hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイニン２運動活性からのＩＦＴ機構解明

外腕ダイニン複合体の軽鎖LC1にHis-tagを導入し、Ni-NTAナノ金粒子標識をして電子顕微鏡観察することで、軽鎖LC1の局在がダイニンのストーク先端であることが分かった。この結果をさらに単粒子解析・生化学的実験を用いて追及した。テトラヒメナのダイニン頭部断片の電顕像を用いて単粒子解析した結果、ダイニンストーク先端の微小管結合領域(MTBD)付近にLC1であると考えられれる構造体が付随していることが分かった。また、大腸菌で発現したストーク領域の断片とLC1を用いてプルダウンアッセイを行い、生化学的にも両者の結合を示した。キメラストークコンストラクトを用いて結合領域のマッピングを行うことで、MTBD領域のみでLC1結合に十分であることが明らかとなった。さらに、微小管共沈実験によって、LC1が結合することでダイニンストークの微小管への結合能が下がることを明らかとした。先行研究で軽鎖LC1はダイニンのAAA+リングに結合しており、AAA+リングを軸糸ダブレット微小管A小管にアンカーさせる役割を担っていると考えられていたが、本研究結果から、LC1が外腕ダイニンの軸糸ダブレット微小管B小管へのアフィニティーを調節することでその活性を制御しているという新たなモデルを構築するに至った。26年度が最終年度であるため、記入しない。全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)による運動観察を試みるだけでなく、ダイニン2組換え体について生化学的手法・電子顕微鏡観察などのアプローチをとった。さらに、これに留まらず豊島研でテトラヒメナへの形質転換の系も確立した。所属研究室において、組換え体テトラヒメナからのダイニン重鎖の精製法を確立し、研究の幅は大きく広がったものの、条件検討などに時間がかかり、ダイニン2自体の性質を調べるには至らなかった。次年度は当該年度に構築したテトラヒメナでの発現系をダイニン2に用いることで研究が進むものと確信している。テトラヒメナ用にコドンを最適化した精製用SBP-tag配列の作成を行う。ダイニン2中間軽鎖(LIC3)に精製用SBP-tagを付加しテトラヒメナに形質転換を行うことで、テトラヒメナの繊毛から大量にダイニン2を精製することを目指す。また、共精製された積荷タンパク質・制御タンパク質の同定を試みる。また、LIC3にGFP-tagを付加することで生きたテトラヒメ繊毛内でのダイニン2のin vivoでの挙動を共焦点顕微鏡で観察するとともに、精製したダイニン2のin vitroでの挙動を全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)によって観察する。テトラヒメナ相同組換えの系を用い、ダイニン2重鎖や中間軽鎖にhsGFPタグを付加し、テトラヒメ繊毛内でのダイニン2のin vivoでの挙動を共焦点顕微鏡・全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)で観察する。テトラヒメナを高密度培養し、ダイニン2の大量精製を目指す。精製できれば、高密度のダイニン2が存在するときのグライディングアッセイの結果を調べるとともにTIRFMで一分子での挙動を調べる。また、粗精製した軸糸抽出液を用いることで、他の制御因子が存在するときの挙動についても調べる。
コンクリ-ト構造物の耐久性設計

初年度の研究成果に基づいて、材料・設計詳細・施工を総合的に評価することにより耐久性を評価できる「コンクリ-ト構造物の耐久設計指針(試案)を世界に先駆けて構築することができた。さらに、次年度では、前年度に枠組みとして提案した試案をさらに合理的かつ実用的なものとして確立するために実験および解析を行った結果、枠組みとしての妥当性が明らかとなり、個々の評価項目について新しい知見が得られた。1.材料の評価について;骨材の特性およびペ-ストの細孔構造がコンクリ-トの透気性および吸水特性に及ぼす影響が定量評価された。また、コンクリ-トの流動途上の材料分離特性を材料特性値として評価できる見通しが得られ、これを材料および配合設計により制御する方法についても開発された。2.設計詳細の評価について;真空乾燥法を用いた評価を行い、かぶりコンクリ-トにいかにコンクリ-トを充填し易いかが耐久性に対して重要であることが確認された。3.施工の評価について;寒中コンクリ-トにおける初期養生の評価および混和材(スラグ等)を用いた場合の初期養生の及ぼす影響について、耐久性の観点から定量的に明らかにすることができた。また、打ち継ぎ目の影響および脱水工法による効果をそれぞれ力学的性状・密実さの観点から評価を行った。4.全体のシステムについて;枠組みとして概ね妥当であることが、ケ-ススタディにより確認された。さらに、厳しい環境条件に対する環境指数の定量化を図ること、構造物建設の経済性を考慮し、実設計にさらに取り入れやすい形に発展させ、現在の受注発注システムを改善することが提案された。この耐久設計指針(試案)が枠組みとして概ね妥当であることが検証されたが、今後は、新たに解明されたこれらの成果に基づいてさらに改良し、コンクリ-ト構造物の信頼性の回復に役立つよう大いに活用されることが望まれるとともに、耐久性に関して構造物全体に対する位置づけを明確にした研究が行われるようになることが期待される。本年度において、RC構造物の耐久性におよぼす、材料、設計詳細、施工の要因を抽出し、それらを総合化する設計体系の大筋を構築した。また、代表的な鉄筋コンクリートの設計例を用いて、その体系が十分機能することを確認した。以下にその概要を記す。(1)耐久性に及ぼす材料、設計詳細、施工をそれぞれ点数にして定量化し、その総合点が要件を満足することで耐久設計を実施する体系を構築した。すなわち、種々の材料、設計、施工レベルを組み合わせることでRC構造の耐久性が確保されるという概念を構築し、概往の調査結果と照合して、大筋で本研究で打ち出した概念が成立することを確認した。(2)鉄筋コンクリートを構成しているセメント、骨材、混和材、鉄筋、鋼材の品質を、吸水率、粒度、表面処理、材料の種類等を含めて点数化を行った。また、コンクリートとしての点数を、流動性、材料分離抵抗性、収縮性などで定量化した。(3)設計詳細について、鉄筋あき、かぶり、断面形状、鉄筋段数、設計図面の良否などを総合的に考慮した定量化式を提案した。(4)施工のレベルを締め固めの程度、コンクリート施工環境、技術者の質などを総合的に判定し、その定量化を行った。(5)(2)(4)を単純加算した耐久性に関する総合評価に対して、構造物のおかれている環境を考慮して、必要な耐久評価点を決定した。(6)この体系を実際に施工されたRC構造物の耐久設計を実施して、全体として、整合性のとれたものとなっていることを確認した。

