hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子宮頚部癌化機構におけるHPVと癌遺伝子・癌抑制遺伝子の分子生物学的研究

癌抑制遺伝子、P53変異とHPV感染との関連をISH法、PCR法を用いて比較検討した結果、P53変異とHPV検出との間には直接の関連性はみられなかった。しかしHPV非検出例にP53変異を認めたことで両者はともに子宮頚部癌化に関与しており、発癌の段階を別にするか、それとも発癌の異なった時期に深く関わるものと思われた。子宮頚癌発生過程における宿主免疫能と抗原提示細胞、T細胞を中心に検討すると異形成の段階でT細胞を中心に異形成の進行に伴なって変化すること、異形成の消長にはHPV感染に加え局所免疫応答の関与する可能性が示唆された。子宮頚部の発癌と関連深いHPV16型遺伝子の中で特に初期遺伝子E_7,E_5,後期遺伝子L_1の存在の有無と遺伝子発現を各種primerを使ったPCR法、RT-PCR法で検索した。その結果、HPV16型の検出された異形成症例ではE_7,E_5,L_1各領域のDNAの存在する症例が多く、存在様式もepisomeを推測した。またRT-PCR法によるメッセンジャーRNAの発現も多くの異形成症例で観察された。一方、子宮頚癌で同様に検討した結果、E_7領域は絶えず存在し、しかもE_7遺伝子領域の発現が検出された。しかしE_5,L_1領域は浸潤の程度が進むにつれてE_5領域は欠損し、又L_1領域は遺伝子は存在するもその遺伝子発現はみられなかった。1.子宮頸部腺癌においてPCRにより検討したHPV16型、18型検出例を中心に癌抑制遺伝子P53との関連性を調べるため、免疫組織化学的に検討した。その結果、P53検出例の頸部腺癌は少なく、しかも16型、18型の検出はみられず、相関は乏しい。現在、microwave法にて再検中である。2.子宮頸癌に対し、DNA histgramよりaneuploid patternを検討し、40数%にaneuploidを認め、しかもproliferative indexとaneuploidの間に関連があった。HPVとの関連を調査する。4.子宮頸癌発生過程における宿性免疫応答を解析する目的で抗原提示機能を有するLangerhans細胞を抗・S-100抗体で検討し、異形成の進行にともない、数の増加を認めた。しかし、異型上皮内に浸潤したLangerhans細胞数とHPVとの間に直接の関連性は得られなかった。子宮頚部癌化機構を解明する目的で子宮頚癌ならびに前癌病変の異形成を対象に、HPV、癌遺伝子、癌抑制遺伝子の解析と、宿主の局所免疫応答を検索した。その結果、子宮頚癌の発生にはHPV16型が関与し、とくにHPV16型E_7遺伝子はRT-PCR法より他の遺伝子と比べ絶えず発現していた。DNA合成能の1つのマーカーであるPCNA標識率もHPV16/18型high risk感染例で高値を示し、binding assay法によるEGF-Rの検出も54.1%(20/37)にみられ、HPV感染との関連性が示唆された。一方、c-mycは遺伝子増幅、遺伝子過剰発現が進行癌で多く検出され、子宮頚癌においてはpromotionとしての働きが推定された。flow cytometryによるDNA ploidy patternはaneuploidが44.4%(16/36)であったが、HPV感染との関連性は乏しかった。P53蛋白は子宮頚部腺癌で14.6%(7/48)検出され、ISHで検出されたHPV陽性例には1例も検出されず、HPVとP53蛋白の直接な関連は見られなかった。子宮頚癌発生段階におけるS-100陽性細胞、CD45RO細胞の浸潤は増加したが、HPV high risk感染例では減少する傾向がみられた。以上より、子宮頚癌の発生はHPV16型、18型感染がinitiationとして働き、その結果DNA合成能は亢進し、その機序の1つにEGF-Rを介する可能性が示唆された。また、c-myc、p53蛋白も発癌に関与しHPVとは時限を異にして作用するものと思われ、一方、HPV感染による宿主免疫応答の存在することが推察された。
線虫腸細胞における環境ストレス感知応答機構の分子基盤の解析

成虫初期の線虫C. elegansの腸細胞内には、ABC輸送体HAF-4/HAF-9がその形成に必須な機能未知の非酸性顆粒が豊富に存在する。この顆粒は飢餓条件下速やかに消失することから、栄養貯蔵並びに飢餓ストレス応答に関わるオルガネラレベルの機構の存在が示唆された。この顆粒の飢餓応答における動態を光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡を用いて解析した結果、オートファジーとは異なり、顆粒構成膜の再編成による速やかな顆粒崩壊が起きている事を見出した。またRNAiを用いた解析により、ペントースリン酸回路で働く酵素遺伝子群の機能抑制が非酸性顆粒を含む特定の腸内顆粒の消失もしくは異常形成を引き起こす事を見出した。本研究の目的は、「線虫C.elegansの腸細胞内に形成される非酸性大型顆粒の崩壊を指標にした、環境ストレスの感知応答機構における新規分子基盤の解明」にある。研究費交付初年度である平成22年度は以下の成果を得た。まず、非酸性顆粒の生理的意義を明らかにするために、飢餓ストレスが非酸性顆粒の細胞内動態(形成、崩壊)に及ぼす影響を調べた。その結果、最終齢ステージの幼虫もしくは若い成虫の腸内顆粒は、絶食後数時間で減少すること、また、再給餌によって回復することを見出した。非酸性顆粒が、栄養状態に呼応して可塑的に形成・崩壊するオルガネラである事を示している。次に、非酸性顆粒の形成に必須なHAF-4、HAF-9、LMP-1と蛍光蛋白質との融合蛋白質を非酸性顆粒のオルガネラマーカーとして用いた共焦点顕微鏡による観察の結果、通常飼育条件下では非酸性顆粒上に局在するこれらのマーカー蛋白質が、絶食後に網目状の局在パターンを示す事を見出した。非酸性顆粒が膜を含むオルガネラごと消失しているというよりもむしろ、顆粒構成膜の再編成が引き起されている可能性を示唆しており、興味深い。上記の解析と並行して、平成23年度以降に開始する予定である、非酸性顆粒の環境応答に関与する遺伝子のスクリーニングに向けて、Feeding RNAiによるスクリーニングの条件を検討した。その結果、haf-9、lmp-1のRNAiをポジティブコントロールとして、腸内顆粒の崩壊の観察しやすい幼虫後期から成虫初期にかけて、腸内顆粒の形成異常を明瞭に観察できる実験条件を確立した。また、市販の線虫RNAiライブラリーには含まれていなかったhaf4 RNAi用のコンストラクトを作製した。本研究の目的は、「線虫C. elegansの腸細胞内に形成される非酸性大型顆粒の崩壊を指標にした、環境ストレスの感知応答機構における新規分子基盤の解明」にある。研究費交付初年度の昨年度は、飢餓ストレスに対する非酸性顆粒の挙動を解析し、この顆粒が、栄養状態に呼応して可逆的に形成・崩壊するオルガネラである可能性を見出した。また、非酸性顆粒のストレス応答に関与する遺伝子のスクリーニングに向けて、Feeding RNAiによるスクリーニングの条件を検討し、腸内顆粒の形成異常を引き起すポジティブコントロールの実験系を確立した事を報告した。研究費交付2年目にあたる平成23年度においては、約12,000クローンに及ぶFeeding RNAiライブラリーのスクリーニングサイズに対応する為、腸内顆粒の有無を簡便かつ迅速に判断できる飼育・観察方法の検討を進めた。まず、腸内顆粒崩壊の有無を、顆粒膜上に局在するHAF-4::GFP由来の蛍光強度の変化を指標に蛍光実体顕微鏡下で視認できるかどうか調べた。しかしながら、顆粒崩壊前後で蛍光強度の明確な変化は観察されなかった。これは、顆粒が崩壊しても、その結果生じる網目状の細胞内膜構造にGFPの局在が残存しているためと考えられた。そこで、Feeding RNAiに用いる12-well plateでの飼育条件のまま、高倍率の明視野像で腸内顆粒を観察できるデジタルマイクロスコープ(キーエンス社)を検討した。いくつかの規格のレンズを用い、100倍-5000倍の倍率で腸内顆粒の有無の判定を試みた結果、100-1000倍の拡大倍率をカバーするレンズ(VH-Z100R)を用いて500倍で観察することにより、十分な焦点距離(25mm)を保ちつつ、迅速に腸内顆粒の有無を判定することが可能となった。研究費交付最終年度である平成25年度は、(1)前年度のRNAiスクリーニングで得られた陽性クローン関連遺伝子の各種腸内顆粒形成に及ぼす影響の解析、および(2)飢餓条件下における野生型腸内顆粒の経時変化の透過型電子顕微鏡観察、を中心に行った。

