hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不安の個体差を担うシナプス機構の解析

1.初年度の解析によって、飼育環境の変化が苔状線維シナプス短期可塑性に影響を及ぼすことを示唆する結果を得た。電気痙攣刺激を施したマウスなどの、過去に解析した他のモデルとの共通点を検討したところ、モノアミンによるシナプス修飾についても類似の効果が見られた。2.複数のモデルにおいて、苔状線維シナプス短期可塑性と関連してモノアミンによるシナプス修飾も変化することが示されたため、行動変化に対するこれらの寄与を検討した。苔状線維シナプスにおけるセロトニンの効果は5-HT4受容体を介するため、5-HT4受容体欠損マウスを用いて電気痙攣刺激などによるモデルを作製し、不安様行動の変化を解析した。野生型マウスにおいては、電気痙攣刺激の回数に依存して、不安様行動の低下と増加の両者が観察された。5-HT4受容体欠損マウスにおいては、これらの行動変化の一部が抑制されていた。また、5-HT4受容体欠損マウスにおいても、電気痙攣刺激による短期可塑性の変化は野生型マウスと同様に観察された。したがって、電気痙攣刺激による不安様行動の変化は、少なくとも部分的には5-HT4受容体を介することが示唆された。3.苔状線維シナプスにおける変化と不安様行動の因果関係を直接的に検討するため、AAVを用いたshRNAの導入実験を行った。海馬歯状回(苔状線維の起始部位)に対するAAV注入によって、苔状線維シナプス伝達の変化を誘導する実験条件を確立した。4.不安様行動の変化に対する5-HT4受容体の寄与が示唆されたため、過去の取得したデータを用いて重回帰解析を行い、短期可塑性とセロトニンによるシナプス修飾の両者から、不安様行動の個体差を予測することを試みた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では複数のモデルの電気生理学解析と行動解析に基づいた数理モデル構築によって、不安様行動の個体差が海馬シナプス伝達の個体差によってどこまで説明可能かを明らかにすることを目的としている。今年度は主に、不安様行動と苔状線維シナプス短期可塑性の関係の一般性の検討と、不安様行動に寄与する他シナプスの要因について解析を行い、以下の結果を得た。1.電気痙攣刺激によって歯状回→CA3シナプスの短期可塑性の変化が生じることが過去の解析から明らかになっている。このモデルを用いて行動解析を行ったところ、3種類の異なる行動テストにおいて不安様行動の変化が見られた。短期可塑性の変化は電気痙攣刺激の回数に依存するため、電気痙攣刺激の回数を操作して行動変化に対する影響を検討したところ、一部の行動変化において短期可塑性の変化との関連が示唆された。2.豊かな環境での飼育によって歯状回→CA3シナプスの短期可塑性が変化することを示唆する結果を得た。飼育期間を最大5週間まで変化させて最適の条件を検討しつつ、短期可塑性以外のシナプス機能に対する影響を解析し、過去に解析していきた他のモデルとの共通点を検討している。3.歯状回→CA3シナプスに加えて、CA3→CA1シナプス及び貫通路→歯状回シナプスに対する電気痙攣刺激の効果を検討した。どちらのシナプスでも歯状回→CA3シナプスとは異なる結果が得られているが、特にCA3→CA1シナプスは歯状回→CA3シナプスよりも刺激感受性が低いことを示唆する結果を得た。初年度に予定していた行動解析、他のモデルの検討や他シナプスの検討などが順調に進んでいる。特に行動解析はかなり進んでおり、当初の予想を支持する結果も見られている。海馬内への薬物投与等の解析については結果が得られていないが、あらかじめ条件検討に時間がかかることが予想されていたため、全体としてはおおむね順調に進んでいると言える。

4.不安様行動の変化に対する5-HT4受容体の寄与が示唆されたため、過去の取得したデータを用いて重回帰解析を行い、短期可塑性とセロトニンによるシナプス修飾の両者から、不安様行動の個体差を予測することを試みた。初年度の解析を継続しつつ、行動変化とシナプス伝達の関係をさらに直接的に検討する。複数のモデルマウスにおいて、短期可塑性と同時にセロトニンによるシナプス修飾や細胞体興奮性が変化する。不安様行動変化に寄与する要因としてこれらが除外可能かどうか検討する。歯状回→CA3シナプスの調節に寄与する5-HT4受容体のノックアウトマウスを用いて解析を行う。電気痙攣刺激などによるモデルを作製し、不安様行動の変化を解析する。また、歯状回顆粒細胞の興奮性変化に寄与するT型Ca2+チャネルの阻害薬を用いて不安様行動に対する急性効果を検討する。さらに、苔状線維シナプスにおける短期可塑性の変化と不安様行動の因果関係の検討のための解析を行う。短期可塑性に特異的に関与する分子の阻害薬投与又はshRNAの導入、もしくは短期可塑性を比較的選択的に抑制するCa2+キレーターEGTA/AMの苔状線維シナプス形成領域に対する導入が、不安様行動に及ぼす急性効果を検討する。以上の解析結果に基づいて、電気生理学的データからマウスの不安様行動を予測する数理モデルを構築する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
自発的協力、本源的動機及び社会環境の役割：理論とフィールドワークによる実証

