hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗精神病薬としてのガルバマゼピンの作用機☆に関する研究

コントロール群(Bmax 19.2fmol/kg,Kd 1.85 nM)と比較し、haloperidol慢性投与群では10%前後の受容体数の減少傾向がみられ、haloperidolとcarbamazepineの併用投与群では受容体数がやや増加していた。A-1受容体については、A-1受容体に対して選択的な薬剤であるCPA(N^6-cyclopentyladenosine)50nM存在下での^3H-CHA結合を特異的結合とした。抗けいれん剤の中ではcarbamazepineのIC_<50>が25μM前後となっており、最も強い親和性を示し、sodium valproateおよびclonazepamは100μMまでの高濃度でもほとんど抑制効果は見られなかった。また抗精神病薬であるhaloperidol、chlorpromazineも100μMまでの高濃度でもほとんど抑制効果は見られなかった。一方、A-2受容体については、A-2受容体に対する選択的な薬剤である2CADO(2-chloroadenosine)30μM存在下での^3H-CGS-21680結合を特異的結合とした。抗けいれん剤ではcarbamazepineが10μM前後から抑制効果が認められたが、300μMの高濃度でもIC_<50>にまでは至らず、A-1受容体に対する親和性と比較するとかなり弱い親和性しか認められなかった。Sodium valproate、clonazepam、haloperidol、chlorpromazineでは100μMまでの高濃度でも抑制効果は見られなかった。従来、A-1、A-2の両者に対して同程度の親和性を持つ^3H-ligandを用いた抑制実験から、carbamazepineはA-2受容体に対してより強い親和性を持つ可能性も示唆されていたが、今回、A-2受容体に対する選択的なligandである^3H-CGS-21680を用いた結合実験により、carbamazepineはA-1受容体に対して、より強い親和性を持つことが明らかになった。ラット大脳皮質組織を用いた^3H-CHAの特異的結合(A-1 adenosine受容体)、ラット線条体組織を用いた^3H-CGS-21680の特異的結合(A-2 adenosine受容体)に対する各種薬剤の抑制効果を検討した。Haloperidol,chlorpromazine等の抗精神病薬はA-l受容体,A-2受容体の両者に対して全く親和性がみられなかった。これに対し、抗てんかん薬であるCarbamazepineはA-1受容体に対してIC_<50>が22μM前後の比較的強い親和性がみられ、A-2受容体に対しても弱い親和性がみられたが、A-2受容体に対する親和性は100μM以上となっていた。また、clonazepamはA-1受容体に対してはIC_<50>が70μM前後と比較的強い親和性がみられたが、A-2受容体に対してはほとんど親和性がみられなかった。バルブロ酸はA-1受容体に対してちA-2受容体に対しても親和性はみられなかった。Adenosine受容体に対する特異的な試薬であるCPA(N^6-cyclopentyladenosine),2-CADO(2-chloroadenosine),CHA(N^6-cyclohexyladenosine),CGS-21680等についてもA-1,A-
不完全なモデルにもとづく合理的な制御の可能性、方式および設計法に関する総合的研究

本研究課題に関連して5回の泊り込み形式による研究集会を行い,活発な討論にもとづく共同研究が大きく進展した.成果は報告書にくわしく記述されているが,特に注目に値するものに限って以下簡単に述べる.まずロバスト制御,H^∞制御の分野では,サ-ボ問題や状態フィ-ドバック問題など「非標準問題」に対するH^∞制御理論に本研究グル-プは著しい寄与をした.またH^∞制御の構造解明や新しい枠組の提案、ディジタルH^∞制御,H^∞推定およびフィルタにも着実な成果が得られ,海外からも高く評価された.無限次元系に対してはロバスト安定化や有限極指定,またディジタル制御ではマルチレ-ト問題やアナログ制御との結合に関して,本研究グル-プの寄与は著しい.関連分野においては非線形制御の構造解明,ニュ-ラルネットワ-クを用いた制御系の同定がとりあげられ,ロバスト制御やモデルの不確かさとの関連でその意味づけが行われた.応用面では柔軟構造物の制御,ロボットとマニピュレ-ション,電動機制御が本研究グル-プのメンバ-によってとりあげられ,不完全なモデルにもとづく合理的な制御の可能性,方式および設計法がくわしく論じられた.全体を通じて「モデルの不完全さ」の表われ方やその影響,それに対処する方法について,理論と応用の両面で大きな成果を上げ,本研究課題の目的を基本的に達成することができたと考える.このことはグル-プの各メンバ-の研究機関を通じた論文発表件数の多さに如実に反映されている.本研究課題に関連して5回の泊り込み形式による研究集会を行い,活発な討論にもとづく共同研究が大きく進展した.成果は報告書にくわしく記述されているが,特に注目に値するものに限って以下簡単に述べる.まずロバスト制御,H^∞制御の分野では,サ-ボ問題や状態フィ-ドバック問題など「非標準問題」に対するH^∞制御理論に本研究グル-プは著しい寄与をした.またH^∞制御の構造解明や新しい枠組の提案、ディジタルH^∞制御,H^∞推定およびフィルタにも着実な成果が得られ,海外からも高く評価された.無限次元系に対してはロバスト安定化や有限極指定,またディジタル制御ではマルチレ-ト問題やアナログ制御との結合に関して,本研究グル-プの寄与は著しい.関連分野においては非線形制御の構造解明,ニュ-ラルネットワ-クを用いた制御系の同定がとりあげられ,ロバスト制御やモデルの不確かさとの関連でその意味づけが行われた.応用面では柔軟構造物の制御,ロボットとマニピュレ-ション,電動機制御が本研究グル-プのメンバ-によってとりあげられ,不完全なモデルにもとづく合理的な制御の可能性,方式および設計法がくわしく論じられた.全体を通じて「モデルの不完全さ」の表われ方やその影響,それに対処する方法について,理論と応用の両面で大きな成果を上げ,本研究課題の目的を基本的に達成することができたと考える.このことはグル-プの各メンバ-の研究機関を通じた論文発表件数の多さに如実に反映されている.本研究の目的は,不完全なモデルにもとづいて対象をどこまで制御できるか,どのような方式が最適であるか,またそれを実現するにはどのように制御器を構成すればよいか,理論の応用可能性にかかわるこれらの基本的な問題にはっきりした解答を与えることである.本年度は,計画1年目であるので主として現状の分析を行うために,平成2年10月4日6日(金沢),平成2年11月15日(京都),平成3年1月14日16日(静岡)に,それまでの研究成果の報告と検討を行う目的で合同研究集会を行った.各研究集会では,ロバスト安定性,むだ時間を含むシステムのロバスト適応制御,大規模システムのロバスト安定化,マニピュレ-タのロバスト制御などに関する新しい知見が報告され,活発な討論が行われた.その結果,本研究の研究テ-マの重要性について改めて認識を新たにするとともに,実システムのモデリングと設計における不確かさの構造と問題点に現在のロバスト制御理論がどこまで対応しているかがある程度明らかとなった.また,未解決問題がいくつか提起され,今後各分担者の具体的な研究成果の中に積極的に取り込まれる道筋が明らかとなった.来年度は,本年度明らかにされた現状の問題点と今後のロバスト制御理論の発展の方向にもとづいて,引続き研究を行う予定である.今年度は泊りこみ形式の研究集会を3回行った.年度当初に設定した今年度のテ-マは次の3つである.(1)モデルが得られない場合に設計者が行っているヒュ-リスティックな設計を事例に即して解析し,ヒュ-リスティクな方法の合理的な基礎を検討する.(2)モデルが含む不確かさ,不完全さと達成できる制御性能を定量的に結びつける指標を確立する.(3) (2)の指標にものづき,モデリングと設計を結合した新しい制御系設計の枠組を確立する.これらのテ-マを各メンバ-の共通の問題意識として研究を行った.(1)については現場技術者からの聞きとりを予定していたが,適当な人が得られず実現しなかった.その代り研究集会で各メンバ-の体験にもとづく詳細な検討を行い,ヒュ-リスティクな方法と数理的な方法との相補的な関連についてはっきりした見通しが得られた.(2)については,パラメ-タ空間における不確かさの指標と周波数領域における不確かさの指標の間の基本的な関係がメンバ-の1人によって確立され,この課題の大きな成果となった.

