hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラジカルによるタンパク質構造変化を利用した新規抗酸化性評価法

研究代表者が考案したミオグロビンの構造変化を利用して抗酸化性を測定する方法および3つの異なるラジカルに対する抗酸化性をレーダーチャートに表す方法について、平成18年度に標準的な抗酸化性物質を用いてそれらの有効性を示した。平成19年度には、PETボトルで市販されているお茶飲料に適用して、本方法の有用性を検討した。PETボトル飲料としてはお-いお茶、ヘルシア緑茶、黒烏龍茶、蕃爽麗茶、フラバン茶をもちい、ティーバックのお茶として、緑茶、リプトン紅茶などを用いた。これらの結果をポリフェノール、カテキン、エピガロカテキンがレートなどの標準抗酸化性物質と比較検討した。ポリフェノールはDPPH、次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルの3つのラジカルに対して比較的高い抗酸化性を示した。カテキンやエピガロカテキンでは次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化性はDPPHに対する抗酸化性に比べると小さかった。市販のお茶飲料の示す抗酸化性パターンはその主成分であるポリフェノールに類似したパターンであった。また、高濃度で茶カテキンを含むヘルシア緑茶は5倍に希釈した試料で通常のお茶と同じ抗酸化性強度を示すことがわかり、本方法は定量的にも優れた方法であることが示された。以上のように、本研究で確立したミオグロビンタンパク質の構造変化を利用した方法は定量的に次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化性を評価できることが実証された。また、従来法であるDPPHラジカルに対する抗酸化性とあわせて、レーダーチャートに表示することで測定試料の抗酸化性の特徴もあわせて総合的に評価できることが明らかにされた。今後、種々の食品成分に適用することで、簡便に抗酸化性を示す食品をスクリーニングできると同時にその特徴も明らかにできると期待される。本研究では食品成分の抗酸化性を迅速かつ定量的に評価するために、ミオグロビンの吸光度変化に注目した。ミオグロビン溶液に次亜塩素酸ラジカル、もしくはヒドロキシラジカルを添加するとミオグロビンの立体構造が変化し、409nmにおける吸光度が直ちに著しく減少する。研究代表者は、その溶液中に抗酸化性を示す物質が存在すると、吸光度変化が抗酸化性の強さに応じて抑えられる現象を見出した。抗酸化性物質が存在する場合と存在しない場合の吸光度変化の違いから、ミオグロビン保護率を算出し、その値によって抗酸化性を評価する新規な抗酸化性評価法を考案し、検討した。その結果、カルノシン、Trolox、グルタチオン、ビタミンC、フェルラ酸などの標準的な抗酸化性物質に対して、その濃度に応じて定量的に抗酸化性をミオグロビン保護率であらわすことができた。次に、食品成分が示す抗酸化性の特徴を合理的、かつ総合的に評価する方法を検討した。本研究で提案した次亜塩素酸ラジカルに対するミオグロビン保護率、ヒドロキシラジカルに対するミオグロビン保護率に従来法であるDPPH法による抗酸化性評価を合わせて、3軸のレーダーチャートで抗酸化性を評価する方法を考案した。この方法により、カルノシンは次亜塩素酸に対しては強い抗酸化性を示すが、DPPHラジカルとヒドロキシラジカルに対してはほとんど抗酸化性を示さないこと、Troloxは3つのラジカルに対してバランスよく抗酸化性を示すことなどが明らかとなった。本方法を用いて、カツオ肉を人工胃液で消化したサンプルが示す抗酸化性をレーダーチャートにして標準物質と比較検討したところ、カルノシンの示すレーダーチャートと類似していることが明らかとなった。この結果はカツオ肉を消化して得られるペプチド断片はカルノシンの示す抗酸化性と類似の機能を示すことを示唆しており、今後の検討が注目される。

平成18年度に考案した抗酸化性をミオグロビンの構造変化を利用して測定する方法、および3つの異なるラジカルに対する抗酸化性をレーダーチャートに表す方法の適用性を検討するために、平成19年度は、PETボトルで市販されているお茶飲料、紅茶、日本茶、烏龍茶などに適用して、本方法の有用性を検討した。PETボトル飲料としてはおーいお茶、ヘルシア緑茶、黒烏龍茶、蕃爽麗茶、フラバン茶をもちい、ティーバックのお茶として、緑茶、リプトン紅茶などを用いた。また、、台湾製の烏龍茶も使用した。これらの結果をポリフェノール、カテキン、エピガロカテキンがレートなどの標準抗酸化性物質と比較検討した。ポリフェノールはDPPH、次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルの3つのラジカルに対して比較的高い抗酸化性を示した。カテキンやエピガロカテキンでは次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化性はDPPHに対する抗酸化性に比べると小さかった。市販のお茶飲料の示す抗酸化性パターンはその主成分であるポリフェノールに類似したパターンであった。また、高濃度で茶カテキンを含むヘルシア緑茶は5倍に希釈した試料で通常のお茶と同じ抗酸化性強度を示すことがわかり、本方法は定量的にも優れた方法であることが示された。以上のように、本研究で確立したミオグロビンタンパク質の構造変化を利用した方法は定量的に次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化性を評価できることが実証された。また、従来法であるDPPHラジカルに対する抗酸化性とあわせて、レーダーチャートに表示することで測定試料の抗酸化性の特徴もあわせて総合的に評価できることが明らかにされた。今後、種々の食品成分に適用することで、簡便に抗酸化性を示す食品をスクリーニングできると同時にその特徴も明らかにできると期待される。
ヒトにいたる霊長類の利他性の進化過程と基盤の解明