公共財供給など自発的協力問題において、各個人の本源的動機は各個人及び社会全体の自発的協力行動を決定する上で重要である。しかし、その役割は地理的・信条的・歴史的背景や都市・農村など人々が直面する社会環境に大きく依存している。本研究では、人々を取り巻く社会環境と倫理的動機・社会的動機等から成る本源的動機の関係性を考慮した経済理論モデルを基に、社会環境が本源的動機及び自発的協力行動にどのように影響を及ぼすのかについて、実験やサーベイ調査等フィールドワークを通じて理論的かつ実証的に分析することである。平成30年度は、理論研究及び実証研究に取り組んだ。実証研究においては、バングラデシュで実施した社会フィールド調査で得られたデータを基に、社会環境の違いが本源的動機及びそれに伴う協力行動に与える影響を分析した。人々にとって宗教的及び非宗教的協力活動は補完的ではなく代替的であることが示された。本実証研究の成果を纏めた論文は海外英文専門雑誌に投稿し審査中である。また、スリランカの農村地域にて社会フィールド調査で得られたデータを基に、人々のコミュニティ活動への協力が農村開発に必要なソーシャルキャピタルに影響を与えることを実証的に示した。本研究の成果を纏めた論文は海外英文専門雑誌に投稿し審査中である。さらに、税の法令順守を自発的協力問題として捉えた上で、インドネシアでフィールド調査・実験を実施し、どのような社会環境の人々が法令順守をしているかについて特定化した。現在、実証結果を取り纏め中であり、海外英文専門雑誌に投稿する予定である。理論研究においては、これまでの実証分析で得られた結果を考慮しつつ、社会環境の違いがどのような本源的動機に影響を及ぼし、ひいては、自発的協力行動を決定づけるのかを包括的に議論するための経済モデルの構築を試みており、今後も継続して研究する予定である。公共財供給など様々な自発的協力問題において、各個人の本源的動機は各個人及び社会全体の自発的協力行動を決定する上で重要である。しかしながら、その役割は人々が直面する社会環境に大きく依存している。本研究の目的は、人々を取り巻く社会環境と本源的動機の関係性を考慮した経済理論モデルを基に、社会環境が本源的動機及び自発的協力行動にどのように影響を及ぼすのかについて、フィールドワークを通じて理論的かつ実証的に分析することである。平成27年度は、理論研究及び実証研究に取り組んだ。まず、社会環境と本源的動機の関係性を体系化・分類化し、地理的背景、信条・宗教的背景や歴史的慣習など人々が直面する社会環境が倫理的もしくは社会的動機などの本源的動機とどのような関係性が推論できるのかを経済学的視点から考察した。それを基に、社会環境の違いが本源的動機に影響を与えることを考慮した経済モデルの構築に取り組み始めた。また、実証研究としては、社会環境が本源的動機及びそれに伴う協力行動に与える影響を分析することを目的として、バングラデシュの社会環境の異なる3地域(Capitalistic, Transitional, Rural Regions)において、社会フィールド調査を実施し、データを集めて実証分析を行った。社会がよりCapitalisticに向かうに従い、人々はより社会的に協力的ではなくなることが示された。この結果は現代社会の根幹に触れるものである。環境問題など社会経済の持続性を保つためには、人々の協力行動が必要不可欠であるが、社会がより現代化するに従い、人々がより非協力となり、ひいては、社会経済の持続性を損なうという危険性を秘めていることを示唆している。本実証研究の成果を「Social value orientation and capitalism in societies」に纏め、海外英文専門雑誌に投稿した。理論分析については、当初考えていたフレームワークに大幅な修正を加える必要があったため、若干予定よりも進捗状況が遅れている。しかしながら、実証分析においては、想定以上に進捗状況がよい。平成28年度は前年度に引き続き、理論研究及び実証研究に取り組んだ。実証研究においては、バングラデシュで実施した社会フィールド調査で得られたデータを基に、社会環境の違い(特に資本主義・競争的な社会環境と協力的な社会環境に着目した形で)が本源的動機及びそれに伴う協力行動に与える影響を分析した。社会がより競争的になるに従い、人々はより社会的に協力的ではなくなるという実証結果が得られた。持続的社会を保つために、人々の協力行動が必要となるが、本結果は、現代社会が競争的になるにつれ、社会経済の持続性を損なってしまうという危険性を提唱した内容となった。本実証研究の成果を纏めた論文は海外英文専門雑誌(PLoS ONE)にて出版した。また、同じくバングラデシュで実施した社会フィールド調査で得れたデータを基に、社会環境が異質な本源的動機を分析することを目的とした論文を現在取り纏め中であり、ワーキングペーパーとして発表した後、海外英文専門雑誌に投稿する予定である。

理論研究においては、これまでの実証分析で得られた結果を考慮しつつ、社会環境の違いがどのような本源的動機に影響を及ぼし、ひいては、自発的協力行動を決定づけるのかを包括的に議論するための経済モデルの構築を試みている。実証分析の進捗状況は非常に良好である。一方、理論分析の進捗状況は若干遅れがあるものの、既にフレームワークは出来上がっているため、特段の問題はないと見込んでいる。公共財供給など自発的協力問題において、各個人の本源的動機は各個人及び社会全体の自発的協力行動を決定する上で重要である。しかし、その役割は地理的・信条的・歴史的背景や都市・農村など人々が直面する社会環境に大きく依存している。本研究では、人々を取り巻く社会環境と倫理的動機・社会的動機等から成る本源的動機の関係性を考慮した経済理論モデルを基に、社会環境が本源的動機及び自発的協力行動にどのように影響を及ぼすのかについて、実験やサーベイ調査等フィールドワークを通じて理論的かつ実証的に分析することである。平成29年度は前年度に引き続き、理論研究及び実証研究に取り組んだ。実証研究においては、昨年度に引き続きバングラデシュで実施した社会フィールド調査で得られたデータを基に、社会環境の違いが本源的動機及びそれに伴う協力行動に与える影響を分析した。特に宗教的及び非宗教的協力活動に着目して分析を行い、人々にとってその二つの協力活動は補完的ではなく代替的であることが示された。現代社会において非宗教的もしくは一般的な社会協力活動が必要不可欠であることを考慮すれば、宗教意識が高いことが必ずしも社会協力活動が盛んになるとは限らないことを示唆している。本実証研究の成果を纏めた論文は海外英文専門雑誌に投稿し審査中である。また、人々のコミュニティ活動への協力が農村開発に必要不可欠なソーシャルキャピタルに影響を与える効果を実証研究するために、スリランカの農村地域にて社会フィールド調査を実施した。現在、実証結果を取り纏め中であり、ワーキングペーパーとして発表した後、海外英文専門雑誌に投稿する予定である。理論研究においては、これまでの実証分析で得られた結果を考慮しつつ、社会環境の違いがどのような本源的動機に影響を及ぼし、ひいては、自発的協力行動を決定づけるのかを包括的に議論するための経済モデルの構築を試みている当初、予定していたアジア地域でのフィールド調査において、現地協力者・機関との調整に想像以上に時間がかかっており、昨年度中に実施することが困難となった。そのため、今年度にフィールド調査を実施することとした。平成30年度は、理論研究及び実証研究に取り組んだ。
造血幹細胞における新規がん遺伝子・がん抑制遺伝子経路の解明

