hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
悪性中皮腫における神経線維腫症2型遺伝子産物マーリンの腫瘍抑制機構の解明

研究成果の概要:悪性中皮腫においてNF2遺伝子産物マーリンの腫瘍抑制機構を解明するためにマーリンの関与する細胞内情報伝達経路、結合蛋白および発現の制御される遺伝子群の同定を行った。NF2遺伝子の機能失活型変異を有する細胞株にマーリンを発現させることにより、Hippo経路、AKTの活性化に影響を及ぼすことを明らかにした。マーリンの発現により細胞の増殖能の低下がみられ、アポトーシスが誘導されることを見出した。また発現解析を行い幾つかのマーリンにより発現の制御される遺伝子を同定した。本研究成果は悪性中皮腫の新規治療法や診断マーカーの開発-の可能性があるものと考えられた。悪性中皮腫においてがん抑制遺伝子neurofibromatosis type2(NF2)の高頻度な変異・欠失が報告されており、腫瘍発生および進展に重要な役割を果たしていると考えられている。しかし悪性中皮腫において癌抑制遺伝子としてのNF2がどのように働いているかはまだ充分に明らかになっていない。NF2遺伝子の関わる悪性中皮腫腫瘍形成機構を解明することを目的として、NF2遺伝子産物Merlinによって発現の制御される遺伝子群の検索を行なった。NF2遺伝子がホモ欠失している中皮腫細胞株NCI-H290に野生型のNF2遺伝子を導入したところ著明な増殖抑制が確認された。これらの細胞よりRNAを抽出しoligo-microarrayにより発現の制御される遺伝子の同定を試み、Merlinの発現により約80の遺伝子の有意な発現の変化(5倍以上)がみられた。発現の低下のみられた幾つかの遺伝子についてリアルタイムPCRにて発現の変化を確認した。さらにNF2遺伝子の機能失活変異を有する4種類の他の細胞株において、野生型のNF2遺伝子導入により遺伝子の発現変化をリアルタイムPCR法にて確認した。いずれの細胞株においてもNF2遺伝子導入により発現が抑制される幾つかの遺伝子を同定した。これらの遺伝子には細胞内シグナル分子および膜表面タンパクなど含まれいた。これらの遺伝子が悪性中皮腫の発生・進展に関与している可能性が示唆され、個々の遺伝子の中皮腫における機能解析を行っている。悪性中皮腫において癌抑制遺伝子neurofibromatosis type 2(NF2)の高頻度な変異・欠失が報告されており、腫瘍発生・進展に重要な役割を果たしていると考えられている。NF2遺伝子のホモ欠失した中皮腫細胞株NCI-H290にレンチウイルスを用いて野生型のNF2遺伝子を発現させたところ、細胞増殖の抑制がみられ、アポトーシスが誘導された。変異型マーリン(FERMドメインのみ)を発現させた細胞株では増殖抑制およびアポトーシスの誘導は観察されなかった。野生型のマーリンを発現させた細胞株では新規のシグナル経路であるHippo経路の活性化の指標であるYAP1のリン酸化の上昇がみられた。AKTの活性化は低下していた。NF2遺伝子導入細胞よりRNAを抽出し、マイクロアレーを用いて変異型マーリンと発現の異なる遺伝子の網羅的な検索を行ったところ、約80の有意に発現の異なる遺伝子が検出された。これらの遺伝子の幾つかについては発現の変化がリアルタイムPCR法にても確認された。さらにNF2遺伝子に不活性型変異を有する4細胞株においてもマーリンの発現によるこれらの遺伝子の発現の変化について解析したところ、細胞株特異的な遺伝子がいくつか存在したが、PRKCE,PSG遺伝子群はいずれの細胞においても発現の変化が確認された。PRKCE,PSG遺伝子はNF2遣伝子導入により発現の低下する遺伝子であり、14細胞株においてこれらの遺伝子の発現を調べたところ、NF2遺伝子の不活性型変異を有する細胞株において発現の高い傾向がみられた。NF2遺伝子に変異を有する中皮腫においてこれらの遺伝子が中皮腫の増殖に関与している可能性が示唆された。中皮腫細胞株における個々の遺伝子の生理学的役割についての詳細な解析を行い、治療標的および診断マーカーとしての可能性についての検討を行っている。
NOD1を介した免疫ホメオスタシスの調節

本研究では、細菌由来ペプチドグリカンの細胞内センサーであるNod1を介したシグナルが、CD8α^+樹状細胞(DC)のクロスプレゼンテーション能を増強し、より効果的に抗原特異的細胞障害性T細胞の増殖及び活性化を誘導しうることを明らかにした。他方、Nod1刺激物質を投与したマウスはエンドトキシンショックに対する感受性が高まることから、同刺激が強力なアジュバンド活性を有することが判明した。これらの結果は、これまでに知られていなかったNod1シグナルを介する防御免疫応答機構を明らかにするとともに、新たな抗腫瘍免疫治療の開発に繋がる可能性を含む重要な知見と考えられた。細胞質に発現するnucleotide-binding oligomerization domain (Nod)1は、細菌を構成する細胞壁の一成分であるiE-DAPを認識すると感染初期の生体防御に必要な自然免疫応答を発揮することが知られている。自然免疫応答と獲得免疫の両方に重要な役割を担う樹状細胞(DC)はNod1とNod2を共に発現するが、その機能はほとんど解明されていない。本年度は、Nod1による自然免疫応答および抗原特異的獲得免疫の誘導について、CD8_+T細胞が細胞傷害性T細胞に分化するために必要なクロスプライミングと炎症性応答であるエンドトキシンショックの誘導モデルを用いて、細菌感染に対するNod1分子の重要性を生体内において検討した。その結果、各種iE-DAPを含有するNod1刺激物質を抗原とともに野生型マウスに投与すると、Nod1刺激物質の刺激を受けたDCの抗原提示を受けた抗原特異的CD8_+T細胞は、その増殖が増強された。このDCはMHC class I上に提示される抗原(クロスプレゼンテーション)の量が増加しており、共刺激分子CD40およびCD86の発現が亢進していた。さらにマウスにNod1刺激物質を投与すると、抗原特異的な細胞傷害活性がNod1依存的に増強されたことから、Nod1刺激物質によるクロスプレゼンテーションの亢進は、クロスプライミングの増強に至ることを見出した。他方、Nod1刺激物質を投与したマウスに致死量以下のエンドトキシン(LPS)を投与すると、エンドトキシンショックが誘導されマウスはすべて死亡することを見出した。同現象は非造血細胞がNod1刺激物質を認識し、造血細胞からのTNF-αが生産されることで誘導された。さらに、マクロファージを除去するとエンドトキシンショックは誘導された。昨年度の研究において我々は、いくつかのiE-DAP誘導体が、Nod1を介して樹状細胞(DC)における可溶性抗原のクロスプレセンテーション能を亢進させる効果があることを見いだした。これらの知見を踏まえ、本年度は、その詳細な分子メカニズムを遺伝子発現解析から明らかにするとともに、そのin vivoにける細胞障害性T細胞(CTL)のプライ・ミング効果をマウス腫瘍モデルを用いて評価することで、臨床応用の可能性についても検討した。以上のようなNod1刺激によるCD8α^+DCのクロスプレゼンテーション能の亢進が、実際にin vivoでの抗原特異的なCTL誘導に影響するかを、マウス腫瘍モデルを用いて検討した。OT-I細胞と抗原(OVA)のみ、あるいはOT-I細胞、OVAとNod1リガンドを予め投与した野生型マウスに、OVAを発現する腫瘍細胞株を移植し、その宿主における増殖の程度を観察したところ、Nod1リガンドの投与では、未投与マウスに比べ腫瘍増殖の有意な抑制を認めた。以上の結果は、Nod1刺激を利用したより効果的な癌免疫療法の可能性を提示するものと考えている。
小脳歯状核へのガドリニウム沈着が、巧緻運動機能、高次脳機能へ及ぼす影響

