hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中枢神経系の層形成時に細胞タイプ特異的に発現する新規遺伝子の機能解析

中枢神経系の層形成の過程において、それぞれの細胞がどのようにして細胞タイプに応じた特定の層へ移動してゆくのかを調べるために、これまでに網膜をモデルシステムとして用いて、発生期に細胞タイプ特異的な発現を示す遺伝子を複数同定して来た。本年度はそれらの候補遺伝子を網膜全体に強制発現させ、それぞれの細胞の振る舞いに変化が起きるかを調べたが、顕著な異常を観察する事は出来なかった。一方、網膜への遺伝子導入技術を改良している過程で、時期特異的、かつ細胞タイプ特異的に遺伝子を発現する系を立ち上げる事に成功した。この技術を用いて網膜の水平細胞をEGFPでラベルしたところ、樹状突起の形態および軸索の有無から明確に区別出来る3種類の水平細胞が存在する事を見出した。さらに、これらの樹状突起の形態形成を制御する分子メカニズムを明らかにするために、神経系における主要な細胞間接着分子の一つであるカドヘリンの機能阻害実験を試みた。その結果、カドヘリンの機能を阻害すると、樹状突起の伸展が大きく阻害される事が分かった。しかしながら、短いながらもそれぞれの樹状突起の末端は適切な視細胞の末端に投射していた。ただし、そこでのシナプスマーカーの集積は阻害されていた。これらの事から、カドヘリンは樹状突起の伸展、および最終的なシナプス形成の過程を制御しているが、局所的な標的認識過程には関与していない事が明らかとなった。
レヴィ過程に基づくリスク評価理論モデルの構築とその応用

数理ファイナンス理論の分野で重要な、非完備市場におけるオプションの評価法として、レヴィ過程モデルに基づいたリスク評価モデル[GLP & MEMM]モデルの有効性を示した。また、必ずしも効率的ではない市場における金融商品の評価や市場で取引されていない資産(プロジェクトなど)の評価のための評価法を研究した。この場合には標準的な裁定理論は適用できず、裁定理論によらない評価のための価値尺度としてリスク鋭感的価値尺度が有力な評価尺度であることを示した。数理ファイナンスにおけるリスク評価に関連した問題を、理論、モデル化、応用、の視点から研究した。1.研究代表者・宮原孝夫は、レヴィ過程モデルに基づいたリスク評価の理論モデル構築研究の一環として、オプション価格評価モデルの問題を研究し、ミニマル・ディスタンス(minimal distance)基準でのリスク中立確率測度の存在と表現およびそれを使ったオプション価格付けモデとその応用について、論文発表と国際会議での口頭発表を行った。また、効用無差別価格に基づく価値評価法の確立を目指した基礎研究もした。2.研究分担者・三澤哲也は、応用研究の一環として、「電力エネルギー事業」を対象に、それに関わる様々な収益リスクについて金融工学的観点からの分析を行った。具体的には、i)研究代表者・宮原孝夫の提唱する設備投資の新しい評価法を応用した発電施設投資のリスク評価、ii)気温変動による収益リスクをヘッジする気温オプションの価値評価、iii)先行する海外の電力卸市場における市場価格の時系列解析、などの研究に従事し、その成果の一部を公表した。3.研究分担者・藤原司は、レヴィ過程に基づくモデル化のための基礎理論の研究の一環として、フィルトレーションに関する局所マルチンゲールの表現定理を検討した。この定理はレヴィ過程に基づくファイナンスモデルの数理的考察においてとりわけ基本的な役割を果たすものであるが、その証明は専門的技術性が極めて高く容易には理解し難いものである。本年度藤原は上記の表現定理の証明を詳細に検討整理し、より明解なものにする可能性を探った。1.研究代表者・宮原孝夫は、レヴィ過程モデルに某づいたリスク評価の理論モデル構築研究の一環としてオプション価格評価モデルの問題を研究した。特に幾何安定過程とミニマルエントロピーマルチンゲール測度(MEMM)に基づいた理論モデル[GSP&MEMM]の重要性について検討し、このモテルの実証分析もおこない、その結果を論文にまとて発表するとともに国際会議などで口頭発表を行った。また、プロジェクトの価値評価法の確立を目指した基礎研究として.time-consistentな価値尺度の研究も行い、成果をディスカッションペーパーにまとめた。2.連携研究者・三澤哲也は、世界的に自由化・市場化の流れが加速する「電力エネルギー事業」におけるリスク分析に関連して、i)代表者・宮原孝夫の提唱した手法である効用無差別価格理論に基づくプロジェクト価値評価法の電力設備投資への応用ならびに実用に向けた簡約化法の導出、ii)効用無差別価格理論に基づく気温オプションの価値評価、iii)気温変動を考慮した海外の電力卸市場における市場価格分析、の研究を行い、その成果の一部を公表した。3.連携研究者・藤原司は、セミマルチンゲール構造を持つ独立増分過程の指数関数として定義された確率過程について、その最小エントロピーマルチンゲール測度を十分一般的な条件の下で明示的に与えた。さらにその応用として最終冨の指数型効用最大化問題の最適戦略を明示的に与えた.これらの結果は幾何的Levy過程について得られていた結果を時間的一様性を必ずしも持たない場合にまで一般化したものである。本研究の目的は、必ずしも効率的でない市場における金融商品の価値評価、あるいは必ずしも市場で取引されない資産の評価(リアルオプションやプロジェクトなどの評価)の評価のための価値評価法を確立することであった。このような問題には、無裁定条件の成立する市場の存在を前提にした価格理論である裁定理論は適用できず、新しい価値評価法が必要である。昨年までの研究の成果として、裁定理論によらない価値評価のための価値尺度の候補として、リスク鋭感的価値尺度(Risk-sensitive value measure)が有力であることが示されていたが、今年度には、このリスク鋭感的価値尺度がいくつかある価値尺度の候補の中で最も優れたものであると主張できる根拠を示すことが出来た。さらにこの価値尺度の適用法も検討し、一つの応用例を論文にまとめることが出来た。関連する研究成果として、非完備市場におけるオプションの価格理論モデルとして、レヴィ過程の一つである安定過程を基礎としたモデル[GSP(Geometric Stable Process) & MEMM (Minimal Entropy Martingale Measure)]モデルの有効性を示し、論文にまとめた。関連する研究として、連携研究者・三澤哲也は、「効用無差別価格」に基づいたプロジェクトの価値評価法を簡約化して得られるプロビット確率モデルを定式化し、パイロットシミュレーションよりその有効性を検証した。また連携研究者・藤原司は、1次元加法過程の指数モーメントの表現を研究した。
オウム真理教現象の現代社会論的研究

