hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パイ共役系分子含有カーボンナノチューブを用いた可視光応答スイッチの創製

これを確かめるため,内包分子集合体の超分極率を算出した.理論計算の結果,ゲスト集合体の配向に依存して超分極率が変化することがわかった.実際,パラレル配向の場合,有為な超分極率を有するものの,アンチパラレル配向の超分極率はほぼ消失した.さらに,パラレル配向において,直線型の超分極率は積層型のそれよりも大きいことがわかった.特に,直線型の配向では,同数の分子が遠方に存在する場合よりも顕著な超分極率を有することも明らかとなった.違いは,双極子モーメントの大きさに依存する.以上の結果は,チューブ内部でDANS分子の配向が非線形光学特性に影響を与えることを示唆している.本研究では分散力を考慮した密度汎関数法計算を行うことにより,カーボンナノチューブ内部のパイ共役系分子集合体の配向がチューブ直径に依存して変化するを見出した.ここで,パイ共役系分子としてオリゴチオフェン,オリゴフラン,およびジメチルアミノニトロスチルベンを取り扱った.これらパイ共役系分子集合体の配向は,光吸収特性や二次の非線形光学特性との相関を持つことも明らかとなった.その結果,ナノチューブ内部のパイ共役系分子の光学特性は,チューブ直径を変化させることで調整できることがわかった.以上の知見は,ナノチューブを基礎にした可視光応答材料を構築する上で重要になるものと考えられる.本年度の研究では当初の研究計画通り、カーボンナノチューブ内部に存在するパイ共役系分子集合体の配向がゲスト分子の種類(チオフェンオリゴマーとフランオリゴマー)にどのように依存するかを議論することができた。実際、チューブ内部のパイ共役系ゲスト集合体の配向は、ゲストーゲスト相互作用、つまり鎖間相互作用とホストーゲスト相互作用のバランスで決まることが分かった。この二つの相互作用の大きさはホストチューブの直径に依存する。また、鎖間相互作用の大きさは、パイ共役系分子に含まれるヘテロ原子の違いにより異なり、その結果としてパイ共役系分子の配向の依存性を引き起こすことが分かった。さらに、内包されるパイ共役系分子数もこの二つの相互作用のバランスに影響を与えることも明らかとなった。以上の知見により、パイ共役系ゲストの配向は、チューブホストの直径、パイ共役系分子の種類、およびゲスト分子の数に依存することが明らかとなった。また、チューブ内部のパイ共役系分子集合体の配向に依存してフロンティア軌道の分裂幅が変調することも分かった。このフロンティア軌道の分裂幅はゲスト集合体の電子状態を決定づける。このため、ゲスト集合体の電子状態はチューブホストの直径、パイ共役系ゲストの種類、およびゲスト分子の数により調整できるが本年度の研究により示唆された。以上の結果により、本年度の研究は順調に進展していることが明らかである。平成26および27年度の研究で得られた知見を基に,パイ共役系分子内包カーボンナノチューブを用いた可視光応答スイッチの設計指針を計算化学の立場から得る(図3(III)).
理論的根拠にもとづくマルコフ決定過程の近似最適化アルゴリズム

生産システムにおいて,需要や在庫等,与えられた情報を適切に用いることで生産指示,発注,在庫管理等を行うことは重要である.しかし最適な制御を行うことは規模が大きくなるにつれ困難となる.これまで強化学習等のアプローチが知られているが,問題に対する理論的根拠が曖昧であることが多い.本研究では,マルコフ決定過程で定式化可能な,推移確率等の情報が利用可能な問題について,近似最適化アルゴリズムを構築することを目標とする.これまで提案されてきた様々な近似アプローチと問題が持つ性質を考慮しながら問題に適切な近似アルゴリズムを構築するとともに,より汎用性の高い近似アルゴリズムの構築にも取り組む.生産システムにおいて,需要や在庫等,与えられた情報を適切に用いることで生産指示,発注,在庫管理等を行うことは重要である.しかし最適な制御を行うことは規模が大きくなるにつれ困難となる.これまで強化学習等のアプローチが知られているが,問題に対する理論的根拠が曖昧であることが多い.本研究では,マルコフ決定過程で定式化可能な,推移確率等の情報が利用可能な問題について,近似最適化アルゴリズムを構築することを目標とする.これまで提案されてきた様々な近似アプローチと問題が持つ性質を考慮しながら問題に適切な近似アルゴリズムを構築するとともに,より汎用性の高い近似アルゴリズムの構築にも取り組む.
ヒトT,B細胞クローンによる自己抗体産生調節の解析と応用

1.ヒトモノクロナル抗DNA抗体を産生するB細胞クローンに表現されているイディオタイプ(Id)が、ヒトSLEの例のB細胞クローン間にも広く分布して認められた。更にこのIdに対応する抗Id抗体産生クローンも検出できた。前者は急性期SLE例に主として検出できるのに対して、後者は、SLEの急性期では、むしろ減少し、非活動期SLE或いは正常人B細胞で多く検出できた。この事より抗DNA抗体産生機構におけるイディオタイプネットワーク機序の役割を示唆した。2.現在、困難とされている自己抗原特異的T細胞クローンの樹立を、HTLVー1を用いて確立した。SLEーT細胞とHTLVー1感染T細胞クローン(12000Rad照射済み)を混合培養し、IL_2共存下でSLEーT細胞クローンを獲得した。この中で抗DNA抗体イディオタイプを表現するクローンを得たが、このクローンは、ヒトのin vitroの抗DNA抗体産生系において特異的な作用を示す所見は得られていない。今後の更なる努力が必要とされる。3.ヒトモノクロナル抗DNA抗体に対して作成したハイブリドーマの分泌するモノクロナル抗イディオタイプ抗体は、ヒトのin vitroにおける抗DNA抗体産生を選択的に制禦する能力を有した。複雑なネットワークの存在する生体内における抗Id抗体の役割を明らかとするために、抗Id抗体をネオカルチノスタチン(NCS)に結合し、自己免疫病モデルNZB/W F_1マウスに長期投与した。その結果、投与された群において生存期間の延長、尿蛋白陽性化、増加の遅遅がもたらしえた。血中抗DNA抗体、特にそのId表現の減少が確認でき、抗Id抗体による自己抗体産生細胞の選択的除去によると考えられ、本法の治療への応用の可能性を提示した。難病である自己免疫疾患の多くは、自己抗体の出現が、直接的にその病態の形成に関連するとされる。そこで、自己抗体を産生するT・B細胞株を樹立し、これを用いることによって自己抗体産生の調節機序を明らかにすることを目的とした。我々はすでにSLEの組織障害抗体である抗DNA抗体を産生するヒトB細胞株を樹立しているが、本年度、更にDNA結合活性を有するが特異性の異なるクローンを得た。この抗DNA抗体の産生には、T細胞が関与し、調節を担うことが示唆されている。しかし、このT細胞の実体は明らかではない。そこで各クローンの細胞表面に存在する抗原レセプター(これはイディオタイプ様構造を含む)を指標としてクローンの選択を行うこととした。すなわち、ヒトモノクロナル抗DNA抗体に対するマウスモノクロナル抗Id抗体を使用して、これと反応する(細胞表面に抗DNA抗体のIdを表現する)T細胞株の樹立を計り、この目的にかなう細胞株を樹立しつつある。近年、特異抗体の産生はイディオタイプネットワーク,特に抗イディオタイプ(Id)抗体によって調節されることが明らかとなり、自己抗体産生系にも、そのシステムの関与が示唆されている。我々は、前述のヒトモノクロナル抗DNA抗体及びこれに対するマウスモノクロナル抗Id抗体をプローヴとして用いて、抗DNA抗体に対する抗Id自己抗体が存在することを明らかにした。抗Id抗体は、病気のコントロールされている非活動期の多くの例で検出できるので、免疫調節機構上の役割がうかがわれた。そこで本抗体を産生するに関与するT・B細胞クローンの樹立を計っている。前述したマウスモノクロナル抗Id抗体(【Ab_2】)に対して反応するモノクロナル抗(抗Id)抗体(【Ab_3】)を産生するハイブリドーマ(ET2)を作成した。現在、このET2抗体を用い、パニング法あるいはロゼット法を駆使してそのクローン化に努めている。(1)ヒト末梢血B

