hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アパタイト結晶化ガラスを用いたポリアルケノエートセメントの試作

以上の結果は、ポリアクリル酸の作用によってガラスからCa^<2+>が溶出してカルボキシレートを生成し、シリケートネットワークの重合度が増したことを示していた。本セメントの硬化機構は本質的に歯科用グラスアイオノマーセメントのそれと同様であることが結論された。CaO-P_2O_5-SiO_2(-MgO)系生体活性ガラスを用いたグラスアイオノマーセメントを試作しその硬化特性ならびにin vitroでの生体活性を検討した。CaO,P_2O_5,SiO_2およびMgOあるいはAl_2O_3を含む種々の組成のガラス粉末を作製し、種々の分子量のポリアクリル酸水溶液あるいはポリメチルビニルエーテルマレイン酸水溶液で練和した。硬化反応の進行具合をFT-IRおよびMAS-NMRにより調べた。FT-IRによれば、反応後には、ポリアクリル酸中のCOOH基が減少しカルボキシレート基COO-Ca^<2+>が増加していることがわかった。ガラス粉末の^<29>Si MAS-NMRスペクトルでは、硬化後にはシリカゲルの生成を示す-100および110ppmに新たなピークが観察された。また、Al_2O_3を含むガラスの場合は^<27>Al MAS-NMRスペクトルにより、ガラス中で4配位の網目形成イオンとなっていたAl^<3+>が硬化後には6配位の水和イオンとなってカルボキシル基と結合し硬化に寄与していることがわかった。試作セメントの硬化時間および強度は練和に使用した高分子酸の分子量および濃度によって大きく影響された。疑似体液中でのアパタイト形成能から評価した生体活性評価では、ガラス単独では生体活性を示すにも関わらず、硬化後のセメントではアパタイトの生成が阻害され、生体活性が低下する傾向が見られた。これは、高分子酸がCa^<2+>を捕捉するため、アパタイトの核形成に必要な過飽和度が達成されないためと考えられた。今後、このセメントを実用化するためには、生体活性をいかに付与するかを、ガラス組成および練和する高分子酸の種類、分子量等の観点からもっと詳細に検討する必要があると思われる。
膵臓ベータ細胞脱分化の改善を目指した2型糖尿病の新たな治療戦略

2型糖尿病では、経時的にインスリン分泌能が低下するβ細胞機能不全が生じるが、β細胞機能不全の一因として、近年提唱されたβ細胞脱分化は、肥満モデルマウスにおいては、食事制限やPPARγ作動薬で進行阻止されることが判明している。β細胞脱分化抑制によるβ細胞機能不全の阻止という、新たな糖尿病治療法を開発するため、我々はまずβ細胞脱分化の分子メカニズムの解明を目指し、今年度は食事中の主要栄養素バランスとβ細胞脱分化の関係の解明、および肥満モデルマウスの膵島における、食事制限による遺伝子発現変化の網羅的解析を中心に行った。前者の実験では、カロリー当たりの脂質含有比を増した調整飼料(HF)と、糖質含有比を増した飼料(HC)を準備し、肥満モデルマウスのdb/dbヘテロ接合体と同じカロリー摂取になるようHF食、もしくはHC食のPair-feedingを1か月間行ったdb/dbマウスを解析したところ、体重低下作用やglucosetolerance testに両群の差はなかったが、HF群の方が脂肪肝がより改善しており、β細胞脱分化は改善傾向にあった。後者の実験では、通常食を用いて、db/dbマウスにヘテロ接合体とのPair-feedingによるカロリー制限を実施し、1か月後膵島を単離してRNAを抽出し、microarray法による遺伝子発現量の網羅的解析を行った。自由摂食下のdb/dbマウスと比較し、Pathway解析ではPPARα、γやNotchシグナルの増加、またアポトーシスや細胞分裂関連遺伝子の低下を認め、変動遺伝子抽出では、食事制限群で増加した遺伝子に成熟β細胞マーカーや小胞体ストレス応答遺伝子が多かった。これらの研究結果は、β細胞機能不全と主要栄養素の摂取バランスというあまりエビデンスのない領域に新たな知見をもらたし、またβ細胞脱分化の更なる分子メカニズム解析に役立つ結果である。元の研究計画では、栄養素バランスとβ細胞脱分化の関係、また食事制限を行った肥満モデルマウスでの膵島RNAの変動遺伝子解析の他に、PPARγ共役因子であるHelz2ノックアウト(KO)マウス(肥満抵抗性モデル)におけるβ細胞脱分化の解析を予定していたが、予想より高脂肪食下においたHelz2KOのnをそろえるのに時間がかかっている。また上記研究成果から、小胞体ストレスとβ細胞脱分化の関係を解析する新たな実験系を優先して構築しているため、Helz2KOマウスの解析のみ予定より遅延している状態である。主要栄養素のうち、炭水化物のカロリー比を減じたHF食でβ細胞脱分化、脂肪肝が改善する傾向にあったため、脂質の内訳をMUFAの多いもの、飽和脂肪酸の多いものに分けてさらに検討する。またHF群とHC群の膵島および肝臓よりRNAを抽出し、それぞれ変動遺伝子を網羅的に解析し分子メカニズムをさらに詳細に検討する。また特に注目する分子メカニズムとして、食事制限や糖質制限によるβ細胞脱分化改善に、小胞体ストレスがどのように関わっているか解析を行う。従来、db/dbマウスに比べ、ob/obマウスでは同じレプチンシグナル異常による肥満モデルマウスにも関わらず、β細胞機能低下が比較的mildであり、その原因が小胞体ストレス応答の違いによるものとする報告がある。我々の研究でもdb/dbマウスに比べob/obマウスのβ細胞脱分化はmildであるという結果があり、小胞体ストレスがβ細胞脱分化に関わっている可能性がある。さらにHelz2KOマウスにおけるβ細胞脱分化の解析も進めていく。

また上記研究成果から、小胞体ストレスとβ細胞脱分化の関係を解析する新たな実験系を優先して構築しているため、Helz2KOマウスの解析のみ予定より遅延している状態である。主要栄養素のうち、炭水化物のカロリー比を減じたHF食でβ細胞脱分化、脂肪肝が改善する傾向にあったため、脂質の内訳をMUFAの多いもの、飽和脂肪酸の多いものに分けてさらに検討する。またHF群とHC群の膵島および肝臓よりRNAを抽出し、それぞれ変動遺伝子を網羅的に解析し分子メカニズムをさらに詳細に検討する。また特に注目する分子メカニズムとして、食事制限や糖質制限によるβ細胞脱分化改善に、小胞体ストレスがどのように関わっているか解析を行う。従来、db/dbマウスに比べ、ob/obマウスでは同じレプチンシグナル異常による肥満モデルマウスにも関わらず、β細胞機能低下が比較的mildであり、その原因が小胞体ストレス応答の違いによるものとする報告がある。我々の研究でもdb/dbマウスに比べob/obマウスのβ細胞脱分化はmildであるという結果があり、小胞体ストレスがβ細胞脱分化に関わっている可能性がある。さらにHelz2KOマウスにおけるβ細胞脱分化の解析も進めていく。2143円以下で購入可能な研究必要物品等が当座なかったため、次年度に繰り越した。次年度使用予定の物品費に上乗せして使用予定である。
新規耐熱性DNAポリメラーゼDの実用化のための機能・構造解析

