hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小管ホモログFtsZが標的とする抗菌薬の探索

本研究では、薬剤耐性菌(特に多剤耐性結核菌、多剤耐性緑膿菌、およびMRSA)に対して抗菌作用を示す新規抗菌薬の開発を目指し、次に示した2つの課題に取り組み、以下のような成果が得られた。1海洋性菌株由来抽出物(海洋サンプル)からのFtsZを標的とする抗菌物質の探索FtsZはGTPase活性を有すること、およびGTP存在下で重合し高次構造(Zリング)を形成することが知られている。それらの活性阻害を指標に、前年度確立した抗結核薬スクリーニング法を用いて約15,000検体の海洋サンプルを試験し、30検体において有意な活性阻害が認められた。際立って高い抑制効果がみられ、かつ細胞毒性が低かった検体に関しては、酢酸エチル分配および逆相HPLC等による分画精製を経てNMR解析により構造を決定した。その結果、いくつかの新規化合物を見いだした。現在は、それらの構造の最適化を目指し、特許出願を視野に引き続き研究を実施している。2薬草およびハーブ抽出液からの抗菌物質の探索約100種類の薬草やハーブ抽出液を用いて、多剤耐性結核菌、MRSA、およびバンコマイシン耐性腸球菌に対する抗菌作用を試験した。得られた候補サンプルを精製し、構造を決定したところ、β-トリケトンが活性本態であることが明らかとなった。また、MRSAに対する最小阻止濃度(MIC)を測定したところ、最も抗菌活性の高い化合物では0.1μg/mlであった。このβ-トリケトンは、主にEucalyptusおよびLeptospermum属植物に含まれるマヌカオイル由来の稀少な天然成分であることから、トリケトンアナログの合成を試みた。その結果、合成したアナログ化合物においても、天然成分でのMIC濃度に匹敵する抗菌活性を有することが明らかとなった。本研究では、微小管ホモログFtsZを標的分子とした新規抗菌物質を海洋性菌株由来抽出物から探索することを目的として、以下の研究を実施した。FtsZタンパクは、真核生物のチューブリンと同様にGTPase活性を有し、GTP依存的に重合-脱重合反応を起こすことが知られている。したがって、これらの性質に着目し、大腸菌内で発現させたリコンビナントFtsZタンパクを用いてFtsZの生化学的解析法を検討した。まずFtsZ-GTPase活性の測定法として、遊離リン酸を定量するマラカイトグリーンアッセイを行なうことで簡便かつ効率的に評価出来ることを明らかとした。また、FtsZ重合に関しては、当初計画していた濁度によるFtsZタンパクの検出法は、大量のタンパクが必要であり、多数の検体を扱うスクリーニングの系への導入は困難であると判断し、代替法として、蛍光分光光度計を用いた、Light-scattering assayによるFtsZの重合-脱重合の評価法を確立した。抗結核・MRSA薬スクリーニングのために、尾島らが合成した約100種類のパクリタキセル類縁化合物の中から、抗結核菌作用をもつ抗結核薬候補分子として、C-seco-taxaneを選び、結核菌FtsZタンパク質とこれらの候補物質との相互作用を、Light-scattering assayを用いて検討した。FtsZはGTP存在下で重合した後、脱重合して基のレベルに復帰するが、C-seco-taxaneが共存するとこの脱重合が抑えられることが分かった。今回確立した2つの方法を用いて、FtsZのGTPase活性阻害およびFtsZ重合抑制を指標とした新規抗菌薬スクリーニング法を開発し、海洋性菌株由来抽出物(海洋サンプル)を用いて探索をおこなった。これまでに抽出サンプル7500検体についてスクリーニングを実施した結果、約20検体において有意な活性阻害が認められた。その中で最も抑制効果がみられた

1検体に関しては、HPLC精製等の分離精製を行ない構造を決定した。さらに、この候補物質は臨床上重要な病原微生物として位置づけられる多剤耐性緑膿菌、MRSA、およびBCG、非結核性抗酸菌の生育を阻害することが確認された。本研究では、薬剤耐性菌(特に多剤耐性結核菌、多剤耐性緑膿菌、およびMRSA)に対して抗菌作用を示す新規抗菌薬の開発を目指し、次に示した2つの課題に取り組み、以下のような成果が得られた。1海洋性菌株由来抽出物(海洋サンプル)からのFtsZを標的とする抗菌物質の探索FtsZはGTPase活性を有すること、およびGTP存在下で重合し高次構造(Zリング)を形成することが知られている。それらの活性阻害を指標に、前年度確立した抗結核薬スクリーニング法を用いて約15,000検体の海洋サンプルを試験し、30検体において有意な活性阻害が認められた。際立って高い抑制効果がみられ、かつ細胞毒性が低かった検体に関しては、酢酸エチル分配および逆相HPLC等による分画精製を経てNMR解析により構造を決定した。その結果、いくつかの新規化合物を見いだした。現在は、それらの構造の最適化を目指し、特許出願を視野に引き続き研究を実施している。2薬草およびハーブ抽出液からの抗菌物質の探索約100種類の薬草やハーブ抽出液を用いて、多剤耐性結核菌、MRSA、およびバンコマイシン耐性腸球菌に対する抗菌作用を試験した。得られた候補サンプルを精製し、構造を決定したところ、β-トリケトンが活性本態であることが明らかとなった。また、MRSAに対する最小阻止濃度(MIC)を測定したところ、最も抗菌活性の高い化合物では0.1μg/mlであった。このβ一トリケトンは、主にEucalyptusおよびLeptospermum属植物に含まれるマヌカオイル由来の稀少な天然成分であることから、トリケトンアナログの合成を試みた。その結果、合成したアナログ化合物においても、天然成分でのMIC濃度に匹敵する抗菌活性を有することが明らかとなった。
幹細胞を用いた腎糸球体再生の試み

