hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
化学療法誘起神経障害に対する末梢神経隣接組織に注目した新規治療法の開発

がん化学療法による末梢神経障害は症状が重篤になった場合には治療中止を余儀なくされるため,患者予後にもかかわる合併症である.そこで,化学療法誘起末梢神経障害の新たな治療法開発を目的に研究を行った.その結果,末梢神経周囲の外套細胞でL-serine合成酵素である3PGDHの発現が低下し,神経細胞へのL-serine供給が低下するため末梢神経障害が起こることが明らかとなった.がん化学療法による末梢神経障害は症状が重篤になった場合には治療中止を余儀なくされるため,患者予後にもかかわる合併症である.そこで,化学療法誘起末梢神経障害の新たな治療法開発を目的に研究を行った.その結果,末梢神経周囲の外套細胞でL-serine合成酵素である3PGDHの発現が低下し,神経細胞へのL-serine供給が低下するため末梢神経障害が起こることが明らかとなった.平成22年度は,1.パクリタキセル誘起末梢神経障害モデルラットの確立,2.神経障害性疼痛語よび神経伝達速度の測定・評価,3.神経組織でのL-serine測定,を行った.1.パクリタキセル誘起末梢神経障害モデルラットの確立Bennettらの方法(Polomano et al. Pain 2001)に従い,雄性SDラット(5週齢)にパクリタキセル2mg/kgを隔日で4回腹腔内投与した.対照動物ではパクリタキセルの溶媒(クレモフォアー)のみ投与した.経時的に体重測定を行い,モデル動物と対照動物で体重減少がないことを確認した.2.神経障害性疼痛および神経伝達速度の測定・評価神経障害性疼痛は足底皮膚での,機械刺激(Von Frey filament)に対する逃避閾値,熱刺激・冷刺激(アセトン)に対する逃避潜時を測定した.その結果,パクリタキセル投与終了2236日後に機械性痛覚過敏,冷刺激過敏行動を示したが,熱性痛覚過敏は示さなかった.また,尾神経の伝導速度の低下を示した.これらの機能異常は投与終了43日後には回復した.高速液体クロマトグラフィー法を用いて神経組織のL-serineとD-serineを分離測定した.脊髄,坐骨神経では経過を通してL-serine濃度に変化なかったが,後根神経節ではパクリタキセル投与終了1522日後にL-serine濃度の低下を認めた.以上により,本年度ではパクリタキセル誘起末梢神経障害モデルをが確立するとともに,疼痛・神経伝達速度をマーカーに神経障害を評価しえた.今後,神経障害とL-serineの関係を明らかにする予定である.「化学療法に伴う末梢神経障害」は治療継続の規定因子の一つであり,患者の予後に関わる重大な副作用である.しかしながら,現在のところ有効な治療法はない.そこで「化学療法に伴う末梢神経障害」の機序を分子レベルで解明し,それに基づく有効な治療法の確立を研究目的として研究を行った.Bennettらの方法(Polomano et al.Pain 2001)に従い,雄性SDラット(5週齢)にパクリタキセル2mg/kgを隔日で4回腹腔内投与し,パクリタキセル慢性投与末梢神経障害モデルを作成した.対照動物ではパクリタキセルの溶媒(クレモフォアー)の投与の行なった.モデル動物では,パクリタキセル投与終了2236日後に機械性痛覚過敏,冷刺激過敏行動,さらに,尾神経の伝導速度の延長を示した.また,後根神経節でのL-seine合成酵素3PGDH発現低下とL-serine濃度の低下を認めた.3PGDHは後根神経節では神経細胞には発現しておらず,サテライト細胞に特異的に発現していたことから,神経細胞は自らL-serineを産生することができず,サテライト細胞からL-serineの供給を受けていることが示唆された.そこで,モデル動物にパクリタキセル初回投与時から28日間L-serineを連日投与したところ,機械性痛覚過敏,冷刺激過敏行動が改善するとともに,延長した尾神経の伝導速度が正常化した.正常動物へのL-serine投与は機械刺激逃避閾値や尾神経の伝導速度に影響を及ぼさなかった.以上の結果より,パクリタキセル慢性投与により後根神経節サテライト細胞での3PGDH発現が低下し,サテライト細胞から神経細胞へのL-serine供給が低下するために末梢神経障害が生じることが明らかとなった.
カムチャッカ半島民族芸能調査/コリヤクとアリュート

1997年78月の調査では、平成8年度末調査地のコマンドルスキー諸島での調査は交通事情の悪化のため定期便が利用できないため、やむなく断念したが、ペトロパブロフスクに在住するコマンドルスキー諸島ベーリング島出身のアリュートの古老を見いだし、歌1篇とアザラシ踊り一曲を録音・録画し、アラスカのアリュートでは失われて久しい伝統的な物語2篇を記録した。ペンジナ湾周辺の調査では、地方都市のマニリ周辺の海岸、河岸に点在するウストゥ・ペンジナ、ミキ-ナ、シェスタコヴァの集落及びタロフスカ河岸のトナカイ飼育夏の村を訪れ、約40曲の歌を録音・録画した。また、漁撈・狩猟活動を実地で観察し、生業活動の実際を録音・録画により記録した。生業調査では、Jochelson資料と比較すると海岸コリヤクにおける漁法が非常に伝統漁法を残すという意味で保守的であることが明らかになった。また、トナカイ飼育を行うコリヤクにおいて夏にトナカイを飼育しながら移動する若者グループと夏のキャンプ地を守り、干し魚作りやベリ-採取を行う年寄りグループとの関係、住居の構造、食糧保存の方法などのトナカイ飼育と漁撈・採集との補完的な関連を示す貴重な生業情報を得た。コリヤク芸能調査では、男女における歌唱法の相違、及び歌唱の地域差に関する情報が得られた。マニリでは、ドラム製作法とドラムにまつわる2篇の物語を採集した。1997年9月の調査では、ペンジンスキー地区ティリチキでコリヤクの民謡、約10曲を録音・録画した他にペトロパブロフスク在住のイテリメン古老の伝統的民謡約10曲を録音した。ペトロパブロフスクで開催されたカムチャッカロシア帰属250周年記念行事の一つ「全カムチャッカ芸能フェスティバル」を取材し、カムチャッカの各地から参加した7つの民族アンサンブルのプログラムを録音・録画することができた。H8.4.24H8.5.26の事前調査とH8.11.1H8.12.17の本調査は、ペンジンスキー地区とエッソ地区で実施された。ペンジンスキ地区におけるコリヤク芸能調査では、予定されていた7調査地のうち、アヤンカとタフロフスカの未調査であるが、残りの5調査地、即ちカメンスコイェ、マニリ、バレン、オクラン、スラウトノイェで、当初の目的である漁撈・狩猟儀礼に関わる歌と踊りの録音・録画及びジェリッフ調査隊のヨヘルソン蝋管資料を使った聞き取り調査を実施した。本調査の後半で、岸上がエッソ地区において、コリヤク芸能と近隣民族のエウェン民族芸能の影響関係を調査した。ペンジンスキー地区においては、クマ狩猟に遭遇した幸運もあって、極めて資料の少ないクマ儀礼関連の歌を録音・録画した。また、ジョサップ調査隊における録音の聞き取り調査では、20世紀初頭の蝋管中の音楽が当地のものであったため、歌の演者の子孫が祖父の歌であることを同定するなどの成果が得られた。海岸コリヤクとトナカイ・コリヤクの同居する村において、歌と踊りが両グループを区別する指標の役割を果たしているのではないかなどの新しい課題を得た。ペンジンスキ地区のペンジン川上流部で地域の中心地(カメンスコイエ)から遠い村、たとえば、スラウトノイェなどは、これまでに外国人が入ったことはなく、また90歳前後の情報提供者がおり、トナカイ儀礼の歌と踊り及び犬犠牲儀礼に関して貴重な新情報が得られた。

