hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞接着分子の糖鎖病理学的研究

レセプタータンパク質群(セレクチンファミリー;E-セレクチン、L-セレクチン、P-セレクチン)があり、これらは、リンパ球のホ-ミング、好中球やリンパ球の血管内皮細胞への接着と炎症組織への遊走、血小板同士の凝集や、原発癌細胞の転移、浸潤などに深く関わることが我々の研究を含め明らかにされつつある.我々は、本研究において、L-セレクチンやP-セレクチンの新しい糖鎖性リガンドとして硫酸化糖鎖を見出し、さらに、腎炎や肺炎の発症や癌細胞の転移には標的細胞膜の硫酸化糖鎖へのL-およびP-セレクチンを介したリンパ球や血小板の接着が深く関わることを明らかにした。セレクチンファミリーは新しいレクチン様接着分子であり、白血球のローリングによる血管内皮細胞への接着開始において免疫学上極めて重要な役割を担うと同時に、続いて起こるスーパーオキシドやプロテアーゼ産生による組織細胞の損傷などさまざまな病態発現とも深く関わるタンパク質である。本研究では、硫酸化糖脂質であるスルファチドが、L-およびP-セレクチンと特異的に結合する糖鎖リガンドであること、L-およびP-セレクチン依存性の肺炎、腎炎さらに肝炎などを強力に阻止できることなどを見出した。また、スルファチドは、Bリンパ球上に存在しTリンパ球には存在しないこと、Bリンパ球の分化、増殖および抗体産生に深く関わることなど、免疫学上重要な現象を明らかにすることができた。さらに、スルファチドは、TNF-αの産生を抑制し、エンドトキシンショックの予防に極めて有効であることを見出すことができた。一方、インフルエンザウイルスはウイルス膜に宿主細胞表面の糖鎖性受容体への結合に必須なヘマグルチニン、および受容体を破壊する酵素(ノイラミニダーゼ)を有している。インフルエンザA型ウイルスは、ヒトのみならずブタ、トリ、ウマなど多くの動物にも感染し、世界的大流行を起こす。この原因は、ウイルスヘマグルチニンおよびノイラミニダーゼの変異に起因する。本研究においては、ヒトおよび動物インフルエンザウイルスが認識する糖鎖性受容体の構造を明らかにし、次いで、どのようにして宿主の壁を超えるのかという宿主変異機構の一端を分子生物学的に解明できた。すなわち、インフルエンザウイルスヘマグルチニンの変異は、主として抗体による圧力の他に、受容体認識特異性、すなわちシアル酸分子種[N-アセチルノイラミン酸(Neu5Ac)、N-グリコリルノイラミン酸(Neu5Gc)]認識特異性とシアル酸の結合様式(Neu5Aα2-3Galβ1-,Neu5Acα2-6Galβ1-)に対する認識特異性によるウイルスの選択が重要な因子であることを見出した。さらに、このシアル酸結合様式の認識特異性の発現にはLeu226のアミノ酸が極めて重要な役割をしていることも解った。本研究の目的は、1)細胞間の接着にかかわる糖鎖認識接着分子であるセレクチンファミリー(E-、L-、P-セレクチン)やウイルスやバクテリア、さらに原虫感染における糖鎖認識分子の特異性、相互認識機構、情報伝達機構などを明らかにし、2)新しい糖鎖病理学の研究領域を開拓し、3)新世代の抗炎症、抗癌転移薬開発へと応用する実験的基盤を確立する事である。本年度は主としてセレクチンが認識する糖鎖と炎症病理との関連を分子レベルで解明するためミシガン大学医学部Peter A. Ward教授との共同研究を展開した。
X線複結晶回折法による多孔質シリコン薄層の格子ひずみ評価

CZ・シリコン単結晶上に陽極化成法で作製した多孔質シリコン層がレーザ光照射で赤色の発光をすることが報告され,申請者らも実際にこの発光現象を確認した.この発光現象は残留シリコンの量子サイズ効果によると推測されているが,格子ひずみによる効果も考えられ,実験的にはどのような機構によるものか未だ検証されていない.本研究では,十分に規定された強力なX線束を用いた複結晶回折法により,多孔質シリコン層の結晶性を調べ発光特性との関係について検討した.さらに,高分解能電子顕微鏡の結果を参照し,多孔質シリコンの微細構造および形態,発光効率,結晶性と格子ひずみの関係について考察した.本研究で得られた主な結果は以下の通りである.(1)陽極化成条件により,多孔質シリコン薄層の格子定数と細孔構造(樹状構造)は著しく異なる.(2)基板から剥離すると基板による拘束を免れるため多孔質シリコン薄層は全体でひずみを緩和しX線の回折曲線の半値幅は著しく広がり,樹状構造が破壊されモザイク構造となると解釈された.(3)この結果から多孔度の高い多孔質シリコン層では,在留シリコン部は微細粒子の集合した一種のモザイク構造となることで格子ひずみを緩和していると解釈された.(4)作製条件および作製後の処理条件を変えた試料について,レーザ照射とその発光特性を調べ,結晶学的完全性および格子ひずみが大きい微細粒子からなる部分が著しい発光特性を示すことがわかった.この点は,高分解能走査型および透過型電子顕微鏡観察によっても確認された.可視光発光に関与している部分は,数nm程度の結晶性の悪いあるいは格子ひずみの大きい微粒子状になっている部分である可能性が高いことが示された.今後は,X線小角散乱法を併用した構造評価法で,具体的にどのような形態が関与しているか調べる計画である.CZ・シリコン単結晶上に陽極化成法で作製した多孔質シリコン層がレーザ光照射で赤色の発光をすることが報告され,申請者らも実際にこの発光現象を確認した.この発光現象は残留シリコンの量子サイズ効果によると推測されているが,格子ひずみによる効果も考えられ,実験的にはどのような機構によるものか未だ検証されていない.本研究では,十分に規定された強力なX線束を用いた複結晶回折法により,多孔質シリコン層の結晶性を調べ発光特性との関係について検討した.さらに,高分解能電子顕微鏡の結果を参照し,多孔質シリコンの微細構造および形態,発光効率,結晶性と格子ひずみの関係について考察した.本研究で得られた主な結果は以下の通りである.(1)陽極化成条件により,多孔質シリコン薄層の格子定数と細孔構造(樹状構造)は著しく異なる.(2)基板から剥離すると基板による拘束を免れるため多孔質シリコン薄層は全体でひずみを緩和しX線の回折曲線の半値幅は著しく広がり,樹状構造が破壊されモザイク構造となると解釈された.(3)この結果から多孔度の高い多孔質シリコン層では,在留シリコン部は微細粒子の集合した一種のモザイク構造となることで格子ひずみを緩和していると解釈された.(4)作製条件および作製後の処理条件を変えた試料について,レーザ照射とその発光特性を調べ,結晶学的完全性および格子ひずみが大きい微細粒子からなる部分が著しい発光特性を示すことがわかった.この点は,高分解能走査型および透過型電子顕微鏡観察によっても確認された.可視光発光に関与している部分は,数nm程度の結晶性の悪いあるいは格子ひずみの大きい微粒子状になっている部分である可能性が高いことが示された.今後は,X線小角散乱法を併用した構造評価法で,具体的にどのような形態が関与しているか調べる計画である.
中国法文化の特質とそれを支える基層観念の解明

