hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液状化した土の変形特性・流動性の評価－液状化研究の第２ステージへの展開－

また、せん断中に間隙水の流入流出がある場合の要素試験を実施した。また、細粒分の種類や礫分の存在と流動特性、再液状化特性を検討した。(2)流動性に関する実験:1平成23年度に製作した、加震後に時間をおいてベーン試験を行うための装置を用いて、重力場での実験を行った。2土砂流動性を評価するための回転式の試験装置を製作し、試験運転を開始した。32011年3月11日の地震において液状化した細粒分を多く含む千葉県浦安市の埋め立てに用いられた土を使用して、遠心力場と重力場において模型震動実験を実施し、噴砂が連続的に(流動的に)生じる要因を分析した。その結果、細粒分の存在によって、一旦液状化した土内の過剰間隙水圧の逸散が妨げられ、長く流動状態が保持されることがわかった。液状化後の噴砂量を支配する要因に、流動特性も大きく関係していることがわかった。(3)数値解析研究:1弾塑性モデルの基礎的研究,2原位置での物性評価も見据えた物性パラメータの設定方法3液状化過程における固体から流動的挙動を粒子法(MPM)によって表現する研究を進めた.(4)東日本大震災において東北地方で発生した液状化事例を調査し、その結果をまとめた。以上の研究成果は、順次、学会発表・研究論文として投稿している。本研究の目的は,液状化した後の土の残留変形特性やその後の流動性について,本格的体系的な研究を行うことにある.土の液状化に至る過程やその後の変形のしやすさは,その土が繰返しせん断を受けたときに現在の密度からどこまで体積収縮できるかどうかにかかっている.その土の最小間隙比を細粒分含有率の異なる様々な土に対して実験的に研究した.独自に開発した試験装置を用いて体積収縮特性を検討するとともに,乾燥状態だけでなく水浸状態や非排水繰返しせん断後の排水の繰返しによって詳しく検討した.その結果,細粒分を多く含む砂質土ほど圧縮性が高く,細粒分の種類や粒子形状等に影響されることを明らかにし,新しい最小間隙比の測定法を提案した.また,液状化した土の変形特性を左右する土の密度指標について検討した.液状化に至るまでの過程や液状化後の土の靭性を評価できる新しい要素試験方法を提案した.提案した方法は,従来の試験法が液状化の発生までを主に対象にしているのに対して,液状化後の材料のねばりも評価できるものである.液状化地盤の物性変化を検討するため,高振動数の振動台を用いて振動前・液状化過程・振動後のベーンせん断試験を実施した.拘束圧の影響を吟味するため,遠心力場での実験も試みた.また,回転体中の底部での土砂せん断力・鉛直応力・間隙水圧を測定できるドラム式回転流動試験装置を開発した.この試験機を用いて,様々な土砂の流動性を評価した.限定的残留変形に留まる液状化からCatastrophicな破壊までをシームレスに表現できる弾塑性構成モデルを検討した.接触状況を考慮した修正応力による異方性の表現に加えて,間隙の大きさも考慮して,除荷時の大きな体積圧縮挙動を表現できるモデルを構築した.また、液状化過程を連続的に解析可能な粒子法に過剰間隙水圧の発生モデルを導入し,一面せん断試験のシミュレーションを行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。地盤工学26年度が最終年度であるため、記入しない。
酸化された低比重リポタンパク質(酸化LDL)によるマクロファージ増殖機構の解析

本補助金によって遂行された研究により、酸化LDLに存在するマクロファージ(Mφ)増殖誘導因子の同定に成功した。酸化LDLの主要リン脂質であるリゾリン脂質は種々の動脈硬化惹起性の生物活性を持つことが知られており、我々はまずリゾリン脂質の役割に注目した。酸化LDLと高比重リポタンパク質(HDL)を保温し超遠心で再分離すると、脂質交換反応によって酸化LDLのリゾリン脂質含有量は未処理酸化LDLの3分の1に減少し、Mφに対する増殖誘導作用も平行して減少した。酸化LDLと同様にMφの泡沫化を惹起するアセチル化LDLは、単独ではMφ増殖誘導作用を有しなかった。しかしアセチル化LDLをホスホリパーゼA2処理し、リン脂質の75%をリゾ体に変換すると、酸化LDLと同程度のMφ増殖能を示した。以上の結果より、リゾリン脂質が酸化LDLのMφ増殖誘導能に必須の役割を果たしていることが示唆された。しかしながらリゾリン脂質単独ではMφの増殖は惹起されなかった。従ってMφの増殖誘導には、リゾリン脂質並びに酸化LDL、アセチル化LDLなどの変性LDLの二つの要素が重要であると考えられた。酸化LDLのリゾリン脂質がスカベンジャーレセプターを介してMφに取り込まれることによってMφの増殖が惹起されるものと推定される。本研究は、病理形態学的に明らかになった動脈硬化病変局所におけるMφ増殖現象に対し、その誘導因子を物質レベルで初めて明らかにしたものであり、これまで想定されてきた動脈硬化初期病変の形成機序、特に泡沫細胞集族のメカニズムに関する見解に大きな修正を迫るものである。なお、本論文は平成6年度日本動脈硬化学会学術奨励賞受賞論文に認定された。
星周塵ケイ酸塩のアグリゲイトとしての熱進化過程の解明

宇宙空間において固体物質は主に氷、有機物やケイ酸塩で構成され、1ミクロン以下の大きさの微粒子(ダスト)であると考えられている。地球惑星科学の分野において、これらの固体物質が地球を含めた固体天体の原材料物質であると考えられ、その形成・進化過程を知る上でダストを研究することは非常に重要である。ダストの性質は、赤外線天文観測と模擬物質を用いた室内実験との比較で推定されており、星周領域において、結晶質ケイ酸塩の存在がつきとめられている。原始惑星系円盤においては、非晶質な星間のダストが取り込まれ、加熱プロセスを経て結晶化していると考えることができる。実際に原始惑星系円盤中でダストは、衝突・合体しアグリゲイトを形成する。また、中心星からの輻射により加熱され、結晶成長・蒸発、及び形状・凝集状態の変化がおこることが予想される。つまり惑星形成過程を考える上で、ダストアグリゲイトの構造とその進化を調べることが非常に重要となる。本研究では星周領域で普遍的に観測されている組成を持った非晶質および結晶質のケイ酸塩微粒子を用いて、ダストが加熱により構造がどのように変化していくかを実験的に明らかにすることを目的とした。本年度は、作成したダストアグリゲイト模擬物質の構造をX線マイクロトモグラフィーの解析から定量的に評価し、数値シミュレーションによるダストアグリゲイトの構造と比較し、その3次元構造の違いを初めて明らかにした。このことは、これまで数値シミュレーションを基に行われてきたアグリゲイト形成過程の議論に対し再考を迫るものである。また、加熱実験により非晶質ケイ酸塩の結晶化過程の温度・時間依存性を実験的に明らかにし、結晶化過程における赤外吸収スペクトルの変化について詳細に調べ観測と比較し議論した。この結果から基に、星周におけるケイ酸塩ダストの形状・及びその形成過程に強い示唆を与えることができた。地球惑星科学の分野において、これらの固体物質が地球を含めた固体天体の原材料物質であると考えられており、その形成・進化過程を知る上でダストの物性を研究することは非常に重要である。このようなダストの性質は、赤外線天文観測と模擬物質を用いた室内実験との比較で推定されてきており、星周領域あるいは彗星において、結晶質ケイ酸塩の存在がつきとめられている。つまり惑星形成過程を考える上で、ダストアグリゲイトの構造を調べることが非常に重要となる。本研究では星周領域で普遍的に観測されている組成を持った非晶質および結晶質のケイ酸塩微粒子を用いてダストアグリゲイトを作成し、加熱によりその構造がどのように変化していくかを実験的に明らかにすることを目的とした。本年度は、作成したダストアグリゲイト模擬物質のX線マイクロトモグラフィーの結果を解析し、数値計算の結果と比較することで、アグリゲイトが形成される際の3次元構造について考察した。この結果を基に、近年盛んに行われている若い星の赤外分光観測に対して、より厳密な解釈をすることができ、原始惑星系円盤における固体微粒子及び微惑星の形成・進化過程に迫ることができると思われる。

