hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
網膜浮腫をおこすノックアウトマウスを用いた糖尿病黄斑浮腫の新しい治療法の開発

RAMP-2のノックアウトマウスを用いて網膜浮腫を発症するマウス動物モデルを世界で初めて確立した。また、VEGF過剰産生Kimbaマウスも網膜浮腫を生じる事を確認した。蛍光眼底造影を用いて、β-catenin、PPARγ-ligand、apelinの外因性投与で、漏出が減少するか否かを検討したが、明らかな減少は見られなかった。Kimbaマウスへのアドレノメデュリン補充療法では、Kimbaマウスの網膜血管漏出が抑制される可能性が示唆された。アドレノメデュリンの投与方法としては、alzet徐放性ポンプを用いてKimbaマウスの皮下に埋め込んだ。今後半減期が長いFc領域の融合タンパクで検討を続ける。アドレノメデュリンは循環器疾愚と循環のホメオスタシスに重要な役割を果たしている。アドレノメデュリン・レセプターはreceptor activity-modifying protein 2 or 3 (RAMP2, -3)とGPC Rcalcitonin receptor-like likeからなる。我々はRAMP-2がアドレノメデュリンの作用の発現に鍵となる物質であると考え、RAMP-2ノックアウトマウスを作成した。RAMP2の-/-マウスは胎児の間に血管系の脆弱性により重篤な浮腫と出血をきたして死亡する。血管内皮細胞は高度に変形して基底膜から剥離していた。これらの血管内皮細胞の培養細胞では、タイトジャンクションや基底膜の構成成分の産生も低下しており、重篤な浮腫の原因であると考えていた。RAMP2の+/-マウスは出生して成長し成人にいたるが、血管透過性亢進と、不十分な血管新生がみられた。これらの結果から、RAMP-2はアドレノメデュリンの作用の発現に鍵となる物質で、血管の新生と、血管の構造の完成において重要な物質であることが明らかになった。従来明らかとしてきた上記結果に併せて、網膜浮腫を発症するRAMP-2ノックアウトマウスにおいて、Bruch's膜の形成不全が存在することが明らかとなった。これは、網膜浮腫が目立つ眼球を電子顕微鏡的に観察することで明らかとなった。この結果の一部は、The fourth global Chinese Ophthalmic Conferenceの、シンポジウムで報告している。本研究の目的は、遺伝子改変マウスを用いた糖尿病黄斑浮腫の臨床応用可能な治療法の開発である。我が国、そして世界中での勤労世代の失明原因の首位は糖尿病網膜(黄斑)浮腫である。我々が作成したReceptor-activity modifying protein (RAMP)-2ホモノックアウト(KO)マウスは、網膜に浮腫を起こす世界で初めての動物モデルであるが、胎生期に高率に死亡する欠点があった。これまでの研究で、長期間生存するRAMP2のヘテロKOマウスの網膜で、vascular endothelial growthfactor(VEGF)を過剰産生させると、高率に網膜浮腫を発症する可能性が示唆された。これを達成するために、網膜内でVEGFを過剰産生するトランスジェニックマウスである、kimbaマウスとRAMP2のヘテロKOマウスを交配して、より確実に網膜血管の透過性亢進と、網膜浮腫(マウスには黄斑がないので、網膜浮腫と呼称する)を確実に作成し、長期間生存するマウスを作成することが、本研究の大きな目的の一つである。糖尿病性白内障が起こったマウスで、眼底が観察できなくなっても、一定の混濁まではSD-OCTで網膜の断層像は撮影可能であった。糖尿病黄斑浮腫のマウスの網膜厚を測定する手技は確立したと考えている。しかし、Akinbaマウスは、網膜症の進行が早く、黄斑浮腫の治療を検討する前に病変が増殖期に進行してしまう。従って、現在KimbaマウスとRAMPのヘテロKOマウスを交配して、現在マウスの飼育が確実に行えるようになってきている。今後、RAMP2+/-・kimbaマウス網膜から蛍光色素の漏出が、アドレノメデュリン、PPARγ-ligand、apelinを外因性に投与することで減少するか否かを、蛍光色素の漏出の変化を経時的に検討する。この時、血液中の上記物質の濃度は併せて経時的に測定し、眼局所は代表例から前房水を採取して測定する。これらの実験の、手技的なノウハウが確立した。本研究で我々はheterozygousのAdrenomedullinノックアウトマウス(ADM+/- )とRAMP2ノックアウトマウス(RAMP2+/-)で、酸素性網膜症を発症させてその網膜血管新生における役割を検討した。さらに、血管内皮細胞のみで選択的に発現させることができるRAMP2ノックアウトマウス(DI-E-RAMP2-/-)をもちいて、胎生期から新生児期の網膜血管新生への関与を検討した。

さらに、我々はAdrenomedullinの活性中和抗体を用いて、酸素性網膜症における病的網膜血管新生を抑制できるか否か検討した。以上の結果からAdrenomedullinとそのレセプターであるRAMP2の経路は、網膜血管新生に重要な働きをなしている。これらは、病的な網膜血管新生の治療に応用できる可能性があると考えている。以上のような結果を、研究の途中経過のまとめとして報告した。RAMP-2ノックアウトマウス、Kimbaマウスなどの遺伝子改変マウスにおいて、蛍光眼底造影、光干渉断層計の所見を採る方法を開発し、人間と同じ網膜症の検査が施行できる体系を作ることは、糖尿病網膜症に対する薬物療法を開発する上で、重要である。人の眼球の直径が平均25mmであるのに対して、マウスの眼球は5mm前後である。このため、光学系に大きな違いが有り、人間の患者で撮影されるような、きれいな検査所見を取得することが困難であった。我々は、眼底撮影には前置レンズを工夫すること、内視鏡を使用すること、散瞳の方法、顎を載せる台の工夫などで、高精度の画像を撮影可能とした。蛍光眼底造影で、無灌流領域を撮影可能となったことにより、灌流正常の部位と、無灌流領域をわけて、標本を採取できるようになった。このため、それぞれの部位でreal time PCRを行えるようになり、無灌流領域ではvascular endothelial growthfactor (VEGF)の過剰発現が起きていることが初めて、直接的に確認できるようになった。Platelet derived growthfactor (PDGF)の発現量には、本実験系では変化がなかった。さらに、同部位にレーザーを行うと、VEGFの産生が正常レベルと同程度に低下させることができることが、これも直接的に計測確認できた。さらに、光干渉断層計の所見では、網膜剥離、嚢胞用網膜浮腫などの所見を確認できるようになったので、今後の網膜浮腫の研究に極めて有用と考えられる。これらの測定計を使って、無灌流領域のレーザーがVEGFを下げることを示唆する所見が得られた。また、アドレノメデュリンは網膜血管新生および網膜浮腫の抑制に、効果を示すことを示唆する所見が得られた。糖尿病網膜症と糖尿病黄斑浮腫について、薬物療法の開発を行う実験系が確立できたと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。眼科学糖尿病網膜症26年度が最終年度であるため、記入しない。浮腫の発症率がやや低く、胎生期に死亡してしまう同モデルであるが、多数のマウスを検討することで安定して研究を行えるようになってきた。研究の概要にも記載しているとおり、従来このRAMP-2ノックアウト・マウスのうち劇症型であるホモノックアウトマウスを用いて、糖尿病黄斑浮腫の治療研究を行う予定であった。しかし、その出生前・出生後のに死亡率の高さから、治療研究に用いることが実質上困難であることが研究過程で明らかとなった。
金属触媒を用いる新しい脱水縮合反応の開発研究

