hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
耐熱金属材料の耐水蒸気酸化特性を向上させる母材集合組織の設計指導原理

本研究では,耐熱金属材料の耐水蒸気酸化特性を向上させる母材集合組織の設計指導原理を確立するために,耐熱鋼の水蒸気酸化における酸化皮膜の組織形成に及ぼす母材結晶方位の影響を明らかにした。オーステナイト系耐熱鋼のモデル合金であるFe-Cr-Ni合金を用いて種々の高温酸化実験を行った。また,電子線後方散乱回折法を用いて,酸化前の試料表面における母材結晶方位を特定しておき,酸化後に同一表面の組織観察を行うことで,表面に生成する酸化皮膜の組織形態と母材結晶方位との関連性を明らかにした。(111)を有する結晶粒の表面では,内部酸化が起こりにくく,その直下に保護性酸化皮膜が生成しやすいことが明らかとなった。本研究では,耐熱金属材料の耐水蒸気酸化特性を向上させる母材集合組織の設計指導原理を確立するために,耐熱鋼の初期水蒸気酸化挙動における結晶方位依存性に着目し,保護性酸化皮膜の形成に及ぼす母材結晶方位の影響を検討している。今年度は,オーステナイト系耐熱鋼のモデル合金であるFe-Cr-Ni合金を作製し,1073 Kにおいて初期水蒸気酸化実験を行った。酸化後,酸化皮膜の相同定をXRDを用いて行うと共に,FE-SEMおよびEDSを用いて酸化皮膜の組織観察と分析を行った。また,EBSD法により表面に形成した酸化皮膜の組織形態と母材結晶方位の関係を調査した。Fe-20Cr-10Ni (at.%)合金の表面には,外層がFe3O4とFeO,内層が(Fe,Cr,Ni)3O4からなる2層酸化皮膜が形成しており,合金/酸化皮膜界面に保護性酸化皮膜は形成していなかった。また,酸化皮膜の厚さはほぼ均一であり,各結晶粒の方位と酸化皮膜の組織形態に関連性を見出すことは出来なかった。一方,Fe-20Cr-30Ni(at.%)合金の表面には,外層のFe3O4の他に内部酸化層が形成しており,初期界面にNiの金属相が観察された。結晶粒によって酸化皮膜の厚さに違いが見られたが,粒内の合金/酸化皮膜界面に形成する保護性酸化皮膜の連続性には,明確な結晶方位依存性は観察できなかった。今後は,酸化時間を変化させた水蒸気酸化実験を行い,酸化皮膜の形成過程を把握しながら,保護性酸化皮膜の形成に及ぼす母材結晶方位の影響を明らかにする。また,保護性酸化皮膜が形成しやすい結晶面を特定し,それらの結果を逆極点図を用いて可視化していく予定である。昨年度,オーステナイト系耐熱鋼のモデル合金であるFe-20Cr-10Ni(at.%)合金およびFe-20Cr-30Ni(at.%)合金を作製し,1073 Kにおいて初期水蒸気酸化実験を行った。また,EBSD法により表面に形成した酸化皮膜の組織形態と母材組織の関係を調査した。Fe-20Cr-10Ni(at.%)合金では,合金/酸化皮膜界面に保護性酸化皮膜の連続層が形成せず,酸化皮膜の組織形態も母材の結晶粒によらず均一であった。一方,Fe-20Cr-30Ni(at.%)合金では,Fe-20Cr-10Ni(at.%)合金に比べて,全体的に酸化皮膜の厚さが薄くなり,結晶粒によって酸化皮膜の厚さに違いが見られたが,粒内の合金/酸化皮膜界面に形成する保護性酸化皮膜の連続性には明確な結晶方位依存性は確認されなかった。今年度は,Fe-Cr-Ni合金における保護性酸化皮膜の形成過程に及ぼすNiの影響に着目し,昨年度の試料に加えて,Ni濃度を変化させた合金を作製し,同様の解析を試みた。しかしながら,結晶粒径を調製した試験片の作製に時間を要してしまい,酸化挙動や酸化形態に及ぼす母材結晶方位の関係を明らかにするに至らなかった。今後は,今年度作製した種々のFe-Cr-Ni合金を用いて水蒸気酸化実験を行い,酸化の形態(内部酸化もしくは外部酸化)や皮膜の組織形態と母材結晶方位との関係を明らかにする予定である。Fe-Cr-Ni合金における保護性酸化皮膜の形成過程にNiの影響が見られたため,Ni濃度を変化させた合金を作製し,保護性酸化皮膜の形成に及ぼす母材結晶方位の影響を検討している。今年度は,結晶粒径を調製した合金の作製に時間を費やしてしまい,酸化挙動や酸化形態に及ぼす母材結晶方位の関係を明らかにするに至らなかった。本研究では,耐熱金属材料の耐水蒸気酸化特性を向上させる母材集合組織の設計指導原理を確立するために,耐熱鋼の水蒸気酸化における酸化皮膜の組織形成に及ぼす母材結晶方位の影響を検討している。昨年度に引き続き,オーステナイト系耐熱鋼のモデル合金であるFe-20Cr-20Ni(at.%)合金とFe-20Cr-35Ni(at.%)合金を作製し,973 Kおよび1073 Kにおいて水蒸気酸化実験を行った。また,酸化の初期段階における酸化皮膜の組織形成に及ぼす母材結晶方位の影響を実験的に明らかにした。いずれの酸化条件においても,Fe-Cr-Ni合金に形成する酸化皮膜は,外層と内部酸化層からなる2層構造を呈していた。

