hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南半球における中高緯度大気循環の不確実性の定量化

それに先立ち、既存の観測データを用いたデータ同化実験を本研究課題で実施し、南極域の気象観測データは遠隔地(豪州等)の極端気象の予測向上にも貢献することが示された(Sato et al. 2018 GRL; 2018/10/23プレスリリース)(南極→中緯度への影響)。これは観測が手薄な南極海上では天気予報に用いる初期場に不確実性が多く含まれるが、それを追加観測で補正することによって、不確実性が低減できることを示唆する。本研究では対流圏上部での観測強化が特に有効であることが分かった。また、ドームふじでのラジオゾンデ観測が昭和基地に暴風をもたらした低気圧の予測の向上に有益であるという解析結果も国際誌に投稿中である。これらの成果はYOPPの国際ワークショップにて発表した。一方、昭和基地近傍の寒冬・暖冬をもたらすメカニズムを探求するため、中緯度海洋前線の変動と低気圧活動に着目した解析にも着手した(中緯度→南極への影響)。大気再解析データを用いた寒冬・暖冬年の合成解析から、高・低気圧の波列パターンの励起源を特定する解析を進めている。2018年度に予定していた国際的な枠組みで取り組む強化観測期間(2018年11月16日から2019年2月15日)において、本研究課題によるラジオゾンデ観測が南極の昭和基地およびドームふじで予定通り行われた。これらのデータはリアルタイムで通報され、各国の数値予報(天気予報)に利用されている。またこれらの観測は、2019年度に予定している観測インパクト実験(データ同化実験)を遂行する上で必須であるため、極域予測プロジェクトにおける日本の活動はおおむね順調であると言える。上記の観測の調整は気象庁との連携が重要であったが、「YOPP国内連絡会」を立ち上げるなど、関係者との情報共有を促進する努力も行なった。また、上記に関連した予備的解析を既存の観測データを用いて実施し、国際共著論文として発表したことも、当該分野を主導しているという点で次年度に繋がる成果と言える。当該年度は観測的な活動がメインであったため、YOPP以外の研究活動(中緯度から高緯度への遠隔応答実験など)は手薄になりがちであったが、次年度以降は当該分野にもエフォートを割けるため、研究課題全体の進捗はおおむね順調に進展していると言える。今後は(A)極域予測年におけるデータ同化実験、および(B)大気再解析データを用いた遠隔応答解析、の2つのサブテーマについて研究を実施する。また(C)計画研究との連携も模索する。(A)極域予測年における観測データを用いた数値モデルの網羅的な検証実験やデータ同化実験などは、主要国の気象センターが業務として実施することになっている。研究の棲み分けを行うためにも、当研究課題では南極域や豪州等の中緯度域での極端現象など事例解析に特化した研究を中心に行う方針である。(B)昭和基地等に異常昇温や多雪を引き起こす極端現象に関して、中緯度から高緯度へ移動してくる低気圧経路やその強度に着目した解析を、特異年の抽出による合成解析により調べる。特に中緯度起源のパラメータ変動(海面水温等)との関連付けを試み、数値モデルによる応答実験などでそのメカニズムを実証する。また、長期再解析データ(100年程度)を併用した数十年スケールの変動解析も行う。(C)計画研究本体や他の公募研究との連携を考慮しながら、南極内陸での積雪深の年々変動や南極海周辺の海氷変動との関係を調査するとともに、数値モデルによる再現性が南極域で特に不得手なパラメータの抽出を行い、気候モデルの改良に資する知見を見出すことを試みる。プレスリリース(2018/10/23)
18世紀西欧の科学啓蒙におけるジェンダー問題

一般的に18世紀の科学啓蒙といえば、その中心的課題は「科学理論そのものの普及」だけでなく「その普及により、科学的精神を公衆(ただし貧困階級はまず除外されている)にいきわたらせ、教会勢力の力を弱体化する」という二つの目標が設定されていることが多い。もちろん宗教に関しては啓蒙する個々人の宗教観の差から、単に「迷信」のみを廃し、キリスト教そのものは擁護する科学啓蒙もあれば、あらゆる宗教を廃止したい科学啓蒙まで様々である。ただ、こういった啓蒙の集積したものがいわゆるディドロとダランベールの『百科全書』となって結晶したというのは疑いのない事実である。さて、ここにジェンダーという視点を持ち込むとなにが見えてくるのか。まず発信者が男性で啓蒙の対象が女性である場合を考えると、上のような単純な図式にはならない。つまり、階級における矛盾(作者は「人類」といいつつ、その実貧困階級を無視しているといったこと)と同様、作者は中産階級の男性と女性を同列にみていないという問題の影響がでてくるからである。彼らは対象が女性の場合は、彼女たちを、より「教えられるべき存在」とみなしがちである。結果、教えるべき科学レベルは低いものへと限定される。たとえばフォントネルは女性たちに「数学」を抜いて宇宙論を説明した。実は男性読者も多数いながら、「女、子ども向き」科学は一段下のものとみなされるのである。では発信者が女性だとどうなるのか。これには作者が男性以上に、その女性の作品と実人生の両方を考慮する必要が出てくる。というのも、男性科学啓蒙家の女性に対する上記のような態度は、その社会のジェンダーの反映であり、女性たちもその束縛から完全にのがれることは困難だからである。本研究に調べた限りの女性たちにおいては、彼女たちが科学啓蒙にかかわるようになった事情はさまざまであるが、すべてのケースで当時のジェンダーのダイナミクスが彼女たちの活動と大きく関係していることがわかった。啓蒙の中身については、現代のフェミニズムと通じるような主張をする者から、男性科学啓蒙家のジェンダー観に忠実に、男女の「生得的」差異を強調する者まで幅広く存在することがわかった。ただどの場合でも、彼女たちの実人生は、当時のジェンダー規範に沿わないものであり、その主張の中身と彼女自身の行動は連動していないということも判明した。ここからも、女性が科学啓蒙の主体たることは、その思想如何にかかわらず、当時のジェンダー規範に反する行為だったのである。本年度は17世紀末に出版されたフォントネルの『世界の複数性についての対話』と、その類似文献のみを分析する予定であったが、パリの国立技芸博物館教授であるフェリオ氏を招聘してジャンリス夫人についてのレクチャーを受けたため、フランス革命期の科学啓蒙とジェンダーの関係についても分析を行った。前半の時期の文献に関して判明したことは、たとえ女性読者向けであっても、作者のほとんどは男性であり、「男性による女性の科学啓蒙」という図式がそれらの作品に色濃く反映されていた。国別の特徴も明らかになった。

