hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変異と選択による蛋白質フォールディング問題への統計力学的アプローチ

また、機能を持つ全体構造は非常に多数存在し、その一つがゆらぎによって偶然選ばれること、選ばれた全体構造を最安定化するように配列は進化せず、機能を保持できる範囲の多数の配列の間を中立的にゆらぐこと、この2つの理由により、全配列空間の網羅的探索なしでも、実際的な時間内でフォールド能力を持つ配列が選択されうることが示された。実験的にもランダム配列を機能によって選択することの可能性が示された。今後、実験と理論が協力してさらに新しい展望を開くことが期待できる。笹井と四方のグループは協力して、人工蛋白質の進化に関するスピングラス理論を展開した。活性部位が適切な立体配置をとることは、蛋白質が機能を持つための必要条件である。そこで、「活性部位の立体配置に関する基準によって変異配列が次世代へ受け継がれるか棄却されるかの選択が行われる」という過程をスピングラス模型を用いて表現した。この模型を用いた計算機シミュレーションにより、ランダムな配列から出発して200世代ほどの選択により、一つのユニークな構造にフォールドする能力を持つ配列を得ることができた。次に、主鎖の立体構造を表現する能力を持つ経験的力場ポテンシャルを用いて、同様のシミュレーションが行われた。このモデルによっても、ランダム配列から出発して200世代ほどのうちに、ユニークなネイティブ構造にフォールドする能力を持つ配列が選択されることが示された。活性部位の立体配置の揺らぎを減少させるという局所的な性質に関する配列選択だけで、フォールディング能力、コンパクトさ、2次構造、など蛋白質の全体構造に関する性質が進化することが示され、理論と実験双方により、広大な配列空間を機能によって探索することによって蛋白質らしさが獲得される、という重要なシナリオが提示された。機能が向上していく過程で一定の構造、二次構造、コンパクトさが現れること、選択された配列と構造は選択の履歴を反映した特性を持っていることなど、選択過程のダイナミクスを動的なランダムランドスケープ中の運動として分析することにより、複雑系の物理の新しい局面を切り拓くことの重要性が示された。
回腸嚢炎はナトリウム環境の変化により発症する

潰瘍性大腸炎の手術では、肛門を残すことに加え小腸で便を貯める袋(回腸嚢)を作製する。術後のトラブルで一番問題となるのが、小腸で作った袋に炎症(回腸嚢炎)が生じることであるが、その原因は不明であり根本的な治療もまだ見つかっていない。本研究では、当初マウスを使った病気モデルの解析を試みようとしたがうまくいかなかった。そこで、便の中の細菌を詳しく調べることにした。現在のところ回腸嚢炎の治療薬として抗菌剤が用いられているが、抗菌剤を用いると薬の効きにくい遺伝子をもつ菌の割合が増えることが明らかになった。このことが、回腸嚢炎が治りにくくなる理由の一つであると考えられる。本研究は、大腸全摘術後のレニン・アンギオテンシン・アルドステロン系(RAAS)の賦活化と回腸ナトリウム環境の変化が、回腸嚢炎の発症・難治化の原因であるという仮説を証明するために、26年度はマウスを用いたin vivo実験によって、アルドステロン上昇による管腔内Na濃度の低下により腸内細菌叢がどう変化するかを検討する予定であったが、in vitroのシステムにおいて検討を行った。また、アルドステロン持続投与における上皮細胞遺伝子発現変化を、マイクロアレイを用いて網羅的に解析した。NaCl濃度の調節可能なLB培地を用いて、0、35、70、140mMと通常のLB培地で用いられる171mMにおいて、糞便より腸内細菌菌液を調整し、37度で振とう培養した。細菌の増殖を600nmの吸光度測定により経時的に検討した。培養開始3および6時間では各群間で差を認めないが、24時間においてNaCl濃度0、35mMでは有意に増殖が不良であった。DNAを抽出し培養後の菌構成について検討したが現時点では明らかな差異を見出せていない。ラットアルドステロン持続投与モデル(80mg/100g/day、4週皮下持続投与)の腸管上皮遺伝子発現を改めて解析したところ、小腸上皮ではアルドステロンによる遺伝子誘導が23遺伝子、抑制が35遺伝子に認められたのに対し大腸上皮では誘導が200遺伝子、抑制が23遺伝子と、大腸上皮において多数の遺伝子が誘導された。これらの中に、Regやdefensinなどの生体防御関連遺伝子の発現変化は、少なくともマイクロアレイでは抽出されなかった。研究計画では、C56BL/6マウスに対し、浸透圧ポンプを用いアルドステロン持続投与を行なうとともに、Dextran sulfatesodiumを経口投与した実験腸炎を加味し検討する予定であったが、大学院生不在によりin vivo実験は実行できなかった。一方、in vitroの系では、腸内環境をin vitroで再現する上で、培養液構成、嫌気環境の維持などの問題を解決する必要があった。とくに、Mollyらの方法に準じつつ、適宜Na濃度を調整することができなかった。そこで、当初の計画の最終段階で予定していたヒト大腸全摘術後の回腸嚢炎プロジェクトとして、回腸嚢炎症例に対する抗菌剤治療の問題点を検討した。回腸嚢炎治療指針では、メトロニダゾールとシプロフロキサシン(CFX)が第一選択薬であるが、耐性化をはじめとする抗菌剤使用の問題点は不明である。細菌遺伝子gyrAおよびparCはCFX耐性化に深く関与することが知られる。そこで、ヒト回腸嚢便中の大腸菌gyrAおよびparCの遺伝子量と耐性化を決定する核酸変異の出現頻度を検討したところ、耐性化に重要な各遺伝子それぞれ2箇所の配列のうち、gyrAではTCG(Ser)→TTG (Leu)が61%に、GAC (Asp)→AAC (Asn)が6%に、parCではAGT(Ser)→ATT(C) (Ile)が45%に、GAA (Glu)→GTA(Val)が21%に認められた。定量システムを構築しえたgyrA遺伝子2箇所、parC遺伝子1箇所の変異遺伝子率をみると、CFX投与既往群ではそれぞれ70%、79%、50%、CFX投与歴のない群では12%、11%、5%でありいずれも著明な有意差が認められた。回腸嚢炎治療例におけるgyrAおよびparC遺伝子の変異遺伝子率の上昇は、CFX抵抗性の難治に関与すると考えられた。平成26年度の研究の達成度についてみると、進行状況は芳しくない。当初の予定では、アルドステロン上昇による管腔内Na濃度の低下により腸内細菌叢がどう変化するか、を中心に検討する予定であった。そのために、マウスを用いて、無処置群、皮下埋め込み浸透圧ポンプを用いたアルドステロン持続投与群、Dextran Sulfate Sodium(DSS)投与群、アルドステロン持続投与+DSS投与群の4群を作成し検討する予定であった。

