hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バルク固定相を用いた高感度光免疫センサの試作

本研究では流体分析システムに用いる抗体を用いた生体高分子センサの、高感度化に必要な基礎技術の確立し、動作確認のための試作を行う。昨年度はより多くの抗体分子を固定化するための親水性ゲルの形成条件について検討した。本年度はゲルへの抗体の固定化と抗原抗体反応の検出を行った。抗体をゲルに固定化し、またゲル中で抗原抗体の結合反応を検出するためにはタンパク分子がゲル中に拡散することが必要である。蛍光ラベルしたタンパク分子を用いた測定により、数ミクロン程度の距離までなら十分早い拡散が起きることが確認された。そこで、厚さ1ミクロンのゲルを石英基板表面にスポット状にマイクロパターニングすることで抗体固定化相を形成した。このゲルに昨年度開発した共有結合的固定化技術を用いて抗体分子を固定化し、蛍光測定を行ったところ、バックグラウンドは変わらないのに対して蛍光強度は2倍に向上した。この値は理論値に比べて非常に小さいので、ゲルの調製方法の検討により、さらに大きな改善が期待できる。また蛍光異方性は通常の基板表面への固定化と同じ値で、さらに抗原の結合実験から抗原抗体反応の検出が可能であることが示された。以上の結果から、石英基板表面のゲルに対して抗体をスポット状に固定化し、高感度な光免疫測定を実現することができた。これにより、多成分生体試料に対する高速免疫測定技術の基礎が確立したものと考えられる。平成11年度は主に抗体の固定相となるゲルの石英キャピラリへの形成条件の検討と、キャピラリを用いた蛍光異方性の測定系の設定を行った。ゲルとしては、化学的、生物学的活性の少なさ、親水性、修飾試薬の豊富さからtetramethoxysilane(TMOS)モノマーから重合形成したシリカのハイドロゲルを用いている。ゲルに抗体を共有結合的に固定化するためには、化学的結合を形成するための反応基を導入する必要がある。このためシラン系表面修飾試薬のaminopropyltriethoxysilane(APTES)をTMOSに混合してゲルと重合させた。このときAPTESは塩基性の試薬であり、一方TMOSゲルは溶液のpHが高いと急速にゲル化する。このため通常の条件でゲル化を行うと均一なゲルが形成されず、わずかの圧力でゲルが抜け落ちてしまう。そこで溶液の温度、TMOSの濃度を調整することでゲル化速度を低下させ、均一なゲルを形成する条件を決定した。現在この条件で形成されたゲルを用いて、アミノ基への分子の固定化を試みている。キャピラリ中のゲルの蛍光異方性測のためには、従来用いている蛍光光度計に比べて、より小さな領域に集中して測定が可能なように、蛍光顕微鏡を用いた測定系を新たに設定した。用いた蛍光試薬は350nm付近に励起ピークをもつため、紫外線用の光学系により水平偏光をキャピラリに収束している。キャピラリからの蛍光発光はビームスプリッタにより分割した後、縦偏光と横偏光に分けて光電子増倍管で測定し、コンピュータに取り込んでほぼ実時間で蛍光異方性を計算している。これにより光源の強度の変動の影響をなくし、また最低限の試料の退色で異方性の測定が可能となった。来年度は、上記の測定系を用いてゲル相への抗体の固定化を行い、また実際に試料を導入してセンサとして動作確認と特性の改善を行う。
ゲノム置換による大脳皮質形成機構の解明

RP58遺伝子を含んだヒトBacクローン(204 kbp)のトランスジェニックマウスを5系統作製した。RP58のヘテロマウスと交配して、マウスのRP58を欠落させ、ヒトRP58遺伝子と置換することを試みた。5系統作製したが、どの系統もマウスRP58を欠損させると、出生後、発育が困難であった。そこで、大脳皮質でのみRP58を欠落させるためにEmxCre、RP58Floxマウスと交配させた。現在、すべての系統でヒトRP58を保有し、マウスRP58を欠損した大脳皮質を持ったマウスを作製した。現在行動解析を開始しており、その後組織学的解析を予定している。霊長類の大脳皮質ではげっ歯類にみられない外側脳室下帯(OSVZ)という前駆細胞層があり、それが神経細胞産生を盛んにし、霊長類大脳皮質の神経細胞数を増加させると考えられている。我々は、これまで、転写抑制因子RP58の欠損が、マウス脳にOSVZ様構造を惹き起すことを見出した。また、RP58遺伝子の近傍にはヒトとマウスでホモロジーの低いlong non-coding RNA(LncRNA)が存在し、かつ、マウスのLncRNAは内在性のRP58発現促進効果を持つ。そこで、「ヒトで発達したOSVZ形成は、RP58遺伝子を含むゲノム領域に依存している」、という仮説を立て、ヒトBacクローンを用いて、マウス脳でOSVZを形成させ、ヒト型に変容させることを試み、その原因がLncRNAの違いであるか否かを検討する。本研究の成功は、神経科学、ゲノム科学の融合分野の創世につながる。そこで、ヒトのRP58ゲノムで置換したマウスを作製した。そのために、RP58のヒトバッククローンを用いてTGマウスを作成し、作成された6系統をRP58KOヘテロマウスと交配し、mouse由来のPR58を欠失し、ヒトRP58(制御領域とRP58コード領域)を保有したマウスを作成中である。これまで、一系のみそのようなマウスが得られ、小脳失調と大脳皮質、小脳の縮小が観察された。これは、ヒトバッククローンからのRP58の発現がマウスとは異なることを示唆している。その原因としてはゲノムにバッククローンが挿入された位置効果である可能性がある。RP58の発現部位、量を検討するとともに、今後、ほかの系統も作成し、行動、組織解析を継続し、ヒトRP58を含むゲノム領域がマウス脳形成過程に及ぼす影響を確定することを目指す。P58を含むゲノム領域が大脳皮質のOSVZ形成、脳回形成を促す可能性を明らかにするために、ヒトのRP58ゲノムで置換したTGマウスを作製した。ヒトBacクローンを導入した4系統のマウスを作製したところ、いずれも小脳失調が強く成体での解析が困難なため、EmxCreで大脳皮質特異的にRP58を欠落させ、そこにヒトBacクローンを導入する方式に変更した。大脳皮質のみヒト型RP58にしたマウスは、体重は小さいが、成体まで発達させることに成功した。今後、行動解析、組織解析を行う。マウスのRP58欠失、ヒトRP58バッククローン保有マウスの作成に予想より時間がかかっているが、一系統は得られたので、おおむね順調であると考えられる。神経生物今後6系統すべてでマウスのRP58欠失、ヒトRP58バッククローン保有マウスの作成解析する。作成されたトランスジェニックマウスの作成系統数が少ない(1系統のみ)ため、組織解析などを次年度にまわす。今後、5系統のトランスジェニックマスが作成されたのち、組織学的解析をおこなう。
造血器腫瘍の悪性化に関わる新しい遺伝子増幅機構の分子遺伝学的研究