小脳歯状核へのガドリニウム沈着が、巧緻運動機能、高次脳機能へ及ぼす影響に関する研究の最終報告である。本研究の目的は、小脳歯状核へのガドリニウム沈着が、歯状核が司る巧緻運動機能や高次脳機能に与える影響を明らかにするものである。ガドリニウムは核磁気共鳴画像(MRI)検査のT1強調像で強い高信号を呈するため、小脳歯状核に沈着すると、同部がT1強調像で淡い高信号を呈するようになる。我々は現在、過去2016年4月2017年10月の間に頭部MRIが施行された患者で、過去5回以上の造影剤投与歴がある患者の頭部T1強調像を遡及的に確認した(Kanda, etal. Radiology. 2015)。対象となった患者の単純T1強調像にて、全例で軽度中等度の信号上昇を認めた。電子カルテ上では、巧緻運動機能や高次脳機能への影響を疑う記載は認めなかった。続いて神経心理テスト、安静時脳機能MRIおよび拡散テンソル画像などadvanced MRI撮影の依頼を試みたが、それぞれの検査が比較的時間のかかるものであり、患者自身の同意を得ることが出来なかった。当院でのT1強調像はT1 fluid attenuated inversion recovery (T1-FLAIR)法を用いている。過去の報告は主にspin echo法でT1強調像を撮影しているが、T1-FLAIRはより鋭敏にT1短縮を捉えることが可能である。歯状核の信号上昇の頻度が過去の報告よりも高いが、これまで捉えられなかった微量のガドリニウムを検出していたものと考えられる。現時点でガドリニウム沈着による有害事象が明らかにされていないため、より鋭敏に沈着を検出することの意義は不明だが、今後の検討に活かしていきたい。前向き症例の登録が困難な状態であり、成果を得ることが出来なかったが、今後も研究は継続していく予定である。我々は現在、過去2016年4月2017年10月の間に頭部MRIが施行された患者で、過去5回以上の造影剤投与歴がある患者の頭部T1強調像を遡及的に確認している(Kanda, et al. Radiology. 2015)。現時点では画像の確認作業を行っている段階であるが、5回以上造影剤が投与され、頭部MRIが施行されている患者は神経内科疾患や脳神経外科疾患を有していることが多い。そのような患者では、小脳歯状核の信号変化を来す要因がガドリニウム以外にも考えられるため、除外する必要がある。比較的多くの患者が除外対象となっているため、さらに過去の検査を振り返って画像を検索していく必要があると考えている。画像解析は拡散テンソル画像、安静時脳機能MR画像を用いる予定である。拡散テンソル画像の解析は、脳画像研究で広く用いられているFMRIB Software Library (FSL)v5.0、Analysis of Functional NeuroImages(AFNI)を主に用いる予定である。また脳機能MR画像解析には修練した技術が必要となるため、2017年生理科学実験技術トレーニングコース(心理生理学研究部門)に受講生として参加し、脳機能MR画像解析の方法について学習した。その際、他の受講者や教官と本研究について相談し、助言を求めた。そのほか各種学会に参加し、ガドリニウム製剤やガドリニウム沈着に関連する最新の知見を収集した。上述したように、5回以上ガドリニウム造影剤が投与され、さらに頭部MRIが施行されている患者は神経内科疾患や脳神経外科疾患を有していることが多い。そのような患者では、小脳歯状核の信号変化を来す要因がガドリニウム以外にも考えられるため、除外していかなければならない。また臨床目的で撮影された画像を遡及的に検討しているため、T1強調像の撮像パラメーターが統一されていない点も重要な遅延因子である。

続いて神経心理テスト、安静時脳機能MRIおよび拡散テンソル画像などadvanced MRI撮影の依頼を試みたが、それぞれの検査が比較的時間のかかるものであり、患者自身の同意を得ることが出来なかった。当院でのT1強調像はT1 fluid attenuated inversion recovery (T1-FLAIR)法を用いている。過去の報告は主にspin echo法でT1強調像を撮影しているが、T1-FLAIRはより鋭敏にT1短縮を捉えることが可能である。歯状核の信号上昇の頻度が過去の報告よりも高いが、これまで捉えられなかった微量のガドリニウムを検出していたものと考えられる。現時点でガドリニウム沈着による有害事象が明らかにされていないため、より鋭敏に沈着を検出することの意義は不明だが、今後の検討に活かしていきたい。前向き症例の登録が困難な状態であり、成果を得ることが出来なかったが、今後も研究は継続していく予定である。今後は解析に必要な症例数(全128例)を確保するべく、T1強調像の確認作業を進めていく予定である。128例という数字は、沈着群と非沈着群で巧緻運動機能および高次脳機能の比較を行うにあたり、効果量0.5、検出力0.8、有意水準0.05未満とした場合のpower analysisの結果、各群で64例が必要と算出されたことによる。しかし症例の確保が難しい場合は、適宜症例数を減らすことも検討する。上記によって得られた症例から、ガドリニウム沈着によって歯状核の信号上昇を認める群(沈着群)、認めない群(非沈着群)に分類する。神経心理検査、拡散テンソル画像検査および安静時機能MRI検査で、患者の巧緻運動機能と高次脳機能を定量的に評価する。結果を沈着群と非沈着群で比較し、巧緻運動機能と高次脳機能に有意な差があるか検証する。患者因子および造影剤因子による調整を行いながら、結果を単変量および多変量解析により検討し、ガドリニウム沈着が巧緻機能運動と高次脳機能に与える影響を明らかにする。得られた結果は国内、国際学会で発表し、論文化していく予定である。現在は脳機能解析の対象となる症例の選定作業にあるため、安静時脳機能MRIや拡散テンソル画像の撮影で発生する撮影料の支払いに充てていた分が主に残ってしまったと思われる。今年度で撮影出来なかった分は次年度に繰り越し、撮影料の支払いに充てる予定である。また画像や解析データの保存媒体、(必要に応じて)統計解析の外部委託、学会発表スライドや論文の英語校正への支払料金も必要となる予定である。
肺癌化学療法の効果・副作用予測因子としての有機カチオントランスーターの橋渡し研究

