hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線維筋痛症や顎関節症などの筋骨格系の痛みに対する性ホルモンの役割

【結果】実験1では性ホルモンと各閾値の関係は明確ではなかったが、血中のエストロゲン量が多いとRSTの閾値のみ低下する傾向にあった。実験2では卵巣摘出後にエストロゲンを補充した群で特にRCTの閾値が低下し、実験3ではエストロゲンを補充した群のみ他の群に比べて長く(2-3週間程度)RST閾値の低下が継続したが、卵巣摘出したのみ群は、雄ラットと同様な経時的変化を示した。一方、筋電図学的な変化に関しては、卵巣摘出群・エストロゲン補充群で違いは見られなかった。【考察】エストロゲンが血中に高濃度に存在するとき筋肉の閾値が低下する傾向があり、また筋肉痛が出現する期間が延長する傾向にあった。このことから、筋肉痛の慢性化には性ホルモン特にエストロゲンの関与が強く、線維筋痛症などの筋肉疾患の予防や治療にエストロゲンを考慮する必要があることが示唆された。
機械学習を学ぶための三者対話型チュータリングシステムの開発

本研究では、学習者の覚醒度を保ちつつ、心理的な負担が小さいチュータリングシステムは実現できるか、また、その実現において最も本質的な要素は何かという問題を探求している。そのための手法として、学習者への刺激を高めるバーチャルエージェントによる音声対話を用い、一対一対話よりも心理的負担の小さい三者対話の場を設定することで、飽きず、かつ疲れすぎずに学習が進められる環境を実現する。二体のバーチャルエージェント間の学習プロセスを主とすることによってユーザの対話に参与する負担感の軽減を図るとともに、生徒役のエージェントのレベルを学習者と揃え、質問を適切に生徒役とユーザに振り分けることで、適度な緊張感を保ちつつ長時間使用に耐える三者対話システムの実装を通じて、これらの問題の解決を試みる。本年度は主として教材のコンテンツ化およびチュータリングシステムのプロトタイプ実装に取り組んだ。教材については、音声による説明に適するように書籍の記述から数式に関する説明を削除し、その内容を同時提示用のスライドに記載する等、チュータリングシステムに適した形式に変換を行った。また、説明記述から知識グラフを抽出する手法の開発に取り組み、学習者の理解の把握や質問応答モジュールの解答生成に用いる準備を行っている。チュータリングシステムの実装にあたっては、エージェントの役割を教師役と生徒役に分け、教師役の説明に対して、生徒役が質問を行った後、学習者に理解を確認するような固定的な三者対話をベースとしてプロトタイプを作成した。そして、必要に応じて学習者が新たな質問を行える機能を追加的に実装した。また、ユーザのコンテンツに対する興味を、表情や発話の韻律情報から判定する技術を要素技術として開発した。教材については、書籍の前半1/3にあたる分量についてコンテンツ化を行い、問題点を抽出しつつ以後のコンテンツ化の方針を検討している。特に数式部分を音声で説明するところが難しく、適度に省略しながら、重要な数式に関しては可視化機能を取り入れた説明を追加することを検討している。チュータリングシステムの実装にあたっては、名古屋工業大学から公開されているMMDAgentを用いて音声対話部分を実装し、コンテンツ配信やインタラクションのログの取得はwebアプリケーションとして実装している。ユーザの理解度や興味の判定は、webサーバ側で行う。テキストのコンテンツ化作業を完了させた後、知識グラフの抽出について精度を高め、ユーザの理解の把握や質問文に対する応答生成にどの程度利用可能か、定量的に評価する。また、三者対話システムのプロトタイプを完成させ、二者対話と比較したときの心理的負荷軽減効果の検証を行う。今年度の研究内容につき、次年度の国際会議での発表を目標としたため、その旅費を確保した。
バイオバンク研究試料付随匿名化臨床情報管理システムの開発と無償配布への取り組み

本研究は、各施設で個別に保存・管理している研究試料に付随する臨床情報を、共通のプラットフォームで管理・出力することにより、検体試料および付随臨床情報の利活用を安全かつ円滑に行う支援システムの開発を目的として開始した。SS-MIX配布パッケージウエアを改変し、Windows7で稼働する単体のPCににおいて臨床情報を閲覧するシステムの構築に成功した。次に、ダミーデータからなるシステムとの間でテスト運用を行い、動作確認をおこなった。一方で、電子カルテと連動した研究情報入力支援部門システムの開発を開始した。本部門システムは病院電子カルテの提供会社の違いを超えて実臨床への適用が可能である。近年、医学研究の中には多施設共同研究の割合が高くなってきているが、本研究は、各施設で個別に保存・管理している患者血液や病理組織標本などの研究試料に付随する臨床情報を、簡易型の電子カルテを模した共通のプラットフォームで管理・出力することにより、多施設共同研究における検体試料および付随臨床情報の利活用を安全かつ円滑に行う支援システムの開発を目的として開始した。27年度は、定期的にPCR法やシークエンス反応によりサンプルの劣化の程度をモニタリングするために健常ボランティア末梢血由来のDNA、RNA、血清、血漿を既存の超低温冷凍庫への保存を開始した。また、超低温冷凍庫の庫内温度をモニタリングしながら温度掲示を定期的にスマートフォンで確認できるシステムをUSBカメラとDropBoxを用いて安価で汎用性のあるシステムとして構築した。さらに、電源ストップを感知し、液化炭酸ガスによる温度管理と特定の携帯電話に警報を送信するシステムを、メーカー推奨ではなく汎用機器で構築することにより、安価で汎用性のある検体管理システムの構築に成功した。現在、厚生労働省電子的診療情報交換推進事業では、標準化ストレージおよび画像参照サブシステムなどのパッケージウエアを配布している。27年度は、本来Windows Serverにしかインストールできないこの配布パッケージウエアを改変し、Windows7で稼働する単体のPCにインストールする臨床情報匿名化管理システムを作成した。このことにより、SS-MIX2形式で保存された電子カルテ情報をWindows7で稼働するいかなる単体のPCにおいても閲覧するシステムの構築に成功した。これを基礎として、機能の改変を行い各施設における検体・臨床情報管理参照システムおよび中央施設における検体・臨床情報保存管理システムの構築をすすめている。27年度は、サンプルの劣化の程度をモニタリングするために健常ボランティア末梢血由来のDNA、RNA、血清、血漿を既存の超低温冷凍庫への保存を開始した。また、モニタリングシステムをUSBカメラとDropBoxを用いて安価で汎用性のあるシステムとして構築した。さらに、警報を送信するシステムを、メーカー推奨ではなく汎用機器で構築することにより、安価で汎用性のある検体管理システムの構築に成功した。また、Windows7で稼働する単体のPCにインストールする臨床情報匿名化管理システムを作成した。本研究は、各施設で個別に保存・管理している患者血液や病理組織標本などの研究試料に付随する臨床情報を、共通のプラットフォームで管理・出力することにより、多施設共同研究における検体試料および付随臨床情報の利活用を安全かつ円滑に行う支援システムの開発を目的として開始した。27年度は、サンプルの劣化をモニタリングするために健常ボランティア末梢血由来のサンプルを既存の超低温冷凍庫への保存を開始し、超低温冷凍庫の庫内温度をモニタリングする安価で汎用性のあるシステムを構築した。またSS-MIX配布パッケージウエアを改変し、Windows7で稼働する単体のPCにインストールする臨床情報匿名化管理システムを作成しWindows7で稼働するいかなる単体のPCにおいても閲覧するシステムの構築に成功した。28年度には、東京医科歯科大学歯学部附属病院診療情報システムの災害時バックアップシステムを模したダミーデータからなるデータ保存ハードディスクと東京医科歯科大学疾患バイオリソースセンターにおけるバイオバンク事業検体臨床情報管理システムを模したダミーデータからなるシステムとの間でテスト運用を行い、動作確認をおこなった。一方で、電子カルテと連動した研究情報入力支援部門システムを開発するために、研究情報データベース基幹システムと統計的データ解析を可能とするデータ入力インターフェイスの開発に着手した。本部門システムが東京医科歯科大学歯学部附属病院の電子カルテの部門システムとして実装できれば、実臨床への適用がテスト可能となる。このことにより、プロジェクトごとの途中の解析は一元管理されている電子カルテ部門システム内部で行い、匿名化された最終的なデータのみを外部に抽出できる仕組みが構築され、比較的安価に研究情報を管理するシステムが広く普及することが考えられる。前年度に構築したシステムをファイルメーカーProによる統合管理システムへと発展させ、各管理システムとの連携テストをすすめていく。また、実際に保存検体を用いたゲノム解析などの結果に生ずる大量のデータを管理するシステムとの連携も行うため、汎用のゲノム解析ソフトとの連携テストも行う。さらに東京医科歯科大学歯学部附属病院診療情報システムの災害時バックアップシステムを模したダミーデータからなるデータ

