hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経活動依存的プロモーターを用いた網膜神経節細胞機能のイメージング法の確立

今後は撮影条件の検討が終わり次第、速やかに網膜障害モデルを用いた技術の精度評価とRGC機能の評価を行う。マウスのRGC障害モデルまたは桿体細胞、錐体細胞の両視細胞の機能を消失した全盲マウスを用いて、「in vivoでRGC機能を可視化する」技術の精度を評価し、さらに覚醒下と麻酔下におけるRGC機能の比較を行う。このRGCの「in vivo機能の可視化」の実現によって、RGC機能が感度・特異性高く、簡便に、短時間で評価できるようになる可能性がある。この新技術によってRGCの病態解明のための研究が加速できると期待される。眼科学AAV作製には、大量のプラスミド精製・培養関連の消耗品、また精製過程にはカラムや溶液、濃縮用のカラムも必要であり、ウイルスのクオリティチェックにSDS-PAGE、ウイルスゲノムの定量、遺伝子発現解析を行う必要があり、関連試薬費として計上した。しかし、現在in vivoイメージングの撮影条件の検討途中であり、AAVの消費が少量にとどまり、また、動物も必要最低限しか、維持をしていないため、次年度に繰り越す結果となった。in vivoイメージングの撮影条件の検討が終了したのち、網膜障害モデルを用いた技術の精度評価とRGC機能の評価を行う予定であり、大量のAAV作製が必要であり、そのためのプラスミド精製・培養関連の消耗品、また精製カラムや溶液、濃縮用のカラム、また、クオリティチェックにSDS-PAGE、ウイルスゲノムの定量、遺伝子発現解析の関連試薬費に使用予定である。また、使用するマウスも繁殖させる必要があり、費用を要する。
泌尿器系疾患に対する核磁気共鳴(NMR)分析法の応用に関する基礎的・臨床的研究

核磁気共鳴(NMR)分析法を病態解析に応用するために、被検体である生体試料の測定条件を検討し、それをもとに腫瘍のプロトン(【^1H】)核磁気共鳴緩和時間(【T_1】,【T_2】)について解析した。A.組織,血液,尿の保存状態と測定条件:試料採取後ただちに凍結保存し、24時間以内に室温で徐々に解凍した場合、【^1H】緩和時間(【T_1】,【T_2】)にほとんど変化はみられなかった。血清のNMRスペクトルで乳酸のピークを判定するには蛋白の存在が障害となる事が判った。この時、トリクロル酢酸またはフィルターで血清を除蛋白することにより、内部標準を用いて乳酸値を測定できるようになった。B.腫瘍の成長過程にける【T_1】と【T_2】の変化:一般に腫瘍緩和時間は正常組織よりも延長するが、その逆の場合も起こりうる。この現象を解明するひとつの手段として、家兎膀胱に【VX_2】腫瘍を移植して経時的に【T_1】と【T_2】を測定した。対照群の正常膀胱では【T_1】,【T_2】ともに常に一定の値を取ったが腫瘍群の腫瘍組織の【T_1】は正常群に比して延長していた。しかし、【T_2】では正常群との間に差はみられなかった。一方、担癌膀胱の非腫瘍部の【T_1】と【T_2】は腫瘍部に比して早期中期までは短縮していたが中期から末期になるとむしろ延長することが認められた。これら緩和時間の変化を組織内水分含量と対比すると、正常膀胱と担癌膀胱の非瘍部では両者に明らかな相関がみられ、水分の増加に伴って緩和時間が延長することが判った。しかしながら腫瘍部では全体として水分と緩和時間との間には相関を認められず腫瘍の成長にともなって、NMR上の性質が刻々と変動し、それは腫瘍組織の【^1H】の構造化の変化によるものと考えられた。以上の結果からNMRは生体試料を非破壊的に化学的分析することができ、各疾患の病態解析に有用と考えられた。
性的対立の解消をもたらす遺伝的変化の解明

性選択に関わる装飾形質や武器形質(性選択形質)は顕著な性的二型を示す。これは性選択形質の最適な発現状態が雌雄で異なることによる性的対立を進化の過程で解消した結果だと考えられている。しかし、どのような遺伝的変化が性的対立の解消に寄与したかは同定されていない。本研究では、顕著な大顎発達を示すクワガタムシを材料に、「性的対立が生じていた大顎形成に関わる遺伝子群がY染色体に転位したことで、性的対立の解消と性的二型の進化を引き起こした」という仮説を検証する。方法としては全ゲノム解読とRNAseqによるY染色体遺伝子群の同定、RNAiによる機能解析、および多種間比較によるアプローチを採用する。
組織特異的に発現するジヒドロジオール脱水素酵素に関する研究

本研究の目的は哺乳動物において組織特異的に発現する二量体のジヒドロジオール脱水素酵素の構造と機能および臨床的意義を明らかにすることである。本研究で得られた成果を以下に要約する。1.本酵素はNADP-依存性D-キシロース脱水素酵素と同一蛋白であることを証明した。2.サル、イヌ、ブタ、ウサギおよびヒトの本酵素cDNAのクローニングによっていくつかの機能未知な微生物の遺伝子産物およびグルコース・フルクトース酸化還元酵素と新規な蛋白質ファミリーを形成することを明らかにした。3.サルの本酵素の部位特異的変異導入法による解析から、触媒残基はTyr-180であり、補酵素結合に関わる残基のうちLys-97とHis-79は反応の化学過程に、そしてTyr-71とHis-76は補酵素結合領域の構造維持に重要であることが示唆された。基質結合にはAsp-176、Trp-125およびTrp-254が関与することが示唆された。なお、本酵素の結晶化と高次酵素解析を継続して進めている。4.非ステロイド性抗炎症剤などのいくつかの薬物が本酵素を阻害した。強い阻害剤の共通した基本構造は4-ヒドロキシフェニルケトンであった。ヒト腎臓には本酵素mRNAは検出されないが、腎癌試料5例のうち1例に本酵素mRNAの発現を認めた。血液DNA試料について、機能アミノ酸を含むエクソン4の異常を調べたが、変異は検出されなかった。5.ゲノム遺伝子のクローニング中に、ゲノムプロジェクトから発表された第19染色体のドラフト配列内に本遺伝子が含まれることが判明した。その5'-非翻訳領域には種々の転写因子結合エレメントが予測された。6.以上の構造・機能相関の結果はカルボニル代謝に関する酵素学と分子生物学の国際シンポジウム(米国、ニューメキシコ,12年7月)で発表した。本年度に得られた成果を以下に要約する。1.二量体のジヒドロジオール脱水素酵素の構造と機能の相関(1)カニクイサルと日本サル腎臓、ブタ肝臓、イヌ肝臓、ウサギ水晶体及びヒト小腸の本酵素cDNAをクローニングした。2系統のサルとヒトの酵素は94-100%、ブタ、イヌ、ウサギの酵素とは82-85%相同性であった。本酵素はいくつかの機能未知な微生物の遺伝子産物およびグルコースフルクトース酸化還元酵素と14-25%の相同性を示し、これらの蛋白は新規な蛋白質ファミリーを形成することが示唆された。(2)上記の蛋白質ファミリーに保存され水素転移に関わると予測される残基(チロシンとヒスチジン)を部位特異的に変異させた酵素の性質を解析した結果、本酵素の触媒アミノ酸残基であるチロシンおよび活性部位の構造維持に関わる残基が示唆された。(3)本酵素はNADP-依存性D-キシロース脱水素酵素と同一であり、生理的には糖代謝に関与することが明らかになった。(4)本酵素の結晶化を行うため、より効果的な大量発現系を構築した。2.臨床的意義(1)本酵素の阻害薬物の検索。非ステロイド性の抗炎症薬、腎機能診断薬、プロメタジン、クロラムフェニコール、フラボン誘導体が本酵素を阻害した。その速度論的な阻害様式は薬物により異なったが、強い阻害を示す薬物は基質に対して拮抗阻害し、その共通な基本構造は4-ヒドロキシフェニルケトンであることが示唆された。

