hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地磁気を利用した津波性巨礫・断層破砕帯の運動履歴とその年代決定法の高度化

粘性残留磁気から推定される津波の年代が、放射性炭素年代よりも古い年代を示すことに疑問を持ち、この年代の“ズレ"の原因を探ることに挑戦した。約4割もの巨礫の年代値がずれることが判明し、さらに過去30年間におよぶ粘性残留磁気の獲得・緩和実験結果も洗い直すことで、年代推定の拠り所としていたネール理論にフィットしない実験結果が多数存在した。そこで、拡張型指数関数を導入することで、実験結果と巨礫の年代値が整合することを国際誌にて発表した。また、砂質の津波堆積物の帯磁率異方性が古流向を示さないことを公表した。さらに、野島断層破砕帯の地震性滑りが400°C以上に加熱されたことを走査型磁場顕微鏡から解明した。本研究の目的は、挑戦的萌芽研究でチャレンジした地磁気を利用した津波起源巨礫の年代推定法をさらに発展させて、下記の4点を達成することである。1)現状の地磁気年代推定法では、放射性炭素年代法(14C年代法)に比べて数千1万年近く推定年代が`ずれ'る欠点を物理的背景から再検討し、地磁気による推定年代を最低でも誤差数百年以内にする。2)特異に強い残留磁気を持つ石垣島化石サンゴの磁性鉱物が生物起源か砕屑粒子起源かを決定し、化石サンゴの連続試料から過去数百年間の地磁気極変遷を解明する。3)これまで14C年代法を適用できずに放置されていた世界各地に分布する巨礫に適用し、さらに津波の水理計算から津波の規模を推定してゆくことで世界的な防災・減災技術の再構築を行う。4)同手法を活断層の断層破砕帯に適用することで、活断層の活動履歴の解明をおこなう。そこで、今年度は目的の1)のうち、推定年代が'ずれ'ることを説明できる理論的枠組みを構築し、その研究成果を投稿準備している。2)については、産業技術総合研究所所有の交番型磁力計による磁気ヒステレシス(FORC)測定と東北大学化学専攻所有の電子スピン共鳴装置による強磁性共鳴測定により、生物起源の磁性鉱物を特定することに成功し、過去の地磁気方位を復元することに成功した。現在研究成果を執筆中である。3)に関して、トンガ王国の世界最大の巨礫と八丈島の巨礫の現地地質調査を実施し、それぞれ信頼出来る残留磁気を有していることを突き止めている。4)において、野島断層破砕帯試料から、過去の地震性すべりで形成された黒色ガウジ部分の微少サンプリングを行い、数回の地震により着時した残留磁気成分があることを見出している。今後、論文執筆に加え、それぞれの課題を克服するべく研究を実施してゆく。申請書で設定した4つの目的のうち1つは、論文原稿も終了し、peer reviewを待つのみである。ただし、理論的枠組みが整っても、この枠組みを実際の年代推定に適用し、14C年代に匹敵する手法に育てるにはまだ解決しなければいけない問題がある。残り3つの目的も順調に解析が進んでいる。本研究の目的は、挑戦的萌芽研究でチャレンジした地磁気を利用した津波起源巨礫の年代推定法を発展させて、これまで放射性炭素年代値よりも古く見積もられていた年代を公正することと、我々の手法を広く世界中の巨礫の年代推定に応用することであった。また、津波による砂質堆積物の古流向を磁気異方性から求めることや断層破砕帯の形成時期推定も同時に行うことであった。そこで、今年度は古く見積もられる欠点を克服するべく、非線形統計物理学で用いられている拡張型指数関数を岩石磁気分野に応用し、これまで理論的に説明がつかなかった実験データを統一的に説明することに成功した。さらにこの拡張型指数関数は年代値のズレも説明できることを証明し、国際学術雑誌で公表した。また、これまで磁気異方性を用いて砂質の津波堆積物の流動方向を推定する研究が多く知られているが、本当に古流向を表しているかどうかわからなかった。そこで、今回北海道霧多布地域に分布する砂質の津波堆積物に応用することで、磁気異方性の方向が90度ずれる事例があることを報告した。さらに、野島断層破砕帯の岩石試料が2次的な古地磁気方位を持つという先行事例を利用して、我々の地磁気を用いた年代推定法の応用を実施した。その結果、いくつかの課題が見えてきた。それは断層破砕帯が形成される時に地表面ではなく、ある深さで形成されるために、形成深度の情報がなければ正確な年代を推定できないことである。しかしながら、野島断層破砕帯試料を薄片にし、その薄片を走査型超電導磁気顕微鏡で観察することで、どこがすべり面かを決定し、さらにそのすべり面が摩擦滑り時にどの程度温度が上昇したのかを決定することにも成功した。この成果も国際学術雑誌で報告した。これまで三十年以上懸案事項となっていた地磁気年代が'古く'見積もられる問題に対して、岩石磁気とは全く異なる視点を導入することで解決できた点は評価できる。ただし、この理論的な背景に基づいて、天然データをいかに説明できるかを示してゆくことで、理論の信頼性をあげてゆくことが今後の課題である。また、実績では記述していないが、トンガ本島西岸に分布する世界最大の津波起源巨礫の地質調査及び古地磁気測定の結果、巨礫群が異地性であることを見出している。さらに、当初全く予定していなかったが、トンガ本島の東岸にも巨礫群を発見することができ、トンガにおける津波の起源を

