hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
私的領域の不安定化問題を背景としたイギリス性教育の政策分析的研究

私的領域の不安定化問題を背景にして中等学校の性教育を義務化したイギリスの性教育のその後を追跡調査し、成熟近代を把握するための素材と知見の収集を行った。並行して、日本の性教育批判のマクロな動きの整合的な把握を試みた。イギリスでは、中央レベルで、中等学校での必修部分の拡大と初等学校での性教育義務化の両方を可能にする「人格・社会・健康教育(PSHE)」の必修化問題が政策課題となり、地方レベルでは、ロンドンのハックニー区が、極めて高い10代の妊娠率を激減させるなどして注目されたことを確認した。さらに、ハックニー区の成果が、同区で進んでいた独自な教育のガバナンス改革と不可分であることを突き止めた。本研究は、性教育の制度設計、実施過程に表出される諸要素を調査分析することによって、背景社会を把握して、社会問題解決のための知見を短期的長期的に得ようとするものである。性教育政策と社会把握について注目すべきは、近代社会は私的領域の自律と充足を是として推奨しながらも、私的領域は自力でセクシュアリティを充足できる訳ではないという点である。そこに、公私二元論に反するにもかかわらず、性教育への公的セクターの関与が要請されることになる。1994年度にイギリスで必修化した性教育は、私的領域の不安定化を映し出す成熟近代の政策パターンを如実に示していることを広瀬は既に明らかにしている。その研究成果を継承して、本研究ではその後の性教育状況についての追跡的調査を行っている。調査対象は、イギリスの中央政府による性教育政策と、ロンドン・ハックニー区におけるプログラム実施体制である。追跡調査項目の一つである人格・健康・社会性の教育(PSHE)の必修化と、10代の妊娠問題に対処する国家プロジェクトを追跡しつつ、2010年の政権交代以後に出現した新たな動きと課題を中央、地方ともに観察している。中央では、新たな課題としての「セクシュアライゼーション」問題が世相を表す問題として焦点化され、新政府が旧政府との差異化を計るツールとしても使われていることが伺える。ハックニーにおいては、10代の妊娠率を奇跡的に減少させたラーニング・トラストが2012年に閉鎖をされるという事態が起こった。これは、教育行政のガバナンス問題として非常に興味深い検討材料を提供していると考えられる。本研究は、性教育の目標、解決課題、制度設計、政策策定とその実施過程、授業等のプログラムに表出される諸要素を調査分析することによって、背景社会を把握して、社会問題解決のための知見を短期的長期的に得ようとするものである。性教育は、私的な性の領域を直接的に反映させるゆえに、ひとびとのその時点での内面や喜怒哀楽、親密な人間関係あるいは家族を映し出すフィルターとして機能する。注目すべきは、私的領域の自律と充足を是とする近代社会が人々のセクシュアリティの充足を推奨しながらも、私的領域は自力でセクシュアリティを充足できる訳ではないという点である。そこに、性教育への公的セクターの関与が要請されることになる。私的領域の不安定化に映し出される諸問題が、近代社会の展開と連関した問題としても表出されるという点は、性教育をマクロな視点から分析する時の必須の観点だ。1994年度にイギリスで必修化した性教育は、成熟近代の政策パターンを如実に示していることを広瀬は既に明らかにしている。近代社会が自由平等という近代原則を広く実現させる成熟段階に至ると、私的領域が自由を享受して自律するのではなく、むしろ逆に不安定化する局面をも生むこと、そして、私的領域の不安定化問題に対処するために、不安定化する私的領域を公的セクターがメンテナンスするという、近代社会の公権力の私的領域不介入原則に照らすと語義矛盾のような政策パターンが出現するのである。性教育必修化以後イギリスでは、人格・健康・社会性の教育(PSHE)を中等学校及び初等学校で必修化して性教育の必修領域を拡大する動きと、10代の妊娠問題に対処するための大掛かりな国家プロジェクトが顕著な経緯として観察される。性教育の分析の精度を高めるために、このふたの動きを追跡調査する。本研究は、性教育の制度設計、実施過程が表出する諸要素を調査分析することによって、背景社会の特徴を把握し、社会問題解決のための知見を短期的長期的に得ようとするものである。性教育政策は、私的領域に強く関与する政策であるために、価値観に関与することが自粛される教育政策という領域でありながらも、私的領域の状況を如実に反映するという特性がある。1994年度にイギリスで必修化した性教育制度は、私的領域が自力でセクシュアリティを充足できないという矛盾状況を表出し、この特徴を研究実施者は、私的領域の不安定化を映し出す成熟近代のひとつの政策パターンとして把握した。本研究では、この事例の追跡調査をしている。昨年度までの調査で、中央政府では、1994年体制の延長上に必修度合いをより強めるべくPSHEの必修化が議論されていること、地域レベルでは、性教育プログラムが成果を上げていたロンドン・ハックニー区で、政策の実施母体が特徴的なガバナンスをとっていることが把握された。本年度調査では、中央政府が性教育の指針(2000年作成)の新たな解釈書を出したことが新たに把握された。一方のハックニー区では、改革を主導したラーニング・トラストが、10年の契約満了により閉じられて、教育の質については引き続き改善が維持されつつも、ガバナンスの形態が大きく変動していることが把握されている。

イギリスの事例分析と並行して日本の性教育についても、性教育をマクロに分析する同手法によって性教育の主流言説の形成について分析した。成果は、学会誌、学術雑誌等へ発表した。本研究は、性教育の制度設計、実施過程が表出する諸要素を調査分析することによって、背景社会の特徴を把握し、社会問題解決のための知見を短期的長期的に得ようとするものである。性教育政策は、私的領域に強く関与する政策であるために、価値観に関与することが自粛される教育政策という領域でありながらも、私的領域の状況を如実に反映するという特性がある。1994年度にイギリスで必修化した性教育制度は、私的領域が自力でセクシュアリティを充足できないという矛盾状況を表出し、この特徴を研究実施者は、私的領域の不安定化を映し出す成熟近代のひとつの政策パターンとして把握した。本研究では、この事例の追跡調査をしている。1年目および2年目の調査で、中央政府では、1994年体制の延長上に必修度合いをより強めるべくPSHEの必修化が議論されていること、地域レベルでは、性教育プログラムが成果を上げていたロンドン・ハックニー区で、政策の実施母体が特徴的なガバナンスをとっていることが把握された。3年目および4年目調査では、NPOが協同で性教育の指針(2000年作成)の新たな解釈書を出したことが把握された。この解釈書は政府も評価しており、実質的に新しい指針として機能している。また新政府発足時に停止していたPSHE必修化が、改めて動き出している。一方のハックニー区では、改革を主導したラーニング・トラストが、性教育にとどまらず教育全体の質向上に顕著な成果を上げて10年の契約満了により閉じられ、しかしそのまま行政組織内に位置付けられたことが明らかになった。研究成果は、学会の大会発表のほか、学会誌、学術雑誌等へ発表した。私的領域の不安定化問題を背景にして中等学校の性教育を義務化したイギリスの性教育のその後を追跡調査し、成熟近代を把握するための素材と知見の収集を行った。並行して、日本の性教育批判のマクロな動きの整合的な把握を試みた。イギリスでは、中央レベルで、中等学校での必修部分の拡大と初等学校での性教育義務化の両方を可能にする「人格・社会・健康教育(PSHE)」の必修化問題が政策課題となり、地方レベルでは、ロンドンのハックニー区が、極めて高い10代の妊娠率を激減させるなどして注目されたことを確認した。さらに、ハックニー区の成果が、同区で進んでいた独自な教育のガバナンス改革と不可分であることを突き止めた。一昨年の現地予備調査時に、2010年総選挙の政権交代が予想以上に事態を変えていることが観察されたため、昨年度に続き本年度も現地調査を実施した。中央政府による性教育政策は、収集した資料、および、現地調査によって、1994年体制が基本的に維持されているということが確認できた。すなわちこれは、性教育の重要性は共有されながらも、しかし、2010年以前に進展していたPSHEの必修化は中断されたままということでもある。
嗅球内可塑性の分子機構(BDNF-CREBカスケード)に関する研究