また、加熱実験により非晶質ケイ酸塩の結晶化過程の温度・時間依存性を実験的に明らかにし、結晶化過程における赤外吸収スペクトルの変化について詳細に調べ観測と比較し議論した。この結果から基に、星周におけるケイ酸塩ダストの形状・及びその形成過程に強い示唆を与えることができた。
脱マスメディア時代のポップカルチャー美学に関する基盤研究

本研究は、これまで主として社会学、文学研究、歴史学などによって担われてきた現代のポップカルチャー研究を美学・芸術学を基盤にした視点から捉えていこうとするものである。本基盤研究は、さまざまな専門家から高い評価を受けた六年にわたるこれまでの研究成果を、国内外の研究協力者に呼びかけ、さらに充実させることによって展開し、ポップカルチャーを20世紀末から21世紀にかけて最も突出した「文化事象」として捉え、「商品」という装いの下に隠されているポップカルチャーの文化的潜勢力に、基盤メディアの変容(「脱マスメディア」)という視点から光を当てようとしていく。本研究は、従来社会学、文学研究、歴史学等によって個別に担われてきた現代のポップカルチャー研究を、美学・芸術学を統合の基盤としつつ「脱マスメディア時代」という視点から包括的に捉えようとするものである。ポップカルチャーは20世紀末21世紀にかけてインターネットやSNS等が台頭する基盤メディアの変容の影響下にあるが、本研究はそうした視点のもとに「ポップカルチャー美学」を解明することを特色としている。本研究の学術的意義は、ポップカルチャーの今日的な形成を、美学的な統合基盤としての「ポップカルチャー・ワールド」という独自の概念を活用しつつ、「脱マスメディア時代」として特徴づけうるような、基盤メディアの激しいダイナミズムの状況下で総合的に解明しようとする点にある。日本文化の国際発信を担い、今日的要請に応じた成果を期待しうる研究である。
ESR法、TL法、OSL法による第四紀テフラの年代測定と相互比較

電子スピン共鳴(ESR)法、熱ルミネッセンス(TL)法、光刺激ルミネッセンス(OSL)法による年代測定は、共通の測定原理を持ち、放射性炭宗法の測定範囲を越えた年代が求められるため、第四紀の年代測定法として注目されてきた。しかし、現在ではこれらの年代測定法は、信頼に足る第四紀の年代測定の方法として定着しているとは言い難い。本研究では、信号のリセット(年代の開始時点)の機構が、加熱ということではっきりしており、これら3つの方法が共通して適用でき、さらに第四紀の編年上重要な意味合いを持つテフラの年代測定を、これらの方法によって行った。銭亀-女那川テフラ、芝原テフラ、白河天栄テフラ、白河西郷テフラ、男体七本桜テフラ、池田湖テフラ、始良丹沢テフラのうち入戸火砕流、始良深港テフラ、始良岩戸テフラ、鬼界葛原テフラ、阿多鳥浜テフラ、九重第一テフラ、九重飯田テフラ、ATを採取した。試料から石英を抽出し、抽出後ESR、TL、OSL法によって被曝線量を測定した。また、年間線量率を求めるために、低バックグラウンド純Ge半導体ガンマ線分光装置によって自然放射性核種の定量作業を進め、ほぼ測定を終えた。これまでの結果を踏まえ、OSL法は適用せず、isothermal TLによる測定並びにESRによる測定を進めた。放射性炭宗法や他の放射年代測定、また層序から求められている年代と比較したところ、TLについてはほぼ一致した年代が得られたが、ESRについては、10万年までの比較的若い年代の試料については大きくはずれることはなかったものの、それ以上の試料についてはばらつきがおおきくなった。付加線量法を用いている点が問題であることを指摘し、信号再生法を試みたところ、予備的な結果としてであるが、求められる総被曝線量の誤差が小さくなることがわかった。電子スピン共鳴(ESR)法、熱ルミネッセンス(TL)法、光刺激ルミネッセンス(OSL)法による年代測定は、共通の測定原理を持ち、放射性炭素法の測定範囲を越えた年代が求められるため、第四紀の年代測定法として注目されてきた。本研究では、信号のリセット(年代の開始時点)の機構が、加熱ということではっきりしており、これら3つの方法が共通して適用でき、さらに第四紀の編年上重要な意味合いを持つテフラの年代測定を、これらの方法によって行う。そして得られた年代値の相互比較、及び他の放射年代値とのクロスチェックにより、これら3つの年代測定の問題点と適用限界を明らかにし、これらの年代測定法を、信頼できる第四紀の年代測定の方法として確立することをめざす。これまでに、銭亀-女那川テフラ、芝原テララ、白河天栄テフラ、白河西郷テフラ、男体七本桜テフラ、池田湖テフラ、姶良丹沢テフラのうち入戸火砕流、姶良深港テフラ、姶良岩戸テフラ、鬼界葛原テフラ、阿多鳥浜テフラ、九重第一テフラ、九重飯田テフラを採取した。現在、試料から石英を抽出作業中であり、抽出後ESR、TL、OSL法によって被曝線量を測定する。また、年間線量率を求めるために、低バックグラウンド純Ge半導体ガンマ線分光装置によって自然放射性核種の定量作業を進めている。以前に入手済みの神津島高処山溶岩中の石英については、紫外および赤色領域のTLとOSLの測定を行い、赤色TLのみが、既存の放射性炭素年代と一致する年代という結果が得られた。

