hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
含リン脱離基法を機軸とするシアル酸含有複合糖鎖の立体選択的合成

これまでに我々は2-アジド-2-デオキシガラクトシルジフェニルホスファートを糖供与体として用いるα-選択的グリコシル化反応を開発し、TN糖鎖抗原の効率的な構築を達成した。昨年度までに、本グリコシル化反応を用いて合成したシアリルTN糖鎖抗原をもつ糖ペプチドが、PILRαに結合することでHSV感染を阻害することを明らかにした。さらに、糖鎖抗原のガラクトサミン部が結合活性に及ぼす影響を明らかにするために、グルコサミン型および4-デオキシグルコサミン型糖ペプチドを合成し、ピラノースの4位水酸基がアキシアル位を占めることが重要であることを見出した。本年度は糖鎖が活性発現に及ぼす影響を明らかにするために、含リン脱離基法を基盤とする収束型オリゴ糖鎖合成法を活用して、ジシアリルT糖鎖抗原四糖を有する糖ペプチドを合成し、リガンドレセプター間相互作用を等温滴定カロリメトリーを用いて測定した。その結果、天然型には及ばないものの高い結合定数を示し、エントロピー駆動型の結合様式から新たに加えたシアリルガラクトースユニットが配座制限基となっていることが示唆された。本研究は糖鎖構造および官能基がPILRα結合活性に及ぼす影響を明らかにしたものである。今年度までに合成したグルコサミン型および4-デオキシグルコサミン型の非天然型糖ペプチドはガラクトサミン型の天然型の糖ペプチドが標的タンパクであるPILRαに結合する際の結合パターン認識を理解する重要なツールとなる。実際に活性が16分の1に低下したグルコサミン型とPILRαとの複合体のX線結晶構造解析を行い、標的タンパクのアミノ酸構造変化の違いが活性低下の原因であることまでわかっている。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに得られた結晶構造を元に構造単純化を含めた新規糖ペプチドの設計・合成を行う。また、並行してTHF効果を活用するα選択的グリコシル化反応の適用系拡張の一環としてヘキセニルビシアノシドの全合成を目指す。PILRαに結合活性を示す糖ペプチドの合成および活性評価を行っていることから研究は概ね順調に進展していると考えている。合成した糖ペプチドとPILRαとの活性評価およびX線結晶構造解析をもとに更に高い結合活性をもつ糖ペプチドの設計・合成を行う。現段階では糖鎖部ガラクトサミンをグルコサミンやその他の糖に変換した構造の糖ペプチドの合成研究を行っている。
超電導実用導体の電磁現象に関する研究

本研究では超電導実用導体に対する低損失化、高電流密度化、大電流容量化、安定化、低コスト化等の諸要請を満たす為に解明しなければならない電磁諸現象のうち、線材とのinterfaceに位置する次の4項目の研究を行った。(1)ブロンズ法【Nb_3】Sn多芯線における錫拡散防止層と安定化材の交流損失に及ぼす影響ブロンズ法【Nb_3】Sn多芯線の実用導体に含まれる錫拡散防止層と安定化材が履歴損失と低周波結合損失に及ぼす影響については前年度に考察したが、本年度は結合損失の低周波極限表式からのはずれが実用パルスレイト(110T/S)付近で生じる事を理論的に導き、実測結果との定量的一致を得た。(文献12)(2)超電導1次サブケーブルの交流損失ケーブル導体化する際の交流損失の増大に対して最も問題となる1次サブケーブル段階における交流損失の理論的表式を導き、実測結果を説明すると共に、サブケーブル構造の最適化の検討を与えた。(文献3)(3)極細多芯線の電磁特性交流用超電導導体の素線として用いられる極細多芯線の磁化と交流損失について実験的研究を行い、従来の臨界状態モデルでは説明できない異常な特性を発見し、これが極細フィラメントで現れ易い磁束の可逆運動に基づくものであるとして理論的表式を導き、実測結果との定量的一致を得た。(文献4)(4)新製法【Nb_3】Sn線材の開発上の問題点の指摘合金系交流線材の低安定性マージン及び低磁界性の改善をはかる為に【Nb_3】Sn系交流用線材の設計を行い、試作を行ってその加工上の問題点を指摘した。(文献5)本研究では超電導実用導体に対する低損失化、高電流密度化、大電流容量化、安定化、低コスト化等の諸要請を満たす為に解明しなければならない電磁諸現象のうち、線材とのinterfaceに位置する次の4項目の研究を行った。(文献5)
実験考古学的手法を用いた朝鮮青銅器文化の研究

6月には京都大学総合博物館で中国出土と伝わる琵琶形銅剣およびT字形剣柄について資料調査をおこなった。いずれも朝鮮青銅器文化の直接的起源となるもので,とくにT字形剣柄については本研究課題の重要主題である凹文鋳造技術の起源を解明するための重要な資料と位置づけられる。8月にはベトナムに赴き,青銅器を中心に各地の資料を見学した。ベトナムの文化は中国文化の周辺という点において朝鮮との共通性があり,中国文化の伝播・在地化プロセスを考える際に参考資料と位置づけた。動物文の表現・施文方法に朝鮮との共通性を見いだすことも出来た。9月には韓国で多鈕細文鏡が多量に出土した遺跡に赴き現地を見学した。青銅器所有の在り方に再考を迫る遺跡を直接みることが出来たのは有意義であった。10月には中国遼寧省を訪れ,藩陽・本渓・撫順など各地の研究機関や博物館を訪問した。とくに最新の戦国時代鉄器資料を実見でき,鉄器の伝播と青銅器の変化について着想を得た。また12月には研究費外ではあったが,韓国を訪れ,京畿道博物館で遼寧古代文明展を見学した。中国では見ることが難しい資料が一堂に会しており,とくに藩陽鄭家窪子遺跡の資料をみることが出来たのは大変有意義であった。今年度の大きな成果は,朝鮮青銅器文化の起源地である中国遼寧省の青銅器文化について多くの知見が得られたことである。とくにこれまで断絶と理解された中国東北地方と朝鮮の凹文施文技法について,中国東北地方における「変化」がある程度把握できる見込みが立ち,両地域の完形をより具体的に整理するための手がかりが得られた。平成23年度のアジア鋳造技術史学会において,この部分についての見解を発表する予定である。
小児固形がんにおける循環腫瘍細胞を用いた新規診断・評価法の開発