エステル合成に代表される脱水縮合反応は有機合成化学において最も基本的な反応の一つであり、古くから数多くの手法が開発されている。しかし、従来知られている脱水縮合反応では、一方の試薬を他方の試薬に対して大過剰に用いる平衡移動反応による手法や、反応温度を高め系内で生じる水を系外に取り除くなどの操作が必要であり、現在でも当量のカルボン酸とアルコールから収率よくエステルを簡便に得る方法は数少ない。(1)筆者は、まず、ルイス酸触媒およびρ-トリフルオロメチル安息香酸無水物の存在下、カルボン酸シリルエステルとアルキルシリルエーテルを室温で反応させると対応するエステルがほぼ定量的に得られることを見いだした。(2)また、他の求核剤を用いて反応を行うことを試み、アルキルシリルスルフィド、フェニルシリルエーテルまたは求核性の低い置換アニリンを求核剤に用いた場合にも対応する活性チオールエステル、活性フェノールエステルまたはアニリドが収率良く得られることを明らかにした。(3)分子内環化反応に適用した結果、ω-シロキシカルボン酸シリルエステルを用いる効率的なマクロライド合成法を開発することができた。(4)これらの反応をさらに簡便かつ有用な手法とするため、遊離のカルボン酸とアルコールをケイ素誘導体に導くことなく一挙にエステルを得る触媒的反応の開発を目的として検討したところ、ビス過塩素酸ジクロロチタンとクロロトリメチルシランから系内で調整される触媒の存在下で円滑に反応が進行し、対応するエステルがほぼ定量的に得られることを明らかにした。(5)上記反応を分子内反応に適用したところ、ビストリフルオロメタンスルホン酸ジクロロチタンとクロロトリメチルシランから系内で調製される触媒を用いることにより、大環状マクロライドが高収率で得られることを見い出し、さらにこの反応を利用し、天然マクロライドであるレシファイオライド類縁体リシネライディック酸ラクトンを92%の収率で得ることができた。
内分泌攪乱物質によるCl^-ホメオスタシス破綻と神経細胞移動障害による神経回路異常

移動細胞と[Cl^-]_iの測定胎生14日齢のマウス胎仔に電気穿孔法によりGFP遺伝子を導入し、その胎仔の羊水中にトリブチルスズを注入した。トリブチルスズ1μlを注入し、2-3日後の胎仔の様子を観察した。また、生存していた胎仔の脳スライスを作成し、細胞移動の様子を解析した。・1M:胎仔は萎縮して死亡しており、両側のコントロール(電気穿孔とDMSO1μlのみの胎仔、電気穿孔のみの胎仔、何も処置しない胎仔)も死亡していた。・500mM-100mM:胎仔は萎縮して死亡していたが、両側のコントロールは生存していた。・10mM:胎仔は萎縮はしていなかったが死亡しており、両側のコントロールは生存していた。・1mM:胎仔は生存しており、細胞移動も正常であった。トリブチルスズ暴露によるCl^-ホメオスタシスへの影響トリブチルスズ暴露による[Cl^-]_iへの影響をみるため、トリブチルスズ30nM3日、処置したグループとコントロールグループの細胞にグラミシジン穿孔パッチクランプ法を適用し、[Cl^-]_iを測定したが、両グループ間で有意な差はみられなかった。・GABA受容体への影響トリブチルスズ暴露によるシナプス電流に変化が見られたことから、GABA_A受容体が変化していることが考えられる。トリブチルスズ30nM3日間暴露した細胞群とコントロール群の細胞のmRNAを抽出し、RT-PCR法を用いてGABA_A受容体のサブユニットα1-5、β1-3、γ1-3、δ、ε、と内部コントロールとしてβ-actin 14種類のmRNAの発現量を定性的に解析した。培養神経細胞へのトリブチルスズ急性投与の影響パッチクランプ法によりトリブチルスズ投与による記録を行ったが、急性投与にたいする影響は見られなかった。低濃度トリブチルスズ暴露による神経細胞の発達に対する影響は、少なくとも数時間以上のオーダーでゆっくりと作用する機構が関わっているものと考えられる。1.ラット胎仔脳への電気穿孔法を用いた遺伝子導入による移動細胞の可視化と[Cl^-]_i測定(山田、井上):大脳皮質発達中の神経細胞を識別する為、子宮内胎仔への電気穿孔法による、GFP遺伝子導入で神経細胞を標識した。マウス胎生14-16日の胎仔の側脳室にCMV (cytomegalovirus)プロモーターによりGFPを発現するプラスミドを注入し、電気パルスを加え脳室帯の細胞にプラスミドを導入させたが、発現効率が非常に悪い為、プロモーターをCAG (Cytomegarovirus enhancer+chiken beta-actin promoter+rabbit beta-globin)に変更した。胎生15日齢で遺伝子導入したマウスでは、脳表近くにGFPで標識された細胞が到達しているのが観察された。同様に遺伝子導入したマウスを出産させ、生後7日齢で観察したところ、大脳皮質の6層構造のうち、2/3層に集積してGFPポジティブ細胞が観察された。このように、正常な発達過程のマウスの神経細胞を標識させる系を確立させた。また、グラミシジン穿孔パッチクランプ法によりGFPで標識された細胞で[Cl^-]_i濃度を測定できることも確認した。

