hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生態系機能の活用により劣化抑制効果を付加した新しい地盤材料創出に関する研究

新たに粘性土を対象とした室内試験を行い,セメント添加量により劣化速度が異なることや微生物種により劣化抑制効果が異なることなどを砂質土に続いて粘性土でも明らかにすることができた.これらの知見はさまざまな海水暴露環境下での劣化および微生物併用による抑制効果を評価するうえで重要な知見になると考えられる.加えて,微生物種により異なる酵素活性の値と劣化抑制効果にある程度の相関性が期待できることも明らかとなった.過去に用いた単離済微生物の多くは酵素活性の値にばらつきがあるものの,今回特に着目した原位置由来の微生物は地域や微生物種にかかわらずほぼ同程度の酵素活性を有することも明らかとなった.このことは場所による影響を受けることなく同程度の効果が期待できることを表しており,汎用性の高い技術としての展開が期待できる結果となった.また,劣化抑制に加えて破壊後の供試体についても復元効果を得る新しい手法についても検討を行った.粘性土の供試体について期中洋上後に1軸圧縮試験を行い,破壊させたあとに別途検討を進めていた天然由来の固化成分を浸透させることで初期強度と同等の復元効果を得る新しい応用法の有効性を明らかにすることができた.以上の検討結果から,微生物機能による劣化抑制は砂質土,粘性土にかかわらず適用可能であることと,カルシウム源についてはセメント由来で効果が期待できること,天然由来の固化成分により破壊後に速やかに初期強度までの復元効果を微生物効果により得ることができることを明らかにした.海水暴露環境下での劣化が危惧されているセメント改良土を対象とし,尿素および微生物を混合することで劣化時に溶出するカルシウムをセメント改良土内に再固定することで劣化を抑制する新しい地盤材料の提案を行った.砂質土および粘性土を対象とした室内試験の結果から,尿素と微生物を併用することにより海水暴露環境下でのセメント改良土の劣化抑制効果が期待できることと,提案手法により劣化抑制効果が期待できるセメント添加量および微生物由来の酵素活性を明らかにすることができた.砂地盤について行った室内試験の結果から,本研究で着目したマグネシウムとのイオン交換により溶出するカルシウムを炭酸カルシウムとして再固定することで劣化を抑制するメカニズムの基本的有効性を明らかにすることができた。一方,粘性土を対象とした同様の実験では針貫入試験による劣化深さの評価が困難であることや,天然海水を用いた試験では劣化量そのものが人工海水と比較して少ないなど,環境条件が試験結果に影響を与えることが明らかとなっている。技術の普及においては再現性の高い評価技術の確立が必要不可欠であると考えられるため,この部分について更なる検討が必要と考えられる。過去2年間の検討では,陸域および海域由来でウレアーゼ活性陽性の単離済微生物を購入して実施している。技術の実用化を考えた場合,このような外来微生物の持ち込みは近隣住民の同意を得ることが困難であると考えられる。この課題を解決する手法として,原位置にすでに生息している微生物に着目することとした。別途実施した試験から,日本周辺海域由来のウレアーゼ活性陽性微生物を得ることができているため原位置微生物の活用においても同様の効果が得られるかどうかを明らかにしていく計画である。
セラミック製法によるプラセオジム添加LuAGシンチレーターの基礎特性評価

Pr添加LuAGシンチレーターに加え、BSOシンチレーターにも着目し、GEANT4ソフトウエアを用いたシミュレーションを行い、期待される性能について評価するとともに、ガンマ線と中性子線による放射線耐性試験を行った。シミュレーションによる性能評価は、この二つのシンチレーターの密度およびモリエール半径が互いに近い値であることから、代表してBSOをとりあげ、CsIシンチレーターの場合と比較した。既存のBelle実験で用いられているCsIシンチレーターの長さは30cmで16輻射長に対応する。BSOでは長さ23cmのシンチレーターで20輻射長に対応し、電磁カスケードシャワーの漏れが約半分になる。このため、1GeVのガンマ線に対するエネルギー分解能は、30cm長のCsIでは1.5%であるのに対して23cm長のBSOでは0.8%と顕著に改善することがわかった。放射線耐性についてはガンマ線で最大100グレイ、中性子で最大10^<12>neutrons/cm^2までの照射を行った。ガンマ線についてはどちらのシンチレーターも顕著な光量低下は見られなかった。中性子ではBSOは10^<12>neutrons/cm^2を被曝しても8%の光量低下で実用上問題ないが、Pr添加LuAGシンチレーターは同量の被曝で35%の光量低下を起こしてしまうことがわかった。プラセオジム添加LuAGシンチレーターのセラミック製法によるサンプル作成の結果、透明度不足により、改良サンプルの作成を待つべきであることが明らかになった.そこで直径2インチのインゴット引き上げ実績のある、結晶成長法によるサンプルを購入し、無機シンチレーターとしての基本的な測定を行った。セシウム137が発する662keVのガンマ線をあてて波高分布をとり、その光電吸収ピークの位置から、予期したとおり発光量は純CsIの10倍近くを得られることがわかった。また、温度による発光量の増減は摂氏1度の温度変化に対して0.4%と小さいものであり、実用に向く特性であるとわかった。一方、近年BSOなるビスマスとシリコンの酸化物である無機シンチレーターの大型結晶成長法が確立されたとの情報を得て、このBSOも試験・検討の対象に入れることにした。発光量は純CsIと同程度ながら、発光波長が480nmと若干長いので、多くの光検出器が充分な量子効率を有する上に、モリエール半径がLuAGよりも若干短い可能性があり、高い運動量で飛来する中性パイ中間子の崩壊で生じる二光子を分離よく検出できることが期待される。
学校数学における教科内容の構成に関する理論的研究：メタ数学を視点として

本研究の目的は、学校数学の教科内容及び教材におけるメタ数学的内容の関係を理論的に考察することを通して、メタ数学的内容に焦点を当てて教科内容を再構成するための指針を得ることである。この目的を達成するために、次の二つの研究課題を設定する。課題1:学校数学の教科内容及び教材を考察するための枠組みを構築・洗練したうえで、教科内容及び教材におけるメタ数学的内容を特定する。課題2:教科内容におけるメタ数学的内容と、教材におけるメタ数学的内容との関係を理論的に考察し、メタ数学的内容に焦点を当てて学校数学の教科内容を再構成するための指針を提示する。
超関数の近似に関する新しい理論の構築と数値計算への応用

