hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝臓内NaCl受容器はNaCl恒常性維持に関与するか?

門脈肝臓領域にNaCl受容機構が存在し、この領域にNaCl濃度が増加すると、肝臓神経および腎交感神経を介し、腎臓からのNaCl排泄が増加することを報告した。さらに、この調節機構は、高食塩食摂取直後のNa利尿に重要な役割を果たすことを報告した。しかし、より長期のNaバランス維持に果たす役割は不明である。今回の研究では、長期のNaバランス維持における門脈肝臓領域NaCl受容機構の役割を正常ラットおよび肝硬変ラットにおいて調べた。0.4%NaCl食で飼育すると正常ラットと肝臓除神経ラットの間でNaバランスに有意の差がみられなかったが、3あるいは8%の高食塩食で飼育すると、肝臓除神経ラットにおいて、有意に大きなNaの蓄積を認めた。4塩化炭素を週2回12週間にわたり皮下注射したラットでは偽小葉の形成がみられ、肝硬変を起こしていたが、腹水は認められなかった。肝硬変ラットの肝臓内ノルアドレナリン含有量は正常ラットの56%に減少し、肝臓神経支配が減少していることが推測される。肝門脈内高張NaCl溶液投与に対する肝臓求心神経活動の増加は、肝硬変ラットにおいて有意に抑制されていた。肝硬変ラットも肝臓除神経ラットと同様高食塩食摂取時にのみ有意に大きなNaの蓄積を認めた。以上の結果から、次のことが分かった。(1)正常食塩食摂取時には、長期のNaバランス維持において肝臓神経は重要な役割を果たさない。しかし、高食塩食摂取時には長期のNaバランス維持において肝臓神経は重要な役割を果たしている。(2)肝硬変ラットでは、肝臓神経支配が減少し、門脈肝臓領域NaCl受容機構の感度が低下しており、このことが高食塩食摂取時のNa蓄積の一因と考えられる。【目的】門脈肝臓領域にNaCl受容機構が存在し、この領域のNaCl濃度が増加すると、肝臓神経および腎交感神経を介し、腎臓からのNaCl排泄が増加することを報告した。さらに、この調節機構は、高食塩食摂取直後のNa利尿ばかりでなく、より長期の食塩負荷時のNaバランス維持にも重要な役割を果たしていることを報告した。本年度の研究では、門脈肝臓領域NaCl受容機構の体液恒常性維持における役割を肝硬変ラットにおいて調べた。【方法】4塩化炭素を週2回12週間にわたり皮下注射して肝硬変を作成した。対照群は生理的食塩水を皮下注射した。この期間ラットを代謝ケージで飼育し、Naバランスを測定した。12週間後、ラットを2群に分け1群は正常食塩食、もう1群は高食塩食で1週間飼育し、Naバランスを測定した。また、ペントバルビタール麻酔下のラットにおいて、肝門脈内に高張NaCl溶液を投与し、肝臓求心神経活動の応答を調べた。全ての実験終了後、肝臓内ノルアドレナリン含有量および肝組織像を調べた。【結果】4塩化炭素を皮下注射したラットでは偽小葉の形成がみられ、肝硬変を起こしていたが、腹水は認められなかった。肝硬変ラットの肝臓内ノルアドレナリン含有量は正常ラットの56%に減少していた。肝門脈内高張NaCl溶液投与に対する肝臓求心活動の増加は、肝硬変ラットにおいて有為に抑制されていた。正常食塩食摂取時には両群間においてNaバランスに差はなかったが、高食塩食摂取時には肝硬変群で有意に多いNaの蓄積を認めた。【結論】肝硬変ラットでは、肝臓神経支配が減少し、門脈肝臓領域NaCl受容機構の感度が低下しており、このことが高食塩食摂取時のNa蓄積の一因と考えられる。
脳のカリクレイン・キニン系遺伝子発現とリポ多糖類による誘導機構に関する研究

申請者は、脳のカリクレイン・キニン系遺伝子発現とリポ多糖類による誘導機構を明らかにする目的で研究を行った。リポ多糖類を脳室内に投与し、脳に炎症を惹起すると、脳においてキニン前駆体タンパク質であるT-キニノーゲン、高分子キニノーゲンmRNAが増加する。そこで、これらの遺伝子の増加が、脳のどの細胞において起きているのか、また、キニノーゲンmRNAの増加にどのような因子が関与しているかについて検討した。1.リポ多糖類を脳室内投与したラット脳の組織切片をT-キニノーゲン抗体により組織染色したところ、脈絡叢の上皮細胞に強いシグナルが観察され、大脳皮質、小脳など他の領域にはこのようなシグナルは観察されなかった。2.ラットの髄膜・脈絡叢培養細胞において腺性カリクレイン、血漿カリクレイン、キニノーゲンのmRNAがRT-PCRによって検出されたが、アストロサイト、神経細胞においては、これらの発現は低いレベルであった。3.マウスの脈絡叢株細胞ECPC4細胞を用いて、in vitroの系でキニノーゲン誘導の機構に関して検討を行った。その結果、リポ多糖類添加によって、低分子キニノーゲンmRNAが顕著に増加し、インドメタシンを添加することで抑制された。またPGE2刺激によっても低分子キニノーゲンmRNAは増加した。以上の結果をまとめると、脳におけるカリクレイン・キニン系産生の中心は脈絡叢の上皮細胞であり、リポ多糖類投与によって誘導されるキニノーゲンは、脈絡叢上皮細胞自体が、炎症刺激によりプロスタグランジン類を合成分泌し、オートクライン機構を介してキニノーゲンmRNAの発現を冗進すると考えられた。申請者らは、脳内におけるカリクレイン・キニン系の実体を明らかにする目的で、以下の研究を行った。1.神経細胞、アストロサイト、髄膜細胞を培養し、種々の刺激を加え、キニン前駆体蛋白質であるT-キニノーゲン、高分子キニノーゲン、キニン遊離酵素である腺性カリクレイン、そして、ブラジキニン受容体のmRNAの発現と量的変動に関してRT-PCR法を用いて検討を行った。その結果、T-キニノーゲン、高分子キニノーゲンは髄膜細胞に多く発現しており、PGE2の刺激によってその発現量が顕著に増加することが明らかになった。また、腺性カリクレイン、キニン受容体のmRNAは、神経細胞において発現していることが明らかになった。2.ラット脳内におけるキニノーゲン、カリクレイン、ブラジキニン受容体の分布を明らかにする目的で、脳を部位別に分け、RT-PCR法を用いて、mRNAを検出した。また、脳内にLPSを投与することで炎症を惹起し、これらのmRNAがどのように変化するかについても、併せて検討を行った。その結果、T-キニノーゲン、高分子キニノーゲン両mRNAは脈絡叢において強く発現しており、LPSを投与することで、その発現量が顕著に増加した。また、腺性カリクレインは下垂体において、ブラジキニン受容体は脳全域にわたって発現していることが確認できたが、いずれも、LPS投与によってその発現量に変化は見られなかった。これらの結果から、脳内のキニノーゲン産生系は脈絡叢、髄膜が中心になっており、その発現がLPS投与によって亢進することが明らかになった。また、カリクレインは、主に神経細胞が中心になって、脳内で発現していると考えられる。なお、1.の結果は1997年9月日本薬学会近畿支部大会、及び、同11月の日本薬理学会近畿部会において、2.に関しては1998年3月の第71回日本薬理学会年会において報告を行った。
C型肝炎ウイルスコア蛋白と結合するDNA修復酵素の遺伝子クローニング