2.内分泌攪乱物質胎内曝露モデルラットの作成と細胞移動異常の評価(福田、山田、岡部):環境ホルモンとして知られるトリブチルスズの発達期の神経細胞への影響をみるため、マウス胎仔(胎生15日齢)の大脳皮質の初代培養を行った。培養4日目から培養液中にトリブチルスズ1nMから1μMの濃度で曝露した。3日間の曝露により、10nM以上の濃度では神経細胞の発達が阻害された。ホールセル・パッチクランプ法により残存した細胞のシナプス電流を観察したところ、5nM,3nMではコントロールと比べ自発性シナプス電流が有意に減少していた。トリブチルスズ暴露によるCl^-ホメオスタシスへの影響(山田、福田)トリブチルスズ暴露による[Cl^-]_iへの影響をみるため、トリブチルスズ30nM3日、処置したグループとコントロールグループの細胞にグラミシジン穿孔パッチクランプ法を適用し、[Cl^-]_iを測定したが、両グループ間で有意な差はみられなかった。・GABA受容体への影響トリブチルスズ暴露によるシナプス電流に変化が見られたことから、GABA_A受容体が変化していることが考えられる。トリブチルスズ30nM3日間暴露した細胞群とコントロール群の細胞のmRNAを抽出し、RT-PCR法を用いてGABA_A受容体のサブユニットα1-5、β1-3、γ1-3、δ、ε、と内部コントロールとしてβ-actin 14種類のmRNAの発現量を定性的に解析した。培養神経細胞へのトリブチルスズ急性投与の影響(山田、井上)これまでの実験により、トリブチルスズが発達期の神経細胞に対し特に強く影響を及ぼしていることがわかったので、そのメカニズムをしらべるため、トリブチルスズを急性投与した場合の神経細胞の変化を解析した。Fula2-AMによる細胞内カルシウム濃度([Ca^<2+>]_i)、BECEFによる細胞内pH(pH_i)の変化をイメージング法により解析したが、トリブチルスズ10nM-50nM、20-30分投与による急性の変化は見られなかったことから、低濃度トリブチルスズ暴露による神経細胞の発達に対する影響は、少なくとも数時間以上のオーダーでゆっくりと作用する機構が関わっているものと考えられる。
平常運転時の入出力データによるデータ駆動制御系設計と制御性能監視

ステップ応答程度のプラントの過渡応答データを用いて,安定余裕を保証し外乱抑制を最適化する制御器の設計法を与えた.特徴は数式モデルが必要でないことと,設計のための評価関数が技術者にも容易に与えられることである.周波数応答データを用いた場合の次数固定H∞制御器の設計法も構築した.制御性能監視は今後の検討が必要である.ステップ応答程度のプラントの過渡応答データを用いて,安定余裕を保証し外乱抑制を最適化する制御器の設計法を与えた.特徴は数式モデルが必要でないことと,設計のための評価関数が技術者にも容易に与えられることである.周波数応答データを用いた場合の次数固定H∞制御器の設計法も構築した.制御性能監視は今後の検討が必要である.本研究の目的は、平常運転時のプラントの時間応答を用いて、数式モデルを作成することなく、多変数制御器の設計法を与えることにある。以下の点を明らかにした。1)フィルタ前処理と反証効果平常運転時に得られるプラントの時間応答データは、特定の試験信号を使わず、データ数が限られるなどの制約が多い。限られたデータから仮想的に多数の周波数帯域の応答データをバンドパスフィルタにより生成する方法を検討した。特に、バンドパスフィルタの処理を局所的な情報を取り出すのに有効であることが知られているウエーブレット変換と関連付けられることを示し、それに基づき適切なフィルタの選定をおこなった。すでに提案しているPIDゲイン平面に反証領域を描く方法にフィルタ処理された仮想的入出力信号を用いて良好な結果が得られることを確認した。2)数値最適化による多入出力PID制御器の数値最適化反証制御による混合感度問題を満たすPIDゲインの集合をパラメータ平面に表示する方法を発展させ、多変数PID制御器に対する数値最適化法を与えた。特に混合感度問題では重みの選定が容易でない面があるので、最大感度制約下で積分ゲインを最大化する問題に対して数値最適法を与えた。入出力応答から直接ゲインが満たすべき制約条件を求め、それは凹制約であるので、それを凸近似することで線形制約を求め、線形計画法で解を求める方法を示した。有効性を数値例で検討し、良好な結果が得られた。本研究の目的は、平常運転時のプラントの時間応答を用いて、数式モデルを作成することなく、多変数制御器の設計法を与えることにある。1)動的制御器のデータによるゲイン調整現代制御理論により数式モデルに対してオブザーバーによる動的制御器を設計するが,実装すると期待される性能が得られないことが多い。このような場合に数式モデルの同定と再設計を行わずに,システムのステップ応答データから動的制御器を調整する方法を検討した。1入力系に対して感度と相補感度の望ましいゲイン特性を達成するために,動的制御器の分子の係数が満たすべき制約条件を導出し,それを線形行列不等式で表し,数値最適化で解く方法を提案した。シミュレーションで有効性を確認した。2)2慣性系の速度制御実験による検証上記の1)で述べた方法をモーターで駆動されるディスクの回転速度制御に適用し,有効性を実験で確認した。この系は摩擦やドライバの非線形性が強くあり,測定雑音も含まれている。まず,この線形モデルを同定し,現代制御で制御系を設計し,シミュレーションで良好な応答を確認した。実機ではオーバーシュートが大きかったので,提案法を用いて動的制御器のゲイン調整を行ったところ,オーバーシュートのない良好な応答が得られた。3)多変数PID制御器設計法のアルゴリズムの拡張データを用いてPIDゲインを調整する方法は昨年に与えたが,そこでは感度関数のみの整形をおこない線形計画法で解を求めた。今回はロバスト安定性のために相補感度関数制約も考慮した。これにより,線形行列不等式で解を求めている。1)データ駆動制御系設計法の比較本研究では,制御対象の数式モデルを用いることなく,入出力応答データを用いて,制御器の適切なゲインを求める方法を研究している。モデルマッチングによる方法とわれわれのループ整形による方法がある。前者はVRFTやFRITがあり,閉ループ系が参照モデルの特性に近づくように,後者はロバスト制御のループ整形を満たすように設計する。両者の優劣を比較し,われわれの方法は評価基準が個々のプラント特性に依存しない点と外乱抑制の最適化が行える点で優れていることを指摘した。目標値応答はオーバーシュートが生じることを述べ,これを修正するために,簡便な2自由度制御系の設計法を与えた。シミュレーション実験でこれらを確認した。2) 2慣性系の速度制御実験による検証1)で述べた方法をモーターで駆動されるディスクの回転速度制御に適用し,有効性と優劣を実験で確認した。具体的には,線形モデルに対し現代制御で制御器を設計し,制御器の分子係数をデータ駆動法で再設計する問題を検討し,さらに,PID制御器を直接に調整する問題を扱った。3)ゲインスケジューリング制御への応用目標値の大きさでPIDゲインを切り替えるゲインスケジューリングによる制御系の構成に対し,データ駆動設計法によりゲインを与える方法を与えた。
標準模型を超える物理の模型構築と現象論