さらに、コリヤク芸能の中心的機能を持つ楽器である太鼓の作成儀礼がトナカイ狩猟と深い関係にあることがわかった。また、H8.11.1111.26.のヤク-ツク地区調査において谷本は、かねて連絡を取り合っていたノボシビリスク在住の民族音楽研究者のシエィキン(Y.Sheikin)氏を転居先のサハ共和国の首都ヤク-ツクに訪れ、コリヤク芸能と他民族芸能との歴史的影響関係を研究すべく、サハ共和国内のヤク-ト、ユカギ-ル、エウェン、エウェン諸民族芸能に関する調査の可能性を討議した。1997年78月の調査では、平成8年度未調査地のコマンドルスキー諸島での調査は交通事情の悪化のため定期便が利用できないため、やむなく断念したが、ペトロパブロフスクに在住するコマンドルスキー諸島ベーリング島出身のアリュートの古老を見いだし、歌1篇とアザラシ踊り一曲を録音・録画し、アラスカのアリュートでは失われて久しい伝統的な物語2編を記録した。ペンジナ湾周辺の調査では、地方都市のマニリ周辺の海岸、河岸に点在するウストゥ・ペンジナ、ミキ-ナ、シェスタコヴァの集落及びタロフスカ河岸のトナカイ飼育夏の村を訪れ、約40曲の歌を録音・録画した。また、漁撈・狩猟活動を実地で観察し、生業活動の実際を録音・録画により記録した。生業調査では、Jochelson資料と比較すると海岸コリヤクにおける漁法が非常に伝統漁法を残すという意味で保守的であることが明らかになった。また、トナカイ飼育を行うコリヤクにおいて夏にトナカイを飼育しながら移動する若者グループと夏のキャンプ地を守り、干し魚作りやベリ-採取を行う年寄りグループとの関係、住民の構造、食糧保存の方法などのトナカイ飼育と漁撈・採集との補完的な関連を示す貴重な生業情報を得た。コリヤク芸能調査では、男女における歌唱法の相違、及び歌唱の地域差に関する情報が得られた。マニリでは、ドラム製作法とドラムにまつわる2篇の物語を採集した。1997年9月の調査では、ペンジンスキー地区ティリチキでコリヤクの民謡、約10曲を録音・録画した他にペトロバブロフスク在住のイテリメン古老の伝統的民謡約10曲を録音した。ペトロバブロフスクで開催されたカムチャッカロシア帰属250周年記念行事の一つ「全カムチャッカ芸能フェスティバル」を取材し、カムチャッカの各地から参加した7つの民族アンサンブルのプログラムを録音・録画することができた。
訪問看護師の入浴援助に関する臨床判断の実態

訪問看護師が療養者の入浴可否を判断する際にどのような条件をどの程度重視しているかを定量的に明らかにすることを目的とした。2013年度までに半構造化面接で得られた結果をもとに2014年に質問紙調査を実施した。分析には、コンジョイント分析を用いた。調査の結果、訪問看護師は療養者の入浴可否を判断する際に「療養者の入浴希望」を最も重視していること、訪問看護経験年数によって重視する条件に違いがみられることが明らかとなった。本研究は、訪問看護師が行う入浴援助において、入浴可能と判断している根拠の実態を明らかにし、訪問看護での入浴援助における指針(ガイドライン)を作成するための示唆を得ることを目的としている。初年度は、訪問看護師の入浴援助における臨床判断の内容およびプロセスを明らかにすることを目標とし、訪問看護での経験が15年未満で入浴援助経験のある訪問看護師を対象に半構成的面接を実施した。訪問看護師の臨床判断は、日常生活が療養者・家族で行われるという在宅の特質から、療養者の心身の状態が変化しながらも、いつもの生活が可能な状態に復するという「常態化」を基盤にして、入浴の判断根拠が導き出されていた。また、療養者の入浴に対する希望や介護者の気質や介護力などが入浴援助における臨床判断に大きな影響を与えていた。訪問看護師以前の看護師経験にも影響を受けており、訪問看護での経験知だけでなく、看護師としての経験知や倫理観が常に臨床判断に影響していた。これらの結果を平成25年度に学会発表した。さらに以前、訪問看護師の経験が5年以上の熟練訪問看護師を対象に実施した入浴援助における臨床判断内容についての質的帰納的研究の結果と、本研究の15年未満の訪問看護での経験をもつ看護師の判断内容を研究協力者と比較した。その結果、経験年数の違いがあっても、入浴可否判断するための臨床判断内容は同じものであった。このことから、熟練訪問看護師の入浴援助における臨床判断の内容を盛り込んだ質問紙調査項目を検討している。訪問看護師の臨床判断は、日常生活が療養者・家族で行われるという在宅の特質から、療養者の心身の状態が変化しながらもいつもの生活が可能な状態に復するという「常態化」を基盤にして、入浴の判断根拠が導き出されていた。これらの結果を今後、学会発表する予定である。現在、これまでの質的帰納的研究から得られた結果から、訪問看護師に対する質問紙調査内容を検討中である。次年度は、予備調査を実施し、大規模な本調査へつなげていく予定である。本研究は、訪問看護師を対象に、療養者の入浴の可否判断にどのような要因が関連するかを明らかにすることを目的とした。調査対象は、全国訪問看護事業協会の正会員である訪問看護事業所より系統抽出された500事業所に所属する訪問看護師1000名であった。2014年12月2015年1月にかけて、郵送法による無記名・自記式質問紙調査を実施した。回収数は395部、回収率は39.5%であった。このうち、有効回答が得られた299名を分析対象とした。調査内容は、入浴援助を行うために療養者宅に訪問している事例を設定し、その事例の療養者に対し、6つの条件を組み合わせた仮想の状況下で入浴援助を行うか否かの判断を尋ねる質問10問を行った。6つの条件は、2013年度までに半構造化面接により得られた結果をもとに『リスクと効果の程度』、『療養者の入浴希望』、『介護力』、『介護者との関係性』、『訪問看護師の経験知』、『訪問指示書内容』の6属性とし、各属性に対して2水準を設定した。コンジョイント分析は、回答者が何を相対的に重要であると考えたかを知ることができる分析方法である。コンジョイント分析の結果、訪問看護師が入浴援助の可否判断をする時の相対重要度は、『療養者の入浴希望』『介護力』『介護者との関係性』『訪問指示書内容』『訪問看護師の経験知』『リスクと効果の程度』の順であることが明らかとなった。

