hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リアルタイムイメージングを用いたSERMの組織特異的作用メカニズムの解析

ところが、42°Cで乳癌細胞株MCF-7を処理すると、エストラジオール存在下でも、ERが核小体に移行することが明らかになった。このことは、ERの核小体移行が、ラロキシフェン存在下のみで起こるものではなく、細胞に対する様々なストレスで誘導される可能性があることが示唆している。2.熱ショック関連タンパク質RDM1の核小体移行ラロキシフェンで誘導されるエストロゲン受容体の核小体移行に関与するタンパク質を同定するために、いくつかのタンパク質に着目して解析を行った。その中で、熱ショックによって核小体に移行することが報告されているRDM1 (RNA recognition motif-containing protein)の発現解析を行った。RT-PCRにより、RDM1をコードするcDNAを増幅して、GFPベクターにクローニングして、MCF-7細胞に導入した。RDM1-GFP融合タンパク質は、未処理の場合は、主として細胞質に局在していたが、ラロキシフェン処理を行うと、一部が核小体に移行する像が得られた。現在、エストロゲン受容体との共局在、エストロゲン受容体を介する転写活性化への影響を解析している。
量子力学・電磁気学・古典力学を融合したレーザー加工シミュレーション手法開発

絶縁体や半導体の電子励起過程を記述するための手法の一つとして解析的モデルの構築を行った。既存の解析的モデルとしてはKeldysh理論がよく用いられているが直線偏光にのみ使えるものであった。そこで円偏光にも直線偏光の記述にも対応する解析式を構築し、直線偏光についてはKeldysh理論を再現することと、円偏光と直線偏光の励起確率の比の実験値をよく再現することを確認できた。分子動力学(MD)計算によるSiのレーザー励起による幕剥がれ現象(Spallation)の定性的再現が上手くいかない状況であったため、MD計算の報告があるNiのレーザーアブレーションの計算を行った。計算結果はSpallationを定性的に再現し、過去の文献とも齟齬がないものであることが確認できた。NiとSiの計算結果の比較から、電子格子相互作用の時定数がSpallationの重要なファクターである事が確認できた。Siのシミュレーションに向け、レーザー電子励起状態のマクロ情報(励起電子数、電子温度、空孔温度)を取得しパラメータ化した。これを利用することで2温度モデルとそれに続くMD計算を量子力学に基づいて実行することが可能となる。当初予定では半導体のSiに対するMD計算がある程度進んでいるはずであったが、定量性を議論できる状況になっていない。Siの幕剥がれの定性的再現には熱拡散と電子格子相互作用時定数の関係が重要であることから、それらの値をより精査する。時間依存密度汎関数法に基づいた実時間シミュレーションから誘電体中に生成される電子・空孔の温度を内部エネルギーと励起電子数を保存量として計算できるコードを作成した。電子の温度を計算することは本プロジェクトの目的である分子動力学との融合を実行するうえで重要なポイントである。上記プログラムをSiCに適応し、電子・空孔温度のレーザー強度依存性を明らかとした。電子空孔温度はレーザー強度と共に上昇するが、温度上昇と共に全系の有効質量も上昇しプラズマ振動数が低下する。有効質量の低下はレーザー光の効率的吸収の阻害要素となり、その影響は2パルス照射では特に顕著となる事が明らかとなった。また研究から、レーザー励起後の電子温度は伝導電子と空孔に分けられ、それぞれ全く違う温度となっている事が分かった。これは既存のレーザー加工シミュレーションの一般的手法である二温度モデルが妥当では無いことをしめしている。電子励起に伴う物性変化を解明するためにアト秒過渡吸収分光のための理論を構築した。当該理論から現在知られている光の偶数倍だけでなく、励起電子の非対称性から奇数倍の周期で光学特性が変調される事を明らかとした。また、Cos型バンド近似は定性的に実験を再現しない事を示し、多バンドの影響を考慮する必要があることも示した。分子動力学法(MD)にレーザーによる電子励起と格子振動の相互作用を導入するための二温度モデル(TTM)法を実装し、レーザーアブレーションの空間並列型大規模MDプログラムを完成させた。分子動力学計算実行のためのプログラム作成を行い正常に動作していることを確認できた。完成したプログラムを用いて結晶シリコンのレーザーアブレーションMD計算を行い、パルス幅や強度などのレーザーのパラメータおよびレーザー・物質間相互作用パラメータと材料表面加工状態との関係について研究を進めている。Maxwell方程式と時間依存密度汎関数理論を結合した多階層シミュレーションコード、SALMONにレーザー励起後の電子空孔温度分布を計算する機能を追加し、マクロな励起電子分布と電子温度分布の計算を開始した。密度汎関数理論に基づいた多階層シミュレーションで得られたシリコンの励起電子数及び電子温度分布をMD計算コードの初期値として与え、加工痕生成過程のシミュレーションを行う。多階層シミュレーションから、電子温度は伝導電子と空孔で別の温度で表されることから、既存の二温度モデルでは不十分なことが判明している。MD計算の高度化のために電子・空孔・格子の3温度を考慮した確率方程式の構築を目指す。ノートパソコンを購入予定であったが、予定外の海外出張等が発生したため購入金額に対して残金が不足になった。繰越し金を含めた平成30年度予算で購入予定予定購入物品が当初見積りより安価に購入できたため
高温面非定常冷却中の濡れ広がり速度と濡れ開始点の最大熱流束変化について