伝統中国において成立した「法治」と「徳治」の観念は、帝政期に礼法一体の観念として完成され、その影響は、社会主義中国においても大きな影響を残していると考えられる。今回の研究では、漢代に董仲舒によって完成された礼法一体論の内容およびその歴史的・社会的背景を明らかにすると同時に、法の倫理化、法と同時に倫理をも社会統治の道具とする概念の及ぼす一般的帰結について、詳細に明らかにした。その成果の一つは、法と倫理を一体化した法体系は、人間の全人的把握を前提するが、そのことが、帝制中国法制の典型であった口供主義を生み、又紛争の拡大化を帰結することを明らかにしたもので、この点については1996年8月中国黄山市で開催された『儒学与中国法文化研究会』において「重視義与中国法文化」という題で報告され、1997年中国にて刊行予定の書(書名未定)に掲載される。二つは、前述の董仲舒の法思想を手がかりに、礼法一体の法思想の基層に自然主義とプラグマティズムとの奇妙な結合が存在すること、それが人と人との関係性の重視を基礎にしていること、手続のアド・ホックな定立を促すことに影響を与えていること等を、明らかにしたものである。関係性の重視、手続のアド・ホクな定立は現代法研究においても注目されているところであるが、その中国的在り方の解明は、その限界を指摘することにもなる。これについては、鹿児島大学『法学論集』の最新号(1997年発行予定)に発表される予定である。
大脳皮質が制御する大脳基底核の神経生理作用と運動制御機構の解明

大脳皮質は大脳皮質-線条体経路と大脳皮質-視床下核経路の二つの経路により大脳基底核に情報を送っている。これまでの技術では、大脳皮質-線条体経路あるいは大脳皮質-視床下核経路のどちらか一方の経路の役割を選択的に解析することができなかった。本研究では、ウイルスベクターを用いて大脳皮質-線条体経路に選択的な光受容体の遺伝子導入に成功し、さらに光照射により大脳皮質-線条体経路の選択的な興奮誘導に成功した。大脳皮質が大脳基底核を制御する機構を明らかにするため、平成20年度は特定の波長の光に応答して細胞を興奮させる作用のあるChR2(channelrhodopsin-2)を大脳皮質来線条体経路あるいは大脳皮質-視床下核経路に特異的に発現させるウイルスベクターを利用した遺伝子導入方法の確立を試みた。最近開発された狂犬病のGタンパクを利用したレンチウイルスベクターは、ウイルスの注入部位から逆行性に遺伝子導入できる技術であり、この技術を利用すれば、線条体あるいは視床下核にレンチウイルスベクターを注入することにより、大脳皮質-線条体経路あるいは大脳皮質-視床下核経路に特異的にChR2を発現させることができる。大脳皮質への光照射により、これらの神経経路を特異的に興奮させることができるため、大脳皮質が大脳基底核を制御する機構を解明するために極めて重要な技術開発である。ChR2をコードするcDNAを組み込んだ狂犬病のGタンパクを利用したレンチウイルスベクターを作製し、野生型マウスの線条体に局所注入した。注入から1ヶ月後に脳を摘出し、ChR2の発現を組織化学的に解析した。その結果、大脳皮質、視床、黒質緻密部の極一部の神経細胞にChR2の発現が認められた。しかし、より多くの神経細胞にChR2を発現させるため、ウイルスベクターの濃縮率を上げてさらに高い力価のウイルスベクターを作製し、野生型マウスの線条体に局所注入した。このマウスのChR2の発現を解析したところ、より多くの大脳皮質、視床の神経細胞にChR2の発現が認められた。光感受性受容体であるチャネルロドプシン-2(ChR2)は青色光に応答して陽イオンを細胞内に流入させて時間分解能良く細胞を興奮させるため、標的とする神経経路に特異的に発現させて神経活動を操作することができれば、神経経路の神経生理機能の解明に非常に役立つ。大脳皮質運動野が大脳基底核を制御する機構を明らかにするため、平成20年度に引き続き、注入部位から逆行性に遺伝子導入できる狂犬病のGタンパクを利用したレンチウイルスベクターを用いて、大脳皮質-線条体経路あるいは大脳皮質-視床下核経路に特異的にChR2を発現させる遺伝子導入法の確立を試みた。濃縮方法と精製方法の改良により、平成20年度に作製したウイルスベクターよりも高力価のベクターを作製することができた。このウイルスベクターを野生型マウスの線条体に注入したところ、大脳皮質運動野および感覚野の第V層や視床の束傍核など、線条体に投射していることがよく知られている領域で、特に軸索においてChR2の発現が認められた。そこで、このウイルスベクターを線条体に注入したマウスの大脳皮質運動野に青色光を照射するための光ファイバーと神経活動を記録するための記録電極を刺入し、光の照射で大脳皮質の神経細胞の興奮を誘導することができるのかどうかを検証した。その結果、青色光の照射に応答して弱いながらも大脳皮質の神経細胞に興奮が認められ、大脳皮質-線条体経路の興奮を特異的に誘導することができた。この神経経路特異的に神経活動を操作する技術は、大脳皮質運動野が大脳基底核を制御する機構の解明だけでなく、他の脳領域における神経生理機能の解明に利用することが可能であり、今年度の研究成果は今後の神経生理機能の解明において大きく寄与することができると考えられる。大脳皮質運動野が大脳基底核の神経活動と運動機能を制御する機構を解明するためには、大脳皮質-線条体経路や大脳皮質-視床下核経路の役割を明らかにすることが必須である。大脳皮質-線条体経路の役割を解析するため、大脳皮質-線条体経路に光受容体のチャネルロドプシン-2(ChR2)を選択的に発現させ、光刺激により大脳皮質-線条体経路の興奮を特異的に誘導し、大脳基底核を構成する神経核の神経活動の変化および運動の変化を解析することにより、大脳皮質-線条体経路の役割を解明しようと試みた。大脳皮質-線条体経路に特異的にChR2を発現させるため、平成20、21年度に引き続き、注入部位から逆行性に遺伝子導入できる狂犬病のGタンパクを利用したレンチウイルスベクターによる遺伝子導入法の改良を試みた。これまでの方法ではChR2の発現量が少なく、光照射に応じて大脳皮質-線条体経路の十分な興奮誘導が認められなかったことから、ウイルスベクターの注入回数を増やした。

その結果、大脳皮質運動野の第II層や第V層などにこれまでよりも多量のChR2を発現させることが出来た。そこで、ウイルスベクターを数回注入したマウスの大脳皮質運動野に光ファイバーと記録電極を刺入し、光照射により大脳皮質-線条体経路の興奮を誘導することができるのかどうかを検証した。その結果、光照射に応答して大脳皮質の神経細胞に興奮誘導が認められ、大脳皮質-線条体経路の興奮を特異的に誘導することができた。現在、大脳皮質-線条体経路を特異的に興奮させたときの淡蒼球外節や黒質網様部における神経活動を引き続き記録している。この研究課題において確立した技術は、大脳皮質-大脳基底核の制御機構の解明だけでなく、他の脳領域における神経生理機能の解明に利用することが可能であり、この研究成果は今後の神経生理機能の解明において大きく寄与することができると考えられる。
インドネシアのハリナシバチが生産するプロポリスの機能性解明を目指した研究