しかし、これらのin vivoモデルを十分検討できなかった。その理由として挙げられるのは、予定していた大学院生が事情により退学してしまったという研究室環境の変化が影響している。その結果、比較的手間のかかるin vivo実験が実施困難な状況に陥ってしまった。そこで、当初の研究目的を達成するために、in vivoの系に替わるin vitroの系を模索する必要があり、かかる観点から腸内細菌培養実験を施行した。一方、ナトリウム環境の変化に対応するHost側の変化であるが、アルドステロン持続皮下中モデルのラットより採取した小腸および大腸上皮mRNAを解析した。この検討は当初平成27年度に実施する予定であったが一部前倒しにより実施した。解析はまだ途中であるが、マイクロアレイを用いた網羅的解析を行っている。全体としてみると、研究室のマンパワー低下が影響し平成26年度の60-70%程度の達成状況である。消化器外科当初、マウスin vivoモデルを用いて、無処置群、皮下埋め込み浸透圧ポンプを用いたアルドステロン持続投与群、Dextran Sulfate Sodium(DSS)投与群、アルドステロン持続投与+DSS投与群の4群を設定し、至適ナトリウム環境達成のための条件確認、アルドステロン持続投与+DSS投与群における条件設定、4群間の小腸炎・大腸炎の評価、DNAを用いた生菌腸内細菌叢の解析、小腸・大腸上皮における抗菌タンパクmRNAの発現、消化管および脾リンパ球におけるTh17細胞の解析(フローサイトメトリーとmRNA発現の検討)を行う予定であった。平成27年度は、研究員確保により当初のin vitroモデルの実現を図るとともに、それが達成できない場合もあえて想定しin vitroにおける検討もあわせて行う。このことは、研究の効率化を図るという観点からは、むしろプラスに働くことが十分予想される。大学院生の中途退学により、研究室のマンパワーが低下し、手間のかかるin vitro実験を実施することが困難となり、この分の研究費の使用がなかった。研究要員の確保に努め、平成26年度に実施できなかったin vitro実験を実施するとともに、それが達成できない場合もあえて想定しin vitroにおける検討もあわせて行う。その際には、細菌培養に必要な様々な試薬の購入に当てる予定である。
キレート形成を利用した不活性飽和炭素-ヘテロ原子結合の触媒的官能基化

遷移金属触媒への配位可能なピリジル基を有するエーテル類の飽和炭素-酸素結合の触媒的切断、およびアリール化反応を目指して検討した。用いる触媒、アリール化試薬、反応条件を種々検討することにより、ルテニウム触媒系において目的の反応を進行させることに成功した。本研究は、遷移金属触媒への配位可能な官能基と飽和炭素-ヘテロ元素結合を有する基質を用いて、キレート形成による安定化により飽和炭素-ヘテロ元素結合の酸化的付加を促進するとともに、新たな炭素-炭素結合の触媒的形成を目指すものである。まず、配位可能な官能基としてピリジン環を有するメチルアルキルエーテルを基質として用い、遷移金属触媒存在下でアリールボロン酸およびその誘導体との反応を試みた。遷移金属触媒としてはルテニウム錯体を用いた場合に目的としたメトキシ基がアリール基へと変換された生成物が観測された。カップリングに用いる有機金属試薬としては、ボロン酸エステルは反応性が低く、アリールボロン酸を用いた場合に生成物が最も多く確認された。また、用いるルテニウム触媒によって、副生するさらに脱水素化が進行した生成物と目的物の比率が変化することもわかった。さらに、添加物としてt-ブトキシカリウムを用いると生成物の収率が向上した。エーテル類の炭素-酸素結合の切断を経由する炭素-炭素結合生成反応は報告例があるものの、このうちで飽和炭素-酸素結合の切断を経るものは例がない。また、より脱離能が高いと考えられる対応するアルキルエステル類を用いた場合には、同様の触媒系でのカップリングがほとんど進行しない。エステルの場合にはより配位性の強いカルボニル酸素による配位が優先し目的の炭素-酸素結合の切断が起こりにくくなる可能性があるため、エーテル結合を形成している酸素原子配位が重要である可能性が示唆された。まず、配位可能な官能基としてピリジン環を有する2-(2-メトキシエチル)ピリジンを基質として用い、遷移金属触媒存在下でアリールボロン酸およびその誘導体との反応を試みた。カップリングに用いる有機金属試薬としては、アリールボロン酸もしくはボロキシンを用いた場合に生成物が最も多く確認された。また、各種ルテニウム触媒について検討したところ、[(ρ-cymene)RuCl_2]_2とリン配位子、とくにトリフェニル干すファイトを用いた時に最もよい収率で目的物が得られ、これらの組み合わせでは最高で収率は56%まで向上した。本反応をNMRを用いて追跡したところ、2-ビニルピリジンの副生が見られた。この2-ビニルピリジンに対して、前述の反応条件でアリール化反応を行ってもアリール化はほとんど進行しなかったが、等量のメタノールを添加すると収率37%でアリール化生成物が得られた。この結果は、2-ビニルピリジンが反応中間体である可能性を示している。一方、ビニルピリジンを経由することのできない基質を用いて反応を行ったところ、わずかながら目的のアリール化生成物が確認された。よって、反応機構としてはビニルピリジンを経由する経路と経由しない経路の両方が考えられる。
ヘリオックス吸入を用いた胸腔鏡下肺葉切除術の開発

