hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
狭ギャップ化合物半導体の基礎電子物性とスピン物性の探求

III-V族狭ギャップ化合物半導体であるInSbやInAsは、高感度磁気センサーに必要不可欠な物質である。我々は、これらの材料系のうち、InSb量子井戸とInAsSb量子井戸について、シート抵抗、キャリア密度、移動度などの電気伝導特性を系統的に調べた。InAsSbはInSbに比べて非常に良い特性を得ることができる事がわかった。これについて、バンド構造から検討した結果、Asの導入により量子井戸の伝導帯がフェルミレベルより下がるために、低温においても低抵抗を維持できると言うことが分かった。またInSb量子井戸のドーピング効果についても調べ、温度特性を大きく改善できる事が分かった。InSb量子井戸とInAsSb量子井戸について、バンド計算を用いた解析をさらに進めた。バンド計算から得られた井戸構造を用いて、4 K、77 K、300 Kの各温度におけるキャリア密度の井戸幅依存性を見積もったとところ、InAsSb量子井戸に関しては、キャリア密度の絶対値は少し小さめであるが、実験で得られた井戸幅依存性をよく再現し、低温においても多くのキャリアが十分存在していることを確認できた。InSb量子井戸に関しては、室温においてはInAsSb量子井戸と同様、絶対値は少し小さめであるが、実験で得られた井戸幅依存性をよく再現した。しかし、77Kでは実験では比較的多くのキャリアが残っているものの、バンド計算ではかなり少なく見積もられた。4 Kにおいては、ほぼキャリアが存在しないという計算結果が得られ、これは実験においてキャリア密度測定不能であることに一致する。これらの実験とバンド計算の比較から、極低温以外ではバックグラウンドに1x10^11/cm2程度ののキャリアが存在すると考えると、実験結果を非常に合理的に解釈可能である。このバックグラウンドキャリアの起源としては、バリア層とGaAs基板界面の欠陥などから供給されていると考えられる。スピン注入技術に関しては、スピンポンピングと非局所測定を組み合わせたスピン注入の実験を引き続き行った。しかし、スピン注入素子の最適化が進んでおらず、まだ確定的な結果が得られていない。また、スピン流の伝搬に関して、スピン波の励起・検出を行った。時間領域および周波数領域におけるスピン波伝搬について測定し、両者の結果がコンシステントであることを確認した。また、スピン波の減衰長を見積もったところ、パーマロイでは約10 um程度であることが分かった。スピン波を用いたスピン注入についても検討を進める予定である。InSb量子井戸とInAsSb量子井戸について、系統的な井戸幅依存性、抵抗変化、移動度、キャリア密度依存性などの測定結果を比較することにより、As導入による劇的な抵抗減少の特性変化の原因について検討をおこなった。バンド構造の影響を考慮するため、量子井戸のバンドダイアグラム計算を行い、井戸構造がタイプIのInSb量子井戸は、SbのAs置換が0.1で井戸構造がタイプIIに変化し、さらにAsを0.3まで置換するとタイプIIIになることも分かった。またこの変化に伴い、量子井戸の伝導体の底がフェルミ面の上から下へ移動し、これがInAsSbの低温で低抵抗を維持できることと大きく関わっていると考えられる。これは、室温では基板と障壁層の間にできた欠陥などから供給される電子により、伝導体の底がフェルミ面下までかろうじて下がっているが、低温になるとこれらの電子も供給されずに、伝導体の底がフェルミ面より上がることにより空乏化すると考えられるためである。また、InSb量子井戸において、ドープ試料の井戸幅依存性から低温でのホッピング伝導に関連していると考えられる界面トラップ準位の存在を実験的に示し、その密度を定量的に見積もることができた。スピン注入技術に関しては、微小強磁性体のサイズおよび形状の制御により、共鳴周波数を制御する指針を得た。また、スピンポンピングと非局所測定を組み合わせたスピン注入の実験を、まずは常磁性金属に対して行った。スピンポンピングが起きていないときは信号に全く変化がないが、起きているときは想定されるような信号変化が若干みられ、この方式でのスピン注入・検出が測定されている徴候が得られている。この結果については、さらに追試を進める予定である。InSb量子井戸のドーピング効果について検討を進めた。バンド計算の結果、ドーピングを行っていない試料だと低温で空乏化してしまう構造が、井戸層へのドーピングにより低温でも伝導体の底がフェルミ面より下がり空乏化を防げる構造になることが分かった。実験結果としては、バンド計算で示唆されたように、井戸幅の大きい試料についてはキャリア密度も十分大きくなり、低温においても移動度の低下も抑えられることが分かった。その結果シート抵抗の温度依存性もかなり小さくすることができた。しかし、井戸層の小さい試料では、低温で移動度の低下が著しく、シート抵抗も急激に増大し、ドーピング効果がほとんど得られないことが分かった。

キャリア密度の井戸幅依存性の実験結果から、この原因は井戸層界面にトラップ準位が存在し、ドーピングによる電子が束縛され活性化していないためであることが示唆され、このトラップ準位密度は界面あたり4 x 10^2 /cm^2程度であることが分かった。このことはInSb量子井戸作製における重要な指針となる。スピン注入技術に関しては、スピン波スピン流の伝搬に関して強磁性膜の膜厚依存性について詳細に調べた。膜厚が大きくなるほどスピン波伝搬の群速度はほぼ線形に増大し、今回300 nmの膜厚で測定された群速度は金属系で報告されているものの中で最速である。このようにスピン波を用いた高速な情報伝達ができる事が分かった。しかし群速度増加の減衰長は膜厚100 nm以上でほぼ頭打ちになることが分かり、長距離伝搬の点では課題が残る。この理由については渦電流の効果や内部スピンポンピング効果など検討中である。さらに伝搬方向により信号強度が異なる非相反性についても検討し、周波数に依存して変化していることを明らかにした。この結果は理論的な予測にも定量的にも良く一致しており、スピン波デバイス開発の基礎となるものと思われる。スピントロニクス、半導体物性、薄膜磁気センサバンド計算の解析の進展から、バンド構造のキャリア密度への影響まで明らかになったが、キャリア密度を制御して電子物性を測定するゲート電極付き試料作製の最適化がまだ完了していない。リークがなく大きな電場の印可可能なゲート絶縁膜の作製条件、および低温においてもオーミック電極が実現する電極作製などまだ解決すべき点が残っている。また、スピン注入試料においても、今年度は試料作製における歩留まりが悪く、注入したスピンシグナルのばらつきが大きかった。このため、昨年度以上の結果が得られる試料を作製することができず、スピンポンピング実験における信頼できるデータは取得できていない。このように試料作製の点で、予定より遅延が生じているが、次年度は、新たな微細加工装置および薄膜作製装置が導入されるため、試料作製効率の大幅な向上が見込まれる。このため、試料作製条件の最適化を早急に進め、予定している物性測定まで進めることが課題である。量子井戸のバンドダイアグラム計算から、井戸構造がタイプIのInSb量子井戸は、SbのAs置換が0.1で井戸構造がタイプIIに変化し、さらにAsを0.3まで置換するとタイプIIIになることを明らかにした。この結果と、InSb量子井戸とInAsSb量子井戸についての系統的な井戸幅依存性、抵抗変化、移動度、キャリア密度依存性などの測定結果を比較することにより、InSb量子井戸とInAsSb量子井戸の伝導特性の差は、バンドアライメントに大きく起因していることを提案した。この結果については、平成25年度の国際会議で発表予定であり、さらにバンド計算をさらに詳細に検討した論文も投稿準備中である。また、InSb量子井戸の井戸幅依存性から界面トラップ準位の存在を実験的に示し、その密度を定量的に見積もることができた。
ニューロンインスパイアードナノチューブ・リポソームネットワークの設計と機能

