hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口蓋発生時の癒合部上皮消失過程における基底膜の動態

このことから、口蓋癒合上皮の消失プロセスは、口蓋の前後軸で、Smadによる古典的経路と、p38による非古典的経路の異なる機序で調節されていることが示唆された。それぞれの経路の違いによって、MEE部上皮消失、基底膜断裂に変化があるかを検証するため、器官培養を用いたTGFb刺激によるE-cadherin発現減少,基底膜TypeI collagenの変化を観察したが、これらの発現には前後軸では大きな違いを認めることができなかった。しかしながら、Tenascin Cは、TGFb刺激によって口蓋間葉での発現が促進され、さらにその傾向は口蓋後方部で顕著であった。また口蓋上皮におけるTGF-bシグナルが抑制されるとその傾向は消失し、口蓋後方部Tenascin C発現領域の基底膜の断裂が阻害されていた。つまり、口蓋後方部MEEにおいては、Tgfbは非古典的経路によって口蓋間葉のTenescin Cの発現を促進し、基底膜断裂を通して、MEEの消失に寄与する可能性が示唆された。発生学細胞増殖活性をFibirillin-1発現領域と比較するための2重染色のプロトコールを作成するのに、多くのパイロット実験必要であった。Fibrillinを可視化するには、無固定、非脱灰が条件であるが、Ki67, BrdUを可視化するためにもさまざまな前処理が必要で、それぞれの条件設定を決定するのに時間がかかった。口蓋癒合過程で口蓋上皮の消失は、胎生14.0日齢から胎生14.5日齢で行われるため、交配確認後に求める胎生日齢になる予測が難しいため、最適なステージでのサンプルを得るのにやや時間を要した。免疫組織化学染色の条件設定に時間を要した。組織学的な解析を終了し、in vitroでの実験を開始し、Fibrillin-1と細胞増殖との関係について、さらに解析をすすめていく。また、Fibrillin-2については、発現解析が進んでいたいため、こちらは組織学的な局在をさらに明らかにしていく。また、Fibrillin蛋白関連因子で、上皮に発現している分子を文献等を参考にいくつかに絞り、上皮消失にも関連があるかについて検討を行う。これまでに、口蓋発生におけるFibrillin1, 2蛋白の発現が、口蓋上皮、口蓋間葉のどちらにおいても、TGFb2, 3と発現を同じくすることが明らかとなった。この二つの蛋白を媒介している、LTBP蛋白については、これまで口蓋発生領域では検討されたことがないため、LTBP1, 3, 4についても免疫組織化学染色法を用いて、明らかにしていく。Fibrillin, TGFb,LTBPの3つに共発現がみられた場合は、これら蛋白の結合を確認するため、免疫沈降法を用いて解析を行う。免疫組織化学染色法で蛋白の存在を明らかにするとともに、Real time PCRを用いた定量的な解析も同時に行う予定である。口蓋発生時、TGFbは、口蓋間葉の細胞増殖、口蓋上皮のアポトーシスを調節していることが明らかとなっており、このTGFbの活性、抑制の調節について、Fibirillin蛋白がどのように関与しているか、器官培養、細胞培養等を用いて機能的な実験を行っていく。実験解析を行うに当たって、予定していたよりも消耗品購入が少なかったため、57,622円の残高が生じた。次年度の消耗品購入に充てる予定である。該当なし
発酵食品の熟成期間における物質と微生物に関する生物有機化学的研究

発酵食品の熟成過程における化合物の変化について明らかにすることを目的に研究を行い、豆味噌の発酵ー熟成期間中にfrazin誘導体が生産されることを明らかにした。また、未利用資源の有効活用と発酵食品への利用などの観点から、水産未利用資源としてエビ頭部およびガンガゼを材料に魚醤油を作成した。作成した魚醤油の遊離アミノ酸組成を分析した後、抗酸化活性を測定したところ、エビ頭部から作成した魚醤油は高い抗酸化能を有することがわかり、生物有機化学的手法による解析から含まれる抗酸化物質の構造を明らかにした。発酵食品の風味および機能性には、様々な化合物が熟成過程で微量な有効成分へ変化することが必要であるが、熟成過程における化合物の変化に関する知見は少なく、特に未利用資源を用いた食品では検討されていないのが現状である。そこで本研究では、有効利用と機能性の観点から、未利用資源の発酵食品原料としての可能性の追求と含まれる機能性物質に焦点を当て研究を行った。まず、廃棄処分対象のエビ頭部および駆除対象のガンガゼを材料として選び魚醤油の作成を試みた。エビ頭部は水を加え茹でた後、塩、醤油麹を加えた。ガンガゼは生殖腺のみを取り出し、水、塩、醤油麹を加えた。9ヶ月間室温で静置後、ろ過、火入れ作業を行い2種類の魚醤油を作成した。次に、作成したそれぞれの魚醤油に含まる遊離アミノ酸分析を行った。エビ頭部を用いた魚醤油は、アルギニン、スレオニン、セリン含量が極めて低く、100mlあたり189mgのタウリンを含むことが明らかになった。ガンガゼを用いた魚醤油は、エビ頭部魚醤油と同様に3種類のアミノ酸含量が極めて低く、100mlあたりのタウリン含量は72mgであったが、GABA(γーアミノ酪酸)は26mg含まれることが明らかになった。続いて、作成した魚醤油の抗酸化活性をDPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)法により測定したところ、ナンプラーと比較してガンガゼ魚醤油は同程度、エビ頭部魚醤油は非常に高い活性を有することが明らかになった。そこで、エビ頭部魚醤油を溶媒分画し酸性、中性、塩基性画分を得た。さらにDIAION HP-20を用いて分画し、高極性および低極性画分を得た。得られた全ての画分は非常に高い抗酸化活性を有することが明らかになり、含まれる抗酸化物質の多彩さが推定された。本研究により、未利用資源の食品素材としての利用価値が明らかになるとともに機能性を併せ持つことが示された。発酵食品の風味や機能性には、熟成過程における化合物の変化が不可欠である。そこで本研究では、発酵食品の熟成過程に焦点を当て、生産される微量な化合物を明らかにすることを目的とした。前年度までの研究では、未利用資源であるエビ頭部およびガンガゼを材料に醤油麹を用いた発酵を行うことにより魚醤油の作成に成功した。また、作成した魚醤油の遊離アミノ酸分析の結果から、アミノ酸組成の違い等のそれぞれの魚醤油の特徴を明らかにした。さらに、DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)を用いた評価において、エビ頭部を材料に用いた魚醤油(エビ頭部魚醤油)は高い抗酸化活性を有することを明らかにした。そこで本年度は、エビ頭部魚醤油に含まれる機能性成分として抗酸化物質を単離し、機器分析することでその化学構造を明らかにすることを試みた。まず、精製過程の際にDPPHラジカル捕捉活性試験を行うことで抗酸化物質の単離を進めた。作成した魚醤油1 LをDIAION HP-20カラムクロマトグラフィーに供し、水で洗浄後、25%メタノール水溶液、50%メタノール水溶液、メタノールで順次溶出した。それぞれの溶出画分を溶媒分画後、Sep-PaK C18カートリッジ、逆相HPLCを用いて精製し、25%メタノール水溶液溶出画分および50%メタノール水溶液溶出画分から、それぞれ1個の化合物を抗酸化物質として単離した。次に、単離した2個の化合物を各種機器分析することにより化学構造を明らかにした。その結果、エビ頭部魚醤油には抗酸化物質として、N-(4-hydroxyphenethyl)acetamideおよびdaidzeinが含まれることが明らかになった。daidzeinは、魚醤油の製造工程で添加した醤油麹から溶出したものであるが、N-(4-hydroxyphenethyl)acetamideは、魚醤油の発酵-熟成過程においてタンパク質が分解してアミノ酸になった後、脱炭酸やアミド化などの反応を受けて生成する機能性成分の一つであると考えられた。発酵食品が芳醇な風味を獲得するためには熟成期間を要し、様々な化合物が熟成過程で微量な有効成分へ変化することが必要である。

