hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｐｅｒｏｘｉｒｅｄｏｘｉｎの催炎症機序の解明と炎症制御に関する研究

本研究では、肺メモリーTh17細胞がIL-23依存性にIL-22を産生し、急性肺傷害(Acute lung injury: ALI)を増幅させるという自然免疫様の働きをすることを明らかにした。ALIにおけるT細胞由来のサイトカインの機能は十分に知られていない。IL-22はIL-10の仲間で、感染に対し、防御的に働くことが知られている。その一方で、様々な炎症モデルで、催炎症性に働くことも知られている。IL-22の産生細胞や役割に関して、まだ十分に分かっていないところに着目した。IL-23のALIでの役割を調べる為に、IL-23欠損マウスとIL-12/23p40中和抗体投与マウスを用いて、ALIを誘導した。その結果、BAL液中の好中球の浸潤と炎症性サイトカインの発現が減少した。この結果は、IL-23がALIにおいて、重要であることが示唆した。また、IL-23は、F4/80+CD11c+肺胞マクロファージから産生されており、ALI誘導前に抗生剤を投与することで、産生が抑制された。これは、IL-23産生肺胞マクロファージの発達には常在菌が必要であることを示唆した。T細胞由来のサイトカインの中では、IL-17やIFN-γではなく、IL-22がLPS誘導性ALIにおいて、重要な役割を果たした。実際に、LPS気管内投与後のBAL液中のIL-22タンパク質濃度は、IL-17よりも高く、IL-22の主要な産生細胞は、メモリーTh17細胞であった。また、肺メモリーT細胞は、T細胞受容体刺激無しに、IL-1βとIL-23存在下にIL-22をIL-17よりも多く産生した。27年度が最終年度であるため、記入しない。Peroxiredoxinの炎症モデルにおけるDAMPS (Damage-associated molecular patterns)としての働きを調べるために、各種炎症モデルを用いて、その発現を調べた。実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAEモデル)では、mRNAレベルで、炎症の極期に合わせて、Peroxiredoxin1の発現上昇を認めた。しかし、peroxiredoxinに対するポリクローナル抗体の投与を行っても、障害スコアの改善を認めなかった。抗HMGB-1抗体投与により、障害スコアが改善することから、EAEにおいては、HMGB-1など他のDAMPSの寄与が大きいと考えられた。その他に、急性肝炎モデルや腸炎モデルでもperoxiredoxinの発現を確認したが、発現の上昇は認められなかった。当初の目的である炎症制御の研究を遂行すべく、制御性サイトカインの炎症モデルでの役割を調べる研究にシフトした。その中でも、IL-10、22をターゲットとしている。これまで、LPS肺障害モデルを用いて、両サイトカインの発現上昇を確認した。また、IL-10、22の欠損マウスで肺障害が悪化し、炎症性サイトカインの発現も上昇することをELISAで確認している。現在、レポーターマウス、cell sorterを用いて、二つの制御性サイトカインの産生細胞の同定をメインに研究を行っている。IL-10に関しては、炎症急性期に、好中球、マクロファージ、CD4+T細胞から産生されることを確認した。IL-22に関しては、cell sorterを用いて、解析中である。今後は、産生細胞の同定に加え、治療介入にまで踏み込んで行きたい。LPS誘導性肺傷害モデルを用いて、IL-22の役割と産生細胞について調べた。IL-22を産生するTh17やTh22への分化には、IL-23が必要である。そこで、IL-23KOマウスを用いて、肺障害を作成した。気管支肺胞洗浄液(BALF)中の細胞数が減少し、IL-6、IL-22の発現も抑制された。IL-23中和抗体投与により、BALF中の細胞数が減少し、IL-6、IL-22の発現も抑制された。H&E染色を行ったところ、中和抗体投与で、炎症性細胞の浸潤が抑制された。この結果は、IL-22産生に必要なIL-23が炎症促進に働くことを示唆した。続いて、T細胞を欠損するCD3eKOマウスとB、T細胞を欠損するRag2KOマウスを用いた。WTマウスと比べて、BALF中の炎症細胞、IL-6、IL-22の発現が低かった。T細胞欠損マウスは、ILC (Innate Lymphoid Cell)は存在する。今回、両KOマウスからのIL-22の発現が抑制されることから、ILCよりもT細胞がIL-22の産生に寄与する可能性が示唆された。抽出した細胞をT細胞とNK細胞に分離し、IL-22のmRNAの発現をrealtime PCRで調べた。その結果、ヘルパーT(Th)細胞で、IL-22mRNAの発現が高かった。また、IL-17やRORgtの発現も認めた。この結果から、Th17がIL-22の主要な産生細胞であることが示唆された。抗生剤投与マウスで、同様に肺障害を作成し、Th17が大幅に減少していた。また、BALF中の細胞数は減少し、IL-6、TNF-a、IL-22も大幅に減少した。この結果は、抗生剤による常在菌の減少がTh17分化を抑制することを示唆した。

