hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋収縮特異的に亢進する基質流入を調節しているトランスポーターの役割

骨格筋のカルニチンは調査脂肪酸をミトコンドリアマトリックス内へ輸送する際、あるいはまた、それに引き続くβ酸化には必須の基質である。したがって、骨格筋におけるカルニチンの利用量を増加させることが生体(骨格筋)の脂質代謝の利便性につながるという発想は、これまで報告されたカルニチンサプリメント研究の原点となってきた。しかしながら、カルニチンサプリメントの脂質代謝への効果についてはコンセンサスのあるエビデンスはない。こうした問題の背景には、骨格筋へのカルニチン輸送機序に関する基礎研究の蓄積不足が挙げられる。本研究はこの潜在的な問題を解決するべく、骨格筋の細胞膜を隔てた基質輸送機序について検証することを目的とした。骨格筋はその細胞内で内因性にカルニチンを合成できないため、それを血液から細胞内へ取り込まなければならない。筋細胞に内在するOCTN2に注目し、筋収縮に伴ってOCTN2の分布やそれを介したカルニチン取り込み能力がどう変化するか、さらにOCTN2の発現に関与するシグナル調節機構について検証したところ、筋収縮によってOCTN2のカルニチン取り込み能力が亢進し、その背景にはOCTN2の細胞膜へのトランスロケーション機構が働いていることが明らかとなった。骨格筋の脂肪酸代謝は様々な要因によって制御されている。カルニチンは脂肪酸代謝に必須の基質であり、脂肪酸をミトコンドリアマトリックス内へ移動させると理解されている。ただし、骨格筋はカルニチンを合成することができないため、必要とされるカルニチンを細胞外から輸送しなければならない。骨格筋のカルニチン輸送についてはほとんど解明されておらず、その機序には不明な点が多い。そこで本研究ではカルニチン輸送に関わるとされているトランスポーター(OCTN2)に注目して、OCTN2の筋細胞内における発現分布や筋収縮刺激による骨格筋細胞内へのカルニチン取り込みの変化を検証した。前年度までに筋収縮によってOCTN2の細胞内局在が細胞膜画分に増加することを確認してきた。この現象は、筋収縮によってOCTN2の細胞内移動とそれに伴うカルニチンの細胞内流入を機能的に促進している可能性が示唆された。骨格筋におけるカルニチン輸送調節機序の検討のため、hOCTN2を挿入したpEYFP-c1発現ベクターを骨格筋培養細胞株(L6)に導入した。組織学的に観察したところ、骨格筋組織と同様、OCTN2は細胞膜に局在するだけでなく、核以外の細胞内部に検出された。続いて筋収縮によって活性化されるシグナル経路の活性剤を用いて、一過性(acute)でのカルニチン輸送変化を検討した。しかしながら、エネルギー代謝センサーやヌクレオチド受容体刺激による輸送調節は確認されなかった。また、OCTN2の発現に関わる因子を検証したところ、カルシウムシグナルではなく、むしろAMPKシグナルに調節されている可能性が示唆されたが、前述の輸送調節機構とともに今後慎重に検討していく必要がある。そこで本研究では、カルニチン輸送に関わるとされているトランスポーター(OCTN2)に注目して、OCTN2の筋細胞内における発現分布や筋収縮刺激による骨格筋細胞内へのカルニチン取り込みの変化を検証した。ラットの下肢から摘出した骨格筋を組織化学的に分析し、OCTN2の細胞内含量を比較した。組織画像から得られた各筋繊維を収縮特性(Type I線維、Type IIa線維、Type IIb線維)や代謝特性(ミトコンドリア量の多寡)を考慮しながらOCTN2の細胞内含量を比較した。その結果、筋細胞内のOCTN2はミトコンドリア量に依存して多く発現していることが示唆された。また、麻酔下にてラットを足底屈筋力測定装置に固定し、下腿三頭筋表面に貼付した表面電極を介して電気刺激による筋収縮を誘発し、活動筋へのカルニチン取り込み量を検証した。対照脚(反対脚)に対して比較したところ、筋収縮によって下腿三頭筋へのカルニチン取り込み量が有意に亢進した。

また、その亢進量は、筋収縮による血管拡張(血流上昇)によって説明できなかった。収縮後に細胞膜画分を回収して生化学的に分析したところ、OCTN2量が収縮後に上昇していた。これらのことから筋収縮によってOCTN2の細胞内局在が変化し、カルニチンの細胞内流入を機能的に促進している可能性が示唆された。in vivoでOCTN2の筋細胞内局在変化がカルニチン流入の促進機序として働いているという興味深い証拠を得ることができた。その機序を検証するための骨格筋培養細胞を用いた実験系の準備も進めることができた。細胞内の局在変化がなぜ生じるのかを明らかにするためにも、骨格筋培養細胞(L6培養筋芽細胞)において、分化誘導により筋管を形成させる。[3H]carnitineを一定時間負荷し、細胞回収後の放射活性をもとに細胞内へのカルニチン取り込み量を測定する。このモデルにおいて、カルニチン、あるいは、薬理学的な筋収縮摸倣刺激を負荷し、カルニチンの取り込み量、速度の変化を同定する予定である。ラットの電気刺激筋収縮実験中(in vivo実験)の再検証を含めながら、骨格筋培養細胞系を用いた実験(in vitro実験)を重点的に推進する。そのために必要とされる培養細胞関連試薬やプラスティック消耗品、分析用試薬(抗体、酵素、一般試薬)や分析関連消耗品が主な使途内容となる(100万円程度)。また、学会・研究会への出席に要する旅費(15万円程度)や分析補助者に対する謝金(15万円程度)も使途とする予定である。
脳腫瘍を対象とする新規薬物治療システムの開発

