hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘテロ原子の配位を鍵とする炭素不活性結合の触媒的切断

ルテニウムカルボニル触媒存在下、アミン窒素に隣接する飽和炭素-水素結合がアルケンへ効率的に付加することを見いだした。単純なアミンでは進行せず、ピリジン環の存在が必須である。ピリジルメチルエステルをギ酸アンモニアとルテニウムカルボニル触媒存在下、反応させると脱カルボニル化還元反応が進行し、炭化水素類が生成する。さらに、求核剤として有機ホウ素試薬を用いると脱カルボニル化は全くおこらず、対応するケトンが生成することを見いだした。9-アルキル-9-BBNをホウ素試薬として用いると収率に問題があるが、アルキル基の導入も可能であることを見いだした。さらに、炭素-水素結合の直接カルボニル化反応の検討も引き続き行った。いままでのオルト位カルボニル化に適用できた基質は、ベンゼン環と配向基の炭素-窒素結合が共役しているもののみであった。しかし、ピラゾールも配向基として働くことがわかった。さらにルテニウムだけでなく、アミド系溶媒を用いると、ロジウムも高い触媒活性を示すことを見いだした。アミド系はピリジルベンゼンのオルト位カルボニル化にも有効であることがわかった。この場合、ルテニウム、ロジウムどちらも高い活性を示した。ピリジンメタノールをアルコールとして用いるとアルケンのロジウム触媒ヒドロエステル化反応が温和な条件で進行することも見いだした。さらにアセチレンを用いると形式的にヒドロエステル化が2回起こった形の生成物が得られた。本研究では、炭素-炭素、炭素-酸素など一般に不活性といわれている炭素結合の切断を鍵とする触媒反応の開発を目的とした。ベースとなる反応は、我々が既に報告しているヘテロ原子の金属への配位を利用した位置選択的な炭素-水素結合の切断を含む触媒反応の開発に適用できるか検討した。その結果、エステルのアシル-酸素結合の切断を経る還元的脱カルボニル化反応を見いだすことができた。ピリジルメチル基をアルコール部に持つエステルをギ酸アンモニアとルテニウムカルボニル触媒存在化、反応させると脱カルボニル化が進行し、アルカン類が生成する。ナフタレンカルボン酸エステルを出発原料にするとナフタレンが高収率で得られた。この反応は、エステルのアシル-酸素結合の切断を含む触媒反応としては2例目である。還元剤としては、ヒドロシランも用いることができることがわかった。。さらに環状アミンの窒素原子上のピリジン環を有する化合物とアルケンをルテニウムカルボニル触媒存在化、イソプロピルアルコール中で反応させるとアミン窒素の隣の炭素-水素結合がアルケンに付加することを見いだした。窒素の隣接位ではあるが、飽和炭素-水素結合の切断を含んでいる。いずれの反応も配位基としてピリジン環の存在が鍵である。ベンゼン環に置き換えると全く反応は進行しない。炭素不活性結合の効率的な触媒的切断にヘテロ原子の配位を鍵とする方法論が有効であることがわかった。本研究では、遷移金属錯体を触媒とするエステル類のアシル炭素-水素結合の切断反応の開発を目的とする。既に、われわれのグループでは、ルテニウムを触媒とする、エステル類の還元的脱カルボニル化反応を見いだしている。具体的には、ピリジルメチル基をアルコール部に持つエステルをギ酸アンモニアとルテニウムカルボニル触媒存在下、反応させると脱カルボニル化が進行し、アルカン類が生成する。本年度は、脱カルボニル化が進行しない触媒系の開発を行ったところ、求核剤として有機ホウ素試薬を用いると脱カルボニル化は全くおこらず、対応するケトンが生成した。エステルが脂肪族エステルの場合、フェニルホウ素試薬と反応し、高収率で対応するアルキルフェニルケトンが生成する。しかし、芳香族エステルの場合、副反応が起こるため、収率は中程度であった。さらに、官能基許容性も高いことがわかった。有機ホウ素試薬としては、フェニルホウ素だけでなく、アルキルホウ素試薬も用いることができることがわかった。

この場合、非対称アルキルケトンの合成が可能である。現在のところ、収率に問題があるため反応条件の検討を行っているところである。さらに、炭素-水素結合の直接カルボニル化反応の検討も引き続き行った。いままでのオルトカルボニル化に適用できた基質は、ベンゼン環と配向基の炭素-窒素結合が共役しているもののみであった。しかし、ピラゾールも配向基として働くことがわかった。このことからかならずしも共役系が必要でないことがわかった。本研究では、遷移金属錯体を触媒とするエステル類のアシル炭素-水素結合の切断反応の開発を目的とした。既に、われわれのグループでは、ルテニウムを触媒とする、エステル類の還元的脱カルボニル化反応を見いだしている。具体的には、ピリジルメチルエステルをギ酸アンモニアとルテニウムカルボニル触媒存在下、反応させると脱カルボニル化が進行し、炭化水素類が生成する。さらに、求核剤として有機ホウ素試薬を用いると脱カルボニル化は全くおこらず、対応するケトンが生成することを見いだしている。本年度は、本反応を合成化学反応に資するため官能基許容性および反応例の少ないアルキルホウ素試薬を用いた非対称アルキルケトン合成の検討を中心に行なった。現在のところ、9-アルキル-9-BBNをホウ素試薬として用いると収率に問題があるが、アルキル基の導入も可能であることを見出した。いままでのオルト位カルボニル化に適用できた基質は、ベンゼン環と配向基の炭素-窒素結合が共役しているもののみであった。さらにルテニウムだけでなく、アミド系溶媒を用いると、ロジウムも高い触媒活性を示すことを見いだした。アミド系はピリジルベンゼンのオルト位カルボニル化にも有効であることがわかった。この場合、ルテニウム、ロジウムどちらも高い活性を示した。ピリジンメタノールを用いるとアルケンのヒドロエステル化反応が温和な条件で進行することも見いだした。
ＰＴＰＲＺ１による肺小細胞がん幹細胞維持および分化の分子制御機構解明

