hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニコチンをモデルとした植物のアルカロイド転流と防御機構の解明

植物は外敵から身を守るため、アルカロイドなど生理活性物質を生産し蓄積する。本研究ではニコチンおよびタバコ植物をモデルに、未解明のアルカロイド転流を研究した。C215輸送体は葉の液胞膜に局在しニコチンを輸送すること、高発現させるとニコチン生産が増加することを明らかとした。T408輸送体は葉緑体に局在し、その機能がニコチン生産に重要であることを明らかとした。これら結果から、今後は有用アルカロイドの高生産や虫害に強い植物の育種への応用が期待される。本研究では、タバコ及びニコチンアルカロイドをモデルとして、トランスポーターを介したアルカロイドの転流と、昆虫に対する防御応答の分子機構を解明する。これまでにMATE型トランスポーターNt-JAT1がニコチンを葉の液胞に蓄積することを証明してきたが、今年度はMATE型トランスポーターC215、プリンパーミエースT408を中心に解析を進めた。C215は、ショ糖密度勾配とウェスタンブロットにより細胞膜局在であること、また酵母を用いた輸送解析からニコチンの排出活性を有することを証明した。本トランスポーターはジャスモン酸により葉特異的に発現することから、植物の虫害応答時に大量に根から地上部へ輸送されてくるニコチンを、葉全体に効率よく分配することに関与することが示唆された。一方、T408は葉緑体局在であり、ニコチン生合成時に強く発現誘導されることを明らかとし、ニコチン生産において、葉緑体から細胞質へといったオルガネラ間の代謝中間産物の細胞内輸送に関わることが示唆された。現在、各トランスポーターの形質転換植物を作出しており、さらなる解析を進めることにより、「細胞内での代謝中間産物の輸送」から「最終産物の組織から組織への転流」までの二次代謝産物生産の全容が解明されると期待される。植物は昆虫などへの防御応答としてアルカロイドを生産しており、本研究の成果は虫害耐性を向上させた植物の分子育種への応用が可能であると共に、医薬品としても用いられる有用アルカロイドの大量生産への応用基盤技術となるとが期待される。特に本研究では、研究代表者がトランスクリプトームから着眼したMATE型トランスポーターC215およびNCS1型トランスポーターT408の二つを解析対象とした。これらトランスポーターについて、その発現部位、局在、輸送能を明らかとし、過剰発現や発現抑制によるニコチン生産への影響を解明することとした。C215輸送体の局在をGFP融合タンパク質として解析し、葉の液胞膜に局在することを明らかとした。また酵母を用いた細胞輸送からニコチンを輸送することも示唆された。過剰発現した植物体では、野生株との差は観察されなかったが、培養細胞において、C215を高発現させるとニコチン生産が増加することから、ニコチン生産に大きな役割を果たすと考えられた。一方、T408輸送体は葉緑体に局在することを、GFP融合タンパク質の安定発現、ならびに葉緑体を単離してのウェスタンブロットにより証明した。さらに半定量RT-PCRにより、T408は植物体の各組織で発現しているが、ニコチン生産を誘導した際には、ニコチン生産部位である根において発現が顕著に誘導されることを証明した。過剰発現、発現抑制した植物体の作出を形質転換により試み、実際に発現レベルが変化していることをウェスタンブロットにより確認した。また、過剰発現した培養細胞でニコチン生産が増加することから、輸送基質は不明であるが、その機能がニコチン生産に重要であることが強く示唆された。
マウスガード装着が身体運動反応時間に及ぼす影響

顎顔面領域の外傷予防を主目的とするマウスガード(MG)や顎関節症の治療に用いられるスプリント(SP)の装着により,下顎位の安定をはかることは,随意的な咀嚼筋の活動量を増加し,身体各部の他の筋力に影響を及ぼすとの報告は多く存在する.研究者もこれまで,背筋力,四肢の筋力のほか,頸部の固定性の向上による傷害予防効果などについて報告してきた.しかし多くのスポーツでは,筋力よりむしろスピード,反射神経,瞬発力などが重要となり,パフォーマンスの向上,あるいは傷害予防という観点においても,瞬間的な骨格筋の収縮,すなわち身体を素早く反応させるいわゆる「敏捷性」が,選手生命を左右する重要な役割を果たし,スポーツパフォーマンスの向上にもより深く関与するものと考えられる.そこで,SPやMG装着による咬合状態の変化が,咀嚼筋収縮反応時間および全身反応時間に及ぼす影響を検討した.結果として,咀嚼筋活動開始時間は,装置装着時の方が非装着時と比較して短縮する傾向であった.また,咀嚼筋活動電位が最大咬みしめ時の平均振幅にいたるまでの時間は,装置装着時の方が非装着時と比較して50msec程度の有意な短縮傾向が認められた.さらに身体運動時(垂直跳び,背筋力,頸部後屈力,握力,下腿伸展力)主働筋活動開始時間においても咀嚼筋とほぼ同様の結果が得られた.上記の結果は,SPやMG装着により下顎安静位空隙が一時的に減少し,咬筋のisometricな収縮までの期間が短縮したことと,咬合の安定により咬みしめが容易になることによるものと思われる.「咬みしめ」による大脳皮質咀嚼運動領への情報量が大きい場合には,身体各部の骨格筋へも興奮が伝達されることが知られており,SPやMG装着による瞬発的な咬筋の収縮は,この情報伝達を促進し,「敏捷性」の向上あるいは傷害予防という観点でも有効であることを示唆するものと思われる.顎顔面領域の外傷予防を主目的とするマウスガードや顎関節症の治療に用いられているスプリントの装着により,下顎位の安定をはかることは,随意的な咀嚼筋の活動量を増加し,身体各部の他の筋力に多大な影響を及ぼすとの報告は,周知の通り数多く存在する.研究者もこれまで,背筋力,四肢の筋力のほか,頸部の固定性の向上による傷害予防効果などについて報告してきた.しかし,多くのスポーツでは,筋力よりむしろスピード,反射神経,瞬発力などが重要となり,パフォーマンスの向上,あるいは傷害予防という観点においても,瞬間的な骨格筋の収縮,すなわち身体を素早く反応させるいわゆる「敏捷性」が,選手生命を左右する重要な役割を果たし,スポーツパフォーマンスの向上にもより深く関与するものと考えられる.そこで,スプリントやマウスガード装着による咬合状態の変化が,咀嚼筋収縮反応時間および全身反応時間に及ぼす影響を検討している.現在までの結果について,咀嚼筋活動開始時間は,スプリント装着時の方がスプリント非装着時と比較して短縮する傾向であった.また,咀嚼筋活動電位が最大咬みしめ時の平均振幅にいたるまでの時間は,スプリント装着時の方がスプリント非装着時と比較して50msec程度の有意な短縮傾向が認められた.上記の結果は,スプリント装着による咬合挙上により,咬筋のisometricな収縮までの期間が短縮したことと,咬合の安定により咬みしめが容易になることによるものと思われる.「咬みしめ」による大脳皮質咀嚼運動領への情報量が大きい場合には,身体各部の骨格筋へも興奮が伝達されることが知られており,スプリント装着による瞬発的な咬筋の収縮は,この情報伝達を促進し,「敏捷性」の向上,あるいは傷害予防という観点でも有効であることを示唆するものと思われる.顎顔面領域の外傷予防を主目的とするマウスガード(MG)や顎関節症の治療に用いられるスプリント(SP)の装着により,下顎位の安定をはかることは,随意的な咀嚼筋の活動量を増加し,身体各部の他の筋力に影響を及ぼすとの報告は多く存在する.研究者もこれまで,背筋力,四肢の筋力のほか,頸部の固定性の向上による傷害予防効果などについて報告してきた.しかし多くのスポーツでは,筋力よりむしろスピード,反射神経,瞬発力などが重要となり,パフォーマンスの向上,あるいは傷害予防という観点においても,瞬間的な骨格筋の収縮,すなわち身体を素早く反応させるいわゆる「敏捷性」が,選手生命を左右する重要な役割を果たし,スポーツパフォーマンスの向上にもより深く関与するものと考えられる.そこで,SPやMG装着による咬合状態の変化が,咀嚼筋収縮反応時間および全身反応時間に及ぼす影響を検討した.結果として,咀嚼筋活動開始時間は,装置装着時の方が非装着時と比較して短縮する傾向であった.また,咀嚼筋活動電位が最大咬みしめ時の平均振幅にいたるまでの時間は,装置装着時の方が非装着時と比較して50msec程度の有意な短縮傾向が認められた.さらに身体運動時(垂直跳び,背筋力,頸部後屈力,握力,下腿伸展力)主働筋活動開始時間においても咀嚼筋とほぼ同様の結果が得られた.上記の結果は,SPやMG装着により下顎安静位空隙が一時的に減少し,咬筋のisometricな収縮までの期間が短縮したことと,咬合の安定により咬みしめが容易になることによるものと思われる.

