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奥行き知覚における輻輳要因に役割の検討

昨年度までに報告した輻輳角と奥行き知覚の関係をもとに、輻輳角および眼球の位置が視覚的記憶にどのように影響するかを検討した。まずはじめに、輝度変調刺激を用いて視覚的記憶が刺激の特性、類似性にどの程度依存するかを測定した。さらに、文脈とは無関係に網膜上に投射された刺激の知覚を抑制する過程を検討した。その結果、網膜上に投射された刺激の抑制を否定した先行研究に反して、ある一定の条件下では文脈に無関係な網膜像の視覚的記憶への影響を抑制できることを示す結果を得た。また、刺激特性が視覚的記憶に与える影響を検討するために、マルチディメンショナルスケーリングによって刺激間の知覚的類似性を測定し、その知覚的類似性が視覚的記憶に及ぼす効果について心理物理学的実験および、シミュレーションを行った。その結果、複数の網膜に投射された刺激の中でも、文脈上もっとも必要な刺激と、その刺激にもっとも類似した刺激の類似性が視覚的記憶に重要であった。この結果を用いて、先に報告されたNEMO model(Kahana & Sekuler,2002)やSTORM model(Zhou, Kahana & Sekuler,2003)の有効性を検証した。さらに、被験者の眼球運動を測定し、眼球位置が視覚的記憶にどのように関わっているかを検討した。その結果、視覚的記憶を保つには刺激が眼球の中心かに投射されていることが重要であることを示す結果を得た。
力発揮を増強する張力加重パターンの検討

骨格筋の強縮は単収縮の加重によって起こり、ParmiggianiとStein(1979)はこの加重反応が非線型的であることを神経筋モデルで示した。本研究では,これが骨格筋自体の収縮の特性であるかを調べるために、カエル単一筋線維を用いて収縮加重実験を行い、強縮中の個々のパルスによる張力発揮への寄与を求め比較した。アカガエル半腱様筋または前脛骨筋より単一筋線維標本を作成し、Ringer液中で0.52ms幅の正逆矩形波により電気刺激を与えた。発揮張力は、半導体超微小トランスデューサにより検出し、直流アンプで増幅後、記録器で監視するとともにA/D変換してコンピュータに取り込み解析処理した。収縮加重実験は単収縮における至適長Loで行った。予備収縮の後、標本に1n回の刺激パルスを与え、張力曲線を記録した。コンピュータにより、n回のパルスによる張力曲線から(n-1)回のパルスによる張力曲線を減算してn回目パルスの張力発揮効果を求めた。その結果、刺激頻度の高い収縮においては、先行研究における神経筋モデルの結果と同様に第2パルス以降による張力発揮は単収縮より立上がりにおけるdepressionが大きく、延長した。収縮後半の張力増大facillitationは第3第4パルスで最も大きくその後低下する傾向が認められた。収縮加重の非線型性は単一筋線維においても認められる筋の収縮に固有の特性と考えられる。強縮張力の大きさは特にこの収縮初期のこの加重パターンによって変化し、またこのパターンは温度、筋長の影響を受けた。
第4班 生体系複合場金属錯体による新反応系の構築

金属たん白質の機能を化学的に構築するために基質の認識能を有する機能性金属錯体を合成して金属たん白質を範とした新しい反応系を開発することを目的として,研究を行ない以下の知見を得た。銅たん白による亜硝酸還元反応を化学的に解明するために,酸素配位(ニトリト錯体)と窒素配位(ニトロ錯体)の亜硝酸銅錯体を合成した。前者の錯体を経由して亜硝酸イオンが還元される際には,銅に結合した酸素あるいは末端酸素が還元脱水を受けるために,必然的にNO発生を伴ってN_2Oが生成することを明らかにした。モノ-オキシゲナーゼ反応中間体モデル錯体として銅および鉄単核ならびに2核錯体の単離に成功し,ラジカル機構でアルケン,アルキン類の酸素酸化反応が進行することを明らかにした。亜鉛ミオグロビンのアミノ酸残基中のリシンあるいはヒスジンを無水コハク酸で化学修飾を行ない,変異ミオグロビンからメチルビオローゲンへの光電子移動反応を測定し,修飾サイトの違いにより3倍程度の差が生じることを見いだし,反応中心付近の負電荷の増大が電子移動に大きな役割をもつ機構を提案した。新規ポリアミン鉄錯体が有する高いSOD活性はピリジル基の鉄原子へのon-off機構が重要な因子であることを錯体の構造解析を含めた種々の物理化学的測定により明らかにした。トリス(2-アミノエチルアミン)(trm)とL-ラムノースを配位子として有する〔Co(L-Rha_3-tren)〕SO_43H_2OのX線構造解析により,SO_4^<2->イオンが分子間水素結合により取り込まれたDELTA-lambda3(lel)構造であることを明らかにした。一方,対イオンをSO_4^<2->イオンに代えてハロゲンイオンを使用すると,コットン効果が逆転してLAMBDA-lambda3(ob)構造に変化することを見いだした。これらの結果はSO_4^<2->イオンが錯体に接近すると分子内水素結合が破壊され,SO_4^<2->イオンとの水素結合により,大きな構造変化が引き起こされたものと解釈され,新たなイオン識別能を有するCo(II)配糖錯体の確立に成功した。金属イオンと配位子との結合に多重相互作用を加えることにより,種々の金属タンパク質の機能を化学的に構築し,新しい反応系の開発を目的とし,以下の成果を得た。〔Mo_2Fe_6S_8(SEt)_9〕^<3->を触媒とするRC(O)SR'へのCO_2固定反応によりアミノ酸前駆体としてのRC(O)COOHの触媒的な生成に成功し,CO_2が〔Mo_2Fe_6S_8(SEt)_9〕^<5->の骨格イオウ上で活性化を受けて反応が進行する機構を提出した。複核銅含有のオキシヘモシアニンおよびオキシチロシナーゼの決定的な構造モデルとなる酸素錯体の合成に成功するとともに,これらの酸素錯体を用いたフェノール誘導体の酸化反応を行ない,チロシナーゼの作用機構に関して,従来の定説を覆す新しいラジカル性の反応機構を提唱した。一方,アルキル置換ヒドロキノンをプロトンおよび電子供与体とした鉄カテコール錯体を用いたオキシゲナーゼ型酸素化反応を開発し,広範囲の芳香属および直鎖飽和炭化水素からアルコール,ケトン,アルデヒドが生成することを明らかにした。生体内酸素毒性防御の観点からスーパーオキシド不均化酵素(SOD)活性を有する新規鉄錯体を十数種合成した。これらの錯体は現在報告されている人工SODの中でも最高の活性を示した。このような活性を有する錯体は前例がなく,作用機構の解明および医学への応用に興味がもたれる。グリシンの前駆体であるα-アミノマロン酸とCo(III)ポリアミン錯体との反応では溶媒の違いによりポリアミン,カルビノールアミン,α-ジアミン錯体等種々の生成物を与える。これらの反応性に関して極低温ESR,X線構造解析,理論計算等によりその生成機構を提案した。二糖類(D-Maltose,D-Melibose,D-Lactose,D-Cellobiose)を用いたNi(II)錯体の合成を行ない,X線構造解析により分子識別能を有するオリゴ糖錯体の可能性を示した。

