hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アンサンブルデータ同化を利用した大気海洋結合モードの抽出とその短期予測への応用

局所アンサンブル変換カルマンフィルタ(LETKF)を用いて全球大気海洋結合モデルCFESへ大気観測データを同化し大気場のみを修正するシステムCLEDAS-Aに関して、その概要および2008年8月から2ヶ月間の同化実験の解析結果をまとめた論文が、アメリカ気象学会が出版するMonthly Weather Review誌に受理・掲載された。大気大循環モデルAFESを用いたシステムALEDAS2と比較して、海面付近でのアンサンブルスプレッドの過小評価が軽減されること、対流圏中層の予報精度もいくぶん改善されること、さらに、ALEDAS2には見られない海盆規模のアンサンブル相関構造がCLEDAS-Aでは見られること、などを明らかにし、大気海洋結合モデルを用いたアンサンブルデータ同化の潜在的な有効性を示唆した。短期変動予測への応用に資するため昨年度に構築した、CFESへ海面水温の観測データのみを簡便な手法(ナッジ法)を用いて同化する試験的な季節予測システムについて、1983年以降、3月1日・6月1日・9月1日・12月1日から半年間の予測を12メンバーで行う実験を準リアルタイムで継続した。その有用性を確認するため、海面水温に加えて地上気温や降水量の予測スキルを評価するとともに、研究代表者の所属機関において準現業的に運用されている既存のシステムとの比較を進め、特性の異なる複数の予測モデルの結果を組み合わせる(マルチモデルアンサンブル)ことにより予測スキルが向上することを確認した。簡便な手法を用いて海面水温の観測データのみを同化する試験的な季節予測システムに関して解析を進めたものの、成果を論文としてまとめ投稿するには至らなかった。また、当初予定していた、アンサンブル手法を用いて海洋観測データを同化するシステムの構築に至らなかった。簡便なデータ同化手法を用いて構築した試験的な季節予測システムに関する成果を論文にまとめ、国際誌に投稿する。アンサンブル手法を用いて海洋大循環モデル・全球大気海洋結合モデルへ海洋観測データを同化するシステムを構築し、海洋の局所化スケールを変えた実験などを行い、『強結合』データ同化システムの開発に向けた基礎的な知見を得る。局所アンサンブル変換カルマンフィルタ(LETKF)を用いて全球大気海洋結合モデルCFESへ大気観測データを同化し大気場のみを修正するシステムCLEDAS-Aに関して、その概要および2008年8月から2ヶ月間の同化実験の解析結果を論文にまとめ、国際誌に投稿した。短期変動予測への応用に資するため、同じくCFESへ海面水温の観測データのみを簡便な手法(ナッジ法)を用いて同化する試験的な季節予測システムを構築し、各年の3月1日・6月1日・9月1日・12月1日から半年間の予測を12メンバーで行う実験を1983年から実施した。先行研究に倣って2015年までの統計的な性質を解析し、エルニーニョ・南方振動現象(ENSO)に対応する熱帯太平洋の変動に関して、(i)北半球の夏季は赤道太平洋東岸付近で、冬季は赤道太平洋中央部で年々変動が卓越するという観測データに見られる季節性は、このシステムでは必ずしも明瞭ではないこと、(ii)季節平均(MAM・JJA・SON・DJFの各3ヶ月平均)した海面水温の予測スキル(観測データとの偏差相関係数で評価)は、1季節目・2季節目ともに比較的良好であり、先行研究と同様に、北半球の晩冬から予測した夏季のスキルよりも晩夏から予測した冬季のスキルの方が高いという明瞭な季節性があること、などを示した。また、2017年冬季に発生したラニーニャ現象が半年前から予測可能であることを確認した。この試験的な季節予測システムでは、海氷が観測されている海域の海面水温は観測データではなくモデルの結氷温度へ緩和している。月平均した両極域の海氷分布の予測スキルは、1ヶ月目は高い値を示しており、このような取扱いが初期値化という観点では良好に機能していることが判明した。これらと並行して、LETKFを用いて海洋観測データを同化するための準備を進めた。当初の予定を変更し、アンサンブル手法を用いて海洋観測データを同化するシステムを構築するのに先立って、短期変動予測への応用に資するため、簡便な手法を用いて海面水温の観測データのみを同化する試験的な季節予測システムを構築した。3ヶ月毎に半年間の予測を行う実験では比較的良好な結果が得られており、本課題で使用する全球大気海洋結合モデルの有効性が確認できたのに加え、アンサンブル手法を用いたシステムを構築した際の比較対象としても利用可能である。

その有用性を確認するため、海面水温に加えて地上気温や降水量の予測スキルを評価するとともに、研究代表者の所属機関において準現業的に運用されている既存のシステムとの比較を進め、特性の異なる複数の予測モデルの結果を組み合わせる(マルチモデルアンサンブル)ことにより予測スキルが向上することを確認した。簡便な手法を用いて海面水温の観測データのみを同化する試験的な季節予測システムに関して解析を進めたものの、成果を論文としてまとめ投稿するには至らなかった。また、当初予定していた、アンサンブル手法を用いて海洋観測データを同化するシステムの構築に至らなかった。【研究実績の概要】に記載した、簡便なデータ同化手法を用いて構築した試験的な季節予測システムに関する成果を論文にまとめ、国際誌に投稿する。アンサンブル手法を用いて海洋大循環モデル・全球大気海洋結合モデルへ海洋観測データを同化するシステムを構築し、海洋の局所化スケールを変えた実験などを行い、『強結合』データ同化システムの開発に向けた基礎的な知見を得る。簡便なデータ同化手法を用いて構築した試験的な季節予測システムに関する成果を論文にまとめ、国際誌に投稿する。簡便な手法を用いた試験的な季節予測システムの構築に関する研究を優先的に実施したため、当初の予定よりも出力されるデータ量が少なく購入したRAIDシステムに内蔵するハードディスクを本課題の予算から支出するには至らなかったこと、および、アンサンブル手法に関する連携研究者との研究打合せのための出張を見送ったこと、が主な理由である。アンサンブル手法を用いて海洋観測データを同化するシステムの構築やそのための研究打合せは次年度に実施するため、そのための費用として使用する予定である。簡便な手法を用いた試験的な季節予測システムの構築に関する研究を優先的に実施したため、当初の予定よりも出力されるデータ量が少なく購入したRAIDシステムに内蔵するハードディスクの購入には至らなかったことが主な理由である。アンサンブル手法を用いて海洋観測データを同化するシステムの構築は次年度に実施するため、そのための費用として使用する予定である。
感染抵抗性人工血管の開発