本研究課題において我々は,リポソーム同士が相互連結系を自発的に形成し高次構造を安定化するというニューロン様ナノチューブ・リポソームネットワークの創成を行った.細胞サイズリポソームは細胞と同等の内部空間および表面を提供し,かつ1μm以上の直径をもつため光学顕微鏡による直接観察が可能であることから,近年細胞内の生化学反応のモデルとして注目されている.我々は膜タンパク質の構造・機能を制御しえるナノ環境場を提供しえるリポソームの二分子膜構造および膜の流動性に起因する集合体構造の柔軟な構造変化能特に着目し,前年度までに細胞サイズリポソームへのガングリオシドの添加による脂質チューブネットワーク構造の構成について報告してきている.今回,中性リン脂質から細胞サイズリポソームを形成する際にコレステロールをリン脂質とのモル比が5-20%の割合で共存させることにより,リポソーム同士が中空の脂質ナノチューブによって相互連結したネットワーク構造が自発的に形成されること,またそのネットワーク構造がコレステロールを可溶化するシクロデキストリンの添加によってリポソーム群へと分解可能であることを蛍光顕微鏡による直接観察によって見出した.このネットワーク構造はガラスなど周囲の担体との付着により全体が緩く固定化され3次元方向に展開していることを,レーザー共焦点顕微鏡および透過型電子顕微鏡観察により明らかにした.最近,生体におけるコレステロールが,ニューロンの効率的なシナプス形成に必須であり,さらにシナプスの発達と安定性に影響することが報告されており,本研究により得られた知見が神経系におけるコレステロールの物理化学的役割に関して重要な情報を提供する可能性がある.このような細胞サイズリポソームの特性に着目した工学的手法は,生化学反応のモデル研究のみならず,多彩な生命科学分野への応用や新規バイオマテリアルの創出へと展開してゆくことが期待される.我々は、神経細胞膜中ではガングリオシドの割合は十数パーセントにも及んでいることから、神経細胞の特異な形態形成(樹状突起、軸索にみられるようなチューブ状構造体)にガングリオシドが、情報伝達を介した生理学的機構以外に、物理化学的構造的な因子として深く関わっているのではないかという仮説を提案し、人工細胞モデル系での検討を開始した。種々の割合で混合したDOPC/ガングリオシドの薄膜を調製し、水和膨潤後、微分干渉顕微鏡、蛍光顕微鏡観察およびネガティブ染色による電子顕微鏡観察を行った。まず、リン脂質とガングリオシドの比率を数mol%から数十mol%まで変化させた時の会合体の構造変化を微分干渉顕微鏡法により観測した。例えばDOPCのみの系では、数十μmの巨大ベシクル(GUV)が観測されたが、GDlaが5mol%存在するとベシクルの他にチューブ状構造体が観察されはじめ、10-20mol%存在下で細いもので数百nm、太いもので数μmの直鎖上のチユーブ状構造体が観察された。チューブ状構造体の内部空洞の存在を水溶生蛍光プローブを用いて確認した。30mol%以上のガングリオシド濃度では、チューブ状構造体は消失して比較的小さなGUVが形成し、さらに高濃度では1μm以下の小さな会合体へと変化した。生体に存在する種々のガングリオシドで同様な実験を行ったところ、いずれのガングリオシドにおしいてもチユーブ構造誘起能、安定化能があることがわかった。一方、種々のリン脂質系では顕著なチューブ構造誘起はみられなかった。また、シアル酸残基を取り除いたアシアロガングリオシドでは、誘起能が顕著に減少することもわかった。GUVを細胞モデルとしてあらかじめ作成しておきそこに種々のガングリオシドを添加することで、リポソームがチユーブ構造で連結された興味あるネットワーク構造を形成することが明らかになった。本研究課題において我々は,リポソーム同士が相互連結系を自発的に形成し高次構造を安定化するというニューロン様ナノチューブ・リポソームネットワークの創成を行った.細胞サイズリポソームは細胞と同等の内部空間および表面を提供し,かつ1μm以上の直径をもつため光学顕微鏡による直接観察が可能であることから,近年細胞内の生化学反応のモデルとして注目されている.我々は膜タンパク質の構造・機能を制御しえるナノ環境場を提供しえるリポソームの二分子膜構造および膜の流動性に起因する集合体構造の柔軟な構造変化能特に着目し,前年度までに細胞サイズリポソームへのガングリオシドの添加による脂質チューブネットワーク構造の構成について報告してきている.今回,中性リン脂質から細胞サイズリポソームを形成する際にコレステロールをリン脂質とのモル比が5-20%の割合で共存させることにより,リポソーム同士が中空の脂質ナノチューブによって相互連結したネットワーク構造が自発的に形成されること,またそのネットワーク構造がコレステロールを可溶化するシクロデキストリンの添加によってリポソーム群へと分解可能であることを蛍光顕微鏡による直接観察によって見出した.このネットワーク構造はガラスなど周囲の担体との付着により全体が緩く固定化され3次元方向に展開していることを,レーザー共焦点顕微鏡および透過型電子顕微鏡観察により明らかにした.最近,生体におけるコレステロールが,ニューロンの効率的なシナプス形成に必須であり,さらにシナプスの発達と安定性に影響することが報告されており,本研究により得られた知見が神経系におけるコレステロールの物理化学的役割に関して重要な情報を提供する可能性がある.このような細胞サイズリポソームの特性に着目した工学的手法は,生化学反応のモデル研究のみならず,多彩な生命科学分野への応用や新規バイオマテリアルの創出へと展開してゆくことが期待される.
認識・思考ならびに行動過程に基づく言語概念の形成と発話に関する研究