インドネシアのような熱帯地域には、毒針を持たないハリナシバチとよばれる小さなミツバチが生息している。このミツバチは一般的な西洋ミツバチと同様、ハチミツやプロポリスを巣に蓄える性質を持っている。しかし、ハリナシバチが生産するプロポリスの構成成分や生理機能はあまり解明されていない。そこで、本研究はインドネシアのハリナシバチが生産するプロポリスを対象に、その成分分析と生理機能評価を行うことで科学的エビデンスに基づいた付加価値を与えるとともに、具体的な製品開発を視野に入れた効率的なプロポリス生産法を確立することを目標としている。また、インドネシア現地でのフィールド調査とミツバチの生態学的研究によって、プロポリスの起源植物の解明を行うことも目指している。2018年度はインドネシアのスラウェシ島産プロポリスより、尿酸生成に関連する酵素であるキサンチンオキシダーゼに対する顕著な阻害活性を有する新規化合物を見出すことができ、原著論文(Journal of Natural Products)に発表することができた。本成果はインドネシアにおける国内特許の出願を進めており、今後日本においても特許出願を行う予定である。フィールド調査研究に関しては、スラウェシ島において、プロポリスの起源植物探索を実施した。起源植物はまだ特定できていないが、候補となる植物を発見することができた。以上の成果は、インドネシアのジャカルタで開催されたアジア養蜂学術会議等で発表を行い、学術活動を通じたインドネシアとの国際交流も順調に進んでいる。本研究はインドネシアのハリナシバチが生産するプロポリスを対象に、その成分分析と生理機能評価を行うことで科学的エビデンスに基づいた付加価値を与えるとともに、具体的な製品開発を視野に入れた効率的なプロポリス生産法を確立することを目標としている。プロポリスの成分分析は順調に進み、いくつかの新規成分の同定に成功した。また、それらの成分の中から、尿酸生成関連酵素であるキサンチンオキシダーゼに対する阻害活性を有する化合物を見出すことができ、インドネシア産プロポリスの痛風予防や治療につながる可能性が示唆された。インドネシア現地でのフィールド調査も良好な成果を得ることができた。これまでの研究をより進展させることに注力し、主に以下の内容を推し進める。なお、これらの研究内容を実施するために、必要に応じてインドネシアより若手研究者または学生を日本に招き、研究指導を行う。(1)スラウェシ島産のプロポリス試料については、まだ未解明な成分に関する分析研究を継続する。また、スラウェシ島産プロポリスより単離・同定したキサンチンオキシダーゼ阻害効果を有する新規成分に関して、より高活性な化合物を得るため、類縁体の合成検討を行う。(2)スラウェシ島産以外のインドネシア産プロポリスの成分研究と幅広い機能性評価研究を進める。(3)インドネシア現地でのフィールド調査を行い、プロポリスの起源植物解明を目指す。

当研究費の交付決定が10月であったため、消耗品関係(物品費)に関しては、実質、半年間分だけとなった。また、事務手続きの遅れ等により、他大学の研究分担者への配分は次年度に回すことになった。さらに、研究代表者のインドネシアへの旅費に関しては、招待講演でもあったため、先方負担であった。2019度は、研究分担者に対して2年間分の物品費を支払うこと、また、インドネシア側から研究者を招待すること等も予定しているため、使用額は今年度よりも増えることが予想される。
ヒト感染防御抗体作成によるリンパ球嗜好性C型肝炎ウイルス感染防御

細胞嗜好性を検討するためT細胞株HPB-Ma細胞以外に肝細胞株HuH7に結合するHCV量の測定系を確立した。その結果,多くの患者のHCVは肝細胞とリンパ球の双方に感染できたが,一部の患者のHCVは肝細胞だけにしか感染できなかった。リンパ球だけにしか感染できないHCVは存在しなかった。インターフェロン治療効果とは,肝細胞系細胞への細胞嗜好性を有するHCV量は関係無く,肝細胞とリンパ球の双方に嗜好性を有するHCV量がインターフェロン治療抵抗性を決定した(2000年肝臓学会総会発表)。現在これら嗜好性の異なるHCVのE2領域のアミノ酸配列を決定中であり,今後antibody-free virionの解析で得られたコンセンサス配列と比較検討を行い,リンパ球への感染防御抗体の解析を行う予定である。C型肝炎ウイルス(HCV)の細胞嗜好性を明確にするために,T細胞株HPB-Ma細胞と肝細胞株HuH7のそれぞれに感染可能なHCV量の測定系を確立した。その結果,血中のHCVは全て肝細胞への感染能を有したが,リンパ球への感染能は個々の患者で異なっていることが明らかになった。つまり多くの患者は,肝細胞とリンパ球の双方に感染できるHCVが存在し,一部の患者で肝細胞だけに特異的なHCVのみが存在したが、リンパ球だけに特異的なHCVのみの患者は存在しなかった。インターフェロン療法の治療効果と細胞嗜好性の関係を検討した結果,肝細胞ではなくリンパ球への感染能が深く関係することが明らかとなり,肝細胞とリンパ球の双方に嗜好性を有するHCVの存在がインターフェロン治療抵抗性を決定する要因であった(投稿準備中)。Envelope領域のアミノ酸配列が細胞嗜好性を決定する可能性を考えて,71名の患者(1b 36名,2a/2b35名)に関してE2領域のアミノ酸配列をPCRで増幅した後にdirect sequence法で決定した。その結果,抗体が結合していないフリービリオンが多い1b症例では個々の症例間で共通性が認められなかったが,フリービリオンが少ない1b症例とフリービリオンの量に関係無く2a/2b症例の間で共通性のあるアミノ酸配列を認めた(J Med Virol印刷中)。これら結果を踏まえて,フリービリオン量と関係する可能性が高いEnvelop構造の検討を始めた。今後は,細胞嗜好性とフリービリオン量の調節に関与する構造を明らかにして,ウイルス量の制御へと研究を進める予定である。
機能性miRNAによる角膜上皮幹細胞の生体恒常性維持機構の解明

