hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高ベータ・プラズマにおける抵抗性壁モードに対する運動論効果の解明

しかし、運動論的エネルギーの導出の基礎となる運動論的MHDモデルに回転の効果が自己無撞着に考慮されていないことが明らかになったため、運動論的MHDモデルの拡張を行った。新しいモデルでは、従来のモデルとは異なり、回転シアによるRWM安定化を説明することができる。運動論MHDモデルの拡張に研究時間が必要であったため、運動論エネルギーのRWMコードへの実装作業の開始時期が遅れた。しかし、拡張された運動論的エネルギーのRWMコードへの実装作業は現在順調に進んでいる。以上より、当初の計画よりはやや遅れてはいるが、回転の効果をより正確に考慮しているという点で、研究全体としては着実に進展しているといえる。当初の計画は、トカマク配位において回転を含むRWM解析コードを開発し、ベンチマークを行うことであった。平成24年度は、回転を含む理想MHDコードMINERVAと抵抗性壁及び真空解析コードRWMaCを結合することにより、目的としていたRWM解析コードを構築した。ベンチマークに関しては、回転が無い場合については終了している。回転が有る場合は、多少の誤差はあるが、おおむね成功していると言える。また、コード開発研究の過程において、回転に伴う遠心力よる平衡の変化がもたらすRWM安定化という新しい安定化メカニズムを見つけるなど、物理研究も行った。また、安定化メカニズムの解明のために、エネルギーバランス解析モジュールを開発した。これにより、来年度に開発予定の運動論的効果によるエネルギー計算モジュールを結合することで直ちに運動論的RWM解析を行える。以上より、当計画はおおむね順調に進展していると言える。RWM解析コードへの運動論的エネルギーの実装は5月中に終える。その後、当初の研究計画通り、JT-60UのRWM実験解析に着手する。平行して、運動論効果を考慮したRWM解析コードMARS-Kの開発者であるLiu博士と進めているベンチマーク作業を継続する。平成24年度はほぼ計画通りに研究が進展したため、平成25年度は当初の計画通り進める。(1)平成24年度に開発したRWM解析コードを拡張して、実形状トカマク配位において、運動論ポテンシャルエネルギーを計算するモジュールを開発する。申請者はMHDの数値計算に関しては経験があるが、位相空間の積分に関する数値計算の知見が少ないため、この段階では、MARS-Kの開発者Liu博士の支援を受ける。このモジュールをMINERVAコードに結合し、運動論効果を評価可能な"MINERVA-K"を開発する。これは、平成24年度に新たに開発したエネルギーバランス解析モジュールに組み込むことで実現できる。(2)プラズマ回転によるRWM構造の変化を無視して、外部キンクモードの構造を用いて運動論ポテンシャルエネルギーを計算することにより、本コードと他コードとのベンチマークが可能となる。様々な粒子運動のパラメータに対するRWM成長率を計算し、MARS-Kとのベンチマークを行う。
スーフィズム・タリーカの現代的変容とネットワーク－スーダンとエジプトの比較研究－

本研究は、現世でのよりよき生、そして、究極的には来世での救済を求める人々が、自らの生き方を神と社会との関係において構築していく場としてスーフィズム(神秘主義)とタリーカ(スーフィー教団)を捉える。そして、それらが現代の政治・経済・社会的状況にどのように対応しているのか、人びとにとっていかなる実際的意義を有しているのかを明らかにすることを目的としている。タリーカ(スーフィー教団)のシャイフ(導師)は、その宗教的知識や篤信はもとより、カラーマ(奇跡)の発現などを通じて、民衆の崇敬対象となってきた。こうした聖者崇敬は、イスラームにおいて、神と人との媒介という概念を考える上で欠かすことのできない研究対象である。そこで、今年度は、スーダンのタリーカに所属するシャイフや教団員による「媒介者」としての聖者の正当性をめぐる主張と、それに対するサラフィー主義者の批判に焦点を当て、スーフィーとサラフィー主義者の「媒介者」に関する解釈の違いや、スーフィズムにおいてなぜ神と人との「媒介」という概念が重要であるのかという点について明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。1)スーフィズムの規範性と共同性をめぐる比較研究東長靖氏(京都大学)が提唱したスーフィズムの三極構造を下敷きに、対象範囲が広すぎる民間信仰の極の代わりに共同性という極の重要性を説いた。この共同性にかんして、カーディリー教団とルカイニー教団の2教団を比較しながらその特徴を明らかにしようと試みた。2012年以降に顕在化したスーフィーとサラフィーの衝突以降の現地調査で得られたデータをもとに、両タリーカとも、本来重んずるべき、外部に開かれた包括的な倫理観ではなく、自らのタリーカ内部のみでの連帯を強調する排他的な論理を主張してしまうという矛盾した状況を共有していた点を明らかにした。2)スーダンとエジプトにおける臨地調査スーダンでは、ハルツーム大学図書館およびスーダン図書館においてスーダンのスーフィズム・タリーカに関する文献・資料収集を行ったほか、オムドゥルマンに点在するタリーカ(とりわけ、カーディリー教団とサンマーニー教団)の修道場でタリーカの活動に関する聞き取り調査を行った。また、12月下旬に行われた預言者生誕祭では、生誕祭の参加者に対してインタビューを行った。聞き取り調査では、おもに各教団の思想的特徴、新規メンバーの勧誘方法、教団規則の浸透度と教団員のタリーカへの帰属意識について調査を進めた。エジプトでは、スーフィー高等評議会においてエジプトのスーフィズム・タリーカの現状に関する聞き取りを行ったほか、同評議会発行の雑誌『タサウウフ・イスラーミー』を過去5年分収集した。また、アズミー教団の修道場でタリーカの活動に関する聞き取り調査を行ったほか、同教団主催のスーフィー教団世界連盟の会議に参加し、タリーカが有する国内外のネットワークにかんして具体的な調査を進めうる機会を得ただけでなく、エジプトのタリーカ関係者との間に新たな人脈を築くことができた。現地調査に関して当初予定していた期間よりも短縮して行ったものの、それ以外は予定通りの研究を行った。とりわけ、本研究課題から調査対象に加えたエジプトについて、研究課題のタリーカ・ネットワークについて詳細な分析を進める機会を得ただけでなく、エジプトのタリーカ関係者との間に新たな人脈を築くことができ、今後研究を進めていく上で良いスタートが切れた。また、上述の研究に基づいた1本の英語論文投稿と2件の研究発表を行っており、現在まで研究と成果発表は概ね順調に進んだと言える。エジプトとスーダン両国に広がる支教団は、教団内での序列や出版物の流通、人的交流などに関して、教団本部に従属している。その一方で、各地の支教団はそれぞれ独立した、自律的な活動を行ってもいる。今回調査を行ったアズミー教団は、本部のあるエジプトではスーフィー教団世界連盟を発足させるなど、渉外活動を活発化させている一方、スーダン支部では目立った渉外活動を行っていないように見受けられた。次年度は、アズミー教団をはじめとした、両国にまたがるタリーカの思想や活動実践の比較検討、同一教団内のネットワーク分析を通じて、教団全体の活動指針と各地における個別具体的な実践内容の共通点と差異の解明を進めたい。
波動関数のトポロジーで探索する保護されたトポロジカル相