細胞をEBウイルスでランダムにトランスフォームし,自己抗体等の産生クローンの頻度を限界希釈法で求めた.その結果は,破傷風トキソイドやDNP等の外来生抗原に対する抗体産生クローンは,SLEと正常人に差を認めなかった.抗DNA抗体産生クローンは活動期SLEで著しく多く,本疾患の抗DNA抗体産生クローンが特にexpansionしていることが証明できた.しかし,同じ自己抗体でも,抗DNA抗体に対する抗イディオタイプ抗体は,急性期にはみとめず,非活動期SLEに唐頻度にみとめられ,自己抗体産発現とイディオタイプネットワーク機構の密接な関連が実証できた.(2)抗DNA抗体のイディオタイプネットワークによる調節機転を細胞モデルで検討を深めるために,イディオタイプネットワークに関与する細胞〓を樹立,採取している.すでにヒトモノクロナル抗DNA抗体産生クローン,これに対する抗イディオタイプ抗体産生バイブリドーマ(D1E2,1F5)を得ていたが更に, D1E2に対する抵体(抗体亢イディオタイプ抗体)産生ハイブリドーマ(2ー17ー5)を採取した. 2ー17ー5をネオカルチノスタチン(NCS)に結合し,C3H/Heマウスに投与した.この後にDNA(オリゴヌクレオド)ーにしH刺激を行うと抗DNA抗体の産生が増強した.この事は,2ー17ー5ーNC5がこれと反応する抗イディオタイプクローンを障害し,結果として,抗イディオタイプによる抑制調節作用を障害したために起こった現象と推定された.抗DNA抗体等,自己抗原に対する免疫〓的寛容にイディオタイプネットワークが関与することを実証した始めての成績と思われる.(3).SLE末梢血T細胞を株化,樹立することが可能となってきている.このうちより,抗DNA抗体産生に直接的に関与する株のクローン化に努力している.1.ヒト抹消血由来B細胞をEBウィルスでトランスフォームした後に、特異抗原に対するB細胞クローンの発現頻度を検討した。その結果、活動期のSLEでは、非活動期に比べて、抗DNA抗体産生クローンの選択的な増加を証明できた。一方、抗DNA抗体に対する抗Id抗体産生B細胞クローンは、急生期では、むしろ減少し、非活動期で増加していた。この細胞レベルの成績は、ヒト血中における抗DNA抗体、イディオタイプ、抗イディオタイプの動態とく一致しており、抗イディオタイプ抗体による抗DNA自己抗体発現の調節作用を示すものと考えられた。2.前年に引き続きDNA特異的T細胞クロンの獲得を計った。しかし抗DNA抗体産生機序に対して特異的な作用を示すT細胞フロンはまだ選別できていない。3.ヒトモノクロナル抗DNA抗体に対して作成したバイブリドーマの分泌するモノクロナル抗イディオタイプ抗体は、ヒトのin vitrsにおける抗DNA抗体産生を選択的に制禦しえた。複雑なネットワークの存在する生体内において、抗Id抗体の役割を明らかにするために、抗Id抗体をネオカルチノスタチン(NCS)に結合し、自己免疫病モデルNZB/W、Fマウスに長期間投与した。その結果、抗Id-NCSを投与した群においては、生存期間の延長、尿蛋白の陽性化やその増加に対して遅延がもたらされた。
ペプチド抗原法による抗N-mycがん遺伝子産生蛋白抗体の精製とその多目的利用