本研究では糸球体内細胞移植の技術を用い、血管幹細胞・前駆細胞を障害糸球体内に移植するとともに、遺伝子導入フィーダー細胞を用いて血管系の再構築に適した内部環境を整え、失われた細小血管系の再生を目指した。具体的には、間葉系幹細胞等の血管前駆細胞と、血管形成促進因子を遺伝子導入したフィーダーメサンギウム細胞とを、腎動脈より血行性に糸球体内に移植し、硬化の途上にある糸球体の血管網を再生させることが出来るかどうかを検討した。その結果、以下の知見を得た。1.フィーダー細胞を作製するため、インブレッドラット腎臓単離糸球体よりメサンギウム細胞を培養し、クローン化することに成功した。またその細胞がメサンギウム細胞としてのphenotypeを有することを、形態学的に、また各種マーカー分子の発現の検討により確認した。2.この細胞系が実際にフィーダー細胞としての役割を担いうるかを検討するため、分泌型アルカリフォスファターゼ(SEAP)遺伝子をSV40ウイルスプロモーターの制御下で恒常的に発現する細胞を樹立し、正常および腎炎ラット糸球体に移植した。その後経時的に血清を採取し、化学発光測定系によりSEAP活性を評価した。その結果、血清SEAPレベルの明らかな上昇が認められたことにより、フィーダー細胞としての有用性が確認された。3.幹細胞に関しては、インブレッドラット骨髄より間葉系幹細胞の細胞系を樹立することを目指したが、樹立することができなかった。そこでヒト骨髄由来間葉系幹細胞を入手し、それを免疫抑制剤(シクロスポリンおよびFK504)使用下でラットに移植する異種移植の実験系を確立した。4.メサンギウム細胞への血管形成促進因子(VEGF)遺伝子の導入を試みたが、残念ながら高いVEGF活性を有するフィーダー細胞を樹立することができなかった。本研究では、われわれが開発した糸球体内細胞移植の技術を用いて、各種血管幹細胞・前駆細胞を障害糸球体内に移植するとともに、遺伝子導入フィーダー細胞を用いて血管系の再構築に適した内部環境を整え、失われた細小血管系の再生を目指す。具体的には、1)間葉系の幹細胞とされる骨髄間葉幹細胞、腎形成性前駆細胞とされる後腎間葉細胞、および胚性幹細胞由来血管前駆細胞と、2)血管形成促進因子を遺伝子導入したフィーダー細胞とを、腎動脈より血行性に糸球体内に移植し、硬化の途上にある糸球体の血管網を幹細胞・前駆細胞によって再生させることが出来るか、またそれによって糸球体機能の悪化を阻止できるのかどうかを検討する。その第一のステップとして、各種フィーダー細胞を作製するため、本年度はまずフィッシャー・ラット腎臓単離糸球体よりメサンギウム細胞を培養し、クローン化することにより細胞系列を樹立した。また、血管形成促進因子であるVEGF、PDGF等の遺伝子をコードする発現プラスミドを作製した。現在これらの発現プラスミドを樹立したメサンギウム細胞に遺伝子導入し、フィーダー細胞の樹立を試みている。また糸球体細小血管網を再生させる細胞材料として、フィッシャー・ラットの骨髄間葉幹細胞、後腎間葉細胞、胚性幹細胞(ES細胞)由来の血管前駆細胞を用いることを計画しているが、その第一のステップとして、骨髄間葉幹細胞の培養に取り組み、マーカーとしてlacZ遺伝子を導入することを試みている。本研究では、過去に研究代表者が開発した糸球体内細胞移植の技術を用い、血管幹細胞・前駆細胞を障害糸球体内に移植するとともに、遺伝子導入フィーダー細胞を用いて血管系の再構築に適した内部環境を整え、失われた細小血管系の再生を目指している。具体的には、間葉系幹細胞等の血管前駆細胞と、血管形成促進因子を遺伝子導入したフィーダーメサンギウム細胞とを、腎動脈より血行性に糸球体内に移植し、硬化の途上にある糸球体の血管網を再生させることが出来るかどうかを検討している。その第一のステップとして、各種フィーダー細胞を作製するため、まずインブレッドラット腎臓単離糸球体よりメサンギウム細胞を培養し、クローン化することに成功した。さらにそれがメサンギウム細胞としてのphenotypeを有することを、形態学的に、また各種マーカー分子の発現の検討により確認した。次にこの細胞系が実際にフィーダー細胞としての役割を担いうるかを検討するため、分泌型アルカリフォスファターゼ(SEAP)遺伝子をウイルスプロモーターのもとで恒常的に発現する細胞を樹立し、正常および腎炎ラット糸球体に移植した。その後経時的に血清を採取し、化学発光測定系によりSEAP活性を評価。血清SEAPレベルの朋らかな上昇が認められたことにより、フィーダー細胞としての有用性が確認された。現在、メサンギウム細胞への血管形成促進因子(VEGF)遺伝子の導入実験を継続中であるが、現段階で高いVEGF活性を有するフィーダー細胞はまだ樹立できていない。幹細胞に関しては骨髄由来間葉系幹細胞に焦点を絞り検討を行っているが、インブレッドラット骨髄より間葉系幹細胞の細胞系を樹立することが難しく、現在ヒト骨髄由来間葉系幹細胞を入手、それを免疫抑制剤(シクロスポリンおよびFK504)使用下でラットに移植するXenotransplantationの実験系を検討している。

具体的には、間葉系幹細胞等の血管前駆細胞と、血管形成促進因子を遺伝子導入したフィーダーメサンギウム細胞とを、腎動脈より血行性に糸球体内に移植し、硬化の途上にある糸球体の血管網を再生させることが出来るかどうかを検討した。その結果、以下の知見を得た。1.フィーダー細胞を作製するため、インブレッドラット腎臓単離糸球体よりメサンギウム細胞を培養し、クローン化することに成功した。またその細胞がメサンギウム細胞としてのphenotypeを有することを、形態学的に、また各種マーカー分子の発現の検討により確認した。2.この細胞系が実際にフィーダー細胞としての役割を担いうるかを検討するため、分泌型アルカリフォスファターゼ(SEAP)遺伝子をSV40ウイルスプロモーターの制御下で恒常的に発現する細胞を樹立し、正常および腎炎ラット糸球体に移植した。その後経時的に血清を採取し、化学発光測定系によりSEAP活性を評価した。その結果、血清SEAPレベルの明らかな上昇が認められたことにより、フィーダー細胞としての有用性が確認された。3.幹細胞に関しては、インブレッドラット骨髄より間葉系幹細胞の細胞系を樹立することを目指したが、樹立することができなかった。そこでヒト骨髄由来間葉系幹細胞を入手し、それを免疫抑制剤(シクロスポリンおよびFK504)使用下でラットに移植する異種移植の実験系を確立した。4.メサンギウム細胞への血管形成促進因子(VEGF)遺伝子の導入を試みたが、残念ながら高いVEGF活性を有するフィーダー細胞を樹立することができなかった。
先進的手法を用いた宇宙流体シミュレーションの高速化