抗がん剤プラチナ耐性肺がん細胞株を樹立し、有機カチオントランスポーター6(OCT6)の発現低下とともに細胞内プラチナ濃度が減少し、プラチナ製剤耐性との関連することを認めた。OCT6の機能的な遺伝子多型(SNP)に着目し、このSNPについて、非小細胞肺癌患者におけるシスプラチン投与症例での効果との関連について後方視的に検討を行った。シスプラチン投与症例において、中央生存期間は遺伝子多型によりで有意な差を認めた。一方でこのOCT6のSNPはドキソルビシンの薬剤代謝にも関わることもが示されており、同じアントラサイクリン系抗がん剤であるアムルビシンついても検討中である。有機カチオントランスポーター(OCT)と抗がん剤プラチナ製剤耐性との更なる関連を調べるために、シスプラチン(CDDP)以外にオキサリプラチン(L-OHP)耐性肺がん細胞株を樹立した。L-OHP耐性肺がん細胞株はL-OHP以外にCDDPにも交叉耐性を示し、OCTファミリーの中でOCT6の蛋白発現低下が認められた。尿細管でL-OHPの排泄に関わるトランスポーターmultidrug and toxin extrusion(MATE)ファミリーの蛋白発現も調べたが、変化を認めなかった。親株とL-OHP耐性肺がん細胞株においてL-OHP曝露後の細胞内プラチナ濃度を測定したところ、L-OHP耐性肺がん細胞株において細胞内プラチナ濃度は減少しており、OCT6の蛋白発現低下により細胞内へのL-OHPの取り込みが減少していることが分かった。さらにOCT6強制発現細胞肺がん細胞株においてはコントロールに比べてL-OHP曝露後の細胞内プラチナ濃度を測定上昇していた。以上の結果から以前CDDP耐性肺がん細胞株での結果と同様に、OCT6の蛋白発現がプラチナ製剤耐性に直接かかわることが示された。また組織発現の検討として、肺がんおよび大腸がんとその正常組織においてOCT6蛋白は発現していることも確認した。今後は臨床検体でのOCT6発現と抗がん剤プラチナ製剤の効果について検討を行う基礎的データを示すことができた現在OCT6の発現抑制肺がん細胞株の樹立を行っているが、まだ樹立には至っていない。OCT6の発現抑制株が樹立できれば、OCT6強制発現細胞株とともに、親株やコントロール細胞株と比較し、どのような抗がん剤や分子標的治療薬がOCT6の基質となってその感受性の変化や細胞内薬剤濃度に変化を及ぼすか検討を行う。有機カチオントランスポーター6(Organic cation transporter 6: OCT6)の臨床応用を目指し、OCT6の遺伝子多型とシスプラチンの効果について現在検討をおこなっている。非小細胞肺癌でシスプラチンを含んだ化学療法を行った症例で、あるOCT6の遺伝子多型によりシスプラチンを含んだ化学療法の効果に差があることを認めた。シスプラチン併用治療における有望なバイオマーカーは未だ存在していないため、肺癌細胞株を用いた基礎的研究とともに、肺癌組織検体でのOCT6の発現を含めさらに研究をすすめる。またシスプラチンと同じプラチナ製剤であるカルボプラチンについても、OCT6の発現や遺伝子多型と治療効果との関連について、基礎と臨床の両面から検討を行ってゆく。一方でこのOCT6の遺伝子多型はアントラサイクリン系抗がん剤であるアムルビシンの薬剤代謝にも関わること認めた。肺癌症例でAMR投与後の血中濃度をモニタリング行ったデータを解析すると、このOCT6の遺伝子多型により、薬物濃度時間曲線下面積(Area Under the blood concentration-time Curve:AUC)に有意な差を認めることが明らかとなった。以前よりAUCとアムルビシンの副作用である骨髄毒性との間に相関関係があることも知られており、現在治療効果との関連のみならず、OCT6の遺伝子多型とアムルビシンの骨髄抑制との関連についても検討している。アムルビシンは既治療小細胞肺癌に対する有効な薬剤である反面、骨髄毒性の頻度が高度に認められるため、アムルビシン治療を行う上での有望なバイオマーカーになり得る可能性を目指し研究をすすめる。現在OCT6の発現抑制肺癌細胞株の樹立に至っていない。さらにクリスパー・キャスナイン(CRISPR/Cas9)システムによるゲノム編集技術を用いて、OCT6の遺伝子多型の細胞株の樹立も並行して行っている。細胞株が樹立されれば、薬剤代謝における基礎的な解析を行う予定である。有機カチオントランスポーター6(Organic cation transporter 6: OCT6)の臨床応用を目指し、OCT6の遺伝子多型が抗がん剤治療効果予測因子としても有効性について検討を行っている。OCT6が肺癌細胞におけるシスプラチンの細胞内取り込みのトランスポーターであるため、機能的なOCT6の遺伝子多型であるrs714368 146A>Gの遺伝子多型(SNP)に着目し、このSNPについて、非小細胞肺癌患者におけるシスプラチン投与症例での効果との関連について、後方視的に検討を行った。シスプラチン投与51症例において、血液検体から採取したDNAを用いて確認したrs714368のSNPはAA16例、AG27例、GG8例であった。Aアレルを持つAA+AG群とAアレル持たないGG群で比較をすると、シスプラチン投与後の中央生存期間はAA+AG群171日(95% CI 115-220日)、GG群66日(95% CI 14-97日)で有意にAA+AG群で奏功していた(P<0.017)。現在シスプラチンと同じプラチナ製剤であるカルボプラチンについても、OCT6の遺伝子多型と治療効果との関連について症例を蓄積し検討を進めている。

