hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
在宅酸素療法患者の息切れを軽減する生活管理プログラムの検討

慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者10名(在宅酸素療法(HOT)群4名,非HOT群6名)を対象に,息切れ,SpO2,BMI,LBMI,血液生化学検査値,食事摂取量などを調査した。COPD患者のBMI,LBMIに痩せの傾向はなく,血中および食事摂取量の分子鎖アミノ酸(バリン,ロイシン,イソロイシン),総エネルギー摂取量は基準値内もしくは多い傾向で,血中のバリン,分子鎖アミノ酸はHOT群が有意に高かった。BMI,LBMIと食事摂取量のFischer比は正相関があった。在宅蚕糸療法患者の安静時エネルギー量の増大,食事摂取時の特異動的作用を考慮すると,総エネルギー,たんぱく質摂取の維持・増進が,LBMIの維持・増進に繋がると考える。本調査は,在宅酸素療法患者の栄養状態と活動量の関係について調査し,その結果から患看の息切れを軽減する有効な生活管理プログラムを検討することを目的としている。本年度は「在宅酸素療法患者と栄養状態」「在宅酸素療法患者の内臓タンパク,血清アルブミンとの関係」「在宅酸素療法患者の患者指導(栄養)の実際」「呼吸筋と栄養との関係」などに関する調査や分析内容について,国内外の文献を検討し調査内容を再検討した。その結果,在宅酸素療法患者の除脂肪体重の維持・増加には分枝鎖アミノ酸(バリン,ロイシン,イソロイシン)の摂取が大きく関係していた。また,安静時消費エネルギーの増加や息切れ・疲労感により十分な食事摂取ができないなどの理由から,日本人の食事摂取基準の推定エネルギー必要量が不足していると推察できる。以上のことから,分枝アミノ酸・除脂肪体重などの栄養状態と,食事摂取量(総エネルギー量)・食欲・食事の満足感などの食事摂取状態,息切れなどの呼吸状態との関係を調査することで,在宅酸素療法患者の息切れを軽減する生活管理プログラムを検討する一資料になると考えた。本年度はプレテストまで実施する予定であったが,調査内容や調査用紙の見直し,調査施設の選定と承諾,対象者の選定などに時間を費やし,現在は所属する大学の倫理委員会へ書類を提出する準備を整えている段階である。倫理委員会の承諾が得られれば,年度初め早々にもプレテストを実施する予定である。その結果から,調査用紙および調査方法を再度検討しながら,準備が整った段階で本調査を実施する。本調査は在宅酸素療法患者の食事摂取状態・活動量と呼吸状態の関係を明らかにし,その結果から,患者が食事・活動の状態を改善しながら,安楽な呼吸状態を維持・改善するための看護師による生活指導を検討することを目的としている。本年度は調査内容と方法,調査手順の見直しを行った。調査内容は,食事摂取状態を1日分のエネルギー摂取量やタンパク質(P),脂質(F),炭水化物(C)の摂取量,PFCバランスとし,活動量を1日分の生活活動強度や総エネルギー消費量(Kcal),呼吸状態を息切れと経皮的動脈血酸素飽和度,栄養状態(血清タンパク濃度,血漿アミノ酸濃度など)とした。属性として%標準体重,除脂肪体重なども測定する。調査方法と手順は,対象者の外来時,施設より調査対象の紹介後,対象者へ調査内容を説明し,同意を得る。食事の食品と摂取量,生活活動強度毎の時間,息切れと経皮的動脈血酸素飽和度などの調査用紙を3日間分手渡し,記入方法を説明する。その際,不明な点を確認し追加説明を行う。その後,内臓脂肪チェック付き体脂肪計メタボスキャンTF-205を用いて体重・除脂肪体重の測定と採血を行い,次回の外来時に調査用紙を回収することとした。本年度は本調査を実施する予定であったが,以上のような調査内容や調査用紙の見直し,調査施設の選定と承諾などに時間を費やし,山梨大学医学部の倫理委員会への書類を提出する準備を整えている段階である。倫理委員会の承諾が得られれば,本調査を実施する。本調査は,在宅酸素療法患者の呼吸状態と食事摂取量との関係を調査し,その結果から患者の息切れを軽減する有効な生活管理を検討することを目的としている。本年度は,同意が得られた慢性閉塞性肺疾患患者10名(在宅酸素療法群4名:以下HOT群4名,非在宅酸素療法患者6名:以下非HOT群)を対象に,属性(年齢,体重,BMI,徐脂肪体重インデックス:以下LMB;leanbody mass Index,血液生化学検査,活動量など),呼吸状態(食事前後の呼吸困難感,経皮的酸素飽和度:以下SpO2:pulse oxygen saturation,など),1日の食事摂取量を調査し,呼吸状態と食事摂取量の関係を調査した。体重は調査者が体組成バランス計EW-FA71を用いて測定し,血液生化学検査は空腹時採血にて調査した。呼吸状態・食事摂取量・属性の活動量は調査用紙を用いて対象者に記入を依頼し調査した。

その結果,年齢70.6±8.05歳,BMI21.8±3.4kg/m2,LMB Index17.0±1.9 kg/m2,血清アルブミン4.3±0.5g/dl,一日の消費エネルギー量1927.8±574.2kcal,といずれも基準値内であり,在宅酸素の有無による2群間の有意差もなかった。呼吸困難感は食前が12.5±15.8,食後が13.7±15.2,SpO2は食前94.6±1.2%,食後94.6±1.5%で,2群間の有意差はなかった。食事摂取量は,総エネルギー量1823.2±2kcal,タンパク質量81.7±19.6g,脂質量57.7±21.2g,炭水化物量233.3±48.1gと,いずれも基準値もしくは基準値より多い傾向にあり,2群間の有意差もなかった。呼吸状態と食事摂取量の関係も有意な相関関係はみられなかった。今後は,この結果を文献や書籍などを用いて考察し,学会発表および論文投稿を予定している。調査内容や調査用紙の見直し,調査施設の選定と承諾などに時間を費やしたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,調査施設の承諾を得たのち,山梨大学医学部の倫理委員会の承諾を得る。その後,本調査を実施する予定である。
イネのジャスモン酸情報伝達を担う鍵転写因子の機能と発現制御機構の解明

