hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2重荷電交換反応によるハイパー核の生成・崩壊のスペクトルとハイペロン混合

最終年度である平成24年度に得られた主な成果は以下の通りである。(1)有効相互作用による微視的畳み込みポテンシャルの構築:ハイペロン-核子(YN)相互作用は定量的によく分かっていないためにハイパー核の実験データから相互作用を解明することが必要である。KAT(栗原・赤石・田中)理論に基づき、現実的なYN相互作用を用いてべーテ・ゴールドストン方程式を解いてg行列と2体相関を求め、畳み込み模型によるハイペロンー原子核間有効ポテンシャルを求めた。これをハイパー核YNNに適用し、ヘリウム3を標的核にした(K-,π)反応によって生成される生成スペクトルを理論的に計算して予測した。ΣNNの閾値付近には準束縛状態に対応するS行列の極が存在するために、この実験データの解析を解析することによってΣN相互作用の性質を解明する貴重な情報が得られることを示した。(2)連続状態離散化結合チャネル(CDCC)法による計算コードの開発:「多配位チャネルに拡張されたグリーン関数」法を連続状態離散化結合チャネル(CDCC)法に組み合わせた計算コードを開発した。簡単な例として、ΛN相互作用にガウス型ポテンシャルを仮定して離散化された連続状態の密度分布で畳み込みポテンシャルを求め、ヘリウム3原子核を標的にした(K-,π)反応に適用して、芯核の2核子(NN)の芯核におけるΛpp生成スペクトルを求め、連続状態の寄与を理論的に初めて評価した。その結果、スペクトルの絶対値を2ー3倍程度に大きくするがスペクトルの形はほとんど変わらないことが分かった。3体破砕の効果を考慮した生成スペクトルを評価できるようになった。計算コードの開発に、やや時間を要している。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度は、集中的に議論する機会が少なく、本研究課題を推進するためのエフォートが低迷した。1年間の研究実施計画を早期に確定して十分なエフォートを確保するとともに、定期的な研究打合せの機会を設け、研究代表者・研究分担者間の連携をより密接にすることで効率的に作業を進めるように努める。
閉鎖型植物苗工場の実用化に関する研究

「閉鎖型植物苗工場の実用化に関する研究」は多くの学術的かつ実用的成果をもたらした。本研究において開発した閉鎖型植物苗生産システムは、省エネルギ・省資源・省力的に高付加価値苗の生産を行う実用システムとして、また従来の人工光利用苗生産に関する定説を打ち破った革新的学術成果としても注目を浴びている。研究の成果は原著論文数十編、学会口頭発表約100件、著書(分担執筆を含む)数十編などに公表され、さらに十数編の公表準備中の論文がある。2002年には欧州・米国での国際会議あるいは国際シンポジウムにおける招待講演4件が予定されている。国内のシンポジウムなどでも数件の招待講演が予定されている。本研究の成果は、園芸作物の苗生産だけでなく、植林用樹木、食料作物、工芸作物などの苗生産に応用可能であり、用途が広い。本研究において開発した、エネルギ・物質収支に関する解析方法および高付加価値苗生産の方法論は、学術的にも評価され、また今後、基礎研究が広がると期待される。本研究の結果、苗1本を生産するために必要な電気エネルギ量は従来の数分の一に節減され、現行の電気料金では、苗あたり1円程度にまで低下した。さらに必要水量は約1/15に低下し、また必要CO_2量は約1/3に低下した。このような結果から、本研究で提案された閉鎖型苗生産システムは実用化が可能になった。本システムを用いれば、苗生産に関する省資源、省エネルギ、省力が可能になる。現在、数杜が閉鎖型苗生産システムの商品化を試みている。また、農林水産省関連の技術開発補助金の対象課題ともなっている。閉鎖型苗生産基本モジュール(以下、基本モジュール)のハードウェア,ソフトウェアの製作、試験稼働、および基本モジュール(寸法:幅1m、長さ5m、高さ1m)を用いた苗生産におけるデータ収集および解析を行なった。各基本モジュールの制御ためには、自立・分散した知的計測・制御ユニットを構築した。高品質苗の生産時に消費される電気エネルギ、水およびCO_2の量を実測し、それら実測値を理論値および申請者らの過去の実測値と比較し、それらの最小値を得ることを目指して、基本モジュールには、光源として40W高周波インバータ蛍光灯、最大電気入力1kWの空気調和機(エアコン)、およびCO_2施用機などを設置した。基本モジュール毎に、光強度(最大:500μmol m^<-2> s^<-1> PPF)、明期/暗期、気温、CO_2濃度、相対湿度、気流速度を、計測・制御した。エアコンでの結露水は回収され、かん水・加湿用に再利用された。閉鎖型のために、施用したCO_2および水の利用率は95%以上になった。基本モジュールを用いた苗生産過程における照明、空調などに消費する電力、かん水量、CO_2施用量を経時測定し、さらにエネルギ・物質収支を解析し、照明効率、エアコンの成績係数、苗当たりの消費電力などを算定した。これらの解析、算定にもとづいて、照明方法、空調方式、かん水方式の改善を図った。基本モジュールを用いた育苗中の環境調節により、苗の花芽分化、抽台、休眠などを抑制または促進させて、苗の付加価値を高める技術を開発する。トマト育苗中の温度、光強度およびCO_2濃度を調節することにより、トマト第1花房着花節位を10段目から8段目以下に低下させることが出来た。また、ハクサイ、ホウレンソウなどの栽培時における抽台を、育苗中の温度および明期時間の調節により抑制出来た。平成12年度は,11年度の研究成果にもとづいて、改良型基本モジュールを4つ製作した。そして、それらの改良型基本モジュールを改良型生産管理ソフトウェアを用いて管理しつつ、高付加価値苗生産の知的環境調節技術の開発を行なった。