一方、rs714368 146A>GのSNPでシスプラチンをはじめとするプラチナ製剤の細胞内の濃度や殺細胞効果に影響を与えるか否かについては、未だ明確なエビデンスはないため、現在リスパー・キャスナイン(CRISPR/Cas9)システムによるゲノム編集技術を用いて、OCT6の遺伝子多型の細胞株の樹立を行っている。現在シングルクローンを単離し、遺伝子多型の確認をシークエンスで行っており、それが確認できれば、プラチナ製剤暴露によるプラチナ製剤の細胞内の濃度や殺細胞効果に基礎的検討を進めてゆく。抗がん剤プラチナ耐性肺がん細胞株を樹立し、有機カチオントランスポーター6(OCT6)の発現低下とともに細胞内プラチナ濃度が減少し、プラチナ製剤耐性との関連することを認めた。OCT6の機能的な遺伝子多型(SNP)に着目し、このSNPについて、非小細胞肺癌患者におけるシスプラチン投与症例での効果との関連について後方視的に検討を行った。シスプラチン投与症例において、中央生存期間は遺伝子多型によりで有意な差を認めた。一方でこのOCT6のSNPはドキソルビシンの薬剤代謝にも関わることもが示されており、同じアントラサイクリン系抗がん剤であるアムルビシンついても検討中である。OCT6の基質となって薬剤に関して、まずは基礎的な検討を行ってゆく。またOCT6には遺伝子多型が存在し、イマチニブやアドリアマイシンの薬剤代謝に影響を及ぼすことが知られているまたOCT6は血液細胞にも発現していることから、OCT6の遺伝子多型と抗がん剤プラチナ製剤の治療効果や血液毒性についても検討を行う。OCT6強制発現細胞株とともに、親株やコントロール細胞株と比較し、どのような抗がん剤や分子標的治療薬がOCT6の基質となってその感受性の変化や細胞内薬剤濃度に変化を及ぼすか検討を行う。またOCT6の遺伝子多型がOCT6発現や機能にどのような影響を及ぼしているかも検討する。さらにOCT6が基質となる抗癌剤や分子標的治療薬について、臨床的な効果や副作用との関連についてさらに検討を加えてゆく。肺癌化学療法OCT6のノックダウンに用いる方法、試薬を変更したため次年度の消耗品に使用する予定
沿岸都市域におけるエストロゲンの環境動態の追跡と削減技術の開発に関する研究

沿岸環境の保全は,我々にとっての責務であり,人間活動によるエストロゲンの沿岸環境へのインパクトの実態把握が必要である。河川水の溶存物質および懸濁物質が海水と混合した時に生じる凝析や凝集の過程において,エストラジオール(E2)の挙動に及ぼす影響について,都市河川と海水の混合実験から検討した。河川水中に含まれるE2は海水混合による溶存・懸濁有機物の凝集および溶存鉄の凝析による影響を受けることなく,希釈混合して拡散していく可能性が高いことが明らかとなった。一方において,人間が生活していく限り,エストロゲンをし尿とともに排出し続けていくことになるので,下水処理場においてエストロゲンを安定的に除去し,沿岸環境への負荷を削減するためには,エストロゲンの活性汚泥への吸着と分解に関する基礎的情報が必要である。そこで,実際の下水処理場から採取した下水流入水と活性汚泥のバッチ式混合実験を行い,エストラジオール(E2)とエストロン(E1)の活性汚泥への吸着と分解に及ぼす影響について検討した。E2とE1の吸着に関して,活性汚泥を構成する細菌群が極めて重要な機能を備えていることがわかった。流入下水が活性汚泥と効率的に混合され,溶解性のE2とE1が活性汚泥と接触することができれば,E2とE1は極めて効果的に除去できると考えられる。さらに,担体投入型生物処理システムに着目し,樹脂系中空円筒状担体を充填した小規模の実験装置を用いて,高速高度処理した場合におけるエストロゲンのE2とE1の挙動について検討した。窒素除去を目的とした下水の高度処理は良好であるにも関わらず,E2とE1の除去率は低く,それぞれ70%と40%であった。下水処理場における生物反応タンクの滞留時間と効率的な撹搾・混合の維持管理がエストロゲンの低減に極めて重要であることが明らかとなった。エストロゲンは人間によって絶えず排泄される物質であり,都市の下水道はエストロゲンを集水するシステムとしても機能している。したがって,下水道が整備されている沿岸都市域では,エストロゲンは下水処理場を経由して環境に排出される。現行の下水処理場の主な目的は有機物除去と消毒であるが,エストロゲンを大幅に低減する機能も有する重要な施設であることが明らかにされつつある。しかしながら,エストロゲンの活性汚泥への吸着と分解に至る過程については,また検討例も少なく,不明な点が多く残されている。下水処理場においてエストロゲンを安定的に除去し,沿岸環境への負荷を削減するためには,エストロゲンの活性汚泥への吸着と分解に関する基礎的情報が必要である。そこで本年度の研究では,実際の下水処理場から採取した下水流入水と活性汚泥のバッチ式混合実験を行い,エストラジオール(E2)とエストロン(E1)の活性汚泥への吸着と分解に及ぼす影響について検討した。混合液の固相と液相のそれぞれにおけるE2とE1の経時変化を測定した。都市下水の原水中では,溶解性として存在するE2とE1は,活性汚泥と混合することによって数分間の極めて短時間に汚泥に吸着され,極めて速やかに分解された。低温条件や高負荷順化汚泥を用いた場合においても,E2とE1の汚泥への吸着性の低下は認められなかった。一方,オートクレーブ処理した活性汚泥のE2とE1の吸着能力は,著しく失活した。E2とE1の吸着に関して,活性汚泥を溝成する細菌群が極めて重要な機能を備えていることがわかった。

流入下水が活性汚泥と効率的に混合され,溶解性のE2とE1が活性汚泥と接触することができれば,E2とE1は極めて効果的に除去できると考えられる。下水処理場における生物反応タンクの効率的な撹拌・混合の維持管理がエストロゲンの低減に重要であることが示唆された。平成17年度は,システムの設置と運転期間の制限を受けたことから,平成18年度に計画していた高度処理システムにおけるエストロゲンの挙動を追跡し,問題点を整理した。担体投入型生物処理システムに着目し,樹脂系中空円筒状担体を充填した小規模の実験装置を用いて,高速高度処理した場合におけるエストロゲンのE2とE1の挙動について検討した。E2とE1の測定にはELISA法を用いた。実験装置は,好気槽(HRT 1h),硝化槽(HRT 1h),脱窒槽(HRT 2h)仕上げ槽からなり,生物処理プロセスのHRTは4hで運転した。都市下水の最初沈殿池越流水を原水とした場合において,懸濁物,有機物および窒素は安定した処理を行うことができた。生物処理プロセス後段の脱窒槽流出水のSS,TOCおよびT-Nの濃度は,それぞれ1015mg/L程度,8mg-C/L以下,および25mg-N/Lに保持された。本実験装置による連続処理実験において,窒素除去を目的とした下水の高度処理は良好であった。しかしながら,高速度な高度処理が良好に行われた場合においても,E2とE1は,脱窒槽流出水すなわち高度処理水中からそれぞれ23ng/Lと2633ng/Lの濃度で検出された。本実験装置におけるE2とE1の除去率は62%と34%であり,E1の除去能力が低いことが示唆された。物質収支の結果では,E2とE1のいずれも,汚泥と生物膜への蓄積が極めて少なく,全体の1-2%程度であった。担体の生物膜に吸着あるいは摂取されたE2とE1は,極めて短時間に分解・消失したと考えられる。平成17年度のもう一方の研究課題として,都市河川と河口域における底質と水質の1年にわたって実態調査を実施した。海水と河川水が混合する河口域の底質からE2が高濃度で検出された。河川水からは溶解性E2gが約3ng/L検出された。海水混合域では溶解性E2が何らかの凝集プロセスに関与して沈降することが示唆された。平成18年度は,この凝集プロセスとE2の関係について検討していく予定である。古くから河川水中に存在する有機物や徴量金属などの溶存物質および懸濁物質は,河口域において海水と混合し,それらの一部あるいは大部分が凝集・沈降することが知られている。しかしながら,河川水と海水が混合する河口域におけるエストロゲンの挙動に関する知見は,現在においても極めて乏しい。海水混合域において,鉄やその他の溶存物質と共にE2も凝集・沈降して底質に蓄積される過程があれば,E2が河口・沿岸域の生態系に影響を及ぼす可能性も否定できない。平成17年度は,都市河川と河口域における底質と水質の1年にわたって実態調査を実施した。海氷混合域では溶解性E2が何らかの凝集プロセスに関与して沈降することが示唆された。そこで平成18年度の本研究では,河川水の溶存物質および懸濁物質が海水と混合した時に生じる凝析や凝集の過程において,E2の挙動に及ぼす影響について,都市河川と海水の今後実験から検討した。得られた成果を以下にまとめる。
19世紀アジアにおけるグローバル化とコレラ流行-南アジアと東アジアの連関と比較