(2)疾患に伴う本酵素の変動を分析するため、ヒト組織の生検試料中のmRNA、タンパク及び活性の測定法を確立した。本研究の目的は哺乳動物において組織特異的に発現する二量体のジヒドロジオール脱水素酵素の構造と機能および臨床的意義を明らかにすることである。本年度に得られた成果を以下に要約する。1.構造・機能の相関研究サルの二量体ジヒドロジオール脱水素酵素の部位特異的変異導入法による解析から、触媒残基はTyr-180であり、補酵素結合に関わる残基のうちLys-97とHis-79は反応の化学過程に、そしてTyr-71とHis-76は補酵素結合領域の構造維持に重要であることが示唆された。基質結合にはAsp-176、Trp-125およびTrp-254が関与することが示唆された。これらの残基のうち、Tyr-180、Lys-97、His-79およびAsp-176は本酵素が含まれる新規な蛋白質ファミリーに保存され、共通の役割を果たしていると考えられた。なお、本酵素の結晶化と高次酵素解析を継続して進めている。2.変異遺伝子型の解析ヒト腎臓には本酵素mRNAは検出されないが、腎癌試料5例のうち1例に本酵素mRNAの発現を認めた。血液DNA試料について、機能アミノ酸を含むエクソン4の異常を調べたが、変異は検出されなかった。3.遺伝子の発現領域の解析ゲノム遺伝子のクローニング中に、ゲノムプロジェクトから発表された第19染色体のドラフト配列内に本遺伝子が含まれることが判明した。その5'-非翻訳領域には種々の転写因子結合エレメントが予測された。4.成果公表以上の構造・機能相関の結果はカルボニル代謝に関する酵素学と分子生物学の国際シンポジウム(米国、ニューメキシコ,12年7月)で発表した。
脊髄損傷後の難治性疼痛におけるＲＯＳの関与について

活性酸素種(ROS)は、脊髄損傷後疼痛など脊髄中枢性神経障害性疼痛において重要な役割を担っている。ROSが興奮性シナプス伝達にどのように作用するのか、ラット脊髄膠様質ニューロンにホールセルパッチクランプ法を用いて解析を行った。ROSドナーであるt-BOOHを脊髄に灌流投与すると興奮性シナプス後電流(EPSC)の頻度・振幅の著しい増強を認めた。さらにこの増強効果はTRPA1あるいはTRPV1受容体拮抗薬の存在下では有意に抑制された。以上のことから、ROSによるTRPA1やTRPV1の過剰な活性化が脊髄膠様質細胞の中枢性感作を生じ、脊髄損傷後疼痛などの神経障害性疼痛を発症させる可能性がある。活性酸素種(Reactive Oxygen Species; ROS)が脊髄損傷後疼痛などに代表される難治性神経障害性疼痛の発症に脊髄後角レベルで関与していると仮説を立て、ラット脊髄スライスを用いたブラインドパッチクランプ法及びin vivoパッチクランプ法を適用し、電気生理学的な解析を行った。膜電位固定下(-70 mV)、脊髄後角第II層で記録を行った。その結果、ROS donorであるtert-butylhydroperoxide (t-BOOH)を脊髄に灌流投与すると脊髄スライス及びin vivo標本においても脊髄後角細胞の興奮性シナプス後電流(EPSC)の著しい増強を認めた。さらにこの増強効果はROSが一次求心性神経終末部に作用し、神経伝達物質のグルタミン酸放出を強めることによることが判明した。ROSによる脊髄後角細胞の過剰興奮に対してROS scavengerであるPBNやNACをそれぞれt-BOOHと同時に灌流投与したところ、PBN,NAC存在下ではROSの興奮性増強作用は抑制された。さらにROSが一次求心性神経終末部のどのようなイオンチャネルに作用するか脊髄スライスにパッチクランプ法で薬理学的に解析したところ、TRPA1受容体受容体拮抗薬のHC-030031やTRPV1受容体拮抗薬のCapsazepine, AMG9810存在下では有意に抑制されることを確認した。以上のことから、ROSは一次求心性神経の中枢末端に存在するTRPA1やTRPV1を活性化させることで、興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸の放出を増強し、痛覚情報を増強させていることが判明した。このようにROSによる脊髄後角細胞の過剰興奮が持続すると神経可塑的変化が起こり、末梢神経損傷性疼痛や脊髄損傷後疼痛などに代表される神経障害性疼痛が脊髄後角レベルにおいて発症する可能性がある.活性酸素種(ROS)は、脊髄損傷後疼痛など脊髄中枢性神経障害性疼痛において重要な役割を担っている。成熟ラット脊髄スライスにパッチクランプ法を用いて、膜電位固定下(-70 mV)で興奮性シナプス後電流(EPSC)を記録した。ROSドナーであるt-BOOH (10 mM)を5分間灌流投与すると、記録した全ての膠様質細胞で、EPSCの発生頻度ならびに振幅は増加した。t-BOOHによるEPSCの発生頻度ならびに振幅の程度はそれぞれコントロールの349 ±69% (n=13, p<0.05)、178 ±15% (n=13, p<0.05)であった。また、t-BOOHの反復投与を行ったところ、その作用に脱感作はみられなかった。AMPA受容体拮抗薬であるCNQX (20 μM)存在下ではt-BOOHを5分間灌流投与してもsEPSCは観察されなかった。さらに電位依存性ナトリウムチャネル阻害薬であるテトロドトキシン(TTX)存在下で微小興奮性シナプス後電流(mEPSC)を観察したところ、t-BOOHの灌流投与でmEPSCの発生頻度ならびに振幅が増加した。その発生頻度ならびに振幅の程度はTTX単独投与時と比較してそれぞれ510 ±222% (n=5, p<0.05)、171 ±29% (n=5, p>0.05)であった。次にTTX存在下におけるt-BOOH投与前後でのmEPSCの発生数及び振幅の分布を調べたところ、t-BOOH投与によってmEPSCの発生数が大きく増加し、全体のピークが低振幅から高振幅にシフトしたが、高振幅のmEPSCはt-BOOHによって伝達物質を含んだシナプス小胞が同期的に大量放出された結果であることによるものかと考えた。以上の結果から、ROSは脊髄膠様質細胞に入力するシナプス前終末に作用してグルタミン酸の過剰放出を惹起することが明らかとなった。ROSの脊髄膠様質ニューロンに対する興奮性増強作用の分子メカニズムについて解明を進めることができた脊髄スライス標本を用いて行う予定であった薬理学的な研究は予定通り達成できている。しかし、脊髄損傷後疼痛モデルにin vivoパッチクランプ法を適用して行う解析はまだデータが十分にそろっていないため。

