hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍幹細胞由来エクソソーム解析による脳腫瘍形成機序解明と新規診断・治療法の開発

近年の分子病理学の進歩により、グリオーマにおいても、より正確な解析が求められる時代となった。我々は、HRM法による高精度な遺伝子解析法、遺伝子発現に基づくより簡便な評価法を確立した。microRNA(miR-9,-10b)と遺伝子発現型の相関を基に、miRNAと形質転換の関連性が示唆された。さらに分泌型microRNA (miR-127, -145, -31)による腫瘍細胞の浸潤能制御の可能性が明らかとなった。また、新たな血中バイオマーカーの可能性として血中で発現が上昇しているmicroRNA(miR-4530, -4294, -4534)を同定した。腫瘍幹細胞分離と異種動物移植モデルの作成:膠芽腫に対しては、幹細胞培養を継続した。さらに1例の長期継代幹細胞を樹立した。本年度18匹のマウス移植モデル作成に着手した。U87では腫瘍形成がみられたが、樹立した幹細胞では腫瘍形成がみられなかった。新たなmicroRNA発現解析:新規脳腫瘍関連microRNA (miR-9, 10b, 22)の発現解析をおこない、mi-9, 10b発現はmesenchymal typeで有意に低下していた。microRNAが形質転換に関与する可能性が示唆され、遺伝子型とmicroRNA発現の関連が示唆された。分泌型miRNAの分離、解析:培養細胞、動物モデル、臨床症例より、分泌型miRNAの解析を開始した。動物モデルでは、心房穿刺による全血採取後、全血清またはエクソソーム分離後にmiRNAを分離した。分泌型miRNAを含有する血液標本を蓄積し、分泌型miR21高発現を同定した。グリオーマ症例血中microRNA(miRNA)発現解析:新規グリオーマ症例術前の血漿または血清を採取した。血中miRNAは、全血またはExo-QUICKで抽出したエクソソームを対象に解析をおこなった。同時に摘出腫瘍サンプルの発現解析も同様におこなった。我々のこれまでの解析にて、グリオーマにおいて有意に発現変動を認めた7つのmiRNA (miR-21, miR-9, miR-10b, miR-22, miR-196a, miR-196b, miR-16)の解析を行った。原発腫瘍における高発現miRNA、miR-21が、その発現同定が可能であり、バイオマーカーとしての有用性が示唆された。miRNA機能解析:miRNA発現制御による腫瘍形成制御を目的に、浸潤能に着目し、in vitroでの研究を継続した。miR-127, -145, -31の過剰発現により、浸潤能が有意に低下することが明らかになった。当施設におけるグリオーマ遺伝子解析法として、マイクロサテライトマーカーを用いたLOH解析、High resolution melting (HRM)法を用いたIDH1/2、BRAFV600E、H3F3A変異解析、ダイレクトシークエンス法を用いたTERT promoter変異解析法をルーチン検査とし、グリオーマ症例の分子病理学的評価法として確立し、継続した。2015年度は、九州大学及び関連施設において摘出された新規57例のグリオーマ症例に対し、遺伝子解析を施行した。また、同症例より術前血液サンプル、術中髄液サンプルを採取した。培養液より分離したエクソソームを用いた分泌型microRNA解析同様、血液中microRNAを対象にTaqMan法を用いた解析を行ったが評価困難であった。分子病理学的背景を加味し、5例の血漿と3例の髄液より、エクソソームを分離し、分泌型miRNAを抽出し、東レ3D-Gene miRNA Olig chipを用いた網羅的発現解析を行った。正常血漿と比較し発現が上昇しており、髄液中でもその上昇が同定できるmiRNA (miR-4530, -4294, -4534)を選定した。蓄積した症例数に対するTaqMan法を用いた再評価の為、TaqManプローブを作成した。さらにエクソソーム内のmiRNAの機能を解明することを目的に、in vitroで浸潤能に関与することが明らかとなったmiRNAを過剰発現させた幹細胞と腫瘍細胞(U87)を共培養することにより、分泌型miRNAによりU87の浸潤能を制御できる可能性が示唆された。血中miRNAの解析が可能となり、今後の症例の蓄積により、分泌型miRNA研究を展開することが可能と考えている。脳腫瘍幹細胞を用いた動物モデルの作成に時間を要し、腫瘍形成過程におけるmiRNA発現変動に関する研究がやや遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。同様にグリオーマ症例の摘出標本の解析を継続、発展させる。

H26年度に同定した、血中バイオマーカー候補であるmiRNAの解析データの蓄積、さらに、血中miRNAの経時的変動、腫瘍型による特異性の解明に努める。同時にcell freeDNA解析まで研究が展開できるよう、これまでの採取法も再検討していく。幹細胞培養、動物モデル作成により、解析データを蓄積する。遺伝子解析に基づく腫瘍の再分類は可能となり、microRNA発現と遺伝子型の相関が明らかとなりつつある。本年度は、動物移植モデルの作成に時間と費用を要した。そのため、摘出標本において脳腫瘍形成に関わる新たなmicroRNAが同定できたが、その動物モデルでの証明は困難であった。27年度が最終年度であるため、記入しない。幹細胞培養は摘出標本より行うため、手術症例にその数が依存する。H26年度は、適応となる症例数、動物モデル作成に至るサンプルが少なく、次年度使用額を残した。培養細胞、動物モデル、臨床症例から分泌型microRNA採取を継続する。microRNAの機能解明の為、in vitro、in vivoの実験系を確立する。特にマウス移植モデルの作成を確立させることに重きをおき、研究を進める。摘出標本からは積極的に幹細胞培養を行う。また、長期培養細胞を用いた、動物モデルを作成し、腫瘍形成過程におけるmiRNAの発現変動を検討する。脳腫瘍(膠芽腫)手術症例より適宜、摘出標本より幹細胞培養をおこない、腫瘍幹細胞分離を試みている。さらに幹細胞が確立できたものに対して、動物移植モデルの作成に取りかかっており、本年度は次年度使用額が生じた。実施計画に則り、適宜幹細胞分離、動物移植モデルを作成し、解析対象標本の蓄積、実験系の確立をすすめる。
梗塞巣への浸潤細胞を使って脳梗塞を治す