『対話』の類似書であっても、フランスほどサロンが発達していない他国の啓蒙書の女性イメージは、フランスのそれより幼稚である。女性向けの科学啓蒙書でありながら、女性の概念そのものは科学と相反するものであると作者が考えているという矛盾をそれらの作品は内包していた。後半の時期には、前半と異なって女性の書き手が多数存在する。中でもオルレアン公爵家の家庭教師、ジャンリス夫人はその生涯に140冊もの著作を残している。中でも教育書は有名であり、そこでは男女ともに科学教育の重要性が強調されている。しかしこの時期の女性作者の特徴は、その主張が同時期の開明的な男性科学啓蒙家のそれより、むしろ保守的であるということである。ジャンリス夫人はその典型で、自分自身の行動様式においては、当時のジェンダー規範を超越しているものの、作品で理想とされる女性像は、19世紀ブルジョア社会が理想とした女性像にきわめて近く、男女の役割分担が強調されている。つまり彼女たちは、その時代の、あるいは来るべき時代のジェンダー規範を内面化していたために、自分自身の人生と著作における主張が乖離するという結果にいたったと考えられる。本年度はまず、昨年に引き続き、ジャンリス夫人の技術模型の調査・研究を行った。彼女の教育理念は第一作である『アデールとテオドール』に述べられている、実用と理論の一致という古典的なものなのだが、これを実践に移したところに、ルソーとは違ったジャンリス夫人の新しさがある。昨年はジャンリス夫人の専門家であるパリ技芸博物館のフェリオ教授を招聘したが、今年は申請者自らがパリに行き、その模型を実際に確認し、その元になった『百科全書』の図版との直接比較を行った。その結果、この模型は実物を忠実に写し取ったというだけではなく、大きさ、部品のまとめ方などにも、子供の教育という観点から非常に細かい配慮がなされていることがよくわかった。「子供」の教育というのは18世紀のみならず現代の女性にとっても野心の隠れ蓑であり、また現実に接触しやすい分野であることから、ここには男性であるルソーには絶対にまねのできない、実践的な配慮がなされている。そのほかには、フォントネルのイタリア版、にあたるアルガロッティの『ご婦人方のためのニュートン主義』ドイツ版であるフォルメイの『麗しきヴォルフ主義者』の解析を行った。主題がデカルトからニュートン、ヴォルフ(ライプニッツ)に変わっても、「語る男と聞く女」という構図は同じで、この二冊の時代にはかなりの教養を持ち、自ら本を書く女性が出現していたにもかかわらず、そのようなことを思わせる気配はこの男性作者の本には存在しなかった。ただ、国による違いがあり、フォルメイのものは、フォントネルやアルガロッティに存在する、科学と恋愛を組み合わせるという要素がない。これは女性による社交界の支配という伝統がなく、むしろ市民階級が強かった当時のドイツの状況を反映しているものだと思われる。また、アルガロッティのものにはフランス語訳があるのだが、ここでの女性像はオリジナルのイタリア語版より、知性があるように描かれている。これもまた、フランスの文芸共和国における女性の地位を反映しているものだと思われる。
重い電子系超伝導体の低温でのNMR

重い電子系超伝導体UPd_2Al_3の示す磁性及び超伝導について調べるために、^<27>Al、^<105>PdのNMR/NQRを行い、スペクトル及び核スピン格子緩和時間(T_1)測定から以下の結果を得た。UPd_2Al_3では、0.85μ_Bの大きさの磁気モーメントを持つ反強磁性磁気秩序が14K (T_N)以下で発生している。この物質において、Pd原子はU-Pd面内に存在し、またAl原子は反強磁性的に配列したU-Pd層の中間に存在している。観測されたNQRスペクトルは、結晶構造の対称性を反映し、^<105>Pd核のみ結晶C軸に対して垂直な方向に約3KOeの内部磁場を受けていることを示す。得られた内部磁場は非常に小さい値であり、このことからPdが非磁性であり、Pd-4d電子の分極が非常に小さいことが分かる。UPd_2Al_3の持つ重い電子系としての性質は、Uの5f電子のみに起因する。^<105>Pd核において、Uモーメントとの磁気的な結合は緩和現象も支配し、1/T_1の温度依存性は常磁性状態で温度変化せず、さらにT_N近傍で臨界発散が起こる。以上の1/T_1の振る舞いは、Uの磁気モーメントが単に0.85μ_Bと大きいだけでなく、局在した性格を持つことを示している。他方、反強磁性秩序状態において内部磁場を受けない^<27>Al核では、1/T_1の温度依存性は^<105>Pdとは異なり、常磁性状態で1/T_1はTに比例したFermi液体的な振る舞いを示し、1/T_1は伝導電子系からの寄与のみに支配されている。超伝導状態における、^<105>Pd及び^<27>Alの1/T_1は共に、超伝導転移温度(T_c)でコヒーレンスピークを持たず、低温でT^3に比例した温度変化を示す。この結果は、UPd_2Al_3の超伝導エネルギーギャップが線状のノードを持つ大きな異方性をもつためと解釈される。T_cで規格化すると、両方の核の緩和はまったく同じ温度変化をし、低温で形成された単一バンド全体が超伝導状態になっていることを示している。以上の結果は現在UPd_2Al_3における比熱測定から得られている点でギャップ零が存在する(C∝T^3)結果とは矛盾している。現在両者の矛盾点を埋めるべく詳細な研究を行っている。
プロトン移動による直接的触媒的不斉炭素―炭素結合形成反応の開発

我々の研究の目的は、過剰量の活性化剤を要するため多量の廃棄物を伴う従来の化学反応を、独自設計した金属不斉触媒により完全触媒化、不斉化させることである。我々はこれまでに銅(I)錯体、不斉二座リン配位子、及びBronsted塩基からなる触媒系を用いた直接的触媒的不斉炭素-炭素結合形成反応を数例報告している。本触媒はソフトLewis塩基性を持つ基質と銅(I)の間に生ずるソフト相互作用が反応性の鍵と考えられ、これまでにニトリルを求核剤として用いた種々の触媒反応が開発されてきた。ここで我々は次なる基質としてチオアミドに着目した。チオアミドはその硫黄部位にソフトLewis塩基性を持つため、これを考慮すれば同様の触媒系でチオアミドを求核剤とした直接的触媒的不斉反応が開発可能と考えられる。当該基質を用いたMannich型反応及びアルドール反応については昨年度以前に達成済みであり、本年度はさらなる一般性拡張のため共役付加反応への展開を試みた。反応条件検討の結果、Cu(I)と二座配位子Xyl-P-Phos及びLiO(C6H4-p-OMe)からなる触媒系を用いた際に、分子内にチオアミド部位とα,β-不飽和エステル部位を持つ基質に対して高い立体選択性にて共役付加体を与えた。続いて共役付加体の官能基変換を検討したところ、アミド、チオエステル、アミノアルコールへの変換がそれぞれ良好な収率で進行したため、本反応生成物が種々の有用なキラルビルディングブロックとなりうることが示された。研究課題に対応する新規反応を新たに一種類開発することに成功した。現時点において、共役付加反応は分子内反応に留まっている。これを分子間反応に展開することがまず第一に検討すべきである。また、チオアミドはその合成にやや煩雑な手順を要し、さらに官能基変換の観点においても従来予想したほど円滑に行えないことが分かったため、より有用な求核種前駆体を用いた反応を行うことが重要である。反応条件検討の結果、Cu(I)と二座配位子Ph-BPE及びLiO(C6H4-o-OMe)からなる触媒系を用いた際に、ジフェニルホスフィノイルイミンとチオアミドからMannich付加体が良好な収率、エナンチオ選択性で得られた。チオアミドのα位に置換基を持つジアステレオ選択的な反応は高anti選択性にて進行した。Mannich生成物のチオアミド部位の官能基変換を検討したところ、アミド、チオエステル、ヒドロキシアミジン、アミンへの変換が良好な収率にて進行し、本反応生成物が種々の有用なキラルビルディングブロックとなりうることが示された。チオアミドのアルドール反応、共役付加反応への応用も検討中である。