また,ディジタル制御におけるサンプリング時間とロバスト性指標の間連も明らかとなった. (3)については,H^∞制御の基本的な枠組の確立がメンバ-の1人によって行われたこと,ロボットなど非線形制御のロバスト性改善が得られたこと,むだ時間システムに対するロバスト制御に新しい知見を加えることができたこと,などきわめて多彩な成果を上げることができた.本研究グル-プは2年間の研究の研究期間中に5回の研究集会をはじめとする活発な研究活動を行い,その成果は総計200編に近い論文発表として結実している.
ラット脳線状体細胞膜を介する情報伝達系の解析による向精神薬の作用機序研究

代表的な向精神薬であるクロ-ルプロマジン(CP)10mg、20mg/kg、ハロペリド-ル(HD)1mg、2mg/kgをそれぞれ1日2回3週間ラット腹腔内に投与、大脳皮質、海馬及び線状体より膜画分を作製、次項に記す研究成果をえた。1.活性化した百日咳トキシン(IAP)溶液を膜画分に添加しADPリボシル化反応を行い標識ADP-リボシル化量を測定することによりGi/Go量を定量した。SDS-PAG電気泳動によってGi/Goを分離(それぞれ41Kと39Kを示す)、そのオ-トラジオグラフィ-からGi/Go量を同定した。本法により、CP、HP慢性投与による影響を検討した結果、脳内各部位で対照群と有意の差が得られなかった。この結果は向精神薬がGi/Goに直接及ぼす可能性を否定している。2.炭酸リチウム含有エサをラットに2週、4週、7週間投与、同様の方法でGi/Go量の分離同定を行った。現在、一定の結果を得ていないが、リチウムがADPリボシル化の酵素反応過程に及ぼす影響を無視できないためと思われるため、さらに検討中である。3.精神分裂病の脳内各部位について、本法を用いて検討を行った。これらの症例は全例、向精神薬を服用しており、何らかの影響があればGi/Go量に変化が出現する可能性が考えられた。その結果、精神分裂病では対照群と比較して、左海馬と左被殻でのみ対照群より低下していた。このように左側の側頭部でのみGi/Go量が低下していたことは向精神薬による影響が片側にのみ及んだと考えなければならず、むしろ、精神分裂病の病的過程との関連が推定された(J.Neural Transmission 79:227-234,1990)。
形態,生態,遺伝・生化学から見た東南アジアにおける蚊科の系統分類学的研究

本研究は当初の計画に従い昭和56年より62年まで実施された.この間昭和60年を除き現地調査と総括費が交互に交付され,現地調査はフィリピン,タイ,マレーシアでそれぞれ3ケ月実施された.得られた新知見・成果は(一部は学術雑誌に公表,研究発表参照)次の様に要約される.1.形態による蚊科の分類学的研究成虫・幼虫始本約15000個体作成し,これまでにフィリピンから132種,タイ113種,サラワク86種を同定した.約20種の未記録種(新種と思われる)が発見され,すでに3新種は記載されている.2.生態学的研究(2)植物体の一部(花苞,葉腋,竹節など)に溜った水は,蚊幼虫の発生源として重要で,特に熱帯に多い.このような小水域に発生する蚊の進化の1側面を理解するためには,蚊の種内,種間競争や,共存する他の動物との相互関係を知ることが重要である.本調査では,クワズイモの葉腋,ウツボカズラの捕虫ツボ,ウコンの花薩,竹節と竹切株に溜った水に発生する蚊幼虫とその他の動物を定量採集し,種内,種間関係を分析した.(3)東南アジアで大きな面積を占め,多種類の蚊が発生する水田で蚊幼虫の生存率と捕食動物相を調べた.その結果,東南アジアの水田では捕食が蚊の幼虫にとっての最も大きな死亡要因であることが明らかになった.(4)幼虫発生源調査とオビトラップ採集を並行して行うことにより,野外に放置された人工容器や樹洞,竹切株などに発生する蚊の種によるすみ分けせ明らかにした.3.電気泳動による蚊の分類系統の生化学的研究(1)乳酸脱水素酵素(LDH):調べられた計26種類のAnopheles亜属の幼虫のバンドが陽極側に速く泳動するのに対し,Cellia亜属では明らかに遅く泳動する傾向が見られた.また,最も遅いMansonia属を除くと一般の蚊幼虫のバンドは速く泳動された.(2)リンゴ酸酵素(ME):通常1本のバンドとして検出されるが,一般にLDHよりも遅く泳動される.Anophles属のCellia亜属並びにToxorhynchitesオオカ属では最も速く泳動されたが,Anopheles亜属,Orthopodomyia属,およびMalaya属の各種のバンドは遅く泳動されるグループに含まれる.Aede属とCulex属の幼虫のバンドはこれらの両方の中間に跨がって広く分布していた.なお,オオカではTx.metallicusのバンドだけが例外的にやや速く泳動したが,他の調べられた全ての種類は同じ位置に泳動されることは注目すべき現象である.(3)アルコール脱水素酵素(ADH):酵素活性検出の基質としてはアミルアルコールが用いられた.一般にこの酵素活性は幼虫では低くて検出困難であるが,オオカ属ではいろいろなRf値をもつ細い1本のバンドとして種の比較をすることができた.その他キサンチン脱水素酵素,ヘキソキナーゼ,エステラーゼ,ロイシンアミノペプチナーゼなどの酵素についても種々の蚊について調べ,泳動像について比較検討された.4.遺伝学的研究(1)染色体の細胞学的研究主としてオオカの核型が調べられたが,材料としては4令幼虫または前蛹が最も良い結果を示した.いずれも3対のメタセントリックな染方体からなっている.(2)Tx.splendensとTx.amboinensisの交雑実験フィリピンのパラワン島産の系統を除いてはTx.amboinensisと交雑可能であり,有効な子孫を残すことが明らかになった.したがってTx.amboinensisは独立種であると思えるよりもむしろTx.splendens amboinensisのように亜種をみなす方がよいと思われる.本研究は当初の計画に従い昭和56年より62年まで実施された.この間昭和60年を除き現地調査と総括費が交互に交付され,現地調査はフィリピン,タイ,マレーシアでそれぞれ3ケ月実施された.得られた新知見・成果は(一部は学術雑誌に公表,研究発表参照)次の様に要約される.1.形態による蚊科の分類学的研究成虫・幼虫始本約15000個体作成し,これまでにフィリピンから132種,タイ113種,サラワク86種を同定した.約20種の未記録種(新種と思われる)が発見され,すでに3新種は記載されている.2.生態学的研究(2)植物体の一部(花苞,葉腋,竹節など)に溜った水は,蚊幼虫の発生源として重要で,特に熱帯に多い.このような小水域に発生する蚊の進化の1側面を理解するためには,蚊の種内,種間競争や,共存する他の動物との相互関係を知ることが重要である.本調査では,クワズイモの葉腋,ウツボカズラの捕虫ツボ,ウコンの花薩,竹節と竹切株に溜った水に発生する蚊幼虫とその他の動物を定量採集し,種内,種間関係を分析した.(3)東南アジアで大きな面積を占め,多種類の蚊が発生する水田で蚊幼虫の生存率と捕食動物相を調べた.その結果,東南アジアの水田では捕食が蚊の幼虫にとっての最も大きな死亡要因であることが明らかになった.(4)幼虫発生源調査とオビトラップ採集を並行して行うことにより,野外に放置された人工容器や樹洞,竹切株などに発生する蚊の種によるすみ分けせ明らかにした.

