hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ソフトマターから人工細胞への物理的アプローチ

基本的な分子群を用いて生命の基本的機能(情報分子による遺伝・代謝・自己生産)を有する人工細胞、および自己駆動を再現する分子集合体を創成し、そこから生命機能を支える物理的機構を明らかにすることを目指した。人工細胞のプロジェクトでは情報分子と連携した自己生産する2種類の人工細胞の創成に成功し、そのうちの一つでは周囲の環境変化に応じて持続的に分裂させることにも成功した。さらにこれらの人工細胞は情報分子を介した遺伝と進化の能力を持つことも明らかとなった。自己駆動モデルについては、化学刺激により自らを変形させて泳ぐ分子集合体の創成に成功し、生命が運動能力を獲得した新しいモデルを提案した。本計画研究では、基本的分子群を用いて遺伝情報分子を複製しながら増殖するモデル膜(ベシクル型人工細胞)や化学反応を利用して自己駆動するベシクルなど、生命系に特徴的な機能を基本的な分子群で再現し、その物理的な機構を解明することにより人工細胞への道を探る事を目的としている。ベシクル型人工細胞:我々の自己複製ベシクルで、DNAの増幅とベシクルの肥大・分裂とが連携する理由として、増幅したDNAと、カチオン性膜脂質および両親媒性触媒Cとが複合体を形成し、酵素的な機能を果たしていることが挙げられる。そこで、この複合体の組成と膜内での局在性を調べるために、PEGを担持したリン脂質を添加したGVを調製し、励起エネルギーの異なる蛍光色素を複合体の各成分に担持し、蛍光エネルギーの移動実験を行ない、近傍に触媒Cを侍らせたDNA-膜分子複合体が、2分子膜の外膜と内膜の中間にまで潜り込んでいることを明らかにした。また、自己複製の機構を明らかにする目的で、自己複製過程を3次元的に追跡し、変形過程の3次元解析を行なう手法を確立した。分子供給系を含まないモデル自己複製ベシクル系での変形は、膜弾性モデルの記述と定量的に一致し、2分子膜内での両親媒性分子の非対称分布が鍵になる事を明らかにした。分子集合体の自己駆動:細胞サイズの分子集合体が水中を遊走するメカニズムとして,分子集合体の構成分子と環境中の分子やイオンとのミクロな相互作用が重要である。そこで本研究では、駆動しながら形態変化し駆動方向を定める多重膜ジャイアントベシクルの構築を目的とした。酢酸エチルを媒介としてホォスファチジルコリンで多重膜ジャイアントベシクルを形成し、これに高濃度界面活性剤を添加すると、ジャイアントベシクルは変形と駆動の協同現象をみせることを見出した。本研究計画では、基本的な分子群を用いて遺伝情報分子を複製しながら増殖するモデル膜(ベシクル型人工細胞)や化学反応を利用して自己駆動するベシクルなど、生命に特徴的な機能を基本的な分子群で再現し、その物理的な機構を解明することにより人工細胞への道を探ることを目的にしている。1)ベシクル型人工細胞繰り返し増殖するベシクルを創成するには、原料の供給システムを確立する必要がある。我々の開発したベシクル系では、新たに分裂したベシクル型人工細胞には、DNAの原料であるdNTPが枯渇している。そこで、dNTPを内封しかつ膜電位の符号の異なるコンベイヤGVを、分散液のpH変化をトリガーとして、分裂したGVに吸着・融合させたところ、dNTPが移送され、繰り返し自己増殖するGV型人工細胞が実現した。また、分裂して増殖するベシクルの3次元解析により、その軌跡が一定の道筋を通ること、ベシクルが分裂したのち分離するには逆コーン型の脂質が内膜に過剰に存在することが必要であることを定量的に示した。2)化学反応を利用して変形しながら駆動する脂質凝集体我々は、界面活性剤水溶液中で変形しやすいリン脂質凝集体に注目し、界面活性剤の刺激により変形しながら駆動するリン脂質凝集体の創成を目的としている。今年度、フォスファチジルコリンで構成されるリン脂質凝集体へ、TritonX100という非イオン性界面活性剤を添加しうる半透膜型チャンバーを作製した。これにより、球形のリン脂質凝集体が尾状の構造体を形成するように変形し、その尾状構造体を大きく左右にフラッピングさせたり伸縮させるという特異的な変形をしながら、頭部が向いている方向へ一方向的に駆動することを見出した。本研究グループは、生命の最も基本的な性質である、ベシクルの自己生産・代謝・遺伝情報分子との連携・自己駆動、の4つの機能を備えた人工細胞の創成を進めようとするものである。本年度の研究実績は以下の通りである。ベシクルの自己生産:2成分ベシクルが示す変形・分裂・回帰過程を3次元共焦点顕微鏡を用いて定量化し、膜弾性モデルにより解析した結果、ベシクル膜変形に伴って膜分子の分布が変化することが、このような自己生産が繰り返し行われるための鍵になっていることが判明した。代謝:ベシクル膜が外部から分子を取り込んで成長するためには、膜表面での分子を化学的に変調させることが重要である。そのための、最も単純なモデルとして表面電位を用いて化学平衡を変調することによりベシクルの成長が加速されることが明らかとなった。遺伝情報分子との連携:ベシクル型人工細胞に内封する二本鎖DNAの鎖長として、374 , 1164, 3200 bpの三種を選び、それぞれ内封したDNAを複製させた後、一定時間後に膜分子前駆体を添加し、それぞれ2030試料につき、そこで誘発されるベシクルの形態変化を、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて精査した。

