hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IgA 腎症における樹状細胞の役割

当初予定していた脾臓の免疫染色による局在的なアプローチは染色条件の設定が困難であり期待されるような明瞭な結果は出ておらず、サイトカインの産生からのアプローチについても有意義な結果は得られていない。一方、DCがIgA腎症において重要な役割を演じているという仮説を支持する結果が培養した脾臓細胞が産生するIgAから示されていることに加え、DCの活動性と亜鉛が関与するという新しい治験からアプローチすることにより、IgA腎症における栄養および粘膜環境の関与という視点での解析を進めることが可能となってきている。このように、予定したような結果が出ていない面があるが、当初想定していなかった成果も出てきており総合的に判断して(2)と自己評価した。23年度の実験で明らかになったDCの働きや、それに対する亜鉛の関与についてin vivoでの検討や遺伝子レベルでの検討も加え、より深く考察していく。マイクロビーズや抗体、ELISAキットといった消耗品や学会出席への旅費、論文執筆の際の校正などに使用する。
輸送体と受容体を介するアミノ酸シグナリング機構の解明と代謝制御創薬の基盤の確立

生体にとって必須の栄養素であるアミノ酸は、蛋白質合成などの生合成反応の基質として使われるとともに、それ自身がシグナル分子として、細胞内代謝や様々な細胞機能の制御に寄与している。本研究は、細胞へのアミノ酸取り込みを担うアミノ酸輸送体が制御している細胞内シグナリング機構の解明、アミノ酸を認識する受容体分子の同定とシグナリング機構の解明を通じて、シグナル分子としてアミノ酸が持つ機能の全容を明らかにする。その成果は、アミノ酸輸送体とアミノ酸受容体を標的にしたアミノ酸シグナルの阻害を機序として、高い抗腫瘍効果を発揮する代謝制御薬の創薬基盤の確立へと繋がることが期待される。
トンネル顕微鏡による電荷密度波の運動の研究

電荷密度波のスライディングを調べるために、電気的測定及びトンネル顕微鏡による測定を行った。電気的測定では、電気伝導度、スライディングのしきい電場、狭帯域雑音過渡的電圧振動等を、K_<03>MoO_3試料において、温度と圧力を系統的に変化させることにより測定した。しきい電場の振る舞いは、電荷密度波の位相の相関距離の変化で説明され、K_<03>MoO_3において弱いピン止め機構を確かめるところとなっている。電荷密度波のスライディングに関しては、狭帯域雑音及び過渡的電圧振動の測定により、電荷密度波はスライディングの始めにおいて、三次元的に非常に長い速度変調の位相の相関距離をもって動き始め、次第に速度の相関を失いつつ定常状態になることが確かめられた。このときは電荷密度波は、スライディングの始めでは剛体的に振る舞い、定常状態ではより変形し易いことがわかった。トンネル顕微鏡測定においては、まず低温域で動作するトンネル顕微鏡装置を作製した。トンネルニユットは、熱交換用のヘリウムガスの入ったセルの中に配置されており、このセル全体はガラスデュワーの中で温度を制御できる。この装置を用いて、K_<03>MoO_3の電荷密度波の観測を試みたが、鮮明な原子像、電荷密度波により超周期構造ともに得られなかった。原因は主として試料表面のよごれと考えられるが、ガス吸着の制御等が今後の課題である。一方、試料に電流を流した状態でのトンネル電流のスペクトルに極めて鋭いピークを観測した。このピークは、試料表面の電荷密度波の並進に際し、トンネル用探針と原子の距離が周期的に変動することによるものであり、表面電荷密度波のスライディングの初めての直接的観測である。表面電荷密度波のスライディングの速度は、内部のスライディング速度よりかなり速いことがわかった。1.低温で動作するトンネル顕微鏡を試作した.トンネル顕微鏡は,電荷密度波の構造及び運動を直接観測し得る強力な手段であるが,電荷密度波への転移温度は低温であるので,液体ヘリウム温度域でも動作するトンネル顕微鏡が不可欠である.このため,トンネルユニットを企業研究所と共同で設計し作製した.室温では,グラファイト及びTaS_2の層状物質のトンネル像を得ているが,同時にいくつかの問題点も見つかった.低温用のデュワーの中にユニットが入るため,その構造は特殊なものとなり,安定なトンネル像に影響を与えていると思われる.また,低温用デュワーを含む測定系全体の防振も重要である.これらの諸問題を解決した後に,低温での測定を開始する予定である.2.擬一次元導体ブルーブロンズの電荷密度波の並進運動を,狭帯域雑音及び過渡的電圧振動の測定により調べた.不純物等によりピン止めされている電荷密度波は,しきい電場以上の電場の下で並進運動(スライディング)を始める.このスライディングの際に,電荷密度波は,その空間周期構造を反映した速度の変調を受ける.狭帯域雑音と過渡的電圧振動は,このスライディングの定常状態と過渡的状態を直接反映する現象である.ブルーブロンズにおける狭帯域雑音の周波数に相当する空間周期は,電荷密度波の波長に一致したが,過渡的電圧振動より得られた空間周期は,波長の1/2になった.この実験結果より,これらり振動を与えるメカニズムにおいて,電荷密度波の空間構造が重要な役割をすることがわかった.運動の過渡的状態では,電荷密度波の位相が空間的にコヒーレントな領域が非常に大きくなり,大きな振幅の過渡的電圧振動を与える一方,このコヒーレント領域は時間とともに小さくなり,スライディングの定常状態では,狭帯域雑音を与えるという結論が得られた.前年に引き続き、電荷密度波のスライディングに関して、電気的測定及びトンネル顕微鏡による観測を行った。電気的測定では、K_<0.3>

MoO_3試料において、マイクロボンベを用いた静水圧下での実験を行った。電荷密度液の静的な性質として、転移温度及びパイエルスギャップはともに圧力に対して減少した。これらは、圧力が三次元性を増加させるととも、電子格子相互作用を小さく、その結果ネスティングエネルギーが小さくなったためと理解された。スライディングのしきい電場は、圧力により低温域で減少し高温域で増加したが、これらの振る舞いは、圧力により電荷密度波の位相の相関距離の増大及び凝縮電子数密度の減少により理解され、弱いピン止め機構を確かめるところとなっている。電荷密度波のスライディング状態に関しては、狭帯域雑音と過渡的電圧振動の測定により、電荷密度波はスライディングの始めにおいて、三次元的に非常に長い速度の相関距離をもって動き始め、次第に速度の相関を失いつつ定常状態になることが確かめられた。このとき電荷密度波は、スライディングの始めでは剛体的に振る舞い、定常状態ではより変形し易いことが明らかになった。トンネル顕微鏡測定においては、K_<0.3>MoO_3試料を用いて電荷密度波の観測を試みたが、鮮明な原子像、電荷密度波による超周期構造とともに得られなかった。原因は主として試料表面のよごれと考えられるが、ガス吸着の制御等が今後の課題である。一方、試料に電流を流した状態でのトンネル電流のスペクトルに極めて鋭いピークを観測した。このピークは、試料表面の電荷密度波の並進に際し、深針と原子の距離が周期的に変動することによるものであり、表面電荷密度波のスライディングの初めての直接的観測である。表面電荷密度波のスライディングの速度は、内部のスライディング速度よりかなり速いことがわかった。
副詞的修飾における意味強制に関する記述的研究

