hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核、葉緑体、ミトコンドリアへ移行するイネCPD光回復酵素の輸送機構とUVB抵抗性

その結果、CPD光回復酵素の全長にGFPを連結したコンストラクトでは葉緑体への移行が確認できるものの、部分配列では葉緑体への移行が確認できず、移行シグナル配列の同定には至らなかった。しかしCPD光回復酵素-GFPをシロイヌナズナに導入した組換え体を作製し、葉緑体への移行について観察したところ、葉緑体に青色光またはUVA光を照射すると、葉緑体にCPD光回復酵素が蓄積してくる、すなわち葉緑体への移行には光が必要であるという新たな事実を見出した。【課題2】CPD光回復酵素の細胞内局在とUVB抵抗性H22年度までの解析により見出したミトコンドリア移行に関わるシグナル配列に関して、イネ以外の生物が有するCPD光回復酵素と細胞内局在に関して解析した。その結果、シロイヌナズナ、ホウレンソウ等においても本シグナル配列を有し、ミトコンドリアでCPD光回復酵素が機能していることが分かった。さらに本配列は、ショウジョウバエも有しているものの、同じClass II型に属する酵母においては、本配列は有せず、別な配列を利用してミトコンドリアへ移行していることが明らかとなった。以上の結果から、進化の過程で太陽光に常に曝される環境で生きるようになった高等生物は、ミトコンドリア障害を防ぐために新たなミトコンドリア移行のメカニズムを獲得したのではないかと推察された。
スマートナノバイオマテリアルの開発と口腔領域における臨床応用への展開

本研究の目的は、カーボンナノ物質(CNMs)のデンタルインプラントやGBR(Guided Bone Regeneration)法などの骨再生への応用へ向けて、CNMsの生体内での分解性を制御し、抗生剤とグロースファクターなどの薬剤を担持したうえで徐放を制御できるようにすることである。CNMsの一種であるカーボンナノホーン(CNHs)は大気中で酸化させることにより、多孔性となり内部への他物質の吸着が可能となる。未処理(As grown), 550度で大気酸化(CNHox550)、575度で大気酸化(CNHox575)の各種CNHをラット皮下組織に埋入したところ、短期間では構造にはほとんど変化はみられなかった。これらのCNHsを、ミノサイクリン(MC)水溶液と混和させると分散性が向上した。吸光度測定と熱重量解析の結果、CNHsに吸着するMCの存在が確認され、in vitroでの静菌性を確認したところAggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa菌)に対し、MCと同等の効果を示した。このMC/CNHに、近赤外光(850nm)を照射して徐放量を比較したところ、近赤外光によって徐放が促進されることが示された。以上の結果から、CNMsへの抗菌剤を担持させ、徐放を制御することが可能であることが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度においては以下の研究を行った。1.PEG-CNTの体内動態の検索:生体透過性が高く生体イメージングに適した近赤外(NIR)光の波長域である1000-1300nmにおいて蛍光を発する単層カーボンナノチューブ(SWCNTs)を用いて、マウス頭蓋部皮下と大腿骨骨髄腔に埋入したSCWNTsの体内動態を経時的に観察するとともに透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察した。埋入部位においては、経時的に減弱するものの蛍光が観察されたが、埋入部位以外では、蛍光は観察されなかった。またTEMにおいても埋入部位以外には観察されなかった。以上より、局所(皮下および骨髄腔)に埋入したSCWNTsは、肝臓、脾臓、肺などの他の臓器にほとんど移行せず、埋入部位に留まることが示唆された。3.CNHsのマクロファージと骨髄間質細胞(hMSCs)への影響評価:マクロファージとhMSCを共培養し、CNHsを添加したところ、ALP活性が有意に上昇した。これは、CNHsを貪食したマクロファージが分泌したOncostatin Mにより、hMSCsの分化が促進されたことによるものと推察された。以上より、CNHsはマクロファージを介して骨形成を促進することが示唆された。現在までに、局所埋入したSWCNTsの体内動態観察、CNHsの陽極酸化チタンへの表面修飾、CNHsのマクロファージを介した骨形成メカニズムの解明を行った。CNHsのマクロファージを介した骨形成メカニズムについての報告は、Nanoscaleに掲載された。局所埋入したCNTsの体内動態の観察、CNHsの陽極酸化チタンへの表面修飾についての結果は、海外、国内において学会発表を行った。本研究の目的は,カーボンナノ物質(CNMs)に,抗生剤ならびにグロースファクターなどの複数の薬剤を徐放をコントロール可能とする形で担持させ,デンタルインプラント,Guided Bone Regeneration (GBR)用膜などに応用することである.本年度は,インプラント周囲炎に頻用される抗生剤であるミノサイクリンを,CNMsのひとつであるカーボンナノホーン(CNHs)に担持させ,細菌への効果を検証した.未処理のCNHsと大気酸化したCNHs (CNHox)をそれぞれミノサイクリン塩酸塩(MC)水溶液に混和し,超音波分散を行うことにより,MC/CMHs,MC/CNHox溶液を調整した.吸収スペクトル測定と熱重量解析の結果,MCはMC/CNHsの表面に吸着しているが,MC/CNHoxではCNHox内部に存在する可能性が示唆された.CNHs単独ではAggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa菌)に対して全く抗菌性を示さなかった.MC/CNHsは,MC単独と同等の効果を示したが,MC/CNHoxでは,効果の減弱が認められた.細菌培養後の透過型電子顕微鏡による観察では,細菌周囲にCNHsが存在していることが確認された.以上の結果から,抗生剤であるミノサイクリンを担持させることにより,CNHsに抗菌性を持たせることが可能であること,さらにはCNHsの酸化はミノサイクリンの担持の状態,さらに抗菌性に対して影響を与えることが示唆された.抗生剤であるミノサイクリンをカーボンナノホーン(CNHs)に担持させ,静菌作用を付与することが可能となった.CNHsの酸化処理によりミノサイクリンの吸着状態が変化したことから,酸化処理は,静菌作用に影響すると考えられた.これは,本研究の目的のひとつである徐放性の制御に応用できると考えられる.本研究の目的は、カーボンナノ物質(CNMs)のデンタルインプラントやGBR(Guided Bone Regeneration)法などの骨再生への応用へ向けて、CNMsの生体内での分解性を制御し、抗生剤とグロースファクターなどの薬剤を担持したうえで徐放を制御できるようにすることである。