3.電気泳動による蚊の分類系統の生化学的研究(1)乳酸脱水素酵素(LDH):調べられた計26種類のAnopheles亜属の幼虫のバンドが陽極側に速く泳動するのに対し,Cellia亜属では明らかに遅く泳動する傾向が見られた.また,最も遅いMansonia属を除くと一般の蚊幼虫のバンドは速く泳動された.(2)リンゴ酸酵素(ME):通常1本のバンドとして検出されるが,一般にLDHよりも遅く泳動される.Anophles属のCellia亜属並びにToxorhynchitesオオカ属では最も速く泳動されたが,Anopheles亜属,Orthopodomyia属,およびMalaya属の各種のバンドは遅く泳動されるグループに含まれる.Aede属とCulex属の幼虫のバンドはこれらの両方の中間に跨がって広く分布していた.なお,オオカではTx.metallicusのバンドだけが例外的にやや速く泳動したが,他の調べられた全ての種類は同じ位置に泳動されることは注目すべき現象である.(3)アルコール脱水素酵素(ADH):酵素活性検出の基質としてはアミルアルコールが用いられた.一般にこの酵素活性は幼虫では低くて検出困難であるが,オオカ属ではいろいろなRf値をもつ細い1本のバンドとして種の比較をすることができた.その他キサンチン脱水素酵素,ヘキソキナーゼ,エステラーゼ,ロイシンアミノペプチナーゼなどの酵素についても種々の蚊について調べ,泳動像について比較検討された.4.遺伝学的研究(1)染色体の細胞学的研究主としてオオカの核型が調べられたが,材料としては4令幼虫または前蛹が最も良い結果を示した.いずれも3対のメタセントリックな染方体からなっている.(2)Tx.splendensとTx.amboinensisの交雑実験フィリピンのパラワン島産の系統を除いてはTx.amboinensisと交雑可能であり,有効な子孫を残すことが明らかになった.したがってTx.amboinensisは独立種であると思えるよりもむしろTx.splendens amboinensisのように亜種をみなす方がよいと思われる.
世界最高強度コンクリートの力学モデルの開発とコンクリート構造物への展開

本研究は、世界最高強度コンクリート(PFC)の力学特性や構造性能を明らかにすることで、橋梁の自重の低減、スパン長大化、またそれらに伴う建設コスト・期間の縮減等を達成するようなPFCを用いた新しい構造形式の実現に資することを目的としている。このため1.力学特性の把握、2.力学モデルの提案、3.PFC部材のせん断耐力評価、4.PFCを用いた新構造形式の構造性能評価、の4ステップに分かれた研究計画とし、本年度は3,4に注力した.平成30年度は、まず昨年度から実施してきたPFCプレキャストセグメントを用いた外ケーブル方式PCはりの曲げ試験を引き続き行い、その性能評価を試みた。結果、40mmと薄肉の断面下縁に30MPaあるいは40MPaという大きなプレストレスを与えたPFCはりは、セグメント接合部に起因する脆性的な破壊や曲げ圧縮破壊、またはせん断破壊に至ることなく、最終的には外ケーブル降伏が先行する曲げ引張破壊に至ることを見出しており、PFCを用いた新構造の実現可能性を評価することができた。次に、PFC棒部材のせん断耐力評価のための実験的検討を行った。300MPa以上の圧縮強度を有するPFCではせん断挙動についての検討が限られている。そこでPFC棒部材のせん断耐力に対してプレストレス量、せん断スパン比および軸方向鉄筋比が及ぼす影響を検証した。結果、そのせん断耐力に対してプレストレス量およびせん断スパン比が影響することが確認された。また、既往の超高強度材料に対するせん断耐力算定式を用いる場合、そのせん断耐力のうちの補強繊維分担分およびコンクリート分担分の算定精度を向上させるためには、既往の算定式では考慮されていないせん断スパン比の影響を適切に考慮し、さらに斜めひび割れ角度の算定精度を向上させる必要があることを実験的に見出しており、PFCを用いた構造部材の設計に資する研究成果となった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は,世界最高強度コンクリート(PFC)の力学モデルの提案に注力し,実験的ならびに数値解析的に検討を行った.まず,繊維補強PFCの圧縮試験から,圧縮強度,ヤング係数等の圧縮に対する力学特性を明らかにし,さらにポストピーク領域を含めた圧縮応力ーひずみ関係をモデル化するに至った.また,曲げ試験結果をもとに推定したPFCの引張軟化曲線を3直線で表した引張軟化モデルを提案し,その後,提案した圧縮モデルおよび引張軟化モデルを用いて,矩形断面はりのはり高さをパラメータにFEM解析を実施し,PFCの曲げ強度の寸法依存性を考慮した引張応力ーひずみ関係の決定手法を提案するに至った.これにより,PFCを用いた構造部材の曲げ耐力を一般的な断面解析によって算定することが可能になった.さらに, PFCを用いた新構造形式について検討するため,PFCセグメントを用いた外ケーブル方式セグメントPCはりの構造性能評価を試みた.PFCは世界最高となる300N/mm2以上の圧縮強度を有する材料であることから,外ケーブルを用い,PFCの圧縮強度を活かすことで,より小さい断面でより大きなプレストレスを与えることができ,橋梁スパンを長大化できると考えられる.そこで,部材に与えるプレストレスをパラメータにウェブ厚,フランジ厚がともに40mmとなるT形の外ケーブル方式PFCセグメントはりの曲げせん断実験を行った.結果,40N/mm2という大きなプレストレスを与えたPFCのせん断耐力は,既往の超高強度材料であるUFCのせん断耐力算定式を用いて算出したせん断耐力を超え,最終的には外ケーブルの降伏が先行する曲げ引張破壊に至ることが明らかとなった.この研究成果は,PFCを用いた構造部材の性能を評価した初めての事例であり,得られた知見はPFCを用いた構造部材の設計に資するものになったといえる.本研究は、(1)最高強度コンクリートの力学特性に関する基礎的な実験データの蓄積、(2)実験データおよびその解析結果に基づく力学モデルの提案、(3)PFCを用いた構造部材のせん断耐力評価手法の提案、(4)実験と数値解析的検討に基づくPFCを用いた新構造形式の提案、の4ステップに分かれた研究計画としている。平成29年度はこの内の、(1)力学特性に関する実験データの蓄積ならびに(2)力学モデルの提案に注力し、さらに(4)新構造形式の提案についての実験的検討も行った。力学特性に関しては、すでに必要な実験的検討を終了しており、繊維補強PFCの圧縮・引張に対する力学特性を評価できた。また、その実験データおよび解析結果について分析し、繊維補強PFC部材の構造設計に不可欠な応力ーひずみモデルを提案するに至っている。これらについては既に論文に取りまとめて、外部に発表している。当初の研究計画では、この力学モデルの提案に続いて、PFCはり部材を作製し、(3)せん断耐力評価手法について実験的かつ解析的に検討を進める予定であったが、(1)および(2)の検討の結果、PFCの引張に対する力学特性は既往の超高強度材料であるUFCと同等程度であったため、PFC構造部材のせん断耐力の算定手法は既往の知見をもとに概ね評価できるものと仮定し、平成30年度に計画していた(4)PFCを用いた新構造形式の提案のため、外ケーブル方式PFCセグメントはりの構造性能評価に関する実験的検討を進めることとし、これについて有用な実験データを蓄積することができた。研究全体としては十分に成果が挙がっており、概ね順調に進展していると判断している。

