hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管新生抑制因子Vasohibin-1受容体の同定とそのシグナル機構の解明

新規血管新生ネガティブ・フィードバック調節因子Vasohibinー1(VASH1)はVEGF、FGF2やPDGF等の血管新生促進因子に対して広く抑制効果を示す。本研究により、VASH1は脱チロシン化型α-チューブリン(Glu-チューブリン)を増加させ、VEGF受容体2(VEGFR2)の細胞内取り込みを阻害することでVEGFシグナル伝達を抑制し血管新生を抑えるという新規抗血管新生機構を明らかにした。さらに、VASH1はFGF2シグナル伝達も同様な機構を通して抑制することを見出した。したがって、VASH1-Glu-チューブリン経路を用いた新しい抗腫瘍血管新生療法の開発の手がかりを得ることが出来た。VASH1結合タンパク質相互作用アレイで候補に挙がった分子において、特に膜分子のうち上位30個のタンパク質について、それぞれのsiRNAを血管内皮細胞HUVECに導入し、VASH1によるGlu-チューブリン増加への影響を検討した。その結果、いずれにおいてもGlu-チューブリン増加を効果的に抑制するものは無かった。これは、標的としたタンパク質の多くが免疫細胞や神経細胞で機能する分子であった為に、HUVECにおけるVASH1の機能には関係しない可能性が考えられた。したがって、血管内皮細胞に発現して機能している分子に絞って検討したところ、アレイスコアが高い物のほとんどが血管形成制御分子であることがわかった。現在、これら分子の阻害がVASH1によるGlu-チューブリン増加に与える影響を検討中である。shRNAライブラリーを用いた網羅的解析に備え、Glu-チューブリン増加を評価するハイスループット解析としてFACSまたはin cell westernを用いた実験系を構築した。エンドサイトーシス阻害剤であるメチルβ-シクロデキストリンで処理したHUVECにおいて、VASH1によるGlu-チューブリン増加が抑制された。したがって、VASH1によるGlu-チューブリン増加には膜上に存在する分子のエンドサイトーシスが必要であることが分かった。VASH1は腫瘍進展を抑制することが分かっているため、癌患者由来マイクロアレイのデータベースを用いてVASH1との関連遺伝子を検索したところ、VASH1との相関が高い分子が1つ見つかった。この分子は膜タンパク質をシェディングする機能を持つことから、VASH1が機能するために必要な膜タンパク質の活性を制御している可能性が示唆された。したがって、この分子を高発現させて検討するための発現ベクターを作成した。バイオインフォマティクスでVasohibin-1(VASH1)活性との関連性を疑われた分子についてVASH1誘導性Glu-チューブリン増加への影響を検討したが、その分子の発現抑制(siRNA)または過剰発現によるGlu-チューブリン増加への影響はわずかであった。したがって、この分子によるVASH1活性制御は間接的であり、VASH1シグナル経路に直接関わるものではないと示唆された。シグナル伝達経路を絞り込むために、エンドサイトーシス様式毎の特異的阻害剤を使用してVASH1誘導性Glu-チューブリン増加への影響を検討したが、いずれの阻害剤もそれ自身がGlu-チューブリン増加を誘導してしまうため、解析結果の判断が難しいと考えられた。また、メチルβ-シクロキストリン処理によりエンドサイトーシス全般を阻害した際にはVASH1によるGlu-チューブリン増加が抑えられたため、VASH1シグナル伝達はエンドサイトーシスを介していると示唆された。タンパク質相互作用アレイによってVASH1との結合が予測された膜分子のうち、血管内皮細胞に発現しているものについて検討した結果、直接血管新生を誘導するもの以外に細胞接着分子が多く候補に挙がったため、これらとVASH1との関係を調べた。免疫細胞染色の結果、VASH1はインテグリンと一部共局在する様子が観察されたため、VASH1誘導性Glu-チューブリン増加に対するインテグリンの必要性を検討した。その結果、インテグリン阻害剤で処理した細胞ではVASH1によるGlu-チューブリンの増加が抑えられた。したがってこれらの結果から、VASH1シグナル伝達はインテグリンを介しており、エンドサイトーシスを必要とすることがわかった。分子細胞生物学VASH1結合タンパク質相互作用アレイで候補に挙がった膜タンパク質の解析において、実際に血管内皮細胞で機能していない分子はVASH1によるGlu-チューブリン増加に関係しないということが分かった。したがってアレイ結果から実際の機能解析に移る際、標的を血管内皮細胞で発現・機能する膜タンパク質に絞ることで無駄な解析を省くことが出来ると確信した。また、中和抗体を用いた解析を加えることで、siRNAによるオフターゲットの影響を除去できると考え、現在検討中である。shRNAライブラリーをレンチウィルスベクターにより細胞に導入する予定だが、Glu-チューブリン増加を効果的に検出できるハイスループットな解析方法を確立することが出来たため、レンチウィルス使用が許可され次第、すぐに解析を進めることが出来る。

ダイナクチン阻害剤(dynasore)およびクラスリン阻害剤(Pitstop)を用いてVASH1によるGlu-チューブリン増加への影響を検討しているが、これら阻害剤それだけでGlu-チューブリンをわずかに増加させてしまうため、明瞭な結果が得られないことが分かった。それゆえに、現在、それ自身がGlu-チューブリン量に影響しないエンドサイトーシス阻害方法を検討中である。VASH1は抗血管新生効果により腫瘍成長を抑制することが分かっている。このことからバイオインフォマティクスを用いた解析を新たに組み込んだ。その結果、VASH1が高発現でも予後が悪い症例で共通して高発現している分子を1つ発見した。この分子は膜タンパク質をシェディングする機能を持つことから、VASH1が機能するために必要な膜タンパク質の活性を制御している可能性が示唆された。したがって、この分子を高発現させるための発現ベクターを構築した。現在、内皮細胞においてVASH1によるGlu-チューブリン増加への影響を検討中である。<VASH1受容体の解析>タンパク質相互作用アレイについては、標的分子を血管内細胞で発現している膜分子に絞り、siRNAだけでなく中和抗体を用いた解析を加え、効率的かつ機能的に解析を進める。shRNAライブラリーを用いた網羅的解析についてはハイスループットの実験系が確立できたので、レンチウィルスの使用申請を早急に進める。また、今回新たにバイオインフォマティクスを用いた解析を組み込み、腫瘍進展の抑制というVASH1の生体内における機能面から関連膜分子を抽出・解析することで、より機能的なVASH1関連分子の同定を進める。これらタンパク質相互作用アレイ、shRNAライブラリーを用いた網羅的解析および今回新たに組み込んだバイオインフォマティクスを用いた解析の全てを同時進行で行い、互いの解析結果を考慮しながら進めることで研究のスピードを上げる。更に、ビオチンラベル転移を利用した解析やin situ PLA(Proximity Ligation Assay)等、近年開発されたタンパク質間相互作用解析方法を積極的に採用し、VASH1受容体の同定を効率的に進める。<VASH1細胞内シグナル伝達経路の解明>受容体探索と同時に、VASH1によるGlu-チューブリン増加に関係する細胞内シグナル分子について検討する。VASH1が細胞遊走を抑制することに焦点を当て、細胞遊走を制御するシグナル分子について、これまでGlu-チューブリンとの関連が示唆されていないものについても積極的に解析を進める。受容体よりも先にVASH1関連シグナル分子が同定された場合、そのシグナル分子の関連タンパク質からVASH1受容体の同定を進める。
二次元的X線検出器を利用した新しい迅速残留応力測定法に関する研究