脳梗塞巣に侵入するマクロファージ(MP)にはNG2 proteoglycan(NG2)とCD200を発現する細胞群がある。CD200はCD200R(受容体)を発現するマイクログリアやMPの起炎症反応を抑制する分子として知られており、虚血脳における両者の役割をラット中大脳動脈一過性閉塞モデルを用いて明らかにした。その結果、梗塞巣MPはNG2陽性細胞とCD200陽性細胞に分類でき、NG2陽性細胞はCD200陰性、CD200陽性細胞はNG2陰性であった。Iba1陽性細胞(=MP)は、ほぼ全てCD200Rを発現した。CD200は、exon1、2およびexon3の一部に由来する配列が欠損したCD200-truncated form(CD200S)を発現し、梗塞中心部ではCD200SがCD200-full-length(CD200L)に比べmRNAの発現が有意に高かった。CD200の蛋白発現は、OX2抗体では梗塞対側や辺縁に、抗CD200 C末抗体では梗塞中心部に高発現した。抗CD200 C末抗体はCD200S特異的抗体で、OX2抗体はCD200L特異的抗体と考えられた。多くのCD200陽性細胞はCD200LとCD200Sを共発現していた。さらに、NG2陽性細胞は梗塞巣皮質に、CD200陽性細胞は梗塞巣脳梁に集簇しており、NG2陽性細胞周辺にはOX2抗体のみ陽性のCD200L陽性変性組織が多く存在していた。CD200陽性細胞はCCL2、iNOS、IL-1β、TLR4、CD68、CD163、TGFβに陽性で、NG2陽性細胞はCD86を除いて陰性であった。これらの結果より、梗塞巣MPにはNG2陽性細胞とCD200陽性細胞の2種類があり、梗塞中心部のCD200陽性細胞は起炎症性活性を有し、NG2陽性細胞は起炎症性メディエーターや貪食能が抑制されていると考えられた。平成27年度の研究は、(1)脳梗塞巣中心部から分離培養したマクロファージ様細胞にリポポリサッカライド(LPS)を添加して活性化させた条件で、CD200、CD200R(受容体)、ならびに起炎症性メディエータや神経栄養因子の発現を測定し、そのような環境下での変化を明らかにすること、(2) CD200を強制発現させたC6細胞株を作成し、マクロファージ様細胞との混合培養を行い、CD200の高発現環境下での起炎症性メディエータや神経栄養因子発現への影響を明らかにすることを目的として行なった。その結果、培養マクロファージ様細胞にはCD200、CD200Rの高発現が認められ、脳梗塞巣の免疫組織染色で多くのマクロファージ様細胞がCD200陽性/CD200R陽性であったが、LPSの添加でマクロファージ様細胞のCD200の発現が増加することを明らかにした。また、CD200高発現のC6細胞との混合培養で、マクロファージ様細胞のiNOSや炎症性サイトカインの発現が増加し、神経保護的因子の発現は低下することを示した。これらの所見は、マクロファージ様細胞は、活性化された条件においてCD200を発現し、CD200はマクロファージ様細胞に対して活性化を亢進させ、起炎症性に働くことが示唆された。これらの所見は、CD200-CD200R相互作用が、骨髄系免疫系細胞の機能を抑制するという従来の知見と異なっていたが、平成26年度の研究結果より、(1)梗塞巣に集簇するマクロファージには、NG2陽性細胞とCD200陽性細胞の2種類があり、梗塞巣中心部のCD200陽性細胞は起炎症性活性を有し、NG2陽性細胞は起炎症性メディエータや貪食能が抑制されていること、(2) CD200陽性細胞はCD200LとCD200Sを共発現しており、CD200L-CD200Rによる起炎症活性の抑制がCD200Sによって無効化されているためと推測している。平成26年度は、脳梗塞巣におけるCD200、CD200Rの遺伝子発現と蛋白発現の変化を明らかにするとともに、それらの局在を免疫組織化学的に経時的に観察し、以下のことを明らかにした。脳梗塞巣のマクロファージは、NG2陽性細胞とCD200陽性細胞に分類でき、NG2陽性細胞はCD200陰性、CD200陽性細胞はNG2陰性であった。また、Iba1陽性細胞(マクロファージ)は、ほぼ全てCD200Rを発現した。脳梗塞巣のマクロファージが発現するCD200は、そのcDNA配列を解析により、exon1、2およびexon3の一部に由来する配列が欠損したCD200-truncated form (CD200S)を発現し、脳梗塞巣中心部ではCD200SがCD200-full-length (CD200L)に比べてmRNAの発現が高かった。Western blotting法でのCD200蛋白の発現解析では、OX2抗体では脳梗塞巣対側や辺縁に、抗CD200 C末抗体では脳梗塞中心部に高発現した(吸収試験で抗CD200 C末抗体はCD200Sの、OX2抗体はCD200Lの特異的抗体と考えられた)。免疫組織染色では、多くのCD200陽性細胞は、CD200LとCD200Sを共発現していた。

NG2陽性細胞は梗塞巣皮質に、CD200陽性細胞は梗塞巣脳梁に集簇しており、NG2陽性細胞周辺にはOX2抗体のみ陽性のCD200陽性変性組織が多量に存在した。これらの所見より、梗塞巣マクロファージには、NG2陽性細胞とCD200陽性細胞の2種類があり、梗塞巣中心部のCD200陽性細胞は起炎症性活性をもち、NG2陽性細胞は起炎症性メディエータや貪食能が抑制されていると考えられた。NG2陽性細胞の周囲には神経細胞由来と考えられるCD200L陽性変性組織が存在し、CD200L陽性組織と自身のCD200Rとの相互作用による起炎症反応の抑制効果が示唆された。また、CD200陽性細胞はCD200LとCD200Sを共発現しており、CD200L-CD200Rによる起炎症活性の抑制がCD200Sによって無効化されていると考えられた。これらの結果は、平成27年度の研究結果の解釈と平成28年度の方向決定に役立っている。この結果は、脳梗塞においてもCD200SはCD200L-CD200Rによる起炎症性活性の抑制を無効化する可能性が示唆され、CD200LとCD200S作用のコントロールによる新しい脳梗塞治療手段を提供することが期待される。今年度の目標は、脳梗塞巣におけるCD200、CD200Rの遺伝子発現ならびに蛋白発現を経時的に観察し、またその局在を免疫組織化学的に経時的に検討し、特に浸潤細胞での両者の発現変化を明らかにすることであった。その目的を達成するために、(1)ラットに中大脳動脈領域の脳梗塞を作製し、梗塞巣におけるCD200とCD200RのmRNA発現量をリアルタイムPCRで、蛋白発現量をウェスタンブロットで経時的に評価すること、(2)同様に梗塞巣におけるCD200とCD200Rの局在について両者への抗体を用いて免疫組織学的に検討し、発現細胞の経時的変化を観察すること、(3)ラットへの虚血負荷後2、5、7、14日目に脳を摘出し、虚血巣より単離したマクロファージを免疫蛍光染色し、CD200、CD200Rの発現をIba1, NG2ともに観察し、発現の変化を検討することを計画した。今年度に予定した研究は、概ね計画通りに行なわれ、CD200,CD200Rの遺伝子ならびに蛋白発現の経時的変化と局在が明らかになった。また、CD200およびCD200Rの機能も把握できた。つまり、梗塞巣に集積するマクロファージには、NG2陽性細胞とCD200陽性細胞の2種類があり、梗塞中心部のCD200陽性細胞は起炎症性活性を有し、NG2陽性細胞は起炎症性メディエーターや貪食能が抑制されていると考えられた。CD200陽性細胞はCD200LとCD200Sを共発現しており、CD200L-CD200Rによる起炎症性活性の抑制がCD200Sによって無効化されていると考えられた。平成28年度の研究は、(1) CD200を強制発現させたC6細胞株とマクロファージ様細胞との混合培養に抗CD200R抗体を添加してCD200-CD200R相互作用を阻害する環境をつくり、起炎症性メディエータや神経栄養因子発現への影響を明らかにすること、(2)虚血ラットに抗CD200R抗体を注入することによる脳梗塞治療効果を明らかにすることを目的に行なう。そして、以下の結果を推測している。培養マクロファージ様細胞は、多くがCD200、CD200Rを高発現しており、LPS添加によりCD200発現がさらに増強する。
RI標識キメラ化抗体と抗癌剤結合キメラ化抗体による胃癌肝転移の標的治療法の開発