次年度では、さらに仮定した耐久性評価点の妥当性を検討し、設計例をさらに追加して、最終的な設計指針の提案を行う予定である。前年度に枠組みとして提案した「コンクリ-ト構造物の耐久性設計指針(提案)」をさらに合理的かつ実用的なものとして確立するために実験および解析を行い、以下のような成果を得た。1.材料の評価について;骨材の特性およびペ-ストの細孔構造がコンクリ-トの透気性および吸水特性に及ぼす影響の定量評価された。また、コンクリ-トの流動途上の材料特分離性値として評価できる見通しが得られ、これを材料および配合設計により制御する方法についても開発された。2.設計詳細の評価について;真空乾燥法を用いた評価を行い、かぶりコンクリ-トにいかにコンクリ-トを充填し易いかが耐久性に対して重要であることが確認された。3.施工の評価について;寒中コンリリ-トにおける初期養生の評価および混和材(スラグ等)を用した場合の初期養生の及ぼす影響について、耐久性の観点から定量的に明らかにすることができた。また、打ち継ぎ目の影響および脱水工法による効果をそれぞれ力学的性状・密実さの観点から評価を行った。4.全体のシステムについて;枠組みとして概ね妥当であることが、ケ-ススタディにより確認された。さらに、厳しい環境条件に対する環境指数の定量化を図ること、構造物建設の経済性を考慮し、実設計にさらに取り入れやすい形に発展させ、現在の受注発注ステムを改善することが提案された。この耐久設計指針(試案)が枠組みとして概ね妥当であることが検証されたが、今後は、新たに解明されたこれにらの成果に基づいてさらに改良し、コンクリ-ト構造物の信頼性の回復に役立つよう大いに活用されることが望まれるとともに、耐久性に関して構造物全体に対する位置づけを明確にした上で、研究が行われるようになることが期待される。
スダチの低温貯蔵における生理障害の発生機構の解明

スダチ果実の貯蔵実験は1年に1度しか出来ないうえ、貯蔵終了開封調査のタイミングによっては障害果率が高すぎたり低すぎたりして、各処理の効果がはっきりとしない。本研究においては当初めざした障害発生機構の解明にまでは至らなかったが、次のような新しい知見を得ることができた。1.スダチの低温貯蔵における生理障害の主因は高CO_2濃度であると思われるが、その感受性は低温によって助長される。2.予措の効果は予措中の減量率と強い正の相関があり、強制予措の有効性が示唆されたが、減量だけでなくある一定以上の時間も必要であると思われ、温度はじめ最適な予措条件の検討が望まれる。3.温湯処理すなわち50°Cの温湯に5分間浸漬する処理は、安定した障害防止効果があり、予措やコンディショニングとともに実用化されるべきものと思われる。4.果皮成分の分折において還元糖、酸化型アスコルビン酸、グルコン酸の貯蔵中の濃度変化と障害発生の間に相関が伺われた。以上の成果をもとに、今後の研究・開発の展望として特に次の点がある。1.温湯処理および予措やコンディショニングに伴う、予措ならびに貯蔵中の生理(呼吸など)生化学(糖、有機酸、植物ホルモンとくにABAの代謝など)的変化をモニターし、それらの処理の障害抑制効果の理由と機作を操ることにより、本研究が目的とした障害発生機構の解明の手掛りとする。2.予措の最適条件を探究する。3.温湯処理を実用化するため、各農家向け温湯処理装置を開発する。4.昇温処理の実用化へ向けた基礎試験を行う。5.樹令、結果位置、肥培管理などの栽培条件が貯蔵性におよぼす影響につていも検討する。スダチの貯蔵技術は一応確立されたが、貯蔵中に発生する障害の問題が残っている。この研究は、障害の発生機構を解明し、防止方法を確立する基礎データーを得ようとするものである。1.予措の影響ある程度恒温恒湿条件下で予措が出来る実験装置を組み立て、今季2回の収穫日について実験を行なった。その結果、予措の障害発生抑制効果を再確認するとともに、この効果を得るには、3日前後以上の時間、約5%以上のめべり(乾燥)、および20°C以上の温度条件が望ましい傾向にあることがわかった。すなわち、例えば低温低湿下で急いで予措を行なうと、その抑制効果は劣った。また、低温(10°,15°C)予措は貯蔵後のさく汁率を低下した。来季は、より効果的な予措条件をさらに詳細に検討したい。2.貯蔵中の【O_2】,【CO_2】濃度の影響ガス環境実験装置を組み立て、1°,3°,5°Cで各々【O_2】/【CO_2】%が4.5/4.5と4.5/9.0の計6区を設けた。その結果、障害発生は低温と高【CO_2】の両方によって多くなり、1°Cでは4.5/9.0はもちろん4.5/4.5でも発生がひどかったが、3°Cでは4.5/9.0では多かったものの4.5/4.5では少なく、5°Cでは4.5/9.0でも少なかった。5°C,4.5/4.5では障害は少なくても果皮の黄化が進んだ。総合的にみて、今回の条件の中では、3°C・4.5/4.5が最っともよかった。3.温湯処理等の影響温湯処理は予措の後期に行なうとよいこと、貯蔵中の変温,昇温も障害抑制に有効なことがわかった。4.培養その他

フラベド組織からカルスは誘導できたが細胞培養はできなかった。夏季灌水,系統によっても貯蔵性が異なった。スダチの貯蔵技術は一応確立されたが,貯蔵中に発生する障害等の問題が残っている.この研究は,障害の発生機構を解明し,防止方法を確立するのに必要な基礎データーを得ようとするものである.昨年の科研費により設置した,ある程度恒温恒湿条件下で予措が出来る実験装置により,同程度の"めべり"を異なる日数の間に,また同日数間に異なる"めべり"程度になる予措を行なった後貯蔵し,最適な貯蔵予措条件を探ろうとした.しかし今年は障害が多発し,健全果率が平均破20%と低く予措条件の検討は難しかった.これに対して,予措中に行なう温湯処理の障害軽減効果の高いことが再確認された.その処理のタイミングとして予措中の前期がよいのか後期がよいのは,収穫時期によって異なるようであった.この温湯処理の数年来のデーターをまとめて,来る昭和63年度春季園芸学会で発表する予定である.本年は,果皮フラベド中のいくつかの成分について分析を行なった.果皮水分含量は予措中に急減したが貯蔵中の徐々に増加し収穫時を上回る程になった.健全果と障害果の差はあまりなかった.アスコルビン酸は予措中に急減し貯蔵中も徐々に減少した.障害果は健全果に比べて総含量は少なかったが酸化型アスコルビン酸の割合が高かった.全糖は予措中に少し増加後貯蔵中に徐々に隔少し貯蔵末期に急減した.障害果は健全果より減少が大きかった.還元糖は予措中に急増しさらに貯蔵初期にも急増を続け,以後徐々に減少したが貯蔵20週間後においても収穫時よりも多かった.そして,温湯処理区で増加程度が大きく,障害果で減少が多いなど障害発生との相関を示唆した.主な有機酸組成はグリコン酸とリンゴ酸で,果汁に多いクエン酸はごくわずかしか含まれていなかった.貯蔵中にグルコン酸は増加,リンゴ酸は減少する傾向がみられた.1.予措が障害の発生に及ぼす影響予措とは収穫後すぐ貯蔵せずにある期間放置する処理のことであるが、これが障害の発生を防ぐのに大きな効果のあることはすでに解っている。しかし、適度な予措の程度は不明である。そこで、温度や湿度および風速の異なる諸条件で予措を行い障害の発生に及ぼす影響を調べた。その結果、予措中の減量率と貯蔵5.5ケ月後の健全果率の相関をみると、相関係数r=0.93の強い正の相関があった。つまりこの実験の範囲では、減量率の多い予措ほど障害の発生が少なかった。そして、日数をかけても減量が少ない予措では障害を防ぐ効果のないことが明らかであった。ただ逆に、ごく短期間でも減量が多ければ効果があるのか否かはまだ不明である。また、20°Cでの予措は25°30°Cでの予措より、同程度の減量率でも格段に健全果率が高かった。これは予措の適温が20°C前後にあることを示唆しており追試が望まれる。なお、予備実験で行った10°Cでの低温予措はあまり効果的でなかった。2.温湯処理が障害の発生に及ぼす影響予措期間中に行う50°Cの温湯に5分間浸漬する処理の効果の大きいことが再確認された。9月13日収穫果では予措1、2、3日目のどの日に温湯処理をしても効果に差はみられなかった。9月21日収穫果では1日目が最も効果が大きくつづいていて3日目であった。また、2日目と3日目に2回処理すると1回だけよりさらに効果は大きかった。さらに、果梗部則の半分だけ温湯に浸漬しても効果のあることがわかった。3.コンディショニングが障害の発生に及ぼす影響
重要サービスの不可視化による安全な仮想化実行基盤の研究