(1)clear phenotypeに着目した前年度のRNAiスクリーニングから、飢餓状態と良く似た腸内顆粒の形成異常を伴う表現型を示す候補遺伝子として、ペントースリン酸回路で働く酵素遺伝子tkt-1を同定していた。そこで、ペントースリン酸回路とその派生経路(核酸合成、脂肪酸合成、レドックス制御)で働く遺伝子のうち、RNAi用大腸菌の入手可能な16種の遺伝子について解析した結果、ペントースリン酸回路で働く4種の遺伝子(tkt-1, gspd-1等)の他に、レドックス制御に関わるグルタチオン還元酵素gsr-1のRNAiによって特に顕著な腸内顆粒形成異常が観察された。tkt-1, gspd-1のRNAiはHAF-4/HAF-9陽性顆粒と脂肪滴に選択的な消失もしくは矮小化が認められた。一方gsr-1 RNAiは、HAF-4::GFPの局在に網目状の特徴的な異常を引き起した。本解析は本研究補助金で雇用した技術補佐員の協力を得て遂行し、成果は6月に米国ロサンゼルスにて開催された第19回国際線虫学会にて発表した。(2)餌の無い環境で成虫1日目の個体を飼育し、透過型電子顕微鏡を用いて飢餓条件下の腸細胞内膜構造の変動を経時的に調べた。その結果、細胞の飢餓応答に特徴的なオートファゴソームよりもむしろ、HAF-4/HAF-9陽性顆粒の崩壊過程と予想される特徴的な顆粒が顕著に観察された(飢餓3時間)。更に、顆粒の多くが消失した後(飢餓5時間)、歪な半月状の膜構造体が出現した(飢餓21時間)。本成果は、平成26年5月に秋田にて開催された生化学会東北支部会にて発表した。以上の結果は、細胞内栄養代謝経路の機能不全や飢餓ストレスに伴うダイナミックな腸細胞内膜構造の変動の存在を示している。過年度において、feeding RNAiによる遺伝子抑制と、飢餓ストレス条件下における非酸性顆粒の崩壊系とを組合せ、腸内非酸性顆粒の飢餓ストレス応答に関与する遺伝子のスクリーニングを効率的に進める為の条件検討を進めて来た。その結果、12-wellプレートを用いたfeeding RNAiでは、個々のRNAiクローンについて、L1(1齢幼虫)から成虫になるまでRNAiを作用させた後に餌の無い培地に移し、その腸内顆粒の多寡を高性能デジタルマイクロスコープで判定することは可能であった。しかしながら、96-wellマルチウェルプレートに保存されたfeeding RNAi用大腸菌ライブラリーを用いて網羅的にスクリーニングを進めるにあたり、RNAi後に虫を飢餓環境に移す操作が律速段階となった。そこで、96-wellプレートの同一ウェル内でRNAiから飢餓処理まで一貫して実施可能な系を検討した。ところが、飢餓処理までに餌が枯渇しない程度のL1個体(5匹程度)を96-wellプレートに均等に分注することが技術的に困難であったことから、RNAiと飢餓条件を組み合わせた網羅的なスクリーニング系の構築は保留とした。一方、当初の申請時に想定していた代替案(通常飼育条件下、つまり栄養状態の良い環境における非酸性顆粒の形成を「環境応答」と捉え、顆粒の形成異常を伴う表現型を示す候補遺伝子をスクリーニングする)に基づきスクリーニングを進めた結果、飢餓状態と同様の顆粒形成異常を伴うRNAi表現型を示す候補遺伝子を同定した。その結果、核酸合成の材料となるペントースの供給や、脂肪酸合成やレドックス制御に関わるNADPHの産生を担うペントースリン酸回路で働く複数の酵素遺伝子のRNAiによって、飢餓状態とよく似た顆粒形成異常が引き起されることを見出した。
希少がんである脊索腫における腫瘍原生並びに治療標的となるゲノム変異の探索

本研究の主目標は、治療標的分子が未解明な希少肉腫である脊索腫の腫瘍原生遺伝子変異の同定、新規治療標的となりうる分子の探索、病理診断法の再構築である。これを達成するため、本研究グループと骨軟部腫瘍ゲノム解析コンソーシアム、全国の骨軟部腫瘍治療専門施設との連携による、本邦全体での取り組み体制を想定している。コンソーシアムにより収集された臨床検体の病理評価を行い、DNA精製後に次世代型シーケンサーによる全エクソームシークエンス(WES)とターゲットシークエンス(TS)、情報解析を実施する。本遺伝子変異と臨床病理学的因子との関連を検討する。高頻度に変異を認めた遺伝子変異については、国内の骨軟部腫瘍研究グループに共同研究の提案することでさらに多数の検体を収集し検証を行う。同時収集された臨床情報を元に、現在予定通り良性脊索細胞腫瘍と脊索腫の疾患特異的遺伝子変異の同定を行っている。コンソーシアム参加20施設より収集された正常組織および良性脊索細胞腫瘍ならびに脊索腫検体を用い、DNAの精製を行う。すべての腫瘍組織検体は中央病理診断を経て診断の再確認と検体の評価を行っている。腫瘍凍結切片よりHE染色を実施し、腫瘍細胞の含有率の測定を行い、精製後のgenomic DNA 1-4ugを用いHiseq2500にてWESを東京大学医科学研究所にて行っているところである。概ね当初予定通りで無理のない計画であったと思われる。解析によって得られた配列データは東京大学医科学研究所のスーパーコンピュータを使ってヒトゲノム参照配列に対してマッピングを行い正常組織およびBNCTと脊索腫の遺伝子変異を比較する予定である。また、微小スキップ転移巣ならびに微小腫瘍塞栓に関連する遺伝子変異も解析する予定である。これにより腫瘍特異的な新規遺伝子変異を同定する予定である。すでにコンソーシアム参加20施設において倫理審査は承認済みである。必要に応じ対象をコンソーシアム外の施設に広げ、検体の提供を募ると同時に、FFPEサンプルから抽出した微量DNAを用いてのWESもしくはTSの実施も考慮に入れるが、これについては解析結果を見てから検討する。基本的には網羅的なWESを実施予定であるが、既報や今回のWESの解析結果を踏まえて解析対象遺伝子を選択しTSを行うことも検討することとしている。使用経費を効率化した結果、本年度は次年度使用額に繰り越せたから。全エクソームシークエンスなどに使用する予定である。
異種画像融合を用いた強膜形状の可視化と視覚障害の発生機序の解明

