hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マングローブ由来の耐塩性強化因子マングリンが有する環境ストレス耐性強化機能の解析

マングローブ植物は、その進化の過程で一般的な陸上植物にない多彩な耐塩性機構を獲得し、現在に至ったと考えられる。申請者は大腸菌を用いた環境ストレス耐性遺伝子の機能スクリーニング法を確立し、ヒルギ科マングローブの一種であるBruguiera sexangulaの耐塩性に関与すると考えられる遺伝子のスクリーニングを進めてきた。その結果、新奇耐塩性強化因子マングリン(申請者らが命名: Plant Cell Physiol, 2002(8))cDNAの単離に成功した。マングリンを発現した大腸菌、酵母、及びタバコ培養細胞において、耐塩性が向上することが既に明らかになっている。しかしながら、マングリンがどのような分子機構でバクテリアから植物細胞までの幅広い生物群の耐塩性を向上させるかは不明であった。そこで平成16年度は、前年度に決定した精製条件を基にマングリン、及びその機能領域タンパク質を精製し、それらの機能解析を試みた。精製したマングリン、及びその機能領域タンパク質に対し、各種機能解析を行ったところ、これらのタンパク質はクエン酸シンターゼに対する熱凝集抑制効果、及び変性したクエン酸シンターゼに対するリフォールディング促進活性が認められた。これらの結果からマングリンタンパク質は分子シャペロン様の活性を有することが明らかになった。さらに平成16年度はマングリン遺伝子のプロモーター領域をクローニングし、タバコ培養細胞を宿主として、そのプロモーター活性を評価した。その耐塩性に関与する遺伝子を単離できれば、将来「有用植物の耐塩性強化」への利用が期待できる。申請者は、大腸菌を用いた環境ストレス耐性遺伝子の機能スクリーニング法を確立し、ヒルギ科マングローブの一種であるBruguiera sexangulaの耐塩性に関与すると考えられる遺伝子のスクリーニングを進めてきた。その結果、新規耐塩性強化因子マングリンをコードするcDNAを含む複数のcDNAの単離に成功した。マングリンは256アミノ酸からなるタンパク質である。その機能領域はN末端側の70アミノ酸からなり、この領域だけでも大腸菌の耐塩性を向上させる活性を有する。本研究ではこの機能領域をコードするcDNAに対し、error prone PCR、及びDNA shufflingによりランダムな変異を導入した変異マングリンcDNAライブラリーを作成した。これらを大腸菌で発現させ、塩濃度の異なる寒天培地上で選抜をかけることで、耐塩性向上活性が変化した変異マングリンcDNAの獲得を試みた。その結果、複数の変異cDNAの単離に成功した。次に、この変異cDNAがコードするタンパク質のN末端側にGST-tagをつなげた融合タンパク質を作成し、その精製を試みた。GST精製カラムを用いた精製物をSDS-PAGEで解析した結果、目的のバンドの他に複数のバンドが検出された。今後さらに精製をすすめる必要がある。
mTORシグナルを介したがん抑制遺伝子TSCによる発がん機構の研究

抗がん剤としての薬効が注目されている薬剤ラパマイシンの哺乳動物細胞内の標的タンパク質がmammalianTarget of Rapamycin (mTOR)である。mTORはアミノ酸濃度などの細胞が活発に増殖できる環境条件を感知し、細胞成長を制御しているシステムを司る情報伝達系の中枢の分子と考えられている。本研究ではがん抑制遺伝子産物TSC1-TSC2複合体が関与する情報伝達機構を明らかにするために、この複合体と相互作用するタンパク質の探索を試みた。FLAGタグを付加したTSC1およびTSC2をHEK293細胞に発現させ、この複合体と特異的に共精製されるタンパク質を見出し、質量分析法を用いた解析を行ったところ、このタンパク質は約3万2千の分子量を有し、GTPase Activating Protein (GAP)ドメインを備えた機能未知タンパク質であると同定された。この分子は、FLAG-TSC2を単独で細胞内で発現させた際には共精製されないことなどから、直接のBinding PartnerはTSC1であることが示された。またその結合領域は少なくともTSC1コイルドコイル領域のC末端側881-996に限定されることを明らかにした。本研究によって、TSC1と相互作用するGAPドメインを有した分子としてTSC2とは異なる新規タンパク質が見出され、TSC複合体を介する新たな情報伝達経路の発見につながる知見が得られたものと考える。
v-src,v-crk癌化細胞の浸潤・転移に決定的なシグナル伝達系の研究

本年は、v-Src癌化細胞の浸潤転移を決定する細胞機能の変化の中でも、運動能の活性化機構に注目し研究を進めた。1930年代より、v-Src癌化細胞が大量のヒアルロン酸を合成分泌する事が知られてきた。しかしその生物学的意義は、長い間不明のままであった。我々は、このヒアルロン酸が腫瘍特異的な細胞運動を制御するのではないかと作業仮説をたて研究を進めた。その結果、v-Src癌化細胞は大量のヒアルロン酸を分泌する事、この分泌活性化はv-Srcの癌化能と一致する事、ヒアルロン酸はRas-MAPK系及びPI3K-Akt系を活性化し、v-Src癌化細胞の運動能を亢進させる事が明かとなった。更にこの運動亢進は抗CD44抗体により阻害され、CD44を介する事が判明した。この結果は、v-Srcがヒアルロン酸-CD44によるautocrine様制御機構によって細胞の運動性を腫瘍特異的に活性化させる事を示す。更に、ヒアルロン酸合成酵素を正常細胞に過剰発現させると、ヒアルロン酸マトリックスが細胞周囲に形成されると共に、細胞の接着依存増殖抑制が低下し、運動能が亢進する事を見い出した。また、ヒト肺癌細胞QG90は、CD44を過剰発現し、ヒアルロン酸刺激により、v-Srcの基質であるFAKを介して、マトリックスメタロプロテアーゼ2(MMP2)の分泌亢進と活性化が起きる事を見い出した。更に、v-Srcの基質であるカベオリンで細胞の浸潤を活性化する点突然変異を、c-Srcが活性化されたヒト乳癌組織で見い出した。また、v-CrkはRas-MAPK系を介して細胞接着後の細胞体の広がりを抑制する事を見い出した.本年は、v-Src癌化細胞の浸潤転移を決定する細胞機能の変化の中でも、運動能の活性化機構に注目し研究を進めた。また、v-CrkはRas-MAPK系を介して細胞接着後の細胞体の広がりを抑制する事を見い出した.
集積反応場の多元的機能の開発

