hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト型糖鎖を持つ抗体生産を可能にする大腸菌宿主の開発

現在、大腸菌での抗体タンパク質の生産性について検証しているので、その結果を見て今後の方針を検討したい。糖鎖生物学研究がやや遅れていたため、必要な試薬の購入を実施しなかった。平成29年度には、平成28年度分の研究も進捗し、問題なく研究を進めることができ、予算を活用できるものと考えている。
酸素不定比により誘起される3d遷移金属酸化物の金属非金属転移

本研究では3d遷移金属酸化物中での金属非金属転移へ酸素不定比が及ぼす影響について考察するためMn, Ni, Cuを含む酸化物を中心として種々の実験を行い、その結果について考察した。Mnを含むペロブスカイト型酸化物LaMnO_3に対しては、LaをSr, Na, K, Rb等の大きなイオンで置換を行うと共に、キャリアードープを行った。その結果、酸素雰囲気下1120°Cで焼成した試料は全て菱面体晶をとり、Mnの価数は3.253.45であり、置換に伴ってMnの価数は系統的に変化しないことが判明した。構造解析の結果、TcはMn-O-Mn角度に大きく依存することを見出した。この結果は高圧下でのTcの変化をうまく説明できた。また、A-サイト欠損型ペロブスカイトLa_<1-x>MnyO_3のA-サイト空孔にLiを挿入することによりMnの価数を変化させ、Tcを測定したところ、A-サイトが完全に充填されると構造が変化し、その際のTc変化はLi挿入によって引き起こされる価数変化よりもむしろ構造に依存することを見出した。この結果はイオン置換の結果と完全に一致する。Ni, Cuを含むK_2NiF_4型酸化物La_2NiO_4+δとLa_2CuO_4+δに対しては低温下で酸素の拡散挙動について検討するため、断熱法により比熱測定を行った。その結果La_2NiO_4+δでは低温で2相分離に伴う酸素の拡散が進行すること、一方、La_2CuO_4+δでは変位型相転移は観測されるが相分離は起こらないことが判明した。また、Feを含む1:1規則ペロブスカイトSr_2(FeMo)O_6におけるフェリ磁性と金属的伝導の起源を探るため、この試料の再現性のある合成法を確率した。
強い衝撃波背後の鈍頭物体に対する亜音速逆方向ジェットによる熱防御システム

亜音速逆方向ジェットによる極超音速飛翔体の翼前縁の熱防御を検討する。最も高温になる淀み点周りの気流の振舞いを圧縮性Navier-Stokes方程式に基づき数値解析極超する。数値解法は代表者が開発したロバストで低散逸な衝撃波捕獲スキームを用いる。計算は京都大学メディアセンターのスーパーコンピュータを使用する。申請期間中の研究の進展によって、衝撃波背後から来る摂氏1000度を超える高温気体と摂氏100度の冷却気体は淀み点近傍で混合し、それらは翼面上で乱流境界層を形成することが判った。衝撃波捕獲スキームは乱流解法であるLES法になり、本研究ではその乱流解析の為のチューニングも併せて行う。
湯川・朝永・坂田記念史料の整理および史料記述データベースの整備

日本における素粒子物理学の発展への道を開いた湯川秀樹・朝永振一郎・坂田昌一の遺した資料を保存する記念史料室等で、その資料を近年のアーカイブズ学の知識によってカタログ情報を国際標準に準拠する史料記述の形式で統一的にデータベース化することにより、史料整理と保存の体制整備と利用促進を図った。それにより、未整理であった資料を含め記念史料の全体について把握が可能になり、その管理について見通しが良くなった。さらにそのデータベースは、ネットワーク経由で相互参照(横断検索)が可能なオンライン検索システムを採用して一般向けに提供するための環境づくりを行ったので、当科研費事業の終了後にもその整備と運用の継続が可能になり、様々な研究課題に利用できるようになり、現実にこれらの史料の参照の要求にこたえることが可能になった。はじめに湯川、朝永、および坂田記念史料室が収蔵する資料の既存の目録と現況との照合確認を行い未整理資料の整理の方針の検討を行った。またアーカイブズ資料(史料)の標準的な概念を理解し、本研究で採用するデータベース化の標準(EAD)に準拠するデータ作成手順の検討を行った。国文学研究資料館が運用する「史料情報共有化データベース」と「EAD-XML検索システム」からなるシステムは入力からEAD準拠形式への変換および公開・検索まで一通りできるので、そこにデータ入力することとした。坂田史料室のように作業場所にインターネット環境が整えられない場合には、EAD標準に変換できるよう設定した簡易データベースでローカルなPCに入力をしていく方針を取る。データベース化は既存の目録のデータを照合を行いながら入力することから開始し未整理分の資料の整理分別作業と並行しながら入力を進めることになった。未整理資料の整理の方針は、資料の収蔵状況によるまとまりの単位の階層性を考慮し、上の階層のデータを作成し全貌を掴むこと、またその単位ごとに優先度を判断し、より詳細の資料データ作成の順序を設定して行く方針をとった。この作業に以前から関わりのあった科学史家の協力を得て行われた。しかし、インターネット経由でのデータ入力作業は能率が上がらないこと、国文研のシステムと入力データの整合性の確認など、システム管理者との協力体制が必要であったが十分な連携がとれないといった問題が見られ、次年度への課題として残された。また、劣化が懸念される資料の長期保存、頻繁なアクセスに耐えるようにするため、および将来インターネットで資料公開を可能にするためにデジタル化の作業の検討が行われ、一部の資料のデジタル化が行われた。前年度から継続して未整理資料の優先度付け作業とそれに伴う詳細データ作成入力作業を行った。とくに湯川史料室においては優先度付けの作業は資料の内容の意味を判断できる物理学の専門家によって精力的に行われた。また朝永史料室では現物資料との照合の間違いなく効率良くするため、データベースに照合のための情報を付加して整理の手順を整備した。坂田史料室では坂田氏以外の物理学教室関係者(有山、早川等)の資料とともに管理することになったのでそれもふくめ未整理の坂田史料室の資料の入力がすすめられた。これらの作業は物理学の専門家のみではなく科学史研究者も協力して行われた。また坂田史料室では建物の耐震工事のため史料室の移転に伴う作業が加わった。湯川および朝永史料室では資料のデジタル化がすすめられ、ネット公開の準備も始められた。それに関連して公開に際して検討すべき法制度的な課題を検討する研究会を開いて専門家の意見を聞いた。前年度からの課題であった入力作業の円滑化をはかるため、湯川史料室および朝永史料室においても坂田史料室と同様に、国文学研究資料館「史料情報共有化データベース」にインターネット経由で直接入力する方式からローカルPCでの簡易データベースによる作業に切り替えた。そのため国文研に蓄積されたデータをPCにエクスポートする仕組みを整備した。また国文研のシステムをサーバとして使用したためにPCのデータを再投入するのがよいか、別の公開・検索のためのサーバを構築するか、検討が必要となった。その準備としてサーバPCの試験機を導入し、そのためのソフトウェアの整備等に着手している。各記念室でFilemakerまたはEXCELで史料のデータベースを整備しているのを、Archonを採用して公開用の統合サーバーを設置する検討の作業を開始した。サーバの設置が可能なところとして京大の基礎物理学研究所が候補に挙がりその検討がなされたが、年度内に実現を見なかったもののその後実現することになった。現在、試験的な運用が行われている。科研費の事業が今年度で終了するので、そのまとめにこの事業と各記念史料室の資料を紹介する冊子の作成が企画されその編集を行った。冊子は東日本大震災のため年度内に完成することができず、繰り越しが承認されて2か月遅れて完成、関係者や研究教育機関の図書館等に寄贈した。またネットでの公開がなされている。
細胞内小胞輸送におけるイノシトールリン脂質の包括的解析

