hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リボソーム生合成に着目したマッスルメモリーの分子生物学的メカニズムの解明

マッスルメモリーとは一度筋肥大を起こした骨格筋はその後筋量の低下が起こっても再度負荷を加えることで比較的速やかに筋量の再獲得が行われる現象をいう。本研究ではマッスルメモリーの分子生物学的メカニズムの解明を目指している。しかし、これまでマッスルメモリーの詳細な検討に適した動物モデルは作られてこなかった。そこで本研究ではまずマッスルメモリーのマウスモデルの開発を行った。マッスルメモリーは過負荷により筋肥大を経験した後に免荷により筋委縮を引き起こす必要がある。そのため、まず、マウスにおいて過負荷による筋肥大モデルの効果を確認するためにC57BL/6Jマウスに対して、腓腹筋ヒラメ筋を切除することで足底筋に過負荷を与え筋肥大させる、協働筋切除手術を行った。切除手術2週間後、足底筋を採取し、筋重量を測定したところ、手術脚足底筋は非手術脚足底筋に比べ、1.8倍の肥大率を示した。次に、免荷による筋萎縮モデルを確認するために、尻尾により吊り下げることで、後肢にかかる負荷を除き、筋萎縮を引き起こす後肢懸垂を行った。しかし、後肢懸垂2週間後、筋重量の変化を調べたところ、腓腹筋、ヒラメ筋は有意な筋萎縮が見られたのに対して、足底筋は有意な筋重量の変化は見られなかった。そこで、次に熱可塑性キャスト材によって足関節を底屈位で固定した後に後肢懸垂を行った。その結果、後肢懸垂2週間後、足底筋を採取し筋重量の測定を行ったところ、有意な筋萎縮が観察された。これまでのところ、マッスルメモリーモデル作成に必要な協働筋切除手術と足関節固定後肢懸垂法の確立が行えた。今後は作成したこれらの手法を組み合わせ、マッスルメモリーモデルの確立を行う。現在までのところ、マッスルメモリーのマウスモデルの開発を行う上で必要となる2つの筋肥大と筋委縮の手法の確立を試み、従来の手法に改良を行うことで、効果的な手法の確立が行えた。今後は改良した手法を組み合わせ、マッスルメモリーのマウスモデルの確立を行い、メカニズムの解明を行っていく。研究手法の変更により、予定していた測定内容が次年度に繰り越したため、次年度使用額が生じた。繰り越した測定内容を本年度の計画と合わせて使用計画になっている。
非分裂細胞で高効率に遺伝子発現可能な人工遺伝子デリバリーシステムの創製

人工遺伝子ベクターのボトルネックとして、遺伝子発現効率の悪さが挙げられる。ウイルスベクターは発現効率が高いことが知られているが、その要因は主に、遺伝子の核移行後の発現効率にあることを明らかとした。遺伝子の核内動態を支配する要因としては、遺伝子のベクターからの脱凝縮化か大きく関与すると考えられる。そこで、細胞内、核内における脱凝縮化効率の定量化を試みるため、DNAを量子ドットでラベル化し、FRETの原理を用いて、脱凝縮化過程を解析した。蛍光プローブのローダミンラベル化ポリカチオンと量子ドットラベル化したDNAを凝縮する際の条件を最適化することで、効率的なFRETを検出できる条件を見出すことに成功した。また、本凝集コア粒子を搭載した多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)によって細胞内へ導入することにより、FRETの原理を用いて、核内の脱凝縮化過程を可視化し、脱凝縮化効率を定量的に評価することに成功した。さらに、核内の領域を核内DNAの染色像の強弱よりユークロマチン領域とヘテロクロマチン領域に分離し、各コンパートメントにおける脱凝縮効率を定量化することに成功した。現在本研究に関する論文の投稿準備を行っている。ウイルスベクターは発現効率が高いことが知られているが、本ベクター群は、細胞内を微小管輸送により効率的に核まで送達できることが示されている。我々は、遺伝子発現における細胞間heterogeneityの原因を明らかとすべく、遺伝子の核移行と遺伝子発現を同時に検出するdual imagingシステムを構築した(Akita, et. al. J. Gene Med. 2007)。その結果、遺伝子発現における細胞間heterogeneityは、核移行のheterogeneityのみではなく、核に送達された後の転写・翻訳過程(核内動態)に主要な原因があることを明らかとなった。遺伝子の核内動態を支配する要因としては、遺伝子のベクターからの脱凝縮化が大きく関与すると考えられる。そこで、細胞内、核内における脱凝縮化効率の定量化を試みるため、DNAを量子ドットでラベル化し、FRETの原理を用いて、脱凝縮化過程を解析することを考案した。量子ドットラベル化DNAと蛍光プローブ標識したポリカチオンを搭載した多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)によって細胞内へ導入することにより、FRETの原理を用いて、DNAの細胞質内、あるいは、核内の脱凝縮化過程を可視化し、細胞質、核内における脱凝縮化効率を定量的に評価したい。
歯の早期喪失が海馬での新生細胞新生と細胞死に与える影響

