hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特発性肺胞蛋白症の病勢、及び治療効果を判定・予測する臨床的手法の開発

・サンプルの収集採取承諾を得た特発性肺胞蛋白症(iPAP)患者の血清サンプルを165検体、気管支肺胞洗浄液(BALF)を34検体得た。サンプル中の抗GM-CSE自己抗体価は血清中(中央値81.9、範囲4.7-686.3μg/ml)、およびBALF中{1.15、0.09-54μg/ml)ともk高い疾患特異性をもって、高濃度検出された。患者11名の血清から精製した自己抗体の性状解析を行った結果、強い中和活椎、結合力、結合特異性をもち、立体構造を認識する抗体であることがわかった。この結果から抗GM-CSF自己抗体は、肺内のGM-CSF活性を中和枯渇するのに十分な性状をもつものであることがわかり、学術雑誌American Journal of Hematologyに投稿、採用された。・患者重傷度と各種パラメータの相関患者のPaO_2値を元に分類した重症度、A-aDO_2,Dl_<CO>の値と、各パラメータとの相関を検討した結果、重症度と血清中CEA,KL-6,SP-Aは有意な相関が認められたが、血清中、BALF中自己抗体価、血清から分離した自己抗体の中和活性は相関しなかった。・治療にともなう重傷度の変化と各種パラメータの相関平成14年より「特発性肺胞蚕白症患者に対するGM-CSF吸入療法」の臨床研究が開始され、現在15例中9例で症状の緩解が認められている。4例で血清のGM-CSF中和活性を経時的に測定したところ、2/4例でPaO_2値およびAaDO_2値と平行して推移する傾向が認められた。低侵襲である血清中GM-CSF中和活性は血清中CEA,KL-6,SP-Aと比べて疾患特異性があり、また重傷度を反映する指標となりうる可能性が考えられた。引き続き症例数を蓄積して評価していく予定である。・サンプルの収集平成13年度、及びそれ以前の蓄積分を含めて50例80例の症例の報告があり、肺胞洗浄液や、血液サンプルの採取承諾を得られた患者の検体を収集した。又その他に、2次性肺胞蛋白症患者、健常ボランティアからのサンプルも採取した。・特発性肺胞蛋白症患者における抗GM-CSF自己抗体の定量特発性肺胞蛋白症(IPAP)患者血清25例、健常ボランティア血清32例、および他の肺疾患患者血清34例を用いて、Sandwich ELISA法を用いた抗GM-CSF自己抗体価を測定した結果、抗体価の平均値が、IPAPは91.0±62.2μg/mlであるのに対し、健常ボランティア、他の肺疾患患者の抗体価は3μg/ml以下であった。この測定法のspecificityの高さを確認し、血清学的診断法として有効であることが証明された。・特発性肺胞蛋白症患者の病勢の指標となるパラメータの検定特発性肺胞蛋白症患者25例、二次性肺胞蛋白症患者6例、健常コントロール6例につき、血液ガスデータや、自己抗体濃度、および各種血清サイトカインの濃度をELISA法を用いて測定した。その結果、KL6(MUC-1mucin), SP-D, SP-A, MCP-1,CEAが、PAP患者では上昇していた。

その中で、血清中KL-6,MCP-1,CEAが、肺胞-動脈血酸素濃度解離(AaDO2)と良く相関(P<0.05)しており、またKL-6,CEAが、自覚的呼吸困難と良く相関する一酸化炭素拡散能(%DLCO)と有意に相関する(P<0.05)ことが明らかとなった。・サンプルの収集採取承諾を得た患者の気管支肺胞洗浄液(BALF)、血液サンプルを収集した。過去のサンプルと併せて、通算で血清は120検体程度集まった。・特発性肺胞蛋白症(IPAP)患者における抗GM-CSF自己抗体の性状解析及び重症度との相関の検定平成13年度までの研究で、抗GM-CSF自己抗体が、IPAPに特異的に発現している事を示した。さらにこの抗体の性状を分析し、疾患の重症度との関連を調べた。IgG subclassに対する抗体を用いたsandwich ELISA法により、自己抗体がポリクローナル抗体である事がわかった。またGM-CSFのアミノ酸配列を部分的に合成したペプチドや、disulfide結合を切断したり、トリプシン消化したヒトリコンビナントGM-CSFとの結合をdot blot法、sandwich ELISA法で検討した結果、自己抗体が、GM-CSF分子の立体構造を認識する事を確認した。IPAP患者の臨床的重症度を、room airでの動脈血酸素分圧(Pa02)、肺胞-動脈血酸素濃度解離(AaD02)、及び自覚症状で分類し、これと関連する指標を検討した。現在までのところ、血清自己抗体価は臨床的重症度との有意な相関を認めていないが、ヒトリコンビナントGM-CSFの皮下注療法が有効であったスイスの患者では、治療後のBALF中自己抗体価が著明に低下しており、病勢との相関の可能性が示唆された。epitope specificなマウスの抗ヒトGM-CSFモノクローナル抗体との、GM-CSFに対する結合の拮抗実験で、患者自己抗体がアミノ酸残基78-94を認識するマウスモノクローナル抗体と強く拮抗することが判明した。また自己抗体の認識部位は重症化に伴って、78-94アミノ酸残基付近に集中する傾向が認められた。疾患重症度との関連性をもつパラメータにつき、引き続き研究を続ける予定である。承諾を得て採取した特発性肺胞蛋白症(iPAP)の血清107例、気管支肺胞洗浄液(BALF)34例のサンプル中の抗GM-CSF自己抗体をsandwich ELISA法で定量した。その結果、患者血清中およびBALF中自己抗体濃度は高濃度で検出された。一方健常者、および他の肺疾患患者の血清、BALFからは検出限界未満であったことから、非常に疾患特異性の高いパラメータであることがわかった。iPAP患者11名の血清より精製した自己抗体を用いて、その性状解析を行った。中和活性は、市販の抗体の10.500倍以上強いことがわかった。また125I-GM-CSFとの結合実験を行った結果、自己抗体は一様に強い結合力をもつことがわかった。また自己抗体の結合特異性は非常に高くGM-CSF分子の立体構造を認識する抗体であることがわかった。エピトープ特異的抗GM-CSFマウス抗体を用いた競合的結合阻害実験を行い、自己抗体のエピトープを推定した結果、自己抗体はGM-CSF分子の78-94アミノ酸残基付近を認識するマウス抗体と特に強く拮抗阻害効果を見せた。その部分が中和活性を発揮するうえで重要なポイントである可能性が考えられた。これら結果から、抗GM-CSF自己抗体は、肺内のGM-CSF活性を中和枯渇するのに十分の性状をもつものであることがわかった。GM-CSF皮下注療法あるいは吸入療法を施行した患者のうち臨床症状の改善をみた患者の血清中自己抗体は有意な抗体価の低下を見せなかった。病勢と血清の自己抗体価に有意な相関は認められなかった。また患者血清中自己抗体の中和活性や、GM-CSFの認識パターンも疾患重症度と相関しなかった。
小児の血清脂質値の年齢に伴う変動曲線パターンに関する研究