新規ポリアミン鉄錯体が有する高いSOD活性はピリジル基の鉄原子へのon-off機構が重要な因子であることを錯体の構造解析を含めた種々の物理化学的測定により明らかにした。トリス(2-アミノエチルアミン)(trm)とL-ラムノースを配位子として有する〔Co(L-Rha_3-tren)〕SO_43H_2OのX線構造解析により,SO_4^<2->イオンが分子間水素結合により取り込まれたDELTA-lambda3(lel)構造であることを明らかにした。一方,対イオンをSO_4^<2->イオンに代えてハロゲンイオンを使用すると,コットン効果が逆転してLAMBDA-lambda3(ob)構造に変化することを見いだした。これらの結果はSO_4^<2->イオンが錯体に接近すると分子内水素結合が破壊され,SO_4^<2->イオンとの水素結合により,大きな構造変化が引き起こされたものと解釈され,新たなイオン識別能を有するCo(II)配糖錯体の確立に成功した。
ランダム行列、統計物理に動機づけられた無限次元確率力学系

本研究では、2次元クーロンポテンシャルに対しても適用可能な,干渉ブラウン運動の構成に関する一般的構成定理とSDE表現定理を確立した.その結果をGinibre点過程, Dyson点過程, Bessel点過程というランダム行列に関する代表的な測度に対して適用し,無限次元確率力学系を記述する確率微分方程式を求めて,解いた. Ginibre点過程のPalm測度の特異性を研究し,通常のGibbs測度と異なる興味深い結果を得た.更に、2次元ヤング図形の時間発展モデルを構成し,そのスケール極限を求めた。長田博文は、Ginibre干渉ブラウン運動のtagged粒子が、劣拡散的な挙動をすることを証明した.この結果の興味深い点は、通常扱われるRuelleクラスの相互作用ポテンシャルに関する確率力学系のtagged粒子が、2次元以上では常に拡散的漸近挙動をするという事実と、著しい対比を見せている所である.また、Ginibre点過程、Dyson点過程、および、Bessel点過程といったランダム行列に関する代表的な測度(random point fields)に対して、部分積分公式を確立し、その対数微分を計算した.更に、これらの測度(平衡分布)に対応する無限次元確率力学系を記述する確率微分方程式を求めて、解いた.以上の結果を得るために、一般論を構築し論文としてまとめた.舟木直久は、2次元ヤング図形の時間発展モデルを構成し,そのスケール極限として現れる境界曲線の運動を記述する非線形偏微分方程式を導き,その定常解はVershik曲線になることを示した.種村秀紀は、一般の初期値に対して、ダイソン模型のバルクスケーリングおよびソフトエッジスケーリング極限で得られる無限粒子系を構成し、その性質を調べた.白井朋之は、有限グラフ上のグラウバーダイナミクスのスペクトルギャップはカップリングパラメーターに関して単調であるという予想(未解決)が知られているが,もう少し強く,固定した時間におけるスピンの期待値もカップリングパラメーターに関して単調であるという予想には反例があることを示した.長田博文と白井朋之は、Ginibre点過程のPalm測度が、もとのGinibre点過程に対して特異になることを示した。また、これと対比すべき結果として、Ginibre点渦程のPalm測度は、任意の2点で条件づけた場合、常にたがいに絶対連続であることを示した。通常のRuelleクラスのポテンシャルを持つGibbs測度については、Palm測度は、常に元の測度に対して、絶対連続になる。従って、特に前者の結果は、Ginibre点過程の背後にある2次元クーロンポテンシャルによる相互作用の強さが、測度の性質に、顕著な影響を与えた一例となっている。相関関数が行列式で表現される確率過程は、行列式過程と呼ばれる。種村秀紀は、非衝突条件を課した独立なN本の2乗ベッセル過程が、任意の初期値の下で行列式過程であることを示し、Nを無限大にしたときに無限次元行列式過程に収束することを証明した。また、非衝突ブラウン運動に対して複素ブラウン運動表示という新しい表現を与えた。この表示を用いることより、これまでは直交多項式を用いて導出していたEynard-Mehta型の行列式相関関数を直接的に導くことができ、さらに、緊密性、無限系の非衝突性など道に関する性質を示した。白井朋之は、コーシー核のウィナー積分が定義する上半平面の零点過程が行列式点過程になることを示した.これは,2003年にPeres-Vir\'agの双曲ガウス型解析関数の零点が単位円板内の行列式点過程になるという結果の上半平面版である.また.その零点過程への極限定理を示した。Airy点過程に関する確率力学の研究を長田と種村で完成させることを目的としたが、予想以上に進み干渉係数が¥beta=1,2,4の場合に証明し、無限次元確率微分方程式の解として構成した。このモデルは、標準的な有限粒子系からの近似を行うと、付随する確率微分方程式の係数に発散項が現れるため、直感的なレベルでも確率微分方程式の係数の形が知られていなかった。長田は、Bessel点過程に付随する確率力学を無限次元確率微分方程式の解として構成した。これらの結果によって、前年度までの結果と合わせると、ランダム行列論の1次元無限粒子系において代表的な3つの普遍的クラスすべてについて、確率力学を無限次元確率微分方程式の解のレベルで構成したことになる。Ginibre点過程のPalm測度の特異性は、長田と白井で研究しているが、任意個数の粒子の条件づけの場合について証明が完成しpreprintを作成した。研究の基礎になる長田の主論文の一つについてもacceptされた。この課題研究で共催する主たる研究集会である、「大規模相互作用系の確率解析」を国際シンポジウムの規模で高知大学で開催できた。またもう一つの主たる研究集会である「確率場の諸問題」も充実した内容であった。多時刻相関関数が行列式で表現される確率過程を行列式過程とよぶが、種村と香取は、行列式過程の典型的な3つの例に対して、そのマルコフ性を示した。舟木は、Otto, Villaniらによる解析的手法を応用して、凸ポテンシャルを持つ$¥nabla¥

varphi$界面モデルの流体力学極限を示した。ここにおいてはGibbs分布の長距離相関が問題を困難にする。白井は、ランダムな複素解析的に対する関数型中心極限定理を示した.また,上半平面のセゲー核のウイナー積分で定義されるランダムな解析関数の零点が行列式点過程になることを示した.
光合成細菌の膜外アンテナ部のモデル合成とそのエネルギー移動に関する研究