単なる海底火山による津波ではなく、トンガ海溝起源の巨大津波を考慮しなければならないことが判明した。この新たな発見は、災害科学的に非常に重要な示唆を有している。また、今年度は砂質の津波堆積物の磁気異方性の研究、断層破砕帯における滑り面の決定に関する成果を得ることができ、概ね順調に研究が進展してきていると判断することができる。本研究の目的は、挑戦的萌芽研究でチャレンジした地磁気を利用した津波起源巨礫の年代推定法を発展させて、これまで放射性炭素年代値よりも古く見積もられていた年代を校正することと、我々の手法を広く世界中の巨礫の年代推定に応用することであった。また、津波による砂質堆積物の古流向を磁気異方性から求めることや断層破砕帯の形成時期推定も同時に行うことであった。そこで、非線形統計物理学で用いられている拡張型指数関数を岩石磁気分野に応用することで、これまで理論的に説明がつかなかった残留磁気の緩和過程に関する実験データを統一的に説明することに成功した。さらにこの拡張型指数関数は年代値のズレも説明できることを証明し、国際学術雑誌で公表した。しかし、その年代のズレがどの程度かを決める実験的な手法の開発は課題であった。また、北海道霧多布地域に分布する砂質の津波堆積物の磁気異方性を検討した結果、帯磁率異方性が示す古流向と粒子が持つ残留磁気の異方性とが90度ずれる事例があり、安易に帯磁率異方性から古流向を推定することの危険性を国際学術誌で報告した。さらに、野島断層破砕帯試料を走査型超電導磁気顕微鏡で観察し、残留磁気分布からどこがすべり面かを決定し、さらにそのすべり面が摩擦滑り時に500°C程度まで上昇したことを国際学術雑誌で報告した。これまでにトンガ王国トンガタプ島沿岸に分布する世界最大級のサンゴ礁起源津波石の調査を実施し、古地磁気年代推定法とウラントリウム年代を併用して、津波年代推定を実施している。この研究の過程で、上記の拡張型指数関数と温度可変型振動型磁力計を利用することで、どの程度年代がずれるのかを定量的に決定する方法を見つけることに成功している。粘性残留磁気から推定される津波の年代が、放射性炭素年代よりも古い年代を示すことに疑問を持ち、この年代の“ズレ"の原因を探ることに挑戦した。約4割もの巨礫の年代値がずれることが判明し、さらに過去30年間におよぶ粘性残留磁気の獲得・緩和実験結果も洗い直すことで、年代推定の拠り所としていたネール理論にフィットしない実験結果が多数存在した。そこで、拡張型指数関数を導入することで、実験結果と巨礫の年代値が整合することを国際誌にて発表した。また、砂質の津波堆積物の帯磁率異方性が古流向を示さないことを公表した。さらに、野島断層破砕帯の地震性滑りが400°C以上に加熱されたことを走査型磁場顕微鏡から解明した。現在までの進捗状況では、概ね順調に進展しているとしたものの、研究室所有のスピナー磁力計が1台しかないため、大学院生を含めて測定を効率的に進めることができていない。これを解消し、効率良く研究を進めるべく、設備を整えて行く予定である。トンガ王国産含め採集済みの巨礫から信頼出来る残留磁気を有していることが明らかになったので、引き続き現地調査を進め、環太平洋域の津波の規模と周期の把握に努めてゆく。さらに、スピナー磁力計では測定できない微弱な残留磁気を測定するため、連携研究者の所属する国立極地研究所に大学院生とともに赴き、超伝導型磁力計による測定を実施してゆく。
睡眠サイクルと硫酸マグネシウムの胎児圧受容体反射への影響-羊胎仔慢性実験モデル-

【目的】妊娠高血圧症候群や切迫早産症例の発育遅延胎児に硫酸マグネシウムが投与されていることを想定し、硫酸マグネシウムが一過性徐脈出現に与える影響について、妊娠羊胎仔実験モデルを使用して観察することを目的とする。【方法】妊娠125日の妊娠羊2頭に対し、慢性羊胎仔実験モデルを作成。作成4日後に実験を開始した。硫酸マグネシウムを与えた(Mg)群(270 mg/kg推定体重を30分間投与後80 mg/kg/時を6時間投与)とコントロール群(生理食塩水)とに分けて検討した。Baroreceptor reflex (BR)の観察は、pherinephrine 57.5μgを羊胎仔の外頚静脈より、10分間隔で56回投与し、投与後の平均動脈血圧の変動(ΔMAP)および心拍数の変動(ΔFHR)をポリグラフにて記録した。その時の胎仔脳波・呼吸様運動により胎仔睡眠サイクルをactive state(AS)とsleep state(SS)とに分けてΔFHR/ΔMAP (BR)を算出し検討した。【結果】胎仔血中Mgは、Mg群で0時間後;2.3mEq/mL,3時間後;4.9mEq/mL、6時間後;5.3mEq/mLであった。BRはASでは3.2,4.3,3.5、SSでは5.2,2.7,2.3と変化した(それぞれ平均値)。【考察】胎仔高Mg血症において、BRはASではあまり影響を受けないが、SSでは干渉を受ける可能性が示唆された。胎仔sleep stateでは、変動一過性徐脈の出現が高Mg血症により修飾される可能性が示唆された。今後、症例数を増やして再検討する。
脂肪の炎症が近接臓器および脂肪由来幹細胞の質に及ぼす影響

局所脂肪は隣接臓器の状態を反映するとともにその臓器にも影響を及ぼすことが示唆されている。本研究では動脈硬化性疾患の代表である虚血性心疾患に対する手術の際に皮下脂肪、冠動脈周囲および内胸動脈周囲の3か所の脂肪を採取し解析、脂肪の質にどのような差があるのか検討を行った。一部の炎症性サイトカインや炎症性マクロファージの発現は冠動脈周囲で最も高く、皮下で最も低かった。一方で血管新生関連因子は内胸動脈周囲で最も高かった。線維化マーカーは冠動脈周囲の発現が最も高く、コラーゲンは皮下脂肪で最多であった。このように皮下脂肪と血管周囲脂肪、さらにはその血管の状態により異なる脂肪のプロファイルを示していた。本年度は脂肪組織の採取を中心に行った。手術前に同意書を得られた開心術症例を対象とした。手術時に皮下脂肪、心嚢周囲脂肪、心臓周囲脂肪をそれぞれ採取した。また該当症例では内胸動脈周囲の脂肪も採取した。採取した脂肪組織をそれぞれ、RNA用保存液、タンパク分解酵素阻害剤含有液および組織染色用に4%パラホルムアルデヒド内に保存した。また十分量の組織が得られた場合は上記組織の一部を脂肪幹細胞培養用の組織とした。RNA用組織およびタンパク解析用組織は-80°Cで冷凍保存し、ぞれぞれお適宜RNA抽出およびタンパク抽出を行った。パラホルムアルデヒド内で固定した組織はスクロースで脱水処理をしたのち凍結組織とした。細胞培養用組織はコラゲナーゼ処理を行ったのち、得られた元組織重量に基づいてそれぞれ大きさの異なるディッシュで14日間培養を行った。細胞を2回継代したのち上清を採取、ELISA解析用サンプルとするとともに、細胞は液体窒素内で凍結保存した。本年度は昨年度中に採取した脂肪組織からの解析用サンプルの作成を行った。脂肪組織は除外基準を除き303人から得られた。同一患者から複数の脂肪が得られており、サンプル数は842であった。部位では皮下が最多で286サンプルであり、次いで心嚢周囲254、冠動脈周囲202、内胸動脈周囲98、左心耳周囲2サンプルであった。患者の平均年齢は67.1歳であった。うち糖尿病は95例、高血圧は192、脂質異常症138、腎不全は56例でそのうち術前より透析が導入されていた症例は16例であった。内服薬としてスタチンを134例で服用しており、ベータ-ブロッカーは98例、ACEもしくはARBは136例、インスリンは13例で導入されていた。得られた組織をそれぞれRNA採取用に保存し、採取した脂肪が十分に多い場合は、4%のパラホルムアルデヒドに浸透したのち脱水を行い、凍結組織切片とした。残りの組織をウェスタンブロット解析用とし、さらに脂肪が残存している場合は心房幹細胞培養用のサンプルとし、採取日より2回継代するまで脂肪幹細胞培養を行った。得られた脂肪幹細胞の数をカウントした後、凍結保存とした。また細胞の上清を、継代するごとに保存し、ELISA解析用の試料として保存した。RNA用のサンプルは842、凍結切片は506、ウェスタンブロット用の試料は402であった。また244サンプルで脂肪幹細胞培養を行った。現在これらのサンプルを解析中である。脂肪は余剰脂質の貯蔵庫ではなくサイトカインやホルモンを分泌する内分泌組織である。動脈硬化では硬化血管周囲の脂肪で炎症が惹起されていることが報告されている。一方で脂肪から放出されるサイトカインなどが血管の保護作用を示すことがあることも知られており、その働きについては未だ不明な点が多い。本研究では動脈硬化性疾患の代表である虚血性心疾患に対するバイパス手術の際に皮下脂肪、冠動脈周囲および内胸動脈周囲の脂肪を採取し解析、脂肪の質にどのような差異があるのかについて検討を行った。全体の比較において、炎症性サイトカインであるTNFαおよびIL-1βおよびIL-33は冠動脈周囲脂肪で発現が最も高かった。一方でIL-2, IL-6の発現に有意差は認めなかった。マクロファージのマーカーではそれぞれM1、M2マクロファージのマーカーであるCD68/CD206の比は冠動脈周囲で最も高く、皮下で最も低かった。一方で血管新生マーカーであるVEGFは内胸動脈周囲で最も多く発現していた。線維化マーカーのうちbFGF, TGFβ1, TGFβ2, TGFβ3は冠動脈周囲の発現が最も高かったが、コラーゲンそのものは皮下脂肪で最も発現が上昇していた。次いで、同一患者内での比較においてはTNFαおよびIL-17およびIL-33は冠動脈周囲で発現が高く、またbFGF, TGFβ1, TGFβ2は冠動脈周囲で発現が高く、コラーゲンも併せて上昇しており線維化の進行が認められた。これらのことから皮下脂肪と血管周囲脂肪とでは脂肪から放出されるサイトカインは異なり、さらに同じ血管周囲の脂肪であっても内胸動脈と冠動脈周囲脂肪で異なる脂肪のプロファイルであることが示唆された。

