図化を行うWebサイトを構築した(「ジオコーディングと地図化のWebサイトの構築とその活用-Google MapsAPIを利用して-」)。住所から緯度経度のデータを取得するジオコーディング機能は、データの量が膨大となるので、スタンドアローンソフトで行うよりもインターネットを経由して取得することがシステム上有効である。このWebサイトでは、そうした機能を簡便に行うことができ、さらにスタンドアローンのGISソフトに取り込むこともできる。平成23年度においては、開発しているGISに国土地理院の電子国土背景画像を表示する機能を実装した。国土地理院は、背景画像として電子国土基本図に加え、東日本大震災津波被災地の空中写真も提供している。これによって、津波浸水範囲のベクトルデータを作成したほか、町・大字別死亡者分布図の作成等を行い、GISによる災害時における地図作成の有効性を示すことができた。過去の地形図から行政界・海岸線、湖岸線、鉄道を抽出し、ベクターデータに変換して時間情報を付与する作業に関しては、関東地方の明治後期大正期の1/5万地形図から上記項目を抽出し、結合してベクターデータとして作成することができた。今後は時間情報を付与して戦後までの行政界を表示できるようにしたい。次に、開発しているGISの英語化に関しては、ユーザーインターフェイスに関しては80%程度、実行中に表示されるメッセージについては50%程度まで英語化が進んでいる。ドキュメントについては未着手であるが、まずはソフト本体について英語化を行っていく予定である。最後に、近年HTMLの新しい規格であるHTML5が多くのインターネットブラウザで実装されるようになった。このHTML5を用いると、グラフィックの描画がブラウザ上でも可能である。そこで本年度ではHTML5を使ってブラウザ上で白地図を表示させるWebサイトの試作版を作成した。その結果、従来のWeb期にとは異なり、プログラム・データともブラウザ上に配置されていることから、ソフトをインストールすることなく、高速な地図表示が可能である。

今後はこのHTML5を用いたブラウザ上で動作するGISについても検討していく。本年度の研究実績として、以下のようなものが得られた。(1)ブラウザGIS:Webブラウザ上でJavaScriptによって実行されるGISであるが、一般のWebGISと異なり、サーバー上でのプログラムは不要で、ブラウザでのみ動作する。プロトタイプを作成したが、まだ機能の追加が必要で、今後の課題である。(2)明治期の関東地方の行政界データ:旧版地形図をもとに、明治期の関東地方の行政界地図データを作成した。今後データをチェックして公開する予定である。(3)時系列地形図閲覧サイト「今昔マップon the web」:新旧の地形図をシームレスに表示するWindowsソフト「今昔マップ2」をWeb化したWeb地図サービスである。左右に新旧の地図を並べ、簡単に比較できるようにし、新聞等で取り上げられた。申請書記載の項目に関して、それぞれ進展がなされているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。個々の研究課題については進展しているので、期間内により完成度を上げることが課題である。
全胃温存膵頭十二指腸切除と消化管ホルモン分泌動態に関する実験的臨床的研究