保存ハードディスクと東京医科歯科大学疾患バイオリソースセンターにおけるバイオバンク事業検体臨床情報管理システムを模したダミーデータからなるシステムとの間でテスト運用を行う。歯学部附属病院診療情報システムの開発ベンダは東芝メディカルシステムズ株式会社であり、本テスト運用が成功した後に、東京医科歯科大学医学部附属病院診療情報システムの災害時バックアップシステムのデータを模したダミーデータからなる保存ハードディスクに保存されているデータからデータ抽出、連携テストを行う。医学部附属病院診療情報システムの開発ベンダは富士通株式会社であり、本学だけで異なるベンダが開発した医療情報システムから排出される臨床情報に対するテストが完了する。また、スタッフ由来DNA、RNA、タンパクの保存後の経年劣化に対する品質チェックを並行して行う。その上で、本パッケージソフトウエアの無償配布の可能性について検討する。ゲノム解析
ヒトがんへのパピローマウイルスの関与ー疫学的研究を中心に

できるだけ多種類の性器型HPV(gHPV)のDNAを効率よくPCR法で増幅できるconsensus primerの開発と,増幅したDNAの型別判定法の開発を目指して,E6-E7領域で増幅して制限酵素切断地図で判定する方式,L1 5'末領域で増幅して制限酵素切断地図で判定する方法,及び,L1 3'末領域で増幅して,膜上に固定した標準HPV DNAとのハイブリッド形成率で判定する方式の3方式が班員によって開発されてきた.これらの異なる方式を用いて,同一試料を調べた場合,どれだけ整合性のある判定結果を与えるか,また,その結果は,サザン法の結果と一致するかを共同研究として調べた.すなわち,患者組織などから精製したDNA,計20種類,その内訳はHPVについて多様で,提供者のもとでHPVの型別判定が不能であったものやウイルスDNAが不検出であったものを調査対象とした.予備的な調査結果(詳細は紙面の都合で省略)は,これらの方法に整合性のあることを示唆するものであった.上とは別に,疣贅様表皮発育異常症要因であるHPV群や皮膚型HPV群の検出に都合の良いCONSENSUS PRIMER対が各々開発された.昨年度の2クローンのHPV DNAに続き,本年度も新型と判断されるgHPV DNAを子宮頚部異形成病変から分離して,国際分類委員会に照会した.昨年度報告分の2つのクローンについてもE6,E7,L1領域の塩基配列を決定して同上委員会に提出したので,近日中にHPVとしての型番号を受けることとなった.子宮頚がん例の病変部のHPV DNAの有無、型、臨床及び病理像と血清中抗体との関連を検討した。17例のHPV16 DNA陽性がん患者の中、抗E4抗体が6例、抗E7抗体が5例,検出され、1例では両抗体共陽性であった.HPV16 DNA陽性で抗体も陽性の患者では、リンパ節転移や遠隔転移が,抗体陰性の患者に比べ高頻度に認められ、これらの抗体の有無ががんの転移の指標となる可能性を示した。
raf情報伝達経路の個体レべル解析

Raf-1は種々の増殖刺激に応答して活性化され、細胞の増殖制御に基本的な機能を担っていると考えられる。これのショウジョウバエ相同遺伝子D-rafの欠損した突然変異体の表現型から、その細胞の増殖と分化とにおける多機能性を明かにしてきた。更に、D-rafシグナル伝達経路を直接個体レべルで解明するために主に遺伝学的手法による解析を行なった。まず、D-rafの下流因子が構成的に活性化されるような突然変異はD-raf突然変異を優性に抑圧すると予想した。そして、D-raf突然変異(劣性致死)をEMS処理してこれを生存可能にする突然変異の検索を行なった。これまでに15系統を分離し、その遺伝的マッピングから3遺伝子座(Dsor1,Dsor2,Dsor3)をD-rafの下流因子の候補遺伝子として同定した。この内Dsor1の優性活性型突然変異は、細胞増殖、胚末端部の細胞の分化決定や複眼形成などD-raf突然変異体で見られる異常の全てを有意に抑圧することと、反対に欠損型変異ではD-raf突然変異と類似の表現型を示すことから、これをD-rafの下流因子と結論した。新たにDsor1遺伝子座にP因子の挿入した突然変異体を誘発・分離し、P因子プローブを用いて遺伝子とcDNAをクローン化した。そして、それらの塩基配振列から、Dsor1がMAPキナーゼキナーゼ(MAPKK)に相同なタンパク質をコードすることを明かにした、進化上強く保存されたMAPキナーゼを中心としたキナーゼカスケードが高等動物ではRafによって制御されていることをin vivoで明かにした。
筋ジストロフィー骨格筋に誘導されたユートロフィンの発現機構の解明と治療への応用

