hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多数回繰返し変形を受ける既存超高層鉄筋コンクリート造住宅の耐震安全性評価及び対策

日本における既存の超高層RC造住宅を対象に構築した既存骨組モデルについて基準地震動を連続入力する非線形地震応答解析を実施して、多数回繰返し変形を受ける既存骨組モデルの地震応答値を分析した。その分析結果から、既存骨組モデルについて安全性等に関する保有耐震性能及び室内被害指標を評価した。さらに、耐震対策として有望な制振デバイスについて多数回繰返し変形に対する補強効果を明らかにした。本研究の目的は、長周期地震動による多数回の繰返し変形を受ける既存超高層RC造住宅の耐震性能を評価し、耐震対策を考察することである。本研究の期間は4年間を計画しており、「(A)保有耐震性能指標の解析」、「(B)室内被害指標の解析」、「(C)制振補強効果の評価」の3段階に分けて実施する。初年度である本年度は、「(A)保有耐震性能指標の解析」として(A1)繰返し履歴モデルの構築及び(A2)既存超高層RC造モデルの保有耐震性能指標の算定に取り組んだ。まず、(A1)繰返し履歴モデルの構築を実施した。履歴モデルとしては、耐震設計に一般的に用いられている「設計モデル」のほかに、「繰返しモデル」を用いた。「繰返しモデル」については、構造実験との比較及び数値解析を実施して、既存超高層RC造の骨組を表すパラメータを設定した。まず、多数回繰返し載荷を行った既往の実験結果と繰返しによる特性変動を考慮した履歴モデルの比較を行い、パラメータの基本値を設定した。次に、RC造骨組試験体の有限要素解析等の数値解析により多数回の繰返し変形を受ける履歴曲線を考察した。これらの結果から、繰返しモデルのパラメータを設定した。次に、(A2)既存超高層RC造モデルの保有耐震性能指標の算定に着手した。既存超高層RC造モデルは、既往の研究において使用材料、骨組形状、固有周期及び設計用地震力等の構造特性を反映して構築した骨組モデルを中核として設定した。地震動の連動を考慮した繰返し回数の増大による既存超高層RC造モデルの耐震指標の変動を考察した。2年目である本年度は、「(A)保有耐震性能指標の解析」として前年度に引き続き(A2)既存超高層RC造モデルの保有耐震性能指標の算定に取り組んだ。次に、「(B)室内被害指標の解析」として、既存超高層RC造モデルの室内被害指標を評価した。(A2)では、地震動の連動を考慮した繰返し回数の増大による既存超高層RC造モデルの耐震指標の変動を考察した。既存超高層RC造モデルは、各設計年代における使用材料、骨組形状、固有周期及び設計用地震力等の構造特性を反映して構築した骨組モデルを用いた。骨組の耐震指標には、保有耐震性能指標等を用い、「設計モデル」とともに(A1)で設定した「繰返し履歴モデル」を用いた非線形フレーム地震応答解析により評価した。その際、繰返しの基準とする地震動は、標準的な模擬地震動(BCJL2波)とした。(B)では、既存超高層RC造モデルの住宅室内被害指標を算定し、繰返し回数の増大による住宅室内被害指標の変動を評価した。住宅の室内被害指標として、家具の転倒・滑り被害や仕上げ材被害を表す被害指標値に基づく室内被害発生率を用いた。3年目である本年度は、「(B)室内被害指標の解析」として、前年度に引き続き既存超高層RC造モデルの室内被害指標を評価した。次に、「(C)制振補強効果の評価」として、骨組の保有耐震性能指標及び住宅室内被害指標に関する制振デバイスの補強効果を評価した。「(B)室内被害指標の解析」では、家具の転倒・滑り被害や仕上げ材被害を表す被害指標値に基づく室内被害発生率を算定して、地震入力の強さに応じた既存超高層RC造住宅の室内被害曲線を評価した。「(C)制振補強効果の評価」では、制振デバイスを配置した既存超高層RC造モデルを対象として、地震動の連動を考慮した繰返し回数の増大に対する保有耐震性能指標及び住宅室内被害指標の制振補強効果を評価した。本研究の期間は4年間を計画しており、「(A)保有耐震性能指標の解析」、「(B)室内被害指標の解析」、「(C)制振補強効果の評価」の3段階に分けて実施した。

「(A)保有耐震性能指標の解析」では、(A1)繰返し履歴モデルの構築及び(A2)既存超高層RC造モデルの保有耐震性能指標の算定に取り組んだ。(A2)では、地震動の連動を考慮した繰返し回数の増大による既存超高層RC造モデルの耐震指標の変動を考察した。骨組の耐震指標には、保有耐震性能指標等を用い、「設計モデル」とともに(A1)で設定した「繰返し履歴モデル」を用いた非線形フレーム地震応答解析により評価した。「(B)室内被害指標の解析」では、家具の転倒・滑り被害や仕上げ材被害を表す被害指標値に基づく室内被害発生率を算定して、地震入力の強さに応じた既存超高層RC造住宅の室内被害曲線を評価した。平成28年度には、平成27年度に引き続き「(C)制振補強効果の評価」として制振デバイスを配置した既存超高層RC造モデルを対象として、地震動の連動を考慮した繰返し回数の増大に対する保有耐震性能指標及び住宅室内被害指標の制振補強効果を評価した。さらに、最終年度として、本研究の総括を行い、「(A)保有耐震性能指標の解析」、「(B)室内被害指標の解析」、「(C)制振補強効果の評価」について研究成果を取りまとめた。日本における既存の超高層RC造住宅を対象に構築した既存骨組モデルについて基準地震動を連続入力する非線形地震応答解析を実施して、多数回繰返し変形を受ける既存骨組モデルの地震応答値を分析した。その分析結果から、既存骨組モデルについて安全性等に関する保有耐震性能及び室内被害指標を評価した。さらに、耐震対策として有望な制振デバイスについて多数回繰返し変形に対する補強効果を明らかにした。本研究の目的は、長周期地震動による多数回の繰返し変形を受ける既存超高層RC造住宅の耐震性能を評価し、耐震対策を考察することである。2年目である本年度は、「(A)保有耐震性能指標の解析」として前年度に引き続き(A2)既存超高層RC造モデルの保有耐震性能指標の算定に取り組んだ。次に、「(B)室内被害指標の解析」として、既存超高層RC造モデルの室内被害指標を評価した。今後の研究としては、前年度に引き続き「(C)制振補強効果の評価」として骨組の保有耐震性能指標などに関する制振デバイスの補強効果を考察するとともに、本研究の総括を行う予定である。現時点において研究計画の変更はなく、研究を遂行する上での問題点は生じていない。工学今後の研究としては、「(C)制振補強効果の評価」として骨組の保有耐震性能指標及び住宅室内被害指標に関する制振デバイスの補強効果を評価する予定である。初年度として、「(A)保有耐震性能指標の解析」として(A1)繰返し履歴モデルの構築を実施して、(A2)既存超高層RC造モデルの保有耐震性能指標の算定に着手した。今後の研究としては、引き続き(A2)既存超高層RC造モデルの保有耐震性能指標の算定を実施し、次に、「(B)室内被害指標の解析」に取り組む予定である。
開放経済での技術開発と競争政策の理論的研究