引き続き、脊髄膠様質ニューロンに対するROSの興奮性増強作用のメカニズムを解析する。ROSの作用するイオンチャネルとしてTRPV1,TRPA1チャネルを想定している。今後、これらとROSの関連に関してメカニズムを解析していく予定である。また、この結果を踏まえて、脊髄損傷後疼痛モデルラットに対するin vivoパッチクランプ法による解析を行う予定である。引き続き、脊髄損傷後疼痛モデルラットにin vivoパッチクランプ法を用いたデータを蓄積していき、脊髄損傷後疼痛にROSが関与するメカニズムに関して解析を進めていく。次年度は、研究計画に基づき、解析を進めていく。研究費はラット代、試薬代などに充てていく予定である。次年度の研究費の使用に関しては、研究に用いるラット代、薬品代に使用するとともに、データ解析ソフト(インターメディカル社、pClamp10、900000円)を購入予定としている。
粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の特異摂動問題

本研究では,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式と呼ばれる非線形偏微分方程式とそれに付随する確率最適制御問題について考察した.具体的には,実数パラメータを持つ粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の族に対して,パラメータのある臨界値付近で方程式の解の無限遠方における漸近挙動が急激に変化することを明らかにした.また,対応する最適制御問題に対する最適軌道の再帰性・過渡性は臨界値を境に反転することを示した.さらに,この現象は方程式の非線形項の増大度に大きく依存することを示した.本年度は,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の特異摂動問題に関連する以下の2つの話題について研究した.1.粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の一般化主固有値について2.粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の臨界性理論について1.確率最適制御問題に付随して現れるエルゴード型粘性ハミルトン・ヤコビ方程式と呼ばれる非線形偏微分方程式に対して一般化主固有値の概念を定義し,この値が確率最適制御問題の最適値と一致するための必要十分条件を与えた.方程式の線形性や関数解析の結果を全く利用しない確率制御論的手法を用いたため,得られた結果は線形方程式だけでなく最適制御論的に重要な非線形方程式も統一的に扱うことができる.2.実数パラメータを持つエルゴード型粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の族を考え,パラメータの値によって方程式の解の性質,特に一般化主固有値とそれに付随する固有関数の空間遠方での解の増大度が大きく変化することを示した.具体的には,パラメータにはある閾値が存在して,この閾値を挟んで解の増大度が1次のオーダーから劣1次のオーダーに変化することを示した.さらに,対応するエルゴード型確率制御問題に関しても,閾値の前後で最適制御過程の再帰性が(再帰的から非再帰的に)変化することを示した.昨年度の研究では,方程式の非線形項がちょうど2次増大の場合を扱ったが,本年度に考察した方程式は必ずしも2次増大でなく一般に優線形であればよい.研究の結果,非線形項の増大度は最適制御過程の再帰性や固有関数の無限遠方の増大度に大きく関わっていることがわかった.特に,非線形項の増大度に応じて方程式の定性的性質や最適制御過程の再帰性が決定的に異なるような具体例を空間2次元の場合に構成することができた.本研究では,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式と呼ばれる非線形偏微分方程式とそれに付随する確率最適制御問題について考察した.具体的には,実数パラメータを持つ粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の族に対して,パラメータのある臨界値付近で方程式の解の無限遠方における漸近挙動が急激に変化することを明らかにした.また,対応する最適制御問題に対する最適軌道の再帰性・過渡性は臨界値を境に反転することを示した.さらに,この現象は方程式の非線形項の増大度に大きく依存することを示した.本年度は,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の特異摂動問題を考察するための前段階として,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式に対する臨界性理論を扱った.考察の対象となるのはエルゴード型粘性ハミルトン・ヤコビ方程式と呼ばれる非線形固有値問題である.これは,エルゴード型の確率最適制御問題に付随して現れる方程式である.本研究では,実数パラメータを持つ粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の族を考え,パラメータの値によって方程式の解の性質,特に空間遠方での解の増大度が大きく変化することを示した.具体的には,ある閾値が存在して,パラメータがこの閾値を超えるとき解は1次の増大度を持ち,この閾値以下のときは高々対数関数の増大度を持つことを証明した.さらに,対応するエルゴード型確率制御問題に関して,上で求めた閾値の前後で最適制御過程の再帰性が変化することを証明した.具体的には,パラメータの値が閾値以上のときは最適制御過程が再帰的になり,閾値を下回るときは過渡的となる.証明には確率版リヤプノフの方法を用いた.解の増大度の評価と方程式の凸構造をうまく利用することで,再帰性の判定に有用なリヤプノフ関数を具体的に構成することができた.ここで扱った問題は,方程式の係数が特別な場合は線形シュレディンガー作用素に対する臨界性理論に帰着できる.この意味で,本研究は(線形)臨界性理論の非線形版になっており,古典的な場合においても従来の証明とは異なる証明法を与えている.また,方程式に含まれる実数パラメータを限りなく大きくしたときの極限を考えることで,特異摂動の問題が現れることに注意する.本年度は,昨年度に考察した粘性ハミルトン・ヤコビ方程式に対する臨界性理論の離散版について研究した.具体的には,長時間平均型の評価関数を持つ離散時間のマルコフ決定過程を考え,評価関数の中に組み込まれた実数パラメータを変化させるとき,最適値や最適制御に関してある種の相転移現象が起こることを示した.評価関数が特別な形の場合には,上記の問題は統計物理に由来する離散型homopolymerモデルと一致することに注意する.本年度の研究成果として以下の結果を得た.まず,最適化問題の最適値が対応する最適性方程式の一般化固有値と一致することを示した.次に,最適性方程式の一般化固有関数を用いて最適化問題の最適フィードバック制御を具体的に構成した.

