hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高精度統合型救急医療情報通信システムの開発プロジェクト

救急医療情報の共有化に関しては、すでに実用化されたe-Matchシステムの導入に向けて、本研究の一部を千葉市の救急医療システムに反映させるべく検討が進んでいる。高精度統合型救急医療情報通信システムの一つである自動生体情報収集システムの開発が進んでいる.今後は、生体情報自動収集装置の完成に向けて、呼吸数測定のアルゴリズムの完成やデータ通信装置の搭載、小型化をすすめる。そして、実際の医療現場で本装置を使用してデータを収集する。また、本装置で得られた情報を携帯端末に送信し、他の情報とあわせて医療機関や消防指令センターへデータを送信する技術を確立する。携帯端末と情報システムについては、今年度すでに実用化されているe-Matchシステムを千葉市で導入することが決まっているため、このシステムに本生体情報自動収集装置のデータを取り込めるよう、千葉市消防局との間で調整する。また、病院間情報システムについては、千葉大学医学部附属病院と千葉市立青葉病院、東千葉医療センターの3施設で試験運用を開始し、データを収集する。今後は,現在作成してきた装置にBluetooth機能を追加し,無線通信,インターネット通信を介しその情報を救急現場より基幹医療施設の医師に伝えることが可能とするように開発を継続する予定である.生体情報自動収集装置の基板に問題が生じ、制作が遅れたため。上記装置の作成・改良に用いる。平成24年度中には自動生体情報収集システムの開発が完了しなかったため、研究費を支出することが出来なかった.平成25年度中には、当初の計画は完了予定で研究費を支出する予定である.また、随時機能を追加するとともに研究費を支出していく予定である.
脳腫瘍圧挫標本を用いたFISH法による脳腫瘍遺伝子診断法の開発

【研究目的】近年、神経膠腫の中で乏突起膠腫,退形成乏突起膠腫では化学療法に対する感受性が高く生命予後が良好であることが報告されている。これらは遺伝子診断による分類が有用という報告もあり、WHOでは1pのLOHがあると報告され、高い化学療法感受性、予後の延長との相関も報告されている。その遺伝子診断法の一つとして病理組織標本を用いたFISH法があるが、組織標本では切片の厚さによりsignalが消失し偽陰性化するという報告もある。腫瘍細胞がスライスされずsignalを得ることができれば偽陰性化を防ぐことができると考えられ、脳腫瘍圧挫標本(細胞診スメア標本)を用いることにより、偽陰性化を攻略したFISH法が可能と考える。【研究方法】1.細胞診標本をパパニコロウ染色後、細胞像を観察しデジタル画像として保存した後、カバーガラスを剥がし1p36を用いたFISH法を行いsignal解析する。2.脳腫瘍細胞診スメア未染標を用いFISH反応後に一次抗体GFAPを反応させ、蛍光色素であるTEXAS REDで発色する。この重染色をおこない、腫瘍細胞のみのsignalを観察する。【研究成果】1.パパニコロウ染色標本を観察し、目的の細胞を細胞転写後、FISHを行い解析した。転写後、パパニコロウ染色の脱色操作なしでも十分にsignal観察可能な標本であった。また、目的の細胞に対して的確に1p36のLOH観察が可能であり、パラフィン切片を用いたFISHよりも前処理操作が少なくHybridization時間も短縮することができたことから、本研究により通常業務の検査法の一つとして確立することができた。しかし、細胞診スメア標本を用いた場合、細胞学的に特徴的形態、細胞配列をみる腫瘍に対しては有効な手法であるが、乏突起膠腫,退形成乏突起膠腫では細胞形態のみでの診断が困難な場合が多く、その場合には同時にパラフィン組織標本を用いたFISH解析が必要であると考えられた。
肺癌化学療法時の血球変動と血清チミジンキナーゼ活性の相関及び臨床応用について

1.ヒト血清チミジンキナーゼ活性測定方法に関する検討まず、^3HチミジンとATPを基質としMgイオン存在下に血清チミジンキナーゼ(TK)活性測定を試みた。この反応系においては、37°Cで2時間インキュベートしてもチミジンのリン酸化物はほとんど得られず、十分なTK活性は測定できなかった。この系に5mMのジチオスレイトール(DTT)を加えると、TK活性は十数倍に上昇し、ヒト血清中のTK活性も十分測定可能であった。また、精製されたTKに比し血清中のTKは安定であり、4°Cでの23日の保存や23回の凍結融解を繰り返してもTK活性はほとんど低下しなかつた。2.肺癌化学療法前後の血清TK活性の測定肺癌術後の補助化学療法施行症例を対象として、化学療法施行前から経過をおって血清TK活性を測定した。化学療法として主にCDDP(80mg/m^2、第1日)、VDS(3mg/m^2、第1日と第8日)、MMC(8mg/m^2、第1日)を投与した。血清TK活性は、まず、抗癌剤投与直後に上昇した。これは主に抗癌剤の骨髄障害により、造血細胞から細胞内TKが逸脱するものと考えた。また、白血球減少に対してG-CSFを使用すると、白血球増加に僅かに先立って、再び血清TK活性が上昇した。以上により、血清TK活性は、造血細胞の障害時のみならず造血細胞再生時にも上昇するものと考えられた。これらの実験結果から、血清TK活性は、抗癌剤の骨髄に及ぼす障害程度と骨髄の再生経過の両者の指標となり得る可能性が示唆された。3.TKモノクロナル抗体の応用第一生化学教室の藤村等が開発中のヒトTKモノクロナル抗体を用いて、血清TK蛋白測定を試みたが、血清のTK蛋白量は少なく、現在のところ血清TK蛋白の測定には成功していない。
ゼニゴケ葉緑体DNA全塩基配列より予測した光化学系の新しい遺伝子産物の単離と同定

