hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規ヒスタミンリガンドを目指したイミダゾールC-ヌクレオシドの合成研究

H_3受容体は、主に中枢神経系に存在し自己受容体として脳内のヒスタミン神経系からのヒスタミンの遊離を調節している。現在、H_3アンタゴニストは、21世紀の高齢者社会の中で新しい抗痴呆薬としてその開発が期待されている。一方、H_3アゴニストは、不安や片頭痛などへの有効性に加えて、末梢組織においても興味が持たれ新しいタイプの気管支喘息の治療薬の標的となっている。H_3受容体を巡るの創薬研究は、欧米で先行し現在活発に行われているが、残念なことに我が国では、製薬企業、大学を含めた研究機関のいずれもがその研究に着手していない現状にある。一方、我々はイミダゾールC-ヌクレオシドの合成法を独自の手法で開発し、ヒスタミン受容体リガンドとしての可能性を探ってきた。最近ヒスタミンH_3受容体に焦点を当てC-ヌクレオシド構造に基づいて設計した5位にアミノ基を持つイミダゾールC-ヌクレオシドの4種の異性体をすべてを合成した。それらの薬理作用は、大和谷教授(大阪大・医・保健)によってラットの脳を用いるin vivoブレインマイクロダイアリシス(脳微小透析法)で調べた結果、2R,5R体{Imifuramine,4(5)-[(2R,5R)-5-(Aminomethyl)tetrahydrofuran-2-yl]imidazole}のみに脳内ヒスタミンの遊離を強力に抑制するH_3アゴニスト活性を発見した。マイクロダイアリシスでは、ImifuramineのH_3作用はイメピップに相当するもので、また既存のH_3アンタゴニストであるclobenpropitとも完全に拮抗したことからその作用は脳内のH_3レセプターを介したものであることを支持した。シメチジンを初めとするヒスタミンH_2拮抗薬は、消化性潰瘍治療薬として広く用いられているが、それらの活性発現には、分子内水素結合によるfold形が有利であると考えられている。一方、我々は最近β-イミダゾールC-ヌクレオシドの立体選択的合成をイミダゾールの特性と光延反応を組み合わせることによって高収率で達成することに成功した(T.Kurihara et al,J.Org.Chem,1996,61,4405)。これらの結果から、抗潰瘍活性を持つイミダゾールC-ヌクレオシドを設計したところ4(5)-(5-Amino-2,5-dideoxy-β-D-ribofuranosyl)imidazole(1)と4(5)-[5-Deoxy-5-(N-phenyl-thioureido)-β-D-ribofuranosyl]-imidazole(2)にシメチジンのほぼ1/2の抗潰瘍性活性が見られた。我々は、さらに1のイミダゾールの4(5)位にメチル基を導入することでシメチジンで見られるイミダゾール水素の互変異性の制御と、グリコシド結合の回転傷害による分子内水素結合の形成を期待して4(5)-Methyl-4(5)-(5-amino-5-deoxy-β-D-ribofuranosyl)imidazole(3)とそのシアノグアニジン誘導体1-Cyano-2-methyl-3-{5-deoxy-1-[4(5)-methyl-1H-imidazol-4(5)-yl]-β-D-ribo-furanos-5-yl}guanidine(4)の合成を行った。

合成法は、あらかじめメチル基をもつイミダゾ-リルのリチウム塩と2,3,5-tri-o-benzyl-D-ribose(5)との付加反応つづく光延反応により立体選択的にβ-ヌクレオシド中間体を合成し、脱保護反応、5′位の水酸基の位置選択的アミノ化により目的の3を5から43%という高収率で合成することに成功した。さらに3のシアノグアニジン(4)への変換は二工程79%で行われた。このように合成した3と4のラット水浸拘束ストレス潰瘍によるin vivo抗潰瘍活性試験を行ったが、残念ながら先に見いだされた1,2に優る結果は得られなかった。ヒスタミンH_3(H_3)レセプターを巡る創薬研究において、H_3アゴニストは、新しい気管支喘息の治療剤に、またアンタゴニストは、アルツハイマー病などの抗痴呆薬として期待されている。我々は、H_3リガンドの立体構造と作用発現の関係が未だ不明であることに着目し、新しいH_3アゴニストとして新規シスおよびトランス-イミダゾールC-ヌクレオシド1,2を設計し、それらのラセミ体の合成を行った。これらの化合物の薬理実験は、トランス形のラセミ体が、脳内ヒスタミンの遊離を強力に抑制することを示した。この発見から、我々の当面の課題は、これらのエナンチオマーを立体選択的に合成し、薬理実験でその活性本体の構造を決定することにあった。我々は、種々検討し、PhSe基を活用した新規C-ヌクレオシドの合成法を開発することで4つの可能な異性体すべての合成に成功した。これらの化合物は、大阪大学医学部、大和厚教授らによりの脳微小透析法によってin vivo実験が行われたところ、4(5)-(5-amino-2,3,5-trideoxy-α-L-glycero-pentofuranos-yl)imidazole(L-ICN-2)のみがH_3アゴニストであることが明らかとなった。その作用は、既存のH_3アゴニスト、イメピップに相当する強力なもので、H_3アンタゴニストのクロベンプロピットとも完全に拮抗したことから、その作用発現はH_3レセプターを介したものであることを強く支持した。従来の理論計算の結果は、生理活性発現にはH_3アゴニストの分子内水素結合の重要性を強調しているが、L-ICN-2ではそれをとることができないため、生理活性発現には分子内水素結合は本質でないということを初めて実験的に示す興味深い結果を得た。さらにL-ICN-2は、我々の知るかぎり糖部分が非天然形α-L-立体配置をもつ最初の生理活性物質である。これらの成果は、現在J.Med.Chem.にCommunicationとして投稿中である。ヒスタミンH_3アゴニストは、現在新しい作用機序を持つ気管支喘息の治療剤に、またアンタゴニストは、アルツハイマー病などの抗痴呆薬として期待されている。しかし、その創薬研究は、欧米で活発に行われているものの我が国では全く実施されていない状態であった。こうした中、我々は、H_3リガンドの立体構造と作用発現の関係が未だ解明されていないことに着目し、新規5'-アミノ-イミダゾールC-ヌクレオシドを想定し、その生理作用を期待した。我々は、最初にこれらの化合物の合成法を種々検討したところ、PhSe基を活用した新規C-ヌクレオシドの合成法を開発することに成功し、4つの可能な異性体の合成を達成した。これらの化合物は、大阪大学医学部、大和谷厚教授らにより脳微小透析法によってin vivoでの薬理実験が行われたところ,興味深いことにこれらのうち(+)-4(5)-[(2R,5R)-5-(aminomethyl)tetrahydrofuran-2-yl]imidazole(イミフラミン)のみが顕著なH_3アゴニスト活性を示した。
大腸低分化腺がんの分子病態からアプローチするリンパ節転移診断・治療への応用