C型肝炎ウイルス(HCV)感染の持続感染が肝細胞の癌化に深く関わっていると推察されている。肝発癌機構として、HCVコア蛋白が発癌過程に関与する様々な宿主因子と相互作用してC型慢性肝炎からの発癌を誘導する可能性が提唱されている。本研究は、HCVに伴う肝発癌機構を解明する目的で、HCV-コア蛋白がDNA修復機構関連蛋白と結合することにより、その機能を修飾してDNA修復を阻害する、という仮説をたて研究を開始した。まず、HCV-コア蛋白と結合する蛋白を遺伝子レベルで網羅的なスクリーニングをおこない、この仮説を検証することとした。HCVコア蛋白をほ乳類細胞中に高発現させ、そのときの宿主細胞におけるDNA修復酵素への影響を調べた。HCVはジェノタイプによりさまざまな領域に変異体や特異性があることから、日本人に多い1b患者血清から、HCV-RNAを単離、cDNAを作製し、コア蛋白コード領域をクローン化した。次に、内部配列を確認し、1b野生型のクローンを選択し、哺乳類細胞発現ベクター(tag付き)に挿入した。作製したベクターを培養細胞株に遺伝子導入し、HCV-コア蛋白の発現をWestern blot法で確認したところ、コントロールベクター導入細胞では、tag蛋白の発現は確認できたが、コア蛋白領域を含むベクターでは発現が確認出来なかった。現在、他の培養細胞株を用いてHCVコア蛋白安定発現株の取得を目指しているが実現できていない。実現できたら、肝細胞からのcDNAライブラリーの作製に着手する予定である。本研究は、C型肝炎ウイルスコア蛋白と結合するDNA修復酵素の遺伝子クローニングを試みるものである。C型肝炎ウイルス(HCV)の感染により、肝炎の慢性化、さらに長い年月を経て肝硬変、肝癌へと進展していくことが明らとなり、HCVの持続感染が肝細胞の癌化に深く関わっていると推察されているが、肝発癌機構については、未だ十分に解明されていない。最近では、HCVコア蛋白が発癌過程に関与する様々な宿主因子と相互作用してC型慢性肝炎からの発癌を誘導する可能性が提唱されているが、HCVとDNA修復酵素との相互作用についての詳細な検討はなされていない。そこで本研究は、HCV-コア蛋白がDNA修復機構関連蛋白と結合し、修復を阻害するという仮説を立て、HCV-コア蛋白と結合する蛋白を遺伝子レベルで網羅的なスクリーニングをおこない、この仮説を検証することとした。はじめに、HCVコア蛋白をほ乳類細胞中に高発現させ、そのときの宿主細胞におけるDNA修復酵素への影響を調べることとした。作製したベクターを培養細胞株に遺伝子導入し、HCV-コア蛋白の発現をWestern blot法で確認したところ、コントロールベクター導入細胞では、tag蛋白の発現が確認できたが、コア蛋白領域を含むベクターでは発現が確認出来なかった。今後は、他の培養細胞株を用いて、HCVコア蛋白安定発現株の取得を目指すと共に、肝細胞からのcDNAライブラリーの作製に着手する予定である。
化学療法中の患児の口腔内細菌叢の変化と構成細菌の表層タンパク発現変異に関する解析

抗がん剤等の大量化学療法を受けた小児がん患者においては、その治療過程において重度の齲蝕や歯肉炎が起こることが知られている。大量化学療法を受けている患者においては、免疫機能が低下するために著しく歯肉の状態が悪化する。このような患者では、発症に関わる菌およびその菌の生育環境が大きく変化している可能性が高く、健常の小児の細菌叢とは大きく異なると思われる。本研究では岡山大学病院小児科を受診中で保護者の同意が得られた患児より唾液および歯垢の採取し、それらから細菌DNAを抽出し、それらを鋳型として口腔内細菌の特異的プライマーを用いてPCR法を行い菌の同定を行った。唾液および歯垢は、化学療法開始1か月前および開始後約1、3および6か月後に採取した。その結果、大量化学療法前と比較すると1か月後には分析対象の全ての口腔レンサ球菌において検出率が低下したが、1か月で減少していた口腔レンサ球菌種は3か月で元の状態に戻ることが示された。また口腔粘膜障害の発症が最も多く見られる大量化学療法1か月後で、全ての症例で口腔レンサ球菌の検出率が低下していた。このことは、口腔粘膜障害の発症は菌量ではなく、菌の持つ病原性に関係している可能性が示唆された。S. mutansのABCトランスポーターの1つであるGlnタンパクはグルタミンの取り込みに関与しており、S. mutansが病原性を発揮するためのバイオフィルム形成能に影響することがわかっている。GlnタンパクをコードするglnP遺伝子は4種類存在しており、本研究で分離したS. mutans株中では、全てまたは1つのglnP遺伝子を欠失している株が検出された。このように膜タンパクが何らかの影響を受けることにより、S. mutansの病原性が変化している可能性が示唆された。岡山大学病院小児科との連携はとれており、小児歯科を受診する小児がん患者が増加し、各ステージごとのサンプル数も順調に確保することができている。採取したサンプルも随時、PCR法による菌の同定を行っており、概ね予定通りに遂行できていると考えられる。引き続き、菌の構成比の検討を行う。また、採取したサンプルから分離したミュータンスレンサ球菌31株を用いて、スクロース依存性平滑面付着能、デキストラン結合能、バクテリオシン産生能、バイオフィルム形成能などの病原因子について検討を行う予定である。さらに、S. mutansの主要な病原因子である、表層タンパクの発現の分析も行う。また、引き続きglnP遺伝子の発現状況ABCトランスポーターの分布と発現状況の検討も同時に進めたいと考えている。これらの結果から、一連の化学療法による口腔細菌叢の変化を様々な角度から分析し、口腔環境の悪の原因について検討を行う。小児がん患者において抗がん剤等の大量化学療法を受けた小児において、口腔内環境が変化し重度の齲蝕や歯肉炎が起こることがすでに知られている。大量化学療法を受けている小児においては、免疫機能の悪化から著しく歯肉の状態が悪化している。このような患者では、発症に関わる菌およびその菌の生育環境も大きく変わっている可能性が高く、健常の小児の細菌叢とは大きく異なると思われる。本研究では岡山大学病院小児科を受診中で保護者の同意が得られた患児より唾液および歯垢の採取し、それらから細菌DNAを抽出しそのDNAを鋳型として、口腔内細菌の特異的プライマーを用いてPCR法を行い菌の同定を行った。サンプルとして、化学療法開始1か月前および開始後約1、3および6か月後に唾液および歯垢を採取した。結果として、化学療法3か月後では、化学療法前には検出されなかった歯周病菌の検出が増加し、特にPrevotella属の検出率が高くなっていた。また、ミュータンスレンサ球菌においては、Streptococcus mutansは化学療法前と比較して検出率が低下し、Streptococcus sobrinusにおいては増加していた。さらに乳酸桿菌の検出率が3か月後のサンプルでは顕著に増加していた。通常、小児で歯周病原細菌が検出されることは稀であることから、全身状態の悪化によって口腔内の免疫能が変化することで、歯周病原細菌の増加が起こっていると考えられる。重症齲蝕に関連するS. sobrinusの検出が増えていることからも齲蝕のリスクは高くなっており、さらに化学療法3か月後で乳酸桿菌の検出率が非常に高いことからも、これらの細菌の存在は口腔粘膜障害にとって重要な因子であると示唆される。以上の結果から、化学療法によって口腔細菌叢は大きな変化が起こっていることが示された。岡山大学病院小児科との連携もとれており、小児歯科を受診する小児がん患者が増加し、各ステージごとのサンプル数も順調に確保することができている。