ライデンフロスト温度以上の高温面を衝突噴流によって水冷するとき、高温面が液体で濡らされているかどうかによって、その熱伝達量が100倍以上異なる。従って、高温面の濡れ条件や濡れの拡大速度を明らかにすることは、伝熱工学的に非常に重要なことである。本研究は、高温面が急冷されるときの表面温度と熱流束を固体側から推定するために必要となる逆問題解についてまず検討した。本研究で得られた2次元逆問題解は、表面温度と熱流束を固体内で測定された温度変化からその精度とほぼ同程度の誤差で推定することが可能な解であることを数値計算によって確認した。更に、その解を移動熱源に適用し、その位置を正確に特定できることも確認した。実際の冷却実験は、高温面として銅、真鍮、鋼の3種類の固体を用いて、実験は、冷却液として水を使用し、圧力0.1MPa、噴流径2mm、噴流速度6,10,15m/s、サブクール度20,50,80K初期温度250,300°Cの範囲で行われた。固体内の温度変化から、急冷却中の表面温度変化と熱流束変化を推定することが可能となり、急冷中の熱移動特性を明らかにした。った。また、濡れ面の位置を温度変化から、推定し、観察結果との比較から、熱流束の時間変化が最大値となる点が濡れ面の位置にほぼ対応していることが明らかになった。また、各点での最大熱流束は、濡れ面位置の到達後に現れること分かった。濡れ位置の移動速度は、固体の熱慣性(ρcλ,ρ:密度、c:比熱、λ:熱伝導率)の小さいものほど、逆に液の熱輸送が大きいほど、大きいことが分かった。最大熱流束の値は、軸方向に減少することおよび固体の熱物性に大きく依存することが分かった。一方、最大熱流束点の表面温度変化は、固体の熱物性に大きく依存しないことを明らかにした。った。ライデンフロスト温度以上の高温面を噴流で急冷する場合、衝突後濡れ面が高温面上を周囲に向かって拡がりながら冷却仮定が進行していく。冷却中の高温面の温度変化や熱流束変化を求めるためには、固体内の温度変化から表面状態を推定する方法すなわち逆問題解を求め、その推定精度をまず確立する必要がある。そこで、今年度は下記に2点について検討した。1.2次元非定常熱伝導逆問題解の予測精度の確定については、逆問題解を導出し、順問題解を用いて、その推定精度について検討した。温度変化が緩やかな場合については、測定精度と同程度の精度で、表面温度と熱流束が推定できることを明らかにした。一方、本実験の冷却のように温度変化が急激でかつ冷却位置が移動する場合には、測定温度変化をいくつかに分割することによって精度の高い推定が可能となることが分かった。2.実験では、測定点数に制限があるので、提案された逆問題解の推定精度に測定点数が及ぼす精度について検討した結果、測定点数は、8点程度で十分であることが分かった。3.濡れ面の移動速度については、ビデオ撮影から測定し、噴流速度、サブクール度の影響について検討した。4.測定された温度変化から推定された表面温度と熱流束は、設定された熱電対位置の誤差のために十分な精度で求められなかった。平成14年度では、熱電対の設定位置を正確にし、濡れ面の移動位置と表面温度と熱流束の関係について検討する。

ライデンフロスト温度以上の高温面を衝突噴流によって水冷するとき、高温面が液体で濡らされているかどうかによって、その熱伝達量が100倍以上異なる。従って、高温面の濡れ条件や濡れの拡大速度を明らかにすることは、伝熱工学的に非常に重要なことである。本研究は、高温面が急冷されるときの表面温度と熱流束を固体側から推定するために必要となる逆問題解についてまず検討した。本研究で得られた2次元逆問題解は、表面温度と熱流束を固体内で測定された温度変化からその精度とほぼ同程度の誤差で推定することが可能な解であることを数値計算によって確認した。更に、その解を移動熱源に適用し、その位置を正確に特定できることも確認した。実際の冷却実験は、高温面として銅、真鍮、鋼の3種類の固体を用いて、実験は、冷却液として水を使用し、圧力0.1MPa、噴流径2mm、噴流速度6,10,15m/s、サブクール度20,50,80K初期温度250,300°Cの範囲で行われた。固体内の温度変化から、急冷却中の表面温度変化と熱流束変化を推定することが可能となり、急冷中の熱移動特性を明らかにした。また、濡れ面の位置を温度変化から、推定し、観察結果との比較から、熱流束の時間変化が最大値となる点が濡れ面の位置にほぼ対応していることが明らかになった。また、各点での最大熱流束は、濡れ面位置の到達後に現れること分かった。濡れ位置の移動速度は、固体の熱慣性(ρcλ,ρ:密度、c:比熱、λ:熱伝導率)の小さいものほど、逆に液の熱輸送が大きいほど、大きいことが分かった。最大熱流束の値は、軸方向に減少することおよび固体の熱物性に大きく依存することが分かった。一方、最大熱流束点の表面温度変化は、固体の熱物性に大きく依存しないことを明らかにした。
色素体とミトコンドリアの分裂装置を構成するタンパク質とその遺伝子の同定

色素体の分裂装置(これはPDリングともいう)は、多くの植物や藻類の葉緑体の分裂のくびれ部分に電子顕微鏡で観察される。この分裂装置は二重もしくは三重のリングから成っている。外側のリングは細胞質に、そして内側のリングは色素体内のストロマ内にある。また中間のリングは内包膜と外包膜の間にある。これらのリングを形成する物質はまだ明らかでなかった。しかし我々は進化の過程を考慮して細菌の細胞質分裂に関わるFtsZタンパク質が内側のリングの構成成分である可能性を指摘した(1998)。一方オスターヤングら(1998)はFtsZが内側と外側の両方のリングの構成成分であると主張し、意見は対立していた。本研究では、原始紅藻Cyanidioschyzon merolaeを使って外側のリングの微細構造を明らかにした。更に、その構成成分を明らかにするために、ネガティブ染色でチックしながら、同調培養した分裂期の細胞から分裂中の葉緑体を大量に単離した。次に界面活性剤のノニデットP40で処理し、ストロマ、チラコイド膜、そして内側と中間リングを可溶化し、外側のリングは無傷のまま沈査として得た。ネガティブ染色して見ると、外側のリングは直径5-nmの細いフィラメントの束であった。その内部では球状のタンパク粒子が4.8nm離れて並んでいた。FtsZタンパク質の局在をFtsZ遺伝子を分離し、抗FtsZ抗体を作製し、免疫ブロッティング法で調べた。その結果、FtsZタンパク質の反応は、その外側のリングを含んだ分画には現れず、可溶化された分画に現れた。さらに外側のリングを構成するフィラメントは従来知られている細胞骨格のフィラメントとも異なっていた。そのフィラメントは硬く、2Mの尿素で可溶化しなかった。このリングの候補として56kDaタンパク質を同定した。以上の結果は内側のリングがFtsZタンパク質を含んでいる可能性があるが、外側のリングの構成成分はFtsZではないことを示している。即ち、進化の初期において、内側のリングは、細胞内共生によってシアノバクテリアからもたらされたものであるが、外側のリングは宿主細胞核が作り出したものであると考えられる。本研究の目的は、オルガネラの分裂装置の構造と機能を解析し、続いて分裂装置を単離し、構成成分を決定し、オルガネラの分裂装置のタンパク質を含めた物質的背景を明らかにすることであった。我々が色素体とミトコンドリア(オルガネラ)の分裂装置を単細胞紅藻類で発見して以来、多くの研究室で電子顕微鏡観察がなされ類似の構造が広範な植物で報告されている。しかし、C.merolaeはこれら他のどの生物と比較しても、次に点から最も優れた材料と思われる。1.葉緑体の分裂装置は、オルガネラの分裂の形成初期から末期まで明瞭に観察される。2.葉緑体の分裂装置は、形成の初期には細いが、収縮すると太くなる。3.葉緑体の分裂を光の明暗によってほぼ完全に同調させることができる。この優れた紅藻を用いて目的達成のために次の順に解析を進めた。1.分裂中の葉緑体を大量に単離する精製する方法を確立した。