ファミリーDのDNAポリメラーゼ(PolD)は様々な証拠により、古細菌の遺伝子複製を司るレプリカーゼの主要酵素と考えられる。PolDは2分子の大サブユニット(DP2)と2分子の小サブユニット(DP1)から構成されるヘテロテトラマー構造を有している。DP1は組み換え修復酵素Mrell様の3'-5'エキソヌクレアーゼサブユニットであり、そのN末端200残基ドメイン(DP1(1-200))はカルボキシル末端側Mrell様ドメインDP1(201-622)のエキソヌクレアーゼ活性を負に制御している。そこで、この200残基からなるドメインDP1(1-200)のどこの領域が直接的にエキソヌクレアーゼ活性阻害に働いているかを明らかにするために、DP1(1-200)分子をさらに小分子化した、欠失タンパク質を造成した。これをDP1サブユニットのアミノ末端側ドメイン、200残基が欠失したヘテロオリゴマー変異体、PolD△S(1-200)の反応系に加え、エキソヌクレアーゼ活性阻害の程度を評価し、阻害機能を有するペプチド領域を調べた結果、DP1(1-200)ドメインのC末端に局在する34アミノ酸残基領域、DP1(167-200)が酸性かつ両親媒性の性質を有しており、そのイオン性相互作用と疎水性相互作用を介してPolDヘテロオリゴマーの3'-5'エキソヌクレアーゼ活性とDNAポリメラーゼ活性を各々コントロールすることを明らかにした(未発表データ、論文投稿中)。また、DP1(1-200)の種々の欠失分子を作成し、DP1(1-200)の部分構造を核磁気共鳴(NMR)法で明らかにした。さらに、DP2サブユニットの欠失分子(DP2(1-300))のセレノメチオニン体結晶化に成功し、放射光とMAD法でその分子構造を既に明らかにした。また、これら耐熱性酵素の構造を基に、常温タンパク質との構造情報比較を行い、120°Cの変性温度(Melting temperature:Tm値)を有するPyrococcusタンパク質の耐熱化機構を解析し、分子内部に埋もれたPolar contactとion pairの重要性を発見した。ファミリーDのDNAポリメラーゼ(PolD)は様々な証により、細の遺伝子複製を司るレプリカーゼの主要酵素と考えられる。PolDは2分子の大サブユニット(DP2)と2分子の小サブユニット(DP 1)から構成されるヘテロテトラマー構造を有している。DP1は組み換え修復酵素Mre11様の3'-5'エキソヌクレアーゼサブユニットであり、そのN末端200残基ドメイン(DP I(1-200))はその触媒ドメイン(DP 1(201-622))のエキソヌクレアーゼ活性を制御しているが、その制御機構は不明である。そこで、ヘテロオリゴマー中のDPI(1-200)領域を欠失したヘテロオリゴマー変異体遺伝子を作成し、DNA組み換え法で、欠失タンパク質を発現し、単離精製した。

これにDPI(1-200)分子内に種々の欠失を有する変異タンパク質を組み合わせを変えて混和し、その3'-5'エキソヌクレアーゼ活性阻害能とDNA合成能への影響を評価することにより、DP I(1-200)ドメイン内の、エキソヌクレアーゼ活性とDNA合成活性を支配するペプチド領域を明らかにした。また、DP2サブユニットの自己環化に重要な役割を某たすアミノ末端側ドメイン、300残基からなる変異遺伝子、DP2(1-300)を作成し、メチオニン残基部位にセレノメチオニンを高効率に取り込ませた組み換えタンパク質を調製し、3次元結晶を作成の後、良好なX線回折データを得た。このセレノメチオニン体結晶と物理構造科学研究所放射光施設ステーションを用い、データコレクションとMAD法を用いての位相を決定し、その分子構造を明らかにした。なお、DP2(1-300)分子中のN末端側60残基は電子密度が見えず原子座標の決定に至っていない。その領域はポリメラーゼドメインとの結合に関与し、複合体化してはじめてFixされると考えられた。ファミリーDのDNAポリメラーゼ(Po1D)は様々な証拠により、古細菌の遺伝子複製を司るレプリカーゼの主要酵素と考えられる。Po1Dは2分子の大サブユニット(DP2)と2分子の小サブユニット(DP1)から構成されるヘテロテトラマー構造を有している。DP1は組み換え修復酵素Mre11様の3'-5'エキソヌクレアーゼサブユニットであり、そのN末端200残基ドメイン(DP1(1-200))はカルボキシル末端側Mre11様ドメインDP1(201-622)のエキソヌクレアーゼ活性を負に制御している。また、この負の制御は、DP1(1-200)がDP2サブユニットのカルボキシル末端側にあるシステインクラスターIIの内部配列(21アミノ酸残基ペプチド)DP2(1290-1310)と相互作用することにより解除される事を明らかにした。しかし、その制御系の詳細な機構は不明である。そこで、DP1(1-200)の分子機能制御における重要性に着目し、DP1(1-200)のアミノ酸配列上に酸性残基が多数集合した部位が数カ所存在し、局部的に自由度の高い構造であると予測した。次いで、この予測を基に、DNA組み換え法でこれら酸性クラスターを除去した欠失タンパク質を発現し、単離精製することに成功した。さらに、この欠失タンパク質を用い、DP1(1-200)の部分構造を核磁気共鳴(NMR)法で明らかにした。
大規模空間を有する建築物の温熱環境・火炎安全性に関する研究