早期大腸がんにおける低分化成分の存在は、リンパ節転移と密接に関連することが知られている。今回臨床検体を対象としたトランスクリプトーム解析から、低分化腺がんにおいて特異的に高発現している遺伝子Aに着目した。本研究では、大腸がんにおける遺伝子Aの機能を解明し、新規診断・治療法の開発につなげることを目指す。
２次元滑らか結び目解け予想の解決とその発展

補空間の基本群が無限巡回群なら2次元滑らか結び目は解けるという2次元滑らか結び目解け予想を、執筆中の交点がある2次元結び目に対するマルコフ型定理を仮定して、交点数1の広義2次元ブレイドの1助変数族で自明な結び目を表す2次元ブレイドにつながる場合に帰着した。また帰着した結果から、元の結び目が自明かは不明だが、自明なトーラス結び目を連結和すると自明なトーラス結び目に微分同相になることも示した。2次元滑らか結び目解け予想は1助変数族の方法で初等的に解けるのではないかと考えて始めたのが1999年の論文であり、4次元空間内の向き付け可能な曲面を2次元ブレイド、さらにチャートという平面内グラフによって表現する方法が研究分担者鎌田聖一氏によって開発されていた。知られている反例は向き付け不可能な曲面に対するものしかないので2次元ブレイドを使用する限りこの反例について考慮する必要がないのも利点である。与えられた結び目と自明な結び目との間に交点を許した2次元結び目の1助変数族を構成することは簡単にでき、補空間の基本群の可換性から交点の生成・消滅がカスプによってのみ起こるようにできる。この1助変数族を2次元ブレイドの1助変数族に変換することはマルコフ型定理であって、研究分担者鎌田聖一氏の2002年にAMSから出た本の手法を交点がある場合に拡張すればよく、論文を準備中である。交点は動かないとしてマルコフ型定理を適用するので、最後のカスプに対応するチャートでの変形つまりノードと端点の融合は別途強制的に行う。このことによって、交点が2個以上ある場合に、2重点の逆像が2次元球面と区間の直積の中で絡まることは自然に避けられる。交点数を減らす部分までを定理とした報告を数理解析研究所講究録に発表しており、最終段階で扱うべき対象は交点数1の単純ブレイドの1助変数族に限られる。数理解析研究所講究録に書いた内容を詳細な論文にすればひとまず研究目的の最低限の目標は達成されると考えているが、25年度はまずは予想の証明完成に全力を挙げるとしてきた。最終段階の検討としては研究発表でも取り上げたように、シーソーゲームの存在可能性も排除し切れていないものの、いくらかの初等的な場合にほぼ帰着した段階である。2次元滑らか結び目解け予想は1助変数の方法で初等的に解けるのではないかと考えて始めたのが1999年の論文であり、4次元空間内の向き付け可能な曲面を2次元ブレイド、さらにチャートという平面内グラフによって表現する方法が研究分担者鎌田聖一氏によって開発されていた。平成24年度の計画は、ここまでの部分の証明を詳しく書いた論文を書き上げて発表する予定であったが、最終段階での考察に進展があり、そちらに力を注いだこともあり、論文執筆は次年度にずれ込むこととなった。知られている反例は向き付け不可能な曲面に対するものしかないので2次元ブレイドを使用する限りこの反例を考慮する必要がない。与えられた結び目と自明な結び目との間に交点を許した2次元結び目の1助変数族を構成することは簡単にでき、補空間の基本群が可換であることから交点の生成・消滅がカスプによってのみ起こるようにできる。この1助変数族を2次元ブレイドの1助変数族に変換することはマルコフ型定理であって、研究分担者鎌田聖一氏が2002年にアメリカ数学会から出版した本の手法を交点がある場合に拡張すればよく、論文を準備中である。このことによって交点が2個以上ある場合に2重点の逆像が2次元球面と区間の直積の中で絡まることは自然に避けられる。交点数を1にまで減らす部分までを定理とした報告を数理解析研究所講究録に発表しており、最終段階で扱うべき対象は交点数1の単純ブレイドの1助変数族に限られる。

数理解析研究所講究録に書いた内容を詳細な論文にすれば研究目的の最低限の目標は達成されると考えているが、26年度は予想の証明の道筋を立てるのに全力を挙げて来た。その結果ファンカンペン図を限定した形に変形し、それに対応したチャート図を変形していく方法が最も可能性があることが分ったが、帰納法が適用されるよう工夫する必要がある。2次元滑らか結び目解け予想は1助変数族の方法で初等的に解けるのではないかと考えて始めたのが1999年の論文であり、4次元空間内の向き付け可能な曲面を2次元ブレイド、さらにチャートという平面内グラフによって表現する方法が研究分担者鎌田聖一氏によって開発されていた。知られている反例は向き付け不可能な曲面しかないので2次元ブレイドを使用する限り、この反例を考慮する必要がない。与えられた結び目と自明な結び目との間に交点を許した2次元結び目の1助変数族を構成することは簡単にでき、補空間の基本群が可換であることから交点の生成・消滅がカスプによってのみ起こるようにできる。この種の1助変数族を2次元ブレイドの1助変数族に変換することはマルコフ型定理があれば可能であって、交点を持つ2次元結び目のマルコフ型定理に関する論文を研究分担者鎌田聖一氏とともに執筆できたことが今年度最大の成果である。交点は動かないとしてマルコフ型定理を適用できるので、最後のカスプに対応するチャートでの変形つまりノードと端点の融合は別途強制的に行ってよい。このことによって交点が2個以上ある場合に2重点の逆像が2次元球面と区間の直積の中で絡まることは自然に避けられる。交点数を1に減らす部分までを数理解析研究所講究録に発表しており、最終段階で扱うべき対象は交点数1の単純ブレイドの1助変数族に限られる。数理解析研究所講究録に書いた内容を詳細な論文にすれば、研究目的の最低限の目標は達成されると考えているが、今年度はその前半のマルコフ型定理の証明を書いた論文を投稿中である。さらに最終段階の扱いについても多くのやり方を検討し状況をつかみつつあると考えている。2次元滑らか結び目解け予想をチャート図の変形問題に帰着して解決する予定であるが、前半の前半がやっと論文にできた段階である。ただし、最終段階の解析も遅れてはいるが、状況が明らかになりつつあると考えられる。2次元滑らか結び目解け予想は1助変数族の方法で初等的に解けるのではないかと考えて研究を始めた。その後、4次元空間内の向き付け可能な曲面を2次元ブレイド、さらにチャートという平面内グラフによって表現する方法が研究分担者鎌田聖一氏によって開発されたので、有効な方法としてこれを活用することとした。与えられた2次元結び目と自明な2次元結び目との間に交点を許した2次元結び目の1助変族を構成することは簡単にでき、補空間の基本群が可換であることから交点の生成・消滅はカスプによってのみ起こるようにできる。この1助変数族を2次元ブレイドの1助変数族に変換することはマルコフ型定理であって、研究分担者鎌田氏がアメリカ数学会から出版した本の手法を交点がある場合に拡張すればよく、現在はその準備段階の共著論文が印刷中である。2次元ブレイドの1助変数族の交点数が2以上の場合に複数の交点数が1である単純2次元ブレイドの1助変数族の組に分解できることは数理解析研究所講究録で既に発表している。28年度は雑誌「数学」に載せた論文で解け予想の重要性を再確認し、数理解析研究所講究録で得た結果を用いて次の結果を得、4次元トポロジー研究集会で発表した。
ルネサンス期フィレンツェにおける修道院聖堂主祭壇周辺装飾に関する研究