複雑な染色体異常を持つヒト白血病や悪性リンパ腫135症例をFISH法で解析し、染色体の一領域が複数の他の染色体の端部に転座する現象をみつけ、これをsegmental jumping translocation(SJT)となずけた。SJTは新しい遺伝子増幅機構である。これまでみつけた8領域(8q24,9q34,11q13,11q22-2314q32-34,chr.21;21q22,22q11)に加え、今回SKY-FISH法をもちいて観察し、これ以外の7領域をみつけた(1q22-32.2,2q22-25,3q24-27,5q22-32,7q23-q25,16q22-q23,20q21-22)。また30症例にては8q24,11q13,11q22-23,21q22のSJTの4領域の共通部域をFISH法を用いて同定した。どの領域も染色体バンド数個分を含むかなり広い範囲が共通領域であった。領域内に存在して遺伝子発現の高い遺伝子がSJTにて遺伝子量を増加し、悪性化に重要な働きをしていると考えられる。8q24では発現の高い遺伝子が疾患の種類でことなり、MYC遺伝子とこれ以外の遺伝子が、11q13ではcyclinD1遺伝子が全例で発現が高く,21q22ではAML1遺伝子よりテロメア側の遺伝子が重要な遺伝子と考えられた。8q24と11q13にSJTを持つ骨髄性白血病細胞株OHN-GMをもちいて約20本の染色体分裂像内のSJT領域をmicrodissection法を用いて切断、DNA抽出し、DOP-PCR法で増幅してプローブを作成した。FISH法を用いて骨髄細胞の間期核上で検出した。このプローブを用い2例の患者を経時的に観察し、陽性細胞の増加が観察され、診断、予後推定に使用できた。また染色体の切断したDNA断片に標識をおこない、細胞株より作成したcDNAライブラリーをスクリーニングすることで5,8個の陽性クローンを得た。現在これらの遺伝子を解析中である。単離された遺伝子は将来悪性化の遺伝子診断に使える。SJTは化学療法や放射線被曝後の白血病に多く観察され、SJTと環境因子との関連が示唆される。SJTの形成の機構は不明である。またSJTはヒト染色体が進化学的に形成されたときの1単位であり、癌細胞では1単位を基本に他の複数の染色体にとび回るのではないかと考えている。これまで、複雑染色体異常を持つ135症例で8領域にSJT(segmental jumping translocation)を確認している。

1,今年さらに30症例の白血病と悪性リンパ腫について全異常を検出できるSKY FlSH法をもちいて観察を行い、これまで見つかっている8領域以外にさらに5個の染色体領域にSJTを検出した。それらの領域は1q22-q32、2q22-q25,3q24-q27,5q22-q32,20番染色体20q21-q22であった。2,8q24,11q13,11q22-23、21q22の4領域のSJTについて、領域近傍の約10種のcosmid,YACプローブをもちいてFlSH法を行い、共通に増幅している領域を検出した。その結果、8q24のSJTではMYC遺伝子を含むCc8-10-Cc8-134までが、11q13のSJTではcyclin D1を含む領域で11q13.1-q13.3のlNT2-Cc11-534までが、11q22-q23のSJTではCc11-526-Cc11-554の広い範囲が、21q22のSJTではAML-1を含まず、よりテロメア側のD12S239を含む領域が共通であった。また共通領域内にテロメア、サブテロメア領域は含まれていなかった。3,またこれら2領域内で高率に発現をしている既知の遺伝子を検索した。8q24のSJTでは悪性リンパ腫ではMYC遺伝子が遺伝子レベルの増幅数に一致して高い発現をしていたが、白血病では発現量は低く、MYC遺伝子以外の遺伝子が関与していると考えられた。また11q13のSJTでは悪性リンパ腫で、cyclinD1の高い発現が観察され、SJT内で関与している遺伝子と考えられた。4,SJTを持つ2個の細胞株にてmicrodissection法でSJTの共通領域を微細切断し、同時にcDNA libraryを作成し高度に発現をしている遺伝子を検出する。(2)microdissection法で検出したDNA断片を増幅し、SJTに特異的な領域をmulticolor FlSH法で検出する方法の予備実験をしている。複雑な染色体異常を持つヒト白血病や悪性リンパ腫135症例をFISH法で解析し、染色体の一領域が複数の他の染色体の端部に転座する現象をみつけ、これをsegmental jumping translocation(SJT)となずけた。SJTは新しい遺伝子増幅機構である。これまでみつけた8領域(8q24,9q34,11q13,11q22-2314q32-34,chr.21;21q22,22q11)に加え、今回SKY-FISH法をもちいて観察し、これ以外の7領域をみつけた(1q22-32.2,2q22-25,3q24-27,5q22-32,7q23-q25,16q22-q23,20q21-22)。また30症例にては8q24,11q13,11q22-23,21q22のSJTの4領域の共通部域をFISH法を用いて同定した。どの領域も染色体バンド数個分を含むかなり広い範囲が共通領域であった。領域内に存在して遺伝子発現の高い遺伝子がSJTにて遺伝子量を増加し、悪性化に重要な働きをしていると考えられる。8q24では発現の高い遺伝子が疾患の種類でことなり、MYC遺伝子とこれ以外の遺伝子が、11q13ではcyclinD1遺伝子が全例で発現が高く,21q22ではAML1遺伝子よりテロメア側の遺伝子が重要な遺伝子と考えられた。8q24と11q13にSJTを持つ骨髄性白血病細胞株OHN-GMをもちいて約20本の染色体分裂像内のSJT領域をmicrodissection法を用いて切断、DNA抽出し、DOP-PCR法で増幅してプローブを作成した。FISH法を用いて骨髄細胞の間期核上で検出した。このプローブを用い2例の患者を経時的に観察し、陽性細胞の増加が観察され、診断、予後推定に使用できた。また染色体の切断したDNA断片に標識をおこない、細胞株より作成したcDNAライブラリーをスクリーニングすることで5,8個の陽性クローンを得た。現在これらの遺伝子を解析中である。
銀河団の形成進化におけるエネルギー収支の解明