唾液および歯垢は、化学療法開始1か月前および開始後約1、3および6か月後に採取した。その結果、大量化学療法前と比較すると1か月後には分析対象の全ての口腔レンサ球菌において検出率が低下したが、1か月で減少していた口腔レンサ球菌種は3か月で元の状態に戻ることが示された。また口腔粘膜障害の発症が最も多く見られる大量化学療法1か月後で、全ての症例で口腔レンサ球菌の検出率が低下していた。このことは、口腔粘膜障害の発症は菌量ではなく、菌の持つ病原性に関係している可能性が示唆された。S. mutansのABCトランスポーターの1つであるGlnタンパクはグルタミンの取り込みに関与しており、S. mutansが病原性を発揮するためのバイオフィルム形成能に影響することがわかっている。GlnタンパクをコードするglnP遺伝子は4種類存在しており、本研究で分離したS. mutans株中では、全てまたは1つのglnP遺伝子を欠失している株が検出された。このように膜タンパクが何らかの影響を受けることにより、S. mutansの病原性が変化している可能性が示唆された。岡山大学病院小児科との連携はとれており、小児歯科を受診する小児がん患者が増加し、各ステージごとのサンプル数も順調に確保することができている。採取したサンプルも随時、PCR法による菌の同定を行っており、概ね予定通りに遂行できていると考えられる。引き続き、小児がん患者の唾液およびプラークサンプルを移植後約1か月、3か月および6か月時に随時採取し、PCR法による菌の同定を行っていく。サンプルの数が十分に確保でき次第、各ステージで分離したミュータンスレンサ球菌の病原性の検討を行い、ABCトランスポーターの分布と発現状況の検討も同時に進めたいと考えている。引き続き、菌の構成比の検討を行う。また、採取したサンプルから分離したミュータンスレンサ球菌31株を用いて、スクロース依存性平滑面付着能、デキストラン結合能、バクテリオシン産生能、バイオフィルム形成能などの病原因子について検討を行う予定である。さらに、S. mutansの主要な病原因子である、表層タンパクの発現の分析も行う。また、引き続きglnP遺伝子の発現状況ABCトランスポーターの分布と発現状況の検討も同時に進めたいと考えている。これらの結果から、一連の化学療法による口腔細菌叢の変化を様々な角度から分析し、口腔環境の悪の原因について検討を行う。
先端材料製造プロセスにおける輸送過程の能動的制御

本国際学術研究(共同研究)は,研究課題名のとおり先端材料製造における輸送過程(流動および熱・物質移動)の能動的制御に関する基礎研究を目的として,日本(3人)イスラエル(2人),ラトビヤ(1人)の計6人の研究者により実施された.研究課題が広汎なところから,対象を主として融液凝固による材料製造プロセスに絞り,電磁力等を利用した流動および伝熱・物質移動の制御による製造技術の向上を目指した.研究の実施にあたっては,3か国6人の研究者がそれぞれ専門とするところを活かし,日本側研究者は,単結晶材料およびアモルファス材料製造にかかわる融液凝固過程の解明と,電磁場による制御に関して実験および解析を行い,イスラエルの研究者は,単結晶育成過程における容器内融液の流動不安定に関して,数値シミュレーションによる解析を行った.また,ラトビヤの研究者は,融液に回転磁場を印加することによる熱・物質移動の能動的制御について実験・解析を行った.2年間の研究期間中,日本側研究者はイスラエルのテクニオン(イスラエル工科大学)及びラトビヤ(ラトビヤ大学電磁流体力学研究所)を訪問,逆にイスラエル及びラトビヤの研究者は,日本の諸大学(東京農工大学,東京大学,東洋大学ほか)を訪問して,研究施設の視察と研究進捗状況・今後の方針などについての意見交換を行った.本国際学術研究(共同研究)は,研究課題名のとおり先端材料製造における輸送過程(流動および熱・物質移動)の能動的制御に関する基礎研究を目的として,日本(3人)イスラエル(2人),ラトビヤ(1人)の計6人の研究者により実施された.研究課題が広汎なところから,対象を主として融液凝固による材料製造プロセスに絞り,電磁力等を利用した流動および伝熱・物質移動の制御による製造技術の向上を目指した.研究の実施にあたっては,3か国6人の研究者がそれぞれ専門とするところを活かし,日本側研究者は,単結晶材料およびアモルファス材料製造にかかわる融液凝固過程の解明と,電磁場による制御に関して実験および解析を行い,イスラエルの研究者は,単結晶育成過程における容器内融液の流動不安定に関して,数値シミュレーションによる解析を行った.また,ラトビヤの研究者は,融液に回転磁場を印加することによる熱・物質移動の能動的制御について実験・解析を行った.2年間の研究期間中,日本側研究者はイスラエルのテクニオン(イスラエル工科大学)及びラトビヤ(ラトビヤ大学電磁流体力学研究所)を訪問,逆にイスラエル及びラトビヤの研究者は,日本の諸大学(東京農工大学,東京大学,東洋大学ほか)を訪問して,研究施設の視察と研究進捗状況・今後の方針などについての意見交換を行った.本国際学術研究は,日本(3人),イスラエル(2人),ラトビア(1人)の計6人の研究者グループによる共同研究であり,研究課題名のとおり先端材料製造プロセスにおける輸送過程(熱・物質移動)の能動的制御を研究目的とするものである.先端材料の開発が産業の発展にとってきわめて重要かつ不可欠であることは,日本でも外国でも同様である.本研究では,主として融液凝固による材料製造プロセスにおける流動および伝熱・物質移動を,電磁力等を用いて制御することによる製造技術の進展を通じて,工学・工業への寄与を目指した.本年度の実績の概略は以下の通りである.日本側の研究者は,単結晶材料およびアモルファス材料製造にかかわる融液凝固過程の解明と,電磁場による制御に関して研究を行った.融液の急冷凝固によるアモルファス材料製造に関しては,融液凝固時に形成される接触界線(凝固開始部と冷却壁との接触線)の不安定が急速凝固を妨げることから,その不安定発生のメカニズムおよび条件を実験・解析により解明した.また,結晶育成過程における熱・物質移動の電磁場による制御について解析を行い,EHD不安定の発生条件を明らかにした.イスラエルの研究者は,単結晶育成過程における容器(るつぼ)内融液の流動に関する数値シミュレーションを行い,結晶やるつぼの回転による強制流動と浮力による対流とが共存する場合に,流れが振動を起こす条件を明らかにした.ラトビアの研究者は,回転する磁場中に置かれた液体に作用する力および熱・物質移動について解析を行った.日本およびイスラエルの研究者は,平成8年11月及び12月にそれぞれ相手国を訪問して研究施設を視察し,研究の進捗状況と今後の方針について意見交換を行った.また,ラトビアを含めた3か国の研究者は,随時E-メール・ファックス等により情報を交換した.本国際学術研究(共同研究)は,研究課題名のとおり先端材料製造における輸送過程(流動および熱・物質移動)の能動的制御に関する基礎研究を目的として,日本(3人)イスラエル(2人),ラトビヤ(1人)の計6人の研究者により実施された.研究課題が広汎なところから,対象を主として融液凝固による材料製造プロセスに絞り電磁力等を利用した流動および伝熱・物質移動の制御による製造技術の向上を目指した.研究の実施にあたっては,3ヶ国6人の研究者がそれぞれ専門とするところを活かし,日本側研究者は,単結晶材料およびアモルファス材料製造にかかわる融液凝固過程の解明と,電磁場による制御に関して実験および解析を行い,イスラエルの研究者は,単結晶育成過程における容器内融液の流動不安定に関して,数値シミュレーションによる解析を行った.また,ラトビヤの研究者は,融液に回転磁場を印加することによる熱・物質移動の能動的制御について実験・解析を行った.2年間の研究期間中,日本側研究者はイスラエルのテクニオン(イスラエル工科大学)及びラトビヤ(ラトビヤ大学電磁流体力学研究所)を訪問,逆にイスラエル及びラトビヤの研究者は,日本の諸大学(東京農工大学,東京大学,東洋大学ほか)を訪問して,研究施設の視察と研究進捗状況・今後の方針などについての意見交換を行った.
乳幼児突然死症候群(SIDS)と若年者突然死例のLQT遺伝子変異の解析