本研究課題では、研究1として、ヒトを含む霊長類において、血縁関係にない個体間で利他行動の進化を可能にする互恵性がどのように成立しているのかを検討する。研究2として、霊長類の利他性に「遺伝」、「内分泌系」、「育ち・経験」、「社会関係・社会的能力」の要因がどのように影響しているのかを検討する。研究1では、ニホンザルとヒト幼児において、既に取得した行動データの分析、比較を行った。その結果、ニホンザルとヒト幼児では、利他行動の交換において、直接互恵性が最も強く働いていた。評価型間接互恵性は、ヒト幼児では2番目に重要であったが、ニホンザルでは確認されなかった。一般互恵性は、ヒト幼児で見られたが、それほど重要ではなかった。研究2では、ニホンザルにおいてオキシトシン受容体遺伝子(OXTR)の多型が社会性・利他性の個体差に影響するという結果の論文化を進めた。平成28年度中の掲載には至らなかったため、平成29年度前半での掲載を目指す。OXTR遺伝子とオキシトシン濃度が両方とも社会性と関連していたことから、交互作用が存在するのかを分析した結果、OXTRが利他性・社会性に与える効果は、体内のオキシトシンの濃度変化を介するものではなく、オキシトシン濃度の影響と独立である可能性が高いことが示唆された。つまり、オキシトシン濃度とオキシトシン受容体における変化の両方が親和的な社会性や利他性を独立に制御している可能性が示唆された。また、新たな性格関連候補遺伝子として、バソプレシン受容体遺伝子の多型と社会性の関連も分析した。その結果、バソプレシン受容体遺伝子のプロモーター5領域(AVPR-5)において、Shortのホモタイプの個体は、Longタイプをを保持する個体に比べて毛づくろいを行う量が多かった。本研究から、バソプレシン受容体遺伝子の多型もニホンザルの社会交渉の個体差に影響することが明らかになった。28年度が最終年度であるため、記入しない。研究2として、霊長類の利他性に「遺伝」、「内分泌系」、「育ち・経験」、「社会関係・社会的能力」の要因がどのように影響しているのかを検討する研究1では、ヒト幼児を対象として、評価型間接互恵性(集団の成員が第三者間のやり取りの情報からある他者を評価し、後にその他者に対して利他的に振る舞うかどうかを決定する仕組み)がどのように成立しているのかを検討した。シミュレーション研究から、評価型間接互恵性の成立には、「非利他者への罰の正当化(利他行動をしない第三者に対して利他行動をしなかった他者を「悪い」と評価しない)」が重要である可能性が示唆されている。本研究でこの傾向の成立を検討した結果、5-6歳齢児の20%程度が「非利他者への罰の正当化」を理解・利用しており、他者評価に情報(評価する対象がやり取りをしている相手の性質)を利用している事が示唆された。このことから一部ではあるが、ヒトは、幼児期からかなり複雑なルールを理解した上で、評価型間接互恵性を利用していることが確認された。研究2では、ニホンザルにおいて、オキシトシン受容体遺伝子(OXTR)の多型が社会性の個体差に影響していることが明らかになった。先行研究で見いだされたOXTRの多型を解析した結果、SNP(e)の遺伝子型がAG、GGの個体はAAの個体に比べて毛づくろいの総量が多かった。しかし、遺伝子型は毛づくろいの相手個体数に影響していなかった。つまり、OXTRの多型は、社会的な付き合いの範囲に影響するのではなく、社会交渉を行う頻度に影響を与えていた。毛づくろいは利他行動の一種と考えられている。本研究から、毛づくろいを行うモチベーションに遺伝的な基盤が存在することが明らかになった。研究1では、大阪市内の保育園において、ヒト幼児の行動観察、実験のデータを収集した。また、本年度は、取得したデータの詳細な分析、昨年度得られた結果の論文化を進めた。平成26年度中に、ヒトは、幼児期からかなり複雑なルールを理解した上で、評価型間接互恵性を利用していることが確認されている。平成27年度中に掲載には至らなかったため、平成28年度前半中に論文発表を目指す。研究2では、昨年度、ニホンザルにおいてオキシトシン受容体遺伝子(OXTR)の多型が社会性・利他性の個体差に影響していることを明らかにした。本年度は、新たに分析したデータを加え、この内容の論文化を進めた。この内容は平成28年度前半中に論文発表を目指す。また平成27年度には、オキシトシンホルモンが社会性に与える影響も検討した。本研究では、餌付け野生集団である勝山ニホンザル集団において、野生下での尿中オキシトシンの採取、測定方法を確立した。

また、成体メスを対象に、測定した尿中オキシトシン濃度と毛づくろいネットワークにおける個体の社会性・利他性の関連を検討した。分析の結果、尿中オキシトシン濃度が高いほど、毛づくろいネットワークにおいて他個体を毛づくろいする量が多かった。毛づくろいを受ける量や毛づくろい相手数、直接互恵性と尿中オキシトシン濃度は関連していなかった。以上の結果から、オキシトシン濃度が高い個体は、他個体に対して社会交渉を行うモチベーションが高い可能性が示唆された。平成27年度は、勝山ニホンザル集団(岡山県真庭市)に所属する全129個体を対象とし、行動、DNA、内分泌系のデータを収集し、平成27年度の個体追跡観察は概ね予定通り収集できた。これらのデータ昨年度までのデータに加え、結果の論文化を目指したが、データ収集、分析・論文執筆に予定よりも時間がかかったため、論文の出版までは至らなかった。予定の分析をするに足る量のデータは確保できたため、平成28年度前半の間に「Genetic polymorphisms in oxytocin receptor gene (OXTR) affect sociality of Japanese macaques (Macaca fuscata).」として論文発表を目指す。また、本年度は、野生ニホンザル集団において、尿サンプルからオキシトシンホルモンの収集、分析する方法の確立を試みた。サンプルの収集から解析までは、当初見込んでいた期間で達成できた。これらのデータを用い、尿中オキシトシン濃度と毛づくろいネットワークにおける個体の社会性・利他性の関連について分析を行った結果、良好な結果が得られた。ただし、本分析のための尿サンプルの収集は予定よりも時間がかかったため、現在、データ収集を継続しながら、追加分析を行っている。本研究課題では、研究1として、ヒトを含む霊長類において、血縁関係にない個体間で利他行動の進化を可能にする互恵性がどのように成立しているのかを検討する。研究2として、霊長類の利他性に「遺伝」、「内分泌系」、「育ち・経験」、「社会関係・社会的能力」の要因がどのように影響しているのかを検討する。研究1では、ニホンザルとヒト幼児において、既に取得した行動データの分析、比較を行った。その結果、ニホンザルとヒト幼児では、利他行動の交換において、直接互恵性が最も強く働いていた。評価型間接互恵性は、ヒト幼児では2番目に重要であったが、ニホンザルでは確認されなかった。一般互恵性は、ヒト幼児で見られたが、それほど重要ではなかった。研究2では、ニホンザルにおいてオキシトシン受容体遺伝子(OXTR)の多型が社会性・利他性の個体差に影響するという結果の論文化を進めた。平成28年度中の掲載には至らなかったため、平成29年度前半での掲載を目指す。OXTR遺伝子とオキシトシン濃度が両方とも社会性と関連していたことから、交互作用が存在するのかを分析した結果、OXTRが利他性・社会性に与える効果は、体内のオキシトシンの濃度変化を介するものではなく、オキシトシン濃度の影響と独立である可能性が高いことが示唆された。つまり、オキシトシン濃度とオキシトシン受容体における変化の両方が親和的な社会性や利他性を独立に制御している可能性が示唆された。また、新たな性格関連候補遺伝子として、バソプレシン受容体遺伝子の多型と社会性の関連も分析した。
カオス現象とその工学関連性