特定研究「集積反応場」は化学的安定性に欠ける生体機能材料にかわって実用性に富んだ機能性分子素子を開発し、その複合組織化により構成された集積反応場の機能を評価し、多面的に利用する方策を見出すことにより、新しい反応化学の基礎を築くことを目指して研究を遂行した。この目的達成のため、3年間に亘った本特定研究は、1)集積反応場の機能設計、2)集積反応場による分子識別、3)人工酵素、4)選択的分子輸送の四つの研究班の構成を取り、第三年度は設定された目標に向って、仕上げの研究を活発に行った。前年度までの公募研究者は、各班に組入れられ、今回は新たに公募を行わなかったので、班員の入れ換えを研究の進捗状況に応じて行い、研究の活性化を図る運営形態をとった。昭和63年度の公開シンポジウムは、福岡リーセントホテルにおいて、9月13、14日の両日に亘って開催した。各班から合計17名の研究担当者による講演とこれに対する活撥な討論が行われ、班員以外にも多数の一般参加者と九州大学の学生諸君の参加が見られた。又一班と二班、三班と四班は合同して泊り込みで研究発表と班会議を開催し、班内ばかりでなく、班相互間の交流を行った。以上の経過をふまえて、11月7日には文部省で本特定研究における成果についてのヒヤリングを受け、吉川、村上、砂本の三名が出席した。このことについて、文部省への研究経過等の報告書、研究成果資料を作製した。総括班としては、合計4回の会議を開催し、本特定研究の推進ならびに運営について種々の論議を行い、来年度成果のとりまとめを行うための申請を行った。又シンポジウム要旨集並びに昭和63年度成果報告書を発行した。以上の報告書の内容から明らかなように、計画班員,公募班員とも、所期の成果をおさめえたものと信じている。
「拍動流補助循環」の重症呼吸不全治療に対する効果　-定常流補助と比較する-

本研究は「人工肺と血液ポンプを用いた体外循環回路による治療」(Extracorporeal Membrane Oxygenation:ECMO)における拍動流補助循環法による重症呼吸不全の肺機能改善効果を明らかにする。具体的には、以下の研究を実施する。1) In-Vitro試験にて肺血管抵抗変化を模擬したオーバーフロー式模擬循環回路にて血液粘性実験を実施し、拍動流ECMOが生体を模擬した肺血管抵抗変化にも対応できることを圧ー流量曲線を描いて証明する。2)重症呼吸不全モデルの小動物実験において、拍動流ECMOと定常流ECMOの比較を実施し、拍動流ECMOの肺機能改善効果について証明する。
新世代光通信へのイノベーション-革新的な光デバイスを基点として-

本研究領域では,新世代の情報インフラを担う光通信として,大容量で,柔軟かつ安全性の高い光通信ネットワークの実現を目指し,革新的な光機能デバイスの創出を基点として,新世代光通信を切り拓く学術基盤の確立を目的として研究を進めた.本特定領域研究の総括班活動は,平成20年6月に計画研究,及び公募研究の研究代表者,および総括班メンバーによる全体会議と研究計画/成果を報告する研究会を開催し,研究方針について意志の疎通を図るとともに,研究項目内,研究項目間での有機的な共同研究を可能とする体勢を整えた.また,総括班顧問委員を6名の方々にお願いし,特定領域全体の研究活動,研究成果について書面で評価頂くとともに,本特定領域研究の運営遂行と強化策にアドバイスをいただいた. (1)外部への最終成果の公開と外部からの意見を積極的に採り入れるため,平成21年1月に公開シンポジウム(参加者約150名)を開催して,本特定領域全体,各計画研究代表者の研究成果を広く情報発信するとともに,外部からの意見を積極的に収集した.さらには, (2)World Wide Webのホームページに本領域研究の研究目的,研究計画,各計画研究の研究進行状況などに加えて,研究会のプログラム,各計画研究,公募研究の内容などを広く情報公開した.また, (3)ニュースレターを定期的に2号発行して国内研究者約150名に配布するとともに, (4)年度末に最終成果をまとめて報告書として発行配布するなど,本研究領域からの情報発信を積極的に実施した.一方,各計画研究チーム間の共同研究を推進するために, (6)各研究項目を横断する「量子情報ミニ研究会」を企画・実施し,領域内の横断的・有機的な連携を加速した.本研究領域では,新世代の情報インフラを担う光通信として,大容量で,柔軟かつ安全性の高い光通信ネットワークの実現を目指し,革新的な光機能デバイスの創出を基点として,新世代光通信を切り拓く学術基盤の確立を目的として研究を進めた.本特定領域研究の総括班活動は,平成17年9月に計画研究の研究代表者,および総括班メンバーによる全体会議を開催し,研究方針について意志の疎通を図るとともに,研究項目内,研究項目間での有機的な共同研究を可能とする体勢を整えた.またWebホームページを開設して外部への広報活動を開始し,公募研究の申請に対しての情報公開を行うとともに,総括班顧問委員を6名の方々にお願いして本特定領域研究の運営遂行と強化策にアドバイスをいただいた.平成17年度は,(1)外部への情報公開と外部からの意見を積極的に採り入れるため,平成18年1月に公開シンポジウム(参加者約70名)を開催して各計画研究代表者の研究成果と今後の研究計画を広く情報公開するとともに,外部からの意見を積極的に収集した.さらには,(2)World Wide Webのホームページに本領域研究の研究目的,研究計画,各計画研究の研究進行状況などに加えて,研究会のプログラム,各計画研究,公募研究の内容などを広く情報公開した.また,(3)定期的にニュースレターを発行して国内研究者約150名に配布するとともに,(4)年度末に各研究項目の研究成果をまとめて年度末報告書として発行配布するなど,本研究領域からの情報発信を積極的に実施した.一方,各計画研究チーム間の共同研究を推進するために,(6)各研究項目を横断する「光バッファミニ研究会」と「量子情報ミニ研究会」を企画・実施し,領域内の有機的な連携を加速する体制を整えた.本研究領域では,新世代の情報インフラを担う光通信として,大容量で,柔軟かつ安全性の高い光通信ネットワークの実現を目指し,革新的な光機能デバイスの創出を基点として,新世代光通信を切り拓く学術基盤の確立を目的として研究を進めた.本特定領域研究の総括班活動は,平成18年6月に計画研究,及び公募研究の研究代表者,および総括班メンバーによる全体会議と研究計画/成果を報告する研究会を開催し,研究方針について意志の疎通を図るとともに,研究項目内,研究項目間での有機的な共同研究を可能とする体勢を整えた.また,総括班顧問委員を6名の方々にお願いし,特定領域全体の研究活動,研究成果について書面で評価頂くとともに,本特定領域研究の運営遂行と強化策にアドバイスをいただいた.(1)外部への情報公開と外部からの意見を積極的に採り入れるため,平成19年1月に公開シンポジウム(参加者約80名)を開催して各計画研究代表者の研究成果と今後の研究計画を広く情報公開するとともに,外部からの意見を積極的に収集した.さらには,(2)World Wide Webのホームページに本領域研究の研究目的,研究計画,各計画研究の研究進行状況などに加えて,研究会のプログラム,各計画研究,公募研究の内容などを広く情報公開した.また,(3)ニュースレターを定期的に3号発行して国内研究者約150名に配布するとともに,(4)年度末に各研究項目の研究成果をまとめて年度末報告書として発行配布するなど,本研究領域からの情報発信を積極的に実施した.一方,各計画研究チーム間の共同研究を推進するために,(6)各研究項目を横断する「量子情報ミニ研究会」を企画・実施し,領域内の有機的な連携を加速する体制を整えた.本研究領域では,新世代の情報インフラを担う光通信として,大容量で,柔軟かつ安全性の高い光通信ネットワークの実現を目指し,革新的な光機能デバイスの創出を基点として,新世代光通信を切り拓く学術基盤の確立を目的として研究を進めた.本特定領域研究の総括