緑色光合成細菌の膜外アンテナ部=クロロゾーム中では、バクテリオクロロフィル-cが自己集合することによってアンテナ色素部を形成し、そのまわりをリン脂質の一分子膜が取り囲んでいる。このモデル系構築にあたって1)クロロフィル-aを化学的に修飾することによって、マグネシウムや亜鉛を中心金属とするヒドロキシルメチル基を有するクロリン錯体を新規に合成し、アンテナ色素のモデル分子に、2)種々の界面活性剤をリン脂質の代わりに用いた。このようなモデル化合物を水中に分散させることによって人工クロロゾームを構築させ、ゲルクロマトグラフィーによって精製した。卵レシチンを用いたときには、可視および円二色性吸収スペクトルが、生体系と酷似しており、本人工クロロゾームが生体系のクロロゾームの良いモデルとなることが判明した。また、レシチン濃度を高めると、生体系とは異なるスペクトルを与えるが、超音波照射や温度上昇によって、生体系に近いスペクトルに変化することがわかった。特に、緑色光合成細菌の成育する5060°Cにおいてこの変化が顕著であることから、天然クロロゾームにおいてアンテナ色素分子の自己会合体が安定な超分子構造を形成していることが想像される。さらに、このような安全な会合体は準安定な会合体よりも蛍光発光量が大きく、エネルギー移動媒体として優れていることが判明した。このような人工クロロゾーム系に、エネルギー受容体となりうるバクテイオクロリン類を添加して、エネルギーの授受を検討したところ、十分な濃度のバクテイオクロリンを添加したにもかかわらず、ほとんどエネルギー移動は観測されなかった。それぞれの色素間の配置が重要であり、生体系ではそのことがなんらかの方法で達成されていることが示唆された。また、今回調製した人工クロロゾーム系は、光に対する安定性が単量体のモデル分子に比べて極めて優れており、生体系が自己会合体によって光集光アンテナ部を形成している一つの理由がここにあることも判明した。
光学ホール係数測定法の開発とスピン電荷結合の研究

本年度は、「ストライプ」状態を持つLa系銅酸化物(LSCO・LNSCO)を中心に、超伝導状態・常伝道状態に対する磁場効果を測定した。「光学ホール係数測定装置」による光学測定の他、ミュオンスピン緩和法など、磁気的な手法も組み合わせ、「ストライプ」状態に関してスピン電荷結合の全貌を明らかにしようとした。その結果、以下のような結果を得た。1.ストライプが動的揺らぎにとどまる物質(LSCO)の超伝導凝集量は、光学的な測定と磁気的な測定法で大きく食い違う、という予想外の結果が得られた[研究成果4]。このことは、磁場誘起ストライプ形成が、中性子散乱など、磁気的手段では準静的エネルギー領域に観測されるのに対し、光学ホール係数測定を初めとする、光学的測定では、もっとエネルギーの高い動的な領域に自由度が大きく残っているように見えるという結果に関連する。2.ストライプを静的に安定化させた物質(LNSCO)の磁気光学効果は、これまで知られているどの銅酸化物系のそれより大きく、単純なエネルギースケールの議論では、理解できない程度の大きさとなっている。ストライプ形成下での電気伝導と磁場という自由度には、大きな結合様式があることを示唆する。磁場による超伝導秩序の低下と磁性の出現・競合の問題をLSCO系だけでなく、他の銅酸化物でも測定し、比較してみたが[研究成果1,5]、磁性出現は、LSCOアンダードープの特質であり、「ストライプ」の寄与が顕著であることが確認された。本年度は、「光学ホール係数」を測定するための装置、高精度偏光解析装置を作り上げ、それを用いて、電荷・スピン分離/自己組織化状態として名高い、「ストライプ」状態を持つ、La系銅酸化物(LSCO)を測定した。この測定によって、新たに得られた見地は、(1)ストライプを静的に安定化させた物質(NdドープLSCO)の光学反射率は、遠赤外領域(5100meV)で、高々6Tの磁場によって、5%程度低下し、単純なエネルギースケールの議論では、理解できない程度の大きな磁場依存性を持つこと。この結果は、磁場によってストライプ形成下での電気伝導が大きな影響を受けることを示唆する。(2)ストライプが動的揺らぎにとどまる物質(LSCO)の光学反射率の磁場依存性は、(1)よりはるかに小さい。このことは、中性子回折などの実験で、スピン自由度において観測されている磁場誘起ストライプ形成は、電荷自由度から見れば、相変わらず動的な揺らぎが大きく残っていることを示唆する。(3)超伝導体の「光学ホール係数」測定は、超伝導状態に磁場をかけるため、磁束を導入することが不可避である。この、「導入された磁束コア」という観点から、上記LSCO系に関して、光学測定と相補的なミュオンスピン緩和(μSR)測定を行った。それによると、磁場の関数として、磁束コアは領域を拡大し、あたかも超伝導と競合する相が成長するようである。したがって、中性子・μSRという磁気的プローブの結果は、互いに呼応し、電気的プローブの結果(2)と一線を画している。また、本年度は、スピン・電荷結合/分離がより明快に現れる、擬1次元スピン系を測定し、この現象の理論とも直接的に比較しうる結果を得て、スピン・電荷分離に対する理解が、擬1次元系という単純な系では、より深まった。
"Brueckner-AMD"による軽い核の構造変化の現実的核力からの解明

「原子核におけるクラスター構造とG行列有効核力の相互規定性」を明らかするために、「現実的核力に基づいて構築されたG行列有効相互作用によるクラスター構造状態形成の機構」を研究してきた。2010年度は^8Beのα-αクラスター構造がエネルギー的に安定化するメカニズムを核力のテンソル力の状態依存性によって説明されることを示し、2011年度は現実的核力のもとで^<12>C核における殻構造状態を持つ基底状態と同時に励起0^+状態の3αクラスター構造状態が閾値近傍に出現することを世界に先駆けて示した。「Brueckner-AMD」によるG行列有効相互作用の特徴は、"クラスター構造の変化の程度に依存するG行列有効相互作用(clustering dependence of G-matrix)"であること。従って、本研究の基本課題は「クラスター構造とG行列有効核力の相互規定性(依存性)の実践的解明」であり、現実的核力に基づき構築された「G行列有効相互作用によるクラスター構造状態の導出の道を確立する」ことがこの研究の目標である。この目標を達成するために、H22年度は最新の現実的相互作用(AV8')を用いて、^8Beにおけるα-α構造をもたらすG行列有効相互作用の研究を行った。その結果、一中心原子軌道(殻模型構造)状態におけるテンソルカの抑制効果のためにクラスター構造がエネルギー的に低くなることが定量的に示すことができた。AMD波動関数は、クラスター構造の形成道筋を1粒子波動関数の構造変化「一中心原子軌道状態(殻模型構造)→二中心分子軌道状態(クラスター構造)→二中心原子軌道状態(2核分子的構造)」として、明確化する。「Brueckner-AMD」によって、その道筋に沿ってG行列相互作用が決定され、そのG行列相互作用によって道筋が決定される、という「構造と相互作用の自己無同着的機構」が解明された。これらの成果は国際会議での発表および論文として公表された。本研究課題は原子核研究における「クラスター構造とG行列有効核力の相互規定性」を明らかするために、現実的核力に基づいて構築された「G行列有効相互作用によるクラスター構造状態の導出の道を確立する」ことを目的にしてきた。この目的を達成するために、22年度は^8Beのα-αクラスター構造がエネルギー的に安定化するメカニズムを核力のテンソル力の状態依存性によって説明されることを示し、その結果を論文として公表した。この成果に基づいて、23年度は現実的核力のもとで^<12>C核における殻構造状態を持つ基底状態と同時に励起0^+状態の3αクラスター構造状態を世界に先駆けて再現することを行った。3つのαクラスターが取りうるさまざまな幾何学的配位を設定して、各配位でのG行列有効相互作用を求めた。さらに、そのG行列有効相互作用を用いて、生成座標法方程式を解きあげ、^12C核の基底状態及び励起状態を求めた。その結果は、励起0^+状態は3α閾値(7.367MeV)の近傍(7.654MeV)に観測される0^+状態よりおよそ3MeV程度高く得られた。この3MeV程度高いエネルギー値の問題を解決することが23年度の主要課題となった。この問題を解決するためにはα-α間距離が(5fmより)大きな配位を取り込むことが必要であると考えられる。しかし、5fmより大きなα-α間距離を持った配位でG行列有効相互作用を求めるためには非束縛状態を扱わなければならず、原理的な困難があることが分かった。そこで、23年度、この問題に取り組み、5fmより大きなα-α間距離を持った配位でG行列有効相互作用の距離依存性が小さいことに注目して解決することに成功した。
アミロイド線維形成阻害に有用な海藻由来新規化合物の探索と機能評価