植物材料には、主としてサツマイモを用い、またトマトとナスを用いた。苗1本を生産するに必要な電力、水、CO2、作業などの量を、環境計測装置を用いて詳細に計測し、最小のエネルギ・資源を用いて高品質苗の生産を行なうための環境調節および生産計画を実現するための基礎資料を得た。苗の成長・増殖モデルのパラメータ値は、主に、苗の画像計測値から算定し、他方、破壊測定によって検証した。この画像計測装置は、2台のCCDカメラを用いて、2つの2次元画像から1つの3次元画像を構成するものである。セル成型苗トレイ上にある苗群落の画像からの苗成長情報を、分光光度計を用いたクロロフィル濃度測定などの化学分析値および光合成・蒸散測定装置を用いた物理測定値と比較・解析して、非破壊画像処理計測の精度を向上させた。G2を用いて作成した生産管理ソフトウェアのプロトタイプを、Javaに移植し、分散ネットワーク環境で稼働でき、かつ、ポータビィティを高めるように改良を試みた。そして、基本モジュールを3台以上連結した場合の苗生産においても使用可能な程度に、生産管理ソフトウェアの性能を高めた。オブジェクト指向プログラミングの利点を最大限に活かした生産管理ソフトウェアとした。以上により、生産管理ソフトウェア、成長監視画像計測処理システムおよび基本モジュールは、それほど変更せずに実用化できるまでに完成度を高め、実用化の一歩手前まで達した。平成12年度まで同課題に関する研究成果にもとづいて、閉鎖型苗生産システムの改良型を製作した。この改良型システムを用いて、高付加価値苗生産の環境調節技術の開発した。植物材料には、トマト、ナス、およびサツマイモを用いた。トマトについては、葉位8段目に第一花房を安定的に着生させるといった高付加価値化のための環境条件を確定した。さらに苗1本を生産するに必要な電力、水、CO_2などの量を詳細に計測し、システムのエネルギ収支、水収支およびCO_2収支を解析した。これらのエネルギ・物質収支解析にもとづき、最小の電気エネルギ・資源を用いて高品質苗の生産を行うための環境調節および生産計画を実現するための基礎資料を得た。そして、効率的な苗および増殖体生産を行う上で必要な、苗の成長・増殖のシミュレーションモデルを開発した。苗の成長・増殖モデルのパラメータ値の一部は、苗の2次元画像の3次元化装置からの非破壊画像処理により算定し、他方、破壊測定によって検証した。その結果、苗1本を生産するために必要な電気エネルギ量を従来の数分の一に節減することが可能になり、現行の電気料金では、苗当たり1円程度にまで低下させられることを示した。さらに苗生産にかかわる必要水量は約1/15に低下し、また必要CO_2量は約1/3に低下した。このような結果から、本研究で提案された閉鎖型苗生産システムは実用化が可能であることが示された。現在、同課題の成果にもとづき、数社がその商品化を試みている。また、その開発は、農林水産省関連の技術開発補助金の対象課題ともなっている。
学習障害児における視聴覚刺激時の内部空間と姿勢に関する研究

本研究では,ヒトの内部空間の構成過程を調べることを目的とし,視聴覚刺激の時間をいろいろ変化させ,姿勢を変化させることにより時間的に内部空間がどのように構成されるかを調べた.これまで指示運動時の学習障害児の頭部および体幹の位置変化を計測してきたが,体動の指標としてさらに重心動揺計を用いて重心を計測した.これにより床近傍で磁気に乱れが生じるため計測できなかった下肢などの動きや全体的な体動を調べることができた.被験者として健常者および学習障害児を用い,得られたデータから内部空間の時間的形成過程,刺激の種類による差異および刺激ごとの内部空間の存在の有無を調べた.平成8年度は本年度の設備備品費で重心動揺計を購入し,これまで計測してきた頭部,上肢および体幹部以外に重心や下肢などの動きの計測を行うことを中心に以下の手順で行った.平成9年度には,学習障害児の計測を重点的に行い,健常者のデータと比較を行った.また,指示運動は3次元的に行われることから,その表示に適した高速処理ができるパーソナルコンピュータを購入し,データ処理を行った.平成10年度は,内部空間の構造および形成過程について検討した.本研究では,ヒトの内部空間の構成過程を調べることを目的とし,視聴覚刺激の時間をいろいろ変化させ,姿勢を変化させることにより時間的に内部空間がどのように構成されるかを調べた.これまで指示運動時の学習障害児の頭部および体幹の位置変化を計測してきたが,体動の指標としてさらに重心動揺計を用いて重心を計測した.これにより床近傍で磁気に乱れが生じるため計測できなかった下肢などの動きや全体的な体動を調べることができた.被験者として健常者および学習障害児を用い,得られたデータから内部空間の時間的形成過程,刺激の種類による差異および刺激ごとの内部空間の存在の有無を調べた.平成8年度は本年度の設備備品費で重心動揺計を購入し,これまで計測してきた頭部,上肢および体幹部以外に重心や下肢などの動きの計測を行うことを中心に以下の手順で行った.平成9年度には,学習障害児の計測を重点的に行い,健常者のデータと比較を行った.また,指示運動は3次元的に行われることから,その表示に適した高速処理ができるパーソナルコンピュータを購入し,データ処理を行った.平成10年度は,内部空間の構造および形成過程について検討した.本年度では,ヒトの内部空間の構成過程を調べることを目的とした内部空間計測装置の開発を行った。半径1.5m,幅5cmの半円状の板に円の中心から10度間隔でスピーカと発光ダイオードを19個配列したものを3つ製作した.これらを50cm間隔で上下に配置した.これまで被験者の眼球位置における水平面内のみでの計測であったが,上下方向幅1m内で3列の視聴覚刺激装置を木製支柱に取り付けた.57個(19×3)の視聴覚刺激はパソコン(Gateway社製)で制御される.また,本年度の備品費で購入した平衡機能計(NEC三栄社製)の出力を取り込むプログラムを作製した.視聴覚刺激制御信号及び平衡機能計出力取り込みプログラムはLav Viewを用いて作製した.国立特殊教育総合研究所での学習障害児に関するシンポジウムに参加し,学習障害児の運動系の計測の研究が少なく早急に研究を遂行する必要性を感じた.また,我々の研究室を訪問した米国での学習障害児教育の専門家であるT. S. Hasselbring教授(Vanderbilt Univ.)及びM. M. Behrmann教授(George Mason Univ.)との研究打ち合わせから,学習障害児における言語による空間指示と運動との関連は未知の分野であり,実験のプロトコール作製には学習障害児の専門家を交えて行うことにした.目の高さに中段を,上下20°の高さに上段,下段を配置し,各段に被藤者の鼻骨を中心とする半径1.5mの半円周上にターゲットを左80°から右80°まで20°間隔にスピーカとLEDを同位置に9個ずつ,計27の呈示点を設けた.(1)視覚刺激,(2)聴覚刺激,(3)視聴覚同時刺激の各刺激を0.2秒間呈示し,それらに対する指示を計測した.評価は,指示の方位角のみに注目し,刺激呈示位置からの指示の「ずれ角大きい」,各呈示点に対し4回あるいは10回行う指示の「ばらつき」,刺激呈示から指示終了までの「反応時間」の3指標により評価した.健常成人の計測では、指示の「ばらつき」「ずれ角の大きさ」の2指標は3刺激に対する指示のどれにおいても,左右60°を超える範囲と左右40°以内において傾向が異なっていた.分散分析を行った結果,左右60°を越える範囲において上記2指標に位置依存性があり,左右40°の範囲においてはそれぞれの指標の位置依存性がみられなかった.この結果より,左右40°以内の範囲においては呈示位置の違いによる指示の特性が変わらないと解釈し,その範囲に対する指示のみを群間比較に用いることとした.健常児群(6名)とLD児群(5名)の計測値を比較した結果,すべてのLD児が3刺激のいずれか,あるいは複数において健常児と比較して定位が劣っている結果が得られた.健常児と差が見られた刺激条件はLD児内で一定しておらず,LD児Aは視覚刺激に対して,LD児Bは鹿覚刺激に対する定位が健常児と比較して劣っていたという風に個人差が大きかった.