本研究は、オウム真理教現象をとおして、現代社会および現代人(とりわけ日本における)の特質を探ろうとしたものである。ここで「オウム真理教現象」というのは、同教団の思想ならびに行動、とりわけサリン攻撃などの犯罪的あるいは反社会的行為と、それへの一般社会の反応(反発)の両方からなる独特の諸現象を指している。上記の目的を達成するため、新聞・雑誌報道、単行本、テレビ放送などをつうじて情報を得るとともに、オウム関係者へのインタビューや、東京、熊本、静岡、山梨など同教団と深い関わりのある地域での現地調査を実施した。こうした調査によって収集したデータは膨大な量に達しており、その全体的な分析を完了するには、もう少し時間が必要である。今回は、オウム真理教と対立した熊本県波野村と山梨県上九一色村という二つの地域社会の対応についての詳細な記述と比較と検討をとおして、現代社会に広がる、ぼんやりとはしているけれど、根深い不安を明るみに出したことで満足しなければならなかった。私たちは、この不安がオウム真理教の思想と行動にも共有されているという仮説を持っている。このテーマについての研究は、今後も継続して行くつもりであり、遠からず、オウム真理教現象総体についての現代社会論的意味をはっきりさせたいと考えている。本研究では、(1)(旧)オウム真理教の思想並びに行動と、それへの地域社会及び一般社会の反応(反発)の対応関係の分析によって、「豊かな社会の貧しさ」とでもいうべき両者に共通の時代-社会的背景を明確にするとともに、(2)オウム真理教側の一人よがりな自己主張や身勝手な自己正当化と、地域社会及び一般社会の側のエゴセントリック(エスノセントリック)な他者排除の論理や通俗道徳への無批判的埋没との共軛関係を解明することで、(3)現代という時代と日本という社会の意識-文化状況の特性の一端を抉り出したいと考えている。本年度は、もっぱら上記の目的を達成するための基礎資料の収集と整理に努力を集中した。そのため、まず研究代表者の前任校である熊本大学に保管してあるサリン事件以前の関連資料の整理を片付けた他、新たに熊本県、静岡県、山梨県などの(旧)教団施設の所在地での行政及び住民からの聞き取り調査を数度にわたって実施するとともに、教団の出版物、関連の新聞・雑誌(週刊、月刊その他)記事、単行本等の文献の収集、及びテレビ番組の録画などを継続することで、当初の予定以上の資料を収集することができた。また、オウム真理教問題を研究している他の研究者(主として東京在住)とも、適宜、資料及び情報の交換を行なった。これで、今年度の所期の目標は、ほぼ達成できたと判断している。ただし、収集資料が膨大な量にのぼったために、かえってその整理作業に手間取ることになり、この点ではいくらか作業を次年度にもちこすことになった。また、当初予定していた(元)教団関係者からの聞き取り調査は、種々の微妙な事情により自粛している。この点も、今後次々と明らかになる同教団関係の裁判記録の収集とともに、次年度に期したいと考えている。上記の目的を達成するため、昨年(8年)度はもっぱら基礎資料の収集と整理に努力を集中したが、本年(9年)度は、それら既収集資料の整理と分析に力を注いだ。同時に、熊本県、静岡県、山梨県などでの現地調査も昨年度にひき続き実施した。また、オウム真理教問題を研究している他の研究者(主として東京在住)とも、適宜、資料及び情報の交換を行った。

種々の微妙な事情により、(元)教団内部の独自調査や関係者からの聞き取り調査は当初予定していたように進んだとは言えないが、同(元)教団の言動とそれへの一般社会の対応に見られる一種の共鳴関係の中に現代社会の特質の一端を探るという、本研究の中心課題についてはほぼ満足できる成果を上げつつあり、次年度(最終年度)における研究成果報告書に向けての準備はおおむね整ったと考えている。本研究では、(1)オウム真理教の思想並びに行動と、それへの地域社会及び一般社会の反応(反発)の対応関係の分析によって、「豊かな社会の貧しさ」とでもいうべき両者に共通の時代-社会的背景を明確にするとともに、(2)オウム真理教側の一人よがりな自己主張や身勝手な自己正当化と、地域社会及び一般社会の側のエゴセントリック(エスノセントリック)な他者排除の論理や通俗道徳への無批判的埋没との共軛関係を解明することで、(3)現代という時代と日本という社会の意識-文化状況の特性の一端を抉り出すことを目指した。上記の目的を達成するため、初年度(8年度)はもっぱら基礎資料の収集と整理に努力を集中し、次年度(9年度)は、それら既収集資料の整理と分析に力を注いだ。同時に、熊本県、静岡県、山梨県などでの現地調査も昨年度にひき続き実施した。また、オウム真理教問題を研究している他の研究者(主として東京在住)とも、適宜、資料及び情報の交換を行なった。最終年度(10年度)は、収集資料の整理と分析に集中するとともに、若干の補充調査を実施し、一応の研究成果報告書を作成することができた。残念ながら、今なお当初の目的を十分に達成するまでには至っていないが、少なくとも山梨県上九一色村と熊本県波野村によるオウム真理教への対応を克明に記述・分析することで、同教団の言動とそれへの一般社会の対応に見られる一種の共鳴関係の中に現代社会の特質の一端を探るという、本研究の中心課題については、一定の成果を上げることができたと考えている。
カニクイザル胚性幹細胞のコロニーの構造とその特性に関する研究