タンパク質の異常凝集(アミロイド線維)はさまざまな疾患の発症原因と考えられている。特にアミロイドーシスの原因産物であるアミロイド線維を阻害することは、疾患の発症予防や医薬品・機能性食品の開発に貢献する。本研究はアミロイド線維の形成を阻害することを目的として、海藻が有する化合物等がアミロイド線維形成に及ぼす影響を調べた。海藻には緑藻・紅藻・褐藻が存在するが、その中で褐藻由来の多糖および水溶性の海藻抽出液がインシュリンのアミロイド線維形成を阻害することがわかった。特に褐藻由来の多糖は将来的な医薬品・機能性食品等に開発において非常に有用である事が示唆された。根治的治療方法が開発されていない難治性疾患であるアミロイドーシスは、その発症を予防することが重要であり、多くの視点から研究が行われている。本研究課題は、アミロイドーシスの共通の原因産物であるタンパク質の異常凝集体(アミロイド線維)に着目し、そのアミロイド線維の形成を阻害することによって疾患の発症予防に貢献することを目的としている。その方法として日本に多く生育している海藻(緑藻、褐藻、紅藻)に着目して、海藻が有する化合物等がアミロイド線維形成に及ぼす影響を調べる。平成27年度は、この計画にもとづいて海藻特有の多糖がアミロイド線維形成に及ぼす効果と、新規の有用化合物の獲得を目指して鳥取県に生育する海藻を採取し、その中からアミロイド線維形成に対して抑制的な効果をもつ海藻のスクリーニングを行った。得られた成果として、海藻が有する多糖がアミロイド線維形成タンパク質であるインシュリンのアミロイド線維形成に対して抑制効果を有することがわかった。海藻特有の多糖は、同種の多糖でも海藻の種類のよってその構造は異なり、本研究においても同種の多糖を用いても海藻の種類によってその抑制効果が異なることがわかった。海藻の多糖においては生理活性があるものも報告されており、今回得られた成果はさらに多糖の付加価値を高める結果となった。次に、新規の化合物の獲得を目指した海藻抽出液を用いたスクリーニングにおいては、緑藻の一部の抽出成分で少しの抑制効果が見られた。それに対して数種類の褐藻において大きな抑制効果が見られた。これまでのアミロイド線維形成抑制に対する化合物の効果は、植物等からアルコール抽出した脂溶性の成分に含まれ報告されているが、本研究成果は水溶性の成分から抑制効果が得られており、次年度の行う予定の成分同定に期待が高まる。当該研究計画どおり、蛋白質異常凝集検出装置(HANABI)を用いて有用海藻のスクリーニングを行い、複数種の有用海藻の獲得に成功した。しかしながら、有用海藻の獲得が当初の予定より数ヶ月遅れてしまい、海藻から有用成分の分離・同定までを平成27年度中に終えることができなかった。進行は少し遅れているが研究の方向性は当初の計画通り進んでいるため、平成28年度も引き続き行い、目標を達成する。海藻成分の探索以外に、すでに知られている海藻が有する数種類の多糖に注目し、その多糖がアミロイド線維形成に及ぼす影響も平行して調べている。この多糖を評価するためには様々な分子量のオリゴ糖を調製する必要があり、そのためには多糖を分解する酵素を獲得しなければならなくなった。海洋性細菌の単離、目的多糖分解酵素のクローニング等を含めてこの分解酵素の獲得に時間を要した。当初の計画より実験項目が追加されたことも少し研究計画が遅れた一因だと考えている。しかしながら、得られた酵素が興味深い性質を有していることがわかったので、派生的ではあるが得られた成果に対しては学会発表も行った。平成28年度は、獲得した酵素の用いてオリゴ糖を調製し、その評価を行う予定である。アルツハイマー病等は国民病の一つとされ、今後十数年で患者数は倍増すると言われている。これら難治性疾患は根治的治療方法が開発されておらず、原因タンパク質は異なるが組織にタンパク質の異常凝集が蓄積する(アミロイド線維)。アミロイド線維が蓄積する疾患を総称してアミロイドーシスと呼び、発症予防の重要性から多くの視点で研究が行われている。本研究課題はアミロイド線維に着目し、そのアミロイド線維の形成を阻害することで疾患の発症予防に貢献することを目的としている。その方法として日本に生育している海藻に着目し、海藻が有する化合物等がアミロイド線維形成に及ぼす影響を調べる。平成28年度は、当初の計画と平成27年度に得られた成果に基づき海藻特有の多糖が線維形成に及ぼす効果について詳細に調べた。前年度に阻害効果を有することが示唆された海藻特有の多糖の効果を明らかにするため、他の数種類の多糖と比較し検討した。その結果、線維形成阻害効果が明らかであったのは、当初示唆された多糖だけであり、他の多糖には効果がないという興味深い知見が得られた。また、多糖は高分子であるため、低分子化を行い分子量依存的な阻害効果を調べると、最適な分子量の存在も明らかになった。モデルタンパク質であるインシュリンの線維形成に伴う二次構造変化を調べると、阻害効果を有する多糖を添加した場合、インシュリンの構造変化が生じないことがわかった。電子顕微鏡観察においても、典型的なアミロイド線維様の構造は観察されず、不定形な凝集体を形成していた。将来的な医薬品・機能性食品等に開発において非常に有用な多糖であることがわかった。海藻抽出液に関する研究も展開しており、これまでのスクリーニングから褐藻2種まで対象を絞ることに成功し、その成分分析等を進めている。