また、赤色領域のTL測定に関しては、熱赤外によるバックグラウンドを抑えるために、TL測定の際に試料を通常のように高温(500度)にせず、一定温度に保って測定するisothermal TLにより測定するとよいことがわかった。電子スピン共鳴(ESR)法、熱ルミネッセンス(TL)法、光刺激ルミネッセンス(OSL)法による年代測定は、共通の測定原理を持ち、放射性炭素法の測定範囲を越えた年代が求められるため、第四紀の年代測定法として注目されてきた。しかし、現在ではこれらの年代測定法は、信頼に足る第四紀の年代測定の方法として定着しているとは言い難い。本研究では、信号のリセット(年代の開始時点)の機構が、加熱ということではっきりしており、これら3つの方法が共通して適用でき、さらに第四紀の編年上重要な意味合いを持つテフラの年代測定を、これらの方法によって行う。そして得られた年代値の相互比較、及び他の放射年代値とのクロスチェックにより、これら3つの年代測定の問題点と適用限界を明らかにし、これらの年代測定法を、信頼できる第四紀の年代測定の方法として確立することをめざす。これまでに、銭亀-女那川テフラ、芝原テフラ、白河天栄テフラ、白河西郷テフラ、男体七本桜テフラ、池田湖テフラ、姶良丹沢テフラのうち入戸火砕流、姶良深港テフラ、姶良岩戸テフラ、鬼界葛原テフラ、阿多鳥浜テフラ、九重第一テフラ、九重飯田テフラ、ATを採取した。試料から石英を抽出し、抽出後ESR、TL、OSL法によって被曝線量を測定した。また、年間線量率を求めるために、低バックグラウンド純Ge半導体ガンマ線分光装置によって自然放射性核種の定量作業を進め、ほぼ半数の試料について測定を終えた。昨年度の結果を踏まえ、OSL法は適用せず、isothermal TLによる測定並びにESRによる測定を進めた。現在のところTLによってAT、ESR及びTLによって九重第一テフラ、九重飯田テフラについて地質学的証拠と整合的な年代測定結果が得られているが、銭亀-女那川テフラ、芝原テフラのESR測定ではより古い値となった。他の研究室との比較による年間線量率測定の標準化も進めている。本研究では、信号のリセット(年代の開始時点)の機構が、加熱ということではっきりしており、これら3つの方法が共通して適用でき、さらに第四紀の編年上重要な意味合いを持つテフラの年代測定を、これらの方法によって行った。また、年間線量率を求めるために、低バックグラウンド純Ge半導体ガンマ線分光装置によって自然放射性核種の定量作業を進め、ほぼ測定を終えた。
ゲノムマイニングに基づく新規ラッソペプチドの単離と構造決定

ラッソペプチド(ラッソ=投げ輪)とは、その構造的特徴から命名された抗菌ペプチドのグループの名称である。現在までに数々のラッソペプチドがαプロテオバクテリア、大腸菌および放線菌から単離・構造決定されている。構造の特徴は、20-30残基のアミノ酸からなるペプチドにおいてN末端のアミノ基が、N末から9-10残基目に存在するアスパラギン酸もしくはグルタミン酸の側鎖のカルボキシル基とペプチド結合を形成し、“輪"を形成する。さらにC末端の直鎖部分が輪の中を貫通するという特異な立体構造を有しており、その構造が“投げ輪"に似ているためラッソペプチドと呼ばれている。本研究において、新しいラッソペプチド探索のためにゲノムマイニングを行い、新規ラッソペプチドの探索を行った。スフィンゴモナスを用いた発現生産系を構築することに成功し、プロテオバクテリアの一種であるBrevundimonas diminutaに存在するラッソペプチド生合成遺伝子クラスターのクローニングを行い、発現用シャトルベクターpHSG396Spに組み込んだ。大腸菌を用いてクローニングを行い、エレクトロポレーション法を用いてSphingomonas subterraneaを形質転換した。さらにラッソペプチドの発現生産を行い、高収量で新規ラッソペプチドを得ることに成功した。さらにESI-MSおよびNMRを用いた構造解析を行い化学構造の決定を行った。またNMRのNOE実験と、カップリングコンスタントに基づいて3次元立体構造の解析を行い、その結果、典型的なラッソ構造を有することが明らかとなった。また、放線菌Streptomyces specialisから新規ラッソペプチドspecialicinを単離し構造決定した。specialicinは抗HIV活性を示した。ラッソペプチドとは環状ペプチドの一種で、抗菌、抗ウイルス作用を示すなど多様な活性を有する医薬上重要な化合物群である。申請者は、これまで放線菌の形態分化および抗生物質生産システムに関して研究を行い、放線菌の研究において先駆的な成果を挙げてきた(Kodani et al.PNAS 2004、Kodani et al. Mol. Microbiol. 2005)。最近ではペプチド性化合物の構造決定を多数行っており、植物病原性放線菌から新規シデロフォアを単離・構造決定しその生合成遺伝子を同定した(Kodani et al. Org. Biol. Chem. 2013)。またゲノムマイニングの手法を用いて、2種類のシデロフォアの単離・構造決定に成功している(Kodani et al. Biometals 2015)。近年、ゲノム情報が蓄積されてきており、ゲノムからその存在を予測し、二次代謝産物を得るという試みもなされている(Kersten et al. Nat. Chem. Biol. 2011)。そこで申請者のゲノムマイニングによる探索により、これまでゲノムが決定された970種以上の放線菌のうち、50株においてラッソペプチド生合成遺伝子の存在が見出された。このうち20株のラッソペプチド生産試験を行った結果、4株において新規ラッソペプチドの生産を見出した。計画に従い、計4個の新規ラッソペプチド、すなわち放線菌Streptomyces cattleyaからcattlecinを、Planomonospora sphaericaからsphaericin、Actinokineospora spheciospongiaeからactinokineosin、Streptomyces achromogenes subsp. achromogenesから、achromosinを単離し、構造決定に成功した。すでに計画していた4株からの新規ラッソペプチドの単離・構造決定が終了した。またさらに論文にまとめて発表済みである。ラッソペプチドとは、その構造的特徴から命名された抗菌ペプチドのグループの名称である。その生合成は非常にシンプルであり、大腸菌の代表的ラッソペプチドmicrocin J25の場合、構造遺伝子mcjA、修飾酵素mcjBおよびC、トランスポーターmcjDとわずか4つの遺伝子で生産されることが明らかとなっており、ゲノム情報から生合成遺伝子の予測が容易である。そこでデータベースのバクテリアのゲノム情報からゲノムマイニングを行い、新規ラッソペプチド生合成遺伝子の探索を行い、候補となる菌を選抜した。その情報を元に各菌の培養を行い、Sphingomonas subterraneaからsubterisin、Streptomyces cattleyaからcattlecin、Planomonospora sphaericaからsphaericin、Actinokineospora spheciospongiaeからactinokineosinを単離し、構造決定に成功した。また、subterisinおよびsphaericinに関しては、NMR実験においてNOE (Nuclear Overhauser Effect)測定によって得られる情報およびプロトン間のカップリングコンスタントを元に、三次元立体化学の決定を行うことが出来た。入手した菌株のラッソペプチド生産性が高く、高収率でラッソペプチドを得る方法を構築できた。それぞれの株を大量培養し、有機溶媒で抽出し各種クロマトグラフィーで分離後、HPLCで精製を行った。得られたラッソペプチドに関して、ESI-MSおよびNMRを用いた構造解析を行った。