2.葉緑体の分裂装置を単離する方法を開発し、二次元電気泳動法を用いて分裂装置特有の少なくとも三種のタンパク質を同定した。これによって、遺伝子同定への通が開かれた。色素体の分裂装置(これはPDリングともいう)は、多くの植物や藻類の葉緑体の分裂のくびれ部分に電子顕微鏡で観察される。この分裂装置は二重もしくは三重のリングから成っている。外側のリングは細胞質に、そして内側のリングは色素体内のストロマ内にある。また中間のリングは内包膜と外包膜の間にある。これらのリングを形成する物質はまだ明らかでなかった。しかし我々は進化の過程を考慮して細菌の細胞質分裂に関わるFtsZタンパク質が内側のリングの構成成分である可能性を指摘した(1998)。一方オスターヤングら(1998)はFtsZが内側と外側の両方のリングの構成成分であると主張し、意見は対立していた。本研究では、原始紅藻Cyanidioschyzon merolaeを使って外側のリングの微細構造を明らかにした。更に、その構成成分を明らかにするために、ネガティブ染色でチックしながら、同調培養した分裂期の細胞から分裂中の葉緑体を大量に単離した。次に界面活性剤のノニデットP40で処理し、ストロマ、チラコイド膜、そして内側と中間リングを可溶化し、外側のリングは無傷のまま沈査として得た。ネガティブ染色して見ると、外側のリングは直径5-nmの細いフィラメントの束であった。その内部では球状のタンパク粒子が4.8nm離れて並んでいた。FtsZタンパク質の局在をFtsZ遺伝子を分離し、抗FtsZ抗体を作製し、免疫プロッティング法で調べた。その結果、FtsZタンパク質の反応は、その外側のリングを含んだ分画には現れず、可溶化された分画に現れた。さらに外側のリングを構成するフィラメントは従来知られている細胞骨格のフィラメントとも異なっていた。そのフィラメントは硬く、2Mの尿素で可溶化しなかった。このリングの候補として56kDaタンパク質を同定した。以上の結果は内側のリングがFtsZタンパク質を含んでいる可能性があるが、外側のリングの構成成分はFtsZではないことを示している。即ち、進化の初期において、内側のリングは細胞内共生によってシアノバクテリアからもたらされたものであるが、外側のリングは宿主細胞核が作り出したものであると考えられる。
有限条件をみたす正則環の研究

正則環の研究は、von Neumannにより始められ、現在、多くの研究者の努力の下に、その理論が深められている。正則環の内部構造を調べる上で重要な有限条件として、directly finite性、unit-regular性がある。この有限条件をみたす正則環として、アーベリアン正則環、bounded indexをもつ正則環、primitive factorがアルチンである正則環がある。これらの環について、以下の3点が成立するかどうかを、今回の研究目的として掲げた。3.環の剰余環は、(DF)性を有するか。以上の問題点について、今回、次の結果を得ることが出来た。1.について。この為の判定条件は、無限個の同型な零でない部分加群の直和を含まない事である。2.について。一般には成立しないが、成立する為の判定条件を、環の内部のイデアルを用いて、非常に具体的な形で与える事が出来た。3.について。体の直積を、そのsocleで剰余する環に於いては成立する事が分かった。しかし、部分的な解決は得られたが、より一般的な形での解決は、今後の課題として残されている。1.について。2.について。3.について。
自然災害科学の総合的研究

本研究課題は自然災害に関する研究を強力にかつ計画的に推進させ、得られた成果を社会へ還元することを目的として組織されたものであり、目的達成のためにいくつかの会議と委員会を設けている。まず研究連絡会議を3回開催し、研究促進のための諸方策を審議決定し、その実現に必要な作業を重ねた。60年度は、国内外とも自然災害が多発した年で、海外にチリ地震、メキシコ地震、コロンビア噴火等を含めて、4件の突発災害調査団を派遣し、国内でも長野市の地滑りを始め4件の調査を行い、多くの成果を収めた。研究体制委員会では、昨年度までの検討結果をふまえ、自然災害事象についての観測体制の現状と問題点の検討を行ない、また7日に出された学術審議会の建議に基いて、昭和62年度から体制を一新してスタートする重点領域研究について、検討を重ねた。欧文論文集編集委員会も4回開き、応募のあった多くの研究論文のうち優れた研究10編を選定して2冊の論文集を刊行した。6つの地区部会はそれぞれ年数回ずつ地区部会を開催し、研究者相互の研究連絡を行うとともに、地区ごとに特色のある自然災害事象につき研究討議を行い、また専門部会と専門分科会においては専門分野から見た、自然災害の研究課題等を検討した。研究者による研究発表と討論の場としての総合シンポジウムを新潟大学において約500名の参加の下に開催し、計画研究と突発災害調査の成果の他、衛星写真の自然災害研究への応用に関するワークショップがあり、討論を行った。昭和59年3月に終了した5種類の計画研究の研究成果を各課題ごとに印刷刊行し、全国の各大学や官庁の関係部局に配布したが、これらは災害原因の究明や防災対策集に資するものと期待される。一方、昭和58年度のこの特別研究で行われた研究成果報告と5657年度関係の発表論文集録を印刷し、同様に資料とした。
生涯スポーツ学習活動における組織化阻害要因の検討地域ボランティアによるスポーツクラブの組織運営の問題点に着目して

本研究は、徳島県及び岡山県の家庭婦人バレーボールクラブ、スポーツ少年団、ゲートボールクラブの運営者869名を対象として、生涯スポーツ学習活動におけるボランティアとしての運営者の現状と限界性について調査分析した結果、以下のようなことが明かとなった。・運営者は、過去に幹部経験を持ち、知人やクラブメンバーからの依頼で引き受け、技術指導、計画立案、会議や渉外などを中心に仕事をしている。他の指導者との交流や研修会で情報を収集し、運営者としての技能を高めようと努力している。・運営の仕事に対して、積極的な人は約7割で、消極的な人が約3割程度いる。今後仕事が増えることに対して「必要であると考えられる仕事ならば引きうける」とする人が56.1%いた。・運営上での限界と感じていることは、家庭や仕事の時間への圧迫(45.8%)、メンバー集め(44.2%)、メンバー間の人間関係の調整(41.8%)などが主な問題となっている。・運営者としての喜びは、友人や知人が増え、メンバーとの人間関係の深まり、信頼関係など、交際範囲が広がったことが主要な要因である。以上の結果から、今後、地域での生涯スポーツ学習活動を推進するためには、運営者の自主的で無償性の高いクラブの運営行動が満足に遂行できる環境を保証していく必要がある。そのためには、運営者のネットワーク化やクラブ運営の組織的援助などの方策が重要となるであろう。
量子ビーム分光の相補利用による強相関電子系の低エネルギー電荷応答の研究