しかし、発酵食品の熟成過程に関してはこれまで詳細に検討されておらず、微量成分の精密な構造解析とその生合成過程の詳細な検討が必須である。そこで本研究では、発酵食品の中でも長い熟成期間が必要な伝統発酵食品である豆味噌に焦点を当て、熟成過程で生産される微量成分の解析を目的に研究を進めた。まず、豆味噌5kgから得られたメタノール抽出物を溶媒分画することにより、酸性画分と中性画分に分画した。次に、酸性画分を2度のシリカゲルカラムクロマトグラフィー、Sephadex LH20カラムクロマトグラフィー、逆相HPLCで精製した後、再度Sephadex LH20カラムクロマトグラフィーに供することにより、1個の化合物を精製した。続いて、得られた化合物のHPLCなどを用いた詳細な分析の結果、本化合物はこれまでに豆味噌から得られた化合物とは異なる化合物であることが推測された。そこで、NMRおよびMSスペクトル解析することにより、その構造を明らかにすることを試みた。高分解能FAB-MSスペクトルより分子式が明らかとなり、1H-、13C-および各種2D-NMRスペクトルを詳細に解析することにより本化合物の構造が明らかになった。その結果から本化合物はfrazinにleucineあるいはisoleucineが結合した2種のfrazin誘導体の混合物であることが示唆された。frazinは醤油、食酢、日本酒等の発酵食品からも単離されている化合物であるが、抗菌活性や抗HIV活性などが報告されている有用化合物である。今後、本研究で得られたfrazin誘導体の詳細な生理活性試験をする必要があるが、現時点までに本化合物が高い抗酸化活性を有することを明らかにしている。現在までに、未利用資源であるエビ頭部とガンガゼを材料として魚醤油を作成することに成功し、遊離アミノ酸含量などの基本的な分析が済んでいることから、おおむね順調に進展しているといえる。さらに、作成した魚醤油が高い抗酸化活性を有すること、含まれる抗酸化物質の種類や量が多いことが推定され、活性の本体である化合物の取得といった今後の課題が見い出せたことも、研究を推進する上で大きな収穫といえる。2種類の魚醤油はともにアミノ酸含量が低いため、現段階で調味料としての利用価値は低い可能性もあるが、タウリンやGABA等の機能性物質を比較的多く含むことは興味深い。また、高い抗酸化活性有し、このことは今までに明らかになった成分以外の化合物によるものと考えられることから、詳細を明らかにすることで新規化合物の取得にも期待が持てる。アミノ酸含量の増加や旨味研究へも発展性があり、今後の研究の方向性は多岐にわたるものと考えている。やや遅れている理由は、研究代表者の所属が静岡県立大学食品栄養科学部から鹿児島大学水産学部へと異動したことによるものである。現所属機関では、研究を遂行するための研究設備が大幅に不足しており、特に発酵室や培養機器がないため微生物を取り扱うことが困難であること、高分解能MSスペクトルを測定するのに必要な質量分析計などの大型分析機器を保有していないことなどが挙げられる。これらの機器類は高額であり、本研究資金では購入できないのが実情である。また、数年以内に納入される見込みもない。さらに、所属機関の特性により本テーマをメインに研究活動をすることに理解を得るのが難しい点も原因の一つであると考えている。
細胞膜電位の時空間制御と同時計測

興奮性細胞の電気活動の時空間計測に取り組んでいる。これまで、独自に開発した膜電位プローブを用い、神経細胞における単一発火の検出、ゼブラフィッシュの心臓の膜電位動態の観察などに成功してきた。しかし、現在の膜電位時空間計測技術は、まだ十分な汎用性を備えておらず、技術の向上が必須である。課題の一つにプローブ特性の更なる向上がある。分子設計には予測不可能な側面が多いため、大量の候補プローブをアッセイする必要がある。通常、パッチクランプ法と光計測実験を同時に行う。正確な計測が可能であるが、スループットが悪いという問題点があった。今年度、細胞外電場に対する電位応答(誘起電位)を利用して簡便に評価を行う、ユニークな手法の確立に取り組んだ。電場中に置かれた細胞は、場所に応じた誘起電位が発生する。理論的には、電場の向きと、細胞膜の法線方向との間の角度の関数で表される事が示されていたが、今回、N2a細胞を用い、実験的にその正当性を示した。ところが、N2aやHekのような培養細胞は静止膜電位の細胞ごとのばらつきが大きく、絶対的な膜電位に基づく定量的な解析を行う上で障害となった。内向き整流性Kチャネルを安定的に発現する細胞株を樹立する事で、静止膜電位の不確定性を最小限に抑えた。また、このコンダクタンスの導入は、誘起電位のプロファイルにも大きな影響を与える、という興味深い結果も見出した。これらの結果に基づき、候補プローブの応答性を単発の電流パルスによる応答から解析する事に成功した。電気生理的手法よりも精度はやや劣るものの、高速評価が可能で、相補的といえる。さらに、マイクロ流路やセルソーター対する互換性も質的に有しており、今後のプローブ開発の効率化が期待できる。この評価法を利用する事で、試験的に、単色型の電位プローブを作成した。このようなデザインは、例えば光遺伝学との併用を可能にすると期待出来る。24年度が最終年度であるため、記入しない。神経回路網を行き交う電気信号を可視化する事は、その動作原理の理解に必須であると考える。これまで、たとえば、ホヤゲノム由来の電位センサー蛋白質や、独自に開発したFRETレポーターを巧みに組み合わせ、従来にない優れた性能を持つ膜電位プローブを開発し、培養哺乳類神経細胞における単一発火、無麻酔非拘束ゼブラフィッシュの心臓膜電位のイメージングなどに成功してきた。一方、回路の動力学を追う有効な方法の一つに、与えられた摂動に対する応答を見ることがある。近年、所謂optogeneticsの発展に伴い、電極刺激や領域破壊などに比べ、格段に細胞特異性・時空間分解能等に優れた摂動を、光を介して与えることが可能になってきた。しかしながら、従来の膜電位時空間計測技術では、必ずしもこのoptogeneticsを同時に適用出来る物ではなかった。本研究では、新しいプローブデザインを通じて併用を可能にし、in vivo神経回路に対し、光によるread & write、即ち計測と刺激を自在に行うための基礎技術の確立に取り組んでいる。本年度は、蛍光蛋白質の光安定性の向上を目的に、directed mutagenesisの実験系を構築した。これを用い、オレンジ色の蛍光蛋白質の光安定性を、3倍以上に向上させることに成功した。今後、不可逆的退色の少なく、尚且つ、channelrhodopsin2との干渉がない、膜電位プローブの開発に取り組む。また、高速、高感度の膜電位プローブを作成し、マウス大脳皮質の活動をtranscranialイメージングにとり計測する事に成功した。時間分割法を用いれば、光刺激との同時適用が可能になる可能性がある。