ジストロフィンを欠損しているmdxマウス骨格筋にアデノウイルスベクターを導入したところ、筋変性及び再生筋線維に認められる中心核線維が減少し、表現型が改善していることを見出した。この現象はアデノウイルスベクターを用いて遺伝子導入を行った場合に、遺伝子産物に対する免疫反応が起こり、ジストロフィンのホモログであるユートロフィンの発現が増強されるためであることを明らかにし(Hum Gene Ther 11:669-680,2000)。次にユートロフィンの発現増強において、どのサイトカインが関与するか検討したところ、IL-6の導入が、新生仔mdxマウスの筋形質膜におけるユートロフィンの発現増強を引き起こすことを見出した。アデノウイルスベクター導入後のmdx組織中でのIL-6量をELISAにより定量した結果、導入12時間後をピークに2週後までIL-6が誘導されていた。また、抗IL-6レセプター抗体を投与すると、アデノウイルスベクターによる筋形質膜におけるユートロフィンの発現増強が抑制されたことから、アデノウイルスベクターによるユートロフィンの発現増強にはIL-6が重要な役割を果たしていることが明らかとなった(Hum Gene Ther,13:509-518,2002)。次に、IL-6によるユートロフィンの発現増強がどのレベルで生じているのかTaqMan定量的PT-PCRを用いて検討した。ユートロフィンの転写産物には5'端の違いにより、A-,A'-及びB-ユートロフィンの3種類が存在するが、IL-6はA-ユートロフィンmRNA発現のみを一過性に増大させた。一方、アデノウイルスベクターは、導入4週後まで3種すべてのユートロフィンmRNA発現を増大させた。これらの結果から、IL-6は主にプロモーターAの活性化を介して、ユートロフィンの転写活性を誘導する可能性が示された、一方、アデノウイルスベクター導入によるユートロフィンの発現増強には、ユートロフィンmRNAの安定化が関与することが示唆された。我々は骨格筋に対するアデノウイルスベクターを用いた遺伝子導入法を確立する過程でDuchenne型筋ジストロフィーのモデル動物でジストロフィンを欠損しているmdxマウス骨格筋にアデノウイルスベクターを導入したところ、筋変性及び再生筋線維に認められる中心核線維が減少し、表現型が改善していることを見い出した。更に、この現象はウイルスベクターを用いて遺伝子導入を行った場合に遺伝子産物に対する免疫反応が起こり、ジストロフィンのホモログであるユートロフィンの発現が増強されることによって引き起こされたことを明らかにした(Hum Gene Ther,in press)。ユートロフィンの発現増強について詳細に検討したところ、通常見い出される神経筋接合部における発現とは態度が異なるため、従来型とは異なる転写産物から起因していることが予想された。そこで、5'RACE法を用いてユートロフィン転写産物の5'端を検討した。その結果、神経筋接合部で発現している従来型とは異なる新たな2つのユートロフィン遺伝子の5'端を見い出した。そのうち一つは1999年12月にイギリスのグループから報告されたものと同一のもので(Proc Natl Acad Sci USA.96,14025-14030,1999)、もう一つは全く未知の塩基配列を示していた。今後この転写産物のプロモーター解析を行い、アデノウイルスベクターにより誘導されるユートロフィンの発現機構との関係を検討する。また、ユートロフィンの発現誘導の主因となる免疫機構を明らかにするため、個々のサイトカインをマウス骨格筋に導入し、ユートロフィンの発現増強の再現を試みた。

現在までにT細胞系Th1サブセットに関与するIFN-γ、IL-12を投与したが、ユートロフィンの発現増強は見い出されなかった。今後T細胞系Th2サブセットに関与するIL-4、10などの投与について検討する一方で、バイオマテリアルの利用を含めてサイトカインの長期分泌実験について検討する。我々は骨格筋に対するアデノウイルスベクターを用いた遺伝子導入法を確立する過程でDuchenne型筋ジストロフィーのモデル動物でジストロフィンを欠損しているmdxマウス骨格筋にアデノウイルスベクターを導入したところ、筋変性及び再生筋線維に認められる中心核線維が減少し、表現型が改善していることを見出した。この現象はウイルスベクターを用いて遺伝子導入を行った場合に、遺伝子産物に対する免疫反応が起こり、ジストロフィンのホモログであるユートロフィンの発現が増強されるためであることを明らかにした(Hum Gene Ther 11:669-680,2000)。ことにユートロフィンの発現増強において、どのサイトカインが関与するか検討した。まず、CD4陽性T細胞のTh1サブセットへの分化に関与するIFN-γとIL-12及びTh2サブセットへの分化に関するIL-4の投与を行ったが、ユートロフィンの発現には全く変化はなかった。次にアデノウイルス感染組織で検出され、炎症性筋疾患や再生筋などユートロフィンが発現している組織で検出されるIL-6に注目し、投与実験を行ったところ、新生仔mdxマウス骨格筋でユートロフィンの発現増強が検出された。IL-6によるユートロフィンの発現増強は投与量依存的であることから、IL-6が直接骨格筋に作用している可能性が示唆された。但し、正常新生仔マウス骨格筋にIL-6の投与を行ってもユートロフィンの発現増強は起きなかったことから、他のサイトカインがIL-6と相加的に作用したときに、ユートロフィンの発現が誘導される可能性が考えられる。現在、抗IL-6抗体の投与により、アデノウイルスベクターの投与に伴うユートロフィンの発現増強が抑制されるかどうか検討している。今後の問題は、IL-6からユートロフィンの発現に至る細胞内シグナル伝達機構の解明である。ジストロフィンを欠損しているmdxマウス骨格筋にアデノウイルスベクターを導入したところ、筋変性及び再生筋線維に認められる中心核線維が減少し、表現型が改善していることを見出した。この現象はアデノウイルスベクターを用いて遺伝子導入を行った場合に、遺伝子産物に対する免疫反応が起こり、ジストロフィンのホモログであるユートロフィンの発現が増強されるためであることを明らかにした(Hum Gene Ther 11:669-680,2000)。次にユートロフィンの発現増強において、どのサイトカインが関与するか検討したところ、IL-6の導入が、新生仔mdxマウスの筋形質膜におけるユートロフィンの発現増強を引き起こすことを見出した。アデノウイルスベクター導入後のmdx組織中でのIL-6量をELISAにより定量した結果、導入12時間後をピークに2週後までII-6が誘導されていた。
心臓弁成長機構の解明:生きた人工弁開発をめざして