量子ビーム分光の相補利用による、強相関電子系の電荷励起やそれと強く結合する磁気励起や磁気相関の系統的研究を行った。この結果、特に中性子分光により、キャリヤーをドープした遷移金属酸化物の磁気励起や磁気相関の二面性、あるいはそれらの階層性を明らかにした。また放射光X線による非弾性散乱により、電荷の自発的偏析のダイナミックスを見いだし、中性子による磁気励起や磁気相関との関連性を議論した。本研究のこれらの結果をもとに、強相関電子系の物性が示す多面性の起源解明の糸口を見いだした。1)昨年度に生じたCuの大型単結晶育成に関する問題解決については大きく前進し、最終的にCuモノクロメーターの試作器を1台完成させることができた。このモノクロメーターを用いて実際の中性子散乱を行い、従来型のグラファイト結晶による性能比較を行った。来年度以降で、単結晶育成を改良し、さらに単結晶の質をさらに高めた、本格型モノクロメーターを2台製作する予定である。またこれらモノクロメーターの製作を効率よく行うために、JRR-3原子炉の熱中性子ガイドの3軸型分光器AKANEを本格的に整備した。2)他の量子ビームとの共同研究については、角度分解光電子分光(ARPES)による銅酸化物超伝導体の電荷励起状態に見られる擬ギャップ研究に成果が見られた。測定はホールドープ型銅酸化物La2-xSrxCuO4と電子ドープ型鋼酸化物Nd2-xCexCuO4の両方で、別々のグループにより行われた。前者では広いドープ領域で、後者では反強磁性-超伝導の境界領域での擬ギャップの変化の様子が明らかにされ、今後の中性子散乱による磁気励起からの擬ヤップとの関係を議論する足場が構築された。3)中性子散乱を用いて銅酸化物超伝導体La2-xSrxCuO4のNi不純物効果が、平成18年度の反強磁性秩序相に引き続き、反強磁性境界近傍の超伝導体を用いて初めて調べられた。この結果、Ni置換に伴い、超伝導相特有の格子不整合磁気相関の領域が減少し、非超伝導スピンガラス相特有の磁気相関領域が増加することが確認された。この研究により、格子不整合磁気相関が超伝導にとって重要な磁気相関であることが、不純物効果の立場から明らかにされるとともに、X線ビームを用いた相補研究、すなわちNi周りの局所構造の情報の重要性が再確認され、次年度に向けての研究方針が明確にされた。1)平成19年度に中性子散乱で行った銅酸化物へのNi置換効果の相補研究として、x線による吸収端近傍微細構造(EXAFS)解析を行い、キャリヤードープによって誘起されるNi周りの特異な状態を明らかにした。EXAFSの結果から、キャリヤーはNiに強く束縛されることを反映してNiの周りの局所構造がCuの周りの構造と似ていることが明らかになった。このことは中性子散乱から予想されていた、実効的なNiのスピン状態が周りのCuめスピン状態と同じS=1/2になっていることと整合している。この結果は、高温超伝導体における金属不純物の効果をミクロな立場から考察するための重要な指針となった。この研究はその後、Ni周りの電子状態を直接的に観測する共鳴型x線非弾性散乱研究を誘発した。2)銅酸化物で、周りのCuスピンより大きなスピンを持つFeの不純物効果(スピン注入効果)を中性子散乱により調べた。その結果、スピン注入は、周りのCuスピン秩序を大きく誘起するだけでなく、電荷秩序の揺らぎを押さえて秩序化を促進させることがわかった。このことのミクロな起源を調べるべく、相補研究として角度分解光電子分光の研究がその後スタートし、超伝導が押さえられている電荷秩序系でも、超伝導に見られるのと類似した擬ギャップを発見し、これらの研究を次年度に向けてさらに展開させる下地ができた。3)高輝度高エネルギー用のモノクロメーターについては、Cu単結晶の質をさらに高める育成法がほぼ確立した。日本で初めての本格型モノクロメーターを2台製作するための単結晶の量産と単結晶のカッティングが継続している。物質の機能性発現に深く関わる電子の振る舞いを観るX線非弾性散乱や光電子分光の手法と、それらの電子が示す磁気的揺らぎを観る中性子非弾性散乱を同一物質に適用し、機能性発現機構を包括的に研究するのが本研究の目的である。平成21年度は、「銅酸化物超伝導体の置換効果の中性子散乱と共鳴X線非弾性散乱(RIXS)、およびX線共鳴吸収端近傍微細構造(EXAFS)による研究」が主な成果としてあげられる。銅酸化物超伝導体の銅元素の一部をニッケルで置換することで、超伝導性や磁性が大きな影響を受ける。この置換効果をいくつかの相補的な手段で研究することで、詳細な知見が得られ、銅酸化物超伝導で最も重要な課題である、超伝導と磁性の相関に関してする理解が深まる。

中性子散乱では、ニッケル置換による磁気構造や磁気相関を研究し、EXAFSではニッケル近傍に捕獲された電子が引き起こす局所構造、そしてRIXSでは不純物近傍での電子状態を観測することができた。中性子の結果については20年度に報告したが、21年度では、EXAFSの結果も合わせた形で論文を発表し、銅酸化物超伝導体の中の電荷の2面性を初めて議論した。RIXS実験ではCuO_2面の電荷移動ギャップを越える励起に対応したものが観測された。この結果の解釈には理論との共同研究が行われた。一つのモデルとして3つの金属サイトを持つCu(N)_3O_<10>クラスターに対して2つのe_g軌道と酸素2P_x、2p_y軌道を考慮して、数値厳密対角化により計算されたスペクトルは定性的にRIXS実験の特徴が再現できていることがわかった。
ドミニカ共和国沿岸の重金属汚染の時空間的推移と流入実態の調査と負荷源対策の検証