国際競争に直面する企業の合併・買収戦略を寡占産業の国際貿易理論によって分析し、買収・合併に関わる競争政策の効果を経済厚生の観点から評価した。技術開発面でのシナジー効果により合併企業の費用が大きく削減される場合、国内企業合併は国内経済厚生を改善する場合がある。経済厚生改善の可能性は、内外市場の統合の程度が高まるほど大きくなる。外国企業による国内企業の買収を阻止する政策は、外国企業からの技術移転を制限するため、国内経済厚生を悪化させる可能性がある。企業の合併・買収が社会全体の経済厚生に及ぼす効果を検討することは、競争政策を考察する上で重要だ。合併・買収に参加する企業が利益を上げても、社会全体に不利益をもたらすような場合には、競争政策当局は、そのような合併・買収を阻止しなければならないからだ。実際に、社会的余剰によって社会全体の経済厚生を測るとき、合併・買収が参加企業に利益をもたらしても、社会的余剰を減少させる場合がある。以上を踏まえて、閉鎖経済での企業の合併・買収モデルを開放経済に拡張した。開放経済での最も基本的な設定として、輸入競争産業のモデルを構築した。具体的には、複数の国内企業と外国企業が国内市場で寡占競争を展開している状況を考え、国内企業が合併後にシナジーによる費用削減を達成できると想定した。分析の結果、国内企業どうしの合併の効果が、シナジーによる費用削減の大きさに依存して決まることが示された。シナジー効果が大きい場合、国内合併が国内企業や国内全体の余剰を高めるが、外国企業には不利益を与えることがわかった。この結果は、競争政策の国際摩擦の可能性を示唆する点で重要だ。国内競争当局が国内合併を認めても、それが外国企業に不利益を及ぼすため、外国の競争当局はそれを承認しない可能性があるからだ。また、貿易障壁の低下により、国内企業の合併の誘因が高まることを示した。これは近年の合併・買収の増加の一因が貿易自由化等による国際競争の激化にあることを示唆する意味で重要だ。今後の計画として、外国企業による国内企業の買収誘因とその経済厚生効果の分析、技術開発を導入した開放経済での合併・買収モデルの構築と分析を行う。本年度は、外国企業による国内企業の買収の是非について理論的に検討した。外国企業による買収を制限すべきか否かは、開放経済での競争政策上の問題であり本研究の課題でもある。昨年度に構築した部分均衡モデルを拡張して、外国企業による自国国内企業の買収を分析した。外国企業が国内市場に参入する手段として、(1)輸出、(2)現地生産、(3)国内企業の買収の3つの選択肢を想定した。はじめに、どの参入方法が最も高い利潤を外国企業にもたらすかを検討した。外国企業にとっては、追加的費用なしに技術移転できるという想定のもとでは、国内企業の買収が最も望ましい参入方法であることがわかった。次に、外国企業による国内企業の買収が自国の社会的経済余剰にどのような影響を及ぼすかを分析した。分析の結果、外国企業の買収が自国の社会的余剰を増加させない場合があることを示した。その場合に、政策当局による買収制限が、外国企業の参入形態を変化させることで、自国の社会的余剰を増加させるか否かを検討した。そのような買収制限政策によって、外国企業が現地生産を行った場合には、社会的余剰は増加するが、外国企業が輸出を選択した場合には、社会的余剰は減少してしまうことが明らかになった。分析結果から次のような政策含意が導かれる。外国企業の買収が社会経済厚生の観点から望ましくない場合があるが、買収を制限する政策が正当化されるのは、外国企業が参入の代替手段として現地生産を選択する場合である。これまでの研究では、市場統合に伴う国際競争の激化が国内企業の合併や外国企業による国内企業の買収をどのように促すのか、またその帰結として社会経済厚生にどのような影響を及ぼすのかを分析してきた。その結果、企業買収・合併を認めるべきか否かという競争政策の課題を開放経済のもとで考察することができた。もう一つの課題である企業の技術開発については、上記の分析で十分に扱うことができていなかった。そこで、企業の技術開発を取り入れるべく、モデルの修正・拡張の可能性について検討した。具体的には、企業の保有する資産、たとえば知的財産や物的資本に着目し、企業の合併・買収動機は他企業の保有する資産を取得することにあるという側面をモデルに取り入れることを試みた。企業の買収・合併が成功するか否かは、取得した資産を有効活用できるか否かにある。つまり、取得した資産と自社の保有する資産との補完性がどの程度あるかが、結合した企業の利益を左右する。また、結合企業が資産の価値をさらに高める目的でどの程度まで研究開発投資を行うかが、企業結合の社会経済厚生への影響を考える上で重要な視点となる。そこで、企業買収・合併の影響を分析する際に、企業資産の相互補完性と結合企業の研究開発投資の関係を考慮できるように、モデルの修正・拡張の方法を検討した。

その結果、結合企業の生産費用が結合前に各企業が保有する資産の補完性に依存するという形で、企業資産の補完性をモデルに導入できることがわかった。さらに、結合企業による生産費用削減のための研究開発投資が、企業資産の補完性に応じて決まるように定式化できることもわかった。このような方法により拡張したモデルを使って、技術流出の懸念から外国企業による買収を阻止し国内企業間の合併・買収を促す政策が、企業の技術開発や競争政策の観点から望ましいのか否かという課題に取り組んでいる。
抗がん剤曝露防止に関する視聴覚教育資材ツールの開発

【研究目的】抗がん剤の取り扱いには、十分な注意が必要なため、平成26年には厚生労働省労働基準局から「抗がん剤等に対するばく露防止対策について」の留意事項が示されている。しかしながら、全国の医療現場では、その注意点が広く認識されているとは言えず、本研究では、抗がん剤の曝露について視聴覚的に学習できるタブレット教育ツールを開発することを目的とした。本研究は、抗がん剤に関する知識と安全管理意識を高めること目的としたものであり、臨床現場のニーズに則した、臨床上不可欠かつ、医療安全を通して社会に貢献できる研究である。本研究により、高度化、複雑化する薬物治療ならびに中小の医療機関における教育環境の提供として医療安全への社会貢献を目的とする。【研究方法】本研究では、タブレットやスマートホン対応の教育ツールを開発した。学習課題については、厚生労働省やがん薬物療法における曝露対策合同ガイドラインを基に作成し、作成手順としては、1.学習課題の作成、2. Web公開とした。また、抗がん剤の点滴ラインなど、実物を見ることによって理解が深まると考えられる器具や物品に関しては、見本を作成し、実物を基にした教育資材も作成した。これまでの準備により、学習項目は以下のように設定した。【抗がん剤曝露対策の必要性作成内容】・抗がん剤の種類・リスク分類の理解、取り扱いの注意点・抗がん剤曝露対策の器具紹介と取扱い方法【結果】本研究により“抗がん剤の取り扱いに関する教育資材"を作成し、看護師向けの説明会を開催し、使用した。そこで、参加者から抗がん剤の取り扱いに関して、正しい知識を習得出来、有用であったとの結果であった。そこで、今回の研究目的は達成できたと考える。
高齢者のエンパワメントに着目した介護予防活動の評価に関する研究