銀河団は衝突合体を繰り返し、今もなお成長を続ける天体である。衝突の莫大な運動エネルギーは、銀河団中のガスを激しく加熱したり、複雑な運動を生んだりすることに使われる。このような銀河団形成に伴うエネルギー収支を理解することを目指して、主に「すざく」衛星のX線データを系統的に分析し、超高温ガスや非熱的ガスの存在に制限をつけた。また、近傍銀河団のガス運動探査を行い、規則型・不規則型銀河団の両方にガス運動が存在する兆候やガスと銀河の分布の違いを新たに見つけた。また、ASTRO-H衛星搭載X線カロリメータによる精密分光のシミュレーションを行い、ガス運動や銀河団質量が精度良く再現できることを示した。本研究は、「すざく」衛星のアーカイブデータによる(a)銀河団の硬X線放射や(b)ガスバルク運動の解析に加えて、ASTRO-H衛星の超高分解能X線カロリメータを利用して銀河団中のガス乱流測定を初めて実現し、これらをもとに銀河団形成におけるエネルギー収支問題の解明を目指している。(a)について、アーベルカタログの中で最も温度が高いAbell2163銀河団の「すざく」とXMM-Newton衛星による広帯域X線スペクトルの解析結果を、査読つき論文として発表した。この論文では、XMM-Newton衛星データから構築した多温度モデルを用いると、「すざく」で観測された硬X線放射は数億度の極めて温度の高いガス成分を含む熱的放射で再現できること、一方で、非熱的放射は顕著でないことを高い精度で示した。この結果をRXTE, BeppoSAX, INTEGRAL, Swift,「すざく」衛星で観測された計12個の天体と比較し、現状の非熱的X線放射の測定結果のまとめを行った。さらに、同様の解析手法を用いて、4つの衝突銀河団の硬X線スペクトルの解析を行ったところ、これまでの結果と合わせた6天体について共通に、硬X線データは多温度モデルでよく説明でき、非熱的放射は弱いことが確かめられた。以上の成果をもとに、国際会議で招待講演を行った。(b)について、8個の近傍銀河団について「すざく」衛星の鉄輝線スペクトルのドップラーシフトの解析からガスバルク運動の探査を行った。その結果、新しく3天体についてガス運動の兆候を見つけ、国際会議で発表するとともに学術雑誌へ査読つき論文2編を投稿し、うち1編が出版済みである。本研究は、「すざく」衛星による(a)銀河団の超高温ガス・非熱的ガスの探査やバルク運動の解析に加えて、(b)ASTRO-H衛星の超高分解能X線カロリメータを利用して銀河団中のガス乱流測定を初めて実現し、これらをもとに銀河団形成におけるエネルギー収支問題の解明を目指している。(a)について、新たに「すざく」衛星で取得した2つの衝突銀河団A2255, A2744のX線分光データの解析を行った。衝突合体によって形成されたと考えられる電波レリックの領域に注目してガス温度分布を求め、衝突のマッハ数を推定した。その結果、A2255については顕著な温度構造は見られなかった一方、A2744銀河団の北東部には数億度の超高温ガスがありガス温度が不連続な分布を持つことを検出した。X線観測から見積もられるマッハ数は電波観測の値とも一致し、銀河団外縁部における衝撃波加熱が起きたと解釈できる。この成果をシンポジウムで発表した。(b)については、宇宙論的数値計算により作成された銀河団サンプルを利用して、ASTRO-H衛星X線カロリメータ検出器の銀河団分光観測シミュレーションを行った。実際の観測で予想される分光測定の系統誤差を定量的にに検討した。規則型銀河団であっても数100km/sのガスの乱流やバルク運動が存在し、その大きさは同一天体中でも方位角方向によって異なるため、複数領域の観測を行うことが系統誤差をおさえるうえで重要となることを示した。また乱流による非熱的圧力を考慮することで、銀河団質量を数%の精度で再現できる可能性を示した。この結果をふまえて、ASTRO-Hプロジェクトや期待される銀河団観測成果について国際会議で招待講演を行った。本研究は、「すざく」衛星のアーカイブデータによる(a)銀河団の硬X線放射や(b)ガスバルク運動の解析に加えて、ASTRO-H衛星の超高分解能X線カロリメータを利用して銀河団中のガス乱流測定を実現し、これらをもとに銀河団形成におけるエネルギー収支問題の解明を目指している。(a)については、ドイツ・Argelander-Institut fuer Astronomieに滞在し、すざく衛星とニュートン衛星のデータを用いた国際共同研究を進めた。硬X線放射の起源に加え、超高温熱的ガスからのX線放射強度と電波放射強度との相関を調査した結果について、投稿論文を準備中である。(b)すざく衛星の最新の検出器較正データベースを反映して、様々な形態を持つ8つの近傍銀河団中のガスバルク運動探査を行い、成果を査読付き論文として発表した。本研究ではまず、ケンタウルス座銀河団中のサブクラスターの持つガスの視線速度が可視光で得られた視線速度より有意に小さいことを初めて示した。これは、衝突合体によってガスと銀河の空間分布にずれが生じたことを意味する。また、規則型銀河団において検出器の系統誤差を超えるガスの視線運動があることも新たにわかった。このことはガスバルク運動の有無が必ずしも銀河団形態とは単純な相関関係にないことを示唆する。

また、宇宙論的シミュレーションを利用して、ASTRO-H衛星搭載X線カロリメータの観測手法や期待される銀河団ガスの速度構造測定について詳細に検討を行い、規則型銀河団では典型的に数%の精度で銀河団質量分布の再構築が可能であるという結果を得た。銀河団は衝突合体を繰り返し、今もなお成長を続ける天体である。衝突の莫大な運動エネルギーは、銀河団中のガスを激しく加熱したり、複雑な運動を生んだりすることに使われる。このような銀河団形成に伴うエネルギー収支を理解することを目指して、主に「すざく」衛星のX線データを系統的に分析し、超高温ガスや非熱的ガスの存在に制限をつけた。また、近傍銀河団のガス運動探査を行い、規則型・不規則型銀河団の両方にガス運動が存在する兆候やガスと銀河の分布の違いを新たに見つけた。また、ASTRO-H衛星搭載X線カロリメータによる精密分光のシミュレーションを行い、ガス運動や銀河団質量が精度良く再現できることを示した。今年度は、「すざく」衛星のデータ解析から、銀河団ガスの熱的エネルギーや非熱的高エネルギー粒子の存在を定量的に評価することであった。実際に、2つの衝突銀河団についてガス温度分布の解析を行い、超高温ガスの検出や衝突のマッハ数の推定を行い考察を進めることができた。また、ASTRO-H観測シミュレーションに基づいて観測戦略を検討した。そのため、研究は順調に進展しているといえる。X線天文学これまでに得た「すざく」衛星による銀河団の衝突合体現象やガスの運動に関する観測結果を、他のX線衛星や電波観測と比較し、銀河団の形成進化について考察をまとめ、投稿論文を執筆する。また、ASTRO-H衛星によるガス乱流測定については、今後、観測シミュレーションのサンプル数を増やすことで、より系統的に銀河団質量の再構築方法を検討をすすめ、研究成果を公表する計画である。今年度の主な計画は「すざく」衛星のアーカイブデータを利用して、明るい銀河団のX線線広帯域スペクトルの解析を行いサンプル数を増やすことであった。実際に、多温度モデル解析から6天体について硬X線放射の起源に制限を得ることができた。これに加えて、ガス運動探査も系統的に進め新しい結果を得ることができた。物品購入において残額が生じたため。「すざく」衛星のデータ解析結果から、銀河団ガスの熱的エネルギーや非熱的高エネルギー粒子の存在を定量的に評価する。得られた結果を投稿論文にまとめる。さらに、乱流測定に備えてASTRO-H衛星の観測シミュレーションを行い、銀河団マッピングによるガス運動測定の戦略をたてる。ASTRO-H衛星のX線マイクロカロリメータは約5eVという高いエネルギー分解能を実現し、鉄輝線のドップラー分光から、初めて本格的な銀河団ガスの速度マップを得ることが期待される。より具体的には、鉄輝線スペクトルを、銀河団ガスからの熱的放射にドップラー効果による輝線シフトやブロードニングを加味したモデルで評価し、運動速度を求めることになる。ただしX線カロリメータの視野は3分角と比較的小さいため、一般に数Mpcの広がりを持つ銀河団のマッピングには長い観測時間を要する。従って、現実的な積分時間で乱流測定を実現するため、天体や観測領域の綿密な検討を行う計画である。
同種移植後拒絶反応のメカニズム解明とその抑制に関する研究