強度近視眼の眼球形状異常を3DMRIとswept source OCTという異種画像を用いて描出し、それを融合し形状異常を解析するシステムを構築した。強度近視の3D MRI画像及びsweptsource光源を用いた光干渉断層計検査では強度近視眼の強膜の形状は4つのパターンに分類され、視神経に向かい直線的に傾斜したカーブ、湾曲が強いものの、変形はほぼ対称であり、黄斑部が変形の底にあるもの、湾曲が強く黄斑部はスロープ状にのっているもの、全く不規則な不整なカーブ、であった。また眼球形状の変化は眼筋付着部位、血管侵入部位と関連がみられた。眼底後部の形状の不規則性は眼球全体の変形に先んじて生じていた。強度近視眼の眼球形状異常を3D MRIとswept source OCTという異種画像を用いて描出し、それを融合し形状異常をマクロからミクロまで自在に観察できるシステムを構築すべく研究を行った。様々な疾患により眼窩のMRIを施行された強度近視の症例の3D MRI画像を再構築し、眼球の3次元画像を作成した。3次元画像の解析により、約4割の症例では強度近視眼であっても眼球の著明な変形を伴わず、眼球は前後に延長した樽型形状を呈していた。残りの6割では眼球後部の変形を認め、とくに眼球の視軸下方を中心とした広範囲の突出が最も高頻度であった。また、突出の上方縁は下方縁よりもより急峻であり、そのため上方縁がより明瞭な形状の変化として描出された。さらに同じ症例に強膜をより明瞭に描出するsweptsource光源を用いて光干渉断層計検査を施行した。その結果、強度近視眼の強膜の形状は4つのパターンに分類され、視神経に向かい直線的に傾斜したカーブ、湾曲が強いものの、変形はほぼ対称であり、黄斑部が変形の底にあるもの、湾曲が強く黄斑部はスロープ状にのっているもの、全く不規則な不整なカーブ、であった。特に強膜の厚さが200 &#61549;m以下になると正常の弧状のカーブを維持することができず、強膜カーブは不規則に至ると思われた。また、強膜カーブの変形が強い部位は眼球後方からの血管の流入部位に一致しており、眼球形状の変化は眼筋付着部位、血管新入部位と関連がみられた。また、眼球全体の変形と異なり、OCTや眼球後部の凹凸は全裸体の変形に先んじて生じることも判明した。まず、強度近視患者および正視眼の3D MRI画像のT1強調画像からT2強調画像をsubtractionし、強膜の信号からなる眼球の画像構築に成功した。その結果、眼球全体の強膜構造は、T2強調画像のみから作成された3次元眼球画像と同様に、鼻側変位型、耳側変位型、紡錘型、樽型の4つに大きく分類できることがわかった。つぎに、高進達のswept-source OCT(光干渉断層計)を用いて強度近視患者の強膜構造を描出した。約8割の強度近視患者において強膜の全層の観察が可能であり、その結果、強膜カーブは視神経傾斜型、対称型、非対称型、不規則型の4種類に判別することができた。そののちに、各症例において、強膜のswept-source OCT画像と3D MRIによる眼球画像を融合し、比較検討した。その結果、OCTにおける視神経傾斜型、鼻側変位型は、3D MRIにおける鼻側変位型や紡錘型に対応した。一方、OCTにおける不規則型はMRIの耳側変位型に対応し、平均の強膜厚も約200 &#61549;m以下と、もっとも薄く、また近視性眼底病変もほかのタイプに比較し最も高頻度に有していた。また、不規則型の場合、黄斑部の中心から下方および耳側の部位が最も後方に突出していることが分かった。以上から、3D MRIとswept-source OCTの融合画像による解析により、強度近視患者において一定以上強膜が菲薄化すると、正常の円弧を描くことができなくなり、強膜のカーブが不規則となり、その結果、黄斑部の下方もしくは耳側の部位がもっとも後方に突出し、眼球全体の形状においては耳側変位型に至ることが分かった。本眼球形状は強度近視眼の終末形状とも考えられ、眼底病変の合併頻度も高く、より失明につながりやすい形状であることが本研究において明らかになったものである。眼科学OCT画像の三次元的解析およびポリゴン解析も進行中であり、順調と判断される昨年度にはOCT撮影の症例数を集める母集団の収集に予想以上に時間がかかり、そのために研究費の持越しが生じた。

今年度は遅れを取り戻すべく積極的に症例を集約するとともに、撮影した画像のポリゴン化、画像解析をソフトウェアを購入し効率をあげることにより促進する予定である。
尿路結石形成過程における蓚酸カルシウム結晶表面吸着物質(CSBS)の意義について