本研究では,平成2829年度に行った調査結果に基づき,以下の3項目について調査・研究・まとめを行う.すなわち「研究1.各河川河口から塊状サンゴ生息域への重金属の負荷実態調査」,「2.リモートセンシング技術を活用した海洋環境シミュレーションモデルの開発」,「3.サンゴ骨格を用いた重金属汚染実態の再現と汚染の空間分布の調査」である.このうち,研究1と研究3に関しては,本研究の初年度(平成28年度)にサマナ湾の湾口部及び外洋部から採取されたサンゴ骨格試料を切断し,軟X線撮影により年輪を可視化して,群体の年齢算定に関する分析を引き続き行った.また,微小試料の採取を進め、Sr/Ca比測定による水温記録の復元と群体の成長履歴の解明を実施した.その結果,ハイナ川河口から採取したサンゴの鉛濃度はバッテリー工場の操業と閉鎖に伴って変化していたのに対し、ハイナ川河口沖の試料にはバッテリー工場閉鎖後の2010年頃に鉛濃度の増加を認めた。そこで,ハイナ川河口と河口沖の試料の鉛同位体比を測定した結果、異なることが認められ、鉛の供給源が異なっていることを確認した.一方,研究2に関しては,リモートセンシング技術を活用した海洋環境シミュレーションモデルの開発を行った.特に,河川河口から海洋へ至る水質の拡散状況を調べるために,新たにLandsat-8の大気補正済みレベル2データを使った透明度,濁度,塩分推定手法の開発を行った.特に平成30年度には広島県を中心に西日本豪雨災害があり,河川から瀬戸内海への大量の土砂流出が顕著に起こったため,瀬戸内海で開発したリモートセンシングによる水質推定モデルをドミニカ共和国の沿岸水域でも応用できた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、以下の3項目について調査・研究を行った。すなわち、1)各河川河口から塊状サンゴ生息域への重金属の負荷実態調査、2)リモートセンシング技術を活用した海洋環境シミュレーションモデルの開発、3)サンゴ骨格を用いた重金属汚染実態の再現と汚染の空間分布の調査、である。まず、1)の調査に関しては、サマナ湾流入河川において、各河川河口から塊状サンゴ生息域への重金属の負荷実態調査を行い、複数のサンゴ試料の取得とそれと同期した重金属・水質試料の採取を行った。水質試料ついては、固相抽出ディスクにより濃縮し、国内に持ち帰り分析に供した。また、サンゴについては輸入は完了しており、現在スラブ化と分析に着手している。一方、過去にハイナ川河口にて採取したサンゴにおいて、ハイナ川沿岸のバッテリー工場による鉛汚染発生時と同時期の年輪に鉛濃度の上昇を確認した。さらに、ハイナ川河口から離れた場所から採取したサンゴ試料には、最近の鉛汚染を示唆する分析結果が得られた。付近には、工場があり、そうした人為的活動が影響した可能性もある。次に2)の研究に関しては、すでに開発された海洋環境シミュレーションの改良や現地の環境に合わせたチューニング作業に必要なサマナ湾の水理・水質環境特性を把握するための現地調査を行うとともに、近年のLandsat-8データの可視・水温画像を使って、ユナ川からサマナ湾へ流出する懸濁物質の二次元的な拡散状態(分布パターン)を把握した。また過去にハイナ川河口沖のカリブ海で取得したサンゴコア試料から推定された過去の水温環境変遷と、衛星AQUA MODISデータから得られた表面水温(SST)データを比較した.さらに3)の調査に関しては、過去にハイナ川河口沖のカリブ海で取得したサンゴコア試料から分析された重金属の経年変動解析を行った。当初計画した研究計画に沿って、おおむね順調に進展している。具体的には、重金属汚染が懸念されているドミニカ共和国北東部に位置するサマナ湾において、現地調査を実施し、新たに複数のサンゴ試料の採取に成功した。また、過去にハイナ川河口にて採取したサンゴ試料の分析も継続しており、上記のような結果が得られている。今後は、年代を特定するための分析を継続すると共に、周辺の汚染状況について現地での聞き取り調査を行う必要がある。また、リモートセンシングデータを利用したモデルの構築においても、最新の衛星データを取得して、懸濁物質の分布パターンなどを把握した。ただし、同地域における過去のLandsatデータの取得・解析が遅れているため、次年度の年頭にその作業を行う必要がある。さらに過去のコア試料の分析により、すでに重金属の経年変動の推定が行われており、論文を執筆中である。以上のことから、本研究は現在まで順調に実施されていると自己評価できる。平成29年度は,平成28年度に引き続き,以下の3項目について調査・研究を行った.すなわち,1)各河川河口から塊状サンゴ生息域への重金属の負荷実態調査,2)リモートセンシング技術を活用した海洋環境シミュレーションモデルの開発,3)サンゴ骨格を用いた重金属汚染実態の再現と汚染の空間分布の調査である。鉛等の人為起源の汚染が予想されるハイナ川河口域以外のサンゴ礁を対象に、通常の海域におけるサンゴ骨格中の重金属濃度を把握する目的で、ドミニカ共和国の沿岸各地を対象に、環境ベースライン調査を継続実施している。ドミニカ共和国北部のサマナ湾の湾口部及び外洋部にて、2016年2月に採水およびサンゴ分布状況について海域調査が実施され、今年度はこの採水試料について、水質分析(栄養塩、塩分、全アルカリ度等)を行った。

塩分と全アルカリ度の顕著な相関関係から陸水の流入が示唆されるが、濁度と塩分には明瞭な関係がみられず、調査測線が設定された湾口部では、海水の濁度は必ずしも陸水の影響ではないことが示唆された。塩分とケイ酸濃度にも明瞭な相関関係が認められた。溶存無機態窒素(DIN)及び溶存無機態リン濃度は、0.8 μM及び0.09 μM以下で、サマナ湾の湾口部では、一般的なサンゴ礁にみられるレベルの水質であった。現在、サマナ湾の湾口部及び外洋部から採取されたサンゴ骨格試料を切断し、軟X線撮影により年輪を可視化して、群体の年齢算定を進めている。今後、微小試料の採取を進め、Sr/Ca比測定による水温記録の復元と群体の成長履歴の解明を実施する予定である。なお,平成29年6月初旬にドミニカ共和国へ渡航し,首都サントドミンゴで開催された国際会議において,ドミニカ共和国から由来のサンゴ骨格における重金属濃度,Landsat-8を使ったドミニカ共和国サマナ湾の底質・水質同時マッピングについて発表を行った。当初計画した研究計画に沿って,おおむね順調に進展している.具体的には,2016年度に実施した重金属汚染が懸念されているドミニカ共和国に位置するサマナ湾における現地調査結果,および衛星Landsat-8を使った同湾の汚濁物質の流出ついてまとめ,現地の国際学会で発表した.さらにリモートセンシングによる水質解析のデータを補強するため,同国首都のサントドミンゴを貫くオザマ川において新たな分光反射率・水質データセットを取得した.なお,過去のコア試料の分析による重金属の経年変動の推定の論文は引き続き,執筆中である.以上のことから,本研究は現在まで順調に実施されていると自己評価できる.本研究では,平成2829年度に行った調査結果に基づき,以下の3項目について調査・研究・まとめを行う.すなわち「研究1.各河川河口から塊状サンゴ生息域への重金属の負荷実態調査」,「2.リモートセンシング技術を活用した海洋環境シミュレーションモデルの開発」,「3.サンゴ骨格を用いた重金属汚染実態の再現と汚染の空間分布の調査」である.このうち,研究1と研究3に関しては,本研究の初年度(平成28年度)にサマナ湾の湾口部及び外洋部から採取されたサンゴ骨格試料を切断し,軟X線撮影により年輪を可視化して,群体の年齢算定に関する分析を引き続き行った.また,微小試料の採取を進め、Sr/Ca比測定による水温記録の復元と群体の成長履歴の解明を実施した.その結果,ハイナ川河口から採取したサンゴの鉛濃度はバッテリー工場の操業と閉鎖に伴って変化していたのに対し、ハイナ川河口沖の試料にはバッテリー工場閉鎖後の2010年頃に鉛濃度の増加を認めた。そこで,ハイナ川河口と河口沖の試料の鉛同位体比を測定した結果、異なることが認められ、鉛の供給源が異なっていることを確認した.一方,研究2に関しては,リモートセンシング技術を活用した海洋環境シミュレーションモデルの開発を行った.特に,河川河口から海洋へ至る水質の拡散状況を調べるために,新たにLandsat-8の大気補正済みレベル2データを使った透明度,濁度,塩分推定手法の開発を行った.
心筋虚血時のアデノシンによるATP感受性カリウムチャネル制御機構の解明