さらに、マイクロ流路やセルソーター対する互換性も質的に有しており、今後のプローブ開発の効率化が期待できる。この評価法を利用する事で、試験的に、単色型の電位プローブを作成した。このようなデザインは、例えば光遺伝学との併用を可能にすると期待出来る。24年度が最終年度であるため、記入しない。蛍光蛋白質の光安定性の向上を目的に、directed mutagenesisの実験系を新たに構築し、オレンジ色蛍光蛋白質の光安定性を、3倍以上に向上させることができた。今後、不可逆的退色の少ない、尚且つ、channelrhodopsin2との干渉がない、膜電位プローブにつながる可能性がある。また、従来のものより、高速、高感度の膜電位プローブを開発し、マウス大脳皮質の活動をtranscranialイメージングにより計測する事に成功した。短期的には、今年度に開発した蛍光蛋白質等を用い、制御と計測を可能にするプローブ群を開発する。また、引き続き、電位センサードメインを用いた膜電位プローブの性能向上に努めるとともに、長期的には、新たな計測原理の模索を行う。
歯周疾患から観た多形核白血球の遺伝子レベルでの質的差の検索

本研究は、生体防御の観点からみた個体差を歯周炎を研究の場として考えたものである。当初歯周炎になりやすい人となりにくい人で多形核白血球(PMN)において遺伝子レベルでの個体差を明らかにする目的で開始した。しかし、サブトラクトによる遺伝子の発現差(Diiferential Display法)をみるには大量の末梢血を採取せねばならずインフォームドコンセントの理由から現段階では難しいと判断した。歯周炎の進行に関して炎症性サイトカインの重要性は多く論じられているが、その発現をコントロールしている転写調節因子まで調べた研究は少ない。そこで、手始めとして歯周病関連細菌Porphyromonas gingivalis LPS(P.g-LPS)刺激による多形核白血球での転写因子の動態と炎症性サイトカインのmRNA発現との関係を明らかにした。つまり、P.g-LPSの刺激によりPMNにおける各種転写因子(AP-1,NF-kB,Sp-1)の活性をGel Shift Mobility Assayにより検出した。炎症性サイトカインと転写に関与すると言われるAP-1,NF-kBはLPS刺激後30分で活性のピークを得た。炎症性サイトカインとしてIL-8のmRNA発現をRT-PCR及びPNase Protection Assayにより半定量した。その結果、60分後に発現のピークが得られた。P.g-LPSの刺激によりPMNにおけるAP-1,NF-kB活性が増強しIL-8の生合成を誘導しうることが示唆された。この成果は、Inflammationに掲載されることのなった。当初歯周炎になりやすい人となりにくい人で多形核白血球(PMN)において遺伝子発現レベルでの個体差を明らかにする目的で開始した。しかし、サブトラクトによる遺伝子の発現差(Differential Display法)をみるには大量の末梢血を採取せねばならずインフォームドコンセントの理由から現段階では難しいと判断した。現在は少量のサンプルからDifferential Display法の確立を目指して研究を進めている。そこで本年度は、その手始めとして歯周病関連細菌Porphyromonas gingivalis LPS(P.g-LPS)刺激による多形核白血球での転写因子の動態と炎症性サイトカインのmRNA発現との関係を明らかにした。炎症性サイトカインの転写に関与すると言われているAP-1,NF-kBはLPS刺激後30分で活性のピークを得た。炎症性サイトカインとしてIL-8のmRNA発現をRT-PCR及びRNase Protection Assayにより半定量した。現在なお転写調節因子と炎症性サイトカインとの関係を多形核白血球をターゲットにし検索途中である。
免疫不全症およびDNA修復欠損の原因遺伝子HYRCの特性と単離

1.マウス重症複合型免疫不全症(scid)の放射線高感受性を合補するヒトの遺伝子を我々はヒト8番染色体8q11に初めてマッピングした。このDNA領域のコスミドから作製した数種類の遺伝的マーカーを1.7MbのYACクローン934g4をスクリーニングした。このYAC領域のゲノムDNAがDNA依存性蛋白キナーゼ触媒部位DNA-PKcs(旧HYRCおよびp350に代わる命名)をコードしていることがサザンブロットにより明らかとなった。2.我々が作製したヒト/マウスscidハイブリッド細胞を用いたノーザンブロットはDNA-Pkcsの発現に一致して放射線感受性が回復することを示した。また、生化学的アッセイ法によりDNA-PK活性の回復した細胞でも同様に放射線感受性の回復が認められた。反対に、DNA-PK阻害剤により活性を低下した細胞ではDNA修復能が低下する傾向にあった。3.以上のゲノムDNA解析および遺伝子発現からscidの原因遺伝子をDNA-PKcsと同定した。scid突然変異ではV(D)J組換えおよびDNA修復が欠損していることが知られている。scid細胞のキナーゼ活性欠損とこれら諸形質の関連性およびDNA-PKcsの機能について、細胞周期やシグナル伝達の我々の測定結果から検討を加えた。
概念情報に基づいた視覚的注意の誘導と抑制に関する研究

