hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
標準模型を超える素粒子模型と新たな時空像

標準理論を超える素粒子模型についての研究では、超対称粒子が重い場合の超対称標準模型についての詳細な解析を行い、パラメータ間の微調整がある場合の効率的なパラメータ領域の同定方法を提案し、特に、ストップ粒子が重いにも拘らず他のスクォークが軽くなるパラメータ領域を見出した。また、ゲージ対称性がある場合の真空崩壊の崩壊率計算の定式化を行い、その結果を素粒子標準模型における電弱真空の安定性に関する研究に応用し、我々の住む電弱真空が不安定であることを示した。量子的にもつれた時空での輻射を詳細に検討し、それまで謎とされてきた加速する荷電粒子からの量子もつれに伴う輻射が、時空の量子もつれで説明できることを示すとともに、その結果をド・ジッター時空へと拡張し、加速宇宙での量子もつれについての議論を行った。宇宙論への応用について、古典的にスケールを持たないヒッグス模型の宇宙初期に関する研究を行い、電弱対称性の破れが過冷却を起こして、初期宇宙シナリオを大きく変えることを明らかにした。また、宇宙論にも長寿命粒子が存在する場合にその粒子が宇宙進化に与える影響に関して研究を行った。特に、長寿命粒子が引き起こす散乱過程を取り入れたビッグバン元素合成で生成される軽元素量の計算を行い、その結果が最新の軽元素量の観測結果と無矛盾であるという条件から長寿命粒子の残存量に対しての上限を得た。さらに、最近CIBER実験が約1μm程度の波長の宇宙背景赤外線スペクトルが標準的な予言よりも過剰であるという結果を公表したことを踏まえ、その過剰な赤外線が標準模型には含まれない粒子の崩壊によるというシナリオについて研究を行い、宇宙背景赤外線に大きな非等方性から厳しく制限されることを明らかにした。3つの課題について、それぞれ計画していた研究が順調に進み、当初目指していた成果が得られ、数多くの論文発表につながった。これまでの研究をさらに推進するため、1.電弱新物理の解明に基づくボトムアップ的研究、2.超弦理論に基づくトップダウン的研究、3.新物理に基づく宇宙進化史の研究について、研究代表者及び分担者がそれぞれ研究遂行の責任者になりつつ、連携研究者らとも協力しながらこれらの研究を有機的に進める。LHC実験において、新物理の兆候が見えない中、他の実験・観測の結果も踏まえながら、新物理についての研究を進め、それがもたらす宇宙進化史や、時空構造への示唆を考察する必要がある。そのため、他の理論研究班との連携を取りながら、理論関係の研究集会を開催する。また、海外から研究者を招聘し、共同研究を進めるとともに、国内外の国際会議・研究集会において、成果発表するとともに研究動向について情報収集をはかる。引き続き博士研究員を雇用し、これらの研究の補助にあたらせる。重心系のエネルギー13TeVで得られたLHC実験の結果に基づき、あるべき新物理及び時空像について、さらに研究を進める。近年のLHC実験の結果は、カラーを持った超対称粒子の質量は1TeV以上である可能性が高いことを示唆している。このような場合、グルーオンの超対称パートナー(グルイーノ)が長寿命となる可能性がある。これまでのLHCにおけるグルイーノ探索はグルイーノの寿命は十分短いとして行われることが多かった。我々は、トラック情報を用いたグルイーノの崩壊点再構成が標準模型からの背景イベント棄却に役立つことを明らかにした。この結果を用いると、崩壊点再構成を行わないグルイーノ探索と比べ、グルイーノ発見可能な質量領域が数100GeV広がることととなる。さらに、崩壊点再構成からグルイーノの寿命の測定が可能であることも明らかにした。これらは、将来の高輝度LHC実験に対して、重要な示唆を与えるものである。また、古典的スケール不変性をもつ標準模型を超える物理に基づく初期宇宙の研究を行った。このような理論では、電弱相転移が強い一次相転移となり、宇宙初期に極端な過冷却が起こる。その結果、電弱対称性はQCD相転移温度以下まで破れずに残り、QCD相転移が電弱相転移よりも先に起こる可能性がある。我々は、このような場合には、QCDカイラル対称性の自発的破れが湯川相互作用を通して電弱対称性の破れを引き起こし、その結果、宇宙初期のシナリオが大幅に変更されることを明らかにした。さらにこの時、全ての6つのクォークが質量をもたないため、QCDカイラル対称性の破れもまた一次相転移となり、将来の観測で検証可能な重力波が生成されることを示した。本研究で推進する電弱新物理の解明に基づくボトムアップ的県境、及び新物理に基づく宇宙進化史の研究について、順調に新たな知見を得ることが出来たため。

宇宙論への応用について、古典的にスケールを持たないヒッグス模型の宇宙初期に関する研究を行い、電弱対称性の破れが過冷却を起こして、初期宇宙シナリオを大きく変えることを明らかにした。また、宇宙論にも長寿命粒子が存在する場合にその粒子が宇宙進化に与える影響に関して研究を行った。特に、長寿命粒子が引き起こす散乱過程を取り入れたビッグバン元素合成で生成される軽元素量の計算を行い、その結果が最新の軽元素量の観測結果と無矛盾であるという条件から長寿命粒子の残存量に対しての上限を得た。さらに、最近CIBER実験が約1μm程度の波長の宇宙背景赤外線スペクトルが標準的な予言よりも過剰であるという結果を公表したことを踏まえ、その過剰な赤外線が標準模型には含まれない粒子の崩壊によるというシナリオについて研究を行い、宇宙背景赤外線に大きな非等方性から厳しく制限されることを明らかにした。3つの課題について、それぞれ計画していた研究が順調に進み、当初目指していた成果が得られ、数多くの論文発表につながった。LHC実験の進捗に基づき、電弱新物理の解明に基づくボトムアップ的研究を進める。特に、超対称粒子が重いシナリオにおける超対称理論の研究を推進する。また、超弦理論に基づくトップダウン的研究を進め、LHC実験や宇宙観測へのインパクトを議論する。さらに、新物理に基づく宇宙進化史の研究を強力に進める。これまでの研究をさらに推進するため、1.電弱新物理の解明に基づくボトムアップ的研究、2.超弦理論に基づくトップダウン的研究、3.新物理に基づく宇宙進化史の研究について、研究代表者及び分担者がそれぞれ研究遂行の責任者になりつつ、連携研究者らとも協力しながらこれらの研究を有機的に進める。LHC実験において、新物理の兆候が見えない中、他の実験・観測の結果も踏まえながら、新物理についての研究を進め、それがもたらす宇宙進化史や、時空構造への示唆を考察する必要がある。そのため、他の理論研究班との連携を取りながら、理論関係の研究集会を開催する。また、海外から研究者を招聘し、共同研究を進めるとともに、国内外の国際会議・研究集会において、成果発表するとともに研究動向について情報収集をはかる。引き続き博士研究員を雇用し、これらの研究の補助にあたらせる。重心系のエネルギー13TeVで得られたLHC実験の結果に基づき、あるべき新物理及び時空像について、さらに研究を進める。
生物活性化合物を発掘する超高感度ケミカルバイオセンシング技術の新規開発

