hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多剤排出輸送体MATEのX線結晶構造解析による認識と輸送における構造基盤の解明

前年度までの研究において,3Å分解能の回折を示す結晶を得ていたが,これに関して結晶化条件のリファインを進め,最高で2.4Å分解能のデータセットを収集に成功した.分子置換法による構造決定を試みたが,解が得られなかったため,SeMet置換体の結晶化・重原子異常分散を用いた位相決定を目指した.しかし,SeMet置換体は結晶化における性質が悪く,必要な大きさの結晶を得ることが不可能であった.そこで,特異的な結合能を示すペプチドを選択・合成し,それと共結晶化させる手法を用いることにした.これは小分子の結合により,タンパク質の動きが制限され,結晶化が促進される効果を狙ったものである.ペプチドとの共結晶化によりSeMet置換体においても回折実験に必要なだけの大きさに結晶は成長し,シンクロトロン放射光施設SPring-8における測定により,単波長異常分散法による位相決定に成功した.構造決定後は,単体での結晶構造および複数の結合ペプチドとの複合体構造を決定していった.その結果,いずれの結合ペプチドも細胞外側に開いた溝を標的に結合していること,ペプチドの配列により結合部位が異なることが明らかになった.また,選択された複数の結合ペプチドのin vivoにおける機能について検証をおこなうための実験系を構築し,基質輸送阻害活性が存在するかを確認した.その結果,うち一つに強い阻害活性が確認され,決定した立体構造から予想される結合様式との関連性が見出された.現在,変異体解析を含む生化学的実験を実行しつつ,論文の投稿準備を進めている.立体構造の決定には成功したものの、その構造情報を元にした機能解析に予想以上に時間がかかっており、発表するに足る実験結果を用意するには至っていない。共同研究による生化学的な解析をより迅速に推進していく。これまでに構築してきた精製条件にカラム操作を追加する事により、より高純度に目的サンプルを回収する事に成功した。また、界面活性剤の種類による結晶性の改善の可能性も考え、新たに入手した界面活性剤へ置換しての結晶化を行なってきた。同時に、膜タンパク質の分解能向上の為の手法として有用である、特異的抗体との共結晶という手法を用いる事とした。今回、MATE特異的結合を要する抗体の作成においては、脂質中に埋め込んだ形でマウスに接種する事によって、本来の形状に近い形に結合する抗体を得やすくする工夫を施した。現在、8種類の抗体の結合が確認されており、順次Fab化し共結晶に供している。以上のような精製条件の検討等を並行して進行させつつ、結晶化を繰り返した結果、いくつかの条件において解析実験に使用可能な結晶を得ている。これまでに3Aを超える分解能のデータを収集しており、分子置換によって有意な解を得ている。しかし、相同性の問題からか、構造の精密化に難がある為、重原子置換体結晶の作成することで、新規に位相決定を行なう必要があると思われる。今後、得られた結晶のリファインを行ない、シンクロトロン放射光施設にて回折データの収集を行う。また、基質との共結晶化を目指す。
渦相関法による年二作体系農業生態系の温暖化気体収支モニタリング

年二作体系農業(二毛作水田)は,東アジア広範に行われ,食糧生産上も重要な農耕形態である.既往研究にみられる単作水田に比して,年間2倍近いCO_2固定能(ポテンシャル)を有するため,炭素の動態は,時期・量の点で大きく異なることが予想される.また,九州地域では,温暖な気候資源を利用した牧草の周年栽培が行われている.本研究では,これら年二作体系農業生態系における温暖化ガス交換量の特徴や,季節変化および年収支を明らかにすることを目的として,渦相関法によるCO_2フラックスの長期測定とその評価を行った.詳細な炭素循環サイクル解析には,さらに長期の観測が必要であると判断されたが,取得された通年データの解析から,以下のことが明らかになった.水田転換畑(麦-大豆輪作)におけるCO_2交換量では,冬作(麦)耕作期間のCO_2吸収は,夏作に匹敵する規模を持ち,一方,CO_2放出は比較的小さいことが明らかとなった.一方,夏作(大豆)では,CO_2吸収自体は中庸であったが,夏期の高温により,生態系呼吸も大きくなった.いずれの耕作期間もトータルとしてのCO_2交換量は,吸収側であったが,その量を比較すると,冬作の方が1.5倍程度大きいことがわかった.さらに,周年作牧草畑(トウモロコシーイタリアンライグラス)耕作においても,夏作(トウモロコシ)耕作期間の生態系呼吸が高いため,結果的にトータルのCO_2交換量は,冬作(イタリアンライグラス)耕作期間が勝った.さらに,夏作期間では,台風災害や虫害等により,生態系炭素吸収量の年々変動が非常に大きく,このことが,炭素循環に大きく影響していることが示唆された.佐賀平野の干拓地水田(水稲-麦-大豆の1年2作の輪作)において,冬季の麦芽大麦(12月初旬播種,5月中旬収穫)と夏作大豆(7月中旬播種,11月下旬収穫:3年毎の転換畑)を対象として,高さ約3mの観測マスト上に温・湿度計,純放射計および超音波風速計,IRGAを設置し,渦相関法により,CO_2フラックスおよび熱収支測定を行った.観測の結果,大麦畑および大豆畑のCO_2フラックスの季節変化をそれぞれ明らかにした.大麦畑の日中のCO_2フラックス(光合成同化量-生態系呼吸量)は,播種後120日後には,約-2.0mg-CO_2m^<-2>s^<-1>に達し,収穫前には約-0.5mg-CO2m^<-2>s^<-1>となった.夜間では,生育初期には約0,1mg-CO_2m^<-2>s^<-1>で,生育後半では約0.2mg-CO_2m^<-2>s^<-1>にあった.一方,大豆期では,8/30と9/7の台風通過時に著しく茎葉が損傷したことを受け,一時的な低下がみられ,その後にやや回復成長した.播種後120日後に約-1.7mg-CO_2m^<-2>s^<-1>,収穫期には専ら放出となった.また夜間のCO_2フラックスは,生育初期には約0.1mg-CO_2m^<-2>s^<-1>,生育期後半では約0.2mg-CO2m^<-2>s^<-1>に達した.大麦畑および大豆畑のNEEの季節変化とその栽培期間の積算値を求め,各生態系におけるCO_2ベースの炭素収支量を明らかにした.大豆畑では,177g-C/m^2の吸収となった(ただしこの値は,通常年よりかなり小さいと考えられる(収量で平年比48%(佐賀県))).本生態系における年炭素収支は,大麦期:-508g-C/m^2,大豆期:-177g-C/m^2,非耕作期:+2768-C/m^2となり,収穫物としての持出し(大麦:-121g-C/m^2,大豆:-43g-C/m^2)を考慮し,年間では-245g-C/m^2と若干の吸収側にあることを示した(非耕作期は,大麦生育初期と大豆生育末期から推定した値:ただし対象圃場では,麦稈・大豆残滓ともに鋤込施用された)年二作体系農業(二毛作水田)は,東アジア広範に行われ,食糧生産上も重要な農耕形態である.既往研究にみられる単作水田に比して,年間2倍近いCO_2固定能(ポテンシャル)を有するため,炭素の動態は,時期・量の点で大きく異なることが予想される.また,九州地域では,温暖な気候資源を利用した牧草の周年栽培が行われている.本研究では,これら年二作体系農業生態系における温暖化ガス交換量の特徴や,季節変化および年収支を明らかにすることを目的として,渦相関法によるCO_2フラックスの長期測定とその評価を行った.詳細な炭素循環サイクル解析には,さらに長期の観測が必要であると判断されたが,取得された通年データの解析から,以下のことが明らかになった.水田転換畑(麦-大豆輪作)におけるCO_2交換量では,冬作(麦)耕作期間のCO_2吸収は,夏作に匹敵する規模を持ち,一方,CO_2放出は比較的小さいことが明らかとなった.