本研究は、日本語の副詞的修飾関係によって生じる意味強制の現象を記述し、動詞述語文における意味計算のメカニズムを明らかにしようとするものである。本研究では特に複合動詞句「Vすぎる」、結果構文を中心に分析した。そして、副詞的修飾関係が修飾限定の基本原理をもとに意味的整合を図り、要素間の意味的衝突が生じる場合には、文の構成要素にはない意味を導入することによって意味的不整合を回避するプロセスを有することを論証した。これにより、副次的・付随的とされてきた副詞的修飾によって文の意味解釈の更新が起こることが明らかになった。本研究では,特に副詞的修飾関係によって生じる意味強制の現象を記述し,動詞述語文における意味計算のメカニズムを明らかにしようとするものである。今年度は当初の計画通り研究・調査を行い,研究実績として以下の研究および成果発表を行った。1.著書(1)『事象アスペクト論』岩本遠億編著,開拓社(分担執筆)2.研究論文(2)「意味範疇の文法性判断への関与について-事象関連電位を用いた実験言語学的研究-」『実験音声学・言語学研究』1号(日本実験言語学会), (3)「形容詞連用形による副詞的修飾関係-モノのサマの修飾関係を中心に-」『国文学解釈と鑑賞』平成21年7月号に掲載予定今年度は副詞的修飾による意味強制に関する事例として結果構文の記述的・理論的分析を行った。この成果は平成21年度中の公刊準備中である。なお,平成21年6月20日に開催される日本言語学会第138回大会春季大会ワークショップ「概念構造と他領域との接点-事象投射理論の可能性-」での口頭発表が決定している。当初の計画通り、実証的研究および理論的基礎研究を行い、以下の研究成果を得た。1.「日本語結果構文における限定と強制」では、日本語のいわゆる結果構文をモノのサマに関わる副詞的修飾関係と位置づけることの有効性を論じた。本論文のアプローチは英語のような個別の構文と位置づけるよりも、他のモノのサマの副詞的修飾関係との異同を考えることによって日本語の連用成分の包括的理解につながる。また、「腕が赤く腫れる」のような標準的な分析では説明できない事例を取り上げ、副詞的修飾にみられる意味強制のメカニズムを導入することによって説明される』ことを論じた。2.「形容詞連用形による副詞的修飾関係-モノのサマの修飾関係を中心に-」では副詞的修飾関係における意味範疇の整合性について論じた。副詞的修飾は連用的構文関係であるが、意味的にはモノ・コト・ウゴキという意味範疇とアスペクト的性質が交差的に関わっているのである。3.「概念構造と他領域との接点-事象投射理論の可能性-:語用論との接点:期待値を表示する構造-「Vすぎる」の事象投射構造-」では、事象投射理論というアスペクト計算理論の有効性について、「Vすぎる」の事例を論じ、[過剰]の含意が語用論的期待値として事象構造に組み込まれているという分析を提案した。これによって、程度概念を概念意味論で無理なく取り扱うことができるようになった。4.「「赤く」はなぜ「塗る」を修飾できるのか試論」では、生態心理学的知見を副詞的修飾における意味強制の現象に援用し、概念意味論の3部門並列モデルにおける概念構造と空間構造とのインターフェースに関わる理論的含意を指摘した。すなわち、副詞的修飾におけるモノのサマ修飾は生態心理学的におけるアフォーダンスを基盤とすることによって成立している可能性があるというものである。今後は口頭研究発表3.4.の速やかな論文化および公表に取り組むとともに、連用修飾という構文関係と意味範疇のねじれ、意味解釈の強制に関する現象記述とそれによる理論的含意の検討をさらに進めたい。
記憶系アクセスにおける選択的注意、効果:事象関連脳電位を用いた分析

聴覚刺激を用いたERP研究は計画に沿って実施するとともに,視覚では顔刺激に絞って基礎資料を収集した.1.広く研究されている視覚N400は,頭皮上分布と出現潜時から脳深部に発生源を持ち,語彙処理後のエピソード記憶へのエントリ-を反映すると推定されているが,音声語のN400も注意時に大きく発達し,聴覚N400が多分に意識的制御処理に関与することを示した.2.注意の対象となった単語は反復提示によってN400減衰が生じ、制御処理の負荷軽減に応ずる効果が観察された.他方,非注意入力は後続の反復語のN400に影響せず,注意対象外の音声語入力に反復効果を発現するだけの語彙処理あるいは記憶系へのエントリ-はないことを示した.しかし,注意の対象となった単語は非注意条件下の数十秒以内の反復にわずかながらN400減少がみられ,注意選択機構は減衰的に働くことを示唆した。3.N400の知見からは注意選択が語彙アクセス前か後かは確定しにくいが,ごく最近の知見から語彙アクセスを含む新皮質の言語関連領野の働きが左前頭・側頭部に分布するN330によって記録できる可能性がでてきた.予備的なデータながら本研究で観察されたN330に注意効果がなかったことから,後期選択説が仮定するように,注意選択は語彙アクセス後で働くようである.4.顔刺激では,顔特異に誘発されるP170が確認され,顔認識初期段階の顔パタン同定に対応する電位と推定した.また,顔の向きを変えて認知・弁別課題遂行時のERPを記録すると,左向きのN400が右向きよりも左側半球導出で大きく,顔認識における顔の向きと左右半球機能との関係が示唆された.聴覚刺激を用いたERP研究は計画に沿って実施するとともに,視覚では顔刺激に絞って基礎資料を収集した.1.広く研究されている視覚N400は,頭皮上分布と出現潜時から脳深部に発生源を持ち,語彙処理後のエピソード記憶へのエントリ-を反映すると推定されているが,音声語のN400も注意時に大きく発達し,聴覚N400が多分に意識的制御処理に関与することを示した.2.注意の対象となった単語は反復提示によってN400減衰が生じ、制御処理の負荷軽減に応ずる効果が観察された.他方,非注意入力は後続の反復語のN400に影響せず,注意対象外の音声語入力に反復効果を発現するだけの語彙処理あるいは記憶系へのエントリ-はないことを示した.しかし,注意の対象となった単語は非注意条件下の数十秒以内の反復にわずかながらN400減少がみられ,注意選択機構は減衰的に働くことを示唆した。3.N400の知見からは注意選択が語彙アクセス前か後かは確定しにくいが,ごく最近の知見から語彙アクセスを含む新皮質の言語関連領野の働きが左前頭・側頭部に分布するN330によって記録できる可能性がでてきた.予備的なデータながら本研究で観察されたN330に注意効果がなかったことから,後期選択説が仮定するように,注意選択は語彙アクセス後で働くようである.4.顔刺激では,顔特異に誘発されるP170が確認され,顔認識初期段階の顔パタン同定に対応する電位と推定した.また,顔の向きを変えて認知・弁別課題遂行時のERPを記録すると,左向きのN400が右向きよりも左側半球導出で大きく,顔認識における顔の向きと左右半球機能との関係が示唆された.
光環境情報に基づくタンパク質細胞内局在パターンの制御と短期記憶