CNMsの一種であるカーボンナノホーン(CNHs)は大気中で酸化させることにより、多孔性となり内部への他物質の吸着が可能となる。未処理(As grown), 550度で大気酸化(CNHox550)、575度で大気酸化(CNHox575)の各種CNHをラット皮下組織に埋入したところ、短期間では構造にはほとんど変化はみられなかった。これらのCNHsを、ミノサイクリン(MC)水溶液と混和させると分散性が向上した。吸光度測定と熱重量解析の結果、CNHsに吸着するMCの存在が確認され、in vitroでの静菌性を確認したところAggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa菌)に対し、MCと同等の効果を示した。このMC/CNHに、近赤外光(850nm)を照射して徐放量を比較したところ、近赤外光によって徐放が促進されることが示された。以上の結果から、CNMsへの抗菌剤を担持させ、徐放を制御することが可能であることが示唆された。CNHsに対する酸化処理の条件を変化させることにより分散性の制御を行い、薬剤やグロースファクターを担持させる。生体内での分散性や細胞内の局在については、HRTEM等を用いて分析する。またコラーゲンゲルやコラーゲンスポンジと複合してin vitroでの効果をタンパクレベルおよび遺伝子レベルで解析する。さらに、in vivoにおける反応を組織学的に評価するとともにCNHsの構造の変化についてもHRTEMを用いて解析する予定である。CNHsの酸化処理条件を変化させることで,ミノサイクリンの徐放性の制御を行う.また,CNHsを酸化することにより生体内での分解性が向上することが明らかになっているため,各条件で酸化したCNHsの生体内分解性についてin vivoにて確認する.さらに本研究の目的である,CNMsへの複数の薬剤やグロースファクターの担持を目指し,MC/CNHsにBMPなどの骨形成を促進するグロースファクターを担持させ,その効果をin vitroおよびin vivoにて効果の検証を行うとともに,生体内での分解について検討する.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ChkとCskによるSrc型キナーゼ活性制御の機能分担と血小板活性化

細胞増殖・活性化にはチロシンリン酸化反応が深く関わっている。Src型チロシンキナーゼの酵素活性は、増殖因子などの刺激によって一過性の活性上昇を起こし、C-terminal Src kinase(Csk)により抑制的に調節される。Src型キナーゼとその活性制御機構は多細胞生物に特有であり、がん遺伝子であるC端領域欠損変異Src型キナーゼは抑制調節を全く受けず、恒常的活性化を示して癌化に関与する。我々は、Chk(Csk homologous kinase)がCskとファミリーを形成することを明らかにしてきた。本研究では、血液細胞におけるCskとChkの共発現性から、それぞれのSrc型キナーゼ活性調節に対する役割分担があるかどうか調べた。Chkは、Cskと同様にin vitroでは、Src型キナーゼc-Src・LynのC末端チロシン残基をリン酸化してSrc型キナーゼ活性を抑制した。しかし、血小板において、Cskの細胞質局在とは異なり、Chkは膜画分に限局してc-Srcの活性制御には関わらず、CD36会合Lynの活性を選択的に抑制した。トロンビン刺激によるChkの速やかな細胞内局在変化がLynキナーゼの持続性活性化を誘導した。さらに、ヒト巨核球系細胞株Dami細胞は、VLA5インテグリンを特異的に介して、フィブロネクチンに接着し、持続性のLynの活性化を伴う細胞伸展を引き起こした。Chk過剰発現は、フィブロネクチンへの細胞接着は阻害せずに、接着後の細胞伸展反応を阻害した。血小板と同様に、ChkとCskの細胞内局在が異なっており、VLA5を介するLynの活性化並びに細胞伸展反応に対するChkによる阻害作用は、ChkのSH3領域を介する膜局在性およびChkのキナーゼ活性を必要とした。したがって、Chkはin vivoではCskとは異なり、Src型キナーゼのうちLyn選択的に抑制活性を発揮することが明らかとなった。Src型キナーゼの活性はCsk(C-terminal Src kinase)によって抑制的に調節されている。Csk homologous kinase (Chk)は、Cskと同様にin vitroでは、Src型キナーゼc-Src, LynのC末端チロシン残基をリン酸化してSrc型キナーゼ活性を抑制した。しかし、未刺激血小板において、Cskの細胞質局在とは異なり、Chkは膜画分に限局してc-Srcの活性制御には関わらず、CD36会合Lynの活性を選択径に抑制していた。その際、Cskは細胞質局在を変化させなかった。ChkとCskは同様な基質特異性を示すにも抱わらず、それらの細胞内局在が機能発揮に決定的な役割をもつことが示唆される。さらに、ヒト巨核球系細胞株Dami細胞でも、ChkとCskの細胞内局尾在が異なり、膜結合型Chkがc-SrcではなくLynの活性を選択的に抑制した。ChkとCskのSrc型キナーゼへの機能分担を示すことができた。フィブロネクチン-VLA5インテグリンを介するSrc型キナーゼの活性を調べたところ、Dami細胞伸展の度合いに経時的に対応してLynキナーゼ活性が上昇し、その活性化は持続することがわかった。一方、Chk過剰発現細胞では、このLynの活性化は抑制された。c-Srcの活性は影響されなかった。

さらに、Lynのキナーゼ領域を欠損させた変異体を作製したところ、フィブロネクチン依存性細胞伸展およびLyn活性化の両者が抑制されていた。したがって、VLA5刺激によるDami細胞の細胞伸展反応には、Lynの持続性の活性化が必要で、膜結合型Chkは抑制的に機能していた。Src型チロシンキナーゼの酵素活性は、増殖因子などの刺激によって一過性の活性上昇を起こし、C-terminal Src kinase(Csk)により抑制的に調節される。発癌遺伝子産物として知られているSrc型キナーゼの変異体は、抑制調節を全く受けずに恒常的活性化を示す。Src型キナーゼとその活性制御機構は、酵母には存在せずに多細胞生物特有である。我々は、Chk(Csk homologous kinase)とCskとのファミリー形成、血液細胞におけるCskとChkの共発現性、血小板における膜結合型Chkを介したLynキナーゼ選択的Src型キナーゼ制御機構の存在を明らかにしてきた。本研究では、細胞接着と細胞伸展の形態変化に関して、血小板で見られた様なLynとChkの相互作用があるかどうか調べた。ヒト巨核球系細胞株Dami細胞は、発現量の多いVLA4インテグリンではなく、VLA5インテグリンを特異的に介して、フィブロネクチンマトリックスに接着し細胞伸展を引き起こした。Chk過剰発現では、フィブロネクチンへの細胞接着は阻害せずに、細胞接着後の細胞伸展反応を阻害した。血小板と同様に、ChkとCskの細胞内局在が異なり、SH3領域を介する膜結合型ChkがLynの活性を選択的に抑制した。フィブロネクチン依存性の伸展反応に対するChkによる阻害作用は、ChkのSH3領域およびChkのキナーゼ活性を必要とした。細胞伸展反応に対応してLynキナーゼ活性が上昇し、その活性化は持続することがわかった。Chkが、フィブロネクチン-VLA5依存性細胞伸展に必要なLynの活性を選択的に制御することが示唆された。したがって、Chkはin vivoではCskとは異なり、Src型キナーゼのうちLyn選択的に抑制活性を発揮することが明らかとなった。
始原生殖細胞の発生起源と移動に関する進化発生学的解析