我々人類は外界からの情報の90%以上を視覚から得ており、この重要な視覚情報を担う眼球の中で、角膜は前眼部を構成する主要組織である。特に角膜上皮は外界と絶えず接し、物理学的にも生理学的にも極めて重要な機能を担っている。これまでの一連の細胞生物学的な研究から、角膜上皮幹細胞は角膜輪部に存在することが間接的な状況証拠から報告されているが、その幹細胞の分子レベルにおける生理機構、細胞動態に関してはほとんど解明されていない。そこで組織幹細胞を用いた角膜再生医療の臨床基盤技術開発を念頭に、角膜上皮幹細胞の生体内での恒常性維持機構を分子レベルで解明することを主目的とし、近年の精力的な基礎研究から、タンパク質をコードしていないnon-coding RNAの一種であるmiRNAに注目した。解析方法として、スイス連邦工科大学より導入した角膜上皮幹細胞の単一細胞レベルでの網羅的な機能性miRNAプロファイルを作成し、miRNA 205がヒト角膜上皮幹細胞で有意に発現が亢進していることを、複数のヒト角膜上皮細胞群においてその再現性を確認した。miRNAは生体内の様々な部位に存在し、発生・分化・癌化などの生命現象や幹細胞分化制御に深く関与していることが報告されている。そこで、miRNA205の生体内での機能解析を行った。方法としては、近年の最新の遺伝子組み換え技術を応用して、miRNA-205の遺伝子改変マウスの作成を試みた。miRNA-205ノックアウトマウスは胎生期に皮膚の形成不全により致死的であった.次にmiRNA-205のより組織特異的な機能解析を行うため、上皮基底細胞マーカーであるKeratin 5に特異的なmiRNA-205 conditionalノックマウスの生体創出に成功した。角膜上皮幹細胞の単一細胞レベルでの網羅的な機能性miRNAプロファイルを複数作成した結果、miRNA-205がparacloneタイプと比較して、holocloneタイプのヒト角膜上皮幹細胞群で有意に発現が亢進していることを、複数のヒト角膜上皮細胞群において確認した。また、miRNA-205ノックアウトマウスの創出に成功し、胎生期において皮膚の形成不全により致死的であることを確認した。さらにより上皮細胞特異的なmiRNA-205の機能解析を行うため、Keratin 5に特異的なmiRNA-205 conditionalノックマウスの生体創出に成功した。従って、現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進展していると考える。miRNA-205ノックアウトマウスの創出に成功し、胎生期において皮膚の形成不全により致死的であることを確認した。またKeratin 5に特異的なmiRNA-205conditionalノックマウスの生体創出に成功した。よって、今後は両マウスの胎生期前後および胎生期から経時的に眼球をサンプリングして角膜の形態発生を肉眼的・組織学的に観察する。特に表面外胚葉から角膜上皮細胞へと特異的に分化する胎生期(E11.5-P0)には注意深く考察を加える。同時に、角膜周辺組織(結膜、眼瞼、マイボーム腺等)の形態学的考察を加え、角膜との関連性も検討する。また特徴的な表現型が観察される場合は必要に応じて走査型・透過型電子顕微鏡等を用いて細胞レベルでの詳細な形態学的観察を行う。方法としては、近年の最新の遺伝子組み換え技術を応用して、miRNA-205の遺伝子改変マウスの作成を試み、その安定した生体マウスの創出に成功した。我々が予備実験段階で確認した研究結果の再現性を確認するため、角膜上皮幹細胞の単一細胞レベルでの網羅的な機能性miRNAプロファイルを複数作成した。その結果、miRNA 205がヒト角膜上皮幹細胞で有意に発現が亢進していることを、複数のヒト角膜上皮細胞群において確認した。また、予備実験段階で、miRNA 205遺伝子改変マウスの創出技術をさらに確立して、安定したmiRNA 205ノックアウトマウスの創出に成功した。

我々人類は外界からの情報の90%以上を視覚から得ており、この重要な視覚情報を担う眼球の中で、角膜は前眼部を構成する主要組織である。特に角膜上皮は外界と絶えず接し、物理学的にも生理学的にも極めて重要な機能を担っている。これまでの一連の細胞生物学的な研究から、角膜上皮幹細胞は角膜輪部に存在することが間接的な状況証拠から報告されているが、その幹細胞の分子レベルにおける生理機構、細胞動態に関してはほとんど解明されていない。そこで組織幹細胞を用いた角膜再生医療の臨床基盤技術開発を念頭に、角膜上皮幹細胞の生体内での恒常性維持機構を分子レベルで解明することを主目的とし、近年の精力的な基礎研究から、タンパク質をコードしていないnon-coding RNAの一種であるmiRNAに注目した。解析方法として、スイス連邦工科大学より導入した角膜上皮幹細胞の単一細胞レベルでの網羅的な機能性miRNAプロファイルを作成し、miRNA 205がヒト角膜上皮幹細胞で有意に発現が亢進していることを、複数のヒト角膜上皮細胞群においてその再現性を確認した。miRNAは生体内の様々な部位に存在し、発生・分化・癌化などの生命現象や幹細胞分化制御に深く関与していることが報告されている。そこで、miRNA205の生体内での機能解析を行った。方法としては、近年の最新の遺伝子組み換え技術を応用して、miRNA-205の遺伝子改変マウスの作成を試みた。miRNA-205ノックアウトマウスは胎生期に皮膚の形成不全により致死的であった.次にmiRNA-205のより組織特異的な機能解析を行うため、上皮基底細胞マーカーであるKeratin 5に特異的なmiRNA-205 conditionalノックマウスの生体創出に成功した。角膜上皮幹細胞の単一細胞レベルでの網羅的な機能性miRNAプロファイルを複数作成した結果、miRNA-205がparacloneタイプと比較して、holocloneタイプのヒト角膜上皮幹細胞群で有意に発現が亢進していることを、複数のヒト角膜上皮細胞群において確認した。また、miRNA-205ノックアウトマウスの創出に成功し、胎生期において皮膚の形成不全により致死的であることを確認した。さらにより上皮細胞特異的なmiRNA-205の機能解析を行うため、Keratin 5に特異的なmiRNA-205 conditionalノックマウスの生体創出に成功した。従って、現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進展していると考える。角膜上皮幹細胞の単一細胞レベルでの網羅的な機能性miRNAプロファイルから、miRNA 205がヒト角膜上皮幹細胞で有意に発現が亢進していることを確認し、また、安定したmiRNA 205ノックアウトマウスの創出に成功したため、今後は胎生期から経時的に眼球をサンプリングして角膜の形態発生を肉眼的・組織学的に観察する。特に表面外胚葉から角膜上皮細胞へと特異的に分化する胎生期(E11.5-P0)には注意深く考察を加える。同時に、角膜周辺組織(結膜、眼瞼、マイボーム腺等)の形態学的考察を加え、角膜との関連性も検討する。また特徴的な表現型が観察される場合は必要に応じて走査型・透過型電子顕微鏡等を用いて細胞レベルでの詳細な形態学的観察を行う。miRNA-205ノックアウトマウスの創出に成功し、胎生期において皮膚の形成不全により致死的であることを確認した。またKeratin 5に特異的なmiRNA-205
弦理論と行列模型、非可換幾何学

