hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
走化性方程式系の数値解析と大域的挙動の研究

平成10年度には,走化性方程式系を含む非線形拡散方程式系の数値解析を行った。有限要素法による空間変数の離散化とRunge-Kutta法による時間変数の離散化を組み合わせたスキームを提案するとともに,そのスキームの安定性と収束性について理論的な証明を与えた。証明においては,線形離散化拡散方程式系に対する離散半群と離散発展作用素を新しく導入し,それらを用いて非線形離散化拡散方程式系の解の存在を示すとともにその解を詳しく表現する公式を導いた。平成11年度には,前年度に提案した離散化スキームを元に実際に数値計算を実行するためのアルゴリズムの開発と,阪大大型計算機センターの計算機を利用した数値計算を行った。2次元の数値計算においては,既存のアルゴリズムを使おうとすると膨大なメモリーが必要となり,計算結果の信頼性を保証するだけの十分な数の空間変数の離散化ができなかった。そこで本研究では,係数行列において行の適当な入れ替え法を見出し,計算メモリーの節約を図った。その結果,1次元では空間変数を8192まで,2次元では256まで分割が可能となることが分かった。これらの数値計算より,走化性方程式系の解の大域的挙動について次のことが明らかとなった。細胞性粘菌の化学物質に対する感応関数の形により方程式から得られる粘菌の空間分布パターンに著しい差異が生ずる。増殖項を持つ走化性方程式系においては期待されているような粘菌の同心円パターンや分岐パターンを表す解が確かに存在する。これらの成果の一部はすでに学術雑誌に発表しているが,後半部分の詳しい内容について取りまとめたものは現在,学術雑誌に投稿中の段階である。走化性方程式系を含む非線形拡散方程式系の解の数値解析を行った。数値解法として,空間変数については有限要素法を時間変数についてはRunge-Kutta法を基にした離散化スキームを考案するとともに,そのスキームに対する理論的な考察を行った。まず,線形放物型方程式系に対する半群理論を用いた厳密解の構成方法にならい,離散半群,離散発展作用素を定義するとともに近似線形方程式の解を表現する公式を与えた。次に,考案したスキームに含まれる近似非線形方程式に対する解,すなわち元の非線形方程式系に対する近似解の存在を示した。さらに,導入した離散半群,離散発展作用素が持つ性質を明らかにしそれらを用いて,空間および時間の刻み幅を小さくしたときの近似解の安定性と収束性を保証する定理の証明を行った。安定性を保証した結果については,平成11年6月にJapanese Journal of Mathematicsより出版される予定である。収束性についての結果は,現在出版に向けて原稿を準備しているところである。これらの理論面からの研究成果も踏まえて実際の数値計算も実施した。計算機として大型計算機センターのスーパーコンピューターを用いるためのプログラム開発をおこない,空間次元が1の場合についていくつかの数値計算を実行した。方程式に含まれ走化性の度合いを表すパラメータをかなり大きくとっても(他のパラメータの約100倍),刻み幅を適当に小さくさえすれば本スキームは安定で実用に耐えられることが分かった。反面,スキームには正値性がなく正値な解を得るためにはやはり刻み幅を小さくする必要があるということが分かった。平成10年度には,走化性方程式に対する有限要素法とRunge-Kutta法を組み合わせた離散スキームを提案し,さらにスキームの安定性と収束性の理論的証明を行った。本年度は,前年度の成果を踏まえ,本スキームを元に実際に数値計算を実行するためのアルゴリズムの開発を行うとともに,阪大大型計算機センターの計算機を利用して本格的な数値計算を実施した。2次元走化性方程式の解の数値計算を行うあたり既存のアルゴリズムを使おうとすると,行列計算において膨大なメモリーが必要となり,信頼性のある計算結果を得るために十分な数の空間変数の離散化を行うことができない。そこで本研究では,係数行列において行の適当な入れ替え法を見出し,計算メモリーを節約するアルゴリズムの考案を行った。

その結果,1次元では空間変数を8192まで,2次元では256まで分割が可能となることが分かった。次にこの分割数による計算結果の信頼性を評価したところ,1次元では1024分割すれば十分に信頼できる数値データが得られること,しかしながら2次元では256分割では十分でなく走化性の項が拡散項に比べ十分小さいときしか定量的に信頼性のあるデータが得られないことが明らかとなった。今回の数値計算により走化性方程式の解の大域的挙動については,化学物質に対する感応関数の形により細胞性粘菌の空間分布パターンは大きく変化すること,増殖項を持つ走化性方程式においては期待されているような同心円パターンや分岐パターンに対応する解が確かに存在するとが確認された。これらの成果はいくつかの研究集会ですでに口頭発表いているが,詳しい内容についてとりまとめたものは現在,学術雑誌に投稿中の段階である。
黄砂・PM2.5の細胞傷害機序：オートファジーの関与