ヤツメウナギは円口類に属し、脊椎動物のなかでも最も初期に分岐し、祖先的な形質を保持しながら現在に残る動物である。本研究ではヤツメウナギを主たる材料に、始原生殖細胞をはじめとする未分化な前駆細胞の起源と挙動が脊椎動物の進化過程でたどった道のりを明らかにすること目指し、発生過程における遺伝子の発現パターンの解析と、組織形態学的観察、および遺伝子導入による細胞運命の追跡手法の確立をおこなった。他の脊椎動物系統で得られた知見と比較検討を行い、長距離移動性の未分化前駆細胞の獲得が、複雑かつ多様な形態の進化に結びついたと推察した。本研究では祖先的な脊椎動物である円口類ヤツメウナギを材料に、初期発生において始原生殖細胞(PGC)が確立される分子機構の解明を目指している。平成25年度はまず、繁殖期(5月7月)に得られるヤツメウナギ胚を用いて、外来遺伝子(DNA)導入手法の開発を試みた。Pax3遺伝子の上流転写調節領域に蛍光タンパク質Venusを連結したDNAと、転移酵素のmRNAを混合した溶液を、ヤツメウナギ受精卵に顕微注入したところ、後脳、神経管、および筋肉に特異的な蛍光が観察された。また、前脳や心臓に特異的ないくつかの遺伝子の上流転写調節領域を用いても、同様に組織特異的な発現が胚発生過程を通じて観察できた。この手法は今後、遺伝学的解析の困難なヤツメウナギにおいて、初期発生における遺伝子発現発現制御の解析を行う際に有効であると期待される。次にヤツメウナギのアンモシーテス幼生を用いて、PGCと生殖巣の形態的な観察を行った。横断組織切片を作成して観察したところ、生殖腺と、そこに含まれる生殖細胞を見いだした。しかし一般的な染色方法では、後期胚においては明瞭な生殖腺やPGCを見いだすことはできず、初期マーカーを用いた生殖細胞の可視化を行う必要がある。本研究では、始原生殖細胞を始めとする、未分化な前駆細胞の初期発生における起源と挙動が、脊椎動物の進化過程でたどった道筋を明らかにすることを目的とする。円口類ヤツメウナギは、顎や対鰭などをもたず、祖先的な形質を保持した脊椎動物である。これまでに生殖細胞や骨格筋細胞の前駆細胞に特異的に発現する遺伝子を単離し、発現パターンを解析してきた。平成26年度は、北海道産カワヤツメLethenteron japonicumの初期胚を用いて、発生初期に始原生殖細胞が出現する位置や時期を特定する試みを行った。まず他の動物で始原生殖細胞に局在するmRNAの非翻訳領域を、蛍光タンパク質遺伝子(GFPなど)に接続したレポーターを作製した。合成mRNAをヤツメウナギ受精卵に顕微注入したところ、卵割期胞胚期においてレポーターの発現が見られたが、生殖細胞の配置に対応する局在は見られなかった。また、発生初期に現れる様々な組織の前駆細胞をDiIで標識する実験を行った。原腸貫入中の胚の表面には、さまざまな組織に分化する細胞が領域を形成していると考え、一箇所だけにDiIを注入し、そのまま発生させた。その結果、体節、神経管、表皮などに分化する細胞群が特定できた。この方法により発生の初期から長期にわたって細胞を追跡することができるため、今後例数を蓄積し、組織形態学的な観察と組み合わせて、生殖細胞や生殖巣の分化時期の特定に結びつけたい。本研究では、始原生殖細胞をはじめとする、未分化な前駆細胞の初期発生における起源と挙動が、脊椎動物の進化過程でたどった道筋を明らかにすることを目的とする。これまでに生殖細胞、骨格筋前駆細胞、神経堤細胞などに発現する遺伝子を単離し、発現パターンを解析してきた。平成27年度は北海道カワヤツメLethenteron japonicumの初期胚を用いて、蛍光タンパク質kaedeを微小な領域で光変換することにより、細胞運命を追跡する技術を開発した。まず筋肉特異的な転写を促進する制御配列にkaedeをコードする遺伝子をつないだ融合DNAを、カワヤツメ受精卵に顕微注入し、発生させたところ、咽頭胚において骨格筋前駆細胞特異的なkaede(緑色)の発現がみられた。そこでこの胚を、長焦点距離の対物レンズを装着した蛍光顕微鏡にマウントし、体節一個分という小さな領域に焦点を合わせ、紫外線で励起したところ、kaedeタンパク質が赤色に変換された。この細胞は、のち数週間に渡って観察可能であり、特定の体節由来の骨格筋の移動をトレースすることができた。続いてこの技術を応用し、発生のより初期(原腸陥入期)における光変換と、生殖細胞の移動の追跡を試みる予定である。本研究では希少な野生動物であるカワヤツメを材料とし、受精卵を用いた実験を行うが、ここ数年、個体数が激減し入手が非常に困難である。また、成熟卵の得られる季節も非常に短い。平成27年度は10回程度、人工授精により受精卵を得たが、上記の実験について最適な条件(励起光の照射時間など)を探索するに留まった。データを得るに十分な個体数を用いるにはさらなる研究期間が必要である。本研究ではヤツメウナギを材料に、初期発生における未分化な前駆細胞の起源と挙動が、脊椎動物の進化過程でたどった道筋を明らかにすることを目的とする。