地域において実施されている介護予防活動を、高齢者のエンパワメントの観点から質的に評価し、かつ効果的な介護予防活動の展開を方向づける評価指標を開発することを目指す。本研究では、その目的を追究するために、まず先行文献より、高齢者のエンパワメントの定義、構成要素、影響要因、評価方法を整理した。次いで、2自治体で実施している3つの介護予防プログラムの主担当保健師5名と、プログラムに継続的に参加した高齢者20名に対しインタビュー調査を実施し、参加高齢者のエンパワメントに影響を及ぼした支援内容と参加高齢者の高められたエンパワメントを質的帰納的に分析した。それらの結果と先行文献の結果と照合させ、介護予防プログラムをエンパワメントの観点から評価するための指標を検討した。本研究の目的は、地域において実施されている介護予防活動を、高齢者のエンパワメントの観点から質的に評価し、かつ効果的な介護予防活動の展開を方向づけるための評価指標ならびに評価方法を明らかにするものである。そのため、1年目である平成20年度は、まず、医学中央雑誌Web版を用いて「エンパワメント」「地域」「保健師or保健師」「評価」をキーワードとして文献10年分を系統的に調べ、介護予防活動を高齢者のエンパワメントの観点から評価する指標を試案した。結果としては、「エンパワメントのプロセス」と「エンパワメントの要素」を踏まえた高齢者の介護予防におけるアウトカム指標の枠組みを作成した、また「エンパワメントの影響要因」を整理したことによって、実施者側のプロセス評価として使用できる枠組みも試案することができた。次年度はこれらを用いて、実際に地域で実践している介護予防活動に適用可能かどうかを検証する。そのため、1年目今年度前半にかけては、医学中央雑誌Web版を用いて「エンパワメント」「地域」「保健師or保健師」「評価」をキーワードとして文献10年分を系統的に調べ、介護予防活動を高齢者のエンパワメントの観点から評価する指標を試案した。「エンパワメントのプロセス」と「エンパワメントの要素」を踏まえた高齢者の介護予防における評価指標の枠組みを作成した。また「エンパワメントの影響要因」を整理したことによって、実施者側のプロセス評価として使用できる枠組みも試案することができた。これらを用いて、今年度後半から、実際に地域で実践している介護予防活動に適用可能かどうかを介護予防事業に参加して36か月間経過している高齢者および介護予防事業の主な従事者の双方を調査対象として、検証している。本研究は、地域において実施されている介護予防活動を、高齢者のエンパワメントの観点から質的に評価し、かつ効果的な介護予防活動の展開を方向づけるための評価指標を試案することを目的としている。今年度は、1年目に文献検討により明確にした<参加高齢者個人のエンパワメントの状態を評価する>指標と、<高齢者のエンパワメントに影響を与える要因をどれだけ介護予防プログラムに取り入れられたかを評価する>ための指標を作成するために、昨年度から引き続き、実際に地域で実践している介護予防プログラムの主な実施者と参加高齢者の双方を対象として、インタビュー調査を実施した。2自治体で実施している3つの介護予防プログラムの主担当保健師5名と、プログラムに継続的に参加した高齢者20名に対しインタビュー調査を実施し、参加高齢者のエンパワメントに影響を及ぼした支援内容と参加高齢者の高められたエンパワメントを質的帰納的に分析した。その結果、(1)参加高齢者のエンパワメントに影響を及ぼした支援内容は、【より的確にプログラムについて知る機会を増やしながら、参加が必要な人に対しては、地域の特性や対象者の特性にあった誘い方をしている】、【参加しやすくするために、アクセスのよさを確保し、明るく楽しい雰囲気を作っている】など、23サブカテゴリからなる【8カテゴリ】に分類整理できた。(2)介護予防プログラム参加高齢者のエンパワメントの高まりは、【自己の衰えの自覚と自立した生活もしくは自分らしい生活の継続の願い】、【自己の健康生活の課題への気づき】、【スタッフ・家族の態度によって得られた安心感】など、25サブカテゴリからなる【13カテゴリ】に分類整理できた。それらの結果と先行文献の結果と照合させ、介護予防プログラムのプロセス評価のための指標を試案した。
クロマチンリモデリング機能を担うGATA3複合体の同定と機能解析

GATA3はアレルギー疾患発症の根幹であるTh2細胞の分化を誘導する重要な転写因子である。しかし、GATA3がどのようにTh2細胞の分化を誘導しているのか?については明らかにされていなかった。本研究ではTh2細胞の中でGATA3に会合し、Th2細胞の分化誘導に関わる分子としてChd4を同定した。Chd4はTh2細胞の機能に重要ないくつかのサイトカイン遺伝子座にGATA3依存的に会合し、クロマチン構造を変化させていることが明らかになった。Th2細胞はI型アレルギー疾患の発症や病態形成において中心的な役割を果たす。GATA3は、Th2サイトカイン遺伝子座のクロマチンリモデリングを引き起すことで、Th2細胞への分化を決定するTh2細胞分化のマスター転写因子であることが明らかになっている。本研究の目的は、クロマチンリモデリングを誘導するGATA3複合体に含まれる機能的制御分子を同定することで、GATA3がどのような分子メカニズムを介して制御を受け、どのように生理作用を発揮するのか?という核心に迫ることである。1.標識抗体及び特異抗体を用いたGATA3複合体のアフィニティー精製マススペックによる同定の前段階としてレンチウイルスを用いてFlag tagを付加したGATA3を発現するTh2細胞クローンを確立し、抗Flag抗体を用いて免疫沈降法によりGATA3複合体を粗精製した。さらに抗GATA3抗体を用いてGATA3複合体を高度に精製した。CBB染色や銀染色で確認された特異的分子のポリペプチドのゲルスポットを切り出し、LC-MS/MSを用いて目的タンパクの同定を行なった。2. GATA3複合体中の機能的分子群の絞り込み同定された分子が生理的に重要であるか、スクリーニングを行うために、primary CD4 T細胞を用いたsiRNAによるノックダウンシステムを確立した。この実験系を用いることで、GATA3会合分子の中からTh2細胞の分化制御に関わる分子をスクリーニング中である。Th2細胞分化に影響を与えることがわかった分子については、cDNAをクローニングし、GATA3との会合やクロマチン免疫沈降法によるTh2細胞特異的なTh2サイトカイン遺伝子座への会合を確認中である。GATA3はTh2サイトカイン遺伝子座のクロマチンリモデリングを引き起すことで、Th2細胞への分化を決定するTh2細胞分化のマスター転写因子であることが明らかになっている。本研究の目的は、クロマチンリモデリングを誘導するGATA3複合体に含まれる機能的制御分子を同定することで、GATA3がどのような分子メカニズムを介して生理作用を発揮するのか?という核心に迫ることである。昨年度までに、Th2細胞の中でGATA3に会合する分子の同定を終え、本年度はGATA3会合分子の中から機能的な分子の絞り込み、および詳細な機能解析を行った。1.マススペックにより同定されたGATA3会合分子の機能的スクリーニングGATA3会合分子の中から機能的な分子を絞り込むため、siRNAによるノックダウンを行い、Th2細胞の分化に影響を与える分子をスクリーニングした。それと平行して、GATA3会合分子のcDNAをクローニングし、GATA3との会合を免疫沈降法により確認した。この2つのスクリーニングからGATA3に会合し、かつTh2細胞の分化を制御する分子として、抑制性複合体(NuRD complex)の構成分子として知られるChd4を同定した。2.Th2細胞分化を制御するGATA3会合分子Chd4の解析Chd4をノックダウンしたCD4T細胞ではTh2細胞への分化が抑制されるとともに、Th1細胞への分化が亢進していた。この結果から、Chd4はGATA3によるTh2サイトカインの活性化のみならずTh1細胞分化の抑制にも関与していると考えられた。また、クロマチン免疫沈降法を用いてChd4がGATA3依存的にTh2サイトカイン遺伝子座に会合していることを明らかにした。以上の結果から、Chd4をTh2サイトカイン遺伝子座に動員することがGATA3によるTh2サイトカイン活性化メカニズムの1つである可能性が示唆された。
トリブチルスズ化合物の生体内における代謝と毒性発現に関する研究