本年度は、前年度までの実験結果を国内外の3つの学会で発表するとともに、先行呈示探索と探索非対称性のパラダイムを用いて、視覚的注意の誘導・抑制のメカニズムと知識・概念との関係を検討した。先行呈示探索のパラダイムは、妨害刺激の一部を先行して呈示した後、標的刺激を含む残りの刺激を追加して呈示するというもので、この場合、標的の探索時間は先行呈示された妨害刺激の影響を受けず、あたかも後続呈示された刺激のみの中から探索が行われうることが知られている(先行呈示効果)。本年度の研究では、個々の探索刺激に日常物体の線画を使用し、先行刺激と後続刺激の意味的カテゴリーの異同の影響を調べる実験を行った。その結果、先行刺激と後続刺激のカテゴリーが同じである場合に、先行呈示効果が弱まる傾向が認められた。探索非対称性に関しては、先行研究において、新近性の低い物体の中から新近性の高い物体を探索する場合の方が、その逆の場合よりも探索が困難であることが報告されている。本研究では、日常物体の見えの典型性によって探索非村称性が生ずるかどうかを調べた。実験の結果、典型的な見え(斜め方向からの見え)の物体の中から非典型的な見え(正面からの見え)の物体を探索する場合の方が、その逆の場合よりも探索が困難であることが示された。すなわち、物体の見えの新近性の影響は認められず、方位の影響が強く現れるという結果が得られた。また、探索非対称性に関する別の実験では、顔文字を用いて表情の影響を検討した。実験の結果、先行研究で示されてきたような表情の違い(怒り顔・幸福顔)による探索非対称性は、顔文字では生じないことが示された。本年度は、次元加重・探索非対称性・先行呈示探索の三つのパラダイムを用いて、視覚的注意の誘導・抑制のメカニズムと知識・概念との関係を検討した。次元加重の実験では、目標刺激が常に同一の概念(動物または人工物)で定義されるブロックと、目標を定義する概念が試行間で変化するブロックを設けて比較した。その結果、前者のブロックでは後者に比べて探索が容易に行われるという結果が得られ、概念情報によって次元加重と同様の促進効果が生じることが示された。探索非対称性に関しては、先行研究において、倒立呈示された物体の中から正立呈示された物体を探索する場合の方が、その逆の場合よりも探索が困難であることが報告されている。本研究では、物体の色が探索非対称性に及ぼす影響を検討した。その結果、物体が不適切な色で呈示された条件(例:バナナが青で呈示された場合)では探索非対称性が生起したが、物体が適切な色で呈示された条件では探索非対称性が消失する傾向が認められた。本研究では、個々の探索刺激にひらがな文字を使用し、文字を正立呈示した場合と倒立呈示した場合を比較する実験を行った。その結果、文字の呈示方向にかかわらず、頑健な先行呈示効果が生起した。まとめると、次元加重・探索非対称性の実験では、概念や色に関する知識によって目標刺激への注意の誘導が生じることが示され、先行呈示探索の実験では、文字の方向に関する知識によって先行刺激に対する抑制効果が生じないことが示された。
認知行動モデルに基づく悪夢と合併精神疾患の心理治療法の解明

研究代表者は不眠と悪夢のアセスメントを利用した調査研究や,日本人大学生に対し,不眠と悪夢に認知行動療法を適用した効果研究を行ってきたが,さらに悪夢の種類と合併精神疾患に対する応用へと発展させていくことを計画している。具体的には,悪夢と記憶を含めた認知機能の関係性に注目し,悪夢の種類別に認知行動療法の技法のパッケージを提案することを最終的な目標としている。本年度は,加齢に伴う正常な認知機能の低下と認知症の比較,記憶障害を伴う統合失調症の夢の特徴,イメージ鮮明性の高い各種発達障害の夢の特徴,外傷的記憶の過剰な反復想起があるPTSDとその治療プロセス,現実のストレスフルライフイベントに対する認知の歪みが反映される悪夢障害とその治療プロセスを検討した。予定されていた研究4(患者特有の認知的,行動的特徴と夢の中の思考や行動パターンの一致)と研究5(認知症の悪夢の特徴)については,調査を実施し投稿準備中である。研究6(統合失調症の夢の特徴)は事例研究論文として公刊した。昨年度実施した研究1(悪夢障害の有病率,悪夢症状の体験率)は,思春期から老年期まで6000名以上のデータを収集し,一部を学会発表し,一部を公刊している。同様に研究2(悪夢とその他の精神疾患,心身症状との合併)は精神病質や抑うつなどの変数の他,新たに強迫性障害やアルコール依存症でのデータを追加で収集し,投稿準備中である。研究3(悪夢の分類)は,認知神経心理学研究と精神医学研究をふまえ,類型化する方法について総説論文として公刊した。さらにH31年度以降に予定されていた研究も前倒しで実施している。研究7(自閉症スペクトラムの夢の特徴:事例研究)は,投稿準備中である。また,研究8(PTSDの悪夢の特徴と治療プロセスの事例研究)と研究9(特発性の悪夢の特徴と治療プロセス:事例研究)は既に公刊した。本年度は,研究4(患者特有の認知的,行動的特徴,例えば入眠前と覚醒時で,夢の中の思考や行動パターンなどを,そうでない者)と比較する横断研究)を2つ実施した。このため次の調査研究を進めた。一つはタイプA行動パターンと夢の関係についての研究である。H30年度に学会発表を行い,投稿の準備中である。もう一つは,健常な学生の日中の気分と夢の特性の相関研究をH30年12月H31年1月に実施した。これから公開のためのデータ分析を行う予定である。その他実施予定であった研究5(認知症の悪夢の特徴(調査研究)はH29年度に学会発表を行い、投稿準備中である。同様に研究6(統合失調症の夢の特徴)は,学会発表を終え,すでに事例研究論文として公刊した(行動科学;松田・川瀬,2018)。さらに平成31年度に,夢と合併する精神疾患別覚醒時の認知と悪夢の特徴の連続性に関する認知科学的解明のために,平成30年度とは異なる対象で次の事例研究を行う予定を計画していたが,前倒しで平成30年度に既に実施している。研究7(自閉症スペクトラムの夢の特徴:事例研究)はH30年度に学会発表が終え,投稿準備中である。さらに調査研究に発展させ,通級指導教室に通う知的に障害がないが,自閉症・ADHD・LDの行動特徴を示す児童と通常級の児童の比較の調査を, H30年12月H31年2月に実施して,データを分析中である。また,研究8(PTSDの悪夢の特徴と治療プロセスの事例研究)は学会発表が終え,既に学会誌に公刊されている(イメージ心理学研究;松田,2019)。同様に,研究9(特発性の悪夢の特徴と治療プロセス:事例研究)も学会発表が終わり,既に学会誌に公刊されている(ストレスマネジメント研究;川瀬・松田,2018)。順調に研究が進んでいるため,日本人における悪夢障害の実態および特徴の解明(発達的変化,性差)については,アジア諸国(中国や韓国など)との国際比較研究まで,その範囲を拡げることとした。これまで日本の高校生、大学生、30代90代のデータ,中国の高校生・大学生,韓国の高校生・大学生,3050代のデータ,在日中国人留学生のデータなど,6000名を超えるデータを収集した。さらに国内国際共同研究を促進するために,Dream Data Bankの立ち上げを共同研究者とともに実行している。また,悪夢と合併する精神疾患別覚醒時の認知と悪夢の特徴の連続性に関する認知科学的解明も,当初予定していた,認知症,統合失調症,PTSD,自閉症スペクトラム,うつ病に加えて,ADHD,LD,強迫性障害,およびアルコール依存症と悪夢ついても研究を実施することとし,引き続き連携研究者とも情報交換しながら進めていくこととする。研究代表者は不眠と悪夢のアセスメントを利用した調査研究や,日本人大学生に対し,不眠と悪夢に認知行動療法を適用した効果研究を行ってきたが,さらに悪夢の種類と合併精神疾患に対する応用へと発展させていくことを考えている。そこで本研究では,悪夢と記憶を含めた認知機能の関係性に注目し,最終的に悪夢の種類別に認知行動療法の技法のパッケージを提案する。具体的には,加齢に伴う正常な認知機能の低下と認知症,記憶障害を伴う統合失調症, PTSDや自閉症スペクトラムの外傷的記憶の反復想起,現実のストレスフルライフイベントに対する認知の歪みを示すうつ病や悪夢障害と夢の関係性を検討する。