これまでに生殖細胞、骨格筋前駆細胞、神経堤細胞などに発現する遺伝子を単離し、発現パターンを解析してきた。平成28年度は北海道カワヤツメLethenteron japonicumの受精卵を用いて、Sox9相同遺伝子など生殖巣前駆細胞や神経堤細胞の発生に関わる遺伝子の発現パターンを詳細に観察した。また、変態期の幼生について組織切片標本を作成し、生殖巣などの形態の変遷を観察した。技術面では、CRISPR/Cas9実験系を用いた遺伝子ノックアウト胚の作成を試みた。ヤツメウナギは世代期間が5年以上と長く、複雑な生活環を持つため、遺伝子変異系統の樹立は実際上不可能である。そこで、ガイドRNAによる遺伝子破壊を起こしたF0胚での表現型解析が不可欠となる。ヤツメウナギ受精卵にガイドRNAとCas9酵素を顕微注入して培養し、発生後期において、ゲノムDNA抽出と組織学的解析を行った。破壊した遺伝子の近傍にプライマーを設計してPCRで増幅し、遺伝子断片の次世代シークエンス解析を行ったところ、非常に高い確率で特異的な欠失が見られた。これより、希少性が高く、人工的な環境での飼育維持が困難な動物種で、遺伝子機能の解析を行う足がかりが得られた。ヤツメウナギは円口類に属し、脊椎動物のなかでも最も初期に分岐し、祖先的な形質を保持しながら現在に残る動物である。本研究ではヤツメウナギを主たる材料に、始原生殖細胞をはじめとする未分化な前駆細胞の起源と挙動が脊椎動物の進化過程でたどった道のりを明らかにすること目指し、発生過程における遺伝子の発現パターンの解析と、組織形態学的観察、および遺伝子導入による細胞運命の追跡手法の確立をおこなった。他の脊椎動物系統で得られた知見と比較検討を行い、長距離移動性の未分化前駆細胞の獲得が、複雑かつ多様な形態の進化に結びついたと推察した。北海道産カワヤツメは本研究の主要な材料であるが、ここ数年、個体数が激減し入手が非常に困難である。年に一度の産卵期に入手する必要があるが、平成26年度に入手できた個体は過熟なものが多く、そこから人工授精で得られた初期胚の多くが正常発生しなかった。そのため、始原生殖細胞やその他の未分化細胞の同定に必要なデータを得るに至らなかった。最近、新潟県や山形県産のヤツメウナギを入手するルートを見出したため、より多回数の授精が行えると考える。また、これまでに確立した細胞運命追跡実験のステップを応用し、さまざまな細胞種の移動を可視化することを目指す。生物学これまで北海道産のカワヤツメを購入していたが、平成27年度は新潟など北陸地方のカワヤツメ(同種)および、カワヤツメに近縁なスナヤツメ(日本全国に生息)の入手を試みる。平成25年度はヤツメウナギの生殖細胞の形態的な把握、またゲノム情報を用いた解析で大きな進捗があった。また、実験補助員との共同作業により、希少な材料であるヤツメウナギ受精卵を用いた実験を効率的に進めることができた。平成27年度には遺伝子機能解析用の試薬キットの購入などを予定していたが、他研究費による購入分などで大半をカバーすることができた。また本研究費で予定していた研究補助員の雇用は行わず、既存の研究室メンバーとの共同作業により研究を進めた。平成26年度には10回程度の人工受精を行い、そこから得られる受精卵を使用した実験を計画しており、合成アンチセンスオリゴなどの試薬の購入を予定していたが、正常発生に至る個体が少なかったため、試薬の購入を見送った。
資本主義の不安定性の研究：非主流派総合モデルによる経済レジーム分析

本年度は、資本主義の不安定性の研究のうち、特に金融不安定性と実体経済の動態との関連についての研究を行った。研究報告としてA New Formulation of Bank Capital and the Possibilities of Crisis: from the Perspective of Marxian Economic Theoryがある。完全な信用経済下において、銀行は、企業が発行する様々な返済期間の債権を受け入れ、銀行はそれと引き替えに信用貨幣を創造する。銀行は返済期間終了後の債権をもとに返済請求を行い、元本と利子を取得する。銀行は信用貨幣と債権との間を姿態変換しながら利子を取得することで価値増殖を行う運動体として定式化されている。特に銀行行動の定式化で特徴的な点は、銀行の貸出について返済までの期間が存在し、さらにその期間が貸出のタイミングによって長短にバラツキがある点である。これは回収の困難さや容易さが貸出期間の長短に反映されているためである。このような定式化はこれまでに類例がなかったという点で特徴的である。モデル全体としては、利子率の高騰が銀行の貸出行動を誘発するとともに、企業の借入行動さらには資本蓄積行動を抑制する結果、利子率の均衡をもたらすことが示されている。銀行は、優良な貸出機会が利用可能になると貸出行動が旺盛となる結果利子率が下落し、逆に貸出機会が見つけられなくなると貸出行動が抑制され、利子率が高騰する。モデルでは、この貸出行動の拡張/収縮の反復によって資本主義では景気循環を引き起こされる可能性が提示された。なお筆者が第1,2章を担当した『資本主義がわかる経済学』が大月書店から出版された。本年度は1)資本主義の不安定性を研究している非主流派の諸アプローチを比較検討する、2)諸アプローチを総合する総合モデルの試論を作成する、3)それらの諸アプローチの背後にある諸前提を明らかにする、である。1)については、諸アプローチのうち重点的に供給説の検討を行った。従来の供給説では、利潤主導型レジームのみがモデル内で出現し、需要説が唱えるような賃金主導型レジームが出現しない。本研究では、その原因を以下の2つに求めた。第1にセー法則の仮定によって独立した投資関数が存在しないこと、第2に完全稼働の仮定によって稼働率が独立変数とならないこと、である。そこで、satoh[2016a]ではこの2つの想定を外し、ミクロ的基礎を持つマルクス型投資関数を導出し、かつその変数に稼働率の代理変数を組み込むことで、賃金主導型レジームが現出する条件を究明した。さらに、賃金主導型レジームでは複数均衡が観測され、そのうち均衡解が不安定であるような解が存在する可能性が確かめられた。2)についてはSatoh[2016b,2017]において総合モデルの試論を発表した。そこではいくつかの経済諸変数のどれを不感応的なパラメータとして取り扱い、どれを内生変数と考えるかによって、非主流派のアプローチを類別化することが可能であることを示した。3)は今までの諸アプローチが採用してきた仮定を、さらにその背後にある公理から導き出すことを試みた。佐藤[2017]は、諸アプローチでは捨象されていた生産・流通・分配などの過程分析を明示的に導入し、それらの過程を複式簿記の諸規則を用いて記述することによって、ほとんどの諸アプローチが採用しているケンブリッジ方程式を導き出すことに成功した。この記述方法は非常に一般的であることから、今後金融などの領域に拡充する際の方法論的基礎を確立することができたと考えられる。当初予定していたのは、研究の第1段階である非主流派の諸アプローチの比較検討であった。しかし本年度はさらに進んで、第2段階の諸アプローチの総合モデルの試論までを完成させることができた。また、国際的な学会において、予定回数よりも多く発表の機会を得られた。これは予想よりも速いスピードで研究が進捗している証拠である。なおかつ、海外との協力者との交流もEastern Economic Associationのconferenceで発表機会を得られたことによって確保することができた。ただし、学会発表の時期が2017年2月末であったため、海外雑誌への投稿が年度をまたがざるを得なかった。「A Critique to Sraffa's Model from the Perspective of Marxian Circuit of Capital」では、マルクスの資本循環論の観点から、スラッファに代表される古典派経済学の経済循環アプローチに対する批判を試みた。古典派経済循環アプローチは、多部門間で生産と流通が生起する商品循環が存続可能な経済の存在を証明した。しかしこのモデルは貨幣が不在であるため、財による財の生産が生起する経済の存在を証明したに過ぎない。これに対し、マルクスの資本循環論は、資本が1部門内部で貨幣・生産手段・商品と姿態を変えながら循環する資本循環のアイディアを提示した(このアイディアは「資本の増殖・変態・循環」で数理的に定式化した)。これによって姿態変換を繰り返しながら価値増殖する資本が存在する経済を分析できるようになった。しかしこれも1部門あるいはマクロモデルと解釈されることが多く、多部門化した場合の経済の存在は証明されてはいないという問題点があった。「資本の記号学ーあるいは『資本論』を再読する意義について」ではマルクス『資本論』の現代的意義を評価した。研究計画上の事項については概ね順調に進展している。2018年度に行う予定であったFoley氏とのコンタクトは、既に2018年2月行った。本年度は2回の海外報告を通じて、領域横断的に改善意見を取り入れることができた。また、研究目的上の事項についても概ね順調に進展している。