本研究は、外気風といった外界の影響が大きい比較的開口部の大きなアトリム空間あるいはボイド型建築物を対象に、相似則を用いた縮尺模型実験あるいは実大実験を行い、初期火炎時の熱および漂流動といった一般物理性状明らかにし、さらに、これら実験実測データを通常の2方程式モデルによって数値的に解析し、その適用範囲および問題点を明らかにした。以上により、大規模空間を有する建築物での火災安全設計法の提案を行った。本研究で得られた結論をまとめると以下のようになる。(1)高レイノルズ支配域で適用される実用的相似則による縮小模型実験により、開口部を有するアトリウム空間での初期火災性状は定性的には表現できる。(2)アトリウム開口部面積が比較的大きい場合(床面積比3/25)の外気風による火災時排煙効果はその風速により変化する。開口部を有するアトリム空間の初期火災性状へ外気風が与える影響は、その風速、風向、開口部面積および開口部位置によってかなり異なり、建物計画段階で事前に十分な検討を有する。(3)ボイド空間を有する実大模擬火災実験では、その下部開口部(給気口)の面積により、火災時の温度・煙流動性状は大きく変化する。(4)Boussinesq近似に基づく標準高レイノルズ型k-εモデルを用いた数値計算結果は,従来言われていように高温浮力流れを過大に見積もり、その値は本実験系では,平均で大略2割程度であった。しかしながら、火源からの放射性分を適切に把握できれば、そのトレンドおよび平均値は大略良い一致を示した。(5)以上より、本研究で検討した相似則および数値モデルによって定性的にはその火災性状予測が可能である。アトリウムやガレリアなど大規模な吹き抜け空間は、火災発生時には巨大な竪穴となり、延焼、有毒煙伝播の促進など、火災安全上の危険が生じるおそれがある。このうち火災煙制御に関しては、アトリウムの火災事例が数少なく、種々のシミュレーション手法に頼らざるをえない。現在一般的に用いられているゾーンモデルは安定な煙成層が形成されていることを前提にしているため外気風の影響を十分に加味できない。ところが外気風が排煙に与える影響が無視できないことは既存建築物を用いた火災実験でも指摘されている。本年度の研究は、相似縮小模型を用いた実験シミュレーションでアトリウムの排煙性能に対する外気風の影響について検討し、防災設計上重要な知見を得ることを目的として行われた。その結果、単純な構成のアトリウム空間の縮小模型を用いた実験では、無風時に十分な排煙が行われる開口条件においては、風速の上昇につれ室内温度も上昇し、一方無風時に排煙されにくい開口条件においては、逆に外気風の上昇につれ室内温度は低下した。さらに他の開口条件においては、ある風速を境にそれまで室内温度が上昇していたものが低下しはじめるなど様々な影響がみられた。また、スケールの異なる2つの相似縮小模型を比較してみると、スケールの大きい模型の方が若干室内温度が高かったが、その分布形状及び時間変化ともに定性的には非常に相関が高く、可視化観察でも煙流動性状は相似であることが確認され、外気風影響下においても我々の手法によって、火災時の煙流動を概ね再現できることを示した。アトリウムやガレリアなど大規模得な吹き抜け空間は、火災発生時には巨大な堅穴となり、延焼、有毒煙伝播の促進など、火災安全上の危険が生じるおそれがある。本年度は、昨年度確認された外気風の影響をより詳細に検討するため、外気への開口に相当する部分に流量を任意に調整できるダクトを接続して、模型実験を行った。

また、並行してアトリウム内の煙流動をシミュレートできる二方程式モデルによる数値計算手法の開発を行った。模型実験については、模型上部開口からの流入運動量を変化させて外気風が煙流動に与える影響について検討した結果、開口が2ケ所のケースにかぎられるが既往の風洞実験と近い条件で実験が行われたことを確認し、開口部での運動量が、模型内の混合過程を表す指標となりうることが示された。数値解析については、乱流モデルに、標準高レイノルズ型q-εモデルを適用し、計算アルゴリズムにMAC法を用いてシミュレーションプログラムを作成し、94年度に行われた風洞実験を対象に計算を行った。結果として、無風時有風時ともに温度分布は、実験地と一致しなかった。しかし、傾向としては、平均温度上昇値は無風時に比して有風時の方が高い値を示し、実験結果と同様な結果を得た。また、実験では開口部の風向を計測するのは困難であり、開口部の温度上昇値や可視化によって風向を判断していたが、数値解析では詳細に考察することができ、無風時と有風時ではかなり異なる性状を示すことが明らかとなった。昨年度までの成果により、相似則を用いた模型実験により実物火災の熱およびその煙性状を定性的には再現できることが明らかとなった。さらに、標準k-ε型2方程式モデルによる実験結果の数値解析により、定量的な予測精度には問題があるが、外気風が火災性状に与える影響等の火災性状のトレンド予測は可能であることも明らかとなった。本年度は、昨年度までに行った模型実験およびその数値解析の問題点として、火災火源から周辺躯体への放射熱量についての取り扱いが最大の問題点であると考え、実物建物での実大模擬火災実験を実施した。実験を行った建物は高さ約70m、面積175m^2のボイド空間を有する集合住宅である。実験で用いた仮想火源燃料はメタノールであり、大略1.5MWの火源強度とし、ボイド空間下層部の給気口面積(開口率)および火源位置を変化させ合計6つのケースの実験を行い、ボイド内温度・気流分布および周辺躯体の温度等詳細な測定を実施した。また、これら実測値を標準高レイズ型k-εモデルを用いて数値的に解析した。本年度得られた結果をまとめると以下のようになる。(1)ボイド空間を有する建築物においては、ボイド下層部での開口率により、火災時の熱及び煙性状がかなり変化する。(2)ブシネスク近似を用いたk-εモデルによる数値計算結果は、火災時高温浮力流れを20%程度過大に見積もり、これにより、移流量も過大となる。(3)火源から周辺躯体への放射熱量を適切に推測することが出来れば、標準k-εモデルを用いても、その定性的な性状予測は可能である。
時空間的探索による一酸化炭素資化菌の包括的研究とその応用基盤の構築