一部の炎症性サイトカインや炎症性マクロファージの発現は冠動脈周囲で最も高く、皮下で最も低かった。一方で血管新生関連因子は内胸動脈周囲で最も高かった。線維化マーカーは冠動脈周囲の発現が最も高く、コラーゲンは皮下脂肪で最多であった。このように皮下脂肪と血管周囲脂肪、さらにはその血管の状態により異なる脂肪のプロファイルを示していた。ほとんどの組織において解析用試料への調整は終了しており、現在解析が進行中であるため。心臓血管外科脂肪サンプルの採取は終了し得られた組織の解析を継続して行う。まずはPCR法にて脂肪から放出される炎症サイトカイン(TNFα、IL-6、IL1β)を測定する。さらにアディポサイトカインであるアディポネクチン、レプチン、アンジオテンシノーゲンを測定、これらのサイトカインの発現と患者背景因子(年齢、性別、虚血性心疾患の有無、血清脂質による差異、糖尿病の有無による差異、内服薬[スタチン、DPP4阻害剤]の内服の影響)などを比較検討する予定である。本研究で最も時間がかかる工程である、組織採取が順調に進んでおり当初の予定通り解析が開始できる見込みであることから。概ね順調に進行しており、ほぼ予定通りの物品を購入をしているがやや余剰が出てしまっている本年度以降は採取した脂肪組織をそれぞれ解析を行う予定である。当初の計画通り、解析および試料作製に必要な物品を購入する計画である。
エンザイムイムノセンサーを用いる医薬品の高感度計測

薬物の体内動態を知り、安全かつ有効な投与法を実現するためには、体液中の薬物濃度の経時的な計測が必要である。本研究では、薬物として、その治療濃度を厳密にコントロールすることが必要とされているテオフィリンを選び、その高感度計測のためのドラッグセンサーの開発を試みた。このために、先ずテオフィリンに対して特異的な抗体を作成し、次にこの抗体に対して特異的に反応する感作りポソームを作製することを孝案した。このリポソーム中に高濃度の蛍光色素カルセインを封入しておくと、リポソーム中では自己消光のため観察されなかった蛍光がimmunolysisの結果強い蛍光を発するようになる。薬物テオフィリンがこの測定系に存在すると抗体を消費するためにこのlysisが阻害され、その阻害度から薬物濃度を定量することができる。またこの蛍光を高感度で測定するための検出系としてオプティカルファイバーを用いる方法の基礎実験を行った。まず感作りポソームの作製に用いるリン脂質素材について検討した結果、感度の向上のためには、用いるリン脂質の脂胞酸鎖長の選択が必要であることを明らかにし、dilauroyl phosphatidylcholineが最も適当であることがわかった。つづいて添加するsensitizerの濃度,補体量,反応時のPH,反応時間などそれぞれを変化させてimmunolysisが効率よく起こる条件を求めた。その結果、sensitizer濃度1%,反応PH7.0,反応時間25°1時間が適当であり、使用する抗体,補体にもそれぞれ製品によって至適な濃度のあることが明らかとなった。以上の条件でテオフィリンを定量すると感度は抗体量に依存するがこれを変化させることによって、1×【10^(-6)】M1×【10^(-8)】M,1×【10^(-7)】M5×【10^(-9)】Mなどの広い範囲の濃度で本薬物の定量が可能であった。従来の測定範囲は4×【10^(-6)】4×【10^(-7)】Mであり、本研究により、感度,測定範囲のいずれも大幅に改善された。
単球系前駆細胞からマクロファージ、破骨細胞、樹状細胞への分化機構の検討