前年度の検討で、鼻腔から脳脊髄液への有意な移行が確認されたcisplatin誘導体およびmethotrexate(MTX)の抗腫瘍効果を9L glioma担癌モデル動物を用いてin vivoで評価した。9L gliomaは鼻腔から直接、移行した抗癌剤が高濃度に分布すると予想される前頭葉に移植し、制癌剤を投与しない非治療群および血漿中濃度が同程度となるように投与量を調節した腹腔内投与群を対照とした。まず、シスプラチン誘導体について、腫瘍移植後4日目から3日おきに投与を行い、生存率を抗腫瘍効果の指標として、評価を行ったが、有意な抗腫瘍効果は観察されなかった。50%増殖阻害濃度を上回る脳脊髄液中濃度が得られなかったことが主な原因と考えられる。そこで次に、MTXについて、腫瘍移植後4日目から2日おきに4回の投与を行い、11日目の腫瘍重量を指標として、評価を行った。その結果、両対照群と比較して、鼻腔内投与群の腫瘍重量は有意に小さく、脳脊髄液を介して、脳腫瘍内へMTXを送達できることが明らかとなった。副作用の指標として、体重の変化を測定したが、予想に反して、鼻腔内投与群の体重減少が顕著であった。腹腔内投与群では、体重減少の程度が小さかったことから、MTXによる全身的な副作用とは考えにくく、局所的な副作用と思われた。鼻腔内に投与された薬物は、鼻粘膜上皮細胞が有する繊毛の運動によって、咽頭側へ移動し、最後は食道を経由して、消化管へ流れ込むことが知られている。小腸では細胞分裂が盛んに起こっており、抗癌剤の重篤な副作用が観察されることが知られていることから、鼻腔内投与群における顕著な体重減少の原因の一部は、消化管へ移行したMTXによる消化管傷害の可能性が高く、実際の応用を考える場合には、このような副作用を回避する工夫が重要となる可能性が示唆された。本年度の研究では、制癌剤のスクリーニングと来年度のin vivo抗腫瘍活性の評価に向けた治療システムの改善に関する基礎的検討を行った。強力な抗腫瘍活性を持つ低分子抗癌剤の中から、それぞれ脂溶性の異なるcisplatin誘導体(p-PtB)、mitomycinC(MMC)、methotrexate(MIX)をモデル制癌剤として選択し、鼻腔内投与後のCSFへの移行性について、検討を行った。脂溶性の高いMMCでは鼻腔からCSFへの有意な移行は観察されなかったが、脂溶性の低いP-PtB,MTXでは静脈内投与時に比べて、点鼻投与後のCSF中濃度が有意に高く、鼻腔から直接CSFへ移行することが示唆された。したがって、本研究に用いる抗癌剤としては、脂溶性の低いものが適当であると考えられる。次に、P-PtB,MTXについて、その有効性を高めるために、高いCSF中濃度を長時間維持できるように、種々の製剤学的な工夫を試みた。その結果、P-PtBに関しては薬物の粉末投与が有効であった。また、MTXについては、高分子基剤を利用して、粘度を高めた投与液を投与すると同時に、利尿薬であり、CSFの分泌抑制作用を有するacetazolamideを併用することにより、血漿中濃度の低下とCSF中濃度の増大・持続化が可能で、主作用・副作用の両面で有効であることが明らかとなった。さらにMTXについては、9Lラットグリオーマ細胞に対するin vitro50%細胞増殖阻害濃度が顕著に低いうえに、鼻腔内投与後のCSF中濃度が高いことから、in vivo抗腫瘍活性の評価でその有効性の確認が期待される。
ニューベキアの複葉におけるフラクタル構造のモデリング

前年度までに、生育環境に応じて表現型の可塑性を示すRorippa aquatica(Neobeckia aquaticaから改名)と呼ばれるアブラナ科の植物の葉について、シンプルな数理モデルを用いて葉の形態の多様性を作り分ける仕組みを説明し、シミュレーションを用いて実験結果などを再現していた。本年度は、複葉や分裂葉で見られる分岐構造の非対称性に着目した。同じ数理モデルを用いて、成長軸の速度を変化させることでこれらの非対称性が再現できることを明らかにした。また、分岐構造の非対称性を示す様々な植物の葉において、分岐パターンの分布を調べた。そこから実際に見られる非対称性の程度と理論的に見積もった値の比較をおこなった。さらに非対称の方向性と分岐パターンから推測される各成長軸における成長スピードの違いとの関わりを調べ、理論との一致を確かめた。その他、ミクロソリウムと呼ばれる水性シダの変種でみられる葉の多様性についても同じモデルで説明した。この植物では、異なるタイプの分岐構造の形成機構が葉の形態の多様性を生み出している。この分岐のタイプの違いに成長点の性質と成長スピードが関わっている可能性があることを数理解析から明らかにした。この理論の正当性について、現在実験的に確かめている途中である。以上の結果は、様々な植物種において葉の形態の多様性が生じる仕組みについて、新たな視点からアプローチする足がかりとなる成果であると考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。生育環境(温度・水没の有無)に基づいて異形葉性を示すニューベキアにおいて、温度変化に伴い様々な形態の葉が生じることを示した。そこで、複雑な二次小葉(分裂葉)を生じる条件下(20度・気中)で葉原基を解剖し、葉の発生過程の観察を行った。これによって、将来各小葉(分裂葉では裂片)へと成長する突起構造が葉原器のふちの部分に一気に生じるのではなく、葉身(葉縁)の伸長とともに徐々に加わることを確認した。この観察事実に基づいて複葉の形態についてモデリングを行った。モデルでは、葉の縁の部分で空間的に周期的なパターンの形成をおこし、そのパターンに基づいて葉縁を外側へ伸長させる。さらに伸張により広がった葉縁上でパターン形成を持続させる。これを繰り返すことで、規則的な分枝パターンが得られることをシミュレーションから明らかにした。周期的なパターンの形成には、反応拡散系のチューリングパターンを用いた。この際、ニューベキアの複葉で見られる安定した分枝構造を得るためには、拡張した場においてピークの挿入が起こることが重要である。そこで、成長場におけるチューリングパターンのピークの挙動を解析した。さらに、シミュレーションで得られたこの分枝パターンの規則性が実際のニューベキアの葉にも当てはまるのかどうか確かめるために、複葉形成条件における発生過程の分枝パターンを調べ、比較を行った。ここからシミュレーションと実際の植物における分枝パターンにずれが確認されたため、先端と基部で伸長スピードを変えるモデルの改変を行い、実際に見られる分枝の非対称性を再現した。さらに、形態に影響を与える外部条件(重力・pH)を検討するために、ローテーターを用いた微小重力下での栽培や寒天培地のpHを変化させてニューベキアの飼育を行い、形態の比較を行ったが、ニューベキアの葉の形態はこれらの外部条件には大きな影響を受けないことが分かった。これまでに、葉の縁で繰り返しの周期パターンを形成し、パターン依存的な葉縁の変形を起こす機構によってシロイヌナズナの単葉の鋸歯がおこることが知られていた。そこで、同じしくみを用いて複葉の分岐構造が説明できることをこれまでに示していた。当該年度は、さらに研究対象のRorippa aquaticaで観察される葉の表現型の多様性が、「基部からの距離依存的な制御」に起因する可能性をシミュレーションにより示唆した。シロイヌナズナの知見では単葉の鋸歯構造を、葉縁における繰り返しパターンに加え「基部からの距離依存的な制御」を組み合わせることで説明していた。複葉においてこの効果を加えても、分岐構造の形成には影響を与えないし、むしろ実際の植物で見られる複葉の特徴(分岐構造の非対称性や分岐数の分布など)をよく再現する事が分かった。また、人為的に栽培条件に操作を加えた際の葉の表現型も説明可能である。具体的には、温度の移行実験(単葉形成条件から複葉形成条件への移行、またはその逆)における移行葉を単葉、複葉をシミュレートするパラメーターを切り換える事で再現できた。これらの事から、モデルの正当性が強く示唆された。さらに、この「基部からの距離依存的な制御」の効果の実在を検証するために発生に伴う遺伝子の発現量の変化を調査中である。小葉形成には葉の成熟が関わる事が知られているが、発生に伴い葉の成熟の抑制に関わる遺伝子の発現は相対的な減少が見られ、逆に成熟の促進に関わる遺伝子においては相対的な増加が見られるものが存在した。