植物の主要な光受容体フィトクロムは、専ら標的遺伝子の転写量を制御することでシグナルを伝達すると考えられていたが、我々は最近、フィトクロムが転写量制御に加え、ゲノムワイドに2,000を超える遺伝子の転写開始点を変化させることにより、mRNAの5'末端の長さを制御し、その結果、数百という数のタンパク質の細胞内局在が光依存的に変化することを発見した。ここで興味深いことに、フィトクロムにより転写開始点の制御を受ける遺伝子のほとんどは、転写量(mRNAの総量)を一定に保ったまま、異なる複数の転写開始点の使用頻度をフィトクロムシグナルに応じて変化させるが、その分子機構は不明である。本年度は、フィトクロムの転写開始点制御による光依存的なタンパク質の細胞内局在変化に異常を示す変異体をさらに多数単離し、それらについてさらに解析を進めた。また、2,000以上の標的遺伝子のプロモーター領域に濃縮される塩基配列を情報科学的に解析することにより、当該制御に関わるシス配列を同定した。そしてこれらの解析結果を組み合わせることで、フィトクロムによる転写開始点制御の分子機構についてモデルを構築した。29年度が最終年度であるため、記入しない。そこで、フィトクロムによる転写開始点制御の分子機構解明を目的として、23の標的遺伝子について、そのゲノムDNA断片の3'末端にGFP遺伝子を融合したものを、それぞれのノックアウト変異体に導入し、形質転換相補系統を作製し、それらをEMSにより変異原処理し、光依存的なタンパク質の細胞内局在変化に異常を示す変異体をそれぞれ単離した。変異体スクリーニングの1次選抜として、EMS処理したM2集団の芽生えを暗所もしくは連続赤色光下で5日間育て、蛍光実体顕微鏡観察により、GFPの細胞内局在に異常を示す変異体をスクリーニングした。その際、赤色光条件でのスクリーニングでは、フィトクロムB(phyB)欠損変異体が多数単離されることが予想されたため、赤色光条件にて顕著な胚軸徒長を示す個体に対しては、ウエスタン解析を行い、phyBタンパク質の蓄積量低下が見られた系統は、解析の対象から除外した。これにより、意図した因子の変異体を効率的に選抜することが可能となった。単離した変異体候補について、総括班・研究支援センターによる支援を受け、次世代シーケンサーを用いたゲノムDNAリシーケンスによる高速マッピング等を行い、原因遺伝子を同定する。intragenicな変異体では、その点変異の箇所を解析することで、シス配列の同定が可能となる。一方、extragenicな変異体の解析からは、当該制御に関わるトランス因子が同定できると考えられる。さらに、2,000以上の標的遺伝子のプロモーター領域に濃縮される塩基配列を情報科学的に解析することにより、当該制御に関わるシス配列を同定する。これらの解析結果を組み合わせてモデルを構築し、その検証をさらに進めることで、フィトクロムによる転写開始点制御の分子機構解明を目指す。
記憶形成における樹状突起発達を制御する新たな因子の探求

本研究では、α2-Antiplasmin (α2AP)が空間記憶、情動記憶、運動学習に関与していることを明らかにした。また、海馬由来神経細胞において、外因性α2APが微小管結合タンパク質であるMAP2の発現を誘導し、樹状突起の伸長及び分岐を誘導することを見出した。また、α2APによる樹状突起の伸長及び分岐にp38 MAPKの活性化が関与していることを明らかにした。以上より、α2APは樹状突起の伸長及び分岐を制御し、記憶形成において重要な因子である可能性が示唆された。急速な高齢化社会を迎え、認知症患者の増大は社会的問題となっており、認知症治療薬の開発が強く望まれている。しかしながら、基盤研究となる記憶の形成機構や認知症の発症機構に関して、未だ不明な点が多く、その解明は神経科学における重要課題の一つである。繊維素溶解系因子の一つとして知られるα2アンチプラスミン(α2AP)が、空間記憶や海馬由来神経細胞の樹状突起の伸長に関与するという予備的研究結果より、本研究では、記憶の形成過程での樹状突起の可塑性におけるα2APの役割とその分子機構を解明することを目的とした。平成25年度では、海馬由来神経細胞において、外因性α2APが樹状突起の伸長及び分岐、さらにフィロポディア形成を誘導することを明らかにし、特に成熟した海馬由来神経細胞においては、α2APの樹状突起分岐に対する影響を顕著に認めた。また、α2APによる樹状突起の伸長及び分岐にp38の活性化が関与していることを明らかにした。一方、α2AP欠損マウス及び野生型マウスについて、さらに多様な記憶学習能力試験を行った結果、α2APが空間記憶だけでなく、情動記憶や運動学習にも寄与していることが明らかとなった。また、空間記憶学習のトレーニング過程において、α2APの発現が増大することを発見した。以上の結果より、α2APは樹状突起の伸長及び分岐を誘導することにより、記憶学習能力に関与している可能性が示唆された。本研究では、記憶形成に重要な樹状突起の可塑性におけるα2-antiplasmin (α2AP)の役割とその分子機構を解明することを目的とした。α2AP欠損マウス及び野生型マウスについて、網羅的行動解析を行った結果、α2APがワーキングメモリー、空間記憶、情動記憶、運動学習に関与していることが明らかとなった。また、空間記憶学習過程において、海馬におけるα2APの発現が増大した。これらのことから、α2APが記憶形成において重要な役割を担う可能性が示唆された。一方、海馬由来神経細胞において、外因性α2APが微小管結合タンパク質であるMAP2の発現を誘導し、樹状突起の伸長及び分岐、さらにフィロポディア形成を誘導することを明らかにし、特に成熟した海馬由来神経細胞においては、α2APが樹状突起分岐を誘導することを見出した。さらに、α2AP欠損マウスの海馬由来神経細胞において、スパインのマーカーであるPSD95の発現量が野生型マウス由来神経細胞と比較して低下していた。以上の結果より、α2APは樹状突起の伸長及び分岐やスパインの形成を制御し、記憶形成機構に関与している可能性が示唆された。神経科学本研究の具体的な目的は、1神経細胞の樹状突起発達に対するα2APの影響の解明、2α2APの作用分子の同定及び下流経路の分子機構の解明、3記憶形成における樹状突起の可塑性に対するα2APの影響の解明、の3つである。平成25年度において、α2APが海馬由来神経細胞における樹状突起の伸長及び分岐をp38 MAPKの活性化を介して誘導することを明らかにした。また、空間記憶学習のトレーニング過程において、α2APの発現が増大したことから、α2APが記憶形成過程に重要な役割を担う可能性が示唆された。現時点において、シナプス形成に重要な樹状突起のスパイン構造変化に対するα2APの影響や、α2APの作用分子については解明できていないが、平成26年度には、これらの解明と併せて、記憶形成過程や神経興奮時の樹状突起の可塑性に対するα2APの影響を解析する。平成26年度には、シナプス形成に重要な樹状突起のスパイン構造変化に対するα2APの影響の解明や、α2APの作用分子の同定を行う。また、記憶形成過程や神経興奮時の樹状突起の可塑性に対するα2APの影響を解析する。研究施設にすでに在庫していた消耗実験器具や細胞培養試薬、抗体などを使用し、昨年度中にこれらを購入しなかった。また、購入する予定であった高価なELISA試薬や染色試薬を購入しなかったため、次年度使用額が生じた。実験器具や研究試薬などの昨年度の消耗品に加えて、購入する予定であったELISA試薬や神経染色試薬を購入する。
統合失調症モデルマウスを用いた「幻覚・妄想」の神経基盤の解明