人工知能の種々の要素技術を統合するためには、(1)言語・非言語情報の間で共通性のある概念・知識の構造とその生成・利用手段、(2)上記の構造に基づいた概念辞書、(3)上記の概念・知識を用いて全体的な問題解決を行う機構の3つが必要である。本研究では、具体的にイソップ物語を例にとり、「主人公」がある環境の中で願望を持ち、それを実現するための計画を立て、外界を認識し、行動し、必要に応じて計画を修正し、そして一連の過程を言語で表現するという計算機システムを実際に構築することを目指している。本年度は以下の課題に取り組んだ。1.学習過程の導入:多くのエピソードの間で共通的な特徴が見いだされると概念が形成される。この過程を形式化するため、記憶学習モジュールのエピソード記憶部分の充実をはかり、学習すなわち概念辞書の更新アルゴリズムを解明する準備を行なった。2.文脈構造の把握:認識、思考、行動過程で活性化する各モジュールの履歴を深層構造から命題情報および様相情報として抽出し、不構造で表現するアルゴリズムを開発した。この構造化された格枠表現をもとに、一連の状況に関する発話の実験を行なった。3.動画像の認識:主人公は外界からの画像系列I_0,I_1,・・・,Inを受理し、その解析結果に基づき行動する。本年度は、初期画像I_0の解析結果をもとに、移動に関する目標の処理を中心にしたI_1以降の連続画像の処理アルゴリズムを開発した。4.予備的統合化実験:本年度までの研究結果を、ワークステーションをネットワークで結合した分散システムに組み込み、統合化の実験を一部試みた。なお、この実験の表示部において、本補助金で購入したワークステーション用グラフィックコントローラーの使用が非常に効果的であった。
化学物質による遺伝子損傷の緑茶による予防: トランスジェニックマウスを用いた in vivo 研究

茶に含まれる成分のうち発がん抑制効果にはカテキン類が大きく関与すると考えられている。緑茶カテキンの主成分であるエピガロカテキンガレート(EGCG)の(ベンゾ[a]ピレン)B[a]Pによる発がんのイニシエーション段階に対する抑制効果を、in vivoで突然変異を検出できる簡便な方法として、大腸菌rpsL遺伝子を突然変異検出のモニター遺伝子として導入したトランスジェニックマウス(HITECマウス)を使用して検討した。HITECマウス各臓器における変異発生頻度を解析し、B[a]Pの投与により、肺で対照群の約4倍に、胃では約4倍、脾臓では約5倍それぞれ変異頻度の上昇が認められた。これに対し0.05%EGCGを与え、B[a]Pを投与した群での変異頻度は、肺で4.7±1.8×10^<-5>、胃で10.0±7.1×10^<-5>、脾臓で11.8±1.4×10^<-5>であり、EGCGを与えなかった群に対しB[a]Pによる変異が肺で有意に抑制されていた(p<0.05)。0.001%EGCG投与では有意ではないが減少する傾向が認められた。EGCGの投与が、B[a]P誘発突然変異のスペクトルにおよぼす影響を検討するために、各臓器でのB[a]P誘発突然変異のスペクトルを解析した。各変異の割合を調べたところ、いづれの臓器においてもB[a]Pの投与により、G:C→T:A、G:C→C:G、一塩基欠失、一塩基挿入の割合がコントロールに比べて増加していた。またグアニン残基が関与する変異の割合は肺で61%(37/60)、胃で81%(38/47)、脾臓で85%(35/41)であった。緑茶に含まれるポリフェノール類がその抗酸化作用などによって発がんを抑制していると言われてきた。一方、化学物質による遺伝子損傷を検出するin vivo試験に供するため、突然変異検出用シャトルベクターを導入したHITECマウスは突然変異を、抗生物質の耐性の違いで容易に検出できる大腸菌由来シャトルベクターrpsLをゲノム中に持つトランスジェニックマウスである。この導入遺伝子をマウス標的臓器から回収し、大腸菌に戻しrpsLの発現を抗生物質耐性を指標にして検出する系で判定ができる。本研究では、ポリフェノール類による遺伝子損傷予防の測定方法を確立し、併せてその予防メカニズムを解明することを目的とする。本年はHITECマウスを用いた変異頻度の再現性のある確実な測定法の開発に多くの時間を費やした。さらに、緑茶ポリフェノールの主成分であるエピガロカテキンガレート(EGCG)の純品の0.05%溶液を1週間、HITECマウスに飲用させ、一週間後にベンツ[a]ピレン(500mg/5ml/kgb.w.t.)を腹腔内投与し、投与2週間後に屠殺して検討した。その結果、ベンツ[a]ピレン投与群で、肺で対照群の約4倍、胃で約4倍、脾臓で約5倍に変異頻度が上昇した。これに対し、肺においてベンツ[a]ピレンによる遺伝子損傷が、EGCGにより抑制されることを見い出した。この抑制効果は、胃や脾臓では認められなかった。EGCG単独投与群では変異頻度は上昇しなかったことより、高濃度のEGCGでも遺伝子損傷を引き起こさないことも明らかにした。

現在、肺における遺伝子損傷部位とその変異の種類を解析中である。0.005%EGCG投与においても、ベンツ[a]ピレンによる遺伝子損傷の抑制効果が認められるか検討する。0.005%のEGCG投与は、ヒトに外挿すると、一日約10杯の緑茶飲用に相当するために、この投与量で抑制効果が認められれば、このHITECマウスによる検出系の重要度が格段に上昇するものと考える。緑茶カテキンの主成分であるエピガロカテキンガレート(EGCG)のベンゾ[a]ピレン(B[a]P)による発がんのイニシエーション段階に対する抑制効果を、in vivoで突然変異を検出できる簡便な方法として、大腸菌rpsL遺伝子を突然変異検出のモニター遺伝子として導入したトランスジェニックマウス(HITECマウス)をしようして検討した。昨年度はHITECマウスを用いた変異発生頻度を解析し、EGCGを与えなかった群に対しB[a]Pによる変異が肺で有意に抑制されていた(p<0.05)ことを、見出した。本年度はEGCGの投与が、B[a]P誘発突然変異のスペクトルにおよぼす影響を検討するために、各臓器でのB[a]P誘発突然変異のスペクトルを解析した。各変異の割合を調べたところ、いづれの臓器においてもB[a]Pの投与により、G:C→T:A、G:C→C:G、一塩基欠失、一塩基挿入の割合がコントロールに比べて増加していた。またグアニン残基が関与する変異の割合は肺で61%(37/60)、胃で81%(38/47)、脾臓で85%(35/41)であった。EGCGによるB[a]P誘発変異抑制効果の認められた肺について、0.05%EGCG、0.005%EGCG投与の影響を調べた。各変異の割合を調べると、B[a]Pによる変異と考えられるG:C→C:Gが減少し、それに伴いA:T→C:G、A:T→G:Cがコーンオイル投与群に近い割合となることがわかった。しかし、G:C→T:Aの割合は減少しておらず、変異の種類によってEGCGの効果の程度が異なることが示唆された。さらに、変異頻度を考慮して各変異の割合を検討するために変異頻度と、各変異の割合より各変異の頻度を算出した。コーンオイル投与群においては0.005%、0.05%のいずれの濃度のEGCGよっても各変異の頻度に大きな違いはみられなかった。詳しくは、Carcinogenesis,20:421-424(1999)を参照。
ジーンターゲッティングによるXSCIDモデルマウスの作出