造血幹細胞の維持・増殖・老化の制御機構において、がん抑制遺伝子経路が重要な役割を担う。我々は、その制御異常が骨髄増殖性疾患を惹起することから、造血幹細胞の制御に深く関わると期待できるJabl-INK4a/pl6経路およびMLFl-CSN3-COPl-p53がん抑制経路の存在を見いだした。Jabl(CSN5)およびCSN3はともに、COP9シグナロソーム複合体(COP9signalosome;CSN)の構成因子であり、同じCSN複合体に属する。CSN複合体はシグナル伝達系・細胞周期・蛋白質分解系の活性化制御に広く関わる。Rb・p53両がん抑制経路ネットワークと繋がるこれら新規因子群の研究により、造血幹細胞の制御機構、さらには白血病性幹細胞の成立機構を解析することを目的とした。1.Jabl/CSN5による造血幹細胞の増殖の機能解析:Jablノックアウトマウスおよびトランジェニックマウス(Jabl-Tg)を作製し解析した。Jabl+/-マウスでは造血能の低下を示すが、Jabl-Tgマウスでは骨髄増殖性疾患(MPD)を発症し造血幹細胞の増加を示した。分子機構解析の結果、JablはSMYD3と協調的に働きINK4a/p16がん抑制遺伝子の転写を抑制することにより、造血幹細胞の増殖を促すことを見いだした(J.Biol.Chem)。2.DNA損傷ストレスに対する造血幹細胞におけるMLFl・CSN3の機能解析:白血病関連因子MLFlは細胞質一核間シャトル機能を有する。核内移送によりCSN3を介してCOPの活性を抑制しp53の安定化を促す。NPM-MLFl白血病原因融合因子の構成はMLFlシャトル機能不全をもたらす。発がんストレスに対するMLFl-p53誘導経路が阻害され、幹細胞の品質管理に異常が生じることを見いだした(Mol.Cell.Biol)近年、造血幹細胞の維持・増殖・老化の制御機構において、がん抑制遺伝子経路が重要な役割を担うことが報告されている。我々は、造血幹細胞の制御に深く関わると期待できる新規Jab1-INK4a/pl6経路および新規MLF1-CSN3-COP1-p53がん抑制経路の存在を見いだした。Jab1(CSN5)・CSN3は、COP9シグナロソーム複合体(COP9signalosome; CSN)の構成因子であり同じCSN複合体に属する。1.Jab1/CSN5による造血幹細胞の増殖の機能解析Jablを構成的に発現するトランジェニックマウス(Jab1-Tg)を作製し解析した。Jab1-Tgは、骨髄増殖性疾患(MPD)の病態を呈し死亡した。マウス骨髄では造血幹細胞の集団が異常に増加することを見いだし分子機構を解析した。結果の一部を国内外の学会で発表し、最終結果はまとめて学術誌に投稿した。2.DNA損傷ストレスに対する造血幹細胞におけるMLF1・CSN3の機能解析白血病関連因子MLF1は細胞質-核間シャトル機能を有し、核内移送によりCSN3-COP1の活性に影響を及ぼし、p53の安定化を促すことを見いだした。また、MLF1の機能不全型と捉えられるNPM-MLF1白血病原因融合遺伝子産物をマウス骨髄細胞に導入すると増殖が促進され、発がんストレスに対してもp53誘導能が低下していた。結果は国内外の学会で発表し、学術誌に報告した(Mol. Cell. Biol)。発がんストレスに対するMLFl-p53誘導経路が阻害され、幹細胞の品質管理に異常が生じることを見いだした(Mol.Cell.Biol)
皮膚アミロイド形成における表皮角化細胞アポトーシスの関与

本年度は、アポトーシスの存在が想定された皮膚腫瘍(毛母腫、ケラトアカントーマ)において、ニックエンドラベリング法を用いて表皮角化細胞のアポトーシスが存在するかを解析した。その結果明らかに一部に少数のアポトーシスが存在した。しかし、同一標本のHE染色ではアミロイドの存在をin vivoで組織学的に同定することはできなかった。現在その他の皮膚腫瘍(特に基底細胞癌)、肛門・仙骨部皮膚アミロイドーシスやアミロイド苔癬などの限局性皮膚アミロイドシースについてもニックエンドラベリング法を用いて表皮角化細胞のアポトーシスが存在するかを解析するため標本の収集を引き続き行っている。また培養ヒト表皮細胞をさまざまのconfluentの状態で観察したが角化傾向が進むとともに一部にアポトーシスとも思える細胞死を認めた。今後さまざまなconfluentの状態およびγIFN作用後、抗Fas抗体を作用させた場合の培養ヒト表皮細胞のアポトーシスの存在とアミロイドの形成の有無について、核酸蛋白同時抽出試薬ISOGENLSを用いてDNA、蛋白を抽出したものについて、DNAはアガロースゲルを用いて電気泳動しアポトーシスの指標であるDNA radder pattemを、検出蛋白成分にはアミロイド細線維が存在するかどうかをX線解析および赤外線スペクトロスコピーによりanti-parallel B-pleated sheetの構造を確かめ、アミロイドの形成を確認する予定である。
ダブル隣接基関与を活用したエナンチオ収束型不斉合成法の開発

当初、キラルリン酸触媒を用いた隣接基関与によるエナンチオ収束型置換反応の開発研究を計画し、1,3-ジチアンの2位にメチル基を挟んで脱離基を導入した基質を用いて検討を進めてきた。その結果、予測していた隣接基関与による置換反応では無く、硫黄の転位を伴う置換反応が進行することを見出した。インドールならびにピロールを求核剤とし、種々のキラルリン酸触媒を用いてこの転位を伴う置換反応の不斉触媒反応を検討したところ、比較的高いエナンチオ選択性で生成物が得られることを見出した。この転位を伴う置換反応の機構解明を目的として、基質に置換基を導入した反応系などを詳細に検討した結果、エナンチオ選択性は主に硫黄原子が脱離基に対して置換反応する際に発現し、その後のエピスルホニウムイオンと求核剤との反応が立体特異的に進行していることを明らかにした。計算化学による反応解析をした結果、反応が立体特異的に進行する機構はエピスルホニウムのイオン対として生じたキラルリン酸の共役塩基、すなわちホスフェートアニオンが重要な役割を果たしていることを明らかにした。ホスフェートアニオンがエピスルホニウムとCーH...O水素結合を介して相互作用することで、配向が保持されたイオン対中間体が形成される。この中間体に求核剤であるインドールあるいはピロールが反応する際、配向制御されたホスフェートアニオンとの相互作用を経るため立体特異的に進行することを明らかにした。この研究は酸触媒反応におけるの共役塩基の果たす役割を明確にしたものであり、新たな有機分子触媒の開発や反応開発にあたり多くの有意義な情報を提供できると考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。予測しなっかた反応を見出し、その反応機構もかなり明らかにした。計算化学による反応解析を併行し、この反応系の機構解明に向けた研究を進める。キラルリン酸触媒を用いた隣接基関与によるエナンチオ収束型置換反応の開発研究も続けていく予定です。
道路交通情報システムの構築および情報提供の交通行動の変化における影響分析

