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不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル／銅触媒が拓く新規アルコール不斉空気酸化反応

不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル/銅触媒に基づくアルコール不斉空気酸化反応の開発を目指して検討を行った.具体的には,10種以上の不斉配位子複合型ニトロキシルラジカルを合成し,これらのラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割における触媒活性を検討した.その結果,良好なエナンチオ選択性(49%変換率,90% ee(s値75))で反応が進行する条件を見出した.本条件の基質適用性について検討を行ったところ,電子豊富なメトキシ基を含む芳香環や,アニリン,スルフィド等を含む基質においても,良好なエナンチオ選択性でアルコール酸化反応が進行することを確認した.1年目である平成27年度は,申請書に記載した予備検討の結果を踏まえ,不斉酸化反応が進行する基質構造について予備的知見を得ることと,触媒構造の最適化を行うことを目的に検討を行った.基質構造についてはシクロヘキサノールを基本構造として固定し,その2位の置換基効果について検討した.その結果,置換基は嵩高いα-クミル基が最も良く,フェニル基では中程度のエナンチオ選択性が観察され,イソプロピル基では全くエナンチオ選択性が観察されなかった.そこで,以降の検討ではクミル基を有する基質を用いて触媒構造の最適化検討を行った.触媒の構造について,始めにオキサゾリン4位の置換基効果について検討を行った.その結果,t-ブチル基より小さいフェニル基,ベンジル基を有する触媒では顕著なエナンチオ選択性の低下が見られた.また,t-ブチル基より嵩高い1-アダマンチル基を有する触媒を検討したところ,僅かながらエナンチオ選択性の向上が見られた.以上の検討結果と触媒合成の効率性という観点から,オキサゾリン4位の置換基はt-ブチル基に固定し,続いてオキサゾリン5位の置換基効果について検討を行った.触媒合成の都合上,5位の置換基はジアルキル基,ジアリール基について検討を行った.ジメチル基,ジn-ブチル基を有する触媒を検討したところ,置換基の嵩高さが増大するにつれてエナンチオ選択性が向上したが,より嵩高いジフェニル基,ジシクロヘキシル基を有する触媒については,むしろエナンチオ選択性が低下するという結果が得られた.以上の検討結果から得られた最も良好な結果は,55%変換率,81% ee (s値12)であった.本研究の開始時には51%変換率,33% eeであったエナンチオ選択性を,基質構造と触媒構造を精査することにより55%変換率,81% eeまで向上させることができた.2年目である平成28年度は,1年目の結果を踏まえ,不斉配位子複合型ニトロキシルラジカルの触媒構造の更なる最適化を行った.また,基質適用性検討の予備的検討として,酸化反応条件に不安定な硫黄官能基を含むアルコールの化学選択的酸化(これは,不斉反応ではない)についても検討を行った.触媒構造の最適化については,オキサゾリン環上に様々な嵩高さの置換基を有する不斉配位子複合型ニトロキシルラジカルを合成し,そのラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割反応についての触媒活性を検討した.その結果,1年目で得られた結果(55%変換率,81% ee(s値12)を上回る結果を得ることは出来なかった.そこで,触媒構造中に配位性官能基をさらに組み込んだ不斉配位子複合型ニトロキシルラジカルを設計・合成し,ラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割反応についての触媒活性を検討した.その結果,良好なエナンチオ選択性(49%変換率,90% ee(s値75))で反応が進行する条件を開発することに成功した.硫黄官能基を含むアルコールの化学選択的酸化については,始めに,1,3-ジチアン構造を含むアルコールを用いて条件最適化を行った.次に得られた最適条件を用いて基質適用性の検討を行った.その結果,5 mol%以下のニトロキシルラジカルを用い,常温・常圧空気という穏和な条件下に種々の含硫黄アルコールが良好な収率で対応するカルボニル化合物へと化学選択的に酸化されることを見出した.検討した基質のうち一部の基質については他の一般的な酸化反応条件(Swern酸化,Dess-Martin酸化など)では目的生成物がほとんど得られないことを確認し,今回開発した条件が有用であることを証明した.申請書に掲げた「90% ee以上のキラルアルコールを与える触媒の開発と条件の確立」という目的を達成することが出来た.また,ニトロキシルラジカル/銅触媒を用いるアルコール空気酸化反応が酸化反応条件に不安定な硫黄官能基を許容することを実験的に証明した.最終年度である平成29年度は,平成28年度に獲得した不斉配位子複合型ニトロキシルラジカルを用いて,本ニトロキシルラジカルと銅を触媒として用いるラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割の基質適用性について検討を行った.始めに本触媒系の特長を実証すべく,官能基共存性について検討を行った.具体的には,trans-2-フェニル-1-シクロヘキサノールのフェニル基のパラ位に種々の官能基を導入した基質の検討を行った.その結果,電子豊富なメトキシ基を含む芳香環や,アニリン,スルフィド等を含む基質においても,良好なエナンチオ選択性でアルコール酸化反応が進行することを確認した.

この結果から,本研究で見出したラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割の条件が,他に類を見ない化学選択性を有していることを実証した.次に,trans-2-フェニル-1-シクロヘキサノールから骨格を変化させた基質について検討行った.相対立体配置をcisとした基質では,エナンチオ選択性は殆ど確認されなかった.また,シクロヘキサノール2位の置換基を,アルキル基,エーテル基,エステル基に変更した基質の検討を行った.これらを用いた場合にはフェニル基を有する基質と比較すると少し選択性が落ちるものの,中程度から高いエナンチオ選択性でアルコール酸化反応が進行することを確認した.鎖状アルコールを用いた場合においては,アルコールのβ位に嵩高い置換基を有する基質が,中程度のエナンチオ選択性で分割されることを確認した.不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル/銅触媒に基づくアルコール不斉空気酸化反応の開発を目指して検討を行った.具体的には,10種以上の不斉配位子複合型ニトロキシルラジカルを合成し,これらのラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割における触媒活性を検討した.その結果,良好なエナンチオ選択性(49%変換率,90% ee(s値75))で反応が進行する条件を見出した.本条件の基質適用性について検討を行ったところ,電子豊富なメトキシ基を含む芳香環や,アニリン,スルフィド等を含む基質においても,良好なエナンチオ選択性でアルコール酸化反応が進行することを確認した.引き続き触媒構造の最適化を行い,90% ee以上の光学純度のアルコールを得られる触媒の獲得を目指す.「触媒の嵩高さの調整」というこれまでの検討コンセプトだけではこれ以上のエナンチオ選択性の改善には困難が見込まれるため,オキサゾリン側鎖に配位性官能基を導入した触媒を合成し,より強固な不斉反応場の構築を目指す.申請書に記載した研究計画に従い,2年目で確立したラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割反応条件の基質適用性の検証を行う.また,簡単な生物活性化合物の合成を行い,本反応の有用性を実証する.有機合成化学1年目の研究では現有設備で十分であったため,キラルカラムを購入しなかった.ガラス器具類等の消耗品に係る経費が想定より少なかったため.2年目には基質適用性の検討を行う予定であるため,キラルカラムを含めた物品費に充てる予定である.消耗品費として使用する予定である.
大型液体キセノン検出器を用いた低エネルギー太陽ニュートリノの観測