細胞内小胞輸送は、膜タンパク質の局在化や分泌を担っている。イノシトールリン脂質は膜成分の一つであるが、細胞内小胞輸送における役割は詳細には明らかになっていない。本研究では、生物発光共鳴エネルギー移動による脂質定量やFKBP(FK506-binding protein)/FRB (FKBP12-rapamycin binding)ドメインのラパマイシン依存的な二量体化応用した脂質操作系を利用し、イノシトールリン脂質における小胞輸送の役割を包括的に解析する。
ゼータ関数の解析的性質及び，数論への応用

本研究はゼータ関数と数論との関係性を論じるものである。一般的に有名なRiemann予想は素数と深い関りがあることは広く知られている事実であるが、素数には双子素数予想やゴールドバッハ予想のようにRiemann予想が解決されても解決されない問題が数多くある。そこで本研究が目指す最終的な目標はゼータ関数と数論の関係をより深く考察し、ゼータ関数をより多くの数論の問題に応用させることである。そのために本研究では、諸々の予想を背景として、古典的なRiemannゼータ関数やRiemannゼータ関数をさらに一般化した様々なゼータ関数たちの解析的性質を整理し、それらを数論の問題に適用することを行う。
円筒型液体貯槽の地震時非線形挙動の解明

従来,定量的に調べられていなかった水平地震動と上下地震動が同時に作用した時の円筒型液体貯槽のロッキング・横すべり連成応答について貯槽の弾性変形を考慮した力学モデルを構築し,その発生メカニズムを解明すること,および,面外剛性面内剛性に比べ圧倒的に小さい浮き屋根の流力弾性応答に関する動的挙動の高精度な応答解析手法の確立することを目的として研究を行った結果,以下の成果を得た.1.貯槽を剛体と見なし,ロッキング・横すべり同時発生を考慮した計算モデルと横すべりのみを考慮した計算モデルを構築した.これらの計算モデルでは,地盤から側板下端が浮き上がることを非線形ばねで,横すべりを非線形減衰係数で記述した.これらの計算モデルの数値シミュレーションプログラムを作成し,貯槽容量,摩擦係数,兵庫県南部地震の地震波を含む種々の地震波などをパラメータとして数値シミュレーションを行い,貯槽の基本的な地震応答特性を調べた.2.その結果,直径/波高さ比の大きい貯槽の方が小さい貯槽より,横すべりしやすいこと,横すべりの道のりが多くなることが明らかになった.また,ロッキング・横すべり同時発生を考慮した計算モデルと横すべりのみが発生する計算モデルの計算結果の比較から,横すべりの道もりが多くなることなど,ロッキングが横すべりに影響をあたえていることが明らかになった.3.浮き屋根式円筒型液体貯槽の地震時浮き屋根挙動について,エネルギー法に基づいて弾性体と流体の相互作用を表し,浮き屋根の自由振動性状を記述する計算精度の高い数学モデルを構築した.この数学モデルをもとに応答計算式を作成し,正弦波による応答計算を実施した.従来,定量的に調べられていなかった水平地震動と上下地震動が同時に作用した時の円筒型液体貯槽のロッキング・横すべり連成応答について貯槽の弾性変形を考慮した力学モデルを構築し,その発生メカニズムを解明すること,および,面外剛性面内剛性に比べ圧倒的に小さい浮き屋根の流力弾性応答に関する動的挙動の高精度な応答解析手法の確立することを目的として研究を行った結果,以下の成果を得た.1.貯槽を剛体と見なし,ロッキング・横すべり同時発生を考慮した計算モデルと横すべりのみを考慮した計算モデルを構築した.これらの計算モデルでは,地盤から側板下端が浮き上がることを非線形ばねで,横すべりを非線形減衰係数で記述した.これらの計算モデルの数値シミュレーションプログラムを作成し,貯槽容量,摩擦係数,兵庫県南部地震の地震波を含む種々の地震波などをパラメータとして数値シミュレーションを行い,貯槽の基本的な地震応答特性を調べた.2.その結果,直径/波高さ比の大きい貯槽の方が小さい貯槽より,横すべりしやすいこと,横すべりの道のりが多くなることが明らかになった.また,ロッキング・横すべり同時発生を考慮した計算モデルと横すべりのみが発生する計算モデルの計算結果の比較から,横すべりの道もりが多くなることなど,ロッキングが横すべりに影響をあたえていることが明らかになった.3.浮き屋根式円筒型液体貯槽の地震時浮き屋根挙動について,エネルギー法に基づいて弾性体と流体の相互作用を表し,浮き屋根の自由振動性状を記述する計算精度の高い数学モデルを構築した.この数学モデルをもとに応答計算式を作成し,正弦波による応答計算を実施した.
遺伝子導入で形質変換させた上衣細胞の移植による中枢神経の再生

我々はこれまでの研究で、ラットの脈絡叢上衣細胞を脊髄後索に移植することによって、後索線維の再生が促進される事を明らかにした。この細胞は培養系においても、共培養された脊髄後根神経節ニューロンの突起伸長促進作用を持つことを明かにした。脈絡叢上衣細胞の移植によっても再生軸索を損傷部位を越えて、さらに先の宿主組織内に進入させる事が出来ない。これは一般に中枢神経再生の大きな問題点である。損傷部分と宿主の正常組織との間に機能的なバリアーが形成されるわけで、このバリアーの形成を抑制することが中枢神経再生を実現させる大きな鍵となるものと考えられる。この問題に対して、最近ニューロトロフィンがバリアーの形成を抑制するという研究が発表されている。この研究から、我々はニューロトロフィンを強制分泌させた脈絡叢上衣細胞の移植によって、バリアーの形成を抑制できるのではないかと考えた。導入すべき遺伝子としてBDNFとNT-3を選んだ。これらの遺伝子の全長をクローニングし、プロモーターを備えたプラスミドのコンストラクトを作成した。ここ迄は達成されたが、プラスミドをアデノウイルスに組み込んで増殖させることが出来ないで足踏みしている。最初の計画では、遺伝子を組み込んだアデノウイルスを第四脳室に注入して脈絡叢上衣細胞に感染させることによってニューロトロフィンの遺伝子を上衣細胞に導入し、そのような遺伝子導入された上衣細胞を移植する。これによって、再生軸索が損傷部位を越えて宿主の組織に進入できるのではないかと考える。
多様体のトポロジーと幾何構造