当該年度の実績は主に次の3つである.(1)トポロジカル物質相を理論的に特定するための強力な道具として近年注目されているLieb-Schultz-Mattis(LSM)の定理と,本課題のアプローチとの関係を量子スピン系の具体的な問題に即して明らかにした(詳細は後述).(2)前年度から行ってきた,トポロジカル物質相に特有の量子力学的相関(量子エンタングルメント)の抽出への本アプローチの有効性を更に数学的に整理して日本物理学会で公表した.以上,(1),(2)については現在論文を投稿している.(3)本課題を実施中に,トポロジカル物質相の研究が素粒子論に与えている影響をサーベイして,考察する記事を書く機会を得た.この機会に,本課題のアプローチに即して素粒子の大統一理論がどのように定式化できるのか,より具体的には,現在の素粒子の標準模型の基底状態がいかなるトポロジカル物質相として特徴づけられるかを(時空次元やゲージ対称性が現在考えられているものとは異なる場合との相違も含めて)考察した.実績(1)について以下に補足する.いくつかのグループの先行研究により,相互作用をするフェルミオン系のトポロジカル物質相の分類は,トポロジカルな作用項を持つ非線形シグマ模型(一般に超球面上に値を取る)を有効理論とした解析に帰着できることが分かっている.この有効理論は,超球面上に拘束された荷電粒子と数学的に等価な形をしていることが示せるが,後者にはLSM定理(の押川等による一般化)の方法を適用することが容易である.波動関数が定義される時空多様体を,要請すべき対称性に応じて切り貼りして変形しながら,波動関数のトポロジカルな性質がそれによってどう変化するかを追跡することにより,LSM流の解析が実行できる.本研究ではこれをまず一次元の半強磁性鎖を表す模型について行ったが,一般化は容易に行える.対称性に保護されたトポロジカル相(以下SPT相)は、トポロジカル絶縁体相の概念の一般化であり、トポロジカル秩序のおかげで系の対称性を破らない限り基底状態は摂動にさらされても保持される。また、SPT状態の低エネルギー有効理論は一般に何らかのトポロジカル場の理論で表されると予想できる。これを念頭に本課題は有効作用をもとに系の基底状態波動(汎)関数を構築する手法を用いてSPT状態の特定を行うことを目標とする。当該年度はまず一次元量子スピン系の磁化プラトー状態が磁化プラトーをSPT状態と非SPT状態に分類できることを示した(S. Takayoshi, K. Totsuka and A. Tanaka, Phys. Rev. B 91(2015)155136、高吉(ジュネーブ大)、戸塚(京大基研)両氏との共同研究)。この手法は他の系へ一般化できるものであり、その数学的な構造を公表した(K.-S. Kim and A. Tanaka, Mod. Phys. Lett. B 29 (2015)1540054)。続いて高吉氏、Pujol氏(Toulose大学)と共同で、二次元SPT状態の雛形と目される四角格子上の反強磁性体のAKLT(Affleck-Lieb-Kennedy-Tasaki)状態のトポロジカル秩序を反映した場の理論の構築と、それをもとにした波動関数の解析を実施した。波動関数に記録されたトポロジカルな情報を検出する物理量として、Cenke Xu等の提唱するstrange correlatorを計算した結果、一次元スピン系の通常の二点スピン相関関数と全く同じ振る舞いをすることが分かった。これはstrange correlatorが実効的なエッジ状態における秩序を計測しているためであると理解することができる。この成果は物理学会等での発表を経て、現在論文を投稿準備中である。反強磁性体の磁化プラトー状態という典型的なスピンギャップ状態が一定の条件のもとでSPT状態となることをこの研究によって初めて指摘・検証した。これは低エネルギー有効作用がSPT状態を捉え得ることを示している。ベリー位相の情報を取り込んだ有効作用の導出は、物性研究者には一次元反強磁性体のHaldane予想を通して馴染みが深い。そこで我々は磁化プラトーに次いで、Haldane gap系の(インスタントン項を含む)非線形シグマ模型、更には二次元の反強磁性体に対する同様の場の理論(モノポール励起に付随するベリー位相項を含む)に注目して、ここでも同じアプローチによる解析が可能であることを示して、SPTが発現する条件や、それを保護する対称性が破られた場合に非SPT相に連続的に変形する様子を具体的に示すことができた。この波動関数の位相構造が物理量とどう結びつくのかを調べるため、我々はCenke Xuのグループが提唱した特殊な相関関数であるstrangecorrelator(波動関数の位相の情報が直接反映される)を上記の場の理論に対して求めた。その結果SPT相と非SPT相で異なる振る舞いをすること、しかも扱っている系より空間次元が一つ低い系における通常の相関関数を求める問題と等価になることを見出した。例えば二次元反強磁性体のstrangecorrelatorは、SPT相の場合には半整数スピン鎖の二点スピン相関に、非SPT相の場合には整数スピン鎖の二点スピン相関と数学的に同等となることを解析的に示すことができた。これはトポロジカル物質相でしばしば現れるいわゆるバルク・エッジ対応の一種と見なすことができる。