本研究は極めて致命率が高いとされてきた人工血管感染に対する再手術の成績向上を目的としたものである。生体吸収性ポリマーに薬剤を混ぜて徐放する技術を用いて、市販人工血管に薬剤徐放コーティーングを行い(有機溶媒を用いる方法とエレクトロスピニング法を用いる方法)抗生物質徐放感染抵抗性人工血管作成を行った。しかし強度とハンドリングの問題から、吻合に耐えうる性能が達成困難と結論した。一方、方針を換えリファンピシン含浸ゼラチンコーティーング人工血管の使用と、FDG-PET/CTによる早期診断が治療成績向上に有用であることを見出し、本疾患の集学的治療の構築に寄与した。本研究の目的は致命率が高いとされる人工血管感染に対する再置換術の成績向上である。生体吸収性ポリマーに薬剤を混ぜて徐放する技術を当教室では確立しており、この技術を用いて抗生物質薬剤徐放による感染抵抗性人工血管作成を試みた。抗生物質を含む生体吸収性材料を溶媒として人工血管の含浸モデルを作成した。作成したところ、薬剤徐放そのものは良いが人工血管としての性能が十分でなかった。模擬的縫合を多回数行ったところ、作成された人工血管は厚みが増し針の貫通性が低下し、かつ有機溶媒由来の変化で強度が低下し縫合が容易でないと判明した。有機溶媒と薬剤の比率を変えて調整したが解決困難であった。次期モデルはエレクトロスピニング法を応用し人工血管表面に粉綿状にコーティーングを行った。同じく縫合試験を行った。ハンドリングは向上し、強度低下はみられなかった。ただ容易にコーティーングが剥げてしまい、意図する吻合が困難であった。薬剤徐放が得られても吻合に耐えられなければ臨床応用は困難である。一方、研究を進めるうち、人工血管感染の治療として市販のゼラチンコーティーング人工血管にリファンピシンを含浸させて結合を得て好成績が得られている報告が相次いだ。当方でも学内倫理委員会承認のもと同様の治療を行い高い治療成績を得た。ただ、診断困難な疾患であり、実際は早期診断得られない限り救命は困難である。FDG-PET/CTによる診断能の改善が有用であることを見出し応用報告も行った。結語として吻合に耐えうる性能を有する抗生剤徐放感染抵抗性人工血管は開発困難であったが、FDG-PET/CTによる早期診断とリファンピシンコーティーング人工血管を組み合わせることにより人工血管感染に対する集学的治療の構築が可能であった。生体吸収性ポリマーであるpoly L-lactide(PLA)に薬剤を混ぜて徐放する技術は当教室で確立しているが、この技術を用いて抗生物質薬剤徐放による感染人工血管作成を試みた。初期モデルはバンコマイシン含有生体吸収性材料を溶媒としてそこに市販の人工血管をdipする単純な含浸モデルを作成した。実際作成してみると薬剤徐放そのものは良いが、生体吸収性材料を液状にする際の有機溶媒が必要であり、そこから様々な問題が生じた。人工血管としての性能が重要であり、作成された人工血管で模擬的縫合を多回数行いハンドリングを含めて検証した。作成された人工血管は厚みが増し針の貫通性が低下し、かつ有機溶媒由来の変化により強度が低下し縫合により比較的容易に裂けることが判明した。厚みは含浸方法を工夫し局所的に厚くならぬよう一定の厚みになるように工夫し対応した。しかし厚み等は我慢できるにしても強度低下は容認できない。有機溶媒と薬剤の比率を変えて調整し強度の調整を行ったが解決は困難であった。さらに有機溶媒完全除去は不能で生体への安全性が担保されないという問題が大きい。初期モデルを臨床に応用するには無理を感じ次期モデルの作成に移った。第二期モデルはエレクトロスピニング法を応用し人工血管表面に粉綿状にコーティーングを行った。ただ容易にコーティーングが剥げてしまう問題に直面した。本研究のテーマは感染人工血管の開発であるが、その根本は人工血管感染に対する集学的治療の構築である。人工血管感染診断治療に関する国際学会発表(2012年EACTSバルセロナ)ならびに論文投稿(EJCTS採択)も行った。診断治療体系の確立にはリファンピシン含浸グラフトを超える性能の徐放血管の開発が目標である。継続してモデルを作成中である。

実際作成してみると薬剤徐放そのものは良いが、生体吸収性材料を液状にする際の有機溶媒が必要であり、そこから様々な問題が生じた。人工血管としての性能が重要であり、作成された人工血管で模擬的縫合を多回数行いハンドリングを含めて検証した。作成された人工血管は厚みが増し針の貫通性が低下し、かつ有機溶媒由来の変化により強度が低下し縫合により比較的容易に裂けることが判明した。厚みは含浸方法を工夫し局所的に厚くならぬよう一定の厚みになるように工夫し対応した。しかし厚み等は我慢できるにしても強度低下は容認できない。有機溶媒と薬剤の比率を変えて調整し強度の調整を行ったが解決は困難であった。さらに有機溶媒完全除去は不能で生体への安全性が担保されないという問題が大きい。初期モデルを臨床に応用するには無理を感じ次期モデルの作成に移った。第二期モデルはエレクトロスピニング法を応用し人工血管表面に粉綿状にコーティーングを行った。同じく縫合試験を行った。ハンドリングは向上し、強度低下はみられなかった。ただ容易にコーティーングが剥げてしまう問題に直面した。思わぬ問題にあたり解決が困難で異なるアプローチの模索を要している。臨床で使われているリファンピシン含浸グラフトに比し、我々の開発しようとしてる感染抵抗性人工血管のメリットデメリット(とくに強度などの問題)がどこまでの性能を発揮できるかは難しい問題である。継続してモデルを作成中である。感染人工血管の開発と本題は必ずしも一致しないが、人工血管感染の診断技能の向上(FDG-PETによる診断)に関する研究開発も本研究の一環として施行中である。該当なし
橋小脳低形成10型の分子病態メカニズムの解明