外層はFe3O4,外層/内部酸化層界面にはNiの濃縮層が観察された。また,内部酸化層中の分散粒子は(Fe,Cr)3O4であり,内部酸化層/合金界面にはCr2O3の連続層が形成していた。1073 KにおいてFe-20Cr-35Ni(at/%)合金を0.6 ks水蒸気酸化した際の表面には,母材の結晶粒を反映する形で3つの異なる形態を有する外層酸化皮膜が形成していた。酸化前の結晶方位解析と酸化後の表面観察の結果から,(001)面に近い面を持つ結晶粒上には,粒状の酸化物から構成され起伏のある外層酸化皮膜が形成するのに対し,(111)面や(101)面に近い面を有する結晶粒上には,平滑な表面を有する外層酸化皮膜が形成していた。この合金を86.4 ks水蒸気酸化した際の試験片の表面においても,母材の結晶粒を反映する形で異なる形態を有する外層酸化皮膜が形成していたが,そのほとんどが粒状の酸化物から構成され起伏のある外層酸化皮膜であり,酸化皮膜の組織形態は母材の結晶方位に依存していなかった。酸化前の結晶方位解析と酸化後の組織観察から,母材の結晶方位マップに対応するOxideマップを作成する手法を確立し,オーステナイト系耐熱鋼のモデル合金であるFe-Cr-Ni合金の水蒸気酸化において,外層酸化皮膜の組織形成に及ぼす母材結晶方位の影響を明らかにすることができた。しかしながら,試験片の断面観察等を行う時間を確保することができず,外層酸化皮膜直下に存在する保護性酸化皮膜の形成に及ぼす母材結晶方位の影響を明らかにすることができなかった。本研究では,耐熱金属材料の耐水蒸気酸化特性を向上させる母材集合組織の設計指導原理を確立するために,耐熱鋼の水蒸気酸化における酸化皮膜の組織形成に及ぼす母材結晶方位の影響を明らかにすることを目的としている。今年度は,オーステナイト系耐熱鋼のモデル合金であるFe-20Cr-35Ni (at.%)合金を用いて,1073 K,Fe/FeO平衡酸素分圧下における高温酸化実験を行い,保護性酸化皮膜の形成に及ぼす母材結晶方位の影響を明らかにした。酸化後の試料の表面には,2種類の酸化形態が観察された。結晶粒内には内部酸化による金属相の隆起が観察され,結晶粒界近傍では外部酸化皮膜が生成していた。結晶粒内の表面で隆起する金属相の組織形態は3種類に分類され,それらの組織の違いは隆起する金属相の量の差によるものであった。金属相が全面を覆っている場合,その直下には内部酸化層が生成し,金属相の隆起が少なく金属相に多数の穴が観察される場合,その直下には保護性酸化皮膜の連続層が生成していると考えられる。本研究では,酸化前の試料から得られる同一視野における逆極点図から,酸化形態と母材結晶方位との関係を関連づけた。その結果,(001)面や(101)面をもつ結晶粒の表面では,金属相が全面を覆っており,粒状の酸化物が観察された。一方,(111)面をもつ結晶粒の表面では,他の方位と同様に金属相と粒状の酸化物が観察されたが,金属相の隆起は少なく金属相には多数の穴が観察された。このように母材結晶方位によって内部酸化の組織形態に大きな違いが見られた。特に,(111)面では金属相の隆起が少なく,その直下に保護性酸化皮膜が生成しやすいことが明らかとなった。また,得られた結果は,Fe-20Cr-35Ni (at.%)合金を水蒸気酸化した際に得られる外層酸化皮膜の組織形態と母材結晶方位との関係とも概ね一致した。
下垂体および大脳のソマトスタチン受容体の機能と発現調節機構

ソマトスタチン(SS)は細胞膜の受容体に働き、種々の腺分泌を抑制し、脳では神経伝達を修飾する。受容体活性の変動は、ある種のホルモン産生異常や脳疾患等の異常時に、また、ラットの下垂体ではエストロゲン(E_2)に依存的に誘導され、大脳皮質では生後発達の過程に一過性の増加がみられる。この様な受容体活性変動の調節のメカニズム、その生理的意義については不明の点が多い。本研究は、(1)下垂体や大脳のSS受容体の発現を調節する体液性因子を明らかにする事、(2)E_2の活性調節機序について明らかにする事、(3)大脳の生後発達に伴う活性変動の生理的意義を明らかにする事を目的として行い次のような結果を得た。(1)下垂体SS受容体活性を誘導する因子の検索により、甲状腺ホルモンがポリADPリボ-ス合成酵素阻害剤と相乗的に受容体活性を増加させることが分かった。誘導される受容体はE_2非依存性型の分子量を示した。(2)GH_3細胞ではE_2はSS受容体やTRH受容体活性に促進的に作用する。受容体mRNA活性を卵母細胞発現系を用いて調べたところ、SS受容体の発現は検出できなかったが、TRH受容体の活性発現は観察され、E_2の作用によりTRH受容体mRNA活性は増加し、E_2は転写レベルを修飾する事が明らかになった。(3)大脳皮質では、SS量並びにSS受容体活性は神経細胞の増殖、移動の時期に一過性に高く発現し、神経細胞の分化が促進される時期には減少することが知られている。そこで本研究ではSS受容体活性と神経細胞の分化との関連性について培養神経細胞を用いて調べた。NS20Y細胞やNeuro2A細胞で始めてSS受容体(SS_Aサブタイプ)が発現していることを見いだした。これらの細胞はDMSO,PGE1,gangliosides等で分化が誘導され、それとともにSS受容体活性は減弱した。これは受容体数の減少に基づくものであった。以上の結果から、下垂体では末梢ホルモンによって、神経細胞では分化に伴って、SS受容体の発現が調節されていることを示唆した。受容体活性は、ホルモン産生異常時、脳疾患に伴って、また、ラットの下垂体でエストロゲンに依存的に、大脳で生後発達の過程に伴って変動する。本研究の目的は、下垂体や脳のSS受容体の調節する体液性因子を明かにする事、エストロゲン(E_2)の活性調節機序について明かにする事、大脳の生後発達に伴う活性変動の生理的意義を明かにする事である。本年度は次の様な結果を得た。(1)ラット下垂体前葉の初代培養細胞のSS受容体活性に影響する因子について検索を行った。前葉ホルモン(GH,PRL)の合成や分泌に影響するgrowthfactor(EGF,IGF,insulin,TGF,IL2)は、効果を示さなかった。

E_2受容体と構造的に類似の受容体をもつホルモンの中では、甲状腺ホルモンに効果が認められ、この作用はポリADPーリボ-ス合成酵素阻害剤(nicotinamide,3ーaminobenzamide)によって相乗的に増強された。この時誘導される受容体の分子量を、架橋剤を用いて調べたところ、E_2により誘導されるものとは異なっており、作用機序の相違が認められた。株化GH_3細胞においても、甲状腺ホルモン作用は同様に認められた。しかし、発現する受容体分子量はE_2によるものと同一の大きさを示した(投稿準備中)。こられの分子サイズの違いは何に基づくものかは今後明かにしたい。(2)脳のSS受容体活性変動が生後発達の初期にみられる事から神経細胞の分化と関連しているのではないかと考えられる。NS20Y細胞はアセチルコリンの合成を表現型とするが、今回、始めてSS受容体の存在を明らかにした。この細胞は、甲状腺ホルモンやDMSO等によって分化が誘導されるので、現在これらの薬剤を用いて神経分化との関連性について検索中である。ソマトスタチン(SS)は細胞膜の受容体に働き、種々の腺分泌を抑制し、脳では神経伝達を修飾する。受容体活性の変動は、ある種のホルモン産生異常や脳疾患等の異常時に、また、ラットの下垂体ではエストロゲン(E_2)に依存的に誘導され、大脳皮質では生後発達の過程に一過性に増加する。この様な受容体活性調節機序、その生理的意義については不明の点が多い。本研究の目的は下垂体や脳のSS受容体の発現を調節する体液性因子の探索、E_2の活性調節機序の解明、大脳皮質の生後発達に伴う活性変動の生理的意義を明らかにする事である。本年度はE_2の調節機序の解析、神経細胞の分化と受容体活性の関連について調べ次の様な結果を得た。(1)E_2は、GH_3細胞でSSやTRHの受容体活性に促進的な作用を示す。一般に、受容体mRNA活性は卵母細胞発現系を用いて調べることができる。しかしながら、SS受容体については卵母細胞ではその発現を検出することが出来なかった。一方、TRH受容体活性は検出でき、E_2の作用後短時間でmRNA活性の増加が認められ、E_2は受容体の転写レベルを促進的に修飾する事が判明した。(2)神経細胞の株化培養細胞で容易に分化を誘導できる細胞を取り上げ、SS受容体の有無を調べたところ、NS20Y細胞やNeuro 2A細胞にSS_Aサブタイプが発現していることが分かった。これらの細胞ではDMSO,PGE_1,gangliosides等で分化が誘導され、それとともにSS受容体活性は減弱した。これは受容体数の減少に基づくものであった。SSは神経細胞の増殖、移動の時期に一過性に高く発現し、神経細胞の分化が促進される時期にはその量や受容体活性が減少することから神経細胞の回路網形成に関与するものと推測されている。本研究の神経細胞分化に伴うSS受容体発現の低下はこの仮説をよく説明しており、今後これらの機序の解析のためには、ここに用いた系はよいモデル系に成り得ると考えられる。
タンパク質の分離のための新しい反応型水性二相分配系の開発