Helioxは酸素を含むヘリウムガスで潜水時に用いられる。Heliox換気が術側肺虚脱を促進するか検証する為、胸腔鏡下手術を行う肺癌患者を対象として無作為比較第II相試験を行った。18例がHeliox吸入(H群),15例が通常群(C群)であった。視野の確保(VG)、肺の虚脱度(AG)をそれぞれ5段階で評価した。患者背景は年齢、性別、術式、病変占拠部位、術前呼吸機能はH群、C群で差はなかった。VG, AG,手術時間、出血量、術後在院日数、ドレーン留置期間、ドレーン総廃液量、術中Spo2最低値、術後SpO2最低値、術後白血球最高値、術後CRP最高値についてもH群、C群で有意な差はなかった。胸腔鏡下肺葉切除術の対象となる患者は主に喫煙者であり高頻度に気腫肺を合併するため,分離肺換気時に患側肺の虚脱が悪く視野の確保に時間がかかることも多い.ヘリウムは分子量が小さい故に窒素に比べて粘度が低く,狭小な末梢気道でも容易に流速を維持でき,閉塞性障害の改善をもたらすことが知られている.本研究では,HELIOXは酸素を30%含有する吸入用のヘリウムガスであるHELIOXを胸腔鏡下肺葉切除術の術側肺の換気に利用し,術側肺の虚脱を促進し視野の改善を得ることを目的に,動物実験による検証ののち,臨床試験究を行う.本年度は,前臨床試験として動物実験を行った.ラットの気管気管支および肺をen blocに摘出して従圧式の換気装置に接続し,HELIOX,100%O2およびroom airで強制呼出させた場合の呼気流量の経時変化を計測した.基礎実験では有用性が確認され,臨床試験の準備が開始された。胸腔鏡下肺葉切除術の対象となる患者は主に喫煙者であり高頻度に気腫肺を合併するため,分離肺換気時に患側肺の虚脱が悪く視野の確保に時間がかかることも多い.HELIOXは酸素を30%含有する吸入用のヘリウムガスである.ヘリウムは分子量が小さい故に窒素に比べて粘度が低く,閉塞性障害の改善をもたらすことが知られている.我々は,このHELIOXを胸腔鏡下肺葉切除術の術側肺の換気に利用すれば,術側肺の虚脱を促進し視野の改善を得ることができると考え研究を行っている.前臨床試験として動物実験を行い有効性を確認した後,臨床試験を開始した.現在までの登録例は20例.うち10例がHeliox吸入(H群)に,10例が通常の麻酔群(C群).H群では分離肺換気開始後から胸腔内操作開始までの間,術惻肺をHELIOXで換気した後に虚脱させた.虚脱および視野確保の程度はblind化した術中画像にて評価.また,手術時間,出血量,術後在院日数,ドレーン留置期間,総排液量についても比較した.結果,画像評価では両群に有意差は認められなかった.比較的強い閉塞性障害(FEV1%<55%)を呈する症例が各群に1例ずつ含まれていた.この2例について,H群は良好であったが,C群では不良であった.なお,手術時間,出血量,術後在院日数,ドレーン留置期間,総排液量には両群間に差がなかった.現在のところ,HELIOX吸入による術側肺の虚脱の促進と視野の改善の傾向は認められるが,手術時間の短縮など明らかな臨床的有用性は確認されておらず,さらなる症例蓄積による検討が必要である.また,HELIOX吸入は閉塞性障害の強い症例においてのみ有用となる可能性も考えられる.臨床試験の開始が予定より遅れたが,その後の症例登録は順調であり,有効性を示唆する結果が得られている.胸腔鏡下肺葉切除術の対象となる患者は主に喫煙者であり高頻度に気腫肺を合併するため、分離肺換気時に患側肺の虚脱が悪く視野の確保に時間がかかることも多い。Helioxは酸素を30%含有する吸入用のヘリウムガスであり、潜水時の吸入ガスとして用いられる。ヘリウムは分子量が小さい故に窒素に比べて粘度が低く、狭小な末梢気道でも容易に流速を維持でき、閉塞性障害の改善をもたらすことが知られている。我々は。このHelioxを胸腔鏡下肺葉切除術の術側肺の換気に利用すれば、術側肺の虚脱を促進し視野の改善を得ることができると考え、動物実験で有効性確認後に臨床試験を開始した。胸腔鏡下肺葉切除術(VATS)を行う肺癌患者を対象とし、無作為比較第II相臨床試験として2017年1月より登録を開始した。期間内の登録例は33例で、うち18例がHeliox吸入(H群)に,15例が通常の麻酔群(C群)に割当てられた。H群では分離肺換気開始後から胸腔内操作開始までの間、術惻肺をHELIOXで換気した後に虚脱させた。虚脱および視野確保の程度はblind化した術中画像にて評価した。視野の確保(View Field Grade:以下VG)および肺の虚脱度(Atelectasis Grade:以下AG)をそれぞれ0 (最も悪い)から4 (最も良好)までの5段階にて評価した。手術時間、出血量。術後在院日数、ドレーン留置期間、臨床的データについても比較した。患者背景では年齢、性別、術式(完全鏡視下VATS、小開胸VATS)、病変占拠部位、術前呼吸機能はH群、C群で差はなかった。

VG, AG,手術時間、出血量、術後在院日数、ドレーン留置期間、ドレーン総廃液量、術中Spo2最低値、術後SpO2最低値、術後白血球最高値、術後CRP最高値について検討したが、いずれもH群、C群で有意な差は見られなかった。Helioxは酸素を含むヘリウムガスで潜水時に用いられる。Heliox換気が術側肺虚脱を促進するか検証する為、胸腔鏡下手術を行う肺癌患者を対象として無作為比較第II相試験を行った。18例がHeliox吸入(H群),15例が通常群(C群)であった。視野の確保(VG)、肺の虚脱度(AG)をそれぞれ5段階で評価した。患者背景は年齢、性別、術式、病変占拠部位、術前呼吸機能はH群、C群で差はなかった。VG, AG,手術時間、出血量、術後在院日数、ドレーン留置期間、ドレーン総廃液量、術中Spo2最低値、術後SpO2最低値、術後白血球最高値、術後CRP最高値についてもH群、C群で有意な差はなかった。予定通り臨床試験を開始する.引き続き症例の蓄積と結果の解析を続ける.呼吸器外科臨床試験が開始できなかったため,HELIOXガスの購入量が少なかった.倫理審査の承認手続きに時間を要したため.2016年度は,臨床試験を開始するため,HELIOXガスの購入に大半の費用が使用される.臨床試験開始後の症例登録は順調である.このまま登録と解析を進める.
高分解光学観察による氷結晶表面での疑似液体層の動的挙動の解明