橋小脳低形成(PCH)の10型は、RNAキナーゼCLP1遺伝子変異によって断片化したtRNA (tRF)が核内に蓄積すること、p53の活性化によって神経特異的に細胞死が生じることが知られている。しかしながら、この病因がtRFの蓄積によるものなのか、またCLP1遺伝子変異がどのような経路を介してp53を活性化しているのか、その詳細は未だ明らかにされていない。そこで本研究では、この疾患に対する治療法開発の一助となることを期待し、ヒト神経芽細胞株、ゼブラフィッシュそしてマウスをモデルに、CLP1遺伝子変異による神経変性疾患の詳細な分子メカニズムを解明することを目的とする。29年度は、ヒト神経芽細胞株とゼブラフィッシュを用いた解析によって、あるtRF (xtRF)がp53を介して神経変性を引き起こすことを見出した。従って30年度は、xtRFがどのような因子を介してp53を活性化しているのかを明らかにするために解析を行った。申請者はxtRFと相互作用するタンパク質を同定するために、プロテアーゼプロテクションアッセイを利用した。具体的には、ヒト神経芽細胞株の粗抽出液にxtRFを混合し、プロテアーゼで処理した後に、xtRFにプロテクトされて消化されずに残ったタンパク質断片を解析した。その結果、xtRFと相互作用するタンパク質として、糖代謝経路で機能している酵素が2つ見いだされた。これは、RNAキナーゼCLP1遺伝子変異の病態メカニズムの詳細を明らかにしただけでなく、機能性RNAが糖代謝経路を介して神経変性を引き起こしている可能性を示した世界で初めての報告である。平成30年度の計画は、「xtRFがどのような因子を介してp53を活性化しているのか?」を明らかにすることであった。当初の予定では、1)プロテアーゼプロテクションアッセイとSILAC法によるtRF結合タンパク質(tRFBP)の同定、2) EMSAによるtRFBPのtRFへの結合能の確認、3) CRISPR/Cas9システムを用いたtRFBP欠損細胞株、ゼブラフィッシュあるいはマウスの作製を行う予定であった。しかしながら、【研究実績の概要】に示してあるように、平成30年度は、計画1)のtRFBPの同定のみしか達成できなかった。その主な要因として、計画1)で使用している手法の条件検討に多くの時間を費やす必要があったことがあげられる。また、申請者は大腸菌や哺乳細胞株を用いてtRFBPのリコンビナントタンパク質を作製しようとしたが、いずれも可溶性タンパク質として得ることができなかった。さらに、tRFBPは生物にとって必須の酵素であるために、tRFBP欠損神経細胞株、ゼブラフィッシュあるいはマウスの作製が困難であった。従って、平成30年度に計画2)と3)を遂行することはできなかった。従って申請者は、当初の計画を予定どおり遂行することができなかったために、本研究の進捗状況における区分を(3)やや遅れているとした。平成30年度に遂行する予定であった計画2)EMSAによるtRFBPのtRFへの結合能の確認に関しては、引き続き可溶性のリコンビナントタンパク質の作製を試みる。具体的には、大腸菌の発現系においては、低温でタンパク質を発現させて可溶化するのかを確認する。また、大腸菌で発現しなかった場合は、昆虫細胞あるいはウサギ網状赤血球系の無細胞タンパク質合成システムを用いたタンパク質発現も試みる。可溶性のタンパク質が得られれば、当初の計画通り、EMSAを用いてtRFBPがtRFへ結合するのかを検証する。平成31年度に遂行する予定である「tRFBP欠損神経細胞株あるいはゼブラフィッシュを用いて、xtRFの蓄積によって生じる神経変性がtRFBPを介しているのかを明らかにする」という計画に関しては、平成30年度の計画3)が遂行できないため、当初の計画を変更する。具体的には、tRFBPのmRNAを作製し、xtRFとともに神経細胞株にコトランスフェクションを行う。同様に、ゼブラフィッシュ胚にtRFBP mRNAとxtRFをコインジェクションする。xtRFによる神経異常がtRFBP mRNAの導入によって、回復もしくはさらに悪化することを検証する。申請者は、橋小脳低形成10型CLP1遺伝子変異による断片化したtRNA (tRF)の蓄積が神経変性疾患の原因であるのかをヒト神経芽細胞株とゼブラフィッシュを用いて検証した。申請者は、tRNA前駆体由来5'エキソン断片、3'エキソン断片、あるいはtRNA前駆体由来イントロン断片などの様々なtRFをそれぞれトランスフェクションしたヒト神経芽細胞株を観察したが、細胞数や形態に異常は見られなかった。しかしながら、分化誘導を行った際に、あるtRF (xtRF)をトランスフェクションした細胞株においてのみ、細胞数の減少が認められた。分化誘導を行ったxtRFトランスフェクション細胞株において、p53タンパク質の活性化(リン酸化)がみられたので、p53欠損ヒト神経芽細胞株を樹立し、同様の実験を行った。その結果、分化誘導を行ったxtRFトランスフェクションp53欠損細胞株において、細胞数の減少は認められなかった。一方、xtRFを受精卵にインジェクションしたゼブラフィッシュでは、神経発生が異常となり、頭部の縮小及び尾部の湾曲が認められた。また、TUNEL法を用いた組織学的解析によって、xtRFがゼブラフィッシュの神経細胞のアポトーシスを引き起こすことを明らかにした。ゼブラフィッシュにおけるxtRFに対するこのような生体反応は、p53のモルフォリノを用いたノックダウンによってレスキューされた。

以上より、CLP1遺伝子変異による神経変性はxtRFの蓄積によるp53の活性化によって引き起こされていることが明らかとなった。これらの成果は、RNAキナーゼCLP1遺伝子変異の病態メカニズムの一旦を解明しただけでなく、機能性RNAによる新規細胞ストレス応答機構を明らかにした。平成29年度の計画は、「どのようなtRNA断片(tRF)が細胞ストレスを惹起するのか?」をin vitroとin vivoにおいて明らかにすることであった。【研究実績の概要】に示してあるように、申請者はヒト神経芽細胞株を用いた解析によって、あるtRF (xtRF)のみが、分化誘導後にp53の活性化及び細胞数の減少を示すことを明らかにした。さらに、この細胞数の減少は、p53欠損細胞株においてレスキューされた。さらに申請者は、ゼブラフィッシュを用いた解析によって、xtRFが神経発生の異常及び尾部の湾曲を引き起こすことを示した。ここまでで、当初の計画をすべて遂行したことになる。申請者は、in vivoにおいて、さらなる解析を行い、xtRFが神経特異的にアポトーシスを起こすこと、モルフォリノによってp53の機能を低下させたゼブラフィッシュではxtRFによる尾部の湾曲が回復することを明らかにした。申請者は、当初の計画よりさらに踏み込んだ解析を行い、in vivoにおけるxtRFの役割をより詳細に明らかにすることができた。従って、本研究の進捗状況における区分を(1)当初の計画以上に進展しているとした。橋小脳低形成(PCH)の10型は、RNAキナーゼCLP1遺伝子変異によって断片化したtRNA (tRF)が核内に蓄積すること、p53の活性化によって神経特異的に細胞死が生じることが知られている。しかしながら、この病因がtRFの蓄積によるものなのか、またCLP1遺伝子変異がどのような経路を介してp53を活性化しているのか、その詳細は未だ明らかにされていない。そこで本研究では、この疾患に対する治療法開発の一助となることを期待し、ヒト神経芽細胞株、ゼブラフィッシュそしてマウスをモデルに、CLP1遺伝子変異による神経変性疾患の詳細な分子メカニズムを解明することを目的とする。29年度は、ヒト神経芽細胞株とゼブラフィッシュを用いた解析によって、あるtRF (xtRF)がp53を介して神経変性を引き起こすことを見出した。従って30年度は、xtRFがどのような因子を介してp53を活性化しているのかを明らかにするために解析を行った。申請者はxtRFと相互作用するタンパク質を同定するために、プロテアーゼプロテクションアッセイを利用した。具体的には、ヒト神経芽細胞株の粗抽出液にxtRFを混合し、プロテアーゼで処理した後に、xtRFにプロテクトされて消化されずに残ったタンパク質断片を解析した。その結果、xtRFと相互作用するタンパク質として、糖代謝経路で機能している酵素が2つ見いだされた。これは、RNAキナーゼCLP1遺伝子変異の病態メカニズムの詳細を明らかにしただけでなく、機能性RNAが糖代謝経路を介して神経変性を引き起こしている可能性を示した世界で初めての報告である。
微小電場における表面活性化現象を利用した超精密加工法の研究

