hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ライフスタイルの変更を支援する財のライフサイクルエネルギー算定システムの開発

本研究では、ライフサイクルエネルギー(以下、LCE)を算定しその結果を消費者個人に提供して環境に配慮した行動を誘導しライフスタイル変更を支援するシステムの開発を目的としており、本年度は、特にLCE算定の枠組みと行動の変更がもたらすLCE削減の評価とその行動の分類に重点をおいた。まず、財のLCEの基本算定の枠組みと素材生産から廃棄までのライフサイクルを設定し、各過程において原単位積み上げ型の算定式に基づいてエネルギー消費量を算定、1年間単位に換算した年間LCEを求めた。算定の枠組みとしては、原単位の変動が大きなものや各種統計資料に基づく原単位値には財別ではなく業種全体の評価値であるなどの問題や、廃棄処理段階では直接エネルギーのみの評価にとどまり間接エネルギーに加えて最終処分地の空間損失の評価が含まれていないなどのいくつかの課題が残された。行動の工夫の評価としては、まず行動を消費・使用段階の時間軸上に分類し、その工夫の反映を投入素材エネルギーの削減、使用期間延長、直接使用エネルギー削減等の面でLCE算定に反映させた。特に、使用段階での行動の工夫に幅のある家電製品をとりあげ、その工夫による年間LCE増減量・増減率を評価した。その結果、使用時間の直接的な削減の効果は年間LCEに占める使用エネルギーの比率が高いことを反映して高く、使用年数の延長の効果は非常に小さい。そのほかに、機器設置段階での工夫から使用段階での機能設定などの工夫や無駄についての年間LCE削減効果を試算した。支援システムへの発展は、行動の主体別、対象財別といった分類にもとづいた動的な提示メニューの設計、主観的、客観的指標で序列づけられる構造、さらに、ライフスタイル総体を評価するための省資源やリサイクルの反映を行動の中心とするような消耗財を加えたLCE算定を次年度以降システムの構築作業の中で組み込んでいく。
Ｆｌｕｉｄ　ｍｕｄ層を考慮した底泥再懸濁フラックスの評価手法の検討

内湾域に堆積する泥質物の移動は,地形変化やにごりの発生等の水底質環境への影響に密接にかかわっている.底泥移動プロセスが泥の堆積状態に依存するため,統一的なモデル化には至っていないことから,特に高含水比底泥(Fluid mud)の存在を考慮した泥質物の移動量の評価方法の確立を目指した.現地観測データや底質試料分析データに基づき,含水の高い底泥挙動の検討をふまえ,その特徴を反映させたモデルを構築し,外力作用に伴う底泥の移動量を算定する予測手法を開発した.さらにモデル化において,底泥の輸送において重要な因子となる波浪外力の評価方法についても,確率モデルによる設定方法を新たに提案した.主に閉鎖性の強い内湾域で広範囲に堆積する泥質物の移動は,地形変化ならびににごりの発生等に伴う水質への影響など,水域環境の変動にも密接にかかわっているものの,底泥移動プロセスが多様な泥の堆積状態に依存することにより,統一的なモデル化には至っていない.本研究では,特に高含水比底泥(Fluid mud)の存在も含めて,実海域での泥質物の堆積特性に関する情報を蓄積し,それに対する波や流れによる移動現象のモデル化を通じて,泥質物の移動量の評価方法の確立を目指すものである.本年度は,これまでに実施された現地観測データや底質試料分析データに基づく知見を基に,含水の高い底泥の堆積特性や挙動特性を吟味し,その特徴を反映させた挙動モデルの構築を検討し,外力作用に伴う底泥の移動量を算定するために以下の予測モデルの開発を行った.1)巻き上げフラックス算定モデルの開発:波浪や潮流の作用により生じる,底泥からの巻き上げ量の評価を可能とする算定式を検討した.特に,高含水比底泥(Fluid mud)の性状を考慮して,海水とFluid mud間での密度界面で生じる混合現象としてのモデル化により,拡散フラックスとしての巻き上げ量の推定モデルを提案した.2)水平輸送フラックス算定モデルの開発:巻き上げと同時に輸送量評価で重要となる,水平方向の輸送量についてもモデル化を検討した.モデル化に於いては,Fluid mudの性状を考慮したビンガムモデルの導入により,せん断応力の作用による底泥の輸送速度を定式化し,定量的な輸送量評価を可能とする算定式の導出を行った.主に閉鎖性の強い内湾域で広範囲に堆積する泥質物の移動は,地形変化ならびににごりの発生等に伴う水質への影響など,水域環境の変動にも密接にかかわっているものの,底泥移動プロセスが多様な泥の堆積状態に依存することにより,統一的なモデル化には至っていない.本研究では,特に高含水比底泥(Fluid mud)の存在も含めて,実海域での泥質物の堆積特性に関する情報を蓄積し,それに対する波や流れによる移動現象のモデル化を通じて,泥質物の移動量の評価方法の確立を目指すものである.本年度は,これまでに実施された現地観測データや底質試料分析データに基づく知見を基に,含水の高い底泥の堆積特性や挙動特性を吟味し,その特徴を反映させた挙動モデルの構築を検討し,外力作用に伴う底泥の移動量を算定するために以下の予測モデルの開発を行った.1)巻き上げフラックス算定モデルの開発:波浪や潮流の作用により生じる,底泥からの巻き上げ量の評価を可能とする算定式を検討した.特に,高含水比底泥(Fluid mud)の性状を考慮して,海水とFluid mud間での密度界面で生じる混合現象としてのモデル化により,拡散フラックスとしての巻き上げ量の推定モデルを提案した.2)水平輸送フラックス算定モデルの開発:巻き上げと同時に輸送量評価で重要となる,水平方向の輸送量についてもモデル化を検討した.モデル化に於いては,Fluid mudの性状を考慮したビンガムモデルの導入により,せん断応力の作用による底泥の輸送速度を定式化し,定量的な輸送量評価を可能とする算定式の導出を行った.3)3D流動モデルとの結合:構築したラックスモデルを,波・流等の作用外力による輸送現象を再現可能な底泥輸送モデルへと拡張した.さらに,現地観測データに基づき,底泥輸送を支配する外力特性について,変動外力の合理的な外力評価方法の重要性を確認した.内湾域に堆積する泥質物の移動は,地形変化やにごりの発生等の水底質環境への影響に密接にかかわっている.底泥移動プロセスが泥の堆積状態に依存するため,統一的なモデル化には至っていないことから,特に高含水比底泥(Fluid mud)の存在を考慮した泥質物の移動量の評価方法の確立を目指した.現地観測データや底質試料分析データに基づき,含水の高い底泥挙動の検討をふまえ,その特徴を反映させたモデルを構築し,外力作用に伴う底泥の移動量を算定する予測手法を開発した.さらにモデル化において,底泥の輸送において重要な因子となる波浪外力の評価方法についても,確率モデルによる設定方法を新たに提案した.主に閉鎖性の強い内湾域で広範囲に堆積する泥質物の移動は,地形変化ならびににごりの発生等に伴う水質への影響など,水域環境の変動にも密接にかかわっているものの,底泥移動プロセスが多様な泥の堆積状態に依存することにより,統一的なモデル化には至っていない.