1)氷結晶ベーサル面上では,ある臨界水蒸気圧以上の高過飽和下でのみ,液滴状および薄層状の2種類の擬似液体層が生成しうることを見出した.また,2)氷中の格子欠陥周囲に形成される歪みが,擬似液体層の生成を顕著に誘起することを見出した.さらに,3)氷結晶のプリズム面および高指数面上においても,ベーサル面と同様の温度領域で,液滴状および薄層状の2種類の擬似液体層が生成することを見出した.以上に加えて,4)氷ベーサル面上での単位ステップの成長は,水蒸気の体積拡散および表面拡散に律速されることを明らかにするとともに,5)ベーサル面上の渦巻ステップは,2重渦巻構造を持つことを見出した.1)氷結晶ベーサル面上では,ある臨界水蒸気圧以上の高過飽和下でのみ,液滴状および薄層状の2種類の擬似液体層が生成しうることを見出した.また,2)氷中の格子欠陥周囲に形成される歪みが,擬似液体層の生成を顕著に誘起することを見出した.さらに,3)氷結晶のプリズム面および高指数面上においても,ベーサル面と同様の温度領域で,液滴状および薄層状の2種類の擬似液体層が生成することを見出した.以上に加えて,4)氷ベーサル面上での単位ステップの成長は,水蒸気の体積拡散および表面拡散に律速されることを明らかにするとともに,5)ベーサル面上の渦巻ステップは,2重渦巻構造を持つことを見出した.本研究では氷結晶をモデル材料に選び,融点近傍で様々な結晶材料表面で観察され,結晶の表面特性を支配する表面融解現象の解明を目指す.本年度には,下記の2点について研究・開発を行った.1.二種類の疑似液体層の熱力学的安定性の測定窒素ガス・過飽和水蒸気中で,氷結晶をAgI基板結晶上にヘテロエピタキシャル成長させた.そして,過飽和を保ったまま,氷結晶の成長温度を増大させ,2種類の疑似液体層の生成温度を調べた.その結果,実験が異なると2つの疑似液体層の生成温度は少しづつ異なったが,同じ実験では常に薄液状層(β層)がバルク状液滴(α相)よりも高温で生成することが確認できた.氷結晶表面とより強い相互作用を持ち薄い層状をなすβ層が,氷表面との相互作用がより小さくバルクの水(液体)に近い形状を示すα相よりも高温で生成することは,通常の熱力学的安定性の議論では説明できない.この矛盾を解決するには,ラマン分光などによる分子運動のデータが必須となる.2.顕微ラマン光学系の作製と立ち上げ厚さがわずか数nm程度しか無いβ層からラマン分光シグナルを得るためには,波数分解能等よりも明るさが分光器の最も重要なファクターとなる.そのため,分光器にはツェルニターナ型の1段グレーティングを,そしてセンサーには電子冷却型CCDを有するシステムを作製し,現有のレーザー共焦点微分干渉顕微鏡とシングルモード光ファイバーで接続した.これにより,レーザー共焦点微分干渉顕微鏡で観察している視野のうち,任意の領域をラマン分光できるシステムが立ち上がった.平成25年度は,麻川明俊博士を博士研究員として雇用し,研究分担者と協力して,下記の2点を押し進めた.1)擬似液体層の生成に及ぼす界面自由エネルギーの役割:平成24年度には,格子欠陥に基づく歪みが擬似液体層の生成を促進することを報告したが,界面自由エネルギーが同様の効果を及ぼすことを見出した.氷結晶ベーサル面上で生成した液滴状擬似液体層(α相)の直径が数10μm以上になると,ベーサル面とα相の界面から薄膜状擬似液体層(β相)が自発的に生成することがわかった.この結果は,ベーサル面-α相界面の自由エネルギーよりも,α相-β相界面およびβ相-ベーサル面界面の自由エネルギーの和の方が小さいことを示す.このことより,β相はα相と氷ベーサル面の中間の構造を有することが強く示唆された.2)渦巻ステップの構造について:氷結晶は主にうずまき成長機構によって生成するが(確率90%),渦巻ステップの構造については全く知見がなかった.そこで,渦巻ステップと高さが既知の2次元島ステップ(ベーサル面・プリズム面共にバイレイヤー1層高さ:確率10%)の衝突合体を直接光学観察した.その結果,渦巻ステップを形成するらせん転位のバーガースベクトルはバイレイヤー2層高さであるが,渦巻ステップは成長するに伴い,バイレイヤー1層高さの等価な2本のステップに分離することを見出した.この成長に伴う渦巻ステップの分離は,-15°Cでは徐々に進行するが,融点直下では成長後すぐさま進行することがわかった.平成24年度は,麻川明俊博士を博士研究員として雇用し,研究分担者と協力して,下記の3点を押し進めた.1)2種類の擬似液体層の熱力学的安定性に及ぼす過飽和度の役割:当初は,「共存する気体の影響」を明らかにする予定であった.しかし,結晶成長学の分野において世界最高の理論研究者であるアレキサンダー・チェルノフ教授(米国ローレンス・リバモア国立研究所)を,平成24年6月29日より1ケ月間招聘して(JSPS短気招聘)徹底的に議論したところ,平成23年度に行った「2種類の擬似液体層の熱力学的安定性」についてさらに「過飽和度の役割」を調べることが決定的に重要であるとの結論に至った.この指針に基づき研究を進めたところ,2種類の擬似液体層は氷結晶よりも不安定な「準安定相」であることを発見した.

擬似液体層は「熱力学的安定相」であると永年信じられて来たため,本結果は,永年の常識を覆す大変重要な成果である.また,氷結晶中の格子欠陥に基づく歪みが,擬似液体層の生成を顕著に促進することも見出した.2)顕微ラマン光学系の作製と立ち上げ:平成23年度に作製した顕微ラマン分光光学系と,現有のレーザー共焦点微分干渉顕微鏡を結合させ,光学観察と分光を同一視野で達成できる世界で唯一の装置を立ち上げることができた.両装置の円滑な結合に予定外の時間を要したため,分光実験は平成25年度に持ち越す.3)氷結晶表面を原子間力顕微鏡観察するための観察チャンバーの作製:結晶表面を「真の原子・分子分解能」で直接観察できる,現在世界で最高の分解能を有する「周波数変調型原子間力顕微鏡」を立ち上げることができた.当初の計画では観察チャンバーを作製する予定であったが,観察の大本となる原子間力顕微鏡自体の著しい改造・改良が達成できたため,平成25年度には当初の予想を上回る成果が得られると期待している.平成26年度は,麻川明俊博士を博士研究員として雇用し,研究分担者と協力して,下記の2点を明らかにした.1)プリズム面および高指数面における表面融解氷結晶のベーサル面上で,形状が異なる2種類の擬似液体層が生成することをこれまで明らかにして来たが,氷結晶のもう1つの重要なファセット面である「プリズム面」がどのように表面融解するかについては観察実験が困難であった.その原因は,プリズム面は-4-2°Cでラフニング転移を起こすため,高指数面が現れ,結晶が丸みを帯びてしまうことにあった.そこで我々は,プリズム面を融点直下の温度に急速に昇温し,ラフニングしている最中のプリズム面と高指数面を,結晶が丸みを帯びる前に光学観察することに挑戦した.その結果,温度を上昇させると,約-1.4-0.5°Cよりも高い温度では,丸い液滴状の擬似液体層(α相)が生成すること,および約-0.8-0.3°Cよりも高い温度では,薄い層状の擬似液体層(β相)が生成することを見出した.プリズム面および高指数面上においても,ベーサル面と同様に2種類の擬似液体相がほぼ同じ温度領域で生成するという結果は,氷の表面融解において,2種類の擬似液体層の生成が面指数によらず本質的な役割を果たしていることを強く示唆する.2)表面拡散距離の温度依存性気相から成長する氷(雪)の形は,温度低下とともに,板状→柱状→板状→柱状と変化することはよく知られているが,その原因は不明であった.そこでその機構を明らかにするべく,様々な温度下で,ステップ前進速度のステップ間隔依存性を直接計測し,水蒸気分子の氷結晶表面上での「拡散距離」を決定した.その結果,拡散距離は温度の低下とともに複雑な挙動を示すことがわかった.この結果は,例えば,温度に応じて氷結晶の「表面構造」が変化すると考えると説明することができる.今後,原子間力顕微鏡などを用いて,実証したい.26年度が最終年度であるため、記入しない。雪氷の結晶成長26年度が最終年度であるため、記入しない。当初,平成23年度に予定していた,共存する気体が表面融解に及ぼす影響について,研究を実行することができなかった.疑似液体層の熱力学的安定性の測定に予想外の時間がかかったためである.そのため,H24年度には,まずこの積み残した課題から取りかかりたい.本研究課題は,これまで未解明であった氷結晶の表面融解および氷結晶表面での相転移現象について様々な現象を新たに発見することに成功しており,全体的にはおおむね順調に進展していると評価できる.しかし,下記の2点については未だ実現できておらず,最終年度に持ち越した.
ドッペルゲンガーにみる映像ならびに文学表現の特性研究

