2 0 0 0 OA CD147シグナルを基盤とした関節リウマチの骨破壊分子機構
関節リウマチにおいて発現増加するCD147が、破骨細胞のポドソームを介したアクチンリング形成を亢進させるという仮説について検討を行った。破骨細胞の分化において、CD147の発現は有意に増加し、細胞膜に局在していた。破骨細胞においてポドソームマーカーの発現とアクチンリングの形成を確認し、CD147はアクチンリングと共局在していた。アクチンリングによるシーリングに関与しているMT1-MMPの発現について検討し、破骨細胞において発現増加が見られた。しかし、CD147とMT1-MMTとの相互作用は確認できなかった。破骨細胞において発現増加するCD147はポドソームの形成に関与している可能性が示された。
2 0 0 0 OA 生命病態システムの数理モデリングとその個別化医療への応用のための数理的基盤の確立
1. 数理モデルに基づく前立腺がんの内分泌療法と他の疾患への展開前立腺がんに関しては、PSA(Prostate Specific Antigen: 前立腺特異抗原)という高感度のバイオマーカーが存在するため、数理モデルの性能を PSAデータを用いて定量的に評価することが可能である。平成28年度は、昨年度までの解析をさらに進めると共に、統計的機械学習理論を用いて、不十分なPSA時系列データからの予後予測を目指した拡張手法の研究および数理モデルによる分類と癌の転移との関係性についての検討を行った。2. 動的ネットワークバイオマーカー理論の発展とその応用本研究では、病態の変化を一種の複雑生体ネットワークの動的な状態遷移としてとらえ、疾患前後で先導して不安定化する生体ネットワークの部分ネットワーク (動的ネットワークバイオマーカー DNB) を効率的に検出する数理手法とアルゴリズムを開発している。平成28年度は、これまでの成果をさらに発展させ、あらたな遺伝子発現情報のビッグデータを解析の対象として DNB の有効性を確認した。また、DNB を効率的に検出する数理手法の理論的基盤の整理、観測データから生命システムの複雑ネットワーク構造を再構築する手法の開発、DNB 検出に応用可能なテンソル解析など機械学習手法の開発、腫瘍内不均一性を含めた癌の進化シミュレーションモデルの構築、構成要素の多様性減少による遷移方式および遷移に関わる少数因子の相互作用を記述した数理モデルの構築と分析などを行った。
本研究の概要は、以下の四点に集約される。【1】多様な教育手法と経験を備えた大学と高校の教員が、専門分野や学校の垣根を越えて連携し、研究と高等教育の現場を結びつけて、探究型の古典文学教育を実現する。【2】学習者(高校生・大学生・大学院生)と教授者(高校・大学教員)が同じ題材を学び合うことで多様な視座の獲得を可能にするワークショップ(以下WS)を継続的に開催し、古典文学教育でディープ・アクティブラーニングを実現する授業方法を開発する。【3】欧米の大学・大学院における教育方法を応用し、新たな古典教育のモデルを開発する。【4】本研究で開発した教材や教育方法モデルをWeb公開して、社会に広く還元する。
2 0 0 0 OA 持続可能な環境循環型食糧資源としての海藻アカモクの有効活用;機能性食品の開発
アカモク原藻可食部の水溶性食物繊維含量は成熟に伴い増加し、成熟のピーク時は食物繊維の摂取に最適であった。一方、配偶子放出後の衰退期アカモクにも食物繊維が豊富に含まれており、持続可能な環境循環型食糧資源として活用が可能であることが示された。ラットへのアカモクの経口投与により、糞量・胆汁酸の増加と腸内細菌叢の変化が確認され、腸内環境改善が示唆された。さらに、血中総コレステロール(T-CHO)上昇モデルラットへの衰退期アカモクの調理・加工品の経口投与は、T-CHO上昇を90%抑制し、HDL-CHOを上昇させ、組織から肝臓へのCHO輸送を促進する脂質代謝への良好な影響が示唆された。
2 0 0 0 OA コーヒー摂取による生活習慣病予防効果の分子基盤の解明