訪問看護師経験が5年以上の看護師と経験が5年未満の看護師の相対重要度は、どちらも『療養者の入浴希望』が最も得点が高かった。5年以上経験がある看護師は『介護力』、『訪問指示書内容』の順に重要度の得点が高かったのに対し、5年未満の看護師は、『介護者との関係性』、『介護力』の順となった。経験年数で入浴可否判断の際に重要視している内容に差があることが示唆された。基礎看護平成25年度には、予備調査および本調査を実施する予定であった。調査票の項目を検討しているが、検討にあったって、面接調査を追加で実施する等の必要があった。また、新たに研究協力者に訪問看護の実践をしている方に依頼し、承諾を得ることができたため、さらに調査項目検討に時間をかけている。平成24年度に予備調査を実施する予定であった。データ分析に時間を要したため、また、当初計画で考えていた分析方法を変更することを検討している為、予備調査項目の検討にも時間を要していることが原因にあげられる。現在予備調査項目を検討している状況である。本年度が最終年度である。予備調査および本調査を早期に実施し、研究成果をまとめる予定である。現在検討中の予備調査の質問紙調査を実施し、当初の予定どおり、平成25年度中には本調査を実施する予定である。平成25年度には、予備調査および本調査を実施する予定であった。また、新たに研究協力者に訪問看護の実践をしている方に依頼し、承諾を得ることができたため、さらに調査項目検討に時間かけている。そのため、調査時期が遅れており、質問紙調査にかかる金額が使用できていない。平成25年に予定していた質問紙調査が実施できていないため、研究費が使用できていない。そのため、次年度使用額が生じている。平成26年度中には、予定している調査および分析を実施する予定である。平成24年度に計画していた予備調査が実施できていないため、当該研究費が生じている。平成25年度中に予備調査を実施する予定である。
新規PTTH受容体の精製と構造決定

カイコガ前胸腺の細胞膜上に存在しPTTHに結合するタンパク質をウエスタンブロッティングにより検出した。PTTHとこのタンパク質の複合体の分子質量は約120kDaで、他の組織からは検出されない。この膜タンパク質(受容体と仮称)を精製するため、His-tag付きPTTHと前胸腺を反応させたのち、PTTHと受容体を架橋し、これを界面活性剤により可溶化した。このPTTHー受容体複合体はHis-tagタンパク質精製用磁気ビーズを用いて精製できたが、精製度が不十分で、質量分析による構造決定には至らなかった。もう一段階のアフィニティー精製法として免疫沈降法を試したが、複合体を回収することはできなかった。昆虫の脱皮・変態は前胸腺が分泌するエクジステロイドにより誘導される。前胸腺によるエクジステロイド合成は前胸腺刺激ホルモン(PTTH)によって調節されるが、そこでは、PTTH分泌量のみならず前胸腺のPTTH受容体発現量も重要な調節要因となる。本研究では、PTTH受容体研究の一環として新規受容体の同定を目指しており、26年度は以下の研究を行った。1)前胸腺に存在するPTTH結合タンパク質の検出と発現時期の解析:カイコガ終令幼虫の前胸腺を1日毎に採取し、PTTHとインキュベートした後に化学架橋し、膜画分から可溶化したタンパク質をPTTH抗体を用いてウェスタンブロット解析した。その結果、ワンダリング開始後2日目以降に約100-130kDaのバンドが2本検出された。これらをPTTH受容体の候補とした。2)PTTH受容体(候補)の精製法の開発:始めに免疫沈降による精製を試みた。化学架橋後のPTTHー受容体結合物を可溶化し、PTTH抗体による免疫沈降物をウエスタン解析すると、抗体由来のバンドが100-130kDa付近に出現し、目的のバンドの検出が困難であった。そこで、Hisタグ付きPTTHと受容体を化学架橋し、固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー(IMAC)による精製を試みた。その結果、精製物のウエスタン解析により、目的のバンドが検出された。3)質量分析による精製物の同定:IMACにより、1000個の前胸腺からHis-PTTH-受容体結合物を精製し、SDS-PAGEで分離した。100-130kDa付近のバンドを切り出し、トリプシン消化したのち質量分析に供した。しかし、カイコガゲノムデータベースを使って同定されたタンパク質の中に、PTTHも有力な受容体候補タンパク質も検出されなかった。この結果より、現時点では、目的タンパク質の回収量も精製度も不十分であると考えられた。昆虫の脱皮・変態は前胸腺が分泌する脱皮ホルモン(エクジステロイド)により誘導される。前胸腺のエクジステロイド分泌活性の調節は脳神経ペプチドである前胸腺刺激ホルモン(PTTH)によってなされていることから、昆虫の発育調節の理解には、PTTHおよびその受容体の研究が不可欠である。しかし、近年のPTTH研究の進歩に比べ、受容体の研究は遅れており、本研究では、PTTH受容体研究の一環として新規受容体の同定を目指している。26年度は、PTTHと化学架橋した受容体分子候補を、抗PTTH抗体を使ったウエスタン解析により検出することに成功したが、精製には至らなかった。精製がうまく進まない原因は、前胸腺に存在する受容体分子が量的に少ないことに加え、前胸腺からの受容体タンパク質の可溶化がうまくいっていないことにあった。そこで27年度は可溶化法、精製法の改良に力を注いだ。数種の可溶化剤の試用および精製効率の向上を試みたが、途中で、実験に必要なHisタグを付けたPTTH(PTTH-His)のストックがなくなったため、新たにPTTH-Hisの作製に取り組む必要が生じた。大腸菌を使う方法およびバキュロウイルスと培養細胞を使う方法を実施したが、大腸菌による発現では組み替えタンパク質が可溶化できず、培養細胞による発現では合成されたタンパク質の精製がうまくできなかった。おそらくHisタグがPTTH分子内に巻き込まれ、タグとして機能しないものと推定される。この失敗を踏まえ、28年度にはPTTH合成の専門家を分担者として加えるとともに、PTTH受容体は前胸腺ばかりでなく他の組織にも発現する可能性を考え、受容体精製の出発材料を前胸腺以外の組織に求めるという新規の試みも行う予定である。前胸腺細胞膜からのPTTH受容体(候補)の可溶化をいくつかの方法で試みたが、期待するような回収率が得られなかった。その理由は、前胸腺という組織の特殊性にあるのかもしれない。前胸腺は同一細胞から成る単純な組織ではあるが、周りを鞘状の構造(sheathe)で覆われており、この構造が膜タンパク質の可溶化を困難にしている可能性がある。また、不足したPTTH-Hisを自力で作製する試みを行ったが、うまくいかなかった。今年度は熟練した研究者を分担者として加え、技術的な問題を解消したい。前年度に引き続き、新規PTTH受容体の精製法の確立を目指した。28年度はPTTH合成の専門家である片岡宏誌博士を分担者に迎え、自力では成し得なかったHisタグ付きPTTH(PTTH-His)の合成に成功し、研究に必要な十分量を確保することができた。