本研究課題では、ペプチドタグと結合する蛍光分子提示型プローブを独自に設計・作製すると共に、それらプローブとペプチドタグ融合タンパク質で構成するハイブリッド複合体の形成により、生物活性化合物とタンパク質の特異的相互作用を蛍光検出するケミカルバイオセンシング技術の開発に取り組んだ。そして現在、ハイブリッド複合体形成の確認およびそれらの利用による高感度検出原理の有用性等の検証に至っている。これまで、微生物や植物から抽出される天然化合物は、有機合成的手法により再現することが難しいユニークな構造を有することもあり、創薬候補として有望視されてきた。その一方、天然化合物をライブラリー化し、あらゆる創薬候補のスクリーニングに必要な質と量を確保することは極めて困難であることも事実である。それゆえ、各種プレートやスライド上に固定化した極微量の化合物と標的タンパク質との相互作用を高感度に検出する新たな原理の創出は、より多くの創薬候補を発掘するスクリーニング基盤技術の確立において必要不可欠である。そして、本研究課題では、極微量の化合物と標的タンパク質との特異的相互作用を検出する“超高感度ケミカルバイオセンシング技術"の開発を目指し、前年度に引き続き、タンパク質合成システムにより試験管内で発現させたタンパク質と蛍光分子提示型プローブで構成されるハイブリッド複合体の各種評価に取り組んだ。特に、前年度に見出したペプチドタグを融合した各種タンパク質を試験管内で合成できることを明らかにしただけでなく、それらペプチドタグを介することで、融合タンパク質とプローブで構成されるハイブリッド複合体を短時間かつ効率的に合成できることを見出した。さらに、本研究の一部を、シンポジウムなどにおいて紹介することで、本技術開発の問題点を解決する貴重な意見を得ることもできた。そして、現在は、これまでに得られた実験的情報を基に、本技術の早期確立を目指して取り組んでいる。本研究課題では、「試験管内タンパク質合成システムにより調整した標的タンパク質」と「蛍光分子提示型プローブ」による「ハイブリッド複合体」の形成を利用することで、各種プレート上に固定化した微量化合物と標的タンパク質の相互作用を特異的に検出する「超高感度ケミカルバイオセンシング技術」を開発する。そして、従来の蛍光検出法の問題点を解決した本技術により、これまでに見落とされてきた化合物と標的タンパク質の特異的相互作用を探索することで、新たなバイオプローブ・創薬シーズ候補を創出する「生物活性化合物スクリーニング基盤技術」として確立することを目指している。当該年度では、蛍光分子提示型プローブとそれらと複合体を形成するための各種ペプチドタグを化学的に合成した。そして、SPRやゲルシフトアッセイにより、それら複合体の安定性を評価したところ、複合体形成に最適な配列を新規に見出すことができた。さらに、今回最適化したペプチドタグを融合した各種タンパク質を設計すると共に、試験管内タンパク質合成システムによる調整条件の検討にも着手している。また、今回の成果の一部は、フォーラムや研究会などにおいて発表することで、本研究課題の有用性を示すだけでなく、今後の問題点などについて検討する機会を得ることができた。そして現在、これまでに得られた知見を活かし、本技術の開発と検証を推進すると共に、それらに関連する要素の特許化を視野に入れて取り組んでいる。近年、疾患原因であるタンパク質に対して特異的に結合し、その生理機能を阻害する新たな化合物を探索するため、天然/合成化合物で構成した大規模なライブラリーが活用されている。特に、それら化合物を固定化したプレート/アレイを利用して、目的の生物活性化合物を探索するスクリーニング法は、ケミカルバイオロジー研究および医薬品候補の創出において威力を発揮している。その一方、希少性の高い極微量の化合物が固定化されていることから、標的タンパク質との微弱な相互作用を網羅的に検出することは困難であるため、それら相互作用を高感度に検出する新たな技術の開発が期待されている。そこで、当該年度も、試験管内で合成した標的タンパク質と蛍光分子提示型プローブによるハイブリッド複合体の形成を利用したケミカルバイオセンシング技術の開発に取り組んだ。特に、前年度、ペプチドタグを融合した各種タンパク質の試験管内合成が可能であること明らかにしたものの、それらの発現量が低いことが問題となった。そこで、試験管内翻訳に利用するmRNAの精製度・量などの最適化、翻訳の時間・温度などの条件を再検討することで、各種タンパク質の発現量の増加を試みた。さらに、標的タンパク質との融合部位の配列を改変することで、様々な分子量のタンパク質の発現も可能となった。そして、現在、標的タンパク質と蛍光分子提示型プローブによるハイブリッド複合体の形成の基礎を確立している。さらに、本研究課題の成果の一部は、シンポジウムなどにおいて発表することで、本技術の有用性と更なる可能性について議論することもできた。そして、これまでに得た知見を活かし、微量化合物ータンパク質相互作用の高感度検出の実現と特許化に向けて取り組んでいる。生物分子科学当該年度は、ペプチドタグを融合したタンパク質を試験管内で合成できることを明らかにすると共に、それら融合タンパク質とプローブで構成されるハイブリッド複合体を短時間かつ効率的に合成する条件を見出すに至った。しかし、融合タンパク質の合成効率は、予想よりも低くいことも判明したため、ペプチドタグ配列の改変およびタンパク質との融合条件などの検討に取り組む必要性があった。

当該年度は、蛍光分子提示型プローブとそれらと複合体を形成するための各種ペプチドタグを化学的に合成すると共に、SPRやゲルシフトアッセイにより、それら複合体の安定性を評価した。その結果、複合体形成に最適な新規配列を見出すことに成功した。さらに、今回最適化したペプチドタグを融合した各種タンパク質の設計と構築にも至っている。また、これまでの研究成果の一部は、フォーラムや研究会などにおいて発表することで、本研究課題の特徴、有用性、発展性、今後の問題点などについての新たな知見を得ることができた。それゆえ、本研究課題は、おおむね計画通りに進展していると考えられる。今後は、試験管内におけるペプチドタグ融合タンパク質の発現効率を更に向上させると共に、それら融合タンパク質と蛍光分子提示型プローブで構成されるハイブリッド複合体の形成条件を最適化していく。さらに、各種プレート表面に固定化した極微量の化合物と標的タンパク質との特異的相互作用を蛍光検出することで、従来法と比べて、低濃度かつ高感度に検出・同定できることを証明し、本技術の特許化も視野に入れて取り組む計画である。今後は、試験管内タンパク質合成システムにより、ペプチドタグを融合した標的タンパク質の調整と、蛍光分子提示型プローブとの複合体の形成に最適な条件を決定する。そして、各種プレート上に固定化した化合物と標的タンパク質の相互作用の蛍光検出を試み、従来の検出法と比較することで、本技術の有用性などを検証し、目標とする「超高感度ケミカルバイオセンシング技術」の確立とその特許化を目指して取り組む。当該年度は、ペプチドタグを融合した各種タンパク質を合成し、それら融合タンパク質と蛍光分子提示型プローブとの複合体の各種評価に取り組んできた。しかし、目的の融合タンパク質の合成効率が予想よりも低くいことが判明したため、ペプチドタグ配列の改変および標的タンパク質との融合条件などの検証に取り組む必要性があった。その結果、研究計画を一部変更すると共に、未使用額が生じた。次年度使用額の使用計画としては、現在の問題を早期に解決し、本研究課題の目的を達成するために必要な実験用試薬の購入に充てる。具体的には、DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、無細胞タンパク質合成液、蛍光分子提示型プローブの合成試薬などである。また、本研究課題で得られた成果を国内外のシンポジウムや研究会などで発表するための旅費など、誌上発表するための論文投稿費などとしても使用していく計画である。当該年度は、研究計画において大きな問題もなく、効率的に研究が進展したことで、未使用額が生じた。そこで、その未使用分と合わせた次年度の研究費により、各種タンパク質をコードするcDNAの合成に利用するDNAポリメラーゼなど、それらタンパク質の試験
米の品質とその特性解析に関する研究