その結果、形態変化の頻度、および分裂様式などに、明確なDNA鎖長依存性があることが示された。自己駆動現象:リン脂質で作製した多重膜ジャイアントベシクルにオレイン酸ナトリウム水溶液を穏やかに添加することで,球形からひも状へ形態変化したジャイアントベシクルが一方向的に駆動したり回転運動したりすることを見出した。同様な現象はデシルアミンの水中で作製したリオトロピック液晶型ひも状分子凝集体でも観察された。これら駆動現象は,形状の曲率に依存した分子の溶解速度の差が,異方的な分子拡散場を凝集体周囲にうみだしたことによる拡散泳動に因るものと考えられる。本計画研究では、人工細胞の創成に向けて合成化学とソフトマター物理学の研究者が連携して挑むものである。人工細胞の根幹をなす基本的要素(自己生産・代謝・遺伝情報分子との連携・自己駆動)に関しては、おおよそ再現に成功し、その物理的な機構も明らかになってきた。また自己駆動に関しては、ワームに似て、全体をくねらせながら前進・回転・反転運動する想定外の新しい駆動現象の発見もあった。今後は、各要素の連携に焦点をあて、より生命らしい人工細胞系の構築に向かって研究を進める。1)人工細胞の創成:GV型人工細胞の膜内に溶存し、膜分子前駆体を膜分子に変換する触媒となる酸性両親媒性分子が、膜内に陥入したDNAの近傍に局在することを、蛍光プローブの励起エネルギー移動により明らかにした。また、膜分子前駆体の加水分解速度にみられる触媒とDNAとの相乗効果は、この触媒系がデオキシリボザイムとして作用することを意味している。さらに、膜組成のアニオン性を高めたGVでは、内封DNAが同一でも、DNA増幅から膜分子前駆体添加までの飢餓時間に依存して、GVの形態変化が変化する表現型可塑性を示した。2)膜変形を利用する自己駆動ベシクルの創成:リン脂質(DMPC)のひも状ジャイアントベシクルがオレイン酸ナトリウム水溶液中で一方向的に運動する現象や、デシルアミンのリオトロピック液晶型ひも状分子凝集体が酸性水溶液中で一方向的に運動する現象について、駆動機構の解明を進めた。DMPCベシクルは,DMPCの相転移温度以下にサンプル温度が降温すると駆動を止め,相転移温度以上に昇温すると駆動を再開した。また,デシルアミンの分子凝集体については,分子凝集体の動きが酸の濃度に依存し,至適濃度範囲があることが見出された。これらの結果は,分子凝集体表面で分子が水相へ溶解していく過程が駆動機構の支配要因であることを示唆している。3)人工細胞系を支える物理的な機構の解明:分子供給系のある自己生産ベシクル(菅原ベシクル)の機構を3次元解析を基に検討し、そのキネティックパスウエイを明らかにした。基本的には外部からベシクル膜に供給される分子が2分子膜内の内膜と外膜にうまく分配されることにより、limiting shapeへの変形がもたらされている。その分配を支配する機構として膜分子前駆体と触媒との相互作用を基にした速度論的方程式を考え、実験結果と比較検討することによりその機構を検討中である。人工細胞の根幹をなす基本的要素(自己生産・代謝・遺伝情報分子との連携・自己駆動)に関しては、おおよそ再現に成功した。
促進酸化と生物処理のハイブリッドシステムを用いた抗生物質系廃水の浄化

本研究の目的は、抗生物質生産廃水の処理とリスク管理に適した省エネルギー・低炭素型の高効率的処理技術を確立することである。具体的には、抗生物質分解の促進方法として新しい触媒を検討して酸化分解を効率よく行う新規促進酸化技術を創出するとともに、促進酸化によって生成する中間生成物を膜分離生物処理ユニットによって生物分解を行うことで、新規促進酸化と膜分離生物分解のハイブリッドデザインを用いた製薬系抗生物質含有廃水の新規処理システムを構築しようとするものである。平成26年度ですでに促進酸化処理ユニットを検討したことを踏まえ、平成27年度は主に膜分離生物処理ユニットに絞って実験的研究を行った。その結果、次のような具体的成果が挙げられた。(1)嫌気性膜分離反応槽によるセルロース含有排水の処理:嫌気性膜分離反応槽を用いてセルロース含有と含有しない2種類の排水処理について25°CでHRTを変化させた連続試験を行い、物質収支、処理水質および膜ろ過性能を把握した。HRT12時間以上ではHRTによる影響はほとんど見られず、投入の65-72%がメタンガスとして回収できた。また、排水中にセルロース成分がほとんど分解された。(2)嫌気性膜分離反応槽による界面活性剤の分解:ラボスケール嫌気性MBRを用い,水理学的滞留時間や界面活性剤AE濃度を変化させて運転を行った。その結果,COD除去率はAE濃度5.0-200 mg/Lの条件で96%以上であり,有機物除去への阻害は見られなかった。また,AE除去率は99%以上と高く,さらに分解されて最終的にメタンになることが分かった。一方AEの添加により,膜ファウリングの指標である膜圧増加速度が大きくなった。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度には次のような具体的成果が挙げられた。(1)促進フェントン酸化による難分解性有機物の分解:SMXなど5種類の難分解性物質を選んで、フェントン酸化と過酸化水素酸化による分解効果を把握したとともに、pHや共存イオンの影響を解析した。(2)嫌気性膜分離反応槽に関する検討:界面活性剤は一般的に嫌気性処理では除去されにくく微生物に対して毒性も有する。そこで本研究では,界面活性剤の排出量の中でも特にその割合が多いAE(ポリオキシエチレンアルキルエーテル)およびLAS(直鎖ベンゼンアルキル酸ナトリウム)に着目し,それらが嫌気性MBR内汚泥のメタン生成活性に対して与える影響をメタン生成活性試験により評価した。実下水に含まれる程度の界面活性剤濃度では汚泥の活性に対して大きな阻害は起きないことがわかった。そして,界面活性剤を含有する人工下水を用い,嫌気性MBRによる下水処理の処理性能をリアクターを用いた連続実験を行った結果,メタン生成活性試験の結果と同じく実下水に含まれる程度の界面活性剤濃度では嫌気性MBRの処理性能に顕著な影響は与えないという結果が得られた。また,界面活性剤の除去性能については,嫌気性MBRにおいてもAEは良好に除去されるが, LASの除去は難しいことがわかった。

本研究は新規促進酸化と膜分離生物分解のハイブリッドデザインを用いた製薬系抗生物質含有廃水の新規処理システムを構築しようとするものであるが、平成26年度では、新規促進酸化方法の創出や嫌気性膜分離法の検討においてそれぞれ成果を挙げることができ、当初計画した目標はおよそ達成できた。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度はおおむね計画通りの成果が得られたので、平成27年度以降は、新規促進酸化と嫌気性膜分離生物分解の二つのユニットに分けて次の3項目の小テーマに取り組む予定である。(1)促進酸化ユニットの検討: OHラジカルの発生効率および代表的抗生物質に対する酸化分解反応を解析することで、最適酸化条件を確立する。(2)嫌気性膜分離反応槽による界面活性剤の分解:嫌気性膜分離反応槽を用いた排水処理の連続実験を行い、基質中における界面活性剤の濃度を段階的に向上させて、その分解挙動を把握する。(3)微生物反応に及ぼす抗生物質影響の評価:硫酸塩還元、硝化、酸生成およびメタン生成などの排水処理に関わる様々な代謝反応に及ぼす抗生物質の種類と濃度の影響を把握する。
刺激性半導体特殊材料ガス吸入による気管支肺胞洗浄液の変化に関する基礎的研究

1、半導体材料ガスとして比較的新しく、使用量の増加してきているジボラン(B_2H_6)を用い、吸入曝露実験を昨年、一昨年に引き続き行った。2、Wistar系ラットにジボラン20ppm、4時間吸入曝露を行い、曝露直後、翌日、3日後、14日後に屠殺解剖を施行し、組織、血液に加え気管支肺胞洗浄液(以下BAL)を採取した。BALに関し細胞成分、総淡白、alpha_1-AT、エラスターゼ活性、SOD、過酸化脂質、を測定したところ3日後に炎症を示す指標の変化のピークがある事が判明した。3、上記所見のうち、細胞成分の増加は先行実験の病理所見上マクロファージの遊走及びその周囲への形質細胞、neutrophilなどの細胞浸潤、リンパ組織の過形成が見られたこと、並びに炎症性所見出現のピークが曝露3日後であった事などと解析結果に整合性があった。そのためこれらを踏まえ、1ppm及び10ppmで4時間曝露をラット及びマウスに行い、3日後に生体試料を採取、同様項目の定量解析に加え、マウスのBALからサイトカインを測定し曝露に対する何等かの免疫応答を生ずる事が指摘されるか検討している。4、これらの吸入毒性評価には、頭書ガスの使用される職域での疫学的調査と動物実験結果とが併せて解析評価される事が望ましいが、本研究期間中、関連研究として、曝露作業者の免疫能を中心とした健康診断が実施され曝露期間との間に関連が見られるか重回帰分析した。5、以上につき現在解析中である。
癌免疫微小環境における腫瘍特異的細胞傷害性T細胞誘導メカニズムの解明