肺小細胞がんは進行が速く予後悪性のがんであり、新規で有効な治療法の開発が要望されている。受容体型チロシンフォスファターゼPTPRZ1が肺小細胞がんで高率に発現し、PTPRZ1が肺小細胞がんの腫瘍形成に重要であり、肺小細胞がん幹細胞の新規機能性マーカーになりうる可能性を見出した。そこで、膜タンパク質であるPTPRZ1を機能性幹細胞マーカーとして細胞を単離し、肺小細胞がん幹細胞の維持・増殖・分化に関与するPTPRZ1の機能の解明を目指した。その結果、細胞表面マーカーを使用した細胞分離は成功したが、肺小細胞がん細胞の特徴として、単離した細胞の状態からの培養が難しいことが判明した。肺小細胞がんは肺がん患者全体の15%程度であるが、増殖・進行が速く、早期に全身転移をきたす予後不良な疾患である。肺小細胞がんに対する治療薬の選択数は少なく、30年前に比べて新たな薬剤は開発されず、治療後の再発や治療抵抗性が未だに大きな課題となっている。化学療法や放射線療法に抵抗する特性を保持するがん幹細胞を単離し、肺小細胞がん幹細胞の特徴を解明して分子基盤を構築することは、新たな治療法の開発につながると期待される。受容体型チロシンフォスファターゼPTPRZ1は肺小細胞がんで高率に発現し、マウス移植モデルにおいて肺小細胞がんの腫瘍形成に重要であり、肺小細胞がん幹細胞の新規機能性マーカーになりうる可能性を見出した。そこで、PTPRZ1を機能性幹細胞マーカーとして細胞を単離し、肺小細胞がん幹細胞の維持・増殖・分化に関与するチロシンリン酸化を介したシグナル伝達経路におけるPTPRZ1の機能の解明を目指した。研究の目的および平成25年度の研究実施計画に従い実験し、現在までに以下の知見を得た。PTPRZ1を標的にフローサイトメトリーとマグネットビーズカラムを用いて、肺小細胞がん細胞を分離・回収し、PTPRZ1+とPTPRZ1-細胞がそれぞれがん幹細胞および非幹細胞の特性を保持しているのか検証した。その結果、PTPRZ1の発現量に依存して細胞が分画できたが、シングルセルの状態で単離した肺小細胞がん細胞は培養不可能であった。単離直後の細胞を用い、遺伝子発現およびタンパク質発現の解析も試みたが、肺小細胞がん幹細胞の特性同定には至らなかった。細胞培養器に接着性の肺小細胞がん細胞株も使用したが、PTPRZ1が高発現している細胞株は少なく、細胞の単離・分離が難航した。これらの研究成果は、平成25年12月第36回日本分子生物学会(神戸)にてポスター発表を行った。受容体型チロシンフォスファターゼPTPRZ1が、肺小細胞がんを含む神経内分泌腫瘍で高率に発現していることを見出した。さらに、PTPRZ1遺伝子のノックダウン系の確立、がん細胞表面へのPTPRZ1発現、カルモジュリンのチロシンリン酸化制御、マウス移植モデルにおける腫瘍促進機能を証明した。これらの研究成果は、平成24年11月に英雑誌BMC Cancerに論文発表した。また、平成24年9月に札幌で開催された第71回日本癌学会学術総会にて、ポスター発表を行った。研究の目的および平成24年度の研究実施計画に従い実験し、現在まで得られた知見および問題点を下記に述べる。平成24年度には、PTPRZ1を標的にフローサイトメトリーとマグネットビーズカラムでがん細胞を分離・回収し、PTPRZ1陽性細胞とPTPRZ1陰性細胞が、がん幹細胞の概念に合致する性質を保持するか検証した。最初に、肺小細胞がん細胞株の細胞表面に発現しているPTPRZ1を、現在使用している抗体を用いてフローサイトメトリーで検出可能であることが確認できた。抗PTPRZ1抗体で染色し、(1)ソーティングにて肺小細胞がん細胞を単離、(2)磁気ビーズカラムを使用して肺小細胞がん細胞を単離する実験系を確立した。マーカーであるPTPRZ1の発現をRNAおよびタンパク質のレベルで解析した結果、PTPRZ1陽性細胞が確かに濃縮されている結果を得た。しかし、単離後の細胞の培養を試みたが、細胞は育たずに死滅してしまった。この原因として、2点考えられる。1点目は、細胞単離時に、過剰なストレスがかかってしまい、細胞が死滅してしまう可能性である。2点目は、シングルセルとなった肺小細胞がんの特性による可能性がある。今後、これらの問題点を解決し、研究目的を達成する計画である。平成24年度には、PTPRZ1あるいはがん幹細胞マーカーを使用して、肺小細胞がん幹細胞を単離・回収する系の確立を目指していた。これまでに実験系は確立できたが、単離・回収した細胞が死滅してしまう問題点が明らかとなった。

研究の当初から、PTPRZ1が肺小細胞がん幹細胞のマーカーとならない結果は想定していた。他の幹細胞マーカーを使用して肺小細胞がん幹細胞を単離する方法を試みているが、単離後の細胞が死滅してしまう問題は、PTPRZ1陽性細胞の単離時と同様であった。技術的な理由ではなく、シングルサスペンションで培養不可能な結果が肺小細胞がん細胞の特性であるならば、他の手法を用いて幹細胞を単離・回収する必要がある。研究の計画当初では予想できなかった結果であるが、肺小細胞がん幹細胞を単離・同定し、がん幹細胞に特徴的な分子機構解明を達成するために、以下の研究を計画している。肺小細胞がん細胞単離後に、通常の培養条件では細胞が死滅してしまい、その後の実験が不可能であった。この問題を解決する目的で、培養液の組成の変更と、3次元培養等の成体幹細胞の培養条件を試みる。肺小細胞がん細胞が単離・回収後に培養可能になるならば、当初の計画通り、がん幹細胞の定義に当てはまる細胞を肺小細胞がん幹細胞として単離する実験系を確立させ、肺小細胞がん幹細胞の特性を生化学的および分子生物学的な手法を用いて解明する。マーカー陽性細胞と陰性細胞に分離後、免疫不全マウス皮下に、移植する細胞数を減少させて、分離マーカー陽性あるいは陰性のどちらの細胞群が高い腫瘍形成能を保持するか検証する。また、トランスクリプトーム解析やプロテオーム解析を行い、肺小細胞がん特異的な分子発現プロファイルを作製する。その他、代謝産物を網羅的に解析するメタボローム解析、糖鎖修飾などの網羅的な解析、DNAのメチル化解析やヒストンの修飾解析などのエピジェネティックな解析も試みる。肺小細胞がん幹細胞と非幹細胞間で遺伝子発現や修飾状態が異なる分子を同定し、他臓器由来のがん幹細胞とも比較して、神経内分泌腫瘍特異的な分子などにも着目して発現プロファイリングを構築する。既存の計画と並行して、新たな下記に示す研究も行う。肺小細胞がん細胞を単離せず、つまりシングルセルサスペンションを介さずに、幹細胞を濃縮する方法を試みる。これまで知られているがん幹細胞の特性は、高い腫瘍形成能に加えて、高い薬剤耐性能と解糖系の低下した代謝状態である。がん幹細胞は高い薬剤耐性能を保持すると考えられているため、肺小細胞がん治療に頻繁に使用される薬剤を使用して、肺小細胞がん幹細胞の濃縮を試みる。また、肺小細胞がんの解糖系を含む代謝変化を解明し、がん幹細胞単離への応用を検討する。消耗品は、140万+40.4万円程度を考えている。内訳は、培養細胞、抗体、細胞培養試薬(基本となる培地、血清、サプリメント、サイトカイン、増殖因子、抗生物質等)、細胞生物学試薬(フローサイトメトリー関連試薬、マグネットビーズ、細胞分離カラム、抗がん剤)、分子生物学に必要な試薬(プラスミド、核酸精製キット、PCR用酵素、制限酵素、核酸修飾酵素、RT-PCR試薬、大腸菌関連、マイクロアレー、エピジェネティクス解析試薬)、タンパク質解析関連試薬(抗体、ゲル、ウェスターン用試薬、免疫沈降法用試薬、2次元電気泳動装置、放射性同位体)、免疫染色試薬(抗体、緩衝液、発色液、染色液)、乳酸等の代謝産物解析試薬、プラスチック器具(培養皿、ピペット、マイクロプレート等)核酸カスタム合成である。
非正規雇用労働者における職場ストレス要因と心身の状態に関する研究