これまでの研究で心臓弁の原基である心内膜床はTGFβとBMPによって誘導されることが明らかにされている。しかし、心内膜床から機能する弁への発生機構や、弁尖の成長機構は不明である。また心臓弁疾患後の弁置換手術後では抗凝固薬の内服や置換弁機能不全のリスクが一生涯存在する。これを回避するためには生きた人工弁の開発が求められる。そこでマイクロアレーを用いて成長期の弁に特異的に発現している遺伝子を検索した。その結果、成長因子X、細胞外マトリックスXが成長期の弁尖に強く発現していることを明らかにした。22年度は成長期にある半月弁の成長点とマトリックスXの胎児期の弁尖の発現について検討した。【結果】細胞周期のS期に発現するPCNA,細胞周期にある細胞に発現するKi67、M期に発現するリン酸化ヒストンH3の免疫染色を行い、成長期の半月弁の成長点を検討した結果、リン酸化ヒストンH3、Ki67、PCNA抗原は半月弁基部の間葉細胞に多く局在していた。一方、弁尖では主に内皮細胞に多く発現していた。また胎児期の半月弁を用いてマトリックスXの局在を検討したところ、半月弁の動脈壁付着部位に局在していた。以上の観察結果から、成長期の半月弁ではマトリックスXは、機械的刺激がかかる領域に発現しており、さらにその領域の間葉細胞で細胞増殖が認められることが判明した。【今後の検討課題】成長期に発現している成長因子Xの局在を明らかにし、成長因子XのマトリックスXに対する発現に対する作用、細胞増殖に対する作用を明らかにする必要がある。【研究の背景と目的】これまでの研究で心臓弁はTGFβとBMPによって誘導された心内膜床から形成されることを明らかにした。しかし、胎児期や成長期に心臓弁がどのようなメカニズムで成長するのか、あるいは弁成長期の細胞代謝(成長期の弁細胞の起源や寿命)は不明である。また、心臓弁疾患の人工弁置換後には抗凝固剤の服薬、人工弁機能不全のリスクが常在する。このリスクを回避するためには生きた人工弁の開発が必要である。今年度は成長期のマウス半月弁を摘出し、最も著しく成長する週齢を決定し、半月弁に特異的に発現している遺伝子をマイクロアレーにより網羅的に検索した。【結果】成長期の心臓重量、半月弁の直径を計測した結果、生後3週齢から4週齢にかけて最も著明に成長することが明らかになった。そこで3週齢および成長が停止した12週齢のマウス半月弁からmRNAを抽出し、DNAマイクロアレー検索を行った。その結果、成長因子XXおよびコラーゲンタイプXXが成長期の半月弁に強く発現していた。また一般組織化学染色によって成長期の半月弁のコラーゲン、弾性線維の局在を検討した結果、これらの細胞外マトリックスは特に弁付着部に多く存在していた。【次年度の計画】半月弁の増殖領域を明らかにするためにKi67、PCNA、リン酸化ヒストン抗体を用いた免疫染色およびBrdu投与とその検出によって半月弁の成長点を明らかにする。また、DNAマイクロアレーによって明らかにした成長因子、コラーゲン分子の局在を免疫染色、インサイチュハイブリダイゼーションによって明らかにする。またこれらの因子の増殖に対する作用を培養系を用いて明らかにする。
離散要素法による籾と玄米の揺動選別現象のシミュレーション

1.シミュレーション結果のグラフィック画像を、フレームスキャンコンバータと編集レコーダを用いて、ビデオテープに記録することによりアニメーションが作成できた。その結果、シミュレーションによる粒子の流動状態がよく把握でき、実験結果との比較が容易になった。2.揺動選別機の選別板上に選別容器を設置し、容器内の穀粒層の流動状態及び籾と玄米の選別状態をビデオカメラで撮影した。その映像を画像処理し、籾の分離状態を定量表現した。容器の傾斜角度は20°振動周波数は垂直と水平方向とも3.5Hz,振幅は垂直と水平方向それぞれ1.43と2.65cmであった。穀粒層は流体のように波が生じて流動した。底面がアクリル板の場合、穀粒層はすぐに下流方向に滑り、偏析現象によりゆっくりと籾は自由表面に浮上したが、籾は下端付近に分離されなかった。選別板の場合、籾は自由表面上に浮上した後、下端付近に分離された。その後、若干の対流現象は生じるが、分離状態の大きな変化はなかった。3.円要素による離散要素法で、上記の実験と同条件での揺動選別現象をシミュレートした。選別板の凹凸による効果は、底面において1cm毎に仮想の垂直壁を設け、壁と要素とのくい込み量で壁の有無を判断することで対応した。その結果、実験で観察されたような穀粒流動状熊及び籾の分離状態の特徴が再現できた。しかし、籾が最初に分離した後、対流によって多少分離が悪くなる状態と、再び良くなる状態を繰り返した。4.その原因として、実際の籾と玄米より円要素は回転量が大きいことが考えられる。籾と玄米の2次元的形状は楕円に近く、流動中に速度ベクトルの方向に長軸が配向する傾向がある。これが回転量を抑制する原因である。そこで、円要素を用いた配向性の表現法について検討し、一粒子及び少粒子群の流動現象に効果が認められた。今後、この手法を揺動選別現象に適用し、さらに選別板効果の再検討を行う予定である。1.穀粒流動現象のシミュレーション結果のアニメーション化シミュレーション結果のアニメーション化の手始めとして、すでにシミュレーションが可能である平底容器のスリットからの穀粒排出現象について試みた。ワークステーションで計算された各粒子の位置データを時間増分毎にパーソナルコンピュータのハードディスクに格納した。そのデータとパーソナルコンピュータ上でBASIC言語によって開発したグラフィック用プログラムを用いて、各粒子の位置をディスプレイに表示させた。その各時刻毎のグラフィックデータから、流動状態のアニメーションを作成した結果、観測結果と同様に粒子の動きが再現された。また、指定したいくかの粒子の動きの軌跡を描けるようにした結果、粒子の詳細な動きが検討できた。さらに、流動中の空隙率分布の時間変化をアニメーション化した結果、粒子の充填状態は疎密を繰り返しつつ流動していることがわかった。このように、シミュレーション結果をアニメーション化することによって、穀粒流動状態を解析するときに、有効な情報が得られることがわかった。2.籾と玄米の揺動選別現象のシミュレーション籾と玄米に対応した球相当径,粒子密度及び摩擦係数をもった2種類の円要素を水平状態に堆積し(下層に籾を1層、その上に玄米を78層)、それに垂直振動を与えた結果、籾は自由表面付近に浮上する現象がシミュレーションできた。これは揺動選別過程の初期に生じる偏析現象である。