一酸化炭素資化菌は、環境中の有毒な一酸化炭素(CO)をCOデヒドロゲナーゼ(CODH)により除去し水素を生成することから、環境中の代謝活性を促進する「潤滑油」として機能すると考えられる。申請者らは、これまでにCOを資化し水素を生成する多様な好熱性微生物を海洋・陸水から分離してきた。本研究では、強力なCO利用能を有する古代型CO資化菌を総合的に理解し、二酸化炭素削減と次世代炭素循環の創生を目指す。主な研究成果は以下の4点である。1)水素生成型好熱性CO資化菌Carboxydothermus pertinax Ug1株の詳細なクロスオミックス解析を進めた。比較ゲノム解析により、水素生成に加えてチオ硫酸還元と共役可能な新規なCO代謝を見出した。また網羅的転写解析により、その転写制御系を好熱性CO資化性細菌として初めて報告した。2)多数の火山性熱水環境・海底堆積コア由来の環境試料について微生物叢解析を行った。水素生成型CO資化菌は幅広い環境で非常に少ない割合で存在していることを明らかにした。さらにこれらは胞子として拡散し、環境変化に応答して発芽することで、微生物生態学的ニッチを獲得する可能性を見出した。3) 10万を超える微生物ゲノムを対象に網羅的な解析を行い、CODHを幅広い系統群から見出し、その多様性を明らかにした。本成果により、約2000個の本酵素のデータベース化に成功した。4)酸素耐性好熱性CO資化菌2株の詳細なゲノム解析を行い、高効率水素生成微生物の作出に向けて培養条件の最適化や遺伝子組換え系の構築を行った。海底コアを含む環境サンプルから新規水素生成型CO資化菌を多数分離し、これらのゲノム配列を決定した。さらに、古代型を含む分離株を用いたCO応答トランスクリプトーム解析により、多様な新規CO代謝経路や新規CO転写応答機構を発見した。また、水素生成型CO資化菌の生態学的知見は極めて限られていたが、様々な環境における微生物群集構造解析によって、本菌は幅広い環境で非常に少ない割合で存在していることを明らかにした。これらは胞子を形成して環境中で拡散し、環境変化に応答して発芽し、微生物生態学的ニッチを獲得する可能性を見出した。加えて、好気呼吸が可能で酸素への高い耐性を持つことから取扱が容易であり、かつ高いCO消費水素生成能を持つ酸素耐性水素生成型CO資化菌を新たに分離し、高効率水素生成微生物の作出に向けて培養条件の最適化や遺伝子組換え系の構築を行うことができた。データベース上のCODHのリスト化も完了しており、CODHの応用基盤の構築に向けて組換え微生物の作出の準備が整った状況である。今後は、酸素耐性水素生成型CO資化菌におけるCO代謝・応答機構のトランスクリプトーム解析やメタボローム解析、本菌を用いた次世代組換え微生物の作出を優先課題として取り組み、新規水素生成型CO資化菌の探索・生態学研究を継続することで当初の研究目標に向けて十分な成果が見込まれるため上記の評価となった。(1)鹿児島県の陸性熱水環境や海底熱水孔、メタンハイドレートといった多様な堆積コアを試料とし、未知のCO代謝を有する多様な好熱性CO資化性微生物の探索を継続する。これらのコア試料から開発済の気相100%CO雰囲気下分離技術を改変しながら集積培養系を構築する。新規CO資化性分離株の生理学的性状の解析を行う。(2)分離株の全ゲノム解読を行い、代謝マップを構築し、CO代謝の多様性を明らかにする。特に昨年度分離された酸素耐性型好熱性CO資化菌に関して、培養条件を変化させ、トランスクリプトーム解析を行う。これらのオミックス解析を統合し、CO代謝機構の総合的な解明を目指す。昨年度構築したCO代謝酵素データベースを用いてプライマーを作製し、アンプリコンシーケンスや定量的PCRによって、環境中のCO資化菌の分布や動態、活性、他の微生物との相互作用を解析する。(3)昨年度中に培養条件の最適化や遺伝子組換え系の構築に成功した酸素耐性型好熱性CO資化菌を用いて、CO代謝酵素や水素生成酵素などの遺伝子改変を行うことで、CO代謝能を向上させ、効率的水素生成微生物の作出を目指す。また、CO代謝酵素データベースの構築によって明らかになった新規CO代謝酵素群の生化学的特性の解明を目指し、酵素大量発現系の構築を行う。以上各項目でとりまとめ、学会発表を行い原著論文として公表する。本研究では、強力な一酸化炭素(CO)利用能を有するCO資化菌を総合的に理解し、二酸化炭素削減と次世代炭素循環の創生を目指す。本年度の研究成果は、以下の通りである。(1)一酸化炭素資化性好熱菌の分離とメタゲノム解析鰻温泉(鰻池)、白浜温泉、山之城温泉、小松地獄、塚原温泉といった陸上熱水環境から一酸化炭素資化性好熱菌の分離を試みた。まず菌叢解析により、CO資化を軸とする生態系は確認できなかったが、温泉が属する火山帯により、微生物群集構造が大きく異なった。また泉源ごとに局所的な菌叢が形成されることに加え、同一泉源でも時系列により優占種が大きく変遷した。これらの試料からCO資化菌として、Carboxydocella属2株をCarboxydothermus属1株の分離培養に成功した。渥美半島沖のメタンハイドレート胚胎コアサンプルおよび鹿児島湾海底熱水域の海底コアサンプルから、CO資化能を示す微生物は得られなかった。(2)分離株のゲノム解析とオミックス解析に基づく未知CO代謝の解明

上記鰻池由来Carboxydocella属UL-O1株のドラフトゲノム解析を行った。UL-O1はCOデヒドロゲナーゼ(CODH)遺伝子を3個有していた。うち2個は炭酸固定及びエネルギー保存に寄与する既報型であった。一方、本菌はさらに金属酵素の成熟因子近傍に位置するCODH遺伝子を保有し、本種固有のCO代謝機構の存在が示唆された。Carboxydothermus属におけるトランスクリプトーム解析により、CO代謝時に転写変動した96遺伝子を特定した。水素生成に関わるヒドロゲナーゼ及び還元力獲得CODH遺伝子群が含まれていた。上流解析からCO転写調節因子が認識可能な回文構造の新規モチーフ配列を見出した。国内の多様な火山性熱水環境、および海洋コアより試料採取を行い、微生物群集構造の特徴づけを進めることができた。また、CO資化菌の分離、ゲノムの記載、トランスクリプトーム解析を行い、次年度以降のオミックス解析の基盤を構築した。しかしながら、CO資化菌が優占する環境でのメタゲノム解析までには至らず、上記の評価となった。一酸化炭素資化菌は、環境中の有毒な一酸化炭素(CO)をCOデヒドロゲナーゼ(CODH)により除去し水素を生成することから、環境中の代謝活性を促進する「潤滑油」として機能すると考えられる。そこで本菌の特性を分子生物学的手法にて総合的に理解し、C1化学への展開に向けた持続的低炭素社会の基盤を構築することを目的とする。本年度の研究成果は次の通りである。1)異なる菌叢の多様な熱水環境の堆積物にCO資化菌Carboxydothermus属細菌やCarboxydocella属細菌が広く分布することを示し、また鹿児島県沖の海洋コア試料からGeobacillus属CO資化性菌2株の分離に成功した。2)鹿児島県トカラ列島の鬼界カルデラの海洋コア試料から分離された、CO資化性菌の新属種Calderihabitans maritimus KKC1株の全ゲノム解読に成功した。既報の生物中最多の6つのCODH遺伝子を有し、CO由来の電子を用いて多様な代謝を駆動するとの示唆を得た。米国微生物学会のAppl. Environ. Microbiol.に本論文が受理され、その特異な性状が注目され本種の電子顕微鏡写真が同表紙に掲載された。3)生物情報学的アプローチにより、本菌の鍵酵素であるCODHは幅広い生物群に含まれており、これらのCODHを新規な系統群を含む7つの系統群に分類し、CODHの構造多様性を明らかにし、新奇の構造モチーフを持つと予測されるCODHを見出した。4)前年度クロスオーミックス解析が進展し、Carboxydothermus pertinax Ug1株は水素生成と共役するCODHを欠失するが、異なるCODHを代替することでCO酸化と水素生成を共役させることを示した。また、CO資化と共役する水素生成経路のみならずTCA回路の還元的利用による炭素固定を行うことが示唆された。鹿児島県トカラ列島の鬼界カルデラの海洋コアから初めて分離されたCO資化性菌の新属種C. maritimusの全ゲノムを解読し、既報生物の中で最多の6つのCODH遺伝子の存在を明らかにした。
衝撃波と渦の相互作用の研究