本研究では,特に高含水比底泥(Fluid mud)の存在も含めて,実海域での泥質物の堆積特性に関する情報を蓄積し,それに対する波や流れによる移動現象のモデル化を通じて,泥質物の移動量の評価方法の確立を目指すものである.本年度は,東京湾内で採取された現地底泥コアサンプルを対象として,堆積物表層部における含水比等の物性に関する試料分析を行い,その鉛直分布特性の把握を行った.その結果,堆積物極表層では含水比が500%以上あるものの,深さ方向に急激な低下を示し,約10cmの深さでは250%程度となり,底泥表層部におけるきわめて大きな鉛直分布構造を有することが確認された.含水比は泥の流動特性や侵食特性にも関係することから,このような現地底泥から得られた鉛直分布構造の情報は,実海域での底泥の移動を評価するうえで取り込むべき重要な要素となる.さらに,高含水比泥の移流現象を評価する際に重要となる粘性を調べるため,回転粘度計を用いた底泥の粘性試験も行った.本件については、おおむね含水比との対応がみられるものの,試験結果におけるばらつきが大きく,データの有意性について引き続き検討している.以後,当初予定の実験ならびにモデル作成を順次すすめていく予定である.内湾域で広範囲に堆積する泥質物の移動は,地形変化やにごりの発生等の水底質環境への影響に密接にかかわっている.しかしながら,底泥移動プロセスが泥の堆積状態に依存するため,統一的なモデル化には至っていない.本研究では,特に高含水比底泥(Fluid mud)の存在を考慮した泥質物の移動量の評価方法の確立を目指した.現地観測データや底質試料分析データに基づく知見を基に,含水の高い底泥の堆積・挙動特性の検討をふまえ,その特徴を反映させた挙動モデルを構築し,外力作用に伴う底泥の移動量を算定する予測モデルの開発を行った.最終年度においては,特に底泥の堆積が顕著となる内湾深場域において,時化時の波浪外力が底泥の輸送において重要な因子となる観測結果をふまえ,作用外力の適切な設定方法を新たに提案した.1)巻き上げフラックス算定モデルの開発:波浪や潮流の作用により生じる,底泥からの巻き上げ量の評価を可能とする算定式を検討した.特に,高含水比底泥(Fluid mud)の性状を考慮して,海水とFluid mud間での密度界面で生じる混合現象としてのモデル化により,拡散フラックスとしての巻き上げ量の推定モデルを提案した.2)水平輸送フラックス算定モデルの開発:巻き上げと同時に輸送量評価で重要となる,水平方向の輸送量についてもモデル化を検討した.モデル化に於いては,Fluid mudの性状を考慮したビンガムモデルの導入により,せん断応力の作用による底泥の輸送速度を定式化し,定量的な輸送量評価を可能とする算定式の導出を行った.3)3Dモデルとの結合:構築したフラックスモデルを波・流れの作用外力による輸送を再現可能な底泥輸送モデルへと拡張した.4)波浪外力確率モデルの構築:輸送現象に重要となる波浪外力について,軌道流速の変動分を考慮した確率モデルを新たに構築し,上記の3Dモデルのさらなる改良を行った.海岸工学計画通り巻き上げフラックスの算定式を提案し,現地観測データとの比較による精度検証を通じて,本提案モデルの妥当性を確認することができた.既往モデルでは,観測データ等との対比を通じたキャリブレーションにより決定する調整パラメータが多く含まれるため,汎用性に欠けたものであったのに対し,本提案モデルでは現象の物理的な合理性に即してモデル化されたものであり,式中のほとんどの係数が対象とする事象の状態を表す物理量(底泥濃度分布,底面せん断応力,など)によって定まるため,少ない調整パラメータでより広範囲な適用条件を有する利点があり実海域の底泥輸送計算にも容易に応用ができるものとなっている.
精神病発症危険群における嗅覚機能および嗅覚関連脳構造に関する研究

精神病性障害の発症危険群(at-risk mental state; ARMS)および統合失調症群では、嗅覚関連脳構造(主に嗅溝の深さ)の形態異常および嗅覚機能障害がみられ、これらの所見は臨床症状の重症度や認知機能障害の程度とも関連していた。これらの所見は早期神経発達障害を反映すると考えられ、精神病性障害における生物学的マーカーとして有用と考えられた。今年度は主にメルボルン神経精神センター(MNC)の磁気共鳴画像(MRI)データベースから選択した症例の脳画像を用いて嗅溝形態の評価を行った。その結果、精神病発症の高危険群であるat-risk mental state(ARMS)において、後に精神病を発症する群ではしない群と比較して両側性に有意に嗅溝が浅いことを見出した。しかし、双極性障害患者群においても同様の嗅覚の形態変化を認めた。これらの結果から、嗅溝形態は精神病性障害の発症に先立ち存在する発症予測マーカーとなりうるが、臨床応用のためには疾患特異性の検討が必要であると思われた。また富山大で蓄積したデータを用いて嗅溝形態と統合失調症の疾患候補遺伝子(DISC1)多型との関連を調べたが、有意な関連は見出されなかった。富山大学附属病院において、新たに健常群、ARMS群、および統合失調症群を対象にMRI撮像およびT&Tオルファクトメーターを用いた嗅覚機能検査を開始し、症例の蓄積を行っている。今年度は、100例を超える多数例の健常者において、嗅覚機能の特徴を詳細に検討した。その結果、嗅覚機能(検知および認知閾値)が不安の程度を相関すること、嗅覚機能に男女差があること(男性で嗅覚機能が低い)、喫煙が嗅覚機能の低下と関連すること等を見出した。また統合失調症患者および精神病発症の高危険群であるat-risk mental state(ARMS)群において、健常者と比較して、嗅覚機能が有意に低下しているという予備的な結果を得た。また統合失調症患者ならびに軽微な統合失調症様症状を有する統合失調型障害患者において、健常者と比較して、嗅溝が有意に浅いことを見出した。現在、富山大学附属病院において健常群、ARMS群、および統合失調症群を対象にMRI撮像およびT&Tオルファクトメーターを用いた嗅覚機能検査を継続しており、症例を蓄積している。今年度は健常群と精神病発症危険群の間に有意な嗅覚機能の違いを見出すことができた。症例も概ね順調に蓄積されており、嗅覚機能と脳形態の関連についても今後調べていきたい。今年度は嗅覚関連脳構造に関する検討をさらに進めた。すなわち統合失調症患者群および統合失調症の遺伝的スペクトラムの一部をなすと考えられる統合失調型障害群において、眼窩前頭面に存在する脳溝数が健常群と比較して減少していることを見出した。さらに嗅覚関連脳構造にみられる異常の疾患特異性を確認するため、うつ病患者の画像データを用いて、うつ病患者においても嗅溝が有意に浅いことを見出した。また嗅覚機能に関しては、例数をさらに蓄積し、精神病性障害の発症危険群であるat-risk mental state (ARMS)群では統合失調症群と同程度の嗅覚機能障害がみられることが確認された。現在、嗅覚機能と脳画像との関連の解析のため、富山大学附属病院において健常群、ARMS群、および統合失調症群を対象にMRI撮像およびT&Tオルファクトメータによる嗅覚機能検査を継続し症例をさらに蓄積している。今年度は嗅覚関連脳構造に関する検討をさらに進めることができた。一方、予備的検討では嗅球の体積測定が予想以上に困難であることや、嗅溝の機能的意義が当初考えられていたよりも乏しいことなどが示唆された。このため、嗅覚関連脳構造としては皮質領域の変化(特に眼窩前頭皮質や島回、扁桃体など)をより重点的に調べることを予定している。最終年度の成果として、精神病性障害の発症危険群であるat-riskmental state (ARMS)群では統合失調症群と同程度の嗅覚機能障害を呈し、その程度が認知機能障害や陰性症状の程度とも相関することを見出した。また脳画像解析研究において、神経発達障害の程度がより強いと想定される臨床亜型である欠陥型統合失調症群で嗅溝の浅化が特に顕著であることを見出した。さらにARMS群では健常群と比較して眼窩溝数の減少、帯状回皮質の菲薄化、脳溝指数の上昇といった神経発達障害を示唆する脳形態変化が認められた。研究期間全体を通して、後に精神病に移行するARMS群で特に嗅溝が浅いこと、統合失調症スペクトラムに属するが比較的軽症である統合失調型障害群では嗅溝の変化が比較的軽度であること、双極性障害やうつ病でも嗅溝の浅化所見を認めること等を報告してきた。また精神疾患で認められる嗅覚機能障害は脆弱性に関する比較的固定的な所見と考えられるが、健常群においても精神状態(状態不安など)の影響を受けることがわかった。これらの結果から、ARMS群や統合失調症群では嗅覚関連脳構造(主に嗅溝の深さ)が他の粗大な脳形態特徴(脳溝脳回パターンなど)と同様に精神病性障害圏における神経発達マーカーとして極めて有用であることが示唆された。また嗅覚機能も同様に精神病性障害における比較的固定的な生物学的マーカーとしての役割が示唆された。これらの所見の疾患特異性に関してはさらなる検討が必要と思われた。