受容体精製の方針は、PTTH-Hisを既知標的組織である前胸腺(10対)と反応させたのち、PTTHと細胞膜上の受容体を化学架橋し、これを可溶化したものを出発材料として2段階のアフィニティー精製(PTTH抗体による精製とHisタグ精製)で受容体を単離するというものである。アフィニティー精製には新たに磁気ビーズを導入し、精製の効率化を図った。抗PTTH抗体を結合させた磁気ビーズとHisタグタンパク質精製用の磁気ビーズを用意し、1)PTTHー受容体複合体の可溶化法、2)それぞれのアフィニティー精製の最適条件(結合条件と解離条件)、精製の順序等の検討を行った。膜タンパク質可溶化の最適条件とアフィニティー結合の最適条件は相容れない点が多く、工夫が必要であったが、精製条件と手順のある程度の絞り込みには成功した。しかし、まだ収量が低い点が克服できておらず、さらなる条件検討が必要である。また、受容体精製のための新たな出発材料の確保を目指し、前胸腺以外の組織において受容体候補タンパク質の発現がないかを検討した。カイコガの様々な発育段階の幼虫から、中枢神経系、唾液腺、脂肪体、マルピーギ管、生殖腺などを採取し、ウエスタンブロット解析により、PTTHと結合する膜タンパク質を発現する組織を探索した。しかし、前胸腺で検出される分子量約12万のバンドは、どの組織からも検出されなかった。カイコガ前胸腺の細胞膜上に存在しPTTHに結合するタンパク質をウエスタンブロッティングにより検出した。PTTHとこのタンパク質の複合体の分子質量は約120kDaで、他の組織からは検出されない。この膜タンパク質(受容体と仮称)を精製するため、His-tag付きPTTHと前胸腺を反応させたのち、PTTHと受容体を架橋し、これを界面活性剤により可溶化した。このPTTHー受容体複合体はHis-tagタンパク質精製用磁気ビーズを用いて精製できたが、精製度が不十分で、質量分析による構造決定には至らなかった。もう一段階のアフィニティー精製法として免疫沈降法を試したが、複合体を回収することはできなかった。Hisタグ付きPTTHと受容体候補を化学架橋してから可溶化し、IMACにより精製することによりPTTH-受容体結合物を得ることまでは進んだ。また、質量分析によるタンパク質の同定の試行も予定通りである。しかしまだ、目的とする受容体タンパク質の同定までには至っていない。その理由は、質量分析に供したサンプル中のPTTH-受容体結合物の量が不十分であったことにある。サンプルが不十分となった原因はいくつか考えられる。1)前胸腺膜画分からの目的タンパク質の可溶化が不十分、2)IMACによる精製における回収率が低い、3)サンプルの精製度が十分に高くない、4)出発材料の前胸腺が1000個では不十分、などである。今後はこれら全ての点について改善を図り、効率的な精製を目指す予定である。前胸腺細胞膜からのPTTH受容体溶出の効率化をさらに模索するとともに、前胸腺以外の組織を精製の出発材料とすることも検討する。PTTH受容体が前胸腺以外の組織で発現しているとの報告はないが、オオサシガメにおいて、PTTHの投与が他の組織(脳・唾腺・脂肪体)の特定タンパク質の発現量に影響するとの報告がある。したがって、そうした組織にも前胸腺で発現するPTTH受容体と同じタンパク質が発現している可能性は十分に考えられる。
衝撃波を伴う遠心ディフューザ内流れのレーザ計測

遠心圧縮機の羽根車を高速で回転すれば単段で高い圧力比を得ることができるが、羽根車やディフューザへの相対流入速度は音速を超える。本研究は、小弦節比円形翼列ディフューザの翼列への流入マッハ数および流入角を広い範囲変化させて、翼表面および翼間側壁面の圧力分布を詳細に計測して衝撃波の挙動や構造を調べるとともに、半導体レーザ2焦点流速計(DL2F)を用いてディフューザ内部の流れを詳細に計測して衝撃波を含む流動状況を把握するとともに、圧力分布計測結果と比較して、設計のための基礎資料を得ようとするものである。得られた主な知見は以下の通りである。1.レーザ測定用観察窓、翼表面および翼間側壁面静圧孔、さらにはディフューザ入口と翼列喉部の変動圧力測定孔を有する翼列ディフューザを設計・製作した。2.ディフューザへの流入マッハ数および流入角を広い範囲に変化させて翼面および翼間の圧力分布を詳細に計測し、流入状態と衝撃波の位置、構造や強さとの関係を調べた。3.ディフューザ入口すなわち羽根車出口の変動圧力と喉部の変動圧力の周波数解析を行った結果、翼列喉部における圧力変動のピーク周波数は羽根車出口のピーク周波数と一致するが、失速限界近傍で変動は大きくなるもののそのピーク周波数がなくなることを確認した。4.DL2Fでの計測においては、低データレートなどいくつかの問題点はあるものの、流速計測が十分可能であることを確認した。5.チョーク流量、最高効率点およびディフューザ失速限界運転状態でのディフューザ内の速度をDL2Fで計測して、流れの非定常性が大きいことを確認した。
パルスフィールドゲル電気泳動法によるHelicobacter pyloriのゲノム解析