本研究は、環境汚染物質の一つであり、食品汚染物質でもあるブチルスズ化合物の肝臓毒性発現機序を、代謝およびミトコンドリアへの影響の観点から齧歯類を用いて詳細に検討した。また、本物質のヒトへの毒性を推定する目的で、カニクイザルを用いて本化合物の霊長類における代謝と毒性を評価した。1.ブチルスズ化合物の肝臓毒性が実験動物で異なる原因トリブチルスズは肝臓内で代謝されジブチルスズとなり毒性を発現するが、ジブチルスズは齧歯類の肝臓では殆ど代謝されない。ジブチルスズは、強い肝臓毒性を示すマウス肝細胞ではミトコンドリアに多く分布するが、毒性が発現されないモルモット肝細胞ではミトコンドリア以外に分布することが明らかとなった。2.肝臓ミトコシドリア機能へのブチルスズ化合物の影響マウスおよびモルモット肝細胞から分離したミトコンドリアにin vitroでトリおよびジブチルスズ化合物を添加すると、両化合物ともミトコンドリア呼吸活性を抑制するが、その影響に動物種差は見られなかった。一方、in vivoでトリおよびジブチルスズを投与すると、両化合物ともにマウス肝臓ミトコンドリアにのみ呼吸活性抑制が観察され、ミトコンドリアに分布するブチルスズの主体はジブチルスズであった。このようなin vivoにおける影響の違いは、ジブチルスズのBinderであるDithiol形態となり得るSH基量がマウス肝細胞ミトコンドリアに多く分布し、ジブチルスズを結合しやすいことが一因であることが明らかとなった。3.ブチルスズ化合物の霊長類に対する毒性トリブチルスズ化合物は霊長類において免疫毒性、腎臓毒性および肝臓毒性を、ジブチルスズ化合物も免疫毒性を誘起する可能性が示唆された。また、霊長類の肝臓では、細胞内に取り込まれたトリブチルスズ化合物のほとんどが単純な脱アルキル反応でジブチルスズとなりそれ以上代謝を受けずに排泄されることが明らかとなった。従って、トリブチルスズおよびジブチルスズ化合物は、ヒトの健康障害を引き起こす可能性が高いことが霊長類を使用した実験で初めて証明された。以上のように、トリブチルスズおよびジブチルスズ化合物は、生態系に影響を与える環境汚染物質としてばかりでなく、ヒトの健康に被害を及ぼす食品汚染物質としても注目すべきである。環境汚染物質であるトリブチルスズ化合物は、ヒトの健康被害の原因物質となる可能性が指摘されているが、ヒトに対する毒性は明らかにされていない。そこで、数種類のげっ歯類におけるブチルスズ化合物の代謝と毒性を比較し、さらにそのデータを基にヒトと近縁と考えられるサルを用いて本物質の代謝と毒性発現機序を検討した。補助申請時点で、マウス、ラット、モルモットにおけるトリブチルスズ(TBT)とジブチルスズ(DBT)の代謝様式を比較し、肝臓毒性発現との関係を検討していたので、今年度は各動物の肝細胞ミトコンドリア呼吸能へ及ぼすブチルスズ化合物の影響に関して、ポーラログラフィー法による検討を企画し、現在、実験が進行している。また、本年度は、サルを各2頭用いた実験を2回実施した。

一回目の実験では、マウスにおいて肝臓毒性や免疫毒性を示す投与量であるTBT,180μmol/kg、その主要代謝産物であるDBT,60μmol/kgを各1匹のサルに経口投与した。この投与量はTBTで52mg/kgと、現在、厚生労働省が設定しているヒトの一日許容摂取量基準の3万倍以上に相当する投与量である。まず、投与48時間後における肝臓、胸腺、脾臓、膵臓を採取して、各試料におけるブチルスズ化合物を分析し、また各組織を病理組織学的に検索した。その結果、TBTは投与48時間後の肝臓において大部分がDBTに代謝され、DBTは殆ど代謝されないことが明らかとなった。また、この投与量では組織学的検索を含む病理学的検索においても明確な影響が観察できず、血液性状にも明確な影響は観察されなかった。従って、ブチルスズ化合物のサルに対する毒性は、げっ歯類においてより弱いことが示唆されれた。そこで、2回目の実験においてもTBT及びDBTを1回目の実験と同じ投与量として投与24時間後の影響を観察することとし、現在、実験を続行中である。一方、ブチルスズを投与していないサルの検体も入手し、通常の飼育条件でサルがどの程度有機スズ化合物に暴露されているのかについても、検討を加えている。本研究は、環境汚染物質の一つであり、食品汚染物質でもあるブチルスズ化合物の肝臓毒性発現機序を、代謝およびミトコンドリアへの影響の観点から齧歯類を用いて詳細に検討した。また、本物質のヒトへの毒性を推定する目的で、カニクイザルを用いて本化合物の霊長類における代謝と毒性を評価した。1.ブチルスズ化合物の肝臓毒性が実験動物で異なる原因トリブチルスズは肝臓内で代謝されジブチルスズとなり毒性を発現するが、ジブチルスズは薗歯類の肝臓では殆ど代謝されない。ジブチルスズは、強い肝臓毒性を示すマウス肝細胞ではミトゴンドリアに多く分布するが、毒性が発現されないモルモット肝細胞ではミトコンドリア以外に分布することが明らかとなった。2.肝臓ミトコンドリア機能へのブチルスズ化合物の影響マウスおよびモルモット肝細胞から分離したミトコンドリアにin vitroでトリおよびジブチルスズ化合物を添加すると、両化合物ともミトコンドリア呼吸活性を抑制するが、その影響に動物種差は見られなかった。一方、in vivoでトリおよびジブチルスズを投与すると、両化合物ともにマウス肝臓ミトコンドリアにのみ呼吸活性抑制が観察され、ミトコンドリアに分布するブチルスズの主体はジブチルスズであった。このようなin vivoにおける影響の違いは、ジブチルスズのBinderであるDithiol形態となり得るSH基量がマウス肝細胞ミトコンドリアに多く分布し、ジブチルスズを結合しやすいことが一因であることが明らかとなった。3.ブチルスズ化合物の霊長類に対する毒性トリブチルスズ化合物は霊長類において免疫毒性、腎臓毒性および肝臓毒性を、ジブチルスズ化合物も免疫毒性を誘起する可能性が示唆された。また、霊長類の肝臓では、細胞内に取り込まれたトリブチルスズ化合物のほとんどが単純な脱アルキル反応でジブチルスズとなりそれ以上代謝を受けずに排泄されることが明らかとなった。従って、トリブチルスズおよびジブチルスズ化合物は、ヒトの健康障害を引き起こす可能性が高いことが霊長類を使用した実験で初めて証明された。
骨免疫学の推進による新たな生体制御システムの理解

