hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性化ヘム検出に立脚した活性酸素誘導性細胞死の評価系開発

ある種の細胞死と活性酸素種の深い関連性が近年注目されている。例えば、フェロトーシスは細胞内の鉄の酸化挙動と脂質の過酸化反応がその細胞死誘導に密接にかかわることが分かっている。申請者らは生体に存在するヘムタンパク質の鉄原子の酸化的活性化に応じて触媒される化学的なタンパク質ラベル化反応を見出しており、これを酸化ストレス誘導性細胞死の分子機構解明に活用すること目的とした。研究期間を通して、以下の事を明らかにすることできた。1.ヘムタンパク質のPeroxidase活性に相関してラベル化反応が促進されること、過酸化水素でなくとも、ヘム鉄が酸化される条件であれば、ラベル化反応が進行することを見出した。2.タンパク質ラベル化剤として数種類の有機化合物骨格を有用なラベル化剤母骨格として見出した。また、ラベル化剤の構造から酸化力に対する応答性がそれぞれ異なることが分かった。さらに、既存の酸化ストレスによる細胞死の抑制剤の一種はタンパク質ラベル化剤としても機能した。この細胞死抑制剤が、一電子酸化に立脚したメカニズムでタンパク質をラベル化できることを新たに発見した。当初目標としていた「細胞死誘導刺激時に特定の細胞内タンパク質をラベル化する」には至っていないが、これまでの実験結果から考察するに、「我々が実証に用いた細胞死において、本手法論が適用できるほどの強度の遊離ヘム・ヘムタンパク質の活性化が起きていない」ことが原因であると考察している。そこで、弱い酸化ストレスシグナルも観測できるようなラベル化剤の探索を行ったところ、ある種の細胞死抑制剤はヘム鉄の酸化に応じてタンパク質ラベル剤としても機能することを見出した。この知見は、細胞死抑制剤のタンパク質ラベル化を基軸とする細胞死抑制剤のメカニズム解明や高活性な細胞抑制剤創出における評価系、細胞死に関連する酸化ストレスの可視化技術に繋がると期待できる。28年度が最終年度であるため、記入しない。ある種の細胞死と活性酸素の深い関連性が近年注目されている。例えば、フェロトーシスは脂質の過酸化反応がその細胞死誘導に密接にかかわることがわかっており、がん幹細胞への選択的細胞死誘導への応用が注目されている。そのような細胞内の活性酸素、酸化ストレスの代謝経路は未だ不明であるが、細胞内の鉄が重要な役割を持つことが示唆されている。申請者らは生体に存在するヘムタンパク質の鉄原子の酸化的活性化に応じて触媒される化学的なタンパク質修飾反応を見出しており、これを、酸化ストレス誘導性の細胞死の分子機構解明に活用することを目的に研究に着手した。H27年度開始までに、鉄ポルフィリン錯体の一種であるheminを触媒としたチロシン残基修飾法を見出していた。そこで、細胞内の鉄原子の酸化状態に応答する反応の適用性を調べるため、種々のヘムタンパク質を基質もしくは触媒として検討した。その結果、生物学の分野で広く使われるHRPが本反応の優れた触媒として機能することが判明した。また、細胞破砕液や血液由来サンプルでも検討したところ、特定の生体由来ヘムタンパク質においても本ラベル化反応が促進されることがわかった。細胞内で活性化するヘムタンパク質を網羅的に解析する上では、鉄の酸化状態に応じて効率的にタンパク質ラベル化反応を誘導する修飾剤が望まれる。そこで、細胞内に強制的にperoxidaseを発現させた細胞用いて、最適な修飾剤の化学構造の選定を試みた。種々のラジカル応答性の低分子化合物プローブを評価したところ、細胞膜透過性が高く、peroxidase活性に応答してラベル化される修飾剤構造とその構造機能性相関情報を得るに至っている。研究開始のH27年度目標は、細胞膜透過性があり、細胞内環境において、特定のヘムタンパク質の酸化状態に応答してラベル化されるような修飾剤を選定することであった。研究開始当初はどのようなヘムタンパク質がラベル化触媒として適用できるのかが不明であり、細胞内のヘムタンパク質のラベル化を効率的に評価できるような実験系が無かった。種々のヘムタンパク質に対する反応性を精査し、peroxidaseで強くタンパク質ラベル化が促進できる修飾剤を見出すことに成功した。その結果を11月の国際学会で発表を行ったところ、peroxidaseを細胞内で発現できる実験系を持つ海外の研究者と繋がりを持つことができ、細胞内に発現したperoxidaseを用いた修飾剤スクリーニングの開発に至った。本技術によって、本課題遂行において鍵となる“細胞内環境において鉄の酸化状態に応答するタンパク質修飾プローブ"の探索に有用な実験手法を構築することが出来た。現在では、細胞内環境で機能するプローブ構造を選定中であるが、上記の評価系構築が行えたことによって、研究開始から想定していたよりも幅広く多様なラジカル反応性候補分子を評価・選定でき、プローブ構造間の細胞膜透過性、鉄酸化状態応答性を比較することに成功している。よって、概ね順調に進行していると評価した。

2.タンパク質ラベル化剤として数種類の有機化合物骨格を有用なラベル化剤母骨格として見出した。また、ラベル化剤の構造から酸化力に対する応答性がそれぞれ異なることが分かった。さらに、既存の酸化ストレスによる細胞死の抑制剤の一種はタンパク質ラベル化剤としても機能した。この細胞死抑制剤が、一電子酸化に立脚したメカニズムでタンパク質をラベル化できることを新たに発見した。当初目標としていた「細胞死誘導刺激時に特定の細胞内タンパク質をラベル化する」には至っていないが、これまでの実験結果から考察するに、「我々が実証に用いた細胞死において、本手法論が適用できるほどの強度の遊離ヘム・ヘムタンパク質の活性化が起きていない」ことが原因であると考察している。そこで、弱い酸化ストレスシグナルも観測できるようなラベル化剤の探索を行ったところ、ある種の細胞死抑制剤はヘム鉄の酸化に応じてタンパク質ラベル剤としても機能することを見出した。この知見は、細胞死抑制剤のタンパク質ラベル化を基軸とする細胞死抑制剤のメカニズム解明や高活性な細胞抑制剤創出における評価系、細胞死に関連する酸化ストレスの可視化技術に繋がると期待できる。平成28年度開始までの研究成果によって、本反応は特定のperoxidase活性を持つヘムタンパク質によって強く触媒されることがわかっている。さらに、微量の細胞内ラベル化タンパク質を検出する手法についてもほぼ確立している。そこで、今後は、本反応が細胞死誘導時における細胞内のヘムタンパク質のラベル化に適用するための条件を検討する。また、それと同時に、よりラベル化効率の高い修飾剤を見出すべく、これまでに行ってきた修飾剤の構造活性相関情報を基に、細胞内環境でも高い修飾効率を示すプローブ分子の作成を試みる(本学修士課程1年生)。細胞を用いた実験に関しては申請者自らが実験することを計画する。具体的には、細胞に過酸化水素やフォロトーシス誘導剤であるエラスチンを処理したときに、細胞内でどのようなヘムタンパク質修飾反応が誘導されるかを追跡する。本研究で開発する手法はヘムタンパク質の酸化状態を動的に捉えることが出来る手法であり、これまでにないこのようなアプローチによる解析手法は、新規な細胞死制御機構の解明につながる基盤技術になり得る。また、本課題の成果として、タンパク質修飾効率の高いperoxidaseを細胞内に一過性に発現させる実験系の構築に成功している。今後、特定の細胞死刺激誘導時における細胞内強制発現peroxidaseタンパク質と、細胞内の内在性タンパク質の反応性の比較を行う。なお、細胞内の内在性のヘムタンパク質のラベル化の効率的なラベル化が困難な場合にも、peroxidase強制発現細胞でのラベル化条件を細胞死シグナル解析に活用することを目的に研究を展開する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
低分子マイクロアレイを用いた蛋白質機能モジュレーターの探索と創成