1 RI標識抗体の作製131-Iをキメラ化モノクローナル抗体chA7にクロラミンT法で標識し、精製した。ヒト胃癌培養細胞株MKN45、KATOIIIに対する131-IchA7の抗腫瘍効果を様々な条件下で検討した結果、chA7単独よりも良好な抗腫瘍効果を示した。3肝転移モデルの作製ヒト胃癌細胞株MKN1、MKN45、KATOIIIを脾臓被膜下に注入して、肝転移モデルの作製を試みるもなかなか安定した肝転移モデルが作製できず、また、各ヒト胃癌細胞株の盲腸壁内注入を試みたが、高肝転移株は作製出来なかった。4 131-I標識chA7のマウスにおける急性毒性の検討131-I標識chA7の投与量(131-Iの投与量)を変化させて、マウスに起こる急性毒性の検討の結果、55.5MBq/1匹までは特に急性毒性は認められなかった。5 131-I標識chA7の肝転移モデルにおけるdistributionヒト胃癌培養細胞株を皮下に移植したヌードマウスに131-I標識chA7を静脈内投与したところ、投与2時間後には背部腫瘍に最も多く集積した。また、血液中からは投与24時間後にはほとんど消失していた。肝臓には他の臓器と比較して多く集積した。6 131-I標識chA7のヒト胃癌細胞株移植ヌードマウスに対する治療効果(in vivo抗腫瘍効果)131-I標識chA7の7.4MBq/1匹、14.8MBq/1匹をヒト胃癌培養細胞株移植2週間後に静脈内投与した場合、それぞれのin vivo抗腫瘍効果は弱いものであった。(1)RI標識抗体の作製131-Iをキメラ化モノクローナル抗体chA7にクロラミンT法で標識し、Sephadex G-25カラムにてゲルろ過して精製し、131-I標識chA7を安定的に得ることが出来た。a)131-I標識chA7単独投与の場合のヒト胃癌細胞株に対するin vitro抗腫瘍効果は、131-I標識chA7を中心として円形にヒト胃癌培養細胞株MKN45、KATOIIIがアポトーシスを起こしたことより、放射状に現れると思われる。b)chA7単独投与ではヒト胃癌培養細胞株に対する抗腫瘍効果はほとんど認められなかったが、抗腫瘍性抗生物質ネオカルチノスタチン(NCS)を結合させたキメラ化抗体chA7-NCSの場合は単独投与でもヒト胃癌培養細胞株に対する抗腫瘍効果は十分に認められた。d)非特異的モノクローナル抗体であるマウスIgGの131-I標識化合物131-I標識IgGによるin vitro抗腫瘍効果は131-I標識chA7の効果と比較した場合、ほとんど抗腫瘍効果が認められなかった。(3)肝転移モデルの作製ヒト胃癌培養細胞株MKN1、MKN45、KATOIIIなどを脾臓被膜下に注入して肝転移モデルを鋭意作製中である。ヒト胃癌細胞株MKN45、KATOIIIに対する131-IchA7の抗腫瘍効果を様々な条件下で検討した結果、chA7単独よりも良好な抗腫瘍効果を示した。3肝転移モデルの作製ヒト胃癌細胞株MKN1、MKN45、KATOIIIを脾臓被膜下に注入して、肝転移モデルの作製を試みるもなかなか安定した肝転移モデルが作製できず。また、各ヒト胃癌細胞株の盲腸壁内注入を試みたが、高肝転移株は作製出来なかった。

4 131-I標識chA7のマウスにおける急性毒性の検討131-I標識chA7の投与量(131-Iの投与量)を変化させて、マウスに起こる急性毒性の検討の結果、55.5MBq/1匹までは特に急性毒性は認められなかった。5 131-I標識chA7の肝転移モデルにおけるdistributionヒト胃癌培養細胞株を背部皮下に移植したヌードマウスに131-I標識chA7を静脈内投与したところ、投与2時間後には背部腫瘍に最も多く集積した。6 131-I標識chA7のヒト胃癌細胞株移植ヌードマウスに対する治療効果(in vivo抗腫瘍効果)131-I標識chA7の7.4MBq/1匹、14.8MBq/1匹をヒト胃癌培養細胞株移植2週間後に静脈内投与した場合、それぞれのin vivo抗腫瘍効果は弱いものであった。
東アジア地域における都市環境生活の資質・能力育成に関する比較教育研究