統合失調症の主訴の1つである「幻覚・妄想」に関して、マウスを用いて評価できる行動実験系の確立および分子・細胞・神経回路基盤の解明を目指す。近年「幻覚・妄想」を評価しうる行動実験として着目されている表象媒介性味覚嫌悪条件付けに関して、(1)PV-GAD67 KOマウスを用いてその表面妥当性を評価し、(2)その神経基盤として、ドパミン作動性ニューロンの動態に着目し、PV-GAD67KOマウスおよびDAT-Creマウスを用いて、オプトジェネティクスを用いた光刺激による細胞活動制御やin vivo Ca2+イメージングによる神経活動の可視化により、「幻覚・妄想」の神経基盤を明らかにする。
骨再生における微小振動効果を細胞スケールで解明する細胞振動MEMSアレイデバイス

全身振動療法により骨形成が促進されることが明らかになっているが、そのメカニズムも適切な条件も分かっていない。1×10-6以下の歪みの微小な機械振動が骨形成を促進するメカニズムは大きな謎を含んでおり、メカノバイオロジー視点から解明すれば、骨折の治療や骨粗鬆症の改善に大きく貢献できる。メカニズムの解明には、微小振動下にある細胞内の小器官の動態を把握することが必要で有り、その手法の開発が必要である。本研究では、振動が細胞に与える影響を、単一細胞レベルで解明するための足がかりとして、微小な振動による細胞核などの細胞内小器官の共振的な揺動による変位・力の発生を評価する手法の開発を試みる。
新彊ウイグル自治区少数民族の教育文化に関する基礎的研究

主流をなす中国の漢民族の文化の強力な同化力にも関わらず、ウイグル族をはじめとする少数民族は自民族の伝統文化を維持し継承し続けている。こうした少数民族の伝統文化を持続、継承させるのは民族教育によると考えられる。そこで、文化人類学班は平成2年度は家庭・学校での伝統文化の維持・継承に果たす民族教育の実態を民族誌学的に調査し、平成3年度は、行政レベルの取り組み方まで視野を広げ、学校、家庭レベルで採った民族誌的記録を総合することを目標にした。調査は各「民族の誇り」に関してウイグル族は民族舞踊、カザフ族は乗馬、シボ族は弓術がそれぞれいかに伝達継承されているかを以下の三つのレベルから観察し、面接調査を試みた。行政レベルでは自治区文化庁・体育委員会・教育庁を訪問し関係者から基本方針を聞き取り調査し、学校教育レベルでは幼小中学校あわせて9校訪問し、学校の取り組み方を、教師から聞き取り調査し、実際の授業を参観して教育の実態を観察し、家庭教育のレベルでは、19戸の家庭を訪問し、両親・子どもを交えて聞き取り調査した。さらに舞踊、乗馬、弓術といった調査対象の特性に鑑み、映像で資料を収集し分析する、映像人類学の手法を取り入れた。調査の結果、自治区政府レベル(民族文化庁等)では基本方針として文化伝承を重視し、学校教育や家庭教育といった二つの伝承の場をつなぐ社会教育に重点を置いて民族教育を実施していることがわかった。特に舞踊については、芸術として普遍的な価値を付与しようという意図が読み取れた。乗馬や弓術については、国際的な競技種目の形式に変換することで普遍性を獲得していることが解った。学校教育(漢族の学校と民族学校がある、ここでは民族学校)では、教師の民族構成を自民族中心にし児童生徒との心理的距離を縮め、音楽の授業で民族の歌・踊りを中心に教えることでそれらが公的な価値を持つものとして児童に意識させる努力をしている。家庭教育では特に意識して子どもに民族教育を施すことはないが、例えばウイグル族の舞踊などはあたかも生得的な資質として身体化されていると考えられているからである。以上から、家庭での無意図的な教育を公教育で「民族教育」の下に意識化し、自治区政府が「芸術」・「国際競技の形式」に洗練してゆくことで「民族の誇り」に普遍的価値を付与していくという構造が読み取れる。こうした実態はビデオカメラで克明に記録された。ビデオテ-プ50本にもなる膨大な映像資料は、現在3本のビデオテ-プに編集され、市の博物館で広く市民に公開されている。以降も続々と主題別にテ-プが作成される予定である。比較教育学班は平成2年度の調査では、ウルムチ、イニン、カシュガルの小学校、中学校の計10校において、生徒、教師、父母に対し、IEAの国際学力調査と同一の問題を用いた数学学力調査、及び道徳意識調査の予備調査を行い、少数民族と漢民族との間で、数学の学力において顕著な格差が存在することを明らかにし民族教育の問題点を指摘した。道徳意識調査では中国における政治状況の変化に伴い、国家志向が強くなっていることが示された。この予備調査の結果をうけて、平成3年度は「漢民族と少数民族との間に見られる顕著な学力格差をもたらす学校、家庭、生徒に関わる諸要因の究明」を調査目的に掲げ、ウルムチ、イニン両市の漢族・ウイグル族・カザフ族の中学生、計10校の生徒五百人を対象に、IEAの問題に基づく学力調査に加え、数学学習に対する態度、数学の教授内容等に関する質問紙調査、学習環境、生徒の家庭状況、校長、教師の教育観に関する面接調査を行った。その結果、漢族とウイグル族、カザフ族の生徒の間に顕著な学力格差をもたらす要因は、教科書・参考書の不備、不十分な教師の資格・能力、少ない宿題、家庭教育の不十分さや子どもの学習に対する援助の不徹底さ等であることが明らかになった。両班とも新彊師範大学の全面協力の下に、研究分担者の積極的協力を得て、大学間協力の実を上げることができた。研究成果の一部は別掲の印刷物等で発表した。平成4年度も別の形でこの研究課題に取り組むことになっている。