一方,夏作(大豆)では,CO_2吸収自体は中庸であったが,夏期の高温により,生態系呼吸も大きくなった.いずれの耕作期間もトータルとしてのCO_2交換量は,吸収側であったが,その量を比較すると,冬作の方が1.5倍程度大きいことがわかった.さらに,周年作牧草畑(トウモロコシーイタリアンライグラス)耕作においても,夏作(トウモロコシ)耕作期間の生態系呼吸が高いため,結果的にトータルのCO_2交換量は,冬作(イタリアンライグラス)耕作期間が勝った.さらに,夏作期間では,台風災害や虫害等により,生態系炭素吸収量の年々変動が非常に大きく,このことが,炭素循環に大きく影響していることが示唆された.
二段燃焼する空気吸込式ストラットの試作と実験

スクラムジェット実現のための重要な技術課題の一つとして、火炎を安定に保つこと、すなわち保炎があげられる。これまでに行われた研究では、ストラットによって超音速流中に保持された火炎について、反応領域に噴射する燃料の予混合化や予燃焼による保炎性向上が確認されている。特に、予燃焼方式は二次燃焼領域に十分な熱量を供給する事によって高い保炎性が望めると期待される。これらの研究では、予混合および予燃焼のための空気は外部から供給されているが、実機への応用を考えた場合、余分な酸素を搭載する事は効率的とは言えず、大気中酸素の利用が望ましい。そこで、予燃焼室付きストラットを発展させ、ストラット前方から主流空気を取り込みストラット内部での予燃焼に利用する空気吸込式ストラットを提案した。空気吸込式付ストラットについて、超音速流中で保炎実験を行い、以下の結果を得た。予燃焼室内に主流から空気を取り込むことによって、超音速流中でも容易に着火が可能であり、水素流量を変化させた場合でも広い範囲にわたっての保炎が可能であった。そして、今回実験を行った主流全体温度が590Kから690Kの範囲では、着火性が主流全温度に大きく依存したのに対して、保炎上限界下限界ともに大きな依存はなかった。水素流量によって、火炎形態の変化がみられ、水素流量を増加させるに従ってストラット後端面に付着した火炎となった。また、水素流量を増加させるにつれて、予燃焼室温度が大きく低下した。これは、後流火炎吹き飛びの一つの原因ではないかと考えられる。マッハ数2.5の超音速空気流中に二次元三角柱のストラット(保炎器)を置き、その後流に発達する燃焼領域を観察した。作成したストラットは、中に予混合室を設けてあり、外部から空気と水素を導入してこの中で混合させた。点火器を予混合室の中に取り付けてあるので、予混合室を予燃焼室にすることも可能である。実験は空気量と水素量を変化させて当量比による保炎を調べた。同時に数値解析も進めて比較検討して保炎のメカニズムの解明を行った。特に、ストラット後方面の燃料噴射口が一個の場合と二個の場合の保炎性について違いを明らかにして実用上のストラットの燃料噴射方式に指針を与えることができた。主な結果は以下の通りである。(1)本実験範囲においては、予混合室の燃焼限界(当量比)は、圧力を高めてやる事により高くなったが、予混合室が燃焼している状態でストラット後流の火炎が消炎することはなかった。(2)予混合室内で燃焼が起こっていない場合、ストラット後流火炎の保炎の上限界は、燃料噴射口が1本の時が最も高く、燃料噴射口が2本になり、その幅が広がるにつれて低くなった。(3)燃料噴射口直後の再循環領域の数値計算結果を比較すると、燃料噴射口が1本の場合も2本の場合も当量比が過濃であり、その更に後流における主燃焼領域では理論比あるいは希薄な当量比となっているが、主燃焼領域の安定は過濃な燃料噴射口直後の再循環領域に強く支配されていると考えられる。燃料噴射口が1本の場合の再循環領域が相対的に大きくより安定であることと、2本の場合は主燃焼領域が非常に希薄な当量比であるため、より大きい初期混合比に対して保炎し得ると考えられる。(4) OH分布の数値計算の結果と、LIFによるOH分布の計測の結果は定性的にほぼ一致し、燃料噴射口が1本の場合は、燃料噴射口が2本の場合に比べて滞留時間の長い再循環領域と淀み領域が形成されることが、上記の当量比分布と相俟って燃焼領域が安定する要因であることを裏付けた。今後の研究としては、予混合室内で燃焼が起こっている場合におけるストラット後流火炎の保炎限界の測定、更に、ストラット後流内の燃焼現象を更に深く理解するために、後流入炎の詳細な解明が必要とされる。

スクラムジェット実現のための重要な技術課題の一つとして、火炎を安定に保つこと、すなわち保炎があげられる。これまでに行われた研究では、ストラットによって超音速流中に保持された火炎について、反応領域に噴射する燃料の予混合化や予燃焼による保炎性向上が確認されている。特に、予燃焼方式は二次燃焼領域に十分な熱量を供給する事によって高い保炎性が望めると期待される。これらの研究では、予混合および予燃焼のための空気は外部から供給されているが、実機への応用を考えた場合、余分な酸素を搭載する事は効率的とは言えず、大気中酸素の利用が望ましい。そこで、予燃焼室付きストラットを発展させ、ストラット前方から主流空気を取り込みストラット内部での予燃焼に利用する空気吸込式ストラットを提案した。空気吸込式付ストラットについて、超音速流中で保炎実験を行い、以下の結果を得た。予燃焼室内に主流から空気を取り込むことによって、超音速流中でも容易に着火が可能であり、水素流量を変化させた場合でも広い範囲にわたっての保炎が可能であった。そして、今回実験を行った主流全体温度が590Kから690Kの範囲では,着火性が主流全温度に大きく依存したのに対して、保炎上限界下限界ともに大きな依存はなかった。水素流量によって、火炎形態の変化がみられ、水素流量を増加させるに従ってストラット後端面に付着した火炎となった。また、水素流量を増加させるにつれて、予燃焼室温度が大きく低下した。これは、後流火炎吹き飛びの一つの原因ではないかと考えられる。
ウシ血清中の急性相反応物質に関する臨床病理学的研究