太陽中心部での熱核融合反応によって生成する太陽ニュートリノのうち約86%を占めるppニュートリノを観測することは、太陽中心部の直接的なプローブになると同時に、ニュートリノ振動の研究やニュートリノ異常磁気モーメントの探索など、素粒子物理学においても非常に重要である。本研究では、次世代の大型液体キセノン検出器XENONnTを用いてppニュートリノによる電子散乱事象のリアルタイム観測を目指す。
再雇用高齢労働者の自律的就労動機づけの維持・向上要因に関する縦断的研究

本研究は、60歳以降に定年前と同じ企業で再雇用されて就労している高齢者の自律的動機づけを維持・促進する職場の要因を検討することを目的としている。特にソーシャルサポートや組織的公正といった処遇や人間関係等、人的な職場要因に着目し、1年程度間隔を空けた縦断的な調査を実施して、それらの職場要因が自律的動機づけを維持・促進させうるか検討を実施する。本研究の知見から、再雇用の高齢者が企業で活躍していくために、必要な職場のあり方等を提案していく。
電気火災要因分析のための高分子絶縁材料の高温絶縁破壊現象に関する研究

配線器具類から発生する電気火災原因の解明のため、絶縁破壊現象の調査を目的として新たな試験装置の構成と手法の検討を行った。配線器具類からの火災は、不良箇所からの異常発熱により絶縁破壊を生じて発生する場合が多い。発火前の絶縁破壊現象や電気伝導は絶縁体内部の空間電荷分布と密接な関係を持つため、材料の融点以上の高温領域まで、空間電荷分布を測定し絶縁破壊について調査する必要がある。これまで、代表者は直流電界下における高温領域までの絶縁破壊現象を空間電荷分布の測定結果を基に調査してきたが,実際の使用状態における電気火災の要因を調査するためには、直流電界だけでなく交流電界下での測定も必要である。本研究では、交流電界下での測定ができるよう既存の直流用の高温用空間電荷測定装置を改良した。試料の印加電圧用の電源はファンクションジェネレータの出力電圧波形を高電圧アンプ(1000倍)で増幅することで構成した。これにより、正弦波や方形波等の関数波形を破壊電界の高電圧で印加することが可能となった。また、交流電圧の任意の位相で空間電荷分布を測定できるようにパルス電圧の位相遅延装置を自作した。構成した装置を利用して、電気配線用のポリ塩化ビニルについて,1から60Hzの正弦波のピーク値(π/2、3/2π)における空間電荷分布を測定し温度・周波数特性について調査を行った。しかし、交流電界下での絶縁破壊過程を論じるには測定データが不足しており、公表できるだけの結果を得るに至っていない。今後継続して調査を行っていく。なお、交流電界下での調査には、位相反転時の電荷の移動や電界強調が与える影響も調査する必要がある.これはオシロスコープのシーケンシャルトリガーモードによる多点計測で可能であるが、データ量が膨大になるため、PEA信号の処理方法の検討も今後必要となる。
アンジオポエチン様因子2の毛嚢バルジ幹細胞維持への関与の検討

研究計画初年度である平成19年度は、申請書にあるように1.マウス髭およびヒト毛嚢におけるAngpt12発現部位および分泌細胞の同定および、2.Angpt12蛋白の作製と同時に、3.in vitroでのバルジ幹細胞の増殖能に与えるAngpt12の影響の評価の確立を試みた。すでに予備実験としてマイクロダイセクション法を用いてマウス髭でのAngpt12mRNAが毛嚢幹細胞のニッシエであるバルジ領域に強く発現していることを確認済みであるが、ヒトにおいてもバルジを含まない毛嚢上部・下部、バルジ領域を含む毛嚢中部に3分割し解析した結果、マウスと同じくバルジ領域にAngpt12の強い発現が認められ、ヒト毛嚢においてもAngpt12が幹細胞維持に何らかの役割を果たしている可能性が示唆された。Angpt12分子の毛嚢幹細胞へ関与を評価するためには、培養による評価系が必要であり、添加する組み替えヒトAngpt12蛋白を、バキュロウイルス発現系にて作成した。完成した蛋白は分子量約70kDaのAngpt12分子であることをウェスタンプロット法にて確認済みである。毛嚢バルジ細胞は頭皮由来表皮細胞に比べ速い増殖速度を維持し、高いコロニー形成能(ホ口クローン性)を維持し続ける。この特性がin vitroにおけるバルジ細胞の幹細胞的特性の一つとされる。Angpt12がバルジ細胞に与える影響を検討するためにはこの培養系の安定化が必須であったため、ヒト頭皮サンプルを用いて培養系を確立した。
新規な低分子量の金属プロテアーゼ・ペニシロライシンとその蛋白質工学に関する研究