1.単球系白血病株細胞UG3の破骨細胞への分化UG3にはosteoclast differentiating factor(ODF)受容体であるRANKの発現が確認された。M-CSFにより付着細胞に変化したUG3細胞を、ストローマ細胞ST2と共培養すると、TRAP陽性で、vitronectin受容体を発現する多核細胞が形成された。カルシトニン受容体の発現は認められなかったが、骨スライス上での培養により、pitの形成が認められた。UG3細胞をODF存在下で2週間培養すると、同様に、多核細胞が形成され、TRAPとvitronectin受容体の発現が誘導されたが、カルシトニン受容体のmRNAは、発現していなかった。2.UG3におけるよるサイトカイン産生調節機構LPSは、UG3のIL-1β、IL-6、TNFα、IL-8、MCP-1、G-CSF、PGE2の産生を増加させるが、IL-4、IL-10、IL-13はこのLPSによる産生増加を抑制した。LPS非存在下でも、IL-4とIL-13はMCP-1の発現を抑制したが、IL-10は濃度依存性にMCP-1の発現を増強した。IL-10は刺激開始後2時間をピークとするMCP-1のmRNAの発現を誘導し、サイクロヘキシミドは、非刺激とIL-10で刺激されたUG3細胞のMCP-1mRNA量を増加させた。IL-10はMCP-1のmRNAの半減期を延長し、MCP-1遺伝子の転写レベルを上昇させた。ゲルシフトアッセイにより、UG3においては、LPSによるMCP-1遺伝子の発現誘導にはNFκBとSp-1が関与し、TPAによるMCP-1遺伝子の発現誘導にはAP-1とSp-1が関与し、IL-10によるMCP-1の発現誘導にはSTAT1、STAT3、Sp-1が関与することが示唆された。M-CSF存在下のストローマ細胞との共培養系で、ビタミンD3はストローマ細胞の破骨細胞分化因子(ODF)分泌を高めることによって、末梢血単核球の破骨細胞への分化を促進し、IL-4、IL-13はODFの分泌を低下させることによって破骨細胞への分化を抑制することが知られている。我々の樹立した単球系白血病株細胞UG3及び正常ヒト末梢血由来の単球は、M-CSF存在下でIL-4、IL-13、ビタミンD3のいずれによっても多核巨細胞に分化誘導される。前2者によって誘導される多核細胞はストローマ上で培養を続けることにより破骨細胞に分化するのに対し、ビタミンD3によって分化誘導された多核細胞はストローマ上で培養を続けても破骨細胞とはならないことが明らかとなった。このことは、ビタミンD3はストローマ細胞を介して間接的に前駆細胞の破骨細胞への分化を促進するが、前駆細胞の直接作用としては破骨細胞への分化に大きな意義を持たず、IL-4とIL-13は間接的には破骨細胞への分化に抑制的に働くが、直接効果としては、破骨細胞の方向へ部分的に分化させる作用があることを示唆している。また、UG3の亜株として、M-CSFとODF存在下で維持可能な株細胞を樹立した。この亜株は、浮遊細胞と付着細胞が混在した状態で増殖し、浮遊細胞の経代によって維持可能であるが、付着細胞は破骨細胞の性格のひとつである酒石酸抵抗性酸フォスファターゼが陽性であるが、経代できない。

この浮遊細胞と付着細胞を使って、cDNAアレイを用いて、破骨細胞分化に係わる遺伝子のクロー二ングを現在行っている。1.単球系白血病株細胞UG3の破骨細胞への分化UG3にはosteoclast differentiating factor(ODF)受容体であるRANKの発現が確認された。M-CSFにより付着細胞に変化したUG3細胞を、ストローマ細胞ST2と共培養すると、TRAP陽性で、vitronectin受容体を発現する多核細胞が形成された。カルシトニン受容体の発現は認められなかったが、骨スライス上での培養により、pitの形成が認められた。UG3細胞をODF存在下で2週間培養すると、同様に、多核細胞が形成され、TRAPとvitronectin受容体の発現が誘導されたが、カルシトニン受容体のmRNAは、発現していなかった。2.UG3におけるよるサイトカイン産生調節機構LPSは、UG3のIL-1β、IL-6、TNFα、IL-8、MCP-1、G-CSF、PGE2の産生を増加させるが、IL-4、IL-10、IL-13はこのLPSによる産生増加を抑制した。LPS非存在下でも、IL-4とIL-13はMCP-1の発現を抑制したが、IL-10は濃度依存性にMCP-1の発現を増強した。IL-10は刺激開始後2時間をピークとするMCP-1のmRNAの発現を誘導し、サイクロヘキシミドは、非刺激とIL-10で刺激されたUG3細胞のMCP-1mRNA量を増加させた。IL-10はMCP-1のmRNAの半減期を延長し、MCP-1遺伝子の転写レベルを上昇させた。ゲルシフトアッセイにより、UG3においては、LPSによるMCP-1遺伝子の発現誘導にはNFκBとSp-1が関与し、TPAによるMCP-1遺伝子の発現誘導にはAP-1とSp-1が関与し、IL-10によるMCP-1の発現誘導にはSTAT1、STAT3、Sp-1が関与することが示唆された。
実践的シントン集約エナンチオ制御合成プロセスの開発

本研究の目的は多様の対象物のエナンチオ制御下の構築に柔軟に適応し得るシクロヘキサジエノンのキラル等価合成素子の創製とその活用にある.これ迄の研究によってすでに,ベンゾキノンとシクロペンタジエンとの付加体から得たメソ対称3環性エンド1,4-エンジオールから酵素法ならびにキラルリガンド-金属触媒法の双方による基本キラル合成素子の任意の対掌体に到る効果的な手法を確立している.このキラル合成素子は(i)エノン部周辺へのジアステレオ選択的な修飾,(ii)逆ディールス・アルダー反応によるシクロヘキセン2重結合の復生,(iii)復生した2重結合へのジアステレオ制御下の修飾,すなわちキラルなシクロヘキサジエノンとしての機能性を発現する.平成9年度においてはこれ迄未解決であったキラルな合成素子エノン部のβ-位への4級中心の構築という点に関して解決に取組み,目的を達成した.さらに確立した手法を活用し4級キラル中心を持つ天然物,多様の天然物の生合成前駆体である(-)-メバロン酸ラクトン,魚類忌避物質(+)-sporochnol A,淡水産らん藻より単離されたアルカロイド(-)-aphanorphine,Sceletiumアルカロイド(-)-mesembrineおよび(+)-Sceletium A-4,の合成を達成した.このうち(+)-sporochnol Aおよび(+)-Sceletium A-4は本研究によってその絶対配置を明らかにした.本手法はエノン部β-位へのトリフェニルホスフィンの1,4-付加によるホスホニウム塩の形成,同一容器中でのイリドの形成,Wittig反応によるエノールジエン誘導体の形成とその加水分解によるβ-位置換エノンの形成を含む.すなわち,本手法はキラルな3置換シクロヘキセノン等価キラル合成素子の獲得をも意味する.本研究の目的は多様の対象物のエナンチオ制御下の構築に柔軟に適応し得るシクロヘキサジエノンのキラル等価合成素子の創製とその活用にある.これ迄の研究によってすでに,ベンゾキノンとシクロペンタジエンとの付加体から得たメソ対称3環性エンド1,4-エンジオールから酵素法ならびにキラルリガンド-金属触媒法の双方による基本キラル合成素子の任意の対掌体に到る効果的な手法を確立している.このキラル合成素子は(i)エノン部周辺へのジアステレオ選択的な修飾,(ii)逆ディールス・アルダー反応によるシクロヘキセン2重結合の復生,(iii)復生した2重結合へのジアステレオ制御下の修飾,すなわちキラルなシクロヘキサジエノンとしての機能性を発現する.平成9年度においてはこれ迄未解決であったキラルな合成素子エノン部のβ-位への4級中心の構築という点に関して解決に取組み,目的を達成した.さらに確立した手法を活用し4級キラル中心を持つ天然物,多様の天然物の生合成前駆体である(-)-メバロン酸ラクトン,魚類忌避物質(+)-sporochnol A,淡水産らん藻より単離されたアルカロイド(-)-aphanorphine,Sceletiumアルカロイド(-)-mesembrineおよび(+)-Sceletium A-4,の合成を達成した.このうち(+)-sporochnol Aおよび(+)-Sceletium A-4は本研究によってその絶対配置を明らかにした.本手法はエノン部β-位へのトリフェニルホスフィンの1,4-付加によるホスホニウム塩の形成,同一容器中でのイリドの形成,Wittig反応によるエノールジエン誘導体の形成とその加水分解によるβ-位置換エノンの形成を含む.すなわち,本手法はキラルな3置換シクロヘキセノン等価キラル合成素子の獲得をも意味する.
不斉炭素ーフッ素結合活性化は実現可能か？