反応基としての無水マレイン酸基とアルキレンオキサイド誘導体との交互共重合体は水溶性高分子であり、リン酸カリウム塩などと適当配合することにより水性二相分配系を形成する。無水マレイン酸は水溶液状態で解離するためpHに対して敏感に応答する一方、適当な条件下で、タンパク質表面のアミノ基と共有結合する。このような性質を持つ水性二相系は従来になかったタイプであり、本研究を通じてその開発ならびに特徴を明らかにできた。水性二相系におけるタンパク質の分配係数は、二相系そのものの平衡状態、目的物質であるタンパク質と二相系との、疎水的相互作用、静電的相互作用、立体的相互作用などに支配される。本研究で開発した二相系(AKM系)の上記にかかげたような特徴を明らかにするために、ポリエチレングリコール/リン酸カリウム系(PEG系)を標準系として比較した。その結果、AKM系の二相間の平衡状態はpHにより敏感に対応することが見いだされた。アミノ酸を標準物質としての分配実験では、系の疎水性、静電相互作用について従来の理論を拡張できた。さらに、タンパク質の分配実験を通じて、立体的相互作用の実態にせまるとともに、AKM系はpHによるコンフォメーション変化のためにPEG系に比較して、タンパク質の分配をより容易にコントロールできることを見い出した。したがって、これらの特徴を生かす分離操作の基本指針が明らかにされた。反応を利用した分配では、親水性の強いセルラーゼを対象に検討した。セルラーゼはその親水性のために高分子相への分配係数はきわめて低い物質であるが、適当な条件下で反応後分配させると大きな分配係数の向上が見られた。以上の結果を総合すると、比較的高pHで反応し高分子側へ選択的に分配分離し、次に低pHにシフトして結合を切断しつつ、目的物質を塩相側で回収するという有効な分離手段が開発できた。タンパク質の分離のための新しい水性2相系として、ポリアルキレングリコ-ルと無水マレイン酸との交互共重合体である水溶性高分子と、リン酸カリウム塩とからなる2相系を開発し、その特性を実験的に検討するとともに、この新規高分子の無水マレイン酸基のタンパク質中のアミノ基との反応を利用した反応性分離を検討してきた。具体的成果としては、1.開発した2相系は従来のPEG/デキストラン系,PEG/リン酸塩系に比較し,リゾチ-ムのようなタンパク質を選択的に分配する性質があり、複数のタンパク質を含む系より目的物を分離することが可能。2.pH変化に対して分配特性が大きく変化し、これは新規高分子の特つ無水マレイン酸基の解離と結びつけて解釈できる。3.反応型水性2相系として十分に機能することが確認できた。4.タンパク質との反応分離後、反応物がそのまま利用可能であるかをセルラ-ゼを用いて検討したところ、この高分子と反応したセルラ-ゼの活性は未反応セルラ-ゼ活性の約70%以上の活性を維持する一方、耐pH、耐有機溶媒、耐熱性などでは優れた効果を示すことがわかり、反応分離と同時に修飾酵素として活用可能であることなど新しい研究面を開拓することができた。5.ポリアルキレン鎖の部分のポリエチレンとポリプロピレンとの混合比を変化させることにより、親・疎水性を変化することができ、その結果、水性2相系としての分配特性を制御できる可能性が得られた。6.さらに、これらの高分子の曇点を利用する、新しい分離方法の可能性が示唆された。以上の成果,一部は論文として公表した。また、46については、さらに実験的研究を進めている。
法・心理・教育研究者の協同による小学生の発達段階に対応する法教育プログラム開発