「咬みしめ」による大脳皮質咀嚼運動領への情報量が大きい場合には,身体各部の骨格筋へも興奮が伝達されることが知られており,SPやMG装着による瞬発的な咬筋の収縮は,この情報伝達を促進し,「敏捷性」の向上あるいは傷害予防という観点でも有効であることを示唆するものと思われる.
中世後期から近世初頭における吉田家の神社研究に関する基礎的研究

中世後期から近世初頭における吉田家の神社研究の根底には、南北朝期以来の『延喜式』「神名帳」という古典に対する関心及び研究活動が存在することが確認された。ただし、それらは単なる古典研究という範疇にとどまるものではなく、同家が神祇道家として諸国の神社への影響を強くしていく中で必要不可欠の営みであること、すなわち「式神名帳」とそれに基づいた神社研究が、神祇道家としての同家の確立を支えた重要な拠り所の一つであったことが理解された。1、当該時期の記録(日記)類における神社・神祇関係記事の調査中世後期から近世初頭における吉田家及び同家との交流が認められる公家の記録等を収集し、それらにおける神社や神祇に関する記述の調査を行った。とりわけ、織豊期における吉田家の当主であり、その後の近世における吉田神道の隆盛の基盤を築いた吉田兼見の日記『兼見卿記』及びその実弟であり同じく吉田神道の普及に尽力した僧・梵舜の日記『舜旧記』に対しては重点的に精査を行い、諸国の神社及び神社縁起・神祇書関係記事の整理・データベース化を進めている。2、天理大学附属天理図書館における吉田文庫神社関係資料調査基礎的作業として天理大学附属天理図書館吉田文庫所蔵資料の目録『吉田文庫神道書目録』における諸国神社関係資料項目を整理してデータベース化を行い、各資料の成立年代や性質、書写者等による分類を試み、その性格や伝来にいたる歴史的背景などの全体像把握に努めた。以上の成果をもとに天理図書館において資料調査2回を実施し、同家が作成・収集・襲蔵した諸国神社関係資料400余点の閲覧・調査を行った。加えて調査報告書(吉田文庫諸国神社関係資料の奥書・識語集成)作成のため、特に重要と考えられる資料の複写取得や必要情報等の書写を進めている。3、調査による成果の分析吉田家における神祇書作成の背景となっていると考えられる同家と諸国神社との「知のネットワーク」の実体解明のため、現在、上記1・2の調査における成果をもとに、吉田家関係記録に看取される神社関係記事と、吉田文庫所蔵の諸国神社関係資料との関係についての分析を進めている。1、天理大学附属天理図書館吉田文庫所蔵の神社関係資料の分析・研究と資料の追加収集前年度に天理図書館吉田文庫において調査・収集を行った、吉田家の作成・蒐集した神祇・神社関係資料の整理と分析を進めた。それら分析の中で、従来、中世期における同家の神社研究の代表的成果とされてきた『諸社根源記』系諸本と、同家の神社言説受容の有り様を如実に留める中世後期の聞書類や同家累代当主の日記(『日次記』)との関わりが多分に見いだされ、同書及び同系諸本が同家の神社研究を考察する上で根本的な資料となり得るものであることが再確認された。加えて、それらの内容の分析から、同家の神社研究には『延喜式』「神名帳」(以下、「式神名帳」という)に対する関心及び研究が通底していることが理解された。以上より、1)天理図書館及び代表者が所属する國學院大學図書館において『諸社根源記』諸本を中心とした吉田家関係の資料の追加調査・収集、を行うとともに、2)「式神名帳」関連資料の収集、を進め、前年度の収集資料との比較研究を進めてきた。2、資料の調査・分析による研究成果とその意義収集資料の整理・分析の過程で、吉田家の神社研究はすでに南北朝時代にはその萌芽がみられ、中世後期の吉田兼倶や兼右などの当主はそれら父祖の学問を継承・発展させてきたことが改めて確認された。また、前述の通り、それら同家の神社研究という学問的伝統の根底には「式神名帳」という古典に対する関心及び研究活動が存在することが確認された。ただし、それらは単なる古典研究という範疇にとどまるものではなく、同家が神祇道家として諸国の神社への影響を強くしていく中で必要不可欠の営みであり、すなわち「式神名帳」とそれらに基づいた神社研究が、神祇道家としての同家の確立を支えた重要な拠り所の一つであったことが理解された。
東北地方北半部における終末期古墳の研究