無限次元リー群のトポロジーの研究河野明は最近数学の多くの分野で重要となっている自由ループ群についてそのホモロジー環の決定に成功した。この時群の基点つきループ空間へのadjoint作用が重要となる。ゲージ群の分類空間と主束の同型類の問題を考え、単連結閉4次元多様体上の主SU(2)束の場合にはゲージ群の分類空間のホモトピー型が主束を決定することを示した。Atiyah-Johns予想についても研究した。モ-スホモトピー論の研究深谷賢治が無限次元空間(主としてモジュライ空間)上のモ-ス函数族を用いてカップ積やコホモロジー作用素を定義し、それを用いてフレアホモロジーを研究した。代数幾何学の大域解析学への応用上野健爾、清水勇二は代数幾何学を応用して非線型微分方程式論を研究しKinizhinik-Zamolodchikov方程式について著しい成果を得た。またconformal field理論についても興味深い結果を得た。表現論の大域解析学への応用神保道夫、野村隆昭が表現論や量子群の手法を用いて幾何学の数理物理学への応用について多くの成果を得た。力学系理論の研究國府寛司が多様体上の種々の力学系の性質を研究し、homoclinic orbitの様子について著しい成果を得た。またこの分野の研究については京都大学大学院生浅岡正幸氏が中心となって情報収集にあたり、さらに研究の推進に重要な役割を果たした。多様体のトポロジーのうち次の分野を中心に研究を行ないそれぞれ下記の結果を得た。(1)無限次元リー群の位相幾何学的研究:この分野は代表者河野明を中心に研究を進め、ゲージ群特に閉単連絡4次元多様体の主SN(2)束の場合にその分鎖空間や群々のもののホモトピー型を2次チャージ類でどの程度の関連があるかを調べた。2次チャージ類が等しければ主束として同値で従ってゲージ群は同型となるが逆は一般には成立せずホモトピー型については完全な分類に成功した。また、多様体が4次元球面の場合には分鎖空間のホモトピー型による分類を完成させた。この方面の研究には分担者野村隆昭、神保道夫両氏の表現論的解析的協力を得た。また自由ループ群のホモロジー群におけるホップ代数構造やポントリャ-ギン積を考え例外群の場合にこれを完全に決定することに成功した。(2)4次元多様体のトポロジー:この分野では分担者深谷賢治が中心となりモ-スホオトピーの研究を行なった。ここでは分担者上野、丸山、清水の代表幾何学的方面からの協力と代表者河野、分担者西田の代表トポロジーとの関連についての協力が重要であった。(3)力学表現論との関係:この分野では分担者国府が中心となりコンレイ指数についての研究を行なった。この方面については上記(2)との関連の研究を継続中でありますまたより代数トポロジー的な研究も進んでいます。(1)無限次元リー群のトポロジーの研究この分野については代表者河野明が中心となり進められた。まず最近数学の多くの分野で重要となっている自由ループ群についてそのホモロジー環の決定に成功した。この方面の研究では研究協力者濱中裕明氏(兵庫教育大)の協力が重要であった。次に(2)とも関連する重要なゲージ群の分類空間がその主束をどの程度決定するかという問題に取り組み、幾つかの場合にはゲージ群の分類空間のホモトピー型が主束を決定することを示した。この研究には佃修一(京大理・学振特別研究員)の協力が重要であった。また、Atiyah-Johns予想についても研究した。一方、分担者西田吾郎はこの研究と関連して形式群についての著しい成果を得た。(2)モ-スホモトピー論の研究この分野については分担者深谷賢治が中心となって進められた。

まず無限次元空間(主としてモジュライ空間)上のモ-ス函数族を用いてカップ積やコホモロジー作用素を定義し、それを用いてフレアホモロジーを研究した。(3)代数幾何学の大域解析学への応用この方面の研究は分担者上野健爾、丸山正樹、清水勇二を中心に進められた。まず分担者上野、清水は代数幾何学を応用して非線型微分方程式論を研究しKinizhinik-Zamolodchikov方程式について著しい成果を得た。またconformal field理論についても興味深い結果を得た。さらに(2)との関連でベクトル場のモジュライ空間についての成果を分担者丸山と協力して得た。(4)表現論の大域解析学への応用この分野は分担者神保道夫、野村隆昭が担当し、表現論や量子群の手法を用いて幾何学の数理物理学への応用について多くの成果を得た。(5)力学系理論の研究この分野は分担者國府寛司が主として担当した。特に多様体上の種々の力学系の性質を研究し、homoclinic orbitの様子について著しい成果を得た。またこの分野の研究については京都大学大学院生浅岡正幸氏が中心となって情報収集にあたり、さらに研究の推進に重要な役割を果たした。
街路空間の快適化と活性化に関する研究

本年度は、前年度からの課題である映像による街路空間の評価と、具体的な「快適化・活性化」の「計画手法」の検討、および総合評価の理論系の整備について検討し、最終研究年度としてのできる限りのとりまとめを目指した。以下に、それらを具体的に記す。(1)映像による街路空間の評価58年度のアンケート調査の被験者に対し、具体的に指定街路の現状写真を提示し、各街路ごとに代表例4例をピックアップさせ、それらについて改めて、街路の「環境質」について問い、アンケート調査によるデータとの比較を行った(なお、戸別訪問調査の性格上、ビデオ映像はこの場合利用しなかった)。(2)修景映像による計画手法の検討58年度以来対象としている5地区の街路から、各2本ずつ選んで、種々の「修景」を写真映像のモンタージュによって行い、修景前のものとの「評価」の違いを検討した。被験者は、(1)の200人と、本学学生40人(このうち半数は計画・設計に関わる専攻生)とであり、これらの結果から、街路空間の「快適化・活性化」のための有効な手法の示唆を得ることができた。(なお、ビデオ映像については、本学学生の調査実験の補助手段として、有効に活用した。)(3)総合評価の理論系の整備58年度の「社会心理的環境質に関する調査」で得られた有効な15指標、とりわけ、街路の景観計画上重要な「感覚」関連の5指標について、(1)の調査との関係でその整合性を検討し、〈認識・意識指標〉と〈評価指標〉による総合評価の妥当性を確認した。本年度の研究作業は、上述のとおりだが、これらデータの図表化、また学会誌用原稿としてのとりまとめの作業等は、残念ながら本年度中には全ては完了しなかった。併わせて成果報告書の完成を急ぎたい。
高度情報通信社会下の教師教育に関わる内容・制度・形態の総合的研究

