hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Pgamによるグルコース代謝リプログラミングを標的としたがん幹細胞克服法の開発

がん抑制遺伝子RBの不活性化は、がん悪性進展課程において、高頻度に観察される。これまでに、RB追加欠損モデルの解析を行い、RB・p53複合欠損マウス甲状腺C細胞は高度な未分化性を獲得することや、p53欠損したがん細胞では、RBの追加欠損によりがん幹細胞様集団が出現することを見出している。本研究では、がん幹細胞様集団の代謝に着目し、その動態を解析することで、PGAMががん幹細胞様集団の未分化性の維持に必要であることを明らかにした。さらに、RBによるPGAMの発現調節はヒストン脱メチル化酵素を介して行われることを明らかにした。がん抑制遺伝子は、悪性進展過程において高頻度に不活性化されることが観察されている。これまでに我々は、p53とRb両欠損背景に限り、甲状腺C細胞癌中に幹細胞様の集団が出現することを見出している。本年度は、新たにp53欠損マウス由来の肉腫細胞のRb追加欠損モデルを樹立し、がん幹細胞様集団を濃縮することで、その代謝動態を解析することを試みた。グルコースおよびグルタミン代謝周辺部を中心に細胞内代謝物を測定し、多変量解析を行ったところ、Variable Importance in Projectionのスコア上位に解糖系中間体が多数入っていた。さらに、RNAシーケンスにより遺伝子発現を解析した結果、Rb不活性化によるがん幹細胞様集団において解糖系酵素Pgam2の発現が著しく低下していることを見出した。また、代謝物の蓄積パターンを解析すると、グルタミン代謝経路に特徴が観察されたことから、放射性同位体標識グルコースおよびグルタミンを用いて新規脂質合成に利用される炭素源を解析したところ、Pgam2の発現低下により炭素源がグルタミンにシフトすることが明らかになった。次に、グルタミン代謝をより詳細に解析するために、5位に安定同位体炭素が標識されたグルタミンを用いて、その代謝物の細胞内分布を解析した結果、がん幹細胞様集団は、低酸素条件下に類似したグルタミン代謝動態をもつことが明らかになった。次に、Pgam2を介した代謝リモデリングががん幹細胞様集団の造腫瘍能およびスフェア形成能に与える影響を検討した。Rb欠損細胞にPgam2を過剰発現させると、スフェア形成能および造腫瘍能が著しく抑制されたことから、細胞機能にPgam2を介した代謝リモデリングが関与していると示唆された。以上の結果より、がん幹細胞様集団の代謝動態と細胞機能の関係を繋ぐ重要な知見がえられたと考える。本計画の研究目的は、「がん幹細胞特異的代謝がその機能維持に果たす役割」と「特異的代謝誘導の分子メカニズム」を明らかにすることである。本年度は、複合的な解析により、がん幹細胞様集団に特異的な代謝がPgam2の発現低下によって誘導されることを明らかにした。このことから、本計画の目標1「モデルがん幹細胞特異的なグルコースおよびグルタミン代謝動態の解明」を十分に達成したと考える。また、放射性同位体ラベルグルコースおよびグルタミンを用いた解析より、代謝切り替え点としてPgam2が機能していることを明らかにした。一方で、細胞膜透過性代謝物を用いたがん幹細胞の代謝および機能制御に関して、ポジティブな結果が得られなかった。しかしながら、Pgam2過剰発現によりRB欠損細胞のスフェア形成や腫瘍形成が抑制されることを明らかにできたことから、本計画の「モデルがん幹細胞のグルコース・グルタミン代謝動態と細胞機能の関係の解析」を達成したと考える。そのため、平成27年度の研究計画は、Rb不活性化によって誘導されるがん幹細胞集団の代謝動態の解析とその分子機序の解明において概ね順調に進展したと考える。がん遺伝子やがん抑制遺伝子の変異、欠損により様々な代謝酵素が誘導され、がんの増殖や悪性化に寄与していることが明らかになってきている。我々は、がん悪性進展過程において、がん抑制遺伝子RBの不活性化が高頻度に観察されることに着目し、RB追加欠損モデルの解析を行ってきた。これまでに、p53とRBの二重不活性化により、マウス甲状腺C細胞は高度な未分化性を獲得することや、p53が欠損したがん細胞では、RBの追加欠損により、がん幹細胞様の集団が出現することを見出している。本研究では、このがん幹細胞様集団の代謝動態を解析し、がん幹細胞の機能維持に果たす代謝の役割を明らかにすることである。本研究では、p53欠損マウス由来の肉腫細胞のRb追加欠損モデルを樹立し、がん幹細胞集団を濃縮することで、その代謝動態を解析した。結果、がん幹細胞集団では、解糖系およびグルタミン代謝に特徴的な変化が認められ、低酸素条件下と類似した代謝動態をもつことが安定同位体を用いた解析により明らかになった。また、この代謝的特徴は、Pgam2の発現低下により惹起され、Pgam2の再構成によりスフェア形成や腫瘍形成が抑制されることを見出した。次に、本研究で用いた肉腫細胞は、平滑筋由来であることに着目し、Pgam2の発現調節メカニズムの解明を試みた。その結果、RBは分化調節因子Mef2と協調してPgam2発現を調節し、Pgam2の発現誘導が筋分化に必要であることが明らかになった。これらの結果から、RB不活性化に伴うPgam2発現低下は、代謝リモデリングを引き起こし、がん幹細胞集団の高度未分化性の獲得維持に重要であることが示唆された。これまでに、RB追加欠損モデルの解析を行い、RB・p53複合欠損

マウス甲状腺C細胞は高度な未分化性を獲得することや、p53欠損したがん細胞では、RBの追加欠損によりがん幹細胞様集団が出現することを見出している。本研究では、がん幹細胞様集団の代謝に着目し、その動態を解析することで、PGAMががん幹細胞様集団の未分化性の維持に必要であることを明らかにした。さらに、RBによるPGAMの発現調節はヒストン脱メチル化酵素を介して行われることを明らかにした。本年度は、がん幹細胞集団の代謝動態とその制御分子の解明を進めた。その中で、細胞膜透過性代謝物ががん幹細胞機能に影響しなかったことから、がん幹細胞様集団維持に関わる代謝の本態が、Pgam2上流の代謝物の利用によるものであると推測した。次年度は、Pgam2上流の酵素に注目し、Pgam2発現低下による代謝リモデリングにより、代謝物の流れが集中する経路の特定を試みる。また、Rb依存的な細胞分化に伴ってPgam2の発現が誘導されることに注目して、Pgam2発現調節機構の解析に着手する。パブリックデータベースにあるRb-chipシーケンスのデータを活用し、Pgam2がRb制御下で正の転写調節を受けるかどうか検討する。また、Rbは種々のクロマチン修飾分子と相互作用することから、クロマチン制御を介した発現制御に着目して、Rb欠損に伴うPgam2発現調節領域のヒストン修飾の変化をpChIPアッセイにより解析する予定である。さらに、モデル細胞における代謝様式のヒトがん幹細胞への外挿と生理的意義の解明に着手する。パブリックデータベースにある発現解析データより、Pgam発現低下が観察される癌種を絞り込み、RB発現とPgam発現の相関を検討する。また、その癌細胞株でRBを追加欠損した際のPgam発現及び代謝動態についても次年度計画に従って解析をすすめる。腫瘍生物学
微動H/V法に基づく表層地盤の地震応答特性の簡易推定法