古典的条件付けによるにおいの嫌悪学習は、においと電撃の対提示により成立する。殊に生存戦略として嗅覚に依存している幼若ラットでは30分間のトレーニングにより、提示されたにおいを避ける行動を示すようになる。これまでに嗅球内への薬物注入により、においの嫌悪学習が促進されることから、嗅球内シナプスの可塑性がこの学習に関与する可能性が示唆された。生化学的手法による,嗅球内CREB(cyclic AMP response-element binding protein)の活性化過程の検索ならびに電気生理学的に嗅球におけるシナプス可塑性の証明を試みた。1)嗅球内のCREB合成を阻害する目的で、CREB antisense ODNを嗅球内に注入すると、長期記憶のみが選択的に阻害された。においと電撃の対提示トレーニングを施した動物の嗅球ではリン酸化CREBの増加は12時間にピークとなり、4時間後まで持続した。2)CREBの上流にあると考えられているBDNFのantisense ODNおよびBDNFの受容体TrkBの阻害剤の注入は学習成立を阻害した。3)嗅覚二次ニューロンである僧帽細胞の軸索である外側嗅索を電気刺激し顆粒細胞層で記録されたフィールド電位のスロープは、100Hz 1秒のテタヌス刺激を5回加えると有意な長期増強現象(LTP)を示した。4)体性感覚刺激の対提示によっておこる遠心性ノルアドレナリン線維の活性化を模すためにノルアドレナリンを投与すると3回のテタヌス刺激でLTPを誘導でき、これはβ受容体を介することが明らかとなった。以上の結果をまとめるとにおいの嫌悪学習のシナプスメカニズムとして、嗅球の僧帽細胞から顆粒細胞へのシナプス可塑性がBDNF-CREBの系を介して成立すると考えられた。幼若ラットは、元来母のにおいと母性行動による体性感覚刺激の対提示による古典的条件付けにより、母親のにおいを学習する。体性感覚刺激として電撃を用いることにより、生後12日目のラットににおいの嫌悪学習が成立する。記憶学習の基盤と考えられているシナプス可塑性には細胞内においてCREB (cyclic AMP response-element binding protein)の関与が知られている。そこでCREB合成を阻害する目的で、CREB antisense ODNを嗅球内に注入すると、長期記憶のみが選択的に阻害された。1)さらににおいと電撃の対提示トレーニングを施した動物の嗅球を摘出し、その核抽出液を用いてCREBおよびリン酸化CREBに対するウェスタンブロッティングを行った。学習成立条件ではリン酸化CREBは増加しはじめ、12時間でピークとなり、4時間後まで持続した。2)CREBantisense ODNの投与は、嗅球中のCREB合成を抑制することにより結果的にリン酸化CREBが減少して、シナプス可塑を阻害することが明らかになった。以上の結果から嗅球内においてMAPKのリン酸化、続いてCREBのリン酸化が起こり、学習成立へと導くことが明らかとなった。幼若ラットは、元来母のにおいと母性行動による体性感覚刺激の対提示による古典的条件付けによる、母親のにおいを学習する。

1)CREBのリン酸化にはMAPR(mitogen-activated protein kinase)が関与しており、嗅球内リン酸化MAPKはトレーニングから10分後に増加しはじめ、60分まで持続することがわかった。MAPKの阻害薬は学習成立も阻害した。2)CREBの上流にあると考えられているBDNFのantisense ODNおよびBDNFの受容体TrkBの阻害剤の注入は学習成立を阻害した。3)嗅覚二次ニューロンである僧帽細胞の軸索である外側嗅索を電気刺激し顆粒細胞層で記録されたフィールド電位のスロープは、100Hz1秒のテタヌス刺激を5回加えると有意な長期増強現象(LTP)を示した。4)体性感覚刺激の対提示によっておこる遠心性ノルアドレナリン線維の活性化を模すためにノルアドレナリンを投与すると3回のテタヌス刺激でLTPを誘導でき、これはβ受容体を介することが明らかとなった。以上によりにおいの嫌悪学習の神経基盤として、嗅球の僧帽細胞から顆粒細胞へのシナプス可塑性がBDNF-CREBの系を介して成立すると考えられた。
超短パルスレーザー励起インドシアニングリーンによる新規な光線力学的治療に関する研究

本研究は、超短パルスレーザー励起インドシアニングリーンにより新規な光線力学的治療;PDTを施行し、その効果を実証することが目的である。一般にPDTは、レーザーと光感受性物質の相互作用により発生する活性酸素を利用した治療方法である。PDTに用いられるレーザーは、連続発振レーザーや、パルスのレーザーである。本研究では、超短パルスレーザーを励起光源として用いるため、治療効果を実証することが目的である。対象には、加齢性黄斑変性モデルラットを用いた。あらかじめインドシアニングリーンを静注し、100秒後から300秒後にレーザー照射を行った。閉塞評価には、フルオレセイン蛍光造影を使用した。結果、インドシアニングリーンを静注してから300秒後にレーザー照射を行った場合、照射エネルギー密度153J/cm^2において、閉塞が確認できた。インドシアニングリーンの取り込み時間により、閉塞効果にも差異がある。これは、インドシアニングリーンが、脈絡膜新生血管に取り込まれていないと考えられる。今後、静注してから何分後にレーザー照射を行うか、検討する必要がある。本研究は、超短パルスレーザー励起インドシアニングリーンにより新規なPDTを施行し、その効果を実証することが目的である。一般に用いられるレーザーは、連続発振レーザーや、パルスのレーザーである。本研究では、超短パルスレーザーを励起光源として用いるため、治療効果の実証ともに、そのメカニズムについても解明したいと考えている。対象には、脈絡膜新生血管内皮細胞を用いる。まずはじめに、超短パルスレーザーと連続発振レーザーを用いて、インドシアニングリーン溶液を取り込ませた脈絡膜血管内皮細胞にレーザー照射を行い、細胞生存率について検討した。その結果、両者ともに照射パワー密度180mW/cm^2で、細胞生存率は減少した。次に活性酸素検出用蛍光試薬を用いて、レーザー照射後の活性酸素発生量について検討した。その結果、インドシアニングリーン濃度が増加するにつれて、活性酸素発生量も増加した。最後に、レーザー照射後のVEGF発現量について検討した。その結果、照射条件が180mW/cm^2 atで、インドシアニングリーン濃度が30、50μMの場合において、連続発振レーザーのほうが超短パルスレーザー照射に比べ発現量が高いということがわかった。VEGFは照射後の新生血管再発を誘発する恐れがあるため、超短パルスレーザー励起インドシアニングリーンによるPDTは、既存のPDT(連続発振レーザーを用いたPDT)より有効的な治療方法になると考えられる。
多変量ベイジアン・プライシング:理論構築と長寿リスク評価への応用