癌に対する細胞免疫療法は画期的な治療法として注目されているが、癌免疫微小環境(Tumor immune microenvironment:TIME=癌細胞が自己の増殖に好都合な環境を支持細胞や腫瘍内浸潤細胞と協調して作り上げた局所環境)において、抗腫瘍免疫が誘導されるメカニズムには不明な点が多い。本研究では、我々が確立した癌免疫療法モデルを用い、対照群と比較して、1TIMEにおける各構成細胞別にmRNA発現プロファイルを行う、2血漿中の細胞外小胞に含まれるマイクロRNAの網羅的解析を行う。両解析から抗腫瘍免疫誘導に係る因子を同定し、TIMEにおいて抗腫瘍免疫が誘導されるメカニズムを解明する。
地球自由振動の解析による核‐マントル境界領域と内核の構造に関する研究

広帯域地震計の大地震の波形記録の解析から,地球のコア-マントル境界周辺の構造に感度を持つ自由振動モードの分裂関数を求めた。分裂関数とは自由振動のスペクトルから求められる観測量で,モードが感度を持つ深さの内部構造の水平不均質を表す。今回は1S8, 1S9, 1S10の3つのモードについて,弾性および非弾性構造の分裂関数を求めた。データはIRISで公開されている広帯域地震観測点から静穏な64観測点を選び,それらで観測された1995年から2014年の58個の大地震の上下動記録を用いた。波形記録は存否スペクトル法で解析し,モードのスペクトルの見かけの複素周波数を求めた。今回解析したモードでは,多くの観測でスペクトルは見かけ上2つに分裂していた。次に,見かけの複素周波数をデータとして分裂関数の係数を求める非線形逐次インバージョンを行った。この方法では見かけの複素周波数の観測値と理論値を比較して,分裂関数の係数を逐次修正する。見かけの複素周波数の理論値の計算には,ターゲットとするモードの周波数近傍のモードすべてのモード間干渉を取り入れた。ただし,逐次修正したのはターゲットのモードの自己干渉に関する係数のみであり,その他のモード間干渉については既存の3次元地球モデルから得られる値に固定した。インバージョンの結果,弾性構造については球面調和関数の10次まで,非弾性構造については2次までの分裂関数が得られた。解析したモードは下部マントル下部の構造を反映するが,モードの次数が8から10へ増えるにしたがって2次の寄与が減少し,逆に高次の寄与が増大するという結果が得られた。非弾性構造と弾性構造の分裂関数は単純な一対一対応はしていないが,弾性的構造の低周波異常の多くの領域が非弾性的構造の低減衰異常の領域に含まれていた。今後はより多くのモードを解析して,以上の特徴についてさらに検討する必要がある。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,地球のマントル最下部や内核に関する不均質性や異方性について,大地震により励起された地球自由振動のスペクトルを解析して明らかにすることを目的としている。実際の地球の自由振動モードは,球対称モデルのモードに比べて複雑に分裂・干渉している。それらに加えて内部構造の非弾性による減衰のため,個々のモードをスペクトルのピークとして周波数軸上で同定することは一般には不可能である。モードは,観測スペクトルにおいて分裂を示さないか,または不完全に分裂した「みかけのピーク」として現れる。研究代表者らは,そのような見かけのスペクトルピークの複素周波数をデータとして,モードごとに定まる構造係数(後述)を求めるためのインバージョン法を開発し(Shibata et al. 1991),実際の解析に応用してきた(Suda et al. 1991; Kumagai et al. 1992)。これまでの研究では,周波数軸上で孤立したスペクトルピーク(マルチプレット)として観測されるモードのみを扱ってきた。しかし,マントル最下部や内核のように顕著な不均質性や異方性の存在が予想される領域をターゲットとする場合,解析には複数のマルチプレット間の干渉を考慮する必要がある。本年度では,単一マルチプレット内の干渉のみを扱っている既存のソフトウェアを,複数のマルチプレット間の干渉を扱えるように拡張した。この拡張に関して詳細な数値実験を行い,可用性を確認した。これによって次年度では実際のデータ解析が行えるようになった。また,1990年から2015年までのM7.6以上の地震およそ90個について,IRIS, IRIS, GEOSCOPE, NCDSNのSTS-1型地震計記録を収集した。これらについては次年度のデータ解析で使用する予定である。計画では本年度内に次の(1)-(4)を遂行する予定であった:(1)データ収集,(2)インバージョン法の改良,(3)データ解析,(4)内核モード検出の試み。「研究実績の概要」に示した通り,(1), (2)については予定通り終了しているが,(3), (4)については未着手である。これは(2)のインバージョン法の改良において,従来のソフトウェアの逆問題解法の部分が古いメインフレーム計算機に依存していたため,その部分の改変に時間がかかってしまったからである。現在はすべての計算がワークステーション上で行えるようになっている。(3), (4)についてはデータおよびソフトウェアの双方の準備ができており,次年度で遂行する予定である。このように,進捗の遅れは単に時間の問題であり,研究遂行の上で本質的に修正を要する点は無い。

次に,見かけの複素周波数をデータとして分裂関数の係数を求める非線形逐次インバージョンを行った。この方法では見かけの複素周波数の観測値と理論値を比較して,分裂関数の係数を逐次修正する。見かけの複素周波数の理論値の計算には,ターゲットとするモードの周波数近傍のモードすべてのモード間干渉を取り入れた。ただし,逐次修正したのはターゲットのモードの自己干渉に関する係数のみであり,その他のモード間干渉については既存の3次元地球モデルから得られる値に固定した。インバージョンの結果,弾性構造については球面調和関数の10次まで,非弾性構造については2次までの分裂関数が得られた。解析したモードは下部マントル下部の構造を反映するが,モードの次数が8から10へ増えるにしたがって2次の寄与が減少し,逆に高次の寄与が増大するという結果が得られた。非弾性構造と弾性構造の分裂関数は単純な一対一対応はしていないが,弾性的構造の低周波異常の多くの領域が非弾性的構造の低減衰異常の領域に含まれていた。今後はより多くのモードを解析して,以上の特徴についてさらに検討する必要がある。CMBストンリーモード,それ以外でCMB領域にエネルギーを持つモード,内核モード以外で内核にエネルギーを持つモードは多数存在する。それらの検出可能性を理論的な励起計算を行って検討し,解析に使用するモードを決定する。その後,存否スペクトル法(Kumazawa et al. 1990)で広帯域地震計記録のスペクトル解析をおこない,スペクトルの見かけのピークの複素周波数を求める。それらをデータとして本年度作成したソフトウェアでインバージョンを行い,モードごとの構造係数を求める。様々なスタッキング法により,周波数軸上で孤立した内核モードの検出を試みる。内核モードが検出できなかった場合は,そのことを用いて内核のQ値の上限を決める。構造として既存の3次元地球内部構造モデル(e.g. Ritsema et al. 2011)を,震源としてグローバルCMTを用いて,内核のQ値を様々に変えて理論的な内核モードの振幅を計算し,実際のノイズレベルを考慮して内核モードが検出不能となる内核のQ値の上限値を決定する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
モバイルソフトウェアコンポーネントに関する研究