11年度と12年度は、SIDS症例の剖検時に採取された血液を用いてDNA抽出を実施した.そして抽出した試料について、心臓イオンチャンネル遺伝子のILQT-2およびLQT-3領域を中心にPCR-SSCP解析を実施した。13年度は、遺伝子解析の承諾の得られた学生ボランティアから採取した血液サンプルを健康正常対象群として,SIDS症例と同様に心臓イオンチャンネル遺伝子領域の遺伝子解析を実施した。そして、SIDS症例と正常対照群の解析結果について比較検討したところ、SIDSと正常対照群との2群間において、LQT-2およびLQT-3遺伝子領域におけるDAN Polymorphism分布や変異等に有意差は認められなかった。すなわちSIDS症例の発症機序に,LQT-2およびLQT-3遺伝子領域の直接的な遺伝子変異等の閧連性はないものと示唆された.また、遺伝子解析したすべてのSIDS症例について、死亡状況調査や病理形態学的な症例検討を実施したところ、全症例がSIDSと診断された。乳幼児突然死症候群(SIDS)におけるLQT関連遺伝子のLQT2遺伝子について解析を検討した。1.試料:30例の乳幼児の突然死例(SIDS;26,その他;4、年齢は生後4日8ヶ月)の剖検時に採取した血液および健康成人48名(大学生ボランティア)より採血した血液よりDNAを抽出した。2.方法:プライマーはItohおよびCurranらの配列情報を用いて、LQT2遺伝子(7q35-36)のexon610の各exon全長をコードするようintoron配列より設計し合成依頼した。上記DNA試料を用いて各プライマーの組み合わせごとにPCR増幅後を実施した。増幅の有無を確認後、増幅試料についてSSCP解析およびDNAシーケンシング解析を実施した。3.結果:30例の乳児突然死群のSSCP解析結果は、exon9、10ではアブノーマルバンドは検出されなかったが、exon6、7、8では、アブノーマルバンドが検出された。さらにシーケンス解析によりexon6にコドン489と513の2箇所、exon7にコドン564、exon8にコドン652にいずれも同義置換の多型であることが判明した。一方、正常対照群も同様の結果で、検出した多型頻度分布におけるSIDS群と正常対照群との比較でも有意差は認められなかった。以上、SIDS症例におけるLQT2遺伝子との関連性は、顕著に出現する変異あるいは多型遺伝子も認められなかった。平成12度は,乳幼児突然死症候群(SIDS)における心臓イオンチャンネル関連遺伝子のLQT-3遺伝子について解析を実施した.1.試料:46例の乳幼児の突然死例(SIDS;40例,その他;6例,年齢は4日から生後10ヶ月)の剖検時に採取した血液および健康成人46名(遺伝子解析についての承諾の得られた大学生ボランティア)より採血した血液よりDNAを抽出した.2.方法:プライマーは,LQT-3遺伝子exon21exon24の各exon全長をコードするようintoron配列より設計して合成依頼した.上記DNA試料を用いて各プライマーの組み合わせごとにPCR増幅を実施した.増幅後,アガロース電気流動で増幅の有無を確認後,増幅試料についてSSCP解析およびDNAシーケンシング解析を実施した.3.結果:乳幼児の突然死群(46例)のLQT-3遺伝子領域におけるSSCP解析結果では,exon21,exon22,exon23では,アブノーマルバンドは検出されなかったが,exon24ではアブノーマルバンドが検出された.さらにシーケンス解析によりexon24のコドン1819におけるTとCの1塩基置換の多型であることが判明した.その遺伝子分布は,コドン1819のTTが11例,TCが25例,CCが10例であった.一方,正常対照群(46例)も同様の結果で,exon24のコドン1819の遺伝子分布は,TTが10例,TCが24例,CCが12例であり,検出した多型頻度分布における乳幼児の突然死群と正常対照群との比較でも有意差は認められなかった.以上,SIDS症例におけるLQT-3遺伝子との関連性は認められなかった.平成11・12年度で、乳幼児突然死症候群(SIDS)における心臓イオンチャンネル関連のLQT-2,LQT-3遺伝子についてSSCP解析を実施した。平成13年度は、同様に正常対照についてLQT-2,LQT-3遺伝子の解析を実施し、SIDS症例群との比較検討を行なった。また、解析の終了した症例について症例検討を行い、死亡状況調査、法医病理学的検索などから、SIDSの診断を再検討する。

1.遺伝子解析の承諾の得られた学生ボランティアより採血した全血を抽出試料(n=102)として、市販のDNA抽出キットを用いてDNA抽出した。3.正常対照群PCR-SSCPの結果と乳幼児の突然死群の結果を比較検討したところ、LQT-2およびLQT-3遺伝子領域におけるSSCP解析における多型頻度分布に有意差は認められなかった。すなわちLQT-2およびLQT-3遺伝子とSIDS症例との関連性は関与してないことが示唆された。4.遺伝子解析したSIDS全例(n=40)について死亡状況調査や病理形態学的な症例検討を実施したところ、全例がSIDSと診断した。
難聴モデルマウスにおける聴力獲得の挑戦