今年度は、主に次の3つの事柄について研究を進めた。1.昨年度に引き続き、超弦理論においてしばしば現れるアノマリーをもつU(1)ゲージ対称性を持つ模型について、モジュライ場の安定の機構、超対称性の破れとその伝搬の機構、およびLHCなどの実験での信号について研究を行った。2.最小超対称標準模型(MSSM)のヒッグスセクターを拡張しPeccei-Quinn対称性を持っているような模型での超対称性の破れのパターンについて研究した。主な動機は強い相互作用のCP問題を解決すると同時にヒッグスのμ項の源を理解することである。この研究では,ゲージ伝播機構における超対称アクシオン模型を構築した。この模型ではアクシオンの超対称スカラー対のポテンシャルの生成に関して,超対称性の破れのメッセンジャーとPeccei-Quinn対称性の破れのメッセンジャーの混合が重要な役割を果たす。このとき,アクシオン超場とヒッグス場との結合によって有効的なμおよび超対称性を破るBパラメータが電弱スケールにうまく現れるようにできることを示した。また,この模型が初期宇宙論に及ぼす影響について論じた。3.MSSMにゲージー重項場を加えた理論(NMSSM)が更にPeccei-Quinn対称性を持っているような模型を構築し,その性質について調べた。この模型がMSSMの問題であるタッドポール問題やドメインウォール問題を同時に解決することを示した。この模型の興味深い特徴は比較的軽いニュートラリーノが存在することである。このことによりこの模型の現象論的性質はNMSSMのそれとは異なってくる。とりわけ,この軽いニュートラリーノとヒッグススカラー場との湯川結合が低エネルギーでも有効に働き,そのためこの湯川相互作用による量子補正の影響でヒッグス粒子の質量が数GeVほど大きくなることがわかった。近い将来ラージ・ハドロン・コライダー実験などによって素粒子の標準模型を超える物理が明らかにされていくことが期待される。どのような物理現象が実現しているかを実験と通して解明することにより,その背後にある物理原理を明らかにすることができる。逆に,高いエネルギーで実現しているであろう統一理論がもたらす現象を明らかにし,実験データと照らし合わせることで統一理論の姿を明らかにしていく研究も重要となる。超弦理論から導かれる低エネルギー有効理論を用いて,超対称標準模型をはじめとする標準模型を超える物理の理論的研究を行うのが,本研究の目的である。最近Vafa達によってF理論の低エネルギー有効理論の研究がされている。これによれば,その低エネルギー有効理論において北野たちが提唱しているスイート・スポット模型と呼ばれるゲージメディエーション機構が実現しており,現象論的におもしろい結果が得られている。研究代表者と研究分担者は,これらの研究に触発され,Vafa達の解析を批判的に再検討しているVafa達の解析の本質的な問題点を見出し,ChoiとJeongの最近の論文の手法に従い,正しく解析しなおしている。その結果低エネルギー有効理論を正しく導出することに成功しつつある。また,我々は北野たちのスイート・スポット模型の場合以外にもミラージュメディエーションの場合など興味深い超対称性の破れと伝播機構が実現することを見出した。これらの結果は現在論文としてまとめつつあり,近く発表できる見込みである。超弦理論では、U(1)ゲージ対称性がアノマリーを持ち、それがディラトン場やモジュライ場の非自明なゲージ変換により相殺される場合がしばしば実現され、これをanomalous U(1) gauge symmetryをもつ理論と呼ぶ。この場合の低エネルギーでの現象論的な性質には色々と興味深いものがあり、これまでも個別に研究されてきた。我々は、この場合の超対称性の破れ方とその伝搬機構について、非常に一般的な立場から議論し、その性質を完全に分類することに成功した。これは、現在論文としてまとめており近く発表する予定である。また、我々は超対称理論におけるアクシオン模型についてある一般的な枠組みから研究を進めている。特にアクシオンの崩壊定数のスケールが超対称性の破れによる量子補正からきまる場合に着目しこの一般的性質を明らかにしつつある。超対称性の破れがゲージ対称性により伝播する場合については、自然な模型を構築し、その模型の性質、すなわちアクシオンのスケールやアクシオンの超対称対の性質などについて明らかにした。この成果はすでに論文としてまとめて、現在学術雑誌に投稿中である。また、より一般の超対称性の破れの機構の場合について、一般論を構築しつつある。その成果の一部についてはすでに国際学会で発表した。さらにこれをまとめて学術雑誌に発表する予定である。

3.MSSMにゲージー重項場を加えた理論(NMSSM)が更にPeccei-Quinn対称性を持っているような模型を構築し,その性質について調べた。この模型がMSSMの問題であるタッドポール問題やドメインウォール問題を同時に解決することを示した。この模型の興味深い特徴は比較的軽いニュートラリーノが存在することである。このことによりこの模型の現象論的性質はNMSSMのそれとは異なってくる。とりわけ,この軽いニュートラリーノとヒッグススカラー場との湯川結合が低エネルギーでも有効に働き,そのためこの湯川相互作用による量子補正の影響でヒッグス粒子の質量が数GeVほど大きくなることがわかった。
高温プラズマ中の微視的電磁乱流シミュレーションによる分布・構造形成の研究

