4 0 0 0 インフルエンザウイルスの起源と進化
- 著者
- 喜田 宏 河岡 義裕 WEBSTER R.G. 岡崎 克則 伊藤 寿啓 R.G.WEBSTER
- 出版者
- 北海道大学
- 雑誌
- 国際学術研究
- 巻号頁・発行日
- 1993
平成3-4年度の文部省科学研究費・国際学術研究(0304103)および平成5年度の本研究による調査の結果、アメリカ合衆国アラスカ州中央部の湖沼に営巣する渡り鴨が、夏季にインフルエンザウイルスを高率に保有していることが判明した。平成6年度には前年度にひき続き、アラスカ州中央部のユコン平原にあるマラ-ド湖、ハート湖およびビッグミント湖で鴨の糞便材料を採取し、ウイルス分離試験を実施すると共に、湖水からのウイルス分離を試みた。さらに、分離ウイルスの抗原亜型を決定した上で、これまでに得られたウイルス株を加えて、分離年、分離地および亜型が異なるウイルスのNPおよびHA遺伝子の塩基配列を決定し、系統進化解析を行った。平成5年度および6年度に鴨の糞便541検体から分離されたインフルエンザウイルスは33株、パラミクンウイルスは15株であった。イルフルエンザウイルスの抗原亜型は、H3N8が23株、H4N6が8株、そしてH7N3が1株であった。文部省科学研究費により実施した平成3年および4年度の調査成績をあわせると、4年間に分離されたインフルエンザウイルスは108株で、その内訳は、H2N3が1株、H3N8が37株、H4N6が55株,H10N9が1株であった。従って、アラスカ中央部に夏季に営巣する鴨が多くの異なる抗原亜型のウイルスを維持していることならびに同じ営巣湖沼に異なる抗原亜型のインフルエンザウイルスが共循環していることが明らかとなった。また、鴨が夏季に巣を営み、ヒナを育てる湖沼の水からもインフルエンザウイルスが分離された。平成6年8月8日に採取したビッグミント湖の水13サンプルのうち7検体からインフルエンザウイルスが分離され、湖水1ml中のウイルス感染価は10^<1.8>-10^<2.8>EID_<50>におよんだ。そこで、ほとんどすべての鴨が渡りに飛び発った後、同年9月18日に再びビッグミント湖の水を採集して、ウイルス分離を試みた。その結果、H3N8およびH7N3ウイルスが得られた。その成績は、インフルエンザAウイルスが水鳥集団の間で受け継がれており、自然界におれるインフルエンザウイルスの存続には、冬期間の湖水中の凍結保存が関与するとの我々の推定を強く支持するものである。すなわち、北方の鴨の営巣湖沼がインフルエンザウイルスの貯蔵庫であり、秋(8月中旬)に鴨が渡りに飛び発つ前にその糞便と共に排泄したウイルスが冬期間凍結した湖沼水中に保存され、春に帰巣する鴨がこれを経口摂取して感染し、増殖することを毎年繰り返して存続してきたものと考えられる。これまでにアラスカで鴨の糞便が分離されたインフルエンザウイルス108株のうち、異なる年に異なる地点で分離されたウイルス18株のNP遺伝子および6株のH3ウイルスのHA遺伝子の塩基配列を決定し、系統進化解析を行った。成績から、アラスカ中央部に営巣する鴨の糞便から分離されたウイルスのNP遺伝子およびHA遺伝子は何れも北米大陸で分離されたウイルスと同じ系統に属し、アジアおよびヨーロッパで分離されたウイルスとは異なることが判明した。これらの成績は、少なくともユコン平原に営巣する鴨はアリューシャン列島を通ってアジアに飛来することは稀であることを示している。一方、このようにウイルス遺伝子を解析することによって、その宿主島の飛翔路を推定することが可能であることが判明した。先に研究代表者らは新型インフルエンザウイルスの起源が渡り鴨のウイルスにあって、アジア、特に中国南部で家鴨および豚がその出現に関与することを証明した。従って新型インフルエンザウイルスの予測のためには、南中国に飛来する渡り鴨およびその営巣湖沼を調査することが必須である。今後シベリアの鴨の営巣湖沼におけるインフルエンザウイルスの分布を調査する計画である。