・CTCチップ調整:複数のヒト神経芽腫細胞株を用い様々な補足抗体を用いCTCチップで検出可否を検討し、補足条件が最も良い抗体を同定し、その捕捉抗体によるそれぞれの細胞株での補足率向上のための調整を行った。また臨床摘出組織中の同抗体発現も確認、蛋白レベルでの発現も確認した。・血中における神経芽腫細胞株の捕捉:ヒト血液中に細胞株を混入させた状態での検出方法の検討では、全血中の補足は血球成分も凝集してしまい十分な改修条件が得られなかったため、末梢血単核球層のみを対象検体としてCTCを検出することに成功し、臨床検体での捕捉率向上のための様々な調整を行った。また、簡便化を目指し、現行のCTCシステムの問題点として送液のためにシリンジポンプが必要なこと、送液中の細胞塊形成を防止するために継続的なサンプル振動が必要なことの点を解消するために、圧較差で細胞、試薬をCTCチップ内に流す手法によりシリンジポンプなしに短時間でのCTC捕捉が可能なシステムを構築した。・CTC解析:神経芽腫細胞株をヒト血液中に混入させた検体での捕捉率は現在80%程度まで向上しているが、臨床検体中の捕捉率評価方法を検討中である。体外診断ツールとしての可能性を検討するために、MYCN増幅の評価等、現在摘出組織にて通常行っている検査をCTCで行う実験系の確立が必要であり、捕捉細胞のFISHによる評価方法の調整および培養系の確立のための研究を行っている。・CTCチップ調整:ヒト神経芽腫細胞株(NB16:MYCN遺伝子増幅あり)、NB69:増幅なし)を用い様々な補足抗体を用いCTCチップで検出可否を検討し、補足条件が最も良い抗体を同定した。その捕捉抗体によるNB16、NB69の補足、また臨床摘出組織中の発現も確認、蛋白レベルでの発現も確認した。・血中における神経芽腫細胞株の捕捉:ヒト血液中に細胞株を混入させた状態での検出方法の検討では、全血中の補足は血球成分も凝集してしまい十分な改修条件が得られなかったため、末梢血単核球層のみを対象検体としてCTCを検出することに成功した。現行のCTCシステムの問題点として送液のためにシリンジポンプが必要なこと、送液中の細胞塊形成を防止するために継続的なサンプル振動が必要なことがあげられ、この点を解消するために、圧較差で細胞、試薬をCTCチップ内に流す手法によりシリンジポンプなしに短時間でのCTC捕捉が可能となった。・血液サンプル集積:神経芽腫患児末梢血におけるCTCが補足可能かどうか検討した。臨床例は1症例のみであるが、神経芽腫患者由来のPBMC中にING抗体で捕捉され、非血液腫瘍全てで発現するPLS3発現する大型の細胞を確認し、神経芽腫由来のCTCと考えられた。体外診断ツールとしての可能性を検討するために、MYCN増幅の評価等、現在摘出組織にて通常行っている検査をCTCで行う実験系の確立が必要であり、捕捉細胞のFISHによる評価を行っている。稀少疾患であることから元々の母数が少なく、臨床検体でのサンプル集積が遅れ、サンプル中からの捕捉および解析の検証が遅れている。

・血中における神経芽腫細胞株の捕捉:ヒト血液中に細胞株を混入させた状態での検出方法の検討では、全血中の補足は血球成分も凝集してしまい十分な改修条件が得られなかったため、末梢血単核球層のみを対象検体としてCTCを検出することに成功し、臨床検体での捕捉率向上のための様々な調整を行った。また、簡便化を目指し、現行のCTCシステムの問題点として送液のためにシリンジポンプが必要なこと、送液中の細胞塊形成を防止するために継続的なサンプル振動が必要なことの点を解消するために、圧較差で細胞、試薬をCTCチップ内に流す手法によりシリンジポンプなしに短時間でのCTC捕捉が可能なシステムを構築した。・CTC解析:神経芽腫細胞株をヒト血液中に混入させた検体での捕捉率は現在80%程度まで向上しているが、臨床検体中の捕捉率評価方法を検討中である。体外診断ツールとしての可能性を検討するために、MYCN増幅の評価等、現在摘出組織にて通常行っている検査をCTCで行う実験系の確立が必要であり、捕捉細胞のFISHによる評価方法の調整および培養系の確立のための研究を行っている。体外診断ツールとしての可能性を検討するために、MYCN増幅の評価等、現在摘出組織にて通常行っている検査をCTCで行う実験系の確立が必要である。また、診断ツールとしての利用価値を上げるため、非侵襲的に採取したCTCの補足率を向上させる必要があるが、さらに細胞量の確保が必要であり、CTC捕捉細胞を培養する手技の確立が必要と考える。しかしながら、現在の手法(水圧、空気圧)で回収した捕捉CTCのviabilityが悪く、長期培養が不可能であることから、チップに補足されたCTCの回収条件をさらに検討する必要性がある。捕捉CTCのviabilityの向上を目指した回収方法や、長期培養方法の確立が不可避であることから、臨床応用するためにはチップに補足されたCTCの回収条件をさらに検討する必要性がある。当該年度における他のエフォートが予想よりも高くなってしまったため、若干の研究遂行が遅延した部分で使用予定額との齟齬が発生した。研究計画最終年度の次年度では、臨床応用を視野に入れた開発を促進し、最終検証をするための使用を計画している。
超精密Mesoスケール部品創成用マイクロファクトリのための高性能スピンドルの開発