なお予備的な解析において、統合失調症群では嗅覚機能と眼窩前頭皮質の皮質厚の間に有意な相関を認めており、嗅覚機能と脳形態の関連について今後より詳細な解析が望まれる。精神病性障害の発症危険群(at-risk mental state; ARMS)および統合失調症群では、嗅覚関連脳構造(主に嗅溝の深さ)の形態異常および嗅覚機能障害がみられ、これらの所見は臨床症状の重症度や認知機能障害の程度とも関連していた。これらの所見は早期神経発達障害を反映すると考えられ、精神病性障害における生物学的マーカーとして有用と考えられた。メルボルンデータの画像解析においては、当初予定していたARMS群での結果に加え、双極性障害軍での結果も公表することができた。一方、嗅覚機能と脳形態の関連については予備的検討の段階である。富山大附属病院での症例蓄積は概ね順調に進んでいる。着実な症例蓄積を継続し、早期に嗅覚機能と脳形態の関連についての予備的検討に進みたい。着実な症例蓄積を継続し、嗅覚機能と嗅覚関連脳構造の関連解析を早期に進めていきたい。精神医学海外の共同研究者と密に連絡をとり研究を推進していきたい。施設内での研究は順調に進んでおり、現行通り着実な症例蓄積を継続したい。
ヒト巨核球造血の調節機序に関する基礎的ならびに臨床的研究

1.ヒト骨髄細胞を無血清で培養し、巨核球コロニ-の形成を観察した。ILー3とGMーCSFにMegーCSFの活性を認めた。また、エリスロポエチン(EPC)、MーCSF、ILー6、ILー7、ILー11、stem cell factor(SCF)は単独ではMegーCSFの活性はないが、ILー3あるいはGMーCSFと共に加えると巨核球コロニ-数を増加させ、またコロニ-構成巨核球のploidyを増加させる作用があるのでMegーPOTの作用がある。したがって、これらの因子はinvivoでも血小板産生の調節に関与している可能性がある。GーCSFとILー9にはMegーCSF活性もMegーPOT活性もないことを示した。2.ヒト巨核芽球性白血病細胞株(CMK)に種々のサイトカインを加えて、その増殖( ^3HーTdRの取り込み)に与える影響を検討した。その結果、ILー3、GMーCSF、ILー6、ILー11、SCFは単独でもILー3と共に加えてもその増殖を刺激した。これらはヒトの血小板産生の調節に関与している可能性がある。EPO、ILー7、ILー9、leukemia inhibitory factor(LIF)には刺激作用はない。血小板減少症患者(SY)の尿を集め、50%硫安分画の沈澱物にCMKの増殖を刺激する活性を認めた。その活性はEPO、ILー3、ILー1α、ILーβ、GMーCSF、ILー6、TNFーα以外であることを認めた。さらに純化を進めている。3.再生不良性貧血患者の血漿ILー6濃度を測定したが正常範囲であり、ILー6が血小板減少がその産生を直接刺激するのではないと思われた。4.血小板増加を伴う慢性骨髄増殖性疾患(本態性血小板血症5例、CML2例)の末梢血単核細胞のILー3添加による巨核球コロニ-形成能を調べた。その結果、正常単核細胞よりILー3に対する感受性が高いことを示した。5.血小板増加を伴う白血病症例3例、巨核芽球性白血病から白血病細胞を集め、それから巨大DNA分離用電気泳動装置で分画し、第3染色体長腕のトランスフェリン遺伝子あるいはソマトスタチン遺伝子をプロ-ブとして調べたが、現在までのところ染色体異常は発見できていない。1,ヒト骨髄細胞を軟寒天に埋め込み、無血清で巨核球コロニ-の形成を観察した。ILー3とGMーCSFに巨核球コロニ-刺激因子(MegーCSF)の活性を認めた。また、エリスロポエチンとMーCSFは単独ではMegーCSFの活性はないが、ILー3あるいはGMーCSFと共に加えると巨核球コロニ-数を増加させる作用がある。つまり、これらの造血因子には巨核球増幅因子(MegーPOT)の作用がある。また、