平成10年度に引き続き、福岡市近郊の久山町在住の小・中学生を対象に、環境因子(食生活状況、生活時間・清潔行動の実態)、家系調査を行い、さらに早朝空腹時の血清脂質値(総コレステロール、HDL、LDL、中性脂肪)を測定した。また、規準化された方式により血圧測定、各種身体計測値を測定記録した。本年度は、小学生487名(男子255名、女子231名)、および中学1年生82名(男子41名、女子41名)を対象とした。脂質値については、従来のLDL=TC-(HDL+TG/5)から得られる値と直接法による値の相関についても検討した結果、r=0.9482で間接法による評価に問題がないことが判明した。一方、児童生徒の生活習慣、ことに清潔行動については、歯磨き、うがい、手洗いの3項目すべてを実行している学童の頻度は5人に1人以下で、中学1年生では男女とも4.9%ときわめて低率であった。生活習慣病の予防という観点からも注目すべき結果である。各測定値の継続的な変化・変動について解析が必要である。福岡市近郊の久山町在住の小・中学生を対象に、環境因子としての食生活状況の調査、遺伝的因子としての家系調査を行い、並行して早朝空腹時の血清脂質値(総コレステロール、HDL、中性脂肪)を測定した。さらに、規準化された方式に従い血圧測定、各種身体計測値を測定記録し、健常児群における各測定値の年齢別の分布を検討し、年齢を考慮にいれた基準値の設定を目的に解析を進めている。本年度は、小学生487名(男子248名、女子239名)、および中学一年生(男子53名、女子38名を対象とした。現在まで蓄積されたデータによる検討では、小1中3の児童・生徒の総コレステロール値は、男児、女児いずれも小学4年生で最高値を示している。その4年生の総コレステロール値の基礎統計量は;平均±標準偏差174±26mg/dl(男子178±25mg/dl、女子170±26mg/dl、中央値(最大最小)176mg/dl(241111mg/dl)であった。さらにデータを集積し、各測定値の継時的な変動について解析する予定である。
非線型偏微分方程式系の時間大域解の構造

数理物理学に現れる様々な非線型偏微分方程式系の時間大域解の構造について考察し、以下の様な成果を得た。1.代表者松村は一次元粘弾性体の方程式系の進行波解の漸近安定性について考察し、適当な条件下で、平均零である小さな初期擾乱に対し進行波解が漸近安定であることを示した。従来の議論が方程式系に真性凸非線型性を仮定していたのに対し、粘弾性体の方程式系は一般にこの仮定を満たしていない点で前述の結果は新たな見知を与えており、論文[Stability of shock...]で発表予定である。さらに、単独の粘性的一次元保存則に対しては、非常に一般的な非線型性の仮定の下で進行波解の漸近安定性を示すことに成功し、この結果は平成六年一月に京都大学数理解析研究所で開催された日台セミナーで発表され、論文[Asymptotic stability...]として発表予定である。又、空間多次元の圧縮性粘性流体の方程式系に対し、希薄波解の漸近安定性や球対称定常解の漸近安定性についても現在研究が進行中である。2.鹿野忠良は非線型振動の方程式(Duffing方程式)に対し時間周期解の分岐現象を考察し、ある種の外力に対する分岐構造の存在についての新たな見知を得つつある。3.井川満は波動方程式の解の物体による散乱理論を考察し、物体が必ずしも強凸でない場合に散乱行列の極についての新たな見知を得、論文[On scattering by...]において発表予定である。
分子シミュレーションによる超臨界流体の構造と電子状態

二酸化炭素(以下,CO_2)中のμmオーダーの電極間に生じるプラズマ放電現象が調べられ,高圧高温の超臨界付近で電極間の放電開始電圧が急激に減少する特異な現象が報告された.超臨界付近では密度の揺らぎが増大してミクロ的には分子凝集形態やそれに伴う電子状態に大きな変化が生じている.そのような超臨界二酸化炭素の物性の変化が放電開始電圧の降下と関連していると指摘されており,微視的なメカニズムの解明に向けた取り組みが必要であった.本研究課題は電子状態を含めた分子シミュレーションの手法を用いてマイクロプラズマの仕組みを原子・分子レベルから解明することを目標とした.超臨界のCO_2中では密度揺らぎにともない様々なCO_2クラスターが現れる。前年度に行った超臨界CO_2状態のモデルとしてCO_2分子数個からなるクラスターの構造と電子状態を第一原理計算による構造最適化の計算により、CO_2クラスターの量子化学計算によりCO_2クラスターの安定構造と電子状態を得て,これらの計算結果からクラスター化に伴ってイオン化エネルギーが減少し電子親和力が増すことわかった.17年度はこの結果をうけて、このクラスター化に伴うCO_2雰囲気の物性の変化をTownsent放電理論の式に組み込むことを試みた.本特定研究グループが考案した超臨界状態での放電開始時における電子輸送モデルと我々のクラスターモデルを組み合わせことにより、放電開始電圧の降下を定量的に再現することに成功し、その現象のメカニズムを説明することができた。二酸化炭素(以下,CO_2)中のμmオーダーの電極間に生じるプラズマ放電現象が調べられ,高圧高温の超臨界付近で電極間の放電開始電圧が急激に減少する特異な現象が報告された.超臨界付近では密度の揺らぎが増大してミクロ的には分子凝集形態やそれに伴う電子状態に大きな変化が生じている.そのような超臨界二酸化炭素の物性の変化が放電開始電圧の降下と関連していると指摘されており,微視的なメカニズムの解明に向けた取り組みが必要であった.本研究課題は電子状態を含めた分子シミュレーションの手法を用いてマイクロプラズマの仕組みを原子・分子レベルから解明することを目標とした.超臨界のCO_2中では密度揺らぎにともない様々なCO_2クラスターが現れるが,平成16年度では,超臨界CO_2状態のモデルとしてCO_2分子数個からなるクラスターの構造と電子状態を第一原理計算による構造最適化の計算から調べた.CO_2クラスターの量子化学計算によりCO_2クラスターの安定構造と電子状態を得て,これらの計算結果からクラスター化に伴ってイオン化エネルギーが減少し電子親和力が増すことわかった.このクラスター化に伴うCO_2雰囲気の物性の変化をTownsent放電理論の式に組み込むことを試みた.放電開始電圧の低下を説明する為には,イオン化エネルギーだけでなく,電子親和力の効果等の他の効果を含める必要があることがわかった.二酸化炭素(以下,CO_2)中のμmオーダーの電極間に生じるプラズマ放電現象が調べられ,高圧高温の超臨界付近で電極間の放電開始電圧が急激に減少する特異な現象が報告された.超臨界付近では密度の揺らぎが増大してミクロ的には分子凝集形態やそれに伴う電子状態に大きな変化が生じている.そのような超臨界二酸化炭素の物性の変化が放電開始電圧の降下と関連していると指摘されており,微視的なメカニズムの解明に向けた取り組みが必要であった.本研究課題は電子状態を含めた分子シミュレーションの手法を用いてマイクロプラズマの仕組みを原子・分子レベルから解明することを目標とした.超臨界のCO_2中では密度揺らぎにともない様々なCO_2クラスターが現れる。
肥満脂肪組織慢性炎症におけるマクロファージH-フェリチンの機能解明と治療への応用