本研究は,超精密メゾスケール部品の加工に適した小型加工システムの開発を目指して行ったものである.特に,このような小型加工システムに適した,水によって駆動される小型高性能スピンドルの開発を行った.本研究において得られた主要な成果は次の通りである.1.スピンドルの開発とスピンドルの性能評価(1)スピンドルの開発:スピンドルの性能向上を図るために,新たにスピンドルを試作した.今回,特に剛性の向上を図った結果,350N/μm以上の剛性が得られた.(2)スピンドルの回転精度の測定:スピンドルの回転精度を測定した結果,回転振れは60nm以下であることが確認された.(3)水の圧力脈動とスピンドルの回転精度の関係:スピンドルに供給する水の圧力脈動とスピンドルの回転精度の関係を検討し,脈動が回転精度を低下させることを示し,脈動低減装置を設置した.(4)スサンドルの回転数制御:スピンドルの回転数を制御するために,ロータリー型流量制御弁を製作し,回転数制御実験を行った.その結果,負荷変動に関わらず回転数を一定にできるようになった.2.加工用小型ステージの試作及び加工システムの構築(1)超精密メゾスケール部品創成用小型エアステージの開発:メゾスケール部品の超精密加工に適した小型エアステージを試作した.開発したステージの基本性能を測定した結果,位置決め精度が0.3μm,水平方向の真直度は0.05μmであった.(2)小型超精密加工システムの試作:これまでに開発してきたスピンドルと今回開発した小型エアステージを組み合わせることによって,小型超精密加工システムを構築した.3.開発したスピンドルによる性能評価超精密加工メゾスケール部品の加工実験:試作した小型超精密加工システムを用いて,小型部品のダイヤモンド切削試験を行った.そこ結果,加工面は非常に良好な鏡面(表面粗さ30nm)になることを確認した.本研究は,超精密メゾスケール部品の加工に適した小型加工システムの開発を目指して行ったものである.特に,このような小型加工システムに適した,水によって駆動される小型高性能スピンドルの開発を行った.本研究において得られた主要な成果は次の通りである.1.スピンドルの開発とスピンドルの性能評価(1)スピンドルの開発:スピンドルの性能向上を図るために,新たにスピンドルを試作した.今回,特に剛性の向上を図った結果,350N/μm以上の剛性が得られた.(2)スピンドルの回転精度の測定:スピンドルの回転精度を測定した結果,回転振れは60nm以下であることが確認された.(3)水の圧力脈動とスピンドルの回転精度の関係:スピンドルに供給する水の圧力脈動とスピンドルの回転精度の関係を検討し,脈動が回転精度を低下させることを示し,脈動低減装置を設置した.(4)スサンドルの回転数制御:スピンドルの回転数を制御するために,ロータリー型流量制御弁を製作し,回転数制御実験を行った.その結果,負荷変動に関わらず回転数を一定にできるようになった.2.加工用小型ステージの試作及び加工システムの構築(1)超精密メゾスケール部品創成用小型エアステージの開発:メゾスケール部品の超精密加工に適した小型エアステージを試作した.開発したステージの基本性能を測定した結果,位置決め精度が0.3μm,水平方向の真直度は0.05μmであった.(2)小型超精密加工システムの試作:これまでに開発してきたスピンドルと今回開発した小型エアステージを組み合わせることによって,小型超精密加工システムを構築した.3.開発したスピンドルによる性能評価超精密加工メゾスケール部品の加工実験:試作した小型超精密加工システムを用いて,小型部品のダイヤモンド切削試験を行った.そこ結果,加工面は非常に良好な鏡面(表面粗さ30nm)になることを確認した.本研究は,超精密Mesoスケール部品の創成を目指している.このため,Mesoスケール部品の超精密加工に欠かすことのできない,マイクロファクトリ用小型高性能スピンドルを開発することを目的としている.具体的には,これまでの研究においてすでに開発に成功しているスピンドルの小型化と高性能化に関する検討を行い,これに基づいてスピンドルの改良を行う.さらに,スピンドルの回転数制御に関する検討と効率を向上させるための検討も行う.本年度の研究実績を以下にまとめる.(1)開発したスピンドルに組み込まれた静圧軸受の剛性の測定を行うとともに,軸受絞り径と軸受剛性の関係を検討した.(2)スピンドルを市販の超精密工作機械に取り付け,加工実験によりスピンドルの性能について検討を行った.本加工実験においては,アルミニウム,銅,真鍮を加工材料に用いて行った.その結果,どの材料に対しても,加工表面にうねりが発生することが明らかになった.この原因については,今後検討を行う必要があるが,スピンドルに供給する水の脈動に起因したものである可能性がある.そこで,脈動を吸収する装置の設計も実施した.(3)上記(1)の軸受剛性を上げるために,スピンドル設計用プログラムの修正を行い,設計変更を行った.今後,改良を行ったスピンドルに対して,性能試験を行う予定にしている.(4)スピンドルの回転数制御に関する検討を行うため,流量制御弁と回転数制御実験を行うためのスピンドルの設計を行った.今後は,製作した装置を用いて評価実験を行う予定にしている.本年度の研究実績の概要は次の通りである.

(1)スピンドルに供給する水の圧力脈動の影響:水の脈動吸収装置を実験装置に設置し,スピンドルに供給する水の脈動の低減を図った.この脈動吸収装置の有無による,脈動の変化を周波数解析により調べた.その結果,水の供給装置に使用している容積式ポンプが吐出する脈動の基本周波数は,220Hzであり,試作した脈動吸収装置によって,この成分の著しい低減が図れることを確認した.今後,水の脈動がスピンドルの回転精度に及ぼす影響を評価する.(2)スピンドルの改良:スピンドルの性能向上を図るために,新たにスピンドルを試作した.今回,特に回転軸とケーシング間の隙間を狭くし,剛性の向上を図った.さらに,静圧軸受に用いる流体絞りの基本性能試験を行い,これまでの設計で用いていた設計式の修正を行い,これに基づいて絞りの製作を行った.(3)スピンドルに組み込む静圧軸受設計用ソフトウエアの開発:代表的な寸法と形状の静圧軸受を設計するためのソフトウエアを開発した.(4)小型超精密加工システムの試作:開発中のスピンドルを中核要素とする小型超精密加工システムを試作するために,小型加工ステージを試作し,購入した除振台上に設置した.(5)スピンドルの回転数制御:スピンドルの回転数を制御するために,ロータリー型流量制御弁を製作し,新たに試作した小型スピンドルを用いて,回転数制御実験を行った.ステップ応答実験を実施した結果,製作したロータリー型流量制御弁によって,スピンドルの回転数制御が行えることを確認した.本年度の研究実績の概要は次の通りである.(1)スピンドルの回転精度の測定スピンドル先端に鋼球を取り付け,スピンドルの回転精度を測定した.その結果,3,00010,000rpmに渡って,回転振れは60nm以下であることが確認された.(2)静圧軸受用絞りの最適化まず,微小な絞りを製作する方法について検討を行った後,直径の異なる微小な絞りを製作し,これをスピンドルの静圧軸受に取り付けた.各種条件で静圧軸受の支持剛性を測定し,最適な軸受絞りを選んだ.その結果,ジャーナル軸受の支持剛性は,300N/μm以上となった.(3)超精密メゾスケール部品創成用小型エアステージの開発メゾスケール部品の超精密加工に適した小型エアステージを試作した.さらに,制御系も設計した.開発したステージの基本性能を測定した結果,位置決め精度が0.3μm,水平方向の真直度は0.05μmであった.(4)小型超精密加工システムの試作:これまでに開発してきたスピンドルと今回開発した小型エアステージを組み合わせることによって,小型超精密加工システムを試作した.(5)超精密加工メゾスケール部品の加工実験試作した小型超精密加工システムを用いて,メゾスケール部品のダイヤモンド切削試験を行った.その結果,加工面は良好な鏡面になることを確認した.(6)今後の研究展開のための検討実用化を考慮して,今度の研究展開について検討を行った.
ミューオン起因ソフトエラー評価基盤技術: 実測とシミュレーションに基づく将来予測

地上に降り注ぐ二次宇宙線粒子によって生じる一過性の誤動作(ソフトエラー)が集積システムの信頼性を決める最大要因となっている。デバイスの微細化により、ミューオンが中性子に変わってソフトエラーの主要因となるパラダイムシフトが起こり、急速にエラー率が増加する可能性がある。本研究では、集積システムの信頼性確保に向けて、ミューオン起因のソフトエラーを正しく理解・評価する技術を世界に先駆けて確立し、将来デバイスの信頼性動向を明らかにする。基礎物理現象の把握と実測結果の再現性検証によりシミュレーション技術の精度を格段に高め、将来の集積システムの信頼性確保に貢献する。
内リンパ水腫とめまい発作,感音雑聴の発現及びその治療に関する研究