微小電場による表面活性化現象を積極的に利用して微粉CBN砥石による超精密研削加工技術を確立し,次の成果を得た。(1)微小電場における表面活性化現象を利用した超精密くず生成機構の解明微粉砥粒を用いた超精密研削加工においても,砥石作用面上の砥粒の通過軌跡つまり砥粒の切込み深さはゼロから次第に増加し,ある点で最大値をとったのち,再びゼロへ減少する機構は変化していないことを解明した。(2)微小電場の表面活性化現象による超精密研削加工面創成機構の実験的・理論的研究超精密研削加工における創成加工面は,砥石作用面に存在する砥粒一つひとつが生成する表面創成溝曲線の集合体として生成されるが,砥石作用面上での砥粒は3次元的に分布し,しかも砥粒支持剛性がそれぞれ変化しているので個々の最大切込み深さは一定ではないことが明らかとなった。(3)微小電場の表面活性化現象を利用した超精密研削加工条件の最適微小電場による表面活性化現象を利用した微粉砥石による超精密研削加工の場合は,特に表面活性化のための電場強さ,最大砥粒切込み深さを決定する砥粒の大きさや工作物と砥石との速度比及び半径比などによって研削結果が著しく影響される。微小電場による表面活性化現象を積極的に利用して微粉CBN砥石による超精密研削加工技術を確立するために,次の2段階の研究を遂行した。(1)微小電場における表面活性化現象を利用した超精密くず生成機構の解明研究の結果,微粉砥粒を用いた超精密研削加工においても,砥石作用面上の砥粒の通過軌跡つまり砥粒の切込み深さはゼロから次第に増加し,ある点で最大値をとったのち,再びゼロへ減少する機構は変化していないことが解明された。しかも,微小電場内の金属材料の表層部は活性化され,電場における活性化層深さは,負荷電圧すなわち電場深さによって変化するため,最大砥粒切込み深さを活性化層深さ内外で変化させた単粒研削を行い,砥粒切れ刃の上すべり現象,切りくず生成開始条件,単粒研削溝の形状,切りくず形態切削抵抗の変化を解析することによって微小電場中での切りくず生成機構を解明した。(2)微小電場の表面活性化現象による超精密研削加工面創成機構の実験的・理論的研究研究結果から,超精密研削加工における創成加工面は,砥石作用面に存在する砥粒一つひとつが生成する表面創成溝曲線の集合体として生成されるが,砥石作用面上での砥粒は3次元的に分布し,しかも砥粒支持剛性がそれぞれ変化しているので個々の最大切込み深さは一定ではないことが明らかとなった。この要因ならびに微小電場による表面活性化層深さは,電場強さに対応した一定値に固定されることのために,各々の砥粒が生成する表面創成曲線は複雑に変化しているものと予想される。砥石作用面のトポグラフィ及び表面活性化層深さと最大砥粒切込み深さによって決定される砥粒の表面創成曲線を組み合わせることにより微小電場における研削加工面創成機構の実験的・理論的解明を行った。平成9年度の研究成果を発展させ,表面活性化現象を実用化するための超精密研削加工条件の最適化と研究の総括を踏まえて,次の2段階の研究を遂行した。(1)微小電場の表面活性化現象を利用した超精密碩削加工条件の最適化研削加工は,工具条件,被削材条件,相対運動条件,干渉条件,工作機械条件及び雰囲気条件の6入力条件によって影響される。微小電場による表面活性化現象を利用した微粉砥石による超精密研削加工の場合は,特に表面活性化のための電場強さ,最大砥粒切込み深さを決定する砥粒の大きさや工作物と砥石との速度比及び半径比などによって研削結果が著しく影響される。そこで,微粉CBNメタルボンド砥石を用いて微小電場で金属材料を超精密研削加工し,仕上面粗さ,加工精度及び加工変質層を評価関数として最適研削条件を探索した。

(2)微小電場の表面活性化現象による超精密研削加工面創成機構の実験的・理論的研究研究結果から,超精密研削加工における創成加工面は,砥石作用面に存在する砥粒一つひとつが生成する表面創成溝曲線の集合体として生成されるが,砥石作用面上での砥粒は3次元的に分布し,しかも砥粒支持剛性がそれぞれ変化しているので個々の最大切込み深さは一定ではないことが明らかとなった。この要因ならびに微小電場による表面活性化層深さは,電場強さに対応した一定値に固定されることのために,各々の砥粒が生成する表面創成曲線は複雑に変化しているものと予想される。砥石作用面のトポグラフィ及び表面活性化層深さと最大砥粒切込み深さによって決定される砥粒の表面創成曲線を組み合せることにより微小電場における研削加工面創成、機構の実験的・理論的解明を行った。
酸化物単結晶の成長及び欠陥発生に与える融液対流抑制効果に関する研究

この研究は、酸化物単結晶の融液からの成長機構及び、結晶欠陥発生に与える界面付傍での物質輸送の影響を原子レベルで明らかにすることを目的として行われた。平成4年度は、融液対流抑制の効果をより明確化するため、完全に融液対流が抑制されたガラス内部での単結晶成長に着目し、結晶成長に与える原子拡散の効果を検討した。容易にガラス化し、融液からの結晶成長とガラスからの結晶成長を相互に比較可能なほう酸リチウムを標準試料として選び、高温試料台を備えた顕微鏡を使って、結晶成長過程をVTRに録画した。得られた画像から成長形への原子拡散の効果についての解析を行った。結晶成長への原子拡散の効果を明確にするため、種々の組成を持つほう酸リチウムガラスを試料として用い、単結晶成長界面近傍にLiあるいはBの過飽和層を形成しやすくした。試料は約700°Cで結晶化し始めた。ガラス内部で成長した結晶は8面体のLi_2B_4O_7単結晶であった。結晶は約100μmのサイズまで8面体のまま成長し、その後、角の部分から異常成長が始まり、最終的にはファイバー状結晶に覆われた球晶となった。8面体単結晶は球晶の核となっており、核の大きさは用いたガラス試料の組成(X=B/Li+B比)により大きく変化していた。ガラス組成が成長した単結晶の組成(Li_2B_4O_7組成X=0.67)からずれる程、核の大きさは減少した。また、Bリッチ側ではLiリッチ側よりも急激な核のサイズの減少が見られた。これは成長界面近傍でのLi、B原子の拡散の大きさの違いによるものと考えられる。原子拡散速度のより大きなLi過剰組成では、界面での過飽和が解消されやすく、その結果大きな8面体核が成長したものと考えられる。完全に対流を抑制した融液成長の実現は宇宙空間でも困難であり、この研究の結果は極限状態の貴重なシミュレーションと考えられる。
リン脂質膜における相境界構造形成