これらはコロニ-構成巨核球をDAPI染色(DNA染色)と血小板糖蛋白IIb/IIIaの免疫染色の二重染色を行い、巨核球のDNA含量を顕微分光光度計で測定した。その結果、ILー3あるいはGMーCSFだけの添加では2Nの巨核球が約50%、4Nの巨核球が約30%であり、8N以上の巨核球は殆ど認めなかった。しかし、エリスロポエチンあるいはMーCSFをそれに添加すると4N16NのDNAを含む巨核球の数が有意に増加はた。したがって、これらの造血因子はinvivoでも血小板産生の調節に関与している可能性があることを示した。2.上記のヒト巨核球コロニ-法で血小板産生の異常のある患者骨髄中の巨核球コロニ-形成細胞の検討を行っている。3.血小板減少症患者の尿を集め、部分純化し、上記のヒト巨核球コロニ-の培養系に加えてコロニ-形成に与える影響を検討したところ単独ではコロニ-数の増加は認められなかったが、ILー3と共に加えるとコロニ-数が増加することから、MegーPOTの活性を認めた。この活性を目安に、このMegーPOTの純化を進めている。4.血小板増加を伴う白血病症例3例から白血病細胞を集め、それから本研究費で購入した巨大DNA分離用電気泳動装置でDNAを分画中である。トロンボポエチンの遺伝子が乗っている可能性がある3番目の染色体長腕の遺伝子分析をする予定である。1.ヒト骨髄細胞を無血清で培養し、巨核球コロニ-の形成を観察した。ILー6、ILー7,ILー11,stem cell Factor(SCF)は単独ではMegーCSFの活性はないが、ILー3と共に加えると巨核球コロニ-数を増加させ、またコロニ-構成巨核球のploidyを増加させる作用があるのでMegーPOTの作用があるといえる。したがって、これらの因子はin vivoでも血小板産生の調節に関与している可能性がある。ILー9にはMegーCSF活性もMegーPOT活性もない。2.ヒト巨核芽球性白血病細胞株(CMK)に種々のサイトカインを加えて、その増殖(3HーTdRの取り込み)に与える影響を検討した。その結果、ILー6、ILー11、SCFは単独でもILー3と共に加えてもその増殖を刺激した。これらはヒトの血小板産生の調節に関与している可能性がある。なお、ILー7、ILー9、leukemia inhibitory factor(LIF)には刺激作用はない。血小板減少症患者(SY)の尿を集め、50%硫安分画の沈澱物にCMKの増殖を刺激する活性を認めた。その活性はエリスポエチン、ILー3、ILー1α、ILー1β、GMーCSF、ILー6、TNFーα以外であることを認めた。さらに純化を進めている。3.再生不良性貧血患者の血漿ILー6濃度を測定したが正常範囲であり、ILー6がトロンボポエチンとすると血小板減少がその産生を直接刺激するのではないと思われた。4.血小板増加を伴う慢性骨髄増殖性疾患(本態性血小板血症5例、CML2例)の末梢血単核細胞のILー3添加による巨核球コロニ-形成能を調べた。その結果、正常単核細胞よりILー3に対する合受性が高いことを示した。5.血小板増加を伴う白血病症例3例、巨核芽球性白血病から白血病細胞を集め、それから巨大DNA分離用電気泳動装置で分画し、第3染色体長腕のトランスフェリン遺伝子あるいはソマトスタチン遺伝子をプロ-ブとして調べたが、現在までのところ染色体異常は発見できていない。
地震時における粘性土地盤と鋼材・コンクリート部材との間の摩擦現象の実験解析的研究(粘性土の変形および摩擦面での滑り量を考慮した摩擦抵抗)

本研究は、粘土と鋼材との間の摩擦に関して室内要素試験を行い、検討を加えたものである。摩擦抵抗に影響を及ぼす要因として、鋼材の表面粗さ(5種類)、載荷速度(2種類)、粘土の圧密圧力(3種類)を取り上げた。載荷は、静的一方向載荷および地震時を想定した繰返し載荷の2通りで行っている。摩擦試験の結果は、粘土のせん断試験の結果と比較検討した。試験機は一面せん断型のものを使用し、圧密定体積せん断試験を行った。鋼材面上では間隙水圧を測定している。以下に、本研究で得られた知見を列挙する。1.本研究では鋼材の表面粗さを、基準長さを0.2mmとしたときの最大高さRmax(JIS B 0601)で評価した。その結果、Rmax=10μmが次の点で限界粗さとなることが分かった。即ち、Rmaxが10μmより大きい場合、最大せん断応力を発揮するときの変位量、最大せん断応力、残留せん断応力、有効応力表示の粘土ー鋼材間の摩擦角の各値が一定値(上限値)となる。反対に、Rmaxが10μmより小さい場合、各値は鋼材面が滑らかになるほど小さくなる。2.上記の上限値は、粘土のせん断試験から得られる値とほぼ一致する。従ってこの限界粗さより小さい場合は、粘土と鋼材との間で滑りを生じ、反対に大きい場合は、粘土内部で破壊するものと考えられる。3.最大せん断応力は、限界粗さ以下では鋼材面が粗くなるほど載荷速度の影響を大きく受けるが、残留せん断応力は、載荷速度の影響を受けない。この傾向は、粘土のせん断試験においても見られる。4.有効応力表示の粘土ー鋼材間の摩擦角は、粘土の圧密圧力の影響を受けず、限界粗さ以下では鋼材面が粗いほど大きくなる。5.繰返し載荷によるせん断応力の低下の様子は、粘土の圧密圧力によらず、鋼材面が滑らかな場合では数回の繰返しで一定値に落ち着くのに対して、鋼材面が粗い場合および粘土のせん断試験では徐々に低下していく。昭和62年度は,主に粘土と鋼材との間の摩擦現象の解明を行った.摩擦抵抗に影響を及ぼす要因としては,鋼材の表面粗さ,粘土の圧密圧力および載荷速度を取り上げた.また,摩擦試験の結果は,粘土のせん断試験の結果と比較検討した.摩擦試験の概要は次の通りである.摩擦試験装置には,一面せん断型の試験機を使用し,圧密定体積試験を行った.粘土はスラリー状態から圧密し,応力解放などの乱れを与えずに載荷した.粘土の圧密圧力は3種類,鋼材の表面粗さは2種類であり,載荷は地震時を想定した繰返し載荷の他に一方向載荷も行った.載荷速度は繰返し載荷では9.696mm/min,一方向載荷では0.5mm/minである.鋼材面上では間隙水圧が測定できる仕組みになっている.次に実験結果について述べる.まず,全応力表示および有効応力表示の粘土ー鋼材間の摩擦角は,鋼材の表面粗さの影響を受ける.