内リンパ水腫の形成要因非生理的にリンパ嚢を操作することにより惹起される内リンパ水腫に替わって内耳循環不全動物モデル作成で内リンパ水腫の形成をみた。このことは、内リンパ水腫が内耳循環不全で生じることを証明したものである。但し、このような半永久的な循環不全が日常遭遇するか否かは今後の検討課題である。内耳障害に対するフリーラジカルの関与実験動物にカナマイシンをinvivoおよびinvitroで作用させて、内耳中毒にフリーラジカルが関与するか否かを検討したところ、dose dependent,time dependentにフリーラジカルが発生していることが証明された。また、強大音響暴露実験でも実験動物内耳にフリーラジカルの発生が観察され、これは蝸牛血流とも関係することが示唆された。内耳におけるNK細胞の動態について内耳の非特異的防御機構の解明内耳には液性因子による強力な防御機構は存在せず、またNK細胞を主体とする非特異的防御機構は他臓器に比べその発現が遅れることが判明した。内耳感覚細胞の再生とアポトーシス鳥類内耳感覚細胞の再生能を確認すると共に、その起源となる細胞として支持細胞が示唆された。また、音響外傷実験で生ずる感覚細胞障害にアポトーシスが関与していることが認められた。哺乳類前庭の感覚細胞の再生能がモルモットで確認された。誘発耳音響放射(EOAE)の内耳障害判別検査の有用性EOAEがメニエール病患者のみならず、内リンパ水腫存在耳の検索、および疾患の予後推定に有用であることが認められた。メニエール病患者における誘発耳音響放射の主周波数は、聴力正常耳のそれに比し低くなる傾向があることを報告してきた。本年度は症例を重ねて検討した結果、主周波数の変化する症例は、聴力がほぼ正常に近いレベルまで回復した時か、難聴の程度が比較的軽度の症例に限られることが判明した。メニエール病をはじめとするめまい疾患の治療効果の判定に、患者の自覚症状を反映するdisabilityを用いることを提案した。disabilityの分類はAAO-HNSの判定基準を細分化し、5段階に分類して検討した。対象はメニエール病、一側末梢前庭機能障害、椎骨脳底動脈循環不全の各患者で、アンケート調査を行い、その結果を頭部運動、重心移動、固視、足底面積、受動動作の5つの構成要素の障害に対応させて検討した。その結果、同じstageのdisabilityにおいても各疾患特有の動作構成要素の障害が確認された。音響が内耳に与える影響を蝸牛血流から検討した結果、強大音響暴露により血管条血流の停滞することが判明した。これらが内耳の自律神経の不均衡によるものか否かを検討したところ、内耳の自律神経の不均衡そのものが内耳血流に大きな影響を有さないことが判明した。すなわち、血管条血流の調節は血管条そのもので行われている可能性が示唆された。幼弱鶏に音響暴露を行い、その感覚細胞の再生過程をin vivoおよびin vitroで検討した。その結果、内時感覚細胞の再生はin vivoで確認されたが、in vitroでの単独条件の観察では再生は認められなかった。この両条件の差が今後、ほ乳類内耳における感覚細胞再生の可能性を左右する大きな要素と考え、現在詳細に検討中である。音響暴露が血管条血流に及ぼす影響をカナマイシンを血流のトレーサーとして免疫組織学的に検討するとともに,血管条におけるフリーラジカルの発生の可能性を検討した。モルモットに120-125dB3時間の強大音響を暴露したところ,血管条血流が顕著に低下していた。音響暴露終了後2時間で血流の再開がはじまり,6時間でほぼ,正常と同程度に回復したが,血管条細胞にはこの時間においても,完全な回復は認められなかった。60-70dB20分間の軽音楽暴露や,上頚神経節の電気刺激操作,切除操作のみでは顕かな血管条血流の変化は認められなかった。

強大音響長時間暴露による血管条の循環障害は内耳の自律神経不均衡が原因とは考え難い。またこのような強大音響暴露により,血管条辺縁細胞にフリーラジカルが発生している可能性が示唆された。哺乳類(モルモット)内耳における異物ならびに局所防御反応の動態を、微細形態学的および細胞培養の手法を用いて検討した。その結果、外リンパ液内の液性防御因子はそれほど強くなく、また、内耳においてもNK細胞を主体とした細胞性防御因子の出現が認められたが、他臓器に比べその出現時期が遅れることが判明した。アミノ配当体投与で惹起されたモルモット前庭感覚細胞層において、前庭感覚細胞の再生能の有無を検討した。その結果、哺乳類前庭感覚細胞にも再生能力があること、および感覚細胞のprogenetorとして支持細胞が示唆された。誘発耳音響放射(EOAE)の検討で、メニエール病患者ではその主周波数が低くなることを報告してきたが、今回の経時的観察でめまいの発作の予測も可能であることが示唆された。内耳障害のイニシエーションとしてフリーラジカルの関与を検討した。実験動物にアミノ配糖体をin vivoおよびin vibroで作用させて、内耳障害にフリーラジカルが関与するか否かを検討したところ、dose dependent,time dependentにフリーラジカルが発生していることが証明された。これは今後のアミノ配糖体内耳中毒の予防、治療に大いに還元されるものと思われる。実験動物にADPの局所処置、マイクロスフイヤーにより内耳支配血管に塞栓を生ぜしめたところ、内リンパ水腫の形成をみた。このことは内リンパ水腫形成に内耳循環不全が関与していることを示唆するものである。音響暴露で惹起された鳥内耳感覚細胞障害に、アポトーシスの関与が認められた。これは、内耳障害、内耳感覚細胞の再生機転の両面から検討されるべき結果と思われる。内リンパ水腫がその聴力障害と考えられる患者と他の内耳障害が原因と思われる患者との鑑別に、誘発耳音響放射が有用であることが示唆され、臨床上有益な検査法となると思われる。
オリビン格子選択配向に対する水の効果と地震波異方性から読む沈み込み帯での水の分布

水は融解温度や塑性強度のみならず地震波伝播特性においても重要な役割をする。近年、地球内部において地震波の異方性が数多く報告されるようになったが、その解釈としては弾性的に異方性を持つ鉱物が選択的に配向している為と考えられている(たとえばSilver,1996)。鉱物がどのような向きに配向するかは結晶中の最もすべり易い面と方向(スリップシステム)が決めている。従来の研究では、物理的条件(例えば、歪み速度や温度)がスリップシステムを決定していると考えられていたが、近年の唐戸研究室の成果では鉱物中に取り込まれる微量の水がオリビンのスリップシステムに対し重要な役割を果たすことが報告された(Jung and Karato,2001)。しかしながら、従来の実験は高温条件(>1473K)に限られていたためこの結果を地球内部に応用するには温度の効果を調べる必要があった。我々は高圧変形試験機を用いて含水条件下でのオリビン選択配向に対する温度の効果を調べた結果、沈み込み帯で予想される低温条件(<1000K)では[001]方位(010)面の選択配向が卓越することが分かった(Katayama and Karato 2006)。このタイプの選択配向は無水条件で卓越する選択配向と全く異なる地震波異方性の特徴を持つ。東北日本などの沈み込み帯で観察される海溝に平行な横波偏向異方性は無水条件で卓越するオリビン選択配向とは矛盾していたが、低温含水条件で安定な[001](010)の選択配向は沈み込み帯で見られる異方性を調和的に説明することができる。1,高圧変形実験によるオリビン選択配向に対する水と温度の効果これまでの実験結果では含水条件下でオリビンの選択配向が変化すると報告されていたが(Jung and Karato 2001;Katayama et al.2004)、従来の実験は高温条件(>1473K)に限られていたためこの結果を地球内部に応用するには温度の効果を調べる必要があった。我々は高圧変形試験機を用いて含水条件下でのオリビン選択配向に対する温度の効果を調べた結果、沈み込み帯で予想される低温条件(<1000K)では[001]方位(010)面の選択配向が卓越することが分かった。2,天然のマントル岩の変形組織と地球深部での水の存在の証拠水素の拡散速度は非常に速いことから天然岩石中の含水量を見積もることは非常に困難である。一方、近年の変形実験の結果、変形組織は含水量に依存することが明らかになっている。選択配向などの変形組織は長期間の流動を反映するため、地球内部での含水量を変形組織から見積もることが可能である。沈み込みたい深部(>200km)から上昇したマントル岩のオリビン格子選択配向を調べた結果、これらマントル岩体が地球深部で流動していた条件では1000ppm H/Si以上の水がオリビン中に含まれていたことを明らかにした。
交通荷重によって構造物から発生する空気振動のシミュレーション