前年度に獲得した有用な酵素については諸性質の検討が終わり、論文として報告した。タンパク質の異常凝集(アミロイド線維)はさまざまな疾患の発症原因と考えられている。特にアミロイドーシスの原因産物であるアミロイド線維を阻害することは、疾患の発症予防や医薬品・機能性食品の開発に貢献する。本研究はアミロイド線維の形成を阻害することを目的として、海藻が有する化合物等がアミロイド線維形成に及ぼす影響を調べた。海藻には緑藻・紅藻・褐藻が存在するが、その中で褐藻由来の多糖および水溶性の海藻抽出液がインシュリンのアミロイド線維形成を阻害することがわかった。特に褐藻由来の多糖は将来的な医薬品・機能性食品等に開発において非常に有用である事が示唆された。平成27年度の研究計画において、海藻抽出成分の同定までは行うことができなかったが、研究計画にそって概ね順調に研究成果を挙げることができている。従って、平成28年度も引き続き研究計画にそって展開する。具体的には多糖に関しては、予定通り、円二色性分光法や電子顕微鏡を用いた画像解析を行う。海藻成分においては、現在得られている水溶性の抽出成分に関しては成分の分離・同定を行う。脂溶性の抽出成分はまだ検討ができていないので、それに関する知見を得ることも進める。研究計画にも記載しているが、分離・同定を行う場合は、多成分でアミロイド線維形成の抑制効果を示すことも考えられるので慎重に進める。追加事項として、オリゴ糖の調製に必要な酵素をクローニングしたが、得られた酵素がこれまでに報告されている酵素とは性質が異なる新規性のある酵素であることがわかったため、この酵素の特性に関しても追求していく予定である。追求する理由としては調製したオリゴ糖がアミロイド線維形成の抑制に非常に効果的な結果が得られた場合、将来的に機能性食品や医薬品開発等を見据えたときに必要となるからである。その可能性も視野にいれて研究を遂行する。生物学当該年度の計画の一つで、アミロイド線維形成の抑制効果を示す有用成分を海藻から抽出することを挙げていた。これに関しては複数種の有用な海藻の候補が見つかり期待した結果が得られたが、この結果が得られたのが2016年1月後半であり、当初予定していた海藻成分を分析するための数種類のカラムや試薬を購入するために組んだ予算が残り、この計画を次年度に実行するために繰越することにした。研究計画の変更はないため、繰越した予算は当該計画どおり、海藻成分の分離・同定に必要なカラムや試薬、分析に必要な学内共同機器の機器使用料等に用いる。
新しいエピタキシアル成長法を用いたZnS青色発光ダイオードの実用化

有機金属気相法(MOCVD)を用いて,無添加で高抵抗ZnS(>10^6Ωcmと, HIガスを添加し,低抵抗ZnS:I膜(10^<-3>Ωcm)を育成した.本MOCVD法は,付加反応を避けるため,ジメテル亜鉛をHeガスに希釈し, H2Sガスの導入口を別々に取り付け,減圧下で行なった.電気的特性をホール効果により評価し,光学的性質をフォトルミネッセンスにより評価した.その結果低抵抗ZnS:I結晶膜は,室温で約2.67eVに強い青色発光を呈することが明らかとなった.そこで,次の2通りのZnS青色発光ダイオードを作製し,その基礎特性を研究した.(i)低抵抗ZnS:I単結晶を用いたMIS型青色LED絶縁層として高抵抗ZnS膜をMOCVD法により付け, Au-ZnS-n型ZnS:IよりなるMIS構造のダイオードを作製した.順方向4mAで約2.6eV付近に,室温で青色発光帯が出現した.外部量子効率は約10-5であるが,絶縁層の膜厚を制御することによって,逝く1桁の発光効率の改善が認められた.順方向電流の増加と共に,青色発光強度は増加し,フォトルミネッセンスで観測されたドナー・アクセプター対と起源が同一である.(ii)MOCVDZnS:I膜を用いたMIS型青色LED低抵抗GaAs基板上に積層した低抵抗n型ZnS:I結晶膜に,絶縁層として(i)と同じく, MOCVD法による高抵抗膜を付け, MIS型素子を作製した.室温で青色発光は観測されるものの, (i)のLEDに比らべ発光効率は低かった.この原因として, GaAs基板とZnS:I膜界面での欠陥の発生顕著であると考えられる.そのため, ZnS基板を用いたホモエピタキシアル成長についても検討し, (110)面にエピタキシアル成長させた膜が最も優れていることがわかった.有機金属気相法(MOCVD)を用いて,無添加で高抵抗ZnS(>10^6Ωcmと, HIガスを添加し,低抵抗ZnS:I膜(10^<-3>Ωcm)を育成した.本MOCVD法は,付加反応を避けるため,ジメテル亜鉛をHeガスに希釈し, H2Sガスの導入口を別々に取り付け,減圧下で行なった.電気的特性をホール効果により評価し,光学的性質をフォトルミネッセンスにより評価した.その結果低抵抗ZnS:I結晶膜は,室温で約2.67eVに強い青色発光を呈することが明らかとなった.そこで,次の2通りのZnS青色発光ダイオードを作製し,その基礎特性を研究した.(i)低抵抗ZnS:I単結晶を用いたMIS型青色LED絶縁層として高抵抗ZnS膜をMOCVD法により付け, Au-ZnS-n型ZnS:IよりなるMIS構造のダイオードを作製した.順方向4mAで約2.6eV付近に,室温で青色発光帯が出現した.外部量子効率は約10-5であるが,絶縁層の膜厚を制御することによって,逝く1桁の発光効率の改善が認められた.順方向電流の増加と共に,青色発光強度は増加し,フォトルミネッセンスで観測されたドナー・アクセプター対と起源が同一である.(ii)MOCVDZnS:I膜を用いたMIS型青色LED低抵抗GaAs基板上に積層した低抵抗n型ZnS:I結晶膜に,絶縁層として(i)と同じく, MOCVD法による高抵抗膜を付け, MIS型素子を作製した.室温で青色発光は観測されるものの, (i)のLEDに比らべ発光効率は低かった.この原因として, GaAs基板とZnS:I膜界面での欠陥の発生顕著であると考えられる.そのため, ZnS基板を用いたホモエピタキシアル成長についても検討し, (110)面にエピタキシアル成長させた膜が最も優れていることがわかった.GaAs基板上に、減圧MOCVD法を使って、無添加とヨウ素添加のエピタキシアルZnS膜を育成さし、構造的性質と電気的・光学的性質の評価を行ない次のような結果が得られた。(1)エピタキシアル層の格子定数は膜厚に依存し、膜厚が薄い所では格子定数は応力のため短かくなる。次に、転位が入り、格子緩和された膜厚ではバルワのものに等しくなっている。それ以上の膜厚では、ZnSとGaAsとの熱膨張係数のちがいにより張力が入り、格子定数は短かくなっている。(2)超高圧電子顕微鏡観察により、(100)GaAs面上のZnS膜では、欠陥濃度が約4×【10^(15)】【cm^(-3)】と非常に少ない良質のものが得られている。(3)中性ドナーと中性アクセプターに束縛された励起子発光と、2種類の端発光が初めて見い出された。端発光スペクトルの解析からアクセプター準位として約170meVと約130meVが得られ、Naが関与していることが示された。(4)ヨウ素添加に成功し、ドナー濃度として約【10^(17)】【cm^(-3)】、室温における比抵抗率が約1Ω・cmのものが得られた。(5)ZnS/GaAsヘテロ接合に電極としてAuを蒸着し、青色発光ダイオードを試作し、I-VとC-