さらに,問題中の実数パラメータにはある臨界値が存在し,その値の前後で最適軌道の長時間挙動(再帰性・過渡性)が変化することを示した.昨年度はこれらの問題に対する連続モデルを考察したが,本年度の研究により離散型モデルについてもある程度一般的な状況下で類似の結果が得られることがわかった.さらに,連続モデルの場合では得られていなかった臨界値に関する評価式を導出することができた.研究期間全体を通して,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の特異摂動問題およびそれに関連する漸近問題についての基礎的な成果を得ることができた.これらの研究成果を足がかりとして,非局所型方程式への拡張やランダム環境中の最適制御の研究に発展していくものと期待される.確率論本研究で考察の対象とする粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の解の性質について新しい研究成果を得ることができたため.本研究の目的を達成するための準備段階として,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の臨界性理論についての新しい結果を得ることができたため.なお,本年度の研究成果は学術雑誌論文として掲載予定である(研究発表欄参照).本年度に得られた成果をもとにして,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式に対する特異摂動問題についての研究を継続して進める.また,本研究に関連して得られた新たな発見についても,その発展可能性を模索したい.本年度に得られた研究成果をもとにして,粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の特異摂動問題を考察するとともに,本年度の成果から派生する新たな問題についても,その発展可能性を模索する.今年度は,当初の予定より効率的に経費を使用することができたため.国内外の研究者との研究打ち合わせのために出張旅費を使用する.また,研究目的の遂行のために必要な図書を購入予定である.本年度は研究打ち合わせのための研究費を圧縮することができたので,次年度以降の研究費とあわせて,情報収集および研究打ち合わせのための研究費として使用予定である.
自己免疫疾患における抑制性Tリンパ球機能不全のメカニズムの分子生物学的解析

各種自己免疫疾患においては、抗DNA抗体などの自己抗体の産生が病態形成上重要な役割を果たす。この自己抗体産生の1つの機序として、サプレッサーT細胞機能不全による多クローン性B細胞活性化が注目されている。本研究においては、サプレッサーT細胞からB細胞へと送られシグナルが如何してB細胞の機能を抑制するかを中心に解析を行った。その結果、以下の新知見が得られた。(1)T細胞は活性化されると休止期B細胞は常にそれを活性化し、IL-2RやCD71分子の発現をB細胞上に誘導する。(2)同時に、こうした活性化T細胞は活性化B細胞に対しては逆にこの増殖分化を抑制する。このように、活性化T細胞のhelperおよびsuppressorの2つの機能は、むしろB細胞の活性化の状態により決定する。(3)さらに、活性化T細胞は活性化B細胞のDNAポリメラーゼalphaおよびproliferating cell nuclear antigenの発現を阻害することにより、その抑制効果を発揮する。この抑制効果は可逆的で、T細胞の除去により解除される。以上のように、T細胞はB細胞を活性化して抗体産生細胞への分化を促進する作用と、抗体の過剰産生を抑制するために活性化B細胞内のDNAポリメラーゼalphaの発現を調節する作用とを合わせ持つことが明らかにされた。この2つの作用は、T細胞の特定のサブセットに割り当てられたものではなく、従来ヘルパーT細胞とされていたCD4陽性T細胞も強力な抑制作用を有することも確認された。従って、SLEやAIDSにおいてCD4陽性T細胞が減少しながら、高免疫グロブリン血症が見られることがよく説明される。
血中フェチュインＡ高値は、脳梗塞発症の危険因子であるかの縦断研究

血中フェチュインA高値が、脳梗塞のリスク上昇に関係することが話題となっており、新しい動脈硬化の危険因子の可能性についての議論が盛んである。しかし、これは発症者の背景を後ろ向きに見た研究や、欧米諸国からの報告が殆どで、本邦からの報告は未だない。さらに、本邦での血中フェチュインAの動脈硬化性疾患への関与を詳らかにするには、悉皆性の高い検診cohortを持つ前向き疫学研究の結果を待たねばならない。我々は住民検診において、血中フェチュインAを測定し本検診地区で多い脳梗塞発症との関連を前向きに検討し、一般住民におけるフェチュインAの危険因子としての意義を検討した。血清フェチュインA値は、肝臓で産生される糖タンパクである。基礎研究において、インスリン抵抗性を惹起しやすくなる可能性が示唆されており、疫学的にも糖尿病発症者でフェチュインA値が高値であることなどが報告され始めている。しかし、すでに人種間でのフェチュインA値に差があることが分かっているにも関わらず、日本における一般住民でのインスリン抵抗性との関連については、ほとんど何もわかっていない。我が国の一般住民検診において血中フェチュインAを測定した。インスリン抵抗性との関連を明らかにし、血中フェチュインAが将来、脳・心血管疾患の発症と関連するかを前向きに検討している。対象は、2009年と2010年に行った長崎県佐世保市宇久島での住民検診451人を解析した。保存血液を用いてフェチュインAをELISA法で測定した。我々はまず、フェチュインA値の分布、平均値、男女差とともに横断研究を通じてインスリン抵抗性との関連の有無を検討した。フェチュインA平均値は男性240.4±46.1μg/dl、女性251.6±58.9μg/dlであり、女性が有意に高値であった。Fetuin-Aを目的変数とした単変量解析では、女性、インスリン、HOMA-R、フィブリノゲン、GPT、LDL-Cが有意な正の関連を認めた。Fetuin-Aを目的変数とした重回帰分析では、HOMA-Rに最も強く相関があった。フェチュインA3群別にみた共分散分析では、フェチュインA値高値群ほど、HOMA-Rも上昇し、有意な線形性を認めた。またT検定によりフェチュインAを高値と低値に分けた2群間で比較すると、フェチュインA高値群でHOMA-Rが高値であった。Fetuin-Aは、一般成人において、インスリン抵抗性と強く関連があることが示された。この基礎的なデータを基盤として、我々はこの451人を対象に前向きな発症調査を開始した。本研究の学術的な特徴は、まず、本邦に多人数を対象にしたフェチュインAに関する疫学的なデータが皆無であることが挙げられる。従って、大規模な悉皆性の高い疫学調査を通して基礎的なデータの集積から始める必要がある。次に本邦に最も多い動脈硬化性疾患で、本フィールドにも多い脳梗塞との関連を調査し、その検討を行うことにより、novel risk factorとしてのフェチュインAの意義を明らかにする必要がある。我々は、すでに宇久町検診で得られた659名の解析結果から、フェチュインAに最も関連する因子は、メタボリック症候群の有無と高LDL血症であることを突き止めている。この両因子は、周知の通り、虚血性脳梗塞の危険因子であるというが疫学的にも臨床的にも理解されており、フェチュインAと虚血性脳梗塞は我々のフィールドでも強い関連を有するであろうと想像される。しかし、これまでのところ、初めてフェチュインAを測定した年が2008年であることもあり、この659名中、虚血性脳梗塞の発症者が、10名未満で分析に値する発症者ではない。そこで、我々は2009年に行った福岡県田主丸町での田主丸検診受診者、約2000人の凍結採血検体を解凍し、フェチュインAを採血する予定であり、さらに大きな集団でベースライン時より5年間を経過したフィールドでの虚血性脳梗塞の関連因子に、果たしてフェチュインAが関連しているのか否かを調べることを今後の検討課題としている。近年、血中フェチュインA高値が、心筋梗塞や脳梗塞のリスク上昇に関係することが話題となっており、ホモシステイン以来の確定的な新しい動脈硬化の危険因子の可能性についての議論が盛んである。しかし、これは発症者の背景を後ろ向きに見た研究や、冠動脈疾患の多い欧米諸国からの報告が殆どで、本邦からの報告は未だない。さらに、本邦での血中フェチュインの動脈硬化性疾患への関与を詳らかにするには、悉皆性の高い検診cohortを持つ前向き疫学研究の結果を待たねばならない。