本研究では、JAシグナル伝達経路の鍵転写因子であるRERJ1によって発現制御を受ける標的遺伝子を探索し、proteinase inhibitor(PI)遺伝子やモノテルペン・リナロールの合成酵素遺伝子(LIS)、JAシグナル伝達においてリプレッサーとして働くJAZ遺伝子等がRERJ1の制御下にあることを示した。また、アワヨトウ食害におけるRERJ1の重要性と、活性型JA-isoleucineがRERJ1の発現誘導に必要なことを示し、RERJ1がproteinaseinhibitor遺伝子などの発現誘導を介して虫害抵抗性を発揮する際に重要な役割を果たす転写制御因子であることを明らかにした。本研究は、JAシグナル伝達経路の鍵転写因子であるMYC2やRERJ1によって直接発現制御を受ける標的遺伝子を同定し、これら転写因子の機能を明らかにすることで、JAシグナル伝達経路の全容解明を進めることを目的としている。24年度は、これら転写因子による直接的な標的遺伝子を同定するため、前年度に作製したRERJ1ペプチド抗体を用いてクロマチン免疫沈降実験のための予備実験を進めた。すなわち、傷害処理によりRERJ1の転写レベルでの発現を誘導したイネ植物体の葉身を用いて核抽出を行った後、RERJ1ペプチド抗体を用いたウエスタンブロット解析を行い、抗体の力価を評価した。前年度のトランスクリプトーム解析から、RERJ1欠損変異株においてproteinaseinhibitorの遺伝子やモノテルペン生合成に関与する遺伝子の傷害処理時の転写レベルでの発現誘導が低く抑えられることが明らかになったことから、24年度は実際にアワヨトウ幼虫による食害実験を行った。その結果、RERJ1欠損変異株ではその野生型親株と比較して食害面積が有意に大きく、また、アワヨトウ幼虫の体重変化についても変異体を与えた幼虫で終体重が重くなった。この結果は、イネが昆虫による食害を受けた際に、RERJ1がproteinaseinhibitorなどの下流遺伝子の発現を誘導することで、イネに虫害抵抗性を付与していることを示している。さらに、次年度で行う予定のOsMYC2の機能解析に向けて、韓国ポハン大学から購入した2系統のT-DNA挿入変異株の確認を進め、この2つのアレルが確かにOsMYC2遺伝子座にT-DNAの挿入を保持した変異株であることをゲノタイピングにより確認した。これによりOsMYC2変異体の解析準備も整った。最終年度である25年度は、RERJ1による直接的な標的遺伝子の同定とそれらの標的遺伝子への転写制御様式の解析を進めた。これまでのトランスクリプトーム解析から判明していた、傷害処理にRERJ1欠損変異株において発現誘導が弱くなるproteinaseinhibitor(PI)の遺伝子やモノテルペン・リナロールの合成酵素遺伝子(LIS)、また、JAシグナル伝達においてリプレッサーとして働くJAZ遺伝子等については、定量的RT-PCRを行うことで、それらの発現誘導の減衰や遅延が、RERJ1変異体で確かに起こることを確認した。さらに、RERJ1の遺伝子領域を含むゲノム配列を変異体に戻したRERJ1相補株を作出し、上記遺伝子の傷害処理時の発現誘導が回復することも示した。これまでのアワヨトウ食害に対する抵抗性低下の結果も考え合わせると、RERJ1がPIなど上記遺伝子の発現誘導を介して虫害抵抗性を発揮する際に必要な転写制御因子であることが明らかとなった。次に、PI遺伝子を含む数種のRERJ1標的候補遺伝子のプロモーターを用いたレポータージーンアッセイを行い、RERJ1による転写活性化について調べた。その結果、RERJ1をエフェクターをとして加えただけでは、転写活性化が見られなかった。また、今年度はイネのJAシグナル伝達経路の理解を深めるために、活性型JAとして知られるJA-isoleucineのイネ生合成変異株osjar1の解析を進め、RERJ1がJA-isoleucineに依存して発現誘導を受けることを明らかにし論文報告した。23年度は、これら転写因子による直接的な標的遺伝子候補を絞り込むため、まず、RERJ1変異体を用いて傷害処理を与えた後に経時的トランスクリプトーム解析を行った。その結果、野性型株において傷害処理後0.5時間から1時間で強い発現誘導を受けるJA応答性遺伝子の中には、RERJ1欠損変異体において弱い発現誘導しか示さない遺伝子が存在することが明らかとなった。これらの遺伝子の中には、虫害抵抗性に関与すると思われるproteinaseinhibitorの遺伝子やモノテルペン生合成に関与する遺伝子なども含まれていることも示された。

また、RERJ1promoter-GUS形質転換体植物を用いた解析から、RERJ1は傷害部位のごく近傍でのみ発現しており、その発現場所とJAの蓄積部位が良く一致することが明らかとなった。これらの結果から、イネが昆虫による食害を受けた際には、その傷害部位で生産が誘導されるJAの蓄積に依存してRERJ1が発現し、虫害抵抗性に関与する種々の遺伝子の発現誘導を可能にしていることが示唆された。本年度予定していたChIP解析については、RERJ1抗体の力価の評価を進めるため、実際にイネの核抽出物を用いたウエスタン解析を行ったが、クロマチン免疫沈降を開始するには至らなかった。これは、クロマチン免疫沈降を行うために必要なイネ植物体からの核抽出物の調製に時間を費やしたためである。現在は、核抽出物の効率的な調製が可能となったことから、来年度にChIP解析が行得るものと判断している。ChIPに関しては若干達成度の遅れがあるものの準備は着実に進んでいる。一方、OsMYC2に関しては韓国ポハン大学で作製されたT-DNA挿入変異体を2系統入手し、T-DNAの挿入部位の確認を進めつつ次世代種子の収穫が終了した。また、ホモ変異体のPCRによるゲノタイピングも開始し、次年度に行う予定のOsMYC2変異体を用いた解析の準備が整いつつある。さらに、RERJ1変異体の表現型の解析いについては、アワヨトウ幼虫による食害実験を進め、RERJ1が虫害抵抗性の発現に必要であることを示した。このように、RERJ1のChIP解析など一部予定より遅れている項目もあるが、OsMYC2変異体の準備やRERJ1の表現型解析などは予定通り進んでおり、研究終了時に向けて研究計画は概ね順調に伸展していると思われる。本年度予定していたトランスクリプトーム解析のうち、rerj1変異体を用いた試行については計画どおりに進めることができ、RERJ1の標的候補遺伝子を絞り込むことに成功した。一方、MYC2に関しては研究開始当初に計画していたRNAi株の作製を中止し、韓国ポハン大学で作製されたT-DNA挿入変異体を入手した後に行うこととしたため本年度は実施していないが、現在進行中であり概ね計画通りに研究が進んでいると判断する。また、直接の標的遺伝子同定のために計画しているクロマチン免疫沈降(ChIP)-sequence解析の準備として、ペプチド抗体の作製を進め、本抗体を用いて組換えRERJ1タンパク質に対する検出限界を明らかにした。こちらに関しても、順次、植物体サンプルを用いたChIP実験を開始するところであり24年度に向けて順調に準備が進んでいる状況である。24年度に確立したイネの傷害葉からの核抽出物の調製方法からさらにクロマチン調製に進み、ChiP解析に用いるクロマチンの準備を進める。
植物におけるCO_2濃縮系の遺伝子工学的改良

