hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペルオキシソーム膜透過輸送の分子機序とその制御システム解明

H30年度は、ペルオキシソーム膜透過輸送装置複合体の主な構成因子であるPex14pに対して近位依存性ビオチン標識(BioID)法を適用することで、3種の高分子量複合体を構成する因子の同定、さらにはこれら3種の複合体がダイナミックに複合体構造を変化させる過程で一過的に相互作用する新規因子の探索を行った。その結果、Pex14pと相互作用する既知のタンパク質因子とともにいくつかの新規因子の同定に成功、さらにはリボソームタンパク質複合体がPex14pを主な構成因子とする輸送装置複合体に近接していることを示唆する結果が得られた。また、Pex14pが細胞周期依存的にリン酸化される部位の特定に成功し、Pex14p複合体が担うペルオキシソーム膜透過輸送とその制御の分子メカニズムに関する新たな知見を得ることができた。一方、米国コロンビア大学と共同で遺伝性の聴覚障害として報告された患者の病因遺伝子変異が、Pex14pと相互作用するペルオキシンのひとつであるPex26pの51番PheからLeuへの点変異置換であることを全エクソームシーケンス解析により見出した。この患者由来の線維芽細胞を用いた形態学的な観察からはマトリックスタンパク質の輸送障害は見かけ上認められないが、この変異に起因したPex26pとPex14pとの結合能の低下、新たに翻訳されたマトリックスタンパク質の輸送効率が著しく低下することを定量的に示した。この症例ではこれまでに報告されている重篤なペルオキシソーム欠損症とは全く異なる病態を示し、PEX遺伝子の変異によって聴覚低下・損失のみを呈する。こうして得られた、Pex26pのPex14pに対する結合能の低下が聴覚損失の病因になるという知見は、ペルオキシソーム代謝障害が神経系の発達および維持に異常をきたす病態発症のメカニズム解明に大きく寄与するものと期待される。本課題研究は細胞内小器官ペルオキシソームをモデルオルガネラとして、膜を介したタンパク質輸送とその制御システムを分子レベルで明らかにすることを目的としている。そこでH28年度は、Pex14pを主な構成因子とするペルオキシソーム膜透過輸送装置の形成と膜を介した輸送の分子メカニズム解明に必要なPex14pリコンビナントタンパク質の精製およびPex14p複合体の形成に関わる因子の同定を行った。まず、Pex14pリコンビナントタンパク質を界面活性剤のひとつであるドデシルマルトシド(DDM)で処理することでPex14pの2量体を調製し、その後、Pex5pおよびHsc70存在下でDDM濃度を下げることによって複合体IIさらにはIを試験管内で形成させることに成功した。このとき、ペルオキシソーム膜に存在するペルオキシンの局在化を担うPex19pが存在する条件下では複合体形成が抑制されたことから、Pex14pは膜へターゲッティングされた後にオリゴマーを形成することが示唆された。こうして得られた複合体IおよびIIをリポソームへ導入することで、ペルオキシソーム膜透過輸送の再構成実験系を構築することが可能になったと考えている。また、複合体IIIの形成に必要な因子および条件については、引き続き検討を進めているところである。一方、膜透過輸送装置を構成する因子の探索としては、複合体IIIにPex26pが相互作用し得ることを新たに見いだした。つまり、Pex1pやPex6pといったAAAペルオキシンがPex26pと結合することで、ATPの加水分解エネルギーを利用しながら複合体IIIの構造変化に関わることを示唆する結果を得た。以上のようにH28年度は、ペルオキシソーム膜透過輸送を解析するために必要な再構成実験系構築の基盤となる結果を得ることができた。当初設定した目的を達成することができ、今後の研究を進展させていくための基盤を得ることができたと考えているため、おおむね順調に進展していると判断した。ただし、リコンビナントタンパク質を用いて複合体IIIの再構成には至っておらず、この複合体形成に必要な他のペルオキシンとの相互作用も探索しながら、膜透過輸送の再構成実験系の構築に向けて研究を進める必要がある。よって、当初の計画以上に進展しているとは評価できない。次年度は、今年度に得られた成果を基にして、さらなる条件検討を進めることで研究を遂行する。そこでH29年度は、まずPex14pホモオリゴマーの解離をタンパク質架橋剤依存的に阻害する実験系を構築し、3種のPex14p複合体(複合体I, II, III)における複合体構成変化の抑制と輸送能の相関を検討した。その結果、架橋剤添加による複合体IIIの蓄積と複合体IIの減少が認められ、なおかつマトリクスタンパク質の輸送能が著しく低下することを見いだした。つまり、3種の複合体が動的に構成を変化させながらマトリクスタンパク質の輸送を担うことが示唆された。次に、細胞分裂期においてPex14pが時期特異的にリン酸化されることを見出したことから、リン酸化Pex14pが構成する膜透過輸送装置のマトリックスタンパク質輸送能をin vivo及びin vitroで解析するための実験系を構築した。その結果、細胞分裂期では輸送能が抑制されていることを示し、膜透過輸送装置の機能制御機構を明らかにするための手がかりとなる新たな知見を得ることができた。さらに、コロンビア大学との共同研究により、聴力障害を呈するペルオキシソーム欠損症患者でPEX26遺伝子の点突然変異を見出した。