牛血清中の急性相反応物質のうち、とくにハプトグロビン(Hp)の臨床病理学義を明らかにするため本研究を行った。(1)健康成牛、病牛の血清中のHp、ムコ蛋白、シアル酸を測定し、病牛における異常値出現率、およびHpと他の2成分との相関性を検討した。上記3成分の異常値出現率は、それぞれ、94.3%、45.7%、82.9%と高く、牛炎症性疾患の診断および病態把握に有用であることが確認された。3成分とも一般に一緒に高値をとったが、またHpが低値で他の2者が高値をとる例もあり、これはピロプラズマ感染による溶血性貧血の合併症のためと思われた。(2)つぎに、ディスク電気泳動(PAGE)法によるHpの判定量的測定値と分光学的測定値(HbBC)とを比較した。両者はよく相関しており、またPAGE法によるHp測定は臨床応用における簡易測定法として有用であることが確認された。(4)Hpの生体防御機構における関与を解明する一端として、Hp、HpHbの牛末梢血リンパ球芽球化反応に及ぼす影響について検討した。PHA,Con Aによるリンパ球の芽球化に対する精製Hpの添加効果は、低濃度側では増強効果を示したが、高濃度では反応阻害が認められた。con AについてはHpの添加量にしたがった反応阻害が認められた。一方、HpHbについては、低濃度側ではHpにみられたような反応増強は認められず、添加量にしたがった反応阻害が認められた。炎症性疾患牛の血清中に著増する急性相反応物質のうち、ムコ蛋白、シアル酸およびハプトグロビン(以下Hpとする)をとりあげ、種々のウシ疾患時におけるこれらの臨床応用の有用性について検討するとともに、とくにHpについて、病態生理学的意義を明確にするため、Hpを分離精製し、抗Hp血清の作製を試みた。今年度の研究成果は次の通りである。1.健康牛および各種疾患牛の血清中のムコ蛋白、シアル酸およびHpを定量ならびにその他一般検査の炎症診断パラメーター(白血球数、白血球百分比、血清蛋白白分画比など)との比較検討;(1)健康成牛の血清中のムコ蛋白、シアル酸、Hp値の正常値をそれぞれ算出した。(2)病牛の血清ムコ蛋白、シアル酸、Hp値、およびそれらと他の炎症診断パラメターとの相関を検討した。ムコ蛋白、シアル酸、Hpの病牛での値をそれぞれ算出したが、いずれも有意に高値を呈し、またその異常出現率はそれぞれ94.3%、45.7%、82.9%を示し、臨床応用への有用性が充分期待された。また各パラメーター間で相関性をうかがわせたものはムコ蛋白とシアル酸、シアル酸とHp、ムコ蛋白と好中球%、ムコ蛋白とα-グロブリンであった。2.ウシ血清Hpの分離精製と抗Hp血清の作製;(1)生後3月の黒毛和種の子牛にテレピン油4.5ml/kgBWを皮下注射し、Hp陽性血清を得た。この血清から、50-70%飽和硫酸アンモニウム塩析、セファデックス-G200によるゲル濾過、Con A-Sepharoseによるアフィニティークロマトグラフィーにより、高純度のHpを分離精製した。(2)単離Hpで家兎に免疫し、抗Hp血清を得た。出現したHp以外の成分に対する抗体は正常ウシ血清で吸収し、特異的抗ウシHp血清を作製した。次年度はこれらを用いて、Hpの病態生理学的機能の一端を明らかにしたい。

前年度の研究の結果、健康成牛、病牛の血清中のHp、ムコ蛋白、シアル酸の測定は炎症性疾患の診断および病態把握に有用であり、また、とくに血清Hpの測定は、他の2成分を同時に測定することにより、炎症性疾患に潜在した溶血性貧血の合併症の診断にも有用であることが示唆された。今年度は、昨年までの成果にもとづいて、以下のような研究実績が得られた。(1)臨床応用としてディスク電気泳動(PAGE)法によるHpの簡易測定法を評価するために、PAGE法と分光学的測定法によるHp値(HbBC)とを比較した。両者はよく相関しており、PAGE法によるHp測定は簡易測定法として有用であることが確認された。(2)Hpの生体防御機構における関与を解明する一端として、Hp、HpHbの牛末梢血リンパ球芽球化反応に及ぼす影響について検討した。PHA、ConAによるリンパ球の芽球化に対する精製Hpの添加効果は、低濃度側では増強効果を示したが、高濃度では反応阻害が認められた。ConAについては、Hpの添加量にしたがった反応阻害が認められた。一方、HpHbについては、低濃度側ではHpにみられたような反応増強は認められず、添加量にしたがった反応阻害が認められた。
東北地方の天保の飢饉を中心とした非常態と飢饉の記憶に関する研究