班活動は,平成19年6月に計画研究,及び公募研究の研究代表者,および総括班メンバーによる全体会議と研究計画/成果を報告する研究会を開催し,研究方針について意志の疎通を図るとともに,研究項目内,研究項目間での有機的な共同研究を可能とする体勢を整えた.また,総括班顧問委員を6名の方々にお願いし,特定領域全体の研究活動,研究成果について書面で評価頂くとともに,本特定領域研究の運営遂行と強化策にアドバイスをいただいた.(1)外部への情報公開と外部からの意見を積極的に採り入れるため,平成20年1月に公開シンポジウム(参加者約70名)を開催して各計画研究代表者の研究成果と今後の研究計画を広く情報公開するとともに,外部からの意見を積極的に収集した.さらには,(2)WorldWideWebのホームページに本領域研究の研究目的,研究計画,各計画研究の研究進行状況などに加えて,研究会のプログラム,各計画研究,公募研究の内容などを広く情報公開した.また,(3)ニュースレターを定期的に3号発行して国内研究者約150名に配布するとともに,(4)年度末に各研究項目の研究成果をまとめて年度末報告書として発行配布するなど,本研究領域からの情報発信を積極的に実施した.一方,各計画研究チーム間の共同研究を推進するために,(6)各研究項目を横断する「光バッファミニ研究会」を企画・実施し,領域内の横断的・有機的な連携を加速する体制を整えた.本研究領域では,新世代の情報インフラを担う光通信として,大容量で,柔軟かつ安全性の高い光通信ネットワークの実現を目指し,革新的な光機能デバイスの創出を基点として,新世代光通信を切り拓く学術基盤の確立を目的として研究を進めた.本特定領域研究の総括班活動は,平成20年6月に計画研究,及び公募研究の研究代表者,および総括班メンバーによる全体会議と研究計画/成果を報告する研究会を開催し,研究方針について意志の疎通を図るとともに,研究項目内,研究項目間での有機的な共同研究を可能とする体勢を整えた.また,総括班顧問委員を6名の方々にお願いし,特定領域全体の研究活動,研究成果について書面で評価頂くとともに,本特定領域研究の運営遂行と強化策にアドバイスをいただいた. (1)外部への最終成果の公開と外部からの意見を積極的に採り入れるため,平成21年1月に公開シンポジウム(参加者約150名)を開催して,本特定領域全体,各計画研究代表者の研究成果を広く情報発信するとともに,外部からの意見を積極的に収集した.さらには, (2)World Wide Webのホームページに本領域研究の研究目的,研究計画,各計画研究の研究進行状況などに加えて,研究会のプログラム,各計画研究,公募研究の内容などを広く情報公開した.また, (3)ニュースレターを定期的に2号発行して国内研究者約150名に配布するとともに, (4)年度末に最終成果をまとめて報告書として発行配布するなど,本研究領域からの情報発信を積極的に実施した.一方,各計画研究チーム間の共同研究を推進するために, (6)各研究項目を横断する「量子情報ミニ研究会」を企画・実施し,領域内の横断的・有機的な連携を加速した.
ヒト免疫不全ウイルス感染者の病態把握における唾液検査の実用化

HIV-1感染者の治療において重要な抗ウイルス薬の内服状態の把握と、行政統計で最も問題となる新規感染者の感染時期判定法の開発を目的とした。まず、HIV感染者の血中と唾液中薬剤濃度測定法を開発した。そして血液中と唾液中の薬剤濃度を測定し、両者が相関関係にあることを見出した。これにより、薬物動態を唾液を用いて評価できる可能性が示唆された。次に、唾液に感染性がない原因が唾液中のウイルス粒子の中のRNAが損傷を受けることにあるという仮説を立て、それを検証するための測定法を確立した。これらの研究はHIV-1感染者にとってより簡便な検査や感染時期判定に役立つ。研究計画の概要目的:HIV-1感染者の治療において重要な抗ウイルス薬の内服状態の把握と、行政統計で最も問題となる新規感染者の感染時期判定法の開発構想:(1)唾液を用いたHIV感染者の血中薬剤濃度判定法の開発(2)免疫グロブリン価の推移を根拠としたHIV-1感染時期判定法の確立(3)HIV-1感染者唾液の非感染性について以上の3項目について検証する。研究の進捗状況本研究は3年計画で行う。平成23年度は(3)HIV-1感染者唾液の非感染性について研究を行った。私たちがこれまでに行った実験結果から、唾液中ウイルス量の定量が可能であることが認められている。そこで、唾液の感染性が「低い」あるいは「ない」原因が唾液中のウイルス粒子の中のRNAが損傷を受けることにあるという仮説を立て、それを検証するための測定法を確立した。まずRNAの精製操作においてどの程度損傷するかを調べた。精製する前のRNAと精製後のRNAはどちらもC_T値(ウイルスRNA量を示す値。大きいほどRNA量は少なくなる。)の傾きが0に近く有意差がなかったP=0.48)。これは精製操作においてRNA鎖の切断は起こっていないことを示している。次に、RNAを損傷することが明らかな紫外線照射による損傷度を本法で実際に評価できることを確かめた。まずLAI RNAに紫外線を0、1、2、4、8分間照射し、RT-リアルタイムPCRで定量した結果、照射時間が長くなるにしたがってC_T値の傾きが増加した。すなわちHIV-1RNAの損傷を定量的に評価できることがわかった。平成23年度の後半より本方法にて臨床検体を用いた実験を行っている。本結果は、平成23年度新潟歯学会第2回例会、および追加報告とし第25回日本エイズ学会学術集会・総会にて発表した。現在、上記結果をまとめた論文を作成しJournal of Dental Researchに投稿予定である。目的:抗HIV療法施行中の患者にとって、血液検査による血中薬物濃度測定は治療の効果判定に有効である。しかし、血液検査は患者への侵襲や場所の制約、さらに医療従事者への感染の危険性もある。一方で唾液は患者自身での採取可能であり場所を選ばず、医療従事者側への感染の危険性もない。さらに発展途上国でも検査が行える。そこで、血中と唾液中の薬剤濃度を測定し、両者が相関関係にあることを証明し、唾液を薬剤濃度測定の代用検体とすることを目指す。構想:1唾液を用いたHIV感染者の血中薬剤濃度測定法の開発、2免疫グロブリン価の推移を根拠としたHIV-1感染時期判定法の確立、3HIV-1感染者唾液の非感染性について、の3項目について検証する。研究の進捗状況:本研究は3年計画で行う。平成25年度は1唾液を用いたHIV感染者の血中薬剤濃度測定法の開発について研究を進めた。患者のべ30名から集めた血液と唾液検体を用いて血中と唾液中の抗HIV薬(DRV/RAL/ABC/TDF)濃度をLC-MS/MSにて測定した。TDF以外の3剤については、血中と唾液中の薬剤濃度に相関関係がみられた。さらにこの相関は血漿中と唾液中よりも、除タンパク質した血漿中と唾液中の方がより強い相関関係がみられた。この結果は現在、論文としてまとめAntimicrobial agents and Chemotherapyに投稿予定である。また、3の研究結果に関しては第27回日本エイズ学会学術集会・総会論文ならびに第68回NPO法人日本口腔科学会学術集会、第47回新潟歯学会総会にて学会発表を行い、さらに論文としてまとめJournal of Dental Researchに投稿予定である。研究計画の概要目的:抗HIV療法施行中の患者にとって血液検査による血中薬剤濃度測定は治療の効果判定に有効である。しかし、血液検査は検査の際の侵襲や場所の制約、また医療従事者側の感染の危険性がある。これに対し、唾液であれば患者自身でも採取可能で場所を選ばず、医療従事者側への感染の危険性もほとんどない上、発展途上国でも検査が行える。そこで、唾液中と血中の薬剤濃度が相関関係にあることを証明し、唾液を用いた薬剤濃度測定へとつなげる。