微動の工学的な利用の見地から,微動H/V法を用いて表層地盤のS波地震応答特性を簡易に推定する手法の提案を行い,実測データ等に基づきその有用性を検証した.(1)これまで観測した微動データのうち,KiK-net強地震観測地点176,K-net強地震観測地点11,濃尾平野の強地震観測点51および東濃高密度強地震観測地点39の合計277地点のデータを再解析し,微動H/Vスペクトル比と地表地震動のH/Vや地表と地下の間の地震動伝達関数との関係を詳細に調べた結果,微動H/Vスペクトル比は,表層における水平動と上下動の応答特性の比に近似することを再確認した.(2)表層の地震応答特性の簡易推定法に関して,微動H/Vのピーク周波数とピーク振幅を用いる方法,微動H/Vのスペクトル強度を用いる方法,微動H/Vスペクトル比の形状そのものを用いる方法等,各種の手法を検討した.その結果,微動H/Vのピーク周波数とその振幅を用いる手法が,簡易推定法として最も適切な手法と判断された.(3)簡易推定手法の信頼性を検証するため,KiK-netのボーリングデータに基づく理論的地震応答特性と簡易法による推定結果,東濃強地震観測点と濃尾平野の強地震観測点における2004年紀伊半島沖地震の観測記録に基づく地震応答特性と簡易法による推定結果を比較したところ,地表における最大加速度の平均値はほぼ1.0,標準偏差は約0.4であった.したがって,推定値の1.4倍を考慮することにより,表層が薄い地盤から厚い堆積層の地盤まで安全側に評価でき,本手法は地震応答特性の概査法として,工学的に十分利用可能といえる.微動の工学的な利用の見地から,微動H/V法を用いて表層地盤のS波地震応答特性を簡易に推定する手法の提案を行い,実測データ等に基づきその有用性を検証した.(1)これまで観測した微動データのうち,KiK-net強地震観測地点176,K-net強地震観測地点11,濃尾平野の強地震観測点51および東濃高密度強地震観測地点39の合計277地点のデータを再解析し,微動H/Vスペクトル比と地表地震動のH/Vや地表と地下の間の地震動伝達関数との関係を詳細に調べた結果,微動H/Vスペクトル比は,表層における水平動と上下動の応答特性の比に近似することを再確認した.(2)表層の地震応答特性の簡易推定法に関して,微動H/Vのピーク周波数とピーク振幅を用いる方法,微動H/Vのスペクトル強度を用いる方法,微動H/Vスペクトル比の形状そのものを用いる方法等,各種の手法を検討した.その結果,微動H/Vのピーク周波数とその振幅を用いる手法が,簡易推定法として最も適切な手法と判断された.(3)簡易推定手法の信頼性を検証するため,KiK-netのボーリングデータに基づく理論的地震応答特性と簡易法による推定結果,東濃強地震観測点と濃尾平野の強地震観測点における2004年紀伊半島沖地震の観測記録に基づく地震応答特性と簡易法による推定結果を比較したところ,地表における最大加速度の平均値はほぼ1.0,標準偏差は約0.4であった.したがって,推定値の1.4倍を考慮することにより,表層が薄い地盤から厚い堆積層の地盤まで安全側に評価でき,本手法は地震応答特性の概査法として,工学的に十分利用可能といえる.微動の工学的な利用の見地から,微動H/V法を用いて表層地盤のS波地震応答特性を簡易に推定する手法の提案を目的としており,研究の初年度として次の成果を得た.(1)岡崎平野や豊橋平野の反射法測線上の地点,新規KiK-net地点,高密度強地震観測網地点の合計約80地点において微動を観測し,これまで不足していた卓越周波数が1Hz付近および10Hz以上の地点のデータを取得し,データベース化した.(2)岐阜県東濃地域で(財)地震予知総合研究振興会・東濃地震科学研究所が比較的狭い地域に設置している高密度強地震観測綱では,2004年9月5日に発生した紀伊半島沖地震(M7.2)の地震動がほぼ全点で観測された.まず,これらの観測点における強地震波形を収集・解析し,各地点の観測に基づく地震増幅特性を明らかにした.次に,以前に提案した微動H/V法を用いた簡易推定法を各地点に適用して地震増幅特性を推定した.両者を比較した結果,簡易推定法は観測値を標準偏差±0.5以内で推定できることが判明した.(3)KiK-netのボーリングデータから推定される理論入射地震応答と地震動H/Vおよび微動H/Vとの関係について検討し,例えば,理論入射地震応答H/Vと地震動H/Vの間には良い対応関係が認められること,基盤と地表間のS波伝達関数のピーク周波数からP波伝達関数のそれを精度良く予測できることなどを明らかにした.これらの結果は,より信頼性の高い簡易予測法の提案に反映できると考えられる.微動の工学的な利用の見地から,微動H/V法を用いて表層地盤のS波地震応容特性を簡易に推定する手法の提案を行い,実測データ等に基づきその有用性を検証した.(1)これまで観測した微動データのうち,KiK-net強地震観測地点176,K-net.強地震観測地点11,濃尾平野の強地震観測点

51および東濃高密度強地震観測地点39の合計277地点のデータを再解析し,微動H/Vスペクトル比と地表地震動のH/Vや地表と地下の間の地震動伝達関数との関係を詳細に調べた結果,微動H/Vスペクトル比は,表層における水平動と上下動の応答特性の托に近似することを再確認した.(2)表層の地震応答特性の簡易推定法に関して,微動H/Vのピーク周波数とピーク振幅を用いる方法,微動H/Vのスペクトル強度を用いる方法,微動H/Vスペクトル比の形状そのものを用いる方法等,各種の手法を検討した.その結果,微動H/Vのピーク周波数とその振幅を用いる手法が,簡易推定法として最も適切な手法と判断された.(3)簡易推定手法の信頼性を検証するため,KiK-netのボーリングデータに基づく理論的地震応答特性と簡易法による推定結果,東濃強地震観測点と濃尾平野の強地震観測点における2004年紀伊半島沖地夢の観測記録に基づく地震応答特性と簡易法による推定結果を比較したところ,地表における最大加速度の平均値はぼぼ1.0,標準偏差は約0.4であった.したがって,推定値の1.4倍を考慮することにより,表層が薄い地盤から厚い堆積層の地盤まで安全側に評価でき,本手法は地震応答特性の概査法として,工学的に十分利用可能といえる.
超音波顕微鏡による音響特性及び弾性特性計測に基づく心臓弁膜の力学物性に関する研究