今後、(1)籾同士,玄米同士及び籾と玄米の接触時の粘弾性定数の与え方、(2)転がり摩擦の導入、(3)形状(ペア要素と楕円要素)の考慮、(4)傾斜面での選別、(5)傾斜面表面の窪みの考慮等について検討する計画である。1.実験による籾と玄米の揺動選別現象の観察実際の揺動選別機の選別板上にアングルを用いて選別容器を取り付けて、容器内の殻粒層の流動状態及び籾と玄米の選別状態をビデオカメラで撮影し、時間と共にビデオテープに記録した。2次元シミュレーションと比較検討するため、選別容器の長さは20cm,奥行き2cmとした。籾と玄米の質量比は1:4とし、合計20gを用いた。選別方向角度は20°とした。初期状態として、籾を上端付近の下層に敷きつめた。選別容器の底面がアクリル板と選別板の場合について、ビデオ画像とその画像処理によって、流動状態と籾の分離過程を比較した。共に流体のように波が生じて流動した。アクリル板の場合、殻粒層はすぐに下端方向に滑り、偏析現象によりゆっくりと籾は自由表面に浮上したが、下端付近に分離されなかった。選別板の場合、籾は上端側壁に衝突して玄米層に乗り上げ、自由表面上を下端方向に移動し、下端部付近に分離された。その後、若干の対流現象は見られるが、分離状態の大きな変化は見られなかった。2.籾と玄米の揺動選別現象のシミュレーション円要素を用いた離散要素法で、上記の実験と同条件での揺動選別現象をシミュレートできるプログラムを開発し、計算結果をスキャンコンバータ等でアニメーション化した。選別板の凹凸による効果は、底面において1cm毎に仮想の垂直壁を設け、底面に接触した要素のみ仮想壁の影響を受け、壁と要素とのくい込み量が大きくなると、壁の影響はなくなり、下端方向へ移動できることで対応した。その結果、実験でみられたように、選別容器の底面がアクリル板と選別板による流動状態及び籾の分離状態の特徴が再現できた。しかし、籾が分離した後、対流によって、混合と分離状態を繰り返した。今後、要素の形状による転がりの抑制や選別板の凹凸の正確な表現を考慮すべきであると考えられる。
マウス胎仔生殖細胞の分化制御機構に関する研究

これまでに雌雄分化の始まる時期までの始原生殖細胞の体外培養系を確立して、レチノイン酸やBRL細胞の培養上清が増殖促進に関与することや、生殖巣に到着後の生存増殖にとってサイトカインレセプターgp130が重要な機能を果たしていることを見いだした。また未分化幹細胞に転換して増殖を継続する細胞コロニーがいわゆるEG細胞として出現する条件としてこれまでに知られているbFGF以外に細胞内cAMPレベルやレチノイン酸の関与でも引き起こされることを発見した。また始原生殖細胞の培養下における増殖とその停止が細胞自律的にプログラムされていることを詳細なクローン培養などによって明らかにした。生殖細胞や生殖巣の発生分化に関わる遺伝子機構の解析や生殖細胞の遺伝子操作法の開発にアプローチするために、培養下で増殖させた胎仔生殖細胞に遺伝子導入を行う方法を改良して、約20%の生殖細胞での一過性発現を行わせることに成功した。この方法を用いて、アポトーシスを抑制する働きを持つことが知られているbcl-xLやアデノウイルスElb19kDa遺伝子の強制発現が培養下の生殖細胞でも細胞死を抑える効果を持つことを示した。このbcl-xLは精巣の精子細胞で強く発現することが知られているが、胎仔期の生殖巣での発現は報告がない。我々が調べたところ、RT-PCR法で検出できる程度の発現は胎仔精巣と卵巣で確認できたが、ノーザン法や抗体染色法では明瞭には確認できなかった。性分化開始時期以降の生殖細胞については、これまでの培養実験系では細胞死が起きてしまい、この重要な時期の生殖細胞や体細胞の相互作用などを解析するための実験系は未だに存在しない。そこで、11日齢から15日齢胎仔の生殖巣から体細胞株を樹立して、生殖細胞との共培養を行うことにより、生殖細胞の増殖生存と分化に及ぼす効果を調べた。また生殖巣の性分化に関与する遺伝子の検索を進めた。
デリバリーキャリアを利用したバイオ医薬の次世代型・非侵襲的DDSの開発研究

本研究は、バイオ医薬の経口および経鼻投与時のバイオアベイラビリティを改善するための新しい素子となる機能性ペプチドの安全性と有用性、およびその作用機構を検討した。また、この機能性ペプチドを処方最適化条件に基づき新規デリバリーキャリア(スマートハイドロゲルおよび逆ミセル型高分子ナノ粒子)に組み込み、その有用性をin vivoで明らかにした。その結果、機能性ペプチドの安全性および有効性は著しく高く、またデリバリーキャリアとの適合性も良好であり、様々なバイオ医薬に応用可能な非侵襲的デリバリーシステムの構築の可能性が示された。本研究は、非侵襲的デリバリーシステムによるバイオ医薬の臨床における早期実用化を可能とするために、高いバイオアベイラビリティを備えた、新規デリバリーシステムを創製することを目指している。20年度は、これまでの研究により明らかとなった最も効果の高い機能性ペプチド:ペネトラチンについて、ペプチド鎖長、構成アミノ酸の種類およびアミノ酸配列を変えた構造改変体20種を合成し、各種構造改変体のインスリン吸収促進効果をラットin situ吸収実験法を用いて比較検討した。その結果、RおよびKの位置を固定し他のアミノ酸をランダム配列にした改変体の中で、ペネトラチンより強い効果を示すものを新たに見出すことが出来た。また、強い吸収促進作用を示す機能性ペプチドの構造の特徴については以下の傾向が示唆された。1)ペプチドの長さを短くしない方が良い、2)構成するアミノ酸の種類は変えない方が良い、3)塩基性アミノ酸の位置は保持した方が良いがRとKの位置は逆でも良い。今後は、構造活性相関による解析を行い、より効果の強い機能性ペプチドの探索目指す。一方、Caco-2細胞を用いて、機能性ペプチド自身およびペプチド薬物の吸収促進メカニズムについて詳細な検討を行った。その結果、D-R8によるインスリン透過促進作用はapical側からbasal側方向のみの透過に認められ、D-R8の作用は方向性を有する可能性が示唆された。さらに、D-R8は、インスリン1分子に対して約1.5分子が結合したときに、顕著な透過促進作用を示した。これはラット腸管吸収実験で得られた過去の結果とほぼ一致する。これらのことから、ある分子数以上のD-R8の結合がインスリン透過促進作用には必要である可能性が強く示唆され、また、Caco-2単層膜透過実験はin vivoにおけるD-R8の吸収促進効果を反映する良好なモデルとなることが示唆された。本研究は、臨床での早期実用化を可能とするために、高いバイオアベイラビリティ(BA)を備えた、バイオ医薬のための非侵襲的デリバリーシステムを創製することを目指している。(1)初年度の研究結果から明らかにされた最も効果の高い機能性ペプチド:ペネトラチンについて、その構造改変体20種を合成し、より優れた効果を有する機能性ペプチドの構造を推定した。具体的には、フロンティア分子軌道法論により各アナログのHOMOやLUMOなどのパラメータを求め、これらとインスリンAUCとの関係をコホーネンの自己組織化マップにより解析をし、オリジナルのペネトラチンよりも数倍強いアナログ体を見出す事が出来た。(2)新たに見出されたペプチドはペネトラチンに比較してインスリンの腸管吸収性を3倍、鼻粘膜吸収性を10倍上げることが示された。(3)Caco-2およびHella細胞を用いて、機能性ペプチド自身の透過メカニズムおよびペプチド薬物の吸収促進メカニズムを詳細に検討した。この結果、ペプチドの膜透過促進作用は方向性があること、エネルギー介在であること、また複数のエンドサイトーシス経路が関与していることが示された。今年度は特に、CPPの作用機構解明と経鼻ワクチンデリバリーへの展開に重点をおき詳細な検討をした。(1)Hela細胞およびCaco-2細胞を用いて、機能性ペプチド自身の透過メカニズムおよびペプチド薬物の吸収促進メカニズムを詳細に検討した。ペネトラチン存在下、Hela細胞は200nmの逆ミセル型高分子ナノ粒子を温度依存的に取り込み促進することが明らかとなった。また、Caco-2細胞を用いた透過および取り込み挙動の検討においては、CPPsによるインスリン透過性促進作用は、非飽和性・エネルギー非介在性の細胞内取込み経路を介して生じる可能性が示唆された。(2)OVAおよびインフルエンザA型抗原において、L-penetratin併用下と比較し、D-penetratin併用下では、lgGならびにlgA抗体価の顕著な上昇が認められた。penetratinを利用することで、ワクチン抗原およびナノ粒子を用いた新規経鼻粘膜ワクチンデリバリーシステムの開発の可能性が示唆された。
ガス壊疽菌コラゲナーゼの反応機構の解析