このように、波動関数からトポロジカルな情報を抽出するプロジェクトは有用であり、総じて順調に進捗していると考えている。反強磁性量子スピン鎖のHaldaneギャップ相は「対称性によって保護されたトポロジカル相」(以下SPT相)のプロトタイプであることが近年明らかになっている。SPT相の理解を深めることは物性基礎論のみならず、量子情報科学などの応用上の観点からも重要であるが、その特徴付けに用いられる数学的な道具立ての先鋭化は著しく、必ずしも広い範囲の物性研究者になじみやすいものとは言えない。そこで本研究では主に、Haldane相のHaldane自身による解析に端を発し、それに続く高温超伝導体の研究等でも広く用いられてきた【反強磁性体を記述する半古典的な場の理論(非線形シグマ模型)】の枠組みの中でSPT相という新規のコンセプトがどう捉えられるのかを明らかにし、さらに二次元系、三次元へとそれを応用する方法を示した。上述の場の理論の枠組みでは、Berry位相項が引き起こすスピン配位間の位相干渉効果を調べることによってスピンギャップ(Haldaneギャップ)の有無を識別できることが従来知られていた。本研究では、この同じ有効理論がさらにスピンギャップ系をSPT相と非SPT相とに区分する有効な道具として活用できることが示された。Haldaneギャップは一次元系に固有の状態であるが、我々は高次元のスピン系におけるいわゆるAKLT状態(Haldaneギャップ状態を一般化したスピンギャップ状態)も同様の有効理論を用いて適切に記述すればSPT相の有無を判定できることを明らかにした(ここでもBerry位相項が本質的な役割を果たす)。以下の述べるような、当初に予想していた以外の成果を得た:或る基底状態がSPT相に属すか否かを簡便に判定しうる物理量として、最近、カリフォルニア大学サンタバーバラ校のXuのグループがstrangecorrelatorと呼ばれる特殊な相関関数を提案した。我々の理論は(研究実績の概要に記した主要結果に加えて)このstrangecorrelatorに対して新たな物理的・位相幾何学的な解釈を付与した。基底状態波動関数の経路積分表示を用いると、通常のスピン相関関数にはブラベクトルとケットベクトルの間の内積を構成する際にBerry位相項同士が相殺して効かない。ところが対照的にstrangecorrelatorにおいてはBerry位相項の寄与が相殺せずに中心的な役割を担う。加えて、この量はsnapshot配位の同時刻二点相関を問題にするため、実効的に時空次元が一つ低い系の場の理論に帰着させることができ、解析もその分容易になる。たとえば二次元AKLT状態のSPT相の判別は、一次元系のHaldaneギャップ相についての良く知られる場の理論に帰着すること場が分かった。研究の過程で、波動関数の大域的な性質を利用して基底状態のトポロジカルな秩序について検出する手法は、以下のような問題にも応用できることが判明した。(1)LiとHaldaneが提唱するentanglement spectrumとよばれる、量子情報科学の見地からも重要な量の解析。(2)SPT相の量子論的振る舞いと等価なダイナミクスを持つ古典的確率過程の構成。このように当初予期していた以外の知見にも本研究は発展しつつある。
観光地域づくりのための顧客生涯価値推定モデルの開発

近年、観光地域間競争の激化と少子高齢化に伴う人口減少によって、観光地は観光客数増加を考えるだけでなく、顧客関係性管理の考え方を取り入れ、顧客生涯価値(CLV)に基づいた意思決定が必要とされている。しかし観光地域づくりを主体的に進める組織であるDMOには、CLV算定に要するデータは存在しないため、実務においてDMOがCLVに基づいた意思決定をすることは困難であるうえに、学術研究の進展もない。本課題ではDMOも実行可能なアンケート調査によってCLVを推定するモデルの開発を目的とする。CLVの高い観光客の顧客属性・心理・観光行動の特性の把握、さらに観光資源のCLVによる評価が可能となる。
植物細胞表層多糖修飾酵素の構造機能相関の解明

アラビノガラクタンープロテインは高等植物の細胞表層プロテオグリカンであり、植物の生長、分化と密接な関係が示唆されているが、詳細な機能は明らかになっていない。糖鎖の分解酵素のうち、エキソ-1,3-ガラクタナーゼは配列情報が全くなかったことから、我々はPhanerochete属、Streptomyces属、Arabidopsis属より、初めて本酵素遺伝子をクローニングした。これらの酵素は触媒モジュール以外に機能未知のモジュールを含んでいた。そこで、本研究ではエキソ-1,3-ガラクタナーゼが有する機能未知モジュールの機能を明らかにすること、及びエキソ-1,3-ガラクタナーゼの構造機能相関を明らかにすることを目的として研究を行った。得られた全ての酵素はβ-1,3-結合した2つのガラクトースの間のみを加水分解するという極めて厳密な基質特異性を有しており、側鎖をバイパスして主鎖のβ-1,3-結合したガラクタン部分を加水分解していくという珍しい性質も有していた。Phanerocheteの酵素が有する基質結合モジュール(CBM35)は1,3-ガラクタンに特異的に結合する新規なモジュールであることを明らかにした。一方、Clostridiumのエキソ-1,3-ガラクタナーゼが有する基質結合モジュール(CBM13)は1,3-ガラクタンに結合する新規なモジュールであるが、酵素部分の認識部位に結合することから、酵素活性を阻害した。P.chrysosporiumの酵素は他の酵素に比べ、比活性が高いことから、CBM35の活性への影響を調べるために、C.thermocellumの酵素のC末端にP.chrysosporiumの酵素のCBM35を繋いだ酵素を構築し、その酵素のを解析した。この変異体酵素はC.thermocellumの酵素より、β-1,3-ガラクタンに対する活性が高く、基質濃度が低い場合にその差が顕著であった。このことより、CBM35は酵素の周りの基質濃度を高めることにより、酵素活性を高める機能を有することが明らかとなった。また、エキソ-1,3-ガラクタナーゼ自信が有する興味深い性質を解析する為に、結晶構造解析も試みている。昨年度はP.chrysosporiumの酵素の結晶が得られたものの質が悪かったが、糖鎖を除去して結晶を調製することによって、2.2Åの解像度のデータが取れるまでに改善した。アラビノガラクタン-プロテイン(AGP)は高等植物の細胞表層プロテオグリカンであり、植物の生長、分化と密接な関係が示唆されているが、詳細な機能は明らかになっていない。多数のコアタンパク質部分が存在することと、糖鎖力が極めてヘテロで複雑であることから、AGP研究は困難を極めている。AGPの糖鎖の分解酵素のうち、エキソ-1,3-ガラクタナーゼは配列情報が全くなかったことから、我々はPhanerochaete属及びClostridium属より、初めて本酵素遺伝子をクローニングした。