緑藻クラミドモナスから、培養中のCO_2濃度が空気レベルの0.04%に低下すると生育速度が低下する株(高CO_2要求株:低CO_2濃度環境に適応できない変異株)のスクリーニングを、クラミドモナス核ゲノムにコードされる硝酸還元酵素遺伝子(nit1)を遺伝子タギングの指標として用いて行った。得られた変異株では、無機炭素濃縮機構を担うタンパク質をコードする遺伝子や、CO_2濃度の低下を細胞が感知してから無機炭素濃縮機構の発現誘導が引き起こされるまでの、シグナル伝達系路に関与する新しい遺伝子が変異していると考えられた。そこで実際にnitl遺伝子の挿入変異によって低CO_2濃度条件で増殖が遅くなった株を6株単離した。得られた変異株の中には、光合成の無機炭素に対する親和性が低下した株(K_<1/2(Ci)>値が低CO_2条件でも高CO_2条件と変化ない株)C5株や、CA遺伝子に変異はないのに、その発現が低CO_2条件で全く誘導されない株(C16株)も得られた。C5株については、クラミドモナス核ゲノムDNAに対してサザン分析を行ったところ、遺伝子導入時に用いたプラスミドDNA中のベクター部分が、変異株のゲノムに1コピー挿入されていることが明らかとなった。そこで、変異株から全DNAを抽出し、制限酵素で切断後に再環化した後、大腸菌に形質転換を行ったところアンピシリン耐性コロニーが得られた。この結果から、変異の原因遺伝子をプラスミドレスキュー法によって単離できたと考えられる。得られたクラスミドモナスゲノム断片の配列を決定したところ、これまでには報告のない新規な遺伝子をコードしている可能性が示唆された。
Hes1発現制御破綻による白血病発症機序の解明

Notchシグナルは急性リンパ性白血病の発癌に重要であることは、我々を含めた複数のグループからこれまでにも報告されていたが、急性骨髄性白血病におけるNotchシグナルの重要性は明らかではなかった。我々の研究によりNotchシグナルの重要な下流分子であるHes1は骨髄性白血病の発症に重要な役割を担っていることを明らかにした。さらにヒト白血病細胞株でもHes1がリンパ性白血病細胞株と同程度に高発現していることから、ヒト白血病における重要な役割が示唆された。C57BL/6マウスの骨髄細胞を採取後、EACSAriaを用いた細胞分離により造血幹細胞分画(cKit+Sca1+Lin+)、骨髄球系共通前駆細胞分画(cKit+Sca1-Lin-CD34+CD16/32low)、顆粒球マクロファージ前駆細胞分画(cKit+Sca1-Lin-CD34+CD16/32+)を単離した。細胞株pLAT-EにレトロウイルスベクターHes1をトランスフェクション後、48時間後に上清を回収した後、細胞皿にコーテイングしたレトロネクチン上で単離した細胞および上清を48時間インキュベミート後に細胞を回収した。半固形培地で培養したところ、Hes1導入細胞では継代が可能であり、in vitroでの細胞の不死化が観察された。不死化した細胞のサイトカイン依存性について調べたところ、IL3依存性であった。次に、in vivoでの白血病の発症の有無を調べるため、致死量の放射線を照射したマウスへ移植した。経時的にマウス末梢血を解析、GFP標識蛋白の発現を指標として白血病化の有無を調べた。Hes1単独の導入によっては、白血化は観察されなかった。マウスの白血病モデルにおいても多くはセカンドヒット、すなはち第二の変異が加わってから白血病を発症することが知られる。In vitroのHes1導入細胞でIL3依存性であることから、IL3下の重要なシグナルである活性化STAT5を同時に導入したが、白血化は観察されなかった。このことから、骨髄前駆細胞へのHes1単独の導入により、in vitroでの不死化には十分であるが、in vivoでの白血化には不十分であり、白血化には活性化STAT5以外の第二の変異が必要であると考えられた。Hes1の白血病発症における役割について、マウス白血病モデルおよびヒト白血病細胞株の双方について調べた。C57BL/6マウスの骨髄球系前駆細胞にHes1をレトロウイルスにより強制発現を行ったところ、単独ではin vitroにおいて細胞を不死化するものの、IL3依存性であり、致死量の放射線を照射したマウスへ移植したが、白血化は観察されなかつた。そこで、セカンドヒヅトが必要と考え、bcr/ablと同時に前駆細胞へ導入したところ、白血化を観察した。Bcr/abl単独の導入は前駆細胞では白血化を起こさなかった。次に、ヒト白血病において、Hes1の発現制御の破綻が実際に関わっているかを調べるためヒト骨髄性白血病細胞株においてHes1の蛋白の発現の有無をWesternblot法により調べた。ヒト骨髄性白血病では、Notch-Hes1シグナルの破綻力が病態に重要であることが知られるヒトリンパ性白血病細胞株と同程度にHes1蛋白を強く発現していた。そこで白血病細胞株についてHes1のcoding領域およびpromoter領域の変異を検索したが、変異は認められなかった。このことから、マウスにおいて骨髄前駆細胞へのHes1単独の導入により、in vitroでの不死化には十分であるが,in vitroでの白血化には単独では不十分であり、第二の変異と協調して白血化を起こすと考えられた。ヒト骨髄性白血病細胞株においても、メカニズムは不明ながらHes1の高度な発現を認め、病態に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
水平力を受ける場所打コンクリート群杭の終局限界状態に関する基礎的研究

本研究では,幾何学的・力学的相似則を満足する鉄筋コンクリート杭を作成し,遠心力載荷装置を用いた単杭と2本群杭模型実験を実施し,杭体と地盤が破壊に至るまでの水平抵抗挙動と,周辺地盤の変形特性を明かにした。さらに,従来の設計法を拡張した簡便法と共に3次元弾塑性有限要素法を開発し,終局限界状態挙動の解析法を検討した。1.場所打コンクリート杭の遠心載荷実験(1)直径2.5cmの鉄筋コンクリート杭を作成し,50gの遠心加速度の基で水平載荷試験を実施し,杭体と地盤が破壊に至るまでの挙動を把握した。その結果,杭頭変位量が杭径の15%付近で終局状態となり,杭体の最大曲げモーメント,クッラクの発生位置および地盤反力分布を確認した。(2)前面がガラス板の半断面土槽で,色砂法と寒天膜法により杭周辺地盤の変位状況を検討し,杭前面の受働領域と杭背面の主働領域の存在を大まかであるが確認した。(3)単杭と直列2本群杭の比較により,大変形時の群杭効果と各杭に作用する水平荷重の分担割合および曲げモーメント分布の相違を把握した。2.数値解析手法の開発(1)地盤を地盤反力係数k値を用いたバイリニアモデルとし,杭体の剛性低下をトリリニアモデルで近似した簡便な骨組構造解析を開発し,現在までに実施された現場載荷試験に適用し実験結果を定量的に説明可能であることを示した。また各種ケーススタディーによって,限界状態設計法の方向付けを行った。(2)水平力を受ける杭の変形パターンを表現するためには,最終的には3次元効果を考慮する必要があり,複雑な弾塑性構成式を組込だ3次元有限要素法を作成し,上記現場載荷試験結果を解析した。杭体の非線形特性を適切に表現できるモデルの必要性を示した。今後は1.の遠心模型実験結果を本手法で精力的に解析し,限界状態設計法への基礎資料とする必要がある。
昆虫-植物間相互作用におけるプロテオーム解析