1.性状の解析本酵素の性状をアゾコール分解活性を指標に解析した。活性はpH4.59.0の広い範囲で認められ、至適pHはホウ酸バッファーで7.2、リン酸バッファーで7.0であった。至適温度は42°Cであった。10mM CaCl_2存在下で1mMのo-phenanthrolineの添加により完全に阻害された。これらの結果から、本酵素はNeutral metalloproteaseである事が示唆された。酵素標品中の2価金属イオンを、5mM過剰のEDTA添加とSephadex G-10カラムによって除去した後、種々の2価金属イオンを再添加して、金属イオン要求性を調べた。30muMnoZn^<2+>添加によって酵素活性が最も回復したのにたいし、Ca^<2+>では1mM以上の濃度が活性の回復(90%)に必要であった。また、Mg^<2+>では約30%の回復しか得られなかった。以上より、本酵素はZn-proteaseであると結論された。2.産生系の確立本酵素の金属結合部位を特定するためには、部位特異適突然変異導入による解析が有効である。その前段階として、本酵素の大腸菌中での発現系を得る事を試みた。本酵素構造遺伝子をプラスミド上でT3 promorterの下流に連結し、え.coli BL21(pTG119)にtransformした。本菌では、IPTG添加によりT3 RNA polymeraseの発現が誘導され、その結果collagenaseの大量生産が可能なはずである。ところが実際には、IPTGを添加すると菌の増殖が停止し、collagenase活性の誘導は僅かであった。ペリプラスム画分からImmunoblottingによりcollagenase関連抗原を検出を試みると、authentic proteinと同じ分子量の抗原は僅かであり、分子量の小さい抗原が多種多量に観察された。転写または翻訳レベルでの酵素産生の中絶が示唆された。以上の問題を解決するため、本来の宿主であるC.perfringensの持つcollagenase遺伝子(colA)をgene targettingにより除去し、colAを持つplasmidをC.perfringens colA変異株に形質転換する事により、本酵素の構造活性相関に関する詳細な解析を進める予定である。
還元細胞活性化因子ADFとサイトカインによるリンパ球腫瘍増殖の生物学的解析

1.申請者らが遺伝子クロ-ニングしたATL由来因子(ADF)は、大腸菌の還元酵素thioredoxinのヒトhomologueで、1)recombinantADF(rADF)は、NADPH,thioredoxin reductase(TR)と共にinsulin分子を開裂するthioredoxin活性を有する。2)またrADFは、HTLVーI(+)細胞株ATLー2やEBV(+)細胞株3B6に対し増殖促進作用を有する。3)そこで、ADFのthioredoxin様還元活性と生物活性との関連を明らかにするために、rADFの活性部位のCysをSerに置換したmutantADFを作製した。mutantADFは、上記のthioredoxin様還元能をもたず、rADFにみられる種々の生物活性を有しない。1)一方、in vitroにおいてキサンチン/キサンチンオキシダ-ゼにより発生させた活性酸素に対し、rADFをNADPH及びTRと共に作用させると活性酸素が消去された。このことからrADFはラジカルスカベンジャ-様活性を有することが明らかになった。5)さらにrADFは、骨髄単球性白血病細胞U937に対するTNFの細胞障害活性を抑制する作用を有することが明らかになった。6)またrADFは、その還元作用によりDNA結合蛋白であるNFーκBとDNAとの結合を促進する作用をも有することが明らかになり、ADFの生物活性は、細胞内外において、その還元活性を介するものであると考えられる。7)一方、in situ hybridizationによりHTLVーI(+)陽性細胞株ATLー2においてADFのmRNAの発現を認め、8)免疫組織染色法により、ADFは種々の組織にその発現を認め、子宮頚部癌組織ではpapilloma virusの発現と相関することが明かとなった。2.申請者らは、ILー2R関連抗原を認識するモノクロ-ナル抗体YTAー1を樹立したが、正常ヒト末梢血リンパ球には、YTAー1抗原強陽性細胞群とYTAー1抗原弱陽性細胞群とが認められ、後者はILー2反応性が低いことを明らかにした。したがって、YTAー1抗原の発現とILー2反応性との間にはなんらかの相関があると考えられ、現在YTAー1抗原の遺伝子クロ-ニングを行っている。
間質性腎炎惹起性抗原(gp54)のペプチド合成とcDNAクローニング

(1)抗ペプチド抗体と尿細管基底膜(TBM)との反応性ウシTBMから分離・精製した分子量54Kdの糖蛋白(gp54)のN末端に相当する17個のアミノ酸から成るペプチドを合成し、carrier蛋白と結合後,adjuvantとともモルモットstrainXIIIに皮下注射して抗ペプチド抗体を得た。摘出した腎臓には病理学的な変化はなく、腎炎惹起性は認められなかったが、得られた抗ペプチド抗体とウシTBMおよびヒトTBMとの反応をblottingで観察したところ、抗ペプチド抗体はヒト抗gp54抗体と同様の反応を示した。(2)mRNAについての検討ウサギ腎から抽出したmRNAを分画濃縮し、各mRNAからReticulocyte Lysateを用いて^<35>S-Methionineラベルの蛋白を合成し,モルモット抗gp54抗体とのimmunoprecipitionを施行した。その結果,fraction No.11-15のmRNAで合成された蛋白で54Kd,48Kdのバンドを認めた。gp54のN末端に相当するoligonucleotideプローブ(YY0325-1)を作成し、成人および胎児ヒト腎CDNAライブラリーより調製したDNAとの間でdot blot hybridizationを行った。成人および胎児ヒト腎cDNAに明らかなhybridizationシグナルを認めた。このプローブを用いてcDNAライブラリーをスリクーニングし、陽性プラークを現在検出している。今後、このcDNAをクローン化し、塩基配列を決定していく予定である。
うつと自殺にかかわる素朴理論の日常言語的アプローチによる研究