視覚刺激に対し,健常児と差を示したLD児には,視覚刺激に対して反応できなかった点の多さも目立った.また,各刺激,指標に関してLD同士で比較した結果,LD児同士でも差が認められた.本年度は視覚刺激に対する姿勢制御系の応答を重点的に調べた.体動の指標としてさらに重心動揺計を用いて重心を計測した.これにより頭部および体幹の動き以外で床近傍で磁気に乱れが生じるため計測できなかった全体的な体動を調べることができた.また,指示運動では3次元的な運動を伴うことからデータ処理を行い結果を出力するまでに時間がかかるが,最近の高速パーソナルコンピュータを使用することにより有効な3次元データを表示できる.本研究では,ヒトの内部空間の構成過程を調べることを目的とし,視聴覚刺激の時間をいろいろ変化させ,姿勢を変化させることにより時間的に内部空間がどのように構成されるかを調べた.被験者として健常者および学習障害児を用い,得られたデータから内部空間の時間的形成過程,刺激の種類による差異および刺激ごとの内部空間の存在の有無を調べた.これらの装置を用いて学習障害児の内部空間の構成に関する研究を行い,日本エム・イー学会,電子情報通信学会,日本バーチャルリアリティ学会等で成果を発表した.
エンアセタール類の分子内ハロエーテル化反応を利用する不斉識別手法の開発とその応用

エンアセタール類の分子内ハロエーテル化反応に基づく不斉識別手法の展開と応用を目的として、1)σ-対称ジエン類の不斉非対称化-多不斉中心の立体選択的構築、と2)σ-対称ジオール類の不斉非対称化、の研究を行った。1)σ-対称ジエン類の不斉非対称化-多不斉中心の立体選択的構築:σ-対称シクロヘキサジエンアルデヒドとC2対称光学活性ジオール由来のアセタールの立体選択的ハロエーテル化反応により二個の二重結合を識別した光学活性シクロヘキセン化合物を得た。次いで二重結合のハイドロボレーション-オキシデーションと引き続く脱ヒドロブロミネーションによりエノン体を得、立体選択的な1,4-付加反応とジアリル化反応により、ステモナアルカロイドであるステニンと同じ炭素骨格を有する多連続不斉中心を持つシクロアルカン構造の合成に成功した。現在ステニンの全合成に向けて、検討中である。2)σ-対称ジオール類の不斉非対称化:光学活性ノルボルネンアルデヒド誘導体を光学分割補助剤として用い、分子内に二重結合を持つ環状および鎖状メソ-1,2-ジオール類の高効率的不斉非対称化に成功した。また容易に大量に手に入るC_2対称光学活性ジオールであるヒドロベンゾインを用いて、ラセミのノルボルネンアルデヒド誘導体を、光学分割により容易にかつ両エナンチオマーとして得る事に成功した。さらにその手法を用いて、光学活性なexo-フェニルノルボルネンアルデヒドを得、従来我々が用いていた揮発性のあるexo-メチルノルボルネンアルデヒドに代わり、このものが揮発性を持たず、かつ優れたメソ-1,2-ジオール類の不斉非対称化剤になることを明らかにした。1)σ-対称ジエン類の不斉非対称化-多不斉中心の立体選択的構築、として既にシグマ対称シクロヘキサジエンアルデヒドとC_2対称光学活性ジオール由来のアセタールの立体選択的ハロエーテル化反応により得ている、ジエンが不斉非対称化されたシクロヘキセン化合物の残りの二重結合のハイドロボレーション-オキシデーショシと引き続く脱ヒドロブロミネーションにより、エノン体を得、ついで立体選択的な1,4-付加反応とアリル化反応により、ステモナアルカロイドであるステニンと同じ炭素骨格を有する多連続不斉中心を持つシクロアルカン構造の合成に成功した。また、2)σ-対称ジオール類の不斉非対称化、として、既に飽和のメソ-1,2-ジオール類で確立した光学活性ノルボルネンアルデヒド誘導体を光学分割補助剤として用い、分子内ハロエーテル化反応を鍵反応とする不斉非対称化反応サイクルを、分子内に二重結合を持つ環状および鎖状メソ-1,2-ジオール類にも適用し、これらの場合も問題なく高効率的不斉非対称化が進行することを明らかにした。また、容易に大量に手に入る_2対称光学活性ジオールであるヒドロベンゾインを用いて、ラセミのノルボルネンアルデヒド誘導体をアセタール化し、その分子内ハロエーテル化反応が速度論制御下に進行することを見いだし、これまで不斉合成により合成していた光学活性ノルボルネンアルデヒド誘導体を、光学分割により容易にかつ両エナンチオマーとして得る事に成功した。エンアセタール類の分子内ハロエーテル化反応に基づく不斉識別手法の展開と応用を目的として、1) δ-対称ジエン類の不斉非対称化-多不斉中心の立体選択的構築、と2) δ-対称ジオール類の不斉非対称化の研究を行った。

1) δ-対称ジエン類の不斉非対称化:既に我々はδ-対称シクロヘキサジエンアルデヒドとC2対称光学活性ジオール由来のアセタールの立体選択的ハロエーテル化反応により二重結合を識別し、ついで数行程を経て、ステモナアルカロイドであるステニンと同じ炭素骨格を有する多連続不斉中心を持つジアリルシクロアルカン構造を合成した。そこで今年度は二つのアリル基の識別を行い、さらに数行程を経て、窒素原子の導入にも成功した。現在ステニンの全合成に向けて、検討中である。また、2) δ-対称ジオール類の不斉非対称化として、これまで不斉合成により合成していた光学分割補助剤である光学活性ノルボルネンアルデヒド誘導体を、光学分割により容易にかつ両エナンチオマーとして得る事に成功したが、その手法を用いて、従来我々が用いていた揮発性のあるexo-メチルノルボルネンアルデヒドに代わり、exo-フェニルノルボルネンアルデヒドが揮発性を持たず、かつ優れたメソ-1,2-ジオール類の不斉非対称化剤になることを明らかにした。また、我々のδ-対称ジオール類の不斉非対称化法をメソ-1,3-ジオールに適用し、この場合、endo-メチルノルボルネンアルデヒドが、揮発性を示さず、優れた不斉非対称化剤になることを明らかにした。
Ｓｈｉｇａ　ｔｏｘｉｎ２による腸管出血生大腸菌感染症重篤化の分子機構の解明