平成26年度は,オペレーティングシステム(OS)が保持する応用プログラム(AP)の情報を攻撃者から隠ぺいすることで攻撃を回避する機構の改良と評価を行った.計算機を対象とした攻撃は,攻撃対象のサービスが動作していることを特定してから,サービスに応じた攻撃を行う.このため,本研究は,攻撃者が攻撃対象サービスを特定すること着目し,サービスに関する情報を攻撃者から隠ぺいする攻撃回避手法を提案した.平成25年度は,プロセスの名前を偽の情報に置換することで,攻撃対象の特定を困難にする攻撃回避手法の提案と実現を行った.平成26年度は,置換する偽の情報として有効な情報について考察した.また,プロセスの名前以外の情報について,偽の情報に置換できないか検討した.検討の結果,プロセスが走行中でない時に参照される情報の置換が困難であることを明らかにした.また,置換元の情報と置換後の偽の情報について,どのような情報が攻撃回避において有効かを検討した.評価により,プロセスの名前をもとにプロセスを特定し攻撃を行うマルウェアへの対策として提案手法が有効であることを明らかにした.具体的には,実際に用いられる攻撃手法を用いてプロセスを停止させる攻撃を実施し,提案手法により攻撃を回避し,サービスの提供を継続出来ることを明らかにした.また,性能評価を行い,1割程度の性能低下で提案手法を実現可能であることを明らかにした.さらに,提案手法は,OSやAPではなく,仮想計算機モニタを用いて実現することから,既存のOSやAPの改変なしに適用可能な手法であることを明らかにした.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は,オペレーティングシステムが保持する応用プログラムの関連情報を攻撃哲から隠ペいするための機構を検討し,実現した.また,仮想マシンヒのプログラムが保持する情報を仮想マシンモニタにより取得し,異なる仮想マシンへ退避する方法について,機構の改良と追加評価を行った.(1)攻撃者は,攻撃対象のソフトウェアの特定において,どのような情報を用いるのかを調査した.調査結果をもとに,プログラムの実行中において,実際にプログラムが走行している間のみ本来の情報を用い,それ以外の間は,オペレーティングシステムが保持している情報を偽の情報に置換する機構を検討した,この機構により,攻撃者から攻撃対象のソフトウェアの特定を困難にする方法を検討した.(2)攻撃対象のソフトウェアの特定を困難にする方法について,仮想計算機モニタを用いた方式を検討した.仮想計算機モニタを利用することで,仮想マシン上のオペレーティングシステムが保持している情報を検知されることなく偽の情報に置換する.また,仮想マシン上のソフトウェアにいっさい改変を加えない実現方式を検討した.(3)仮想マシン上のプロセスの切り替えを含む動作を仮想マシンモニタにより検知し,プロセス走行中に動的にプロセス傭報を置換する方式を検討した.(4)(1)-(3)で検討した機構を仮想計算機モニタであるXenを用い,実現した.実現した機構について,実在するマルウェアを用い,実際に攻撃対象の応用プログラムの特定を困難にできることを確認した.(5)プログラムからのログの転送依頼を仮想マシンモニタにより検知し,仮想マシンモニタ上のログを安全な仮想マシン上に退避させる手法について,ログの安全性向上と性能低下の改善を行い,詳細に評価した.評価より,ログの改ざん攻撃の多くが実施される前に,ログを少ない性能低下で仮想マシン外へ退避できることを確認した.(6)それぞれの成果をまとめ,学会に発表した.平成26年度は,オペレーティングシステム(OS)が保持する応用プログラム(AP)の情報を攻撃者から隠ぺいすることで攻撃を回避する機構の改良と評価を行った.計算機を対象とした攻撃は,攻撃対象のサービスが動作していることを特定してから,サービスに応じた攻撃を行う.このため,本研究は,攻撃者が攻撃対象サービスを特定すること着目し,サービスに関する情報を攻撃者から隠ぺいする攻撃回避手法を提案した.平成25年度は,プロセスの名前を偽の情報に置換することで,攻撃対象の特定を困難にする攻撃回避手法の提案と実現を行った.平成26年度は,置換する偽の情報として有効な情報について考察した.また,プロセスの名前以外の情報について,偽の情報に置換できないか検討した.検討の結果,プロセスが走行中でない時に参照される情報の置換が困難であることを明らかにした.また,置換元の情報と置換後の偽の情報について,どのような情報が攻撃回避において有効かを検討した.評価により,プロセスの名前をもとにプロセスを特定し攻撃を行うマルウェアへの対策として提案手法が有効であることを明らかにした.具体的には,実際に用いられる攻撃手法を用いてプロセスを停止させる攻撃を実施し,提案手法により攻撃を回避し,サービスの提供を継続出来ることを明らかにした.また,性能評価を行い,1割程度の性能低下で提案手法を実現可能であることを明らかにした.さらに,提案手法は,OSやAPではなく,仮想計算機モニタを用いて実現することから,既存のOSやAPの改変なしに適用可能な手法であることを明らかにした.26年度が最終年度であるため、記入しない。応用プログラムの関連情報を仮想計算機モニタにより置換することで,既存のサービスを改良することなく,攻撃による被害を抑制する機構を実現している.このため,研究目的のひとつである,既存のサービスを改良しないという目的を達成できている.関連情報を置換する対象となる応用プログラムの指定方法については,次年度に検討すべき課題である.このため,平成25年度の進展は,おおむね順調である.今後は,応用プログラムの関連情報を攻撃者から隠ぺいする機構の改良を進め,評価を行う.