本研究は、世界最高強度コンクリート(PFC)の力学特性や構造性能を明らかにすることで、橋梁の自重の低減、スパン長大化、またそれらに伴う建設コスト・期間の縮減等を達成するようなPFCを用いた新しい構造形式の実現に資することを目的としている。このため1.力学特性の把握、2.力学モデルの提案、3.PFC部材のせん断耐力評価、4.PFCを用いた新構造形式の構造性能評価、の4ステップに分かれた研究計画とし、本年度は3,4に注力した.平成30年度は、まず昨年度から実施してきたPFCプレキャストセグメントを用いた外ケーブル方式PCはりの曲げ試験を引き続き行い、その性能評価を試みた。結果、40mmと薄肉の断面下縁に30MPaあるいは40MPaという大きなプレストレスを与えたPFCはりは、セグメント接合部に起因する脆性的な破壊や曲げ圧縮破壊、またはせん断破壊に至ることなく、最終的には外ケーブル降伏が先行する曲げ引張破壊に至ることを見出しており、PFCを用いた新構造の実現可能性を評価することができた。次に、PFC棒部材のせん断耐力評価のための実験的検討を行った。300MPa以上の圧縮強度を有するPFCではせん断挙動についての検討が限られている。そこでPFC棒部材のせん断耐力に対してプレストレス量、せん断スパン比および軸方向鉄筋比が及ぼす影響を検証した。結果、そのせん断耐力に対してプレストレス量およびせん断スパン比が影響することが確認された。また、既往の超高強度材料に対するせん断耐力算定式を用いる場合、そのせん断耐力のうちの補強繊維分担分およびコンクリート分担分の算定精度を向上させるためには、既往の算定式では考慮されていないせん断スパン比の影響を適切に考慮し、さらに斜めひび割れ角度の算定精度を向上させる必要があることを実験的に見出しており、PFCを用いた構造部材の設計に資する研究成果となった。平成30年度は、(4)PFCを用いた新構造形式の提案のため、外ケーブル方式PFCセグメントはりの構造性能評価に関する実験をさらに継続したのち、モデル化した力学モデルを用いた数値解析を行い、外ケーブル方式PFCセグメントはりの破壊形態に及ぼすプレストレスの影響についてさらに検討を進める予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
大腸発癌過程においてHNF4a（P1)発現が消失するメカニズムの解明に向けた研究

HNF4aは、細胞の分化(運命決定)に重要な役割を持つだけでなく、細胞のエネルギー代謝においても重要な役割を持つ。本研究ではHNF4aのスプライシングバリアントであるHNF4a(P1)の発現が、大腸癌発癌の初期段階から高頻度かつ特異的に消失することを見出し、HNF4a(P1)の消失が大腸癌発癌に関与する可能性が示唆された。また、HNF4a(P1)の発現と細胞増殖マーカであるki-67発現との関連を検討し、大腸癌では、その前癌病変である高度異型腺腫の時点からHNF4a(P1)発現とki-67発現との関連に異常が生じていることが明らかとなった。また、上記課題とは直接関連しないが、消化管など内胚葉系臓器にほぼ特異的かつ恒常的に発現するHNF4aの特性を活かし、HNF4a免疫染色が腹水中の胃癌細胞の検出に有用である可能性を明らかにした。癌細胞(組織)が特異な代謝背景を持つことは、歴史的にもワールブルク効果として知られており、臨床的にはPETなど画像診断モダリティに応用されている。本研究は、大腸癌組織において、若年発症糖尿病の原因遺伝子であるHNF4aのsplicing variantのうち、P1プロモータにより転写活性化されるHNF4a(P1)の発現が特異的に消失、減弱することを見出し、その背景を明らかにしようとしたものである。本研究では、まず大腸癌の発生、進展とHNF4a(P1)発現との関連を検討するべく、高度異型腺腫、腺腫内癌、進行癌及び大腸癌リンパ節転移巣に対するHNF4a(P1)免疫染色を行い、合わせてp53、ki-67の免疫染色を行った。これにより、HNF4a(P1)の発現は高度異型腺腫から腺腫内癌に至る過程で減弱することが明らかになった(p<0.05)。一方、検討数は少ないものの、腺腫内癌から進行癌、進行癌における原発巣とリンパ節転移巣ではHNF4a(P1)の消失する割合に有意な増加(有意差)は認められなかった。また、合わせて行ったp53及びki-67の免疫染色では、背景の非腫瘍性粘膜において、ki-67陽性細胞とHNF4a(P1)陽性細胞はほぼ相互排他的であるのに対し、この相互排他性は高度異型腺腫において既にaberrantとなっていることが新たに見出され、前癌病変において、既に何らかのHNF4a(P1)発現の異常があり、細胞増殖に影響している可能性が示された。研究費内定後に一定のeffortを割きつつありましたが、2014年夏時点で異動を言い渡され(当初予定は2015年3月31日付けで異動。ただし、申請者自身が、研究遂行のためではなく病院業務の引継ぎが必要と判断したため2015年8月まで現職予定)、研究計画の変更を余儀なくされた。モチベーションの問題も大きいと思われ、この点については申請者自信も深く反省している。人体病理学2015年9月には他施設へ異動予定であり、研究が遂行できるか不明瞭な部分があるため可能な範囲で前駆病変から早期病変の検索を行う。即ち、all-ras/BRAFなど当初自力で検索予定であった遺伝子変異について外注による検索を行い、これら遺伝子変異(≒サブタイプ)の明らかな症例についてHNF4a(P1)発現の検討を行い、HNF4a(P1)消失との関連を明らかにしたい。合わせてk-ras検索を行った進行癌症例についてもHNF4a(P1)の発現消失を確認し、研究過程で得られた1)右半結腸、2) k-ras変異症例にHNF(P1)消失例がより多く収束することまでを明らかにしたい。また、腹水中胃癌細胞の補足にHNF4a免疫染色が有用であることが示された点については論文化の予定である。研究が遅れているため。研究を迅速に進め有効に使用したい。
ゴルジ体ストレスシグナルに着目した新たな老年病発症メカニズムの解析