1.相同染色体組換え昨年度までに作製したマウスインターロイキン2受容体γ鎖のターゲッティングベクターを、ES細胞株、E14-1細胞及びCCE細胞にそれぞれ導入し、サザンブロット法でスクリーニングして、相同染色体組換えを起こしたクローンを得た。これら、クローンよりキメラマウスを作出し、さらにC57BL/6マウスとの交配により得られたマウスをスクリーニングし、組換え体が次世代に伝わっていることを確認した。2.表現型の解析C57BL/6マウスと継代交配することによりγ鎖のノックアウトマウスを得た。ノックアウトマウスは、胎児致死することなく発育する。表現型を検索した結果、胸腺はとくに皮質が萎縮しており、細胞数は8週令で正常マウスの50分の1であった。特に、CD4+CD8+T細胞、及びCD4-CD8+T細胞が著名に減少していた。CD4+CD8-T細胞は減少しているものの比較的保たれていた。脾臓は正常の大きさであったが、白脾臓の構造がくずれており脾臓内のsIgM陽性B細胞は著名に減少していた。表面抗原の解析からProB細胞からPreB細胞への分化の阻害が認められた。マクロファージは増加していた。骨髄の細胞数はほぼ正常で、構成細胞は脾臓と同様な傾向が認められた。興味深い点として血液幹細胞分画の増加とコロニー形成能が著名に亢進していた。3.今後の展開今回得られたノックアウトマウスに再度γ鎖を再導入しレスキュー実験を行う。導入するγ鎖には、様々な部分欠失γ鎖遺伝子を用い、再導入された部分欠失遺伝子の欠失部分と、再導入により回復するマウスの表現型をそれぞれ比較することにより、γ鎖の機能ドメインをin vivoで検討する。
ASK1の機能回復によるHIV感染細胞のアポトーシス誘導法

0304年に新たに感染が判明した575人(国内新規感染判明者の約3割)を対象に調べた結果、31人(5.4%)に薬剤耐性ウイルスが確認されている。昨年度には日本国籍者の新規感染者の報告が1000件を越え、国内でのHIV感染者の広がりが危惧される中で、耐性ウイルスの増加は極めて脅威である。今現在、三剤併用療法により、劇的な治療成績を上げてきているが、耐性ウイルスの増加は効果的な治療法をも危うくする危険を含み、極めて憂いな事実と言える。今現在の治療法は、ウイルスの特異的な増殖ステップを抑制する方法である為、薬剤耐性はさけて通る事ができない現実がある。本研究課題は、如何に耐性ウイルスの増殖を抑制できるか、抑制とapoptosisによる排除の二方向性から検討した。本年度は、昨年に構築した評価系からASK1とNef、Daxxとの細胞内での挙動を評価した。HIVのNefをCOS7にtransfection後、ASK1とDaxxの細胞内の局在を免疫染色で、またHIVをMLT4細胞に感染させた後に、免疫沈降法により相互作用の有無の評価を試みた。その結果、今現在Nefをtransfectionした前後でのDaxxの局在の変化は顕著に見られなかった。免疫沈降法でも同様であった。本結果は更なる追試を行う必要があり、不確定である。この結果は、HIV感染により、Daxxの核から細胞質への溶出を抑制しており、細胞内のシグナル伝達に影響を及ぼしてる可能性が考えられる。ヒトレトロウイルスであるHIV(human immunodeficiency virus)はAIDSの原因ウイルスである。AIDSとは、HIV感染によって引き起こされた高度な免疫不全に、日和見感染、腫瘍、痴呆など二次的疾患を合併した病態であり、言い換えれば、HIV感染後長い持続感染を隔て、ついには免疫系の破綻とともに発症する。現在行われているHIV感染に対する治療法は、逆転写酵素阻害剤とプロテアーゼ阻害剤とを組み合わせた、HAART(highly active anti-retroviral therapy)療法が行われ良い成果が見られている。その反面、検出限界以下にウイルス量を低減できても、完全に生体内から排除する事は不可能である。最近の報告を見ると、HIVはDenric cell(DC)とT細胞が結合している側に多く濃縮集積されており、T細胞側には感染レセプターが集まっている事が示されている。すなわち、DCにて濃縮されCD+4細胞に受け渡されている事が分かった。また、Nefに関する報告としては、T細胞におけるHIV潜伏化ならびに活性化にマクロファージでのNefの機能が重要である報告や、NefがNF-κB、AP-1及びJNKを活性化させて単球でのHIV転写促進する事や、HIVのNefの病態促進作用はCD4のdownregulationの活性と相関するなど、重要な報告がなされてきている。すなわち、Nefの機能を阻害できれば、HIV感染をコントロールできる事を示している。我々の申請研究は、まさしくNefの機能を制御し、HIV感染細胞を排除する事を目的としており、新しい知見をもたらす物である。本年度にいたっては、更なる方向性、実験計画の見きわめを行い、その上にたってASK-1のクローニングとASK-1強制発現細胞を樹立する事であった。我々は、計画書に従いASK-1のクローニングを行い、幾つかのクローンを取得した。また、本年度は計画を変更し、数種の変異体ASK-1を発現すべくプラスイドを構築を遂行し、今現在もその最中である。従って、細胞に導入し各種ASK-1を安定的に発現する細胞株は得ていないが、早急に行う予定である。来年度は、これら細胞を用い生物assayを遂行する予定である。ヒトレトロウイルスであるHIV (human immunodeficiency virus)はAIDSの原因ウイルスである。現在行われているHIV感染に対する治療法は、逆転写酵素阻害剤とプロテアーゼ阻害剤とを組み合わせた、HAART (highly active anti-retroviral therapy)療法が行われ良い成果が見られている。近年のNefに関する報告は多く出てきており、HIVの増殖に多岐にわたり関与している事が分かってきた。更に、Nefは疾患の進行にも多大な影響を及ぼす。本年度は、NefとDaxxとの相互作用を確認すべくNgf Cdnaの取得。さらに細胞内で可視可能なようにPbfpプラスミドに導入、さらに免疫沈降を行うためにNef強制発現可能なプラスミドの作成を行った。さらに、その測定条件の検討を行い、評価系を構築した。ASK1はN末端にTrxが直接結合しASK1の活性化を制御している。NefがASK1に結合する事でASK1の活性化を制御し、Daxxが結合できなくなるのではないかと予想された。現在、種々の手法を用いて検討している。また、ASK1とNefが結合する事でDaxxの核からの溶出が起きるのかどうかを検討し、そのリクルート分子も決定予定としている。評価系を作製する事が困難であったが、作製した条件で着実に結果が出ている所である。

