hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化物超電導体の無容器溶融非平衡凝固プロセシング

包晶系状態図を示す酸化物超伝導体を融液の状態から冷却した場合、通常は初晶の晶出が優先し、包晶相の生成は包晶点における三相反応(包晶反応)を経なければならない。もしも融液を包晶点以下に過冷することができれば、そこでは包晶反応を経ることなく過冷融液から包晶相が直接晶出する可能性が生ずる。本研究では、このような過冷却を実現する手段として超音波/ガスジェット浮遊装置に炭酸ガスレーザーを組み込んだ浮遊炉を新たに構成し、上記の可能性の検証を行った。Nd系酸化物超伝導体であるNdBa2Cu307-Xを試料に用いた実験では、浮遊液滴の934°Cまでの過冷却と、その後の自発核生成が観察された。凝固組織は典型的なデンドライトであり包晶相(Nd123)の体積分立率は90%以上であった。自発核生成試料と種々の温度で強制的に核生成させた試料のX線回折パターンは包晶点(1084°C)を境に大きく変化し、Nd123の分率は包晶点以下で増大することが明らかとなった。このことは、凝固組織はデンドライトであることと併せて考えると包晶点以下に過冷却されることにより包晶反応を経ることなく液相から直接Nd123は晶出したことを裏付けているといえる。さらにメルト組成を変える(Cu、Baをリッチにする)ことは123相の体積分率を増大させる等、本手法は酸化物超伝導体等の機能性物質の非平衡生成プロセシングに極めて有効であることが明らかとなった。また本手法を他の系(Sm、Y系等)へ適用したところ、Sm系では同様の結果を得たものの、Y系では211相、123相とBaとCuの酸化物が混在した通常の凝固時とほとんど変わらない組織であった。原因としてはメルト中のRE元素の固溶量の違いに加えてBaサイトのRE元素による置換の有無が考えられるが、詳細にはそれぞれの相の凝固速度の過冷度依存性等のさらなる検討が必要である。凝固や結晶成長のように融液を出発点とした材料生成プロセスにおいて融液と容器(坩堝)の反応は厄介な問題である。特に酸化物超電導体の融液プロセスにおいては、酸化物超電導体融液と化学的に反応しない坩堝はなく、坩堝からの不純物の混入、坩堝壁を優先サイトとする不均一核生成等が、結晶の高品質化や新しいプロセスの妨げとなっている。無容器で試料の融解凝固ができたら、これまでとは全く異なるプロセスが可能になり、従来にない高品質、新機能材料の生成が期待できる。本研究は、このような観点から浮遊した試料を炭酸ガスレーザーで照射することにより、坩堝を用いることなく試料を溶融凝固させ、坩堝から不純物の混入の防止と不均一核生成の抑制による、高純度結晶の育成や大過冷却した融液からの非平衡凝固といった、これまでとは全く異なる新しい材料生成のプロセスを目指す。平成8年度は、200W炭酸ガスレーザーを組み込んだ電磁浮遊炉により、Si、GeおよびSi-Ge合金を試料に用い、非接触で試料温度を高精度に計る手法を確立した。また複数個のフォトダイオードを用い、浮遊液滴の振動状態やデンドライト成長速度をリアルタイムで計る手法を確立した。これらは無容器材料プロセシングにおける基本的な実験技術であり、平成9年度に計画している酸化物超電導体の無容器非平衡凝固には不可欠な技術である。これらの準備と併せて、酸化物超電導体へ適用するための実験装置を構成した。すなわち大出力(2kW)炭酸ガスレーザーを新規に購入し、現有のガスジェット/超音波浮遊装置に組み込み、光軸合わせ、測温方法等の調整を行った。また実験試料として、Y系、Nd系、Sm系の酸化物超電導体の試料を作成し、平成9年度に備えた。さらにメルト組成を変える(Cu、Baをリッチにする)

ことは123相の体積分率を増大させる等、本手法は酸化物超伝導体等の機能性物質の非平衡生成プロセシングに極めて有効であることが明らかとなった。また本手法を他の系(Sm、Y系等)へ適用したところ、Sm系では同様の結果を得たものの、Y系では211相、123相とBaとCuの酸化物が混在した通常の凝固時とほとんど変わらない組織であった。原因としてはメルト中のRE元素の固溶量の違いに加えてBaサイトのRE元素による置換の有無が考えられるが、詳細にはそれぞれの相の凝固速度の過冷度依存性等のさらなる検討が必要である。
ヒトES細胞へのスター型カチオン高分子による新規遺伝子導入法の開発と血管再生医療

我々は、マウスES細胞より内皮細胞と血管平滑筋細胞の双方への分化が可能な"血管前駆細胞Vascular Progenitor Cells(VPC)"の単離同定に成功した。最近我々は、ヒトES細胞からのVPCの同定にも成功した。ヒトES細胞由来VPCはTRA-1-、VEGFR-2+、PDGFR+、VEカドヘリン-の細胞であった。ヒトES細胞由来VPCは継代増幅が可能であり、血管内注入でも高い生着性を示したが、臨床応用には更に高効率の増幅と生着能の向上が望まれる。そのため本研究では研究分担者中山が開発した分枝型(スター型)カチオン高分子ベクターを用い、血管再生遺伝子をVPCに導入し、ヒトES細胞を用いた質の高い遺伝子細胞治療法を開発することを目的とした。本年度の研究により以下の成果を得た。我々が血管再生作用を有することを報告した血管拡張ホルモンであるアドレノメンジュリンがin vitroでヒトES細胞由来VPCから内皮細胞への分化を促進することが明らかとなった。更に我々が開発したアドレノメジュリントランスジェニックマウスへのVPCの移植実験よりin vivoにおいてもアドレノメジュリンはVPCから内皮細胞分化を促進することも示された。そこで、アデレノメジュリン遺伝子をスター型カチオンベクターを用いて、ES細胞へ高効率で遺伝子導入することでES細胞由来VPCによる血管再生の効率を上昇させることを計画した。スター型カチオンベクターによる遺伝子導入効率はpRL-CMVVectorを用いてルシフェラーゼ活性を測定することで評価した。その結果COS7細胞が35414209(平均3880)と高い活性を示したのに対し、マウス未分化ES細胞では22154(平均114)と効率的なtransfectionは不可能であった。ES細胞由来VEGFR2陽性細胞では平均440と未分化ES細胞に比し高い活性を得られたが、従来の遺伝子導入方に比べて十分に効率的な成果は得られなかった。
Del-1の分子メカニズム解析に基づくKeystone細菌制御