資本主義が安定的であると主張する古典派経済学が、じつは経済が不安定となる条件をあらかじめ排除する仮定を採用している点が明らかとなった点が本年度の収穫であり、本研究の目指す総合モデルの総合性が確証される結果となっている。本年度は、資本主義の不安定性の研究のうち、特に金融不安定性と実体経済の動態との関連についての研究を行った。研究報告としてA New Formulation of Bank Capital and the Possibilities of Crisis: from the Perspective of Marxian Economic Theoryがある。完全な信用経済下において、銀行は、企業が発行する様々な返済期間の債権を受け入れ、銀行はそれと引き替えに信用貨幣を創造する。銀行は返済期間終了後の債権をもとに返済請求を行い、元本と利子を取得する。銀行は信用貨幣と債権との間を姿態変換しながら利子を取得することで価値増殖を行う運動体として定式化されている。特に銀行行動の定式化で特徴的な点は、銀行の貸出について返済までの期間が存在し、さらにその期間が貸出のタイミングによって長短にバラツキがある点である。これは回収の困難さや容易さが貸出期間の長短に反映されているためである。このような定式化はこれまでに類例がなかったという点で特徴的である。モデル全体としては、利子率の高騰が銀行の貸出行動を誘発するとともに、企業の借入行動さらには資本蓄積行動を抑制する結果、利子率の均衡をもたらすことが示されている。銀行は、優良な貸出機会が利用可能になると貸出行動が旺盛となる結果利子率が下落し、逆に貸出機会が見つけられなくなると貸出行動が抑制され、利子率が高騰する。モデルでは、この貸出行動の拡張/収縮の反復によって資本主義では景気循環を引き起こされる可能性が提示された。なお筆者が第1,2章を担当した『資本主義がわかる経済学』が大月書店から出版された。個別アプローチを比較検討した結果、それらが暗黙に想定としている諸前提があることが明らかになった。本年度は、それらの諸前提を可能な限り明示化して諸アプローチの採用する仮定を弱めるとともに、諸個別アプローチを総合した総合モデルの試論を完成させるよう傾注する。前提の明示化の方向性としては、国内学会および国際学会での発表を予定している。そこでは1部門モデルで考察されていた経済を一般的な多部門モデルに拡張できるかどうか、また特に供給説が依拠していた資本循環の考え方を可能な限り操作性の高いモデルにまで再構築できるかどうか、これらが考察の対象として新たに上ってきた。今後の課題としたい。今後の研究として、2点を推進する。1つ目は、総合モデルを早期に研究成果としてまとめ発表する。そのために、研究会や海外発表など、具体的な改善指針を得るような場に積極的に参加する方策をとる。2つ目は各学派のアイディアをシミュレーション比較を行うことを当初予定としている。
脳のモジュール性に学ぶ破滅的忘却を軽減するニューラルネットワークの設計

本研究では、ニューラルネットワークに大規模なデータを学習させる際に生じる「破滅的な忘却」を回避して、継続的な学習を可能にするニューラルネットワークを設計することを目的とする。「破滅的な忘却」は、新しい知識を学習させていくと、過去に獲得した知識を極度に失う問題である。手段として、人間の脳の知識の保持に貢献しているとされるモジュール性の発生メカニズムを人工ニューラルネットワークの設計に取り入れる。
低マグネシウムは循環器疾患リスクとなるか?:前向きコホート研究による縦断的検討

【背景・目的】マグネシウムは生体内においてナトリウムやカリウム、カルシウム、リン等のミネラルの作用と密接に関連している。また、血管平滑筋弛緩作用や抗炎症作用等の関与も報告されている。そこで、高血圧・循環器疾患に関する一般地域住民コホート研究である大迫研究のデータを用い、マグネシウムと循環器疾患リスクとの関連を検討した。循環器疾患リスクの指標としては、脳血管疾患発症の重要な予測因子として近年注目されている、頸動脈硬化を用いた。【方法】まず、頸動脈硬化指標(頚動脈内膜中膜複合体肥厚度および有プラーク割合)と家庭血圧および24時間自由行動下血圧との関連について検討した。さらに、保存血清を用いて血清マグネシウム濃度を測定し、保存血清採取同時期に頚動脈超音波検査を実施した住民を対象に、血清マグネシウム濃度と頸動脈硬化指標との関連を検討した。【結果】頸動脈硬化指標は、家庭血圧および24時間自由行動下血圧とその変動性の指標と密接に関連していた。さらに血清マグネシウム濃度高値は、家庭血圧・24時間自由行動下血圧とその変動性指標を補正後も、有意に頸動脈硬化の低リスク要因と関連していた。この関連は、ミネラルを含む危険因子で補正した多変量解析においても同様であった。【結論】血清マグネシウムは、血圧変動・ミネラルを含む危険因子と独立して頸動脈硬化指標と関連していた。低血清マグネシウム濃度は頸動脈硬化指標の危険因子あるいは予測因子である可能性が示唆された。さらに、保存血清を用いて血清マグネシウム濃度(イオン化マグネシウム濃度も含む)を測定し、保存血清採取同時期に頚動脈超音波検査を実施した住民を対象に、血清マグネシウム濃度と頸動脈硬化指標との関連を検討した。

さらに血清マグネシウム濃度高値は、家庭血圧・24時間自由行動下血圧とその変動性指標を補正後も、有意に頸動脈硬化の低リスク要因と関連していた。この関連は、ミネラルを含む危険因子で補正した多変量解析においても同様であった。【結論】血清マグネシウムは、血圧変動・ミネラルを含む危険因子と独立して頸動脈硬化指標と関連していた。低血清マグネシウム濃度は頸動脈硬化指標の危険因子あるいは予測因子である可能性が示唆された。
人工細胞系を構成する機能性素子の構造化学的研究