派遣切りで仕事を失った非正規雇用労働者は不安抑うつ症状が高く、心理面からのサポートが必要である。製造業における契約社員は正規社員に比べ「努力しても報われない」と感じる程度が強く、喫煙率、多量飲酒者の割合が高く、食習慣が不良であった。女性パートのうち、家計の主な稼ぎ手として働く群の喫煙率が高かった。また、この群では国民健康保険加入の割合が高かったが、国民健康保険加入者では、社会保険本人に比べ、一般健康診断やがん検診を受診しない傾向にあった。本研究においては、非正規雇用労働者の職場ストレス要因、うつ症状を指標とした精神的健康度、生活習慣および身体的健康度、および相互の関連性について、正規雇用労働者と比較検討して明らかにすることを目的として検討を行った。1事業所(製造業)の現場作業者で、非正規雇用労働者856名(平均年齢40.2歳)、正規雇用労働者5143名(平均年齢36.2歳)を対象とし、性、年齢、生活習慣(飲酒、喫煙、睡眠、食習慣、運動習慣)、職場のストレス要因、抑うつ度(CES-D調査票)についての質問票調査および健診結果(身長、体重、血圧、血液検査(LDLコレステロール、HDLコレステロール、トリグリセライド,GOT,GPT,γ-GTP,血糖値,HbAlc))について解析した。結果として、非正規雇用労働者では、仕事の要求度-コントロールモデルにもとづく仕事の緊張度(strain)は正規雇用労働者に比べて有意に低い(p<0.01)が、努力-報酬不均衡モデルにもとづく不均衡は非正規雇用労働者で有意に高い(努力はしているが報われない、p<0.01)こと、非正規雇用労働者で多量飲酒者の割合が高く(p<0.01)、喫煙率が高く(p<0.01)、食習慣が不良(p<0.01)であること、抑うつ度や健診結果には差がみられないことが明らかとなった。同一職種・職位での比較的多数例の正規-非正規雇用労働者の比較において、職場ストレス要因として努力-報酬不均衡の項目において有意な差が認められた点は注目される知見であり、これらに関する質問項目の洗練化を図った上で、他事業場従業員について検討を進めている。1.同一の製造業事業場の現場従業員で正社員48名と非正規社員(パート、期間契約、派遣)社員のもの52名について、健康とストレスに関する調査票により、職場ストレス、心身の状況について比較検討した。男性では、正社員の方が仕事の量的・質的負担が有意に高い一方、非正規社員では技能の低活用、上司のサポートが低い傾向が見られた(但し、有意ではない)。一方、女性では、正社員の方が仕事の量的負担が有意に高く、いらいら、疲労感、不安感、身体的愁訴、不安・抑うつが有意に高い傾向を示した。非正規社員では、仕事のコントロール(低い)、技能の活用、上司のサポートが有意に低かった。2.同一の販売業に従事する男性正社員34名、女性正社員16名、女性パート45名について、職場ストレス、心身の状況について比較検討した。女性パートでは他の2群に比し、身体的負担が有意に高く、コントロール、技能の活用が有意に低かった。男性正社員に比して上司のサポートが低く、努力報酬比が高かった。女性パートにおける不安・抑うつ症状は他の2群に比して有意に低かった。3.上記販売業に従事する対象者の中より、5名について、就労の状況、健康状況について聴き取り調査を行った。おなじパート従業員でも、家庭状況等により就労の動機や生活状況は大きく異なっており、生計を主として支えるために就労しているものでは、複数の職に就いて1日12時間以上の労働を休みなくおこなっており、不調時にも受診できないことや、がん検診等をほとんど受診していないなどの実情が明らかとなった。女性パート等の非正規労働者については、詳細に類型化を行った上で、検討すべきことが明らかとなった。非正規雇用労働者のうち、女性パート労働者について社会経済的背景によって3つの類型に細分化した上で検討することとした。すなわち、女性パート労働者を「家計の主な稼ぎ手として生活を維持するため」働く群、「家計の主な稼ぎ手ではないが、生活を維持するため」働く群、「家計の主な稼ぎ手ではないが、家計の足しにするため」働く群に区分し比較検討した。A県内の一事業所(配送、販売、介護)の従業員1694人に調査票を配布し、1471人から回答を得た(回収率86.8%)。うち、女性の正規労働者124名、パート労働者の「主な稼ぎ手」群98名、「生活維持」群255名、「家計の足し」群315名について解析した。その際、全体的な動向と同時に、配送、販売、介護などの業種別にも比較検討した。

「主な稼ぎ手」群は他のパート群に比して離婚・死別の割合が高く、労働時間が長く、年収がやや高い傾向を示した。健康保険加入状況は「主な稼ぎ手」群で社会保険本人の割合が高く、「生活の維持」群、「家計の足し」群では社会保険被扶養者の割合が高かった。「主な稼ぎ手」群では、生活習慣の、「決まった時間に食事をとる」、「朝食を必ず取る」などの食習慣が悪く、喫煙率が著しく高かった。職場の心理社会的環境では、「主な稼ぎ手」群の仕事の量的負担、身体的負担が高く、努力報酬比が高かった。ストレス反応では、「主な稼ぎ手」群の疲労感、身体愁訴スコア、K6スコアが「家計の足し」群に比べて高かった。一方、前年度に見られたような「主な稼ぎ手」群での健康診断やがん検診に対する受診抑制傾向は明瞭ではなく、むしろ健康保険への加入状況が強く関連しており、とくに国民健康保険加入者で一般健康診断およびがん健診受診がされにくい傾向が示された。
リンパ管新生:膜結合型増殖因子による機能制御機構