本研究では、黄砂・PM2.5の肺組織傷害機序として、1.肺胞壁の細胞内に取り込まれた粒子の細胞内での局在・動態、2.粒子への自然免疫性粒子排除機構の細胞傷害への関与、3.肺組織の線維化の発生機序への上皮間葉転換の関与を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、異物である黄砂粒子を貪食したマクロファージ内での粒子の挙動および粒子に対する生体反応、特に防御系としての自然免疫系オートファジーの関与について、電子顕微鏡レベルで解析し、オートファジー停滞を示唆する結果を得た。結晶シリカの気道曝露は、顕著な線維化を伴う珪肺結節を誘発する。一般に、分化した粘膜や皮膚の上皮は骨や線維などの間葉系には分化しない。しかし、癌や慢性炎症の病態下ではサイトカインTGF-βを誘因とする分化した上皮の間葉系細胞への変化(上皮間葉転換)が起こることが示唆されている。最終年度は、結晶シリカの気管内投与後のラットの肺における線維化の機序について、病理学的解析を行った。6週齢雌のF344ラットに結晶シリカ(Min-U-Sil 5,粒径1.8μm)50mg/200&#181;lを気管内に4回投与後、マッソン・トリクローム染色、免疫組織学的解析(TGF-β, Cytokeratin K8/K18, Vimentin)およびウエスタンブロット解析を行った。シリカ投与6, 12カ月後剖検群では、顕著な線維化を伴う珪肺結節が認められ、結節内にはII型肺胞上皮細胞の過形成および筋線維芽細胞様の紡錘形細胞の増生が認められた。投与6ヶ月後までの強いTGF-β陽性所見が認められた。また、結節内の同一の紡錘形細胞の細胞質内に、上皮系マーカー(Cytokeratin K8/K18)および間葉系マーカー(Vimentin)の局在が示され、シリカ粒子による珪肺症の進行に、TGF-βを介した上皮間葉転換の関与が示唆された。これまでのマウスへの黄砂粒子の気管内投与実験により、肺に急性化膿性炎症・慢性肉芽腫性炎症が起こること、炎症性サイトカイン(TNF-α)・活性酸素種(が炎症に関与することが示された。また、高齢化に伴う低亜鉛状態の高齢者数の増加が報告されている。亜鉛欠乏は、味覚障害及び免疫低下(マクロファージ・好中球の貪食能低下、リンパ球数減少)に基づく易感染性や組織損傷後の修復遅延をもたらすことが知られている。低亜鉛飼料給餌マウスの肺における黄砂による炎症病巣の特徴を病理学的に解析し、黄砂を吸入した低亜鉛状態のヒトにおける肺傷害のリスクを検討することを目的とした。5週齢のオスのICRマウス(日本CLEA)を1週間予備飼育した後、通常飼料及び低亜鉛飼料給餌群に分け3週間飼育した。低亜鉛状態であることを確認後、肺に黄砂標準粒子(CJ-2)を気管内投与した。1日後、2週間後、1、2、3ヵ月後に殺処分し気管支肺胞洗浄液・肺材料を用い、肺組織の傷害像、黄砂粒子処理像、白血球及び炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1β)の関与を病理学的に解析した。マクロファージ内の黄砂粒子および貪食像についての電顕解析を行った。黄砂投与1日後、2週間後、1、2、3ヵ月後の全ての肺において、好中球およびマクロファージの浸潤を伴う間質性の肺炎像が見られた。これらの炎症の程度は低亜鉛マウス群で強かった。また、低亜鉛飼料給餌マウスでは、サイトカインIL-1βの陽性所見が強くみられた。また、粒子貪食マクロファージ内の空胞形成像(電顕)およびオートファジーマーカーLC3の陽性像減弱が見られた。以上の結果から、低亜鉛により、マクロファージ機能低下(異物貪食・処理)、炎症経過の遅延(急性炎症=浸出反応・サイトカイン放出の変動)が起こり、慢性炎症が持続する、すなわち、修復遅延が起こることが示唆された。黄砂・PM2.5の肺組織傷害の発生機序として、異物である黄砂粒子を貪食したマクロファージ内での粒子の挙動および粒子に対する生体反応、特に防御系としての自然免疫系オートファジーの関与について、電子顕微鏡レベルで解析し、オートファジー停滞を示唆する結果を得た。病原体や結晶粒子に対する自然免疫応答に、カスパーゼ活性化、ひいてはIL-1βやIL-18分泌を誘導する巨大蛋白質複合体であるインフラマソームが関与することが明らかになりつつある。今回、黄砂・PM2.5の組織傷害・炎症誘発機序を明らかにする目的で、粒子貪食マクロファージにおける「自然免疫」(インフラマソーム活性)に注目し、粒子曝露後のラットの肺の病理学的解析を行った。また、シリカのラットへの慢性曝露で発がんが報告されていることから、F344ラットを用いて、シリカおよび黄砂の慢性曝露(12か月)を実施した。6週齢のメス、F344ラット(日本CLEA)に黄砂標準粒子(CJ-1)・結晶シリカ粒子(Min-U-Sil 5:粒径1.8 um) (20mg/200ul)を気管内投与した。6、24時間後に、気管支肺胞洗浄液および肺組織を採取した。

肺組織の炎症・傷害像、マクロファージによる粒子処理像(オートファジーマーカーLC3、リソソームマーカーLamp1、電子顕微鏡解析)、インフラマソーム活性化(インフラマソームマーカーNLRP3、インフラマソーム活性化因子カテプシンB)、炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1β、IL-6)および活性酸素種(SOD、8ニトログアノシン)の関与を病理学的に解析した。その結果、投与24時間後の肺組織に、黄砂粒子では化膿性の、結晶シリカ粒子では出血性線維素性の重度の炎症像が認められた。いずれも、気管支肺胞洗浄液におけるIL-1β・蛋白濃度の上昇および好中球増数を示した。また、粒子貪食肺胞マクロファージの細胞質におけるオートファジー亢進、カテプシンの一過性の上昇後のインフラマソーム活性化および炎症性サイトカイン陽性像が認められ、黄砂・PM2.5による肺組織傷害への自然免疫応答の関与が示唆された。黄砂・シリカ粒子の細胞内局在およびサイトカイン産生像ならびに傷害の進行過程において、肺胞壁の線維化や線維化に上皮間葉転換が関与することを示し、学会で報告した。特に、肥厚した肺胞壁はマッソン・トリクローム陽性所見を示した。シリカ投与1, 3, 6カ月後剖検群において、線維化を伴った結節性肉芽腫(珪肺結節)が認められ、肉芽腫内の類上皮細胞にシリカ粒子の集積が認められた。6カ月後剖検群では、結節は顕著な線維化を伴っていた。II型肺胞上皮細胞の過形成および筋線維芽細胞様の紡錘形細胞の増生が結節内に認められ、前者は3カ月後剖検群で、後者は6カ月後剖検群でより多く認められた。これらの所見から、黄砂投与による肺胞壁の肥厚・気腫は、ヒトの肺線維症の発生機序を、また、シリカ投与による顕著な線維性結節は、ヒトの珪肺症における珪肺結節形成機序を解析する上で有用であることが示唆された。本研究では、黄砂・PM2.5の肺組織傷害機序として、1.肺胞壁の細胞内に取り込まれた粒子の細胞内での局在・動態、2.粒子への自然免疫性粒子排除機構の細胞傷害への関与、3.肺組織の線維化の発生機序への上皮間葉転換の関与を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、異物である黄砂粒子を貪食したマクロファージ内での粒子の挙動および粒子に対する生体反応、特に防御系としての自然免疫系オートファジーの関与について、電子顕微鏡レベルで解析し、オートファジー停滞を示唆する結果を得た。結晶シリカの気道曝露は、顕著な線維化を伴う珪肺結節を誘発する。一般に、分化した粘膜や皮膚の上皮は骨や線維などの間葉系には分化しない。しかし、癌や慢性炎症の病態下ではサイトカインTGF-βを誘因とする分化した上皮の間葉系細胞への変化(上皮間葉転換)が起こることが示唆されている。最終年度は、結晶シリカの気管内投与後のラットの肺における線維化の機序について、病理学的解析を行った。6週齢雌のF344ラットに結晶シリカ(Min-U-Sil 5,粒径1.8μm)50mg/200&#181;lを気管内に4回投与後、マッソン・トリクローム染色、免疫組織学的解析(TGF-β, Cytokeratin K8/K18, Vimentin)およびウエスタンブロット解析を行った。シリカ投与6, 12カ月後剖検群では、顕著な線維化を伴う珪肺結節が認められ、結節内にはII型肺胞上皮細胞の過形成および筋線維芽細胞様の紡錘形細胞の増生が認められた。投与6ヶ月後までの強いTGF-β陽性所見が認められた。また、結節内の同一の紡錘形細胞の細胞質内に、上皮系マーカー(Cytokeratin K8/K18)および間葉系マーカー(Vimentin)の局在が示され、シリカ粒子による珪肺症の進行に、TGF-βを介した上皮間葉転換の関与が示唆された。
アプリケーションのデータ構造に着目したメニーコア向け自動最適化フレームワーク

