hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属酵素-補酵素-基質-酵素の四元系における酵素添加反応機構

金属酵素-補酵素-基質-酸素の多元系で繰り広げられる、基質分子の酸素添加反応をモデル系で再現するために、環状アザクラウン(トリアザシクロナン;tacn)にベンジル(Btacn)あるいはフェネチル(Ptacn)基を導入した配位子の合成を試みた。tacnのオルトアミド体を経由して、これらのtacn-置換誘導体を合成する経路を確立した。BtacnおよびPtacnの銅錯体についてX線単結晶解析を行い、ペンダント置換基を導入した窒素が軸配位した四角錐型の配位構造を明らかにした。ESRおよび光吸収スペクトルに解析から、溶液中でも同様の配位構造を取ることを証明した。また、アピカル位のハロゲン陰イオンと溶媒分子の配位子交換平衡にあることを、溶液状態のスペクトル解析によって議論した。さらに、Btacn銅錯体の平面位にフェナントロリン(Ph)配位した三元錯体の単結晶解析を行い、この場合BzとPhの芳香環に分子内π-π相互作用の存在を見いだした。この三元錯体は金属酵素-補酵素-基質の三元系錯体のモデルとして位置づけられる。また、Btacn銅錯体は金属酵素の補酵素であるプテリンとも同様の三元錯体を溶液中で形成することをESR測定によって明らかにした。この三元錯体について芳香環の水酸化反応の可能性について検討している。本研究補助金によって、題目に掲げた新規配位子の合成と、銅錯体の結晶構造ならびに配位子交換反応等について、金属酵素の反応機構解析に必要な基礎的知見が蓄積された。
現在の高分子構造物性論の停滞の打破:コンピューター支援による新しい方法論の開発

最近、「機能性高分子の構造と物性の関係把握」と銘打った発表が学会で相当数に上がってきている。しかし残念ながら、真に分子レベルに立ち、正当な方法論にのっとって議論した、信頼性の高い内容の報告は極めて限られている。この複雑な状況に少しでも深く突っ込んで調べようとする時、これまで高分子科学で用いられてきている様々の解析手法だけではなく、計算機を用いた手法が必要不可欠になる。しかし、結晶、非晶、中間相が複雑に絡んでいる高分子系で、真にバルクな物性をミクロなレベルから解明しようとする場合、まさしくAvogadro Numberの分子鎖集合体を計算機に発生させてやらねばならない。これは非現実的でる。むしろ、もっと単純化された、構造のより明確な、例えば結晶領域に焦点を結び、その構造と物性との関わりを深く解明していくことが、従来バルクな構造と物性の関わりを分子レベルから解明していく上での、極めて重要かつ基礎的な情報を与えてくれる。本研究は,十分な精度確度でもって高分子の結晶構造と力学物性との関わりを原子分子レベルから明らかにするための新しい方法論を展開することに、その中心課題があった。具体的には、(1)構造と弾性定数の関係を理解するための具体的な手法を明らかにした。(2)その応用問題として、3次元的に強い高分子の設計を検討した。(3)高分子の相転移現象の分子機構を計算機実験によって明らかにし、この構造変化が物性変化と密接に結び付いていることを示した。(4)構造-物性の関わりを論じる上で極めて重要な構造情報を精度、確度ともに高く決定していくための方法論を開発した。かつて筆者は、ある雑誌に「私の夢は高分子の構造と物性の間に虹の掛橋をかけることである」と書いたことがある。一生かかって、この橋を頑丈で確かなものにするためにも、さらなる挑戦をしていかねばを思っている。これは非現実的でる。最近,「機能性高分子の構造と物性の関係把握」と銘打った発表が学会で相当数に上がっているが,残念ながら,真に分子レベルに立ち,正当な方法論にのっとって議論した信頼性の高い内容の報告は極めて限られている.この現状を打破するためには,(1)結晶,非晶,および両者を含む高次組織の構造を明らかにするとともに,(2)原子分子の具体的な構造からスタートした理論を展開し,物性値の定量的予測を行なうことが必要である.我々は長年にわたり格子力学理論を基に高分子結晶域の構造と力学物性,電気物性との関わりを分子次元で調べ,かなりの成果を挙げてきた.本研究ではそれを非晶領域まで含む高次組織の構造-物性論にまで拡張発展させることを目標としている.そして,この難題に真正面から挑戦するための現時点で最も有望と考えられる武器,すなわち高速演算,大容量コンピューターを用いた分子設計支援システム(ポリグラフ)を導入した.本年度は,まず,物性の点で極めて重要であるにもかかわらず未だに結晶構造の解明されていないいくつかの高分子について,ポリグラフを用いたエネルギー最小化計算を行ない,最も妥当な分子構造および結晶構造モデルを抽出することを試みた.さらにそれらの結晶が示すべきX線回折や赤外ラマンスペクトルをシミュレートし,実測データと比較し,構造の妥当性をチェックした.例えば,ポリ(3-アルキルチオフェン)は高い電気伝導を示し,また温度を変えると試料の色が変化する(サーモクロミズム)など非常に特異的な挙動をするため工業的にも注目されている高分子物質である.エネルギー計算により4種類の構造モデルを選び出すことができた.