1.人工細胞,人工分子組織体の集積反応場を構成する機能性素子の構造化学的研究を行った.集積体の主体(第1素子)はシクロデキストリン(CD)類であり,個別の第1, 2素子が持たなかった新たな機能と構造を研究した.また,有機物質に対する反応場としてのCDモデル構造や,生体機能と関連の深い幾つかのステロイド系化合物の異性体群につき,その集積様式に及ぼす水酸基水素結合の効果をしらべた.2.機能上向上のため修飾されたβ-シクロデキストリン(β-CD)類の結晶場ならびに相互作用:β+CDの6位の水酸基12個を数種の置換基(-SC(CH_3)_3,-SCH_2C(CH_3)_3,-SC_6H_5,+S(0)C_6H_5で置換した6つの誘導体の結晶構造から,それらの結晶場とそこにおけるホスト部(CD環),ゲスト部(置換基)間の相互作用を詳細に比較検討し,置換(修飾)基のもたらす効果を明らかにした.3.2種の大環状素子の集積(2重マクロ環)結晶場の構造とカチオン(Li^+,K^+,Na^+,Rb^+)の捕捉機能:結晶学的構造研究から, γ-CD・12-クラウンー4(CE)から成る集積体は無限に続く大きなカラム構造を作っており,その中で2重環構造を形成しているγ-CDとCEとの相互作用には3通りある.その内の1つ-2けのCEが隣接-の集積場にLi^+,Na^+,K^+などが取り込まれる.Li^+やNa^+とCEとの相互作用は類似しているがK^+は違った相互作用を示した. Rb^+は取り込まれなかった.カチオンを捕捉する場合にはCEのコンフォメーションは変形して対応することを明らかにした.4.胆汁酸に含まれるジヒドロキシコール酸の4つの異性体は夫々違った水素結合を形成し,それに伴って分子の集積様式,反応場の構造に差異が生じる.ミセルや液晶形成との関係を検討す.1.人工細胞,人工分子組織体の集積反応場を構成する機能性素子の構造化学的研究を行った.集積体の主体(第1素子)はシクロデキストリン(CD)類であり,個別の第1, 2素子が持たなかった新たな機能と構造を研究した.また,有機物質に対する反応場としてのCDモデル構造や,生体機能と関連の深い幾つかのステロイド系化合物の異性体群につき,その集積様式に及ぼす水酸基水素結合の効果をしらべた.2.機能上向上のため修飾されたβ-シクロデキストリン(β-CD)類の結晶場ならびに相互作用:β+CDの6位の水酸基12個を数種の置換基(-SC(CH_3)_3,-SCH_2C(CH_3)_3,-SC_6H_5,+S(0)C_6H_5で置換した6つの誘導体の結晶構造から,それらの結晶場とそこにおけるホスト部(CD環),ゲスト部(置換基)間の相互作用を詳細に比較検討し,置換(修飾)基のもたらす効果を明らかにした.3.2種の大環状素子の集積(2重マクロ環)結晶場の構造とカチオン(Li^+,K^+,Na^+,Rb^+)の捕捉機能:結晶学的構造研究から, γ-CD・12-クラウンー4(CE)から成る集積体は無限に続く大きなカラム構造を作っており,その中で2重環構造を形成しているγ-CDとCEとの相互作用には3通りある.その内の1つ-2けのCEが隣接-の集積場にLi^+,Na^+,K^+などが取り込まれる.Li^+やNa^+とCEとの相互作用は類似しているがK^+は違った相互作用を示した. Rb^+は取り込まれなかった.カチオンを捕捉する場合にはCEのコンフォメーションは変形して対応することを明らかにした.4.胆汁酸に含まれるジヒドロキシコール酸の4つの異性体は夫々違った水素結合を形成し,それに伴って分子の集積様式,反応場の構造に差異が生じる.ミセルや液晶形成との関係を検討す.
細胞の外と内とで蛋白質捕捉活性がオフからオンに切り替わる機能性RNAの創製

カリウムイオンの有無によって構造が大きく変化するr(GGAGGAGGAGGA)分子をスイッチング素子として活用する事で、カリウムイオンを感知してHIVの病因タンパク質Tatを捕捉する活性がオンになるRNAアプタマーを創製する事に成功した。カリウムイオンの濃度の上昇・下降を繰り返すと、創製されたRNAアプタマーのTat結合活性のオンとオフが繰り返して起こる事も確認できた。また生細胞中における核酸の立体構造に関する情報を得るために、生細胞中の核酸のNMRシグナルを観測する事を試み、これに成功した。細胞外におけるK+濃度は約5 mMであるのに対し、細胞内では約100 mMである。そのため、K+濃度を感知して自らの活性を制御できる機能性RNAは、細胞の内と外で活性を切り替え可能な分子ツールと成り得、核酸医薬品やドラッグデリバリーシステムへの応用が期待できる。r(GGA)3GG配列をもつRNA(以下R11と呼ぶ)は、K+非存在下では伸びた一本鎖状態であるが、K+存在下ではコンパクトな四重鎖構造を形成する。Tat結合RNAアプタマー(RNAアプタマーは標的分子に高い親和性を示すRNAのこと)を2つのサブユニットに分割し、これらの間にR11を挿入することで、K+依存的に活性がオンとなる四重鎖Tat結合アプタマー(QTAp)を開発した。QTApはK+非存在下ではTat蛋白質の部分ペプチドと結合しないが、K+存在下ではTatペプチドとの結合活性を示した。つまり、K+を感知することでTat捕捉活性がオンへとスイッチした。さらに、QTApおよびQHRは細胞外で高濃度に存在するNa+では活性化されず、細胞の内外で活性をスイッチング可能な機能性RNAの開発に適していることも分かった。また機能性核酸によるタンパク質の大きな構造変化を、上記の解析でも用いたFRET法によって捉える事に成功した。さらに同様にR11を挿入することで、四重鎖ハンマーヘッドリボザイム(QHR) (リボザイムは酵素活性を有するRNAのこと)を開発した。QHRは、K+非存在下に比べ、K+存在下では標的RNA切断活性が上昇した。QHRの場合、単独ではK+非存在下であっても活性が残存していたが、QHRに対する相補鎖を導入し、二重鎖とすることでこの残存活性を抑制する事ができた。機能性核酸の活性を、イオン強度に応じてスイッチングする事に成功した。また機能性核酸によるタンパク質の大きな構造変化を、FRET法によって捉える事にも成功した。我々はr(GGAGGAGGAGGA)(以下R12)分子をスイッチング素子として活用する事で、カリウムイオンを感知して酵素活性がオフからオンにスイッチするRNA酵素(リボザイム)を創製する事に成功してきた(Chem. Commun., 2015, BBRC, 2015)。今回はHIVのTatタンパク質を捕捉するRNAアプタマーにこの手法を応用する事で、カリウムイオンを感知してTatタンパク質を捕捉する活性がオンになるRNAアプタマーを創製する事に成功した。創製されたRNAアプタマーは、カリウムイオン非存在下では活性構造が形成されない為に、Tatを結合する事ができない。一方カリウムイオン存在下では活性構造が再構築される為、Tatを結合できるようになる。R12を2回タンデムに繰り返したr(GGAGGAGGAGGAGGAGGAGGAGGA)(以下R24)分子は、R12が2分子で形成する構造を、1分子のみで形成する事ができると予想される。一分子単独で構造が形成される為、R24が形成する構造はR12が形成する構造に比べて、細胞応用において適用される低いRNA濃度においても、安定に保たれると考えられる。R24の立体構造をNMR法によって決定したところ、予想通りR24は、R12が2分子で形成する構造を、1分子のみで形成できる事が示された。R12とR24に関し、細胞応用の際に想定される低い濃度で細胞に作用させたところ、R24の方がR12に比べて活性構造をより有効に保持している事を示唆する結果が得られた。従ってR24をスイッチング素子として活用したRNAアプタマーは、より有用な分子となる事が期待される。イオン強度を繰り返し上下させた際に、機能性核酸の活性のオンとオフが繰り返して生じる事を検証する。また機能性核酸によるタンパク質の構造変化に関し、より定量的な情報を得る。構造生命科学機能性核酸に活性のスイッチング能を付与する研究が順調に進んだ為、調製する核酸の量が当初予定より少なく済んだ為。
筋原線維タンパク質の水溶化機構に関する研究