そこで、本研究ではエキソ-1,3-ガラクタナーゼが有する機能未知モジュールの機能を明らかにすること、及びエキソ-1,3-ガラクタナーゼの構造機能相関を明らかにすることを目的として研究を行った。Phanerochaete及びClostridiumの1,3-ガラクタナーゼはそれぞれ酵母と大腸菌で発現させ、活性型酵素を得た。Clostridiumの1,3-ガラクタナーゼはガラクトトリースに最も作用するのに対し、Phanerochaeteの1,3-ガラクタナーゼは多糖である1,3-ガラクタンに最も良く作用する等の特性の違いが見られたが、両酵素ともβ-1,3-結合した2つのガラクトースの間のみを加水分解するという極めて厳密な基質特異性を有していた。また、β-1,6-結合の側鎖をバイパスして主鎖のβ-1,3-結合したガラクタン部分を加水分解していくという珍しい性質も有していた。Phanerochaeteの酵素が有する基質結合モジュールは1,3-ガラクタンに特異的に結合する新規なモジュールであることを明らかにした。一方、Clostridiumのエキソ-1,3-ガラクタナーゼが有する基質結合モジュールは1,3-ガラクタンに結合する新規なモジュールであるが、酵素部分の認識部位に結合することから、酵素活性を阻害した。更にPhanerochaeteのエキソ-1,3-ガラクタナーゼの結晶を得ることに成功し、来年度の研究への準備を行うことが出来た。エキソ-1β-ガラクタナーゼは2つのガラクトース間のβ-1,3-結合のみを厳密に認識し、加水分解する酵素でありながら、タイプIIアラビノガラクタンの1,6-ガラクタン側鎖をバイパスし、主鎖のβ-1,3-ガラクタンを分解することができる興味深い特性を持つ酵素である。我々は担子菌の1種Phanerochaete chrysosporiumより、本酵素遺伝子を初めてクローニングすることに成功した。その結果、バクテリア、放線菌、植物に本酵素に類似した配列が存在することを見出し、これら遺伝子をクローニングし、大腸菌や酵母で発現させ、これらがエキソ-1β-ガラクタナーゼであることを明らかにした。これら様々な生物に存在する本酵素は、生物間で大きくモジュラー構造に違いがみられた。P.chrysosporiumの酵素はC末端側に糖結合モジュール(CBM)ファミリー35に分類されるモジュールを有するが、Clostridium thermocellumの酵素はCBMファミリー13に分類されるモジュールを持つ。P.chrysosporiumの酵素は他の酵素に比べ、比活性が高いことから、CBM35の活性への影響を調べるために、C.thermocellumの酵素のC末端にP.chrysosporiumの酵素のCBM35を繋いだ酵素を構築し、その酵素の特性を解析した。この変異体酵素はC.thermocellumの酵素より、β-1,3-ガラクタンに対する活性が高く、基質濃度が低い場合にその差が顕著であった。このことより、CBM35は酵素の周りの基質濃度を高めることにより、酵素活性を高める機能を有することが明らかとなった。また、エキソ-1β-ガラクタナーゼ自信が有する興味深い性質を解析する為に、結晶構造解析も試みている。昨年度はP.chrysosporiumの酵素の結晶が得られたものの質が悪かったが、糖鎖を除去して結晶を調製することによって、2.2Åの解像度のデータが取れるまでに改善した。
細胞核ナノトランスポーターの開発および細胞核ドラッグデリバリーシステムへの応用

本研究課題では、核輸送タンパク質であるインポーチンに倣った分子設計により、核移行性をもつナノゲルを開発した。具体的には、Dextranの側鎖にフェニルアラニンエチルエステルを結合した両親媒性分子を合成し、疎水性相互作用により自己組織化させることでナノゲルを作製した。このDexPheナノゲルをエレクトロポレーションにより細胞質に導入すると、速やかに核内に移行する。一方、DexPheナノゲルをDDSキャリアとして応用する場合、エレクトロポレーション法は好ましくなく、自発的な細胞取り込みによりナノゲルを核移行させる必要がある。しかし、DexPheナノゲルはエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれるものの、エンドソームから脱出できないことが分かった。そこで、DexPheナノゲルにプロトンスポンジ効果を持たせるため、ヒスチジンエチルエステルを同じDextranに結合させると、得られたDexPhe/Hisキメラナノゲルはエンドソーム脱出能を示した。しかし、核移行性が著しく低下した。そこで、エンドソーム脱出能と核移行性の両立を目指して、フェニルアラニンエチルエステルとヒスチジンエチルエステルを異なるDextranにそれぞれ結合し、それらを混合することで複合ナノゲルにすることを考案した。複合ナノゲルは自発的な細胞取り込みの後、エンドソームを脱出した。さらに、細胞質に移行した複合ナノゲルのうち、DexHis分子は細胞質にとどまり、DexPhe分子のみが核内へ移行した。つまり、エンドソーム脱出後に複合ナノゲルからDexHis分子が離脱し、残ったDexPheナノゲルが本来の核移行を示したと考えられる。つまり、DexPhe/DexHis複合ナノゲルは、自発的な細胞核移行性をもつナノキャリアとなることが解明できた。2018年度では、ナノゲルを自発的に細胞内に取り込ませ、核移行させることを目標に設定し、研究を遂行してきた。申請時とは異なる分子設計になったものの、今年度の成果として、自発的な核移行能をもつナノゲルの開発を達成した。また、この改良ナノゲル内への物質担持手法も確立し、放出特性も明らかにした。一方、2018年度では、ナノゲルに担持した物質の細胞輸送および核内での機能発現を調べる計画であったが、ナノゲルの設計改良に時間がかかったため、本項目は遂行できなかった。以上より、本研究課題は、計画の通りおおむね順調に進展していると自己評価した。2019年度は、核移行ナノゲルを用いた核内物質輸送による遺伝子発現・細胞機能の制御を目標に設定して、研究を遂行する。具体的には、機能性核酸および抗がん剤の核内輸送による遺伝子発現・細胞機能制御手法を確立する。抗がん剤担持ナノゲル、機能性核酸担持ナノゲル、p53担持ナノゲルを作製し、ヒトがん細胞およびがん幹細胞を用いて標的遺伝子の発現(mRNAとタンパク質の両方で解析)ならびに細胞機能を解析する。また、Runx2担持ナノゲル、MyoD担持ナノゲルを作製し、間葉系幹細胞を用いて、骨分化および筋分化について解析する。本項目では、ナノゲルによる核内輸送が遺伝子発現および細胞機能制御に有用であることを示す。また、2019年度では、最終年度(2020年度)に向けて細胞核ドラッグデリバリーシステムを開発するための予備的実験を行う。具体的には、ナノゲルの体内動態を制御する手法を見出す。蛍光ラベル化ナノゲルをマウスに尾静脈投与、皮下投与、腹腔内投与した際の体内動態および各組織・臓器の細胞内動態を解析する。血中滞留性が低く、肝臓や腎臓などへの集積が見られる場合、ナノゲルに組織・細胞選択的なリガンドを導入する。特に、葉酸や環状RGDペプチドなど、がん細胞やがん幹細胞を標的とするリガンドを中心に検討する。また、ナノゲルの生体適合性を解明する。核酸やタンパク質などの機能性物質を、生体レベルで細胞核内に直接輸送する技術は、遺伝子発現制御や細胞機能制御を可能にすることから、医療・医薬開発・生物学基礎研究などにおいて大変重要であるが、いまだ有用な技術は存在しない。本研究課題では、我々の研究グループが独自で開発した核指向性ナノ組織体(NUC-Porter)を基盤材料として用い、細胞外から核内に機能性物質を高効率で輸送し、生体レベルで遺伝子発現や細胞機能を制御可能な核内物質輸送技術の確立を目指している。平成29年度には、NUC-Porterの核内動態制御のため、分子設計最適化を行った。具体的には、NUC-Porterの核内動態に関する構造ー機能相関を解明し、分子設計最適化による核内動態制御を試みた。我々は、NUC-Porterのフェニルアラニン残基を脂肪族炭化水素の化学修飾により疎水化すると核膜孔通過速度が高まり、芳香族炭化水素で疎水化すると核内滞留時間が長くなることを見出した。これより、フェニルアラニン誘導体の化学構造を様々に変化させた蛍光ラベル化NUC-Porterライブラリを構築し、ヒト細胞を用いてそれらの核膜孔通過速度および核内滞留時間を定量解析し、NUC-Porterの核内動態に関する構造ー機能相関を明らかにした。また、NUC-Porterの細胞核DDSキャリアとしての性能を調べるため、薬物モデルとしてヌクレアーゼおよびオリゴヌクレオチドを選び、NUC-Porterへの担持、担持したモデル薬物の機能評価、細胞核内輸送、核内での反応性を調べた。最適化したNUC-Porterはモデル薬物を安定に担持でき、担持されたモデル薬物はフリーの状態と同等の活性を示した。