小胞体で合成された因子が集積し、各種修飾や細胞内の各部位へ輸送を司る『ゴルジ体』の異常と老年性疾患の関連を明らかにする。本研究では、ゴルジ体ストレスセンサーの一つとされるCREB3を中心として検討し、CREB3の活性化制御及び標的因子の解明を行う。それにより、ゴルジストレス応答の包括的理解と加齢性疾患の関わりについて理解を深め、ゴルジ体異常を起因とする疾患に対する新たな予防・治療法の提案を目指す。
多種多様な細胞間シグナルを発信・変換する多機能セクレターゼの制御機構

腫瘍壊死因子(TNF)α変換酵素(TACE)はTNFαのみならず,腫瘍化増殖因子α,βアミロイド前駆体蛋白質やプリオン等の極めて多彩な基質を切断・遊離するセクレターゼであり,ボルボールエステル(PMA)や増殖因子等によって活性化される.我々は最近,ジーンターゲティングにより,ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)のδアイソザイム(II型)がTACE活性を厳格に制御していることを初めて明らかにした.本研究はDGKδやその近縁のアイソフォーム(η,κ)の刺激による活性化機構や動態変化を解析することにより,未だ殆どブラックボックスであるTACEの活性制御機構を明らかにすることを目的として計画した.既に我々はDGKδ1がPMA刺激によってリン酸化されることを見出しているが,今回,このリン酸化部位がプレクストリンホモロジー(PH)ドメイン中のSer22とSer26であることを明らかにした.また,このリン酸化はクラシカル・プロテインキナーゼC(cPKC)によるものであり,DGKδ1の表面膜への移行がcPKCにより負に制御されていることが強く示唆された.DGKη1とη2は浸透圧ショックにより初期エンドソームへ移行し,η1とη2ではソルビトール除去後のエンドソームへの滞在時間が異なることを明らかにした.更に,DGKδ1,δ2とη2はSAMドメインを介してホモあるいはヘテロオリゴマーを形成することを明らかにした.3種のDGK分子の順列組合せがこのオリゴマーに大きな多様性及び多機能性を付与し,TACEの基質多様性に寄与するする可能性がある。最近,新たなII型アイソフォームとしてDGKκを同定しクローン化し,本酵素は酸化ストレス刺激時にSrcファミリーキナーゼによってチロシンリン酸化されることを示した.現在,II型DGKと相互作用するタンパクを酵母two-hybrid法により検索中である.腫瘍壊死因子(TNF)α変換酵素(TACE)はTNFαのみならず,腫瘍化増殖因子α,βアミロイド前駆体蛋白質やプリオン等の極めて多彩な基質を切断・遊離するセクレターゼであり,ボルボールエステル(PMA)や増殖因子等によって活性化される.我々は最近,ジーンターゲティングにより,ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)のδアイソザイム(II型)がTACE活性を厳格に制御していることを初めて明らかにした.本研究はDGKδやその近縁のアイソフォーム(η,κ)の刺激による活性化機構や動態変化を解析することにより,未だ殆どブラックボックスであるTACEの活性制御機構を明らかにすることを目的として計画した.既に我々はDGKδ1がPMA刺激によってリン酸化されることを見出しているが,今回,このリン酸化部位がプレクストリンホモロジー(PH)ドメイン中のSer22とSer26であることを明らかにした.また,このリン酸化はクラシカル・プロテインキナーゼC(cPKC)によるものであり,DGKδ1の表面膜への移行がcPKCにより負に制御されていることが強く示唆された.DGKη1とη2は浸透圧ショックにより初期エンドソームへ移行し,η1とη2ではソルビトール除去後のエンドソームへの滞在時間が異なることを明らかにした.更に,DGKδ1,δ2とη2はSAMドメインを介してホモあるいはヘテロオリゴマーを形成することを明らかにした.3種のDGK分子の順列組合せがこのオリゴマーに大きな多様性及び多機能性を付与し,TACEの基質多様性に寄与するする可能性がある。最近,新たなII型アイソフォームとしてDGKκを同定しクローン化し,本酵素は酸化ストレス刺激時にSrcファミリーキナーゼによってチロシンリン酸化されることを示した.現在,II型DGKと相互作用するタンパクを酵母two-hybrid法により検索中である.腫瘍壊死因子α変換酵素(TACE)はTNFαのみならず、腫瘍化増殖因子α、Notch、L-セレクチン、βアミロイド前駆体蛋白質やプリオン等の極めて多彩な基質を切断・遊離するセクレターゼであり,ホルボールエステル(PMA)や増殖因子等によって活性化される。我々は最近、ジーンターゲティングにより、ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)のδアイソザイム(II型)がTACE活性を厳格に制御していることを初めて明らかにした。本研究はDGKδの刺激による活性化機構や動態変化を解析することにより,未だ殆どブラックボックスであるTACEの活性制御機構を明らかにすることを目的としている。既に我々はDGKδがPMA刺激によってリン酸化され,このリン酸化と本酵素の細胞質から細胞表面膜への移行が密接に関与することを見出している。今回,このリン酸化部位の同定を試み,その一部がプレクストリンホモロジー(PH)ドメイン中のSer22とSer26であることを明らかにした。また,このリン酸化はクラシカル・プロテインキナーゼC(cPKC)によるものであることが強く示唆された。これらのSer残基のどちらか一方をAspに代えると表面膜移行が阻害された。従って,DGKδの表面膜への移行がcPKCにより負に制御されていると考えられる。尚,以上の結果をまとめた論文は現在投降中である。更に,II型DGKの選択的スプライシング産物δ1,δ2とη2はSAMドメインを介してホモあるいはヘテロオリゴマーを形成することを明らかにした(村上ら,J.Biol.Chem.278,34364(2003))。3種のDGK分子の順列組合せがこのオリゴマーに大きな多様性及び多機能性を付与し,TACEの基質多様性に寄与する可能性がある。