江戸時代の東北地方は何度か大きな飢饉を経験している。天保の飢饉はその一つである。本研究では被害の大きかった三つの藩、すなわち仙台藩、八戸藩、秋田藩をおもに取り上げた。飢饉の現実に迫るために、飢饉下における人々の生活困難と生命危機について、全体的な考察を行った。具体的には、米価高騰、米騒動、逃亡、乞食、飢え死に、流行病、などといった問題である。さらに、飢饉の記憶や教訓についても検討を加えた。東北地方における天保の飢饉を中心とした飢饉・災害史料の収集は大学図書館、東北各県の主要図書館、および購入によって継続的に実施したが、かなり蓄積されてきたので、さらに対象を東北以外にもひろげ、全国の県史・市町村類を開架で閲覧・複写できる東京都立中央図書館において、全国の天保飢饉を主に飢饉・災害史料を収集した。また北海道立文書館・図書館においても、北海道のみならず東北地方に関係する天保飢饉関係史料を収集することができた。これによって本研究のベースとなる天保飢饉関係史料の残存状況の把握に向けて、かなり収集作業が進捗したといえる。論文としては、本研究の柱ともいうべき飢饉の非常態を明らかにするため、仙台藩の天保飢饉、とくにそのピーク年となった天保7・8年の石巻地方・丸森地方を取り上げて公表した。そこでは全般的な飢饉状態の把握とともに、餓死に追い込まれていく一人ひとりの身の上に即して飢饉のリアリティーを追究してみた。また、天明の飢饉になるが、米騒動発生地として知られる弘前藩青森町の飢饉について、騒動から飢饉へのプロセスを具体的に検証した論考も公表し、天保期の米騒動を研究していくさいにも役立つ考察となった。さらに、論文として公表するには至らなかったが、天保期の秋田藩における天保4・5年の飢饉状況、および米騒動・一揆についての考察を行い、その成果を詳しいレジュメにまとめ、秋田県の生涯学習の講座で話すことができた。この講座のほかにも、八戸藩の農書『軽邑耕作鈔』を飢饉の備えという観点から取り上げた講演など、いくつかの講義・講演を行った。これらの準備過程が本研究の進展となり、かつ本研究の成果を社会に対して公開する場ともなった。近世の東北地方でどのような災害が発生していたのか知るために、仙台藩石巻地方を事例に、真野村肝入加納三左衛門が執筆した『年代記』、同村長谷寺年代記などを用いて災害年表を作成し、災害状況および飢饉の非常態をまとめた。その概要レジュメは在仙大学による「復興大学」、あるいは市民講座等の講義において配布し活用した。八戸藩についても概括的な災害年表を作成した。天保の飢饉の研究としては、北奥八戸藩(本高二万石・内高四万石余)の場合を、飢人救済をめぐる公権力と地域社会という関係性を重視して考察した。天保の飢饉はとりわけ天保四年(一八三三)、同七年、同九年の三度の大凶作年があり、長きにわたって列島社会に強いストレスを与えたが、ダメージの現れ方は地域によって一様ではない。八戸藩では天保五年一月に稗三合一揆が起こり、同九・十年に最悪の飢饉状態となったといえるが、飢人救済のあり方はその間にも大きく変容していたことを、藩社会の実情と飢饉のプロセスに即して子細な解明を行い、学会で発表した。また、現一関市内の仙台藩西磐井小猪岡村の天保期の「人数改帳」などの飢饉関係史料の一部解読と分析を行った。上述の本年度の具体的な考察とかかわって、八戸藩、仙台藩の飢饉関係史料を八戸市立図書館、一関市博物館で収集したほか、秋田、弘前、盛岡、東京に出張し、図書館等で史料・文献の収集を実施した。また、勤務校の図書館に所在しない、既刊の東北地方(とくに青森県、秋田県)の市町村史(誌)類の購入を進めた。なお、実質的には本助成の開始以前の成果ではあるが、今年度に本研究に直接つながる著書・論文等を刊行することができたことも付記しておく。東北地方を中心に天保の飢饉下の非常態と飢饉の記憶に関する研究を行ってきた。そのさい飢饉史料の収集が研究の前提をなすが、初年度以来、自治体史の資料(史料)編を始めとしてすでに活字化されたものを、東北六県からさらに対象を全国に広げて収集し、その冊数は約460冊に及び、その収録史料リストを作成した。未活字史料についても、今年度は秋田県立文書館、一関市博物館、新潟県立文書館などにおいてデジタルカメラで関係史料を撮影することができた。これらの収集史料は科研終了後にも長く活用していくことになる。今年度も地域への貢献を意識し、市民講座等を積極的に引き受け、その講演・講義とも連動させながら、地域史を主体にして、地域が飢饉にどのように向きあい、それを記憶(記録)してきたのか、「広瀬川上流域の近世災害史」、「天保の秋田藩飢饉と備荒対策」「天譴・天罰論をめぐって」などといったテーマで話した。また論文としては、右の講義で取り上げた秋田藩の備荒貯蓄政策について公表することができた。

秋田藩では天明の飢饉後の寛政期に本格的な備荒貯蓄が開始されたが、天保4・5年の飢饉下ではほとんど役に立たなかった。「貨殖」すなわち貸し付け運用益によって備米を増やしていくというやりかたが実際には空蔵状態を生み出していたからであった。その苦い経験・記憶に立って、天保の飢饉後に永続的な備米制度が取り組まれたことを論じた。そのほか「災害と飢饉」(岩波講座『日本歴史』12)などの概論にも成果を盛り込んで発表した。最終年度にあたったので、3年間の成果報告書を作成した。報告書には研究雑誌等へすでに発表したものは入れずに、市民講座などのために作成した配布資料(要旨・史料)を10点収録するとともに、上記の「天保に飢饉関係収集史料リスト」を収録した。日本近世史・地方史(東北・北海道史)本研究を進めていくためには天保の飢饉だけでなく他の飢饉・災害も含めて、東北地方をはじめ全国の関連史料を、撮影あるいは複写によってできるだけ多くの収集することがカギとなるが、この2年間を通じてかなりの分量の史料・文献を蓄積することができた。地方の中小私立大学に勤務しているためにいかに効率的に史料収集ができるか心配であったが、さいわい東京都立中央図書館において全国の自治体史の開架閲覧が可能であり、大いに助かった。これによって本研究の基盤部分をなす天保飢饉史料の残存状況の把握、災害の年代史的な把握が可能となるような史料が集まってきている。年代記的把握では、すでに作業をある程度終えている八戸藩や仙台藩のほかにも、秋田藩などいくつかの地域について作業に取り掛かっている。本研究は東北地方を中心とするものではあるが、東北地方以外の全国比較も念頭においている。災害の発生傾向、あるいは米相場の全国比較などであるが、そのための史料の目途もある程度立ってきたといえよう。論文の公表はまだ研究期間内においては作業途中でその一部にとどまらざるをえないが、研究の柱となる人々の日々の暮しに密着した飢饉の非常態については、すでに仙台藩の天保の飢饉についてはその考察結果をまとめ紀要に発表することができた。また、各種講座等の必要に迫られて作成・配布した要旨・資料も本研究に密接に関連するものであり、時間さえあれば論文化していくことが可能となっている。このような進捗状況から、おおむね順調に推移していると自己評価している。本研究はおよそ六つの課題を設けて取り組むことを計画してスタートした。そのうち、(1)近世を通じて東北地方でどのような災害が起きていたのか、凶作・飢饉に限らずに全般的な傾向を把握するための作業としては、仙台藩石巻地方、および八戸藩の災害年表を作成することができた。弘前藩など他地域についても作成のための準備が整っており、予定通りに進んでいる。(2)自治体史等を使った天保の飢饉の各地域の史料の残存状況、および被災状況の概要であるが、2012年度はその具体的な作業に必要な図書類の確認・収集(購入・複写)に努めた。さらに収集を進めなくてはならないが、具体的な作業の基盤がある程度できたといえよう。(3)飢饉の非常態についての、人別帳などを用いた単に数量的でない個々の家・人の事情を明らかにする作業では、一関市の小猪岡・山谷本寺地域の天保期の人別帳のデータ化、分析を進めた。
新奇な構造を持つSOD遺伝子のドーパミン生合成の制御メカニズムの解明

