hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
統計的推測における非正則構造の解明とその応用

本研究において、正則条件が必ずしも成り立たないような非正則の場合に、推定量の高次漸近展開の観点から非正則な推測構造の解明を目指した。特に、非正則分布族の典型である片側、両側切断指数分布族の自然母数、切断母数の推定問題を考えた。切断母数を局外母数とするときに自然母数の推定において、切断母数が既知のときの自然母数の最尤推定量、切断母数が未知のときの自然母数の補正最尤推定量の漸近展開を用いて、それらの2次の漸近分散を求め、前者に対する後者の2次の漸近損失も得た。また、自然母数を局外母数とするときに切断母数の最尤推定についても考察した。その結果から推測における非正則構造が明らかになった。正則条件が必ずしも成り立たないような非正則の場合には、正則な場合とは異なる結果が得られているものの未解決の問題が残されている。本研究において、高次漸近展開の観点から、推測における非正則構造のもたらす情報を把握し、それを統計量に取り込むことによって、高次まで漸近的に十分な性質を持つことができることを示す。また、そのような統計量に基づいて高次に漸近有効な推定方式や検定方式等を行うことによって、非正則な推測構造の解明を目指す。本年度には、まず、非正則推測において、漸近展開の観点からの問題の所在、その解決のためのアプローチについて、最近のEfron(2010)のモノグラフ、Klaassen and Venetiaan(2010)の論文等をよく検討した上で、或る非正則分布族の下で漸近理論の展開を開始した。特に、高次漸近展開の観点から元の標本が持つ全情報量を求め、極値統計量の高次の同時漸近密度から情報量を計算し、極値統計量そのものやそれとスコアから成る統計量の漸近情報量を得て、それらを比較することにより、分布から統計量への非正則性の伝播の状況を把握することが可能になった。また、切断指数型分布族において関心のある母数の最尤推定量の漸近正規性について、局外母数を既知とした場合と未知とした場合に、漸近展開を用いて示した。従来の漸近分布を使う直接的な方法とは異なっているとともに、漸近展開による方法はその最尤推定量の高次のオーダーまで漸近リスク等に比較をすることも可能になると思われる。漸近展開を用いることによって、高次のオーダーの項が果す役割が明確になり、各オーダーの項の交差状況の把握が比較的容易になるという利点も持っている。正則条件が必ずしも成り立たないような非正則な場合には、正則な場合とは異なる結果が得られているものの未解決な問題はまだ残されている。本研究において、切断指数型分布族の自然母数の最尤推定問題に取り組んだ。局外母数として切断母数γをもち自然母数θをもつ切断指数型分布族において、γが既知のときのθの最尤推定量、γが未知のときのθの最尤推定量と最大条件付尤度推定量が同じ漸近正規分布をもつことは知られている(Bar-Lev(1984, AISM))。しかし、局外母数が未知の場合と既知の場合の自然母数の推定への影響の相違はあるはずで、そうでなければ局外母数の存在意義が失われてしまうという疑問が湧いた。そこを解明するために高次の漸近展開の観点から研究を進めたところ、γが未知のときのθの最尤推定量と最大条件付尤度推定量は2次のオーダーまで漸近的に同等であるが、γが既知のときのθの最尤推定量より2次のオーダーでは悪くなることを示すことができ、それらの2次の漸近分散の差による漸近損失量も求めることができた。そして、具体的に下側切断指数分布、下側切断正規分布の場合に、γが既知のときのθの最尤推定量に対するγが未知のときのθの最尤推定量と最大条件付尤度推定量の漸近損失量を求めた。特に、実際の問題において重要で頻出するパレート分布は切断指数型分布の1つと考えられるが、この分布は対数変換を適用することによって下側切断指数分布の場合に帰着されることが分かった。本年度には、まず、非正則分布の典型である両側切断分布族の位置母数の推定問題を考えた。従来、このような分布族の場合にPitman推定量の漸近展開を導出し、その漸近分散を求め、さらに切断点での密度の値による荷重推定量の漸近分布による比較も行った。一方、同じ分布族で極値統計量は1次の漸近情報量損失は0になるが、2次の漸近情報量は正値になることが分かり、さらに極値統計量と漸近補助統計量の組から成る統計量の2次の漸近情報量損失が0になることも示されている。

他方、「位置共変推定の観点から、極値統計量から作られる荷重推定量の2次の情報量損失が0になるか」という問題が提起されたが、これについては本研究において、その荷重推定量Tの1次の漸近情報量損失が求められ、それが正値であることを示した。これは1次元の推定量であるTは元のデータが持つ情報量を漸近的に回復できないこと意味する。また、Pitman推定量の漸近展開を用いてその漸近分布を求め、また極値統計量から成る荷重推定量の漸近分布も求めることができるので、それらの推定量の漸近集中確率を求めて比較したところPitman推定量は荷重推定量より漸近的に一様に良いとは限らないことが示された。正則条件が必ずしも成り立たないような非正則な場合には、正則な場合とは異なる結果が得られているものの未解決な問題はまだ残されている。自然母数θと下側切断母数γをもつ切断指数型分布族において、従来、γを局外母数としてθの推定問題が取り扱われ、γが既知のときの(大きさnの無作為標本に基づく)θの最尤推定量MLE(θ|γ)に対してγが未知のときのθの補正最尤推定量MLE(θ)の2次の漸近損失が求められた(Akahira (2013))。本研究では、逆に、θを局外母数としてγの推定問題を考えた。まず、θが既知のときのγの補正MLE(γ|θ)とθが未知のときのγの補正MLE(γ)の漸近展開を2次のオーダーまで導出した。そして、補正MLE(γ|θ)と補正MLE(γ)は1次の漸近分散が等しいという意味で1次のオーダーでは漸近的に同等であることが分かった。さらに、MLE(γ)とMLE(γ|θ)の2次の漸近分散を求めて比較すると補正MLE(γ)は補正MLE(γ|θ)より2次の分散が大きくなり、補正MLE(γ|θ)に対する補正MLE(γ)2次の漸近損失が求められた。例として切断指数分布、パレート分布、切断正規分布の場合が挙げられた。なお、自然母数θと上側切断母数νをもつ切断指数型分布族において、θを局外母数として上側切断母数νの推定問題についても、適当な変数変換によって下側切断母数の推定問題に帰着できることも分かった。実際、自然母数、下側切断母数、上側切断母数をもつ切断指数型分布族Pにおいて、従来、下側、上側切断母数を局外母数として自然母数の推定問題が取り扱われ、下側、上側切断母数が既知のときの(大きさnの無作為標本に基づく)自然母数の補正最尤推定量MLE(0)に対して下側、上側切断母数が未知のときの自然母数の最尤推定量MLE(1)の2次の漸近損失が求められた(Akahira, et.al(2014))。本研究では分布族Pにおいて、自然母数、下側切断母数を局外母数として上側切断母数の推定問題を考えた。まず、自然母数、下側切断母数が既知のときの上側切断母数の補正MLE(2)と自然母数、下側切断母数が未知のときの上側切断母数の補正MLE(3)の漸近展開を2次のオーダーまで導出した。そして補正MLE(2)と補正MLE(3)の1次の漸近分散が等しいという意味で1次のオーダーでは漸近的に同等であることを示した。また、補正MLE(2)と補正MLE(3)の2次の漸近分散を求めて比較すると補正MLE(3)は補正MLE(2)より2次の漸近分散が大きくなることが分かり、補正MLE(2)に対する補正MLE(3)の2次の漸近損失も求めた。さらに、自然母数は未知で下側切断母数が既知のときの上側切断母数の補正MLE(4)の補正MLE(2)に対する2次の漸近損失も求めた。例として切断指数分布、パレート分布、切断正規分布を挙げた。本研究において、正則条件が必ずしも成り立たないような非正則の場合に、推定量の高次漸近展開の観点から非正則な推測構造の解明を目指した。
大規模で複雑な構造体に対する超音波非破壊評価法の開発に関する研究