また、チオアミドはその合成にやや煩雑な手順を要し、さらに官能基変換の観点においても従来予想したほど円滑に行えないことが分かったため、より有用な求核種前駆体を用いた反応を行うことが重要である。
触媒反応を利用する有害金属元素の高感度オンサイト定量法の開発

有害金属元素の高感度オンサイト定量法の開発を目指し、分析成分の触媒作用を利用する分析法を研究した。クロムはo-フェニレンジアミン-過酸化水素発色反応を利用し、マンガンはマラカイトグリーン-過ヨウ素酸塩退色反応を利用して定量した。従来不可欠であった一定反応温度への制御や検量線の作成をなくして現場分析を容易にし、0.001μg/mlレベルの定量を可能とした。クロムについては目視法も考案し、マンガンについては河川水や湖水の分析に応用できた。本研究は、環境水や排水などに含まれる有害金属元素の調査や監視のために、触媒反応に着目した新しい高感度オンサイト分析(現場分析)を開発することを目的とする。本年度は、過酸化水素によるο-フェニレンジアミンの酸化発色反応においてクロムが触媒作用示すことを利用したクロムを比色定量を検討した。反応条件を検討した結果、触媒作用が大きく、一定の反応温度で吸光度A(反応生成物の濃度に相当)が触媒濃度(分析成分濃度)Cと反応時間tにのみ依存する関係式A=kCt+k_bt(kとk_bは定数)に近似できる条件を得た。そこで、一定反応時間の吸光度を測定してクロムを定量することにした。25°Cで10分間反応させたとき、分光光度計のクロムの検量線は1.2μg/mlまで直製性があり、検出限界は2ng/mlであった。実際の河川水に応用できる程度の分析感度が得られた。オンサイト分析では、器具や装置の携帯や分析スペースなどの制約をから、反応温度の制御なしに分析できることが望ましい。上式から、試薬ブランクの反応が無視できるとき(k_bt=0)、一定の発色を示す反応時間はクロム濃度に反比例する。これより、色標準と同じ発色示す既知濃度C_sのクロムの反応時間がt_sであり、同じ反応温度で未知濃度Cの反応時間がtである場合、反応温度が分からなくてC=C_st_s/tより定量でき、オンサイト目視分析への適用が期待できた。一方、本反応では、反応温度が異なっても反応温度に応じて反応時間を変えれば、一定のクロム濃度に対して一定の吸光度を得ることができた。一定の吸光度を示す反応温度と反応時間の関係を実験的に求め、反応温度の影響を反応時間で補正すれば、分析場所の温度で反応させて小型比色計で測定するオンサイト計測が可能になるであろう。環境水や排水などに含まれる有害金属元素の調査や監視のために、触媒反応に着目した新しい高感度オンサイト分析(現場分析)を開発した。クロムのオンサイト定量法は昨年度の成果を基に開発を継続した。色標準と同じ発色を示す反応時間をクロム標準溶液と試料について求め、定量した。発色の一致を目視で判断する場合、10ng/mlのクロムが約30%の誤差で定量できた。機器計測法では、470nmに最大発光波長をもつ発光ダイオードを光源とする小型比色計(10cm×7cm×5cm)を作製し、一定反応時間のときの吸光度を測定してクロムを定量した。一定吸光度を与える反応時間と反応温度の関係式を求め、反応温度に合わせて反応時間を変えて吸光度を測定し、検量線作成時と同じ温度の吸光度が得られるようにした。これにより、現場で反応温度の制御や検量線の作成をしなくても分析ができるようになった。クロムの検量線の直線範囲は01μg/mlで、検出限界は3ng/mlであった。鉄の影響が大きく、河川水に応用する場合は分離が必要であった。研究代表者が以前に開発した過ヨウ素酸塩によるマラカイトグリーンの酸化退色反応を利用してマンガンのオンサイト定量法を開発した。反応初期に退色を示さない期間(誘導期)があるが、退色して一定吸光度を示す反応時間の逆数1/tがマンガン濃度に比例することを発見し、小型比色計(630nm)で定量できるようになった。反応温度、1/t、マンガン濃度の間の関係式を求め、任意の反応温度のときの1/tを検量線作成時の反応温度の値に換算した。これにより、反応温度の制御や検量線の作成をしなくてもオンサイト分析できるようになった。マンガンの検量線の直線範囲は320ng/mlで、検出限界は0.6ng/mlであった。本法は湖水や河川水の分析に応用できた。
Tissue Engineeringを用いた膀胱再生の確立に関する研究