本研究では、19世紀にしばしば起こったコレラのパンデミック(世界的大流行)を、主として南アジアに焦点を合わせて解明しようとした。主たる研究成果は、(1)ベンガルに端を発するコレラ・パンデミックの波及経路(インド亜大陸の内部および外部-周辺地域-)、(2)コレラ流行の生態的条件としての「半乾燥熱帯」の問題、(3)19世紀後半のコレラ波及における「紅海ルート」と検疫制度の国際的標準化の問題、(4)19世紀のカルカッタにおける廃棄物および屎尿処理の問題、の四点である。本年度は、二回の海外調査を実施した。1、平成19年8月11日8月22日の期間に、イギリスのロンドンにある国立公文書館(National Archives of UK)およびウエルカム医学史図書館(Wellcome Library for the History of Medicine)での資料調査・収集を行った。この調査では、19世紀のインドを中心とするコレラ流行についての資料調査が主たる目的であったが、特にウエルカム医学史図書館での調査において成果があがった。19世紀に書かれたコレラに関する同時代的文献を多数参照することができた。2、平成20年2月8日2月14日の期間に、シンガポールにある国立図書館(National Library of Singapore)および国立公文書館(National Archives of Singapore)での資料調査・収集を行った。19世紀後半の海峡植民地(現在のシンガポールなど)におけるコレラ流行についての資料調査が主たる目的であった。シンガポール国立図書館とシンガポール国立公文書館で、目的とする資料を多数見つけることができた。成果としては、以上の資料調査を踏まえて、19世紀のコレラの感染ルート、すなわちインド内部および外部における感染ルートに関して、その生態的条件を明らかにした点が挙げられる。このようなfindingの提示を中心に、年度の後半には、計四回の学会報告を行った(下記参照)。2、19世紀におけるコレラの世界的流行(パンデミック)の波及経路に関する研究論文を執筆(「交通/水不足/水汚染-19世紀コレラ・パンデミックと南アジア世界」池谷和信編著『地球環境史からの問い-ヒトと自然の共生とはか』岩波書店、近刊に所収)。4、また、他の研究費を使用して、平成21年3月(3/7-20)に、インド・コルカタ市にある国立図書館(National Library)で資料調査を行った。ここでは、主に19世紀のコレラ流行に関する資料とカルカッタ市における公衆衛生政策吏に関する資料を調査した。なお、この期間中、ハイデラバード市にあるオスマニア大学歴吏学科を訪ね、A・サティアナラヤナ教授と研究交流を行ったが、この際のコルカターハイデラバード間の交通費等は、本研究費より支出した。5、本年度は、数度にわたって国立国会図書館(東京都)および日本貿易振興会アジア経済研究所図書館(千葉県)で、資料調査を行った(ただし、費用は別の研究費から支出していることもある)。主要な研究成果について、箇条書きで挙げる。1.平成21年8月6日に、オランダ・ユトレヒトで開催された第15回世界経済史会議のA-7セッション(「南アジアにおける労働集約的発展経路:環境・分業・生活の質」)で、「土地希少化・分業・サービス部門:近代南アジアにおける労働集約的発展経路」というタイトルで報告を行った。この報告において、19世紀後半のインド・カルカッタにおける衛生問題を、コレラ流行との関連で論じた。2.平成21年10月に、拙論「19世紀のコレラ・パンデミックと南アジア世界一環境史としての疫病史」(池谷和信編『地球環境史からの問い』岩波書店、2009年)が刊行された。この論文は、19世紀に南アジアから世界中に拡がったコレラ・パンデミック(世界的流行)の波及経路を、交易と生態環境という二点に焦点を合わせて考察したものである。3.平成22年3月13日に、中華人民共和国の上海交通大学(人文学院歴史系)で開催された「東亜環境史研究討論会」において、「19世紀アジアにおけるコレラ・パンデミックの歴史:経済史と環境史の間」という報告を行った。本研究の研究目的は、19世紀におけるコレラ・パンデミック(世界的規模の流行)の関係史的かつ比較史的分析であったが、三つの研究課題を掲げていた。(1)コレラの波及経路、(2)飲料水の汚染問題、(3)都市公衆衛生の三つであった。上記の1は、研究課題の(3)に関係し、上記の2と3は、研究課題の(1)と(2)に関係している。平成21年度の研究計画は、三年間の研究の総括的な分析を行うことを掲げていたが、上記3で、ある程度総括的な内容の報告をした。
精神疾患における脳形態変化の疾患特異性に関する研究

