平成172005)年度 一般研究2実施報告書

 

課題番号

17−共研−2038

専門分類

7

研究課題名

表皮ランゲルハンス細胞の空間配置モデル

フリガナ

代表者氏名

クボタ ヤスオ

窪田 泰夫

ローマ字

Kubota Yasuo

所属機関

香川大学

所属部局

医学部皮膚科学

職  名

教授

所在地

TEL

FAX

E-mail

URL

配分経費

研究費

0千円

旅 費

0千円

研究参加者数

8 人

 

 

 

研究目的と成果(経過)の概要

 目的)
樹状細胞の一種である「表皮ランゲルハンス細胞」は,抗原提示細胞として皮膚免疫
の要となる細胞であり,多くの研究者が様々な視点や方法論で研究を行っているが,
その空間配置パターンを統計学的に扱った研究はなかった。われわれは,「表皮ランゲ
ルハンス細胞は,その役割をはたすために表皮内で空間的に最適配置をしている」と
考え,表皮ランゲルハンス細胞の空間配置パターンについて空間統計学を応用した一
連の研究を続け成果をあげている。平成14年度には共同利用研究2の中で,免疫抑制
剤タクロリムスの表皮ランゲルハンス細胞空間配置パターンに与える影響を世界で初
めて確認し学会報告し,平成15年度から17年度は空間配置パターンの様々な検証と
考察を進めてきており,今後の発展をめざしている。
 また,今後の研究の展開および開発プログラムの公開に備え,Macintosh(アップ
ルコンピュータ)上のMathematica(ウルフラムリサーチ)で作成蓄積されてきた空
間配置の基礎的解析プログラムを,最新版のMathematicaおよびOSに対応改良してい
くことも目的である。
 成果)
 平成14年度〜17年度の研究成果のまとめとなる、論文執筆作業は、最終の英文チェッ
クの段階にきており、平成18年度中の投稿をめざしている(Toshihiko Numahara,
Masaharu Tanemura, Junko Katsuura, Kiyo Numahara, Yoshie Matsuoka, Chieko
Sugimura, Yasuo Kubota THE EFFECT OF TACROLIMUS ON SPATIAL
DISTRIBUTION OF EPIDERMAL LANGERHANS CELLS(Journal of Dermatological Scinece
投稿予定)。
 今後の展開に備え、いままで沼原が空間配置の基礎的解析のプログラム作成に利用して
きた,アップルコンピュータOS9.2.2上でのMahtematica(ウルフラムリサーチ)v4.0を,
年度当初のMahtematica最新版v5.1およびアップルコンピュータOSX10.3.9(パンサー)
への移項作業をすすめ正常に動作することを確認した。

 

当該研究に関する情報源(論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等)

当該研究は沼原利彦が,皮膚免疫の要となる表皮ランゲルハンス細胞の研究に「空間配置指数」を世界で初めて導入し,1992
年英文報告したのが始まりである。《Toshihiko Numahara, Toshifumi Nakagawa and Takashi Takaiwa: Mathematical assessment of the
spatial distribution of Langerhans cells in guinea pig epidermis, Journal of Dermatological Science, Vol 4, p202-207, 1992》
 平成11年度〜平成13年度には共同利用登録の形で,沼原利彦とISMの種村正美が共同研究を行い,正常モルモット表皮ランゲルハン
ス細胞の空間配置について,密度,規則性,ボロノイ分割パターン,細胞間の相互作用ポテンシャルモデル式までの一連の英文報告を行
い,表皮ランゲルハンス細胞の空間配置モデル研究の礎となった。《Toshihiko Numahara, Masaharu Tanemura, Toshifumi Nakagawa,,
Takashi Takaiwa. Spatial data analysis by epidermal Langerhans cells reveals an elegant system. Journal of Dermatological
Scinece 2001;25(3);219-228《博士(医学)論文:博乙第150号 沼原利彦,香川医科大学,平成12年10月4日》》
 平成14年度共同利用研究2の形で,香川医科大学皮膚科,沼原利彦,窪田泰夫,ISMの種村正美の3人を中心に,免疫抑制剤=タクロ
リムス軟膏の,表皮ランゲルハンス細胞の空間配置パターンに与える影響を,BALB/cAマウスを用いて検討した。タクロリムス軟膏外用
により,表皮ランゲルハンス細胞の空間密度と分布の規則性が有意に減少することを「空間配置の統計」により解明し,世界で初めて報
告した。また,タクロリムスにより,相互作用ポテンシャルモデル式の形自体には大きな差がないこともみいだした。また今回1枚あた
りN=250〜350の表皮ランゲルハンス細胞地図18枚の解析を行ったが,そのボロノイ分割パターンにあらわれる多角形の辺数分布は,
Tanemura&Hasegawaが1980年に報告(Geometrical Models of Territory:J.theor.Biol.(1980)82,477-496)したランダム充填モ
デルにほぼ一致することを見いだした。平成15〜17年度は,これまでの業績やデータ整理、プログラムの修正新OSへの対応作業2・
論文発表の準備にあたってきた。
 Toshihiko NUMAHARA, Kiyo NUMAHARA(Kagawa Medical University), Masaharu TANEMURA(ISM), Junko Katsuura, Yoshie MATSUOKA, Chieko
SUGIMURA, Yasuo KUBOTA(Kagawa Medical University):The effect of Tacrolimus on spatial distribution of epidermal Langerhans
cells:The 12th Japan-Korea joint meeting of Dermatology(2001年11月8-9日東京)
 沼原利彦(香川医大皮膚科),種村正美(統計数理研究所),沼原紀予,勝浦純子,松岡由恵,杉村知恵子,窪田泰夫(香川医大皮膚科):
タクロリムスはマウス表皮ランゲルハンス細胞の空間分布を変える:第101回日本皮膚科学会総会(2002年6月7-9日,東京)/日本皮膚
科学会雑誌 112巻5号,p718
 沼原利彦(香川医大皮膚科),種村正美(統計数理研究所),沼原紀予,勝浦純子,松岡由恵,杉村知恵子,窪田泰夫(香川医大皮膚科):
BALB/cAマウス表皮ランゲルハンス細胞(ELC)空間配置パターン〜タクロリムス外用による変化〜:第13回日本樹状細胞研究会(2002年7
月12日,岡山)
 沼原利彦(香川医大皮膚科),種村正美(統計数理研究所),沼原紀予,勝浦純子,松岡由恵,杉村知恵子,窪田泰夫(香川医大皮膚科):
免疫監視のための陣形〜表皮ランゲルハンス細胞の空間配置メカニズム〜:第1回皮膚免疫アレルギー懇話会(2002年10月5日,東京)
 Toshihiko Numahara, Masaharu Tanemura, Junko Katsuura, Kiyo Numahara, Yoshie Matsuoka, Chieko Sugimura,
Yasuo Kubota THE EFFECT OF TACROLIMUS ON SPATIAL DISTRIBUTION OF EPIDERMAL LANGERHANS CELLS(Journal of Dermatological Scinece投稿予定

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

 

研究参加者一覧

氏名

所属機関

勝浦 純子

香川大学

定平 知江子

香川大学

高井 郁美

香川大学

種村 正美

統計数理研究所

沼原 紀予

医療法人社団ぬまはら皮ふ科

沼原 利彦

医療法人社団ぬまはら皮ふ科

松岡 由恵

香川大学