霊長類のES細胞は、マウスES細胞と異なる性状を有している。たとえば、ES細胞を継代するときに細胞を単離してしまうと、霊長類の場合、ES細胞は新たなコロニー形成が困難になる。本研究ではカニクイザルES細胞のコロニーの特性を明らかにすることを第一の目的とし、品質を維持しながら継続培養する方法の確立を目指した。本研究で用いたES細胞は当センターで樹立したカニクイザルのES細胞(TRSK-1)であり、テラトーマ形成能や細胞表面マーカーから未分化細胞であることが確認されている。また、扁平な形態のコロニーを形成するという霊長類ES細胞の特徴を有していた。酵素を用いて細胞を単離した場合、コロニーの形成は認めなかった。コロニーをピペッティング等で大まかに分離したときにはコロニーが形成され、半年以上にわたって未分化能を維持したまま継代が可能であることが確認された。その継代培養時にFGF2の添加を必要としないことが明らかとなり、少なくともこのES細胞はFGF2低依存性であることが判明した。FGF2非添加の状態でレチノイン酸による神経系細胞への分化誘導実験を試みたところ、ニューロンへの選択的分化を認めた。さらに、分化誘導時にFGF2を添加したところ、ニューロンに加えて*****への分化を確認した。すなわち、FGF2は*****へ分化させるための必須のグロースファクターである可能性が示唆された。このような特徴はTRSK-1株特有のものか、霊長類ES細胞に共通のものかは判明していない。また、関連実験として始原生殖細胞(PGc)の単離培養実験を行ってきた。カニクイザルのPGcに関する研究により、日本生殖医学会学術奨励賞を受賞した。霊長類のES細胞は,マウスES細胞と異なる性状を有している。たとえば,ES細胞を継代するときに細胞を単離してしまうと,霊長類の場合,ES細胞は新たなコロニー形成が困難になる。本研究ではカニクイザルES細胞のコロニーの特性を明らかにし,品質を維持しながら継続培養する方法を確立することを目的としている。本研究で用いたES細胞は当センターで樹立したカニクイザルのES細胞(TRSK-1)であり,テラトーマ形成能や細胞表面マーカーから未分化細胞であることが確認されている。酵素を用いて細胞を単離した場合,コロニーの形成は認めなかった。コロニーをピペッティング等で大まかに分離したときにはコロニーが形成され,半年以上にわたって継代が可能であることが確認された。単離した細胞とコロニーとしてのES細胞の相違点を明らかにする必要がある。また,コロニーから胚様体を形成し,レチノイン酸による人為的誘導で神経細胞に分化させることに成功している。医薬基盤研究所霊長類医科学研究センターで繁殖育成されたカニクイザルを実験に使用した。カニクイザルより卵および精子を採取し、顕微授精により受精卵を作出し、胚盤胞まで発育培養したのちES細胞を樹立した。このES細胞を本研究に使用した。ES細胞は種ごと、あるいは細胞株ごとに異なった特性をもっていることが知られている。今回用いたカニクイザルのES細胞は、扁平状のコロニーを形成し、継代のときに単一細胞にするとコロニーが形成しないというものであった。また、培養時にFGF2の添加を必要としないことが証明された。FGF2はフィーダー細胞から分泌している可能性があるが、少なくともこのES細胞はFGF2低依存性であることが判明した。この株を用いて神経細胞への分化誘導を試みたところ、レチノイン酸単独で神経系細胞に分化することがわかった。しかし、分化した神経系細胞はニューロンのみであり、他の神経系細胞は認められなかった。

レチノイン酸暴露により神経幹細胞にまず分化したと予測され、その神経幹細胞がニューロン選択的に再度分化したと考えられる。このES細胞は、FGF2の添加を必要とせず、レチノイン酸の添加のみという極めてシンプルな実験系によりニューロンを選択的に分化誘導できるものである。シンプルな実験系を用いる利点は多く、神経系細胞分化の様式等を解析するうえで有用な細胞株であると考えられた。また、関連実験として始原生殖細胞(PGc)の単離培養実験を行ってきた。カニクイザルのPGcに関する研究により、平成19年度、日本生殖医学会学術奨励賞を受賞した。
選択的IRパルスを用いたMR動態イメージングによる脂肪の消化吸収の画像的評価

脂肪成分を多く含む液体食の摂取前後の経時的な膵液の分泌量の変化をMRIで観察したところ、摂取前に比べ、摂取519分後で有意に分泌量が多かった。また分泌量が最大となるのは摂取5分後で、その後徐々に低下していくことが分かった。18種類の慢性的な腹部症状とMRIで測定した膵液の分泌量を比較検討したところ、「おならの臭いがいつもよりくさい」、「便の量が多い」、「便がやわらかい」の3症状に関しては、膵液の分泌量の低下と有意な相関関係が得られた。この3症状は脂肪成分の消化吸収障害でみられやすい症状であり、MRIによる膵液分泌の評価により、脂肪成分の消化吸収障害を予測できる可能性が示唆された。選択的IRパルスを用いて胆汁、膵液の流れを可視化することには成功しており、脂肪の消化に重要な役割を果たす胆汁および膵外分泌液の分泌を個別に非侵襲的に機能的評価することには成功している。これまで侵襲的な方法や時間がかかる方法でしか評価することができなかった消化酵素の分泌機能を非侵襲的に比較的短時間で評価できるため、脂肪の消化機能を評価するうえで重要な意義を持っている結果と考えている。一方、脂肪の吸収経路であるリンパ管の流れの評価は現時点で評価できる症例とできない症例がある。原因としてリンパ管の大きさに個人差が大きく、小さい症例では描出が難しいこと、またリンパ管の流れは非常に遅く、常に一定方向には流れないことが考えられる。現時点ではこの問題を解決するべく、撮影MRI装置を現在使用している1.5テスラ装置からより高磁場装置である3テスラ装置で撮影する予定としている。また脂肪の吸収を評価する指標としてリンパ管内のリンパ液の流れを評価するだけでなく、リンパ液内の脂肪成分の含有量をMRIケミカルシフト画像を撮像することで評価する予定としている。脂肪食摂取前後で食後40分までの経時的な膵液の分泌の変化をcine dynamic MRCPを用いて評価したところ、食後5分で膵液の分泌は最大を示し、その後食後20分までは食前より膵液分泌が多いが、20分を過ぎると膵液分泌は食前より低下することがわかった。食後は胃壁への刺激や胃酸の十二指腸への流入などが影響していることが推察され、食後比較的速やかに膵液が分泌されることが分かった。この結果はEur Radiol. 2016 Mar4. [Epub ahead of print]に論文報告した。現在はレモン水を摂取し膵液分泌を促進した状態で膵液の分泌程度をcine dynamic MRCPを用いて測定し、同時に対象症例から取得した腹部症状に関するアンケート結果と対比することにより膵腋の分泌の程度と腹部症状との関連性について評価を行っている。当初予定していたリンパ管内のリンパ液の流れの評価に難渋したが、脂肪食摂取前後での膵液の流れを経時的に評価し、また脂肪の吸収の影響に関しては腹部症状と対比することで脂肪吸収との関連性を評価することとした。当初予定していた方法とは若干異なるが、おおむね良好に研究は進んでいる。材料と方法:何らかの腹部症状を有する患者103症例に対しCine-Dynamic MRCPおよび18項目の腹部症状に関するアンケートを行った。腹部症状に対し薬剤が処方され症状が改善している症例を除外し、最終的に42症例が本研究の対象となった。2名の放射線科医の合意によりによりCine-Dynamic MRCPが評価された。膵外分泌スコアとして定量化された膵外分泌機能と18項目の腹部症状との関連性を評価した。結果:腹部症状18項目のうち項目9「おならの臭いがいつもよりくさい」、項目13「便の量が多い」、項目18「便がやわらかい」の3項目に関してはCine-Dynamic MRCPにより測定された膵外分泌機能の低下に伴い有意に症状が出現する結果となった。その他の15項目の腹部症状に関してはCine-Dynamic MRCPを用いて測定された膵外分泌機能との有意な相関は認められなかった。考察:結果に示した3項目の腹部症状に関しては膵外分泌機能低下による脂肪吸収障害が原因で現れやすい症状と考えられた。患者がこのような症状を訴えた場合は膵外分泌機能低下による脂肪吸収障害の可能性を疑い、積極的にCine-Dynamic MRCPによる膵外分泌機能評価を行う必要があると考えられた。当初の予定では膵液に分泌だけでなく、リンパ管の流れをMRIで評価する予定であったが、個人差が大きいことやリンパの流れが非常に遅いことから実際には評価が難しかったため、当初の予定を一部変更し脂肪吸収障害による症状と膵液の流れを比較することにした。それが原因で研究進度が遅れ、当初の予定より1年延長を行った。現在は一部変更した研究方法で結果が出そろい、データの解析を行っている。脂肪の吸収は膵液、胆汁により分解、ミセル化され、消化管壁から主にリンパ管内に吸収されるという複雑な経路を介して行われる。当初の本研究の目的はこの一連の脂肪の消化吸収の経路を非侵襲的にcine-dynamic MRCPで視覚的、定量的に評価することであった。しかし、膵液や胆汁の分泌を視覚化し定量評価することはできたものの、リンパ管内に吸収された脂肪成分の評価が十分にできなかった。そのため研究視点を変更し、膵外分泌機能が唯一外来で簡便に測定できるcine-dynamic MRCPを用いて、脂肪吸収障害を含めた原因不明の難治性、慢性的な腹部症状を有する患者の原因を明らかにすることとした。