近年全世界的に進行している死亡率低下は,長寿リスクという新たなリスクを顕在化させている.長寿リスクに対処する手段として,リバース・モーゲージ商品に関心が寄せられている.本研究では,死亡率や住宅価格といった複数のリスク要因に依存するリバース・モーゲージの評価を念頭に,多変量ベイジアン・プライシングの方法を提案した.提案した方法を我が国データに適用し,我が国における本格的なリバース・モーゲージ制度の導入が可能かどうかを検討した.近年全世界的に進行している死亡率低下は,長寿リスクという新たなリスクを顕在化させている.長寿リスクに対処する手段として,リバース・モーゲージ商品に関心が寄せられている.本研究では,死亡率や住宅価格といった複数のリスク要因に依存するリバース・モーゲージの評価を念頭に,多変量ベイジアン・プライシングの方法を提案した.提案した方法を我が国データに適用し,我が国における本格的なリバース・モーゲージ制度の導入が可能かどうかを検討した.今年度は,本研究課題の1年目として基礎的研究を行い,その成果を公開した.具体的には,以下の通りである.1.本研究全体の基礎となる「エントロピー最大化原理による予測分布のリスク中立化」の多次元化のための基盤研究を行った.特に,オリジナルな確率分布において2つのリスクが独立であっても,提案するリスク中立予測分布のもとでは必ずしもそれらは独立とはならないことを示した.さらに,独立となるための条件を求めた.また,提案するリスク中立予測分布とエッシャー変換との関係について考察した.また,これらの結果に基づき,我が国におけるリバースモーゲージ証券化の評価スキームを考案した.以上の成果の一部は,2010年7月にシンガポールで開催された「世界リスク保険経済学会」(World Risk and Insurance EconomicsCongress)において"Anumerical Bayesian technique for pricing insurance and financial risk with applications to longevity-linked security valuation"というタイトルで講演発表した.これらは,多変量ベイジアン・プライシングの理論的基礎を与えるものであり,具体的なモデル構築に向けた重要なステップである.2.金融保険商品のリスク要因である死亡率,住宅価格,為替レート,物価指数の時系列モデリングに関して基礎的な研究を行った.死亡率についてはLee-Carterモデルの拡張としてのダイナミック・ファクター・モデルについて考察した.また,住宅価格についてはダイナミック・リニアー・モデルについて考察した.これらの時系列モデリングの基礎研究の一部は,2011年に刊行予定の「経済時系列ハンドブック」(朝倉書店)に所収される「数理ファイナンスと時系列」,「為替時系列」という2つの論文としてまとめた.平成23年度は,本研究課題の2年目として研究の骨組みを支える中核的な研究を行い,その成果を公開した.具体的には,以下の通りである.1.リスク要因の統計モデリングとそのインプリメンテーション本研究の死亡率予測モデルとしてダイナミック・ファクター・モデルについて考察した.これは本研究に先行する研究において研究代表者が考察したLee-Carterモデルの多因子への拡張化であり,我が国データに対してよりよいフィットを得ることができる.その一方で多因子化により実際のベイズ計算は困難さを増す.平成23年度の研究により,多因子化における尤度識別性の問題が明らかになり,その対処法について考察した.また,長寿リスクをヘッジする手段の一つであるリバースモーゲージで必要となる住宅価格の変動について,ローカルレベルモデルを用いて考察を行った.2.多変量エントロピー最大化原理とその応用平成23年度の研究において多変量エントロピー最大化原理の性質がほぼ明らかになった.また,この原理に基づいて,我が国データを用いてリバースモーゲージの評価を試みた.そのために,上記1)で述べた死亡率と住宅価格の統計モデルに基づいてベイジアン予測分布を求め,多変量エントロピー最大化原理によって予測分布のリスク中立化を行った.この研究の成果は,第15回アジア太平洋保険リスク学会や第13回「ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」で報告した.以上のほか,専用のホームペーによる本研究の公表を昨年度に引き続き行った.また,本研究全体を下支えする活動としてベイズ統計学に関する翻訳書を出版した.平成24年度は本研究の最終年度であり,以下の1,2の研究の遂行とともに,2回の国際学会において本研究の成果報告を行った.また,現在1本の論文を海外研究誌に投稿中である.さらに,本研究専用に立ちあげたホームページを通じて研究成果を公開した.1.死亡率と住宅価格の統計モデリング平成23年度に引き続き,動的因子モデルによる将来死亡率の予測に関する研究を行った.このモデルは,当該分野において標準とされるLee-Carterモデルの多因子への拡張化である.特に2因子モデルを考え,我が国死亡率のデータに対してベイズ推測を行った.その結果,Lee-Carterモデルを改善する推定結果が得られた.また,リバースモーゲージの評価に必要な住宅価格のモデルについても考察した.特に,対数価格に対してローカルレベル・モデルとローカルトレンド・モデルの二つの動的線形モデルを当てはめ,推定結果をDIC基準によって比較した結果,ローカルレベル・モデルの方がより望ましいことを明らかにした.2.多変量エントロピー最大化原理とその応用多変量エントロピー最大化原理に基づいて,我が国におけるリバースモーゲージの評価を行った.具体的には,上記1で述べた死亡率と住宅価格の統計モデルに基づいてベイジアン予測分布を求め,多変量エントロピー最大化原理によって予測分布のリスク中立化を行った.このリスク中立化予測分布を用いて,リバースモーゲージの現在価値を計算した.特に,本来付与されているべきノンリコース条項の評価を行い,我が国において本格的なリバースモーゲージの導入の可能性が示唆された.