本研究はX線回折によって得られるデバイシェラ-環の全周の情報を用いることによってX線応力測定を行う方法に関するものである.現在のX線応力測定方法であるsin^2Ψ法はデバイシェラ-環を数個測定しそれぞれの環の一部部分のみを用いて解析する方法である.そのため,セラミックス接合部の微小部測定では測定位置の精度が不十分であったり,X線照射時間を多く必要とし,測定機器も複雑な構造が必要であった.本研究の方法は,一個のデバイシェラ-環をイメージングプレートと称されるX線フィルムに替わる新しい二次元的X線検出器によって高感度に短時間で記録させ,これをコンピューター上で画像処理して残留応力解析ならびに材料の結晶状態を解析する方法である.本法には,測定が非常に迅速,微小部の測定に適している.X線照射時間が極めて短い,ゴニオメーターが単純か可能,などの特徴があり,X線応力測定法において革命的な方法となりうる可能性を秘めている.この背景にはX線検出のためにイメージングプレートが利用できるようになったという技術的進歩があるが,この技術は我が国の独自の技術の一つである.イメージングプレートのX線解析への応用は既にタンパクの構造解析用として使用されているが,材料強度評価やX線応力測定への適用は極めて少なく,海外には我々の知る限り見あたらない.本研究の結果,上述のような極めて可能性が高い方法である見通しが得られた.また,粗大結晶粒からなる材料の残留応力測定が可能となるなど従来法の適用範囲を拡大できることも判明した.本研究はX線回折によって得られるデバイシェラ-環の全周の情報を用いることによってX線応力測定を行う方法に関するものである.現在のX線応力測定方法であるsin^2Ψ法はデバイシェラ-環を数個測定しそれぞれの環の一部部分のみを用いて解析する方法である.そのため,セラミックス接合部の微小部測定では測定位置の精度が不十分であったり,X線照射時間を多く必要とし,測定機器も複雑な構造が必要であった.本研究の方法は,一個のデバイシェラ-環をイメージングプレートと称されるX線フィルムに替わる新しい二次元的X線検出器によって高感度に短時間で記録させ,これをコンピューター上で画像処理して残留応力解析ならびに材料の結晶状態を解析する方法である.本法には,測定が非常に迅速,微小部の測定に適している.X線照射時間が極めて短い,ゴニオメーターが単純か可能,などの特徴があり,X線応力測定法において革命的な方法となりうる可能性を秘めている.この背景にはX線検出のためにイメージングプレートが利用できるようになったという技術的進歩があるが,この技術は我が国の独自の技術の一つである.イメージングプレートのX線解析への応用は既にタンパクの構造解析用として使用されているが,材料強度評価やX線応力測定への適用は極めて少なく,海外には我々の知る限り見あたらない.本研究の結果,上述のような極めて可能性が高い方法である見通しが得られた.また,粗大結晶粒からなる材料の残留応力測定が可能となるなど従来法の適用範囲を拡大できることも判明した.本研究はX線回折によって得られるデバイシェラ-環の全周の情報を用いることによってX線応力測定を行う方法に関するものである.現在のX線応力測定法であるsin^2ψ法はデバイシェラ-環を数個測定し,それぞれの環の一部分のみを用いて解析する方法である.そのため,セラミックス接合部の微小部測定では測定位置の精度が不十分であったり,X線照射時間を多く必要とし,測定機器も複雑な構造が必要であったが,本研究の方法は,一個のデバイシェラ-環イメージングプレートと称されるX線フィルムに変わる新しい二次元的X線検出器によって高感度に短時間で記録させ,これをコンピュータ上で画像処理して残留応力解析並びに材料の結晶状態を解析する方法である.本方法には,測定が非常に迅速,微小部の測定に適している.X線照射時間が極めて短い,ゴニオメーターが単純化可能などの特徴があり,X線応力測定法において革命的な方法になりつつある.イメージングプレートのX線解析への応用はタンパクの構造解析用として使用されているが,材料強度評価やX線応力測定への適用はまだない.これまでに,我々が基礎的な研究をい行った結果,上述のような極めて可能性が高い方法である見通しが得られた.本研究はX線回折によって得られるデバイシェラ-環の全周の情報を用いることによってX線応力測定を行う方法に関するものである.現在のX線応力測定法であるsin^2ψ法はデバイシェラ-環を数個測定しそれぞれの環の一部部分のみを用いて解析する方法である.そのため,セラミックス接合部の微小部測定では測定位置の精度が不十分であったり,X線照射時間を多く必要とし,測定機器も複雑な構造が必要であった.本研究の方法は,一個のデバイシェラ-環をイメージングプレートと称されるX線フィルムに替わる新しい二次元的X線検出器によって高感度に短時間で記録させ,これをコンピューター上で画像処理して残留応力解析ならびに材料の結晶状態を解析する方法である.本法には,測定が非常に迅速,微小部の測定に適している. X線照射時間が極めて短い,ゴニオメーターが単純か可能,などの特徴があり,X線応力測定法において革命的な方法となりうる可能性を秘めている.この背景にはX線検出のためにイメージングプレートが利用できるようになったという技術的進歩があるが,この技術は我が国の独自の技術の一つである.