クワ-カイコ実験系を用いて、タンパク質レベルでの相互関係を明らかにした。カイコ体内に取込まれるクワウレアーゼのaccessory proteins (ureD, ureF, ureG)遺伝子を単離・同定した。また、クワ幼苗でのウレアーゼ活性とそれら遺伝子の発現パターンを明らかにした。一方、カイコに取込まれる7種の新規タンパク質を見出し、その1つはsulfotransferase類似タンパク質であると同定した。免疫電顕の観察から、ureaseは中腸細胞に存在するmicrovilliに吸着することが明らかになっている。そこで、ureaseと結合する膜タンパク質を検出するbinding assay系を確立するために、中腸細胞のmicrovilli画分(brush border membrane vesicles : BBMVs)を分離する条件を検討した。また、クワ葉から粗ureaseを分離し、ビオチン標識した。BBMVsとビオチン標識ureaseを用いてbinding assay系を構築する予定である。2. Urease遺伝子とその関連遺伝子の同定これまでに、全長urease遺伝子を取得しているが、ureaseの活性発現には、accessory proteins(UreD, UreF, UreG)が必要である。これらタンパク質の内、UreG遺伝子の全塩基配列を決定した。また、UreF遺伝子の部分配列を明らかにした。これら遺伝子は微生物およびアラビドプシスから分離されたものと相同性が極めて高く、特異配列のモチーフは完全に一致していた。また、UreG遺伝子はurease遺伝子と共に、幼根部で発現していることをRT-PCRにより確認した。3.カイコ体内に取り込まれる新規宿主タンパク質の探索これまでに、ureaseと異なるクワ葉タンパク質が中腸を通過し、カイコ体液に取り込まれることを明らかにしている。選択吸収される主要なタンパク質(pI=6.6、MW=31k)について、ペプチドマスフィンガープリンテイング法により、同定を試みた。その結果、当該タンパク質はカイコ由来の30kDaタンパク質である可能性が高く、クワ由来のタンパク質ではなかった。この分析結果は、これまで使用していたアフィニティークロマトのみの精製では、カイコ体液由来のタンパク質を完全に除去することができないことを示しており、新たにゲル濾過、イオン交換クロマトなどを組み合わせた精製ステップを加える必要がある。本研究課題は、カイコとクワ間の相互関係を細胞・分子レベルで解明することを目的としている。これまで、クワウレアーゼが選択的にカイコ体内に吸収されることを明らかにした。当該年では、そのBinding proteinsを同定した。また、ウレアーゼと異なるクワタンパク質が取り込まれることを実証した。1.ウレアーゼBinding Proteinの同定:ウレアーゼをリガンドとするアフィニティーカラムを用いて、カイコ中腸細胞より36kDaタンパク質を検出した。このタンパク質は、ウレアーゼの吸収時期から発現することから、ウレアーゼBinding proteinの可能性が極めて高い。また、体液から検出されるウレアーゼは高次複合体として検出された。体液タンパク質とのcomplex体と想定され、ウレアーゼの体内移行に関わっていることが示唆された。2.カイコ体内に取り込まれるクワタンパク質の同定:ビオチン標識したクワタンパク質をカイコに経口投与したとき、カイコ体液から少なくとも7個のビオチン標識タンパク質が検出された。その内、32kDa,pI=6.02タンパク質について、PMF(peptide mass fingerprint)解析した結果、データベースに未登録の新規タンパク質であった。また、32kDa,pI=6.32タンパク質については、PMF解析からスルフォトランスフェラーゼのドメイン構造を有するタンパク質であることが明らかになった。ウレアーゼに加えて、新たに当該酵素がカイコ体内に取り込まれていることが見出されたことになり、タンパク質レベルでのHost-Insect間の相互関係を立証する重要な知見である。本研究課題において、カイコとクワ間の相互関係をタンパク質レベルで明らかにすることを主眼としている。これまで、クワウレアーゼとスルフォトランスフェラーゼ様タンパク質が選択的にカイコ幼虫体内に取り込まれることを明らかにした。当該年度では、これら2種類のクワ由来酵素について研究を進展させた。1.ウレアーゼ遺伝子及びそのアクセサリータンパク質遺伝子の解析:ウレアーゼの活性発現には、アクセサリータンパク質(UreD, UreF, UreG)が必須である。そこで、クワから既知の高等植物のUreD, UreF, UreGに相同性を有する遺伝子をそれぞれ単離し、これら遺伝子情報をDDBJよりAB479109, AB47108, AB47107として登録した。その推定アミノ酸配列からは、高等植物UreDの特徴である細菌類のUreDとUreEが融合した配列構成も認められた。単離された3種類の遺伝子はRT-PCRによる発現解析によりウレアーゼ活性が認められるクワの葉,根において等しく発現が確認できた。

クワ葉を食下したカイコ体内でもウレアーゼ活性が検出されることから、ウレアーゼとアクセサリータンパク質は複合体を形成した状態で微絨毛表皮細胞から体内に取り込まれるものと予想される。2.スルフォトランスフェラーゼ様タンパク質の解析:クワ葉に含まれるフラボノール類がカイコ体内に取り込まれることが知られていることから、当該酵素の基質としてフラボノールを取り上げた。体液を採取し、リン酸化フラボノール類をHPLCで分離することを試みたが、明確な結論が得られなかった。フラボノール類は非水溶性であり、体内でリン酸化や配糖化される必要があり、今後の課題である。
複数の海面高度計データの同時解析による高分解能の海面力学高度場の推定

観測の時空間間隔や精度の異なるTOPEX/POSEIDONとERS-1高度計のデータを、客観解析法を用いて同時に解析し、時間・空間ともに高分解能(0.25°格子上の10日間隔)の海面力学高度場の時系列を北西太平洋域で推定した。本研究で使用した客観解析法では、信号と誤差の相関関数に観測時間のずれの効果を含むように改良した。手法について疑似的に作成した高度計データの解析で検討したところ、この効果を取り入れないと位相伝播する現象を正しく表現できないことがわかった。推定された海面力学高度場は、海洋速報で報告されている黒潮・黒潮続流の流軸の複雑な変化を良く表現していた。特に、単独の高度計データの解析では観測できない「低気圧性の渦が黒潮に融合・吸収されながら移流される」ような小さな空間スケールで速く動く流軸の変動が、複数の高度計データを用いることで捉えることができた。この高分解能の海面力学高度場の時系列を使うことで、例えば1993年春夏の短期間の黒潮の大蛇行流路への変動を、以下のような総観的な一連の現象として記述することができた。1992年の冬から九州東方を黒潮の小蛇行が移流されて東進していたが、1993年3月に31°N沿いを傾圧ロスビー波の位相速度で西に進む低気圧性の渦と135°E付近で合体すると、この小蛇行は成長し東への移流速度も速くなり、4月に東海沖で大蛇行となって停滞した。一方、30°N付近にも低気圧性の渦が西進をつづけていたが、これが5月末に九州沖に近づくと黒潮流軸に小さな蛇行が発生し、小蛇行は比較的高速で東に移流して大蛇行に吸収された。続く6月に大蛇行が伊豆海嶺を越えて東に移り、東海沖の大蛇行はほとんど消滅した。一方、伊豆海嶺を越えた蛇行は、さらに東に移流され続け、8月に145°E付近で黒潮続流の蛇行となって切離し、この切離渦は西進して10月に再び黒潮に融合され、移流されていった。
CoCr/希土類人工格子による高密度磁気記録媒体の研究