平成23年度までに,交付申請時に記載した研究目的である「多変量ベイジアンプライシングの原理」をほぼ構築できたため.また,そのリバースモーゲージへの応用についても順調に進んでいる.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も交付申請時に記載した推進方策通りに研究を進めていく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
溶液紡糸法による繊維状高温酸化物超伝導体の組織制御

本研究では層状構造を持つ酸化物超伝導体を溶液紡糸法により細い繊維状に合成し、繊維の形状的内部構造的な特徴を有効に活かし、配向性に優れた高いJcを持つ良質な線材を作成する事を目的とする。本年度は直径110μmの前駆体繊維の部分溶融凝固処理を検討した。その結果、部分溶融温度、凝固時の冷却速度及び123相の成長のための冷却速度を制御する事により配向性に優れた77K,OTでJc=10^4A/cm^2以上の高いJcを示す直径20μm以上の繊維を作成出来た。しかしその最適条件の範囲は繊維の直径が細いほど狭くなった。種結晶を用いて繊維中のab面内での結晶配向をさせるため、多結晶及び単結晶MgO(100)とSrTiO_2(100)単結晶の基板を用いてAr中で熱処理しその後酵素処理した。明白な結晶の配向は認められなかったがMgO単結晶上で熱処理した繊維は中実な繊維となり他の基板では中空繊維となり組織に差が見られた。また前駆体繊維中の有機物を揮発させる熱処理条件にも組織が大きく依存していた。溶液紡糸法を利用して高圧合成で見いだされた無限層超伝導体の常圧合成を検討した。均一な溶液状態から(Ca_<1-x>Sr_x)CuO_2,(Ca_<1-x>Sr_x)_<0.9>CuO_<2-y>前駆体繊維を作成し、熱処理を検討して0.05≦X≦0.3の範囲で無限層の繊維を得たが繊維の超伝導性は認められなかった。最近Tc=130Kを越すHg系超伝導体が発見されたので、その合成と繊維化を行った。Tc=133Kで抵抗の落ちが始まり105Kで零抵抗となるHg系超伝導体を作成することができた。
脳機能イメージング法によるヒト脳内奥行き情報処理機構の解明とその応用

本課題は、fMRI法と心理行動実験を組み合わせ、ヒト大脳皮質視覚野における視覚的奥行き(3次元視覚)情報の処理過程を明らかにすることを目的として遂行された。特に、1.様々な奥行き文脈・手掛かり(両眼視差、陰影、運動視差など)がどのように統合されているのか、2.ローカルな奥行き情報が脳のどこでどのようにグローバルな3D形態情報に変換されているのか、を明らかにする研究を行い、その成果はCurrent BiologyやJournal of Neuroscienceなどの国際誌に発表され、その研究内容の一部は国際誌上で他研究者に紹介されるなど注目を集めた。2014年度は、イギリスのケンブリッジ大学およびバーミンガム大学などの研究者と共同で、3D奥行き視を実現するヒト脳内情報処理機構を明らかにするための心理物理学・fMRI研究を行った。具体的には、1.物体表面の補完が、3D構造を知覚する前後、どの段階で起きるのかを調べる心理物理学研究を行った。結果、ヒトが物体表面を知覚する前にその物体の3D構造が再構成されていることが明らかになった。本研究はVision Research誌に発表済みである。2.物体の質感(光沢やざらつき)知覚に3D視がどのような影響を及ぼすかを調べるヒトfMRI実験を行った。結果、ヒトが質感を知覚する際に特に重要な数個の視覚野の同定に成功し、それらの間の階層的な処理の流れを可視化できた。研究成果は2つの論文にまとめられ、1つの実験はすでにVision Research誌に発表済みである。もう1つの実験は現在投稿に向けて論文の最終校正段階にある。4.ローカルな両眼視差情報がどのようにグローバルな物体表面へと変換されるのか、その過程を調べるfMRI実験とニューラルシミュレーション実験を行った。結果、V1からV3Aにかけて、物体の3D表面が再構成されていく様子を捉えることに成功した。成果は現在Journal of Neuroscience誌へのアクセプトへ向けてリバイス中である。2015年度は、本研究課題の目的である「ヒト3D知覚に関わる脳内処理機構」を明らかにするためのfMRI実験を行い、論文発表を行った。特に下記3つの成果を上げた。これらの研究はイギリス・ケンブリッジ大学およびイギリス・UCLと共同で行われたものである。1.ローカルな両眼視差情報がどのようにグローバルな物体表面へと変換されるのか、その過程を調べたfMRIおよびニューラルシミュレーションによる実験結果を2014年度から国際誌投稿していたが、その論文内で用いたデータの追加解析を行い、Journal of Neuroscience誌へアクセプトされた。2.子どもは、11歳頃になるまで、複数の3D手掛かり(例えば、両眼視差と運動視差)を大人のようには統合することができないことが知られていた。手掛かりが統合できないのは、視覚経験が足りず統合された情報を引き出せないためなのか、それとも脳が未発達のためにそもそも統合ができていないのか、2つの仮説の間で決着がついていなかった。我々は、fMRI計測と多変量データ解析手法を組み合わせることで、後者の仮説が正しいこと、すなわち11歳頃に脳の視覚野V3Bに変化が起き、その後手掛かりが統合できるようになることを突き止めた。成果はCurrent Biologyに掲載され、同誌のDispatch(研究紹介)コーナーにおいて、2度その意義がハイライト紹介された。3.ヒトは3D手がかりを用いて物体表面の光沢感を知覚することができる。その知覚に関わる脳内処理機構をfMRI実験を通して明らかにした。成果はJournal of Neurophysiologyに掲載予定である。これらの研究を通して、初期視覚野V1から中・高次の領野V3A・V3Bへと至る3D視知覚情報処理の経路と各視覚野が担当する情報処理の内容を明らかにすることができた。2014年現在までにかけて、本科研費により補助を受けて3本の論文を国際誌に発表することができた。さらに、すでに3本の論文を近いうちに国際誌へ投稿できる段階にある。これに加え、これまでの研究成果をレビューする日本語の解説論文を執筆する機会にも恵まれた。本研究申請課題の最終目標である「3D脳活動の工学的な応用」はまだ手つかずの状態ではあるが、その実現に向けて、基礎的なデータの蓄積は進んでいる。これらの状況を総合的にみて、研究課題は当初の目的通り順調に進展しているといえるだろう。実験心理学[研究実績の概要]で述べた研究に加え、20142015年度は、物体が床面へ落とす影がヒトの奥行き知覚に与える影響を調べる心理行動実験およびfMRI実験を行っている。現在、取得したデータを解析中で、2015年度の早い時期に神経科学の国際誌に投稿する予定である。

この研究は、陰影などの絵画的な手掛かりを有効に活用し、物体の運動軌道の情報を3次元空間で正確にトラッキングするマシンビジョンなどの開発に向けた基礎知見としても役立つと考えられ、神経科学のみならず、工学・情報学的にも重要なものである。また、2015年度は、これまでに蓄積した3D奥行き視の研究をさらに進め、fMRIデータのエンコーディング・モデリング手法(Nishimoto et al., Current Biology 2012など)を応用することで、写真(2次元画像)を観察中のヒトの脳活動から写真に含まれる3次元構造を復元する技術の開発を進める予定である。購入予定だった3D視用のステレオ・メガネの調達がスムーズに進まず、また最新版の発売も予定されていたため、今後の研究を考えた上で、3D視用のメガネの購入を見送った。このため、次年度使用額が生じた。2014年度に購入を見送った3D視用のステレオ・メガネの購入に充てる予定である。
酵母のアセチル化酵素Mpr1による抗酸化機構の解明と有用酵母の育種への応用