本研究では,以下の観点から21世紀における教師教育システムの体系化を図ることを目的とした。(1)教師教育のための制度的改善(2)情報通信技術を利用した自由度の高い教育形態とその支援(3)教師の新たな資質・能力・リテラシーの明確化とその育成方法(4)教科知識,教育知識,教育実践の統合カリキュラムと大学大学院の役割の提案(5)教師の教育実践力向上のための自己研究支援の方法具体的な研究成果として以下のものを得た。(2)分散型自己学習環境の開発と設計を行った。評価においては実際に教育現場で利用実践を行った。(3)教育情報,学習指導,授業実践等の分散データベースの構築と評価を行った。(4)教科・教職・実践のカリキュラムの統合を検討した。教師の教育実践力向上のための研修プログラムの開発を指導法,教育技術のレベルで行った。本研究では、21世紀に向けて多様な条件を充足させうる教師教育のあり方、内容、さらに制度そのものについて体系的、統合的に調査・検討していくことを目的としている。そのプロセスの中で、必要とされる教師教育のためのカリキュラムの開発、教師を対象とする情報通信技術を利用した遠隔教育の実践による方法論的可能性の検討、相互作用的な教育支援システム(教育情報、指導情報の分散データベース・システムの構築等)、教師の自己学習支援システムなどの開発を行う。本年度は、下記の項目に従って研究を進めた。(1)先進諸外国(アメリカ、イギリス、オランダ、ドイツ、オーストラリア等)における教師教育制度、内容の実態調査を行なった。(2)21世紀に向けた教師教育のあり方、制度、内容の総合的調査を行なった。(3)現行制度や教員養成大学・学部の問題点、改善点に関する総合的調査を行なった。(4)高度情報通信社会の社会構造を予測し、教育形態を体系化した。(5)21世紀における新しい教師像と資質・能力を検討した。(6)VODを利用した教師用知的検索システムを設計した。本年度は、平成9年度の研究成果を踏まえて、下記の項目に従って研究を進めた。(1)教師研修のための遠隔教育システムの構成として、学校をベースにした情報教育に関するカリキュラム構成と遠隔教育における教授モデルを提案した。また、このモデルのセルに対するガイドシナリオを作成し、統合的学習環境の一部を開発した。(2)遠隔教授モデルのコンテンツを作成した。具体的には、各システム開発サイト(電通大,新潟大,岡山大,兵教大,鳴教大,上教大)において,教科「情報」に関するWeb型CAIシステムを作成した。(3) VODを利用した授業に関する映像検索機構を実現するために、映像ユニットのインデックス内容を検討した。また、映像ユニットを作成するために情報教育に関する授業のビデオを撮影し、映像のスライシングを行った。さらに、映像検索機構の設計・開発を行い、いくつかの実践を試みた。(4)遠隔講義環境及び遠隔グループ活動支援環境に関する実験をシステム開発サイトで行い、分散環境下での各メディアの利用可能性について検討した。(5)調査・アンケート活動として、アメリカの教師教育に関する制度を調査した。また、情報教育のための教員研修の内容・課程認定科目と実施方法に関するアンケート調査を行った。さらに、「情報化教育法」の内容、教材、指導方法に関するアンケート調査を行った。本研究では以下の課題を統合的に扱い,21世紀における教師教育システムの体系化を図ることを目的とした。(1)教師教育のための制度的改善(2)情報通信技術を利用した自由度の高い教育形態(問題点をも含めて)とその支援システム(3)21世紀に向けだ教師の新たな資質・能力・リテラシーの明確化とその育成方法(4)教科知識,教育知識,教育実践の統合的カリキュラムと大学・大学院の役割の提案(5)新たな総合的学習に対応しうる内容とその実践能力(6)教師の教育実践力向上のための自己研究支援の方法本年度は,平成10年度の研究成果を踏まえ,下記の項目こ従い研究を進めた。(1)遠隔教育システムとSchoolBasedCumculumの連繋についての検討を行った。

前年度まで,遠隔教育システムのあり方と現職教員の学校にいながらの大学院履修のあり方の検討を独立して進めてきたのを受け,今年度は両者が相補的に機能する融合的な教師教育の形態を制度的な改善の方向性とあわせて検討した。(2)分散型自己学習環境の設計と開発と譜面を行った。インターネット,マルチメディア等の情報通信技術による分散型の自己学習環境をとくに教育的な視点から検討・評価した。評価においては実際に教育現場で利用実践を行った。(3)インターネット環境での教育情報,学習指導,授業実践等の分散データベースの構築と評価を行った。教師の教育実践支援,および自己啓発のためのインターネット環境(Web)での分散データベースの開発,及び,学校現場の教師の利用による評価を行った。(4)教科・教職・実践のカリキュラムの統合を行った。前年度までにまとめられた統合カリキュラムをもとに,教師の教育実践力向上のための研修プログラムの開発を,指導法,教育技術のレベルで行ったこれらは分散型自己学習環境の具体的が研修内容として実装された。(5)評価実験および実践部分までの研究成果を国際学会で発表した。
微小環境の動的変化を用いた幹細胞の機能制御技術