それぞれのモデルについてX線回折パターンを計算し、実測データとの比較によって2種類にしぼりこんだ.現在最も適切な構造を抽出しつつあるところである.また,ポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾールについては,その結晶構造について検討するとともに,極限弾性定数を理論算計し,さらに3次元方向に強力な高分子の設計に成功した.高分子の構造と物性との関連性を原子,分子のレベルから明らかにする新しい方法論として,コンピューター支援システムの開発を目指している.具体的には,原子,分子の構造からスタートし,結晶領域,非晶領域,さらにはそれらを統合した高次組織における分子鎖の凝集構造を,分子設計支援システム(ポリグラフ)を用いて明らかにし,さらには,これらの構造から期待される力学的性質,電気的性質を理論的に求め,実際に測定されている値と比較検討することを行なう.本年度は次のような項目について,このシステムの有用性をチェックした.(1)ポリエチレン分子鎖の凝集構造と振動スペクトルの関わり:重水素化ポリエチレンと水素化ポリエチレンの共晶化試料は,同種鎖(例えばH鎖同士)の間の振動カップリングが他種鎖(例えばD鎖)の共存によりカットされるために,振動スペクトルのプロファイルがH/D組成とともに大きく異なってくる(K.Tashiro et al.,Macromolecules,印刷中).この現象を解明するために,ポリエチレン結晶中にD鎖とH鎖とを様々に配置した構造モデルを構築し,振動スペクトルをシミュレーションした.結果は実測データをよく説明し,高分子結晶化の機構の分子レベルでの解明に一歩近付き得た.(2)強誘電高分子の構造と相転移現象:例えばフッ化ビニリデン-トリフルオロエチレン共重合体やシアン化ビニルデン-脂肪酸ビニルエステル共重合体は,強誘電性あるいは反強誘電性高分子として注目されている.これらの高分子結晶域における分子鎖の凝集状態をエネルギー最小化法により求め,かつ,X線回折パターンや振動スペクトルパターンをシミュレーションし,実際のデータと比較した.(3)ダイヤモンドを凌我する新規高分子の分子設計:一般に高分子物質は鎖軸方向とそれに垂直な方向とで弾性率が2桁も異なり,超高弾性率ポリマー開発の上で様々な問題を抱えている.今回,三次元方向いずれにも極めて高い弾性率を有する新規高分子材料の設計に成功した.これらの高分子は現在最強とされているダイヤモンド結晶よりもはるかに高い弾性率を呈することが理論計算上明らかにされた.現在,その合成ルートの考案を行なっているところである.高分子の構造と物性との関連性を原子,分子のレベルから明らかにする新しい方法論として,コンピューター支援システムの開発を目指している.具体的には,原子,分子の構造からスタートし,結晶領域,非晶領域,さらにはそれらを統合した高次組織における分子鎖の凝集構造を,分子設計支援システム(ポリグラフ)を用いて明らかにし,さらには,これらの構造から期待される力学的性質,電気的性質を理論的に求め,実際に測定されている値と比較検討することを行なう.本年度は次のような項目について検討した.(1)3次元架橋構造を有する高分子結晶の分子設計と物性予測:一般に高分子物質は鎖軸方向とそれに垂直な方向とで弾性率が2桁も異なり,超高弾性率ポリマー開発の上で様々の問題を抱えている.今回,三次元方向いずれにも極めて高い弾性率を有する新規高分子材料の設計に成功した.
VLESモデルを利用した海洋内部重力波の励起源近傍における乱流混合過程の解明

海洋中の活発な乱流混合は内部重力波の励起源となる大気擾乱下の表層海洋や卓越した海底地形の直上などに集中して発生している。本研究ではまず大気擾乱起源の乱流混合過程をLargeEddySimulation(LES)を行い詳しく調べた。このLESの結果を利用して既存の乱流パラメタリゼーションの有効性を検証した。次に、バロトロピック潮汐流と海底地形の相互作用によって励起される内部潮汐波の三次元グローバル数値シミュレーションを行い、計算格子間隔がゼロの極限における内部潮汐波エネルギー転嫁率のグローバル分布の推定を行った。気候変動予測に用いる海洋大循環モデルの高精度化には、サブグリッドスケールの乱流混合過程の適切なパラメタリゼーションが必要不可欠である。特に、中央海嶺や台風などの海洋内部重力波の励起源の近傍は、活発な乱流混合が集中するホットスポットとなっている。そこで、この励起源近傍の乱流混合ホットスポットの物理過程を数値的に再現するために、本年度はVery Large Eddy Simulation (VLES)モデルの開発をおこなった。VLESモデルは乱流運動の異方性を考慮することで、従来のLarge Eddy Simulation (LES)モデルに比べてより広い物理空間をカバーできる利点を持つ。本研究で開発したVLESモデルでは乱流スキームにZhang et al.(1993)のDynamic Mixed Modelを組み入れた。また内部重力波励起源の近傍では移流効果が卓越するため、数値分散を抑える移流スキームUTOPIAを導入した。この開発したVLESモデルを用いて、本年度は一定の密度成層を持つ理想的モデル海洋に一定の風応力を与えて得られる表層混合層の乱流混合過程の数値実験を行った。励起された近慣性内部重力波に伴う強いシアー流によって混合層下部に乱流混合が発生し、それが密度成層を破壊しながら混合層を成長させる様子が再現された。特に、古典的な乱流スキームであるSmagorinsky Modelを組み入れた計算では混合層下部の鉛直拡散係数が過大評価されて乱流混合過程がうまく再現されないのに対して、Dynamic Mixed Modelでは水平拡散係数に比べ鉛直拡散係数が抑制され流速シアーからKH不安定を介して乱流混合に至る物理過程が精度よく再現されることが確認された。来年度は、このVLESモデルに現実的な台風フォーシングと一般流を組み込み計算し、大気擾乱直下の乱流混合係数とその空間構造を明らかにする予定である。平成23年度は、海底地形上を潮汐流が乗り越えることによって励起される内部重力波(内部潮汐波)に起因する乱流混合過程のVLES(Very Large Eddy Simulation)を実施するための準備として、内部潮汐波エネルギーの全球分布を調べるための三次元数値シミュレーションを実施した。全球を同時にカバーする三次元並列数値モデルに現実的な海底地形と密度成層およびバロトロピック潮汐流を組み込んで数値シミュレーションを行い、その結果に基づいて深海の乱流混合過程へ供給されうる内部潮汐波エネルギー量の全球分布を定量的に調べた。その結果、内部潮汐波の活発な励起源が伊豆小笠原海嶺に代表される標高が密度躍層に到達する急峻な海底地形に限定されること、特に1日周期の内部潮汐波エネルギーの大半が北西太平洋沿岸域に集中して励起されていることが明らかになった。さらに、バロトロピック潮汐から内部潮汐波へ転嫁するエネルギー量が水平格子間隔及び海底地形解像度に強く依存し、水平格子間隔の減少につれてエネルギー転嫁率の対数値が線形に増加していることが分かった。特に、高波数の海底地形成分が卓越する大西洋中央海嶺で励起される内部潮汐波エネルギーのグリッド依存性が高いことが示された。さらに、外洋域において水深が1000m以上となる海域で消散される内部潮汐エネルギー量を見積もったところ約500-600GWとなり、Webb and Suginohara(2001)が見積もった深層循環の維持に必要となる乱流混合エネルギー量とほぼ同じになることが示された。バロトロピックな潮汐流と海底地形の相互作用により励起される内部潮汐波は、励起源の近傍でのシアー不安定や背景場の内部波との非線形相互干渉を通じて、海洋中・深層の乱流混合を引き起こし、密度成層を維持することで深層循環を駆動している。したがって高精度な深層循環の数値モデリングの確立には、バロトロピックな潮汐流から内部潮汐波に供給されるエネルギー量とそのグローバルな空間分布の正確な情報が必要不可欠である。

