hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下垂体幹・前駆細胞の起源とその運命の遺伝的追跡

本研究は、下垂体幹細胞が外部より侵入している可能性に着目し、遺伝子改変動物を作製・解析する事で下垂体幹細胞が外部より侵入している事を明らかにする事を目的とした。これまでの我々の解析結果より、下垂体幹・前駆細胞で発現しているPrrx1, Prrx2, Prop1, S100b遺伝子に着目した。それぞれの遺伝子のプロモーター下に、Creリコンビナーゼと改変エストロジェン受容体の融合タンパク質であるCreERT2を結合させ、遺伝子発現状況下でCreERT2を発現する遺伝子改変ラットの作出を試み、Prrx1-CreERT2、S100b-CreERT2ラットを作出した。レポーター遺伝子であるCAG-CAT-Venus配列を遺伝子導入したラットと交配し、Prrx1- or S100b-CreERT2/CAG-CAT-Venusラットを作出した。作出された遺伝子改変ラットでは、CreERT2遺伝子の発現が確認された。しかし、Creに対する特異的な抗体を用いた免疫組織学的解析によるCreERT2の検出を試みたが、陽性シグナルは得られなかった。タモキシフェン投与後にVenusの発現も得られなかった事から、遺伝子改変動物の作出に失敗したと判断した。同時に、様々な侵入へする事が知られている神経堤細胞に着目し、神経堤細胞と神経堤由来細胞を特異的に標識するP0-Cre/CAG-CAT-EGFPマウスを用いた解析を行なった。その結果、神経堤細胞は下垂体発生初期に下垂体に侵入し、すぐに下垂体幹細胞へと分化転換している事が明らかとなった。また、成体下垂体では全ての下垂体ホルモン産生細胞の一部へと分化している事に加え、一部の神経堤細胞は未分化性を有したまま局在している事を明らかにした。この事から、胎仔期に外部より侵入した神経堤細胞が下垂体幹細胞としてホルモン産生細胞を供給している事が明らかとなった。29年度が最終年度であるため、記入しない。近年、成熟下垂体に存在する下垂体幹細胞から各種ホルモン産生細胞が供給されていることが報告された。このことより、成熟下垂体の機能維持に幹細胞が重要であることが明らかになりつつある。しかし、我々の先行研究では、胎仔期と成熟後の下垂体幹細胞では性質が異なる可能性を見出している。この違いを明らかにすることで下垂体の機能維持の解明につながると考え、本研究では、下垂体幹細胞で時空間的な発現変動が確認されているPROP1,PRRX1,PRRX2,S100bに注目し、Cre/LoxPシステムを用いた細胞系譜追跡実験を計画した。この実験では、各遺伝子の発現下でタモキシフェン誘導性のリコンビナーゼCreERT2を発現する遺伝子改変動物を作製し、タモキシフェン投与時にそれぞれの遺伝子を発現している細胞でのみリコンビネーションを誘導することで、時期特異的な細胞系譜の追跡を行うことが可能である。研究課題初年度では、以下の内要の実験を実施した。・それぞれの遺伝子の転写調節領域を含むBAC Cloneを用いて、開始コドンを含むエキソンの開始コドンより下流をCreERT2遺伝子に組み替えた。組み替えは、Red/ETシステムを用いて行った。・S100b,PRRX1のプロモーター下にCreERT2を組み込んだBAC Cloneを用いて遺伝子改変動物の作製を行った。また、その表現型の確認を行い、下垂体でCreERT2が発現している遺伝子改変動物が作製できていることを確認した。・タモキシフェンを投与した際にリコンビネーションが誘導されるかin vivoにおける解析を行ったが、リコンビネーションは確認されなかった。初年度の実験で、タモキシフェン投与量と投与時期の設定までを計画していた。しかし、タモキシフェン投与を行ってもリコンビネーションが確認されず、投与量の検討が行えていない。また、表現型に関して、Creに対する特異抗体を用いた免疫染色を行ったが、特異的なシグナルは得られていないため、標的細胞特異的にCreERT2が翻訳されているか判断できていない。このCre抗体は、ポジティブコントロールとして使用したCAG-Creラットでは特異的なシグナルが得られているため、ERT2が結合していることにより抗原部位が隠れている可能性を考えている。本研究課題は、下垂体幹・前駆細胞が、時空間的にその局在と発現遺伝子を変化させている知見より、発生過程で幹細胞の性質が変化していると仮説をたて、幹細胞の起源を明らかにすることとその運命を追跡することを目的にした。下垂体幹・前駆細胞で特徴的に発現しているProp1、Prrx1、Prrx2、S100bに注目し、Cre/LoxPシステムを用いた細胞系譜追跡実験を試みた。その結果、Prrx1-CreERT2/CAG-CAT-Venusラット、S100b-CreERT2/CAG-CAT-Venusラットの作製に成功している。しかし、リコンビネーションを誘導するタモキシフェンを投与してもVenusの発現は得られなかった。ラットでの解析報告が少ないことや、ラットではタモキシフェンを4-OHタモキシフェンへ代謝する効率が悪い報告があることから、本動物を用いた解析が難しい可能性がある。そこで、私は新たに神経堤細胞に着目した。神経堤細胞は、神経管形成時に出現した後に大きく移動し、様々な組織に侵入、分化することが知られている。