計算機で数値計算が困難ないくつかの問題に対して,新しい算法の構築を行った.その算法は,超関数を近似することによって得られる.具体的な応用は,複雑な振動積分,多次元振動積分,積分変換,非整数階常微分方程式の数値計算に対して行った.特に複雑な振動積分や多次元振動積分の算法は,従来の算法よりも高速かつ高精度で計算可能となることを確認した.平成25年度は,計算困難な数値計算の種類を調査し,超関数を意識した新しい算法の構築を試みた.1.計算困難な数値計算の種類を調査さまざまな分野の人とのコミュニケーションで,二次元のFourier型無限領域振動積分の効率的計算が電波工学や物理工学の分野で必要とされていることがわかった.特にBessel関数を含むようなHankel変換型の多次元積分の例もあった.2.超関数を意識した新しい算法の構築二次元のFourier型無限領域振動積分や多次元のHankel変換型の積分は,連続Euler変換による近似超関数による算法が有効である事が前年度の研究で明らかになっている.そこで,いくつかの連続Euler変換を用いる新しい算法を作成した.この算法を計算機に実装する時に問題になるのが,連続Euler変換の重み関数の計算時間である.今後,この重み関数を高速に計算するための方法の考察が必要である.更に,これらの算法と超関数の近似との詳しい関係を考察する予定である.平成24年度は,超関数が間接的に影響する計算困難な積分に着目し,計算法の解析や超関数の近似に関する研究を進めた.この研究に用いた積分の種類は,複雑な多次元振動積分,Goursatの無限区間積分の2種類である.1)複雑な多次元振動積分緩やかに増加する関数のFourier変換に連続Euler変換を施したときの近似誤差について詳しく調べた.この誤差解析は,近似された超関数の線形写像としての近似誤差を意味するものであり,この誤差はある種の複雑な多次元振動積分の計算で現れるものである.その誤差解析を進めることで超関数近似に特化した連続Euler変換があること,実用的な数値計算には多倍長計算が必須になること,連続Euler変換には近似以外の数学的意味があることなどを解明した.この研究の打ち合わせや成果の一部については,龍谷大学瀬田キャンパスでの応用数学合同研究集会で行った.2) Goursatの無限区間積分この積分は,周期的にピークを持ち,そのピークが高く尖っていく非有界関数の1次元積分である.そのため,この積分値を具体的に計算することは困難であるとされてきた.この計算困難なGoursat積分を容易に計算する算法を提案した.それは,Hilbert変換を用いて特異性を除去するというものである.この成果はJournal of Computational and Applied Mathematicsで公開予定である.また,このHilbert変換を用いる特異性の除去は,Hilbert変換が解析的に計算できるような様々な積分の計算に応用可能で,汎用性が高いものと思われる.平成26年度は,より一般的な近似超関数理論の構築およびその理論によって得られた具体的な算法の効果を評価した.1.一般的な近似超関数理論以前私が提案した,連続Euler変換による超関数近似の一般化を試みた.その結果,ある種の超関数は,特別な重み関数を用いて畳み込みを行うことで,連続関数として近似できることを示した.この近似の意味は,超関数を積分による線形汎関数と見たときに,汎関数の性質が近似されるという意味である.このとき,重み関数を超関数および数値積分公式に応じて適切に選ぶことが重要であり,本年度はこの重み関数と超関数の近似についての考察を行った.その結果,ディラックのδ関数の微積分演算等で得られる超関数に関して,ある条件の下で台形則で高精度近似するときの最適な重み関数の選び方についての方針を立てた.そしてその条件下での,計算に適した重み関数の作成方法を導いた.2.計算機での新しい算法の性能評価超関数に起因する計算困難な数値計算に対する新しい算法の作成を行い,性能評価を行った.対象となる計算は多次元の振動積分と非整数次微分計算に絞って行った.その結果,多次元振動積分に関しては,既存の計算ルーチンを用いる方法と比較して,計算速度は数千倍高速でかつ計算桁数は数倍高精度で計算できることを確認した.一方,非整数次微分計算に関しては,従来の方法と比較して速度に関する優位性は認められなかったが,高精度で計算できることを確認した.平成27年度は,平成26年度に引き続き一般的な近似超関数の理論によって得られた算法の性能を評価し,研究発表を行った.1.計算機での新しい算法の性能評価超関数に起因する計算困難な計算の新しい算法の評価を前年に引き続き行った.複雑な振動積分や多次元振動積分に関しては,従来の方法と比較して高速高精度で計算が可能となることを確認した.一方,非整数階微分や非整数階常微分方程式の計算に関しては,従来の方法と比較して同程度の精度と速度で,新しい算法の優位性は確認できなかった.2.成果発表本研究の振動積分に関する成果に関して,北京で開かれた応用数学の国際会議:ICIAM2015で発表を行った.計算機で数値計算が困難ないくつかの問題に対して,新しい算法の構築を行った.その算法は,超関数を近似することによって得られる.具体的な応用は,複雑な振動積分,多次元振動積分,積分変換,非整数階常微分方程式の数値計算に対して行った.

特に複雑な振動積分や多次元振動積分の算法は,従来の算法よりも高速かつ高精度で計算可能となることを確認した.計算機での新しい算法の性能評価が遅れたため,本年度行う予定だった研究成果の発表が,翌年になった.応用数学今後は本研究を応用し,より多くの計算困難な問題の効果的な算法の開発を行う.そして,作成した計算ライブラリをWEB等で公開予定である.平成25年度は計算困難な数値計算の種類を調査して,応用上重要な積分の種類を確認した.更にそれらに対する新しい算法の導出を行った.平成24年度は,計画に従って連続Euler変換に着目した算法の解析を行った.そして計算機を用いて,連続Euler変換を用いた超関数の近似の具体的な検証を行った.また,新たな超関数の近似計算法の模索過程で,Goursatの無限区間積分に関する効果的な算法を発見することができた.これはある種の超関数を含む積分計算に応用可能なため,本研究の発展に寄与するものと思われる.本研究での新しい算法の性能評価に遅れが生じたため,研究成果の発表等が次年度になった.そのため,未使用の経費が生じた.今後は,計算困難な多次元積分に対する超関数を意識した高速かつ高精度の計算ルーチンの考察および設計を行う予定である.そのためには,計算機を用いた数値実験により,従来との算法の比較を行う.そして,これらの研究成果を論文等で発表し,具体的な計算ルーチンをWEB等で配布する.さらに,積分方程式などの多次元積分以外の計算に対しても超関数を意識した算法の考察を進める予定である.今後は平成24年度の結果を踏まえ,ある種の計算困難な多次元振動積分に対する効果的な算法を提案する.そして,応用範囲を多次元振動積分から更に広げていく予定である.具体的には,1)計算困難な数値計算の種類を調査:超関数が関与する計算困難な数値計算の例は,勝手に創造できるものを加えれば無数に存在すると思われるが,その中で特に応用上重要なものを選ぶ必要がある.そのためには,理工学系の数値計算の分野の様々な問題について知る必要があり,国内や国外の数値計算や応用数学の研究集会・学会に出席し,最新の動向にも理解を深める.また,様々な研究者とのコミュニケーションをとる.2)計算困難性と超関数との関係を調査:1.で明らかにした計算困難な例に関して,計算困難性と超関数の関係について,様々なアプローチから詳しく調べる.3)超関数を意識した新しい算法の構築:平成24年度で解析した連続Euler変換による算法を基本にし,2.で調査した結果を考慮した上で,超関数を扱う方法による新しい算法を構築する.これは,より広い問題の解決方法を探ることになる.4)新しい算法の計算量の比較:3.で提案した算法と従来の算法との計算量の比較を行う.まず,計算精度,計算サイズ,次元数等に対する理論的な計算量のオーダーを見積もる.次に,具体的な計算機上で数値実験を行い,実行時間や計算精度の検証をし,有効性の判断を行う.この数値実験は,基本的に計算困難な問題を扱うので非常に大規模なものになると予想され,高速高性能の計算機が不可欠である.
高地運動トレーニングおよび運動負荷が心肺機能に及ぼす効果