平成30年度前半は,平成29年度からの東アジア各国において都市環境生活として今どのような資質・能力の育成が期待されているのか,東アジア各国において以前はどのような資質・能力が望まれていたのか,について各国を研究対象基盤とする研究協力者との現状分析調査と史料分析調査,そして循環的往来による議論を継続させ,東アジア各国の空間軸・時間軸・社会軸の各視点における都市環境生活の資質・能力やその育成の論理を検討した。その成果は11月に奈良教育大学で開催された日本社会科教育学会の全国研究大会の課題研究で発表を行った。平成30年度後半からは都市環境教育カリキュラム空間領域開発班,都市環境教育カリキュラム時間領域開発班,都市環境教育カリキュラム社会領域開発班へと研究班の編成を都市環境教育の分析班から,空間・時間・社会の各立場からの都市環境教育カリキュラム開発班に再編して,東アジア地域での汎用性と独自性を併せ持つ都市環境生活の資質・能力を織り交ぜたカリキュラム試案の検討を進めた。今年度のさらなる具体としては,第3回研究委員会を4月に開催し,日本社会科教育学会での発表に向けて,発表の内容構成・分担の確定とこれまでの研究の整理等を行った。第3回研究委員会以降の研究班ごとの研究としては,平成30年度前半の班において,研究の整理と学会発表の準備を進めた。11月の日本社会科教育学会での発表後に第4回研究委員会を開催して,研究メンバーの研究成果を持ち寄り,その確認と相互報告を行った。また,平成30年度後半以降の新たな研究班を立ち上げ,各研究班においてカリキュラム試案作成のための検討を始め,カリキュラム試案の考察を進めた。平成30年度は,以下の活動実績から,本研究はおおむね順調に進展していると考えている。東アジア各国において都市環境生活として今どのような資質・能力の育成が期待されているのか,東アジア各国において以前はどのような資質・能力が望まれていたのか,について各国を研究対象基盤とする研究協力者との現状分析調査と史料分析調査,そして循環的往来による議論を実施した。平成30年度前半は,平成29年度からの議論を継続させ,東アジア各国の空間軸・時間軸・社会軸の各視点における都市環境生活の資質・能力やその育成の論理を検討した。平成31年度の前半は,平成30年度後半から再編を行った都市環境教育カリキュラム空間領域開発班,都市環境教育カリキュラム時間領域開発班,都市環境教育カリキュラム社会領域開発班での東アジア地域での汎用性と独自性を併せ持つ都市環境生活の資質・能力を織り交ぜたカリキュラム試案の検討を継続させる。新たな東アジア各国の空間軸・時間軸・社会軸の各視点における都市環境生活の資質・能力とその育成の方略に関する検討を研究メンバーと進め,その成果を全国社会科教育学会もしくは初等教育カリキュラム学会の研究大会で発表する。平成31年度の終盤には都市環境教育カリキュラム空間領域開発班,都市環境教育カリキュラム時間領域開発班,都市環境教育カリキュラム社会領域開発班での東アジア地域での汎用性と独自性を併せ持つ都市環境生活の資質・能力を織り交ぜたカリキュラム試案の整理を進めて,最終報告書もしくは最終報告データファイルの作成を行う。さらに具体的な平成31年度の計画・方法としては,1第5回研究委員会(4月予定)において,全国社会科教育学会もしくは初等教育カリキュラム学会での発表に向けて,発表の内容構成・分担の確定とこれまでの研究の整理等を行う。2研究班ごとの研究(第5回研究委員会以降)として研究班ごとに,研究の整理と報告会の発表準備を進める。3第6回研究委員会(11月予定)では,各自の成果を持ち寄り,最終確認と相互報告を行い,その後は1月末を目途に最終報告書もしくは最終報告データファイルの作成を進める。平成29年度は,東アジア各国において都市環境生活として今どのような資質・能力の育成が期待されているのか,東アジア各国において以前はどのような資質・能力が望まれていたのか,について各国を研究対象基盤とする研究協力者との現状分析調査と史料分析調査,そして循環的往来による議論を実施した。第1回研究委員会を7月に開催し,研究代表者,研究協力者全員で構成する研究委員会において,3年間の研究の進め方,分担等について検討を行った。その後は,研究委員会の検討を受け,研究班ごとに研究を進めた。必要に応じて,研究班別会議を2回程度開催した。各研究班の今年度の研究内容は次の通りである。

1空間軸の視点からの都市環境教育分析班:東アジア各国の最新の教育課程,地理教科書,副読本における都市環境教育の予備的な分析調査等を行った。2時間軸の視点からの都市環境教育分析班:東アジア各国の最新の教育課程,歴史教科書,副読本における都市環境教育の予備的な分析調査等を行った。3社会軸の視点からの都市環境教育分析班:東アジア各国の最新の教育課程,公民教科書,副読本における都市環境教育の予備的な分析調査等を行った。第2回研究委員会を2月に開催し,各研究班の約1年間の研究成果を全員で共有した。また,平成29年度の研究進捗状況を確認し,次年度以降の研究内容・計画・方法等の検討・見直しを行った。特に,研究班それぞれの独自の進捗状況は大事にしながらも,市民性の観点での共通意識も見失わないように留意することも再確認した。平成29年度は,以下の活動実績から,本研究はおおむね順調に進展していると考えている。東アジア各国において都市環境生活として今どのような資質・能力の育成が期待されているのか,東アジア各国において以前はどのような資質・能力が望まれていたのか,について各国を研究対象基盤とする研究協力者との現状分析調査と史料分析調査,そして循環的往来による議論を実施した。第1回研究委員会を7月に開催し,研究代表者,研究協力者全員で構成する研究委員会において,3年間の研究の進め方,分担等について検討を行った。その後は,研究委員会の検討を受け,研究班ごとに研究を進めた。必要に応じて,研究班別会議を2回程度開催した。各研究班の今年度の研究内容は次の通りである。平成30年度前半は,平成29年度からの東アジア各国において都市環境生活として今どのような資質・能力の育成が期待されているのか,東アジア各国において以前はどのような資質・能力が望まれていたのか,について各国を研究対象基盤とする研究協力者との現状分析調査と史料分析調査,そして循環的往来による議論を継続させ,東アジア各国の空間軸・時間軸・社会軸の各視点における都市環境生活の資質・能力やその育成の論理を検討した。その成果は11月に奈良教育大学で開催された日本社会科教育学会の全国研究大会の課題研究で発表を行った。
衝撃的地震動発生メカニズムの解明とその観測に関する研究

1995年の兵庫県南部地震において現れた種々の現象の中には,既存の加速度記録だけでは十分に説明できない現象が土木構造物の中にもかなり存在した.橋脚の輪切り状のひび割れや柱天端部の破壊,煙突中間部での破壊が神戸海洋気象台での観測記録を用いた解析では再現できない;高架橋の支承,移動制御装置,落橋防止装置に力積衝撃に近い荷重が作用したと考えられる多様な破壊モードが現れている;線路等に異常がなく,かつ重心の極めて低い停車中の列車が脱線している,等の現象はその一例である.跳躍現象に関しても,車庫に止めてあった車の跳躍が神戸海洋気象台の記録を入力した数値解析や振動台実験では再現されないという報告や,人を始め,路肩の縁石,墓石,家屋,車の跳躍も確認されており,衝撃力の存在を思わせる証言も数多く存在する.本研究は,このような現象全てを,採録波の,しかも主に水平動のみによって説明しようとする現行の流れは不自然であるとの認識の下に,断層の破壊過程の解析から衝撃的地震動発生のメカニズムにアプローチした.さらにこれと並行して,より高周波側まで帯域を伸ばした改良型の地震計を作成し,高周波成分を含む地震波の採録に努めて以下のような成果を得た.(1)衝撃的地震動発生に関する事例調査衝撃的地震動によるもとの思われる現象や被害事例を収集し,詳細な検討を行った。(2)2,3次元FEM'プログラムによる断層近傍地震動のシミュレーション断層前にジョイント要素を配置した2次元および3次元の断層運動シミュレーションを行い,断履近傍の地震動加速度,速度,変位波形を求めてその特徴を検討する.(3)地震観測岩盤上で上下動に的を絞って定点観測を続け,同じ地震に対してサーボ型加速度計と圧電型加速度計の双方の記録を収録した.1995年の兵庫県南部地震において現れた種々の現象の中には,既存の加速度記録だけでは十分に説明できない現象が土木構造物の中にもかなり存在した.橋脚の輪切り状のひび割れや柱天端部の破壊,煙突中間部での破壊が神戸海洋気象台での観測記録を用いた解析では再現できない;高架橋の支承,移動制御装置,落橋防止装置に力積衝撃に近い荷重が作用したと考えられる多様な破壊モードが現れている;線路等に異常がなく,かつ重心の極めて低い停車中の列車が脱線している,等の現象はその一例である.跳躍現象に関しても,車庫に止めてあった車の跳躍が神戸海洋気象台の記録を入力した数値解析や振動台実験では再現されないという報告や,人を始め,路肩の縁石,墓石,家屋,車の跳躍も確認されており,衝撃力の存在を思わせる証言も数多く存在する.本研究は,このような現象全てを,採録波の,しかも主に水平動のみによって説明しようとする現行の流れは不自然であるとの認識の下に,断層の破壊過程の解析から衝撃的地震動発生のメカニズムにアプローチした.さらにこれと並行して,より高周波側まで帯域を伸ばした改良型の地震計を作成し,高周波成分を含む地震波の採録に努めて以下のような成果を得た.(1)衝撃的地震動発生に関する事例調査衝撃的地震動によるもとの思われる現象や被害事例を収集し,詳細な検討を行った。(2)2,3次元FEM'プログラムによる断層近傍地震動のシミュレーション断層前にジョイント要素を配置した2次元および3次元の断層運動シミュレーションを行い,断履近傍の地震動加速度,速度,変位波形を求めてその特徴を検討する.(3)地震観測岩盤上で上下動に的を絞って定点観測を続け,同じ地震に対してサーボ型加速度計と圧電型加速度計の双方の記録を収録した.1995年の兵庫県南部地震では,建築物や高速道路,そして鉄道高架橋等多くの構造物が崩壊し,我国の構造物の安全性に疑問を投げかけた.