有機フッ素化合物は、フッ素原子の特異な性質により、医薬・農薬、並びに液晶等の機能性材料として注目を浴びている。特に、光学活性有機フッ素化合物は、医農薬分野で重要視されている。今回、有機フッ素化合物の不斉合成法の開発を試みた。まず有機アルミニウム化合物による有機フッ素化合物の選択的C-F結合活性化反応を実施した結果、脱フッ素化生成物が得られた。本反応では全てのフッ素原子が脱離するが、ジフルオロメチレン基がカルボニル基に、ヒドロキシル基がメチル基に変換されたユニークな反応である。クロスカップリング法によりジフルオロメチレン基質化合物を合成し、還元的脱フッ素化を実施しモノフルオロ化合物を得た。不斉炭素ーフッ素結合活性化反応の開発に向けて、以下のアプローチで研究を実施した。(1)有機アルミニウム反応剤による炭素ーフッ素結合活性化平成25年度は24年度に引き続き、gem-ジフルオロメチレン化合物を基質として用いる選択的脱モノフルオロ化反応を検討した。β-フルオロアルコールに対し、2当量のトリメチルアルミニウムを作用させると、脱フッ素化が進行し、ケトン体が良好な収率で得られた。本反応において、β-フルオロアルコールのジフルオロメチレン部位がカルボニル基に、ヒドロキシル基がメチル基に効率良く変換された。本反応は新規の有機分子変換法であるが、基質のフッ素原子が全て失われる実験結果については、不斉触媒反応に展開できない状況である。そこで本年度より反応系の設計を再検討し、ジフルオロメチレン化合物のFriedel-Crafts反応に着手した。ルイス酸としてMe3Alを用いたところ、2つのフルオロ基が全てメチル基に置換された化合物が主生成物として得られた。触媒として、BF3-OEt2などのルイス酸を用いて反応を検討したが、複雑な混合物を与えるのみであった。現在、生成物の構造解析を行い、反応の詳細を調査している。(2)ジフルオロメチレン化合物からの還元的炭素ーフッ素結合活性化2-アリールジフルオロ酢酸エステルに対し、マグネシウム/塩化トリメチルシリル還元系を作用させると、温和な反応条件で選択的な脱フッ素化が進行し、モノフルオロ化合物が良好な収率で得られた。この選択的炭素ーフッ素結合活性化反応により誘導した2-アリールフルオロ酢酸エステルは、新しいモノフルオロ合成ブロックとして、今後、クロスカッルリング反応やアルドール反応などの不斉触媒反応に用いて研究を進める。(1)プロキラルな基質(ジフルオロメチレン化合物)の合成:ヨウ化アリールとα-シリルジフルオロ酢酸エチルを、1当量のヨウ化銅、及びフッ化カリウム存在下で反応させることによりクロスカップリング反応が進行し、芳香族ジフルオロ酢酸エチルエステルが得られた。次に、クロスカップリング反応で導入したジフルオロ酢酸エステル部位の変換反応を検討した。具体的には、エチルエステル化合物を加水分解生成物である2-アリールジフルオロ酢酸をフッ化物塩存在下で加熱することにより、脱炭酸反応が進行し、芳香族ジフルオロメチル化合物へと変換することに成功した。興味深いことに、基質としてα-ヘテロアリールジフルオロ酢酸エステルを用いると、ワンポット操作で加水分解と脱炭酸が進行することを見い出した。(2)有機アルミニウム反応剤による炭素ーフッ素結合活性化:炭素ーフッ素結合は非常に強固で安定な結合であるため、その結合を活性化することは一般的には困難である。近年、遷移金属錯体触媒、ルイス酸触媒を用いる炭素ーフッ素結合の活性化が活発に研究されている。中でも、アルミニウム反応剤を用いて炭素ーフッ素結合が活性化された例が報告されている。私たちは今回、有機アルミニウム反応剤を用いて含フッ素アルコールの反応挙動を調査したところ、炭素ーフッ素結合が効率良く活性化されることを見出した。1,2-ジクロロエタン溶媒中、基質の2-アリールジフルオロ酢酸エステルから1段階で得られるβ-フルオロアルコールに対し、2当量のトリメチルアルミニウムを作用させると、脱フッ素化が進行し、ケトン体が良好な収率で得られた。