パルスフィールドゲル電気泳動法を使用したゲノム型解析により、Helicobacter pyloriの分子疫学解析を行った。一年目の検討では、除菌療法効果判定への応用を試みた。次に示す3系統の検体を使用した。(1)異なる患者から分離された77株。(2)除菌療法が施行された4症例の治療前後の株。(3)18症例の胃前庭部と胃体部大弯の2カ所からの株。(1)の77株のうち、75株はそれぞれ異なるゲノム型を示し、2株のみ同じゲノム型であった。この2株は10日間隔で同一科において内視鏡検査を受けたものであり、医療従事者や内視鏡装置および器具による交叉感染が疑われた。(2)の4症例のうち、1症例では治療前後でゲノム型が異なったため、再感染が疑われ、その他の3症例では、除菌療法前後のゲノム型が同じかあるいは高度な相同性が認められたため、不完全な除菌と判断できた。(3)の18症例のうち、15症例では同じゲノム型であったが、50代男性、60代女性と60代男性の3症例の株では、ゲノム型が異なっており2クローン以上のH.pyloriの重複感染が証明された。複数クローンの感染は、感染機会毎に繰り返し感染を受けていることを示唆し、加齢とともに感染率が上昇する原因の一つと考えられた。二年目以降、E-test法により、H.pyloriのAMPC、CAM、MNZ3剤の除菌薬に対する感受性パターンと、除菌治療効果との関連を検討した。各薬剤に対する耐性化率は他施設の報告とほぼ一致した。除菌失敗例では、約半数が一次耐性株の感染によるものであった。3症例の胃前庭部と胃体部大弯の2カ所からの株のうち、1症例の株では、2カ所の感受性パターンが異なっており、除菌薬感受性の異なる、2クローン以上の重複感染が証明された。以上の結果、パルスフィールドゲル電気泳動法によるゲノム型解析と、感受性検査の併用が、除菌療法の判定に有用であることが証明された。本邦では2000年11月からHelicobacter pyloriの除菌治療が保険適応になった。当年度はE-test法により、H.pyloriのAmoxicillin(AMPC)、Clarithromycin(CAM)、Metronidazole(MNZ)3剤の除菌薬に対する感受性パターンを中心に検索を行った。今回、3系統の検体を使用した。(1)異なる患者から分離された68株。(2)除菌7症例の治療前後の胃前庭部からの1株ずつ計14株。(3)3症例の胃前庭部と胃体部大弯の2カ所からの6株。(1)の68株中に、AMPC耐性株(≧0.5μg/ml)が1株(1.5%);CAM耐性株(≧1μg/ml)が7株(10.3%);MNZ耐性株(≧8μg/ml)が5株(7.4%)であった。

(2)の7症例の除菌前後の株のうち、AMPC耐性株が認められず、CAMの一次耐性(除菌治療前に耐性である場合)が3症例で、二次耐性(除菌治療後に耐性になった場合)が4症例であり、MNZの一次耐性が1症例で、二次耐性が2症例であった。除菌失敗例の約半分が一次耐性であった。また、CAM、MNZの二次耐性であった1症例が、除菌前後のゲノム型が異なったため、再感染が疑われた。(3)の3症例のうち、2症例では2カ所の株が同じ感受性パターンを示したが、1症例の株では、2カ所の感受性パターンが異なっており、前庭部からの株が3剤とも感受性であったのに対し、大弯からの株がAMPC、MNZ耐性であった。除菌薬感受性の異なる、2クローン以上の重複感染が証明された。本年度の検討の結果からも、パルスフィールドゲル電気泳動法によるゲノム型解析がHelicobacter pyloriの分子疫学解析、除菌療法の判定に有用であることが証明された。本邦では、2000年11月からH.pyloriのLPZ+AMPC+CAM3剤の除菌治療が保険適応になったが、耐性菌の出現も報告され始めた。今回、除菌療法前後に検出されたH.pyloriのAMPC、CAM、MNZ3剤に対する感受性パターンの比較と、パルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)によるゲノム型解析により、除菌失敗例の原因を明らかにした。今回、2001年1月2002年1月にLPZ+AMPC+CAM3剤による除菌療法が施行された14症例の治療前および治療23ヶ月後の、計28検体を対象とした。(1).除菌療法が施行された14症例の除菌治療後、培養法とウレアーゼテストで、5症例でH.pyloriが陽性であった。(2).除菌失敗の5症例のH.pyloriゲノムDNAのPFGEの結果、除菌前後で、それぞれ同一泳動パターンを示し、再感染によるものではないことが確認された。(3).除菌失敗の5症例中3症例に検出された株は除菌前後の株にAMPC、CAM、MNZ3剤とも感受性であった。抗菌薬感受性でありながら除菌失敗した3症例は耐性化あるいは再感染ではなく、除菌薬を正確に服用しなかった可能性が考えられる。(4).残りの2症例はいずれも治療前に検出された株でCAMに一次耐性であった。また、治療によりMNZの耐性化が1症例で認められた。除菌失敗の2症例は除菌療法不成功の最大因子と言われているCAMに一次耐性のもので、除菌療法によりCAM耐性化になったとはいえない。
那須火山から発生したラハールの運搬・堆積プロセスの解明:那珂川流域の防災に向けて

水戸市周辺の那珂川下流域に認められる、大規模な火山性の土石流堆積物(ラハール)を追跡調査した。野外では堆積物の地質調査を行い、室内では堆積物に含まれる岩石試料の化学分析などを行った。その結果、ラハールが、那珂川中上流域に分布する岩なだれ堆積物のひとつに対比できることが明らかとなった。またこの対比により、ラハールは60万年前以降に発生したことが明らかとなった。水戸市周辺の那珂川下流域に認められる大規模な火山性の土石流堆積物(粟河層)を追跡調査し、防災のための情報提供を試みた。野外調査の結果、粟河層は、火山体の大規模な崩壊によって引き起こされる「岩なだれ堆積物」の特徴を持つことが判明した。さらに、含まれる岩石試料の、粒度分析や化学組成分析を行った結果、粟河層は、那珂川中上流域に分布する岩なだれ堆積物のひとつ(=余笹川岩なだれ)に対比できることが分かった。岩石学的特徴を活用して岩なだれの地層対比を成功させた研究例はあまり報告がなく、本研究により岩なだれ研究の新たな手法の可能性も提示できた。余笹川岩なだれは那須火山群を起源とすることから、粟河層の起源は那須火山群である。これらを一連の流れとすると、流動性の大きさを表すH/L値が約0.03と見積もられ、世界的にもあまり例がない長距離流走型の岩なだれである可能性が指摘できる。余笹川岩なだれ下位の地層からは、高原火山起源の火砕流堆積物を発見し、この火砕流の年代から、粟河層の年代は64万年前よりも新しいことが分かった。粟河層が堆積する水戸近辺の丘陵地域(瓜連丘陵)の形成年代は、これまで不明であったが、この成果により本地域の地質発達史にも定量的な時間軸を導入できた。現在、同規模のイベントを発生させるためには、今の那須火山群より標高が高い山体、或いは岩なだれの堆積後の二次流動、のいずれかの条件が必要であると想定される。従って、那珂川下流域の土石流災害対策を考えた場合、岩なだれの発生もさることながら、その二次流動(例えば天然ダムの決壊)にも十分留意する必要がある。仮に同規模のイベントが発生した場合、水戸近辺の那珂川流域に厚さ5 m以上の大量の土石を供給することになり、甚大な被害が予測される。本研究の目的は、那須火山から那珂川流域を100km以上流走して水戸市周辺に到達した巨大ラハールを対象に、その発生・運搬・堆積プロセスを解明し、将来のラハール災害対策に貢献することである。平成23年度は、まず巨大ラハールが堆積する水戸市周辺を精査した。その結果、本堆積物には、少なくとも2種類の火砕流堆積物ブロックが含まれることと、斜長石巨晶に富む安山岩質の石質岩片が多数含まれることが分かった。これらの情報は、本堆積物の給源を追跡する際に重要となる。特に巨大なラハールは、一般に、山体崩壊に伴って発生する場合が多く、安山岩片は崩壊した山体を決定する鍵となり得る。次に、より上流の那珂川町で複数のラハールおよび岩屑なだれ堆積物を認識し、含まれる火砕流堆積物ブロックの岩相記載および室内分析から、水戸市周辺の巨大ラハールとの対比を行った。その結果、巨大ラハールは、那珂川町の黒磯・余笹川岩屑なだれと対比可能であることが分かった。また、火砕流堆積物ブロックは、本地域に分布する金和崎火砕流(約0.64Ma)および芦野火砕流(約1.3Ma)のものであることが分かった。このことから、巨大ラハールは、64万年前以降に発生したことが明らかとなった。当該年度では那須火山(特に茶臼岳)の噴出物も採取した。今後は、研究協力者の協力も得ながらこれらの採取試料数を増やし、室内分析を行うことで、上記の安山岩片との給源対比を試みる。その際にはICP-MSによる高精度の岩石学的データが必要となるので、それに要する機器も揃えたところである。また、他火山のラハールとの比較研究も行った。北海道の摩周火山および千島列島の火山で発生したラハールの運搬・堆積メカニズムを、現地調査および室内分析によって解明し、これらの成果を公表した。これは、本研究対象との比較研究や火砕流を伴うラハール災害対策を進める上で重要な成果と言える。平成23年度の当初の研究計画では、巨大ラハールの給源追跡を完了することを目指していたが、実際には「研究実績の概要」で述べたとおり、追跡は那珂川の中上流域までにとどまっている。今後は、巨大ラハールに含まれる安山岩片に着目して、野外調査と室内分析を行うことで、給源山体の決定ができると考えている。