本研究では宇宙物理学向け公開磁気流体シミュレーションコードAthena++の自己重力ソルバの開発とコード全体の高速化を進めている。本コードは米国Princeton大学を中心とする国際共同研究で開発を進めており、研究代表者はその開発の中心的役割を果たしている。今年度はコードの新バージョンの公開と論文の出版に向けてコードの全体的な最適化を行った。特に、不必要な演算を削減しメモリアクセスの最適化をすることで特に多数のコアを同時に使用する計算において従来よりも50%程度の高速化に成功した。開発したコードはこれまで同様にPrinceton大学のWebサイトにおいて公開すると同時に、研究代表者のWebサイトにおいても日本語でドキュメント及びサポートを提供している。また、不定期に本コードを用いた学生・若手研究者の指導も行っており、今年度はインド・ハイデラバードにおいて実習を含む大学院生向けのウィンタースクールを2日間実施し多数の参加者を得た。更に本年度は、自己重力ソルバとして実装したFull Multigrid法を解適合細分化格子への拡張を進めた。これには異なる分解能の格子を整合的に扱うために、Full Approximation SchemeとMass-conservation formulaと呼ばれる手法を用いる必要があり、基礎的な設計を終え現在実装を進めている。またこのソルバを多様な問題に適用するためには柔軟な境界条件に対応する必要があり、その実装として多重極展開法とJames Methodの二種類の実装を検討している。当初の予定通りコードの開発と高速化を進めており、成果物のコードもWeb上で公開している。現在コード全体に関する論文を執筆中であり、今年度の早い段階で出版できると考えている。前年度に引き続きコード開発を推し進め、Full Muitigrid法に基づく自己重力ソルバを解適合細分化格子へと対応させる。これが完了次第重力ソルバについての論文をまとめ投稿する。余裕があればこのソルバを他の物理過程、特に流束制限拡散近似に基づく輻射輸送計算等に拡張することも検討している。本研究は大規模な宇宙流体シミュレーションのために、近年主流の大規模並列計算機、特に既存のCPUとは異なる新しいアーキテクチャであるIntel Xeon Phiを搭載した計算機で高い性能を実現するコードを開発することを目的としている。コードとしては米国プリンストン大学と共同で開発している公開磁気流体シミュレーションコードAthena++を用いる。今年度は新型のXeon Phi(Knights Landing)上でのAthena++の評価を行い、大規模な変更をすることなく既存のCPUと比べてコア当たり約70%程度、Xeon Phi 1機で通常のXeon CPUの45コア(国立天文台の大型計算機Cray XC30のほぼ2ノードに相当)という良好な性能を得ることができた。これは自己重力などの物理過程を含まない磁気流体シミュレーションであれば、Xeon Phiを搭載した大型計算機で大規模計算を実行するのに十分な性能である。本研究のもう一つの目標は大規模並列計算機でも高い性能を発揮できる自己重力ソルバの開発である。今年度は自己重力のポアソン方程式の数値計算法について手法を検討し、Full MultiGrid Cycleに基づくMultigrid法を採用して実装を開始した。現時点ではまだ実装の途中であるが、来年度前半には開発を完了し大規模並列計算機に向けた最適化を進める予定である。Xeon PhiはこれまでのCPUとは異なるため高速計算を行うためには特別な工夫が必要であると予想していたが、実際には当初予期していたよりも容易に十分高い性能を発揮することができた。これはAthena++コードの基本設計が現代的な計算機に合致していたためであると考えられる。自己重力ソルバの手法の検討に時間を要したためまだ開発途中であるが、開発自体は概ね想定通りのペースで進んでいる。総じて概ね順調に進展していると考えている。1.磁気流体計算コードAthena++の高速化を目的として、並列プログラミング言語Unified ParallelCとXcalableMPによる並列化の難易度や性能を従来のMPIに基づく並列化と比較した。どちら言語でも適切に記述すればMPIと同等程度の通信性能が得られるが、解適合細分化格子のような複雑な通信パターンが必要な場合には結局MPIと同レベルに通信を意識する必要があること、平易な記述が可能な一方通信の柔軟性には制約があることが分かった。どちらの言語でも現時点で最も高性能な実装はコードをMPIまたは通信ライブラリを含むC言語のコードに変換するトランスレータ形式のものであった。生成されるC言語の中間コードを解析した結果、自身で同等以上の並列化を実装することは可能であり、現時点ではAthena++コードを並列プログラミング言語に移行するメリットは十分ではないと判断した。一方、これらの言語内で利用されているRDMAによる通信は高速化に有望であり、今後の開発に取り入れることを検討する。2. Athena++コードのためにFull-Multigrid法に基づく一様格子上の自己重力ソルバを開発し性能評価を行った。その結果数千並列以上でも磁気流体部よりも数倍程度高速であり、大規模な自己重力流体計算が可能な高い性能と良好なスケーラビリティを達成した。今後これを解適合細分化格子に拡張する。3.超大規模並列計算を行うためXeon Phiを搭載した大型計算機に向けたAthena++の最適化と性能評価を行った。Xeon Phiは通常のCPUと良く似た最適化が適用可能であり、最小限の調整で高い実行性能が得られた。最先端共同HPC基盤施設のスーパーコンピュータOakforest-PACSを用い、2048ノード・524288スレッドの大規模並列計算でも83%以上という高い並列性能を実現した。

並列プログラミング言語やXeon Phiをはじめとするソフトウェア・ハードウェア双方の先端技術の導入とそれを用いたコードの高速化が本研究課題の目的であり、現時点では並列プログラミング言語の導入は見送ったものの、Xeon Phiによる大規模並列化計算では期待以上の性能を達成した。また自己重力ソルバも良好な性能を達成しており、プロジェクト全体はおおむね順調に進展していると考えている。本研究では宇宙物理学向け公開磁気流体シミュレーションコードAthena++の自己重力ソルバの開発とコード全体の高速化を進めている。本コードは米国Princeton大学を中心とする国際共同研究で開発を進めており、研究代表者はその開発の中心的役割を果たしている。今年度はコードの新バージョンの公開と論文の出版に向けてコードの全体的な最適化を行った。特に、不必要な演算を削減しメモリアクセスの最適化をすることで特に多数のコアを同時に使用する計算において従来よりも50%程度の高速化に成功した。開発したコードはこれまで同様にPrinceton大学のWebサイトにおいて公開すると同時に、研究代表者のWebサイトにおいても日本語でドキュメント及びサポートを提供している。また、不定期に本コードを用いた学生・若手研究者の指導も行っており、今年度はインド・ハイデラバードにおいて実習を含む大学院生向けのウィンタースクールを2日間実施し多数の参加者を得た。更に本年度は、自己重力ソルバとして実装したFull Multigrid法を解適合細分化格子への拡張を進めた。これには異なる分解能の格子を整合的に扱うために、Full Approximation SchemeとMass-conservation formulaと呼ばれる手法を用いる必要があり、基礎的な設計を終え現在実装を進めている。またこのソルバを多様な問題に適用するためには柔軟な境界条件に対応する必要があり、その実装として多重極展開法とJames Methodの二種類の実装を検討している。当初の予定通りコードの開発と高速化を進めており、成果物のコードもWeb上で公開している。来年度は引き続き自己重力のポアソンソルバの開発を最優先で進める。特に、解適合細分化格子(Adaptive Mesh Refinement)上で高い性能を発揮することが宇宙物理の数値シミュレーションを今後大規模化するためには必須であり、そのために必要なあらゆる手法を検討する。その一環として実装の最適化やアルゴリズムの検討だけでなく、Unified ParallelCのような現代的な計算機技術も必要に応じて取り入れる。
アルツハイマー病におけるミクログリア脂質シグナル経路の病的意義の解明