初代培養したラット尿路上皮細胞をfeeder layer法を用いてscaffold(アテロコラーゲンスポンジとフィブリン糊より作成)上に播種し、腸間膜に固定して生着形態を評価した。1週目では、scaffoldは嚢胞状形態を呈し、その内腔面には上皮細胞が配列していた。その下方には、微小血管や間葉系細胞の侵入が見られた。2週目でも嚢胞状形態は保たれており、内腔面には、正常膀胱と同様,23層に重層化した尿路上皮の配列を認めた。個々の細胞は正常膀胱と比較すると小さかったが,レクチン染色では、正常膀胱と同様の染色性を示していた。scaffold内に侵入した細胞は,alpha smooth muscle actinあるいはdesminに陽性の細胞が見られた。長期的(4週以降)では、間質のリモデリングに伴い、上皮細胞が脱落したと考える所見を認めた。以上より、培養尿路上皮細胞を自家移植することで,異所性であっても分化した尿路上皮で内腔面が覆われた嚢胞状組織の作成が可能なことが示された。scaffold内には,平滑筋細胞を播種していないにもかかわらず,平滑筋様の細胞が観察された。しかし、長期的には尿路上皮細胞の生着は認められず、より安定したscaffoldが必要と考えられた。次いで、Probstらの方法に準じて作成したBladder Acellular Matrix Graft (BAMG)をscaffoldとして、先程と同様にラット尿路上皮細胞を自家腹腔内移植し、経時的に観察したところ、8週目までの長期的な尿路上皮の生着を認めた。また、再生上皮直下に同心円状に配列する平滑筋様細胞を認めた。今後改良すべき点はあるものの、この技術により、新たな尿路組織の作成及び尿路再建法への応用の可能性が示された。1.異所性尿路上皮細胞移植のための各種培養法における形態の差異と生着率の検討ブタ膀胱より尿路上皮細胞・線維芽細胞を初代培養し、コラーゲンゲルを用いて、1群:ゲル内に線維芽細胞を混入しゲル上で上皮細胞を培養、2群:ゲル内には細胞成分を混入せずゲル上で上皮細胞を培養、3群:ゲル内には細胞成分を混入せずゲル上で上皮細胞をfeeder layer法を用いて培養、の3群間で浮遊ゲル培養法にてゲルの肉眼所見及び上皮細胞の形態を検討した。ゲルは経時的に収縮し、その縮小率は1群>2群>3群であった。上皮細胞の組織学的評価では1群では正常上皮と同程度の重層化が見られ、2群・3群では単層であった。ゲル内にコラーゲンスポンジを混入させ、ヌードラットの腹腔内へ移植すると、生着率は1群:17%、2群:67%、3群:100%であり、feeder layer法による培養法が異所性尿路上皮細胞移植に有用であった。2.培養尿路細胞の同種異所性移植ラット膀胱の部分切除により得られた組織より尿路上皮細胞を初代培養した。担体として既に臨床応用されているアテロコラーゲンとフィブリン糊を用いてマトリックスを作成し、feeder layer法を用いて上皮細胞を接着させた後、腹腔内へ移植した。14週間後の組織学的評価では全例に内腔をもつ構造が得られ、内面には尿路上皮の被覆が確認された。再生尿路上皮は正常と同様に23層に重層化し、表層にムチン産生を認め分化傾向を示した。粘膜下のアテロコラーゲンには線維芽細胞と毛細血管が進入していた。初代培養したラット尿路

上皮細胞をアテロコラーゲンスポンジとフイブリン糊より作成したscaffold上に播種し、腸間膜に固定して生着形態を評価した。1週目ではscaffoldは嚢胞状形態を呈し、その内腔面には上皮細胞が配列していた。その下方には、微小血管や間葉系細胞の侵入が見られた。2週目でも嚢胞状形態は保たれており、内腔面には、正常膀胱と同様、23層に重層化した尿路上皮の配列を認めた。個々の細胞は正常膀胱と比較すると小さかったが、レクチン染色では、正常膀胱と同様の染色性を示していた。scaffold内に侵入した細胞には、alpha smooth muscle actinあるいはdesminに陽性の細胞が見られた。長期的(4週以降)では、間質のリモデリングに伴い、上皮細胞が脱落したと考えられる所見を認めた。以上より、培養尿路上皮細胞を自家移植することで、異所性であっても分化した尿路上皮で内腔面が覆われた嚢胞状組織の作成が可能なことが示された。scaffold内には、平滑筋細胞を播種していないにもかかわらず、平滑筋様の細胞が観察された。しかし、長期的には尿路上皮細胞の生着は認められず、より安定したscaffoldが必要と考えられた。次いで、Probstらの方法に準じて作成したBladder Acellular Matrix Graft(BAMG)をscaffoldとして、先程と同様にラット尿路上皮細胞を自家腹腔内移植し、経時的に観察したところ、8週目までの長期的な尿路上皮の生着を認めた。また、再生上皮直下に同心円状に配列する平滑筋様細胞を認めた。今後改良すべき点はあるものの、この技術により、新たな尿路組織の作成及び尿路再建法への応用の可能性が示された。
がんの生物学的特性の研究の総括

「がん生物」領域は、がんの基礎研究からヒトがんを材料とする臨床研究まで広い範囲をカバーし、計画研究(1)5班、計画研究(2)28班、公募研究63班の計96班、研究者数229名と総括班より構成された。この特定領域では、がんの生物学的特性を明らかにすることによって、がんの予防、診断、治療に貢献することを目的とする。遺伝子発現の調節、シグナル伝達、細胞の増殖と分化、細胞死、細胞の構造と機能、細胞間相互作用、生体内ホメオスタシス維持機構など、生命科学のもっとも基本的な問題、およびヒトがんの特性、浸潤・転移などのがん固有の問題を、以下のように研究対象として設定し、研究を推進した。A01.細胞の増殖・分化・細胞死A04.浸潤・転移A02.細胞の構造と機能A05.ヒトがんの特性A03.細胞間相互作用平成11年度は、以下のような活動を行った。(1)「がん生物」ワークショップ:「がん生物」に属する全ての研究代表者が参加して自由に討議し、研究の一層の進展をはかり、さらに研究資料の交換、共同研究の設定を促進することを目的として、ワークショップを開催した。平成11年度は、「がん特定領域研究(A)代表者会議に連動して、7月12日、研究代表者による研究発表を行った。これを一つの機会として各研究者間の交流、研究協力の実がはかられた。(2)研究成果の公表「がん生物」の分野で卓越した研究成果を挙げている研究者を選び、文部省がん重点公開・合同シンポジウムでその成果を発表した。本年度で、平成6年より開始された「がんの生物学的特性の研究(がん生物)」は、6年間が終了することになったが、「がん生物」で行われてきた研究は卓越しており、来年度より開始される新しい特定領域研究の方向性を与えることとなった。がんの生物学的特性を明らかにすることは、がんの診断、治療のための最も基本的な事項である。本研究は重点領域研究「がん生物」の総括のため、総括班として、次の5つ項目についての研究を計画し、研究が進展するよう調整を計った。1.細胞の増殖・分化、細胞死2.細胞の構造と機能3.細胞間相互作用4.浸潤・転移5.ヒトがんの特性本研究領域の総括班班員は同時に「総合がん」の総括班に所属し、がん研究全体のなかでの「がん生物」の位置と意義を確認しながら、本研究領域の研究を推進した。具体的には1.計画班の策定:がん生物研究領域でもっとも重要な研究テーマについて、優れた研究者によって研究の発展を図るため、研究(1)、(2)に計画班を策定した。2.シンポジウム・連絡会議:80班におよぶ研究班の相互理解と共同研究の推進を図り、シンポジウムおよび研究代表者連絡会議を開催した。シンポジウムは、6月および2月に他の重点がん領域と協力して行った。3.研究支援:重要な研究テーマあるいは急速に展開しつつある研究に対して、必要に応じて研究支援を行った。本研究は、重点領域研究「がん生物」の総括のため総括班として、次の5つの項目についての研究を計画し、研究が進展するよう調整を計った。細胞の増殖・分化、細胞死2.細胞の構造と機能3.細胞間相互作用4.浸潤・転移5.ヒトがんの特性本研究領域の総括班班員は同時に「総合がん」の総括班に所属し、がん研究全体のなかでの「がん生物」の位置と意義を確認しながら、本研究領域の研究を推進した。具体的には計画班の策定:がん生物研究領域でもっとも重要な研究テーマについて、優れた研究者によって研究の発展を図るため、研究(1)計画班5班、研究(2)計画班3班を策定した。シンポジウム・ワークショップ:98班におよぶ研究班の相互理解と共同研究の推進を図る目的で、シンポジウムおよびワークショップを開催した。ワークショップは、11月6-8日の3日間、東大、医科研・講堂において98班全体の参加のもとに各班が15分の発表を行った。レベルの高い研究と活発な討論がつづいた。研究支援:重要な研究テーマあるいは急速に展開しつつある研究に対して、必要に応じて研究支援を行った。本領域はがんの生物学的特性を明らかにすることによって、がんの診断、治療に貢献することを目的とする。細胞増殖・分化、細胞死(研究項目A01);細胞の構造と機能(A02);細胞間相互作用(A03)など生命科学のもっとも基本的な問題、およびがん浸潤・転移(A04);ヒトがんの特性(A05)などのがん固有の問題が本領域での研究対象となる。本年度は以下の研究活動を行った。1)総括班は上記5項目について研究が進展するよう調整した。2)6回の総括班会議を開催した。3)平成9年度計画班として研究(1)3班(研究項目;G蛋白、上皮細胞、転移)、研究(2)4班(研究項目;SK、TNF、Rb、細胞接着)を設定した。4)がん生物領域ワークショップを12月5、6、7日の3日開催し、全代表者が発表した。5)がん重点の他の領域総括班と協力して、平成8年7月および平成9年2月に、シンポジウムを開催した。