イメージングプレートのX線解析への応用は既にタンパクの構造解析用として使用されているが,材料強度評価やX線応力測定への適用は極めて少なく,海外には我々の知る限り見あたらない.本研究の結果,上述のような極めて可能性が高い方法である見通しが得られた.また,粗大結晶粒からなる材料の残留応力測定が可能となるなど従来法の適用範囲を拡大できることも判明した.
精子形態の崩壊:Coiled tailと円形頭部発症の分子メカニズム

GOPC(Golgi-associated PDZ-& coiled-coil motif-containing protein)は造精細胞のゴルジ装置に局在しゴルジ小胞の輸送への関与が示唆されている。、GOPC^<-/->精子は先体が欠損し、球状の核をもち不妊である。鞭毛は一見正常に形成されるが、精巣上体通過中に核に巻き付き(coiled tail)、本来単層のmitochondria(Mt)鞘は重層化する。先体欠損や球状核の形成は精子形成の過程で起こった。本研究では精巣上体内での精子尾部の崩壊過程を詳しく調べた。【精巣上体通過に伴うcoiled tailの形成】GOFで^<-/->精巣上体5ヵ所((1)近位頭部、(2)頭部中央、(3)遠位頭部、(4)体部、(5)尾部)から得た精子の電顕像を定量的に解析した。(1)では尾部は正常であったが(2)(5)ではcoiled tailを発症していた。統計的に精巣上体頭部が発症部位であることから、細胞質小滴移動との関連が示唆された。(4)や(5)ではcoilingの程度が精子で異なり、個体差も大きい。結果から発症機序を考察すると、後輪形成不全で、実質的に細胞質小満の中に存在する核が尾側に移動すると頚部が折れ、核がMt鞘に接する。その結、鞭毛は偏心して細胞膜に接する。細胞質の移動がさらに進むと、鞭毛は核の周囲に巻き付きCoiled tailが完成する。【Mt鞘維持に関係する分子】(2)以後では多ぐの精子でMt鞘が重層化した。この精子でMt鞘維持に関係が示唆されている二種の蛋白の局在を免疫細胞学的に調べた。PHGPxのMt上の分布は重層化後不均一であったが、Spergen-1は均一であった。、結果はPHGPxの部分的不足でMt鞘の構造が不安東化し周辺構造(外側粗大線維・細胞膜)との位置関。係が崩壊するがMt相互接着はSpergen-1によって維持され重層Mtが形成される事を示唆する。【結果と考察】精巣上体起始部に達したGOPC^<-/->精子の尾部は直線状に保たれていたが、細胞質小滴移動のおこる精巣上体頭部を通過中に核に巻き付いた。これはcoiledtailが細胞質小滴の移動に関連して形成される事を示唆する。同時にMtは相互接着を保ちつつ重なり合い、重層Mt鞘を形成した。Spergen-1は重層化後もMt上に均一に分布していた。一方PHGPxの分布はGOPC^<-/->精子ではGOPC^<+/+>に比べ不均一であった。これらはSpergen-1がMt相互接着維持に係わる事を支持する。他方PHGPxの部分的不足でMt鞘の構造が不安定化し周辺構造(外側粗大線維・細胞膜)との位置関係を維持できず、重層化が起こる事を示唆する。

従って精子Mt鞘の構造維持にはspergen-1とPHGPxの両者が必要とされる。又GOPC^<-/->マウスはヒトの奇形精子形成モデルに有用な事が示唆された。【方法】GOIPC^<-/->成熟マウス4匹の精巣上体5カ所((1)近位頭部、(2)頭部中央、(3)遠位頭部、(4)体部、(5)尾部)の精子を切片法で電顕観察し、統計学的に解析した。【結果と考察】(1)の精子では球状核周囲に細胞質が大量に残存し、後輪形成不全部を通じて頸部の細胞質小滴と連続していた。この異常が後に精子尾部が頭部に侵入して核周囲に巻き付く基礎をなす。(1)では尾部は一見正常であったが(2)(5)ではcoiled tailを発症していた。Coilingの程度の指標として、核周囲細胞質内の尾部断面数を調べた。統計的解析によると、野生型で細胞質小滴移動が進行する精巣上体頭部が発症の中心部位である。これらの結果からCoiled tail発症には次の機構が考えられた。通常ゾル状の細胞質小滴は中片を中心として移動する。しかし、GOPC^<-/->精子では、核が移動に巻き込まれて傾斜するとconnecting pieceがimplantation fossaから外れて頸部が折れ、核は中片に接する。細胞質が核側に集合する結果、中片は押しやられて偏心し、細胞膜に接する。細胞質の移動がさらに末端側進むと、中片は核の周囲に巻き付きCoiled tailが完成する。小滴移動が止まる中片末端のannulusでcoiledtailが高頻度に中断するのも小滴移動との関連を裏付ける。精巣上体精子は静止しているので、この巻き付きに尾部の運動は関与しない。むしろ球状の核を含む残留細胞質の塊に突出した尾部が引き込まれると見られる。従って表面張力がcoiled tail形成の少なくとも一部の原動力と考えられる。
自由行動中動物の脳深部からの可塑性イメージング

神経細胞は、その応答性を変化させること(可塑性)で記憶や学習を行っている。近年、可塑性に関わる細胞内シグナル分子に対するFRETプローブが開発され、生体内での可塑性の可視化も可能になっている。しかし、既存の観測技術では、観察できるのは脳表近傍組織に限られ、また動物の行動も制限される。高次脳機能を司る神経核は、大脳基底核をはじめとして多くが深部に存在し、また認知課題など複雑な課題は自由行動下である必要がある。本課題では、自由行動下動物の脳深部から細胞内シグナル活性を測定するための技術を確立し、高次脳機能に関わる可塑性の解析を行った。まず、可塑性イメージングの精度を高めるためにFRETプローブの改良および、このプローブを細胞種特異的に発現誘導が可能なノックインマウスの作製を行った。イメージング技術の開発として、「可塑性」および「神経活動」の同時イメージングを行うために、2色励起3色蛍光観察が可能なイメージング技術を確立した。オペラント課題中(タッチパネルを用いた視覚弁別課題およびその逆転学習課題)マウスからの計測を行った。線条体出力細胞である中型有棘細胞には、その投射先と遺伝子発現パターンから大きく分けて2種類の細胞が存在していることが知られている。本研究課題ではドーパミン1型受容体またはアデノシンA2a受容体発現細胞選択的な遺伝子発現を行うことで、これらの神経細胞種を弁別して計測を行った。いずれの系統においても1匹あたり4080個の神経細胞から、神経活動及び可塑性関連分子の活性を同時計測することができた。また、報酬に関わる視覚刺激や報酬自体に関わっている細胞が多数存在していることがわかった。また、一部の細胞群において、課題遂行中に可塑性関連分子の活性が大きく変動していることが分かった。可塑性は個々の神経細胞において、細胞外からの信号が情報処理され、細胞内シグナル分子を介し、特定の遺伝子発現が調整されることで引き起こされると考えられている。近年、細胞内シグナル活性の変化を計測することが可能な蛍光プローブが開発され、これらを用いることで記憶や学習が行われているとき、神経細胞の中でどのような変化が起こっているのかを計測することが可能になった。しかし、現在確立している技術では、観察できるのは脳表近傍組織に限られ、また動物の行動も制限される。高次脳機能を司る神経核は、大脳基底核を始めとし多くが深部に存在し、また認知課題など複雑な課題は自由行動下である必要がある。本申請課題では、自由行動下動物の脳深部から細胞内シグナル活性を測定するための技術を確立し、高次脳機能に関わる可塑性の解明を行う。脳深部からのイメージングを行うためには、既存の蛍光プローブよりも輝度の高いプローブが必要になる。そのため平成29年度においては、蛍光プローブの改良と、安定した高発現を誘導できるノックインマウスの作製を行った。蛍光プローブの改良に関しては、輝度の高い蛍光タンパク質を用い、細胞内シグナル活性の変化により大きなシグナル変化を示すことを確認した。ノックインマウスの作製に関しては、細胞種特異的は発現誘導が可能な遺伝子組換えマウスを作製し、細胞内シグナル活性を測定できる蛍光プローブを発現するマウスを得ることができた。28年度の計画していた、FRETプローブの改良に関しては、より輝度の高い蛍光分子を用いることで、脳深部からのイメージングに対応可能なプローブを開発することができた。また、そのプローブを細胞種特異的に発現誘導が可能なノックインマウスの作製も順調に進んでいる。当該年度において、光学系の最適化を行い計測精度の向上を達成した。その結果、自由行動中動物からの、神経活動と細胞内シグナル活性の測定が可能になった。また、オペラント課題中(タッチパネルを用いた視覚弁別課題およびその逆転学習課題)マウスからの計測が可能になった。本研究課題ではドーパミン1型受容体またはアデノシンA2a受容体発現細胞選択的な遺伝子発現を行うことで、これらの神経細胞種を弁別して計測が行えており、それぞれの細胞が担う情報を解析することが可能になった。計画通り、当該年度において、光学系の最適化が完了し、自由行動中動物からの神経活動と細胞内シグナルの同時計測が可能になった。