筋原線維タンパク質の水溶化には、筋原線維タンパク質の50%以上を占めるミオシンの溶解が前提となる。本研究では、筋原線維タンパク質の水溶化の機構解明を目的として、ミオシンの低イオン強度下における挙動を追究した。その結果、中性低イオン強度下においてミオシンが溶解することを明らかにし、さらに、ミオシンの中性低イオン強度溶液に対する溶解性の変化とその際のミオシン分子の存在様式と形態変化を追究した。ミオシンの低イオン強度下での溶解にはL-Hisの存在と中性pHであることが重要であり、超音波処理は、必須の工程でなかった。中性低イオン強度溶液への溶解度はL-His濃度に依存して変化した。生理的条件下に戻すと凝集体を形成したため、中性低イオン強度下におけるミオシンの溶解性は可逆的であることを明らかにした。ヒスチジン存在下の中性低イオン強度溶液におけるミオシンは、単量体と微細なフィラメントによるネットワークの二つの形態で存在した。単量体ミオシンは高イオン強度における場合に比べて尾部長が長く、生理的条件や高イオン強度下における性質とは異なる特性を有することを示唆した。従って、この特性がミオシンを低イオン強度溶液に溶解させる要因になっていると結論した。本研究で明らかになったミオシンの特性を利用することにより、食肉製品の品質特性の発現機構解明や新規食肉製品の開発の可能性に明るい展望を認めることができた。1.鶏胸筋の筋原線維を可溶化する方法を用いて鶏もも肉、豚ロース、牛ロース及び羊ロース肉の筋原線維タンパク質を可溶化することが可能となり、あらゆる種類の骨格筋の筋原線維タンパク質を水に可溶化する方法が確立できた。2.筋原線維タンパク質の可溶化行程に必須である超音波処理時間が過度になるとミオシン重鎖の分解が生じた。可溶化された筋原線維構成タンパク質はイオン強度およびpHに依存した溶解度を示し、その挙動は生理的条件下で得られた筋原線維とそれに類似しており、生理的塩濃度下では不溶性となった。また、溶解度がpH5-6付近で最低となり、pH5以下あるいは6以上で急激に上昇する典型的な逆ベル型を示した。この性質はいずれの筋肉種においても同様であった。3.筋原線維タンパク質の大凡半分を占めるミオシンが水溶化の現象に直接的に関与していると考えられる。新鮮な骨格筋から単離・精製したミオシンを筋原線維の可溶化法を適用することによりミオシンの水可溶化が可能となった。最終的に可溶化される条件である1mM NaCl-5mML-Histidine,pH7.5(中性超低イオン強度)の溶液に透析することにより、可溶化ミオシンの物理化学的特性を調べた。中性超低イオン強度の条件下におけるミオシンは、生理的条件下における太いフィラメントとは異なり、微細なフィラメントによる網目構造を呈していた。この標品に超音波処理を施すと、網目構造が壊れ、崩れた網目構造の一部と微細なフィラメントが分散していた。同時に、上記の構造変化に対応する粘度変化が観察された。これらの結果は、中性超低イオン強度下におけるミオシンの挙動は生理的条件におけるミオシンとは明らかに異なることを示しており、筋原線維タンパク質の水溶化機構を解明する上で重要な手がかりになるものと思料される。前年度までに、筋原線維タンパク質の大凡半分を占めるミオシンが水溶化の現象に直接的に関与していること、新鮮な骨格筋から単離・精製したミオシンを1mM NaCl-5mM L-Histidine, pH7.5(中性低イオン強度)の溶液に可溶化できることを明らかにした。今年度は、可溶化ミオシンの物理化学的特性を明らかにすることを目的としてミオシンの生理的特性の一つであるATP-ase活性について検討した。1m MKCIというミオシンが可溶化する条件下におけるミオシン懸濁液は生理的条件下と同様のATP-ase活性を示し、この活性は超音波処理後も維持されるのに対し、生理的イオン強度である100mM KClにおいてはミオシン懸濁液の活性は超音波処理時間に依存して低下することがわかった。

すなわち、超音波処理はミオシンの可溶化の割合を向上させる(前年度の結果)が、水可溶化ミオシンの活性部位には影響しないことが示唆された。従って、水可溶化ミオシンの尾部と頭部は超音波処理に対する感受性が異なるものと推論される。これらの結果は、中性超低イオン強度下における可溶化ミオシンの挙動は生理的条件におけるミオシンとは物理化学的特性が明らかに異なることを示しており、可溶化ミオシンの物理化学的特性を追究することは、筋原線維タンパク質の水溶化機構を解明する上で重要であることを示している。前年度までに、筋原線維タンパク質の水溶化には低イオン強度下においてミオシンが溶解することと密接に関係していることを明らかにした。そこで、今年度は、低いオン強度下でのミオシンの可溶化の機構を明らかにするため、ミオシンの中性低イオン強度溶液に対する溶解性の変化とその際のミオシン分子の存在様式と形態変化を追究した。低イオン強度溶液へ透析後のミオシン懸濁液を100,000×gで120分間、超遠心分離し、上澄液を回収した。懸濁液および上澄液のタンパク質濃度を測定し、溶解度を算出すると共にミオシンの形態を透過電子顕微鏡により観察した。ミオシンの低イオン強度下での溶解にはL-Hisの存在と中性pHであることが重要であり、その溶解度はL-His濃度に依存して変化した。生理的条件下に戻すと凝集体を形成したため、中性低イオン強度下におけるミオシンの溶解性は可逆的である。中性低イオン強度下におけるミオシンの形態を透過電子顕微鏡により観察すると、微細なフィラメントを形成したミオシンは相互に絡み合い、ネットワークを形成していた。また、同時に単量体のミオシン分子も存在した。上澄液の上部では、下部により大きなフィラメントが見られることから、L-Hisの存在によって異なる大きさのフィラメントが形成されるものと考えられた。
口腔扁平上皮癌における炎症性発癌機構の解明