【目的】弁膜は加齢にともない多くの病変を有することは病理組織学的検討により既に知られているが,各病変部の組織性状については未だ知られていない。本研究では高周波超音波顕微鏡を用いて大動脈弁などの心臓弁膜の超音波減衰量および音速の計測を行い,弁膜の物性特性の定量評価をはかり,ヒトにおける弁膜の老化,変性による組織特性の変化について検討した。【方法】対象はヒト剖検例から得られた弁膜で,ホルマリン固定されたものをパラフィン包埋後,厚さ4μmの薄膜切片として脱パラフィン後,無染色の状態で超音波顕微鏡用試料とした。さらにその連続切片にてH-E染色,Elastica-Van Gieson染色,Azan染色を行い,光学顕微鏡用試料として超音波顕微鏡像と対比した。超音波顕微鏡では弁膜の組織構造の観察と微小領域における超音波減衰量,音速の計測を行った。【結果】1.超音波顕微鏡像では正常大動脈弁は弁基部から弁腹部までにわたりFibrosa(F),Spongiosa(S),Ventricularis(V)の3層構造が鮮明に観察された。膠原線維が豊富で大動脈弁の主な支持組織とされるFibrosaが超音波減衰量は最大であった(F;2.3±0.3dB,S:1.2±0.3dB,V:1.5±0.2dB,P<0.0001)。また音速もFibrosaが最大であった(F:1630±39m/s,S:1532±26m/s,V:1564±32m/s,P<0.0001)。さらに弁尖部は光顕像では一様な膠原線維で占められ,超音波顕微鏡では一様に濃く描出された。2.肥厚した大動脈弁弁尖部は海綿状組織増大部(SP)と線維性肥厚部(FS)で占められていた。線維性肥厚部の超音波減衰量は4.7±0.6dB,音速は1659±25m/sとすべての弁膜組織の中で最大であった(P<0.0001)。海綿状組織増大部はSpongiosaと同程度の値であった。3.すべての弁膜組織を対象として超音波減衰量と音速の間にはr=0.82の正相関を認めた。【結論】超音波顕微鏡は大動脈弁の微細構造を描出可能であり、正常大動脈弁では膠原線維に富むFibrosaが3層構造のうち超音波減衰量,高速が最大であった。また正常大動脈弁の弁尖部は超音波減衰量,音速が比較的均一であったが,加齢による肥厚がみられる大動脈弁弁尖部では海綿状組織増大部が超音波減衰量,音速は小であり,線維性肥厚部が膠原線維を反映して超音波減衰量,音速は大であり,組織性状が不均一であることが示された。

また正常大動脈弁の弁尖部は超音波減衰量,音速が比較的均一であったが,加齢による肥厚がみられる大動脈弁弁尖部では海綿状組織増大部が超音波減衰量,音速は小であり,線維性肥厚部が膠原線維を反映して超音波減衰量,音速は大であり,組織性状が不均一であることが示された。
構図・構成・レイアウトの心的メカニズムによる理解とその指導

「色彩」に関する心理的側面は相当研究が進んでいることに対して、「形態や配置」に関する感性的理解の検討は十分とはいえない。「構成」や「レイアウト」の手法は、先天的センスが優先するものとして、いわばブラックボックス化して受けとられてきた。本研究では(1)諸文献をもとに形態や配置に関する心理的検討をおこない、美的形式原理と造形用語相互の関係を明らかにした。(2)それらの用語に関して心的構造を解説した平易なテキストを作成しその教育的効果を検証した。(3)また、iPadのアプリを試行して描画や構成のアナログに替わりうる新たなトレーニング方法としての可能性を検証した。「構図」「構成」「レイアウト」は、これまで絵画・写真、構成、デザインなど、それぞれの領域において検討され活用されてきた用語である。本研究は、学際領域の文献を検討することで、これらの概念に共通して背後にある「心的メカニズム」を明らかにすること、またその内容を解きほぐしたベーシック・テキストの作成、およびiOSアプリを活用することで学校美術における構成教育の効果的な指導方法を検討するものである。本年は研究初年度として、(1)生理的・心理的観点からの「美的原理」の再検討として文献整理を行い、またそれに加えて(2)美的形式原理の理解に活用しうるiOSグラフィックアプリの試行レッスンを行った。(1)知覚心理学・視覚・芸術・造形・ゲシュタルトなどの諸心理学や脳科学において解明されている造形表現に関連した知見を文献により整理した。「美的形式原理」すなわち、秩序や調和、バランスやリズムなどの造形性は、直立する身体のバランス感覚や左右相称的な構造を反映していること、また、リズムは身体の鼓動・脈動をそれぞれ定式化し洗練したものなど、身体はあらゆる形式法則の根抵をなし、美的形式原理は安定化を志向する生命の本質そのものでもあることを文献によりまとめ上げた。この内容は「身体感覚の観点による美的形式原理の理解ー抽象絵画の普遍的心理構造の検討ー」のタイトルで『芸術・スポーツ文化学研究2(2016/03/31発行)』にて報告した。(2)絵画やデザインにおける、表現構造理解の方法には、図形や画像を「視て・触って・動かす」といった体験的手法が有効と考える。本年は、その方法の一つとして、現時点で公開されているさまざまなiOSアプリを用いて可能性を検討した。その結果、ドローイング的描画活動に適したアプリ活用の事例を整理することができた。(1)文献整理による美的形式原理の理解に関しては順調に推移した。(2)公開されているiOSアプリの検討は計画の5割ほどの達成率であった。被験者への謝金を計画していたものの、本年は授業における演習の中で行うことで謝金が必要なかった。(3)iOSアプリ活用及びアプリ作成のための資料収集を計画していた。しかし、本年はカンファレンスや見本市の日程が前半に集中していたことから、それらへの参加ができなかった。(4)iOSアプリ作成のためのプログラミングの難易度が高く停滞している。「構図」「構成」「レイアウト」のベースには共通する美的形式原理がある。それは人間の生理的メカニズムによるものであるが、原理生成の由来までは一般に理解されていない。本研究は、諸心理学、音楽美学、造形芸術論等の文献により、恒常性や力動性、情動やゲシュタルトの観点から美的原理や造形性のとらえ直しを行う。また、その内容を理解しやすく解きほぐしたベーシック・テキストを作成する。さらにiOSアプリを試作し試行することにより、学校美術における構成教育の効果的な指導方法を検討するものである。本年度は、研究2年度として以下の2点を中心におこなった。(1)前年度の、文献による美的原理の整理・検討を用いて「構図」「構成」「レイアウト」の3領域を一元的に理解可能なテキストの作成を目指した。1「抽象絵画の構造理解(図版解説版V1)(2016)」は、2016年12月実施の講義の際に配布した解説テキストである。その講義記録VTRと併せてWEBページにアップロードした(PDF12ページ1.7mb)。2「構成的観点によるコンポジションの心的理解ー造形用語を活用した絵画構造の検討ー」『芸術・スポーツ文化学研究3』(芸術・スポーツ文化学研究会編:A5版17ページ)を発表した。これは、絵画の画面構造の多層性の観点から作品特性を明らかにした内容である。(2)iOSアプリの大学生へのトレーニングを試みた。iPadには、絵画、写真、動画、レイアウトに関する多様なアプリがすでに存在する。しかし、まだ「絵画教育」や「構成教育」において有効に活用されているとは言い難い。そこでiPadの既成アプリ別の使用解説を作成し、それをもとにステップを追ったトレーニングを行った。その成果は「iPadグラフィックアプリ活用事例(PDF18ページ4.5mb)」にまとめてWEBページにアップロードした。(1)理解のための「ベーシックテキスト」は50ページまでの原稿作成が完了した。しかし計画していたテキスト<試作版>の印刷製本までには至らなかった。なお、研究計画書の段階では、印刷所に依頼する必要があると考えていたが、小ロットであることから、コピーでも可能であると考えている。(2)トレーニングのためのiOSアプリの自作は相当困難であることが分かった。その代わりとして、既成のアプリを活用することで類似した成果が期待できると考えている。したがって、今年度実施したiPadアプリを用いた活用を、次年度にはさらに継続発展させたい。