Pex26pはAAAペルオキシンであるPex1pやPex6pがPex14pと相互作用するための足場となる因子であり、とくに複合体IIIの解離を担うことで膜透過輸送に重要な役割を果たすことを既に明らかにしている。この患者で同定されたPex26p(F51L)変異体はPex6pとの結合能が低下することに起因したマトリックスタンパク質の輸送効率の低下が認められ、非常に弱いペルオキシソームタンパク質輸送障害が示唆された。当初設定した目的を達成することができ、また新しい切り口から今後の研究を進展させていくための基盤を得ることができたと考えているため、おおむね順調に進展していると判断した。ただし、ペルオキシソーム膜透過輸送装置複合体の構成因子や複合体構造の解明には至っておらず、他のペルオキシンとの相互作用も探索しながら解析を進めていく必要がある。そのためにも是非とも膜透過輸送の再構成実験系の構築に向けて研究を進めていきたい。このような背景から、当初の計画以上に進展しているとは評価できないため、次年度は、今年度に得られた成果を基にして、さらなる条件検討を進めることで研究を遂行する。H30年度は、ペルオキシソーム膜透過輸送装置複合体の主な構成因子であるPex14pに対して近位依存性ビオチン標識(BioID)法を適用することで、3種の高分子量複合体を構成する因子の同定、さらにはこれら3種の複合体がダイナミックに複合体構造を変化させる過程で一過的に相互作用する新規因子の探索を行った。その結果、Pex14pと相互作用する既知のタンパク質因子とともにいくつかの新規因子の同定に成功、さらにはリボソームタンパク質複合体がPex14pを主な構成因子とする輸送装置複合体に近接していることを示唆する結果が得られた。また、Pex14pが細胞周期依存的にリン酸化される部位の特定に成功し、Pex14p複合体が担うペルオキシソーム膜透過輸送とその制御の分子メカニズムに関する新たな知見を得ることができた。一方、米国コロンビア大学と共同で遺伝性の聴覚障害として報告された患者の病因遺伝子変異が、Pex14pと相互作用するペルオキシンのひとつであるPex26pの51番PheからLeuへの点変異置換であることを全エクソームシーケンス解析により見出した。この患者由来の線維芽細胞を用いた形態学的な観察からはマトリックスタンパク質の輸送障害は見かけ上認められないが、この変異に起因したPex26pとPex14pとの結合能の低下、新たに翻訳されたマトリックスタンパク質の輸送効率が著しく低下することを定量的に示した。この症例ではこれまでに報告されている重篤なペルオキシソーム欠損症とは全く異なる病態を示し、PEX遺伝子の変異によって聴覚低下・損失のみを呈する。こうして得られた、Pex26pのPex14pに対する結合能の低下が聴覚損失の病因になるという知見は、ペルオキシソーム代謝障害が神経系の発達および維持に異常をきたす病態発症のメカニズム解明に大きく寄与するものと期待される。H28年度はPex14pリコンビナントタンパク質を用いて複合体IおよびIIを形成させることに成功したことから、これらの複合体構造の詳細を電子顕微鏡による観察・解析を進めている。
イスラーム諸国における財閥の形成・発展過程に関する一考察

本研究の主な成果は、パキスタンおよびドバイに存在する個々の財閥(特に本研究では、パキスタンではハビーブ財閥とアダムジー財閥、ドバイではアルフテイム財閥)の形成・発展過程についての特徴を明らかにしたことである。具体的には、(1)ファミリー(財閥一族、以下ファミリーとする)による企業経営の支配構造(ファミリービジネス)。パキスタンおよびドバイに存在する財閥はある特定のファミリーが中心となり傘下企業の経営が行われており、ほとんどの傘下企業にファミリーが何らかの形(株主、役員)で関与していること。次に、(2)ファミリー内における後継者の育成について。パキスタンおよびドバイに存在する財閥の多くが商業(貿易)を生業としてきたファミリーが多く、一昔前まではファミリー内あるいはコミュニティ内で教育を行っていた。しかし、現在ではアメリカやヨーロッパなどの高等教育機関で教育を受けさせている。ファミリービジネスに必要となるファミリーの人材育成を内部で行っていたものを外部で行うようになっている。今年度は、年度当初に上げた研究目的および実施計画に沿い、大きく次の2点を中心に研究を進めてきた。1点目は、パキスタン財閥と彼らの出自についてである。具体的には、パキスタンでは1980年代以降にラホールを中心としたパンジャーブ地方から多くの財閥が輩出されてきた。その点についての研究を行ってきた。もちろん現時点で結論を出すことはできない。しかし、暫定的な結論として財閥の企業活動に政財官界につながる人脈が大きくかかわっているということを言うことができる。現在、財閥一族と政官界の相関図(人脈図)を作成中である。以上の点についてはパキスタン人、パキスタン研究者および企業関係者が参加した「シンポジュームパーキスターン2007(日本パキスタン協会)」で報告を行った。2点目は、パキスタンと同じイスラームの国であるドバイ(UAE)に存在する財閥の出自ならびに形成過程について研究を行ってきた。ドバイの財閥研究は、イスラーム諸国に存在する財閥(企業)を比較するためである。2007年8月には約1週間の日程で、ドバイで現地調査(図書館、企業、商工会議所、etc.)を実施した。その成果は『経済論集』第22巻第1号(大阪学院大学経済学会)に「ドバイの経済発展と財閥に関する一考察-アルフテイム財閥を中心として-」として投稿中(2008年6月発行予定)である。今年度が同研究の最初の年度であり、以上の点も次年度以降も継続し研究を行っていく。特に、パキスタン財閥の相関図(人脈図)は、これまでそれに類似するものがないためパキスタンの企業経営および財閥を見る上で貴重な資料になると思われる。また現在、多くの国々でイスラームをめぐり調査および議論がなされている。当初は、イスラーム諸国における財閥の形成過程の比較の観点(裕福なイスラームの国とそうではない国)を取り入れるためにドバイでの調査を実施したが、資料および情報提供の観点からも一つでも多くのイスラームの国に存在する財閥および企業を今後、日本へ紹介していきたい。今年度も昨年度同様に、当初にあげた研究目的および実施計画にもとづき研究を進めてきた。今年度の主な研究内容は次の2点である。一つ目は、昨年度より行っているパキスタン財閥の出自に関する研究である。パキスタン経済界で、1980年代以前とそれ以降で活躍する財閥の出自大きく変化が見られる。パキスタン経済界で企業家(あるいは財閥として成長する)として成功するためには、企業者のもつ職能だけではなく人脈関係が大きく左右する。パキスタン経済界で、どのような人脈関係(政治家・官僚・企業家+出自(=出身地)+所属コミュニティ、etc.)が存在するのかを彼らの出自およびコミュニティ等の観点から検討を行った。それらの研究は、「経営史学会第44回全国大会」(2008年10月開催)と「南アジア研究会(2008年12月開催)」で報告を行った。しかし、パキスタン経済界における人脈関係を明らかにするには、まだまだ時間が必要であり今後とも継続し研究を行っていく。二つ目は、イスラーム諸国における財閥の形成発展過程における比較研究である。具体的には、昨年度同様に今年度もドバイでの調査を実施した。比較研究もまだ始まったばかりであり、今後も資料等の収集及び聞き取り調査等を継続し行っていきたい。本年度の主な研究活動は、次の2点であった。一点目は科研費による3年間の研究成果を発表すること。二点目は数年前から行ってきた現地(ドバイ)で調査を実施し、現地での資(史)料収集を積極的に行い、資(史)料の蓄積を図ること、などであった。一点目についてであるが、本年度は本研究の最終年度である。