本研究でJAK-STAT情報伝達系活性化に伴うOSCC発症の分子機構を明らかにすることを目的として行った。現在我々は高密度SNPアレイ解析や網羅的遺伝子発現解析を組み合わせた統合的ゲノム解析を行い、OSCCに特異的ながん遺伝子、がん抑制遺伝子を単離し、これまでにインターフェロン誘導遺伝子群(ISG)としてAIM2、IFI6を同定しており、今回我々はさらに検体を増やし、ゲノム解析を行っている。また、OSCC発症へ寄与が考えられるBST2の機能解析についてもOSCC細胞株にshRNA発現ベクターを導入し、細胞増殖、接着能、アポトーシス能について研究中であり、論文作成を行っている。本年度は、研究計画に則り以下の実験をすすめる予定であった。1.NDRG2とSTAT3との直接的な関連性検討2.NDRG2とSTAT3との間接的な関連性の検討1.に関して免疫沈降実験によりNDRG2とSTAT3は結合しており相互に制御している可能性が示唆された。2.に関してはNDRG2高発現させたOSCC細胞株において、STAT3が活性低下していたためそのシグナルの下流にあるISGsの発現レベルについて検討したところ、いくつかのISGsの発現レベルが低下しているのが明らかとなった。この実験結果を踏まえてNDRG2とSTAT3の活性化とSTAT1の高発現との関連性についての検討を行う。OSCCにおいてJAK-STAT経路ではSTAT3の活性化とSTAT1の高発現が認められた。そこで、STAT1の高発現がNDRG2と関連があるのか、STAT3の活性化と何らかの因果関係があるのかを検討する。また、OSCCにおける発がん機構において、STAT3の恒常的活性とSTAT1の高発現が共に必要であるのか、STAT3の活性低下やSTAT1の発現低下株を用いて分化、増殖、アポトーシスや細胞周期を検討する。NDRG2とSTAT3が直接結合し相互機能を有しているのかを検討した。NDRG2が欠損することでSTAT3が恒常的に活性化している知見が実験により明らかとなっている。そこで、NDRG2が直接STAT3に結合し働きかけているのかを検討するため、免疫沈降による実験を行った。OSCCにNDRG2を強制発現させた際にSTAT3の結合を確認したところ、SAS株においてNDRG2とSTAT3は結合していることが明らかとなった。しかし、この実験が成功したのは1度だけであり、確信に乏しい。実験手順を踏まえて再現性のある結果を出す必要がある。NDRG2を強制発現させた際のSTAT3の下流シグナルの確認NDRG2をOSCCに強制発現させ、STAT3の活性低下は確認している。そこでSTAT3の活性低下に伴うISGsを初めとした下流シグナルの発現レベルに関しての検討を行った。すると、STAT3の活性低下に伴いいくつかのISGsの発現低下を認めた。この解釈として、ISGsはすべてJAK-STAT経路を通じて活性化しているのではなく、複数の回路により制御されていることが明らかとなった。上記の結果より、これらの実験結果から見いだされる解釈の再考のため学会などに参加し検討していた。そのため予定より遅れていると考える。本年度は研究計画に則り以下の実験を進める予定であった。前年度の実験において不確定であった以下の実験の再現として1.NDRG2とSTAT3との結合実験、2.NDRG2を強制発現させた際のSTAT3の下流シグナルの確認、それに加え、以下の実験を行う予定であった。3.NDRG2とPP2Aを介した経路に関する検討、4.NDRG2とSTAT3の活性化とSTAT1の高発現との関連性についての検討を行った。STAT1およびSTAT3は同じJAK-STAT経路に関連しており、特にSTAT3は様々な下流遺伝子への関与が示唆されている。そこでSTAT1およびSTAT3を活性化あるいは不活化させることでOSCCにおける発がん機構への関与を検討した。さらに、NDRG2がSTAT3に結合しているためNDRG2とPP2Aの経路を開始したSTAT3への影響、それがOSCCにおいてどのように関与しているのかを検討した。結果として、NDRG2はSTAT3と結合しており、またNDRG2を強制発現させたところSTAT3の活性化が低下した。その結果いくつかのISGsの発現低下が認められ、NDRG2とSTAT3によるOSCCの制御が明らかとなった。STAT3の活性化はOSCCの増殖速度を上昇させる。そのためNDRG2の強制発現に伴うSTAT3を不活化によりOSCCの増殖を抑制することができる。しかしSTAT3の不活化によるSTAT1の活性化レベルは変化しておらず、NDRG2/STAT3に関わるシグナル経路はJAK-STAT経路とは異なる可能性が示唆された。さらに、STAT3の不活化を行ってもISGsのいくつかは発現レベルが低下せずむしろ上昇するものもあった。そのためISGsの高発現がすべてOSCCの発がん機構に正に働いているとは考えにくい。前年度と同様に、シグナル経路をたどる実験では一度の実験系に時間を要するため何度も再現実験を行うことが非常に困難であった。また、前年度の遅れがそのまま本年度の遅れにつながったと予想される。本年度自体は研究計画どおりにすすめているため、次年度で結果を見いだせると考える。口腔扁平上皮癌(OSCC)は世界でも罹患者が非常に多く、その生存予後は全体で五年生存率が50%程度である。われわれは以前の研究によりインターフェロンの下流に存在するインターフェロン誘導遺伝子群(ISGs)が高発現している事を突き止めた。

インターフェロンは炎症や感染によって活性化され、ISGsはそのシグナルにより発現する遺伝子群である。そこで、このISGsの高発現の原因がOSCCにおいてどのような意義があるのか、OSCCでは炎症から惹起するこのシグナルの異常活性化を踏まえて検討することにより、OSCCにおける発症機構の解明を目指す。本研究でJAK-STAT情報伝達系活性化に伴うOSCC発症の分子機構を明らかにすることを目的として行った。現在我々は高密度SNPアレイ解析や網羅的遺伝子発現解析を組み合わせた統合的ゲノム解析を行い、OSCCに特異的ながん遺伝子、がん抑制遺伝子を単離し、これまでにインターフェロン誘導遺伝子群(ISG)としてAIM2、IFI6を同定しており、今回我々はさらに検体を増やし、ゲノム解析を行っている。また、OSCC発症へ寄与が考えられるBST2の機能解析についてもOSCC細胞株にshRNA発現ベクターを導入し、細胞増殖、接着能、アポトーシス能について研究中であり、論文作成を行っている。上記の結果よりOSCCにおけるJAK-STAT経路およびSTAT3とNDRG2の関連性について再考する必要がある。前年度に行った実験結果はわれわれの予想とは異なるものであったため、この理由について再考し新たな実験系の立案が必要であると考える。本年度はその実験計画を作成し前年度の実験結果の理由づけを行い、またそれと並行して今年度の実験の目標であるNDRG2とSTAT3の活性化とSTAT1の高発現との関連性についての実験を行いたい。本年度はトランスジェニックマウスを用いたin vivo実験を行う予定である。そこで、STAT3あるいはNDRG2の活性を変化させたマウスを用いて腫瘍の形成への関与を検討する。並行して、前年度の再現実験を何度か行い再現性のある結果から示される発がん機構を検討する。腫瘍生化学前年度に必要であった抗体や試薬などが、実験計画の遅れに伴い購入に至らなかった。そのため次年度へ回す予定とした。宮崎大学を一時的に出向していたため実験を何度も行えず、昨年度の実験データを用いた解析や論文による裏付けなどを行っていた。そのため本年度は研究費を用いることができなかった。IFNなどの試薬やSTAT3といった抗体の購入を予定している。またタンパク実験に必要な試薬を今年度の予算と併せて過不足なく購入し、適切な実験を行う。次年度は実際にvitro実験およびvivo実験を行う予定である。前年度からの遅れていた実験計画を1年後ろ倒しにして行う予定である。