道路利用者に提供する所要時間等情報システムを構築し、そのシステムを活用して利用者に時差出勤等環境にやさしい交通行動への転換を促す可能性の検討を目的とした。履歴データを基に曜日・時間帯等の影響を分析して道路交通所要時間情報提供システムを構築した。また、アンケート調査を行い利用実態・ニーズ・期待される効果等を分析した。さらに、モニター調査によってシステム利用の有無による評価の変化や改善の方向性を検討した。本研究は、1.車両運行管理システムに対応する車載機のあるプローブカーで得た道路交通データの活用方法を検討しこれらのデータを解析して利用者により精度の高い交通情報予報サービスを提供すること2.交通情報予報サービスを受ける利用者の交通行動の変化を分析してこのような情報予報サービスのTDM (交通需要マネジメント)における影響・効果をまとめることという目的・目標を達成すべく、本年度では、以下の内容を実施した。1.プローブカーによる道路交通データ取得2.道路交通データ解析:経年データを年・月・曜日・時間帯(時刻)・天気等の外部要因で集計して統計的に解析した。また、豊田地域の地域特性を踏まえながら、トヨタ自動車の出勤の有無による違いも解析した。3.道路交通情報予報提供システム設計:道路交通情報予報提供システムの設計を行った。4.予報提供用データベース作成5.交通行動分析の方針検討道路交通情報予報システムを利用する人が渋滞を避けるための出発時刻(時間帯)の変更または利用する交通手段の変更の有無、非利用者の心理的・物理的障害を探ることを念頭に、交通行動分析の方針を検討した。6.道路交通情報予報提供システム構築:道路交通情報予報システムを構築した。その際利用者の使い易さだけでなく、利用者を楽しませるような工夫および道路・交通管理者にとって有益な情報(C02排出量等)の提供を考慮して構築した。本研究は、1.利用者により精度の高い道路交通所要時間情報サービスを提供すること2.道路交通所要時間情報提供サービスを受ける利用者の交通行動の変化を分析してこのような情報サービスの影響・効果をまとめることという目的・目標を達成すべく、昨年度の成果をベースに、本年度では、以下の内容を実施した。1.交通行動分析の方針検討:利用する人が渋滞を避けるための出発時刻(時間帯)の変更または利用する交通手段の変更の有無、非利用者の心理的・物理的障害を探ることを念頭に、交通行動分析の方針を検討した。2.利用者・非利用者アンケート・ヒアリング調査実施:利用者には、システムの問題点・課題および利用によって交通行動の変化の有無や影響要因などを中心に調査した。一方、非利用者には、このようなサービスの是非や利用するための前提条件および情報提供における期待・要望などを中心に聞いた。3.アンケート・ヒアリング調査集計および分析:道路交通情報システム改善、情報提供サービスの是非、道路交通情報システムによる効果等を念頭に分析した。4.道路交通情報提供システム利用者の交通行動分析:アンケート・ヒアリング調査の分析結果を中心に、システム利用者の交通行動分析を行った。5.利用者・非利用者の意見を踏まえたシステム改善計画:利用者および非利用者の意見を基に、利用者にとってより利用しやすく、非利用者が利用したくなるようにシステムの改善計画を検討した。6.道路交通情報提供システムの効果分析・予測:改善計画を実施すれば期待できる効果予測を行った。
下肢陽圧負荷心エコー図法による大動脈弁狭窄症の予後予測

心臓弁膜疾患の中でも大動脈弁狭窄症は,高齢化社会に伴い有病率が上昇の一途をたどっている.しかし,どのような症例に手術による介入をすればいいか,特に左室機能が保たれている症例における最適な基準は明らかでない.より良い患者選択の手法(リスク層別化)が期待されている中,我々は下肢陽圧負荷心エコー図検査を用いることで,大動脈弁の重症度をより正確に評価可能なprojected AVAを,侵襲少なく算出することに成功した.本指標は左室機能が保たれている低圧較差大動脈弁狭窄症において,予後の層別化に有用であった.大動脈弁狭窄症における,下肢陽圧負荷心エコー図検査により評価された左室コンプライアンス悪化の頻度および臨床的背景を収集中である.4月8日現在,目標症例100中,80例の収集が終了しており,心血管イベントのフォローも半年に一度に調査を実施中である.また,心筋の詳細な機能を評価するために,心エコー図検査画像解析ソフトを購入し,ストレイン解析を行っており,そのデータも収集中である.当該年度のうちに100症例を収集し,予後調査を行う.平成27年度中に100症例の収集を予定していたが,4月現在で80症例であり,早期の目標症例達成を推進する必要がある.【研究の目的】我々は,下肢陽圧負荷心エコー図法を用いて心拍出量を増大させることによりprojected AVAおよび体表面で補正したprojected AVAiを求め,低圧較差高度大動脈弁狭窄における臨床的有用性について検討した.【結果】NF-LG群に比べて,LF-LG群は下肢陽圧負荷中のglobal longitudinal strainが小さく,projected AVAiは大きい傾向があった.全例における多変量解析により,projected AVAiはイベント発生の予測因子であった.ROC解析から求めたprojected AVAiのカットオフ値0.72 cm/m2を用いて2群に分類すると,LF-LGとNF-LGのいずれにおいても,projected AVAiが小さい群に心イベントが多く発生した.【結論】下肢陽圧負荷心エコー図法で得られるprojected AVAiは,心拍出量とは独立して,無症候性低圧較差高度大動脈弁狭窄のリスク層別化に有用である.【意義】高齢化社会に伴い大動脈弁狭窄症の症例数は年々増加傾向にある.我々はこの病態に対する新たなリスク評価方法を立案,証明することに成功した.心臓弁膜疾患の中でも大動脈弁狭窄症は,高齢化社会に伴い有病率が上昇の一途をたどっている.しかし,どのような症例に手術による介入をすればいいか,特に左室機能が保たれている症例における最適な基準は明らかでない.より良い患者選択の手法(リスク層別化)が期待されている中,我々は下肢陽圧負荷心エコー図検査を用いることで,大動脈弁の重症度をより正確に評価可能なprojected AVAを,侵襲少なく算出することに成功した.本指標は左室機能が保たれている低圧較差大動脈弁狭窄症において,予後の層別化に有用であった.目標症例達成のため,関連病院にも情報提供を行い,対象患者の紹介を促進する.また,当院においても大動脈弁狭窄症のフォローアップエコー検査のオーダーが入力された際に,エコー検査受付窓口で拾い上げることにより,症例の拾い上げをもらさないように,より一層の周知を図る.症例収集後は速やかに患者リストを完成させ,横断研究から解析に移ることとする.循環器内科
Ni基超合金へのTCP相による耐酸化・拡散バリヤー層の形成

Ni基超合金はジェットエンジン、ガスタービンの翼材として使用されているが、燃焼ガス温度の上昇とともに、厳しい高温腐食にさらされており、耐高温酸化性に優れたコーティング皮膜の開発が望まれている。本研究では、Ni基超合金に含まれているMo,W,Ta等の高融点金属とCr,Ni,Alからなる金属間化合物の二段プロセスにより製膜し、反応拡散挙動と熱サイクル酸化試験から、拡散バリヤーの候補合金について研究を進めた。得られた結果は、以下のように要約される。Ni-40Cr合金とNi-40Cr-1W合金を用意し、まず、厚さ約10ミクロンのNiをめっきした。続いて、高活量Al蒸気拡散を850°C、5時間の条件で行った。その結果、Ni_2Al_3の外層とAlを多量に含むNi-Cr-Al合金が内層として形成した。この合金を1100°C、大気中で酸化すると、外層はNiAl層に、内層はNiを含むCr層に変化した。このCrへはAlの溶解度は0.3原子%であり、Alの拡散バリヤーとして機能することを明らかにした。一方、Ni-40Cr-1W合金に同様の皮膜を形成した後、酸化した。その結果、Ni-40Crと類似の皮膜層が形成したが、Cr層のAl濃度は0.1%程度と大変低く、Wの添加はより優れた拡散バリヤー能を有することを確認した。これらの結果から、研究目的で提案したように、Reを代替する新しい拡散バリヤー層を提案することができた。
安定同位体標識技術を用いた実用的水分補給方法の探求