渦輪と衝撃波の相互作用の問題に関し、計算機シミュレーションを行うとともに、実験装置の製作とテストを行った。・昨年、一昨年度に設備した無隔膜衝撃波管、ワークステーション、凹面鏡、スキャナーを使用して、実験とデータ処理を行なった。衝撃波管の性能は設計通りで、衝撃波と渦輪が相互作用する様子がシャド-グラフに鮮明にとらえられた。コンピューター、スキャナーによる画像処理によって、衝撃波、渦輪、散乱波の時間発展をx-t図に示すことに成功した。・計算機シミュレーションでは、これまでに得られた成果、すなわち相互作用によって高温、高圧、高密度の領域が局所的に発生する性質を応用する研究を行った。燃焼化学反応を起こす性質のある気体中で、渦輪と衝撃波を発生させるシミュレーションの結果、相互作用がなければ反応を起こさない場合でも、相互作用で高圧・高温領域が生ずると、自然に着火する反応がコンピュータ上で観察された。この種の問題では初めての成果であり、今後の応用が考えられる。・本研究の成果は、衝撃波シンポジウム、京大数理解析研究所で講演発表を行った。これまでの研究成果をもとに、今年度(1995年9月)国際ワークショップを開催した。国内外約50名の参加を得て、成功に終了した。さらに当該分野での今後の国際的発展が期待できる。渦輪と衝撃波の相互作用の問題に関し,実験を行うと共に、並行して計算機シミュレーションを実施した。さらに衝撃波ダイナミックスの理論にもとずき,衝撃波の回折と収束の機構を解析する研究を行った。実験では,高圧N_2ガスを使って高速の渦輪を発生させ,それに向かって衝撃波を入射させて,両者の相互作用の過程をシャドーグラフで可視化した。この実験に対応する計算機シミュレーションを行い,相互作用の過程を画像化する事により,局所的な高圧,高密度の領域の発生を見いだした。これらの結果は,Fluid Dynamics Researchの論文として報告された。建物改築による研究室移転のため、ワークステーションの設置時期を年度後半にずらさざるを得なかった。また,実験用瞬間光源は研究分担者の石井の所属する研究機関の予算でまかなう事が可能となり,その分でワークステーションの機能を充実させる事ができた。この研究成果は2つの国際会議で報告し,出版される事になっている。・計算機シミュレーションでは、前年度で得られた成果、すなわち相互作用によって高温、高圧、高密度の領域が局所的に発生する性質を応用する研究を行った。・今年度は無隔膜衝撃波管を設計、発注し、画像処理のためのスキャナーおよびメモリーの設置を行い、今後の実験およびデータ処理のための設備の充実をはかった。・本研究の成果は、衝撃波シンポジウム、第44回応力連合講演会、京大数理解析研究所で講演発表を行った。これまでの研究成果をもとに、来年度(1995年9月)に国際ワークショップを開催する計画を立て、本年度案内状を国内外に発送し、すでに反響が得られ、当該分野での今後の国際的発展が期待できる。・昨年、一昨年度に設備した無隔膜衝撃波管、ワークステーション、凹面境、スキャナーを使用して、実験とデータ処理を行なった。

燃焼化学反応を起こす性質のある気体中で、渦輪と衝撃波を発生させるシミュレーションの結果、相互作用がなければ反応を起こさない場合でも、相互作用で高圧・高温領域が生ずると、自然に着火する反応がコンピュータ上で観察された。この種の問題では初めての成果であり、今後の応用が考えられる。・本研究の成果は、衝撃波シンポジウム、京大数理解析研究所で講演発表を行った。これまでの研究成果をもとに、今年度(1995年9月)国際ワークショップを開催した。国内外約50名の参加を得て、成功に終了した。さらに当該分野での今後の国際的発展が期待できる。
ウエルシュ菌ゲノムにおける病原性調節ネットワークの包括的解析

平成13年度は、ガス壊疽の起因菌、ウェルシュ菌の全ゲノム配列の決定および解析が終了し、その成果をPNASに報告した。3,031,430bpの染色体塩基配列が明らかとなり、染色体上には2,660の遺伝子が同定され、すべての遺伝子についてアノテーション作業を行い、それらの機能を分類した。約55%の遺伝子について機能が推測でき、残りについては機能未知の遺伝子として分類した。ウェルシュ菌はアミノ酸代謝系の遺伝子のほとんどが欠損し、外界からのアミノ酸獲得が不可欠なことが明かとなり、ウェルシュ菌の新たな病原遺伝子(少なくとも26種類)や従来より同定されている病原遺伝子によって宿主から栄養を取り込むことが病原性の本態であることが推察された。こうして明かとなった病原遺伝子の発現調節に関しては、二成分制御系、VirR/VirSシステムがグローバルな調節系として知られているが、本研究により新たな病原遺伝子制御機構が明かとなった。VirR/VirSシステムに調節される遺伝子、hyp7の解析を行なったところ、本遺伝子領域はα-毒素、κ-毒素遺伝子の発現を正に調節する二次的調節遺伝子であることが明かとなったが、その本体はhyp7遺伝子のコードするタンパクではなく、RNA(VR-RNA)そのものが毒素遺伝子の転写を調節することが明かとなった。ウェルシュ菌における転写調節RNAの報告は本研究が初めてであり、今後全ゲノムにおける同様の調節RNAの解析が期待される。また、本研究におけるウェルシュ菌ゲノムに存在する1uxS遺伝子の解析を通じて、1uxS遺伝子はウェルシュ菌からのオートインデューサー(AI-2)の産生に関与していることが明かとなった。1uxS遺伝子による細胞間情報伝達により、毒素遺伝子の1つであるθ-毒素遺伝子の転写が調節され、α-毒素、κ-毒素の産生も景響を受けていることが明かとなった。ウェルシュ菌の病原性発現に対して細胞間コミュニケーションが関与することが本研究ではじめて明かとなり、混合感染時における他の細菌とのコミュニケーションや本菌感染に対する治療法などの研究に非常に有用な知見が得られた。今後はウェルシュ菌ゲノム情報を利用したDNAチップの作製を行ない、本菌の病原性発現調節機構をよりグローバルに行なう予定である。
2ーDelayディジタルロバスト制御理論の体系化とその応用