また、これらを細胞核内に高い効率で輸送し、核内で基質であるDNAと反応させることに成功した。これらの成果を国内の学会で発表した。平成29年度は、NUC-Porterの核内動態を制御するための分子設計最適化を達成することを目的に研究を進めてきた。その過程で、NUC-Porterの弾性率は自発的な細胞導入後の核膜孔通過特性に影響する因子であることを見出した。この結果を踏まえて、平成30・31年度に予定している「NUC-Porterの高い核内移行性を維持したまま、自発的な細胞内導入特性を付与し、機能性物質を輸送して細胞機能を制御する」ための実験の一部を前倒しして平成29年度に実施した。また、前述のように、平成29年度の研究目的はおおむね達成できている。したがって、(1)当初の計画以上に進展している、と自己評価した。本研究課題では、核輸送タンパク質であるインポーチンに倣った分子設計により、核移行性をもつナノゲルを開発した。具体的には、Dextranの側鎖にフェニルアラニンエチルエステルを結合した両親媒性分子を合成し、疎水性相互作用により自己組織化させることでナノゲルを作製した。このDexPheナノゲルをエレクトロポレーションにより細胞質に導入すると、速やかに核内に移行する。一方、DexPheナノゲルをDDSキャリアとして応用する場合、エレクトロポレーション法は好ましくなく、自発的な細胞取り込みによりナノゲルを核移行させる必要がある。しかし、DexPheナノゲルはエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれるものの、エンドソームから脱出できないことが分かった。そこで、DexPheナノゲルにプロトンスポンジ効果を持たせるため、ヒスチジンエチルエステルを同じDextranに結合させると、得られたDexPhe/Hisキメラナノゲルはエンドソーム脱出能を示した。しかし、核移行性が著しく低下した。そこで、エンドソーム脱出能と核移行性の両立を目指して、フェニルアラニンエチルエステルとヒスチジンエチルエステルを異なるDextranにそれぞれ結合し、それらを混合することで複合ナノゲルにすることを考案した。複合ナノゲルは自発的な細胞取り込みの後、エンドソームを脱出した。さらに、細胞質に移行した複合ナノゲルのうち、DexHis分子は細胞質にとどまり、DexPhe分子のみが核内へ移行した。つまり、エンドソーム脱出後に複合ナノゲルからDexHis分子が離脱し、残ったDexPheナノゲルが本来の核移行を示したと考えられる。つまり、DexPhe/DexHis複合ナノゲルは、自発的な細胞核移行性をもつナノキャリアとなることが解明できた。2018年度では、ナノゲルを自発的に細胞内に取り込ませ、核移行させることを目標に設定し、研究を遂行してきた。申請時とは異なる分子設計になったものの、今年度の成果として、自発的な核移行能をもつナノゲルの開発を達成した。また、この改良ナノゲル内への物質担持手法も確立し、放出特性も明らかにした。一方、2018年度では、ナノゲルに担持した物質の細胞輸送および核内での機能発現を調べる計画であったが、ナノゲルの設計改良に時間がかかったため、本項目は遂行できなかった。
Xp11.2転座をともなう腎細胞癌の生物学的特徴の解明

【目的】Xp11.2転座をともなう腎細胞癌(Xp11.2転座RCC)は、その全てが染色体Xp11.2上のTFE3遺伝子を巻き込む転座で、TFE3融合蛋白が高発現している。Xp11.2転座RCCの頻度とその臨床的特徴を検討した。【対象】当科で1987年7月から2009年4月までに手術または生検を行ったRCC症例で組織標本が入手可能であった963例に対してTFE3蛋白の免疫組織染色を行い陽性例をXp11.2転座RCCと診断した。【結果】TFE3免疫組織染色陽性例は29例(3%)(男17例、女12例)であった。年齢の中央値46歳(22.73)、平均腫瘍径7.1cm、初診時StageIII以上14例(48.3%)、初診時有転移12例(41.4%)、平均観察期間32.5ヶ月であった。転移を有する14例に対する治療は、cytokine therapy、tyrosine kinase inhibitors (TKI)、免疫化学療法(IFNα, IL2, Gemcitabine)が、それぞれ8例、4例、2例に行われていた。奏功例は免疫化学療法の2例(100%)のみであった。TKIは奏功例がなかったものの3例(67%)がSDであった。一方、cytokineは治療効果が乏しかった。疾患特異的生存期間の中央値は、全症例で34.9ヶ月、有転移症例で22ヶ月であった。【考察】成人RCC患者において3%にXp11.2転座RCCを認めた。半数の患者では、診断時に進行病期であった。免疫化学療法およびTKIは治療効果を認めたが、cytokineは効果がなかった。さらなる特徴の解明と効果的な治療の開発が必要と考えられた。Xp11.2転座RCC陽性例は29例(3%)(男17例、女12例)で、年齢の中央値46歳(22-73)、平均腫瘍径7.1cm、初診時StageIII以上14例(48.3%)、初診時有転移12例(41.4%)、平均観察期間32.5ヶ月であった。Xp11.2転座以外の遺伝子異常の検討は、現在、継続中である。【目的】Xp11.2転座をともなう腎細胞癌(Xp11.2転座RCC)は、2004年、新たに成人腎腫瘍のWHO分類に加えられた。6種の転座が報告されており、その全てが染色体Xp11.2上のTFE3遺伝子を巻き込む転座で、TFE3融合蛋白が高発現している。従来の報告では、若年患者に多くみられことや、初診時から進行癌が多いことなどが特徴としてあげられているが、報告症例は少なく、臨床的特徴が明らかにされているとはいえない。