近年増加傾向にあるメニーコアプロセッサを用いた計算環境において、その性能を引き出すためにはVector Processing Unit (VPU)を効率良く利用することが重要である。しかし、VPUの効率的な利用にはハードウェアやコンパイラに関する知識が必要であり、またプログラムのデータ構造の変更などが往々にして必要となる。本研究では、データ構造を抽象化するためのコンパイラ指示文の提案と、その指示文を解釈するトランスレータの開発、自動ベクトル化を促進するフレームワークデザインの提案と、そのデザインに則った境界要素法向けのフレームワークの開発を行った。本研究計画は以下の3つのフェーズからなり、28年度はフェーズ1・2を進める予定であった。1. NVIDIA Kepler GPUを用いたフレームワークの実アプリケーションによる評価、フレームワークの機能拡張3.次世代メニーコアプロセッサを対象としたフレームワークへの自動最適化機構の実装、実アプリケーションでの評価フェーズ1に関して、「A Directive-based Data Layout Abstraction for Performance Portability of OpenACC Applications」という題目で査読付き論文として採択され、HPCC2016にて発表した。実アプリケーションに適用する上での制限を緩和し、またデータレイアウトに合わせてループ構造を変換する最適化機構を加えたフレームワークを、実アプリケーションで評価したものである。フェーズ2に関して、最新世代のGPU (Pascal)、Xeon Phi (Knights Landing)と、それぞれの前世代のGPU (Kepler)、Xeon Phi (Knights Corner)を用い、アプリケーションをそれぞれのプロセッサ向けに最適化し、比較評価を進めている。現在までの評価結果については、「OpenACCを用いたICCG法ソルバーのPascal GPUにおける性能評価」という題目で、国内の研究会(HPC 158)において発表済みである。本研究成果は、手動にて様々な最適化を適用することで、最適化手法の有効性、プロセッサの性能特性を評価したものである。ここで得られた結果を、本研究課題で作成しているフレームワークに取り込み、フェーズ3で予定している自動最適化機構の実装に活かす予定である。28年度はフェーズ1. NVIDIA Kepler GPUを用いたフレームワークの実アプリケーションによる評価、フレームワークの機能拡張、フェーズ2.次世代メニーコアプロセッサ(NVIDIA Pascal GPU, Intel Xeon Phi Knights Landing)による評価を進める予定であった。このうち、フェーズ1に関しては、「A Directive-based Data Layout Abstraction for Performance Portability of OpenACC Applications」という題目で査読付き論文として採択され、HPCC2016にて発表した。そのため、フェーズ1に関しては予定通りであったと言える。フェーズ2については、現在進行中である。最新世代のGPU (Pascal)における評価では、前世代のGPU (Kepler)と似た性能特性を示していることもあり、順調であると言える。一方でXeon Phi (Knights Landing)では、本研究での主たる最適化ポイントであるデータレイアウトが性能に大きく影響することはわかったものの、データレイアウト以外の影響がかなり大きく、またプログラムの構造や実行方法(スレッドのコアへの割付方法など)により適したデータレイアウトが異なることがわかってきており、性能評価を続ける必要性が出てきた。また、フェーズ3に関しての実装も進めている。以上から、フェーズ1は予定通り、フェーズ2はやや遅れているが、フェーズ3を前倒して実施しているため、概ね順調に進展していると言える。近年様々なスーパーコンピュータにおいて導入されているメニーコアプロセッサにおいて、その性能を引き出すためには、多数のコアを並列に使うことと同時に、コア内のベクトル演算器を効率よく使うことが重要である。本研究のテーマであるアプリケーションのデータ構造は、このベクトル演算器の効率的な利用に密接に関係する。本年度の研究では、境界要素法(BEM)向けのフレームワークである、ppOpen-BEM (http://ppopenhpc.cc.u-tokyo.ac.jp/ppopenhpc/2017/01/31/ppopen-applbem-ver-0-5-0/)をベースとし、ベクトル演算(SIMD演算)向けの拡張を行った。従来SIMD演算を用いるためには、intrinsicsと呼ばれる、プロセッサメーカーが提供する組み込み関数を使用することが一般的であった。しかしこの方法では、演算命令ごとにベクトル演算向けの並列化を行う必要があり、したがってプログラムのほとんどを組み込み関数で置き換える必要があるため、ppOpen-BEMの想定する、計算機を専門としないユーザにとって負担の大きいものであった。本研究により開発された拡張版のppOpen-BEMでは、BEMの計算に必要となる係数行列の各要素は基本的に独立に計算できるという特性を用い、自動的にSIMD化が促進される機構が導入されている。ユーザはSIMD演算を意識することなく、フレームワークに従って記述することで、メニーコアプロセッサの恩恵を得ることができる。開発した拡張版ppOpen-BEMを用い、静電場解析アプリケーションにより評価を行った。今後は地震波解析プログラムなどを対象とし、さらなる評価を行いたい。また本研究成果は、査読付き論文としてICCS 2018に採録されており、2018年6月に発表の予定である。