本年度の研究成果は次のようである.先ず,巨大自由度の波動方程式を解析する手がかりとして、周波数域の解析を行った。具体的にはRokhlinの対角形式を用いた波動方程式の多重極法と、Nystromの方法を用いて3次元Helmholtz方程式を解くための準備として、与えられた重みを有するHelmholtz方程式の基本解を多数(N個)重ねた和を計算する手法について研究した。多重極法としては2レベル法を用いた。特に従来の研究では、計算量の評価が、一定精度の計算を、異なる寸法の問題において適用した場合の結果になっていることに注目し、これを一定寸法の問題で、より詳細な解析を行ったときの評価に改めた。この結果、一定寸法の評価は、問題規模が比較的小さいとき、一定精度の評価に比べて一見Nの3/2乗より小さい巾に比例するように見えるが、数十万元規模の問題になるとO(N^<3/2>)の挙動となり、結局従来知られている評価より向上することはないことがわかった。次に時間域の波動問題の多重極法に関しては2次元問題の解析が完了し、弾性問題、および3次元問題へと発展させた。なお、当初の計画では弾性問題への適用は予定していなかったが、波動方程式の解法と類似の手法で実用性の高い弾性学の問題が解けることと、構造物の波動問題の解析に使いうることから研究を行った。この結果、弾性問題における定式化は、数学的にはかなり複雑であるが、結果的には波動問題とほぼ同じ形に表現できることがわかった。ただし、ghostを消すためには影響域の算定にはP波とS波成分の各々を同時に用いなければならないこと、定式化を工夫すれば2個のモーメントで弾性波動場を記述できることなどが結論された。得られた結果は現在機械学会論文集に投稿中である。対応する3次元結果についても数万元規模で100時間ステップ規模の問題までなら解けるようになった。なお、構造解析と多重極法を結合した音響問題の解析は今後の課題となった。本年度の研究成果は次のようである.先ず,橋梁を古典板理論によってモデル化し,これを有限要素法で時間域において解析した.次に交通荷重をバネ,ダッシュポット,質量系としてモデル化し,モデル橋梁を走行する際の橋梁振動を解析した.交通荷重は簡単のために1自由度系とした.また,橋梁の走行面には舗装不良のモデルとして段差を設けた.次に,空気振動については,問題を等価な波動方程式のクラック問題に置き換えた上で,時間域境界要素法の変分法による解法を用いて解析した.以上の解法を用いて,ある程度実現的な橋梁データを用いた数値解析を行い,橋梁周辺の音圧分布を計算した.この結果,路面が平滑な場合,荷重が橋梁に乗った瞬間と,橋梁を渡り終える瞬間に大きな音圧が発生するが,実際に観測される空気振動に比べて非常に小さいこと,路面の段差を考えると,荷重が段差を通過するところで大きな音圧が発生し,実際に観測されるものにある程度近づけることが出来ること等が結論された.しかし,それでもまだ実測された音圧より幾分小さめであり,今後荷重のモデル化や,橋梁のモデル化の精密化をさらに図って行くことが必要であることが結論された.一方,現実の複雑な構造物を取り扱う際に,巨大自由度の波動方程式を解くことが必要になる.この問題に対処するために,時間域波動方程式の高速多重極境界要素法に関する研究を開始した.現在まだ2次元問題の基礎研究の段階であるが,次年度にはより現実的な解析に発展させることが出来る見通しとなった.本年度の研究成果は次のようである.先ず,巨大自由度の波動方程式を解析する手がかりとして、周波数域の解析を行った。
微小灌流法を用いた脳内自己刺激現象におけるカテコールアミン仮説の検討

Microdialysis法を用いて,脳内自己刺激現象におけるカテコールアミンニューロンの役割について検索した.実験にはラットを用いた.あらかじめ麻酔下で刺激電極を内側前脳束内に,また内側前脳束からの一投射領域である側坐核に脳透析用のガイドカニューレを押え込んだ.非実験中はガイドカニューレにはダミープローブを挿入して置いた.術後,まずラットに脳内自己刺激行動を習得させた.本実験では典型的な自己刺激行動を示したラットのみを使用し,ダミープローブを脳透析用プローブに置き換え,人工脳脊髄液を2μl/分の流速で持続的に灌流した.そして上述の脳部位におけるドーパミン,ノルアドレナリンおよびそれらの代謝産物のin vivoにおける継時的変化(10分間間隔)を,自己刺激行動を遂行する前1時間,遂行中1時間,遂行後3時間にわたって測定した.その結果,側坐核におけるノルアドレナリンの細胞外濃度値は本実験法では検出不可能であった.しかし,ドーパミンについては検出可能であり,その基礎値は43.6±18.8fmol/40μl/20分(n=7)であった.ドーパミンは自己刺激行動の開始に伴い基礎値から有意な増大を示したが,その増加パターンは自己刺激行動遂行中は大きく振動した.一方,ドーパミンの主要な代謝産物であるDOPACとHVAについては,自己刺激行動に伴い,共に一貫して持続的な増加が認められた.また, turnover rate,すなわちDOPAC/ドーパミンとHVA/ドーパミン,についても共に有意な上昇が観察された.以上のように, Microdialysis法を用いることによって,内側前脳束の電気刺激によって得られる脳内報酬系の活動の一部はドーパミン系によって媒介されることが直接確かめられた.ノルアドレナリンおよびセロトニン系の関与の有無については,分析法をさらに改良して,今後検討を加える.Microdialysis法を用いて,脳内自己刺激現象におけるカテコールアミンニューロンの役割について検索した.実験にはラットを用いた.あらかじめ麻酔下で刺激電極を内側前脳束内に,また内側前脳束からの一投射領域である側坐核に脳透析用のガイドカニューレを押え込んだ.非実験中はガイドカニューレにはダミープローブを挿入して置いた.術後,まずラットに脳内自己刺激行動を習得させた.本実験では典型的な自己刺激行動を示したラットのみを使用し,ダミープローブを脳透析用プローブに置き換え,人工脳脊髄液を2μl/分の流速で持続的に灌流した.そして上述の脳部位におけるドーパミン,ノルアドレナリンおよびそれらの代謝産物のin vivoにおける継時的変化(10分間間隔)を,自己刺激行動を遂行する前1時間,遂行中1時間,遂行後3時間にわたって測定した.その結果,側坐核におけるノルアドレナリンの細胞外濃度値は本実験法では検出不可能であった.しかし,ドーパミンについては検出可能であり,その基礎値は43.6±18.8fmol/40μl/20分(n=7)であった.ドーパミンは自己刺激行動の開始に伴い基礎値から有意な増大を示したが,その増加パターンは自己刺激行動遂行中は大きく振動した.一方,ドーパミンの主要な代謝産物であるDOPACとHVAについては,自己刺激行動に伴い,共に一貫して持続的な増加が認められた.また, turnover rate,すなわちDOPAC/ドーパミンとHVA/ドーパミン,についても共に有意な上昇が観察された.以上のように, Microdialysis法を用いることによって,内側前脳束の電気刺激によって得られる脳内報酬系の活動の一部はドーパミン系によって媒介されることが直接確かめられた.ノルアドレナリンおよびセロトニン系の関与の有無については,分析法をさらに改良して,今後検討を加える.
シェアストレスからみた網膜静脈分枝閉塞症の病態と治療