リンパ管内皮細胞に発現するI型膜蛋白のectodomain sheddingを同定した。MAPキナーゼ経路を介して膜表面のADAM17あるいはADAM10が標的分子を切断することを見出した。リンパ管新生のプロセスを解明する上で、重要な知見を得た。ヒト皮膚リンパ管内皮細胞に対するモノクローナル抗体を作製した。リンパ管内皮細胞の増殖と維持には、多彩な分泌型増殖因子が関与する。この知見は、研究代表者が行った複数の研究課題から明らかとなったことである。しかし、リンパ管内皮細胞の増殖やリンパ管新生に対して、膜型増殖因子の働きは全く不明であり、その制御機構の解明は今後極めて重要である。本研究課題では、リンパ管内皮細胞における膜型増殖因子の作用を転写レベルで検討することにあり、標的蛋白質に対する特異抗体を作製する必要がある。そこで、大腸菌系を用いて膜型増殖因子のペプチドを発現し、ラットに免疫した。3週後、マウス・ミエローマ細胞株SP2/0と共に細胞融合を行い、ハイブリドーマを作成した。HAT selectionにより陽性クローンを単離し、モノクローナル抗体を樹立した。抗体認識蛋白が細胞膜に局在することを確認すべく、リンパ管内皮細胞を用いた細胞染色を施行し、膜パターンを同定した。コントロールには、リンパ管内皮細胞の膜蛋白質を免疫することにより樹立したモノクローナル抗体を用いた。次に、リンパ管内皮細胞をvascular endothelial growthfactor(VEGF)-Aで刺激すると、膜蛋白は膜型分解酵素により消化された。そこで現在、膜増殖因子がリンパ管内皮細胞膜上で消化されることを検討し、さらに細胞内局在を同定すべく評価を行っている。ヒト皮膚リンパ管内皮細胞に対するモノクローナル抗体を使用し、抗原が膜に局在すること、さらにVascular endothelial growthfactor(VEGF)-A刺激で膜蛋白の消化が起きるシグナル伝達経路を同定した。本研究課題では、VEGF-Aによる刺激で、リンパ管内皮細胞に発現した抗原膜蛋白が消化されることを見出した。次に、このプロセスはVEGFR-2に依存することを同定した。すわなち、VEGFR-2に対する中和抗体で前処理すると、膜蛋白の消化は完全に抑制された。一方、VEGFR-3に対する中和抗体で処理すると、膜蛋白の消化は解除された。さらに、膜蛋白の消化は、MAPKに依存することを見出した。すなわち、MAPKに対する阻害剤を添加すると、膜蛋白消化が解除された。さらに、リンパ管内皮細胞膜表面における膜蛋白消化は、膜局在型マトリックスメタロプロテアーゼに依存することを見出した。siRNAを用いることにより、この消化酵素はADAM10またはADAM17であることが示唆された。以上の結果は、炎症及び癌組織において、リンパ管新生に関わる新たな機構を示唆するものである。EGFファミリーは代表的な膜結合型増殖因子群であり、I型膜蛋白質としての性格を持つ。Heparin-binding EGF-like growthfactor (HB-EGF)は、膜型メタロプロテアーゼによって切断される。N-terminal fragment (NTF)はtransactivationにより細胞膜表面のEGF受容体に結合し、細胞内シグナルを伝達する。一方、sheddingにより細胞内に生じたHB-EGFのCTFは核内に移行し、リプレッサー(転写因子)と結合する。この結果、細胞定常状態における抑制シグナルは解除され、EGF受容体からの促進シグナルと協調することにより、細胞増殖を誘導する。本研究課題では、リンパ管に発現するI型膜蛋白HB-EGF及びlymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor (LYVE)-1のectodomain sheddingを検討し、phorbor estel刺激によりN末フラグメントが細胞外へ遊離することを同定した。さらに、CTFは細胞膜から細胞質へ局在を変え、エンドソーム及び核膜近傍に移行することを見出した。リンパ管内皮細胞におけるI型膜蛋白のsheddingにはMAPキナーゼが主要な経路であること、また膜表面の切断候補はADAM17やADAM10であることが示唆された。さらに、ecdotomain sheddingは、VEGF-Aを始めとする炎症性サイトカインにより誘導されることが明らかとなった。本研究課題は、リンパ管内皮細胞表面で細胞外受容体や増殖因子が切断されることを最初に示すものであり、リンパ管新生の初期プロセスを考える上で極めて興味深いものである。
アモルファスカルコゲナイド半導体における異方性光誘起構造変化現象の研究

物質の準安定状態であるガラス状態は、通常、熱的な励起により、安定な結晶状態に移行する。アモルファスカルコゲナイド半導体ではこの転移を光照射によって起こすことができる。光には偏光方向の自由度があるので、このような構造変化にかかわる特徴的な方向(例えば結晶軸)を励起光の偏向方向によって制御できる可能性がある。本研究では、光誘起構造変化現象における光励起状態の緩和過程の果たす役割について調べる。アモルファスカルコゲナイド半導体における、光励起直後の電子励起状態の緩和過程を調べることを目指して。フェムト秒光パルスを用いたポンププローブ超高速過渡的反射率変化測定装置を組み立てた。この測定装置に用いる新しい共通パス型の干渉計を開発した。本装置により試料のピコ秒時間領域の反射率変化および表面変位を検出することができる。装置の評価のためにアモルファスSi薄膜についての測定を行った。結果を定量的に理解するために、薄膜試料内での熱伝搬、超音波伝搬、電子格子相互作用を考慮したモデルの構築を行った。また、等方的なアモルファス物質中に光によって誘起される非等方的な誘電率変化を検出するための実験配置について詳しい検討を行った。光には偏光方向の自由度があるので、このような構造変化にかかわる特徴的な方向(例えば結晶軸)を励起光の偏光方向によって制御できる可能性がある。本研究では、光誘起構造変化現象における偏光方向の効果を理解するために、光励起状態の緩和過程について、特に偏光との関連の観点から調べる。典型的なカルコゲナイドガラスであるGeSe_2について、フォトルミネッセンスの時間分解測定を行った。ルミネッセンスの減衰曲線は寿命100ns以下の速い成分と寿命1ms程度の遅い成分とからなる。全発光にしめる速い成分の割合に注目する。この割合が大きくなると、励起光と同じ偏光方向を持つ発光の方が垂直な偏光方向を持つ発光に対して大きい傾向が目立ってくる。このことは、速い発光成分が遅い発光成分より強く偏光していることを示している。上記の結果から、光励起直後の電子励起状態の励起光偏光方向との関連に興味が持たれた。このような過渡的な電子励起状態を調べるために、フェムト秒光パルスを用いたポンプブローブ超高速過渡的反射率変化測定装置を組み立てた。現在、より単純な構造を持つアモルファス半導体材料であるアモルファスSiを試料として、装置の性能評価を行っている。平成11年度は、この装置を用いたカルコゲナイドガラスの電子励起状態の緩和過程の測定を行う予定である。
有機金属気相成長法によるGaInNAs系自己形成量子ドットと面発光レーザ応用