「構図」「構成」「レイアウト」は、これまで絵画・構成・デザインなど、それぞれの領域において検討され活用されてきた用語である。本研究の目的は、脳科学・各種心理学や芸術学などの学際領域の文献を検討することで、これらの概念の背後に共通する「心的メカニズム」を明らかにすること、またその内容を解きほぐしたベーシック・テキストを作成することである。さらにそれに関連して、感覚的な表現レッスンのあらたな手法として、iOSグラフィックアプリの試行レッスンを行った。最終年度の本年は、研究初年度および2年目に行った諸心理学および造形理論等の文献整理をもとに、(1)昨年度作成した『絵画構造の理解』テキストの補足・修正をおこなった。図版を多用してできるだけ分かりやすく解説することを心がけた。また、そのテキストをもとに、内容をパワーポイントスライドにまとめて講義や演習をおこない講義記録VTRを作成した。解説VTRは、1)抽象絵画入門2)基礎平面3)美的形式原理4)視的要素・情動性を各回のテーマとして、90分x4回で作成してYouTubeにリンクさせて公開した。教育効果の確認には、解説後に画面分析レポートを課して被験者が分析した際の造形用語の活用状況を検討した。(2)絵画教育や構成教育を今日的かつ効率的に行うために、公開されているiOSアプリの大学生へのトレーニングを継続した。描画や構成のトレーニングに資するための、アナログに替わりうる新たなトレーニング方法としてiPadのアプリを活用しうることが確認できた。作成したテキストおよびそれにもとづく教育指導の成果は『抽象絵画の構造理解(図版解説版V1)』および『用語理解に基づく抽象絵画制作トレーニングの実践』にまとめてWEBページにて公開した。「色彩」に関する心理的側面は相当研究が進んでいることに対して、「形態や配置」に関する感性的理解の検討は十分とはいえない。「構成」や「レイアウト」の手法は、先天的センスが優先するものとして、いわばブラックボックス化して受けとられてきた。本研究では(1)諸文献をもとに形態や配置に関する心理的検討をおこない、美的形式原理と造形用語相互の関係を明らかにした。(2)それらの用語に関して心的構造を解説した平易なテキストを作成しその教育的効果を検証した。(3)また、iPadのアプリを試行して描画や構成のアナログに替わりうる新たなトレーニング方法としての可能性を検証した。今年度は、さまざまな生理学・心理学の観点からアプローチすることで、美的形式原理の「生成の由来」を人間の生理的メカニズムに求めることができた。次年度は、美的形式原理に関するこれらの内容が、「構図」「構成」「レイアウト」にどのように現れているのか、その事例を検討して平易なベーシック・テキストに作成したい。「構成」や「レイアウト」は、先天的センスが優先するものとしてブラックボックス化して受けとられてきた。それらを学びやすくするためには、平明なテキストによる理解に加えてタブレットによる体験的理解が適していると考える。
元素ブロック高分子材料の創出

中間評価で引き続き対応を求められた所見に対して以下のように対応した。「産業界との連携をさらに強化し、材料として具体的な出口イメージをより組織的に追求していくことが望まれる」→産官学連携シンポジウム開催するなど、産業界へのPRを積極的に行った。「一方、有機化学的なアプローチに比して無機化学的なアプローチが少ない部分もあった。今後、水熱法などの無機材料のユニークな合成手法を取り入れることにより、革新的な材料創製に向けたアプローチの幅を拡張し得る組織に向かうことが望ましい」→H27年度からの公募班員として、水熱合成を専門とする班員が加わるなど、無機材料開発をベースとする研究者の参加も得て、バランスの良い研究組織となった。また、本領域の研究成果を効率的に公開し、材料開発の新しい概念として広く利用してもらうために、具体的に以下のように、本領域の研究成果取りまとめを行った。1.HPの管理領域の成果を簡便・迅速に発表する場として、現在のHPをアップデートしながら、1年間継続して運営する。その後、現在、業者管理になっているHPを大学のサーバに移管して、10年程度維持できるようにする。担当:内藤裕義(終了研究領域分担者、大阪府立大学)、菅原義之(同、早稲田大学)、松川公洋(同、京都工芸繊維大学)2.成果報告冊子体の発行領域の成果を取りまとめて、冊子体として発行し、関係箇所に配布する。担当:長谷川靖哉(終了研究領域分担者、北海道大学)、郡司天博(東京理科大学)、渡辺明(東北大学)3.公開行事の開催領域の成果の公開行事を行う。担当:中建介(終了研究領域分担者、京都工芸繊維大学)、西野孝(神戸大学)、國武雅司(熊本大学)、田中一義(京都大学)4.元素ブロックライブラリーの公開領域の要素をまとめた元素ブロックライブラリーを整理して公開する。担当:國武雅司(熊本大学)、大下浄治(広島大学)29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
沖縄特産緑黄色野菜による生体内抗酸化栄養素及び酸化ストレスマーカーに与える影響