心筋虚血時の活動電位持続時間の短縮に対するアデノシンの効果をATP感受性カリウムチャネル(K_<ATP>チャネル)の活性化作用に注目して検討した。アデノシンはA_1受容体を介して心室筋細胞のK_<ATP>チャネルを活性化することが報告されている。これはG_i蛋白を介する反応であり、細胞内側からGTP_rSを作用させるとK_<ATP>チャネルの開口確率が増加した。従って虚血早期に増加するアデノシンがK_<ATP>チャネルを活性化して活動電位持続時間を短縮していることが示唆された。そこでモルモットの右心室摘出潅流標本を作製し、心基部を3Hzで刺激しながら標準微小電極法にて活動電位を記録し、10分虚血中の活動電位持続時間の変化を検討した。10分虚血により90%再分極時の活動電位持続時間(APD_<90>)は対照時の157±5msから92±5msへと有意に短縮した。同様の実験をA_1受容体の遮断薬である1,3-dipropyl-8-cyclopentylxanthine(DPCPX)存在下で検討したところ、APD_<90>は158±3msから98±2msへ有意に短縮したが、対照群との有意差は認められなかった。この結果から、アデノシンは虚血時の活動電位持続時間短縮にはほとんど関与していないと考えられ、チャネルレベルでの結果と矛盾する。その理由としてモルモット心室筋細胞ではアデノシンのA_1受容体が少ないことが一因として考えられた。またIc群抗不整脈薬であるflecainideのK_<ATP>チャネルに対する作用についても検討した。モルモットの心室筋細胞を用いてinside-out patch clamp法で記録したK_<ATP>チャネル電流をflecainideは電位依存性に外向き電流のみを抑制し、その効果は細胞内アシドーシスやヌクレオシド二燐酸存在下では減弱する事が判明した。
ICT機器を用いた野外観察プログラムの開発と実践

タブレット型端末に顕微鏡レンズプレートを装着した「タブレット顕微鏡」を用いて、野外や教室で手軽に実施できる自然観察プログラムを開発した。また、そのプログラムを用いて小・中学校の児童生徒を対象に授業実践を行い、アンケート調査を実施した。タブレット顕微鏡は、画面を通して班で共有しながら観察できるという点で優れており、思考を深める観察学習に効果的なツールであることがわかった。野外観察では、手軽に持ち運べる簡易顕微鏡として有効に機能することが確認された。さらに、開発した学習プログラムを現職教員に紹介した。本教材は多くの教員に注目されており、実際に活用の機会が増えていることが認められた。タブレット装着型顕微鏡を用いた野外観察活動のプログラム開発とその実践を目指し、活動に取り組んだ初年度H26年度の実績は、以下の通りである。【1.観察ツールの改良】市販されているレーウェンフック顕微鏡を購入し、授業でスムーズにタブレット型端末に装着するために、取り付ける台として専用の付属品を用意し、授業で実際に活用した。また、市販品の利用にとどまらず、生徒たちへの学習効果が期待できる教材として、生徒たちが自作できるレーウェンフック顕微鏡工作教材を開発し、授業で実施した。【2.プログラム開発】タブレット装着型顕微鏡の操作性の問題を解決し、学校での授業および授業外における実験教室で実施した(学校教員実施を含め5校)。また、教員向けにノウハウを提供する研修会を行い、教材についてコメントを頂くと同時に、普及活動を行った(7回)。H26年度実施した主な授業内容は、適宜、ブラッシュアップしながら指導案に書き起こしつつある。主な単元は、中1単元「葉、茎、根のつくりとはたらき(ツユクサ気孔観察)」、中2単元「生物と細胞」、中1単元「大地の変化(堆積岩、火成岩)」、中1単元「光の世界(レンズ工作)」。観察授業では、タブレット画面を活用し、指導要領で強調されている言語活動の充実化に取り組んだ。アンケートを用いて、生徒への意識調査、および教員向けに教材評価の調査を行った。タブレット装着型顕微鏡を用いた野外観察活動のプログラム開発とその実践を目指し、活動に取り組んでいる。H27年度の実績は、以下の通りである。H27年度は、学校での野外観察活動の機会が得られなかったが、屋内授業における活用方法に視野を広げ、プログラム開発および指導案作成を行った。小中学校の授業や科学館などの講座で、開発したプログラムを試行した。主な単元は、「生物の成長と殖え方(中3)」「動物の誕生(小5)」「生物の観察(中1)」「光と音(中1)」に該当し、基本的には学校授業に適する内容を開発した。実施の際は、児童生徒、参加者、その指導者である教員らを対象に、開発したプログラムおよび教材の効果を評価していただくことを目的としたアンケート調査を行った。また、教員向けにノウハウを提供する研修会を行い、教材や指導案についてのアンケート調査を行った。開発した指導案を提供し、学校教員による実践の機会を設けることができた。授業の妥当性について評価を受けた。H27年度は、教員向け研修会9回約210名、児童生徒向け授業29回約881名、一般向け講座9回実施した。執筆活動を2件行った。学会等での発表を2件行った。適宜、指導者向けには、教材の体験だけでなく、指導案を印刷したプリントの配布を行うなど、教材や指導案の普及活動にも取り組んだ。引き続き、教材の効果を調査しながら、プログラムや指導案のブラッシュアップに取り組んでいる。H27年度目標としていた項目については、以下のような進捗状況である。【プログラム開発】研究計画で今年度予定していた、水中微生物を観察対象とした新規プログラムを開発した。開発したプログラムは、中学1年生を対象に学校授業で大規模に実施した。効果の測定として、生徒向け、およびその指導者である教員を対象にアンケート調査を行い、現在解析中である。課題点の洗い出しを行い、ブラッシュアップに取り組んでいる。また、花粉管の伸長を観察する新規プログラムを開発し、連携している教員が指導案をもとに授業で実践する機会を得た。生徒および教員を対象としたアンケート調査を実施し、解析を行った後、授業を実施した教員と共に学会で発表した。野外観察プログラムについては、プログラム化し指導案の例を作成した。しかし、学校授業において実施の機会が得られなかったため、H28年度は実施に取り組む予定である。その他、学校授業や、科学館の講座、教員向け研修会などで、プログラムを実施する機会が得られた場合には、教材や指導案の普及活動にも取り組んだ。タブレット装着型顕微鏡を用いた野外観察活動のプログラム開発とその実践を目指し、初年度より研究計画の通り小・中学校と連携して活動に取り組んできた。教材の最適化や学習効果測定等のため、野外での実施に限らず、まずは植物や水中の微生物の観察をテーマとした屋内の授業開発から取り組んだ。H28年度には、主に小学校5年生を対象とした授業プログラムを実施し効果を検証した。単元は、「動物の誕生(小5)」。授業後の児童を対象としたアンケート調査から、タブレット装着型顕微鏡はタブレット画面を通して班で共有しながら観察することができるという点で優れており、友だちと話し合うなど思考を深める活動に効果的な観察ツールであると推察された。大きな画面を通して観察することで、従来の顕微鏡では困難であった観察の共有化を実現し、観察活動を個々の体験で終わらせず子ども達同士で学び合う学習環境を生み出すことができた。