科研費申請時に提出した「研究計画」に記したとおり、これまでに得た図書文献からの知識および現地調査で得た情報および資(史)料等をもとに論文の作成に力を入れた。その結果、今年度は「ハビーブ財閥の形成と発展に関する一考察-ダーウッド・ハビーブ・グループの所有と経営の問題を中心として-」「社会科学」第85巻(同志社大学人文科学研究所、2009年)を含む3本の論文を発表することができた。また、二点目についてであるが、本年度も世界情勢の変化を考慮し、またイスラーム諸国に存在する財閥の比較の観点から、昨年度同様にドバイでの現地調査を実施した。ドバイにもファミリー(一族)が支配する財閥が多く存在する。今年度も商工会議所図書室および企業の事務所等を積極的に訪問し資(史)料の収集に努めた。現地調査で得た資(史)料は、今後の研究に活かしていきたい。現在、イスラーム関係の研究は多くの分野(経済、金融、文化、宗教、etc.)でなされている。しかし、イスラーム諸国に存在する企業(特に財閥)に焦点をあてて行う研究は、数えるほどしか存在しないであろう。今回「イスラーム諸国における財閥の形成・発展過程に関する一考察」をテーマに3年間にわたり研究を行ってきた。今回の研究は、イスラーム諸国に存在する企業研究のスタートであり、研究課題が終了した後も継続し研究を行っていきたい。
心筋梗塞に対する次世代治療戦略の開発

我々が近年作成した一酸化窒素合成酵素完全欠損マウス(トリプルNOS欠損マウス)において、メタボリック症候群および冠動脈硬化を基本病態とした自然発症心筋梗塞が認められた。そこで、このマウスを用い、心筋梗塞の新しい治療戦略を模索することに着想した。アンギオテンシンI型受容体拮抗薬であるオルメサルタンの長期投与は有意にこれらのメタボリック症候群表現型と冠動脈病変形性を抑制した。HMG-CoA還元酵素阻害薬であるアトルバスタチンの長期投与もまた有意にこれらのメタボリック症候群表現型と冠動脈病変形性を抑制した。さらに、NOドナーである硝酸イソソルビドの長期投与もまた有意にこれらのメタボリック症候群表現型を抑制した。この知見は心筋梗塞の基盤病態であるメタボリック症候群・冠動脈病変に対するこれらの薬剤の抑制効果を示しており、心筋梗塞治療戦略における重要な知見と考えられた。これらの薬剤による心筋梗塞発症抑制効果は期待され、さらに現在調査中である。脂質代謝における一酸化窒素合成酵素(NOS)システムの役割は知られていない。この点を、我々が最近に開発に成功したNOSシステム完全欠損マウスを用いて検討した。このマウスに普通食もしくは高コレステロール食を3ヶ月間投与した。高コレステロール食負荷は、NOSシステム完全欠損マウスにおける血漿総コレステロール、LDLコレステロール値を著明かつ有意に上昇させた。この高脂血症の程度は、代表的な高脂血症モデルマウスApoE欠損マウスに匹敵する程であった。高コレステロール食負荷は、NOSシステム完全欠損マウスにおける、大動脈における脂質沈着、粥状動脈硬化性プラーク形成も有意かつ著明に引き起こした。次に高脂血症の機序について検討した。重要なことに、肝臓のLDL受容体の発現レベルは、NOSシステム完全欠損マウスにて有意に低下していた。したがってNOSシステム完全欠損マウスに認められた重症高脂血症の機序の少なくとも一部には、この肝臓のLDL受容体のダウンレギュレーションが関与していることが示唆された。NOSシステムを完全に欠損させると、高コレステロール食負荷に応答して重症高脂血症と粥状動脈硬化が惹起されることを初めて明らかにした。NOSシステムが脂質代謝の恒常性の維持に重要な役割を果たしており、これらにより粥状動脈硬化形成が惹起されることが示唆された。この知見は本研究遂行において、重要な知見と考えられた心機能における一酸化窒素合成酵素(NOS)システムの役割は全く知られていない。NOSシステム完全欠損マウスにおいては左室肥大、心筋繊維化が有意に認められた。さらに、同マウスでは、心収縮は保たれているにもかかわらず、心エコーで評価されるE/A比、血行動態学的に評価される-dP/dtとTauといった心拡張能のパラメーターがいずれも悪化していた。さらにこのマウスでは、左室拡張能障害に伴い、左室拡張末期圧の上昇や肺重量の増加を認めていることより、心拡張不全を背景とした心不全を発症しているものと思われた。さらに、アンジオテンシンII 1型受容体拮抗薬オルメサルタンの長期投与は、NOSシステム完全欠損マウスにおけるこれらのパラメーターすべてを有意かつ著明に改善した。従って、アンジオテンシンII 1型受容体経路が、NOSシステム完全欠損マウスの心不全発症の分子機序に関与していることが示唆された。高齢者の拡張不全による心不全の罹患・死亡は、収縮不全による心不全に匹敵し、高齢化社会の著しい我が国においては重要な問題である。本知見は、我々が明らかにしたNOSシステム破綻が、メタボリック症候群・粥状動脈硬化症・心筋梗塞発症のみならず、拡張不全を背景とした心不全発症において重要な役割を果たすことを明らかにしており、社会的・臨床的・学術的な意義が大きいと考えられた。
ハイドロダイナミック遺伝子導入法による非ヒト霊長類への遺伝子治療