うつや自殺がどういうものであり,その原因が何であるかなどについて,一般の人々が持っている素朴な考え(素朴理論,素人理論)を,それらの人々が日常使用している言葉を分析することによって明らかにしようとした。素朴理論に一定の傾向があること,素朴理論が科学的で専門的な理論とは異なることが明らかとなった。「うつ」に関する日本の大学生の日常言語によるしろうと理論を抽出するために,首都圏の2校の大学生から313名のデータを得た.大学生は,「うつ」「うつの人や人びと」「うつの原因や理由」「うつの性質や特徴」「うつの軽減や治療」のそれぞれについて,文章完成法によって回答した.「うつ」についての回答を分析したところ,意味をなす構成要素数は,1204であった。各構成要素の出現頻度が5以上の記述を抽出したところ構成要素数は108であり,これを分析対象とした.構成要素度数の高かったものは,「病気」「心」「暗い」「やる気」「つらい」「なくなる」「治る」「病」であった.対応分析の結果は,3つの大きなクラスターを生み出した.それらは,「うつの性質や特徴」にかかわる記述(「いや」「こわい」「イメージ」「治らない」「性格」「精神病」),うつになることにかかわる記述(「うつの原因や理由」にかかわる記述)(「かかる」「なく」「なりやすい」「ひきこもり」「カウンセリング」「ストレス」),「うつの人(びと)の特徴」にかかわる記述(「できない」「一人」「解決」「なやみ」「問題」)と解釈された.「うつの軽減や治療」は,大きなクラスターとしてまとまることはなかった.大学生の素朴な理論のなかには,うつの軽減や治療にかかわる概念は顕在していないのかもしれない.第1クラスターのなかに,うつは「治らない」という,科学的知識には一致しない記述が見られている.うつに関するしろうと理論が,科学的知識と一致していないことは,しろうと理論に基づいて判断し行動する大学生が,科学的に妥当な判断や行動をしていないことを示唆している.「うつ」に関する日本の大学生の日常言語によるしろうと理論を抽出するために,首都圏の2校の大学生から313名(男性167名,女性143名,不明3名,平均年齢19.82±1.22歳)のデータを得た.大学生は,「うつ」「うつの人や人びと」「うつの原因や理由」「うつの性質や特徴」「うつの軽減や治療」のそれぞれについて,文章完成法によって回答した.「うつ」についての回答を分析したところ,意味をなす構成要素数は,1204であった。各構成要素の出現頻度が5以上の記述を抽出したところ構成要素数は108であり,これを分析対象とした.構成要素度数の高かったものは,「病気」「心」「暗い」「やる気」「つらい」「なくなる」「治る」「病」であった.対応分析の結果は,3つの大きなクラスターを生み出した.それらは,「うつの性質や特徴」にかかわる記述(「いや」「こわい」「イメージ」「治らない」「性格」「精神病」),うつになることにかかわる記述(「うつの原因や理由」にかかわる記述)(「かかる」「なく」「なりやすい」「ひきこもり」「カウンセリング」「ストレス」),「うつの人(びと)の特徴」にかかわる記述(「できない」「一人」「解決」「なやみ」「問題」)と解釈された.「うつの軽減や治療」は,大きなクラスターとしてまとまることはなかった.第1クラスターのなかに,うつは「治らない」という,科学的知識には一致しない記述が見られている.
日本的心性に即したインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラムの開発と評価

本年度はまず、申請者がこれまで実施してきた日本文化に特徴的な心のあり方についての調査研究と職場におけるインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラムに関する実践研究のそれぞれについて、これまでに得られた知見を見直すと共に、関連する先行研究のレビューを改めて行った。次に、次年度以降の介入研究の前段階として、日本的心性に即した適切な効果指標としての評価尺度を考案した。併せて、次年度に予定していた職場におけるインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラム改修の一部として、改修案の作成を行った。その他、これまで実施してきた精神的健康に対する適応的諦観の機能に関する調査研究やスマートフォンを用いたインターネット版ストレス対処プログラムの効果研究に関する成果発表も実施している。メンタルヘルス領域においてはこれまで、諸学国で開発された技法やプログラムを導入する研究が多く、日本的な心の在り方を考慮した臨床心理実践については十分に検討されてこなかった。また、情報通信技術を活用した臨床実践についても活用事例が少なく、対面でのカウンセリングが主流となっているのが現状である。近年発展の著しい情報通信技術を活用することでこれまでのメンタルヘルス利用に関するコストの削減や臨床実践へのアクセシビリティの増加が期待される。そのため、本研究で実施している日本文化論的な観点からの人間心理の理解とインターネットを用いた介入プログラムの検討は、現代の社会文化に即した効果的な臨床実践に寄与すると考えられる。当初の計画では、今年度日本的心性に即した適切な効果指標としての評価尺度の開発のみを実施し、次年度に職場におけるインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラムの改修と構築、効果研究を実施する予定であったが、予定より研究が早く進展した。そのため、次年度に予定していた職場におけるインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラムの改修の一部として、改修案の作成と実装準備を本年度進めることができたため。平成31年度は、今年度考案した改修案に基づき、職場におけるインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラムの改修と構築、効果研究を実施する。平成32年度は、それらの結果を基に改修を実施し、インターネット上での効果研究を再度行うことでプログラムの介入効果を精査し、国内外における他の研究と比較することで有用性について検討する。平成33年度は、研究成果に基づき、日本社会の現実に即した認知行動療法の評価尺度とインターネット版認知行動療法を活用したストレス対処プログラムを提案する。課題としては、フィールドの確保がある。当初予定していたフィールドでの実施が難しくなったため、新たなフィールドの検討を行っている。本年度は研究実施計画に基づき、職場におけるインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラムの効果指標としての日本的心性に即した評価尺度の開発を行ってきた。予定より研究が早く進展したため次年度に予定していた職場におけるインターネット版認知行動療法ストレス対処プログラムの改修の一部として、改修案の作成と実装準備を計画している。そのための物品・書籍購入や研究会への参加、実装に向けての打ち合わせ、成果発表準備等のため、前倒し支払い請求に至った。
二酸化チタンを両極に用いた分子性光電気化学セルによるノンバイアス太陽光水分解