蓚酸カルシウム結石形成機序については未だ明らかにはなっていない。今回の研究は尿中に含まれる高分子物質で、特に結石形成にかかわる蛋白の分析を目的とした。分析の方法は、まず尿中の高分子物質で蓚酸カルシウム結晶に結合するものを得るために、全尿中で蓚酸カルシウム結晶形成を惹起させ、結晶を分離溶解させたのち、上清を限外濾過により脱塩濃縮し結晶表面吸着物質(CSBS)を精製した。次いでCSBSに含まれる蛋白を分析するために、CSBSをイオン交換カラムにかけ、得られた蛋白のピークをさらにhydroxyapatiteのカラムにかけ、燐酸バッファー濃度30、60、125、250、500mMにて溶出した分画に分けた。各分画に含まれる蛋白をSDS-PAGEにより分離し、得られた分子量30kD、67kDのバンドについてN末端よりアミノ酸配列を決定し蛋白を同定した。その結果それぞれの蛋白はヒトプロトロンビンならびにオステオポンチンであることが判明した。さらにhydroxyapatiteのカラムによりえられた4つの分画について、seed crystal法により蓚酸カルシウム結晶成長阻止能を測定し、western blottingにより既知の尿中蛋白の存在について検討した。その結果serum albumin、α1-acid glycoprotein、α2HSglyvoprotein、α1-microglobulin、retinol binding protein、transferrin、Tam-Horsfallmucoprotein、prothrombinの8つの蛋白の存在が明らかになった。一方、結晶成長阻止能については125mMの分画が最も強い阻止能を有していたが、この分画に含まれると判明した4種類の蛋白は他の分画にも含まれており、今回検討した既知の蛋白以外の蛋白かその阻止能を担っているものと考えられた。1、成人男子より作成したプール尿に蓚酸ナトリウム、塩化カルシウムを添加し生成した蓚酸カルシウム結晶より結晶表面吸着物質(CSBS)を得た。CSBSをまずイオン交換カラムにかけ、各フラクションの蛋白、酸性ムコ多糖、蓚酸カルシウム結晶成長阻止能を測定し、最も強い阻止作用を示す分画を採取した。さらにこの分画をもう一度イオン交換カラムにかけ、同様に最も強い阻止能を示す分画を精製した。採取した分画をSDS-PAGEにて構成蛋白を同定、分子量約30kdに強いバンドを認めた。このバンドを形成する蛋白のアミノ酸分析を行った結果、ヒトプロトロンビンであることが判明した。これまで尿路結石形成に関わる高分子物質について、いくつかの物質がその候補として考えられているが、それらは尿中や結石中より抽出されたものであり結石形成過程との関連については不明であった。我々は結石形成に関与する物質(阻止物質など)は結晶に付着することによりその作用を発揮するものと考えており、そのため今回実際に結晶に付着した物質を元にして抽出しており、その結果精製された物質は少なくとも結石形成の元となる結晶形成において何らかの役割を持ったものであるといえる。結果的にはヒトプロトロンビンの一部であったが、今後抽出した蛋白の抗体を作成し、ヒトプロトロンビンとの共通性の確認や尿細管細胞における分泌の機序等について検討したい。CSBSより分画した蓚酸カルシウム結晶成長阻止能を有する蛋白のひとつがヒトプロトロンビンであることが前年度の研究で判明したが、抗体作製に必要な蛋白量の確保が困難であることおよびCSBS中には他にも同阻止能を有する蛋白が存在すると考えられたため、実験計画を変更し、CSBS中に含まれる蛋白成分の同定およびそれらの蓚酸カルシウム結晶成長阻止能の可能性について検討した。

1.CSBSからDEAE-Sepharose CL-6Bによるイオン交換クロマトグラフィーで蓚酸カルシウム結晶成長阻止能を有する蛋白分画を得、さらにhydroxyapatiteによるイオン交換クロマトグラフィーで分画化し、ヒトプロトンビン以外にも蓚酸カルシウム結晶成長阻止能を有する蛋白が存在することを確認した。特に125mMリン酸ナトリウムで溶出される分画は数種類の蛋白を含むが、極めて強い蓚酸カルシウム結晶成長阻止能を示した。2.上記の手法で約67kDaの、比較的弱い蓚酸カルシウム結晶成長阻止能を有する蛋白を分離し、そのアミノ酸分析からオステオポンチンであることが判明した。
繁殖干渉が引き起こす生態的形質置換

「繁殖干渉が生態的形質置換を引き起こす」という仮説を支持する実験結果を得た。材料はナミテントウとクリサキテントウの2種である。近縁種間の相互作用によって資源利用に関わる形質が進化することは「生態的形質置換」と呼ばれる。従来は、共通の資源をめぐる競争が形質置換の駆動力であると広く考えられてきた。しかし、このモデルを支持する実証研究は非常に少ない。その代わりとして、私の研究では繁殖期における負の種間相互作用(繁殖干渉)に着目した。ナミテントウとクリサキテントウは本州においては資源分割をしている。ナミテントウはエサとしての価値の高いさまざまなアブラムシを利用するジェネラリストである。その一方、クリサキテントウは松類(アカマツおよびクロマツ)に寄生するマツオオアブラムシだけを食べるスペシャリストである。マツオオアブラムシはアブラムシにしては歩行するのが速いので、体サイズの小さいテントウムシの孵化幼虫にとっては捕まえにくい資源である。クリサキテントウでは母親が大きい卵を産み、かつ卵塊内の栄養卵の割合を高めることでマツオオアブラムシに適応していた。ただし、母親は子あたりの投資量を増やすことで子の数を犠牲していた。すなわち、クリサキテントウは潜在的(生理的)にはさまざまな資源を利用できるのにもかかわらず、野外では価値の低い資源のみを利用していると考えられる。実験的にクリサキテントウとナミテントウを共存させてやると、クリサキテントウの繁殖成功が一方的に減少することが分かった。つまり、繁殖干渉が生態的形質置換の一因であることが示唆された。系統的に近縁な種がどのような要因ですみわけをし、その結果どのように形質の多様化が起こったかを調べることは、進化生態学における中心的な課題である。本年度、研究代表者は捕食性テントウムシ2種、ナミテントウとクリサキテントウを用いてこの課題に取り組んだ。両種は系統的に近縁であるにもかかわらず、ナミテントウが多種のアブラムシを利用するジェネラリストであるのに対し、クリサキテントウは松に寄生するアブラムシだけを食べるスペシャリストである。本年度の一連の実験から、(1)松のアブラムシは足がはやくてテントウムシの幼虫にとっては捕まえにくいエサであること、(2)クリサキテントウでは孵化幼虫の体サイズを大きくし、捕食行動に用いる形態を特化させることで松のアブラムシの利用に適応していること、(3)クリサキテントウは野外では一切利用していない他のアブラムシも実験的に与えれば利用できることが明らかになった。なぜクリサキテントウは、潜在的には多種のアブラムシを食べられるはずなのに、野外では捕まえにくい松のアブラムシにわざわざ特殊化しているのだろうか。研究代表者は、ナミテントウとの負の種間相互作用により、クリサキテントウの食性が決まっているのではないかと考えている。種間相互作用は、(1)幼虫期に生じるエサをめぐる競争(資源競争)と、(2)成虫の配偶行動の際に生じる干渉(繁殖干渉)の2つに分けられる。今後は、どちらの種間相互作用が両種のすみわけにとって重要であるかを実験的に評価する予定である。捕食性テントウムシの近縁2種を用いて、ニッチ分割が生じた生態学的要因を明らかにした。ナミテントウは多種のアブラムシを利用するジェネラリストである。一方、クリサキテントウは野外では松のアブラムシしか利用しないスペシャリストである。クリサキテントウは、潜在的(生理的)には多種のアブラムシを食べて正常に発育・繁殖できる。したがって、なぜ野外では食性幅が限定されているのかが、生態学における問いである。当該年度における私の研究から、「繁殖干渉が2種のニッチ分割を引き起こした一因である」ことが明らかになった。繁殖干渉と、繁殖プロセスにおい生じる負の種間相互作用を指す。ナミテントウとクリサキテントウを実験的に同じケースに導入すると、クリサキテントウの繁殖成功が一方的に低下することが分かった。従来、近縁種間のニッチ分割や食性幅の進化は、主に資源をめぐる競争が要因であると考えられてきた。それに対し、私の研究は群集生態学における繁殖干渉の重要性を示唆している。近縁種間のニッチ分割や食性幅の違いは、動植物において普遍的にみられる現象である。また近年の研究によって、繁殖干渉も普遍性の高い生態学的現象であることが明らかになりつつある。したがって、私が検証した仮説を他の分類群に広く適用して群集パターンを理解することができるようになる可能性がある。さらに、南西諸島ではナミテントウが分布しておらず、クリサキテントウは松のアブラムシ以外のエサも野外で利用していることが観察された。南西諸島のタリサキテントウは繁殖干渉から解放されている可能性が高く、形質置換の研究材料としても好適であると思われる。