構想:1唾液を用いたHIV感染者の血中薬剤濃度判定法の開発2免疫グロブリン価の推移を根拠としたHIV-1感染時期判定法の確立3HIV-1感染者唾液の非感染性について以上の3項目について検証する。研の進捗状況:本研究は3年計画で行う。平成24年度は1唾液を用いたHIV感染者の血中薬剤濃度判定法の開発について研究を行った。まず、血中薬剤濃度測定はLC-MS/MSを用いることより、4種類の薬剤(DRV/RAL/ABC/TFV)につき測定系の確立を行い、それぞれの薬剤濃度1ng/mLまで定量できることを確かめた。次に、実際の唾液や血漿中に薬剤を加えてLC-MS/MSにて薬剤濃度1ng/mLまで定量できることを確認した上で、本学ならびに関連施設にて患者検体の採集を行っている。現在は唾液中薬剤濃度と血漿中薬剤濃度の相関関係を調べるべく、薬剤を含んだ血漿から除タンパクを行うなど測定前のサンプル処理の方法について検討を行っている。また3の研究結果に関しては現在、論文としてまとめJournal of Dental Researchに投稿予定である。平成23年度はHIV-1感染者唾液の非感染性についての研究を行い、HIV-1 RNAの損傷度を定量的に測定できる方法を開発した。平成23年度の後半より本方法にて臨床検体を用いた実験を行っており、研究計画はおおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は唾液を用いたHIV感染者の血中薬剤濃度判定法の開発についての研究を行い、LC-MS/MSにて唾液中・血中薬剤濃度を定量できる測定系を確立した。患者検体も順調に採取できており、研究はおおむね順調に進展していると言える。平成24年度は、引き続きHIV-1感染者唾液の非感染性についての研究を行い、平行して唾液を用いたHIV感染者の血中薬剤濃度判定法の開発を開始する。検体採取方法サンプル採取(唾液・血液)の際の口腔内の状態(潜血、歯周組織、扁桃腺など)の詳細な記録を作成する。(口腔内状態の評価とは具体的に歯周基本検査を行い、歯周状態との関連も考慮にいれる。採血は、田邊が担当)。血液採取と同日にHIV感染患者より唾液を採取する。安静時唾液を50mlの遠心管に吐き出し採取する(高木・永田が担当)。・HAART療法施行者の血清と唾液中の薬剤濃度の相関ぜんそく薬のテオフェリン等の薬剤は血中薬剤濃度と唾液中薬剤濃度に相関関係がある。抗ウイルス薬も同様に血中と唾液中薬剤濃度に相関があることを仮定し、相関関係を検討する。薬剤濃度の測定にはLC-MS/MSを用いる(加藤が担当)25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、引き続き血中薬剤濃度判定法の開発についての研究を行う予定である。
生活習慣病の治療薬の吸収、血中移行過程に対する食物繊維の影響：相互作用の解明

食品多糖類の食物繊維は生活習慣病の発症やそのリスク因子の減少に役立つとされ、いわゆる健康食品や保健機能食品にも利用されている。医薬品を服用する人がこれらの食品を摂取した場合、「薬と食物繊維の相互作用」について問題となることが考えられる。しかし、薬、特に生活習慣病の治療薬と食物繊維との相互作用は明らかになっていない。本研究では、生活習慣病の治療薬と食物繊維の相互作用を明らかにするために、薬の薬効発現の過程における遊離薬物量、小腸膜輸送、血中濃度に対する食品多糖類の影響を精査する。これらの検討により食物繊維を多く含む健康食品と薬の「のみ合わせ」について基礎的な知見をもたらすことができる。
細胞のターゲッティング機能を有する殺菌・抗菌材料の設計