NMR実験においてNOE (Nuclear Overhauser Effect)測定によって得られる情報、プロトン間のカップリングコンスタントを元に、sphaericinの三次元立体化学の決定を行うことが出来た。ラッソペプチド(ラッソ=投げ輪)とは、その構造的特徴から命名された抗菌ペプチドのグループの名称である。現在までに数々のラッソペプチドがαプロテオバクテリア、大腸菌および放線菌から単離・構造決定されている。構造の特徴は、20-30残基のアミノ酸からなるペプチドにおいてN末端のアミノ基が、N末から9-10残基目に存在するアスパラギン酸もしくはグルタミン酸の側鎖のカルボキシル基とペプチド結合を形成し、“輪"を形成する。さらにC末端の直鎖部分が輪の中を貫通するという特異な立体構造を有しており、その構造が“投げ輪"に似ているためラッソペプチドと呼ばれている。本研究において、新しいラッソペプチド探索のためにゲノムマイニングを行い、新規ラッソペプチドの探索を行った。スフィンゴモナスを用いた発現生産系を構築することに成功し、プロテオバクテリアの一種であるBrevundimonas diminutaに存在するラッソペプチド生合成遺伝子クラスターのクローニングを行い、発現用シャトルベクターpHSG396Spに組み込んだ。大腸菌を用いてクローニングを行い、エレクトロポレーション法を用いてSphingomonas subterraneaを形質転換した。さらにラッソペプチドの発現生産を行い、高収量で新規ラッソペプチドを得ることに成功した。さらにESI-MSおよびNMRを用いた構造解析を行い化学構造の決定を行った。またNMRのNOE実験と、カップリングコンスタントに基づいて3次元立体構造の解析を行い、その結果、典型的なラッソ構造を有することが明らかとなった。また、放線菌Streptomyces specialisから新規ラッソペプチドspecialicinを単離し構造決定した。specialicinは抗HIV活性を示した。現在、さらにスクリーニングを進めて、新規ラッソペプチドの生産株を複数見出している。さらに新規ラッソペプチドの単離・構造決定を進めていく予定である。現在、さらに新規ラッソペプチドの生産を確認している菌株が複数種ある。Streptomyces specialis JCM 16611株およびStreptomyces lavenduligriseusNBRC13405株に顕著なラッソペプチドの生産が見られた。これらの株を主にISP2寒天培地を用いて培養を行う。さらに、培養菌体を有機溶媒で抽出を行う。抽出物を各種クロマトグラフィーに付し、最終的に純粋なラッソペプチドを単離する予定である。
ダイヤモンド・窒化アルミニウムを用いた紫外線ハイブリッド環境デバイスの実現

有機金属気相成長(MOVPE)法を用いてダイヤモンド基板上に窒化アルミニウム(AlN)をヘテロ成長させる技術を確立し、AlN/ダイヤモンドヘテロ構造を用いて、光デバイスでなく電子デバイスである電界効果トランジスタ(FET)を試作した。その結果、デバイスがpチャネルFET特性を示し、ノーマリーオンモードで動作することを実証した。また次世代パワーデバイス実現のための新たな手法として、AlN/ダイヤモンドヘテロ構造型FETを世界に先駆けて提案した。近年、ワイドバンドギャップであるダイヤモンド・窒化アルミニウム(AlN)を主とした紫外線領域で発光・受光するデバイスが注目されており、本研究ではダイヤモンドとAlNを用いてハイブリッドデバイスを構成し、新機能デバイス(例えば発光・受光デバイス)の実現を目指し実験を遂行した。新機能デバイスの実現にはまず、(1)AlN/ダイヤモンドヘテロ構造の探索、および(2)AlNの極性の評価が不可欠である。平成21年度では、1.有機金属気相成長法を用いてダイヤモンド基板上にAlNを成長させ、同時にダイヤモンドと結晶構造が同じであるSiとの比較を行った。x線回折法および透過型電子顕微鏡を用いて詳細に比較評価を行った結果、SiとダイヤモンドではAlNの成長モードが大きく異なることを見出した。また(111)ダイヤモンド上にダブルドメイン構造を有すAlN連続膜の成長に成功した。並行して2.評価方法がまだ確立していないAlNの極1生の評価を同軸型直衝突イオン散乱分光法(CAICISS)および収束電子線回折法(CBED)を用いて試みた。その結果、それぞれの評価方法の適応性・利点・最適測定条件等を付きとめた。CAICISSはマクロスケールでの極性評価に適しており、結晶の品質にあまり敏感でないことが分った。またCBEDはナノスケールでの極性評価に適しており、結晶の品質に敏感であるが、特定方向からのCBEDパターンを用いることで再現性良く評価ができることが分った。近年、ワイドバンドギャップ半導体であるダイヤモンド・窒化アルミニウム(AlN)が注目されており、本研究では両半導体を用いてハイブリッドデバイスを構成し、新機能デバイス(例えば発光・受光デバイス)の実現を目指し実験を遂行した。平成21年度では、有機金属気相成長(MOVPE)法により様々な面方位を有すダイヤモンド基板上にAlNを成長させ、その結晶学的な評価および成長条件の最適化を行った。その結果、(111)ダイヤモンド基板上にc軸配向したAlNが再現性良く得られることを見出した。この結果を踏まえ、平成22年度では、新機能デバイスの実現に重要な、アンドープでのダイヤモンド/AlNヘテロ界面のエネルギーバンド構造の評価にまず取り組んだ。不純物濃度1ppm以下に制御した(111)ダイヤモンド基板上に高純度なAlNを成長温度1250°C付近でMOVPE成長させ、ヘテロ界面のバンド構造をI-V測定、C-V測定により評価した。その結果、ヘテロ界面近傍でのダイヤモンドの価電子帯端は、窒化アルミニウムのそれと比較すると、より真空準位に近い側に形成されており、ノーマリーオン状態で正孔が蓄積していることの確認が出来た。そのため、当初研究計画していた発光・受光デバイスの実現を試みる目的を変更し、電子デバイスである電界効果トランジスタ(FET)の試作・評価を本年度の目的とした。ダイヤモンド基板上にAlNを成長させた後、ソース-ドレインおよびゲート電極を形成し、トランジスタ特性を評価したところ、ノーマリーオン状態でp型FET動作を示し、世界で初めてダイヤモンド/AlNヘテロ構造を用いたp型FETを実現した。
指向運動における脳幹核上性ニューロンの機能解析-外乱に対する視線制御について-