本年度は、既に作成・準備済みであったマクロファージ特異的フェリチン欠損マウス(KO)と対照群の野生型マウス(WT)を用いて解析を行った。高脂肪食(HFD)を3ヶ月間与えて肥満・糖尿病マウスを作成した。正常飼料を与えたマウスでは両群間に体重差を認めなかったが、HFD群では両者とも体重増加がみられたものの、WTマウスと比べてKOマウスでその程度は軽度であった。内臓白色脂肪組織の重量も同様であり、病理組織における脂肪細胞径肥大もKOマウスで軽度であった。摂餌量はWTマウス群、KOマウス群の差はみられなかった。糖負荷試験、インスリン負荷試験において、HFDを与えたWTマウスでは耐糖能・インスリン感受性の悪化がみられたが、KO群ではその程度は軽度であった。白色脂肪組織における炎症性サイトカイン(TNF-alpha, MCP-1, IL-1beta)の遺伝子発現は、NDマウス群と比較して、HFDを与えたWTマウスではそれらの上昇がみられたが、KOマウス群ではその程度は軽度であり、F4/80染色による脂肪組織へのマクロファージ浸潤評価においても同様にKOマウス群で抑制された。また脂肪組織における鉄量は、HFDを与えることで増加するが、WTマウスと比較して、KOマウスではその増加は抑制されていた。以上より、高脂肪食による肥満・糖尿病の発症が、マクロファージ特異的フェリチン欠損によって抑制されることが示唆された。本年度に予定していたマクロファージ特異的フェリチン欠損マウスを用いた解析によって、肥満・糖尿病におけるマクロファージ鉄の役割を明らかにすることができた。肥満脂肪組織における炎症にはマクロファージ内鉄が関与することを示す知見に加えて、フェリチン制御はマクロファージ活性化抑制と細胞内鉄量調整につながることが示唆され、本研究の仮説を支持するものであった。マクロファージ特異的フェリチン欠損による肥満・糖尿病の抑制効果が、マクロファージの鉄量減少/フェリチン欠損によるものかについて、マクロファージの初代培養もしくはセルライン化されたマクロファージへのsiRNA導入を行い、確認する。またマクロファージ特異的フェリチン欠損マウスを用いた肥満・糖尿病の抑制効果について、さらに詳細にメカニズムを解析する。脂肪組織もしくは単離マクロファージを用いて、フェリチン欠損による遺伝子変動について解析して、フェリチン制御に関わる新規遺伝子の同定も予定している。次年度試薬購入に使用する予定である。
月・惑星磁気異常探査における解析方法の基礎研究

1)電子反射法(ER法)による磁気異常観測の検討を観測事実と理論的側面からおこなった。SELENEは16Hzの高サンプリングレートにより太陽風中での観測も試みようとしているので、月軌道付近の磁場方位安定度をGEOTAIL観測衛星データによって検討した。16Hzデータを用いて、磁場方位変動を、解析対象期間の平均磁場方位からのずれとして扱い、フィッシャー統計で標準偏差を求めた。ディスコン時を除く期間では、円形に近い分布を示しており、等方的な方位変動と解釈できる。標準偏差の値は、ローブで最も小さい(<2゚)。太陽風静穏時も約4゚である。一方、太陽風非静穏時、ディスコン時、アップストリームウェーブ時は1530゚であった。これらのことから、サンプリングレートが16Hzならば、ER法の空間分解能を1kmオーダーまで上げられる可能性を示した。2)月軌道付近の磁場方位変動の全体像をつかむために、1994年7月1日8月13日の44日間について、毎日午前0時から約1時間分の3秒平均値データを解析した。頻度分布は、10-20゚付近と40-50゚付近にピークをもつバイモーダルの傾向を示す。10-20゚のデータ群は主としてローブ時と太陽風領域静穏時からなると考えられる。40゚以上は、太陽風非静穏時、ディスコン時、アップストリーム時、さらにプラズマシートやマグネトシースに入っている期間もあると推測される。これまでの本研究からローブ時と太陽風領域静穏時・非静穏時の連続性は悪くないことを考えると、40゚以下の期間で16Hz電子反射法が行えると推測される。3)磁場方位のキャリブレーション法を3軸姿勢制御衛星でどのようにおこなうかについて検討した。その結果、Davis-Smith法は3軸姿勢制御衛星に適用できることを示し、さらに、Alfven波のゆっくりした変動も考慮し解析方法を示した。今年度の研究においては、主に月近傍の磁場安定性をGEOTAIL衛星の観測データに基づいて定量的に検討した。月は地球から約60Re(1Re=6400km)のところを周回しており、地磁気および太陽風のために月軌道上の磁場環境は大きく3つに分けられる。最も滞在時問が長いものは太陽風領域であり、約70%を占める。この領域では太陽風磁場が支配的であるが、比較的安定しているときには10秒以下の変動はサブnTの程度であり月磁気異常観測(0.11nT)は可能である。しかし、ディスコンなど秒のタイムスケールで瞬間的に25nTも変動する場合があり、月磁気異常シグナルをはるかに超える振幅となる。ただし、全磁力はサブnTの範囲で一定であり、この性質を使えば補正が可能かもしれない。太陽風磁場がマグネトポーズに垂直に入射する領域では、アップストリームウェーブと呼ばれるプラズマ振動か定常的に発生し、数十秒周期で数nTの磁場変動が見られる。月周回衛星における観測では100kmオーダーの磁気異常が数十秒の周期帯域にあたるので、アップストリームウェーブが見られる時には磁気異常の観測は困難と考えられる。次に15%程度の期間を占める地球磁気圏尾部の磁場安定性を検討した。テールローブ中の安定**サブnT以下と非常によく、磁場方向で見ても1度以下で同じ方向を向いている。