昆虫が世界で大繁栄を遂げられた理由として、環境への適応能力や、ストレス対処能力が高いことが挙げられる。ストレス要因によって体内では活性酸素種が発生するが、昆虫がどのようにそれを処理するのか、詳細な分子メカニズムは未だ不明である。スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)は、原核生物からヒトにまで保存された活性酸素を除去する酵素である。今までの研究により、コクヌストモドキにはユニークな構造を持つTcSOD6が存在し、これと似た構造を持つタンパク質は、昆虫及び原始的な生物のみに存在することが明らかとなった。本研究では、コクヌストモドキにおけるTcSOD6の機能を、分子生物学的手法を用いて解明する。
摂食障害における動物介在療法の有効性の検討

動物介在療法は現在のペットブームや癒しブームにのり、市民権を獲得しようとしつつ有る。健康促進や看護、介護の分野において特に注目されており、様々な可能性について検討されている。一方、若者においては摂食障害(過食症および神経性無食欲症)の増加が問題となっている。特に高校生、大学生に増加傾向にある過食症は著明な体重減少を伴わないため周囲から気づかれにくく、治療の対象となりにくいため潜在化しやすい。この問題はやせていることに過大な価値観をおく現代日本の持つ時代病ともいえるものであり、大学に在学中の学生にもその予備軍となるものが存在することが考えられる。このため大学における摂食行動の以上の現状を把握するためにEDIによる調査を行った。この結果、4年制大学に在学する女子大生はそのスコアーより通常群、高得点群および中間群に統計上分けられることが解った。特に高得点群は摂食障害予備軍としての可能性が考えられ、大学における学生の健康管理において新たな課題を投げかける結果となった(日本学校保健学会2005、千葉大学教育学部紀要2005)。また、動物とのふれあい前後における心理的(EDI等)、生理的(コルチゾール、セロトニン、DHEA,レプチン等)変化の解析では、短期的ふれあいでは心理面では大きな変動は認められないが,コルチゾールの減少など生理活性物質面でストレス緩和作用を示唆する結果が得られた。興味深いことにBMI高値を示す被験者ではレプチンの増加を認めた。レプチンは満腹物質といわれ食欲抑制作用を示すことから,動物とのふれあいが肥満改善に有効である可能性も考えられた。しかし,学校における動物の使用にあたっては様々な制限が存在するため,現状では導入が困難であるとの感触を得ている。そこで学校での実践のためには今後アニマロイド等代替手段の検討が必用であると考えられる。摂食障害(神経性無食欲症;AN、神経性大食症;BN)が増加しており、社会的にも重要な問題となっている。病識に乏しく、治療に拒絶的な症例や心理的背景や葛藤を言語化することが困難な症例も少なくない。その為、治療導入や言語的交流の困難な症例の為の新たな治療法の確立が急務であると考えている。動物介在療法(Animal Assisted Therapy=AAT)は対象者の身体的機能、社会的機能、精神面の向上・回復等を目的としている。AATが人の精神に与える影響として、社会性の改善や自尊心、責任感、自立心を高め、ストレスを緩衝する作用等が挙げられており、これらの作用が摂食障害の治療において衝動のコントロール、自己評価の向上等の効果をもたらすか否かについて検討した。被験者として18歳から23歳までの健常者100名(内1名男性)を対象として摂食障害調査票(Eating Disorder Inventory ; EDI)をおこなった。この結果、健常者とされるグループ中には、比較的高得点の摂食行動に異常ありと示唆されるグループが存在することが明らかとなった。このグループは全体の約25%であり、摂食行動の異常を示す者が潜在的にかなりの数存在することが考えられた。健常女性被験者に1時間戸外で小型犬と交流を経験させ、その前後でのストレスホルモンを含め様々な生理活性物質を測定した。この結果、コルチゾール値が体験後有意に低下しておりリラックス効果があることが示された。また、DHEA値も5例中4例で低下しており、この効果を裏付ける結果であった。さらに興味深いととには肥満傾向にある被験者では満腹物質であるレプチンの値が低下することが示唆された。

動物介在療法は現在のペットブームや癒しブームにのり、市民権を獲得しようとしつつ有る。健康促進や看護、介護の分野において特に注目されており、様々な可能性について検討されている。一方、若者においては摂食障害(過食症および神経性無食欲症)の増加が問題となっている。特に高校生、大学生に増加傾向にある過食症は著明な体重減少を伴わないため周囲から気づかれにくく、治療の対象となりにくいため潜在化しやすい。この問題はやせていることに過大な価値観をおく現代日本の持つ時代病ともいえるものであり、大学に在学中の学生にもその予備軍となるものが存在することが考えられる。このため大学における摂食行動の以上の現状を把握するためにEDIによる調査を行った。この結果、4年制大学に在学する女子大生はそのスコアーより通常群、高得点群および中間群に統計上分けられることが解った。特に高得点群は摂食障害予備軍としての可能性が考えられ、大学における学生の健康管理において新たな課題を投げかける結果となった(日本学校保健学会2005、千葉大学教育学部紀要2005)。また、動物とのふれあい前後における心理的(EDI等)、生理的(コルチゾール、セロトニン、DHEA,レプチン等)変化の解析では、短期的ふれあいでは心理面では大きな変動は認められないが,コルチゾールの減少など生理活性物質面でストレス緩和作用を示唆する結果が得られた。興味深いことにBMI高値を示す被験者ではレプチンの増加を認めた。レプチンは満腹物質といわれ食欲抑制作用を示すことから,動物とのふれあいが肥満改善に有効である可能性も考えられた。しかし,学校における動物の使用にあたっては様々な制限が存在するため,現状では導入が困難であるとの感触を得ている。そこで学校での実践のためには今後アニマロイド等代替手段の検討が必用であると考えられる。
培養ヒト肝細胞を用いた乱用薬物代謝モデルの構築