1.栽培イネの種子寿命の品種間差異を検討した。その結課、種子寿命はインド型品種が最も長く、ジャバ型、日本型の順に減じた、インド型では品種群間の変異が大きく、原産地により大別するとIR系統のフィリピン産品種群やAUS.BORO系統のインド・スリランカ産品種群は優れ、日本型の陸稲に似た大粒種である中国北部系の品種群は劣った、日本型品種では、陸稲品種は水稲品種より長命であった。また水稲品種では早生種が最も長く、次いで中生種、晩生種は3ヶ月目の値でみると早生種の3分の1程度であった。2.胚乳形質突然変異系統の種子寿命を検討し、併せて種子休眠牲との相関を求めた。その結果、うるち系統内では、母本種及びdull系統は種子の休眠度,寿命ともに大きい群に属した。粉質・巨大胚の両系統は種子の寿命、休眠性ともに小さい群、心白系統は種子の寿命が比較的に大きいが、休眠度は弱い群にそれぞれ区分された。また、もち系統はdull系統と粉質系統の中間に位置付けられた。3.休眠性の異なる品種を用いて、生育時の日長条件が種子の休眠牲・寿命に及ぼす影響について検討した。その結果、休眠性は長日処理で得た種子に比べて短日処理で得たものほど高かった。また、この傾向は若令期処理で得た種子ほど低かった。種子寿命は長日処理を与えた種子に比較して短日処理を与えた種子で短命であった。4.穎果の着生位置と米の品質形成との関係について検討し、併せて穎果の特性評価を行った。その桔果、米粒の大きさ・形状及び無機成分含量から評価して、一次・二次枝梗の先端粒は他の位置に比べて特異的な位置と分類した。5.窒素溶出速度の異なる3種の緩効性肥料を用いて水稲の登熟と品質に及ぼす影饗について検討した。その結果、玄米のタンパク質と食味値ば溶出速度の遅速に影響され、溶出速度が速いものは玄米のタンパク質を低下させ、食昧値を増大させた。この傾向は施肥量が増すとともに高まった。1.栽培イネの種子寿命の品種間差異を検討し、併せて種子形質との相関を求めた。(1).品種群と種子寿命との関係:種子寿命はインド型品種が最も長く、ジャバ型、日本型の順に減じた。インド型では品種群間の変異が大きく、原産地により大別するとIR系統のフィリピン産品種群やAUS・BORO系統のインド・スリランカ産品種群は優れ、日本型の陸稲に似た大粒種である中国北部系の品種群は劣った。日本型品種では、陸稲品種は水稲品種より長命であった。また水稲品種では早生種が最も長く、次いで中生種、晩生種は3ケ月目の値でみると早生種の3分の1程度であった。(2).平衡水分と種子寿命との関係:吸湿と放湿との差、いわゆる履歴効果による平衡水分値の差を求めて種子寿命との関係を求めた。種子寿命は平衡水分値の差が小さい品種群ほど種子寿命は優れることを認めた。

2.胚乳形質突然変異系統の種子寿命を検討し、併せて胚乳形質との関係を求めた。(1).胚乳形質と種子寿命との関係:うるち系統内では、母本種及びdull系統が最も種子寿命が長く、次いで心白系統,粉質・巨大胚の両系統は短く母本種のほぼ半分であった。(2).米粒比重と種子寿命との関係:米粒比重が低い系統ほど種子寿命が短かった。Porousな白色不透明部を持つ心白及び粉質の両系統は発芽能力の喪失が速いと解釈される。巨大胚系統の種子寿命は心白系統のものに比較して劣った。巨大胚系統の胚乳充実度は心白系統に比へ一層良好である。このことは、胚の大きさも種子寿命に少なからず影響することを示唆するものであった。(3).種子休眠性と種子寿命との関係:うるち系統内では、母本種及びdull系統は種子の休暇度、寿命ともに大きい群に属した。粉質・巨大胚の両系統は種子の寿命、休暇性ともに小さい群、心白系統は種子の寿命が比較的に大きいが、休暇度は、弱い群にそれぞれ区分された。また、もち系統はdull系統と粉質系統の中間に位置付れられた。1.休眠性の異なる栽培イネ品種(日本型品種:休眠性弱い越路早生、休眠性強いコシヒカリ、インド型品種:休眠性強いDharial)を用いて、登熟環境とくに生育時の日長条件が種子寿命に及ぼす影響について検討し、併せて種子形質との相関を求めた。(1).日長条件とイネの生育状況との関係を求めた結果、主稈葉数は短日処理により減少し、長日処理により増加し、とくに7葉期・9葉期に処理した場合この傾向が強かった。主稈長は両処理により増大したが、この割合は長日処理に比較し短日処理で一層大きかった。(2).日長条件とイネの登熟状況との関係を求めた結果、短日処理はいずれの時期も不稔を多発させ、死米の発生も12葉期・出葉期の処理で顕著に高めた。この結果、短日処理は完全米の割合を著しく低下させ、出穂期処理では40%ほどであった。米粒の大きさは短日・長日の両処理により増加するが、この割合は長日処理に比べ短日処理で大きく、また若令期処理ほど大きかった。(3).日長条件と発芽特性との関係を求めた結果、成熟時の発芽率は若令期処理で得た種子ほど低く、また長日処理で得た種子に比べて短日処理で得たものほど高かった。遺伝的に休眠性の強いDharialは成熟時に両処理区ともに発芽が認められなかった。貯蔵時の発芽率は長日処理を与えた種子に比較して短日処理を与えた種子で低かった。このことは休眠性の大きいものほど、発芽能力の喪失が遅いと解釈され、生育過程で獲得された生理的要因が種子寿命を支配していることが明からにされた。2.窒素溶出速度の異なる3種の緩効性肥料を用いて水稲の登熟と品質に及ぼす影響について検討した。(1).収穫指数、登熟歩合及び粒重は窒素溶出速度の種類やその施肥量に影響されなかった。(2).玄米のタンパク質と食味値(Mg*K/N)は窒素溶出速度に影響され、溶出速度が速いものはタンパク質を低下させ、食味値を増大させた。この傾向は施肥量が増すとともに高まった。
ハイスループット探索を用いた難治性神経芽腫のがん幹細胞標的療法の開発