志賀毒素(Stx)はO157:H7に代表される腸管出血性大腸菌が産生する主要な病原因子であり、時に致死的な合併症を引き起こす。最も頻繁に検出されるStxは、Stx1aとStx2aであるが、個体に対する毒性はStx2aのほうがはるかに強い。しかしながら、その強毒性発現の分子機構は不明であった。本研究により、Stx2aは一旦標的細胞に侵入した後、膜構造体をとって遊離すること、Stx1aではこのような現象は起こらないこと、さらにその構造体をとったStx2aが個体での強毒性を発揮する本態であることが示された。本知見により本疾患の治療にむけた新たな創薬分子の設定が可能となった。腸管出血生大腸菌が産生するStxにはStx1,Stx2の2つのファミリーが知られているが、Stx2の方が臨床的にも疫学的にも症状の重篤化と密接に関係している。しかしながら、その強毒性発現機構については全く明らかにされていない。これまでに我々は、標的細胞内でのStx2の小胞輸送にはStx1にはない特徴的な経路が存在していること、その結果Stx2のみが活性型Stx2となって効率よく細胞外に放出されること、さらにマウスにStx2を静脈投与すると活性型Stx2が血中に検出できること、を見出した。本研究では、このStx2に特徴的な小胞輸送の分子機構を明らかにし、さらにこの現象が生体内でのStx2の強毒性発現にどのように関与しているかを解明する。1.Stx1ならびにStx2のハイブリッドStxを用いた検討我々はすでに、Stx1とStx2とでは、両者の受容体認識に利用されるグロボ3糖結合部位が異なっていることを見出している。この相違がStx2に特徴的な経路に直接関与しているか否か、について検討するためStx1ならびにStx2のA-,Bサブユニットそれぞれを入れ替えたハイブリッドStxを作製した。得られたハイブリッドStxを用いて細胞内輸送を検討した結果、A-サブユニットのタイプに関わらず、Stx2のB-サブユニットを持っていれば活性型Stxの細胞外への遊離が起こること、すなわちStx2のB-サブユニットによって本経路が規定されていることを見出した。2.多価型ペプチドライブラリー法を用いたStx2のグロボ3糖結合部位特異的阻害分子の同定我々が独自に開発した多価型ペプチドライブラリーならびに多価型ペプチドシート合成技術(特願2010-019731)を用い、Stx2B-サブユニットの各種グロボ3糖結合部位を標的として、部位特異的結合モチーフを順次取得している。現存までに、10種以上を同定しており、毒性阻害活性、細胞内輸送への効果について評価を推進している。1. Stx1ならびにStx2のB-サブユニットのシグナル伝達機構の解明本年度では、Stx1ならびにStx2のB-サブユニットそれぞれについて、受容体に結合後その下流の各種シグナル分子の活性化を詳細に検討した。その結果、まずStx1Bサブユニットについては、ERK, p38の活性化、NFkB経路の活性化を引き起こしていること、さらにこれらシグナルの下流であるMIP1b, IL8, TNFaの発現誘導を起こしていることが明らかとなった。また、Stx2Bサブユニットについては、現時点でERK, p38の活性化を同様に引き起こしていることを明らかにしている。さらに、Intabis AG社のCellSpots合成装置を用いて合成した各種portein kinase特異的基質を特定の基材にスポットしたものを用いて、各種portein kinaseの活性化状態を網羅的に調べている。これまでにスポット合成の条件を確立し、高いS/N比でシグナルを検出する系が構築できている。2. Stxのグロボ3糖結合部位特異的阻害分子を用いた検討これまでに開発してきたペプチド性Stx阻害分子を用い、上記Stx1ならびにStx2によって発生するシグナルに対する効果を検討した。その結果、2種のペプチド性Stx阻害分子を用いることにより、Stx1ならびにStx2では毒性発現に関わるシグナルが異なっている可能性を示すことができた。特にStx2の毒性発現にはp38が密接に関与していることを示すことができた。現在、この2種のペプチド性Stx阻害分子をプローブとして用い、両Stxの細胞内輸送への効果、さらに毒性発現に関与していると考えられる細胞外への遊離に対する効果を検討している。1. Stx1ならびにStx2の細胞内輸送に関わる分子機構の解明これまでに、Stx1とStx2ではその輸送経路が異なっていること、特にStx2は細胞内へ取り込まれたあと活性型となって再び細胞外へとリリースされるというユニークな輸送経路を有していることを見出している。26年度は、RNA干渉法によってRab11の2種のサブタイプ、Rab11aとRab11bをそれぞれノックダウンさせたVero cellを用い、Vero細胞にStx1ならびにStx2を取り込ませたあと、細胞内に存在しているStx(セルライセート)、ならびに細胞外へとリリースされたStx(TCA ppt)、リソソームで分解されて細胞外へとリリースされたStx(TCA sup)を定量し、Stx1とStx2の細胞内輸送におけるRab11の関与について検討を行った。

その結果、Rab11bをノックダウンすると、Rab11aをノックダウンした場合よりも細胞外へとリリースされたStx2の量が有意に減少すること、すなわちSt2特異的なリサイクリング経路にはRa11bが密接に関与していることを明らかにした。2.細胞外に放出されるStx2の存在形態の解明Stx2は活性型となって細胞外に放出されるが、この遊離されたStx2の毒性、形態に関して詳細に検討することが必要である。特に個体でのStx1と2の毒性の顕著な相違に、この細胞外に遊離されてくるStx2が関与しているのであれば、この点に関する詳細な検討は本研究の重要な部分を構成する。これまでに細胞外に放出されるStx2を含む細胞培養上清を回収し、この上清をゲル濾過にて分画することにより、exosome様の構造体を構成している可能性があることをみいだした。さらにvero細胞に対する毒性に関しては野生型Stx2と比較検討を行い、同等の活性を保持していること、を見出した。現在マウス個体に対する毒性試験を検討中である。1. Stx1ならびにStx2の細胞内輸送に関わる分子機構の解明これまでに、Stx2特異的なリサイクリング経路にはsmall Gタンパク質の一種であるRab11bが密接に関与していること、を見いだしている。本年度は、これまでのsiRNA法によるノックダウンの効率ならびに特異性を向上させるため、新たにCRISPER/Cas9システムを導入し、安定的に各Rab11サブタイプをノックアウトする系の確立を試みた。その結果、siRNA法に比し大きな改善は得られなかったものの、CRISPER/Cas9法が有効に機能し、各サブタイプのノックアウトが可能であることが示された。これら2つの独立したノックダウン系を用いることにより、よりオフターゲット効果を排除したRab11bの詳細な機能解析が可能となった。2.細胞外に放出されるStx2の存在形態の解明これまでに細胞外に放出されるStx2を含む細胞培養上清を回収し、この上清をゲル濾過にて分画することにより、exosome様の構造体を構成している可能性があることをみいだしている。今回、ゲル濾過後の高分子量画分にexosomeのマーカータンパクであるAlixならびにtsg101が存在すること、さらに超遠心分画法によってもこれらマーカーと同じ画分に分画されること、すなわち細胞外に放出されるStx2の一部はexosome様の構造体(exo-Stx2)を構成していることを明瞭に示すことができた。このexo-Stx2と純品Stx2を、個体死を起こさない量(Stx2量;0.1, 0.3 ng/body)でマウスに投与したところ、0.1 ng/bodyで投与4日後、0.3 ng/bodyで6日後をピークとして、exo-Stx2を投与した場合にのみ著しい尿量の増加が観察された。このとき腎尿細管にexo-Stx2を投与した場合により重篤な組織障害が観察された。本結果はexo-Stx2が形成されることが個体でのStx2の強毒性の本体である可能性を強く示唆するものである。志賀毒素(Stx)はO157:H7に代表される腸管出血性大腸菌が産生する主要な病原因子であり、時に致死的な合併症を引き起こす。最も頻繁に検出されるStxは、Stx1aとStx2aであるが、個体に対する毒性はStx2aのほうがはるかに強い。
クロスオーバー試験による超高齢社会に対応したインプラント治療ガイドラインの確立