本課題では、骨疾患・免疫疾患における骨-免疫系作用の生理的意義を包括的に解明し、疾患克服に向けた研究基盤の構築を目指す。1自己免疫疾患の病態解明と治療法開発基盤の構築:我々は以前Foxp3+T細胞から分化転換したTh17細胞(exFoxp3Th17細胞)が関節リウマチにおける炎症と骨破壊の増悪化を促す重要なT細胞であることを報告した。今回exFoxp3Th17細胞が口腔細菌依存的に歯周炎組織に集積し、歯槽骨破壊を起こすと共に、抗菌免疫の誘導と歯の脱落を介した口腔細菌の感染防御にも携わることを見出した。本研究によりexFoxp3Th17細胞の新たな生理的・病理的機能を明らかにした。またヒトゲノム情報の独自の解析によって、胸腺特異的プロテアソームサブユニット・β5t遺伝子(PSMB11)に高頻度のdamaging variationが複数存在することを見出した。PSMB11damaging variationを導入したマウスでは胸腺におけるMHC結合ペプチドが変化し、CD8 T細胞の正の選択の低下とTCRレパトアの変容が生じることが判明した。日本人に高頻度に検出されるPSMB11 G49S variationがシェーグレン症候群のリスクと関連することも分かり、プロテアソームの多様性がT細胞の抗原認識と疾患感受性を決定づけるという新たな概念を創出した。2新たな骨-免疫系インタラクションの解明:骨折治癒、自己炎症、腫瘍転移等に関わるIL-17産生型gdT細胞(gdT17)の分化制御機構の解明は重要課題である。我々は胸腺にてgdT17細胞の分化を制御するT細胞受容体(TCR)シグナルの重要性を明らかにした。gdT細胞ではSykがTCR近傍の主要なチロシンキナーゼとして機能すること、さらにSykの下流としてPI3K-AKT経路がgdT17細胞の分化に必須であることを明らかにした。本成果から、Syk-PI3K経路がgdT17依存的な炎症性疾患の治療標的となる可能性が示唆された。またM細胞誘導細胞(MCi cells)について、新たなMCi細胞特異的Creドライバー系統としてCol6a1-Creマウスを見出した。Col6a1-Creを用いたRANKL欠損マウスはM細胞の欠損とIgA産生の減少、腸内細菌叢の変容を呈し、この系統がMCi細胞研究のツールとして有用であることを示した。3骨髄微小環境における骨免疫制御:骨髄微小環境は造血幹細胞や免疫前駆細胞の維持や分化に必要であり、炎症などの外的ストレス刺激が入ると、骨髄を構成する骨代謝細胞が障害を受け、その結果免疫機能の低下に繋がる。我々は他の外的ストレスとして、腫瘍及び性ホルモンバランス異常に着目し、こうしたストレスで生じる骨髄微小環境の障害をマウスの病態モデルを用いて検討した。各ストレス状況下で関与する骨髄細胞間コミュニケーション分子を見出しており、これらの因子を介した骨髄環境-免疫システムネットワークの重要性を明らかにすることで、骨髄障害を発端とした個体の機能低下メカニズムを解明することに挑む。1RA等の自己免疫疾患の病態解明と治療法開発基盤の構築: exFoxp3Th17細胞が歯周炎においても炎症と骨破壊を誘導する責任細胞であることを見出した。歯周炎ではexFop3Th17細胞が抗菌免疫の誘導と歯の脱落を介して口腔細菌の感染防御に貢献することを明らかにし、関節炎では炎症の副次的効果と捉えられていた炎症性骨破壊が、歯周炎では口腔細菌感染に対する生体防御機構としての役割を担うという全く新しい概念を提唱することができた。またプロテアソーム遺伝子PSMB11に高頻度のdamaging variationが複数存在し、日本人に高頻度に検出されるG49S variationがシェーグレン症候群のリスクと関連することを報告した。MHC結合ペプチドを産生するプロテアソームの多様性がT細胞の抗原認識レパトアと自己免疫疾患の感受性を決定づけるという画期的な発見となった。さらに胸腺上皮細胞でのみFezf2と相互作用するクロマチン制御因子の同定に成功しており、Fezf2による中枢性免疫寛容の制御機構の解析を進めている。2新たな骨-免疫インタラクションの解明:これまでに認知されていなかったSyk-PI3Kを介するTCRシグナル経路がgdT17細胞の分化に必須であり、Syk-PI3K経路が乾癬などの炎症性疾患に対する有効な治療標的となる可能性を示すことができた。また新たなMCi細胞特異的Creドライバー系統・Col6a1-Creを見出し、この系統がMCi細胞研究のツールとして有用であることを示すことができた。進行性骨化性線維異形成症(FOP)は外傷やウイルス感染が契機となり軟組織に異所性骨化を生ずる遺伝性疾患であるが、我々は外傷性炎症によって出現し、骨化誘導を促す特定の免疫細胞サブセットの候補を見出しており、FOP病態の包括的な理解と新規治療標的の開発に向けて解析を進めている。3骨髄微小環境における骨による免疫制御:腫瘍や性ホルモンバランス異常における骨髄環境障害に関与する、骨髄細胞間コミュニケーション因子を見出すことができた。遺伝子欠損マウスの解析から生体レベルでその病理的意義を実証できており、骨髄変容を軸にした新たな病態誘導機構の解明に取り組んでいる。1RA等の自己免疫疾患の病態解明と治療法開発基盤の構築