今回の研究により、早期の歯の抜去が生涯を通しマウスの海馬機能に与える影響を検討した。血中コルチコステロン濃度の計測により歯の早期喪失は成熟期以降のSAMP8マウスにおいて慢性ストレスとして作用していることが明らかとなった。また、モリス水迷路学習テストを行い、歯の早期喪失は加齢に伴う空間認知能の低下をさらに加速させることが分かった。また、海馬における新生細胞数は歯の早期喪失により顕著に減少した。さらに、探索行動はコントロール群の新生細胞数を増加させたが、実験群の新生細胞群数は探索行動をしても変化が認められなかった。探索行動が海馬歯状回における細胞新生を増加させることを報告していることから、歯の早期喪失によって生じる新生細胞数の減少は、海馬内での神経ネットワークの形成を障害し、海馬の空間認知能を減衰させている可能性が示唆される。2009年度は歯の早期喪失が海馬に及ぼす影響を明らかにするため、Morris水迷路学習テストと抗BrdU抗体による免疫組織染色を行い、空間認知能と海馬神経細胞新生数との関係を検討した。行なった実験方法を具体的に示すと、実験には1か月齢(若齢期)の雄のSAMP8を用いた。早期喪失群はマウスの上顎臼歯に抜歯処置を行った。抜歯処置後、1週間、4か月および8か月まで通常の方法でマウスを飼育し、各月齢のマウスをコントロール群と歯の早期喪失群に分類した。コントロール群には抜歯処置以外の早期喪失群と同様の処置を行い、同様の方法で飼育した。抜歯処置1週間後、4か月後および8か月後のマウスで、モリス水迷路学習テストを1日4回ずつ1週間実施し、歯の早期喪失と空間認知能との関係を検討した。次いで、水迷路学習テスト終了後、BrdUをマウスに腹腔内投与し、翌日4%パラホルムアルデヒド溶液で灌流固定し、速やかに脳を摘出した。後固定の後、厚さ40μmの組織切片を作製し、抗BrdU抗体を用いてABC法で免疫染色を施した。最後に、両群の海馬歯状回におけるBrdU陽性細胞数を定量的に計測した。モリス水迷路学習テストでは、コントロール群と歯の早期喪失群の両群で経日的にプラットホームへの到達時間が短縮した。また、5か月齢、9か月齢の歯の早期喪失群のプラットホームへの到達時間の短縮ペースはコントロール群に比較して有意に延長した。さらに、歯の早期喪失群の海馬歯状回におけるBrdU陽性細胞数はコントロール群に比較して有意に減少していた。以上の結果から、歯が早期喪失したマウスでは、海馬歯状回での細胞新生が抑制される結果、海馬への神経細胞供給量が減少し空間認知能が障害されるものと考えられた。平成22年度の研究においては、神経細胞死の動態を解析するためにTUNEL染色、Single Standard DNA( ssDNA)を用いてアポトーシス細胞の免疫組織染色を行ったが予定通り進行しなかった。理由として、TUNEL染色は手技が複雑で染色にまで至らず、ssDNAによる免疫組織染色に手技を変更したところ、染色されるアポトーシス細胞がほとんどなくコントロール群と早期喪失群で有意な差が認められなかった。ストレスの強さがアポトーシス細胞が生じる大きさではなかったと考えられる。そこで、免疫組織染色により海馬におけるグルココルチコイドレセプター(GR)の染色・計測を行い、早期の抜歯が視床下部-下垂体-副腎皮質(HPA-axis)に与える影響の検討を行った。GRは血中のストレス物質であるグルココルチコイド(GC)と結合することにより、HPA-axisへのネガティブフィードバック機構が作用しGCの分泌を抑制する作用がある。一般的に慢性ストレス環境下では、GRのダウンレギュレーションが起こるとされているため、GRの発現状況を調べることで血中のGCとの結合能を検討した。GCは生体がストレスに曝されると過剰に分泌し苔状線維終末からグルタミン酸の放出を促進させ、血中のGCと相乗的に働いて海馬の神経細胞死を引き起こすと報告されている。平成22年度の染色結果から、早期喪失群はコントロール群に比較して海馬CA1およびDG領域でGRが減少している傾向が認められた。平成23年も引き続き匹数を増やして、GRの免疫組織染色を行う予定である。平成22年度に引き続き、免疫染色により免疫組織染色により海馬におけるグルココルチコイドレセプター(GR)の染色・計測を行い、早期の抜歯が視床下部-下垂体-副腎皮質(HPA-axis)に与える影響の検討を行った。その結果、早期喪失群はコントロール群に比較して海馬CA1およびDG領域でGRが有意に減少した。

さらに、歯の早期抜去による生体への影響を調べるため血中のコルチコステロン(CO)濃度を測定した。COは副腎皮質の束状帯から分泌され慢性ストレスの暴露時に強い作用を示す。結果、早期喪失群ではコントロール群に比較して血中CO濃度が有意に上昇した。これは、歯の早期喪失が生体に慢性のストレッサーとして作用したことを示唆している。平成21年度の研究結果において、早期の抜歯により空間認知能が障害され、海馬歯状回での新生細胞が減少することが明らかとなっている。平成22年度の研究結果により、歯の早期喪失によりストレス物質である血中CO濃度が上昇し、海馬におけるGRのダウンレギュレーションが起こりGRが減少し、その結果、海馬から視床下部へのネガティブフィードバック機構が抑制され、さらに上昇したGCレベルが、海馬の神経細胞障害を引き起こし、その結果空間認知能の低下が惹起されたと考えられる。また平成21年度からの研究結果について、総合的に分析し、論文作成を行いPediatric Dental Jounalに投稿を行い現在査読中である。
精神疾患におけるセロトニン－シグマ１受容体相互作用の創薬的意義に関する研究

申請者はこれまでに、精神疾患と密接に関連している前頭葉ドパミン(DA)量が、うつ病などの神経ステロイドが低下した病態においてセロトニン(5-HT)1A受容体ーシグマ1受容体のシグナル間相互作用により調節される可能性を見出してきた。さらに、このDA量増加作用における神経ステロイド低下の役割として、脳内GABAA受容体の機能低下が関与することを見出した。すなわち、前頭葉DA量における5-HT1A、シグマ1、GABAAの3受容体による新しい複合的調節機構の存在を示唆した。当該年度は、本調節機構による前頭葉DA量増加作用の行動薬理学的意義について追究した。まずうつ様行動や作業記憶に対して、今回見出したDA量増加作用が影響を与えるか検討を行った。しかし、うつ様行動を評価する強制水泳試験と尾懸垂試験、作業記憶を評価するY字型迷路試験のいずれにおいても、前頭葉DA量増加は影響を与えなかった。次に、前頭葉DA神経系と密接に関連すると考えられる意欲に関して、当研究室で確立した雌選択性試験により評価した。GABAA受容体アンタゴニストのピクロトキシンは雌選択性を低下させたが、5-HT1A受容体とシグマ1受容体を活性化し前頭葉DA量増加作用が生じる条件においては、低下した雌選択性が改善することを示した。以上より、5-HT1A受容体、シグマ1受容体、GABAA受容体の相互作用による前頭葉DA量増加作用は、意欲の調節に関与する可能性が示された。意欲の低下はうつ病や統合失調症などの精神疾患において広く認められることから、本研究で見出したDA調節機構の生理病態的意義の解明を通して、新しい精神疾患治療薬の開発に繋がることが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者はこれまでに、精神疾患と密接に関連している前頭葉ドパミン(DA)遊離が、うつ病などの神経ステロイドが低下した病態においてセロトニン(5-HT)受容体一シグマ1受容体のシグナル間相互作用により調節される可能性を見出してきた。本研究では、このDA遊離増強作用に関与する神経ステロイド、ならびに5-HT受容体サブタイプを同定し、また実際に精神疾患病態モデルを用いた行動薬理学的、神経化学的解析から、5-HT-シグマ1受容体相互作用によるDA遊離増強の創薬的意義を明らかにすることを目的に検討を行った。当該年度はまず、in vivo脳微小透析法を用いて5-HT-シグマ1受容体相互作用に関与する5-HT受容体サブタイプについて追究した。その結果、末梢の神経ステロイドが低下した状態下での5-HT-シグマ1受容体相互作用によるDA遊離増強は、5-HT_<1A>受容体アンタゴニストであるWAY100635により抑制されたが、5-HT_2受容体アンタゴニストや5-HT_3受容体アンタゴニスト、あるいは5-HT_7受容体アンタゴニストによっては抑制されなかった。また神経ステロイド低下状態では、5-HT_<1A>受容体アゴニストとシグマ1受容体アゴニストの併用により、DA遊離増強が認められた。これらの成績から、5-HT-シグマ1受容体相互作用には、5-HT_<1A>受容体の活性化が重要な役割を担うことが明らかとなった。さらに、本相互作用に関与する神経ステロイドを追究するため、副腎、あるいは睾丸のいずれかを摘出したマウスを用い、5-HT_<1A>受容体、シグマ1受容体活性化の影響について検討した。その結果、5-HT_<1A>-シグマ1受容体相互作用によるDA遊離増強作用は、いずれのマウスでも認められなかった。本成績から、相互作用の発現には、副腎/睾丸の両臓器由来の神経ステロイドの低下が必要であることが示唆された。申請者はこれまでに、精神疾患と密接に関連している前頭薬ドパミン(DA)遊離が、うつ病などの神経ステロイドが低下した病態においてセロトニン(5-HT)1A受容体-シグマ1受容体のシグナル間相互作用により調節される可能性を見出してきた。本研究では、このDA遊離増強作用における神経ステロイド低下の役割、ならびに本作用に関与する脳内活性化部位を明らかにすることを目的として、神経化学的、免疫組織化学的解析を行った。当該年度はまず、神経ステロイドがGABAA受容体の内因性リガンドであることに着目し、神経ステロイド低下状態における脳内GABAA受容体機能をペントバルビタール誘発睡眠時間の測定により評価した。その結果、神経ステロイド低下状態では正常状態と比較してペントバルビタール誘発睡眠時間が短縮しており、脳内GABAA受容体機能が低下することを見出した。そこで次に、invivo脳微小透析法を用いて、5-HT1A受容体-シグマ1受容体の相互作用による前頭葉DA遊離増強作用にGABAA受容体機能低下が関与するか検討を行った。末梢の神経ステロイドが低下した状態下でのDA遊離増強作用は、GABAA受容体アゴニストであるジアゼパムにより抑制された。さらに、神経ステロイドが正常な状態であっても、GABAA受容体アンタゴニストであるピクロトキシンを投与し、GABAA受容体機能を低下させた状態では、DA遊離増強作用が起こることを明らかにした。本成績は、5-HT1A-シグマ1受容体の相互作用における神経ステロイド低下の役割として、GABAA受容体機能低下の可能性を示すものである。さらに、本相互作用に関与する脳部位を明らかにするため、神経活動マーカーとして汎用されるc-Fos蛋白質発現解析を行った。