ペニシロライシンは相対分子質量18.529,等電点9.6の金属プロテアーゼで,1モル当たり1グラム原子の亜鉛を持つ。H末端にトレオニン,C末端にシステインを持ち,α-ヘリックス構造を19%,β-構造を58%持ち,キレイト試薬の投与により亜鉛を除くと,アポ酵素はα-ヘリックス構造部の約50%が破壊し酵素活性を失う。ペニシロライシンの活性中心残基の探索のためにKunkel法による部位特異的変異を行った。変異酵素を得るために,ペニシロライシン分子中のGlu-42, Glu-65, Asp-80, Glu-86, Asp-104, Tyr106, His-118, Asp-121, His-128, Glu-129, His-132, Asp-143, Asp-164の各残基である。ペニシロライシンの中のHis-128-Glu-129-X-Y-His-132部分は一般の金属酵素の亜鉛結合モチーフの部位と相同性を持ち,この部分はペニシロライシンの亜鉛結合部位と推定されている。上記部位のそれぞれの部位特異的変異酵素遺伝子を発現させ活性を調べた。活性の測定にあたっては,変異酵素遺伝子の発現産物が確かに変異ペニシロライシン遺伝子由来のものであることの確認のためのWesterm blotting,発現産物の活性の判定はペニシロライシン遺伝子の産物のプレプロタンパク質が自己消化により成熟型の酵素になることと,発現産物をのせたカゼイン・プレート上の発現産物の周辺にクリアゾーンが生成するか否かの活性測定法によった。以上の結果,ペニシロライシンのHis-128-Glu-129-X-Y-His-132の亜鉛結合モチーフにあるHis-128, Glu-129, His-132の各アミノ酸残基はペニシロライシンの触媒活性発現に必須の残基であることを明らかにした。さらに,Asp-121とAsp-164の2残基は酵素の触媒活性に必須であることを明らかにした。以上の結果を総合すると,ペニシロライシンは金属結合モチーフこそサーモライシンと類似しているが,触媒残基はサーモライシンと異なることが明らかとなった。ペニシロライシン(Penicillolysin)は従来からよく知られた金属プロテアーゼのサーモライシン(EC3.4.24.27)に代表されるサーモライシン・フアミリ-の酵素とは全く異なり,177残基のアミノ酸からなる相対分子質量18,529の低分子の酵素で,1モル当り1グラム原子のZn^<2+>を持ち、等電点は9・6の酵素である。基質特異性はサーモライシンと異なり,ロイシン,チロシン,フェニルアラニン,トリプトファンなどの疎水性アミノ酸のカルボキシル基側を加水分解するほか,Pro-Xaa結合やArg-Arg結合を特異的に加水分解する。さらにペニシロライシンは相対分子質量を識別し,低分子のオリゴペプチドをよく加水分解する。国際酵素委員会のEC番号4つの性質を兼ね備えている。

本研究は,ペニシロライシン遺伝子(plnC)CDNAクローンの単離並びに全塩基配列の決定をしているので,plnC遺伝子の発現系の構築,そしてplnC遺伝子の部位特異的変異による蛋白質工学的手法によりZn-結合部位並びに触媒部位残基を特定することを目的としている。plnCの発現は酵母により成功した.Zn^<2+>添加の有無で,活性のある成熟型酵母の存在がPEGE的に明らかにあることが出来,さらにプレイトアッセイで確認した。部位特異的変異によりHis-128,His-132をZn^<2+>結合サイドと固定した。さらに,Glu-129は活性中心であることを明らかにした。HEXXHのモチーフを明らかにした。しかし,その外に2残基の活性に重要なアスパラギン酸の存在を明らかにした。この発明ははじめてのものである。ペニシロライシンは相対分子質量18,529、等電点9.6の金属プロテアーゼで、1モル当たり1グラム原子の亜鉛を持つ。N末端にトレオニン、C末端にシステインを持ち、α-ヘリックス構造を19%、β-構造を58%持ち、キレイト試薬の投与により亜鉛を除くと、アポ酵素はα-ヘリックス構造部の約50%が破壊し酵素活性を失う。ペニシロライシンの活性中心残基の探索のためにKunkel法による部位特異的変異を行った。特異酵素を得るために、ペニシロライシン分子中のGlu-42, Glu-65, Asp-80, Glu-86, Asp-104, Tyr-106, His-118, Asp-121, His-128, Glu-129, His-132, Asp-143, ASp-164の各残基である。ペニシロライシンの中のHis128-Glu129-X-Y-His132部分は一般の金属酵素の亜鉛結合モチーフの部位と相同性を持ち、この部分はペニシロライシンの亜鉛結合部位と推定されている。この部位のそれぞれの部位特異的変異酵素遺伝子を発現させ活性を調べた。活性の測定にあたっては、変異酵素遺伝子の発現産物が確かに変異ペニシロライシン遺伝子由来のものであることの確認のためのWestern blotting,発現産物の活性の判定はペニシロライシン遺伝子の産物のプロプレタンパク質が自己消化により成熟型の酵素になることと、発現産物をのせたカゼイン・プレート上の発現産物の周辺にクリアゾーンが生成するか否かの活性測定法によった。以上の結果、ペニシロライシンのHis128-Glu129-X-Y-His132の亜鉛結合モチーフであるHis-28, Glu-129, His-132の各アミノ酸残基はペニシロライシンの触媒活性発現に必須の残基であることを明らかにした。さらに、Asp-121とAsp-164の2残基は酵素の触媒活性に必須であることを明らかにした。以上の結果を総合すると、ペニシロライシンは金属結合モチーフこそサーモライシンと類似しているが、触媒残基はサーモライシンと異なることが明らかとなった。
電子移動によるケイ素-異原子間結合連鎖形成およびその構造制御

本研究では、反応性電極を用いた電極還元反応においてSi-Si結合が開烈し、活性なシリルアニオン種が発生することを見出した。特に、オリゴシランおよびポリシランを形成するケイ素連鎖の数により結合開烈の傾向が異なり、電極還元法を用いることで、この差異を積極的に利用して、位置選択的に結合切断を行うことができることが明らかになった。また、このようにして発生されたシリルアニオン種を求核剤とすることで、新規ケイ素-ケイ素結合、ケイ素-ゲルマニウム結合、および、ケイ素ー炭素結合形成反応が起こることを見出した。この方法の開発により、従来に例を見ない全く新しいタイプのポリシランを合成出来るだけでなく、シラン-ゲルマン共重合体を合成することも可能になった。また、電極還元反応により生成するシリルアニオンの再結合反応をも見出したが、この反応を利用すると、ポリシランや、シラン-ゲルマン共重合体の分子量を顕著に向上出来ることも明らかになった。さらに、ヒドロシラン類の電極還元重合反応により、構造制御を行ったジクロロシラン類を合成することにも成功し、このジクロロシラン類の電極還元により、構造の制御されたポリシランを高収率で合成することにも成功した。
社会的拒絶への対処行動の規定因-2者関係の性質に注目して-