本研究は大規模で複雑な構造体に対応する定量的な超音波法の開発を目的として,1.複雑な構造体に対する波動解析プログラムの開発,2.探触子の特性と入射波動場の評価,3.実験データへの適用を行ったものである.1.においては,波線理論と境界要素法,あるいは,波線理論と差分法を用いて,それぞれの解析法の特徴を生かした効率的な波動解析法の開発を行った.波線理論は,高周波波動に対する近似解法の一つであり,単純な幾何形状の問題に対しては非常に簡単な計算によって波動場の計算を行うことができる.一方,境界要素法や差分法などの数値解析法は複雑な幾何形状の問題に適用可能である.そこで本研究は,欠陥近傍の複雑な散乱現象には境界要素法あるいは差分法を用い,その他の比較的単純な反射,透過波動には波線理論を適用し,両者の長所を生かした数値解析法を開発した.2.探触子の特性と入射波動場の評価においては,シミュレーションあるいは計測された波形から探触子振動面上の振動モードを推定する逆問題を設定して解析を行った.用いた手法は,計測波形と解析波形の差の二乗和が最小となるように振動面上の速度分布を決定するもので,典型的な逆解析である.解の不安定性を抑制するために,Tikhonovの正則化項を付加して解析を行った.3.実験データへの適用においては,1.において開発された波動解析プログラムを段差部,スリット,溶接余盛,丸棒内あるいは厚板内の欠陥など様々な実験供試体に適用し,実験波形と計測波形を比較して両者の一致を確認した.また,開口合成法ならびに線形化逆解析によって欠陥形状の画像化を行った.開口合成処理,線形化逆解析のいずれにおいても,複数の伝播経路を考慮することにより欠陥再構成像の解像度が向上することが明らかとなった.本研究は大規模で複雑な構造体に対応する定量的な超音波法の開発を目的として,1.複雑な構造体に対する波動解析プログラムの開発,2.探触子の特性と入射波動場の評価,3.実験データへの適用を行ったものである.1.においては,波線理論と境界要素法,あるいは,波線理論と差分法を用いて,それぞれの解析法の特徴を生かした効率的な波動解析法の開発を行った.波線理論は,高周波波動に対する近似解法の一つであり,単純な幾何形状の問題に対しては非常に簡単な計算によって波動場の計算を行うことができる.一方,境界要素法や差分法などの数値解析法は複雑な幾何形状の問題に適用可能である.そこで本研究は,欠陥近傍の複雑な散乱現象には境界要素法あるいは差分法を用い,その他の比較的単純な反射,透過波動には波線理論を適用し,両者の長所を生かした数値解析法を開発した.2.探触子の特性と入射波動場の評価においては,シミュレーションあるいは計測された波形から探触子振動面上の振動モードを推定する逆問題を設定して解析を行った.用いた手法は,計測波形と解析波形の差の二乗和が最小となるように振動面上の速度分布を決定するもので,典型的な逆解析である.解の不安定性を抑制するために,Tikhonovの正則化項を付加して解析を行った.3.実験データへの適用においては,1.において開発された波動解析プログラムを段差部,スリット,溶接余盛,丸棒内あるいは厚板内の欠陥など様々な実験供試体に適用し,実験波形と計測波形を比較して両者の一致を確認した.また,開口合成法ならびに線形化逆解析によって欠陥形状の画像化を行った.開口合成処理,線形化逆解析のいずれにおいても,複数の伝播経路を考慮することにより欠陥再構成像の解像度が向上することが明らかとなった.超音波探傷法,あるいは,超音波非破壊評価法の定量化には超音波の伝播や散乱に関する数値シミュレーションが欠かせないが,超音波の波長は供試体全体の寸法に比べて非常に短いため,超音波計測システム全体を精密に解析しようとすると現在の計算機の能力を持っても十分ではない.そこで,本研究では,欠陥による超音波波動の散乱に関しては境界要素法による数値解法を適用し,散乱現象以外の供試体の表面での反射や内部での伝播に関しては波線理論を用いた結合解法を開発することによって,効率的な数値シミュレーション手法を提案するものである.まず,半無限弾性体中の2次元SH波動の反射,散乱問題に本結合解法を適用し,精度の確認、計算効率についての検討を行なった.その結果,結合解法によれば,境界要素法における自由表面の打ち切り誤差を小さく押さえることができ,円筒波など非平面波の入射波の場合にも十分な精度の解を得られることが明らかとなった.また,境界要素法において離散化すべき境界範囲を小さくしても十分な精度の解が得る事ができるため,計算効率もよいことが示された.さらに,厚板におけるSH波の一探触子法を想定し,様々な欠陥に対して数値シミュレーションを行ない,欠陥毎の散乱波形の特性を明らかにした.次に,2次元面内波動についてもSH波と同様,半無限弾性体問題による解析精度の確認と厚板問題への適用を行なった.得られた結論はSH波の場合とほぼ同様であるが,臨界角を越えて入射する面内波に対しては,通常の波線理論が表面波の伝播を精度よく表わすことができないため,表面波を考慮できる波線理論の構築を早急に行なわなければならない事が明らかとなった.これについては次年度の課題である.超音波非破壊検査は超音波の送信,伝播,欠陥による散乱ならびに受信といったプロセスからなる.