その結果、前頭葉DA遊離増強作用を示す条件において、前頭葉へ投射するDA神経の起始核である腹側被蓋野のc-Fos発現量が増加することを見出した。以上より、5-HT1A-シグマ1受容体相互作用は腹側被蓋野-前頭葉DA神経系の活性化を伴うことが示唆された。申請者はこれまでに、精神疾患と密接に関連している前頭葉ドパミン(DA)量が、うつ病などの神経ステロイドが低下した病態においてセロトニン(5-HT)1A受容体ーシグマ1受容体のシグナル間相互作用により調節される可能性を見出してきた。さらに、このDA量増加作用における神経ステロイド低下の役割として、脳内GABAA受容体の機能低下が関与することを見出した。すなわち、前頭葉DA量における5-HT1A、シグマ1、GABAAの3受容体による新しい複合的調節機構の存在を示唆した。当該年度は、本調節機構による前頭葉DA量増加作用の行動薬理学的意義について追究した。まずうつ様行動や作業記憶に対して、今回見出したDA量増加作用が影響を与えるか検討を行った。しかし、うつ様行動を評価する強制水泳試験と尾懸垂試験、作業記憶を評価するY字型迷路試験のいずれにおいても、前頭葉DA量増加は影響を与えなかった。次に、前頭葉DA神経系と密接に関連すると考えられる意欲に関して、当研究室で確立した雌選択性試験により評価した。GABAA受容体アンタゴニストのピクロトキシンは雌選択性を低下させたが、5-HT1A受容体とシグマ1受容体を活性化し前頭葉DA量増加作用が生じる条件においては、低下した雌選択性が改善することを示した。以上より、5-HT1A受容体、シグマ1受容体、GABAA受容体の相互作用による前頭葉DA量増加作用は、意欲の調節に関与する可能性が示された。意欲の低下はうつ病や統合失調症などの精神疾患において広く認められることから、本研究で見出したDA調節機構の生理病態的意義の解明を通して、新しい精神疾患治療薬の開発に繋がることが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度に実施した研究により、神経ステロイド減少下における前頭葉DA遊離調節に5-HT_<1A>受容体が密接に関与していることが見出され、5-HT-シグマ1受容体相互作用の分子基盤の一端を明らかに出来たため。当該年度に実施した研究により、シグマ1受容体と5-HT1A受容体による前頭葉DA遊離調節機構にGABAA受容体機能低下が関与していることが見出され、5-HT1A-シグマ1受容体相互作用の分子基盤の一端を明らかに出来たため。当該年度の研究では、本相互作用の発現における神経ステロイドの役割の詳細を明らかにすることは出来なかった。そこで次年度以降では、GABAA受容体や核内受容体に対する作用など、各種神経ステロイドの機能に着目し、5-HT_<1A>A受容体一シグマ1受容体間相互作用に、神経ステロイドがどのように関わっているのか追究する。また、相互作用の創薬的意義に関して、長期隔離飼育マウスなどの精神疾患病態モデルを用いた行動薬理学的、神経化学的解析を行い、5-HT_<1A>-シグマ1受容体相互作用によるDA遊離増強の創薬的意義を追究する。
退化楕円型境界値問題の調和解析とその多変数複素解析への応用