本研究の目的は、2者関係のどのような性質によって、相手からの拒絶に対して攻撃などの関係を破壊するような対処行動ではなく、話し合いなどの関係を修復するような対処行動が促進されるのかを明らかにすることである。本年度の研究では、特定の関係相手からの受容予期が拒絶への対処行動に及ぼす影響、その影響を調整する要因、受容予期と関係喪失のコストが複合的に拒絶への対処行動を規定するプロセスを検討するため、2つの研究を行った。その結果、1)個人が持つ愛着スタイルに関わらず、親友からの受容予期は拒絶への関係修復的な対処行動を直接的に促進すること、2)関係への強いコミットメントを可能にすることを通した受容予期の間接的な影響は、安定型の愛着スタイルの人に顕著に認められ、とらわれ型の人には認められないこと、3)親友からの受容予期が実験操作によって一時的に強められると、男性において拒絶に対する関係破壊的行動が抑制されることが明らかとなった。以上の知見は、関係相手からの受容予期が拒絶への関係修復的な対処行動を促進するうえで頑健な効果を持つことを示すと同時に、間接的な効果も含めてその機能が十分に発揮されるための条件を明らかにした点で、受容予期が拒絶への対処行動に及ぼす影響過程を精緻化するものであった。さらに、男性のみではあるが、親友からの過去の受容体験を短時間想起するだけで、拒絶への関係破壊的な対処行動が抑制されることが示されたことは、親密な対人関係の中で拒絶への関係修復的な対処行動を導くための有効な方法を提供する重要な知見と考えられる。本研究の目的は、どのような2者関係において、相手から拒絶されたときに、攻撃などの関係を破壊するような対処行動ではなく、話し合いなどの関係を修復するような対処行動が用いられやすいかを明らかにすることであった。本年度の研究では、ある関係を失ったときに自己が被る損失、つまり、関係喪失のコストが拒絶への対処行動の選択に及ぼす影響を検討するため、大学生を対象に場面想定法を用いた2つの質問紙調査を行った。その結果、1.ある親友関係の喪失コストが高いほど、相手からの被拒絶場面でネガティブな感情を強く経験し、そのネガティブな感情経験によって関係を修復するような行動が促進され、関係を破壊するような対処行動は抑制されること、2.1の傾向は、特定の他者から拒絶されたときにその代替相手を見つけることが相対的に困難な環境、つまり、ネットワーク密度が高い環境において顕著に認められることが明らかとなった。以上の結果は、社会的拒絶という他者との繋がりへの脅威に直面したとき、それによって自己が損失を被らないように、私たちは関係やそれを取り巻く社会的環境の性質に応じて拒絶への対処行動を柔軟に選択していることを示唆している。これは、どのような要因によって拒絶への行動傾向が規定されているのかという近年の社会的拒絶研究の主要な議論に新たな視点を提供するものであり、また、私たちが持つ拒絶への反応システムの適応的な性質を明らかにする上でも重要な知見と考えられる。
転写因子AP-1阻害剤による胃癌微小環境を標的とした新しい腹膜播種治療法の確立

癌微小環境を構成する細胞の多くが骨髄由来の細胞であることが報告されている。われわれは胃癌の肝転移巣においてはVEGR-1を発現する骨髄前駆細胞と癌細胞とが共存することが重要であることを明らかにした(Mimori K. Clin Cancer Res 2008)。今回われわれは胃癌患者約200例の骨髄中のc-FosのmRNAの発現を測定したところ、Stage毎に有意に発現が増加していた。また、末梢血中のc-Fos mRNA発現もStage毎に有意に増加していた。このことは進行胃癌患者の骨髄または末梢血液中では、何らかの宿主側細胞由来のAP-1が高発現を来していることを示唆していた。AP-1はFos family (c-Fos, Fra-1, Fra-2, FosB )とJun family (c-Jun, JunB, JunD )からなるヘテロダイマーであり、細胞の増殖・発生・分化・癌化などに重要な役割を担う転写制御因子である。AP-1は、多くの増殖・転移シグナルに関与しており、遺伝子・分子標的治療の強力な標的となる可能性がある。われわれは国立がんセンター外科にて採取した胃癌患者の骨髄、および末梢血よりRNAを抽出し、qRT-PCR法にてFOSB、c-Fos、c-Junについてその発現を検証した。胃癌患者骨髄210例(Stage I 59例, II 50例, III 48例, IV 53例)においてFOSB、c-Fos、c-Junの発現を測定したところ、Stageが進行するごとにその発現が上昇していた(p<0.01)。またc-Fosについては末梢血でも同様にStageが進行するごとに発現が上昇していた(p<0.05)。今回の結果は、進行胃癌患者の骨髄・末梢血液中では、何らかの宿主側細胞由来のAP-1が高発現を来していることを示唆している。我々は、現在関節リウマチに対して使用されているAP-1特異的阻害薬を用いて、in vitroにて癌細胞でも効果があることを確認した。現在はこの薬剤のin vivoでの効果を検討中である。われわれは胃癌の肝転移巣においてはVEGR-1を発現する骨髄前駆細胞と癌細胞とが共存することが重要であることを明らかにした。今回われわれは胃癌患者約200例の骨髄中のFOSB,c-FosのmRNAの発現を測定したところ、Stage毎に有意に発現が増加していた。このことは進行胃癌患者の骨髄または末梢血液中では、何らかの宿主側細胞由来のAP-1が高発現を来していることを示唆している。我々はさらに研究を行いc-Fos/AP-1阻害薬の投与が担癌状態患者の宿主細胞中c-Fosを標的とした新しい癌の治療法となることの証明を試みた。高腹膜播種モデルマウスに、c-Fos/AP-1阻害薬を投与し、コントロール群と腫瘍の増大、予後の比較を行った。しかし、c-Fos/AP-1阻害薬投与群では、腫瘍の進展が有意に増強し、予後が不良となった。これは、c-Fos/AP-1阻害薬が、癌のみにならず宿巣側の免疫機構に働き、c-Fos/AP-1を阻害してしまうことにより、宿主の癌に対する免疫が抑制されてしまうためと考えられた。担癌患者で高値を示していたFOSB,c-Fosの発現も癌に対する宿主側の何らかの免疫機構のためと推測できた。これらの結果より宿主細胞中c-Fosを標的とした新しい癌の治療法としてのc-Fos/AP-1阻害薬は、治療効果として当初期待されたものではなかった。消化器外科学AP-1特異的阻害薬を用いて、in vitroにて癌細胞でも効果があることを確認した。現在はこの薬剤のin vivoでの効果を検討中であるが、当初計画通りの効果が得られていない。現在投与量、投与期間などを検討中である。現在はAP-1特異的阻害薬のin vivoでの効果を検討中であるが、当初計画通りの効果が得られていない。投与量、投与期間などを検討する予定である。少額のため次年度繰越。来年度の物品購入予定。
神経活動電位・伝達物質を多重同時計測可能なナノ薄膜状ワイヤレスプローブの創製