また、分岐構造の非対称性を示す様々な植物の葉において、分岐パターンの分布を調べた。そこから実際に見られる非対称性の程度と理論的に見積もった値の比較をおこなった。さらに非対称の方向性と分岐パターンから推測される各成長軸における成長スピードの違いとの関わりを調べ、理論との一致を確かめた。その他、ミクロソリウムと呼ばれる水性シダの変種でみられる葉の多様性についても同じモデルで説明した。この植物では、異なるタイプの分岐構造の形成機構が葉の形態の多様性を生み出している。この分岐のタイプの違いに成長点の性質と成長スピードが関わっている可能性があることを数理解析から明らかにした。この理論の正当性について、現在実験的に確かめている途中である。以上の結果は、様々な植物種において葉の形態の多様性が生じる仕組みについて、新たな視点からアプローチする足がかりとなる成果であると考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。様々な発生条件・段階におけるニューベキアの葉原基の形態の比較を行ったが、複葉における突起形成は同調性に乏しいため、予定していた突起間の等間隔性についての解析は困難だった。しかし、モデリングの結果予想された分枝パターンに着目し、シミュレーションと実際の葉原基での比較を行い、より現実に即したモデルへの改変を行った。さらに、ニューベキアが示す葉の多様性を生み出す原因について、仮説を立てた。ただ、pHなどニューベキアの表現型に影響を与える外部条件の検討を行ったが、顕著な影響は見られなかった。様々な表現型の共通の基本原理として繰り返しパターンとの関わりが示されているが、その繰り返しパターンの形成に関わる分子的実体の解明が遅れている。葉の多様性が生じる仕組みについて背後にある繰り返しパターンの性質の変化で生じるものと考えてきたが、パターンの性質には影響を与えない別の位置情報が起因している可能性が高いことが分かってきた。したがって、ニューベキアの葉の多様性が生じる仕組みについて研究を進めても、繰り返しパターンの実体解明には結びつかないことが示唆された。温度変化という外乱にともなってニューベキアが示した葉の多様性について、モデルに基づく仮説を立てたのでこれを実験的に検証していく予定である。また、モデリングの結果形態形成過程における葉原基の伸長領域が、複葉の分枝パターンに深く関わっていることが示唆されたため、分裂パターンの可視化や標識実験を行って伸長領域を特定する予定である。さらに、低分子を中心とした環境の変化に伴う表現型への影響に関しては結果が得られていないが、反応拡散システムのチューリングパターンと、オーキシンの極性輸送モデル(植物のモデリングにおいて一般的)に基づくパターンとの比較を行うことで、モデルの分子的実体に迫って行きたい。分子系統学的解析により、ニューベキアの名称がRoripa aquaticaに変更。これまでの研究から、ニューベキアの葉の多様性が生じる仕組みについて研究を進めても、背後にある繰り返しパターンの実体解明には結びつかないことが分かった。
不斉メタローエン等価反応を用いる光学活性シクロアルカン類の新規構築

平成15年度は新規研究課題として、π-共役系化合物の1種であるオリゴエンインやオリゴエンジインの効率的な合成法を確立することができた。本合成法は1-ヨード-4-トリメチルシリル-1-ブテン-3-イン誘導体を合成素子とし、単分散なオリゴエンインもしくはオリゴエンジインを収率良く提供する手法である。また、本手法には従来の合成法には見られない、次のような特徴を有する。(1)本手法では、トランス型オリゴマーが合成できるだけでなく、これまでに報告例の少ない(オリゴエンジインについては初めての)シス型オリゴマーの合成が可能である。本手法によりシス体オリゴマーの供給ができることは、これら化合物群の物性研究の面においても重要と考える。(2)オリゴマーの二重結合上の置換基を任意に選択することが可能である。そして(3)オリゴマーの両末端に異なる官能基の導入が可能である。なお、合成素子である1-ヨード-4-トリメチルシリル-1-ブテン-3-イン化合物は、2価チタン反応剤Ti(O-i-Pr)_4/2i-PrMgClの反応特性を利用し、1-トリメチルシリル-1-アルキン、エチニルトリメチルシランおよびヨウ素から容易に合成できる1,4-ジョード-1,3-アルカジエンを原料として得られる。さらに、上述したオリゴマー合成の原料に用いた1,4-ジョード-1,3-ジエンの位置選択的なヨウ素-マグネシウム交換反応を見出すことができた。すなわち、1に有機マグネシウムアート錯体を作用させると、位置選択的にヨウ素-マグネシウム交換反応が進行することを明らかにした。本反応を利用し、多置換スチレン、または多置換フェノール誘導体の合成法を確立することに成功した。我々は、既にチタンテトライソプロポキシドと2当量のイソプロピルグリニャール試薬から容易に調製できる2価チタン錯体を、2,7-あるいは2,8-エンイン-1-オール誘導体に作用させると、分子内環化反応が進行し、収率良くシクロペンタンあるいはシクロヘキサン化合物が得られることを報告している。本反応での出発原料および生成物を考えると、従来天然物合成にしばしば利用されているメタローエン反応と同一であることから、反応機構は異なるものの、形式的なメタローエン反応(メタローエン等価反応)と言うことができる。すでに本反応は幾つかの研究グループにより、天然物合成の際に用いられている。平成14年度は、2価チタン錯体を利用した、このメタローエン等価反応による、光学活性な5もしくは6員環炭素環または複素環の構築研究を行った。すなわち、光学活性な第2級2,7-エンイン-1-オールである(S)-4(E)-デカン-9-イン-3-オールのジメチルリン酸エステルに対し2価チタン錯体を反応させ、加水分解したところ、分子内環化反応によりシクロペンタン誘導体が89%の収率で得られた。生成物の光学純度を調べたところ94%eeであることが判明した。さらに興味深いことに、原料の幾何異性体である(S)-4(Z)-デカン-9-イン-3-オールのシリルエーテル体を同条件下で反応させると、リン酸エステル体から得られたシクロペンタン誘導体とは立体配置の異なる生成物が99%eeの鏡像体過剰率で得られた。また本反応は複素環合成への適応が可能であり、高い光学純度を持つピロリジンあるいはピペリジン類が良好な収率で合成できた。本反応は環化後に存在するチタン-炭素結合を利用し、更なる炭素鎖伸長や官能基化が可能であることから、効率的な光学活性な炭素環ならびに複素環の合成手法を提供するものであると考えている。本反応を利用し、多置換スチレン、または多置換
「グローバリゼイションと日本経済－20世紀日本の利子率構造と世界利子率－」