酵母に見出した「アセチル化酵素Mpr1」について、抗酸化機構の解明と高機能型酵素の創製に取り組んだ.その結果、プロリン代謝中間体が酸化ストレス下でのMpr1の基質であること、Mpr1を介した新規アルギニン経路が存在することなどを明らかにし、抗酸化機構の全容の解明につながる多くの重要な知見を得た.また、触媒活性や安定性を高めた変異型Mpr1を取得し、これらを発現する酵母では酸化ストレス耐性が大幅に向上することが示された.酵母に見出した「アセチル化酵素Mpr1」について、抗酸化機構の解明と高機能型酵素の創製に取り組んだ.その結果、プロリン代謝中間体が酸化ストレス下でのMpr1の基質であること、Mpr1を介した新規アルギニン経路が存在することなどを明らかにし、抗酸化機構の全容の解明につながる多くの重要な知見を得た.また、触媒活性や安定性を高めた変異型Mpr1を取得し、これらを発現する酵母では酸化ストレス耐性が大幅に向上することが示された.酵母Saccharomyces cerevisiae Σ1278b株などに存在する新規坪アセチルトランスフェラーゼMpr1は、熱ショック、過酸化水素、冷凍などの処理により細胞内に生成する活性酸素種(ROS)レベルを下げ、酵母を酸化ストレスから保護している。今年度は、Mpr1の抗酸化機i構と立体構造の解析を目的に研究を実施し、以下の成果を得た。1)Mpr1の抗酸化機構エタノールストレスにおけるMpr1の機能を解析した。Mpr1遺伝子破壊株をエタノール培地で培養すると、ROSレベルが増加し、生存率も著しく低下したが、Mpr1遺伝子導入株ではROSレベルが減少し、生存率も上昇した。したがって、Mpr1はエタノールにより細胞内に生じるROSレベルを下げ、酵母を保護することが判明した(論文印刷中)。また、Mpr1遺伝子のランダム変異ライブラリーを酵母に導入し、過酸化水素培地でのスクリーニングを行った。その結果、野生型酵素導入株よりも過酸化水素添加後のROSレベルを低く抑え、高い生存率を示す3種類の変異型Mpr1(K63R, F65L, L117V)発現株を取得した。また、組換え酵素の解析により、触媒活性の向上にはK63R、温度安定性の向上にはF65L、過酸化水素安定性の向上にはL117Vの置換が寄与することが示された(特許出願済)。2)Mpr1の立体構造解析シッティングドロップ蒸気拡散法を用いてMpr1の結晶化条件を検討した。その結果、結晶化剤としてPEG 1,500を用い、グリセロール共存下で大きさ約140μm×50μm×50μmの単結晶が成長した。さらに、X線回折実験を行った結果、到達分解能2.5Åでデータを収集でき、本結晶が空間群P1(a=85.2Å,b=89.4Å,c=107.7Å,a=86.1°,β=79.4°,γ=90.6°)に属することが判明した。酵母Saccharomyces cerevisiaeΣ1278b株に見出したMprlは、アゼチジン-2-カルボン酸(AZC)をアセチル化し解毒する新規酵素であるが、細胞内の活性酸素種レベルを制御し、熱ショック、冷凍、エタノールなどのストレスから酵母を保護することが判明した。今年度は、Mprlの機能発現に重要な残基の同定と立体構造の解析を目的に研究を実施し、以下の成果を得た。1)Mprlの機能発現に重要な残基の同定基質との結合や触媒機能に関与すると考えられるアミノ酸残基を置換したMprl遺伝子を大腸菌で発現させ、AZC感受性を示す変異型Mprlを取得した。組換え酵素を用いたキネティクス解析により、N-アセチルトランスフェラーゼスーパーファミリー内で保存性の高いArgl45をAla,Gly,Trp,Asp,Gluにそれぞれ置換すると、AZC、アセチルCoAの両基質に対する親和性が顕著に減少したことから、Argl45が基質との結合に関与することが示された。また、保存性の高いTyrをAlaに置換した結果、ほとんどの変異型酵素で触媒効率が低下し、温度安定性が低下したものもあった。さらに、各TyrをPheに置換すると、Tyrl66Pheのみ酵素機能が低下したことから、Tyrl66の側鎖のOH基が触媒活性に重要であることが示された(論文印刷中)。2)Mprlの立体構造解析昨年度報告した結晶は双晶であったことから、再度結晶化を行い、空間群P1(a=80.3Å,b=84.3Å,c=106.3Å,α=99.6°,β=90.7°,γ=89.8°)に属する単結晶を新たに得た。本単結晶を用いて初期位相を求め、3.5Å分解能の電子密度図を得た。その結果、MprlはアリルアミンN-アセチルトランスフェラーゼの形状に類似しており、低分子物質を基質とする解毒酵素である可能性が示唆された。酵母Saccharomyces cerevisiae S1278b株に見出したMpr1は、アゼチジン-2-カルボン酸(AZC)をアセチル化し解毒する新規酵素であるが、高温、冷凍、エタノールなどにより細胞内に発生する活性酸素種(ROS)レベルを制御し、酸化ストレスから酵母を保護することが判明している。今年度は、Mpr1の抗酸化機構と立体構造の解明を目的に研究を実施し、以下の成果を得た。

1)Mpr1の抗酸化機構Mpr1はプロリン(Pro)代謝中間体pyrroline-5-carboxylate(P5C)/glutamate-γ-semialdehyde(GSA)をアセチル化し、Proとアルギニン(Arg)の代謝に関与している。S1278b株に高温ストレスを施したところ、ProをP5C/GSAに酸化するProオキシダーゼの遺伝子(PUT1)やMPR1が誘導されていた。また、PUT1やMPR1を破壊すると、野生株より高温ストレスに感受性を示した。以上の結果から、S1278b株は高温などの酸化ストレスに応答し、PUT1の誘導によりProの分解を行い、生じたP5C/GSAをMpr1がアセチル化することで、Arg合成系を亢進し、酸化ストレス耐性を獲得するモデルが考えられた。2)Mpr1の立体構造解析新たな単結晶を用いてX線回折実験を行った結果、到達分解能2.5Aでデータを収集でき、本結晶が空間群P3_112(a=b=84.1A,c=192.3A)に属することが判明した。また、AZCとの複合体P3_112単結晶を用いて高到達分解能1.9Aでデータを収集した。さらに、位相決定を行うため、本酵素のSeMet変異体の結晶化スクリーニングを行なった。その結果、Trp185SeMet変異体の結晶からMAD測定により初期位相を求め、部分的に解釈可能な電子密度図から初期モデルを構築した。
血管内皮増殖因子およびその受容体の遺伝子多型を用いた加齢黄斑変性の個別化医療