0304年に新たに感染が判明した575人(国内新規感染判明者の約3割)を対象に調べた結果、31人(5.4%)に薬剤耐性ウイルスが確認されている。昨年度には日本国籍者の新規感染者の報告が1000件を越え、国内でのHIV感染者の広がりが危惧される中で、耐性ウイルスの増加は極めて脅威である。今現在、三剤併用療法により、劇的な治療成績を上げてきているが、耐性ウイルスの増加は効果的な治療法をも危うくする危険を含み、極めて憂いな事実と言える。今現在の治療法は、ウイルスの特異的な増殖ステップを抑制する方法である為、薬剤耐性はさけて通る事ができない現実がある。本研究課題は、如何に耐性ウイルスの増殖を抑制できるか、抑制とapoptosisによる排除の二方向性から検討した。本年度は、昨年に構築した評価系からASK1とNef、Daxxとの細胞内での挙動を評価した。HIVのNefをCOS7にtransfection後、ASK1とDaxxの細胞内の局在を免疫染色で、またHIVをMLT4細胞に感染させた後に、免疫沈降法により相互作用の有無の評価を試みた。その結果、今現在Nefをtransfectionした前後でのDaxxの局在の変化は顕著に見られなかった。免疫沈降法でも同様であった。本結果は更なる追試を行う必要があり、不確定である。この結果は、HIV感染により、Daxxの核から細胞質への溶出を抑制しており、細胞内のシグナル伝達に影響を及ぼしてる可能性が考えられる。
周期運動の安定性を維持する運動制御機構

本研究のテーマは,身体を質量を持つ筋骨格系(力学系)と神経系(情報系)が相互に関与しあう複雑なシステムとして捉え,その身体の運動の基盤となる関節まわりの単関節運動の安定性が維持される制御機構を解明することである.第1年目は,運動にともない生じる求心性情報が周期運動の安定性を維持するために必要であることを,肘関節の周期運動を用いて検討した.実験は,6人の被験者が様々な運動の周波数で肘関節を周期運動させている最中の肘関節角度変化と上腕二頭筋および上腕三頭筋の筋電図をゴニオメータと表面筋電計を用いて計測した.その結果,様々な運動周波で関節の周期運動の安定性が維持されること,関節スティッフネスが運動周波数増加にともない増加することが明らかになった.第2年目は,肘関節運動の実験で得られた肘関節の運動データを,神経系(情報系)をセントラルパターンジェネレータに,筋骨格系をスティッフネスが変化する剛体振り子としてモデル化し,この2つのシステムの相互作用で再現できるかを検討した.実際のシミュレーションでは,剛体振り子の固有周波数をスティッフネスを変動させることにより変化させ,セントラルパターンジェネレータの発振と,剛体振り子の運動を検討した.その結果,剛体振り子の周期運動とセントラルパターンジェネレータの発振が,剛体振り子の慣性モーメントとスティフネスで決定される固有周波数に引き込まれ,安定な周期運動が生成されることが確認された.この相互作用モデルで得られた結果は,肘関節の実験データを再現することに成功し,よって,身体運動の周期運動の安定は,力学系と情報系の不断な相互作用が基盤となり生成されると考えられる.本研究のテーマは,身体を質量を持つ筋骨格系(力学系)と神経系(情報系)が相互に関与しあう複雑なシステムとして捉え,その身体の運動の基盤となる関節まわりの単関節運動の安定性が維持される制御機構を解明することである.第1年目は,運動にともない生じる求心性情報が周期運動の安定性を維持するために必要であることを,肘関節の周期運動を用いて検討した.実験は,6人の被験者が様々な運動の周波数で肘関節を周期運動させている最中の肘関節角度変化と上腕二頭筋および上腕三頭筋の筋電図をゴニオメータと表面筋電計を用いて計測した.その結果,様々な運動周波で関節の周期運動の安定性が維持されること,関節スティッフネスが運動周波数増加にともない増加することが明らかになった.第2年目は,肘関節運動の実験で得られた肘関節の運動データを,神経系(情報系)をセントラルパターンジェネレータに,筋骨格系をスティッフネスが変化する剛体振り子としてモデル化し,この2つのシステムの相互作用で再現できるかを検討した.実際のシミュレーションでは,剛体振り子の固有周波数をスティッフネスを変動させることにより変化させ,セントラルパターンジェネレータの発振と,剛体振り子の運動を検討した.その結果,剛体振り子の周期運動とセントラルパターンジェネレータの発振が,剛体振り子の慣性モーメントとスティフネスで決定される固有周波数に引き込まれ,安定な周期運動が生成されることが確認された.この相互作用モデルで得られた結果は,肘関節の実験データを再現することに成功し,よって,身体運動の周期運動の安定は,力学系と情報系の不断な相互作用が基盤となり生成されると考えられる.本研究のテーマは,身体を質量を持つ筋骨格系(力学系)と神経系(情報系)が相互に関与しあう複雑なシステムとして捉え,その身体の運動の基盤となる関節まわりの単関節運動の安定性が維持される制御機構を解明することである.その第1年目として,実際の周期運動の実験データと身体の単関節運動をモデル化した振り子運動のシミュレーションを比較検討することにより,運動にともない生じる求心性情報が周期運動の安定性を維持するために必要であること,すなわち筋骨格系と神経系が運動中に情報のやり取りが行われること,そしてその情報はどのような力学的パラメータに関与しているかを検討した.実験は,6人の被験者が様々な運動の周波数で肘関節を周期運動させている最中の肘関節角度変化と上腕二頭筋および上腕三頭筋の筋電図をゴニオメータと表面筋電計を用いて計測した.その結果,様々な運動周波で関節の周期運動の安定性が維持されること,関節ステイッフネスが運動周波数増加にともない増加することが明らかになった、またシミュレーションでは,関節のステイッフネスが運動の周波数にともない適切な値に再調整されることによって関節の周期運動の安定性が維持されることが明らかにされた.これらの実験とシミュレーションの結果は,単関節の周期運動を様々な運動周波数で維持するためには関節のステイッフネスに関与する情報が制御側に必要であること,そして運動とともに生じる求心性情報がそれに関与していることを示唆した.本研究のテーマは,身体を質量を持つ筋骨格系(力学系)と神経系(情報系)が相互に関与しあう複雑なシステムとして捉え,その身体の運動の基盤となる関節まわりの単関節運動の安定性が維持される制御機構を解明することである.最終年度の今年は,昨年,肘関節運動の実験で得られた運動データ(肘関節運動の周期運動の周波数増加に伴い関節スティフネスが増加することを,上腕二頭筋と上腕三頭筋の筋放電から推定したデータ)を,神経系(情報系)をセントラルパターンジェネレータに,筋骨格系をスティッフネスが変化する剛体振り子としてモデル化し,この2つのシステムの相互作用で再現できるかを検討した.