我々は、磁気共鳴画像(MRI)を用いて、統合失調症にみられる脳形態変化の疾患特異性を検討した。上側頭回や前部帯状回の灰白質体積減少は統合失調症の発症に先立ちみられ、特に病初期の側頭葉領域の進行性灰白質体積減少は様々な精神疾患の中でも統合失調症に特異的であった。一方、ストレス脆弱性を反映する変化と考えられる下垂体体積増大や神経発達障害の指標である嗅溝の変化はより一般的な変化と考えられた。磁気共鳴画像(MRI)を用いて、精神病発症の高危険群であるARMS(at risk mental state)や初発統合失調症群、および気分障害圏を対象とした脳画像解析を行った。今年度は特に上側頭回体積に注目した。これらの結果を以下にまとめる。1.関心領域法により未治療のARMS症例97例(うち31例が後に精神病を発症)および年齢と性別をマッチングさせた健常群42例の上側頭回体積を計測した。その結果、ARMS群全体として、健常群と比較して有意に上側頭回体積が減少しており、精神病への脆弱性を表す結果を考えられた。一方、後に発症したARMS群と発症しなかったARMS群には有意差はなく、将来の発症予測性には乏しいと考えられた。2.1から4年の間隔で2度の撮像がなされた初発統合失調症群18例、統合失調型障害群13例、および健常群20例を対象に、上側頭回の進行性形態変化を比較した。その結果、初発統合失調症群のみに有意な進行性灰白質減少がみられ、その程度は陽性症状の改善不良と有意に相関した。またフォロー期間中の抗精神病薬投与量と進行性の体積減少の間に負の相関があり、治療により病初期の活発な病的過程が緩和される可能性が示された。3.26例の双極性障害患者および年齢と性別をマッチングさせた24例の健常群を対象に上側頭回体積を計測し、患者群では左上側頭回体積減少がみられること、リチウム投与量が右上側頭回体積と正の相関を示すことなどを見出した。精神疾患における脳形態変化の疾患特異性を明らかとする目的で、本年度は主に初回エピソード統合失調症と統合失調型障害における縦断的脳形態変化の特徴を検討した。すなわち、磁気共鳴画像(MRI)を用いて、1から4年の間隔で2度の撮像がなされた初発統合失調症群18例、統合失調型障害群13例、および健常群20例を対象に、側頭回の各部位および下垂体の進行性形態変化を比較した。1.側頭葉領域:統合失調症群における紡錘状回体積減少の程度(左,-2.6%/年:右,-2.3%/年)は、統合失調型障害群および健常群(-0.4%から0.1%/年)と比較して有意に大きかった。統合失調症群において、フォロー期間中の抗精神病薬の総投薬量が多いほど左紡錘状回体積減少の程度は小さく、また同部位の体積減少の程度はフォロー時の)SANS総得点と有意に相関した。中および下側頭回ではいずれの群においても有意な進行性体積変化は認めなかった。2。下垂体;健常群における経時的な体積減少(-1.8%/年)に対し、統合失調症群(3.6%/年)および統合失調型障害群(2.7%/年)において下垂体体積の進行性増大がみられた。統合失調症群における体積増大の程度は、妄想の改善不良と有意に相関した。これらの結果から、統合失調症における進行性脳形態変化の特徴がある程度明らかとなった。すなわち病初期に紡錘状回に進行性体積減少が生じるのに対し、他の側頭葉領域には明らかな変化はなく、さらにこれらの変化は統合失調症圏のなかでも統合失調症に特異的と考えられた。また抗精神病薬が進行性の病的過程を和らげる可能性が示唆された。下垂体体積増大は視床下部-下垂体-副腎系を介した共通のストレス脆弱性を反映する変化と考えられた。磁気共鳴画像(MRI)を用いた前年度までの検討により、統合失調症における嗅溝形態の変化が見出されている。この形態変化は評価が簡便なこともあり、統合失調症の脳形態マーカーとして今後の診断への応用が可能と考えられた。このため今年度は種々の精神病性障害群(前駆状態を含む)や双極性感情障害群で嗅溝の計測を行い、その疾患特異性の検討を行った。その結果を以下にまとめる。1.精神病発症の高危険群であるアットリスク精神状態(at risk mental state; ARMS)において、後に精神病を発症する群ではしない群と比較して有意に両側性に嗅溝の深さが浅かった。2.初回エピソードの種々の精神病性障害(統合失調症46例、統合失調症様障害57例、精神病症状を伴う気分

障害34例、およびその他の精神病性障害25例)で嗅溝形態を比較したが、疾患間で有意差はなかった。3.双極性障害患者においても、年齢および性別をマッチングさせた健常対照群と比較して、両側性に有意に嗅溝の深さが浅かった。罹病期間、臨床症状、服薬等と嗅溝形態に有意な関連はみられなかった。これらの結果から、嗅溝形態は精神疾患の発症に先立ち存在する発症予測マーカーとなりうるが、統合失調症に特異的な変化とはいえず、今後さらに疾患特異性を検討する必要があると思われた。精神疾患における脳形態変化の疾患特異性を明らかとする目的で、今年度は各臨床病期において統合失調症圏にみられる脳形態の特徴を縦断変化も含めて検討した。すなわち、磁気共鳴画像(MRI)を用いて、1から4年の間隔で2度の撮像がなされた初回エピソード統合失調症群、慢性統合失調症群、および健常群を対象に、嗅溝の形態や下垂体体積の進行性変化を比較した。さらに精神病発症の高危険群であるアットリスク精神状態(at risk mental state; ARMS)における脳形態の特徴をボクセル単位解析法により検討した。これらの結果を以下にまとめる。1.初回エピソード統合失調症群において、健常群と比較して嗅溝の深さが有意に浅かった。しかしその深さは統合失調症群、健常群とも経時的に変化せず、また統合失調症群において臨床指標(症状の重症度、服薬、発症年齢、罹病期間など)と相関しなかった。2.慢性統合失調群において、下垂体体積の経時的な体積減少がみられた。3.初回エピソード統合失調症群において、健常群と比較して前部帯状回の有意な灰白質減少を認めたが、ARMS群と健常群の比較では灰白質体積に有意差はみられなかった。しかし、後に統合失調症を発症したARMS症例の前部帯状回灰白質体積は、初回エピソード統合失調症群とほぼ同様の値であった。これらの結果から、嗅溝の変化は統合失調症圏における早期神経発達障害を反映すると考えられた。下垂体体積は視床下部ー下垂体ー副腎系を介したストレス反応の指標と考えられ、疾患経過中に変化するようである。また統合失調症にみられる脳形態変化の少なくとも一部は発症に先立ち存在することが示唆された。統合失調症の脳形態の特徴については着実に知見を蓄積することができた。脳形態を用いた判別分析による補助診断の取り組みについては解析の前段階(画像の下処理中)である。25年度が最終年度であるため、記入しない。統合失調症の脳形態の特徴については前駆期からの変化を含め着実に知見を蓄積することができた。他の神経精神疾患については予備的解析の段階である。研究の進捗はおおむね順調である。ただし画像解析技術の進歩に伴い、最新の解析方法に習熟した他施設と共同してより精微な解析を目指すことも考えている。
炎症性疾患におけるPGLYRP1/PGNを介したTREM-1シグナル伝達の役割

TREM-1はマクロファージの膜受容体として、炎症性サイトカイン産生を増強し敗血症の病態を悪化させる。また、TREM-1は様々な非感染性の慢性炎症性疾患の増強因子として働くことも明らかにされている。近年、好中球顆粒成分のペプチドグリカン(PGN)認識タンパクPGLYRP1が菌体のPGNとともにTREM-1リガンドとして働くことが報告された。しかし、PGLYRP1/PGN複合体がリガンドとして機能する際に、どのような形態のPGNがTREM-1を介してどのような細胞内シグナルを活性化して炎症増強をもたらすのか不明である。本研究においてPGLYRP1/PGNによるTREM-1を介した炎症増強機構を明らかにし、細菌感染性敗血症や慢性炎症性疾患の病態をより正確に理解する。
HRP細胞内染色による網膜神経細胞のシナプス結合の解析