その一方、クリサキテントウは松類(アカマツおよびクロマツ)に寄生するマツオオアブラムシだけを食べるスペシャリストである。マツオオアブラムシはアブラムシにしては歩行するのが速いので、体サイズの小さいテントウムシの孵化幼虫にとっては捕まえにくい資源である。クリサキテントウでは母親が大きい卵を産み、かつ卵塊内の栄養卵の割合を高めることでマツオオアブラムシに適応していた。ただし、母親は子あたりの投資量を増やすことで子の数を犠牲していた。すなわち、クリサキテントウは潜在的(生理的)にはさまざまな資源を利用できるのにもかかわらず、野外では価値の低い資源のみを利用していると考えられる。実験的にクリサキテントウとナミテントウを共存させてやると、クリサキテントウの繁殖成功が一方的に減少することが分かった。つまり、繁殖干渉が生態的形質置換の一因であることが示唆された。
血液・尿中重金属と有機物質および酵素活性の“正常値",日内および日間リズム

重金属および有機物質のヒトの生体負荷量とその影響関係を血液および尿中濃度より解析し、有害物質のヒトに対する初期の危険度を評価すること、すなわち生物学的モニタリングを行うことの意義は大きい。そのためそれぞれの重金属や有機物質およびこれらの物質の影響を受ける代謝物の“正常値"とその生物学的な変動要因である概日リズム(サ-カディアンリズム)、日間変動、尿量の影響を検討した。鉛などの特定の重金属取扱い作業者を除く一般健康男子を対象とした。予め研究計画内容を説明し同意を得た、腎疾患および貧血の既往のない19名(年齢22ー57歳,血中鉛5.2ー11.2μg/dl)であった。以下の成績をえた。(1)重金属と有機物質の尿中のサ-カディアンリズムが、水銀(Hg)を除く鉛(Pb),クロム(Cr),マンガン(Mn),カドミウム(Cd),亜鉛(Zn),銅(Cu),砒素(As),錫(Sn)の8種類の重金属と馬尿酸(UA),δーアミノレブリン酸(ALA),コプロポルフィリン(CP),クレアチニン(Cn)の4種類の有機物質で認められた.Cnは尿量(UV)のサ-カディアンリズムとは異なり糸球体濾過のリズムによった。(2)尿中Cnおよび諸物質の尿中排出量とUVよりシュミレ-ション法で血漿中濾過型濃度を推計し、諸物質の腎排出機序に関与するとされる遠位尿細管と集合管による再吸収、糸球体濾過および諸物質の血漿中濾過型濃度の3つの要素と諸物質のサ-カディアンリズムの関連を分析した結果、カドミウム、マンガン、亜鉛、馬尿酸の尿中排泄のサ-カディアンリズムは血漿中濾過型濃度と糸球体濾過のサ-カディアンリズムに依存していた。しかしその他の物質は尿量の影響もみられ、遠位尿細管と集合管による再吸収のリズムも関与する重複機序が考えられた。Hgはこれらの腎排出機序が関与しなかった。(3)尿中Cnは24時間UVの日間変動と異なった。尿中Pb,Cr,Cu,As,SnとALA,CPの日間変動はCnとUVの影響がみられ、一方Mn,Cd,ZnおよびHAの日間変動は尿中Cnの影響のみがみられ、これらの物質に糸球体濾過の関与がおおきいといえる。従ってこれら物質の生物学的モニタリングに濃度補正したクレアチニン補正値を用いることの意義はおおきい.(4)赤血球の酵素活性であるδーアミノレブリン酸脱水酵素(ALAD)とピリジン5'ヌクレオチダ-ゼ(P5'N)活性の日間変動はなく、尿量および飲水制限負荷による血液の濃縮や希釈に影響されなかった。各重金属の初期の生体影響の評価にALAD活性ともにP5'N活性を用いることの意義はおおきい。1.鉄管鋳造および鉛作業者の尿中および血液中の金属と有機物質のサ-カディアンリズムを検討し,以下の成績(中間段階)を得た.(1)尿中の鉛,水銀,亜鉛,馬尿酸ほかではそれぞれ特有のサ-カディアンリズムが存在する.(2)同様に,血漿中の鉛,亜鉛ほかでも特有のサ-カディアンリズムが存在する.(3)これらの一部のサ-カディアンリズムの本体は腎機能リズムまたは血液中のサ-カディアンリズムの結果と考えられる.2,鉄管鋳造および鉛作業者の尿中および血液中の金属と有機物質の尿中排出量と各種の濃度補正法に及ぼす尿量の影響を検討し,以下の成績を得た.(1)各種の物質の尿中排出量に対し尿量は有意な影響を及ぼす.またこの影響は物質ごとに異なる.(2)同様に,各種の濃度補正法に対する尿量の影響とこの影響を除くために採用すべき濃度補正法は物質ごとに異なる.3,鉄管鋳造および鉛作業者の尿中クレアチニンおよび諸物質の排出量と尿量よりシュミレ-ション法で諸物質の血漿中濾過型濃度,糸球体濾過量および尿細管再吸収量を推定した.これより,鉛ほかは糸球体濾過が主要な排出経路であるのに対し,水銀は糸球体以外の経路で排出されることが明かであった.4,金属および有機物質のヒトの生体負荷量とその影響関係を生物学的モニタリングで評価する上で,尿量の影響が無視できないことが明かとなり,当初予定の計画に加えた腎機能の影響をテ-マにした2,3の研究成果が得られたが,関連文献収集および最近の腎生理学上の新知見情報を得るにあたり当初予定の消耗品費の一部を旅費に充当した(当該年度に学内で使用内訳変更願いを申請の上使用した).重金属および有機物質のヒトの生体負荷量とその影響関係を血液および尿中濃度より解析し、有害物質のヒトに対する初期の危険度を評価すること、すなわち生物学的モニタリングを行うことの意義は大きい。以下の成績をえた。