6)がん生物領域の重要課題について総括班員が研究を行った。1.がんの生物学的特性を明らかにすることは、がんの診断、治療のための最も基本的な事項である。総括班は次の5項目について研究を計画をし、研究が進展するよう調整した。(1)細胞の増殖・分化、細胞死(2)細胞の構造と機能(3)細胞間相互作用(4)浸潤・転移(5)ヒトがんの特性平成9年度「がん生物」領域には総括班と92の研究班が成立した。平成9年度からは研究(1)公募がなくなり研究(1)は計画のみとなった。予算の約50%は研究(1)に、68%が計画研究に配分されたことになる。班数の50%はA01.「細胞の増殖・分化・細胞死」に関するものであった。2.平成10年度計画班として研究(1)2班(研究項目;シグナル伝達、胃がん遺伝子)、研究(2)4班(研究項目;細胞分化、増殖因子、がん抑制遺伝子)を設定した。「がん生物」領域は、がんの基礎研究からヒトがんを材料とする臨床研究まで広い範囲をカバーし、研究班は83班、研究者数228人により構成された。がんの生物学的特性を明らかにすることによって、がんの予防、診断、治療に貢献することを目的とする。遺伝子発現の調節、シグナル伝達、細胞の増殖と分化、細胞死、細胞の構造と機能、細胞間相互作用、生体内ホメオスタシス維持機構など、生命科学のもっとも基本的な問題、およびヒトがんの特性、浸潤・転移などのがん固有の問題を、以下のように研究対象として設定し、研究を推進した。A01.細胞の増殖・分化・細胞死A04.浸潤・転移A02.細胞の構造と機能A05.ヒトがんの特性A03.細胞間相互作用平成10年度は、以下のような活動を行った。(1)計画班の設定:平成11年度に行われる計画研究(2)24班を設定した。但し、期間はこのがん研究が「重点領域」および「特定領域研究(A)」としての最初の6年を平成11年度に終了することに鑑み、平成11年度の1年間だけであることとした。(2)「がん生物」ワークショップ:計画研究(1)、計画研究(2)および公募研究の代表者がそれぞれの研究成果を公表し、「がん生物」に属する全ての研究者間で自由に討議し、研究の一層の進展をはかり、さらに研究資料の交換、共同研究の設定を促進することを目的として、ワークショップを開催した。平成10年度は、「がん特定領域研究(A)」代表者会議に連動して、7月8日、研究代表者による研究発表を行った。これを一つの機会として各研究者間の交流、研究協力の実がはかられた。(3)海外派遣:平成10年度は、黒木登志夫班員がヨーロッパに赴き、上皮細胞系の増殖・分化の制御機構、およびsonic hedgehog系による発がん機構についての討論を行った。(4)研究成果の公表「がん生物」の分野で卓越した研究成果を挙げている研究者を選び、文部省がん重点公開・合同シンポジウムでその成果を公表してきた。「がん生物」領域は、がんの基礎研究からヒトがんを材料とする臨床研究まで広い範囲をカバーし、計画研究(1)5班、計画研究(2)28班、公募研究63班の計96班、研究者数229名と総括班より構成された。この特定領域では、がんの生物学的特性を明らかにすることによって、がんの予防、診断、治療に貢献することを目的とする。
音声モンタージュシステムの開発研究