N-myc遺伝子の増幅は、神経芽細胞腫の予後を反映することが知られているが、その遺伝子産物であるN-Myc蛋白の発現を調べるために抗N-Myc抗体を精製した。N-Myc蛋白の既知のアミノ酸配列の中から二種のペプチドHGRGPPTAGSTAQSPG(codon.136-151)およびGVAPPRPGGRQTSGGDH(codon.223-239)を選び、これを合成し、lisine coreにmultiple antigen peptide(MAP)methodにより結合させ、抗原として家兎に免疫した。得られた家兎血清のIgG分画をアフィニティ・カラムにかけて精製した。精製されたIgGの特異性を検定したところ、抗GVAPPRPGGRQTSGGDH特異IgGは、N-myc遺伝子の発現が知られているヒト神経芽細胞腫の細胞株についてN-Myc蛋白と思われるバンドの発現を示したが、ヒト横紋筋肉腫細胞株や、ヒトユーイング肉腫細胞株では反応を示さなかった。また、免疫染色においても、抗GVAPPRPGGRQTSGGDH特異IgGによりN-myc遺伝子の発現が知られているヒト神経芽細胞腫の細胞株の核内に強い染色がみられ、抗GVAPPRPGGRQTSGGDH特異IgG(anti-17M)は抗N-Myc蛋白ポリクローナル抗体であると考えられた。さらにその他の神経芽細胞腫細胞株およびxenograft、神経節芽腫組織、正常副腎組織、横紋筋肉腫細胞株、ユーイング肉腫細胞株、肺小細胞癌細胞株を用い、上記抗GVAPPRPGGRQTSGGDH特異IgG(anti-17M)を用いてimmunoblotおよび免疫染色を行ったところ、N-myc遺伝子の増幅のある腫瘍においてのみ陽性の反応がみられた。さらに、N-mycがん遺伝子のexon2、exon3の一定の長さをクローン化し、発現ベクターpET16bに挿入することによりrecombinant N-Myc蛋白を得た。このrN-MycをNi2^+アフィニティ・カラムにかけて精製し、得られた精製rN-Mycを用いてimmunoblotを行ったところ、抗GVARPRPGGRQTSGGDH特異lgG(anti-17M)と反応した。神経芽細胞腫においては、N-mycがん遺伝子の増幅より、その遺伝子産物であるN-Myc蛋白の発現のほうがさらに予後を反映していると考えられている。N-Myc蛋白の発現を調べるために、抗N-Myc蛋白ペプチド抗体を生成した。N-Myc蛋白の既知のアミノ酸配列の中から二種のペプチドHGRGPPTAGSTAQSPG(codon.136-151)及びGVAPPRPGGRQTSGGDH(codon.223-239)を選び、これを合成し、llslne coreにmultiple antigen peptide(MAP)methodにより結合させ、抗原として家兎に免疫した。得られた家兎血清のlgG分画をアフィニテイ・カラムにかけて精製した。精製されたlgGの特異性を検定したところ、抗GVARPRPGGRQTSGGDH特異lgGは、N-mycがん遺伝子発現がしられているヒト神経芽細腫の細胞株ついてN-Myc蛋白と思われるバンドの発現が強くみられたが、他のヒト横紋筋肉腫細胞株やヒトユ-イング肉腫細胞株では反応を示さなかった。また、免疫染色においても、抗GVAPPRPGGRQTSGGDH特異lgGによりN-mycがん遺伝子発現がしられている神経芽細胞腫の細胞株の核内に強い染色がみられ、抗GVAPPRPGGRQTSGGDH特異lgG(anti-17M)は抗N-Myc蛋白ポリクローナル抗体であると考えられた。神経芽細胞腫細胞株およびxenograft、神経節芽腫組織、正常副腎組織、横紋筋肉腫細胞株やユ-イング肉腫細胞株、肺小細胞癌細胞株を用い、上記抗GVARPRPGGRQTSGGDH特異lgG(anti-17M)を用いてimmunoblotおよび免疫染色を行ったところ、N-mycがん遺伝子の増幅のある腫瘍において発現がみられた。
腎癌微小環境における脳型遊離脂肪酸結合蛋白の機能解明とバイオマーカーキットの開発

腎細胞癌のバイオマーカーとして脳型脂肪酸結合蛋白質(B-FABP)を同定後、早期診断キット開発の第1段階としてB-FABPに対する特異性の高い抗体を作成し、尿を用いてB-FABPの発現を検討した。次いで、B-FABPの機能解析のため行ったプロモーター解析で、B-FABPの発現にBrn-2、NF1、YY1の関与が示唆された。癌の基本環境である低酸素状態でのB-FABPの機能解明のため、現在メタボローム解析を行っている。この解析結果から、さらなる発展が期待される。これまでに腎細胞癌のバイオマーカーとして脳型脂肪酸結合蛋白質(B-FABP=FABP7)を同定し、その有用性についていくつかの学会で報告した。最も低侵襲な尿による早期診断キット開発の第一段階として、モノクローナル抗体を作成するためS100A1, S100A5, S100A10、B-FABP遺伝子を大腸菌の発現ベクターに導入し、形質転換した大腸菌より発現クローン株を選抜し、組み換え蛋白質をHis-Tagカラムで精製した。また、並行してB-FABPに対するかなり特異性の高いポリクローナル抗体を作成した。次いで、B-FABP蛋白質の機能を解明するため、プロモーター解析を行った。開始コドンより-1000bpの核酸をルシフェラーゼ発現ベクターにサブクローニングした。プロモーターアッセイによりB-FABPの発現にNF1の関与が示唆された。これは脂質代謝の面からも興味深い結果である。また、癌の基本環境は低酸素状態であり、細胞の低酸素ストレス応答反応として、解糖系の活性化や血管新生の誘導がおこる。腎癌におけるB-FABPの発現がこの点にどのように関与しているかを検討するために、腎癌のいくつかのcell lineで低酸素培養を行った。HIF2αの発現がほとんどのcell lineで認められた。S100A10プロモーターの解析を含めたさらなる解析が必要である。さらに、S100蛋白ファミリーの中で癌の浸潤や転移に関与している可能性の高いS100A4の発現を免疫染色により観察した。High Gradeなほど高発現している印象がある。今後、S100A4の細胞内局在との関連と合わせて、悪性度や予後との関係を明らかにする予定である。腎細胞癌のバイオマーカーとして脳型脂肪酸結合蛋白質(B-FABP=FABP7)を同定し、その有用性について報告した。最も低侵襲な尿による早期診断キット開発の第一段階として、モノクローナル抗体を作成するためS100A1,S100A5,S100A10、B-FABP遺伝子を大腸菌の発現ベクターに導入し、形質転換した大腸菌より発現クローン株を選抜し、組み換え蛋白質をHis-Tagカラムで精製した。これらを用いて尿からのB-FABPの発現を検討した。プロモーターアッセイによりB-FABPの発現にBrn2/0ct-6、NF1、YY1の関与が示唆された。腎細胞癌において、有用な腫瘍マーカーは存在しないのが現状である。我々は、新たな腫瘍マーカーとして脳型脂肪酸結合蛋白質(B-FABP=FABP7)を見出し、術前の患者尿に認められるB-FABP mRNAは術後には消失することを発見し、その有用性について報告した。最も低侵襲な尿による早期診断キット開発の第一段階として、B-FABPに対するかなり特異性の高いポリクローナル抗体を作成し、尿からのB-FABPの蛋白発現を検討した。精度の向上が課題となった。プロモーターアッセイによりB-FABPの発現にBrn2、NF1、YY1の関与が示唆された。特にBrn2はB-FABPの発現に抑制的に作用することを明らかにした。腎癌におけるB-

FABPの発現がこの点にどのように関与しているかを調べるために、低酸素培養での細胞周期の検討ならびにB-FABPと親和性の高い多価不飽和脂肪酸負荷時での細胞増殖、細胞遊走能について検討した。ある特定の脂肪酸負荷により細胞増殖抑制が生じることを明らかにした。今後、動物実験レベルで検討する予定である。これらの解析結果から、さらなる発展が期待される。
精神疾患に関与する遺伝環境因子で前頭前野発達期に現れるマイクロエンドフェノタイプ