市販のラットおよびヒトの三次元培養肝細胞を用いて、新規乱用薬物3種の代謝を調べた。その結果、三次元肝細胞と培養することにより、それぞれの薬物のin vivoにおける主代謝物が生成し、また、代謝物によっては、第II相反応も進行することが確認された。さらに、薬物によっては、ヒトとラットの代謝パターンの種差が再現され、三次元培養肝細胞の乱用薬物代謝モデルとしての有用性が確認された。市販の3次元培養ラット肝細胞(TESTLIVER^<TM>-rat-)を乱用薬物とともに培養し、代謝物の生成パターンを調べた。12wellプレートにTESTLIVER^<TM>-rat-、培地、薬物(覚せい剤メタンフェタミン(MA)あるいは麻薬2C-B、濃度10μM)を添加し、CO_2インキュベーター中で振とう培養した。培養開始より、6、24、48時間後に培養液をサンプリングし、加水分解処理をした後、液液抽出にて代謝物を抽出し、LC-MS/MSによる高感度分析を行った。MAの培養液には、代謝物として、少量のアンフェタミン及びP-ヒドロキシメタンフェタミンが検出された。これらは、いずれもラット尿中への排泄が知られている代謝物である。一方、MA未変化体は48時間後においても比較的多く残存し、MAはラット肝細胞による代謝を比較的受けにくいことが示唆された。2C-Bの培養液には、代謝物として、O-脱メチル体及び2種類のO-モノ脱メチルーN-アセチル体が検出され、特に後者の代謝物は比較的多く検出された。O-モノ脱メチルーN-アセチル体は、ラット尿中主代謝物であることが既に報告されている。2C-B未変化体は、48時間後にはほぼ消失し、2C-Bは、ラット肝細胞により比較的速やかに代謝されることが明らかとなった。以上の結果から、ラット肝細胞により、ラット尿中への排泄が知られている代謝物の生成が確認されたことから、本実験で用いた3次元培養肝細胞が、乱用薬物の代謝を予測する有用なツールとなる得ることが示唆された。次年度は、市販の3次元培養ヒト肝細胞(TESTLIVER^<TM>-human-)を用いた代謝実験を行い、ヒトにおける乱用薬物代謝モデルとしての有用性を明らかにする。3種の乱用薬物の培養肝細胞による代謝パターンを調べ、その薬物代謝モデルとしての有用性について検討を行った。具体的には、市販のヒトおよびラットの三次元培養肝細胞(TESTLIVER-human-およびTESTLIVER-rat-、東洋紡社)を薬物(2C-B、5-MeO-DIPTおよび2C-T-7)とともに培養し、24時間および48時間後に培養液をサンプリングした。Oasis HLB固相抽出カートリッジ(Waters社)にて培養液から代謝物を抽出し、LC-MS/MSのSRMモードにより、各代謝物の定量を行った。その結果、今回対象とした3種の薬物のいずれについても、TESTLIVER-rat-において、それぞれのラット尿中主代謝物の生成が認められ、in vivoでの代謝が良好に再現されることが示された。また、同様に、TESTLIVER-human-により、5-MeO-DIPTについて、そのヒト尿中主代謝物の生成が確認された。2C-Bおよび2C-T-7については、ヒトin vivoデータがないので比較はできないが、TESTLIVER-human-において、それぞれ数種類の代謝物の生成が確認され、それらの代謝物のヒト尿中への排泄が予想された。一方、2C-Bおよび5-MeO-DIPTについては、いずれのTESTLIVERにおいても、水酸基を有する代謝物の一部が抱合を受けていることが確認され、TESTLIVERにより、第II相反応まで忠実に再現できることが明らかとなった。TESTLIVERは、非常に簡便な操作でin vivoにおける代謝反応を良好に再現可能であり、乱用薬物の代謝モデルとして非常に有用であることが明らかとなった。
黄色靱帯肥厚の進行予防による新しい腰部脊柱管狭窄症治療法の開発

研究実施計画は1機械的ストレスによる黄色靭帯肥厚モデルが妥当であることを証明すること2黄色靭帯肥厚モデルにおける変化を組織学的あるいは分子生物学的に評価することである。日本白色家兎を用いて負荷増大椎間をL3/4に設定し、隣接椎間(L2/3とL4/5)を固定した群では術後8週のレントゲン像において椎間に機械的ストレスが集中していることを示した。また、L3/4黄色靭帯の組織評価においては、応力負荷群の黄色靭帯内には軟骨様変化をみとめた。さらに2型コラーゲンの発現が有意に増大しており黄色靭帯組織の変性所見を認めた。超高齢者化社会の到来により、腰部脊柱管狭窄症は歩行障害をきたす疾患のうち最も頻度が高いものとなった。腰部脊柱管狭窄症の主原因は黄色靱帯の肥厚と椎間板の変性に伴う膨隆であるが、黄色靭帯の肥厚のメカニズムは未だ解明されていない。本研究の目的は黄色靭帯肥厚のメカニズムを、モデル動物を作製して分子生物学的に解明することである。現時点における治療としては肥厚した黄色靭帯を外科的に摘出するしか方法はないが、肥厚のメカニズムを解明することができれば、薬物などのより低侵襲な治療方法の開発も可能となり、高齢者に多い本疾患の治療に大きく貢献できると考えられる。研究実施計画として1ウサギを用いた黄色靭帯肥厚モデルの作成と評価2黄色靭帯肥厚における分子変動の網羅的検索3特定された分子の過剰発現・発現抑制による黄色靭帯肥厚の予防法の開発である。1に関して日本白色家兎を用いて腰椎側方固定術(応力集中群: L2/3・L4/5に固定プレートを用いて椎間固定、sham群の2群のモデルを作成した。経時的に犠牲死させL3-4椎体を採取しL3/4椎間の黄色靭帯の組織をパラホルムアルデヒド固定後にトルイジンブルー染色・II型コラーゲンの免疫染色を行ない、定量的な評価を行った。結果は、応力集中群のL3/4レベルでの椎間可動角はSham群と比較して有意に増大していおりこのことより今回の動物モデルで椎間に応力が集中している可能性が示唆された。また、トルイジンブルー染色における定量的評価では応力集中群で有意に染色面積の増加をみとめ黄色靭帯における軟骨化生が生じていることが示唆された。研究実施計画は1機械的ストレスによる黄色靭帯肥厚モデルが妥当であることを証明すること2黄色靭帯肥厚モデルにおける変化を組織学的あるいは分子生物学的に評価すること1に関して、日本白色家兎(週齢20週)を用いて負荷増大椎間をL3/4に設定した。顎骨用ロッキングプレートを用いて隣接椎間(L2/3およびL4/5)を固定した群(応力集中群)と手術展開のみ行った群(sham群)に分けて比較検討した。術後8週で応力集中群のL3/4レベルでの椎間可動角はSham群と比較して有意に増大しており、本モデルで椎間に機械的ストレスが集中していることを示した。2について、L3/4黄色靭帯組織を採取し、トルイジンブルー(TB)染色を行った。術後8および16週において、応力集中群ではsham群と比較して有意にTB染色面積が大きく、黄色靭帯の軟骨様変化があることを示した。また、モデルより採取した黄色靭帯内からRNAを抽出して2型コラーゲンの発現量を評価したところSham群と比較して応力集中群で2型コラーゲンの発現が有意に増大していた。さらに、術後8週よりも16週の方が有意に増大しており、経時的な軟骨用変化の増大が認められた。整形外科本研究の目的は黄色靭帯肥厚動物モデルの妥当性を検証し、黄色靭帯肥厚のメカニズムを分子生物学的に解明することであり、また新たな治療方法開発の糸口を発見することである。研究計画として1機械的ストレスによる黄色靭帯肥厚モデルが妥当であることを証明する。2黄色靭帯肥厚モデルにおける変化を組織学的あるいは分子生物学的に評価する。3黄色靭帯肥厚の関与する特定の分子を同定した後、その特定分子に介入することで黄色靭帯肥厚の予防あるいは発生を促すことが可能であることを証明することである。1については組織学的および画像的評価から検討を加え概ね達成された。現在2について実験段階である。黄色靭帯肥厚モデルの作製にはウサギを使用しているが、手術から犠牲死まで4か月かかり、またウサギの入手にも時間がかかることから、やや実験が遅れていると考えられる。