1)高地運動トレーニングと心肺機能a)高地適応チベット族および移住してきた漢族の運動時の酸素摂取能力を比較し、高地に適応しているチベット族の最大酸素摂取量最大運動量および最大換気量は高値を示した。また、Anaerobic threshhold(Vo2AT)も同様にチベット族が高値であった。高地に適応しているチベット族は酸素摂取能力と有気的運動能力が高いことが示された。b)標高3,417mおよび4,300mの地域に居住する高地に適応しているチベット族とその地域に移住してきた漢族の小児(平均年齢14歳)の運動能力を検討した。両方の地点で、チベット族の肺活量、最大換気量、最大酸素摂取量は、高値を示した。これらの研究結果より、高地の適応しているチベット族の最大運動量、酸素摂取量、有気的運動能が高値であることが示され、これらは、高地トレーニングの有効性を示唆する所見である。2)低地居住者の高地での運動負荷と心肺機能低地居住者が急速に高地に移動した際に生ずる運動適応不全が、急性高山病であり、その最重症型が高地肺水腫である。今回の研究においてa)高地肺水腫既往者では、低酸素性肺血管収縮反応が、健常対照群に比し、有意に亢進し、その機序にEndothelin-1の関与は認められなかった。b)高地肺水腫患者の入院時の気管支肺胞洗浄液を解析し、入院時、IL1-beta,IL-6,IL-8,TNF-alphaは、回復時に比し、著しく高値であった。本症の発症機序に、サイトカインおよび接着分子の関与が示唆された。c)Tc-MAA肺血流シンチグラフィにて低酸素負荷時の肺血流動態を検討した。室内気吸入下および10%酸素吸入負荷時の肺血流分布の変動を評価した。高地肺水腫既往者では、低酸素性肺血管収縮反応がより亢進し、その結果、血流が上肺部にシフトしたと考えられた。d)高地肺水腫既往者30例および健常人100例を対照群として、HLAを検索した。DR-6陽性者は、既往者群では48%であり、対照群の100例中16例(16%)に比し、出現頻度が有意に高かった(p<0.025)。本症の発症にHLA-DR6の関与が示唆された。1)高地環境順応不全である高地肺水腫患者の生理学特性(1)高地肺水腫既往者の低酸素負荷時の肺血流分布:血流の上肺部/下肺部(U/L)の変化は、低酸素負荷によって、室内気吸入時に比し、かつ対照群の低酸素負荷時に比しても、有意に増加した。低酸素性肺血管収縮反応が対照群に比しより亢進し、血流が上肺野にシフトしたと考えられた。

(2)高地肺水腫既往者群の低酸素換気抑制(HVD):25分間の持続的低酸素時における換気量の初期増加および負荷中のいずれの時点においても換気量増加は低値であった。2)高地適応住民の運動能力、酸素摂取量および肺機能高地適応チベット族について、多段階漸増運動負荷試験を行うと、その最大運動量は有意に高値であり、かつ最大酸素摂取量および換気量は有意に低値であり、anerobic threshlodは高値であった。高地適応チベット族の非常に優れた運動能力は、これまでの運動生理学の常識を越えるものであった。またこの特性はエリートスポーツ選手に類似している。3)高地トレーニングの心肺機能に及ぼす効果予備的実験として、健常人の低圧負荷時の呼吸機能を測定した。1高地運動トレーニングと心肺機能標高3,417mおよび4,300mの地域に居住する高地に適応しているチベット族とその地域に移住してきた漢族の小児(平均年齢14歳)の運動能力を検討した。安静時、両方の地点で、チベット族の肺活量および最大換気量は、漢族に比し、高値を示した。また、チベット族の最大酸素摂取量、心拍出量も高値であった。安静時および軽度の運動負荷時の酸素飽和度は有意差はなかったが、運動負荷が増加するにしたがって、酸素飽和度は、チベツト族は、高値を示した。これらの成績は、出生から小児までの高地環境への曝露期間によって酸素摂取能力および運動能力が異なることが示唆された。これらの研究結果より、高地の適応しているチベット族の最大運動量、酸素摂取量、有気的運動能が高値であることがしめされ、高地トレーニングの有効性を示唆する所見である。2)低地居住者の高地での運動負荷と心肺機能a)われわれは、すでに、高地肺水腫既住者では、低酸素吸入によって、肺動脈圧が健常対照群に比し、有意に上昇することを報告したが、その機序にEndothelin-1の関与の有無を検討した。高地肺水腫既住者に10%酸素を吸入させ、心エコーで、肺動脈圧を計測し、血漿中のEndothelin-1を測定した。肺動脈圧の上昇の程度とEndothelin-1濃度の変動の間に相関は認められず、肺動脈圧上昇とEndothelin-1との関連がないことが確かめられた。b)Tc-MAA肺血流シンチグラフィにて低酸素負荷時の肺血流動態を検討した。室内気吸入下および10%酸素を5分間、吸入負荷し、肺血流分布の変動を、後画像を用いて上、中、下部に3等分し、上部/下部(U/L)比を算出し、評価した。肉眼的観察で、低酸素負荷時の上肺野への血流シフトが、既住者群17例中10例に、対照群12例中2例に認められた。低酸素負荷時のU/L比は、既住者群では、室内気吸入時に比し、かつ対照群の低酸素負荷時に比しても、有意に増加した。既住者では、低酸素性肺血管収縮反応がより亢進し、その結果、血流が上肺部にシフトしたと考えられた。これらの研究結果は高地肺水種の機序解明に低酸素性肺血管収縮反応の亢進が重要な役割を果たしていることを示す貴重な所見である。
乳がんゲノム遺伝子変異と幹細胞性に基づく不均一性および階層性の統合解明