これまで,何故構造物が壊れたかについて様々な議論がなされてきた.予想をはるかに越えた被害の背景には,予想し得なかった入力が存在したとする説もその一つである.本年度は,逆断層型の地震動を対象に,ジョイント要素を用いたFEM断層モデルによるシミュレーションを行ない,断層運動と震源近傍における強震動特性の関係を検討した.本手法を用いれば,複雑な震源過程を破壊の伝播,すべり時間関数,食い違い量などを仮定せずに断層面上での応力降下の特性を与えるのみで断層運動をうまく表現できる.ジョイント要素の構成関数をすべり弱化型とし,この構成関係を規定する各種パラメータが生成地震動に及ぼす影響を調べた.さらに,兵庫県南部地震で見られた土木構造物の衝撃的破壊現象,及び地震時の証言から推測される衝撃的地震動について考察を加えた.結果として,臨界変位量D_cが小さい方が短周期成分が卓越し,ピーク加速度も大きくなること,破損応力降下量Δτ_bが大きい場合には,より大きな振幅の波動が生成されること,破壊が浅いところで停止,あるいは急激な破壊速度の変化がある場合,作用時間の短いパルス波が発生する可能性があること,断層近傍地盤の非線形性を考慮したケースでは,上下動の短周期成分が増加することもあることなどがわかった.また,観測記録の中に数十から数百Hzの振動成分が含まれていても,サーボ型加速度計ではその振幅レベルが小さくなるため,他の記録の中に埋もれてしまう可能性があることもわかった.1995年の兵庫県南部地震において現れた種々の現象の中には,既存の加速度記録だけでは十分に説明できない現象が土木構造物の中にもかなり存在する.橋脚の輪切り状のひび割れや柱天端部の破壊,煙突中間部での破壊が神戸海洋気象台での観測記録を用いた解析では再現できない;高架橋の支承,移動制御装置,落橋防止装置に力積衝撃に近い荷重が作用したと考えられる多様な破壊モードが現れている;線路等に異常がなく,かつ重心の極めて低い停車中の列車が脱線している,等の現象はその一例である.跳躍現象に関しても,車庫に止めてあった車の跳躍が神戸海洋気象台の記録を入力した数値解析や振動台実験では再現されないという報告や,人を始め,路肩の縁石,墓石,家屋,車の跳躍も確認されており,衝撃力の存在を思わせる証言も数多く存在する.本研究は,このような現象全てを,採録波の,しかも主に水平動のみによって説明しようとする現行の流れは不自然であるとの認識の下に,衝撃的地震動発生のメカニズムを断層の破壊過程の解析から明らかにする.さらにこれと並行して,より高周波側まで帯域を伸ばした改良型の地震計を作成し,地震波の採録に努め衝撃的地震動の存在を明らかにする.平成12年度の研究実績を以下に列挙する.(1)衝撃的地震動発生メカニズムの再検討(清野・澤田・盛川)衝撃的地震動発生原因の再度の洗い出しと,構造物被害との関連の再検討を行った.(2)地震観測の継続(清野・盛川)岩盤上で上下動に的を絞って定点観測を継続している.(3)FEMプログラムによる衝撃的地震動のシミュレーション(清野)ジョイント要素の構成関係を再構築してシミュレーションを行い,断層近傍の地震動加速度,速度,変泣波形を求めてその特徴を検討した.1995年の兵庫県南部地震において現れた種々の現象の中には,既存の加速度記録だけでは十分に説明できない現象が土木構造物の中にもかなり存在した.橋脚の輪切り状のひび割れや柱天端部の破壊,煙突中間部での破壊が神戸海洋気象台での観測記録を用いた解析では再現できない;高架橋の支承,移動制御装置,落橋防止装置に力積衝撃に近い荷重が作用したと考えられる多様な破壊モードが現れている;線路等に異常がなく,かつ重心の極めて低い停車中の列車が脱線している,等の現象はその一例である.跳躍現象に関しても,車庫に止めてあった車の跳躍が神戸海洋気象台の記録を入力した数値解析や振動台実験では再現されないという報告や,人を始め,路肩の縁石,墓石,家屋,車の跳躍も確認されており,衝撃力の存在を思わせる証言も数多く存在する.本研究は,このような現象全てを,採録波の,しかも主に水平動のみによって説明しようとする現行の流れは不自然であるとの認識の下に,断層の破壊過程の解析から衝撃的地震動発生のメカニズムにアプローチした.さらにこれと並行して,より高周波側まで帯域を伸ばした改良型の地震計を作成し,高周波成分を含む地震波の採録に努めて以下のような成果を得た.(1)衝撃的地震動発生メカニズムの再検討衝撃的地震動発生原因の再度の洗い出しと,構造物被害との関連の再検討をった(2)地震観測岩盤上で上下動に的を絞って定点観測を続け,同じ地震に対してサーボ型加速度計と圧電型加速度計の双方の記録を収録した.(3)FEMプログラムによる衝撃的地震動のシミュレーション断層面にジョイント要素を配置した3次元シミュレーションを行い,断層近傍の地震動加速度,速度,変位波形を求めてその特徴を検討する.(4)衝撃的地震動の存在についての考察シミュレーション,観測を通してその存在についての考察を行なった.
数値シミュレーションによる高温高密度ＱＣＤの相構造の研究