そこで平成24年度は、内部潮汐波に起因する乱流混合過程のVLESを実施するための準備として、昨年度に引き続き、現実的な海底地形、密度成層およびバロトロピック潮汐流を組み込んだ三次元並列数値モデルを用いて、内部潮汐波のエネルギー転嫁率のグローバル分布を調べた。特に、水平グリッド間隔を系統的に変えて数値実験を行い、エネルギー転嫁率のグローバル分布が水平格子間隔および海底地形の解像度にどのように依存するのかを詳しく調べた。内部潮汐波へのエネルギー転嫁率は、水平グリッド間隔の減少に対して指数関数的に増加し、特に、大西洋中央海嶺、東太平洋海嶺、中央インド洋海嶺などプレート年代が若く空間スケールの小さな不規則な海底地形が卓越する海域でグリッド依存性が特に高く、インドネシア多島海や西部太平洋などで小さくなることが分かった。また、水平波長の違いを反映して半日周期(M2, S2)のエネルギー転嫁率のグリッド依存性が日周期(K1, O1)に比べて大きくなることが分かった。このような場所や潮汐周期による内部潮汐波のエネルギー転嫁率のグリッド依存性の違いが、バロトロピック潮汐流、海底地形および密度成層で定義されるフォーシング関数によりパラメーター化できることを示した。さらに、このフォーシング関数に基づき、グリッドサイズがゼロの極限における内部潮汐波のエネルギー転嫁率のグローバル分布を推定した。平成23年度は、当初計画した内部潮汐波に起因する乱流混合過程のVLES(Very Large Eddy Simulation)を実行するための準備として内部潮汐波エネルギーの全球分布を調べるための数値シミュレーションを実施したため、本来のVLESの実行計画にやや遅れが生じている。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、23年度に実施した内部潮汐波の全球数値シミュレーションで明らかにした乱流ホットスボットとなりうる伊豆小笠原海嶺などの顕著な海底地形を22年度開発したVLESモデルに組み込んで数値実験を行うことで、内部潮汐波によって生成される乱流混合係数とその空間構造を明らかにする。さらに、その計算結果に基づいて海祥大循環モデルに組み込むための乱流パラメタリゼーションを提案する予定である。
仮想博物館システムのための画像情報を用いた3次元物体モデリング

本平成8年度において、国立民族学博物館所蔵の遺物や美術品の表面幾何形状とテキスチャー(模様)を計測した画像データ(距離画像とカラー画像)を用いて、多視点画像のデータ融合の研究を進めた。ただし、視点位置・方向は既知とした。まず各視点の距離・カラー画像から、1)凸および凹特徴領域を抽出し、2)多視点画像間で凹凸特徴領域の対応関係を認識し、3)多視点画像を1つの立体データに融合し可視化する方法を確立した。また、以下の3つの研究項目について検討を進め、その結果を、本度購入した高速グラフィックワークステーション上にて表示し確認した。距離画像における形状特徴抽出:微分幾何学に基づいて、距離画像から抽出可能な3次元形状特徴の調査研究を行った。特に、法線や3次元曲率の局所形状特徴の幾何的意味や利用可能性について調査した。また、代表的な3次元曲率計算アルゴリズム数種についてプログラムを作成し実験を行った。実験結果からそのアルゴリズムの安定性や計算効率を比較し、最適な3次元曲率算出ソフトウエアを開発した。カラー画像におけるテキスチャー特徴抽出:色彩理論に基づき、人間の色知覚に対する視覚特性や、各種表色系(RGB表色系、YIQ表色系、マンセル表色系等)とカラーディスプレイに表示する場合の視覚的効果について調査した。さらに、調査結果に基づいてカラー画像からテキスチャー特徴を抽出するアルゴリズムを考案し、ソフトウエアを開発して実験を行った。形状・テキスチャー特徴を保存した3次元任意形状物体モデリング:抽出された形状・テキスチャー特徴を用いて、階層的3次元CG形状表現(三角パッチ表現)を生成するアルゴリズムを考案し、3次元任意曲面物体モデリングソフトウエアを開発した。
TRPを介する血小板の容量性Ca^<2+>流入におけるCRPの作用

平成17年度の研究から血小板における容量性カルシウム流入をCRPが増強し、これに対応する血小板凝集もCRPにより亢進したことから、CRPが血小板機能の促進を介して、動脈硬化や血栓症の進展に関与する可能性が示唆された。そこで、平成18年度には、動脈硬化の重要なリスク要因である糖尿病を有する患者の血小板機能が血中CRPレベルと関連するか否かについてspearmanの順位相関を用いて検討した。同時にCRP以外の血中急性期反応物質であるシアル酸、アミロイドA蛋白(SAA)や凝固線溶系のマーカーについても検討した。尚、血小板機能の評価には血中PDMP(platelet-derived microparticle)を用いた。PDMPはin vivoでの血小板機能を反映するマーカーとして最近開発された。CRPはSAA(r=0.515,p<0.01))およびシアル酸(r=0.494,p<0.05)と有意な相関を示したが、PDMPとの間には有意な相関を認めなかった(r=-0.204)。一方、PDMPは他の急性期反応物質であるSAA(r=-0.077)およびシアル酸(-0.203)とも有意な相関を示さなかった。尚、SAAはフィブリノーゲン(r=0.454,p<0.05)およびα2・PI(r=0.565,p<0.01)との間で有意な相関を示し、シアル酸はフィブリノーゲン(r=0.435,p<0.05)との間で有意な相関を示した。以上の結果から、糖尿病患者においてCRPをはじめ、他の急性期反応物質の濃度はいずれも血中PDMP濃度とは関連を示さず、CRPが生体内での血小板の活性化を反映するとの結論は得られなかった。平成17年度におけるin vitro研究より血小板活性化とCRPの関連が示唆される事より、今後患者背景についてのサブ解析を含め対象者を広げてさらに検討する必要がある。健常成人血液検体より遠心法にて血小板を分離し、洗浄血小板浮遊液を作成し、実験に供した。血小板刺激はCa^<2+>-ATPase阻害剤であるthapsigarginを用いることにより、細胞内Ca^<2+>貯蔵庫のCa^<2+>を枯渇させ、容量性Ca流入(以下CCE)を引き起こすことにより行った。これらの検体を用いて、下記の各項目について、急性相反応性蛋白の一種であるC反応性蛋白(以下CRP)の影響を検討した。1)CRPによる血小板細胞でのCCEへの効果上記の洗浄血小板浮遊液にCa^<2+>感受性蛍光色素であるFura2-AMを負荷し、細胞内カルシウム測定装置にて血小板に直接CRPを添加する事により、CCEによる血小板細胞内Ca濃度上昇へのCRPの直接的な効果を検討した。CRPの添加により細胞外からのCa^<2+>流入は有意に増強された。しかし、thapsigarginを用いず、CCEを介さずにCRPを添加しても細胞外からのCa^<2+>流入は増強されなかった。2)受容体依存性Ca^<2+>チャネル阻害剤SKF-96365のCRP刺激への影響受容体依存性Ca^<2+>チャネル阻害剤であるSKF-96365を用いて、CCEの阻害作用におけるCRPに対する影響を検討した。SKF添加にてCRPによるCCEの増強効果は有意に抑制された。3)CRPのCCEを介した血小板凝集能への影響上記CRPの効果をレーザー散乱光式凝集能測定装置を用いて検討した。CRPの添加により小凝集塊の生成に変化は無かったものの、中及び大凝集塊の生成は亢進し、CCEによる血小板凝集はCRP添加により有意に増強された。