一方で、平成24年度に計画していた、他火山との比較研究を前倒しで行い、現段階で一定の成果を挙げることができているため、2ヵ年の通年として見た場合は、本研究計画はほとんど遅れはないものと考えている。ラハールの追跡作業がやや遅れた理由としては、まず第一に、大震災による影響が挙げられる。予算の執行自体が遅れたため、研究に必要な道具を揃えたり、早期に旅費を使用できなかったことが影響した。また、調査対象地域の安全を考慮(斜面崩壊の危険性や放射線量のチェックなど)したため、実際の調査開始が遅れることになった。そして、地震による本学の設備(研究室、分析機器など)の損傷と故障も、少なからず本研究の進展に影響を与えた。実際に研究を進める上では、ラハールに含まれる火砕流堆積物ブロックの対比において、予想していたよりも岩石学的特徴の差異によるラハールの識別・同定が容易でなかったことも、計画がやや遅れた理由のひとつに挙げられる。今後は、さらなる野外調査とICP-MSなどの精密分析を積極的に行って、高精度の地質学的および岩石学的データの収集に努めようと考えている。平成24年度は、まず、巨大ラハールの給源山体を決定するための野外調査と室内分析を集中的に行う。そのためには、4月7月の期間で野外調査をほぼ完了し、同時に室内分析も大半が完了させる予定である。あわせて、現在も噴気活動が活発で、将来の噴火や崩壊の危険性が高い茶臼岳を重点的に調査する。また、岩石の年代の一致・不一致からラハールと給源山体の対比も可能であるため、放射年代測定(例えばカリウム・アルゴン法)を行うことも考慮に入れる。これらによって、巨大ラハールの給源火山を推定した後は、ほぼ当初の計画通り研究を推進する。すなわち、他火山のラハールとの比較研究を行う。そのためには、対象とするラハールの運搬・堆積時の特徴を定量化する必要があるので、電磁式ふるい振とう機を用いた堆積物の粒度分析や、段階熱消磁法を用いた堆積物の定置温度の推定を行う。最後に、那珂川流域の地形データ(空中写真やDEM)などを用いて、巨大ラハールが現在の茶臼岳から発生し得るか等を判定し、茶臼岳からのラハール災害のシナリオを作成する。実際には、野外調査と室内作業そして研究協力者らとの議論を何度も重ねながら、モデルを完成していくことになるであろう。最終的にこの結果を各自治体などに発信していく予定である。平成23年度はほぼ計画通りの予算執行を行ったが、平成24年度に77,941円を繰り越すこととなった。これは上記の達成度に記した理由により、野外調査旅費の消費がやや抑えられたためである。上記の通り、平成24年度は野外調査を重点的に行うため、研究協力者も含めた調査旅費(成果報告野ための学会参加も含む)として、60万円以上を見込んでいる。平成24年度に予定している比較的大きな額(10万円以上)の購入物品としては、堆積物の特徴を定量化するための電子天秤や顕微鏡画像撮影のための付属部品などである。また、化学分析に必要な機器使用料や消耗品を随時購入する必要がある。そして、最終的なラハール発生シナリオを作成するためには、研究対象地域の数値地図なども購入し、その成果をweb上で広く公表するためのホームページ作成ソフトなども必要と考えられる。これら物品の購入費として90万円程度を使用する予定である。そして、研究成果を公表論文として科学雑誌に投稿するにあたり、英文校正費、投稿費あるいはカラー印刷費などの費用として10万円弱を使用する予定である。そのほかに、調査補助者(本学学生)に対する謝金や放射年代測定(例えばカリウム・アルゴン法)などにも、10万円前後の予算を使用する予定である。
ウイルス由来B-DNA認識機構の解明と免疫調節薬への応用