[目的]光合成に関する分子生物学的研究は、葉緑体DNAの全構造の解明により新たな展開がみられたが、ゼニゴケ葉緑体ゲノムにはこれまでには知られていなかった未確認遺伝子が新たにおよそ30個予測された。これら未知遺伝子の機能解明は、光合成に関する研究上重要と考えられる。そこで本年度は、ゼニゴケ葉緑体ゲノムに見られDNA結合モチ-フを有するタンパク質をコ-ドするDRF316遺伝子と、その存在部位が判明しているが機能の判らないORF55(psbk)遺伝子について取り上げ、葉緑体と似た光合成を行い形質転換可能な藍色細菌Synechocystis PCC6803により機能解明を目指した。[方法](1)S.6803にDRF316、DRF55遺伝子と相同な遺伝子が存在するか明らかにするために、S.6803より単離したDNAの制限酵素BamHl、EcoRI断片に対しサザンハイブリダイゼ-ションを行う。(2)これらの相同遺伝子をS.6803よりクロ-ニングする。(3)クロ-ンの塩基配列を決定し、S.6803における遺伝子構成を明らかにする。[結果]サザンハイブリダイゼ-ションによりORF316、ORF55遺伝子とホモロジ-をもつ遺伝子の存在が認められ、これらの遺伝子を含むクロ-ンを単離した。ORF316に相同性を持つS.6803由来の遺伝子は、塩基配列からアミノ酸326個からなると推定され、ゼニゴケORF316と52%、大腸菌dedB遺伝子と44%の相同性を示した。ゼニゴケORF55に相同性をもつクロ-ンについても、遺伝子の相同性は高いが、近傍の遺伝子の構成は異なることが明らかになった。[考察]葉緑体DNAの未確認遺伝子の機能の解明には葉緑体における形質転換が必要で、現在のところ不可能である。そこで、形質転換可能でしかも光合成を行う藍色細菌S.6803を用いれば、遺伝子タッギングによる機能の解明ができる。今回、S.6803のORF326遺伝子近傍の遺伝子構成を明らかにしたが、葉緑体とは異なり、今後遺伝子タッギングによりS.6803の生物機能の変化を探求することが必要である。
計算統計学と進化計算を融合した機会制約問題の大域的最適化手法の開発

現実の世界において、様々な意思決定に関わる諸問題の多くは、予測が難しい不確実性を含む最適化問題である。このため、不確実性を含む最適化問題に関する研究が長年に渡り行われている。まず、それらの最適化問題の記述法は幾つもあるが、非確率論的なものと確率論的なものに大別される。機会制約問題(CCP)とは、確率論的な最適化問題の定式化の1つであり、リスクが確率で評価された妥当な解が得られるため、幅広い分野の諸問題において応用が考えられる。ちなみに、CCPは同時機会制約問題(JCCP)と個別機会制約問題(SCCP)に大別される。CCPは確率計画法の分野で研究されてきた。しかし、CCPの解を厳密に求めるためには、無作為抽出法に基づきランダムに生成した膨大な数の標本を用いて、機会制約条件が満たされる確率を繰り返し計算する必要があり、その計算コストが大きな障壁となっている。また、確率計画法におけるCCPの解の探索では、CCPに含まれる関数の微分可能性や凸性を前提とした非線形計画法の最適化手法が使用されている。本研究では、従来の無作為抽出法よりも遥かに少ない標本から、機会制約条件が満たされる確率を推定する技法として重み付き経験分布(W_ECDF)を考案するとともに、進化計算アルゴリズムの1種である差分進化(DE)に基づく最適化手法とW_ECDFを組合せたSCCPの解法を提案している。また、SCCPとして定式化した弾性表面波フィルタ(SAWフィルタ)の構造設計問題において提案法の有効性を実証している。さらに、超一様分布列(Halton列)を用いることで、W_ECDFによる確率の推定精度の更なる向上を図るとともに、JCCPに対しても提案法を適用するため、W_ECDFの拡張や新たな技法の開発に取り組んでいる。昨年度に引き続き、今年度もDEに基づく最適化手法の改良と、現実的なCCPにおける提案法の有効性の評価、並びに、SCCPの解法である提案法をJCCPの求解にも利用するための研究に取り組んだ。DEは強力な最適化手法であるが、その探索性能は制御パラメータに依存する。そのため、制御パラメータの自動調整機能を組み込んだ適応型DEが研究されている。JADEは最も優れた適応型DEの1つである。ただし、JADEを含む適応型DEは制約条件のない最適化問題を対象とし、CPPに対して直接適用することができない。そこで、JADEを拡張したJADE2Gを考案するともに、CCPに適用してその有効性を確認した。JADE2Gは解集団を実行可能なグループと実行不可能なグループに分け、JADEにより実行可能なグループでは目的関数を改善し、実行不可能なグループでは制約違反量を最小化する。JCCPの求解にW_ECDFを利用するため、Bonferroniの不等式により同時確率を複数のW_ECDFの和で近似する技法を考案し、JCCPとして定式化した治水計画問題において有効性を検証した。ただし、JCCPが多くの制約条件の同時確率を含む場合、W_ECDFによる上記の技法では近似誤差が無視できなくなる。そこで、新たに重み付き切断Halton列による確率の推定法(THS)を考案し、JADE2Gと組合せるとともに、上記の治水計画問題(JCCP)とSAWフィルタの構造設計問題(SCCP)に適用して有効性を確認した。これまでの研究から、W_ECDFを発展させた重み付き切断Halton列による確率の推定法(THS)は、2種類のCCP(SCCPとJCCP)に有効であると推察される。今後は、CCPとして定式化した金融工学の分野における最適化問題など、様々なCCP(SCCPとJCCP)において、THSとJADE2Gを組合せた最適化手法の有効性を検証する。また、研究の最終年度であるため、従来の無作為抽出法に基づくモンテカルロ法との比較において、W_ECDFやTHSを利用した確率の推定法の利点と欠点を整理し、国内外の学会における発表を通じて広く公開する予定である。現実の世界において、様々な意思決定に関わる諸問題の多くは、予測が難しい不確実性を含む問題である。不確実性を含む最適化問題の定式化は、非確率論的なものと確率論的なものに大別される。ロバスト最適化問題は非確率論的な問題の定式化であり、確率変数を含む制約条件は完全に満たされる必要がある。機会制約問題は確率論的な問題の定式化であり、ロバスト最適化問題の制約条件を確率的に緩和したものである。最適性と信頼性のバランスを充足水準(確率)で指定できるため、不確実性を考慮した電力供給計画や制御系設計のほか、金融機関のリスク管理など、機会制約問題の応用分野は多岐に渡る。機会制約問題の最適化手法は、確率計画法の分野で長年に渡り研究されてきた。しかし、それらは非線形計画法の最適化手法を用いて機会制約問題の局所的最適解を求めるもので、制約条件を記述する関数の凸性や微分可能性などの仮定を必要とする。また、単純な線形の制約条件である場合を除き、制約条件が満たされる確率を計算負荷の大きなモンテカルロ法で求める必要がある。近年、遺伝アルゴリズムのような進化計算に基づく機会制約問題の最適化手法も報告されているが、モンテカルロ法による確率の計算は必要である。本研究では、モンテカルロ法を必要としない進化計算に基づく機会制約問題の最適化手法を開発する。機会問題に含まれる不確実な関数値の累積分布関数(CDF)が分かれば、上記の確率の計算は不要となる。