本テーマの究極の目標は,聴取者(音声研究者ではない一般市民を想定)が聞き取って記憶している特定の発話者の「音声言語の総体」を,音声合成の手法を用いて近似よく再現する「音声モンタージュシステム」の実現にある.本助成期間では,6つの部分課題について研究を進め,声質の再現に重点を置いた実証的なシステムを構築することを目的としている.以下に,部分課題((1)(6))について,本助成期間での研究実績を述べる.(1)言語表出の研究:声質を含めた声に関する日常表現語を1,102語に集約した.(2)表現語の音響関連量の研究:合成の難しい「声年齢」について研究を進めた.基本周波数の変動軌跡や話速など,影響を及ぼす音響関連量を抽出した.(3)発話音声の記憶に関する研究:母語-外国語に着目した記憶実験を行った.声質の記憶は言語による影響を受けずに保持されることを示した.(4)音声の呈示手法に関する研究:呈示手法の基礎研究として,視覚情報との統合などの実験を行った.視聴覚情報に相互作用があることなどを確認した.(5)合成音声の類似度評定の研究:個人性保持を考慮した評価実験を行った.音声としての類似度は保たれているにもかかわらず,個人性情報は失われることを確認した.(6)柔軟な音声合成技術に関する研究:ARX分析合成法に改良を加え,より柔軟な合成を可能とした.GUIを作成し,直感的な操作を可能とした.以上の部分課題の成果を統合し,声質に着目した実証的なシステムを構築した.その過程で,記憶音声の基本周波数変化は小さいなどの知見が得られた.声質に限れば,記憶音声の再現は可能であると考える.しかし,声質だけでは個人性を含めた「音声言語の総体」の再現に限界が見られた.部分課題(1)(言語表出の研究)について,さらに深く研究を進める必要がある.なお,本助成で行った研究は,まだ多くの未公表の成果があり,引き続き,検討を深めた上で公表する予定である.本テーマの究極の目標は,聴取者(音声研究者ではない一般市民を想定)が聞き取って記憶している特定の発話者の「音声言語の総体」を,音声合成の手法を用いて近似よく再現する「音声モンタージュシステム」の実現にある.本助成期間では,6つの部分課題について研究を進め,声質の再現に重点を置いた実証的なシステムを構築することを目的としている.以下に,部分課題((1)(6))について,本助成期間での研究実績を述べる.(1)言語表出の研究:声質を含めた声に関する日常表現語を1,102語に集約した.(2)表現語の音響関連量の研究:合成の難しい「声年齢」について研究を進めた.基本周波数の変動軌跡や話速など,影響を及ぼす音響関連量を抽出した.(3)発話音声の記憶に関する研究:母語-外国語に着目した記憶実験を行った.声質の記憶は言語による影響を受けずに保持されることを示した.(4)音声の呈示手法に関する研究:呈示手法の基礎研究として,視覚情報との統合などの実験を行った.視聴覚情報に相互作用があることなどを確認した.(5)合成音声の類似度評定の研究:個人性保持を考慮した評価実験を行った.音声としての類似度は保たれているにもかかわらず,個人性情報は失われることを確認した.(6)柔軟な音声合成技術に関する研究:ARX分析合成法に改良を加え,より柔軟な合成を可能とした.GUIを作成し,直感的な操作を可能とした.以上の部分課題の成果を統合し,声質に着目した実証的なシステムを構築した.その過程で,記憶音声の基本周波数変化は小さいなどの知見が得られた.声質に限れば,記憶音声の再現は可能であると考える.しかし,声質だけでは個人性を含めた「音声言語の総体」の再現に限界が見られた.部分課題(1)(言語表出の研究)について,さらに深く研究を進める必要がある.なお,本助成で行った研究は,まだ多くの未公表の成果があり,引き続き,検討を深めた上で公表する予定である.本研究の究極の目的は、聴取者(音声研究者ではない一般市民を想定)が聞き取って記憶している特定の発話者の「音声言語の総体」を、音声合成の手法を用いて近似よく再現する「音声モンタージュシステム」の実現にある。本課題の期間(平成16年度からの3年間)で、6つの部分課題それぞれについて研究を進め、その成果を統合し、声質の再現に重点を置いたプロトタイプのシステム構築を目指す。1年目である今年度の研究実績を部分課題ごとにまとめて以下に述べる。部分課題(1)(言語表出の研究)は、より詳細な言葉による音声の再現方法を検討するため、表現の親しみ度、安定性などを考慮したアンケートによる調査を行った。来年度に発話様式や聴取者の嗜好などの音声に関係する日常表現語を抽出する。部分課題(2)(表現語の音響関連量の研究)は、音声の持つ発話者の年齢情報に着目して、実際の年齢との相違や表現語による評価との関係について調べ、影響を及ぼす音響関連量を抽出した。また、韻律情報と声質情報との相互作用について、母語-外国語を韻律情報の違いと見なした実験を行った結果、交互作用は見られないなどの知見が得られた。部分課題(3)(発話音声の記憶に関する研究)は

、これまでに得た結果を検証し、追加実験のデザインを行った。実験は来年度に実施する。部分課題(4)(音声の呈示手法に関する研究)と部分課題(5)(合成音声の類似度評定の研究)は、文献調査を行った。部分課題(6)(柔軟な音声合成技術に関する研究)は、擬似フォルマントを用いるなど、ARX分析による合成法に改良を加えた。本研究の究極の目的は,聴取者(音声研究者ではない一般市民を想定)が聞き取って記憶している特定の発話者の「音声言語の総体」を,音声合成の手法を用いて近似よく再現する「音声モンタージュシステム」の実現にある。本課題の期間(平成16年度からの3年間)で,6つの部分課題それぞれについて研究を進め,最終年度にその成果を統合し,声質の再現に重点を置いて,音声モンタージュの可能性を確認する実証的なシステムの構築を目指す。今年度の研究実績を部分課題ごとにまとめて以下に述べる。部分課題(1)(言語表出の研究)は,昨年度に行った,より詳細な言葉による音声の再現方法を検討するための調査結果を分析した。来年度,抽出した発話様式や聴取者の嗜好などの音声に関係する日常表現語をまとめる。部分課題(2)(表現語の音響関連量の研究)は,昨年度に引き続き,音声の持つ発話者の年齢情報に着目して,影響を及ぼす音響関連量をより詳細に抽出した。また,日本語母音のフォルマント周波数の年齢による変化についても実験を行った。部分課題(3)(発話音声の記憶に関する研究)は,昨年度に立案した実験デザインについて,さらに検討を加え,本実験を行った。分析結果は来年度に公表する。部分課題(4)(音声の呈示手法に関する研究)は,文献調査を行った。部分課題(5)(合成音声の類似度評定の研究)は,実験デザインについて検討した。来年度,予備実験と本実験を行う予定である。部分課題(6)(柔軟な音声合成技術に関する研究)は,ARX分析による合成を容易に行えるようにユーザーインターフェースを改良した。本テーマの究極の目標は,聴取者(音声研究者ではない一般市民を想定)が聞き取って記憶している特定の発話者の「音声言語の総体」を,音声合成の手法を用いて近似よく再現する「音声モンタージュシステム」の実現にある.助成期間では,6つの部分課題について研究を進め,声質の再現に重点を置いた実証的なシステムを構築することを目的とする.以下に,部分課題((1)(6))について,今年度の研究実績を述べる.(1)言語表出の研究より詳細な音声の再現方法を検討するため,声質以外の表現語について,了解性などの調査を行った.(2)表現語の音響関連量の研究音声サンプルを追加収集するとともに,合成の難しい「声年齢」について音響関連量をより詳細に抽出した.(3)発話音声の記憶に関する研究(3)発話音声の記憶に関する研究これまでの知見をまとめ,記憶音声と実際の音声の音響関連量の差異を求めた.(4)音声の呈示手法に関する研究一方的に音声を呈示する手法と聴取者自身で調整する手法の有効性を調べた.(5)合成音声の類似度評定の研究個人性保持に重きを置いた類似度評定の予備実験を行った.(6)柔軟な音声合成技術に関する研究直感的な操作で,ARX分析合成を容易に行えるGUIを作成した.今年度は,これまでの部分課題の成果を統合し,実証的な(声質)音声モンタージュシステムを構築した.
汎発性強皮症におけるアポトーシスの免疫組織化学的・分子生物学的研究