将来の情報化社会を支える光伝送用光源として,2次元アレイ等の利点を持つ長波長(1.5μm)帯面発光レーザが求められており,この実現には高効率なGaAs上長波長帯発光材料の開拓が要となっている.そこで本研究では,GaInNAs系自己形成量子ドットの確立とレーザ応用を研究目標とし,量子ドット構造への微量窒素原子の添加による量子ドットレーザの更なる長波長化及びレーザ特性の改善を目指し,有機金属気相成長法による研究を行っている.本年度は,窒素添加による新たなドット形成制御法の開拓とドット形成特性の解明として,GaInNAsバッファ層上InAs量子ドットのデバイス形成時の高温加熱プロセスに対する発光特性を調査した.その結果,熱アニール温度増加に対して350°Cで室温発光強度が減少する一方,それ以上の温度で回復する現象が見出された.この原理として水素と窒素雰囲気下での発光特性の熱アニール温度依存性の比較から水素パッシベーション効果を提案し,窒素添加バッファ層上量子ドット特有の高温プロセス過程を明らかにした.更に,窒素添加による量子ドット密度制御の展開として,Si基板上Gap薄膜にInAs量子ドットを形成した.窒素非添加では,GaAs系量子ドットと比較してマイグレーションが過剰であることに起因して密度は1桁以上低いのに対して,窒素添加バッファ層を用いることでGaAs系量子ドットと同等のドット密度を実現した.以上により,窒素添加バッファ上量子ドットのデバイス形成に伴う特性変化に関して新たな知見が得られたほか,他材料系への窒素添加技術の有効性を実証した.採用期間を通して,長波長化と発光効率の両立などの諸問題に関して,本課題の提案する量子ドット構造への窒素添加により抜本的な解決方針を示してきた.本課題より,光伝送用高性能光源に向けた長波長帯量子ドット高品質形成への窒素添加の有効性が示された.進展を続ける情報化社会を支えるため,高性能な光伝送用光源として,2次元アレイや極低消費電力といった特徴を持つ長波長帯(1.3-1.6μm)面発光レーザが期待されている.この実現には,GaAs基板上活性層材料として,自己形成InAs量子ドットが有望であり、将来の光システムに必要なレーザ特性のため,長波長発光と高発光効率を同時に達成することが必要である.そこで本研究では,量子ドット構造への微量窒素添加に着目し,有機金属気相成長法による新たなドット形成制御法の開拓と,量子ドットの高品質かつ長波長化の実現を目指し研究を行っている.本年度は,量子ドットを面発光レーザに適用する上で課題となっている光学利得増加に向けて,量子ドット層の短スペーサー厚での多層化および量子ドット密度増加手法を窒素添加に基づき検討を行なった.まず,量子ドット層の多層化に関する検討を行い,引っ張り歪を有するGaNAs歪補償層の導入が,量子ドットの結晶性劣化の要因となる強い圧縮歪の抑制に有効であることを明らかにした.これにより,従来30nm以上の厚さが必要であったスペーサー層を15nmまで低減させた上で,3層までの量子ドット層の多層化に成功した.更に,GaNAs歪補償層の位置を制御することにより,スペーサー層厚さを18nmまで低減させつつ1.4μm帯まで長波長化と5層までの多層化を同時に実現した.また,量子ドット密度増加手法の検討も行い,GaNAsバッファ層の成長速度の最適化により,10^<11>cm^<-2>に及ぶ量子ドットの高密度化を実現した.本研究により,有機金属気相成長法による量子ドットの層数・密度増加技術を確立し,長波長帯面発光レーザの実現に向けてドット構造への微量窒素添加手法の優位性が実証された.進展を続ける情報化社会を支えるため,光伝送用高性能光源として,現在,2次元アレイ等の利点を持つ長波長(1.5μm)帯面発光レーザが求められており,この実現には,高効率なGaAs基板上長波長帯発光材料の開拓が要となっている.そこで本研究では,GaInNAs系自己形成量子ドット発光材料の確立とレーザ応用を研究目標とし,量子ドット構造への微量窒素原子の添加による量子ドットレーザの更なる長波長化及びレーザ特性の改善を目指し,有機金属気相成長法による研究を行っている.本年度は,昨年度に引き続き,窒素添加による新たなドット形成制御法の開拓とドット形成特性の解明として,GaInNAsバッファ層上InAs量子ドットに関して,表面モフォロジー及び発光特性調査を行った.その結果,GaInNAsバッファ層表面の原子ステップ端及びピット構造の制御により7×10^<10>cm^<-2>までの大幅な量子ドット密度増加が得られた他.発光強度劣化の要因となる結合ドットの著しい抑制が実現された.更に,量子ドットの長波長化と高発光効率化に向けて量子ドットの長波長化メカニズム解明を行った.量子ドット長波長化技術として一般的なGaInAsカバーと広い歪量範囲を有するGaInPカバーを用いた量子ドットの発光特性評価から,カバー層による長波長化の要因に関して,カバー層内せん断歪によるInAsドット内の歪量変化が主要なメカニズムであることを明らかにした.本研究により,量子ドットの高品質形成に関してバッファ層への窒素添加の優位性を実証したほか,更なる長波長化に向けたカバー層形成手法確立の基となる長波長化機構を解明した.将来の情報化社会を支える光伝送用光源として,2次元アレイ等の利点を持つ長波長(1.5μm)帯面発光レーザが求められており,この実現には高効率なGaAs上長波長帯発光材料の開拓が要となっている.

そこで本研究では,GaInNAs系自己形成量子ドットの確立とレーザ応用を研究目標とし,量子ドット構造への微量窒素原子の添加による量子ドットレーザの更なる長波長化及びレーザ特性の改善を目指し,有機金属気相成長法による研究を行っている.本年度は,窒素添加による新たなドット形成制御法の開拓とドット形成特性の解明として,GaInNAsバッファ層上InAs量子ドットのデバイス形成時の高温加熱プロセスに対する発光特性を調査した.その結果,熱アニール温度増加に対して350°Cで室温発光強度が減少する一方,それ以上の温度で回復する現象が見出された.この原理として水素と窒素雰囲気下での発光特性の熱アニール温度依存性の比較から水素パッシベーション効果を提案し,窒素添加バッファ層上量子ドット特有の高温プロセス過程を明らかにした.更に,窒素添加による量子ドット密度制御の展開として,Si基板上Gap薄膜にInAs量子ドットを形成した.窒素非添加では,GaAs系量子ドットと比較してマイグレーションが過剰であることに起因して密度は1桁以上低いのに対して,窒素添加バッファ層を用いることでGaAs系量子ドットと同等のドット密度を実現した.以上により,窒素添加バッファ上量子ドットのデバイス形成に伴う特性変化に関して新たな知見が得られたほか,他材料系への窒素添加技術の有効性を実証した.採用期間を通して,長波長化と発光効率の両立などの諸問題に関して,本課題の提案する量子ドット構造への窒素添加により抜本的な解決方針を示してきた.本課題より,光伝送用高性能光源に向けた長波長帯量子ドット高品質形成への窒素添加の有効性が示された.
口腔スピロヘータに対するヒト歯肉上皮細胞の認識機構に関する分子生物学的研究