(1)現段階の機構では,一定期間,目的の情報の監視を続けることで攻撃対象のソフトウェアが走行していることを特定できる.これを防止するために,一部メモリ領域へのアクセス制御機構とアクセス元プログラムの特定方法について検討している.今後は,この方法を実現する.(2)より実用性を高めるべく,機構の導入による性能低下を抑制する方法を検討する.(3)関連情報を隠ぺいする対象の応用プログラムを指定する機構の設計と実現を目指す.
骨代謝調節田子の同定とその相互作用の解明に基づく骨吸収機構の解析法の確立

本研究は、(1)骨芽細胞が産生する骨代謝調節因子の同定、(2)破骨細胞の形成を調べる培養系の確立、および(3)破骨細胞の形成と機能発現に対する骨芽細胞の調節機序の解明を基に、骨代謝調節因子の作用機作を明らかにすることを目的に計画された。3年間の研究おいて以下の重要な知見が得られた。1.骨芽細胞が産生する分化誘導因子(DIF)の精製を行ない、精製したDIFに強力な骨吸収促進活性が認められた。また、このDIFはマウスの骨髄細胞培養系で破骨細胞の形成を濃度依存的に促進した。2.我々の精製してきたマクロファージ融合因子(MFF)が、IL4であることが示唆された。実際にリコンビナントマウスIL4は、マウス肺胞マクロファージの活性化と融合を促進した。3.破骨細胞の形成をinvitroで調べるマウス骨髄細胞培養系が確立できた。この養系で、骨吸収促進因子である1α,25(OH)_2D_3、PTH、PGE_2、IL、TNFαおよびTGFβは破骨細胞の形成を促進した。また、骨吸収抑制因子であるカルシトニンとIFNrは破骨細胞の形成を抑制した。4.破骨細胞の形成に骨芽細胞が重要な役割を担っていることを示す、骨芽細胞と脾細胞の共存培養系が確立された。この共存培養系において、1α、25(OH)_2D_3、PTHおよびPGE_2は破骨細胞の形成を促進した。しかし、骨芽細胞と脾細胞の単独培養系においては、これらの骨吸収促進因子は破骨細胞の形成を誘導しなかった。以上のように、この3年間の研究において(1)骨芽細胞の産生するDIFに骨吸収促進作用があること、(2)破骨細胞の形成を調べるinvitroの実験系が確立できたこと(3)この実験系を用い骨吸収調節因子の破骨細胞形成に対する作用が解明されたこと、そして(4)破骨細胞の形成に骨芽細胞が重要な役割を担っていることが明らかにされた。2.破骨細胞形成過程の培養系の確立:マウスの肺胞マクロファージを用い、多核巨細胞の形成を調べる培養系を確立した。この系において、活性型ビタミン【D_3】[1α,25【(OH)_2】【D_3】は多核細胞の形成を著しく促進した。ビタミンA酸を用いた実験から、マクロファージの融合の前段階として、マクロファージの活性化が必須であることが示された。骨吸収を抑制するIFN-rは、1α,25【(OH)_2】【D_3】と共存すると、1α25【(OH)_2】【D_3】による多核細胞形成を著しく抑制した。また、マウスの骨髄細胞を培養し、破骨細胞様の多核細胞の形成を調べる系も確立した。この系において、1α,25【(OH)_2】【D_3】や副甲状腺ホルモン(PTH)は多核細胞の形成を促進し、カルシトニンはその形成を抑制した。3.破骨細胞と骨芽細胞の共存培養系の確立:この系の確立はまだなされていないが、株化された骨芽細胞(MC3T3-E1)の培養上清にDIFとCSFが存在することを明らかにした。部分精製した両因子を含む画分に骨吸収活性があることを認めた。

この知見は、破骨細胞の活性化あるいは形成に骨芽細胞が関与していることを示唆している。63年度の研究課題として、(1)各種カルシウム代謝調節因子の骨代謝への作用の解明、および(2)破骨細胞の形成に対する骨芽細胞の調節機序の解明を挙げたが、これらの課題に対し以下の重要な知見が得られた。1.マウス骨髄細胞の培養系を用い、破骨細胞の形成に対する骨代謝調節因子の効果を検討した。骨吸収促進因子であるIL-1、TNF_αおよび、TGF_βは破骨細胞の形成を促進した。一方、骨吸収抑制因子であるIFNrはその形成を強力に抑制した。前年度の研究で明らかにしたように、骨吸収を促進する1α、25(OH)_2D_3、PTHおよびPGE_2はマウス骨髄細胞培養系において破骨細胞の形成を促進し、骨吸収を抑制するカルシトニンはそれを抑制する。以上の知見は、骨吸収調節因子は破骨細胞の形成を調節することによりその作用が発現するものと考えられる。2.我々の精製してきたマクロファージ融合因子(MFF)が、IL-4である可能性が示唆された。実際に、リコンビナントマウスIL-4は、マウス肺胞マクロファージの活性化を促進するとともに、その融合も著しく促進した。また、肺胞マクロファージの融合過程にはスペルミジン依存性蛋白質の誘導が必須であることが明らかにされたが、IL-4が誘導する過程にも同様な蛋白質の誘導が認められた。3.破骨細胞の形成に骨芽細胞が重要な役割を担っていることを示す、骨芽細胞と脾細胞の共存培養系が確立された。この共存培養系において、1α、25(OH)_2D_3、PTHおよびPGE_2は破骨細胞の形成を促進した。しかし、骨芽細胞と脾細胞の単独培養系においては、これらの骨吸収促進因子は破骨細胞の形成を誘導しなかった。以上の知見は、骨芽細胞は破骨細胞の前駆細胞の分化・融合過程に密接に関与することを示すものである。
大腸癌発生のメカニズムならびに大腸癌化学予防の作用機序に関する研究