中枢神経系においてミクログリアに特異的に発現し、ホスホイノシチドの代謝に関わるINPP5Dは、アルツハイマー病(AD)の遺伝学的リスク因子であることが報告されている。本研究においては、INPP5DのAD発症機序における関与を明らかにすることを目的とした。アミロイドβ(Aβ)蓄積を示すADモデルマウスを用いてInpp5d欠損の影響を解析したところ、ミクログリアのAβ斑周囲への集簇が亢進していることを見出した。Aβは神経障害性を有し、その周囲に集簇したミクログリアは神経細胞に対して保護的な働き(バリア機能)を示すことが示唆されている。この過程には、ADの遺伝学的リスク因子であるTREM2とTYROBPが必須であり、実際、我々の有するADモデルマウスにおいてもTyrobp欠損によりAβ斑へのミクログリアの集簇が減弱することを追認した。この結果はInpp5d欠損による表現型とは対照的であり、TyrobpとInpp5dが共通のシグナル経路を正負に制御している可能性を示唆した。そこで、TyrobpとInpp5dの二重欠損マウスを得て詳細に解析したところ、ミクログリアによる集簇が部分的に回復した。一方で、Aβ斑近傍の神経障害の程度に関しては、二重欠損による回復傾向は認められなかった。これらの結果は、INPP5Dの制御する経路がTREM2/TYROBPの経路と一部オーバーラップしていることを示した一方で、バリア機能の発揮には異なる経路の役割が重要であることを示唆した。このことはまた、従来同一視されてきた、ミクログリアによるAβ斑への集簇とバリア機能が異なる分子機序により制御されていることを明らかにしたという点からも重要であると考えられる。アルツハイマー病の遺伝学的リスク因子の多くはミクログリアに発現している。ミクログリアはアミロイドβ(Aβ)の蓄積に対して集簇し、性質を変化させることが知られているが、病態形成における意義については不明の点が多い。そこで本研究では、遺伝学的リスク因子のひとつであり、ミクログリアに強く発現するINPP5Dがアルツハイマー病の発症機序に果たす役割を明らかにすることを目的としている。Aβの蓄積病態を示すアルツハイマー病モデルマウスとInpp5d欠損マウスとを交配したマウスにおいては、Aβの蓄積の程度には有意な変化がなかったが、Aβ斑の周囲に集簇するミクログリアの数が増加していた。また、神経障害性の指標と考えられるリン酸化タウの発現量が軽度ではあるが増加していた。これらの結果は、INPP5DがAβ斑の周囲におけるミクログリアの増殖、神経障害性発揮を負に制御している可能性を示唆した。一方で、Aβ斑の周囲でミクログリアが増加するという表現型は、ADの発症と関連するある受容体分子の欠損マウスの示す表現型とちょうど逆の関係にある。これらの分子間に相互作用のある可能性を検証するため、2重欠損マウスの作出を開始した。今後、その表現型を解析することによりINPP5Dのシグナル伝達経路について新たな洞察が得られる可能性がある。さらに、INPP5Dは細胞内セカンドメッセンジャーのひとつPI(3,4,5)P3の脱リン酸化酵素であり、Inpp5d欠損マウスではPI(3,4,5)P3によるシグナル経路が変化していると考えられる。PI(3,4,5)P3の量、分布の変化を詳細に解析するため、脂質を特異的に認識する脂質結合プローブをミクログリアに発現させる実験系の開発を進める予定である。Aβの蓄積病態を示すアルツハイマー病モデルマウスとInpp5d欠損マウスとの交配に関しては、Inpp5dホモ欠損マウスが約2ヶ月齢で致死となるため、ヘテロ欠損マウスについて解析を行った。予備的な検討を行い、ミクログリアが4ー6ヶ月齢の時点からAβ斑に集簇し始めることを確認した。そこでまず6ヶ月齢の時点において生化学的・免疫組織化学的な解析を行った。免疫染色の画像データを自動定量化する手法を確立し、Aβの蓄積の程度には有意な変化がないこと、またAβ斑の周囲に集簇しているミクログリアの数が増加していることを突き止めた。Inpp5d欠損マウスから単離した初代培養ミクログリアについても細胞の増殖が亢進していることを見出しており、細胞数の増加はミクログリアの自律的な機序によるものである可能性が高い。次に、Aβ斑周囲におけるミクログリア数の増加が神経細胞に与える影響を調べるため、各種の神経変性関連タンパク質の発現についての生化学的解析を行い、リン酸化タウの発現量が増加していることを見出した。Aβ斑の周囲でミクログリアが増加する表現型は、ADの発症と関連するある受容体分子の欠損マウスの示す表現型とちょうど逆の関係にあるため、これらの分子間に相互作用のある可能性がある。そこで、これらノックアウトマウスの交配を始めた。さらに、INPP5DはセカンドメッセンジャーであるPI(3,4,5)P3を脱リン酸化し、PI(3,4)P2を産生する。これら脂質に対する蛍光レポータータンパク質をミクログリアに発現させることにより、それぞれの細胞内局在を詳細に解析することを計画している。この目的のため、ミクログリアへの遺伝子導入に最適化されたアデノ随伴ウイルスベクターを応用するべくその条件検討を行っている。

中枢神経系においてミクログリアに特異的に発現し、ホスホイノシチドの代謝に関わるINPP5Dは、アルツハイマー病(AD)の遺伝学的リスク因子であることが報告されている。本研究においては、INPP5DのAD発症機序における関与を明らかにすることを目的とした。アミロイドβ(Aβ)蓄積を示すADモデルマウスを用いてInpp5d欠損の影響を解析したところ、ミクログリアのAβ斑周囲への集簇が亢進していることを見出した。Aβは神経障害性を有し、その周囲に集簇したミクログリアは神経細胞に対して保護的な働き(バリア機能)を示すことが示唆されている。この過程には、ADの遺伝学的リスク因子であるTREM2とTYROBPが必須であり、実際、我々の有するADモデルマウスにおいてもTyrobp欠損によりAβ斑へのミクログリアの集簇が減弱することを追認した。この結果はInpp5d欠損による表現型とは対照的であり、TyrobpとInpp5dが共通のシグナル経路を正負に制御している可能性を示唆した。そこで、TyrobpとInpp5dの二重欠損マウスを得て詳細に解析したところ、ミクログリアによる集簇が部分的に回復した。一方で、Aβ斑近傍の神経障害の程度に関しては、二重欠損による回復傾向は認められなかった。これらの結果は、INPP5Dの制御する経路がTREM2/TYROBPの経路と一部オーバーラップしていることを示した一方で、バリア機能の発揮には異なる経路の役割が重要であることを示唆した。このことはまた、従来同一視されてきた、ミクログリアによるAβ斑への集簇とバリア機能が異なる分子機序により制御されていることを明らかにしたという点からも重要であると考えられる。Inpp5d欠損マウスにおいて6ヶ月齢の時点でAβ斑の周囲におけるミクログリアの集簇の程度に変化があることを見出している。今後は、周囲の神経細胞への影響を詳細に解析するため、より高齢のマウスを用いて研究を進める。さらに、INPP5Dの欠損がミクログリアの性状に及ぼす影響を明らかにするため、ミクログリアの活性化指標マーカーやサイトカインの変化についても解析を行う。また、これらと並行して、単離ミクログリアを用いた生化学的解析や遺伝子発現プロファイルの変化についても検討を行う。INPP5Dと相互作用すると考えられる他のアルツハイマー病関連因子については既にノックアウトマウスを入手しており、Inpp5d欠損マウスとの交配を進めている。これらのマウスについても遺伝子型の違いがミクログリアの性状に及ぼす影響を解析する予定である。今後は、アルツハイマー病モデルマウスやInpp5d欠損マウスにおいて、ホスホイノシチドの量や分布がどのように変化しているかを明らかにすることが重要になる。このためには、脂質の分布を生体内の細胞において可視化する技術が有用である。そこで、まずアデノ随伴ウイルスベクターを応用してミクログリアに脂質結合プローブを発現させる技術を確立することにより、主にINPP5Dに代謝されるホスホイノシチドについてサブオルガネラレベルでの細胞内局在を明らかにしたいと考えている。
下垂体ホルモン産生細胞の機能亢進・過形成・腫瘍化におけるレチノイン酸合成の動態