本研究では、データ構造を抽象化するためのコンパイラ指示文の提案と、その指示文を解釈するトランスレータの開発、自動ベクトル化を促進するフレームワークデザインの提案と、そのデザインに則った境界要素法向けのフレームワークの開発を行った。フェーズ3の自動最適化機構の実装を行うために、最新型メニーコアプロセッサのさらなる性能評価が必要である。特にXeon Phi (Knights Landing)では、データレイアウト以外の影響がかなり大きく、またプログラムの構造や実行方法(スレッドのコアへの割付方法など)により適したデータレイアウトが異なることがわかってきているため、さらなる詳細な性能評価を行う予定である。その上で、フレームワークにおける自動最適化ポイントの追加などを検討する。本年度の評価結果、来年度以降の詳細な評価を行った結果を元に、フレームワークへの自動最適化機能の実装を今後は進める予定である。具体的には、最適なデータ構造と密接に関係しているOpenACCの3階層の並列粒度の概念を用いることで、スレッドのマネージメント方式から最適なデータ構造の推定を行う予定である。さらに、本研究では単なるベーンチマークでなく、実アプリケーションにおいて有効性を示すことが重要であると考えている。種々のアプリケーションを用いて、フレームワークの評価を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。高性能計算29年度が最終年度であるため、記入しない。
BMP-9を軸とした新規歯周・顎骨組織再生療法の基盤確立に向けた多面的アプローチ

歯周病により失われた歯周組織を効率的に再生させるべく新たな歯周組織再生療法が望まれている。そこで本研究では, Bone morphogenetic protein (BMP)-9を用いた歯周組織再生療法に関する基礎的研究を行った。その結果、1.リコンビナント(rh)BMP-9はrhBMP-2と比較してヒト由来歯根膜線維芽細胞の骨芽細胞様分化を強力に促進すること。2.ラット頭蓋骨欠損モデルにおいてrhBMP-9/吸収性コラーゲンスポンジ(ACS)はrhBMP-2/ACSと術後8週において同等の骨形成能を示し、かつ脂肪組織が少ない既存骨に近い骨が形成されることが示された。現在、口腔内疾患により失われた骨・歯周組織を再生させる手段がTissue engineeringの3要素を基盤に研究されている。その中で重要な役割を担う成長因子は、顎骨・歯周組織再生に適した状態への宿主細胞群・移植細胞群の制御に必須であり、様々な種類が検討されているが、決定的な物はいまだ存在しない。本研究では、これらを制御する成長因子として、近年注目されているBone Morphogenetic Protein-9(BMP-9)に着目した。BMP-9は、間葉系幹細胞の骨形成細胞への分化促進作用を有し,BMP-2やBMP-7(OP-1)とともに骨形成性のBMPに分類されている.このBMP-9の骨形成作用は,マウス等においてBMP-2と同等かそれ以上の性質を示すことが報告されている。本研究はBMP-9の歯周組織関連細胞への作用を解析し、歯周組織・顎骨再生療法へのBMP-9の臨床応用に向けた基盤確立に向けて多面的に検討を行うことを目的としている。2. Rat頭蓋骨欠損モデルを用いたin vivo実験系によるBMP-9の骨形性能の組織・放射線学的解析骨再生への応用に関して、BMP-9に最適な担体を検討するため、当教室にて確立しているRat頭蓋骨欠損モデルを用いて各種担体にRecombinant human BMP-9を含浸させた後、移植し現在、評価・解析中である。1) BMP受容体の遺伝子発現が認められた。2) BMP-2刺激と比較してBMP-9刺激は、ALP活性、石灰化物形成、骨関連因子の発現を有意に亢進させた。3) ALK-1, -2の遺伝子抑制により、BMP-9により誘導されるosterx, ALPの遺伝子発現は有意に減少した。4) BMP-9刺激によりSMAD1/5/8のリン酸化が認められ、MAPK阻害剤により、BMP-9刺激により誘導されたALP活性は有意に減少した。5) nogginの遺伝子発現は、BMP-2, -9刺激で有意に上昇した。外因性に添加したnogginは、BMP-2刺激によって誘導されたALP活性を有意に減少させたが、BMP-9刺激によって誘導されたALP活性に有意な影響を与えなかった。2. Rat頭蓋骨欠損モデルを用いたin vivo実験系によるBMP-9の骨形性能の評価Wistar系ラット左右頭蓋骨頂部に直径5mmの骨欠損を作成し,1Control群,2吸収性コラーゲンスポンジ(ACS)群,3rhBMP-9/ACS群,4キトサンスポンジ(ChiS)群,5rhBMP-9/ChiS群の5群にて処置を行った。結果, ChiS使用群, rhBMP-9/ACS群における骨量および新生骨面積率はACS群と比較し,有意に高かった。rhBMP-9/ACS群の欠損閉鎖率は,全群間で最も高く,ACS群に対して有意差が認められた。欠損中心部硬組織高さにおいては,ChiS使用群よりも,rhBMP-9/ACS群,ACS群の方が有意に高かった。一方,ChiS使用群ではChiSは吸収し,骨欠損部の両端の既存骨より新生骨の形成が認められたが,骨欠損中心部硬組織高さはControl群と同様であった。また,ChiS群とrhBMP-9/ChiS群の間では全パラメーターにおいて有意差は認められなかった。これらより,ラット頭蓋骨欠損モデルにおいて,rhBMP-9/ACSは骨形成に有効であることが示唆された。当初の計画通り、概ね順調に研究遂行されている。2.ヒト歯根膜細胞(hPDLFs)におけるBMP9のシグナル伝達経路(Akt)の解析: BMP9刺激後にAktのリン酸化の上昇を認め, BMP9刺激により亢進したALP活性や骨・BMP関連遺伝子の発現は, Aktシグナルの抑制剤(LY)の添加により抑制された.BMP9刺激後にSDF1の遺伝子発現およびタンパク産生の亢進が認められたが,LYの添加により抑制された.歯周病により失われた歯周組織を効率的に再生させるべく新たな歯周組織再生療法が望まれている。

in vitro実験系に関しては歯根膜由来幹細胞(hPDLSC)に対する作用を検討している。またin vivo実験系ではBMP-9の骨形成作用のBMP-2との違いを検討する予定である。歯周病学in vitro実験系に関してはhPDLFsにおけるBMP-9の作用メカニズムの検討や歯根膜由来幹細胞(PDLSC)に対する作用なども検討していく予定である。また、in vivo実験系では骨再生に有効なBMP-9の担体の検討の他、BMP-9の濃度設定やBMP-2との比較も検討していく予定である。次年度使用額は1万円以下であり、予定通り使用していると考えている。当該年度に行う実験に使用する試薬の一部(抗体・リアルタイムPCR用試薬など)に関して、当教室で保存されていた試薬にて一部対応できたため。当初の計画通り使用予定。繰り越した額は少なく、実施計画どおりの内容で問題なく執行予定である。
火災避難訓練における身体介助に着目した介助避難プログラムの開発