本科学研究費の補助によって下記のような研究実績をあげることができた。1.研究代表者である新井は境界を持つリーマン多様体の境界で退化する楕円微分方程式の調和解析的研究を行い、その調和測度と調和関数の境界挙動を解明した。退化の仕方により調和測度の境界挙動が大きく変化するという奇妙な現象を発見し、それを定量的に評価することができた。また、その応用として、種々の関数空間やカ-ルソン測度に関する結果を得た。そしてヴォイタシュチ-ク・ミュラーの問題を一般化した形で肯定的に解決した。詳しくは裏面の新井の発表論文に書かれてある。2.以上の他、新井はnilpotentリー群上の退化楕円型疑微分方程式の解のMorrey-Holder評価を証明した。この結果はL^p-Holder評価をより精密にしたものである。新井の結果はしたがって古典的な楕円型疑微分方程式の解のL^p-Holder評価をリー群上の退化楕円型疑微分方程式に拡張したものと見ることができる。応用として多変数複素解析に現れる強擬凸CR多様体上の接Cauchy-Rimann方程式の解の精密な評価も得ることができた。この結果は現在論文を投稿中である。3.分担者はそれぞれ次のような成果を得た。西川は負曲率等質空間上の調和写像の無限遠境界値問題を解くことに成功した。これは本研究にとって大きな進展であった。高木は活性因子一抑制因子の反応拡散方程式について多くの結果を得た。猪狩は掛谷の極大関数に関する調和解析の古典的問題の部分的解答を証明した。この問題は、もし完全に解ければ固有関数展開に大きな貢献が可能となるものである。斎藤の作用素環を使って得た結果、藤家の偏微分方程式的手法を用いた研究、板東の安定正則ベクトル束のEinstein-Hermitian metricsの退化の研究も本研究に寄与した。以上のように研究成果は期待以上に満足できるものであった。
イオン強度勾配を利用した新規スクリーニング法の構築

マリアナ海溝底泥コアサンプル(YK09-08)を粉末濾紙カラムを用いて、酸・中・アルカリ性緩衝液、塩濃度6 Mまで段階的に上げて分取した。その分取液をMarine Agar 2216に塗布し、25°Cで14日間培養した。その結果、異なるイオン強度で明らかに異なるコロニーが出現し、733株の単離・保存に成功した。また、異なるpHと塩濃度において、同程度のイオン強度で分離した株のコロニー形状が似ていた株の中には、同様の菌体外酵素産生株も見出せた。本研究より、緩衝液の種類や塩濃度の組み合わせの違いで取得できる微生物に違いが見られたことから、イオン強度によって分離できる微生物が異なることが示唆された。本研究計画の主題は、イオン強度の違いを利用した新規スクリーニング法を構築し、未知能力を有する新規微生物資源をスクリーニングすることにある。これまでに深海底泥サンプルを前処理条件の違いで、明らかに異なる微生物が観察された。その原因として、微生物と土壌粒子間に異なる電荷が生じ、両者が強弱な力で結合していたことが考えられた。そのため、イオン強度の違いによって両者を分離できるのではないかと推測した。そこで、本年度は、主にイオン強度勾配を利用する新規スクリーニング法を構築し、前処理液のpHと塩濃度を変化させることで、分離株の取得・保存を行うことを達成目標とした。まず、粒度の異なる粉末濾紙を用いて層を作製した後、その上に4種類のマリアナ海溝底泥コアサンプル(YK09-08)を重層した。前処理液として、酸性・中性・アルカリ性緩衝液、塩濃度6 Mまで徐々に上げて分取した。その分取液をMarine Broth 2216寒天培地に塗布し、25°Cで14日間培養した。培養後、出現したコロニーの大きさ、色、形状を観察し、異なるコロニーを733株単離・保存した。異なるサンプルにおいて、異なるpHと塩濃度で単離した株において、特定の電離度で黄色の極小コロニーや白色の花形コロニーが出現するなど、形態が同じコロニーが、唯一同程度の電離度(伝導率)でそれぞれ観察できた。さらに、異なるpHと塩濃度において、同程度の電離度で分離したコロニーの形態が似ていた株の中には、同様の菌体外酵素を産生している株も観察できた。このことから、これらの株は同一のものである可能性が高いと考えられた。本年度の研究より、使用する緩衝液の種類や塩濃度の組み合わせの違い(電離度)によって取得できる微生物に違いが見られたことから、分離できる微生物が異なることが示唆された。現在、分離株の16S rRNA解析を行っている。本研究は、イオン強度の違いを利用した新規スクリーニング法を構築し、未知能力を有する新規微生物資源をスクリーニングすることにある。これまでに土壌サンプルの前処理条件の違いで、異なる微生物が観察された。その原因として、微生物と土壌粒子間に異なる電荷が生じ、両者が強弱な力で結合していたことが示唆された。まず、イオン交換樹脂を仮想土壌粒子としてNaCl 06 M勾配で分取しコロニー数を観察した。E. coli NBRC3972は洗浄液と同程度な電離度(伝導率)でコロニーが出現した。よって、E. coliは帯電していないか、若干負に帯電している可能性が示唆された。一方、B. subtilis NBRC3134は伝導率が2.0 S/m以下でコロニーは出現しなかった。これらの結果より、微生物と土壌粒子間に異なる電荷が生じていることが示唆された。そこで、粉末濾紙層にマリアナ海溝底泥コアサンプル(YK09-08)を重層し酸・中・アルカリ性緩衝液(NaCl:06 M)で分取し、Marine Broth 2216寒天培地で単離した結果、色、形状や色の異なる733株を単離した。異なるサンプルにおいて、異なるpHとNaCl濃度で単離した株で、特定の電離度で特徴的な白色コロニーが出現など、同じ形態のコロニーが同程度の電離度で観察できた。また、同程度の電離度で出現した形態が類似した株は、同様の菌体外酵素を産生していた株もいた。さらに、10 S/m以上で取得したWilliamsia muralis(0 S/m)とErythrobacter vulgaris(2.4 S/m)の近縁株において、イオン交換樹脂で伝導率を測定したところ、取得した電離度と異なる結果となった。本研究において、微生物によって帯電の違いがあること、微生物が土壌粒子間にタンパク質などを介して結合していることが示唆された。そこで、伝導率を変化させることで、新規微生物をスクリーニングできる可能性が示唆された。

本研究より、緩衝液の種類や塩濃度の組み合わせの違いで取得できる微生物に違いが見られたことから、イオン強度によって分離できる微生物が異なることが示唆された。研究実績の概要でも述べたように、使用する緩衝液の種類や塩濃度の組み合わせの違い(電離度)によって、色や形状の異なる微生物が分離された。さらに、同程度の電離度で分離した株が産生する酵素が同じであること(平成27年度計画予定)を明らかにできたことは大きな進展であると考えられる(平成27年度に学会発表予定)。一方、同程度の電離度で分離した株の系統学的解析が遅れており、遺伝子レベルでの比較がしきれていない。応用微生物学引き続き、同程度の電離度で分離した株の系統学的解析を行い、遺伝子レベルでの比較を行いたいと考えている。さらに、「平成27年度の研究計画・方法」に記載したイオン交換担体を用いて、分離株および標準菌株(大腸菌、枯草菌、酵母菌など)の結合力の違いを解析することで、本研究計画の目標達成に資する結果が得られるのではないかと考えている。
墜落・転倒により人体頭頚部に生ずる衝撃荷重とその保護策に関する研究