尚、SAAはフィブリノーゲン(r=0.454,p<0.05)およびα2・PI(r=0.565,p<0.01)との間で有意な相関を示し、シアル酸はフィブリノーゲン(r=0.435,p<0.05)との間で有意な相関を示した。以上の結果から、糖尿病患者においてCRPをはじめ、他の急性期反応物質の濃度はいずれも血中PDMP濃度とは関連を示さず、CRPが生体内での血小板の活性化を反映するとの結論は得られなかった。平成17年度におけるin vitro研究より血小板活性化とCRPの関連が示唆される事より、今後患者背景についてのサブ解析を含め対象者を広げてさらに検討する必要がある。
薬物徐法制御のための生分解ポリウレタンの凝集構造制御

本研究では、アミノ酸(リジン)由来のジイソシナネートと種々の分子量のポリカプロラクトンジオール(PCL)を用いて、ジアミン鎖延長剤により組成が異なる様々な特性のセグメント化ポリウレタンウレア(SPUU)を合成し、その構造と物性を制御した。さらにSPUU溶液中でN-イソプロピルアクリルアミドをラジカル重合し、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)の相互侵入網目を合成し、新規創傷被覆材を目的とした薬物徐放(DDS)への応用展開を試みた。SPUU/PNIPAMからのIPNの生成は赤外吸収スペクトル測定によるPNIPAMの特性ピークの出現により評価した。また乾燥フィルムの動的粘弾性の温度依存性測定、DSC測定からも、IPN化によるガラス転移温度の変化やIPN形成に対応した弾性率の変化が観測された。SPUU/PNIPAMはIPNの場合でも水膨潤状態で膨潤度の温度依存性が観測され、表面の特性も低温では親水性、37°C付近では細胞接着に適した水接触角が70°付近の表面特性を示した。37°Cでの繊維芽細胞の培養結果はこの系に細胞毒性が無いことを示しており、さらに低温ではPNIPAMのLCST転移による膨潤による細胞の脱着が観測された。この特性は創傷被覆材としての応用に極めて有用である。またさらにPNIPAMにアクリル酸を共重合することによりDDS等で必要な水膨潤度と膨潤速度の増大を観測した。従来の生分解性材料の大部分は硬く、脆いガラス状高分子であるため、生体への埋め込みの際にはコンプライアンスの違いにより異物感が生じ、臨床の際に問題となる。DDSへの利用でもガラス状高分子のみでは放出速度の制御が困難である。本研究ではアミノ酸を原料とするジイソシアナートを用いたセグメント化ポリウレタンを合成し、その構造と物性を制御し、その薬物徐放(DDS)への応用展開を試みることを目的とする。種々の薬剤をカプセル化に最適な凝集構造、親疎水性を有する生分解性セグメント化ポリウレタンをリジジンイソシアナート、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリカプロラクトンジオールなどの種々の親疎水性のポリオールより合成した。フィルムを溶媒蒸発法により製膜し現有の設備を利用し、その物性を示差走査熱量分析(DSC)、動的粘弾性測定、引っ張り試験などの種々の特性解析手法を用いて解析し、また構造をNMR,赤外吸収スペクトル測定、電子顕微鏡観察に基づき解析した。調製したセグメント化ポリウレタンのフィルムの加水分解挙動をin vitroで評価する。またモデル化合物の緩衝液中での放出挙動を評価し、徐放性とセグメント化ポリウレタンの分子凝集状態の関係を議論した。従来の生分解材料の大部分は硬く、脆いガラス状高分子であるため、生体への埋め込みの際には、コンプライアンスの違いにより異物感が生じ、臨床の際に問題となる。DDS(ドラッグデリバリーシステム)への利用でもガラス状高分子のみでは、放出速度の制御が困難である。本研究では、アミノ酸を原料とするリジンジイソシアネートを用いたセグメント化ポリウレタンを合成し、その構造と物性を制御し、そのポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)の相互侵入網目を合成し、薬物徐放(DDS)への応用展開を試みることを目的とする。特に温度に依存して表面物性や膨潤度を変化させ、細胞親和性、薬物徐放性を検討した。セグメント化ポリウレタンの合成は既報の手法で合成した。(1)ソフトセグメントは種々の数平均分子量、Mnのポリカプロラクトンジオール、鎖延長剤は1,4-ブタンジアミンである。サンプルはPCL(PCL Mn)(PCL fraction)BDAで表記した。20-50wt%のPNIPAMを含むSPUU/PNIPAMの相互侵入網目(IPN)は、NIPAMのポリウレタン溶液中でのAIBNを用いた熱重合により調製した。ここで架橋剤はMBAmである。IPNの組成は英文のTable 1に示している。重合後のIPNはテフロンシャーレ上で製膜した。これらのサンプルに対して、赤外吸収スペクトル測定、示差走査熱量(DSC)測定、動的粘弾性測定により特性解析を行った。さらに膨潤度の温度依存性、繊維芽細胞の培養挙動、モデル薬剤の放出挙動を評価した。SPUUの生成、特性解析は既報の通りである。SPUU/PNIPAMIPNの生成は赤外吸収スペクトル測定によるPNIPAMの特性ピークの出現により評価した。また動的粘弾性、DSC測定からも、IPN化によるガラス転移温度の変化が観測された。PNIPAMは室温で膨潤、37°C付近で収縮する温度応答性高分子である。SPUU/PNIPAMのIPNでも温度応答性が観測され、表面の特性も低温では親水性、37°C付近では細胞接着に適した表面特性を示した。また水による膨潤で白濁を示した。37°Cでの繊維芽細胞の培養結果はこの系に細胞毒性が無いことを示しており、さらにPNIPAMの膨潤による低温で細胞の脱着が観測された。抗菌剤であるセルファメタキサゾールの放出挙動を評価した。初期には比較的早い放出が、後期では遅い放出が観測され、IPNではPNIPAMの膨潤による初期の放出速度の増大が観測された。