この計測系を用いて、オペラント課題遂行中動物からの計測も開始できている。神経細胞は、その応答性を変化させること(可塑性)で記憶や学習を行っている。近年、可塑性に関わる細胞内シグナル分子に対するFRETプローブが開発され、生体内での可塑性の可視化も可能になっている。しかし、既存の観測技術では、観察できるのは脳表近傍組織に限られ、また動物の行動も制限される。高次脳機能を司る神経核は、大脳基底核をはじめとして多くが深部に存在し、また認知課題など複雑な課題は自由行動下である必要がある。本課題では、自由行動下動物の脳深部から細胞内シグナル活性を測定するための技術を確立し、高次脳機能に関わる可塑性の解析を行った。まず、可塑性イメージングの精度を高めるためにFRETプローブの改良および、このプローブを細胞種特異的に発現誘導が可能なノックインマウスの作製を行った。イメージング技術の開発として、「可塑性」および「神経活動」の同時イメージングを行うために、2色励起3色蛍光観察が可能なイメージング技術を確立した。オペラント課題中(タッチパネルを用いた視覚弁別課題およびその逆転学習課題)マウスからの計測を行った。線条体出力細胞である中型有棘細胞には、その投射先と遺伝子発現パターンから大きく分けて2種類の細胞が存在していることが知られている。本研究課題ではドーパミン1型受容体またはアデノシンA2a受容体発現細胞選択的な遺伝子発現を行うことで、これらの神経細胞種を弁別して計測を行った。いずれの系統においても1匹あたり4080個の神経細胞から、神経活動及び可塑性関連分子の活性を同時計測することができた。また、報酬に関わる視覚刺激や報酬自体に関わっている細胞が多数存在していることがわかった。また、一部の細胞群において、課題遂行中に可塑性関連分子の活性が大きく変動していることが分かった。脳深部より単一細胞レベルでのイメージングを可能にするために、計測系、光学系の改良・最適化を行う。また、認知課題中のマウスよりイメージングを可能にするため、マウス頭部に設置する固定具の最適化や、計測システムの開発を行う。認知行動課題を実施中の動物個体から、神経活動(Ca2+イメージング)と可塑性分子のシグナル動態(FRETイメージング)を同時に計測することで、「どの神経細胞にどのタイミングで可塑性関連シグナルが誘導され、どのように神経情報が書き換えられていくか」の解析を行う。平成28年度に作製した遺伝子組み換えマウスを本年度以降も継続して用いるため、その飼育費および管理費が必要になったため。作製した遺伝子組み換え動物による研究を推進するため、これらの動物に掛かる維持費用および、これら動物の計測に掛かる消耗品の必要性が生じたため。その他(動物飼育管理負担金)として、平成29年度に273、892円を使用する予定。
ブラッグ格子における光ソリトンとその応用

前年度は、ブラッグ格子構造をもつχ^<(3)>非線形光学媒質における波動現象の解析を行った。引き続き本年度はχ^<(2)>媒質に対して焦点当てて、次のようなモデル方程式を提出した。ここで、E_+とE_-はそれぞれ、進行波、ブラッグ反射波の包絡線を表しており、E^<(0,0)>はゼロ波長モードの振幅である。υ_g, υ_0はそれぞれブラッグ波数、ゼロ波数における平均群速度であり、κ, A, Bは全て定数である。注意すべきことは、従来からの2次の共鳴領域ではゼロ波長モードは無視することができたが、ここで解析した非共鳴領域においてはこのDCモードが独立成分としてE^<(0,0)>モデル方程式に現れることである。このような2次の非線形で励起されたDCモードを「光整流効果」言う。上記モデルは厳密解としてギャップソリトン解を持つことがわかった。これよりソリトンの速さ増すほどDCモードも振幅増加することが示された。直感的には、DCモードが直流的な作用としてブラッグモードに働きかけ、全体としての一方向のに光を伝播させている、と理解することができる。誘電率の揺らぎが大きい、いわゆる深い格子(deep grating)に対する新しいモデル方程式の提出を行った。これは、いわゆる結合モード方程式を拡張した形になっていて、誘電率変化のすべてのフーリェモードと取り入れたものである。具体的には、と書ける。各式の第13項が標準的な結合モード方程式を表していて、第45項が誘電率の「深さ」から来る効果を示している。この方程式は可積分ではないが、いわゆるギャップソリトン解の存在を示すことができた。特に興味深いのはダブルハンプタイプの形を持つことである。次に、2次の非線形媒質のブラッグ格子について、標準となる結合モード方程式を解析した。この方程式は、一般には厳密解を持たないがカスケード近似によって、ギャップソリトン的振る舞いをすることがわかっている。今回我々はこのカスケード近似の精度を高め、さらに適当な非線形変換を行うことにより、これを最初の拡張型結合モード方程式に帰着させることに成功した。
地域生態資源の海外研究者との協働研究