1.東北地方北半部の、岩手県・秋田県・青森県の3県を対象地域とし、古墳時代終末期に併行する7世紀以降に、この地域で盛行する古墳墓の集成を行った。個々の古墳墓について資料カードを作成し、既知のデータを収集・整理するとともに、必要に応じて実地調査も行った。2.既往の調査で出土している遺物を再検討した結果、この地域では、早いもので6世紀末葉、多くは7世紀前半以降に古墳が出現していること、終末は9世紀末まで下る例があることを確認した。同一の古墳群において、79世紀の3世紀にわたって築造が続く例も認められた。3.このような東北地方北半部における古墳墓の、墳丘・内部主体・副葬品配置等を、他の地域の併行、もしくは近接する時期の古墳と比較検討した。特に、東北地方北半部の古墳墓の中でも、最も早く出現し、普遍的に分布する内部主体に木棺を直葬するものについては、(1)墳丘下に内部主体を設ける点、(2)木棺の構造が墓壙内に組み合わせ式の木棺を据え付けるものである点、(3)棺の蓋上に土器を供献する場合が多い等の点において、際だった特徴が認められた。このような構造の主体部は、古墳文化が広まる範囲内では、直接的に模倣した対象を見出すことが困難で、古墳の様々な要素を取り入れながら、東北地方北半部で独自に生み出されたものと考えられる。上記のような、出現期に確立した墳墓様式が、9世紀には墳丘上から墓壙を掘り込む等の変化は見せるものの、その終末まで、ほぼ同じ様式を保ち続けることが確認できた。
フィリピン共和国,イロシンカルデラの火山・地熱活動史に関する日比共同研究

イロシンカルデラはルソン島南端にあり,ブルサン火山はその後カルデラ火山である.この研究は,同国のPHIVOLCSと共同で,イロシン火砕流噴火とその後の火山活動史の解明を試みた.イロシン火砕流は2つにユニット区分され,プリニー式の降下軽石とco-ignimbrite ashもある.この噴火直前に溶岩ドームと火山灰層が形成された.これらにはカミングトン閃石が含まれる.カルデラ内のコア試料には流紋岩質.安山岩質火山灰が挟在し, 1枚はイロシン火砕流に類似する.ブルサン火山は,最近でも水蒸気噴火を起こし,火山灰に石膏が含まれる.周辺温泉のほとんどは,表層水が加熱された蒸気加熱型である.イロシンカルデラはルソン島南端にあり,ブルサン火山はその後カルデラ火山である.この研究は,同国のPHIVOLCSと共同で,イロシン火砕流噴火とその後の火山活動史の解明を試みた.イロシン火砕流は2つにユニット区分され,プリニー式の降下軽石とco-ignimbrite ashもある.この噴火直前に溶岩ドームと火山灰層が形成された.これらにはカミングトン閃石が含まれる.カルデラ内のコア試料には流紋岩質.安山岩質火山灰が挟在し, 1枚はイロシン火砕流に類似する.ブルサン火山は,最近でも水蒸気噴火を起こし,火山灰に石膏が含まれる.周辺温泉のほとんどは,表層水が加熱された蒸気加熱型である.この研究では,フィリピン共和国,ルソン島南東端に位置するイロシンカルデラの活動史を地熱現象も含めて解明することを目的としている.特に約4万年前に噴出したイロシン火砕流によるカルデラ形成以降に焦点を当てて研究を進めた.本年度の研究は,次の3つに大別できる.1.現地調査を研究分担者(小林,田口)や協力者(藤木利之,鳥井真之,高島勲)らと共に進め,それぞれの分野(火山地質,花粉分析,熱ルミネッセンス年代測定など)での情報を収集すると共に,次のボーリング掘削の候補地の選定を行った.2.カルデラ内でボーリング掘削を実施し,2カ所で計60mのコアを採取した.現地の共同研究者であるフィリピン火山地震研究所(PHIVOLCS)のMirabueno博士らが中心に,観察・記載しており,これまで未記載であった後カルデラ火山からのテフラ層が複数見つかった.詳細については,現在解析中である.3.日比の研究者が現地に集まり,研究集会を行った.PHIVOLCSに蓄積された研究結果を公開してもらい,日本側の研究枝術を紹介することが目的であり,十分な意見交換が行われた.これらの内容は次年度に出版を計画している研究報告書(データ集)としてまとまられ,印刷・公表する予定である.このプロジェクトでは,日比研究者の共労体制の確立,研究成果の防災など公への還元を心がけており.PHIVOLCSとの共同研究によって,これらは確実に進められている.この研究では,フィリピン共和国,ルソン島南東端に位置するイロシンカルデラの活動史を地熱現象も含めて解明することを目的としている.特に約4万年前に噴出したイロシン火砕流によるカルデラ形成以降に焦点を当てて噴火史研究を進めている.本年度は,次のような研究を実施した.1.研究分担者(小林,田口)や協力者(鳥井真之)および現地の共同研究者であるフィリピン火山地震研究所(PHIVOLCS)のMirabueno博士らと共に現地調査を行った.その結果,火砕流に関連するプリニー式噴火による降下軽石が存在すること,4万年前よりも前の別の噴火による火砕流堆積物がカルデラ内に存在することなどがわかった.これらの火山地質学的情報の収集と共に,2回目のボーリング掘削の候補地を,カルデラ内でブルサン火山からの扇状地の影響を受け難い地点に決定した.2.日比の研究者を鹿児島大学に集めて,5月22日に研究集会を行った(共催:鹿児島大学国際島嶼教育研究センター).PHIVOLCSには多くの未公表データが蓄積されており,これらの研究結果を公開してもらう一方,日本側の研究技術を紹介することが目的であり,十分な意見交換が行われた.この集会での発表内容は,「地学雑誌」に特集号として掲載される予定であり,現在,各自の投稿および編集作業を行っている.ただし,新燃岳噴火や東日本大震災の影響を受けて遅れている.また,学術誌の論文では掲載できないデータは,鹿児島大学国際島嶼教育研究センターの「南太平洋海域調査研究報告」として刊行を検討している.この研究では,フィリピン共和国のルソン島南東端に位置するイロシンカルデラの活動史を地熱現象も含めて解明することを目的としており,約41cal ka BPに噴出したイロシン火砕流堆積物とカルデラ形成以降に成長したブルサン火山に焦点を当てて噴火史研究を進めている.本年度は,次のような研究を実施した.まず,研究分担者(小林)や協力者(鳥井真之)および現地の共同研究者であるフィリピン火山地震研究所(PHIVOLCS)のDelosReyes,P.J.氏らと共に現地調査を行った.さらに鉱物分析や屈折率の測定も踏まえて,火砕流噴火ではプリニー式噴火による降下軽石とintra-plinian flowsが初期に発生していたこと,先駆的活動で近くの溶岩ドームとの形成と火山灰の噴出があったことなどが確認された.