乳がん臨床検体のトリプルネガティブタイプを用いて、patient-derived xenograft (PDX)を作成、ここからスフェロイド培養を継続的に再現性よく行える培養条件の検討を詳細に行った。結果、3検体において、再現性よくスフェロイド培養を行える条件が整った。これらを用いて、IGF1RとNP1に対する抗体を用いてセルソーティングを行い、再現性よくIGF1Rの高い細胞群と、NP1の高い細胞群を濃縮できる条件検討を行った。2検体について、それぞれの細胞群を用いて、FluidumのC1 single cell-prepsystemにより、1細胞を回収して、各細胞分画ごとに50-100個の微量RNAシークエンスを行った。同時に、それぞれの細胞群を用いて、エクソームシークエンスを行った。現在新たにトリプルネガティブタイプ2検体について、PDX作成後、再現性よくスフェロイド培養が行えている。さらに、あとトリプルネガティブ2検体について、条件検討がすんだところで、それぞれの細胞群を用いて、FluidumのC1 single cell-prep systemにより、1細胞を回収して、各細胞分画ごとに50-100個の微量RNAシークエンスを行う。同時に、それぞれの細胞群を用いて、エクソームシークエンスを行う。解析が進んでいるものについては、情報解析を進め、親玉がん幹細胞とその性質を規定するパスウエイを絞り込む。ゲノム変異の蓄積によるがん細胞不均一性と、がん幹細胞様細胞を頂点とするヒエラルキーとの統合的な理解を目指す。研究に必要な倫理申請を行い、承認を得た。乳腺外科へ出向いて、外科手術直後のサンプルをいただき、初代培養を行うとともに、組織切片を作成してPDX構築を行った。トリプルネガティブタイプのみならず、ルミナルタイプ、HER2ポジティブタイプについても、継続的に初代培養、PDXの構築を行い、カタログ化、収集している。初代培養、もしくはPDX由来の細胞は、スフェロイド並びにオルガノイド培養に供し、継続的に維持可能な検体の選別を行っている。さらに、あとトリプルネガティブ2検体について、同様のスフェロイド培養が可能な検体を収集する。再現性よくスフェロイド培養を行える条件が整ったら、IGF1RとNP1に対する抗体を用いてセルソーティングを行い、再現性よくIGF1Rの高い細胞群と、NP1の高い細胞群を濃縮できる条件検討を行う。条件検討がすんだところで、それぞれの細胞群を用いて、FluidumのC1 single cell-prepsystemにより、1細胞を回収して、各細胞分画ごとに50-100個の微量RNAシークエンスを行う。

これらを用いて、IGF1RとNP1に対する抗体を用いてセルソーティングを行い、再現性よくIGF1Rの高い細胞群と、NP1の高い細胞群を濃縮できる条件検討を行った。研究に必要な倫理申請を行い、承認を得た。2検体について、それぞれの細胞群を用いて、FluidumのC1 single cell-prepsystemにより、1細胞を回収して、各細胞分画ごとに50-100個の微量RNAシークエンスを行った。同時に、それぞれの細胞群を用いて、エクソームシークエンスを行った。乳腺外科へ出向いて、外科手術直後のサンプルをいただき、初代培養を行うとともに、組織切片を作成してPDX構築を行った。トリプルネガティブタイプのみならず、ルミナルタイプ、HER2ポジティブタイプについても、継続的に初代培養、PDXの構築を行い、カタログ化、収集している。初代培養、もしくはPDX由来の細胞は、スフェロイド並びにオルガノイド培養に供し、継続的に維持可能な検体の選別を行っている。現在新たにトリプルネガティブタイプ2検体について、PDX作成後、再現性よくスフェロイド培養が行えている。さらに、あとトリプルネガティブ2検体について、同様のスフェロイド培養が可能な検体を収集する。再現性よくスフェロイド培養を行える条件が整ったら、IGF1RとNP1に対する抗体を用いてセルソーティングを行い、再現性よくIGF1Rの高い細胞群と、NP1の高い細胞群を濃縮できる条件検討を行う。条件検討がすんだところで、それぞれの細胞群を用いて、FluidumのC1 single cell-prepsystemにより、1細胞を回収して、各細胞分画ごとに50-100個の微量RNAシークエンスを行う。同時に、それぞれの細胞群を用いて、エクソームシークエンスを行う。解析が進んでいるものについては、情報解析を進め、親玉がん幹細胞とその性質を規定するパスウエイを絞り込む。ゲノム変異の蓄積によるがん細胞不均一性と、がん幹細胞様細胞を頂点とするヒエラルキーとの統合的な理解を目指す。
近代日本における少年雑誌の普及と少年読者意識形成に関する歴史的研究

第一点として、少年雑誌は、児童雑誌の誕生のなかで登場し、「児童」とは異なり、「少年」という枠組みを形成した。このときの「少年」はおよそ、小学校低学年から高等学校生ごろまでをさすものであることもわかってきた。第二点目は、少年雑誌における誌面上の想像上の「読者共同体」が存在していた。彼らは学校教育を受け、読み書きを基礎に学習経験を積むことになり、家計事情が良好で、成績優秀であれば、中学校、高等学校への進学の道が広がった。第三点は、読者共同体の特徴の変化があらわれた。戦前期までの少年雑誌に見られるような、思想に裏打ちされたものではなく、誰もが、使用できる略語で表現する等、読者等をまとめようとした。本研究課題である「近代日本における少年雑誌の普及と少年読者意識形成に関する歴史的研究」は近代日本における児童雑誌における読者の組織化と読者共同体の成立に関する研究の一部をなすものであり、本研究では3年間において、1明治期から昭和戦前期までに発刊された少年読者を現存しているものの考察を試み、その特徴を明らかにする。2明治昭和戦前期の各時代における児童雑誌の特徴についても明らかにする。なぜ、その雑誌を読むことになったのかについての動機・理由などについても可能な限り迫る。3また想像上の「読者共同体」の形成過程を考察し、その特徴について明らかにする。以上の3点を達成目標としている。当該年度については、おおむね近代少年雑誌に関する先行研究およびその成立・特徴について明らかにしている。1点目は各少年雑誌において、読者共同体が成立しているもの、そうでないものが明確に分かれていて、読者共同体が存在しない雑誌は比較的短命であることがわかった。2点目は戦前期に刊行された少年雑誌の読者等は、誌上で仲間を見つけ、文通などの交際や勉学などに切磋琢磨した。投書欄では、美文などの文章の巧拙を競ったり、互いに投稿作品を批評し合うなど、お互いライバル同士としての読者仲間であったように見受けられる。戦前から戦後にかけて継続した雑誌も多く存在したが、すでに読者共同体が崩壊し、読者個人と記者(編者)との関係を結ぶ傾向になっていた。また共同体のイデオロギー性についてもそれほど感じさせないものであった。しかしながら少年雑誌を保存する関連の図書館などにおける少年雑誌の保存状況が一部でよくなかったり、雑誌は存在するが、まったく保存されていない場合などもあり、研究上での考察・検討において困難を来すことも生じた。また『少年雑誌』が大変多いこともあって、全部の雑誌に目を通すことができない状況にあることが問題点である。平成23年度、24年度、25年度の研究計画に基づき、考察・検討を試みた。このことから以下のことについて明らかにすることができたと考えている。第一点として、少年雑誌は、児童雑誌の誕生のなかで登場し、「児童」とは異なり、「少年」という枠組みを形成したことである。わが国では、1888(明治21)年の『少年園』の発刊を皮切りに、『少年世界』(博文館、1894年)、『少年界』(金港堂、1904年)、『荘倶楽部』(大日本雄弁会講談社、1914年)と相次いで市場に登場し、子どもらに愛読されることになった。これらの雑誌は、それまでに出されていた「児童雑誌」とは区別され、「少年」という新たな概念が形成されたことに起因する。第三点は、読者共同体の特徴の変化があらわれたことである、目には見えない読者の共同体は、戦後になるとさまざまな形に変貌していくこととなる。戦前に発刊された雑誌で戦後復刊を遂げた『幼年クラブ』、『小学一年生』、『小学六年生』(小学館)は読者投稿欄を設定し続けたが、読者等は「幼ク」、「小一」、「小六」と略語にしてとリあつかい、共同体のメルクマールに発展することになった。本研究課題「近代日本における少年雑誌の普及と読者共同体の成立過程に関する研究は、近代日本における読者の組織化と読者共同体の成立の実態に関する史的研究の一部をなすものである。本研究では3年間において、以下の3点の事項について明らかにしたいと考える。(1)明治期から昭和戦前期までに発刊された少年雑誌が現存されているものすべてについて考察し、特徴を明らかにする。なかでも当時の少年らに人気のあった少年雑誌(『少年世界』・『少年界』など)を取り上げ、各雑誌の特徴についても明確にしたい。また明治期から昭和戦前期の各時代における児童雑誌の特徴についても分析を試みたいと考える。