磁場閉じ込め高温プラズマ中の微視的イオン系乱流シミュレーションを行い、イオンの温度勾配により駆動される乱流とその乱流から2次的に生成される帯状の電磁場成分との間の非線形相互作用に関する研究を行った。帯状電場による帯状のプラズマ流には乱流を抑える働きがあるが、トーラスプラズマに流れる電流の大きさによる帯状流の性質変化をイオンの乱流熱輸送の制御に用いることができる可能性を示した。トカマクプラズマ中では磁場構造を工夫することにより熱・粒子の輸送が小さくなる、いわゆる輸送障壁が形成されることが知られている。その形成機構に関して、プラズマ中の微視的乱流から「帯状流」と呼ばれるポロイダル方向のプラズマ流が生成され、それが乱流を抑制して輸送障壁につながるということが考えられる。そこで、本研究では3次元電磁流体コードを用いて、イオン温度勾配によって駆動される乱流のシミュレーションを行い、磁場構造が乱流輸送に及ぼす影響を明らかにした。磁力線のピッチを表す安全係数がプラズマ中心以外で最小値をとる反転磁気シアトカマクにおいて、これまでより大きなプラズマサイズを想定したイオン乱流シミュレーションを行い、実験的に輸送障壁の形成が観測されている安全係数最小面の近傍において、より正確に言えば、磁力線方向のイオン音波の周波数が最大となるところにおいて、GAM(Geodesic Acoustic Mode)と呼ばれる時間的に振動する帯状流ではなく、乱流抑制効果の高い静的帯状流が生成され乱流輸送が抑えられることを明らかにした。また、小さなサイズを想定したパラメータにおいて、加熱により作られたイオン温度勾配で駆動されるイオン乱流の長時間シミュレーションを行った。このシミュレーションではイオン温度分布も乱流と共に時間発展する。これまでのイオン温度分布を固定したシミュレーションで用いたのと同じ安全係数分布を用いたところ、安全係数が低い反転磁気シアトカマクにおいて最も高い中心イオン温度を得た。この結果はイオンの加熱を含みイオン温度分布の時間発展を許した場合でも、安全係数による帯状流の性質の違いが、乱流輸送ひいてはイオン温度の分布形成に重要であることを示している。3次元電磁流体コードを用いて、トカマクプラズマ中のイオン温度勾配によって駆動される電磁的微視的乱流シミュレーションを行い、乱流による帯状磁場の生成・飽和、および帯状磁場が帯状流や乱流輸送に与える影響を明らかにした。シミュレーションはイオン温度勾配(ITG)不安定性が支配的な低ベータ(べータ値=プラズマ圧力/磁気圧力)領域で行った。ベータの増加と共にITGモードは安定化され乱流輸送は減少するが、帯状磁場のエネルギーは増加していく。帯状磁場は安全係数が整数などの低次の有理面において最も強く生成され、その有理面に共鳴するモードがあるトロイダルモードは帯状磁場の生成に寄与し、そうでないモードは減衰に寄与する。このためトロイダルモードをとびとびにとった場合、すべてのモードをとった場合とは異なる有理面で最も強い帯状磁場が生成されることがわかった。通常、帯状流は乱流のレイノルズ応力によって駆動され、geodesic transferと呼ばれる効果が帯状流のエネルギーシンクになっているが、帯状磁場が最も強く生成されている有理面では、レイノルズ応力とgeodesic transferの役割が逆転していることを発見した。しかし、この逆転現象は有理面まわりの局所的領域に限られ帯状流の径方向分布への影響は小さく、乱流輸送へもほとんど影響しない。このようにITGモードが支配的な低べータ領域において帯状磁場の帯状流や乱流輸送への影響は小さいが、帯状磁場はべータ値と共に強くなるため高べータ領域では帯状流や乱流輸送へ影響を及ぼす可能性があると考えられる。磁場揺動を含む有限ベータでのイオン系乱流シミュレーションにより、乱流と帯状流・帯状磁場間の相互作用について調べた。イオン温度勾配不安定性が支配的な低ベータ領域では、乱流による帯状磁場生成とその帯状流生成への影響は局所的なものにとどまり、それらが乱流輸送に及ぼす影響は大きくは無かったが、ベータ値が高くなり、運動論的バルーニングモードがイオン温度勾配モードに代わって支配的になると有理面付近において強い帯状磁場が生成され、さらにその近傍で強い帯状流の生成が見られた。この帯状流は強い流れシアを生み出し、それにより乱流輸送が抑制される。帯状磁場は低次の有理面付近で生成されやすいので、この現象は実験的に観測されている低次の有理面での輸送障壁形成に対応するものである可能性がある。また、輸送障壁領域で観測されている強いプラズマ流を含む単一荷電粒子運動の案内中心基本I-形式を、リー変換を用いた摂動解析により導出した。磁場閉じ込め核融合プラズマの乱流シミュレーションで広く用いられている標準的なジャイロ運動論モデルは、輸送障壁領域で見られるような強いプラズマ流を考慮しておらず、それをそのまま輸送障壁領域に適用することはできない。これまで、平衡の強いプラズマ流を含むモデルは定式化されているが、プラズマ流の時間発展を許した場合、数値計算に用いるにはあまり適当な形をしていない。そこで、時間発展する強いプラズマ流であっても数値計算的に取り扱いやすい形での定式化を行った。
日本産ヒドロ虫類アミネウミヒドラ属(ウミヒドラ科)の生活史研究

研究計画に従い,アミネウミヒドラ属(ウミヒドラ科)に属するヒドロ虫Stylactaria misakiensis35個体(♂12,♀7,未成熟16)を小網代湾において,S.carcinicola11個体(♂3,♀5,未成熟3)を戸田沖において採集した.これらのヒドロ虫を室内飼育し,群体の形態と生活史を調べ種間で比較検討した結果以下の知見が得られた.1.Stylactaria misakiensisとS.carcinicolaは,生殖体の形態が異なり,クニドーム(刺胞のタイプの取り合わせ)は同じだが各タイプの刺胞の大きさに2種間で有意の差が認められ,形態的に識別できることが示された.2.この2種は異なった付着基から採集された.特にS.misakiensisは特定の付着基からのみ採集された.また,群体の一部をガラス容器に移植した場合にS.carcinicolaは容器底面に付着し成長を続けるがS.misakiensisは付着することなく退化した.これらのことは2種の付着基特異性に違いのあることを示すものであった.3.S.carcinicolaの幼生は遊泳→匍匐→待機型で,S.misakiensisの幼生は待機型であり,2種間で幼生の行動に違いがみられた.以上の形態,生活史特性における種間の差異に基づき,同種の可能性が指摘されていたS.misakiensisとS.carcinicolaが異なる種であることが明確となった.以上の成果は,アミネウミヒドラ属の分類に新たな指標形質を提供すると共に系統関係の解明を確実に進めるものとして重要である.研究計画に従い,アミネウミヒドラ属(ウミヒドラ科)に属するヒドロ虫Stylactaria misakiensis35個体(♂12,♀7,未成熟16)を小網代湾において,S.carcinicola11個体(♂3,♀5,未成熟3)を戸田沖において採集した.これらのヒドロ虫を室内飼育し,群体の形態と生活史を調べ種間で比較検討した結果以下の知見が得られた.1.Stylactaria misakiensisとS.carcinicolaは,生殖体の形態が異なり,クニドーム(刺胞のタイプの取り合わせ)は同じだが各タイプの刺胞の大きさに2種間で有意の差が認められ,形態的に識別できることが示された.2.この2種は異なった付着基から採集された.特にS.misakiensisは特定の付着基からのみ採集された.また,群体の一部をガラス容器に移植した場合にS.carcinicolaは容器底面に付着し成長を続けるがS.misakiensisは付着することなく退化した.これらのことは2種の付着基特異性に違いのあることを示すものであった.3.S.carcinicolaの幼生は遊泳→匍匐→待機型で,S.misakiensisの幼生は待機型であり,2種間で幼生の行動に違いがみられた.以上の形態,生活史特性における種間の差異に基づき,同種の可能性が指摘されていたS.misakiensisとS.carcinicolaが異なる種であることが明確となった.以上の成果は,アミネウミヒドラ属の分類に新たな指標形質を提供すると共に系統関係の解明を確実に進めるものとして重要である.
三味線演奏の身体運動を基盤にした音楽様式の分析研究