これまでコレステロールを含む水過剰条件下でのDMPC多重層膜について、L_<alpha>相(液晶相)とP_<beta′>相(リップル相)との間の相転移過程の研究を進めてきた。その結果、以前二相共存状態と考えていたものが、長いリップル周期をもつ新しいリップル相(P_<beta′>(long)相と命名)であることがわかった。この相の性質を以下に示す。1.P_<beta′>(long)相では、リップル構造のくりかえし周期がP_<beta′>相に比べて約1.5倍長い。2.コレステロール濃度23mol%において、P_<beta′>(long)相のラメラ周期はL_<alpha>相やP_<beta′>相のそれよりも長い。4.P_<beta′>(long)相が形成する温度範囲においては、炭化水素鎖配列のレベルで液晶的な構造とゲル的な構造が共存し、それらの量比が温度変化した。また、リップル周期は強い温度依存性を示した。これらの結果は11th International Biophysics Congress(1993,Budapest,Hungary)において発表された。水過剰条件下で、ラメラ構造とリップル構造によるX線回折ピークを調べた結果、狭い温度範囲でP_<beta′>相とP_<beta′>(long)相との共存が見られた。両相は広いドメイン構造を形成して共存していると考えられる。水含量を33wt%に減らしてもP_<beta′>(long)相が形成された(コレステロールは2mol%)。このとき両相のリップル構造は共存し、膜面内でそれぞれ広いドメインを形成した。しかし、ラメラ構造は両相が共存せず、水過剰条件下のようなラメラ周期の増大もなかった。これはP_<beta′>(long)相のラメラ周期の増大に水が必要であることを示している。水含量をさらに26wt%に減らすと、P_<beta′>相は形成するが、長周期のリップル構造は消失しP_<beta′>(long)相は形成されなかった。従って、P_<beta′>相に比べてP_<beta′>(long)相の形成には水和をより必要とすることがわかった。
入所競争率２倍時代の特養の整備拡充に向けた地域的条件と介護保険の持続可能性

高齢化の進む現代日本では,24時間介護の特養への期待は大きいが,その供給不足は多くの入所待機者を生じさせている。三位一体改革を経た平成18年度以降は,国庫補助金時代の枠組みによる国の半額相当を都道府県が負担する仕組みが廃止されるなど,特養の整備をめぐる近年の制度諸環境の変化は,都道府県ごとの整備施策の裁量を拡大させた。特養の整備主体となる各地方公共団体では,創設と既存施設の増改築の双方を同時に検討し,事業計画期間の前半で増改築を進め,最終年度末など遅い時期に創設分の整備を完了させる傾向がある。これには,計画期間中の整備事業の達成と,保険給付費の上昇抑止の両立を確保する観点が影響している。当年度においては,全国各地域における近年の特別養護老人ホームの整備状況について整理しその特徴について分析を行った。全国の都道府県・政令市において広域型を中心とする施設整備の状況について,補助単価等の制度枠組みや法人の資金・用地調達手段への関与方針などを担当部局において聞き取りを行うとともに,整備実績および施設の立地について把握を試みた。東京大都市圏に位置するA県では,今後の急速な高齢化と高齢人口増加を見据え,2000年代半ばから本格的に整備を加速させている。同県では,東京に近い県南部は都市化が進んでおり,用地も多くないため,65歳以上人口当たりの整備率という観点からは整備が進んでいない。県北部では比較的整備が進んでいるが,整備率は県南部よりも高い圏域も多いので,今後の整備は少なくなる。既存の特養の移転・改築については,同県では今のところ3件のみである(ほか2件がH25年およびH26年4月に移転予定)。西日本の地方圏にあるB県では,合併による市町村数減少もあり,未整備町村はないが,今後は高齢者人口の大幅な増加も見込まれないため,新規の施設整備(とくに広域型)はさほど想定されていない。近年の補助対象(広域型特養)は毎年23件程度にとどまり,応募してくる案件に優劣をつけて選抜するような年度はなく,整備対象としての諸条件が満たされている案件はいずれも採択されている。政令市・中核市を除けば,新規の創設は定員が過剰となりがちである。そのため,既存施設での増築による整備が中心であって,施設単位で見ても地域(市町)単位で見ても,少しずつ増やす形態が一般化している。高齢者人口自体が横ばいから減少の局面に転じ始めている地方圏では,少なくとも30床以上の定員増となる創設による整備では,近隣市町村も含めて介護給付費への影響が懸念されることから,創設による整備には消極的になるケースが多い。超高齢社会の現代日本において,24時間介護の老人福祉施設(特養)への国民的期待は大きく,その供給不足は多くの入所待機者を生じさせている。一方で,施設整備をめぐる近年の制度諸環境の変化は,都道府県ごとの整備施策の裁量を拡大させた。本研究は,行政の役割,事業者や介護保険財政への影響と制度の持続可能性の点から,近年の施設整備施策の実態を明らかにすることを目的とした。特別養護老人ホームの整備に関する制度には,「H16年度まで」,「H17年度」,「H18年度以降」という区切りがある。H16年度までは国庫補助金の時代であり,H17年度は三位一体の改革による国庫補助の廃止に伴い「地域介護・福祉空間整備等施設整備交付金」制度が導入され,補助単価が設定された。H18年度以降は,従来の国庫補助負担金相当額について「特別の地方債」の発行ができるようになったが,都道府県分(国の半額)は廃止されたので,県によっては独自の負担をやめてH17年度の国庫分(225万円)だけを補助することにしたケースも見られた。「特別の地方債」においては,介護保険の下で入所者から居住費を徴収できるユニット部分は起債対象とされない。そのため,起債対象に関して,ユニット部分と非ユニット部分とをどのように区分するのかが問題となるが,その厳密な区分方法や定義は厚労省からも総務省からも示されていない。特養を整備する各地方公共団体では,創設と増改築の双方を同時に検討するが,介護保険給付費の上昇抑止の観点からは,整備(供用開始)が遅いほど,地元市町村(保険者)には好都合の面も否定できない。そのため,計画期間の前半で増築分を進め,後半(とくに最終年度末頃)に創設分が多い傾向がある。また事業者側では,創設の場合,新たな職員確保が課題となる中で,近接する地域内で同時に創設が相次ぐことは望ましくなく,都道府県による調整が有効な面がある。当年度においては,近年の特養の整備をめぐる全体像および制度的変化について整理し分析を行った。