本研究は、認知症対応型グループホームや介護老人保健施設、特別養護老人ホームなどの高齢者施設で実施する火災避難訓練において、身体介助を伴う避難訓練を支援する「介助避難プログラム」を開発し、効果を検証する。「介助避難プログラム」は、A4サイズ3つ折りのリーフレットとし、火災を想定し入所者への安全を配慮した上で迅速な姿勢変換、移乗、移動などの「身体介助を伴う避難方法」をイラストで示す。PDCAサイクルに基づいた構成とし、施設スタッフが自主的に介助避難訓練の「準備」、「訓練」、「振り返り」、「見直し」を継続してできる構成とする。「介助避難プログラム」は、身体介助を伴う火災避難訓練をより実際的に実施することを促し、介助者を含めた入所者の避難能力向上に寄与することを目的とする。1.介助避難方法の検討被験者を設定した実験を実施した。被介助者役は介護ベッド上で仰臥位となり介助者役はベッド上仰臥位から端座位、立位介助(実験2)、ベッド上仰臥位から端座位、車椅子移乗(実験3)の介助動作を、日常の介助動作、避難を想定した介助行程を短縮した動作の2つの方法で実施し、それらの行程を動画で記録し、動作行程を相に分割してそれぞれの経過時間を集計した。結果から、ベッド上仰臥位から側臥位を経由せず端座位になる介助を行うことで介助時間を短縮させることが可能である.また女性における車椅子移乗介助では.避難者の背部から胸部にかけて両上肢を回し立ち上がらせて移乗させる方法とる事で,介助動作時間の短縮を行うことが可能であることを見出した。2.介助避難方法リーフレット作成案の検討1.で得られた結果から、ベッド上仰臥位から端座位、端座位から車いす移乗の介助プロセスについて、介助避難方法のシーンを設定し、リーフレットの素案を検討した。実験結果・考察より、介助避難方法のリーフレット作成に必要な介助動作については見出した。介助動作のプロセスについて、画像ベースで準備をした。リーフレットの完成は31年度になるが、リーフレット化については速やかに実施可能であるとし、概ね順調に進展しているとした。上期は「介助避難プログラム」リーフレットの制作、完成をする。下期は認知症高齢者グループホーム、老人保健施設、特別養護老人ホームに対してフィールド評価を実施する。対象は29年度に調査した施設とし、10施設を目標とする。また研究協力負担を勘案して、1施設あたり1名の介助避難の実施とする。研究者は予め内容を説明した上で、施設担当者から介助避難の行程(ベッド上→車椅子移乗→車椅子移動→退避場所に座位など)を聞き、行程に応じた身体介助イラストを入れたリーフレットを渡す。施設担当者はリーフレットをもとに入所者(模擬入所者)避難の「準備」を実施、「訓練」を実施する。研究者は火災避難訓練の状況を調査する。施設担当者は訓練終了後に「振り返り」、「見直し」を実施する。施設担当者は「介助避難プログラム」の実施状況、効果の有無、改善事項などの評価を調査票に回答する。下期は評価結果を集計、考察し、プログラムの効果を検証する。避難介助動作で修正や改善が必要となった場合は身体介助動作を解析する追実験や調査を実施する。検証結果をもとに研究成果のまとめを実施する。1.高齢者施設入所者の避難能力の検討調査した高齢者施設について、「介助避難プログラム」の開発に必要な情報を抽出した。対象は認知症高齢者グループホーム、介護ショートステイ、介護老人保健施設、特別養護老人ホーム、療養型老健施設合わせて16施設で対象者は265名とした。抽出内容はプログラムの「準備」の項目、「訓練」における避難時の身体介助動作に関連する運動機能、認知機能、日常生活動作能力、介護の種類、量とした。2.介助避難方法の検討調査結果から、身体介助を伴う避難方法について検討し実験を実施した。避難方法は1.ベッド上仰臥位からベッド上前端に引き寄せ、床上に降ろして引きずって避難する方法、2.ベッド上仰臥位から端座位に介助し、その後立位介助をして介助歩行により避難する方法、3.ベッド上仰臥位から端座位に介助し、その後車椅子に移乗して介助移動により避難する方法の3種類を検討し、それぞれの避難方法について実験を実施した。いずれの実験も被験者は20歳以上の健常者20名とし、介助者役、被介助者役が1組となり、交代して実施した。実験1.;被介助者役は介護ベッド上で仰臥位となり、その腰部にフック付きのベルトを装着し、デジタルフォースゲージを装着した。介助者役はベッド前面に配置し、デジタルフォースゲージを引っ張ることにより、被介助者をベッド上前端に引き寄せる動作をして、その介助量(引っ張り力(N))を計測した。実験2.3.;被介助者役は介護ベッド上で仰臥位となり介助者役はベッド上仰臥位から端座位、立位介助(実験2)、ベッド上仰臥位から端座位、車椅子移乗(実験3)の介助動作を、日常の介助動作、避難を想定した介助行程を短縮した動作の2つの方法で実施し、それらの行程を動画で記録し、動作行程を相に分割してそれぞれの経過時間を集計した。高齢者施設で介助を伴う避難方法として複数の方法を提示でき、その結果を今後の研究に継続的に活かせることができた。また計画通りの進行であるため、概ね順調に進展しているとした。