Bruce, Davidの研究の目的は、グローバリゼイションが進行する過程において日本経済で起こった変化を、マクロ経済学の手法で解明しようとするものである。この長期にわたる日本経済の歴史的な特徴の解明は、クローバリゼイションが引き起こす事態に対する一つの政策の解明であるとともに、他国の金利・金融政策を相対化してより広い理解に導くものである。本研究が持つ意味は3つである。第一は、日本における最新の研究成果を吸収して、英語圏の学界に紹介すること。第二は、日本の国債発行とその国債の日銀引き受けに関して、占領期の連合国軍総司令部による政策の一次資料を発掘して分析したこと。第3に、マクロ経済による比較研究として、第二次戦争前の日本と英国の公定歩合とインターバンク利子率、または戦後日本固定歩合とインターバンク利子率と政府債務利回り、等の長期的な時系列データを収集し分析したことである。主要な貨幣市場の金利率、無担保コールレートやその他の日本金利率、公定歩合や長期国債利回り、または主要なインターバンク金利率等を、共和検定の手法で計量分析した。それらの分析によって、1930年代における日本の金利と世界金利との関係、日銀の果たす役割、敗戦直後の占領軍司令部による日銀の国債発行の引き受け禁止、戦後におけるそのなし崩し的な緩和と1965年以後の長期国債発行の過程、2001年のデフレ対策としての日銀引き受けへの転換等を、計量的な評価とともに明らかにした。これら日本の金利と政策の歴史は、マクロ経済学的には特異と理解されがちであったが、2008年英国および米国中央銀行は、日本と同じ事態に直面したために、日本と同様の政策を導入した。つまり、欧米の従来の金融政策手段が無効になった際には、これまで特異だとされた日本の手段が、グローバリゼイションに対する一つの先駆的な政策だという新しい評価を受けはじめたのである。Bruce,Davidの研究は日本の利子率と世界の利子率を比較によって、その歴史的な特質を解明することである。欧米先進国の長期的な金利に対しては、国際マクロ経済学による研究は幾つかの共通的な認識をもっている。Davidは、それらの認識を前提に、歴史的な時系列研究として、主要な貨幣市場の金利率、東京無担保コールレートの分析で、その妥当性を検証しようとした。この金利率の性質の変化を把握するために、他の日本金利率、公定歩合や長期国債利回り、または主要な国際的な比較できるインターバンク金利率を共和検定で計量分析法した。日本の変数は国際変数の変動性質と一致するか、さらに日本と外国が共有する要因は日本と外国の変数の変動をどれほど説明できるかを検討した。その成果として、次の検証結果を得た。(1)1914-1932年は、その後の時期と比較すると高い変動性を示した。双方の通貨国レートが国際的な要因に影響されたことは明らかである。イギリスのバンクレートと比較して日本の変動性は高い。統計的な有意性は高く、こうした性格は強いことを意味している。(2)1955-1975年初期にはかなり高い変動性は見られるが、後期になると時系列はステイショナリと平均回帰過程という性質を示している。そして、米国の市中銀行同士のfederalfundsrateは対照的な変動質を示している。(3).1994-米国のFederalFundsRateと東京無担保コールレートは類似した性質をもっているが、両方のレートの変動は同じ要因に規定されるのでなく、それぞれの国の金融政策はそれぞれの内国の経済状態を反映しているという結果が導き出される。以上の暫定的な結果についてさらに検証を続けている。堀は以上の研究を支えるために、金融経済統計データの収集に努め、アジアにおける金融政策について比較研究の視点から助言している。

数ヶ月の短い期間において、集中的な資料収集と検討を行ったことで、新しいファクトの発見と、既存の通説的な理解だけでは説明できない日本固有の現象を検出することができた。国際金利研究を広げ新しいパラダイムを構築するための基礎的な認識を作る作業を着実に進めることができた。グローバル化によって国際金融の統一化が進んでいく中で、日本の場合にはどのように内的な資金循環が生じたのかを解明するために、この国際的な利子率の研究を広げていく。一つは、マクロ経済学の検定手法を拡大していくことである。これによって、既存マクロ研究の成果を、ひろく相対化して理解することができる。いま一つは、比較の対象をイギリスと米国の2カ国から、フランス、ドイツ等の先進諸国にひろげること、さらに中国、インドなど後発発展国の金利と比較していくことである。この研究の成果と認識は、究極的に構造的な国際収支黒字などの日本の国際金融関係の政策立案、後発発展国の政策立案にも貢献できるであろう。
ヘリカルプラズマにおける高速イオンとMHD不安定性との相互作用に関する研究

大型ヘリカル装置LHDの中性粒子入射(NBI)加熱プラズマにおいて、高速イオン励起MHDモード特性と高速イオン閉じ込めへの影響に関する研究を推進し、下記の成果を得た。(1)観測された高速イオン励起トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)は、関連するギャップ位置に依存してコア局在的TAE(C-TAE)と大域的TAE(G-TAE)に大別され、しかも偶数及び奇数パリティのC-TAEが共存する例も見出した。(2)プラズマ中心の回転変換がプラズマ電流によりある特定の値を通過して増加するとき、C-TAEが2本のグローバルアルヴェン固有モード(GAE)に分離される現象を観測した。これは、JT-60Uの負磁気シアトカマクで観測されている現象と類似している。(3)高ベータプラズマにおいて観測されるTAE周波数の8倍以上の高周波モードは、トロイダルモード結合を考慮して計算したアルヴェンスペクトルとの比較からヘリシティ誘起アルヴェン固有モード(HAE)と考えられる。(4)高速の周波数掃引を伴うバースト的TAEは、NBIにより生成される高速イオンの約30%を過渡的に損失させる。一方、このTAEは内部輸送障壁形成のトリガー要因となることも明らかとした。また、CHS装置において、高速イオンの存在しない低温・低密度プラズマに電極を挿入しシアアルヴェン波帯摂動電流を誘起した。この新しい手法により、TEAが励起された。摂動電流に対する伝達関数法を利用して固有周波数と減衰率を直接測定した。これらの結果から、ヘリカルプラズマにおいて高速イオン及び外部磁場摂動を利用したアルヴェン固有モードスペクトロスコピーの手法を確立したと結論される。大型ヘリカル装置(LHD)の中性粒子入射加熱プラズマにおける高速イオン励起MHD不安定性のモード構造の明確化を目的として磁気プローブを追加設置し、低トロイダルモード数(n=1ないし2)のトロイダルアルヴェン固有モードTAE、n=0のグローバルアルヴェン固有モードGAE、及びポロイダル/トロイダルモード数m=2/n=1の高速粒子モードEPMを観測した。またこれらのTAE,GAE、及びEPMに対して、高速イオンベータ値及びアルヴェン速度に対する磁場方向の高速イオン速度比の2規格化パラメータを用いて発生領域を明らかにした。LHDで観測されたこれらの高速イオン励起モードのうちTAE及びGAEの磁場揺動振幅は、これまでの実験条件ではまだ相当小さく、高速イオンの輸送には明確な影響を及ぼしていない。ただし、EPMはしばしばバースト的磁場揺動を引き起こし、これに伴いダイバータ中性化板への高速イオン損失束の増大をもたらすことが観測された。ただし、現状ではまだ、損失された高速イオンの量を定量的に評価できていない。また、EPM揺動バーストに同期して高速中性粒子束が時間的に変調されることを観測し、この現象と同揺動の高速イオン輸送への影響と関連させて解析を進めている。CHS装置では、シリコンディテクターを利用したプラズマ中の高速イオンのエネルギー分布測定のための高速中性粒子計測装置、及びシンチレータを利用した高速イオン損失プローブを開発し、CHSの実験だけでなくLHDにおける実験にも有効に活用した。CHSプラズマにおいて、2対のループアンテナを電極として使用してTAE周波数帯の高周波電流をプラズマ中に流した場合、特定の電子密度で共鳴的に磁場揺動の増大が観測されたが、この現象はn=1TAEが高速イオンなしで励起されたためであることを明らかにした。理論に関しては、CHSヘリオトロン/トルサトロン型プラズマにおけるTAEギャップ構造及び固有関数を3次元プラズマMHD安定性解析用コードCAS3D3によって明らかにした。その結果は、実験とよい一致を示した。