新しいソフトウェアコンポーネント技術として分散システムを考慮した複合ドキュメントフレームワークを提案していくことが本研究の目的となるが、今年度はJava言語による同フレームワークの実装が研究内容の中心となる。具体的には次の2点、つまり(1)複合ドキュメント中のテキストやイメージなどのコンポーネントの表示・編集機構を整備するとともに、(2)分散処理の基本動作である転送、同期、複製、共有をコンポーネントとして設計・実装した。まず(1)は前年度のプロトタイプ実装がJava言語のAWTライブラリを用いていたのに対し、今年度はSwingライブラリを利用することで、相違なハードウェアやOS間でドキュメントをやり取りする際の不整合を解消することできた。一方、(2)は分散処理を単なる処理プログラムを実現するだけでなく、それらの処理も複合ドキュメントを構成するコンポーネントとして実現することに成功した。この結果、ドキュメント編集作業、例えば配置やペーストなどを通じて、複雑な分散処理の定義・実現できることになり、従来の分散システムの設計・実装を容易化し、エンドユーザによる分散システムの構築にも道を開く点で学術的にも実用的にも重要な成果となった。また、コンポーネントのプログラミングモデルとして、オブジェクト指向手法の一つであるプロトタイプベースのオブジェクトモデルを導入して、コンテンツに対応したコンポーネントの複製と拡張を容易化した。また、これらの成果は複数の学術論文誌と国際会議で発表し、研究成果の普及につとめた。
流れ剪断応力に応答するＬＤＬ受容体の探索

心筋梗塞や脳梗塞等の血管病の原因となる粥状動脈硬化症の発症に関わる分子を探索した。粥状動脈硬化症は内皮細胞が乱流性の流れ剪断応力に曝される血管の分岐部に好発するが、その分子機構は明らかではない。そこで本研究では、完全長cDNAライブラリーを用いて乱流の剪断応力に応答するLDL受容体を発現クローニングした。ヒト血管内皮細胞において、遺伝子およびタンパクの発現が層流の剪断応力により減少し、乱流の剪断応力により増大する2種のクローンを特定し、ヒト動脈硬化病変に発現することを免疫染色により確認した。以上の結果から、本研究で発見した2種の分子が粥状動脈硬化症の発生機序に関与すると考えられる。血管系は組織に酸素や栄養素を供給する他、生体にとって多くの重要な働きを担い、ホルモン、サイトカイン、神経間伝達物質といった“化学的刺激"の特異的な受容体を介する調節を受けている。近年、血管系の働きが“化学的刺激"だけでなく、血管内に発生する血流や血圧に基づいて発生する流れ剪断応力や伸展張力といった“物理的刺激"によっても制御を受けることが明らかになってきた。剪断応力による内皮機能の調節は循環機能の恒常性の維持に留まらず、乱流性の剪断応力による粥状動脈硬化や動脈瘤などの血管病の発生にも深く関わっている。心筋梗塞や脳梗塞など重篤な血管病の原因となる粥状動脈硬化症は血管の分岐部に好発することが知られている。血管壁を覆う血管内皮細胞には、血流に基づく流れずり応力が作用している。血管の分岐部では、乱流性の流れずり応力により血管内皮細胞の機能が修飾され、動脈硬化の発症と深く関わる酸化LDLの取りこみが増大すると考えられているが、その分子機構は明らかではない。そこで本研究では、乱流性の流れに応答する酸化LDL受容体を新規にクローニングすることを試みた。具体的には、ヒト血管内皮細胞から樹立された完全長cDNAライブラリーを用いて、酸化LDLの取りこみを解析する発現クローニングを行った。その結果、ヒト血管内皮細胞において、遺伝子およびタンパクの発現が層流の流れずり応力により減少し、乱流の流れずり応力により発現が増大する二種のクローンが特定された。更に、免疫染色により、ヒト動脈硬化病変における発現を確認した。以上の結果から、血管の分岐部に好発する粥状動脈硬化症の発生機序に関与する可能性が示唆された。こられの発見は粥状動脈硬化症の発生機構を明らかにするだけでなく、その治療や予防につながる新しい医薬品の開発につながることが期待できる。脳卒中や心筋梗塞の原因となる粥状動脈硬化症は動脈の分岐部や湾曲部の血液の流れが乱れている局所に好発することが以前より報告されている。粥状動脈硬化症は悪玉コレステロールとして知られているLDLコレステロール(LDL)が血管内皮細胞に沈着することにより始まり、最終的には血管壁が肥厚し、血流を障害もしくは遮断する。これまで、血管内皮細胞へどのような分子機構でLDLが取り込まれるかの詳細は明らかにされていない。そこで、本研究では、粥状動脈硬化症の原因分子を探索することを目的として、乱流性の剪断応力に応答するLDL受容体を新規にクローニングし、その生理的・病態的な意義を明らかにすることを目的としている。実施計画に基づき、COS-7細胞を用いて、完全長cDNAライブラリーの発現クローニングを行った。96 well plateに播種したCOS-7細胞に3万種類の遺伝子を含む完全長cDNAライブラリーを遺伝子導入し、蛍光物質であるDiI-C18をラベルしたLDLが細胞に取り込まれる様子をマイクロプレートリーダーにより測定することで、一次スクリーニングを行った。さらに、LDLを取り込んだクローン遺伝子をCOS-7に再度導入し、同様のアッセイを繰り返すことで、二次、三次スクリーニングを行い、特異的にLDLを取り込む性質をもつ数種のクローンを選別する事に成功した。平成24年度の実施計画は以下の通り、COS-7細胞を用いて完全長cDNAライブラリーの発現クローニングを行うことであった。1. LDLの精製と蛍光標識:ヒト末梢血から得られた血漿成分を超遠心機で密度勾配遠心することにより、LDLを単離(1.019<比重<1.063)する。LDLを蛍光物質でラベルする為に、LDL溶液に、DiI-C18(3)を加え、一晩反応させる。1.063の比重液で密度勾配遠心した後、透析を行い、DiIがラベルされたLDL(DiI-LDL)を精製する。2.ヒト血管内皮細胞の完全長cDNAライブラリーの調製と細胞への導入:ヒト臍帯静脈内皮細胞から作製した12万種類の完全長cDNA溶液を4種類ずつ混合し、それぞれ96 well platに分注する。