しかし、現実的な機会制約問題では、CDFを解析的に求めることができない。本年度は、標本からCDFの近似関数を構築する計算統計学の手法である経験分布(ECDF)を拡張した「重み付き経験分布(WECDF)」を考案した。また、進化計算の1種である差分進化とWCDFを組合せた最適化手法を実装し、任意の充足水準で制約条件を満たす実行可能解が得られることをテスト問題で確認した。重み付き経験分布(WECDF)と差分進化を組合せた最適化手法の有効性を、幾つかの機会制約問題で確認することができた。また、WECDFの構築法を以下の2点で更に改良することができた。まず、一様分布に代わり超一様分布列(Halton列)を用いることで、累積分布関数(CDF)の近似関数であるWECDFをより少ない標本で構築し、WECDFに基づく分位点の推定精度を高めることができた。次に、機会制約問題の不確実性を表現する複数の確率変数間の相関関係を考慮したWECDFの構築法を新たに考案した。具体的には、本来の確率変数の分布範囲と相関行列から一様分布の共分散行列を定義し、それをCholesky分解した三角行列に基づき、本来の確率変数と同じ相関関係を持つ一様分布の標本を生成した。機会制約問題は、個別機会制約問題と同時機会制約問題に大別できる。差分進化とWECDFを組合せた最適化手法は、個別機会制約問題には直接適用できるが、CDFを用いて記述できない同時機会制約問題には適用できなかった。そこで、Bonferroniの不等式に基づき、同時機会制約問題に含まれる同時確率を複数の独立な確率で表現した。さらに、それらの確率を個別にWECDFで推定することで、上記の最適化手法を同時機会制約問題にも適用可能とした。さらに、その手法の有効性を同時機会制約問題の簡単な例題で確認した。現実の世界において、様々な意思決定に関わる諸問題の多くは、予測が難しい不確実性を含む最適化問題である。このため、不確実性を含む最適化問題に関する研究が長年に渡り行われている。まず、それらの最適化問題の記述法は幾つもあるが、非確率論的なものと確率論的なものに大別される。機会制約問題(CCP)とは、確率論的な最適化問題の定式化の1つであり、リスクが確率で評価された妥当な解が得られるため、幅広い分野の諸問題において応用が考えられる。ちなみに、CCPは同時機会制約問題(JCCP)と個別機会制約問題(SCCP)に大別される。CCPは確率計画法の分野で研究されてきた。しかし、CCPの解を厳密に求めるためには、無作為抽出法に基づきランダムに生成した膨大な数の標本を用いて、機会制約条件が満たされる確率を繰り返し計算する必要があり、その計算コストが大きな障壁となっている。また、確率計画法におけるCCPの解の探索では、CCPに含まれる関数の微分可能性や凸性を前提とした非線形計画法の最適化手法が使用されている。本研究では、従来の無作為抽出法よりも遥かに少ない標本から、機会制約条件が満たされる確率を推定する技法として重み付き経験分布(W_ECDF)を考案するとともに、進化計算アルゴリズムの1種である差分進化(DE)に基づく最適化手法とW_ECDFを組合せたSCCPの解法を提案している。また、SCCPとして定式化した弾性表面波フィルタ(SAWフィルタ)の構造設計問題において提案法の有効性を実証している。
高スピン有機分子及び磁性高分子の光励起状態におけるスピン整列の基礎的研究

本課題は、多電子相関が関与する多スピン系有機分子の光学的励起状態の電子状態とスピン整列の支配的機構の解明を目的として行われた。その為の有力な測定手段として高感度の零磁場光検出磁気共鳴装置を制作する事に成功した。さらに、目的の研究を遂行する上で適当な系の合成も行った。零磁場光検出磁気共鳴と光学測定を用いて高スピン有機分子、有機磁性体の構成単位である安定ラジカルおよび磁性高分子の構成単位である安定ラジカルの基底状態と光学的励起状態の研究に取り組んだ。その結果、光学測定により、高スピン有機分子biphenyl-3,3'-bis(phenylmethylene)やnaphthalene-nitronyl-nitoroxide radical,pyrene-nitoronylnitroxide radical等では燐光の観測に成功し、励起高スピン状態の存在が明らかになった。また、pyrene-nitoronylnitroxide radical系では、励起四重項状態からの零磁場ODMR信号と思われるスペクトルが観測されたが、感度その他に問題があり、現在更なる検証を試みている。また、安定ラジカル等の不対電子スピンを導入したことに伴う無輻射遷移の増大と、励起二重項状態から励起四重項状態へ移る際の系間交差の低効率とスピンの量子性(ラジカルは半整数量子数である事)に由来すると考えられる強いスピン禁制の問題が明らかになった。この実験事実は励起状態のスピン科学の重要な研究課題となるものである。またモデル分子系への重原子Brの導入により、上記の系間交差の問題点の解決の糸口もつかむ事ができました。以上のように、励起状態でのスピン科学の構築にとって重要な問題点が明確になると共に、それらの解決の糸口となる方向性をつかむ事ができたことにより、「励起状態のスピン科学」の構築にたいする将来的展望を開く事ができた。当初計画した7年度の研究計画の主要な位置を占める零磁場光検出磁気共鳴装置の制作はほぼ終了し、性能テストを一部残すのみとなり、稼働可能状態になりました。液体ヘリュム移送型石英窓付クライオスタットの部分のみ、制作途上に生じた温度安定性の問題点の解決のため一部設計を変更し改良を加えているので完成が若干遅れていますが、これも4Kまでの動作確認は終了し、8年3月末までには完成予定です。現在クライオスタットの部分と装置の一部設計変更により、当初予定したよりも計画全体に3-4カ月の遅れが生じており、予備的な実験結果しか得られておらず、本実験は4月に予定しております。また、液体ヘリウムの超流動状態での安定した測定を行なえるようにするのに、排気量のより大きなロータリーポンプが必要である事が判明したので、これは8年度の補助金で購入する予定です。一方、測定にもちいる試料の合成等は順調に進行しており、上記の装置が完成ししだい即刻零磁場光検出磁気共鳴の測定に移ることができる状態に達しております。また、励起波長等を確認する上での可視紫外吸収スペクトルの測定および一部の試料に関しては蛍光スペクトルの測定等も修了しております。また、合成した安定多スピン系有機分子の可視紫外吸収スペクトルの測定から、安定ラジカル部位をつけたことによる吸収波長のシフト程度からカップリングユニットとの相互作用の大きさに関する知見が得られました。昨年度に生じたクライオスタットの温度不安定性の問題を解決し、1.5Kからの零磁場光検出磁気共鳴装置を完成した。標準試料として零磁場光検出磁気共鳴スペクトルが文献に報告されている試料であるベンゾフェノン単結晶の三重項励起子のスペクトルを観測し装置の性能テスト等を行い、今回自作した高感度積算可能なコンピュータ制御の装置が当初予定していた性能を示すことを確認した。