ドッペルゲンガーと映像の関係二重という問題性が、映画メデイアの登場と共に引き起こされた再現=表象並びにミメシス概念の変化にどうかかわるのか、以下三点の契機が関わる現象を分析する。1.撮影という契機2.映写という契機3.主体と空間性の関わりの変化分析された現象を以下のように整理した。*人工『メトロポリス』を中心として似姿の人工性についての考察ミメシス概念の変遷を身体像り現れに関してたどる(代用から模倣そしてメディアヘ)。その際、反復/二重化が精神分析的にも反省という理性活動的にも重要な文化発展の要素であることに注目。*分身『プラークの大学生』を中心として鏡像、画像、映像---表象像の同一性についての考察鏡像フーコーの表象批判を出発点として主体/客体問題を映画装置へと広げる。その際スクリーン、モーター機構が作り出す空間を魔術的意味空間とする。*表象=再現の自動化『ゴーレム』を中心としてモノへの生命を考察写真(物理的痕跡)からモノも自己表現する動画へ魔術的分身としての物自体*空間『カリガリ博士』を中心として映像における空間の意味について接近というショットへの出現、接近の純粋視覚体験としての注目遠近法の映画空間的捉え直しとして空間の意味の二重化を指摘*まなざし『ノスフェラトゥ』を中心として視線分析、呪縛の力のつくる意味作用について擬人化する映画空間をモンスターを解釈しつつ分析見る/見られる-問題にまなざし分析を通して主体の二重化を見る。1.ドッペルゲンガー研究史(1)文化史ランクをはじめとする基本文献により、双子、片割れといった神話的二元が魔、悪を為す者として現れるのが、フロイトに至って無意識のなかに抑圧された自己、第二の自己という心理学的に読み解かれるようになった経過をたどった。この概観の際、文明の起源と帰される双子のイメージに特に注目したい。歴史の記述の二重化、表象の抱える根元的問題として今後扱うつもりである。(2)フロイト以降、精神分析、認知心理学鏡像中の分身としての自己把握。鏡像の表象史をマニエリズム以降に追い、実在の問題をミメシスとファンタジアの表象作用のなかで考察する。2.投影、空間装置としての映画(1)スクリーン投影という精神機構は映画装置とどう関わるのか。コプチェクの不安と欲望概念を恐怖映画(怪物という分身、断片化された身体)と絡めて考察したい。(2)遠近法写真と映画の決定的な違いとしての奥行きという運動。それを認識の空間と捉えればモノの提示形式としての遠近法の20世紀的なあり方を検証することができよう。消失点のanimate(パノフスキー)する表象。3.ピュグマリオン神話(1)モノの表象このモチーフをモノから人間への変化と捉える。それは映画というメディアの働きに他ならない。映画作品の内容にこのモチーフを見て自己言及とするだけでなく、スクリーンの表層に提示されたモノの認識作用による意味変容を解き明かしたい。(2)大理石像ノイマンによると18世紀近代に決定的性格付けを受けたこの神話の、19世紀に於ける特徴は表象することの意識化であるとする。コンディヤックの大理石像はアイヒェンドルフでは人工美の表象となる。1.鏡像としての分身研究史的アプローチ=自然哲学史、博物誌的研究-バルトルシャイデス/認知心理学的研究-R.グレゴリーこれらの文献は直接テーマの中に入ってくるわけではないが、鏡をめぐる創造論(「増殖、置換、逆転、拡大縮小、膨張圧縮」バルトルシャィデスS.53--これはフロイトの『夢判断』、ヤコブソンの詩論と繋げると興味深い)或いは鏡像把握の生理学的プロセスは、スクリーンと鏡の違いを明らかにしている。記号学的アプローチ=ウンベルト・エーコ鏡の屈折光学的表象の記号学的位置づけは、表象とモノとの繋がりを分析する際に必要な基礎である。精神分析学的アプローチ=M.テヴォーによる画像のラカン分析は言語に偏りがちなシニフィアン問題に新たな方向性を与えてくれるものである。ジジェクのどちらかといえばストーリー分析の映画論を補う鍵となろう。2.表象と分身=カントロヴィッチによる「表象」と呼ばれる王の二重の身体論をもとにして表象の歴史、定義をギンズブルク、T.クレインで辿る。表象と分身関係が代替と模倣的喚起、不在と実在の問題に繋がることを確認。3.遠近法=均一表象空間の成立(主体確立と連携して)をパノフスキーで確認した後、その主体の位置の不在(消点)、あるいは身体のゼロ点化をロトマンに見た。つまり表象されないシニフィアンの主体としての分身。分身は志向性の網目の中に捉えられるとはいえ、それは主体の反転としての不在を表象するのだ。4.映像の表象記号学的=鏡の記号学との類似相違点。パースを下敷きにしたR.クラウスのIndex理論による写真時代(複製技術)の芸術分析。"shifter"という指示対象の不定性。認知心理学的=「スクリーンは鏡」理論批判のための布石。ラカンの言語中心主義をいかに画像のシニフィアンに広げることができるかが今後の課題。或いは、カント、ブレンターノ、フッサールの構想力、志向力、ノエシスというタームで捉えられてきたものとの繋がりを見出したい。

5.モノ=カントの保留した物自体という概念は主体の確立を脅かす存在ではない。だが単眼(遠近法)自動化メディアによるSpurensicherungの結果、主体なき表象が可能となったと言うことになる。アウラ、アレゴリーをめぐるベンヤミンの表象論をさらに「媒介されない弁証法」とみるM.ジェイをキーに方向性を確認。ドッペルゲンガーと映像の関係二重という問題性が、映画メデイアの登場と共に引き起こされた再現=表象並びにミメシス概念の変化にどうかかわるのか、以下三点の契機が関わる現象を分析する。1.撮影という契機2.映写という契機3.主体と空間性の関わりの変化分析された現象を以下のように整理した。*人工『メトロポリス』を中心として似姿の人工性についての考察ミメシス概念の変遷を身体像り現れに関してたどる(代用から模倣そしてメディアヘ)。その際、反復/二重化が精神分析的にも反省という理性活動的にも重要な文化発展の要素であることに注目。*分身『プラークの大学生』を中心として鏡像、画像、映像---表象像の同一性についての考察鏡像フーコーの表象批判を出発点として主体/客体問題を映画装置へと広げる。その際スクリーン、モーター機構が作り出す空間を魔術的意味空間とする。*表象=再現の自動化『ゴーレム』を中心としてモノへの生命を考察写真(物理的痕跡)からモノも自己表現する動画へ魔術的分身としての物自体*空間『カリガリ博士』を中心として映像における空間の意味について接近というショットへの出現、接近の純粋視覚体験としての注目遠近法の映画空間的捉え直しとして空間の意味の二重化を指摘*まなざし『ノスフェラトゥ』を中心として視線分析、呪縛の力のつくる意味作用について擬人化する映画空間をモンスターを解釈しつつ分析見る/見られる-問題にまなざし分析を通して主体の二重化を見る。
セレクターによるフィルター、実数の部分空間の分類と超空間の収束性に関する研究