本研究では、アミノ酸(リジン)由来のジイソシナネートと種々の分子量のポリカプロラクトンジオール(PCL)を用いて、ジアミン鎖延長剤により組成が異なる様々な特性のセグメント化ポリウレタンウレア(SPUU)を合成し、その構造と物性を制御した。さらにSPUU溶液中でN-イソプロピルアクリルアミドをラジカル重合し、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)の相互侵入網目を合成し、新規創傷被覆材を目的とした薬物徐放(DDS)への応用展開を試みた。SPUU/PNIPAMからのIPNの生成は赤外吸収スペクトル測定によるPNIPAMの特性ピークの出現により評価した。また乾燥フィルムの動的粘弾性の温度依存性測定、DSC測定からも、IPN化によるガラス転移温度の変化やIPN形成に対応した弾性率の変化が観測された。SPUU/PNIPAMはIPNの場合でも水膨潤状態で膨潤度の温度依存性が観測され、表面の特性も低温では親水性、37°C付近では細胞接着に適した水接触角が70°付近の表面特性を示した。37°Cでの繊維芽細胞の培養結果はこの系に細胞毒性が無いことを示しており、さらに低温ではPNIPAMのLCST転移による膨潤による細胞の脱着が観測された。この特性は創傷被覆材としての応用に極めて有用である。またさらにPNIPAMにアクリル酸を共重合することによりDDS等で必要な水膨潤度と膨潤速度の増大を観測した。
目的の部位で発現させることが出来るプロモータートラップマウスのライブラリー構築

可変型遺伝子トラップクローンデータベース(EGTC)に登録しているプロモータートラップマウスの発現解析を行った。84ラインについて発現解析を行い、既に67ラインについてEGTCで公開している。多くの場合、複数の臓器で強いX-gal染色像が得られ、その結果はEST profile(Unigene)のTPM(transcripts per million)値と相関していなかった。このことは、プロモーターリソースとして考える場合に、実際にレポーター遺伝子の発現パターンを調べる事が重要である事を示している。我々は、『可変型遺伝子トラップ法』開発し、データベース『EGTC』(Database for the Exchangeab le Gene Trap clones)を構築し、全世界に公開している。本研究は、EGTCに登録し、マウスラインを樹立したクローンについて、トラップしたプロモーターの発現プロファイルを作成し、任意のノックインマウスを効率良く作製するためのプロモータートラップマウスライブラリーを構築することを目的としている。平成20年度は、EGTCに登録している可変型遺伝子トラップクローンの中から、プロモータートラップタイプのベクターを用いていて、ベクター挿入部位がトラップした遺伝子のATGよりも上流であるクローンをリストアップした。ヘテロ接合体マウス(アダルト)の各種臓器のホールマウントX-gal染色を行ない、プロトコールを確立した。また、プロモーター活性を分かり易く示す画像取得方法を模索し、最終的に全ての臓器を1枚にまとめてデジタルカメラで撮影することに決定した。我々は、可変型遺伝子トラップクローンデータベース『EGTC』を構築し、全世界に公開している。本研究は、トラップしたプロモーターの発現プロファイルを作成し、ライブラリー化することを目的としている。平成21年度は、31ラインについて、ヘテロ接合体マウス(アダルト)の各種臓器のホールマウントX-gal染色を行ない、デジタルカメラを用いて高精細画像の取得を行なった。ネガティブコントロールと比較して強い染色を示した臓器をリストアップしたが、ユビキタスな発現を示すクローンが多く組織特異的と言えるクローンは少なかった。また、データベースEGTCのリニューアルを行ない、トラップした遺伝子に関する情報、ES細胞に関する情報、マウスラインに関する情報に分けて、詳細な情報を提供するようになった。さらに、統合データベースプロジェクトが構築している生命科学系データベースアーカイブへの登録を行なった。以下に、平成21年度中にX-gal染色を行なったトラップマウスラインと、そのトラップした遺伝子を列記する。本研究は、トラップしたプロキーターの発現プロファイルを作成し、ライブラリー化することを目的としている。平成22年度は、31ラインについて、ヘテロ接合体マウス(アダルト)の各種臓器のホールマウントX-gal染色を行ない、デジタルカメラを用いて高精細画像の取得を行なった。また、解析した発現プロファイルデータを日本実験動物学会で発表した。平成2022年度の3年間でトータル84クローンの解析を行った。さらに、EGTCのクローン詳細情報ページの中に「Expression Information」というコーナーを新設し、X-gal染色を行った各種臓器の写真を平成22年6月から公開している。平成23年4月25日現在、63クローンの発現プロファイルデータをEGTCに登録している。今はどのラインにX-gal染色データが登録されているか分からない状態なので、簡単に探せる様に検索機能のバージョンアップを近日中に行う予定である。
ユーラシア諸帝国における君主と軍事集団の展開─境界を越える「武人」とその紐帯