本研究の目的は非線形力学系の挙動を理論的に、かつ広範囲にわたる数値シミュレーション実験を通して理解することである。現実の物理系および工学系のいくつかの本質的な特徴を含んだ系が、二階の振動系を含む原形モデルとして選択されている。これは不必要な複雑さを無視することによって基礎的な明察が得られることによる。一個のパラメータを含む分岐現象の包括的な再調査と分類を完成した。安全型、爆発型および危険型が区別され、応用に際して基本的に関係する諸現象に結びつけられた。すなわち、応答の連続性あるいは不連続性、ヒステリシス特性および不確定結果である。ポテンシャル井戸からの脱出現象の研究は減衰係数の広範な値にまで拡張された。最適な脱出と共鳴間の密接な関係が確認された。すなわち、分岐パターンにおける微妙だが重要な変化が発見され、かつそれらの実験的研究に対する意味が解明された。ミノルスキー方程式(ミノルスキー,J.Appl.Phys.,19巻,1948年.参照)によって表わされる時間遅れをもつ非線形方程式を考察した。ミノルスキー氏は能動的な船舶安定化の研究に際して遅れ時間を導入した。微差分方程式とも呼ばれる時間遅れをもつ微分方程式は無限次元の位相空間を持っている。引力圏境界の大域的な特徴は容易に理解できないが、それらは大きな実用的意味を持っている。以前我々は位相空間の一断面を格子状に区切った各格子点を出発点とした「じゅうたん爆撃」的実験を行うことにより或る程度の成果を得たが、今回は引力圏境界を決定している不安定な根元集合に注目した。莢叉軌道法を数値的に実行することによってこの根元集合の所在を突き止めることが出来る。本方法による取り組みはじゅうたん爆撃法による方法に比して、引力圏の構造についてより多くの明察がもたらされる。たとえば、アトラクタから不安定な根元集合までの距離を考慮した安定性指標を求めることの出来る可能性がある。これは将来に残された研究課題である。我々はまた、時間遅れを含む位相同期系を表わす一階の微分差分方程式を考察した。この方程式に含まれるパラメータは遅れ時間の他に位相同期系の自走周波数と入力周波数の差、すなわち離調度がある。位相同期系は情報通信分野をはじめ広範な制御工学の応用分野で実用されている。そこで我々は、入力周波数を一定に保ち、広範囲にわたって遅れ時間を変化させた場合の系の動作を究明した。その結果、カオスアトラクタや複数個のアトラクタの共存などを包含した種々の非線形現象が観察された。また、変化に富んだ分岐現象も観測され、不安定な同期軌道もハ-モニックバランス法を適用することによって求められた。さらにこれらの不安定同期軌道と共存する複数個のアトラクタ間の関わり合いも確認された。この系を表わす位相空間もミノルスキー方程式の場合と同様、無限次元であるが、数値シミュレーション実験を行なったパラメータ変化域の範囲内では、カオスアトラクタの青空消滅(境界危機)などを含む分岐現象が観測されたが、これらの諸現象の幾何学的構造は何れも低次元力学系において知られているものに一致していた。莢叉軌道法は、複数個のアトラクタを持つ力学系の、アトラクタの引力圏境界を決定している根元集合の所在を突き止めるのに有力な手段として知られているが、この手法の適用限界についても考察した。すなわち、力学系の引力圏境界はスムースな場合とフラクタルな場合が在る。これらの何れの場合に対しても根元集合の構造はレギュラーな場合とフラクタルな場合が在る。したがって、力学系の大域的アトラクタ引力圏構造は上記の組合せ、つまり4通りのタイプに分類される。莢叉軌道法をいくつかの系に適用したところ、本手法は引力圏境界がスムースな場合は、根元集合がレギュラー、フラクタル何れの場合も有効で妥当な結果をもたらすことが明らかとなった。しかし、根元集合がたとえレギュラーであっても引力圏境界がフラクタル構造をしている場合は、莢叉軌道法はレギュラーな根元集合に収束しない一例を数値実験によって明らかにした。この事実に対する系統的究明は今後の課題である。

以前我々は位相空間の一断面を格子状に区切った各格子点を出発点とした「じゅうたん爆撃」的実験を行うことにより或る程度の成果を得たが、今回は引力圏境界を決定している不安定な根元集合に注目した。莢叉軌道法を数値的に実行することによってこの根元集合の所在を突き止めることが出来る。本方法による取り組みはじゅうたん爆撃法による方法に比して、引力圏の構造についてより多くの明察がもたらされる。たとえば、アトラクタから不安定な根元集合までの距離を考慮した安定性指標を求めることの出来る可能性がある。これは将来に残された研究課題である。我々はまた、時間遅れを含む位相同期系を表わす一階の微分差分方程式を考察した。この方程式に含まれるパラメータは遅れ時間の他に位相同期系の自走周波数と入力周波数の差、すなわち離調度がある。位相同期系は情報通信分野をはじめ広範な制御工学の応用分野で実用されている。そこで我々は、入力周波数を一定に保ち、広範囲にわたって遅れ時間を変化させた場合の系の動作を究明した。その結果、カオスアトラクタや複数個のアトラクタの共存などを包含した種々の非線形現象が観察された。また、変化に富んだ分岐現象も観測され、不安定な同期軌道もハ-モニックバランス法を適用することによって求められた。さらにこれらの不安定同期軌道と共存する複数個のアトラクタ間の関わり合いも確認された。この系を表わす位相空間もミノルスキー方程式の場合と同様、無限次元であるが、数値シミュレーション実験を行なったパラメータ変化域の範囲内では、カオスアトラクタの青空消滅(境界危機)などを含む分岐現象が観測されたが、これらの諸現象の幾何学的構造は何れも低次元力学系において知られているものに一致していた。莢叉軌道法は、複数個のアトラクタを持つ力学系の、アトラクタの引力圏境界を決定している根元集合の所在を突き止めるのに有力な手段として知られているが、この手法の適用限界についても考察した。すなわち、力学系の引力圏境界はスムースな場合とフラクタルな場合が在る。これらの何れの場合に対しても根元集合の構造はレギュラーな場合とフラクタルな場合が在る。したがって、力学系の大域的アトラクタ引力圏構造は上記の組合せ、つまり4通りのタイプに分類される。莢叉軌道法をいくつかの系に適用したところ、本手法は引力圏境界がスムースな場合は、根元集合がレギュラー、フラクタル何れの場合も有効で妥当な結果をもたらすことが明らかとなった。しかし、根元集合がたとえレギュラーであっても引力圏境界がフラクタル構造をしている場合は、莢叉軌道法はレギュラーな根元集合に収束しない一例を数値実験によって明らかにした。この事実に対する系統的究明は今後の課題である。
昆虫モデルを用いたコレステロール代謝関連遺伝子の機能解析