認知機能に重要な前頭前野(PFC)の発達、特に思春期における発達の生物学的過程をマウスで明らかにし、その発達期に発達精神障害の発症に関与すると考えられる遺伝、環境要因によって引き起こされるマイクロエンドフェノタイプをそれらの要因で引き起こされる行動表現型と相関させるのがこの研究の目的である。遺伝子発現解析,組織学的解析により、局所の神経回路の指標となるミエリン形成やパルブアルブミン陽性細胞の出現は生後3ー4週に起こるものの、マウスの思春期にあたる生後5ー8週にかけては、ドパミンの様な神経調節系に依存してパルブアルブミン陽性の抑制性の神経細胞の成熟が起こることが示唆された。自閉症や統合失調症の発症に関与すると考えられるシナプスの分子であるシャンク3の欠損マウスでは思春期以前のPFCの発達が全体として遅いこと、またそれを補完するかの様に思春期にパルブアルブミンの発現上昇及びドパミン受容体の発現が上昇していることが明らかとなった。一方、統合失調症に繋がると考えられる母体感染のモデルとされるポリIC処理では、シャンク3の様な思春期前の発達過程に大きな変化は見られないものの思春期にシャンク3と同様にドパミン受容体の発現が上昇していることが明らかとなった。また、行動表現型としては、シャンク3マウスでは注意機能に低下が見られ、ポリIC処理ではプレパルス阻害の異常が見られる。したがって、本研究で明らかにされた思春期に見られる様々な生物学的過程の異常というマイクロエンドフェノタイプが、このような行動異常の背景にあるということが示唆された。こういった行動異常を表現型とする発達精神障害の診断治療にこのように明らかにされたマイクロエンドフェノタイプをどのように指標として使っていくかの確立が今後の課題と考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。前頭前野(PFC)の発達の生物学的過程をマウスで明らかにし、それに対する遺伝要因、環境要因の影響を明らかにし、それで引き起こされるマイクロエンドフェノタイプを行動表現型につなげる事が本研究の目的である。特にその中でも思春期にどういった事象が起こるかを明らかにしたい。今年度は、その解析のための時系列に沿ったマウスPFCのサンプルの調整及び遺伝子発現解析、組織学的解析、行動解析を行った。遺伝子発現に関してはシナプスにおけるRNA代謝に関する分子についてその発現を思春期後期において調べたところ、発現がPFCの成熟に合わせて増加していく事を見いだした。また、パーブアルブミン陽性の介在ニューロンの成熟過程を組織学的に明らかにするため、パーブアルブミン陽性細胞を樹状突起特異的にGFPでラベルできるトランスジェニックマウスを使って思春期における形態学的変化を捉える事が出来るかの予備実験を行ったところ、樹状突起の変化はこの時期にはそれほど顕著ではなく、むしろ軸索突起の方のラベリングが重要である可能性が示唆された。行動解析については社会性行動に注目し、それにPFCが関わるかどうかを明らかにするため、社会性刺激に対するハビチュエーションとその解除という行動パラダイムを確立し、それを使って調べたところ、PFCにおいてc-fos陽性の細胞が見られた事から、PFCがこのパラダイムにおいて社会性行動の決定に何らかの関与をしている事が示唆された。遺伝子発現の解析は全てのサンプルを揃えて同時にやる事が定量的解析には必要であり、そのサンプルの調整に時間をかけた。来年度にそれを解析するための予備実験が終わっている。また、組織学的解析については当初のトランスジェニックマウスは使えない事が判明したが、抗体を使った染色で対応が出来ると考えられるのでそれについては遅れは問題ないと考える。行動解析についてはパラダイムは完成しているので、遺伝子発現の解析が進めばそれに合わせて行動表現型とつなげていけると考えられる。こういった行動異常を表現型とする発達精神障害の診断

治療にこのように明らかにされたマイクロエンドフェノタイプをどのように指標として使っていくかの確立が今後の課題と考えられる。今後はこれらの知見に基づき、遺伝要因、環境要因でPFCの発達にどのような変化が見られるかを探るため、思春期に変化しまた重要な生物学的過程を担うと考えられる遺伝子候補について遺伝子発現の解析を行う。また社会性行動等を利用して環境要因、遺伝要因が引き起こすPFCでの変化に伴う行動の変化が見られるかどうかを検証する。組織学的解析については当初の計画を変更し、抗体を使った組織染色で形態学的解析を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
疎水性タグを用いたヒトインスリンの液相完全化学合成