数値シミュレーションにより、高温高密度での量子色力学(QCD)の相構造を研究した。温度と化学ポテンシャルだけではなくクォーク質量も変数として加え、確率分布関数を計算して相転移の性質を調べる方法を提案した。まず、クォークが重い領域で相構造を調べ、一次相転移とクロスオーバーの領域を分ける臨界面を任意の密度で具体的に決定し、その方法の有用性を示した。続いて、現実のクォーク質量での研究を目指した動的クォークが2種類の計算を行い、現象論的に予想されるような低密度でのクロスオーバーが高密度で一次相転移に変わる兆候を確認した。さらに、低密領域でのカイラル相転移のスケーリング則などの研究を行った。本課題では、高温高密度での量子色力学(QCD)の相構造を計算機シミュレーションにより研究する。密度を調節する化学ポテンシャルがゼロでない場合、直接モンテカルロ・シミュレーションができないため、QCDの高密度領域での研究は困難である。そこで、温度と化学ポテンシャルだけではなく、クォークの質量も変数としてパラメータ空間を広げ、相構造を考える。質量依存性を調べ、スピン模型などと比較することにより、相転移のユニバーサルな性質について議論することができ、低密度領域の情報から高密度で計算が難しい領域の相構造を予想することも可能になる。我々は、より高密度でのQCDを研究するために、確率分布関数に着目して相転移の性質を調べる方法を提案した。その方法を用いて、まず、すべてのクォークが重い領域での相構造を調べ、一次相転移とクロスオーバーの領域を分ける臨界面を任意の密度で具体的に決定することに成功した。それにより我々の方法の有用性を示すことができた。さらに、現実のクォーク質量での相構造の解明を目指した、動的クォークが軽い場合の計算が現在進行していて、テスト計算では、現象論的な研究で予想されるような、低密度でのクロスオーバーが高密度で一次相転移に変わる兆候を確認することができた。また、現実のQCD相転移は、軽いクォーク2種類と少し重いクォーク1種類の系であるが、それを少し変更して、その少し重いクォークがたくさんある系では、一次相転移が現れる臨界点を、有限密度の場合も含めて、容易に調べられることが分かった。その系は電弱相互作用の複合ヒッグス模型の一例と同等で、その相転移を調べることは電弱相転移でバリオン数の非対称性を作ることが可能かどうかの議論と関連している。我々のQCD相転移に関する研究は、意外な分野の研究に対しても有益な情報をもたらすことが分かった。計算機シミュレーションを行うことにより、高温高密度での量子色力学(QCD)の相構造を研究した。密度を調節する化学ポテンシャルがゼロでない場合、直接モンテカルロシミュレーションができないため、高密度領域でのQCDの研究は困難である。そこで、パラメータ空間を広げ、温度と化学ポテンシャルだけではなくクォークの質量も変数として加えて相構造を考えた。低密度領域からの外挿で計算が難しい高密度領域の相構造を予想することが可能であることに加え、質量依存性を調べてスピン模型などと比較すれば、相転移のユニバーサリティークラスを議論することができる。本研究では、確率分布関数に着目して相転移の性質を調べる方法を提案した。続いて、現実のクォーク質量での相構造の解明を目指した動的クォークが軽い場合の計算を行い、現象論的な研究で予想されるような、低密度でのクロスオーバーが高密度で一次相転移に変わる兆候を確認することができた。さらに、低密領域で、カイラル相転移点近傍のスケーリング則をスピン模型と比較して議論した。また、現実のQCD相転移は、軽いクォーク2種類と少し重いクォーク1種類の系であるが、それを少し変更した重いクォークの種類が多数ある系では、一次相転移が現れる臨界点を有限密度の場合も含めて容易に調べられることが分かった。その研究では、クォーク多種類の系から出発して現実の系に近付けるアプローチの有効性を指摘したことにとどまらず、その系は電弱相互作用の複合ヒッグス模型の一例と同等で、その相転移の調査は電弱相転移でバリオン数生成が可能かどうかの議論と関連して、興味深い研究対象であることが分かった。本研究では、宇宙誕生直後に起こったとされる高温高密度でのQCDの相転移に関して以下の2つの研究を行っている。1、低密度領域での2フレーバーQCDの相転移の性質を理解するために、ゼロ密度の相転移温度付近、いろいろな温度、いろいろなクォーク質量でシミュレーションを行い、各点でのカイラルオーダーパラメータとその化学ポテンシャル微分の値を計算した。

そして、そのオーターパラメータのスケーリング則を調べることにより、予想されているように、O(4)スピン模型を同じユニバーサリティークラスに属しているかどうかを調べた。さらに、そこで比較したスケーリング関数の中のパラメータである、高温相と低温相を分ける相転移線の曲率を、密度ゼロ・クォーク質量ゼロの極限で計算した。ユニバーサリティーの議論では、計算精度が十分でなく、はっきりとした結論は得られていないが、そのスケーリング関数を仮定すれば、その相転移線の曲率が計算精度の範囲で決定できることが分かった。2、未だに研究が困難なQCDの高密度領域を数値シミュレーションによって研究できる、新しい計算方法の開発を行った。化学ポテンシャルがゼロでないと、ボルツマンの重みが複素数になり、モンテカルロ・シミュレーションができない。今年度は、その重みの複素位相を省いてシミュレーションを行い、期待値を計算するときにその重みの補正を行うという方法が有効であることを確かめた。我々の提案する符号問題を多項式展開の収束性の問題にすりかえる方法を組み合わせれば、かなり高い密度までQCDの研究が可能になるであろうことが今までの試験的な研究で分かった。その研究を進め、高密度状態の計算方法の確立を目指したい。動的クォークが軽い場合の有限密度QCDの研究では、ボルツマンの重みの位相を省いてシミュレーションを行い、あとでその分を補正する方法が、高密度での研究に有効であることが分かってきた。研究を進め、高密度状態の計算方法を確立したい。また、軽いクォーク2種類と重いクォークがたくさんある系の計算も面白くなってきた。質量のパラメータ空間の中で、現実世界の質量の点付近にあると予想されている三重臨界点近傍には、そのクォークの数によらずユニバーサルな性質があると言われている。上記の電弱相転移との関連だけでなく、QCD相転移の性質に関する面白い情報も引き出せるのではないかと考えている。軽いクォーク2つの系の低密度、臨界点近傍のスケーリング則の研究について、今年度はあまり進展がなかったが、シミュレーションは続けていている。1、オーダーパラメータのスケーリング則の調査は、低密度領域での高温相と低温相を分ける相転移線を決める方法として有効であることが分かった。しかし、今のところ統計誤差を小さくできず、そのまま統計を増やすべきか、方法の改良を考えるべきかを決めかねている状況である。2、ボルツマンの重みの位相を省いてシミュレーションを行い、後でその分を補正する方法が高密度状態の研究で有効であることが分かってきた。本課題最終年度では、有限密度の研究を進め、高密度状態の計算方法を確立したい。試験的な計算では、高密度で1次相転移に変わる兆候が得られている。それを明確にして我々の方法が有限密度での研究に有用であることを示したい。動的クォーク2つのスケーリング則の研究に関しては、統計誤差をいかに減らすか考えなくてはいけない状況である。試行錯誤で最良の方法を見つけたい。オーダーパラメータのスケーリング則の研究に関しては、統計誤差をいかに減らすか考えなくてはいけない状況である。
膵癌治療における予後予測因子及び治療選択肢としての微量癌細胞の同定