本試験研究Bでは、次世代の高密度磁気記録用ハードディスク媒体を開発するために、高保磁力CoSmスパッタ薄膜による新しい媒体開発の試験研究を行った。また、当初計画に加えて、現在用いられているCoCrTa系スパッタ薄膜媒体の高密度化の研究も行った。1)高保磁力CoSmスパッタ薄膜磁気記録密度の向上には保磁力を高めることが一つの方法である。そのため、永久磁石などで高保磁力を有することが分かっているCoSm合金を磁気記録媒体に応用しようとの試みが幾つか成されているが、よい結果は得られていない。そこで、我々は保磁力のCoSm濃度依存性と下地効果を綿密に調べたところ、Cr,Ti,V,Cuを下地にSm濃度を14at%としたときに、保磁力は増加し25003500Oeにも達する大きな値となることを見いだした。この値は現用CoCrTa系媒体の保磁力(15002000Oe)を大幅に越すものであり、よって、CoSmスパッタ薄膜は高密度磁気記録媒体の可能性をもつものであることが分かった。2)CoCrTa系スパッタ薄膜この薄膜はTaによる高保磁力特性が優れていて現世代のハードディスクに使用されている。しかし、ノイズの改善が望まれている。そこで、我々はこの薄膜のミクロ組織構造と磁気特性との関係を詳細に調べた。その結果、Ta添加はCrの凝集分散を強め、それにより粒子間の磁気交換相互作用が弱められ磁気記録のノイズが減少することが分かった。これにより、Ta添加量の調整によりノイズの低減化が図れる可能性のあることが分かった。
宮城道雄作品における自筆点字楽譜の研究

本研究の目的は、盲人箏曲家・作曲家である宮城道雄(1894-1956)の自筆点字楽譜(点字による自筆譜)から、作品群の通時的な様式変化や記譜法自体の変化等を見出すことによって、宮城の楽曲における西洋音楽的要素と点字楽譜利用との関係を明らかにすることである。平成30年度は、宮城の自筆点字楽譜を2通りの視点によって検討し、記譜の特徴を捉えた。(1)全資料を使用し、楽譜の構成や記譜に用いた筆記具等に着目:一般財団法人宮城道雄記念館資料室を定期的に訪問し、自筆点字楽譜のデータ化(スキャニング)を行いながら解読作業を行った。248点/257曲のうち、宮城の作品と確証のある173点/160曲について、作曲年に準じて配列し、楽譜の構成や記譜に用いた筆記具等に着目して分析を行った結果、その多くが宮城の作曲期間晩年のものであり、また、時期によって記譜に相違や変化を有することが確認できた。宮城の自筆点字楽譜を網羅的に扱った研究はこれまでになく、この基礎研究によって得られた新しい知見を『お茶の水音楽論集』第21号に投稿し、掲載が決定した。(2)個別楽曲について墨字楽譜と比較し、手法記号や指遣い、曲中での記載内容等に着目:上記(1)での結果を踏まえ、宮城の自筆点字楽譜の中でも記譜の年代が古く、宮城の西洋音楽的要素が色濃く表れた最初の作品といえる、1918(大正7)年作曲≪秋の調≫の自筆点字楽譜を扱った。これを楽譜出版社「大日本家庭音楽会」より発行された墨字楽譜と比較し、記譜の検証を行ったところ、両者における記譜の相違を確認した。これらを考察した結果、≪秋の調≫の自筆点字楽譜は、西洋音楽で用いられる記号をそのまま使用したり、箏曲の手法を西洋音楽の特殊な記号に置き換えたりすることで、新たな箏曲を表現していることが明らかになった。研究成果を「東洋音楽学会東日本支部第107回定例研究会」等で口頭発表した。研究は計画に沿って、おおむね順調に進展している。研究対象である自筆点字楽譜のデータ化(スキャニング)については、平成30年度中に全ての作業を完了させた。これによって全資料を俯瞰し、宮城の自筆点字楽譜における記譜の特徴を捉えることができた。また、次年度に、点字で記された3冊の出版年代の異なる点字楽譜解説書を解読し、宮城の自筆点字楽譜の記譜法との関連性についての調査を計画していることから、当該年度は、その事前準備を行った。京都盲唖院発行『訓盲楽譜』については、1911(明治44)年に作成された亜鉛原版(経年劣化あり)が残されているのみであったことから、点字印刷(点字用紙にプレスする)を行ってから、解読する必要があった。そこで、京都府立盲学校資料室及び社会福祉法人京都ライトハウス情報ステーションを訪問し、研究協力者との打ち合わせの後、亜鉛原版からの印刷・製本を実現させた。大阪市立盲学校同窓会発行『点字箏譜解説』及び社団法人桜雲会発行・福家辰巳編『點字楽譜の書方』については、それぞれ、現在の大阪府立大阪北視覚支援学校資料室と筑波大学附属視覚特別支援学校資料室を訪問し、所蔵資料の確認を行った。更に、点字楽譜利用による宮城の音楽活動から西洋音楽受容の手掛かりを得るために、静岡県浜松市と愛媛県今治市を訪問し、宮城より直接教習を受けた伝承者から、教習内容についての聴き取り調査を行った。令和元年度は、まず、前年度の研究成果における口頭発表をもとに論文を執筆し、『人間文化創成科学論叢』第22巻に投稿する。研究対象である宮城道雄作品における自筆点字楽譜については、前年度にスキャンしたデータを用いて、一般財団法人宮城道雄記念館資料室にて、引き続き墨字楽譜と比較しながら、解読作業を行う。同時に、箏曲の奏法を表す「手法記号」を抽出し、各楽曲に用いられている奏法や和音の用いられ方、楽式等に注目しながら、記譜の検証を行う。墨字楽譜は公刊譜に加え、手稿譜のみが存在するものもあることから、それらの関係についても調査する。点字で記された3冊の点字楽譜解説書『訓盲楽譜』『点字箏譜解説』『點字楽譜の書方』についても解読し、資料の記載内容と宮城の自筆点字楽譜における記譜法との関連性についての調査を行う。同時に、上記各資料の執筆者である鈴木米次郎、川端米逸・杉江泰一郎、福家辰巳についても、資料調査を行うために、筑波大学附属視覚特別支援学校資料室、大阪府立大阪北視覚支援学校資料室、京都府立盲学校資料室等を訪問する。また、昨年度に引き続き、宮城より直接教習を受けた視覚障害を持つ伝承者(点字楽譜を利用)からの聴き取り調査を行う。主に、宮城を取り巻く盲人の弟子への教習内容についての詳細や、盲教育界での宮城の活躍等について尋ねることを検討している。