中国雲南大学尹紹亭教授を日本に招き、山田とともに京都周辺の茶業、東北の農村、被災地などを訪ね、伝統的な日本の地場産業のもつ問題点を共有し、さらに災害の跡地をみることで、日本の被災地の現状と今後の取り組みについて、共同討論を重ね、意見交換をおこなった。辺境における過疎問題は日中共通する深刻な問題であり、今後の共同研究が必要となる。阿部は協同研究を行っているエゴ・レモス氏を東ティモールより招へいした。すべての小学校に設置を義務つけられている「学校菜園」は、教材が不足する東ティモールにおいては貴重な学びの場となっている。子どもたちは、とりわけ水と緑の大切さをそこから学ぶことができる。エゴ・レモス氏は、その活動実績から今年度KYOTO地球環境の殿堂の10周年記念特別賞を受賞し、再び来日を果たした。この機会をとらえ、すでに交流のあった福井県大野市、大分県宇佐市等で高校生・小学生を対象とした農業の大切さを再認識させるワークショップを開催した。落合は引き続きラオスの工芸を中心に共同研究を行い、甲山は泥炭湿地林の研究を続けている。長津は次年度の準備のために東北の森と海が関連する地域で伝統行事に参加し震災による地域文化の継承への問題点を追及している。この仕事は震災以後から始まり、現地で働くインドネシア人のモニタリングも含まれており、現在問題となっている外国人労働者の受け入れにも一石を投じるものである。海外の交流が増えたとはいえ、我が国においては外国人の取扱いについてはいまだに大きなバリアーがある。こういった課題も追及していく。本科研のメンバーは、これまで東南アジアを中心とする海外において生態資源の攪乱を調査研究してきた日本の研究者である。海外の各地域においては、現場に近い共同研究者が存在する。これまでの地域研究の進展は彼らの知見に負うところが大きい。そして今日、海外で生起する課題と日本における地域課題の間に共通項や相関関係が認められる。そこで本研究は、これまで海外において共同生活を行ってきた協働研究者を日本に招き、日本の課題を海外での共通の課題として同じ立場で考え、双方の地域を比較し、今後の方策を考察していこうとするものである。日本の現場をともに見た海外研究者による日本の地域についての報告を得るとともに、日本人研究者は海外で得た知見をさらに深化させ、今後の共同研究に新たな方向を模索することを目的とする。これまで中国から2人、ラオスから2人、インドネシア1人、東ティモールから1人を招へいし、日本各地の現場を共に歩き、日本と共通する課題を持ち帰り、今後の協働作業を開始している。これまでの課題は、本当に現場に近い人々はパスポート取得も難しい辺境の地にいることや、日本の研究者が多忙で対応期間が限定されることが挙げられる。日本での滞在日数が限定されるため、十分なデータが取れないこともある。報告書は各国語で出版することを予定しているが、最終年度にかけて最善の方策を模索したい。分厚い記述を行ってくれている海外研究者もあり、相互乗り入れの機会を拡充するなども視野に入れながら、今後の新しい展開を期するため、より綿密に企画と調査研究を遂行していきたい。山田は尹紹亭とともに、中国貴州省を訪れ、かつでは最貧州に近かった地域が中央政府のてこいれによって急激に変化しつつある現状と伝統的茶業の新たな展開を調査する。阿部は今年度もエゴ・レモス氏を招へいし「学校菜園」を教育の現場に取り入れている日本国内の小学校を訪問して、交流事業を行う。またFAOの主催する世界農業遺産に、東ティモールのコーヒー栽培を申請する準備のため、日本国内の認定地(徳島県祖谷地域、和歌山県みなべ・田辺地域など)を訪問し、現地調査を行う。内藤はマレーシアのアランアスリの専門家と北海道のアイヌの人々との連帯をはかり、先住民問題を国際的な枠組みのなかで考察していく。長津は南東スラウェシ州ワカトビ諸島のバジャウを招聘し「海辺に住まうこと」をテーマとして気仙沼において共同調査を行う。山田は、7月にインドネシアマタラム大学トリイ講師を招へいし、京都、大阪の松栄堂、山田松、鳩居堂、梅栄堂などの沈香関連企業を訪問、日本の伝統技術の実地見学とともに、今後のますます稀少化する資源問題について討論を行った。また10月後半より、中国四川大学の考古学者羅二虎教授を招へいし、長野県の浅間縄文ミュージアム、川原田遺跡、大深山遺跡、川上村、八ヶ岳総合館、栃原、岩陰殿、尖石縄文館、中ツ原遺跡、和田岬、伊奈創造館、神子紫遺跡、御殿場遺跡、東北では三内丸山、小牧野環状列石、八戸是川縄文館、大湯環状列石、亀ヶ岡遺跡などの縄文遺跡群を訪問し、調査とともに関連研究者との討議を行った。阿部は、11月にモンゴル国から同国の畜産の指導者であり宗教家でもあるネルグイ氏を招へいした。協働で同国の自然保護活動を行ってきた大阪大学ス・チンフ准教授の協力も得て、滞在中にりそなアジア・オセアニア財団のシンポジウムで講演を行うとともに、北海道の畜産の現場を訪問したほか、京都および高野山では仏教関係者とも面談、宗教に基づく自然観と資源・自然保護についての議論を重ねた。落合は、ラオス、ルアンパバーン市の博物館TAEC(Traditional Arts and Ethnology Centre)において、代表者、学芸職員、ミュージアムショップ担当職員などに聞き取り調査と観察を行い、タイ・ルー、アカ、カトゥなどの少数民族集落における手工芸技術継承の状況と、それを活用したハンディクラフト開発の現場や課題について情報と資料を収集した。

関係経費を縮減することにより、3人の研究者を招へいすることができ、これまでの念願であった日本各地の現場と海外研究者との交流・研究の進捗をはかることができた。2週間程度の滞在期間中、現役の研究者がすべて同行するのが無理な場合は、関係研究者が協力することにより、無理のない分担が可能になった。何よりも招へいした研究者の満足度がきわめて高く、マタラム大学と東南アジア地域研究研究所とのMOU締結など、今後の新たな国際交流や研究進展の契機となる役割を果たすことになった。阿部は、東ティモールから教育省上級アドバイザーのエゴ・レモス氏を招へいした。後継者不足に悩む日本の農業と小学校での食育の現場を視察しながら、福井県大野市では5つの小学校で授業を実施し、さらに世界農業遺産に認定された岐阜県郡上八幡市および東京周辺でパーマカルチャーに関心を持つ人々との交流会を行った。さらに東京都多摩市の小学校では日本のエディブル・スクールガーデンについて視察と意見交換を行っている。落合は、ラオス、ルアンパバーン市のNGO博物館Traditional Arts and Ethnology Centre (TAEC)共同代表者のTara Gujadhur氏、Thongkun Souvittaly氏を日本に招聘し、京都市や大阪市の博物館や販売店を訪れた。訪問先は、博物館としては国立民族学博物館、河井寛次郎記念館、織成館、紫織庵、販売店としてはギャラリー啓、バティック・イシス、Adornなどである。また、ルアンパバーン市を訪れ、TAECミュージアムショップ、ハンディクラフト組合などで現地調査を実施した。山田は熊本・阿蘇、大分の豪雨災害地域の調査を行い、マイナス生態資源へのデータを収集した。内藤は北海道二風谷において、アイヌ民族による生態認証の実態を調査し、世界の実態との比較をおこなっている。市川は引き続き、高知の過疎地において実践的研究を行い、その成果をサラワクの過疎地と関連づけている。赤嶺・長津は北海道、東北、金沢等の漁業関係者のインタビューを通じて、うつりゆく漁業をとりまく環境の変化を跡づけている。東ティモールから教育省上級アドバイザーのエゴ氏は国土保全の基盤となる健全な食と農への関心が急速に薄れていることから、こどもたちに食と農への関心を呼び寄せる「教科書」としてエディブル・スクールガーデンをすべての小学校に設置する運動や、農業実習・伝統料理を学ぶパーマキッズキャンプ等を実施している。若い世代の食と農の関心を高めることは、途上国の東ティモールだけでなく、先進国の日本においても実は共通する課題である。経済効率のみの大規模農業に代わる農業の在り方、さらに真の意味で「おいしい」健全な食事について考えることが、一見遠回りでも生態資源の持続可能な利用に通ずることを確認することができた。またこの点をより多くの人と共有するために、東ティモールを世界農業遺産に申請する活動をともに行うことにした。
急性前骨髄性白血病細胞におけるビタミンA酸の分化誘導作用の解析