今年度は前年度、ペプチドを溶解させた培地で培養した培養哺乳類細胞CHO-K1と、ペプチドを含まない培地で培養した同細胞のトランスクリプトームを比較することで、ペプチドによって誘導される細胞応答を明らかにすることを目的として行った次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析により展望可能性が認められた研究結果を更に深めるため、化学合成ペプチドの細胞への生理学的影響を多面的かつ精度よく評価するための手法を確立することにした。前年度の研究の課題として、設定した薬剤添加濃度が適したトランスクリプトーム応答をもたらしているかを調べる必要があった。そこで今年度は、前年度のシャノンの情報エントロピーという指標に加えて、コルモゴロフ複雑性を用いて細胞のトランスクリプトーム不均一度を評価した。また、対象の生理学的影響は、細胞増殖や細胞形態変化といった直接観察可能な要素も併せて評価するのが好ましい。そこでモデルペプチドの細胞増殖・生存に関して、トリパンブルーで死細胞を染色した細胞集団の自動細胞計測装置を用いた細胞数の直接計測によって評価した。また同装置で取得できる細胞写真の画像解析から細胞形態の評価を行った。その結果、細胞のトランスクリプトーム不均一度の評価を通して設定した実験の妥当性を確認することで、発現変動遺伝子解析結果に対する信頼性を高めることができた。また、ペプチドの細胞に与える細胞増殖、細胞死や細胞形態といった複数の影響を一つの実験系から得られる情報を用いて評価することができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。前年のB鎖部分配列中に疎水性タグを導入しA鎖フラグメントとの間で分子間SS架橋形成を行うヒトインスリンの部分合成に関する実験から、疎水性タグの配列内への導入によってコンフォメーションが変化し反応性に影響を及ぼしていることが示唆された。そこで当該年度ではモデルペプチドの環化反応から疎水性タグのペプチド結合への導入位置に関するペプチドのコンフォメーションへの影響を評価することにした。6位のPheと5位のGly間のアミド窒素に疎水性タグを導入した環状ヘプタペプチドMahafacyclin Bcyclo (-Phe7-Phe6-Gly5-Thr4-Phe3-Phe2-Gly1-)の前駆体配列を得るための合成計画をデザインし合成を行った後、環化反応の反応性に関して2位のPheと1位のGly間に導入した場合[Y. Fujita et al., Org. Lett., 2013, 15(6), 1155-1157.]と比較した。その結果、6位のPheと5位のGly間に導入した場合において環化時間の顕著な短縮および二量化形成の抑制が確認された。また生じた副産物の解析から疎水性タグの存在によって環化前駆体のコンフォマー間に相互変換が容易になされない程度のエネルギーギャップが生じていることが示唆された。この環化反応に対して種々の金属塩化物を添加したところ、アルカリ金属塩に環化収率を高める効果が認められた。上記の結果は、疎水性タグを導入する位置によってペプチド骨格のコンフォメーションが大きく変化していることを示すものであり、長鎖ペプチド合成において回避しなければならない溶解性の低下という問題に対して疎水性タグを配列内に導入するという本研究の基本戦略を再考する上で、どの位置に(合成上どのタイミングで)疎水性タグを配置すべきか、ということに対して有益な情報を与えた。本年度の研究は、前年度の合成途中で直面した当初想定していなかった問題に対する解明を目的としたものであるため。今年度では平成28年度の交付申請書に記載の研究実施計画に基づき疎水性タグを用いた液相合成法によるインスリンの部分配列の合成を行った。しかし合成中に生じる副産物の影響で純度が著しく低下し、副産物の解析と副産物回避の経路・手法の構築に時間を要している。一方で、当研究課題が対象とするヒトインスリンに関して、現在医薬として流通している遺伝子組み換え生物による生物的合成法で得られた既製品ではカバーできない領域が明らかとなり、患者の個体差や疾患の程度を考慮した`完璧な'分子の開発が必要であることが認知されつつある(Nature Reviews Drug Discovery,15,425-439(2016))。その観点から鑑みて、化学的手法によって非天然型の新規分子を創生することは上述した課題を克服する上で実現可能性が高く有効な手段であると位置づけられる。しかしながらそのような分子の機能や安全性等を解明・評価する上で、従来法での評価はそれに費やす労力や信頼性等の観点から価値を失いつつあり、より信頼性の高く包括的な情報から大まかな見通しを戦略的につける必要が生じている。そこで当該年度では化学的手法により合成されたペプチドが生体に与える影響を解明する上で必要な次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析手法を確立することを目的として、過去の全合成研究によって当該の解析に用いるのに十分な高純度で得られているMahafacyclin Bを用い哺乳類細胞CHO-K1の全遺伝子発現変動解析を行った。細胞応答誘導試験、実験妥当性指標である情報エントロピーによる薬剤投与濃度の実験区の評価、発現変動比較解析および発現変動遺伝子へのアノテーションの付与を通した一連の結果より、このペプチドが哺乳類細胞の遺伝子発現に与える影響や細胞毒性、医薬として予想される特性を明らかにすることができた。合成中に生じる副産物の影響で純度が著しく低下し、副産物の解析と副産物回避の経路・手法の構築に時間を要している。

今年度は前年度、ペプチドを溶解させた培地で培養した培養哺乳類細胞CHO-K1と、ペプチドを含まない培地で培養した同細胞のトランスクリプトームを比較することで、ペプチドによって誘導される細胞応答を明らかにすることを目的として行った次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析により展望可能性が認められた研究結果を更に深めるため、化学合成ペプチドの細胞への生理学的影響を多面的かつ精度よく評価するための手法を確立することにした。前年度の研究の課題として、設定した薬剤添加濃度が適したトランスクリプトーム応答をもたらしているかを調べる必要があった。そこで今年度は、前年度のシャノンの情報エントロピーという指標に加えて、コルモゴロフ複雑性を用いて細胞のトランスクリプトーム不均一度を評価した。また、対象の生理学的影響は、細胞増殖や細胞形態変化といった直接観察可能な要素も併せて評価するのが好ましい。そこでモデルペプチドの細胞増殖・生存に関して、トリパンブルーで死細胞を染色した細胞集団の自動細胞計測装置を用いた細胞数の直接計測によって評価した。また同装置で取得できる細胞写真の画像解析から細胞形態の評価を行った。その結果、細胞のトランスクリプトーム不均一度の評価を通して設定した実験の妥当性を確認することで、発現変動遺伝子解析結果に対する信頼性を高めることができた。また、ペプチドの細胞に与える細胞増殖、細胞死や細胞形態といった複数の影響を一つの実験系から得られる情報を用いて評価することができた。引き続きインスリンの部分配列の合成を行う。部分配列合成およびA鎖20位のCysとB鎖18位のCys間の分子間SS架橋反応を行うにあたり、ペプチドの反応溶媒への溶解性を上げる目的と疎水性タグを反応点から遠ざけたほうが反応に影響を与えないのではないかという想定から、疎水性タグの導入位置をC末端の他にB鎖フラグメントの23位のArgと22位のGly間のペプチド結合にしたが、SS架橋形成反応を行う前にペプチド配列中に疎水性タグを導入しない、あるいは18位のCysと19位のGly間に導入するなど導入位置については合成過程の溶解性を見ながらさらに検討していく必要があると考えられる。また金属イオンの効果についてはペプチドを構成するアミノ酸やペプチド長によって変わる可能性があることから、反応性の問題に直面した際には様々な金属塩を添加してみてそれぞれの効果を確認する必要がある。本研究は生理活性ペプチドの効率的かつ高純度合成法を確立することにより対象のペプチドの機能を詳細に解明することを目的としたものであるから、合成が完了し、生物検定に供与するために求められる試料純度および供出量に達した段階で、昨年度で確立した次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム手法を適用し哺乳類細胞の細胞応答を詳細に解析する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
フォトニック結晶の輻射場の制御に関する理論研究