ハイドロダイナミック遺伝子導入法は核酸溶液を圧負荷により注入し、遺伝子発現を得る方法である。我々はその臨床応用に向けた系統的検証を行い、本助成では、より人に近い動物モデルとして、非ヒト霊長類を対象としてその安全性、有用性を検証した。ヒヒの各区域肝静脈にカテーテルを挿入し、種々の注入圧、量、速度などのパラメーターでマーカー遺伝子を導入した。その結果に基づく、最適なパラメーターで、hFIX発現遺伝子を導入し、一時的にではあるが、治療域レベルの発現を認め、再治療効果、安全性も示唆された。引き続き、本結果に基づき、遺伝子導入システム、長期遺伝子発現ベクターの開発、前臨床試験を準備中である。本研究は、ハイドロダイナミック法(HGD)を用いた遺伝子治療法を構築するため、非ヒト霊長類を対象動物として安全性、有効性を検証することを目的としている。平成24年度の本研究助成基金助成金によって、以下の研究成果が得られた。1.非ヒト霊長類の肝臓に対する長期遺伝子治療効果の検証:我々は平成23年度の研究により、体重20 kgのヒヒにHGDを安全かつ効率的に応用できることを報告した。最適な遺伝子注入パラメーター下でヒト凝固因子IX番発現プラスミド(pBS-hFIX)をヒヒ4頭を対象動物として、血管造影手技により右外、右内、左内、左外側肝静脈に遺伝子注入用バルーンカテーテルを用いて、遺伝子導入した。導入効率を血漿中hFIX濃度、hFIX凝固活性で評価した。全4頭において、注入後14日で血漿hFIX濃度は10^4 ng/mlに、凝固活性は40-50%に上昇し、血友病に対する治療域を3-4ヶ月維持した。明らかな副作用を認めず、動物の成長にも異常を認めなかった。2.ヒト遺伝子治療への応用を目指した遺伝子注入器の開発:前臨床研究に使用可能なコンピューター制御の遺伝子注入器を医工連携により開発した。我々はこれまでに、HGDの効率と再現性が注入時の対象領域内圧ー時間曲線に密接に関連することを確認した。そこで本学産学地域連携推進機構、工学博士、尾田雅文教授の協力を得て、同曲線を再現するフィードバックシステムを組み込んだ電動モーター式注入機を開発した。ラットを対象動物としてその有効性、遺伝子導入効果の再現性を実証し、誰にも再現できる遺伝子導入の実現の可能性が示唆され、論文として報告した。以上から、HGDが非ヒト霊長類において長期遺伝子治療効果を達成すること、新規遺伝子導入システムが、臨床研究に向けて有用であることが示唆された。この成果は安全で再現性のある遺伝子治療法を構築するための基盤となる。平成25年度の本研究助成基金助成金によって、以下の研究成果が得られた。1.非ヒト霊長類に対するハイドロダイナミック遺伝子導入法(HGD)の再治療効果の検証HGDにおいてはDNAプラスミドそのものを導入するため、ウイルスベクターによる遺伝子導入に比較して、免疫応答などの危険性が低く、生物学的な安全性が高いことが利点である。前年度までにヒト凝固因子IX番発現遺伝子を導入したのちに、その発現、活性上昇を確認したヒヒ4頭において、その発現が前値に復した後に、全頭に対して、最適なパラメーターで再治療を行い、その遺伝子導入効率を検証した。その結果、初回治療と同レベルの血漿hFIX濃度、凝固活性を示した。以上の結果から、最適化された遺伝子導入パラメータ下での肝臓特異的なハイドロダイナミック遺伝子導入によって、個体差の少ない、再現性の高い遺伝子治療が大動物で初めて実証でき、また安全に再治療が可能であることを確認した。2.臨床研究に向けたハイドロダイナミック遺伝子導入システムの確立前年度に開発し、小動物において、遺伝子導入の効率、再現性、安全性を検証した新規遺伝子導入システムを医工連携により、ハード、ソフト面で大動物に使用可能なモデルに変更するための民間企業との共同研究チームを確立することが出来た。本研究は、ハイドロダイナミック法を用いた遺伝子治療法の実現のため、非ヒト霊長類を対象動物としてその安全性、有効性を検証することを目的としている。本年度からの本研究助成基金助成金による助成によって、以下の研究成果が得られた。1.非ヒト霊長類の肝臓に対する適切な遺伝子注入パラメーターの設定と遺伝子導入効率の検証:体重20kg前後のヒヒ4頭を対象動物として、血管造影手技により右外側、右内側、左内側、左外側肝静脈に遺伝子注入用バルーンカテーテルを挿入し、設定した注入圧、量、速度などの各パラメーター下で、ルシフェラーゼ発現プラスミドを遺伝子導入し、その導入効率、区域特異性を検証した。

この結果、注入圧100 psi、注入速度20 ml/secで対象区域肝容量の2.5倍容量のプラスミドを注入した場合に、検証したパラメーターの組み合わせの中で最も高い1.0E+06 RLU/mg of Proteinレベルのルシフェラーゼ活性を認めた。回収した肝組織に対する抗ルシフェラーゼ抗体を使用した免疫染色では、対象肝区域特異的に6%の陽性細胞を認め、これまでのブタ、イヌを対象動物とした研究と同様の結果であった。2.非ヒト霊長類に対するハイドロダイナミック法の安全性の検証:上記パラメーターでの遺伝子注入中の体外式超音波による標的区域の膨張速度のリアルタイムな観察、生理学的(肝静脈圧、心電図、血圧、呼吸回数、等)、血液生化学的、組織学的な検討を行い、注入後に一時的な肝酵素の上昇を認めたほかは、明らかな異常所見を認めなかった。以上の結果から、ヒヒ肝臓に対する安全で最適な遺伝子導入パラメーターが設定され、非ヒト霊長類でハイドロダイナミック遺伝子導入法が安全、かつ効率的に応用可能であることが示唆された。なお、本研究の一部はピッツバーグ大学薬学部との連携研究として実施された。1.平成23年度の研究結果により最適化された遺伝子注入パラメーターのもとで、平成24年度に非ヒト霊長類において、長期遺伝子治療効果が実証され、研究が論理的、効率的に進展した。2.遺伝子治療の再現性を担保する遺伝子導入システムの開発が開始され、来年度の研究に向けた基盤が確立された。3.遺伝子注入器の改良、開発について研究協力者の尾田教授と医工連携が密接になされ、将来的な日本の新たな医療技術の開発に結びつく研究が実施された。4.動物管理、施設の使用、サンプルの管理など、ピッツバーグ大学薬学部、ジョージア大学薬学部との連携が円滑に行われ、かつ研究の客観的な評価が慎重に重ねられた。5.研究協力者である、Liu教授より、研究の方向性について、適切なアドバイスを得ることが可能であった。以上の点から、現時点で本研究が順調に進展していると評価した。1.上記実績概要で報告した、注入パラメーターの最適化が論理的に行われ、また、本方法論の安全性を多面的に検証し、研究が効率的に進み、来年度の研究に向けた基盤が確立された。2.動物管理、施設の使用、サンプルの管理など、ピッツバーグ大学薬学部との連携が円滑に行われ、かつ研究の客観的な評価が慎重に重ねられた。3.研究協力者である、Liu教授より、研究の方向性について、適切なアドバイスを得ることが可能であった。4.遺伝子注入器の改良、開発について研究協力者の尾田教授と医工連携が密接になされた。1.非ヒト霊長類に対するハイドロダイナミック遺伝子導入法(HGD)の再治療効果の検証HGDにおいてはDNAプラスミドそのものを導入するため、ウイルスベクターによる遺伝子導入に比較して、免疫応答などの危険性が低く、生物学的な安全性が高いことが利点である。平成24年度にヒト凝固遺伝子IX番発現遺伝子を導入したヒヒ4頭にhFIX濃度、凝固活性が前値に低下した時点で、同パラメーターで再治療を行い、遺伝子導入効率を検証する。
アビ・ヴァールブルクの社会的記憶のイメージ論と最晩年のジョルダーノ・ブルーノ研究

本研究では、美術史家アビ・ヴァールブルク(Aby Warburg, 1866-1929)による「社会的記憶」としてのイメージの理論を、彼が最晩年に手がけた哲学者ジョルダーノ・ブルーノ(Giordano Bruno, 1548-1600)の研究の再構成を通して、ルネサンス以来の想像力論の系譜において解明することを目指す。『ムネモシュネ・アトラス』にいたるヴァールブルクの試みが美術史学のみならず文理横断的な文化科学のモデルとして注目されている現在において、その理論的基礎にある「社会的記憶」の考えを明確化することが、本研究の目論見である。
医療情報テキストを対象にしたノントピカルカテゴリに対する自動分類手法の基礎的研究