わが国でも数十万人いると推測されている高度感音難聴に対する治療は耳鼻咽喉科領域では最も重要なテーマであるが実際の治療はきわめて困難である。人の内耳を直接生検することや侵襲的な生理学的検査は困難であり、有用な動物モデルを用いての検討は発症機序の解明や根本的治療の確立に極めて重要である。現在、動物モデルは主にマウスが用いられているが、小動物であるため内耳への薬物投与は困難とされてきた。我々はマウス内耳に侵襲を最低限に抑えて投与できる方法の開発に取り組んできた。また、我々が検討した結果、遺伝性難聴モデルマウスでは出生直後は蝸牛コルチ器の変性は軽度であり、成長に伴い変性が進んでいく。したがって、変性が軽度のうちの治療が効果的である。我々は過去の報告にはない生後24時間以内のマウス蝸牛への遺伝子導入をアデノ随伴ベクターを用いて低侵襲に注入できる外リンパ腔への投与で内リンパ腔への遺伝子発現を認め、これを紙上と学会にて報告した。我々のこの投与法では十分にしかも聴力を下げることなく低侵襲で内リンパ腔へ導入効率を高く投与できる。これは様々な内耳疾患モデルマウスに応用でき、将来のヒトの内耳への薬物投与・遺伝子導入に貢献するものである。現在遺伝子欠損マウスにその遺伝子を組み込んだアデノ随伴ウイルスベクターを導入しその検討を行っている。成体の遺伝性難聴モデルマウスに欠失遺伝子を導入し、遺伝子の発現に成功した。今後出生直後のマウスに導入予定である。高度感音難聴に対する治療は耳鼻咽喉科領域では最も重要なテーマであるか実除の治療はきわめて困難である。補聴器も使用できないほどの高度難聴者はわが国でも数十万人いると推測されている。マウスはその小ささから遺伝子治療のモデルにはモルモットが用いられていることが多い。しかし、過去の報告では低侵襲で聴覚に不可欠な有毛細胞や支持細胞のある内リンパ腔への確実な導入報告はない。我々は生後24時間以内のマウス蝸牛への遺伝子導入をアデノ随伴ベクターを用いて低侵襲に注入できる外リンパ腔への投与で内リンパ腔への遺伝子発現を認め、これを紙上と学会にて報告した。

また、我々が検討した結果、遺伝性難聴モデルマウスでは出生直後は蝸牛コルチ器の変性は軽度であり、成長に伴い変性が進んでいく。したがって、変性が軽度のうちの治療が効果的である。我々は過去の報告にはない生後24時間以内のマウス蝸牛への遺伝子導入をアデノ随伴ベクターを用いて低侵襲に注入できる外リンパ腔への投与で内リンパ腔への遺伝子発現を認め、これを紙上と学会にて報告した。我々のこの投与法では十分にしかも聴力を下げることなく低侵襲で内リンパ腔へ導入効率を高く投与できる。これは様々な内耳疾患モデルマウスに応用でき、将来のヒトの内耳への薬物投与・遺伝子導入に貢献するものである。現在遺伝子欠損マウスにその遺伝子を組み込んだアデノ随伴ウイルスベクターを導入しその検討を行っている。成体の遺伝性難聴モデルマウスに欠失遺伝子を導入し、遺伝子の発現に成功した。今後出生直後のマウスに導入予定である。
連結階層シミュレーションによる磁気リコネクション現象の解明

本研究課題では、「連結階層シミュレーション」モデルと呼ばれるミクロ階層の物理とマクロ階層の物理をつなぐ数値シミュレーションモデルを開発することにより、階層横断現象である磁気リコネクションの解明を目指した研究を実施し、以下の研究成果を上げた。無衝突プラズマ中で磁気リコネクションを誘発するミクロ階層における異常電気抵抗の発生機構として、磁気中性線近傍の有限振幅を持ったストカスティックな粒子運動(メアンダリング運動)に起因するもの、および磁気中性線での非等方なイオン速度分布の形成に伴うプラズマ不安定性に起因するものの2種類の物理機構が存在することを明らかにした。また、駆動源が存在する場合、非常に大きな面内静電場が発生し、この静電力とローレンツ力が釣り合った新しい平衡状態へ移行することも明らかにした。地球磁気圏プラズマを対象としたマクロ階層の物理の解析として、太陽風リアルタイムデータを上流境界に用い磁気流体シミュレーションにより、現実に発生している太陽風による磁気圏の動的なレスポンス(夜側におけるプラズモイドの発生等)の定性的な再現に成功した。さらに、地球磁気圏サブストーム現象の電気抵抗モデル依存性を調査し、定量的な解析には物理的根拠のある異常抵抗モデルの導入が必要であることを明らかにし、さらにミクロ階層でのプラズマ不安定性による異常電気抵抗の結果を、磁気流体方程式の中に取り込むためのモデル検討を行った。領域分割法を用いてミクロ階層とマクロ階層を同時にかつ無同着に解くことのできる連結階層シミュレーションモデルを考案した。プロットタイプの連結階層モデルを実装したシミュレーションプログラムを開発し、アルベン波の1次元伝播およびプラズマフロー流入現象に適応し、開発した数値アルゴリズムの適応限界・精度等の検証を行い、今後改良すべき問題点等を明らかにした。没入型3次元バーチャルリアリティ(VR)装置CompleXcopeで電磁粒子シミュレーションの結果を表示するソフトウェアを開発し、磁気リコネクションのシミュレーション結果をVR空間で解析した。その結果、イオンのメアンダリング運動と加熱機構の間の強い相関を明確に示すことができた。本研究課題では、ミクロ階層の物理とマクロ階層の物理をつなぐ数値シミュレーションモデル、「連結階層シミュレーション」モデルを開発することにより、プラズマ物理における大きな未解決問題の1つである磁気リコネクション現象の解明を目指す。平成18年度の研究概要は、以下の通りである。ミクロ階層の物理に起因する電気抵抗の発生メカニズムを探るため粒子シミュレーションを実行した。まず、外部駆動電場の存在しない場合、2種類のプラズマ不安定性がイオンラーモア半径程度の薄い電流層で発生するが、比較的長波長で低周波数モードであるドリフトキンク不安定性が磁気リコネックションの直接的原因となる直流電場を発生させ、粒子加熱や磁場拡散を生み出す。また、外部駆動電場が存在する場合は、構成粒子の熱運動に伴う軌道効果により磁場凍結が敗れ、外部駆動電場と釣り合うリコネックション電場が電流層の中心で発生するため、無衝突リコネックションが誘起されることを明らかにした。連結階層シミュレーションモデルの開発として、(1)マクロ階層の物理を記述する磁気流体シミュレーション・コードを、ミクロ階層との情報交換を可能にするために、系内部にミクロ階層と階層境界領域を通じて接続している開放系磁気流体コードへと改修した。(2)ミクロ階層とマクロ階層の境界で情報交換するための物理量の変換公式の作成、および、接続に必要とされる連結モデルの問題点の検討を行った。宇宙天気予報に特化された仕様となっている裸眼立体視対応の3次元可視化解析システムを、本研究プロジェクト研究に応用出来るように、汎用性のある仕様へと改良を行った。平成19年度の研究概要は、以下の通りである。