本研究課題では幹細胞微小環境モデルの動的変化を用いて幹細胞の機能(分化・自己複製)を制御する新しい技術基盤の開拓を目指している。(WP1)「化学的刺激による造血幹細胞の自己複製と遊走の制御」では、「臨床薬の作用機序を造血幹細胞の変形と運動の時空間パターン(動的表現型)によって識別する」という成果(Monzel,... Ho, and Tanaka, Sci. Rep. (2018))をさらに大きく発展させ、これらの実験結果を定量的に再現する数理モデルを確立した(Ohta,... Ho, and Tanaka, Sci. Rep. (2018))。(WP2)「物理的刺激による間葉系幹細胞の自己複製と分化の制御」では、連携研究者中畑と開発した「弾性率を動的に可逆変化できるヒドロゲル基板」を用いて、一か月にわたって9割近くの間葉系幹細胞の多分化能を維持できること、また硬さを周期的に変化させることによって幹細胞の自己複製を抑制できることを示した(Linke, Nakahata,.. Tanaka,論文準備中)。(WP3)「細胞間接着を使った幹細胞の多能性維持」では、細胞接着が弱いナノファイバー上では多能性遺伝子が維持されることを報告した(Wu,.. Tanaka, Liu, Stem Cell Rep. (2018))。また連携研究者長谷川らとともに、上記ヒドロゲル基板上でヒトhiPS細胞が接着・コロニー形成する過程を追跡、多能性遺伝子の維持も確認した。2年目である平成30年度は、昨年度確立した細胞微小環境モデルや細胞力学計測手法をフルに活用して、研究代表者である田中が指揮をとり、各研究分担者および連携研究者と協力して、幹細胞の自発的変形と運動の新たな知見に関してそれぞれの系において大きな成果を挙げることができた。特筆すべき成果としては造血幹細胞にケモカインなど外部因子が与える影響を定量記述する数理モデルの確立が挙げられる。また、当初は計画していなかった「表面トポグラフィーを可逆的に変調できる基板を用いた細胞の動的応答」や「細胞内の化学組成の空間分布をナノメータ精度で画像化する」といった成果を挙げるなど、いくつかのテーマでは申請時の研究計画を超えて研究を展開することができた。また本研究課題の推進に当たっては昨年度から引き続き技術補佐員を雇用することで、細胞の拡大培養や細胞微小環境モデルの作成など、効率的に研究を推進する体制を既に整えている。研究組織内の連携を進める中で、多能性幹細胞の安定培養などいくつかの課題が明らかとなったが、これらの課題に対応するため研究組織内で議論・試行を十分に行うことで、当初の研究計画に大きな変更を加えることなく研究を推進することができると考えている。上述のように、本研究課題は非常に順調に進捗しており、最終年度である今年度は各WPについて以下のような方策で研究をさらに展開していく。(WP1)骨髄微小環境において重要な細胞接着分子であるNカドヘリンの阻害剤を用いて、造血幹細胞の接着・変形・遊走を精密測定する。造血幹細胞の自己複製培養技術の基盤創出の第一歩として造血幹細胞の対称・非対称な自己複製過程をタイムラプス顕微鏡観測により明らかにする。(WP2)硬さを自在に変調できるヒドロゲル基板上での間葉系幹細胞の多分化能の維持について、実際に骨分化や脂肪細胞への分化の検証を行う。基板の動的な弾性率変化に対する応答メカニズムを明らかにするために、細胞が自発的に生み出す牽引力の力場解析を行うことで細胞の力学的応答機構に関する理解を深める。(WP3)硬さを自在に変調できるヒドロゲル基板上でのヒトiPS細胞の培養のため、間葉系幹細胞に比べよりナイーブなiPS細胞の機能を損なわないマイルドな化学刺激を探索する。基板の接着性がiPS細胞の多能性に与える効果を定量計測して、ヒト多能性幹細胞の精密制御・精密解析技術の基盤創出を目指す。本研究課題では周囲の物理的・化学的刺激により誘引された環境の動的変化を用いて幹細胞の機能(分化・自己複製)を制御する新しい技術基盤の開拓と、幹細胞の動的応答メカニズムを明らかにすることを目指す。当該年度の実績を3つのワークパッケージ(WP)に分けて以下に概説する。(WP1)「化学的刺激による造血幹細胞の自己複製と遊走の制御」では、造血幹細胞の変形と遊走の時空間パターンを、臨床現場で使用されている2種類の細胞可動化薬剤および骨髄に存在する細胞誘導因子の存在下で定量した。薬剤の機能が細胞変形や遊走に与える影響を「動的表現型」として指標化し、これを用いることを国際誌にて提案した(Monzel, et al., Scientific Reports (2018))。(WP2)「物理的刺激による間葉系幹細胞の自己複製と分化の制御」では、分担研究者:吉川と光学系を設計し、共焦点光学系を反射干渉顕微鏡に組み込んだ装置の開発を行った。また、連携研究者:原田・中畑と、弾性率を動的に可逆変化できる水和ゲル基板を開発し、この上でヒト間葉系幹細胞が安定に接着するための表面機能化に取り組んだ。(WP3)「細胞間接着を使った幹細胞の多能性維持」では、人工多能性幹細胞(iPS細胞)をE-cadherinで機能化された脂質二分子膜の表面で安定に接着するための条件を、研究協力者:山本を中心に確立した。

一方、Coherent X-ray Diffraction Imagingによって凍結固定した細胞の表面構造と細胞内電子密度を数10 nmの空間分解能で測定する実験・解析手法を、マラリア感染性ヒト赤血球を用いて確立し、その成果を国際誌に発表した(Frank, et al., Scientific Reports (2017))。初年度である当該年度には、3つのWPについてそれぞれ、サンプルとなる細胞の増殖培養、物理刺激・化学刺激による細胞制御を可能とする細胞微小環境モデルの構築、弾性率・張力・接着力といった細胞力学の精密計測手法と、細胞の自発的変形と運動の解析手法の確立について、並列に推進してきた。そのために研究代表者である田中が指揮をとり、各研究分担者および連携研究者の専門と役割分担に基づき個別に研究を推進しながら、同時に組織内の連携を綿密に取ってきた。このような組織体制を構築することで、初年度にも関わらず大きな成果を挙げた。また、当該年度以降で計画していた光ピンセット装置を用いた細胞膜の張力計測(WP3)に関しては、連携研究者:鈴木を中心にC2C12筋芽細胞を用いて実験装置・解析手法を既に確立したほか、当初は計画していなかった「細胞形状と細胞内電子密度の可視化」という重要な成果を挙げることもでき(WP3)、いくつかのテーマでは申請時の研究計画を超えて研究を展開することができた。また本研究課題の推進に当たっては技術補佐員を雇用した。細胞の拡大培養や細胞微小環境モデルの作成など、実験手順の最適化を終えた範囲に関して業務を適切に分配することで、効率的に研究を推進する体制を既に整えている。一方当該年度には、研究組織内の連携を進める中で、安定な細胞接着、外部刺激への応答、定量的な解析の精度を担保する測定手法を同時に実現できる実験系を構築する上で、いくつかの課題が明らかとなった。これらの課題に対応する方策については研究組織内で既に議論・試行を十分に重ねており、当初の研究計画に大きな変更を加えることなく研究を推進することができると考えている。本研究課題では幹細胞微小環境モデルの動的変化を用いて幹細胞の機能(分化・自己複製)を制御する新しい技術基盤の開拓を目指している。(WP1)「化学的刺激による造血幹細胞の自己複製と遊走の制御」では、「臨床薬の作用機序を造血幹細胞の変形と運動の時空間パターン(動的表現型)によって識別する」という成果(Monzel,... Ho, and Tanaka, Sci. Rep. (2018))をさらに大きく発展させ、これらの実験結果を定量的に再現する数理モデルを確立した(Ohta,... Ho, and Tanaka, Sci. Rep. (2018))。(WP2)「物理的刺激による間葉系幹細胞の自己複製と分化の制御」では、連携研究者中畑と開発した「弾性率を動的に可逆変化できるヒドロゲル基板」を用いて、一か月にわたって9割近くの間葉系幹細胞の多分化能を維持できること、また硬さを周期的に変化させることによって幹細胞の自己複製を抑制できることを示した(Linke, Nakahata,.. Tanaka,論文準備中)。(WP3)「細胞間接着を使った幹細胞の多能性維持」では、細胞接着が弱いナノファイバー上では多能性遺伝子が維持されることを報告した(Wu,.. Tanaka, Liu, Stem Cell Rep. (2018))。また連携研究者長谷川らとともに、上記ヒドロゲル基板上でヒトhiPS細胞が接着・コロニー形成する過程を追跡、多能性遺伝子の維持も確認した。
マウスポックスにおける初期防御の解析