さらに、興味深いことに、侵入した一部の神経堤細胞は成熟後にも未分化性を維持し、成熟後の組織幹細胞として機能していることが知られている。下垂体では、神経堤細胞が存在することが知られているが、その詳細な解析は行われていない。これらのことから、下垂体に神経堤細胞が侵入しており、幹細胞として機能していると新たに仮説を立てた。実験には、神経堤細胞とその由来細胞を特異的に追跡が可能なP0-Cre/CAG-CAT-EGFPマウスを用いた。その結果、下垂体に神経堤細胞が侵入する時期と侵入後に下垂体幹細胞へ分化すること、全ての下垂体前葉ホルモン産生細胞へ分化していることを明らかにし、論文報告した。当初計画した、CreERT2ラットを用いた解析が順調に進んでおらず、新たに見出したP0-Cre/CAG-CAT-EGFPマウスを用いた神経堤細胞の解析を、海外の競合している研究者より早く論文発表することが求められる。Prrx1-CreERT2/CAG-CAT-Venusラット、S100b-CreERT2/CAG-CAT-Venusラットが、本当にVenusを発現しないのか、in vitroの解析により明らかにする。そのため、Prrx1がFibroblastで高発現していることに注目し、ラット尻尾よりFibroblastを抽出し、そのFibroblastに4-OHタモキシフェンを添加しVenusの発現を解析する。新たに見出した神経堤細胞と下垂体幹細胞との関連性を調べる。成熟下垂体で、神経堤由来SOX2陽性細胞が存在していることから、未分化性を維持している神経堤由来細胞が存在していることを明らかにしている。この神経堤由来SOX2陽性細胞が下垂体ホルモン産生細胞の供給を行なっているのか解析を行う。下垂体ホルモン標的器官を除去すると、下垂体細胞の構成が変化することが知られている。そこで、副腎除去を行った際の神経堤由来ACTH産生細胞の割合を測定したところ、神経堤由来ACTH産生細胞が有意に増加していたことから、神経堤由来細胞が副腎除去後にACTH産生細胞の供給に関与していることが示唆された。本研究は、下垂体幹細胞が外部より侵入している可能性に着目し、遺伝子改変動物を作製・解析する事で下垂体幹細胞が外部より侵入している事を明らかにする事を目的とした。これまでの我々の解析結果より、下垂体幹・前駆細胞で発現しているPrrx1, Prrx2, Prop1, S100b遺伝子に着目した。それぞれの遺伝子のプロモーター下に、Creリコンビナーゼと改変エストロジェン受容体の融合タンパク質であるCreERT2を結合させ、遺伝子発現状況下でCreERT2を発現する遺伝子改変ラットの作出を試み、Prrx1-CreERT2、S100b-CreERT2ラットを作出した。レポーター遺伝子であるCAG-CAT-Venus配列を遺伝子導入したラットと交配し、Prrx1- or S100b-CreERT2/CAG-CAT-Venusラットを作出した。作出された遺伝子改変ラットでは、CreERT2遺伝子の発現が確認された。しかし、Creに対する特異的な抗体を用いた免疫組織学的解析によるCreERT2の検出を試みたが、陽性シグナルは得られなかった。
「農業とジェンダー」に関する社会学的研究

本研究は、農業労働におけるジェンダー問題の中範囲の理論をつくることを最終目的としており、その作業の軸として、性別役割分業にインパクトを与える規定要因のモデル化、さらにモデルを量的調査によって検証することの2つがある。そこで18年度より、家族農業経営における労働というミクロな枠組みにおける分析と平行して、女性労働全般におけるマクロな枠組みでの検証を行い、理論の精緻化をめざしてきた。その結果として、中年期の女性一般においては、結婚・出産によってキャリアを中断したことを合理化するために、自らの性別役割分業に対する意見を曖昧化する、という実態が明らかになった。この知見は、農業労働においてキャリア形成をしていく際、もともと農業大学などで学んだ経験がある女性でも、出産・育児の中断によって離脱することによって、農業労働における性別役割分業を肯定する傾向があることと共通するものであった。既に、性別役割分業意識がキャリア選択を規定しているだけでなく、逆に、キャリア選択によって性別役割分業意識が合理化されるという指摘はなされているが、長期的な追跡調査が必要になるためいまだ完全には実証されておらず、本研究はその知見を補強するものである。また、本研究の知見は、農業労働における性別役割分業が「女性向き」「男性向き」といった本質論によって説明されることに対して疑問符を投げかける一つの論拠となるものである。さらに、中年期女性一般のキャリアの規定要因の研究を進めることによって、家族農業経営のシステム内における性別役割分業に対する意識の形成について、個人のキャリアパターンという観点を導入する重要性が明らかになった。本研究は、農業労働におけるジェンダー問題の中範囲の理論をつくることを最終目的としており、その作業の軸として、農業資産の継承規則と労働との関連についてジェンダー視点からの枠組みの構築、そして、酪農業をフィールドとした量的調査による検証、の2つがある。そこで18年度は、17年度以前に収集し、未だ分析に組込んでいない酪農業の調査データの分析を進めてきたが、理論への組込みに難航し、枠組みの修正の必要が生じた。そこで、新たな調査データの収集は中断して19年度以降に見送り、枠組みの再検討を行った。そのため、歴史研究など周辺領域の文献調査の拡大を行い、より精緻な理論構築のため、雇用労働も含めた労働全般の分析へと視野を広げ、農業労働分野に応用できる知見を探索した。具体的には、多項ロジスティック分析を用いた、(1)女性の労働キャリアの中断と再就職の規定要因、(2)女性の職業満足度の規定要因、の研究である。(1)からは、女性の学歴ではなく夫の学歴が女性の再就職に影響を与えていることや、逆に、職業キャリアがジェンダー規範に葛藤を起こしているという知見を得た。酪農業の事例において、従来構築してきたモデルでは解釈できない、女性とキャリアの関連が散見されていたが、その解決の糸口を得ることが出来た。また、(2)の研究は、農業労働における「やりがい」のジェンダー格差の研究に関連するものであるが、従来の職業満足度のスケールが自営業・家族従業者の女性にフィットしにくいことや、女性の職業満足度の規定要因は、本人の属性からは特定しにくいことなどがわかった。ゆえに、20年度に向けて、酪農業における職業満足度のスケールの作成という課題を得た。18年度は、新たな事例の追加による検証はできなかったが、20年度に実施する予定となっている酪農業をフィールドとした量的調査に向けて、統計分析の知識を習得し、モデルの構築という点で前進した。
大型単結晶作製から解放された単結晶力学試験による臨界分解剪断応力の温度依存性測定

従来の単結晶における力学試験は,引張試験に供するために大きな単結晶試験片を必要とした.一般に単結晶作製には大きな困難を伴うために,単結晶を用いた基礎的な力学物性データーは主に面心立方金属に限られているのが現状である.本研究では,多結晶中の一つの結晶粒内にマイクロサイズのカンチレバーを作製することによって,大きな単結晶作製を経ること無く単結晶力学試験を可能とする.それによって,塑性変形挙動に及ぼす添加元素・温度の影響について,転位論に基づくアプローチによりそのメカニズムを明らかにする.従来の単結晶における力学試験は,引張試験に供するために大きな単結晶試験片を必要とした.一般に単結晶作製には大きな困難を伴うために,単結晶を用いた基礎的な力学物性データーは主に面心立方金属に限られているのが現状である.本研究では,多結晶中の一つの結晶粒内にマイクロサイズのカンチレバーを作製することによって,大きな単結晶作製を経ること無く単結晶力学試験を可能とする.それによって,塑性変形挙動に及ぼす添加元素・温度の影響について,転位論に基づくアプローチによりそのメカニズムを明らかにする.
燃焼場に発生した旋回上昇流による粗大粒子巻き上げメカニズムに関する研究