実際のシミュレーションでは,剛体振り子の固有周波数をスティッフネスを変動させることにより変化させ,セントラルパターンジェネレータの発振と,剛体振り子の運動を検討した.そのモデルを用いたシミュレーションの結果,剛体振り子の周期運動とセントラルパターンジェネレータの発振が,剛体振り子の慣性モーメントとスティッフネスで決定される固有周波数に引き込まれ,安定な周期運動が生成されることが確認された.この相互作用モデルで得られた結果は,肘関節の実験データを再現することに成功し,よって,身体運動の周期運動の安定は,力学系と情報系の不断な相互作用が基盤となり生成されると考えられる.つまり,運動にともない生じる求心性情報は,周期運動という身体運動の最小単位と考えられる単純な運動においても常に安定性を維持するために必要であると考えられる.
パーキンソン病原因遺伝子変異によるシナプス小胞動態異常と治療標的遺伝子探索

パーキンソン病(PD)発症機序解明と的確な治療標的探索のため、小胞輸送に関わるPD関連遺伝子間のネットワーク構築と、それら遺伝子の機能欠失が示す共通の表現型同定を進めている。すでに、PD原因遺伝子LRRK2とVps35の協働によるシナプス小胞動態制御機構を解明しているが、当該年度は、LRRK2とAuxilin, INPP5Fの機能欠失を組み合わせることで、シナプス小胞動態制御に関わるsmall GTPase, Arl8の局在異常が生じることを明らかにした。Arl8は、シナプス形成やシナプス小胞前駆体の輸送に関わることが示唆されており、神経機能制御における重要な分子と考えられる。LRRK2の機能欠失は、シナプス終末でのArl8の蓄積を亢進しており、LRRK2の機能欠失が示す神経機能異常との関連が推察される。こうしたArl8の蓄積は、AuxilinやINPP5Fの機能欠失モデルでは見られないが、LRRK2の機能欠失とAuxilin, INP5Fいずれかの機能欠失を組み合わせることでLRRK2の機能欠失単独に比べ増加する。このことから、3個のPD遺伝子、LRRK2, Auxilin, INPP5Fが共通してArl8の動態制御を担っていることが示唆されることから、PD遺伝子によるArl8の動態制御機構解明は、PD発症機序解明と治療標的特定に貢献すると考えられる。これを補強するデータとして、PD発症に強く関連するα-シヌクレインが、Arl8蓄積シナプスにおいて共局在していることを明らかにしている。さらに、ヒト剖検脳においても、Arl8とα-シヌクレインの共局在が観察できることも、Arl8の動態がPD発症に関わることを示唆している。現在、これらの知見について論文執筆中である。研究計画の第一目標としていたLRRK2とVps35の相関解明は既に終了し、論文として公表しており、最終年度に予定していたパーキンソン病(PD)遺伝子間のネットワーク構築においても、LRRK2を中心とした複数PD遺伝子間の遺伝的相関を明らかにしている。その過程で着目しているArl8は、近年、神経における機能が明らかになってきた分子であるが、その詳細は未解明であり、本課題を発展させることで、PD治療において、的確な治療標的候補の一つと考えられる。本研究課題を発展させることで、PD発症機序解明に貢献すると考えられる。これまでの研究から、パーキンソン病(PD)遺伝子間のネットワークにおいて、LRRK2が中核となるPD遺伝子と考えられる。さらに、Arl8動態制御にLRRK2を含む複数のPD遺伝子が関わること、Arl8とα-シヌクレインの動態に関連があることを明らかにしており、LRRK2によるArl8動態制御とα-シヌクレイン動態制御機構の解明を主軸に研究を発展させることが、PD発症機序解明と治療法探索に重要であると考えられる。具体的には、Arl8の蓄積が起きる分子メカニズムを解明し、そこに関わる分子の発現量・活性制御により、Arl8動態を改善させる条件を解明する。また、その条件下でのα-シヌクレイン動態の解明と神経機能に対する改善効果を解析し、PD治療への発展性の有無を明らかにする。また、PD遺伝子以外の小胞輸送制御分子から、Arl8動態制御に関わる分子を探索し、Arl8とα-シヌクレイン動態制御に関わる分子機構の全容解明を目指す。モデル動物を用いた基礎研究とヒト剖検脳や患者由来のiPSの利用が可能な、所属機関の利便性を生かし、分子レベルから細胞、生体レベルでの解析を行い、PD発症機序解明と治療標的特定につなげることを目指す。神経変性疾患パーキンソン病(PD)は、中脳黒質ドーパミン神経の変性・脱落を主徴とする。それに伴い脳内ドーパミン量が低下し、運動性障害(振戦、無動、筋固縮)や非運動性障害(睡眠障害や嗅覚機能の低下など)が生じる。PD原因遺伝子やリスク遺伝子には、細胞内の物質輸送に関わる遺伝子が複数含まれており、物質輸送の異常とPD発症の関連性が推察される。これまでに我々は、晩発性PD遺伝子LRRK2がRab GTPasesと協働し、エンドサイトーシス制御に関わることを示した。一方、LRRK2が神経細胞のシナプトジェネシス、シナプス小胞リサイクリングに関わることが報告されている。別の晩発性PD原因遺伝子Vps35は、レトロマー複合体のコンポーネントであり、小胞輸送に関わることが示唆されている。我々は、ショウジョウバエにおいてLRRK2とVps35との間に遺伝学的相互作用を見出しており、神経シナプスにおいてのVps35の役割が示唆された。Vps35の発現低下あるいはPD変異体の発現により、シナプス小胞のサイズや数に異常が生じた。また、それに伴い神経活動の異常が検出された。Vps35はシナプス小胞膜の回収(シナプスエンドサイトーシス)過程に関与し、Vps35変異による神経異常がLRRK2や関連するRab GTPaseの過剰発現によるシナプス小胞リサイクリングの促進で回復することを見出した。ショウジョウバエにおいて、Vps35活性の減少による神経機能の異常は睡眠行動の異常を引き起こし、LRRK2の過剰発現が行動レベルでも回復効果を持つことが明らかになった。これらの結果から、Vps35はLRRK2同様シナプス小胞リサイクリング過程を制御し、その異常が神経活動異常や行動異常の原因となること、シナプス小胞動態の慢性的な異常がドーパミン神経変性の原因の一つとなるとが示唆された。