研究代表者は、ショウジョウバエのステロイドホルモン産生器官である前胸腺をモデル系として、コレステロールの輸送や代謝に関わる新規因子の発掘と機能解析を行った。研究期間中、複数の遺伝子について発現解析と分子遺伝学的解析を実施したが、特にコレステロール代謝酵素Neverland(Nvd)に関する研究を大きく進展させることが出来た。研究代表者は、Rieske型酸化酵素であるNvdが、昆虫と線虫のステロイドホルモン生合成経路におけるコレステロールから7-デヒドロコレステロールへの変換を担うことを生化学的に証明した。興味深いことに、nvd相同遺伝子は後口動物であるウニやホヤ、さらには哺乳類を除く脊椎動物にも高度に保存されていた。研究代表者は、これらの後口動物由来のnvd相同遺伝子産物においてもコレステロール代謝活性が保存されていることも明らかにした。一連の成果は、動物界のステロイドホルモン生合成機構およびコレステロール代謝機構の進化研究に一石を投じた。さらに研究代表者は、上述のNvd研究の過程で得られた酵素活性測定技術を活用し、フランスのグループと共同で、サボテン嗜好性ショウジョウバエDrosophila pacheaにおけるnvd遺伝子の解析を実施した。D.pacheaは、コレステロールを原材料とせずにエクジソンを生合成することが知られている特殊なショウジョウバエである。研究代表者らは、D.pacheaからnvd遺伝子をクローニングし、D.pachea Nvdタンパク質がコレステロールに対する基質特異性を失い、サボテン内に存在する特殊なステロールを基質とすることを示した。これらの成果は、単一遺伝子におけるアミノ酸の変異が種の生態に影響を及ぼしたことを示した、初めての例である。コレステロールは、前胸腺から分泌される脱皮ホルモンであるエクジソンの主原料であるが、前胸腺細胞へのコレステロール取り込み機構についての詳細は不明のままである。平成21年度に申請者は、前胸腺細胞におけるリポタンパク質受容体の同定を目指し、以下の研究を行った。リポフォリン(昆虫リポタンパク質)受容体の候補遺伝子として、哺乳類のリポタンパク質受容に関わるLDL型受容体やHDL型受容体の相同遺伝子、およびコレステロール結合領域を持つ遺伝子をショウジョウバエゲノム中から探索した。得られた遺伝子群について前胸腺における発現を調べ、7つの遺伝子が前胸腺で高い発現を示す事を明らかにした。これらの遺伝子についてRNAi法により前胸腺特異的に機能を抑制したところ、npclaおよびmegalinの二つの遺伝子について、発育タイミングへの影響が見られた。特に顕著な影響が見られたnpclaについて、カイコ培養細胞に遺伝子導入し精製カイコリポフォリンの取り込み実験を行っている段階である。研究代表者は、ショウジョウバエのステロイドホルモン産生器官である前胸腺をモデル系として、コレステロールの輸送や代謝に関わる新規因子の発掘と機能解析を目指している。平成22年度中の研究成果は以下である。(1)ショウジョウバエの前胸腺で発現するリポフォリン受容体の同定を目指し、npcla、megalinをおよびptrを有力な候補遺伝子として見いだした。(2)候補遺伝子の機能解析について、まずnpclaについて解析を行った。培養細胞を用いてコレステロールの取り込み機能を調べたが、npclaとコレステロール取り込みとの関連を示唆する結果は得られなかった。megalin遺伝子およびptr遺伝子に関しては、前胸腺細胞におけるインスリンシグナル経路やhedgehogシグナル経路との関連について、ショウジョウバエを用いた遺伝学的な解析を進めている。(3)コレステロール代謝酵素Neverlandに関して、本年度は相同遺伝子の酵素活性を詳細に検証した。Rieske型酸化酵素であるNeverlandは、脱皮動物である昆虫および線虫において、ステロイドホルモン生合成経路におけるコレステロールから7-デヒドロコレステロールへの変換を担っている。興味深いことに、neverland相同遺伝子は後口動物であるウニやホヤ、さらには哺乳類を除く脊椎動物にも保存されていた。本研究では、neverland相同遺伝子をウニ、ホヤ、ゼブラフィッシュおよびアフリカツメガエルからクローニングし、それらのコレステロール代謝活性が保存されていることを明らかにした。これらの成果は、動物界に広く保存されている新規コレステロール代謝酵素を同定した点、およびRieske型酸化酵素とステロイドホルモン生合成との関わりを初めて示した点で極めて意義深いと考えられる。本成果に関しては、現在論文投稿中である。

研究代表者らは、D.pacheaからnvd遺伝子をクローニングし、D.pachea Nvdタンパク質がコレステロールに対する基質特異性を失い、サボテン内に存在する特殊なステロールを基質とすることを示した。これらの成果は、単一遺伝子におけるアミノ酸の変異が種の生態に影響を及ぼしたことを示した、初めての例である。
書状形式の文書からみた日本中世の政治的コミュニケーションと国制-鎌倉期を中心に

「中世に国家はあったのか」が問われるほどに分権的な時代であった中世の国制の解明に向けて、本研究では、書状形式の文書の分析を通じて、鎌倉期における公家・武家・権門という諸権力の間で実践された様々な交渉(「政治的なコミュニケーション」)に注目する。初年度は鎌倉期における書状形式の文書の悉皆調査を行い、2年目には蒐集した鎌倉期の文書の具体的検討に着手し、鎌倉期社会の人的つながりの具体像から当時の国家や社会の成り立ちを照射する。最終年度には学会報告やワークショップの開催を予定している。
極限環境下で実現する強磁性量子臨界点近傍の微視的測定と新物質開発

金属強磁性が圧力で抑制される様子は,反強磁性など他の磁気状態とは大きく異なる.すなわち,強磁性相転移が低温で一次相転移に切り替わり,絶対零度で2次相転移となる量子臨界点が観測されない.この現象を説明する理論が提唱され,その理解が進みつつあるが,1次元性の強い物質や局在的な物質では理論の適用外で,未解明である.さらに金属強磁性の抑制に伴い超伝導が発現する物質があるが,その形態も物質ごとに異なり,その理由の理解も望まれる.本研究では低温・高磁場・高圧という極限環境下での測定や物質開発を通し,そうした現象の理解を目指す.金属強磁性が圧力で抑制される様子は,反強磁性など他の磁気状態とは大きく異なる.すなわち,強磁性相転移が低温で一次相転移に切り替わり,絶対零度で2次相転移となる量子臨界点が観測されない.この現象を説明する理論が提唱され,その理解が進みつつあるが,1次元性の強い物質や局在的な物質では理論の適用外で,未解明である.さらに金属強磁性の抑制に伴い超伝導が発現する物質があるが,その形態も物質ごとに異なり,その理由の理解も望まれる.本研究では低温・高磁場・高圧という極限環境下での測定や物質開発を通し,そうした現象の理解を目指す.
トレハロースの新たな水和特性とタンパク質凝集抑制メカニズム