旋回火炎による粒子の巻き上がり機構を明らかにするため、ラボスケールの旋回火炎を対象とした実験及び数値解析を行った。結果として、火炎近傍では空気の旋回速度成分が大きくなり、火炎内部では中心に近づくにつれて旋回速度成分が小さくなることが分かった。また、旋回方向に供給する空気の流速がスワール数や火炎長、ガス濃度分布へ与える影響を明らかにした。次に、加熱された固体燃料粒子の運動を実験的に観察し、熱分解反応により発生した揮発分の噴出しの影響とみられる粒子の軌道変化を捉えた。さらに、数値解析によって、粒子からの局所的なガスの噴出しや粒子の温度変化が粒子に作用する抗力・揚力に及ぼす影響を明らかにした。火災旋風を模擬したラボスケールの旋回火炎を発生させる実験装置を製作した。実験装置は、火源、火源を中心として設置される4枚の衝立及び送風装置から構成され、縦0.5 m、横0.5 m、高さ1.0 mとした。衝立の位置は可変であり、衝立間に隙間を空けるようにして設置した。本研究では、約0.1 mの隙間を設けた。火源にはアルコールバーナを使用し、燃料にはエタノールを使用した。送風装置は2カ所の衝立間の隙間に1個ずつ設置し、旋回火炎が発生するように位置や流量を調整した。アルコールバーナに点火すると高さ0.10.2 mの火炎が形成され、送風装置により空気を送り込むことで高さ約0.6 mの旋回火炎を発生させることができた。次に、粒子径範囲が0.2560 μmであるスモークを流入させ、PIV(粒子画像流速測定法)により火炎近傍のガス流速を計測した。水平断面の速度分布から、旋回流が発生していること、火炎近傍では速度が大きくなること、瞬間的な最高流速は約7.5 m/sであることが確認できた。また、K型熱電対により中心軸上の気相温度を計測したところ、バーナからの高さ0.2 mの位置で最高温度891 Kを示した。以上のように、旋回火炎近傍の流動構造や火炎構造の概略を把握することができた。また、燃焼粒子からのガスの噴出しあるいは燃焼粒子周りのガス温度変化が粒子の抗力・揚力に及ぼす影響を調べるため、粒子周りの流れの直接数値解析も実施した。粒子の表面に非一様な噴出しを与えたところ、鉛直方向に低速の噴出しを与えた場合には噴出しと逆向きの揚力が増大し、噴出し速度が主流速度の50%を超えると揚力は減少した。また、粒子表面の温度を上昇させると、抗力の圧力成分は増加し、揚力の圧力成分は減少することが分かった。前年度に旋回火炎を発生させる実験装置を製作し、粒子径範囲が0.2560μmであるスモークを流入させてPIV(粒子画像流速測定法)を適用することにより火炎近傍のガス流速を計測した。しかしながら、画像が不鮮明でPIV解析の精度に問題があると考えられたため、今年度においては、まず、PIV用のシード粒子供給装置の改良を行った。装置改良後、前年度に計測が困難であった火炎基部を対象に、計測面数を増やしてPIVによる速度分布計測を実施した。結果として、旋回火炎基部において周囲の空気が旋回しながら火炎へ誘引され、火炎内で加速して上昇気流を形成する様子が観察された。また、火炎に近づくにつれ火炎周囲の空気の旋回速度が大きくなること、旋回速度はバーナ面よりもやや下流に進んだ位置で最大となり、さらに下流に進むと減少することが明らかになった。次に、燃焼粒子周りの流動構造を調べるための実験装置の製作を行った。実験装置は、固体燃料(石炭)を台上に設置し、スポットヒーターで燃料を加熱して点火する構造とした。実験に際しては、燃料から100 mm離れた位置より、送風機を用いて一様な流速で空気と可視化用のスモークを供給し、レーザーシートを燃料に垂直に照射して、燃料粒子周りの流れを高速度カメラで撮影した。速度分布はPIVにより算出した。結果として、粒子表面から流速1.42.3 m/sのガスの噴出しを観測した。さらに、実験で得られた噴出し速度を用いて、表面からの局所的な噴出しを伴う粒子周りの流れの直接解析を実施した。結果として、垂直上向きに局所的な噴出しを与えた場合、噴出し速度が大きいほど抗力は小さくなり、揚力は大きくなるという傾向が得られた。前年度まで旋回火炎を発生させる実験装置を製作し、実験的に旋回火炎の流動構造の解明を進めてきたが、今年度においては主に数値シミュレーションを実施した。シミュレーションには、市販のソフトウェアであるANSYS社のFLUENTを使用した。乱流はRANSにより解き、乱流燃焼モデルには、平均反応進行変数、平均混合分率および混合分率分散の輸送方程式を解く、FLUENTにおいて部分予混合燃焼モデルと呼ばれるものを使用した。底面中心にバーナを配置し、対角線上向かい合う2箇所から旋回流が発生し易いよう空気を流入させた。実験結果と比較したところ、火炎に近づくにつれて火炎周囲の空気の旋回速度が大きくなり、火炎中心では旋回速度が0に近くなるといった定性的な傾向の一致が確認できた。温度の中心軸上主流方向分布においては、実験と計算結果で最高温度に差があるものの、下流に進むにつれて両者の温度差は小さくなった。また、火炎長については、実験と計算とで同等の値となった。