研究は、順調に遂行できており、Vps35とLRRK2の相関については論文投稿を行い、現在印刷中である。また、Vps35と相関のある別の遺伝子候補も見つかっており、さらなる発展が期待できる。パーキンソン病(PD)原因遺伝子Vps35の機能欠失ハエモデルを用い、神経機能やシナプスの形態学的解析を行い、Vps35が別のPD原因遺伝子LRRK2と協働してシナプス小胞動態を制御していることを確認した。Vps35機能欠失ハエでは、電気生理学的手法や電子顕微鏡を用いたシナプスの超微細構造の観察から、シナプス小胞のリサイクリングが減衰し、神経活動が低下していることが示された。その結果、ドーパミン神経の脱落や睡眠行動異常が生じていた。こうした異常は、Vps35の野生型を発現させることで回復されたが、病原性変異体の発現では回復効果が見られなかったことから、病原性変異は機能欠失変異と考えられる。また、LRRK2を過剰発現させることでも同様の回復効果が見られたことから、Vps35とLRRK2が同じシナプス小胞リサイクリング制御を担い、リサイクリングを亢進させることでVps35の機能欠失による異常表現型の回復が可能であることが示唆された。さらに、シナプス小胞動態制御に関わるRab5, Rab11の過剰発現も回復効果を示したこと、Rab5, Rab11とVps35が近接した場所に局在していることから、Vps35とLRRK2, Rab5, Rab11の相互作用によりシナプス小胞動態制御が行われていることが確認できた。これらの結果から、シナプス小胞リサイクリング機構を制御し、正常化させることがVps35変異による病態に対し、回復/治療効果を持つ可能性が示唆された。PD関連遺伝子には、Vps35やLRRK2以外にもシナプス小胞動態制御に関わることが推察されているSynaptojaninやAuxilinなどが含まれている。我々の研究結果とこうした知見から、PDの治療におけるシナプス小胞動態正常化の重要性が示唆された。パーキンソン病(PD)発症機序解明と的確な治療標的探索のため、小胞輸送に関わるPD関連遺伝子間のネットワーク構築と、それら遺伝子の機能欠失が示す共通の表現型同定を進めている。すでに、PD原因遺伝子LRRK2とVps35の協働によるシナプス小胞動態制御機構を解明しているが、当該年度は、LRRK2とAuxilin, INPP5Fの機能欠失を組み合わせることで、シナプス小胞動態制御に関わるsmall GTPase, Arl8の局在異常が生じることを明らかにした。Arl8は、シナプス形成やシナプス小胞前駆体の輸送に関わることが示唆されており、神経機能制御における重要な分子と考えられる。LRRK2の機能欠失は、シナプス終末でのArl8の蓄積を亢進しており、LRRK2の機能欠失が示す神経機能異常との関連が推察される。こうしたArl8の蓄積は、AuxilinやINPP5Fの機能欠失モデルでは見られないが、LRRK2の機能欠失とAuxilin, INP5Fいずれかの機能欠失を組み合わせることでLRRK2の機能欠失単独に比べ増加する。
肥満調節因子レプチンによる卵巣機能の調節に関する臨床的・基礎的研究

レプチンは脂肪細胞に由来する飽食因子であるが、遺伝的にレプチンあるいはレプチン受容体を欠損するヒトおよびマウスでは妊孕能が欠如するなど、生殖機能にも密接に関与している。本研究では、まず、ヒト妊娠とレプチンの関係を検討し、ヒト胎盤絨毛細胞がレプチンを産生分泌していることを明らかにした。ついで、出生後肝臓でレプチンを過剰に発現するトランスジェニックマウス(Tg)を開発し、生殖機能に及ぼす高レプチン血症の影響を検討し、以下の成績を得た。1)ヒト胎盤絨毛細胞にはレプチン遺伝子が発現しており、母体および胎児血中へとレプチンを分泌している。2)絨毛性疾患合併婦人の血中レプチン濃度は正常妊娠初期に比して著しく高値を示した。3)妊娠中毒症合併妊婦では血中レプチン濃度が著しく上昇していたが、これは低酸素負荷により胎盤でのレプチン産生が亢進したためと考えられた。5) Tgの血中レプチン濃度は同腹のnon-Tg(対照群)の6倍高値を示した。6)生殖機能の発現時期を膣開口日齢により検討すると、Tgの膣開口は対照群と比較して早期に発来した。7) 3週齢のTgの卵巣重量は、non-Tgより有意に高値を示したが、子宮重量は差がなかった。8) 4週齢のTgの卵巣重量は、non-Tgと差がなかったが、子宮重量は有意に大きかった。9) 811週齢のTgの発情周期(平均4.7日)はnon-Tg(5.4日)と差を認めず、両群とも妊娠可能であった。10) 11週齢のTgの卵巣及び子宮重量はnon-Tgと有意差を認めず、卵胞発育も対照群と差を認めなかった。以上、レプチンは生殖機能調節因子として中心的役割を果たしていること、および妊娠時には胎盤絨毛細胞で産生され、妊娠の生理・病理に関与している可能性が示された。体重の急激な増減と無月経・不妊症との密接な関係はよく知られている。これは主として間脳下垂体系の機能低下や多嚢胞性卵巣症候群(PCO)によるものと考えられているが、詳細はあきらかではない。本研究は、肥満遺伝子(ob gene)の産物であり、脂肪より血中に放出される肥満調節因子レプチンに注目し、排卵障害を中心とした不妊症におけるレプチンの関与についてあきらかにするとともに、レプチンの卵巣への直接作用につき検討を加えることを目的としたものである。ヒト血中レプチンのラジオイムノアッセイ(RIA)系についてはすでに確立し、主として胎盤絨毛や新生児血液中のレプチン濃度についてすでに報告している(研究発表欄参照)。現在、月経周期の各時期にある婦人の血液、ならびに体重減少性無月経や種々の原因の不妊症患者の血液サンプルを集積しており、レプチン濃度の測定ならびに解析を近々行う予定である。またレプチンの卵巣への直接作用について検討を加えるため、ヒトならびにブタの卵巣細胞(顆粒膜・萃膜細胞,黄体細胞)培養系を用い、その増殖能やステロイド産生能に対するレプチンの作用を検討した結果、preliminaryにではあるが、レプチンがゴナドトロピンによる顆粒膜細胞のステロイド産生能を修飾しうる結果を得た。現在種々の条件を変えて追試・確認中である。