大型ヘリカル装置LHDの中性粒子入射(NBI)加熱プラズマにおいて、高速イオンのベータ値を<β_<b//>>=0.05-2%,アルヴェン速度に対する高速イオン速度の比をV_<b//>/V_A=0.1-2までと極めて広い範囲で可変して、高速イオン励起MHDモードの特性、励起条件及び高速イオン輸送に対する影響について調べ、次のような結果を得た。(1)トロイダルモード数n=1-3のトロイダルアルヴェン固有モード(TAE)を観測した。これらのTAEは<β_<b//>>0.1%,0.3<V_<b//>/V_A<1.6のパラメータ領域で観測され、基本波及び側帯波励起によると結論される。(2)NBIの逆方向入射時にしばしばn=0GAE(グローバルアルヴェン固有モード)を観測した。(3)低磁場(0.5-0.75T)の高ベータプラズマにおいてTAE周波数の8倍以上の高周波アルヴェン固有モードを世界ではじめて観測した。ヘリカル磁場成分によってシアアルヴェンスペクトル中に発生する新しいギャップ(ヘリシティ誘起アルヴェンギャップ)に関係している可能性がある。(4)観測されたTAEによる磁場揺動は、高速イオンとMHD揺動との強い非線形相互作用によりその振幅はバースト的となりその周波数は高速に掃引される。(5)低磁場・高ベータプラズマでバースト的TAEが励起されると数10%の高速イオンが損失される。また、コンパクトヘリカル装置CHSでは、TAE周波数の50%以下の周波数の磁場揺動がバースト的且つ高速周波数掃引を示し、高速イオン損失、さらには主プラズマの閉じ込めを15%-20%劣化させることを明らかにした。この揺動はアルヴェン固有モードの1種である高速粒子モード(EPM)と考えられる。また、高速イオンの存在しない低音・低密度の2.45GHzの電子サイクロトロン加熱プラズマにおいて、挿入した電極を用いて磁力線方向にTAE周波数帯の高周波電流を誘起して安定なTAEを励起した。このTAEの外部励起実験によりTAEの減衰率を実験的に測定し、TAEの固有周波数の約8%という結果を得た。LHD及びCHSにおいて、アルヴェン固有モードの高速イオン励起及び外部励起の手法によりヘリカルプラズマのアルヴェン固有モードスペクトロスコピー研究が順調に進展した。大型ヘリカル装置LHDの中性粒子入射(NBI)加熱プラズマにおいて、高速イオン励起MHDモードと高速イオン閉じ込めへの影響に関する研究を推進し、下記の新しい成果を得た。(1)観測された高速イオン励起トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)は、関連するギャップ位置に依存してコア局在的TAE(C-TAE)と大域的TAE(G-TAE)に大別されることを示すとともに、C-TAEは偶数及び奇数モードが共存する例も見出した。(2)プラズマ電流により回転変換がある特定の値を通過して増加するとき、C-TAEが2本のグローバルアルヴェン固有モード(GAE)に分離される現象を観測した。これは、JT-60Uの負磁気シアトカマクで観測されている現象と同様でありそれと共通した物理がある。(3)高ベータプラズマにおいて観測されたTAE周波数の8倍以上の高周波モードは、3次元磁場構造においてトロイダルモード結合を考慮して計算したアルヴェンスペクトルとの比較からヘリシティ誘起アルヴェン固有モード(HAE)であり、プラズマ周辺部に局在していると考えられる。
フレッシュコンクリートの統一的な流動性評価システムの開発

本研究では、キャリブレーションの標準材料を選定してキャリブレーションの方法を確立するとともに、O漏斗、V漏斗およびS漏斗の高流動コンクリート用からJP漏斗、J_<14>漏斗およびJA漏斗のPCグラウト用の漏斗型試験器具によるフレッシュコンクリートの流動性の統一的評価を行うことを目的として実施し、次のことが明らかになった。1)土木学会規準JSCE-F531で規定されている豊浦産の旧標準砂をJP漏斗、J_<14>漏斗、JA漏斗、K漏斗、P漏斗、O漏斗およびV漏斗についてキャリブレーション方法として検討する実験を、繰り返して行った。そして、各漏斗試験器間の相互関係、個々の漏斗試験によるばらつきおよび豊浦旧標準砂間のばらつきのデータを得た。2)研究分担者5名は、粉体系、増粘剤系および併用系の3種類の高流動コンクリートについてV漏斗、O漏斗、S漏斗による試験を、また粗骨材を除いた高流動モルタルについてJ_<14>漏斗、JP漏斗、K漏斗による試験を、それぞれ繰り返して行い、各漏斗試験器具間の関連性やばらつきを測定した。3)研究代表者は、高品質の微粒なフライアッシュと水溶性の高分子材料を選定して、これらと水との混合割合を決定するため、JP漏斗とJ_<14>漏斗、フローテーブル、B型回転粒度計による試験を行ったが、キャリブレーションの標準材料としては、豊浦旧標準砂より優れた結果が得られなかった。4)研究分担者(鈴木、前川)はマクロとミクロの流動解析方法を検討した。また研究分担者(橋本)は可視化実験を行ない、漏斗内の材料の流動を明らかにした。5)豊浦旧標準砂による漏斗型試験器具のキャリブレーション方法を提案した。本研究では、キャリブレーションの標準材料を選定するとともに、キャリブレーションの方法を確立して、O漏斗、V漏斗およびS漏斗の漏斗型試験器具によるフレッシュコンクリートの流動性の統一的評価を行うことを最終の目的とする。そのため、本年度は次の基礎的研究を実施した。1)土木学会規準JSCE-F531で規定されている旧豊浦標準砂をJP漏斗、J_<14>漏斗、JA漏斗およびK漏斗についてキャリブレーション材料として検討する実験を、まず繰り返して行った。その際、旧豊浦標準砂のバッチ間の変動を調査するため、本研究で購入した標準砂と研究分担者が保有している旧豊浦標準砂について行った。そして、各漏斗試験器間の相互関係、個々の漏斗試験によるばらつきおよび旧豊浦標準砂間のばらつきのデータを得た。2)研究分担者5名は、粉体系、増粘剤系および併用系の3種類の高流動コンクリートについてV漏斗、O漏斗、S漏斗による試験を、またそれぞれの高流動コンクリートから粗骨材を除いたモルタルについてJ_<14>漏斗、JP漏斗、K漏斗による試験を、それぞれ繰り返して行い、各漏斗試験器具間の関連性やばらつきを測定した。3)研究代表者は、結合材の種類および高品質の微粒なフライアッシュと水溶性の高分子材料を選定するとともに、これらと水との混合割合を決定するため、JP漏斗とJ_<14>漏斗、フローテーブル、B型回転粒度計による試験を行い、キャリブレーションの標準材料として有望な5種類の配合を決めた。4)これら共通実験と並行して、研究分担者(鈴木、前川)はマクロとミクロの流動解析方法を検討した。また研究分担者(橋本)は次年度に予定している可視化実験の準備をして、漏斗内の試料の流動を明らかにすることを開始した。