本研究では,内因性の抗炎症分子Del-1(Developmental endothelial locus-1)の生体作用機構を明らかにし,歯周炎の病態増悪への影響を解析した.これにより,Del-1に炎症抑制効果だけではなく,炎症に付随する骨吸収を同時に治療できる可能性があることが示唆された.Del-1の新しい機能を生体へ応用するために,日米独国際共同研究によるサルを使ったトランスレーショナルリサーチを行った.Del-1はサルにおいて,破骨細胞への分化抑制により骨吸収を抑制することと,好中球の遊走を抑制することで炎症性の骨吸収を阻害することが明らかとなった.また,Del-1を外部より投与するのではなく,生体内で効率的に産生が可能となる方法も見出す事が出来た.すなわち,「生体由来の内因性の分子」によって,細菌感染と炎症性疾患を同時に治療しようとすることが可能になった.さらに,加齢によって減少していくDel-1の発現を自立的に回復させることができれば,生体の炎症をコントロールすることも可能になり,生体恒常性維持に大きな寄与が期待できる.最終的には,歯周炎だけでなく誤嚥性肺炎や,難治性の炎症性疾患(多発性硬化症等)に繋げることで,新たな抗炎症領域の研究展開が可能となると推察される.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。
プラズマバイオ科学基盤形成のための活性種時空間分布評価手法の開発

プラズマから発生する気相の活性種の絶対密度だけでなく、気相中の活性種が液相中で反応して新たに発生する液相の短寿命活性種の絶対密度の空間分布を定量評価できるシステムを構築する。このシステムを用いて照射量を精密に制御することで大腸菌や酵母などの細菌細胞、メラノーマや線維芽細胞などの培養細胞に対しての時空間的な不活性効果だけでなく活性効果を定量的に評価する。また、これら粒子の相乗効果についても精密に計測し、各種ラジカル密度と各種細胞の活性化・不活性化の時空間的な分布の相関についてもデータを蓄積し、プラズマバイオ科学の基盤形成を目指す。
ポリグルタミン蛋白質によるミトコンドリア膜構造・ダイナミクス障害の分子機構解明

ポリグルタミン病は、蛋白質のミスフォールディングに起因する神経変性疾患である。モデルポリグルタミン蛋白質を用いて、コンフォメーション変化が、蛋白質機能や人工脂質膜との相互作用に与える影響を解析した。その結果、アミロイド線維前駆体に至るコンフォメーション転移により、モデル蛋白質自体の機能が阻害されることがわかった。この結果から、異常なコンフォメーション変化が、ポリグルタミン蛋白質が持つ生理機能を阻害し、細胞機能障害をもたらすことが示唆された。最近、ミトコンドリアの損傷が、ポリグルタミン病患者に観察されることから、ポリグルタミン病の発症機構の解明に、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリア融合・分裂や、膜構造に与える影響を明らかにすることが求められている。平成24年度は、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリア膜融合に与える影響を明らかにするために、in vitroでのミトコンドリア融合を再現することを目的とした。ミトコンドリア膜融合は、ダイナミン様GTP加水分解蛋白質群により制御されているが、いずれも分子量10万ほどの膜蛋白質であるために、大腸菌による発現系では、活性を保ったまま発現・精製することが困難であった。そこで、大型の膜蛋白質でも活性を保ったまま発現することができるカイコ・バキュロウイルス発現系によりミトコンドリア内膜融合に関わるOPA1を発現し、生化学実験を行うのに、十分な量のリコンビナントOPA1を得ることができた。得られたOPA1は、ミトコンドリア内膜を模したリポソーム内に再構成し、OPA1プロテオリポソームを得た。膜融合は、プロテオリポソームに導入した蛍光色素NBDの蛍光強度の経時変化から解析した。その結果、プロテオリポソーム内に再構成されたOPA1は、GTP濃度に依存して、膜融合を起こすことが明らかになった。今後は、このミトコンドリア膜融合モデルに、ポリグルタミン蛋白質を加えることにより、ポリグルタミン蛋白質のコンフォメーション変化が、ミトコンドリア膜融合に与える影響を解析する。またミトコンドリア膜構造の維持に働く膜蛋白質をカイコ・バキュロウイルスにより発現し、プロテオリポソームに再構成することで、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリア膜構造に与える影響を直接的に解析することが可能になると考えられる。代表的なポリグルタミン病であるハンチントン病においては、ポリグルタミン鎖の伸長が原因蛋白質ハンチンチンの機能を阻害または、活性化するとされているが、直接蛋白質の構造変化と機能を関連づけた研究例は少なく、詳細な解析が求められている。平成23年度は、大腸菌で発現したモデル・ポリグルタミン蛋白質を使い、付加したポリグルタミン鎖の数が、ポリグルタミン蛋白質の物性に与える影響を解析した。モデル・ポリグルタミン蛋白質のN末端には、チオレドキンが付加しているので、インスリン還元実験から、モデル蛋白質の活性を調べた。その結果、付加しているポリグルタミン鎖の数に依存して、その活性が低下することが分かった。また細胞毒性の強いβシート構造をもつモデル蛋白質では、チオレドキシン活性がさらに低下することが明らかになった。このことから、ポリグルタミン鎖の付加により、蛋白質の機能が影響を付けることが示唆された。次にチオレドキシンのトリプトファン残基の蛍光スペクトルを測定したところ、ポリグルタミン鎖の数に依存して、蛍光強度の増大が観察された。さらにαヘリックスとβシートコンフォメーションのポリグルタミン蛋白質の蛍光スペクトルを比較したところ、極大波長の短波長側への移動が観察された。トリプトファン残基は、チオレドキシンの活性中心近くに位置することから、伸長したポリグルタミンはチオレドキシンの活性中心へのインスリンの結合阻害し、結果として活性低下につながることが考えらえる。またαヘリックスとβシートへのコンフォメーション変化により、チオレドキシンの活性中心がより疎水的環境へ移動したことが考えらえる。この実験結果より、伸長したポリグルタミン鎖が、蛋白質分子全体の構造及び機能へ強く影響を与えることが明らかになった。本研究は、(1)ミトコンドリア膜を模したリポソーム上でのポリグルタミン蛋白質のコンフォメーション変化及び会合体形成挙動の解析、(2)リポソーム膜構造・膜融合ダイナミクスに与える影響、(3)モデル細胞中のミトコンドリアの形態及び膜構造に与える影響についての検討し、ポリグルタミン病におけるミトコンドリア障害の分子機構を明らかにすることを目的としている。研究を始めた当初は、ポリグルタミン蛋白質の凝集性のために、実験を行う度にポリグルタミン蛋白質の精製を行う必要があり、なかなか研究を進めることができなかったが、溶媒組成の検討により凝集を低く押さえることができ、効率よく研究を進めることができるようになった。研究目的(1)は、様々なリポソーム組成を試したが、ポリグルタミン蛋白質の会合体形成挙動については有意な差が認められなかった。