このような期間は磁気圏尾部のプラズマシートを通過すると中断されるが、その継続期間は通常2時間程度あるので、衛星の1周回軌道観測データを解析して月磁気異常を検出することは十分に可能である。以上のGEOATIL磁場観測データと同時に同衛星によるプラズマ電子密度観測を検討した結果、プラズマ電子の磁場内運動を利用する電子反射法を用いた月磁気異常観測も有力であり、直接磁場観測とともに検討に値するものと結論された。本年度は、電子反射法による月磁気異常観測の検討を中心におこなった。電子反射法(ER法)サンプリング間で磁場変動がないことを前提している。SELENEは16Hzの高サンプルレートをもって、太陽風中での観測も試みようとしているので、月軌道付近の磁場方位安定度をGEOTAIL観測衛星データによって検討した。16Hzデータを用いて、磁場方位変動を、解析対象期間の平均磁場方位からのずれとして扱い、フィッシャー統計で標準偏差を求めた。ディスコン時を除く期間では、円形に近い分布を示しており、等方的な方位変動と解釈できる。標準偏差の値は、ローブで最も小さい(<2°)。この変動は100km離れた平面で半径2.35kmとなり、80eV・10nTの電子ラーマー半径(約3km)よりも小さい。太陽風静穏時も約4°である。一方、太陽風非静穏時、ディスコン時、アップストリームウエーブ時は1530°であった。次に、月軌道付近の磁場方位変動の全体像をつかむために、1994年7月1日8月13日の44日間について、毎日午前0時から約1時間分の3秒平均値データを解析した。頻度分布は、10-20゚付近と40-50゚付近にピークをもつバイモーダルの傾向を示す。16Hzデータ解析結果を参考にすると、10-20゚のデータ群は主としてローブ時と太陽風領域静穏時からなると考えられる。40°以上は、太陽風非静穏時、ディスコン時、アップストリーム時、さらにプラズマシートやマグネトシースに入っている期間もあると推測される。これまでの本研究からローブ時と太陽風領域静穏時・非静穏時の連続性は悪くないことを考えると、40°以下の期間で16Hz電子反射法が行えると推測される。この条件の期間は解析全期間の約半分であるが、Geotailの長円軌道を考慮すれば、月1周の約1/3の期間は16Hz電子反射法が可能ではないかと思われる。
光環境の感性評価モデルに基づいた照明デザイン支援システムの開発

新しい光源技術の開発が進む今日,人々の生活に相応しい豊かで心理的な雰囲気性を考慮した照明デザインが求められる。本研究課題では,照明空間に対する人間の視覚的な感性を定量的に評価するモデルの構築とデータの確立を目的とした。そのために4つの実験を実施し有益な成果を得ることができた。照明デザインに科学的な根拠を提供し,照明デザインを支援するシステムを開発することが期待される。本研究課題では平成22年度に次の研究を実施した。1.照明による光の空間分布の一般的な近似表現方法を検討し,空間全体に分布する全般成分,片側から勾配をもって分布する勾配成分,局所的に分布する局所成分の3つの特徴量を導入した。2.この3変数を系統的に変化させた照明条件を模型空間に設定し,照明空間に対する視覚的心理量の評価実験を実施した。具体的には模型空間に形成される光環境について,光の量を表す平均水平面照度E,光分布の全体的な勾配を表す指標k(平均全水平面照度に対する全般照明による平均水平面照度の比),局所光による光の変動を表すN×LCの3変数の値を設定可能な模型空間と調光制御装置を作製し実験を行った。評価した視覚的心理量は模型空間の明るさ感,開放感,活動感,快適感である。心理評価の方法は,参照模型空間の各心理印象を基準値100として,様々な照明条件を設定したテスト空間に対する視覚的印象を数値で回答する方法を採用した。実験の結果,明るさ感は照度が主要な決定変数となり,開放感は照度と勾配,活動感は照度,勾配,局所光分布に影響を受けることが示された。またこれらの視覚的印象はE, k, N×LCの3特徴量に基づいて良好に予測できることが示された。さらに評価結果を3特徴量を軸とする座標空間上に記述することによって,光環境の物理的な特徴と人間の感性評価との関係を総合的に把握する基礎データを得ることができた。3.色光照明の普及の可能性を考慮し,照明光の色を変数として照明空間の心理印象を評価するための予備的な実験を実施した。本研究課題では平成23年度に次の研究を実施した。1.照明空間の視覚的感性の定量的評価モデルの検討平成22年度に実施した照明空間に対する心理評価実験の結果に基づいて光環境の視覚的感性の定量的評価モデルの一般化を検討した。心理評価値を光分布の特徴量を3軸とする座標空間上にプロットし,それぞれの心理量の全体的な変化の傾向や相互作用を分析した。2.照明色の心理評価の色度図広範囲にわたる系統的な測定LEDの普及に伴い照明への色光の活用が注目され,今後,照明の色が光環境デザインの重要な変数となっていることが考えられる。色光照明の基礎データを提供するため室内の照明光の色を色度図の広範囲から選択し,その光環境が与える心理的な評価を体系的に測定する実験を実施した。実験は模型空間を用いて,R,G,Bの蛍光灯を調光することによって再現可能な色領域から体系的に選択された色による全般照明を与えた。その照明環境の心理的な印象(明るさ感,活動感,開放感,自然性,温冷感,快適性,覚醒性)を心理評価実験によって評価した。実験結果を色空間上にマッピングすることによって,色と心理評価との関係を総合的に表現した。その結果,明るさ感は照度が主要な変数となること,活動感は色の影響が大きく,赤系の色光で高まること,また自然性は黒体軌跡近傍の色光で高い評価になることなどが示された。平成24年度はLEDをはじめとする新しい光源を活用した光環境デザインの可能性を探求し,その心理評価モデルを検討するため2つの実験を実施した。さらに,光環境の感性評価モデルの適用性について総合的に検討した。1.発光面で構成された照明空間の心理評価:将来的に面発光のパネルの活用が可能になると,室を構成する面そのものを発光させるような光環境が想定される。そこで模型空間の天井に加えて,奥の壁全体が発光する実験模型を作成し,その光環境の心理評価実験を実施した。奥の壁の輝度が高くなると,明るさ感,開放感などの評価値が高くなる結果が得られた。また,明るさ感評価は本研究で検討してきた空間の明るさ感評価モデルによる予測と良い一致を示した。壁に色光照明を導入した条件についても実験を行い,色光のあざやかさ,色相などの変数によって,その心理印象を予測する実験式を導いた。2.夜間街路空間の光要素と心理印象の関係:室内空間だけではなく,夜間の屋外空間の光環境についても検討した。夜間街路を撮影した画像による評価実験を行った。夜間街路の心理印象としては,明るさ感,不安感が重要な意味を持つことが示された。また,明るさ感は視野全体の輝度情報ではなく,路面領域の輝度情報と密接に関係することが明らかになった。本研究課題の基礎データとなる照明による光の空間分布と心理評価との関係についてはすでに実験を実施して,結果をまとめている。

また当初の計画に追加するかたちで色光による影響も系統的な実験を実施し,結果をまとめている。したがって,進行状況は順調と評価できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの照明空間に対する心理評価研究の成果に基づいて,色光利用も含めた光環境に対する視覚的感性の定量的評価モデル化を試みる。具体的には色光照明を導入した照明空間の明るさ感や活動感を光分布の輝度情報,色度情報に基づいて定量的に推定する方法を検討する。さらにそれらの評価指標を一般的な空間条件に適応可能なように拡張することによって,新しい照明設計の基礎技術の開発を目指す。本研究課題のまとめとして新光源を活用した新しい照明デザインの可能性を考察する。
インスリンB鎖ペプチドワクチンによる、新しい1型糖尿病発症抑制・寛解療法の開発