本研究の主な目的は(1)フィルター空間でのセレクターの存在、非存在を調べる、(2)超空間の部分空間の位相構造、特にFrechet性、α性を調べること及び(3)セレクターを許容する空間と次元関数との関連を明確にすることであった。目的(1)に関しては次の(a),(b)の結果目的(2)に関しては(c),(d)の結果が得られ更に(e)でセレクターを許容すればその次元は1次元以下かという問題に対する反例を与えた。(a)Xの点pを極大にするセレクターが存在すれば点pのcharacterがκであることとXがκ=pをとる順序数空間[0,κ]をコピーとして持つことは同値である。このことから例えば、コンパクト位相群XではXがセレクターを許容することとXが零次元距離空間=Cantor set)であることは同値であることが導かれる。(c)homogeneous space Xに対してExp(X)が可算(擬)コンパクトならばXの可算積も可算(擬)コンパクトになることを示しGinsburgの問題の部分解を得た[3]。(d)基空間Xがある種のSelection Principleを満たすことと(Vietoris位相とは異なる)超空間Exp(X)のα_2性、α_3性は同値であることを示した。(e)scatteredな空間弱セレクターを許容するが次元がn次元であるものが存在する、ここでnは無限を含め任意の自然数の値をとりうる。位相空間Xとその超空間の位相構造との関係を特に可算コンパクト性、擬コンパクト性に注目して調べるとともに超空間上の連続選択関数の存在とXの位相構造との関連を研究した。位相空間Xを基空間とする超空間F(X)に関するGinsburgの問題:Xの可算積の可算コンパクト性と超空間のそれとの関連を確立せよ。に対し部分解を与えるとともに、いくつかの関連諸結果が得られた.(1)X(I)を可算コンパクト空間の族としXをそれらのdisjoints sumの1点コンパクト化とする。そのときF(X)が可算コンパクトならばX(1)の積も可算コンパクトである。(1)の基本的な結果を用いいくつかの例、定理を示した.例1完全正規空間でその有限積は仮算コンパクト、仮算積は擬コンパクトであるが可算コンパクトではない。例2 Martinの公理を仮定するば関数濃度個より少ない積に対しては可算コンパクトであるが超空間は可算コンパクトでないTychonoff空間が存在する.定理3正則均一空間では超空間が可算コンパクトならば可算積も可算コンパクトである.定理4完全正則均空間では超空間が擬コンパクトならば任意個の積は擬コンパクトである.また、位相空間上の連続選択関数に関しては:「Hausdorff空間がtopologically well-orderableである必要十分条件はその超空間がFellの意味での連続選択関数を許容することである」というFell連続選択関数の存在に関する基本的な定理を確立した。この結果として位相空間がFell連続選択関数を許容すれば空間は局所コンパクトであることが示される.超空間の位相構造に関して:1975年J. Ginsburgは位相空間Xの超空間F(X)の可算(擬)コンパクト性とXの可算積の可算(擬)コンパクト性との間にいかなる関係があるかとの問題を提出した。本研究ではそれに関し、いくつかの部分解を得た。すなわち(1)Xが等質(homogeneous)空間であれば超空間F(X)が擬コンパクトであればXの任意個数の積空間も擬コンパクトである。(2)同じくXが等質空間の場合,超空間F(X)が可算コンパクトであればXの可算積も可算コンパクトである。(3)公理MAのもとではXのk固(kは関数濃度より小さい任意の濃度)の積は可算コンパクトであるが超空間は可算コンパクトにならない例が存在する。

また、超空間の連続選択関数の存在による基空間の特徴付けに関しては以下の結果を得ている。(1)Xが連続選択関数を許容するとき(a)Xが零次元第一可算空間であることと(b)各点pに対しp極大な連続選択関数が存在しかつ各点がG-deltaであることは同値である。(2)Xの点pが孤立点でないとする。そのときpがselection maximal pointとすれば(a)pは第一可算であり、点pが零次元の近傍を持つことと(b)pがcutpointであることが同値である。(3)Xが連続選択関数を許容するとき、次の(a),(b)は同値である。(a)各点pに対しp極大な連続選択関数が存在することと(b)各点pの近傍基としてwell p-orderableなものが存在する。さらに(4)二点に関する連続選択関数が存在するときそれが三点に関する連続選択関数に拡張できるための十分条件をもとめ、三点に関する連続選択関数は常に四点に関する連続選択関数に拡張できることを示した。Vietoris位相を導入した超空間に定義されるセレクターの存在、非存在と基空間の位相との関連を調べること。超空間の位相構造を調べることが主たる目的であったが、これに関し得られた主な結果は次のようにまとめられる。(1)Xの点pを極大にするセレクターが存在すれば点pのcharacterが濃度kであることとXがk=pとなる順序数空間[0,k]をコピーとして持つことは同値である。このことからコンパクト位相群XではXがセレクターを許容することとXが零次元距離空間であることとは同値であることが導かれる。(2)Fell位相によるセレクターが存在することとtopologically well-orderabilityは同値である。また、homogeneous空間に対しては超空間が正則可算コンパクトならばXの可算積も可算コンパクトであることを示しGinsburgの問題に対し部分解をえた。同様の結果は完全正則な擬コンパクト空間についても成立する。弱セレクターの拡張に関しては次の結果が得られている。(1)2点以下の超空間の部分空間上でセレクターが存在し、かつ丁度3点からなる集合上でセレクターが存在すれば3点以下の集合上でセレクターが存在する。(2)3点以下の超空間の部分空間でセレクターが存在すれば常に4点以下でもセレクターが存在する。(3)第二可算距離空間でtotally disconnectedならば4点以下でセレクターが存在する。また、従来セレクターが存在する空間は2次元以上では知られていなかったが、次元と弱セレクターの関連では次の結果が得られている。(2)Erdos空間は弱セレクターを持つ。
乳房外パジェット病におけるハイリスク群の抽出の試み