トレハロースが持つ生体構成成分の保護・安定化効果について、水和特性からみた新規なメカニズムを提唱した。本研究では、トレハロースが芳香族アミノ酸と直接相互作用することを実験的および理論解析により明らかにした。次に、トレハロースのタンパク質凝集抑制作用として、βアミロイドの凝集反応について検討し、トレハロースはβアミロイドと直接作用してβアミロイドの凝集を抑制することがわかった。トレハロースの疎水ポケットにβアミロイドの疎水基が作用し、疎水基同士の相互作用を抑制することによると考えられ、トレハロースの新たな水和特性が示唆された。トレハロースがもつ「水との相互作用の特異性」の解明と、トレハロース-タンパク質・アミノ酸間相互作用の新しい描像を示すため、トレハロースおよびトレハロース誘導体と各種アミノ酸との相互作用について、核磁気共鳴分析法(NMR法)により相互作用のい確認、作用部位の特定を行った。トレハロースと含硫アミノ酸(メチオニン、システイン)の等モル混合溶液を二次元NMR(NOESY)に供したところ、トレハロースプロトンと含硫アミノ酸プロトン間に明確な相関信号(NOE)が検出され、トレハロースと含硫アミノ酸が直接相互作用・錯体形成していることが確認された。その作用がトレハロース構造に起因するのかを確認するため、トレハロースの6位が酸化された酸化トレハロース、同じく6位に脂肪酸が結合したアシル化トレハロースを現在調製中である。トレハロースと含硫アミノ酸が直接相互作用するには、トレハロース分子-水分子。アミノ酸分子-水分子の水和ペナルティーを超えてトレハロース-含硫アミノ酸間の相互作用・結合を構築する必要がある。次に、計算シミュレーションプログラムChemBio3DおよびGromacsを使用してトレハロース1分子と含硫アミノ酸1分子の分子動力学法によるシミュレーション(水1000分子存在下)を行ったところ、トレハロースの疎水性ポケットがアミノ酸と錯体形成に作用していることがわかった。これはトレハロースの生体構成成分の保護・安定化効果、特にタンパク質凝集抑制効果の解明に必要な結果である。トレハロースがもつ「水との相互作用の特異性」の解明と、トレハロースータンパク質・アミノ酸間相互作用の新しい描像を示すため、トレハロースおよびトレハロース誘導体と各種アミノ酸との相互作用について、核磁気共鳴分析法(NMR法)により、相互作用の確認、作用部位の特定を行った。トレハロースと芳香族アミノ酸(フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン)の等モル混合液を二次元NMR(NOESY)に供したところ、トレハロースプロトンと芳香族アミノ酸ベンゼン環プロトン間に明確な相関信号(NOE)が検出された。また、トレハロース構造のどの部位がアミノ酸との相互作用に起因するのかを確認するため、トレハロースカーボンのT1緩和時間を調べるとともに、計算シミュレーションによるトレハロースと芳香族アミノ酸との錯体形成を確認中である。次にトレハロースのタンパク質凝集抑制効果の解明のため、モデルペプチドとしてアルツハイマー原因ペプチドであるβアミロイドタンパク40(Aβ40)を用いて解析(水晶発振子マイクロバランス法(QCM法)およびNMR法による相互作用解析を実施中であるトレハロースのタンパク質凝集抑制効果の解明のため、モデルペプチドとしてアルツハイマー原因ペプチドであるβアミロイドタンパク40(Aβ40)を用いて、生体間相互作用解析装置Biacoreを使用して解析した。その結果、トレハロースはAβ40の凝集を強く抑制した。また、Kinetics解析より、トレハロースによるAβ40凝集の阻害様式は拮抗阻害型であること、阻害係数Kiはトレハロース0.81mM(0.02%)となった。また、トレハロースとAβ40混合液のNMR解析(NOESY)の結果、トレハロース1位および2位プロトンとAβ40プロトン間に明確なNOEが観測され、トレハロースはβ&#8212;アミロイドと直接作用してその凝集を抑制することがわかった。作用部位の決定を予定している。次にアルツハイマー型モデルである老化促進マウス(SAM/P1)を用いて、トレハロース摂取の影響を調べた。トレハロース5%水溶液の2か月連続飲水投与により、脳萎縮が抑制された。現在、大脳切片のAβ免疫染色と脳ホモジネート中のAβ含量とトレハロース含量を測定中である。モデルペプチドを用いた作用解析では、当初QCM法による凝集抑制作用について検討していたが、装置の初期化が難しくバラツキが大きいため、より正確に測定でき解析も容易にできるBiacoreに変更したため、その条件設定に時間がかかった。また、研究実施機関が平成27年4月1日より大阪青山大学から川崎医療福祉大学に変更したため、環境整備や研究遂行に時間を要したため。さらに実験装置NMRによる解析が平成27年度内に行えなかったため、平成28年度に実施し成果発表(学会発表、論文化)する予定である。トレハロースのタンパク質凝集抑制効果を解明するため、モデルペプチドとしてアルツハイマー原因ペプチドであるβアミロイドペプチド40(Aβ40)を用いて、生体間相互作用解析装置Biacoreを使用した相互作用解析を行った。またKinetics解析より、トレハロースによるAβ40凝集の阻害様式は拮抗阻害型であること、阻害係数Kiはトレハロース0.81mM(0.02%)となった。

次にトレハロースとAβ40が直接作用していることを確認するため、トレハロースとAβ40混合液のNMR解析(1H-NOESY、600MHz)を行った結果、トレハロース1位および2位プロトンとAβ40リングプロトン間に明確なNOEが観測され、トレハロースとAβ40は直接錯体を形成し、Aβ40の凝集を抑制することがわかった(低温生物工学会年会にて発表した)。次にアルツハイマー型モデルである老化促進マウス(SAM/P1)を用いて、トレハロース経口摂取がAβの蓄積・凝集に及ぼす影響を調べた。トレハロース5%水溶液の2か月連続飲水摂取により脳萎縮が抑制された。次に脳ホモジネート中のAβ含量をELISA法にて測定したところ、トレハロース5%水溶液の飲水摂取により有意に低下した。一方、脳ホモジネート中のトレハロース含量は0.71μMと僅かであり、Biacoreで測定したKi値の1/1000であった。すなわち、in vivoにおけるトレハロースによるAβの蓄積・凝集抑制はトレハロースとAβの直接作用ではないことがわかった。トレハロースが持つ生体構成成分の保護・安定化効果について、水和特性からみた新規なメカニズムを提唱した。本研究では、トレハロースが芳香族アミノ酸と直接相互作用することを実験的および理論解析により明らかにした。次に、トレハロースのタンパク質凝集抑制作用として、βアミロイドの凝集反応について検討し、トレハロースはβアミロイドと直接作用してβアミロイドの凝集を抑制することがわかった。トレハロースの疎水ポケットにβアミロイドの疎水基が作用し、疎水基同士の相互作用を抑制することによると考えられ、トレハロースの新たな水和特性が示唆された。トレハロースと芳香族アミノ酸との錯体形成・相互作用を物理化学的手法と理論科学的手法の双方で確認することができた。モデルペプチドを用いた作用解析ではQCM法による凝集抑制作用について確認できたが、NMR法による相互作用解析についてはペプチドプロトンの帰属・同定中である。また、業者での在庫が少なく入手待ち状態である。トレハロースと芳香族アミノ酸およびモデルペプチド(Aβ40)との相互作用について、NMR法による解析および計算シミュレーション(分子動力学シミュレーション)による解析を継続して行う。研究成果を平成28年6月に開催される低温生物工学会(埼玉)にて口頭発表するとともにCryobiologyに投稿する予定である。糖質科学トレハロースと芳香族アミノ酸およびモデルペプチド(Aβ40)との相互作用について、NMR法による解析および計算シミュレーション(分子動力学シミュレーション)による解析を継続して行う。また、トレハロースとモデルペプチド(Aβ40)とのQCM法による相互作用解析(結合様式の確認、結合定数の算出など)を実施し、熱力学的解析を行う。東工大櫻井教授より、疎水性アミノ酸の水に対する溶解度の変化と安価な酵素タンパク質(例えばリゾチームなど)の凝集抑制作用のモデル実験を提案された。アルツハイマーモデル動物(老化促進マウスなど)へのトレハロース投与実験を行い、トレハロースによるタンパク質凝集抑制作用が生命現象に及ぼす影響を立証する。
平和構築と政治的排除～なぜ過ちは繰り返されるのか～