神経芽腫に発現している幹細胞マーカーCD133は、細胞の分化の抑制、造腫瘍能を更新させる機能を持つとともに、神経芽腫幹細胞を多く含むスフェアで発現が上昇する事が明らかになった(ONCOGENE,2011)。そこで、神経芽腫スフェア特異的に発現する転写因子の網羅的な探索を行った結果、転写因子TFXの発現がスフェア特異的に上昇することを明らかにした。TFXはCD133のプロモーターに直接結合して発現誘導するだけでなく、細胞の増殖および造腫瘍性の亢進、神経芽腫スフェア形成の効率の上昇に寄与した。これらの結果から、TFXが神経芽腫のがん幹細胞性の維持に関わっていることが示唆された。神経および脳腫瘍の幹細胞マーカーであるCD133の発現量は、神経芽腫の幹細胞が濃縮される浮遊細胞塊(以下スフェア)において発現誘導が見られた。また、CD133を発現した神経芽腫細胞では、細胞の分化に関わる受容体分子RETの発現が、p38MAPKおよびAKTのシグナル活性化を介して抑えられることが明らかとなった。また、CD133を過剰発現するとスフェア内での細胞の生存率の上昇が見られ、CD133はがん幹細胞の維持重要な役割を持つことが示唆された。このことから、神経芽腫幹細胞においてCD133が発現誘導されており、その結果分化が抑制され、CD133は神経芽腫の悪性化に寄与していることが示唆された。この結果は22年度中に論文を作成し、Oncogene誌に投稿し、掲載された(Oncogene, 2011,(30)97-105)。CD133の発現調節領域は5つ報告されており、それらのうち神経芽腫のスフェアで特異的に使用されている領域は、がん幹細胞の性質に重要であると考えられる。そこで神経芽腫スフェアで使用されている発現調節領域を明らかにするため、PCR法によって開始エクソンを解析した。その結果、神経芽腫のスフェアでは開始コドンの8kb上流に存在するプロモーターP1が特異的に使用され、転写が誘導されていることが明らかとなった。現在はその領域(1.1kb)の中で重要な領域の特定と、そこに結合する転写因子の探索を行なっている。神経および脳腫瘍の幹細胞マーカーであるCD133は、神経芽腫の幹細胞が濃縮される浮遊細胞塊(以下スフェア)培養において発現が誘導された。この結果はOncogene誌に掲載された(Oncogene,2011,(30)97-105)。また、そのプロモーターP1領域に結合する転写因子の発現量をスフェア形成前後で比較したところ、スフェアのみで発現量の増加する転写因子を1つ同定した。その転写因子を神経芽腫細胞で過剰発現または発現抑制をおこなうことで、発現量に応じてスフェア形成が誘導されることから、転写因子はCD133の発現を介して神経芽腫の幹細胞性を制御していることが明らかになった。神経および脳腫瘍の幹細胞マーカーであるCDI33は、神経芽腫の幹細胞が濃縮される浮遊細胞塊(以下スフェア)培養において発現が誘導された。このことから、神経芽腫幹細胞においてCD133が発現誘導されており、その結果分化が抑制されぐCDI33は神経芽腫の悪性化に寄与していることが示唆された。

この結果はOncogene誌に掲載された(Oncogene, 2011,(30)97-105)。また、神経芽腫スフェアではCD133の5つのプロモーターのうち、プロモーターPlが特異的に使用され、転写が誘導されていることが明らかとなった。また、そのプロモーターPl領域に結合する転写因子を1つ同定した。その転写因子を神経芽腫細胞で過剰発現または発現抑制をおこなうことで、発現量に応じてスフェア形成が誘導され、in vitro, in vivoにおける細胞増殖は促進された。さらに転写因子のCD133のプロモーターP1への直接結合が観察され、神経芽腫のスフェア形成において、転写因子はCD133の発現を介して神経芽腫の幹細胞性を制御していることが明らかになった。スフェア形成時および転写因子を発現させた神経芽腫では、CD133のプロモーターP1におけるピストン修飾は、コントロールの細胞に比較して活性化されており、転写因子は何らかの機構でエピジェネティックな変化を誘導することが示唆された。23年度の実施計画であった、CD133の転写制御に重要なプロモーター領域の特定および、その領域を制御するCD133の転写を制御する因子の同定に成功した。また、その転写因子を発現または抑制することで、神経芽腫細胞の幹細胞性を制御することを明らかにできた。これらのことから、神経芽腫の幹細胞性を制御するメカニズムの一つを解明でき、23年度の目的をおおむね達成できたと考えられる。本研究で、23年度までに同定された転写因子は、エピジェネティックな制御を介してがん細胞の幹細胞性を制御しているものと考えられる。そこで、転写因子と発現量が一致するエピジェネティックな因子を探索するとともに、免疫沈降などを用いて結合の有無を確認する。また、がんの幹細胞性に関わるスフェア形成関連に重要な遺伝子は他にも存在することが予想されるため、より腫瘍に近い初代培養を用いて、スフェア特異的な遺伝子について網羅的解析を行なって行く予定である。
大気汚染物資による西日本地区における腐食調査と対策