ヒトあるいは,NODマウスでの1型糖尿病の主要抗原である,インスリンB鎖関連ペプチドを用いた粘膜投与による糖尿病発症抑制法の開発を目的とした.NODマウスにインスリンB鎖ペプチドのアナログ,及び、コレラトキシンを粘膜アジュバントに用いた経鼻免疫や,同ペプチドとpolyI : Cを併用投与が,1型糖尿病発症を有意に抑制し,高血糖状態からの寛解誘導効果を認めた.今後ヒトへの臨床応用が期待される.ヒトあるいは,NODマウスでの1型糖尿病の主要抗原である,インスリンB鎖関連ペプチドを用いた粘膜投与による糖尿病発症抑制法の開発を目的とした.NODマウスにインスリンB鎖ペプチドのアナログ,及び、コレラトキシンを粘膜アジュバントに用いた経鼻免疫や,同ペプチドとpolyI : Cを併用投与が,1型糖尿病発症を有意に抑制し,高血糖状態からの寛解誘導効果を認めた.今後ヒトへの臨床応用が期待される.1型糖尿病の主要抗原である,インスリンB鎖(B:9-23)関連ペプチドを用いた粘膜投与(経鼻、経口)による糖尿病発症抑制法の開発を目的とし,以下の基礎的検討を行った。1経鼻免疫:4種類のペプチド「B:9-23p,B:11-23p,B:9-21p,B16,19A-APL(アナログ)」とコレラトキシン(CT)の混合液を若年NODマウスに経鼻投与し,糖尿病進展への影響を検討した。(1)B:9-23p/CT,B:11-23p/CTの経鼻投与にて,インスリン自己抗体発現増強,膵島炎の進展促進効果を認めたが,糖尿病発症抑制効果は不十分であった。(3)糖尿病発症直後マウスに対し,B16,19A-APL/CT経鼻投与を行い,コントロールに比し有意に高頻度(67%)に,糖尿病寛解効果を認めた。以上の結果から,経鼻免疫には,B:9-21pB16,19A-APL等,細胞障害性T細胞の反応性の低いペプチドの選択が重要であることおよび,B:9-23アナログによる自己免疫反応の抑制および寛解誘導の可能性が示された。2経口免疫:経鼻免疫にて発症抑制効果が強かったB16,19A-APLとコレラトキシンの毒性欠損したBサブユニット(CTB)の融合蛋白発現酵母を作製し,経口投与による糖尿病進展への影響を検討した。1)酵母内蛋白発現量は、経口量約100ng(ペプチド換算)と低く,経口投与はインスリン自己抗体の発現に影響しなかった。2)CTB-A16,19APL発現酵母の経口投与は,糖尿病発症抑制傾向を示した。今後、発現宿主,蛋白発現量等の検討を加え,より発症抑制効果の高い治療法の開発が必要である。1、1型糖尿病の主要抗原である,インスリンB鎖(B:9-23)関連ペプチドを用いた粘膜投与(経鼻、経口)による糖尿病発症抑制法の開発を目的とし,以下の基礎的検討を行った。2、(1)経鼻免疫では,4種類のペプチド「B:9-23p, B:11-23p, B:9-21p,B16,19A-APL(アナログ)」とコレラトキシン(CT)の混合液を若年NODマウスに経鼻投与し,自己抗体発現,膵島炎,糖尿病進展への影響を検討した。(2)経口免疫では,B16,19A-APLとコレラトキシンの毒性欠損したBサブユニット(CTB)の融合蛋白を細胞内発現型と細胞表面発現型の2種類の酵母を作製し経口投与による糖尿病進展への影響を検討した。3、(1)経鼻免疫では、4種類のペプチドの中で、B:9-21p/CT, B16,19A-APL/CTは、インスリン反応性細胞障害性T細胞を活性化しなかった。B:9-21P/CT, B16,19A-APL/CT経鼻投与にて良好な発症抑制効果を認めた。特に、B16,19-APL/CT投与はインスリン自己抗体発現および膵島炎進展を強力に抑制し,糖尿病発症直後マウスの投与の結果,高頻度(67%)に,糖尿病寛解効果を認めた。(論文投稿中)(2)経口免疫では、細胞内発現型酵母では、CTB-A16,19APLペプチドが、細胞表面発現型酵母では、B:9-23ペプチドが糖尿病発症抑制傾向を示した。インスリン自己抗体産生には、影響を与えなかった。(論文準備中)4、経鼻免疫による1型糖尿病発症抑制効果のためには、細胞障害性T細胞の反応性が低くかつ制御性T細胞が誘導可能な、ペプチドの選択が重要であることが示唆された(論文投稿中)。経口免疫による、有意な発症抑制効果を得るためには、発現宿主,蛋白発現量等の検討を加え,より発症抑制効果の高い治療法の開発が必要である。1)インスリンペプチドワクチンによる糖尿病発症抑制機序の解析【目的】1型糖尿病に対するインスリンB鎖ペプチドワクチンによる発症抑制機序の解析した。【結果】今回は、Foxp3^+CD4^+CD25^+制御性T細胞の関与を検討するため、NODマウスにインスリンB鎖ペプチドとTLR3 ligandであるpoly I:Cを併用投与し、膵島浸潤する制御性T細胞を検討した。結果、膵島炎は重症化し、Foxp3^+細胞の頻度が有意に増加し、その後の糖尿病発症は抑制されていた。

次に、抗CD25抗体(PC61)を前投与し制御性T細胞を除去した上で、B鎖ペプチドとpoly I:Cを併用投与した結果、発症抑制効果は消失し、投与後2週間という超早期からの糖尿病発症を認めた。【結論】以上より、インスリンB鎖ペプチド投与による発症抑制には、膵島内に浸潤するCD4制御性T細胞が重要な役割をはたしていることを明らかにした。以上は、Fukushima, et. al.Biochem Biophys Res Commun.367:719-724 2008に報告した。2)インスリンB鎖ペプチド経鼻投与による糖尿病発症抑制【目的】1型糖尿病において、インスリンB鎖ペプチドの経鼻免疫による、発症抑制効果を検討した。【結果】B鎖9番目から23番目のアミノ酸のペプチドを改変し、細胞傷害性T細胞の増殖能を消失させたペプチドアナログを用いて、コレラトキシンを粘膜アジュバントにNODマウスへの経鼻免疫を行った結果、糖尿病発症を有意に抑制した。特に、16番目と19番目をAlaに置換したB16、19A-APLでは、インスリン自己抗体発現および膵島炎進展を強力に抑制し、糖尿病発症直後マウスの投与により、高頻度(67%)に、糖尿病寛解効果を認めた。以上は、M Kobayashi, et. al.J Immunol.179:2082-2088 2007に報告した。我々は、NODマウスにインスリンB鎖ペプチドとTLR3ligandであるpoly I:Cを併用投与し、膵島内のFoxp3+制御性細胞の頻度が増加し、その結果、強力に糖尿病発症を抑制することを確認した(Fukushima et al. Biochem Biophys Res Commun.367:719-724 2008)。また、コレラトキシンを粘膜アジュバントに用いて、改変インスリンB鎖ペプチドを経鼻的に投与することにより、糖尿病発症の有意な抑制、インスリン自己抗体発現および膵島炎進展の抑制,ならびに、糖尿病発症直後マウスの投与による糖尿病寛解効果をJ Immunol.179:2082-2088 2007に報告した。今回、コレラトキシンに比べ安全性が高く、ヒトへの臨床応用が期待されるpoly I:Cを経鼻からの粘膜アジュバントに用い、インスリンB鎖ペプチドの経鼻免疫による、糖尿病発症抑制効果を検討した。インスリンB鎖9-23ペプチドとpolyI:Cとの混合液を作製し、経鼻投与することで、ペプチド抗体が誘導され、poly I:Cの粘膜アジュバントとしての有効性を確認した。さらに、12週齢の雌性NODマウスに、B:9-23ペプチドを、単回皮下投与し、その後、B:9-23ペプチドとpoly I:Cの混合液を週に2回経鼻投与を行った。現在、20週齢まで観察中であるが、有意な糖尿病発症抑制効果を認めている。poly I:Cを用いたインスリンB鎖ペプチドの経鼻投与は、皮下投与等との併用により、ヒト1型糖尿病発症阻止治療に応用可能な、安全で生理的な治療法につながる可能性がある。
緑膿菌ポ-リン蛋白質の分子集合と機能発現