Xp11.2転座RCCの頻度とその臨床的特徴を検討した。【対象】当科で1987年7月から2009年4月までに手術または生検を行ったRCC症例で組織標本が入手可能であった248例に対してTFE3蛋白の免疫組織染色を行い陽性例をXp11.2転座RCCと診断した。【結果】10例(4.0%)がXp11.2転座RCCと診断された。平均60.5歳、中央値59歳(42-79歳)、男女比=6:4、右:左=6:4、臨床病期:I 5例、II 2例、III 2例、IV 1例。病理組織は、全例、淡明細胞癌と診断されていた。初診時転移は、肺1例、リンパ節1例。再発時転移は、肺2例、肝1例。生存期間の中央値71.5ヵ月、5年全生存率88%、癌死は1例のみ。2例が癌あり、7例は癌なし生存。【考察】Xp11.2転座RCCは成人に少ないとされていたが、決して稀でない可能性がある。多施設の協力により国内最大規模の症例に対して免疫組織染色での診断を行うことができた。現在は免疫組織染色で陽性となった症例にFISHを行いXp11.2転座を確認している最中である。近日中に結果を解析できる見通しである。現時点で、TFE3免疫組織染色陽性とXp11.2転座陽性は完全には対応しないことが分かっている。両者の相関係数などを調べるとともに、どちらがより臨床的な特徴を反映するのかを解析して行く。例えば、転座が確認できなくても免疫組織染色陽性だけで臨床的特徴の似通った腎細胞癌を見つけ出せるのであれば、転座の確認は不要となる。まずはXp11.2転座有する症例に対して、Arrat CGHなどの手法を用いて、治療の標的となる分子を探索して行く。Xp11.2転座を確認できた症例に対して、Array CHGを行う予定である。
正圧と負圧の同時発生により高減衰を発揮する超高速気体軸受回転軸系の振動特性解明

気体軸受は回転軸を非接触で支持可能なことから,主に高速回転するターボ機械に実用されてきた.静圧ジャーナル気体軸受では,すきまが大きい条件において,軸が変位する側の給気孔周辺では正圧が,その反対側では負圧が発生することが過去の研究で明らかになった.この現象の発生によって従来の気体軸受よりも回転軸の振動に対して減衰性が向上し,超高速領域でも安定に回転する一因になっていることが示唆された.本研究では,この現象が発生する条件と,軸振動減衰特性を定量的に明らかにすることが目的である.これが達成できれば,さらなる回転数向上のための設計指針を確立でき,様々な産業機器への展開が期待できる.気体軸受は回転軸を非接触で支持可能なことから,主に高速回転するターボ機械に実用されてきた.静圧ジャーナル気体軸受では,すきまが大きい条件において,軸が変位する側の給気孔周辺では正圧が,その反対側では負圧が発生することが過去の研究で明らかになった.この現象の発生によって従来の気体軸受よりも回転軸の振動に対して減衰性が向上し,超高速領域でも安定に回転する一因になっていることが示唆された.本研究では,この現象が発生する条件と,軸振動減衰特性を定量的に明らかにすることが目的である.これが達成できれば,さらなる回転数向上のための設計指針を確立でき,様々な産業機器への展開が期待できる.
発展途上国における貨幣需要関数およびドル化に関する研究

本研究では、発展途上国における貨幣需要関数およびドル化問題の検証を行う。ドル化が進展しているカンボジアに特に注目し、データが入手可能な期間内で貨幣需要関数の推計を行ない、推計したモデルの安定性も検証した。現在、カンボジアは、ドル化の現象を改善するために、様々な政策を模索しているが、ドル化の進展は、経済にとってデメリットとメリットの両方があり、両者の比較考量が重要な課題となる。本研究では、メリットとデメリットを定量的に検証するため、カンボジア国立銀行の資料・データや国際通貨基金のデータベースなどに基づいて、分析に必要なデータセットの準備も行った。本研究は、発展途上国における貨幣需要関数およびドル化に関するものである。ドル化とは、マクロ経済の不安定化がもたらす自国通貨に対する不信感の高まりによって、自国内で米ドルなどに代表される外国通貨が広く使用される現象のことである。平成25年度には、ドル化が進展している経済においてその現象が金融政策にどのように影響を与えるかを検証する。ドル化は貨幣需要への影響を通じて金融政策に影響を及ぼすため、その影響を検証するにあたってドル化に直面している経済における貨幣需要関数の推計や安定性の検証は欠かせない。本研究では、まず、貨幣需要関数を取り扱っている先行研究を理論的・実証的な両面から詳細にサーベイを行った。実証分析においては、申請者のこれまでの研究を展開する形で、ドル化の現象が非常に進展しているカンボジアのケースに特に注目し、2002Q1から2007Q4をサンプル期間として分析を行った。分析に使用したデータは、カンボジア国立銀行(NBC)および国際通貨基金(IMF)のものであり、サンプル期間について使用した変数のデータの状況を考慮した上で、設定した。本研究では、貨幣需要関数におけるパラメータを推計するとともに、推計したモデルの安定性の検証も行った。さらに、分析の結果からより良いインプリケーションを得るために、カンボジアに赴いて他の研究者との意見交換を行った。現在、こうした研究活動を通じて得られた研究成果をまとめた論文の改善に取り組んでおり、近日中に、国際的学術誌に投稿する予定である。本研究は、発展途上国における貨幣需要関数およびドル化の問題を検証する目的で行われた。平成25年度には、ドル化が進展しているカンボジアに特に注目し、データが入手可能な期間の貨幣需要関数におけるパラメータを推計するとともに、推計したモデルの安定性の検証も行った。平成26年度においては、国内外の研究者と意見交換を行い、前年度の分析結果を改訂した。さらに、より広い知見を得るために、タイの首都バンコクで平成26年11月に開催された国際学会(The 14th International Convention of the East Asian Economic Association)で研究成果の報告を行なった。学会の報告においては、他の研究者と議論を活発に行った。そして、そこで得られた知見などに基づいて、分析結果を改善して論文にまとめ、国際的学術雑誌に投稿した。現在、カンボジアは、ドル化の現象を改善するために、様々な政策を模索しているが、ドル化の進展は、経済にとってデメリットとメリットの両方があるため、まずそれらの検証は重要である。そのため、平成26年度において、そのメリットとデメリットを定量的に検証するために、カンボジア国立銀行や国際通貨基金などの資料およびデータベースに基づいて、分析に必要なデータセットの準備も行った。国際経済学、開発経済学、応用経済学本研究の達成の状況については、おおむね順調に進展していると言える。『研究実績の概要』で記述したように、平成25年度において、ドル化が進展している経済においてその現象が金融政策にどのように影響を与えるかを検証することが目標である。ドル化の現象は、貨幣需要への影響を通じて金融政策に影響を及ぼすため、対象国における貨幣需要関数の推計や安定性の検証は必須である。そこで、本研究では、貨幣需要関数を取り扱っている先行研究を理論的・実証的な両面からサーベイした後、ドル化の現象が非常に進展しているカンボジアにおける貨幣需要関数を推計し、推計したモデルの安定性も検証した。さらに、分析結果などに関する考察を深めるために、カンボジア国立銀行やカンボジア国家経済評議会などの研究者と意見交換を行った。このように、本研究において現在までの達成度はおおむね順調に進展していると考えられる。ドル化の進展には、デメリット(政府のシニョリッジの損失や金融政策の効果を制限することなど)がある一方で、メリット(外国通貨を保有することによる資産の価値の維持など)もあることが知られている。平成26年度において、本研究はドル化の現象が進展している発展途上国において、そうしたデメリットとメリットを検証することを目標にしている。これを達成するためには、今後、次のように研究活動を行う。申請者のこれまでの研究などを発展させる形で、発展途上国の経済の現状に即したモデルを考案し、実証分析やシミュレーション分析などで定量的にドル化の影響を検証する。