大腸癌の発生機序として、従来から腺腫共存の有無を分けて論ぜられるが、それぞれが異なる進展経路を示すかは明らかでない。一方、大腸癌の化学予防にcyclo-oxygenase isoform-2(COX-2)選択的阻害剤の効果が注目され、その作用機序としてアポトーシスの誘導が推測されている。そこで、大腸腫瘍(腺腫及び早期癌)標本を用いてCOX-2免疫染色を施行し、腫瘍の病理学的特徴、p53蛋白過剰発現、核DNA量との関係につき検討した。また、Western blottingで腫瘍内のCOX-2蛋白発現の有無を検討した。loss of heterozygosity(LOH)とmicrosatelliteの解析から、今回用いた症例に明らかなreplication error(RER)を示す症例は含まなかった。COX-2蛋白は、正常上皮ならびに腫瘍径の小さい腺腫では陰性であったが、径の増大に伴い陽性を、また癌においては大部分が陽性を示し、特に腫瘍先進部においてより強陽性となった。しかし、COX-2蛋白の発現と癌の腺腫共存の有無に相関は認めなかった。細胞増殖能とアポトーシスの検討では、癌部では細胞増殖とアポトーシスのアンバランスを認めたが、COX-2蛋白がこれらと直接関与している可能性は低いと考えられた。一方、p53蛋白過剰発現はアポトーシスと有意な逆相関を示したが、COX-2蛋白の発現との間に相関は無かった。また核DNA量は、癌部でのみ腺腫の有無に関わらずanueploidyを示す症例が大部分で、これもCOX-2蛋白の発現と相関は無かった。以上から、COX-2蛋白は大腸癌発生の早期から関与していることが明らかとなったが、大腸癌発生・進展における役割については明らかとならなかった。また、COX-2選択的阻害剤の有する大腸癌発生の化学予防作用は、効果の期待できる治療法ながら、その作用機序を解明するには今後の検討が必要と考えられた。これらの結果は、第41回日本消化器病学会大会、第85及び86回日本消化器病学会総会ならびに第99回日本癌学会総会で発表し、現在論文作成・投稿中である。大腸癌発生とその化学予防のメカニズムを解明するため、COX-2蛋白の発現様式と局在を明らかにし、腫瘍の表現型とp53蛋白過剰発現を含む遺伝子学的背景との関連性について検討している。大腸腫瘍(腺腫及び早期癌)62症例のホルマリン固定標本を用い、COX-2免疫染色を施行し、腫瘍の大きさと組織型、p53蛋白過剰発現の有無、核DNA量、また癌においては腺腫共存の有無(腺腫(+)群あるいは腺腫(-)群)で分類し、染色パタ-ンとの関係につき検討した。COX-2蛋白は、正常上皮ならびに腫瘍径の小さい腺腫においては陰性であったが、腫瘍径の増大にともなって全例弱陽性を示した。一方癌においては、腺腫共存の有無に関わらず大部分が陽性を示した。しかしその染色性には差異があり、低異型度癌では弱陽性、異型の強い部分や腫瘍先進部において強陽性となった。またde novocancerでは強陽性を示さない症例や核染色を示す症例があり、その原因については今後の検討が必要と考えられた。p53蛋白は、腺腫(+)群では全例癌部のみ過剰発現を示したが、腺腫(-)群の表面型癌で過剰発現を示さない症例があった。p53蛋白の過剰発現とCOX-2蛋白の発現に相関はなかった。核DNA量は正常粘膜部と腺腫部では全てdiploidyであったが、癌部では腺腫の有無に関わらずanueploidyを示す症例が大部分で、これもCOX-2蛋白の発現と明らかな相関がなかった。COX-2選択的阻害剤を代表とした非ステロイド系抗炎症剤の有する大腸癌発生の化学予防作用については、その効果の期待できる症例とできない症例のある可能性があり、症例選択のための更なる検討が必要と考えられる。今後症例の蓄積とともに腺腫共存の有無での比較、細胞増殖能とアポトーシスとの関連などを追加し、大腸癌発生におけるCOX-2の役割を解明したい。

また核DNA量は、癌部でのみ腺腫の有無に関わらずanueploidyを示す症例が大部分で、これもCOX-2蛋白の発現と相関は無かった。以上から、COX-2蛋白は大腸癌発生の早期から関与していることが明らかとなったが、大腸癌発生・進展における役割については明らかとならなかった。また、COX-2選択的阻害剤の有する大腸癌発生の化学予防作用は、効果の期待できる治療法ながら、その作用機序を解明するには今後の検討が必要と考えられた。これらの結果は、第41回日本消化器病学会大会、第85及び86回日本消化器病学会総会ならびに第99回日本癌学会総会で発表し、現在論文作成・投稿中である。
スリランカにおける慢性腎臓病の原因調査と飲料水中からのフッ素除去

カドミウム、鉛、クロム、ヒ素はCKDuの原因物質ではないと明確に結論付けることができた。CKDu患者の症状はネオニコチノイド中毒による症状と矛盾しなかったが、ネオニコチノイドがCKDuに関わっていると判断するには至らなかった。アヌラダプラに炭素電極電解法によるフッ素除去装置を設置した。フッ素濃度を2.1 mg/Lから0.4 mg/L程度にまで低下させることができ、スリランカの飲料水基準である1 mg/Lを下回る水質を得ることができた。炭素電極電解法の後段に鳥骨炭フィルターを設置したハイブリッド方式のフッ素除去装置を2カ所設置し、フッ素濃度を0 mg/Lにまで下げることができた。スリランカの北部中央州では井戸水に含まれるフッ素によるフッ素症が発生している。硬度も高い。この地域では慢性腎臓病の罹患率が高く、社会問題となっている。飲料水中のフッ素や硬度との関係が疑われているが、はっきりした原因は明らかになっていない。そこで本研究では、飲料水からのフッ素と硬度との同時除去ならびに、慢性腎臓病の原因究明と対策を目的とする。現地ではフッ素対策として、アルミを電極としたアルミ電極電解法が用いられているが、処理水質が悪く半数が運転を停止している。そこでアルミ電極電解法の代替として、炭素電極を用いた新しい電解法を開発し、鶏の骨を炭化した鳥骨炭フィルターによる吸着法と組み合わせてフッ素と硬度との同時除去を目指している。また、慢性腎臓病の原因としてフッ素や硬度のみならず、ネオニコチノイド系農薬との関連性を調査している。これまで、炭素電極を用いた新しい電解法を合成井戸水を用いて実験室レベルでの検証を行ってきた。その結果、フッ素と同時にカルシウムやマグネシウムの硬度成分が除去できることが判明したが、アルカリ度の存在がフッ素とマグネシウムの除去を妨害することもわかったため、陽極で生成する酸性溶液を用いて事前にアルカリ度を除去する方法を考案した。現在は実スケールの1/5モデルを用いて、スラッジの除去法など、実装置として現地で運転するための最終的なチェックを行っている。鳥骨炭フィルターによるフッ素除去は、現在スリランカ中央部のWilgamuwa村において運転を継続しているが、南部のMatara地区において新たにもう一基を建設することが決まった。ネオニコチノイド系農薬と慢性腎臓病との関連を調べるために、患者の発生している家庭から玄米のサンプル27種と、患者を含むコミュニティの住民の尿71サンプルを採取し、ネオニコチノイドとその代謝物の分析を実施中である。炭素電極電解法は実験室における検証をほぼ終え、現地の設置場所も決定した。間もなく運転を開始できる見通しである。骨炭フィルターは新たな設置場所が決定した。CKDu原因調査・患者の分布調査に関してはネオニコチノイドに分析が順調に進行している。このように、おおむね計画通りの進捗状況である。原因不明の慢性腎臓病(CKDu)が多発しているスリランカの北部中央州アヌラーダプラにおいて、電解法によるフッ素除去プラントを稼働した。処理量は450L/日であり、要求される水量の約1/4であるが、電解だけでフッ素濃度は2.1mg/Lから0.4mg/L程度にまで低下させることができている。電解法の後段に設置した鳥骨炭フィルターを通じた後は0mg/Lである。現地の水不足や、送液ポンプの不調などトラブルもあったが、新たな水源井戸から送液を開始するなど、問題は解決され、運転を継続している。この処理装置は5つのコミュニティに水を供給するものであるが、各コミュニティの長をはじめ、住民説明会を実施し、装置のメンテナンスを依頼した。また、アヌラーダプラにキャンパスのあるラジャラタ大学で処理水のフッ素濃度の分析を行う体制を整えた。鳥骨炭を用いたフッ素除去フィルターはスリランカ南部のゴールに新たに1基を設置し運転を開始した。装置のメンテナンスならびにサンプリングやデータ解析の一部をルフナ大学と共同で実施している。飲料水中の農薬に関しては、CKDu患者のいる家庭を中心に15検体を採取し、ネオニコチノイドを含む245種類をスクリーニングしたが、検出されたものはなかった。玄米に関してもCKDu患者のいる家庭を中心に20検体を採取し9種類の残留ネオニコチノイドを測定したが検出されなかった。しかしながら、農薬販売店における調査では、殺虫剤としてはイミダクロプリドが最もよく使用されているとの情報を得た。また、CKDu患者を含む約100名の尿を分析した結果、CKDu患者ではL-FABP濃度が高く、非CKDu患者とは有意な差があった。L-FABPの高い尿からはネオニコチノイドの代謝物が検出された。インタビューの結果、CKDu患者の症状はネオニコチノイド中毒による症状と矛盾することはなかった。予定通り、スリランカの北部中央州のCKDu多発地域のアヌラーダプラにおいて、電解法によるフッ素除去プラントを稼働することができ、住民説明会も開催することができた。尿の分析に関しては、CKDu多発地帯と非発生地域からサンプルを採取した。一部の患者からネオニコチノイドの代謝物が検出されるなど予想通りの結果が得られている。28年度はスリランカのCKDu多発地帯であるアヌラーダプラ地域から井戸水15サンプルを採取し、スクリーニング目的でネオニコチノイドを含む245種類の農薬の一斉分析を試みたが、いずれも検出限界以下(10 ug/L)であった。