原因不明の難治性、慢性的な腹部症状を有する患者に対して18項目の腹部症状の有無に関するアンケートを行い、さらにcine-dynamic MRCPを施行し、膵外分泌機能を定量的に評価し、両者を比較検討した。結果、「おならの臭いがいつもよりくさい」、「便の量が多い」、「便がやわらかい」、以上の3項目の腹部症状の出現と膵液分泌能低下との間に有意な相関関係が認められた。本研究結果から原因不明の難治性、慢性的な腹痛を有する患者の中でも上記3症状を有する患者に対しては積極的に外来で施行可能なcine-dynamic MRCPを施行し、膵外分泌機能を評価することが原因不明の難治性、慢性的な腹痛を有する患者の原因特定に有用であると考えられた。またcine-dynamic MRCPで膵外分泌低下があれば膵消化酵素補充剤を投与が推奨される治療法となる可能性があると考える。脂肪成分を多く含む液体食の摂取前後の経時的な膵液の分泌量の変化をMRIで観察したところ、摂取前に比べ、摂取519分後で有意に分泌量が多かった。また分泌量が最大となるのは摂取5分後で、その後徐々に低下していくことが分かった。18種類の慢性的な腹部症状とMRIで測定した膵液の分泌量を比較検討したところ、「おならの臭いがいつもよりくさい」、「便の量が多い」、「便がやわらかい」の3症状に関しては、膵液の分泌量の低下と有意な相関関係が得られた。この3症状は脂肪成分の消化吸収障害でみられやすい症状であり、MRIによる膵液分泌の評価により、脂肪成分の消化吸収障害を予測できる可能性が示唆された。脂肪成分の消化にかかわる胆汁と膵液の流れの評価は良好な結果が出ているが、脂肪の吸収を評価する予定であったリンパ管の中にリンパ液の流れの評価が現時点では症例によってできる場合とできない場合があるため。現在はレモン水を摂取し膵液分泌を促進した状態で膵液の分泌程度をcine dynamic MRCPを用いて測定し、同時に対象症例から取得した腹部症状に関するアンケート結果と対比することにより膵腋の分泌の程度と腹部症状との関連性について評価を行っている。データの取得は完了しており、現在データの解析を行っている。現時点では予想していたものに近い結果がでており、今後さらに結果を詳細に解析し、結果を学会などで報告および論文作成をする予定としている。放射線医学脂肪の消化酵素の評価はこれまで通りで問題ない。一方、脂肪の吸収の評価は現在の方法では十分でなく、改善する必要がある。改善策として撮影MRI装置を現在使用している1.5テスラ装置からより高磁場装置である3テスラ装置で撮影する予定としている。また脂肪の吸収を評価する指標としてリンパ管内のリンパ液の流れを評価するだけでなく、リンパ液内の脂肪成分の含有量をMRIケミカルシフト画像を撮像することで評価する予定としている。物品費が当初予定していたより少なかったことが大きな理由であるが、当初、本研究のデータ解析のために購入予定としていたPCよりも安価なPCでも十分にデータ解析できることが分かり、予定より安価なPCを購入したことが理由である。また記憶媒体など当初予定していたより安価であったり、既存のものを用いることができたためである。
プリオン病の病態における補体因子の役割

プリオン病患者および罹患動物の脳では補体因子の沈着が認められるが、病態における役割は不明である。本研究では、プリオン感染神経細胞に補体を反応させると細胞膜の透過性が亢進するものの、細胞死は起こらないことが示唆された。この現象はChandler株と22L株、いずれを感染させた神経細胞でも観察されたが、異常型プリオンタンパク質(PrPSc)の蓄積に与える影響は異なっており、Chandler株に対しては増殖抑制効果、22L株に対しては増殖増強効果が認められた。今後はその他のプリオン株でも補体因子がPrPSc増殖に与える影響を検討し、補体因子の活性化制御によるプリオン病治療の可能性を探る。補体は自然免疫因子であり、病原体の感染や神経変性疾患など多種の病態で脳内に発現することが報告されている。プリオン病の患者や動物の脳でも、異常型プリオンタンパク質(PrPSc)の沈着に一致して補体因子が検出されるが、補体因子の沈着が神経変性の原因か結果か、補体因子が反応しているのかということは明らかではなかった。申請者らはこれまで、プリオン持続感染マウス神経芽腫細胞に補体因子を添加すると補体因子が反応し、ホスファチジルセリンの細胞外膜への露出が起こることを示してきた(Virology2012. 20: 205-213)。しかし、神経芽腫細胞は中枢神経系の神経細胞とは性質が異なるため、本研究ではマウス胎仔大脳皮質より分離した初代培養神経細胞を用いて、プリオン感染神経細胞で補体反応が起こるのか、補体反応が神経細胞にどのような影響を与えるのかを解析し、プリオン病の神経病態における補体因子の役割を明らかにすることを目的とした。プリオン感染17および24日後の神経細胞に補体を反応させると、感染17日後の神経細胞ではヨウ化プロピジウム(PI)の取り込みが継時的に増加した。感染24日後の神経細胞では、補体反応6時間後にPIの取り込みが増加したものの、24および48時間後では増加しなかった。これらから、PIの取り込み増加は一過性の膜透過性の亢進であり、補体反応により細胞死は起こっていないことが示唆された。また、感染20日後に補体を反応させ、8日後にウエスタンブロットによりPrPScを検出したところ、PrPSc量が減少しており、補体反応による膜透過性の変化はPrPScの増殖を抑制し、病態の進行を遅らせる可能性が示唆された。プリオン病は致死性神経変性疾患であり、神経組織の空胞変性が特徴であるが、神経変性が起こるメカニズムは不明である。補体は自然免疫因子であり、病原体の排除に重要であるが、細胞を傷害する方向にも働きうる。本研究では、プリオン感染初代培養神経細胞に補体因子を反応させた場合に細胞変性・細胞死を誘導するかを解析し、プリオン病の病態における補体因子の役割を明らかにすることを目的とした。胎齢16日目のマウス胎仔の大脳皮質から神経細胞を培養し、プリオンChandler株または22L株を感染させた。プリオン感染17日後の神経細胞に補体を反応させると、6時間後には細胞膜透過性が亢進し、ヨウ化プロピジウム(PI)の細胞内への取り込みが増加した。PIの取り込みは補体処理24、48時間後と継時的に増加した。プリオン感染24日後の神経細胞に補体を反応させると、PIの取り込みは6時間後に最大となり、24、48時間後では陰性対照と同程度であった。この傾向はChandler株でも22L株でも同様であった。以上の結果から、補体反応による細胞膜透過性の亢進は一過性であり、細胞死は起こっていないことが示唆された。補体反応により誘導される細胞膜透過性の亢進が異常型プリオンタンパク質(PrPSc)の蓄積に影響を与えるかを検討した。Chandler感染神経細胞では、感染12日後から補体因子を添加し、8日間培養してもPrPSc量に変化は認められなかったが、感染20日後から添加すると、PrPSc量が減少した。22L感染細胞では感染12日後から補体因子を添加するとPrPSc量が増加したが、感染20日後から添加してもPrPSc量に変化は認められなかった。これらの結果から、補体反応により誘導される細胞膜透過性の亢進は、Chandler株と22L株ではPrPScの増殖に全く逆の影響を与えることが示唆された。スクレイピー持続感染N2a細胞に補体を反応させると、膜の不安定化が起こり、細胞表面にホスファチジルセリン(PS)が露出する。