クロモゾーム外に存在するコアヒストンH2Bが細胞内に存在する異常な2本鎖DNAを認識し、抗ウイルス自然免疫応答に関与することを見いだした。本研究では、そのシグナル伝達に重要なアダプター分子IPS-1とヒストンH2Bの融合分子(N'-CARD)がnuclear DNA helicase IIを直接活性化し、I型インターフェロン産生を誘導することを新たにあきらかとした。また、protein transduction domainを付加した細胞透過性ポリペプチド、N'-CARD-PTDを用いることで新規アジュバントとして応用可能であることを実証した。本研究課題では、ヒストンH2Bを介するnaked DNA(ヌクレオソームに取り込まれていないフリーなDNA)認識機序について分子生物学・生化学的に解析し、このシグナル活性化経路を調節する分子を応用した新規免疫調節薬開発の基盤的研究を行うことを目的とした。特に最近発見したH2BとIPS-1との融合分子(N'-CARD)は、非常に強力にインターフェロンを誘導することがあきらかとなっている。このことから、H2BとIPS-1の複合体形成がI型インターフェロン産生シグナルに重要であることが想定された。またリコンビナントN'-CARDタンパクにptotein transduction domain(PTD)を付加し(N'-CARD-PTD)、細胞内へ導入させることに成功した。このことによりタンパク製剤として、細胞外からの単独投与で、Toll様受容体などを介することなく幅広い細胞種においてインターフェロンを誘導させることに成功した。Tandem-affinity purification(TAP)法による精製およびMS解析により、この分子は、nuclear DNA helicase(NDH)と相互作用し、細胞内シグナルを活性化させることがあきらかとなった。また、インターフェロン誘導剤としての応用を検討した。その結果、N'-CARD-PTDは、マウスにを用いたin vivoでの検討の結果、アジュバントとして機能し、インフルエンザワクチンの免疫原性を増強し、ウイルスに対する防御的免疫応答を増強させることを確認した。このことから、N'-CARD-PTDは細胞透過性ポリペプチドアジュバントとして新規自然免疫シグナルを活性化するアジュバントとして応用可能であり、臨床応用の可能性が示唆された。B-DNAにより誘導される免疫活性化機序は、外来DNAおよび内在性の自己DNAに対して作用する両刃の剣の役割を担っており、この機序の解明は、免疫学の分科・細目を超え生理的生命機能の解明のブレークスルーとなると考えている。我々は、ヒトの細胞においてヒストンH2Bが新規アダプター分子CIAOを介してシグナル分子IPS-1と相互作用し、type I IFNs産生調節機構に関与していることをあきらかとした。そこで本研究の目的は、H2B, CIAO, IPS-1を介したウイルス感染認識機構の解明と、このシグナルを構成的に活性化する新規融合分子N'-CARDと細胞内導入を担うPTDペプチドの融合蛋白質を用いた新規免疫調節薬への応用を検討する。前年度までに、バキュロウイルス・昆虫細胞系を用いたリコンビナントN'-CARD-PTDタンパク質の大量調製に成功している。また精製されたN'-CARD-PTDは、培養細胞系への添加で細胞内へ導入され核まで到達することを確認している。また、マクロファージに作用させるとtype I IFNの産生を誘導し、樹状細胞においては活性化の指標とされる表面マーカー(MHC ClassI, ClassI I, CD86, CD40)の発現も増強させることが確認された。これらの結果より、N'-CARD-PTDは量産可能な高い生理活性をもつ新規免疫調節薬となり得ると示唆された。更にマウスインフルエンザ感染モデルにおけるN'-CARD-PTDのアジュバント効果を評価したところ、N'-CARD-PTD接種マウスではインフルエンザウイルスに対する宿主防御免疫を増強したことから、N'-CARD-PTDは抗ウイルス宿主免疫において充分なアジュバント効果を有すると示唆された。本年度は更に、マウス移植がんモデルにおけるN'-CARD-PTDのアジュバント効果を評価する。B-DNAによる免疫活性化機序は、自己・非自己のDNAに対して作用する両刃の剣の役割を担っており、この機序の解明は免疫学にとどまらず生理的生命機能の解明のブレークスルーとなると考えている。これまでに我々は、ヒトの細胞においてヒストンH2Bがアダプター分子CIAOを介してシグナル分子IPS-1と相互作用し、type I IFNs産生調節機構に関与していることをあきらかとした。そこで本研究では、H2B-CIAO-IPS-1シグナルを活性化するN'-CARDと細胞内導入を担うPTDペプチドの融合蛋白質(N'-CARD-PTD)の新規免疫調節薬への応用を検討した。N'-CARD-PTDタンパク質は昆虫細胞系を用いて大量調製が可能であり、精製されたN'-CARD-PTDは培養細胞系への添加で細胞内へ導入され核まで到達することをあきらかとした。N'-CARD-PTDをマクロファージに作用させるとtype I IFNs

産生を誘導し、樹状細胞においては活性化指標マーカーの発現増強が認められた。これらの結果より、N'-CARD-PTDは量産可能な高い生理活性をもつ新規免疫調節薬候補であると示唆された。N'-CARD-PTDのアジュバント効果を評価するため、マウスインフルエンザ感染モデルを用いて評価したところ、N'-CARD-PTDアジュバント接種マウスではインフルエンザウイルスに対する宿主防御免疫の増強が認められた。更に、マウス移植癌モデルにおいてN'-CARD-PTDの癌抑制効果への影響を評価したところ、N'-CARD-PTDアジュバント接種マウスではより強い抗癌作用が認められた。これらの結果より、N'-CARD-PTDは抗ウイルス、そして抗癌宿主免疫において充分なアジュバント効果を有すると示唆された。
移動体無線通信網におけるサービス品質の評価と通信資源の最適配分に関する理論的研究

1.次世代の無線移動体通信システムにおける所要周波数帯域幅算出法2.セルラ移動体通信網におけるハンドオーバ数の計算とその応用セルラ移動体通信網においては、ユーザが通話中に隣のセルに移ると、そのセルで新たに周波数を割当てたり、位置情報を更新したりするハンドオーバ処理が必要となる。ハンドオーバの失敗は、通話の強制切断につながるので、ハンドオーバ数の評価は重要である。幾何学的確率及び再生確率過程の理論を応用して、移動体の一通話当りのハンドオーバ数の確率分布を計算した。同じ方法を用いて、基地局における移動体の位置情報管理のためのデータ更新の最適時間間隔を決定する理論モデルを作り、数値計算を行った。3.時間的に急激に変化する通信負荷が通信チャネルの性能に与える影響の計算モデル無線通信システムにおける送信フレームへの周波数資源の動的割当て法として、確率過程モデルの時間に依存する状態確率の解析を行った。関連して、有限の待合室をもつ待ち行列において、全稼動期間の確率分布を、ラプラス変換ではなく、時間の陽関数として与えた。1.次世代の無線移動体通信システムにおける所要周波数帯域幅算出法の基礎となる待ち行列モデルの解析多様なトラヒック特性(速度、サービス品質に対する要求等)をもつ多数のパケット交換型トラヒックが通信チャネルを共有するシステムや、符号分割多重接続(CDMA)方式による無線伝送の通信性能評価を行う理論的モデルの基礎として、サーバが遊休期間中にも低速度でサービスを行うという新しい待ち行列モデルを提案し、確率過程の理論により、その解析を行った。2.セルラ移動体通信網におけるハンドオーバ数の計算セルラ移動体通信網においては、ユーザが通話中に隣のセルに移ると、そのセルで新たに周波数を割当てたり、位置情報を更薪したりするハンドオーバ処理が必要となる。同じ方法は、基地局における移動体の位置情報管理のためのデータ更新の最適時間間隔の決定にも使うことができる。3.時間的に急激に変化する通信負荷が通信チャネルの性能に与える影響の計算モデル無線通信網の性能評価は、これまで、通信負荷が時間的に定常であると仮定して行われてきたが、実際には負荷が急激に変化する場合に故障が起こりやすい。そこで、時間的に変化する通信負荷をもつチャネルの性能を、有限個の状態空間をもつ連続時間Markov過程のモデルにより、解析を始めた。4.次世代(2010年以降)の無線移動体通信システムの所要周波数帯域幅算出法研究協力者である(株)NTTドコモワイヤレス研究所の吉野仁博士のグループとともに、電磁波の周波数割当ての現状、算出法の基礎となる確率過程と待ち行列理論の入門、現行の第3世代システムに使われた算出法、次世代システムのための新算出法(ITU-Rで採択されたもの)及びその計算アルゴリズム、今後の研究課題等をまとめた解説書の共同執筆を開始した。次世代(2010年以降)の移動体無線通信システムの所要周波数帯域幅算出法として、即時系でモデル化される回線交換型トラヒックと待時系でモデル化されるパケット交換型トラヒックの混合について、それぞれにおいて算出された所要周波数帯域幅を、全無線チャネルで共用したときの効果を数値計算したところ、パケット交換型トラヒックがほとんどのチャネルを占有してしまうことがわかったので、パケット交換型トラヒックには全チャネルを使わせず、回線交換型トラヒックには全チャネルを使わせるという共用方法により、回線交換型トラヒックの効率も上がることを確認した。無線通信システムにおける送信フレームへの周波数資源の動的割当て法として、確率過程モデルの時間に依存する状態確率の解析を行った。
ニューロン移動の分子ダイナミクスの解析