本研究では、キャリブレーションの標準材料を選定するとともに、キャリブレーションの方法を確立して、O漏斗、V漏斗およびS漏斗の漏斗型試験器具によるフレッシュコンクリートの流動性の統一的評価を行うことを目的として実施し、本年度は次の基礎的研究を実施した。1)土木学会規準JSCE-F531で規定されている豊浦産の旧標準砂をJP漏斗、J_<14>漏斗、JA漏斗、P漏斗、K漏斗、O漏斗およびV漏斗についてキャリブレーション材料として検討する実験を、繰り返して行った。そして、豊浦旧標準砂のバッチ間の変動、各漏斗型試験器具間の相互関係および個々の漏斗試験によるばらつきのデータを得た。2)研究分担者5名は、粉体系、増粘剤系および併用系の3種類の高流動コンクリートについてV漏斗、O漏斗、S漏斗による試験を繰り返して行い、各漏斗試験器具間の関連性やばらつきを測定した。3)研究代表者は、高品質の微粒なフライアッシュと水溶性の高分子材料を選定して、これらと水との混合割合を決定するため、JP漏斗とJ_<14>漏斗、フローテーブル、B型回転粒度計による試験を行ったが、キャリブレーションの標準材料としては、豊浦旧標準砂より優れた結果が得られなかった。4)これら共通実験と並行して、研究分担者(鈴木、前川)はマクロとミクロの流動解析方法を検討した。また研究分担者(橋本)は可視化実験を行ない、漏斗内の材料の流動を明らかにした。
電気化学検出器における間接電解検出法の確立と脂肪族アミン類への適用

62年度においては、ヒドロキサム酸の一種であるNーヒドロキシフタルイミド(NHPI)のアセトニトリル中における酸化電位が、塩基が共存することにより低下するという性質を利用し、アミン類の電気化学的検出を低下した電位におけるNHPI酸化信号をもって間接的に行うことが原理的に可能であることを示すという観点から種々の検討を行い、その結果、アミンを直接検出する場合に比べて0.70.8V低い電位での検出が可能なこと、感度、定量性ともに分析化学的に満足できるものであることが明らかとなった。これに引き続き63年度には系の拡張ならびに分離分析法としての確立という観点から、まずNHPI以外の有機弱酸性物質としてハイドロキノンを選び、上と同様の原理に基づいたアミン検出の可能性についての検討を行った。この場合、検出可能電位はさらに低下し、アミンを直接検出する場合に比べ1V以上も低電位での検出が可能であることが示されたが同時に、検出感度が先の結果に比べて異常に低いこと、ハイドロキノン自身の化学的不安定性に起因する再現性の悪さ等の欠点も示唆された。そこで実際の分析法確立に向けてはNHPIを用いる系を選び、種々の固定相並びに移動相の組合わせ、共存する塩類の影響等についての検討を行ってきたが、現在までのところ、広汎な脂肪族アミン類に対して適用可能な分離分析条件を確立するには至っていない。当該年度においては,ヒドロキサム酸の一種であるNーヒドロキシフタルイミドのアセトニトリル中における酸化電位が,塩基が共存することにより低下するという性質を利用し,アミンの電気化学的検出を低下した電位におけるNHPI酸化信号をもって間接的に行うことが原理的に可能であることを示すという観点から種々の検討を行った.その結果,アミンを直接検出する場合に比べ0.70.8V低い電位での検出が可能なこと,感度,定量性ともに分析化学的に満足できるものであることを明らかにし,日本分析化学会欧文誌に発表した.その後,系の拡張ならびに分析法としての確立という観点から, NHPI以外の有機弱酸性物質,例えばハイドロキノンを用いた際の諸性質の検討,溶媒組成の変動による影響,高速液クロにおける分離条件の検討などを行っており,実用化へ向けての諸情報を蓄積している.
15世紀ルネッサンス美術と古代石棺浮彫彫刻