調査の結果、自治区政府レベル(民族文化庁等)では基本方針として文化伝承を重視し、学校教育や家庭教育といった二つの伝承の場をつなぐ社会教育に重点を置いて民族教育を実施していることがわかった。特に舞踊については、芸術として普遍的な価値を付与しようという意図が読み取れた。乗馬や弓術については、国際的な競技種目の形式に変換することで普遍性を獲得していることが解った。学校教育(漢族の学校と民族学校がある、ここでは民族学校)では、教師の民族構成を自民族中心にし児童生徒との心理的距離を縮め、音楽の授業で民族の歌・踊りを中心に教えることでそれらが公的な価値を持つものとして児童に意識させる努力をしている。家庭教育では特に意識して子どもに民族教育を施すことはないが、例えばウイグル族の舞踊などはあたかも生得的な資質として身体化されていると考えられているからである。以上から、家庭での無意図的な教育を公教育で「民族教育」の下に意識化し、自治区政府が「芸術」・「国際競技の形式」に洗練してゆくことで「民族の誇り」に普遍的価値を付与していくという構造が読み取れる。こうした実態はビデオカメラで克明に記録された。ビデオテ-プ50本にもなる膨大な映像資料は、現在3本のビデオテ-プに編集され、市の博物館で広く市民に公開されている。以降も続々と主題別にテ-プが作成される予定である。比較教育学班は平成2年度の調査では、ウルムチ、イニン、カシュガルの小学校、中学校の計10校において、生徒、教師、父母に対し、IEAの国際学力調査と同一の問題を用いた数学学力調査、及び道徳意識調査の予備調査を行い、少数民族と漢民族との間で、数学の学力において顕著な格差が存在することを明らかにし民族教育の問題点を指摘した。道徳意識調査では中国における政治状況の変化に伴い、国家志向が強くなっていることが示された。この予備調査の結果をうけて、平成3年度は「漢民族と少数民族との間に見られる顕著な学力格差をもたらす学校、家庭、生徒に関わる諸要因の究明」を調査目的に掲げ、ウルムチ、イニン両市の漢族・ウイグル族・カザフ族の中学生、計10校の生徒五百人を対象に、IEAの問題に基づく学力調査に加え、数学学習に対する態度、数学の教授内容等に関する質問紙調査、学習環境、生徒の家庭状況、校長、教師の教育観に関する面接調査を行った。その結果、漢族とウイグル族、カザフ族の生徒の間に顕著な学力格差をもたらす要因は、教科書・参考書の不備、不十分な教師の資格・能力、少ない宿題、家庭教育の不十分さや子どもの学習に対する援助の不徹底さ等であることが明らかになった。両班とも新彊師範大学の全面協力の下に、研究分担者の積極的協力を得て、大学間協力の実を上げることができた。研究成果の一部は別掲の印刷物等で発表した。平成4年度も別の形でこの研究課題に取り組むことになっている。先方との連絡後,9月5日に文化人類学班が,翌日比較教育学班がそれぞれ出発した。両班とも予定通り、10月9日に帰国した。文化人類学班は、参与観察,面接,映像記録の方法によって、ウルムチ市のウイグル族,イリ地区のカザフ族,シボ族の民族誌的調査を行なった。ウイグル族の歌舞,カザフ族の馬術,シボ族の洋弓という,それぞれの文化遺産の伝承過程を分析し、それらの民族教育が、家庭および学校において日常的におこなわれていることがわかった。比較教育学班はウルムチ,イニン,カシュガルの小学校,中学校,計10校において、生徒,教師,父母に対して、IEAの国際学力調査と同一の問題を用いた数学学力調査,及び道徳意識調査を実施した。
遷移金属ジエン錯体のアニオン生成法の検討とそれを用いる新規有機合成反応の開発

本年度も昨年度に引き続き遷移金属-ジエン錯体として鉄-ジエン錯体を用い,これからのアニオンの生成と,そのアニオンを求電子試薬によって捕捉する検討を行った。リン官能基として,ビス(N, N-ジメチルアミノ)ホスホニル基を有するジエノールホスホナートとFe(CO)_5から、ジエノールホスホナート-鉄錯体の合成を行った。得られた鉄錯体にリチウムジイソプロピルァミド(LDA)を作用させたところ,ホスホノ基の転位反応が進行しないことを見いだした。また,反応を重水クエンチすると,重水素が導入されることも分かった。このことは,この鉄-ジエノール錯体から生じるビニルリチウムが比較的安定に存在できることを意味する。次に,この鉄-ジエン錯体から生成させることのできるビニルリチウムと様々な求電子剤との反応を試みた。その結果,炭素求電子剤としてはヨウ化メチルが,ヘテロ原子求電子剤としてはジフェニルジスルフィド,塩化トリブチルスズ等が反応し,対応するヘテロ原子の導入ができることが分かった。さらに,生じたビニルリチウムに種々の金属塩を加えることで,ビニル亜鉛やビニル銅へも誘導できることが分かった。これらの有機金属種は比較的安定で,0°C付近まで存在でき様々な反応に利用できることが分かった。以上の結果より、鉄-ジエン錯体を利用することにより比較的安定はビニルアニオンの位置選択的な生成に成功し,これまで実現できなかった鉄-ジエン錯体のジエン上での官能基導入反応を見いだすことができた。本年度は遷移金属-ジエン錯体として鉄-ジエン錯体を用い,これからのアニオンの生成と,それを利用したα-ケトビニルホスホナートの簡便合成法の確立を目指した。六員環ジエノールホスホナートとFe(CO)_5から、六員環ジエノールホスホナート-鉄錯体の合成を行った。得られた鉄錯体にリチウムジイソプロピルアミド(LDA)を作用させたところ,ホスホノ基の転位反応が進行し,転位生成物が選択的に得られることを見い出した。また,本転位反応生成物から,鉄を除去することで,良好な収率で目的とするα-ケトビニルホスホナートを得ることができる。上述した転位反応が進行することは,ジエノールホスホナート-鉄錯体に塩基を作用させると,鉄ジエン錯体からカルボアニオンが生成することを意味する。この様な,鉄ジエン錯体からのアニオン生成は初めての報告例である。一方,鉄錯体化していない六員環ジエノールホスホナートを用い,同様な反応を行うと,位置選択性の異なる転位反応生成物が得られる。したがって,ジエンに対する鉄の配位により,ジエンからのアニオンの生成位置をコントロールできることを見いだした。さらにこの転位反応をより汎用的なものとするため、鎖状ジエノールホスホナート-鉄錯体を用い同様の反応の検討を行った。その結果,環状化合物を用いた場合と同様に反応が進行し、目的とするα-ケトビニルホスホナートを得ることに成功した。以上の結果より、鉄ジエン錯体を利用することによりビニルアニオン生成の位置選択性を制御し、α-ケトビニルホスホナートの合成を行うことに成功した。
金属ナノロッド分散導電性高分子配向膜による有機レーザーダイオード実現に向けた研究