しかし、形態には変化が見られず、ヨウ化プロピジウム(PI)の取り込みが起こらないことから、細胞死は起こっていないことが示された。同様の現象が初代培養神経細胞でも起こるかを検討するために、今年度はマウス胎仔の海馬および大脳皮質からの初代神経細胞培養系を確立した。培養7日目にスクレイピーChandlerおよび22L株感染マウス脳由来ミクロソームを接種したところ、感染6日目から異常型プリオンタンパク質(PrPSc)が検出された。同培養系は培養40日、感染33日目まで維持が可能である。PrPSc感染が約60%程度の神経細胞に確認される感染12日目に補体因子を培養メディウム中に加え、PIの取り込みにより細胞死を検討したが、正常感染マウス脳由来ミクロソームを接種したものと差がなかった。細胞表面へのPSの露出を検討するために、Annexin V染色を行ったが、接種したミクロソームに反応してしまうため、現在は接種材料に精製PrPresを用いて検討を行っている。N2a細胞におけるChandlerと22L株感染では、異なる補体因子が反応する。プリオン株による補体因子の反応の違いが、各株のPrPScと補体因子の結合親和性によるものではないかという作業仮説を立て、検証を行っている。正常マウス血清から補体因子C1qを精製することを試みたが、十分な濃度が得られなかった。そこで、マウスC1qA, C1qB, C1qCをサブクローニングし、293T細胞に発現させ、回収することを試みている。293T細胞に発現させると、各C1qサブユニットは培養上清中に放出されることを確認した。今後はこれらのサブユニットによりC1q複合体が形成されているかを検討し、結合実験に用いる。申請時は、「補体反応はプリオン感染神経細胞に細胞死を引き起こす」という仮説を立て、それを初代培養神経細胞およびマウスモデルを用いたin vivoのプリオン感染で検証する予定であった。しかし、補体反応は初代培養神経細胞に細胞死を誘導しなかったため、in vivoでの実験を行う前に培養細胞で補体反応により起こっている現象を詳細に解析する必要があった。平成23年度では「補体因子はプリオン感染神経細胞に細胞死を引き起こすか」というテーマに対して、(1)初代培養神経細胞の準備、(2)プリオン感染神経細胞への補体因子の暴露と細胞死の検出、(3)補体因子による細胞死に関連する細胞シグナルの解析、という計画を立てていた。(1)に関しては、培養系とプリオンの感染条件を確立した。(2)に関しては、(1)で確立した培養系に補体因子を反応させ、神経変性、細胞死が起こるかを検討した。(3)に関しては、初代培養神経細胞を用いても、補体反応だけでは神経細胞死が起こらないことが示されたため、当初の予定通りに実験を行わなかった。この点に関しては、研究計画を変更する必要があると考えられた。詳細は「今後の研究の推進方策」で述べる。また、平成24年度で予定している「なぜプリオン株により補体の反応が異なるか」というテーマで用いる補体因子の準備にすでに着手している。当初予定していた正常マウス血清からの精製では、実験に必要な濃度の補体因子を得ることが困難なため、293T細胞での発現系を構築した。以上のことから、研究経過はおおむね順調に進んでいると考えられる。今年度までの結果から、補体反応により神経細胞の細胞膜の透過性が亢進し、PrPScの増殖を抑制する可能性が示唆された。
近世期文人に関する伝記および人的ネットワークの総合的研究 -マルチメディアによる伝記データの整備と検索システムの構築-

本研究は,日本近世期の文人に関する伝記研究,人的ネットワークの解明において,コンピュータを利用したデータ収集・整理・分析の方法を確立することを目的とした。具体的には,まず,人名録データベースの基本的入力方法を決定することから着手し,数度に渡る会議,及びパソコン通信による会議を重ねて,A姓名(一般的名称)B姓C名(a諱b幼名c通称d字e号f俳号g狂号h画号i謚j源氏名k俗称zその他)D生地E住所F墓所G師H弟子I専門分野J職業K親の職業L父親M母親N生年月日O没年月日P享年Q著書R略歴S画像T配偶者U子供X典拠Y丁頁その他,というタグを決定した。(古相代表者)国学・和学関係の伝記事項を入力した。また,同様に,江戸時代の人名辞典である『平安人物志』『浪華郷友録』『江戸当時諸家人名録』『江戸現在広益諸家人名録』などの資料を収集し,学生アルバイトを使って入力した。(鈴木分担者)『広益諸家人名録』初編(天保七年刊)を,初摺本に近いものをもって,csv形式でデータベース化した。それを基に,改竄目まぐるしい該書の書誌調査を全国各地に亙って行い,多くの板種を確認しえた。(高橋分担者)「姓氏録」のキャラクタ・データベース化がほぼ完成した。(波平分担者)『文雅便覧』(鈴木俊幸氏家蔵),および『虚栗』(わたや文庫本)のCSV形式によるデータベースが完成した。もともと三年計画での研究であるため,作成データを公開できる段階には至っておらず,それをもとにした業績も発表できていない。しかし,今後とも分担者各自での作業とともに,全員での合議を重ねて行く事により,よりよい伝記データベースの作成,さらには,その効率的相関関係を表わす事のできるソフトの作成が行なえるものと思われる。
がん性化境遇の分子機序の解明-特に、炎症による肝発がんを中心にして-