ディジタル制御は制御則の変更・改良をプログラムの書換えに帰着させ制御の柔軟性を増すため,ディジタル計算機を積極的に導入している。しかし,計算機の離散動作に伴って種々の問題が生ずる。その一つとして連続時間制御対象が最小位相でも離散化モデルに不安定零点が生じてしまうことがあげられる。このため,従来からディジタル制御系では逆システムや適応制御系の設計は困難とされてきた。また,この不安定零点が原因でディジタル制御系の安定余有,感度特性等は連続時間系に比して大きく劣化しまう。この問題に対して本研究では2ーDelay制御と言う方法を導入し,従来の出力のサンプリングに対してもう一つ補助的なサンプリングを施すと,この問題が解決できるが分かったので,その理論的体系化と応用に関して研究したところ,おおよそ以下の結果を得た。1)2ーDelay制御を使うと零点が任意に配置でき,安定な逆システムが構成できる。2)状態が直接観測できない場合でもロバストなディジタル制御系が構成できる。3)感度関数や安定余有に続いて相補感度関数についてその最適値を求めた。4)2ーDelay制御系の諸特性が分ったので実際に電動機やロボットア-ムで外乱抑圧制御実験をしたところ良好なロバスト性が得られた。5)パラメ-タ変動やサンプル点間の高周波振動等の問題を解決すべくH∞制御について研究を行なった。その結果,連続時間系も含む数々の新しいH∞制御理論に関する成果が得られた。以上から,本研究の当初の目的は達成され,2ーDelayロバスト制御理論について体系化ができた。この成果は今後産業界で有効に利用できるものと考えられる。今後はH∞制御をより深く追及し,より着実に2ーDelayディジタルロバスト制御理論に結び付けて行きたい。ディジタル制御においては、連続系と離散化した離散化系はほとんどの場合非最小位相となると言う大きな問題がある。これに対して申請者が2-Delay制御として提案しているように、サンプル点上の出力だけでなくサンプル点間の出力を用いると、この二つの出力変数間に共通零点がなくなる。その結果、不安定零点問題が回避でき離散化系の非最小位相特性に起因して設計が困難であった数々の制御系の設計が容易になる。本研究では、この2-Delay制御を使い、非最小位相系を含むディジタル制御系のロバスト制御則を体系化し、電動機やフレキシブルロ-タのロバスト制御に応用するものである。今までに2-Delay制御の基礎理論はだいたいでき上がっており、申請者が計測自動制御学会平成元年度論文賞を受賞するなど、各方面でも注目されて来つつある。本年度は2-Delay制御の不安定零点回避能力を利用することを念頭において、零点とロバスト制御の関係を理論的に研究してきたが、その間にロバスト制御の全般的理論であるH無限制御を導入する必要が生じた。H無限制御は強力なロバスト制御のツ-ルとなると期待されて登場したが、その解法は特殊な場合に部分的にしか分かっていなかった。よって、この壁を破ることが本研究の第一歩であるとして研究を進めた結果、世界的に最も新しく強力な解法を連続時間制御およびディジタル制御で導くことができ、零点がロバスト制御系の設計に大きく影響していることなどが一層明確に分かった。よって、本年度はこの成果を2-Delay制御に反映し、2-Delay制御を使ったH無限ロバスト制御の体系を構築して行くとともに、電動機やフレキシブルロ-タの制振制御に応用を行って行く。

その一つとして連続時間制御対象が最小位相でも離散化モデルに不安定零点が生じてしまうことがあげられる。このため,従来からディジタル制御系では逆システムや適応制御系の設計は困難とされてきた。また,この不安定零点が原因でディジタル制御系の安定余有,感度特性等は連続時間系に比して大きく劣化してしまう。この問題に対して本研究では2ーDelay制御と言う方法を導入し,従来の出力のサンプリングに対してもう一つ補助的なサンプリングを施すと,この問題が解決できるが分かったので,この理論的体系化と応用に関して研究したところ,おおよそ以下の結果を得た。1)2ーDelay制御を使うと零点が任意に配置でき、安定な逆システムが構成できる。2)状態が直接観測できない場合でもロバストなディジタル制御系が構成できる。3)感度関数や安定余有に続いて相補感度関数についてその最適値を求めた。4)2ーDelay制御系の諸特性が分かったので実際に電動機やロボットア-ムで外乱抑圧制御実験をしたところ良好なロバスト性が得られた。5)パラメ-タ変動やサンプル点間の高周波振動等の問題を解決すべくH∞制御について研究を行なった。その結果,連続時間系も含む数々の新しいH∞制御理論に関する成果が得られた。以上から,本研究の当初の目的は達成され,2ーDelayロバスト制御理論について体系化ができた。この成果は今後産業界で有効に利用できるものと考えられる。
事業内容や企業文化がコーポレート・ガバナンス構造に与える影響に関する実証研究

本研究では,企業行動および企業文化がコーポレート・ガバナンスに及ぼす影響を分析する必要性があると考える。しかし,これまでのところ「コーポレート・ガバナンス体制→企業行動」という仮定の下での実証分析は数多く行われているが,「企業行動→コーポレート・ガバナンス体制」という仮定に基づいた研究はあまり行われていない。それゆえ,実際のところ,どのような企業文化のもとで,どのような企業行動をとろうとする企業が,どのようなコーポレート・ガバナンス体制を構築するのかということについて,その詳細は明らかにされていない。ここに本研究に取り組む研究上の意義が認められる。
経口寛容、および食物アレルギーにおけるＴｈ１７細胞の役割解明