本研究では、脳組織に対して神経電極の低侵襲な穿刺を目指すべく、柔らかい高分子ナノ薄膜とインクジェット印刷技術を組み合わせることで、フレキシブルな神経電極を開発する。平成30年度の成果は以下のとおりである。(1)脳組織に穿刺可能な微小印刷電極からなる神経電極の作製:ナノ薄膜表面にインクジェット印刷にて微細配線(幅約50 um)を印刷した。ナノ薄膜の柔軟性を利用して、厚さ6 um,幅3 mmのシート形状を直径200-300 umの針状に成型した。次に、針先端部に電極構造を形成するため、カミソリ刃を利用して微小電極の露出を試みた。作製した神経電極のインピーダンスは800 kΩ(at 10 Hz)であり、単一神経細胞の計測に必要な値が得られた。(2)単一神経細胞のスパイク計測:防衛医大の太田助教と連携して、神経電極をラット脳内に穿刺し、単一神経細胞のin vivoスパイク計測を試みた。マイクロCTにて脳内の電極構造を観察したところ、針状の電極構造を維持したまま脳内に留まる様子が認められた。さらに、直径500 umの光ファイバにシート状神経電極を巻き付けることで、神経細胞への光刺激と活動電位のその場計測が可能なオプトロードを開発した。ChR2発現ラットの海馬部に穿刺し、青色光にて光刺激したところ、単一神経細胞由来のスパイクを計測することに成功した。(3)小型無線機の作製:東京大学の小林准教授と連携して、小動物に搭載可能な小型で低消費電力な脳神経信号の無線伝送モジュールを開発した。このモジュールは、ナノ薄膜神経電極と接続可能であり、1 mV以下の微小電圧信号を増幅するアナログフロントエンドと、Bluetooth Low Energyによる無線通信機で構成されており、全体の大きさがわずか3.6 cm^3程度である。動物に干渉することなく、電池駆動で長時間の計測が可能である。平成30年度に計画していた微小印刷電極からなる神経電極の作製手法を新規に構築し、in vivoでの単一神経電位の計測やオプトロードの開発に成功した。現在は本手法を活用することで、脳表面に貼付可能なECoG電極の開発を進めている。さらに、平成31年度で予定している分子インプリントによる電極部の機能化にも着手した。平成30年度の研究成果を基にして、分子インプリントによる電極部の機能化について検討する。分子インプリントについては、脳表面の浸出液中の神経伝達物質を補足すべくECoG電極への修飾を予定している。また、穿刺型や貼付型の神経電極を小型無線機と接続することで、神経電位の無線計測まで踏み込む予定である。
油層内における微生物挙動解析手法の確立

本研究は,油層内における微生物の挙動を微視的にとらえ,その挙動を数学的に解析する手法を確立する事を目的とするものである。その手法として光走査型化学顕微鏡を用いて、模擬油層となる充填層内における微生物挙動の測定およびその評価を行った。まず、光走査型化学顕微鏡の測定セル内に、粒径1001,000μmの珪砂を用いた充填層を作成し、乳酸水溶液を入れ、充填層内におけるプロトンの拡散実験を行い、二次元の有限領域内における物質移動が定量できることを把握した。ついで、同様のセルに運動性のない乳酸菌(Lactobacillus属)の懸濁液と培地を入れ、乳酸菌の生成する乳酸による充填層内のpH変化および物質移動を測定し、充填粒子の小さい方ほどpH変化が大きくなることが認められた。この結果は、粒径45900μmという広い範囲にわたる珪砂の場合も同様であった。一方、本研究に使用した乳酸菌は、試験管内に作成した充填粒子451,000μmの珪砂による充填層内において,粒径の小さな方がより増殖量が大きくなることが分かった。この際には、粒径の小さな粒子によって構成される充填層に存在する小さな間隙において微生物がよりよく増殖することが認められた。これは間隙が小さいため微生物のフロックが形成されづらくなることが要因としてあげられる。微生物はフロックを形成すると、フロック内には栄養源およびエネルギー源が十分に供給されないと言われている。また、本実験結果を、乳酸菌の液体培養から求めた増殖収率を用いて整理すると、充填粒子の小さい場合は大きい場合と比較して、35倍の菌体濃度まで増殖していると推定される。以上の結果は、微生物は油層内において、より小さな間隙の場所でよりよく増殖することを示唆しており、その現象が本研究手法によって確認された。さらに、二次元充填層における微生物の増殖および移動を表現する数学モデルを、実験結果をふまえて作成し、充填層内における微生物挙動を解析した。本年度はその第一段階として,光走査型化学顕微鏡を用いて,模擬油層となる充填層内における微生物の挙動の測定およびその評価を行った。以下に,結果をまとめる。1.光走査型化学顕微鏡の測定セル内に,粒径0.11mmの珪砂を用いた充填層を作成し,乳酸水溶液を入れ,充填層内におけるプロトンの拡散実験を行った。その結果,充填層内における二次元の有限領域内における物質移動を定量することができた。2.上記の充填層に運動性のない乳酸菌(Lactobacillus属)の懸濁液を入れ,乳酸菌の生成する乳酸による充填層内のpHの変化および物質移動を,光走査型化学顕微鏡により測定した。その結果,乳酸の生成によるpHの変化は,充填粒子の小さい方が大きくなることが示された。それは,充填粒子の小さい場合の方が,乳酸菌の活動が活発であることを意味する。3.同じ微生物を用いた培養実験において,試験管内に充填粒子を詰めた場合と,液体培養では,充填粒子のある方が微生物の増殖量が大きくなることがわかった。この結果は,上記2.の結果を補完するものである。4.上記の結果をふまえ,2次元充填層における微生物の増殖および移動を表現する数学モデルを作成した。本モデルは,微生物の挙動を良く表しうることを確認した。