我々は、「炎症による肝がんと遺伝による腎がん」を戦略として、ヒトがんの起源を「環境と遺伝」の立場から論じようとするものである。特に「炎症による肝発がん」に関して「遺伝子変化か生じやすく、また蓄積しやすい組織の状態」を高がん化状態(Hypercarcinogenic state)と提唱し、「炎症とがん」を「遺伝子発現病」の観点からとらえ、高がん化状熊から、低がん化状態に導くことが、漫性肝炎によるヒト肝がん発生の予防につながることを分子のレベルで示す戦略の一貫として、「Y box binding protein(Cold shock protein)familyに属するdbpAが、肝発がん過程を促進する宿主側の因子として働いているかどうか検討した。1.Y box binding protein(dbpAおよひYB-1)のヒト肝癌での発現状態は、肝癌の進行度に相関し、肝癌の予後マーカーとなることが示された(dbpAはYB-1よりも相関の強いマーカーであった)。2.dbpAプロモーター領域に一塩基置換のある症例では、dbpAが核に局在する傾向があった。dbpAが核に発現している肝癌症例は予後不良であり、これらのことから、dbpAプロモーター領域の一塩基置換も肝癌の予後マーカーとなり得る可能性が示唆された。3.dbpAプロモーターのメチル化:慢性肝炎・肝硬変のような前癌病変においてはdbpAの発現が必ずしも高くない。これらの前癌病変ては、プロモーター領域のメチル化により同遺伝子の発現が抑制されている可能性を考え、プロモーター領域に存在するCpG islandのメチル化の状態を調べた。dbpAの癌組織での発現パターンと、癌及び非癌部組織のメチル化パタンを比較検討した結果、非癌部メチル化(+)癌部メチル化(-)症例で有意に癌部での発現レベルが高いことが判明した。4.肝発癌感受性の充進を示すdbpA Tgマウスにおいて、肝臓に形態的変化の見られない30週齢て発現の充進している遺伝子群をDNAチップで解析した。Tg(+)マウスて発現の充進している11遺伝子のうち7個(Igfbpl,Tff3,Hpx,Orm2,Ctsl,Plg,Jdpl)が発癌に関連した遺伝子であり、発現の低下している9遺伝子のうら1個(Car3)は活性酸素から細胞を保護する遺伝子であった。5.Tg(+)マウスで発現の充進していたIgfbpl遺伝子とdbpA遺伝子の発現の関連をsiRNAを用いて確認した。siRNAでdbpA遺伝子の発現を抑制することにより、Igfbpl遺伝子の発現も抑制された。1)in vivoでのdbpAの発がん過程の関与を見るために肝臓でdbpを特異的に発現するトランスジェニック(Tg)マウス(C57BL/6系)を作製し、肝発がん感受性の変化を調べた。

自然経過では、異なる2つのラインにおいて、5/35および1/28の頻度で肝腫瘍の発生を認めた。次いで、化学発がん剤により生じる肝発がん過程が、Tgマウスで促進されるかどうかを調べた。生後14日でdiethylnitrosoamine(DEN) 20mg/kgを投与し、30週齢で肝表面の腫瘍数を肉眼的に観察した。雄では、Tg(+)群で3.89±3.02個、Tg(-)群で2.00±1.63個の肝腫瘍が認められ、Tg(+)(-)群間で有意差を認めた。2)肝発がん感受性の亢進を示すdbpA Tgマウスにおいて、肝臓に形態的変化の見られない30週齢で発現の亢進している遺伝子群をDNAチップで解析した。その結果、Tg(+)マウスで発現の亢進している遺伝子として、insulin-like growthfactor binding Protein 1(lgfbp 1)等の増殖関連遺伝子が残り、また発現の低下している遺伝子として4種の遺伝子が残り、現在それらの遺伝子と肝発がん過程との関連を調べている。3)ヒト肝がんにおけるdbpAの発現状態を調べた。dbpAの発現している肝がんでは、組織学的に未分化な症例例、門脈浸潤例、ステージの進行例が多く、また、特にdpbAが核で発現している症例では、手術後3年間における無再発生存率が有意に低かった。以上の結果より、dbpAが、肝がん症例の予後マーカーとなり得ることが示された。また、dbpAが肝発がん過程の進行モーメントとして働いている可能性も示唆された。我々は、「炎症による肝がんと遺伝による腎がん」を戦略として、ヒトがんの起源を「環境と遺伝」の立場から論じようとするものである。「遺伝子変化が生じやすく、また蓄積しやすい組織の状態」を高がん化状態(Hypercarcinogenic state)と提唱し、「炎症とがん」を「遺伝子発現病」の観点からとらえ、高がん化状態から、低がん化状態に導くことが、慢性肝炎によるヒト肝がん発生の予防につながることを分子のレベルで示す戦略の一貫として、「Y box binding protein (Cold shock protein) familyに属するdbpAが、肝発がん過程を促進する宿主側の因子として働いているかどうか検討した。1.Y box binding protein (dbpAおよびYB-1)のヒト肝癌での発現状態は、肝癌の進行度に相関し、肝癌の予後マーカーとなることが示された(dbpAはYB-1よりも相関の強いマーカーであった)。2.dbpAプロモーター領域に一塩基置換のある症例では、dbpAが核に局在する傾向があった。dbpAが核に発現している肝癌症例は予後不良であり、これらのことから、dbpAプロモーター領域の一塩基置換も肝癌の予後マーカーとなり得る可能性が示唆された。3.dbpAプロモーターのメチル化:慢性肝炎・肝硬変のような前癌病変においてはdbpAの発現が必ずしも高くない。これらの前癌病変では、プロモーター領域のメチル化により同遺伝子の発現が抑制されている可能性を考え、プロモーター領域に存在するCpG islandのメチル化の状態を調べた。dbpAの癌組織での発現パターンと、癌及び非癌部組織のメチル化パタンを比較検討した結果、非癌部メチル化(+)癌部メチル化(-)症例で有意に癌部での発現レベルが高いことが判明した。
匂いレコーダ(匂いの電子記録とその再生)