固体表面で機能する複合型の殺菌・抗菌材料の設計と開発を目的として,光殺菌触媒であるTiO^2粒子を活性炭に固定化した.大腸菌を供試菌として,TiO^2-活性炭複合体(T/AC)の細胞吸着特性と殺菌特性を評価した.温度298KにおけるT/ACへの大腸菌の吸着特性は,T/AC濃度が0.11.0kg/m^3の範囲でFreundlich型吸着等温線により表された.大腸菌の殺菌特性を,温度298K,T/AC濃度00.4kg/m^3,初期菌体濃度1×10^<11>,2×10^<12>ce11s/m^3で調べ,series-event modelに基づく殺菌速度式に従って解析を行った.見かけの殺菌速度定数k′′と平均光強度I_<obs>に関し,k“/I_<obs>とT/AC濃度の関係を明らかにし,T/ACへの吸着を考慮した殺菌速度モデルに基づく計算線と良好に一致することを示した.さらに,初期菌体濃度1×10^<11>cells/m^3において,k′′/I_<obs>の値は,吸着を考慮しない場合よりも約10^4倍大きな値を示し,T/ACによる殺菌過程における吸着効果が大きいことを明らかにした.さらに,非光照射・非溶出型無機殺菌素子である銀担持リン酸ジルコニウム(Zr)と生体分子との吸着性が認められているヒドロキシアパタイト(HA)との複合化方法を検討し,Zr/CaP複合粒子を調製した.大腸菌を供試菌として,k′′の値を比較したところ,Zr単一粒子ではk′′=5.24×10^<-2>min^<-1>,Zr/CaP複合粒子ではk′′=1.37×10^<-1>min^<-1>となり,複合化により殺菌効果が著しく向上することを明らかにした.固体表面で機能する複合型の殺菌・抗菌材料の設計と開発を目的として,光殺菌触媒であるTiO^2粒子を活性炭に固定化した.大腸菌を供試菌として,TiO^2-活性炭複合体(T/AC)の細胞吸着特性と殺菌特性を評価した.温度298KにおけるT/ACへの大腸菌の吸着特性は,T/AC濃度が0.11.0kg/m^3の範囲でFreundlich型吸着等温線により表された.大腸菌の殺菌特性を,温度298K,T/AC濃度00.4kg/m^3,初期菌体濃度1×10^<11>,2×10^<12>ce11s/m^3で調べ,series-event modelに基づく殺菌速度式に従って解析を行った.見かけの殺菌速度定数k′′と平均光強度I_<obs>に関し,k“/I_<obs>とT/AC濃度の関係を明らかにし,T/ACへの吸着を考慮した殺菌速度モデルに基づく計算線と良好に一致することを示した.さらに,初期菌体濃度1×10^<11>cells/m^3において,k′′/I_<obs>の値は,吸着を考慮しない場合よりも約10^4倍大きな値を示し,T/ACによる殺菌過程における吸着効果が大きいことを明らかにした.さらに,非光照射・非溶出型無機殺菌素子である銀担持リン酸ジルコニウム(Zr)と生体分子との吸着性が認められているヒドロキシアパタイト(HA)との複合化方法を検討し,Zr/CaP複合粒子を調製した.大腸菌を供試菌として,k′′の値を比較したところ,Zr単一粒子ではk′′=5.24×10^<-2>min^<-1>,Zr/CaP複合粒子ではk′′=1.37×10^<-1>min^<-1>となり,複合化により殺菌効果が著しく向上することを明らかにした.
気管支喘息発症分子機序におけるCGRPファミリーの関与および治療応用

気管支喘息は、気道平滑筋収縮、気道過敏性、気道炎症、気管支平滑筋増殖や気道リモデリングを主体とする病態であり、種々の化学物質が複雑に関与していると考えられる。気管支喘息の発症機序には、種々の炎症関連物質が複雑に関与している可能性が報告されているが、その分子機構は未だ明かではない。近年、炎症を促進あるいは抑制する生理活性因子として、アドレノメデュリン(adrenomedullin, AM)、calcitonin-gene-related-peptide(CGRP)などのペプチドが注目されている。本研究では、発生工学的手法を応用し、CGRPファミリーの気管支喘息発症分子機序における重要性について検討する。特に、CGRPおよびアドレノメデュリン遺伝子の意義を明らかにする。手法として、遺伝子ノックアウトマウスを新たに作成し、気道過敏性発症との関連を検索した。まずCGRP遺伝子欠損マウスを作成し、CGRP遺伝子欠損マウスおよび野生型群にOvalbumin感作・抗原吸入負荷を施行し、アレルギー性喘息モデルを樹立した。生理学的検討によりCGRP遺伝子欠損マウスで気道反応性低下が認められ、内因性CGRPの存在が気道過敏性発症に関与することが示された。従って今後、CGRP本体や、その機能発現に関わる系などが、気管支喘息の研究対象として拡がることが推察される。また、本研究で用いたCGRP遺伝子欠損マウスは、CGRPが関与する呼吸器疾患の病態メカニズムの解明に寄与することが期待される。手法として、遺伝子ノックアウトマウスを新たに作成し、気道過敏性発症との関連を検索する。近年、炎症を促進あるいは抑制する生理活性因子として、calcitonin-gene-related-peptide(CGRP)などのペプチドが注目されている。特に、CGRP遺伝子の意義を明らかにするため、遺伝子ノックアウトマウスを新たに作成し、気道過敏性発症との関連を検索した。CGRP遺伝子欠損マウス(ホモ接合体)を作成し、CGRP遺伝子欠損マウスおよび野生型群にOvalbumin感作・抗原吸入負荷を施行し、アレルギー性喘息モデルを樹立した。生理学的検討によりCGRP

遺伝子欠損マウスで気道反応性低下が認められ、内因性CGRPの存在が気道過敏性発症に関与することが示された。従って今後、CGRP本体や、その機能発現に関わる系などが、気管支喘息の研究対象として拡がることが推察される
組換え中間体Holliday構造に作用する組換え修復酵素の構造と機能

相同組換えの中間体と考えられているホリデー構造は二分子の二重鎖DNAがそれぞれ相補鎖を交換してX字型構造となった構造をしている。我々は、このホリデー中間体をプロセスする酵素としてRuvAB複合体、RuvCエンドヌクレアーゼを初めて同定し、解析している。RuvAB複合体は、ATPのエネルギーを利用してホリデー構造のジャンクション位置の移動(ブランチマイグラション)を促進し、組換え領域を拡大すること、RuvCはホリデー構造のジャンクション部位を切断し組換え体を生じる際に働くエンドヌクレアーゼであることなどを証明してきた。本研究では、RuvABブランチマイグラーゼとRuvCエンドヌクレアーゼの作用機序を明かにすることを一つの目的とし、合成オリゴヌクレオチドで作成したHolliday構造のモデル基質を用いて解析した。その結果、RuvCエンドヌクレアーゼについて以下のことを明かにした。すなわち、RuvCのHollidayジャンクション対する結合と切断反応は、独立したモードである。また、相同性を持つ場合のみX字型及びY字型DNAが切断されるということから、合成Holliday構造の取り得る特殊なトポロジーの場合のみRuvCの基質となると考えられる。このことは、真のHollidayジャンクションの構造を理解するうえで重要なキーとなると思われる。また、RuvAB複合体のコンポーネントは、RuvAは4分子、RuvBは2分子であることを明かにした。更に、詳しく反応メカニズムを解析するために、RuvA,RuvB,RuvCの変異体を多数単離した。現在これらの変異体の解析を進めている。真核高等生物でのRuvホモログの遺伝子のクローニングは、もう一つの研究目的であるが、そのために、遺伝子ライブラリーを用意した。現在、プロービングのための条件検討や、ストラテジーを検討しているところである。
水稲の省力と安定多収を計るための実践的研究