本研究の目的は、小学生の発達段階に対応した法教育プログラムを開発することである。そのため、小学生を対象にした児童の「民主主義」観に関する質問紙を開発し、小学校2年生、4年生、6年生で実施することで、小学生の「民主主義」観について調査を行った。その調査の結果、「権威に対する見方」「少数意見の受け止め方」「非民主的な決定に対する抵抗の受け止め方」について学年間で相違が見られた。その調査結果を踏まえて、それぞれの学年の発達を「乗り越える」教材を開発した。本研究は、立憲民主主義社会を担う子どもたちの法的資質の育成をめざし、法学、心理学、教育学の研究者が協同して、以下の事柄について、研究をすることを目的としている。1、小学生に育成すべき法的概念の明確化=法学研究者をリーダーとする法概念の研究2、小学生の法的発達の実態の把握=心理学研究者をリーダーとする発達の研究3、法的発達を促す小学校6年間の法教育プログラムの開発二教育研究者をリーダーとする教育内容の開発研究本年度は、上記13の目的のうち、1および2に関する研究を行った。1については「立憲主義」「民主主義」の概念を小学生にも理解しやすい表現に直すとどのような記述になるのかについて検討を重ねた(第1回全体会平成24年7月1日、第2回全体会10/28、第1回心理調査ワーキング会合;以下、心理調査WGと略す9/7)。また、これらの概念理解を踏まえ、質問紙を作成し(第1回心理調査WG、第2回心理調査WG12/15)、小学校1年生・2年生・4年生・6年生について大阪府松原市立恵我小学校において予備調査を実施した。またその予備調査の結果について検討を加えた(第3回全体会3/17)。1および2の研究を進めるに当たって、これまで日本では小学校教育段階においてどのような法教育が実践され、研究されてきたのか、弁護士会などの取り組みや法と教育学会、法教育フォーラムなどでの研究状況を中心にして先行研究を調査するとともに(第2回全体会)、海外、特にアメリカ合衆国において法的(道徳的)発達に関する調査研究並びにそれらの調査研究を踏まえた授業開発研究などがどのように進められてきたのかについて現地調査を行った。1.小学生に育成すべき法的概念の明確化=法学研究者をリーダーとする法概念の研究2.小学生の法的発達の実態の把握=心理学研究者をリーダーとする発達の研究3.法的発達を促す小学校6年間の法教育プログラムの開発=教育研究者をリーダーとする教育内容の開発研究本年度は、上記13の目的のうち、2に関する研究を行った。法的概念(「民主主義」「立憲主義」)の認知状況を問う質問紙について、昨年度実施した予備調査(第一段調査)の結果を第55回日本教育心理学会総会にて発表した。また、予備調査を実施した結果、子どもが誤解をし、回答したと推認できる問いがあったため、子どもが誤解しないよう修正を加え(第4回全体会6/8、第3回心理調査WG6/9、第4回心理調査WG7/27、第5回全体会9/24)、小学校2年生・4年生・6年生について大阪府松原市立布忍小学校において予備調査(第二段調査)を実施した。またその第二弾調査の結果について検討を加え、本調査用紙の作成に当たった(第6回全体会12/1)。なお、第二段調査の結果については、研究成果中間報告会において、広く公表した(3/16)。また、中間報告会での議論を踏まえ、第二段調査の結果を再検討した(第7回全体会3/17)。本調査(第三段調査)については、岐阜県岐阜市立木之本小学校並びに広島県広島市立井口明神小学校にて実施した。他に、本年度は、海外、特に道徳的発達に関する調査研究がどのように展開されているのかについて、Association For Moral Educationの年次大会に参加し、資料を収集した。本研究は、立憲民主主義社会を担う子どもたちの法的資質の育成をめざし、法学、心理学、教育学の研究者が協同して、以下の事柄について、研究することを目的としている。1.小学生に育成すべき法的概念の明確化=法学研究者をリーダーとする法概念の研究2.小学生の法的発達の実態の把握=心理学研究者をリーダーとする発達の研究3.法的発達を促す小学校6年間の法教育プログラムの開発=教育研究者をリーダーとする教育内容の開発研究本年度は、上記13の目的のうち、2及び3に関する研究を行った。昨年度、法的概念(「民主主義」「立憲主義」)の認知状況を問う質問紙を大阪・岐阜・広島で行ったが、その質問紙について、児童の反応(記述内容)を整理し、分類する等、分析を進めた。

また、追加で調査を行った兵庫県淡路市立北淡小学校、青森県青森市立野内小学校での調査結果を分析した(第5回心理調査WG7/5,第8回全体会9/6,第9回全体会10/18)。また、質問紙調査を分析した結果、明らかになった子どもの法認識に関する発達段階を踏まえ、より高次の発達を促す授業開発を行った(第10回全体会11/29,第11回全体会1/10,授業開発WG2/21)。質問紙の調査結果については、第56回日本教育心理学会(11/8)にて報告した。また、質問紙調査の結果を踏まえ、どのような法的発達が子どもたちに見られるのか、得られた知見を基にしたカリキュラムのフレームワークについて、第64回日本社会科教育学会(11/29)で報告した。さらに、心理学の研究成果に基づくカリキュラムフレームワークに係わって開発した授業の内実を、研究成果最終報告会(3/7)において広く公表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。社会科教育、公民教育、法教育26年度が最終年度であるため、記入しない。小学生に育成すべき法的概念の明確化(「立憲主義」「民主主義」に関して)やその概念理解に関連する質問紙の作成および予備調査の実施と当初の予定通り研究が遂行できているので。概念理解に関連する質問紙の作成および予備調査(第二段調査)・本調査(第三段調査)の実施と当初の予定通り研究が遂行できているため。予備調査の分析を踏まえ、研究成果を教育心理学会で報告するとともに、さらなる調査の実施に向けた準備を行う。予備調査(第二段調査)・本調査(第三段調査)などの実施・分析を踏まえ、子どもの発達段階に対応した小学校段階における法教育カリキュラムフレームワークを作成するとともに、低・中・高学年段階に対応した授業プランを開発する。また、これらの研究成果を法と教育学会を始め、諸学会や最終報告会で公表する。第4回全体会参加の旅費など会議の回数が想定よりも少なくなったため、比例して、国内旅費の支出が少なく済んだため。平成26年度は研究の最終年度であり、研究成果の発表・報告を当初予定よりも多く行い、研究の進展・成果の公表に努めることとする。
5価クロムのニトリド錯体と前駆錯体の電子状態と電気化学的性質の研究

単離された5価クロムのニトリド錯体は4、5種であり、その化学は殆ど未開拓のままである。そこで、ニトリドクロム錯体の電子状態と電気化学的性質を調べる目的で[CrN(bpb)]とそのメチル誘導体の電気化学測定(CV)及び電解ESRの測定を行った。その結果、還元は可逆的にクロム上で起こるが、酸化は非可逆的に2段階で起こることが分かった。第一段酸化では配位子bpbが酸化されると同時にbpbからクロムへの電子移動が起き、クロムは還元される。第2酸化ではこの4価クロムが酸化されて新しい5価クロムのニトリド錯体に変化する。[CrN(bpb)]の面内配位子のπ-系を崩した錯体として[CrN(salen)]を合成し、その結晶構造解析を行った結果[CrN(bpb)]と類似した四角錐型配位構造であった。構造とESR及び電子スペクトルの測定結果、この錯体の基底状態の電子配置は[CrN(bpb)]と同様にd_<xy>^1と結論された。しかし、CV及び電解ESR測定より明らかになった両者の電気化学的性質niは大きな違いがある。即ち、[CrN(salen)]は酸化も還元も非可逆的に起こり、濃硫酸で処理すると、[CrN(bpb)]ではS=1/2の錯体種が生じるに対して、S=1の錯体種が生じる。ポルフィリンを面内配位子とするニトリドクロム錯体では酸化還元ともに配位子上で可逆的に起こることが報告されている。従って、今回の結果より、これら3系統のニトリドクロム錯体の電気化学的性質は面内配位子によって全く異なることが明らかとなった。[CrN(bpb)]の前駆体錯体については、そのゼロ磁場分裂が0.5cm^<-1>以上と大きい値であること、その値は軸位配位子の種類に強く依存すること、bpbの配位子場がCl^-なみに弱いことが分かった。以上の結果は3つの論文にまとめて報告する予定である(1つは投稿中)。
ホスファチジルセリンによるTOR複合体2シグナル制御機構の解明