次に、対角線上にある2箇所の流入境界から供給する空気の流速を変化させて火炎構造を調べたところ、スワール数は流速によらずあまり変化が見られないが、火炎長は流速が大きいほど大きくなる傾向であることが明らかになった。また、流速が大きいほど、火炎下流における未燃ガスの割合が大きくなることが分かった。次に、燃焼粒子の運動を調べるために実験装置を製作した。実験装置は、固体燃料粒子(石炭)を落下させ、ハロゲンラインヒーターで粒子を加熱する構造とした。高速度カメラにて粒子の運動を撮影し、ディテクト社の動画計測・解析ソフトであるDIPP-Motion Vで粒子の軌道及び速度を求めた。固体燃料が加熱されると、熱分解反応により揮発分が表面より噴出すことが知られているが、本実験では、この噴出ガスの影響と考えられる粒子の軌道の変化を捉えることができた。旋回火炎による粒子の巻き上がり機構を明らかにするため、ラボスケールの旋回火炎を対象とした実験及び数値解析を行った。結果として、火炎近傍では空気の旋回速度成分が大きくなり、火炎内部では中心に近づくにつれて旋回速度成分が小さくなることが分かった。また、旋回方向に供給する空気の流速がスワール数や火炎長、ガス濃度分布へ与える影響を明らかにした。次に、加熱された固体燃料粒子の運動を実験的に観察し、熱分解反応により発生した揮発分の噴出しの影響とみられる粒子の軌道変化を捉えた。さらに、数値解析によって、粒子からの局所的なガスの噴出しや粒子の温度変化が粒子に作用する抗力・揚力に及ぼす影響を明らかにした。燃焼粒子周りの流動が粒子の飛散特性に与える影響の解明に関連して、燃焼粒子周りの観察を行うための実験装置を製作し、粒子からの噴出し速度の計測を行うことができた。さらに計測結果をシミュレーションに反映させることで、燃焼する固体粒子に作用する抗力や揚力に関わる知見を得ることができた。実験装置の製作や実験手法の確立に遅れはあるものの、上述のようにシミュレーションを活用することで、燃焼粒子の運動解明を順調に進めることができている。次に、前年度において旋回火炎の流動計測の妨げになっていたシード粒子供給に関する問題点を解決することができ、PIVによって旋回火炎基部の流動構造を解明することができた。一方で、上述の装置改良とPIV計測に時間を要したため、実施予定であったシュリーレン撮影による火炎基部の流れの可視化が先送りになっている。また、実験風洞についても設計段階であり、装置の製作は完了していない。以上から、研究目的に対する現在までの達成度は60%程度であり、研究期間から考えるとやや遅れていると言える。流体工学旋回火炎基部の流れを可視化するためシュリーレン法を適用し、前年度までにPIVにより取得した速度分布と合わせて、流動構造の解明を進める。なお、実験データでは時空間分解能が不十分であると予測されるため、次年度においては、旋回火炎の数値シミュレーションを並行して実施し、実験結果を補完する。シミュレーションにおいては、市販のソフトウェアであるANSYS社FLUENTを用いることで、解析コードの構築に掛かる時間を短縮する。旋回火炎に関する計測結果及び数値解析結果に基づいて風洞設計を行い、画像計測により粒子の飛散特性の解明に当たる。燃焼粒子周りの流動構造については、現状の計測では空間解像度が不十分であるため、拡大撮影を行うなどして測定精度を向上させた上で、再計測を実施する。装置の製作期間を考慮すると、上述の研究計画のうち、まず旋回火炎基部の構造解明を優先的に実施する必要がある。
水晶体を例とした多段階分化過程の高次制御機構の研究

水晶体の場合に限らず、細胞分化・組織分化は幾つもの段階を経て進行するプロセスである。本研究では特に、分化の多段階性を大前提とした研究を計画することによって現象を整理し、各分化段階と転写制御因子の作用との対応付けに努めた。水晶体分化とともに発現される、δ-クリスタリン遺伝子を制御する転写制御因子が、研究の手がかりを与えた。δ-クリスタリン遺伝子のエンハンサーの活性化に必要なSOX因子群である。また、水晶体の誘導に必要とされていたPax6も、研究の重要な対象とした。Pax6の外胚葉での発現は、網膜からの誘導作用への反応性を与える。その発現はN-mycに依存する。Pax6を発現する頭部外胚葉に網膜原基である眼胞が接すると、水晶体誘導が開始され、その眼胞が接した外胚葉領域にSox2,Sox3遺伝子の発現が始まる。このSox2/3の発現領域が肥厚して水晶体プラコードを形成し、次いで陥入して水晶体胞を形成する。この頃から、Sox1の発現が開始される。水晶体胞では、Pax6とSox1/2/3が均一に発現されている。水晶体胞の外側の上皮層は、そのまま水晶体上皮となって細胞分裂を続けるが、内側に位置する細胞は伸長して水晶体繊維を形成し、水晶体構造が完成する。水晶体の中では、増殖した上皮の周辺部分が弓状部(上皮と繊維の境界部)を経て繊維部分に送られ、繊維化して水晶体全体が成長する。水晶体が形成されるとPax6の発現は上皮部分に限られるようになり、おそらくPax6の第2の制御機能が発揮され、未熟な水晶体上皮状態を維持する。一方、Sox1が水晶体繊維の分化を促進する。1.δEF1による骨格形成の制御。δ-クリスタリン遺伝子の制御因子として同定されたδEF1はZnフィンガーとホメオドメインをあわせもつ転写制御因子で、ニワトリ・マウスの胚では、水晶体のほか、頭部神経冠、体節、肢芽などで特に強く発現されている。δEF1を完全に欠損するマウスでは、神経冠由来頭部骨格、脊椎、肋骨、四肢の長骨、指根骨の形態が異常になった。骨要素間の融合、位置の異常、部分的過形成/低形成などである。特に指根骨の異常は、Hoxd11-13,Hoxa11-13の欠損マウスで観察されたものと共通性がありδEF1とHoxの間の相互作用が示唆された。この表現型はC末端側のZnフィンガーのみの欠損では観察されない。2.δEF1遺伝子による、T細胞系列の分化の制御。δEF1全体を欠失したものとC末端側のZnフィンガーのみを欠失したものの2つの突然変異マウスに共通してT細胞の分化の阻害が観察された。胸腺のT細胞が1/100程度にまで減少していた。c-kit陽性のT細胞前駆体がごくわずかしか存在しないことが要因の一つである。3.水晶体誘導の対象としてのSox2/3の発現。Sox2/3は水晶体におけるδ-クリスタリン発現に必須な転写制御因子として同定された。Sox2/3の水晶体分化の初期過程での発現の変化をニワトリ胚で分析した。Pax-6を発現する外胚葉に眼杯が接近すると直ちに、眼杯に対する位置にSox2/3の強い発現がはじまり、次いでSox2/3発現領域が水晶体原基へと分化していった。外科的操作で眼杯を除くとSox2/3の水晶体領域での発現は失われ、水晶体分化もおきなかった。