(2)少年読者の年齢層およびその特徴を明らかにする。(3)また想像上の「読者共同体」の形成過程を考察し、その性格・特徴についても見いだしたい。平成23年度の計画としては、わが国の近代以降に発刊された雑誌(現存するもの)の雑誌数およびその雑誌の名称、各雑誌の発行部数、発刊の動機や成立(発刊)時期・特徴などについて分析・考察を試みることで、各雑誌の性格・特徴を明らかになるよう試みた。またその際には、近代少年雑誌に関する先行研究についても悉皆調査し、まとめることについても行った。また各少年雑誌における「表紙」や「掲載広告」などについても、できるだけ調査することで、その雑誌の求めていた理想の「少年像」をとらえることできると考えた。そのため現存している多くの少年雑誌を収集した後、閲覧しながら考察・検討についても行った。これらの具体的方策として、(1)に基本文献の整備を行った。(2)に資料の悉皆収集と整理を行った。平成24年度についての研究は、おおむね近代少年雑誌に関する先行研究および成立・特徴について明らかにしたうえで、雑誌の投稿者(少年読者)についての分析・考察を行うことに努めた。また「読者共同体」の成立意義や特徴についても明らかにしようと試み、おおむね考察・分析も進められた。しかしながら当該関連図書館などにおける少年雑誌の保存状況も一部悪かったり、記載内容がみあたらなかったりするなど、雑誌の資料状況もさまざまであり、やや困難を極めたことも否めない。また大正期から昭和戦前期における読者の分析を行うことのできなかった雑誌も数点存在するので、本年度に進めていきたいと考える。おおむね順調に研究を進められている。しかしながら大きく2つの課題を残すことになった。(1)多くの少年雑誌を収集し、読者投稿欄を中心に分析・考察を進めなければならなかったが、東北地方を襲った大震災の影響に伴い、多くの資料調査計画に基づいた旅行を中止せざるを得ない状況になった。また各関連の図書館などにおける計画停電の実施にともない、資料調査時間も短縮せざるを得ないものとなった。そのため少年雑誌も数誌に限られることになり、計画通りの研究には至らなかった。(2)投稿欄を分析・考察するなかで、読者共同体の特徴を見いださなければならなかったが、雑誌によっては読者投稿欄が充実していない、もしくは設けられていないものが存在したりしたため、雑誌によっては十分な考察・検討に至らなかった。大正期から昭和戦前期における読者の分析を行うことのできなかった雑誌も数点存在するので、次年度において、調査研究はもちろんのこと、分析・考察など積極的に進めていきたいと考える。また、戦後の少年雑誌などにも、もう少し視野を広げながら、戦前から戦後にかけての雑誌読者の様相の変化や特徴について見いだすことにも努めていきたいと考える。平成24年度においては、近代少年雑誌に関する先行研究およびその成立時期や特徴を明らかにしたえうで、雑誌の投稿者(おもに少年読者)についての分析・考察を行う。その際には各雑誌の「投稿欄」(投書欄・投稿記事)についても明らかにしようと考えている。なお、先行研究(たとえば前田愛・成田龍一・岡谷英明ら)の著書や論文では、おもに明治期を対象にしたものであるため、先行研究でこれまで取り上げられることのなかった『少年界』・『小学少年』・『小学生の友』などの他雑誌を取り扱い、投書欄の分析・考察を進めたうえで、特徴の比較・考察を試みる。
大規模遺伝子データセットに基づく西日本の淡水魚類相形成史の総合的解明

本研究は、西日本の純淡水魚類相の形成プロセスを、大規模な遺伝子データセットをもとに解明することを目指した。約20種の比較系統地理解析の結果、いくつかの主要な集団構造パターンが抽出され、特に琵琶湖固有種の起源について新たな理解を得ることができた。生態ニッチモデリングにより、最大海退期と海進期における各種の潜在分布とその変化パターンが推定された。自然および人為的遺伝交流下で生じる系統地理パターンをミトコンドリアDNA、および一部核DNAから明らかにし、動的な分布域形成への理解が深められた。本研究は,豊かな種多様性を誇る西日本の純淡水魚類相の歴史的・生態学的形成プロセスを,これまでにない大規模な遺伝子データセットと新たな分析手法を駆使して,総合的に解き明かすことを目的とする.研究期間に,(1)西日本の主要な純淡水魚種に関する系統地理パターンの解明と比較,(2)現在の分布および地質年代における古地理復元に基づく,主要魚種それぞれの出現予測モデルの構築,(3)さまざまなDNAマーカーと,国内外来種の分布拡大時の動態を"実験"として利用することによる,群集構成種の地理的分化・分布域拡大・二次的接触による相互作用といった動的歴史の復元と検証,の3項目を実施する.1.ミトコンドリアDNAを用いた多種系統地理解析:コイ科を中心に約20種の魚種に関して,野外試料収集とミトコンドリアDNA部分塩基配列を用いた系統地理分析を進め,約60%を終了した.一部成果について,学会発表および論文公表を行った.2.各魚種の出現予測モデルの構築:西日本の純淡水魚類相において解明すべき主要課題を集約・設定し,魚類分布データの収集(環境省,国土交通省のデータベース,独自データ,その他)を実施した.ニッチモデリングおよびGISソフトウェアの習熟,および利用可能なデータの状方収集と整理を進めた.3.集団分化・分布拡大・二次的接触後の動態(1)mtDNAおよび核DNAを用いた統計的推定:mtDNAおよび核DNA(AFLP分析)を併用し,まずオヤニラミを主な対象として,集団の分化や分布拡大,二次的接触による遺伝的交流様態を明らかにした.(2)国内外来集団を用いた「実験的」検証:オイカワ,モツゴ,ハス,ゼゼラ等を対象にmtDNAマーカーを用いて人為的撹乱を定量化し,一部成果につき学会発表を行った.本研究は,豊かな種多様性を誇る西日本の純淡水魚類相の歴史的・生態学的形成プロセスを,これまでにない大規模な遺伝子データセットと新たな分析手法を駆使して,総合的に解き明かすことを目的としている.研究期間に,(1)主要な純淡水魚種に関する系統地理パターンの解明と比較,(2)現在の分布および地質年代における古地理復元に基づく,主要魚種それぞれの出現予測モデルの構築,(3)さまざまなDNAマーカーと,国内外来種の分布拡大時の動態を"実験"として利用することによる,群集構成種の地理的分化・分布域拡大・二次的接触による相互作用といった動的歴史の復元と検証,の3項目を実施する.1.ミトコンドリアDNAを用いた多種系統地理解析:コイ科を中心に約20種の魚種に関して,野外試料収集とミトコンドリアDNA部分塩基配列を用いた系統地理分析を進め,80%以上が終了した.一部成果について,学会発表および論文公表を行った.2.各魚種の出現予測モデルの構築:魚類分布データの収集(環境省,国土交通省のデータベース,独自データ,その他)を進め,ニッチモデリングおよびGISソフトウェアの習熟,一部の種について予備解析を実施した.3.集団分化・分布拡大・二次的接触後の動態(1) mtDNAおよび核DNAを用いた統計的推定:mtDNAおよび核DNA(AFLP分析)を併用し,オヤニラミおよびタカハヤ類を対象として,集団の分化や分布拡大,二次的接触による遺伝的交流様態を明らかにし,一部学会発表を実施するとともに,論文公表の準備を進めてきた.(2)国内外来集団を用いた「実験的」検証:さらに対象種を増やし,ドンコやヨシノボリ類を中心にmtDNAマーカーを用いて人為的攪乱を定量化し,公表準備を進めてきた.本研究は,豊かな種多様性を誇る西日本の純淡水魚類相の歴史的・生態学的形成プロセスを,これまでにない大規模な遺伝子データセットと新たな分析手法を駆使して,総合的に解き明かすことを目的とした.(1)主要な純淡水魚種に関する系統地理パターンの解明と比較,(2)現在の分布および地質年代における古地理復元に基づく,主要魚種それぞれの出現予測モデルの構築,(3)さまざまなDNAマーカーと,国内外来種の分布拡大を"実験"として利用することによる,群集構成種の地理的分化・分布域拡大・二次的接触による相互作用の解明と検証,の3項目を実施し,学会発表および論文公表,またその準備を推し進めた.1.ミトコンドリアDNAを用いた多種系統地理解析:コイ科を中心に約20種に関して,野外試料収集と主としてミトコンドリアDNA部分塩基