TOR(Target Of Rapamycin)は真核生物に高度に保存されたタンパク質リン酸化酵素である。TORが形成する複合体の一つであるTORC2(TOR複合体2)は、細胞の成長や増殖に必須なシグナル伝達経路を構成することが知られている。しかしながら、TORC2シグナルの制御機構については、不明な部分が多く残っている。本研究代表者らは、これまでに出芽酵母のTORC2がCキナーゼであるPkc1の制御に関わることを明らかにしている。また、昨年度までに細胞膜リン脂質の一つであるホスファチジルセリン(PS)がTORC2-Pkc1シグナルの活性化する関与することを見出した。本年度は、PSのTORC2-Pkc1シグナルへの作用機序について検討を行った。これまでに、Pkc1がTORC2による制御を受けるためには、Pkc1の上流因子である低分子量Gタンパク質Rho1との物理的な相互作用が重要であることを報告しているが、PS合成不全株において、Rho1とPkc1との物理的相互作用が減少することを見出した。Rho1との物理的な相互作用にはPkc1のC1領域が重要であることが知られているが、in vitroでの解析においてC1領域がPSと相互作用することを見出した。また、Pkc1はストレス適応時におけるアクチン細胞骨格の組織化に関与するが、PS合成不全株においてストレス適応時におけるアクチンの組織化(アクチン再極性化)に不全が観察された。本研究での結果は、TORC2-Pkc1シグナルにおいて細胞膜リン脂質であるPSによる制御機構が存在することを強く示唆していると考えられた。TOR(Target Of Rapamycin)は真核生物に保存されたタンパク質リン酸化酵素である。TORは機能的に異なる2つの複合体(TOR複合体1:TORC1、TOR複合体2:TORC2)を形成することで機能を発揮し、細胞成長や代謝などの細胞増殖に必須なシグナル伝達経路を構成する。TORC2シグナルの制御機構については不明な部分が多く、その要因の一つとして、TORC2の活性化因子に関する情報が少ないことが挙げられる。研究代表者らはこれまでに出芽酵母を用いた研究で、解糖系の代謝物であるメチルグリオキサールがTORC2-Pkc1シグナルを活性化することを明らかにしている。また、メチルグリオキサールを利用した解析により、細胞膜を構成するリン脂質の一つであるホスファチジルセリン(PS)がTORC2-Pkc1シグナルの制御に関わる可能性を見出した。本研究では、PSが関与するTORC2シグナル制御モデルを提唱し、そのメカニズムの解明を目指す。本年度は、PSのTORC2シグナルに及ぼす影響について検討した。その結果、出芽酵母のPS合成酵素(Cho1)の欠損株において、メチルグリオキサールによるTORC2-Pkc1シグナルの活性化は著しく低下した。また、このTORC2-Pkc1シグナルの活性低下は、PSに特異的に結合するLact-C2ドメインの過剰発現によっても引き起こされた。一方、TORC2は細胞膜直下にドット状に局在することが知られているが、TORC2構成因子であるAvo1のGFP融合タンパク質を用いてCho1欠損株におけるTORC2局在の観察を行ったが、野生株とCho1欠損株との間で大きな局在変化は認められなかった。PS合成酵素の欠損、およびPS特異的プローブの過剰発現による細胞内PSのマスクにより、TORC2-Pkc1シグナルに影響がでることが確認でき、TORC2シグナルにおけるPSの関与を示すことが出来たため。TORC2局在へのPSの影響が観察されなかったため、TORC2-Pkc1シグナルにおけるPSの作用機序について解析を進めるとともに、TORC2-Pkc1シグナルのリードアウトの一つであるアクチン極性におけるPSの影響についても検討を行う。TORC2局在においてPSの大きな影響が認められず、局在解析に関する実験計画が予定より縮小したため次年度使用額が生じた。

次年度には、次年度使用額を使用して予定している実験計画の充実をはかるとともに、TORC2-Pkc1シグナルにおけるPSの作用機序についての解析に使用する試薬および機器類を購入する予定である。
サブストームに伴うPi2脈動の発生・伝播過程に関する研究

磁気圏におけるPi2脈動の発生・伝播機構を調べるため,夜側のL=10を中心に波動を励起するL方向に局在化した波源を与え,MHD波動伝播の3次元シミュレーションを行った。シミュレーションモデルとして,ダイポール磁場とプラズマ圏を持つ磁気圏並びにペダーセン電気伝導度を持つ電離圏を用い,磁気圏内で観測されているPi2波動の振舞いを再現することができた。また,プラズマ圏の構造が経度方向に一様ではないことを考慮した3次元シミュレーションを行い,プラズマ圏空洞共鳴振動としてのPi2脈動の周期は経度(地方時)によって異なることを見出した。以前に研究代表者らが与えた沿磁力線電流(FAC)の生成を記述する波動方程式では,無摂動状態が静止状態であることを仮定している。一方,近年の3次元グローバルMHDシミュレーション技術の進展に伴い,突発的な外部擾乱(太陽風の変動など)に対する磁気圏のより現実的な過渡応答を調べることができるようになってきた。このようなシミュレーションでは,無摂動状態であっても,磁気圏は静止状態になく,対流とFACが存在する。そこで,そのような状況にも対応できるよう,FACの生成を記述する波動方程式の一般化を行った。Pi2脈動の発生機構として,次のような準振動的カレントウェッジモデルを提唱した。サブストームの開始に伴って磁気圏におけるオーロラ爆発領域の東西両端で生成されたFACは,アルベン波によって磁力線沿いに運ばれ,極域電離層で反射される。その結果,両半球電離層間でアルベン波のバウンシングが生じ,オーロラ爆発領域の東西両端に逆位相の準周期的な磁力線振動が現れる。これらの磁力線振動に伴うFACは,電離層電流と尾部横断電流により閉じられる。このようにして,12分の時間スケールをもつ準振動的なカレントウェッジが形成され,Pi2脈動は主としてこのウェッジ電流により生み出される。この提唱に基づいて,磁気圏におけるPi2脈動の伝播モデルが構築され,伝播モデルを観測的に支持する結果が得られた。サブストームに伴うPi2脈動の発生・伝播過程を解明するため,磁気圏MHD波動の理論的な伝播モデルを構築した。これはItonaga et al.[2000]で与えられた沿磁力線電流(FAC)の発生を記述する波動方程式に基づく伝播モデルを発展させたものであるが,特に重要なのは準振動的カレントウェッジの形成に発散ホール電流の効果を取り入れたことである。圧縮波とアルフベン波の結合のため,電離層ホール伝導度のFACに対する効果を正確に見積もることは難しいが,電離層誘導電場を実効インダクタンスと電離層電流の時間微分の積として表現することにより[Yoshikawa et al.,2002],FACの水平方向の拡がりが100kmよりも大きければ,効果を十分正確に見積もることができるようになった。今後,電離層誘導電場の新たな表現を磁気圏MHD波動伝播や磁気圏電離圏結合の3次元グローバルシミュレーションに適用し,非現実的な取り扱いしかできなかった電離層の効果を十分現実的なものにしていく予定である。磁気圏MHD波動伝播の3次元グローバルシミュレーションにプラズマポーズの経度依存性を取り入れた[Fujita and Itonaga,2003]。中低緯度Pi2脈動の観測から,Kosaka et al.,[2002]はPi2脈動のパワーが最大になる周波数に地方時依存性があることを示した。