本研究では,共に摂取した飲料と食物が互いの水分の吸収速度に与える影響と,体位の変換が水分の吸収速度に与える影響を検討することを目的とした.その結果,水分を速やかに補給するためには,飲料を固形食と同時に摂取するよりも10分先行して摂る方が有効であること,飲料の量と温度は飲料水分だけでなく共に摂取した固形食の水分の吸収にも影響しうること,加えて,体位を工夫することで水分の吸収を促進できる可能性が示された.これらの知見は,効果的な水分の補給法の確立には,従来行われてきた飲料単体に焦点を当てた検討だけでなく,食事や体位といった実用時に生じる要因も含めた検討の必要性を示唆するものである.水分補給において重要な観点とされているのが水分の吸収速度である.水分補給に特化してデザインされた身近な飲料としてはスポーツ飲料等があげられるが,これは実験室的条件下で確認された研究結果に基づき成分が調整され,素早い腸管吸収を実現している.しかしながら,これまでに実施された研究は,主に飲料の単独摂取を念頭に行われた検討であり,方法論的な限界もあり,フィールドでは水分摂取と同時に生じてくる食事の摂取による影響に着目されることはなかった.本研究は水分の吸収速度に食事が及ぼす影響について,安定同位体標識技術を用いて検討を行った.食事と飲料を同時に摂取する群(同時摂取群)または飲料を食事の10分前に摂取する群(飲料先行摂取群)に健常男性9名を振り分けるパラレルデザインで検討を行った.重水素(2H)で標識した標識飲料(水150g)と重酸素(18O)で標識した標識食(水150gを含むフリーズドライのライス225g)を適宜摂取させ,体内の同位体濃度が反映される唾液を決められた時間に採取し,水分の吸収について飲料由来の水ならびに食事由来の水の2つに区別して同時に評価した.同位体濃度の分析には同位体比質量分析計を用いた.飲料摂取後40分と50分において,飲料先行摂取群が同時摂取群に比べ2H濃度が有意に高値を示し,飲料を先行摂取することで食事による吸収の遅延を回避出来ることが明らかとなった.また,食事由来の18O濃度に関しては,いずれの時点においても統計学的な差は見られず,飲料の水分が付加的に介在する場合でも食事に含まれる水分の吸収速度に大きな変化がないことがうかがえた.本研究の条件下(身体的条件,摂取物の種類ならびに分量)においては,食事に先立って飲料を摂取することで,より速やかに水分が体内に吸収されると考えられる.速やかな水分補給を達成するため,重要視されているのが水分の吸収速度ならびに胃排出速度である.これまでに実施されている研究は,実験室的に整えられた環境下で,組成や温度に代表される飲料自身の要因を検討するものが多く,方法論的な限界も相まって,フィールドで生じる他の挟雑要因を無視した議論となっていた事実は否定できない.本研究では胃の解剖学的特徴と文献情報に基づき,胃排出速度を高める体位(右側臥位から20度上体を起こしたプロモートポジション:PP)を考案し,これが実際に水の吸収を促進するか否かについて検討を行った.安定同位体で標識した水を被検者へ投与し,体内の同位体濃度を反映する尿試料を経時的な完全採尿により取得し,濃度の変化から吸収速度を評価した.投与から10分間PPとし,その後座位へ移行するPP試行,ならびに投与からサンプリング終了まで通常の座位で過ごす座位試行を設定し,クロスオーバー試験を実施した.被検者には両試行とも重水素水4 gを含む250 gの水を摂取させた.同位体濃度は投与後60分時点において座位試行がPP試行よりも有意な高値を示した.座位試行で観察された著しい濃度の高まり(オーバーシュート)は,摂取した標識水の循環血液への流入量(≒吸収量)が,循環血液から細胞内液への拡散量を超えたために生じる現象で,座位で摂取した水が短時間に勢いよく循環血液に流入した証と考えることができる.また,摂取後の標識水は時間とともに全身の水分子と均一となり濃度平衡が生じるが,PP試行では座位試行とは明確に異なり,投与60分時点ですでにオーバーシュートは収束し,平衡に達するまでの時間を比較しても短い傾向にあった.尿量についても,40分時点において座位試行に比べてPP試行では約1.6倍となった.これらの結果から水分の吸収に特化した姿勢を活用することで水分吸収速度が促進できる可能性が明らかとなった.本研究では,急速な水分補給が求められるスポーツの実施現場などにおいて,水分吸収速度を高める実用的な手段のひとつとして,体位・姿勢に着目した検討を行った.安定同位体標識技術を用いることで,水分子の吸収を直接的に評価することを可能とし,興味深い試験結果を得ることに成功している.また,事前に被検者に行わせた体水分の標準化手続が功を奏し,完全排尿で取得した尿試料の量自体が簡便な水分吸収の指標として機能する可能性を見出した点は,今後の方向性を探るスキャニングにおいて極めて有効に作用すると期待される.平成26年度の研究では,これまでに検討が行われていなかった食物水分の吸収にも着目し,飲料と食物が互いの水分の吸収速度に及ぼす影響を検討した.しかし,検討を行った飲料と食物の条件は実用時に想定される一部に限られ,未だ不明な点が多く残されている.