研究の意義と重要性日本では自由診療として行われているインプラント治療は,他の補綴治療と比較して治療効果が大きく,患者のQOLの向上に寄与してきたことは間違いない.今後高齢者患者が増加することは自明の理である故に,本治療法の欠点である患者への侵襲を小さくすることと,その治療効果の高いエビデンスが必要なはずである.そこで,本研究は患者・術者にとってインプラント治療のエビデンスを構築するために前向き研究によって,超高齢社会に対応したインプラント治療ガイドラインを確立することを目的に定めた.研究内容と結果被験者は下顎無歯顎インプラントオーバーデンチャー装着者10名(以下IOD群)と下顎全部床義歯装着者35名とした.まず,IOD群と下顎全部床義歯装着者35名を各種機能評価表((1)義歯評価表,(2)咀嚼機能評価表,(3)満足度評価表)を用いて比較検討を行った.次に,両群間で年齢,性別,現義歯使用年数,顎堤吸収の状態をマッチング因子としてマッチングテストを行い,抽出した全部床義歯装着者10名(以下CD群)とIOD群を新たな被験者とした.顎堤状態は,顎堤スコア算出表を用いて顎堤の断面形態,弾性,高さ,対向関係をスコア化した.その後,IOD群とCD群で同様に比較した.本研究において,全部床義歯と磁性バーアタッチメントを用いたインプラントオーバーデンチャーの治療効果の判定に,顎堤状態を加味したマッチングテストの有用性が示唆された.また,全部床義歯と比較して,磁性バーアタッチメントを用いたインプラントオーバーデンチャーの治療効果が高いことが明らかとなった.研究の意義と重要性日本では自由診療として行われているインプラント治療は,他の補綴治療と比較して治療効果が大きく,患者のQOLの向上に寄与してきたことは間違いない.今後高齢者患者が増加することは自明の理である故に,本治療法の欠点である患者への侵襲を小さくすることと,その治療効果の高いエビデンスが必要なはずである.そこで,本研究は患者・術者にとってインプラント治療のエビデンスを構築するために前向き研究によって,超高齢社会に対応したインプラント治療ガイドラインを確立することを目的に定めた.研究内容と結果被験者は下顎無歯顎インプラントオーバーデンチャー装着者10名(以下IOD群)と下顎全部床義歯装着者35名とした.まず,IOD群と下顎全部床義歯装着者35名を各種機能評価表((1)義歯評価表,(2)咀嚼機能評価表,(3)満足度評価表)を用いて比較検討を行った.次に,両群間で年齢,性別,現義歯使用年数,顎堤吸収の状態をマッチング因子としてマッチングテストを行い,抽出した全部床義歯装着者10名(以下CD群)とIOD群を新たな被験者とした.顎堤状態は,顎堤スコア算出表を用いて顎堤の断面形態,弾性,高さ,対向関係をスコア化した.その後,IOD群とCD群で同様に比較した.本研究において,全部床義歯と磁性バーアタッチメントを用いたインプラントオーバーデンチャーの治療効果の判定に,顎堤状態を加味したマッチングテストの有用性が示唆された.また,全部床義歯と比較して,磁性バーアタッチメントを用いたインプラントオーバーデンチャーの治療効果が高いことが明らかとなった.I.研究目的近年,比較的低浸襲で,低コストであるインプラントオーバーデンチャーによる治療が盛んに行われている.しかし,治療方法が臨床に浸透しているにも関わらず,前向き研究による評価は稀有である.本研究は,患者,術者にとってインプラント治療のエビデンスを構築するために前向き研究によって,超高齢社会に対応したインプラント治療ガイドラインを確立することを目的として定める.II.研究計画下顎無歯顎患者を対象として以下の順で研究をすすめる.1.評価表による口腔内状態のスコア化-データ収集-2.機能評価表による治療効果の定量化全部床義歯治療希望者とインプラント治療希望者(インプラント支持,インプラント+粘膜支持,粘膜支持)の治療効果を義歯評価・咀嚼機能評価・日常生活評価・満足度評価・咬合力評価により定量化する.3.クロスオーバー試験インプラント治療希望者(インプラント支持,インプラント+粘膜支持,粘膜支持)を3ヵ月毎に他の補綴装置を装着し、2.と同様の評価を行う.III.結果と考察集められた評価より,各診査項目が各群間で可能な限り近い値を取るように一致させて,治療効果の明確化を行う予定である。その後、費用対効果の高いインプラントオーバーデンチャー治療を確立する.日本では自由診療として行われているインプラント治療は、他の補綴治療と比較して治療効果が大きく、患者のQOLの向上に寄与してきたことは間違いない。今後高齢者患者の増加が予測できる故に、本治療法の欠点である患者への侵襲を小さくすることと、その治療効果の高いエビデンスが必要なはずである。近年、比較的低侵襲で、低コストであるインプラントオーバーデンチャーによる治療が盛んに行われている。しかし、治療方法が臨床に浸透しているにも関わらず、前向き研究による評価は稀有である。長い間信頼性の高いインプラント治療のエビデンスが生まれることは無かった。そこで、本研究は患者、術者にとってインプラント治療のエビデンスを構築するために前向き研究によって、超高齢社会に対応したインプラント治療ガイドラインの確立を目的とした。
エピゲノム情報を用いた統合的データ解析によるアディポネクチン発現パスウェイの解明