そこで29年度は検出下限を1/10-1/100に下げた高感度分析を実施するために、農薬の種類を44種類に絞り準備を整えたが、現地が干ばつのため稲作が実施できず農薬を使用しないという状況であった。そのため、8月に3サンプルのみをコントロールとして採取し、分析したが検出限界以下であった。その後、10月に降雨があり稲作が開始されたため、農薬散布時期である1月にアヌラーダプラのCKDu患者の居る家庭の井戸9本をサンプリングし、9種類のネオニコチノイドを下限値5ng/Lで測定したが、やはり検出されるものはなかった。昨年度の結果より、L-FABPの高い尿からはネオニコチノイドの代謝物が検出されたものの、井戸水やコメからのネオニコチノイドは検出されず、CKDuとの直接的な因果関係を明らかにすることはできなかった。フッ素除去に関して、昨年度設置した電解法による装置は干ばつによる水不足のため新たな水源井戸から送液したものの、本年度は更なる干ばつによる水不足のため断続的にしか運転ができず安定的な運転データの取得が困難であった。一方、電解槽の後段に鳥骨炭フィルターを備えたハイブリッド方式のプラントを、アヌラーダプラにキャンパスのあるラジャラタ大学内に1基、アヌラーダプラ市内の民家に1基を新たに設置し運転を開始した。これらは順調にフッ素除去ができており、スリランカの飲料水基準1 mg/L以下を達成できている。また、運転データも取得できている。これらの運転データを基に、チュニジアでの運転を目指して装置の設計を進めている。カドミウム、鉛、クロム、ヒ素はCKDuの原因物質ではないと明確に結論付けることができた。CKDu患者の症状はネオニコチノイド中毒による症状と矛盾しなかったが、ネオニコチノイドがCKDuに関わっていると判断するには至らなかった。アヌラダプラに炭素電極電解法によるフッ素除去装置を設置した。フッ素濃度を2.1 mg/Lから0.4 mg/L程度にまで低下させることができ、スリランカの飲料水基準である1 mg/Lを下回る水質を得ることができた。炭素電極電解法の後段に鳥骨炭フィルターを設置したハイブリッド方式のフッ素除去装置を2カ所設置し、フッ素濃度を0 mg/Lにまで下げることができた。鳥骨炭フィルターによるフッ素除去は、現在スリランカ中央部のWilgamuwa村において運転を継続している。2015年度運転により得られたデータを基に、フルオロアパタイトの生成を考慮した新しいモデルを構築した。その結果、従来の吸着モデルより長期間の吸着が可能であるという結果が示唆されたため、骨炭の交換時期を延長してモデルの検証を行う。また、同様のコミュニティ用フィルターを南部のMatara地区において建設して運転を開始する。これは中央部とは原水の水質が異なるため、モデルの安定性を検証するためである。炭素電極電解法は、現在、実験室での合成井戸水を用いた実験によりスラッジの効率的な除去法を検討している。また、高濃度のフッ素を含む宇奈月温泉において長期間の試験運転を実施している。今後、電解法による実装置をスリランカのアヌラダプラ地区に設置し、コミュニティに処理水を供給する予定である。
高輝度・超低電力・反射型カラ-液晶ディスプレイの開発

本研究を成功に導く鍵は入射光の利用効率を極限まで高めることである。これに対して以下のような検討を行ってその目的を達成した。(1)各種の液晶表示方式の明るさとコントラストの関係を理論と実験の両面から検討し、相転移型ゲスト・ホスト方式が本研究の目的に最も適していることを明らかにすると共に、その最適設計条件を明らかにした。(2)明るいカラ-表示を実現するために、マイクロカラ-フィルタの透過スペクトルを検討し、各色単独の場合および混色させた場合の明るさ、色相、彩度の最適化を行うための設計指針を明らかにした。(3)反射板の表面形状と反射光分布の関係を理論的に解析し、その最適設計条件を明らかにした。また、表面の凹凸をフォトプロセスによって形成する方法を確立すると共に、特定の方向で干渉色が現われず均一な散乱特性を得るための凹凸パタ-ンの設計条件を明らかにした。上記の研究で得られた結果に基づいて反射型カラ-液晶パネルを設計し、これを薄膜トランジスタ型アクティブマトリクス方式に適用して実際にディスプレイを試作した。これによって、実用上十分な明るさとコントラストを有する、世界初の反射型カラ-ディスプレイを実現した。1.本研究の高輝度・低電力・反射型カラ-ディスプレイの実現の鍵は入射光の利用効率を極限まで高めることにある。この課題に対して各種の液晶セルについて高輝度光シャッタ-型表示としての最適条件を求めた。その結果、現在広く用いられてきたTN型の表示方式は明るさの点で問題があること、申請者らの提案による2層形ゲスト・ホストセルと相転移型ゲスト・ホストセルが明るく、コントラストも高いことを明らかにした。また、これらゲスト・ホスト型セルは視角依存性の点でも有利であることを示した。現在、駆動電圧を5V程度まで低下させ、より実用性の高い表示素子の実現を目指している。2.加法混色型の液晶ディスプレイの表示特性を決定する重要な因子は着色層(カラ-フィルタ)であるが、そのスペクトルの設計原理を、各種の光源を想定して検討した。光源には赤、緑、青の主波長にピ-クをもち、それができるだけ単色に近いものが望ましいが、反射型の場合には一般に必ずしもそのような条件は満足されない。このような場合には、着色層が赤、緑、青の3色を分離できることが重要な条件であり、最明色分光分布に近いものほど色純度と明るさが向上し、望ましい特性が得られることを示した。また、着色層と光源のスペクトルを最適設計すれば、CRTと同等かそれ以上の表示も可能であることなどを明らかにした。3.反射板の表面形状と反射光分布の関係を理論的に解析し、実験結果とよく対応することを確認した。現在、これに基づいて、反射光分布を最適化して明るいディスプレイを実現するための条件を検討している。なお、このようなディスプレイでは輝度が標準反射板より明るくなり従来の表色系が用いられなくなる。従って、新しい表色系を構築し、それに基づいて最適設計条件を明らかにすべく検討を行っている。1.反射板の表面の凹凸をフォトプロセスによって形成し、凹凸のパタ-ンと反射特性との関係を検討した。その結果、面方向のパタ-ンおよび段差に規則性が存在すると、特定の方向で干渉色が現われるため表示品位が著しく低下することを明らかにすると共に、干渉のない均一な散乱特性を得るためのパタ-ンの設計条件を明らかにした。2.マイクロカラ-フィルタの透過スペクトルを検討し、各色単独の明るさと彩度、および混色させた場合の明るさ、色相、彩度の最適化を行うための設計指針を明らかにした。3.液晶表示方式として、相転移型ゲスト・ホスト方式を採用し、その低電圧化、高コントラスト化をはかると共に、中間調表示を可能にするための検討を行い次のような成果を得た。(a)相転移型ゲスト・ホスト方式で、液晶分子のプレティルト角を45度以上に設定することによって、中間の安定状態とヒステリシスを解消させることに成功した。(b)後側の偏光子を必要とせず、中間調表示の容易な垂直配向型ECB方式を取り上げ、生産性の高い新しい配向法を開発して実用化の可能性を示した。4.色のマイクロカラ-