前年度に引き続き、関節炎と骨破壊を増悪化する新規T細胞サブセット・exFoxp3Th17細胞特異的因子の遺伝子改変マウスの作製を行い、表現型の解析を通してexFopx3Th17細胞の分化・機能制御機構の解明を目指す。またexFoxp3Th17細胞だけに限らず、胸腺T細胞の発生や末梢におけるナイーブT細胞、活性化T細胞の生存維持に関わる重要因子を、トランスクリプトーム解析、プロテオーム解析、並びに公共のGWASデータベースを駆使して同定・解析を続け、遺伝子欠損マウスの解析を通じて、その生理的・病理学的意義の解明につなげる。さらにFezf2と共役する分子群を質量分析装置を用いて同定し、特にクロマチン制御因子に着目して機能解析を進める。共役分子の機能を明らかにすることで、Fezf2を中心とした転写ネットワークの全容を解明し、中枢免疫寛容の成立機構の理解を目指す。2新たな骨-免疫インタラクションの解明gdT17の生理的・病理的意義を明らかにするため、gdT17を完全に欠損するSykコンディショナルノックアウトマウスを作製し、炎症性疾患や組織修復モデルにおける影響を精査する。また、胸腺微小環境におけるgdT細胞の分化とレパトア形成の分子基盤を明らかにするため、候補因子である複数のSkintファミリー遺伝子をCRISPR/Cas9法によって欠損させたマウスを作製し表現型解析を進めている。また外傷により軟組織に異所性骨化が生ずるFOPモデルマウスにおいて、ある特徴的な免疫細胞が損傷部位ならびに骨化部位に集積していることを見出している。この外傷誘導性免疫細胞の活性化機構、ならびに異所生骨化誘導機構を分子レベルで明らかにすることを目指す。特に外傷誘導性免疫細胞の遺伝子発現パターンや細胞膜タンパク質の発現を網羅的に解析することで、当該細胞に特徴的なマーカー遺伝子の探索に注力する。外傷誘導性免疫細胞の活性化に関わるシグナル伝達経路を特定することができれば、各種シグナル阻害剤による異所性骨化の治療効果を検証する。最終的に外傷誘導性免疫細胞による新たな骨制御メカニズムを明らかにし、外傷誘導性免疫細胞を標的とした新たな治療戦略の提案を目指す。FOP以外にも、骨と免疫系の相互作用が関わる疾患として、変形性関節症やがんの骨転移、骨髄線維症にも着目し、それらの病態モデルマウスの解析から、病態形成に関与する骨代謝細胞および免疫細胞の同定、さらには両者間の相互作用を分子レベルで明らかにし、骨-免疫インタラクションを標的とした新規治療法の創出に繋げる。3骨髄微小環境における骨による免疫制御腫瘍もしくは性ホルモンバランス異常に応じて変容する骨髄微小環境と免疫システム障害のメカニズムを、マウスの病態モデルを用いて解析を進める。すでに、腫瘍もしくは性ホルモンバランス異常により生ずる骨髄環境障害に関与する骨髄細胞間コミュニケーション因子をそれぞれ見出すことができている。これらの遺伝子欠損マウスの表現型解析を引き続き進め、さらには同定した骨髄細胞間コミュニケーション因子の産生細胞を特定することで、産生細胞特異的に欠損させたコンディショナルノックアウトマウスの作製に繋げる。産生細胞および標的となる骨髄構成細胞を用いたin vitro培養実験から、骨髄細胞間コミュニケーション因子による骨髄障害の誘導機構を分子レベルで解析する。
神経障害性疼痛に対する抗うつ薬の鎮痛機序の解明

神経障害性疼痛はオピオイドや非ステロイド性抗炎症薬のような鎮痛薬が有効でない場合があり、治療に難渋する痛みの代表的なものである。原因として神経損傷に伴う炎症や下行性抑制系の機能不全などが考えられているが不明な点も多い。抗うつ薬は神経障害性疼痛に対して第一選択である。抗うつ薬が神経障害性疼痛を抑制する機序は、シナプス間隙でモノアミンの再取り込みを阻害し、下行性抑制系を活性化させることによると考えられている。下行性抑制系には青斑核から脊髄後角に投射するノルアドレナリン(NA)作動性と、延髄吻側腹内側核群から脊髄後角に至るセロトニン(5-HT)作動性の2つの経路が知られている。抗うつ薬の投与によってこれらの経路が脊髄後角でどのように働いているのかは不明である。我々はまず行動実験で5-HT/NA再取り込み阻害薬(serotonin-noradorenalin-reuptake inhibitor : SNRI)であるミルナシプランを全身投与すると、SNLモデルの痛覚過敏は抑制できたが、正常ラットにおいては鎮痛作用が認められなかった。次に脊髄腰膨大部のホモジェネートを作成しNA/5-HT量を測定したところ、SNL作成後2週間では正常ラットに比べてNAが増加していた。SNRIを静脈内投与し脊髄後角でのNA/5-HTの変化を、正常ラットとSNLラットで比較した。SNRIを30分間隔で1-3-10-30mg/kgと投与してcumulative dose-response curveを作成すると、SNLラットでは正常ラットより多くのNAの増加が認められたが5-HTは変化がなかった。これらの結果から神経障害性疼痛に対するSNRIの鎮痛効果は、主に脊髄でNAを増加させることによって発現していると考えられた。同様の実験をserotonin selectivereuptake inhibitorの用いて行う予定である。【背景】神経因性疼痛の治療には抗うつ薬が第一選択である。その鎮痛機序は、シナプスでノルアドレナリン(NA)とセロトニン(5-HT)の再取り込みを阻害し、下行性抑制系を活性化することによると考えられる。ラット神経因性疼痛モデルを用いてSNRI(ミルナシプラン)とSSRI(パロキセチン)の鎮痛機序を検討した。【方法】ラットを用いてL5脊髄神経切断モデルを作成した。まずpaw pressure testによってSNRI腹腔内投与後の逃避閾値を測定し、更に各種受容体拮抗薬を用いた拮抗試験を行った。次にマイクロダイアリシス法によって、ミルナシプランのcumulative dose responseと単回投与後の脊髄後角におけるNAと5-HTの放出を測定した。【結果】ミルナシプラン投与後(1-30mg/kg i.p,)、神経因性疼痛モデルでは投与量依存性に逃避閾値の上昇が認められ、その作用はα2受容体拮抗薬の髄腔内投与で抑制された。神経因性疼痛モデルでは正常ラットと比較してNAの上昇が有意に大きかった。パロキセチン投与後(140mg/kg i.p.)では10mg/kgで閾値の上昇が認められ5-HT3受容体拮抗薬、α2受容体拮抗薬で拮抗された。【考察】抗うつ薬の鎮痛作用は脊髄のα2受容体を介しており、神経因性疼痛において、ミルナシプランは脊髄でのNAを上昇させることが鎮痛機序のひとつであると考えられた。パロキセチンは5-HTおよびNAの存在下で鎮痛効果を示したことから両者の相互作用が関与していると考えられた。行動実験で5-HT/NA再取り込み阻害薬(serotonin-noradorenalin-reuptake inhibitor : SNRI)であるミルナシプランを全身投与すると、SNLモデルの痛覚過敏は抑制できたが、正常ラットにおいては鎮痛作用が認められなかった。同様の実験をパロキセチン、マプロチリンで行った。全ての薬剤が、ラット神経障害性疼痛モデル(spinal nerve ligation : SNL)の痛覚過敏を抑制した。脊髄後角でのNA/5-HT(特にNA次に脊髄腰膨大部のホモジェネートを作成しNA/5-HT量を測定したところ、SNL作成後2週間では正常ラットに比べてNAが増加していた。これらの結果から神経障害性疼痛に対する抗うつ薬の鎮痛効果は、主に脊髄でNAの上昇が、痛覚過敏抑制作用に強く関与していることが示された。神経損傷後の2週間では下行性抑制系は活性化しており、抗うつ薬は脊髄後角での再取り込み抑制によってさらにNA/5-HTを増加させ、神経障害性疼痛を抑制することが示唆された。
生成文法による自然言語の格システムの研究