彼らはこれをプラズマポーズに励起される表面波に帰したが,我々のシミュレーションの結果はプラズマポーズの非対称性に起因するプラズマ圏空洞共鳴振動振幅の地方時依存性が原因であることを示している。今後,3次元グローバルシミュレーションの精度をさらに高め,表面波とプラズマ圏空洞共鳴振動のどちらが主因であるのかを解明する予定である。磁気圏MHD波動の理論的な発生・伝播モデルの一般化を行った。Itonaga et al.[2000]が与えた沿磁力線電流(FAC)の発生を記述する波動方程式は,無摂動状態が静止状態であることを仮定している。しかし,近年のグローバルMHDシミュレーション技術の進展に伴い,外部擾乱(太陽風の変動)に対する磁気圏のより現実的な過渡応答を調べることができるようになってきた。このようなシミュレーションでは,無摂動状態であっても,磁気圏は静止状態ではなく,対流が存在する。そこで,そのような状況にも対応できるよう,FACの発生を記述する波動方程式を一般化した。詳細は,現在,論文としてまとめているが,一般化された波動方程式をグローバルMHDシミュレーションの結果に適用することにより,Kataoka et al.[2004]はTCVの源が磁気圏内のプラズマの加速による慣性電流であることを明らかにした。磁気圏MHD波動伝播の3次元グローバルシミュレーションにプラズマポーズの経度依存性を取り入れた[Fujita and Itonaga,2003】。中低緯度Pi2脈動の観測から,Kosaka et al.,[2002]はPi2脈動のパワーが最大になる周波数に地方時依存性があることを示した。今後,3次元グローバルシミュレーションの精度をさらに高め,表面波とプラズマ圏空洞共鳴振動のどちらが主因であるのかを解明する必要があるが,本年度中の達成には至らなかった。並行して,グローバルMHDシミュレーションによるPi2脈動の発生・伝播機構の解明を目指しているが,その前段階として,SCの再現を試み,PI電流とMI電流の起源を明らかにすることができた[Fujita et al.,2003a,2003b]。サブストームの開始に伴って磁気圏におけるオーロラ爆発領域の東西両端で生成された沿磁力線電流(FAC)は,アルベン波によって磁力線沿いに運ばれ,極域電離層で反射される。その結果,両半球電離層間でアルベン波のバウンシングが生じ,オーロラ爆発領域の東西両端に逆位相の準周期的な磁力線振動が現れる。これらの磁力線振動に伴うFACは,電離層電流と尾部横断電流により閉じられる。このようにして,12分の時間スケールをもつ準振動的なカレントウェッジが形成され,Pi2脈動は主としてこのウェッジ電流により生み出される。1.昼側の地上で観測されるPi2脈動は,準振動的ウェッジ電流の昼側半球電離層への張出しに帰せられる。従って,位相差はほとんどなく,振幅の赤道エンハンスメントが起こる。2.準振動的ウェッジ電流の尾部横断部分は,速い磁気音波を放射する。
器官形成の"素過程";budの伸長、分化、管腔形成に預かる制御遺伝子

分子進化発生学的に外性器はappendage(付属肢)の一つであり、limb,外性器(交接器)、fin間で共通又はダイバージしているであろう発生制御遺伝子カスケードを解析することは発生学研究として重要である。我々はappendage形成の視点からの外性器の*伸長プロセスの"原型"を解析するために鳥類胚を解析*"交接用に特化"したfin(ゴノポディウム)の解析として魚類カダヤシ(Gambusia affinis)を用い、解析を行なった。すでに我々はマウス胚にて外性器形成のための基盤プロセスとしていわば"発生場"を形作るのに必要なshh(ソニックヘッジホッグ遺伝子)が総排泄腔形成に必要であることを見出していた。鳥類胚生殖器形成おける細胞増殖因子の働きとして、今回初めてBmp遺伝子ファミリーが鳥類においても総排泄腔形成に重要であることを見出した(投稿用意中)。すでにマウス胚においてはBmpファミリーとShhとの相互作用が明らかとなっているので、こうした興味深い問題が鳥類胚でも対応するか今回の解析によって興味が持たれる。魚類胚においてはshh遺伝子がヒレの転化した交接器の先端基底層において発現し、こうした先端におけるshh遺伝子発現が交接ヒレを持続して伸長させ、交接器を形作るのに必要であることを証明した(投稿中)。またこのような交接ヒレ先端間葉においてはAR遺伝子(アンドロジェンレセプター)が発現しているのを見出し、上皮性shh、及び間葉性のAR遺伝子が上皮間葉相互作用を形成しているのを初めて証明した。このようにマウス胚、鳥類胚、魚類胚においてある程度類似した細胞増殖因子群が交接器形成プログラムに参画していること、またそれらがある程度類似した遺伝子機能を個々の形態的特徴を反映しながらダイバージした交接器形成に預かっていることを示した点は分子発生学的に極めて意義深いものと考えられる。哺乳類体幹部から発生する器官である胎児外性器形成プロセスにおいては、我々が明らかにしてきた外性器伸長を亢進させるような細胞増殖因子群が重要である。これまで細胞増殖因子群(繊維芽細胞増殖因子(FGF)、Sonic Hedgehog (Shh))などが発生初期の形態形成制御シグナル分子として、外性器器官形成において重要であることが我々の解析で分かってきた。また、これら増殖制御に対し、胎児外性器先端の重要な上皮領域に対して抑制性の効果を有する増殖因子群の存在が明らかとなった。胎児外性器先端間葉に発現するBMP4は、外性器先端上皮(DUE)に対し抑制的な作用を示すことが明らかになった。組換えBMP4,BMP7たんぱく質を胎児外性器培養系に添付すると胎児外性器の伸長が阻害されること等が明らかとなった。またBMPシグナル伝達が抑制されたKOマウス解析も上記ポイントを示唆した。体幹部から伸長して形成される器官形成の代表とも言える肢芽形成では、いわば伸長を促進する"正"のシグナル系、叉それを抑制するBMP等細胞増殖因子信号伝達系が報告されている。我々の結果は伸長する点である程度肢芽形成と類似し、分化過程などにおいて相違する胎児外生殖器形成過程においても、このような伸長を促進、及び抑制する信号伝達系が存在していることを示唆しており、発生生物学上興味ある知見を提供するものと考えられる。分子進化発生学的に外性器はappendage(付属肢)の一つであり、四肢(limb),外性器(交接器)、fin(ヒレ)間である程度共通している発生遺伝子カスケードを解析することは発生学研究として重要である。