本研究では、イスラーム帝国アッバース朝、ムガル帝国、サファヴィー帝国、大清帝国というユーラシア諸帝国における軍事集団の「越境」の実態に注目することで(1)「武の人」の君主との絆および軍事集団内部の相互の紐を支えた理念的および現実的背景(2)統治機構・支配イデオロギーとの関係の主要2点を、(1)武人の主人に対する隷属性、(2)越境する人々の「他者性」、そして(3)これらの集団のキャリア形成と国家体制の関連性、の面から具体的に明らかにした。本研究課題の、越境と社会的紐帯の視点からユーラシア諸帝国の軍事集団の特徴を明らかにするという目的に照らして、初年度(平成24年度)においては、当初設定したアッバース帝国、サファヴィー帝国、ムガル帝国、大清帝国に研究の焦点を合わせた。そして上記の4帝国における「帝国」の国家構造と軍事集団の関係の差異、およびそれぞれの帝国が支配する社会において忠誠心や集団の紐帯の基本構造について、研究史を踏まえつつ問題点の整理とすりあわせを行い、比較史を進める上での基礎的な研究基盤を整えた。それとともに、各帝国における歴史的諸条件の違いと制度的な共通性を明らかにし、それぞれの帝国における武人とその紐帯について、個別に史料調査・分析を進め、また必要に応じて海外における写本調査などを行った。結果としてこれらの諸帝国において(1)軍事集団のキャリア形成や集団形成の原理のあり方が国家の基本構造と密接に関わり、またときに官僚のキャリア形成とも関わること、(2)君主-武人関係と主人-奴隷関係の重層制と、家産国家的な支配集団のイエと社会における家族原理の重層制に注目することの重要性、(3)越境する支配者、越境する武人といった「他者性」が以上の2点にもたらす影響の範囲に着目する必要性などが明らかとなった。同時に、ヨーロッパの事例、日本の事例などにも視野を広げつつ、年度末にはグルジア、アルメニアの研究者を招聘し、サファヴィー帝国、モンゴル帝国など諸帝国の支配下におかれたコーカサスの複雑な軍事集団のあり方などについて意見交換し、比較史としての研究を進展させた。これらの成果は、国内外の学術雑誌その他に論文として発表したほか、ポツダム(ドイツ)や国内で開催された国際シンポジウムでも報告された。本研究課題の、越境と社会的紐帯の視点からユーラシア諸帝国の軍事集団の特徴を明らかにするという目的に照らして、第2年度(平成24年度)には、1分担者の研究においては、特に「君主と武人の紐帯と忠誠」をトピックとして取り組むこと、2分担者の研究地域を超えたユーラシア諸地域について、その事例を確認すること、が目標となった。このため、年間に4回の研究会を開催し、1については研究分担者各自が、現時点での研究進展状況を報告し、特に「武人の紐帯」の側面から、アッバース帝国における革命時の軍事集団形成のあり方、大清帝国における八旗の忠誠構造とその政権における展開、ムガル帝国マンサブダール制における血縁的また擬制血縁的紐帯の意味などを明らかにした。2については、鈴木宏節(大阪大学)、阿部俊大(九州大学)、伊藤一馬(大阪大学)、三田昌彦(名古屋大学)といった研究者を招待して報告を受け、それぞれ、中央アジアの突厥帝国の遊牧的軍事システム、ヨーロッパ・スペインの軍事政権、中世中華帝国の軍事的再評価、、中世インド大陸における非ムスリム武人政権の構成と展開に関して、研究分担者の担当する諸帝国との比較史的検討を行った。さらに、秋期の共同海外調査において、初年度国際ワークショップの成果を受けて、グルジア・アルメニアの研究者とのネットワークを形成するとともに、文書・写本調査を行った。これらの両国は、初期イスラーム帝国からサファヴィー朝、オスマン帝国にいたるまでつねに境域として、越境する武人のあらわれる故地であるとともに、その地域自体もヨーロッパとアジアの分水嶺であるコーカサス山脈を中心に、多様な地形と多様な文化、生態環境の交錯する土地であることを実地に確認し、そのような多様かつ複雑な地政学的条件が、周辺諸帝国に対して与えた、意義を、主に軍事的側面および帝国に対する人材供給の側面から考察した。本研究課題の、越境と社会的紐帯の視点からユーラシア諸帝国の軍事集団の特徴を明らかにするという目的に照らして、最終年度(平成26年度)には、帝国論・国家論的な観点からこれまでの研究を総括し、最終的な成果をもたらすことが目標となった。特に集中的に設定したテーマとして、それまでの2年間を通じて検討を重ねた「越境する軍事集団」と、イスラーム世界・インド世界・中国世界の国家組織の関係について検討を行った。具体的には、8月10日に早稲田大学の谷口眞子氏を招いて、日本の佐賀藩における殉死のあり方に関する報告を受け、日本武士の忠誠心のあり方と藩の政治構造の関係に対する分析を、ムガル帝国、サファヴィー朝、アッバース朝、大清帝国のそれぞれの国家構造と比較検討した。これにより、政治権力における周縁者の中枢への取り込み形態と忠誠心の発生の間に密接な関係があることが示唆された。

また12月14日には、九州史学会大会イスラム文明学部会において、シンポジウム「ユーラシア諸帝国における君主と軍事集団の展開」を開催し、研究代表者・分担者各人が、本プロジェクトの研究成果を発表した。会場で参加者を交えて活発な討論が行われた。さらに1月末から2月にかけて、グルジアより国立イリア大学准教授テモ・ジョジュア氏、ウダブノ学術財団総裁ラド・ミリアナシュビリ氏を招聘し、1月31日に東京大学、2月7日に神戸大学で国際ワークショップを開催した。このワークショップは、3年間にわたってグルジア・アルメニア研究者とのネットワークを築いてきた本プロジェクトの最終的な総括でもあり、文明の岐路でありユーラシアの中央に位置するコーカサス地方の複雑な国家形成・宗教・軍事状況を、ユーラシア諸帝国の帝国支配構造および軍事集団形成と比較し、また具体的に各地域史との連動のあり方を検討することにより、本プロジェクトの成果をもたらした。26年度が最終年度であるため、記入しない。西アジア史26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度として研究の基盤を着実に整えるとともに、諸帝国の事例における基本的な構造を、研究目的に沿った形で提出することに成功した。また、その成果を、学術論文、報告といった形で、国内だけでなく国際的にも発表することができた。初年度の成果を受けて、1各分担者の研究は順調に進行し、本研究が目標とする三つの論点(1)国家基本構造と密接に関わる軍事集団のキャリア形成や集団形成の原理のあり方、(2)君主ー武人関係と主人ー奴隷関係の重層制と、家産国家的な支配集団のイエと社会における家族原理の重層制、(3)越境する支配者、越境する武人といった「他者性」が以上の2点にもたらす影響、に関して、それぞれ一定の成果を得ることができた。特に本年度は「武人の紐帯」という上記(2)に関わる側面に関しての研究を深化させるとともに、研究分担者の専門とする地域や時代を越えた、中央アジア、ヨーロッパの事例や中世中華帝国、中世ヒンドゥー勢力の国家形成における軍事力形成のあり方に関する報告を受けて、(1)の問題を比較の視点から検討することができた。さらに海外調査においては、初年度の成果を生かしつつ、ユーラシアにおける代表的な「境域」であるコーカサス地域において、その境域性のうむ越境者の国家形成の意味について考察を深めることができた。現時点では、これらが即時に成果物に反映していないうらみがあるが、研究は順調に進行していると評価できる。次年度は、国内において3回の研究会を開催し、特にヨーロッパ、中央アジア、東アジアの諸帝国の事例について、比較検討を進める。また年度末に国際ワークショップを開催する。と同時に、海外における資料調査、実地調査を実施し、これらによって武人間および武人と君主の紐帯について、より詳細な事例を検討し、諸帝国にお〓〓軍事集団形成の原理と国家構造の関係をさらに多角的な見地から検討する最終年度である本年度は、帝国論・国家論的な観点から、これまでの研究を総括し、最終的な成果をもたらす。特に集中的に設定するテーマと研究手順としては、2年を通じて明らかになった越境する軍事集団と、イスラーム世界、インド世界、中国世界の国家組織論の関係について精査する。具体的には「ディーワーン」(行政官庁)と「ダルガーフ」(宮廷)
関係性を中心とした融合型人文社会科学のための国際学術ネットワークの確立と活性化