今後は黄色靭帯肥厚モデルにおける変化を組織学的あるいは分子生物学的に評価し、黄色靭帯肥厚の関与する特定の分子を同定した後、その特定分子に介入することで黄色靭帯肥厚の予防あるいは発生を促すことが可能であることを証明することである。まずは機械的ストレスによる黄色靭帯肥厚モデルが妥当であることを証明するために、II型コラーゲンの免疫染色にて黄色靭帯内に軟骨様の変化の有無を定量的に評価し、Elastica Van Gieson染色で椎間負荷群の黄色靭帯内で弾性線維減少の有無を評価する。本研究に対する学会発表をしていないため、旅費としての使用がなかったため。積極的な学会発表を行い旅費として使用する。可能であれば海外学会に発表する。
ネットワークオンチップにおけるテスト容易性と安全性に関する基礎研究

(1)機能RTL回路に対するテスト容易化設計法(F-Scan法)を提案し、ベンチマーク回路による実験によりその有効性を評価した。(2)ネットワークオンチップの非同期インターコネクトを対象とし、非同期回路のテスト手法、テスト容易化設計法を提案した。(3)テスト容易性と安全性(セキュリティ)の両立を可能とするシフトレジスタ等価回路を用いた安全スキャン方式を提案し、その安全レベルを解析的に明らかにした。平成20年度の研究成果を以下に示す。(1)NoCのコアに対するRTL非スキャンテスト容易化設計法レジスタ転送レベル回路のテスト容易性として部分強可検査性を導入し、そのテスト容易化設計法、テスト生成法を提案した。ベンチマーク回路および実設計回路(RISC,MPEG)による実験では、従来法に比べ面積オーバーヘッド、テスト系列長ともに大幅に改善されている。(2)NoCのコアベーステスト手法NoCのテストに関する種々の問題を解決するために、機能インターコネクトをテストアクセス機構として再利用するためのラッパー設計法およびテストスケジューリング法を提案した。提案法は、新たにテストアクセス機構を付加する必要がなく面積・配線オーバーヘッドが大幅に削減可能である。さらに、ベンチマーク回路による実験では,従来法に比べ,同等もしくは短いテスト時間を達成できることを示した。(3)電力、温度を考慮したNoCのテスト手法マルチクロック・ドメイン・コアに対する消費電力制約を考慮したラッパー設計法、温度制約を考慮したNoCのテストスケジューリング法を提案した。ベンチマークでの実験では、従来法より短いテスト実行時間を達成し,提案法の有効性を示した。平成21年度の研究成果を以下に示す。(1)機能RTLテスト容易化設計法として、F-Scanと名付けた新しいスキャン方式を提案し、ベンチマーク回路による実験によりその有効性を評価した。従来のゲートレベルスキャン方式に比べて、面積オーバーヘッド、テスト実行時間、共に大幅に改善することに成功した。(2)ネットワークのハードウエア故障のテストに関しては、スイッチブロックの故障のテスト、スイッチブロックとスイッチブロックの間を接続する信号線の故障のテストを考察した。NoC内に分散したスイッチブロック間の信号線に対してクロストーク故障あるいは超微細加工に起因する新しい故障モデルでのテストを可能とするテストアーキテクチャ、テスト容易化設計、テスト手法等の問題を考え、それらの解法を提案し、実験により提案法の有効性を示した。(3)テスト容易性と安全性の両立に関しては、二つの方式を提案した。一つは,部分スキャン方式による安全スキャン方式、他の一つは、シフトレジスタ等価回路を用いた安全スキャン方式である。それらの安全性を脅かす攻撃について考察し,新たな安全性の尺度を提案した。シフトレジスタ等価回路を用いた安全スキャン方式では、安全(セキュリティ)レベルを考察するために、シフトレジスタ等価回路族の濃度を示す数式を導出し、その安全レベルを解析的に明らかにした。平成22年度の研究成果を以下に示す。(1)昨年度の提案した機能RTLテスト容易化設計法(F-Scan法)を最大限に活かしたテスト生成法として、制約付きRTLテスト生成法の開発を行い、ベンチマーク回路でその有効性を評価した。従来のゲートレベル・スキャン設計法と比べ、面積オーバヘッド、テスト実行時間の削減に成功している。従来手法の種々の問題を解消し、最小の遅延オーバヘッドのもとで面積オーバヘッドの大幅な削減を達成するとともに故障検出能力をより向上させるのに成功した。(3)テスト容易性と安全性の両立に関しては,すでにシフトレジスタ等価回路を用いた安全(セキュア)スキャン方式を提案しているが,その方式を更に発展させた。微分動作攻撃(組合せ回路側からのスキャンベース攻撃)をモデル化し、その攻撃を防御する安全でテスト容易なスキャン方式を提案した。シフトレジスタ等価回路族において微分動作同値関係を導入し、その同値類の濃度を導出し、提案する方式の微分動作攻撃に対するセキュリティレベルの高さを明らかにした。
「医療体操史」構想のための基礎的研究-運動治療論とその背景-

本研究の大きな目的は新しい学問領域である「医療体操史」構想のための基礎資料作成にあった。これまで筆者は各国の医療体操の状況を内科や整形外科にかかわりながら網羅的に把握してきたが、本研究では特に、治療的な身体的営みに関する資料を医学や医療の範疇を越えて、「癒し」という視点から広く収集した。また、その背景にどのような身体観や自然観や生命観があるのかについて若干の考察を行なった。筆者のこれまでの医療体操史研究は、姿勢矯正や身体の管理をキーワードに進められてきたものであるが、初期整形外科のN.アンドリーにみられるような身体観が「真っすぐで強靭な身体」を追求するものであるのに対し、他方には、「しなやかな身体」とでもいうべき身体観が存在する。人間は社会や共同体や仲間や自然と、さらには病気とまで共生しながらたくましく生きている。つまり表向きの医学以外の方法で、人間が昔から身近な生活の場においてきた民間医療やあるいは医療とも呼ばれないものにおける身体運動(身体性)に癒されてきた。この点に注目することが「医療体操史」構想には必要であることが論証された。自らを元気づけ、行勇気づけ、希望をもって生き生きと明日を迎えるためになされる身体運動や時空間・・たとえば祭りや踊りや瞑想やボディタッチングなど・・に目を向けることなしに「医療体操史」は成立しない。疲弊した自己の受容や昇華のためになされる行為、エネルギーに満ちた自己の再生産のための行為。身体あるいは人間を物体としてではなく存在全体として、人間をホ-リスティックにとらえる立場に立って初めてスポーツをする人間研究としての意味をもつものとなる。本研究において、人間をホ-リスティックにとらえることと身体運動について新たな視点を与えられたことは非常に大きな収穫であり、今後の医療体操史研究にとって重要なタ-ニングポイントとなった。
ナチュラルヘルパー細胞の分化機構解明