本研究は、認知症対応型グループホームや介護老人保健施設、特別養護老人ホームなどの高齢者施設で実施する火災避難訓練において、身体介助を伴う避難訓練を支援する「介助避難プログラム」を開発し、効果を検証する。「介助避難プログラム」は、A4サイズ3つ折りのリーフレットとし、火災を想定し入所者への安全を配慮した上で迅速な姿勢変換、移乗、移動などの「身体介助を伴う避難方法」をイラストで示す。PDCAサイクルに基づいた構成とし、施設スタッフが自主的に介助避難訓練の「準備」、「訓練」、「振り返り」、「見直し」を継続してできる構成とする。「介助避難プログラム」は、身体介助を伴う火災避難訓練をより実際的に実施することを促し、介助者を含めた入所者の避難能力向上に寄与することを目的とする。1.介助避難方法の検討被験者を設定した実験を実施した。被介助者役は介護ベッド上で仰臥位となり介助者役はベッド上仰臥位から端座位、立位介助(実験2)、ベッド上仰臥位から端座位、車椅子移乗(実験3)の介助動作を、日常の介助動作、避難を想定した介助行程を短縮した動作の2つの方法で実施し、それらの行程を動画で記録し、動作行程を相に分割してそれぞれの経過時間を集計した。結果から、ベッド上仰臥位から側臥位を経由せず端座位になる介助を行うことで介助時間を短縮させることが可能である.また女性における車椅子移乗介助では.避難者の背部から胸部にかけて両上肢を回し立ち上がらせて移乗させる方法とる事で,介助動作時間の短縮を行うことが可能であることを見出した。2.介助避難方法リーフレット作成案の検討1.で得られた結果から、ベッド上仰臥位から端座位、端座位から車いす移乗の介助プロセスについて、介助避難方法のシーンを設定し、リーフレットの素案を検討した。実験結果・考察より、介助避難方法のリーフレット作成に必要な介助動作については見出した。介助動作のプロセスについて、画像ベースで準備をした。リーフレットの完成は31年度になるが、リーフレット化については速やかに実施可能であるとし、概ね順調に進展しているとした。平成30年度の計画上期は前年度の研究を継続し、プログラムの基本構成を決定しリーフレット素案を完成する。「訓練」における介助避難のイラストは、実験で取得した動画データから身体介助の目安になるシーンを画像として抽出し、イラスト変換アプリを用いてイラスト化する。介助避難の行程に応じてイラストを組み合わせ、リーフレット中央面の上から下へ配置する。下期は健常者を被験者としてプログラムを試用して修正、改善をはかり、フィールド評価用プログラムのリーフレットを完成する。平成31年度の計画上期は認知症高齢者グループホーム、老人保健施設、特別養護老人ホームに対してフィールド評価(図7)を実施する。対象は10施設を目標とする。また研究協力負担を勘案して、1施設あたり1名の介助避難の実施とする。研究者は予め内容を説明した上で、施設担当者から介助避難の行程(ベッド上→車椅子移乗→車椅子移動→退避場所に座位など)を聞き、行程に応じた身体介助イラストを入れたリーフレットを渡す。施設担当者はリーフレットをもとに入所者(模擬入所者)避難の「準備」を実施し、「訓練」を実施する。研究者は火災避難訓練の状況を調査する。施設担当者は訓練終了後に「振り返り」、「見直し」を実施する。
小麦粉品質の多様性拡大に向けた野生種染色体の微細領域導入による新規育種素材の開発

小麦粉の品質、特に生地強度には胚乳に蓄積される種子貯蔵タンパク質の質と量が大きく影響する。コムギ近縁野生種がもつ種子貯蔵タンパク質は、多様性に富んでいるが、これまで小麦粉として利用されることはなかった。本研究では、コムギ近縁野生種由来種子貯蔵タンパク質遺伝子が座乗する染色体微細領域を日本の実用コムギ品種へ、人工交配により導入した。この系統は、新規かつ多様な小麦粉食品の加工適性に対応でき、バラエティーに富んだ小麦粉を生み出すコムギ育種素材の開発につながる。小麦粉品質の中で主要因の生地強度には、種子貯蔵タンパク質の種類と量が大きく影響する。コムギとその近縁野生種がもつ種子貯蔵タンパク質遺伝子の多くは、それらの祖先を同じくする第1同祖群染色体に座乗する。そこで、これまでに私たちが収集・育成・維持してきた均一な遺伝的背景の中に様々なコムギの近縁野生種に由来する異種植物の染色体が1対ずつ添加された系統に着目した。本年度はまず、上記の第1同祖群染色体に属する野生種由来染色体をもつ系統を含めた58系統を実験圃場・温室で生育させ、少量の種子(5 g)から製粉し、SDS沈降量(種子貯蔵タンパク質の種類と量を反映)とタンパク質含量(種子貯蔵タンパク質の量を反映)を測定した。その結果、遺伝的背景である系統の生地強度を1とした時、最強で3.24倍、最弱で0.55倍の生地強度を示す系統を見いだした。野生種由来染色体を1対もつことで生地強度が向上した14系統と低下した5系統について、小麦粉中の種子貯蔵タンパク質を分離した。その結果、野生種由来染色体にコードされていると考えられる76種類のタンパク質を見いだした。さらに、野生種由来染色体を1対もつことで発現量が低下した93種類のタンパク質を見いだした。生地強度が向上した系統について、野生種由来の種子貯蔵タンパク質遺伝子の部分配列を決定し、推定上のアミノ酸配列を調査した結果、生地のネットワーク構造の形成に重要で、生地強度を向上させることが報告されているシステイン残基を余分に付加された種子貯蔵タンパク質をコードする遺伝子を見いだした。野生種は、これまで育種に使われることがほとんど無かったことから、DNAマーカーは皆無に等しい。一方、パンコムギや同じイネ科のイネやオオムギといった主要穀物では、染色体全域で高密度に座乗するDNAマーカーが開発されている。そこでまず、それら植物種で発現している遺伝子を元に開発されたEST由来SSRマーカーを適用した。その結果、試した103個のマーカー中12個のマーカーで、野生種の染色体を識別することができた。さらに、イネと相同性が高くゲノム中に反復が少ないコムギ発現遺伝子について、イントロンを挟むエクソンにプライマーが設計されたPLUGマーカーの適用を試みた。その結果、試した121個のマーカー中33個のマーカーで、野生種の染色体を識別することができた。特に、小麦粉生地の物性に大きく影響する高分子量グルテニンサブユニット遺伝子が座乗する染色体末端側において、11個のマーカーを得ることができた。これら野生種の染色体を識別できるDNAマーカーは、有用遺伝子が座乗する野生種の染色体をパンコムギへ導入する際に、効率的な育種を行えることが期待できる。野生種の染色体を段階的にパンコムギ実用品種の染色体に置き換えつつも、有用な種子貯蔵タンパク質を保有した系統を育成するため、まず、野生種由来の不要な染色体片腕を削除した系統の育成を試みた。パンコムギに野生種の染色体が1対添加された系統とパンコムギの異数体系との交配によって、パンコムギ染色体片腕と野生種染色体片腕とが動原体で結合したロバートソン型転座を誘発させた。その後代をGISH法により、パンコムギと野生種の染色体をそれぞれ蛍光で染め分け、蛍光顕微鏡下で観察して選抜した。その結果、野生種由来の有用な種子貯蔵タンパク質遺伝子を持ちつつ、不要な野生種由来染色体腕を削除した系統を得ることができた。パンコムギはA, B, Dの3種類のゲノムからなる異質6倍体のため、それぞれのゲノムには、祖先を同じくする同祖染色体が存在する。パンコムギでは通常、安定的に子孫を残すため、減数分裂中に同祖染色体間は対合しないよう制御されている。この制御に関するPh遺伝子(5B染色体に座乗)を除くと、同祖染色体間で対合が生じる。そこでまず、パンコムギの異数体系統の中で、5B染色体を持たない系統を準備した。次に、この系統と、昨年度までに育成したパンコムギ染色体片腕と野生種染色体片腕とが動原体で結合したロバートソン型転座の染色体を持つ系統とを交配し、世代をF2まで進めた。このF2集団について、以下の3段階で選抜を行った。1.野生種由来の種子貯蔵タンパク質をもつ系統を選抜した。その過程で、ロバートソン型転座した野生種由来染色体を持つ雄性配偶子は受精時に伝わりにくいことが分かった。2.5B染色体を欠失した個体を選抜した。その割合は、予想される1%未満より多い約12%であった。これは、異数体系統の中でも、染色体の総数がパンコムギの正常染色体数である系統を用いたことで、5B染色体は欠失しているが、正常染色体数の配偶子が多く得られたためと考えられる。3.野生種染色体と同祖であるパンコムギ染色体由来種子貯蔵タンパク質を持つ個体を1と同様に選抜した。