V特性を測定し,良好な整流特性を得た。(6)このダイオードは10V以上の順方向電圧下において発光を示したが、バル7MIS型ダイオードより発光効率が低く、今後、ヘテロ接合界面の格子不整を取り除くようにZnSSeバッファー層をMOCVD法およびALE法により育成し、高効率化をめざす。
造血微小環境における細胞間相互作用の分子機構の解明

造血幹細胞は骨髄に存在し、その増殖と分化は非血球細胞である間質系のストローマ細胞による"場のシグナル"によって厳密に制御されていると考えられている。本研究は、造血幹・前駆細胞とストローマ細胞における細胞間相互作用である造血幹・前駆細胞のHoming/Migrationに焦点をあて、造血幹・前駆細胞の骨髄認識機構と、骨髄移行を誘導する細胞表面分子による造血幹・前駆細胞の運動を制御する分子機構を明らかにすることを目的とした。(1)ヒト赤芽球系白血病細胞株、HEL細胞は、種々の系列の分化型細胞株と比較してストローマ細胞株であるHESS-M28細胞への高い浸潤活性を示す。この性質を利用して、造血幹・前駆細胞のストローマ細胞への浸潤モデルを構築し、造血幹・前駆細胞の浸潤を定量的に解析することを可能にした。(2)この両細胞に異なる蛍光タンパク質を発現させ、共焦点レーザー顕微鏡(LSM510-META)により、Migrationの過程を解析した。その結果、HEL細胞はストローマ細胞と接触後、速やかに細胞の2倍以上の長さの突起を形成して、ストローマ細胞の辺縁部よりMigrationすることが判明した。(3)造血幹・前駆細胞のストローマ細胞への浸潤には、HEL細胞表面上のCD29分子が関与していることを明らかにした。(4)HEL細胞のMigrationには、低分子量Gタンパク質(rho,rac,cdc42)によるアクチンの骨格制御が関与していることを明らかにした。低分子量Gタンパク質の下流のPAK、ROCK経路が関与するととも共に,その下流で、LIM-Kinaseを活性化し、さらにアクチン骨格の再編を制御するCofilin経路を制御していることが判明した。共焦点レーザー顕微鏡による解析では、HEL細胞の突起形成初期に局所的にリン酸化Cofilinが集積し、長い突起を形成した場合には、リン酸化Cofilinが突起先端部に集積していることから、Cofilin経路の制御が、HEL細胞のMigrationに伴う突起形成に密接に関与していることが示唆された。初年度である本年度は、研究計画に従い下記の項目について明らかにした。(1)造血幹・前駆細胞の浸潤に関する定量的解析方法の確立ストローマ細胞は、われわれが樹立した造血幹細胞の自己複製誘導活性の高いHESS-M28細胞を用いた。多分化能を有するヒト赤芽球系白血病細胞株、HEL細胞は、種々の系列の分化型細胞株と比較して高い浸潤活性を示し、その反応は造血幹・前駆細胞と類似していた。そのため、これら2種の細胞を解析に用いた。定量的解析は、顕微鏡の一定エリアに存在するHEL細胞について、浸潤細胞と接着細胞を区別して測定し、両者の比率から全細胞数に対する浸潤細胞の比率から定量化する系を確立した。(2)造血幹・前駆細胞の浸潤を誘導する細胞表面分子の解析上記共培養系に細胞接着分子に対する中和抗体を添加して、HEL細胞の浸潤を抑制する抗体をスクリーニングした。その結果、抗ヒトCD29抗体が浸潤阻害効果を示したことからHEL細胞上に存在するインテグリンβ1鎖を含む接着分子が浸潤を誘導していることが明らかになった。(3)造血幹・前駆細胞の浸潤における細胞内情報伝達経路の解析HEL細胞の浸潤では細胞の突起伸長など、細胞の形態が大きく変化して達成される。

これはインテグリン経路から低分子量Gタンパク質(rho, rac, cdc42)により、主としてアクチンの骨格制御が誘導されている可能性が高いと考えられる。そこでこれら低分子量Gタンパク質の不活性型をHEL細胞へ導入し、強制発現させて浸潤に及ぼす効果を解析した。その結果、いずれの不活性型分子でも有意に浸潤が抑制されたことから、HEL細胞の浸潤に低分子量Gタンパク質経路が深く関与していることが明らかになった。造血幹細胞は骨髄に存在し、その増殖と分化は非血球細胞である間質系のストローマ細胞による"場のシグナル"によって厳密に制御されていると考えられている。昨年度、造血幹・前駆細胞のストローマ細胞への浸潤モデルを構築し、造血幹・前駆細胞の浸潤に、細胞表面上のCD29分子が関与し、Migrationにおける突起形を伴う形態変化は、低分子量Gタンパク質経路を介していることを明らかにした。本年度は、研究計画に従い研究を実施し、下記の成果を得た。(1)造血幹・前駆細胞株、HEL細胞を用いたストローマ細胞への浸潤のバイオイメージング解析ヒト赤芽球系白血病細胞株、HEL細胞は、種々の系列の分化型細胞株と比較してストローマ細胞株であるHESS-M28細胞への高い浸潤活性を示す。この両細胞に異なる蛍光タンパク質を発現させ、共焦点レーザー顕微鏡(LSM510-META)により、Migrationの過程を解析した。その結果、HEL細胞はストローマ細胞と接触後、速やかに細胞の2倍以上の長さの突起を形成して、ストローマ細胞の辺縁部よりMigrationすることが判明した。(2)造血幹・前駆細胞のMigrationに関与する情報伝達経路の解析昨年度の報告と(1)より、HEL細胞のMigrationには低分子量Gタンパク質(rho,rac,cdc42)によるアクチンの骨格制御が誘導されている可能性が高いと考えられる。本年度は、低分子量Gタンパク質の下流のPAK、ROCK経路が関与するとともに、さらにその下流で、LIM-Kinaseを活性化していることを明らかにした。LIM-Kinaseは、アクチン骨格の再編を制御するCofilin経路を制御していることが判明した。共焦点レーザー顕微鏡による解析では、HEL細胞の突起形成初期に局所的にリン酸化Cofilinが集積し、長い突起を形成した場合には、リン酸化Cofilinが突起先端部に集積していることから、Cofilin経路の制御が、HEL細胞のMigrationに伴う突起形成に密接に関与していることが示唆された。
２０世紀スペインの小説と「社会の危機」：F.アヤラ作品における文学と社会学の交錯