そこで、我々は大規模な住民検診において、血中フェチュインAを測定し、本検診地区で特に多い脳梗塞発症との関連を前向きに検討することを本研究の主目的とした。我々はまず、長崎県の離島(典型的な漁村)での検診で合計451名(男性176名、女性275名)に対してフェチュインAを測定し、その分布、平均値、男女差などを検討した。その結果、男女とも正規分布を示し、男性の平均は240.4μg/dl、女性251.6μg/dlで、男性に比べ女性が有意に高値であった。さらに、フェチュインAを目的変数とした単変量解析では、女性、インスリン、HOMA-Rが有意であり、変数増大法を用いた多変量解析では、HOMA-Rが最も強い関連性を示し、フェチュインAとインスリン抵抗性が関連することを確認した。我々は基礎的なデータとして、毎年、行っている離島での住民検診において血中フェチュインAを約500人を対象に測定した。本検診の結果から、血中フェチュインA高値は、インスリン抵抗性と関連していることを発見した。周知の如く、インスリン抵抗性は、脳・心血管疾患の危険因子として注目されており、この基礎データに基付く将来の疾患との関連を考えるとき、やはりフェチュインA高値者は、脳・心血管疾患の発症と有意な関連があるのではないかという仮説が成り立つ。我々は、さらに保存血清を用いて、フェチュインA測定者数を増やすことを考えており、対象者が増えることにより、より多くの脳・心血管疾患の発症者が増えると考えられる。当初の対象者は2009年と2010年の検診受診者であり、最も長い人で、3年の追跡期間が経過している。我々が本研究を応募する際、、血中フェチュインA高値が、心筋梗塞や脳梗塞のリスク上昇に関係することが議論される一方、フェチュインA高値である人は、抗動脈硬化作用を有することを示す報告もあり、十分なエビデンスがない状況であった。しかし、今回、我々の離島での採血結果から、血中フェチュインA高値者は明らかにインスリン抵抗性と関連していることが立証され、この結果も基にさらに大きな集団(典型的な農村)で、血中フェチュインA高値と心筋梗塞や脳梗塞のリスク上昇との関係を明らかにする予定であり、本研究は概ね順調に経過していると考えている。血中フェチュインAには明らかに男女差があり、今後、フェチュインAと脳・心血管疾患の発症との検討を行う上で、フェチュインAと男女の性ホルモンとの関連を検討する必要があると考えられる。そこで、我々は、本研究に新たに男女の性ホルモンの測定を考えており、現在、その項目を検討することも視野に入れている。欧米では、すでに数千人を対象にしたフェチュインAと脳卒中との関連を調べた研究があるが、本邦では未だ行われていない。そこで、この検討にさらに性ホルモンを加えることにより、メカニズムを含めた包括的な検討が可能になると考えている。2009年の大規模住民検診での貯血検体を基に、約2000名の血中フェチュインAを測定し、平成25年度までに5年間の前向き調査を行い、「血中フェチュインAの脳梗塞の危険因子としての意義」を明らかにしていく。また、離島の検診でも同様に残血があるため、さらに測定数を増やし、典型的な農村と漁村に於いて、これらの関係に明らかな相違があるか否かも検討していく考えである。現在、我々は2009年と2010年に加えて、2011年、2012年の離島検診の残血を用いてフェチュインAを測定すること、さらには、エストラジオール、テストステロン、プロゲステロンなどの性ホルモンを測定することを検討している。
高齢心臓血管外科術後患者への低負荷抵抗運動が筋力、日常生活動作スコアへ及ぼす影響

研究目的: 70才以上の高齢心臓血管外科術後患者に対しpre-trainingとして重錘負荷を用いた膝伸展運動を実施し、術後の筋力、歩行速度、ADLスコアに及ぼす影響について検討する。研究方法:対象は待機的に開胸下心臓血管外科手術を受ける70才以上の患者とした。初期評価として筋力(膝伸展筋力、握力)、歩行速度、ADLスコア(FIM)を評価した。膝伸展筋力評価は徒手筋力計を使用し最大随意収縮(MVC)にて実施。術後、対象をコントロール群と介入群の2群に分類し、コントロール群は通常の離床・ADLトレーニングのみを実施、介入群は離床・ADLトレーニングに加え膝伸展運動を実施した。膝伸展運動は重錘ベルトを用いた座位での膝伸展運動とし、重錘ベルトの初期負荷量は術前に測定したMVCの5%とした。重錘負荷量は500g刻みで漸増させ最大で30%MVCとした。術前と退院時において膝伸展筋力、膝伸展トルク体重比、握力、起立着座5回反復時間、歩行速度およびFIMスコアを評価した。研究成果:介入群と対照群において年齢、体重、その他生化学指標および手術時間や入院日数等に有意差は生じなかった。膝伸展筋力はコントロール群において有意な低下を示し(25.0±10.0kgvs. 20.4±6.2kg)、膝伸展トルク体重比は介入群に比べコントロール群で有意に低下した(介入群pre1.00±0.26 post1.10±0.15vs.コントロール群pre0.98±0.58post0.94±0.26Nm/kg)。握力は介入群で有意に低下し、起立着座時間は介入群において前に比べ後で延長傾向であった。その他の指標においては有意差を認めなかった。高齢心臓血管外科術後患者に対する術後早期からの膝伸展運動は膝伸展筋力の維持に関与するが、起立着座動作や日常生活動作への効果は乏しい可能性がある。
セルフキャリブレーション機能を有する差動型光ファイバー変位計の開発