前年度,イロシン火砕流よりも前の別の噴火による火砕流堆積物がカルデラ内に存在する可能性を指摘していたが,これは再堆積による可能性も出てきた.これらの火山地質学的情報の収集と共に,2回目のボーリング掘削を行い,炭素14年代測定の結果,深度44.2mから11,260BPを得た.残念ながら,今回得たコアには,明瞭なテフラ層は認められなかったが,今後,潜在テフラが発見される可能性はある.現在,昨年度に実施した研究集会(共催:鹿児島大学国際島嶼教育研究センター)をもとに「地学雑誌」の特集号を編集・準備しているところである.現在,各自の投稿および編集作業を行っているが,いくつかの論文は東日本大震災の影響を受けて遅れている.PHIVOLCSには多くの未公表データが蓄積されており,これらの研究結果を公開してもらえる.福岡大学では,国際火山噴火史情報研究所が2012年4月に設置され,このプロジェクトも含めた共同研究を進める体制が整備されつつある.今後,研究成果は,論文の他,ウェブ上でも公開される予定である.
13・18トリソミー症候群の自然歴解明とそれに基づく診療健康管理指針の確立

13トリソミー(T13)症候群はかつて、18トリソミー(T18)症候群とともに、その生命予後の短さのため、蘇生や治療の制限が行われてきた歴史を持つが、臨床的多様性が判明してきたことや両親の意思決定を重視する小児医療の流れより、その治療のあり方は『子どもの最善の利益』を心がけるものへと変遷してきた。特にエビデンスの少ないT13児について治療・健康管理指針の構築を目的とし本研究を行った。1、方法と結果(1)県内唯一の小児病院という特色をいかし、標準的な新生児・小児医療管理を行ったT13児24例について、個々の合併症および医療的対応の詳細、生存期間や予後について診療録よりデータを収集し、評価した。呼吸管理や小児外科手術を制限せず適切に行うことで、過去の大規模調査の報告より1年生存率、生存期間の中央値ともに大幅に改善することがわかった。(2)2016年8月に、県内のT13児を対象として家族会を開催した。家族間の情報共有など患者家族ヘピアカウンセリングの場を提供するとともに、診療録からの後方視的研究や通常の個別の外来診療では得難い、両親・兄弟の思い、家族と過ごす児の様子についての情報を収集した。2、成果発表(1)2016年米国人類遺伝学会学術集会で、T13児の健康管理において重要なことの一つである経口摂取に関して、気管切開を要する呼吸管理を要しているT13児においても、哺乳評価や嚥下造影といった経口摂取に関する的確な評価の上、発達に応じた経口摂取の継続的な取り組みが重要であることを発表した。(2)また同学会において本研究にあたり、海外におけるT13、T18児について情報収集するとともに、同様の研究の世界的権威であり、米国の両症候群のサポートグループとも関わりの深いユタ大学小児科John Carey教授からも本研究および論文発表に関する示唆を得た。
テナガザル視物質遺伝子の多様性に関する研究

霊長類の色覚の進化を研究する目的で、東南アジアで飼育されているテナガザル157頭の視物質遺伝子を解析した。その結果、色盲個体は1頭も見つからなかった。また、吸収波長決定サイトを持つエクソン3に変異が少なく、イントロン部分に変異の多いことが明らかになった。この結果は、エクソン3の変異に選択圧がかかっている可能性を示唆した。狭鼻猿類の霊長類(旧世界ザル、類人猿、ヒト)は3種類の錐体視物質を持ち、その色覚は3色型である。3種類の視物質のうち中波長(M)と長波長(L)視物質の遺伝子はX染色体上にタンデムに配列し、核酸のレベルでは相同性が高い。このため、ヒトでは減数分裂時にしばしば不等交差や遺伝子変換などの遺伝子組換えが起こり、遺伝子の増加や欠損・ハイブリッドの遺伝子を生成する。本研究ではテナガザルのX染色体上の視物質遺伝子を調べ、ヒトと類似の多型を検索する計画である。平成17年度は、この目的遂行のための基礎調査を行うとともに、インドネシアのジャワ島、スマトラ島、カリマンタン島においてテナガザル血液のサンプル採取を行った。まず、6月25-30日に三上がインドネシアのボゴール農科大学を訪問し、研究協力者のファラジャラおよびスリョブロト(ファラジャラの所属する研究室の責任者)と調査について打ち合わせを行った。また、霊長類センター、ジャカルタのラグナン動物園を訪問し、テナガザル血液サンプル採取の許可を得るとともに、サンプル採取時期などについて打ち合わせを行った。9月18日から10月2日までの期間、三上と研究協力者のファラジャラがジャワ島ボゴールのサファリ・パーク、バンドンのバンドン動物園、西部スマトラを訪問し血液サンプル採取を行った。また、10月16日から24日まで、三上と研究協力者の後藤がタイを訪問し、チュラロンコン大学の複数のスタッフおよびテナガ・リハビリテーション・センター所長とサンプル採取について打ち合わせを行った。さらに、2月9日から22日までの期間、三上、研究協力者の後藤とファラジャラが、ジャカルタのラグナン動物園、カリマンタン島のポンティアナックを訪問し血液サンプル採取を行った。これらの血液サンプルは研究協力者のファラジャラの協力を得て現地でDNAを抽出した後、現在日本国内で詳細な解析を行っている。ヒトでは減数分裂時にしばしば不等交差や遺伝子変換などの遺伝子組換えが起こり、視物質遺伝子の欠損やハイブリッドの遺伝子を生成する。本研究ではテナガザルのX染色体上の視物質遺伝子の多型を調べる計画である。平成18年度は、この目的遂行のためタイにおける海外調査とインドネシアにおける予備調査を行った。まず、10月24日に後藤がタイに入国し現地スタッフと調査打合せを行った。ついで10月28日三上がバンコクに入り調査用消耗品調達などの準備の後、バンコクのバンコク動物園、コンブリ県のカオキャオ動物園、チェンマイのチェンマイ動物園を訪問しテナガザル、それぞれ17頭、12頭、27頭の血液サンプルを採取した。血液サンプルはチュラロンコン大学でDNAを抽出しPCR産物を作成した後、11月7日、日本に持ち帰った。また、12月16-22日、来年度の調査に向けてインドネシア・ボゴール農科大学で調査打合せを行なった。さらに、現地で飼育中の色覚異常のカニクイザルを用いて行動実験を行った。これらの調査と並行して日本に持ち帰ったDNAの遺伝子レベルの解析を行った。今年度はサンプルとして最も多いアジルテナガザルのオス39個体のサンプルに対してGene specific PCR法(Terao et al.,Vision Research 45:1225-1235,2005)を用い、Hybrid geneの検出を試みた。ex3-4についてはex3LF/ex3MF primerとex4LR/ex4MR primerの組み合わせによるPCRを行い、ex4-5についてはex4LF/ex4MF primerとex5LR/ex5MR primerの組み合わせによるPCRを行った。しかしながら、現時点で吸収波長決定に寄与する遺伝子座位の変異、ハイブリッド遺伝子、視物質遺伝子の欠損など色覚異常の原因となる遺伝子配列は見つかっていない。平成19年度は、この目的遂行のためインドネシアにおける調査を行った。また、テナガザルで色覚異常個体が発見できた場合に比較となるデータを取得する目的で、色覚異常および正常個体の色覚の行動実験をインドネシアで飼育中のカニクイザルを用いて行った。まず、平成19年7月21-29日に三上がインドネシアを訪問しジャカルタの動物園でテナガザルからのサンプル採取を行った。