この研究期間に3つ実験を行い,以下の知見を得た.【実験1】tumor necrosis factor(TNF)-αやinterleukin(IL)-1β等のproinflammatory cytokineは虚血再灌流傷害において重要な役割を担う.我々は,ドナー心の長時間保存中でのサイトカイン産生抑制が,移植後のドナー心機能を改善するか否かについて,12時間保存後の同所性心移植モデルを用いて検討した.結果として,proinflammatory cytokine抑制剤を添付した灌流液で灌流保存を行った群の方が,保存液のみで灌流を行った群に比較して移植再灌流後の循環動態は安定しており,病理組織学的にも保存状態は良好であった.このことから,保存中のproinflammatory cytokine産生抑制は,移植後の安定した循環動態を得るための有効な方法であると考えられた.【実験2】長時間心保存のための至適保存法を検討するため,ドナー心12時間保存において,11時間単純浸漬後に1時間冠灌流を加えた(SI+CP)心保存法と12時間持続冠灌流(CP)法とを,同所性心移植モデルを用いて検討した.結果として,2方法による心移植後の循環動態に有意差はなく,また心筋の浮腫はCP群に比較しSI+CP群で有意に低かった,このことから,SI+CP法は長時間心保存に適した保存法と考えられた.【実験3】Cyclooxygenase(COX)-2は炎症反応発現に関与し,虚血再灌流障害等で誘発された反応の進行,悪化に関与することが知られている.我々は,長時間保存後の移植心機能に対するCOX-2抑制の効果について,12時間低温単純浸漬後の同所性心移植モデルを用いて検討した.結果として,.選択的COX-2抑制剤を心移植後再灌流前に投与された群の循環動態は,コントロール群に比較して有意に良好であった.このことから,再灌流時におけるCOX-2抑制は長時間保存後の移植心機能を改善すると考えられた.この研究期間に3つ実験を行い,以下の知見を得た.【実験1】tumor necrosis factor(TNF)-αやinterleukin(IL)-1β等のproinflammatory cytokineは虚血再灌流傷害において重要な役割を担う.我々は,ドナー心の長時間保存中でのサイトカイン産生抑制が,移植後のドナー心機能を改善するか否かについて,12時間保存後の同所性心移植モデルを用いて検討した.結果として,proinflammatory cytokine抑制剤を添付した灌流液で灌流保存を行った群の方が,保存液のみで灌流を行った群に比較して移植再灌流後の循環動態は安定しており,病理組織学的にも保存状態は良好であった.このことから,保存中のproinflammatory cytokine産生抑制は,移植後の安定した循環動態を得るための有効な方法であると考えられた.【実験2】長時間心保存のための至適保存法を検討するため,ドナー心12時間保存において,11時間単純浸漬後に1時間冠灌流を加えた(SI+CP)心保存法と12時間持続冠灌流(CP)法とを,同所性心移植モデルを用いて検討した.結果として,2方法による心移植後の循環動態に有意差はなく,また心筋の浮腫はCP群に比較しSI+CP群で有意に低かった,このことから,SI+CP法は長時間心保存に適した保存法と考えられた.【実験3】Cyclooxygenase(COX)-2は炎症反応発現に関与し,虚血再灌流障害等で誘発された反応の進行,悪化に関与することが知られている.我々は,長時間保存後の移植心機能に対するCOX-2抑制の効果について,12時間低温単純浸漬後の同所性心移植モデルを用いて検討した.結果として,.選択的COX-2抑制剤を心移植後再灌流前に投与された群の循環動態は,コントロール群に比較して有意に良好であった.このことから,再灌流時におけるCOX-2抑制は長時間保存後の移植心機能を改善すると考えられた.虚血再灌流傷害は心臓移植後の心機能を左右する要因の一つとして重要であり,tumor necrosis factor (TNF)-αやinterleukin(IL)-1β等のproinflamamtory cytokineは虚血再灌流傷害において重要な役割を担う.我々は,ドナー心の長時間保存中にこれらのサイトカイン産生抑制が,移植後のドナー心機能を改善するか否かについて検討した.実験には10-15kgの雑種犬を用いた.GIK液で心停止を得,University of Wisconsin(UW)液で冠血管床をwash out後ドナー心を摘出した.群馬大学式臓器保存装置(単純浸漬法に底流量持続冠灌流法を組み合わせたもの)でドナー心を12時間保存した.実験群をFR167653(TNF-αおよびIL-1β産生抑制剤)投与(FR)群(n=6)とコントロール(C)群(n=7)の2群に分けた.両群とも4°CのUW液に浸漬した状態で,FR群には20mg/LのFR167653を添加した4°CのUW液で冠灌流を行い,C群は4°CのUW液のみで冠灌流を行った.体外循環下に同所性移植を行い,移植後2,3時間の循環動態を右房圧10mmHg,5μg/kg/