フィルタおよび相転移型ゲスト・ホスト方式を用いて、プロトタイプの反射型カラ-液晶ディスプレイを試作し、その特性を評価した。その結果、視角を+20度以内におさえれば標準白色板を凌ぐ明るさが得られることを確認した。5.上記の反射型カラ-液晶表示方式を、薄膜トランジスタ型アクティブマトリクス方式に適用し、任意画像の表示できるディスプレスを試作し、その表示特性を評価した。これによって、世界で初めて、実用上十分な明るさを有する反射型ディスプレイが実現された。
金属マトリックス複合材料の高温における破壊強度のマイクロメカニックス

航空,宇宙機器の先端構造材料として,繊維強化金属FRM(あるいは金属系複合材料MMC)が開発され,実用化されている.本研究ではMMCの高温における破壊強度を明らかにするために,理論解析と実験により介在物のマイクロメカニックスに関する研究を行い,以下の結果を得た.1.厚板に楕円体状介在物が存在し、上面加熱下面冷却される定常熱応力および無限体に1個の楕円体状介在物とらせん転位がある場合(完全接着と滑りを許した場合)の応力集中の干渉を弾性論に基づき厳密に解析し、応力分布,変位分布に及ぼす介在物の大きさ,形状比,横弾性係数比の影響を明らかにした.2.楕円孔を有する半無限板の面外曲げの問題を板理論に基づいて厳密に解析する方法を示し、モーメント集中係数、き裂になった場合の応力拡大係数を求めた。3.無限弾性体に楕円体状介在物と円環状き裂が存在し、1軸引張荷重を受ける場合を考え,解析をした。円環状き裂については厳密に解析でき応力拡大係数、き裂面の変位を明らかにした。4.MMCの熱応力の問題として,偏平回転楕円体状介在物をもつ厚板を考え、介在物に一定勾配を有する剪断-eigen歪を与えた問題を3次元弾性理論に基づいて厳密に解析し,応力分布,変位分布に及ぼす介在物の大きさ,形状比,横弾性係数比の影響を求めた.さらに,アイソパラメトリック2次要素を用いた境界要素法により楕円介在物を有する半無限板の解析を行い,介在物の境界で摩擦を伴うすべりを許した場合の非線形問題を解析し、応力集中を明らかにした.5.SiC粒子強化Al鋳造合金について高温破破断延性におよぼす熱サイクルの影響、静的破断機構のフラクトグラフィーによる評価を行った。また静的破断機構に及ぼす熱サイクルの影響を調べた。さらにSiC粒子強化Al鋳造合金複合材の単調および繰返し荷重下における力学特性に及ぼす熱サイクルの影響を実験および数値的な解析により研究し、強化粒子と熱サイクルおよび強化粒子と繰返し荷重の間の相互作用を明らかにした。航空,宇宙機器の先端構造材料として,繊維強化金属FRM(あるいは金属系複合材料MMC)が開発され,実用化されている.本研究ではMMCの高温における強度特性を明らかにするために,理論解析と実験により介在物のマイクロメカニックスに関する研究を行い,以下の結果を得た.1.厚板に楕円体状介在物が存在し、軸対称曲げ、1軸回りの曲げを受ける場合、および無限体に1個の楕円体状介在物とらせん転位がある場合(完全接着と滑りを許した場合)の応力集中の干渉を弾性論に基づき厳密に解析し、応力分布,変位分布に及ぼす介在物の大きさ,形状比,横弾性係数比の影響を明らかにした.2.無限弾性体に楕円体状介在物と円環状き裂が存在し、1軸引張荷重を受ける場合を考え,解析をした.円環状き裂についてはほぼ結果を得た。3.MMCの熱応力の問題として,偏長回転楕円体状介在物をもつ半無限体を考え、介在物に剪断-eigen歪を与えた問題を弾性理論に基づいて厳密に解析し,応力分布,変位分布に及ぼす介在物の大きさ,形状比,横弾性係数比の影響を求めた.

さらに,アイソパラメトリック2次要素を用いた境界要素法により楕円介在物の解析を行い,介在物の境界で摩擦を伴うすべりを許した場合の非線形問題を解析し、応力集中を明らかにした.4.SiC粒子強化Al鋳造合金について高温破破断延性におよぼす熱サイクルの影響、静的破断機構のフラクトグラフイーによる評価を行った。さらに静的破断機構に及ぼす熱サイクルの影響を調べた。超音波法を用いて微小表面き裂を非破壊的に測定する方法を開発し,水浸超音波法を用い後方反射波の最大振幅を測定することにより、100ミクロンのき裂を検知することが可能になった.5.Sic粒子強化AI鋳造合金について、繰り返し回転曲げ疲労実験を行い界面き裂の発生と進展特性を観察し、破壊起点が主に鋳造欠陥にあること、急速破壊は破壊靭性値以下で起きることなどを明らかにした。航空,宇宙機器の先端構造材料として,繊維強化金属FRM(あるいは金属系複合材料MMC)が開発され,実用化されている.本研究ではMMCの高温における破壊強度を明らかにするために,理論解析と実験により介在物のマイクロメカニックスに関する研究を行い,以下の結果を得た.1.厚板に楕円体状介在物が存在し、上面加熱下面冷却される定常熱応力および無限体に1個の楕円体状介在物とらせん転位がある場合(完全接着と滑りを許した場合)の応力集中の干渉を弾性論に基づき厳密に解析し、応力分布,変位分布に及ぼす介在物の大きさ,形状比,横弾性係数比の影響を明らかにした.2.楕円孔を有する半無限板の面外曲げの問題を板理論に基づいて厳密に解析する方法を示し、モーメント集中係数、き裂になった場合の応力拡大係数を求めた。3.無限弾性体に楕円体状介在物と円環状き裂が存在し、1軸引張荷重を受ける場合を考え,解析をした。円環状き裂については厳密に解析でき応力拡大係数、き裂面の変位を明らかにした。4.MMCの熱応力の問題として,偏平回転楕円体状介在物をもつ厚板を考え、介在物に一定勾配を有する剪断-eigen歪を与えた問題を3次元弾性理論に基づいて厳密に解析し,応力分布,変位分布に及ぼす介在物の大きさ,形状比,横弾性係数比の影響を求めた.さらに,アイソパラメトリック2次要素を用いた境界要素法により楕円介在物を有する半無限板の解析を行い,介在物の境界で摩擦を伴うすべりを許した場合の非線形問題を解析し、応力集中を明らかにした.5.Sic粒子強化Al鋳造合金について高温破破断延性におよぼす熱サイクルの影響、静的破断機構のフラクトグラフィーによる評価を行った。また静的破断機構に及ぼす熱サイクルの影響を調べた。さらにSic粒子強化Al鋳造合金複合材の単調および繰返し荷重下における力学特性に及ぼす熱サイクルの影響を実験および数値的な解析により研究し、強化粒子と熱サイクルおよび強化粒子と繰返し荷重の間の相互作用を明らかにした。
組織内不均一性を有するHER2陽性胃癌に有効な金ナノ粒子結合抗体薬物複合体の開発