本研究は、フィレンツェ都市部の修道院聖堂において、15世紀後半から16世紀前半に行われた主祭壇周辺(主礼拝堂など)の装飾を多角的に論じることを目的とした。主たる事例として、サンタ・マリア・ノヴェッラ聖堂主礼拝堂の装飾を中心として研究を行い、サンティッシマ・アヌンツィアータ聖堂やサンタ・トリニタ聖堂などの事例との比較検討を行った結果、祭壇画、壁画、ステンドグラスなどの多様な装飾形態による作品間の図像学的整合性や、光源や空間表現の実現方法といった点から制作の経緯を検証し、装飾の制作当初の様態や、注文主、修道士団、芸術家・職工の間の関係についての新知見を得た。フィレンツェ都市部の修道院聖堂において、15世紀後半から16世紀前半に行われた主祭壇周辺(主礼拝堂など)の装飾を多角的・包括的に論じることを目的とした本研究の初年度では、主たる研究対象であるトルナブオーニ家礼拝堂の装飾についての研究を進めた。研究を進めるにあたっては、R・ハットフィールドなど研究によって知られていた古文書を本研究の観点から精査しなおすと共に、現地に残された作品、および各地の美術館に所蔵される作品に対しての実見調査を行った。特に、ベルリンの国立博物館群に所蔵される関連作品については、美術館側の協力を得て、既存の資料の収集および写真撮影などを行った。また装飾を行ったギルランダイオの関連作品についても、検討を加えた。上記の結果、当礼拝堂のために制作された両面祭壇上画の構成を再考した。祭壇上画だけではなく、関連する壁画装飾などの関連古文書の内容を吟味した結果、祭壇画の図像内容は礼拝堂の周囲を飾る壁画の図像内容と密接な関係をもっていることを突き止めた。その結果、現在、一般に受け入れられているC・ホルストの祭壇画再構成案についての修正を検討した。また比較例として、前後の時代に制作された祭壇画や礼拝堂装飾との比較を行った。特にサンタ・トリニタ聖堂(フィレンツェ)の諸礼拝堂、サンティッシマ・アヌンツィアータ聖堂(フィレンツェ)の両面祭壇画、フィリッポ・ストロッツィ礼拝堂(フィレンツェ)、ローマの15-16世紀の礼拝堂装飾やそれに関連する事例を重点的に検証し、必要な作品に関して展覧会などの機会を利用し実見を行った。トルナブオーニ礼拝堂の祭壇上画に関する研究成果は現在論文化の最中であり、2012年度中に口頭発表などの機会を得て発表する予定である。フィレンツェ都市部の修道院聖堂において、15世紀後半から16世紀前半に行われた主祭壇周辺(主礼拝堂など)の装飾を多角的・包括的に論じることを目的とした本研究の最終年度である2012年度には、前年度から引き続きサンタ・マリア・ノヴェッラ聖堂主礼拝堂の装飾を中心として研究を継続すると同時に、同時代、前後の時代の類例との比較をさらに進め、中世から対抗宗教改革期への聖堂空間内部の装飾についての時代的・地理的な広がりのなかに、1500年前後のフィレンツェにおける主祭壇周辺の装飾事例を位置づけることを目指した。比較対象としては、後世の改変を被っているとはいえ中世末の要素を多々残すサンタ・クローチェ聖堂(フィレンツェ)の事例や、サンタ・マリア・ノヴェッラ聖堂主祭壇画にならって祭壇画が制作されたと考えられるサンティッシマ・アヌンツィアータ聖堂(フィレンツェ)の事例、さらにサンタ・マリア・ノヴェッラ聖堂全体の後世の改修においてに主礼拝堂がどのような改変を受けたのかを重点的に調査した。これらの点に関して、先行研究を精査するとともに、夏期・春期にイタリアを中心とする現地調査を行い、パルマのマニャーニ・コレクション、ブタペスト西洋美術館などに所蔵された関連作品についての実見調査を行ったほか、フィレンツェの国立公文書館などに保管されている古文書の追加的な確認・調査を行った。上記の研究の成果として、サンタ・マリア・ノヴェッラ聖堂のためにドメニコ・ギルランダイオが制作した両面祭壇画の再構成について新説を立て、美術史学会東支部例会で口頭発表を行ったほか、英文による論文を執筆し投稿中である。また、礼拝堂周辺の多様な装飾が制作されるにあたっての複合的な要因について、同聖堂の主礼拝堂を例として、注文主と制作者の双方から考察した論文を執筆した。関連の文書や関連作品についての先行研究は既に精査し、対象とするテーマに対する新知見を得るとともに、次年度以降の方向性を定めることができた。関連作品が各地の美術館に散在しているため、作品の調査の調整にやや時間がかかっているが、おおむね想定した範囲内で進捗している。24年度が最終年度であるため、記入しない。各地の美術館に散在する作品の調査を進めるとともに、同時代、前後の時代とのより一層の比較検討を行った上で、経時的・地理的広がりのなかで対象を位置づけていくことが必要である。本年度は特に両面祭壇画の問題分析を通じ、礼拝堂内での視点

・光源の問題について多くの知見を得ることができたため、次年度の研究のなかではこれをより積極的に活用していくことを考える。そのためには、研究の主テーマの主祭壇周辺とあわせて、関連する諸礼拝堂の装飾もより広範に考察していく必要がある。また本年度得られた知見を発表していくことも次年度に必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
自然再生が必要な大台ヶ原の生残木に林床のササが及ぼす水分生理学的影響の解明