習慣的なコーヒー摂取が、肥満や炎症に関連して生じる生活習慣病の発症リスクを低下させる可能性が報告されている。我々は、前駆脂肪細胞3T3-L1を用いて、コーヒー豆焙煎成分がインスリンシグナル経路のアダプター分子IRS1の分解を促進することにより、肥満の要因である脂肪細胞の分化を抑制することを見出した。また、コーヒーの抗炎症効果に関して、コーヒー豆焙煎成分がLPS誘発マウスマクロファージ細胞の炎症反応を抑制することを見出し、その効果は、Keap1の不活性化による転写因子Nrf2の活性化によることを見出した。以上の結果は、コーヒーの喫飲による生活習慣病予防効果の分子論的解明につながる。
2 0 0 0 サルコペニアに伴う骨格筋の質的変化:メカニズムと有効な対策
2 0 0 0 「議会運営における時間」に関する比較研究
(1)本共同研究の目的・課題:本共同研究は、密接な関わりを有する「議会と時間」をめぐる諸問題を国際的な視野で検討することにより、日本の国会が直面している議会審議と運営に関わる問題点を明らかにするとともに、それを解消するための方策を探究しようとするものである。平成30年度は、主に、外国(特にフランス)の研究者と日本の実務家との意見交換を通じて問題点とそれを解決するための処方箋の明確化に努めた。また、フランスでのワークショップの合同開催により、国際的な学術交流も試みた。(2)研究会の開催:平成30年7月に、フランス・サンテチエンヌ大学のDisant教授を本科研費で招聘し、北海道大学、慶應大学、同志社大学で「議会・時間・憲法院」の三者関係に関わる問題点についての報告をしてもらった。また12月には東京で、国会図書館と議院法制局の職員を招いて研究会を開催し、「議会運営における時間」をめぐる諸問題についての意見交換を行った。会期不継続の原則を廃止した場合の問題点など、研究者がなかなか気がつかない論点を知ることができ有益であった。(3)国際ワークショップの合同開催:平成31年3月に研究代表者と分担者が渡仏し、リール大学(テーマ:「議会と時間」ーフランスと日本の視点の交錯)とINALCO(テーマ:日本における民主主義、憲法及び議会)で研究成果の一部を公表するためのワークショップを合同で開催し、フランスの研究者や学生と意見交換を行った。フランスに限定されるが、日本の憲法や議会に関する国際的な情報発信を行うことができたように思う。
2 0 0 0 OA コーカサスおよび西アジア地域における銅合金設計技術に関する研究
ジョージアを含む南コーカサス地方での銅合金利用の歴史は古く、初期青銅器時代からの多くの資料が発掘されている。それらを収蔵しているのがジョージア国立博物館である。そこで、2014年より国立博物館と共同で、初期青銅器時代から鉄器時代までの銅合金製資料の調査を行った。その結果、検出された銅合金の種類は、砒素銅、青銅、銅-錫-砒素合金、真鍮であり、初期青銅器時代から初期鉄器時代にかけて砒素銅合金が検出されている。これまで当該地域においては、中期から後期青銅器時代の間に使用される銅合金が砒素銅から青銅に切り替わるとされてきた。しかし、砒素銅は初期鉄器時代に至るまで使用され続けたことが明らかとなった。
2 0 0 0 電磁場による突然変異と遺伝子発現促進の機構
高圧送電線から放出される電磁場が白血病、脳腫瘍などを誘発するおそれがある、との疫学研究(アメリカ、スウェーデン)を実験的に支持することができるか、を明らかにするのが本研究の目的である。最大出力400ミリテスラ(4000ガウス)、50ミリテスラ(500ガウス)、5ミリテスラ(50ガウス)の3装置を作成し、哺乳動物(ヒト、ハムスター)細胞を用いて、(1)突然変異の誘発、(2)遺伝子発現の促進について調べた。すでに前年度までに、両者とも400ミリテスラでは確実に上昇がみられることを確認しているが、本年度は低出力、長時間ばく露の影響を明らかにすることに重点をおいた。もっとも感度が高いチャイニーズハムスター細胞を5ミリテスラ照射で最大13週間連続ばく露したが、突然変異の上昇はみられなかった。