昭和61年度の研究資料収集を中心とした研究を基盤として,本年度(昭和62年度)は,研究資料の補充,整理分類,それに考察を行った.その結果,収集した写真資料は約1200点,資料カードは1300点に昇る.これらの研究資料に基く考察の結果は以下の如くである.(1)15世紀のルネッサンス美術家が実見したと推定できるローマ時代の石棺浮彫はかなりの数に昇るが,石棺浮彫には同一の図像による作品例が多く,いずれの石棺であるのかを特定するには常に困難を伴う.この結果,特定美術家が実見したことを証明できる石棺浮彫の数は極めて少い.(2)ルネッサンス美術家の関心を集めた石棺浮彫のモチーフは,神話に関するものが多く,特にディオニュソス・サイクルに属するマイナーデス,サテュロスの動きのある形像,パエトーンなど叙述性豊かなモチーフである.(3)ローマ石棺浮彫が直接ルネッサンス美術家に影響を与える場合もあるが,多くの場合,構想段階で原型は解体し,その構成要素が構図の中に点在するようになる.前者の例は15世紀前半の作品およびデッサン段階の作品に多く,後者は15世紀後半の作品に一般的である.(4)一方,石棺浮彫は,装飾的要素として構図の背景部分に描き込まれたり,装飾モチーフの源泉となる場合もある.マンテーニャの作品には,このような例を見出すことが可能である.以上のような事柄が判明したが,尚,デザイン・ソースとしての石棺浮彫が,どのようにルネッサンス美術という社会的,文化的背景の異なる美術に摂取されていったのかを解明する必要があり,目下,この問題を検討中である.当年度は関連文献の収集および渉猟、それに基づく資料写真の一部作成を実施した。そこから得られた知見と成果は概ね次のようである。15世紀イタリアの芸術家(ピサネルロ,J.ベリーニ,マンテーニャ,ドナテルロ等)たちが知見していた可能性のある古代浮彫彫刻(石棺,建築装飾等)は相当数にのぼると推察される。このことは人文主義者ポッジョ・ブラッチョリーニや考古趣味が昂じてギリシァ,ビザンチン世界にまで旅したチリアコ・ダンコーナの著述、建築家フィラレーテの『建築論』等によってもある程度裏付けうる。古代美術品に由来すると推察される主題,図像表現,形態(あるいはポーズ)を有する15世紀美術作品にあっても、典拠となった古代浮彫作品を特定しえぬ場合が多い。かかる特定の困難さは、15世紀の芸術家が古代美術品から主題を抜きにして図像表現や奇抜な形態のみを巧に借用もしくは転用していることが多いという事情による。E.H.ゴンブリッチが提言した比較照合の二範疇、模倣(イミテーション)と吸収(アシミレーション)を以ってしてもこの困難は拭い難い。更に、そうした図像や形態にしても古代浮彫彫刻の構図から一部もしくは一モチーフのみを切り取ったものが多い。従って直接の影響関係を論ずるには、同種の図像表現やモチーフが別な美術作品形式で古代から連綿と伝承していなかったかどうかを、また両者の間に別な作品(素描や初期版画)が介在していなかったかどうかを検証しなければならない。15世紀芸術家の創作活動に古代浮彫の果した役割は次のように分類される。1)裸体(特に女性)モデルの使用が困難であった世紀前半には人体比例やポーズの研究のために素描の形で模写された。2)情動表現に富む奇抜なポーズや激烈な動勢に注目して、それらを際立たせる主題もしくは構図中に転用。3)浮彫彫刻の密集構図の巧妙さに着想を得た群集表現における人物やモチーフの配置法。4)世紀末に始まる考古学的記録としての模写集成。昭和61年度の研究資料収集を中心とした研究を基盤として,本年度(昭和62年度)は,研究資料の補充,整理分類,それに考察を行った.その結果,収集した写真資料は約1200点,資料カードは1300点に昇る.これらの研究資料に基く考察の結果は以下の如くである.(1)15世紀のルネッサンス美術家が実見したと推定できるローマ時代の石棺浮彫はかなりの数に昇るが,石棺浮彫には同一の図像による作品例が多く,いずれの石棺であるのかを特定するには常に困難を伴う.この結果,特定美術家が実見したことを証明できる石棺浮彫の数は極めて少い.(2)ルネッサンス美術家の関心を集めた石棺浮彫のモチーフは,神話に関するものが多く,特にディオニュソス・サイクルに属するマイナーデス,サテュロスの動きのある形像,パエトーンなど叙述性豊かなモチーフである.(3)ローマ石棺浮彫が直接ルネッサンス美術家に影響を与える場合もあるが,多くの場合,構想段階で原型は解体し,その構成要素が構図の中に点在するようになる.前者の例は15世紀前半の作品およびデッサン段階の作品に多く,後者は15世紀後半の作品に一般的である.(4)一方,石棺浮彫は,装飾的要素として構図の背景部分に描き込まれたり,装飾モチーフの源泉となる場合もある.マンテーニャの作品には,このような例を見出すことが可能である.以上のような事柄が判明したが,尚,デザイン・ソースとしての石棺浮彫が,どのようにルネッサンス美術という社会的,文化的背景の異なる美術に摂取されていったのかを解明する必要があり,目下,この問題を検討中である.
肺悪性腫瘍に対する変異ヘルペスウイルス経静脈的投与の研究

本年度は主としてHSV-1716の経静脈的投与による安全性を多発性肺腫瘍マウスモデルを用いて検討した1.HSV-1716の体内分布に関する検索昨年度の研究にて肺腫瘍マウスモデルに対しHSV-1716を経静脈的投与することで有意な抗腫瘍効果を得ることができた。本年度は経静脈的に投与されたHSV-1716の各臓器内における分布について検討した。4x10^6pfuのHSV-1716を経静脈的に投与し、1ケ月後にSacrificeし肺、脳、脊髄、肝臓、腎臓、心臓、脾臓、皮膚および眼球を摘出した。抗HSV抗体による免疫組織染色にてウイルス局在を検索したが肺腫瘍内に中等度の染色を認めた以外、明らかな存在を指摘できなかった。HSV thymidine kinaseを目標としたPCR反応による各臓器内のHSV検索も実施した。肺腫瘍内に高度の発現を認めたほかは、脳組織および皮膚にてごく微量検出されたのみであった。上記より経静脈投与後のウイルス増殖はほぼ腫瘍選択的にて起こっていることが強く示唆された。2.HSV中和抗体の存在の治療効果に対する検討ヒト成人において抗HSV抗体の陽性率は高いことが知られており、HSV中和抗体の存在が治療効果に与える影響を検討した。弱毒野生株(HSV KOS-1)をBALB/Cマウスに腹腔内投与し免疫化を行った後にEFJ-62肺腫瘍モデルを作製した。HSV-1716を経静脈投与し、免疫群および非免疫群における抗腫瘍効果を比較した。両群ともコントロール群と比較し有意な抗腫瘍効果を得られたが、免疫群・非免疫群間においては有意差が認められなかった。少なくとも中和抗体がHSV-1716の経静脈的投与に対し大きくマイナスに作用しないことが示唆された。本研究は変異単純ヘルペスウイルス(HSV-1716)の経静脈的投与による抗腫瘍効果および安全性を多発性肺腫瘍マウスモデルを用いて検討するものであり、本年度は抗腫瘍効果の測定に重点をおいた。1.多発性肺腫瘍マウスモデルの作成BALB/CマウスにEJ-62細胞(1X10^5pfu)を経尾静脈的に投与し約2週間後にSacrificeして両側肺を摘出した。肺内には多発性の腫瘤をみとめ病理組織学的に悪性腫瘍であることを確認した。2.変異単純ヘルペスウイルスの経静脈投与における毒性試験上記の担癌マウスに経静脈的に変異単純ヘルペスウイルス(HSV-1716)を投与し安全性を確認した。10pfuより段階的に10^9pfuまで増量したが明らかな毒性は確認できなかった。3.HSV-1716経静脈的投与における抗腫瘍効果の判定数回のコントロール試験の結果、上記担癌マウスに4X10^6pfuのHSV-1716を経静脈的に投与した。投与後約10-14日目にSacrificeを行い肺重量を未治療群と比較することで抗腫瘍効果を判定した。HSV-1716投与群では未治療群と比較して有意に摘出肺重量は小さく、多発性肺腫瘍に対してHSV-1716の経静脈的投与は有効である可能性が示唆された。また、免疫下でもHSV-1716の有効性が確認された。標的臓器である肺以外の臓器(脳、脊髄、肝、腎、心臓、腸管、皮膚、眼球)も今後HSV-1716の体内での広がりを検索するために摘出保存した。
原核生物の細胞分化開始過程に影響を及ぼす変異型主要シグマ因子の構造と機能