整備状況を,65歳以上人口100人あたり整備率として把握したところ,全国で約1.50%であるのに対して,都道府県別では,島根(2.16%),石川(2.08%),福井(2.06%)を筆頭に,東北から北陸・山陰地方など日本海側を中心とした非大都市圏諸県で高い値となっている。逆に,千葉・神奈川・東京・埼玉など首都圏のほか,宮城および愛知で1.201.38程度の低い水準にとどまり,さらに大阪(1.38%)や福岡(1.42%)がこれに続き,大都市圏の各都府県で整備率の低さが確認された。整備の進捗について全国の状況を整理したところ,2001年から2006年までは対前年比の増加率が4.115.38%であったが,2007年は3.65%に,2008年は2.98%に落ち込んでいることが明らかとなった。つまり,2004年度まであった従来の施設整備国庫補助金の枠組みが三位一体の改革によって廃止され,都道府県に一般財源化されて以降,全国の特養の入所定員の増加率は低下傾向を示していることが確認された。比較的小さい定員50人程度の規模でも,新設に少なくとも数億円から十億円程度の資金が必要となる特養の整備において,自己資金で費用の大半を調達可能な設置主体は少なく,都道府県等からの補助金への依存が一般的である。一般財源化以降の整備費補助金について全国の都道府県別の補助基準額を分析したところ,新設(ユニット型)に対して1定員あたり300万から350万円程度を単価とする場合が多いが,東京都・千葉県では400万円以上と高くなっている。逆に,中・四国を中心に西日本の諸県では低く,中でも香川県・大分県では200万円を下回る水準となっている。このように都道府県間で補助のあり方に差異が生じていることが確認された。当年度は,大震災直後から始まった前年度のような特殊な状況(予算措置が例年と比較して時期的に遅れ,また予算規模の面でも年度半ばまで不透明さが残っていたことがあり,当初計画していた夏季の調査出張の計画立案が具体化しづらかった点が大きく影響したものと考えている。また東日本大震災の影響により,とくに福島県など研究計画時に想定していた東日本諸県における調査訪問を残念ながら自粛・延期せざるを得なかった等の無視できない特別な事情などから,全体として詳細な現地調査が遅れる結果となった面がある。このほか,介護保険事業(支援)計画の改定時期と診療報酬改定の時期とが重なる6年に一度の節目が当年度末であった影響から,とくに都道府県を初めとする地方自治体における高齢者福祉担当部署の繁忙性が通常にまして高く,調査協力依頼に対して理解の得にくい年度であったこと等)の多くで支障がなくなり,おおむね予定通りの調査計画を実現することができた。当年度は,予算措置が例年と比較して時期的に遅れ,また予算規模の面でも年度半ばまで不透明さが残っていたことがあり,当初計画していた夏季の調査出張の計画立案が具体化しづらかった点が大きく影響したものと考えている。また東日本大震災の影響により,とくに福島県など研究計画時に想定していた東日本諸県における調査訪問を残念ながら自粛・延期せざるを得なかったことも無視できない特別な事情としてあり,全体として詳細な現地調査が遅れる結果となった面がある。このほか,介護保険事業(支援)計画の改定時期と診療報酬改定の時期とが重なる6年に一度の節目が当年度末であった影響から,とくに都道府県を初めとする地方自治体における高齢者福祉担当部署の繁忙性が通常にまして高く,調査協力依頼に対して理解の得にくい年度であった印象も否めない。
酸化的ストレスの防御と増幅に対するセレンの役割に関するESRによる無侵襲解析

前年度の研究によりセレン欠乏ラットではin vivoスピンクリアランスが低下しており、これは活性酸素の発生よりもむしろ生体内総合還元力の低下を示しているものと結論した。しかしながら本年度になって、セレン欠乏ラットでは正常ラットに比べて胆汁中過酸化水素量が有意に上昇することがわかってきた。またセレン欠乏ラットに酸素曝露を行った場合、スピンクリアランスが更に低下する傾向が見られた。過酸化水素は酸化剤であり、生体内で還元を受けたスピンプローブを再酸化する可能性がある。即ちセレン欠乏下で生じている酸化的ストレスは、in vivoスピンクリアランスを低下させる可能性が憂慮された。そこで本年度の当初の予定を変更し、過酸化水素がスピンクリアランスに及ぼす影響を調査した。その結果、セレン欠乏ラットにおけるin vivoスピンクリアランスの低下には、過酸化水素によるスピンプローブの再酸化が影響していることがわかった。また本年度は、生体内抗酸化系の中で働く遷移金属元素とセレンとの関連を調べる目的で、中性子放射化分析法およびマルチトレーサー法により、セレン欠乏ラット生体内における微量元素の動態解析を行った。その結果セレン欠乏ラットでは、肝および脾での鉄含量の増加、および主な臓器での亜鉛含量の低下、肝臓でのコバルト取り込み率および排泄率の低下が観察された。セレン欠乏状態によって与えられる酸化的ストレスには、他の金属あるいは金属酵素との相互作用も影響を及ぼしている可能性が予想された。本研究で当初から目的としていたセレン過剰による酸化的ストレスの発生の有無を検討するには至らなかったものの、in vivoスピンクリアランスは生体内の過酸化水素の増加により低下することから、スピンクリアランスの低下から生体内での過酸化水素の発生を無侵襲評価できる新たな可能性を示すことができた。セレン欠乏モデルラットの飼育を行った。親ラットの妊娠中からセレン欠乏餌を与え続けることにより、4週齢という非常に若い週齢でもグルタチオンペルオキシダーゼ活性が殆ど見られないモデルを作成することができた。4週齢から20週齢までグルタチオンペルオキシダーゼ活性が殆ど見られないことを確認した。このセレン欠乏モデルラットを用いて、低周波数(300MHz)の生体計測用ESRで、生体内ニトロキシルラジカル消失速度の評価を行った。生体内ニトロキシルラジカル消失速度からは、酸化的ストレス無負荷の場合には生体内の総合還元力を、酸化的ストレスを負荷した場合の消失速度の上昇から生体内での活性酸素種の発生を評価することが出きる。今回の実験では酸化的ストレスの負荷は行っておらず、このときセレン欠乏モデルラットの生体内ニトロキシルラジカル消失速度は正常ラットに比べ低下した。この結果から、セレン欠乏ラットでは正常ラットよりも生体内総合還元力が有意に低下することが分かり、グルタチオンペルオキシダーゼの活性低下が生体内総合還元力の低下に何らかの影響を与えている可能性が予測された。セレン欠乏ラットでは生体内での過酸化水素の発生が報告されていることから、次に酸素暴露による酸化的ストレス負荷時の生体内ニトロキシルラジカル消失速度の変化を調べ、生体内での活性酸素種の生成を評価しようと試みた。しかしながら、1時間あるいは2時間の酸素暴露による生体内ニトロキシルラジカル消失速度への影響は観られなかった。現在、引き続き酸素暴露の条件を検討中である。
大衆旅行時代におけるロマン主義精神の継承―湖水地方の観光と文化的景観の変容