ノントピカル(非主題)カテゴリ対する分類の可能性を検討するため,まず,分類のための十分な学習用データが得られる,非主題カテゴリである「学術論文」を対象に学術論文と非論文に分類する実験を行った。その結果,テキストの構造や構成要素が分類の手掛かりになることが明らかになり,これは医療情報に対しても適用できる可能性がある。医療情報に関しては,文献調査等から有効な非主題カテゴリを検討し,ウェブ上の情報の提供実態を調査した。本研究では、ウェブ上の医療情報を対象にノントピカルカテゴリのラベルを付与することが目的である。研究計画の時点ではノントピカルカテゴリを想定していたが、実際の医療情報やユーザが求める情報に適したカテゴリを設定することが必要だと考えた。そのため、本年度は、まず、ウェブ上の医療情報を対象に内容の評価や内容分析を行っている文献の調査を行い、どのような項目を用いてウェブ上の医療情報を評価しているかを調査した。今後は、ユーザがどのような情報を求めているかを調査した文献も検討し、適切なノントピカルカテゴリの検討を行う。また、ノントピカルカテゴリとして「学術論文」を設定し、ウェブ上のPDFファイルを対象に学術論文が否かを判定する実験を行った。この実験では、まず、学習用データを作成するために、WordNet日本語版とIPAdicの両方にエントリされている名詞を検索語とし、ウェブ上の検索エンジンのAPI(Yahoo! Search BOSS)を用いて約660万件のURLを取得した。これらのURL集合からランダムに選択しダウンロード可能だった2万件に対して、学術論文か否かの判定を人手で行った。これらのデータを学習用データとして複数の分類器による学術論文の自動判定を行った。分類器に入力した特徴素は、ファイルの大きさ、ページ数、URLのドメインなどファイルの形態的属性と、論文の特徴を表すと考えられるファイル中に出現する特定の語である。来年度は、この実験と同様のアプローチで、ウェブ上の医療情報を収集し学習用データを作成する予定である。また、収集した医療情報は、専門家向けと一般人向けとに分ける予定であるが、この学術論文の自動判定の成果を適用する予定である。そのため、昨年度に引き続き、本年度も、ウェブ上の医療情報を対象に内容の評価や内容分析を行っている文献の調査を行い、ウェブ上の医療情報に対する有効なノントピカルカテゴリの設定について検討した。また、医療系の学術情報の収集のため、ある病名を表す語を用いて学術論文データベースから書誌情報及び抄録の収集を行った。これらのデータは、医療情報に対して専門的な内容と一般的な内容の差をみるために用いる予定である。昨年度は、ウェブ上の検索エンジンのAPIを用いて収集した2万件の学習用データを用いて、複数の分類器による学術論文の自動判定を行った。今年度は、自動判定に用いたルールを、実験結果の誤り分析、および学術論文の構造などを改めて検証することにより、精緻化を行った。改めて実験したところ、改善ルールは以前より精度が高くなっていた。収集した医療情報は、専門家向けと一般人向けとに分ける予定であるが、この学術論文の自動判定の成果を適用する予定である。研究計画の時点では医療情報を対象にしていたが、昨年度までの調査などから、ウェブ上での医療情報が様々な形で提供されていることやユーザの情報ニーズが多様化しているため、まずは、ウェブ上の医療情報の提供の実態を把握することと、他のドメインを対象にしたノントピカルカテゴリに対する分類とに分けて行った。他のドメインを対象にした自動分類では、昨年度に引き続き、ノントピカルカテゴリとして「学術論文」を設定し、ウェブ上に存在するPDFファイルの中から学術論文を自動判定する検索エンジンのプロトタイプを構築し評価した。さらに、学術論文の構造という点に着目し、文献調査、ウェブ上に存在している学術論文の構造調査を行った。その結果、序論、手法、結果、考察(IMRAD)などの構造を持つ学術論文が多いことや分野に依存しない学術論文に特有に使われる表現などがあることが明らかになった。これらをもとに、学術論文の自動判定ルールを精緻化し、実際のPDFファイルを用いて評価した。これらの結果から、テキスト中の語の出現回数の情報を利用しなくても、テキストの構造の情報やある特定の語を用いることにより、テキストの特性を判定することができる可能性が明らかになった。医療情報に対しては、病状などを検索語として用い、検索エンジンを用いて、ウェブ上の医療情報を収集した。

これらの集合に、ノントピカルカテゴリの対象である「対象とする読者」「信憑性」「読者レベル」「書かれた観点」、およびキーワードなどを付与した小さなサンプル集合を作成した。これらの集合からウェブ上で提供されている医療情報の特徴の分析を行なった。また、学術論文の自動判定から得られた知見から、ノントピカルカテゴリを表現する特有の構造や表現が存在するかを検討した。ノントピカルカテゴリの例として始めた「学術論文」の自動判定に多くの時間がかかったためである。また、ウェブ上の医療情報の収集に使用する予定であった検索エンジンのAPIの利用条件や規則が大きく変わり、目的にそった形で使えなくなり、容易にウェブ上の情報の収集することが難しくなったためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。早急に医療情報を対象に対するノントピカルカテゴリのラベル付けに関する実験環境を整え、実験を開始する。また、大規模にウェブ上の情報を収集することが可能な検索エンジンAPI等を調査する。検索エンジンAPIの使用が難しいと判断した場合は、代替案を早急に考える。医療情報に限定するために、医療情報に関連する語で検索をした結果のウェブページ集合を対象にしていたが、代替案として、様々なタイプの医療情報が混在する集合を構築する方法を検討する。
局所化を用いたゲージ理論の厳密評価による双対性の検証と超弦理論への応用

先行研究において、3次元のある曲がった空間(3次元楕円体とS1×S2)上で、4つの超対称性を持つ理論の分配関数が渦分配関数の観点で因子化されることが示され、それらの因子化構造には背景の幾何学的構造と超対称性が絡んでいると考えられている。この構造は、3次元に限らずより一般の曲がった空間上の超対称ゲージ理論を構成するより基本的なブロックと考えることができるため興味深い対象といえる。この因子化構造の理解を深めるために、まず4次元でも同じ構造が存在するかどうか調べた。具体的には、T2×S2上の超対称ゲージ理論の局所化を用いた厳密解析に取り組んだ。未だ研究は途中段階であるが、現段階で明らかになったことをここにまとめる。まず4次元理論を2次元の理論に落としこむことによって解析しやすくなることに着目した。具体的にはT2×S2上の理論をS2上の球面調和関数で展開することにより、各モードごとのT2上の理論を解析する問題に帰着させた。また、無限大のモードの中のある一部のモードしか分配関数の計算結果に効かないことを示し、さらにその中の寄与の相殺構造を明らかにすることで4次元のT2×S2上の理論は対応する次元簡約したT2上の理論の楕円種数によって厳密に表せることを示した。因子化構造の目的とは異なるが、4次元と2次元の間の新たな非自明な双対関係となっており、様々応用が期待できる。具体的には、今まで知られていた超弦理論と2次元ゲージ理論の関係を、そのまま4次元理論にまで拡張できる。また、逆に4次元理論において考えられていた双対性を2次元理論を通して超弦理論に関係づけるといった方向性も考えられる。また、3次元と同じように渦分配関数の観点で因子化されることも示した。しかし、3次元の時とは少し構造が異なり、その渦分配関数の具体的評価、解釈が未だ分かっていない状況である。26年度が最終年度であるため、記入しない。
プラナリア生殖戦略決定機構:ヒストン修飾から見た幹細胞の生殖細胞への分化能