本研究は,歯周病巣局所において病態の悪化とともに増加する難培養性口腔スピロヘータから菌体表層成分を分離・精製するとともに,樹立したヒト歯肉上皮細胞株に対する細胞活性化について検討したものである.得られた結果は以下の通りである.1.Treponema mediumから温水・フェノール法により粗抽出画分を抽出し,ゲル濾過などにより複合糖質画分を得た.2.T. medium, T. denticolaおよびT. vincentii菌体から外膜タンパク質(OMEs)を抽出した.3.Papillomavirus E6/E7遺伝子の導入により歯肉上皮細胞株(HGEC)を樹立した.同細胞株はTLR2陽性,CD14およびTLR4陰性であった.4.口腔トレポネーマは,HGECにおける明確なNF-kBの活性化とIL-8 mRNAの発現を示した.しかしながら,Treponema denticolaとの共培養では,その上清中にIL-8の産生はみられなかった.5.T. denticolaは,Treponema vincentiiやTreponema mediumとは異なり,HGECから産生されるIL-8を分解する酵素を産生することを明らかにした.6.OMEsは,HGECのNF-kB活性化,IL-8 mRNA発現およびIL-8産生を誘導した.7.これらHGECの活性は,マウス抗ヒトTLR2モノクローナル抗体TL2.1により抑制された.8.T. medium由来複合糖質画分については,HGECに対する活性はみられなかった.以上の結果から,口腔トレポネーマの菌体成分である複合糖質画分には,これまでグラム陰性細菌に存在する内毒素性リポ多糖のような細胞活性画分はみられなかった.他方,同口腔トレポネーマ由来外膜タンパク画分OMEsは,ヒト歯肉上皮細胞HGECのTLR2分子を介して細胞を活性化することを明らかとなり,歯周病巣における口腔トレポネーマ菌体成分の病原因子として重要であると考えられる.本研究は,歯周病巣局所において病態の悪化とともに増加する難培養性口腔スピロヘータから菌体表層成分を分離・精製するとともに,樹立したヒト歯肉上皮細胞株に対する細胞活性化について検討したものである.得られた結果は以下の通りである.1.Treponema mediumから温水・フェノール法により粗抽出画分を抽出し,ゲル濾過などにより複合糖質画分を得た.2.T. medium, T. denticolaおよびT. vincentii菌体から外膜タンパク質(OMEs)を抽出した.3.Papillomavirus E6/E7遺伝子の導入により歯肉上皮細胞株(HGEC)を樹立した.同細胞株はTLR2陽性,CD14およびTLR4陰性であった.4.口腔トレポネーマは,HGECにおける明確なNF-kBの活性化とIL-8 mRNAの発現を示した.しかしながら,Treponema denticolaとの共培養では,その上清中にIL-8の産生はみられなかった.5.T. denticolaは,Treponema vincentiiやTreponema mediumとは異なり,HGECから産生されるIL-8を分解する酵素を産生することを明らかにした.6.OMEsは,HGECのNF-kB活性化,IL-8 mRNA発現およびIL-8産生を誘導した.7.これらHGECの活性は,マウス抗ヒトTLR2モノクローナル抗体TL2.1により抑制された.8.T. medium由来複合糖質画分については,HGECに対する活性はみられなかった.以上の結果から,口腔トレポネーマの菌体成分である複合糖質画分には,これまでグラム陰性細菌に存在する内毒素性リポ多糖のような細胞活性画分はみられなかった.他方,同口腔トレポネーマ由来外膜タンパク画分OMEsは,ヒト歯肉上皮細胞HGECのTLR2分子を介して細胞を活性化することを明らかとなり,歯周病巣における口腔トレポネーマ菌体成分の病原因子として重要であると考えられる.本研究は,歯周病巣局所において病態の悪化とともに増加することが知られている難培養性の口腔スピロヘータから菌体表層成分を分離・精製するとともに,その構造を解析し,また,樹立したヒト歯肉上皮細胞株を用いて細胞活性化機構について明らかにしようとするものである.本年度は以下の結果が得られた.1.Treponema mediumから温水・フェノール法により粗抽出画分を抽出し,核酸分解酵素およびプロテイナーゼKで処理し,さらにゲル濾過によって精製し複合糖質画分を得た.各種組成分析および核磁気共鳴測定の結果,この画分はグラム陰性細菌に特徴的な成分であるリポ多糖体構造とは異なるものであった.2,嫌気的条件下で培養したT. medium, T. denticolaおよびT. vincentii菌体に界面活性剤を添加したリン酸生理食塩水中で37°C,30分間,緩やかに撹搾処理することにより,菌体表層タンパク質を抽出した.得られた遠心上清を蒸留水に対して透析後,凍結乾燥を行ない,タンパク質画分を得た.3.歯周外科処置により得られた歯肉組織から上皮細胞を分離し,Pa pillomavirus E6/E7遺伝子を導入することにより歯肉上皮細胞株(HGEC)を樹立した.HGECにおける菌体成分関連受容体であるCD14,Toll様受容体(TLR)2ならびにTLR4発現について検討したところ,同細胞株はTLR2陽性,CD14およびTLR4陰性であった.

得られた菌体表層タンパク質画分は,樹立したヒト歯肉上皮細胞に対して濃度依存的に明確な炎症性サイトカインであるinterleukin-8(IL-8)を産生誘導した.次年度は,得られた複合糖質画分の化学構造ならび活性について検討を行なうとともに,菌体表層タンパク質画分中の細胞活性成分の同定と宿主細胞上の受容体との関係について明らかにすることを計画している.本研究は,歯周病巣局所において病態の悪化とともに増加することが知られている難培養性の口腔スピロヘータから菌体表層成分を分離・精製するとともに,その構造を解析し,また,樹立したヒト歯肉上皮細胞株を用いて細胞活性化機構について明らかにしようとするものである.本年度は以下の結果が得られた.1.口腔トレポネーマは,ヒト歯肉上皮細胞株HGECにおける明確なNF-κBの活性化とIL-8 mRNAの発現を示した.しかしながら,Treponema denticolaとの共培養では,その上清中にIL-8の産生はみられなかった.2.T.denticolaは,Treponema vincentiiやTreponema mediumとは異なり,HGECから産生されるIL-8を分解する酵素を産生することを明らかにした.3.口腔トレポネーマ由来外膜抽出物OMEsは,HGECのNF-κB活性化,IL-8 mRNA発現およびIL-8産生を誘導した.4.これらHGECの活性は,マウス抗ヒトTLR2モノクローナル抗体TL2.1により抑制された.5.T.medium由来複合糖質画分については,HGECに対する活性はみられなかった.以上の結果から,口腔トレポネーマの菌体成分である複合糖質画分には,これまでグラム陰性細菌に存在する内毒素性リポ多糖のような細胞活性画分はみられなかった.他方,同口腔トレポネーマ由来外膜タンパク画分OMEsは,ヒト歯肉上皮細胞HGECのTLR2分子を介して細胞を活性化することを明らかとなり,歯周病巣における口腔トレポネーマ菌体成分の病原因子として重要であると考えられる.
感染防御を担う活性酸素生成型食細胞NADPHオキシダーゼ活性化の分子機構

NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は感染防御に必要である。オキシダーゼのプロトタイプは食細胞に豊富に存在する食細胞NADPHオキシダーゼであるが、その酵素本体は膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>, p67^<phox>とp40^<phox>:各々がSH3ドメインをもつ)と低分子量G蛋白質Racが刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と会合する必要がある。また、近年gp91^<phox>のホモログが次々に見い出されNADPHオキシダーゼ(Nox)ファミリーを形成していることが明らかになったが、その1つNox1は大腸等の消化管上皮細胞に発現し局所の感染防御を担う。本研究では、感染防御に重要なNox活性化の分子機構を研究し、以下のような成果を得た。(1)gp91^<phox>の活性化において、p47^<phox>はN末のPXドメインでホスホイノシチドとSH3ドメインでp22^<phox>と直接結合することで膜に移行することを明らかにし、p47^<phox>のSH3ドメインとp22^<phox>の結合領域の複合体の構造を解明した。(2)p67^<phox>はp47^<phox>と結合することで膜に運ばれることを示し、p67^<phox>-p47^<phox>複合体の構造を明らかにした。(3)p40^<phox>はp67^<phox>と新規な様式(PB1ドメイン間の相互作用)で結合しp67^<phox>とp47^<phox>の膜移行を促進することを明らかにした。(4)Nox1の活性化に必須の分子として新規な蛋白質Noxo1(P47^<phox>のホモログ)とNoxa1(p67^<phox>のホモログ)を同定・クローニングした。(5)RacはNox1の活性化にも必要であること、RacはNoxa1と結合して働くこと等を示した。NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は感染防御において極めて重要な役割を担う。活性酸素生成型NADPHオキシダーゼのプロトタイプは食細胞に豊富に存在することから食細胞NADPHオキシダーゼとも呼ばれるが、その酵素本体は膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>とp67^<phox

>:各々がSH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と相互作用する必要がある。私達はオキシダーゼの活性化機構を研究し、平成16年度は以下のような成果を得た。(2)p47^<phox>のSH3よりも更にN末に存在する3アミノ酸が、p47^<phox>のp22^<phox>との結合や膜移行には必要ではないが、gp91^<phox>の活性化に必須であることを明らかにした。(3)NADPHオキシダーゼ(Nox)ファミリー(gp91^<phox>ホモログ)の1つNox1(大腸上皮細胞において局所感染防御に関与すると考えられる)の活性化において、低分子量Gタンパク質RacがNoxa1(私共が同定・クローニングした新規p67^<phox>のホモログ)に結合することでNox1を正に調節することを示した。(4)Nox3(Noxの1つ)は、p22^<phox>とヘテロダイマーを形成して恒常的にスーパーオキシドを生成すること、その活性にはRacは必要でないことを明らかにした。NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は感染防御に必要である。オキシダーゼのプロトタイプは食細胞に豊富に存在する食細胞NADPHオキシダーゼであるが、その酵素本体は膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>とp40^<phox>:各々がSH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と会合する必要がある。私達はオキシダーゼ活性化機構を研究し、平成17年度は以下のような成果を得た。(1)gp91^<phox>活性化に必要なp47^<phox>-p22^<phox>相互作用がp47^<phox>のSH3ドメインによる新規な認識様式によるものであることを、生化学的および構造生物学的な解析により明らかにした。(2)gp91^<phox>活性化に必要なもう1つの結合であるp47^<phox>-p67^<phox>相互作用が、p47^<phox>のSer-379のリン酸化により負に調節されていることを示した。(3)p47^<phox>のIle-152が、gp91^<phox>に直接的に作用してその活性化に与ることを明らかにした。(4)Noxファミリー(gp91^<phox>ホモログ)の1つNox1(大腸上皮細胞で局所感染防御に関与)の活性化において、低分子量G蛋白質Racが、Noxa1(p67^<phox>のホモログ)の膜移行を促進しその活性型への構造変化を促進することで働くことを示した。また、Nox1活性化には、Noxo1(p47^<phox>ホモログ)とNoxa1の相互作用が重要であることを示した。(5)Nox3はp22^<phox>と2量体を形成していること、その活性にはp47^<phox>やNoxo1がSH3ドメインによりp22^<phox>と結合する必要があることを明らかにした。
嗅覚系における神経成長因子の機能に関する研究

発達加齢時及び嗅神経切断,嗅球除去後の再生時における嗅覚伝導路でのNGFファミリーの受容体の発現を,高親和性受容体をコードしているtrkグループの遺伝子産物(trk,trkB,trkC)に対する抗体を用いて免疫組織化学的に検討した.発達加齢過程においては,trkの発現を全期間を通じて嗅細胞,嗅神経線維,嗅球糸球体層に認め,特に嗅細胞では胎生1618日目に,嗅球では生後10日目に強く認めた.trkB及びtrkCに関しては正常発達及び加齢過程において発現は認めなかった.嗅糸切断及び嗅球嗅除去後の発現に関しては,trkは障害7日後から嗅細胞に発現したが,嗅糸切断例では切断21日後には正常と変わらぬまでに減少したのに対して,嗅球除去例では障害後長期間発現の増加が持続した.また,嗅球においては嗅糸切断例で切断21日後から発現を認めたのに対し,嗅球除去例では発現を認めなかった.また,trkB及びtrkCに関しては障害後一過性に嗅神経線維に発現を認めるのみであった.以上の結果から,嗅細胞の発達,成熟ならびに再生にはNGFが重要な役割を演じていることが推察された.また,従来嗅球にNGFが豊富に存在することが知られており,嗅細胞の再生に影響を及ぼすものと考えられていたが,今回の実験結果から,嗅細胞の再生に関するNGFは嗅細胞あるいは嗅粘膜レベルで産生されている可能性が示唆された.次に,嗅球及び嗅粘膜にNGFを投与する実験を行った.投与方法としては微小浸透圧ポンプ及び脳内注入装置(いずれもalzet社製)を用いて3日間にわたり持続注入を行った.その結果に関しては現在,まだ充分な結果が得られておらず,検討中である.発達加齢時及び嗅神経切断,嗅球除去後の再生時における嗅覚伝導路でのNGFファミリーの受容体の発現を,高親和性受容体をコードしているtrkグループの遺伝子産物(trk,trkB,trkC)に対する抗体を用いて免疫組織化学的に検討した.発達加齢過程においては,trkの発現を全期間を通じて嗅細胞,嗅神経線維,嗅球糸球体層に認め,特に嗅細胞では胎生1618日目に,嗅球では生後10日目に強く認めた.trkB及びtrkCに関しては正常発達及び加齢過程において発現は認めなかった.嗅糸切断及び嗅球嗅除去後の発現に関しては,trkは障害7日後から嗅細胞に発現したが,嗅糸切断例では切断21日後には正常と変わらぬまでに減少したのに対して,嗅球除去例では障害後長期間発現の増加が持続した.また,嗅球においては嗅糸切断例で切断21日後から発現を認めたのに対し,嗅球除去例では発現を認めなかった.また,trkB及びtrkCに関しては障害後一過性に嗅神経線維に発現を認めるのみであった.以上の結果から,嗅細胞の発達,成熟ならびに再生にはNGFが重要な役割を演じていることが推察された.また,従来嗅球にNGFが豊富に存在することが知られており,嗅細胞の再生に影響を及ぼすものと考えられていたが,今回の実験結果から,嗅細胞の再生に関するNGFは嗅細胞あるいは嗅粘膜レベルで産生されている可能性が示唆された.次に,嗅球及び嗅粘膜にNGFを投与する実験を行った.投与方法としては微小浸透圧ポンプ及び脳内注入装置(いずれもalzet社製)を用いて3日間にわたり持続注入を行った.その結果に関しては現在,まだ充分な結果が得られておらず,検討中である.
粥状硬化巣の安定化に及ぼす泡沫細胞死の影響