マウスを用いてウイルス感染症における生体防御機構の全容の解明に着手した。使用したウイルスは、全身性に顕性感染を引き起こすマウスボックスウイルスと潜伏感染の病像を生じるマウスサイトメガロウイルスである。マウスボックスウイルスを用いたこれまでの解析で明らかになったことは、(1)抗アシアロGMI抗血清によるマウスの前処置、あるいは先天的にNK細胞が欠落したマウス(beige mouse)ではボックスウイルス投与後の体内臓器ウイルス価およびウイルス大量接種後の致死率が非処置あるいは正常マウスに比べ著明に高かった。(2)ボックスウイルス投与後、24時間後をピ-クとして血中のインタ-フェロンγ値が上昇する。これらの結果より、ボックスウイルス感染後はNK細胞がその初期防御にあたること、インタ-フェロンはその直接の抗ウイルス効果と並行してNK細胞を活性化することによっても抗ウイルス作用を果たすことが示唆された。抗αβ抗体あるいはγδ抗体をマウスに前投与してマウスTリンパ球の中のαβ型T細胞あるいは、γδ型T細胞を選択的に欠除させたマウスを作り、それらにマウスサイトメガロウイルスを接種して各臓器のウイルス価を測定した。興味深いことにαβ型T細胞が欠損した場合は肺のウイルス価は非処置マウスに比べ有意差はないのに対し、γδ型T細胞が欠損した場合は肺のウイルス価が著しく増加した。このことは臨床的に問題となるサイトメガロウイルス肺炎ではγδ型T細胞がその初期防御を担当していることを強く示唆するものである。
早産における病原微生物の意義(周産期感染症予防の試み)

妊婦膣分泌物および妊婦膣子宮頚管粘液を臨床検体として、妊娠20週35例、妊娠30週35例、妊娠34週40例の合計110例の検討を行った。このうち、正期前陣痛、正期前前期破水などの羊水感染をきたした症例は合計6症例であり、残りの104症例は羊水感染をきたすことなく正常分娩に至った症例であった。1.細菌学的検討妊婦膣分泌物および妊婦子宮頚管粘液ともに、いずれの妊娠各時期においても羊水感染症例では、正常例に比較して、検出菌株数が有意に増加していた。また、妊婦子宮頚管粘液から検出された細菌は、必ず妊婦膣分泌物からも検出されており、上行性感染を支持する結果となっていた。2.感染局所におけるS. agalactiae抗原の存在膣分泌物中の15症例に、子宮頚管粘液中の8症例にS. agalactiae抗原の存在が認められた。正期前陣痛、正期前前期破水などの羊水感染をきたした6症例では1症例にS. agalactiae抗原の存在が認められた。3.感染局所におけるエンドトキシン値正期前陣痛、正期前前期破水などの羊水感染をきたした6症例中の5症例で子宮頚管粘液中のエンドトキシン値が高くなる傾向が認められたが、膣分泌中のエンドトキシン値には、明らかな傾向は認められていない。症例数が少ないため、カットオフ値を定めるには至らなかった。今後も症例数を増加させて検討していく必要がある。
「カーマ・シャーストラ」の発見と受容-その書誌学的、文献学的研究-

「カーマ・シャーストラ」とは古代インドに於いて発達を見た「カーマ[欲望/性愛]の科学」と言うべきものである。それはヒンドゥー教や仏教などのインド起源の諸文化を理解し、近代日本人の精神形成を考える上で、不可欠で重要なものと言える。そうしたカーマ・シャーストラの近代日本に於ける発見と受容を、散逸しつつある貴重な書物についての書誌を作成し、その関連文献を網羅的に収集し、諸資料を読解することを通じて、具体的かつ歴史的に解明した。・情報交換・情報収集用、文献整理用のパソコン・システム、及び経年劣化を受けている破損し易い貴重な文献の書影等のデータを蓄積する為の画像デジタル処理機材を、報告者の所属機関の個人研究室に設置し、研究環境を整備した。・以下の(1)(2)(3)に見る通り、「カーマ・シャーストラ」関連文献の調査・収集を遂行し、それと並行して資料の解読・同定を進め、資料相互の関係を關明しつつ、整理した。(1)わが国の「カーマ・シャーストラ」の発見と受容に力点を置いた今年度は、その中心となる最初の和訳『カーマ・スートラ』の翻訳者たる大隅為三とサンスクリット原典からの最初の和訳『カーマ・スートラ』の翻訳者たる泉芳環の両名に関して重点的に調査を進め、「カーマ・シャーストラ」の発見・受容が日本近代に果たした意味・役割を重層的に考察した。中でも日本近代黎明期の代表的なインド学者である泉芳環の業績を、その経歴までも含めてほぼすべてにわたって調査し、文献に関しては、購入・複写を通じて網羅的に収集して、精度の高い著作目録を作成した。成果の一部は近々論文として発表する予定である。(2)報告者による準備研究の成果の一端である外国語・邦語「カーマ・シャーストラ」文献リストの充実を図り、未入手、未調査の文献の調査をさらに進めた。(3)「カーマ・シャーストラ」原典・翻訳などの基本典籍を、スキャナー等でコンピュータ内に蓄積し、コンピュータでの利用を可能にした。また稀襯本に関しては、書影データ等を蓄積した。その一部は研究冊子の中で公表する予定である。・前年に引き続き、情報交換・情報収集用、文献整理用のパソコン・システム、及び経年劣化を受けている破損し易い貴重な文献の書影等のデータを蓄積する為の画像デジタル処理機材を、報告者の所属機関の個人研究室に設置し、研究環境を整備した。・「カーマ・シャーストラ」関連文献の調査・収集を遂行し、それと並行して資料の解読・同定を進め、資料相互の関係を闡明しつつ、整理した。わが国の「カーマ・シャーストラ」の発見と受容に力点を置き、サンスクリット原典からの最初の和訳『カーマ・スートラ』の翻訳者たる泉芳〓に関して特に重点的に調査を進め、泉芳〓氏個人の「カーマ・シャーストラ」の発見・受容の内実を資料に基づいて検証し、それが日本近代に果たした意味・役割をさらに重層的に考察した。文献に関しては、購入・複写を通じて網羅的に収集して、より精度の高い著作目録の作成を目指した。・前年に引き続き、報告者による準備研究の成果の一端である外国語・邦語「カーマ・シャーストラ」文献リストの充実を図り、未入手、未調査の文献の調査をさらに進めた。・前年に引き続き、「カーマ・シャーストラ」原典・翻訳などの基本典籍を、デジタルカメラ等でコンピュータ内に蓄積し、コンピュータでの参照閲覧を可能にする作業を進めた。・『カーマ・スートラ』及び注釈書の文献学的解読の成果を反映させた論攷「猿の心」をまとめ発表した。その一環として、泉芳〓氏が館長を務めたこともある大谷大学図書館へ出張調査するなどして、その成果を網羅的な「泉芳〓教授著訳書論文目録-「カーマ・シャーストラ」受容史構築のために(2)-」としてまとめて発表した。懸案であった貴重な文献の書影の一部も同論攷の内に公表することができた。

・「カーマ・シャーストラ」の一例としてカーリダーサの名作戯曲『シャクンタラー姫』に注目し、泉芳〓氏や河口慧海氏などによるその受容史の実態を精査し、その成果を論攷「戯曲『シャクンタラー姫』の和訳-「カーマ・シャーストラ」受容史構築のために-」としてまとめ発表した。
進行性糸球休疾患における増殖因子(TGF-β)の持続的活性化機序