今回我々は、ムチンコア蛋白サブタイプの本腫瘍における検討の可能性に着目し、乳房外パジェット病における生物学的悪性度の指標となり得る免疫組織学的マーカーの確立を目指した。乳房外パジェット病症例の標本からムチンコア蛋白サブタイプの発現量を比較するために、38症例の44病変に関して未染プレパラートを作成し、各標本においてMUC1,MUC2,MUC5AC,MCU6の免疫染色を施行し、発現の強度と臨床情報との相関に関して検討を行った。MUC5ACは腫瘍が進展するにしたがってその発現頻度および強度が高くなることを有意差を持って確認することができた。これまで乳房外パジェット病の予後因子として確立された免疫組織学的マーカーはない。今回我々は、ムチンコア蛋白サブタイプの本腫瘍における検討の可能性に着目し、最近報告した細胞周期における腫瘍関連マーカーとの検討を行い、乳房外バジェット病における生物学的悪性度の指標となり得る免疫組織学的マーカーの確立を目指している。〈平成22年度実績〉乳房外パジェット病症例の標本からムチンコア蛋白サブタイプの発現量を比較するために、未染プレパラートの作成し、各標本において免疫染色を施行した。用いた抗体は、MUC1, MUC2, MUC5A, MCU6とcyclinD1を中心とした関連細胞因子であるRB,、p27、p21の7種類。施行した総数は、約40症例の60病変。発現量比較に客観性を持たせるため、各標本を施行者以外の複数の皮膚科医師の鏡検によって、陽性・陰性とその分布、発現の強度を比較検討した。さらに、これらの染色結果と臨床情報との相関に関して検討を行った。具体的には、染色結果と各症例の、1.臨床的・病理学的な腫瘍の拡がり、2.進行の速度や局所破壊性、3.転移の有無、4.化学療法あるいは放射線療法の無効例との照合に関して総括検討を行った。結果、MUC5AC、およびMUC2の発現に関して症例によって変化が見られた。なかでもMUC5ACは腫瘍が進展するにしたがってその発現頻度および強度が高くなる傾向を確認した。今後、さらなる症例数を蓄積して研究の完遂を目指す。今回我々は、ムチンコア蛋白サブタイプの本腫瘍における検討の可能性に着目し、最近報告した細胞周期における腫瘍関連マーカーとの検討を行い、乳房外パジェット病における生物学的悪性度の指標となり得る免疫組織学的マーカーの確立を目指している。〈平成23年度実績〉乳房外パジェット病症例の標本からムチンコア蛋白サブタイプの発現量を比較するために、未染プレパラートの作成し、各標本において免疫染色を施行した。用いた抗体は、MUC1,MUC2,MUC5A,MCU6とcyclinD1を中心とした関連細胞因子であるRB,、p27、p21の7種類。なかでもMUC5ACは腫瘍が進展するにしたがってその発現頻度および強度が高くなる傾向を見出し統計学的にも有意差を持つことを確認することができた。その一方でMUC2に関しては統計学的に有意差を見出す結果にはならなかった。今回我々は、ムチンコア蛋白サブタイプの本腫瘍における検討の可能性に着目し、最近報告した細胞周期における腫瘍関連マーカーとの検討を行い、乳房外パジェット病における生物学的悪性度の指標となり得る免疫組織学的マーカーの確立を目指した。乳房外パジェット病症例の標本からムチンコア蛋白サブタイプの発現量を比較するために、未染プレパラートを作成し、各標本において免疫染色を施行した。用いた抗体は、MUC1, MUC2,MUC5A, MCU6とcyclinD1を中心とした関連細胞因子であるRB,、p27、p21の7種類。

具体的には、染色結果と各症例の、1.臨床的・病理学的な腫瘍の拡がり、2.進行の速度や局所破壊性、3.転移の有無、4.化学療法あるいは放射線療法の無効例との照合に関して総括検討を行った。症例の蓄積がすすみ、MUC5ACが発現増強すると腫瘍がbiologicalにaggressiveとなることを統計学的にも確認することができた。一方でMUC1,2,6はその発現と腫瘍の進展に関連が無い事が分かった。また上記内容に関して鋭意、論文の作成および投稿準備を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。MUC5ACの発現の程度と腫瘍の進展に関連性があることに関して論文を作成し、その知見を供覧することとする。
発癌性ヘテロサイクリックアミンと増殖因子の歯胚組織におよぼす影響

本研究では、細胞増殖因子TGF-αと発癌性へテロサイクリックアミンTrp-P-2のマウス培養歯胚におよぼす影響を組織学的ならびに組織化学的(BrdU法)に検索した。本研究では、胎生17日目のddyマウス胎仔を使用し、実体顕微鏡下で下顎骨より第一臼歯の歯胚を摘出して周囲の組織を取り除き、さらに、口腔上皮および歯堤を除去して、歯胚成分すなわちエナメル器、歯乳頭および歯小嚢のみとした。器官培養はOrgan Tissue Culture Dish(Falcon3037)を使用し、歯胚をMillipore Filter(Millipore,AAWP01300)に載せてステンレス・スチールグリッド上に置き、5%CO_2、95%湿空気下、37°Cのインキュベーターで培養した。培養歯胚は次のような3実験の7群に分けて行った。実験I.I-A群(BGJb)、I-B群(TGF-α)。実験II.II-A群(DMSO)、II-B群(Trp-P-2)、II-C群(MeIQx)。実験III.III-A群(TGF-α+Trp-P-2)、III-B群(TGF-α+MeIQx)。本研究の結果から,マウスの培養歯胚では細胞増殖因子のTGF-αは歯胚の上皮細胞の分化を抑制するが,上皮細胞の増殖を著しく促進することが推測された.また,発癌性へテロサイクリックアミンのTrp-P-2とMeIQxは歯胚の上皮細胞の増殖を抑制することが推測された.さらに,本研究の結果から,ヒトの口腔に生じる歯原性腫瘍や歯原性嚢胞の発生には細胞増殖因子のTGF-αが大きく関与していることが推察された.本研究では、細胞増殖因子TGF-αと発癌性へテロサイクリックアミンTrp-P-2のマウス培養歯胚におよぼす影響を組織学的ならびに組織化学的(BrdU法)に検索した。本研究の結果から,マウスの培養歯胚では細胞増殖因子のTGF-αは歯胚の上皮細胞の分化を抑制するが,上皮細胞の増殖を著しく促進することが推測された.また,発癌性へテロサイクリックアミンのTrp-P-2とMeIQxは歯胚の上皮細胞の増殖を抑制することが推測された.さらに,本研究の結果から,ヒトの口腔に生じる歯原性腫瘍や歯原性嚢胞の発生には細胞増殖因子のTGF-αが大きく関与していることが推察された.本研究では、マウスの培養歯胚におよぼす発癌性ヘテロサイクリックアミンのTrp-P-2とMeIQx及び細胞増殖因子のTGF-αの影響を、A群(BGJb群)、B群(DMSO群)、C群(Trp-P-2群)、D群(MeIQx群)、E群(TGF-α群)、F群(Trp-P-2+TGF-α群)、G群(MeIQx+TGF-α群)の7群に分けて、病理組織学的および免疫組織化学的(BrdU法)に検索した。1.A群とB群。両群の歯胚の内エナメル上皮細胞はエナメル芽細胞に分化してエナメル基質を形成し、歯乳頭の細胞は象牙芽細胞に分化して象牙前質および象牙質を形成していた。2.C群とD群。A、B群と同じように、両群の歯胚ではエナメル芽細胞によるエナメル基質の形成や象牙芽細胞による象牙前質および象牙質の形成がみられた。3.E群。E群の歯胚では、A,B,C,D群の歯胚と違って、外エナメル上皮細胞は極めて著明に増殖し、エナメル髄の細胞と容積も著しく増加していた。内エナメル上皮細胞の分化はみられなかった。しかし、象牙前質の形成は認められた。4.F群とG群。A,B,C,D群と違って、両群の歯胚では外エナメル上皮細胞は非常に増殖し、エナメル髄の細胞と容積も非常に増加していた。また、内エナメル上皮細胞の分化も抑制されていた。象牙前質と象牙質の形成はみられた。しかし、E群と比較すると、F群とG群の歯胚における変化は少なかった。本研究の結果から、マウスの培養歯胚では細胞増殖因子のTGF-αは上皮細胞の分化を抑制するが、上皮細胞の増殖を著しく促進することが推測された。