血管内皮増殖因子(VEGF)遺伝子の一塩基多型であるrs699946は、加齢黄斑変性の発症とは相関を認めなかったが、抗VEGF治療に対する反応性に影響を与えることが分かった。治療開始前にこの一塩基多型を調べることによって、各患者に最適な治療方法が選択できると考えられた。加齢黄斑変性は社会的中途失明の原因として注目されており、その発症には血管内皮増殖因子(VEGF)が関与していることが知られている。しかし、VEGF遺伝子多型と加齢黄斑変性の発症との相関は解明途上であり、本研究では発症との相関および臨床病態との相関を検討した。まず、日本人の加齢黄斑変性患者および対照群から得られた血液サンプルを使用してVEGF遺伝子中のtag SNP(rs699946、rs699947、rs3025033、rs3025035)と加齢黄斑変性発症との関連を検計した。上記の4つのSNPはすべて広義加齢黄斑変性の発症には相関を認めなかった。さらに広義加齢黄斑変性を狭義加齢黄斑変性とポリープ状脈絡膜血管症のサブタイプに分類して、VEGF遺伝子多型がその発症に相関を持つかどうかも検討したが、いずれのSNPも狭義加齢黄斑変性とポリープ状脈絡膜血管症ともに発症に相関を認めなかった。次に、広義加齢黄斑変性に対する治療効果との相関を検討した。今回検討した治療方法は抗VEGF治療薬の単独使用および抗VEGF薬にステロイド剤および光線力学療法を併用した2種類の治療である。上記4つのSNPのうち、rs699946で上記2種類の治療を行った後の視力予後と相関を認め、G対立遺伝子を持つ患者では治療後1年間の視力変化が有意に良好であった。しかし、1年回に必要とした治療の回数や、治療後の再発の有無には相関を示さなかった。今後はVEGF受容体についても検討を加え、さらにそれらの遺伝子多型を利用した個別化医療の実現を目指したいと考えている。まず、日本人の加齢黄斑変性患者および対照群から得られた血液サンプルを使用して、VEGF遺伝子中のtag SNP(rs699946、rs699947、rs3025033、rs3025035)と加齢黄斑変性発症および治療効果との相関を検討したところ、発症には相関を認めなかったが、rs699946は抗VEGF治療薬の単独使用および抗VEGF薬にステロイド剤および光線力学療法を併用した2種類の治療後の視力予後と相関を認め、G対立遺伝子を持つ患者では治療後1年間の視力変化が有意に良好であった。しかし、1年間に必要とした治療の回数や、治療後の再発の有無には相関を示さなかった。一方で、滲出型加齢黄斑変性と同様に脈絡膜新生血管を発症し得る病態に強度近視がある。そこで、VEGF遺伝子の多型が強度近視眼における脈絡膜新生血管の発症および進展に相関を持つかどうかを検討したところ、発症には相関を認めなかったが、新生血管のサイズに相関を認めることが分かった。これらの研究結果から、滲出型加齢黄斑変性、強度近視ともに、脈絡膜新生血管を生じた際にはVEGF遺伝子多型を調べることによって、その予後・治療反応性が予測できると考えられたため、今後はVEGF rs699946の迅速診断キットを作成し、個別化医療を実現していく予定である。
神経成長円錐の応答性を指標とした糖鎖機能ドメインの解析

糖鎖による生命活動の制御様式として、糖鎖がコアタンパク質を介さずに直接的なリガンドとして特異的な受容体を活性化するという新概念が脚光を浴びている。本課題では、神経軸索の成長円錐の応答性を指標として、生理活性を持つ糖鎖機能ドメインとその受容体、さらにその下流で惹起される一連の細胞内シグナル伝達経路を解析した。その結果、コンドロイチン硫酸とケラタン硫酸が両方向性の軸索ガイダンス因子として機能することが明らかになった。生体中枢神経組織の損傷部位に沈着するコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)は軸索再生を阻害する。CSPG濃度勾配を上る方向に伸長した軸索先端部はdystrophic endballとなり伸長を停止する。本年度はまず、硫酸化構造の異なる様々なCS糖鎖(A、B、C、D、E)を均一基質として培養脊髄後根神経節細胞に作用させ、軸索伸長に対する効果を検証した。CS鎖はグルクロン酸(GlcA)とN-アセチルガラクトサミン(GalNAc)の2糖繰り返し構造から成り、CS-AはGalNAcの4位、CS-BはGlcAの2位とGalNAcの4位、CS-CはGalNAcの6位、CS-DはGlcAの2位とGalNAcの6位、CS-EはGalNAcの4位と6位が硫酸化されている。CS-A、B、Cは軸索伸長作用が無かったが、CS-DおよびEは軸索伸長を促進した。また、ラミニン基質上での軸索伸長は、CS-A、Bにより抑制された。このように、CS硫酸化構造の違いが突起伸長に対して異なる影響を及ぼすことが確認された。また昨年度までの培養系を用いた研究により、接着斑の構成タンパク質であるパキシリンのリン酸化がCSPG(アグリカン)基質上でのdystrophic endballの前進を促進することを見出していたため、本年度は中枢神経損傷モデル動物を用いてこの効果を検証した。生体マウスの大脳皮質感覚運動野にリン酸化模倣型パキシリンをウィルスベクターを用いて遺伝子導入すると、下行性軸索の脊髄損傷部位での再生が軽度改善した。また、リン酸化模倣型パキシリンは視神経損傷部位での軸索再生も有意に改善した(マイアミ大学Vance Lemmon教授との共同研究)。これらの実験結果は次年度も引き続き検証していく必要があるが、本課題の培養系実験で得られた知見が動物個体レベルでの軸索再生に応用可能であることが示唆された。成体中枢神経組織の損傷部位には長大な糖鎖とコアタンパク質からなるコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)が沈着し、これにより損傷軸索は再生できない。古くには、CS糖鎖が物理障壁となって軸索再生を阻害するとの考えが主流であったが、最近になって、CS受容体としてPTPsigma、LAR、CNTN1等が次々に同定され、「糖鎖がリガンドとして受容体を活性化する」という新しい糖鎖の作用機序が注目されている。しかし、糖鎖受容体下流のシグナル伝達については不明である。興味深いことに、CS糖鎖は培養下で軸索伸長作用を持つとの報告もあるため、発生組織においてCS糖鎖が両方向性の軸索ガイダンス因子としても機能する可能性がある。本課題では、軸索再生阻害や軸索ガイダンスに必要十分な糖鎖基本構造(糖鎖機能ドメイン)を決定し、これらが引き起こす一連の細胞内シグナル伝達経路を同定することを目標としている。CS糖鎖はグルクロン酸とN-アセチルガラクトサミンの2糖繰り返し構造から成り、その硫酸化パターンの違いによりCS-A、C、D、Eの4種類に分類される。これら硫酸化構造の異なる様々なCS糖鎖は、糖鎖機能ドメインの有力候補と考えられ、我々はこれらの中からCS-Eに焦点を絞って研究を行ってきた。昨年度までに、微細ガラス管からのpressure ejection法により培養下においてCS-Eの濃度勾配を作製し、これに対する成長円錐の応答性を解析した。その結果、CS-Eは培養条件の違いによって成長円錐を誘引または反発する活性を持つ(両方向性)軸索ガイダンス因子として働くことが明らかになった。続いて、薬理学的阻害実験により、CS-Eに対する誘引と反発のそれぞれを媒介する受容体の同定を試みた。その結果、誘引時と反発時では異なる組み合わせのCS受容体が機能することを強く示唆するデータを得た。成体中枢神経組織の損傷部位には長大な糖鎖とコアタンパク質からなるコンドロイチン硫酸硫酸プロテオグリカン(CSPG)が沈着し、これにより損傷軸索は再生できない。最近になって、細胞表面に存在する糖鎖受容体が次々に同定され、「糖鎖がリガンドとして受容体を活性化する」という新しい糖鎖の作用機序が注目されている。CSは発生中の神経組織においても発現が見られるため、これらが軸索ガイダンス因子としても機能する可能性がある。本課題では、軸索再生阻害や軸索ガイダンスに必要十分な糖鎖基本構造(糖鎖機能ドメイン)を決定し、これらに対する受容体やその下流で誘起される一連の細胞内シグナル伝達経路を同定することを目標としている。CSはその硫酸化パターンの違いによりCS-A、CS-C、CS-D、CS-Eの4種類に分類される。昨年度までは、in vitro成長円錐ターニングアッセイにより、CS-Eが細胞内cAMPおよびCa2+シグナル依存的に成長円錐を誘引または反発する活性を持つ「両方向性」軸索ガイダンス因子として働くことを明らかにした。