しかしながら、ポリグルタミンの数やコンフォメーション変化が、モデル蛋白質の構造や活性が大きく変化することを明らかにすることができたので、研究目的(2)に有益な情報をもたらすと考えられる。平成24年度は、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリアダイナミクスへの影響を明らかにすること主眼の一つとしており、現在、ミトコンドリア融合・分裂に関与するGTPaseのリコンビナント蛋白質の発現・精製法を構築している。まだ大量培養の段階ではないが、スモールスケールでのリコンビナントGTPaseの発現・精製に成功している。去年度の途中より、福井大学から久留米大学へ異動したが、久留米大学ではミトコンドリア形態制御機構の解明を目指した研究を行っており、ミトコンドリア研究の観点からみた議論が可能になり、平成24年度に行う研究目的(3)に関して、よりよい進展が期待できる。最近、異常伸長ポリグルタミンが、分裂GTPase Drp1と結合することにより、そのミトコンドリア分解活性を促進し、ミトコンドリア形態異常、ひいては細胞の機能障害を誘発することが報告されている。ミトコンドリアの形態異常は、実際にハンチントン病患脳にも観察されることから、ハンチントン病の発症に、ミトコンドリアが深く関連すること考えらえている。このミトコンドリアの異常分裂が注目されているのは、ポリグルタミン蛋白質だけではなく、アルツハイマー病に関連するamyloid βやパーキンソン病に関連するα-シヌクレインもDrp1と結合し、ミトコンドリア分解を促進することが示唆されており、Drp1によるミトコンドリアの異常分解が、アミロイド線維が関連する神経変性疾患に共通した疾病発症機構と考えられ始めているからである。平成24年度は、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリア膜ダイナミックスに与える影響を明らかにするために、ミトコンドリア融合に関連するGTPase MfnとOPA1、分裂に関連するGTPase Drp1のリコンビナント蛋白質を発現・精製し、ポリグルタミン蛋白質がGTPaseの物性に与える影響を解析する。融合・分裂GTPaseの機能発現には、会合体形成とGTPase活性が必須であるので、ポリグルタミン蛋白質がそれらの物性に与える影響を調べる。さらに、リコンビナント蛋白質を使った研究から得た結果を基に、培養細胞を使った実験を行い、リコンビナント蛋白質で得られた結果が、生理的に意味があるかどうかを検証する。ポリグルタミン蛋白質の細胞毒性は、そのコンフォメーションにより、大きく変化するので、どのコンフォメーション状態がGTPaseの物性に影響するかを明らかにすることで、現時点では解明されていない異常伸長ポリグルタミン蛋白質による細胞障害の分子機構解明を目指す。平成24年度は以下のことに研究費を使用する。物品費:融合・分裂GTPaseの機能解析に必要となるマイクロプレートリーダや、試薬・ガラス器具等の購入旅費:6月末に名古屋で開催される第12回日本蛋白質科学会年会への参加及び、GTPaseの研究を行う上での研究協力者との打ち合わせ
心筋Naチャネル(Nav1.8)異常を伴う遺伝性心臓突然死症候群のメカニズム解明

心臓突然死症候群患者において、心筋ナトリウムチャネル蛋白の一種であるNav1.8をコードするSCN10A遺伝子の変異を検索し、変異がもたらす臨床像(心電図変化や症状など)への影響について検索した。1SCN5A遺伝子異常を有するブルガダ症候群患者において、SCN10A遺伝子変異が加わることでより重篤な症状を呈していた(心室細動、不整脈による死亡など)2全ての心臓突然死症候群患者において、SCN10A遺伝子変異を有する患者をピックアップし、危険度予測ソフトを用いて解析した結果、予測ソフトで危険と判定された変異保持者の方が、致死性不整脈発症率や死亡率が圧倒的に高かった。上記2点が明らかとなった。その後更に解析を進め、ブルガダ症候群におけるSCN5A変異とSCN10A変異との相互関連、臨床像への影響について、同年6月にイタリア・ミラノで開催された国際学会『Europace(European Heart Rhythm Association)2016』にて口述発表を行った。またその他、QT延長症候群に関するその他の原因遺伝子について他研究者の補助を行い、共同演者・共著者として学会発表及び論文作成の補助に寄与した。平成27年度は患者における遺伝子変異の解析と学会報告を目標としていたため概ね予定通りの進捗である。平成27年度に引き続きブルガダ症候群患者におけるSCN10A変異の解析を進め、対象を更に家族性心臓突然死症候群全体に拡大した。タンパク質の構造において有害な影響を及ぼすと予測される個所にSCN10A遺伝子変異をもつ患者が、もたない患者に比べて有意に臨床像が重篤であり、致死的不整脈発作や死亡例が多い傾向にあるという結果を得た。この結果につき、家族性心臓突然死症候群におけるSCN10A変異が臨床像へ及ぼす影響について、同年8月にイタリア・ローマで開催された国際学会『欧州心臓病学会』にて発表を行った。また更に、平成29年3月に石川県金沢市で開催された『日本循環器学会学術集会総会』にて研究成果につき発表を行った。またその他、家族性心臓突然死症候群に関するその他の原因遺伝子について他研究者の補助を行い、共同演者・共著者として学会発表及び論文作成の補助に寄与した。SCN10A遺伝子変異の解析範囲をブルガダ症候群以外の遺伝性不整脈疾患まで拡大し解析を進める。平成27年に行った解析結果も含め、学会発表並びに論文作成に着手する。医学系循環器内科学
地方分権化の進行にともなう新しい景気安定化政策の動学的実証分析

研究代表者が行っている研究は、地方分権化を切り口にした日本における税の自動安定化装置(built-in stabilizer)についての実証分析である。1980年代後半から実施されてきた税財政改革を自動安定化装置の視点をもって見直し、この重要性および意義が税制改革の議論において想起されるようになることが本研究の目的である。具体的には1980年代以降の自動安定化装置の変容を、税制改革や人口構造の変化および地方分権化を切り口にして、構造型VARを用いて解明する。
GABAアミノ基転移酵素活性に対する嫌酒薬とアルコールによる阻害機構