本研究はこれらのうち,主に送信および伝播,散乱に関するプロセス関する数理モデルの開発を行い,超音波非破壊評価の定量化を行うものである.平成11年度は平成10年度に引き続き,1.波線理論と境界要素法の結合解法による大規模構造体における超音波シミュレーションを実施したのに加え,2.厚板を用いた超音波探傷実験,ならびに,3.水浸探触子による入射波動場のシミュレーションと探触子の特性の同定を行った.1.においては,平成10年度において解決できなかった臨界角を越えて入射する面内波の波線理論を定式化し境界要素法と結合することにより,厚板における面内波動のシミュレーションを行った.2.においては,円孔を空けた鋼板の表面からSH波探触子によって面外SH波動を入力し,同じ探触子でSH超音波を受信するという一探触子法の実験を行った.1.で開発したシミュレーション結果と比較したところ,実験と解析は完全に一致するまでには至らなかったが,よい対応が得られた.また,深さの異なる円孔に対して実験を行った結果,周波数振幅の周期性が円孔の深さによって変化する特性を見出し,その性質を用いれば円孔の深さの推定が可能であることがわかった.3.においては,水浸探触子から放射される超音波を数値的にシミュレーションするとともに,水中の圧力波形から探触子振動面での振動モードを求める逆問題を定式化した.二探触子法による水浸超音波実験を行って得られた受信波形から探触子振動モードを求めた結果,探触子の縁ほど振動振幅が小さく,水浸探触子の振動面は一様には振動していないという結果を得た.本研究は,大規模で複雑な構造体に対する超音波非破壊検査の定量化を目的として,波動解析法の開発,探触子の特性評価,実験データへの応用を行うものである.本年度はこの内,1.探触子の特性評価の高制度化を行うと共に,2.これまでに開発された波動解析法を様々な実験データに適用した.1.探触子の特性評価の高精度化においては,前年度に引き続き,水中で計測した圧力波形から探触子の振動モードを推定する逆問題を解析した.その際,問題の次元を大きくしたり,遠方で計測されたデータを用いると逆解析が不安定になるという現象が生じたが,Tikhonovの正則化項を負荷することにより安定な解が得られることがわかった.また,レーザー振動計で直接測定した振動モードと同等な解が得られ,本逆解析手法が妥当であることが確認された.2.波動解析法の実験データへの応用においては,これまで開発された波線理論-境界要素法,あるいは,波線理論-差分法の結合解法を段差部,スリット,溶接余盛,丸棒内の欠陥など様々な実験供試体に適用し,実験波形と計測波形を比較して解析手法の有用性を確認した.特に,斜角探触子を用いる場合,送信,受信の両探触子のモデル化において,探触子の接触面における位相差を考慮することが重要であることがわかった.また,厚板内の欠陥に対して数値シミュレーションと実験を行い,線形化逆解析によって欠陥形状の画像化を行った.そして,本年度は本研究の最終年度であるので,平成10年度から3年間の研究の総括を行った.
新ニヤーヤ学派における言語分析の方法に関する研究

新ニヤーヤ学派の体系を確立したガンゲーシャ(14世紀)の『タットヴァ・チンターマニ』(Tattva-cintamani)の第4部「言語部」(Sabda-khanda)における「定動詞語尾章」(Akhyata-vada)の英訳・解説を作成した。テキストを分割して番号を付して議論の構造も明示した。初期のこの学派の言語分析の手法の特徴を明らかにし、ウダヤナ(11世紀)の影響が大きいことを解明した。併せて、2005年にオリッサ州で発見されたウダヤナ作『否定辞論頌』(Nan-vada-karika)の写本を分析し、著者問題を含めて初期新ニヤーヤ学派の研究に使用できるかどうか考察を試みた。(1)ガンゲーシャ著『タットヴァ・チンターマニ』「言語論の章」「定動詞語尾節」の8つの部分の内、「(f)文法学派の反論」「(g)文法学派に対するニヤーヤ学派の反論」という2部分の英語訳と分析を国際的な学術誌に発表した。(2)定動詞語尾の意味に関するガンゲーシャの結論を、8つの部分に述べれらた主張からその「全体像」を構成して、平成23年度末にニューデリーで開かれた「第15回世界サンスクリット会議」で発表したが、この発表原稿を改良して国際的な学術雑誌に投稿した。(3)『否定辞論頌』(Nan-vada-karika)の写本の英語訳を平成23年度に終えたので、平成24度は分析と解説とをする作業を始めた。本写本の共同研究者であるウトカル大学(インド)S.ダシュ講師は、2012年2月から2年間の予定でインドネシア・バリ州にあるマヘンドラダッタ大学に出向しているので、彼との共同作業のために、研究代表者がマヘンドラダッタ大学に出向いた。この共同研究によって、写本の奥付には作者がウダヤナであると記載されているが、11世紀に活躍した有名なウダヤナではないことは解明できた。作者は、初期新ニヤーヤ学派の時代に当たる12世紀のオリッサに実在した別のウダヤナである可能性を見出したが、未だ断定するに十分な根拠に達していない。また、この写本のテキストと近い関係にある、16世紀初頭のラグナータが著した『否定辞論』(Nan-vada)との対照表を作成し、両テキストの関係を考察する基礎を築いた。(4) (3)の成果を理解する前提となる否定辞に関する意味論について、国内学会で発表した。(5)初期新ニヤーヤ学派の時代に属する『ニヤーヤ・シッダーンタ・ディーパ』と『ニヤーヤ・ラトナ』とのテキストデータベースを作成しているが、前者は終了し、後者は入力を終えて校正中である。(1)ガンゲーシャ著『タットヴァ・チンターマニ』「言語論の章」「定動詞語尾節」の8つの部分の内、最終部分である「(h)ニヤーヤ学説の詳解」の英語訳と分析とを国際的な学術誌に発表した。これにより、彼の定動詞語尾に関する議論の全体像が明らかとなった。(2)ガンゲーシャの結論を、8つの部分に述べれらた主張からその「全体像」を構成して、平成23年度末に開かれた「第15回世界サンスクリット会議」で発表したが、この発表原稿が国際的な学術誌に掲載された。(3) (1)で得られた分析結果は、これまで23の学術誌に発表してきたが、これらを再検討して、インドの4大学(プネー大学、ジャダヴプール大学、ジャワハラルラル・ネルー大学、クルクシェートラ大学)での招待講演として発表した。発表会場での質疑を通して改良をし、改めて単行本として発表する機会を得たが、実際の出版は早くて平成26年度中である。(4)オリッサで発見された『否定辞論頌』(Nan-vada-karika)の写本の英語訳と内容の分析とを、共同研究者であるウトカル大学(インド)S.ダシュ講師と共に単著として出版した。この成果を日本語で国内学会において発表し、論文として学術誌に掲載した。この写本研究によって、テキストの形成過程について、「頌形式から散文形式へ」というインド人研究者の定説に対して、「散文形式から頌形式へ」という逆の可能性を指摘することができた。ガンゲーシャ著『タットヴァ・チンターマニ』