そこで28年度は,飲料と固形食を同時摂取する条件に着目し,飲料の量または温度の違いが飲料ならびに食物由来の水分の吸収速度に及ぼす影響を検討した.対象は健康な男子大学生とした.試験飲料は水(150g),試験食はご飯230g(水150gを含む)とした.飲料水分と食物水分の吸収を切り分けて評価するため,それぞれの水分子を安定同位体である重水素または重酸素で標識した.飲料の量と温度の条件を,150g(1倍量)または300g(2倍量),5°C(低温)または55°C(高温)とし,3つの試行(低温1倍量試行,低温2倍量試行,高温2倍量試行)から成るクロスオーバー試験を実施した.摂取後は座位安静を維持させ,体内の同位体濃度が反映される尿を経時採取し水の吸収速度を評価した.量の観点について,低温1倍量試行と低温2倍量試行の比較から,飲料水分と食物水分の両者において,飲料と固形食の摂取後30分で,統計的に検出できる水準ではないが2倍量試行の方が高い濃度を示した.また食物水分については,摂取後60分にて2倍量試行が有意に高値を示した.温度の観点について,低温2倍量試行と高温2倍量試行の比較から,飲料と食物の両水分において,摂取後30分で低温試行が高値を示したが有意な差ではなかった.従来の研究では,飲料の量と温度が,単独摂取した飲料そのものの吸収に影響を与えることは確認されているが,本結果から,共に摂取した固形食の水分吸収動態にも変化をもたらす可能性が窺えた.より明確な結論を導くためには,事例数や測定項目を拡張した実験デザインでの更なる検討が必要である.本研究では,共に摂取した飲料と食物が互いの水分の吸収速度に与える影響と,体位の変換が水分の吸収速度に与える影響を検討することを目的とした.その結果,水分を速やかに補給するためには,飲料を固形食と同時に摂取するよりも10分先行して摂る方が有効であること,飲料の量と温度は飲料水分だけでなく共に摂取した固形食の水分の吸収にも影響しうること,加えて,体位を工夫することで水分の吸収を促進できる可能性が示された.これらの知見は,効果的な水分の補給法の確立には,従来行われてきた飲料単体に焦点を当てた検討だけでなく,食事や体位といった実用時に生じる要因も含めた検討の必要性を示唆するものである.固形食に含まれる水の腸管吸収動態については,方法論的な限界からこれまで検討が行われてこなかった.本研究ではこの課題に安定同位体標識技術を用いることでチャレンジし,おおむね良好な試験結果を得ることに成功している.今後の展開を見越して,体内同位体濃度の評価方法についても,各生体試料の持つ優位性ならびにサンプリングタイミングなどに着目した基礎検討を行い,研究デザインをより合目的的に改善するために有意義な知見を取得している.現時点までに完了している検討では検討例数が十分とは言い難いため,研究規模の拡大を計画している.また,今回明らかとなった現象が,本研究が設定した特定の条件でのみ生じるものなのか,普遍性を持つものかについては,引き続き検討を行っていく.これまでに取得した知見を踏まえ,検討の目的に合わせて実験デザインを最適化することで,次年度はより効率の良い研究遂行を心がけていく.なお,ここまでに得られている知見については,積極的な学会発表ならびに論文化を行っていく.スポーツ健康科学現時点までに完了している検討では検討例数が十分とは言い難いため,研究規模の拡大を計画している.また,今回明らかとなった現象が,本研究が設定した特定の条件でのみ生じるものなのか,食事の種類や分量を変えても普遍性を持つものかについては,更に条件を細かに設定した検討を進めていく.
行動スイッチを引き起こす分子と神経回路の完全解明

線虫C.エレガンスは環境中の塩の濃度と餌の有無を連合して学習し、経験した塩濃度に向かう、あるいは避ける行動を示す。本研究はこの際の行動反転の分子・神経機構を明らかにすることを目的としている。この行動制御に重要であると以前の研究より分かっていたのがDAGシグナル伝達経路である。神経細胞内で、酵素ホスホリパーゼC(PLC)によりジアシルグリセロール(DAG)が生成される。生成されたDAGはプロテインキナーゼC(PKC)などの酵素を活性化する。このシグナル伝達経路が塩を感じる感覚神経(ASER神経)内で活性化されると線虫は高塩濃度方向に進み、不活性化されると低塩濃度方向に進むことが分かっていた。そこで、実際にDAGの量がどのように変化するかを調べた。このためにDownward DAG2とよばれる蛍光プローブをASER神経に発現させ、蛍光の変化を顕微鏡で観測することによりシナプス部位のDAG量を測定した。この結果、感覚入力としての塩濃度の変化に応答してDAG量が変化することが観察された。塩濃度が上昇するとDAGは低下、塩濃度下降時にはDAGは増加した。DAGの増減はASER神経の感覚受容に依存し、カルシウム、PLCに依存することもわかった。さらに、飢餓を経験した線虫ではDAG量の変化が小さかった。この単純な機構により、DAGは過去に経験した塩濃度と現在の塩濃度の差をコードできることがわかり、塩走性の反転機構の一部が説明できた。また、飢餓による行動変化におけるfoxo型転写因子の役割と働きかたについての研究を進めるとともに、ASER神経から下流の介在神経への情報伝達をカルシウムイメージングで解析した。さらに、全神経の活動の同時観察のための4Dイメージングシステムの導入を進めた。研究分担者の研究室での4Dイメージングはデータ取得とデータ解析が進んでいる。研究代表者の研究室における4Dイメージングシステムの導入には少し時間を要したが、その後順調に稼動し始めている。DAG、foxoなどの分子の機能と動態の解析も順調、個別の神経の活動の測定も進んでいる。foxoとCLCチャネルの機能解析を進めるとともに、学習記憶に関わる他の分子の遺伝学的な同定を行う。感覚神経から介在神経への活動の伝播の機構について詳細に調べる。さらに、4Dイメージングシステムにより全神経の情報の流れを解析する。また、高速トラッキング4Dイメージングシステムの開発を進め、行動中の線虫の4Dイメージングを目指す。
気候変動に伴うアジア域の長期植生変動の観測と評価

衛星画像の融合手法、衛星画像のGISと統計データとの融合し分析する手法、高精度の植生分類手法などを開発した:2007年7月8月内モンゴル自治区とモンゴル国で土地被覆現状を現地調査した。各研究所と大学からデータと資料の収集を行った。この地域の衛星データを収集し、集めた資料、現地調査と検証データを基にして、衛星画像の幾何補正、データ融合、訓練と検証時点を決めるなど各画像処理過程を行った。アジア地域の広域土地被覆や植生分布の現状、その変化を計測・評価することを目的として、東京大学生産技術研究所が受信するTERRA/MODISやNOAA/AVHRRなど衛星画像の高度データ処理手法を開発した。特に、複数衛星データの融合処理(データフュージョン)手法、衛星画像とGISならびに統計データとの融合分析手法、ニューラルネット手法や部分空間法による高精度の植生分類手法、ミクセル分解手法などを開発した。具体的な実績は以下の通りてある。1.部分空間法によるハイパースペクトルデータの土地被覆分類とミクセル分解の研究を行った。"部分空間法によるハイパースペクトルデータ分類"というタイトルで、第16回生研フォーラム「宇宙からの地球環境モニタリングフォーラム」で発表した。更に"Classification of Airborne Hyper spectral Data Based on Average Learning Subspace Method"というタイトルで論文を執筆中。5.2006年7月8月内モンゴル自治区で衛星データによる分類結果の検証のために、土地被覆現状を現地調査を行った。ホルチン沙地と周辺の草原の畑作と放牧による砂漠化状態を調査した。関係する研究所と大学からデータと資料の収集を行った。この地域の衛星データを収集し、集めた資料、現地調査と検証データを基にして、衛星画像の幾何補正、データ融合、検証など各画像処理を行った。
河川堤防および貯水池の決壊に伴う洪水・土砂の流下過程