本研究では,匂いセンサを用いて,嗅覚情報を記録再生するシステムの構築を目的とした.本年度は適用できる匂いの範囲の拡大と,動的匂い変化の記録方法の確立を目標として挙げた.それに対して,以下に示す成果を得た.1.電磁弁の高速開閉制御により匂い濃度を調整する手法を用いて,16成分用の匂い調合装置を作製した.開発した調合装置を用いて,香水に対する記録再生を行い,その基礎的なデータを得た.また,従来から人工香料のりんご臭を匂いサンプルとして用いてきたが,適用できる匂いの範囲を拡大するため,自然香料である柑橘系精油に対して記録再生実験を試みた.その結果2種類の精油を混合した匂いの記録再生に成功した.2.視覚情報の記録再生システムの有望な応用分野の1つとして,バーチャルリアリティが挙げられる.バーチャルリアリティでは空間において動的に変化する匂いを再現する技術が望まれる.通常,開放空間においる匂いは濃度が急峻に変化しており,そのような変化を再現することが望まれる.しかし,人間の鼻が感じる速度は数s程度であるので,本研究ではその数s程度で変化する匂いの再現を目標とした.それを実現するため,匂いセンサアレイを2個用い,状態方程式により2個のセンサアレイの特性差を補正する計測手法を考案した.その結果,数秒で変化する匂いの記録に成功し,大気中の匂いの再現にも成功した.3.さらに,バーチャルリアリティへの応用を目指し,動画と共に大気中を漂う匂いの記録を試みた.市販のデジタルビデオカメラと匂いセンサアレイを組み合わせ,視嗅覚情報の同時記録再生システムを構築した.匂いセンサアレイにより測定した応答パターンから,ニューラルネットワーク(LVQ, learning vector quantization)を用いたパターン識別により,匂いの種類を記録した.また,匂いセンサの応答の大きさから匂いの強さを記録した.官能検査の結果,動画に適した匂いを記録できたことが分かった.匂いレコーダの実現に向けて,本年度の目標は,匂いを構成する成分数の拡張と環境変化に対するロバスト性の向上であった.それに対して,以下に挙げる成果を得た.1.従来,高価なマスフローコントローラを用いて匂い調合装置を構成していたため,ハードウェアの制約で多数成分化が困難であった.そこで,新たに,安価な電磁弁をΔΣ変調法で開閉制御して任意濃度の匂いを発生する手法を開発した.この成果はSensors and Actuators B,No.87,2002において発表した.この手法を用いて8成分用の調合装置を作製し,5成分臭の記録に成功した.さらに,14成分で構成した典型的なリンゴ臭を5成分の混合臭で近似記録することに成功した.この成果はSensors and Actuators B,No.89,2003において発表した.また,16成分用の調合装置も作製したので,その動作確認を行なってから,それを用いた検討を行なう予定である.2.成分数の増加に関して,上記のようなハードウェアの制約に加え,匂い成分に対するセンサの多重共線性が増加し,各成分の調合比定量が難しくなるという問題点もあった.そこで,特異値分解法や二値量子化法という匂いレシピの探索空間を制限して多重共線性の問題を解決する手法を開発した.リンゴ臭の匂い記録を行い,8成分を用いた匂い記録再生に成功した.この成果はSensors and Actuators B,No.89,2003とIEEE Sensors Journal(in press)に発表(予定)した.3.屋外などで匂いを記録する場面では,環境が変化しても安定に記録する必要がある.そこで,対象の匂いを実時間でモニタする実時間参照方式という匂い記録法を考案し,温度や湿度変化によらず,安定して記録できることを示した.この成果は電気学会論文誌E,Vol.122-E,No.6,2002において発表した.また,本手法では,匂いが動的に変化した場合でもそれに追従するように匂いを記録・再現できる.このことを実験により確かめた.その成果はSensors and Actuators B(in press)において発表予定である.本研究では,匂いセンサを用いて,嗅覚情報を記録再生するシステムの構築を目的とした.本年度は適用できる匂いの範囲の拡大と,動的匂い変化の記録方法の確立を目標として挙げた.それに対して,以下に示す成果を得た.1.電磁弁の高速開閉制御により匂い濃度を調整する手法を用いて,16成分用の匂い調合装置を作製した.開発した調合装置を用いて,香水に対する記録再生を行い,その基礎的なデータを得た.また,従来から人工香料のりんご臭を匂いサンプルとして用いてきたが,適用できる匂いの範囲を拡大するため,自然香料である柑橘系精油に対して記録再生実験を試みた.その結果2種類の精油を混合した匂いの記録再生に成功した.2.視覚情報の記録再生システムの有望な応用分野の1つとして,バーチャルリアリティが挙げられる.バーチャルリアリティでは空間において動的に変化する匂いを再現する技術が望まれる.通常,開放空間においる匂いは濃度が急峻に変化しており,そのような変化を再現することが望まれる.しかし,人間の鼻が感じる速度は数s程度であるので,本研究ではその数s程度で変化する匂いの再現を目標とした.それを実現するため,匂いセンサアレイを2個用い,状態方程式により2個のセンサアレイの特性差を補正する計測手法を考案した.その結果,数秒で変化する匂いの記録に成功し,大気中の匂いの再現にも成功した.3.さらに,バーチャルリアリティへの応用を目指し,動画と共に大気中を漂う匂いの記録を試みた.市販のデジタルビデオカメラと匂いセンサアレイを組み合わせ,視嗅覚情報の同時記録再生システムを構築した.匂いセンサ

アレイにより測定した応答パターンから,ニューラルネットワーク(LVQ, learning vector quantization)を用いたパターン識別により,匂いの種類を記録した.また,匂いセンサの応答の大きさから匂いの強さを記録した.官能検査の結果,動画に適した匂いを記録できたことが分かった.
無限ネットワーク理論とその応用に関する総括的研究

1.無限ネットワーク上で重みつきのソボレフ・ポアンカレ不等式と離散ラプラシアンに関する重み付き固有値問題の関係に着目して,最小固有値に関する結果を証明した。連続型ラプラシアンについて幾何学分野の手法は離散型にはあてはまらない。最小固有値を到達する固有関数のディリクレ和有限性についても検討を加えた。広島工業大学村上教授との共同研究である。2.Martin境界は調和関数族及び領域の幾何学的形状の研究に重要な役割を果たしている。John領域を制限した一様John領域のMartin境界の決定を行った。更に研究成果を3次元Sierpinski Gasketに応用した。また,フラクタルと無限グラフの関係について共同研究を行った。3.境界が容量密度条件を満たすという仮定の基で,John領域や一様領域,一様John領域の特徴付けを行った。John領域のための必要十分条件は調和測度の下からの評価が成立する事であり,一様領域のための必要十分条件はそれに加えて一様な境界Harnack原理が成立することであることを示した。4.ヴォルテラ型積分微分方程式の解の有界性と周期解、中立型積分方程式の周期解・漸近周期解、不動点定理の関数微分方程式の解の安定性への応用、ヴォルテラ型差分方程式の周期解・漸近周期解及び解の安定性、及び中立型差分方程式の解の存在と周期解に関する成果を得た。5.島根大学総合理工学部陳助教授との共同研究で,線形補償問題を微分不可能な方程式に書き直し,それを用いて与えられた問題が解をもつか否かを検証する方法を提案した。6.無限ネットワーク理論と離散ポテンシャル論に関する山崎の研究成果を総括し,約150頁のレクチャーノートとしてまとめる作業を行い,8分どおり完成した。1.無限ネットワーク上で重みつきのソボレフ・ポアンカレ不等式と離敵ラプラシアンに関する重み付き固有値問題の関係に着目して,最小固有値に関する結果を証明した。2.島根大学総合理工学部陳助教授との共同研究で,線形補償問題を微分不可能な方程式に書き直し,それを用いて与えられた問題が解をもつか否かを検証するために,線形計画法におけるファルカスの補助定理を利用する方法を提案した。3.Martin境界は調和関数族及び領域の幾何学的形状の研究に重要な役割を果たしている。4.常微分方定期及び関数微分方程式に対して,解の安定性及び不動点について,Burton教授と共同研究を行った。5.差分方程式の中でもボルテラ型差分方程式に焦点を絞って,その解の周期性についての研究を行った。John領域のための必要