一方、COS-7細胞を96 well plateで培養し、2日後に、Roche社製FuGENE6を用いたリポフェクチン法により遺伝子を導入する。3.蛍光標識LDLのCOS-7細胞への取りこみ量の測定:遺伝子導入後2日目のCOS-7細胞に、所定濃度のDiI-LDLを37°Cで4時間反応させる。マイクロプレートリーダーで蛍光強度を定量し、LDLの取りこみ量の多いwellを選別する。蛍光顕微鏡により、細胞への取りこみの様子を観察し、擬似陽性を排除する。以上の1次スクリーニングの課程を313枚の96 well plateで行い、LDLを取り込む働きを持つ遺伝子混合液を絞り込む。4.遺伝子の塩基配列の決定:陽性反応のある遺伝子の塩基配列をDNAシーケンサーで同定し、遺伝子の名称を検索する。アミノ酸配列から、タンパクの二次構造を検索し、既知のLDL受容体との相同性を解析する。以上の項目に関する実験および、その解析を全て終了し、ポジティプクローンを得ることに成功している為、計画した研究内容を順調に達成している。今年度はクローニングしたターゲット遺伝子について以下の検討を行う。1.ヒト血管内皮細胞およびヒト組織における遺伝子発現:各種ヒト血管内皮細胞(大動脈、冠動脈、肺動脈、臍帯静脈、微小血管)を培養し、mRNAを抽出し、total RNAを精製する。制限酵素で消化したcDNAをプローブとして、ノーザンブロッティング法により、ターゲットの遺伝子のヒト血管内皮細胞における発現を定量する。また、内皮細胞以外のヒトの臓器や組織、マクロファージ細胞における遺伝子発現を検討する為、ノーザンブロッティング法で同様に確認する。2.流れ刺激に対する応答性:各種ヒト内皮細胞の中でも、特に動脈硬化のできやすい冠動脈内皮細胞について、層流と乱流の流れ剪断応力を負荷し、mRNAを抽出する。Real-time PCR法によりターゲットの遺伝子の発現を定量し、流れ刺激に応答するかどうかを確認する。ここで、遺伝子発現が層流刺激で減少し、乱流刺激で増大するものを選別する。また、ターゲット遺伝子の発現変化とLDLの取りこみに相関があるかをスクリーニングの際に用いた方法で確認し、特に相関の高いものを流れ刺激応答性のLDLトランスポーター遺伝子と決定する。3. siRNAを用いた発現の抑制とLDLの取りこみとの相関:乱流刺激により発現が上昇した内皮細胞に遺伝子配列を基に作製したsiRNAを導入し、その発現を抑制したときにLDLの取りこみが減少するか検討する。4.ヒト動脈硬化病変における発現:ヒト動脈硬化病変の病理組織を用いてin situハイブリダイゼーションを行い、動脈硬化巣にターゲットの遺伝子が存在するかどうかを確認する。更に、抗体を作製し、ヒト動脈硬化病変におけるタンパク発現を同様に検討する。上記の研究推進方策に基づき、1)ヒト血管内皮細胞およびヒト組織における遺伝子発現においては、ヒト培養細血管内皮細胞におけるターゲット遺伝子の発現を確認する為に、各種ヒト血管内皮細胞(大動脈、冠動脈、肺動脈、臍帯静脈、微小血管)の購入費用として、約40万円が必要となる。更に、細胞培養容器や遺伝子工学関連試薬として、約20万円を計上する。
清末「啓蒙」思想の基礎的研究-19世紀後半の改革論を中心に

本研究プロジェクトを進める過程で数多くの清末思想史に関わる文献を収集、解読した。さらに本補助金を利用して、香港(2001年3月)、ロンドン(2002年2月)、東京(随時)等への出張、資料調査を行った。香港、ロンドン行きは私にとってはじめての経験であり、有形無形の収穫を得ることができた。以上の作業を通じていくつかの研究成果を出すことができたので、以下に簡単に紹介する。論文「清末の「富強」をめぐって」では清末の知識人にとって究極の価値であった「富強」(wealth and power)が如何なる論理で想起され、如何なる含意をもったのかを分析した。その際、「重民」主義的な「富国」論が大きな意味をもっていたことを指摘した。論文「清末「洋務」考」では「革命史観」のもと、あるいは「洋務」「変法」「革命」の三段階論のもとで常に否定的な価値を与えられていた「洋務」という概念について多角的に分析した。「洋務」「洋務運動」「洋務派」「洋務派知識人」「洋務思潮」等、「洋務」にまつわる諸概念を取り上げ、同じく「洋務」という名前を冠してはいてもそれぞれ指し示す内容は異なり、「洋務」という概念を学問的な分析概念として用いることにはいささかの疑問符がつくことを立証した。論文「清末「革命」考」では従来取り上げられることが少なかった、中国同盟会成立(1905年)以前の1900年代前半に「革命」の語がどのような含意で用いられていたのかを鄒容や秦力山などの「革命」論を通じて分析したもの。それによってこの当時の「革命」論は「教育」を重視した「民智」の向上に重点を置いたものであったという点で「立憲」論とは大きな違いはないことを指摘した。この論文には孫文中心史観、革命史観をただすという意図もあった。論文「「伝統」の表象」は1980年代の「文化熱」の時期、華人学者林毓生をはじめしきりに「伝統」に言及されたその論理と要因を分析する。その過程で新文化運動時期の反「伝統」思潮にも触れる。以上の研究成果を通じて、1870年代から1900年代に到る中国近現代思想史のいくつかの側面を摘出することができたように思う。本研究プロジェクトを終えるに当たり、研究過程で見えてきた今後の課題は研究蓄積の手薄な19301940年代のいわゆる民国時期の思想史を再構築すること。いま一つはロンドン等にある資料とつき合わせるような形で近代中国の知識人の「西洋」認識の変化を辿ることである。他日を期したい。本研究の目的は、清末思想史の解明にある。そのため本文部省科学研究費補助金を利用し、東京(数度)や香港での資料調査にあたり、以下の諸論文の作成にあたった。従来、清末思想史は様々な描かれ方をしてきた。そのなかでもっとも影響力が大きかったのが、小野川秀美氏の提示した「洋務」「変法」「革命」の三つの発展段階論であろう。小野川氏の議論は堅実な実証を基盤としたもので非常に説得力をもったものであり、私としてもそのようなアプローチを否定するものではないのだが、これとは別の角度から清末思想史に取り組みたいとの意図をもっている。その具体的な成果は今年度に発表した諸論文にあらわれている。「清末の「富強」をめぐって」(『中国哲学研究』第14号)は「富強」という概念をめぐるもの。「富強」は近代以来の中国の知識人の究極の価値とでもいうべきものである。しかし意外にも「重農軽商」の伝統思想とは齟齬を来すものであり、「富強」の追求を正当化するには多くの思想的な格闘が必要であった。「清末「洋務」考」(『中国文化論叢』第9号)は「洋務」という概念について扱った。清末思想史を分析する際に現れる概念一般に言えることで、「洋務」にもあてはまるのだが、現代の学者が歴史的な分析概念として用いた概念と当時の知識人が用いた概念は混同して用いられる傾向が強い。「洋務」は清末当時も用いられた概念だが、現代の学者の用いる「洋務」とは一定のズレが存在する。そこで「洋務」の語をめぐって概念整理を行った。「清末「革命」考」(『現代中国研究』第8号)でも同様の問題関心から二○世紀初頭の「革命」の語の用いられ方を分析した。とりわけ「革命」は「革命」史観の影響からか政治的なバイアスを濃厚に帯びた理解にとらわれがちであり、そのため歴史の実相が見えにくくなっている。以上、「富強」「洋務」「革命」とあわせ、二○○○年三月に東京大学に提出した博士論文「清末思想史の基礎概念の研究」では「伝統」「変法」「議院」「教育」「中体西用」など清末思想史を理解するうえで不可欠な諸概念に分析を加えた。平成13年度には以上のような問題関心を継続しながら、清末の知識人の「西洋」理解について探求を深めたいと考える。いうまでもなく「西洋」は清末の知識人の思索、例えば「議院」「立憲」「学校」論の展開に大きな影響を与えた。今夏、ロンドンでの資料調査を予定している。