そもそも種々の付属肢を形成するための基本的な遺伝子カスケードはどのような制御因子によって成立しているのか、それらを主として哺乳類胚における交接器、胎児外生殖器の形成制御因子、又四肢形成とある程度共通すると考えられているfinが転化した交接器(ゴノポディウム)の形成のために必要な制御因子、それら因子群の類似性、及び相違を比較するために遺伝子クローニング、解析を行なった。我々の解析により細胞増殖因子群(繊維芽細胞増殖因子(FGF)、Sonic Hedgehog (Shh))などが発生初期の形態形成制御シグナル分子として、外性器器官において重要であることが分かった。マウス胎児外性器においてはShhは尿道上皮において発現し、尿道上皮、及び胎児外性器間葉との相互作用において重要な作用を担い、また胎児外性器をもっとも初期において発生させるためにも必須であることが分かった。一方、交接器を有する小型魚類カタヤシにおいてはShh遺伝子は先端の交接器の上皮(基底層)に発現しており、やはり間葉からの相互作用を受けると同時にこの発現はゴノポディウムの伸長に極めて重要であることが世界で初めて明らかとなった。またゴノポディウムにおいてはこのようなShh遺伝子を制御する間葉性の遺伝子としてAR(アンドロジェンレセプター)が必須であることも明らかとなり、間葉のアンドロジェンシグナルが上皮に対して制御することが明らかとなった。このような間葉性のアンドロジェン、及び上皮性のShhは実は哺乳類の胎児生殖系器官においても重要であると報告されている(前立腺の形成等)。このような観点から胎児外性器の初期パターン化に必要なShhなどの細胞増殖因子、アンドロジェンを含めた上皮間葉相互作用の必要性といった興味深い類似性がそもそも交接用のbud伸長、分化、尿道形成などに預かる制御遺伝子として見出された。
多列検出器時代の低被ばく高画質インテリジェント造影CTシステムの開発

我々は岐阜大学医学部附属病院放射線部に配備される2台のCT装置を用いて「撮像時相別ボーラストラッキング技術の開発」を行った.大動脈,膵臓,肝実質にROIを設定し,各部位における造影増強効果プロファイルを観察しながら,増強効果のピークでの撮像を可能にするプログラムを開発した.上記の基礎データを踏まえて,被検者の体格による最適化,低被ばく撮像,撮像時相別の最適タイミング撮像を可能とし,インテリジェントインジェクターと連携が可能な「低被ばく高画質インテリジェント造影CTシステム」の開発に必要な基礎データを収集した.我々は岐阜大学医学部附属病院放射線部に配備される2台のCT装置を用いて「撮像時相別ボーラストラッキング技術の開発」を行った.大動脈,膵臓,肝実質にROIを設定し,各部位における造影増強効果プロファイルを観察しながら,増強効果のピークでの撮像を可能にするプログラムを開発した.上記の基礎データを踏まえて,被検者の体格による最適化,低被ばく撮像,撮像時相別の最適タイミング撮像を可能とし,インテリジェントインジェクターと連携が可能な「低被ばく高画質インテリジェント造影CTシステム」の開発に必要な基礎データを収集した.多列検出器時代の低被ばく高画質インテリジェント造影CTシステムの開発の基礎データを収集した.門脈を用いたBolus Tracking法が門脈相の最適化に有用か検討し,大動脈ΔCT値はA群(Δ70HUの門脈トリガー後6秒)で,門脈ΔCT値はB群(Δ100HUの大動脈トリガー後40秒)で最も高値を示した,肝実質ΔCT値および画質評価はいずれの群でも同等であったが,画像ノイズはA群で最も優れた.門脈を用いたBolus Tracking法による門脈相撮像はノイズ軽減の点で有屠となる可能性があると結論した.低線量CTでの高ヨード負荷が画質に与える影響を検討した.大動脈,門脈,肝実質CT値はどの相でもC群(Noise Index 15,600mgI/kg,n=65)が他群に比して高値を示した.大動脈,門脈,肝実質SD値はどの相でもA群(Noise Index 12,521mg/kg,n=65)が他群に比して低値を示した.門脈相での画質・ノイズはA群とC群で同等であった.B群(Noise Index 15,521mgI/kg,n=65),C群におけるCTDIvolはA群に比し有意に低値を示した.低線量CTにおける画質劣化は負荷ヨードを増加することで代償され,約30%の出力線量の軽減となると結論した.膵造影CTにおける解剖学的構造の描出能,画質,線量について320列Volume Scanと64列Helical Scanとで比較検討した.320列群は64列群と比較しDLPにて42.3%、CTDIにて25%減少した(P<.001),定量評価では2群間で膵実質および大動脈増強効果に有意差を認めなかった.腹壁脂肪織の標準偏差にて算出した画像ノイズは早期動脈相の320列群で40%増加したが(P<.001),定性評価では2群ともに許容範囲の画質であった.膵実質,主膵管,脾動脈および末梢分枝の描出の際しては横断像,MPR冠状断像ともに有意差なく,Volume Rendering像での視認性にも有意差は認めなかった,320列を用いたVolume Scan撮像は膵造影CT動脈相および膵実質相に応用可能で,画質や増強効果の有意な低下なく,照射線量の42.3%の低減が可能であると結論した.我が国の1人当たりの医療被ばくは世界平均の約3.7倍に至る.このような背景により、CT検査における被ばく量の低減が急務であり,低電圧撮像の報告も見られる.しかし,CTではX線量を低下させることはノイズ増加やコントラスト低下による画質低下につながり,これを補うノイズ低減フィルタ技術も開発されつつある.一方,ヨード性造影剤にはアナフィラキシーや腎障害などの副作用が存在するが,経静脈性造影CTに用いられる範囲内(500mg/kg750mg/kg程度)でのヨード負荷と副作用の発生には明らかな因果関係が無い.また,当院の上腹部造影CT検査は600mg/kgのヨード負荷で行われているが,過去の報告では521mg/kgで必要な造影効果が得られるとされている.上記背景に基づき,我々は岐阜大学医学部附属病院放射線部に配備される2台のCT装置を用いて「撮像時相別ボーラストラッキング技術の開発」を行った.大動脈,膵臓,肝実質にROIを設定し,各部位における造影増強効果プロファイルを観察しながら,増強効果のピークでの撮像を可能にするプログラムを開発した.上記の基礎データを踏まえて,被検者の体格による最適化,低被ばく撮像,撮像時相別の最適タイミング撮像を可能とし,インテリジェントインジェクターと連携が可能な「低被ばく高画質インテリジェント造影CTシステム」の開発に必要な基礎データを収集した.また,これまでの成果は2012年の北米放射線学会にて発表した.インテリジェントCTシステムを構築する為に必要なエビデンスレベルの高い基礎データの収集が順調に進んでいる.24年度が最終年度であるため、記入しない。

当初の目的である低被ばく,高画質の実現に加え,低ヨード負荷をも併せて実現する為に必要なデータをさらに収集したい.平成24年度は低電圧撮像技術や逐次近似法などを併用して,低ヨード負荷によるCTアンジオ撮像や肝細胞癌診断を目的とした肝ダイナミック造影CT検査の最適化を行う予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞内カルシウムシグナル分子を標的とする創薬基礎科学