微生物化学研究会(微化研)との共同研究として、微化研が所有する約2,000種の小分子を固定化した小分子アレイ(微化研ライブラリーアレイ)を作成した。微化研の小分子ライブラリーには、50種類以上のブレオマイシン(BLM)類縁体が含まれていることを利用して、放線菌Streptoalloteichus hindustanus由来のBLM結合蛋白質であるShBleとBLMとの構造-結合活性相関を微化研ライブラリーアレイを用いて解析した。モデル動物を用いた実験から、ShBleはBLMが抗がん剤として投与された時の副作用である肺線維症を軽減する作用を持つことが明らかにされているため、ShBleとBLM類との相互作用を十分理解することは低毒性かつ薬効の高い新たなBLM類縁体の創成に役立つと考えられた。微化研ライブラリーアレイとShBle-RFPを用いた結合実験の結果、ShBleとBLMとの結合にはBLM構造中のビスチアゾール部分が必須であるが、グルオースとマンノースからなる2糖部分は必須ではないこと、また、BLM中のピリミジルプロピオンアミドのアミド部分や、ビスチアゾールから伸びた長鎖ポリアミン部分がShBleとの結合を補強していることも強く示唆された。これらの結果はITC(等温滴定カロリメトリー)を用いた熱力学的パラメータ測定や、共同研究で得られた共結晶構造からも支持された。特にこれらの構造の重要性を定量的に論じることは単独の結晶構造やNMR解析からでは難しいため、改めて小分子アレイプラットフォームを起点とした構造-結合活性相間の有用性を示す結果が得られた。研究実施計画に従い研究を行った。RFP結合型リコンビナント蛋白質を過剰発現させたヒト培養細胞の抽出液をそのまま低分子マイクロアレイを用いたバインディングアッセイに供する手法を光親和型低分子マイクロアレイ用に最適化して、各種蛋白質(疾病の原因蛋白質等)に対するリガンドスクリーニングを行った。約8,000種類の化合物を固定化した天然および非天然由来低分子マイクロアレイに対して、100種類を超える蛋白質に対してリガンドスクリーニングを実施し、幾つかの新規な蛋白質-リガンドペアを見いだした。これらについてはITC(等温滴定カロリメトリー)等を用いた結合実験で相互作用を確認した。さらに、前年度までに化合物固定化アフィニティービーズを用いて同定された、天然由来砕骨細胞分化阻害物質と解毒酵素グリオキサラーゼ1の相互作用と生物学的な意味に関する解析を共同研究者らと行い、(1)この天然由来砕骨細胞分化阻害物質はグリオキラーゼ1と直接結合してその酵素活性を基質競合的に阻害すること、(2)グリオキサラーゼ酵素活性の阻害が砕骨細胞前駆体から砕骨細胞への分化阻害を引き起こすこと、(3)メチルググリオキサール処理が砕骨細胞前駆体から砕骨細胞への分化の阻害を引き起こすこと、および、(4)化合物とグリオキサラーゼ1の共結晶解析による詳細な相互作用機構の解析、を行い、この天然由来砕骨細胞分化阻害物質がグリオキサラーゼ1の新規な機能モジュレーターになることを明らかにした。
超硬質膜のマイクロトライボロジーの研究

情報機器で問題となるマイクロトライボロジー特性に優れた表面構成として、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜・ダイヤモンド膜・立方晶窒化ホウ素膜などの超硬質膜を取り上げ、形成した。さらに低摩擦特性を付与するため、それらの超硬質膜についてプラズマによるフッ素化、イオン注入処理などの表面改質を行った。これらの試験片について走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いnNN荷重領域の摩耗試験および摩擦試験を行い、マイクロトライボロジー特性を明らかにした。主な結果を以下に示す。1.DLC膜についてシリコン含有、窒素含有によってマイクロ摩耗特性は著しく改善される。さらに表面のフッ素化によりマイクロ荷重領域における摩擦を低減できる。2.ダイヤモンド膜についてフッ素化、窒素イオン注入による摩擦低減効果を明らかにした。さらにマイクロ摩耗に及ぼす影響を求めた。3.SPMを用いた原子オーダの摩擦、摩耗に関する評価技術を構築し、マイカ(白雲母)、黒鉛、ダイヤモンドなどの評価に適用し、表面の吸着水の影響など原子オーダの摩擦、摩耗メカニズムを追求した。これらの結果は情報機器で課題となるマイクロトライボロジーにおけるゼロ摩耗を実現する表面構造設計、評価法の指針を与えるものと考えられる。超硬質膜であるダイヤモンドおよび立方晶窒化ほう素については、本学で確立している薄膜形成技術を活用し試験片を作成し、摩擦力顕微鏡を用いたnN荷重領域における摩擦力の特性を明らかにした。ダイヤモンド、立方晶窒化ほう素と同じ組成を有し、結晶構造の異なる、黒鉛、六法晶窒化ほう素について結晶構造に対する原子像を得、その微小荷重領域における摩擦特性を明らかにしつつある。これらは固体潤滑性を有しており、ダイヤモンド・立方晶窒化ほう素の低摩擦化に対する有意義な知見が得られると期待される。また、μNNの広範囲の荷重におけるダイヤモンド薄膜の摩擦特性を求めた。この結果マクロ荷重領域では摩擦係数が0.1以下の値を示すのと異なり、荷重減少にともない摩擦係数は急増することが明らかになった。マイクロ摩耗については原子間力顕微鏡を用いた原子オーダの摩耗特性を明らかにした。これらの結果からダイヤモンドならびに立方晶窒化ほう素は優れた耐摩耗性を示す事が明らかになった。ポリシングしたCVDダイヤモンド薄膜については、マイクロ荷重領域における優れた耐摩耗性を確認できた。ダイヤモンド表面のフッ素化・グラファイト化およびcBN表面のhBN化など、超硬質膜表面に低表面エネルギー層、および潤滑層を形成する技術を開発するためダイヤモンドについてCF4プラズマ処理と窒素イオン注入を行い、一部摩擦力の低減効果を確認しつつある。すでに前年度までに確立した技術を適用し、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜・ダイヤモンド膜・立方晶窒化ホウ素膜を形成した。これらの試験片について走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いnNmuN荷重領域の摩耗試験および摩擦試験を行い、マイクロトライボロジー特性を明らかにした。
問題解決シナリオにもとづく合意形成手法の土木計画における適用性の検証