1)腎組織でのマトリックス蛋白の局在とTGF-βの発現正常組織および進行性腎病変にて、TGF-βとlatent TGF-βinding protein (LTBP)の局在、産生細胞、マトリックス蛋白との局在関係について、PCR、in situ hybridization、酵素抗体法を用いて検討した。正常腎組織では、TGF-βmRNAは糸球体、すべての尿細管セグメント、血管にその発現が認められ、一方, LTBPmRNAは糸球体と血管には認められたが、尿細管には発現しておらず、正常腎組織の尿細管細胞はLTBPを持たないsmall latent TGF-βを産生することが明かになった。しかし、一旦、組織病変が進展すると、尿細管細胞のTGF-β、LTBPいずれも発現が著明となり、腎硬化病変に関与するlarge lafent TGF-βの重要なsourceと考えられた。増殖因子の組織修復における二面性修復に向かうべき増殖因子が糸球体硬化や間質線維化などの不可逆的組織変化過程では、mishealingやover-healingの方向に働いている状態と考えられる。このような増殖因子の二面性に関しては、TGF-βにおける活性化機序が注目される。TGF-βは潜在型で分泌され、その後、組織の障害度や炎症の程度に応じて、活性型になるという極めて念密な調節機構をもつと考えられる。我々の急性腎炎モデルでは活性型TGF-βが検出されたのに対して、慢性進行性モデルで検出されたTGF-β蛋白のほとんど潜在型であったことは、TGF-βの緩徐かつ少量の活性化が慢性炎症における特徴と考えられる。また、浸潤細胞や糸球体細胞により分泌された潜在型TGF-βは硬化部や線維化部のマトリックスと結合した形で一旦貯蔵されていた。生体内のマトリックスは常に合成と分解が繰り返されるが、硬化部位のマトリックスも同様のturnoverをうけていると思われる。硬化部位のマトリックスが蛋白分解酵素により分解される際、同時にマトリックス内の潜在型TGF-βが蛋白分解酵素により少量ずつマトリックスから遊離し、未知の機序により活性化を受け、シグナルレセプターと結合する。その結果、さらなるマトリックス蛋白の産生が促され、糸球体硬化や間質の線維化の持続や進展をもたらす可能性が考えられる。腎組織でのマトリックス蛋白の局在とTGF-βの発現進行性の糸球体疾患では、進展と強く結びつく分節性硬化や管外性変化などが高頻度に認められる。これらの病変とは異る蛋白組成が認められ、これがTGF-βの発現、活性化に影響を与えることで、進展に関与すると考えられる。今回、正常組織および進行性腎病変にて、TGF-βとlatent TGF-βinding protein(LTBP)の局在、産生細胞、マトリックス蛋白との局在関係について、PCR、in situ hybridization、酵素抗体法を用いて検討した。正常腎組織では、TGF-βmRNAは糸球体、すべての尿細管セグメント、血管にその発現が認められ、一方,LTBPmRNAは糸球体と血管には認められたが、尿細管には発現しておらず、正常腎組織の尿細管細胞はLTBPを持たないamall latent TGF-βを産生することが明かになった。

しかし、一旦、組織病変が進展すると、尿細管細胞のTGF-β、LTBPいずれも発現が著明となり、腎硬化病変に関与するlarge latent TGF-βの重要なsourceと考えられた。その他、糸球体と尿細管への浸潤マクロファージにも強いTGF-βとLTBPの発現が認められた。また、lage latent TGF-βの組織局在は糸球体硬化や間質の線維化部位のコラーゲン、フィブロネクチン、ラミニンと一致していた。このように、慢性の腎病変においては、尿細管や浸潤マクロファージにより産生されたlarge latent TGF-βはマトリックス内に蓄えられ、マトリックスの代謝に伴ってreleaseされ細胞表面で活性化されると考えられる。増殖因子の組織修復における二面性増殖因子が多くの腎疾患の病変形成に役割を果していることは明らかであるが、増殖因子が組織破壊的に作用するのか、組織修復的に作用するのかについては議論のあるところである。本来、組織損傷時に一過性に発現し、修復に向かうべき増殖因子が糸球体硬化や間質線維化などの不可逆的組織変化過程では、mishealingやover-healingの方向に働いている状態と考えられる。このような増殖因子の二面性に関しては、TGF-βにおける活性化機序が注目される。TGF-βは潜在型で分泌され、その後、組織の障害度や炎症の程度に応じて、活性型になるという極めて念密な調節機構をもつと考えられる。我々の急性腎炎モデルでは活性型TGF-βが検出されたのに大して、慢性進行性モデルで検出されたTGF-β蛋白のほとんど潜在型であったことは、TGF-βの緩徐かつ少量の活性か慢性炎症における特徴と考えられる。また、浸潤細胞や糸球体細胞により分泌された潜在型TGF-βは硬化部や線維化部のマトリックスと結合した形で一旦貯蔵されていた。生体内のマトリックスは常に合成と分解が繰り返されるが、硬化部位のマトリックスも同様のturnoverをうけていると思われる。硬化部位のマトリックスが蛋白分解酵素により分解される際、同時にマトリックス潜在型TGF-βが蛋白分解酵素により少量ずつマトリックスから遊離し、未知の機序により活性化を受け、シグナルレセプターと結合する。その結果、さらなるマトリックス蛋白の産生が促され、糸球体硬化や間質の線維化の持続や進展をもたらす可能性が考えられる。
抗癌剤耐性獲得における熱ショック蛋白質HSPB1の構造機能相関の解明とその応用