無菌マウスではIgE依存的な食物アレルギーへの感受性が高い。本研究の成果として、以下のことが判明した。1腸内細菌を持たないマウスでは腸管でgroup2 innate lymphoid cell (ILC2)の増加が見られ、粘膜上皮細胞でInterleukin (IL)-25とIL-33の生産が亢進している。そのため、通常のマウスに比べてアレルギー感受性が増す。2腸内細菌を持たないマウスでは粘膜でのIL-17とIL-22生産量が劇的に減少している。IL-17とIL-22がILC2からのサイトカイン生産を抑制すること、および上皮細胞からのIL-25とIL-33分泌を抑制することの2つの経路による。IL-23,、およびIL-17 knockout(KO)マウスではcholeratoxinと抗原タンパク質であるovalbumin(OVA)感作によって血清中のOVA特異的immunoglobulin(Ig)EとIgG1の濃度はwildtype(WT)マウスに比べて顕著に高くなる。また、OVA投与によって、IL-23 KOマウスの穴フィラキシーショックの症状は、WTマウスよりも悪化する一方、IL-17 KOマウスの症状は軽くなる。IL-17 KOマウスの骨髄細胞からIL-3添加培養して調製した、肥満細胞の抗原感作による脱顆粒がWTより低下していることがわかり、このことがショック症状を緩和している原因となっていると考えられた。また、IL-17 KOマウスでは受動的アナフィラキシーショックの症状もWTに比べて軽快であることから、IL-17は肥満細胞の脱顆粒増強に重要であることがわかった。IL-17が肥満細胞において、どのような影響を与えているのか解明するため、現在、遺伝子発現パターン等の解析を行っている。常在細菌をいっさい持たない、無菌マウスでは食物アレルギーによる血清中IgEとIgG1の濃度が通常環境下で飼育したconventional(conv)マウスに比べて著しく高く、抗原投与によるアナフィラキシーショックの症状も劇的に増悪している。無菌マウスではIL-23 /IL-17の腸管粘膜における免疫細胞からの生産が明らかに低下している一方、Th2サイトカイン生産量および、lineage- /c-Kit+細胞数が多い。これらの結果から、食物アレルギーに感受性が高くなる原因としてIL-23 /IL-17によるTh2サイトカイン調節機構が不十分であることがあげられ、今後、腸管粘膜においてIL-23 /IL-17誘導によって食物アレルギー抑制する因子の探索を行っていく。Th17細胞を誘導する細菌、または食物による経口寛容誘導と恒常性維持法の開発(機能性食品によるアレルギー発症予防法の開発)ライフイノベーションの観点から日常の食生活の中で食物アレルギーの制御が理想的と考えるため、腸内に共生しうる細菌を含んだ機能性食品のなかでTh17細胞の誘導または機能を増強するものを選抜することを当初の目標としていた。IL-17の欠如は、通常の個体では起こりえない。そのため、conventional名環境下で飼育されているマウスではIL-17の投与によってむしろ食物アレルギーが悪化することが判明した。これは肥満細胞の活性化を誘導することが大きな原因であることも証明できた。しかし、当初のIL-17生産誘導による食物アレルギー発症予防は、意味のないことであろうか、という疑問がおこる。germ freeマウス、抗生物質投与マウスなど、腸内細菌を持たないマウスではIL-23/IL-17の生産が抑制されており、しかも食物アレルギー感受性が高い。このようなマウスにIL-17を投与したところ、食物アレルギーの症状が緩和された。このため、腸内細菌を持たない状況下では、IL-17の投与、あるいはIL-17生産誘導は発症予防に効果があるものと示唆される。以下のことを明らかにした。1.食物アレルギーの発症の初期段階において、上皮細胞の傷害によりInterleukin(IL)-33が生産される。2.IL-33はInnate Lymphoid Cell (ILC)に作用して大量のTh2 cytokine (IL-5 and IL-13)を生産させる。3.Th2 cytokineにより抗原(Ovalbumin)特異的Immunoglobulin (Ig)EがB細胞から分泌され、食物アレルギーが発症する。4.これに対して腸内細菌により樹状細胞から生産されるIL-23はγδT細胞に作用してIL-17とIL-22を生産させる。5.IL-17とIL-22はILCの生産するTh2 cytokineを抑制することで、IgEを低下させる。さらにInterferon-γを生産させるため、アレルギー発症に対して抵抗性があがる。

以上の結果、IL-17、あるいはIL-23を欠損すると食物アレルギーを発症しやすいこと、ILCが食物アレルギー発症において重要な役割を果たすことを、世界に先駆けて、新規に解明したことは非常に意義深い。また、IL-23 /IL-17cytokine axisが食物アレルギー発症に抵抗性を付与することを解明したことにより、腸内細菌、あるいはその効果を増強する成分によってIL-17生産誘導をすることで食物アレルギーの予防が可能であることを示した。よって、新たなアレルギー予防法を示した点でも意義がある。無菌マウスおよび、抗生物質によって腸内細菌を除去したマウスではIgE依存的な食物アレルギーへの感受性が高いことが知られている。本研究の成果として、以下のことが判明した。1腸内細菌を持たないマウスでは腸管粘膜でgroup2 innate lymphoid cell (ILC2)の増加が見られる。2腸内細菌を持たないマウスでは腸管粘膜でinterleukin(IL)-25とIL-33の生産が亢進している。3これらの現象により、腸管粘膜経由で抗原を感作(ovalbumin (OVA)+ cholera toxin)した際に、通常のマウスに比べてILC2からIL-5とIL-13を多く生産するため、アレルギー感受性が増す。4IL-17とIL-22は腸内細菌が存在すると、主にT細胞から生産される。よって、腸内細菌を欠くと、粘膜でのこれらのサイトカイン生産量は劇的に減少する。5IL-17とIL-22 knockout (KO)マウスではアレルギー感受性が増していた。6そのメカニズムはIL-17とIL-22がILC2からのサイトカイン生産を抑制すること、および上皮細胞からのIL-25とIL-33分泌を抑制することの2つの経路による。以上のことから腸内細菌叢が生み出すシグナルは、T細胞からIL-17とIL-22の生産を介して食物抗原に対するIgE生産を抑制し、アレルギー抵抗性を付与することが判明した。免疫学IL-17欠損によって、食物アレルギー感作による、血清中の抗原特異的IgEとIgG1は上昇するものの、抗原投与で発症するアナフィラキシーショックはIL-17 KOマウスで明らかに症状が軽快となる。また、リコンビナントIL-17、およびIL-23の投与はアナフィラキシーショックの症状を増悪することから、全身性投与は治療法とはなり得ないことも判明した。これらの結果は、単純にIL-23 /IL-17発現を全身性で高めることではアレルギー感受性を抑制する治療法にならないことを示唆しており、腸管局所に限定してIL-23 /IL-17を高める方法を考案している。現在、腸管粘膜においてIL-23 /IL-17発現を高める方法として、天然物由来arylhydrocarbon receptor(AhR)アゴニストやvuramin A, D誘導体接種による食物アレルギー治療法を開発中である。また、肥満細胞がIL-17によってどのようにして脱顆粒が増強するのか、遺伝子発現パターンの解析等からその機序解明研究を行っている。
英語前置詞の認知言語学的研究-前置詞THROUGHを中心に-