本研究では、河川堤防及び貯水池決壊時における直下流の急変非定常の挙動、ならびに土砂流出と地形変化を伴う場合の段波と洪水氾濫の特性に注目して基礎実験と水理解析を行った。まず、河川堤防決壊時の洪水・土砂の流下特性に関して、堤体高・堤体材料及び水理条件を変化させた破堤実験の結果を検討し、決壊口の拡大過程し周辺の地形変化、流出流量と水面形の変化及び流速分布特性を明らかにするとともに、破堤部周辺の平面流況に関する数値解析を試みた。その結果、決壊口の拡大過程と流出流量の関係は、堤体中央で支配断面が現れる条件を仮定してある程度予測できるが、堤内地の地形変化については流速の鉛直分布より平面分布が支配的で、浅水流方程式と有限要素法を改良した解析から、決壊口流出部における急激な流速変化とその下流の拡散過程について実験値に対応する特性が示された。一方、昭和58年の山陰豪雨による三隅川の洪水・土砂氾濫災害を対象として、通常の基本変数モデルと渦度モデルによる数値解析を行い、浮遊砂の堆積の再現性を中心に考察した。つぎに、貯水池の決壊に伴う洪水・土砂の流下過程については、水路部が固定床及び移動床の緩勾配と旧勾配の条件で、貯水池の堆砂高と水深を変化させた瞬間全面決壊実験を行い、各条件下の段波の伝播・変形特性を明らかにするとともに、数値解析法の検討をった。移動床における段波の特性は、緩勾配では固定床水路と同様にフロント部の偏平化と伝播速度の提言が顕著であるが、旧勾配ではピーク水深が流下方向に一定あんまり増幅する場合もあって、伝播速度も加速される傾向にあった。数値解析には、基礎敷きを無次元化したMcCarmack法とと渦動粘性を導入した1次元・2次元の氾濫モデルを用い、段波フロント部の粗度係数と水平粘性項に修正を加えることによって、フロント掲示用と伝播過程が実験値に対応し、閉口フルード数も妥当な値になることが確認された。
穀物とイネ科花粉に共通する潜在的アレルゲンの抗原性と誘発性に関する研究

本研究は、米とイネ科花粉に共通する潜在的アレルゲンについて、穀物アレルギーの発症原因としてこれらの潜在的アレルゲンが関与するかを明らかとすることを目的としている。これまで、潜在的アレルゲンの抗原性については、食物アレルギー患者の血清IgE抗体の反応性と、潜在的アレルゲンを抗原として実験動物に投与した際の応答性を解析することで評価してきた。当該年度においては、花粉抗原としての潜在的アレルゲンの抗原性を解析するために、イネが属するイネ科の雑草・牧草花粉症患者の血清を用いて、潜在的アレルゲンへの血清IgE抗体の反応性を解析することとした。まず、イネおよび雑草・牧草花粉の可溶性タンパク質を抽出し、雑草・牧草花粉症患者血清によるIgE免疫ブロットを行った。その結果、多くの患者血清で反応性が見られるタンパク質や、多くはないが特定の患者血清においては強く反応性を示すタンパク質が存在した。反応性を示したいくつかのタンパク質は、いくつかの潜在的アレルゲンの分子量の理論値と一致するか、それに近いものであった。また、患者血清を用いて、潜在的アレルゲンの組み換えタンパク質に対する反応性を、IgE免疫ブロットおよびIgE ELISAによって解析した。その結果、やはり強い反応性を示すものと、特定の患者血清においては強く反応性を示すものがあった。これらの結果をまとめると、潜在的アレルゲンおよびイネ花粉への患者血清の反応性については、強い相関性がみられた。一方で、潜在的アレルゲンおよびイネ種子への患者血清との反応性については、そのような相関はみられなかった。この結果より、潜在的アレルゲンは食物アレルギーの原因抗原になる可能性は少ないが、花粉アレルギーを引き起こす抗原となりうることが示唆された。イネ科雑草・牧草花粉症患者の血清を用いた実験により、潜在的アレルゲンの抗原性の評価を予定通り行うことができた。これまでの研究結果より、潜在的アレルゲンは花粉においては感作あるいは発症抗原となる可能性があるが、経口摂取においては免疫寛容を誘導する可能性がある。そこで、今後の研究においては、イネ種子(米)に存在する潜在的アレルゲンをはじめとした成分について、経口摂取することによる免疫系への影響を実験動物によって調べることとする。本研究は、米とイネ科花粉に共通する潜在的アレルゲンついて、穀物アレルギーの発症原因としてこれらの潜在的アレルゲンが関与するかを明らかとすることを目的としている。まず、潜在的アレルゲンのイネ以外の他の穀物における存在を解析した。コムギとトウモロコシのタンパク質抽出液を調製し、SDS-PAGEにて分離した後、イネの潜在的アレルゲンに対する特異的抗体を用いてイムノブロットを行った。その結果、コムギおよびトウモロコシのタンパク質においてもイネと同様な分子量に反応が見られたことから、これらの穀物にも潜在的アレルゲンのホモログタンパク質が存在することが明らかとなった。さらに、穀物を調理した後にもその抗原が抗原性を維持するかを明らかとするために、非加熱および100°Cで10分間加熱した米タンパク質抽出液を調製し、特異的抗体の抽出液に対する抗体反応性を調べた。その結果、加熱後のタンパク質抽出液において、反応性が低下した。このことより、これらの潜在的アレルゲンは加熱調理により抗原性が低下することが示唆された。穀物間における潜在的アレルゲンの免疫交差反応性の解析と、穀物加熱調理後の潜在的アレルゲンの抗原性の解析については、食物アレルギー患者血清を用いての解析を行う予定であったが、イネの潜在的アレルゲンの特異的抗体を用いての解析のみにとどまった。患者血清については、十分な量があり、反応性を示す検体を用いる必要があったため、その解析を追加で行うこととなった。これまでの解析により、イネの潜在的花粉アレルゲンのprofilinについては、コムギおよびトウモロコシにおいてホモログタンパク質の存在が示唆されている。そこで、穀物間における潜在的アレルゲンの免疫交差反応性を解析するために、食物アレルギー患者血清を用いてIgE-ELISA阻害試験を行うこととした。各穀物タンパク質抽出液を調製し、イネprofilinに対して血清IgE抗体が反応性を示すアレルギー患者血清を用いてELISA阻害試験を行った。その結果、イネprofilinに対するアレルギー血清IgE抗体の反応性は、コムギおよびトウモロコシによって阻害された。この結果より、イネの潜在的アレルゲンprofilinは穀物間において免疫交差反応性をもつと考えられた。さらに、穀物が摂取される際の潜在的アレルゲンの抗原性を調べるために、穀物を加熱調理処理した後の潜在的アレルゲンへの抗体反応性を解析した。イネ、コムギ、トウモロコシについて加熱処理(100°C,10分間等)を行った。コントロールとして、未加熱のこれらの穀物を用いて、加熱前後の塩溶性タンパク質の抽出し、ELISA解析によりそれぞれの試料に対するIgE抗体反応性を比較した。その結果、全ての加熱後のタンパク質抽出液において、反応性が低下した。これらの穀物は基本的に加熱調理が行われてから摂取されるのが一般である。これらのことより、潜在的アレルゲンprofilinは加熱調理により抗原性が低下することが示唆され、摂取される際にアレルギー反応を起こす可能性は低いと考えられた。