これは鋼材面の粗さによる摩擦のメカニズムの違いによるもので,それぞれの粗さの場合の摩擦のメカニズムを摩擦係数ー変位曲線の形や試験後の鋼材面上での粘土の付き具合いから考察した.その結果,鋼材面が滑らかな場合は,粘土のせん断変形は小さく鋼材面で滑りを生じ,粗い場合は,粘土のせん断変形だけで破壊に至ることがわかった.鋼材面が粗い場合や圧密圧力が大きい場合は,摩擦抵抗や鋼材面上で発生する過剰間隙水圧のピーク値が大きい.一方向と繰り返し載荷の結果を比較することにより,摩擦抵抗は鋼材面が粗いと粘土のせん断と同じ程度載荷速度の影響を受けるが,滑らかだとそれほど影響を受けないことがわかった.繰返しによる摩擦抵抗の低下は,鋼材面が滑らかだと数回の繰返し回数で残留値に至るのに対して,粗いと粘土のせん断と同様に除々に低下し続ける.なお,上記の摩擦試験の妥当性を得るために粘土試料の層厚を半分にした試験と垂直圧力を一定にした試験も行っている.昭和63年度は、昭和62年度の成果に基づいて、粘土と鋼材との間の摩擦に関して更に詳細な検討を行った。摩擦抵抗に影響を及ぼす要因として、鋼材の表面粗さ(5種類)と載荷速度(2種類)を取り上げた。鋼材の表面粗さは、基準長さを0.2mmとしたときの最大高さRmax(JISB 0601)によって評価し、その値は、1、5、10、15、30μmである。比較用の粘土のせん断試験で使用したせん断試験機(一面せん断型)は昭和62年度とは異なり、せん断箱下箱を薄くしている。これは、せん断箱下箱を鋼材に置き換えた試験機を使用している摩擦試験と、合理的に比較するためである。摩擦試験の概要は次の通りである。試験は圧密定堆積条件で行い、載荷は全て静的一方向載荷である。また粘土の圧密圧力は3.0kgf/cm^2、全変位量は10mmである。鋼材面上では間隙水圧を測定している。次に実験結果について述べる。最大せん断応力τmaxを発揮するとの変位量は、載荷速度によらず鋼材面が粗くなるほど大きくなるが、Rmaxが1015μmより大きくなるとほぼ一定になる。この上限値と粘土のせん断試験における変位量とはほぼ一致する。τmaxおよび残留せん断応力τrはともに鋼材面が粗くなるほど大きくなり、Rmaxが10μm以上になると一定となる。しかし、τmaxが載荷速度の影響を受けるのに対してτrは影響を受けない。この傾向は、粘土のせん断でも見られる。τmaxの載荷速度の影響は、鋼材面が滑らかになるほど小さくなり、Rmaxが10μm以上だと一定となる。有効応力表示の摩擦角は鋼材面が粗くなるほど多くなり、Rmaxが10μm以上になると一定になる。またこの上限値と粘土の内部摩擦角の値とで良い一致が見られる。以上の実験結果により、鋼材面の粗さには摩擦挙動が変わる値(Rmax=10μm)が存在し、これより滑らかだと鋼材面で滑りを生じ、粗いと粘土内部で破壊を起こすことが分かった。
インターロイキン-33をターゲットとした難治性アトピー疾患の制御に関する研究

難治性喘息において、獲得免疫系と自然免疫系を繋ぐ鍵分子であるIL-33の産生機序を解析するとともに、IL-33の免疫薬理学的制御方法について検討した。感作マウスに抗原を気管内投与することによるIL-33産生には肥満細胞やTh2細胞は関与せず、投与された抗原が抗原特異的IgG抗体と免疫複合体を形成し、これがマクロファージ上のFcγRII/IIIを介して細胞内に取り込まれた結果、IL-33が産生されることが示唆された。また、IL-33産生はステロイド感受性であった。一方、アレルギー制御の新しい方法として、試験管内で誘導したIL-10産生性T細胞の養子移入は、喘息反応を抑制することを明らかにした。難治性アトピー疾患において、IL-33は上皮系細胞から産生され自然免疫のみならず獲得免疫系の細胞にまで作用して病態の形成に関与することが示唆されつつある。したがって、IL-33を産生する細胞やその機序を明らかにすること、さらにIL-33産生を抑制することができる薬物や方法を探索することは、難治性アトピー疾患に対する新たな治療薬・治療法の開発に有用であると考えられる。平成26年度は、マウス喘息モデルを用い、肺への抗原惹起後によるIL-33の産生細胞は気道上皮細胞が主であるが、抗原惹起を繰り返すと肺に浸潤したM2マクロファージおよび樹状細胞からもIL-33が産生されることを明らかにした。さらに、このIL-33産生は遺伝子転写を介し、ステロイド性抗炎症薬に感受性でることも明らかにした。また、抗原惹起の反復により、肺にIL-33受容体(ST2)陽性細胞が増加することを明らかにした。一方、単球系細胞(マクロファージや樹状細胞)からのIL-33産生を抑制する方法として、抗原特異的に反応する制御性T細胞(Tr1細胞)を移入することによる治療法の開発の基礎的検討を行った。その結果、感作マウス脾細胞を抗原および種々サイトカインとともに培養することによってin vitro誘導したTr1細胞は、抗原提示細胞の存在下の抗原惹起により大量のIL-10を産生することを明らかにした。以上の成績は、今後のIL-33産生を制御する治療薬や治療法の開発のための基礎データとして本研究課題の遂行に役立てることができる。難治性アトピー疾患において、IL-33は上皮系細胞から産生され病態の形成に関与することが示唆されつつある。したがって、IL-33を産生する細胞やその機序を明らかにすること、さらにIL-33産生を抑制する薬物や方法を探索することは、難治性アトピー疾患に対する新たな治療薬・治療法の開発に繋がる。平成27年度は、マウス喘息モデルを用い、肺への抗原惹起によるIL-33の産生には、自然免疫性に誘起されている機序と獲得免疫性(アレルギー性)に誘起されている機序が存在することを明らかにした。後者の機序には、肥満細胞・好塩基球を介する機序ならびにTh2細胞を介する機序は関与せず、IgE分子を介した機序が関与することを明らかにした。この機序には、IgEを介した抗原の取り込み機構が関与する可能性を想定し、蛍光ラベル抗原を用いて検討したところ、抗原は、樹状細胞、マクロファージのみならず、B細胞に大量に取り込まれた。一方、IL-33産生を抑制する方法として、抗原特異的に反応する制御性T細胞(Tr1細胞)を移入することによる治療法の開発の基礎的検討を行った。その結果、感作マウス脾細胞を抗原+種々サイトカインとともに培養することでin vitro誘導したTr1細胞を喘息マウスに移入すると、IL-10が高産生されるとともに、好酸球浸潤3040%有意に抑制された。以上の成績は、気道に侵入した抗原が、樹状細胞、マクロファージおよびB細胞に抗原特異的に取り込まれた後、これらの細胞を活性化し、上皮細胞を活性化させる何らかの分子の産生を誘起するなどの作用を介して上皮細胞からIL-33を産生させている機構の存在が示唆された。これらの知見は、IL-33産生を制御する治療薬や治療法の開発のための基礎データとして極めて有用である。平成27年度の計画では、(1)喘息肺におけるIL-33産生機序を解析すること、(2)IL-33産生抑制薬の効果を検討すること、(3)Tr1細胞の培養方法や効果を基礎的に検討することであった。これらの計画に対し、(1)IL-33の産生機序に関しては、B細胞をはじめとした細胞がIgEを介して抗原特異的に抗原を細胞内に取り込み、それがトリガーとなって上皮からIL-33が産生される機序が存在することを示唆する成績が得られた。一方、(2)IL-33産生抑制薬の探索に関しては進んでいないが、上記(1)のIL-33産生機序をさらに詳細に明らかにすることができれば、自ずとその候補化合物は絞られることとなる。(3)Tr1細胞の培養方法や効果に関しては、当初の計画通り、in vivo実験でTr1細胞の効果を明らかにすることができた。しかし、Tr1細胞の養子移入がIL-33産生を抑制するか否かに関しては、未だ検討しておらず、今後行うべきである。上記(1)および(2)は神戸薬科大学の水谷暢明准教授および徳島大学の福井裕行教授との共同で遂行した。