「言語論の章」「定動詞語尾節」を8つの部分に分割し、その内の「(c)ミーマーンサー説へのニヤーヤ学派の反論」「(d)『ラトナコーシャ』の説」「(e)『ラトナコーシャ』の説への反論」という3つの部分の英語訳と分析を出版した。さらに、新ニヤーヤ学派の言語認識理論を扱うので、ミーマーンサー学派と文法学派の理論との比較が必要であり、これについて東海印度学仏教学会の学術大会で発表した。定動詞語尾の意味に関するガンゲーシャの結論は、最終部分である「(h)ニヤーヤ学派説の詳説」においてもその全体が明確に述べられてはいない。8つの部分に述べれらた主張の中で彼が否定しなかったものが、彼の結論に含まれるという仮説の下に、結論の「全体像」を構成して、ニューデリーで開かれた「第15回世界サンスクリット会議」で発表した。14世紀のガンゲーシャに先行する11世紀のウダヤナの『否定辞論頌』(Nan-vada-karika)の写本が3年ほど前に発見され、真作問題も含めて、英語訳し分析する作業を始めた。写本を発見したウトカル大学(インド)S.ダシュ講師とのこの共同作業のために、研究代表者がウトカル大学に出向いた。このテキストは全体で60頌あるが、2人の協働により第24頌までの英語訳と分析の原稿を準備中である。もしこのテキストがウダヤナの真作であると証明されたならば、従来では16世紀初頭のラグナータが主張したとされていた、非存在に関する諸理論の多くが11世紀に遡ることができる事になる。初期の新ニヤーヤ学派の言語理論の形成過程に光を当てる事となる。シャシャダラ著『ニヤーヤ・シッダーンタ・ディーパ』とマニカンタ著『ニヤーヤ・ラトナ』のテキストデータベースを作成しているが、前者はほぼ終了した。(1)分析対象テキストである『タットヴァ・チンターマニ』「定動詞語尾節」の英語訳と分析は順調に進み、8つの部分の内7つについては完了し、その成果は平成23・24年度に2本の論文として国際的評価の高い記念論集および学術誌に掲載された。(2)分析成果の一部を国際会議で発表し、この原稿を修正の上国際的に評価の高い学術誌に投稿し、受理された。(3)インド人研究者のダシュ氏と共同で推進しているウダヤナ著『否定辞論頌』(Nan-vada-karika)の英訳・分析も順調であり、最終年度である平成25年度中に共著単行本として出版できる見通しである。(4)データベースの作成状況も順調である。分析対象テキストである「定動詞語尾節」の英語訳と分析は順調に進み、また、ウダヤナ著『否定辞論頌』の英訳・分析も順調である。データベースの作成状況も順調である。「定動詞語尾節」の中で、最後で最も大きい部分である第8部分「(h)ニヤーヤ学派説の詳解」の英語訳と分析の作業を完成させ、国際的な学術誌に投稿する。また、ウダヤナ著『否定辞論頌』については、マヘンドラダッタ大学(インドネシア・バリ州)に出向中のダシュ講師との共同研究を進め、英語訳と分析を完成させ、共著の単行本として出版する。「定動詞語尾節」の残りの「(f)文法学派による反論」「(g)ニヤーヤ学派の反論」「(h)ニヤーヤ学派説の詳解」という3つの部分についての作業を進める。また、ウダヤナ著『否定辞論頌』については、ウトカル大学のダシュ講師との共同研究によって、英語訳と分析を完成させる。ただし、現在原稿を準備中の第24頌までは、比較的順調に作業が進んだが、第2560頌はミーマーンサーの祭式理論を扱っており、これまでに知られていない術語を含むので、それらの解明のために海外の研究者との共同作業がさらに必要となるかも知れない。
ネオセルフ化ペプチドによる新規免疫制御機構の解明

MHCクラスII分子は、ペプチドをヘルパーT細胞に提示することで、免疫応答の中心的な役割を担っている。我々はMHCクラスII分子に提示されたミスフォールド蛋白質が自己抗体の標的であり、MHCクラスII分子はB細胞に対する抗原を提示し、抗体産生に関与することを明らかにしてきた。一方、T細胞レセプターと同様にペプチド・MHCクラスII分子複合体を認識するモノクローナル抗体が知られており、それらは、MHCによる抗原提示機構の解析のツールとして使われてきた。一方、我々は特定の抗原やペプチドに対する免疫応答では、ペプチド/MHCクラスII分子複合体に対する抗体が産生されることを発見した。そこで、本研究では、抗ペプチド/MHCクラスII分子複合体抗体の産生機序を解明し、抗ペプチド/MHCクラスII分子複合体抗体の機能を解明を目的とした。本研究では、抗ペプチド/MHCクラスII分子複合体抗体を誘導するネオ・セルフ化ペプチド配列に関して蛋白質抗原のペプチドライブリーを用いて解析した結果、ペプチド/MHCクラスII複合体抗体を誘導するネオセルフ化ペプチドの配列が存在することが明らかになった。さらに、これらのペプチド/MHCクラスII複合体に対する機能を解析したところ、抗原特異的にT細胞の認識を阻害することが明らかになった。さらに、EAE等の自己免疫疾患モデルマウスにペプチドを投与して抗ペプチド/MHCクラスII分子複合体抗体を誘導することによって、疾患発症を抑制できることが明らかになった。したがって、抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体を誘導することによって、免疫応答を抗原特異的に制御できる可能性が明らかになった。今後、さらに、抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体の機能と産生機構を解明することが、抗原特異的な免疫制御法の開発に重要であると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。また、T細胞レセプターはペプチドとMHCの双方を認識することでMHC拘束性を示す。したがって、抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体は、抗原特異的な免疫応答に重要な役割を担っている可能性が考えられた。今後、さらに、生体内での機能を解析することで、抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体の機能が明らかになると考えられた。本研究により、抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体を効率よく誘導するペプチド配列が明らかになってきた。また、ペプチド/MHCクラスII複合体を認識するモノクローナル抗体の樹立にも成功した。今後、これらを用いることによって、抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体の産生機構や機能が明らかになることが期待される。

抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体の機能を解析するために、疾患マウスモデルや生体における様々な免疫応答を解析することによって抗ペプチド/MHCクラスII複合体抗体による新たな免疫制御機構を解明することが可能にると思われる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
貧困削減・開発格差是正における効果的援助：「制度」に着目した実証分析と事例分析