アディポネクチンやレジスチンの分泌異常は生活習慣病の発症に深く関与する。これらの血中濃度は、遺伝因子の影響を受けることが知られているが、既知の濃度関連遺伝子で説明できる割合は非常に少ない。本研究では192名の一般住民男性を対象に、これらの血中濃度、SNP情報、DNAメチル化アレイデータを使用して、これらの血中濃度に関連するDNAメチル化サイトを探索した。その結果、アディポネクチンに対して5カ所、レジスチンに対して1カ所のサイトを特定した。更に、レジスチンと関連したサイトは、近隣に存在するSNPとの関連も確認された。これらの結果は、後天的ゲノム修飾を介した血中濃度の制御に対する新たな知見となる。申請者らは、バイオインフォマティクス解析により、後天的ゲノム修飾が血中アディポネクチン濃度に如何なる影響を与えるのか、発現パスウェイの調査・解明を目的とする。本研究では、北名古屋市住民コホート(北名古屋ゲノム疫学研究: KING Study、NCT00262691)の中でメチル化アレイ(Illumina HumanMethylation450)を測定した男性・非糖尿病患者192名を対象に、血中アディポネクチン濃度に関連するDNAメチル化サイトを探索した。Batch effectを初めとする本研究に悪影響を与え得るバイアスは、複数のバイオインフォマティクス解析手法を活用する事で可能な限り取り除き、一般化線形モデル(GLM)を使用して、アディポネクチン濃度と関連するメチル化サイトの探索を行った。結果として、アディポネクチン濃度とP < 1.0 x 10の-6乗で関連するサイトを5カ所(4座位)同定した。アディポネクチンの分泌異常である低アディポネクチン血症は、肥満や高血圧、2型糖尿病、メタボリックシンドローム、心筋梗塞など様々な病態において認められ、これらの生活習慣病の発症および進展に深く関与する。アディポネクチン濃度が増減する分子メカニズムの解明は、そのメカニズムに沿ったアディポネクチン関連疾患の治療戦略の開発に繋がる事が期待される。そのため、本研究で同定されたメチル化サイトはそれらの足がかりになる事が期待され、非常に重要である。更に本研究対象を含むメチル化アレイとSNPデータを用いて、アディポネクチン濃度とSNPのゲノムワイドメタアナリシス及び、若年発症心筋梗塞に関連するSNPの同定、喫煙習慣に関連するメチル化サイトの探索を行った。これら同定されたSNP・メチル化サイトと上記で同定したメチル化サイトとの関連も今後確認する予定である。本年度は、アディポネクチンと同じくアディポサイトカインとして同定されたレジスチンに注目した。すなわち、バイオインフォマティクス解析により、後天的ゲノム修飾が血中レジスチン濃度に如何なる影響を与えるのか、発現パスウェイの調査・解明を目的とした。本研究では、北名古屋市住民コホート(北名古屋ゲノム疫学研究: KING Study、NCT00262691)の中でメチル化アレイ(Illumina HumanMethylation450)を測定した男性・非糖尿病患者192名を対象に、血中レジスチン濃度に関連するDNAメチル化サイトを探索した。Batch effectを初めとする本研究に悪影響を与え得るバイアスは、複数のバイオインフォマティクス解析手法を活用する事で可能な限り取り除き、一般化線形モデル(GLM)を使用して、レジスチン濃度と関連するメチル化サイトの探索を行った。結果として、レジスチン濃度とP < 1.0 x 10の-8乗で関連するサイトを1カ所同定した。更に、過去に測定したSNPデータを用いて、レジスチン濃度に寄与するDNAメチル化サイトとの関連を調査したところ、有意な関連が観測された。レジスチンの分泌異常である高レジスチン血症は、アディポネクチンと同様肥満や高血圧、2型糖尿病、メタボリックシンドローム、心筋梗塞など様々な病態において認められ、これらの生活習慣病の発症および進展に深く関与する。本研究で同定されたSNPーメチル化ーレジスチンの関係性は病態解明のあらたな知見となる。26年度が最終年度であるため、記入しない。バイオインフォマティクス26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画時に、初年度は、アディポネクチン濃度に関連するメチル化サイトの探索を行う事を目的とした。昨年度の段階で、我々は北名古屋市住民コホート(北名古屋ゲノム疫学研究: KING Study、NCT00262691)の中でメチル化アレイ(HumanMethylation450)を測定した男性・非糖尿病患者192名を対象に、DNAメチル化強度と血中アディポネクチン濃度の関連解析を実施した。本研究に悪影響を与え得るバイアスを、バイオインフォマティクス解析を活用する事で可能な限り取り除き、一般化線形モデル(GLM)を使用して、アディポネクチン濃度と関連するメチル化サイトの探索を行った。

結果として、アディポネクチン濃度とP < 1.0 x 10の-6乗で関連する関連するサイトを5カ所(4座位)同定した。この様に研究計画時の目的を達成できている事から、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。我々は昨年度の時点で、KING Study参加者のメチル化アレイ(HumanMethylation450)データから、アディポネクチン濃度とP < 1.0 x 10の-6乗で関連する関連するメチル化サイトを5カ所(4座位)同定した。今後の研究では、これらのサイトを対象に以下の二つの解析を進める。解析1:関連が確認されたメチル化サイトから、SNPや生活習慣に起因するメチル化サイトの探索を行う。解析2:一連の解析で得られたメチル化サイトに対して、バイオインフォマティクスツールを活用したパスウェイ解析を行う。
鉄触媒を利用した固体電解質によるＣＯ２直接分解