急性前骨髄性白血病(以下、APL)は、特異的染色体転座t(15;17)から生じるRetinoic acid receptor-α(RARα)遺伝子とPML遺伝子の異常キメラ遺伝子が本質的病因であると考えられる。一方、前骨髄球における分化阻害を有するAPLはall-trans retinoic acid(以下、ATRA)によって分化阻害が解除され分化成熟が誘導される。この事実は、ATRAの分化誘導作用がキメラ遺伝子によるAPL発症機序と深く関連していることを示唆する。本研究は、この視点からATRAのAPL分化誘導作用を解析するもので、以下の事実を明らかにした。(1)ATRAによるAPL細胞のサイトカイン応答性の変化APL細胞のG-CSFあるいはGM-CSFに対する反応性は増殖性優位であるが、ATRA刺激APL細胞は増殖することなく不完全ながら形態・機能的に分化する。これに対して、G-CSFあるいはGM-CSFとATRAの併用によりAPL細胞は成熟優位の応答性を呈する。特に、G-CSFは著明にATRAのAPL分化誘導作用を増強する。この事は、ATRA刺激によりAPL細胞内部でサイトカインに対する応答性が成熟優位な状態に変化することを示唆する。I.【APL細胞におけるPML/RARα遺伝子発現と融合点の解析】これまで11例のAPLでAPL/RARα遺伝子の融合点をRT-PCR法により明らかにした。さらにうち2例においてPML/RARα遺伝子の融合点をDNAシークエンス法で解析した。その結果、RARα遺伝子上の融合点は共通で、第2・3エクソン間であった。これに対して、PML遺伝子上の融合点は異なり、1例では1183番目の塩基であり、他の1例は異なる融合点(1255番目塩基と1658番目塩基でありalternativesplicing exonを形成する)である事が判明した。この例はさらに、in vitroでRAにより分化誘導したAPL白血病細胞、並びにRA投与中の患者骨髄細胞のPML/RARα遺伝子発現をRT-PCR法で解析し、発現レベルの低下を示す結果を得た。II.【APL細胞の分化誘導におけるRAとG-CSFあるいはGM-CSFの相互作用】7例のAPL患者白血病細胞をin vitroでRetinoic acid(RA)とG-CSFあるいはGM-CSF存在下で培養し、形態並びに機能的成熟を検討した。その結果、(1)RA単独刺激によりAPL細胞は増殖能が低下し、NBT還元能獲得や形態学的成熟を示すが、遊走能の獲得はみられず機能的成熟は不完全であった。これに対し、(2)APL細胞に対するG-CSFあるいはGM-CSF単独の作用は、増殖刺激優位であり、分化成熟の促進作用は乏しい。しかし、(3)RAとG-CSFあるいはGM-CSFの相互作用により、APL細胞は形態並びに機能的に成熟しつつ増殖能が増加した。これらの結果はAPL患者のRA分化誘導療法に合併する白血球増多症にCSFなどの生体因子の相互作用関与を示唆するものであった。急性前骨髄白血病(以下、APL)は、Retinoic acid receptor-α(RARα)遺伝子とPML遺伝子の再構成から生じるキメラ遺伝子が病因に関わる本質的異常であると明らかにされた。しかし、そのキメラ遺伝子が如何にして前骨髄球における分化阻害を引き起こすかは依然不明である。一方、APLの分化阻害はall-trans retinoic acid(以下、ATRA)により解除されることから、ATRAの分化誘導作用はキメラ遺伝子によるAPL発症機序と深く関連していると推測される。本研究は、この視点から以下の事実を明らかにした。
有機太陽電池における高効率な電荷輸送経路の構築に関する研究

本年度は、有機薄膜太陽電池における高効率な電荷輸送経路構築を目指し、以下の2つの課題に関して研究を行った。まず、ポルフィリンを酸化亜鉛-グラフェン複合体に吸着させることで光機能性を付与し、さらにその複合体を光電変換系へ適用することを目的に研究を行った。その結果、グラフェンを含む系ではグラフェンを含まない系と比べて、高い光電変換特性を発現することがわかった。これは、光励起に伴うポルフィリンから酸化亜鉛への電子移動の後、グラフェンを介した高効率な電子輸送経路が構築されているためであると考えられる。この結果は、グラフェンを足場として用いた電極上への有機無機複合体のボトムアップ式構築法として、有用な知見を与えると考えられる。次に、液晶性分子を用いて、ドナー・アクセプター分子のバイコンティニュアス構造を構築することを目的に研究を行った。具体的には、液晶構造を形成することが報告されているフタロシアニンをフラーレンと共有結合を用いて連結させた分子を合成した。液晶構造を評価した結果、連結分子は加熱処理を行うことで、ディスコチックヘキサゴナルカラムナー構造を構築することがわかった。さらに、この液晶構造中では、フラーレンはフタロシアニンの一軸カラム周りに螺旋を巻いているような構造をとっていることが明らかになった。電荷移動度測定を行った結果、連結分子はアンバイポーラー特性を示したことに加え、高いキャリア移動度を有することがわかった。このような液晶構造と電荷輸送特性との相関の解明は、液晶分子を用いた有機デバイスの開発に有用な知見を与えると考えられる。その結果、グラフェンを含む系ではグラフェンを含まない系と比べて、高い光電変換特性を発現することが分かった。具体的には、液晶構造を形成することが報告されているフタロシアニンをC_<60>と共有結合を用いて連結させた分子(ZnPc-C_<60>)を合成した。液晶構造を評価した結果、ZnPc-C_<60>は加熱処理を行うことで、ディスコチックヘキサゴナルカラムナー構造を構築することが明らかになった。さらに、この液晶構造中では、C_<60>はフタロシアニンの一軸カラム周りに螺旋を巻いているような構造をとることが示唆された。TOF測定を行った結果、ZnPc-C_<60>はアンバイポーラー特性を示したことに加え、高いキャリア移動度を有することが明らかになった。後者の研究は計画を前倒しして進めているが、両研究課題ともに順調に成果が出ており、現在、論文として報告する準備を行っている。
糸状菌に特異的なガラクトフラノース糖鎖の生合成に関与する遺伝子の同定と機能解析