本反応において、β-フルオロアルコールのジフルオロメチレン部位がカルボニル基に、ヒドロキシル基がメチル基に効率良く変換された。本反応は新規の有機分子変換法であるが、基質のフッ素原子が全て失われる実験結果については、不斉触媒反応に展開できない状況である。そこで本年度より反応系の設計を再検討し、ジフルオロメチレン化合物のFriedel-Crafts反応に着手した。ルイス酸としてMe3Alを用いたところ、2つのフルオロ基が全てメチル基に置換された化合物が主生成物として得られた。触媒として、BF3・OEt2などのルイス酸を用いて反応を検討したが、複雑な混合物を与えるのみであった。(2)ジフルオロメチレン化合物からの還元的炭素ーフッ素結合活性化2-アリールジフルオロ酢酸エステルに対し、マグネシウム/塩化トリメチルシリル還元系を作用させると、温和な反応条件で選択的な脱フッ素化が進行し、モノフルオロ化合物が良好な収率で得られた。この選択的炭素ーフッ素結合活性化反応により誘導した2-アリールフルオロ酢酸エステルは、新しいモノフルオロ合成ブロックとして、平成26年度に本テーマを延長して実施した。その結果、不斉炭素原子を有するモノフルオロ化合物が選択的に得られたので、今後は不斉触媒化の研究を進める予定である。有機合成化学新しい炭素ーフッ素結合活性化反応を見いだした。これまでにはない分子変換反応であり、学術的に興味深い結果を得た点においては、研究が進んでいると判断できる。しかしながら、その選択性が乏しく、フッ素原子を1個残す技術の開発にはまだ至っていないので、今後は反応設計を精密化する。新しい炭素ーフッ素結合活性化反応を見いだした。現在のところ,本反応において,炭素ーフッ素結合切断後、全てのフッ素原子が脱離している。ルイス酸触媒を用いるFriedel-Crafts反応の生成物の詳細分析、および、炭素ーフッ素結合切断によって得られたモノフルオロ合成ブロックを用いて、不斉触媒化を継続する。ペルフルオロアルキル基を有する基質では、わずかではあるが、不斉点にフッ素を有する化合物が得られたが、その反応効率が悪いため、その収率向上を念頭において研究を継続する。炭素-フッ素結合活性化反応の試作実験、生成物の分析を系統的に実施してきた。目的とする反応は、実際に実験を行うとフッ素原子が全て脱離してしまう結果になったが、この反応を利用して、別の新たな有用反応に展開できる可能性を見いだした。基質の分子設計を精密かつ慎重に行い、それに合わせて実験計画を変更したため、未使用額が生じた。次年度に、さらなる基質の分子設計、生成物の解析を、実験結果とよく照らし合わせて計画を立て、引き続き炭素-フッ素結合活性化反応の開発を挑戦する。一定の成果を蓄積してから、次年度開催の学会での発表を行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
MRIと生検による前立腺癌focal therapyの治療域設定法の確立

限局性前立腺癌に対するfocal therapyは、制癌効果と臓器温存の両立を図る低侵襲治療であるが、治療域縮小に伴う過少治療リスクへの対策として、正確な病巣局在評価が必要である。同治療では、診療基準の変遷への対応、新規技術の効率的な導入も必要である。本研究では、前立腺癌focal therapyにおける精度の高い治療域設定法の確立を目的として、以下の解析を行った。2.前立腺ファントムモデルとMRI/超音波画像融合システムを用いた生検穿刺部位の空間的位置解析では、同システム下生検は穿刺部位に関わらず、再現性の高い穿刺が可能であることが確認された。3.平成30年度は、治療計画時の課題の一つである治療域マージンのサイズに関して、マルチパラメトリックMRIと生検病理および局在情報を用いて解析を行った。3次元画像解析ソフトウェアとMRI/超音波画像融合システムを用いて、マルチパラメトリックMRI陽性領域、前立腺生検穿刺部位の空間的位置解析を施行。MRI陽性域外近傍から癌を検出する生検コア分布から、focal therapyの治療域マージンに必要な領域サイズを解析した。限局性前立腺癌におけるfocal therapyは、制癌効果と臓器温存の両立を図る低侵襲治療であるが、治療域縮小に伴う過少治療リスクがあり、正確な病巣局在評価が必要である。本研究は、病巣局在診断、前立腺の偏移/変形の解析の解析に基づき、focal therapyにおける治療域設定法を確立することを目的とする。本年度は、前立腺癌の臨床データ解析として、前立腺生検および前立腺全摘除の病理所見、MRI画像情報の抽出を以下の通り行った。1.前立腺生検のデータ抽出:癌を検出した生検コア部位、Gleason score、癌長。前立腺生検および前立腺全摘除の病理データ抽出、MRI読影診断の解析は平成27年度から平成28年度にかけて計画していたが、病理データ抽出に関しては、おおむね計画に沿った進行状況にある。しかし、MRI読影診断の解析については、近年、前立腺癌における国際的なMRI読影報告法(Prostate Imaging Reporting and Data System)に改訂が生じたため(2015年春以降に主要な国際学会でアナウンスされた)、この改定に対応したデータ解析の追加が必要となった。この点について、平成27年度内では完了しておらず、平成28年度も継続する予定である。平成28年度はPI-RADS version 1およびversion 2を用いて、MRIのstaging診断能、とくに被膜外浸潤の診断能を中心に解析を行った。MRIで被膜外浸潤と判定する各所見の有無を複数の読影者が判定し、PI-RADSの各versionの被膜外浸潤診断能を解析した。この結果、PI-RADS version 2を用いたstagingはversion 1に比べて読影者間一致率の向上を得られるが、overstagingが多くなることが明らかとなった。PI-RADSversion 2によるstaging評価の活用は、画像診断の課題である読影者間不一致の改善とともに、focal therapyで懸念される過少治療リスクの軽減が期待できる点において、本治療の普及に有益なものと考えらえる。次年度以降は、PI-RADS version 2による前立腺癌の検出診断の解析とともに、MRI/経直腸超音波融合画像ガイドfocal therapyのシミュレーション研究を進める計画である。本研究は、前立腺癌の病巣域を選択的に治療するfocal therapyにおける治療域設定法の確立を目的とする。前立腺生検病理とMRIを含む臨床情報の収集のもと、各因子による前立腺全摘病理の予測診断能を解析し、生検とMRIの併用によるfocal therapy適格例/不適格例の選定法、focal therapyの治療域/温存域設定法の開発に関する研究を行った(1)。また、生検時の画像ガイダンスとしてのMRIと超音波の画像情報統合に関する解析を行った(2)。(2)前立腺内の選択領域への治療では、対象領域へ精度の高いアクセスが必要である。近年使用が可能となったMRI/超音波融合画像システムと前立腺模倣モデルを使用し、MRI/超音波融合画像システムの有無別でのアクセス精度解析を行った。同システム使用時は対象領域へのアクセス精度が位置、再現性の面で良好であり、病巣の性状や大きさに関する診断能向上が期待される知見を得た。また、MRI/超音波融合画像システムを用いた標的生検および系統的生検のデータ解析、同システム下での生検とMRIの統合データ活用に関する解析を行った。前立腺癌のMRI読影報告法(PI-RADS)は本研究立案後に改定版が公表された。本研究の遂行にあたりPI-RADS改訂へ対応する必要性が生じたため、癌の有無または病期診断に関するMRI診断基準項目毎の追加解析を行った。これに伴う本研究計画の調整として、当初計画していた前立腺模型の作成にかわり、入手可能な前立腺模倣模型を使用することで研究を遂行することとした。前立腺模倣模型を用いたMRI/超音波融合画像システムのアクセス精度解析を行い、その初期データとして、6分領域へアクセス精度が向上することを明らかにしたが、より選択的領域へのアクセス精度解析を引き続き行いたいと考えている。