さらに本補助金を利用して、香港(2001年3月)、ロンドン(2002年2月)、東京(随時)等への出張、資料調査を行った。香港、ロンドン行きは私にとってはじめての経験であり、有形無形の収穫を得ることができた。以上の作業を通じていくつかの研究成果を出すことができたので、以下に簡単に紹介する。論文「清末の「富強」をめぐって」では清末の知識人にとって究極の価値であった「富強」(wealth and power)が如何なる論理で想起され、如何なる含意をもったのかを分析した。その際、「重民」主義的な「富国」論が大きな意味をもっていたことを指摘した。論文「清末「洋務」考」では「革命史観」のもと、あるいは「洋務」「変法」「革命」の三段階論のもとで常に否定的な価値を与えられていた「洋務」という概念について多角的に分析した。「洋務」「洋務運動」「洋務派」「洋務派知識人」「洋務思潮」等、「洋務」にまつわる諸概念を取り上げ、同じく「洋務」という名前を冠してはいてもそれぞれ指し示す内容は異なり、「洋務」という概念を学問的な分析概念として用いることにはいささかの疑問符がつくことを立証した。論文「清末「革命」考」では従来取り上げられることが少なかった、中国同盟会成立(1905年)以前の1900年代前半に「革命」の語がどのような含意で用いられていたのかを鄒容や秦力山などの「革命」論を通じて分析したもの。それによってこの当時の「革命」論は「教育」を重視した「民智」の向上に重点を置いたものであったという点で「立憲」論とは大きな違いはないことを指摘した。この論文には孫文中心史観、革命史観をただすという意図もあった。論文「「伝統」の表象」は1980年代の「文化熱」の時期、華人学者林毓生をはじめしきりに「伝統」に言及されたその論理と要因を分析する。その過程で新文化運動時期の反「伝統」思潮にも触れる。以上の研究成果を通じて、1870年代から1900年代に到る中国近現代思想史のいくつかの側面を摘出することができたように思う。本研究プロジェクトを終えるに当たり、研究過程で見えてきた今後の課題は研究蓄積の手薄な19301940年代のいわゆる民国時期の思想史を再構築すること。いま一つはロンドン等にある資料とつき合わせるような形で近代中国の知識人の「西洋」認識の変化を辿ることである。他日を期したい。
連続的不斉マイケル反応を利用した多様な環骨格構築及びカルノシン酸の全合成

申請者は、二つの第二級アミン触媒を用いたケトンとα,Β-不飽和アルデヒドとの不斉マイケル反応を開発した。ケトンを種々のα,Β-不飽和ケトンに適応すれば連続的マイケル反応が進行し、多様な環骨格の構築およびカルノシン酸の全合成が可能であると考えた。すなわち、シクロへキセノン誘導体とα,Β-不飽和アルデヒドとの連続的不斉マイケル反応を開発することによって、多官能基されたビシクロ[2.2.2]骨格およびビシクロ[3.2.1]骨格を構築する手法を開発する。
エンタテイナーとファンの間の情報アウェアネスの向上とその効果

スポーツや音楽分野でのエンタテイナーの実演を遠隔の視聴者にインターネット中継で送れるようになったが、視聴者が現場に対して送ることのできる情報は現状では文字に限られている。本研究は主にスポーツの応援を遠隔から送り、選手に伝え、また選手から更に反応を返すことができるシステムを構築して実際のプロスポーツ公式戦で運用評価し、選手から高い評価を得ることができた。一方視聴者からの評価にはまだ課題が多く今後の課題である。本研究は、スポーツや音楽等の実演者(エンタテイナー)の実演中における、ファン(オーディエンス)の集団との間のコミュニケーション(アウェアネス)を質・量ともに増大させるデバイスやシステムについて検討、設計、検証することを目的としている。平成22年度の実施計画では、ニーズ分析、効果的な試作評価の場の検討、システム試作と成果発表を実施することとなっていた。1.ニーズ分析:地域スポーツの団体に対して働きかけ、野球(香川オリーブガイナーズ)、サッカー(カマタマーレ讃岐)、アイスホッケー(香川アイスフェローズ)の現場視察と関係者からの意見聴取を実施した。特に現場の選手の実戦時の心理、会場のファンの状況、関係者の考え方を重視した。2.試作評価の場の検討:1の結果、選手および関係者の理解度、チームのビジネスモデル、スポーツの特性等から平成23年度はインターネット中継に積極的なアイスホッケーを実証の場とすることが最適と判断した。また、インターネット中継を行いつつ会場内および遠隔からのファンの反応をどうプレイヤーにフィードバックするかに重点をおいて検討をすすめていくこととした。3.システム試作:ニーズ分析フェーズにおいて夏から秋のスポーツである野球、サッカーではなく冬期スポーツのアイスホッケーにまで時期がずれこんでしまったため、試作が遅れ完結には至っていないが、ホッケー場のフェンス等に設置するセンサとそれを処理するソフトウェアの開発を開始している。また、試作は外注ではなく学生による内製とすることにし、費用を設備・部品に重点投資することにした。4.成果発表:研究方針について二度の口頭発表を行った。平成23年度の実施計画では、アイスホッケー中継の例について試作、評価実験、成果発表、他の分野への検討を実施することとなっていた。1.試作:「香川アイスフェローズ」の協力を得て、アイスホッケーリンクの外周壁に振動センサーを配置し、その信号によってインターネット中継に衝撃を表現するエフェクトをかけるようにした。また、それを見る遠隔のファンからの応援をアイスホッケーリンク横の大画面ディスプレイに表示し、プレー中の選手に伝達するようにした。2.評価実験:平成24年1月21日の公式戦で評価実験を行い、141名の延べ視聴者数を得た。そのうち9名からはアンケート協力が得られた。また選手3名からはインタビューにより評価を得た。実験は、機器トラブルおよび予想以上の数の観客が集まったことによる衝撃センサーの過剰反応といった問題により、視聴者からの評価結果には芳しくない面もあったが、選手からは遠隔ファンの応援がわかるということで好評を得た。実験は全面的な成功にはならなかったが、選手からの評価があったことで、新しい質のコミュニケーションとしての感触は得られた。次年度は改良を行った上で再評価を行う。3.成果発表:実験が1月であったため年度内に発表には至らなかったが、結果についてまとめた論文を国際会議(Collabtech 2012,平成24年8月札幌で開催予定)へ投稿した。4.他分野への検討:音楽ライブへの適用検討については、ロック音楽のライブへの適用を目指してシステムの設計試作を行っているところであるが、23年度末現在は開発中である。平成24年度の実施計画では、アイスホッケー中継について再設計、評価実験を行うこととした。またロック音楽分野についても試作評価を行うこととしてた。1.試作:「香川アイスフェローズ」の協力を得て、中継を見ている遠隔のファンに対して、得点をした選手が感謝の気持を「ぬいぐるみへのハイタッチ」によって伝えるシステムを開発した。また本システムは遠隔ファンからの応援を「応援ボタン」および手書きの「応援ボード」で選手に伝える機能を持つ。2.評価実験:平成25年1月12日の公式戦で評価実験を行い、視聴者と選手の双方からアンケート評価を得た。選手からは高い評価を得られた。視聴者からの評価は割れたが、アイスホッケーの試合現場についての知識が不十分な視聴者が現場の様子を想像できないことが原因で評価を低くしている傾向が見て取れた。3.成果発表:2件の査読付国際会議(Collabtech 2012 --平成24年8月札幌,ACE 2012 --平成24年11月カトマンズ)で発表した。