本年度は、50mum径の光ファイバープローブを用いて、差動型光ファイバー変位計の測定プローブ、電子回路等を試作し、また、幾何光学解析結果と実験値の比較を行った。試作した光ファイバープローブは、1本の照射ファイバーの周囲に6本の受光ファイバーからなる受光部Iを配置し、さらにそれを取り囲むように多数の受光ファイバーからなる受光部IIを配置した。全体のファイバー束の直径は1.1mmとした。半導体レーザー光を焦点距離20mmの収束レンズを用いて照射ファイバー端面に入射角thetaで入射させ、受光ファイバーIおよびIIからの受光電力P_IおよびP_<II>をフォトダイオードで検出し、これらの和P_<II>+P_Iおよび差P_<II>-P_Iおよびそれらの商をアナログ電子回路で演算し、出力する。また、購入した分解能0.6nmのリニアマイクロエンコーダーを既設の校正装置に組み込んだ校正装置により、十分な分解能で試作した変位計の校正を行った。幾何光学解析は、研究代表者らが開発した手法(Appl.Opt.,35(34),6767(1996))に基づき、これを拡張して適用した。その結果、幾何光学解析結果は実測値とほぼ完全に一致し、レーザー光を用いた差動型光ファイバー変位計においても、幾何光学解析が可能であることが確認できた。また、反射率が異なる3種の被測定面(金蒸着面、カーボンコートされたアルミニウム面、ビデオテープ)に対して、商出力が反射率の影響を受けないことが確認できた。得られた変位計の周波数特性は、1MHzにもおよび、高周波の振動測定にも適用可能であることが示された。
雪泥流(Slushflow)災害の発生条件分析と防災対策の検討

これまで日本で発生した雪泥流災害を新聞記事データーベース等から選択抽出し、それらについて現地調査を進め実態を明らかにしてきた。平成8年度に得られた知見を以下に記す。雪泥流の発生には、渓流内に雪が貯まっていることと、降雨や融雪による水量の急な増加が条件となる。渓流内の雪は、流水が少ないための自然堆積、雪崩の流下によるデブリ堆積、建物からの屋根雪落下や道路からの除排雪による人為的な堆積の三つに分けられる。このうち、雪崩のデブリが雪ダムとなって渓流を閉塞し、それが決壊して雪泥流になる場合には百mmオーダーの累計降雨量が必要であるが、渓流内の自然積雪の場合には数十mmオーダーの累計降雨量でも雪泥流化することがわかった。昭和43年2月11日滋賀県伊香郡余呉町で10棟が床下浸水となった雪泥流災害は、雪崩で川が堰止められそれが崩れて鉄砲水となったことによると気象庁要覧には記載されているが、実際は堰止めのため川水が溢れ、集落に流出したことが現地調査からわかった。富士山では最近4冬期連続してスラッシュ雪崩が発生しているが、古文書などの文献調査や近年の災害現地調査などにより、富士山で過去に発生したスラッシュ雪崩の16世紀以降の編年史がまとめられた雪泥流の対策としては、その物性の実験的研究から雪泥の流動性が含まれる水の量と関係することから、発生の初期の段階で水をできるだけすばやく抜いて流動性を低下させる方法が有効である。また、雪泥流の衝撃力の特性から、橋桁のように雪泥の凝集構造よりも小さいと考えられる構造物に対しては充分な強度を持たせることが必要なことが明らかにされた。これまで日本で発生した雪泥流災害を新聞記事データーベース等から選択抽出し、それらについて現地調査を進め実態を明らかにしてきている。これまで得られた知見を以下に記す。雪泥流災害には、豪雪年に発生するタイプ(昭和56年3月の新潟県牧村・飯田川の事例ほか)と暖冬少雪年に発生するタイプ(平成2年2月の長野県栂池スキー場・から沢の事例ほか)の二つのタイプに発生機構の違いから分けることができることがわかった。雪が水分を多量に含んだものが雪泥であるが、その水分供給には融雪水量よりも降雨による水量が大きく関与している。従って発生時点までの累計降雨量が、雪泥流発生を決定づける条件となる。昭和42年2月に北海道古平町の稲倉石鉱山で発生した雪泥流は、渓流水が雪崩で堰止められダムアップし、堰を破って雪泥となって鉱山集落を襲い12戸を倒壊させたが、2月という厳冬期に夏の大雨にも匹敵するような100mmを越える記録的な降雨によって発生したことが分かった。平成2年12月に岩手県松尾村の赤川で発生し、河川工事現場の作業員2名が犠牲となった災害では、雪泥流が土石流などで見られるSuper elevationを起こして流下していたこと、この雪泥流の発生地点の雪は、地吹雪によって短時間に多量に水路に供給されたことなどほかの事例にはあまり見られない状況が明らかになった。平成7年3月に富士山御殿場口で発生した大規模なスラッシュ雪崩の現地調査では、この雪泥流によって富士山ではあまり例のない多量の土砂移動が起こったこと、その土砂移動に寄与する侵食のタイプとそれらの全体の侵食量に対する割合などについて知見が得られた。

渓流内の雪は、流水が少ないための自然堆積、雪崩の流下によるデブリ堆積、建物からの屋根雪落下や道路からの除排雪による人為的な堆積の三つに分けられる。このうち、雪崩のデブリが雪ダムとなって渓流を閉塞し、それが決壊して雪泥流になる場合には百mmオーダーの累計降雨量が必要であるが、渓流内の自然積雪の場合には数十mmオーダーの累計降雨量でも雪泥流化することがわかった。昭和43年2月11日滋賀県伊香郡余呉町で10棟が床下浸水となった雪泥流災害は、雪崩で川が堰止められそれが崩れて鉄砲水となったことによると気象庁要覧には記載されているが、実際は堰止めのため川水が溢れ、集落に流出したことが現地調査からわかった。富士山では最近4冬期連続してスラッシュ雪崩が発生しているが、古文書などの文献調査や近年の災害現地調査などにより、富士山で過去に発生したスラッシュ雪崩の16世紀以降の編年史がまとめられた雪泥流の対策としては、その物性の実験的研究から雪泥の流動性が含まれる水の量と関係することから、発生の初期の段階で水をできるだけすばやく抜いて流動性を低下させる方法が有効である。また、雪泥流の衝撃力の特性から、橋桁のように雪泥の凝集構造よりも小さいと考えられる構造物に対しては充分な強度を持たせることが必要なことが明らかにされた。
シミュレーションを活用した統計学教育教材の研究