枯草菌の細胞分化(胞子形成)は栄養源は欠乏により誘導される一種の環境に対する応答反応である。しかしその開始機構については現在でも不明な部分が多い。我々は胞子形成開始に最も重要な働きをするSpoOA遺伝子が2つのプロモ-タ-(Pv,Ps)により転写レベルで制御されていることを明らかにした。Pvは栄養増殖期に弱く転写され胞子形成開始期にはPvからの転写が止まり、Psからの活発な転写が誘導される。このPsからの転写誘導はspoOA,OB,OE,OF,OHの遺伝子産物に依存し、またグルコ-スの添加により抑制(カタボライト抑制)をうける。我々は高温感受性spoOA変異株をサプレスする3種類の自然突然変異株の遺伝子学的解析を行なった結果、これらはすベて主要シグマ因子(rpoD)の変異であることを見い出した。さらに初めて主要シグマ因子の高温感受性突然変異株(rpoD21)の単離に成功し、主要シグマ因子が胞子形成の開始および初期過程に必須であることを示した。これらの変異をdideoxy法により塩基配列を決定したところ、sat4,sat5,sat12,ropD21のいずれもが1塩基置換のミスセンス変異であった。spoOAts_<ー7>株は高温でPsからの転写が見られなかったが、sat5をもつ二重変異株ではPsの転写が野生株のそれと同じであった。sat4,sat12ではPvからの転写が胞子形成開始後も停止することなく続くことによりspoOAts変異をサプレスするものと考えられる。これはsat4,sat12の変異がプロモ-タ-のー10領域を認識するとされているRegion2に見い出されたことからも支持される。さらにこれらの主要シグマ因子の変異株とIPTGで誘導可能なシグマH(spoOH)を利用してPsの転写誘導活性を調べることにより、Psは時期特異的にシグマHをもつRNAポリメラ-ゼにより転写されることが強く示唆された。
腎細胞癌の再発、転移に関わるゲノム異常の解明

腎細胞癌の原発巣と再発転移巣のパラフィン包埋組織から抽出したゲノムDNAを用いてアレイCGH解析を行い、両群間において異なるゲノム異常を同定した。また腎癌細胞株を用いて、プロモーター領域のメチル化及び遺伝子発現異常を調べた。その結果、9番染色体の欠失がみられる症例ほど、再発転移までの期間が短いことを発見し、腎癌の再発転移に関わる遺伝子候補として同領域に存在する遺伝子の中から2つを特定した。本研究では、腎癌の予後を規定する転移に関わる分子の同定をめざし、腎細胞癌の手術時採取された原発巣と再発転移巣のゲノム異常(ゲノムコピー数異常とゲノムの異常メチル化)を解析し比較することで再発(転移)に関わる遺伝子異常を同定することを目的としている。(1)腎細胞癌症例のうち、原発巣を手術的に摘出後、遠隔転移で再発し転移組織を外科的に切除された症例15例を選び、原発巣ならびに転移巣のパラフィン包埋組織からLaser Captured Microdissection(LCM)を用いて癌組織のみを切り取り、ゲノムDNAを抽出した。(2) (1)で抽出したゲノムDNAを用いてアレイCGH解析を行い、両群間において異なるゲノム異常を同定した。その結果、大きく二つのパターンに分けられた。一つは、原発巣に比較して転移巣でゲノム異常が付加されたもの、もう一つは、原発巣と転移巣ではゲノム異常のパターンがほとんど異なるものであった。また、原発巣に比較して転移巣でゲノム異常が有意に高頻度にみられた領域を統計学的に抽出し、遺伝子レベルでの解析を進めている。(3)症例のゲノムの網羅的メチル化状態を解析するため、まず腎癌細胞株を用いて、プロモーター領域のメチル化を、ethylated DNA immunoprecipitation (MeDIP)法と呼ばれる方法を用いて調べた。その結果、腎癌に特異的にメチル化を示す領域や遺伝子の候補を見出した。以上の結果、転移特異的にゲノム異常を示す領域と遺伝子の候補を抽出し得たことから、今後遺伝子の機能解析により、腎癌の転移に関わる遺伝子を同定することにつながると考える。また、原発巣と転移巣でのゲノム異常のパターンから、癌のクローナルセレクションに関わる知見が得られたと考えられた。今後、候補遺伝子の機能解析、メチル化の異常を解析し、さらに標的となる遺伝子に近づきたいと考えている。(1)腎細胞癌の原発巣、転移巣のゲノム異常(コピー数異常)を網羅的に解析し、原発巣と転移巣の違いを明らかにしている。今回、腎癌細胞株について、原発巣ならびに転移巣で見いだされたゲノム異常を有する細胞株を特定した。(2)ゲノムの高度メチル化領域の網羅的解析から絞り込まれた抽出された高度メチル化候補遺伝子について、腎癌症例のゲノムDNAをbisulfite処理し、それぞれDNA modification kitを用いたメチル化特異的PCR法によって、正常部分と癌部のゲノムでのメチル化の有無を確認した。(3)さらに、Agilent社製の4x44K発現解析用アレイを用いて腎癌細胞株におけるトランスクリプトーム解析を行い、ゲノムコピー数異常を認めた領域において、発現上昇あるいは発現低下している遺伝子を抽出した。これらの結果から、chromosome 9pの欠失がみられる症例ほど、再発(転移)までの期間が短いこと、9pに存在する遺伝子が、再発(転移)にとって重要である可能性が示唆された。今後、これらの解析により抽出された遺伝子の発現変化をリアルタイムPCRで確認し、候補遺伝子の機能解析を行うことで、再発(転移)に関わる遺伝子異常の同定とそのメカニズムを解明する予定である。(1)腎細胞癌の原発巣、転移巣のゲノム異常(コピー数異常)を網羅的に解析し、原発巣と転移巣の違いを明らかにした。その結果、chromosome 9pの欠失がみられる症例ほど、再発(転移)までの期間が短いこと、9pに存在する遺伝子が、再発(転移)にとって重要である可能性が示唆された。そこで、特に有意差の著しかった9p24.1-p13.3に存在する58個の遺伝子について、新たに30症例の腎細胞癌の手術標本から抽出された遺伝子の発現変化をリアルタイムPCRで確認した。9p24.1-p13.3の欠失が見られた症例と見られなかった症例の2群にわけ、リアルタイムPCRによる遺伝子発現に有意差があった2つの遺伝子を特定した。(2)2つの遺伝子について、腎癌細胞株でもその遺伝子発現が正常腎組織より低いものを選び、レンチウイルス系により、遺伝子導入を行った。2つのうち1つの遺伝子では、その過剰発現により腎癌細胞株の増殖が抑制された。

しかし、アポトーシスや浸潤には関係しなかった。今後、候補遺伝子の機能解析をより詳細に行うことで、再発(転移)に関わる遺伝子異常の同定とそのメカニズムを解明する予定である。