今後の分析に必要なデータは、主に平成25年度に収集したものを利用する予定であるが、必要に応じて分析対象国に赴き、さらに収集を進めることも考えている。また、学会などを通じて研究成果を発信し、より良い研究成果を得られるために他の研究者との意見交換も積極的に行う。例えば、今年の11月にタイのバンコクで行われる第14回東アジア経済学会で本研究の成果を発表する予定である。本研究の分析結果からより良いインプリケーションを得る目的で、平成25年度には国内・外の研究者と意見交換の活動などを行なった。本研究の助成金をできるだけ効率的に使用することにいつも努めていることの一貫として、こうした活動に関わる日程や場所を調整したことにより、旅費が計画よりも少なくてすむこととなった。その結果、助成金の使用残が発生した。『今後の研究の推進方策』でも述べたように、平成26年度の分析において、必要なデータは、主に平成25年度に収集したものを利用する予定であるが、必要に応じて日本国内の関連機関や分析対象国などに赴き、資料・データを追加収集することも考えている。これに備えて、今後の研究活動に支障が出ないように、発生した助成金の残額を旅費などに使用する予定である。
伊勢国鈴鹿関に関する基礎的研究

伊勢国鈴鹿関の研究の基本となる縮尺千分之ー地形図4面を作成し、現地形の分析・現存する遺構、古道、残存呼称を通じて、奈良時代の関の実態を究明するのが本研究の目的である。1関の位置と四至律令三関のうち鈴鹿関は、近世東海道関宿の一帯で、鈴鹿関の立地は次のようである。a、北面は鈴鹿山系の一つで、東西に延びる観音山の山岳によって閉される。東北側は高さ13mの小野川の断崖となる。南面は西部では標高145mの城山がそびえ、東部は鈴鹿川の断崖(約10m)が形成され台地を画す。台地の東端は鈴鹿川と小野川の両崖によって幅100mと極端に狭められる。また西端は南北の山岳によって幅40mの鞍部となる。さらに台地の中央は谷地形となり東西二地区に区分される。台地の両端間の距離は18kmで、この内に東海道が貫通する。なお、西部の南北両山岳の尾根上には土塁が遺存する。b.関の東端は俗称「東木戸」が位置し、東海道と伊勢別街道の分岐点となる。西端は「西木戸」で、東海道と大和街道の分岐となる。台地の中央谷縁辺に沿って久我道を設定する。関は自然の要害の地を選定し、その外方に古道が接続する。2地形からみた鈴鹿関の特色律令体制下の伊勢国鈴鹿関の位置および残存遺構等について現地の調査を含め、次の点を平成2年度までに明らかにした。1千分之一大悌尺地形図の作成鈴鹿関の位置すると想定できる地域について、千分之一地形図3面を作成し、関跡の立地を微地形を通して環境復元をおこなった。この結果、関跡は南と北に丘陵が展開し界とし、東側は比高差1.5mを測る台地上内に位置すると想定できた。また、西端は堀割状の遺構が存在し西端が想定できた。従って関跡の範囲は西東540m、南北300mの台地上に内郭を含む中心部が位置すると考えられる。2関の遺構及び古道関跡の西端と想定される一帯は字「中木戸」と称する地域で、この位置に古く南北方向の土塁が存在した。「土居」と言はれているが,この土塁の北への延長上の丘陵部に尾根を削る土塁か続き、さらに西に折れ北面の土塁となる。土塁の長さは約200mに達する。同様、南側の丘陵上にも尾根を整形した土塁状遺構が東西に続き、平地の長土居に曲折して続く。官衛の外郭を丘陵上に設けた土塁で二重に限った可能性が強い。関の西端から200mの地点に東海道と奈良に続く大和街道の分岐点があり、同様、東端には伊勢国へ続く「久我道」と、伊勢に続く「伊勢別街道」の分岐点が存する。3地名の調査現在の関跡周辺に残る旧地名を調査し、小字界が判明可能な範囲で現地で照合し、千分之一地形図内に表示した。なお、県機関で関跡西限の堀割の西側で発掘調査を行ったが、関および古代の遺構は皆無であった。関外と想定される。2地形からみた鈴鹿関の特色律令体制下の伊勢国鈴鹿関について、現地調査を含め、平成3年度に次の点を明らかにした。1縮尺千分之一地形図の作成当初の計画に従がい、平成2年度に作成した千分之一大悌天地形図3面に続く関の東南地域について、同縮尺の地形図1面を作成した。今回作成した地域は、関の東木戸,東海道と伊勢別街道をとり込む範囲で、鈴鹿川と関との地形学的環境が把握可能となった。関の東南域は、鈴鹿川によって形成された高さ約10mの新崖によって南面を限っていることが明らかとなった。

また、関推定地の東西間ほゞ中央部に、南北方向の浅い谷状地形が存在し,関の台地を二分していることが微地形から確認できた。したがって、関推定地の台地上は、東西1.8kmほどの範囲が、さらに二つの地域に区分され,西部域は平坦部のない丘陵地帯、東部域は平坦部の多い区画であることを明確にした。2.関の遺構及び古道との関係関推定地内の東西二地域の西端部に古道が設けられている。西地域の西端に東海道と大和街道(旧東海道)の分岐点、原地域の東端に東海道と伊勢別街道の分岐点が存し、二地域の中央部の谷底緑辺に南方向の伊賀南部へ通ずる久我道が設置されている。西地域の南北に山岳がいかえ,この一帯は平地の確保が容易でなく、両山岳の尾根上には土塁がめぐる。これに対し、原地域は官衙建物の造官には充分な広さの確保が容易で,両地域に関の機構上の重要な性格の差があることが確実となった。
グリコサミノグリカン多糖鎖のリン酸化と硫酸化による精密硫酸化構造の意義に関する研究