抗癌剤5-Fluorouracilと異なる作用機序をもつ抗癌剤paclitaxelの耐性獲得におけるHSPB1のオリゴマー構造とリン酸化,及び相互作用タンパク質の解析を行った。両耐性・感受性株において異なる分子量のオリゴマー構造をとること,そのリン酸化状態が異なっていることを明らかにした。また,HSPB1と相互作用するタンパク質としてCytokeratin 8, 18, 19及び他のタンパク質2種を同定した。抗癌剤5-fluorouracil(5-FU)に対する耐性を獲得した細胞株で,発現が増加し耐性に関与する蛋白質としてHSPB1を同定した。本研究では,耐性獲得におけるHSPB1の役割を,そのリン酸化・オリゴマー化・他の蛋白質との相互作用を解析することで明らかにする。5-FU耐性株におけるHSPB1のオリゴマー化とリン酸化の状態を解析したところ,150 kDa以下のオリゴマーと500 kDa以上のオリゴマーとして存在すること,それぞれのオリゴマーのリン酸化部位が異なっていること,特に150 kDa以下のオリゴマーが5-FU耐性株で増加していることがわかった。HSPB1のリン酸化部位が異なるとオリゴマー形成に影響することが示唆された。5-FU耐性株においてHSPB1と相互作用する蛋白質を同定するために,Dynabeadsの系を用いた共免疫沈降法を行った。抗体に結合した蛋白質を溶出する時にbeadsに結合させた抗体が溶出されない利点をいかし,溶出液を濃縮用SDS-PAGEで展開し染色して得られた5本のバンドを質量分析で解析したところ,Cytokeratin(CK)8,18,19が同定された。これらはアポトーシス関連蛋白質であり,また,CK8とCK19は5-FU耐性株のプロテオーム解析で発現が変動する蛋白質として同定したものである。Paclitaxel(PTX)耐性株のプロテオーム解析を行った所,23の蛋白質が発現変動していた。HSPB1はPTX耐性株で逆に発現が低下しており,また抗癌剤感受性に影響しないことがsiRNAを用いた実験で確認され,一方,別のストレス応答蛋白質が耐性に関与することが示された(論文投稿中)。HSPB1と相互作用する蛋白質として共免疫沈降法により同定したCK8とCK18が,PTX耐性株でも発現変動した蛋白質として同定されたことは興味深い。抗癌剤を用いる化学療法において,抗癌剤に対する感受性の低下(耐性獲得)が治療上の問題点となる。申請者は,耐性獲得機序の解明を目的としてプロテオーム解析を行い,5-fluorouracil(5-FU)に対する耐性を獲得した細胞株において発現が増加するタンパク質として低分子熱ショックタンパク質HSPB1を同定し,耐性獲得と関連することを示した。本研究では,耐性獲得におけるHSPB1の役割を,そのリン酸化・オリゴマー化・他のタンパク質との相互作用を解析することで明らかにする。5-FU耐性株においてHSPB1のリン酸化とオリゴマー化の状態をBlue-Native PAGEとWestern blot法で解析した結果,HSPB1のリン酸化される部位の違いがオリゴマー形成に影響することを示し,HSPB1と相互作用するタンパク質としてCytokeratin(CK)8,CK18,CK19を共免疫沈降法と質量分析によって同定した。一方,Paclitaxel(PTX)耐性株のプロテオーム解析の結果,5-FU耐性株とは異なりHSPB1は耐性獲得によりその発現が低下し,また抗癌剤感受性に影響しないことをsiRNA法によって確認している。HSPB1のリン酸化部位とオリゴマー化を両耐性株で比較したところ,PTX耐性株ではリン酸化部位やオリゴマー化の状態が5-FU耐性株とは異なることが分かった。これはHSPB1の役割を探る上で興味深いことと考える。5-FU耐性株で注目したHSPB1は,リン酸化や様々な高分子量のオリゴマーを形成することがその活性発現に関与していると考えられている。5-FU耐性株とPTX耐性株のリン酸化部位を抗リン酸化HSPB1抗体を用いてIPG-Western blot法で比較した。すなわち,IPGストリップを用いて等電点に基づきタンパク質を分離し,それを直接PVDF膜に転写しWestern blot法を行ったところ,両耐性株ではリン酸化部位が異なることが分かった。また,オリゴマーの状態をBlue-Native PAGE法で調べたところ,同様に両耐性株で違いがあった。HSPB1は5-FU耐性株において抗癌剤耐性能に影響するのに対してPTX耐性株耐性株では影響しないことから,この両耐性株における違いを詳細に調べることで,耐性能獲得に関与するリン酸化・オリゴマー化に対する知見が得られると考える。しかし本年度は個人的事情であるが介護や新規講義の準備などにより研究に割く時間が取れず遅れている。申請者は,耐性獲得機序の解明を目的としてプロテオーム解析を行い,5-fluorouracil(5-FU)に対する耐性を獲得した細胞株において発現が増加するタンパク質として低分子熱ショックタンパク質HSPB1を同定し,これが耐性獲得と関連することを示した。本研究では,耐性獲得におけるHSPB1の役割を,そのリン酸化・オリゴマー化・他のタンパク質との相互作用を解析することで明らかにすることを目的とする。5-FU耐性株においてHSPB1のリン酸化とオリゴマー化の状態を解析した結果,異なる分子量のオリゴマーが存在すること,それぞれの分子量のオリゴマーにおいてHSPB1のリン酸化部位が異なっていることがわかった。

また,5-FUとは異なる作用機序をもつ抗癌剤Paclitaxel(PTX)耐性株では,HSPB1のリン酸化部位やオリゴマー化の状態が5-FU耐性株とは異なっていた。HSPB1と相互作用するタンパク質として同定したCytokeratin8,18,19がHSPB1オリゴマーに含まれているかを確認した結果,これらCytokeratinがHSPB1オリゴマーに存在すること,またその存在パターンがPTX耐性株と異なることを見いだした。5-FU耐性株で注目したHSPB1は,リン酸化や様々な高分子量のオリゴマーを形成することがその活性発現に関与していると考えられている。免疫沈降法によってHSPB1と会合するタンパク質としてCytokeratinを同定したが,これがHSPB1オリゴマーと相互作用しているかを,オリゴマー状態を保ったまま分離できるBlue-Native PAGEで分離した後Western blot解析を行うことで確認した。その結果,これらCytokeratinがHSPB1オリゴマーと相互作用し,またその存在パターンが5-FU耐性株とPTX耐性株では異なることを見いだした。しかし本年度は個人的事情等により研究に割く時間が取れず遅れている。癌の化学療法において,抗癌剤に対する感受性の低下(耐性獲得)が治療上の問題点となる。申請者は,耐性獲得機序の解明を目的としてプロテオーム解析を行い,5-fluorouracil(5-FU)に対する耐性を獲得した細胞株において発現が増加するタンパク質として低分子熱ショックタンパク質HSPB1を同定し,これが5-FU耐性獲得と関連することを示した。本研究は,耐性獲得におけるHSPB1の役割を,そのリン酸化・オリゴマー化・他のタンパク質との相互作用を解析することで明らかにすることを目的とする。5-FU耐性におけるHSPB1の役割を更に検討するために,5-FUとは異なる作用機序をもつ抗癌剤であるpaclitaxel (PTX)耐性株のプロテオーム解析を行ったところ,23のタンパク質が発現変動し,HSPB1の発現レベルはPTX感受性株において既に5-FU耐性株より高く,PTX耐性株ではそれが減少していることを確認した。5-FU感受性株と耐性株におけるHSPB1の発現を較べると,異なる分子量のオリゴマーが存在すること,それぞれの分子量のオリゴマーにおいてHSPB1のリン酸化状態が異なっていることが分かり,また,HSPB1と相互作用するタンパク質としてcytokeratinを同定した。さらに,5-FU耐性株とPTX耐性株におけるHSPB1のリン酸化やオリゴマー化,cytokeratinサブタイプとの相互作用の状態が異なっていることを見いだし,アポトーシスに関与するHSPB1の構造変化が耐性獲得に何らかの寄与をしていることが考えられる。抗癌剤5-Fluorouracilと異なる作用機序をもつ抗癌剤paclitaxelの耐性獲得におけるHSPB1のオリゴマー構造とリン酸化,及び相互作用タンパク質の解析を行った。両耐性・感受性株において異なる分子量のオリゴマー構造をとること,そのリン酸化状態が異なっていることを明らかにした。