緑膿菌外膜で透過孔を形成する蛋白質(ポ-リン)であるprotein D2の分子集合機構を明かにする目的で研究を行った。protein D2は外膜で三量展構造をとり、この三量体はSDSにより単量体に解離する事、そしてSDSを希釈すると単量体は全て再会合して三量体となり、元の蛋白質と同じ透過活性を示す事を明らかにした。この単量体から三量体へのassemblyの過程を明らかにするために、まずprotein D2三量体及び単量体の構造安定性を調べた。塩酸グアニジン(GuHC1)によるprotein D2の変性を蛍光光度計を用いて調べた。protein D2三量体の変性は4M GuHClで始まり、5MGuHC1でほぼ完了した。そして変性したprotein D2は,GuHClの濃度をさげても元に戻らない不可逆変性を示した。単週体も、三量体とほぼ同様の変性を示した。次に、この変性のキネティクスを調べた。5M GuHC1溶液にprotein D2を加えた後、蛍光の減少を、時間を追って測定した。その結果、protein D2にニ相性の変性曲線が認められた。これは、この蛋白質が二っ以上のドメインからなる構造をもつ事を示唆する。そこでProtein D2のドメイン構造の存在を確かめるために、トリプシンによる蛋白限定分解を試みた。蛋白分解物を解析した結果、二つのmajorな蛋白バンド(Mr,27kDa及び19kDaに相当)が認められた。ところが立体構造を壊した蛋白質をトリプシン分解したところ、protein D2は完全に分解された。これは蛋白質の中でこの部位がドメイン構造をとっている事を示す。更にトリプシン濃度を上げて処理すると、19kDa蛋白は更に13及び6kDaに分解された。これらの結果は、protein D2は27及びkDaドメインからなり、19kDaドメインは更に13及び6kDaのサブドメインからなる構造をもつ事を示している。今後protein D2の分子集合及び機能発現において、それぞれのドメインがどの様な役割を果たしているのかを明らかにしたい。
肺炎球菌の感染成立に関わる因子の解明とそれに基づく予防ワクチンの検索

Streptococcuspneumoniaeを起因菌とする肺炎では,感染部位に多量の好中球が浸潤するにも関わらず,感染の深部組織への拡大が認められる.このことから.S.pneumoniaeは好中球に抗する分子機構を有すると考えた.本研究では.先行研究において細胞付着因子として同定したS.pneumoniaeの菌体表層タンパクplasmin- and fibronectin-binding protein A(PfbA)が.好中球に対する抗貪食能において果たす役割を解析した.まず,S.pneumoniae野生株とpftA遺伝子欠失株をヒト末梢血中でそれぞれ培養後,血液寒天培地に播種して,生育コロニー数を計測することで抗貪食能を算定した.その結果.末梢血におけるS.pneumoniae pfbA遺伝子欠失株の生存率は,野生株に対して43%低下した.次に,ヒト末梢血から好中球を分離し,タイムラプス顕微鏡システムにより,好中球がS.pneumoniaeを貪食する過程を経時的に観察した.その結果,好中球と接触したpfbA遺伝子欠失株は,1分間以内に捕獲され,ファゴソームに取り込まれる過程が観察された.一方,野生株では好中球による捕獲像は認められなかった.また,S.pneumoniae野生株とpfbA遺伝子欠失株をそれぞれ好中球と混和し,培養した後に生育コロニー数を計測した結果,pfbA遺伝子欠失株の生存率は50%低下した.さらに.C57BL/6マウスに4×10^8CFUのS.pneumoniaeを経鼻感染させたところ.野生株では感染14日後に生存率が30%であったのに対し,pfbA遺伝子欠失株を感染させた群では60%の生存率を示した.以上の結果から,S.pneumoniaeの菌体表層の付着因子であるPfbAは,好中球の貪食に対する抵抗性も示す多機能タンパクであることが示唆された.Streptococcus pneumoniae R6株のゲノムデータベースから,LPXTGモチーフを持つ22のオープンリーディングフレームを選出した.22のオープンリーディングフレームについてin silico解析を行い,最終的に13種類の推定菌体表層タンパクを選出した.これらの推定菌体表層タンパクのうち,spr1345,spr1652,spr1806について組換えタンパクと抗血清を作製した.作製した組換えタンパクを用いたリガンドブロット法により,ヒト由来のプラスミン,プラスミノーゲンおよびフィブロネクチンと結合するタンパクを同定し,Plasmin and fibronectin binding protein A(PfbA)と命名した.Biacoreによる解析から,PfbAと各ヒト宿主成分との解離定数K_Dは,それぞれ27x10^<-6>の値が得られた.抗PfbA血清を用いた共焦点レーザー顕微鏡による観察とフローサイトメーター解析から,PfbAが菌体表層に発現することが明らかになった.そこで,生菌体表層における蛍光標識化フィブロネクチン結合能をフローサイトメーターで検索した結果,pfbA遺伝子の欠失がフィブロネクチン結合能の低下につながることが示された.また,pfbA遺伝子欠失株のヒト上皮細胞株への付着率・侵入率は,野生株と比較して50%に低下した.PfbAを固相化した蛍光ビーズは,陰性対照群のビーズと比較して肺胞上皮細胞に20倍以上付着することが示された.また,pfbA遺伝子欠失株は血中での生存率は,反応3時間後に57%まで低下した.以上の結果から,S.pneumoniae R6株の菌体表層タンパクPfbAは,ヒト上皮細胞への付着・侵入因子であり,血中において抗貪食能を発揮する多機能タンパクであることが示唆された.(778文字)Streptococcuspneumoniaeを起因菌とする肺炎では,感染部位に多量の好中球が浸潤するにも関わらず,感染の深部組織への拡大が認められる.このことから.S.pneumoniaeは好中球に抗する分子機構を有すると考えた.本研究では.先行研究において細胞付着因子として同定したS.pneumoniaeの菌体表層タンパクplasmin- and fibronectin-binding protein A(PfbA)が.好中球に対する抗貪食能において果たす役割を解析した.まず,S.pneumoniae野生株とpftA遺伝子欠失株をヒト末梢血中でそれぞれ培養後,血液寒天培地に播種して,生育コロニー数を計測することで抗貪食能を算定した.その結果.末梢血におけるS.pneumoniae pfbA遺伝子欠失株の生存率は,野生株に対して43%低下した.次に,ヒト末梢血から好中球を分離し,タイムラプス顕微鏡システムにより,好中球がS.pneumoniaeを貪食する過程を経時的に観察した.その結果,好中球と接触したpfbA遺伝子欠失株は,1分間以内に捕獲され,ファゴソームに取り込まれる過程が観察された.一方,野生株では好中球による捕獲像は認められなかった.また,S.pneumoniae野生株とpfbA遺伝子欠失株をそれぞれ好中球と混和し,培養した後に生育コロニー数を計測した結果,pfbA遺伝子欠失株の生存率は50%低下した.さらに.C57BL/6マウスに4×10^8CFUのS.pneumoniaeを経鼻感染させたところ.