平成30年度はサブテーマ(2)「自動車の登場と湖水地方観光の変化」を中心に研究を進めた。具体的には、大英図書館や国立スコットランド図書館などで、20世紀初頭の自動車関連雑誌に収録されている旅行記事や広告の言説を調査し、自動車という乗り物や自動車での旅行が、「自由」「独立精神」「自然賛美」など、いかにロマン主義的な比喩や言葉遣い、イメージで表象されているかということを明らかにしていった。その成果は二つの国際学会と一つの学会誌において発表した。6月に東京大学で行われた国際学会Romantic Regenerations Conferenceにおける発表“The Poetry of Motion: Early Motorists' Romantic Visions"では、初期の自動車旅行者たちが、風景のなかを移動する感覚ー風を切って進んでいく速さの感覚や、自然との一体感、地勢や植生の変化、光や湿度の変化の感覚、時空間を自由に横切るような感覚ーまた、自由、独立、道なき道を行く冒険心、などといった旅の精神を描く際に、いかにシェリー、ド・クィンシー、キーツ、ワーズワスらロマン派詩人たちの言説を利用しているかということを、主にイングランド南部を舞台とする紀行文を中心に論じた。また、8月にイギリスで行われた国際学会、The47th Wordsworth Summer Conferenceにおける発表“Motor Lyricism:Some Romantic Motorists in the Lake District"では、そうした自動車旅行の登場が、これまでアクセスの限られていた湖水地方の奥地にまで観光客を運び、静謐な自然美の価値に気づかせていったこと、それによって山歩きブームや環境保護運動が高まっていったことを論じた。これら二つの口頭発表をまとめる形で、イギリス・ロマン派学会の学会誌に「自動車の詩学ー道をゆくロマン主義」を発表した。平成30年度は初期自動車旅行に焦点を絞り、この分野でかなりの成果を上げることができた。湖水地方に関連することだけでなく、比較対象としてイングランド南部における旅行記をリサーチしたことで、自動車旅行の言説についてより輪郭のはっきりした特徴をつかみ取ることができ、またワーズワスに限らずシェリーやキーツ、テニソンなど他のロマン主義作家の影響も知ることができた。さらに、自動車旅行との比較で自転車旅行についてもリサーチできたことは、大きな収穫であった。鉄道旅行に対立する形で、自動車と自転車はともに「自由」「独立」を保証する旅の形態として親和性があったものの、自転車旅行者は鉄道の利便性もうまく活用しており、さらに道路使用者としては歩行者と組して自動車に反対していたこと、しかし自転車旅行者は徒歩旅行者に対して奇妙なコンプレックスを感じており、それはロマン主義の歩行の詩学との関わりがあるようだということまで明らかになった。今後、鉄道旅行、自動車旅行、自転車旅行、徒歩旅行の関係性と環境保護運動の発展との関係をさらにリサーチをすすめたい。平成31年度(令和元年度)は、これまでのリサーチの結果を踏まえ、主として、第一次世界大戦、第二次世界大戦の間の時期における交通革命と環境保護運動との相関関係、またそれに対するロマン主義的精神の影響、ということに焦点を合わせて考察を進める。交通革命という点については、戦争と自動車大衆化の関係、シャラバン、バスなどの公共交通の発展ということへの目配り、また自転車の大衆化にも目を向ける。そして、こうした交通革命が、戦間期の田舎ブーム、ハイキング・ブーム、アウトドア運動等とどう関わり、遊歩道保存運動や道路建設反対運動などの環境保護運動へ繋がっていったのかを見ていく。そして、そこにロマン主義的精神というものがどのように関わるのかを、その大衆化ということも含めて考察する。英国で開かれる国際学会に参加して成果を発表する他、渡英の機会を利用して、大英図書館などで資料収集、資料調査を進める。さらに、これまでの成果を本にまとめ、出版する準備を行う。平成29年度は次の点を中心に研究を進めた。(サブテーマ1)湖水地方における鉄道敷設反対運動から景観保護運動の展開イギリス湖水地方における鉄道敷設反対運動における世論の変化を、観光、地域経済、環境意識、ワーズワスの文化的影響という観点から1840年代半ばと1880年代とで比較し、エコロジーに関する別の科研プロジェクトと合わせてリサーチをすすめた。この成果については、論文にまとめ共著として発表した。ワーズワスの言説の影響は、鉄道反対者、環境保護論者のみならず、実は鉄道推進者・観光産業推進者にも見られるということ、そうした複雑な影響のなかから現在の、持続可能な観光、観光資源という考え方が生まれていることが明らかになった。研究の副産物として、広島日英協会からの依頼論考「イギリス湖水地方、その文化的景観について」のなかで、2017年に湖水地方が世界文化遺産に登録されたこと、それをめぐる複雑な議論のなかでのワーズワス的言説の功罪を論じたが、ワーズワスの言説は、伝統的な農村文化を守ることと観光地としての文化的景観を守ることにはポジティヴな影響を与えているが、生物環境を守るということに対してはネガティヴにも働き得るというアイロニーが浮き彫りになった。(サブテーマ3)第一次世界大戦と湖水地方における文化的景観の変容予定を少し変え、サブテーマ3についても研究を進め、第一次大戦中におけるワーズワスの愛国的リバイバルの様子について検証し、それが戦後、山を戦没者慰霊として記念碑化するという行為と結びついていく様を明らかにした。自由・独立を尊ぶロマン主義的精神と戦争がかきたてる愛国心、これがワーズワスの故郷の自然を尊ぶ精神と結びついて湖水地方の山々が戦没者記念碑として保存されていくダイナミクスを明らかにできた。

サブテーマ(1)については、別の科研課題と合わせる形で研究を進めたため予定以上にはかどり、考察対象として設定した3つの時期(1844-1847年、1884年-1887年、1900-1920年)のうち最初の2つについて検証することができた。三つ目の時期についても資料収集ができた。依頼論考によって、科研で得られた知見を社会に還元できたことも大きな成果である。また別の依頼書評を通して、湖水地方が観光のなかでWordsworthshireという文化的景観を造り上げられていく様子を、様々な種類の馬車交通という観点から検証することができたが、これは来年度以降の自動車交通についてのサブテーマ(2)の考察に役立つと思われる。さらに予定を前倒ししてサブテーマ(3)についても取り組むことができた。平成30年度はサブテーマ(2)「自動車の登場と湖水地方観光の変化」を中心に研究を進めた。具体的には、大英図書館や国立スコットランド図書館などで、20世紀初頭の自動車関連雑誌に収録されている旅行記事や広告の言説を調査し、自動車という乗り物や自動車での旅行が、「自由」「独立精神」「自然賛美」など、いかにロマン主義的な比喩や言葉遣い、イメージで表象されているかということを明らかにしていった。その成果は二つの国際学会と一つの学会誌において発表した。6月に東京大学で行われた国際学会Romantic Regenerations Conferenceにおける発表“The Poetry of Motion: Early Motorists' Romantic Visions"では、初期の自動車旅行者たちが、風景のなかを移動する感覚ー風を切って進んでいく速さの感覚や、自然との一体感、地勢や植生の変化、光や湿度の変化の感覚、時空間を自由に横切るような感覚ーまた、自由、独立、道なき道を行く冒険心、などといった旅の精神を描く際に、いかにシェリー、ド・クィンシー、キーツ、ワーズワスらロマン派詩人たちの言説を利用しているかということを、主にイングランド南部を舞台とする紀行文を中心に論じた。また、8月にイギリスで行われた国際学会、The47th Wordsworth Summer Conferenceにおける発表“Motor Lyricism:Some Romantic Motorists in the Lake District"では、そうした自動車旅行の登場が、これまでアクセスの限られていた湖水地方の奥地にまで観光客を運び、静謐な自然美の価値に気づかせていったこと、それによって山歩きブームや環境保護運動が高まっていったことを論じた。これら二つの口頭発表をまとめる形で、イギリス・ロマン派学会の学会誌に「自動車の詩学ー道をゆくロマン主義」を発表した。平成30年度は初期自動車旅行に焦点を絞り、この分野でかなりの成果を上げることができた。
トランスジェニックマウスを用いた皮膚ランゲルハンス細胞、樹状細胞の検討