水稲栽培の省力と安定した多収化を実現するため、湛水土壌中直播栽培について、3年間研究を行なった。内容は、湛水土壌中直播栽培に必要な播種機や測定器具の開発から、多収を計るための栽培技術の確立、新しいタイプの肥料の開発と使用法に至るまでの広い範囲に及んだ。これらの研究で得られた、主な成果を簡単に列記すると下記のようになる。1播種条間が15cmおよび、20cmの多収用狭条間直播機の開発2代かきした水田の土壌の硬さを測定する水田土壌硬度計の開発3単位面積当りの多収を前提にした必要苗立数および播種量の決定4土地生産性を高める、播種条間および株間と、1か所当り播種粒数の関係を明らかにする。5従来の施肥法、側条施肥法および遅効性肥料の全層施肥法が、湛水土壌中直播水稲の生育に及ぼす効果について確認。6水田の湛水深の深浅と単位面積当り穂数の増減の関係を解明。7水稲の葉色の濃淡と有効茎歩合の関係および稈長の長短の関係を数式化した。8 1穂着粒数と第2葉身長および第2節間長の関係を明らかにした。9中間追肥および穂肥の施用時期と、1穂着粒数や単位面積当り有効茎数の増減の関係を明らかにした。10葉緑素計を使用した肥培管理法について、目標収量に応じた管理基準を定めた。11多収栽培を実践する目標として、稈長密度(単位=m/【m^2】)の概念を新しく導入した。前年に続き、水稲品種コシヒカリ・加賀ひかりおよび新しく新潟早生を使用し,基礎的なほ場実験と一般農家の水田約2haを使用した実用化試験を行なった。主な試験項目は下記の6種類である。1単位面積当り播種量決定2 1か所当りの適正播種量決定3播種条間と株間の関係4元肥・追肥の種類・量・時期5早期の茎数確保方法6気温と稲の生育60年度の収穫を10月中に全て終えたが、今年度の実験から下記のことが明らかになった。1従来の播種条間30cmよりも、条間を15cm以下に狭しすると収量が増加する。試験では、条間を15cmにして30cm条間と比較したところ、収量が約12%上まわった。また、実用化を目ざして開発した直播機は、今後さらに改良が必要であるが十分実用に供することができることが分った。2苗立数が、1【m^2】当り120140本付近で収量が多く栽培が安定する。これは、従来の80100本よりも多い数となる。3これまでの、有効分けつ終止期と言われる時期までに、他くの茎数を確保すると、少ない場合よりも有効茎歩合が減少する。このような場合、最高分けつ期の1週間前から出穂期前までの葉色をコントロールすることで、有効茎歩合をある程度調節できることが分った。4上から数えて2番目の葉の葉身長および、上から第2節間の節間長の長さと、穂長の長短および1穂籾数の多少が密接な関係にあることが分った。これから、第2葉の葉身長を長くすれば、穂長を伸ばし1穂の着粒数を多くできることが分った。5元肥に遅効性肥料を使用し、追肥で稲の生育をコントロールするように栽培すると、安全で安定した栽培ができる。
トリプルネガティブ乳癌の治療法開発のための基礎的研究

乳癌患者のホルモン療法、抗HER2療法に対する治療効果を予測するため、乳癌組織におけるエストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、HER2の発現が臨床の場でルーチンに検査されている。これら3因子すべてが陰性の乳癌がトリプルネガティブ(以下TN)乳癌と呼ばれている。TN乳癌は、ホルモン療法や抗HER2療法が無効であり、生物学的悪性度が高く、早期に遠隔転移を起こしやすく、予後が悪い。そのためTN乳癌の新たな治療法の開発が急務となっている。我々は、まずintrinsic subtype分類の4種類のサブタイプを網羅するヒト乳癌細胞株のパネルを用い、TN乳癌に特徴的な各種遺伝子の発現レベルを検討した。次に、これまでにTN乳癌に有効性が示唆されているDNA傷害性薬剤、各種分子標的薬剤の各々単独処理時の細胞増殖、細胞周期・アポトーシス、癌幹細胞(ALDH1発現・酵素活性やマンモスフェア形成能を指標)に与える影響を検討した。その結果、epithelial-mesenchymal transitionを示すTN乳癌細胞株(basal Bサブタイプ)は、Srcシグナル伝達阻害薬dasatinib(G1-S移行阻害とアポトーシス誘導)やDNA障害性薬剤エトポシド(G2/M移行阻害とアポトーシス誘導)に対して感受性が高く、両者の併用が相加的に働くことが判明した。さらに、dasatinibがbasal Bサブタイプ乳癌細胞に対し、癌幹細胞の構成比率を低下させることが世界で初めて示された。また、乳癌の臨床標本を用いSrcシグナル伝達の検討も行い、Srcシグナル伝達活性化が乳癌の遠隔転移を促進することが示された。乳癌患者の予後やホルモン療法、抗HER2モノクローナル抗体療法に対する治療効果を予測するため、乳癌組織におけるエストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、HER2の発現が臨床の場でルーチンに検査されている。これら3つの因子すべてが陰性の乳癌がトリプルネガティブ(以下TN)乳癌と呼ばれている。TN乳癌は、ホルモン療法や抗HER2療法が無効であり、抗癌化学療法のみが治療に用いられている。TN乳癌は、生物学的悪性度が高く、早期に遠隔転移を起こしやすく、きわめて予後が悪い。Intrinsicsubtype分類の4種類のサブタイプを網羅するヒト乳癌細胞株のパネルを用い、TN乳癌に特徴的な各種遺伝子の発現レベルを検討した。また、これまでにTN乳癌に有効性が示唆されているDNA傷害性薬剤、各種分子標的薬剤の各々単独処理時の細胞増殖抑制効果を検討した。さらに、細胞増殖抑制効果の強い薬剤の細胞周期、アポトーシスに与える影響を解析し、細胞増殖抑制効果の作用機序を検討した。その結果、epithelial-mesenchymal transitionを示すTN乳癌細胞株では、Srcシグナル伝達阻害薬dasatinib(主にG1-S移行阻害)やDNA障害性薬剤etoposide(主にG2/M移行阻害とアポトーシス誘導)に対して極めて感受性が高く、両者の併用が相加的に働くことが判明した。これらの結果を踏まえ、両薬剤の乳癌幹細胞に与える影響の解析、摘出乳癌組織におけるSrcシグナルの活性化(c-Src,p-Srcの免疫組織化学的検討)を追加的に検討している。TN乳癌は、ホルモン療法や抗HER2療法が無効であり、抗癌化学療法のみが治療に用いられているが、生物学的悪性度が高く、早期に遠隔転移を起こしやすく、きわめて予後が悪い。