アスペルギルス属糸状菌の細胞壁に存在するGalf糖鎖は、細胞壁構造の保全に重要な役割を果たしている。しかし、これらGalf糖鎖の合成に関与する糖転移酵素遺伝子は未だ同定されていない。そこで、我々はGalf転移酵素の同定および機能解析を行った。スクリーニングの結果、gfsA遺伝子破壊株において、O-結合型糖鎖修飾を受けているWscAタンパク質に対する抗-Galf抗体(EB-A2)による反応性が著しく低下することが明らかになった。そこで、精製GfsAタンパク質およびWscAを用いてinvitroにおけるGalf抗原合成活性を調べたところ、GfsAはUDP-Galfを糖供与体として必要とするMn2+要求性の糖転移酵素であることが明らかになった。アスペルギルス属糸状菌は、麹菌(Aspergillus oryzae)、酵素生産菌(A. niger )、日和見病原菌(A. fumigatus)およびカビ毒産生菌(A. flavas )などが含まれ、人類の健康と安全に密接に関わっている真核微生物である。糸状菌には、ガラクトフラノース(Galf)という珍しい糖が含まれている糖鎖があり、それらには、GalfがO-結合型糖鎖およびN-結合型糖鎖の非還元末端側に結合したものとGalfのβ1,5-ポリマー(ガラクトフラナン: GF)として存在しているものとがある。しかし、これらGalf糖鎖の生合成に関わる遺伝子は明らかになっていない。そこで、本研究では、肺アスペルギルス症を引き起こす病原菌として知られている糸状菌(A. fumigatus)のGalf転移酵素遺伝子の同定及び機能解析を試みた。生物情報により、16個のガラクトフラノース転移酵素をコードする可能性がある遺伝子を選抜し、全ての遺伝子破壊株を構築した。次に、構築した遺伝子破壊株菌糸体よりガラクトマンノプロテインを抽出し、抗- Galf抗体を用いたウェスタンブロット解析によりGalf糖鎖欠損株のスクリーニングを行った。その結果、1つの遺伝子破壊株(AfgfsA)でシグナルの消失が認められた。さらに、3xFLAGタグを染色体上のgfsA遺伝子のC-末端側に導入した株を構築し、FLAG-アガロースを用いて、GfsAタンパク質を精製した。精製したGfsAタンパク質と糖供与体としてUDP-Galfを、受容基質としてpNP-β-Galfを用いて反応させたところ、pNP-β-GalfにGalf残基が付加された反応産物が得られた。このことから、GfsAが真核生物初のGalf転移酵素であることが明らかになった。本研究では、糸状菌に特徴的な糖鎖であるガラクトフラノース(Galf)糖鎖に注目し、Galf糖鎖の生合成に関係する糖転移酵素遺伝子を同定するとともに、Galf糖鎖そのものの生理的意義や機能について基礎的知見を得ることを目的とした。ガラクトフラノース(Galf)糖鎖には、O-結合型糖鎖およびN-結合型糖鎖の非還元末端側に結合したものとGalfのβ1,5-オリゴマー(ガラクトフラナン)として存在しているものとがある。Galf糖鎖の生合成経路は、Aspergillus fumigatusが引き起こす肺アスペルギルス症の特異的な診断薬や治療薬開発のターゲットとしても期待されている。さらに、Galf糖鎖の生合成に関わる遺伝子の変異体を用いることで、肺アスペルギルス症の感染機構や病理メカニズムの解明に繋がると考えている。そこで、本研究では、病原性糸状菌(A. fumigatus)のGalf転移酵素遺伝子の同定及び機能解析を試みた。平成23年度は、A. fugamitusの生物情報より絞り込みを行い16種類のGalf転移酵素候補遺伝子の遺伝子破壊株の取得を試みた。16個の機能未知遺伝子の構造遺伝子より上流の1 kbおよび下流の1 kbの断片をPCRによってそれぞれ増幅し、それらの断片の間に選択マーカーであるptrA遺伝子を挟み込むような形をフュージョンPCR法によって作製した。この遺伝子破壊用カセットをプロトプラスト-PEG法を用いて導入し、得られた形質転換体から遺伝子破壊株を選抜した。遺伝子破壊の確認は各遺伝子の上流側1.2 kb付近とptrA遺伝子の内部配列を挟み込むようにデザインしたオリゴヌクレオチドプライマーを用いたPCRによって行った。その結果、全ての候補遺伝子について遺伝子破壊株の取得に成功した。本研究では、糸状菌に特徴的な糖鎖であるガラクトフラノース(Galf)糖鎖に注目し、Galf糖鎖の生合成に関係する糖転移酵素遺伝子を同定することを目的としている。平成23年度は、Aspergillus fumigatusの生物情報より絞り込みを行い16種類のGalf転移酵素候補遺伝子を選抜し、各遺伝子の破壊株の取得を試みた。