(1)重金属と有機物質の尿中のサ-カディアンリズムが、水銀(Hg)を除く鉛(Pb),クロム(Cr),マンガン(Mn),カドミウム(Cd),亜鉛(Zn),銅(Cu),砒素(As),錫(Sn)の8種類の重金属と馬尿酸(UA),δーアミノレブリン酸(ALA),コプロポルフィリン(CP),クレアチニン(Cn)の4種類の有機物質で認められた.Cnは尿量(UV)のサ-カディアンリズムとは異なり糸球体濾過のリズムによった。(2)尿中Cnおよび諸物質の尿中排出量とUVよりシュミレ-ション法で血漿中濾過型濃度を推計し、諸物質の腎排出機序に関与するとされる遠位尿細管と集合管による再吸収、糸球体濾過および諸物質の血漿中濾過型濃度の3つの要素と諸物質のサ-カディアンリズムの関連を分析した結果、カドミウム、マンガン、亜鉛、馬尿酸の尿中排泄のサ-カディアンリズムは血漿中濾過型濃度と糸球体濾過のサ-カディアンリズムに依存していた。しかしその他の物質は尿量の影響もみられ、遠位尿細管と集合管による再吸収のリズムも関与する重複機序が考えられた。Hgはこれらの腎排出機序が関与しなかった。(3)尿中Cnは24時間UVの日間変動と異なった。尿中Pb,Cr,Cu,As,SnとALA,CPの日間変動はCnとUVの影響がみられ、一方Mn,Cd,ZnおよびHAの日間変動は尿中Cnの影響のみがみられ、これらの物質に糸球体濾過の関与がおおきいといえる。従ってこれら物質の生物学的モニタリングに濃度補正したクレアチニン補正値を用いることの意義はおおきい.(4)赤血球の酵素活性であるδーアミノレブリン酸脱水酵素(ALAD)とピリジン5'ヌクレオチダ-ゼ(P5'N)活性の日間変動はなく、尿量および飲水制限負荷による血液の濃縮や希釈に影響されなかった。各重金属の初期の生体影響の評価にALAD活性ともにP5'N活性を用いることの意義はおおきい。重金属および有機物質ヒトの生体負荷量とその影響関係を血液および尿中濃度より解析し、有害物質のヒトに対する初期の危険度を評価すること、すなわち生物学的モニタリングを行うことの意義は大きい。そのためそれぞれの重金属や有機物質およびこれらの物質の影響を受ける代謝物の“正常値"とその生物学的な変動要因である概日リズム(サ-カディアンリズム)、日間変動、尿量の影響を検討した。鉛などの特定の重金属取扱い作業者を除く一般健康男子を対象とした。予め研究計画内容を説明し同意を得た、腎疾患および貧血の既往のない19名(年齢22ー57歳,血中鉛5.2ー11.2μg/dl)であった。以下の成績をえた。(1)重金属と有機物質の尿中のサ-カディアンリズムが、水銀(Hg)を除く鉛(Pb),クロム(Cr),マンガン(Mn),カドミウム(Cd),亜鉛(Zn),銅(Cu),砒素(As),錫(Sn)の8種類の重金属と馬尿酸(UA),δーアミノレブリン酸(ALA),コプロポルフィリン(CP),クレアチニン(Cn)の4種類の有機物質で認められた。Cnは尿量(UV)のサ-カディアンリズムとは異なり糸球体濾過のリズムによった。しかしその他の物質は尿量の影響がみられ、遠位尿細管と集合管による再吸収のリズムも関与する重複機序が考えられた。
休止期腫瘍細胞制御を加味した低〜中線量率照射並びに分割照射効果の解析

低LET放射線のγ線又は原子炉熱中性子線ビーム照射時において、低減線量率照射時にQ腫瘍細胞でより顕著に見られる殺腫瘍細胞効果の回復現象を、低酸素細胞毒投与の併用、特に連続的投与が効果的に押さえる事ができた。さらに低温度温熱処置(MTH)を併用した場合は一層効果的であった。p53-wild type腫瘍内Q細胞に顕著に認められる回復現象を、非相同末端結合を阻止するwortmannin処置の併用が効率よく押さえ、低温度温熱処置(MTH)の併用もかなり効率よく抑えた。すでに開発済みの新規中性子捕捉化合物TX-2100の投与とMTHとの併用も、殺腫瘍細胞、特にQ腫瘍細胞に対する効果を顕著に増強した。他方、血管標的物質と抗癌治療との併用投与を行う際の処置の順序がQ腫瘍細胞に対する効果も含めた殺腫瘍細胞効果全体を左右する非常に重要なファクターになることも明らかとなった。一方、BSHに近似したケージ型の化合物であるGB-10を封入させたトランスフェリン結合PEGリポソームは、BSHを封入したものよりも、硼素-10をより腫瘍特異的に分布させる事ができ、Q腫瘍細胞に対する効果も含めた殺腫瘍細胞効果を顕著に増感できた。γ線照射下で認められたQ腫瘍細胞と腫瘍内全腫瘍細胞間の感受性の大きな差を原子炉中性子線照射または加速炭素イオン線、特に高LETを有する炭素イオン線照射は顕著に縮小し、γ線照射下のQ腫瘍細胞に顕著な回復現象を加速炭素イオン線、特に高LETを有する炭素イオン線照射が効率的に押さた。低減線量率照射下では、高LETの加速炭素イオン線照射に対する感受性は原子炉中性子線照射下とほぼ同様で、Q細胞をも含んだ腫瘍全体としての制御効果から見て、加速炭素イオン線、特に高LETを有する炭素イオン線照射、及び原子炉中性子線照射が腫瘍細胞の不均一な感受性の抑制に有効である事が確認された。低中線量率照射時における休止期(Q)腫瘍細胞の反応と低酸素細胞毒投与併用の意義について検証したところ、低LET放射線のγ線だけでなく高LET放射線の原子炉熱中性子線ビームの照射時においても、低中線量率照射時にQ腫瘍細胞においてより顕著に見られる回復現象による殺腫瘍細胞効果の減弱を、低酸素細胞毒(TPZ)投与の併用、特に皮下への連続的投与によって効果的に補う事ができた。さらにこの低酸素細胞毒の連続的投与は、低温度温熱処置との併用によっていっそう効果的になり、放射線抵抗性のQ腫瘍細胞の制御のための非常に有用な手法と考えられた。TPZの腹腔内投与と比べた連続的投与による殺細胞効果の増強は、一時的ではあるが腫瘍内の様々な部位に生ずる急性低酸素細胞に対してもTPZが効果的に作用し得たためであり、低温度温熱処置の併用によって分布するTPZの量も増加したためであろうと考えられた。この低温度温熱処置に関しては、前年度までに開発済みの中性子捕捉療法用の新規化合物TX-2100の投与と併用することによって、殺腫瘍細胞、特にQ腫瘍細胞に対する効果が顕著に増加することも明らかになっている。他方、今年度は血管標的物質ZD-6126の固形腫瘍に対する作用に関しても考察が加えられ、薬剤処置や放射線照射などの抗癌治療との併用投与を行う際には処置の順序がQ腫瘍細胞に対する効果も含めた殺腫瘍細胞効果全体を左右する非常に重要なファクターになることも明らかとなった。