一般的にあまり知られていないが、墜落・転倒により毎年7千名を超える日本人が死亡している。本研究では、墜落・転倒により人体頭頸部に生ずる衝撃荷重を実験により測定するとともに、人体衝撃耐性に関する医学的知見との比較を行った。また、墜落・転倒時の人体保護を目的とする新しい人体保護具を試作し、その保有性能について検証を行った。本研究は、建設現場で数多く発生している高所作業中における墜落・転落事故に起因する頭頸部外傷の保護策を検討するため、墜落・転倒現象を再現する人体力学特性を考慮した人体モデルの開発し、同モデルを用いた墜落・転倒実験による人体頭頚部への衝撃荷重効果を検討するものである。平成24年度においては、1平成23年度に改良を行った人体ダミーを用いた墜落・転倒実験の実施と、2人体頭頸部の墜落・転倒に対する安全性の評価を行う計画であった。1の実験では、人体頭部の重心位置に3軸加速度計、人体頸部に多分力計(6軸測定可能なロードセル)、人体頭部の落下予定位置にロードセルを設置し、頭頸部に作用する衝撃荷重、衝撃加速度の測定を行った。また高速度カメラを用いた落下挙動の撮影を行い、実験パラメータである「落下高さ」「保護具の種類」「保護具の着用方法の違い」「地面の硬さ」「地面に衝突時の人体ダミーの姿勢」による違いを検討した。2の実験結果を踏まえた人体頭頸部の墜落・転倒に対する安全性の評価においては、従来から人体傷害指標として用いられているHIC(Head Injury Criterion)の大きさに関する分析に加えて、頭頸部に対する衝撃荷重の大きさについて分析し、既往の研究により明らかにされている人体頸椎の最大耐力等との関係について明らかにした。また、これらの研究成果を踏まえ、人体衝撃耐性に関する医学的知見を踏まえた安全性の検討を行い、新しい方式の保護具を提案するものである。平成25年度においては、主に人体頭頚部保護を目的とした新しい保護具の試作を行った。具体的には新しい安全帯の開発を行った。従来型の安全帯は、落下阻止時に頭部のみならず頸部へ過大な衝撃力が作用するにもかかわらず、このことが安全評価の対象となっていないため、落下保護時において、頭部傷害、脊椎損傷、内臓損傷、大動脈・大静脈損傷等の傷害発生リスクが懸念される。また墜落阻止後は、ベルトによる局部圧迫等により結構不良が促進される可能性が懸念される。そこで、1墜落・転倒時に頭頸部に生ずる過剰な伸縮・屈曲を防ぐため、頸部側面および頭部前面に衝撃緩衝材を配置し、2墜落時および墜落後(救助を待つ間)の傷害リスクを低減させるため、人体背面にハンモック状につり下げられるようなシートを配置し、これを頭部・胸部・腰部・大腿部の4点で全身を支持するベルトを結合した機構(新しい保護具)を開発した。実験の結果、本研究で考案した新型安全帯は、有り合わせの材料を使用し、仮のものとして試作したものであったが、他の既存の安全帯と比較して、衝撃荷重に対する余裕大きく、かつ頭部に生ずる加速度が小さい等、最も優れていた。したがって、この安全帯の性能を洗練していくことで、大幅な性能向上と目的達成が期待できると考えられる。平成23年度においては、(1)人体の力学的特性に関する文献調査、(2)人体衝撃耐性に関する既往の文献整理、(3)人体力学特性を考慮した墜落・転倒用人体ダミーの開発を実施する予定であった。このうち(1)、(2)は、人体ダミーによる実験を実施した後、その安全性を検討するための"物差し"を明らかにするものであり、(3)は自動車乗員の衝突事故時の人体挙動を模擬するために製作された人体ダミーを、平成24年度以降で本格的に行う墜落・転倒実験用の人体ダミーに改良するものである。人体の力学的特性に関する文献調査および人体衝撃耐性に関する既往の文献整理((1)、(2))では、人体頚部に衝撃荷重が作用した場合の荷重-変形関係を調べた文献を中心に、人体頚部特性のモデル化を試みた。そして本研究で実施する改良型人体ダミーの制作において、その頚部モデル部分にその特性を反映させた。また、防衛医大救急医療部の齋藤教授にインタビューを行い、日本における墜落・転倒事故の主要な傷害部位と損傷の程度についての知見を得た。人体力学特性を考慮した墜落・転倒用人体ダミーの開発では、上記(1)、(2)の知見を踏まえ、人体頚部の軸剛性を人体に近づけた改良型人体ダミーを設計し、その制作を行った。

この改良型人体ダミーを用いて、次年度に予定されている実験を実施する予定である。改良した人体ダミーを用いた墜落・転倒実験を実施し、落下時の挙動および墜落時の衝撃荷重、HICの大きさなどについて、その概要を明らかにすることができた。人体の力学的特性や日本における事故事例(傷害部位・損傷程度と死亡事故発生可能性の関係)などの概要を把握することができた。また次年度以降使用する予定の改良型人体ダミーを設計し、製作することができた。今年度実施した墜落・転倒実験の結果および人体衝撃耐性値との関係を踏まえ、予定通り、新しい保護具の試作を行う。予定通り、今年度製作した改良型人体ダミーを用いた墜落・転倒実験の実施、および人体頭頚部の墜落・転倒に対する安全性の評価を行う。次年度は繰越金と次年度予算を合算して、新しい保護具を試作し、その効果について実験的に検証を行っていく。人体ダミーの改良費用が想定以上となったため、当初予定していた人体ダミー落下台の製作費用に不足が生じ、結果的に年度予算に繰越金が生じた。次年度はこの繰越金と次年度予算を合算して、上記実験設備を製作し、予定通り実験研究を遂行していく。
リスクに対する人々の不安:その構造分析と働きかけ方略の検討