さらに、安定多スピン系有機分子の最も基本的なものとして、三重項状態が既知であるナフタレンにニトロニルニトロキシドおよびニトロキシドをつけた分子を合成し、可視紫外吸収スペクトル、蛍光スペクトル、燐光スペクトルおよび零磁場光検出磁気共鳴スペクトルの測定をおこなった。ナフタレンにニトロニルニトロキシドをつけた分子とその分子性結晶では燐光を観測する事ができなかったので蛍光検出磁気共鳴を試みたがスペクトルを得ることに成功しなかった。これは、この系では1.5Kでもなを無輻射遷移が速い為と、励起2重項状態から励起4重項状態への項間交差の効率が極めて小さい為と考えられる。一方ナフタレンにニトロキシドをつけた分子では弱いながらも燐光が観測されている。現在この系にたいして零磁場光検出磁気共鳴の実験を行っている。また、磁性高分子の主鎖骨格にあたるカロテノイド等のポリエンについても零磁場光検出磁気共鳴の実験を進行中である。
地形・地質学，地球物理学，地球化学データによる地殻変動の予測に関する総合的研究

日本列島における地殻変動は,プレートの沈み込みに伴うプレート間相互作用や地殻内の物性不均質に支配されている。特に,長期に及ぶ地殻変動シミュレーションを行う場合,地下の温度構造や,近年明らかになりつつある深部流体の存在に伴う粘弾性不均質を考慮した解析を行い,地殻の非弾性変形を検討することが重要である。本年度は,比較的若い時代に変動が開始したとされる九州南部のせん断帯を対象とし,有限差分法による3次元粘弾性シミュレーションを行った。ここでは,先の解析と同様に,地下深部の粘弾性不均質構造を考慮したシミュレーションにより,GNSS観測から指摘される北緯32°を東西に横切るせん断ひずみ速度の高い(12×10-7 /yr)領域や,その内部のひずみ集中域の形成など,大局的な地殻変動の再現を試みた。解析では,物理モデルとして,内陸地震の発生過程に関するモデル(Iio et al., 2004)を適用し,1997年鹿児島県北西部地震の余震域周辺における比抵抗構造(Umeda et al., 2014)などをもとに流体分布域として低粘性領域(粘性率1×1018 Pa.sのMaxwell粘弾性体)を仮定した。また,領域東端からフィリピン海プレートの沈み込みによる変位速度を,領域西端から沖縄トラフの拡大による変位速度を境界条件として与えた。対象領域は,せん断帯を含む東西200 km,南北300 km,深さ30 kmに設定し,深さ15 kmを境に上部地殻(弾性体)と下部地殻(粘弾性体)に区分した。また,弾性パラメータは,防災科学技術研究所による深部地盤構造モデル(藤原ほか, 2009)を,粘性率はKaufmann and Amelung (2000)を採用した。この結果,低粘性領域を仮定した鹿児島県北西部地震の余震域では,局所的にせん断ひずみ速度の大きな領域(24×10-7 /yr)が現れ,それらが地殻深部から地表へと繋がる様子が認められた。以上の結果は,地殻内に存在する流体がその周辺の地殻変動場に関与していることを示唆する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2011年東北地方太平洋沖地震(以下,東北沖地震)の直後から東日本の各地で地震活動が活発化したが,これらの地震は東北沖地震に伴う動的(表面波の通過に伴う断層法線応力の低下)あるいは静的な応力変化によって誘発されたものと説明されている。このうち,福島県浜通りから茨城県北部の地域では,これまで地震活動の空白域であったにもかかわらず,東北沖地震の直後から震源の浅い正断層型の群発地震活動が始まり,発生当初に比べて低調ながら現在(2015年9月)も活動が継続している。今回,群発地震の活動域を北西ー南東方向に横断する約90kmの測線で電磁観測を行った。この付近の大局的な地質構造境界である棚倉構造線を境に中生代の堆積岩類や花崗岩類からなる足尾帯と阿武隈帯が分布しているが,ここでは電気伝導度の低い領域となっている。これに対して,群発地震が発生している地域の深さ15km以深に,数Ωmの高い電気伝導度を示す領域が地震の分布と極めて整合的に存在している。また,地震波速度構造の解析でもほぼ同じ場所に地震波速度の低い領域が存在していることがわかった。また,GPSや約12.5万年前に沿岸域で形成された海成段丘の分布をみると,群発地震が発生している地域では,顕著な隆起が生じていることが明らかになった。以上のことから群発地震の震源域下には地震波低速度・高電気伝導度の領域(下部地殻に相当)が存在すること,震源域の地殻浅所では,数年数万年の長期的な隆起を伴う地殻変動が生じていることが示唆される。なお,この震源域は筆者らの提唱した地殻の不均質構造のうち,タイプ2に相当する。福島県浜通りから茨城県北部の地域で発生している群発地震の震源域において地殻・上部マントルまでの比抵抗構造の解析を行うとともに,地震波速度構造,GPS,水準測量データおよび海成段丘の高度に基づく十万年程度の隆起速度等のデータとの比較・検討を行った。また,南九州剪断帯を横断する測線でGPSを配置し,稠密観測を開始した。2011年東北地方太平洋沖地震の直後から活発化した福島県浜通りから茨城県北部にかけての群発地震の震源域を対象に地磁気・地電流観測および地下水中に含まれる希ガス同位体の測定を行なった。その結果,震源の分布と整合的にその直下の深さ15km以深には数Ωmの低比抵抗体が存在することが明らかになった。また,ヘリウム同位体比からこの低比抵抗体に関連する地殻流体はマントル起源ではなく,変成作用によって堆積物から脱水した流体であることを示唆する。これらのことから,この震源域は筆者らの提案した地殻の不均質構造に係わる概念モデルのうちタイプ2に相当する。さらに,比抵抗構造に基づく不均質性を考慮した粘弾性モデルによる数値シミュレーションを実施した。その結果は,この地域で観測されている浅部での伸張場や局所的な隆起と調和的であった。