本年度は,日本の青年,成人,高齢者における悪夢の実態と特徴の解明のために,研究1(悪夢障害の有病率,悪夢症状の体験率:H29年48月)と研究2(悪夢とその他の精神疾患,心身症状との合併:H29年9月H29年12月)を予定していたが,双方について,2018年度に学会発表を行い,投稿の準備中である。一方,もう一つ予定していた研究3悪夢の分類(H30年1月H30年3月)は,悪夢の定義を認知神経心理学研究と精神医学研究から見直し,悪夢を類型化する方法について,すでに総説論文として公刊した(岡田・松田,2018,ストレスマネジメント研究)。その他,H30年度以降予定されていた,研究5(認知症の悪夢の特徴:H30年9月12月)については,予備調査を実施し,2018年度に学会発表を行い,投稿の準備中である。同様にH30年度以降予定されていた研究6(統合失調症の悪夢の特徴:H31年1月3月)は,学会発表を終え,すでに事例研究論文として公刊した(松田・川瀬,2018,行動科学)。本年度は,日本の青年,成人,高齢者における悪夢の実態と特徴の解明のために,本年度実施を予定していた,研究1(悪夢障害の有病率,悪夢症状の体験率:H29年48月)と研究2(悪夢とその他の精神疾患,心身症状との合併:H29年9月H29年12月)の双方については,2018年度に学会発表を行い,投稿の準備中である。研究3悪夢の分類(H30年1月H30年3月)は,悪夢の定義を認知神経心理学研究と精神医学研究から見直し,悪夢を類型化する方法については,すでに総説論文として公刊した(岡田・松田,2018,ストレスマネジメント研究)。さらに,H30年度に予定されていた,研究5(認知症の悪夢の特徴:H30年9月12月)について,予備調査を実施し,2018年度に学会発表を行い,投稿の準備中である。研究6(統合失調症の悪夢の特徴:H31年1月3月)については,学会発表の後,すでに事例研究論文として公刊した(松田・川瀬,2018,行動科学)。H31年度に予定されていた,研究8(PTSDの悪夢の特徴:H31年9月12月)は,トラウマ性の反復悪夢に対するイメージエクスポージャー,眼球運動による脱感作と再構成法,イメージリハーサルセラピーの組み合わせによる認知行動療法は,学会発表を終え,現在イメージ心理学研究に投稿中である。研究9(特発性の悪夢の特徴:H32年1月3月)は,学会発表の後,すでに事例研究論文として公刊した(松田・川瀬,2018,ストレスマネジメント研究)。研究代表者は不眠と悪夢のアセスメントを利用した調査研究や,日本人大学生に対し,不眠と悪夢に認知行動療法を適用した効果研究を行ってきたが,さらに悪夢の種類と合併精神疾患に対する応用へと発展させていくことを計画している。具体的には,悪夢と記憶を含めた認知機能の関係性に注目し,悪夢の種類別に認知行動療法の技法のパッケージを提案することを最終的な目標としている。本年度は,加齢に伴う正常な認知機能の低下と認知症の比較,記憶障害を伴う統合失調症の夢の特徴,イメージ鮮明性の高い各種発達障害の夢の特徴,外傷的記憶の過剰な反復想起があるPTSDとその治療プロセス,現実のストレスフルライフイベントに対する認知の歪みが反映される悪夢障害とその治療プロセスを検討した。予定されていた研究4(患者特有の認知的,行動的特徴と夢の中の思考や行動パターンの一致)と研究5(認知症の悪夢の特徴)については,調査を実施し投稿準備中である。研究6(統合失調症の夢の特徴)は事例研究論文として公刊した。
発電機の制動巻線の効果に関する解析的研究

発電機の特性把握は電力系統の解析上極めて重要である。なかでも、突極形同期発電機の制動巻線は、制動巻線に流れる電流を直接測定することは容易でないので、その特性が十分解明されているとは言えない。そこで筆者らのグル-プは、以前に制動棒の二点間の電位差から制動巻線電流を求める方法を確立し、制動巻線が発電機の過渡特性に及ぼす影響を、制動巻線電流の実側から考察した。しかしそこではまだ、発電機単体の三相突発短絡特性における制動巻線の影響を論じたにすぎず、電力系態の動揺抑制いわゆる制動効果にまでは言及していない。そこで、制動巻線の電力系統動揺に対する制動効果を把握するための基礎実験として、本研究では、三相短絡故障の場合や出力のステップ上昇絡故障の場合をとりあげ、制動巻線効果について実験的並びに解析的に検討した。すなわち、制動巻線の有無の状態を設定可能な同期発電機を用いて、一機無限大母線系統を構成し、三相短絡故障実験や出力のステップ上昇実験を行い、制動巻線有り、無し両方の状態を比較することにより、制動巻線の制動効果を考察した。従来、これらについて実験的に詳細な検討を行った例は見当たらない。供試発電機は4極回転界磁型突極機で、定格容量6kW、定格電圧220V、定格電流15.7A、全負荷電流5A、定格力率0.9、定格回転数1800rpm、単位慣性定数3secである。駆動用電動機は他励式直流電動機(定格容量15kW)を用いている。なお発電機にはAVRおよび模擬ガバナが装備されているが、本実験では用いていない。そして実験の結果から、動揺の減衰時定数に制動巻線の有無で差が大きく生じており、それを制動トルク係数で比較すると制動巻線が有る状態で無しの状態に比べ0.88pu大きくなることがわかる。そして、今後、このような制動巻線の有無による差を、制動巻線の電流や制動巻線間磁束の測定から一般化して行きたい。同期発電機の制動巻線は発電機の高調波抑制、乱調防止などのために取り付けられているが、その効果については未だ定量的に十分明かでない。この主な原因は、制動巻線電流の実測が困難であると共に、制動巻線定数の取り扱が不明確であり、制動巻線電流の精度高い計算が出来ない点にある。そのための電力系統の故障時における制動巻線の効果については充分解明されていない。そこで、三相短絡故障時における制動巻線の効果を把握するための実験を行った。制動巻線の片側短絡環が着脱可能な同期発電機(定格容量6kVA)を用いて、一機無限大母線系統の構成し、三相短絡故障実験を行い、その実験での「制動巻線有り、無し」の両方の諸量を検討した。両者の電圧、電流、電力、速度、相差角、空隙磁速分布、制動巻線間磁束の変化を比較し、それらから電力一相差角曲線および制動トルク係数を求め、制動巻線の効果を明らかにした。そしてこの実験結果を電気学会回転機研究会資料No.RMー89ー1にまとめた。さらに、新しい回転子新製の基礎資料を得るために、上記の実験で危惧された「制動巻線無し」における絶縁の問題と「制動巻線有り」における接触抵抗の問題を明らかにするための実験を行った。