(1)西日本地区における構造物,文化財の腐食損傷および最近深刻化している森林枯れについて専門家から聞き取り調査した。文化財への影響では,奈良東大寺大仏殿の国宝八角灯籠(金めっきを施した銅製)が,ごみ焼却によって発生する塩素系物資による腐食のほか,硫黄酸化物による酸性雨腐食を起こしている。森林枯れでは,岡山県,広島県,山口県の高速道路沿いの松枯れが激しい。広島大学・中根教授によれば,酸性降下物が松に付着し,霧や夜露に溶け込んだ大気汚染物資が松の光合成機能を低下させ,衰弱した松は松食虫によって侵され易くなる。(2)山口県各地において,雨水pH測定を実施した。山口大学工学部ではpH4.386.25,秋芳町ではpH4.72,日置町ではpH4.385.79であり,日本海側の日置町で採取した雨水の酸性化が顕著であった。(3)人工酸性雨による腐食試験では,鉄鋼の酸性雨腐食に及ぼす太陽光によるさびの光触媒効果について検討した。太陽光の代わりに紫外線を照射した。さびた鉄では,紫外線照射によって腐食は2540%促進され,さびの量が増えるほどさびの光触媒効果が大きくなる。電気化学アノード分極曲線の測定からさびの光触媒効果が確認された。7日間腐食試料では,0mVまでの分極により0.3A/cm^2の光応答電流が流れる。これらの結果をもとに,鉄鋼の酸性雨腐食に及ぼす太陽光によるさびの光触媒効果の機構について提案した。(1)西日本地区における建造物・文化財の腐食の実態調査では、構造物・文化財のほか、最近深刻化している森林枯れについても調査した。文化財への影響については大阪府公害監視センターの辻野主任研究員からの聞き取り調査であるが、奈良東大寺大仏殿の国宝八角灯籠(銅に金メッキを施した金銅製)が、ごみ焼却によって発生する塩素系物質による腐食のほか、硫黄酸化物による酸性雨腐食を起こしている。森林枯れについては岡山県、広島県、山口県の主に高速道路沿いを調査した。その結果、岡山自動車道の有漢ICと高梁IC付近、山陽自動車道の広島県内の八幡PAから奥屋PAの間、沼田PAから大竹ICの間、山口県内の山口南IC付近で松枯れが激しい。広島大学総合科学部の中根周歩教授からの聞き取り調査では、酸性降下物が瀬戸内海側で松に付着していることが認められ、霧や夜霧に溶け込んだ大気汚染物質が松の光合成機能を低下させ、衰弱した松は松食い虫に侵され易くなる。(2)大気汚染物質の濃度の測定では、山口大学工学部、山口県秋芳町、日置町の3ヵ所で採取した雨水のpH測定を実施した。山口大学工学部ではpH4.386.25、秋芳町ではpH4.72、日置町ではpH4.835.79で、日本海側の日置町で採取した雨水の酸性化が顕著であった。(3)人工酸性雨による腐食試験では、炭素鋼の腐食に及ぼす太陽光照射の影響について検討した。太陽光の代わりに紫外線を照射し、照射しない場合と比較した。pH3.04.0の人工酸性雨中での浸漬試験、電気化学測定試験(平成9年度化学研究費で購入した装置を使用)において、浸漬3日目から紫外線照射が腐食を促進した。腐食の促進はpH3.5の人工酸性雨の場合7日間浸漬で約25%増しであった。腐食の促進度合いは浸漬時間とともに大きくなった。さびの度合いが浸漬時間とともに増加することから、紫外線の腐食への影響は、さび(Fe_2O_3)の光触媒効果が考えられ、次年度もさらに検討する。(1)西日本地区における腐食の実態調査では,他機関で実施した分析データを収集した。

先ず,広島市衛生研究所環境科学部・山水敏明氏からは,広島市の酸性雨モニタリング調査データ集(昭和62年6月平成6年3月)と広島市の浮遊粒子物質・降下ばいじん量調査データ集(昭和59年度平成5年度)である。また,広島市工業技術センター第2研究室・山嵜勝弘氏からは,中国重慶市と広島市の共同研究(19951998年)結果をまとめた防錆皮膜に及ぼす酸性雨の影響と防錆仕様の確立(第1報)及び防錆皮膜に及ぼす酸性雨の影響と防錆仕様の確立(第2報,屋外暴露試験と腐食生成物の分析),自然暴露試験試料の腐食原因の解析である。これらは,中国重慶市と広島市での暴露試料の腐食度を測定し,さらに表面生成物を解析したものである。(2)人工酸性雨による腐食試験では,鉄鋼の酸性雨腐食に及ぼすさびの光触媒効果について検討した。太陽光の代わりとして紫外線を照射し,照射しない場合と腐食量を比較した。平成10年度は短波長として波長265nm,平成11年度は長波長として波長365nmの光照射について検討した。人工酸性雨(pH3.04.0)中での腐食試験(3,5,7日間)と電気化学測定試験(装置は平成9年度科学研究費で購入したものを使用)を行った。両試験とも,さびた試料に光照射した。さびた鉄では,紫外線照射により腐食は2530%促進された。これは腐食におけるさびの光触媒効果と考えられる。得られた結果を元に,鉄鋼の酸性雨腐食に及ぼすさびの光触媒効果の機構を提案した。本研究成果を第45回材料と環境討論会(1998年8月,金沢工業大学)に発表し,材料(日本材料学会論文誌)に論文投稿した。平成10年度の研究では,得られた結果を元に,鉄鋼の酸性雨腐食に及ぼすさびの光触媒効果の機構について提案した。そこで平成11年度の研究では,その機構をさらに明確にするために,さびの量を増やした鉄鋼試料を用いて,酸性雨腐食に及ぼすさびの光触媒効果について検討した。前年度同様,太陽光の代わりとして紫外線を照射し,照射しない場合と腐食量を比較した。照射に用いた光の波長は365nmである。人工酸性雨(pH3.04.0)中での腐食試験と電気化学測定試験(装置は平成9年度科学研究費で購入したものを使用)を行った。腐食試験は,試料を3,5,7日間人工酸性雨中に浸漬しさびを生じさせ,その後同じ期間だけ紫外線照射したものとしなかったものの腐食量を測定した。さらにその腐食量から3,5,7日間人工酸性雨中に紫外線を照射せずに浸漬したときの腐食量を差引き,紫外線照射の影響を調査した。電気化学測定は,試料表面を腐食試験のときと同様に腐食した後,ポテンショスタットを用いて自然電位からアノード及びカソード分極曲線を別々の試料を使って測定した。紫外線照射は分極測定中も行った。さびた鉄鋼では,紫外線照射により腐食は40数%促進され,さびの量が増えるとさびの光触媒効果が大きくなると考えられる。紫外線照射と照射なしのアノード分極曲線から両者の差を求め,これを光応答電流とすると,7日間腐食試料で0mVまで分極すると0.3A/cm^2の光応答電流が流れることが明らかになった。さびのX線解析の結果,すべての試料でγ-FeOOHとFe_2O_3が生成していることが確認された。しかし,これら2種類のさびが光触媒としてどのように作用するのかは,本研究では明確ではない。
機能的リンパ管及びリンパ節の再生誘導