一方,南九州のGPS観測によると,北緯32°付近には東西に延びる左横ずれの剪断帯が存在しており,その大きさは約1.2e-7/yrであった。この剪断帯では1997年鹿児島県北西部地震をはじめとする内陸地震が多発しているが,内陸地震のメカニズム解がこの地域に認定されている活断層の変位センスと異なる。このことは,この剪断帯(歪集中帯)は,地質学的に若い時代に左横ずれ変動が始まった歪集中帯であることが示唆され,これらの形成メカニズムや長期的な地殻変動の予測を試みる上では,望ましい地域と考えられる。ここでの剪断歪の空間的な変化を説明するため,ブロック断層モデルによる数値実験を行なったところ,ブロックの相対運動速度を5mm/yr(傾斜角度90°)の場合,地表から地下5kmまでの断層が固着していると考えられる。福島県浜通りから茨城県北部の地域で発生している群発地震の震源域において比抵抗構造解析に基づき地殻の不均質性を考慮した粘弾性モデルによるシミュレーションを実施した。また,その結果を測地学データとの比較・検討を行なった。昨年度から実施している南九州のGPS稠密観測では変位速度場を求め,これらの時系列解析から短周期ノイズや2016年熊本地震およびその余効変動の影響を抽出した。十万年程度の地殻変動は最終間氷期に形成された海成段丘を用いるが,これらの発達が乏しい地域では,沖積層基底礫層(最終氷期に堆積)の上位の縄文海進によって形成された潮間帯堆積物の標高とユースタティックな海面高度のオフセットと堆積物の年代で隆起・沈降速度を推定することになる。要素技術開発として行なった津軽平野の沿岸域の完新世の隆起速度は約0.85mm/yrであると推定できる。これは宮内(1988)がMIS5eの段丘から推定した後期更新世の隆起速度0.24mm/yrに比べて3倍程度大きいことが明らかにされた。島弧地殻では,深部流体の上昇によって下部地殻のみならず上部地殻にも部分的に非弾性変形が生じており,歪集中帯の形成や内陸地震の発生とも密接に関係しているらしい。これまでの調査・観測・解析によって,2011年東北地方太平洋沖地震で誘発された福島県・茨城県境の群発地震活動域(以下,浜通り群発地震域)の直下には阿武隈山地の堆積岩,変成岩類に由来する続成変成脱水流体(非マントル流体)が存在することが明らかになった。一方,これまでのGPS観測によって南九州の北緯32°付近には,東西方向に伸びる左横ずれ剪断帯(以下,南九州剪断帯)があり,この直下には,沖縄トラフ付近から伸びるアセノスフェアに由来するマントル流体が上部地殻まで侵入している可能性がある。これらの2つの地域の下に存在する流体の分布を低粘性領域(粘性率1×10^18 PasのMaxwell粘弾性体)と仮定し,地殻変動シミュレーションを試行した。浜通り群発地震域では,流体分布域の直上では圧縮応力場を示す一方で,その上位では伸長応力場を示した。また,鉛直変位場では,流体分布域の上位で隆起が生じている。これらの結果は応力テンソルインバージョンで推定された現在の応力場や水準測量や海成段丘の比高から推定される数十数万年オーダでの上下変動の観測とも整合的である。南九州剪断帯では,局所的にせん断ひずみ速度の大きな領域(24×10^-7 /yr)が現れ,それらが地殻深部から地表へと繋がる様子が認められた。この領域は1997年鹿児島県北西部地震の余震域の分布と整合的であった。以上のことから,地殻内に存在する流体がその周辺の地殻変動場に大きく関与している可能性が高いことから,数万年以上の長期スケールでの地質リスクの予測・評価において地殻内の流体(深部流体)の存否やその分布は考慮すべき重要な要件となり得る。
単一遺伝子病の分子・細胞生物学的研究,疾患発症の分子機構の解明

単一遺伝子病の分子・細胞生物学的研究,疾患発症の分子機構の解明は以下の如く、いくつかのプロジェクトに分かれ、班員9人,公募研究員12人により行われた。(1)先天性酵素異常症の変異遺伝子の解明:対象となった疾患は、Gancher病,TayーSachs病,βガラクトシダ-ゼ欠損症,中鎖アシルCoAデヒドロゲナ-ゼ欠損症,チロシナ-ゼ欠損症,オルニチントランスカルバミラ-ゼ欠損症,アルギナ-ゼ欠損症,チロジン血症III型,NADHシトクロ-ムb_5還元酵素異常症などで、それぞれについて変異遺伝子の解明がなされた。一部の変異遺伝子については培養細胞を用いた発現実験も行われた。(2)モデル動物を用いた病態解明:クラベ病モデルマウス,ニ-マンピックマウスを用いて病態解明がなされた。いずれも将来の変異遺伝子解明を目指し、責任遺伝子の単離が行われた。(3)レセプタ-,転送系タンパク質,血清タンパク質異常症の分子病理:インスリンレセプタ-,グルコ-ストランスホ-タ-,b型シトクロム(慢性肉芽腫症で欠損),プロテインS,アポリポプロテインなどの欠損症について遺伝子レベルでの解明が進められた。一部のタンパク(PC)は、変異のために、細胞内転送・分泌にも障害が生ずることが示された。(4)細胞小器官異常の分子病理:ミトコンドリア脳筋症,ペルオキシゾ-ム異常(Zellweger症候群)につてい研究され、それぞれの変異遺伝子が世界に先駆けて解明された。(5)新しい展望に立つ研究:動物個体レベル・細胞レベルで、遺伝子相同組み換えなどを用いた遺伝子導入の研究や、組織特異的な遺伝子発現についての研究がなされた。いずれも新しい展開を目指した研究で、将来の遺伝病研究に寄与するところが大である。
第一原理計算に基づくシリコンナノシートの有機分子修飾による機能化