GABAアミノ基転移酵素(β-AlaATI ; EC2.6.1.19)は脳ではGABAの代謝に、肝臓、腎臓ではシトシンやウラシルの代謝産物β-アラニンの分解に関与している。GABAは脳の抑制性神経伝達物質であることはよく知られている。アルコール(エタノール)は少量で中枢神経を興奮し、多量では抑制を示す。アルコールはチロシンアミノ基転移酵素(TAT)を非常に有意に増加させることが知られているので、β-AlaATIについても何らかの影響を示すのではないかと考え本研究を始めた。アルコールの血中濃度を長時間持続させる目的で嫌酒薬ジスルフィラム投与ラット用いた。TAT活性は顕著に増加するに対し、β-AlaATI活性は逆に減少した。時間の経過に対し指数関数的な減少の様子を示した。アルコールやジスルフィラム単独ではβ-AlaATI活性に効果を示さなかった。また、アルコール脱水素酵素阻害剤ピラゾール前投与もβ-AlaATI活性にアルコールの効果を与えなかった。生体内でジスルフィラムはジエチルアミンと二硫化炭素に分解される。二硫化炭素前投与ラットにアルコールを投与してもβ-AlaATI活性に影響を与えなかった。エタノールアミン-○-サルフェートがβ-AlaATIの自殺基質であることから、アルコールとジスルフィラムの同時投与がエタノールアミタン-○-サルフェートの様な代謝産物を生じβ-AlaATI活性を抑制したのではないかと考えられる。β-アラニン・ピルビン酸アミノ基転移酵素についてジスルフィラムとアルコールの影響について検討したが酵素活性を抑えるもののβ-AlaATIの場合のように顕著な作用を示さなかった。GABAアミノ基転移酵素(GABA-T;EC 2.6.1.19)はアミノ基供与体としてGABA以外にβ-アラニン、L-β-アミノイソ酪酸を利用する。GABA-Tは脳に最も活性が強く、続いて肝臓、腎臓に活性が強い。GABAは脳に約4mM存在するに対し、肝臓にはほとんど存在しない。β-アラニンは肝臓、腎臓に約0.10.2mM含まれる。GABA-Tは脳ではGABAシャントを形成しGABAの代謝に、肝臓や腎臓ではβ-アラニンの分解に関与している。ちなみにβ-アラニンはピリミジン塩基のウラシルやシトシンの中間代謝産物である。エタノールによるチロシンアミノトランスフェラーゼ(TAT)活性の上昇が知られている。ラットにジスルフィラムをあらかじめ経口投与し、30分後にエタノールを飲ますとTAT活性の上昇が更に増強した。ジスルフィラムはアルデヒド脱水素酵素阻害剤で嫌酒薬である。GABA-Tに対しては相反する結果を得た。GABA-T活性は強く阻害され、その阻害は時間経過に対し、指数関数的に減少した。GABA-T mRNAも減少することからGABA-Tタンパク質の合成阻害を含むことを示唆する。エタノール、アセトアルデヒド、ジスルフィラムそれぞれの単独投与ではGABA-T活性に影響を与えなかった。生体内でジスルフィラムとエタノールによる影響物質の生成を予測した。最初に、ジスルフィラムが体内で二硫化炭素を生成することから二硫化炭素とエタノールを経口投与したがGABA-T活性に影響を与えなかった。次いで、エタノールアミン-O-サルフェートの生成の可能性を検討している。事実、エタノールアミン-O-サルフェートをラットに腹腔内投与すると強くGABA-T活性が抑えられることを認めている。GABAアミノ基転移酵素(β-AlaAT I ; EC2.1.6.19)は嫌酒薬ジスルフィラム前投与ラットにエタノールを投与すると著明に活性が減少することを見いだした。β-アラニン・ピルビン酸アミノ基転移酵素(β-AlaAT II ; EC2.6.1.40)もβ-AlaAT Iと同様β-アラニンを基質とする。β-ALaAT IIもβ-AlaAT Iと同様嫌酒薬とエタノールにより酵素活性に影響を受けるか否か検討した。

β-AlaAT IIはβ-AlaAT Iと同様、肝臓、腎臓のミトコンドリアマトリックスに局在する。β-AlaAT IIは細胞質で512アミノ酸残基からなる前駆体タンパク質として合成される。ミトコンドリアに取り込まれた後、プロセシングを受け、473アミノ酸からなる成熟型タンパクとなり生理活性を示す。β-AlaAT IIはβ-AlaAT Iと同様ω-アミノ酸のアミノ基転移反応を示す。両者のホモロジーは約20%である。両酵素はGABAの構造類似物質ガバクリンや抗ガン剤の5-フルオロウラシルにより酵素活性が抑制されることを報告してきた。嫌酒薬ジスルフィラム前投与ラットにエタノールを飲ませるとβ-AlaAT I活性が指数関数的に減少した。同様の実験をβ-AlaAT IIに対し行ったところ24時間後に有意な活性減少を認めた。mRNA量も減少することからβ-AlaAT IIタンパク質の合成阻害を伴う活性減少と考えられる。しかし、β-AlaAT Iと同様、ジスルフィラムの代謝産物、二硫化炭素による影響は認められなかった。
視覚情報の処理水準変化に伴う前頭前野および視覚連合野のニューロン活動の動的変化

我々は、色と形からなる複合視覚刺激を使用した選択的注意課題をニホンザルに学習させ、反応時間を測定することにより、視覚次元間の干渉効果を調べた。この課題では、サルは固視点の色によって、形あるいは色に注目してgo/nogo反応を行う。go試行では、手がかり刺激(この場合はgo刺激)が呈示されれば、すぐにレバ-を離さなければならない。この時、手がかり刺激の呈示から、レバ-を離すまでの時間が、反応時間となる。形の次元に注目するときは、○がgo刺激、+がnogo刺激となり、色は反応の手がかりとならない。また、色の次元に注目する条件では、赤(■)がgo、緑(□)がnogo刺激となり、形は無視しなければならない。上記の4種類の刺激にたいする正答率は、すべて、ほぼ100%であったが、go試行における反応時間には、刺激間で有意な差が見られた。●刺激は、形条件でも色条件でも、ともにgo反応をを意味するが、○刺激は、形条件ではgo反応を、色条件ではnogo反応を指示する。逆に、+刺激は、形条件ではnogo反応を、色条件ではgo反応を行わなくてはならない。どの条件どの試行でも、正答率に差は見られないが、go試行での反応時間は、形条件では●刺激試行のほうが○刺激試行より、色条件でも●刺激試行のほうが+刺激試行より、ともに有意に短かった(t検定;p<0.01>。色をインクの色、形を文字、レバ-反応を言語反応に置き換えると、originalのStroopテストと同様の実験条件になり、本実験の色条件での反応時間の差は、Stroop効果、形条件での差は、逆Stroop効果に対応する。色、形以外にも、動きや位置といった視覚次元を加えた同様の実験で、すべての被験体(n=4)において“Stroop効果"が見られた。
腱・靭帯の発生・再生メカニズムの解明