これまで映像コンテンツの閲覧等にとどまっていたICT機器の活用が、写真や映像でない“本物"を見る観察ツールとして機能したと言える。また、野外観察においても手軽に持ち運べる簡易顕微鏡として機能することが分かった。調査結果は、適宜学会などで発表した。また、本教材をテーマとした学校教員向け研修会等を引き受けることが多々あり、本教材や開発した授業プログラムの普及に努めた。タブレット装着型顕微鏡を題材にした小学校教員による研究授業に協力することもあった。現在、本教材は学校教員らに注目されつつある。これまでに、学校教員による本教材を用いた授業の実施も実現できた。H28年度は、児童向け授業を5回(245名)、一般向け講座を4回実施した。今後は、開発した授業プログラムの例をホームページに掲載し、誰もがすぐに実施できるよう公開する予定である。タブレット型端末に顕微鏡レンズプレートを装着した「タブレット顕微鏡」を用いて、野外や教室で手軽に実施できる自然観察プログラムを開発した。また、そのプログラムを用いて小・中学校の児童生徒を対象に授業実践を行い、アンケート調査を実施した。タブレット顕微鏡は、画面を通して班で共有しながら観察できるという点で優れており、思考を深める観察学習に効果的なツールであることがわかった。野外観察では、手軽に持ち運べる簡易顕微鏡として有効に機能することが確認された。さらに、開発した学習プログラムを現職教員に紹介した。本教材は多くの教員に注目されており、実際に活用の機会が増えていることが認められた。H26年度目標としていた項目については、以下のような進捗状況である。【1.観察ツールの改良】初年度、まずは屋内において、静態で観察可能な対象物を用いた、機器や観察器具操作の課題の洗い出しを行った。市販のタブレット装着型顕微鏡の改良を行う予定でいたが、取組の結果、大きな問題は無かったため行う必要が無くなった。しかし、児童生徒が授業で扱う際、操作性の問題が判明したため、その点は専用の付属品を用意し解決した。また、さらに当初予定していなかったが、授業でも効果的に活用できる、自作可能なタブレット装着型顕微鏡の工作を提案し、実践することができた。【2.プログラム開発】本ツールを用いた屋内授業のプログラム化および実践を行うことができた。主な対象物は、ツユクサの気孔観察、岩石薄片の偏光観察などである。また、中1単元「光の世界」におけるレンズの学習でも活用できる工作教材を提案し、授業で実施した。授業の効果の測定としては、生徒向けに意識変化を問うアンケート調査を行った。また、これから具体的な野外観察プログラムの開発を目指している。H26年度中には、野外観察活動についての学校授業に加わり授業サポートを行うことができたので、課題点の洗い出しおよび指導案づくりに取り掛かる予定である。必要に応じて、適宜、屋内での活用事例も増やしていく予定である。
破骨細胞による歯槽骨吸収におけるp130 Casの役割

歯周病などの骨吸収疾患で骨を吸収する破骨細胞は重要な役割を示す。この破骨細胞の骨吸収の分子メカニズムを明らかにするために、破骨細胞の骨吸収制御分子c-Srcの下流ではたらくことが予想されるp130Cas(Cas)による骨吸収調節機構を分子レベルで解明を行った。本年度(平成21年3月31日)の研究実施計画に基づき以下の実験を行った。(1) Cas遺伝子変異体の作成クローニングを行ったCas遺伝子の恒常的活性型および抑制型Casの変異体を作製し、これら変異体をレトロウィルスベクターに組み込み発現ベクターを構築した。またCas遺伝子を特異的サイレンシングするshRNAをテトラサイクリン誘導性に発現するベクターを構築した。(1)で作成したベクターを、テトラサイクリン誘導性CasshRNAベクターをIUW細胞にトランスフェクションし安定発現細胞株を作成した。テトラサイクリン誘導性にCas遺伝子をノックダウンし、アクチンリング形成を指標に破骨細胞の活性化を検討したところ、Cas遺伝子のノックダウンによりアクチンリング形成が阻害されていた。また破骨細胞分化系にレトロウィルスベクターを用いて、野生型・恒常活性型・抑制型のCas遺伝子を過剰発現したところ、野生型・恒常活性型では高率に強いアクチンリング形成が見られた。また抑制型ではアクチンリング形成が阻害されていた。以上の結果から、Cas遺伝子は破骨細胞の活性化に重要であることが示唆された。今後は動物モデルの作成に移り、in vivoにおけるCas遺伝子の骨における役割を明らかにしていく予定である。歯と、それを支える歯槽骨・顎骨は、口腔機能を維持する上で重要である。歯周病によって歯槽骨が吸収され、歯を喪失すると口腔機能は著しく低下する。歯周病は破骨細胞による骨吸収の亢進が原因の1つであることから、歯周病治療や歯槽骨の再生治療を成功させる上で破骨細胞をターゲットにして骨吸収を自由に制御することが重要なポイントである。今回我々は、破骨細胞分化モデルに対する網羅的遺伝子解析の結果、p130Casが破骨細胞の分化に伴い上昇していることが明らかになった。p130Casは、破骨細胞の吸収活性化に必須であることが明らかになっている分子c-Srcの関連分子と知られているがその破骨細胞における役割は明らかになっていない。そこで今回我々は、破骨細胞に野生型およびドミナントネガティブ型p130Cas遺伝子の過剰発現や、p130Cas遺伝子のノックダウンなどを行い、破骨細胞分化や破骨細胞活性化の指標であるアクチンリング形成能に対する効果を検討した。その結果、p130Casは破骨細胞分化と、成熟は骨細胞のアクチンリング形成に重要であることが明らかになった。本研究の結果から、in Vitroにおける破骨細胞の分化および骨吸収能の発現におけるp130Casの役割を明らかにすることが出来た。今後、p130Cas-loxpマウスを導入し、これを破骨細胞特異的にCre recombinase遺伝子を発現するマウスと交配し破骨細胞特異的p130Casコンディショナルノックアウトマウスや、c-Srcノックアウトマウスを用いてレスキュー実験などを行い、in Vivoにおけるp130Casの役割を明らかにしていきたいと考えている。
リン脂質代謝酵素の新しい機能と活性制御分子機構