本研究は,油層内における微生物の挙動を微視的にとらえ,その挙動を解析する手法を確立する事を目的とするものである。粒径45900μmという広い範囲にわたる硅砂を用いた充填層において,運動性のない乳酸菌(Lactobacillus属)の増殖実験を行った結果、粒径の小さな方がより増殖量が大きくなることが分かった。この結果は昨年度に行われた実験結果と同様のものであるが、粒径範囲は1001,000μmからより小さな粒径にわたる範囲において、その事実が確認した。すなわち、粒径の小さな粒子によって構成される充填層に存在する小さな間隙において微生物がよりよく増殖することが認められた。これは間隙が小さいため微生物のフロックが形成されづらくなることが要因としてあげられる。微生物はフロックを形成すると、フロック内には栄養源およびエネルギー源が十分に供給されないと言われている。この広範囲の粒径を持った硅砂によって、光走査型化学顕微鏡測定セルに充填層を作成し、乳酸菌を接種し、乳酸菌の生成する乳酸による充填層内のpHの変化および物質移動を測定した。その結果,乳酸の生成によるpHの変化は、充填粒子の小さい方が大きくなることが示された。それは充填粒子の小さい場合の方が、乳酸菌の活動が活発であることを意味する。また、本実験結果を、乳酸菌の液体培養から求めた増殖収率を用いて整理すると、充填粒子の小さい場合は大きい場合と比較して、35倍の菌体濃度まで増殖していると推定される。以上の結果は、微生物は油層内において、より小さな間隙の場所でよりよく増殖することを示唆している。以上のことから、光走査型化学顕微鏡を用いた測定によって充填層内における微生物の増殖挙動が確認された。
サイトカイン新生児好中球におよぼす影響と臨床応用

新生児では一般に細菌感染症に罹患しやすく、一旦発症すると致死的となることが多い。その一つの理由として、好中球の付着能、走化能では著明な低下を認めている。最近細胞一個一個の運動能をF-アクチンに特異的に結合するNBD-Phallacidinを使用して、フローサイトメトリーで測定することが可能となり、我々はそのプローブを用いて新生児好中球の運動能を測定し、成人大人好中球のそれと比較した。研究対象は健康成人へパリン加静脈血および満期産の正常分娩児、および帝王切開で出生した児の臍帯血を用い、好中球F-アクチンを測定した。即ち、好中球を比重遠心法で分離し、fMLP(N-formyl-methionyl-lencyl-phenylalanine)あるいはPMA(Phorbol myristate acetate)を加え、1分、3分、5分後に3.2%のパラホルムアルデヒドで固定した。固定した好中球をNBD-Phallacidinで反応させ、フローサイトメトリーで5,000個の好中球を解析した。研究結果をまとめると:(1)好中球をfMLPで刺激すると1分後のF-アクチン(以下FA)は成人のFAに比較して有意に低値を示した。;(2)その原因は無刺激時のFAの上昇と刺激時の低下によるものであった。;(3)無刺激時のFAの上昇は臍帯血中にあるサイトカインよるプライミングによることが示唆された。;(4)臍帯血好中球をfMLPで刺激した時のFAの有意の低下はfMLPによく反応する好中球と反応しない好中球の2つの集団の存在の結果として生じた。結論として臍帯血好中球は成人好中球に比べ、有意にF-アクチンのfMLPに対する反応性の低下を認め、その理由として臍帯血好中球heterogeneityの存在とサイトカインのprimingによる影響が示された。新生児では成人に比較して、細菌感染にかかりやすく、また重症化しやすいことが知られている。その1つの原因として、好中球の走化能・付着能の低下がある。本研究では、臍帯血好中球の走化能低下の原因を解明するために、フローサイトメトリーを用いて臍帯血好中球と成人好中球のF-アクチンを測定をし、その機能的解析およびサイトカイン特にG-CSF、TNFによるF-アクチンを介した好中球活性化の機序を検討した。F-アクチンの測定にはNBD-phallacidinを使用し、好中球をFMLPで刺激して検討した。成人好中球をFMLPで刺激すると、蛍光強度を表すフローサイトメトリーのヒストグラムは1分後にピークに達し、漸減して無刺激の状態に近づいた。好中球の運動能は、(刺激後のmean channel/無刺激のmean channel)=F-アクチンindex(FI)として表した。臍帯血好中球でFIを検討すると、FMLP10^<-7>Mでは1分後2.28、3分後1.87、5分後1.68と漸減した。これらは成人好中球に比較して75%値を示した。また、カルシウムイオノフォア、PMAでも同様に検討をした。分娩様式による比較検討では、帝王切開術と自然分娩の児の好中球でFIに有意の差を認めた。

この結果は、これまでに我々が報告した51-クロミウムを用いた好中球付着能の結果とともに、分娩様式が好中球機能に影響をおよぼすことを示している。また、G-CSF、TNFなどのサイトカインのプライミング作用についてF-アクチンの動態を指標に順次検討している。これらのサイトカインは、機能的低下の状態にある新生児の好中球機能を活性化させ、新生児期における細菌感染症の治療に役立つものと考える。1新生児は成人に比較して、好中球の走化能・付着能の低下がある。フロ-サイトメトリ-を用いてF-アクチンを測定した結果、FMLP刺激新生児好中球では成人好中球に比較してF-アクチンindex(刺激後のmean channel/無刺激のmean channel)が著明に低下を示し、このことにより新生児好中球運動能の低下を説明できることが判明した。2G-CSF、TNFなどのサイトカインによるプライミング作用について検討したところ、機能的低下の状態にある新生児好中球機能を活性化させ、新生児における細菌感染症の治療に合目的的であるという結果を得た。3分娩様式による新生児好中球機能の違いについて帝王切開術と自然分娩児の好中球F-アクチンindexを検討した結果、自然分娩児では有意にindexが高く、これまでに我々が報告した好中球付着能の結果とともに、陣痛が好中球機能に影響をおよぼすことを確認した。これらの結果は論文として投稿準備中である。4新生児好中球機能低下の機序解明に、好中球過酸化水素産生能と一酸化窒素(NO)、細胞内カルシウムの側面から検討している。また、好中球に加重をかけることにより、サイトカインがfibroblastに作用し、プロスタグランデインやcollagenaseの増加をきたす可能性も検討している。
トランスポーター発現調節と腸内細菌叢変動を標的とした新規慢性腎臓病治療法の開発