弦理論は重力を含む素粒子の統一理論の最も有望な候補であるが、通常の点粒子の場の理論と比べるとその定式化が完成されているとはいえない。この理論の摂動論はほぼ完成されているが、弦の場の理論にあたるものがまだよくわかっていない。そのため、場の理論の形式によって明らかになるはずの理論のもつ対称性等がよくわかっておらず、この理論を応用する際に非常な困難が生じる。このような問題を研究するためのアプローチとして行列模型がある。この模型では理論の基本的自由度として弦でなく行列を用い、弦理論の通常のアプローチでは見えない側面を明らかにしようとするものである。この研究ではこの行列模型を次に述べる2つの側面から研究した。ひとつは膜の理論の定式化である。タイプIIA超弦理論は強結合極限でM理論と呼ばれる理論で記述されるということが提案されている。M理論は膜の理論として記述することができると予想されている。一方、膜の理論は行列模型を使って記述することが出来る。この研究では行列模型による記述を使って、膜の世界体積上の基本的対称性について議論した。もうひとつは、非臨界弦の理論である。非臨界弦の理論とは1次元以下の時空における弦の理論であり、通常の弦理論のおもちゃの模型として研究されてきた。この理論は行列模型の手法を使って厳密に解くことが出来る。特に、この理論を研究することで、弦理論における非摂動効果の一般的な性質を明らかにすることが出来る。非臨界弦の理論における非摂動効果はD-インスタントンと呼ばれるインスタントンがもたらすものであるということがわかっていた。この研究ではこのインスタントンの化学ポテンシャルの値を初めて計算し、この値が正則化の方法によらないユニヴァーサルなものであることを示した。近年の研究によって,超弦理論の非摂動効果においてブレーンと呼ばれる広がった対象が重要な役割を果たしていることがわかってきた。特にM理論と呼ばれる超弦理論の背後にあると考えられている理論の定式化においては2次元に広がった対象であるいわゆる膜の理論が基本的であると予想されている。ところが、弦の理論に比べて膜の理論はよくわかっているとは言えない。今年度の研究ではこの膜の理論を研究した。膜が時空の中を走ると世界体積と呼ばれる3次元の軌跡を作る。膜の理論はこの世界体積上の場の理論で記述される。この世界体積上の場の理論は弦の場合と違い繰り込み不可能であり解析が難しい。我々はこの理論を摂動論的に扱い,無限個のカウンター・タームを許すという立場で世界体積上の座標の取替えに対する不変性にアノマリーが出るかを議論した。もし,このようなアノマリーがあると,その前の係数をゼロにするという条件からいわゆる臨界次元が求まることが期待される。ところが,世界体積上の理論を摂動論的に扱うためには膜のある配位の周りの摂動という形で理論を考える必要がある。我々はこのような配位が縮退していないinduced metricを与えるときにはアノマリーが出ないこ.とを示した。膜の理論にdimensional reductionという操作を施すと,弦の理論になる。やり方によっては弦の理論としてシルト型の作用を持つものを出すことができる。シルト型の作用を持つ弦理論は膜の理論と同様にある配位の周りの展開という形でしか摂動論を定義できない。我々はシルト型の作用を持つ弦理論においては臨界次元を出す方法があることを示し、その値は26であることを導出した。

特にM理論と呼ばれる理論の背後にあると考えられている理論の定式化においては2次元に広がった対象であるいわゆる膜の理論が基本的であると予想されている。ところが,弦の理論に比べて膜の理論はよくわかっているとは言えない。膜が時空の中を走ると世界体積と呼ばれる3次元の軌跡を作る。膜の第一量子化はこの3次元の軌跡上の場の理論を考えることに対応する。膜の理論が弦の理論に比べて難しいのは膜が広がっている配位からの展開として理論を定義しないと、この場の理論の運動項がうまい形にならない点にある。弦の理論では、弦が全く広がっていない配位の周りの展開として理論が定義できる。このため臨界次元の存在等の著しい性質が出てくる。我々は弦理論に出てくる膜の理論を考えているので、この理論には弦と共通の臨界次元が存在してほしいわけである。そのためには、膜が縮退しているような配位の周りで理論を展開する技術が必要になる。最近、関野と米谷はコンパクト化された時空に巻きついた膜と行列弦模型との対応を指摘した。われわれは、彼らの対応を弦理論の立場から正当化した。また、この対応を使うと膜の理論を縮退しているような配位の周りで考えることが出来る。われわれは、この対応を使って、光円錐ゲージにおけるローレンツ代数が閉じるという条件から予想される臨界次元11を導き出せることを示した。近年の研究によって、超弦理論の非摂動効果においてブレーンと呼ばれる広がった対象が重要な役割を果たしていることがわかってきた。また、この対応を使って、光円錐ゲージにおけるローレンツ代数が閉じるという条件から予想される臨界次元11を導き出せることを示した。1次元以下の時空上の弦理論は行列模型の手法を使って厳密に解ける模型として弦理論の様々な性質を議論する際重要な役割を果たす。この模型において弦の非摂動効果は、行列の固有値のインスタントン的な配位のもたらす効果としてとらえることができる。最近.、このインスタントン的な配位を弦理論におけるD-インスタントンととらえることができることがわかってきた。我々は、この模型における弦の場の理論の立場から、このインスタントン解を解析し、この解は弦の場の理論の運動方程式の解ではあるが、通常の場の理論の場合と違い、結合定数に依存していることを示した。このために、弦の非摂動効果は点粒子の場合とは違った形をしている。また、この議論を踏まえた上で、弦理論の定式化において開いた弦はどのような役割を果たすかを議論した。弦の理論は点粒子の理論の拡張であるが、その非摂動効果の性質が点粒子の場合と非常に異なっている。例えばゲージ理論においては、結合定数をgとすると非摂動効果はexp(-C/g^2)の形をしていることが知られている。ところが弦理論においては、結合定数をg_sとすると非摂動効果はexp(-C/g_s)の形になる。
沖縄に多発する頭部血管肉腫の発症に関与する病因ウイルス・外来遺伝子断片の探索