本研究では、意思決定シナリオの概念を用いて合意形成メカニズムの分析・把握を試みた。また新たなシナリオとして、意思決定ストレス最小化とANPによる評価者格付けの方法を提案した。さらに、これらの方法の合意形成の場における意見とりまとめの手法としての適用性・有用性を、ロールプレイ実験により検証した。具体的な研究手順は以下の通りである。1.集団合意形成シナリオの設定:集団合意形成において、個々人の発言力の扱い、整合性考慮の有無の2軸によって、平均合算、評価者格付け、集団意思決定ストレス最小、全員一致の4つのシナリオを設定した。2.集団意思決定ストレスに関するモデル開発:評価者を「合理的に格付け」することによって「集団案によって発生する個人の不満の総和」を最小にするアプローチとして、集団意思決定ストレスに関する理論構築を行った。3. ANP手法を用いた評価者格付け手法の構築:ANP手法により評価者の発言力ベクトルが作成できることを利用した評価者格付けの方法について、現実の合意形成局面での適用を考慮した理論構築を行った。4.ロールプレイ実験の実施:土木計画的課題の中で最も典型的な事業計画の住民合意形成を題材に、権利者説明会を模擬的に開催し、被験者の行動や言動を観察した。5.実験結果の分析:実験後、合意案が集団意思決定ストレス最小のものとなっているか、ANP手法による集団評価値に合っているか、について分析を行った。6.分析結果の考察:集団意思決定ストレスやANP手法による合意案算定が、現実の合意形成メカニズムを反映しているか否か、について考察を加えた。
東アジア域のPM2.5汚染レジームの経年変化の総合解析

本研究では、東アジア域でのPM2.5の主要要因のSO2→NO2→NH3への汚染レジームの経年的な変化を念頭においた観測データ・数値モデル解析を行い、汚染レジームの動態解明、将来予測、NH3の重要性の確認・提示を目指している。そのために、2017年度から始まった環境省のEANET局でのエアロゾル成分自動測定結果などの解析と同時に、パッシブサンプラーによるNH3観測を福岡市の九州大学等と長崎県福江島で12週間平均値として測定を開始した。その結果をもとに、本研究では、十分に解析されなかった観測データをNH3の重要性の側面から再解析を進めている。観測は2018年5月から開始しており、福江島でのNH3濃度の季節変化の特徴をほぼとらえることが出来た。一方、福岡市内では、都心部の福岡大学、郊外の春日市九大キャンパス、太宰府市の3地点での観測結果は冬季でもNH3は冬季でも高濃度を示し、冬季のエアロゾルの粒子化に重要であることを確認した。観測解析と並行して、GEOS CHEM化学輸送モデルを用いたNH3とNH4の重要性の解析を行った。中国ではこの5,6年でSO2の排出量はピークから1/4程度に減少したが、NH3排出量は微増の傾向が見えている。その結果、従来はSO4粒子がPM2.5の主成分であったが、SO4生成が減少した分NH4NO3の生成が進むと考えられることから、化学輸送モデルを用いた発生源を削減した感度解析を進めて、主に冬季のPM2.5成分の変化に着目した成果の取りまとめを進めている。研究計画で予定されていた福岡・福江島でのパッシブサンプラーを用いたNH3測定が順調に継続している。また、中国の排出量の変動を加味したモデル解析も第一段階が終了して、S/N比の変動が予測され、観測値の傾向を説明出来ていることを確認している。今年度は、長崎県福江島と福岡近郊でのNH3の観測を秋まで継続して昨年度までの観測結果と統合して1年半程度のNH3データを整備する。さらに、2017年4月から環境省が主導して福江島と福岡市(福岡大学)に導入されたエアロゾル化学成分連続自動分析装置(Continuous Dichotomous Aerosol Chemical Speciation Analyzer, ACSA-14;紀本電子工業製)の1時間観測値と福岡大学サイトに導入された自動イオンクロマトURG大気イオンメータ9000Dからの1時間毎のガス(NH3, HNO3など)とエアロゾル成分も入手してNH3ガスを含むガス・エアロゾルの季節変化と地域変化の解析を進める。また、URG-9000DのデータNH3とパッシブ方式のNH3の測定を行い、パッシブ方式のNH3測定の精度を確認する。福江島では国立環境研究所が行っているAMS自動測定器のPM1成分データの利用をはかり、人為汚汚染の少ない地点でのNH3, NH4を含む微小粒子の挙動を解析する。中国では2013年から2018年にかけて、SO2排出量は1/3程度に、NOxは3/4程度に減少しているが、NH3, VOCは増加の傾向があり、その結果、中国本土でのNO3粒子の生成量の増加、その結果としてのNO3の越境汚染量の増大が懸念されている。その傾向は寒候期に多いと考えられるので、NO3の経年変化の観点から観測データの整理と化学輸送モデルGEOSCHEMによる感度解析計算を進め、日本周辺でのPM2.5濃度レベルの変化とその組成の変動解析を中心に研究を進める。

今年度は、長崎県福江島と福岡近郊でのNH3の観測を秋まで継続して昨年度までの観測結果と統合して1年半程度のNH3データを整備する。さらに、2017年4月から環境省が主導して福江島と福岡市(福岡大学)に導入されたエアロゾル化学成分連続自動分析装置(Continuous Dichotomous Aerosol Chemical Speciation Analyzer, ACSA-14;紀本電子工業製)の1時間観測値と福岡大学サイトに導入された自動イオンクロマトURG大気イオンメータ9000Dからの1時間毎のガス(NH3, HNO3など)とエアロゾル成分も入手してNH3ガスを含むガス・エアロゾルの季節変化と地域変化の解析を進める。また、URG-9000DのデータNH3とパッシブ方式のNH3の測定を行い、パッシブ方式のNH3測定の精度を確認する。福江島では国立環境研究所が行っているAMS自動測定器のPM1成分データの利用をはかり、人為汚汚染の少ない地点でのNH3, NH4を含む微小粒子の挙動を解析する。中国では2013年から2018年にかけて、SO2排出量は1/3程度に、NOxは3/4程度に減少しているが、NH3, VOCは増加の傾向があり、その結果、中国本土でのNO3粒子の生成量の増加、その結果としてのNO3の越境汚染量の増大が懸念されている。その傾向は寒候期に多いと考えられるので、NO3の経年変化の観点から観測データの整理と化学輸送モデルGEOSCHEMによる感度解析計算を進め、日本周辺でのPM2.5濃度レベルの変化とその組成の変動解析を中心に研究を進める。
胎児・乳幼児の命を守る妊娠期からの自動車利用時の安全教育プログラムの構築と実践