演奏家への聞き取り調査と、楽譜に基づく楽曲分析により、三味線音楽の旋律生成が、三味線の調弦法や作曲年代、三味線音楽のジャンルによりどのように異なるのかを、三味線演奏時の身体運動の違いとして記述した。演奏時の身体運動に着目することにより、三味線の旋律の特徴を音高の動きだけでなく、音色の違いや細かい装飾法の違いなど、音楽の伝承者が重視している音楽要素を含めて記述することが可能となった。本研究は、三味線音楽における音楽様式の違いを、三味線演奏時の身体運動という視点から明らかにすることを目的とする。初年度は方法論の検討を中心に研究を行った。演奏者が演奏時の身体運動についてどのような意識をもっているのかを明らかにするために、長唄、地歌、義太夫等、ジャンルの異なる三味線演奏者を対象にインタビュー調査を実施した。その結果、演奏者にとって左手で勘所を押さえる運動は「無意識的な身体運動」と認識されていて、むしろ彼らの表現活動においては右手のバチの運動に対する意識が大きいこと、従って演奏者の演奏時の身体運動に関する無意識的な認識をインタビュー調査からさらに引き出すためには、音楽様式と連動した形での問いが必要であることが明らかになった。そこで様式と左手の身体運動の関係を演奏家が意識する事例のひとつとして、非古典的な音楽様式をもつ三味線曲にも目を向けている必要があると考え、山田抄太郎、今藤長十郎、杵屋正邦ら昭和に作曲活動を行った音楽家の長唄作品、現代邦楽作品について調査を行った。現代長唄作品については、資料が入手しにくいため、分析作業は今後の課題である。現代の長唄作品については、7月にイギリスで行われた国際伝統音楽学会(International Council for Traditional Music)の世界大会で発表、その時に大会に参加していた民族音楽学者とも、身体運動との関係から音楽様式を記述する方法について意見交換を行った。今年度は、本調子の調弦を対象に、棹の上部を押さえて基本的な旋律を作り出す時の左手の運動に着目し、楽曲の分析と演奏者へのインタビュー調査から、長唄、地歌、義太夫というジャンルの異なる3種類の三味線音楽において、基本的な旋律の動きにおける相違点を明らかにした。これらのジャンルにおいて、調弦法や重要な勘所は共通である。ジャンルによる楽器の音色の違い、旋律型の違いはあるものの、旋律を構成する音の動きには共通するものが多い。特に、棹の上部を押さえて作り出す旋律は類似性が高い。本年度の研究では、このような基本の音の動きが共通する旋律であっても、それを装飾する細かい音の動きが、ジャンルによって異なっていることが明らかになった。この場合の装飾の動きは、左手の異なる身体運動によって実現される。同じ勘所でもそれをどの指で押さえるか、旋律の動きの中に開放弦を挿入するかどうか、挿入する場合どこで挿入するか等の違いが、類似の音進行の中にジャンルの特徴を作り出しているのである。これまでジャンルによる音楽的な相違については、楽器の音色の違いや、旋律型の違いが指摘されていたが、類似の音の進行がジャンルによって異なる装飾法をもつことは本研究によって得られた新たな知見である。この研究成果については、9月に秋田大学で行われた日本音楽学会東北北海道支部例会において口頭発表を行った。本研究は、三味線音楽における音楽様式の違いを、三味線演奏時の身体運動という視点から明らかにすることを目的としている。1年目と2年目には、演奏家の身体意識の調査、長唄と他の三味線音楽との身体運動に関する相違点の抽出、現代作品における新しい身体運動の抽出を行ったが、3年目に当たる今年度は、三味線の調弦、作品の時代様式、その他音楽様式の違いを生み出す三味線演奏時の身体運動の特徴を抽出するため、具体的な作品分析の方法を検討しながら分析作業を開始した。長唄曲は概して長大なものが多く、1曲の中で調弦が変わったり、途中で他の種目の音楽様式を模倣するなど、曲内部の音楽様式に変化がある点が特徴である。そこで、小泉文夫のテトラコルド理論で示された完全4度の枠組を単位として旋律を切り取り、身体運動として記述するという方法を採用して分析を開始した。4度の枠組みがどのような動作素(小塩2002)で演奏されるのかを調弦ごとに調査するとともに、時代様式により頻出する4度の枠組みに違いがあるかどうか、多種目の音楽様式の引用箇所において通常の長唄とは異なる動作素の出現や4度枠内の音の動きがあるかどうかについても分析を行っている。まだ分析中途であるため、具体的な結果をここで提示することはできないが、最終年度の前半まで分析を継続し、その後、分析結果を整理することで、身体運動からの音楽様式の違いを明らかにする予定である。引用文献:小塩さとみ2002『長唄三下り曲における旋律生成の仕組み』お茶の水女子大学人間文化研究科提出博士論文本研究は、三味線音楽における音楽様式の違いを、三味線演奏時の身体運動という視点から明らかにすることを目的としている。

今年度は、昨年度に引き続き、長唄の古典レパートリーを対象として、身体運動と旋律生成のあり方が、調弦の種類や作曲年代などによりどう異なるかに関して分析を行った。また、あわせで長唄と他の主味線音楽との身体運動の違いについて、地歌と義太夫節をとりあげて考察を行った。長唄の古典レパートリーにおける身体運動と旋律生成のあり方については、本調子・二上り・三下りという基本的な調弦に関して動作素を抽出すると共に、動作素の出現頻度や動作素の連結が作曲年代によりどのように変化するかを明らかにした。初期の長唄作品では、使用される動作素数が比較的限定され、また1つの動作素が長い旋律を作り出していくのに対して、時代が下るにつれて、動作素の種類が増え、しかも複数の動作素の組み合わせによって旋律が作られていく傾向が強くなっていくことが観察された。また本調子においては、語りの要素の強い特定の様式の時にのみ出現する動作素があることを確認した。地歌や義太夫節の身体運動と比較した場合に、棹の上部の手の動きは基本的に共通であることはすでに2年目の研究報告に記したが、棹の下部の手の動きに関しては、使用頻度の高い動作素がジャンルによって異なる傾向にあることが明らかになった。長唄において語りの要素の強い音楽様式にのみ見られる動作素は、義太夫節でも頻繁に使われるものである。今年度の研究結果については、今後、学会発表や論文で発表していく予定である。
シアル酸および関連糖鎖の新しい化学-酵素複合的合成