GAZE SACCADE(GS)における上丘と脳幹核上性領域の役割を調べるために本研究を行った。無麻酔の覚醒動物(ネコ)を用い、暗所で水平方向のGSを行うように訓練した。さらに眼球運動の信号をトリガに用い、ランダムに頭部停止用クラッチを作動させ、頭部運動を短時間停止させた。この外乱時の神経活動を記録した。頭部を停止させると、やや遅れて眼球運動が停止し視線が静止した状態が生じた。クラッチを解放すると速やかに頭部は目標に向かい動き始めるが、眼球は反対方向に回旋し、結果として視線静止状態が続いた。その後、2度日のGSが生じ視線は目標を捉えた。本実験の外乱により、GSが2つに分けられ、視線静止状態はさらに頭部と眼球が同時に停止する期間、それぞれ反対方向に動く2つの期間に分離できることを示唆された。この外乱方法は頭部・眼球協調運動の解析に有用であると思われた。上丘尾側部GS関連ニューロン(SRN)の活動はGS開始時にピーク値をとり、外乱時の視線静止状態にも持続して活動していた。上丘吻側部固視ニューロン(SCFN)はGS終了時にピークに達し、ピーク付近(視線の到達点近く)で外乱を与えると、視線静止状態にも持続して活動していた。このニューロンは脳幹のオムニポーズニューロンの存在する領域や、さらに尾側に軸索を伸ばしている可能性が示唆された。SRNとSCFNの発火頻度は頭部や眼球運動速度とは関係なく、視線の軌跡と動物の注意の状態に関連して活動した。脳幹のバーストニューロンの活動は眼球運動速度にもっとも相関する傾向が認められた。脳幹のオムニポーズニューロンはSCFNより発火頻度が高く、外乱を与えるとSCFNより忠実に視線静止状態に活動をとめた。これらの結果は脳幹核上性領域のニューロンの活動には上丘の他に、付加的な入力が必要である事を示唆している。上丘ニューロンと眼球運動発現のための脳幹核上性領域ニューロンを頭部無拘束の状態で細胞外記録し、頭部・眼球協調運動であるGaze Saccade発現において、これらのニューロンの機能的な役割を解明することが本研究の目的である。特に1)上丘の指令がどのように脳幹の中で頭部運動と眼球運動の成分に分けられるかという点と2)上丘の運動地図の意義の解明に焦点を絞り、研究を行った。覚醒動物(ネコ)を用い、完全な暗所で、水平方向のGaze Saccadeを行うよう訓練した。サーチコイルでネコの眼球運動を記録し、この信号をトリガに外乱(50-300msecの短時間、頭部を停止させる)を与えた。35度以上の大きい振幅のGaze Saccadeでは頭部を停止させると数十msec後に眼球運動が停止した。その後頭部を解放すると、頭部は再び目標に向かい動き始めるが、眼球は頭部と反対方向に動いた。結果的に頭部を解放した後も、視線が数十から数百msec停止する(gaze plateau, GP)ことがわかった。上丘中間層ニューロンの活動はGPの間、一定の発火頻度を保ち、視線と目標までの誤差に関連した発火様式を示した。このニューロンの一部は橋・延髄網様体に軸索投射していた。現在、薬物投与により上丘を不活化することを併用し、頭部運動、眼球運動、視線運動の軌道、速度について検討している。GAZE SACCADE (GS)における上丘と脳幹核上性領域の役割を調べるために本研究を行った。

無麻酔の覚醒動物(ネコ)を用い、暗所で水平方向のGSを行うように訓練した。さらに眼球運動の信号をトリガに用い、ランダムに頭部停止用クラッチを作動させ、頭部運動を短時間停止させた。この外乱時の神経活動を記録した。頭部を停止させると、やや遅れて眼球運動が停止し視線が静止した状態が生じた。クラッチを解放すると速やかに頭部は目標に向かい動き始めるが、眼球は反対方向に回旋し、結果として視線静止状態が続いた。その後、2度目のGSが生じ視線は目標を捉えた。本実験の外乱により、GSが2つに分けられ、視線静止状態はさらに頭部と眼球が同時に停止する期間、それぞれ反対方向に動く2つの期間に分離できることを示唆された。この外乱方法は頭部・眼球協調運動の解析に有用であると思われた。上丘尾側部GS関連ニューロン(SRN)の活動はGS開始時にピーク値をとり、外乱時の視線静止状態にも持続して活動していた。上丘吻側部固視ニューロン(SCFN)はGS終了時にピークに達し、ピーク付近(視線の到達点近く)で外乱を与えると、視線静止状態にも持続して活動していた。このニューロンは脳幹のオムニポーズニューロンの存在する領域や、さらに尾側に軸索を伸ばしている可能性が示唆された。SRNとSCFNの発火頻度は頭部や眼球運動速度とは関係なく、視線の軌跡と動物の注意の状態に関連して活動した。脳幹のバーストニューロンの活動は眼球運動速度にもっとも相関する傾向が認められた。脳幹のオムニポーズニューロンはSCFNより発火頻度が高く、外乱を与えるとSCFNより忠実に視線静止状態に活動をとめた。これらの結果は脳幹核上性領域のニューロンの活動には上丘の他に、付加的な入力が必要である事を示唆している。
カニクイザル結核モデルを用いたBCGの防御効果と潜伏感染誘導機構の解明

結核制圧は、世界の保険医療分野の最重要課題の一つであり、成人の特に肺結核で効果のある結核ワクチンの開発研究が世界中で行われているが、依然として実用化の目途が立ったものはない。その大きな要因は、結核の病態を反映する指標やワクチン効果と相関する原因細胞などが不明であることと考える。結核治療のブレイクスルーには、結核の発症という非常に複雑で大規模な宿主と結核菌の攻防をより詳細に把握することが必要と考え、唯一ヒト結核病変が再現できるカニクイザルを用いて、結核菌感染から潜伏・発症の様々なステージの免疫学的・病理学的解析を行い基礎データを回収する。
クラスリン小胞輸送に関与する蛋白質群の蛋白質-蛋白質相互作用の構造学的解析