早期膵癌にて,今までの組織病理学的検索では長期生存例と早期再発例とを予測することが困難であったが,これを分子生物学的アプローチにより癌の進行度を検討し,より正確に予後を予測できるか否かを検討するため,1980年1991年に手術を施行し予後を追跡できた症例のうち,長期生存者が存在する,腫瘍径3.0cm以下で,リンパ節転移蔭性例(ただし,#13,#17番のみに転移の認められる症例は除く)膵頭部浸潤性膵管癌22例を対象とし研究を施行した.膵癌患者の手術時に得られた癌部、非癌部組織,リンパ節,神経叢のホルマリン包埋標本より未染スライドを作製し、HE染色下に選択的にDNAを抽出し,これらの材料より,制限酵素Bst-N1による切断部位を導入したミスマッチブライマーによるPCRをかけた後,Bst-N1による切断をし,Non-RI SSCP法を行い,mutationの形を間接的に観察した(本法によりわずかな量のK-ras codon12点突然変異でも検出可能である).対象となった,22例中12例がPCRで増幅可能であり,腫瘍部の組織にK-ras codon12の点突然変異が認められたのは10例であった(83%).その10例において,リンパ節及び神経叢の検討を加えた.腫瘍と同じbandを示す,リンパ節と神経叢を転移あるいは浸潤陽性として判定した.この結果に基づき遺伝子診断において,a:リンパ節転移陰性例または,膵頭部までのリンパ節(#13と#17番)転移陽性群と,b:それを越えたリンパ節・神経叢浸潤陽性群においては,生存期間に0.05以下の有意差を認めた.早期膵癌にて,今までの組織病理学的検索では長期生存例と早期再発例とを予測することが困難であったが,これを分子生物学的アプローチにより癌の進行度を検討し,より正確に予後を予測できるか否かを検討するため,1980年1991年に手術を施行し予後を追跡できた症例のうち,長期生存者が存在する,腫瘍径3.0cm以下で,リンパ節転移陰性例(ただし,_<13,>17番のみに転移の認められる症例は除く)膵頭部浸潤性膵管癌22例を対象とし研究を施行した.膵癌患者の手術時に得られた癌部、非癌部組織,リンパ節,神経叢のホルマリン包埋標本より未染スライドを作製し、HE染色下に選択的にDNAを抽出し,これらの材料より,制限酵素Bst-N1による切断部位を導入したミスマッチプライマーによるPCRをかけた後,Bst-N1による切断をし,Non-RI SSCP法を行い,mutationの形を間接的に観察した(本法によりわずかな量のK-ras codon12点突然変異でも検出可能である).対象となった,22例中12例がPCRで増幅可能であり,腫瘍部の組織にK-ras codon12の点突然変異が認められたのは10例であった(83%).その10例において,リンパ節及び神経叢の検討を加えた.腫瘍と同じbandを示す,リンパ節と神経叢を転移あるいは浸潤陽性として判定した.この結果に基づき遺伝子診断において,a:リンパ節転移陰性例または,膵頭部までのリンパ節(_<13と>17番)転移陽性群と,b:それを越えたリンパ節・神経叢浸潤陽性群においては,生存期間に0.05以下の有意差を認めた.早期膵癌にて,今までの組織病理学的検索では長期生存例と早期再発例とを予測することが困難であったが,これを分子生物学的アプローチにより癌の進行度を検討し,より正確に予後を予測できるか否かを検討するため,1980年1991年に手術を施行し予後を追跡できた症例のうち,長期生存者が存在する,腫瘍径3.0cm以下で,リンパ節転移蔭性例(ただし,#13,#17番のみに転移の認められる症例は除く)膵頭部浸潤性膵管癌22例を対象とし研究を施行した.膵癌患者の手術時に得られた癌部、非癌部組織,リンパ節,神経叢のホルマリン包埋標本より未染スライドを作製し、HE染色下に選択的にDNAを抽出し,これらの材料より,制限酵素Bst-N1による切断部位を導入したミスマッチブライマーによるPCRをかけた後,Bst-N1による切断をし,Non-RI SSCP法を行い,mutationの形を間接的に観察した(本法によりわずかな量のK-ras codon12点突然変異でも検出可能である).対象となった,22例中12例がPCRで増幅可能であり,腫瘍部の組織にK-ras codon12の点突然変異が認められたのは10例であった(83%).その10例において,リンパ節及び神経叢の検討を加えた.腫瘍と同じbandを示す,リンパ節と神経叢を転移あるいは浸潤陽性として判定した.この結果に基づき遺伝子診断において,a:リンパ節転移陰性例または,膵頭部までのリンパ節(#13と#17番)転移陽性群と,b:それを越えたリンパ節・神経叢浸潤陽性群においては,生存期間に0.05以下の有意差を認めた.
終止コドン多義性を実現するペプチド鎖解離因子のスイッチ制御機構の解明研究