多様なハザードに対する人々の不安レベルを全国調査によって測定した。層化二段階無作為抽出法によって代表性の高いサンプルを得ることができた。多変量解析と分散分析の結果、広域環境問題や主要な死因因子に負荷する項目の不安が高く、一方、従来型の災害への不安は低いことが見いだされた。また、事前に各ハザードによる死者数を推定することにより不安レベルは低下することが明らかにされた。東日本大震災後の調査では、日本人の不安レベルは、原子力発電所事故や地震を除いて、おおむね低下してしまっていることが示された。本研究計画の全体的な目的は、さまざまなリスクに対する人々の不安の構造を明らかにし、リスク不安の類型化を行った上で、リスク不安に働きかけるための方略を構築することである。この全体目的の中で本年度は、リスク問題データベースの作成と意識調査を実施する計画となっていた。計画通り、新聞などの媒体資料にもとづいて、どのようなハザードが社会的な問題となるのかを探るためのデータベースを作成した。さらに、全国規模の意識調査をWeb調査として実施した。調査では、自分個人として不安に感じること、社会にとって不安であると感じるもの、の2点について自由回答を求めた。その結果、個人としての不安は、おおよそ「金銭的・経済的不安」、「健康・病気に関する不安」、そして、「漠然とした今後の生活に対する不安」の3種に集約できることが明らかとなった。一方、社会としての不安は、個人としての不安の3種に加え、地球温暖化や環境破壊、地震や台風などの「環境・災害」、犯罪、戦争、テロなどの「暴力」、政権交代や政治家に関連する「政治状況」、少子化、高齢化、規範意識の低下など社会構造の変化に関連する「社会構造」などのカテゴリーが独立して見いだされた。分析の結果から、さまざまなハザードについての認知が社会的なリスク不安の主要次元に投射される形で評価され、さらにそれが個人的な不安の主要次元に結びつくことでリスク不安の強さが規定されるという、リスク不安の構造をモデル化する上での基礎的な知見を得ることができた。リスクに対する人々の不安を低減させるための正攻法は、リスクを削減し、それを伝えることである。規範的には、リスクが増大すれば不安は高まるが、減少すれば、不安も低下すると考えられるからである。しかしながら、リスク対策を講じてリスクを削減して、それを伝えることで本当に人々の不安は低下するのだろうか。本研究では、リスク不安を、ある特定のリスクに対する不安と、そのリスクが含まれるカテゴリー全体に対する不安とに分けて測定した。そして、特定リスクを削減するための対策がとられたという情報によって、その特定リスクについての不安がどれくらい下がるのか、さらに、カテゴリーへの不安がどれくらい下がるのかを検討した。材料としては、列車事故、地球温暖化、犯罪被害、とバリエーションを持たせた。実験の結果は共通しており、リスク削減情報はターゲットとするリスクそのものについての不安を引き下げるうえで有効であることが確認されたが、一方、リスクカテゴリーに対する不安は、リスク情報のみを出したままの条件も、その後に対策をとったことを伝える条件も同じレベルであった。しかも、両者は統制条件より高い不安レベルにあった。すなわち、「リスクがありましたが、その後有効な対策を施しました」という情報は、当該リスクが含まれるより広いカテゴリーへの不安を上げてしまい、リスク対策を導入したことによる不安低減の効果はみられなかったのである。この結果についての実務的インプリケーションを議論した。本研究の目的は、(1)大規模な全国調査を行い日本人がもつリスク不安の様子を定量的に明らかにすることであった。その基盤となるのは社会調査データである。これについての研究実施計画は、全国をカバーする層化二段階無作為抽出により1,500サンプル程度のデータを取得し、代表性の高いサンプルを得ようとするというものであった。そのために(a)人口統計に基づいて都市規模に応じた調査地点のサンプリング、(b)住民基本台帳に基づいた調査対象者のサンプリング、(c)訪問留置法による実査、という手順が計画されていた。具体的な調査内容は、4年前時点での日本人のリスク不安を包括的に検討した中谷内・島田(2010)に沿って多種多様な51種類のハザードを評価対象とし、不安評定やそれぞれのハザードについてリスク管理体制への信頼評定を求めるというものである。調査計画は順調に実施され、サンプル数は1,130程度と若干少な目であるが、代表性の高いデータを得ることができた。本研究の意義は以下のようなものである。すなわち、(a)従来のリスク不安に関する調査の多くは、特定の事象を取り上げて不安の程度を測定することが多い。それに対して本研究では、多岐にわたるハザードをとり上げ、それらを相対化させながら、リスク不安の構成を明らかにすることができる、(b)従来のリスク不安に関する調査は横断的なものがほとんどであり、時間的変化によって不安がどう変化するのかを定量的に検証する研究がほとんどない。

それに対して本研究では2008年度調査とまったく同一の51ハザード項目を評価対象とすることにより、リスク不安の変化を検証することができる。特に、2011年3月11日に発生した東日本大震災の影響によって地震や原子力発電所事故への不安をふくめて、日本人の不安構造がどう変化するかを検証することができた。
地域住民健診におけるスクリーニング認知機能検査の考案と評価

地域住民健診にスクリーニング認知機能検査の考案し、その有用性を評価した。認知症疑いは5.3%、軽度認知機能障害疑いは5.4%に認められた。MMSE23以下に対する感度/特異度(%)はmodified OLDに注意機能を加えると高くその有用性が示唆された。和歌山県内で、老年人口割合が33.4%と高齢化の進んだ山間部のかつらぎ町で、2013年の特定健康診断に参加した65歳以上75歳未満の前期高齢者221名(女性130名男性91名)および同町後期高齢者健康診断に参加した75歳以上94歳までの172名(女性95名男性77名)の総計393名(女性225名男性168名)、平均年齢は74.2歳(女性72.2±5.7<6594>歳男性74.6±6.6<6594>歳有意差なし)を対象とし、研究計画実施計画にのっとり、スクリーニング認知機能検査バッテリ:1modified OLD2MMSE(Mini-Mental State Examination)3言語流暢性検査:動物/スポーツの名前、あ/かより始まる名詞を1分間で想起。4注意機能検査:D-CAT(Digital Cancellation Test)第1, 3試行を使用。5記憶検査(散文):25語句から成る文章を2回聞いてもらい文章想起。を実施した。また、動脈硬化検査:心電図、PWV、ABI、AI、頚部エコー、血液検査と質問紙による生活習慣、病歴等を聴・書取施行した。MMSEの結果では、全体では27.577±2.291 (以下、結果をmean±SDで表す)、女性27.795±2.283、男性27.283±2.275で、男女間で有意差を示した(P <0.05)。認知症疑いとされる23点以下は16人(女性11名、男性5名)で全体の約4.0%であった。年齢との間に負の相関を認めた(P <0.05)。MMSEを、低値群(23点以下)、中間群(2427点)、高値群(28点以上)の3群に分けると、それぞれ16人(4.0%)、152人(39.0%)、222人(57.0%)で、中間群の中で物忘れの自覚を22人(14.5%)に認め、軽度認知機能障害と考えられた。和歌山県内で、老年人口割合が34.1%と高齢化の進んだ山間部のかつらぎ町で、2014年の特定健康診断に参加した65歳以上75歳未満の前期高齢者133名(女性68/男性65名)および同町後期高齢者健康診断に参加した75歳以上94歳までの180名(女性99/男性81名)の総計313名(女性167/男性146名)、平均年齢は75.0歳、また、老年人口割合が28.1%の海浜部のみなべ町で、同様に健康診断に参加した前期高齢者174名(女性84/男性90名)および同町後期高齢者健康診断に参加した93名(女性51/男性42名)の総計267名(女性135/男性132名)、平均年齢は72.7歳を対象とし、スクリーニング認知機能検査バッテリ:1modifiedOLD2MSE(Mini-Mental State Examination)3言語流暢性検査:動物/スポーツの名前、あ/かより始まる名詞を1分間で想起。4注意機能検査:D-CAT(Digital Cancellation Test)第1,3試行を使用。を実施した。MMSEの結果では、全体では27.7±2.4(以下、結果をmean±SDで表す)、男女間、地域間で有意差を認めなかった。一方、年齢との間に負の相関を認めた(P<0.0001)。認知症疑いとされる23点以下は25人(女性10名、男性15名)で全体の約4.3%であった。MMSEを、低値群(23点以下)、中間群(2427点)、高値群(28点以上)の3群に分けると、それぞれ25人(4.3%)、193人(33.5%)、359人(62.2%)で、中間群の中で物忘れの自覚を32人(16.6%)に認め、軽度認知機能障害と考えられた。和歌山県内で、老年人口割合が35.2%の山間部のかつらぎ町で、2015年の特定健康診断に参加した65歳以上75歳未満の前期高齢者79名(女性45/男性34名)および同町後期高齢者健康診断に参加した75歳以上94歳までの139名(女性88/男性51)の総計218名(女性133/男性85名)、平均年齢は76.7歳(女性76.6±6.2<6589>歳男性76.8±7.2<6596>歳有意差なし)、また、老年人口割合が29.1%の海浜部のみなべ町で、同様に健康診断に参加した65歳以上75歳未満の前期