CCS(CO2 capture and storage)は,大量のCO2を排出する,火力発電所や鉄鋼業において有効である.固体電解質を使ったCO2の直接分解は,CCSによって集められたCO2の一部を原料とし,鉄鋼業の未利用熱や自然エネルギーを使うことで資源化できるもう一つのオプションである.本研究では, YSZとPt電極を用いた一般的なセルを用いて2.5V4.0Vの高電圧を印加し,その後の電解効率に対する影響を調査した.電流密度が低い新しいセルに高電圧を印加することによって,電流密度は大きく上昇した.これはYSZ-Pt界面のPtがナノからミクロの構造をとって,密着していることが分かった.世界の化石燃料の使用量は継続して上昇しており,それがどこまで続くのか計り知れないものがある.そのため,地球の大気中におけるCO2濃度は,産業革命から常に増加しており,近年の異常気象との関係が危惧されているところである.化石燃料の枯渇問題は近年シエールガス・オイルなどの発見により,先延ばしにされた観があるが,人類にとってCO2削減は継続して取り組むべき課題であると考える.本研究ではジルコニア固体電解質(YSZ)を用いてCO2電解を行った.アノード側の反応は,O^2- →1/2 O2(g) + 2e- (1),カソード側の反応は,CO2(g) +2e- =CO(g) + O2- (2)と考えられる.電解質のアノード側はO2ガス発生側でPt電極とした.カソード側は,CO2ガス分解側であり,Pt電極およびFe電極を用いてそれぞれCO2分解性能を比較した.H24年度は,実験装置の作成,基礎データの収集に努めた.カソード側にPt電極を用いた場合の結果は良好なもので,本実験装置でCO2の高温電解が比較的容易に進行する事を確認出来た.現在,Fe電極において,実験中である.Fe電極では鉄の酸化反応が進行しすぎて,発熱し固体電解質が割れるトラブルが相次いだ.H25年度は,Fe電極の反応解析に先立ち,Pt電極の構造変化を,EF-SEMを用いて明らかにした.その結果,Pt電極の構造そのものが電解中に変化することがわかった.この現象は,Fe電極の場合に,どのように作用するのか興味のあるところである.H26年度は,同様の手法を用いてFe電極の構造変化を明らかにするとともに,Fe電極の場合の最適電解条件を求める予定である.CCS(CO2 capture and storage)は,大量のCO2を排出する,火力発電所や鉄鋼業において有効である.固体電解質を使ったCO2の直接分解は,CCSによって集められたCO2の一部を原料とし,鉄鋼業の未利用熱や自然エネルギーを使うことで資源化できるもう一つのオプションである.本研究では, YSZとPt電極を用いた一般的なセルを用いて2.5V4.0Vの高電圧を印加し,その後の電解効率に対する影響を調査した.電流密度が低い新しいセルに高電圧を印加することによって,電流密度は大きく上昇した.これはYSZ-Pt界面のPtがナノからミクロの構造をとって,密着していることが分かった.福島の原発事故によって日本におけるCO2削減問題は大きく後退したと言える.しかし,長期的視野に立てば,CO2削減は避けて通ることは出来ない重要な問題である.CO2の電解もその基礎技術の一つであり,炭素と酸素に分離して再利用出来れば,環境問題と資源問題を軽減する一つの方策になり得るものと思われる.現在,鉄鋼業ではCO2を削減するため,様々な分野で省エネルギー・省資源に取り組んでいる.その中で,CCS(CO2 capture and storage)として,CO2を大量に分離貯蔵する技術開発が進んでいる.このとき,分離したCO2を原料として,自然エネルギー(風量,太陽光)のような変動の大きい電源を使用し,炭素および酸素,また状況に応じてCOガスなどを製造出来れば,その電源変動を吸収し,既存電源設備への負荷を軽減出来るため今後重要になるものと考えられる.本研究ではジルコニア固体電解質を用いてCO2電解を行った.アノード側の反応は,電解質のアノード側はO2ガス発生側でPt電極とした.カソード側は,CO2ガス分解側であり,Pt電極およびFe電極を用いてそれぞれCO2分解性能を比較した.H24年度は,実験装置の作成,基礎データの収集に努めた.カソード側にPt電極を用いた場合の結果は良好なもので,本実験装置でCO2の高温電解が比較的容易に進行する事を確認出来た.現在,Fe電極において,実験中である.Fe電極では鉄の酸化反応が進行しすぎて,発熱し固体電解質が割れるトラブルが相次いだ.H25年度は電解温度を比較的低い温度に設定して,最適条件を決定する予定である.本研究は「鉄触媒を利用した固体電解質によるCO2直接分解」をテーマとして,まず,Pt-YSZ-Ptセルを用いて基本的な実験条件を決定した.この時,2V4Vの過電圧をかけると,セルの性能が飛躍的に向上することを明らかにした.これはPt電極の白金が移動しYSZ-白金界面の密着性がナノオーダーで向上するためであることを明らかにした.次にカソード側において白金を鉄に変え,Fe-YSZ-Ptセルを用いたCO2電解を行いその特性を明らかにした.Fe-YSZ-Ptセルでは、カソード電極にFeを用いているため、カソードで予想される反応機構が異なり、Feの酸化・還元反応を利用した、一種のRedox反応電極といえる。

予想されるFe電極の構造、および反応機構は、COとCO2の分圧比によって、Feは,ウスタイト(FetO)やマグネタイト(Fe3O4)に酸化される可能性がある。Fe電極を用いた実験の結果,CO2分解反応が活発に進行し、電極中のFe構造はFe-FetO-Fe3O4の多層構造をとることがわかった。このような多層構造においては、FetOおよびFe3O4中では、Feの移動、Fe中ではOの移動が起こることで、CO2分解反応が連続的に進行するものと考えられる。反応が十分に進む場合は、8Vの高電圧を印加しても電子伝導が起こらないため、Pt電極を使用した場合よりも、大量のCO2を一度に分解することが可能であることがわかった。ただし、同じ大きさの電圧を印加した時の分解量はPt電極よりも少ないため、十分な分解量を得るには高い電圧の印加が必要になり、エネルギー効率は悪くなる。また、電解を開始する前に酸化が進行した場合、Fe電極の密着性が悪くなり、反応の進行が妨げられる。このような性能の低下は、電解開始前にFeが酸化するのを防ぐことで、抑制できることがわかった。高温物理化学電解とガス分析を合わせた実験システムは,順調に動作するようになった.ガス漏れが起こらないように配管系をタイトなものに変更し,これから実験回数を増やしていく予定である.ガス分析計QMS(四重極質量分析計)も2台で,アノード,カソード両ガスを同時に分析出来るようになり,現象を的確に把握出来るようになった.実験装置が完成し,ガス分析と併用してCO2電解が行えるようになった.比較用として行っているPt電極を用いた実験が予定通り進行している.現在,鉄電極を用いた場合の反応機構,最適条件などを探査中である.最終年度は,鉄電極に対して酸素分圧の影響を明らかにする.つまり,鉄の再酸化は,Fe→FetO→Fe3O4→Fe2O3と進行する.これらの反応は,気相中の酸素分圧に大きく依存し,CO2分圧1のときは,Fe3O4まで進行し,CO-CO2雰囲気の場合は,その分圧によって,Fe3O4-FetO-Feと変化する.これらの状態と電解効率の影響がどのように変化するかを明らかにする予定である.カソード側に鉄電極を使用した場合,現象が複雑で時には大きな発熱により固体電解質が割れてしまう場合がある.また,CO2の電解量の変動も大きい.これらの原因を明らかにし,Fe電極の場合の反応機構を明らかにすることで,電解の最適条件を見つける.該当なし
自然免疫細胞を標的にしたエイズ日和見感染症発症メカニズムの解析