現在,DGKδ又はDGKηと相互作用するタンパクを酵母two-hybrid法により検索中である。腫瘍壊死因子(TNF)α変換酵素(TACE)はphorbol myristate acetate(PMA)や増殖因子等によって活性化され,in vivoでTNFαのみならず,腫瘍化増殖因子(TGF)α, ErbB4, TNFα4受容体,Notch,L-セレクチン,β-アミロイド前駆体蛋白質やプリオン等(現在のところ合計20種以上)の極めて多彩な基質を切断・遊離するセクレターゼであることが明らかになっている.本研究計画は,未だ殆どブラックボックスであるTACEの活性制御機構を明らかにすることを目的とする.我々は最近,ジーンターゲティングにより,ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)のδアイソザイムがTACE活性を厳格に制御し,且つ,その基質の選択性も規定していることを初めて明らかにした.そこで,TACEの活性制御には,刺激によるDGKδの動態の変化や,DGKδとその近縁のアイソザイム(DGKη)の多様性が寄与する可能性が考えられたので,これらの点について解析した.DGKδがSAM(sterile αmotif)ドメインを介してホモオリゴマー(少なくとも4量体)を形成し,刺激によりオリゴマー/モノマー間の変換が起こることを示した.次に,DGKδは選択的スプライシングによって生ずる性質の異なるアイソフォーム(DGKδ2:Pro-rich配列を含むN末アミノ酸44個がδ1と異なる)が存在することが明らかになった.更に,DGKδ1のプレクストリンホモロジードメイン中のSer-22とSer-26が,PMA依存性のリン酸化部位として同定され,このリン酸化が表面膜への移行を抑制的に制御することが明らかになった.次に,同じII型に属しDGKδと極めて高い相同性を持つDGKηにも選択的スプライシングよる性質が異なるアイソフォーム(DGKη2:C末端にSAMドメインを持つ)が存在することを見出し,DGKδ1,δ2,η2はSAMドメインを介して順列組合わせ的に多様なヘテロオリゴマー(少なくとも4量体)を形成することが明らかになった.DGKηは浸透圧ショック(0.5Mソルビトール)により初期エンドソームへ移行し,η1とη2ではソルビトール除去後のエンドソームへの滞在時間が異なることを明らかにした.
自律移動センシングロボットによるネットワークの通信プロトコルに関する研究

平成21年度は,当初の研究実施計画を拡張し,ノードのリアルタイム性を意識した転送ノードのスケジューリング手法(RT-Pipe)とシンクノードから任意の地点へのpipelineの構築手法(BS-Pipe)を提案した.上記提案手法の概要を以下に述べる.1.RT-Pipe:センサデータ送信元ノードとシンクノードとの間でデータ配送を行う配送ノードの往復時間と,ノードの加減速にかかる消費電力を考慮し,送信元ノードのストレージオーバフローによるデータロスを最小にする中で、消費電力を最小とする配送ノードのスケジューリング手法を提案し,平成20年度に提案したセッションプロトコルへの拡張を行った.2.BS-Pipe:平成20年度提案したセッションプロトコルは要求される転送レートが比較的大きいデータを送信する場合を想定しており,温度のモニタリング等,転送レートの小さいデータを送信するノードが比較的多い環境では,有効とは言えなかった,そのためBS-Pipeでは,シンクノードから事前に決定し地点への経路上に配送ノードを並べたpipelineを複数構築することで,領域全体に広がるセンサノードのデータ配送効率を向上させる提案を行った.ここで,BS-Pipeでは,利用可能な配送ノードの数と領域の広さ等のパラメータを元に最適なpipelineの長さ,また数を決定するアルゴリズムを提案した.また,平成21年度は,RT-Pipe,BS-Pipeに平成20年度に提案したセッション管理における経路統合アルゴリズムを加えた統合シミュレーションを行い,評価と議論を行った.さらに平成21年度は,SunSpotを基盤としたプロトタイプロボット7台の作成により、実験環境の構築と簡易実験を行った.1.当初の研究実施計画を拡張し,マルチロボットセンサネットワークでのセッション管理において,近隣セッション間で周囲の環境に応じて,ノードの移動経路を統合し,各セッションに参加しているノードを共有することで,ノードの実際の移動距離を減少させ,消費電力最小化また遅延時間最小化というシステムポリシに応じた効率的なデータ配送を行うアルゴリズムを提案した.統合されたセッションにおけるノード群の最適移動経路(ツリー)の決定には,各点を全て結ぶ経路の総和が最小となる木である,ユークリッドスタイナー木構築のアルゴリズムを元に,ノードの実際の移動距離を最小とするMinimum Substance Distance Tree(MSDT)構築アルゴリズムを提案した.また,MSDTの各枝に配置するノードの割合の決定では,各セッションの送信元ノードのバッファがオーバフローしないように制約を加え,エネルギー消費量を最小化するノードの配置アルゴリズムを提案した.さらに,複数セッションを統合管理中にセッションの離脱・追加を行う際,一度決定したツリーを再構築せず,ローカルな判断のみで関連する最小部分のみを再構築するアルゴリズムを提案し,再構築にかかるオーバヘッドを減少させた.2.研究目的である,実世界での運用も考慮し,ノードのエラー(無線通信部分の故障,駆動部の故障,無線通信・移動両方の故障)をノードの動作(ジェスチャー)と無線通信のみを利用し,判別する手法を提案した.3.実証実験のためのプロトタイプロボットの設計・実装を米国ペンシルバニア大学,マングハラム准教授との協力により行った.プロトタイプロボットは米国カーネギーメロン大学で開発された無線センサ(FireFly)を利用し,無線センサによる直接のモータ制御を可能とする制御プログラムを作成した.平成21年度は,当初の研究実施計画を拡張し,ノードのリアルタイム性を意識した転送ノードのスケジューリング手法(RT-Pipe)とシンクノードから任意の地点へのpipelineの構築手法(BS-Pipe)を提案した.上記提案手法の概要を以下に述べる.1.RT-Pipe:センサデータ送信元ノードとシンクノードとの間でデータ配送を行う配送ノードの往復時間と,ノードの加減速にかかる消費電力を考慮し,送信元ノードのストレージオーバフローによるデータロスを最小にする中で、消費電力を最小とする配送ノードのスケジューリング手法を提案し,平成20年度に提案したセッションプロトコルへの拡張を行った.2.BS-Pipe:平成20年度提案したセッションプロトコルは要求される転送レートが比較的大きいデータを送信する場合を想定しており,温度のモニタリング等,転送レートの小さいデータを送信するノードが比較的多い環境では,有効とは言えなかった,そのためBS-Pipeでは,シンクノードから事前に決定し地点への経路上に配送ノードを並べたpipelineを複数構築することで,領域全体に広がるセンサノードのデータ配送効率を向上させる提案を行った.ここで,BS-Pipeでは,利用可能な配送ノードの数と領域の広さ等のパラメータを元に最適なpipelineの長さ,また数を決定するアルゴリズムを提案した.また,平成21年度は,RT-Pipe,BS-Pipeに平成20年度に提案したセッション管理における経路統合アルゴリズムを加えた統合シミュレーションを行い,評価と議論を行った.さらに平成21年度は,SunSpotを基盤としたプロトタイプロボット7台の作成により、実験環境の構築と簡易実験を行った.
免疫系シグナル伝達機構とその異常に起因する免疫病態の研究