遺伝子発現の上昇はこれまで電磁場単独ではみとめられていなかったが、チャイニーズハムスター細胞では400ミリテスラでNOR-1遺伝子の発現が促進された。その発現は処理時間が5時間のところで高くなり、その後処理を続けると低下した。突然変異の型については、自然に生じる突然変異のDNA塩基配列の変化と電磁場(400ミリテスラ)誘発による突然変異とでは著しく異なっており、電磁場特有の変化がみられた。遺伝子損傷は、DNAへの直接の作用ではなく、DNA複製のエラーを高める間接的な効果であることが、DNA合成阻害実験からわかった。本研究によって、きわめて高密度の電磁場は、遺伝子に損傷を与えることが示されたが、低密度・長時間(マイクロテスラ)では人体に有害であるという証拠はない、とのこれまでの定説を支持する結果である。
2 0 0 0 感染者隔離効果の推定手法開発と隔離の有効性メカニズムの解明
隔離を含む非医学的(非薬物的)対策は病原体に非特異的なため、未だワクチンや治療法が開発されていない感染症など、幅広い対象に実施可能である。しかし、隔離による2次感染予防効果は具体的な数値として明らかにされておらず、例えば2014-16年に西アフリカで流行したエボラ出血熱に対して隔離が2次感染をどれだけ防ぎ得たかは未だ疫学的・統計学的に分析されていない。本研究の目的は、感染者の感染後経過時刻の関数として隔離実施を加味した2次感染発生の数理モデルを構築し、疫学情報およびゲノム情報の両方を含む観察データを分析することにより、隔離の効果を明示的に推定することである。3年度目は流行データを利用して感染性や相対的感染頻度を具体的に分析し、欠損情報を含むデータや様々な種類の観察情報からの推定を実現する段階に据えた。具体的には、伝播ネットワーク再構築および接触者追跡調査に基づく2次感染リスクのモデル化を行った。前者の分析では沖縄県を中心に発生した麻疹流行の伝播ネットワークの再構築のリアルタイム分析に取り組んだほか、同情報に基づくリアルタイム予測研究を発表することができた。後者の研究では、当初予定していた個体のtime useデータの活用に替えて接触ダイアリーに基づく接触者追跡調査を実施し、2次感染リスクが高くなる空間的設定(位置情報)を行動目的別で特定することに成功した。いずれの結果も原著論文として査読付きの国際誌に発表することができた。
2 0 0 0 心理学研究における中級程度のベイズ統計学の教授法に関する研究
2 0 0 0 OA SARSコロナウイルス感染増殖制御の解析
- 著者
- 田中 伸幸 菅村 和夫
- 出版者
- 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所)
- 雑誌
- 基盤研究(C)
- 巻号頁・発行日
- 2009
SARS-CoVの感染成立にはウイルスエンベロープのSpike(S)蛋白と標的細胞上のACE2との結合が必要である。一方、感染がACE2単独で惹起されるか否かは明らかではない。本研究では、分泌型Spike、Spikeをエンベロープとする偽ウイルス、を用いて細胞への吸着、取り込み、感染について検討した。分泌型Spikeを用いた化学架橋によって、ACE2とともにDC-SIGNおよびL-SIGNが共沈した。ACE2とDC-SIGN, ACE2とL-SIGNの会合は、Spike非存在下でも確認された。しかし、ウイルス吸着におけるDC-SIGNおよびL-SIGNの役割はほとんどなかった。細胞内へのウイルス取り込みにおいては、ACE2の細胞質内領域は不要であったが、DC-SIGNおよびL-SIGNの細胞内領域は必要であった。これらの結果から、SARS-CoV感染においてはDC-SIGN/L-SIGNの細胞内領域が重要であることが明らかとなった。
2 0 0 0 OA 慢性腎臓病におけるCD147の機能解析と新たなCKD治療戦略の確立