近年、優れた発光特性を持つ様々な共役系有機化合物を用いた有機レーザー応用へ向けての研究が盛んに行われており、光励起によるレーザー発振は多数報告されている。しかし、有機レーザーダイオードの実現には至っておらず、その実現のためには導電性高分子材料への注入電流の大電流化は必要不可欠である。本研究では、有機電流注入素子の大電流密度化に向けた、導電性高分子のスタッキング制御および分子配向制御を実現し、導電性高分子薄膜の電子・光物性を明らかにした。まず、スピンコート法で製膜した導電性高分子薄膜に熱処理及び溶媒雰囲気処理により、薄膜中の高分子のスタッキング状態を変化させた。溶媒雰囲気処理はクロロホルム、トルエンなど良溶媒の蒸気雰囲気中に一定時間放置するものである。X線回折による導電性高分子薄膜の結晶性評価を通して、熱処理においては基板温度・処理時間、溶媒雰囲気処理においては雰囲気温度・処理時間などにより導電性高分子のスタッキング状態が制御できることを明らかにした。また、金属電極を蒸着したサンドイッチ構造及び櫛型構造の素子による電気特性の測定を通して、スタッキング制御による導電性高分子薄膜の導電率向上を明らかにした。次に、非対称構造基板を用いることで、基板上への溶液の塗布過程で、毛細管現象によって溶液が流動し、流動に起因する導電性高分子の配向化が実現することを明らかにし、導電性高分子配向膜の作製を実現した。位相補償を用いた偏光顕微鏡観察により高分子主鎖方向の同定を行い、溶液の流動方向と平行に高分子主鎖を揃えて配向することを明らかにした。吸収2色性比の測定により配向度の評価を行い、溶媒の種類・溶液濃度などにより導電性高分子の配向状態が制御できることを明らかにした。また、高分子主鎖方向と平行および垂直となるように直交した2組の電極を作製して導電率を測定し、高分子主鎖と平行となる方向へ高い導電率を有することを明らかにした。加えて、製膜後の熱処理により配向度の向上及びスタッキングの向上を実現し、電気的特性の向上に成功した。X線回折(XRD)による導電性高分子薄膜の結晶性評価を通して、熱処理においては基板温度・処理時間、溶媒雰囲気処理においては雰囲気温度・処理時間などにより導電性高分子のスタッキング状態が制御可能であることを明らかにした。次に、製膜時における溶媒揮発の気-液界面方向を一方向に制限した製膜手法により、導電性高分子薄膜の配向化に成功した。位相補償を用いた偏光顕微鏡観察により高分子主鎖方向の同定を行い、吸収2色性比の測定により配向度の評価を行った。また、高分子主鎖方向と平行および垂直となるように直交した2組の電極を作製して導電率を測定し、配向化による導電性高分子の電気的異方性の発現を示し、高分子主鎖と平行方向への高い導電率を明らかにした。これらの結果は、学術雑誌[Applied Physics Express 4 (2011)091602, Japanese Journal of Applied Physics 51 (2011)02BK11]にて報告した。

加えて、製膜後の熱処理により配向度の向上及びスタッキングの向上を実現し、電気的特性の向上に成功した。当初の計画通りの成果が得られた。金属ナノロッドを分散させた導電性高分子共振器構造を用いれば、高分子/金属界面において局在表面プラズモンの影響による電場増強が生じることから、レーザー発振の低閾値化が可能であると考えられる。本年度は金属ナノロッドの導電性高分子薄膜への分散化を行い、金属ナノロッド分散導電性高分子薄膜のスタッキング制御、配向制御を試み、レーザー発振低閾値化に対する効果を評価・検討する。
ダイナミックな構造変化が駆動する鉄硫黄クラスター合成機構の全容解明

鉄硫黄(Fe-S)タンパク質は生物界に普遍的に分布しており、生命活動の根幹に関わる反応を担っている。それらの機能を支えるのがFe-Sクラスターである。このFe-Sクラスターの生合成は、SUFマシナリーが担っており、6種類のタンパク質から構成されている。本研究では、マシナリーの心臓部といえるSufBCD複合体に焦点をあてた。この複合体は、SufCのATPase活性に共役してダイナミックな構造変化を起こし、分子内部の必須残基を露出させることで、Fe-Sクラスターを合成すると予想されている。本研究では、構造解析と機能解析の両面から、Fe-Sクラスター合成機構の全容解明を目的とした。将来的には本研究を基盤とした応用技術展開の可能性は計り知れない。今年度は、SufBCD複合体の結晶学/生化学/遺伝学的解析によって、以下のような成果が得られた。1.SufBCD複合体の良質な結晶調製に成功し、PtおよびHgの異常分散効果を利用した、多重原子同形置換法を用いることで位相を求め、SufBCD複合体の立体構造を決定した。2.微量蛍光分析系では、決定したSufBCD複合体の立体構造に基づいた変異導入と、蛍光ラベル剤を組み合わせることで、SufBCD複合体のATP依存的な構造変化に伴う、必須残基の露出を検出することに成功した。3.遺伝学的な解析として、SufBCD複合体を構成するSufCに関して、大腸菌を用いた相補実験から、ATPase活性に必要な必須残基を同定した。以上の通り、今年度は、本研究最大の目的であった、ターゲット蛋白質の結晶構造解析に成功することができた。この構造情報と、これまでの生化学データ・遺伝学的なデータによって、Fe-Sクラスター生合成メカニズムに関して、大きく理解を前進させたといえる。また本成果は、本研究分野の更なる発展に大きく貢献することが予想される。26年度が最終年度であるため、記入しない。鉄硫黄(Fe-S)タンパク質は多様にしてかつ生物界に普遍的に分布しており、呼吸、光合成、アミノ酸やビタミン生合成、遺伝子制御に至るまで生命活動の根幹に関わる反応を担っている。それらの機能を支えるコファクターがFe-Sクラスターである。このFe-Sクラスターの生合成は、多成分タンパク質からなるマシナリーが担っていることが近年の遺伝学的研究から明らかにされた。SUFマシナリーはその代表であり、6種類のタンパク質(SufA、SufB、SufC、SufD、SufS、SufE)から構成されている。本研究では、マシナリーの"心臓部"といえるSufB-SufC-SufD複合体に焦点をあてた。この複合体は、SufCのATPase活性(ATP依存的なダイマー化)に共役してダイナミックな構造変化を起こし、これに伴って分子内部に完全に埋もれた必須残基が露出し、鉄と硫黄原子をFe-Sクラスターへ変換することが予想されている。本研究では、構造解析と機能解析の両面から、SufB-SufC-SufD複合体を中心とするFe-Sクラスター合成装置の作動メカニズムの全容解明を目的とした。将来的には本研究を基盤とした応用技術展開(創薬分野、特に微生物やマラリヤ原虫をターゲット)の可能性は計り知れない。今年度は、SufB-SufC-SufD複合体のX線結晶構造解析に向けて、以下のような成果が得られた。1.ATP依存的なダイマー状態を固定するため、SufCに部位特異的変異を導入し、変異導入したSufCを含むSufB-SufC-SufD共発現系を構築することができた。2.変異導入SufB-SufC-SufDを大量発現させ、その複合体の単離精製系を確立することに成功した。3.ATPアナログやリン酸アナログを組み合わせることで、変異導入SufB-SufC-SufDの最適な結晶化条件のスクリーニングを行い、幾つかの候補を見出すことができた。以上の成果は、本研究の目的達成に向けた一連の実験の中で、特にその礎ともいえるものであり、今後の実験計画を遂行するにあたり、非常に有意義な結果であるといえる。また今年度は、ここまでの結果をまとめ、国内外の学会で計9回の成果発表を行った。鉄硫黄(Fe-S)タンパク質は生物界に普遍的に分布しており、呼吸、光合成から遺伝子制御に至るまで生命活動の根幹に関わる反応を担っている。このFe-Sクラスターの生合成は、複数のタンパク質群が担っていることが近年の遺伝学的研究から明らかにされた。本研究では、マシナリーの心臓部といえるSufB-SufC-SufD複合体に焦点をあてた。この複合体は、SufCのATPase活性(ATP依存的なダイマー化)に共役してダイナミックな構造変化を起こし、これに伴って分子内部に埋もれた必須残基が露出し、鉄と硫黄原子をFe-Sクラスターへ変換することが予想されている。本研究では、構造解析と機能解析の両面から、SufB-SufC・-SufD複合体を中心とするFe-Sクラスター合成装置の作動メカニズムの全容解明を目的とした。