マウス表皮に存在する樹状細胞は、ランゲルハンス細胞(LC)、Thy-1陽性表皮樹状細胞(DETC)などがある。本研究では1)LC,DETCの皮膚への遊送、活性化をトランスジェニック(tg)マウスを用いて検討し、2)表皮内に存在するDETCを発生学的に検討し、3)LCの活性化に対してMCP-1以外のサイトカインの影響を検討した。1)すでに樹立したMCP-1tgマウスを本研究で使用した。2.1Kbのケラチン14プロモーター(K14)の下流域にMCP-1cDNAを導入したコンストラクトを用いたK14/MCP-1tgマウスを作成し、これを研究に用いた。MCP-1tgマウスは組織学的に真皮直下および毛包周囲に多数の単核球の細胞浸潤を認め、この浸潤細胞はMHCclassII陽性、CD45陽性であり、電顕的にもBirbeck顆粒を有し、真皮LC様樹状細胞と考えられた。このマウスのLC、DETCの数は正常範囲内であったが、DNFBによる接触皮膚炎の増強を認めた。またDETCに関しては、ハプテン塗布によって一次皮膚炎を誘導し表皮シートを用いて観察したところ、MCP-1tgマウスではwtマウスに比べてDETCの数が有意に増加し、また樹状突起も延長することが明らかとなった。表皮からLCを精製しcostimulatory moleculeの発現について検討した。MCP-1tgマウスとワイルドタイプ(wt)マウスでB7-1、B7-2発現に有意な相違は認められなかった。2)wtマウスの胎仔期皮膚を用いて表皮、真皮に存在する樹状細胞(TCR+)の発生学的検討を行った。その結果、表皮内αβ,γδ陽性樹状細胞が胎生期で大きく変化することが判明した。胎仔期16日目の表内αβTCR+細胞、真皮αβTCR+細胞およびγδTCR+細胞は胎仔期にその数を減少し、新生仔期以降はほとんど認められなくなった。表皮内DETC(γδTCR+細胞)は胎仔期に次第に増数し、生後14日目以降ははぼ成獣にみられると同数となった。3)また表皮LCに対するM-CSFの影響を検討した。LCをバニング法で採取した後、M-SCFを培養に加えLCを培養した。M-CSFは12時間培養LCのB7-1を有意に上昇させた。この結果はMCP-1の他に、M-CSFがLCの機能に関与することを示す所見と考えられる。本研究によってMCP-1がマウスの真皮LC様樹状細胞に対して遊走能、活性化を有することが明らかになり、またハプテン塗布後においてDETCを活性化させることが明らかとなった。この結果は、皮膚においてもMCP-1が皮膚の細胞免疫に重要であることを示す所見の一つと思われる。今後はさらに胎仔期におけるMCP-1tgマウスの樹状細胞の解析が必要であると思われる。M-

CSFは12時間培養LCのB7-1を有意に上昇させた。この結果はMCP-1の他に、M-CSFがLCの機能に関与することを示す所見と考えられる。本研究によってMCP-1がマウスの真皮LC様樹状細胞に対して遊走能、活性化を有することが明らかになり、またハプテン塗布後においてDETCを活性化させることが明らかとなった。この結果は、皮膚においてもMCP-1が皮膚の細胞免疫に重要であることを示す所見の一つと思われる。今後はさらに胎仔期におけるMCP-1tgマウスの樹状細胞の解析が必要であると思われる。白血球走化因子インターロイキン8ファミリーに属するMCP-1(monocvte chemoacttratant protein)、Gro-αをケラチノサイトが過剰発現するトランスジェニックマウスを作成し、白血球浸潤機序について解析した。その結果、MCP-1マウスでは組織学的に表皮直下に多数のマクロファージ、樹状細胞の湿潤を認めた。またGro-αマウスでは、組織学的に真皮内毛包壁へのCD11b陽性白血球の浸潤を認め、電顕で多核白血球であることが確認された。ハプテンなどの物質を塗布した後に生じる皮膚炎ではMCP-1、Gro-αマウスともに、表皮、真皮への著明な白血球浸潤を認めた。特にMCP-1マウスでは表皮内に多数のマクロファージ、T細胞の浸潤を認めた。またGro-αマウスにおいて、croton oilを用いて一次刺激皮膚炎を惹起し、耳介腫脹および真皮内白血球数について検討したところ、塗布後6、12、24時間後にGro-のマウスで耳介腫脹のわずかな増加傾向を認め、一方、6、24時間後、真皮内への白血球浸潤に関して、ワイルドタイプマウスと比べ、Gro-αマウスで著明な増加傾向を認めた。これらの結果は、ケラチノサイト由来のケモカインが皮膚の炎症の調節に重要であることを示しており、皮膚への白血球浸潤、炎症反応の形成にケモカインが関与する可能性を示唆すると考えられた。マウス表皮に存在する樹状細胞は、ランゲルハンス細胞(LC)、Thy-1陽性表皮樹状細胞(DETC)などがある。本研究では1)LC、DETCの皮膚への遊送、活性化をトランスジェニック(tg)マウスを用いて検討し、2)表皮内に存在するDETCを発生学的に検討し、3)LCの活性化に対してMCP-1以外のサイトカインの影響を検討した。1)すでに樹立したMCP-1tgマウスを本研究で使用した。2.1Kbのケラチン14プロモーター(K14)の下流域にMCP-1 cDNAを導入したコンストラクトを用いK14/MCP-1tgマウスを作成し、これを研究に用いた。MCP-1tgマウスは組織学的に真皮直下および毛包周囲に多数の単核球の細胞浸潤を認め、この浸潤細胞はMHC classII陽性、CD-45陽性であり、電顕的にもBirbeck顆粒を有し、真皮LC様樹状細抱と考えられた。このマウスのLC、DETCの数は正常範囲内であったが、DNFBによる接触皮膚炎の増強を認めた。またDETCに関しては、ハブテン塗布によって一次皮膚炎を誘導し表皮シートを用いて観察したところ、MCP-1tgマウスではwtマウスに比べてDETCの数が有意に増加し、また樹状突起も延長することが明かとなった。表皮からLCを精製しcostimulatory moleculeの発現について検討した。MCP-1tgマウスとワイルドタイプ(wt)マウスでB7-1、B7-2発現に有意な相違は認められなかった。2)wtのマウスの胎仔期皮膚を用いて表皮、真皮に存在する樹状細胞(TCR+)の発生学的検討を行った。