腱・靭帯は、運動機能に必須の結合組織であり、その発生・再生メカニズムの解明は、これら組織が再生困難な組織であることから、整形外科分野において重要な課題の1つとなっている。我々は、腱・靭帯で特異的に発現する転写因子としてMkxを同定した。このMkxのノックアウトマウスを作製し、生体内における機能を解析した結果、Mkxノックアウトマウスでは、腱が低形成になり、腱の主要成分であるI型コラーゲンが低下していることが分かり、Mkxが腱形成に重要な遺伝子であることを明らかにした。また、Mkxの上流・下流遺伝子のスクリーニングを行い、その候補遺伝子を同定した。これらの研究成果は、腱の分化メカニズムの解明につながり、腱損傷やエーラスダンロス症候群などの治療・診断の開発に重要な知見を提示する。腱形成におけるMkxの役割について個体レベルでの解析を行うため、Mkx遺伝子のExon2をVenusに置き換わるように遺伝子を改変したMkx遺伝子欠損マウスを作製した。膝蓋腱、尾腱を、12週齢のMkx遺伝子欠損マウスと野生型で比較したところ、腱組織の低形成が観察された。以上の結果より、Mkxが腱形成に関わることが示唆された。これらサンプルを用いて、H.E.染色およびアザン染色を腱・靱帯が発生する胎生期E14.5日より生体まで、経時的に組織学的解析を行い、どの時点で、腱・靱帯の異常が見られるかを明らかにする。同時に、野生型を用いたin situハイブリダイゼーションおよび免疫染色、ヘテロマウスを用いたGFP発現よりMkxの発現を発生時期、生後にわたって解析した。腱・靱帯組織の形成においては、結合組織の構成を電子顕微鏡によって解析し、腱の低形成のパターンがMkx-KOマウスにおいて観察されたことから、Mkxが腱の発生後期に重要な機能を持つことが示唆された。また、これらKOマウスを用いて生理学的な靱帯・腱のフェノタイプ解析として、張力の測定を行い、そのぜい弱性を明らかにした。腱・靱帯の細胞外マトリックスの構成成分で、腱の粘弾性に関与している、Decorin、Aggrecan、Biglycan、Lumican、Fibromodulinの発現をMkx-KOマウスで解析し、Mkxの表現系を分子レベルで検討した。これらの成果は、間葉系細胞からの腱前駆細胞への運命決定、腱への分化機構の解明に繋がり、腱損傷やエーラスダンロス症候群などの治療・診断の開発に重要な知見を提示する。筋・骨格を機能的につなぎ、可動させる組織として、腱・靭帯およびこれらを構成する細胞は、生物学的にも非常に興味深い対象であり、かつ医学的にも、肩腱板、上腕骨外側上顆、アキレス腱などの炎症および断裂の治療面からみても重要な組織である。我々はこれまでに腱・靭帯に特異的に発現する転写因子としてMohawk(Mkx)を同定して、そのノックアウトマウスを作製・解析し、ノックアウトマウスでは腱が低形成になること、電子顕微鏡観察により腱のコラーゲン原線維の径が小さいこと、腱細胞数は変わらず、腱の主要基質であるI型コラーゲン量が減少することを見出し、Mkxが腱の形成に重要な転写因子であることを明らかにした(Ito Y,et al.Proc Natl Acad Sci U S A. 2010)。このMkxの腱・靭帯における詳細な機能を明らかにするために、Mkxの上流・下流遺伝子のスクリーニングを行った。上流遺伝子のスクリーニングは、Mkx遺伝子周辺の良く保存されたゲノム領域にルシフェラーゼ遺伝子をつないだレポーターベクターを用いて約6000遺伝子の発現ベクターを用いたルシフェラーゼアッセイシステムにより行った。その結果、Mkxの発現を誘導する候補遺伝子を同定した。また、Mkx遺伝子座にVenusをノックインしたヘテロおよびホモマウス胚からVenus陽性細胞をソーティングし、マイクロアレイ解析を行った結果、骨・軟骨分化に関与するいくつかの遺伝子がホモマウスにおいて発現上昇していることが分かった。Mkxは転写抑制因子であることが示唆されているが、以上の結果からMkxは骨・軟骨への分化を抑制して腱・靭帯への分化に寄与している可能性が考えられた。
高齢社会における医療・福祉従事者の国際移動に関する研究

本研究は、国内の医療・福祉従事者需給の定量的将来予測を行い、将来の海外からの医療・福祉従事者の本格的受け入れの諸問題について明らかにすることを目的として進められた。研究の結果、医療・福祉従事者の中でも医師の地域偏在は人口当たりでも需要あたりでも進んでおり、これが不足感につながっていること、将来の需要推計では、医療・保健サービス部門で2030年までに新たに100万人を超える需要が発生するが、それは同時に大きな経済効果を生むこと、医療・福祉従事者の送出し国では、受け入れ国の事情によって大きく送出し政策が左右されてしまうこと、受け入れ国では人権問題など様々な問題が起きていること、が明らかになった。平成25年度は、医療従事者の受給モデルの作成と将来予測を行うために、産業連関表を用いた予測を行った。方法は、医療に関しては、2011年の性年齢階級別一人当たり医療費に2020年の性年齢階級別人口をかけあわせることで2020年の医療費を推計し、2011年からの医療費の増加を算出した。介護に関しては、2011年の性年齢階級要介護度別受給者の一人当たり給付額を算出して2020年の性年齢階級別人口をかけあわせることで2020年の介護給付額を推計し、2011年からの介護給付額の増加を算出した。これら増加額を、2005年の産業連関表(108部門)を用いて作成した経済波及効果計算ツールに代入して、2020年までの医療・介護サービスの需要の増大がもたらす経済波及効果、需要創出効果を推計した。結果、2020年までに医療・介護サービスの需要の増大がもたらす経済効果は9兆6,179億円、雇用創出効果は106万人であった。このうち、直接効果はそれぞれ5兆8,808億円、805万人、一次波及効果は3兆6,347億円、25万人、二次波及効果は1,024億円、9,000人であった。また一般的な労働力の国際移動の実例として、二重経済モデルを用いたタイにおける労働移動の分析を行った。モデルを用いて、以下の結果を得た。(1)タイ経済は1992年前後に一度転換点に達したものと考えられる。(2)しかし、アジア通貨危機は伝統部門から近代部門へという労働の流れを逆転させ、さらに同時期に近隣諸国から大量の労働流入があったおかげで、転換点後の発展プロセスは一時停滞した。(3)しかし、アジア通貨危機の停滞から経済が回復するとともに、転換点以後の発展プロセスが再度進行し始めた。さらに関連研究として、高齢化が進展する中で、医療需要が今後どのように変化していくかに関して、COI法を使ったがんの社会負担の研究を行った。平成24年度は、医療従事者の受給モデルの作成と将来予測を行うために、まず医師の地域偏在に関しての推計を行った。計画では看護師・介護福祉士の受給モデルの作成と将来予測を行う予定であったが、医療サービス供給体制全体を考えると医師をまず扱うべきでありこれまでの研究によって需給の問題は偏在で多くの部分が説明できるためである。また看護師・介護福祉士の人数は医師の数に比べて把握しづらいため、これらの推計は次年度以降に移した。医師の地域偏在の測定は、2010年の市区町村境界を基準として、1996年から時系列で人口を考慮したジニ係数を算出した。合わせて、国立社会保障・人口問題研究所の市区町村別将来推計人口を利用し、医師偏在の将来推計を行った。結果、1996年から2002にかけてジニ係数の低下がみられたが、その後は安定していること、現在の医師の分布を仮定すると、将来人口の分布の変化によってジニ係数は低下が予想されることが明らかとなった。また看護師、介護従事者の国際移動の推計の一部として、台湾の外国人労働者の受け入れ政策と受け入れ人数の推移に関して調査を行った。台湾では、ホワイトカラー(白領)とブルーカラーでは(藍領)受け入れ政策が完全に異なり、ブルーカラーの受け入れに関しては、国内労働市場に影響を与えないよう徹底的な管理政策を行っていること、受け入れ国は、タイ、マレーシア、フィリピン、インドネシア、ベトナム、モンゴルの6か国に絞っており、従来は製造業への労働者が多かったが、近年は介護士や家事労働者が増えていること、国別ではベトナムからの受け入れが上昇していることなど明らかとなった。平成26年度は、昨年度の分析に引き続き、医療従事者の将来予測を行うために産業連関表を用いた分析を精緻化した。介護に関しては、2012年の性年齢階級要介護度別受給者の一人当たり給付額を算出して2020年、2030年の性年齢階級別人口をかけあわせることで介護給付額を推計し、2012年からの介護給付額の増加を算出した。