本年度は、膵臓におけるアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)の分布と、その役割についてACE2欠損マウスを用いて検討した。1)膵臓におけるACE2およびMasの発現と局在:野生型マウスの膵臓を採取し、ACE2およびMasのmRNA発現をリアルタイムRT-PCR法により検討すると、これらが膵臓においては、心血管に比して多く含まれていることが判明した。さらに、免疫染色にてACE2とMasそれぞれの局在を調べると、ACE2は膵臓のランゲルハンス島に限局して発現しており、しかもグルカゴンと共存することが分かった。一方、Masの発現はランゲルハンス島よりも外分泌細胞に多く染色された。マウスを絶食させた後膵臓のACE2発現を調べると、絶食によりラ氏島のACE2は増加することが分かった。Mas発現はほとんど変化しなかった。2)絶食時の膵ホルモン分泌に及ぼすACE2欠損の影響:上記の結果から、ACE2が膵ホルモン分泌に関わる可能性が考えられたため、ACE2欠損マウスを用いて絶食を行い、その時の血中インスリン及びグルカゴンの濃度変化を計測し野生型マウスと比較検討した。野生型マウスにおいては、絶食24時間目から48時間目にかけて血中インスリンは著明に低下した。一方血中グルカゴンは絶食24時間目に増加が認められた。これらに対し、ACE2欠損マウスでは絶食後のインスリン低下が野生型マウスよりもさらに著しく、また血中グルカゴンは絶食前においてすでに高値でありまた絶食によっても変動しなかった。3)絶食後の再摂食による膵ホルモンの変動とACE2の役割:マウスを24時間絶食させた後、再摂食をさせると、1時間後には野生型マウスでは血中インスリン分泌が増加し、グルカゴン分泌は低下する。ACE2欠損マウスにおいては、血中インスリンは再摂食によって増加したが、血中グルカゴンレベルは再摂食により、著明に増加するという反応が認められた。これらの結果から、膵臓においてACE2はラ氏島に限局して分布し、グルカゴン分泌細胞に共存して存在して血中グルカゴンに分泌に重要な役割を果たすと考えられる。Masについては、その分布から現在のところは特定の役割を推測することができなかった。このような膵組織ACE2/Masの意義に関しては、今後さらに詳細な検討が必要である。
4 0 0 0 家庭用浄水器がフッ素濃度に及ぼす影響
水道水のフッ化物濃度調整(fluoridation)があり、公衆衛生学上優れたう蝕予防法である。わが国においても、地域住民の合意等を前提にfluoridationの実施が可能となった(2000年、厚生労働省)。国内では安全な水の供給に関心が高まっており、浄水器を設置する家庭が増加している。したがってfluoridationが実施された場合、浄水器通過後のフッ素(F)濃度を検討する必要がある。本研究では家庭用浄水器に多く使用されている2種類の濾材を用いて浄水装置を作製し、F濃度に及ぼす影響を検討した。家庭用浄水器の濾材として用いられている活性炭フィルターと中空糸膜フィルターを用いて、簡易浄水装置を作製した。NaFを純水および水道水に添加し、種々のF濃度(0.1〜10mg/L)の試験溶液を調製した。ついで浄水装置通過後の試験溶液とフィルター中のフッ素濃度を測定した。活性炭フィルターを用いた浄水装置通過後のF濃度は、すべての試験溶液で通過量10Lまでは通過前のおよそ1/10の濃度であった。その後通過量が多くなるにしたがって、F濃度は上昇した。中空糸膜フィルターを用いた浄水装置では通過前後のF濃度に変化がみられなかった。実験終了後の活性炭フィルター中に高濃度のFが含まれていた。以上より、活性炭フィルターを使用した家庭用浄水器はfluoridation後の水道水中のF濃度に影響を及ぼすことが明らかになった。従って、fluoridationによるう蝕予防効果を確実にするためには、使用する浄水器の種類を考慮する必要があることが明らかにされた。なお、F以外の陰・陽イオンについては、Cl、MgとCaは活性炭フィルターと中空糸膜フィルターに吸着されることが示された。その他のイオンについては明確な結果が得られなかった。
4 0 0 0 OA 古代日本の双系制に関する研究
4 0 0 0 情報熱力学による生体内ゆらぎの制御限界の解明