2018年6月12日に、平和研究においてはアメリカ最大の研究機関の一つである国際平和研究所(IPI=International Peace Institute)において、Importance of Inclusivity in Peacebuildingと題するセミナーが開催され、東がメインスピーカーを務め、南スーダン、シリア、イラクなどでの平和構築と政治的排除の原因、その克服のために何が必要か問題提起した。セミナーにはホスチャイルド国連戦略担当事務次長補を始め150人の加盟国や国連の担当者が参加。IPIが掲載したセミナーの様子を示すビデオには世界中から2千件を超えるアクセスがあり、世界的発信につながった。その後、朝日新聞特集欄「フロントランナー平和づくり、現場主義で」やNHK「視点論点・平和構築新たな展開と課題」(7月12日放送)でも研究の成果を発表し、日本国内に広く、研究の成果を伝えることができた。また多くの大学で講演は発表の依頼を受けて行った。また2019年2月から3月にかけて、外務大臣の委嘱による公務派遣で、イラク、トルコ、エチオピア、南スーダンで、それぞれ講演を行いながら、現地調査を行い、イラクやシリア、そして南スーダンの平和構築について研究を深めることができると同時に、これまでの調査の成果を、そうした発展途上国や平和構築の現場で苦闘している人たちに共有することができた。こうした現地視察の成果は、2019年に出版する予定の単行本(新書)や、いくつか出演が予定されているメデイアでも発表される予定。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度、本科研を利用して、1)2016年6月にニューヨークに出張し、国連幹部へのインタビューを行うと同時に世界国連学会(ACUNS)で発表を行った。また夏のアフリカ調査に向けた協力を国連から取り付ける交渉を行った。2)8月にケニアとエチオピアに出張し、南スーダンの和平プロセスについて調査を行った。在エチオピア南スーダン大使や、元南スーダン高等教育担当大臣、そして国連やアフリカ連合、東アフリカ地域機構で南スーダンの和平調停をしている人たちへのインタビュー実施。3)11月にその結果を、ニューヨークの国連本部で発表した。国連本部では、平和構築支援オフィス、PKO局、政務局、フィールド支援局の四つが合同で私の講演会を開催し、発表する機会を得た。またそれぞれの局のトップやNo2にも会って個別に調査報告を行った。4)2017年2月に、ケニアに再度出張しPKOセンターでの国連PKO幹部向け研修で講師として調査を報告すると同時に、国連幹部から聞き取りや調査を行った。こうした出張の成果を、雑誌「外交」の9月号において論文を掲載。また8月27日にNHK国際放送に出演、南スーダンの和平プロセスの現状や課題について解説を行い番組は世界中で放送された。また9月20日のNHKクローズアップ現代に出演し、自らインタビューしたビデオも紹介しつつ、南スーダン和平プロセスについて解説した。11月30日にもクローズアップ現代に出演し、駆けつけ警護が始まった自衛隊の南スーダンでの活動の難しさについて解説しつつ、自衛隊撤収を見据えた代替案について提示した。また世界国連学会(ACUNS)からもインタビューを受け南スーダン和平について解説。その英語インタビューは、ACUNSのウエブサイトやニュースを通じて世界に伝えられた。また2017年3月「人間の安全保障と平和構築」という本を自分が編著し、日本評論社から出版した。南スーダンで2016年7月に軍事衝突が発生し、南スーダンの中での調査ができなくなったが、その分、エチオピヤやケニアで、和平調停に携わる人たちや、南スーダン大統領派であるう在エチオピア南スーダン大使や在ケニア南スーダン大使、他方、元副大統領派で反政府勢力の人たちへのインタビューを多数行うことができた。その結果を、雑誌外交や、NHKのクローズアップ現代、NHKの国際放送、世界国連学会(ACUNS)のインタビューなどで世界に発信することができたことや、上智大学、ニューヨークの国連本部、東京大学(2017年1月9日の国際カンファレンスの基調講演)、大阪大学(2017年1月15日の国際カンファレンスでの発表)などで発表することができた。また2017年3月には、日本評論社より「人間の安全保障と平和構築」という本を、自分の編著で出すことができ、4月17日の読売新聞で大きく紹介記事が出るなど、研究成果を発表する場にも恵まれた。2017年度については、8月後半から9月後半にかけて、5週間にわたり、レバノンとジュネーブにおいて、シリアの和平プロセスの現地調査を行った。レバノンでは、3か所の難民キャンプで、シリア難民への聞き取りを実施。またレバノン在住のシリア人専門家にシリア内戦の状況についてインタビューをして回った。またジュネーブでは、米国、EU、トルコ、サウジアラビア、カタール、イラン、ロシア、シリアなど、各国政府代表部のシリア担当官や大使にインタビューし、国連シリア特使のデミツラ特使にもインタビューを行った。その内容は、まず9月末にNHK国際放送のニュース番組の企画で放送され、私の解説とインタビューが世界中に発信された。また国連本部の平和構築支援オフィスが主催する講演会でも、シリア調査について発表した。その後、上智大学国際関係研究所から、ワーキングペーパー「シリアの和平プロセスの最新情勢とその課題」を発表した。それ以外にも、国連学会が年に一度編纂する「国連研究」において、「トランプ政権、多国間主義、そして日本グローバルファシリテーターとしての役割」を発表した。