現在の大台ヶ原では,増加したニホンジカによる被食の影響で森林の衰退が進行し,ササ群落の拡大が進行している.これまで,大台ヶ原における森林衰退は,シカによる樹木の摂食だけが原因であるとされてきた.しかし,シカによる被食を回避するための対策として設置された防鹿柵内において,シカの採食から回避したためにミヤコザサ群落もまた繁茂した.このササ群落の蒸散による水消費が,柵内に生残した樹木の水分吸収を妨げることで,森林衰退を後押ししている可能性がある.そこで本研究では,柵内の森林が衰退してできたササ草原に生残したトウヒ成木を対象に,生育期間中の樹液流速の季節変化を明らかにし,樹液流速に影響を及ぼす要因として,気象要因ならびに過去の幹剥皮の程度などの生態学的要因について検討することを目的とした.また,ミヤコザサ群落の蒸散量の推定ついても,ササでの計測に特化した超小型センサーを作成し,来年度から現地においてその樹液流速を測定し,蒸散量の推定を行うための準備が完了した.2018年5月から11月にかけて,トウヒ18個体の樹液流速を観測し,トウヒの主な生育期間における蒸散量の季節変化を明らかにした.トウヒの樹液流速に影響を及ぼす要因については,正の影響であった日射量および大気飽差に加え,辺材面積が正の,樹高,幹の剥皮率が負の影響を及ぼしていた.来年度は,林床のササの除去実験を行い,除去の面積規模に応じて,トウヒ生残木の樹液流速における変化を長期間継続して観測する.さらに,ササの蒸散量を,自作の樹液流センサーを用いて樹液流速を計測することで推定する.これらの観測データに基づいて,ササがトウヒ生残木に及ぼす水分生理学的な影響を明らかにする.樹液流の観測を春から秋まである程度継続的に行うことができたものの,バッテリーの劣化に加えて,9月以降の雨天と曇天の連続が影響したため,データが欠落する個体が少なからずみられたため.来年度は、林床のササの除去実験を行い、除去の面積規模に応じて、トウヒ生残木の樹液流速における変化を調べ、ササがトウヒ生残木に及ぼす水分生理学的な影響を明らかにする。本年度は,研究協力者の都合や,測定のために必要な調査が日帰りで済んだりしたため,計画よりも旅費の執行額が少なくなった.使用計画としては,次年度使用額の多くを旅費が占めるように計画している.次年度はこれまで行ってこなかったササの刈り取り実験が加わるため,本年度よりも多くの旅費が必要になるためである.また,バッテリーの劣化が生じているため消耗品として補填する.
触媒作用を利用した極微量ヨウ化物イオンとヨウ素酸イオンの分別定量法の開発

1.分別定量法クロルプロマジン-過酸化水素反応系に対する触媒作用を利用した、微量ヨウ化物イオンと、ヨウ素酸イオンの分別定量法を確立した。これら、2つのイオンを含む試料に対して、硫酸酸性化で亜硝酸ナトリウムを加え、60°Cに加熱することにより、ヨウ化物イオンのみが、ヨウ素(I_2)に酸化され、生成したヨウ素は、試料中から揮散する。過剰の亜硝酸イオンは、この反応系に干渉するので、スルファミン酸を加えて分解する。その後、試料中のヨウ素酸イオンを接触分析法で定量する。この亜硝酸イオンを用いた前処理を行わなければ、総ヨウ素濃度(I^-+IO_3^-)が測定できるので、この2つの値の差からヨウ化物イオン濃度がわかる。確立した最適条件下でヨウ素を0.2μgl^<-1>-5μgl^<-1>の濃度範囲で含む試料中のヨウ素酸イオンと、ヨウ化物イオンが、精度よく定量できた。本法は河川水試料中のヨウ素の分別定量に適用できる。2.反応速度論的検討硫酸溶液中での過酸化水素によるクロルプロマジンの酸化反応に対するヨウ化物イオンの触媒反応の機構を研究し、作成した速度式より反応機構を推定した。(I)速度式(II)反応機構また、同時に進行する発色しない副反応についても検討を行い、以下の速度式を作成した。この速度式に適合する機構については、現在検討中である。
スペクトル拡散多元接続通信における耐干渉能力を持つ同期方式に関する研究

スペクトル拡散通信の拡散系列としてシステム内の各ユ-ザに異なる系列を割当て,同時に多数のユ-ザが同一の周波数帯を共用して通信を行うスペクトル拡散多元接続(SSMA)方式においては,システム内の他のユ-ザの送信波(以下、干渉波という)が,システムの受信特性に種々の影響を与える。特に同期追跡系においては干渉波の存在により残留位相誤差を生じ,結果的に処理利得の劣化を生じる。通常,同期追跡系としては,遅延同期ル-プ(DLL)を用いることが多い。干渉波が存在しない場合はDLLの位相比較特性(S曲線)は,位相誤差がOの点で誤差電圧がOとなり,残留誤差もOとなる。ところが,多元接続時には干渉波が存在するため残留位相誤差が生じる。そこで,本研究では,これを零にすることが出来る二重遅延同期ル-プ(Dual DLL)を提案した。この回路には2つの同期ル-プが含まれており,一方で残留位相誤差を検出し,他方でこれを零とするものである。この回路について以下の項目について研究を行った.(1)本回路の等価モデルを導出し,このモデルをもとに,同期引き込み特性,雑音特性および平均同期はずれ時間特性についての理論解析を行うとともに,計算機シミュレ-ションを行い,理論解析の確認を行った。以上の結果は別項の研究発表の欄に示すように電子情報通信学会論文誌に発表を行った.(2)本方式の実験回路を試作し,上記特性の一部についての測定を行った。さらに,残留位相誤差は等価的に位相変調成分と見なすことが出来るので,設備備品として購入したモジュレ-ションアナライザを用いて,位相変調特性を測定することにより,上記特性の測定をまもなく終了する予定である。
観点に基づくプログラム分解と合成による編集支援方法