シアリル糖鎖および関連物質は、生体内外での細胞・ウィルスなどの認識・離脱などに大きな役割を担っており、基礎的な生化学・免疫化学研究から、抗インフルエンザ薬の開発基盤として、基礎から応用まで、物質的基盤の確立が強く求められている。本研究の課題は、「シアル酸」および関連化合物を、天然に豊富で入手容易な生物資源から、化学反応および酵素反応の双方の利点を相補的に活かし、誘導体調製や糖鎖合成に応用可能な形で大量合成するルート開拓を研究した。具体的には、7-位水酸基にアルキル置換基を導入したシアル酸誘導体の合成に関する基礎研究:シアリダーゼ阻害剤として知られる、シアル酸骨格のグリカール体(例:ザナミビル)の水酸基を疎水性置換基とした誘導体が多数合成された中、7-位アルコキシ体に強い阻害活性が見出されている。酵素反応を鍵段階として大量調製するには、マンノサミンの4-位を位置選択的にアルキル化した物質が不可欠である。本年度(最終年度)は、これまでにトリアセチル-D-グリカールを出発原料として酵素-化学合成したマンノサミン誘導体に対し、シアル酸アルドラーゼを作用させ、シアル酸関連物質に導く検討を重点的に行った。さらに、前年度までに達成した化合物合成のルートを再検討し、トリアセチル-D-グリカールをリパーゼによって位置選択的に加水分解した直後に、アルキル化を行う、という経路や、別途化学合成した4位水酸基のみ遊離とした化合物をアルキル化、その後に3位を酵素的に位置選択的に加水分解する方法もあわせ試みた。本課題期間では、生体内で重要な情報伝達を担うシアル酸の酵素-化学複合合成を指向し、初年度は期間が短いこともありその基盤となるいくつかの反応について検討した。シアル酸の酵素合成法の原料となるN-アセチルマンノサミンの合成を検討、入手容易なトリアセチルグルカールを出発原料とし、Rojasの方法を参考に、窒素原子を分子内環化で導入した。本合成は、環化前駆体の短工程合成、合成途上1-位に導入する置換基の合理的選択が重要である。まず、酵素を用いた位置選択的加水分解により、化学法では多数の工程が必要となる部位の水酸基を遊離とし、そこにカルバミル基を導入した。環化時、従来全く顧みられることがなかったt-ブチルアルコールを求核剤として積極的に活用し、環化の立体制御の大幅向上、および、最終段階で脱保護する際、シアル酸合成に大敵であるエピメリ化の完全排除を達成した。最終的にN-アセチルマンノサミンを全5工程、収率42%で合成した。引き続き、特定の位置の水酸基をアリル基として保護した類縁体へ向かって、化学的変換を検討中である。7-位水酸基にアルキル置換基を導入したシアル酸誘導体の合成に関する基礎研究:シアリダーゼ阻害剤として知られる、シアル酸骨格のグリカール体(例:ザナミビル)の水酸基を疎水性置換基とした誘導体が多数合成された中、7-位アルコキシ体に強い阻害活性が見出されている。本年度は、昨年11月に着任し、予備的な検討を重ねてきた基礎的な化学的変換を中心にさらに検討した。2種類の二環性化合物に対し、リパーゼを活用する位置選択的加水分解やアシル化、オキサゾリジノン環の効率的開環を試みた。その結果、6位の第一級水酸基を選択的にアシル化、遊離の4位水酸基をアリル化するルートを見出した。さらに位置選択的エステル交換については、別途D-リキソース誘導体を用いて検討を重ねた。対応するp-メトキシフェニルピラノグリコシドのトリアセタートを基質とし、有機溶媒中エステル交換の条件を種々検討した結果、トルエン中、シクロベンタノールとCandida antarctica由来のリパーゼB(Chirazyme L-2)で60°Cにて、97%という高収率で目的とする4-位のみ遊離としたアルコールを得ることができた。リパーゼによる位置選択的加水分解を試みたところ、アシル転移が起こってしまい、複雑な混合物を得るのみだったことから、今回達成した成果は有用である。

さらに、前年度までに達成した化合物合成のルートを再検討し、トリアセチル-D-グリカールをリパーゼによって位置選択的に加水分解した直後に、アルキル化を行う、という経路や、別途化学合成した4位水酸基のみ遊離とした化合物をアルキル化、その後に3位を酵素的に位置選択的に加水分解する方法もあわせ試みた。
双安定性金属錯体を用いた環境応答型インターフェイスの創製

多孔性配位高分子の結晶表面を用いた新しい化学を展開することにより環境応答性の界面創製に関する研究を行った。結晶界面での接合を利用することにより、多孔性配位高分子結晶同士での界面接合、及び環境応答性センサー基板との接合を行い、環境応答性の大きな向上を達成することに成功した。本研究課題「双安定性金属錯体を用いた環境応答型インターフェイスの創製」は、ボトムアップ的手法を最大限に利用し、二次元表面上を舞台とした新しい物性及び機能の発現を目的としている。特に配位結合の結合柔軟性、自己組織化能を利用し、常温、常圧で多様な環境に応答する自己組織化インターフェイスの創出を目指している。平成20年度における研究では、これまで一般的であった金属、半導体といった2次元基版を用いるのではなく、その配位結合が表面上にむき出しになっていると考えられる金属錯体結晶を基板に用いるという新しいアプローチを試みた。特に金属錯体の中でも多孔性配位高分子と呼ばれる配位結合により形成される3次元骨格は結晶性の化合物であり、周期的に配位結合を有しておりその結晶表面を用いることで表面上に配位結合が格子状にむき出しになっている新しい基板として用いることができる。本研究ではそのむき出しになった配位結合上にさらなる3次元格子をくむことに成功した。ここでは、基板として用いた結晶表面構造に対して非常に近い格子を持つ別の3次元骨格をさらに成長させるという戦略のもと、エピタキシャル成長と呼ばれる合成法により二つの3次元格子を直接複合化できることを見いだした。放射光を用いたX線回折測定の結果、二つの結晶界面間では0.1Aという非常にわずかな格子間隔の違いを緩和するため、上に成長した3次元骨格は結晶基板の3次元骨格に対して、約12度ずれて成長することを明らかにした。特にこのような分子性結晶を基板として用いる研究はこれまでに例がなく、配位結合の結合柔軟性が引き出した大きな成果であるといえる。次年度はこの知見を生かし、環境応答性機能を付与するため、酸化還元活性な3次元骨格を電極基板上に直接成長させることを試みる。さらにその電位依存的な構造変化、及び反応活性を調べていく予定である。平成21年度における研究では、多孔性配位高分子結晶を金属膜でコートした水晶振動子上に固定しすることで、非常に高い環境応答性を付与することを目的とした。銅とトリメシン酸からなる多孔性配位高分子錯体結晶をナノサイズ化することに成功し、その結晶サイズを制御しながら金でコートした水晶振動子に固定することに成功した。環境制御可能な水晶振動子マイクロバランスを開発し、その環境応答制(センサー応答)に関する研究を行った。測定は室温、常圧で行い、検出する有機溶媒蒸気の分圧をキャリアーガスであるヘリウムに対して変化させることにより行った。多孔性配位高分子結晶を固定することにより、多くの有機溶媒蒸気に対して、極低圧(数百ppm)においても鋭いセンサー応答をすることに成功した。さらには結晶のサイズ依存性についても研究を行った。結晶サイズが約800nmの比較的大きな結晶と、約200nmの小さな結晶をもちいて測定を行ったところ、極性溶媒(メタノール)においては結晶サイズに関係ない鋭いセンサー応答を示した。一方で非極性溶媒(ヘキサン)においては、小さな結晶においてはメタノールと同様の鋭い応答を示したのに対し、大きな結晶では結晶内拡散が遅いため飽和状態に達するまで長い時間が必要になることが明らかになった。この研究により、ナノサイズの多孔性配位高分子結晶を用いることで有機溶媒蒸気に対する応答制を大きく改善することに成功した。
エクソソームが内包するマイクロRNAに着眼した聴神経腫瘍による難聴の病態解明