沖縄野菜を主体とした沖縄型食事介入による無作為割付比較試験を行った。対象者は沖縄在住20-60歳代の女性、夫婦、米国人男女、横浜東京在住40-60歳代夫婦、合計700名であった。1)沖縄野菜を豊富に取り入れた伝統的沖縄型食事は、血圧予防に有効である可能性と、2)欧米型DASH食と異なる沖縄の伝統的食事が、同様の効果を示した。3)生活習慣病の予防や治療において、食事パターンへの介入が有効な戦略となりうる。本研究は、沖縄特産緑黄色野菜を中心とした沖縄型食事が血清中および24時間尿の生体指標、抗酸化栄養素の増加ならびに酸化ストレスストレスマーカーに与える影響をヒト介入試験(ランダム化割付比較試験)で証明する。対象者は、沖縄在住の健康な40-60歳の夫婦229名である。方法:介入期間は4週間とした。介入群にのみ、沖縄特産野菜(ゴーヤー、未熟パパイア、未熟へちま、ハンダマなど13種)2.1kgを週2回、配送し摂取を勧めた。ジュース(ゴーヤー840g摂取に相当)は、1日460mlを配布した。摂取記録は介入前と介入期間中7日間、合計14日間摂取した野菜と果物の種類と量を記録させた。対照群は沖縄特産野菜の配布は行わず、さらに、非沖縄野菜で、沖縄特産野菜の摂取を控えるように指導し、野菜・果物の種類と摂取量を記録させた。試験の前後および終了後2ヶ月後に、食事歴法質問票にて調査した。介入前後に、空腹時の血清と24時間尿を採取した。介入前と介入後、それぞれ連続1週間、血圧測定させた。結果及び考察:全ての検査が完了したものは、野菜群91人、ジュース群46人、対照群92人であった。身体計測値及び血液の介入前の検査結果の中で、年令、体重、身長、BMI、血圧、血清総Chol、LD-Chol、HDL-Chol、TG、GTP、GOT、GPT、葉酸ともに群間の有意差は示されなかった。介入後の総野菜摂取量の平均値は、沖縄野菜群416g/日、ジュース群373g/日、対照群298g/日摂取しており、そのうちの沖縄特産野菜の平均摂取量は、それぞれ204g/日、152g/日、43g/日であった。総野菜、沖縄特産野菜ともに群間の有意差が示された。一方、介入前の総野菜、沖縄特産野菜、その他の野菜摂取量は、沖縄野菜群、ジュース群、対照群における群間の有意差は示されなかった。尿中の生体成分値と介入前後の解析は、検討中である。沖縄の野菜は長寿要因の一つとされているが、ヒトを対象とした沖縄野菜と沖縄型食事の組み合わせによる検証は十分に行われていない。普段、西欧型食生活を送っている集団(米国人)に、沖縄野菜+沖縄型食生活を送ってもらい、沖縄野菜と沖縄型料理による生活習慣病予防効果の科学的な実証を行なった。40-69歳の沖縄在住(中部地域在住)のアメリカ人の男女150名、食事介入は、伝統的沖縄食を現代風レシピに改良したチルド食を週8食(月曜日木曜日の昼、夜)と、ゴーヤジュースを約1L(土、日曜日)飲食させた。チルド食1食分の野菜は平均243g、塩分は2gである。介入試験は無作為化割付による研究デザインで行っている。1.沖縄野菜を豊富に取り入れた伝統的沖縄型食事が、高血圧予防に有効である可能性が示唆された。2.米国人で、収縮期血圧と拡張期血圧に有意な減少効果が見られた。4週間の介入後、前半介入群で、収縮期血圧が2.6mmHg減少(95%CI-4.3-1.1)し、拡張期血圧も2.1mmHg減少(95%CI-3.1-1.0)した。また、高血圧被験者でより顕著であることも確認した。一方、対照群である後半介入群では、収縮期血圧は0.2mmHg減少(95%CF-1.61.1)、拡張期血圧では0.3mmHg減少(95%CI-2.10.6)であり、血圧に変動は見られなかった。※CI:信頼区間3.米国人で、血中ビタミンC摂取の増加、24時間尿中ナトリウム排泄量の減少と0.9kg(95%CI-1.3-0.6)の体重減少が見いだされた。4.米国人対象者の7割が、沖縄野菜を豊富に取り入れた伝統的沖縄型チルド食に対して再購入を希望した。5.本研究における伝統的沖縄食を現代風のレシピに改良したチルド食は、米国人にも受容されており、沖縄の若年者にも受容されやすい可能性が見いだされた。研究内容のさらなる質の向上と確証のために首都圏住民を対象に、同様の食事介入研究を実施した。

対象者は、主に神奈川県、東京都に居住の健康な40歳以上69歳未満の日本人男女である。対象者は282名(男性131名、女性151名)、平均年齢は52.2歳であった。対象者の90%が12週間の研究を終了した。介入方法は米国人を対象とした方法とほぼ同一である。前期介入群(介入前127/78mmHg)で、収縮期血圧が4.4mmHg減少(95%Cl-5.5-3.4)し、拡張期血圧も2.5mmHg減少(95%C1-3.2-1.8)した。一方、対照群では、収縮期血圧は2.5mmHg減少(95%C1-3.21.8)、拡張期血圧では1.1mmHg減少(95%C1-1.80.4)であり、血圧に有意な減少効果が見られたが、介人群と比較して減少幅は少なかった。対照群における血圧の減少は、顕著な教育効果が観察でき、今回の介入研究における対象者の特性(健康、食、沖縄に関心を持つ)が反映されたと考えられる。収縮期および拡張期血圧の減少幅は、同一の介人食を摂取した米国人の結果とほぼ同程度であった。介人食群で血中ビタミンCおよび葉酸の増加との体重減少が、有意に見いだされた。これらの測定項目の変化の各群間の差は有意(p=0.00010.05)であった。前期介入における脱落率は13%であった。1)沖縄野菜を豊富に取り入れた伝統的沖縄型食事が、血圧予防に有効である可能性が示唆された。2)欧米型食事を基礎にして作られたDASH食とは異なる食文化である沖縄の伝統的食事が、DASH食と同様の効果を示したことから、多様な食文化による食事パターンによる介入を試みる意義が見いだされた。3)高血圧を含めた生活習慣病の予防や治療において、食事パターンへの介入が有効な戦略となりうると考えられた。
気道上皮細胞特異的転写因子制御による気管支喘息治療の研究