本研究では日和見感染症の発症に関与することが予想されるMAIT細胞の解析を可能にする動物モデルを構築することを目的とした。(1)サルと交差性があるヒト抗体を用い、MAIT細胞を考えられる細胞集団を同定した。サルにはヒトと同程度の割合のMAIT細胞が存在することが明らかになった。(2)MAIT細胞研究用汎用実験動物モデルを構築するため、マウスMAIT細胞由来iPS細胞を樹立した。今後はこのiPS細胞を利用して新規MAITマウスモデルの構築を目指す。1.アカゲザルサンプルの入手:当初の計画どおり米国Tulane National Primate Research Centerで行われた動物実験によって採取・保存されていたアカゲザル細胞を国立感染症研究所を経由して入手した。2.フローサイトメトリーによる粘膜関連インバリアントT (MAIT )細胞のフェノタイプ解析:既に報告されているヒトMAIT細胞のフェノタイプをもとに、サル抹消血単核球(PBMC)中のMAIT細胞が同定できるか検討した。アカゲザルとヒトでは多くの細胞表面マーカーで市販抗体の交差反応が見られることが明らかである反面、抗体クローン間の反応性の違いがあることもこれまでに明らかになっている。そこで特にMAIT細胞を規定するのに重要と考えられる細胞表面マーカーTCR alpha 7.2およびCD161について、数種の抗体クローンの反応性を検討した。その結果、TCR alpha 7.2はアカゲザル細胞において検出することができなかったが、CD161は使用可能な抗体を選択することができた。このCD161抗体とCD3, CD4, CD8抗体を組み合わせることにより、CD3+CD8+CD161+がMAIT細胞と考えられる細胞集団に相当すると考えられた。その細胞集団のPBMCでの存在割合はヒトにおける存在割合と同等かやや多い傾向が認められた。また、小腸粘膜リンパ球にも同様の細胞集団が存在することが明らかになった。MAIT細胞フェノタイプの解析:サルMAIT細胞のフェノタイプの詳細な解析のためのレファレンスとして、ヒトMAIT細胞のフェノタイプ解析を行った。サル細胞の免疫学的解析はヒトに対する抗体とのクロスリアクションで見ており、サル特異的な試薬はごく限られている。そのため、ヒトで使われているマーカーが必ずしもサルで検出可能ではない。そこでサルで使える抗体の選択のためにも、より多くのヒトMAIT細胞フェノタイプに対する情報が必要である。健常人150名から得られ末梢血のフローサイトメトリー解析の結果、血中MAIT細胞の割合、年齢、性別との相関に関するデータを得ることができた。その結果、MAIT細胞は年齢と共にその割合が有意に低下すること、またMAIT細胞を規定する主要なマーカーであるIL18RαとCD161の発現が年齢と共に低下する傾向があることが示唆された。また、ヒトの疾患とMAIT細胞の関連を調べるため、すでに関連性が指摘されている多発性硬化症(MS)患者におけるMAIT細胞のフェノタイプと投薬の影響について調べた。健常人MAIT細胞のほとんどはCD8の発現が見られるが、投薬をしていないMS患者ではCD8の発現が低下していた。健常人MAIT細胞(CD8hi MAIT)とMS患者MAIT細胞(CD8lo/neg MAIT)のフェノタイプの比較によりCD8lo/neg MAITはCD8hiMAITより活性化した細胞であることが示唆された。MS患者ではFTY720長期投与によりMAIT細胞にCD8の発現が回復することから、MS病態とMAIT細胞の活性化の関連が示唆された。MR1リガンドによるMAIT細胞の活性化、MR1テトラマーによるMAIT細胞の同定など、機能に関連した課題がやや遅れている。本年度は汎用動物モデルを用いたMAIT細胞の機能解析と疾患モデルの構築を目指し、マウスMAIT細胞からiPS細胞を樹立することを試みた。MAIT細胞はヒトにおいて最大のT細胞集団であるのに対して、一般的な実験用マウスにおけるその頻度は極めて低く(脾臓においては0.6%以下)、またマウスMAIT細胞を特異的に検出できる市販抗体は存在しない。我々はこれまでに複数の論文で報告されているMAIT細胞表面マーカーを組み合わせることによりC57BL6マウス脾臓細胞からMAIT細胞を1520%含む細胞集団をセルソーティング技術を用いて分取することに成功した。この細胞集団に初期化因子発現センダイウイルスベクターを用いてiPS細胞を作製し、50以上のクローンを得た。得られたクローンからゲノムDNAを抽出してPCRを行ってMAIT細胞特異的なT細胞レセプターα鎖の再編成(TCR Vα19-Jα33)を確認した結果、95%以上のクローンがMAIT細胞由来であることが明らかになった。このことからMAIT細胞は様々なT細胞が存在する中で我々の用いた方法では選択的にiPS化されることが示された。さらに先端モデル動物支援プラットフォームの支援を受け、樹立したiPS細胞が胚性幹細胞の性質を持つか確認するためキメラマウスの作製を試みた。その結果、調べた3クローン全てからキメラマウスが産出された。今後はこのマウスiPS細胞を用いて新規MAIT細胞実験用マウスモデルを構築し、ヒト疾患との関連を明らかにしていく。

サルにはヒトと同程度の割合のMAIT細胞が存在することが明らかになった。(2)MAIT細胞研究用汎用実験動物モデルを構築するため、マウスMAIT細胞由来iPS細胞を樹立した。今後はこのiPS細胞を利用して新規MAITマウスモデルの構築を目指す。当初の予定ではアカゲザルMAIT細胞のフェノタイプ同定とそれに基づいた細胞集団のTCRレパトア解析までする予定であった。アカゲザル細胞入手の申請手続等の必要性、研究機関間のやり取りにより、細胞入手まで計画よりも時間を要した。またMAIT細胞の特異的検出の別法としてMR1テトラマーの利用を考えたが、テトラマー作製の困難さから入手することができなかった。しかしながらフローサイトメトリーによる細胞同定はほぼ計画どおりに進行した。MAIT細胞の機能解析を行う。結果を取りまとめて学術誌に成果を発表する。感染免疫学MAIT細胞と思われる細胞は同定できたので、この細胞集団がTCRレパトア解析によりインバリアントTCRを持つことを明らかにし、MAIT細胞であることを確定する。当初予定よりは若干遅れているが、最終的な成果達成までにおいては十分に挽回可能な範疇の遅れであるので、当初の研究計画どおり進めていく。若干の残はあるが、ほぼ計画どおりに使用した。計画1年目でサンプル入手まで予定より時間がかかったため、計画したTCR解析実験まで到達することができなかった。消耗品の購入に充てる。当該残はTCR解析実験のための試薬購入に充てる。