発電機を分解し、従来の「制動巻線有り」「制動巻線無し」と制動巻線と短絡環の接続部をはんだ付けした「制動巻線有りはんだ」および両側短絡環をはずした「制動巻線無し両側」の状態を構成し、それぞれの機器定数を静止法、単相短絡試験、三相突発試験から求め比較を行った。その結果、「制動巻線無し」と「制動巻線無し両側」および「制動巻線有り」と「制動巻線有りはんだ」は同様の値を示し、危惧された絶縁および接触抵抗には問題がないことが明らかになった。そしてこの結果をまとめ、平成元年度電気学会全国大会に報告する予定である。同期発電機の制動巻線は発電機の高調波抑制、乱調防止などのために取付けられているが、その効果については未だ定量的に十分明かでない。この主な原因は、制動巻線電流の実測が困難であると共に、制動巻線定数の取り扱が不明確であり、制動巻線電流の精度高い計算が出来ない点にある。そのため、電力系統の動揺時における制動巻線の効果については十分解明されていない。そこで、三相短絡故障時における制動巻線の効果を把握するための実験を行った。制動巻線の片側短絡環が着脱可能な同期発電機(定格容量6kVA)を用いて、一機無限大母線系統を構成し、三相短絡故障実験を行い、その実験での「制動巻線有り、無し」の両方の諸量を検討した。両者の電圧、電流、電力、速度、相差角、空隙磁速分布、制動巻間磁束の変化を比較し、それらから制動トルク係数を求め、制動巻線の効果を明らかにした。そしてこの実験結果を電気学会電力技術研究会資料No.PE-89-45にまとめた。さらにその実験で得た制動巻線間磁束および制動巻線電流を定量的に求め、平成元年度電気関係学会関西支部連合大会で報告した。そして、過渡的な電力変動では動揺の減衰等のため定量的に制動巻線効果を測定することが容易でないことを考慮し、超電導エネルギ-貯蔵装置(定格貯蔵エネルギ-107kJ)により系統に定常的な電力動揺を励振させ、その時の発電機制動巻線の制動効果について検討した。その実験の方法を中心に、平成元年度電気学会関西支部連合大会にまとめた。さらに、電力系統の周波数特性や制動巻線効果を明らかにした。そしてこの実験結果をまとめ、平成2年度電気学会全国大会に報告する予定である。発電機の特性把握は電力系統の解析上極めて重要である。なかでも、突極形同期発電機の制動巻線は、制動巻線に流れる電流を直接測定することは容易でないので、その特性が十分解明されているとは言えない。そこで筆者らのグル-プは、以前に制動棒の二点間の電位差から制動巻線電流を求める方法を確立し、制動巻線が発電機の過渡特性に及ぼす影響を、制動巻線電流の実測から考察した。しかしそこではまだ、発電機単体の三相突発短絡特性における制動巻線の影響を論じたにすぎず、電力系統の動揺抑制いわゆる制動効果にまでは言及していない。そこで、制動巻線の電力系統動揺に対する制動効果を把握するための基礎実験として、本研究では、三相短絡故障の場合や出力のステップ上昇絡故障の場合をとりあげ、制動巻線効果について実験的並びに解析的に検討した。すなわち、制動巻線の有無の状態を設定可能な同期発電機を用いて、一機無限大母線系統を構成し、三相短絡故障実験や出力のステップ上昇実験を行い、制動巻線有り、無し両方の状態を比較することにより、制動巻線の制動効果を考察した。従来、これらについて実験的に詳細な検討を行った例は見当たらない。供試発電機は4極回転界磁型突極機で、定格容量6kW、定格電圧220V、定格電流15.7A、全負荷電流5A、定格力率0.9、定格回転数1800rpm、単位慣性定数3secである。駆動用電動機は他励式直流電動機(定格容量15kW)を用いている。なお発電機にはAVRおよび模擬ガバナが装備されているが、本実験では用いていない。
宿主RNA結合タンパク質（RBP）によるウイルス感染応答と細胞機能制御