下垂体前葉は6種類のホルモンを分泌して成長、生殖、恒常性の維持に重要な器官です。本研究は下垂体腫瘍形成の過程で、レチノイン酸(RA)の役割を明らかにすることを目的としました。エストロゲンによる腫瘍モデルラットで、腫瘍形成に伴いRA合成酵素が減少し、その作用はエストロゲンα受容体を介することを明らかにしました。また、RAは下垂体前葉細胞で様々な遺伝子発現を調節することが分かりました。本結果は、腫瘍形成機構の解明や治療に寄与することが期待されます。本年度はラット下垂体前葉で発現するレチノイン酸受容体遺伝子をクローニングし、エストロゲン誘発プロラクチノーマモデルラットを用いて下垂体でのレチノイン酸合成酵素であるRALDH1の発現動態を検討した。1.下垂体で発現しているレチノイン酸受容体(RARα、β、γ、RXRα、β、γ)をRT-PCRにより増幅し、クローニングした。リアルタイムPCRにより発現量を定量したところすべての受容体サブタイプ遺伝子の発現が見照れたが、RARαが最も高い発現パターンを示した。2.正常成獣ラット下垂体前葉でのRALDH1発現細胞をin situ hybridization法および免疫組織化学を用いて同定し、その結果mRNAとタンパク質ともにプロラクチン細胞と濾胞星状細胞に局在することが明らかになった。3.エストロゲン高感受性ラットであるLEXFラットにdiethylstibestroi(DES)を詰め入れたチューブを皮下に埋め込みプロラクチノーマを誘発した。DES処理1ヵ月で既に著しい下垂体の肥大がみられ、3ヶ月では血腫を伴うプロラクチノーマが形成された。リアルタイムPCR法によりRALDH1のmRNA発現がDES処理1週間で著しく減弱していることが分かった。さらに、プロラクチン細胞で産生されたRALDH1はDES投与により減弱するが、濾胞星状細胞のRALDH1発現はプロラクチノーマにおいても維持されることが分かった。エストロゲン誘発プロラクチノーマでは腫瘍が形成されるとともにRALDH1の発現が減少することから下垂体前葉局所で産生されるレチノイン酸は腫瘍形成に関与する可能性が示唆された。1.成体ラット下垂体前葉で発現するレチノイン酸代謝酵素(Cyp26a1,b1)遺伝子をクローニングした。得られた遺伝子断片からin situ hybridizationのプローブを作成することが可能となった。2.昨年度までにエストロゲン誘発プロラクチノーマモデルラットでプロラクチノーマによりレチノアルデヒド脱水素酵素1(RALDH1)の発現が著しく減弱することが分かっていた。本年度ではエストロゲンによるRALDH1発現の抑制機序の一部を明らかにすることができた。正常下垂体前葉細胞の初代培養系で、1)17beta-estradiolはRLDH1を濃度依存的、時間依存的に抑制した、2)その抑制効果はエストロゲン受容体(ER)アンタゴニスト(ICI182,780)で阻害された、3)ER alphaの選択的アゴニスト(PPT)では抑制効果が見られたが、ER betaの選択的アゴニスト(DPN)では見られなかった。以上のことから、エストロゲンはER alphaを介してRALDH1発現を抑制することが明らかとなった。さらに、RALDH1はプロラクチン細胞と濾胞星状細胞で発現しているが、エストロゲンはプロラクチン細胞で発現するRALDH1を抑制することから、細胞の種類によりRALDH1の発現調節機構が異なることが考えられた。エストロゲン誘発プロラクチノーマで腫瘍が形成され、それに伴うRALDH1の減少が、プロラクチン細胞でER alphaを介して引き起こされる可能性が示され、エストロゲンによるレチノイン酸合成酵素減少、それによるレチノイン酸の産生量の減少がプロラクチノーマ形成に関与する可能性が示唆された。これまでの研究で、エストロゲン高感受性ラットを用いてエストロゲン誘発プロラクチノーマを作成し、下垂体でRALDH1 mRNA発現が減少することを見出した。そこで、エストロゲンのアゴニストであるDESを詰めたサイラスティックチューブを皮下に移植し、プロラクチノーマを誘発した後、DESチューブを除きプロラクチノーマの変化とそれに伴うRALDH mRNA発現の変化をリアルタイムPCR法により定量解析した。DESにより形成されたプロラクチノーマはDESを除くことで縮小したが、3ヶ月経過しても正常な下垂体の大きさには戻らなかった。プロラクチノーマではRALDH1発現は著しく減弱しており、DESを除いてもその発現は抑制されたままであった。これらの結果からRALDH11の抑制による局所でのレチノイン酸合成の低下がプロラクチノーマの形成に関与する可能性が考えられた。

さらに、正常下垂体前葉から細胞を単離し、レチノイン酸を添加した培地で培養した後、各前葉ホルモン遺伝子及び視床下部ホルモン受容体遺伝子の発現をリアルタイムPCR法により定量解析した。前葉ホルモンのうち成長ホルモン、プロラクチンは増加し、甲状腺刺激ホルモンは抑制された。受容体では成長ホルモン放出刺激ホルモン受容体及びドーパミン2型受容体の発現が促進された。All trans-、9cis-レチノイン酸ともに濃度依存的、時間依存的に各種遺伝子発現を変化させた。これまでの結果から、下垂体前葉でレチノイン酸が合成され、オートクライン、パラクラインによりホルモン遺伝子の発現を制御する可能性が示唆された。また、レチノイン酸は視床下部ホルモン受容体遺伝子の発現にも作用することから、視床下部ホルモンの感受性を高め、間接的に分泌を制御していることが示唆された。
撫でても超高感度で触覚を感じる非常に柔軟性のある従来にない人工皮膚の開発研究