今年度は、SufB-SllfC-SufD複合体に焦点を当てた、生化学/結晶学的解析によって、以下のような成果が得られた。1.前年度に作製した変異導入SufB-SufC-SufDを用いた架橋実験から、これまで予想していた大きな構造変化を生化学的に実証した。2.微量蛍光分析系の立ち上げを行い、蛍光ラベル剤を用いて、変異導入SufB-SufC-SufD複合体のATP依存的な構造変化に伴う分子内部の疎水領域の露出を検出することに成功した。3.前年度に引き続き、野生型および変異導入SufB-SufC-SufDの結晶化条件の最適化を行い、良好な結晶を得ることができた。4.大型放射光施設SPring-8において、作製した結晶のX線回折測定を行い、データセットをいくつか回収することができ、現在解析を進めている。以上の成果は、本研究の目的達成に向けた一連の実験の中でも、特に重要なポイントにあたり、今後の実験計画を遂行・達成するにあたり、非常に有意義な結果であるといえる。また今年度は、ここまでの結果について、国内外の学会で計9同の成果発表を行い、その成果が認められ口頭発表賞も受賞している。鉄硫黄(Fe-S)タンパク質は生物界に普遍的に分布しており、生命活動の根幹に関わる反応を担っている。それらの機能を支えるのがFe-Sクラスターである。このFe-Sクラスターの生合成は、SUFマシナリーが担っており、6種類のタンパク質から構成されている。本研究では、マシナリーの心臓部といえるSufBCD複合体に焦点をあてた。この複合体は、SufCのATPase活性に共役してダイナミックな構造変化を起こし、分子内部の必須残基を露出させることで、Fe-Sクラスターを合成すると予想されている。本研究では、構造解析と機能解析の両面から、Fe-Sクラスター合成機構の全容解明を目的とした。将来的には本研究を基盤とした応用技術展開の可能性は計り知れない。今年度は、SufBCD複合体の結晶学/生化学/遺伝学的解析によって、以下のような成果が得られた。1.SufBCD複合体の良質な結晶調製に成功し、PtおよびHgの異常分散効果を利用した、多重原子同形置換法を用いることで位相を求め、SufBCD複合体の立体構造を決定した。2.微量蛍光分析系では、決定したSufBCD複合体の立体構造に基づいた変異導入と、蛍光ラベル剤を組み合わせることで、SufBCD複合体のATP依存的な構造変化に伴う、必須残基の露出を検出することに成功した。3.遺伝学的な解析として、SufBCD複合体を構成するSufCに関して、大腸菌を用いた相補実験から、ATPase活性に必要な必須残基を同定した。以上の通り、今年度は、本研究最大の目的であった、ターゲット蛋白質の結晶構造解析に成功することができた。この構造情報と、これまでの生化学データ・遺伝学的なデータによって、Fe-Sクラスター生合成メカニズムに関して、大きく理解を前進させたといえる。また本成果は、本研究分野の更なる発展に大きく貢献することが予想される。26年度が最終年度であるため、記入しない。
Streptococcus sobrinusの水溶性グルカン合成酵素(分子遺伝学的および酵素反応論的研究)

ヒト平滑面齲蝕の原因菌であるmutans streptococciがショ糖から合成する粘着性非水溶性グルカンは歯垢形成の主因子である。この粘着性グルカンは水溶性グルカン合成酵素(GTF-S)と非水溶性グルカン合成酵素(GTF-I)との共同作用によって合成されることから、α-1、6グルカン鎖とα-1、3グルカン鎖が相互に多分岐した複雑なネットワーク構成を造成していると推測される。我々は、このグルカン合成のメカニズムを明らかにするために,mutans streptococciに属する菌種のS.cricetusHS-6から水溶性グルカン合成酵素遺伝子(gtf-s)をクローニングし、その酵素の構造と機能を検討することを目的とした。ファージバンクからGTF-S遺伝子(11KbpのDNA断片)を分離し。更にサブクローニングによって得られた8.3KbpDNA断片には2つのopen reading frame(ORF)が存在していた。5'末端のORFはS.downeiのGTF-S遺伝子と73.9%,推定アミノ酸配列では77.4%の相同性が認められ、更にその下流に存在するORFはS.sobrinusのGTF-T遺伝子と79.7%,推定アミノ酸配列では83.5%の相同性が認められた。StreptococciのGTFペプチドに保存されている活性領域のアミノ酸配列も両遺伝子に存在していた。今後、これら2つのGTFペプチドの大量発現系を作成し、ペプチドの構造と機能を検討していく。Mutans streptococciが蔗糖から合成する粘着性不溶性グルカンは歯垢形成の主因子であると考えられる。この粘着性グルカンは水溶性グルカン合成酵素(GTF-S)と不溶性グルカン合成酵素(GTF-I)との協同作用によって形成されると推測される。しかし,GTF-SとGTF-Iは培養上清からの収率が低く,その物理化学的,酵素学的,免疫学的性状にはまだ不明の部分が多い。我々のグループはStreptococcus sobrinusのGTF-I遺伝子をクローニングし,GTF-I大量産生系を確立した。そこで本研究ではGTF-Sの大量産生系を確立するために,S.cricetus GTF-S遺伝子のクローニングを試みた。約100,000クローン中6個が免疫学的に陽性を示した。この内2クローンの発現する蛋白の分子量はいずれも約10万であった。1つはIPTGによって蛋白合成が誘導されたが、もう一方は,IPTGの有無にかかわらず蛋白を合成した。このことよりこれら2クローンはそれぞれGTF-S(分子量16万)をコードする遺伝子の5'末端と3'末端を含んだプラスミドを保有していることが考えられる。今後,GTF-Sのフルジーンを含む形質転換体を得るためにスクリーニングを行うとともにこれら2クローンによるDNA再構築も検討していく。齲蝕の主要病原菌であるmutans streptococciがショ糖から合成する粘着性不溶性グルカンは歯垢形成の主因子である。この粘着性グルカンは不溶性グルカン合成酵素(GTF-I)と水溶性グルカン合成酵素(GTF-S)との協同作用によって形成されると推測される。しかし,GTF-IとGTF-Sは培養上清からの収率が低く,その物理化学的,酵素学的,免疫学的性状にはまだ不明の部分が多い。我々のグループは,Streptococcus sobrinusのGTF-I遺伝子をクローニングし,GTF-Iの大量産生系を確立した。そこで本研究ではGTF-Sの大量産生系を確立するためにS.cricetus GTF-S遺伝子のクローニングを試みた。プラスミドpUC18にS.cricetusHS-6の染色体DNA部分消化5-10kb画分をライゲートし,電気穿孔法でE.coliJM109に挿入した。抗体を用いたスクリーングによって,GTF-S遺伝子の3'また5'末端を含むプラスミドを保有する