気管支喘息の病態において、IL-33は上皮系細胞や免疫系の細胞から産生され、病態の難治化に関与することが示唆されつつある。したがって、IL-33を産生する細胞やその機序を明らかにすることは、気管支喘息に対する新たな治療薬・治療法の開発に有用であると考えられる。(1)本研究では、マウスのアレルギー性気道炎症モデルを用い、抗原惹起による肺におけるIL-33産生の機序を解析した。前年度まで(平成26および27年度)に、アレルギー性のIL-33の産生には、肥満細胞・好塩基球を介する機序ならびにTh2細胞を介する機序は関与せず、樹状細胞、マクロファージ、B細胞によるIgEを介した機序が関与する可能性を示唆したが、平成28年度に例数を追加して検討したところ、IgEの関与はほとんどないことが強く示唆され、むしろ侵入した抗原が可溶性の抗原特異的IgGとともに免疫複合体を形成し、この免疫複合体をマクロファージがFcγRを介して細胞内に取り込む機構がアレルギー性のIL-33産生に関与することが強く示唆された。一方、B細胞による抗原の取り込みはIL-33産生に関与しないことが明らかとなった。(2)もう1つの目的として、IL-33産生を抑制する方法、すなわち抗原特異的に反応する制御性T細胞(Tr1細胞)を用いた細胞免疫療法の基礎的検討を行った。試験管内で脾臓細胞から誘導したTr1細胞を、他のT細胞から高純度に精製する方法を、各種ケモカイン受容体の発現を利用して検討したが、これまでの方法よりも良好な実験条件を確立することはできなかった。難治性喘息において、獲得免疫系と自然免疫系を繋ぐ鍵分子であるIL-33の産生機序を解析するとともに、IL-33の免疫薬理学的制御方法について検討した。感作マウスに抗原を気管内投与することによるIL-33産生には肥満細胞やTh2細胞は関与せず、投与された抗原が抗原特異的IgG抗体と免疫複合体を形成し、これがマクロファージ上のFcγRII/IIIを介して細胞内に取り込まれた結果、IL-33が産生されることが示唆された。また、IL-33産生はステロイド感受性であった。一方、アレルギー制御の新しい方法として、試験管内で誘導したIL-10産生性T細胞の養子移入は、喘息反応を抑制することを明らかにした。当初の平成26年度の計画では、(1)喘息肺におけるIL-33産生細胞・標的細胞を解析すること、(2)IL-33産生抑制薬の効果を検討すること、(3)Tr1細胞の培養方法や効果を基礎的に検討することであった。これらの計画に対し、(1)IL-33産生細胞の一部を明らかにすることができ、また標的細胞が喘息時に増加することを示した。また、(2)IL-33産生抑制薬の効果検討の手始めとしてステロイド性抗炎症薬の効果を明らかにできた。さらに、(3)Tr1細胞が問題なくワークすることをin vitro実験で明らかにできた。したがって、当初の計画の70ー80%を遂行することができたと考えられる。上記(1)は神戸薬科大学の水谷暢明准教授との共同研究で成し得たものである。また、上記(2)は徳島大学の福井裕行教授の指導により、IL-33遺伝子発現を検討することができた。一方、当初の計画よりとくに不足している部分は、(2)のIL-33産生抑制薬の効果をステロイド性抗炎症薬以外では検討していないことであり、平成27年度以降に着手すべきである。気道上皮からのアレルギー性のIL-33産生における抗原認識機構を明らかにする。
赤外線トラッキングを用いた電磁界分布の可視化とその応用に関する研究

赤外線カメラ(Wiiリモコン)と自作の赤外マーカを用いた赤外線トラッキングによるフリーハンド走査式のリアルタイム電磁界分布可視化システムを開発し、その実証を蛍光灯近傍の高周波電磁界やIH調理器周辺の低周波漏洩磁界に対して行った。その結果、日常生活で出会う電磁環境の安全性評価をリアルタイムで可視化できる安価なシステムを構築できた。本システムを電磁界の安全性に関する啓蒙・教育活動に適用することで、電磁波が目に見えないことに起因する一般市民の不安を解消することが可能となる。赤外線マーカと赤外線カメラ(Wiiリモコン)2台を用いた赤外線トラッキングによるフリーハンド走査式のリアルタイム3次元電磁界分布可視化システムを開発し、その実証を蛍光灯近傍の高周波電磁界に対して行った。実画像との対応が一目でわかるようにするために、Webカメラを同時に用いた。赤外線カメラ2台、Webカメラ、電磁界測定器、および結果の画像表示との連携をうまく行うためのソフトウェアを開発し、結果画像の実画像への重ね合わせ表示も実現することができた。3次元分布データを分かりやすく表示するために奥行き方向に対して3分割し、それぞれに対応する3つの画像を同時表示することにより、測定中のセンサがリアルタイムにどの領域にいるかがわかるよう工夫した。これにより、ターゲットとなる測定面を仮想的に作って集中的に測定できるようになった。以上の成果は、6月に豪州のブリスベンで開催された第34回BEMS年次大会、11月に東京都小金井市のNICTで開催されたPPEMC'12で報告した。また、プラズマ・核融合学会誌8月号にも掲載した。3次元分布可視化システムの低周波磁界測定器への適用も進めており、その成果は9月にローマで開催されたEMC Europe 2012、および12月に岐阜大学で開催された環境電磁工学研究会にて報告した。今年度は、赤外線カメラ(Wiiリモコン)と低周波磁界測定器を用いたリアルタイム電磁界可視化システムを完成させた。IH調理器や核融合研究施設の超電導コイル用電源設備などの低周波磁界分布測定に適用し、2次元分布、3次元分布の可視化を行った。以上の成果の一部は、9月にベルギーのブルージュで開催されたEMC Europe 2013にて報告した。また、電磁界測定器2台を用い、1台を定点観測用とし、時間変動電磁界に対する出力最大時の電磁界分布を推定して可視化する方法については一定のめどが立った。その成果は台北市で行われた2013Asia-Pacific Radio Science Conferenceで報告した。低周波磁界測定器をICNIRPの指針適合性評価に用いる場合に旧指針用の測定器を新しい指針で評価する方法についても検討した。その成果は10月に東北大学で開催された環境電磁工学研究会にて報告した。さらに、可視化システムの簡易化や無線化を試み、Kinectを利用した電磁界の可視化およびシングルボードコンピュータやタブレット端末を用いた電磁界可視化システムの提案を行った。これらは、3月に新潟大学で行われた電子情報通信学会2014年総合大会で報告した。研究期間全体を通して、日常生活で出会う電磁環境の安全性評価をリアルタイムで可視化できるシステムをおおよそ構築できた。本システムを電磁界の安全性に関する啓蒙活動・教育活動に適用することで、電磁波が目に見えないことに起因する一般市民の不安を解消することが可能となる。なお、磁界ベクトル分布測定を行うため、磁界のx,y,z各成分の絶対値データより符号を推定するアルゴリズムを検討したが、システムの完成には至らなかった。また、当初予定していたリアルタイム波源探査についても、Kinectを用いたコンパクトな可視化システムの開発を優先したために今後の課題となっている。赤外線マーカと赤外線カメラ(Wiiリモコン)を用いた赤外線トラッキングによるフリーハンド走査式のリアルタイム2次元電磁界分布可視化システムを開発し、その実証を蛍光灯近傍の高周波電磁界に対して行った。赤外線マーカが被測定電磁界を乱さないように、極力小さな赤外線マーカを開発し、電界センサ部との距離をどの程度保てばよいかを検討した。また、実画像との対応が一目でわかるようにするために、Webカメラを同時に用いた。赤外線カメラ、Webカメラ、電磁界測定器、および結果の画像表示との連携をうまく行うためのソフトウェアを開発し、結果画像の実画像への重ね合わせ表示も実現することができた。それらの成果を韓国の済州島で開催されたAPEMC 2011において報告し、同時に電子情報通信学会論文誌に投稿し、2月に掲載された。赤外線カメラ(Wiiリモコン)2台を用いた3次元赤外線トラッキングシステムを構築し、3次元電磁界分布の可視化に適用可能であることを確認した。これについては、電子情報通信学会ソサイエティ大会にて報告した。また、低周波磁界分布測定への応用についても検討を開始し、成果の一部を2013年3月の電子情報通信学会総合大会にて報告している。