高齢者60名(女性31/男性29)、平均年齢は68.5歳(女性68.9±2.9<6575>歳男性68.1±2.5<6573>歳有意差なし)を対象とし研究計画実施計画にのっとり、スクリーニング認知機能検査バッテリ:1modifiedOLD2MSE(Mini-Mental State Examination)3言語流暢性検査:動物/スポーツの名前、あ/かより始まる名詞を1分間で想起。4注意機能検査:D-CAT(Digital Cancellation Test)第1,3試行を使用。5記憶検査(散文):25語句から成る文章を2回聞いてもらい文章想起。を実施した。また、動脈硬化検査:心電図、PWV、ABI、AI、頚部エコー、血液検査と質問紙による生活習慣、病歴等を聴・書取施行した。MMSEの結果では、全体では27.3±2.6(以下、結果をmean±SDで表す)、女性27.3±2.7、男性27.2±2.4で、男女間、地域間(前期高齢者に限る)で有意差を認めなかった。一方、年齢との間に負の相関を認めた(P<0.0001)。認知症疑いとされる23点以下は19人(女性13名、男性6名)で全体の約6.8%であった。MMSEを、低値群(23点以下)、中間群(2427点)、高値群(28点以上)の3群に分けると、それぞれ19人( 6.8%)、104人(37.4%)、155人(55.8%)で、中間群の中で物忘れの自覚を17人(16.3%,全体の6.1%)に認め、軽度認知機能障害と考えられた。和歌山県内の高齢化の進んだ山間部地域およびそれ程進んでいない海近部の地域において、研究計画とおり、スクリーニング認知機能検査バッテリ、動脈硬化検査、血液検査、質問紙による生活習慣、病歴等を聴・書取を実施したが、地域差を十分比較し得ていない。MMSEと他のスクリーニング認知機能検査としてのmodified OLD、注意機能検査、言語流暢性検査、散文記憶検査を比較検討の状況である。また、生活習慣や生活習慣病との関連性についても検討中である。MMSE23点以下の対象者については、地域の保健福祉課等と連携し、地域基幹病院等への2次健診へのすすめを行ってきている。和歌山県内で、老年人口割合が35.2%と高齢化の進んだ山間部のかつらぎ町で、2016年の特定健康診断に参加した65歳以上75歳未満の前期高齢者75名(女性62名男性46名)および同町後期高齢者健康診断に参加した75歳以上90歳までの108名(女性62名男性46名)の総計183名(女性112名男性71名)、平均年齢は75.8歳(女性75.6±6.2<6590>歳男性76.2±6.4<6590>歳有意差なし)を対象とし、研究計画実施計画にのっとり、スクリーニング認知機能検査バッテリ:1modified OLD2MMSE(Mini-Mental State Exam ination)3言語流暢性検査:動物/スポーツの名前、あ/かより始まる名詞を1分間で想起。4注意機能検査:D-CAT(Digital Cancel lation Test)第1,3試行を使用。を実施した。また、動脈硬化検査:心電図、PWV、ABI、頚部エコー、血液検査と質問紙による生活習慣、病歴等を聴・書取施行した。MMSEの結果では、全体では27.6±2.5(以下、結果をmean±SDで示す)、女性27.6±2.5、男性27.5±2.5で、男女間で有意差はなかった。認知症疑いとされる23点以下は11人(女性7名、男性4名)で全体の約6.0%であった。MMSE値は、年齢との間に負の相関を認め(P<0.0001)、低値群(23点以下)、中間群(2427点)、高値(28点以上)の3群に分けると、それぞれ11人( 6.0%)、59人(32.2%)、113人(61.7%)で、中間群の中で物忘れの自覚を42人(22.9%)に認め、軽度認知機能障害と考えられた。昨年より、調査者数が減じたが、同地域での研究計画を実施しえた。スクリーニング認知機能検査の信頼性をMMSEと対比し検討中である。
T細胞型急性リンパ性白血病におけるTYK2を対象とした新規治療法の開発