気管支喘息、COPDはともに慢性気道炎症性疾患であり、炎症の制御が求められる。炎症に関わる個々のメディエーターの制御はサイトカイン、ケモカイン等の重複性、冗長性から疾患の制御に至り難く、一連の炎症機序を制御する転写因子の制御がブレイクスルーとなる可能性がある。本研究では、炎症を惹起する酸化ストレスの制御に関与する転写因子NRF2(Nuclear factor erythrid-2-related factor 2)の気管支喘息、COPD気道上皮における発現を検討し、COPD患者の気道上皮におけるNRF2の発現低下と喫煙の影響を初めて証明した。引き続き、そのメカニズムの検討を進めている。気管支喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)はともに慢性気道炎症疾患であり、単なる閉塞性障害の改善に加えて、気道炎症の制御が求められる。気道炎症に関わる個々のメディエーターの制御は、サイトカイン、ケモカイン等の重複性、冗長性から、炎症の制御に至り難く、一連の炎症機序に関わるメディエーターの発現等に関与する転写因子の制御がブレイクスルーとなる可能性がある。本研究では、気道の構成細胞である気道上皮に発現する転写因子への介入を念頭において研究を開始した。気管支喘息患者、対照群として健常人、そして、疾患を有する対照群として、COPD患者から気道上皮を気管支鏡下にブラシにて採取した。気道は外界と直接接する器官システムであり、外的酸化ストレスにさらされたり、気道炎症自身によっても酸化ストレスを発生する。酸化ストレスは様々な炎症性物質の誘導をしたり、防御因子の機能不全を引き起こす。本研究では、酸化ストレスの制御に関与する転写因子NRF2(Nuclear factor erythroid-2-related factor2)の気管支喘息、COPD気道上皮における発現を検討し、COPD患者の気道上皮におけるNRF2の発現低下を見出した。また、NRF2は健常人において、喫煙量と有意な相関を持って低下することも認められた。NRF2の発現、活性化により酸化ストレスを制御することにより、COPDが抑えられる可能性が示された。ひき続き、NRF2発現制御のメカニズムの検討を進めている。気道上皮の最終に際し、軽微な血痰や末梢小結節精査目的で気管支鏡検査を受けた患者のうち、対照群である慢性閉塞性肺疾患群(COPD群)、気管支鏡目的以外の呼吸器疾患のない健常対照群は症例の集積が比較的進んでいる。しかしながら、当然のことながら気管支喘息患者に対する気管支鏡検査を避ける傾向があり、対象となりうる気管支鏡検査を受けた患者うち、気管支喘息患者の比率が少なく、集積に時間がかかっている。採取できた気道上皮については、mRNAを抽出してcDNAを作成しており、Real-time PCR法にてNKX2-1(TTF-1)発現量を定量しており、症例の集積にしたがって、背景因子との相関も検討できるように臨床背景、肺機能検査値などのデータベースを作成している。本研究は、炎症を制御する転写因子を介入点とする新規の治療戦略確立のための基礎的データとなる。そのため、実際の患者から採取した気道上皮における転写因子の発現を検討する手法をとっている。そのため、検体採取に時間を要するが、in vitroのみの実験とは異なり、得られるデーターは非常に重要であると考える。着実に実際の患者からの気道上皮細胞採取は行なっており、症例集積は進んでいるが、現在、主対象とした気管支喘息群の症例集積に遅延が生じており、達成度は遅れている。しかし、得られた気道上皮からのcDNA作成、気道上皮に対するサイトカイン刺激による反応性の実験は症例ごとに完了している。ELISA等でのサイトカインの測定は少数例毎では効率が悪いため、検体をストック中であるが、測定評価を行う準備中である。気管支喘息患者の気道上皮の集積が遅延している点に関し、引き続き症例集積に努めることに加え、気管支喘息と同様に閉塞性肺疾患であり、その質において気管支喘息とは差異を認めるが、COPD患者の気道上皮の例数が比較的得られており、両者を包含した慢性気道炎症疾患をターゲットとして、研究を展開する。また、これに伴い、TTF1のみならず、他の転写因子も評価の対象として取り上げる方向で検討を開始している。細胞における抗酸化遺伝子調節に関与するNrf2を候補として評価しつつある。24年度は、症例を集積しつつ、得られたcDNAに対して、TTF1に対するTaqMan probeを購入して、preliminaryに発現の有無を検討し、気道上皮に対するサイトカイン刺激を行い、培養上清の集積を行なってきた。25年度については、引き続き症例を集積しつつ、real-time PCRの検討を本格化して、上清中のサイトカイン濃度の測定をELISAにて行なっていく。また、評価対象の転写因子の幅を広げて検討を行なっていく。これらの結果に基づき、有意な変化をみた転写因子については、siRNAを用いたノックダウン実験を追加して、転写因子の役割を明瞭化していく。
国家変容と国民文学運動に関する事例研究：近代ハンガリーの文学団体とカノン形成

本研究の問いは、国民国家の形成期(成長期・統合期)において、また反対に国民国家の存続の危機の時代(解体期・離散期)において、人々はどのような表象を求め、どのような主体がどのような方法でその表象を創造するのか、である。1920世紀初頭のハンガリーの文学界で結成されたさまざまな文学団体の活動を対象に、そのイデオロギーと文学批評をめぐる議論を解き明かし、文学カノン形成のあり方を明らかにする。
絹糸腺における階層的遺伝子制御システム

絹糸腺の分化に関わりのありそうな遺伝子群としてBm Scr,Bm fkh,Bm en,Bm Antpなどをクローン化し,構造解析を行った。一方,絹糸腺特異的に転写されるフィブロインおよびセリシン-1遺伝子の転写因子群のうち,SGF-3/POU-M1は先にクローン化し,DrosophilaのCf1-aと同一のPOU-homeodomainを有することを報告した。さらに,SGF-1を精製し,部分配列を決定した後,cDNAをクローン化して,全構造を決定した。その結果,SGF-1はfkh/HNF-3βファミリーに属するBm fkhと同一であることが確定した。カイコ胚発生におけるこれらの遺伝子の発現を,in situ hybriditation法に改良を加えつつ解析を行なった。SGF-1やSGF-3の発現に先立って,Bm Scrは絹糸腺が形成される前の時期の下唇節全体で発現される。SGF-3/POU-M1は,絹糸腺形成につれて広い領域で発現し,やがて中部絹糸腺に限局されてくる。SGF-1/Bm fkhは前腸,後腸などでの強い発現の他に,中腸の一部や形成途上の絹糸腺でも発現する。絹糸腺での発現は,やがて中部・後部絹糸腺に限局されてくる。下唇節の決定,分化を,body planの一環としてとらえ,これに関わりのある制御遺伝子群のクローニング,構造解析,同定,発現パターンの解析を行って,絹糸腺の発生と分化に関する興味のある知見を得た。SGF-1/Bm fkhとSGF-3/POU-M1がフィブロイン遺伝子とセリシン-1遺伝子をターゲットの一部としていることが明らかとなった。今後は,これ以外の遺伝子間の制御支配関係を確立することによって,階層的システムを明らかにする予定である。カイコの絹糸腺は、stage19の胚の下唇節の外胚葉性細胞の陥入によって形成される。この過程に関わる遺伝子群間の制御の階層性を解析するため、Bm Dfd,Bm Scr,POU-M1,Bm fkhなどをクローン化し構造解析を行なった後、in situ hybridizationによってこれら遺伝子群の発現状況を観察した。一方、絹糸腺組織特異的に転写されるフィグロイン遺伝子およびセリシン-1遺伝子の転写制御因子について、精製とクローニングを行なった、EFIとOBF-1については精製法が確立し、POU-M1については既にクローン化済みである。Bm Scrは絹糸腺が形成される前の時期に下唇節全体で発現され、ついで絹糸腺が陥入する際にはその部域から発現の消失がおこる。この消失を相補する形で、陥入部位特異的にPOU-M1が発現されてくる。終末分化特異的遺伝子の一つであるセリシン-1遺伝子の転写制御因子POU-M1が、絹糸腺発生の初期にこのような発現をすることは大変興味ある観察である。POU-M1は、絹糸腺形成につれて発現領域を拡大して行き、やがて中部絹糸腺に限局された発現となって落ちつく。また形成途上の絹糸腺の後極部分にはBm fkhの発現があり、Bm lnは始め前部および中部絹糸腺に発現した後、中部に限局されて行く。今後は、これら遺伝子間の制御の実態を解析する予定である。カイコBombyx moriの後部および中部絹糸腺でそれぞれ特異的に転写されるフィブロインおよびセリシン-