また、発癌性ヘテロサイクリックアミンのTrp-P-2とMeIQxは上皮細胞の増殖を抑制することが推測された。さらに、結果から、ヒトの口腔に生じる歯原性腫瘍や歯原性嚢胞の発生には細胞増殖因子のTGF-αが大きく関与していることが推察された。本研究では、ヒトの口腔における歯原性病変の成り立ちを明らかにする目的で、器官培養を行ったマウスの歯胚におよぼす細胞増殖因子のTGF-αおよび発癌性へテロサイクリックアミンのTrp-P-2とMeIQxの影響を組織学的ならびに免疫組織化学的(BrdU法)に検索した。実験は、次の4実験(I-IV)に分けて行った。実験I.I-A群(BGJb群:6日)、I-B群(TGF-α(200ng):6口群)。実験II.II-A群(DMSO:6日群)、II-B群(Trp-P-2(1μg):6日)、II-C群(MeIQx(10μg):6日群)。実験III.III-A群(TGF-α(200ng)+Trp-P-2(1μg):6日群)、III-B群(TGF-α(200ng)+MeIQx(20μg):6日群)。実験IV.IV-A群(Trp-P-2(1μg):4日+TGF-α(200ng):2日群)、IV-B群(Trp:P-2(100μg):4日+TGF-α(200ng):2日群)。上記の4実験の各群を病理組織学的および免疫組織化学的(BrdU法)に検索した。本研究の結果から,マウスの培養歯胚では細胞増殖因子のTGF-αは歯胚の上皮細胞の分化を抑制するが,上皮細胞の増殖を著しく促進することが推測された。また,発癌性へテロサイクリックアミンのTrp-P-2とMeIQxは歯胚の上皮細胞の増殖を抑制することが推測された。さらに,本研究の結果から,ヒトの口腔に生じる歯原性腫瘍や歯原性嚢胞の発生には細胞増殖因子のTGF-αが大きく関与していることが推察された。
セレン輸送タンパク質とapoER2の制御による２型糖尿病悪化メカニズムの解明

セレンタンパク質Pは肝臓で合成され脳や精巣にセレンを輸送する糖タンパク質である。受容体を介して末端組織にセレンを輸送するセレンタンパク質Pが、抹消組織においてどのような代謝変化を引き起こすかを解析するため本年度は、以下の実験系を構築することに成功した。1.セレノシステインをシステインに置換しタグを融合した改変型セレンタンパク質Pをマウスに尾静脈注射し、グルコース負荷試験を行ったところ、血中グルコースがコントロールに比べて優位に変化したことを確認した。引き続き追加実験を行った。2.前年度に続き血管内皮細胞におけるセレンタンパク質Pのシグナル伝達についての解析を行った。受容体の発現量をRNA干渉により低下させると特定のセレンタンパク質の発現量が低下した。一方でセレンタンパク質Pは受容体にユニークな結合をすることが分かっているため、セレンを代謝する以外の機能を解析するために、シグナル伝達に関わる因子の発現量をリアルタイムPCRを用いて定量した。リアルタイムPCRにはプライマーアレイを使用した。セレンタンパク質P、システイン型セレンタンパク質Pもしくは亜セレン酸をセレン源とした場合にセレンではなくセレンタンパク質Pの立体構造が引き金となっているmRNAの変動が優位である因子を特定した。この因子とシグナル伝達について解析を行った。セレンタンパク質Pが関わるシグナル伝達に関連して、脳における解析も行い、シナプスにおける神経伝達についての機能を見出すことに成功した。3.マウス血管内皮細胞において改変型セレノプロテインPを暴露した場合の微量の一酸化窒素、過酸化酸素の産生を解析するためにセルアナライザーを利用した。主に肝臓にてグルコース濃度に応答してその遺伝子発現が誘導、セレンを含有するタンパク質として血中に分泌されるセレンタンパク質Pについて解析する。受容体を介して末端組織に輸送するセレンタンパク質Pが、抹消組織においてどのような代謝変化を引き起こすかを解析するため本年度は、以下の実験系を構築することに成功した。1.細胞に刺激を与えるために必要な脂質を抱合したヒトアポリポプロテインE3を培養細胞にて調整した。マウス血管内皮細胞を使用し、インスリン刺激に応答して細胞内シグナルに関わるタンパク質のリン酸化を検出することができた。この細胞に目的タンパク質とアポリポプロテインEで刺激した場合の細胞内シグナルの変化を検出することができる。RNA干渉用にレンチウイルスを使用し、目的タンパク質をノックダウンしたマウス血管内皮細胞を調整することができた。2.導入遺伝子の発現効率の良い改変型アデノ随伴ウイルスベクターにGFPを融合した複数の改変型受容体もしくは細胞外ドメインを除いた受容体をクローニングし、培養細胞にてそれぞれのウイルス粒子を大量に調整することができた。このウイルス粒子をマウスに静脈注射し、2週間後に肝臓にて目的タンパク質が発現していることを確認できた。これによりマウス個体において糖代謝における受容体の有無、さらに血中タンパク質の変動を観察することができる。今年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するためにあてられた。大腸菌で調整されたヒトアポリポプロテインE3を購入して実験を行ったが、このタンパク質は脂質を抱合していないと考えられた。そこでヒトアポリポプロテインE3をプラスミドベクターに組み込み、293細胞に導入したのち、その培養上清にて調整したものを実験に使用した。1.セレンタンパク質Pモノクローナル抗体を使用したカラムを作製した。抗体カラムを使用してマウスのセレンタンパク質Pを大量に精製することができた。遺伝子組み換えによりセレノシステイン残基をシステイン残基に置換したタグ付きのセレンタンパク質P-Cysを調整した。タグ抗体でセレンタンパク質P-Cysを精製した。本タンパク質をマウスに尾静脈注射し、グルコース負荷試験を行ったところ、血中グルコースがコントロールに比べて優位に変化したことを確認した。2.アデノウイルスによってセレンタンパク質Pの受容体であるApoER2をマウスの肝臓に高発現させる実験は、セレンタンパク質の発現変化に十分な影響が確認できていない。今後はMOIを増加して実験を行う。3.前年度に続き血管内皮細胞におけるセレンタンパク質Pのシグナル伝達についての解析を行っている。マウス血管内皮細胞においてセレンタンパク質Pの受容体であるApoER2の発現をmRNAとウエスタンブロットで解析した。またApoER2を過剰発現させた血管内皮細胞におけるセレンタンパク質の発現をリアルタイムPCRで解析している。セレンタンパク質Pもしくは亜セレン酸をセレン源とした場合のセレンタンパク質の発現を調べたところ、低濃度のセレンでmRNAが増加するものと減少するものがあることがわかった。セレンタンパク質Pを固定化したカラムに結合する因子をRNA干渉で減少させたところ、セレンタンパク質Pをセレン源とした場合にセレンタンパク質のmRNAが優位に減少した。この因子とシグナル伝達について解析を行っている。アデノウイルスによるセレンタンパク質P受容体のマウス肝臓での強制発現は優位な違いが見られないので、MOIを増やす予定である。アデノウイルス濃度を増加させることで肝障害が観察される場合は、他の研究を優先する。