NH細胞はLin-IL-7R+IL-2R+IL-25R+IL-33R+で表される自然リンパ球で、IL-25、IL-33に反応し多量の2型サイトカインを産生することで寄生虫排除や、アレルギーの憎悪に重要な役割を果たす。最近、IFNやIL-27といったサイトカインがNH細胞を抑制することを見出し、NH細胞が引き起こす炎症の終息メカニズムを明らかにした。NH細胞の機能の解明が進む中、その分化機構に関しても解析がなされている。NH細胞は他のリンパ球と同様にリンパ球共通前駆細胞(CLP)から分化することが明らかになっている。しかし、CLPがどのような外部環境から刺激を受け、NH細胞へ特異的に分化するかは不明であった。そこでまず、NH細胞の分化に必須の環境因子を特定するため、CLPをTSt4細胞及びNotchリガンドであるDLL1を発現するTSt4-DLL1細胞との共培養を様々なサイトカイン刺激下で行った。その結果、IL-7とNotchシグナルがNH細胞の分化に必須であることが明らかになった。次にIL-7、Notchシグナルの強弱に着目した。異なる濃度のIL-7刺激下でCLPとTSt4-DLL1細胞との共培養を行ったところ、低濃度のIL-7刺激下でCLPはT細胞へ優位に分化し、一方、高濃度下でNH細胞へ優位に分化した。さらに、Notchシグナルの強弱がT細胞、B細胞、NH細胞の運命決定を制御することが明らかになった。最後にNH細胞の分化を支持する環境の特定を試みた。我々は、最も多くNH細胞が存在する組織である腸間膜がNH細胞の最終分化の場として重要な役割を果たす組織であることが示唆された。以上の結果から、異なるIL-7、NotchシグナルがCLPからT細胞、B細胞、NH細胞の運命を決定づけることが明らかになった。さらにNH細胞最終分化を支持する環境が生体内に存在することが示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、NH細胞の分化機構を解明するため、NH細胞の特異的分化に重要な環境因子の特定を行った。これまでNH細胞の分化にはIL-7とNotchシグナルが必須であることを明らかにしているが、その他のサイトカインによる影響に関しては明らかになっていない。そこで、胎仔肝臓からCommon Lymphoid Progenitor(CLP)を回収し、IL-7に加え、様々なサイトカイン刺激下でTSt4-DLL1 stromal cellとの共培養を行った。その結果、いずれのサイトカインもNH細胞の分化が促進することはなく、このことからNH細胞の分化にはIL-7のみが重要であることが示唆された。IL-7とNotchシグナルはT細胞の分化にも重要であることが知られていることから、これらの刺激がどのようにT細胞またはNH細胞への分化を促進するのかを調べるため、まず、IL-7の濃度とNotchシグナルの強さ、長さに着目した。TSt4-DLL1ストローマ細胞上で、濃度の異なるIL-7刺激下でCLPを培養したところ、低濃度のIL-7刺激下ではT細胞へ優位に分化する一方、高濃度のIL-7刺激下ではNH細胞へ優位に分化した。次に、Notchシグナルの強さをDoxycyclin依存的に調節することが可能なTSt4Tet-off DLL1ストローマ細胞上でCLPを培養したところ、CLPが強いNotchシグナルを受け取るとT細胞へ優位に分化するのに対し、弱いNotchシグナルをではNH細胞へ優位に分化した。更に、Notchシグナルを受け取る長さにおいても検討を行ったところ、Notchシグナルの長さの違いがT細胞、NH細胞への分化を制御することが明らかになった。以上の結果からIL-7濃度の違い、Notchシグナルの強さ、受け取る長さの違いがNH細胞の特異的分化に重要な環境因子であることが明らかになった。

我々は、最も多くNH細胞が存在する組織である腸間膜がNH細胞の最終分化の場として重要な役割を果たす組織であることが示唆された。以上の結果から、異なるIL-7、NotchシグナルがCLPからT細胞、B細胞、NH細胞の運命を決定づけることが明らかになった。さらにNH細胞最終分化を支持する環境が生体内に存在することが示唆された。本年度は、以下の2点を目的として研究を行った。A.NH細胞の分化、増殖に重要な環境因子の特定CLPとstromal cellとの共培養実験から、IL-7の濃度、Notchシグナルの強さ、受け取る長さがNH細胞の特異的分化に重要な役割を果たす環境因子であることを明らかにし、上記の目的を達成することが出来た。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は以下の点に関して研究を行い、NH細胞の分化機構の全容を明らかにする。1NH細胞分化における特異的遺伝子を明らかにするNH細胞分化に働く特異的遺伝子を同定するために、NH細胞分化培養システムを用いて、CLP、ILCPから分化、培養させた各培養段階の細胞を継時的に回収し、それぞれの細胞分画から得られたRNAサンプルを用いてRNA-Seqによる遺伝子発現解析を行い、前駆細胞からNH細胞へ分化が進むにつれ、発現上昇、低下がみられる遺伝子を選別する。研究計画の時点では、CLPから分化してくる細胞はNH細胞以外にもT細胞や他のILCも含まれるため、NH細胞のみの遺伝子発現を検出することが難しいという問題があった。しかしながら、本年度NH細胞の特異的分化に重要な環境因子を特定することが出来たので、この分化誘導条件でCLP又はILCPを分化、培養させることでNH細胞特異的分化に働く遺伝子発現を追うことが可能であると考えられる。2NH細胞がどこで分化、成熟、維持されるのかを解明するNH細胞の分化に重要な環境因子は明らかになったが、これらの因子が生体内のどこの組織で作用し、NH細胞への分化を促進させるのかは明らかになっていない。NH細胞は骨髄で初期分化し、胸線を経由せずに脂肪組織FALCに移動すると考えられる。骨髄、FALCがNH細胞分化に関わるかどうかを明らかにするため、IL-7やNotchリガンドが骨髄、FALCで発現しているかについて免疫組織化学法を用いて確認する。更に、ILCPがIL-7、Notchリガンドの発現周囲に存在するかをILCPの発現マーカーを用いて調べることで、NH細胞の特異的分化の場の特定を試みる。