沖縄県に多発する血管肉腫の発症に関わる遺伝子断片を探索した。動物感染性のヘルペスウイルス群に共通する遺伝子配列を選択し、PCR増幅を多様なアニール温度で試みたが、既知や新規のヘルペスウイルスは全く増幅されなかった。サブトラクションスクリーニングからも、未知の外来遺伝子の発現は確認されなかった。患者腫瘍組織よりトランスクリプトーム解析により、ヒトゲノムに合致しない転写産物を解析したが、毛包虫、表皮常在菌、カンジダ菌などの病態に関与がないと思われる微生物の遺伝子配列のみが観察された。結果的に患者腫瘍組織より、血管肉腫の発症原因となるウイルスなどの外来生成物の存在の有無を決定するには至らなかった。沖縄県・宮古島地方に多発する、悪性血管内皮細胞肉腫(血管肉腫)の発症に関わる病原体・原因ウイルスの遺伝子断片の探索を目的とする。この腫瘍は高齢者の額部・頭部に小さな紫斑・出血斑として発症し、急速に結節化・潰瘍化し顔貌を破壊し、肺出血による死に至る悪性度が極めて高い原因不明の腫瘍である。真皮の微小血管を発生母地とする腫瘍にはカポシ肉腫とこの血管肉腫が挙げられるが、両腫瘍とも沖縄・宮古島地方には非常に高率に発症する。近年のHIV依存性のカポシ肉腫にせよ、沖縄県に多い高齢者の古典型のカポシ肉腫にせよ、カポシ肉腫各型の発症にはヒトヘルペス8型(HHV8)ウイルスの関与が知られている。この偏った地域発症性と、高齢者に多中心的に急速に発症する経過より、今回の研究対象である血管肉腫の発症にも、HHV8以外の直接寄与する発癌ウイルスの存在を強く考える。本課題では、琉球大学に数多い血管肉腫患者や疾患コントロールとしてのカポシ肉腫の組織を用い、ゲノムサブトラクション法、cDNAサブトラクション法、サブトラクションライブラリーのランダムcDNAスクリーニング、クロスPCRハイブリ法などの手法を駆使して、血管肉腫患者の組織に共通して存在する、既知あるいは未知のウイルス遺伝子や外来遺伝子断片の存在を明らかにするのが一義的な目標である。また診断的な面からも、このような血管肉腫に共通した遺伝子断片、さらには発現蛋白・特異蛋白の存在を見いだすことで、初期においてはしばしば病理診断に苦慮する血管肉腫の診断が、より迅速に確実に断定的に可能になるかと考える。この偏った地域発症性と、高齢者に多中心的に急速に発症する経過より、血管肉腫の発症に直接寄与する発癌ウイルスの存在を強く考えた。本課題では、血管肉腫の原因ウイルス・外来性遺伝子の断片を発見し病態への糸口をつかみ、将来の診断法や治療法の開発にまでの発展を目的とする。カポシ肉腫各型の発症にはヒトヘルペス8型(HHV8)ウイルスの関与が知られている。このHHV8への感染率が沖縄県、中でも宮古島では若干高いとも言われている。そこで、本年度はHHV-8ウイルスを含め8種のヒトヘルペスウイルス遺伝子や、さらに数十種類以上の動物感染性のヘルペスウイルス群に共通する遺伝子配列を選択し、イノシン残基を組み込み、アニール温度を数段階に調節することで、既知のヘルペスウイルスファミリーは全て増幅しえる遺伝子プラ-マーの組み合わせを数カ所に設定し、血管肉腫患者組織のDNAをテンプレートとして、PCR増幅を多様なアニール温度で試みた。進行が極めて早く月単位で予後が変化し、頭部・顔面に出血と醜形を来すヒトの固形がんの中でも極めて、悪性度の高い腫瘍である。

この偏った地域発症性と、高齢者に多中心的に急速に発症する経過より、今回の研究対象である血管肉腫の発症にも、HHV8以外の直接寄与する発癌ウイルスの存在を強く考える。本課題では、琉球大学に数多い血管肉腫患者や疾患コントロールとしてのカポシ肉腫の組織を用い、ゲノムサブトラクション法、cDNAサブトラクション法、サブトラクションライブラリーのランダムcDNAスクリーニング、クロスPCRハイブリ法などの手法を駆使して、血管肉腫患者の組織に共通して存在する、既知あるいは未知のウイルス遺伝子や外来遺伝子断片の存在を明らかにするのが一義的な目標である。また診断的な面からも、このような血管肉腫に共通した遺伝子断片、さらには発現蛋白・特異蛋白の存在を見いだすことで、初期においてはしばしば病理診断に苦慮する血管肉腫の診断が、より迅速に確実に断定的に可能になり、さらには腫瘍特異的な免疫療法へ向けた1ステップになるかと考える。分子生物学、皮膚病態学、ウイルス発癌、ゲノム解析これまでに、8種のヒトヘルペスウイルス遺伝子や、数十種類以上の動物感染性のヘルペスウイルス群に共通する遺伝子配列を選択し、イノシン残基を組み込み、アニール温度を数段階に調節することで、既知のヘルペスウイルスファミリーは全て増幅しえる遺伝子プラ-マーの組み合わせを数カ所に設定し、血管肉腫患者組織のDNAをテンプレートとして、PCR増幅を多様なアニール温度で試みた。しかし、ヘルペス群、あるいは新規のウイルスと思われる遺伝子配列の増幅は全く生じなかった。増幅される遺伝子群は全てヒトゲノムの遺伝子配列が僅かな相動性の元に増幅された結果であった。この解析より血管肉腫の原因ウイルスとして既知のヘルペス群に近い外来病原体の可能性は低いと考えた。次に、改良したゲノムサブトラクション法、cDNAサブトラクション法などの手法による病原ウイルスの探索を開始した。熱処理後にアニールしストレプトアビジンで沈降、上清のビオチンラベルされないDNA分画を回収するという手法を数回繰り返す。最終的に残存するDNA分画は非常に微量となり、そのままでのライブラリー化は困難であると考えられる。サブトラクトされたDNA断片に均一性の高いPCR増幅をかけ、通常のプラスミドベクターにサブクローンしランダムで配列を決定する。現在、直示、サブトラクションライブラリーで選択された遺伝子断片について、その遺伝子配列を決定し、ヒトのゲノムに含まれない遺伝子断片を探索している。沖縄県・宮古島地方に多発する、悪性血管内皮細胞肉腫(血管肉腫)の発症に関わる病原体・原因ウイルスの遺伝子断片の探索を目的とする研究課題である。申請時の計画のように、まず血管指向性の強い発現ウイルスとして、また同様の地域性の強い血管腫瘍の原因となるウイルスとしてヒトヘルペス8型(HHVー8)が存在することより、本年度はHHV-8ウイルスを含め8種のヒトヘルペスウイルス遺伝子や、さらに数十種類以上の動物感染性のヘルペスウイルス群に共通する遺伝子配列を選択し、イノシン残基を組み込み、アニール温度を数段階に調節することで、既知のヘルペスウイルスファミリーは全て増幅しえる遺伝子プラ-マーの組み合わせを数カ所に設定し、血管肉腫患者組織のDNAをテンプレートとして、PCR増幅を多様なアニール温度で試みた。アニール温度の低下と共に、多様なサイズの遺伝子断片が増幅されたので、これらをすべく逐次、遺伝子配列を決定したが、ヘルペス群、あるいは新規のウイルスと思われる遺伝子配列の増幅は全く生じなかった。
新規分子動力学法による金属酵素反応システムの機能発現機構の解明