先天的有性個体(InS)のもつ「自律的に有性状態を開始する能力」が多能性幹細胞自体に規定されているか検討した。X線照射により幹細胞を消失させた個体へ幹細胞を移植した結果、致死線量の場合は全身の細胞がdonor由来となったのに対し、非致死線量ではキメラになった。よってX線感受性の高い細胞中に幹細胞が含まれると示された。さらに由来個体の異なる幹細胞のキメラ個体作製は本手法が初であり、細胞培養が実現していない本生物において細胞をin vivoで解析する有効な手段となる。実際に先天的無性個体にInSの幹細胞画分を移植しキメラ個体を作製した結果、全身がInS由来となった場合と同様、有性になった。これはInS細胞による有性状態の決定が、AS細胞による無性状態の決定より上流にあることを示す。さらに移植後にできた卵巣の形態はAcS(先天的無性個体を人為的に有性化した個体)様であったことから、InSとAcSでは「自律的に有性状態を開始する能力」の他に卵巣形態制御にも差があると分かった。移植後の個体の交配にも成功し、F1世代にはdonor特異的なマイクロサテライトバンドが見られ、移植細胞の生殖細胞への分化を確認できた。またキメラ個体の交配ではdonorに加えrecipient特異的なバンドも見られたことから、双方の幹細胞が長期的(1年以上)に維持され、共に生殖細胞に分化したと確認できた。近縁種での報告を参考に本種においても幹細胞の分画に成功した。しかし近縁種とは倍数性や個体サイズ等が異なるためFACSの条件検討に時間がかかり、分画細胞を用いて生殖戦略規定に関わる遺伝子を同定するには至らなかったが、本研究で、有性状態の決定には有性化因子の自律的産生開始と維持の2段階があり、前者の能力の有無がInSとAcSの生殖戦略決定の差異であること、またそれが幹細胞自体に規定されていることを明らかにした。生殖戦略決定機構の解明を目指し、先天的な生殖戦略は異なるが共に有性生殖を行う先天的有性個体(InS)と人為的有性化個体(AcS)の比較を行った。無性生殖個体(AS)への有性化因子投与により有性状態を誘導したAcSは有性状態を維持することはできるが、InSのように「有性化刺激を受けなくても生殖器官形成を開始する能力」は獲得していない。この差異がneoblast自体に存在するのかを移植により検討した。まずゲノム倍数性やマイクロサテライトを用いてドナーとレシピエントの細胞を識別し、移植後個体内のドナー由来細胞の割合を算出する実験系を構築した。この系を用いて、X線照射個体に移植したドナーの照射量依存的な生着を確認できた。また移植後10週間程度までdonor由来細胞の割合が高まって行き、その後はdonor率が一定に維持されることも確認した。よって移植したneoblast画分が生着、増殖したことを初めて実証できた。実験系の確立を受け、ASをレシピエントとし、AcSやInS由来のneoblast画分を移植した結果、AcS画分を移植した場合には生殖器官は形成されず、無性生殖を行った。一方、InS画分を移植した場合には、移植後半年頃より生殖器官が形成され、有性生殖も確認した。以上より移植画分中のneoblast自体に生殖戦略規定の差が存在することを示した。また有性生殖特異的タンパク質を探索し、申請書記載のタンパク質の他に、さらに発現量が多く有性生殖研異的なスポット群を見出した。いずれもAcS、InSの双方で生殖器官形成過程の最終段階に卵黄腺で発現が始まり、産卵可能な成熟個体で著しく発現が上昇した。発現開始時期は有性化過程において無性生殖が抑制され始める時期と一致し、有性生殖開始に特異的というよりは、無性生殖抑制的に働く分子である可能性が出てきた。分子を同定中である。

近縁種での報告を参考に本種においても幹細胞の分画に成功した。しかし近縁種とは倍数性や個体サイズ等が異なるためFACSの条件検討に時間がかかり、分画細胞を用いて生殖戦略規定に関わる遺伝子を同定するには至らなかったが、本研究で、有性状態の決定には有性化因子の自律的産生開始と維持の2段階があり、前者の能力の有無がInSとAcSの生殖戦略決定の差異であること、またそれが幹細胞自体に規定されていることを明らかにした。
屋内歩行者ナビゲーションのためのフルウェーブ信号処理によるロバスト音響測位

屋内測位は歩行者ナビゲーションに不可欠な重要技術である。中でも音を用いる音響測位はスマートフォンで使用できるが、音の乱反射(マルチパス)や音源が遮蔽される見通し外の場合大きな測位誤差が生ずる課題がある。またスマートフォンなどマイク数が限られる場合、虚像が発生し一意に測位できない課題がある。本研究はこれら課題にロバストなフルウェーブ信号処理を新たに提案し、実環境で使用可能なロバスト音響測位手法の確立を目的とする。提案法は従来別々の課題と認識されているマルチパス・見通し外・虚像を統一的に対策する新たな手法であり、スマートフォンを用いる歩行者ナビゲーションの精度及びロバスト性向上に貢献する。
バイオマスの違いを認識してセルロソームタンパク質個々がゲノムから選別発現する機構