自然言語の格システムの解明に向けて、英語と日本語の主格名詞句の生起に関する違いについて引き続き研究を行った。日本語は「私は太郎に(は)その仕事が重荷だと思う」と並んで「私は太郎に(は)その仕事を重荷だと思う」という文が容認可能であり、長距離格付与(long-distance Case marking)が可能な言語として位置づけられている(Shibatani(1978:229)等)。しかしながら英語にこのような長距離格付与の現象は見られない。この事実に着目して研究を行なった結果、昨年度の研究成果として「英語の時制節では主格照合が義務的であるが日本語の時制節では随意的である」ということが既に明らかになっているが、長距離格付与に関する日英語の差異もこれにより説明できることが明らかになった。また主格照合に関して、Chomsky(1999)は、格は一致(agreement)の結果として生じるものであり機能範疇T自体は格素性を持たないという主張を行なっているが、日本語の与格構文に関する考察からこれには問題があることが判明した。与格構文でTとφ素性の照合を行なっているのは与格主語であって後続する主格名詞句ではないからである。そこで格照合と一致は共に解釈不可能な素性の削除のためにおこるという点では共通するものの互いに独立したものとしてとらえるべきであるという結論を得た。以上の研究成果は、上越英語教育学会での口答発表、並びに研究論文「日英語の主格照合に関する違いについて:義務的か随意的か」を通して公表を行なった。自然言語の格システムの解明に向けて、今年度は特に英語と日本語の主格名詞句の生起に関する違いについて研究を行った。まず、先行研究を中心に資料収集を行い、随時データベース化を図っていく過程で、次の2つのことが明らかになった。まず第一に、日本語には多重主語構文が存在するが英語には存在しないことから主格名詞句の認可に関して英語では単一の日本語では複数の主格名詞句を認可しうるという違いがあるものの、英語と日本語の主格名詞句の認可システムは基本的に同じである、つまり主格照合は共に時制節のTによって行われる、と考えられること。次に、英語は時制節のTによる主格照合が義務的な言語であると言えるのに対して、日本語に関しては英語と同様義務的だとする立場と、日本語では随意的だとする立場があるということ。そこで、まだ未解決の第2の点に焦点を絞って更に研究を行った。日本語の格照合に関して相反する双方の立場の拠り所とする言語事実を再検討すると共に、新たな事実を加え検討を重ねた。その結果、1)日本語で義務的に見える現象(与格主語構文)は別の要因が絡んでいること、2)日本語で随意的であると考えるとECM構文等に関して英語との違いがうまく説明できること、3)したがってやはり時制節における主格照合に関して英語は義務的で日本語は随意的だというパラメトリックな違いが存在すること、が明らかになった。この研究成果は、現在投稿中の論文「日英語の主格照合に関する違いについて:義務的か随意的か」に収めた。
EPC-Kの心筋保護効果-摘出ラット虚血再灌流心での検討

(方法)Isolated warking rat heart modelを用いた。実験1として非虚血心に対するEPC-K1の効果を調べた。EPC-K1を(0,0.25,0.5,1.0,2.0,5.0μg/ml)加えた灌流液にて灌流を行った。大動脈流量(AF)、冠灌流量(CF)、大動脈圧(AP)、心拍数(HR)を測定しを検討した。また、冠灌流中のCK遊出量を測定した。実験2として虚血心に対するEPC-K1の効果を調べた。37度15分間の常温虚血とし、虚血後回復率を評価した。検討項目は実験1と同様ある。(結果)実験1では、心機能はEPC-K1濃度0.252.0μg/mlでは対照群と有意差はなかったが、CK遊出量は1.02.0μg/mlで有意に増加していた。5.0μg/mlでは心停止となった。実験2では、EPC-K1濃度0.5、1.0μg/mlにて%AF,CK遊出量に有意な改善が認められた。(考察)非虚血心に対するEPC-K1投与では対照群と有意差は認められなかったが、虚血心への投与では、EPC-K1濃度0.5、1.0μg/mlにて心機能の有意な改善を認めた。EPC-K1濃度1.0μg/ml以上でCK遊出量が増加した。Hydroxy radical scavengerであるEPC-K1投与は虚血再灌流障害の軽減に有効で、また至適濃度は0.5μg/mlと考えられた。(今後の研究の展開)1.EPC-K1投与心の細胞内ATP,CP,カルシウムイオン濃度を測定し上記の結果を裏付ける。2.チアノ-ゼ性心筋におけるEPC-K1の心筋保護効果の検討を行う予定である。
Radiomics技術を用いてCT画像のみから肺機能画像を作成する手法の開発

高次元の画像特徴量を用いるradiomics技術を用いてCT画像のみから肺機能画像を作成sる手法の開発を行う。この技術を用いることで肺野内のCT値情報から膨大な高次元画像特徴量を抽出することができ、これまで不可能であったCT画像のみから局所的な換気能力の違いを捉えることができ、高精度な肺機能画像を簡便に作成することが可能ではないかと考えた。
線毛運動障害による髄液ダイナミクス異常とダイニンの分子生物学的解析