本申請者が開発した磁気混合流体(MCF)を柔らかいゴムに混ぜて磁場下で硬化させることにより,実用性を見据えて,0.1N以下の超高感度で人間の皮膚に近い柔らかくて伸縮性のあるMCFゴムを開発した.また,指紋を施し,平行や垂直力がMCFゴムに作用したときの触覚について調べ,また,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを開発した.そして,触覚センサの電気特性について実験的及び理論的に明らかにし,また,応用展開例についても実験的に示した.実用性を見据えて,0.1N以下の超高感度の人間の皮膚に近い柔らかい伸縮性のあるMCFゴムを作成し,その際,最適な製作手法をえた.このMCFゴムを圧縮した時の電気特性と温度特性を実験的に得た.また,指紋を施した凹凸のあるMCFゴムとすることによって,平行に力が作用したときの触覚(すなわち,圧縮した時の電気特性と温度特性)について,様々な表面粗さを持つ面上を撫でた時について実験的に調べ,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを有する人工皮膚(ゴム)の最適条件を得ることができた.また,この提案する超高感度で柔軟性・伸張性にある触覚センサや,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサにおける電気特性について,トンネルダイオード効果からなる量子力学を駆使して理論式を展開し,実験データを理論的に説明することができた.また,これらの結果を元に,発展させた応用研究として,MCFゴムの特性とMCFゴム触覚センサーの特性を利用して,簡易ロボットの装着した時の電気特性と温度特性についての第1段階の結果を得た.また,点字を読み取る試みなどの実験を推進中である.平成24年度までの下記の研究実績を踏まえて,今年度は,MCFゴム触覚センサー作成時における課題点の精査や,発展させた応用研究を行った.(1)実用性を見据えて,0.1N以下の超高感度の人間の皮膚に近い柔らかい伸縮性のあるMCFゴムを作成し,その際,最適な製作手法を得た.(2)このMCFゴムを圧縮した時の電気特性と温度特性を実験的に得た.(3)指紋を施した凹凸のあるMCFゴムとすることによって,平行に力が作用したときの触覚(すなわち,圧縮した時の電気特性と温度特性)について,様々な表面粗さを持つ面上を撫でた時について実験的に調べ,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを有する人工皮膚(ゴム)の最適条件を得た.(4)この触覚センサにおける電気特性について,トンネルダイオード効果からなる量子力学を駆使して理論式を展開し,実験データを理論的に説明した.MCFゴム触覚センサー作成時における課題点については,再現性の実現の度合いや原因について明らかにした.発展させた応用研究としては,MCFゴムの特性とMCFゴム触覚センサーの特性を利用して,簡易ロボットの装着した時や,点字を読み取る装置への応用などの実験を行い,電気信号を得られることを実験的に示した.また,液体状にした触覚センサーとすることによっても電気信号を得られることを実験的に示した.特に,固体状のセンサーの場合との比較,いろんな流路形状でのサンサの可能性について実験的に示した.本申請者が開発した磁気混合流体(MCF)を柔らかいゴムに混ぜて磁場下で硬化させることにより,実用性を見据えて,0.1N以下の超高感度で人間の皮膚に近い柔らかくて伸縮性のあるMCFゴムを開発した.また,指紋を施し,平行や垂直力がMCFゴムに作用したときの触覚について調べ,また,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを開発した.そして,触覚センサの電気特性について実験的及び理論的に明らかにし,また,応用展開例についても実験的に示した.次世代型の未来のロボットや義肢(義手・義足)における実用的な場合には,もっと超高感度で,人間の皮膚に近い柔らかくて伸縮性があり,ツルツル感やザラザラ感についても感受できる触覚ゴムを開発しなければならない.そこで,実用性を見据えて,0.1N以下の超高感度で,人間の皮膚に近い柔らかい伸縮性のあるMCFゴムを開発することを研究目的とする.また,指紋を施した凹凸のある人工皮膚を作成し,平行に力が作用したときの触覚について調べ,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを有する人工皮膚(ゴム)を開発することを研究目的とする.まず,人間の皮膚に近い柔らかい伸縮性のあるMCFゴムを開発した.すなわち,混ぜるCu粉やNi粉などの金属粉の種類や混合濃度,風船ゴムの素材を色々変えて最適なMCFゴムを作成した.さらに,実験装置を使って,MCFゴムを圧縮した時の電気特性と温度特性を調べた結果,電極配置,厚さ等により,電気特性,温度特性が変化することが判明した.次に,指紋を施した凹凸のある人工皮膚を作成し,平行に力が作用したときの触覚について調べ,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを有する人工皮膚(ゴム)を提案した.すなわち,指紋のつけた通常のゴム(非導電性)と,風船ゴムによるMCFゴムを接着し,MCFゴムに導線を接続した.このMCFゴムを使って,本研究を成功させるに当たり事前予備実験として試験的に作成した実験装置を本格的な装置として製作し,指紋の形状に似せた凹凸面を持つMCFゴムが,凹凸面の表面粗さ(RaとRyをあらかじめ計測しておく)を持った面上を滑った時の電気信号(印加電圧に対する出力電流)を計測した.

その結果,ザラザラ感やツルツル感は,滑らせる面上の凹凸面の表面粗さ(RaとRyをあらかじめ計測しておく)が変化した時の電気信号の変化として捉えることが出来た.計画書に記載した研究内容は,ほぼ達成し,現在,これらを発展させた応用研究を推進している.すなわち,MCFゴムの特性とMCFゴム触覚センサーの特性を利用し,簡易ロボットへの装着,点字を読み取る試みなどの実験を推進中である.次世代型の未来のロボットや義肢(義手・義足)における実用的な場合には,もっと超高感度で,人間の皮膚に近い柔らかくて伸縮性があり,ツルツル感やザラザラ感についても感受できる触覚ゴムを開発しなければならない.そこで,実用性を見据えて,0.1N以下の超高感度で,人間の皮膚に近い柔らかい伸縮性のあるMCFゴムを開発することが出来た.また,指紋を施した凹凸のある人工皮膚を作成し,平行に力が作用したときの触覚について調べ,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを有する人工皮膚(ゴム)を開発した.現在,この成果を権利化する作業に入っており,実用化をしてくれる企業を探索中である.計画書に記載した研究内容を発展させた応用研究を引き続き推進する.すなわち,MCFゴムの特性とMCFゴム触覚センサーの特性を利用し,簡易ロボットへの装着,点字を読み取る試み以外に,液体として使用した際の液体触覚センサーの開発,義手・義足への適用の実験も行う.昨年度に引き続き,次世代型の未来のロボットや義肢(義手・義足)における実用的な場合には,もっと超高感度で,人間の皮膚に近い柔らかくて伸縮性があり,ツルツル感やザラザラ感についても感受できる触覚ゴムのために,実用性を見据えて,0.1N以下の超高感度で,人間の皮膚に近い柔らかい伸縮性のあるMCFゴムを開発する.また,指紋を施した凹凸のある人工皮膚を作成し,平行に力が作用したときの触覚について調べ,より現実的な形での,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを有する人工皮膚(ゴム)を開発する.そして,超高感度で柔軟性・伸張性にある触覚センサや,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサにおける電気特性について理論的解明を行い,理論構築を行う.該当なし平成23年度に引き続き,風船ゴムによる指紋付きのMCFゴムを開発し,MCFゴムを圧縮した時の電気特性と温度特性を調べる.また,超高感度で柔軟性・伸張性にある触覚センサや,ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサにおける電気特性について理論的解明を行う.すなわち,本申請者の研究により先に行って提唱した,量子力学における半導体のトンネルダイオード効果と同じ原理を展開することにより,超高感度の指紋つきMCFゴム中に電気が流れる理論的仕組みを解明する.
ハイ・セキュリティ情報ネットワークの構成と利用技術に関する総合的研究