2018年2月には、外務省の公務派遣で、イラクを訪問し、イラクの3人の副大統領と個別に懇談しつつ、ナハライン戦略研究所で「ISIS後のイラクの平和構築」を課題に基調講演を行い、好評を博した。そのまま、ベイルートとジュネーブでシリア和平プロセスのフォローアップの調査を行い、その後エチオピア、ウガンダ、ケニアを周って南スーダンの和平プロセスの調査を行った。イラク訪問の成果については、3月31日発売の雑誌「外交」誌上において、「ISIS後のイラク平和構築の課題」とする論文を発表し、その成果を共有した。外務省の講師派遣でイラクを訪問し、3人の副大統領と懇談して、今後のイラクの平和構築の課題について研究を深めることができたのは、計画外の成果であった。このイラク訪問は、2016年度に当該研究課題によって実施した南スーダンの調査を基に、自衛隊が南スーダンから撤収した後の代替策について、外務省の幹部相手に説明をしていた際に、国際協力局長よりイラク訪問への期待が小生に対して示され、実現したものであり、当該科研の調査をきっかけとした、思いがけない調査の進展であった。シリアについても、国連シリア特使の全面的な支援なども受けることで、シリア和平に関係する殆どすべての関係国へのインタビューを行うことができ、計画以上に調査を進展させることができた。また南スーダン調査についても、JICAの平和構築支援室長だった花谷厚氏が、2017年夏より、ウガンダにおける南スーダン難民のホストコミュニテイ支援の責任者になったことで、花谷氏の全面的な応援のもと、ウガンダにおける難民キャンプの視察が可能となった。こうした幸運も重なり、当初の計画以上に調査は進展していると考えている。2018年6月12日に、平和研究においてはアメリカ最大の研究機関の一つである国際平和研究所(IPI=International Peace Institute)において、Importance of Inclusivity in Peacebuildingと題するセミナーが開催され、東がメインスピーカーを務め、南スーダン、シリア、イラクなどでの平和構築と政治的排除の原因、その克服のために何が必要か問題提起した。セミナーにはホスチャイルド国連戦略担当事務次長補を始め150人の加盟国や国連の担当者が参加。IPIが掲載したセミナーの様子を示すビデオには世界中から2千件を超えるアクセスがあり、世界的発信につながった。その後、朝日新聞特集欄「フロントランナー平和づくり、現場主義で」やNHK「視点論点・平和構築新たな展開と課題」(7月12日放送)でも研究の成果を発表し、日本国内に広く、研究の成果を伝えることができた。また多くの大学で講演は発表の依頼を受けて行った。また2019年2月から3月にかけて、外務大臣の委嘱による公務派遣で、イラク、トルコ、エチオピア、南スーダンで、それぞれ講演を行いながら、現地調査を行い、イラクやシリア、そして南スーダンの平和構築について研究を深めることができると同時に、これまでの調査の成果を、そうした発展途上国や平和構築の現場で苦闘している人たちに共有することができた。
都市景域の形成とデザインに関する研究

良質の景観のまとまりを有する場所としての景域には,時間をかけて領域的に発達したデザイン上の特徴がある.日本における景域設計の基礎をなすと思われる場所として,禅宗寺院本山の伽藍と塔頭を含む広大な敷地,参詣道を中心に発達した一連の町の領域,そして近代に一体的に開発された別荘郡の領域などを対象に,時代ごとに構築されて蓄積されたものを,歴史的資料や空間の調査から分析し,景域の形成過程と構成原理を明らかにした.良質の景観のまとまりを有する場所としての景域には,時間をかけて領域的に発達したデザイン上の特徴がある.日本における景域設計の基礎をなすと思われる場所として,禅宗寺院本山の伽藍と塔頭を含む広大な敷地,参詣道を中心に発達した一連の町の領域,そして近代に一体的に開発された別荘郡の領域などを対象に,時代ごとに構築されて蓄積されたものを,歴史的資料や空間の調査から分析し,景域の形成過程と構成原理を明らかにした.禅宗寺院本山における景域形成の解析と評価(1)寺院境内と周辺における敷地形成経緯の調査及び地理情報の収集建仁寺,南禅寺,妙心寺,大徳寺,東福寺,天龍寺のそれぞれにおいて,大伽藍と塔頭が現在の構成に至る歴史的経緯を絵画史料・文書,及び歴史学分野の既往研究などを用いて整理した.次にGIS(地理情報システム)や地形データのCG(1/2500あるいは1/3000の地形図より入力し作成したもの)を用いて,現在および過去の地理情報を整理した.その際,実測と,絵画史料・文書などを用いて,各寺院境内の敷地データおよび経路データを作成した.敷地形成経緯の調査の際,古地図,文書などの貴重史料を検索・調査し,閲覧・複写する作業や,必要な専門的知識の獲得は,分類の作業を正確に遂行する為に欠かせない手順であり,データは膨大なものになるものとなったため,歴史的情報をもとに,対象寺院周辺毎にデータベースを作成した.また,現在の景域の分析に必要な細かな構成を表現する必要のある要点においては,現地における測量およびデザインサーベイを行い,データを補完した.(2)空間のタイポロジーと景域構成の把握歴史的経緯と設えられた意味的空間を,先に明らかにした地理情報と相関的に把握しながら,対応する空間的特徴毎にクラスターとしてまとめ(特に十境),総体としての景域の構成を整理した.6つの寺院において,この手順をくりかえし,それぞれの景域構成の独自性を明らかにした.(3)事例比較による景域形成原理の考察と整理以上の分析によって明らかになるそれぞれの寺院周辺における景域構成を比較し,各固有性の要因になっている構成や,その背景を明らかにした.また,全ての事例を通して共通して見出せる構成上の秩序,十境による景域の形成原理,自然の導入法などを抽出し,整理した.1.参詣道を軸とする門前町における景域形成京都の山辺に立地する社寺とこれらをつなぐ参詣道を軸とする一連の門前町の景域として東山の祇園・下河原・清水周辺を対象とした.山辺に展開された名所を連接させるこの景域は,京都の風土の中で固有に発達してきた.実測や3Dモデルの分析による地形条件や,参詣道の発達の経緯,門前町の空間的構成を調査し,景域の特徴およびその構成原理を明らかにした.(1)参詣道と周辺における敷地形成経緯の調査及び地理情報の収集現在の道・敷地の構成に至る歴史的経緯を絵画史料,文書,及び建築学分野の既往研究などを用いて整理した.また現在および過去の地理情報を整理した.(2)空間のタイポロジーと景域構成の把握歴史的経緯と設えられた意味的空間を,先に明らかにした地理情報と相関的に把握しながら,対応する空間的特徴毎に系としてまとめ,総体としての景域の構成を整理した.(3)景域形成原理の考察と整理景域の固有性の要因になる構成やその背景,構成上の秩序,系の形成原理,自然・遊興の導入法を整理した.2.英国都市郊外の開発によって展開した景域形成京都郊外(洛外)の参詣道の発達にとって重要であった近代に,多くの面でその手本として影響力をもった英国における(主に立地条件の類似性を持つSheffield)郊外の開発を対象として,その景域の成り立ちと,参詣道を軸とする門前町における景域形成を比較した.現地におけるデザインサーベイおよび空間のタイポロジーの把握を行い,さらには周辺における景域構成を調査し,把握した.1.英国都市郊外の開発によって展開した景域形成英国近代における郊外(主に京都と立地条件の類似性を持つSheffield)の開発を対象として,空間のタイポロジーの把握を行い,その成立経緯の調査,さらには周辺における景域構成の調査を行った。2.近代住宅地開発における景域形成近代の京都における郊外の住宅開発として,南禅寺周辺に形成された別荘群から始まり,鹿ケ谷周辺,吉田山を含む,丘陵地形に囲まれた谷の領域に展開された住居地域の特異な景域を対象に,空間的要素及び次第に出来上がった住居のタイポロジーを分析し,この景域の構成原理を明らかにした.(1)住居地域と周辺における敷地形成経緯の調査及び地理情報の収集:南禅寺周辺から鹿ケ谷・吉田山を含む谷の景域において,歴史的経緯および空間情報を絵画史料,地図史料,及び土地台帳などを用いて整理した.また地形データを用いて,現在および過去の地理情報を整理し,各寺院境内め敷地データおよび経路データを作成した.