前年度に引き続き、海外の研究機関と協力して国際会議を海外で実施した。H30年度は紛争をテーマに12月21-22日、セルビア社会科学研究所との共催で、ベオグラード市内のHotel Ziraの会議場にて、国際会議「Relational Studies on Global Conflicts: Towarda New Approach to ContemporaryCrises」を開催した。本国際会議は、グローバル関係学の主要な分析対象の1つである、多様なアクターが重層的に関与する地域紛争と、そうした紛争を経験した国・地域における紛争後の秩序の再構築を研究テーマとして取り上げ、2日間で合計8つのパネル、全29の研究報告を行った。会議には、日本、シンガポール、セルビア、英国、ドイツ、イタリア、ウクライナ、スロヴェニア、クロアチア、ボスニア・ヘルツェゴヴィナ、モンテネグロから参加した報告者に加え、セルビア在住の大学院生、外交官(在セルピア日本大使含む)や国際機関の職員等も聴衆として参加した。参加者の内訳は日本からの参加者15名、海外からの参加者30名であった。また、H30年度後半以降は分担者の石戸がタイ・マヒドン大学と31年度の国際会議共催可能性を巡り、頻繁に討議を重ねた。一方で、H30年度に開催された世界中東学会、世界政治学会、世界社会科学フォーラムに、国際支援班から酒井、末近、久保、山尾が研究報告、パネル報告を行い、これらを通じて海外の研究者にグローバル関係学を発信したとともに、国際大会に参加していた国際ジャーナル・英文書籍出版社と会談し、今後の英文での研究報告書の出版可能性について討議した。また、領域で運営するウェブでのオンライン・ペーパーについて、これまで論文としてのカテゴリしか設けていなかったが、講演録や調査報告のカテゴリを新設して、国際会議報告を掲載するようにした。本新領域事業が研究活動の中核とする国際会議の開催を「グローバル関係学」が取り組む最重要課題である「紛争」をテーマに、まさに紛争を繰り返し経験した南東欧の旧ユーゴスラビア諸国の中心であるセルピアで実施できたことは、他の地域で行ういかなる紛争関連の会議以上に、ビビッドで現実的な研究討議が展開できたという点で、きわめて有意義であった。とりわけ、海外からの報告者のうち半数が旧ユーゴスラビア諸国からの参加者で、かつての内戦状況を超えて、紛争の歴史的、政治的、経済的側面と幅広く議論できたことは、貴重であった。また周辺の紛争経験国(ウクライナ)からの参加もあり、参加者からは、南東欧諸国出身の研究者が一堂に集う国際会議はこれまでにほとんどなく、研究の域内ネットワーク構築にも重要な機会であったと高く評価された。同時に、研究者だけではなく、実務関係者の参加も得て、紛争の具体的な紛争解決方法を論じる機会となったことも、議論を豊かなものにすることであった。今後も引き続き海外の研究機関と協力して国際会議を海外で実施するが、今年度は分担者の石戸がタイ・マヒドン大学での勤務が多くなるため、12月初めに同大学との共催で、バンコクにおいて「資源」(resources)と「移民・難民」(migrants andrefugees)を主軸とした地域横断的、階層縦断的、新学術領域的な研究報告および討論することを目的として、国際会議を実施することが決定している。そこでは、8パネル程度を構成し、参加者として分担研究者、公募研究者、研究協力者の他、国連バンコクオフィス、ASEAN事務局、国際機関メコン機構やフィリピンの大学関係者らを招聘する予定である。分担者の石戸を中心に会議準備を行うが、計画研究A02分担者の鈴木絢女氏がフィリピンでのサバティカル研究にあたっていることから、同氏を新たに国際活動支援班の分担者とし(代わって落合氏を国際支援班から総括班に移す)、協働して準備にあたる。また東南アジア政治を専門とする分担者の五十嵐氏の協力を仰ぐ。また、来年度以降の国際会議開催について、H29年度に協力相手校として交渉を行ったロンドン大学SOAS中東研究所や、その他の国際会議開催予定の現地開催校との協議を進める。さらには、最終成果報告のための国際会議をどのような形で開催するかについて、準備と討議を進める。新領域事業では、和文の研究成果報告書を叢書シリーズとして出版する予定であるが、英文での海外発信にも力を入れ、まずはオンライン・ペーパーにて英文での論考を掲載し、さらには活字化し論文として国内外のジャーナルなどへの投稿を促して、海外の研究者にグローバル関係学を発信するよう尽力する。国際活動支援班は総括班とともに、9月、11月、2月の3回にわたり会議を開催し、本領域内での国際活動の企画、進捗について討議した。そのうちの最大の議題が、国際会議の企画である。本領域では2年目以降毎年、海外の主要な大学、研究機関と共同で国際会議を開催するため、総括班・国際活動支援班は、2017年度の国際会議のテーマに「移民・難民・多文化共生」を選び、共同開催相手にはシンガポール国立大学中東研究所を選んだ。2月に同研究所のHo Engseng所長ら主要研究員を招聘し、会議名をThe Global Refugee Crisis: Mobile People under State Protection or Exploitation?と決定、さらにプログラムや招聘研究者、会議開催時期(2018年1月5-6日予定)について協議した。また、2018年度の国際会議共催相手国の候補として、英ロンドン大学SOASやセルビアの諸研究機関があげられ、国際活動支援班分担者がそれぞれ、現地研究機関との交渉、調整を行った。