一昨年度(課題番号:14022232)同じ課題名で作成したシミュレーション教材をベースに,昨年度(題番号:15020240)からはFlashアニメーションを中心としたマルチメディア教材の設計・作成を行った。昨年度作成したコンテンツ「棒グラフの描き方・読み方」「折れ線グラフの描き方・読み方」「帯グラフの描き方・読み方」「円グラフの描き方・読み方」「度数分布表の作り方」「確率とは」「確率と割合」「度数分布表とヒストグラム」「平均値と中央値」「分散と標準偏差」「相関図と相関」の修正を行うとともに、今年度は主に高等学校向けの確率分布関連のコンテンツを作成した。これらは「コインを2,3枚投げる」「サイコロを振ろう(統計的確率)」「二項分布」「連続型確率変数と離散的確率変数」「正規分布」「二項分布の正規近似」「期待値と平均」「母集団と標本」「推定」というコンテンツとなった。解説を中心とするコンテンツに対して、実際に動かして理解を含めるものがシミュレーション教材であり、平均と中央値や、散布図と相関係数などJavaやFlashで生徒が実際に計算機で動かすものを作成した。先生のために「統計用語集」「統計数値表」も整備したが、なかでも用語集は全国からアクセスされる頁になっている。これらの成果は統計関係の国内外の学会・研究会,ならびに数学教育の関連学会で5回発表し,統計関係者,教育関係者の意見の吸い上げを行った。なお,完成したものは下記URLで公開しているので,参照されたい。昨年度(課題番号:14022232)作成したシミュレーション教材をベースに,今年度(課題番号:15020240)からは新たに,それらの教材を実際の授業の中でどのように活用するかを示すために,解説を含めたコンテンツの作成を中心に取り組んでいる。Flashアニメーションを中心としたマルチメディア教材の設計・開発としては,小学校向けにはグラフの描き方から「棒グラフの描き方・読み方」「折れ線グラフの描き方・読み方」「帯グラフの描き方・読み方」「円グラフの描き方・読み方」ならびに「度数分布表の作り方」を,中学校向けには確率の基礎概念の「確率とは」と,ランダムな確率現象と規則的な割合との違いを明確にする「確率と割合」を,高等学校向けには資料の整理から,「度数分布表とヒストグラム」「平均値と中央値」「分散と標準偏差」「相関図と相関」を取り上げ,ほぼ完成し,細かい手直しを行っている。また,確率実験のために4面体,6面体,8面体,12面体,14面体,20面体のサイコロの展開図をPDFファィルとしてWeb上で提供し,印刷して糊付けすれば,サイコロが作れるようにした。算数の分野からは「世界の九九」のビデオ教材,指算による九九の解説を作成した。これらの成果は統計関係の国内外の学会・研究会,ならびに数学教育の関連学会で6回発表し,統計関係者,教育関係者の意見の吸い上げを行った。次年度は確率・統計を中心とする残りの分野のコンテンツの作成とともに,今年度作成した教材を実際の教育現場に持ち込んで,評価・修正を行うことにしている。なお,完成したものは下記URLで公開しているので,随時参照されたい。
新しい蛍光ラベル化リガンドを用いたエンドサイトーシス研究とその素過程変異株の分離

本研究は、真核細胞のエンドサイトーシス過程における細胞内輸送に関与する細胞側因子(細胞装置)を分子遺伝学的に同定し、その分子機構解明を目的としている。本年度は、エンドサイトーシス素過程の内、特に、後期エンドソームからリソソームへのリガンド(低密度リポタンパン質)の移行過程(リガンドのソーティング)に変異を持つ細胞を簡便、迅速に効率よく分取するため、また、そのようにして得た変異「生」細胞中のLDLの分解を定量的にアッセイするための方法を確立できた。具体的には、低密度リポタンパク質(LDL)内にNBD-リノール酸エステル(NBD-LE)とR18(ローダミン系脂質アナログ)を再構成法により封入し、受容体媒体エンドサイトーシスによりCHO細胞に取り込ませた。この時、エンドソーム内のLDLではNBD-LEとR18に蛍光共鳴エネルギー移動(RET)が生起していて2つの蛍光強度化(NBD/R18)は小さい。しかし、リソソーム内に移行してLDLが分解されると、2つの蛍光色素間の相対的距離が大きくなり、RETが解消し、[NBD/R18]の値が大きくなる。蛍光ラベルしたLDLを取り込ませ、その細胞をNBDとR18の蛍光を同時に蛍光測光可能なセルソータを用いて分析すれば、個々の細胞の蛍光はそれから得られる蛍光強度比[NBD/R18]の値に対応して、2次元モニター上に個々の点としてプロットされる。[NBD/R18]のプロットの分布の仕方で、LDLの後期エンドソームよりリソソームへの移行の程度が定量的に解析できた。[NBD/R18]の値が小さい1つのプロットは、つまり、RETが解消されていない細胞1個に相当するので、これをセルソータにより分取すれば、この条件でのこの輸送過程に変異を持つ変異株を生きたまま分離することが可能である。これとは別にコレステロール生合成阻害剤であるプラバスチンとプロモデオキシウリジンを用いたネガティブ選択法により、LDLの細胞内での分解に異常を持つT41細胞を、CHO-K1細胞を野生株として得ることに成功したが、このT41内のLDLの分解の遅さを上記セルソータを用いた方法で定量的に解析できた。今後は、このような変異株の分取を本方法にて行い、その分子遺伝学研究を進めたい。
ニュートリノが切り開くプランクスケールに存在する新しい物理