高度情報社会のインフラストラクチャとして情報ネットワークの果すべき役割は今後ますます大きくなるであろう。反面その脆弱性が問題になりつつあり、ネットワークが備えるべき社会的責任としてハイ・セキュリティが要求される。情報ネットワークを脅かす要因には、異常トラヒック,障害,災害,情報犯罪,破壊行為など様々な原因がある。これらの要因に対抗する手段としてのハイ・セキュリティとは、信頼性,可用性,保守性,完全性,安全性に関する総合技術である。本研究は、このような観点から、高度情報通信システムにおける高信頼網の構成法,異常トラヒック処理,障害・災害対策,情報システムにおける安全性対策や情報管理,暗号理論とネットワークサービスへの応用などを中心として総合的な検討を行った。具体的には、本研究を効果的に遂行するために、ハイ・セキュリティ情報ネットワーク研究会を組織し、11回の研究会を開催し、総計35件の論文発表及び討論を行った。その結果として得られた研究成果の第一は、通信網の信頼性・安全性に関する技術動向や標準化動向に関する調査を行ったこと、第二は公開鍵暗号方式に関する提案や情報管理,認証,内容証明,配逹証明,EFTなどのネットワークサービスへの応用について検討したこと、第三は高信頼度通信網の構成法,異常トラヒック対策,網オペレーションシステムなどネットワークの高信頼化設計法について検討したこと、第四は交換機の信頼性設計,データ駆動形並列処理などの情報システムの高信頼化手法など情報システムの安全・信頼性対策に関する検討を行ったことなどである。さらに具体事例に関する調査として、大学におけるキャンパス間ネットワークや個人情報管理システムの現状や問題点についても検討を行った。
シグナル情報解析を用いた肺癌分子標的治療感受性予測法の開発とイメージング

非小細胞肺癌の標的治療の感受性モデルを構築するために、肺癌細胞株パネルの感受性データベースを作成し、関連および感受性関連遺伝子のマクロアレイを用いたトランスクリトーム解析などの結果と抗癌剤感受性との関係を解析し、この結果に、薬剤の分子標的のシグナル情報解析(Pathway Architect software)を取り入れた。この解析により、HDAC阻害薬感受性を識別するsupport vector machine algorithm modelを構築した。加えて、HDAC阻害薬に影響される因子を解析し、それを基に併用治療開発を行なった。HDAC阻害薬とS-1の治療は有望な治療と考えられる。また、PKC阻害薬について検討し、JAK/STAT signalling pathwayが感受性に関わり、実際にJAK阻害薬や、JAK高発現細胞で機能的に、その関与が証明された。我々の研究結果は、JAK1パスウェイがPKC阻害剤の感受性予測に有用であると考えられた。肺癌における合理的治療選択システム構築のため、新しく臨床開発されつつある分子標的治療薬に対し、種々の網羅的解析方法を利用しながら、機能的な観点からの選択法を導入し、再現性のある確かな感受性関連因子を選択している。この情報を用い、感受性予測モデルを構築することを試みている。肺癌細胞株30株パネルの感受性データベースを作成し、関連および感受性関連遺伝子のマクロアレイを用いたトランスクリトーム、抗体アレイや2D-DIGEのプロテオーム解析、キナーゼ解析などの結果と抗癌剤感受性との関係を解析し、この結果に、薬剤の分子標的のシグナル情報解析を取り入れている。現在進めている分子標的治療薬は、HDAC阻害薬、PKC阻害薬、EGFR阻害薬である。HDAC阻害薬については、すでに、トランスクリトームから多数の感受性予測因子候補を選択、これらの因子についてシグナル情報解析を行うことで、より確実性の高い感受性予測モデルを構築した。同時に、この薬剤暴露により変化する分子を用い、併用療法開発を行い報告している。具体的には、変化する因子に感受性の関わる薬剤を併用することにより効果が増強することを示した。PKC阻害薬については、抗体アレイから感受性予測システムを構築中である。EGFR阻害薬については、EGFR遺伝子変異の状況とその個別化治療の限界を見極めた後、μRNAなどの情報から感受性にとどまらず他の治療との併用療法の開発を行なっている。PKC阻害薬については、遺伝子発現解析から、8遺伝子発現を用いた薬剤感受性予測モデルを構築し、100%の精度での感受性予測を可能にした。現在進めている分子標的治療薬は、HDAC阻害薬、PKC阻害薬、EGFR阻害薬、VEGF阻害薬である。

PKC阻害薬については、遺伝子発現解析から、8遺伝子発現を用いた薬剤感受性予測モデルを構築し、100%の精度での感受性予測を可能にした。JAKシグナル関連分子の過剰発現が予測因子の重要な候補として単離された。EGFR阻害薬、VEGF阻害薬については、遺伝子発現の状況による個別化治療の限界はあるものの、レセプター発現のリアルタイムにin vivoスクリーニングは可能であることを示された。
ニッケル-アルミニウム共同作用による選択的結合形成-切断反応