我々は網膜静脈分枝閉塞症の好発部位である網膜動脈と静脈が交叉する動静脈交叉部に着目した。この部分では網膜動脈の下を網膜静脈が走行する。この交叉部位での静脈が動脈に圧迫されるほど、静脈の走行が蛇行して、静脈内を流れる血流に乱流が起きて、網膜静脈分枝閉塞症を発症させると考え、交叉部位の光干渉断層像を撮影し、網膜静脈の蛇行を評価した。網膜静脈分枝閉塞症を有する目は、健常人と比べて有意に網膜静脈が蛇行していることが明らかとなった。光干渉断層計(OCT)にて網膜内微小循環を観察できるOCT angiography (OCTA)が開発された。この機器を用いることにより、従来のフルオレセイン蛍光眼底造影検査では評価することができなかった、網膜の血管構造を解明できる。その特徴は網膜表層の血管網と深層の血管網とにそれぞれわけた画像が得られる。さらにこの血管の画像はフルオレセイン蛍光眼底造影検査の画像よりも鮮明である。我々は、網膜静脈分枝閉塞症(BRVO)のOCTA所見について検討している。対象はBRVOを有する患者20名、20眼を対象とした(平均年齢64.2±7.3歳)。BRVOは発症より6ヶ月以上経過したもので、網膜血管アーケード内に出血を起こしていたものを対象とした。OCTAは黄斑部を中心とする3×3mmを撮影し、同部位の表層網膜毛細血管網と深層網膜血管網の血管走行を観察し、閉塞部位側と非閉塞部位側で血管の走行を比較した。その結果、BRVOの20眼中20眼で閉塞部位の表層網膜毛細血管網の血管密度が減少していたが、著明な血管の拡張および蛇行が認められた。また、全例に深層網膜血管網でも同様に血管密度の現象、血管の拡張蛇行が認められた。20眼中12眼で閉塞静脈は深層網膜血管網撮影レベルでも観察された。OCTAを用いてBRVOの毛細血管異常の評価が可能であった。BRVOの閉塞部位では表層および深層の網膜毛細血管網の血管が拡張、蛇行している事が明らかとなった。さらに閉塞血管は水平方向のみならず垂直方向にも蛇行していることが明らかとなった。本研究は、血管内皮細胞に作用するシェアストレス(ずり応力)に着目して、これまでにない新しい側面から網膜静脈分枝閉塞症(BRVO)の病態を解明する。本研究では、現在我々のグループが開発中であるドップラー光干渉断層計(OCT)を用いて世界で初めてBRVOにおけるシェアストレスを測定し、BRVOの病態を解明することを目的とし、さらに、in vitroのシェアストレス実験装置を用いて、有効な治療法の開発を目指す目的で行われている。まずは、臨床実験として、スペクトラルドメインOCTを用いてBRVO患者の眼を撮影した。スペクトラクドメインOCTは網膜血管を詳細に観察することが可能である。BRVO患者の閉塞部位の静脈を水平断で撮影し、これを閉塞部位と対側の動静脈交叉部の血管像と比較し、血管の蛇行の程度を評価した。さらに、我々は最近開発したドップラーOCT血流計を用いて同部位の網膜循環動態を測定し、血管の蛇行の程度とシェアストレスの関係を解明した。動物実験として、ネコに全身麻酔をかけ、ドップラーOCT血流計を用いて網膜循環動態を評価する予定であった。そのためにはまず、網膜動静脈交叉部の網膜動静脈の循環動態を測定し、次に、上耳側の網膜静脈をアルゴンレーザー(240-280mw, 0.3sec)を用いて照射し、BRVOモデルのネコを作成しなければならない。その後に閉塞部位の前後の静脈の網膜循環動態を測定し、これらの循環動態の比較することにより、BRVOの血栓形成に関わる交叉部でのシェアストレスを評価する予定であった。しかし、BRVO様の眼底病変を作ることは可能でも、実際の臨床で見られる様なBRVO眼をつくるのに現在苦慮している。臨床研究の進捗状況は概ね順調であり、データも取れいている。しかしながら動物実験として、ネコに全身麻酔をかけ、ドップラーOCT血流計を用いて網膜循環動態を評価する予定であった。1 ;網膜静脈分枝閉塞症(BRVO)の眼循環動態の評価(in vivo実験)ネコに全身麻酔をかけ、レーザードップラー血流計を用いて網膜循環動態を評価した。次に、網膜動静脈交叉部の網膜動静脈の循環動態を測定した。さらに、上耳側の網膜静脈をアルゴンレーザー(240-280mw,0.3sec)を用いて照射し、BRVOモデルのネコを作成を試みるも、生体と同様なBRVOの様な眼底出血は認められず、BRVOを作成したとはいえなかった。よって、BRVOの血栓形成に関わる交叉部でのシェアストレスを評価はできていない。2;高脂血症の網膜循環への影響(in vivo実験)