眼杯によるSox2/3の発現誘導は水晶体誘導の過程の重要な部分を占めると考えられる。ニワトリ胚の水晶体文化において最も初期に発現される特異的蛋白質であるδ-クリスタリン遺伝子の活性化機構を研究した。δ-クリスタリン遺伝子は第3イントロンにあるエンハンサーによって制御されており、エンハンサーの水晶体特異性は、そのDC5領域に結合する2つの転写制御因子δEF2とδEF3の作用によって与えられること、また、δEF2は類似の因子群であり、その1つがSOX2であることも明かにしていた。水晶体のcDNAからSOX2と類似の因子をコードするものをクローニングし、他のδEF2成分がSOX1、SOX3であることを明かにした。Sox1,2,3遺伝子の水晶体誘導時の発現をin situ hybridizationによって詳しく解析した。眼胞が外胚葉に接するSt.10-11では、これらのSoxはまだ発現されていないが、4時間後のSt.12では、眼胞と接する外胚葉でSox2、Sox3の発現が活性化される。このSox2/3の発現は、眼胞からの作用によるものである。St.13では、そのSox発現領域がそのまま水晶体プラコードに変化し、δ-クリスタリンを発現するようになることが明かになった。Sox1は、少し遅れて、St.13以降に発現される。眼胞が外胚葉に接する以前から、頭部外胚葉ではPax6が広く発現され、外胚葉の眼胞への反応性を与えている。従って、あらかじめPax6を発現していた頭部外胚葉のなかに、Sox2/3が誘導されたことになる。Pax6とSoxがともに発現されることによって、水晶体分化の条件が与えられている可能性がある。水晶体分化においては、網膜原基による誘導作用によって、Sox2,Sox3の発現が外胚葉で開始され、水晶体プラコードの形成とδ-クリスタリン遺伝子の発現がそれに続く。SOXの作用の分子機構を中心に研究をすすめた。1. SOXの作用特異性。水晶体ではグループBSox遺伝子であるSoxl-3が発現されるが、他のSOX蛋白質がδ-クリスタリン・エンハンサーを活性化できるかどうかを調べたところ、他のSOXでは全く活性化されなかった。活性化能を持つSOXlと活性化できないSOX9の間でキメラSOX蛋白質を作り、特異性の機構を解析した。キメラSOX蛋白質がδ-クリスタリンDC5エンハンサーの転写を活性するためには、HMGドメインのC末端側のドメインがSOXlのものである必要がある。このドメインは、SOXに隣接した部位に結合するパートナー因子δEF3との相互作用のドメインであり、SOX2、SOX3でも保存されている。2.新たなグループB Sox遺伝子。Soxl-3以外のグループBのSox遺伝子をスクリーニングした。その結果、Sox14とSox21を見い出した。SOX14,SOX21はSOXl-3とδEF3相互作用ドメインが良く似ており、これらの間の機能的相互作用が期待される。3. δ-クリスタリン・エンハンサーの活性の制御。δ-クリスタリン・エンハンサー全長の中での主要なSOX,PAX6,MAF結合部位を同定し、その結合塩基配列に塩基置換を導入して、初代トランスジェニックマウス中での発現によって各々の転写制御因子の作用を分析し、次の結論を得た。SOXはδ-クリスタリンの発現に必須である。PAX6は水晶体上皮でのクリスタリン発現を抑制しているLargeMAFは、水晶体繊維部分で遺伝子の活性を高めている。
フェーズフィールドモデルを用いた亀裂進展現象の解析

申請者と金沢大木村の提案した亀裂進展フェーズフィールドモデルに対して,モデルの妥当性の検証と,3次元亀裂進展の数値シミュレーションを行った.モデルの妥当性としては,モードIII亀裂進展における亀裂面に垂直な方向でのフェーズフィールドの平衡解のプロファイルを,正則化パラメータとの関係と,微小亀裂(またはダメージ)の量による亀裂本数の変化において調べた.3次元亀裂進展については,このモデルから導出した方程式を用いてモードI+IIIにおける亀裂面の旋回を数値シミュレーションで再現し,また,大規模数値シミュレーションのための高速コードの開発や,データの立体視に対応した可視化ソフトの作成を行った.・3次元亀裂進展に関するモデルについて,Francfort-Marigoタイプのエネルギー表式から導出される時間発展方程式を再チェックし,これを採用することとした.このモデルを用いた3次元の数値計算については,インプリメントの容易な早稲田大学野津氏の有限要素コードをベースに利用することにし,実際にコードをテスト実行し数値計算が可能であることを確認できた.また,前年度既に着手していたGPUによる高速化のテストも並行して行った.今年度導入した数値計算システムにおいて,CPUのみで計算する場合と行列ソルバーのみGPUで計算する場合について速度の評価を行なった結果あまり差異がみられなかったが,GPU版はチューニングによってさらに高速化することが期待される.・フェーズフィールドの中間的な値を用いた微細な亀裂進展の研究については,まず理論面から,我々の用いているモデル方程式においてフェーズフィールドが中間的な値をとった場合にどのような解が存在するのか調べた.モードIII亀裂が直進する場合を想定し,その断面方向の平衡解のプロファイルを検討したところ,ベースとなるフェーズフィールドの値の上昇に伴い亀裂の本数が増加していくことがわかった.この結果から微細な亀裂を全面に含んだ材料では同時に多数の亀裂が進展することが裏付けられ,微細な亀裂を持つ材質での研究に適用可能であることが示唆された.また,研究交流より,フェーズフィールドの中間的な値をダメージとして捉えた場合に地質学における断層面でのき裂進展と対応できる可能性や,ゲルの亀裂進展へのモデルの拡張の方法などに関する知見を得た.・これらの研究成果を日本応用数理学会,国際研究集会ARGORITMY2012,応用数学合同研究集会,数学者と地震学者の破壊力学研究会,その他ワークショップ等で発表し,研究内容について議論を行った.申請者らの提案したフェースフィールドモデルを用いた3次元亀裂進展数値シミュレーションを行い,モデルの適応性を検討した.また,3次元数値シミュレーション結果を立体的に可視化するための簡易ビューアソフトを開発した.3次元の亀裂進展数値シミュレーションについては,早稲田大学野津氏の開発した有限要素コードの改良(野津版)を進めながら,同時に,FreeFem++を用いた数値計算コードを作成し,後者での数値シミュレーションを行った.モデルが実際の問題に適用できるか検討するために,厚みを持つ板状物質に深さ方向に傾斜を持つ初期亀裂からのモードI+III亀裂進展の再現を目指した.実験においては亀裂面の旋回と分断が観測されているが,今回,申請者のモデルを用いて亀裂面の進展過程での旋回について検証することができた.この結果はCzech-Japanese Seminar 2013等で発表された.データの可視化については,3次元亀裂進展数値シミュレーションにおける亀裂面の変形・発展を調べるために,FreeFem++による出力データから可視化するソフトを作成し,市販の3次元表示モニタと併用することで立体視が可能なシステムを構築した.このシステムを利用することで,数値シミュレーション結果における亀裂面の形状を様々な角度から立体的に把握することができるようになった.また,野津版のシミュレーションコードからの出力ファイルをFreeFem++の形式に変換するソフトも作成し,この可視化システムが活用できるようにした.この可視化ソフトのソースコードはインターネットで公開している.また,3次元亀裂進展数値シミュレーションを進めていくためには大規模数値計算の高速化が必須となるため,「き裂進展数値シミュレーションに関するWORKSHOP」を開催し,行列計算手法やそのインプリメンテーションについて検討した.申請者と金沢大木村の提案した亀裂進展フェーズフィールドモデルに対して,モデルの妥当性の検証と,3次元亀裂進展の数値シミュレーションを行った.モデルの妥当性としては,モードIII亀裂進展における亀裂面に垂直な方向でのフェーズフィールドの平衡解のプロファイルを,正則化パラメータとの関係と,微小亀裂(またはダメージ)の量による亀裂本数の変化において調べた.3次元亀裂進展については,このモデルから導出した方程式を用いてモードI+IIIにおける亀裂面の旋回を数値シミュレーションで再現し,また,大規模数値シミュレーションのための高速コードの開発や,データの立体視に対応した可視化ソフトの作成を行った.・申請者らの提案したフェーズフィールドモデルの妥当性の検討として,正則化パラメータと亀裂断面プロファイルの関係について調べた.モードIII(面外変形)亀裂進展において,亀裂進展と垂直な方向でのフェーズフィールドが満たす方程式から数値的にプロファイルを求め,正則化パラメータが小さくなることで領域内のほとんどの点においてフェーズフィールド(z)が亀裂部分(zがおよそ1)とそれ以外(zがおよそ0)になることが確かめられた.また,このモデルでは亀裂の非修復条件をかけているが,実際に数値シミュレーションすることで,亀裂の進展に伴いフェーズフィールドの断面プロファイルが上記平衡解のプロファイルへ漸近していくことが確かめられた.・フェーズフィールドモデルの微細な亀裂の進展への応用にあたり,岡山大学塚田氏,三造試験センター井上氏,横浜国立大学角氏らと議論を行った.疲労の亀裂進展の観点から,繰り返し応力の変動によるダメージの蓄積がこのモデルで表現できれば,亀裂の経路予測や材質の寿命の評価を可能にするのではないかと考えられるとの結論に達した.これらの検討におけるプレゼンテーションのためにノートPCを購入し活用した.・