我々は汎発性強皮症の発症にアポトーシスが深く関わっていることを見い出し、アポトーシスに重要な影響を与える様々な因子すなわちリン酸化核蛋白p53・細胞表層分子Fas・TNF receptor・myc・bcl-2・CD40等の局在や発現様式を明かにし、強皮症の発症にアポトーシスがどのように関わっているかを明かにするとともに、結合織の代謝異常ひいては機能保持のメカニズムについて明かにした。病変部皮膚ではTUNEL法により、アポトーシスのメカニズムが作用していることを明らかにした。汎発性強皮症患者病変部皮膚より採取した皮膚片を基質として、アポトーシスに重要な影響を与える様々な因子の抗体を用いた免疫組織化学法により、リン酸化核蛋白p53・細胞表層分子Fas・TNF receptor・myc・bcl-2・CD40等の局在を明かにした。患者リンパ球表面のFASおよびFASリガンドの発現量を測定し、健常人に比し増加していることを証明した。以上の結果から、汎発性強皮症皮膚では表皮下層の有棘細胞層ないし基底細胞層にアポトーシスを生じ、一方でメラノサイトを刺激してメラニン産生を増加させ色素沈着を惹起し、他方でTGF-β・PDGF-AA・PDGFαレセプターなどを介して線維芽細胞を活性化しコラーゲン・ムコ多糖の合成亢進をきたし、線維化を招来するというメカニズムが想定された。また、本症の病態病理にアポトーシスがどのように関わっているかを解明し、制御することにより治療法を確立することを目指し、いくつかの薬物についてその効果を検討した。このことは他の前立腺肥大症、肝硬変などの臓器線維症の診療にも役立つだけでなく、皮膚の老化等の人類が等しく直面する課題の克服に資する所大であった。(1)抗p53抗体・抗Fas抗体・抗Bcl-2抗体を用いた免疫組織化学法により汎発性強皮症患者の一部に皮膚の表皮基底細胞及び有棘細胞核に陽性を示した。(2)強皮症患者皮膚の電顕像で、表皮基底細胞に核の凝縮を認める症例があった。(3)断片化DNAの末端を標識することにより、組織内で数%しか存在しないアポトーシス細胞を特異的に検出する方法であるTerminal deoxynucleotidyltransferase (TdT) -mediated dUTP-biotin nick end labeling (TUNEL)法により、強皮症患者皮膚について検討した。その結果、4例の重症型と考えられるdiffuse typeの強皮症患者のうち2例で、表皮基底細胞及び有棘細胞核に陽性蛍光を認め、真皮の血管内皮細胞核および浸潤リンパ球・線維芽細胞核にも特異蛍光を発するのを観察し得た。(4)強皮症患者末梢血リンパ球細胞表面のFas抗原発現の程度を検討するために、抗Fas抗体を用いたFlow cytometryを施行した。健常対照10例では、Fas陽性リンパ球の比率は19.5±11.4%であったのに対し、強皮症患者33例では、54.3±18.9%と推計学的に有意に高い値を示した。しかし、diffuse typeとlimitted typeとの間には差が認められなかった。(5) ELISA法により血中可溶性Fas抗原を測定したところ、汎発性強皮症患者群において健常群に比して有意に血中可溶性Fas抗原濃度が高かった。以上、平成7年度までの研究の結果、汎発性強皮症の一部の重症例において表皮細胞・血管内皮細胞・線維芽細胞・リンパ球などにアポトーシスが生じていることは立証し得た。その意味で当初の研究目的は既に達成されたと言える。

しかし、様々なアポトーシスの検出方法のうち、免疫組織化学・電子顕微鏡・TUNEL法・フローサイトメトリーによる検討は順調に進展しほぼ終了したが、Nothern blot法やin situ hybridization法による分子生物学的検討およびimmunoprecipitation法、レセプターアッセイ法によるアポートシスの検索、さらには強皮症以外の線維化を来す疾患においてアポトーシスの果たす役割についての検討は平成8年度に引き続き継続して実施しなければならない課題として残された。また、アポトーシスの研究は日進月歩であり、次々と新しいアポトーシスのマーカーが発見・研究されて来ているので、これらについても順次解明していかなければならない。汎発性強皮症の発症にアポトーシスが関与していることを明らかにした。汎発性強皮症患者病変部皮膚では、病変の高度な色素沈着の強い症例で、p53・FAS・bcl-2などアポトーシスに重要な影響を与える様々な因子が発現していることを証明した。病変部皮膚では、TUNEL法により、アポトーシスが起こっていることを明らかにした。患者リンパ球表面のFASおよびFASリガンドの発現量を検討し、健常人に比し増加していることを明らかにした。さらにELISA法により患者血清中のs-FAS量を測定した。以上の結果から、汎発性強皮症皮膚では、表皮下層の有棘細胞ないし基底細胞層にアポトーシスを生じ、一方でメラノサイトを刺激してメラニン産生を増加させ色素沈着を惹起し、他方でTGF-αやTNFの産生を亢進させ、TGF-β・PDGFAA・PDGF-αレセプターなどを介して線維芽細胞を活性化しコラーゲン・ムコ多糖の合成亢進を来たし、線維化を招来するというメカニズムが想定された。アポトーシスがこの経路のスタートの部分を担っていることが判明したことから、p53・FAS・myc・bcl-2 CD40などを制御することによって、強皮症の発症を予防したり、治療したりすることが可能となるかも知れない。
アントシアニン生産細胞株を用いたアントシアニン合成系酸素遺伝子の発現機構の解明

2,4-D存在下でアントシアニン合成をしつつ脱分化的増殖を行う変異ニンジン培養細胞系におけるアントシアニン合成の発現制御機構を解明するため、アントシアニン合成に関与するPAL遺伝子の発現制御を調べた。プロモーター上流域を様々な部位で欠失させたPAL遺伝子をルシフェラーゼ遺伝子に結合し、これをエレクトロポレーション法により導入してプロモーター活性の発現を調べた。その結果、PAL遺伝子の全長約2.4kbp上流から-252bpまでを欠失させたものにおいて、強い発現が見られた。そこでこの細胞から核抽出液を調製し、この領域についてゲル・シフト法により発現調節に関わる因子の存在を調べた。その結果、2,4-Dを含まない培地中でアントシアニン合成を誘導している正常細胞から調製した核抽出液を用いた場合と同じ位置にシフトしたバンドが見られ、これがアントシアニン合成にPAL遺伝子の発現に関与している因子であると考えられた。さらに、この因子をクローニングするために、この変異ニンジン培養細胞から得たmRNAから、正常細胞から得たmRNAをサブトラクトして、アントシアニン合成時に特異的に発現しているmRNA由来のcDNAライブラリーを作成した。ここで作成したcDNAライブラリーの特異性を調べるため、アントシアニン合成の発現制御因子であるmyb遺伝子のDNA結合領域をプローブにしてスクリーニングしたところ、通常のcDNAライブラリーでは10^5クローンに1個の割合でしかポジティブ・シグナルが得られなかったのに対し、ここで作成したcDNAライブラリーにおいては、10^5クローンから100個以上のポジティブ・シグナルが得られ、このcDNAライブラリーにおいてアントシアニン合成時に発現しているmRNAに対するcDNAが特異的に濃縮されていることがわかった。現在、このcDNAライブラリーよりPAL遺伝子発現を制御している因子をクローニングすることを行っている。
眼咽頭筋ジストロフィーの病態解明・治療開発-細胞・動物モデルを用いて