十分条件は調和測度の下からの評価が成立する事であり,一様領域のための必要十分条件はそれに加えて一様な境界Harnack原理が成立することであることを示した。4.ヴォルテラ型積分微分方程式の解の有界性と周期解、中立型積分方程式の周期解・漸近周期解、不動点定理の関数微分方程式の解の安定性への応用、ヴォルテラ型差分方程式の周期解・漸近周期解及び解の安定性、及び中立型差分方程式の解の存在と周期解に関する成果を得た。5.島根大学総合理工学部陳助教授との共同研究で,線形補償問題を微分不可能な方程式に書き直し,それを用いて与えられた問題が解をもつか否かを検証する方法を提案した。6.無限ネットワーク理論と離散ポテンシャル論に関する山崎の研究成果を総括し,約150頁のレクチャーノートとしてまとめる作業を行い,8分どおり完成した。
配位結合駆動型メタロペプチドフォルダマーの創製

本研究では、生体高分子の一つであるポリペプチドの構造多様性、機能性を飛躍的に向上させる新規なペプチド型機能性分子モチーフを創製することを目指し、水素結合に代えて多点金属配位によって高次構造へとフォールディングするメタロペプチドフォルダマーを構築することを目標とした。実際に、主鎖にオキシム基を組み込んだオキシムペプチドを新たに合成することにより、金属錯体形成反応を介して様々な単核・多核錯体型二次構造へと一義的にフォールディングすることを明らかにした。生体オリゴマーであるペプチド構造の化学修飾により新たな機能・物性を示す機能性ペプチド様オリゴマー分子を人工設計することを目的として、金属イオンへの多点配位結合を駆動力として二次構造を形成する人工ペプチド「メタロペプチドフォルダマー」を創成することを目指した。金属イオンの種類や酸化数、外部環境に応じて多様な配位構造を示す金属配位結合をフォールディングの駆動力として用いることにより、従来の水素結合型ペプチドよりも多彩な二次構造ライブラリーを構築できることが期待される。加えて、金属配位構造の動的特性を活かして、外部環境・刺激に応じた高次構造の可逆変換が可能となる。さらに、得られた高次構造内に形成された金属アレイに基づく多核金属錯体としての機能発現も期待される。申請者はこれまで、ペプチド主鎖に配位性オキシム基を導入したジペプチド、テトラペプチドを合成してその錯体形成を検討することにより、例えばテトラペプチドとパラジウムイオンの反応から二核錯体型二重ヘアピン構造が得られることを単結晶X線解析およびNMR測定より明らかにした。そこで当該年度は、得られたメタロペプチドフォルダマーの可逆構造変換システムを創製することを目指して種々の実験を進めた。具体的には、単核らせん錯体および二核ヘアピン錯体に対して塩基を添加することにより、分子内配位子交換反応を経て異なる高次構造へと定量的に構造変換することを見出した。また変換後の錯体に酸を加えたところ、元の錯体が再形成されたことから、メタロペプチドフォルダマーが酸、塩基の添加によって可逆的かつ定量的に高次構造変換することを明らかにした。一方、同種のみならず異種金属イオンから構成されるメタロペプチドフォルダマーの構築を検討したところ、ロジウムとパラジウムイオンから成る異種二核錯体型フォルダマーが選択的に得られることも見出した。生体高分子の一つであるポリペプチドは、水素結合などの非共有結合を介して多様な高次構造を形成することにより、分子認識や分子変換反応、分子・イオン配列などを実現する優れた機能性分子である。本研究では、これら従来ペプチドの構造多様性、機能性を飛躍的に向上させる新規なペプチド型機能性分子モチーフを創製することを目指し、水素結合に代えて多点金属配位によって高次構造へとフォールディングする「メタロペプチドフォルダマー」を構築することを目標とした。上記目的に沿って研究を進め、平成24年度までに得られた研究成果を国際学術誌"Angewandte Chemie International Edition"にて発表した。具体的には、高い金属配位能を有する人工ペプチドとして、オキシムペプチドを新たに設計・合成し、様々なオリゴペプチドについて金属錯体形成を検討した。その結果、例えばパラジウムイオンとの錯体形成に伴って、ペプチド鎖が様々な二次構造へとフォールディングすることを単結晶X線構造解析を含む各種分析法によって明らかにした。さらに、より長いテトラペプチド鎖にも適用したところ、2つの金属イオンと同時に錯体形成することにより、二核パラジウム錯体型フォールディング構造を一義的に構築できることを見出した。加えて、金属錯体に特徴的な配位子交換反応を活用することにより、得られたフォールディング構造が酸-塩基の添加によって可逆的に構造変換することも明らかにした。上述した平成24年度までの結果を受けて、平成25年度では異なる金属イオンからなる異種多核錯体型メタロペプチドフォルダマーを構築することを目指した。その結果、パラジウムとロジウムイオンが選択的に配列した異種二核および三核錯体を合成できることを見出した。また25年度は、24年度までの結果を総説の一部としてChemistry Letters誌に発表した。生体オリゴマーであるペプチドを化学修飾することにより、その構造特性と利点を保持しつつ新たな機能・物性を付与した機能性オリゴマー分子群を人工設計することを目的として、金属イオンとの多点配位結合を駆動力として二次構造を形成する人工ペプチド「メタロペプチドフォルダマー」を創成することを目指した。天然ペプチド二次構造を形成する一義的な水素結合と比較して、イオンの種類や酸化数に応じて多様な立体構造を示す金属配位結合を用いることにより、従来のペプチドよりも多彩な二次構造ライブラリーを発生させることが可能となる。また金属配位構造の動的特性を活かして、外部刺激に応じた二次構造変換が期待できる。さらに得られた高次構造内には複数の金属イオンが配列することから、多核金属錯体としての高次機能も発現しうる。