1.免疫反応に関わる細胞内小胞輸送系の研究我々が以前に遺伝子単離したVHS蛋白であるSTAM1およびSTAM2は細胞内小胞輸送に関わる重要な分子群である。従来、細胞内小胞輸送系と抗原提示機構との関連性が想定されていたが、その分子機構は全く不明であった。そこで、STAM1/STAM2二重欠損マウス由来樹状細胞・マクロファージを用いて、STAM1/STAM2の抗原提示における役割を解析した。その結果、STAM1/STAM2が欠損すると、MHC分子細胞表面発現量が増加することにより抗原提示能が増強されることが明らかになった。さらに、その制御機構がMHCclassIとclassIIでは異なる可能性が示唆された。2.T細胞補助シグナルと自己免疫発症OX40は活性化T細胞に発現するT細胞補助シグナル伝達分子である。OX40リガンド(OX40L)をT細胞上に人為的に発現させたOX40L遺伝子導入(OX40L-Tg)マウスは、C57BL/6背景特異的に、自己免疫機序の炎症性腸疾患を自然発症した。さらに同マウスではC57BL/6背景特異的な経口免疫寛容の破綻が観察された。BALB/cなどの他の遺伝背景のOX40L-Tgマウスでは上記が観察されないことから、炎症性腸疾患発症には、OX40過剰シグナルに加えてC57BL/6系統特異的遺伝背景が必須であると考えられた。そこで、遺伝子連鎖解析を行ったところ3ヶ所の疾患感受性遺伝子座を見出した。現在、これらの遺伝子座を解析することにより炎症性腸疾患感受性遺伝子の同定を行っている。γc鎖/Jak3下流のシグナル伝達経路においてチロシンリン酸化受けるSTAM1、STAM2について、それらのダブル欠損マウスを樹立し、γc鎖ならびにT細胞受容体を介するシグナル伝達機構を解析した。このダブル欠損マウス(STAM1/2-lck-DKO)は、胎生致死であることから、Cre/loxP系を用いて、T細胞で特異的にSTAM1、STAM2を欠損するマウスである。このSTAM1/2-lck-DKOマウス胸腺T細胞の分化障害がみられ、末梢血中には、殆ど成熟T細胞が出現しない。胸腺T細胞を用いて、IL-2、IL-7刺激による増殖反応性を調べたところ、STAM1/2-lck-DKOマウス由来T細胞で著しく低下していた。また、抗CD3抗体によるTCR刺激においても、STAM1/2-lck-DKOマウス由来T細胞で著しく低下していた。これらの結果は、STAM1/2がサイトカインやTCR刺激によるT細胞の増殖反応に必須でることを示している。さらに、胸腺CD4+T細胞のin vitroでのsurvivalを比較したところ、STAM1/2-lck-DKOマウス由来T細胞のsurvivalが阻害されていることが分かった。IL-2受容体ならびにTCRを介する細胞内シグナル伝達機構を解析したところ、STAT5活性化、ERK活性化、PKB/Akt活性化には異常がみられなかったが、TCR刺激後のp38-MAPKの活性化に遷延がみられた。以上の結果は、STAM1/2がT細胞の生存に必須な分子でることを示唆された。他方、TNFファミリー分子であるOX40リガンド(OX40L)の遺伝子欠損マウス(OX40L-KO)と遺伝子導入マウス(OX40L-Tg)を用いて、接触性過敏症反応におけるOX40/OX40Lの役割に付いて解析した。FITC、DNFB、TNCBをハプテン抗原として、皮膚に塗布し、皮膚ランゲルハンス細胞によるリンパ球混合反応を検索した。その結果、OX40L-KO

由来のランゲルハンス細胞の抗原提示能が低下し、OX40L-Tg由来のランゲルハンス細胞の抗原提示能は亢進していることが分かった。これらの結果は、皮膚におけるランゲルハンス細胞の抗原提示細胞能にもOX40Lが重要に関わっていることが示された。また、これらランゲルハンス細胞の所属リンパ節への遊走にはOX40/OX40Lの関与はないことも分かった。サイトカイン共通受容体(γc鎖)の下流のシグナル分子として同定単離したVHS蛋白分子群(STAM1,STAM2,Hrs)が細胞内小胞輸送関連蛋白分子であることがショウジョウバエや酵母において示唆された。本研究では、これらの遺伝子欠損マウス由来の細胞株を用いて、哺乳類細胞におけるSTAMsならびにHrsの機能的役割について解析した。その結果、STAMsならびにHrsは共に初期エンドソームに存在し、これら分子の欠損によって、初期エンドソームの肥大を認めた。また、Hrs欠損細胞およびSTAMs欠損細胞では、endocytosisされたEGF受容体のdegradation遅延がみられた。これらの結果から、STAMsならびにHrsがサイトカイン受容体等の細胞内輸送すなわち初期エンドソームからmultivesicular body(MVB)を経てライソソームへの輸送にかかわる可能性が示唆された。さらに、Hrs欠損細胞においてSTAMsが速やかに分解されることを明らかにした。STAMsの分解にはHrsがSTAMsに会合することが重要であること、また、STAMsならびにHrsが共にユビキチン結合サイト(UIM)を有することから、この分解がユビキチンープロテアソーム系において行われている可能性が考えられた。このようにSTAM1、STAM、Hrsが小胞輸送関連分子として、サイトカイン受容体やシグナル分子等の細胞内輸送、分解あるいはリサイクリングの過程に深く関わっている可能性が考えられる。他方、我々はTNF群サイトカインの1つであるOX40リガンド(OX40L)の欠損マウスが抗原提示細胞の機能不全を示すこと、また、OX40L遺伝子導入(OX40L-Tg)マウスが自己免疫様病変と推察される間質性肺炎や炎症性腸疾患を自然発症することを明らかにしてきたが、本件球において、このOX40L-Tgマウスが末梢T細胞免疫寛容破綻を示すことを明らかにした。さらに、OX40L-Tgマウスにおける免疫寛容破綻のひとつの機序として、過剰なOX40刺激によって制御性T細胞(Treg細胞)による免疫抑制効果が完全に解除されることを指摘した。1)免疫反応に関わる細胞内小胞輸送系の研究STAM1,STAM2(STAMs)およびHrsは複合体を形成し細胞内小胞輸送に密接に関わり、引いては種々のシグナル伝達分子の制御にも関わっている。今年度はHrs欠損による細胞内蛋白の輸送・分解制御を検討した。Hrs欠損細胞においてはSTAMs蛋白がほぼ消失しており、プロテアソーム依存性に分解されていた。同時に細胞内オルガネラ観察により巨大エンドソームの形成が認められた。この小胞にはユビキチン化蛋白の蓄積が認められ、実際にこれに一致して細胞内ユビキチン化タンパク総量の異常が確認された。従って、Hrs複合体は細胞内ユビキチン化蛋白の輸送・分解に重要な役割を負っていることが示唆された。一方、抗原提示細胞
大気中浮遊粒子状物質の気道反応亢進作用に関する研究