さらに、CS-Eに対する成長円錐上の受容体を機能阻害抗体/ペプチドを用いて探索し、誘引時と反発時では異なる組み合わせのCS-E受容体が機能することを示すデータを得た。そこで本年度は、成長円錐ターニングアッセイにより同定されたこれらCS-E受容体の発現動態について、抗体染色法により解析した。その結果、誘引時と反発時では異なる受容体セットが成長円錐上に呈示されていることが明らかになった。この受容体発現はcAMP依存的に調節されていることも明らかになった。すなわち、CS-Eに対する誘引・反発の切替えは、cAMPシグナル下流での受容体膜輸送システムにより担われている可能性が示唆された。成体中枢神経組織の損傷部位には、コアタンパク質に糖鎖が付加されたコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)およびケラタン硫酸プロテオグリカン(KSPG)が大量に沈着し、これらの働きにより損傷軸索は再生できない。CSやKSは発生中の神経組織においても発現が見られるため、これらが軸索ガイダンス因子としても機能する可能性がある。本課題では、軸索再生阻害や軸索ガイダンスに必要十分な糖鎖基本構造を決定し、これらに対する受容体やその下流で誘起される細胞内シグナル伝達経路を同定することを目標としている。昨年度まではCSに焦点を当てて研究を行い、CS硫酸化サブタイプの一つであるCS-EがcAMPおよびカルシウムシグナル依存的に成長円錐を誘引または反発する「両方向性」軸索ガイダンス因子として働くことを明らかにした。さらに、CS-Eに対する受容体を複数同定し、誘引時と反発時では異なる組み合わせの受容体が機能することを示した。本年度はKSについて研究を行った。KSには高硫酸化型と低硫酸化型の二つのサブタイプが存在する。in vitro成長円錐ターニングアッセイにより、高硫酸化KSが成長円錐に対する反発性ガイダンス因子として機能することが明らかになった。一方で低硫酸化KSには軸索ガイダンス活性は見られなかった。高硫酸化KSに対する反発は、細胞内cAMPを上昇させることで誘引に転換した。さらに、高硫酸化KSに対する誘引と反発はどちらもカルシウム依存的であった。またカルシウムイメージング法により、高硫酸化KS投与に応じた成長円錐内カルシウムシグナルの上昇を可視化した。すなわち、KSはCS同様に両方向性軸索ガイダンス因子として働くことが示された。今後は、KS合成酵素欠損マウスを用いて、組織内におけるKSの軸索ガイダンス活性について検証して行く予定である。糖鎖による生命活動の制御様式として、糖鎖がコアタンパク質を介さずに直接的なリガンドとして特異的な受容体を活性化するという新概念が脚光を浴びている。本課題では、神経軸索の成長円錐の応答性を指標として、生理活性を持つ糖鎖機能ドメインとその受容体、さらにその下流で惹起される一連の細胞内シグナル伝達経路を解析した。その結果、コンドロイチン硫酸とケラタン硫酸が両方向性の軸索ガイダンス因子として機能することが明らかになった。成体中枢神経組織の損傷部位には長大な糖鎖とコアタンパク質からなるコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)が沈着し、これにより損傷軸索は再生できない。
揮発性有機物(VOC)処理のバイオテクノロジー

揮発性有機物(Volatile Organic Compounds,VOC)に対して分解活性の高い微生物を検索した。その結果、いくつかの細菌および糸状菌を分離することに成功した。これらの中で、特に糸状菌についてそれらの特徴を検討した。またこれらの菌を担持するのに適当な担体の選択を行った。以下、成果をまとめる。(2)糸状菌Exophialasp.は硫黄系化合物を特に分解する活性が高いことが判明し、pH=2のような低pHにおいても分解活性を示す初めての糸状菌である。増殖期より定常期の菌の活性が高いことも明らかになった。(3)糸状菌Exophialasp.の有機硫黄化合物に対する分解酵素の抽出を行った。DMSを基質としたとき、粗酵素の最適pHは7付近であり、菌の特性と違いを見せた。この粗酵素は非常に不安定であり、チオール基を活性部位に有することが判明した。(5)微生物の固定化担体として、ピ-ト、活性炭、活性炭繊維などを検討した。栄養源の補給の必要がないものはピ-トであるが、触媒反応も利用した化学処理と生物反応を同時に行い、効率化をはかるためには繊維状活性炭が有効であることを見い出した。有機硫黄化合物の酸化メカニズムの解明を行った。(6)活性炭は安価で良好な担体であるが、その種類が多く選択がむつかしい。各種の活性炭の中で、最も菌の固定化能が高いものを選抜した。またこの繊維を合成繊維に付着した固定化活性炭を試作し、トリメチルアミン分解菌を担持して、分解能の確認を行い、良好な成績を得た。(1):揮発性有機化合物(VOC)の連続モニターシステムの開発を行った。低濃度VOC、特に処理後の濃度の感度、測定限界、混合ガス系の安定性など今後の研究の基礎となる項目の検討を行い、ガスクロマトグラフにより分析系を検討したがGC-MSによる方法が最適であることが明らかになった。(2):トルエン、キシレン、スチレン分解菌を種々の探索源から分離した。各化合物について数10種類の候補菌株を選抜し、それぞれの分解速度、増殖速度を測定し、今後の研究に利用可能な菌株として、従属栄養細菌それぞれ数株を選抜し、現在同定を実施している。この3化合物の中で、スチレン分解菌の種類は限られ、また分解速度も他の2種類に比較して遅いことが判明した。これらの分解菌の分解スペクトルはトルエン、キシレンは共通するスペクトルを示したが、スチレンはほとんど共通性が無く、分解機構に違いがあることを示唆している。(3)これらの菌を担持する担体についての検討を行い、ピ-トが最も安定した担体であることが判明した。揮発性有機化合物(VOC)に対して分解活性の高い微生物を検索した。これらにの中で、特に糸状菌について、それらの特徴を検討した。またこれらの菌を担持するのに適当な担体の選択も行った。以下成果をまとめる。2.糸状菌Exophialasp.は硫黄系化合物を分解することが明らかになり、特にpH=2のような低pHにおいて分解活性を示す初めての糸状菌であるこが判明した。増殖期より定常期の菌の活性が高いことが示された。3.糸状菌Exophiala sp.の有機硫黄化合物DMSの分解酵素を抽出した。この粗酵素の最適pHは7付近であった。しかし非常に不安定な酵素であり、チオール基を活性部位に有することが判明した。4.Greotrichum candidumはほぼ全てのVOCの酸化分解能力を示した。その作用は酸化酵素によるものと推察された。5.微生物の固定化