医療に関しては、(1)人口構成のみを変化させたもの、(2)過去の年齢階級ごとの一人当たり医療費データを用い、直線推計で将来の単価を計算した上で、人口構成の変化と合わせて医療費を推計したもの、(3)マクロで見た医療費を直線推計したもの、に関してそれぞれ、2012年からの医療費の増加を算出し、これら増加額を、2005年の産業連関表(108部門)を用いて作成した経済波及効果計算ツールに代入して、2020年及び2030年までの医療・介護サービスの需要の増大がもたらす経済波及効果、需要創出効果を推計した。分析の結果、人口のみ考慮した推計では、2020年及び2030年までに医療・介護サービスの需要の増大がもたらす経済効果は、それぞれ9兆3,911億円、14兆251億円、雇用創出効果は107万人、144万人だった。年齢階級ごとの医療費単価の変化を考慮した推計では、それぞれ11兆3,556億円、16兆8,131億円、122万人、166万人、マクロの直線推計では17兆5,018億円、32兆8,526億円、172万人、296万人であった。また、介護労働者の国際移動の実例として、送り出し国としてフィリピン、受け入れ国として台湾、送り出し国から受け入れ国になった国としてタイを取り上げ、それぞれの政策の変遷などについてまとめた。平成27年度は、昨年度までに実施した研究内容をまとめて、学会発表及び論文にまとめた。当初の研究計画では、(1)医療・福祉従事者の需給モデルの作成と将来予測、(2)東アジア諸国への医療・福祉従事者需給モデルの応用、(3)医療・福祉従事者の国際移動の推計、(4)外国人看護師雇用医療施設に対するヒアリング調査およびアンケート調査、の4つを予定していたが、データの不足などから一部内容を変更した。(1)に関しては、供給側からの分析は医師以外では十分なデータが得られず、医師の供給に関する分析と医療需要の分析が中心となった。特に医師に関する分析は、地理的偏在について取り上げ、住民の年齢を考慮した医療需要あたりの医師数の偏在は、従来の人口当たりの医師数の偏在よりも大きいことを示し、また医師の偏在は、新医師臨床研修制度導入以降拡大してきたことを実証した。(2)に関しては、医療・福祉従事者に限らず、労働移動のモデルを国際的に拡張した分析を行った。二重経済モデルを用いて、タイの労働市場について分析し、開放経済化における転換点について考察した。(3)に関しては、送り出し国としてのフィリピン、受け入れ国としての台湾、送り出し国から受け入れ国へ変化を遂げたタイに関して推計を行った。(4)に関しては、主としてタイにおけるヒアリング調査を行った。要援護高齢者等のための介護サービス開発プロジェクト(LTOP)についてヒアリング調査を行い、社会の高齢化に伴うタイの問題点や福祉従事者人材育成のための試みについて調査した。本研究は、国内の医療・福祉従事者需給の定量的将来予測を行い、将来の海外からの医療・福祉従事者の本格的受け入れの諸問題について明らかにすることを目的として進められた。研究の結果、医療・福祉従事者の中でも医師の地域偏在は人口当たりでも需要あたりでも進んでおり、これが不足感につながっていること、将来の需要推計では、医療・保健サービス部門で2030年までに新たに100万人を超える需要が発生するが、それは同時に大きな経済効果を生むこと、医療・福祉従事者の送出し国では、受け入れ国の事情によって大きく送出し政策が左右されてしまうこと、受け入れ国では人権問題など様々な問題が起きていること、が明らかになった。労働需給の将来予測に関して、需要面からの分析に力を注いだため、当初計画に比べてより広い分野を扱うこととなった。そのため、研究計画段階では平成26年度に行う予定であった学会発表等が次年度に繰り越しとなった。これに関しては、すでに期間延長申請を行い、承認されている。医療経済学平成26年度までの研究結果を海外学会で報告する。また、研究成果をまとめて報告書を作成するとともに、学会誌に論文を投稿する。
転写因子の発現調節による抗癌剤耐性癌細胞の耐性解除の試み

今回の研究では抗癌剤耐性癌細胞の耐性解除を転写因子を抑制あるいは活性化する薬剤を用いてその耐性解除効果を検討した。一般に抗癌剤感受性株ではTNFやIFNの添加でNF-kBの活性の上昇が見られたが、同時にapoptosisが誘導され細胞は死滅した。NF-kBの活性を抑制するとされるpentoxphilline、aspirin, acetylcysteineを用いるとNF-kBの活性は抑制されたが、同じようにapoptosisの誘導が見られた。耐性株では刺激市内状態でもNF-kBの活性上昇があり、pentoxphilline、aspirin, acetyl cysteineの添加によりその活性は抑制され、中等度の耐性解除が観察されたが耐性解除の程度は十分ではなかった。AraC耐性株ではNF-kBのみならず、SP-1,SP-2の活性上昇も同時に見られ、Arac耐性機序において何らかの役割を果たしていると考えられるが、これらの活性はpentoxphillineとFK506によって抑制されたが、耐性度の低下はわずかであった。さて、抗癌剤耐性株では核内・細胞質内の熱ショック蛋白(以下HSP)量の増加が見られ、抗癌剤耐性機構の一つとして役割を果たしていると思われるが、pentoxphillineとFK506の添加ではHSPの発現現象が見られ、HSPの転写抑制によりその効果が発現されると考えられる。今後、さらにこの効果が転写因子を介するのかあるいはこれらの薬剤のRNAやDNAに対する直接効果によるのかを解析する必要がある。以上のようにこれまで検討したいくつかの転写因子を抑制あるいは活性化する薬剤は直接あるいは間接的な抗癌剤耐性解除効果が見られ抗癌剤との併用でよりよい治療効果を期待できると思われるが、より転写因子特異性が高く、かつ効果が強力な薬剤の開発が望まれる。MDR1をはじめとする抗癌剤耐性に関わる遺伝子の発現調節機構に関する研究は殆ど行われていない。我々が樹立したヒト白血病細胞株KY-821とその抗癌剤耐性亜株では親株はTNFαで増殖抑制を受けるが、抗癌剤耐性亜株では増殖抑制を受けないことから、TNFαと関連するNF-κBやAP-1などの核内因子に異常がある可能性が高いと考えてこれらの因子の発現を検討した。この結果、親株ではTNFαで刺激後にはNF-κBの核内発現が増強するが、耐性株ではNF-κBの発現の増強は見られず、またAP-1についてはいずれにも発現増強はないことが見いだされた。しかし、耐性株の中にもTNFαに感受性があるクローンがあることがわかり、これらのクローンではやはりTNFαで刺激後には核内NF-κBの発現増強が見られた。これらの事実から、NF-κBは必ずしも抗癌剤耐性遺伝子の発現調節に関与しているのではないことが示された。また、最近報告されたYB-1についても検討したが、我々の用いた細胞株ではP-glycoproteinが発現されていてもYB-1の発現が見られなかった。一方、シスプラチン耐性卵巣癌株では、熱ショック蛋白(HSP)の発現がその耐性機構に重要であり、HSP70やHSP27は核内にも多量に見いだされ、これらの蛋白が遺伝子発現に何らかの機能を果たしている可能性もある。今後はHSPを含めその他の転写因子の発現を検討もすべきと考える。今回の研究では抗癌剤耐性癌細胞の耐性解除を転写因子を抑制あるいは活性化する薬剤を用いてその耐性遍除効果を検討した。一般に抗癌剤感受性株ではTNFやIFNの添加でNF-kBの活性の上昇が見られた.が、同時にapoptosisが誘導され細胞は死滅した。NF-kBの活性を抑制するとされるpentoxphilline、aspirin,acetyl