一方、中性子捕捉療法に関する研究では、Borocaptate-10B(BSH)に近似したケージ型の熱中性子捕捉化合物であるGB-10を封入させたトランスフェリン結合PEGリポソームが、BSHを封入した同様のリポソームよりも、腫瘍組織に硼素-10をより特異的に分布させることができ、かつQ腫瘍細胞に対する効果も含めた殺腫瘍細胞効果を顕著に増感ことが明らかとなった。今後は、高LET放射線である加速炭素イオン線を用いた照射線量率効果、より低い低線量率でガンマ線を照射した場合の殺腫瘍細胞効果、特異的に固形腫瘍部のみで殺細胞効果を有する物質に変換され正常組織では無毒な薬剤のQ腫瘍細胞への効果も加味した評価(遺伝子組換腫瘍細胞を用いた評価も含む)、などを計画している。照射線量率を変化させた際の所見として、とりわけp53-wild type腫瘍の固形腫瘍内休止期(Q)細胞に顕著に認められる、高線量率照射後の潜在的致死的障害からの回復(PLDR)、及び、照射線量率低下による放射線感受性の低下が、DNA二重鎖切断の非相同末端結合(NHEJ)を阻止するとされるwortmannin処置の併用によって効率よく押さえられ、低温度温熱処置(MTH)の併用も同様にかなり効率よく抑えた。これらの抑制効果はQ腫瘍細胞で顕著であり、NHEJや相同組み換えによるDNA二重鎖切断の修復がPLDRや照射線量率低下による放射線感受性の低下の原因と考えられているので、薬剤と比べるとほぼ毒性のないMTHは、放射線抵抗性Q腫瘍細胞を含めた腫瘍全体の制御から見ても、かなり有効なDNA二重鎖切断修復阻止処置の一つであろうと考えられた。高LET放射線を用いた際の所見に関しては、γ線照射下で認められるQ腫瘍細胞と腫瘍内全腫瘍細胞間の感受性の大きな差は原子炉中性子線照射または加速炭素イオン線、特に高LETを有する炭素イオン線照射によって顕著に縮小され、γ線照射下においてQ腫瘍細胞に顕著に認められるPLDRや照射線量率低下による感受性の低下は、加速炭素イオン線、特に高LETを有する炭素イオン線照射によって効率的に押さえられた。減弱線量率照射下では、高LETの加速炭素イオン線照射に対する感受性は、原子炉中性子線照射下とほぼ同様であった。従って、Q細胞をも含んだ腫瘍全体としての制御効果から見て、加速炭素イオン線、特に高LETを有する炭素イオン線照射、及び原子炉中性子線照射は、腫瘍内不均一性に起因する腫瘍細胞の不均一な感受性の抑制に非常に有効である事が確認された。今後は固形腫瘍部のみで殺細胞効果を有する物質に変換され正常組織では無毒な薬剤のQ腫瘍細胞への効果も加味した評価なども計画している。
対数代数堆積とディオファントス問題

研究成果の概要は以下のようである。関数体上の高次元多様体に対するディオファントス問題については、高次元多様体についてのシャファレヴィチ予想は原型が証明できた。消滅定理と古典的正則変形理論が有効であり双有理的観点は無効であった。高次元モーデル予想は一次無限小変形と極小模型を用いる方法と十年以上前の方法と多重微分層の射影束は多様体の有理点上には有理点をぎっしり含むことから証明できる。与えられた多様体と与えられた曲線と同型な例外部分を除く多様体内の曲線と標準因子との交点数が上から評価できる。数論多様体へ拡張するとよい。径数多様体上の相対潤滑対数概型の対数構造で指定される相対正規交差因子部分を除外するような対数変形理論が得られた。川又変形理論は小平スペンサー正則変形理論より剛性が強く、我々のそれは正則変形理論より弱い。対数微分層のヴェルディエ双対の双対層を接層の替わりにしている。応用として小平次元が非負の多様体の標準因子の安定固定点の因子に対数変形理論を適用して飯高-フィーヴェック予想が得られる。これは小平次元が非負関数体の変形理論となる。望月のグロタンディエク予想のプロピー版定理を用いると多重双対層の順像の弱正値性をある程度代用する。小平次元が非負関数体の変形理論より剛性の弱い双有理変形理論が得られる。径数多様体上の小平次元非負の多様体の族の関数体に対して径数多様体の関数体の絶対ガロア群の関数体の絶対ガロア群の外同型群への表現をが自明なとき関数体の絶対ガロア群が半直積ならば直積となる。関数体上の高次元多様体に対するディオファントス問題への応用が多い。擬射影的トーリック多様体上の対数的開多様体に対して帰納的に代数的輪体の存在を示してホッジ・テートの予想に行き着くことが見られた。潤滑対数概型も局所的にトーリック多様体上に静的に乗っていることから極小模型の問題にも有効であるが、ブローダウンの条件が鍵となる。強極小模型もトロイダル埋入を用いる方法がある。ブローダウンを考えずに対数的潤滑射で支配することで対数的代数堆積を極小模型の代用とするという提案もした。フーリエ・ドリーニュ・佐藤変換を用いて複素代数多様体のホッジ理論を書き換えることを行った。ピー進代数多様体に対してフーリエ・ドリーニュ変換を用いてピー進ホッジ理論を書き換える方がより綺麗に処理できるだろう。対数的開多様体に対する飯高・フィーヴェック予想の類似も半局所環について可能である。ベルリン国際数学者で発表、紀要に発表してきた。