野生株では感染14日後に生存率が30%であったのに対し,pfbA遺伝子欠失株を感染させた群では60%の生存率を示した.以上の結果から,S.pneumoniaeの菌体表層の付着因子であるPfbAは,好中球の貪食に対する抵抗性も示す多機能タンパクであることが示唆された.
有機-金属ヘテロナノ界面の新規創成法の確立と光・電子物性機能

本研究課題では、光触媒還元法を極めて汎用性の高い有機-金属ヘテロナノ界面の新規創成法として確立し、共役系有機・高分子コアー金属シェル型ハイブリッドナノ構造体における特異な光・電子物性機能を解明した。その結果、光触媒還元法を用いた種々のPDA/金属ハイブリッドナノ結晶の創出に成功し、Z-Scan法により、三次非線形光学感受率の向上(12桁)が示唆された。これは金属ナノシェル構造による局在型表面プラズモンに由来する光電場増強効果によるものと推定された。本研究課題では,光触媒還元法を極めて汎用性の高い有機-金属ヘテロナノ界面の新規創成法として確立し,共役系有機・高分子コアー金属シェル型ハイブリッドナノ構造体における特異な光・電子物性機能を解明することを主目的とした,本年度の研究成果を以下にまとめる.(1)ポリジアセチレンナノ(PDA)結晶をコアに,金属ナノシェル構造の作製を系統的に行いPDAを始め有機ナノ結晶コアの光触媒能を明らかにした.特に,金属錯体イオンの配位子交換により酸化還元電位を制御することが重要であった.その結果,銀,白金またはパラジウムのナノシェル構造作製に成功した.光触媒能は有機ナノ結晶コアの光電流特性に強く依存することが明らかとなった.(2)金属種によるナノシェル表面におけるラフネスの差異は金属イオンの酸化還元電位と対応する金属の仕事関数との関係で解釈することができた.PDAナノ結晶コア内で可視光励起した電子のアクセプター準位が酸化還元電位あるいは仕事関数によって,その後の還元・析出挙動が異なった.より平坦化するためには,上記項目(1)での配位子設計を適切に行い,仕事関数の準位を酸化還元電位より低くすることが重要である.(3)同手法を用いて,PDA以外のπ-共役系高分子ポリアルキルチオフェンナノ粒子をコア,白金をナノシェルとする複合体作製にも成功した.(4)一方,メカニズムの解明とともに,光触媒還元法では原理的に作製が困難な場合は無電解メッキ法を改良することで,バナジルフタロシアニンナノ粒子の金あるいは白金ナノシェル複合体の作製にも成功した.本研究課題では,光触媒還元法を極めて汎用性の高い有機-金属ヘテロナノ界面の新規創成法として確立し,共役系有機・高分子コアー金属シェル型ハイブリッドナノ構造体における特異な光・電子物性機能を解明することを主目的とした.本年度の研究成果を以下にまとめる.(1)ポリジアセチレン(PDA)コア/銀シェル型ハイブリッドナノ結晶を対象に,その光触媒還元法の作製条件,すなわち可視光照射条件の他にpH,金属塩濃度,超音波照射効果を検討した.その結果, pH9,高濃度金属塩添加が良好な結果を与えた.特に,超音波照射は還元反応時間の大幅な短縮と銀ナノ粒子の被覆率向上に極めて有効であった。(2) XPS測定におけるコア/シェル界面における電子構造の解析を行った.銀(3d)バンドピークは高束縛エネルギー側に新たな成分を持ち,コア/シェルの直接接合を裏付けるとともに,分極構造が生成していることを明瞭に示した.(3)ハイブリッドナノ結晶の累積多層膜を静電吸着法で作製した.最高35層の均一な薄膜の作製に成功した.この薄膜試料を用いたZ-Scan法による評価を行った結果,非線形光学感受率の向上が示唆された.この点に関しては,最終年度により詳細な測定・解析を行う予定である.本研究課題では、光触媒還元法を極めて汎用性の高い有機-金属ヘテロナノ界面の新規創成法として確立し、共役系有機・高分子コア-金属シェル型ハイブリッドナノ構造体における特異な光・電子物性機能を解明することを主目的とした。本年度の研究成果を以下にまとめる。(1)光触媒還元法を用いて作製したポリジアセチレン(PDA)コア/銀シェル型ハイブリッドナノ結晶において、PDAコア表面に析出したシェル、すなわち銀ナノ粒子を助触媒・反応場として用い、PDAコア/金シェル型ハイブリッドナノ結晶の作製に成功した。金ナノ粒子の生成は、粉末法XRD、EPMA、SEM/TEM-ED、光消失スペクトルによって同定された。(2)PDAコア/金属シェル型ハイブリッドナノ結晶の薄膜作製法として、前年度までの静電吸着法に代わり、Tapered Cell法が非常に有効であることを見出した。この場合、Cell基板には適当な高分子電解質を予めスピンコートして置く。これによって薄膜作製時間が大幅に短縮されるとともに、散乱損失の極めて低い、光学的に高品質な薄膜が得られた。(3)このTapered Cell法で作製したハイブリッドナノ結晶薄膜を用いて、Z-Scan法による評価を行った結果、三次非線形光学感受率の向上(12桁)が示唆された。
肝細胞増殖因子(HGF)の造血作用及び新生児造血への関与