(2)空間のタイポロジーと景域構成の把握:歴史的経緯と設えられた意味的空間を,先に明らかにした地理情報と相関的に把握しながら構成論的に整理し,対応する形成された空間のタイポロジーを抽出し,総体としての景域構成の独自性を示した.(3)景域形成原理の考査と整理:以上の景域構成ついて,各固有性の要因になっている構成や,その背景を明らかにした.また,構成上の秩序,形成原理,自然の導入法などを抽出し,整理した.3.研究の総括:京都における景域デザインの構成原理を考察総括として,歴史的経緯及び文化的意味を含む空間的了解としての景域形成原理を考察した.さらに,この成果が示す景域のデザイン手法について考察し,整理した.
慢性腎臓病から腎不全に至る不可逆的形質変化の分子機構解明

AGE刺激ではメサンギウム細胞(MC)において軟骨形質マーカーの発現が誘導され、BMP4-Smad1シグナルを介していた。低酸素下ではHIF-1が発現し、軟骨形質マーカーが誘導された。SOX9強発現では、MCにおいて軟骨形質が誘導された。iNOS TgおよびBMP4Tgにおいても糸球体に軟骨形質の発現を認め、SOX9とHIF-1は発現が一致した。糖尿病でMCはSOX9によって軟骨の形質を獲得し、病的低酸素・虚血ストレスへ適応を試みるが、結果的には腎不全を不可逆的に進行させる。間葉系細胞由来の糸球体構成細胞が最終的に骨芽・軟骨細胞様形質変化をきたし、不可逆的に腎不全に至る糸球体硬化の分子病態を明らかとする目的で、間葉系幹細胞から軟骨細胞への分化のマスター遺伝子である転写因子Sox9に着目した。(1)Sox9は間葉系細胞のひとつである腎メサンギウム細胞において、糖尿病条件下で増加するBMP2/4により強力に発現が誘導された。このシグナルはDorsomorphinによって阻害され、BMP2/4-ALK3/6-Smad1の経路が活性化し、osteo-/chonro-cyte likecellsへの形質転換が誘導された。また、糖尿病性腎症のヒト・マウス・ラットの糸球体硬化病変において、病変の進行とともにSox9の糸球体内の発現増加が免疫組織学的解析に明らかとなり、糸球体硬化の進行過程にSox9が関与していた。(2)BMP2、BMP4は腎を含む正常の発生に必須のタンパク質であるため、タモキシフェン誘導による発現時期調節可能なノックインマウスの作成を行った。腎糸球体内でのBMP2およびBMP4の強力な発現を惹起するstrainを選定した。これらのstrainの病理組織学的解析により、これらマウスはヒト糖尿病性腎症に類似したモデルであった。これらモデルマウスにおいて、Sox9の腎での局在は免疫組織学的染色によって糖尿病マウスと同様に確認された。(3)腎メサンギウム細胞は、形質転換がおこり、SMAを発現することが知られていおり、promoter領域のbHLH型転写因子結合motifであるE-boxに着目し、degenerative PCR法により、中胚葉から骨・軟骨への分化に必須である転写因子Scxをクローニングした。Sox9, ScxはAGE刺激を行ったメサンギウム細胞のみから得られ、糖尿病において間葉系幹細胞由来の細胞が骨・軟骨形質を獲得し、本来の機能を喪失する機構が解明された。間葉系細胞由来の糸球体構成細胞が不可逆的に骨芽・軟骨細胞様形質変化をきたし、腎不全に至る分子病態を明らかとする目的で、軟骨細胞への分化マスター遺伝子であるSox9に着目した。(1)Sox9発現に影響を与えうる多数のサイトカインのうちで、BMP2/4の活性化が著明であることを確認した。これを用いて、長期暴露の影響を解析するために、ヒトメサンギウム細胞に長期反復投与を行った。これらの受容体以降のシグナルの活性化経路を明らかにするために、発現のプロファイルを作成した。(2)糖尿病性腎症ないし腎炎動物モデルを用いた既存の治療法の再評価のために、現在、一般に用いられている、インスリン、アンギオテンシン受容体拮抗薬、免疫抑制剤および低蛋白食などの効果をin vitroおよびin vivoモデルで解析した。一部のARBによってBMP-Sox9の発現抑制効果がみられた。また、硬化症の進行抑制との関連を解明するために、STZマウス・ネフローゼマウスを作成し、Sox9誘導に関与する血中・尿中のBMP2/4の測定のための、サンプル採集を行った。(3)BMP4およびSmad1コンディショナルトランスジェニックマウスの糸球体病変の解析を行い、腎糸球体内での強力な発現を惹起し、ヒト腎症に類似する病変を呈するstrainを用いて、糖尿病および腎炎を惹起した。これらの病理組織学的な変化と、腎機能・蛋白尿などの変化を経時的に評価し、糸球体硬化病変形成過程において、BMP4/Smad1-Sox9のシグナルの活性化がコントロールと比較して促進されていることを、免疫組織学的解析により確認した。(4)Backcrossを重ねたSox9コンディショナルトランスジェニックマウスにSTZを投与し、糖尿病を惹起した。また、硬化が著明なiNOSトランスジェニックマウスでは、末期腎不全の病態形成の最終段階までSox9が硬化部位に一致して発現が増強することを確認し、糖化ストレスおよび低酸素ストレスがBMP-Sox9のシグナルを活性化していることを確認した。