日本ではチャイルドシート義務化から16年、ガイドライン・母子健康手帳での啓発後5年を経ても使用率は約6割と低く、誤使用も多い。チャイルドシートを準備する妊婦用の動画教材は、1安心して視聴できる、2子どもの成長を見通して選べる、3年齢や体格に合った正しい使用方法が理解できることが必要である。特に、シートを後向きから前向きに変える年齢や体格について最新のエビデンスに基づく情報提供が必要である。本研究の目的は、妊産婦と家族が妊婦のシートベルト着用法とチャイルドシート使用法を習得し、同乗する胎児・乳幼児の安全(Child Passenger Safety:CPS)に対する意識向上を目指した教育プログラムを構築すること、産科医療施設の医療者による指導効果を検証することである。今年度は、チャイルドシート教材コンテンツとなる1チャイルドシート使用による乳幼児死傷率低減に関するエビデンス、2チャイルドシートの選択基準、3適切な取りつけ方について情報収集と文献検討を行った。1については、我が国におけるチャイルドシート使用義務化の効果について、評価指標を6-9歳児の人口当たりの死傷率に対する6歳未満児の人口当たりの死傷率の比に変更して再検討した。死傷データは1990年2009年の月ごとの10歳未満児の自動車乗車中の死傷者数を交通事故総合分析センターから入手した。人口データは国勢調査および人口推計による各歳人口を用いた。ジョインポイント回帰分析を行い、死傷率のトレンドが変化した時期を確認した。1歳未満の乳児の死傷率比に着目すると、月平均0.18%の増加から0.11%の減少へ転じる変曲点が1997年12月であり、2000年4月の使用義務化の時期より先行していた。義務化以前に、メディアの報道などの影響でチャイルドシート使用の増加が始まっていることがその理由の一つと考えられる。義務化により使用率が急増したが、その時点でのトレンド変化が見いだせなかった原因として、誤使用が非常に多いということが考えられる。23については、チャイルドシート取り付けが容易で確実に固定できるISOFIX(アイソフィックス)を知らない妊婦が多いことが判明したため、誤使用の原因について次年度の調査で明らかにする。今年度は、先行研究で開発した妊婦用シートベルトWeb教材の効果について国際学会で発表した。その後、チャイルドシートに関する情報収集と文献検討を行った。2014年に警察庁/日本自動車連盟が行った全国調査(乳児1595名対象)では、チャイルドシート使用率は約8割と徐々に増加している。これは、2011年から母子健康手帳にチャイルドシート使用の重要性が掲載されたことにより、妊産婦の保健指導内容として定着してきた効果と考えられる。しかし、使用方法については、乳児用チャイルドシートを使用していた207名の内「腰ベルトの締め付け不足(約7割)」「ハーネスの高さ調整間違い(約4割)」「ハーネスの締め付け不適正(約4割)」と誤使用が多く、乳児の安全が守られていない状況である。次年度は、妊産婦と家族を対象に調査を行い、妊娠中と産後のチャイルドシート使用に関する知識と実践の実態、妊娠期からの教育ニーズについて明らかにした上で、誤使用の改善に焦点をあてたWeb教材を開発する。本研究の目的は、妊産婦と家族が妊婦のシートベルト着用法とチャイルドシート使用法を習得し、同乗する胎児・乳幼児の安全(Child Passenger Safety : CPS)に対する意識向上を目指した教育プログラムを構築すること、産科医療施設の医療者による指導効果を検証することである。今年度は、妊産婦と家族を対象に調査を行い、妊娠中と産後のチャイルドシート使用に関する知識と実践の実態、妊娠期からの教育ニーズについて明らかにした上で、誤使用の改善に焦点をあてたWeb教材を開発する予定であったが、介護等により研究時間を確保できなかった。研究期間を延長して、次年度も同じ目標で研究を遂行する。具体的には、2015年4月に日本自動車連盟(JAF)兵庫支部が全国初で導入したチャイルドシート使用効果実演車(チャイルドシートコンビンサー)を活用したWeb教材を開発する。家族の介護等で、研究時間を確保できなかった。本研究の目的は、妊産婦と家族が妊婦のシートベルト着用法とチャイルドシート使用法を習得し、同乗する胎児・乳幼児の安全(Child Passenger Safety:CPS)に対する意識向上を目指した教育プログラムを構築することである。チャイルドシートは、年齢体格に合わせたシートの選択、シートの向き、設置位置、設置方法が複雑である。中でもシートの向きをいつ後ろ向きから前向きに変えてよいかの判断について、日本小児科学会は2008年の米国小児科学会のガイドラインをベースに「1歳を過ぎ、かつ体重が10kgを超えるまで後ろ向きにすべきである」と提言している。一方、米国小児科学会は、「1歳を超えても前向き衝突に耐えられるだけの発達をしていない」とのエビデンスから、「2歳に達するか、または体格がシートの規定を超えるまで後ろ向きにすべきである」とガイドラインを2011年に改訂していた。インターネットで検索上位に出現する日本語のサイトを確認したところ、シートを前向きに変える時期を正確に記述したサイトは少数であった。また、政府機関、チャイルドシートメーカー、自動車メーカー、チャイルドシート販売店のサイトによって強調点が異なり、乳幼児の保護者にとって情報収集が煩雑であることが判明した。