粥状硬化巣の安定化と泡沫細胞死の関係を明らかにするために、動脈硬化組織における泡沫細胞(foam cells)のアポトーシスと、その関連蛋白を検出した。免疫組織染色法によるアポトーシスは、ssDNA染色により検出した。マクロファージはCD68抗体により、血管平滑筋は抗アクチン抗体により、それぞれ同定した。その他、Fasおよびその関連蛋白を特異抗体を使用して検出した。その結果、ヒトの頚動脈硬化巣において、アポトーシスは概ね抑制されていたが、マクロファージや血管平滑筋が混在するLipid Core周辺のadvanced lesionにおいて、アポトーシスは観察された。アポトーシスを惹起するFasはマクロファージに一致して検出されたが、同時にBcl-x,FLIPなどのアボトーシス抑制蛋白が検出された。さらに、マウスを使用した検討では、マクロファージのFasの発現が欠損したマウスの骨髄を移植したマウスの動脈硬化巣は、コントロールのFas陽性マクロファージを移植したマウスと比較して、アポトーシスは抑制され、Fibrous Capが薄くLipid Coreが大きい動脈硬化巣が観察された。従って、これらの検討から、アポトーシス惹起分子、抑制分子のバランスの破綻が動脈硬化巣の安定化に関与している可能性が示唆された。ヒトの粥状硬化巣の安定化と泡沫細胞死とその機序を明らかにするために、動脈硬化組織における泡沫細胞(foam cells)のアポトーシスと関連蛋白の検出を試みた。近年、ユビキチン関連蛋白の動脈硬化進展に関わる意義が報告されている。そこで、以下の検討をおこなった。A)免疫組織染色による動脈硬化巣中のアポトーシスと各種関連分子の検出:頚動脈狭窄症の手術摘出組織中の動脈硬化巣において、各種の抗体を使用した組織染色により、1)Fas、2)multi-ubiquitin(Ub)、3)細胞特定のための分子(α-actin:血管平滑筋,CD68:マクロファージ(Mp),CD3:T細胞、CD31:血管内皮細胞)の検出をおこなった。アポトーシスはssDNA染色により検出した。B)In situ法による動脈硬化巣中の泡沫細胞のLIG/HIP2の発現:LIG/HIP2のsenseおよびanti-senseプローブを使用してIn situ法による動脈硬化巣中のLIG/HIP2の発現を検討した。その結果、以下のような結果を得た。a)アポトーシスは主としてMp dominant、血管平滑筋細胞(SMC)が混在する領域で散見されたが、Mpがdominantなfoam cellsが集蔟する領域では、アポトーシスは抑制されていた。b)Ubは中膜肥厚部のアポトーシスの少ないSMCで陽性であったが、Mpでは陰性であった。c)LIG/HIP2は、lipid core周辺のMp/foam cellsに発現がみられたが、中膜SMCでの発現は乏しかった。このように、LIGの発現はMpとSMCで異なっていた。現時点では、LIG/HIP2発現の動脈硬化における意義は明らかではない。今後、動脈硬化の組織学的な不安定性の評価をおこない、上記で得られた指標との関連を解析する予定である。我々は、これまでに細胞内蛋白のユビキチン化に関係する遺伝子Huntingtin interacting protein-2をコードする遺伝子、LDL inducible gene(LIG/HIP2)が、単球/マクロファージの泡沫化に伴うアポトーシスの抑制にともなって発現されることを見い出した。LIG/HIP2はユビキチン関連蛋白(E2)として知られるが、動脈硬化進展にかかわるユビキチン関連蛋白の意義はこれまで明らかではなかった。そこで、本研究では、ヒトの粥状硬化巣の不安定性と泡沫細胞死、ユビキチン関連蛋白の発現の関係を明らかにするために、動脈硬化組織における単球由来のマクロファージ(Mp)のアポトーシスと関連蛋白の検出を試み、以下のような結果を得た。a)アポトーシスは主としてlipid core周辺などのMpが血管平滑筋細胞(SMC)と混在する領域で散見されたが、Mpがdominantでfoam cellsが集簇する領域では、アポトーシスは抑制されていた。

b)multi Ubiquitin(Ub)は中膜肥厚部のアポトーシスの少ないSMCで陽性であったが、Mpでは陰性であった。c)LIG/HIP2の発現は、lipid core周辺の不安定な病巣と考えられる領域のMp/foam cellsにみられたが、中膜SMCでの発現は乏しかった。このように動脈硬化巣中では、Mp泡沫細胞死抑制にともないユビキチン系の抑制下でLIG/HIP2の発現がみられる。このような一連の研究成果は、multi-Ubiquitinはp53をはじめとするApoptosis抑制因子の異化を介してSMCの増殖に関与し、一方、LIG/HIP2はApoptosis抑制因子の異化を抑制することでMpの細胞死を抑制して不安定性が増大する可能性を示している。さらに、これらの因子の血中測定は、非侵襲的な病巣不安定性のマーカーとして利用できる可能性があり、有意義であると考えられた。
一般線形コホモロジ-の研究

群のコホモロジ-を計算するにあたり、通常ホモロジ-理論(resolutionの構成,ホモロジカル代数の応用等)だけでなはなく一般コホモロジ-を利用し一般線形群および有限P群の研究を行った。具体的にはGL_3(Fp)やlGl=p^3の群,meta cyclicな群については複素Kーtheory,BPーtheoryともわかっているので,これらを利用してよい大きなP群,たとえばextra pー群,rankpG=2の群について研究を行なった。とくに,現在,アメリカ東海岸,MIT,エ-ル,ジョンズホプキンス大等で,moravak理論の研究がさかんになりいろいろな分野で応用されている。そこでは分類空間BGのmoravak理論K(n)^*(BG)が重要となっている,我々はK(n)^*(BG)と通常ホモロジ-H^*(BG)=H^*(G)の関係を調べ,MoravaK理論にも通常コホモロジ-にも新しい事実をいくつか発見した,たとえば表現環R(G)のfiltrationについてのPー群のAtiyah予想の反例をみつけた。