また、カニクイザルでの行動実験を行った。カニクイザルの行動実験は三上が帰国後もインドネシア側研究協力者によって継続した。平成20年2月14-20日に三上が再度インドネシアを訪問し、行動実験のデータを取得するとともに次年度の研究打合せを行った。これと並行して日本に持ち帰ったDNAの遺伝子レベルの解析を行った。遺伝子解析はまだ予備的な段階であるが、現時点で吸収波長決定に寄与する遺伝子座位の変異、ハイブリッド遺伝子、視物質遺伝子の欠損など色覚異常の原因となる遺伝子配列は見つかっていない。霊長類の色覚の進化を研究する目的で、東南アジアで飼育されているテナガザル157頭の視物質遺伝子を解析した。平成20年度までの研究で一通りの解析を行ったが、色覚異常の個体は見つからなかった。一方、一部の個体の遺伝子構造を詳細に検討した結果、吸収波長を決定するエクソン部分の変異がイントロン部分よりも少ないとうい予備データを得た。そこで、平成21年度はエクソン部分の変異をイントロン部分や他の中立遺伝子領域と比較する目的でこれまで集めた全サンプルについて追加の実験を行なった。その結果、吸収波長決定サイトを持つエクソン3に変異が少なく、視物質のアミノ酸配列の情報を持たないイントロン部分に変異の多いことが明らかになった。全サンプルの再解析の結果は平成21年7月におこなわれた第25回日本霊長類学会で発表するとともに、9月にインドネシアを訪問し、ボゴール大学の研究協力者と研究のとりまとめについて調整した。また、11月にタイを訪問し、チョラロンコン大学およびバンコク動物園の研究協力者と研究成果とりまとめの調整をおこなった。バンコクでは、解析結果の一部を3rd International Congress on the Future of Animal Research(第3回動物実験の将来についての国際会議)で発表した。この会議では、東南アジアの霊長類を研究するアジア、ヨーロッパ、アメリカの霊長類研究者が一堂に会し、霊長類研究についての情報交換をおこなった。さらに、論文執筆に向けての最終調整を2月にインドネシアでおこなった。本研究の結果は、テナガザルにおいては、エクソン3の変異は淘汰されている可能性を示した。この結果はまた、カニクイザル、チンパンジーにおいても視物質変異が淘汰されている可能性を示唆するものでもある。
染色体の形態や核型が大きく異なるハマボッスのゲノム再編はどのようにしておきたのか

ハマボッス(Lysimachia mauritiana)の種内染色体多型について、1)台湾の染色体多型の分布とその成因、2)南西諸島のトカラ列島宝島及び奄美諸島では、その分布、動態を明らかにした。3)南西諸島に分布する本種の染色体多型の成因を明らかにする目的で、5Sおよび45S rDNA、telomere DNAをプローブに用い、分子細胞学的分析(FISH法)を行った。1)と2)については、論文として公表した。3)については、先島諸島に分布する、2n=18 (6m)がオリジナルな核型であることが判った。研究代表者荻沼および研究協力者河野は、平成25年5月に沖縄県石垣島および与那国島、平成25年12月に石垣島、平成26年1月に台湾北部海岸でサンプリングを行った。サンプリング後、高知県立大学へ持ち帰ったハマボッスを鉢植えにし、採根し、検鏡して核型のチェックを行った。核型が決定した個体は、生きた状態で、研究分担者星へ送付した。染色体の基本構造を特定するため、日本に属する南西諸島産18サイトタイプの内、主な9サイトタイプ:20 (4m)の3サイトタイプ, 18 (6m), 18 (4m), 16 (8m)の2サイトタイプ, 16 (6m)の2サイトタイプ、に対して、telomere、5Sおよび45S rDNAをプローブとして、FISH法を用いた解析を行った。この結果は、国際染色体植物学会第8回大会(広島市、平成25年11月24日)にて口頭発表を行った。また、この結果は、平成26年度中に論文として公表する予定である。南西諸島の宝島産ハマボッスの染色体多型の地理分布、および染色体多型の動態について、論文として公表した。宝島には、11サイトタイプが自生しており、1採集地内のサイトタイプ数やその割合は年度ごとに変異していることを明らかにした。一方、研究分担者星は、台湾、石垣島、与那国島および日本本土から採集した個体からDNAを抽出した。そして、新規のマイクロサテライトマーカーの開発を引き続き行っている。研究代表者荻沼および研究協力者河野は911月に台湾の緑島および石垣島、沖縄島でのサンプリングを行った後、高知県立大学へ持ち帰ったハマボッスを鉢植えにし、採根・核型のチェックを行った。核型が決定した個体から更に採根を行い、固定した根と共にその個体を生きた状態で、研究分担者星博士へ送付した。また、台湾産の染色体多型については、論文として公表した。その結果、台湾には全部で8サイトタイプ:2n=16(6m)、16(8m)、18(4m)、18(6m)の2型、19(5m)および20(4m)の2型が自生していることを明らかにした。染色体識別を中心に行う本年度は、染色体の基本構造を特定するために効果的なtelomere、5Sおよび45S rDNAをプローブとしてFISH解析を行った。これまで、台湾の全8サイトタイプ中7サイトタイプ:2n=16(6m)、16(8m)、18(4m)、18(6m)の2型、20(4m)の2型、南西諸島の全18サイトタイプ中の7サイトタイプ:2n=16(6m)、16(8m)、18(4m)、18(6m)、20(4m)の3型、合計14のサイトタイプのFISH解析を行った。その結果、サイトタイプ間の系統関係をFISH解析から明らかにすることができた。このFISH解析の結果は遅くても、平成26年度中には、論文として公表する予定である。一方、研究分担者星は、台湾、石垣島および沖縄島から採集した各サイトタイプからDNAを抽出した。そして、新規のマイクロサテライトマーカーの開発を継続的に行っている。南西諸島でみられる多くのサイトタイプの核型の比較解析から、ハマボッスの染色体多型は単純な端部動原体型染色体(t-染色体)の融合、中部動原体型染色体(m-染色体)の切断だけでは説明できないサイトタイプが存在することが判っていた。その問題を解明するために、南西諸島で見られる18サイトタイプ中、偶数の染色体数を持つ9サイトタイプ:20(4m)の3サイトタイプ、18(6m)、18(4m)、16(8m)の2サイトタイプ、16(6m)の2サイトタイプ、に対して、テロメア、5Sおよび45S rDNAをプローブとしてFISH (Fluorescence in situ hybridization)法にて解析を行った。