以上から、日本のガイドラインの更新を検討するとともに、科学的根拠に基づいた情報を文献を引用しながら提示する、信用できる「まとめ」サイトの作成が急務といえる。日本ではチャイルドシート義務化から16年、ガイドライン・母子健康手帳での啓発後5年を経ても使用率は約6割と低く、誤使用も多い。チャイルドシートを準備する妊婦用の動画教材は、1安心して視聴できる、2子どもの成長を見通して選べる、3年齢や体格に合った正しい使用方法が理解できることが必要である。特に、シートを後向きから前向きに変える年齢や体格について最新のエビデンスに基づく情報提供が必要である。6月の国際学会発表の直後に家族の緊急入院・介護等で非常に多忙となり、研究のための時間が取れない状況であった。今年度に予定していた計画を推進する。チャイルドシート使用効果実演車(チャイルドシートコンビンサー)を活用したWeb教材を開発し、評価調査を行う。医歯薬学今年度に予定していた計画を推進する。妊娠期の夫婦と乳幼児の養育者を対象に、チャイルドシート使用に関する知識と実践の実態、妊娠期からの教育ニーズに関する調査を行う。年度内にチャイルドシート教材コンテンツを確定し、動画教材の試案を制作する。研究期間を延長し、評価調査を行う予定である。先行研究で開発した妊婦用シートベルト教材の評価分析と国際学会への発表準備に、想定以上に時間を要した。チャイルドシートに関する情報収集と文献検討までにとどまった。家族の介護等で、研究時間を確保できなかった。6月の国際学会発表の直後に家族の緊急入院・介護等で非常に多忙となり、研究のための時間が取れない状況であったWeb教材開発、評価調査など、今年度予定していた計画を実施する。次年度は、6月の国際学会発表後、妊娠期の夫婦と乳幼児の養育者を対象に、チャイルドシート使用に関する知識と実践の実態、妊娠期からの教育ニーズに関する調査を行う。10月までにチャイルドシート教材コンテンツを確定し、年内に動画教材の試案を制作する。13月に教材試案の評価調査を行う予定である。調査の実施、Web教材作成など、今年度予定していた計画を実施する2014年6月に国際学会発表の旅費2名分が必要となったため、残金を繰り越して翌年度に請求することにした。国際学会発表の旅費2名分、英文校正・ポスター作成費用、チャイルドシート教材開発のための調査費用、動画教材制作費用として使用予定である。
ゲノム不安定性作用因子群の反復分散型発現抑制による腫瘍悪性度評価システムの開発

悪性神経膠腫のgenomic instabilityを基本にした腫瘍悪性度評価システムの開発をめざし、グリオーマ細胞株におけるテロメレース活性、薬剤感受性、細胞周期阻害剤による細胞増殖・細胞分裂の影響を、細胞株由来元の組織悪性度と比較検討したが、一意的相関関係は得られなかった。しかし、グリオーマ細胞株に幹細胞様の細胞集団(SP : side population)が存在することより、我々は神経幹細胞培地でこれらのグリオーマ細胞株を癌幹細胞化することに成功した。すなわち、神経幹細胞のマーカーであるCD133が陽性であり、spheroidを形成した。また、他の神経幹細胞マーカーであるnestinも陽性であった。また、ヌードマウス脳にこのCD133陽性のspheroid細胞を移植すると腫瘍塊を形成した。このように、癌幹細胞を脱分化の状態で長期培養できる実験系を確立した。元のグリオーマ細胞株と癌幹細胞間で、genomic instabilityにおいて差異があるか調べた。すなわち、テロメース活性、薬剤感受性、ならび細胞周期阻害剤の細胞学的影響を解析すると、癌幹細胞においては、テロメレース活性・薬剤抵抗性が増大し、細胞分裂阻害剤であるICRF193(topoisomerase II inhibitor)による脱連関反応が低下していた。悪性神経膠腫のgenomic instabilityを解析する場合には、腫瘍組織・細胞集団に存在する癌幹細胞のgenomic instabilityを比較検討しなければならないと考えられ、癌幹細胞をターゲットにした腫瘍悪性度評価システムの開発が急がられる。コラーゲンゲルによる脳腫瘍細胞の3次元培養を試みた。まず、グリオーマ細胞株から6穴培養プレート上に10^5個/ウェルの細胞数を調整し、既存の抗がん剤を溶かしたコラーゲンゲル内に包埋し、24時間インキュベーションした。薬剤を洗浄除去後Neutral Redで生細胞染色し、ホルマリン固定・乾燥させ、画像比色定量が行えることを確認した。薬剤濃度依存に、細胞増殖が抑制されることを確認した。次に、術中脳腫瘍摘出組織を細胞分散酵素処理し、浮遊細胞化した。これをコラーゲンゲル懸濁液に移し、上記同様に生細胞染色・定量できることを確認した。細胞周期G1/S期の活性化調節因子であるサイクリンE/CDK2を阻害するために、ヒトCDK2の5'端末から20merのアンチセンスを合成中である。細胞周期調節因子であるCDK (cyclin dependent kinase)のinhibitorによる、グリオーマ細胞株に対する細胞増殖能とアポトーシス誘導の変動をCDK inhibitorの単独使用と抗がん剤併用下で解析した。CDK inhibitorとしてbutyrolactone, olomoucine, roscovineを使用した。また、薬剤によるDNA損傷を起こすために抗がん剤、メトトレキセート、シスプラチン、アドリアマイシン、BCNUを使用した。細胞増殖期のグリオーマ細胞株にCDK inhibitorを加え、上記抗がん剤に対する細胞増殖能はMTT法で調べた。アポトーシス誘導はアネキシンFACS法にて調べた。細胞株の増殖能が抑制された場合は、抗がん剤によるアポトーシス誘導が生じていることをアネキシンFACS法にて確認した。CDK inhibitor処置を行ったグリオーマ細胞株の抗がん剤によるアポトーシス誘導は、概ね2つのパターン化になることが示唆された。すなわち、CDK inhibitor投与下において、抗がん剤の殺細胞能が、増加ないし不変のタイプと低下しているパターンに2分された。これらの事象は、細胞周期による抗がん剤の感受性依存の存在を示しているものと考えられた。がん細胞におけるgenome instabilityが、細胞周期依存性アポトーシス誘導に影響し、抗がん剤や放射線などのDNA損傷に対する抵抗性を獲得している可能性があり、対象のグリオーマ細胞株数を増やし、さらに臨床悪性度との関連性を現在解析中である。また、術中脳腫瘍組織のコラーゲンゲルを用いた3次元培養において、生検術など十分な組織標本が得られない場合があり、このような微量標本に対してコラーゲン3次元培養法が施行できるように検討中である。

プレート上に10^5個/ウェルの細胞数を調整してアテロコラーゲンゲル内に包埋し、抗がん剤を添加培養後にニュートラル=レッド染色を行い、続いてホロマリン固定乾燥後に画像比色定量を試行、細胞増殖能を評価できることを確認した。しかしながら、肝心の術中標本組織からのprimary culture細胞では、継体培養初期の不安定状態におけるアテロコラーゲンゲル自体の増殖抑制作用によるためか、一定の細胞増殖曲線を得ることはできなかった。この培養系では、細胞周期調節因子のアンチセンスやiRNAを用いての経時的、反復型増殖抑制測定は困難であると判断した。因って、術中標本組織から、酵素を用いないprimary explant法でprimary culture細胞を通常の2次元培養し、十分な増殖培養下でのgenome instabilityに関与する遺伝子発現変動パターンを解析するアッセイ系に変更した。さらに、primaryculture細胞に対して、抗がん剤添加や放射線照射によるgenome instabilityを増強させる条件下での遺伝子発現の影響を解析している。また、genome instability増強条件下で再増殖する細胞群の遺伝子発現変動パターンも解析し、臨床悪性度との相関性を調べている。遺伝子発現変動パターンでは、DNAマイクロアレイを用いたアッセイ系を検討中である。悪性脳腫瘍での発現データーベースを基にしたin silico解析を行い、癌遺伝子系約200個、癌抑制遺伝子系約200個、DNA修復機能遺伝子および薬剤耐性遺伝子系約100個、細胞周期制御系約300個、アポトーシス系約200個など総計約1000個の遺伝子群に絞りこむ作業は終了している。計画当初のアテロコラーゲンゲル包埋3次元培養法では、術中標本組織からのprimary culture細胞に対して、一定の細胞増殖曲線を得ることはできないことが判明し、術中標本組織から酵素を用いないprimary explant法でprimary culture細胞を通常の2次元培養し、十分な増殖培養下でのgenome instabilityに関与する遺伝子発現変動パターンを解析するアッセイ系に変更した。各種継体グリオーマ細胞株のgenome instabilityの解析として、checkpoint deficiencyについて調べた。CDK阻害剤・IRF193(topoisomerase「inhibitor)を添加し、aneuploidyを調べると、heterogenousな細胞集団での差異を認め、それがグリオーマ細胞に含まれる癌幹細胞である可能性を解析した。グリオーマ細胞株を幹細胞培養条件下(EGF+LIF添加)で培養し続けると、spheroid形成した細胞を得ることが出来た。このspheroid細胞は、神経系幹細胞ヤーカーであるCD133が強発現していた。
北海道における日本版CCRCの成果評価　－東京圏高齢者の移住構想の事例分析