本研究ではグローバリゼーションの進展において世界の貧困削減と格差是正を達成する為に、効果的な開発戦略、開発援助の役割について政策提言をすることを目的とし、実証分析と事例分析を行う。世界の経済構造が大きく転換する中、2015年以降の国連開発目標策定に向けて、国際開発コミュニティーでは、貧困削減や格差の課題、援助のあり方についての議論に注目がなされている。本研究成果は、これらの議論に知的貢献するものである。昨年度は、文献精査、モデルの構築、パネルデータベース作成、グローバリゼーションが貧困・成長・格差に及ぼす影響の実証分析(諸国横断面分析)を行った。その結果を踏まえ、今年度は、援助の経済成長促進/貧困・格差削減効果の実証分析を行った。また、実証分析で貧困削減の国特有の効果が高いと示されたエチオピアにて現地調査を実施し、事例分析を行った。実証分析結果は、経済援助は成長促進効果により、社会援助は分配効果により貧困削減に寄与することを明示した。これまで総データを用いた実証分析結果に基づき援助の有用性が過小評価されてきたことに対し異論を唱え、開発援助の成長・分配効果の双方を活かし、効果的に貧困削減を成し遂げる重要性を示唆している。また、海外直接投資や貿易が富裕層により恩恵をもたらす傾向を指摘し、それらの恩恵が貧困層に行き渡るよう開発援助が果たす補完的役割の重要性を示唆している。従来、開発援助の有効性の議論は受入国の政策スタンスに着目してきたこと対し、本研究は制度の質という新たな視点を提供している。事例分析結果は、開発援助の有効性に寄与する制度の質向上への取り組みに、それぞれの途上国の有する特殊性が強く反映されている事を示している。この研究成果を博士論文として纏め、今年度末に出版予定である。また、世界銀行ポリシー・ワーキング・ペーパーとして公開した後、学術論文にて出版予定である。(抄録なし)本研究ではグローバリゼーションの進展において世界の貧困削減と格差是正を達成する為に、効果的な開発戦略、開発援助の役割について政策提言をすることを目的とし、実証分析と事例分析を行う。2015年以降の国連開発目標策定に向けて、国際機関、各国政府、市民団体、開発研究者等の間では、貧困削減や格差の課題、援助のあり方についての議論に、特にここ2-3年注目がなされている。本研究成果による論文出版、国内外の学会や国際会議での発表は、これらの議論に貢献しており、社会に生かされる研究として重要な位置づけにある。今年度は関連文献精査、国内外の学会・セミナー参加や現地調査(海外9カ国、国際機関援助戦略担当、政府関係当局、援助実施機関、日系企業、途上国地場企業関係者を対象としたインタビュー調査)等による情報収集、それらに基づいた分析フレームワーク検討・モデルの構築、データベース作成、実証分析(クロス・カントリー分析)を行った。そして、実証分析結果を国内外の学会にて発表し改善した上で、2本の論文に纏め出版した。実証分析から得られた具体的な示唆は、貿易統合は貧困削減におおよそ中立であり、海外直接投資は、マイナスの影響、海外送金はプラスの影響をもたらす傾向があること、制度の質は、全体の経済成長にはプラスに効くが、格差にマイナスの効果があることである。また、短・中・長期の分析結果比べ、政策の効果は中期で効果を及ぼすことに対し、制度の質は長期で効果を及ぼす傾向にあることが示された。この結果は、開発援助において長期の制度構築支援の重要性を示唆するものとなる。この結果をもとに、二つ目の分析として、援助の効果について検証を進めている。来年度は、実証分析で得られた結果の整合性を高める為、特有の効果が高い国を対象に現地調査を実施し、調査結果をもとに事例分析を行う予定である。

今年度の実施計画に記載の通り、文献精査、手法サーベイ、実証分析を進め、実証分析結果を国内外の学会で発表、改善プロセスを経て、2本の論文にまとめ公開することができた。事例分析の為の現地調査については、実施時期を3月から4-5月に延期したものの、研究全体についておおむね順調に進展しているといえる。多様な変数を用いて援助効果の実証分析を更に進め頑健生テスト等を行った後、結果を論文にまとめる。論文を学術ジャーナルに投稿し、来年度中に出版できるよう研究を進める。また、平成25年度前半に事例分析の為の現地調査を実施できるよう、調査対象国の情報収集や調査アレンジメント等の準備引き続き行う。実証分析で得られた結果の整合性を高める為、特有の固定効果が特に高い国を対象に現地調査にて(エチオピアとベトナムを予定)半構造的インタビューを行う。現地調査後は、調査結果を実証分析結果と結びつけながら博士論文の1章として纏める予定である。(抄録なし)
食事タンパク質・アミノ酸の抗肥満効果に対する褐色脂肪熱産生の寄与

タンパク質摂取後の熱産生における褐色脂肪の関与を明らかにするために、健常者を対象に高タンパク質食摂取後のエネルギー消費量を測定し、通常食摂取後の数値と比較した所、褐色脂肪高活性者の方が低活性者よりもタンパク質による熱産生が高いことが明らかとなり、タンパク質摂取による熱産生に褐色脂肪が寄与することが示された。更に、血中アミノ酸レベルを網羅的に測定した所、温暖条件下では高活性者と低活性者で差はみられなかった。しかし、寒冷刺激により褐色脂肪を活性化すると分岐鎖アミノ酸レベルが低下することが明らかになり、分岐鎖アミノ酸が褐色脂肪で活発に代謝利用される可能性が示唆された。我々は既に、通常の食事を摂取した時のエネルギー消費(食事誘導熱産生)が、褐色脂肪活性の高い被験者では低い被験者に比べて高くなることを明らかにし、褐色脂肪が食事誘導熱産生に寄与することを明らかにしている。そこで、本研究では褐色脂肪による食事誘導熱産生に対する食事タンパク質の量と質の影響を調べるために、タンパク質含量を上げた食事を摂取した後のエネルギー消費などの応答を測定した。1)被験者と褐色脂肪活性の評価健康な成人男性15名をリクルートし、LSI札幌クリニックの協力の下、FDG-PET/CTを用いて褐色脂肪活性の評価を行い、高活性者8名、低活性者7名の2群に分けた。2)食事誘導熱産生と褐色脂肪タンパク質含量を上げた食事(PFC比=62:15:23)を摂取した後のエネルギー消費量を呼気ガス分析法により数時間に渡って測定したところ、基本食(PFC比=11:38:51)摂取の場合と同様に、両群とも30分後から2時間後まで有意に上昇し高値を持続したが、その増加量は何れも基本食に比べてはるかに高値であった。高活性者のエネルギー消費増加量は、摂取1時間後には低活性者の1.2倍、除脂肪あたりにすると1.3倍であった。摂取前値からの2時間に渡るエネルギー増加量を積算すると高活性者の方が有意に高値となることが明らかになった。これらの結果は、タンパク質摂取によって熱産生が強く起こりその一部に褐色脂肪が関与することを示唆している。現在、糖質と脂質の酸化量の指標となる呼吸商や血中成分の応答を解析中であり、これらをまとめて原著論文として発表すべく準備中である。FDG-PET/CTによる褐色脂肪の評価や食事誘導熱産生測定については、すでに申請者らが方法を確立しているので、研究計画を実施するに当たって特に支障はなかった。但し被験者については、当初の予定よりもリクルートできた人数が少なくなったが、結果を解析するのに最低限必要な人数は確保できた。事実、食事摂取、特にタンパク質摂取による熱産生と褐色脂肪の関係を明らかにすることができた。1)アミノ酸血中レベルと褐色脂肪・体脂肪健常成人男性84名を対象に、身体計測(BMI、体脂肪率、内臓脂肪面積)とFDG-PET/CTによる褐色脂肪活性評価を行い、同時に血中アミノ酸レベルを網羅的に測定した。その後、16名を対象に、2時間の寒冷曝露前後で採血を行い、血中アミノ酸レベルの変動と褐色脂肪活性の関係を解析した。BMI、体脂肪率、体脂肪量、除脂肪体重、内臓脂肪面積について、中央値を境に2群に分け血中アミノ酸レベルを比較したところ、内臓脂肪面積高値群でBCAAが有意に高いことが確認された。しかし、褐色脂肪の高活性群と低活性群の間には有意な差は認められなかった。次に、2時間の寒冷刺激を行ったところ、高活性群でのみBCAAレベルが有意に低下した。この時、他のアミノ酸やグルコースのレベルは変化しなかった。ヒト褐色脂肪を活性化すると血中BCAAレベルが低下することが発見された、すなわちBCAAが褐色脂肪で活発に代謝利用される可能性が示唆された。2)アミノ酸強化食品摂取による褐色脂肪活性化予備的実験として、これまで蓄積していた被験者の血中アミノ酸濃度を測定したところ、肥満者では分岐鎖アミノ酸が高いことが確認され、更に褐色脂肪活性の高い被験者ではアルギニン濃度が高い傾向があったことから、褐色脂肪との関連が顕著に現れたアミノ酸を強化した食品をFDG-PET/CT検査の評価で低活性者となった者を対象として摂取させ、エネルギー消費を測定し、褐色脂肪活性との関係を解析する予定であった。しかし、被験者を増やして血中アミノ酸濃度を測定した結果、肥満者で分岐鎖アミノ酸が高いことは確認されたが、アルギニン濃度は褐色脂肪活性が高い者と低い者の差はなかった。したがって、アミノ酸強化食品を摂取する実験は中止とした。