脊椎動物網膜の水平細胞には心理物理学で知られている3つの色信号係に対応する色光応答を示す細胞が見つかっている.すなわち色光刺激に対して常に過分極性応答を示すL型と赤光で脱分極,緑光で過分極性応答を示す2相性C型さらに黄光で脱分極,青・赤光で過分極性応答を示す3相性C型である.これまでの知見からこのような色光応答の分化は錐体と水平細胞の固有の神経回路によって発生すると考えられている.そこで本研究ではこの神経回路を形態学的に解明するため水平細胞にhorseradish peroxidase(HRP)を細胞内注入し,シナプス結合する視細胞の種類と数を定量的に調べた.3種類の錐体は内筋の油滴の有無・色によって形態学滴に同定した.実験はカメ網膜の水平細胞にガラス微小電極を刺入し,電気泳動的にHRPを細胞内注入した後,網膜を固定してDAB法にてHRPを発色した.さらに網膜は脱水・包埋し光顕及び電顕用水平断連続切片を作製して,今回新しく開発した『光顕と電顕連続切片像の重ね合わせ法』を用いて染色した1個の水平細胞にシナプス結合する全ての視細胞の種類と数を解析した. L型水平細胞は105個の杆体及び錐体視細胞とリボン・シナプス結合していた.2相性C型水平細胞は32個の赤・緑・青錐体とまた3相性C型水平細胞は19個の赤・青錐体とシナプス結合していた.これまでC型水平細胞は赤錐体と直接シナプス結合しないと考えられてきたが,カメ網膜のC型水平細胞は赤錐体から直接入力を受けることが明らかになった.本研究によってC型水平細胞の赤光に対する応答には従来の定説である負帰還シナプスを経由する信号と今回発見した赤錐体から直接伝達される信号の2つの成分があることが明らかになった.脊椎動物網膜の水平細胞には心理物理学で知られている3つの色信号係に対応する色光応答を示す細胞が見つかっている.すなわち色光刺激に対して常に過分極性応答を示すL型と赤光で脱分極,緑光で過分極性応答を示す2相性C型さらに黄光で脱分極,青・赤光で過分極性応答を示す3相性C型である.これまでの知見からこのような色光応答の分化は錐体と水平細胞の固有の神経回路によって発生すると考えられている.そこで本研究ではこの神経回路を形態学的に解明するため水平細胞にhorseradish peroxidase(HRP)を細胞内注入し,シナプス結合する視細胞の種類と数を定量的に調べた.3種類の錐体は内筋の油滴の有無・色によって形態学滴に同定した.実験はカメ網膜の水平細胞にガラス微小電極を刺入し,電気泳動的にHRPを細胞内注入した後,網膜を固定してDAB法にてHRPを発色した.さらに網膜は脱水・包埋し光顕及び電顕用水平断連続切片を作製して,今回新しく開発した『光顕と電顕連続切片像の重ね合わせ法』を用いて染色した1個の水平細胞にシナプス結合する全ての視細胞の種類と数を解析した. L型水平細胞は105個の杆体及び錐体視細胞とリボン・シナプス結合していた.2相性C型水平細胞は32個の赤・緑・青錐体とまた3相性C型水平細胞は19個の赤・青錐体とシナプス結合していた.これまでC型水平細胞は赤錐体と直接シナプス結合しないと考えられてきたが,カメ網膜のC型水平細胞は赤錐体から直接入力を受けることが明らかになった.本研究によってC型水平細胞の赤光に対する応答には従来の定説である負帰還シナプスを経由する信号と今回発見した赤錐体から直接伝達される信号の2つの成分があることが明らかになった.脊椎動物網膜の水平細胞には心理物理学で知られている3つの色信号系に対応する色光応答を示す細胞が見つかっている。すなわち色光刺激に対して常に過分極性応答を示すL型と赤光で脱分極、緑光で過分極性応答を示す2相性C型さらに黄光で脱分極、青・赤光で過分極性応答を示す3相性C型である。これまでの知見からこのような色光応答の分化は錐体と水平細胞の固有の神経回路によって発生すると考えられている。そこで本研究ではこの神経回路を形態学的に解明するため水平細胞にhorseradish peroxidase(HRP)を細胞内注入し、シナプス結合する視細胞の種類と数を定量的に調べた。3種類の錐体は内節の油滴の有無・色によって形態学的に同定した。実験はカメ網膜の水平細胞にガラス微小電極を刺入し、電気泳動的にHRPを細胞内注入した後、網膜を固定してDAB法にてHRPを発色した。さらに網膜は脱水・包埋し光顕及び電顕用水平断連続切片を作製して、今回新しく開発した『光顕と電顕連続切片像の重ね合わせ法』を用いて染色した1個の水平細胞にシナプス結合する全ての視細胞の種類と数を解析した。L型水平細胞は105個の杆体及び錐体視細胞とリボン・シナプス結合していた。2相性C型水平細胞は32個の赤・緑・青錐体とまた3相性C型水平細胞は19個の赤・青錐体とシナプス結合していた。これまで渡銀法による水平細胞の電顕解析からC型水平細胞は赤錐体と直接結合しないと報告された。

しかし本研究によってカメ網膜のC型水平細胞は多数の赤錐体とシナプス結合していることが明らかになったことから、C型水平細胞の赤色光に対する応答には従来の定説である負帰還シナプスを経由する信号と今回発見した赤錐体から直接伝達される信号の2つの成分があると考えられる。次年度はこの新しい形態的所見の生理学的役割を調べるため水平細胞の色光応答を解析して色情報抽出の信号伝達機構を明らかにする。
高機能性・無機ー有機複合薄膜の材料設計

1.イオンプレ-テイングによる有機色素化合物の薄膜化有機色素化合物として金属フタロシアニン錯体やポルフィリン錯体を用いて、高周波イオンプレ-ティング法により金属を含む有機色素化合物の薄膜を作製した。生成した薄膜はどの様な有機溶媒にも溶けず、かなりの架橋構造を有していると思われる。この有機色素薄膜の電気的特性・光学的特性に関して詳細に検討した。2.光・プラズマハイブリッドCVDによるアモルファス超格子の作製ジシラン誘導体とテトラフルオロメタンの混合ガスの光CVD、プラズマCVD法によりアモルファスシリコン(aーSi:H)膜と炭化ケイ素(aーSiC:H:F)膜の膜厚を制御した積層薄膜を作製し、その光学的特性について検討した。3.熱CVD法によるダイヤモンド薄膜の作製低圧合成法によるダイヤモンド薄膜の作成においては多量の水素ガス存在下、炭素源として気体(メタン、エタン等)や液体(メタノ-ル、エタノ-ル等)が使用されているが、これらの物質では運搬や取り扱いが難しいという欠点がある。また、新しい炭素源を開発することにより、ダイヤモンド薄膜に新たな機能性も期待することができる。このため新しい炭素源としてアルコ-ルから作製した固体ゲルを用いて、ダイヤモンドの作成を試みた。固体ゲルは、酢酸カルシウムの飽和水溶液にアルコ-ルを加えることにより合成した。基板にSiを用い、フィラメント温度20002400°Cで1時間反応させた。反応条件によりSi基板上に1ー10μmの様々な形状のダイヤモンド結晶が成長した。4.以上の研究により、アモルファス超格子、有機色素薄膜やダイヤモンド薄膜の作成が可能であることが明らかにしたので、次年度ではこれら薄膜の積層化を行い、薄膜の機能化を目指す。
弦理論の非摂動論的定式化としての弦の場の理論とその応用