(1)透析患者の血中代謝性物質濃度を網羅的に測定し、非透析患者とのプロファイルの相違を明らかにした。(2)新規インドール酢酸誘導体(MA-5)がミトコンドリアにおけるATP産生促進作用を持ち、ミトコンドリア病の新規治療薬となる可能性を明らかにした。(3)下剤の一種であるルビプロストンが、腎不全モデルマウスに対する投与にて腸内細菌叢をいわゆる善玉菌優位に変化させ、腎機能低下および尿毒素の蓄積を抑制することを明らかにした。(4) RNaseの一種であるAngiogeninのin vivoの作用を検討し、既報で示唆されていたtRNAのCCA末端の切断作用は否定的であることを明らかにした。これまで申請者らは、慢性腎臓病患者の血清および慢性腎不全モデルラットの血漿をキャピラリー電気泳動質量分析(CE-MS)にて網羅的に解析し、腎機能低下に伴い体内に蓄積する代謝性物質を数多く同定している。維持透析患者では貧血、骨ミネラル代謝異常、心血管系疾患などのさまざまな合併症が問題となり、その原因として尿毒症物質の関与が想定されている。透析患者においては透析が尿毒症物質を除去する唯一の手段となるが、透析における各種尿毒素の血中濃度、および透析患者の代謝動態はほとんど知られていないのが現状である。今回申請者は、標準的なダイアライザーにて4時間/回、週3回の平均的な血液透析を行っている慢性維持透析患者の透析前後の血清を用いてCE-MSによる代謝性物質の網羅的解析を行い、検出された122項目の血中濃度を測定した。さらに各物質の濃度を、これまで申請者らが報告(Hypertens Res 2010)した、非透析CKD患者41名の血中濃度と比較し、保存期腎不全患者に対し透析患者で特異的に蓄積する尿毒素の同定を行った。この成果は透析におけるさまざまな代謝性物質の除去の特性を明らかにするものであり、また透析患者特異的な病態・代謝動態を示唆すると考えられ、腎不全治療とための有益な情報となると考えられたため現在論文作成中である。さらに腸内細菌叢が産生源となる尿毒症物質を網羅的に明らかにすることを目的に、アデニン食負荷にて腎不全を作成したマウスに抗生剤を投与し腸内細菌叢を殺菌したマウスの血漿および尿をCE-MSにて解析した。この成果は、腸内細菌叢由来の尿毒症物質の同定だけでなく、腸内細菌叢の変化に伴う体内の代謝動態の変化を示す有益な情報となると考えられ、現在詳細な解析を行っている。これまで申請者らは、慢性腎臓病患者および慢性腎不全モデルラット、さらに維持透析患者の透析前後の血液をキャピラリー電気泳動質量分析( CE-MS)にて網羅的に解析し、腎機能の低下や透析による生体内の代謝性物質の変動プロファイルを明らかにしている。またアデニン誘発腎不全モデルマウスに対し下剤の一種であるルビプロストン投与を投与することにより、腸内細菌叢がいわゆる善玉菌優位に変化し、血中の尿毒素の減少および腎機能の改善が認められることを見出し報告した。さらに合成インドール化合物(MA-5)が細胞保護効果を持つことを見出し、MA-5がミトコンドリアに結合しミトコンドリアでの酸化ストレスを減弱しATP産生を促すことを証明した。MA-5はミトコンドリア病、腎障害などの治療薬としての応用が強く期待されるものであり、現在詳細な検討を進めている。透析患者における透析前後の代謝性物質の網羅的解析では、われわれが以前報告した非透析CKD患者41名の血中濃度との比較を行い、透析患者において特異的に蓄積または欠乏する物質を同定した。さらにこれらの物質の透析による除去効率を算出した。透析患者では貧血、骨ミネラル代謝異常、心血管系疾患などのさまざまな合併症が問題となり、その原因として尿毒素の関与が想定されているものの、透析患者における尿毒素の血中濃度に関しては不明な点が多く、透析によりそれぞれの物質がどの程度除去されるのかに関する情報もほとんどないのが現状である。本研究は透析患者の代謝性物質の詳細なプロファイルを明らかにしたものであり、透析患者に特異的な病態を明らかにする上で非常に価値のある情報になると考えられる。現在論文投稿準備中である。昨年10月より米国ブリガム&ウィメンズ病院に留学することとなり、留学準備のため当初の計画通りに研究を進めることができなかった。このため次年度への繰越申請を行った。これまで東北大学で行ってきた研究は引き続き進めていく予定である。これまで申請者らは、慢性腎臓病患者および慢性腎不全モデルラット、さらに維持透析患者の血液をキャピラリー電気泳動質量分析(CE-MS)にて網羅的に解析し、腎機能の低下や透析による生体内の代謝性物質の変動プロファイルを明らかにしている。またアデニン誘発性腎不全モデルマウスに対し下剤の一種であるルビプロストンを投与することにより、腸内細菌叢がいわゆる善玉菌優位に変化し、血中の尿毒素の減少および腎機能の改善が認められることを見出し報告した。また我々は化合物ライブラリのスクリーニングを行い、新規合成インドール化合物(MA-5)が、ミトコンドリアにおけるATP産生を促進し、ミトコンドリア病患者から採取した線維芽細胞の生存率を改善することを見出し報告した。さらにMA-5はマウスへの投与にて虚血再灌流モデルやシスプラチン腎症での腎障害を軽減することを明らかにした。さらにミトコンドリア病モデルマウスであるMitomiceへのMA-5投与にて、心筋障害や腎障害の顕著な改善傾向を認めた。

これらの結果より、新規インドール化合物MA-5はミトコンドリア病や酸化ストレスによる腎障害への新たな治療戦略となる可能性が高いと考えられた。特にミトコンドリア病は現在においても有効な治療法が確立されていないのが現状であり、MA-5はミトコンドリア病に対する画期的な治療薬となる可能性をもっていると考えられた。これらの知見を報告するとともに、現在ミトコンドリア病治療薬への応用を目的に、さらなる解析を進めている。また申請者は2015年10月より米国ブリガム&ウィメンズ病院にポスドクとして留学し、ストレスに対するtRNAの制御とその生理学的機能などにつき研究を進めている。研究対象の分野の最近の知見を総説として報告した。(1)透析患者の血中代謝性物質濃度を網羅的に測定し、非透析患者とのプロファイルの相違を明らかにした。(2)新規インドール酢酸誘導体(MA-5)がミトコンドリアにおけるATP産生促進作用を持ち、ミトコンドリア病の新規治療薬となる可能性を明らかにした。(3)下剤の一種であるルビプロストンが、腎不全モデルマウスに対する投与にて腸内細菌叢をいわゆる善玉菌優位に変化させ、腎機能低下および尿毒素の蓄積を抑制することを明らかにした。(4) RNaseの一種であるAngiogeninのin vivoの作用を検討し、既報で示唆されていたtRNAのCCA末端の切断作用は否定的であることを明らかにした。本研究は尿毒症物質の除去を焦点に当て、その治療標的として透析、腸管(腸管での吸着および腸内細菌叢)、トランスポーターに着目している。このうち本年度は透析における除去および非透析慢性腎臓病患者との比較を行い、透析による各種代謝性物質の血中濃度および除去効率を明らかにし、さらに腸内細菌叢の尿毒症物質への関与を明らかにするための動物実験も進行し、データも蓄積していることから、おおむね計画どおりに進展していると考えられる。引き続き当初の計画通り尿毒素の除去による慢性腎不全治療法の確立を目的に、透析、腸管(腸内細菌叢や腸管での尿毒素吸着)、トランスポーター発現調整などの治療への応用性を検討していく。加えて、腎障害やミトコンドリア病への応用が期待されるMA-5の詳細な作用機序の解明が非常に重要であると考えられることから、MA-5の細胞内の作用機序のさらなる解明を目指す。具体的にはRNAの構造的変化やタンパク質の翻訳制御に与える影響を検討し、ストレス応答へのMA-5の関与を詳細に検討していく予定である。腎臓病学引き続き当初の計画どおり尿毒症物質の除去による慢性腎不全治療法の確立を目的とし、その標的として透析、腸管(腸管での吸着および腸内細菌叢)、トランスポーターの発現調整などの実現性を検討して行く。まず透析患者特異的な病態への関与が疑われる候補物質を培養細胞における毒性試験(cell viability assay、酸化ストレス産生能など)にて評価し、さらに毒性が示唆された物質をマウスおよびラットに投与し、動脈硬化、酸化ストレス、血圧、血液生化学検査所見などを指標にin vivoでの毒性評価を行う。加えて腸内細菌叢の調整が、尿毒症物質の産生低下を介した新規慢性腎不全治療法となりうるかを明らかにするため、アデニン誘発性腎不全マウスに対し乳酸菌製剤や食物繊維などを投与し、血中尿毒症物質の濃度低下や腎機能の改善が認められるかを検討していく。
酵母のシステム生物学におけるシステム同定手法の開発