1.タンパク質食摂取に伴う血中アミノ酸レベルの変化を網羅的に解析し、褐色脂肪活性、肥満度(BMI、体脂肪量、内蔵脂肪量など)との関係について、特に、アルギニンや分岐鎖アミノ酸に焦点を当てて解析する。2.褐色脂肪高活性者と低活性者で差が見られるアミノ酸について、そのアミノ酸の含有量の多い食事・食品を摂取した時の食事誘導熱産生を測定し、更に数週間に渡って長期摂取した場合の効果について、褐色脂肪や体脂肪の増減などを中心に明らかにする。食生活学研究に参加した被験者の人数が当初予定よりも少なくなったので、謝金に余剰が発生した。呼気ガス分析装置のセンサー交換時期(\80,000)のため、センサー交換およびメンテナンス代に充てる。
脱細胞化技術を用いた高機能人工肝臓の構築と新規肝不全治療法の開発

本研究は、3次元臓器再生のための鋳型として期待されている脱細胞化臓器を用いて、人工肝臓の構築を試みるものである。本年度は、前年度に確立した胆管経路による細胞注入方法と胎仔肝由来の肝前駆細胞を細胞源として用いる再細胞化アプローチに基づいて、得られた人工肝臓の機能と構造の解析を進めた。脱細胞化肝臓骨格内に生着し培養された肝前駆細胞は、肝細胞および胆管上皮細胞の両系統の細胞へ分化した。肝前駆細胞由来の肝細胞は、胎仔肝には認められないCYP3A4やUGT1A1の発現を獲得した。また、胎仔肝には存在しないCK19陽性の胆管上皮細胞による管腔構造が認められたが、肝小葉内の部位特異性は確認できなかった。人工肝臓内で培養された胎仔肝細胞は、本来持っている高い増殖活性は失われるものの、成熟肝細胞に比べてほぼ2倍のDNA残存率を示した。この高いviabilityが、成熟肝細胞を細胞源とした人工肝臓と同等の肝細胞機能を持つ人工肝臓を肝前駆細胞が構築できた理由の一つであると考えられた。この人工肝臓を、ラットの対外循環モデルを用いて評価することを試みたが、ヘパリン化だけでは人工肝臓内の血液循環の維持は不可能であった。血栓形成抑制・血液循環維持のためには脱細胞化肝臓骨格の門脈・静脈の内皮化が不可欠であると考え、類洞内皮細胞による門脈の再細胞化を行い、一定の血栓形成抑制効果と肝細胞の機能補助効果を確認した。これらの成果は、国内外の学会および国際誌にて発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は3次元臓器再生のための鋳型として期待されている脱細胞化臓器を用いて人工肝臓の構築を試みるものである。初年度の計画としては、脱細胞化骨格へ注入した細胞の分布や生存率、ひいては再構築した人工肝臓の機能向上のため、脱細胞化骨格への細胞注入条件および細胞を生着させた人工肝臓の培養条件を至適化することであった。まず培地や還流速度の条件検討を行ったところ、生着した肝細胞の培養2日後のviabilityが95%以上となるまで改善した。さらに、細胞の注入方法の検討を行い、今回新たに胆管経路を用いた肝細胞注入方法を確立し、これまで主に用いられてきた門脈経路に比べたところ、肝実質腔への細胞分布効率が飛躍的に改善した。現在この細胞充填方法を発展させ、肝細胞に加えて、血管内皮を生着させた人工肝臓の構築に取り組み、その機能解析を進めている。また、細胞源に対する検討として、マウス胎仔肝から分離した肝前駆細胞を用いて人工肝臓を構築しその組織構築と機能を評価したところ、脱細胞化骨格内で培養された肝前駆細胞は通常の平面培養に比較して肝細胞および胆管上皮細胞への分化が促進され、胆管様の脈管構造を形成することが確認された。さらに、この肝前駆細胞を細胞源とした人工肝臓を培養したところ、その機能は成熟肝細胞を細胞源とした人工肝臓とほぼ同等であった。肝前駆細胞は、脱細胞化骨格内においても成熟肝細胞に比べてviabilityが高いことを示唆する所見が得られており、そのことが肝前駆細胞を用いた人工肝臓の機能に貢献しているものと思われた。今後は、ラットの対外循環モデルを用いながら、内皮化された人工肝臓の血栓予防効果を評価するとともに、生体での肝臓機能の発現を図る予定である。人工肝臓の再構築および培地循環の方法を確立することができ、安定した培養が可能となった。また、脱細胞化肝臓組織の肝実質腔への細胞注入方法を改良することにより、より本来の肝臓に近い小葉構造を効率的に再現することが可能となった。胎仔肝細胞から採取した肝前駆細胞を用いて人工肝臓を作成しその機能解析を行ったところ、成熟肝細胞と遜色ない機能を持つことが示され、分化の未熟な肝細胞が細胞源となり得ることを示唆するものと解釈された。