本年度は、24時間胃内pHモニタ-を用いて膵頭十二指腸切除術における全胃温存術式と胃切除付加術であるWhipple法を、消化管切除範囲の違いによる胃内pHの変動を比較検討した。手技としては、経鼻的に有線微少ガラス電極を胃内に挿入し、先端をX線透視下にて胃体部に固定する。胃内pHを24時間連続モニタ-し、変動パタ-ンと胃内pH3.0以上の時間帯率を計測した。〔胃内pH変動パタ-ン〕(1)健常人(6例):日中における胃内pHは胃液中の蛋白分解酵素であるトリプシンの至適pHとされる3.0以下であるが、食事摂取後には胃内pHが一過性に3.0以上に上昇した。夜間にはpHが7.0以後となる逆転現象を認めた。(2)全胃温存術式(14例):日中安静時の胃内pHは3以下のことが多く、食事摂取にて一過性の上昇を示した。また、夜間胃内pHの逆転現象も認めた。術後の胃内pH変動はほぼ健常人に類似していた。(3)Whipple法(14例):健常人や全胃温存法で見られたような食後の胃内pHの一過性の上昇や夜間逆転現象を認めなかった。〔胃内pH3.0以上の時間帯率〕(1)健常人:24時間を100%とした場合にpH3.0以上の時間帯率(pH3.0holding time)は39.0±3.3%であった。(2)全胃温存術式:pH3.0holding timeは37.0±5.4%であり、健常人と比較して有意差を認めなかった。(3)Whipple法:pH3.0holdingtimeは95.6±8.2%であり、健常人および全胃温存術式と比較して有意に高頻度であった。〔結論〕全胃温存術式は、24時間胃内pHモニタ-による胃内pH変動パタ-ンおよびpH3.0holding timeが健常人とほぼ類似していたことから、Whipple法と比較してより生理的な再建術式であると思われた。本年度は膵頭十二指腸切除術(以下PD)における全胃温存術式と胃切除付加術式であるWhipple法を、消化管の切除範囲および再建法の違いによる消化管ホルモンの変動を比較検討した。全胃温存術式には膵胃吻合(15例)と膵腸吻合(8例)による再建法があり、Whipple法には、再建法により胆・膵・胃(PD-I:15例)、膵・胆・胃(PD-II:5例)、胃・膵・胆(PD-III:9例)がある。これにコントロールとして健常人8例を加え、血中ガストリン値と血中セクレチン値を試験食負荷前、負荷30分、60分、90分、120分後に測定し、各種再建術と比較検討した。〔セクレチン〕(1)健常人:セクレチン値の推移は空腹時(平均3.5pg/ml)と比較して食後60分以降有意(p<0.05)に高値をとった。(2)全胃温存法:膵胃吻合法と膵腸吻合法におけるセクレチンの推移は、空腹時と比較して食後60以降(P<0.05)に高値をとり健常人と類似した変動であり、両者に有意差はなかった。(3)Whipple法:PD-I、PD-II、PD-IIIの3タイプにおけるセクレチンの推移は食後90分に最高値を示したが有意差は認めなかったが、健常人・全胃温存法と比して有意(p<0.05)に低値を示した。〔ガストリン〕(1)健常人:ガストリン値の推移は、空腹時145pg/ml、30分後356、60分後274、90分後251、120分後222であり、食事負荷前と比べて30分後と60分後が有意(P<0.05)に高値であった。(2)全胃温存法:膵腸吻合では、食事負荷前120pg/mlに比べ食後30分後と60分後が有意に高く、変動パターンは、ほぼ健常人に類似していた。膵胃吻合では食事負荷前114pg/mlに比べ、30分後316、60分後228、90分後210、120分名と206であり、食後30分後と60分後が有意に高かった。この変動パターンは、ほぼ健常人と類似していた。(3)Whipple法:各種の再建術式では、食事負荷前から低値であり、その後も食事負荷による影響は全く認められなかった。〔結論〕幽門輪全胃温存膵頭十二指腸切除術は胃切除を伴うWhipple法と比べ食後のセクレチンとガストリンの推移は健常人と類似の変動を示した。〔胃内pH変動パタ-ン〕

(1)健常人(6例):日中における胃内pHは胃液中の蛋白分解酵素であるトリプシンの至適pHとされる3.0以下であるが、食事摂取後には胃内pHが一過性に3.0以上に上昇した。夜間にはpHが7.0以後となる逆転現象を認めた。(2)全胃温存術式(14例):日中安静時の胃内pHは3以下のことが多く、食事摂取にて一過性の上昇を示した。また、夜間胃内pHの逆転現象も認めた。術後の胃内pH変動はほぼ健常人に類似していた。(3)Whipple法(14例):健常人や全胃温存法で見られたような食後の胃内pHの一過性の上昇や夜間逆転現象を認めなかった。〔胃内pH3.0以上の時間帯率〕(1)健常人:24時間を100%とした場合にpH3.0以上の時間帯率(pH3.0holding time)は39.0±3.3%であった。(2)全胃温存術式:pH3.0holding timeは37.0±5.4%であり、健常人と比較して有意差を認めなかった。(3)Whipple法:pH3.0holdingtimeは95.6±8.2%であり、健常人および全胃温存術式と比較して有意に高頻度であった。〔結論〕全胃温存術式は、24時間胃内pHモニタ-による胃内pH変動パタ-ンおよびpH3.0holding timeが健常人とほぼ類似していたことから、Whipple法と比較してより生理的な再建術式であると思われた。
アジュバントエイズウイルスを用いた強毒株SHIV生体内排除機構の解析