(目的)大気中浮遊粒子状物質(Suspended Particulate Matter/SPM)の気道収縮性亢進作用および気道上皮細胞によるサイトカイン産生増強作用を調べた。(材料および方法)1.2分間で1.1m^3の大気を吸引するエアサンプラ-を東京都文京区本郷の病院の屋上に設置して、SPMを採取した。2.気道収縮性への作用に関しては、in vivo→in vitro系を用いた。ラットに毎週一回、被験SPM液および対象液を経鼻的に吸入させ、3カ月後に、その気管を取りだして、ヒスタミン(Hi)に対する反応性を調べた。3.気道上皮細胞によるサイトカイン産生に関しては、in vitroの実験を行った。肺葉切除時に得られたヒト健常気管支片を0.1%プロテア-ゼ溶液中で4°Cで18時間処理の後、軽く振って上皮細胞を剥がしコラ-ゲンをコ-トした24穴のプレ-トに5×10^4/wellの密度で蒔き、ホルモン添加無血清培養液(Ham's F12 medium)中で培養。培養細胞が単層、均一になった時点で、LPSあるいは2.5μg/mlから2.5mg/mlまでのSPMを加え、48時間後の培養上清を採取した。上清中GMーCSF活性は市販のELISAキット(Genzyme社)を用いて測定した。また、ヒト気道上皮細胞の別のソ-スとして、adenovirusー12とSVー40のhybrid virusでtransformした細胞株であるBEASー2Bを用いて同様の実験を行った。(結果)1.SPMは、μgのオ-ダ-でも、ラットの気道をHiに反応するようにし、アナフィラキシ-性収縮後のHiに対する反応を亢進した。2.1)ヒト正常気道上皮細胞は無血清培養条件下でGMーCSFを産生した。2)LPSはGMーCSF産生を増強させた。3)SPMはヒト正常気道上皮細胞からのGMーCSF産生を用量依存的に増強させた。4)SPMはヒト気道上皮細胞株BEASー2Bについても同様にGMーCSF産生を増強させた。1.予備的事項:試験管内でモルモットの腸管はng/mlレベルのヒスタミン(Hi)にも反応するが、ラットの同器官は反応しない。ラットの気管もアセチルコリン(Ach)に対する反応性はモルモットのそれと同程度であるが、通常μg/mlレベルのHiに反応しない。ラットの気管は、μg/mlレベルのV_2O_5の存在下でも不在下でも、Achに対しては同様に収縮するが、V_2O_5の存在下でHiによって収縮した。μg/mlレベルの浮遊粒子状物質(SPM)の存在下では、同器官はHiによって収縮しなかった。2.エ-テル麻酔下のラットそれぞれに、0.25μg、2.5μgあるいは、25μgのSPMもしくはV_2O_5を週1回、12週にわたって吸入させ、13週目に気管を取り出し、試験管内でHiに対する反応性を調べた。エ-テル麻酔のみを施したラットの気管を対照とした。

SPMを吸入させたラットで、用量依存的に、Hiに対する反応が見られたが、対照群および、V_2O_5を吸入させた群では、Hiによる収縮は見られなかった。3.エ-テル麻酔下のラットそれぞれに、上記の吸入をさせると同時に、腹腔内に卵白アルブミン(OA)1μgを注射した。13週目に気管を取り出し、試験管内でのOAに対する反応、および、OAに反応したのちのHiに対する反応性を調べた。SPMもしくはV_2O_5の吸入を行わずOAによる感作のみを行ったラットの気管を対照とした。OAに対する反応はどの群のラットの気管でも見られ、その反応性に有意の差はなかった。しかし、OAに反応した後には、どの群でもHiに対する反応が見られたが、収縮はSPM群で有意に高く、V_2O_5群と対照群との間には有意の差はなかった。4.PCA法や全身性アナフィラキシ-の反応の程度から、13週目までに産生されたlgE抗体値はどの群でも同水準であると推測された。5.μgオ-ダ-のSPMは、ラット気道をHiに反応するようにさせ、アナフィラキシ-性収縮後のHiに対する反応を亢進させた。(目的)昨年度までに、2分間で1.1m^3の大気を吸引するエアサンプラ-を用いて採取した大気中浮遊粒子状物質(Suspended Particulate Matter/SPM)を、長期間、ラットに経鼻的に吸入させると、SPMがμgのオ-ダ-でも、ラットの気道はヒスタミン(Hi)に反応するようになり、アナフィラキシ-性収縮後のHiに対する反応が亢進することを見いだした。今年度は、SPMのヒト気道上皮細胞に対する生物活性を調べた。(対象および方法)肺葉切除時に得られたヒト健常気管支片を0.1%プロテア-ゼ溶液中で4°Cで18時間処理後、軽く振って上皮細胞を剥がしコラ-ゲンをコ-トした24穴のプレ-トに5×10^4/wellの密度で蒔き、ホルモン添加無血清培養液(Ham's F12 medium)中で培養。培養細胞が単層、均一になった時点で、2.5μg/mlから2.5mg/mlまでのSPM(SPMーI)を加え、48時間後の培養上清を採取した。上清中GMーCSF活性は市販のELISAキット(Genzyme社)を用いて測定した。また、ヒト気道上皮細胞の別のソ-スとして、adenovirusー12とSVー40のhybridvirusでtransformした細胞株である。BEAー2Bを用いて同様の実験を行った。(結果)1)ヒト正常気道上皮細胞は無血清培養条件下でGMーCSFを産生した。2)LPSはGMーCSF産生を増強させた。3)SPMはヒト正常気道上皮細胞からのGMーCSF産生を用量依存的に増強させた。4)SPMはヒト気道上皮細胞株BEASー2Bについても同様にGMーCSF産生を増強させた。(結論)SPMは気管支喘息などアレルギ-性炎症疾患の病態において、アジュバントとしてIgE抗体産生を増強させるのみならず、直接気道上皮細胞に作用して、GMーCSF産生の増強因子として作用し、アレルギ-、炎症反応の遷延化に関与していることが示唆された。