血栓形成抑制・血液循環維持のためには脱細胞化肝臓骨格の門脈・静脈の内皮化が不可欠であると考え、類洞内皮細胞による門脈の再細胞化を行い、一定の血栓形成抑制効果と肝細胞の機能補助効果を確認した。これらの成果は、国内外の学会および国際誌にて発表した。これまでの研究で、胆管経由で肝実質腔へ細胞を生着させる方法を確立することが出来たため、今後はこのアプローチを基本とし、門脈から血管内皮を生着させる方法と組み合わせて、肝実質細胞と内皮細胞を生着させた人工肝臓を作成する。とくに肝前駆細胞と血管内皮細胞を組み合わせた人工肝臓はこれから取り組む予定としている。また、こうして作成した人工肝臓では、肝細胞機能が内皮細胞と組み合わせることでどのように変化したか、内皮細胞がどの程度の血栓予防効果を持つのか、組織標本、タンパク分泌能、遺伝子発現などで評価していく予定である。血栓予防効果については、ポンプを用いて血液を還流させて評価を行うが、一定以上の抗血栓機能を有する場合には、生体で機能を発現させるべく対外循環回路に人工肝臓を組み込んで評価する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
耳下腺細胞における分泌とアデニリル化

ラット耳下腺腺房細胞では,β-アドレナリン受容体の活性化によりアミラーゼ分泌が引き起こされる。一方,アデニリル化反応はATPのAMP部分がタンパク質に転移する反応であり,タンパク質の翻訳後修飾の一つである.本研究においては,アデニリル化がアミラーゼ分泌に関与することを明らかにする目的で,ラット耳下腺腺房細胞でのアデニリル化に対するアミラーゼ分泌を引き起こすシグナリングとの関連を検討した.分離したラット耳下腺腺房細胞をサポニン処理により過透過性にし,ATPのアデニン部分を標識した[^3H]ATPとともにインキュベートした.その後,その細胞を破砕し,10万g上清画分と膜画分とに分離した.SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法にて標識されるタンパク質を分離したところ,両画分の70kDaタンパク質が標識されることが認められた.このタンパク質をゲルより切り出し,蛇毒ホスホジエステラーゼ処理をしたところ,アデニンの遊離が見られた.このことは70kDaタンパク質に少なくともアデニンを持った分子が結合していたことを意味するものであり,アデニリル化である可能性が考えられた.アミラーゼの分泌はβ-アドレナリン受容体の活性化に引き続く細胞内サイクリックAMP(cAMP)の上昇が必要であることから,cAMPの効果を検討した.cAMPは70kDaタンパク質の標識を有意に阻害した.β-アゴニストであるイソプレナリンやアデニール酸シクラーゼを活性化し細胞内cAMPを増加させるホルスコリンも同様な阻害効果を示した.カルシウムイオンをキレートするとアデニリル化は抑制され,cAMPの効果も認められなかった.これらの結果は,cAMPシグナリング系によりアデニリル化が調節されていることを示唆しており,アミラーゼ分泌への関与が期待される.ラット耳下腺腺房細胞では,β-アドレナリン受容体の活性化によりアミラーゼ分泌が引き起こされる。一方,アデニリル化反応はATPのAMP部分がタンパク質に転移する反応であり,タンパク質の翻訳後修飾の一つである.本研究においては,アデニリル化がアミラーゼ分泌に関与することを明らかにする目的で,ラット耳下腺腺房細胞でのアデニリル化に対するアミラーゼ分泌を引き起こすシグナリングとの関連を検討した.分離したラット耳下腺腺房細胞をサポニン処理により過透過性にし,ATPのアデニン部分を標識した[^3H]ATPとともにインキュベートした.その後,その細胞を破砕し,10万g上清画分と膜画分とに分離した.SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法にて標識されるタンパク質を分離したところ,両画分の70kDaタンパク質が標識されることが認められた.このタンパク質をゲルより切り出し,蛇毒ホスホジエステラーゼ処理をしたところ,アデニンの遊離が見られた.このことは70kDaタンパク質に少なくともアデニンを持った分子が結合していたことを意味するものであり,アデニリル化である可能性が考えられた.アミラーゼの分泌はβ-アドレナリン受容体の活性化に引き続く細胞内サイクリックAMP(cAMP)の上昇が必要であることから,cAMPの効果を検討した.cAMPは70kDaタンパク質の標識を有意に阻害した.β-アゴニストであるイソプレナリンやアデニール酸シクラーゼを活性化し細胞内cAMPを増加させるホルスコリンも同様な阻害効果を示した.カルシウムイオンをキレートするとアデニリル化は抑制され,cAMPの効果も認められなかった.これらの結果は,cAMPシグナリング系によりアデニリル化が調節されていることを示唆しており,アミラーゼ分泌への関与が期待される.
従来型・非従来型超伝導体に対する超伝導密度汎関数理論の開発と応用

第一原理計算に基づく超伝導理論は,現実の物質中で起きているスピン・軌道そして格子自由度が複雑に絡み合った多彩な物理を読み解き,その物性を予測するうえで必要不可欠な道具である.本研究では特にスピン軌道相互作用の導入および電子格子相互作用機構の再考を軸に超伝導密度汎関数理論の改良を行い,近年注目を集めるトポロジカル超伝導体や空間反転対称性の破れた超伝導体,また既存の手法で正しく転移温度を見積もれない従来型の超伝導体に適用し,その発現機構や超伝導状態の解明を試みる.第一原理計算に基づく超伝導理論は,現実の物質中で起きているスピン・軌道そして格子自由度が複雑に絡み合った多彩な物理を読み解き,その物性を予測するうえで必要不可欠な道具である.本研究では特にスピン軌道相互作用の導入および電子格子相互作用機構の再考を軸に超伝導密度汎関数理論の改良を行い,近年注目を集めるトポロジカル超伝導体や空間反転対称性の破れた超伝導体,また既存の手法で正しく転移温度を見積もれない従来型の超伝導体に適用し,その発現機構や超伝導状態の解明を試みる.
樹状細胞へのex vivo遺伝子導入による炎症性腸疾患の治療法開発