担体として、ビ-ト、活性炭、活性炭繊維などを検討した。栄養源を供給することなく利用することができる担体はビ-トであるが、触媒反応と利用した化学処理と生物処理を同時の行い効率化をはかるためには、活性炭繊維が有効であることが判明した。6.活性炭は各種あるが、それぞれの特性を検討し、最も菌の固定化濃度が高いものを選択し、それの合成マ繊維に付着した固定化活性炭をつくり、特性を検討した。
脳血管攣縮の成因に関する生化学的研究-病態増悪因子としての好中球の役割について

クモ膜下出血は働き盛りの世代におこる疾患で、約3割が即死する。脳死をのがれた患者の多くに遅発性の脳血管攣縮がおこり、これによる脳虚血が患者の予後を著しく悪化させている。本研究は、この遅発性血管攣縮の成因を明かにする目的で、特に血液槐より生ずる酸化ヘモグロビンと脂質過酸化物の役割と、病巣に浸潤する好中球の役割について検討を加えたものである。(1)血管攣縮病態モデルにおけるロイコトリエンの役割。成犬の大槽内に自家血を注入し血管攣縮モデル動物を作製した。動物の脳底動脈は注入後、6日目で最も強い収縮を示し、16日目にほとんど正常に回復した。最も収縮の強い6日目の血管を摘出しロイコトリエン産生能を比較したところ、病態群で正常群と比べて顕著な産生増加が認められた。(p<0.01)ロイコトリエン生合成に至る各種酵素の活性を比較したところ、病態血管で5-リポキシゲナ-ゼの蛋白誘導がおきている事が明かとなった。5-リポキシゲナ-ゼはカルシウムイオン、ATPの他脂質過酸化物で活性化を受ける事も明かとなった。(2)攣縮血管の組織学的検討。モデル動物の攣縮血管は内皮の脱落、中膜の肥厚が認められ、またマクロファ-ジ、好中球等の浸潤が認められた。5-リポキシゲナ-ゼ蛋白の増加は、これら細胞の持ち込みによるものか、あるいは血管内での誘導かの結論は出なかった。(3)新しいモデル動物の開発。血小板より放出される12-ヒドロペルオキシ酸(脂質過酸化物)を脳室内に注入したところ、自家血注入よりさらに高度の脳底動脈攣縮をおこす事ができた。脂質過酸化物がロイコトリエン産生を促進したためと考えられるが、新しい病態モデルとなりうると思われる。
寄生虫症モデルとしてのスナネズミ、特にIgAを中心とした腸管液性免疫応答の意義

紫外線照射旋毛虫幼虫を反復経口投与し、非照射旋毛虫幼虫でチャレンジしたマウスの腸間膜リンパ節細胞を起源として、旋毛虫感染幼虫に特異的なマウスIgAモノクローナル抗体パネルを作製した。その中から感染幼虫の分泌/排出抗原に特異的なIgA抗体(HUSM-T.b.1)を選別し、マウスに受動免疫して感染防御能を検討したところ、腸管での旋毛虫定着を95%阻止できた。受動免疫は感染5時間前に、体重20gあたりIgA抗体2mgを腹腔内投与することで最も効果が高かった。この受動免疫はラットでの感染に対しても同様の効果をもつが、スナネズ(Meriones unguiculatus)では効果がまったく見られなかった。この特性が実験動物化されたスナネズミだけに限られる特性であるのか、あるいはMeriones属全般にいえる特性であるのかを検証するために、中国産野生スナネズミ3種(M.erythrourus, M. meridianus, M. tamariscinus)を用いて、受動免疫実験を実施した。野生スナネズミでも受動免疫の効果はなかった。このことから、Meriones属全般においてマウス由来IgAに対する粘膜上皮運搬能が低いことが示唆された。その要因として、粘膜上皮細胞IgAレセプター(pIgR)のスナネズミ固有性と、この動物においては本質的に粘膜IgA免疫能・運搬能(レセプター発現)が低い可能性が考えられ、この点については現在、分子生物学的手法で検討を継続している。これと並行して、スナネズミの感染防御機構への理解を深めるべく、1)補体依存性(抗Thy-1)糸球体腎炎モデルを用いた補体活性の確認、2)スナネズミT細胞表面抗原に特異的なモノクローナル抗体の作製と、T細胞枯渇が感染経過に与える影響の検討、3)スナネズミMHC class II抗原に対するモノクローナル抗体の作製と、侵入因子に対する皮膚樹状細胞の応答性の検討、4)抗体依存性排除が働く非病原性トリパノソーマ症スナネズミモデルの開発と、感染経過に伴う抗体応答の検討等を実施した。スナネズミの複数の主要な免疫因子に対するモノクローナル抗体の確保やスナネズミIgG抗体での2つのサブクラスの初確認など、感染症モデル動物としてのスナネズミの利用性を向上させる知見を収集した。弱毒化旋毛虫幼虫を反復経口投与し、正常旋毛虫幼虫でチャレンジしたマウスの腸間膜リンパ節細胞を起源として、旋毛虫感染幼虫に特異的なマウスlgAモノクローナル抗体パネルを作製した。その中から感染幼虫の分泌/排出抗原に特異的なlgA抗体(HUSM-T.b.1)を選別し、マウスに受動免疫して感染防御能を検討したところ、腸管での旋毛虫定着を95%阻止できた。受動免疫は感染5時間前に、体重20gあたりlgA抗体2mgを腹腔内投与することで最も効果が高かった。この受働免疫はラットでの感染に対しても同様の効果をもつが、スナネズミ(Meriones unguiculatus)では効果がまったく見られなかった。体内lgA動態の観察から、スナネズミでは粘膜上皮のlgA運搬能が低いことが推測された。