本研究では,ゴルジ体において積み荷蛋白質を認識し選別しているマルチドメイン蛋白質(GGA)に注目しその機能解明を目的として、X線溶液散乱測定法を用い、ドメイン配置構造や相互作用蛋白質結合時のドメイン配置構造変化を解析したきた。ドメイン間や、マルチドメイン-相互作用蛋白質間の相互作用は一般に弱く、解離定数は数M数100MM程度の値を示す。このような弱い相互作用で関連づけられた複合体の溶液構造を解析するために、新たに滴定X線溶液散乱測定法を考案してきた。その結果、GGA1蛋白質に低分子量G蛋白質が結合することによって、ドメイン配置構造に変化が生じ、各ドメインの露出表面が変化することを明らかにしてきた。この形態変化から、ドメイン配置構造変化によって、標的蛋白質との親和性が、調節されていることが示唆された。実際、このドメイン再配置によって、他のドメインの相互作用蛋白質(積み荷蛋白質受容体)に対する結合親和性に変化が見られることが、滴定X線溶液散乱によって明らかにされた。これは、ドメイン再配置を介した、標的蛋白質結合調節機構を直接推測した最初の研究結果である。更に、GGAの他のホモログについても同様に、ドメイン配置構造を解析した結果、GGA1が溶液中で単量体として存在しているのに対し、GGA3は、GGA1単量体構造を基本構造単位とした2量体として存在していることが明らかとなった。更に、低分子量G蛋白質存在下での溶液構造を解析したところ、GGA3の2量体は解離し、GGA1・低分子量G蛋白質複合体と同様の形態を示すことが明らかとなった。これまでの報告によると、GGA1とGGA3は、非常に類似したドメインからなるにもかかわらず、輸送に対する役割が異なっていることが示唆されている。特に、GGA1は、単独でクラスリン被覆小胞輸送するのではなく、他のアダプター蛋白質と共役して初めて被覆小胞を輸送できるようになる可能性が示唆されている。現在は、会合体型性能の違いが、単独でのクラスリン被覆小胞形成能に関与しているのではないかと考え、引き続き研究を進めている。本研究では、ゴルジ体において積み荷蛋白質を認識し選別しているGGA蛋白質に注目し、特に、GGA蛋白質を介した"様々な蛋白質-蛋白質相互作用の関連性"、更には、"GGA蛋白質によるその制御機構"を明らかにすることを目的として、X線溶液散乱測定法を用い、複数ドメインを有するGGA蛋白質断片(VHS-GAT)と様々な相互作用蛋白質(Arf,M6PR)共在下で形成される複合体の溶液構造を系統的に解析し、その時に生じるGGA蛋白質部分の動態を明らかにすべく研究を行ってきた。以下に、本年度の成果を示す。○GGA及び相互作用蛋白質複合体の溶液構造解析を行う為に、滴定X線溶液散乱測定法を考案し適用した結果、結合能が低いGGA・相互作用蛋白質複合体の構造解析が可能となった。相互作用蛋白質非存在下でのGGA1は、分子内に存在する2つのドメインが互いに近接したコンパクトな構造をとっていることが明らかとなった。一方、M6PRやArf結合時には、これらのドメインの配置構造に著しい変化が生じ、2つのドメインが互いに離れ、Elongateした構造を形成することが明らかとなった。また、滴定X線溶液散乱測定法から明らかにされた、M6PR結合・非結合時における、ArfのGGAに対する結合能を比較したところ、M6PR結合時には、Arfに対する結合親和性が低下していることがわかった。M6PR結合時のGGAのドメイン配置構造から、Arfの結合部位に構造学的な摂動が生じていることが明らかとなり、この事実から、積み荷蛋白質(M6PR)の結合によって生じるGGAのドメイン再配置変化によって、ArfのGGAに対する結合能が調節されていることが示唆された。

これまでの報告によると、GGA1とGGA3は、非常に類似したドメインからなるにもかかわらず、輸送に対する役割が異なっていることが示唆されている。特に、GGA1は、単独でクラスリン被覆小胞輸送するのではなく、他のアダプター蛋白質と共役して初めて被覆小胞を輸送できるようになる可能性が示唆されている。現在は、会合体型性能の違いが、単独でのクラスリン被覆小胞形成能に関与しているのではないかと考え、引き続き研究を進めている。
行動適応を担う脳神経回路の機能シフト研究を推進するための国際連携活動

本領域研究の発展のため、国際共同研究、技術交流、若手研究者活動支援に取り組む。小林班では、スイスLausanne大学と新規化学遺伝学技術の開発について国際共同研究打ち合わせを行い、英国Sussex大学とオペラント行動解析に関する技術交流等を行った。尾上班では、脳機能イメージングの共同研究のため、フランスClaude Bernard大学Lyon Neuroscience Research Centerを訪問し、情報交換を行った。小池班では、リハビリテーション技術開発のため、米国南カリフォルニア大学研究員らを招聘した。フランスCNRSと脳波測定に関する、ポーランドIFJ-PANと脳波解析に関する共同研究を進めた。礒村班では、米国アルベルトアインシュタイン医科大学と大脳基底核-小脳連関に関する共同研究を進め、米国ピッツバーグ大学および独国チュービンゲン大学と技術交流を行った。藤山班では、英国Oxford大学および米国NIHと基底核形態解析の打ち合わせを行った。伊佐班では、ベルギーKU Leuven、英国ウェスタン大学及びニューキャッスル大学と共同研究を実施し、Dandrite研究所と共同研究に向けての打ち合わせを行った。筒井班では、ノルウェー科学技術大学、英国UCL、英国Cambridge大学と共同研究を行った。相澤班では、米国カリフォルニア大学デイビス校と共同研究の打ち合わせを行った。若手研究者支援については、小林班、藤山班では若手研究者の北米神経科学会での発表を支援し、渡邉班では独国Max Planck Institute for Brain Researchに、相澤班では米国カリフォルニア大学デイビス校に若手研究者を派遣した。小林班では、Navarra大学との国際共同研究のためにウィルスベクターを作製・供給した。連携研究者の加藤講師を招聘し、ベクター開発に関する研究打ち合わせを行った。尾上班では、Washington大学・Van Essen博士、Glasser博士らと非ヒト霊長類Connectomeパイプライン開発を行い、技術交流の準備を進めた。小池班では、UCSDのMakeig博士と脳計測技術交流のため博士学生を招聘し、測定技術の提供を受けた。礒村班では、Ludwig-Maximilians大学・Sirota博士を招聘し、多細胞活動記録に関する研究打ち合わせを行うとともに、藤山班と連携してOxford大学・Magill博士と基底核回路構造解析に関する打ち合わせ・講演会を開催した。渡邉班では、Neuroethology国際会議に連携研究者の溝口講師を派遣し、鳥モデル研究の国際的動向の把握と情報交換を行うとともに、Buenos Aires大学・Mindlin博士との国際共同研究に関する打ち合わせを行った。伊佐班では、Leuven Katholic大学・Vanduffel博士との意思決定に関する国際共同研究のために、大学院生を招聘し、サル脳組織学解析を行なった。Newcastle大学のBaker教授、Soteropoulos博士との国際共同研究のために大学院生をイギリスに派遣し、頚髄神経の機能遮断に関する打ち合わせを行なった。筒井班では、Oxford大学・Buckley博士を訪問して論文を共同執筆するための準備を行った。相澤班では、Arizona大学・Heien博士との国際技術交流のために、中野助教をアメリカに派遣し、脳内モノアミン高速測定技術を用いた共同研究の打合せを行った。当初の計画にそって、海外研究者との国際共同研究、国際的な研究技術交流、若手研究者による国際活動を支援することができた。尾上班では、先方の都合により年度内の招聘が困難であったため対面による交流を次年度へ繰り越しとしたが、共同研究を滞りなく進めるため電子メール交換により迅速に技術開発を進めることができた。筒井班でも、都合により年度内の訪問が実現できなかったが、共同研究をとりまとめるための準備を行うことができた。適応回路シフト領域の研究を発展させるため、国際的な共同研究、技術交流、若手研究者の活動支援に取り組む。国際共同研究・技術交流として、小林班ではウィルスベクターによる病態モデル研究のため、スペインNavarra大学Lanciego博士を招聘し、共同研究の打ち合わ、技術交流・講演会を実施した。尾上班では脳機能イメージング研究のため、林が米国ワシントン大学を訪問し、技術交流・講演会を行った。小池班ではリハビリテーション技術開発のため、米国南カリフォルニア大学研究員らを招聘した。米国カリフォルニア大学サンディエゴ校と信号源推定に関して、フランスCNRSと脳波測定に関する共同研究を進めた。礒村班ではJanelia Research Campus・Pastalkova博士を招聘し、マルチニューロン記録に関する技術交流を、藤山班ではOxford大学・中村博士、NIH・Crittenden博士らと基底核回路形態解析のための打ち合わせを行った。伊佐班ではチュラロンコン大学Sooksawate博士と共同研究を行った。筒井班ではKU Leuven・Janssen博士(頭頂連合野)、Zurich大学・Tobler博士(脳機能イメージング)、ノルウェー科学技術大学・Witter博士(分子生物学的技術開発)と打ち合わせを実施した。相澤班ではサウスカロライナ大学・Hashemi博士とセロトニン測定法の共同開発を進めた。若手研究者支援については、小池班では脳波と行動相関に関する技術開発のため、米国カリフォルニア大学サンディエゴ校・Makeig研究室に、筒井班では前頭連合野に関する共同研究のため、Oxford大学・Buckley研究室に若手研究者を派遣した。相澤班ではアリゾナ大学とのモノアミン測定共同技術開発を支援した。渡邉班と礒村班では北米神経科学会に連携研究者、研究協力者を派遣し、研究発表を行った。おおむね当初の計画にそって、海外研究者との国際共同研究、国際的な研究技術交流、若手研究者による国際活動を支援することができた。特に、小林班では、ウィルスベクターを応用したNavarra大学との共同研究が進展した。若手研究者支援の目的で、連携研究者を国際シンポジウムに派遣し、発表を行う予定であったが、本人の都合により、渡航を取りやめた。