平成30年度は、宮城の自筆点字楽譜を2通りの視点によって検討し、記譜の特徴を捉えた。(1)全資料を使用し、楽譜の構成や記譜に用いた筆記具等に着目:一般財団法人宮城道雄記念館資料室を定期的に訪問し、自筆点字楽譜のデータ化(スキャニング)を行いながら解読作業を行った。248点/257曲のうち、宮城の作品と確証のある173点/160曲について、作曲年に準じて配列し、楽譜の構成や記譜に用いた筆記具等に着目して分析を行った結果、その多くが宮城の作曲期間晩年のものであり、また、時期によって記譜に相違や変化を有することが確認できた。宮城の自筆点字楽譜を網羅的に扱った研究はこれまでになく、この基礎研究によって得られた新しい知見を『お茶の水音楽論集』第21号に投稿し、掲載が決定した。(2)個別楽曲について墨字楽譜と比較し、手法記号や指遣い、曲中での記載内容等に着目:上記(1)での結果を踏まえ、宮城の自筆点字楽譜の中でも記譜の年代が古く、宮城の西洋音楽的要素が色濃く表れた最初の作品といえる、1918(大正7)年作曲≪秋の調≫の自筆点字楽譜を扱った。これを楽譜出版社「大日本家庭音楽会」より発行された墨字楽譜と比較し、記譜の検証を行ったところ、両者における記譜の相違を確認した。これらを考察した結果、≪秋の調≫の自筆点字楽譜は、西洋音楽で用いられる記号をそのまま使用したり、箏曲の手法を西洋音楽の特殊な記号に置き換えたりすることで、新たな箏曲を表現していることが明らかになった。研究成果を「東洋音楽学会東日本支部第107回定例研究会」等で口頭発表した。研究は計画に沿って、おおむね順調に進展している。研究対象である自筆点字楽譜のデータ化(スキャニング)については、平成30年度中に全ての作業を完了させた。これによって全資料を俯瞰し、宮城の自筆点字楽譜における記譜の特徴を捉えることができた。また、次年度に、点字で記された3冊の出版年代の異なる点字楽譜解説書を解読し、宮城の自筆点字楽譜の記譜法との関連性についての調査を計画していることから、当該年度は、その事前準備を行った。京都盲唖院発行『訓盲楽譜』については、1911(明治44)年に作成された亜鉛原版(経年劣化あり)が残されているのみであったことから、点字印刷(点字用紙にプレスする)を行ってから、解読する必要があった。そこで、京都府立盲学校資料室及び社会福祉法人京都ライトハウス情報ステーションを訪問し、研究協力者との打ち合わせの後、亜鉛原版からの印刷・製本を実現させた。大阪市立盲学校同窓会発行『点字箏譜解説』及び社団法人桜雲会発行・福家辰巳編『點字楽譜の書方』については、それぞれ、現在の大阪府立大阪北視覚支援学校資料室と筑波大学附属視覚特別支援学校資料室を訪問し、所蔵資料の確認を行った。更に、点字楽譜利用による宮城の音楽活動から西洋音楽受容の手掛かりを得るために、静岡県浜松市と愛媛県今治市を訪問し、宮城より直接教習を受けた伝承者から、教習内容についての聴き取り調査を行った。令和元年度は、まず、前年度の研究成果における口頭発表をもとに論文を執筆し、『人間文化創成科学論叢』第22巻に投稿する。研究対象である宮城道雄作品における自筆点字楽譜については、前年度にスキャンしたデータを用いて、一般財団法人宮城道雄記念館資料室にて、引き続き墨字楽譜と比較しながら、解読作業を行う。同時に、箏曲の奏法を表す「手法記号」を抽出し、各楽曲に用いられている奏法や和音の用いられ方、楽式等に注目しながら、記譜の検証を行う。墨字楽譜は公刊譜に加え、手稿譜のみが存在するものもあることから、それらの関係についても調査する。
デュアル・マスター・スレーブ方式を用いたトンネル型MRI対応型手術ロボットの開発

トンネル型MRI(磁気画像診断装置)において,手術器具を正確に患部に導くことのできる手術支援ロボットに関する研究を行なった。手術支援ロボットは,2つのマスター・スレーブ型のロボットから構成される。これにより,MRI内に設置された手術支援アームの動きを操作者側にフィードバックすることができ,MRI室内でのアームの動きを目で直接確認できるようにすることができる。アクチュエータである超音波モータは、周波数を可変することにより制御を行った。この方式を用いることにより、位相差を制御方式に較べて、より高回転での移動が可能となる。周波数は高速に周波数を切り替えることが可能なダイレクト・デジタル・シンセサイザー方式を用いた。また、制御理論には超音波モータの入出力関係が線形となるようにニューラルネットワークを用いた。これにより非線形性の強い超音波モータを見かけ上線形にすることができ、これをPID制御によって制御を行った。このようにNNとPID制御器を組み合わせることにより、目標値近傍の応答波形を変えることができ、オーバーシュートが生じないような応答にすることができる。手術用のアクチュエータは超音波モータを中空型に改造して、2自由度の空間を動かせる方式を試作した。これは動力の伝達をギアで行うのではなく、超音波モータ自体を直接送りネジ方式によって、移動させる方式である。このような構成にすることにより、狭いMRI空間においても、ギアのような突起物が生じないような構造とすることができる。また、電源を供給していない場合は、回転することがないため安全性と省電力にすぐれている。この方式のアームを複数本組み合わせることにより、任意の角度からアームを頭部に位置決めすることができる。現段階では、市販の送りネジを加工して製作している。これをセラミックス等に変更して、MRI画像に影響がでないような非磁性体で構成する予定である。手術用のアクチュエータは超音波モータを中空型に改造して、2自由度の空間を動かせる方式を製作した。この構造のアームを互いに直角に配置することにより、軽量・小型で任意の方向に移動できるアームを製作できた。構成材料は、非磁性体であるセラミックスを用いる予定であったが、衝撃に弱い欠点があり用いることができなかった。そのため材料は、チタンとPEEK樹脂を組み合わせて用いた。チタンは強度の必要なアーム部(ネジ棒)に用いた。その他は非金属で耐磨耗性や耐熱性に優れているPEEK樹脂を用いた。このように材料を使い分けることにより、MRIの撮影画像への影響を最小とすることができる。この方式を用いることにより、位相差を制御方式に較べて、より高回転での移動および低速時での高トルク動作が可能となる。制御回路はマイコン部と駆動部をフォトカップラにより分離することにより、誤動作のない回路とすることができた。この電子回路をCAD化して、プリント基板加工機により製作することにより、軸数の複数化に対応できるようにした。現在、アーム軸の複数化(多自由度)を行い、動作範囲や角度がMRIのガントリ空間内で行えるようにアームの長さやリンク棒の位置の調整を行っている。アクチュエータは超音波モータを中空型に改造して、二自由度で空間を動かせるようにした。アーム部にはチタン、アクチュエータ部は非金属で耐磨耗性や耐熱性に優れているPEEK樹脂を用いた。金属材料をより少なくすることにより、MRIの撮影画像への影響をより少なくすることができる。アームのモータは、2つの直径が異なるアクチュエータを用いた。アームの根本には大きなトルクが必要なため直径が6cmのモータを用いた。また、ガントリ内のモータには自由度を高める目的と画像への影響を少なくするために3cmタイプのものを用いた。動作は本研究で提案するデュアル・マスター・スレーブ方式を用いた。MRIに設置された手術支援アームを、外部からマスター・スレーブ方式において操作する。MRI装置内に設置されたアームが操作者と同様の動作をする。しかしながら、MRIは外部をケース(磁石)で囲まれており、その動作を直接確認することができない。本研究では、MRI内に設置された手術支援アームの動きを更に操作者側にフィードバックして、MRI室内でのアームの動きを直接確認できるようにした。このようなシステム構成とすることにより、動作状況を直接確認することができる。また、超音波モータは、周波数を可変することにより制御を行った。この方式を用いることにより、位相差を制御方式に較べて、より高速での移動および低速時での高トルク動作が可能となる。
翅・葉の脈網構造の模倣による宇宙用インフレータブル構造の性能向上