2.前立腺ファントムモデルとMRI/超音波画像融合システムを用いた生検穿刺部位の空間的位置解析では、同システム下生検は穿刺部位に関わらず、再現性の高い穿刺が可能であることが確認された。3.平成30年度は、治療計画時の課題の一つである治療域マージンのサイズに関して、マルチパラメトリックMRIと生検病理および局在情報を用いて解析を行った。3次元画像解析ソフトウェアとMRI/超音波画像融合システムを用いて、マルチパラメトリックMRI陽性領域、前立腺生検穿刺部位の空間的位置解析を施行。MRI陽性域外近傍から癌を検出する生検コア分布から、focal therapyの治療域マージンに必要な領域サイズを解析した。本研究は臨床に関連した研究であるため、研究成果においては早めの発表や報告が望まれる。当初の研究実施計画の立案後に国際的なMRI読影報告法が改訂されたため、画像診断基準の変更に即応した研究遂行が必要となる。本研究は、臨床データの解析と、それに基づくモデル作成より成るが、平成28年度は前者に対する追加分の解析も行う予定とする。今後も、すみやかな研究成果の報告、社会への発信を行うことによって、研究目的の達成を目指したい。本研究は臨床に関連した研究であり、臨床上の診断基準変更が生じた場合にも即応して研究遂行する必要がある。近年、立体模型や立体モデルの作成技術が急速に発展しており、新規技術も活用することで効率的に研究目的を達成することを目指したい。本研究は臨床への関連性の高い内容であることから、臨床上の診断基準に変更が生じた場合や、新規医療機器が使用可能となった場合に、研究目的を臨床に役立つかたちで達成するべく、柔軟に研究内容の追加や変更を行う必要がある。今回、前立腺癌のMRI読影報告法の改変に対応した研究項目を追加し、MRIと生検の活用法に関する新たな知見を得ることができたが、今後もあらたな診断基準改変が生じた際にも迅速に対応したいと考える。また、現在、MRI/超音波融合画像システムが使用可能となり、MRI、超音波、生検の各位置情報の統合管理や統合解析が可能となってきたため、これらのシステムの活用によって、より効率的な研究遂行を図りたいと考えている。平成28年3月開催の国際学会への参加を予定し、学会参加費と外国旅費分への助成金使用を計画していたが、次年度となる平成28年5月開催の国際学会でより多くの発表演題が採択されたため、後者の学会への参加へ変更となった。また、本年度にパーソナルコンピュータの購入を計画していたが、バージョン変更の関係で購入延期なった。前立腺模型の作成を計画していたが、本研究立案後に国際的なMRI読影報告法の改訂が生じたため、MRI診断の解析が必要となり対応にあたった。この結果、模型作成が延期となり、次年度使用額が生じた。前立腺模倣モデルを用いた研究を計画していたが、本研究立案後にMRI読影報告法が改訂されたため、同改訂版に基づいたMRI診断能解析を追加する必要性が生じ、この対応にあたった。
脳圧上昇によるGlymphatic pathway障害に関する研究

マウスの大槽を穿刺し頭蓋内圧の測定および調整を行う。頭蓋内圧は正常脳圧、30mmHg、50mmHgの3群に分ける。脳灌流圧は各群で差が無いよう血圧を調節し正常域である60-70mmHgに保つ。以上のような条件下で脳代謝に関わるGlucose, Lactate, Glutamate等の脳細胞外濃度をバイオセンサーを用いて計測することで、頭蓋内圧上昇により脳代謝産物の蓄積の有無を検討する。また放射性同位元素でラベルしたトレーサー(125I-amyloid β, 14C-inulin)を尾状核に注入し頭蓋内圧がGlymphatic pathwayのクリアランスに与える影響を評価する。
鋼部材の使用形態と破壊抵抗性を考慮した必要材料靭性の定量化に関する研究

建築構造部材に高靭性鋼材を使用することは,部材の亀裂抵抗性を高め、早期脆性破壊を防ぐ上で有効である。一方,部材の使用形態が多様化する中で、幾何学的条件に応じて必要材料靭性を定量化することは、形状選択、材料選択の自由度を確保する上で重要である。本研究では、十分な亀裂抵抗性を備え、設計時に予見が困難な部材性能の低下を防止できることを、材料に対する必要条件と位置付け、部材形状と必要材料靭性の関係について基礎的データを得ることを目的とする。亀裂抵抗性及び必要材料靭性に対する直接的な影響因子として、破壊断面に対する多軸拘束が挙げられる。本研究では、490MPa級圧延鋼板からサイドグルーブ・切欠き試験片を製作し、引張破断試験を実施した。切欠き深さ・切欠き先端の先鋭度を変化させ、異なる形状を設定することにより,破壊断面における多軸拘束状態を段階的に変化させた。更に、材料靭性をパラメータとするため、試験温度を複数設定して試験を行った。部材性能、亀裂抵抗性、材料靭性の指標として、エネルギー吸収能力,脆性破壊に転化するまでに許容される延性亀裂寸法、試験温度、以上3つの変数に着目して試験結果を整理した。その結果、以下の知見が得られた。(1)形状が同一の場合,あるレベルの亀裂抵抗性が確保されれば、エネルギー吸収能力は飽和する。(2)試験温度が同一で試験片形状が異なる場合、破壊断面に対する多軸拘束が高いものほど亀裂抵抗性が低下し、必要材料靭性に有意差が生じた。比較的簡便な形状の範囲で、多軸拘束及び亀裂抵抗性の違いを再現できた。(3)エネルギー吸収能力を飽和させることを必要条件とする場合、必要材料靭性に対する切欠き先端の先鋭度の影響は小さい。
強相関電子系のための第一原理計算手法の開発