本研究では、近年注目を集めている2次元ナノ物質の一つであるSiナノシート(シリセン)、特に有機分子修飾されたSiナノシートの構造と電子物性の解明を実施した。ナノシートは体積に対する表面積の割合が高いため、2次電池電極や太陽電池、分子センサーなどへの応用が期待されている。本研究ではフェニル基、フェノール基及びdeanol基修飾されたSiナノシートの安定構造と電子物性を解明し、電池電極などへの適用性を示した。平成25年度は、金属基板上のpristineなSiシート(シリセン)の構造形成と層状に積み重なったフェニル基修飾Siナノシートを課題対象とした。シリセンに関しては金属基板上での形成が実験的に確認されているが、主に銀の(111)表面のみで他の金属基板ではあまり作成されていない。そこで他の金属基板での形成可能性を明らかにするために、密度汎関数理論に基づく第一原理分子動力学計算を行い、アルミニウムの(111)面上でも、ハニカム格子を持つシリセンが安定に存在できることを明らかにした。またAFM操作による原子の引っ張り実験をLogMFD法によりシミュレーションしたところ、ハニカム型ではない新しい2次元格子構造を持つシリセン(ポリゴナルシリセン)が形成されることもわかった。ポリゴナルシリセンはハニカムシリセンよりも高い電荷分布を保持し、電気伝導性が高い可能性がある。さらに振動スペクトルの計算も行い、基板原子とSi原子との相互作用の評価も行った。フェニル基修飾Siシートに関しては、層状に積み重なった場合のシート間相互作用を、ファンデルワールス(vdW)力を加味した計算を行うことで評価した。vdW力を取り入れた計算では層間距離は実験値と一致する一方で、vdW力を取り入れない場合は過小評価されることがわかった。さらに詳細な計算から、OptBタイプのvdW汎関数が最も層間引力を大きく見積もることがわかった。このような知見はシートを積み上げてデバイスを設計する際に重要で、理論設計を行う際に非常に有用である。平成24年度は、deanol基がSi(111)表面に吸着したシリコンナノシートを対象とした。実験的には有機溶媒反応において合成されているが、構造等の詳細は不明であった。本計算では、deanol基の吸着構造を密度汎関数理論(DFT)に基づく構造最適化と分子動力学計算から明らかにし、deanol修飾シリコンナノシートの単層状態における電子状態を解明した。まず候補となる複数の構造に対し構造最適化を行い、各構造のエネルギー比較を行い候補構造を絞り込んだ。その後、各候補構造に対し300 Kの分子動力学計算を行い有限温度下での構造安定性を検証し、最終的に実験結果と調和的なシート構造を得ることができた。deanol基は酸素原子がSiのダングリングボンドと結合することで、シート面に垂直に近い形状で吸着することがわかった。吸着によりSiシートは若干ひずみが生じるものの、(111)面は安定に保持されていた。deanol修飾ナノシートの構造確定後、BF4アニオンのシートへの吸着を検証した。deanol基修飾ナノシートは、BF4アニオンを電荷担体とする新しいタイプの2次電池電極材料としての利用が考えられており、BF4アニオンの吸着構造の検証は重要である。DFTに基づく計算を実行し、BF4アニオンが吸着した際の安定構造を同定した。さらに吸着前後のナノシートの電荷分布を計算し、アニオンとシート間に電荷移動が生じることを明らかにした。これより、2次電池電極としての機能が確認された。本研究では、近年注目されている2次元ナノ物質であるSiシート(シリセン)、特に有機分子修飾されたSiナノシートの構造と電子物性の解明を実施した。平成24年度は、deanol基が吸着したSiナノシートを対象とした。deanol基の吸着構造を第一原理分子動力学計算から明らかにし、deanol修飾ナノシートの単層状態における電子状態を解明した。さらにこのナノシートの2次電池電極への適用を実験グループと共同で実施し、電池としての動作確認に成功した。平成25年度は、金属基板上のpristineなSiシート(シリセン)の構造形成と、層状に積み重なったフェニル基修飾Siナノシートを研究対象とした。シリセンに関しては従来のAg基板だけではなく、Al基板上でも形成できることを明らかにした。フェニル基修飾シートに関しては、シートが重なった場合の層間相互作用を評価し、この系におけるファンデルワールス力の重要性を明らかにした。平成26年度は、Ag(111)面基板上のシリセンにおける酸素分子の反応過程と、フェノール基修飾されたSiナノシートを扱った。Ag基板上シリセンに対して酸素分子が近づくと、表面のSi原子とすぐに反応し分子解離が生じ、酸素原子がSi-O-Siのブリッジサイトに位置する構造を形成することがわかった。またフェノール基修飾Siシートの安定構造と電子状態を調べ、Siシート数の増加に伴いバンドギャップが減少することを見出した。同様な振る舞いがフェニル基修飾シートでも確認された。本研究の実施により、有機分子修飾されたナノシートの基礎物性が明らかになり、それを用いたデバイス応用が実現された。

Siナノシートの将来のデバイス応用にあたり本研究成果は有用であり、今後の2次元材料の発展に貢献することが期待される。分子動力学計算による凝縮及びナノ物質の研究実施計画ではフェニル基修飾されたSiナノシートを扱う予定であったが、シートが積層した場合のシート間相互作用の第一原理的な評価を計画通り行うことができた。また当初計画にはなかった金属基板上のシリセン形成に関する計算も実施することができ、アルミニウム基板上での新しいシリセン構造形成の予測に成功した。以上より、本研究課題は概ね順調に進展している。当初の実施計画では、deanol基修飾Siナノシートの安定構造の同定と電子状態の検証が、平成24年度の実施事項であった。これらは予定通り実施でき、当初の目標通り実験結果と調和的な安定構造を同定することができた。またBF4アニオンの吸着状態の計算も実行して吸着安定構造を明らかにし、吸着の際の電荷移動に関する知見も得ることができた。以上より、当初の計画通り研究は順調に進展している。本研究課題が開始された頃から、pristineなSiシートであるシリセンの合成が実験的に大きく注目されており、シリセンを対象とする理論計算の報告も飛躍的に増加している。このような現状を鑑み、平成26年度はこれまで以上にシリセンに関する計算を実施する予定である。具体的には、金属基板上で形成されたシリセンが大気にさらされた際にどのような酸化反応が生じるかを調べるために、酸素分子がシリセンに吸着する過程を第一原理分子動力学シミュレーションにより原子レベルから解明する。それに伴い、電子状態がどのように変化するかを明らかにし、酸化によりシリセンに発現する特性のデバイス応用を検証する。一方、有機分子修飾Siシートの計算も計画通り実施する。フェニルアセチレン分子をターゲットとし、特に分子吸着の数密度が電気特性にどのような影響を与えるかに注目して、電子物性を解明する。当初はフェニル基修飾Siナノシートを平成25年度以降に扱う予定であったが、共同研究者による実験が予定より進んだため、平成26年度に計画していた多層のフェニル基修飾ナノシートの計算を25年度に前倒して行う方針である。特にシートの積層に関してシート間エネルギーが引力的であるか、複数の計算手法により検証する予定である。また単層のpristineなSiシートであるシリセンが、この1、2年世界的に大きく注目されている。シリセンの物性解明はSi関連ナノシートに関する重要な知見をもたらし、有機分子修飾ナノシートの理解にも大いに役立つ。そのため25年度以降はシリセンの基礎物性の解明も同時に進めていくことにする。特にシリセンを保持する基盤材料がシリセンに与える影響に注目しながら研究を推進する。平成24年度に予定していた海外研究者への訪問が延期になった関係で繰り越し金が発生し、25年度は当初予算よりも増額された。
ラット脳白質障害の多角的検討　－脳白質障害病態解明・治療法開発へ向けて－