プログラム編集支援の要素技術であるプログラム変換は,字句を単位としつつ,前処理指令との整合性や,コメントの維持など,様々な観点で整合性を保つ必要がある。本研究では,抽象構文木の表現形式として属性付き字句系列を提案した。抽象構文木,前処理,コメントなどの各観点に対して中立なモデルであり,各観点に閉じた操作を実現できる。構文解析器およびプログラムパターン変換系を実現し,応用ツールを通じて観点を切り分けられることを確認した。本課題では、ソースプログラムに対する書換えを実現するための土台となる環境を構築した。対象となるソースプログラムはC言語で記述されたものとし、前処理前の状態のまま書換えることを目指した。成果としては、解析後のプログラムの表現形式として(a)属性付き字句系列を、プログラムの解析方法として(b)段階的詳細化による構文解析方法を提案し、(c)評価実験を行なった。(a)属性付き字句系列一般的にプログラムの書換えは、抽象構文木に変換してから木を操作するが、前処理前のプログラムに対して抽象構文木を構築することは難しく、また、空白やコメントなどの情報の欠落もありえる。そこで、単純に字句の並びとしてソースプログラムを捉え、構文要素を的確に扱えるよう、字句に種別や対応関係などの情報を属性として持たせ、構文要素の区切りを表す仮想的な字句を加えた表現形式を考案した。(b)段階的詳細化による構文解析方法前処理前のソースプログラムをそのまま正確に解析する構文解析器を作ることは難しい。しかし、一部の断片だけを見れば構文的には完結しており、構文解析が可能である。そこで、括弧の対応関係の解析や、粗い粒度の構文解析など、やや粗い解析を先に行い、字句の並びなどから確定する情報を補正していくことで、段階的に正確な解析結果に変換していく方法を提案し、実装を行なった。(c)評価実験プログラムのパターン変換系を実装し、実際にプログラムの書換えが実装できるか確認し、また、課題を整理した。また、解析器をオープンソースの解析に適用し、実用的な精度で解析できることを確かめた。本年度は、(1)前処理前ソースプログラムの解析と編集支援、(2)ウェブページで提示されるソースプログラムの解析支援を行なった。いずれも、完全にC言語の文法だけに従った記述ではなく、前者は前処理命令が、後者はHTMLの記述が混入した記述であり、これらを解析できることは、複数の観点が混在したプログラムの解析を行ううえでの基礎技術となる。以下に、各成果について述べる。(1)については、解析を困難にする要因が、前処理の分岐内に対応する組が閉じていない括弧や、分岐内で閉じていない制御文の存在であることを明らかにした。さらに、そのような要素を含む分岐の特定し、解析できるよう分岐を限定したプログラムの複製を構成する方法を確立した。複製は対象となる分岐の全組み合わせの数だけ構成されるために、複製の数が多くなるが、オープンソースを対象とした調査では8割程度のファイルで組み合わせ数が10以下となり、実用性があることも確認できた。(2)については、ソースプログラムを掲載するウェブページを調査し、多くのページで字句や文を単位としてHTMLのタグが挿入されていることが確認された。タグを空白類と同じ字句とみなせば解析ができること、さらにタグと構文要素の開始位置を表す特殊な字句を入れ替えるルールを導入することで、タグを維持した構文木をDOMで構成することもツールを実装して確認した。DOMが構成できることで、見栄えと構文木の編集が相互に衝突することなく実現できることを明らかにした。この研究で取り扱う観点を、(1)C言語本来の構文木、(2)前処理命令、(3)コメントとスペースの3つに分け、各観点でのプログラムの書換えおよびそれに伴う制約の取扱いについての検討を行なった。(1)C言語本来の構文木については、すでに昨年度までにパターン変換系を実現しているが、木構造としての観点とテキストとしての観点で操作を記述することが必要であり、後者について文字列の正規表現も適用できるように拡張を行なった。(2)前処理命令については、条件付きコンパイルに用いる分岐指令が存在するプログラムに対して書換えを行う方法について検討をした。あらゆる分岐経路を網羅したテキストに分離し、書換えたあとに合成する方法は、組み合わせ爆発が起こることに加え、合成時の処理が難しく、条件分岐指令を適切に戻せないことがわかった。そこで、一般に、パターンマッチの適合範囲が狭いこと、また、条件分岐指令で分けられる範囲も狭いことから、パターンマッチの判定時に各分岐をそれぞれ探索し、いずれかの経路で適合した時点で、その経路に含まれる分岐を適合範囲の外へ移動する等価変換を行い、書換え後に逆の変換を行うことで、書換えを実現した。(3)プログラムの書換え後に、元のプログラムに含まれたコメントとスペースが適切に残るよう、パターン変換系を拡張した。コメントとスペースは、その出現位置から近い字句に付随するというモデルを作り、そのモデルに従ってパターンを補正するフィルタを作成した。このフィルタは、構文木に対する書換え操作とは独立に定義され、あらゆる書換えに対して同時に適用できることを確認した。

これらの3つの観点での実現方法は、それぞれが独立しており、同時に適用が可能である。したがって、観点を分離し、書換えを適用していくというこの研究の目的は概ね達成できたと考えらえる。目的となる特定の観点からプログラムを分解してから編集および合成を行う環境を作るにあたり、前処理の観点やHTMLの観点からの分解や編集のための基礎技術ができており、合成に関する技術を検討することで、目的が達成されるところまで来ているからである。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である来年度は、プログラムの解析技術を整備し、より実用的なツールとして構成することと、分解したプログラムを合成するための基盤技術を構築し、分解から合成への一連の流れを完成させる予定である。また、観点は主に前処理に限定する。前処理は複数の観点が多重化されたプログラムの典型であり、また、前処理前のプログラムを正確に解析するためには、解析が困難な箇所の解消が必要であるが、そのためには正確な解析ができることが前提となるという矛盾が生じやすく、解決すべき問題が難しいので、集中的に検討を行う。
摂食調節における転写因子ＫＬＦ５の機能解析