BRVO発症の全身因子である高脂血症の影響を検討するため、高脂肪食(2%コレステロール+15%ラード)を8週間投与し、高脂血症モデルネコを作成しようと試みた。しかしながら、8週間では血中のコレステロール値が上がらず、今後はさらに投与期間を延ばして、高脂血症もでるのネコが作成可能か検討が必要であった。3;BRVO患者の血管の形態と網膜循環動態の関係(臨床研究)当初はスペクトラルドメインOCTでBRVOの血管の携帯を観察する予定であったが、その後、OCT-アンギオグラフィーという新しいOCTが登場した。この機器を用いることにより、網膜血管をかなり詳細に観察することが可能になった。この機器を用いて、BRVOの閉塞血管や新生血管などの異常な血管構造を観察した。我々は網膜静脈分枝閉塞症の好発部位である網膜動脈と静脈が交叉する動静脈交叉部に着目した。この部分では網膜動脈の下を網膜静脈が走行する。この交叉部位での静脈が動脈に圧迫されるほど、静脈の走行が蛇行して、静脈内を流れる血流に乱流が起きて、網膜静脈分枝閉塞症を発症させると考え、交叉部位の光干渉断層像を撮影し、網膜静脈の蛇行を評価した。網膜静脈分枝閉塞症を有する目は、健常人と比べて有意に網膜静脈が蛇行していることが明らかとなった。上記の結果を2015年の日本眼科学会で報告した。現在この結果に関する英文論文を執筆中である。BRVOモデルのネコ眼を作るために、網膜静脈を閉塞させなければいけない。現在行っているレザーによる方法では閉塞が不十分である。そのため、今後は網膜静脈を直接結紮する、あるいは、ネコ眼の手術により機械的に網膜静脈を閉塞させてBRVO眼をつくる必要がある。網膜まだ当初の症例数が足りなく、今後もnを増やして検討を重ねる必要がある。現在まだ未完成のネコBRVO眼を作成するための薬剤、またネコに全身麻酔をかけるさいの薬剤が必要である。その薬剤費が必要である。また、現在のBRVO眼でのOCTを用いた眼循環動態の評価の成果を2016年度の臨床眼科学会で発表予定である。またさらにこの内容の論文執筆をする予定である。そのための経費が必要である。BRVO発症の全身因子である高血圧・高脂血症の影響を調べるため、高脂血症および高血圧モデルのネコの網膜動静脈交叉部のシェアストレスが健常眼と比較し、低下しているか検討する実験がまだ行っておらず、ネコの購入や薬品の購入が前年度は少なかったため。ネコのBRVO眼を作成させるための薬剤、および手術道具、また、全身麻酔をかける際の薬剤。研究成果発表のための旅費また研究成果の英語論文の校正料および掲載料として使用予定。高脂血症および高血圧モデルのネコの網膜動静脈交叉部のシェアストレスが健常眼と比較するためにネコの購入をお行う。また、網膜循環を改善させる薬剤(スタチン、フェノフィブラート、赤ワイン含有プリフェノールのひとつであるレスベラトロール)をネコに投与するために薬品の購入などに充てる。
ゼオライト極性ナノ空間を分子凝集場とする不安定小炭素分子の反応性制御

最近の有機合成反応ではゼオライト(モレキュラーシブ)が脱水剤,活性化剤としてしばしば活用されている.極性分子とゼオライトの親和力は,ゼオライト中の四配位アルミニウム,金属カチオンまたはプロトンと,吸着分子との間の静電的な相互作用に基づくものである.本研究では,Naイオン交換Y型ゼオライト(NaY)に固有の最大径1.3nmのスーパーケージと呼ばれる極性細孔に着目し,この極性ナノ空間がホルムアルデヒド,アクロレイン,プロパルギルアルデヒドなど非常に不安定な分子の貯蔵庫として有効であり,また活性化も行って,ソフトな求核剤が容易に反応することを見出した.特に,小炭素分子を有機合成反応における簡便な炭素源として活用できる手法の開発を行った.たとえば,プロパルギルアルデヒドは,冷凍庫内でも速やかに重合が起こる,非常に不安定なアセチレン性アルデヒドである.ところが,NaYに一旦吸着すると,室温で数ヶ月放置しても全く重合が起こらず,ゼオライト細孔中に単量体で存在することが確認された.また,α-ジアゾ酢酸エチルを加えると,1,3-双極子付加が進行して,対応するピラゾール誘導体を高い収率で初めて合成することに成功した.最近の有機合成反応ではゼオライト(モレキュラーシブ)が脱水剤,活性化剤としてしばしば活用されている.極性分子とゼオライトの親和力は,ゼオライト中の四配位アルミニウム,金属カチオンまたはプロトンと,吸着分子との間の静電的な相互作用に基づくものである.本研究では,Naイオン交換Y型ゼオライト(NaY)に固有の最大径1.3nmのスーパーケージと呼ばれる極性細孔に着目し,この極性ナノ空間がホルムアルデヒド,アクロレイン,プロパルギルアルデヒドなど非常に不安定な分子の貯蔵庫として有効であり,また活性化も行って,ソフトな求核剤が容易に反応することを見出した.特に,小炭素分子を有機合成反応における簡便な炭素源として活用できる手法の開発を行った.たとえば,プロパルギルアルデヒドは,冷凍庫内でも速やかに重合が起こる,非常に不安定なアセチレン性アルデヒドである.ところが,NaYに一旦吸着すると,室温で数ヶ月放置しても全く重合が起こらず,ゼオライト細孔中に単量体で存在することが確認された.また,α-ジアゾ酢酸エチルを加えると,1,3-双極子付加が進行して,対応するピラゾール誘導体を高い収率で初めて合成することに成功した.
脳形態画像を用いた精神病発症を予測可能な生物学的マーカーの開発に関する研究

本研究の目的は、臨床症状から精神病発症危険状態(at-risk mental state, ARMS)と判断される被験者が将来に統合失調症などの精神病性障害を発症するか否かを予測するための補助的バイオマーカーを確立することである。本研究では国内4施設(富山大・東北大・東京大・東邦大)で被験者をリクルートしたため、既存のサンプルも含め、頭部MRI撮像・臨床症状評価等を行ったARMS群、健常者とも100例を超える比較的大規模なデータベースを構築することが出来た。まず、汎用画像解析ソフトウェア(FreeSurfer)を用いたルーチン解析で得られる脳形態指標(皮質厚、表面積、灰白質体積、脳回指数、皮質下構造体積)を判別関数として機械学習法で判別分析を行ったが、8割程度の精度で将来の精神病発症を予測出来るとの予備的な結果を得た。国際共同研究としてJohns Hopkins大学と共同しlabeled cortical distance mapping法を用いた背外側前頭前野(DLPFC)の解析では、のちに精神病を発症した群(ARMS-C)において発症しなかった群(ARMS-NC)と比較して右DLPFCの体積が有意に減少しており、発症予測に役立つマーカーとなりうることが示唆された。また、Johns Hopkins大と海馬、扁桃、大脳基底核等の皮質下構造のshape analysisを共同して行う環境の整備を行った。
アレルギー性喘息肺での浸潤リンパ球のリアルタイム可視化モニタリング実験系の開発