本研究の目的は、聴神経腫瘍の聴力悪化や増大に関わる因子を探ることにある。研究計画では、聴神経腫瘍から分泌されるエクソソーム中に含まれるマイクロRNA (miRNA)を解析し、聴神経腫瘍の予後を左右する因子を探る予定であった。しかし抽出エクソソーム内のmiRNAの品質が安定しないため、研究計画を修正し、より上流の遺伝子を解析することとした。具体的には当科で聴神経腫瘍手術を行った10例について、409遺伝子のexon領域上で癌および肉腫において高頻度に変異を認める15,992ヶ所対応するプライマーセットを使用し、次世代シーケンサーを用いてターゲットシークエンシングを行った。もとより、聴神経腫瘍の発生にはNF2遺伝子の異常が最も重要であると考えられている。NF2遺伝子は22番染色体長腕に存在し、腫瘍抑制タンパクであるMerlinをコードする。このMerlinの働きが失われることにより、腫瘍が発生すると考えられている。本研究でも、NF2遺伝子変異は、10例中4例(40%)に認められ、その他にもいくつかの遺伝子に変異が認められた。NF2遺伝子にコードされるMerlinタンパクは、PAK, Rac, mTORC1, PI3K/AKT, Ras/Raf/MEK/ERKなど多くの重要なシグナル伝達系との関わりが報告され、複雑なパスウェイを形成しているとされているものの、全ての症例でNF2遺伝子変異が認められるわけではなく、また症例毎に異なる腫瘍生物学的な特徴が、単一の遺伝子変異のみで説明できるかどうかについては疑問が残るため、現在さらに解析を進めている。【研究の内容】本研究の第一の目的は、聴神経腫瘍患者において聴力障害が生じるメカニズムの解明である。その目的のために、聴神経腫瘍細胞を培養し、エクソソームから得られたmiRNAによる蝸牛の神経細胞障害を調べる計画であった。その前段階として、腫瘍内でmiRNAによって制御されている遺伝子を探るため、手術で得られた腫瘍サンプルを用いて網羅的な遺伝子解析を行っている。具体的には、手術によって摘出した聴神経腫瘍のホルマリン固定サンプルから、DNAを抽出した。それらの品質をチェックしたのちに次世代シーケンサーを用いて腫瘍細胞のsomaticな変異について、確認している。現在、第一段階として、包括的な腫瘍パネルを用いて幾つかの遺伝子変異が検出されており、その意義について解析している段階である。また突発性難聴患者における、聴神経腫瘍患者の疫学的な頻度についても研究し、約3%と高頻度であることを論文発表予定である。【意義・重要性】これまで良性腫瘍である聴神経腫瘍について、特に難聴との関連の点から詳細に遺伝子解析された報告はなく、今回の研究にいくらか明らかにされることが期待される。それにより、聴力が悪化する症例と悪化しない症例の判別が可能となれば、患者さんにとって大きな福音である。また、突発性難聴患者のうち3%が聴神経腫瘍が原因であるということは、患者さんのマネジメントに有用なだけでなく、腫瘍と難聴の関連を探る上でも重要な情報となる。現在、一定の品質で遺伝子解析ができており、概ね順調な進展と考えている。今後は、現在同定されている遺伝子と、計画で述べているmiRNAとの関連を調べ、in vitro, in vivoの実験を進めていく予定である。ただし、miRNAの実験が思うように行かない場合には、遺伝子変異の実験を拡大し、そちらから主目的である聴神経腫瘍による難聴発生メカニズムを探ることにする。現在は、経費は腫瘍細胞からの遺伝子解析に主に用いられている。当該年度内には、予算の余剰が発生しているが、翌年度には更にサンプル数を増やして解析する予定であり、さらにはin vitro, in vivo解析を行って行く予定であるため、当該年度よりも多くの研究予算が必要になると予想される。
鉄キレート誘発ラット腎細胞癌におけるras,p53遺伝子変異の検討

鉄キレート化合物である鉄NTAを実験動物に投与すると高率に腎細胞癌が発生する.この鉄NTA発癌に鉄関連ラジカルによるDNA修飾が関与している可能性がある.本研究は鉄NTA誘発腎癌におけるrasおよびp53遺伝子変異を検索し,(1)これらの腫瘍関連遺伝子の発癌過程への関与と、(2)ラジカルによるDNA修飾が変異を誘発している可能性について検討した.本年度は昨年度とあわせ16個の鉄NTA誘発腎癌について検討を行った。K-,H-,N-ras遺伝子についてはpolymerase cain reaction(PCR)増幅後direct sequencingにより変異を検索した.またp53遺伝子exon5,6,7についてはPCR-SSCP法により変異のscreeningを行い,さらにsequencingで変異の有無を検討した.K-,H-,N-ras遺伝子の点変異のhot spotであるexonlのcodon12,13およびexon2のcodon61いずれにも変異は認められなかった。p53遺伝子の検索では2腫瘍において、exon6にアミノ酸置換をともなう点変異が認められた。これらの2変異はいずれもconserved domain外にあり,またヒト腫瘍で変異が報告されていないコドンであった。以上より鉄NTAによる腎癌の発生にはras・p53遺伝子の変異が関与している可能性は低いと考えられた。鉄関連ラジカルはDNA中のグアノシンを酸化し8ヒドロキシグアノシン(80HdG)を生じ、この修飾によりG→T,G→Aなどの塩基置換が発生すると報告されている。今回p53遺伝子で観察された変異はいずれもC→T(G→A)置換であり8-OHdG形成によるものとして矛盾しないが、変異の発生頻度が低く、またG→A置換は他の塩基修飾でも生じ特異性が高くないことからラジカル修飾による変異と結論することはだきない。鉄キレートである鉄NTAをラット,マウスへ長期投与すると高率に腎細胞癌が発生する.この鉄NTA発癌系では,鉄関連ラジカルによるDNA修飾が発癌に関与している可能性が示唆されている.本研究の目的は,鉄NTA誘発腎癌におけるras,p53遺伝子変異の有無を検索し,観察された変異がラジカルによるDNA装飾で説明できるかを検討するものである.平成6年度には11腫瘍について検討を行ったが,K-,H-,N-ras遺伝子については点変異は全く認められなかった.また,p53遺伝子については1腫瘍においてexon6,codon 199のC→T変異が認められた.ラジカルによるDNA修飾ではG→T変異が発生するとされており,今回観察されたC→T変異とは一致しない.現在までのところ,鉄NTA発癌系にはras,p53遺伝子変異の関与はないと考えられるが,更に腫瘍例数を増やし検討中である.鉄キレート化合物である鉄NTAを実験動物に投与すると高率に腎細胞癌が発生する.この鉄NTA発癌に鉄関連ラジカルによるDNA修飾が関与している可能性がある.本研究は鉄NTA誘発腎癌におけるrasおよびp53遺伝子変異を検索し、1)これらの腫瘍関連遺伝子の発癌過程への関与と、2)ラジカルによるDNA修飾が変異を誘発している可能性について検討した.本年度は昨年度とあわせ16個の鉄NTA誘発腎癌について検討を行った。K-,H-,N-ras遺伝子についてpolymerase cain reaction (PCR)増幅後direct seguencingにより変異を検索した.またp53遺伝子exon5,6,7についてはPCR-SSCP法により変異のscreeningを行い,さらにdirect sequencingにより変異の有無を検討した.K-,H-,N-ras遺伝子の点変異のhot spotであるexon1のcodon12,13およびexon2のcodon