総括班・国際活動支援班の役割には、紛争など現代のグローバルな危機にさらされる現地の研究者と密接な関係を構築することがあるが、2月にはイラクのバグダード大学学長を招聘し、日本で初めての大学間交流協定が同大学と千葉大学との間で締結された。バグダード大学一行が薗浦外務副大臣に会見するなど、このことは外交面でも高く評価された。経常的活動としては、ウェブサイトに英文ページを設け、翻訳などを含め専門に管理するための特任研究員を雇用した。二月にシンガポール国立大学中東研究所の所長を招いて、2017年度実施の合同国際会議の共催合意ができ、またプログラムの多くの部分まで確定できたことは、大きな進展であった。シンガポール大学側も、同シンポジウムのテーマである「移民・難民・多文化共生」については強く同意してくれ、二日間にわたり内容に関する密な意見交換と討論を行えたことで、質の高い国際会議の開催が期待できる。特に、同研究所は、会議の動画配信を行っており、新たな研究成果の対外発信方法として最新の技術とノウハウを持っているため、シンガポールでの開催ではあるが広く欧米、アジア諸国に成果が伝わることが期待できる。なお、シンガポール国立大学中東研究所との合同国際会議の共催方法について、所長および同研究所スタッフの訪日中(2月23日3月1日)は、支払い方法などの細かい点での今後の詳細の詰めが必要とした状態で交渉が終了したため、現在その調整を行っている。双方で支払い基準などが異なることから、2017年度前半は、そうした点で双方のさらなる協議が必要である。さらに2018年度に開催予定の国際会議については、セルビア社会科学研究院が積極的にベオグラードでの共催を検討して頂いている他、ロンドン大学SOAS中東研究所も本新領域の趣旨に合意頂いているが、2017年度の開催機関が中東関連であることから、SOASの場合中東研究所だけでなく他のSOASの機関も含めた共催とできるかどうか、さまざまな選択肢を模索しているところである。また、2018年度の会議テーマについても、国際活動支援班のなかでいくつかの候補案を提示して検討している。総括班中心に締結を実現したイラク・バグダード大学と千葉大学との大学間協定については、協定締結後具体的にどのような研究者交流を行うか、バグダード大学と検討を続けている。グローバル関係学では、毎年グローバル関係学の中心的なテーマを取り上げ、国内外の研究者を集めて、海外の第一線の研究機関と共同で大規模な国際会議を国外で開催することを、研究事業の中心軸に置いている。そのため、2017年以来シンガポール国立大学中東研究所との間で一年以上密な研究交流、意見交換を重ねてきた結果、2018年1月5-6日、シンガポール国立大学中東研究所との共催で、同大学中東研究所Conference Roomにて国際会議The Global Refugee Crisis:Mobile People under State Protection or Exploitation?を開催することができた。会議には開催機関のみならず70人以上が参加し、熱のこもった議論が続けられ、会議は高い評価を受けた。
標的既知化合物ライブラリーを用いたマウス原始線条形成遺伝子の網羅的探索

初期胚発生は受精卵が分裂を繰り返しながら複雑な形を構築していく過程である。この制御機構の破綻は奇形や先天性疾患の原因となることが報告されている。しかし、哺乳動物の初期胚発生は子宮内で進行するため解析することが難しく、未だ不明な点が多く残されている。なかでも、三胚葉誘導に必須のプロセスである原始線条形成を制御する分子メカニズムには不明な点が多く、原始線条形成に関わる分子の網羅的な解析は行われていない。これまでに我々は、ES細胞三次元培養系を用いた薬剤スクリーニングが、初期胚発生における薬剤の胎児毒性や催奇形性の評価に有効であることを明らかにしている(PLOS One, 2015)。本研究では、このES細胞三次元培養系を用いて標的既知化合物ライブラリーのスクリーニングを行い、原始線条形成の分子メカニズムを解明することを目的とした。ES細胞三次元培養系を用いて、東京医科歯科大学が保有する1,600種類の標的既知化合物ライブラリーのスクリーニングを行った結果、HMG-CoA reductase(HMGCR)阻害剤のスタチンを含む15種類の候補化合物を同定した。また、HMGCRの下流経路にはコレステロール合成やタンパク質ゲラニルゲラニル化、タンパク質ファルネシル化が存在するが、原始線条形成においてはタンパク質ファルネシル化経路が主要な役割を担う事を明らかにした。スタチンはコレステロール低下薬として汎用される一方で四肢や神経系への催奇形性や胎児毒性が知られているが、催奇形性の分子機構は不明である。それゆえ、本研究成果はスタチン催奇形性機構の分子メカニズムの解明に貢献するものと期待される。28年度が最終年度であるため、記入しない。原始線条形成は三胚葉形成の最初のプロセスである。この部分で原腸陥入が誘導されることにより、胚の内腔にもぐり込んだ細胞から中胚葉と内胚葉が形成され、それ以外の部分は外胚葉となる。この原始線条形成を制御する分子メカニズムには未だ不明な点が多く残されている。そこで、ES細胞分化系を用いて1,600種類の標的既知化合物ライブラリーのスクリーニングを行い、原始線条形成遺伝子を網羅的の探索を試みた。その結果、原始線条形成に影響を与える15種類の候補化合物を見出した。この15種類の化合物の中にはHMG-CoA reductase(HMGCR)阻害剤のスタチンが含まれており、HMGCRが原始線条形成に必須の機能を有する事が示唆される。それゆえ、今後の研究成果はスタチン催奇形性機構の分子メカニズムの解明に貢献するものと期待される。これまでに我々は、ES細胞三次元培養系を用いた薬剤スクリーニングが、初期発生における薬剤の胎児毒性や催奇形性の評価に有効であることを明らかにした(Yu et al., PLOS One, 2015)。そこで本研究では、このES細胞三次元培養系を用いて標的既知化合物ライブラリーのスクリーニングを行い、原始線条形成の分子メカニズムを解明することを目的とした。ES細胞三次元培養系を用いて1,600種類の標的既知化合物ライブラリーのスクリーニングを行った結果、HMG-CoA reductase(HMGCR)阻害剤のスタチンを含む15種類の候補化合物を同定した。更に、HMGCRの下流経路にはコレステロール合成やタンパク質ゲラニルゲラニル化、タンパク質ファルネシル化が存在するが、原始線条形成においてはタンパク質ファルネシル化経路が主要な役割を担う事を明らかにした。スクリーニングの結果、HMG-CoA reductase(HMGCR)阻害剤のスタチンを含む15種類の候補化合物を同定し、更に原始線状形成において主要な役割を果たすHMGCRの下流経路を特定したため。

本研究では、このES細胞三次元培養系を用いて標的既知化合物ライブラリーのスクリーニングを行い、原始線条形成の分子メカニズムを解明することを目的とした。ES細胞三次元培養系を用いて、東京医科歯科大学が保有する1,600種類の標的既知化合物ライブラリーのスクリーニングを行った結果、HMG-CoA reductase(HMGCR)阻害剤のスタチンを含む15種類の候補化合物を同定した。また、HMGCRの下流経路にはコレステロール合成やタンパク質ゲラニルゲラニル化、タンパク質ファルネシル化が存在するが、原始線条形成においてはタンパク質ファルネシル化経路が主要な役割を担う事を明らかにした。スタチンはコレステロール低下薬として汎用される一方で四肢や神経系への催奇形性や胎児毒性が知られているが、催奇形性の分子機構は不明である。それゆえ、本研究成果はスタチン催奇形性機構の分子メカニズムの解明に貢献するものと期待される。ES細胞分化系を用いたスクリーニングの結果、原始線条形成に影響を与える15種類の候補化合物を同定したため。今後は原始線条形成期におけるHMGCR依存的なファルネシル化の基質タンパク質を同定し、基質タンパク質の発生期における役割の解析を行う。これによりHMGCRの原始線条形成における役割の詳細な分子メカニズムを明らかにし、その成果を英文原著論文にまとめることを計画している。28年度が最終年度であるため、記入しない。計画通り、スクリーニングによって同定した化合物の作用メカニズムを解析する。