これまでの解析から、ウイルス感染に応答してRNAセンサーであるRIG-I-like receptor (RLR)が、宿主細胞の種々のRNA結合タンパク質(RBP)及び内在性RNAと共にストレス顆粒(SG)様の凝集体に集積して機能することを明らかにしてきたことから、本研究では、このSG形成と抗ウイルス自然免疫誘導に関与するRBPに注目し、その機能解析を行うことで、宿主細胞の感染に対するコンピテンシー制御の分子機構を明らかにすることを目的とした。平成28年度には、27年度までの解析から得られた情報を元に、ウイルス感染によって誘導されるSG様凝集体にRLRと共に共局在しかつ抗ウイルスサイトカインであるI型インターフェロン(IFN)の誘導に関与する可能性のあるRBPである分子に注目した解析を実施した。第一に、この分子についてCRISPR/Cas9による遺伝子破壊及びRNA干渉による発現抑制を行った場合、ウイルス感染に応答したIFN産生が強く抑制されたことから、この分子が抗ウイルス自然免疫誘導に何らかの分子機構で関与していることが示唆された。またこの分子は、ウイルス非感染時には細胞質でRLRの一つであるLGP2と会合しており、ウイルス感染に応答してSG様凝集体へ集積して機能していることを見出した。さらに、この分子の種々の変異体を作成して抗ウイルス応答における機能に必要なドメインを検索したところ、RNA結合ドメインを中心とした領域が必須であることが明らかになった。これらの成果は、28年度中に本領域の領域会議及び国際学会にて発表し、さらにマウスを用いた生理的な解析などの追加実験を行った後に論文投稿する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの解析から、ウイルスRNAセンサーであるRIG-I-like receptor (RLR)が、宿主細胞内に発現する種々のRNA結合タンパク質(RBP)及びRNAと共に、ストレス顆粒(SG)様の凝集体に集積し機能することを明らかにしてきた。本研究では、このSGの形成に関与するRBPに注目し、その機能解析を行うことで、宿主細胞の感染に対するコンピテンシー制御の分子機構を明確にすることを目的とする。平成27年度には、ウイルス感染によって誘導されるSG様凝集体の形成に関与する可能性があるいくつかのRBPに焦点を絞った解析を行った。これまでに、インフルエンザAウイルス(IAV)を感染させた細胞からRIG-Iが集積するSG様凝集体を部分精製する条件を検討し、その構成成分の解析からいくつかの候補RBPを同定した。また、RIG-Iシグナル誘導に関与し得る分子の同定を目指した機能的発現スクリーニングにより、やはりいくつかの候補因子を見出している。それらのうちの一つのRBPについての解析を実施し、このRBPがウイルス感染に応答してSG様凝集体に集積し、抗ウイルスサイトカインであるI型インターフェロン(IFN)の発現誘導に正の制御因子として機能し得ることを見出した。この遺伝子の遺伝子破壊細胞を作成したところ、IFNの発現とその発現を制御する転写因子の活性化が顕著に減弱していたことから、IFN誘導シグナルに何らかの関与をしていることが示唆されており、28年度には、その制御機構について明らかにしてゆく計画である。ウイルス感染応答における機能未知のRBPに注目した解析から、いくつかの候補RBPを見出し、そのうちの一つについて解析が進んでいる。現状では分子メカニズムの解明までは至っていないものの、一定の達成があったものと考えている。平成27年度に注目した因子に関しては、細胞レベルでの解析を進め、その機能解析を進める。特に、SG様凝集体形成への関与についての検討を行うことにより、この凝集体形成とシグナル誘導の関係について理解を深める。これらの解析が順調に進行した場合には、より生理的なマウスを用いた個体レベルでの解析も考慮する。一方で、この因子の他にも幾つかの候補分子を見出していることから、それらについても解析を行い、SG形成及びシグナル伝達への関与を明らかにする。
強磁性イジング模型の未解決領域における振る舞いの解明

半径rのd次元球をプラス境界条件下におき,その中心のスピンの期待値を考える.この1スピン期待値は相転移を示し,臨界温度直上ではr→∞でゼロに収束することが知られていた.とくに上部臨界次元である4次元より上では,rの1-d/2乗より遅く減衰することが,ハイパースケーリング不等式から厳密に知られていた.半田氏とHeydenreich氏との共同研究において,確率幾何的表現である「ランダムカレント表示」を用いて2次モーメント法を精密に評価し,臨界1スピン期待値が4次元より上では1/rよりもゆっくり減衰することを厳密に証明した.Newman氏のfestschriftに掲載されることが決定.本課題は,強磁性イジング模型に対する次の2つの未解決問題に取り組むことである.(1)プラス境界条件下での有限系1スピン期待値の自発磁化への収束の様子を明らかにすること.(2)低温相において帯磁率(=2スピン共分散の和)が収束することを証明すること.(1)の問題に関しては,特に臨界点直上における減衰の様子が系の大きさの冪になっているとの予想を解決することに全力を投じた.これは臨界現象の数学的に厳密な研究の中でも(並進対称性の不成立により)難問として残っているものの一つである.我々は「ランダムカレント表現」という確率幾何的表現を用い,プラス境界条件下での有限系1スピン期待値の解析を行なった.その結果,まだ不十分ながらも,従来知られていた冪指数の上限を改善することに成功した.これは,共同研究者である半田悟氏の修士論文にまとめられた.(2)の問題に関しても「ランダムカレント表現」を用いて2スピン共分散の確率幾何的表現を導出し,その和に対する微分不等式の導出を試みた.一時,AizenmanとDuminil-Copinが同様のアプローチで問題を解決したというニュースが流れたが,後日その論文が取り下げられたことにより,現在も未解決のままになっている.高温相における2スピン共分散の振る舞いを解析するには,2つのカレント配置の重ね合わせに対する組み合わせ論が重要な役割を果たすが,低温相では重ね合わせるカレント配置が最低でも4つになる.それを理解するための組み合わせ論はまだ確立できていないが,少しずつ知識を蓄えつつあるのが現状である.上述の問題(1)「プラス境界条件下での有限系1スピン期待値の自発磁化への収束」の臨界点直上での考察に関しては,「ランダムカレント表現」を用いて1スピン期待値を評価する相関不等式を幾つか導出することに成功した.そのうちの一つを用い,上述の収束の様子を表わす臨界指数(1-arm指数)が,上部臨界次元4より高次元dで(d-3)/2以下であることを証明することに成功した.これは,従来知られていたハイパースケーリング不等式による上限(d-2)/2を1/2だけ改善したことになる.微々たる改善だが,有限系1スピン期待値が並進対称性を持たない難しい観測量であることを考えると,この改善は馬鹿にはできない.この結果は,共同研究者である半田悟氏の修士論文にまとめられた.しかし,物理的な直感に基づく予想では,d>4における1-arm指数は1に退化するはずである.最低でも「d≧5で1以下」を目指さなければならない.もう一つの1スピン期待値に対する相関不等式が上手く行きそうな傍証も集まりつつあり,研究は「おおむね順調に進展している」と考えられる.本課題は,強磁性イジング模型に対する次の二つの未解決問題に取り組むことである.(1)プラス境界条件下における有限系1スピン期待値の自発磁化への収束の様子を明らかにすること.(2)低温相において帯磁率(=プラス境界条件下における2スピン共分散の和)が収束すること.どちらの問題でもカギとなるのは,「ランダムカレント表示」と呼ばれる確率幾何的表現である.この表現を用いると,「プラス境界条件下における有限系1スピン期待値」は原点からのクラスターが境界に達するパーコレーション事象に関する量,「プラス境界条件下における2スピン共分散」は2点を同時に含むクラスターが有限であるパーコレーション事象に関する量として解釈できる.その結果,(1)の問題に関して,次元が4より上であれば,臨界点直上における減衰の速さを特徴づける1-arm指数が1以下となることを証明することができた.これは従来のハイパースケーリング不等式による上限(d-2)/2(dは空間次元)を遥かに改善したものになっている.Markus Heydenreich氏と半田悟氏との共著が完成し,Charles Newman氏の70歳を記念したfestschriftに掲載される予定である.また,(1)と(2)の両方を低温相で評価することにも着手し始めた.関連するパーコレーションの問題と比較し,イジング模型では分配関数が1ではないことをどのように克服するか,現在試行錯誤をしながら知識を蓄えつつある状況である.現在のところ,指数関数減衰を導出するために必要なパーコレーション事象の分解が出来ている段階である.上述した通り,Markus Heydenreich氏と半田悟氏との共著が完成し,高次元における1-arm指数の上限が特定された.この上限は従来のハイパースケーリング不等式による上限に比べて格段にシャープで,これ以上の改善は望めない.その意味で,1-arm指数に関する問題の半分以上は目標を達成することができた.残るは,高次元における加減がであること,すなわち高次元では1-arm指数が1に退化することを証明するのみである.