minのdopamine投与下に測定し,心摘出前値に対する変化率を2群間で比較検討した.再灌流後2時間の心拍出量(CO),左室圧(LVP)および左室圧一次微分値(LV±dp/dt)には有意差はなかったが,再灌流後3時間のCO,LVPおよびLV-dp/dtはFR群がC群に比較して有意に(p<0.05)良好であった.以上より,保存中のpro-inflammatory cytokine産生抑制は,移植後の安定した循環動態を得るための有効な方法であると考えられた.【背景および目的】FR167653は炎症性サイトカインであるtumornecrosis factor-α(TNRα)およびinterleukin-1β(IL-1β)の産生阻害剤であり,教室では,心臓,脳,肺,肝臓を用いた実験を通して,虚血再灌流傷害抑制におけるFR167653の有用性を報告してきた.今回,本装置を用いた長時間心保存中,FR167653によるTNF-αおよびIL-1β産生抑制が移植後心機能を改善するか否かを検討した.【対象および方法】雑種成犬(10-15kg)13組を対象とし.GIK液で心停止後,4°CのUniversity of Wisconsin (UW)液で冠血管床をwashoutし,心臓を摘出,直ちに保存を開始した.保存方法で対象を2群に分けた;対照群(n=7,浸漬液および灌流液には4°CのUW液を使用)とFR群(n=6,浸漬液および灌流液には4°CのUW液に20mg/LのFR167653を添加したものを使用).12時間保存後,同所性心移植を行った.再灌流後2および3時間の循環動態(CO,LVP,LVdp/dt)をRAP 10mmHg, DOA 5μg/kg/minの条件下で測定し,心摘出前の数値を100%とした値の変化率を2群間で比較した.さらに移植後冠静脈血中TNF-αレベルを比較した.また,再灌流後3時間の心筋の電子顕微鏡所見を比較検討した.【結果】再灌流2時間後のCO,LVPおよびLV±dp/dtは2群間で有意差はなかった.しかし,再灌流3時間後のCO,LVPおよびLV-dp/dtは,FR群が対照群に比較して有意に(p<0.05)良好であった.再灌流3時間後の冠静脈中TNF-αレベルは,FR群が対照群に比べ有意に(p<0.05)低値であった.心筋の電子顕微鏡所見では,両群ともに心筋繊維は良好に保たれていたが,FR群でグリコーゲン穎粒の保存状態がより良好であった.【結語】長時間心保存中の炎症性サイトカイン抑制は心移植後の安定した循環動態を得るために有用と考えられる.(実験1)ドナー心の長時間保存中における炎症性サイトカイン産生抑制の効果について検討した.実験には10-15kgの雑種成犬を用い,心摘出後に群大式冠灌流装置でドナー心を12時間保存した.実験群をFR167653(TNF-αおよびIL-1β産生抑制剤)投与(FR)群(n=6)とコントロール(C)群(n=7)の2群に分けた.両群とも4°CのUW液に浸漬した状態で,FR群には20mg/LのFR167653を添加した4°CのUW液で冠灌流を行い,C群は4°CのUW液のみで冠灌流を行った.保存後体外循環下に同所性に移植し,移植3時間後の循環動態を測定し2群間で比較した.結果として,再灌流3時間後の心拍出量(CO),左室圧(LVP)およびLV-dp/dtはFR群がC群に比較して有意に(p<0.05)良好であった.以上から,保存中の炎症性サイトカイン産生抑制は,移植後の安定した循環動態を得るための有効な方法であると考えられた.(実験2)長時間保存後の移植心機能に対するcyclooxygenase(COX)-2抑制の効果について検討した.
工学的想像 ― 大量事例を用いた動画像推定

本研究では、我々人間が持つ想像能力の一側面を工学的に実現した。ここで言う「想像」は次の例によって説明される。「静止画像Xには、壊れた花瓶の脇にボールが転がっている様子が写っている。このとき、その画像Xに至る過程の動画像を生成せよ」。この想像能力の工学的実現のために、本研究では「大量の事例(動画像)を適切に参照しながら、推定結果としての動画像を最適合成する機構」を実装した。この実装においては,最適事例の選択法と事例を用いた推定画像の生成法について,それぞれ立案,実装,検証を行った。ペットボトル落下の様子を写した1000枚の動画を準備・利用し,手法の妥当性を検証した.本研究では、我々人間が持つ想像能力の一側面を工学的に実現した。ペットボトル落下の様子を写した1000枚の動画を準備・利用し,手法の妥当性を検証した.本研究では、我々人間が持つ想像能力の一側面を工学的に実現する。本研究で言う「想像」は次の例によって説明される。この想像能力の工学的実現のために、本研究では「大量の事例(動画像)を適切に参照しながら、推定結果としての動画像を最適合成する機構」を実装することを目的としている。この工学的想像について、平成25年度は主として以下の2項目について研究を実施した。1.大量の事例動画像の準備:推定のための事例となる大量の動画像を準備した。どのような動画像を収集するかは重要である。当年度は、推定問題を極力単純化するため、単一物体が落下する状況を写した動画像1000枚を撮影した。これら事例を用いて、落下中のナップショット1枚から、その前の動画像の推定実験を行った。事例数の変化による推定結果の影響など、多様な評価実験を行った。2.大量事例を用いた動画像推定:推定時に参照する事例を如何に選択し、利用するかは、推定結果を左右する重要な点である。本研究では、事例を用いて、入力静止画像に矛盾しないような画像を、事例の「時間的変化」「空間的変化」を分析しながら推定、すなわち合成する。このために,「事例と直前推定結果の融合」「直前推定結果との連続性の担保」の実現法を開発した。この方法として、異なる5種類の方法を実装し、それらの相互比較を行いながら、極力スムーズな推定結果を得るための方法論を模索した。その結果、落下対象の輪郭を用いる方法や、素直にフレーム間差分を用いる方法が安定的であり、画像間非線形マッチングを用いる方法が不安定であることを示した。H25年度までの検討により,大量事例を用いて,単一の入力静止画像から,その状況に至る過去の時系列を合成できることが明らかになった.しかしながら,そこで実装されていた手法は,必ずしも大量事例を活かしきれているとは言えなかった.すなわち,処理の最初に事例を選択すると,その後は結局その選択された単一事例のみを使い続けていた.従って,状況の多様性に対応するために大量の事例を駆使したいという当初目的に比べ,かなり限定的なものとなっていた.そこでH26年度は複数事例を常に使い続けるような,当初目的に近いアプローチについて,その具体的方法論を検討し,かつ実装によりその性能を検証した.具体的には,大量事例参照→複数事例の選択→フレーム合成→大量事例参照...を繰り返すアプローチにより,常に大量事例を活用することを可能にした.実際,大量事例を活用するほうがより安定的に合成結果が得られることも実験的に検証された.その際,どのように事例を参照するかが,方法論検討の段階で重要となってくる.複数の参照法を検討した中,合成されたフレーム画像について,k近傍を求め,その距離(類似度)を重みとして次の時刻のフレーム画像を合成するという,原点回帰にも近い,比較的単純な方法が最も安定することが分かった.単純なだけに拡張性も高く,例えば様々な距離尺度の利用も可能である.本年度得た結果はH27年度中に学会発表する予定である.画像情報学年度当初の計画した内容が全て実施できているため、標記の達成度と評価できる。なお本結果については、国内最大規模の研究会における対外発表も実施した。計画時点から指摘していた通り、1000本の動画像を扱うのは計算量的に膨大であり、現状では最初に最も類似した動画像を1つ選び,その後はその動画像のみを使って推定を行っている.このため大規模事例を活かしきれていない.そこで今後は計算量の問題を解消しながら如何に複数画像を扱うかについて検討する必要がある.