1. HGFの造血作用【方法】健常人骨髄から得られたストローマと、コントロールとしてヒト静脈内皮細胞(HUVEC)を用いて培養上清中のSCF,IL-11,IL-6,IL-3,-3,11,-1β,GM-CSF,TNF-α,IL-1R antagonistをELISA法にて測定し,HGF、抗HGF抗体もしくはantagonistの添加によるこれらの産生量の変化を調べた。なお産生量に変化のあったサイトカインについてはストローマ中のmRNAの発現についても検討した。また、ヒト骨髄細胞をHGF、抗HGF抗体添加下で培養して骨髄ストローマ細胞の増殖について検討した。【結果】健常人ストローマでは、HGF添加下ではサイトカインの産生に変化は認められなかったが、抗HGF抗体によりSCF、IL-11の有意な産生抑制が見られ、mRNAの発現も低下していた。また、ヒト骨髄細胞を抗HGF抗体存在下で培養したところ、2週間後の骨髄ストローマ細胞数の減少がみられた。一方HUVECでは、HGF、HGF antagonist添加のどちらでも、SCF、IL-11産生及び発現の変化はみられなかった。【結論】骨髄ストローマ細胞より恒常的に産生されるHGFは、同じく骨髄ストローマ細胞より恒常的に産生されるSCFとIL-11の産生調節を行うことにより造血に関与しており、同時に骨髄ストローマ細胞の増殖維持にも関与していると考えられた。2. HGFの新生児造血の関与臍帯血(CB)には新生児期以降の血清中にほとんど存在しないHGFが多量に含まれる事正常人骨髄単核球にCB血清、正常人血清を添加してコロニー形成能を比較したところ、CBにおいてより増強されることを確認してきた。このことから、CB中のHGFが新生児(胎児)の造血能を高めていると考え、抗HGF抗体、HGFantagonistを正常人骨髄単核球に添加し、コロニー形成能を無添加例と比較した。しかし、これらの添加ではコロニー形成能に差はなく、HGFの新生児造血への関与は間接的なものと考えられた。1.HGFの造血作用【結果】健常人ストローマでは、HGF添加下ではサイトカインとIL-1R antagonist産生の変化は認められなかったが、抗HGF抗体によりSCF,IL-11は有意な産生抑制が見られた。一方HUVECでは、HGF,HGFantagonist添加のどちらでも、SCF,IL-11産生の変化はみられなっかった。【結論】骨髄ストローマ細胞より恒常的に産生されるHGFは、同じく骨髄ストローマ細胞より恒常的に産生されるSCFとIL-11の産生調節を行うことにより造血に関与していると考えられる。また同時にHGFは骨髄ストローマ細胞の増殖維持にも関与していると考えられる。2.HGFの新生児造血への関与正常人骨髄単核球に臍帯血(CB)血清、正常人血清を添加してコロニー形成能を比較したところ、CBにおいて、より増強されることを確認した。現在CBには新生児期以降の血清中にはほとんど存在しないHGFが多量に含まれる事実から、CB中のHGFが新生児(胎児)の造血能を高めていると考えられる。
石綿低濃度暴露時の肺胞マクロファージ活性化におけるカスパーゼとBc1-2の役割

昨年度までに、ラット肺胞マクロファージ(AM)をアスベストchrysotile B (CH)曝露下で培養した時、高濃度(50μg/ml以上)暴露時には迅速にアポトーシスが誘導されたのに対し、低濃度(5-10μg/ml)ではアポトーシスは誘導されず、TGF-β1産生が亢進されることが分かった。AMのTGF-β1産生はCH曝露下培養5日目以降も長期にわたり更に増加したことから、高濃度曝露時とは逆にCH低濃度暴露時には細胞の生存維持に関わる遺伝子発現増加が示唆された。そこで、抗アポトーシス遺伝子であるBcl-2,Bcl-x_Lの細胞内発現量をフローサイトメトリーにより定量した。10μg/ml濃度でCH曝露下培養3目後のAMではBcl-2,Bcl-x_L発現量が増加しており、特にBcl-x_Lの増加が顕著であった。また、50μg/ml濃度のCH曝露下では多くのAMはアポトーシスを示したが、残存するAMのBcl-2,Bcl-x_L発現量が増加しており、10μg/ml濃度曝露下のAMよりも高値を示した。これらの事から低濃度CH暴露は川のBcl-2,Bcl-x_L発現を誘導することが明らかになり、これらの発現増強は生存維持に作用していると考えられる。これらの事と昨年度明らかにした低濃度CH曝露によるTGF-β1産生誘導が組み合わさり、低濃度CH曝露後のAMによる長期TGF-β1産生亢進が導かれるものと考えられる。長期生存型AMによる持続的TGF-β1産生は、慢性的に肺上皮細胞・線維芽細胞を刺激し、肺線維化に寄与すると考えられる。また、産生されるTGF-βは石綿曝露者における抗腫瘍免疫機能を抑制し中皮腫発症に関係する可能性も示唆される。ラット肺胞マクロファージ(AM)をアスベストchrysotileB (CH)暴露下で培養し、TGF-β1産生能,アポトーシス,caspase-3活性について調べた。また、pan-caspase inhibitor, Z-VAD-FMKを用いて、caspaseの関連性についても調べた。AM培養時のアポトーシスは50μg/ml以上の高濃度CH暴露下で増加したが、5-10μg/mlではほとんど起こらないことが分かった。しかし、AM培養5日後(Day5)のTGF-β1産生量は10μg/mlのCH濃度でピークを示し、より高濃度では増加しなかった。また、5-10μg/ml濃度下のAMは、続く3日間(Day5 to 8)も高いTGF-β1産生能を維持し生存した。また、CH暴露下のAMを回収しcaspase-3の活性を調べたが、いずれの暴露濃度においても活性は低かった。また、CHに誘導されるアポトーシスはZ-VAD-FMKで阻害されなかった。以上のことから、高濃度アスベスト暴露はAMに迅速にアポトーシスを誘導し、低濃度暴露はAMに長期に持続する高いTGF-β1産生能を誘導することが分かった。高濃度暴露時のAMアポトーシスにはcaspase-3は強く関与していないと考えられる。また一方で、caspaseは単球のTNF-α産生を支持すると報告されているが、アスベストに誘導されるTGF-β1産生亢進には関与していないと思われる。本年度、高濃度アスベスト暴露が組織障害や細胞死を伴い肺線維化を惹起することに加えて、低濃度アスベスト暴露は高いTGF-β1産生能を持つAM (pro-fibrogenic AM)を誘導し、生体に悪影響を及ぼす可能性を明らかにした。アスベスト長期暴露が肺癌および中皮腫と関連することを鑑みると、pro-fibrogenic AMの高いTGF-β1産生能と免疫機能低下との関連性が想起される。これらの事と昨年度明らかにした低濃度CH曝露によるTGF-β1

産生誘導が組み合わさり、低濃度CH曝露後のAMによる長期TGF-β1産生亢進が導かれるものと考えられる。長期生存型AMによる持続的TGF-β1産生は、慢性的に肺上皮細胞・線維芽細胞を刺激し、肺線維化に寄与すると考えられる。また、産生されるTGF-βは石綿曝露者における抗腫瘍免疫機能を抑制し中皮腫発症に関係する可能性も示唆される。