細胞は、細胞内外の分子の少数性、環境の不均一性などに起因する激しくゆらいだ環境の中で、外部環境の変化や他の細胞からのシグナルを観測し、細胞内にその情報を伝達することによって生命活動に重要な分子などの個数を正確に制御している。そのような化学反応のリレーを行うには、熱的な散逸が伴うはずであるが、生物は非常に限られたエネルギー(資源)でそれを実行しており、そのエネルギー論、つまり熱力学的な理解は不十分なままである。本研究ではこの問題に取り組み、(フィードバックを理論体系に取り入れた熱力学である)情報熱力学を用いることによって、「情報」と「制御」の間の一般的な関係を明確にすることに成功し、さらには「最適制御」や「十分統計量」といった制御理論における概念が非平衡統計力学の枠組みでどのように理解されるのかを明らかにした。より具体的には、情報量にある種の方向性をもたせた各種情報流がどのような場合に最適化されるかを調べ、同時に発生する熱的散逸の間のトレードオフを導いた。この結果を大腸菌の走化性シグナル伝達に応用し、その情報論的効率と熱力学的効率を定量的に調べ、生物学における本研究の有用性を示すことに成功した。また、従来の研究では定量的にシグナル伝達を解析する際に定常系を考えていたが、本研究では情報流を用いることによって、非定常系における結果も与えることができた。このことは、本質的に非定常で駆動している生物システムを理解する上で重要な結果であると考えられる。
4 0 0 0 OA ラン藻イシクラゲを用いた放射性物質汚染土壌の浄化に関する研究
福島第一原発事故により,多量の放射性物質が環境中に流出した。種子植物とラン藻における放射性物質の蓄積能力に関する調査を行った結果,種子植物に高いレベルでの放射性物質蓄積は観察されなかったが,陸生ラン藻イシクラゲにおいて高い蓄積が観察された。福島県二本松市において,イシクラゲはセシウム137を607,000 Bq/kg蓄積していた。イシクラゲの放射性セシウムの蓄積量は,土壌の放射能濃度が高いところに生育するものにおいて,高い傾向があった。また,栽培実験の結果,イシクラゲは汚染土壌から放射性セシウムを吸収した。これらの結果は,イシクラゲによる放射性物質蓄積は,汚染土壌の浄化に役立つ事を示している。
- 著者
- 保富 康宏 浦野 恵美子
- 出版者
- 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
- 雑誌
- 挑戦的研究(萌芽)
- 巻号頁・発行日
- 2021-07-09
COVID-19は高齢者において重症化することは周知であり、再感染についてもワクチン開発に関連して精査が必要である。このため、有効な動物モデルによる病態や免疫応答の解析が求められている。申請者らはカニクイザルを用いてCOVID-19霊長類モデルを作製することに成功した。霊長類医科学研究センターでは世界的にも極めて貴重な高齢ザルの巨大コロニーを保有している。これら高齢ザルを用いてSARS-CoV-2再感染モデルの検討を行ったところ、初回感染以上に強い肺炎像を示す個体も確認された。本研究では健康若齢個体に加え老齢個体におけるSARS-CoV-2再感染による肺炎の病態の解明を検討する。
4 0 0 0 OA 慢性的なストレス負荷による新たなミクログリア作動原理の解明
慢性疲労症候群(CFS)や線維筋痛症(FM)などのモデル動物を用いて、病的疼痛の分子メカニズム、特にミクログリアの関与を明らかにすることをめざした。これらの慢性ストレスモデルでは末梢組織の明らかな炎症や損傷は見られないが、中枢の脊髄後角においてミクログリアの増殖と活性化が認められた。CFSモデルにおいてミクログリアの活性化を抑制すると病的な疼痛は抑制された。脊髄後角のミクログリア活性化の領域は固有感覚の入力部位に一致していること、抗重力筋や脊髄神経節の検索から、固有感覚の慢性的な過剰刺激がこれらの疾患の引金になっている可能性が示唆された。
- 著者
- 栗原 千枝 穂苅 量太
- 出版者
- 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛
- 雑誌
- 基盤研究(C)
- 巻号頁・発行日
- 2019-04-01