昨年度に検討・考案したプロットタイプの連結階層モデルを実装したシミュレーションプログラムを開発し、アルベン波の1次元伝播問題に適応し、開発した数値アルゴリズムの適応限界・精度等の検証を行い、今後改良すべき問題点等を明らかにした。また、粒子モデルの境界での数値精度を向上させる数値アルゴリズの導入、磁気リコネクション現象へ応用する際の課題の検討を行い、開発した数値モデルがリコネクションの上流域でのPIC-MHD接続が可能であることを明らかにした。2次元粒子シミュレーション手法により、磁気リコネクションの誘発機構であるプラズマ不安定性に起因する異常抵抗問題を解析し、従来から提唱されてきたドリフトキンク不安定性は、イオン物理に支配された長波長モードと電子物理に支配された短波長モードが混在したモードで、異常抵抗の発生には長波長モードが重要な働きをしていることを明らかにした。また、駆動源が存在する場合、非常に大きな面内静電場が発生し、この静電力とローレンツカが釣り合った新しい平衡状態へ移行することも3次元粒子シミュレーションにより明らかにした。地球磁気圏プラズマを対象としたマクロ階層の物理の解析として、太陽風リアルタイムデータを上流境界に用い磁気流体シミュレーションにより、現実に発生している太陽風による磁気圏の動的なレスポンス(夜側におけるプラズモイドの発生等)の再現に成功した。本研究課題では、ミクロ階層の物理とマクロ階層の物理をつなぐ数値シミュレーションモデル、「連結階層シミュレーション」モデルを開発することにより、階層横断現象である磁気リコネクションの解明を目指した研究を実施し、以下の研究成果を上げた。無衝突プラズマ中で磁気リコネクションを誘発するミクロ階層における異常電気抵抗の発生機構として、磁気中性線近傍の有限振幅を持ったストカスティックな粒子運動(メアンダリング運動)に起因するもの、および磁気中性線での非等方なイオン速度分布の形成に伴うプラズマ不安定性に起因するもの、の2種類の物理機構が存在することを明らかにした。また、マクロ階層からのアプローチとして、地球磁気圏におけるサブストーム現象において、ミクロ階層での粒子シミュレーションで明らかにされたプラズマ不安定性による異常電気抵抗の結果を、磁気流体方程式の中に取り込むためのモデル検討を行った。領域分割法を用いたミクロ階層とマクロ階層を同時にかつ無撞着に解くことのできる連結階層シミュレーションモデルを改良した。このモデルを実装したプロットタイプのプログラムを用いて、MHD領域からPIC領域へのプラズマフロー流入シミュレーションを実施し、このコードが物理的に正常に機能していることを検証した。
海洋鉄散布実験における海洋表層・低層大気での生物化学的応答

海洋の一次生産は窒素の供給によって制限されているのが一般的であるが、夏季においても硝酸塩が余りクロロフィル濃度が低いHNLC海域と呼ばれる海域が、南太洋、赤道湧昇域、亜寒帯太平洋に存在する。この要因として微量栄養素である鉄が制限要因となっていることが指摘され、この仮説の検証および、大気中二酸化炭素削減手法としての海洋鉄散布の技術開発・検証を目的として、各HNLC海域で、中規模鉄散布実験が1993年以来行われてきた。北太平洋においては、SEEDS,SERIES,SEEDS IIの3回の実験が行われ、本補助金においては、SEEDS IIの実施、SEEDSおよびSERIESの詳細解析と、取りまとめを主な研究目的として行った。さらに、亜熱帯海域における鉄・栄養塩添加実験を想定し、亜熱帯海域において予備的培養実験を行った。SEEDS IIおよび亜寒帯太平洋における他2回の実験結果は、国内ワークショップ1回、国内シンポジウム1回、国際ワークショップ1回、国際シンポジウム1回およびPICES-IFEP会議、SOLAS関連国際会議などを通じて行われ、鉄添加は植物の増殖を促進するが、そのタイミングや規模は、鉄濃度、混合層深度、動物プランクトン密度、季節によって大きく変化し、予測が困難であることが明らかになった。また二酸化炭素吸収技術としては、想定されていたより、捕食や呼吸によって消費される有機物が多く、効率がよくないことが、本実験を含む他の実験結果からも支持され、性急な技術開発に対する警戒感といった国際世論の形成に重要な役割を果たした。一方、亜熱帯海域における培養実験では、顕著な生物応答は観察されなかったが、研究の乏しい日本近海亜熱帯海域での基礎的資料を与えるとともに発展的なSOLAS関連プロジェクト(特定領域研究:海洋表層・大気下層間の物質循環リンケージ)の土台を形成した。H16年度は7月13日から8月27日間、散布航海を白鳳丸で研究代表者が主席研究員として行った。航海の研究テーマは全て、鉄散布実験をプラットホームとしており、乗船研究(本課題関係者15人)が基本的には一つの目的で参加した航海である。また、途中寄航中、散布域の観測を引き継いだのは米国の研究船Kilo Moanaであり(主席研究員Dr Mark Wells)、本船にも本課題関係者2人の研究者が乗船した国際共同研究である。鉄散布は2001年の実験とほぼ同海域(48N,166E)で行われ、約1.6トンの硫酸鉄を8x8km四方に、マーカー物質であるSF_6とともに散布し、その後、水塊を追跡しながら、31日間にわたって生物・科学的応答を観測した。結果の詳細は、現在進行中の分析を待つ必要があるが、2001年SEEDS実験とは大きく応答が異なる結果となった。植物プランクトン量は増えたが初期値の3倍程度、サイズ組成もSEEDS、SERIESでは大型珪藻にシフトしたが、本実験では変わらず、シリカ濃度は実験期間を通じて30μM以上であった。また、通常、北太平洋は栄養塩濃度が高く、クロロフィル濃度の低いHLNC海域であるが、2004年はいたる所にクロロフィルが高い海域が観測され、衛星観測でも確認された。本実験は鉄の添加に大型中心目珪藻が応答しブルームを形成することを想定し研究計画を練ってきたが、実際には想定とは異なる応答を観測することになった。結果の速報は、SOLAS Open Science Conferenceで報告し、その後、似た結果を得たニュージーランドの鉄散布実験SAGEのワークショップに招かれ、結果に関する議論が進行中である。取りまとめ中のデータは、H17年3月のプランクトンシンポジウムでは武田重信が研究航海成果中心に「鉄と植物プランクトン」に関する総説、代表者が3航海の成果概要をまとめ、SEEDSII航海に関しては各研究機関からの発表5題があり、大気関係の成果を植松光夫がまとめて発表した。