我々は、intrinsic subtypeの4つのサブタイプを網羅する乳癌細胞株パネルを用い、DNA傷害性薬剤や分子標的薬剤の細胞増殖抑制効果、細胞周期やアポトーシスに与える影響を系統的に解析した。さらに、これらの薬剤の癌幹細胞(ALDH1発現・酵素活性をマーカーとした)に与える影響を検討した。その結果、epithelial-mesenchymal transitionを示すTN乳癌細胞株(basal B type)は、Srcシグナル伝達阻害薬dasatinib (G1-S移行阻害とアポトーシス誘導)やDNA障害性薬剤etoposide(G2/M移行阻害とアポトーシス誘導)に対して感受性が高く、両者の併用が相加的に働くこと都判明した。さらに、dasatinibがbasal B type乳癌細胞に対し、癌幹細胞の構成比率を低下させることが世界で初めて示された。今後は、乳癌標本におけるSrcシグナル伝達の活性化の検討、PARP1阻害薬の前臨床試験を進める予定である。乳癌患者のホルモン療法、抗HER2療法に対する治療効果を予測するため、乳癌組織におけるエストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、HER2の発現が臨床の場でルーチンに検査されている。これら3因子すべてが陰性の乳癌がトリプルネガティブ(以下TN)乳癌と呼ばれている。TN乳癌は、ホルモン療法や抗HER2療法が無効であり、生物学的悪性度が高く、早期に遠隔転移を起こしやすく、予後が悪い。そのためTN乳癌の新たな治療法の開発が急務となっている。我々は、intrinsic subtypeの4つのサブタイプを網羅する乳癌細胞株パネルを用い、分子標的薬剤やDNA傷害性薬剤の細胞増殖、細胞周期、アポトーシス、癌幹細胞(ALDH1発現・酵素活性やマンモスフェア形成能を指標)に与える影響を検討した。その結果、epithelial-mesenchymal transitionを示すTN乳癌細胞株(basal Bサプタイプ)は、Srcシグナル伝達阻害薬dasatinib(G1-S移行阻害とアポトーシス誘導)やDNA障害性薬剤etoposide(G2/M移行阻害とアポトーシス誘導)に対して感受性が高く、両者の併用が相加的に働くことが判明した。さらに、dasatinibがbasal Bサブタイプ乳癌細胞に対し、癌幹細胞の構成比率を低下させることが世界で初めて示され、論文化された。また、乳癌の臨床標本におけるSrcシグナル伝達の活性化の検討も行い、Srcシグナルの活性化が乳癌の遠隔転移を促進することが示された。この結果は、論文化され、投稿中である。さらに、TN乳癌に対する有効性が期待されるpoly(ADP -ribose)polymerase1阻害薬olaparibを用いた基礎的研究を始めたところである
ヒト胎盤起源チトクロームP-450HPの性質と発現制御に関する研究

チトクロームP-450HP(P-450HP)はヒト胎盤cDNAライブラリーより単離されたP-450分子種で、cDNAの塩基配列からタンパク質一次構造が明らかにされているが、タンパク質としての性状は全く不明である。本研究ではP-450HPの機能解明のため、タンパク質一次構造のコンピューター解析およびP-450HPcDNAの発現と遺伝子構造の解明を試みた。1,P-450camで解明された基質認識部位を参考にP-450HPの6カ所の基質認識部位(SRS)を推定した。SRSの中で、著者らが脂肪酸ω水酸化酵素CYP4A6で、基質認識に重要な役割を果たしていることを指摘している58番目から123番目の配列に相当する部分にはSRS1が存在し、両者の間で68%のアミノ酸が置換しており、P-450HPは脂肪酸のω水酸化と異なる機能を有していることが示唆された。2,大量発現が期待できる大腸菌発現系を用いてP-450HPcDNAの発現を試みた。P-450HPcDNAのORF5'側を6、72および102bp欠失したDeletion mutantを作製し、大腸菌内発現を試みた。培養菌体から膜画分および可溶性画分を調製し、そのCO-差スペクトルを測定したが、P-450に特有なスペクトルは検出されなかった。3,P-450HPcDNAリーダー配列をAAAAAAに変更してpAAH5挿入したP-450HP発現ベクターをS.cerevisiaseSTR株に導入した。ミクロソーム画分のCO-差スペクトルを測定し、極微量の発現を確認したが、有為な触媒活性は検出されなかった。4,約8kbのP-450HP遺伝子をクローニングした。開始コドンの上流65bpにはTATAボックスが存在したが、他のP-450で見い出されている発現制御領域に類似する配列は存在せず、P-450HPが未知の様式により制御されていることが示唆された。P-450HPcDNAを酵母発現ベクターpAAH5にクローニングし酵母内発現を試みたS.cerevisiae AH22では全く発現しなかった.そこでP-450HPのリーダー配列をAAAAAAに改変し,STR株での発現を試みた.培養した酵母からミクロソーム画分を調整し還元型CO-差スペクトルを測定したところ,わずかに450nmに吸収が認められた.しかし発現量(0.001nmol/mg以下)は極めて低く,活性測定などの酵素化学的解析はできなかった.大量発現が気体できる大腸菌発現系をもちいてP-450HPの発現を試みた.WalidらはP-450_<7α>cDNAの発現に際して,N末端領域に存在する疎水性アミノ酸を欠失させることにより発現効率が高くなることを報告している.そこでP-450HPcDNAの5′側を3bp,42bpおよび102bp欠失させたdeletion mutantを作製し大腸菌内発現を試みた.培養菌体から膜画分および可溶性画分を調整し,還元型CO-差スペクトルを測定したところ450nmの吸収は全く認められなかった。アポ化している可能性が考えられるためヘムの前駆物質であるδ-アミノレブリン酸存在下で培養したが,同様の結果であった.またSDS-PAGEによる解析においても発現タンパクは検出されなかった.このようにP-450HPが酵母および大腸菌で発現効率が低いまたは全く発現しない理由としてADCIプロモーター活性が弱いこと,大腸菌および酵母の使用頻度のひくいコドンがP-450HPでは多いことが考えられるため,次年度はBaculovirus発現系を用いることを計画している.またヒトゲノムラブラリーよりP-450HPcDNAの5′側を100bpをプローブとしてP-450HP遺伝子をスクリーニングし,P-450HPの5′側上流れを含む8kbのDNAのクローニングに成功した.開始コドンATGの65bp上流にはTATAボックスが存在した.この領域を次年度さらに解析する予定である.チトクロームP-450HP(P-450HP)はヒト胎盤cDNAライブラリーより単離されたP-450分子種で、cDNAの塩基配列からタンパク質一次構造が明らかにされているが、タンパク質としての性状は全く不明である。3,P-450HPcDNAリーダー