ブタ小腸ヘパリンをFlavobacterium heparinum由来のヘパリナーゼ、ヘパリチナーゼIとIIの混合物で消化後、消化で生成した硫酸化三糖および四糖を単離・精製し、糖組成分析、質量分析、ヘパリチナーゼやスルファターゼによる消化、^1HNMRスペクトルの解析などを組み合わせて、構造解析した。その結果、三種類の硫酸化四糖はアンチトロンビンIIIとの結合ドメインにしかないグルコサミン3硫酸構造を共有しており、この部位由来であり、これらの四糖は上記のどのヘパリン分解酵素でも分解されない特異な性質を有することが判明した。また、これら以外にも10種類の硫酸化四糖と1種類の硫酸化三糖の構造を明らかにし、これらのオリゴ糖を酵素基質として、上記のヘパリナーゼやヘパリチナーゼの基質特異性も明らかにすることができた。一方、クジラ軟骨由来のコンドロイチン4硫酸、サメ軟骨由来のコンドロイチン6硫酸およびコンドロイチン硫酸D、イカ軟骨由来のコンドロイチン硫酸EをコンドロイチナーゼABCで消化し、その消化物から様々の硫酸化四糖や三糖を単離精製し、同様の方法で構造解析した。これらの硫酸化オリゴ糖を基質として用いることによって、コンドロイチナーゼABC、コンドロ4スルファターゼ、コンドロ6スルファターゼ、2-スルファターゼといった、構造解析に必須の酵素の基質特異性を明らかにすることができた。
細胞外pH低下による抗炎症作用とプロトン感知性TDAG8受容体

本研究ではマクロファージにおける糖質コルチコイドによる細胞死や炎症性サイトカイン産生抑制にTDAG8が関与しているかどうかを検証した。その結果、マクロファージにおいてもデキサメザゾンはTDAG8の発現を亢進する。このTDAG8発現亢進のマクロファージ細胞死への関与は否定的であるが、酸性下における炎症性サイトカイン産生抑制に対してTDAG8の関与が示唆された。炎症性サイトカイン産生抑制機構:マクロファージはリポポリサッカライド(LPS)、ポリ(I:C)などのTLR4、TLR3のアゴニストによってTNF-αなどの炎症性サイトカイン産生が高まるが、これらの応答は細胞外pH低下によって抑制される。この抑制効果はTDAG8ノックアウトマウス由来のマクロファージでは有意に減弱しており、抑制作用にTDAG8の関与が示唆される。本研究では以下のような実験でその抑制機構の詳細を明らかにした。(1)プロトン感知性受容体:これらの細胞ではプロトン感知性受容体の中ではTDAG8の他にOGR1、G2A受容体が発現している。欠損マウス由来の細胞、siRNAによるノックダウンの手法を用いた実験の結果、細胞外pH低下によるサイトカイン産生抑制効果にOGR1、G2A受容体の関与はみられなかった。(2)TDAG8を介するシグナル伝達系の解析:TDAG8を介する応答はGsaに対するsiRNA、cAMP誘導体、cAMPホスホジエステラーゼ阻害薬、アデニル酸シクラーゼを活性化するアゴニスト(プロスタグランジン、β-アドレナリンアゴニストなど)、プロテインキナーゼA(PKA)阻害薬の実験からcAMP/PKAを介していると推定される。そこで、cAMP/PKAがサイトカイン産生のどの段階で作用しているかに関して、サイトカイン産生経路に介在しているNF-kB系、PI3キナーゼ系などに対する作用を現在解析中である。リゾ脂質分子G蛋白質共役受容体に属するOGR1ファミリーには細胞外pH(プロトン)を感知する新しい機能が存在する。私達はこれらの受容体欠損マウス由来のマクロファージを用い、細胞外pH低下による炎症性サイトカイン産生抑制にプロトン感知性TDAG8受容体が関与していることを明らかにした。そこで、本研究では従来の研究をさらに発展させるため、TDAG8依存性、非依存性の炎症性サイトカイン産生制御機構を解析する。また当糖質コルチコイドの抗炎症作用におけるTDAG8の役割についても解析した。その結果、TDAG8非依存性の細胞外pH低下による炎症性サイトカイン産生抑制応答にはOGR1やG2Aなどのプロトン感知性受容体の関与は低いことがわかり、pH低下による炎症性サイトカイン産生抑制におけるTDAG8の役割の重要性が改めて確認された。マクロファージを糖質コルチコイドであるデキサメサゾンで処理すると胸腺T細胞と同様にTDAG8mRNAの発現増加が観察された。このTDAG8発現増加を反映して、糖質コルチコイド処理はpH低下によるcAMP産生応答を増強した。しかし、プロスタグランジンによるcAMP産生にはほとんど影響しなかった。また、LPSによる炎症性サイトカイン産生は細胞外pH低下で抑制するが、デキサメサゾン処理はこのpH応答を増強したが、プロスタグランジンによる抑制応答にはほとんど影響を与えなかった。デキサメサゾンによる細胞外pH作用修飾はTDAG8欠損マウス由来のマクロファージでは観察されなかった。このように、マクロファージにおいて、糖質コルチコイドはTDAG8発現を増強し、この発現増強は酸性pH下における炎症性サイトカイン産生抑制に関与していることが示唆された。リゾ脂質分子G蛋白質共役受容体に属するOGR1ファミリーには細胞外pH (プロトン)を感知する新しい機能が存在する。マクロファージにおいて、糖質コルチコイドはプロトン感知性TDAG8受容体の発現を増強し、この発現増強は酸性pH下における炎症性サイトカイン産生抑制に関与していることを報告した。今年度は炎症性サイトカイン産生抑制とならんで重要な糖質コルチコイドの抗炎症作用として、炎症性細胞のアポトーシス促進作用をとりあげ、マクロファージの細胞死にTDAG8が関わっているかどうかを解析した。マウスにチオグリコレート刺激をして4日後に浸潤してくる細胞をマクロファージとして使用した。このマクロファージを糖質コルチコイドであるデキサメサゾン有無で適当なpHメディウムやプロスタグランジンで培養し、一定時間後にマクロファージの細胞死についてMTT還元を指標にして測定した。その結果、pH低下ならびにデキサメサゾン処理いずれも細胞死を誘導した。TDAG8欠損マウスから調製したマクロファージについても同様な実験を行ったところ、pH効果、デキサメサゾン効果のいずれも影響をうけなかった。T細胞のアポトーシスに関してはTDAG8が関与しているという報告と全く関与していないという報告がある。しかし、本研究の結果は、マクロファージにおいてもデキサメサゾンによって細胞死は誘導されるがTDAG8発現上昇の関与は否定的であった。TDAG

8は胸腺T細胞と同様にマクロファージでも糖質コルチコイドでその発現が増加すること、TDAG8発現増加を反映して、糖質コルチコイド処理はpH低下によるcAMP産生応答やLPSによる炎症性サイトカイン産生抑制を増強することが判明しおおむね順調に進展している。今後はTDAG8ノックアウトマウス由来のマクロファージについて同様の実験を行いたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。炎症性サイトカイン産生抑制とならんで重要な糖質コルチコイドの抗炎症作用として、炎症性細胞のアポトーシス促進作用をとりあげ、マクロファージの細胞死にTDAG8が関わっているかどうかを解析する。具体的にはマウスにチオグリコレート刺激をして4日後に浸潤してくる細胞をマクロファージとして使用する。このマクロファージを糖質コルチコイドであるデキサメサゾン有無で適当なpHメディウムやプロスタグランジンで培養する。一定時間後にマクロファージの細胞死についてMTT還元を指標にして測定する。