炎症性腸疾患 (IBD) は原因不明の難治性疾患であるが、病因の一つとして食べ物や腸内細菌などの環境的要因による消化管免疫バランスの破綻が想定されている。近年、加工食品用添加物の一つである乳化剤が、動物モデルの腸内細菌叢を変化させ、腸炎を引き起こすことが報告された。本研究では、乳化剤がどのような機序で腸内環境バランスを破壊し腸炎を誘発するのかを解明し、IBDの予防や治療に結びつけることを目指す。
4 0 0 0 熱機関の環境負荷低減のための先進的な低温プラズマ適用
4 0 0 0 「非認知能力」の加齢変化が高齢期の社会的関係性に及ぼす影響
- 著者
- 鈴木 亮彦
- 出版者
- 国立研究開発法人国立環境研究所
- 雑誌
- 若手研究
- 巻号頁・発行日
- 2023-04-01
4 0 0 0 スキルミオントランジスタの開発
4 0 0 0 OA 組換え昆虫細胞による次世代インフルエンザワクチンの迅速高生産技術の開発
ウイルス様粒子は,ウイルス感染症を予防するための有効かつ安全な次世代ワクチンとして利用が期待されている.本研究では,A型のインフルエンザウイルスの構造タンパク質であるヘマグルチニンHAおよびマトリックスタンパク質M1の遺伝子を昆虫細胞に導入し,両遺伝子を共発現する組換え昆虫細胞の作製を検討した.異なる薬剤耐性遺伝子を有する2種類の高発現型プラスミドベクターを用いて両遺伝子を導入し,薬剤耐性遺伝子に対応する2種類の抗生物質の存在下で培養することにより,HAとM1を含むインフルエンザウイルス様粒子を分泌生産する組換え昆虫細胞を効率よく作製することに成功した.
寄生虫症のうち蠕虫感染症では多くの場合、寄生虫抗原に特異的なIgE抗体価の上昇とともに寄生虫抗原とは反応しないいわゆる非特異的IgE抗体の上昇が認めらる。これらの現象は、主としてTh2タイプのヘルパーT細胞が産生するIL-4に依存していることが示されているが、蠕虫感染においてどのような機構でTh2タイプのT細胞が選択的に活性化を受けるのかについては明らかになっていない。そこで本研究では腸管に寄生するNippostrongylus brasiliensis(Nb)に感染したマウスをモデルとして宿主T細胞によって認識される寄生虫抗原の性状解析を行った。Nb感染マウスより得た腸間膜リンパ節細胞をNb成虫可溶性抗原(NbSA)または分泌排泄抗原(NbES)とともに培養すると抗原濃度依存的にIL-4さらにはIgEの産生が観察された。この時、IgEの産生はCD4T細胞によって産生されたIL-4に依存していた。NbSA,NbESをMonoQ陰イオン交換クロマトグラフィーにより展開すると両者においてほぼ同一の位置に4つのピークとしてIL-4産生誘導活性が検出された。さらに各ピークをゲル濾過法により分画を行った結果、IL-4産生誘導活性はいずれも分子量17,000から30,000の位置に回収されたことから、NbSA,NbES中にともに存在する同一の抗原分子(群)をT細胞が認識し、IL-4を産生することが示唆された。この時、MonoQによる展開で低塩濃度に溶出された2つのIL-4産生誘導活性ピークについてはそれに平行したIgE産生誘導活性が認められたが、高塩濃度に溶出されるIL-4産生誘導活性についてはIgE産生誘導能は低く、IL-4の産生のみがIgE産生を規定しているわけではないことが示唆された。現在、IL-4産生誘導活性,IgE産生誘導活性を持つ抗原について精製を進めており、今後、その構造ならびに局在部位を解析することによりTh2タイプT細胞の特異的活性化の機構解明の手がかりとしたい。
4 0 0 0 ミノウミウシにおける盗刺胞機構:ミノおよび刺胞嚢の形成
刺胞動物を餌としているミノウミウシ類の一部は、餌由来の刺胞を体内に貯蔵する「盗刺胞」という現象が見られる。この現象は他の生物の細胞内器官を、そのまま取り込み利用するという点で非常に興味深い。本研究では、盗刺胞を行うムカデミノウミウシの組織切片を作成し、各種の分子マーカーを駆使した顕微鏡観察により、盗刺胞に関連する器官の形成過程を詳細に記載し、盗刺胞のメカニズム解明の足がかりを構築する。さらに盗刺胞のメカニズムを明らかにするため、盗刺胞に特殊化した器官のトランスクリプトーム解析を行い 、そこで特異的に高発現している候補遺伝子を同定し、機能解析を行う。