本研究は機能的リンパ管とリンパ節の再生機序を明らかにすることを目的として、1移植リンパ節の形態学的解析、2創傷モデルを用いたリンパ管マーカー陽性細胞の形態・機能解析、の2つのモデルを用いて研究を進めてきた。30年度、1に関しては前年度に引き続き、リアルタイムPCRを用いて種々の因子の発現を移植後2週から4週にかけて経時的に解析した。昨年度報告したとおり、移植後2週間目でリンパ管新生因子VEGFcや血管新生因子Angiopoietin2等の発現が上昇していた。また、そのほか血管・リンパ管新生に関与する因子であるNotch1、HGF、PDGFb、VEGFa等を調査した。その結果、全ての因子において、移植後2週目には変化がなく、移植後4週目には減少していた。これは、移植後4週目にリンパ節が矮小化する事が一つの要因では無いかと推察された。また移植リンパ節は移植後7週目で大きさは通常サイズに戻るものの、内部を組織学的に観察するとリンパ球の住み分けなどが乱れていた。しかし移植後6ヶ月後に観察すると正常のリンパ節の構造に回復していた。このことから、移植リンパ節の再生には数ヶ月程必要な可能性が示唆された。2に関しては、前年同様にpodoplanin中和抗体を用いた機能阻害実験を行い、さらにPDPNを阻害する事での細胞内シグナル伝達経路への影響を調査した。その結果、podoplaninを阻害する事で細胞内シグナルタンパク質の一部でリン酸化が阻害される可能性が示唆された。本研究は、機能的リンパ管とリンパ節の再生の機序を明らかにすることを目的として、1移植リンパ節の形態学的解析、2創傷モデルを用いたリンパ管マーカー陽性細胞の形態・機能解析、の二つのモデルを用いて研究を進める。1:以前の研究で移植リンパ節は移植後4週間目でリンパ管が開通する事が分かっている。そこで、リンパ管新生を起こす種々の因子の発現をreal time PCR法を用いて定量化した。その結果、リンパ管内皮細胞増殖因子の発現が移植後3週目まで有意に高かった。また以前の研究で移植リンパ節は移植後4週目で矮小化してしまうが、7週目までに正常なリンパ節とほぼ同じ大きさになることが分かっていた。そこで移植後7週目のリンパ節の構造がどのようになっているのかを免疫組織化学的に検索した。その結果、移植後7週目では正常リンパ節と比較して細胞の住み分けが乱れていた。さらに移植後6ヶ月の移植リンパ節をを観察したところ、大きさ、細胞の住み分け共に正常リンパ節と差異は確認できなかった。2:現在までに創傷部にリンパ管マーカーの1つであるpodoplaninを発現した間質細胞が多数出現することが分かっている。そこで多重免疫染色法を用いてpodoplanin陽性細胞がどのような性質を持っているのかを検索した。その結果、podoplanin陽性細胞はケモカインを発現していることが分かった。また、podoplanin陽性細胞の周囲にCD68陽性細胞が多数集まっていることも分かった。さらにreal time PCR法によってpodoplaninとケモカインの発現量を定量したところ、どちらも受傷後1日目に最も発現が高くなり受傷後3日目には有意差はほとんど無かった。以上の結果よりpodoplanin陽性細胞はケモカインを発現することでCD68陽性細胞を呼び寄せる役割を担っている可能性が示唆された。1移植リンパ節の形態学的解析:移植リンパ節を多重免疫染色した結果、T細胞、B細胞及び細網細胞の分布が経時的に変化することが明らかになった。また、発現因子をPCR法により検討した結果、幾つかの因子において有意に差があることが分かった。2創傷モデルを用いたリンパ管マーカー陽性細胞の形態・機能解析:PCR法を用いた発現因子の解析を行い、幾つかの因子が有意に差があることが分かった。また、podoplanin陽性細胞周囲に集まる細胞の一部を明らかにすることができた。以上の結果より、おおむね順調に進展していると考える。本研究は、機能的リンパ管とリンパ節の再生機序を明らかにする事を目的として、1移植リンパ節の形態学的解析、2創傷モデルを用いたリンパ管マーカー陽性細胞の形態・機能解析、の2つのモデルを用いて研究を進めている。本年度は主に2のモデルに関して重点的に進展させた。現在までに創傷部位にリンパ管マーカーの1つであるpodoplaninを発現する細胞が現れ、これらの細胞が種々のケモカインを発現する事で様々な炎症性の細胞を呼び寄せる事を示唆するデータを得ていた。そこで本年度はまず、podoplanin陽性細胞の正体を突き止めるために種々のマーカー分子に対する抗体を用いた多重免疫染色を行った。その結果、podoplanin陽性細胞の多くは線維芽細胞様の細胞である事が分かった。さらにpodoplanin分子が持つ血小板結合領域を特異的に認識する抗podoplanin抗体を用いてpodoplaninの機能抑制を試みた。先ず抗podoplanin抗体の投与量及び投与時期を検討した結果、中和抗体を受傷直後に投与する事で最も効率が良いことが分かった。次に抗podoplanin抗体の動態を調査した結果、創傷部に投与した抗podoplanin抗体が到達していることが確認出来た。そこで創傷部でのケモカインの発現量をreal-time RT-PCR法を用いて定量したところ、抗podoplanin抗体投与群はコントロールと比較してCCL2の発現量が有意に減少していた。

さらに、創傷部に集まる炎症性細胞のうちCD68陽性細胞数も抗podoplanin抗体投与群の方が有意に減少していた。以上の結果から、podoplanin分子が炎症性の細胞、特にCD68陽性細胞の遊走に関わっている可能性が示唆された。1GFP動物を用いて移植リンパ節へ流入する細胞動態を追跡する予定であったが、遺伝子組換え動物の飼育スペースの問題などで本年度は見送った。2上記の理由から創傷モデルの解析に重点を置き、中和抗体を用いた機能阻害実験を試み、幾つかの因子について有意な差を得ることが出来た。このことからpodoplanin分子の役割の一端を明らかにすることができた。以上の事から、1に関してやや遅れていると考える。本研究は、機能的リンパ管とリンパ節の再生機序を明らかにすることを目的として、1移植リンパ節の形態学的解析、2創傷モデルを用いたリンパ管マーカー陽性細胞の形態・機能解析、の2つのモデルを用いて研究を進めている。29年度、1に関しては形態学的解析をまとめ、さらに発展させてリアルタイムPCRを用いた、リンパ管新生に関わる因子等について移植後14週にかけて経時的に解析を行った。その結果、移植後1週目に関しては検索したほぼ全ての因子で発現が極端に減少していた。また、2週目には血管新生誘導因子の1つであるAngiopoietin2やリンパ管内皮細胞増殖因子VEGFcの発現が上昇していた。さらに、podoplaninやCCL2の発現も上昇しており、移植リンパ節内が不安定な状態である事が伺えた。移植後4週目には検索したほとんどの因子の発現量が低下していた。以上の結果から、移植リンパ節の再生において最もダイナミックな変動がある時期は移植後2週目である可能性が考えられた。2に関しては、昨年度検討したpodoplanin中和抗体の投与法を用いてpodoplanin機能阻害解析を行った。まず、抗podoplanin抗体の投与がpodoplaninの発現に影響を及ぼすのかを検討したところ、コントロールと比べて差異はなかった。podoplanin抗体の投与でCCL2の発現が減少し、それに伴いCD68陽性細胞の数も減少することを昨年度報告したが、それ以外にもMMPの一部が減少した。また、TGF-betaやIFNγなどの発現には影響がなかった。以上の結果から、podoplaninは大食細胞系を介して炎症に関わっている可能性が示唆された。1GFP動物を用いて移植リンパ節へ流入する細胞動態を追跡する予定であったが、他の遺伝子組換え動物のクリーニングなどでスペースの問題があり本年度は十分なデータが得られなかったため、若干計画に追加してリアルタイムPCRによる発現因子の解析を行った。2に関しては概ね順調に推進している。現在、発現条件やpodoplanin陽性細胞の正体も検討中であり、論文投稿の準備も行っている。以上の事から1に関してやや遅れていると考える。本研究は機能的リンパ管とリンパ節の再生機序を明らかにすることを目的として、1移植リンパ節の形態学的解析、2創傷モデルを用いたリンパ管マーカー陽性細胞の形態・機能解析、の2つのモデルを用いて研究を進めてきた。
免疫系多重遺伝子の進化に関する分子人類学的研究