本研究では、ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)とホスファチジン酸ホスファターゼ(PAP)の二つの酵素を検討した。両者とも当研究室で最初に精製と分子クローニングを報告した酵素であり、脂質合成系に加えシグナル伝達系の制御にも関与している。我々は9種のDGKアイソザイム中、α,γ,δ型をクローン化命名した。また4種のヒトPAP中、2a,2b型を最初にクローン化命名している。DGKについては、従来頻用されてきた酵素阻害剤(R59022など)が、I型(DGK-α,β,γ)の酵素に選択性を持つことを報告した。またDGK-δのC-末端に保存されているSAMドメインがER-局在化シグナルとして働くことが分かり、現在本酵素のゴルジ膜形成への関与を調べている。当研究室の坂根講師が米国ユタ大学プレスコット研において、各種DGSアイソザイムのKOマウス作製に成功して帰学しており、当研究室でもDGK KOマウス解析を続行する予定である。PAPについては、PAP-2bを培養細胞に発現させ、本酵素が細胞膜に局在し、細胞外のLAPを分解するエクト型酵素であることを示した。PAP-2bは非カベオラ性のラフトに存在するが、機能的に関連するホスホリパーゼDの表面膜ミクロドメインにおける存在形態も併せ比較検討中である。PAP-2aKOマウス作製については、まだ成功していない。本研究ではジアシルグリセロール(DG)をホスファチジン酸(PA)に変換するDGキナーゼ(DGK)と、逆向きの反応を触媒するPAホスファターゼ(PAP)について検討した。二つの酵素ともに申請者等が初めてクローン化に成功し、分子構造を明らかにしてきた。HL-60細胞のDGKα蛋白は極端に少ないが、カスパーゼ阻害剤処理すると著明に増加し、プオテアソーム阻害剤では短縮型DGKα(70K)が蓄積する。ホルボールエステルによる細胞分化時にDGKα蛋白は約100倍増加するが、mRNAレベルは約2倍の増加に止まった。HL-60細胞のDGKa蛋白量はプロテアーゼ系により強く抑制されていることを示唆している。DGKについては、DGKδのC-末端に存在するSAMドメインがER局在化シグナルであることを発見し、この部位と結合するER蛋白を検索中である。ヒトPAP-2b/GFP融合蛋白をHEK293細胞に発現させ検討した。PAP-2bは表面膜に局在し、細胞外のLPAを分解するエクト酵素であることを確認した。細胞をトリトン処理後、密度勾配遠心すると、PAP-2bはカベオラとともに浮上する。293細胞の内因性PAP活性もカベオラ画分に存在する。現在PAP-2bの活性と細胞内局在性に対するコレステロール結合試薬の影響を検討中である。またPAP-2aのKOマウス作製実験も続行中である。両者ともに当研究室で最初に精製と分子クローニングを報告した酵素であり、脂質合成系に加えシグナル伝達系の制御にも関与している。また4種のヒトPAP中、2a、2b型を最初にクローン化命名している。当研究室の坂根講師が米国ユタ大学プレスコット研において、各種DGKアイソザイムのKOマウス作製に成功しており、3月帰国後、当研究室でもKOマウス解析を続行する予定である。

PAPについては、PAP-2bを培養細胞に発現させ、本酵素が細胞膜に局在し、細胞外のLPAを分解するエクト型酵素であることを示した。PAP-2bは非カベオラ性のラフトに存在するが、機能的に関連するホスホリパーゼDの表面膜ミクロドメインにおける存在形態も併せ比較検討中である。PAP-2aKOマウス作製については、まだ成功していない。
プロテオグリカンの糖鎖に焦点をあてた神経難病の病態解明と治療戦略の構築

プロテオグリカン(PG)の糖鎖合成酵素遺伝子について検討し、人口の約1割においてChGn-1酵素の遺伝子に、アミノ酸置換と酵素活性の低下を伴うSNPが存在することを見出した。そして同SNPをもつ男性の多発性硬化症(MS)患者では、疾患の増悪の速度が低いことがわかった。一方同SNPをもつ女性例では、増悪の速度はより高かった。PGは中枢神経のマトリックスを構成する分子であり、MSの経過に関連する可能性が考えられた。ケラタン硫酸(KS)の糖鎖合成酵素であるGlcNAc6STのノックアウトマウス(KS-KOマウス)で、MSのモデルとされる実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を作成すると、重症度が野生型と比べて有意に低下した。リンパ球幼弱化試験でもKS-KOマウスでの反応性は低く、脾細胞の培養上清におけるIL-6とIFN-γはKS-KOで有意に低下しており、脊髄の炎症細胞浸潤もKS-KOマウスで低下していた。以上より、PGの糖鎖改変が免疫性神経疾患の臨床経過に大きく影響することが示唆された。IgMパラプロテイン血症を伴うニューロパチーでは、IgM M蛋白がmyelin-associated glycoprotein (MAG)の糖鎖であるHNK-1エピトープを認識する。このIgM M蛋白は、同じくHNK-1エピトープをもつPGであるphosphacanにも反応する。phosphacanとMAGに対する反応の強さの比(P/M比)が高い症例は臨床的増悪の程度が高く、また経過とともにP/M比がさらに増加する傾向がみられ、P/M比が臨床経過の予測マーカーとなる可能性が考えられた。一方、抗MAG活性を示さないM蛋白を伴う症例の一部で、IgM M蛋白がGD1bなどのジシアロシル基をもつガングリオシドに反応し、感覚障害性運動失調がみられ、比較的IVIgに対する反応が良好であることがわかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。プロテオグリカン(PG)の糖鎖合成酵素遺伝子についての従来の検討から、ニューロパチーの一部にChGn-1遺伝子にアミノ酸置換および酵素活性の低下を伴う変異がみられることを見出していた。今年度は、中枢神経疾患とChGn-1遺伝子の多型の関連を検討するために、多発性硬化症患者について検討した。その結果約1割程度の患者に酵素活性の低下を伴うSNPが見出されたが、同様のSNPは正常対照者にも同程度の割合がみられ、発症機序との直接の関連は少ないものと考えられた。しかし臨床経過をみると、同SNPをもつ男性症例は疾患の増悪の速度が低かった。PGは中枢神経のマトリックスを構成する分子であり、多発性硬化症の経過を関連する可能性が考えられる。同SNPは男性患者の予後予測因子となる可能性があり、今後さらに症例数を増やした検討が必要である。昨年度までにPGの糖鎖合成酵素であるC6ST-1のノックアウトマウスで、myelin-oligodendrocyte glycoprotein (MOG)の感作による実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)が重症化することを報告した。今年度はケラタン硫酸(KS)の糖鎖合成酵素であるGlcNAc6STのノックアウトマウス(KS-KOマウス)を用いて、同様のEAEの重症度を検討した。その結果KS-KOマウスではEAEの重症度が軽度であった。リンパ球幼弱化試験と受身移入試験の結果からは、リンパ球の活性化と活性化リンパ球が中枢神経に侵入した後の病態機序の両面でGlcNAc6STの活性低下が関与していると考えられた。以上より、糖鎖の改変が免疫性神経疾患の治療に応用できる可能性が示唆された。またIgMパラプロテイン血症を伴うニューロパチーで、抗MAG活性を示さないM蛋白を伴う症例の約4分の1で、ジシアロシル基を認識するIgM M蛋白がみられること、またそうした例ではIVIgに対する反応の良好な例が多いことを明らかにした。