当初24年度に予定していた3次元電磁界分布可視化システムの開発はおおむね完了した。また、25年度に開発予定の低周波磁界測定器を用いた電磁界分布可視化システムについても開発のメドがたった。さらに、磁界ベクトル分布測定のための機器の準備もすすめることができた。当初23年度に予定していた2次元電磁界分布可視化システムの開発はほぼ完了した。また、24年度に開発予定の赤外線カメラ(Wiiリモコン)2台を用いた3次元電磁界分布可視化システムについても開発のメドがたった。さらに、低周波磁界分布測定への適用についても検討をすすめることができた。赤外線カメラ(Wiiリモコン)と低周波磁界測定器を用いたリアルタイム電磁界分布可視化システムを完成させる。3軸の磁束密度データを取得できるようにし、磁界ベクトル分布の可視化について検討する。上記のシステムを利用したリアルタイム波源探査についても試みる。電磁界測定器2台を用い、1台を定点観測用とし、時間変動電磁界に対する出力最大時の電磁界分布を推定して可視化する方法についても引き続き検討する。赤外線カメラ(Wiiリモコン)2台を用いたリアルタイム3次元電磁界分布可視化システムを完成させ、3Dデータの表示方法を工夫して、より使いやすいシステムに改良する。低周波磁界分布の可視化システムについても本格的な準備を開始し、3次元可視化システムとの組み合わせを検討する。電磁界測定器2台を用い、1台を定点観測用とし、時間変動電磁界に対する出力最大時の電磁界分布を推定して可視化する方法についても新たに検討する。研究の遂行には以下のような備品、消耗品が必要である。(1)システム構築のためのPC周辺機器、電子部品、およびケーブル類(2)センサを搭載するセンサロッド、校正用冶具のための測定用部材(3)データ保存用の記録媒体また、国際会議での発表、国内の学会等での発表のための旅費と参加費が必要である。成果発表のための学会誌投稿料も必要となる。研究の遂行には以下のような設備備品と消耗品が必要である。(1)PCへのオンライン出力が可能な新たな低周波磁界測定器の購入(2)空間分解能の小さい上記のオプションプローブ(3)システム構築のためのPC周辺機器、電子部品、およびケーブル類(4)センサを搭載するセンサロッド、カメラ類を搭載する三脚、校正用冶具のための測定用部材(5)データ保存用の記録媒体また、国際会議での発表、国内の学会等での発表のための旅費と参加費が必要である。
脳梗塞・腎不全時の細胞障害マーカーとしてのアクロレインの機能解析

細胞傷害が起こると、ポリアミン、特にスペルミンから生成されるアクロレインは、1)過酸化水素より細胞毒性が強いこと、2)血中アクロレイン値が腎不全や脳卒中などの疾患の重症度と強く相関していることが明らかになってきた。また、アクロレインは反応性が高く、タンパク質中のリジシンと反応し、FDP-Lysを形成することが知られている。しかし、なぜアクロレインは細胞毒性が強いのか、生体内での物質個々に注目するような詳細な研究は十分に行われていない。本研究では疾唇とアクロレインの関係を明らかにするために、血液中アクロレイン標的蛋白質の同定を検討した。その結果、アクロレイン抗体を用いてWestern blotting法により血中アルブミンはアクロレイン修飾化されていることが明らかとなった。精製ヒトアルブミンとアクロレインを反応させ、アクロレイン修飾される部位について質量分析法を用いて解析を行った。その結果、アクロレイン濃度依存的にアクロレイン化修飾される箇所を同定した。また、同様の手法により血液中アルブミンのアクロレイン修飾化部位が同定できた。アルブミンの生理的機能のひとつとして、抗酸化作用が知られている。そこで、アクロレインによる細胞毒性をアルブミンが軽減するか評価するために、培養細胞を用いて検討した。その結果、アクロレインによる細胞毒性は培地中に添加したアルブミン濃度依存的に解除されるのに対し、免疫グロブリンでは毒性解除は認められなかった。以上の結果から、生体内でアルブミンはアクロレインの主要な標的蛋白質の一つであり、またアクロレインの毒性を解除する蛋白質として機能することが明らかとなった。さらに、アクロレインはタンパク質合成を、過酸化水素はDNA合成を強く阻害することで、細胞毒性を示すことが明らかとなった。塩基性低分子生理活性物質ポリアミンから産生されるアクロレインは、1)過酸化水素より細胞毒性が強いこと、2)血中アクロレイン値が腎不全や脳卒中などの疾患の重症度と強く相関していること、3)ポリアミンから2種類のポリアミン酸化酵素(スペルミンオキシダーゼ及びアセチルポリアミンオキシダーゼ)で産生されることが明らかになってきた。本研究ではアクロレインの細胞毒性を評価するために、アクロレインと活性酸素であるH_20_2、ヒドロキシラジカル、スーパーオキシドの毒性比較を培養細胞で検討した。その結果、アクロレインを暴露した時が最も低濃度で細胞毒性を引き起こすことが明らかとなった、次に、これらの細胞轟性を解除する化合物を探索した。その結果、アクロレインの轟性はグルタチオン、メスナなどSH基を含む化合物とプトレスシンやスペルミジンなどNH_2基を含む化合物により解除された。また、H_20_2とスーパーオキシドの毒性はグルタチオングルタチオン/ペルオキシダーゼ、カタラーゼ、ピルビン酸などのケト酸、ポリフェノールなどにより解除され、ヒドロキシラジカルの毒性はグルタチオン/グルタチオンペルオキシダーゼ、カタラーゼ、ピルピン酸などによって解除された。以上の結果から、1)アクロレインは活性酸素より強い細胞轟性を持つ物質である可能性が示唆されたこと、2)アクロレインの細胞轟性解除は、アクロレインとSH基やNH_2基をもつ化合物がMichael付加反応により起こることが明らかとなった。
ＧＰＩアンカー欠損スプライス変異型プリオン蛋白質の生理機能の解明に関する研究