インフレータブル構造物の展開確実性,剛性などの向上を目的とし,昆虫の翅脈構造を模擬した膜面構造を作成,翅脈部分相当のチューブの各種パラメータ,膜面の折り畳み方を変化させ,展開特性や展開復元力などを実験的に調査し,以下の成果を得た.展開終了時間は流入流量に逆比例する.チューブ分岐角が小さい場合,膜面の両端には張力が生じず,端部分はたわむ.展開復元力はチューブ幅のおよそ3乗に比例する.ミウラ折りの膜面は膜面全体が同時に展開する.折り畳み方は流量と内圧の時間履歴に殆ど影響を与えない.昆虫の翅を模擬した膜面の展開は成功した.宇宙用インフレータブル構造物の展開の確実性向上,展開後の剛性向上に向け,昆虫や植物の脈網パターンを模擬するアルゴリズムを開発し,脈網ガス充填による新たなタイプの宇宙インフレータブル構造物を実現する技術の開発を目的とする.この目的達成のために,本年度は,以下の2つのことを行った.1セミ・トンボの翅の展開を実際に観察し,折りパターンについて考察した.観察の結果,折りパターンは「ミウラ折り」の折り頂点部分が1つ,1次元方向の構造,扇子型構造,あるいは「ミウラ折り」そのものとなっていることが確認できた.またトンボの翅の後方の室の形状はボロノイ図に類似していることがわかった.2脈網パターン模擬アルゴリズムの考察.トンボの翅の脈網パターンを模倣するアルゴリズムとして,再帰呼び出しによるフラクタルツリー構造と脈両側に母点を配置してボロノイ図を作成することで室形状を模倣するアルゴリズムを考えた.脈網ならびにボロノイ図の境界線は翅の外側には存在しないことから翅境界部分で打ち切る処理を施し,トンボの翅脈・室形状に類似したパターンを生成できることが確認できた.昆虫の翅脈構造を模擬することで,インフレータブル構造物の展開確実性,剛性向上を目的としている.この目的のために,平成26年度計画として以下の項目を掲げた.(1)インフレータブル構造物の紙によるプロトタイプ作成,(2)カプトンインシュレータシートを用いたインフレータブル構造物の作成及び展開性能評価.(1)については,紙ではなく,ビニールシートやアルミ蒸着シートを膜材料として,その上にチューブ状の翅脈相当部分を熱癒着によって張り付ける構造を検討し,プロトタイプを作成した.(2)については,カプトンインシュレータシートによるプロトタイプではなく,(1)で作成を試みたプロトタイフに対して展開実験を行った.その結果,根本のチューブ部分は展開できたが,きつく折りたたまれた折り目で挿入空気がその先のチューブに流れないことが判明した.この実験結果を踏まえ,翅脈部分の折り方や翅脈構造の適切な作成方法などの検討を開始した.また,計画した内容とは別に,粒子法による展開シミュレータ作成のための文献調査を行い,定式化の基本について整理した.その他,柔軟宇宙構造物の一種であるテープテザーに関連した研究を実施し,大学主催の研究報告会で1件ポスター発表,国内学会で2件,国際学会で1件それぞれ発表し,学術論文1本が掲載された.宇宙構造物はロケット等で輸送されるという制約上,軽量かつ折りたたみやすい構造が適している.そのような構造の一つとして宇宙インフレータブル構造物がある.利点としては収納率が高い,重量が軽い,展開信頼性が高い,コストが少なくてすむという4点が挙げられる.こうした利点から将来的な大型宇宙構造物への応用が期待されている.しかし,展開時に振動が残りやすい,より良い折りたたみ方を考案する必要性がある.従来研究で検討された折りパターンやチューブの配置パターンは少ない.本研究課題では,振動を抑え,収納率の高いインフレータブル構造物を検討するために,折りパターンやチューブの配置パターンによる影響を実験的に調査,考察を行い,以下の成果を得た.(1)展開時間はチューブの体積に反比例,流入流量に比例する.(2)チューブ復元力はチューブ幅のおよそ3乗に比例する.(3)収納時のスケールは,前方投影面積の点ではロールが有利であり,最大長さと体積の点では円筒折りが有利である.(4)連続的な展開、振動のない展開を行うためにはチューブ内部で共通空間を持つ必要があり,円筒折りが有利である.(5)膜面全体が均一に同時に展開するのにはミウラ折りが適切である.・膜全体に張力を保って展開する(高い展開率)には,チューブ分岐角が大きい方が有利である.さらに,翅を模擬した膜面の展開実験を行い,以下の果を得た.(1)展開初期では膜の根元が展開,そののち,翅部分が展開する.その後残りの前縁付近と共に膜面全体が展開する.(2)チューブ内の空気流量は一定ではなく,翅部分が展開するときに流量が大きくなるが,最終的に膜面全体の展開は成功した.インフレータブル構造物の展開確実性,剛性などの向上を目的とし,昆虫の翅脈構造を模擬した膜面構造を作成,翅脈部分相当のチューブの各種パラメータ,膜面の折り畳み方を変化させ,展開特性や展開復元力などを実験的に調査し,以下の成果を得た.展開終了時間は流入流量に逆比例する.チューブ分岐角が小さい場合,膜面の両端には張力が生じず,端部分はたわむ.展開復元力はチューブ幅のおよそ3乗に比例する.ミウラ折りの膜面は膜面全体が同時に展開する.折り畳み方は流量と内圧の時間履歴に殆ど影響を与えない.昆虫の翅を模擬した膜面の展開は成功した.