膜貫通型糖蛋白質CD147/Basiginは、細胞の生存や浸潤・転移に重要な役割を果たす。しかし、糖尿病や自己免疫性疾患にてCD147を含む分子機構は解明されていない。本研究においてCD147は活性化制御性T細胞(Treg)の誘導に関与する事を明らかにした。更に、IL17産生性T細胞(Th17)やTregはループス腎炎(LN)において重要な役割をはたしており、CD147の欠損はSTAT3活性化を介してTh17の分化を促進し、LNを増悪させる事を示した。一方、CD147は炎症細胞浸潤の促進を介して糖尿病性腎症による組織炎症にも関与していた。この検証は今後の腎疾患の抑止につながる。
2 0 0 0 OA メタンの革新的削減をめざしたルーメン発酵制御物質の開発
2 0 0 0 江戸初中期における自然学の展開―「天学」概念の成立を中心に―
2018年度は、1)国内外の図書館・博物館での史料調査・撮影、2)出版物計6点:英語雑誌論文1点、英語図書分担執筆2点、日本語図書分担執筆1点、日本語報告書分担執筆1点、日本語書評1点、3)学会報告計3回:国際会議等2回、国内学会1回、4)『天経或問』研究会の運営、5)関連史料の収集とデータ整理、がおもな活動だった。1)については、中国と日本の計11の図書館・博物館において史料調査・撮影を行った。その成果は、2019年度以降に論文等の形で発表してゆく予定である。2)については、新発見の天文器具「ジュネーブ天儀」について詳しく紹介・分析した雑誌論文「The Geneva Shpere: An Astronomical Model from 17th Century Japan」(Technology and Culture 60(1))や、イエズス会科学とキリスト教思想との関連について論じた英語図書分担執筆「Jesuits, Cosmology and Creation in Japan’s “Christian Century” (1549–1650)」(Visual and Textual Representations in Exchanges between Europe and East Asia所収)、また天学成立以前の長崎における天文地理学について考察した報告書論文「アリストテレスを運気論で読み解く-『南蛮運気論』と17 世紀長崎における西学理解-」(『天と地の科学-東と西の出会い-』京都大学人文科学研究所)など、計6点を出版した。3)16~17世紀日本への西洋科学伝来にまつわる英語報告や、天学の重要著作『天経或問』の現存諸本についての国内学会発表など、計3回行った。4)「『天経或問』研究会」は、本年度は計10回開催、のべ33人が参加した。5)上記1)の調査を通じて、関連史料の撮影・収集を行い、そのデータ整理と分析を進めた。
2 0 0 0 OA 平戸藩楽歳堂文庫をめぐる書物環境と文庫形成過程に関する基盤的研究
平戸藩主松浦静山が創設した平戸藩楽歳堂文庫(以下,「楽歳堂」)を研究対象とし,その文庫をめぐる書物環境と文庫の形成過程を明らかにする観点から,静山が成作・入手した蔵書目録を中心とした研究を行った。松浦史料博物館に伝来する各種の蔵書目録から,書目のデータベース化を行い,これをWEB上で公開。楽歳堂のほぼ全容を復元できた。また,比較対象として,静山と書物をめぐり親密な交流があった豊後佐伯藩主毛利高標と佐伯文庫を取り上げた。楽歳堂にある佐伯文庫の蔵書目録を検討し,文庫の形成過程・管理方法等が解明できた。また,高標の長崎からの輸入漢籍調達が,楽歳堂の漢籍収集に与えた影響・意義等を明らかにできた。
2 0 0 0 OA 計算論的トポロジーによる病理形態解析アルゴリズムの連携展開
本研究では画像形態の位相的な性質に注目し、診断医と協働しながら以下の 2 つの医療画像データ群に, 計算論的トポロジー手法を適用した。①ウサギ腱移植モデルのマイクロ CT 画像データから再構築した 3 次元構造について、微細構造の骨梁数、開気孔、閉気孔の数を示す位相的不変量を計算した。組織学的観察結果と比較しながら、骨形態計測における定量的指標としてベッチ数比を提案した。②病理診断の免疫組織化学について、パーシステントホモロジー理論による定量的評価法を提案した。乳がん患者の染色画像データから計算したパーシステント図から新しい特徴量を定義し、病理医らの目視判断による従来の結果と比較検討した。