ヒト、ウシ及びヒツジ細胞株のmRNAを解析し、プリオン蛋白質(PrP)のGPIアンカーシグナル配列が欠落したスプライス変異型プリオン蛋白質(PrPSV)を同定した。PrP遺伝子欠損マウス細胞株HpL3-4にレトロウイルスベクターを用いてPrP又はPrPSV遺伝子を導入し、安定産生株を得た。ヒツジスクレイピーを添加して培養したヒツジPrP又はPrPSV産生細胞株でProteinase K (PK)抵抗性PrPを確認したが、ベクターだけの導入では抵抗性を示さず、PK抵抗性PrPの増加が示唆された。樹立したPrP又はPrPSVの安定産生株は、感染やプリオン病発症機構の解明への寄与が期待される。ヒト膠芽腫細胞株T98Gが発現するプリオン蛋白質遺伝子のmRNAを解析し、プリオン蛋白質(PrP)のC末端とGPIアンカーシグナル配列をコードする塩基配列が欠落したスプライス変異型プリオン蛋白質(PrPSV)を同定した。ヒトPrPSVのC末端を特異的に認識する抗体を作製し、T98G細胞が蛋白質を産生していること、ヒト脳由来total RNAでPrPSV mRNAの発現を確認した。同様の手法を用い、ウシ角膜細胞株BCE-C/D-1b及びヒツジ脳由来細胞株OA1からPrPのC末端とGPIアンカーシグナル配列を欠落したPrPSV mRNAを同定した。これらのPrP又はPrPSV遺伝子をPrP遺伝子欠損マウス細胞株HpL 2-3に導入し、ヒト、ウシ、ヒツジPrP又はPrPSV蛋白質を安定的に産生する細胞株を樹立した。本年度はスクレイピー感染マウス脳乳液を用いて、ヒツジPrP又はPrPSV産生細胞への感染実験を行った。PrP産生細胞にスクレイピー感染マウス脳乳液を加えて48時間培養し、洗浄後に総細胞抽出液を調製し、プロテイナーゼK (PK)処理後にイムノブロット法で解析した。培養0時間ではPK抵抗性のPrPは検出されなかったが、48時間後にはPK抵抗性のPrPに相当するバンドが確認された。一方、PrP非産生細胞では、48時間培養後でもバンドは検出されなかった。以上の結果から、PrP産生細胞株がPK抵抗性PrPを取り込んだことが示唆された。しかし、培養時間が短く、持続的な感染の維持は確認できなかった。本年度はPrPの機能解析を目的として、ヒツジPrP又はPrPSV遺伝子をPrP遺伝子欠損マウス細胞株HpL 2-3に導入し、これらの解析を行った。PrP又はPrPSV遺伝子を組み込んだHpL 3-4細胞のゲノムDNAをPCRで確認し、これらの遺伝子が導入された安定株を得た。RT定量PCRでPrP mRNAの発現を確認し、抗PrP抗体を用いたイムノブロット法で総細胞抽出液及び膜画分にPrPの産生を確認した。以上の結果から、PrPはHpL 3-4細胞の細胞膜に分布していることが示唆された。同様にRT-PCRでPrPSV mRNAの発現を確認し、抗PrP抗体を用いたイムノブロット法で総細胞抽出液にPrPSVの産生を確認した。しかし、ヒツジPrPSVのC末端部位を認識する特異抗体産生ハイブリドーマを樹立出来ず、PrPSVの細胞内分布の解析ができなかった。ヒト膠芽腫細胞株T98GのmRNAを解析し、プリオン蛋白質(PrP)のC末端とGPIアンカーシグナル配列が欠落したスプライス変異型プリオン蛋白質(PrPSV)を同定した。ヒトPrPSVのC末端を特異的に認識する抗体を用いてT98G細胞がPrPSVを産生していること、選択的スプライシングで生じたスプライスサイトを特異的に認識するプライマーを用いたRT-PCRでヒト脳

由来total RNAでもPrPSV mRNAの発現を確認した。ヒトと同様に、ウシ及びヒツジ培養細胞株のmRNAを解析してPrPのC末端とGPIアンカーシグナル配列を欠落したPrPSVを同定し、ウシ及びヒツジ正常脳由来total RNAでmRNAの発現を確認した樹立した細胞で異常プリオン蛋白質の増殖を目的として、レトロウイルスベクターを用いてヒツジPrP又はPrPSV遺伝子をPrP遺伝子欠損マウス細胞株HpL 2-3に導入し、これらの遺伝子を発現する安定株を得た。PrPとPrPSVで共通なアミノ酸配列を認識する抗PrP抗体を用いたイムノブロット法で、総細胞抽出液にPrP又はPrPSVの産生を確認した。樹立した細胞株の培養液にヒツジスクレイピーを添加して培養後、調製した総細胞抽出液のProteinase K (PK)感受性を調べ、イムノブロット法でPK処理抵抗性のPrPを確認した。レトロウイルスベクターのみを導入した細胞ではPK処理でバンドを示さないことから、PK処理抵抗性PrPの増加が示唆された。樹立したPrP又はPrPSVの高産生細胞株は、感染やプリオン病発症機構の解明に活用されることが期待される。環境・衛生系薬学ヒトと同様に自然界でプリオン病の宿主であるヒツジ及びウシのPrP又はPrPSV遺伝子をPrP遺伝子欠損マウス細胞株HpL 2-3に導入し、PrP蛋白質を安定的に産生する細胞株を得た。スクレイピー感染マウス脳乳液を用いて感染実験に着手したことから、おおむね順調に進展したと判断した。ヒトと同様に自然界でプリオン病の宿主であるヒツジPrP又はPrPSV遺伝子をPrP遺伝子欠損マウス細胞株HpL 2-3に導入し、これらの遺伝子が導入された安定株を得た。RT定量PCRでPrP mRNA及びPrPSV mRNAの発現を確認し、PrP蛋白質の産生を確認したことから、おおむね順調に進展したと判断した。本年度はヒツジ又はウシPrPSV蛋白質のC末端を特異的に認識する抗体を作製を試みる。また、スクレイピー感染マウス脳乳液を加えて48時間培養したPrP産生細胞を継代し、持続的な感染の維持の成否を確認する。平成25年度はヒツジPrPSV蛋白質のC末端を特異的に認識する抗体を作製を試み、ヒツジPrPSV遺伝子を導入した細胞が産生する蛋白質の確認を行う。また、既にヒトPrPSV蛋白質のC末端を認識する抗体を得ており、イムノブロット法による蛋白質の確認手法を確立していることから、今年度はヒトPrP遺伝子及びPrPSV遺伝子も研究対象とし、安定発現細胞株の樹立、遺伝子の発現および蛋白質の産生を確認を予定している。本年度はPrP産生細胞株の樹立に注力して予定していた動物実験を次年度に繰り越したこと、研究成果を発表する学会や研究会が東京開催だので旅費が生じなかったことから、次年度使用額が生じた。次年度は抗体作製のためにマウス、ラット、ニワトリの免疫を予定しており、繰り越した助成金は動物や免疫原作製用試薬の購入に用いる。平成25年度の研究遂行に必要な物品費として使用を予定している。