本研究は文学と社会学が融合する場としての小説の研究である。社会学者・文学者であるF.アヤラの作品を研究対象とし、社会学の著作と小説の相関関係を明らかにすることを目的としている。平成30年度は米国において研究資料の収集と整理を行い、研究成果を2件の論文としてまとめた。1件目の論文は平成30年2月にアラバマ大学で行った招待講演の内容に、平成29年度と平成30年度の研究成果を追加してまとめたものであり、紀要に投稿した。投稿論文では1940年代と50年代のアヤラの小説のテーマがスペイン固有のものから普遍的なものに発展していった理由を、アヤラが執筆した1949年の論文内容から解き明かした。アヤラはこの論文において、第二次世界大戦後、国際社会がフランコ独裁政権の存続を認めたことにより独裁政権の崩壊を期待していた亡命知識人は思考の方向転換をする必要があること、またより広い視野をもってスペイン以外の国々が抱える問題に意識を向けて、文化活動をすべきだと主張している。投稿論文ではアヤラが論文でおこなった主張を自ら小説の場で実践してみせたことを指摘した。2件目の論文は平成28年度の研究成果として学会で口頭発表した内容の一部に新たな知見を加えて発展させたものである。紀要への投稿を準備しており、平成31年度中に出版される。また平成30年度は『コップの底』(1962)と関連する社会学の著作を分析した。結果、アヤラは社会学的な視点を小説に取り入れ、抽象的な概念を具体的な形で小説で示していることが明らかになり、引き続き1960年代の小説においても、社会学の著作との強い相関関係があることを確認することができた。研究計画通り、研究内容はおおむね目標を達成している。平成28年度と平成29年度の研究成果である学会の口頭発表の内容に、さらに新たな知見を加えて、活字化することができた。平成30年度の研究計画についてはほぼ実行できたものの、成果発表が遅れているため、平成31年度前期に対応したい。平成31年度は研究計画通りに以下の通りに進める。平成31年度前期は、平成30年度の研究成果を論文としてまとめるのと平行して、アヤラの1960年代半ば以降の社会学の著作の分析を行い、アヤラのスペイン語文化圏に対する考えを明らかにする。その上で、これらの著作で示された思想が60年代や70年代に創作した小説に与えた影響について考察する。主な資料の収集は終了しているが、研究成果の発表準備に必要となる副次的資料の収集を米国コロンビア大学図書館にて行う。平成31年度後期は、研究成果を論文として刊行することをめざす。本研究は、文学と社会学が融合する場としての小説についての研究である。本研究の目的は、社会学者・文学者であるフランシスコ・アヤラ(19062009)の小説において、自身の社会科学の論考から導き出された20世紀社会と危機についての理論が実践されていることを明らかにする。平成28年度は、1.研究の基礎資料の収集と整理、2.1940年代前半の社会学の著作で示された論考と小説との関係についての研究、3.国際学会等における成果発表を行った。1.スペインにおいて文献調査と収集を行った。特にアヤラ財団から未刊行の資料や図書館等での入手困難な資料の提供を受けたことは大きな成果だった。1940年代にアヤラが新聞、学芸誌、学術誌に寄稿した100本以上の記事やエッセイは、後に著作に纏められ全集に収録されているが、執筆当時の時代背景やアヤラの思想を正確に把握するために、時系列、分野ごとに整理し直した。また著作も改訂ごとに収録内容の変更がみられるため、研究対象時期に出版された版を入手した。2.アヤラは1940年代前半の社会学の著作において欧米における自由主義の変遷を社会階級のそれと結びつけて検証している。これらの論考は『簒奪者』(1949)『仔羊の頭』(1949)や『犬死』(1950)において具体化されていることが明らかになり、社会学の著作と小説の密接な関連性について確認できた。またアヤラの翻訳論についても分析した。この著作でアヤラは社会学者の視点からも翻訳を論じており、20世紀後半の翻訳学の理論形成に貢献しうる論考であることがわかった。3.2.で示した研究内容を招待講演、国際学会で発表した。学会ではスペイン語圏文学に関する研究の最新動向を把握できた。またアヤラの研究者をはじめ、スペイン語圏文化の研究者と幅広く交流、情報交換できたことも有意義だった。平成28年度の研究にかかる資料調査と分析を終了し、予定していた通り1940年代前半にアヤラが著した社会学の理論が、小説の諸要素の構成に実践的に取り入れられたことを解明した。研究成果準備の過程で、計画になかった社会学以外の分野での著作を分析したことで、平成28年度の研究に新たな視点からアプローチできたことは有意義であると考える。以上の研究の成果を学会等で2回発表し、同時に海外の研究者とこれまでの知見を共有しつつ議論できたことは、平成29年度の研究に重要な指針となる。

平成29年度は、研究資料の収集と整理を行い、1940年代と50年代にアヤラが著した社会思想の著作と、小説2篇(『サルの物語』(1952)と『犬死』(1956))の関連性を分析し、国際学会と招待講演において成果発表を行った。1.文献調査と資料収集はスペインと米国で行った。カリフォルニア大学サンディエゴ校図書館内のサウスウォース・コレクションでは他の亡命知識人とともにアヤラがアルゼンチンで創刊した雑誌を閲覧し、本年度以降の研究に係るスペイン内戦と亡命知識人の資料を入手した。2.平成29年4月にはアヤラの翻訳理論についてケンタッキー外国文学学会(KFLC)で発表を行った。3.平成29年11月には1950年代の小説と社会思想の著作との相互関係について米国現代語学文学中西部学会にて発表した。小説でアヤラはヨーロッパ文芸でみられる伝統的な動物シンボルを用いて作中人物の行動を動物化し、大衆と彼らに迎合する知識人らエリート層の道徳的退廃を批判すると共に、人間の条件とは何かを問う。知識人の道徳的退廃と人間の条件について、アヤラは1940年代と1950年代の著作で論じており、特に後者は独のマックス・シェラーやアルゼンチンのフランシスコ・ロメロらの哲学的人間学の構想の影響を受けている。このようにアヤラの社会思想と小説の創作は密接に関係していることがわかった。4.平成30年2月にはアラバマ大学現代語・古典語文学部スペイン語学科・英米文学部の招待により講演を行った。この招待講演では、平成28年と平成29年の研究成果をもとに、アヤラが考えるところの亡命、亡命作家と亡命文学について発表した。講演準備のため内戦と亡命をテーマとした作品を調査中に、アヤラと同郷であり米国に亡命した詩人ミゲル・ピサロの戯曲『祖国を追われた者たちの宗教劇』の重要性にふれ、2018年3月のアメリカ比較文学学会にて研究発表をした。研究計画通り、研究内容についてはおおむね目標を達成している。研究成果は学会や招待講演で発表しているが、論文投稿などの形での発表がやや遅れているため早急に対応したい。本研究は文学と社会学が融合する場としての小説の研究である。社会学者・文学者であるF.アヤラの作品を研究対象とし、社会学の著作と小説の相関関係を明らかにすることを目的としている。平成30年度は米国において研究資料の収集と整理を行い、研究成果を2件の論文としてまとめた。1件目の論文は平成30年2月にアラバマ大学で行った招待講演の内容に、平成29年度と平成30年度の研究成果を追加してまとめたものであり、紀要に投稿した。投稿論文では1940年代と50年代のアヤラの小説のテーマがスペイン固有のものから普遍的なものに発展していった理由を、アヤラが執筆した1949年の論文内容から解き明かした。アヤラはこの論文において、第二次世界大戦後、国際社会がフランコ独裁政権の存続を認めたことにより独裁政権の崩壊を期待していた亡命知識人は思考の方向転換をする必要があること、またより広い視野をもってスペイン以外の国々が抱える問題に意識を向けて、文化活動をすべきだと主張している。投稿論文ではアヤラが論文でおこなった主張を自ら小説の場で実践してみせたことを指摘した。2件目の論文は平成28年度の研究成果として学会で口頭発表した内容の一部に新たな知見を加えて発展させたものである。紀要への投稿を準備しており、平成31年度中に出版される。また平成30年度は『コップの底』(1962)と関連する社会学の著作を分析した。結果、アヤラは社会学的な視点を小説に取り入れ、抽象的な概念を具体的な形で小説で示していることが明らかになり、引き続き1960年代の小説においても、社会学の著作との強い相関関係があることを確認することができた。
新しいRNA結合蛋白による分子レベルでの肝星細胞活性化機構の解明