配列を用いた系統地理分析を行った.特に琵琶湖産魚類について集中的な分析を行った.2.各魚種の出現予測モデルの構築:多種の魚類分布データ(環境省,国土交通省のデータベース,独自データ,その他)の収集とスクリーニングを行った.それに基づき,現在および更新世後期の地理・気候GISデータを用いた生態ニッチモデリングを行った.各魚種の生態特性と現在の分布および過去の分布推定の結果を比較,整理し,系統地理パターンとともに考察を行った.3.集団分化・分布拡大・二次的接触後の動態(1)mtDNAおよび核DNAを用いた統計的推定:mtDNAおよび核DNA(AFLP分析)を併用し,オヤニラミやサクラマス種群を対象として,集団の分化や分布拡大,人為移植を含む二次的接触による遺伝的交流様態を明らかにした.(2)国内外来集団を用いた「実験的」検証:ドンコ,モツゴ,トウヨシノボリ類ほかについて,mtDNAマーカーを用いて人為的撹乱を定量化し,系統地理構造の変化について分析を行った.
多発性骨髄腫における骨髄微小環境の生物学的特性を標的とした新たな治療法の開発

本研究においては、NF-κB阻害活性を有する生理活性物質1'-acetoxychavicol acetate (ACA)より、さらに強力な阻害活性を有するTM-233を合成した。TM-233は活性酸素(ROS)を産生し、骨髄腫細胞の細胞死を誘導した。TM-233は、JAK2およびSTAT3をリン酸化するとともに、NF-κB p65の核への移行を阻害した。さらに、ボルテゾミブ耐性骨髄腫細胞における、β-リングβ1、β2およびβ5領域を介してプロテアソーム活性を抑制し、細胞死を誘導した。TM-233は骨髄微小環境におけるNF-κB抑制活性を有し、多発性骨髄腫に対する新たな治療薬になる可能性がある。多発性骨髄腫に対する治療法の進歩は目覚ましいものがあるが、なお治癒の難しい難治性造血器腫瘍である。本研究は、多発性骨髄腫の分子病態をより明確にし、分子基盤に基づく新たな治療法の開発を目的とする。昨年度までの研究において、骨髄腫細胞の増殖に必須の転写因子NF-κBに対する阻害活性を有する1'-acetoxychavicol acetate (ACA)を構造展開したTM-233の生物学的活性の評価が終了した。今年度は、多発性骨髄腫前駆細胞に対するTM-233の効果とプロテアソーム阻害薬ボルテゾミブ耐性骨髄腫細胞に対する効果について検討した。骨髄腫前駆細胞として多発性骨髄腫患者骨髄細胞におけるCD138陽性細胞よりSP分画を分離した。今年度は、骨髄腫前駆細胞におけるNF-κB活性を検討するとともにTM-233の効果についても検討した。その結果、既報のように骨髄腫前駆細胞のNF-κB活性は増強していたが、TM-233の効果は明らかでなかった。より生体内での環境を再現するためには骨髄微小環境との相互関係の中でのアッセイが望まれるため、現在骨髄微小環境と骨髄腫前駆細胞との共培養系におけるTM-233の効果を検討している。臨床的にはプロテアソーム阻害薬ボルテゾミブは骨髄腫治療のkey drugとなっている。しかしながら、最近ではボルテゾミブ耐性症例が増加し臨床的に問題となっている。骨髄腫細胞株KMS細胞を限界希釈して作成したボルテゾミブ耐性KMS細胞(KMS/BTZ)は、TM-233により濃度および時間依存性に増殖が抑制され細胞死が誘導された。TM-233はKMS/BTZ細胞の細胞質から核内へのNF-κBの移行を阻害することも明らかになった。また、骨髄腫細胞ではWnt/β-カテニン系シグナルも細胞増殖に関与する事が明らかになった。本研究は、多発性骨髄腫の分子病態をより明確にし、分子基盤に基づく新たな治療法を開発することを目的としている。そのために、骨髄腫細胞の増殖に必須なシグナル伝達分子と骨髄微小環境との相互作用を明らかにし、新たな治療標的を明らかにすることを本年度の目的とした。本年度は骨髄腫細胞の増殖に必須のNF-κBを介するシグナルに注目し、その活性を阻害する新たな低分子化合物の作用機構を検討した。われわれは、これまで1'-acetoxychavicol acetate (ACA)がNF-κB阻害活性を有することを見いだし、ACAを構造展開することによりさらに優れた阻害活性を有する種々の誘導体を合成した。その中で、TM-233と名付けた化合物は、種々の骨髄腫細胞株(U266, RPMI8226)や患者骨髄細胞から得たCD138分画細胞の細胞周期をG1期に停止させ、細胞死を誘導した。TM-233は、細胞死関連タンパクの中で細胞死を抑制するMcl-1の発現を低下させた。Mcl-1の上流に位置する分子としてはSTAT3の脱リン酸化が認められたため、TM-233はJAK/STAT系を介してMcl-1の転写を抑制することで、骨髄腫細胞の細胞死を誘導するものと思われた。さらに、骨髄腫細胞を細胞質分画と核分画に分離し、NF-κB活性について検討したところ、TM-233は細胞質におけるp65(RelA)/P50の発現を増加させ、核分画での発現を低下させた。したがって、TM-233は細胞質から核へのNF-κBの移行を阻害することで、NF-κB活性を抑制すると考えられた。興味深いことに、TM-233はプロテアソーム阻害薬bortezomibに耐性となった骨髄腫細胞株の細胞死を誘導し、臨床的にはボルテゾミブ耐性患者への有用性が示唆された。