アリルエーテル結合からビニルエーテル結合への転位反応を検討中に,ジイソブチルアルミニウムヒドリド(DIBAL)が塩化ニッケル-1,3-ビスジフェニルホスフィニルプロパン(dppp)NiCl2の存在下に,アリルエーテル気質について一般性を検討した.その結果,1モル%の(dppp)NiCl2を含むアプロティック溶媒中1.5当量程度のDIBALによって選択的にアリルエーテル結合が開裂されることを見出だした.この際,開裂は無置換のアリル結合にのみ起こり,オレフィン上に置換基を持つ置換アリルエーテルあるいはベンジルエーテルが分子内に共存してもアリルエーテルのみが選択的開裂を起こした.この間アリル基はプロペンとして還元的に除去されることが1H NMRの測定によって確認することが出来た.さらにDIBALの代わりにナトリウムボロヒドリドを用いアルコール性溶媒中で反応を行なうことにより,カルボン酸エステル基が分子内に共存してもエステル部を損なうことなく選択的に脱アリル化が進行した.環状アリルアセアールもDIBAL-(dppp)NiCl2の条件下に脱アリル化を起こし環状ヘミアセタールを与えた.この際過剰のDIBALによるヘミアセタールの還元が起こり収率が低下した.そこでDIBALの代わりにトリエチルアルミニウムを用いたところ,脱アリル化のみが起こりヘミアセタールを高収率で与えた.しかしながらトリメチルアルミニウムを用いると,脱アリル化加え,前例のない炭素-炭素結合形成反応が起こることを見出した.すなわち,基質アリルエーテルのオレフィン部内部にトリメチルアルミニウムに由来するメチル基が結合し,そしてオレフィン部末端に脱離したアリル部が結合した成績体を生成する興味ある反応を発見することが出来た.アリルエーテル結合からビニルエーテル結合への転位反応を検討中に,ジイソブチルアルミニウムヒドリド(DIBAL)が塩化ニッケル-1,3-ビスジフェニルホスフィニルプロパン(dppp)NiCl2の存在下に,アリルエーテル気質について一般性を検討した.その結果,1モル%の(dppp)NiCl2を含むアプロティック溶媒中1.5当量程度のDIBALによって選択的にアリルエーテル結合が開裂されることを見出だした.この際,開裂は無置換のアリル結合にのみ起こり,オレフィン上に置換基を持つ置換アリルエーテルあるいはベンジルエーテルが分子内に共存してもアリルエーテルのみが選択的開裂を起こした.この間アリル基はプロペンとして還元的に除去されることが1H NMRの測定によって確認することが出来た.さらにDIBALの代わりにナトリウムボロヒドリドを用いアルコール性溶媒中で反応を行なうことにより,カルボン酸エステル基が分子内に共存してもエステル部を損なうことなく選択的に脱アリル化が進行した.環状アリルアセアールもDIBAL-(dppp)NiCl2の条件下に脱アリル化を起こし環状ヘミアセタールを与えた.この際過剰のDIBALによるヘミアセタールの還元が起こり収率が低下した.そこでDIBALの代わりにトリエチルアルミニウムを用いたところ,脱アリル化のみが起こりヘミアセタールを高収率で与えた.しかしながらトリメチルアルミニウムを用いると,脱アリル化加え,前例のない炭素-炭素結合形成反応が起こることを見出した.すなわち,基質アリルエーテルのオレフィン部内部にトリメチルアルミニウムに由来するメチル基が結合し,そしてオレフィン部末端に脱離したアリル部が結合した成績体を生成する興味ある反応を発見することが出来た.
分娩様式を問わない出産体験評価尺度の実用化にむけた検討

現在重点的に取り組まれている産後ケア事業について、様々なケアを評価する際に必要と考えられる、出産体験を自己評価する尺度は、分娩様式を限定した尺度しか存在しなかった。しかし日本では5人に1人が帝王切開術にて出産している状況であり、分娩様式を問わない出産体験の評価尺度が必要であると考え、研究者は分娩様式を問わない出産体験の評価尺度であるSalmon's Item Listの日本語版を開発した。しかし、対象者が一部の地域のみであり、影響要因の検討、カットオフ値の設定、日本語版の下位尺度の検討が未実施であることから、Salmon's Item List日本語版の実用化にむけ調査地域を拡大して調査する。
卵減数分裂におけるDNA複製抑制の機構解析

減数分裂は2回の連続した分裂よりなり、その間にDNA複製がない。このDNA複製の抑制に、Mosは未だ同定されていないタンパク質(Xタンパク質と呼ぶ)と協調的に働いて関与している。本研究では、Mosと相互作用するタンパク質の検索を目的として研究を行い、以下の結果を得た。1) Two hybrid systemを用いた結果:Mosはセリン・スレオニンキナーゼであり、このキナーゼ活性を消失したMosは生物活性をも失う。このことから、キナーゼ活性を持ったMosを"餌(ベント)"として用いた。また、このsystemで相互作用が検出されても、in vivoで相互作用をしていない可能性があると指摘されているので、キナーゼ活性を持たないMosを用いて同様に実験し、キナーゼ活性を持ったMosのみで単離されるクローンを調べることでこの問題を回避した。Independantクローン約300万のツメガエル卵母細胞のcDNA libraryをそれぞれ約300万個スクリーニングして、キナーゼ活性を持ったMosをベイトしたときには81クローンを、キナーゼ活性を持たないMosをベイトしたときには16クローンを単離した。この結果は、MosとXタンパク質との相互作用は、Mosをキナーゼ活性に依存することを示唆し、キナーゼ活性を持つ方で単離されたクローンがMosとin vivoでも相互作用している可能性が高い。現在、順次単離されたクローンをシークエンスしているところであるが、その中にはMosの基質であるというMeK1が含まれていた。今まで解析したその他のクローンは、既知の遺伝子と有意にホモロジーのあるものはないが、DNAポリメラーゼや、一部のG1/Sサイクリンと短い領域では低いながらもホモロジーを持つものが存在した。これが意味のあることかどうかは今のところ不明である。現在、まだシークエンスしていないクローンを含めて鋭意解析中である。2)ツメガエル無細胞系を用いた結果:ツメガエルでは、Mosは卵成熟の開始に必要である。一方、cdk2のアンチセンスオリゴヌクレオチドや優性不能型のmRNAを卵母細胞に注入した結果から、cdk2がMosと同様卵成熟の開始に重要な機能を果たしていることを明らかにした。このことは、cdk2がMosと何らかの関係があることを強く示唆する。現在、無細胞系を用いることによりMosとの関係(相互作用するか、どちらが上流か、等)を検討中である。
多剤耐性黄色ブドウ球菌に対する抗生物質療法におけるマクロファージの関与

臨床検体から分離された多剤耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)を、MRSA専用培地(ONアガ-)を用いて経代培養を行うとともに、通常の寒天培地を用いて、他の細菌、特に緑膿菌との競合性を検討した。また、アルベカシン、ホスホマイシン、クリンダマイシン、バンコマイシン等の抗生物質に対する多剤耐性黄色ブドウ球菌の感受性を測定したところ、ホスホマイシンおよびクリンダマイシンに対しては、高度ないし中等度の耐性を呈したが、アルベカシンおよびバンコマイシンには殆どが感受性であった。さらにマクロファージとして、1.ヒト由来のマクロファージ細胞(ATCC登録番号U-937)と、2.マウス由来のマクロファージ細胞(ATCC登録番号J774A.1)の2種類の細胞を経代培養している。これらのマクロファージ細胞を多剤耐性黄色ブドウ球菌とともに培養し、多剤耐性黄色ブドウ球菌に対するマクロファージの食菌能を顕微鏡下で観察した。今後の研究の展開としては、次の2つを行う予定である。1.複数の抗生物質の存在下における多剤耐性黄色ブドウ球菌の培養によって、抗生物質の併用療法の効果をin vitroで検討する。2.単独および複数の抗生物質と、多剤耐性黄色ブドウ球菌、マクロファージの3者を同時に培養し、その相互作用を検討する。これにより、より生体内に近い条件での抗生物質の効果判定が可能と考えられる。その検討項目としては、(1)マクロファージの存在下における多剤耐性黄色ブドウ球菌の増殖率、(2)マクロファージの多剤耐性黄色ブドウ球菌の食菌能における抗生物質の影響、などを予定している。