本研究では、T細胞型急性リンパ性白血病(T-ALL)細胞の生存がJAK tyrosine kinase familyの一員であるTYK2に依存しているという知見をもとに、TYK2の阻害がT-ALLにおいて細胞死を誘導する機序を解明し、TYK2を標的とした治療を開発・発展させることを目的としている。私達はこれまでの研究で、米国Nimbus Therapeutics社のTYK2阻害剤であるNDI-031301がヒトT-ALL細胞株においてアポトーシスを誘導し、その殺細胞効果にMAPKシグナル伝達経路の一つであるp38 MAPKの活性化が関与している可能性を見出した。本年度の研究では、TYK2阻害で誘導されるアポトーシスのさらなる機序の解明を進めた。NDI-031301で誘導されるp38MAPKシグナル経路の変化とアポトーシスの時間的関係を確認するために、ヒトT-ALL細胞株であるKOPT-K1に3μMのNDI-031301を添加して、p38 MAPKのリン酸化状態とアポトーシスの誘導をウェスタンブロッティングで経時的に検討した。その結果、p38 MAPKのリン酸化レベルはNDI-031301添加1時間後から著明に上昇して、その後も高レベルで維持されたのに対し、アポトーシス誘導を示唆するPARP蛋白の切断は添加12時間後から検出され始めた。このように、NDI-031301で誘導されるp38MAPKシグナルの活性化はアポトーシスの誘導に先立つことが確認された。T細胞型急性リンパ性白血病(T-ALL)の予後は、近年の強化された化学療法レジメンの導入によって大幅に改善されたが、初期治療に不応の症例や再発症例の予後は依存として不良である。本研究では、T-ALL細胞の生存がJAK tyrosine kinase familyの一員であるTYK2に依存しているという知見をもとに、TYK2の阻害がT-ALL細胞において細胞死(アポトーシス)を誘導するメカニズムを解明し、TYK2を標的とした治療法を開発・発展させることを目的としている。本年度は米国Nimbus Therapeutics社の新規TYK2選択的阻害剤であるNDI-031301を用いて、T-ALLに対する抗腫瘍効果とそのアポトーシス誘導の機序について検討した。NDI-031301は解析したヒトT-ALL細胞株4株すべての増殖を抑制し、添加72時間でのIC50値は0.82 - 2.38μMであった。この効果はJAK選択的阻害剤であるtofacitinibとbaricitinibのそれよりも強力であり、NDI-031301はヒトT-ALL細胞株においてアポトーシスを誘導することも確認された。次にNDI-031301によるアポトーシス誘導の機序を解明するために、ヒトT-ALL細胞株のKOPT-K1にNDI-031301を添加して生存シグナルに関連した蛋白の発現とリン酸化状態を解析したところ、NDI-031301はSTAT1のリン酸化を抑制するだけでなく、MAPKシグナル伝達経路であるERK、SAPK/JNKおよびp38 MAPKの活性化を誘導することも確認された。MAPK経路の活性化はnegative selectionによる胸腺細胞のアポトーシスにも関与することが報告されているため、TYK2はこの経路を抑制することでT-ALL細胞の生存維持に寄与している可能性が示唆された。これまでの解析で、我々は新規TYK2選択的阻害剤であるNDI-031301がヒトT-ALL細胞株においてその増殖を強力に抑制し、アポトーシスを誘導することを確認した。また、NDI-031301によるT-ALL細胞のアポトーシス誘導の機序として、STAT1リン酸化の抑制だけでなく、MAPKシグナル伝達経路であるERK、SAPK/JNKおよびp38 MAPKの活性化が関与している可能性を見出した。STAT1リン酸化の阻害はJAK選択的阻害剤であるtofacitinibとbaricitinibの添加後にも認められたが、これらの薬剤ではアポトーシスが誘導されなかったことから、NDI-031301で誘導されるT-ALL細胞のアポトーシスにはSTAT1リン酸化の阻害よりもMAPK経路の活性化が重要な役割を果たしていると考えられる。このようなNDI-031301の殺細胞効果については、TYK2阻害の影響ではなく薬剤のoff-target効果である可能性も考えられるため、TYK2遺伝子のノックダウンで同様の現象が認められるかを確認する必要があり、現在そのための実験を計画している。T-ALLにおいてTYK2阻害で誘導されるアポトーシスの分子生物学的機序を同定することは、同疾患に対してTYK2の標的療法を実用化するのに必須であり、得られた知見はより有効な薬剤併用療法を確立するために重要な情報になると考えられる。本研究では、T細胞型急性リンパ性白血病(T-ALL)細胞の生存がJAK tyrosine kinase familyの一員であるTYK2に依存しているという知見をもとに、TYK2の阻害がT-ALL細胞において細胞死(アポトーシス)を誘導する機序を解明し、TYK2を標的とした治療を開発・発展させることを目的としている。私達は昨年度、米国Nimbus Therapeutics社のTYK2選択的阻害剤であるNDI-031301がヒトT-ALL細胞株においてアポトーシスを誘導し、その殺細胞効果にMAPKシグナル伝達経路であるERK、SAPK/JNKおよびp38 MAPKの活性化が関与している可能性を見出した。

本年度の研究では、TYK2阻害で誘導されるアポトーシスのさらなる機序の解明を進めた。最初に、NDI-031301で誘導されるMAPKシグナル伝達経路の変化とアポトーシスがoff-target効果でないことを確認するために、ヒトT-ALL細胞株のKOPT-K1を用いて干渉RNAによるTYK2のノックダウン実験を行った。その結果、TYK2をノックダウンした細胞では、NDI-031301添加後と同様に、SAPK/JNKおよびp38 MAPKのリン酸化レベルの上昇が確認され、アポトーシスも誘導されていた。次に、各々のMAPK経路の活性化がNDI-031301で誘導されるアポトーシスに直接に関与している可能性を検討した。NDI-031301添加で誘導されるKOPT-K1細胞のアポトーシスは、p38 MAPKの選択的阻害剤であるSB203580の共添加で部分的に抑制されたが、この抑制効果はMEK阻害剤やSAPK/JNK阻害剤の共添加では認められなかった。この結果から、NDI-031301で誘導されるT-ALL細胞のアポトーシスにはp38 MAPKの活性化が関与する可能性が示唆された。これまでの解析で、私達はTYK2選択的阻害剤であるNDI-031301がヒトT-ALL細胞株においてその増殖を強力に抑制し、アポトーシスを誘導することを確認した。また、NDI-031301によるT-ALL細胞のアポトーシス誘導の機序として、STAT1リン酸化の抑制だけでなく、MAPKシグナル伝達経路であるp38 MAPKの活性化が関与している可能性を見出した。STAT1リン酸化の阻害はJAK選択的阻害剤であるtofacitinibとbaricitinibの添加後にも認められたが、これらの薬剤ではアポトーシスが誘導されなかったことから、NDI-031301で誘導されるT-ALL細胞のアポトーシスにはSTAT1リン酸化の阻害よりもp38 MAPKの活性化が重要な役割を果たしていると考えられる。一方、p38 MAPK経路の活性化はnegative selectionによる胸腺細胞のアポトーシス誘導にも関与することが報告されているため、TYK2は何らかの形でこの経路を抑制することによってT-ALL細胞だけでなく正常胸腺細胞の生存維持にも寄与している可能性が考えられる。T-ALL細胞においてTYK2阻害で誘導されるアポトーシスの分子生物学的機序を同定することは、同疾患に対してTYK2の標的療法を実用化するのに必須であり、得られた知見はより有効な薬剤併用療法を確立するための重要な情報になる。今後は、TYK2選択的阻害剤とT-ALLの臨床で用いられる各種抗がん剤との併用効果を確認する予定であり、p38 MAPKの活性化状態との関連性を検討することでTYK2選択的阻害剤を用いたより有効な薬剤併用療法の確立を目指す。本研究では、T細胞型急性リンパ性白血病(T-ALL)細胞の生存がJAK tyrosine kinase familyの一員であるTYK2に依存しているという知見をもとに、TYK2の阻害がT-ALLにおいて細胞死を誘導する機序を解明し、TYK2を標的とした治療を開発・発展させることを目的としている。