前者はスポーツ分野、後者は音楽分野である。他に国内学会で3件の発表を行った。4.その他:音楽分野については、開発の重要な部分を担当している学生が11月に交通事故で急死したため、概略設計のみを行い、試作は中断してスポーツ分野に専念した。試作開発および評価実験については予定通り遂行できたが、評価実験時の機器トラブル等の問題により、評価実験が全面的な成功には至らなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。評価実験は十分な成果を得られなかったが、機器トラブル等によるものであり、選手の評価等から研究の方向性としては正しいと考えている。このため、平成24年度は23年度の反省を踏まえ、システムの再検討・再開発を行い、改めて評価実験を行う。また、スポーツ以外への応用として、音楽ライブへの適用は見込のある分野である。この分野のシテスムについても試作を完成させ、評価実験を行う。
先天性横隔膜ヘルニアラットモデルの低形成肺における肺表面活性リン脂質の検討

ラット横隔膜ヘルニアモデルを用いて、横隔膜ヘルニアの存在がいつ頃から胎児肺の成長に影響を及ぼすのか検討を加えた。妊娠9日にラット母獣にナイトロフェン100mgを投与し、胎仔に左横隔膜ヘルニアを作成した。胎生18、19、20、21.5日に胎児肺の乾湿重量を測定し、左横隔膜亜全欠損(CDH)群と横隔膜に異常を認めなかった(Control)群の間で比較した。その結果、胎生18、19日には2群間で肺の乾湿重量に差はなかった。胎生20日以降では、CDH群の肺がControl群の肺に比較して小さかったが、統計学的有意差は20日では湿重量だけに、21.5日では乾湿重量ともに認められた。次に低形成肺の治療として注目されている胎児気管閉塞術がサーファクタントや2型肺胞上皮細胞に与える影響について検討した。妊娠19日にラット胎児に気管閉塞術を施行し、妊娠21.5日に全身麻酔下に帝王切開して胎児を回収した。胎児肺の2型肺胞上皮細胞とサーファクタントを免疫組織染色、Western blotting、電子顕微鏡を使用して比較検討した。その結果、若干の2型肺胞上皮細胞数の減少を認めたものの、サーファクタントプロテインの蛋白レベルでの減少はなく、2型肺胞上皮細胞そのものには形態学的にも電子顕微鏡で変化はなかった。胎生初期から横隔膜欠損があっても、実際に胎児肺の成長が悪影響を受ける時期は管状期以降であり、肺病変が胎児治療により可逆性である可能性が示された。また、胎児気管閉塞によって、若干の2型肺胞上皮細胞数の減少を認めたものの、サーファクタントプロテインの蛋白レベルでの減少はなく、2型肺胞上皮細胞そのものには形態学的にも変化はなかった。本術式の施行時期や期間を調整すれば、2型肺胞上皮細胞やサーファクタントに与える影響を最小限に留めつつ、胎児肺の成長を促進させることが可能であると推察される。今年度はまず、ラット横隔膜ヘルニア(CDH)モデルにおいて、肺の成長が影響を受ける時期について検討を加えた。妊娠9日にSprague-Dawleyラットの母獣(正常在胎日数22日)にナイトロフェン100mgを投与し、胎仔に横隔膜ヘルニアを作成した。胎生18、19、20、21.5日に胎児肺の乾湿重量を測定し、左横隔膜亜全欠損(CDH)群と横隔膜に異常を認めなかった(Control)群の間で比較したところ、胎生18、19日には2群間で肺の乾湿重量に差はなかった。以上より、胎生初期から横隔膜欠損があっても、実際に胎児肺の成長が悪影響を受ける時期は管状期以降であり、胎児治療により病態を克服できる可能性が示唆された。次に胎児気管結紮術が、胎児肺のサーファクタントに及ぼす影響について検討する目的で、胎生19日に胎児の気管を結紮し、21.5日の胎児肺のSurfactant Protein A,B,Cの定量を免疫組織染色とWesternで行い、2型肺胞上皮細胞を電顕で観察した。

その結果、2.5日の気管閉塞によって、2型肺胞上皮細胞数は若干減少するものの、Surfactant Protein A,B,Cは影響を受けなかった。以上より、適切な時期と期間さえ選べば、胎児気管結紮術はサーファクタントに及ぼす影響を最小限に留めつつ十分な肺成長を得ることができる治療法であると考える。今年度は、昨年度の実験で得られた検体を使用し、気管閉塞術が2型肺胞上皮細胞の成熟度に与える影響を、細胞あたりのグリコーゲン含有量と成熟ラメラ小体の数を指標に検討した。その結果、気管閉塞を施行した群と施行しなかった群間で、両指標とも有意差を認めなかった。さらに、sterological morphometryの手法を用いて、気管閉塞が肺の構造に与える変化を検討したところ、気管閉塞によってガス交換に関与する肺実質が増大し、肺胞数が増加し、同時に肺胞中隔が薄くなり、肺腺房構造が複雑化していることが判明した。以上の一連の研究により、ラットモデルにおいて以下の結論を得た。1)胎生初期から横隔膜欠損があっても、実際に胎児肺の成長が悪影響を受ける時期は管状期以降であり、胎児治療により病態を克服できる可能性が高い。2)胎児気管閉塞により単に肺の乾湿重量が増大するだけでなく、ガス交換に関与する肺実質が成長し、その結果肺胞数が増加し、肺腺房構造が複雑化する。3)一方、胎児気管閉塞により、2型肺胞上皮細胞の数が減少するが、上皮細胞あたりのグリコーゲン含有量と成熟ラメラ小体の数は影響を受けない。また、Surfactant Protein A,B,Cの蛋白含有量は影響を受けない。4)ヒトにおいても、適切な時期と期間さえ選べば、胎児気管結紮術はサーファクタントに及ぼす影響を最小限に留めつつ十分な肺成長を得ることができる治療法であると考える。
「あいだ」と「つながり」―東南アジア島嶼部の伝統音楽・舞踊における一体感の生成