昨年までの研究で繊毛運動障害マウスでは第三脳室、側脳室の拡大が認められるが、第四脳室の拡大が認められていないこと、出生直後は拡大が認められず、PO2以降に徐々に水頭症が発症することが確認されていた。このことから、中脳水道付近での髄液還流障害が水頭症発症の主病態であると考えられたが、第三脳室内、特に中脳水道での繊毛運動は大きくは障害されておらずbeating patternにも異常は認められなかった。本年は上記成果をもとに繊毛運動障害マウス(Dpcd KOマウス)における繊毛運動の部位別障害の程度およびmRNA発現並びに微細構造の検討に主眼を置き検討を行った。この結果、Dpcdマウスにおいては第三脳室内や中脳水道付近に比較して特に側脳室内での繊毛運動が低下している事が判明した。しかしながらダイニンmRNA発現量については部位による違いはなく、原因はダイニンの発現異常以外にも存在することが示唆された。そこで繊毛運動障害モデルマウスにおける繊毛内微細構造特にダイニンサブユニットの構造を把握すべくTEM、SEMを用いた検討を開始した。現在までのところ構造把握までは至っておらず、今後検討を続ける必要がある。また、追加検討である脳室内出血後水頭症モデルについても検討を行った。脳室内出血後にしばしば発症する後天性水頭症モデルマウスの開発にも成功した。この後天性水頭症マウスの繊毛を確認したところ、繊毛数の現象、近接する繊毛の癒着が確認された。今後こちらのマウスについては微細構造の確認を行う予定とした。水頭症モデルマウスにはDpcdマウスが必須であるが、何らかのバックグラウンドの変化により水頭症マウスが得られない時期が生じた。このためwild typeマウスを導入することで現在は水頭症マウスを継続して得ることが可能な状態となっている。また、水頭症の発生には繊毛運動が強く関与していると仮定し検討を行っていたが、その他の原因の関与も示唆され、さらなる検討の追加を要する事となった。このため当初の予定からやや遅れる形となっている。前述の通り水頭症発症の原因把握には繊毛微細構造の確認が必要不可欠であると考えられた。TEM、SEMを用いて繊毛微細構造特にダイニンサブユニットについて検討を行う予定である。またこの結果をもとにクライオ電子顕微鏡を用いて立体構造の把握も行う予定である。繊毛下器官についても検討が必要と判断しており、この部位でのダイニン生成異常についても検討を行うこととした。先天性水頭症の発症メカニズムを解明するべく、脳室上衣細胞の繊毛運動により引き起こされる髄液循環動態の解明を試みた。先天的に繊毛運動異常を持ち水頭症を発症するLrrc6ノックアウトマウス、Dpcdノックアウトマウスを利用し、脳室拡大の様相、また髄液琉、繊毛運動を観察しWild typeマウスとの比較検討、ダイニン分子の発現について主座を置き検討を行った。本年度の目標として髄液のマクロ、ミクロレベルでのダイナミクス解析が施行された。1.繊毛運動障害マウスにおける水頭症発現、脳室拡大様式の経時的な観察並びに生体内でのマクロ的髄液還流の計測:ノックアウトマウスにおける水頭症発現様式の検討をMRI撮影を経時的に行うことで施行した。両ノックアウトマウスはP0-1では脳室拡大を認めないものの、P2より徐々に脳室の拡大が認められた。拡大は側脳室が中心であり、第三脳室の拡大は乏しく、第四脳室および脳溝の拡大はP28においても認められなかった。出生時に存在する一次線毛は髄液ダイナミクス形成に影響を与えず、出生後形成される運動線毛により髄液流が形成されることが確認された。また中脳水道以遠の脳室拡大はほとんどなく、この上位での髄液流形成異常が水頭症の主要因であると考えられた。2.マウス脳室線毛の運動局在並びにミクロ的髄液還流形成についての検討:wild typeにおいては側脳室第三脳室、第四脳室に向けての主な髄液流の形成が認められたが、各脳室内では円を描くように髄液流が形成されていることが判明した。水頭症マウスにおいてもこの髄液流の形成が確認され、各々の髄液流に強弱が認められた。これは発言するダイニン蛋白の局在に違いが見られることを意味すると考えられた。研究は概ね順調に推移している。しかし髄液流ならびに線毛運動観察には十分なサイズの脳組織が必要であり、出生早期に死亡するLrrcではこの観察が非常に困難であった。またcineMRIはラットでの報告はあるものの、使用予定であったMRIでの撮像は困難であり生体内のマクロ的髄液の確認は不可能であり更なる検討が必要と判明した。また、これまでの研究で判明したダイニンの分布についても検討が必要であることが判明したため、来年度の追加課題として検討を行う予定である。

本年は上記成果をもとに繊毛運動障害マウス(Dpcd KOマウス)における繊毛運動の部位別障害の程度およびmRNA発現並びに微細構造の検討に主眼を置き検討を行った。この結果、Dpcdマウスにおいては第三脳室内や中脳水道付近に比較して特に側脳室内での繊毛運動が低下している事が判明した。しかしながらダイニンmRNA発現量については部位による違いはなく、原因はダイニンの発現異常以外にも存在することが示唆された。そこで繊毛運動障害モデルマウスにおける繊毛内微細構造特にダイニンサブユニットの構造を把握すべくTEM、SEMを用いた検討を開始した。現在までのところ構造把握までは至っておらず、今後検討を続ける必要がある。また、追加検討である脳室内出血後水頭症モデルについても検討を行った。脳室内出血後にしばしば発症する後天性水頭症モデルマウスの開発にも成功した。この後天性水頭症マウスの繊毛を確認したところ、繊毛数の現象、近接する繊毛の癒着が確認された。今後こちらのマウスについては微細構造の確認を行う予定とした。水頭症モデルマウスにはDpcdマウスが必須であるが、何らかのバックグラウンドの変化により水頭症マウスが得られない時期が生じた。このためwild typeマウスを導入することで現在は水頭症マウスを継続して得ることが可能な状態となっている。また、水頭症の発生には繊毛運動が強く関与していると仮定し検討を行っていたが、その他の原因の関与も示唆され、さらなる検討の追加を要する事となった。このため当初の予定からやや遅れる形となっている。研究は概ね順調に推移している状態である。本年度は当初予定していた分子メカニズム解析を目標とする。具体的にはDpcdノックアウトマウスでは約半数の線毛が運動障害を起こすが、上衣細胞内のダイニンmRNA量を定量PCR法を用いて測定することで、線毛内でのダイニン発現量を測定する。Dpcdが直接ダイニンプロモーターに結合し、制御しているのか、クロマチン免疫沈降法(ChIP法)を用いて解析する。Dpcdがプロモーターに結合していなければ、マイクロアレイ法にて、他の転写因子を検索する。また、Lrrc 6ノックアウトマウスではダイニンの線毛への輸送異常が誘導されると考えられているが、その制御メカニズム異常は知られていない。このため正常マウスの上衣細胞からタンパク質を抽出し、Lrrc6とダイニンが結合し複合体を形成するかどうか、免疫沈降法にて検討する。また高効率遺伝子導入用レトロウイルスベクターであるpDON-AI-2 DNAを使用して、Dpcd、Lrrc6に対するshRNAを発現するベクターを作成する。レトロウイルスを正常マウスの脳室内に打ち込み感染させ、ダイニンの発現、細胞内局在の変化、線毛異常の発現、水頭症の発症を検討する。前述の通り線毛運動には局在が強く認められており、これは特にノックアウトマウスに於いて強い傾向にあった。これはダイニン蛋白サブタイプの分布に脳室内であっても局在があると予想されるため、本年度は上記に加えて発現ダイニンの解析も行う予定である。前述の通り水頭症発症の原因把握には繊毛微細構造の確認が必要不可欠であると考えられた。TEM、SEMを用いて繊毛微細構造特にダイニンサブユニットについて検討を行う予定である。またこの結果をもとにクライオ電子顕微鏡を用いて立体構造の把握も行う予定である。