本研究の目的は、マウス消化管における樹状細胞の機能を明らかにするとともに、ヒト消化管における常在細菌に対する免疫寛容についてその成り立ちを明らかにし、最終的には腸炎抑制性樹状細胞をex vivoで調整して生体に戻し粘膜免疫を修飾させるための基盤研究を行なうことである.1.潰瘍性大腸炎モデルでは,樹状細胞遊走が重要であり、可溶性リンホトキシン受容体投与によって治療可能であった。2.正常ヒト大腸単核細胞はLPSによる刺激に対するサイトカイン産生が非常に低かった.マクロファージ・樹状細胞画分ではLPSのシグナル伝達に必須であるMD-2分子の発現がみられず、このことがヒト大腸での免疫低応答の重要なメカニズムであると考えられた。潰瘍性大腸炎においては、MD2分子の発現やTNF-α応答の異常が見られた。3.骨髄由来樹状細胞のin vivoでの動態を解析するため、GFP発現骨髄樹状細胞を、マウスに静注移植した結果、腸管膜リンパ節にGFP陽性細胞が検出され、ex vivoで作成した樹状細胞が腸管膜リンパ節で機能を発揮する可能性を示唆された.4.骨髄由来樹状細胞への遺伝子導入に関して、レトロウイルスベクター使用を試みていたが、研究期間中に副作用の問題が明らかになったため、新たな樹状細胞機能修飾法として、コレラ毒素の適用を試みた。コレラ毒素は骨髄由来樹状細胞において、NF-κBの核移行と活性化を誘導した。5.細胞内輸送系を利用したタンパク質導入法の開発を目的として、導入のツールとしてKDEL配列の変異型コレラ毒素を作製したところ、樹状細胞内でゴルジ体には取り込まれるが、ERへは逆輸送されないことが明らかとなった。変異型コレラ毒素を用いることで、樹状細胞にタンパク質を導入し、その機能を修飾できる可能性が示唆された。以上の研究成果から正常及び疾患における消化管の樹状細胞の特徴とその機能修飾のための基礎的知見が得られた。1.潰瘍性大腸炎マウスモデルにおけるパイエル板の役割:Th2型腸炎(潰瘍性大腸炎型の腸炎モデル)は,可溶性リンホトキシン受容体投与により,治療可能であることが明らかになった.炎症の軽症化に先立って,パイエル板内の細胞数の顕著な減少が起こったが,特に,subepithelial domeの樹状細胞,ろ胞内活性化樹状細胞の脱落が認められた.無治療のマウス腸炎においては炎症の誘導から7日目をピークとして末梢血中に樹状細胞が増加し,パイエル板に樹状細胞の組織内への遊走・浸潤を促すケモカインの発現が見られた.よって,腸炎の遷延化には樹状細胞のリクルートメントが重要であることが明らかになった.2.経口免疫寛容におけるパイエル板の役割:パイエル板欠損マウスを用いた実験により,低分子抗原に対する経口免疫寛容はパイエル板構造を必要としないが,蛋白抗原に対する経口免疫寛容を誘導するにはパイエル板構造が必須であることが明らかになった.3.ヒト消化管における常在細菌に対する免疫寛容:常在菌(Bacteroides vulgatus)由来リポポリサッカライド(LPS)を精製抽出し,これに対する健常人(癌手術例の健常部)の大腸粘膜固有層より調整した単核細胞の応答を解析した所,ヒト大腸単核細胞は常在及び病原性グラム陰性桿菌由来LPSによる刺激に対し,TNFαをほとんど産生せず,IL-10を産生することが明らかになった.ヒト大腸単核細胞のかなりの部分は大腸粘膜固有層から粘膜下層にまたがって多数存在する,リンパろ胞(大腸パイエル板)に由来すると考えられる.

このような大腸免疫担当細胞の特徴が,腸内常在菌に対する積極的な免疫抑制機構を担っていると考えられる.本研究の目的は、マウス消化管における樹状細胞の機能を明らかにするとともに、ヒト消化管における常在細菌に対する免疫寛容について腸内嫌気性グラム陰性桿菌の菌体成分に対するリンパ球応答を指標としてその成り立ちを明らかにし、最終的には腸炎抑制性樹状細胞をex vivoで作製して生体に戻し粘膜免疫を修飾させるための基盤研究を行なうことである.本年度は骨髄由来樹状細胞のin vivoでの動態を解析するため、蛍光タンパクであるgreen fluorescence protein (GFP)発現マウス骨髄からG-CSF, IL-4の存在下で樹状細胞を増殖分化させ、これをC57BL/6マウスに移植し、24時間後に各臓器を組織学的に観察した.この結果、脾臓やパイエル板にはGFPマウス由来の樹状細胞が観察されなかったが、腸管膜リンパ節にはGFP陽性細胞が検出され、ex vivoで作成した樹状細胞が腸管膜リンパ節で機能を発揮する可能性を示唆する結果を得た.しかしパイエル板や粘膜固有層など局所での粘膜免疫を修飾するには、特異的なケモカイン受容体またはホーミング分子などを発現させる必要のあることがわかった.一方、ヒト大腸粘膜固有層単核細胞はlipopolysaccharide (LPS)の受容体であるToll like receptor (TLR) 4 mRNAを発現しているが、CD33陽性マクロファージ分画を精製して解析したところ、マクロファージ画分にTLR4のシグナル伝達に必須であるMD-2分子のmRNAがほとんど発現していなかった.これは末梢血単球にTLR4、MD-2のいずれも強く発現していることと対照的であった.また、このように、ヒト大腸マクロファージではLPS受容体であるTLR4がMD-2分子を欠くため機能していないと考えられ、これがLPSに対する炎症性サイトカイン低応答を示す重要なメカニズムであると考えられる.本研究の目的は、消化管における常在細菌に対する応答について腸内嫌気性グラム陰性桿菌の菌体成分に対するサイトカイン応答を指標としてその成り立ちを明らかにし、最終的には樹状細胞の機能を修飾して炎症を抑制するための基盤研究を行なうことである.炎症性腸疾患における常在菌Bacteroides vulgatus由来のLPSに対する応答については潰瘍性大腸炎、クローン病の症例ごとに詳細な解析を行った。活動性の潰瘍性大腸炎においては、CD14陽性細胞の増加とマクロファージにおけるMD2分子の発現がみられる症例や、LPS刺激によるTNF-α応答が異常な高値を示す症例があった。この症例における異常なTNF-α産生はToll様受容体-4依存性であったため、病態への腸内細菌の関与が示唆された。マウス骨髄由来樹状細胞への遺伝子導入に関しては、レトロウイルスベクターを使用した遺伝子治療の副作用の問題が明らかになってきたため、本年度は、新たな樹状細胞機能修飾法として、細胞の細胞内輸送系を利用したタンパク質導入法の開発を試みた。導入のツールとしてコレラ毒素Bサブユニットの適用を試みた。野生型のコレラ毒素は生体膜構成糖脂質GM1に結合した後、GM1依存的なエンドサイトーシスによりマウス樹状細胞のゴルジ体に取り込まれる。その後、Aサブユニットに存在するKDEL配列によりERへと逆輸送され、Aサブユニットは効率的に細胞質内へと放出される。KDEL