筆者らは、星細胞特異的に発現するRNA結合蛋白,PCPEをクローニングした。本蛋白は,星細胞が活性化して筋線維芽細胞様に形質転換すると発現が増強し,発現を抑制すると,活性化星細胞における蛋白合成が低下した。従ってPCPE蛋白は転写後のRNA制御を介して蛋白合成を促進するが,その意義は星細胞の形質転換に関与すると推定された。本研究,このRNA結合蛋白の意義を各種増殖因子との関連も含めて明らかにすることから,星細胞活性化機構を分子レベルで解明することを目指した。まず,各種増殖因子と星細胞機能の関連を検討した。活性化星細胞にPDGFを添加,24時間後にBrdUと平滑筋αアクチンの二重染色を行うと,細胞周期がS期の活性化肝星細胞では細胞特異機能である平滑筋αアクチン発現が低下することが判明した。また,非活性化星細胞はVEGF受容体,flt-1,KDR /flk-1を発現するが,活性化すると,flt-1の発現は増強,KDR /flk-1の発現は消失した。星細胞にVEGFを添加すると,増殖能やコラゲン合成は変化しないが,活性化星細胞では平滑筋αアクチン発現が減弱し,収縮能が抑制された。活性化星細胞にPCPEのantisenseを添加した36時間後の総RNA量は変化しなかったが、12時間後にアクチノマイシンDを添加しRNA転写を抑制すると,総RNA量の半減期は有意に短縮した。従ってPCPE蛋白はRNA安定化作用を有していると考えられた。以上より,星細胞の活性化機構は細胞集団ではなく,個々の細胞レベルで評価する必要があると考えられた。その際,VEGFの影響も検討する必要があると思われる。また,PCPE蛋白は星細胞において,RNA安定化作用を有することが明らかになり,各種増殖因子の細胞内情報伝達とPCPE蛋白の接点を解明することが今後の課題である。本研究は,我々がクローニングしたRNA結合蛋白の意義を各種増殖因子との関連を含めて明らかにすることから,肝星細胞活性化機構を分子レベルで解明することを目的としたものである。肝星細胞では,増殖・コラゲン合成・平滑筋αアクチン発現が活性化の3指標とされるが,増殖とコラゲン合成・平滑筋αアクチン発現などの特異機能は本来解離して発現するのが一般的である。我々は既に,肝星細胞の増殖やコラゲン合成が抑制された際に,平滑筋αアクチンの発現がむしろ増強し,活性化の3指標が解離して生ずる場合があることを報告している。そこで本年度は,星細胞活性化の意義を明確にする目的で,各種増殖因子を添加した際の肝星細胞における3指標の動態に関する検討を行い,以下の結果を得た。1.初代培養肝星細胞にbFGFないしPDGFを添加し,細胞周期を揃えて増殖に向かわせると,平滑筋αアクチン発現は減弱することが明らかとなった。この際,コラゲン合成とTGEβの発現は増強していた。2.PDGF添加24時間後にBrdUと平滑筋αアクチンの二重染色を施行したところ,BrdU陰性細胞内部にはアクチン線維が高度に染色された。一方,BrdU陽性細胞にはアクチンの染色性が認められないものが多く観察された。以上より,星細胞においても増殖と特異機能は個々の細胞レベルは,解離して発現すると考えられた。また,増殖促進因子の作用は二次的に誘導されるTGEβにより修飾される可能性が示された。来年度は,in vitroおよびin vivoで,星細胞における増殖および特異機能の発現をクローニングしたRNA結合蛋白との関連において検討し,星細胞活性化のメカニズムの詳細を明らかにして行く方針である。

また,PCPE蛋白は星細胞において,RNA安定化作用を有することが明らかになり,各種増殖因子の細胞内情報伝達とPCPE蛋白の接点を解明することが今後の課題である。本研究は,我々がクローニングしたRNA結合蛋白,PCPE蛋白の意義を各種増殖因子との関連も含めて明らかにすることから,肝星細胞活性化機構を分子レベルで解明することを目的としている。我々は既に,アンチセンスを用いてPCPE蛋白発現を抑制すると,肝星細胞での蛋白合成が著明に減少することを見出している。そこで本年度は,PCPE蛋白の肝星細胞蛋白合成における役割の詳細を明らかにする目的で以下の検討を行った。1.コンフルエント状態の肝星細胞に,PCPE mRNAに対するアンチセンスまたはナンセンスを添加,経時的に生細胞数,総RNA量,α1タイプIプロコラーゲン及びβアクチンmRNA発現量を測定したところ,いずれも不変であった。2.アンチセンス添加12時間後に,アクチノマイシンDを添加し,RNA転写を完全に抑制した状態における各種RNA量の推移も検討したところ,アンチセンス添加群における総RNA量の半減期はナンセンス添加群に比して有意に短縮していた。また,α1タイプIプロコラーゲン及びβアクチンmRNA発現も有意に減少していた。以上より,PCPE蛋白は肝星細胞において,RNAを安定化することにより,蛋白合成に促進的に作用すると推定された。肝星細胞が活性化する際には,RNA含量や蛋白合成が大幅に増加する。その際,PCPE蛋白の発現も増強することから,星細胞活性化に本蛋白が関与すると考えられた。