抗酸菌の抗原タンパクの一つであるAg85Bは、細胞性免疫指向性のアジュバント活性をもつことが明らかである。これまでの研究で、アジュバントAg85Bを発現する弱毒エイズウイルス(SHIV-Ag85B)を開発した。このウイルスをカニクイザルに接種すると細胞性免疫誘導能を強力に誘導することを明らかにした。さらに、SHIV-Ag85B接種サルに、強毒株エイズウイルス(強毒株SHIV)の攻撃接種を行ったところ、直ちに抗原特異的IFN-γ産生T細胞を再誘導し、強毒株SHIVを完全に制御することを明らかにした。本研究の目的は弱毒化したエイズウイルスの免疫原性能を高め、エイズウイルスを制御する防御免疫機構を明らかにすることである。本年度は、SHIV-Ag85Bを接種したカニクイザルの防御免疫反応について詳細な検討を行った。SHIV-Ag85Bを接種したサルのウイルスは接種初期より血漿中および細胞内において不検出となり、持続感染の成立がみられなかった。これらのサルの免疫反応は、接種後2週においてウイルス抗原特異的IFN-γ産生CD8+エフェクターメモリーT細胞の強力な誘導が認められ、また、この免疫反応はウイルスの不検出と共に消失することを確認した。一方、比較対象株SHIV-NIを接種したサルでは持続的なウイルス感染が認められ、これらのサルの細胞性免疫反応は、SHIV-Ag85B接種群と比較して低値を示した。次に強毒株SHIV89.6Pを攻撃接種したところ、SHIV-Ag85B接種サル7頭中6頭において強毒株ウイルスを完全に制御した。これら6頭は攻撃接種後、直ちに強力なIFN-γ産生エフェクターメモリーCD8+ T細胞の再誘導が確認され、その誘導はSHIV-Ag85B接種時よりも、強い反応が認められた。一方、SHIV-NI接種サル全頭(5頭)およびSHIV-Ag85B接種サル1頭では、強毒株接種後ウイルスの制御は不完全であった。これら非制御6頭の免疫反応は、制御した6頭と比較すると低値を示した。これらの結果から、SHIV-Ag58B接種後のウイルス制御および強毒株SHIVの制御には抗原特異的エフェクターメモリーT細胞の誘導が重要であることが推測された。これまでの研究で、開発したアジュバントAg85Bを発現する弱毒エイズウイルス(SHIV-Ag85B)は、抗原特異的エフェクターメモリーCD8+T細胞を強力に誘導し、強毒株エイズウイルス(強毒株SHIV)を制御することが明らかになった。最終年度、制御された強毒株SHIVが生体内より排除されている可能性について検討を行った。強毒株SHIVを制御した6頭をドナーとし、血液および腋窩リンパ節の採材を行った。採材したリンパ節から分離したリンパ球と血液を混合し、これらの細胞溶液をレシピエントとなるNaiveカニクイザル6頭にそれぞれ細胞移入の実験を行った。移入後、レシピエントサル6頭中3頭において血漿中および組織中のウイルス量は検出限界以下であることが確認され、この3頭のサルは生体内より強毒株SHIVを排除している可能性を示唆した。これらの結果からSHIV-Ag85Bは強力な細胞性免疫をマカク属エイズモデルにおいて誘導し、さらに強毒株SHIV攻撃接種時に強力な細胞性免疫を再誘導させることが可能である。また、この誘導された免疫反応は強毒株SHIVを完全に制御することが明らかになった。このSHIV-Ag85B接種サルを用いたエイズウイルスの生体内排除機構の解明は、今後のエイズワクチン開発やエイズ創薬において極めて重要であると考えられた。平成26年度の研究期間内において、主にエイズウイルスの制御する免疫反応を明らかにすることに重点をおいた。そこで、SHIV-Ag85B接種カニクイザルを用いて、免疫反応とウイルスの制御について詳細に検討を行った。結果、IFN-γ産生抗原特異的エフェクターメモリーCD8+T細胞の誘導が、エイズウイルスの制御に極めて重要であることが推測された。また、興味深いことにSHIV-Ag85B接種サルは、生体内においてウイルスが不検出になると免疫反応を消失し、長期的な慢性炎症状態を生じないことが明らかになった。これらの結果、このSHIV-Ag85B

接種サルを用いて、エイズウイルスの生体内排除機構を明らかにする事は、今後のエイズワクチンや治療薬の開発において極めて重要であると考えられた。以上、これまでに得られた結果をふまえ、申請者は、研究の進捗状況は、おおむね順調に進展していると考えている。ウイルス学上述したようにSHIV-Ag85B接種サルの生体内の免疫機構とウイルス排除を解明することは、エイズウイルスの根治に向けて極めて重要である。平成27年度に計画している研究では、まずウイルスの排除機構の証明を行う。SHIV-Ag85Bを接種したカニクイザルは、接種初期のみウイルスが検出されるが、その後ウイルスRNAおよびDNAが不検出となり持続感染が認められない。SHIV-Ag85Bが生体内より排除されていることを、SPFサル(SHIV非感染)を用いた細胞移植実験を行い、得られた血液や組織サンプルを用いて超高感度PCR法により検討を行う。また同様にSHIV-Ag85B接種サルにおいて強毒株の制御が認められた個体についても同様の方法を用いて行う。次にSHIV-Ag85の免疫原性能の増幅機構の解明を行う。これまでの研究で、SHIV-Ag85B接種サルは、FN-γ産生抗原特異的エフェクターメモリーCD8+T細胞を誘導する。この誘導機構を解明するためSHIV-Ag85B感染初期の免疫応答について、培養細胞を用いて行う。SHIV感染後の培養細胞上清を用いたサイトカイン産生や感染細胞より抽出したmRNAを用いて、炎症性サイトカイン遺伝子やType I IFN関連遺伝子等の中心に網羅的に解析を行う。以上、SHIV-Ag85B接種サルを用いて、エイズウイルスの排除機構を解明する事で、エイズウイルス完全治癒に向けた治療薬やワクチン開発につなげていきたいと考えている。