2クローンの分離に成功した。それぞれ一部のDNA塩基配列を決定したところ,2クローンの保有するプラスミドの挿入DNA-は重複している部分がないことがわかった。さらに,5'末端を含むプラスミドを保有するクローンからその発現融合蛋白を精製した。この蛋白は互いに結合して封入体を形成していたが,4M Ureaで可溶化することができた。DEAE-カラムでNaClの濃度勾配により,ひとつのピークとして精製することができた。この蛋白に対する抗体を家兎を用いて調製した。この抗体はネイティブのGTF酵素とほとんど反応しなかった。GTF-S遺伝子すべてを含むクローンを得るため,λファージによるクローニングを行ったが、ファージによる蛋白生成量が少ないためか,抗体によるスクリーニングでは目的のファージは検出できなかった。現在,標識DNAによるプラークハイブリダイゼーション法によるスクリーニングを検討中である。また,この方法でも目的のクローンが検出できない場合は,GTF-S遺伝子の3'また5'末端を含むプラスミドDNAをプライマーとするPCR合成DNAのクローニングも考慮する予定である。
胃表層上皮特異的遺伝子改変による進行胃癌マウスモデルの作成

胃表層上皮での遺伝子改変を起こすTff1-Creマウスを用いて、3種の胃仮性性変化および1種の胃噴門癌モデルを作成した。Tff1-Cre;LSL-KrasG12Dマウスでは、3ヶ月で萎縮、過形成、化性性変化(偽幽門腺化性、SPEM)、炎症性変化(特にF4/80陽性細胞の増加)を認めたが、12ヶ月までの観察ではdysplasiaや癌は認められなかった。同マウス胃体部のオルガノイド培養では、上記の組織学的変化をよく模倣していた。Tff1-Cre;Pten f/fマウスでは、Tff1-Cre;LSL-KrasG12Dマウスに酷似した組織像を認め、免疫組織化学でRAS-MAPKシグナルの活性化(ERKのリン酸化)を認めたことから、化成性変化の発生にどうシグナル経路が重要であることが示唆された。Tff1-Cre;Cdh1 f/fマウスでは、4週までは上皮の剥奪と著名な炎症および再生成変化を認めるが、時間経過とともに扁平上皮が腺上皮を置換していき、12週では胃全体が扁平上皮で覆われた。このフェノタイプは扁平上皮化成のモデルとなると考えられた。化成性変化モデルについてはJournal of Pathology誌に報告した。Tff1-Cre;LSL-KrasG12D;Tgfb f/fマウスでは扁平上皮、腺上皮の境界部に腺扁平上皮癌を生じ、噴門癌のモデルとなると考えられた。同マウスは他の噴門癌モデルと合わせて解析を継続中である。本研究の目的は、申請者らが作成した胃表層上皮特異的に遺伝子改変を起こすTff1-Creマウスを用いて、胃癌および胃化生性変化(メタプラジア)モデルを開発し、胃癌の新規治療法や新たな発癌予防法を探索することである。本年度は、Tff1-Creマウスを用いたメタプラジアモデルの開発と解析を行った。Tff1-Cre;LSL-KrasG12Dマウスでは、萎縮・過形成・メタプラジアを生じることを確かめた。生後1年までの解析では、発癌にはいたらなかった。免疫組織学化学的な解析により、既報の変異型Krasマウスによるメタプラジアモデルとほぼ同様の特徴を持つことを明らかにした。Tff1-Cre;LSL-KrasG12Dマウスの胃体部から培養したオルガノイドは、萎縮・過形成などの特徴が分子マーカーから明らかとなり、オルガノイドをメタプラジアの解析に活用できる可能性が示唆された。次いで、Tff1-Cre;Pten flox/floxマウスによる新たなメタプラジアモデルを確立した。PI3K-AKTシグナルの活性化による胃のメタプラジアモデルはこれまでに報告がなかった。免疫組織化学的な解析により、Tff1-Cre;Pten flox/floxマウスのメタプラジアも、分子マーカーからはTff1-Cre;LSL-KrasG12Dマウスと類似しており、そのメカニズムの一つとして、どちらの病態にもERKの活性化が関わっている可能性が示唆された。並行して、胃癌モデルを開発すべく、Tff1-Creマウスと種々の遺伝子改変マウスの交配を継続しているが、これまでのところ発癌に至る組み合わせが見つかっていない。メタプラジアの解析については複数のモデルを確立し、免疫組織化学的な解析によりその特徴をある程度明らかにすることができた。また、メタプラジアの発生については、近年は胃の幹細胞や主細胞が起源であるとする報告が相次いでいるが、表層上皮細胞およびその前駆細胞における遺伝子改変にでも同様にメタプラジアを生じており、本研究のユニークな点の一つであると考える。胃癌モデルとなりうると予想していた遺伝子改変の組み合わせで発癌に至らず、胃癌モデルが確立できていない。

メタプラジアについての解析は、本年度の内容をまとめて論文として投稿予定である。並行して、他の遺伝子の改変によるメタプラジアについても、解析を継続中である。胃癌モデルについては、Tff1-Creマウスによる遺伝子発現が構成的であるため、改変する遺伝子の組み合わせによっては胎仔期および生後早期を生き延びることができないこともあり、使いやすい胃癌モデルを得るのに難渋している。現在、これまでに交配に使用していた、LSL-KrasG12Dマウス、Pten flox/floxマウス、Tgfbr2 flox/floxマウス、Cdh1 flox/floxマウス、に加えて、変異型p53のトランスジェニックマウスを用いることで、発癌を促進することを試みている。なお、研究開始時に計画していたApc flox/floxマウスについては、Tff1-Creによる遺伝子改変が一部十二指腸や小腸でも生じることが明らかとなったため、掛け合わせを中止した(小腸でのApc欠失では、小腸の腫瘍により早期に致命的となる可能性が高いため)。