ニューロン移動におけるオルガネラ輸送の分子機構を明らかにするため、小脳顆粒細胞の分散培養系および生体において、分子機能の修飾により移動に異常を来す分子の探索を行った。その結果、制御型ミオシン軽鎖(RMLC)が母中心小体で特異的にリン酸化されていることを発見した。RMLCのリン酸化はミオシンの活性化にとって重要なものであること、リン酸化は微小管が生産される母中心体でのみに選択的に観察されることから、アクトミオシンの収縮性が微小管骨格の配列を制御している可能性が示唆された。そこでリン酸化不全RMLC変異体の強制発現実験を行ったが、RMLCリン酸化の有無は中心体および核移動に影響を与えなかった。そこで光変換型蛍光タンパク質mEos2またはPA-GFPと中心体分子centrin2のキメラ分子を発現させ、中心小体のひとつを照射して吸収光波長を変化させ、ふたつの中心小体の挙動を詳細に比較解析した。その結果、移動ニューロンでは中心小体の母娘間に殆ど優位性の差がないことを示唆する結果を得た。核移動における中心体の機能を直接明らかにするため、移動中の顆粒細胞の中心体をCentrin2-GFPで標識し、二光子レーザー顕微鏡で中心体を破壊した影響を観察する実験系を立ち上げた。中心体を破壊し、細胞に致死的侵襲を与えないレーザー照射条件の設定を行った。今後中心体破壊が核移動および微小管形成にどの様な影響を及ぼすか解析する準備が調った。2008年度、移動中の小脳顆粒細胞で、アクトミオシン系と安定型微小管の分子間相互作用について解析を行った。発生中の小脳で、顆粒細胞はその移動方向を保つために必要である安定型微小管の極性分布を維持する。当初は中心体がこのプロセスで重要な役割を演じると考えられていたが、我々の研究室は中心体と独立したメカニズムの関与を示唆する結果を報告した。我々は最近、アクトミオシンの収縮が安定型微小管の移動と極性分布のために必要であると確認し、現在この制御に関わる分子機構を詳細に明らかにしようとしている。セリン/トレオニンキナーゼMRCKが線維芽細胞で極性移動を制御することは知られていたが、ニューロン移動でのその役割はまだ不明である。MRCKがミオシン軽鎖のリン酸化によって直接アクトミオシン収縮を制御することから、我々はMRCKが安定型微小管の極性分布を制御し、細胞移動の定向性を維持すると仮説を立て検証してきた。その結果、内在性のMRCKが顆粒細胞の細胞体前方および先導突起において安定型微小管と並走して分布することが明らかになった。さらに、ドミナント-ネガティブ変異体の強制発現により、これらの細胞内での極性が阻害されること、MRCKの強制発現により、細胞移動が促進されることを見出した。以上により、MRCKがアクトミオシン収縮を通して小脳顆粒ニューロンの極性の維持に重要な役割を果たすことが明らかになった。現在、器官培養系を用いた変異分子導入またはRNAiノックダウンにより、MRCKの組織内における機能を解析している。2009年度においては、移動中の小脳顆粒細胞を用い、アクトミオシン系と安定型微小管の相互作用についての解析を行った。発生過程の小脳において顆粒細胞は極性移動を行っており、そのために必要な安定型微小管の極性を持った配置を維持している。これまでに、私はブレビスタチンによるアクトミオシン収縮の抑制により、安定型微小管の局在が損なわれることを明らかにした。さらに最近、制御型ミオシン軽鎖(RMLC)が母中心小体でリン酸化されていることを発見した。このリン酸化はミオシンの活性化にとって重要なものであり、アクトミオシンによる収縮が中心体で何らかの役割を担っていることを示唆するものである。またRMLCのリン酸化は微小管が生産される母中心体でのみに選択的に観察されるので、アクトミオシンの収縮性が微小管骨格の配列を制御しているという前述の発見と関連していると思われる。現在、MLCKやMRCKなど、中心体におけるミオシン軽鎖のリン酸化に関与すると思われる酵素の働きを調べているところである。また、今後、リン酸化がされなくなるRMLCの変異体を利用することで、アクトミオシン活性が中心体や微小管へ与える影響を直接調べる。さらに、中心体や微小管成長端のマーカー分子(Centrin2およびEB3)を使用し、アクトミオシン活性の制御が中心体と微小管のダイナミクスに与える影響を、生細胞を用いて観察する。これらの実験により、小脳顆粒細胞の極性移動において、アクトミオシン活性が、中心体のダイナミクスと微小管骨格の局在とのそれぞれに与える影響を個別に調べることができると考えている。

そこで光変換型蛍光タンパク質mEos2またはPA-GFPと中心体分子centrin2のキメラ分子を発現させ、中心小体のひとつを照射して吸収光波長を変化させ、ふたつの中心小体の挙動を詳細に比較解析した。その結果、移動ニューロンでは中心小体の母娘間に殆ど優位性の差がないことを示唆する結果を得た。核移動における中心体の機能を直接明らかにするため、移動中の顆粒細胞の中心体をCentrin2-GFPで標識し、二光子レーザー顕微鏡で中心体を破壊した影響を観察する実験系を立ち上げた。中心体を破壊し、細胞に致死的侵襲を与えないレーザー照射条件の設定を行った。今後中心体破壊が核移動および微小管形成にどの様な影響を及ぼすか解析する準備が調った。