その結果、(1)20(4m)の2サイトタイプ、18(4m)、16(8m)は、18(6m)からt-染色体の動原体融合・m-染色体の切断に加えて、相互転座・含動原体型逆位などに起因していることが明らかになった。(2)16(6m)は、18(4m)からt-染色体の動原体融合により生じることが明らかになった。(3)与那国島でみられた16(6m)は、16(8m)から含動原体型逆位により生じることが明らかになった。植物細胞分類学南西諸島でみられる多くのサイトタイプの核型の比較解析から、ハマボッスの染色体多型は単純な端部動原体型染色体(t-染色体)の融合、中部動原体型染色体(m-染色体)の切断だけでは説明できないサイトタイプが存在することが判っていた。その問題を解明するために、南西諸島でみられる18サイトタイプ中、偶数の染色体数を持つ、主な9サイトタイプ:20 (4m)の3サイトタイプ, 18 (6m), 18 (4m), 16 (8m)の2サイトタイプ, 16 (6m)の2サイトタイプ、に対して、telomere、5Sおよび45S rDNAをプローブとしてFISH(Fluorescence in situ hybridization)法にて解析を行った。その結果、ハマボッスの染色体多型は、端部動原体型染色体(t-染色体)の融合、中部動原体型染色体(m-染色体)の切断に加えて、染色体欠失、含動原体型逆位、相互転座などから起因していることが明らかになった。この結果は、国際染色体植物学会第8回大会(広島市、平成25年11月24日)にて口頭発表を行った。また、この結果は、平成26年度中に論文として公表する予定である。一方、研究分担者星は、台湾、石垣島、与那国島および日本本土から採集した個体からDNAを抽出した。そして、新規のマイクロサテライトマーカーの開発を引き続き行い、染色体多型に関与するDNA配列を特定する研究を行う予定である。南西諸島にみられる多くのサイトタイプの比較解析から、ハマボッスにおける染色体分化が、単純な端部動原体型染色体(t-染色体)どうしの融合あるいは大型の中部動原体型染色体(m-染色体)の動原体部分での切断だけでは説明できないサイトタイプが存在することがわかり、このことから融合や切断以外に染色体を大きく変化させるDNA配列が存在していることが予測された。そこで本研究では、1.日本本土型および南西諸島で見つかったサイトタイプを材料に、それぞれの染色体を特徴付けることが可能なDNA配列を選抜することを目的とした。結果的には、telomere、5Sおよび45S rDNAをプローブとして用いる方法が的確であることが判った。2.これらを蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)解析のためのプローブにして、これらサイトタイプ間での核型を大きく変えることに起因した染色体を特定することができた。3. Random Amplified Polymorphic DNA(RAPD)プライマーから得られた反復DNAおよび縦列型反復配列(short tandem repeat: STR)や単純反復配列(simple sequence repeat: SSR)などのマイクロサテライトDNAを用いて解析を行い、その染色体上にのみ検出される核型変異に関与したDNA配列を特定する研究は、継続中である。今後、random amplified polymorphic DNA (RAPID)プライマーから得られた反復DNAおよび縦列型反復配列(short tandem repeat: STR)や単純反復配列(simple sequence repeat:SSR)などのマイクロサテライトDNAを用いて、核型変異に関与するDNA配列を特定する研究を行う。この結果とFISH解析から、ハマボッスの染色体多型におけるゲノム再編の機構を明らかにする。
肺癌における浸潤・転移とS100A14の機能解析

肺癌症例におけるS100A14が予後因子として関与している可能性を示唆する臨床データが得られた。ヒト肺癌細胞株QG56細胞においてS100A14をノックダウンし細胞増殖能、細胞浸潤能、細胞遊走能について評価したところ、増殖能には影響なく浸潤能や遊走能は有意に減弱した。S100A14に関するsignal pathwayの検索を行い、S100A14の抑制によりMAPKのリン酸化の減弱を認めた。肺癌症例におけるS100A14蛋白の発現に対する臨床的意義を検討した。まず、当院での手術を受けた肺癌症例の腫瘍組織の病理組織標本を収集し、S100A14の発現の免疫組織化学的判定を行った。判定基準は、細胞膜が連続性に強く染色される細胞が全体の50%以上あるものをポジティブ、それ以外のものをネガティブとした。患者の性別、年齢、組織学的分類、病理学的T分類、N分類、ステージ、腫瘍のサイズにおいて発現との相関を調べた。このうち組織型により発現と生存率との関係の間に傾向の違いを認めた。さらに、各種遺伝子変異、核異型の程度、リンパ管侵襲や血管侵襲の有無、Mitotic countとの相関関係は明らかなものは認めなかった。Human lung cancer cell-lineにおけるS100A14の発現を調べ、実験に最適なcell-lineを選択した。リアルタイムPCRと免疫染色の結果から、もっとも発現の高いQG56を選択した。まずS100A14をノックダウンし、そのノックダウン効果を確かめた。免疫染色、ウエスタンブロッティングともに十分なノックダウン効果が得られた。この細胞を用いて、XTTアッセイ、invasionアッセイ、wound healing assayを行った。XTTアッセイではコントロールとノックダウン細胞で有意な差は見られず、増殖能には影響しなかった。各アッセイではS100A14の抑制により浸潤能が有意に減弱する、遊走が減弱することが示された。次にウエスタンブロッティング法により、S100A14に関連するsignal pathwayの検索を行った。S100A14の抑制によりMAPKのリン酸化が減弱した。その他の、増殖・浸潤関連シグナルであるFAK、PI3、Src、Aktなどでは有意な差がみられず、これらのsignal pathwayの変化には影響しなかった。昨年度までの研究内容として、肺癌症例におけるS100A14が予後因子として関与している可能性を示唆する臨床データが得られた。特に、組織型によりその関与パターンが異なる可能性が示唆され、そのメカニズムの解明が必要と考えられた。まず、ヒト肺癌細胞株におけるS100A14の発現を比較し実験に最適な細胞株としてQG56細胞を選択し、S100A14をノックダウンしたQG56細胞を用いて、細胞増殖能、細胞浸潤能、細胞遊走能の評価を各アッセイ系で評価し、ノックダウンの影響が増殖能には影響しなかったものの浸潤能および遊走能は有意に減弱した。S100A14に関連するsignal pathwayの検索を行い、S100A14の抑制によりMAPKのリン酸化の減弱を認めた。まず、症例数を増やすことによりS100A14の予後因子としての役割を明確にすることができるのではないかと考え、これまでの検討の数倍程度に症例数を増やしたが、症例数を増やしても組織型による違いは依然として有意なものであったものの、転移部位や腫瘍の病理学的な悪性度には直接的な違いを見出すことは出来なかった。肺癌細胞株におけるS100A14の分子メカニズムの解析において、タンパク発現の細胞内局在を認識する実験系により、予後予測因子となりうるバイオマーカーや転移・浸潤に対する治療ターゲットを探索する予定であったが、2014年6月より留学に伴い研究を終了した。呼吸器外科肺癌の浸潤・転移におけるS100A14蛋白の臨床的意義は明らかになってきていると思われる。S100A14の分子メカニズムの解析ではS100A14のタンパク発現の細胞内局在を認識できるような、適切な実験系の確立も出来ており、予後を予測するバイオマーカーや転移・浸潤に対する予防・治療のターゲットなど、S100A14を標的とした診断・治療への応用への検討が可能であるS100A14を中心とした肺癌の浸潤・転移における分子メカニズムの解析を継続的に進めていく予定である。予後予測診断としては肺癌においては、組織型によりS100A14蛋白の臨床的意義は異なるようであり、肺癌の予後を的確に予測し得るシステムを構築していきたいと考えている。実験のための材料(抗体など)の購入費用に使用する予定であったが、以前に使っていた材料を使用することで実験が継続的に進行でき、代用可能であったため本年度分の動物実験のための動物購入のために費用に使用する予定である。
東アジアにおける19世紀気象観測記録の補正均質化とその気候変動研究への応用