この予算は次年度に繰り越し、別の国際学会・シンポジウムへの参加を支援する予定である。尾上班では、ワシントン大学のヴァンエッセン教授の日本訪問は、先方の都合により次年度へ延期となった。小池班では、米国のUSC,UCSD、英国のICLとのそれぞれの共同研究に関する実験や解析が進展した。礒村班では、Janelia Research Campusとの技術交流により、お互いの技術の発展に加え、若手研究者の育成に有益であった。藤山班では、大学院生を国際シンポジウムに派遣し、発表を行う予定であったが、本人の都合により、渡航を取りやめた。藤山が本シンポジウムで発表し、この機会を利用してOxford大学・中村博士、NIH・Crittenden博士らと大脳基底核回路の形態解析のための研究打ち合わせを行うことができた。筒井班では、訪問先での協議が進展し、ノルウェー科学技術大学との共同研究(分子生物学的手法開発)が発展するとともに、KU Leuven、Zurich大学とも、平成29年度の共同研究を開始するために準備を進めることができた。相澤班では、アリゾナ大学、サウスカロライナ大学との共同研究により最先端ボルタンメトリ法の開発が進展した。また、若手研究者の米国学会への派遣も若手育成に大きく貢献した。本領域研究の発展のため、国際共同研究、技術交流、若手研究者活動支援に取り組む。小林班ではNavarra大学の研究員を受け入れ、技術支援と打ち合わせを行い、モントリオール大学・Torudeau博士、USD・Borrelli博士を招聘し、ドーパミン伝達に関する技術交流を行った。尾上班では脳機能イメージングの共同研究のため、ワシントン大学Van Essen教授を招聘し、技術交流・講演会を行った。小池班ではリハビリテーション技術開発のため、南カリフォルニア大学研究員らを招聘した。カリフォルニア大学サンディエゴ校と信号源推定に関して、CNRSと脳波測定に関する共同研究を進めた。礒村班ではアルベルトアインシュタイン医科大学Khodakhah博士を招聘し、大脳基底核の共同研究に向けた技術交流を、藤山班ではOxford大学・中村博士、NIH・Crittenden博士らと基底核形態解析の打ち合わせを行った。伊佐班ではKU Leuven・Vanduffel博士、ウェスタン大学・Everling博士及びニューキャッスル大学・Soteropoulos博士と共同研究、Dandrite研究所・Yonehara博士と共同研究に向けての打ち合わせを行った。
顎関節機械受容器応答特性を指標とした変形性関節症の発症機序

変形性関節症(OA)の発症機序、ならびに実験的咬合干渉付与時に顎関節に生じる機能変化については未だ不明な点が多い。顎関節の機能変化を調べる指標の一つとして、顎関節機械受容器の応答特性変化が重要であることが報告されている。そこで実験的咬合干渉を付与したモデルの一つとして、ラット咬合高径増加モデルを用いて、顎関節機械受容器の応答特性の変化について電気生理学的手法を用いて調べた。本研究結果より、実験的咬合干渉などの侵害刺激は顎関節機械受容器へ影響を与え、変形性関節症発症の病因となる可能性が示唆された。変形性関節症(OA)は、顎関節も含め様々な関節において発症する。その中でも、最も頻度の高い疾患である膝OAの原因として、形態異常、不安定性、筋力低下等が指摘されており、これらは顎関節領域におけるOAの病因とも関わりが深いものと考えられる。過去の報告では咀嚼筋力を低下させることで、顎関節領域の不安定性、形態異常を誘発する結果、下顎頭の軟骨形態、成長様式の変化および関節円板の形成、性状変化が起こるものと考えられている。過去の報告では顎関節周囲組織の変化や成長期の軟食摂取により、顎関節機械受容器の応答特性変化が生じることが報告されている。顎関節機械受容器は、顎関節包の後外側部、ならびに関節靱帯に存在し、下顎位および下顎運動の方向と速度を調節し、咀嚼筋活動を制御する感覚器官で顎関節の感覚情報を中枢に伝達すると考えられている。そこで下顎の受動的開閉口運動を頻度・強度を変えて行わせることにより、非生理的な顎関節部への機械的刺激を与えることで生じる顎関節機械受容器の応答特性変化を比較検討し、変形性関節症の発症機序を解明する一助とすることを目的とした。平成21年度は未処置のラットを用いて開閉口頻度および強度の条件設定について検討を行った。三叉神経節に記録電極を刺入し、顎関節機械受容器由来の単一ユニット活動を記録し、刺激強度を弱程度、中程度、強程度と三段階に分けて比較を行った。分析ソフトを用いて解析を行った結果、中程度刺激を用いた比較が発火頻度、発火閾値ともに安定性が認められ、有用性が高いものと考えられた。今後はこの刺激強度を指標として、実験群と対照群との比較を行っていく予定である。膝OAの原因として、形態異常、不安定性、筋力低下等が指摘されており、これらは顎関節領域におけるOAの病因とも関わりが深いものと考えられる。我々が行った過去の報告では咀嚼筋力を低下させることで、顎関節領域の不安定性や形態異常を誘発する結果、下顎頭の軟骨形態、成長様式の変化および関節円板の性状変化が起こるという結果が得られている。また、顎関節周囲組織の変化により、顎関節機械受容器の機能が変化することも報告されている。顎関節機械受容器は、顎関節包の後外側部ならびに関節靱帯に存在し、下顎位および下顎運動の方向と速度を調節し、咀嚼筋活動を制御する感覚器官であり、顎関節の感覚情報を中枢に伝達している。そこで本年は顎関節分野でOAの原因として挙げられているクレンチング、ブラキシズム等の侵害刺激が顎関節領域に加わるような環境をアダルトラットへ与え、その時の顎関節機械受容器への影響について電気生理学的に調べた。顎関節に侵害刺激となりうる過負荷を与える方法として、咬合干渉を与える方法や過度の受動的開閉口運動を行う方法などが考えられるが、今回は日常で起こりやすい環境として、咬合干渉を与える方法を選択した。具体的には、ラットの臼歯咬合面ヘレジンを築盛することにより咬合高径を増加させた結果、咬合干渉を惹起させた。また、顎関節機械受容器への影響を調べるために、受動的開閉口運動時の顎関節機械受容器応答特性の記録を三叉神経節より行った。その結果、顎関節に侵害刺激を加えることにより、発火開始までの閾値と最大瞬時発火頻度の上昇がみられ、顎関節機械受容器の機能低下を起こすことが明らかになった。以上より、侵害刺激は顎関節機械受容器へ影響を与え、顎関節症・OAの発症の一因となる可能性が示唆された。
遺伝子工学的手法による慢性関節リウマチの原因抗原のクローニング