本研究は、北海道における日本版CCRC(生涯活躍のまち)の成果評価を行うものである。研究課題は3つである。研究課題1「北海道における日本版CCRCの位置づけ」において、北海道を含む各地の日本版CCRC構想の経過を追った。目標の達成に向けて当初の計画が変更され、焦点が高齢者から子育て世帯へ移ったり、リゾート開発からコミュニティ拠点形成になったりしていた。研究課題2「北海道の過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCの評価」について、日本版CCRC運用前の状況について、開発地の地域福祉調査を行い基礎的資料を作成した。民間企業において地域イベントや防犯・防災への協力、高齢者向けの配慮や地域団体支援等が行われていた。研究課題3「東京圏高齢者にとっての北海道移住の意味の把握」について、高齢期の移住先として北海道を選択する理由と意義をまとめた。移住希望者調査の二次分析から、移住後に希望するライフスタイルは自然志向であり、利便性が良くない中で出身地へのUターンを含め、移住HPがきっかけとなり、自治体の移住支援制度が後押しをして北海道への移住が選択されていた。同様に、移住者のインタビュー及びインタビュー記事の分析からは、出身地であったり、雄大な風景や豊かな自然、夏の涼しさ等の[北海道に特徴的な気候、自然、風土や習慣]、食を楽しみ、家庭菜園や農業を楽しむ等の[スローライフ]が移住先の選択につながっていた。加えて利便性、仕事等の[移住後の暮らしやすさ]が移住先の選択で考慮されていた。地域おこし協力隊等の[地域おこし]が北海道移住のきっかけになり、移住時の訪問、家や土地の取得等の[移住者支援がある]ことが移住につながっていた。今年度は2年目にあたり、日本版CCRC構想の経過を追い、来年度のまとめに向けた資料を作成した。具体的には、1各地の日本版CCRC構想を調査し、目標と関連づけて当初の計画からの変更点をまとめた。来年度は継続して経過を追い、目標から成果評価(中間時点)をまとめる予定である。2北海道の過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCにおいて、開発地の地域福祉の調査を行った。日本版CCRCの運営がはじまりつつあり、来年度に取り組みの経過を追い、関連機関のネットワークの変容をまとめる予定である。3インタビュー等から高齢期における北海道移住の意味をまとめた。来年度は、諸外国の動向を含め、高齢期における移住の意味をまとめる予定である。日本版CCRCの運営及び東京圏からの移住がはじまりつつあり、調査を継続して経過を追い、成果評価(中間時点)を行う。1北海道で過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCの取り組みの経過を追うとともに、各地の先進的な日本版CCRCの運用を調査する2最終年度にあたり、諸外国の高齢期の移住、アジアに新たにつくられつつあるCCRC等を含めて資料を集め、比較可能なかたちでまとめる。今年度は日本版CCRC運用前段階にあたる。研究課題1「北海道における日本版CCRCの位置づけ」において、北海道を含む各地の日本版CCRC構想の訪問インタビューを行った。5つの先進的な日本版CCRC構想から、高齢期移住だけでなく、病院改革、海外IT企業の誘致等と連動させて、地域のかかえる課題の総合的な解決が目指されていることを示した。加えて、地方創生を担うまちづくり会社、青年海外協力隊OBや学生フィールドワークとの連携、空き家の借上げと改修等の新たな手法が生まれており、今後の展開が期待された。研究課題2「北海道の過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCの評価」について、日本版CCRC運用前の状況について、開発地の在住高齢者の幸福度調査を行い、基礎的資料を作成した。高齢者は無職でなく家計の状況に余裕があり、家族以外と話す頻度が多く、困った時に親身に相談にのってくれる人がいれば幸福度が高くなっていた。家族以外と話す頻度と関係しているのはスポーツクラブ等、町内会であり、開発中の日本版CCRCにおいて、民間のサークル活動、近隣の地域活動の両面から交流の場をもうけ、高齢者向けの有償の仕事の開拓や紹介等が求められる。研究課題3「東京圏高齢者にとっての北海道移住の意味の把握」について、日本版CCRC運用前時点において、北海道移住者にインタビュー等を行った。高齢期の移住先を選択する条件として、北海道に固有のものにUターン、北海道の気候風土等があり、いずれの移住先にも求められるものに利便性と地域交流(のしやすさ)があった。北海道の気候風土等として、夏の涼しさ、気候の良さによる花粉症の軽減、北海道の雄大な景色や自然、食や水のおいしさ、家庭菜園や農業、地域おこしや起業等が期待されていた。今年度は日本版CCRCの開発段階にあたり、来年度の日本版CCRCの運営及び東京圏からの移住に関する調査に向けた基礎資料を作成した。具体的には、1各地の日本版CCRC構想を調査し、北海道の日本版CCRCを含めて共通する目標や手法をまとめた。来年度は各地の日本版CCRCの開発経過や運営状況を調査し、住民参加等の共通する手法等をまとめる予定である。2北海道の過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCにおいて運営開始前の事前評価を行った。日本版CCRCの開発地において在住高齢者の調査結果をまとめた。来年度に日本版CCRCの運営がはじまるため、事後評価に向けて、これまでの開発経過や運営状況等をまとめる予定である。