音楽や舞踊において音は身体に、身体は音に働きかけて、人と人との「あいだ」に身体的・心理的・社会的関係を築く。特に儀礼や祝祭の場で複数の身体が連動し、人々の「あいだ」の関係性が相互接続される時に生み出される「つながり」の感覚は、上演の枠を超えた社会的ネットワークとしての共同体を構築する。本研究は東南アジアの伝統芸能を対象に、現地調査、実践的参与観察、文献調査を通して、音楽や舞踊において音と身体の「あいだ」で生じるミクロなやりとりを分析し、それらの相互作用を通して人と人、身体と身体がどのような「つながり」を生むのか、そのつながりはマクロな社会的文脈とどのように相互作用するのかを考察する。
筋ジストロフィーの発症に関与するジストロフィン関連蛋白質の役割

デュシャンヌ型筋ジストロフィーで欠損しているX染色体由来の筋細胞膜蛋白質ジストロフィンと、第6染色体由来の類似蛋白質DRPの生理作用について検討した。まずDRPがジストロフィンの胎児性アイソフォームであるかどうか検討するため、ジストロフィン欠損が明らかなmdxマウスでのDRPの発現様式と、その発達による変化を観察した。その結果、DRPはmdxマウス胎児骨格細胞膜上に強く発現しており、出生後減少することが明らかとなった。しかし、出生後ほとんど発現が見られない正常マウスとは対照的に、mdxマウスでは出生後もDRPの発現は認められた。一方ジストロフィンは、胎児期での発現は認められないが、出生後骨格筋の膜に強く認められるようになった。以上の結果は、DRPがジストロフィン発現と逆相関になっていることを示し、mdxマウスでは後者の欠損を前者が補っていることを示唆していた。次に我々は、精神遅滞とジストロフィン類の関係を調べるため、神経系でのDRPの発現を検討した。細胞差を証明するため、筋肉細胞の初代培養系およびPC12などの神経細胞株を用いてウエスタンブロット法とPCR法でDRPとジストロフィンの発現量を検討した。その結果、両蛋白質の神経細胞での発現が確認された。また治療の目的のため、ジストロフィンの大量発現を目指して細胞系でDRPmRNAの量を変化させる薬剤をスクリーニングしたところ、デキサメサゾンやcAMPでジストロフィンの転写の増加が認められた。以上の結果は、ジストロフィンやDRPの遺伝子発現を制御することによって、筋ジストロフィーの症状を軽減する可能性を示唆するものであった。今後、実際のベッカー型患者からの培養骨格筋などで、発現増強が見られるかどうかを検討すべきものと考えられた。デュシャンヌ型筋ジストロフィー(DMD)がX染色体上に存在するジストロフィン遺伝子の異常によって発症することが明らかになったが、ジストロフィンの欠損が症状とどう関連するかについては不明な点も多い。また、常染色体上に80%以上もホモロジーのある類似蛋白質の存在が指摘され、1992年12月に全構造が発表された。私どもは、この蛋白質DRPとジストロフィンに対する特異的な抗体を作製し、ウエスタンブロットーゲルコンピューター解析システムを用いて発現量を検討したところ、DRPはジストロフィンとは異なり胎生筋に過剰に発現していることが明らかになった。マウスにおいては、胎生135日に最大となり、以下減少傾向を見せた。生後2日ではまだ検出可能であったが、成熟するとほぼ0になることが判明した。一方、ジストロフィンはこれとは逆に、胎生期での発現がほとんど認められず、生後に急に増加することがわかった。ジストロフィンとDRPの発現はあたかも逆相関をなすことが明らかになり、ジストロフィン欠損をDRPが代償する可能性も示唆された。このことは、ジストロフィン完全欠損のmdxマウス骨格筋においてDRPの発現が増大していることからもうかがえる。次に、DMD患者においてDRPの発現が見られるかどうかについては興味が持たれていた。私どもは、ジストロフィン、DRPの構造が比較的異なるC末端付近の遺伝子構造をもとにプライマーを合成し、RT-PCR法を用いてmRNA量を比較することを試みた。RT-PCR法については、増幅回数によって直線性をもつ部分が少なかったため、定量的に論じるのは難しかったが、DMDで正常対照筋に比べ約1.5倍のDRPの発現上昇を確認した。今後、この方法を用いて正確な定量を行うと同時に、DRP発現上昇を治療手段とするよう研究を重ねたい。

デュシャンヌ型筋ジストロフィーで欠損しているX染色体由来の筋細胞膜蛋白質ジストロフィンと、第6染色体由来の類似蛋白質DRPの生理作用について検討した。まずDRPがジストロフィンの胎児性アイソフォームであるかどうか検討するため、ジストロフィン欠損が明らかなmdxマウスでのDRPの発現様式と、その発達による変化を観察した。その結果、DRPはmdxマウス胎児骨格筋細胞膜上に強く発現しており、出生後減少することが明らかとなった。しかし、出生後ほとんど発現が見られない正常マウスとは対照的に、mdxマウスでは出生後もDRPの発現は認められた。一方ジストロフィンは、胎児期での発現は認められないが、出生後骨格筋の膜に強く認められるようになった。以上の結果は、DRPがジストロフィン発現と逆相関になっていることを示し、mdxマウスでは後者の欠損を前者が補っていることを示唆していた。次に我々は、精神遅滞とジストロフィン類の関係を調べるため、神経系でのDRPの発現を検討した。細胞差を証明するため、筋肉細胞の初代培養系およびPC12などの神経細胞株を用いてウエスタンブロット法とPCR法でDRPとジストロフィンの発現量を検討した。その結果、両蛋白質の神経細胞での発現が確認された。また治療の目的のため、ジストロフィンの大量発現を目指して細胞系でDRPmRNAの量を変化させる薬剤をスクリーニングしたところ、デキサメサゾンやcAMPでジストロフィンの転写の増加が認められた。以上の結果は、ジストロフィンやDRPの遺伝子発現を制御することによって、筋ジストロフィーの症状を軽減する可能性を示唆するものであった。今今後、実際のベッカー型患者からの培養骨格筋などで、発現増強が見られるかどうかを検討すべきものと考えられた。