3次元亀裂進展のための計算コードのベクトル変数対応版については,従来スカラー版で使用していたALBERTAtoolboxをベースにしたもの(ALBERTA toolbox版)と並行して,早稲田大学野津氏の開発した有限要素コードをベースにしたもの(野津版)の開発を行った.ALBERTAtoolbox版では従来のスカラー変数コードをversion3用にアップデートする作業を行い,ほぼ完成した.野津版ではベクトル変数での亀裂進展コードの作成を進め,こちらも完成が近い.また,野津版についてGPU対応させ稼働を確認した.コード開発のためにPC用メモリとネットワークファイルサーバを購入した.・3次元亀裂進展に関するモデルについては,既に導出していた方程式を再チェックし,野津版のコードへのインプリメントがほぼ完了した.また,同時にチェックのためにFreeFem++での計算コードもインプリメントを進めている.ALBERTAツールボックスを用いたアダプティブメッシュ有限要素コードのインプリメントについてはまだ完了しておらず,次年度での完成を目指すこととなった.計算コードの高速化については,CUSP-libraryによるGPUでの行列計算は組み込んだものの,計算速度はまだチューニングの余地を残している.・微細な亀裂進展の解析については,1次元き裂断面平衡解の解析の結果が我々のモデルにおけるフェーズフィールドが中間的な値を取る場合として取り扱える可能性を示したのみならず,他分野との研究交流より,地震における亀裂近傍の損傷の蓄積の重要性に関する知見が得られたこと,ゲルの亀裂進展へ適用する可能性が見出されたことから,研究を発展させる方向性が広がった.・3次元亀裂進展数値計算の実施については,まだテスト実行の段階にとどまっており,次年度は適用する問題をしぼって数値計算を実施する必要がある.以上より,次年度の研究の中心となる3次元問題への数値計算の適用が遅れているものの,その他の課題はほぼ達成されており,また,研究をすすめる上での新しい方向性も見出せつつあることから,総合的にはほぼ計画通りに進んでいると評価される.・フェーズフィールドモデルの妥当性については,亀裂進行速度についての解析はできなかったものの,亀裂の本数と対応する亀裂断面解,さらに正則化パラメータとのフェーズフィールドのプロファイルの関係については知見が得られ,このモデルで亀裂進展を表現するための妥当性の確認は前進した,しかし,三造試験センターにおける検討において,亀裂進展現象へのモデルの妥当性検証のための対比実験については,実験の容易な鋼では脆性破壊の条件が満たせないことや,純粋なモードIIIの亀裂進展実験は技術的に困難であるとの指摘があった.
視床下部における食欲中枢のMRIによる3次元画像化に関する研究

Mn^<2+>造営MRI法により生きた動物個体(ラット、マウス等)を用いて食欲調節の液性伝達および神経性伝達による視床下部における中枢投射を50um-100umの空間分解能で3次元画像化する方法を開発し、摂食促進/抑制因子の視床下部における反応部位を無侵襲、非破壊的に3次元MRI画像化し、同定した。本研究は、Mn2+造影MRI法により生きた動物個体(ラット、マウス等)を用いて視床下部における食欲中枢を50um・100umの空間分解能で3次元画像化する方法を開発し、レプチンや摂食促進/抑制因子の視床下部における反応部位を無侵襲、非破壊的に3次元MRI画像上で同定することを主な目的としている。このような食欲調節因子の中枢投射を生きた動物個体を用いて、Mn2+造影MRI法により無侵襲、非破壊的に3次元画像化、同定するためには、以下の要素技術の確立が不可欠である。1)麻酔方法を含め、安定した動物実験法の確立、2)安全で再現性のあるMn2+すなわち、MnC12の投与方法の確立、3)非磁性の高感度RFコイル・プローブ(定位脳固定装置を含む)の作製、4)Mn2+造影MRI法のパルス系列及び撮像法の最適化、5)刺激に特異的な応答を時空間的に抽出(独立成分解析)し、脳機能マッピングを作成する方法の確立、6)クロスプラットホーム対応の3D MRI画像の大量データの解析、表示、保存システムの構築平成19年度は、上記の方法論の確立に重点を置いた実験、研究を行った。本研究は、Mn2+造影MRI法により生きた動物個体(ラット、マウス等)を用いて食欲調節の液性伝達および神経性伝達による視床下部における中枢投射を50um-100umの空間分解能で3次元画像化する方法を開発し、摂食促進/抑制因子の視床下部における反応部位を無侵襲、非破壊的に3次元MRI画像化し、同定することを主な目的とした。本年度は、方法論的立場からは、前年度の成果のさらなる改良、発展を行った。とりわけ、動物個体(ラット、マウス)用のRFコイル/プローブの改良は不可欠であり、感度の向上、生理的条件への適応化を進めた。また、3D MRI画像データの解析、表示、保存システムについては、クロス・プラットホーム対応化とマルティ・モダリティ対応化したシステム構築への発展、改良を行った。さらに時系列3D MRIデータの統計的な解析方法としては、パラダイムを仮定した相関分析のみでは不十分であったので、独立成分分析を応用し、刺激に特異的な応答を時間、空間的に抽出できるようにし、刺激のパラダイムに依存しない脳機能マッピングを作成する方法への改良を行った。ラットやマウスに摂食促進/抑制因子を静脈投与あるいは脳室内投与し、視床下部におけるこれらの因子の反応部位を前年度に確立したMn2+造影MRI法を応用することにより無侵襲、非破壊的に3次元画像化し、同定した。同様な実験プロトコールにおいて、Fos様免疫活性を用いて、神経の活性化を評価し、視床下部における反応部位をMn2+造影MRI法と比較した。
地下帯水層蓄熱法による自然エネルギーの複合利用