cysteineを用いるとNF-kBの活性は抑制されたが、同じようにapoptosisの誘導が見られた。耐性株では刺激市内状態でもNF-kBの活性上昇があり、pentoxphilline、aspirin,acetyl cysteineの添加によりその活性は抑制され、中等度の耐性解除が観察されたが耐性解除の程度は十分ではなかった。AraC耐性株ではNF-kBのみならず、SP-1,SP-2の活性上昇も同時に見られ、AraC耐性機序において何らかの役割を果たしていると考えられるが、これらの活性はpentoxphillineとFK506によって抑制されたが、耐性度の低下はわずかであった。さて、抗癌剤耐性株では核内・細胞質内の熱ショック蛋白(以下HSP)量の増加が見られ、抗癌剤耐性機構の一つとして役割を果たしていると思われるが、pentoxphillineとFK506の添加ではHSPの発現現象が見られ、HSPの転写抑制によりその効果が発現されると考えられる。今後、さらにこの効果が転写因子を介するのかあるいはこれらの薬剤のRNAやDNAに対する直接効果によるのかを解析する必要がある。以上のようにこれまで検討したいくつかの転写因子を抑制あるいは活性化する薬剤は直接あるいは間接的な抗癌剤耐性解除効果が見られ抗癌剤との併用でよりよい治療効果を期待できると思われるが、より転写因子特異性が高く、かつ効果が強力な薬剤の開発が望まれる。
ノックアウトマウスを用いたADAMTS-1の皮膚損傷治癒過程における役割の解析

ADAMTS-1は、ADAMTSファミリーの最初のメンバーとして我々が同定した遺伝子である。我々はこれまでにADAMTS-1遺伝子欠損マウスの解析から、ADAMTS-1が腎盂尿管移行部組織の構築と機能、排卵過程、卵胞生育過程と卵胞構造の維持等に関わることを明らかにしてきた。皮膚損傷治癒過程は、炎症期、増殖期、成熟期の3つの段階からなり、炎症反応を含む連続的な組織の修復過程である。我々はADAMTS1が炎症時にその発現が誘導される遺伝子であることを見い出していたことから、今回、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスを用いて、ADAMTS-1が皮膚損傷治癒過程に関与しているかどうか検討を行った。実験としては8-12週令のADAMTS-1遣伝子欠損マウスおよびコントロールマウスの背部の皮膚に、生検トレパンを用いて直径4mmの打ち抜き損傷を作製し、経時的に損傷部位の面積を測定して、治癒過程の進行度に違いがあるか調べた。その結果、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスでは、損傷作製後3日目から、コントロールマウスと比較して治癒の遅れが認められはじめた。またその後、損傷作製後6日目から10日目にかけても、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスでの損傷部位の面積は、コントロールマウスと比較して大きいままで、損傷部位の塞がり方に明らかな遅れが観察された。これらの結果から、ADAMTS-1が皮膚損傷治癒過程において重要な役割を果たしていることが示唆された。我々がこの結果を見い出した後、他のグループより、ADAMTS-1が皮膚損傷過程の血管新生の制御に関わっていることが報告されたが、今後、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスにおける皮膚損傷治癒過程の遅延のメカニズムについては、さらに詳しい解析が必要である。我々はこれまでにADAMTS-1遺伝子欠損マウスの解析から、ADAMTS-1が腎孟銀箭移行部組織の構築と機能、排卵過程、卵胞生育過程、卵巣髄質血管網の構築等に関わることを明らかにしてきた。またADAMTSlは炎症時にその発現が誘導される遺伝子であることから、炎症過程にも関わる可能性が考えられる。皮府損傷治癒過程は、炎症期、増殖期、成熟期の3つの段階からなっており、炎症反応を含む連続的な組織の修復過程であることから、今回、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスを用いて、ADAMTS-1が皮膚損傷治癒過程に関与しているかどうか検討を行った。実験としては8-12遺命のADAMTS-1遺伝子欠損マウスおよびコントロールマウスの背部の皮膚に、生検トレパンを用いて直径4mの打ち抜き損傷を作製し、経時的に撮影を行って損傷部位の面積を算定し、治癒過程の進行度に違いがあるか調べた。その結果、コントロールマウスでは、損傷作製後3日目、6日目と徐々に損傷部が縮小していく様子が観察された。これに対してADAMTS-1遺伝子欠損マウスでは、損傷作製後3日目から、コントロールマウスと比較して治癒過程の遅れが認められはじめ、損傷作製後6日巨では、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスにおける治癒過程の遅延は、さらに拡大することがわかった。このようにADAMTS-1遺伝子欠損マウスでは、損傷治癒に全体的な遅延が認められることから、ADAMTS-1が皮膚損傷治癒過程に必須であることが示唆された。
特異的準安定ナノ構造セラミックスの電子輸送特性に関する研究

本研究では抵抗変化型不揮発性メモリーのビット材料として研究されている酸化物セラミックス電子材料の数桁にもおよぶ高速の抵抗変化現象を電子輸送特性と特異的な準安定ナノ結晶の構造変化に着目して、従来仮定の域を出ていない通称「フィラメントパス」と「ナノドメインスイッチ」が如何なるものなのかを明らかにすることを目的とした。特に、今まで研究代表者の研究では、所有設備との関係から各種電子物性の温度依存性を測定していなかった。しかし、所属機関が変わったことから、温度依存性測定を行うことが可能となるため、本年度は、活性化エネルギーなどを電子物性の温度依存性を調べることで動作原理のより本質的な部分へとアプローチすることを計画した。こうした研究目的に基づき、実験の準備を進めた。
キラルセレヌランの化学-キラル合成と物性、化学的性質の研究-