またこれも計画時点で予想していたことであるが、与えられた入力画像において見えていない部分(ある物体が写っている入力画像があったとすれば,その物体の裏側)をどう補完するかは、推定結果の見えを大きく左右する問題であり、現状では解決できていない本質的な問題でもある.事例を利用して補完するという方法論を採るのか、見えていないかった部分は想像しようもないとするのか、課題に応じて考え分ける必要あある.H25年度中の検討により,大規模動画像データを同時に扱って工学的想像を実現するためには,現状の枠組のままでは,計算機を数台追加したとしてもすぐに限界に達してしまうことも分かった(いわゆる計算量爆発問題).このため,早急に計算機を追加せずに,原理的な部分を見直している.実際,H25年度中は,予想以上に原理的な部分の展開が多く,それらについて多くの新手法・および業績を残すに至った(学会発表の項を参照.いずれも新規な手法である).H25年度中に原理を開発した手法(動画像等の時系列データの比較手法)群の活用により,計算の効率化と推定精度の向上を図る.その中で,特に効率改善に注力しながら,大量の動画像を扱えるような原理(すなわち計算量爆発を回避できるような原理)を開発する.その見通した付いた時点で,直ちに計算機の購入に利用する予定である.なお必要に応じて国内外のエキスパートに助言を求める予定もしている.
海底洞窟に生息する軟体動物の進化学的研究

本研究は,サンゴ礁周辺の海底洞窟対象として,隠生的軟体動物の生体・遺骸の調査を行い,その多様性・生活史の特徴と進化生物学上の意義を明らかにすることを目的として平成4年度以来続行されてきた.これまでに沖縄本島(伊江島),宮古諸島(下地島,伊良部島),与那国島,小笠原諸島(父島列島)などの多数の洞窟を熟練ダイバーの協力のもとに調査を行い,多量の資料を得た.また,別途に入手したフィリピン,パラオや日本各地の資料との比較を行い,特に洞窟性二枚貝種の特徴と地理的分布を明らかにした.その結果,洞窟性の二枚貝群には次の特徴が共通的にみられることが明らかとなった.1)小数のものを除くとほとんどが微小種である,2)捕食にたいして無防備な′′生態的原始性′′を示す種が多く,かなりの数の遺存種がある,3)大半が未記載種で,深海にしか知られていなかった属を多く含む,4)幼形進化(プロジェネシス)を示す種が多い,5)深海や寒海に似て卵黄栄養型や直達発生型の種が多い,6)卵サイズを反映する原殻Iの大きい種が多く,いわゆるK戦略が卓越する,8)洞窟奥部には固有種がみられるが,幼生が浮遊しないにもかかわらず,西太平洋に広く分布する種が少なくない.15EA03:これらの特徴は,外界に比べて捕食圧が低く,光合成が行われない貧栄養の環境に対する適応によると理解される.なお,成果の一部(琉球の資料の分類・記載とその進化学的意義)はすでに公表した.本研究は,サンゴ礁周辺の海底洞窟対象として,隠生的軟体動物の生体・遺骸の調査を行い,その多様性・生活史の特徴と進化生物学上の意義を明らかにすることを目的として平成4年度以来続行されてきた.これまでに沖縄本島(伊江島),宮古諸島(下地島,伊良部島),与那国島,小笠原諸島(父島列島)などの多数の洞窟を熟練ダイバーの協力のもとに調査を行い,多量の資料を得た.また,別途に入手したフィリピン,パラオや日本各地の資料との比較を行い,特に洞窟性二枚貝種の特徴と地理的分布を明らかにした.その結果,洞窟性の二枚貝群には次の特徴が共通的にみられることが明らかとなった.1)小数のものを除くとほとんどが微小種である,2)捕食にたいして無防備な′′生態的原始性′′を示す種が多く,かなりの数の遺存種がある,3)大半が未記載種で,深海にしか知られていなかった属を多く含む,4)幼形進化(プロジェネシス)を示す種が多い,5)深海や寒海に似て卵黄栄養型や直達発生型の種が多い,6)卵サイズを反映する原殻Iの大きい種が多く,いわゆるK戦略が卓越する,8)洞窟奥部には固有種がみられるが,幼生が浮遊しないにもかかわらず,西太平洋に広く分布する種が少なくない.15EA03:これらの特徴は,外界に比べて捕食圧が低く,光合成が行われない貧栄養の環境に対する適応によると理解される.なお,成果の一部(琉球の資料の分類・記載とその進化学的意義)はすでに公表した.本研究は、主として琉球列島の浅海域の海底洞窟(後氷期の海面上昇で沈水したと考えられる)を対象とし、熟練ダイバーの協力を得て、隠生的軟体動物の生体・遺骸の採集と観察を徹底的に行い、これらの分類・生態学的特徴と進化生物学上の意義を明らかにすることを目的として始められている。平成4年度には、宮古諸島下地島・伊良部島西岸の洞窟調査を行ない、多数の特徴的な二枚貝・腹足類の資料を得た。既存の沖縄伊江島の資料とあわせて系統分類学的検討を加え、二枚貝群についてその全容を明らかにし、記載をほぼ完了した。そのうち「生きている化石」として注目されるピクノドンテ(白亜紀-古第三紀に繁栄したカキ類)の遺存種の記載と、洞窟軟体動物の特徴の予察をそれぞれ専門誌に公表した。また、この研究を通じて次の点が明らかになった。1.洞窟の二枚貝群は、インド-西太平洋の浅海動物群としてはきわめて異質で、科属の構成が偏っている。優占種の多くは表生種または半内生種で、原始的な特徴をとどめる分類群に属する。2.半深海から深海に特徴的とされてきた属の新種が洞窟内に多数生存している。浅海性の属もあるが、その多くは洞窟外でも穴居性である。3.ピクノドンテなど少数のものを除き、洞窟の二枚貝には著しい矮小化とプロジェネシスによる幼形化が認められる。4.原殻Iの形状・サイズなどから判断すると洞窟の二枚貝には、幼生が長期浮遊する種が少なく、ほとんど浮遊期をもたない種や母貝内で少数の幼生を保育する種が異常に多い。その比率は深海や寒海のそれに相当する。これらの特徴は貧栄養の環境に対する積極的な適応戰略であると考えられる。5.貝類に対する捕食圧が低いことが、多くの遺存種の生存を可能にする。本研究は,主としてサンゴ礁周辺の海底洞窟(後氷期の海面上昇によって沈水したと考えられる)を対象とし,熟練ダイバーの協力を得て,隠生的軟体動物の生体・遺骸の採集と観察を徹底的に行い,それらの分類・生態学的特徴と進化生物学上の意義を明らかにすることを目的として始められている.