東北地方豪雪地帯では、冬期間の暖房エネルギーの確保及び雪の始末は、住民にとって極めて切実な問題である。地域の特殊事情に見合った代替エネルギーの開発は、緊急を要する課題である。本研究は、夏の熱エネルギーを地下帯水層に蓄え、冬期間の暖房熱源、融雪熱源に利用し、使用済み冷水は、再び地下蓄熱して夏の冷房に活用するという一年を周期とした自然熱複合利用の基礎研究である。1.熱回収実験山形大学地下帯水層蓄熱実験で、熱回収率52%を達成することができた。すなわち、夏期平均温度27.4°C、水量30,300【m^3】の微温水注入により、冬期平均22.5°Cで同量を回収した。2.ケーシング熱損失の概算とその低減法ケーシング熱損失の概算法を提示するとともに、その低減方法を検討した結果、原掘孔とケーシングの空隙を20cmとして、そこにセメントミルクを注入してやることにより、1サイクルあたりの熱損失を9%台に低減できる見通しが得られた。地下帯水層にFe【(OH)_3】コロイド膜を形成して自然地下水流を押え、熱回収率を増大させる工法が可能である。
越波実験における実用的な風速設定法の確立

本研究は,越波流量の空間分布に対する越波流量の規模と風速の影響を明らかにし,それをもとに越波の水理模型実験における現地と縮尺模型との風速の対応関係を調べ,越波実験における模型風速の設定方法を実用的な形で提案することを目的としており,1)越波流量空間分布の現地観測,2)現地における越波流量空間分布の定式化,3)水理模型実験による再現実験,4)模型実験における越波流量空間分布の定式化,5)越波実験における模型風速の設定方法の確立,の5つの実施項目からなる.平成30年度は最終年度であり,3)水理模型実験による再現実験と4)模型実験における越波流量空間分布の定式化については前年度から引き続き実施し,蓄積された観測結果や実験結果の成果をもとに,5)越波実験における模型風速の設定方法について検討し,最終的な研究成果のとりまとめを行った.各項目の実施内容は以下のとおりである.3)水理模型実験による再現実験:現地観測を行った直立護岸を対象に,小型と中型の2つの断面2次元造波風洞水路により模型縮尺が異なる実験を行った.得られた実験結果の比較から,模型縮尺が異なると越波流量の空間分布に対する風の影響などが異なる傾向が認められた.4)模型実験における越波流量空間分布の定式化:得られた実験結果に基づいて,越波流量の空間分布を定式化した.現地観測結果から得られた越波流量空間分布の推定式と比較すると,造波風洞水路による模型実験では越波流量空間分布に対する風速の影響が現地に比べて小さくなることが分かった.また,過去に検討した消波護岸の場合と比べて,直立護岸では越波流量空間分布に対する風の影響が大きいことを示した.5)越波実験における模型風速の設定方法の確立:現地と模型との越波流量空間分布の推定式を比較し,現地の風速や越波流量の規模などから模型実験で設定すべき風速の算定式を導出した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。越波の水理模型実験では,風速に関する適切な相似則がないため風の影響を定量的に評価できない.本研究は,越波の模型実験における実用的な風速の設定方法を提案することを目的に,1)越波流量空間分布の現地観測,2)現地における越波流量空間分布の定式化,3)水理模型実験による再現,4)模型実験における越波流量空間分布の定式化,5)越波実験における模型風速の設定方法の確立,の5つの実施項目からなる.平成28年度は主に,1)越波流量空間分布の現地観測および2)現地における越波流量空間分布の定式化を実施し,3)水理模型実験による再現について準備を進めた.1)越波流量空間分布の現地観測:下関市の日本海側に面した直立護岸を対象に,越波流量の空間分布,風向風速の現地観測を計画し,冬季風浪が発達した期間に観測を実施した.越波流量の空間分布の計測には水位計を設置したポリタンクと転倒升式雨量計を用いた.また,波浪,潮位については公的機関の観測データを収集し,越波の状況は複数のビデオカメラで撮影した.2)現地における越波流量空間分布の定式化:Fukuda et al.(1974)よる消波護岸を対象にした越波流量空間分布の現地観測結果をもとに,越波流量空間分布は指数関数形で表され,その係数が単位幅当たりの越波流量と風速で決まると考え,越波流量空間分布の定式化を行った.著者らは過去にも同様の検討を行っており,過去に得られた式の問題点を改善することで,より妥当な経験式が得られた.3)水理模型実験による再現:現地観測を実施した直立護岸を対象に,次年度に現地観測結果の再現実験を行うため,水理模型の作成,および造波継続時間,造波の安定性,計測精度等についての予備実験を行い,次年度の本格的な実験に向けた準備を行った.平成28年度は,現地観測を実施し越波流量空間分布のデータを測得できており,また,越波流量空間分布の定式化についても,妥当な推定式が得られた.さらに,水理模型実験については来年度の本格的な実験の実施に向けて予備実験等を行った.これらの実施内容は当初の計画に沿っており,順調に進展しているといえる.本研究は,越波流量の空間分布に対する越波流量の規模と風速の影響を明らかにし,それをもとに越波の水理模型実験における現地と縮尺模型との風速の対応関係を調べ,越波実験における模型風速の設定方法を実用的な形で提案することを目的としており,1)越波流量空間分布の現地観測,2)現地における越波流量空間分布の定式化,3)水理模型実験による再現実験,4)模型実験における越波流量空間分布の定式化,5)越波実験における模型風速の設定方法の確立,の5つの実施項目からなる.平成29年度は以下の項目について実施した.1)越波流量空間分布の現地観測:前年度に引き続き,直立護岸における越波の現地観測を冬季に実施して観測データを蓄積した.前年度の観測を踏まえ観測機器の配置を変更し,より詳細な越波流量空間分布の観測データが得られた.また,観測項目に飛来塩分量を追加し,越波飛沫量と飛来塩分量の関連を検討できるデータを得た.2)現地における越波流量空間分布の定式化:観測データをもとに越波流量の空間分布の推定式を構築した.