絶対嫌気性菌Clostridumcellulovoransはセルロースやヘミセルロースといった多糖類を効率よく分解できる。このメカニズムとしては、(1)細胞表層にセルロソームという巨大な酵素複合体を形成する;(2)ノンセルロソーマル酵素と呼ばれる分泌型の糖質分解酵素群を生産しセルロソーム上の酵素群と共役させている;(3)種々の多糖類を認識し分泌する糖質分解酵素群を最適化している、の3つがあげられる。これまで全ゲノム解析の結果を基にしたプロテオーム解析によって、本微生物が種々の多糖を認識し、分泌の糖質分解酵素群を最適化する分子機構を明らかにした。Clostridium属微生物群は、細胞表層に木材チップなどを直接分解できる各種セルラーぜなどの酵素の超複合体であるセルロソームを持つところから、DOEもこの微生物群すべてのゲノム完全解析制覇を目論んで国家プロジェクトを進めている。我々は、このセルロソームの中でも、もっとも機能進化したものと考えられるセルロソームをもつClostridium cellulovoransのゲノムの完全解析を、アメリカに先駆けて完成させ、我々の開発してきた細胞表層工学技術と共役させて、特許化(特願2009-100117)にも成功した。その研究過程で、セルロソームを構成する実働酵素タンパク質は9種あるが、しかし、その候補遺伝子は53種存在することを見出した。我々の開発してきたモノリスカラムによるフォーカスドプロテオーム解析を活用すると、この9種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により変化する」ことや、「時間とともに変化する」という興味深い事実を発見した。微生物がバイオマスを分解して生育するための「未来型バイオマス前処理」としてのこの素晴らしい自然の、そして生物の叡智に注目して、この実働9種のタンパク質のゲノム53種からの選別発現の分子機構の解析と応用を目的とする。本年度は、ゲノムの完全解析した、もっとも機能進化したものと考えられるセルロソームをもつ本微生物を、基質として、グルコース(対照として)、セロビオース、アビセル(グルコース高分子)、キシロースや古紙、稲わら、バガス、コーンストーバなどの陸上植物実バイオマスを炭素源として培養し、セルロソームを単離したのち、当研究室で開発したHPLC用高性能・高度分離シリカモノリスキャピラリーカラムの活用とMS/MSの連用によるフォーカスドプロテオーム解析を行った。この結果をゲノム情報をもとに、ゲノム53種からの実働9種のタンパク質を定性解析に成功した。Clostridium属微生物群は、細胞表層に木材を直接分解できる酵素の超複合体であるセルロソームを持つ。もっとも機能進化したものをもつC. cellulovoransのゲノムの完全解析を世界に先駆けて完成させ、開発してきた細胞表層工学技術と共役させて、特許化(特願2009-100117)にも成功した。研究過程で、セルロソームを構成する実働酵素タンパク質は9種あるが、候補遺伝子は53種存在することを見出した。開発してきたモノリスカラムによるプロテオーム解析から、この9種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により、時間とともに変化する」という興味深い事実を発見した。微生物がバイオマスを分解して生育するための「未来型バイオマス前処理」として、実働9種のタンパク質のゲノム53種からの選別発現の分子機構の解析と応用を目的とする。本年度は、セルロソームのプロテオームを、経時的かつ、定量的に解析することにより、基質ごとのセルロソーム構成の酵素タンパク質群の相互定量から全貌を明らかにした。候補遺伝子は53種から9種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により変化する」ことや、「時間とともに変化する」という興味深い事実を検証した。また、セルロソームタンパク質の遺伝子の選別発現を分子レベルで解析するために、宿主ベクター系の開発の遅れている宿主ベクターを開発を行いつつある。この微生物の機能を用いて、バイオマスを分解して利用するための「未来型バイオマス前処理」として、この実働9種のタンパク質のゲノム53種からの選別発現の分子機構の全貌を解明する。候補遺伝子は53種から9種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により変化する」ことや、「時間とともに変化する」という興味深い事実を検証できた。この微生物の機能を用いて、バイオマスを分解して利用するための「未来型バイオマス前処理」として、各種バイオマス源の代謝系や基質による転写制御系の解明ができ、各種バイオマスに対応した利用系を確立できた。このメカニズムとしては、(1)細胞表層にセルロソームという巨大な酵素複合体を形成する;

(2)ノンセルロソーマル酵素と呼ばれる分泌型の糖質分解酵素群を生産しセルロソーム上の酵素群と共役させている;(3)種々の多糖類を認識し分泌する糖質分解酵素群を最適化している、の3つがあげられる。これまで全ゲノム解析の結果を基にしたプロテオーム解析によって、本微生物が種々の多糖を認識し、分泌の糖質分解酵素群を最適化する分子機構を明らかにした。セルロソームの中でも、もっとも機能進化したものと考えられるセルロソームをもつClostridiumcellulovoransのゲノムの完全解析研究過程で、セルロソームを構成する実働酵素タンパク質は9種あるが、その候補遺伝子は53種存在することを見出した。我々の開発してきたHPLC用高性能・高度分離シリカモノリスキャピラリーカラムによるフォーカスドプロテオーム解析を活用して、この9種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により変化する」ことや、「時間とともに変化する」という興味深い事実を検証していくとともに、この微生物の機能を用いて、バイオマスを分解して利用するための「未来型バイオマス前処理」として、この実働9種のタンパク質のゲノム53種からの選別発現の分子機構の全貌を解明するとともに、未知の部分の多い実バイオマスの細胞壁の化学構造も明らかにしつつある。27年度が最終年度であるため、記入しない。応用生物科学この微生物の機能を用いて、バイオマスを分解して利用するための「未来型バイオマス前処理」として、開発した宿主ベクター系を用いて、この実働9種のタンパク質のゲノム53種からの選別発現の分子機構の全貌を解明するとともに、未知の部分の多い、実バイオマスの細胞壁の化学構造も明らかにしていく。我々の開発してきたモノリスカラムによるフォーカスドプロテオーム解析を活用すると、微生物がバイオマスを分解して生育するための「未来型バイオマス前処理」としての実働9種のタンパク質のゲノム53種からの選別発現の分子機構の解析がスムーズに進んでいる。研究継続につき、残額を次年度の必要経費に組み入れる。セルロソームのプロテオームを、経時的かつ、定量的に解析することにより、基質ごとのセルロソーム構成の酵素タンパク質群の相互定量から全貌を明らかにする。候補遺伝子は53種から9種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により変化する」ことや、「時間とともに変化する」という興味深い事実を検証する。また、セルロソームタンパク質の遺伝子の選別発現を分子レベルで解析するために、宿主ベクター系の開発の遅れているClostridium cellulovoransの宿主ベクターを開発を行い、完成させる。消耗品経費として使用する予定である。
メタボリック症候群における血管-脂肪細胞連関の転写制御・情報伝達の解明と治療応用