本年度は最終年度であるため,主にこれまで蓄積されてきたデータおよび研究成果のまとめを行うとともに,データを一般公開し,研究成果を国内外の学術雑誌等に発表した.今年度の研究成果は以下の通りである.1.19世紀の東アジア長期気象データの整備と全球グリッドデータへのデータ提供・一般公開東アジアの各地で19世紀に観測されたデータ(気温・気圧)の整備を完了し,英国イーストアングリア大学のサイトより一般公開を行った.東アジアの古気候復元を行う様々な研究者からの反応があり,メタデータの公開やデータ自体の再検証に取り組んだ.イーストアングリア大と英国気象庁の協力で,地上観測データに基づく全球グリッドの再計算を行った.気温データはCRUTem3,気圧データはHadSLP2としてリリースされた.以上のように,本研究は過去の気候データの収集にとどまらず,19世紀のデータが現代のデータと比較可能なように補正均質化すること,そしてメタデータとともに一般に公開することによって,長期気候変動や古気候復元の研究に貢献できたと考える.2.19世紀の東アジア長期気候データを用いた長期気候変動の解析19世紀の東アジア各地の気温データの時系列解析を行い,19世紀日本西部の気温変動において,小氷期末期にあたる1840-1850年は比較的暖かい時期であったことを実証した.その後,北京の気温データにおいても同様の傾向が認められたため,この温暖傾向が日本だけではなく中国北東部も同様であったことが分かった.また,気温・気圧データを使用した19世紀の日本周辺域の大気循環パターン復元の結果では,19世紀末期に冷夏をもたらすパターンが卓越していたことを明らかにした.3.東アジアにおける19世紀気象観測の科学史的考察東アジア,特に台湾・日本における19世紀の気象観測ネットワークの拡大について考察を行い,東アジア科学技術社会論学会の学会誌において論文を発表した.1.19世紀日本における気象データの整備データの補正均質化・品質管理が完了した東京・横浜・大阪・神戸・長崎の気温・気圧データを,学術論文において発表すると同時に,イギリス・イーストアングリア大学の気候研究所のウェブサイトにて,データの一般頒布を開始した.東京・横浜・大阪・神戸・長崎の気象観測記録に含まれる降水量データのデジタル化を開始した.日データが得られる長崎のデータに関しては,古日記に記載された天候記録の降水頻度と比較することによって,データの正確性を検証した.その結果,微雨に関しては正確に記載・計測されていない傾向があり,この原因が機器計測の不備によるものなのか,古日記が記載された場所との地理的な違いによるものなのかを検討する必要がある沖縄にて,19世紀の気象観測記録の史料調査を行った.その結果,18世紀末の沖縄を含む,日本の沿岸部において,イギリス人によって観測された気温と気圧の観測記録の所在が明らかとなった.18世紀に日本で行われた気象観測は限られており,今回の史料は気象学史的にも有意なものであるといえる.2.19世紀東アジアにおける気象データの整備イギリス気象庁およびイーストアングリア大学において,1840年代以降の北京における日データの所在を確認した.今後は,詳細なデータの入力とその解析を開始する.3.19世紀の東アジア地域に気象データを用いた長期気候グリッドデータの作成とその解析19世紀日本の気温データを使用して,1850年代以降の全球気温グリッドデータの作成を行った.データの信頼性の問題から,1850年以前のデータ作成は,今後の課題としている.現在,気温トレンドの地域的なパターンの考察を行っている.気圧データは,イギリス気象庁の全球気圧グリッドデータHadSLP2に使用される予定である.1.19世紀の気象データの整備これまではMonthlyデータの整備を中心に行ってきたが,世界的にDailyデータの整備が必要とされてきたため,19世紀日本における気象観測記録の日レベルのデータベースの整備,および補正方法の検討に取り組んだ.特に,気圧Dailyデータについては,イギリス気象庁が気圧のDailyグローバルグリッドデータを算出するプロジェクトを進めており,自分自身もそのプロジェクトに参加し,日本のデータ整備を担当した.また,昨年度の日本の降水量データの整備に続き,本年度は19世紀北京の降水量データの入力作業に取り組んだ.また,日本の降水量については,20世紀以降の気象庁の降水量データと19世紀の降水量について,特に短時間強雨のトレンドについて解析を行った.その結果,19世紀および20世紀前半と比較して,特に最近10年の短時間強雨(特に春・夏季)の頻度が増えていることが確認できた.イギリスにおける調査で確認した19世紀北京での気象観測記録について,データ入力作業を行った.入力作業は現在も進行中で,まもなく完了し解析作業に移る.2.19世紀の東アジア地域における気象データを用いた長期気候グリッドデータの作成とその解析前年度からの作業を継続し,イーストアングリア大学と共同で,1850年代以降の全球気温グリッドデータの作成及び精度の検証を行った.地点データが増えたため精度は前年度よりも向上した.今後はこのデータを使用した解析結果を順次公表していく.気圧データは,イギリス気象庁の全球気圧グリッドデータ作成のプロジェクトHadSLP2に使用され,2006年に公開された.3.東アジアにおける19世紀気象観測の科学史的考察台湾における19世紀の気象観測ネットワークおよび気象学研究の拡大について考察し,科学技術社会論分野で論文・学会発表を行った.