さらに,過去に構築した消波護岸に対する同様の推定式と比較し,越波に対する風の影響が護岸形式により大きく異なることを明らかにした.3)水理模型実験による再現実験:現地観測を行った護岸を対象に,小型(九州大学所有)と中型(熊本高等専門学校所有)の2つの断面2次元造波風洞水路により模型縮尺が異なる実験を行うための準備を進め,予備的な検討を行った.この再現実験は平成30年度前半に本格的に実施し,現地の再現だけでなく縮尺効果についても検討する.4)模型実験における越波流量空間分布の定式化:予備実験の結果や過去に行った同様の実験結果をもとに,模型スケールでの越波流量空間分布の定式化を行い,推定精度や適用範囲について予備的な検討を行った.平成29年度は,現地観測により有用なデータを多く取得することができ,前年度の観測結果と合わせて現地における越波流量空間分布について十分な検討ができた.水理模型実験についても,予備的な検討を進め,本格的な実験に向けて実験模型や計測方法などを十分に確認できた.これらの実施内容は当初の研究計画に沿っており,順調に進展しているといえる.本研究は,越波流量の空間分布に対する越波流量の規模と風速の影響を明らかにし,それをもとに越波の水理模型実験における現地と縮尺模型との風速の対応関係を調べ,越波実験における模型風速の設定方法を実用的な形で提案することを目的としており,1)越波流量空間分布の現地観測,2)現地における越波流量空間分布の定式化,3)水理模型実験による再現実験,4)模型実験における越波流量空間分布の定式化,5)越波実験における模型風速の設定方法の確立,の5つの実施項目からなる.平成30年度は最終年度であり,3)水理模型実験による再現実験と4)模型実験における越波流量空間分布の定式化については前年度から引き続き実施し,蓄積された観測結果や実験結果の成果をもとに,5)越波実験における模型風速の設定方法について検討し,最終的な研究成果のとりまとめを行った.各項目の実施内容は以下のとおりである.3)水理模型実験による再現実験:現地観測を行った直立護岸を対象に,小型と中型の2つの断面2次元造波風洞水路により模型縮尺が異なる実験を行った.得られた実験結果の比較から,模型縮尺が異なると越波流量の空間分布に対する風の影響などが異なる傾向が認められた.4)模型実験における越波流量空間分布の定式化:得られた実験結果に基づいて,越波流量の空間分布を定式化した.現地観測結果から得られた越波流量空間分布の推定式と比較すると,造波風洞水路による模型実験では越波流量空間分布に対する風速の影響が現地に比べて小さくなることが分かった.また,過去に検討した消波護岸の場合と比べて,直立護岸では越波流量空間分布に対する風の影響が大きいことを示した.5)越波実験における模型風速の設定方法の確立:現地と模型との越波流量空間分布の推定式を比較し,現地の風速や越波流量の規模などから模型実験で設定すべき風速の算定式を導出した.平成29年度は,1)越波流量空間分布の現地観測と2)現地における越波流量空間分布の定式化については前年度から引き続き実施し,3)水理模型実験による再現と4)模型実験における越波流量空間分布の定式化についても本格的に実施する.1)越波流量空間分布の現地観測および2)現地における越波流量空間分布の定式化:平成29年度についても冬季に現地観測を行い,観測データを蓄積する.最終年度である平成30年度は模型実験および研究成果の取りまとめを行うため,現地観測は平成29年度で終了する.また,蓄積された現地データを検討し,越波流量空間分布の定式化を完了する.
新規関節リウマチモデルマウスを用いた病態進行のメカニズム解明と治療法の検討

新規トランスジェニックマウス(D1CCマウス)のホモ化(トランスジーンをホモに持つ)を試みた。Real-time PCR法を用いる事でホモとヘテロマウスを同定する事が可能となり、ホモマウスを用いた系統維持が可能となった。また本マウスに抗リウマチ薬(推奨度A)を投与する事で、関節炎の抑制効果が確認された(論文準備中)。加えて関節外病変として生じる間質性肺炎を組織学的に捉える事に成功した(論文準備中)。本申請では以下の4項目を研究計画期間内に達成することを目的としている。1)異所的なMHCクラスIIの発現が、関節リウマチ(RA)の発症に強く関わる事を明らかとする。この際D1CCマウスホモマウスを作製し、その重篤度をヘテロマウスと比較検討する。現時点での結果:ホモマウスをreal-time PCR法により同定する方法を確立できた。またホモマウス間での交配が可能である事も明らかとなった。今後ホモマウスにおける関節リウマチ様症状の進行等について解析を進める予定。2)これまでの研究から慢性的、段階的なRA症状を観察すると炎症相、滑膜増生相から関節破壊に至る過程の解析を行う。現時点での結果:関節炎発症初期における滑膜細胞の増殖の特徴を解析中。特に薬剤処理のより軟骨破壊が進行しないものの、若干の滑膜細胞の増殖の増殖が観察される事から、このメカニズムに焦点を当てて検討する予定。3)RA患者に対して使用されている既存製剤の効果をD1CCマウスにおいて検討する。現時点での結果:MTX, SASP伴に、顕著に関節炎を抑制した。またこの効果は、2次免疫開始からでも有為に抑制できる事が明らかとなった。4)D1CCマウスでは、関節外病変として間質性肺炎が検出された。現時点での結果:KL-6が高度に発現している事を確認できた。関節リウマチ(RA)は、本格的な高齢化社会へと向かう我が国において、保健衛生上の重点課題の一つである。RAの発症には、遺伝的背景、感染病原体、環境要因の3者が深く関わっていると考えられる。しかしRAそのものを引き起こす病原体あるいは環境要因に関しては、いまだその実体は明らかとなっていない。一方遺伝的背景および分子レベルでの病態に関する知見、特にMHCクラスIIの発現制御機構に関する研究は、本研究を推進することができる状態にあった。そこでMHCクラスIIを関節軟骨部で特異的に発現させることで、RA疾患に近い疾病状態を誘発するモデルマウス(D1CCマウス、Proc. Nat1. Acad. Sci. U.S.A., 103:14465-70(2006))を樹立した。D1CCマウスにおけるRA発症は慢性かつ進行性で、末期においては著明な関節破壊も引き起こした。病理組織学的にもRAに酷似し、関節外病変も観察された。この為炎症過程と骨破壊の過程を分け、炎症から骨破壊への移行時の関節局所における変動要因の解析が可能となるなど多くの利点を持つ。これまでの研究では、ヘテロ型D1CCマウスを用い関節炎誘導を行っていた。しかし系統維持の容易さおよび遺伝子の重複度による悪性化の検討の必要性から、マウスのホモ化を試みた。Real-time PCR法を用いる事でホモとヘテロマウスを簡便かつ確実に同定する事ができ、ホモマウスを用いた系統維持が可能となった。次にD1CCマウスに抗リウマチ薬(推奨度A)を投与し、関節炎の抑制効果について検討した。抗リウマチ薬の投与量は、ヒト体重辺りに使用される標準的な投与量を基準とした。抗リウマチ薬の投与により関節部における炎症は抑制された(論文準備中)。加えて関節外病変として生じる間質性肺炎を組織学的に捉える事にも成功した(論文準備中)。