我々はtRNA擬態分子である真核生物(古細菌)解離因子による終止コドンの解読制御機構を明らかにするために、古細菌由来因子による単体・複合体結晶構造に基づく分子機構解明を行った。その結果、古細菌の翻訳系では、伸長因子aEF1αがtRNAに加え、解離因子aRF1および古細菌Pelotaと結合機能する新事実を明らかにした。この知見は全ての遺伝暗号解読段階においてGTP結合因子のリボソーム上での普遍的な作用機構を示唆する。翻訳終結を意味する遺伝暗号、すなわち終止コドン認識により翻訳終結を引き起こし、かつ、その多義性を引き出す因子はtRNAの形と機能を模倣する性質を獲得したタンパク質であるペプチド鎖解離因子である。当研究課題は、終止コドンの多義性発現を、解読因子タンパク質の分子スイッチ機構の詳細を明らかにすることで解明することをめざしている。本年度は、真核生物の終止コドン解読にはtRNAの機能構造を模したeRF1タンパク質が、伸長因子に相同性の高いGタンパク質eRF3と結合し、tRNAと伸長因子・EF-Tuとの複合体に類似する構造を形成し機能するというこれまでの解析を、さらに詳細に古細菌由来因子のX線結晶構造解析・生化学解析・遺伝学的解析により明らかにした。古細菌ゲノムにはこれまでeRF3相当因子は見いだされていなかったが、我々は、古細菌では翻訳伸長因子aEF-1αがtRNAに加え、翻訳終結のためのtRNA擬態タンパク質であるaRF1と、さらには、mRNA品質管理機構に関与するPelotaタンパク質双方と結合することを見いだした。このことは、リボソームのAサイトの遺伝暗号解読状態に対応し、真核生物では3つの異なるEF-1α様GTPase(EF-1α,eRF3,Hbs1)がそれぞれ翻訳伸長、終結、mRNA品質管理機構で機能しているのに対し、古細菌では単一のEF-1αに機能集約されている事を意味している。この新知見により、終止コドンを含めた全ての遺伝暗号と、mRNAの品質管理に関わる反応過程がtRNAの機能性を軸とした共通の分子スイッチ機構で進行することが示された。本年度は、これまで類似分子の立体構造を基にして、単体構造から推測した真核型ペプチド鎖解離因子eRFl-eRF3の古細菌オーソログaRF1-aEF1αの新規立体構造情報をもとに(東大・理・濡木研究室との共同研究)新たな機能構造の探索と実証実験をすすめた。【1】新規な翻訳終結複合体の立体構造情報に基づき、GTPase活性化結合部位の機能検証を進め、複合体の機能モデルの精密化を行った。複合体形成に際して、これまで知られている相互作用部位の他に、結合に伴いGタンパク質内部でのドメイン間相互作用に影響を与えるアミノ酸残基部位の重要性が実験的にも示された。【2】古細菌でaEF1αに集約されるGドメインの機能が、どのように翻訳終結(eRF3)とmRNA品質管理(HBS1)に共有されているのかを多角的に検証を進めた。我々が見いだした新規tRNA擬態複合体HBS1-Pelotaの機能解析を行うために、HBS1-Pelotaが関わるmRNA品質管理機構において、Dual Luciferase系を用いた高精度で定量的な検出系の構築を行った。このアッセイ系により、これまでは単独では検出が困難であった、loss-of-functionが予想される変異型HBS1-Pelotaの微細な機能変化を検出することが可能になった。当研究課題は、終止コドンの多義性発現を、解読因子タンパク質の分子スイッチ機構の詳細を明らかにすることで解明することをめざしてきた。本年度は、研究の総仕上げとして、これまでに得られた遺伝学的・生化学的・構造生物学的知見結果から推測した新たな機能構造の実証実験を行った。【1】新規な翻訳終結複合体の立体構造情報に基づき、GTPase活性化結合部位の機能検証による複合体の精密機能モデル検証を行った。翻訳終結においても、Gタンパク質伸長因子とその結合相手であるtRNA擬態分子の密接な機能・構造相関が明らかになった。二者複合体や、この複合体のリボソームとの結合に伴うGタンパク質内部でのドメイン間相互作用に影響を与えるアミノ酸残基部位の重要性が明らかとなった(論文準備中)。【2】古細菌でaEF1αに集約されるGドメインの機能が、どのように翻訳終結(eRF3)とmRNA品質管理(HBS1)に共有されているのかを多角的に検証した。Dual

Luciferase系を用いた高精度で定量的な検出系により、これまでは単独では検出が困難であったloss-of-functionが予想される変異型HBS1-Pelotaの微細な機能性を検証した。さらにEF1α-HBS1-eRF3のそれぞれと相同性があり、同様に品質管理機構に関与するSKI7の新たな機能ドメインの探索を検証を行った(論文準備中)。研究代表者の異動に伴う研究室全体の引っ越しがあり3ヶ月程度の研究中断を余儀なくされたが、変異体の活性測定を行うための、アッセイ系の構築と評価が捗ったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果により、翻訳終結と、翻訳伸長およびmRNA品質管理機構との、リボソーム機能モードの対応が分子擬態によって行われている事実が鮮明になった。今後、解離因子のスイッチ制御機構を、より普遍的な遺伝暗号解読機構を意識しつつ検証する意義が高まったと考える。
新規lkappaBキナーゼ阻害薬による関節リウマチの病態解析とその治療への展開

関節リウマチ(RA)の治療は、TNF-α阻害療法の導入により大きく変わりつつある。Nuclear factor-kappa B(NF-κB)はTNF-αによる細胞内シグナル伝達に重要な転写因子であり、RAをはじめとする炎症性疾患の治療ターゲットとして注目されている。NF-κBは阻害タンパクであるIκ-Bと会合した不活性型として細胞質に存在する。TNF-αなど細胞外刺激により、活性化されたIKKはIκ-Bをリン酸化することでIκ-B分解を誘導する。この結果、NF-κBは活性化され核内へ移行し、一連の標的遺伝子の転写を促進する。本研究では、新規に開発・合成された一連のNF-κB阻害剤薬の中から、抗リウマチ薬として期待される化合物を用いて解析を行った。候補化合物は、Computer-aided drug designによりIKK-β阻害薬として同定された化合物であり、最初にin vitroにおいてRA滑膜細胞のサイトカイン産生抑制(ELISA)に優れた化合物が選択された。これらの化合物はin vitroにおいてTNF-αにより誘導されるNF-κB活性やIKK活性をmicroMの濃度で抑制した。さらに、これらの化合物から、13mg/kgの用量でマウスコラーゲン関節炎(CIA)マウスコラーゲン関節炎の発症を抑制するものが選択された。候補化合物のひとつであるIMD465に関して、滑膜細胞の細胞周期解析を行い、この化合物により、滑膜細胞の増殖はG0/G1期からS期への進行が抑制された。DNAアレイを用いた検討でも、細胞周期に関連した一連の遺伝子発現が抑制されていた。IMD465を含む、これらの化合物がRA治療に臨床応用されるには安全性など解明すべき点はあるが、今後の進展が期待される。Nuclear factor-kappa B (NF-κB)は細胞内シグナル伝達に重要な転写因子であり、RAをはじめとする炎症性疾患の治療ターゲットとして注目されている。IKK-β阻害薬として同定された化合物のひとつであるIMD465に関して、滑膜細胞の細胞周期解析を行い、この化合物により、滑膜細胞の増殖はG0/G1期からS期への進行が抑制されることを明らかにした。DNAアレイを用いた検討ではIMD465を滑膜細胞に作用させることで、mRNAレベルでの遺伝子発現にダイナミックな変化がもたらされることが、明らかとなった。すなわち、335個の遺伝子に関して発現が2分の1以下に低下し、逆に372個の遺伝子で発現が2倍以上に増加していた.発現レベルに変化のあった遺伝子は多様であったが、細胞周期制御に関連した一連の遺伝子発現抑制が特徴的であると思われた。