その結果、A. fumigatusにおいて全てのガラクトフラノース転移酵素候補遺伝子について遺伝子破壊株の取得に成功した。これは、平成23年度に実施計画していた「16個の機能未知糖転移酵素遺伝子の迅速かつ簡便な破壊」の項目に記載された計画通りであり、研究はおおむね順調に進展していると考えている。平成23年度は、計画の通り16種類全てのガラクトフラノース転移酵素候補遺伝子について遺伝子破壊株の取得に成功した。平成24年度は、16種類の遺伝子破壊株の表現型を形態学的、生化学的、構造化学的手法を駆使し、親株と比較解析することによって、16種類の機能未知糖転移酵素のうち、O-結合型糖鎖およびN-結合型糖鎖のGalf糖鎖合成に関与するものを特定する。さらに、詳細な解析を進めることにより、Galf糖鎖そのものの生理的意義や機能を、特に細胞壁形成における役割に注目して明らかにする。具体的には、16個の機能未知糖転移酵素遺伝子破壊株において、O-結合型糖鎖およびN-結合型糖鎖のGalfが欠失しているものを検索する。まず、糖タンパク質を抽出し、ヒドラジン分解法によりO-結合型およびN-結合型糖鎖をそれぞれ遊離する。遊離した糖鎖を蛍光物質である2-アミノピリジン(PA)によってラベルし、蛍光検出装置を備えたHPLCによって分離、検出する。検出された糖鎖をMALDI-TOF-MSによって分子量を決定し、構造を決定する。また、必要性があれば、大量に糖鎖を精製し、NMRに供与することで完全な構造決定を行う。16種類の機能未知糖転移酵素破壊株と親株の糖鎖構造について、O-結合型糖鎖とN-結合型糖鎖にターゲットを絞って比較解析することにより、Galf糖鎖合成に関わる遺伝子の特定を行う。特定された遺伝子のcDNAをRT-PCR法によって取得し、出芽酵母を宿主とした組換え酵素の発現を行い、酵素を精製する。組換え酵素の酵素活性を測定することで、Galf糖転移酵素であるという確かな証拠を得る。平成23年度は、42001円の直接経費未使用金が発生した。これは、遺伝子破壊株の取得が、当初計画よりもスムーズに進んだため、遺伝子破壊に用いるDNA断片を増幅する際に用いたDNAポリメラーゼの購入量が少なく済んだためである。平成24年度は、16個の機能未知糖転移酵素遺伝子破壊株において、O-結合型糖鎖およびN-結合型糖鎖の構造解析を進めていく計画である。よって、糖鎖構造解析に必要な、試薬類、プラスチック器材類、酵素類を物品費として請求する。また、糸状菌の研究に継続的に必要である培地類、試薬類、プラスチック器材類およびガラス器材類も物品費として請求する。平成23年度にも、一部の遺伝子破壊株のO-結合型糖鎖およびN-結合型糖鎖の構造解析を前倒しして行ったため、当初計画よりも早く、蛍光検出器に装備されたキセノンランプの寿命がきてしまった。よって、平成23年度の直接経費未使用金は、キセノンランプの購入に充てる予定である。
腎癌に対する腫瘍抑制剤としてのビタミンDの研究

マウス腎癌、Rencaモデルにおいて、活性型ビタミンD_3(1,25-(OH)_2D_3)およびその誘導体[1,α(OH)D_3および22-oxa-1α,25(OH)_2D_3]が腫瘍増殖抑制効果および担癌マウスの生存延長および転移抑制効果の抗腫瘍効果を示し、それらの効果は用量依存的あることを明らかとした。さらに、1,α(OH)D_3および22-oxa-1α,25(OH)_2D_3投与は1,25-(OH)_2D_3の場合とは異なりマウス血清Caおよびp濃度に影響を与えなかった。また、1,α(OH)D_3および1,25(OH)_2D_3は担癌マウスの体重を減少させたが、22-oxa-1α,25(OH)_2Dはこの副作用を示さなかった。これらの抗腫瘍効果は担癌マウスのT細胞およびNK活性に依存していなかった。また、活性型ビタミンD治療腫瘍の組織所見では凝固壊死像が著明であり腫瘍局所の循環障害が示唆された。よって、腫瘍血管新生活性を検討した。invivo色素希釈法により検討した腫瘍内含有血液量は、これら活性型ビタミンD_3治療により著明な減少を認め、さらに、マウス腫瘍の生理食塩水還流・造影剤注入後の軟X線撮影によるよる顕微X線法では、対照腫瘍に比較し治療腫瘍で腫瘍血管密度の著明な減少および血管径の有意な縮小を認めた。よって、活性ビタミンD_3による抗腫瘍効果は血管新生阻害作用を介するものであることが明かとなり、その抗腫瘍活性における宿主免疫能の関与に関しては否定的な結果であった。BALB/cマウスの自然発生腎癌・Renca腫瘍のin vivoの実験系において、活性型ビタミンD_3である1,25(OH)_2D_3、その誘導体である1a(OH)D_3および22-oxa-1a,25(OH)_2D_3は、用量依存的に腫瘍増殖抑制効果と胆癌マウスの延命効果を示すを明らかにし、さらに1a(OH)D_3および22-oxa-1a,25(OH)_2D_3投与は1,25(OH)_2D_3の場合と異なりBALB/cマウス血中CaおよびP値に影響を与えなかった。また22-oxa-1a,25(OH)_2D_3投与は、胆癌マウス体重増加にも影響しなかった。これら活性ビタミンD_3およびその誘導体の投与は、胆癌マウス脾細胞のNK活性および自己腫瘍に対する細胞障害活性を増強せず、その抗腫瘍効果は、ヌードマウスおよび抗asialo GM1投与マウスにおいても同様に認められた。またこれら治療腫瘍の組織像において広範な凝固壊死像が認められ、循環障害に起因した抗腫瘍活性が示唆された。腫瘍含有血液量を腫瘍血管を血管新生活性とし、in vivo色素希釈法によりと検討した。活性型ビタミンD_3およびその誘導体の腫は明らかに腫瘍血管新生を阻害していることを定量的に明らかにした。さらにこれら薬剤は、in vivoでRenca細胞に対し直接的抗腫瘍活性を示さなず、またb-FGF分泌腫瘍、K-1000の増殖を抑制しなかった。以上より、活性型ビタミンD_31,25(OH)_2D_3、その誘導体である1a(OH)D_3および22-oxa-1a,25(OH)_2D_3は腫瘍血管新生阻害剤であることが明らかとなり、その活性はb-FGFを介するものてはないことが示唆された。

これらの内容は以下の学会で発表した(Ammerican Association for Cancer Reseach,Special Congress" Mechanism of action of retinoids,vitamin D,and steroid" Banff,Canada,March 15-20,,第81回日本泌尿器科学会総会、京都、4月4-6日、第2回JBRM学会公開シンポジュウム「癌の微小環境とBRM」。札幌6月3-4日、,第31回癌治療学会総会、大阪、10月27-30日、1993.)マウス腎癌,Rencaモデルにおいて、活性型ビタミンD_3(1,25-(OH)_2D_3)およびその誘導体(1,α(OH)D_3および22-oxa-1α,25(OH)_2D_3)が腫瘍増殖抑制効果および担癌マウスの生存延長および転移抑制効果の抗腫瘍効果示し、さらにin vivo色素希釈法により検討した腫瘍内含有血液量の著明な減少を認めた。さらに、in vivoマウス腫瘍の生理食塩水環流・造影剤注入後の軟X線撮影によるよる顕微X線法により、対照腫瘍に比較し治療腫瘍で腫瘍血管密度の著明な減少および血管径の有意な縮小を認めた。これらの結果は、第48回、日本泌尿器科学会総会、千葉、1995および1995-annual meeting of American Urological Association,Las Vegaus,1995で発表しる。なお、腎癌組織内活性型ビタミンD_3受容体に関し単クローナル抗体(9A7γ)を用いた組織免疫化学により検討を進めているが、未だ確実な組織染色を得られず、組織の固定条件、染色法を含めた研究を継続中である。