これまでに、ラットの脳白質である内包に、血管収縮物質であるエンドセリンを定位的に注入することにより、選択的に白質を中心とした障害を安定して作成する方法を最適化した。続いてこのモデルにおいて経時的に組織病理学的評価、質量顕微鏡を用いた解析、神経学的評価を行った。また、逆行性の神経標識を行うことにより、選択的な内包障害が、脳の広い範囲の神経細胞と関連していることを見出した。さらに、白質障害と関連する疾患としてうつ病に注目し、本実験におけるラット脳白質障害モデルを応用し、白質障害と関連したうつ病モデルの作製を行った。具体的には、白質障害を作成したラットに対して拘束ストレスを負荷し、各種生理学的、生化学的評価、行動試験による評価を行った。その結果、白質障害を有するラットは、ストレスに対して脆弱であり、うつ様症状の一面を呈することが確認された。また、抗うつ病薬に対する反応が、いわゆるうつ病のものとは違うことがわかり、白質障害による独自の機序が考えられた。白質障害と関連するうつ病バイオマーカーを探索するため、このモデルを用いてマイクロアレイにより遺伝子発現を調べた。今後は更にこのバイオマーカー候補遺伝子の解析を進めると共に、実際の患者の遺伝子発現と比較検討することを行う予定である。これにより、白質障害に関連したストレス脆弱性、うつ病のバイオマーカーを確立し、今後の診療に役立つものと期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。脳内中枢神経軸索再生を最終目標に、治療すべき脳白質障害の病態解明を目指し研究を進めている。白質として内包に注目し、ラット脳内包にエンドセリンを定位的に注入することにより、選択的に白質を中心とした障害を作成した。穿刺する部位、角度、深さと、注入するエンドセリンの濃度や量に関して最適化を行った。続いて、このモデルにて白質障害作成後時系列に沿って組織病理学的評価を行った。各種染色・免疫染色を行った結果、脱髄、軸索損傷、炎症、グリオーシスと起こっていることが再現性を持って確認できた。さらに長期にわたる組織病理学的検討を現在進行中である。これらの組織病理学的検討に加えて行った質量顕微鏡を用いた解析では、白質病変作成2週間後の時点で、ED-1陽性細胞集積部位に一致してアラキドン酸を含むリン脂質の上昇を認めた。脳内炎症反応に関連するED-1陽性細胞とアラキドン酸の関連が示唆される結果となった。他の時系列での検討も進めているところである。最終的には脳白質障害の治療を目指す。以上の様な経時的な解析により、治療される脳白質障害のどのタイミングが治療に適しているのかを検討すると共に、治療する細胞や栄養因子などに関しても検討中である。中枢神経軸索障害の実験の多くは脊髄損傷モデル動物を用いることが多いが、このモデルは脳白質を選択的に傷害することにより、脳内の軸索損傷に関しての新たな知見をもたらし、また、今後増えてくる認知症やうつ病などの精神疾患と脳白質障害の関連に応用できる可能性があり非常に有用であると考える。昨年度までに、白質として内包に注目しラット脳内包にエンドセリンを定位的に注入することにより、選択的に白質を中心とした障害を安定して作成する方法を最適化した。続いて、このモデルにおいて、経時的な組織病理学的評価を行ったところ、軸索損傷、脱髄、炎症、グリオーシスと起こっていることが確認できた。さらに質量顕微鏡を用いた解析では、白質病変作成2週間後の時点で、ED-1陽性細胞集積部位に一致してアラキドン酸を含むリン脂質の上昇を認めた。本年度は、白質障害作成後の神経学的評価を行った。ラダーテストの結果、白質障害と逆側の脚において、術後急性期に運動機能の低下が認められ、その後は回復することが確認された。また、白質障害と関連する疾患としてうつ病に注目し、本実験におけるラット脳白質障害モデルの開発を試みた。白質障害を作成したラットに対して拘束ストレスを負荷し、各種生理学的、生化学的評価、行動試験による評価を行った。最終的には脳白質障害やこれに関連する病態の治療を目指す。本研究の上記結果により、治療される脳白質障害のどのタイミングが治療に適しているのかを検討すると共に、治療する細胞や栄養因子などに関しても検討中である。

また、抗うつ病薬に対する反応が、いわゆるうつ病のものとは違うことがわかり、白質障害による独自の機序が考えられた。白質障害と関連するうつ病バイオマーカーを探索するため、このモデルを用いてマイクロアレイにより遺伝子発現を調べた。今後は更にこのバイオマーカー候補遺伝子の解析を進めると共に、実際の患者の遺伝子発現と比較検討することを行う予定である。これにより、白質障害に関連したストレス脆弱性、うつ病のバイオマーカーを確立し、今後の診療に役立つものと期待される。脳白質障害の病態解明のため、ラット脳白質障害モデル作成法を確立し、安全に再現性をもって作成することができるようになった。これに関して時系列に沿って組織病理学的検討を行い、加えて神経学的検討も行った。更に、質量顕微鏡による解析を行い炎症細胞の集簇に関して新たな知見を得た。また、白質障害がうつ病と関連する所見も得られ、白質障害が引き起こす様々な高次脳機能障害への実験に応用できる可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの結果により、脳白質障害モデルラットの作成法の最適化、またこのモデルの多角的評価を行い、また白質障害がうつ病と関連する可能性も示唆された。今後、本研究の結果をもとに、これらに対する治療法として、まずは細胞移植や栄養因子による外科的治療を試みる。また、さらに白質障害が関連する高次脳機能障害モデルへの応用も検討したい。脳白質障害の病態解明のため、脳白質障害ラットモデル作成法を確立し、これに関して時系列に沿って組織病理学的検討を行った。これに加えて、質量顕微鏡による解析を行い炎症細胞の集簇に関して新たな知見を得た。今回作成した脳白質障害ラットモデルの組織病理学的検討を中心とした解析をさらに推進し、治療ターゲットとなる脳白質障害の病態を解明し、どのタイミングが治療対象として一番良いか検討していく。また、脳白質障害の治療のために用いる細胞や栄養因子に関しても検討を進めていきたい。
IgA腎症の発症の病因解明に関する研究(IgA腎症扁桃リンパ球のHaemophilus parainfluenzae抗原に対する特異的抗体産生について)