本研究では研究課題として(1)フォトニックバンド構造および透過スペクトルの理論計算と実験値との比較によるフォトニック結晶(実験班製作)の評価、(2)精密なバンド計算による全方位ギャップをもつフォトニック結晶の理論的探索、(3)局在モードや群速度異常による新規な光学現象(新しいタイプのレーザー発振、異常ラムシフト、自由電子による直接光子放出など)の理論的探索、の3つを掲げた。研究課題(1)と(2)はフォトニックバンドの計算法の高性能化と現実の系への汎用化を狙った。特に有限なフォトニック結晶のバンド状態の性質の解明、バンド構造の計算法の開発、金属フォトニック結晶など周波数依存性のある誘電率を取り込んだフォトニックバンドの計算、不純物や欠陥を含むフォトニックバンドと局在モードの性質の解明と計算方法の開発、有限な系の光応答の定式化と特徴の解明などを具体的な研究課題とした。研究課題(3)として、群速度異常がフォトニックバンドの大きな特徴であるが、それが誘導放出、レーザー発振などの既知の現象や、あるいは、動的カシミア効果などいまだ未知の現象にどうかかわってくるかをテーマとした。研究課題(1)と(2)については計算方法の汎用化についてやや不満が残るが全体として90パーセントの達成率であった。研究課題(3)については光子の量子化が関係する諸問題の解明、スミス・パーセル放射のスペクトルの計算の成功はいずれも世界にさきがける成果であったと自負している。以上を総括して、本班の研究課題(1)(2)(3)の達成度として、ほぼ助成申請時に掲げた目標は果たし得たと考えている。平成10年度の研究計画は次の4つの柱からなっている。(1)2次元結晶の精密評価、(2)3次元結晶の精密評価の準備、(3)誘導放出過程の理論研究、(4)輻射場の量子化と異常ラムシフト(1),(2)については、単なるバンド計算というより、光応答の関連からの結晶の評価が重要になる。実際に合成されるのは有限の厚さを持つフォトニック結晶であるので、光応答の理論的な扱いは決してたやすくない。現時点までに単一層(純2次元系)の状熊密度からスタートして、有限厚さのフォトニック結晶の状態密度を計算する手法を作り上げることに成功した。球対称性のある単位の配列系についての計算は終了して、論文に発表、または投稿中である。次年度は、和田班の実験データへの以上の理論の応用、円筒対称性のある単位への拡張、また円筒の長さが有限な場合の単一層の系の光応答の計算などを予定している。(3)については、フォトニック結晶中における、レーザー発振の定式化に成功した。反転分布のフォトニック結晶をマイナスの虚数部を持つ複素誘電率で表し、光の透過率の発散点から、レーザー発振のしきい値を見積もるやり方である。世界で初めての信頼のおける数値と、それを再現する簡単な解析的な表式とを得ている。この主題についての本質的な理解を得たと思っている。すでに幾つかの論文を発表、または投稿中である。この主題については、いろいろな発展の構想を持っていて、次年度以降の本班の中心課題の一つになる。(4)については、フォトニック結晶を対象ににして、動的カシミヤ効果の計算が進行中である。98年春の物理学会の年会で第1回目の発表をした。以上述べたごとく、平成10年度の実績は、計画の約80%の達成度である。1.フォトニック結晶を舞台にしたレーザー発振のしきい値に対して、2次元結晶についてグリーン関数法による解析的な取扱を行い,数値計算との一致が良い解析的なしきい値の表式を与えることに成功した。またフォトニック結晶の次元の違いが光の閉じ込めの違いにあらわれ、2、3次元系が有利であることを示した。またバンドの重なりがある周波数領域では、レーザー発振のしきい値が異常に小さくなる現象を見いだした。

2.有限寿命の、バンドの状態密度や、分散関係や、寿命の精密な計算方法を光応答のデータから計算する方法を確立した。またその方法を用いて、真空中にある1層の2次元周期配列球に対する光の透過と反射の実験結果を解析し良い一致を見た。3.時間領域差分法(FDTD法)を基礎とする双極子輻射の方法を確立して、スラブ型フォトニック結晶についてバンド構造,透過スペクトル,局在モード,および,減衰定数を算出するためのプログラミングを行い,ほぼ完了した。4.フォトニック結晶の近くを高速で走る荷電粒子によって励起されるSmith-Purcell放射にフォトニックバンドを励起する共鳴を取り込んだ計算が進行中である。5.光子場を量子化して、直交位相成分のスクイージングをグリーン関数法によって解析して、誘導放出の場合と同様,群速度の逆数に比例する増強効果をしめした。6.フォトニック結晶の構造単位を外力によって揺さぶりながら光の透過と反射のスペクトルを計算して、外界からの振動の周期と、位相が適当な条件を満たすと、パラメトリック増幅が起こることを示した。当初の計画を変更することなく研究を遂行した。特に、実験グループとの協力関係、および実験の提言という面に力点を置き、ほぼ当初の年度目標を達成できたと思っている。主な成果は以下のとおりである。1、デバイスへの展開を視野に入れたフォトニック結晶近傍を走る荷電粒子からの発光スペクトルの計算法を確立していくつかのフォトニック結晶を用いたスペクトルの計算結果を得た。特に、誘電体と金属のフォトニック結晶からの発光スペクトルの比較を行なったり、荷電粒子の速度が極めて光速度に近いときのスペクトルの特徴を調べたり、具体的な実験への提言に努めた。2、FDTD法を用いてどんなフォトニック結晶についてのバンド計算も可能なアルゴリズムを完成させた。実験グループの要請にこたえられるようになりつつある。3、球および円筒配列の金属フォトニック結晶のバンド計算と光応答の計算方法が完成し、プラズモンの共鳴励起を伴ったときのバンド構造、近接場強度、光応答等の特徴を明らかにした。特に円筒配列系においては、プラズモンモードの群論的な性質も明らかにした。4、leakyモード、nonleakyモードの寿命や外部刺激への応答などについてのアルゴリズムが完成し、計算結果が出始めた。特に、有限長の円筒配列系のleakyモードの寿命に関してバンドごとの個性の生じる理由を理論解析した。また、プリズムを使った減衰波とのカップリングを利用して光円錐の外側の分散カーブを測定する実験の提案をするところである。5、テラヘルツ光を用いた阪大グループの実験、また可視光を用いた無機材研の実験の解析に成功した。この実験と理論計算の極めてよい一致は、可視光の領域のフォトニック結晶の品質に対する到達目標となる可能性を持っている。「フォトニック結晶を用いたスミス・パーセル放射のスペクトルの計算を完成し、実験をスタートさせ、計算結果と実験の比較検討を行う」という初期の目標は、球配列フォトニック結晶のスラブに対するスペクトルの計算法の開発に成功し、東北大学、および広島大学の研究チームによる予備的な実験にまでこぎつけた。この分野では世界最初の試みである。
病原性細菌に発現する「普遍的糖鎖」解析のバイオプローブ開発