私はまず、open superstring field theory、特にmodified cubic superstring field theoryと呼ばれる理論の振舞いを調べた。この理論でタキオン凝縮解を近似的に構成すると、そのエネルギー密度は最低次の段階で予想値のおよそ97.5%を再現するが、近似の精度を上げていってもなかなか値が収束していかないということがわかる。この予想外の振舞いは、弦の場を慣例的ではない0-pictureにとっていることと関連しているのではないかと思われる。さらに、超弦理論のタキオンポテンシャルは2重に縮退した真空を持つため、キンク的な配位を持った解が存在し、それが1次元低い安定なBPS Dブレインを表しているということが予想されている。ここでは実際にそのような解が存在し、そのエネルギー密度が予想されているBPS Dブレインのテンションに一致するということを最低次の近似の範囲内で示した。近年、タキオン凝縮の時間発展に関する研究もなされるようになってきた。この研究は、弦の場の理論ではなく、主に境界をもつ共形場理論を用いて進められてきたが、この方法ではバルクに存在する閉弦との相互作用を直接取り扱うのが困難であった。そこで私は閉弦と開弦の両方を力学的な自由度とみなす開-閉弦の理論においてDブレインの崩壊がどのように記述されるかを考察し、さらに簡単な場の理論的モデルにおいてDブレインが閉弦に崩壊していく様子を表す解を具体的に構成した。最近の研究で、開弦の場の理論がタキオン凝縮という非摂動的な現象をよく記述できるということが示されてきた。さらに、タキオンが凝縮した後に残る真空の様子を記述する理論の候補として真空弦の場の理論(Vacuum String Field Theory)が提案され、成功を収めている。しかし、これらの議論はボソン的弦の場合によるものがほとんどで、II型超弦の場合にはあまり詳しく調べられてはいない。そこで、私は今年度、真空弦の場の理論の超弦の場合への拡張を主なテーマとして研究を行ってきた。真空弦の場の理論においては、*積の下で2乗すると自分自身に戻るという射影演算子的な弦の場の配位がDブレインに対応すると考えられている。特に、Berkovitsによって提案されていた超弦の場の理論では最も簡単な射影演算子が弦の場の配位としてふさわしい量子数を持つため、これがDブレインを表す古典解であるという予想がなされていた。しかし、私は論文("Comments on...")の中で、この解はゲージ変換の意味で自明な解になっており、Dブレインという非自明な物体を記述してはいないということを指摘した。また、真空弦の場の理論は運動項の形によって特徴づけられるが、ボソン的弦の場合にはゴースト変数のみで書かれた特殊な運動項が提案されていた。私は論文("On Ghost Structure...")の中で超弦の場合のタキオン真空を記述する運動項の性質を調べ、さらにゴーストのみで書かれた運動項の具体的な形を提案した。この理論を用いることによって、Dブレインの崩壊に伴う時空の超対称性の回復といった興味深い現象が議論できると期待される。
肺および甲状腺特異的転写因子Nkx2.1とその下流遺伝子による器官形成と機能調節

Nkx2.1(Ttf1,T/ebp)はNKXファミリーに属するホメオドメイン転写因子で、肺や甲状腺の機能と器官形成に必須であることが知られている。本研究ではNkx2.1の下流の標的遺伝子群を同定することによって、正常な器官形成を誘導し終末分化を担う遺伝子カスケードの解明を目的とした。Nkx2.1ノックアウトマウスの肺を用いたcDNAサブトラクション法により、肺におけるNkx2.1の下流の標的遺伝子の探索を行った。新たな候補遺伝子として、マウスの蛋白質脱リン酸化酵素のグリコーゲン調節サブユニット(G_L, Ppp1r3b)遺伝子を同定した。Ppp1r3b遺伝子は主に肝臓や心臓でグリコーゲン合成酵素を活性化してグリコーゲンの合成を促進するが、これまでマウス成体の肺ではほとんど発現が見られないことが知られていた。マウス胎児肺を用いたノーザン解析を行ったところ、胎児肺では肝臓や心臓とほぼ同じレベルの遺伝子発現が観察され、その後成体になると急速に発現量が減少することを明らかにした。また、マウスPpp1r3b遺伝子はタンパク質をコードしないエクソン1aおよび1b、全ORFをコードするエクソン2の2つのエクソンからなること、選択的スプライシングによってエクソン1aと1bを使い分け、さらに3種類(タイプ1a1,1a2,1b)の転写産物を生成することを5'-RACEとRT-PCR解析によって明らかにした。このうちNkx2.1はエクソン1aの上流のプロモーター領域に結合して、タイプ1a1と1a2の転写を活性化することをレポーター遺伝子を用いたプロモーター解析とゲルシフト解析によって示した。以上の結果などから、Nkx2.1によるPpp1r3b遺伝子の発現誘導が、マウス胎児期における肺のグリコーゲン蓄積に関与していることが示唆された。Nkx2.1(Ttf-1,T/ebp)はNKXファミリーに属するホメオドメイン転写因子で、肺や甲状腺の機能と器官形成に必須であることが知られている。本年度は研究計画に沿って、Nkx2.1ノックアウトマウスの肺を用いたcDNAサブトラクション法により、肺におけるNkx2.1の下流の標的遺伝子の探索を行った。その結果、新たな候補遺伝子として、マウスの蛋白質脱リン酸化酵素のグリコーゲン調節サブユニット(G_L,PPP1R3B)遺伝子を同定した。PPP1R3B遺伝子は主に肝臓や心臓でグリコーゲン合成酵素を活性化してグリコーゲンの合成を促進するが、これまでマウス成体の肺ではほとんど発現が見られないことが知られていた。また、マウスPPP1R3B遺伝子はタンパク質をコードしないエクソン1aおよび1b、全ORFをコードするエクソン2の2つのエクソンからなること、選択的スプライシングによってエクソン1aと1bを使い分け、さらに3種類(タイプ1a1,1a2,1b)の転写産物を生成することを5'-RACEとRT-PCR解析によって明らかにした。以上の結果などから、Nkx2.1によるPPP1R3B遺伝子の発現誘導が、マウス胎児期における肺のグリコーゲン蓄積に関与していることが示唆された。

以上の結果などから、Nkx2.1によるPpp1r3b遺伝子の発現誘導が、マウス胎児期における肺のグリコーゲン蓄積に関与していることが示唆された。