1遺伝子の、FAおよびSA領域に結合して転写を促進する因子SGF-1を、ラテックス・ビーズを用いて精製し、40kDaおよび41kDaタンパクを検出した。これらのタンパクは、SAオリゴヌクレオチドとのゲルシフト複合体の形成並びにDMSメチル化阻害実験から、SGF-1の機能をもつと同定された。その部分配列の決定からfork head/HNF-3βファミリーに属するタンパクと推定した。cDNAをクローン化して全構造を決定し、3つの保存されたドメインを検出して、上の推定を確定した。同時に、このクローンは、前年度にクローン化して解析に供していたBombyx fork headと同一であることが明らかになった。SGF-1/Bombyx fork headの発現は、mRNAおよびタンパクともに、胚原基形成直後の前極と後極部分に最初に検出される。ついで、stage20の胚では、前腸と後腸に強い発現が、中腸の前極と後極に弱い発現が、また陥入を終了し、形成途上にある絹糸腺には比較的強い発現があり、stage25の胚では絹糸腺の中部および後部部分に強い発現が検出された。この状況は、SGF-1がセリシン-1とフィブロイン両遺伝子に対して作用する転写促進因子としての性質をもつことと合致している。前年度以来展開してきた、下唇節/絹糸腺で発現する数種の制御遺伝子間のヒエラルキー解析の一環として、ターゲット同定の試みを続けており、これらの解析を通じて階層システムを明らかにしようとしている。
幹細胞の成立と、その帰趨;始原生殖細胞と造血幹細胞

2か年にわたり、昭和64年1月13日と、平成2年1月12日における2回の班会議を軸に、発生における細胞系譜の成立とその帰趨(狭義には分化)について、多くの共通点をもつ生殖細胞系と造血細胞系とを同じ土俵にあげ、近未来への展望を含めて追求した。扱われた動物種は無脊椎動物から、ヒトを含めた脊椎動物に及んでおり、個体発生学的並びに系統発生学的視点からのアプロ-チは、本総合研究の目的達成のため極めて適切であった。1.生殖細胞は、その祖先細胞・始原生殖細胞が発生早期に生殖巣とは全く別なところに現れ、その後、目的地の生殖巣原基に移住していって分化する。2.造血細胞系:哺乳類では造血部位は、胎仔期に卵黄嚢-肝臓-骨髄へと移行する。骨髄造血巣では造血幹細胞から種々な血液細胞への分化動態が観察される。(1)生殖細胞の起源については、ショウジョウバエと(岡田)、アフリカツメガエルで(池西)、予定始原生殖細胞を決める物質の同定が進められ、有羊膜類では(藤本)、始原生殖細胞の移住機構が探求された。生殖細胞の腫瘍化の実験系の確立も試みられた(本山)。(2)造血細胞系では、マウスとラットを中心に、胎仔の卵黄嚢造血巣及び肝造血巣におけるin vivoでの造血動態と造血幹細胞との関連が追求され(佐々木、福本、高橋)、in vivoでは造血幹細胞から、造血因子下に、骨髄系及びリンパ系の各種細胞への分化過程が解析された(須田、森)。B細胞については、その増殖・分化がストロ-マ細胞により支持・調節されていることが分子レベルで明らかになり(西川)、下細胞については、アフリカツメガエルで、その起源、胸腺内への移動と分化、についての機構解明が進んだ(栃内)。ところで、両細胞系には相違点がある。生殖細胞系では祖先細胞は、目的地の生殖巣に着くまでは分化に抑制がかかっている。造血系細胞のほうは、ある程度分化しつつ造血巣を変えていく。このような分化の制御がどのようにして行われているのか。今後の課題であろう。動物の固体発生の早期に、卵黄襄にはじめて検出される始原生殖細胞(PGC)、同じく卵黄襄に発する造血幹細胞(BSC)は、いずれも元の場所を離れて標的組織に移住していって分化・機能する。両種細胞系は共に多分化能を持つなど共通点も多く、本研究の目標は、両種細胞を、細胞系譜の成立と、その正常と異常分化という同じ土俵に上げて、共通点、相違点を明らかにしていくことにある。昭和63年度における研究成果を以下に挙げる。A.生殖細胞系:(1)ショウジョウバエ(岡田)とカエル(池西)では、単クローン抗体を用いてPGC決定因子の特定と、体細胞系からの分離の過程を追究した。(2)ニワトリの単離PGCを胚(in situ)に戻して、その分化様態を追跡するための方法を開発しつつあり(藤本、桑石)、(3)生殖細胞腫瘍化の探索:ヒト胚細胞腫瘍の分析から、場の要素と共に腫瘍化の時期がその性格を規定していることを示した(本山)。B.造血細胞系:卵黄襄造血巣では顆粒球系、単核球系、その幹細胞と分化を形態学的に検討し(佐々木)、肝臓造血巣の移動をUB-12抗体で解析し、Hepatocyteが肝臓造血の前半に促進的に、後半では制御的に働くという二面性を示唆した(福本)。骨髄造血巣では、ほぼ確実に造血支持細胞株を樹立した(森)、また、1個の幹細胞に由来するリンパ球およびマクロファージの分化を初めてin vitro証明した(須田)。B細胞(西川)については分化調節の構造をin vitroで探求し、T細胞(栃内)については、それが胸腺への定着・分化の機構を追究した。更に、卵黄襄造血では単球系細胞の発現に先立って胎性マクロファージが発生し、単球系細胞の分化過程を辿らずに、分化・成熟することが明らかにされた(高橋)。