肥満の機序として摂食調節のメカニズムが重要である。摂食中枢である視床下部弓状核で摂食亢進に作用するAgouti-related peptide (AgRP)神経において、転写因子Kruppel-like factor 5 (KLF5)はForkhead protein FoxO1を阻害することにより抑制的に作用する。その機序として、KLF5のSUMO化がAgrpの抑制に必須であると考えられた。また、Agrp特異的Klf5ノックアウトマウスの解析により、KLF5が摂食抑制に作用すること、それにより肥満に寄与することが明らかとなった。KLF5は摂食を調節し代謝制御に多面的に寄与する。転写因子Kruppel-like factor 5 (KLF5)のヘテロノックアウトマウス(Klf5+/-マウス)では摂餌量が有意に増加しており、KLF5の摂食調節への関与が疑われた。免疫組織化学により、視床下部弓状核のAgRP神経細胞においてKLF5の発現を認めた。Klf5+/-マウスではAgrp発現が亢進し、視床下部由来神経細胞でKlf5をノックダウンするとAgrp発現が増加した。ChIPアッセイでは、低グルコース刺激によりArgpプロモーターに恒常的に結合しているKLF5の解離を認めた。AgrpはForkhead protein FoxO1により調節されている。ルシフェラーゼアッセイにおいてKLF5はFoxO1によるAgrpプロモーターの活性化を阻害し、KLF5結合部位のmutationによりAgrpプロモーター活性が増加した。AgrpプロモーターにおけるKLF5の結合がAgrpの抑制に必須であることが示唆された。また、翻訳後修飾であるSUMO化により多くの転写が抑制されていることが知られている。ルシフェラーゼアッセイによりKLF5のSUMO化とAgrpプロモーター活性について検討したところ、KLF5のSUMO化がAgrpの抑制に必須であることが示唆された。Agrp特異的Klf5ノックアウトマウスを作成したところ、摂餌量、体重の増加がみられた。一方で、pair-feedingでは体重変化はみられなかった。以上より、KLF5は摂食を調節し代謝制御に多面的に寄与することが明らかとなった。現代において、肥満の増加は早急な対応を要する課題である。肥満を来す分子メカニズムの解明が重要であり、その中でエネルギーの過剰摂取、すなわち過食は大きな要素を占める。視床下部における弓状核は摂食中枢として知られている。視床下部弓状核においては摂食亢進に作用するAgouti-related peptide (AgRP)と摂食抑制に作用するpro-opiomelanocortin (POMC)が拮抗して摂食を調節している。転写因子Krüppel-like factor 5 (KLF5)のヘテロノックアウトマウス(Klf5+/-マウス)は摂餌量が有意に増加しており、KLF5が摂食中枢においても何らかの役割を果たしている可能性が考えられた。免疫組織化学にて、視床下部弓状核におけるAgRP発現ニューロンでKLF5の発現が認められた。高グルコース培養環境下でKLF5はArgpプロモーターに恒常的に結合しているが、低グルコース刺激によりKLF5がAgrpプロモーターから解離することが明らかになった。AgrpはForkhead protein FoxO1により調節されていることが知られている。ルシフェラーゼアッセイにより、AgrpプロモーターにおけるKLF5の結合がAgrpの抑制に必須であることが示唆された。転写因子Krüppel-like factor 5 (KLF5)が視床下部弓状核の摂食中枢において重要な機能を有していると考え、研究を進めてきた。免疫組織化学により、視床下部弓状核におけるAgRPニューロンにおいてKLF5が作用することを確認し、AgRPニューロンに対してKLF5が抑制的に作用するという知見を得た。平成24年度に得られた成果として、1高グルコース培養環境下でKLF5はArgpプロモーターに恒常的に結合しているが、低グルコース刺激によりKLF5がAgrpプロモーターから解離する、2KLF5は、Agrpを調節するForkhead protein FoxO1と結合し、Agrpプロモーターを負にして調節している。3KLF5のAgrpに対する抑制は、翻訳後修飾であるSUMO化による。

KLF5のSUMO化がAgrpの抑制に必須であること。4Agrp特異的Klf5ノックアウトマウスの作成、解析を進めた。ノックアウトによって摂食が亢進、体重が増加すること、インスリン抵抗性増加という表現型を得た。以上より、KLF5は、脂肪細胞分化、脂肪酸燃焼に加えて、摂食を調節し代謝制御に多面的に寄与することが明らかとなった。今後の課題として、KLF5がAgRPを抑制する詳細な機構の解析が挙げられる。1KLF5の上流シグナルの解析。一般的に摂食シグナルの上流として、グルコース、インスリン、レプチン、グレリンなどが挙げられる。平成24年度の研究よりグルコース濃度の変化によりKLF5のAgrpプロモーターへの結合やFoxO1との結合が明らかになったが、グルコース濃度からのシグナルについては不明である。グルコース濃度のセンサーとして、AMPKが有名であり、AMPKのリン酸化によりKLF5の作用が影響を受けることが予想され、その詳細な解析が必要である。2KLF5がSUMO化される点についても詳細に検討する必要がある。SUMO化はco-factorsと共に多くの場合転写を負に調節する。上流からのシグナルを得て、KLF5のSUMO化がFoxO1との結合やAgrpプロモーターとの結合に関わっているという可能性が示唆されており、その点を確認する必要がある。3免疫組織化学ではKLF5とAgRPの共在が示唆された。実際にKLF5によりAgRP神経活性が抑制されているかを確認する必要がある。4Agrp特異的Klf5ノックアウトマウスの解析をさらに進める必要がある。VO2やその他の代謝状況について確認する。以上の課題について研究を進める。消耗品として、実験動物400,000円、動物飼料・飼育費100,000円、分子生物学的試薬300,000円、細胞培養試薬類200,000円を予定している。また、学会発表の経費として、国内200,000円、海外400,000円を計画している。
ラジカルクラスターを利用したラジカル反応の立体効果の研究