慢性関節リウマチ(rheumatoid arthritis:RA)の病因及び病態形成に関与すると思われる未知の滑膜抗原を同定するため、RA患者培養滑膜細胞によりλファージcDNAライブラリーを独自に構築し、RA患者滑液IgGをプローブとしたexpression cloningを行った。その結果、滑膜抗原として3つの蛋白分子をクローニングした。うち1つは、既報のホリスタチン関連蛋白(follistatin-related protein:FRP)と同一の塩基配列を有していたが、他の2つは新規な蛋白質であった。FRPのmRNAの発生は滑膜をはじめ広く諸臓器で認められた。大腸菌発現のリコンビナントFRP抗原を用いたイムノブロットでは、RA患者67例中20例(30%)で抗FRP抗体が検出され、これは全身性リウマチ性患者のうち最も高頻度であった(SLE:10%、強皮症:17%、シェグレン症候群:10%、筋炎:0%)。FRP分子はFSドメインとECドメインを有するが、ほとんどの抗体のエピトープはECドメイン内に証明された。RA患者において抗体陽性群と陰性群では男女比・年齢・罹病期間に有意差はなかったが、臨床データではCRPとESRが陽性群で陰性群に比し有意に高値であり(CRP:p<0.05、ESR:p<0.01)、抗FRP抗体はRAで炎症反応の強い例に多く検出されることが明らかとなった。さらに陽性群は陰性群に比して血清採取後1年間の治療経過での投薬の強化例が多く、逆に緩和例が少なかった。FRPはホリスタチンとのアミノ酸配列の類似性により何らかの活性阻害物質であることが推定されており、そのような活性阻害物質に対する抗体は阻害の解除という点でRAの病態形成に関与することが推定された。さらに、抗FRP抗体が治療抵抗性を示す例で検出され易い傾向より、この自己抗体はRAの治療予後の指標となる可能性が示唆された。慢性関節リウマチ(RA)の病因及び病態形成に関与すると思われる滑膜抗原を同定するため、RA滑液中の抗体が認識するB細胞抗原のクローニングを試みた。RA患者培養滑膜細胞より独自に構築したλファージcDNAライブラリーを用い、RA患者滑液IgGをプローブとしたexpression cloningを行った結果、3個の陽性cDNAクローンを得た。うち1個のクローンについて塩基配列を解析したところホリスタチン関連蛋白(follistatin-related protein : FRP)と同定された。ノーザンブロットの結果FRP mRNAは各種臓器に遍在し滑膜に特異的ではなかった。FRPのグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)融合蛋白発現系を確立した。そのノムノブロットによるRA及びRA関連疾患における血清抗FRP抗体陽性率は、RAが30%(n=67)であり、SLE(10%,P<0.01)、PM/DM(0%,P<0.05)や健常人(0%,P<0.001)に比し有意に高値であった。これより血清抗FRP抗体はRAに特異的ではないが感受性は高く、RAの診断・予後判定に寄与する可能性が示唆された。またFRPは細胞外可溶性蛋白であるとともに、ホリスタチンとのアミノ酸配列の類似性により何らかの活性阻害物質であることが推定されることから、その抗体はFRPの生理作用を修飾しRAの病態形成に何られの影響を与えることが推察された。抗FRP抗体検出の臨床的意義やFRPのT細胞応答、更にFRPの生理機能の解明等は今後の検討課題である。

慢性関節リウマチ(rheumatoid arthritis:RA)の病因及び病態形成に関与すると思われる未知の滑膜抗原を同定するため、RA患者培養滑膜細胞よりλファージcDNAライブラリーを独自に構築し、RA患者滑液IgGをプローブとしたexpression cloningを行った。その結果、滑膜抗原として3つの蛋白分子をクローニングした。うち1つは、既報のホリスタチン関連蛋白(follistatin-related protein:FRP)と同一の塩基配列を有していたが、他の2つは新規な蛋白質であった。FRPのmRNAの発現は滑膜をはじめ広く諸臓器で認められた。大腸菌発現のリコンビナントFRP抗原を用いたイムノブロットでは、RA患者67例中(30%)で抗FRP抗体が検出され、これは全身性リウマチ性疾患のうち最も高頻度であった(SLE:10%、強皮症:17%、シェグレン症候群:10%、筋炎:0%)。FRP分子はFSドメインとECドメインを有するが、ほとんどの抗体のエピトープはECドメイン内に証明された。RA患者において抗体陽性群と陰性群では男女比・年齢・罹病期間に有意差はなかったが、臨床データではCRPとESRが陽性群で陰性群に比し有意に高値であり(CRP:p<0.05、ESR:p<0.01)、抗FRP抗体はRAで炎症反応の強い例に多く検出されることが明らかとなった。さらに陽性群は陰性群に比して血清採取後1年間の治療経過での投薬の強化例が多く、逆に緩和例が少なかった。FRPはホリスタチンとのアミノ酸配列の類似性により何らかの活性阻害物質であることが推定されており、そのような活性阻害物質に対する抗体は阻害の解除という点でRAの病態形成に関与することが推定された。さらに、抗FRP抗体が治療抵抗性を示す例で検出され易い傾向より、この自己抗体はRAの治療予後の指標となる可能性が示唆された。