本研究は多発性骨髄腫における骨髄微小環境の生物学的特性を明らかにし、活性酸素(ROS)を介する骨髄微小環境を標的にした新たな治療法開発を最終的な目的としている。本年度は、これまでの検討の中でROS産生能を有するわれわれが見出した新たなNF-κB阻害活性を有するTM-233を用いて、その骨髄腫細胞の細胞死誘導に関して検討した。TM-233は生理活性物質1'-acetoxychavicol acetate (ACA)の誘導体であり、ACAに比しより強力なNF-κB抑制効果を有していることを明らかにした。種々の骨髄腫細胞株(U266, RPMI-8226, KMS-11, OPM2, MM-1S)および患者検体を用いた検討では、TM-233は骨髄腫細胞の細胞周期をG1/S期に停止し、細胞死を誘導した。その際に、JAK2およびSTAT3をリン酸化し、下流に存在する細胞死抑制分子であるMcl-1の転写活性を抑制した。加えて、NF-κB活性を抑制した。TM-233はMAPK, Aktなどのシグナル伝達分子には影響を与えなかった。さらに、われわれが樹立したプロテアソーム阻害薬ボルテゾミブ耐性骨髄腫細胞(KMS-11/BTZ、OPM-1/BTZ)に対するTM-233の影響を解析した。KMS-11/BTZおよびOPM-2/BTZは26Sプロテアソームのβ2サブユニットの変異によりボルテゾミブ耐性を誘導した。TM-233はβ-リングにおけるβ1, β2およびβ5領域を介してプロテアソーム活性を抑制し、ボルテゾミブとは異なる活性を示した。TM-233はボルテゾミブ耐性細胞のNF-κB活性を抑制し、細胞死を誘導した。したがって、TM-233は新たなNF-κB阻害薬として、今後ボルテゾミブ耐性例にも効果を示し得る多発性骨髄腫の治療薬として期待される。医歯薬学本研究の主題としている多発性骨髄腫における骨髄微小環境を用いた解析が遅れている。骨髄腫細胞株および患者検体を用いて、われわれが同定した新たなNF-κB阻害活性を有する低分子化合物TM-233の生理活性機能やその分子基盤に関する解析研究は問題なく進行している。しかしながら、骨髄腫細胞と骨髄微小環境との共培養系のシステム確立と、骨髄腫患者検体より骨髄腫前駆細胞の分離に時間を要しているため、骨髄腫前駆細胞と骨髄微小環境の共培養系での解析が遅れている。本研究においては、増殖シグナルを介する骨髄腫細胞と骨髄微小環境の相互関係を明らかにするために、骨髄腫細胞株を用いた後に、患者骨髄検体より骨髄腫幹細胞を分離し、骨髄ストローマ細胞との関係を検討する予定であった。骨髄腫細胞株および骨髄腫患者細胞を用いた研究は容易に進行したが、患者骨髄検体よりの骨髄腫幹細胞の分画と同定に時間を要している。当初計画では、正常および骨髄腫患者より骨髄単核球を分離し、MACSを用いてCD138分画よりSP細胞を分離、分画して骨髄腫幹細胞として使用する予定であった。しかしながら、骨髄腫検体からのCD138分画の分離効率が悪く、十分な細胞分画が得られないために、骨髄腫幹細胞の分画が困難な状況にある。さらに、幹細胞マーカーとして果たしてSP分画が妥当かとの検討も合わせて行う必要があるが、そのアッセイ系の構築が遅れている。今後は、多発性骨髄腫患者検体より骨髄腫前駆細胞を確実に、かつ効率よく分離精製し、骨髄微小環境との共培養系における実験システムを確立することが喫緊の課題である。その際に、現在はSP分画をもってして骨髄腫前駆細胞としているが、さらに多くの幹細胞マーカーを用いて検討する必要がある。
アミノ酸側鎖間の立体制約性CH/π相互作用による新規な生理活性コンホメーション

アルキル基(CH)と芳香族基(π)の間では、水素結合様の相互作用・CH/π相互作用が形成され、タンパク質においては特有の立体構造構築に寄与していることが次第に分かってきた。本研究の目的は、こうしたアミノ酸側鎖間に形成されるCH/π相互作用をペプトドの生理活性コンホメーション固定化の新規な方法として確立しようとするものである。このため、ジペプチドLeu-Pheを取り上げ、隣接するアミノ酸の側鎖間でCH/π相互作用を形成するジペプチドを核構造とする生理活性ペプチドの創製に取り組んだ。既に、D-Lの立体配座配列をもつD-Leu-Pheが、側鎖間でCH/π相互作用を形成することが判明していたので、これを立体制約性核構造として酵素阻害剤分子設計の可能性を検討した。ジペプチドD-Leu-Pheは、イソブチル基とベンジル基の側鎖間で強いCH/π相互作用を形成するが、D-Leuのアミノ基とPheのカルボキシル基にいろいろな相互作用の構造要因を結合できる。この構造的な利点を生かし、基質特異性の異なるセリンプロテアーゼに対する活性の非常に強い特異的阻害剤の分子設計に成功した。すなわち、C末端にフェニル基を導入するとキモトリプシンを、グアニジノ基を導入するとトリプシンを阻害する特異的阻害剤を得ることができた。この結果は、核構造D-Leu-PheのC末端置換基の交換により容易に機能変換が可能なことことを意味する。さらに、トロンビンやエラスターゼなどのセリンプロテアーゼを阻害するジペプチド誘導体を得るため、さまざまなグアニジノ誘導体やtert-ブチル誘導体を導入して調べた。これらをきわめて優れて特異的に阻害する誘導体は現在まで得られていないものの、こうした分子設計法が有効であることが示された。一方、π系ベンゼン環とCH/π相互作用する構造は、窒素などのヘテロな原子に結合したメチル基の方がはるかに有利である。このため、メチルアミノ基-N^+(CH_3)_nをもつ新規なD-コリン系アミノ酸を設計し、その合成を試みた。そして、アセタミドマロン酸ジエチルエステル合成法によりn=13のアミノ酸骨格の調製に成就した。しかし、高級アミン・コリン基の強い塩形成のため、水溶性がきわめて高く、現在有効な光学分割法の検討を行っている。一方、CH/π相互作用をより高効率に形成させるπ系構造要因を系統的に検索したところ、芳香族アミノ酸・フェニルアラニンのフェニル基メタ位塩素、臭素およびヨウ素原子を導入したとき、著しく増強されることが判明した。これを生理活性ペプチドに組み込んで受容体間で形成されるCH/π相互作用を検討した。その結果、フェニルアラニンが関与するCH/π相互作用においては、メタ位に臭素原子を導入すると活性を約6倍も増強できることが判明した。2年間の本研究により、ジペプチド・アミノ酸側鎖間に形成される立体制約性CH/π相互作用を核構造にした酵素阻害剤のみならず、受容体タンパク質間で形成される堅固な立体制約性CH/π相互作用を基盤にした高活性ペプチドアゴニスト、アンタゴニストの創製が可能であることが初めて明らかとなった。こうして、アミノ酸配列が新らたに判明した生理活性ペプチドについて、立体制約性の高活性誘導体設計の道が切り開かれた。