電子相関標準的な第一原理電子状態計算法である密度汎関数法が不得手とする電子相関の強い系に対応する計算法の開発を目的として研究を行った。多体グリーン関数理論に基づいたGW近似のプログラムを並列化して単位胞に12原子含む遷移金属酸化物VO2へ適用した。また密度汎関数法から出発して最局在ワニエ関数と制限RPA法を組み合わせて有効模型を導出する方法を開発し、鉄砒素系超伝導体の母物質などへ適用した。LDA+U、LDA+DMFTによる強相関系のバンド計算や格子模型を用いた理論解析において、ハバードUや交換相互作用Jは重要なパラメタである。これらの値を見積もる方法として制限LDAがしばしば用いられる。しかしながらd電子の多い繊維金属など、Uとして大きすぎる値が得られることがあり、定量性、予言能力に困難を抱えている。この原因として、UやJの見積もりの際に排除すべき局在電子間の遮蔽効果の取り扱いに任意性があることが挙げられる。この問題を解消する方法として制限RPA法が考案されている。制限RPA法では、局在軌道からなるバンド間の遮蔽効果を排除して分極率を求め、ここから基底によらない遮蔽相互作用を定義し、その局在軌道に関する行列要素としてUやJを求める。そのため、異なるサイト間の相互作用や軌道の添字に関する非対角項を容易に計算することができる。われわれは、局在軌道として最局在ワニエ関数を用いる方法を提案し、3d遷移金属に対して適用した。また、ワニエ関数の任意性を確かめるため、最局在ワニエ軌道を出発点として、ユニタリ変換によりUが最大にするワニエ関数と最局在ワニエ関数は極めて近いことがわかった。以上の結果から最局在ワニエ関数が強相関系の有効模型を構築するのに適した基底を与えることがわかった。この他に、Hedinの方程式を相互作用がスピンに依存する系に拡張し、スピン依存GW近似を提案した相関電子系では密度汎関数法(DFT)に基づいた標準的な第一原理電子状態計算法が困難を抱える。この問題を克服する計算方法の開発と応用を目的として研究を行った。主な成果は次の通りである。(1)遷移金属酸化物V02の低温相は絶縁相であるが、DFTの局所密度近似(LDA)では金属になってしまう。GW近似による自己エネルギー補正を加えるとバンドの重なりが減少するが、通常行われるLDAからの1shot GW法ではギャップが形成されず、自己エネルギー補正を考慮して波動関数と固有値を更新する必要があることがわかった。一方、高温の金属相では、自己エネルギーの強い非線形なエネルギー依存性を反映して、1粒子スペクトル関数に準粒子ピークで記述できないサテライト構造があることがわかった。波動関数の更新に関しては、いくつかの任意性が残っており、実用的な自己無撞着GW計算法の確立にむけてシリコンやNiOなどで比較検討を継続している。(2) SiやGeの新構造体に対するGW計算を行った。この構造は体心正方構造(bct)を持ち、DFT計算で準安定であることを確かめた。この構造の電子状態をDFTとGW近似を併用して調べ、bcy-Geが半金属であることを予言した。実験室での合成が待たれる。(3)昨年度開発した制限RPA法を鉄系新超伝導体に適用した。Tc=26Kを示すLa-1111系の母物質であるLaFeAsOの有効パラメタを求め、中程度の相関をもつ多バンド系であることがわかった。
臨界期でのニューレグリン1過剰シグナルがGABAニューロン発達へ与える影響の解析

精神疾患の発症に神経発達期における異常が指摘されているが詳細不明である。これまでに、ミクログリアでニューレグリン1(NRG1)が発現していること、自閉スペクトラム症(ASD)モデルマウスにおいてミクログリア由来NRG1が増加しているという我々が観察した知見から、発達期における過剰なNRG1シグナルが、その後のASD症状に影響しているのではないかと考えた。認知機能や臨界期の誘導に抑制性神経回路の重要性が報告されていることから、発達期における過剰なNRG1シグナルが抑制性ニューロンの発達へ与える影響および社会性や認知機能などに与える影響に検討した。精神疾患の発症に神経発達期におけるグリア細胞の異常が指摘されているが詳細不明である。これまでに、ミクログリアでニュレグリン1(NRG1)が発現していること、自閉スペクトラム症(ASD)モデルマウスにおいてミクログリア由来NRG1が増加しているという我々が観察した知見(ikawa et al., Brain Behavior and Immunity 2017)から、発達期における過剰なNRG1シグナルが、その後のASD症状に影響しているのではないかと仮説した。また、認知機能や臨界期の誘導に抑制性神経回路の重要性が報告されていることから、本研究では、臨界期におけるNRG1過剰シグナルが、抑制性ニューロンの発達へ与える影響および社会性や認知機能などに与える影響について解析している。組み換えヒトNRG1をマウスに投与することによりNRGシグナルの増強が起こること、ならびに炎症性サイトカインが増加することを想定していたが、想定通りにいかず、次にGABAニューロンを特異的に単離するために、glutamic acid decarboxylase-green fluorescence protein knock-in mice(GAD67-GFPマウス)を用いて同様の実験を予定していたがその段階に進めていない。現在、組み換えヒトNRG1の投与量を変更して検討している。また、認知機能や臨界期の誘導に抑制性神経回路の重要性が報告されていることから、本研究では、臨界期におけるNRG1過剰シグナルが、抑制性ニューロンの発達へ与える影響および社会性や認知機能などに与える影響について解析する。まずNRG1投与の効果を確認するために、C57BL/6マウスに組み換えヒトNRG1をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)にて希釈し、生後2日(P2)からP10までの9日間、1.0μg/kg体重で皮下投与し、対照群として同様の方法で同量のPBSを投与した。P11で脳を摘出し、MACS磁気細胞分離にてミクログリアを単離し発現量を測定した。しかし、予想と反してNRG(NRG1 typeI, NRG1 typeII, NRG1 typeIII, NRG2, NRG3)は両群において有意差を認めなかった。また、同様に炎症性サイトカイン(IL-1b, TNFa, IL-6)などは両群においても有意差を認めなかった。まずは組み換えヒトNRG1の投与量を変更して効果を検討していく。それでもサイトカインシグナルが変化しないようなら、その後はBDNFに着目していく。BDNFが、海馬のGABA作動性抑制性神経回路発達に重要であることが報告されており、我々は前頭前野において検討する。ミクログリア特異的にBDNFを高発現したトランスジェニックマウスをすでに入手しており、このマウスを用いて実験を進めていく。精神神経科学
DNA結合活性を有するCENPーT/W複合体のセントロメア認識機構

生物の生命維持には、染色体分配の過程が必須である。研究代表者は、染色体分配に重要な働きを担うセントロメアに関する研究を行ない、セントロメアが複数のタンパク質からなる巨大複合体であることを明らかにしてきた。個々のセントロメアタンパク質を大腸菌内で単独で発現させようと試みると大抵のタンパク質は不溶化してしまうが、いくつかのタンパク質の共発現を試みると複合体は安定に可溶化する。つまり、個々のタンパク質は単独では変性状態にありながら、染色体分配の際に複数のタンパク質が集合して、機能的な高次構造を形成する天然変性タンパク質であると考えられる。本研究では、深川がこれまで同定してきたCENP-T/CENP-W複合体に焦点をあて、本複合体がどのような分子機構でセントロメアDNAを認識してセントロメア形成に関与しているのかを明らかにすることを目的とした。本年度は、CENP-T/W複合体が、DNAやヌムレオソームどのように結合するのかを生化学的に解析するとともに、構造予想からDNAやヌクレオソームとの結合に必要なアミノ酸部位を特定その影響を生化学的および細胞生物学的に解析した。ある種の構造学的特性を好んでCENP-T/WがDNAと結合することが明らかになった。また、ヒストン修飾がCENP-T/Wのヌクレオソーム結合に与える影響についても検討した。さらに、CENP-T/W複合体と結合するセントロメアタンパク質を同定し、そのタンパク質の構造学的特性についての研究も行った。