H17年度は、H16年度に西部北太平洋で、米国、カナダと共同で行った鉄散布実験SEEDS IIで採取された試料の分析およびデータの取りまとめ作業を主に行った。4月に米国側から、M.Wells博士ら3人が来日し、船上培養実験の結果を中心に取りまとめるワークショップを開催した。9月にはSEEDSII航海の日本側関係者が会し、国内ワークショップを東京大学海洋研究所で行い、10月17-18には米国、カナダおよびニュージーランドから計6人が来日し計50人あまりで2日間にわたり、生物応答、鉄および微量金属の応答、散布水塊の海洋物理学的挙動、大気成分応答の4つのテーマに別れ議論ととりまとめが行われた。その結果、SEEDSIにおいては鉄散布によって非常に高濃度に植物プランクトンが増加したが、SEEDSIIは、同じ海域、時期に同じ量の鉄を散布したにもかかわらず、増加はクロロフィル濃度で2.5倍に留まった。SSEDSIでは小数種の珪藻が増加したが、SEEDSIIでは珪藻の目だった増加は見られず、ブルーム衰退期には、単細胞性藍藻、クリプト藻が増加した。これらの原因としては、動物プランクトンである大型カイアシ類はSEEDSIの表層混合層における生物量と比較すると初期値で15倍以上存在し、日数の経過とともに生物量を成長によって増したため、鉄添加によって増殖が活性化した藻類を食いつぶしたことが最も大きな原因と考えられる。さらに、表層混合層が30m程度と深かったことにより、光環境の悪化、鉄濃度の低下も影響したと考えられる。これら成果の発表は、H18年度中に特集号を編集することを目標としている。さらに、津田・武田は、11月に開催されたSOLAS主催の鉄散布実験取りまとめ会議に招かれ、過去の実験の責任者らとともに、過去の実験成果の比較、取りまとめを行っている。また、VERTIGOは米国の海洋における粒子の沈降と分解を扱う大型プロジェクトであるが、その航海に分担者が同乗し、動物プランクトンの摂餌・生産に関するデータ取得を米国研究者とともに行った。2004年7月13日から8月27日間、散布航海を白鳳丸で研究代表者が主席研究員として行った。航海の研究テーマは全て、鉄散布実験をプラットホームとしており、乗船研究(本課題関係者15人)が基本的には一つの目的で参加した航海である。また、途中寄航中、散布域の観測を引き継いだのは米国の研究船Kilo Moanaであり(主席研究員Dr Mark Wells)、本船にも本課題関係者2人の研究者が乗船した国際共同研究である。鉄散布は2001年の実験とほぼ同海域(48N、166E)で行われ、約1.6トンの硫酸鉄を8×8km四方に、マーカー物質であるSFIとともに散布し、その後、水塊を追跡しながら、31日間にわたって生物・科学的応答を観測した。植物プランクトン量は増えたが初期値の3倍程度、サイズ組成もSEEDS、SERIESでは大型珪藻にシフトしたが、本実験では変わらず、シリカ濃度は実験期間を通じて30μM以上であった。前実験との反応の差は植物プランクトンを摂餌する動物プランクトン量の差に起因すると現在は結論している。
琉球海流の力学過程と物質輸送過程の解明

琉球海流は,中層水循環の一部として,北太平洋の熱や物質輸送に対して重要な役割を果たす。本研究は,日中韓の国際共同観測として,琉球海流の源流域で係留流速観測と水質調査を行い,流動と水塊構造の実態を把握するとともに,既存観測データの解析と数値計算より,琉球海流の形成・変動力学,さらに琉球海流が北太平洋中層水の循環に果たす役割を明らかにすることを目的とする。係留観測網は,沖縄トラフの黒潮流域にも及んでおり,黒潮との比較も行う。本研究課題の総括を兼ねて,JpGU2019(2019/5実施)で,国際セッションを代表コンビーナーとして主催する。ここで,本研究課題に関連して実施された,国際共同観測(2015/6-2017/6),既存観測データの解析,数値計算の主要な成果が9件発表される(学会発表業績参照)。以下,この中から2つの成果を説明する。1)この国際共同観測により,源流域で初めて組織的に琉球海流が観測され,約500m深に20cm/sの流速コアをもつ恒常的な潜流(琉球海流)が発見された。流速分布は中規模渦の影響を受けるが,流速コア強度は中規模渦活動と無関係であることから,中規模渦は琉球海流の潜流構造の形成原因ではないことが示された(論文投稿中)。2)黒潮と琉球海流では流量の季節変動が逆位相であるという事実について,再解析データの詳細解析と数値実験より,黒潮表層流速の季節変動は北東アジア季節風に対する沿岸海洋応答,黒潮下層と琉球海流のそれは偏西風/貿易風に対する沖合海洋応答であることが示された(論文投稿中)。3)これら以外に,琉球海流域に到来する中規模渦の研究成果,黒潮・琉球海流の全流域での経年流速変動の研究成果がある。最終年度だが,韓国海洋科学院との国際共同観測を発展させるために,かごしま丸航海(2018/6)で,宮古島沖の2係留系を回収・再設置した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。琉球海流は,北太平洋中層水の子午面循環に対する回帰経路を構成するため,北太平洋の熱や物質輸送に対して重要な役割を果たす。しかし,琉球海流の源流域での流動と水塊構造の観測事実は不明である。本研究は,日中韓の国際共同観測として,H27年6月H29年6月まで琉球海流の源流域で直接流速観測を行い,その流動と水塊構造の実態を把握するとともに,既存観測データの解析と数値計算を組み合わせて,琉球海流の形成力学,さらに琉球海流が北太平洋中層水の子午面循環に果たす役割を明らかにすることを目的とする。今年度は,以下の研究を実施した。まず,H27年6月621日の期間,「かごしま丸」による海洋観測を実施し,宮古島の太平洋側に3系の流速計付係留系(主に鹿児島大学の機材)と5台のC-PIES(中国国家海洋局第二研究所の機材)を設置した。さらに,当初計画に付加して,琉球海流と黒潮の同時観測を実現するために,韓国海洋科学技術院との共同で,2系の流速計付係留系と3台のPIESを沖縄トラフ側に設置した。H27年度は,このような係留観測網による国際共同研究を,Joint Kuroshio-Ryukyu Current System Study (JKRYCSS)と命名してスタートさせた。観測データは,H28年6月,H29年6月の「かごしま丸」航海により順次回収される予定である。これ以外に,既存データの解析として,気象研究所海洋データ同化システム(MOVE)再解析データ(19932012)の解析を進めた。再解析データの質検証として,ケラマギャップを通過する琉球海流の分岐流の流量を既存観測データ(Na et al. 2014)と比較した結果,両者はよく一致することが確認された。今後,再解析データの解析から,琉球海流の形成力学と北太平洋中層水の子午面循環に果たす役割に関する有益な知見が得られると予想される。H27年度計画として,当初予定していた(1)「かごしま丸」による観測,(2)既存観測データの解析,(3)数値計算について一定の成果を収めることができた。(1)については,H27年6月621日の航海期間,好天に恵まれたこともあり,予定していたすべての係留系とCPIESをトラブルなく設置することができた。また,予定していた海洋観測データも取得できた。(2)については,ARGOフロートのプロファイルデータを用いて,北太平洋中層水の水質(主に塩分)に関する広域マッピングを実現できた。この結果は,次年度以降のMOVE再解析データを用いた解析(琉球海流を構成する水塊の移動経路,変質と湧昇過程に関する解析)で,観測による証拠資料として活用される予定である。(3)については,既存データによりMOVE再解析データの質検証を行った結果,琉球海流系の解析に対してMOVE再解析データを利用することは間違っていないことが示された。琉球海流は,北太平洋中層水の循環経路上に位置するため,北太平洋の熱や物質輸送に対して重要な役割を果たす。しかし,琉球海流の源流域での流動と水塊構造は不明である。