酵母の細胞分裂に関係するタンパク質ネットワークの推定問題を定義し,その解法として最小二乗法に基づく手法を提案した.提案手法では,酵母の細胞分裂におけるタンパク質濃度波形が得られていると仮定し,これらの濃度波形を状態方程式で同定し,その係数行列から細胞分裂に関係するタンパク質ネットワークを推定する.この解法の有効性を数値シミュレーションで検証し,未知のネットワークパスの存在の可能性が示唆された.さらに,感度解析手法により未知ネットワークパスの役割を示した.酵母の細胞分裂に関係するタンパク質ネットワークの推定問題を定義し,その解法として最小二乗法に基づく手法を提案した.提案手法では,酵母の細胞分裂におけるタンパク質濃度波形が得られていると仮定し,これらの濃度波形を状態方程式で同定し,その係数行列から細胞分裂に関係するタンパク質ネットワークを推定する.この解法の有効性を数値シミュレーションで検証し,未知のネットワークパスの存在の可能性が示唆された.さらに,感度解析手法により未知ネットワークパスの役割を示した.本研究では、システム生者学が扱う生命システムの対象がウイルスなどの微小生命から哺乳類まで多岐にわたることを考慮し、真核生物の中でも最小の生物である酵母に焦点に絞る。そして、酵母の生命現象の中でも癌細胞増殖に関連する細胞分裂を対象とし、そのシステム生物学におけるシステム同定手法を開発し、それをンパク質ネットワークの推定問題に応用することを目的とする。本年度の補助金により、最小二乗法に基づくシステム同定手法に用いて、酵母の細胞分裂の基本システムである6個のタンパク質から構成されるネットワークの推定をおこなった。まず、コンピュータ上に6次元の酵母の細胞分裂モデルを構築し、シミュレーションをおこなうことでシステム同定用の入出力データを生成した。つぎに、この入出力データに対して最小二乗法に基づくシステム同定手法を適用することで、6次元の線形時不変システムを導出した。導出されたシステムにおいて、システム行列をネットワークの結合強度と解釈ことで、酵母の細胞分裂に関連するタンパク質ネットワークが推定可能であることを確認した。さらに、得られたタンパク質ネットワークを数式モデルとして記述し、酵母の細胞分裂を表現する新たな非線形微分法式を導出し、感度解析手法を用いてロバストネスの解析をおこなった。推定されたタンパク質ネットワークは複数あるが、その中には細胞分裂のロバストネスを低下させるネットワークが在することが判明した。この解析結果から、この部分のネットワークに相当するタンパク質の相互作用を促進する薬品投薬などにより効果的に細胞分裂を停止させることの可能性が示唆された。本手法が酵母の細胞分裂におけるタンパク質ネットワークの推定に有効であることが示された。平成21年度の研究では,まず,酵母の細胞分裂に関係する主要な6つのタンパク質から構成されるタンパク質ネットワークの動的振る舞いを表現する6次元の非線形微分方程式を化学反応論に基づいて導出し,平成20年度における提案手法を適用することにより新たに推定される未知ネットワーク結合の役割をロバストネスの観点から理論的に明らかにした.具体的には,感度解析手法を適用することにより,酵母の細胞分裂ロバストネスを上させるネットワーク結合が存在することを明らかにし,細胞内に推定されたネットワーク結合の存在の可能性を示唆することができた.また,逆にロバストネスを低下されるネットワーク結合の存在も予測され,これにより細胞分裂の繰り返しにより増殖する癌細胞を効果的に抑制する制御方法の可能性を示唆することができた.さらに,平成20年度における提案手法の有効性を検証するため,酵母の細胞分裂に関連する9つのタンパク質を対象とし,そのタンパク質ネットワークを推定した.その結果,従来の研究結果では未知であるいくつかのネットワーク結合の存在の可能性が示唆された.また,タンパク質ネットワーク結合が時間に依存して変化することを同定する新たな時変システム同定手法の提案をおこない,ネットワーク結合の時間変化を予測可能とすることができ,細胞分裂に関連するタンパク質の時間的な振る舞いを理解することの可能性が示された.ノイズを考慮した場合の提案手法の有効性も検証した.
亜鉛欠乏が炎症性腸疾患の発症や増悪に関与する仕組みの解明とその予防・治療への戦略

炎症性腸疾患(Inflammatory Bowel Disease:IBD)は、過去40年にわたり急激に増加した疾患として知られる。IBDの発症や憎悪化のメカニズムの一つとして、「亜鉛欠乏」が「腸型アルカリフォスファターゼ(IAP)の活性消失」を引き起こすことがあげられることを、細胞及び動物レベルで証明し、IBDの予防と治療に亜鉛の活用が実践的であることを示す。さらに、亜鉛の吸収効率を上昇させる食品因子を探索し、本因子が実際にIBDの予防や治療に有効に作用することを実証する。亜鉛を充足させる食の提案は、医薬や食品など幅広い分野の応用に新しい展開をもたらすものと期待される。