本研究では、錯体色素および酸素生成錯体触媒を修飾したTiO2電極(フォトアノード)と、水素生成錯体触媒を修飾したTiO2電極(カソード)からなる、両極にTiO2を用いた分子性PECにおいて、外部バイアスを必要とせずにアノードからカソードへ高エネルギー電子が移動し、且つカソード上において水素生成反応が進行することを初めて見出した。本研究では、アノード上における光酸素生成反応に着目し、この反応の効率を支配している因子を明らかにすることによって、両極にTiO2を用いた分子性PECにおいてノンバイアスでの太陽光水分解の達成を目指して研究を行う。
慢性炎症性増殖性疾患の病態分子生物学的研究

慢性関節リウマチ(RA)を代表とする疾患群に対して、我々は慢性炎症性増殖性弛緩(Chronic inflammatory proliferative disease, CIPD)なる疾患カテゴリーを提唱している。CIPDにおいては、慢性炎症の関与、免疫応答の関与、及び病的組織における細胞の慢性的増殖を特徴とする。さらに、インターロイキン6(IL-6)などのサイトカインや、ICAM-1などの種々の接着分子、あるいはc-fosなどの初期応答遺伝子などの複合的遺伝子異常発現を特徴つする。RAをCIPDのモデルとしてとらえて、RAの病態と、その病因を実験病理学の立場より、分子生物学的手段によって明らかにするのが本研究の目的である。本研究によって以下の点を明らかにした。1)RA由来骨髄ストローマ細胞化学物質に高発現している新規な膜分子BST-1とBST-2のcDNAをクローニングし、その全構造を決定した。2)可溶型BST-1のELISAAを確立し、重症のRAの患者の一部に血清中BST-1の濃度が高いことを示した。3)BST-1は、ADP-ribosyl cyclase活性を有していることを明らかにした。4)BST-1は、未熱リンパ球に一過性に発現していることを示した。5)BST-1はマクロファージや好中球にも発現しており、レセプターとして機能する。6)マウスBST-1遺伝子をクローニングすると共にBST-1欠損マウスを作製した。7)HTLV-1のp40taxのみなず、RA組織に高率に検出できるヒトパルボウイルスB19のNS1蛋白もNF-κBを介して、IL-6プロモーターを活性化すいることを明らかにした(東北大、菅村和夫教授らとの共同研究)8)IL-6受容体を介する細胞増殖・マクロファージ分化・あるいは、抗アポトーシスなどのCIPDの病態に深く関与すると考えられる細胞内シグナ伝達経路にJAK-STATが重要な役割を果していることを明らかにした。慢性炎症性増殖性疾患である慢性関節リウマチ(RA)の患者におけるBST-1の発現を検討するために、可溶性BST-1を特異的に測定できるELISAを樹立した。ELISAを用いてRAの患者血清中のBST-1を測定したところ、約7%の患者において、正常人に比較して約20倍の可溶型BST-1が存在することを明らかにした。可溶型BST-1は、大関節が破壊されるタイプのRAにおいて高値を示した。一方、RAにおけるBST-1の発現異常の機構を解明するために、BST-1の染色体遺伝子をクローニングした。現在、発現制御領域を解析中である。BST-1遺伝子の異常発現と免疫異常の関係を明らかにするために、BST-1トランスジェニックマウスを作製し、現在引き続き解析中である。又、BST-1遺伝子欠損マウスを作製する目的で、マウスのBST-1cDNAをクローニングし、その構造を決定した。引き続きマウスBST-1の染色体遺伝子をクローニングし、ジーンターゲッティングを行なうためのDNAを構築し、現在ES細胞にDNAを移入し、相同組み換えを行なっている。又、BST-1はCD38や、アメフラシのADPリボシールシクラーゼと一次構造が30%位類似しているが、ADPリボシールシクラーゼ活性があることを明らかにした。引き続き、本酵素活性とBST-1の生物活性の関係を明らかにする努力を行なっている。

このように慢性炎症疾患のモデルであるRAにおいて、異常発現している遺伝子の一つであるBST-1を用いて、その異常発現の機構と、RAの病因、あるいは病態との関連を明らかにすべく研究を行なっている。一方、IL-6受容体を介するシグナル伝達機構に関しても、以下の点を明らかにした。1)junB遺伝子のIL-6応答領域にSTAT3が作用していること。2)Jakl,Jak2チロシンキナーゼや、FesチロシンキナーゼがIL-6受容体を介するシグナル伝達経路に関与していること。今後も引き続きIL-6受容体を介するシグナル伝達経路の解明と、炎症の関わりを明らかにしてゆく予定である。慢性関節リウマチ(RA)患者の重症例で、血清中の可溶型BST-1が高値を示すことを明らかにした。さらに、可溶型BST-1の生体における役割を明らかにする目的で、可溶型BST-1を産生するトランスジェニックマウスを作製した。これらのトランスジェニックマウスには、免疫担当細胞の発生には特に障害は認められなかった。引き続き、免疫応答や、コラーゲン関節炎発症に及ぼす影響を検討中である。一方、BST-1の染色体遺伝子の構造をほぼ決定した。又、BST-1は、マウスの未熟Bリンパ球と未熟Tリンパ球において、共に抗原受容体遺伝子が再構成される時期に一致して一過性に発現されることを明らかにした。興味あることに、BST-1分子を抗体で架橋することによって、細胞内分子のチロシンリン酸化が誘導されることが判明した。このことは、BST-1は、受容体として機能し、細胞内になんらかのシグナルを伝達していることを示している。一方、IL-6受容体を介して、JAK-STATシグナルが活性化されるが、このシグナル伝達路は、IL-6によるマクロファージへの分化に必須であることを明らかにした。さらに、IL-6によって、BST-1の発現がマクロファージに誘導されることを明らかにした。これらの結果は、慢性炎症性疾患の局所において、IL-6とBST-1が、マクロファージの機能や分化を制御することによって、病態形成に関与していることを示唆しており、大変興味深い。慢性関節リウマチ(RA)を代表とする疾患群に対して、我々は慢性炎症性増殖性疾患(Chronic inflammatory proliferative disease,CIPD)なる疾患カテゴリーを提唱している。DIPDにおいては、慢性炎症の関与、免疫応答の関与、及び病的組織における細胞の慢性的増殖を特徴とする。さらに、インターロイキン6(IL-6)などのサイトカインや、ICAM-1などの種々の接着分子、あるいはc-fosなどの初期応答遺伝子などの複合的遺伝子異常発現を特徴とする。RAをCIPDのモデルとしてとらえて、RAの病態と、その病因を実験病理学の立場より、分子生物学的手段によって明らかにするのが本研究の目的である。本研究によって以下の点を明らかにした。1)HTLV-1のp40taxのみならず、RA組織の高率に検出できるヒトパルボウイルスB19のNSI蛋白もNF-κBを介して、IL-6プロモーターを活性化することを明らかにした(東北大菅村和夫教授らとの協同研究)。2)BST-1は、未熟リンパ球に一過性に発現する。