本研究では生体内金属酵素の反応機構サイクルを解明するため、新規方法論の開発とそれを用いた実在系の計算を行うことが目標である。対象とする系のサイズは大規模でありかつ、時間スケールも極めて長いため、現在の方法論では取り扱えていない。しかしながら酵素の持つ生体内反応は高効率なエネルギー変換、物質変換として極めて優れているため、その機構解明は非常に注目されている。よって理論的方法で酵素全体の仕組みを解明することが今後益々重要になっている。そこで本研究では酵素反応機構全体を理論解析できる幾つかの新規分子動力学法を開発することを試みた。前年度までに化学反応を古典分子動力学法で取り扱えるMulti State-Empirical Valence Bond (MS-EVB)法の実装と量子古典混合近似を用いた量子動力学計算法の実装を行った。本年度ではそれを基に、より実在系での量子分子動力学シミュレーションの実行を行い、その際に分かってきた様々な問題点を解決した。まず始めにアンモニア溶液中におけるプロトン移動反応を取り扱った。計算系は(NH_4^+)N_9H_<27>であり、1つのプロトンを量子化し、その他は古典粒子として取り扱った。このアンモニア溶媒を導入した実在系に近いモデルでアンモニウムイオンの分子間プロトン移動反応を取り扱った。NN間距離が近いときにプロトン移動反応が起き、正しくダイナミックスを行えていることを確認した。様々な条件下でもダイナミックスが記述できていることを確認した。本方法は生体系などより複雑な系に対しても極めて有用となると考えられる。本研究では生体内の金属酵素での反応機構サイクルを解明するための新規方法論の開発とその適用を行うことを最終目標にしている。対象とする系のサイズは大規模でありかつ、時間スケールも極めて長いため現在の方法論では取り扱えていない。しかしながら生体内反応は重要かつ高効率なエネルギー、物質変換過程として極めて優れており、全体としての仕組みを解明することは極めて重要である。特にこれまで行われてきているような反応過程のごく一部の反応過程を解明するだけでは物質変換過程について解明できたとはとても言えない。この問題を解決するため、筆者は幾つかの新規分子動力学法の方法論の開発を行うことを試みた。1)多段階の反応過程を記述できる新規分子動力学法結合の生成、開裂はEmpirical Valence Bond(EVB)法を用いることで有効的にポテンシャルを構築した。また常に基底結合状態の力場に更新し、励起結合状態の力場も更新していくことで多段階反応でも結合の生成、開裂を記述できる新規分子動力学法(Dynamical EVB)を開発した。Fortran95で新たにコードを作成し、1年間かけてNVE条件で複数の励起結合状態を参照できる新規プログラムを作成した。モデル系としてアンモニア液体中でのアンモニウムイオン(プロトン)移動反応を選んだ。アンモニウムイオンはアンモニア液体中で4つのアンモニア分子と水素結合する。そのため本シミュレーションでは、これら4つの励起結合状態を考慮して、フレキシブルなプロトン移動過程を記述できるようにした。実際、本方法論により分子間プロトン移動ダイナミックスが記述できていることを確認した。本研究では生体内金属酵素の反応機構サイクルを解明するため、新規方法論の開発とそれを用いた実在系の計算を行うことを目標にしている。対象とする系のサイズは大規模でありかつ、時間スケールも極めて長いため、現在の方法論では取り扱えない。しかし生体内反応は重要かつ高効率なエネルギー、物質変換過程として極めて優れており、全体としての仕組みを解明することは極めて重要であると考える。そこで本研究では幾つかの新規分子動力学法を開発することを試みた。本年度ではそれを基に、核を量子化し、より正確な分子動力学計算が行える量子分子動力学法の新規開発を行った。本方法は核の量子性が顕著な分子間プロトン移動反応に適しており、移動プロトン核を位置で3次元量子化した。量子古典混合系として系全体を取り扱い、量子系の時間発展にサーフェスホッピング法を用いた。プログラムのコーデングから行い、効率よく計算できるアルゴリズムの模索を行った。量子系のハミルトニアン要素の数値積分にはFuzzy Ce11法を応用した多中心積分法を用い、時間発展にマルチタイムステップ法を用いた。まず始めに最も簡単な系であるアンモニウムイオンにおける分子間プロトン移動反応:NH_3+NH_4->NH_4+NH_3に適用した。MN間距離が近い時、トンネリングが起こり、量子的なプロトン移動ダイナミックスが正しく記述されている事を確認した。本方法は生体内といった凝縮系内でも正確な量子ダイナミックスを記述できる新しい方法であり、極めて画期的である。

前年度までに化学反応を古典分子動力学法で取り扱えるMulti State-Empirical Valence Bond (MS-EVB)法の実装と量子古典混合近似を用いた量子動力学計算法の実装を行った。本年度ではそれを基に、より実在系での量子分子動力学シミュレーションの実行を行い、その際に分かってきた様々な問題点を解決した。まず始めにアンモニア溶液中におけるプロトン移動反応を取り扱った。計算系は(NH_4^+)N_9H_<27>であり、1つのプロトンを量子化し、その他は古典粒子として取り扱った。このアンモニア溶媒を導入した実在系に近いモデルでアンモニウムイオンの分子間プロトン移動反応を取り扱った。NN間距離が近いときにプロトン移動反応が起き、正しくダイナミックスを行えていることを確認した。様々な条件下でもダイナミックスが記述できていることを確認した。本方法は生体系などより複雑な系に対しても極めて有用となると考えられる。
日本語社会における言語習得と教育方策に関する総合的研究

交付金により、研究会合を重ねるとともに、平成5年10月22日(金)10時15時10分広島市中区中電大ホールにて「新しい日本語社会」「日本語習得の基盤を考える」と題して公開講演とシンポジウムを開催した。全国から多数の参会者があって、盛会に行われた。シンポジウムではメンバーの江川清・土岐哲・佐藤亮一・吉田則夫・真田信治の各氏とNHKの西橋アナウンサーに登壇いただいた。「日本語の習得と話言葉」のテーマの下、それぞれの立場からの提言と討議が行われた。午後から演題「日本語習得の基盤と社会言語学」井上史雄、演題「日本語の習得基盤と音声言語情報処理」桐谷滋各氏の講演があった。その成果を受けて、研究課題「国際化する日本語社会における音声言語の実態とその教育に関する総合的研究」により平成6年度総合研究(A)の申請をした。その内容はつぎの通りである。(1)国際化の進行している日本語社会における音声言語の実態を把握し、有効な教育方策を提案すること。(2)言語理論並びに高度情報処理技術等により、日本語社会における音声言語の教育に効果的な科学的方法を導入すること。この研究目的を、次の6事項に絞って期間内に達成する。A【.encircled1.】日本語社会における音声言語の多様性と標準、【.encircled2.】日本語社会における談話行動の習得過程、B【.encircled1.】日本語教育における学習活動が音声言語の習得に及ぼす効果、【.encircled2.】日本語社会における帰国子女・外国人子弟等の音声言語の習得、C【.encircled1.】日本語社会における音声言語の習得支援システムの開発、【.encircled2.】日本語社会における音声言語の教育用データーベース今年度の成果として、公開シンポジウムと公開講演を冊子にまとめ、研究機関や日本語教育関係機関等に配布した。
子宮内発育遅延児の成長ホルモン治療による代謝・免疫学的応答と遺伝学的背景の解析