本研究では、未臨界状態において直接測定しやすい量を有効活用することで、数値計算による核燃料の臨界安全性(実効中性子増倍率keff)の予測精度を向上することを目的とし、研究期間全体を通じて以下で述べる研究に取り組んだ。まず、遅発中性子先行核の効果を陽に取り扱ったω固有値方程式に対して一次摂動論を適用することで、任意の核データに対する即発中性子減衰定数αの感度係数について効率的な評価手法を新たに考案した。自作のエネルギー多群拡散計算およびSn法に基づく中性子輸送計算により、直接摂動法による感度係数の参照値と比較することで提案手法の妥当性を確認した。次に、運転停止中の京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)で測定された原子炉雑音(中性子計数の時間的揺らぎ)に対して、ブートストラップ法を活用したFeynman-α法によりα測定値を求めた。こうして得られたα測定結果を活用したデータ同化(バイアス因子法、炉定数調整法)により、核データに起因したkeff予測結果の不確かさが低減でき、数値計算における入力パラメータの一つであるウラン235核データ(核分裂スペクトル、ν値)の不確かさも低減できることを確認した。また、中性子計数率の時系列データを活用したデータ同化として、粒子フィルタ法による未臨界度の逆推定について検討した。粒子フィルタ法では、逆推定したい状態パラメータ(未臨界度など)にシステムノイズを与えた上で、一点炉動特性方程式に基づいた数値計算による予測を多数回実施し、実際に測定された中性子計数率との尤度が高くなるように、ベイズ推定により状態パラメータを逐次更新する。近畿大学原子炉およびKUCAで測定された中性子計数率の時間変化に対して本手法を適用することで、制御棒操作などに起因した未臨界度の変化を逆推定できることを確認した。以上の研究成果より、本研究の目的を達成することができた。
2 0 0 0 口蓋扁桃の膿栓と口臭との関連について
膿栓をもつ者に他覚的な口臭があることは,経験的に知られている。しかし,膿栓と口臭との関連性は科学的に証明されていない。そこで本研究の目的は膿栓の表面の観察および構成する細菌を特定することで,膿栓と口臭との関連性を明らかにすることとした。口臭を主訴に来院し,同意の得られた6名の膿栓を調査した。採取した膿栓からDNAを抽出後,PCR法で増幅を行い電気泳動により16S rDNAに相当するバンドを回収した。大腸菌ベクターへ挿入後クローニングした16S rDNAにより遺伝子配列を決定後,菌種の同定を行った。また25歳男性の膿栓を滅菌キュレットで採取後,固定処理を行い乾燥後,白金で金属膜蒸着を行い走査型電子顕微鏡(S-900,日立製作所)で観察を行った。採取した膿栓は白色から薄い黄色を呈しており,表面は滑沢で米粒のような形状をしていた。扁桃腺の陰窩から膿栓を採取した際には,出血や痛みなどの臨床症状も認めなかった。走査型電子顕微鏡で,表層を拡大してみると菌が絡みあって構成されている様子が確認できた。膿栓表層をさらに倍率をあげて確認すると,球菌が多く観察された。膿栓を半分に切断した横断面では,球菌はほとんど見られずスピロヘーター様の細菌や桿菌が多く観察された。膿栓を構成する菌の同定結果から,6名全員一致して検出された属は,Prevotella属であった。全員から一致して検出される菌種はなかった。また,6名の膿栓の全てに揮発性硫化物を産生する細菌が含まれていた。この結果から,膿栓が口臭の原因物質を産生し,口臭の原因となりうることが示唆された。また,電子顕微鏡による観察から,膿栓の表層には好気性や通性嫌気性の細菌が分布し,膿栓の内部に偏性嫌気性菌が存在することが想像され,膿栓をつぶすとにおいがする理由の一端が明らかになった。