本研究は,日中韓の国際共同観測として,H27年6月H29年6月まで琉球海流の源流域で係留流速観測と水質調査を行い,流動と水塊構造の実態を把握するとともに,既存観測データの解析と数値計算を組み合わせて,琉球海流の形成・変動力学,さらに琉球海流が北太平洋中層水の循環に果たす役割を明らかにすることを目的とする。係留観測網は,沖縄トラフの黒潮流域にも及んでおり,琉球海流と黒潮の同時観測を通して,より総合的に琉球海流の変動様式が理解できるように設計されている。H28年度は,以下の観測を実施した。6月419日の期間,「かごしま丸」による海洋観測を実施し,宮古島周辺の琉球海流と黒潮内で5系の流速計付係留系を回収・再設置した。回収した流速計のデータはすべて良好であり,1年目の係留観測は成功した。流速データの詳細な解析は,H29年6月の2年目の観測終了後に行う予定である。一方,航海中に悪天に見舞われたため,水質調査については部分的にしか実施できなかった。既存データの解析として,FORA再解析データ(19822012)の解析を進めた。その結果,東シナ海の黒潮と琉球海流では流速の季節変動が逆位相であることが分かった。この原因として,前者は北東アジア季節風に対する沿岸での海洋応答が重要であり,後者は偏西風/貿易風に対する沖合での海洋応答が重要であることが示唆された。さらに,等密度面上での流跡線解析(粒子追跡)によって,沖縄トラフの深層へは,琉球海流が弱いときは亜寒帯の海水が流入し,琉球海流が強いときは南シナ海の海水が流入するという2パターンあることが示された。H28年度計画として,当初予定していた(1)「かごしま丸」による観測,(2)既存観測データの解析について一定の成果を収めることができた。(1)については,悪天に悩まされ水質調査が十分にできなかったものの,全5系の係留系をトラブルなく回収し再設置することができた。回収されたデータを用いて,当初の計画通り,琉球海流の断面流速分布の時系列を作成することができる。(2)については,FORA再解析データの解析から,東シナ海の黒潮と琉球海流では季節変動の位相が逆であることが示された。この事実は,再解析データに基づくものなので,今後,観測データによる裏付けが求められるが,示された事実の新規性は高い。さらに,その原因についても,おおよその力学仮説を構築することができた。この研究は、H29年度に論文を投稿できるレベルに達した。一方,等密度面上の流跡席線解析からは,琉球海流の強弱によって沖縄トラフ深層に流入する海水の起源が異なることが示された。この事実は,琉球海流が北太平洋中層の物質輸送に強く貢献していることを示唆しており興味深い。今後は,流跡線解析と水塊解析を組み合わせ,琉球海流の強弱と沖縄トラフ深層の水塊変化の関係を調べる必要がある。琉球海流は,中層水循環の一部として,北太平洋の熱や物質輸送に対して重要な役割を果たす。しかし,琉球海流の源流域での流動と水塊構造は不明である。本研究は,日中韓の国際共同観測として,琉球海流の源流域で係留流速観測と水質調査を行い,流動と水塊構造の実態を把握するとともに,既存観測データの解析と数値計算を組み合わせて,琉球海流の形成・変動力学,さらに琉球海流が北太平洋中層水の循環に果たす役割を明らかにすることを目的とする。係留観測網は,沖縄トラフの黒潮流域にも及んでおり,黒潮との比較が可能である。6月に「かごしま丸」による海洋観測をし,これまで展開してきた5系の流速計付係留系と7台のPIESをすべて回収し(ただし,切離装置が作動せず1系は未回収),2年間の集中観測を終了した。
ペプチドトランスポーター(Tap)遺伝子多型性の検出法確立と自己免疫病の病因研究

自己免疫疾患の病因病態の解明を目的として、PCR-SSP法やRFLP法によりTap1,Tap2遺伝子の多型性を明きらかにし、これらの遺伝子の疾患発症への関与を検討した。現在報告されている多型性を検出するため各変異部分を含むプライマーを作製し、Tap1(333,637)およびTap2(379,565,665)の変異をPCR-SSCP法などにより検出した。2.現在まで報告されていない変異部分の発見PCR-SSCP法を行う過程で、Tap2遺伝子に日本人に固有と思われる新たな変異を発見した。そのDNAシークエンスも終了し報告予定である。3.正常日本人における対立遺伝子頻度日本人のTap1については欧米人に比しTap1C(0301)の頻度が低かった。Tap2については欧米人に比し、Tap2aが少なくTap2Bが比較的多かった。また欧米人では稀なTap2Eも7%存在した。Tap2のアリル頻度については新しい変異を取り入れた分類が必要であり、現在その検討を行っている。膠原病患者の対立遺伝子頻度シェ-グレン症候群患者のTap1,Tap2遺伝子の多型性は正常人と有意の差は認めなかった。現在、HLA遺伝子多型性を加味して比較検討し、患者の性別、病型、自己抗体などとの関係について層別解析を行っている。全身性エリテマトーデス患者についてはTap1(333)がVal(Tap1BかC)の頻度が高い一方で、Tap2(379)がIle(Tap2C,D,Hなど)の頻度が低く、現在完全なタイピングを行っている。
糸球体腎炎の発症・進展における転写因子の発現と関与

転写調節因子に属する核レセプターは、外部シグナルに応答してDNAに結合し、転写制御に関与している。核レセプターのサブファミリーであるNur77/NGFI-Bfamilyは細胞死、細胞のG0/G1期移行、外部シグナルによる初期反応等に関与していると考えられている。今回、腎炎の発症と進展における核レセプターの関与を明らかにする目的で、馬杉腎炎をモデルとし、Nur77/NGFI-Bfamily(NOR-1,NGFI-B,RNR-1)の遺伝子発現について検討した。6週令雄性WKYラットに抗糸球体基底膜抗体を1回静注し、馬杉腎炎を惹起した。コントロール群には、生理食塩水を同様に投与し、第1、3、7、14、28病日に屠殺し、糸球体を単離後AGPC法によりRNAを抽出した。RT-PCR法によりNGFI-B,NOR-1,RNR-1のmRNAの発現を検討した。抗糸球体基底膜抗体投与により、第3病日より蛋白尿が出現し、第7病日には半月体形成を伴った著しい糸球体病変を認め第28病日目には腎不全に進行していた。馬杉腎炎群ではコントロール群と比較し第1病日より各核レセプターのmRNAの発現の増強を認めた。NGFI-B,NOR-1では第3病日に、RNR-1では第7病日にピークに達し,その後減弱し、第28病日には、コントロール群とほぼ同じレベルまで低下した。馬杉腎炎の早期にNOR-1,NGFI-B,RNR-1の発現の増強を認めたことより、核レセプターが腎炎の発症と進展に関与している可能性が示唆された。