イネの潜在的アレルゲンの中でも、profilinに対してIgE抗体反応性を示すアレルギー患者血清がいくつか存在するとこが明らかとなり、これらを用いて穀物間や加熱処理後のprofilinの抗原性を解析することができた。当初の予定よりは若干の遅れがあるものの、ほぼ予定どおりの進捗と考える。本研究は、米とイネ科花粉に共通する潜在的アレルゲンについて、穀物アレルギーの発症原因としてこれらの潜在的アレルゲンが関与するかを明らかとすることを目的としている。これまでに行った患者血清IgE抗体反応性の解析により、潜在的アレルゲンは加熱調理により抗原性が低下することが示唆され、摂取される際にアレルギー反応を起こす可能性は低いと考えられた。そこで、潜在的アレルゲンの抗原性を動物レベルで解析することを目的として、即時型アレルギーを誘発するマウス(アレルギーモデルマウス)の作成を行うこととした。実際には、潜在的アレルゲンを抗原としてマウスに対してアラムアジュバンドとともに腹腔免疫を行い、血清抗体価のELISA解析を行った。また、それぞれの抗原を腹腔免疫した後のマウスと免疫を行っていないコントロールマウスに対して、それぞれの抗原を経口投与することによりアレルギーの誘発性の解析を行った。穀物(コムギ)抗原に対して高い抗体応答性を示した系統のマウスを用いて、コムギ、イネ種子および花粉の潜在的アレルゲンを抗原として腹腔投与したところ、イネ種子および花粉の潜在的アレルゲンについてはコムギほどのIgE抗体応答性を示さなかった。また、マウスへの経口投与実験においても同様に、コムギと同様なアレルギー誘発性を示さないことが明らかとなった。これらの結果から、動物レベルにおいても潜在的アレルゲンの抗原性は低いと考えられた。予定通り動物実験による潜在的アレルゲンの抗原性の解析を行うことができた。しかし、2回にわたって同様の解析を行う予定であったが、投与試料の調製に予定よりも時間を要し、さらに解析用のパソコンが故障したたため、まだ1回のみの解析である。そのため、当初の予定よりは若干の遅れがあるものの、ほぼ予定どおりの進捗と考える。これまで、潜在的アレルゲンの抗原性については、食物アレルギー患者の血清IgE抗体の反応性と、潜在的アレルゲンを抗原として実験動物に投与した際の応答性を解析することで評価してきた。当該年度においては、花粉抗原としての潜在的アレルゲンの抗原性を解析するために、イネが属するイネ科の雑草・牧草花粉症患者の血清を用いて、潜在的アレルゲンへの血清IgE抗体の反応性を解析することとした。まず、イネおよび雑草・牧草花粉の可溶性タンパク質を抽出し、雑草・牧草花粉症患者血清によるIgE免疫ブロットを行った。その結果、多くの患者血清で反応性が見られるタンパク質や、多くはないが特定の患者血清においては強く反応性を示すタンパク質が存在した。反応性を示したいくつかのタンパク質は、いくつかの潜在的アレルゲンの分子量の理論値と一致するか、それに近いものであった。
DNA修復欠損マウスにおけるゲノムの質の低下した空胞様構造をもつ精子形成の解析

A群色素性乾皮症(XP)遺伝子(Xpa遺伝子)を欠くXpa遺伝子欠損マウスは、XP患者の精子形成不全を示し、XPの病態モデルとなる。我々は、Xpaマウス精巣の幹細胞が、精巣変性状態に適応し、ゲノムの質は低下しても精子形成を継続すると考えている。空胞変性の特異抗体で免疫組織・生化学的解析を行い、Xpaマウス精巣の空胞変性の病態を解明した。この検索をin vivoで行うため空胞化変性モニターマウスを作り、空胞化を指標とし精子形成不全の治療薬を検索している。これまでの解析を合わせゲノムの質は低下しても空胞様構造をもつ精子形成を継続できる機序に迫り、また治療薬開発の可能性があると考えている。色素性乾皮症(xeroderma pigmentosum:XP)は、日光紫外線による高頻度の皮膚癌発生と進行性の精神神経症状、さらに精巣発育不全を臨床的特徴とし、ヌクレオチド除去修復(nucleotide excision repair:NER)に異常をもつ遺伝疾患である。これまで我々は、A群色素性乾皮症遺伝子(Xpa遺伝子)を欠損したXpa遺伝子欠損マウス(Xpaマウス)の解析から、このマウスがXP患者と同様に精子形成不全を示しXPの病態モデルとなることを明らかにした。これまでの解析から、Xpaマウス精巣の精巣幹細胞が、精巣変性状態[ゲノム不安定性]に適応かつ生存し、ゲノムの質は低下(DNA損傷を持ったまま)しても精子形成を継続できることが病態としてあるという仮説を持っている。本研究は、精子ゲノムの質の低下を生じる精巣病態を解明するために、Xpaマウス精巣変性状態での精子形成を継続する精細管に着目し、Xpaマウス精巣と空胞様構造をもつ精子の解析を行う。上記目的を達成するために、本年は以下の実験を行った。Xpaマウス精巣・精子の高次構造の検索を行い、空胞化にいたる病的変化の一部を見いだせた。また、Xpaマウス精巣における空胞化変性の検索をin vivoで行うために、空胞化変性のモニターマウスを導入できた。さらにXpaマウスの精巣変性の解析のために、他のDNA修復遺伝子欠損マウスの導入も行い解析中である。今後、上記の実験をさらに進め仮説の検証を行う予定である。これまでの解析から、Xpaマウス精巣は、精巣幹細胞が精巣変性状態[ゲノム不安定性]に適応しながら生存し、ゲノムの質は低下(DNA損傷を持ったまま)しても精子形成を継続できる状態にあるという仮説を持っている。本研究は、精子ゲノムの質の低下を生じる精巣病態を解明するために、Xpaマウス精巣変性状態でも精子形成を継続する精細管に着目し、Xpaマウス精巣と空胞様構造をもつ精子の解析を行う。Xpaマウス精巣・精子の高次構造の検索を行い、空胞化にいたる病的変化の検索を行った。また、Xpaマウス精巣における空胞化変性の検索をin vivoで行うために、モニターマウスとXpaマウスをはじめ他のDNA修復遺伝子欠損マウスとの交配を行った。現在、各月令のマウスを作成・解析中である。・Xpaマウス精巣・精子の高次構造の検索を透過型電子顕微鏡(TEM)で行ったところ、空胞化にいたる病的変化の一部を見いだせたので、例数を増やして検索しているが、典型的な病変の検出は容易ではない。引き続き例数を増やして検索する予定である。上記検索を行うとともに平行してXpaマウス精巣の病的変化の検出を、病的変化のマーカー蛋白質の発現解析等でも検討する予定である。・Xpaマウス精巣における空胞化変性のin vivoでの検索は、空胞化変性のモニターマウスを導入し交配し、目的のマウスを生産できつつある。