【目的】眼咽頭筋ジストロフィー(OPMD)は40歳以降に発症し,眼瞼下垂,嚥下障害,四肢筋力低下を主徴とする常染色体優性疾患で,原因遺伝子はpoly(A)-binding protein nuclear 1 (PABPN1,PABP2)である.その発生機序の解明と治療法開発を目的として,OPMDの細胞・動物モデルを用いて検討した.【方法】1)PABPN1の上流、下流の関連遺伝子の動態や他の新規関連遺伝子を同定する目的で、マイクロアレイ解析をセットアップした。Gene chipはAFFYMETRIX Murine Genome U74 Setを選択し、36000種のmRNAをモニター可能とした.サンプルは私共が世界で最初に開発したヒトPABPN1の(GCG)9すなわちAlanine13を発現させたトランスジェニックOPMDモデルマウスのM43ラインと正常(GCG)6すなわちAlanine10を発現する正常モデルマウスを対象とし、各々18カ月齢と、4週齢のラインの筋組織を用意した.2)正常PABPN1 cDNAと(GCG)13の変異型を発現させたモデル細胞において,アミロイド凝集抑制効果を持つCongo redとドキシサイクリンを投与し,核内封入体(PABPN1)と細胞死の抑制効果を検討した.3)OPMD筋病理の特徴であるrimmed vacuole (RV)の意義を調べるため、"RVを伴う遠位型ミオパチー(DMRV)"のヒト筋を用いて免疫組織学的に検討した。対象はOPMD患者3家系5例、GNE遺伝子のV572L/V572L変異のDMRV4家系5例、G295D/A631V変異のDMRV1家系3例、筋強直性ジストロフィー3例、Emery-Dreifuss型2例RVの形成過程に糖鎖修飾を受ける膜タンパク質に着目し、αジストログリカン(DG)の免染とWestern-blotを試みた.【結果】1)発現が減少したものだけでも120種の遺伝子が存在していた。現在、その中から病態への関与か高いと思われるものを絞って検討を継続中である.2)コンゴーレッドおよびドキシサイクリンのいずれにおいても、有意にOPMDモデル培養細胞の核内PABPN1異常凝集が抑制され、核の分葉化を指標とする細胞死も有意に抑制された.3)DMRVでは0型の糖鎖異常をきたし、OPMDではその異常はきたしていないことを明らかにした.【目的】眼咽頭筋ジストロフィー(OPMD)は40歳以降に発症し,眼瞼下垂,嚥下障害,四肢筋力低下を主徴とする常染色体優性疾患で,原因遺伝子はpoly(A)-binding protein nuclear 1 (PABPN1,PABP2)である.その発生機序の解明と治療法開発を目的として,OPMDの細胞・動物モデルを用いて検討した.【方法】1)PABPN1の上流、下流の関連遺伝子の動態や他の新規関連遺伝子を同定する目的で、マイクロアレイ解析をセットアップした。現在、その中から病態への関与か高いと思われるものを絞って検討を継続中である.2)コンゴーレッドおよびドキシサイクリンのいずれにおいても、有意にOPMDモデル培養細胞の核内PABPN1異常凝集が抑制され、核の分葉化を指標とする細胞死も有意に抑制された.3)DMRVでは0型の糖鎖異常をきたし、OPMDではその異常はきたしていないことを明らかにした.本年度は、眼咽頭筋ジストロフィー(OPMD)の発症機序・病態を解明する目的で、原因遺伝子のpoly(A) binding Protein, nuclear 1 (PABPN1)の上流、下流の関連遺伝子の動態や他の新規関連遺伝子を同定する目的で、マイクロアレイ解析をセットアップした。Gene chipはAFFYMETRIX Murine Genome U74 Setを選択し、36000種のmRNAをモニター可能とした。

サンプルは私共が世界で最初に開発したヒトPABPN1の(GCG)9すなわちAlanine 13を発現させたトランスジェニックOPMDモデルマウスのM43ラインと正常(GCG)6すなわちAlanine 10を発現する正常モデルマウスを対象とし、各々18カ月齢と、4週齢のラインの筋組織を用意した。その結果、発現が減少したものだけでも120種の遺伝子が存在していた。現在上昇したものを検索中である。平行して、ヒトOPMD患者の筋線維においてHSP70とHSP40が核内特異封入体内でPABPN1と共存するのか否かを免染で検討した。その結果、明らかに共存することが証明された。このことから本症でもβシート構造が増え、不溶性となり核内蛋白凝集を誘導すると推定され、アミロイドーシスと類似の病態をとることが考察された。そこで、COS7に(GCG)13を発現させたOPMDモデル培養細胞を用いて、アミロイドの凝集抑制作用を有するコンゴーレッドと抗生剤であるドキシサイクリンのPABPN1蛋白核内凝集抑制作用の有無と細胞死抑制効果の有無を検討した。その結果、コンゴーレジドおよびドキシサイクリンのいずれにおいても、有意にOPMDモデル培養細胞の核内PABPN1異常凝集が抑制され、核の分葉化を指標とする細胞死も有意に抑制された。本年度は、眼咽頭筋ジストロフィー(OPMD)の発症機序・病態の解明のため、本症の罹患筋線維内に出現し、筋病理の特徴的な所見の1つである縁取り空胞rimmed vacuole(RV)にフォーカスをあて、類縁筋疾患である"RVを伴う遠位型ミオパチー(DMRV)"のヒト凍結筋切片を用いて免疫組織学的に比較検討した。対象は(GCG)9,(GCG)11のOPMD患者3家系5例、GNE遺伝子のV572L/V572L変異のDMRV4家系5例、G295D/A631V変異のDMRV1家系3例、筋強直性ジストロフィー3例、Emery-Dreifuss型筋ジストロフィー2例。RVの形成過程には糖鎖の修飾を受ける膜タンパク質に着目し、αジストログリカン(DG)の免染とWestern-blotを試みた。すると当初は、抗体の種類によってはDMRVではαDGの染色性に異常を認めた。OPMDをはじめ、DMRV以外では有意な変化は認めなかった。次にレクチンPNA、WGA、SBA、DSA、RCA_<120>、MAAの各抗体を用いて免染を行ったところ、Galβ1-3GalNAcを特異的に認識するPNAでは、DMRV全例で筋細胞膜が強陽性を示した。OPMDを含む他の筋疾患や正常対照では全く染色性がみられなかった。また、RVはSBA抗体で強陽性を示した。さらに、シアル酸のL型とO型のどちらの糖鎖修飾の異常でこれらの変化が生じるのかをHPLCで定量したところ、O型の修飾を受ける分画がDMRVでのみ低下し、PNA非結合分画のαDGがDMRVでは減少していることが確認された。以上より、OPMDとDMRVはRVをともに特徴とするが、DMRVではO型の糖鎖異常をきたし、OPMDではその異常はきたしていないことが明らかにした。また、昨年度に世界初のOPMDモデルマウスを作製し報告したが、生後1カ月で約半数が死亡した原因が解剖でも不明のままであった。