本研究では、IgA腎症の発症の病因としてのIgA型免疫複合体の原因抗原として、Haemophilus parainf luenzae(HP)の外膜成分に焦点を絞り、本症患者の扁桃組織中リンパ球の、HPの外膜抗原に対する特異的IgA抗体の産生機序を解明することを目的とし、研究を遂行したところ以下に示す新たな知見を得た。1.IgA腎症患者および対照群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激したところ、培養上清中IgA型抗HP抗体価はIgA腎症群において有意に高値を示した。一方、2.IgGおよびIgM型抗HP抗体価は、両群において、有意な差は認められなかった。3.グラム陰性菌との対比のために、同様の検討を緑膿菌の外膜抗原について行ったところ、IgA、IgGおよびIgM型抗HP抗体価の産生は、両群間において、有意な差は認められなかった。4.IgA腎症群において、培養上清中のHPに対するIgA型とIgG型、IgA型とIgM型、およびIgG型とIgM型抗体価の間に、有意な正の相関を認めた。一方、対照群においては、IgG型とIgM型の抗体価の関係においてのみ正の相関を認めた。5.両群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激したところ、培養上清中IgA1型抗HP抗体価は、IgA腎症群において、対照群に比して、有意に高値を示した。一方、6.培養上清中IgA2型抗HP抗体価は、両群間において、有意な差は認められなかった。7.両群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激したところ、培養上清中IL-10とTGF-β濃度は、両群とも、HP菌体外膜抗原刺激により、有意に上昇を示した。一方、8.培養上清中IL-4とIL-6濃度においては、両群ともHP菌体外膜抗原刺激による有意な差は認められなかった。以上より、IgA腎症患者の扁桃組織中リンパ球はHP菌体外膜抗原に対してサイトカインの産生亢進を伴うIgAクラススイッチによる抗体産生系が活性化されており、特異的にIgA1型抗HP抗体を産生することにより、IgA腎症の発症機序において、HP菌体外膜抗原が扁桃を中心とした局所免疫機構にとり重要な役割を果す、との結論を得た。本研究では、IgA腎症の発症の病因としてのIgA型免疫複合体の原因抗原として、Haemophilus parainfluenzae(HP)の外膜成分に焦点を絞り、本症患者の扁桃組織中リンパ球の、HPの外膜抗原に対する特異的IgA抗体の産生機序を解明することを目的とし、研究を遂行した。

そのため、研究実施計画に沿って、IgA腎症例と腎機能正常な慢性扁桃炎例(対照群)において、HPの外膜構成成分に対する、患者の扁桃組織中リンパ球のHP抗原に対する特異的免疫グロプリン産生の解析を、リンパ球培養上清中のIgA,IgGおよびIgM型抗HP抗体価を測定することにより行い、以下に示す新たな知見を得た。1. IgA腎症患者および対照群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、ELISAによる培養上清中IgA型抗HP抗体価の検討を行った結果、IgA腎症患者における刺激指数[Stimulation Index(SI):刺激後のリンパ球によるIgA型抗HP抗体価(OD)/刺激前の同抗体価(OD)]は、対照群患者における刺激指数に比して、有意に高値を示した。2.リンパ球培養上清中IgGおよびIgM型抗HP抗体価の刺激指数は、IgA腎症および対照群の間において、有意な差は認められなかった。3.グラム陰性菌との対比のために、上記検討内容を緑膿菌の外膜抗原を用いて行ったところ、IgA、IgGおよびIgM型抗HP抗体価における刺激指数は、IgA腎症および対照群の間において、有意な差は認められなかった。4. IgA腎症群において、リンパ球培養上清中HPに対するIgA型とIgG型、IgA型とIgM型、およびIgG型とIgM型抗体の抗体価の間に、有意な正の相関を認めた。一方、対照群においては、HPに対するIgG型とIgM型の抗体価の関係においてのみ正の相関を認めた。以上より、IgA腎症患者の扁桃組織中リンパ球はHP菌体外膜抗原に対してpolyclonal activationを伴うIgAクラススイッチによる抗体産生糸が活性化されており、特異的にIgA型HP抗体を産生することにより、IgA腎症の発症機序において、HP菌体外膜抗原が扁桃を中心とした局所免疫機構にとり重要な役割を果す、との結論を得た。本研究では、IgA腎症の発症の原因としてのIgA型免疫複合体の原因抗原として、Heamophilus parainfluenzae(HP)の外膜成分に焦点を絞り、本症患者の扁桃組織中リンパ球の、HPの外膜抗原に対する特異的IgA抗体の産生機序を解明することを目的とし、研究を遂行した。そのため、研究実施計画に沿って、IgA腎症例と腎機能正常な慢性扁桃炎例(対照群)において、HPの外膜構成成分に対する、患者の扁桃組織中リンパ球のHP抗原に対する特異的免疫グロブリン産生の解析を、リンパ球培養上清中のIgA1およびIgA2型抗HP抗体価、およびサイトカインを測定することにより行い、以下に示す新たな知見を得た。1.IgA腎症患者および対照群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、ELISAによる培養上清中IgA1型抗HP抗体価の検討を行った結果、IgA腎症患者における刺激指数[Stimualtion Index(SI):刺激後のリンパ球によるIgA1型抗HP抗体価(OD)/刺激前の同抗体価(OD)]は、対照群患者における刺激指数に比して、有意に高値を示した。2.リンパ球培養上清中IgA2型抗HP抗体価の刺激指数は、IgA腎症および対照群の間において、有意な差は認められなかった。3.IgA腎症患者および対照群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、ELISAによる培養上清中IL-10とTGF-β濃度の検討を行った結果、両群とも、HP菌体外膜抗原刺激における産生量は、非刺激下での産生量に比べ、有意に高値を示した。4.IgA腎症患者および対照群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、ELISAによる培養上清中IL-4とIL-6濃度の検討を行った結果、両群ともHP菌体外膜抗原刺激による産生量に、有意な差は認められなかった。以上より、IgA腎症患者の扁桃組織中リンパ球はHP菌体外膜抗原に対してサイトカインの産生亢進を伴うIgAクラススイッチによる抗体産生系が活性化されており、特異的にIgA型抗HP抗体を産生することにより、IgA腎症の発症機序において、HP菌体外膜抗原が扁桃を中心とした局所免疫機構にとり重要な役割を果す、との結論を得た。