メタボリックシンドロームでは、肥満、耐糖能異常、脂質代謝異常、高血圧などの冠動脈疾患危険因子が相互に関連し、冠動脈疾患のリスクを高める。メタボリックシンドロームにおいては、血管壁に対する直接的な物理化学的あるいは代謝的なストレスだけではなく、脂肪組織を含む多様な臓器から分泌される液性因子が、病態形成に重要である。本研究計画ではメタボリックシンドロームにおける血管-脂肪組織の臓器連関と血管病態形成のメカニズムに関して、各細胞での転写制御とアディポサイトカインによる情報伝達に着目して明らかとする。脂肪細胞機能の転写制御に関しては、平滑筋形質変換に重要な転写因子KLF5が脂肪細胞分化に必要なことを見いだした。さらに、成体においても全身の代謝制御に重要であることを見いだした。KLF5は代謝ストレスに対しても作用すると考えられる。脂肪細胞から分泌され、血管壁細胞に作用すると考えられているアディポネクチンについて、血管平滑筋細胞においてKLF5の発現誘導を阻止する作用を持つことを見いだした。この作用にはAMPKが重要である。また、アディポネクチンノックアウトマウスを用いた検討により、アディポネクチンがレニン・アンジオテンシン系による血管および代謝臓器機能障害誘導作用に対して臓器保護的に機能することを見いだした。血管壁においては、前記したKLF5発現阻害など、ストレス応答を制御する転写ネットワークの修飾作用が重要である可能性が示唆された。我々の結果はレニン・アンジオテンシン系が心血管系のみならず代謝臓器の機能障害にも重要であること、またKLF5が心血管系と代謝臓器の両者で機能することなどから、メタボリックシンドロームにおける各種代謝異常と血管傷害は同時に進行することを強く示唆する。メタボリック症候群では、肥満、耐糖能異常、脂質代謝異常、高血圧などの冠動脈疾患危険因子が相互に関連し、冠動脈疾患のリスクを高める。メタボリック症候群においては、血管壁に対する直接的な物理化学的あるいは代謝的なストレスだけではなく、脂肪組織を含む多様な臓器から分泌される液性因子が、病態形成に重要である。本研究計画ではメタボリック症候群における血管-脂肪組織の臓器連関と血管病態形成のメカニズムに関して、各細胞での転写制御とアディポサイトカインによる情報伝達に着目して明らかとする。KLF5はC/EBPによって発現誘導され、PPARγの発現を制御することによって、脂肪細胞分化の転写ネットワークで重要な機能を果たす。この作用のシグナルではC/EBPが重要であり、平滑筋細胞と脂肪細胞において類似の転写ネットワークが機能していることが示唆された。また、KLF5の機能発現に、C/EBP、CBP/P300、PGC-1等の転写因子およびコファクターとの相互作用が重要である結果を得た。KLF5の機能制御を治療に結びつけるために、まずsiRNAによるKLF5機能抑制を試み、脂肪細胞において分化を阻害することに成功した。KLF5を中心とした転写ネットワークが平滑筋細胞と脂肪細胞の両方で機能していることが明らかになったことより、この転写ネットークの解明によって、共通した情報伝達系路・臓器連関が明らかにされることが期待される。

本研究計画ではメタボリックシンドロームにおける血管-脂肪組織の臓器連関と血管病態形成のメカニズムに関して、各細胞での転写制御とアディポサイトカインによる情報伝達に着目して明らかとする。脂肪細胞機能の転写制御に関しては、平滑筋形質変換に重要な転写因子KLF5が脂肪細胞分化に必要なことを見いだした。さらに、成体においても全身の代謝制御に重要であることを見いだした。KLF5は代謝ストレスに対しても作用すると考えられる。脂肪細胞から分泌され、血管壁細胞に作用すると考えられているアディポネクチンについて、血管平滑筋細胞においてKLF5の発現誘導を阻止する作用を持つことを見いだした。この作用にはAMPKが重要である。また、アディポネクチンノックアウトマウスを用いた検討により、アディポネクチンがレニン・アンジオテンシン系による血管および代謝臓器機能障害誘導作用に対して臓器保護的に機能することを見いだした。血管壁においては、前記したKLF5発現阻害など、ストレス応答を制御する転写ネットワークの修飾作用が重要である可能性が示唆された。我々の結果はレニン・アンジオテンシン系が心血管系のみならず代謝臓器の機能障害にも重要であること、またKLF5が心血管系と代謝臓器の両者で機能することなどから、メタボリックシンドロームにおける各種代謝異常と血管傷害は同時に進行することを強く示唆する。
心臓組織におけるストレスホルモン様化学物質評価系の構築

本研究では「ストレスホルモンプローブの開発と高輝度化、及び生体・心筋組織への応用」を目標にしたものであり、新たな人工生物発光酵素の樹立、高性能ストレスホルモンプローブの開発、生体・心筋イメージングに至るまで多彩な研究を遂行できた。このように材料から応用まで研究開発の連鎖反応を起こしたことによって、当初の目標を上回る爆発的な成果を得ることができた(業績欄参考:論文10報(筆頭,交信著者)、研究発表15件(筆頭)、英語単行本2冊(分担執筆)等)。本研究期間中、(1)従来の最高輝度発光酵素(深海フランクトン由来)より10倍程度明るくて、発光安定性の優れた生物発光酵素に成功した(例:Kim et al. Anal. Chem., 2011, 83, 8732)。また、(2)全く新しい人工発光酵素を樹立しartificial luciferase (ALuc)と名付けた(例:特願2012-237043)。この特許は、産総研の中で「特許1類(上位3%以内)」として分類され外国出願も決定されている。(3)また新規ストレスホルモン可視化プローブの開発と分子設計改良により以前より約10倍程度検出感度が向上した。更に約15人の健常人の唾液からストレスホルモンを計測することに成功した(例、Kim et al. Bioconjugate Chem., 2011, 22, 1835)。(4)更に発光性の心筋組織の樹立に成功しており(参考図右段の真ん中)、他の生体イメージングや専用のスライド式発光計測装置の開発にも成功した。(5)これらの一連の研究成果を踏まえ、本技術の普及のために多数の原著論文、レビューや進歩総説を発表した。これらの研究成果は、大局的には、人への生体影響の作用機序の解明、個人の感受性の差に基づく評価、動物個体に苦痛を与えない化学物質評価法の構築などに貢献する。また、波及効果としては、化学物質の安全性評価だけでなく、創薬分野への応用も強く期待できる本研究では「ストレスホルモンプローブの開発と高輝度化、及び生体・心筋組織への応用」を目標にしたものであり、新たな人工生物発光酵素の樹立、高性能ストレスホルモンプローブの開発、生体・心筋イメージングに至るまで多彩な研究を遂行できた。本研究期間中、1従来の最高輝度発光酵素(深海フランクトン由来)より10倍程度明るくて、発光安定性の優れた生物発光酵素に成功した(例:Kim et al. Anal. Chem., 2011, 83, 8732)。また、2全く新しい人工発光酵素を樹立しartificial luciferase (ALuc)と名付けた(例:特願2012-237043)。3また新規ストレスホルモン可視化プローブの開発と分子設計改良により以前より約10倍程度検出感度が向上した。更に約15人の健常人の唾液からストレスホルモンを計測することに成功した。4更に発光性の心筋組織の樹立に成功しており(参考図右段の真ん中)、他の生体イメージングや専用のスライド式発光計測装置の開発にも成功した。5これらの一連の研究成果を踏まえ、本技術の普及のために多数の原著論文、レビューや進歩総説を発表した。(4)更に発光性の心筋組織の樹立に成功しており