3来年度以降の日本版CCRCへの東京圏から移住者調査に向けて、現時点で、従来のかたちでこれまでに北海道に移住した人のインタビュー等を行い、高齢期における北海道移住の意味をまとめた。本研究は、北海道における日本版CCRC(生涯活躍のまち)の成果評価を行うものである。研究課題は3つである。研究課題1「北海道における日本版CCRCの位置づけ」において、北海道を含む各地の日本版CCRC構想の経過を追った。目標の達成に向けて当初の計画が変更され、焦点が高齢者から子育て世帯へ移ったり、リゾート開発からコミュニティ拠点形成になったりしていた。研究課題2「北海道の過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCの評価」について、日本版CCRC運用前の状況について、開発地の地域福祉調査を行い基礎的資料を作成した。民間企業において地域イベントや防犯・防災への協力、高齢者向けの配慮や地域団体支援等が行われていた。研究課題3「東京圏高齢者にとっての北海道移住の意味の把握」について、高齢期の移住先として北海道を選択する理由と意義をまとめた。移住希望者調査の二次分析から、移住後に希望するライフスタイルは自然志向であり、利便性が良くない中で出身地へのUターンを含め、移住HPがきっかけとなり、自治体の移住支援制度が後押しをして北海道への移住が選択されていた。同様に、移住者のインタビュー及びインタビュー記事の分析からは、出身地であったり、雄大な風景や豊かな自然、夏の涼しさ等の[北海道に特徴的な気候、自然、風土や習慣]、食を楽しみ、家庭菜園や農業を楽しむ等の[スローライフ]が移住先の選択につながっていた。加えて利便性、仕事等の[移住後の暮らしやすさ]が移住先の選択で考慮されていた。地域おこし協力隊等の[地域おこし]が北海道移住のきっかけになり、移住時の訪問、家や土地の取得等の[移住者支援がある]ことが移住につながっていた。今年度は2年目にあたり、日本版CCRC構想の経過を追い、来年度のまとめに向けた資料を作成した。具体的には、1各地の日本版CCRC構想を調査し、目標と関連づけて当初の計画からの変更点をまとめた。来年度は継続して経過を追い、目標から成果評価(中間時点)をまとめる予定である。2北海道の過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCにおいて、開発地の地域福祉の調査を行った。日本版CCRCの運営がはじまりつつあり、来年度に取り組みの経過を追い、関連機関のネットワークの変容をまとめる予定である。3インタビュー等から高齢期における北海道移住の意味をまとめた。来年度は、諸外国の動向を含め、高齢期における移住の意味をまとめる予定である。来年度は、日本版CCRCの運営及び東京圏からの移住がはじまる。今年度の開発段階の調査をふまえて、運用開始直後、移住直後の調査を行う。1運用開始直後、移住直後の調査については、北海道で過疎地に新規開発を伴う日本版CCRCの取り組みの経過を追うとともに、東京圏高齢者の移住者のインタビュー等を行う。加えて、各地の日本版CCRCの運用を調査する。2最終年度に向けて、開発段階から運用開始直後・移住直後の状況をまとめる。
離散可積分系による離散微分幾何の展開

幾何オブジェクトのダイナミクスをコンピュータ上で記述する数学的枠組みの一つである離散微分幾何を取り上げ,離散可積分系の理論を新たに整備し,その結果を積極的に適用して平面曲線のダイナミクスの離散化とτ函数を用いた明示公式の構成に成功し,変換理論などを整備した、副産物として,曲線のダイナミクスの可変ステップ制御を組み込んだ安定な高精度数値スキームや,離散IE則函数の理論への展開のシーズが得られた.幾何オブジェクトのダイナミクスをコンピュータ上で記述する数学的枠組みの一つである離散微分幾何を取り上げ,離散可積分系の理論を新たに整備し,その結果を積極的に適用して平面曲線のダイナミクスの離散化とτ函数を用いた明示公式の構成に成功し,変換理論などを整備した、副産物として,曲線のダイナミクスの可変ステップ制御を組み込んだ安定な高精度数値スキームや,離散IE則函数の理論への展開のシーズが得られた.本年度は以下の成果を得た.(1)離散可積分系の理論の整備離散可積分系に関して知られている成果をまとめ,レビューを「可視化の技術と現代幾何学」という書籍の1章として出版した.また,離散可積分系の理論と離散微分幾何の知識を周知するため「離散可積分系・離散微分幾何チュートリアル」を企画して自らも講演し,100名以上の参加を見た.チュートリアルのウェブページに上記書籍より詳細な情報を掲載し,研究者の便宜を図っている.(2)不均一格子上の離散可積分系の理論の展開不均一格子上のτ函数を取り扱う技法をほぼ確立し,離散KdV方程式,離散mKdV方程式,離散ブシネスク方程式,離散ロトカ・ヴォルテラ方程式などの離散ソリトン系の不均一格子への拡張(半無限格子上のいわゆる「分子解」を含む)を得た.また,離散微分幾何,特に離散正則函数の理論で重要で,双線形構造がよく知られていなかった離散Schwarzian KP方程式およびcross-ratio方程式を考察して双線形化に成功し,不均一格子への拡張とさまざまな厳密解を構成した.以上の結果を離散微分幾何に応用するべく研究を進め,現在,平面上の離散曲線を統制する偏差分方程式とそのさまざまな厳密解,および曲線のベックルント変換を構成することに成功した.さらに,離散正則函数の理論に離散Schwarzian KP方程式に関する結果を応用し,離散ベキ函数に対して超幾何関数を要素とする行列式を用いた具体的な表式を得ている.本年度は,前年度までの離散可積分系に関する基礎的研究の成果を応用し,以下の成果を得た.(1)平面離散曲線の離散的運動の理論の構築ユークリッド平面上の曲線のmodified KdV(mKdV)方程式で特徴付けられる運動理論の離散化に成功し,離散mKdV方程式による離散曲線の運動理論の定式化に成功した.また,τ函数を用いて曲線の新しい表現公式を構成し,それを利用してソリトン解やブリーザー解に対応する明示公式を与えた.最後に離散曲線のBacklund変換を構成し,τ函数による表現公式を用いて具体的な厳密解をいくつか提示した.離散曲線の運動理論の連続極限を議論する際に現れるsemi-discrete mKdV方程式のτ函数と双線形構造を考察し,解に予期しなかった構造が現れることを明らかにした.このことはsemi-discrete mKdV方程式が単純なKP階層に属さず,principal chiral field方程式と同様の拡張を行った階層に属することを示唆する新しい結果である.(3)離散正則函数に対する基礎的考察:離散Schwarzian KdV方程式のτ函数と双線形構造離散微分幾何の基礎方程式である離散Schwarzian KdV方程式を不均一格子上で考察し,そのソリトン型τ函数が離散2次元戸田格子階層のτ函数からの簡約で得られることを明らかにした.また,同時にパンルヴェ系のτ函数で記述される特殊解も構成し,例としてD_4^<(1)>型(パンルヴェVI方程式),(A_2+A_1)^<(1)>型(q-パンルヴェIII方程式)のτ函数を用いた解を提示した.最後の結果は,境界条件を調節することでAgafonovらによる離散冪函数に応用することが可能である.本年度は本研究の最終年度として,離散可積分系の理論において不均一格子上の離散可積分系の理論を構築し,それを応用して可変ステップ制御を組み込んだ離散曲線のダイナミクスと計算アルゴリズムを実装した.特に,ユークリッド平面上において,離散曲線のsemi-discretem KdV方程式で記述される連続的運動,およびdiscrete mKdV方程式で記述される離散的運動とそのBacklund変換を定式化し,さらにτ函数を用いて運動の統一的な明示公式を与えた.さらに,それらのmKdV方程式で記述される連続曲線の運動への極限を議論し,理論の正当性を確立した.また,Wadati-Konno-Ichikawa elastic bedm (WKI)方程式やDym方程式などループソリトンを許容するソリトン方程式は,通常のソリトン解を許容する方程式との間にホドグラフ変換で結ばれる関係があることが知られていた.本研究では上記の平面曲線の運動理論を応用することで,ホドグラフ変換に対して明確な幾何学的意味を与え,それが曲線の運動のオイラー・ラグランジュ変換に他ならないことを示した.このことを応用し,WKI, Dym, short pulse方程式に対して不均一格子上でのホドグラフ変換の離散化を定式化し,それらの方程式の離散化および半離散化を行った.得られた(微分-)差分方程式は,格子間隔に可変ステップ制御を組み込んだ形をしており,元の微分方程式の高精度で安定な数値スキームとなっている.