(2)造血細胞系では、マウスとラットを中心に、胎仔の卵黄嚢造血巣及び肝造血巣におけるin vivoでの造血動態と造血幹細胞との関連が追求され(佐々木、福本、高橋)、in vivoでは造血幹細胞から、造血因子下に、骨髄系及びリンパ系の各種細胞への分化過程が解析された(須田、森)。B細胞については、その増殖・分化がストロ-マ細胞により支持・調節されていることが分子レベルで明らかになり(西川)、下細胞については、アフリカツメガエルで、その起源、胸腺内への移動と分化、についての機構解明が進んだ(栃内)。ところで、両細胞系には相違点がある。生殖細胞系では祖先細胞は、目的地の生殖巣に着くまでは分化に抑制がかかっている。造血系細胞のほうは、ある程度分化しつつ造血巣を変えていく。このような分化の制御がどのようにして行われているのか。今後の課題であろう。平成2年1月12日(金)に熊本大学医学部において最終年(第2年目)の班会議を開催し、研究発表と課題に基づく総合討論が行われた。1.生殖細胞系の起源の遡及に関し、ショウジョウバエで極細胞(予定始原生殖細胞)の形成に必要な細胞質因子mt/rRNAが明らかになった(岡田)。アフリカツメガエルでも“生殖質"に特異なモノクロ-ナル抗体が作製され、予定始原生殖細胞の決定機構の解析が進んだ(池西)。ニワトリ、マウスの始原生殖細胞についても、それぞれがマ-カ-が開発され、異所性移住と早期胚への起源の追求が行われた(藤本)。生殖細胞の腫瘍化の実験系の確立も試みられた(本山)。2.造血細胞系:哺乳類では造血部位は、胎生期に卵黄嚢→肝臓→骨髄と変遷する。また骨髄造血巣では、造血幹細胞から種々な血液細胞への分化動態が観察される。マウスとラットについて卵黄嚢造血巣(佐々木)、併せて肝造血巣(高橋)において、顆粒球、巨核球、マクロファ-ジの出現分化動態が分析され、肝造血細胞に特異なモノクロ-ナル抗体を用いた造血巣における細胞種の解析は(福本)、造血部位の移行機構の一端を明らかにした。in vitroでは、ヒト・造血幹細胞がFACAを用いて純化され、造血因子下に骨髄系、リンパ系の細胞に分化する過程が追求された(須田)。造血因子の解析は大いに進展し、B-細胞ではその増殖がストロマ細胞により支持・調節されていること、そして支持能を決定している分子・IL-7とB細胞分化過程との関係が明らかになった(西川)。一方、マウス骨髄細胞をIL-3で刺激すると、IL-3抑制因子が産生されることが見出され、Negative feedback機構の存在が証明された(森)。T-細胞については、アメリカツメガエル胸腺内での分化が、T-前駆細胞の移動と組織適合抗原との出会い、寛容性の確立という観点から捉えられた(栃内)。ところで両種細胞系における相違、それは分化の制御機構で、今後の共通なアプロ-チの課題となろう。
外科侵襲下における褐色脂肪細胞分化機構の解明と代謝亢進状態改善の試み

ラット肩甲骨間褐色脂肪組織の形態解析の結果、熱傷負荷により褐色脂肪組織中に含まれる褐色脂肪細胞の比率が増大し、何らかの細胞が褐色脂肪細胞へと分化誘導していることが示唆された。各々の褐色脂肪細胞においては、細胞あたりのミトコンドリア数が増大していた。網羅的遺伝子解析の結果、ラット肩甲骨間褐色脂肪組織において、TNF、NFκBの発現が増大し、Lipid metabolismが亢進していた。褐色脂肪組織の分化に関しPGC1αが関与していることが示唆され、熱傷等による代謝亢進状態改善にかかわる新規治療薬開発において、ターゲットとなりうる可能性が示された。研究者が留学していた施設から、外科代謝研究、とくに感染症、外傷、熱傷研究におけるモデル動物としてマウスは病態を反映しないとの報告がもたらされた。平成24年度は、まず前年に施行したマウスモデルの検証を行った。熱傷負荷前と熱傷負荷後3日目および熱傷負荷後7日目のマウス褐色脂肪細胞の病理組織を比較検討から開始した。結果、熱傷負荷前の病理組織では、ラットおよびヒトの褐色脂肪細胞内と比較して、油滴量は減少しかつ細胞成分は増量していていることを見出した。熱傷負荷後3日目および7日目の褐色脂肪細胞においても同様の構造をしていた。電子顕微鏡による検討では、熱傷負荷前のマウス褐色脂肪細胞において、ラットおよびヒトと比較してミトコンドリアは多量に存在していた。これは、熱傷負荷前のマウスのエネルギー基礎代謝量が亢進していることを示唆しており、ヒトで起こりうる事象を反映していないと推察された。褐色脂肪細胞の分化機構解明、代謝亢進状態の改善をめざすにあたり、ヒトで起こっている事象と解離している可能性が示唆され、最終的にマウスをモデル動物とすることが適切ではないと判断した。この結果を踏まえて、モデル動物を従前からのラット熱傷モデルに戻し研究を再開した。ラットの背部に30%3度熱傷を作製し、熱傷負荷前、熱傷負荷3日目、熱傷負荷7日目に肩甲骨間褐色脂肪組織を摘出し、病理学的評価を行った。熱傷負荷前はヒト褐色脂肪組織と同様の形態、すなわち複数の油滴を含有する脂肪細胞を認め、熱傷負荷によりミトコンドリア含有量が増大していた。ラット熱傷モデルはヒトの熱傷の経過と比較的類似していることが確認された。次年度にむけ、現在遺伝子解析の準備を進めている。<モデル動物>平成24年度に得られた、モデル動物検証実験の結果からラット熱傷モデル(背部III度30%)を用いて研究をすすめている。褐色脂肪組織内に熱傷により優位に褐色脂肪細胞が形成されていることを改めて確認した。<核タンパク質定量>ラット肩甲骨間褐色脂肪組織から核タンパク質、細胞質内タンパク質を抽出し解析を行った。細胞質内タンパク質については問題なく抽出可能であるが、核タンパク質の抽出に難渋してる。標的としているPGC1αならびにPPARγタンパク質は免疫組織染色では検出されており、より安定した核タンパク質の抽出を行い、上記蛋白の動態解析を行う予定である。<遺伝子解析>ラット肩甲骨間褐色脂肪組織からtotal RNAを抽出し、Gene tipを用いた解析を行う予定であった。しかしながら、予定外に抽出した遺伝子のRIN値が低く(=何らかの理由で精度が悪くなった)、Gene tipを用いた解析を施行することができていない。現在精度を高めるべく、原因の追及、方法の変更を行っている。熱傷負荷有無による網羅的遺伝子発現解析に加え、褐色脂肪組織発生に関与するとされる遺伝子、代謝関連遺伝子Pgc1α、Pparγ、Prdm16、Myf5、Bmp7の発現解析を行う予定である。<褐色脂肪細胞の単離>褐色脂肪組織から脂肪細胞の単離を行っている。褐色脂肪細胞の由来となる細胞の同定、分化機序について解析を行っている。平成23年度は3か年計画の初年度として、従来行ってきた外科侵襲モデルすなわち熱傷負荷ラットの実験系から熱傷負荷マウスの実験系の確立をまず行った。熱傷負荷マウスを作成し、7日後に肩甲骨間褐色脂肪組織を摘出し、同脂肪組織の病理学的評価を光学顕微鏡ならびに電子顕微鏡を用いて行った。電子顕微鏡による検討では、マウス褐色脂肪組織は組織内に含まれる各褐色脂肪細胞内のミトコンドリア数が、ラット褐色脂肪細胞と比較して増加していること、それに伴い脂肪滴含有量が減少していることが見出された。本事象は、マウスの基礎エネルギー代謝量がラットと比較して高いことを示しており、褐色脂肪組織がエネルギー代謝における中心臓器であることを示唆しているものと考えられた。他施設から、外科侵襲下における褐色脂肪細胞分化にかかわる分子が報告された。