配列をAAAAAAに変更してpAAH5挿入したP-450HP発現ベクターをS.cerevisiaseSTR株に導入した。ミクロソーム画分のCO-差スペクトルを測定し、極微量の発現を確認したが、有為な触媒活性は検出されなかった。4,約8kbのP-450HP遺伝子をクローニングした。開始コドンの上流65bpにはTATAボックスが存在したが、他のP-450で見い出されている発現制御領域に類似する配列は存在せず、P-450HPが未知の様式により制御されていることが示唆された。チトクロームP-450HP(P-450HP)はヒト胎盤cDNAライブラリーより単離されたP-450分子種で、cDNAの塩基配列からタンパク質一次構造が明らかにされているが、タンパク質としての性状は全く不明である。本研究ではP-450HPの機能解明のため、タンパク質一次構造のコンピューター解析およびP-450HPcDNAの発現と遺伝子構造の解明を試みた。1, P-450camで解明された基質認識部位を参考にP-450HPの6ヵ所の基質認識部位(SRS)を推定した。SRSの中で、著者らが脂肪酸ω水酸化酵素CYP4A6で、基質認識に重要な役割を果たしていることを指摘している58番目から123番目の配列に相当する部分にはSRS1が存在し、両者の間で68%のアミノ酸が置換しており、P-450HPは脂肪酸のω水酸化と異なる機能を有していることが示唆された。2,大量発現が期待できる大腸菌発現系を用いてP-450HPcDNAの発現を試みた。P-450HPcDNAのORF5'側を6bp、72bpおよび102bp欠失したDeletion mutantを作製し、大腸菌内発現を試みた。培養菌体から膜画分および可溶性画分を調製し、そのCO-差スペクトルを測定したが、P-450に特有なスペクトルは検出されなかった。(3)P-450HPの酵母による発現:P-450HPcDNAリーダー配列をAAAAAAに変更してpAAH5挿入したP-450HP発現ベクターをS.cerevisiaeSTRに導入した。P-450HPの発現が困難を究め、充分な成果を挙げることが出来なかった。現在、Baculovirus発現系でのP-450HPの発現を試みている。
新規アポトーシス誘導遺伝子Noxaによる、癌化および生体機能の調節

DNA傷害やがん遺伝子の活性化等のストレスはがん抑制因子p53を活性化する。この際、p53は主に標的遺伝子の転写調節を介し、細胞周期の停止やアポトーシスといった応答を引き起こす。これらの応答のうち、発がんの抑制においてはアポトーシスの誘導が重要である。これまでにいくつかのp53の標的遺伝子産物がアポトーシスの誘導に関与しうることが報告されているが、各因子の役割については不明な点が多い。p53の標的遺伝子の一つであるNoxaはBcl-2ファミリーに属するアポトーシス誘導因子をコードする。そこで、p53依存性の系を中心とした種々のアポトーシスにおけるNoxaの関与について調べるため、我々はNoxa遺伝子欠損マウスを作製した。Noxa遺伝子欠損マウス由来の細胞を用い、p53依存性に進行するアポトーシスの系について調べたところ、マウス胎仔線維芽細胞(MEF)にアデノウイルスE1Aを発現させDNA傷害を加えた際のアポトーシスがNoxa遺伝子の欠損によって抑制されていた。さらにこの系において、ミトコンドリアを介したアポトーシスに特徴的なBax,Bakの活性化やチトクロームcの放出が、Noxa遺伝子の欠損により抑制されることも分かった。一方、胸腺細胞(thymocyte)にX線照射を行った際のアポトーシスに関しては、Noxa遺伝子の欠損による影響は見られなかった。また、MEFに重度のDNA傷害を加えた際のアポトーシスにおいてもNoxaの関与が見られたが、この際、p53はNoxaの誘導等を介してアポトーシスを促進する経路に加え、p21の誘導等を介してアポトーシスを抑制する経路をも同時に活性化していた。in vivoでのアポトーシスにおけるNoxaの関与を見るため、マウスに全身X線照射を行い、小腸の細胞におけるアポトーシスを見たところ、小腸陰窩の幹細胞領域における上皮細胞のアポトーシス、小腸の粘膜固有層の細胞のアポトーシスがともにNoxaの遺伝子欠損により抑制されていた。さらに、Noxa遺伝子欠損マウスでは放射線照射後のマウスの生存が延長されることも分かった。DNA傷害を受けた細胞におけるp53を介したアポトーシスの誘導は、発がんの抑制、がん治療等の観点から重要である。我々が単離、同定したNoxaは、Bcl-2ファミリーに属する分子であり、アポトーシスの誘導に関与すると考えられた。また、Noxaはp53により転写誘導されるため、p53を介したアポトーシスの誘導に関与することが示唆された。本実験ではNoxaの生理的機能の解析のため、Noxa遺伝子欠損マウスを作成した。このマウスにおいて明らかな発がん率の上昇や発達の不全は見られず、またp53に依存性であるいくつかのアポトーシスの経路のうち、胸腺細胞にX線照射を行った際のアポトーシスに関しては、野生型細胞、Noxa欠損細胞の間に有意差はなかった。しかし、マウス胎仔線維芽細胞(MEFs)にオンコジーンE1Aを発現させ、アドリアマイシン処理を行った際のアポトーシスは、Noxa欠損細胞において抑制されていた。この系において、Baxのミトコンドリア膜への組み込み、多量体化といった活性化状態を検証したところ、E1Aの発現のみでBaxの軽度活性化が見られ、DNA障害によってNoxaが誘導されることにより、Baxの活性化が増強されると分かった。一方、E1Aを発現していない細胞では、Noxaは誘導されるが、Baxの活性化状態に変化はなかった。さらに、NIH3T3細胞にNoxaを単独で発現させた際はアポトーシスは見られなかったが、E1AとNoxaを共発現させることにより明らかなアポトーシスが観察された。このことから、Noxaは、単独で発現しても機能を発揮せず、E1Aによる弱いアポトーシスの誘導経路と協調することで、そのアポトーシス誘導能を発揮するというモデルが考えられた。最近、MEFsにUV照射やエトポシド処理を行った際のアポトーシスにおいてもNoxaが関与すると分かり、その機構の詳細を解析中である。

また、MEFに重度のDNA傷害を加えた際のアポトーシスにおいてもNoxaの関与が見られたが、この際、p53はNoxaの誘導等を介してアポトーシスを促進する経路に加え、p21の誘導等を介してアポトーシスを抑制する経路をも同時に活性化していた。in vivoでのアポトーシスにおけるNoxaの関与を見るため、マウスに全身X線照射を行い、小腸の細胞におけるアポトーシスを見たところ、小腸陰窩の幹細胞領域における上皮細胞のアポトーシス、小腸の粘膜固有層の細胞のアポトーシスがともにNoxaの遺伝子欠損により抑制されていた。さらに、Noxa遺伝子欠損マウスでは放射線照射後のマウスの生存が延長されることも分かった。