インフレータブル構造物のプロトタイプを作成し,その展開性能評価を行う予定であったが,作成したプロトタイプによる展開実験の結果,展開そのものが不調に終わってしまい,展開性能評価にまで至らなかった.よって計画は予定よりも遅れていると判断せざるを得ない.宇宙工学(1)翅脈部分の折り方で確実に内部ガス(空気)が先の翅脈に流れる構造を考え,プロトタイプを作成する.そして,(2)プロトタイプにおいて,翅脈パターンを変化させ,展開性能評価,剛性評価を行い,本研究課題の目的である,「インフレータブル構造物の展開確実性,剛性向上」に適した翅脈パターンのパラメータを明らかにする.H25年度に予定していた2つの項目1昆虫の翅・植物の葉の顕微鏡を用いた観察による物性値の測定,2脈網パターン・折り線パターン作成アルゴリズムの考案,についてそれぞれ順調に進んでいると考えられるため,おおむね順調に進展していると判断できる。展開性能評価のために多数のプロトタイプを作成する経費として計上したが,作成したプロトタイプの展開実験が不調に終わり根本的な問題点が判明して当初予定の研究が進捗せず,費用に余りが発生してしまったため.1インフレータブル構造物の紙によるプロトタイプ作成(1)作成したアルゴリズムでもって,脈網パターン・折り線パターンの図面を作成する.(2)脈網内部構造を模倣したチューブ状の紙(ストローを包んでいる紙のようなもの)を作成し,脈網パターン状に紙の上に張付け,紙プロトタイプを作成する.その後,計算した折りパターンに従って紙を折り畳んだ後,チューブ状の紙の部分に空気を流し込み,紙が展開できるかどうかを確認する.2カプトンインシュレータシートを用いたインフレータブル構造物の作成および展開性能評価1と同様のことを,カプトンインシュレータシートで作成したインフレータブル構造物に対し行う.さらに,余力があれば真空チャンバー内で展開テストを実施し,性能評価する.確実に展開可能となる翅脈部分の構造作成方法の検討を中心とした局部的なプロトタイプ作成費用に重点的に使用する.学会発表・論文発表できるほど充実した研究成果をまとめるまでに至らなかったため,当初予定していた学会発表のための旅費を使用しなかったため。実験装置の作成およびその結果の成果を学会発表するための旅費に充てる予定。
免疫不全症に合併した炎症性腸疾患の網羅的解析

近年になりMucosal associated invariant T (MAIT)細胞と呼ばれる自然免疫系のTリンパ球と自己免疫疾患との関わりが報告されており、IBD患者におけるMAIT細胞の解析を行った。IBD患者と、健常者を対象とした解析で、末梢血中MAIT数とMAIT比はIBD患者が有意な低下を認めた。IBD患者の腸粘膜におけるMAIT数も有意な低下を認めた。またIBD患者では末梢血中MAIT細胞の活性化カスパーゼ陽性率が有意に上昇していた。以上の結果からMAIT細胞のアポトーシス亢進やMAIT細胞の末梢血、及び腸粘膜における減少がIBDの病態に関与している可能性が示唆された。MAIT細胞は限定されたTCRを発現するT細胞で、自然免疫系に近い存在と考えられ、結核や腸管感染症の制御と同時に、炎症性疾患の発症への関与の可能性が示唆されている。我々は炎症性腸疾患の病態にMAIT細胞の関与を考え、MAIT細胞と炎症性腸疾患の関連を解析した。156人の炎症性疾患(潰瘍性大腸炎88人、クローン病68人)の患者および52人の健常ボランティアから末梢血を採取し、フローサイトメトリーにより末梢血のMAIT細胞数および、MAIT細胞/CD3陽性細胞比を測定した。潰瘍性大腸炎、及びクローン病ともに健常ボランティアに比較し、有意な低下を認めた。MAIT細胞数および、MAIT細胞/CD3陽性細胞比に関して性別、治療薬、年齢を含めた多変量解析を行った上でも結果は同様であった。次に炎症性疾患患者の病変組織(潰瘍性大腸炎5例、クローン病10例)と健常組織を用いて、腸管におけるMAIT細胞の局在を評価した。潰瘍性大腸炎では病変部ではコントロールに比較し、MAITの細胞数の有意な低下を認めた。クローン病に関しても病変部位におけるMAIT細胞数の有意に低下を認めたが、コントロール相当の群と著明に低下している群の2群に分かれることが明らかになった。またクローン病患者のMAIT細胞においてはIL-17に関しては有意に産生の亢進を認めた。以上の結果から、炎症性腸疾患において、末梢血、および炎症組織において有意にMAIT細胞が低下することが明らかになった。この意義については腸管細菌叢が破綻によるMAIT細胞の分化増殖の低下、MAIT細胞低下を基盤とした腸管防御の破綻、炎症性腸疾患におけるMAIT細胞のアポトーシスの亢進などが考えられる。一方、クローン病ではMAIT細胞が炎症におけるIL-17の供給源となっている可能性も考えられた。以上の仮説を検証すべくさらなる解析を進めている。炎症性腸疾患(IBD)は、一部の原発性免疫不全症においてIBDと類似した慢性腸管炎症が発症することから、炎症性疾患に免疫異常の関与が想定されている。iNKT細胞やMAIT細胞と呼ばれる自然免疫系のTリンパ球が粘膜免疫に重要な役割を果たしていることが知られるており、またこれらの細胞は自己免疫疾患の病態と関わることが報告されている。今回IBDにおけるiNKT細胞またはMAIT細胞の関連を解明すべく、その解析を行った。IBD患者156人(潰瘍性大腸炎88人、クローン病68人)と、健常者57人を対象とし、末梢血iNKT細胞数またはMAIT細胞数およびそれらCD3+細胞比の比較を行った。結果、年齢等補正した多変量解析にて血中MAIT数およびMAIT/CD3比はIBD患者が健常者と比較し有意な低下を認めた。一方、MAIT細胞と疾患病勢との相関関係は認められず、またiNKT細胞の有意性はIBD患者において認められなかった。MAIT細胞減少の病態・意義を解明すべく、潰瘍性大腸炎患者の大腸病変部(n=5)とクローン病患者の小腸病変部(n=10)のMAIT細胞の解析を行った。これまでヒト腸管におけるMAIT細胞の詳細な解析はされていなかったが、MAIT細胞は陰窩に局在することが判明した。さらに潰瘍性大腸炎患者の大腸粘膜、およびクローン病患者の小腸粘膜における一陰窩あたりのMAIT数はコントロールと比較し有意な低下を認めた。さらにIBD患者では末梢血中MAIT細胞のカスパーゼ活性は健常人に比し有意に上昇しており、MAIT細胞の減少にはそのアポトーシス亢進に関与している可能性が示唆された。以上の結果からIBDの病態とMAIT細胞の動態に相関があることが明らかになり、IBDにおけるMAIT細胞のさらなる解析を行うことがIBDの原因・病態解明、治療法の開発に貢献する可能性が示唆された。本研究の目的は、1「炎症性腸疾患の患者においてMAIT細胞の動態を評価することにより、炎症性腸疾患の患者を層別化し、さらに詳細な診断、治療戦略を確立すること。」2「MAIT細胞と炎症性疾患の病態の関連を解析すること。」3「患者層別化を行うことと網羅的遺伝子解析を組み合わせることにより、XIAP異常症を初めとした炎症性腸疾患を合併する遺伝性疾患をスクリーニングする有効な方法な確立こと。」にある。1については24年度の実績として炎症性腸疾患の患者においては血液中、および組織中のMAIT細胞数が低下していること、そしてクローン病患者では病変組織においてMAIT細胞が正常な群と低下群の2群に分かれることがわかった。このことからMAIT細胞の解析が患者の層別化や診断治療のマーカーとして有用となりうる可能性が示唆された。