免疫グロブリン多重遺伝子族における分子人類学的研究(植田)。種々の霊長類より免疫グロブリンC_H遺伝子群をクローン化し、ヒトの遺伝子群と比較した。それぞれの遺伝子の数、遺伝子群構成および個々の遺伝子の構造の3点より分析した結果、進化の過程における遺伝子のダイナミックな変化が明らかとなった。すなわち、点突然変異(塩基置換)に加え、遺伝子重複・欠失ダイナミックな突然変異がくり返し生じてきたことが明らかとなった。(2)主要組織適合性複合体(MHC)領域の比較マッピング(徳永)。パルスフィールド電気泳動法を用い、ヒトMHC領域のメガベースレベルの分子地図を様々なMHCハプロタイプにつき作成した結果、MHC領域の大規模な遺伝子構成はハプロタイプに特異的で、異なるハプロタイプの間には数十200Kbものサイズの差があることを発見した。(3)補体第6成分(C6)および第7成分(C7)遺伝子の連鎖と変異の研究(徳永・尾本)。ヒトのC6およびC7を支配する遺伝子が密に連鎖することを確認した。また日本、中国、韓国の5集団についてC6とC7の遺伝的多型の調査を行ない、東アジアにおける遺伝子分布上の特徴を明らかにした。(4)分子系統樹作成法の開発と免疫系遺伝子のデータへの応用(斎藤)。遺伝距離行列から分子系統樹を構築する新しい方法「近隣結合法」を開発し、HLA遺伝子の頻度データを用いて人類集団間の遺伝的類縁性を考察した。(5)MHC領域遺伝子座に関する体細胞遺伝学的研究(平井)。カニクイザル腎細胞とマウスFM3A細胞との雑種細胞に関し染色体パネルを作成し、HLAクラスII遺伝子プローブを用いてカニクイザルのCyLA遺伝子座が第6染色体上にあることを明らかにした。この染色体は、バンドパターン上ヒト第6染色体に近似することから、霊長類の進化上保存的であったと思われる。本研究は、特異的な構造と進化により注目されている免疫系多重遺伝子族を標識として人類の起源・進化を分子遺伝学の立場から解明することを目的としている。本年度は以下の成果を得た。(1)免疫グロブリンCh遺伝子群のうちCeとCα遺伝子を、チンパンジーならびにゴリラにつきクローニングし、塩基配列の決定による詳細な解析を完了した。この結果とすでに得られているヒトでの結果との比較により、CeとCα遺伝子はヒトへの進化の途上、重複・欠失が繰り返し生じていることが判明した。そこでさらにアジア産類人猿(オランウータンとテナガザル)ならびに他の旧世界ザルについても解析を進め、これらの遺伝子群の分子進化から推定される高等霊長類の系統樹モデルを作成した。(2)ニホンザルを材料にして、主要組織適合性複合体(MHC)クラス【III】(複体)のBFについてタンパクおよび遺伝子レベルから解析した。BFはアガロースゲル電気泳動法によるとヒトでは顕著な多型を示すのに対し、ニホンザルでは単一型のみを示すことが明らかになった。またSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法により、ニホンザルのBFは分子量の異なる二種類が存在することがわかった。遺伝子重複を示唆するものなので、サザン法によるBF遺伝子の数について分析中である。(3)ニホンザルに近縁のカニクイザルを用いた体細胞遺伝学的研究では、マウスFM3A細胞(チミジル酸合成酵素欠損株【TS^-】)とカニクイザル腎細胞との細胞融合により、カニクイザル田来染色体を311本保有する雑種細胞20クローンを樹立した。これによりすでにTS座位をもつ染色体を決定した。また、MHC領域を坦うヒト

No.6染色体に対応するカニクイザルNo.2染色体の詳細な遺伝子地図作成を始めた。(4)集団レベルの研究では、BF,C2,C4,C6,C7,の5種の多型性補体タンパクを日本人、韓国・中国などの近隣集団につき等電点分画法により調べ、変異型対立遺伝子の分布を明らかにした。(1)主要組織適合性複合体(MHC)遺伝子の進化を研究する目的でカニクイザルおよびツパイを対象とし研究を行なった.まず高精度バンディング法による比較で, MHC遺伝子のあるヒト第6染色体短腕とカニクイザル第2染色体短腕とでバンド・パターンが一致することを見出した.そこで,細胞雑種法によるマウスとカニクイザルの雑種細胞を得,その中からカイクイザルの第2染色体とX染色体のみが保有されている細胞クローンを選択した.ついで,遺伝子座の位置づけに有効なインサイチュハイブリダイゼーション法の確立も試みた.ツパイ由来細胞についてもカニクイザルでの研究と同様,多数の雑種細胞クローンを得, DNAの抽出を行なった.(2)免疫グロブリンC(H)遺伝子群に関し,オランウータン,テナガザルおよびカニクイザルのCイプシロンおよびCアルファ遺伝子のグローニングを行ない,これら遺伝子間の連鎖を明らかにした.また,これら遺伝子の一次構造を部分的に決定し,その結果より, CイプシロンおよびCアルファ連鎖遺伝子群の進化を推定した.さらに,オランウータンのCイプシロン3遺伝子の全一次構造の決定と,ヒト,チンパンジーおよびゴリラの同遺伝子の一次構造との比較検討を行なった.テナガザルの同じ遺伝子の一次構造も部分的に決定した.(3)ヒト補体系タンパクC6およびC7に対する抗体を用い,等電点電気泳動および免疫固定法によりカニクイザル血清における遺伝的多型を調べたところ,いずれにも多型を見出したが,特にC6の個体変異は著しく,少なくとも10個の複対立遺伝子を持つ有用な遺伝標識であることが判明した.(4)分子レベルでの系統樹の作成法について理論的な検討を加えた.(1)免疫グロブリン多重遺伝子族における分子人類学的研究(植田)。前2年度ではヒトに最も近縁な霊長類であるアフリカ産類人猿とオランウータンを中心に解析したが、本年度は残りのヒト上科であるテナガザルならびにアウトグループとして旧世界猿を対象に免疫グロブリンC_H遺伝子群の比較を行なった。その結果、ヒトおよびアフリカ産類人猿ばかりでなく、これらの霊長類の系統においてもそれぞれ独立に遺伝子重複・欠失などの突然変異がくり返し生じてきたことが明らかとなった。(2)主要組織適合性複合体(MHC)領域の比較マッピング(徳永)。パルスフィールド電気泳動法を用い、ヒトMHC領域のメガベースレベルの大規模な分子地図を様々なMHCハプロタイプにつき作成した。その結果、MHC領域の大規模な遺伝子構成はハプロタイプに特異的で、異なるハプロタイプの間には数十200Kbものサイズの差があることを見出した。(3)補体第6成合(C6)および第7成分(C7)遺伝子の変異の研究(徳永・尾本)。韓国人集団における遺伝的多型について調査報告した。さらにC7の変異型の2種の対立
Ｙ‐ボックス結合蛋白‐１（ＹＢ－１）を標的としたがん克服への新しい取組み