S100タンパク質(S100)、Neuronal calcium sensor (NCS)、CaMKKの分子標的薬を開発し、新しいCaシグナル機構の生理学的意義を明らかにした。新しいS100活性測定法を案出し、S100拮抗薬を見いだした。NCS分子標的薬のスクリーニング法としてPpCaMKが有用であることを見いだし、スクリーニング法を確立し、NCS拮抗薬を発見した。更に、CaMKK阻害薬(STO609)を利用し、新しいCaMKKカスケードの標的分子を発見した。S100タンパク質、Neuronal calcium sensor(NCS)タンパク質、Calmodulin kinase kinase(CaMKK)の分子標的薬を開発し、これらの分子標的薬を生体系に適用することにより、S100タンパク質、NCS、CaMKKを介する新しいCa^<2+>シグナル機構の生理学的意義および病態学的意義を明らかにすることが目的である。1.S100タンパク質の生物学的役割について解析を進め、S100A6がTPR(tetratricopeptide repeat)を含むタンパク質を標的とすることを発見した。FKBP52, Cycophyillin40, Hop, Hip, Kinesin軽鎖, Protein phosphatase5の6種のタンパク質についてS100A6との相互作用を解析したが、全てについて同様な結果が得られ、S100A6がTPRタンパク質のカルシウム依存性調節因子であるという仮説の妥当性が証明できた。2.Protein phosphatase5の酵素活性測定系を利用する新しいS100A6活性法を案出し、高速、高感度なS100A6拮抗薬のスクリーニング法を確立した。新開発のスクリーニング法により、S100A6拮抗薬のリード化合物を見いだした。今後、このリード化合物をもとに選択的拮抗薬の開発を進める。3.NCSタンパク質の分子標的薬のスクリーニング法として、植物に存在するPpCaMK(新規発見のprotein kinase)が有用であることを見いだし、スクリーニング法を確立した。このスクリーニング法により、repaglinideがNCSに選択的に拮抗することを見いだした。今後、repaglinideをリード化合物としてより強力なNCS拮抗薬の開発を進める。4.新規開発のCaMKK阻害薬(STO609)を利用し、新しいCaMKKカスケードの標的分子を発見した。低分子カルシウム受容タンパク質(S100タンパク質)、Calmodulin kinase kinase(CaMKK)などの分子標的薬を開発し、これらの分子標的薬を生体系に適用することにより、S100タンパク質、CaMKKなどを介する新しいCa^<2+>シグナル機構の生理学的意義および病態学的意義を明らかにすることが目的である。1.S100タンパク質の生物学的役割について解析を進め、3種のS100タンパク質(A1,A2,A6)がTPR domainを含むタンパク質を標的とすることを発見した。FKBP52,Cycophyillin40,Hop,Hip,Kinesin軽鎖、Protein phosphatase5の6種のタンパク質についてS100タンパク質との相互作用を解析し、S100タンパク質がTPRタンパク質のカルシウム依存性調節因子であるという仮説の妥当性が証明できた。2.Protein phosphatase5の酵素活性測定系を利用する新しいS100タンパク質活性測定系を案出し、良好なペプチド基質を見いだすことによりS100タンパク質拮抗薬のスクリーニング法を確立した。新開発のスクリーニング法により、S100タンパク質拮抗薬を見いだした。3.新規開発のCaMKK阻害薬(STO609)を利用し、新しいCaMKKの標的分子を発見した。CaMKKはAMP-kinaseのfamilyの一員であるSAD-kinaseをリン酸化し、SAD-kinaseを数十倍活性化する。神経細胞の形成に強く関与することから、新規開発のSTO609の中枢神経薬としての応用が期待できる。4.TPRに三次元構造が類似するHEAT-repeatおよびArmadillo-repeatを含むタンパク質がS100タンパク質によってカルシウム依存的に調節を受けるか否かの検討を開始した。生体信号系として重要なimportin-α、importin-β(核移行)、protein phosphatase 2A(脱リン酸化)、β-catenin(Wnt signal)を選択した。いずれの系でもS100タンパク質による調節の可能性が示された。細胞内カルシウムシグナル分子に対する分子標的薬の研究開発は、Calmodulinについては進展しているものの、他の低分子EFハンド蛋白質、Calmodulin-Kinaseなどの分子標的薬関発は進んでいない。低分子EFハンド蛋白質(S100蛋白質,以下S100)およびCalmodulin-Kinase Kinase(CaM-KK)の分子標的薬開発を進めた。S100については、その生理作用の解明、分子標的薬スクリーニング系の確立が、まず、重要である。

新規に、S100がtetratricopepti de repeat(TPR)を含む蛋白質を標的とすることを発見した。TPR蛋白質の中で、Hsp-organi zing protein(Hop),Kinesin軽鎖、Tom70をS100が標的とすること、その分子機構を解明し公表した。TPR蛋白質の一種であるProtein Phosphatase5の活性調節を利用したS100分指標標的薬スクリーニング系を確立し、これにより数種のS100分子標的薬のリード化合物を発見した。一方,CaM-KKについては独自に開発した分子標的薬を用いた生理機構の解明を進めた。CaM-KKはその下流に存在するCaM-KIおよびCaM-KIVをリン酸化することによって生理作用を発揮するが、本研究により新たにCaM-KKの標的酵素としてSAD-Kinaseを同定した。CaM-KK/SAD-Kinaseという新しいカルシウムシグナル経路は、神経回路形成に重要な役割を果たしている。更に、分子標的薬の無標識、高感度スクリーニングシステムを開発する目的でSi-Nanowireを利用した新規スクリーニングシステムの検討を行い、その動作原理の確認を終了した。
新しいアプローチによるリンパ球系腫瘍細胞の排除に関する研究

本研究は、活性化リンパ球に特異的に補体非依存性に、apoptosisや壊死とは異なる形態の細胞死を引き起こす、MHCクラスI様分子と反応する抗体(RE2抗体)の作用機構の解明と、その治療への応用を目的としている。今年度の解析で以下の知見が得られた。1、活性化リンパ球からのRE2抗体沈降物を用いて昨年度作製した、RE2抗体と同様の細胞死を誘導する抗体(S27抗体)を用いて、RE2抗体・S27抗体の共通に認識する分子の解析を行なった。リンパ球上の抗原決定基を種々のマウス系統について調べると、2つの抗体の認識する分子の分布が同一ではないことが明らかになった。2、RE2抗体で免疫沈降した分子をS27抗体を用いて検出すると、4347kd(pI5.0-5.5)、5253kd(pI5.0)、および8590kd(pI5.5-6.0)の3種の分子群が得られた。現在、これらの分子の精製を行なっている。3、T細胞クローンからOkayama-Berg法により作製したcDNAライブラリーを用いて、RE2分子をコードするcDNAの発現スクリーニングを行なった。その結果、H-2K^k分子をコードするcDNAが得られた。しかし、RE2抗体と同様にH-2K^kクラスI分子と反応するRE4抗体が細胞死を誘導しないことから、H-2K^k分子が細胞死誘導の標的分子とは考えられない。現在、H-2K^k以外の分子でRE2抗体・S27抗体と反応するcDNAクローンを検索中である。