特にshort pulse方程式は光ファイバー中を伝播する極短波長の光ソリトンを記述す-る方程式として知られており,今後の応用が期待される.副産物として,クライン幾何の一つである相似幾何におけるBurgers方程式で記述される曲線の運動の離散化を定式化し,より一般的な対称性の下での理論展開への布石を打った.また,semi-discrete mKdV方程式の一般化であるHirota-Satsumaの非線形ネットワーク方程式の背後の階層構造を上記の結果を応用して解明し,離散可積分系の裾野を広げた.
新規水チャネルファミリーの機能解析と生理的意義の解明

最近2つ新たなメンバーをヒトからクローニングしたが、これまで知られている水チャネルと相同性がひくくAQP11,AQP12となづけた。AQP11,12はこれまで見つかっている水チャネルとは一次構造がかなりちがっており、あらたな水チャネルファミリーを形成していると考えられる。それはこれに類似したタンパクがセンチュウに3つ、ショウジョウバエに1つ、シロイヌナズナに3つみつけられるからである。発現組織分布をみると、AQP11は精巣に多いが、脳、腎、肝にも少量発現している。AQP12は膵臓特異的である。特にAQP12は膵臓での発現が多い。ラットを絶食にした場合と食事をフリーにさせCKPZを筋注して6時間後の膵臓でのAQP12の発現に変化がないかどうかノーザンブロットとウエスタンブロットで検討したところ、AQP12の発現はRNAレベルで5倍に、タンパクレベルで2倍に増えていた。これは膵臓の外分泌にAQP12が重要であることを示唆している。一方、ラットの飲み水に塩化アンモニウムまたは重曹をいれてアシドーシスまたはアルカローシスのモデルをつくり、腎臓でのAQP11の発現をノーザンブロットで検討した。AQP11の発現には変化がみられなかった。2日間の脱水モデルでも変化はみられなかった。これらの結果からはAQP11の腎臓での役割ははっきりしない。アフリカツメガエル卵に発現させるとAQP11,AQP12は水を通さないがグリセリンを通した。AQP11やAQP12の水チャネル機能の発現にはcofactorが必要でそれが卵にはかけている可能性も考えられるのでほ乳類の培養細胞に一過性に発現させてみたが水はやはり通さなかった。現在AQP11AQP12は水は通さないが、グリセリンなどの小粒子を通すチャネルと考えており、生理的に輸送される物質の同定が必要である。本年度は機能同定の目的で組織分布、生理的変動、病理的変動について検討した。1.AQPX1は腎臓においては近位尿細管の管腔膜に発現していた。これは管腔膜のすぐ近くのpHが6以下になることから生理的にもAQPX1が機能することが示唆される。一方胃など生理的にもpHが5.5以下になる組織ではAQPX1の発現をみとめなかった。AQPX1は精巣では精粗細胞に発現しているがその他の部分にはみられなかった。AQPX2は膵臓の腺房細胞の基底膜に発現していた。管腔にアルカリを分泌するので基底膜には酸がカウンターイオンとして分泌することが予想されるので生理的にも機能していることが示唆される。2.ラットを絶食にした場合と食事をフリーにさせCKPZを筋注して6時間後の膵臓でのAQPX2の発現に変化がないかどうかノーザンブロットとウエスタンブロットで検討したところ、AQPX2の発現はRNAレベルで5倍に、タンパクレベルで2倍に増えていた。これは膵臓の外分泌にAQPX2が重要であることを示唆している。3.ラットの飲み水に塩化アンモニウムまたは重曹をいれてアシドーシスまたはアルカローシスのモデルをつくり、腎臓でのAQPX1の発現をノーザンブロットで検討した。AQPX1の発現には変化がみられなかった。これらの結果からはAQPX1の腎臓での役割ははっきりしない。4.AQPX1の精巣での発現が性成熟と関係しているかどうか調べる目的でnew born miceのAQPX

1の精巣での発現をノーザンブロットで調べた。AQPX1が腎臓で発現しているのに精巣では発現がみられなかった。今後テストステロンで制御されるかどうかなどの検討が必要である。5.AQPX1は11q14に、AQPX2は2q34-37に染色体上でマップされた。とくに病気との関連は現在のところみつかっていない。1、脳においてAQP11(以前AQPX1といっていたものでnomenclature committeeで認められた名前がAQP11になった)の発現はグリア細胞に認められた。2、消化管のAQP11の発現は脱水によってノーザンブロットで変化を認めなかった。また絶食においても同様であった。従ってAQP11の消化管での役割は不明である。3、アフリカツメガエル卵においてAQP11は水を通さないことはみていたが、シグナリングによって水をとおすようになるかどうかcAMP, cGMP, phorbolesterの効果をみてみた。それぞれ15分つけたあとにosmotic water permeabilityを測定した。水をとおすようにはならなかった。従ってPKA, PKG, PKCで制御されるのではないことがわかった。4、AQP11やAQP12の水チャネル機能の発現にはcofactorが必要でそれが卵にはかけている可能性も考えられるのでほ乳類の培養細胞に一過性に発現させてosmotic water permeabilityを光りの散乱で測定した。犬の腎臓尿細管上皮であるMDCK細胞に発現させた。AQP12はコントロールと差がなかったがAQP11はosmotic water permeabilityを有意に上昇させた。今後AQPと同じ種の培養細胞でも検討する必要がある。5、現在のとごろAQP11 AQP12は水は通さないが、グリセリンなどの小粒子を通すチャネルと考えており、生理的に輸送される物質の同定が必要である。