アレルギー性気道炎症はTh2細胞依存性であり、肺胞洗浄液や細気管支周囲の浸潤細胞にCD4T細胞は存在するが、数の上では浸潤細胞の数パーセント程度である。Th2細胞が、実際の肺の炎症の場でどのような機序で炎症誘導における重要な機能を果たしているのかに関しての研究報告はほとんど無い。特に、Th2細胞が浸潤するタイミング、他の炎症細胞の浸潤の様式、浸潤したTh2細胞の活性化状態などのダイナミックな細胞動態はほとんど明らかになっていない。好酸球などがT細胞の浸潤に続いて起こるのかどうか、などについても全くわかっていない。本研究では、アレルギー性喘息肺での浸潤リンパ球のリアルタイム可視化モニタリング実験系の開発を目指す本年度は次の2点の研究を行った。1)生きた状態でのリアルタイムの細胞浸潤検出システムの開発を目指した研究。麻酔下にベンチレーターをつないだカニューレを気管に挿入し、右肺の気管支を結紮し、左肺だけの換気で呼吸管理を行う。右肺の血流は遮断しない。その状態で右肺の辺縁部分を顕微鏡OV100のステージ上にのせて解析する。心臓の動きに左右されないで良い画像をとるための機器の改良と工夫を行う。今回はアレルギー性喘息の発症モデルを使って、Th2細胞の浸潤、樹状細胞の抗原捕獲の動態を観察し、イメージング化した。予想通り、アレルゲンの吸入後、12時間から集積が始まり、18-20時間後にピークを迎えた。好酸球の浸潤はその後顕著になった。2)遺伝子操作マウスのT細胞を用いた実験。CD69ノックアウトマウスのCD4T細胞を用いた解析を連携研究者の長谷川、岩村が中心になって行った。浸潤の抑制が見られた。連携研究者:長谷川明洋(山口大学・大学院医学系研究科・講師)岩村千秋(千葉大学・大学院医学研究院・助教)アレルギー性気道炎症モデルはTh2細胞依存性であり,Th2細胞の分化に障害のあるマウスでは炎症が抑制される。しかし,肺胞洗浄液や細気管支周囲の浸潤細胞にCD4T細胞は存在するが,炎症はTh2細胞依存性といいながら,数の上では浸潤細胞の数パーセント程度である。Th2細胞が,実際の肺の炎症の場でどのような機序で炎症誘導における重要な機能を果たしているのかに関しての研究報告はほとんど無い。特に,Th2細胞が浸潤するタイミング,他の炎症細胞の浸潤の様式,浸潤したTh2細胞の活性化状態などのダイナミックな細胞動態はほとんど明らかになっていない。好酸球などがT細胞の浸潤に続いて起こるのかどうか,などについても全くわかっていない。本研究では,アレルギー性喘息肺での浸潤リンパ球のリアルタイム可視化モニタリング実験系の開発を目指した研究を行っている。GFPトランスジェニックマウスを用いた細胞移入の実験系で,OVA特異的Th2細胞はOVAの経気道的投与後約12時間後より24時間後にかけて,定常状態のT細胞の数に比べて約10-20倍集積することが分かった。今後は,抗アレルギー薬などの効果を調べ,定量的な評価システムの開発,ビデオイメージングの系の開発を目ざす。リアルタイムに解析できるシステムが確立されれば,将来的には気管支ファイバースコープなどを用いて,ヒトで肺の炎症(喘息や感染症の場合)をリアルタイムに評価する検査法の開発に貢献する基盤研究であると考えている。連携研究者:長谷川明洋(山口大学・大学院医学系研究科・講師)岩村千秋(千葉大学・大学院医学研究院・助教)
血管皮肉ヘパラン硫酸(Ryudocan)の血管障害における分子病態的機能解析

血管壁には、アンチトロンビンIIIコファクター活性を持つヘパリン様物質(ヘパラン硫酸プロテオグリカン:HSPG)が局在し血液の流動性を保つことに重要な役割を担っていると考えられている。既に我々は、抗凝固活性をもつ血管内皮ヘパラン硫酸プロテオグリカン(Ryudocan)のラットおよびヒト分子コア蛋白cDNAのクローニングに成功している。昨年度は、ヒトRyudocanコア蛋白cDNAのコードするアミノ酸配列をもとにした合成ペプチドを用いてヒト分子に対する特異抗体を作製し、これを組織免疫学的な本分子存在様式の検索に応用した。そして、胎盤絨毛トロホブラスト、新生血管内皮に発現が見られたものの、当初予想された正常な血管内皮での顕著な発現は認められなかった。また、大動脈粥状硬化巣においても血管内皮にはあまり発現されておらず、むしろ粥状部間質での明らかな染色が認められた。また、血管周囲の末梢神経線維束にも強い染色像が認められた。今年度は、抗ヒトRyudocanモノクローナル抗体を用いて血管内皮様細胞の培養上清からヒト分子を精製分離し、各種ヘパリン結合蛋白分子との相互作用の解析を試みた。その結果、精製ヒトRyudocan分子は、ミドカイン(MK)、bFGF、およびTisssue Factor Pathway Inhibitor(TFPI)の順にそれぞれとヘパラン糖鎖依存性の強い親和性をもつことが判明した。ヘパラン硫酸は動脈内膜肥厚硬化の原因のひとつである血管平滑筋細胞の増殖抑制作用、あるいはbFGFのレセプター補助作用をもつことが報告されており、血管あるは組織障害部での修復過程に何らかの重要な働きを果たしている推測された。また、Ryudocan分子が神経線維伸長作用をもつMK、あるいは外因系凝固反応阻止因子であるTFPIなどとも相互作用をもつことが判明し、本分子が生体内でも多機能分子として様々な血管機能に関わっていることが示唆された。既に我々は、高凝固活性をもち血液流動性維持に重要な血管内皮ヘパラン硫酸プロテオグリカン(Ryudocan)のラットおよびヒト分子コア蛋白cDNAのクローニングに成功している。今回、ヒトRyudocanコア蛋白cDNAのコードするアミノ酸配列をもとにラット分子と相同性のない部位のペプチドを合成し、ヒト分子に対する特異抗体の作製を試みた。これを組織免疫学的な本分子存在様式の検索に応用したところ、胎盤絨毛トロホブラスト、新生血管内皮に発現が見られたものの、当初予想していた正常な血管内皮での顕著な発現は認められなかった。その他、腎糸球体ボウマン嚢、遠位尿細管間質、心筋細胞間質などに明らかな発現を認めた。ヘパラン硫酸プロテオグリカンは動脈内膜肥厚硬化の原因のひとつである血管平滑筋細胞の増殖抑制作用、あるいはbFGFのレセプター補助作用をもつなど多機能分子として注目されており、血管あるいは組織障害部での修復過程に何らかの重要な働きを果たしていると推測された。一方、この特異抗体を用いてヒトRyudocan分子の測定系、すなわち、抗体作成に用いた合成ペプチドを^<123>Iでラベルし特異抗体との免疫沈殿における検体中のヒトのRyudocan分子の拮抗性をStandard(STD)に換算する、Inhibition radioimmuno-assay法を試みた。ヒト血管内皮様細胞(EAhy)培養上清でのRyudocan濃度の経時的測定を行ったところ、培養7日目に最高値200pg/mlとなった。