本年度は最終年度であるため,主にこれまで蓄積されてきたデータおよび研究成果のまとめを行うとともに,データを一般公開し,研究成果を国内外の学術雑誌等に発表した.今年度の研究成果は以下の通りである.1.19世紀の東アジア長期気象データの整備と全球グリッドデータへのデータ提供・一般公開東アジアの各地で19世紀に観測されたデータ(気温・気圧)の整備を完了し,英国イーストアングリア大学のサイトより一般公開を行った.東アジアの古気候復元を行う様々な研究者からの反応があり,メタデータの公開やデータ自体の再検証に取り組んだ.イーストアングリア大と英国気象庁の協力で,地上観測データに基づく全球グリッドの再計算を行った.気温データはCRUTem3,気圧データはHadSLP2としてリリースされた.以上のように,本研究は過去の気候データの収集にとどまらず,19世紀のデータが現代のデータと比較可能なように補正均質化すること,そしてメタデータとともに一般に公開することによって,長期気候変動や古気候復元の研究に貢献できたと考える.2.19世紀の東アジア長期気候データを用いた長期気候変動の解析19世紀の東アジア各地の気温データの時系列解析を行い,19世紀日本西部の気温変動において,小氷期末期にあたる1840-1850年は比較的暖かい時期であったことを実証した.その後,北京の気温データにおいても同様の傾向が認められたため,この温暖傾向が日本だけではなく中国北東部も同様であったことが分かった.また,気温・気圧データを使用した19世紀の日本周辺域の大気循環パターン復元の結果では,19世紀末期に冷夏をもたらすパターンが卓越していたことを明らかにした.3.東アジアにおける19世紀気象観測の科学史的考察東アジア,特に台湾・日本における19世紀の気象観測ネットワークの拡大について考察を行い,東アジア科学技術社会論学会の学会誌において論文を発表した.
非特異流における不変集合の研究

始めに、平面の同相写像において非ハウスドルフ集合の特徴付けを行った。特に、非ハウスドルフ集合がどのくらい有効な不変集合であるかを調べるために、非ハウスドルフ集合により流体化可能性を決定できるかを調べた。そして、非ハウスドルフ集合が2本の直線であるにも関わらず流体化可能でない例を構成した。これを国際会議葉層構造の幾何学的研究にて発表し、論文にまとめた("A non-flowable plane homeomorphism whose non-Hausdorff set consists of two disjoint lines")。このとき、同相写像は非ハウスドルフ集合のまわりで渦を巻いたような状態になる。そこで、この渦をはかる道具の必要性を痛感するに到った。次に、非特異流にこの非ハウスドルフ集合を応用することを試みた。そこでは、多様体のコンパクト性を仮定しないで研究を進めた。一般にコンパクト多様体上の力学系では非遊走集合が空にならない。このため、非遊走集合に消されてしまい、非ハウスドルフ集合は役に立たない。ところが、非コンパクト多様体の場合、非ハウスドルフ集合が非常に有用な概念であることがわかった。たとえば、非ハウスドルフ集合が空になる場合、どの軸道の極限集合も空になることがわかった。そして、非ハウスドルフ集合が空でない場合は、そこのところに一種の2次元レーブ成分ができることが観測できた。今後の課題としては、3次元ユークリッド空間の非特異流で、すべての軌道が直線と同相なものを分類することを考えている。これについては、既に、非ハウスドルフ集合が空になる場合について結果を出し、論文として投稿中である。
ゼブラフィッシュ胚正中軸組織における協調した伸長機構の力学的解析

さまざまな器官の形成過程において、しばしば複数の異なる組織が協調して伸長し、長さを揃える現象がみられるが、その制御機構はほとんどわかっていない。申請者はゼブラフィッシュ胚の体軸伸長プロセスにおけるfloor plate(FP)と脊索の協調した伸長現象に着目し、これらの組織が協調して伸長するメカニズムを明らかにする。とくに本研究ではFPと脊索の力学的特性に着目し、計測および摂動実験によってその機構の一端を明らかにする。
口腔微生物貪食におけるToll様受容体の役割

Toll-like receptor(TLR)は貧食細胞等に発現し、微生物の侵入を感知するセンサーとして注目されているが、微生物の貧食における役割については不明な点が多く残されている。本研究の目的は微生物の排除におけるTLRの役割を明らかにする事である。ヒト単球系細胞株であるTRP-1細胞をジアシルリポペプチドFSL-1で処理した後、FITC標識E.coli(Ec)とS.aureus(Sa)を貧食させた。FSL-1刺激により、グラム陰性菌であるEcよりもグラム陽性菌であるSaの貧食が強く増強されたが、ラテックスビーズの貧食は増強されなかった。このFSL-1の貧食促進活性はp38、PI3-キナーゼ及びアクチン重合のインヒビターであるSB203580、wortmannin及びcytochalasin-D処理で減弱した。また、FSL-1刺激によりTHP-1細胞ではp38とPI3-キナーゼが活性化し、さらに細胞表面におけるTLR2の発現が増加した。TLR2^<+/+>とTLR2^<-/->マウスの腹腔浸出細胞による細菌貧食を調べたところ、FSL-1刺激により細胞内に取込まれている細菌の数が、TLR2^<+/+>では顕著に増加したが、TLR2^<-/-では増強しなかった。以上の結果から、まず、TLR2そのものが貧食受容体として機能している可能性を考えた。そこで、TLR2を安定して発現しているchinese hamster ovary(CHO)細胞を樹立し、細菌貧食を調べたが、この細胞はこれらの細菌を貧食しなかった。一方、貧食受容体として知られているCD14を発現しているCHO細胞では明らかな細菌貧食の亢進がみられた。FSL-1刺激により、TRP-1細胞ではCD36,MSR1,Dectin-1,DC-SIGN等の貧食受容体のmRNAの発現が増強された。さらに、MSR1ならびにDC-SIGNを遺伝子導入したHEK293細胞は貧食能を示した。さらに、TLR2を発現したHEK293細胞にDC-SIGNを導入するとTLR2によるリガンド認識が増強されること、TLR2によるリガンド認識がCD14により増強されること、TLR2リガンドであるFSL-1がin vivoにおいてTh2応答を増強すること等を明らかにした。口腔微生物貪食におけるToll様受容体(TLR)の役割を明らかにするために、本年度の実験では以下のことを明らかにした。1.マクロファージの貪食活性がTLR刺激により増強され、その増強活性にはp38 MAP kinase、PI3-kinaseならびにアクチンの再構成が関与している。ヒト単球系細胞株THP-1細胞をTLRのリガンドであるリポペプチドFSL-1、大腸菌由来LPSならびに黄色ブドウ球菌由来ペプチドグリカンで刺激すると蛍光色素標識大腸菌ならびに黄色ブドウ球菌の貪食能が増強された。また、その増強活性はサイトケラシン、wartmanninならびにSB203580で阻害され、アクチンの再構成、PI3-kinaseならびにp38 MAP kinaseが関与していることが判明した。