これら3つの条件を満たした個体を種子親、パンコムギの実用品種を花粉親として、交配種子を得た。最終的に、これらの種子のうち、同祖染色体間で対合が生じる可能性があり、野生種由来種子貯蔵タンパク質をもつ系統を40個体得ることができた。同祖染色体間で対合を誘発するため、パンコムギの5B染色体を持たない異数体を用いたが、当初、正常染色体数より1本少ない異数体を用いる計画であった。しかし、事前の交配実験で、期待する個体の選抜効率が低くなることが予想された。そこで、5B染色体を持たないが、他の同祖染色体を余分に持つことで、正常染色体数である系統を準備することにより、候補個体数を効率的に得ることができた。小麦粉品質の主要因である生地強度には、小麦粉中に約10%含まれる種子貯蔵タンパク質の種類と量が大きく影響する。これまでに、コムギの近縁野生種においても、コムギと類似した種子貯蔵タンパク質が多数報告されている。そこで本課題では、前年度までに、これまでに私たちが収集・育成・維持してきた均一な遺伝的背景の中に、様々なコムギ近縁野生種が持つ染色体が1対ずつ添加された系統を用い、小麦粉の生地強度を評価した。その結果、遺伝的背景である系統の生地強度を1.00とした場合、添加された野生種染色体の種類によって、生地強度は3.240.55倍に大きく変動した。さらに、生地強度の変動に関与する野生種由来の有用な種子貯蔵タンパク質を76種類見いだした。また、これら野生種由来種子貯蔵タンパク質遺伝子を効率的にコムギへ導入するため、野生種染色体を識別できる45個のDNAマーカーを整備した。次に、有用な種子貯蔵タンパク質遺伝子が座乗する染色体腕をロバートソン型転座を誘発してコムギ染色体へ導入した系統を育成した。その際、上記のDNAマーカを用いることで効率的な選抜を行った。最終年度は、野生種染色体の不要な部分を削除してコムギ染色体に置き換えつつ、有用な種子貯蔵タンパク質遺伝子が座乗する野生種染色体の微小領域のみをコムギに導入するため、コムギ染色体と野生種染色体との対合を人為的に誘発させた。その結果、コムギ染色体と野生種染色体間で、対合に続く組換えが起こり、目的とする有用な種子貯蔵タンパク質遺伝子が座乗する野生種染色体の微小領域のみがコムギに導入された系統を得ることができた。小麦粉の品質、特に生地強度には胚乳に蓄積される種子貯蔵タンパク質の質と量が大きく影響する。コムギ近縁野生種がもつ種子貯蔵タンパク質は、多様性に富んでいるが、これまで小麦粉として利用されることはなかった。本研究では、コムギ近縁野生種由来種子貯蔵タンパク質遺伝子が座乗する染色体微細領域を日本の実用コムギ品種へ、人工交配により導入した。この系統は、新規かつ多様な小麦粉食品の加工適性に対応でき、バラエティーに富んだ小麦粉を生み出すコムギ育種素材の開発につながる。野生種の染色体を識別できるDNAマーカーの開発では、当初予定していたEST由来SSRマーカーだけでは、マーカー数が不十分であったが、PLUGマーカーを試したことにより、その数を大きく増やすことができた。これにより、野生種染色体について高密度なマーカー地図を作ることができ、野生種が持つ有用遺伝子のパンコムギへの導入が効率的に行える基盤を整備できた。野生種由来の不要な染色体片腕を削除した系統の育成では、当初の予定通り、ロバートソン型転座をした系統を得ることができた。
肺疾患における気管支循環の形態学的検討

雑種成犬4頭の肺を用いてシリコンラバー注入手技の検討をおこなった。左肺摘出に際しては左気管支動脈を温存するために、大動脈と左主気管支および肺門の間の結合組織を損傷しないように左肺と大動脈を一塊として摘出した。注入用のカニューレは内径7mmのものを使い左肺動脈および下行大動脈から大動脈へ挿入した。大動脈からはオレンジ色、肺動脈からは黄色のシリコンラバーをそれぞれ注入した。注入圧は大動脈130cmH20、肺動脈は40cmH20とした。シリコンラバーを末梢まで注入するためには肺を換気する必要があり、左主気管支より気管チューブを挿入し1回換気量約300ml、毎分15回で換気をおこなった。肺動脈よりオレンジ色と黄色のシリコンラバーが流出しはじめたところで注入を中止した。シリコンラバーの重合には約3時間を要し、その時間の後10%ホルマリン液で48時間固定をした。つぎに固定した肺を1cmの厚さの切片として1週間グリセリン液で脱水した。その後実体顕微鏡を用いて観察をおこなった。検討した犬の肺4例に関しては明らかな気管支動脈と肺動脈との吻合所見はみられなかった。
ショウジョウバエヘパラン硫酸3-O-転移酵素の構造と機能