1)光学活性セレノキシドの合成2-exo^-ヒドロキシ-10-ボルニル基をリガンドとすると,光学活性セレノキシドが容易に得られることが判明した.すなわち,各種のアルキルよおびアリール2-exo^-ヒドロキシ-10-ボルニルセレニド(1)をメタクロロ過安息香酸により酸化すると、ほぼ単一のセレノキシド(2)が高収率で得られた.一方、過酸化水素酸化(氷冷下、4.5時間)では2種類のジアステレオマー混合物として得られるが,酸処理,シリカゲルカラムや再結晶操作により異性化して,単一なセレノキシドが好収率で得られる.なかでも,2-exo-ヒドロキシ-10-ボルニルフェニルセレノキシド2(R=Ph)は,室温でも極めて安定であり,その絶対構造はX線結晶構造解析により決定した.2)ハロセレヌランの合成2-exo^-ヒドロキシ-10-ボルニルフェニルセレノキシド2(R=Ph)を用い,ハロセレヌラン3の合成を検討した.2(R=Ph)に塩化水素(室温,2時間,100%)あるいは塩化アセチル(室温,1時間,62%)を作用させると,クロロセレヌラン3a(mp134-135°C,[α]_D+211.9°(c1.00,CHCI_3))が得られた.同じクロロセレヌラン3aは対応するセレニドにt-Buoci(0°C→1.5時間,100%)を作用させても得られる.ブロムセレヌラン3b(mp122-123°C,[α]_D200.6°(c1.58,CHCI_3)も,同様の方法で得られた.3a,bは光学活性ハロセレヌランが安定に単離された最初の例である.クロロセレヌラン3aは,X線構造解析の結果,Se-0(1.84Å),Se-CI(2.58Å)がアピカル位をとっており,これらの結合距離はそれぞれのvan der Waals半経(3.40,3.80Å)よりかなり短く,三方両錐構造であることを支持している.3)ハロセレヌランの反応クロルセレヌラン3aに対する各種求核試薬の反応を検討し、その立体化学についても検討を加えた。
新規小胞体分子caluminによる細胞内小器官発シグナルの制御機構の解明

研究者代表者はCa^(2+)結合能を有する小胞体タンパク質caluminをモデル分子として、小胞体発シグナルの分子論的理解を目指した.樹立したcalumin欠損マウスの75%は胎児期に死亡した.背景に体液循環異常が示唆され、実際、同胎児の心血管系形成は未熟な段階で停止していた.また、Ca^(2+)依存性転写因子NFATの活性化が阻害されており、NFATc3/c4二重欠損マウスとの類似性(胎生致死、心血管異常)を鑑みると、caluminとNFATの機能共役が小胞体発シグナルの分子基盤の一端を成すと考えられた.研究者代表者はCa^(2+)結合能を有する小胞体タンパク質caluminをモデル分子として、小胞体発シグナルの分子論的理解を目指した.樹立したcalumin欠損マウスの75%は胎児期に死亡した.背景に体液循環異常が示唆され、実際、同胎児の心血管系形成は未熟な段階で停止していた.また、Ca^(2+)依存性転写因子NFATの活性化が阻害されており、NFATc3/c4二重欠損マウスとの類似性(胎生致死、心血管異常)を鑑みると、caluminとNFATの機能共役が小胞体発シグナルの分子基盤の一端を成すと考えられた.小胞体は蛋白質合成・修飾や脂質合成の場であるとともに、主要なCa2+貯蔵庫としても機能している。Ca2+ホメオスターシスが撹乱されると、unfolded protein response (UPR)と称されるストレス応答が小胞体から起動される。小胞体への負荷の程度に応じて、UPRは細胞生存および細胞死のいずれにも働き得る。しかしながら、優先する細胞運命を決定する分子機構は大部分不明である。一方、小胞体の機能異常は神経疾患や発癌との関連が知られ、小胞体シグナルの分子的理解とその人為的制御は急務である。研究代表者は小胞体による情報統合・シグナル発信に関る分子実体を明らかにする目的で小胞体局在分子を探索し、caluminを単離した。樹立したcalumin欠損マウスの大部分(75%)が胎生中期で死亡した。胎生9.5日にはcalumin欠損胎仔の半数以上に心嚢液貯留がみられ、循環系の障害が示唆された。calumin欠損胎仔には原始的な血管叢が認められたものの、多様な血管が複雑に連絡する成熟血管網の形成には至らなかった。そこで、calumin欠損胎仔の血管構築障害が循環不全ひいては胎生致死に帰結したと推察し、その分子基盤の解明に取り組んだ。マウス胚性線維芽細胞を用いてcaluminがCa2+調節に関与することを見出したので、個々の胎仔レベルでも主要なCa2+シグナル経路を精査した。その結果、caluminの欠損下ではCa2+依存的転写因子であるNFATの活性化が障害されている事実が判明した。calumin欠損マウスとNFATc3/c4二重欠損マウス双方が類似した血管異常を呈する点を考え合わせると、caluminはNFATを活性化することによって小胞体シグナルの発信に関与している可能性が考えられた。小胞体は蛋白質合成・修飾や脂質合成の場であるとともに、主要なCa2+貯蔵庫としても機能している。Ca2+ホメオスターシスが撹乱されると、unfolded protein response(UPR)と称されるストレス応答が小胞体から起動される。
技術者の基礎としての計測・手作業を見つめ直した実習プログラムの導入

物質工学科1年の物質工学基礎実験において、アナログ計測・手作業を取り入れたテーマを導入した。概要としては、様々な試料の長さ、直径、重さの目測を行い、ノギス及び電子天秤による実測値と比較させた。また、ペーパークラフトによる直方体の作製も行い、大きさから容積を比較させた。試料は塩ビ管、ガラス管及び真鍮線の3種類ずつとペーパークラフト用紙を使用した。実験は1回分を使い、欠席を除く37名の学生に対し以下の手順で実施した。1.実験台に試料、ノギス以外の器具及び実験プリントを配布し、電子天秤を準備した。2.実験手順の説明を行い、学生には筆記用具及び電卓だけ実験台上に出させた。3.試料の長さ、直径、重さの目測をさせた。4.ペーパークラフト用紙を用い、三角定規を使い目測により100mlの立方体を作製させた。5.ノギス及び使い方の資料を配布し、ノギスの使い方をPowerPointで説明した。6.ノギス及び電子天秤による試料の長さ、直径、重さの測定をさせ、目測値と比較させた。7.ペーパークラフトで作製した立方体の大きさを測定させ、容積を計算させた。8.考察及び感想を書かせた。ペーパークラフトでは長さの目測にてこずっていたため、使用する紙の大きさをA4判とヒントを与えた。結果としては目測値が実測値とがかなり違う学生がおり、特に長さより重さの方の値が2倍以上違う学生が数名いた。ノギスでの測定について説明したにもかかわらず、使用法を間違った学生もいた。学生からは難しい、楽しい、良かったという感想が多く聞かれ、ペーパークラフトに対する感想が多かった。平成30年度からの物質工学基礎実験のテーマとして組み入れることも決まった。さらに、将来的に全学科共通の実習科目への導入につながればと考えている。なお、本テーマの実施が、年度末に近かったため、本研究に関する発表は29年度中にはできなかったが、30年度中での発表を予定している。