H_2OとHOCOラジカルの1対1水和クラスターのマイクロ波分光研究を行い、HOCOラジカルが水和クラスターを形成する事によってラジカル内の不対電子密度が変化している事実を実験的に確かめた。約9kcal/molという大きな結合エネルギーは、HOCOラジカルの不対電子の存在と密接に関連しており、引力相互作用の大きさの分子配向依存性は、HOCOのSOMOの形状を反映している事を明らかにした。NOとOHの2原子ラジカルを対象に、それらとNe, Ar, Krなどの希ガス原子との分子間相互作用ポテンシャルについて系統的に研究した。その結果NOやOHのように縮重したHOMOを持つラジカルでは、差ポテンシャルに対応する分子間相互作用ポテンシャル曲面の形状が、SOMOの形状と非常に良く一致している事を見出した。ラジカル反応の立体効果は、衝突時に反応する分子同士の配向の違いにより、反応性が変化する興味深い現象であるが、その詳細は未解明である。本申請課題では、ラジカルクラスターを利用して、立体効果を中心に、ラジカル反応の詳細を分子レベルで理解する事を目的とする。初年度にあたる平成21年度は、大気化学反応過程で重要な役割を果たしている基本的なラジカルである一酸化窒素(NO)ラジカルが弱い分子間相互作用によりHe原子と結合して形成されるHe-NOクラスターの純回転遷移の探査を行い、気相中における検出に初めて成功した。ArやNeなどの他の希ガス原子から成るクラスターと比較して、Heクラスターは結合エネルギーが非常に小さい。そのため、(1)分子間振動の励起状態が存在しない。(2)He原子はNOラジカルの周りを自由に動き回っている。など、他の希ガスクラスクーには見られない特異な性質を明らかにした。更に、NOラジカルの不対電子の存在する方向に大きな引力が働いていることが判った。これはラジカル反応の立体効果と不対電子の関係を示唆する重要な結果である。本研究では特異なエネルギー構造をもつラジカルクラスターの高分解能分光データを基に、分子間相互作用ポテンシャルを決定する新しい解析手法を開発した。更に、この解析を適用して決定した分子間相互作用ポテンシャルから、NOラジカルの不対電子の存在する分子軌道を3次元的に可視化する方法を考案した。これはクラスター形成に伴って、不対電子軌道がどのように変化しているかを直接観測できる手法として画期的な方法である。不対電子に由来する軌道角運動量をもつ2原子ラジカルの分子間相互作用について詳細な知見を得る事を目的に、昨年度の一酸化窒素ラジカル(NO)に続いて、今年度はOHラジカルと希ガス原子から成るラジカルクラスターを対象に研究を継続した。具体的にはフーリエ変換マイクロ波分光法による純回転遷移及び2重共鳴分光法による分子間振動回転遷移の観測を行った。本研究の目的においてNOとOHラジカルの主な違いは、縮重した最高被占軌道(HOMO)の占有電子数の違いであり、それぞれNOには1つの、OHには3つの電子が入っている事である。OHラジカルの縮重した1組のHOMOは、主に酸素原子の2p_xと2p_yの性質を有し、いずれも結合軸に垂直に大きく張り出している。一方の軌道には2つの電子が対を成して入り、もう一方の軌道には不対電子が入っている。NeやKrなどの様々な種類の希ガス原子とOHとの分子間相互作用を系統的に調べる事で、不対電子が占有している軌道と希ガス原子との間には、2つの電子が入っている軌道に比べてより大きな引力が働いている事がわかった。同様の傾向はNOラジカルでも観測された。詳細な分子間相互作用ポテンシャル曲面(IPES)の解析から、この違いは2つの軌道における交換斥力の差によるものである事を明らかにした。分子間相互作用のOH結合距離依存性を調べる目的で、Krの3種類の同位体と、更に重水素置換したODラジカルから成るクラスターについても同様の研究を行った。Born-Oppenheimer近似を仮定し、OHの結合距離の変化を考慮した解析を適用することで、同位体置換による分子間相互作用の違いをマイクロ波分光の実験精度内で再現する事に成功した。HOCOラジカルは、OHによるCOの酸化反応における最も安定な反応中間体として注目されてきた。特に大気中に普遍的に存在するH_20存在下での反応性について興味が持たれ、近年H_20が触媒的にHOCOの反応性を高める働きがある事が指摘され注目されていた。我々はH20とhOCOラジカルの1対1のラジカルクラスター(HOCO水和クラスター)を、マイクロ波分光法により検出する事に成功した。

観測スペクトル中に見られた、HOCOラジカルの不対電子のスピンとプロトンの核スピン間の磁気的相互作用に由来する超微細構造から、HOCOラジカルが水和クラスターを形成する事によってラジカル内の不対電子密度が変化している事実を明らかにした。この成果はHOCOラジカルに対する水分子の触媒効果を分子レベルで検証した初めての実験例である。更に、得られた分子構造を良く再現する高精度のab initio計算を行ったところ、水和クラスターの結合エネルギーは約9kcal/molと大きな値である事がわかった。これは単純な水素結合による水2量体の結合エネルギーの2倍程度であり、水素結合のみでなくラジカルの不対電子が占有するSOMOが分子間の引力として大きく寄与している事を示唆している。2原子分子と原子から成る3原子系クラスターについて、その詳細な分子間相互作用ポテンシャル曲面を分光データから決定する手法を開発する一環として、本研究において開発してきたプログラムを改良してAr-COの全データ同時解析を行った。このクラスターは20年以上にわたって分光実験が行われてきた系であり、赤外、遠赤外、マイクロ波領域にわたって膨大な分光データが蓄積されている。そのほぼ全てのデータを同一のポテンシャル曲面を用いて再現する事に成功した。
星間塵表面上での分子進化シミュレーション -反応素過程と水素同位体効果の解明

平成29年度は,グラフェン表面上での分子生成反応における同位体効果に関して研究を行った.特にアセレンの水素付加反応を取り扱った.前年度同様,宇宙空間において分子生成反応が起こる主要な場である分子雲は10 K程度の極低温な環境であるため,物理吸着状態に着目した.まず,ファン・デル・ワールス力を正確に取り扱うことができる非局所相関汎関数を用いた密度汎関数理論に基づく第一原理計算手法を援用し,各反応における反応中間体の最安定な物理吸着構造を決定した.その後,各反応素過程における活性化障壁をClimbing Image Nudged Elastic Band法を用いて明らかにした.ここから,孤立アセチレン分子の水素付加反応と同様に,二つの炭素原子が異なる個数の水素原子と結合している場合に障壁無しに自発的に水素付加反応が進行することを明らかにした.また,各中間体と遷移状態における水素及び重水素の零点振動エネルギーを計算し,各反応素過程における同位体効果を明らかにした.加えて,化学反応の活性サイトとなりうる鉄原子や白金原子の吸着状態やその拡散特性における水素原子や水素分子吸着の影響ついても調査した.ここから,環境に存在する原子や分子により,白金原子の場合は拡散が促進され,凝集しやすくなることを明らかにした.これらの成果を3報の査読付き原著論文として出版し,うち1報は依頼論文である.また,5件の国際会議と6件の国内会議にて発表し,うち2件は招待講演である.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。平成28年度は,グラフェン表面上での様々な原子やそれらの原子から構成される分子の吸着状態に関して研究を行った.吸着原子として,水素,炭素,窒素,ケイ素,リンを取り扱った.宇宙空間において分子生成反応が起こる主要な場である分子雲は10 K程度の極低温な環境であるため,物理吸着状態に着目する.まず,ファン・デル・ワールス力を正確に取り扱うことができる非局所相関汎関数を用いた密度汎関数理論に基づく第一原理計算手法を援用し,様々な非金属原子の最安定な物理吸着構造を決定した.得られた吸着構造における電子状態の解析から,吸着原子とグラフェン間に化学結合は形成されておらず,物理吸着状態であることを確認した.これは,従来の局所相関汎関数を用いた密度汎関数理論に基づく第一原理計算手法では取り扱うことができなかった物理吸着状態について,本手法では正確に取り扱うことが可能であることを示している.また,物理吸着状態から化学吸着状態への遷移過程における活性化障壁を調査した.その結果,炭素とケイ素には活性化障壁が存在せず,速やかに化学吸着状態へ遷移することを明らかにした.一方,水素,窒素,リンには物理吸着状態と化学吸着状態間に活性化障壁が存在することを明らかにした.さらに,水素分子,一酸化炭素,一酸化窒素,アセチレン,NH基の最安定な物理吸着サイトと分子回転におけるポテンシャル異方性を明らかにした.加えて,吸着基板としてグラフェン以外にも金属炭化物を取り扱い,化学反応の活性サイトとなりうる鉄原子や白金原子の吸着状態やその拡散特性についても調査した.これらの成果を2件の国際会議と5件の国内会議にて発表し,うち2件は依頼講演である.平成28年度はファン・デル・ワールス力を正確に取り扱うことができる非局所相関汎関数を用いた密度汎関数理論に基づく第一原理電子状態計算手法により,グラフェン上での様々な原子の物理吸着状態を解明した.また,グラフェン上における様々な原子の拡散特性や化学吸着過程への遷移過程を明らかにした.これらの知見は,炭素系材料表面上に物理吸着した吸着原子による分子生成反応過程を理解するうえで重要なものである.また,分子進化過程を調査する場合の出発分子として,水素分子,一酸化炭素,一酸化窒素,アセチレン,NH基の最物理吸着状態とその拡散特性を明らかにした.以上の点から,おおむね順調に進展していると判断した.平成29年度は,グラフェン表面上での分子生成反応における同位体効果に関して研究を行った.特にアセレンの水素付加反応を取り扱った.前年度同様,宇宙空間において分子生成反応が起こる主要な場である分子雲は10 K程度の極低温な環境であるため,物理吸着状態に着目した.まず,ファン・デル・ワールス力を正確に取り扱うことができる非局所相関汎関数を用いた密度汎関数理論に基づく第一原理計算手法を援用し,各反応における反応中間体の最安定な物理吸着構造を決定した.その後,各反応素過程における活性化障壁をClimbing Image Nudged Elastic Band法を用いて明らかにした.ここから,孤立アセチレン分子の水素付加反応と同様に,二つの炭素原子が異なる個数の水素原子と結合している場合に障壁無しに自発的に水素付加反応が進行することを明らかにした.また,各中間体と遷移状態における水素及び重水素の零点振動エネルギーを計算し,各反応素過程における同位体効果を明らかにした.加えて,化学反応の活性サイトとなりうる鉄原子や白金原子の吸着状態やその拡散特性における水素原子や水素分子吸着の影響ついても調査した.ここから,環境に存在する原子や分子により,白金原子の場合は拡散が促進され,凝集しやすくなることを明らかにした.これらの成果を3報の査読付き原著論文として出版し,うち1報は依頼論文である.また,5件の国際会議と6件の国内会議にて発表し,うち2件は招待講演である.