平成5年度には,4月に宮古諸島下地島・伊良部島西岸の洞窟調査を一応完了するとともに,先に行った沖縄伊江島の資料を合わせて,二枚貝類48種の分類記載と生態学的特徴を総括した論文を刊行した(東京大学総合研究資料館研究報告35号).また,11月には小笠原諸島父島周辺の海底洞窟の予備的調査を行い,多量の資料を得た.その結果,次の点が明らかとなった.1)海底洞窟の軟体動物は遺存種と考えられるアマガイモドキとオオベッコウガキを除くとほとんどが微小種である.2)捕食に対して比較的無防備な“生態的原始性"を示す種が多い,3)深海的な属をかなり多く含む,4)二枚貝には幼形進化と特異な繁殖戦略を示す種が多く,深海や寒海に似て卵栄養型や直達発生型(巨大な原殻Iを有し,数種で保育が確認された)の種が占める割合が高い,5)幼生がほとんど浮遊しないと思われる種でも西太平洋の広域に分布することがある.6)これらの特徴は捕食圧が低く,光合成が行われない貧栄養の環境に対する適応として解釈される.本研究は,サンゴ礁周辺の海底洞窟を対象として,隠生的軟体動物の生体・遺骸の調査を行い,その多様性・生活史の特徴と進化生物学上の意義を明らかにすることを目的とする。平成6年度には,9月に宮古諸島の洞窟の再調査を行って,その特異な生態系を理解するとともに,新たに与那国島の調査を行い,多量の資料を得た。また,昨年度行った小笠原諸島の調査資料,別途に入手したフィリピンのセブ島およびボホール島の資料との比較を行い,洞窟性二枚貝類各種の地理的分布を予察した。その結果,多くの異なった地域の洞窟動物群に次の特徴が共通的にみられることが明らかとなった。1)海底洞窟の軟体動物は少数のものを除くとほとんどが微小種である。2)捕食に対して無防備な"生態的原始性"を示す種が多く,かなりの数の遺存種がある。3)深海に共通する種はないが,深海的な属を多く含む。4)二枚貝には幼形進化(プロジェネシス)を示す種が多い。5)深海や寒海に似て卵黄栄養型や直逹発生型の種が占める割合が高い。6)一般に卵は大きく卵数は非常に少ないとみられる(いわゆるK戦略が卓越する)。7)洞窟奥部には分布の限られた固有種がしばしば見られるが,洞窟入り口付近には繁殖戦略にかかわらず西太平洋に広く分布する種が多くみられる。以上のすべての特徴は,外界に比べて捕食圧が低く,光合成が行われない貧栄養の環境に対する適応によると理解される。
ソフトウェアによる乳腺拡散強調画像改善法の開発

拡散強調MRI画像とマンモグラフィの読影実験を行った。拡散強調MRI画像がマンモグラフィと同等以上の乳癌診断能があることがわかった。とくにマンモグラフィの診断能が低い乳腺が密な人で拡散強調MRI画像は良好な診断能を示した。また、この研究で開発した拡散強調像とADCカラー表示同時表示(重ね合わせ)のソフトウェアにより拡散強調画像のゆがみを減らせることが示された。MRI拡散強調像による乳癌検診の可能性が示唆されているが、乳房は脂肪と乳腺組織が混在して磁場が不均一であり、画像のゆがみ、T2効果、あるいは小病巣の不描出などの問題点が存在し、実用化にはまだ遠い状況である。今年度はまず、どの程度乳癌検出が行えるかを乳癌症例および正常ボランティアにて読影実験を行った。まずこれらの患者およびボランティアの乳房の拡散強調像を撮影した。そして、現存の3Dワークステーションを使用して拡散係数図(ADCmap)をカラー表示することに成功した。そしてこれらを第3者に読影してもらった。驚くことに現段階でも50歳未満の2cm未満の小乳癌でマンモグラフィを圧倒する診断成績が得られた。これを北米放射線学会および乳癌検診学会にて発表した。次に、ADCカラー表示だけでは乳癌診断で困難が伴う症例も見られ、そこを改善すれば診断成績が向上すると思われた。そこで拡散強調像とADCカラー表示同時表示(重ね合わせ)のソフトウェアを開発した。これを利用した乳癌診断向上については来年度報告する予定である。また、今年度は300症例以上にて乳房拡散強調像撮影を行い、画像ゆがみ補正ソフトのためのデータを収集した。ここで乳腺の拡散強調像は乳房内の脂肪および乳腺によることがわかった。さらに乳癌手術前における拡散強調像も利用したMRIによる手術部位決定の研究では下記のとおり1個の査読ある英字紙、J Am Coll Surgにて学術論文発表を行うことができた。今回の研究の目的はソフトウェアにより画像のゆがみなどを改善することにより、乳癌検診への応用できるようにすることである。今年度は、まず昨年度開発した拡散強調像とADCカラー表示同時表示(重ね合わせ)のソフトウェアを北米放射線学会で発表した。また、昨年度行った乳癌検診可能性についての研究を日本放射線学会総会で発表した。昨年にひきつづき今年度も300症例以上にて乳房拡散強調像撮影を行い、画像ゆがみ補正ソフトのためのデータを収集した。このデータの分析で乳腺が密な部分はゆがみが生じにくく、乳腺が少ない部分はゆがみが大きいことがわかった。現在乳癌検診に使われるマンモグラフィは乳腺が密だと診断能が低下するので、拡散強調像はマンモグラフィと組み合わせて用いると良いことがわかった。これについてヨーロッパ放射線学会で発表した。また、まだ解析は十分にしていないが、ゆがみ補正には撮影時の傾斜磁場を小さくし、我々が開発した重ね合わせソフトウェアを用いることが良いことも示唆された。さらに、拡散強調画像の撮影方法や、拡散強調像も利用した乳腺MRIの研究、で下記のとおり3個の査読ある英字紙にて学術論文発表を行うことができた。
熱傷後の複合免疫不全病態の解析とその対策