本研究では、病原性グラム陰性細菌がその細胞外膜に産生する複合糖脂質-リポオリゴ糖(LOS)、リボ多糖(LPS)-の「普遍的糖鎖」部分に存在する酸性糖Kdo(3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid)に焦点をあて、その構造解析および生物化学的意義を解明するためのバイオプローブ開発を目指し、そのための立体選択的グリコシル化とオリゴ糖鎖コンジュゲートの構築を目的とした。本年度は、KDO糖鎖-タンパクコンジュゲートの糖鎖還元末端側となるKDOとタンパクとを結合させるためのモデル実験系の確立と糖鎖コンジュゲートのモデル合成を行った。1.Methyl 4,5,7,8-tetra-O-acetyl-3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonateと側鎖に塩素を有するアルキルまたはアリールイソシアン酸誘導体との縮合反応により得られたスピロ化合物の側鎖をアジド化を経てアミノ基へと変換、側鎖水酸基の脱保護を行い、コンジュゲート前駆体とした。またアスパラギン酸との縮合も達成した。2.キャリアタンパクに糖鎖を提示する場合に、単量体ではなく、2量体あるいはそれ以上の糖鎖を提示し、抗体産性能を高めるため、糖アミノ酸のジペプチド体として提示することを考え糖アミノ酸ジペプチド合成をおこなった。糖にはマンノース、ヘプトース誘導体を用いた3.Kdoが殺菌性抗体の産生に必要であるかを調べるための対照プローブとしてヘプトース2糖の糖鎖合成及びそのヒト血清アルブミンコンジュゲートの合成をおこなった。(投稿準備中)4.Kdoの5位に導入するための、淋菌15253菌株が産生する7糖糖鎖の合成を達成した。この合成は、これまで合成困難であった糖鎖構造「連続した分岐糖鎖(2,3-/3,4-分岐)」の構築したものである。(投稿準備中)以上により、Kdoの生物化学的意義解明のためのバイオプローブ合成の基礎を確立することが出来た。本研究では、病原性グラム陰性細菌がその細胞外膜に産生する複合糖脂質-リポオリゴ糖(LOS)、リポ多糖(LPS)-の「普遍的糖鎖」部分に存在する酸性糖KDO(3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid)に焦点をあて、その構造解析および生物化学的意義を解明するためのバイオプローブ開発を目指し、そのための立体選択的グリコシル化とオリゴ糖鎖コンジュゲートの構築を目的としている。本年度は、KDO糖鎖-タンパクコンジュゲートの糖鎖還元末端側となるKDOとタンパクとを結合させるためのスペーサー(リンカー)との立体選択的縮合反応について検索を行い、以下の点を明らかにした。2.この反応で得られる主生成物は、分子内環化を伴ったスピロケタール構造を持つ。3.反応に用いる塩基の種類を3級アミンからアルカリ金属に変えることにより、得られる生成物の立体化学が逆転し、β体が優先する。4.グリコシド結合の立体化学、α、β体の決定にはKDO3位のアキシャルプロトンと1位カルボニル炭素との結合定数を測定する方法が有効である。これまでに発表されたKDO誘導体のデータと今回合成した化合物のデータ比較から、結合定数および13Cのシフト値は、α体、β体について同じ傾向を示し、ケタール構造を取っていてもこの傾向は変わらない。本方法は従来から用いられている糖を求電子剤として用いるグリコシル化反応ではなく、求核体として用いる新しいタイプの反応である。反応生成物のスピロケタール構造はKDOの2位4級炭素を強固に固定化していることから、分子の揺らぎが制限されているLOS/LPSに類似した3次構造を有する糖鎖の構築が期待できる。また生成物の側鎖ハロゲン基は、反応性が高くKDO糖鎖-タンパクコンジュゲート合成に向けた前駆体に十分なりうる。本研究では、病原性グラム陰性細菌がその細胞外膜に産生する複合糖脂質-リポオリゴ糖(LOS)、リボ多糖(LPS)-の「普遍的糖鎖」部分に存在する酸性糖KDO(3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid)に焦点をあて、その構造解析および生物化学的意義を解明するためのバイオプローブ開発を目指し、そのための立体選択的グリコシル化とオリゴ糖鎖コンジュゲートの構築を目的としている。3.ケトースとピラノースとの反応性の差及び立体選択性を比較するためマンノース、及びヘプトース誘導体とイソシアン酸誘導体との反応を行った。その結果ピラノース誘導体の方が反応性が高いものの、α立体選択性が低いことが明らかになった。しかし、反応溶媒をアセトニトリルに変更することにより、立体選択性を大きく改善することが出来た。4.コンジュゲート合成を行うためにイソシアン酸誘導体の測鎖ハロゲン基を化学変換することにより、アミノ基へと誘導しアミノ酸と縮合することにより、糖アミノ酸ユニットとすることが出来た。

本研究では、病原性グラム陰性細菌がその細胞外膜に産生する複合糖脂質-リポオリゴ糖(LOS)、リボ多糖(LPS)-の「普遍的糖鎖」部分に存在する酸性糖Kdo(3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid)に焦点をあて、その構造解析および生物化学的意義を解明するためのバイオプローブ開発を目指し、そのための立体選択的グリコシル化とオリゴ糖鎖コンジュゲートの構築を目的とした。本年度は、KDO糖鎖-タンパクコンジュゲートの糖鎖還元末端側となるKDOとタンパクとを結合させるためのモデル実験系の確立と糖鎖コンジュゲートのモデル合成を行った。1.Methyl 4,5,7,8-tetra-O-acetyl-3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonateと側鎖に塩素を有するアルキルまたはアリールイソシアン酸誘導体との縮合反応により得られたスピロ化合物の側鎖をアジド化を経てアミノ基へと変換、側鎖水酸基の脱保護を行い、コンジュゲート前駆体とした。またアスパラギン酸との縮合も達成した。2.キャリアタンパクに糖鎖を提示する場合に、単量体ではなく、2量体あるいはそれ以上の糖鎖を提示し、抗体産性能を高めるため、糖アミノ酸のジペプチド体として提示することを考え糖アミノ酸ジペプチド合成をおこなった。糖にはマンノース、ヘプトース誘導体を用いた3.Kdoが殺菌性抗体の産生に必要であるかを調べるための対照プローブとしてヘプトース2糖の糖鎖合成及びそのヒト血清アルブミンコンジュゲートの合成をおこなった。(投稿準備中)4.Kdoの5位に導入するための、淋菌15253菌株が産生する7糖糖鎖の合成を達成した。この合成は、これまで合成困難であった糖鎖構造「連続した分岐糖鎖(2,3-/3,4-分岐)」の構築したものである。(投稿準備中)以上により、Kdoの生物化学的意義解明のためのバイオプローブ合成の基礎を確立することが出来た。
新生代海生哺乳類の生層序と古生物学的研究