平成28年度までにファン・デル・ワールス力を正確に取り扱うことができる非局所相関汎関数を用いた密度汎関数理論に基づく第一原理電子状態計算手法により,グラフェン上における様々な原子や分子の吸着状態とその拡散特性を明らかにした.平成29年度はこれらの知見に基づき,分子生成反応過程や分子進化反応過程を調査する.この時,化学反応における活性化障壁を正確に求めることができるナッジド・エラスティック・バンド法を用いる.また,多次元断熱ポテンシャルエネルギーを求め,独自に開発した原子核の量子ダイナミクス計算手法を用いることにより,分子生成反応や分子進化反応を明らかにする.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。
尿失禁に対する再生療法を目指した線維芽細胞から外尿道括約筋細胞への直接誘導法開発

我々は、外尿道括約筋細胞とその幹細胞の転写制御ネットワークを詳細に検討し、外尿道括約筋細胞とその幹細胞に特異的な転写因子を見出し、最終的には、それらを線維芽細胞に導入し、ダイレクト・リプログラミングによる外尿道括約筋細胞とその幹細胞の作製による新たな尿失禁療法の開発を目指している。今回は、本テーマの基盤となる効率的な外尿道括約筋衛星細胞の増殖・回収を図るべく、長時間トリプシン添付培養などを試み、比較的簡便かつ効率的に外尿道括約筋衛星細胞の増殖・回収が可能となる手技を確立した。本研究では、外尿道括約筋細胞とその幹細胞の転写制御ネットワークを詳細に検討し、外尿道括約筋細胞とその幹細胞に特異的な転写因子を見出し、最終的には線維芽細胞に導入し、ダイレクト・リプログラミングによる外尿道括約筋細胞とその幹細胞の作製による新たな尿失禁療法の開発を目指している。平成26年度はダイレクト・リモデリングによる外尿道括約筋衛星細胞の作製に向けた基盤となる研究を行った。骨格筋衛星細胞の転写因子としては、Pax (Paired Box) familyに属するPax-7が重要であることが知られている。通常、幹細胞はその特異的な細胞表面マーカーを標的とするflow cytometryを用いて収集されることが多いが、Pax-7は細胞表面に局在していないため、外尿道括約筋衛星細胞の高率な回収が困難であり、これまで研究邁進の妨げとなってきた。そこで、われわれはまず、高率な外尿道括約筋衛星細胞の回収を目指し、IL-6(Interleukin-6)によるPax-7陽性の外尿道括約筋衛星細胞の増殖実験を行った。0.1-10ng/mlのIL-6を長寿化したヒト外尿道括約筋衛星細胞(US2KD)と錐体筋細胞(HU5)に添付し、抗Pax-7抗体を用いて、その陽性細胞数をカウントした。その結果、US2KDにおいて、IL-6の濃度依存的にPax-7陽性細胞数は増加する傾向にあったが顕著ではなく、HU5と比較しても、その増加傾向は有意ではなかった。平成27年度は、平成26年度に引き続き、ダイレクト・リモデリングによる外尿道括約筋衛星細胞の作製に向けた基盤となる研究を行った。われわれは平成26年度に、高率な外尿道括約筋衛星細胞の回収を目指し、IL-6(Interleukin-6)によるPax-7陽性の外尿道括約筋衛星細胞の増殖実験を行ったが、その増加傾向は有意ではなかった。そこで、平成27年度は、幹細胞のストレス耐性に注目し、最近報告されている長時間トリプシン添付培養(LTT:long-term trypsin incubation)を行った。長寿化したヒト外尿道括約筋衛星細胞(US2KD)を長時間トリプシン添付培養し、1時間・6時間処理後に、抗Pax-7抗体を用いて、その陽性細胞数をカウントした。その結果、Pax-7陽性細胞数は経時的に有意に増加した。外尿道括約筋衛星細胞の転写制御ネットワークを詳細に検討するため、効率良く外尿道括約筋衛星細胞の増殖・回収を行いたいが、手技確立が困難であるため。医歯薬学高率な外尿道括約筋衛星細胞の回収を目指し、幹細胞のストレス耐性に注目し、最近報告されている長時間トリプシン添付培養などに積極的に取り込むことで、研究全体の推進を図る予定である。研究データ解析等のため機器購入を予定していたが、予算不足の為次年度購入としたため。研究データ解析等のため機器購入