Throughについて前置詞inとthroughの意味の共通性は、throughの「トンネル」と、inの「容器」との形態的類似性(NP1+PREP+NP2の構造で、NP2の指示対象が3/2次元であること)であるという従来の説を否定し、共起する動詞句及びNP2の特性を分析した結果から、他の前置詞との関係をも統一的に説明できるような基盤を提出し、それによりthroughの意味を捉えなおした。1.動詞句の「継続」の重要性:動詞は位置的および時間的継続(duration)、つまり動詞によって表わされている出来事が一定時間以上続いているという認識が重要な条件である。2.NP2の個別性レベル:throughと共起するNP2の条件は、NP2の形態ではなく「個別性(individuation)が比較的低い構成素の集合によって形成された存在物」という認識が重要である。(但し、個別性とは、ある存在物を構成する構成要素一つ一つの卓立性のこと。)3.個別性仮説:throughは個別性レベルが非常に低い名詞群をNP2に選択できる(均質性仮説)特性をINと共有し、さらにinよりも度合いが高い名詞群も選択する。個別性レベルはNP2に関して他の前置詞(in,among,between等)とのある程度相補的な使用分布を描き出せる。4.「継続/個別性の低さ」整合:throughと共起するNP2の「個別性の低さ」と動詞句の「継続」は整合する。今後は、従来の次元等を使った説明でなく、本論で提案した「個別性」や「継続」等の概念を利用し、3でとりあげた前置詞を中心に、位置的意味以外の拡大された用法も説明できる理論の構築を目指す。
P53ならびにTGFβ関連癌遺伝子の発現と放射線照射効果に関する研究

これまで、主にp53を中心とした細胞周期調節ネットワークに関連した蛋白の発現と放射線治療効果の解析を行ってきたが腫瘍の増殖能とそれら因子の発現に相関はあるものの強い相関では無かったので、最近明らかとなりつつある細胞増殖の抑制因子であるTGFβならびにSMADシグナルカスケードとその下流に位置するとされるp27に焦点を当てて、子宮頚癌の放射線治療における役割を遺伝子レベルと蛋白レベルで解明している。そして,p53蛋白、p21蛋白、に加えてCyclin D、p27蛋白の発現と放射線照射効果の関連を解明し、発表した(Cancer 2000,88.2766-73)。すなわち,放射線治療された子宮頸癌症例77例を対象に抗p53抗体,抗p27抗体を用いて免疫染色を行い,各遺伝子産物の陽性と放射線治療後の予後との関係を検討した.p53過剰発現群と非発現群は5年生存率がそれぞれ,62.7%,79.9%とp53の過剰発現群は非発現群に比べ予後不良であった.また,p27遺伝子産物の陽性症例ならびに陰性症例は5年生存率がそれぞれ,74.0%,49,6%と陽性症例の予後が良好であった.照射中にp53遺伝子産物の陽性頻度が上昇を認めたが,p27遺伝子産物陽性頻度は逆に低下し,両者には逆相関の傾向があった.p53遺伝子の変異についてPCR法により,エクソン5,6,7,8を同定したところ,27Gyの子宮頸癌5例中4例がp53の変異を起こしていた.これらの結果,TGFβのシグナル伝達下流のp27遺伝子発現は子宮頸癌の放射線治療後の予後に良い影響を与えることが明らかとなった.今後,このメカニズムの解明が必要である.これまで、主にp53を中心とした細胞周期調節ネットワークに関連した蛋白の発現と放射線治療効果の解析を行ってきたが腫瘍の増殖能とそれら因子の発現に相関はあるものの強い相関では無かったので、最近明らかとなりつつある細胞増殖の抑制因子であるTGFβならびにSMADシグナルカスケードとその下流に位置するとされるp27に焦点を当てて、子宮頚癌の放射線治療における役割を遺伝子レベルと蛋白レベルで解明している。すなわち,放射線治療された子宮頚癌症例77例を対象に抗p53抗体,抗p27抗体を用いて免疫染色を行い,各遺伝子産物の陽性と放射線治療後の予後との関係を検討した.p53過剰発現群と非発現群は5年生存率がそれぞれ,62.7%,79.9%とp53の過剰発現群は非発現群に比べ予後不良であった.また,p27遺伝子産物の陽性症例ならびに陰性症例は5年生存率がそれぞれ,74.0%,49.6%と陽性症例の予後が良好であった.照射中にp53遺伝子産物の陽性頻度が上昇を認めたが,p27遺伝子産物陽性頻度は逆に低下し,両者には逆相関の傾向があった.p53遺伝子の変異についてPCR法により,エクソン5,6,7,8を同定したところ,27Gyの子宮頚癌5例中4例がp53の変異を起こしていた.これらの結果,TGFβのシグナル伝達下流のp27遺伝子発現は子宮頚癌の放射線治療後の予後に良い影響を与えることが明らかとなった.今後,このメカニズムの解明が必要である.

これまで、主にp53を中心とした細胞周期調節ネットワークに関連した蛋白の発現と放射線治療効果の解析を行ってきたが腫瘍の増殖能とそれら因子の発現に相関はあるものの強い相関では無かったので、最近明らかとなりつつある細胞増殖の抑制因子であるTGFβならびにSMADシグナルカスケードとその下流に位置するとされるp27に焦点を当てて、子宮頚癌の放射線治療における役割を遺伝子レベルと蛋白レベルで解明している。そして,p53蛋白、p21蛋白、に加えてCyclin D、p27蛋白の発現と放射線照射効果の関連を解明し、発表した(Cancer2000,88.2766-73)。すなわち,放射線治療された子宮頸癌症例77例を対象に抗p53抗体,抗p27抗体を用いて免疫染色を行い,各遺伝子産物の陽性と放射線治療後の予後との関係を検討した.p53過剰発現群と非発現群は5年生存率がそれぞれ,62.7%,79.9%とp53の過剰発現群は非発現群に比べ予後不良であった.また,p27遺伝子産物の陽性症例ならびに陰性症例は5年生存率がそれぞれ,74.0%,49.6%と陽性症例の予後が良好であった.照射中にp53遺伝子産物の陽性頻度が上昇を認めたが,p27遺伝子産物陽性頻度は逆に低下し,両者には逆相関の傾向があった.p53遺伝子の変異についてPCR法により,エクソン5,6,7,8を同定したところ,27Gyの子宮頸癌5例中4例がp53の変異を起こしていた.これらの結果,TGFβのシグナル伝達下流のp27遺伝子発現は子宮頸癌の放射線治療後の予後に良い影響を与えることが明らかとなった.今後,このメカニズムの解明が必要である.