双有理幾何学での変形理論というべき飯高・フィーベックの予想を曲線上の繊維空間の場合に解決し、基底が一般の多様体に拡張している。前者の場合コ-シ・コワレフスカヤの定理がコンパクトのときに有効であったが、非コンパクトのときにはそれに加えて微分方程式の極が媒介変数によらないことが本質的であることが分かった。基底の次元を上げるときの障害は、多重相対双対化層の一階順像に捻じれが有り得ることである。多重標準層の切断の不変性と関連している。これは、アーベル圏のひとつの対象をシフトして得られる圏がアーベル圏となればよい。一方、多重ではないもとの相対層の一階順像は、捻じれがないのでこれに帰着する方法もある。ここで、双有理な変形ということは、一つの繊維全体としては双有理で動かないあるいはその関数体が不変ということである。そのとき、余次元一以上の部分多様体の変形は感知できない。次元aの部分多様体まで感知するためには繊維に含まれる部分多様体の多重a型式の微分層の順像が必要となる。関数体上のシャファレビッチ予想の繊維を高次元化したとき、つぎの定理が得られた。構造射が射影的かつ潤滑とする。相対微分層が相対豊富とし、多重相対微分層の順像が基底上豊富とするならば、剛性である。さらに、標準因子の自己交点数を固定すればそれらは、有限個しかない。非負小平次元をもつ多様体を繊維とする族についてモ-デル型の主張が得られる。極小摸型について、ド・ヨンの構造定理から低次元の極小摸型を帰納法の仮定とし相対一次元の族の極小模型をつくり有限次拡大されている分を群の作用で回復するという方針で構成することを考えている。対数堆積とフーリエ変換にちては次年度研究する。潤滑対数概型さらに潤滑対数代数堆積の対数的変形理論が対数微分層のヴェルディエ双対層を用いて小平・イルジー・加藤の変形理論の形で得られる。対数構造で指定された超曲面を除く部分の変形がコントロールできる。特に、複素数体上の小平次元非負の関数体の変形理論が得られ、それによって飯高・フィーヴェックの予想の主要部が証明された。さらに多重相対双対層の一次順像の捩れがないことを示して予想を証明した。結果についてベルリン国際数学者会議で報告した。紀要にも掲載した。関数体上のモーデル予想も解決し紀要に発表した。方法は無限小一次拡大において変形不変を示し、繊維が一般型であることから双有理模型が局所的に不変に拡張できそれによって元の多様体の変形も不変となることを用いた。3月中旬にタンロン大学でも口演を予定している。対数代数堆積によるアバンダンス予想も論文準備中である。特異点解消問題も対数代数堆積の問題として捉えられる。対数的平坦性の概念が有効となる。また対数代数堆積の理論ので閉じたホッジ理論の再構築もフロベニウス射またはクンマー被覆を用いない構成によってできそうである。フーリエ・佐藤変換を用いるホッジ理論の再構築はまだ準備中である。ポーリャ・ヒルベルトの超関数論的跡公式も佐藤の代数解析的幾何学の手法で研究している。代数解析的ホッジ理論ついてローモンによるドリーニュのウェーュ予想IIをドリーニュ・フーリエ変換によって解析数論の結果を置き換えた方法にならって複素代数多様体に対して、純代数解析に佐藤・フーリエ変換を用いて重さの理論を構築した。それは論文として紀要に発表した。
腸管粘膜リンパ組織刺激によるヒトパピローマウイルス(HPV)ワクチン

HPV16感染は子宮頚癌を誘発する。したがって、HPV16の感染予防ワクチンの開発が進められている。HPV16などの癌誘発HPVに感染する若い女性のほとんど(70-90%)は自然治癒するという疫学結果があり、HPV感染予防ワクチンの臨床応用に際して、どのような対象者にHPVワクチンをするのかという問題点がある。HPV感染防御は、治療法のない現在において、女性の健康にとって重要な問題であるため、より簡便で低コストのワクチン開発が期待されている。最近、鼻粘膜にHPV16VLPを免疫することで有効な中和抗体が誘導されるることを明らかになった。本研究では、我々が開発したHPV16VLPを産生する酵母をマウスに食べさせ、食べるワクチンによって有効なHPV抗体が誘導されるかどうか検討した。方法は、2系統のマウス(Balb C, C57BL)を用い、酵母またはHPV6型酵母を食べさせたものを陰性コントロール、精製したHPV16VLPを鼻粘膜に処置したものを陽性コントロールとした。6匹はHPV16酵母のみ食べさせ、あとの12匹はHPV16酵母とコレラトキシン(CT)(アジュバント)を食べさせた。HPV抗体はHPV-VLPを抗原にしたELISA法で測定した。その結果、HPV16VLPに反応する血清中IgG抗体は、陰性コントロールは陰性であったが、2匹の陽性コントロール、HPV16酵母のみ処置したマウスの50%(3/6)、HPV16酵母+CTマウスの30%(4/12)に誘導された。陽性例の抗体力価は、陽性コントロールとHPV16酵母処置群との間に差はみられなかった。膣粘液中の粘液のIgA抗体はHPV16VLP+CTマウスの17%(2/12)にのみ誘導された。これらの抗体は、変性したcapsid抗原には反応しなかったことから、中和能を持つと考えられた。より有効な免疫法を樹立するため、現在、実験条件を変えて追加実験中である。子宮頚癌は先進国では減少傾向であるが、世界の女性の癌の中では2番目に多いといわれている。一方、ヒトパピローマウイルス(HPV)の感染は、子宮頚癌の最も重要な危険因子であることも明らかになってきた。HPVに有効なワクチンの開発によって、子宮頚癌検診を充分に受けられない地域の女性や、検診の対象外となっている若い女性の子宮頚癌の発生を防止できると考えられている。我々は癌を誘発するHPV16型のウイルス様粒子(VLP)を酵母から精製することに成功した。VLPとは、ウイルス遺伝子をもたない空粒子であり、自然のウイルス粒子と同じ構造をもつため、最も安全で有効なワクチンとして注目されている。HPV16型は膣や子宮頚部などの粘膜組織に感染してそこで癌を誘発するウイルスであり、血中に入り増殖することはない。したがって、従来のウイルスワクチンと同様の免疫法では、HPVに対する有効な粘膜免疫は誘導されないと考えられている。しかし、口腔、または腸管などに存在する粘膜免疫機構を直接刺激することによって、性器の粘膜に有効な中和抗体を誘導出来ることがいくつかの微生物において報告されている。本研究では、HPV16-VLPを産生する酵母をマウスやサルに経口的に投与し、小腸内で消化された後に放出されるVLPが腸管内免疫機構を刺激することで、子宮頚部粘膜に有効な中和抗体が誘導されるかどうかについての検討した。現在、免疫処置はすべて終了し、血中および子宮膣分泌液中の抗体力価の測定を行っている段階である。

これらの抗体は、変性したcapsid抗原には反応しなかったことから、中和能を持つと考えられた。より有効な免疫法を樹立するため、現在、実験条件を変えて追加実験中である。HPV16感染は子宮頚癌を誘発する。したがって、HPV16の感染予防ワクチンの開発が進められている。HPV16などの癌誘発HPVに感染する若い女性のほとんど(70-90%)は自然治癒するという疫学結果があり、HPV感染予防ワクチンの臨床応用に際して、どのような対象者にHPVワクチンをするのかという問題点がある。HPV感染防御は、治療法のない現在において、女性の健康にとって重要な問題であるため、より簡便で低コストのワクチン開発が期待されている。最近、鼻粘膜にHPV16VLPを免疫することで有効な中和抗体が誘導されるることを明らかになった。本研究では、我々が開発したHPV16VLPを産生する酵母をマウスに食べさせ、食べるワクチンによって有効なHPV抗体が誘導されるかどうか検討した。方法は、2系統のマウス(Balb C,C57BL)を用い、酵母またはHPV6型酵母を食べさせたものを陰性コントロール、精製したHPV16VLPを鼻粘膜に処置したものを陽性コントロールとした。6匹はHPV16酵母のみ食べさせ、あとの12匹はHPV16酵母とコレラトキシン(CT)(アジュバント)を食べさせた。HPV抗体はHPV-VLPを抗原にしたELISA法で測定した。その結果、HPV16VLPに反応する血清中IgG抗体は、陰性コントロールは陰性であったが、2匹の陽性コントロール、HPV16酵母のみ処置したマウスの50%(3/6)、HPV16酵母+CTマウスの30%(4/12)に誘導された。陽性例の抗体力価は、陽性コントロールとHPV16酵母処置群との間に差はみられなかった。膣粘液中の粘液のIgA抗体はHPV16VLP+CTマウスの17%(2/12)にのみ誘導された。