しかし、高級アミン・コリン基の強い塩形成のため、水溶性がきわめて高く、現在有効な光学分割法の検討を行っている。一方、CH/π相互作用をより高効率に形成させるπ系構造要因を系統的に検索したところ、芳香族アミノ酸・フェニルアラニンのフェニル基メタ位塩素、臭素およびヨウ素原子を導入したとき、著しく増強されることが判明した。これを生理活性ペプチドに組み込んで受容体間で形成されるCH/π相互作用を検討した。その結果、フェニルアラニンが関与するCH/π相互作用においては、メタ位に臭素原子を導入すると活性を約6倍も増強できることが判明した。2年間の本研究により、ジペプチド・アミノ酸側鎖間に形成される立体制約性CH/π相互作用を核構造にした酵素阻害剤のみならず、受容体タンパク質間で形成される堅固な立体制約性CH/π相互作用を基盤にした高活性ペプチドアゴニスト、アンタゴニストの創製が可能であることが初めて明らかとなった。こうして、アミノ酸配列が新らたに判明した生理活性ペプチドについて、立体制約性の高活性誘導体設計の道が切り開かれた。本研究の目的は、アミノ酸側鎖間に形成される立体制約性CH/π相互作用を取り上げ、これをペプチドの生理活性コンホメーション固定化の新規な方法として確立することである。本年度は、当初予定の以下の3項目について検討した。側鎖間で強いCH/π相互作用を形成するジペプチドD-Leu-PheNHBzl(p-F)のc末端ベンジル・フッ素原子をグアニジノ基で置換したところ、阻害対象酵素がキモトリプシンからトリプシンに完全に変換された。この機能変換は、C末端が基質認識部位であるS1ポケットに配向していることを立証するとともに、側鎖間で強いCH/π相互作用により構築される疎水性コア構造が堅固にセリンプロテアーゼ一般に適応した阻害コンホメーションを形成できることを示した。今回はさらに、トリプシン阻害を最適化するため多数の誘導体を合成して検討した。π系ベンゼン環とより安定にCH/π相互作用を形成できると思われる側鎖にコリン基-N^+(CH_3)_3をもつD-コリンアミノ酸の合成を試みた。アセタミドマロン酸ジエチルエステルを出発原料とする合成法ルートを取ったが、水溶性がきわめて高く、光学分割に供するのをBoc-DL-エチルエステル体に変更して現在検討している。(3) Gly-GlyをD-アミノ酸で置換した疼痛ペプチド・ノシセプチンの合成と活性N末端にPhe-Gly-Gly-Pheをもつ神経ペプチド・ノシセプチンのGly-GlyをD型アミノ酸(D-Ala)で置換したアナログを合成した。その結果、誘導体はアゴニスト活性、アンタゴニスト活性とも示さず、N端側での構造変化にC端側構造が適応できないことが判明した。本年度はまず、CH/π相互作用を形成するD-Leu-Pheを核構造とする酵素阻害剤の分子設計を実施した。側鎖間で強いCH/π相互作用を形成するジペプチドD-Leu-Pheを核構造として用いると、D-Leuのアミノ基とPheのカルボキシル基にいろいろな相互作用の構造要因を結合できる。この方法の利点は、このC末端カルボキシル基に結合した構造がセリンプロテアーゼのS1基質認識部位に特異的に結合することができる点にある。
ストレス応答からみたCDKインヒビターP21の発現:脳組織保護・修復機構との関連

p21ファミリーはサイクリン依存性キナーゼインヒビターとして、p53の下流に位置し細胞周期をG1期に停止させる機能を有する。本研究ではまずp21が温熱刺激によりp53依存性及び非依存性に発現することをグリオーマ細胞株を用いて明らかにした。さらにラット脳虚血モデル及びラットくも膜下出血モデルにおいて、虚血及びくも膜下出血のストレスに対応してp53及びp21が発現するのを確認できた。これらはp21がp53に関連してストレス応答により発現していることを明らかにしている。これらの結果を踏まえ、本年度はさらに温熱刺激によりp53依存性にグリオーマ細胞にapoptosisが誘導されるか否かを検討した。wild type p53を有するグリオーマ細胞株A172を用い、43度で温熱刺激を1時間加えたところ、細胞形態はblebbingを呈し、Hoechst33342によりnuclear condensationが認められた。またTUNEL染色によりDNAの傷害が染め出された。さらにこの際にapoptosis関連遺伝子であるBaxがp53とともに増幅された。これらから、A172細胞では温熱刺激によりapoptosisの誘導が証明された。P21ファミリーはサイクリン依存性キナーゼ(CDK)インヒビターとして、P53の下流に位置してCDKに結合し、細胞周期をG1期で停止させる機能を持っている。本研究では、p53がmutant type (T98G)及びwild type (A172)のグリオーマ細胞株で、温熱刺激によるp21 mRNAと蛋白の発現をみた。その結果p53がwild typeの細胞株(A172)では、HSP70の発現亢進をともなう温熱刺激でp21の増幅があり、且つ細胞周期はG1で停止した。一方p53がmutant typeの細胞株(T98G)でもp53に依存することなくp21発現亢進が認められた。これはストレス環境下でG1チェックポイントによりp53からp21発現が誘導され、細胞周期を止め、細胞を保護する仕組みがあることを示唆するとともに、p53非依存性のp21発現機構があることも示唆した。つぎにp21の虚血ストレス応答性をラットの糸付き栓子モデルで検討したところ、軽度虚血後の海馬錐体細胞でp53の発現が虚血の6-12時間後に起こった後、24-48時間後にp21の発現が見られた。しかし両者の発現パターンには差が見られ、p21はp53非依存性に発現していることが示された。同じ知見はラットのくも膜下出血モデルによる軽度虚血後も認められた。以上の知見からp21はp53に依存性にストレス応答に関与するとともに、非依存性にも働いていることが示された。これらの結果を踏まえ、本年度はさらに温熱刺激によりp53依存性グリオーマ細胞にapoptosisが誘導されるか否かを検討した。