ショウジョウバエ細胞膜結合型へパラン硫酸プロテオグリカンDallyの解析から、この分子が細胞増殖因子シグナル系の補受容体として機能していること、また、成虫組織発生過程と、初期胚発生期では異なる細胞増殖因子と特異的に相互作用しうることが明かにされてきた。このことは、異なる細胞ではプロテオグリカンの糖鎖構造が異なる修飾を受け、これによりリガンドの特異性が変換するという機構の存在を示唆している。へパラン硫酸鎖の修飾の中心は硫酸化反応であり、すでにいくつかのへパラン硫酸硫酸基転移酵素が発生過程において重要な機能を持つことが示されている。本研究では、ヘパラン硫酸配列決定の律速段階を触媒すると考えられているヘパラン硫酸3-O-硫酸基転移酵素(DmHS3ST)に注目して解析をおこなった。結果の概要は以下の通りである。(1)2つのヘパラン硫酸3-O硫酸基転移酵素遺伝子(dHS3St-A,B)のcDNAクローンを単離した。(2)whole mount in situ hybridization法により、dHS3ST-B mRNAの発現パターンを解析した。これらの分子は胚発生・成虫組織発生を通し広く発現していた。(3)初期胚への二本鎖RNA注入による機能阻害実験をおこない、dHS3ST遺伝子の機能を解析した。dHS3ST RNAを双方同時に注射した胚では歯状突起および頭部構造の欠失が観察された。(4)dHS3ST-B遺伝子を異所的に活性化すると背板機械感覚毛の形成に異常をきたすことが判明した。これらのことから、ヘパラン硫酸の3-O位の硫酸化が特定のシグナル伝達系に必要であり、このシグナル系が初期胚の形態形成に機能していることが示唆された。
花粉症と関連する主要農作物中のクラス2食物アレルゲンの変動解析

花粉症に関連するクラス2食物アレルゲンとして、Betv1ホモログ、プロフィリン、ソーマチンライクプロテインをクローニングし、発現タンパク質から汎用性の高い抗体を作成した。これらを用いて、大豆や野菜、果物などの主要な農作物における品種間、栽培方法、加工法、調理法などの違いによるアレルゲン性の変化・変動を解析した。これらの条件によってアレルゲンレベルは大きく変動することが明らかとなった。また、農作物による食物アレルギーの原因抗原の探索も行った。近年、花粉症との交差反応に由来する食物アレルギー(クラス2食物アレルギー)が増加し、社会問題となっている。このアレルギーは花粉アレルゲンと構造が似ている野菜・果物・穀類などの農作物中のアレルゲン分子の摂取によって引き起こされる。原因となる花粉症と発症する野菜果物との対応や原因となるアレルゲンに関しても十分に理解されているとは言い難い状況である。更には品種、栽培方法、加工等がこのクラス2の食物アレルゲンタンパク質の変動に与える影響等についてはほとんど不明である。本研究では、我が国で消費される主要な農作物について、主要アレルゲン候補分子群を網羅的にクローニング、発現または精製し特異抗体を得る。それらを用いて検出・定量系を構築し、品種間差異、栽培環境(病虫害被害の有無)による変動、加工法による変動などの種々の変動解析を行うことによって農作物アレルギーリスクの変動要因を明らかにする。本年度は、農作物の汎アレルゲンであるプロフィリンをクローニングし、抗体作製を行った。得られた抗体は、トマト、ホウレンソウ、その他いくつかの野菜や果物などの農作物における当該アレルゲンを検出する事が可能であった。また、サクランボは汎アレルゲンの一種であるソーマチンライクプロテイン含量が非常に多く、これをもとに作製した抗体はいくつかの果物におけるソーマチンライクプロテインホモログを検出することが可能であった。さらに、根菜類であるゴボウからアレルゲンとしてSODやペルオキシダーゼ、ソーマチンライクプロテインを同定した。更には品種、栽培方法、加工等がこのクラス2の食物アレルゲンの変動に与える影響等については不明である。本年度は、昨年度に引き続き、各種農作物の汎アレルゲンであるソーマチンライクプロテインをクローニングし、大腸菌にて発現を行った。現在、これを元に抗体を作製する準備を行っている。また、ダイズのBetv1ホモログであるGlym4に対する抗体を用いて、サヤエンドウや三度マメ、インゲン豆、シカクマメなどの各種サヤ豆におけるホモログ分子の検出、変動解析を行った。その結果、これらのサヤ豆にもダイズのGlym4類似のBetv1ホモログが存在し、その存在はサヤに多いこと、また、虫害被害や日陰で育てたものなどで増加することが判明した。また、トマトにおいてプロフィリンは成熟よりも未熟の方が多いことも判明した。味噌ではクラス2食物アレルゲンリスクがほとんど無いことが、破砕後遠心上清におけるクラス2アレルゲンレベルを検出することにより明らかとなった。特に豆味噌では各種アレルゲンが極めて高度に分解されていることが判明した。それらを用いて検出・定量系を構築し、品種間差異、栽培環境(病虫害被害の有無)による変動、加工法、調理法などによる種々の変動解析を行うことによって農作物アレルギーリスクの変動要因を明らかにする。本年度は、昨年度に引き続き、各種農作物の汎アレルゲンであるソーマチンライクプロテインに関して抗体を作製した。また他にもLTPに関しても精製し、抗体の作製を行った。こうして、花粉症と関連する、主要な農作物中のクラス2食物汎アレルゲンを検出しうる抗体として、プロフィリン、ソーマチンライクプロテイン、Betv1ホモログ、パタチン、LTPなどに対する抗体の作製をほぼ終え、これらを用いて、品種間、栽培方法、加工方法、調理方法、成熟度合い等による変動解析を行った。その結果、農作物の品種によって変動するアレルゲンや、病害虫被害によって変動するアレルゲン、変動しないアレルゲン、完熟によって増加するアレルゲン、減少するアレルゲンなど、多様な変化が明らかとなった。

また加工方法によってもアレルゲンの変動は大きく、特にクラス2アレルゲンの場合のリスク要因となる可溶性(ネイティブな)分子のアレルゲン性に関しては、加工法や調理法の影響を受けやすく、加熱や酸処理などによって沈殿しリスク低減化する可能性が示唆された。今後は、花粉症に関連するマイナーな汎アレルゲンに関しても、抗体作製や変動解析などを行うことにより、より詳細な知見が得られる。また、変動解析においても、より幅広い変動要因について解析することにより、より充実した知見が得られると考えている。主要な汎アレルゲンを精製またはクローニングし、多くの農作物中の当該汎アレルゲン(プロフィリン、Betv1ホモログ、ソーマチンライクプロテイン)を検出する抗体を作製することができた。これらの抗体を用いて、実際の農作物におけるアレルゲンリスク変動に関して検討しつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。ほぼ当初計画通り進行している。来年度は残りの汎アレルゲンについての抗体作製や検出定量系の構築を進め、平行して品種間、虫害・病害被害、未熟・成熟、部位別、調理法、加工法などの各種パラメータでの、アレルゲンレベルの変動を解析する。なお、対象とする農作物は、ダイズ、米、トマト、各種豆類、ホウレンソウ、ジャガイモなどを検討する。