熱傷後は細胞性免疫や液性免疫だけでなくKupffer細胞や好中球も機能不全に陥る複合免疫不全の病態を呈していた。IL-18は頻回投与で熱傷後のNK細胞機能を活性化し、Kupffer細胞や好中球の貪食能や殺菌活性も亢進させ、MRSAなどの熱傷後感染の予後を改善した。IL-18は肝で貪食能旺盛なCD68陽性Kupffer細胞の熱傷後の減少を改善し、炎症性サイトカインを主に産生するCD11b陽性Kupffer細胞の熱傷後の増加を逆に抑制、熱傷後感染時の肝での菌クリアランスを有利に導いた。1、熱傷後MRSA感染と対策:熱傷マウスにMRSAを感染させても、非熱傷マウスに比し細胞性免疫を司るIFN-γや液性免疫を司るIgMの顕著な産生不全は認められなかった。一方、熱傷後のMRSA感染では好中球数の上昇やG-CSF,MIP-2の上昇が認められず、熱傷後に何らかの好中球機能が障害されたために感染予後が不良となったことが示唆された。今後は好中球減少マウスでの熱傷後MRSA感染の消長や正常好中球移入による影響の検討を予定している。2、熱傷後の好中球機能解析とその制御が熱傷後感染に与える影響:熱傷後にSODを投与することで、熱傷後5日目の大腸菌感染の予後が改善した。一方、熱傷前にSODを投与し、熱傷時に発生する活性酸素を消去すると、逆に大腸菌感染が増悪した。今後はこれらのメカニズムを大腸菌感染時に菌クリアランスに重要な肝臓に着目し、SODが肝機能やサイトカイン産生に与える影響の検討を予定している。3、Kupffer細胞の機能解析と亜分類:細菌感染時には肝臓でのKupffer細胞による菌の貪食排除が感染の消長に重要である。マウスにおいて菌排除に重要な役割を果たすこれらKupffer細胞に、活性酸素産生や異物貪食能が旺盛なCD68陽性のKupffer細胞とサイトカイン産生能が高いCD11b陽性Kupffer細胞が存在することを明らかにした(J.Hepatol.2010;53:903-10)。大腸菌感染やLPS投与後ではCD68陽性Kupffer細胞が消失し、逆にCD11b陽性Kupffer細胞が増加しており、熱傷後の大腸菌感染時にこれら2種類のKupffer細胞がどのような変化を来たすかは興味深く、現在検討中である。4、Proteomicsによる熱傷後の肝臓や肝単核球での蛋白合成の解析とこれが免疫能に及ぼす影響:熱傷5日後のマウスの肝臓では明らかに非熱傷マウスの肝臓とは異なる蛋白プロフィールがProteomicsによる解析で認められた。熱傷後の肝臓での蛋白プロフィールでは、鉄などの微量金属を捕捉する蛋白質が増加する傾向が認められ、今後これらについての詳細な検討を予定している。1、熱傷後MRSA感染と対策:熱傷マウスでは好中球の貪食能やMRSA殺菌能が低下していた。一方、熱傷の有無にかかわらずMRSA感染では好中球による菌排除が極めて重要であり、好中球減少マウスではMRSAへの感染抵抗性がほぼ消失することが分かった。IL-18は好中球を直接刺激活性化し、貪食能や活性酸素産生能を亢進させると共にMRSA殺菌能をも有意に増強させた。熱傷マウスにIL-18を投与しておくと、好中球機能が活性化することによりMRSA感染での菌排除が亢進し感染予後が改善した。このように熱傷後の好中球機能不全とIL-18による好中球機能活性化が熱傷後MRSA感染に有効であることが明らかになった(Infect Immun 2011;79:2670-80)。2、熱傷後の好中球機能解析とその制御が熱傷後感染に与える影響:熱傷前にSODを投与すると、熱傷直後の好中球の活性酸素産生亢進が抑制され肺障害が軽減されたが、熱傷1週間後に発生する免疫不全病態の改善や大腸菌感染予後の改善は認められなかった。一方、熱傷後にSODを投与すると、熱傷直後に発生する好中球の活性酸素産生亢進と肺障害は抑制し得なかったが、熱傷1週間後の大腸菌感染は有意な改善を認めた。これにはKupffer細胞の貪食機能亢進が関与していた。3、Kupffer細胞の機能解析と亜分類:マウスの肝臓には、活性酸素産生や異物貪食能が旺盛なCD68陽性のKupffer細胞とサイトカイン産生能が高いCD11b陽性

Kupffer細胞が存在することがわかったが、熱傷後の肝臓ではCD68^+Kupfferi細胞が減少しCD11b^+Kupffer細胞が増加することが分かった。熱傷後にIL-18を投与しておくと、CD68^+Kupffer細胞が増加しCD11b^+Kupffer細胞が減少することが明らかとなり、これが大腸菌排除の亢進と感染予後の改善をもたらしていた(Burns 2011;37:1208-15)。4、Proteomicsによる熱傷後の肝臓や肝単核球での蛋白合成の解析とこれが免疫能に及ぼす影響:熱傷5日後のマウスの肝臓では明らかに非熱傷マウスの肝臓とは異なり鉄などの微量金属を捕捉する蛋白質が増加する傾向がProteomicsによる解析で認められた。さらに増加した蛋白の解析を進めている。1,熱傷後MRSA感染と対策:熱傷後は好中球が機能不全に陥りMRSAへの感染抵抗性が減弱したが、糖尿病などのcompromised hostでも易感染性が問題となる。そこで糖尿病モデル(db/db)マウスを用いて、ブドウ球菌を感染させ感染増悪化の機序と対策を検討した。糖尿病マウスでも好中球機能が減弱していたが、インシュリンで好中球機能が回復し感染抵抗性が増すことが明らかになった(Infect Immun 2012;80:4409-16)。2,熱傷後の好中球機能解析とその制御が肺傷害に与える影響:熱傷直後は好中球の活性酸素産生能や好中球エラスターゼ産生能が亢進しており、これにより肺などの臓器障害が増悪し死に至ることが知られている。そこで熱傷前後に好中球エラスターゼを阻害することでLPS誘発肺障害が軽減出来、肺障害による致死率が改善できるかを検討した。熱傷後の好中球エラスターゼ活性の亢進をエラスターゼ阻害剤で制御すると、LPS投与による肺でのMIP-2濃度の上昇や好中球の肺集積、さらには肺毛細血管の透過性亢進が抑制され、致死性の肺傷害が回避出来ることが分かった。3, Kupffer細胞の機能解析と亜分類:マウスには異物貪食能が旺盛なCD68陽性Kupffer細胞とサイトカイン産生能が高いCD11b陽性Kupffer細胞が存在するが、高脂肪高コレステロール食を摂取したマウスでは、CD68陽性Kupffer細胞が減りCD11b陽性Kupffer細胞が増加し、この増加したCD11b陽性Kupffer細胞によりTNFやFasLを介した肝障害が増強することが分かった(PLoS ONE, 2013)。4,熱傷後の肝単核球での蛋白合成の解析と免疫能の変化:熱傷5日後のマウスの肝臓では鉄などの微量金属を捕捉する蛋白質が増加する傾向がProteomicsによる解析で認められた。マウスの肝臓に活性酸素産生や異物食食能が旺盛なCD68陽性Kupffer細胞とサイトカイン産生能が高いCD11b陽性Kupffer細胞が存在することを明らかにした(J.Hepatol.2010;53:903-10)。熱傷後はこの異物食食能が旺盛なCD68^+Kupffer細胞が減少し、炎症性サイトカイン産生能が高いCD11b^+Kupffer細胞が増加することが分かった(Burns 2011;37:1208-15)。これが熱傷後感染時の高サイトカイン血症と菌貧食排除の低下に繋がったと考えられた。また、熱傷後は好中球機能が細菌食食能含め低下していることが分かり、これがMRSAなど好中球によって排除される菌の感染増悪に繋がっていた(Infect Immun 2011;79:2670-80)。さらに、このような病態にIL-18が有効であることも明らかになった。活性酸素消去剤(SOD)などが、このような熱傷後の複合免疫不全病態に有用性があるかを現在検討中である。また、合成CRPがヒトにおいてもマウスと同様な抗炎症効果を発揮できるかをヒト末梢血単核