日本における海生哺乳類化石は鯨類・鰭脚類・海牛類・束柱類など多彩である.産出の時代は漸新世以降の各時代にほとんどがみられる.鯨類と束柱類はとくに世界的なものがみられる.漸新世・中新世・鮮新世の各時代には特性がみられ,生層序を確立できる.地域的には北海道と北九州に漸新世のものが,北海道・関東・中京・中国地方に中新世のものが,そして東北地方に鮮新世のものが多い.大型脊推動物では分離して断片的となり,分類上の位置が快定できないものが多いが,今後急速に作業が進むものと期待できる.本研究では国内の多くの材料について,その層序的な背景はほゞ全様が判明できた.まだ,こゝに報告できていないものもあるが,アジア地域ではもっとも豊富な材料で,その成果は,とくに太平洋地域での海生哺乳類の古生態進化系統などを論じるに際して重要な位置を占めることになるであろう.分類群によって,その内容に精粗はあるが, JAFOVデーターシートに入力され,将来広く活用できるであろう.誠に国立科学博物館の保管標本について登録済みのものが公表された.形態と機能の関係を考察する上で歯の微細構造の研究は興味深い結果を示しているようである.とくに北海道のBehemotopsは束柱目の進化における特質を解明する上で極めて重要である.瑞浪地方にみられる海生哺乳類群集と陸生哺乳類群集の対比は今後生層序を確立する上で役立つ.また,名恍層にみられるような鯨類群集の遺骸は古生態学上益する所が大きい.海生哺乳類と徴化石による生層率的検討は今後さらに検討すべき事柄があるが,方法論的には良い結果が期待できることが判った.魚類・爬虫類などの遺骸群集との対比を合せて行なうことにより,広範な古生態・古環境について検討できるようになってきた.日本における海生哺乳類化石は鯨類・鰭脚類・海牛類・束柱類など多彩である.産出の時代は漸新世以降の各時代にほとんどがみられる.鯨類と束柱類はとくに世界的なものがみられる.漸新世・中新世・鮮新世の各時代には特性がみられ,生層序を確立できる.地域的には北海道と北九州に漸新世のものが,北海道・関東・中京・中国地方に中新世のものが,そして東北地方に鮮新世のものが多い.大型脊推動物では分離して断片的となり,分類上の位置が快定できないものが多いが,今後急速に作業が進むものと期待できる.本研究では国内の多くの材料について,その層序的な背景はほゞ全様が判明できた.まだ,こゝに報告できていないものもあるが,アジア地域ではもっとも豊富な材料で,その成果は,とくに太平洋地域での海生哺乳類の古生態進化系統などを論じるに際して重要な位置を占めることになるであろう.分類群によって,その内容に精粗はあるが, JAFOVデーターシートに入力され,将来広く活用できるであろう.誠に国立科学博物館の保管標本について登録済みのものが公表された.形態と機能の関係を考察する上で歯の微細構造の研究は興味深い結果を示しているようである.とくに北海道のBehemotopsは束柱目の進化における特質を解明する上で極めて重要である.瑞浪地方にみられる海生哺乳類群集と陸生哺乳類群集の対比は今後生層序を確立する上で役立つ.また,名恍層にみられるような鯨類群集の遺骸は古生態学上益する所が大きい.海生哺乳類と徴化石による生層率的検討は今後さらに検討すべき事柄があるが,方法論的には良い結果が期待できることが判った.魚類・爬虫類などの遺骸群集との対比を合せて行なうことにより,広範な古生態・古環境について検討できるようになってきた.日本における海生哺乳類化石は断片的なものが多く、検討すべき問題が多い。ここでは、鯨類・海牛類・鰭脚類・デスモスチルス類などの古生物地理,生層序,分類などの研究を行ない、さらには新しい材料を一部紹介した。太平洋西側におけるこの種の研究と大系化は海生哺乳類の進化系統の問題に益する。
骨癌性疼痛に対するオピオイド鎮痛抵抗性の機序解明

骨癌性疼痛モデルにおける後根神経節細胞および脊髄後角細胞におけるのμオピオイド受容体(MOR)蛋白の発現性をWestern blot法およびRT-PCR法にて,正常マウスと比較検討した.骨癌性疼痛モデル作製のために,骨破壊性sarcoma cell(NCTC2472)を培養・継代した.C3H/HeJマウス(生後5-6週)に対して,Schweiらの方法(J Neuroscience 1999)に準じ,NCTC 2472(10^5/20〓l)を大腿骨遠位端から髄内へ注入して,モデルを作製した.正常対照群として,シャム手術マウスと培養液を大腿骨髄内注入したマウスを用いた.その結果,モデルマウスの後根神経節細胞におけるMOR蛋白の発現増加,mRNA発現の増加が認められたが,脊髄におけるこれらの発現性の増加は認められなかった.さらに,免疫組織化学的解析において,MORはモデルマウスの脊髄浅層において,MOR蛋白発現の低下が認められた.これらの結果より,骨癌性疼痛モデルでは、末梢神経においてMORの発現が転写レベルで低下していることが明らかになった.骨癌性疼痛モデルにおける後根神経節細胞および脊髄後角細胞におけるのμオピオイド受容体(MOR)蛋白の発現性をWestern blot法およびRT-PCR法にて,正常マウスと比較検討した.骨癌性疼痛モデル作製のために,骨破壊性sarcoma cell(NCTC2472)を培養・継代した.C3H/HeJマウス(生後5-6週)に対して,Schweiらの方法(J Neuroscience 1999)に準じ,NCTC 2472(10^5/20〓l)を大腿骨遠位端から髄内へ注入して,モデルを作製した.正常対照群として,シャム手術マウスと培養液を大腿骨髄内注入したマウスを用いた.その結果,モデルマウスの後根神経節細胞におけるMOR蛋白の発現増加,mRNA発現の増加が認められたが,脊髄におけるこれらの発現性の増加は認められなかった.さらに,免疫組織化学的解析において,MORはモデルマウスの脊髄浅層において,MOR蛋白発現の低下が認められた.これらの結果より,骨癌性疼痛モデルでは、末梢神経においてMORの発現が転写レベルで低下していることが明らかになった.
慢性炎症を転写誘導する代謝基盤の解明

高齢者の個人差を生み出す多彩な加齢疾患の原因は、複雑な生物学的プロセスである老化の多様性にある。その分子基盤は、多岐にわたる老化の両面性であり、最近注目される慢性炎症もその一つである。我々は、解糖系酵素ホスホグリセリン酸ムターゼPGAMの多面的効果の一つとして、炎症惹起に注目している。PGAMモデルマウスの解析を通じて、PGAM依存性炎症の阻害剤やその下流で働く転写因子の同定に成功した。本計画では、それら解糖系依存性炎症誘導・阻害因子の分子解剖を通じて、加齢性疾患と連関する慢性炎症の代謝基盤の解明を目指し、その成果は臨床応用や高齢社会再構築に寄与する高齢者の個人差を生み出す多彩な加齢疾患の原因は、複雑な生物学的プロセスである老化の多様性にある。本計画では、それら解糖系依存性炎症誘導・阻害因子の分子解剖を通じて、加齢性疾患と連関する慢性炎症の代謝基盤の解明を目指し、その成果は臨床応用や高齢社会再構築に寄与する