HER2の過剰発現は胃癌患者の予後不良因子である。現在、HER2標的抗体製剤であるハーセプチン(トラスツズマブ)はHER2陽性胃癌患者に対し使用され奏効を示している。本研究では、Y-ボックス結合蛋白質-1 (YB-1)が胃癌細胞の増殖因子受容体の中で特異的にHER2発現を制御し、EGFR/HER2チロシンキナーゼ阻害薬ラパチニブの感受性の指標となり得ることを明らかにした。さらに、胃癌患者において核内YB-1発現とHER2発現が有意に相関することが明らかにした。YB-1-HER2が胃癌の分子標的治療適正化と新しい分子病態の把握に向けて有用なバイオマーカーとなることが期待される。YB-1の発現レベルの亢進や核内局在は乳癌、卵巣癌、軟部肉腫、肺癌、グリオーマなどを含む様々ながん患者の予後不良因子である。特に乳癌においてはオンコジン活性を示すことが注目されている。我々はYB-1の下流標的遺伝子としてEGFRファミリーに注目し乳がんや胃がんを主な対象にした“がん克服"への新しい研究をスタートさせ、現在までに以下の研究実績を得た。1.胃がん細胞においてYB-1はHER2の発現をより特異的に制御し、ラパチニブの感受性を変化させた。さらに胃癌患者(n=111)においてYB-1の核内発現がHER2発現と有意(p=0.026)に相関していた。胃癌においてYB-1がHER2発現レベルの制御を介してトラスツズマブやラパチニブの治療効果に関与することを示唆した。2.子宮頸癌患者(n=204)においてYB-1の核内局在はHER2やEGFRと有意に相関し、予後不良因子であることが観察された。他方、透析腎患者(n=43)においてYB-1の核内局在とペロキシレドキシンやチオレドキシンの発現が腎細胞がんへの悪性進展へ深く関与することが明らかになった。子宮頸癌や腎癌においても、YB-1によるHER2発現制御及び酸化ストレス障害修飾ががんの悪性進展へ関与していることが示唆された。3.乳がん細胞においてYB-1/Tet-ONシステムを作動させYB-1の核内発現がHER2発現の亢進をERα発現の抑制をすることを観察している。YB-1核内発現がERα及びHER2との相関に関して閉経前後の乳癌患者を対象に現在検討を進めている(論文投稿準備中)。以上の知見に加えて、YB-1の発現を抑制する核酸抗がん剤の開発を現在進行させている。以上、YB-1が発症と進展に深く関与する乳癌において、YB-1によるHER2とERα発現に関与することを見出し、治療創薬に向けて新しい可能性を見出しつつある。Y-ボックス結合蛋白質-1(YB-1)/dbpBは転写だけでなくDNA障害修復、ゲノム安定化RNA安定化など多様な制御を示すコールドショックドメインを持つ原始的な蛋白分子である。我々はがん細胞の多剤耐性を担うABCトランスポーターであるP-糖蛋白質/ABCB1/MDR1の制御因子であることを1994年に明らかにした。以来YB-1のがん細胞の悪性進展への関与について、現在まで研究を継続してきている。本研究ではYB-1ががん細胞の増殖や分子標的薬の感受性に関与するか否か、さらにがん患者の治療適正化への臨床的意義について明らかにしようとしている。近年胃がんに対する分子標的治療としてHER2/erbB2標的薬ハーセプチン(Trastuzumab)の有効性が報告され注目を集めている。我々は今回胃がん細胞でYB-1によるHER2発現と分子標的薬の感受性の制御について以下の研究成果を得た。1.胃がん細胞のYB-1をsiRNAによりノックダウンすると、EGFRファミリー蛋白質の中でHER2発現をより特異的に蛋白質mRNAレベルで抑制した。2.YB-1ノックダウンによりEGFRファミリーの中でEGFRとHER2を標的とするチロシンキナーゼ阻害剤Lapatinibの感受性が著明に低下した。3.胃癌の外科切除標本を対象にした免疫組織学解析によりYB-1の核内局在がHER2発現と有意に相関することが観察された。以上の結果から、YB-1-HER2経路は胃がんのHER2発現と分子標的治療適正化のために有用なバイオマーカーとなることを期待している。本研究の目的はYB-1とその制御遺伝子群を標的としたがん治療研究を発展させることである。そのためにYB-1を標的とすることにより、1.耐性がんの克服、2.がんの増大・転移の抑制および、3.新しい治療創出について基盤づくりを行うことを計画した。

現在までに我々は、YB-1を標的とすることにより、ヒト胃がん細胞でEGFRファミリー遺伝子群の中で特異的にHER2発現を制御すること、さらに、HER2やEGFRを標的とする分子標的薬LapatinibやErlotinibの感受性をYB-1が著明に変化させることを見出した。さらに胃がん患者において、がん部位のがん細胞のYB-1核内局在がHER2発現と有意(P=0.026)に相関することが観察された。以上の結果は本研究の目標とする、耐性がんの克服と新しい治療創出に向けて貢献することが大きいと期待される。YB-1によるHER2遺伝子発現の制御に関する胃がん細胞における現在の研究成果は、これまで報告してきた乳がんや肺がん細胞を対象とした、基礎及び臨床研究の成果とよく一致する。このことは広く様々な癌においてYB-1がEGFRファミリー遺伝子の中でもHER2を制御していることを支持している。その分子メカニズムに関しては、既に構築しているYB-1の発現誘導Tet-Onシステムを用いて検討を進めつつある。他方、乳がんや胃がん細胞においてHER2遺伝子増幅にYB-1が関与し、がんの悪性進展に関与するか否かについても仕事を進めている。我々は当初の計画に沿って本年度の研究成果を更に発展させるとともに、以下のことをさらに推進させて本研究を達成させていきたい。すなわち、1.YB-1のHER2やDNA合成関連のcdc6遺伝子の発現を制御する分子メカニズムを明らかにする。そのために胃がんや乳がんその他のがん細胞を対象にYB-1の発現誘導Tet-Onシステムを構築したので、HER2やcdc6遺伝子の発現様式とがん細胞の特異性の有無を検討していく。2.YB-1の発現が甲状腺癌の悪性度や分化度と相関するか否かを、YB-1のファミリーの一つdbpCの発現と対比しながら免疫組織学的解析を進めていく。3.YB-1は乳がんのオンコジンであり、ゲノムの安定性の鍵を握っていることが知られている。またHER2の遺伝子増幅は乳がんで広く観察され、乳がんの予後因子であると考えられている。我々は、HER2遺伝子増幅にYB-1の発現が関与しているか否かを、乳がんや胃がんのがん組織を対象にFISH法や免疫組織染色法で解析を進めていく。4.YB-1の発現誘導システムを用いて、がん細胞の増殖や転移に対するYB-1の効果を明らかにする。と同時に動物治療実験系で、YB-1のがん増大や転移への治療効果について明らかにする。該当なし