素粒子の標準模型には、「何故、陽子と電子の電荷の絶対値が21桁以上の精度で等しいのか」などの重大な未解決な謎が存在し、それは、標準模型の背後に新しい物理理論の存在を示唆する。本研究では、ニュートリノを手がかりに新しい物理理論の解明を目指した。今年度は、新しい物理として大統一理論を考え、大統一理論が予言する核子崩壊について、大統一理論に基づく広汎な素粒子模型において、陽子寿命の上限を導出することに取り組んだ。特に、超対称性を持たない大統一理論の模型で、かつ「標準模型ゲージ群に分解されたマルチプレット」のうち一つか二つが将来の高エネルギー実験で観測可能である質量を持ち、更に、SU(5)ゲージ群が大統一のエネルギー・スケール以上で、漸近的自由性を持つものに関して、陽子寿命の上限を導出することを目指した。数値解析の結果、特異的に軽い「標準模型ゲージ群に分解されたマルチプレット」の選び方によっては、ハイパーカミオカンデ実験での検証が可能な陽子寿命の上限が得られることを示した。また、初期宇宙に起きたことがほぼ確実なインフレーションに関連して、右巻きニュートリノの超対称粒子であるスニュートリノ2つが、インフラトンとカーバトンとして働く可能性について調べた。ニュートリノのディラック湯川相互作用は、ニュートリノの極微質量差とスニュートリノの崩壊幅に関係するので、local non-Gaussianityに関する予言を得た。この場合について、宇宙観測からスニュートリノ質量への制限を得た。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。ニュートリノのDirac湯川行列がダウンセクターの湯川行列と関係し、シーソー機構を通じて、CKM混合行列からニュートリノのPMNS混合行列が導出される可能性について調査した。クォーク湯川行列のくりこみ群方程式の詳細な解析を通じ、この可能性に基づくPMNS混合行列のDirac CP位相、二つのMajorana CP位相、およびニュートリノ質量の絶対スケールの予言を行なった。プランクスケールに存在すると思われる古典的スケール不変性が、新たに導入したSU(N)Tゲージ理論(Nは3以上)の持つQCDに類似の強結合ダイナミクスにより破れる模型を構築し調査した。この時、標準模型ヒッグス場は質量項を持たないelementaryなスカラー場と、SU(N)Tゲージ理論の閉じ込めにより生じる複合場との線形結合として現れる。この複合場の質量項、およびelementaryスカラー場との混合項はダイナミカルに生じ、それらがボゾニック・シーソー機構により標準模型ヒッグス場のタキオン的質量項を与え、電弱相転移を正しく実現する。そこで、ヒッグス場の質量項の値から、SU(N)Tゲージ理論の強結合スケールを評価し、さらに、この模型の特徴的な予言として、220GeV以下の質量を持ち、電弱ゲージボゾンとWess-Zumino-Witten項により結合する擬スカラー粒子が存在することを発見した。次に、古典的スケール不変性が、新たに導入したSU(2)Tゲージ理論の強結合ダイナミクスにより破れて、電弱相転移が実現する模型を構築し、ヒッグス・ポテンシャルがプランクスケールにおいて完全に消滅する(Multiple-point principle)原理を実現できることを発見した。さらに、この模型でMultiple-point principleが実現する場合、加速器実験において探索可能な新粒子が存在することを予言した。未だ謎であり難しいと思われていた電弱相転移の起源をエレガントに説明できる模型の構築に成功し、さらに、実験での観測可能性を示すことができたため。研究目標の達成に向けて昨年度以上に努力し、実験での観測可能性や予言を行いたい。
がん糖脂質を標的にした免疫治療法の確立

ヒトグループ1CD1分子(CD1a、CD1b、CD1c)は、糖脂質抗原をキラーT細胞に提示する新しい抗原提示分子として機能する。がんに対する抗原特異的免疫機構は、従来より明らかとなっているがんペプチド特異的MHC依存性免疫経路だけでなく、がん糖脂質抗原特異的グループ1CD1依存的免疫経路との総和として成立すると考えられる。実際研究代表者らは、ヒト肺がん細胞の一部がCD1a分子を発現し、これを認識してがん細胞を傷害するCD1a拘束性キラーT細胞の存在を実証してきた。そこで、この新しいがん制御機構の解析基盤の確立を目指した研究を展開した。まず、糖脂質スルファチドがCD1a提示抗原であると同時に、多くのがん細胞が異所性に過剰産生する自己糖脂質であることに着目し、CD1aトランスジェニック・スルファチドノックアウトマウスを作製し、免疫解析を進めた。まずCD1aの発現は、未熟胸腺細胞と皮膚ランゲルハンス細胞に特異的に認められ、ヒトにおける発現分布と同様であった。このマウスにスルファチドを免疫し誘導されるスルファチド特異的T細胞応答をインターフェロンガンマエリスポット法により解析したところ、微弱ながらも特異的な応答が観察された。今後のがん糖脂質ワクチンの開発を視野に、明瞭な応答を誘導するための免疫方法の改良が必要と考えられた。これまでグループ1CD1提示脂質抗原の有効な免疫手法が確立されていないことから、結核菌糖脂質抗原(グルコースモノミコール酸)をモデル分子としたリポソームの作製と解析を行った。その結果、オクタアルギニンとリン脂質、コレステロールを主体としその組成を最適化することにより、効率的に樹状細胞に取り込まれ、CD1分子を介した免疫応答が誘導できることが明らかになった。以上の結果より、がん糖脂質特異的なT細胞応答の解析基盤が確立された。ヒトグループ1CD1分子(CDla、CDlb、CDlc)は、糖脂質抗原をキラーTリンパ球に提示する新しい抗原提示分子として機能する。実際、研究代表者らのこれまでの研究から、CD1a陽性ヒト肺がん細胞を特異的に認識し傷害するCD1a拘束性キラーTリンパ球がヒト末梢血中に存在することが明らかとなっている。そこで本研究では、CD1a依存性がん抑制機構を個体レベルで実証し、その機構ならびに制御法を解明することを目的として、動物モデルシステムの確立を目指した研究を展開した。まず、マウスにはヒトグループ1CD1に相当する分子が存在しないことに着目し、ヒトCD1aゲノム遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを作製してその発現と機能を検証した。その結果、このマウスにおいてはCD1a分子が樹状細胞や未熟胸腺細胞に特異的に発現するなどヒトと同様の組織・細胞分布を示すだけでなく、CD1a拘束性T細胞が分化してきていることを実証した。さらにがん細胞の多くが異所性にスルファチドを産生することに注目し、この自己糖脂質に対する免疫応答ががん細胞の制御に関与する可能性を想定して、この作業仮説の検証に必要な動物モデルならびに解析手法や免疫手法の確立を進めた。まず、スルファチド合成酵素欠損マウスとCDlaトランスジェニックマウスの交配を進め、スルファチドを欠損したCDlaトランスジェニックマウスの樹立を完了した。またCD1aテトラマーの開発を完了するとともに結核菌由来糖脂質抗原のアジュバント作用を実証した。以上より、がん糖脂質を標的とした免疫応答の解析基盤が確立された。以上の結果より、がん糖脂質
ノイズ誘起脳波ダイナミクスの解析による発達障害特性の解明

申請者らはヒトの脳波レベルの神経活動が同一の視覚ノイズ刺激の繰り返し入力に対してコンシステンシー特性を示し、試行間同期がみられることを報告した。脳波コンシステンシーは視覚的な注意の基盤メカニズムとなりえると考える。本研究では視覚機能の個人特性に関連した脳波の非線形ダイナミクスを抽出する視覚ノイズ誘起手法を最適化し、ノイズ誘起ダイナミクスと発達障害特性の関連を解明することを目的とする。特に、注意機能不全がある自閉症スペクトラム障害と注意欠陥・多動性障害の傾向をターゲットとし、非線形ダイナミクスの変容や脳活動の不安定性の観点から発達障害の病態の本質の理解を分野横断的な観点で目指す。