また,低温相における(プラス境界条件下における)有限系1スピン期待値と2スピン共分散の確率幾何的表現は既に得られており,予想されている指数関数的減衰を示すために必要とされる「稀な事象への分割」も出来ている.残るは,分配関数が1ではないことを念頭に置きつつ,どのように指数関数的減衰を導き出すか,ということに尽きている.本課題は,磁石の統計力学模型として長い間研究の対象となってきた「強磁性イジング模型」に対する次の二つの未解決問題に取り組むことである.(1)プラス境界条件下における有限系1スピン期待値の自発磁化への収束の様子を明らかにすること.(2)低温相において帯磁率(=プラス境界条件下における2スピン共分散の和)が収束すること.どちらの問題においてもカギとなるのは,スピンの値が2値しか取り得ない事実を上手く使った「ランダムカレント表示」と呼ばれる確率幾何的表現である.この表現を用いると,プラス境界条件下における有限系1スピン期待値は「その1点から伸びたクラスターが系の境界に達するパーコレーション事象に関する量」,プラス境界条件下における2スピン共分散は「その2点を同時に含むクラスターが有限であるパーコレーション事象に関する量」として解釈できる.その結果,(1)の問題のうち最も難しい問題である臨界温度直上における減衰の速さを特徴づける「1-arm指数」が4次元より上で1以下になることを証明することができた.これは,従来のハイパースケーリング不等式による上界(d-2)/2(ただしdは空間の次元)を遥かに改善したものになっている.Markus Heydenreich氏(ドイツ)と半田悟氏(北大)との共著が完成し,Charles Newman氏の70歳を記念したfestschriftに受理された.尚,(2)の課題に関しては,別の確率幾何的表現である「ランダムクラスター表現」や,それに対応する統計力学模型である「ポッツ模型」を用いて,制約つきながら,臨界点以外での2スピン共分散の指数関数的減衰が証明された(Duminil-Copin et al.による)ため,その制約が外せるかどうか,どのような解析的問題を解決しなければならないのか,現在も検討中である.半径rのd次元球をプラス境界条件下におき,その中心のスピンの期待値を考える.この1スピン期待値は相転移を示し,臨界温度直上ではr→∞でゼロに収束することが知られていた.とくに上部臨界次元である4次元より上では,rの1-d/2乗より遅く減衰することが,ハイパースケーリング不等式から厳密に知られていた.半田氏とHeydenreich氏との共同研究において,確率幾何的表現である「ランダムカレント表示」を用いて2次モーメント法を精密に評価し,臨界1スピン期待値が4次元より上では1/rよりもゆっくり減衰することを厳密に証明した.Newman氏のfestschriftに掲載されることが決定.上述の「現在までの進捗状況」のところで触れた,「もう一つの1スピン期待値に対する相関不等式」を詳しく解析していく計画である.
上部尿路結石形成機序における分子生物学的検討

カルシウム含有尿路結石中にマトリックス成分としてオステオポンチン(OPN)とカルプロテクチン(CPT)が存在し、腎遠位尿細管細胞にOPNが強く発現している。一方、動脈硬化症では石灰化病変の周囲にマクロファージが浸入してきており、それがOPN蛋白とmRNAを発現していることは報告した。そこで、尿路結石の形成機序においてマクロファージがどの様に関与しているのかを検討した。グリオキシル酸を投与したラットの腎臓を用いてOPNの発現をNorthan blot法、in situ hybridization法、免疫組織化学染色法を用いて調べ、マクロファージ、IL-1、IFNγ、TNFα、ICAM-1、LFA-1、LECAM-1の発現を免疫組織化学染色法、Western blot法で検討した。蓚酸カルシウム染色にはPizzolato法を用いた。20mg/kg投与群では、結晶が形成されてOPNの発現が強くなる14日目より早期の7日目にマクロファージは遠位尿細管周囲の間質に出現していた。OPNが発現している領域とマクロファージが認められる部位は髄質であり一致していた。そして、マクロファージ関連のサイトカイン、接着分子であるIL-1、TNFα、ICAM-1の発現が7日目より見られた。IFNγ、LFA-1、LECAM-1の発現は見られなかった。結晶形成が見られる時期やOPNの発現が強くなる時期より早期にTNFα、IL-1α、ICAM-1の発現とマクロファージの出現を認めたことから、他の炎症性疾患と同じように結石形成機序においてもその初期にICAM-1などの接着分子の発現によって血管内から腎間質へマクロファージが遊走し、それが発現するサイトカインが作用して腎尿細管上皮から更にされらのサイトカインが発現し、その刺激によりOPNの発現が強くなり、結晶形成が起こるのではないかと推察した。
先端計測アプローチの統合による抗体の構造動態と機能発現の連関機構の解明

抗体の分子中には、抗原、補体、受容体など様々な分子との相互作用部位が配置されており、しかも、それらの部位の間の働きを連関させる仕組みが存在する。本研究は、3次元構造のダイナミクスの観点から抗体分子の機能連関の仕組みを明らかにすることを目的とする。さらに、抗体が本来機能する場である膜表面や血液中における分子間相互作用の実態解明に挑む。そのために、先端計測と理論的アプローチを駆使して、抗体の立体構造動態と相互作用の連関の詳細を明らかにする。得られた成果に基づいて抗体の機能連関とin situにおける動作を最適化するように分子構造を改変し、機能向上をはかる。抗体の分子中に存在する抗原、補体、受容体など様々な分子との相互作用部位の働きを連携させる仕組みが存在し、抗体分子のダイナミックな構造変化を通じて相互作用部位間の連関が制御されていると推測される。そこで、本課題では、先端計測と分子動力学計算をはじめとする理論的アプローチを駆使して、抗体の立体構造動態と相互作用の連関の詳細を明らかにする。抗体分子中の新規な相互作用部位を発掘し、抗原認識からエフェクター機能の発動に至る分子機構の解明を目指すとともに、抗体が本来機能する場である膜表面や血液中における分子間相互作用の実態解明が期待される。さらに、抗体の機能連関とin situにおける動作を最適化するように分子構造を改変し、免疫系における機能向上をはかり、抗体医薬の次世代化に資することも期待される。