抗体薬物複合体(antibody drug conjugate, ADC)は、抗体医薬に細胞障害活性を有する低分子医薬を結合させた新規治療薬であるが、組織内不均一性を有する胃癌に対してはその有効性を認めなかった。本研究では、金ナノ粒子を結合した抗体薬物複合体(Au-ADC)を作成し、HER2陽性・陰性それぞれの胃癌細胞株に対する治療効果とともに、HER2不均一性を有する胃癌細胞集団に対してもAu-ADCが治療効果を認めるか否かを、がん免疫の活性化やバイスタンダー効果などの観点から検証する。
心臓間質細胞の抗血管新生作用の原因遺伝子Xの発現制御分子機序の解明

これまで特性の多くが不明であったヒト心臓線維芽細胞が、共培養した様々なヒト血管内皮細胞のネットワーク形成を抑制することを見出した。これは心臓線維芽細胞が血管新生抑制作用をその特性として有することを示唆するものであり、ヒト心臓線維芽細胞の血管新生抑制作用の責任因子として、LYPD1の同定に成功した。LYPD1タンパク量を添加すると、心臓線維芽細胞がなくても血管内皮細胞のチューブ状構造を抑制したことから、LYPD1タンパク自体に血管新生抑制作用があると考えられた。本成果は、再生医療のみならず、LYPD1の血管新生抑制作用を抑えることで血管新生を誘導する新たな治療法開発など幅広い展開が期待される。平成28年度は、まず個体の発生から成熟過程での心臓におけるFactorXの発現の解析を行った。E15.5、E18.5、生後2日、2週齢、8週齢ラット心臓におけるFactorXの発現を定量的RT-PCRにて解析を行ったところ、この5群間では、2週齢ラット心臓でのFactorX発現が有意に高かったものの、血管新生が豊富な皮膚での発現と比較すると、いずれの段階での心臓におけるFactorXの発現は極めて高いことが明らかとなった。また生後2日目および8週齢ラット各々の心臓および皮膚(真皮層)より、線維芽細胞を単離し、新生仔ラット心臓由来CD31陽性血管内皮細胞と共培養を行ったところ、いずれの時期においても、心臓由来線維芽細胞は血管内皮細胞のネットワーク形成を著しく抑制することが明らかとなり、心臓線維芽細胞は、出生直後から成体に至るまで、FactorXの高発現を介して血管新生に対し抑制的に作用していると考えられる。次に、心筋梗塞モデルラット心臓におけるFactorXの発現を経時的に評価した。健常状態に比して、心筋梗塞後1日目の心臓では、正常皮膚と同等程度にFactorXの発現が一過性に有意に低下したものの、梗塞4日目および8日目には、再度上昇し、健常状態心臓と同等にFactorXの発現が観察された。このことは、FactorX抑制を介した、虚血に対する心臓の自己修復機構が十分でないことを示すものと考えられる。FactorX発現の性差について、成体ラット心臓を用いて定量RT-PCRを行い検討したところ、雌ラット心臓で有意にFactorXの発現の上昇が観察されたが、いずれも皮膚組織に比して極めて高いものであったため、心臓線維芽細胞は性差なくFactorXを高発現し、血管新生に抑制的に作用することが示唆された。平成28年度の研究計画として挙げた1)発生から成熟過程における心臓でのFactorX発現・局在解析と心臓線維芽細胞の抗血管新生機能評価、2)心筋梗塞後心臓におけるFactorX発現。局在解析と心臓線維芽細胞の抗血管新生機能評価、3)心臓のFactorXの発現性差評価と分子機序解明、に関してはほぼ研究が遂行され、1)に関しては、発生段階から成熟段階までFactorXが心臓で高発現して血管新生に抑制的に作用していること、2)に関しては、心筋梗塞後に一過性に心臓でのFactorXの発現が低下するものの、速やかに元の高発現レベルに回復することが明らかとなり、結果血管新生に対する抑制的な作用が虚血環境下でも維持されること、3)に関しては、心臓でのFactorXの発現に性差はあるものの、血管新生が豊富な皮膚に比してはいずれも高発現していることから、性差なく心臓線維芽細胞が血管新生に抑制的に作用しうることを見出していることから、順調に研究が進捗しているものと考える。平成29年度は、Factor X (以下LYPD1)の機能解析を行った。FLAG-LYPD1をpcDNA3.1vectorに挿入後、COS7細胞に遺伝子導入し、細胞抽出液より抗DYKDDDDK tag抗体マグネットビーズを用いてLYPD1リコンビナントタンパクを精製した。得られたタンパクを、FLAG抗体およびLYPD1抗体を用いてウェスタンブロット解析を行うと、同一サイズのバンドが検出されたことから、FLAG-LYPD1融合タンパクが精製されたと考えられた。ヒト皮膚線維芽細胞はLYPD1の発現が極めて低く、共培養したヒト臍帯静脈血管内皮細胞のネットワーク形成を促進することをこれまでに確認している。そこで同共培養環境にリコンビナントLYPD1を添加したところ、皮膚線維芽細胞による血管内皮細胞ネットワーク形成が抑制された。LYPD1の発現が高いヒト心臓線維芽細胞は、共培養するヒト臍帯静脈血管内皮細胞のネットワーク形成を抑制する一方、LYPD1の発現をsiRNAで抑制した心臓線維芽細胞との共培養では血管内皮細胞のネットワーク形成が回復することを確認している。そこで、siRNAでLYPD1発現を抑制したヒト心臓線維芽細胞とヒト臍帯静脈血管内皮細胞の共培養環境にリコンビナントLYPD1を添加したところ、再度血管内皮細胞のネットワーク形成が抑制されたことから、LYPD1に対するsiRNAを遺伝子導入したヒト心臓線維芽細胞における血管内皮細胞のネットワーク形成の回復は、LYPD1の発現の低下によるものであることが確認された。最後にヒト臍帯静脈血管内皮細胞をマトリゲル内で培養することで得られる管腔形成へのLYPD1タンパクの影響を評価したところ、LYPD1タンパクは、濃度依存性に血管内細胞の管腔形成を抑制したことから、LYPD1タンパク自体に血管新生抑制作用があることが確認された。