また現在、ob gene欠損マウスの顆粒膜細胞培養系を確立しつつあり、これを用いた検討も行う予定である。レプチンは脂肪細胞に由来する飽食因子であるが、遺伝的にレプチンあるいはレプチン受容体を欠損するヒトおよびマウスでは妊孕能が欠如するなど、生殖機能にも密接に関与している。一方、痩せた婦人では初潮が遅いこと、過度の体重減少が生殖機能を低下させることなどより、生殖機能の発来や維持には適度な脂肪組織が必要であると考えられている。しかし、レプチンが過剰に存在した場合の生殖機能に及ぼす影響については明らかでない。本研究では、出生後肝臓においてレプチンを過剰に発現するトランスジェニックマウス(Tg)を開発し、生殖機能に及ぼす高レプチン血症の影響を検討した。本年度は以下の成績を得た。1) Tgの血中レプチン濃度は同腹のnon-Tg(対照群)の6倍高値を示した。2) Tgの食餌摂取量はnon-Tgの約70%で、体重増加も約70%と有意に抑制されていた。3)生殖機能の発現時期を膣開口日齢により検討すると、Tg(n=10)の膣開口(27.7±0.5日)は対照群(29.0±1.0日)と比較して早期に発来した(P<0.05,log-rank test)。4) 3週齢のTgの卵巣重量は、non-Tgより有意に高値を示したが、子宮重量は差がなかった。5) 4週齢のTgの卵巣重量は、non-Tgと差がなかったが、子宮重量は有意に大きかった。6) 811週齢のTgの発情周期(平均4.7日)はnon-Tg(5.4日)と差を認めず、両群とも妊娠可能であった。7) 11週齢のTgの卵巣及び子宮重量はnon-Tgと有意差を認めず、卵胞発育も対照群と差を認めなかった。以上、レプチン過剰発現トランスジェニックマウスでは脂肪組織が欠損しているにもかかわらず、性成熟が早期に発来し、妊孕性も維持されていることが示された。すなわち、レプチンは生殖機能調節因子として中心的役割を果たしていることが示された。
オートファジーを制御する二量体インドールアルカロイドの探索および作用機序の解明

Leuconotis属およびTabernaemontana属植物を素材として、オートファジーを制御する二量体モノテルペンインドールアルカロイドの探索:30年度には、引き続きマレーシア産Leuconotis eugenifoliusを素材として、二量体モノテルペンインドールアルカロイドの探索を行った。その結果、1種の新規ビスインドールアルカロイドを単離し、その構造を各種二次元NMRにより明らかにした。また、新しい素材として、インドネシア産Tabernaemontana macrocarpaの成分探索を行った。その結果、2種の新規を含む、計7種のモノテルペンインドールアルカロイドドの分離に成功し、それらの構造を各種二次元NMRにより明らかにした。A549細胞に対しての細胞増殖阻害活性およびオートファジー誘導について:Leuconotis属およびVoacanga属植物を素材として、オートファジーを制御する二量体モノテルペンインドールアルカロイドの探索:インドネシア産Voacanga grandifolia、マレーシア産Leuconotis griffithiiおよびLeuconotis eugenifoliusを素材として、オートファジーを制御する二量体モノテルペンインドールアルカロイドの探索を行った。インドネシア産Voacanga grandifoliaから、1種の新規を含む、計4種の二量体モノテルペンインドールアルカロイドを単離した。それらの構造を各種二次元NMRにより明らかにした。また、マレーシア産Leuconotis griffithiiおよびLeuconotis eugenifoliusから、3種の新規を含む、計4種の二量体モノテルペンインドールアルカロイドの分離に成功し、それらの構造を各種二次元NMRにより明らかにした。得られた化合物については今後、活性評価の検討を行う。Bisleuconothine Aのオートファジー誘導の分子機構の解析:Bisleuconothine Aのオートファジー誘導の分子機構の解析については、ターゲット分子の同定に有効なDARTS(Drug Affinity Responsive Target Stability)法を用いる予定であり、現在、DARTS法の条件(プロテアーゼの種類、濃度や処理時間等)を検討している。インドネシア産Voacangaを素材に、1種の新規を含む計4種ビスモノテルペンインドールアルカロイドの単離に成功し、また、マレーシア産Leuconotis griffithiiおよびLeuconotis eugenifoliusを素材に、3種の新規を含む、計4種のビスモノテルペンインドールアルカロイドの分離に成功した。現在さらなる研究素材としてLeuconotis griffithiiおよびLeuconotis eugenifolius(別ロット)の検討を行っており、新たな知見が得られるものと考えられる。A549細胞に対しての細胞増殖阻害活性およびオートファジー誘導について:引き続き、Bisleuconothine Aのオートファジー誘導の分子機構の解析を行う。引き続き、アルカロイド画分の分離・精製;構造解析・絶対立体配置の決定;化合物の活性評価・オートファジーの抑制の検討を行うDARTS法に関係する試薬の価格が次年度使用額より高いため、次年度研究経費と合わせて、DARTS法や生物活性評価に関係する研究経費として使用する予定。
ダウン症候群に伴う急性巨核球性白血病の転写因子による発症機構

ヒトの悪性腫瘍は、多段階の遺伝子異常が蓄積して発症する。21番染色体の過剰が原因であるダウン症は、最も多い染色体異常症で、約10%の症例にTransient myeloproliferative disorder(TMD)という前白血病を発症し、その2030%は生後4年以内に急性巨核球性白血病(AMKL)を発症する。このため、ダウン症は白血病の多段階発症の仕組みを理解するために、たいへん良いモデルである。最近、我々は、GATA-1遺伝子の変異がダウン症のTMDとAMKLで高率に見られ、いずれの症例もN末端の転写活性化ドメインが欠落した変異GATA-1が発現していることを発見した(Blood 2003)。本研究では、ダウン症の白血病発症の仕組みを分子レベルでさらに明らかにすることを目的に転写因子GATA-1とBACH1の解析を進め、以下の点について明らかにした。1.GATA-1遺伝子の変異はTMDが発生する段階で出生前に生じることを一卵性双生児のTMDの症例の解析から明らかにした。2.GATA-1遺伝子の変異は、非ダウン症のAMKLでも頻度は低いが生じることを明らかにした。3.変異したGATA-1と協同して働く21番染色体上の遺伝子を同定するため、その候補遺伝子BACH1のトランスジェニックマウスを作製した。BACH1の過剰発現はin vivoでNF-E2転写因子の機能を抑制し、巨核球分化を障害することを明らかにした。