SGA性低身長患者に対して成長ホルモン(GH)治療を行い、治療後1年間の内分泌代謝・免疫学的指標の変化を検討した。また、治療前患者のデータを基礎疾患のない対照者と比較した。患者群では治療開始1ヶ月後よりIGF1が上昇し、3ヶ月後から身長SDSが改善したため、GHの成長促進効果が確認できた。治療前患者群では対照群よりHbA1cが高かったが、GH治療後の悪化は認めなかった。患者群では治療後LDL-Cは低下し、GHの脂質代謝改善作用を示唆した。同時にアポ蛋白の変化も認めた。患者群では白血球数・好中球数・リンパ球数・リンパ球分画比率で対照群と差があったがGH治療後はそれぞれ対照群に近づく変化を示した。SGA(Small for gestational age)性低身長患者26名を同意を得た上で登録した。患者群において、成長ホルモン(GH)投与開始前、開始後1、3、6、9、12ヶ月後の情報収集と検体採取を行った。これまで代謝内分泌学的パラメーターとして、身長SDS・IGF1・HbA1c・甲状腺機能・総コレステロール・LDLコレステロール・HDLコレステロール・各種アポ蛋白・リポ蛋白分画・アディポサイトカイン(PAI-1、レジスチン、レプチン、アディポネクチン)を測定し、各パラメーターについてGH開始後の変化を解析した。同様に免疫学的パラメーターとして、白血球分画、フローサイトメトリーによるリンパ球サブセットを測定し、GH開始後の変化を解析した。その結果、身長SDSは治療後3ヶ月から有意に改善し、12ヶ月後には平均+0.59SDの上昇を認めたが、改善に乏しい例もあった。患者群でIGF1は治療後1ヶ月から有意に上昇したが、身長の改善に乏しい例ではIGF1の上昇も認めなかった。FT4は治療後1ヶ月から有意に低下したがTSHに有意な変化はなかった。HbA1cは一過性に大きく上昇した例があったが、治療後12ヶ月では全体で有意な上昇はなかった。LDLコレステロールは治療後有意に低下し、ApoC-2・ApoEの有意な上昇とApoBの有意な低下を認めた。アディポサイトカインの解析ではPAI-1が治療後有意に低下した。また、GH治療後は白血球数・好中球数が有意に上昇し、リンパ球サブセットでは有意にTリンパ球・Bリンパ球の上昇を認めた。CD4/8比に有意な変化はなかった。これらの結果より、SGA児に対するGH治療は、成長に影響するだけでなく代謝内分泌系や免疫系の変化を生じることが示唆された。【対象】SGA性低身長患者24名、対照者24名。【方法】患者に対して成長ホルモン(ソマトロピン) 0.23mg/kg/週を投与し、治療開始前、開始後1、3、6、9、12ヶ月に検体を採取し、それぞれの検体でIGF1、HbA1c、総Cho、LDL-C、HDL-C、各種アポ蛋白を測定した。さらに末梢血中の各種血球数・白血球分画の測定を行い、フローサイトメトリーにてリンパ球における各種細胞の割合を解析した。治療前の患者群と対照群の値を比較し、患者群における治療開始後の値を治療前と比較し検討した。【結果】身長SDSは治療12ヶ月後には平均+0.63SDの改善を認めた。IGF1は治療開始後1ヶ月より有意に上昇した。HbA1cは治療前患者群では対照群より有意に高かったが、GH治療後の上昇は認めなかった。治療前患者群の脂質の値は対照群と差がなかったが、GH治療後LDL-Cは有意に低下した。GH治療後、ApoA1・A2、ApoC2・C3、ApoEは有意に上昇し、ApoBは有意に低下した。患者群では白血球数・好中球数が対照群より少なく、リンパ球数が対照群より多い傾向があったが、GH治療後、白血球数・好中球数・リンパ球数は有意に変化し対照群に近づいた。患者群では対照群に比べてBリンパ球の割合が少なくNK細胞の割合が多い傾向があったが、GH治療後には対照群に近づく変化を示した。【考察】治療前の患者群と対照群でIGF1値に差はなく、本研究で認めたSGA性低身長児の特徴はGH分泌の差異によらないことが示唆された。SGA児では治療前よりHbA1cが対照より高く、小児期より耐糖能異常が生じている可能性があるが、本研究ではGH治療後にHbA1cの有意な上昇は認めず、GH治療が必ずしも糖尿病リスクの上昇につながらない可能性がある。GH治療は脂質代謝を改善させることが示唆されたが、アポ蛋白が脂質代謝の変化に関与している可能性がある。また、GHはSGA児の持つ免疫学的特徴を健常児に近づける作用を持つ可能性がある。

同時にアポ蛋白の変化も認めた。患者群では白血球数・好中球数・リンパ球数・リンパ球分画比率で対照群と差があったがGH治療後はそれぞれ対照群に近づく変化を示した。SGA(Small for gestational age)性低身長患者19名を同意を得た上で登録した。患者群において、成長ホルモン(GH)投与開始前、開始後1、3、6、9、12ヶ月後の情報収集と検体採取を行った。これまで代謝内分泌学的パラメーターとして、身長SDS・IGF1・HbA1c・甲状腺機能・総コレステロール・LDLコレステロール・HDLコレステロール・各種アポ蛋白・リポ蛋白分画を測定し、各パラメーターについてGH開始後の変化を解析した。その結果、身長SDSは治療後3ヶ月から有意に改善し、12ヶ月後には平均+0.55SDの上昇を認めたが、個人差が大きかった。患者群でIGF1は治療後1ヶ月から有意に上昇したが、身長の改善に乏しい例ではIGF1の上昇も認めなかった。FT4は治療後1ヶ月から有意に低下したがTSHに有意な変化はなかった。HbA1cは一過性に大きく上昇する例があり、治療後12ヶ月では患者群で有意に上昇した。LDLコレステロールは治療後有意に低下し、ApoC-2・ApoEの有意な上昇とApoB/A1比の有意な低下を認めた。これらの結果より、SGA性低身長におけるGH治療において、GHに対するIGF1反応性の差が治療効果に関与する可能性が考えられた。また、これまでの報告と同様に、GH治療により耐糖能や甲状腺機能が変化する可能性があり、注意が必要と考えられた。LDLコレステロールやApoB/ApoA1比の低下からは、GHの脂質代謝改善作用が示唆されたが、総コレステロールやHDLコレステロールには変化がなく、SGA児においてはGHの影響がGH分泌不全患者とは異なる可能性がある。ApoC-2はリポ蛋白リパーゼの活性化に重要であり、ApoEはリポ蛋白受容体のリガンドであるため、これらのアポ蛋白が脂質代謝の変化に関与している可能性がある。これまでSGA性低身長患者26名を登録しており、目標の30症例の到達に近づいている。同時に年齢・性別をマッチングした対照者の登録を進めている。登録患者のGH開始後の情報収集・検体採取もおおむね予定通りできており、代謝内分泌学的パラメーター、免疫学的パラメーターについて統計学的に解析を開始している。さらに、GH反応性と遺伝子多型の関係を調べるために、GH受容体JAK-STAT経路に関与する遺伝子群の多型解析も進行中である。これまでSGA性低身長患者19名を登録しており、1年間で目標の30症例の約3分の2を到達できた。登録患者のGH開始後の情報収集・検体採取もおおむね予定通りできており、代謝内分泌学的パラメーターについては統計学的に解析できる程度のデータが集積した。収集した検体の血球数やフローサイトメトリーを用いたリンパ球分析による免疫学的パラメーターもほぼ測定が終了しており、現在解析中である。GH反応性と遺伝子多型の関係を調べるために、GH受容体JAK-STAT経路に関与する遺伝子群の多型解析も進行中である。SGA性低身長患者の新規登録を進め、目標の30症例を到達する。同時に適切な対照者からの検体採取を進める。臨床情報の収集と採取した検体の代謝内分泌学的パラメーター・免疫学的パラメーターの測定は引き続き行う。同意を得られた患者については遺伝子多型解析もこれまで通り行う。