LPS誘導性肺傷害モデルにおいて、Th17由来のIL-22は炎症促進に働き、抗生剤投与による常在菌の減少がTh17分化を抑制する。本研究では、肺メモリーTh17細胞がIL-23依存性にIL-22を産生し、急性肺傷害(Acute lung injury: ALI)を増幅させるという自然免疫様の働きをすることを明らかにした。ALIにおけるT細胞由来のサイトカインの機能は十分に知られていない。IL-22はIL-10の仲間で、感染に対し、防御的に働くことが知られている。その一方で、様々な炎症モデルで、催炎症性に働くことも知られている。IL-22の産生細胞や役割に関して、まだ十分に分かっていないところに着目した。IL-23のALIでの役割を調べる為に、IL-23欠損マウスとIL-12/23p40中和抗体投与マウスを用いて、ALIを誘導した。その結果、BAL液中の好中球の浸潤と炎症性サイトカインの発現が減少した。この結果は、IL-23がALIにおいて、重要であることが示唆した。また、IL-23は、F4/80+CD11c+肺胞マクロファージから産生されており、ALI誘導前に抗生剤を投与することで、産生が抑制された。これは、IL-23産生肺胞マクロファージの発達には常在菌が必要であることを示唆した。T細胞由来のサイトカインの中では、IL-17やIFN-γではなく、IL-22がLPS誘導性ALIにおいて、重要な役割を果たした。実際に、LPS気管内投与後のBAL液中のIL-22タンパク質濃度は、IL-17よりも高く、IL-22の主要な産生細胞は、メモリーTh17細胞であった。また、肺メモリーT細胞は、T細胞受容体刺激無しに、IL-1βとIL-23存在下にIL-22をIL-17よりも多く産生した。LPS肺障害モデルにおけるIL-22の炎症への影響、産生細胞、産生細胞への抗生剤の影響、IL-23中和抗体投与による抗炎症効果をこの1年で示したことから、ほぼ順調と考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。抗生剤投与により、Th17分化が抑制されるメカニズムを、常在菌への影響を含めて、調べる。同時に、論文を作成し、必要な追加実験を行う。脳梗塞モデルで、DAMPSとして働くPeroxiredoxinの発現をいくつかの炎症モデルで確認したが、発現を認めても、抗体による治療介入が有効なものがなかった。そのため、当初の目的である炎症制御の構築を達成するため、方針を転換し、急性肺障害を中心とした炎症モデルでの制御性サイトカインの発現と産生細胞の同定にテーマを移したため。今後は、制御性サイトカインであるIL-10、22にテーマを絞って、主に肺障害モデルを用いて、解析を行う。制御性サイトカインの炎症への影響、産生細胞の同定を目指す。そのために必要なCell sorterなども研究室に備わっており、研究の遂行は可能と考える。可能であれば、新規治療に結びつけることを目指したいと考えている。
細胞外マトリックスによるエナメル質形成メカニズムの解明

アメロブラスチンは、宙のエナメル質形成に必須の分子であり、本分子の欠損マウスでは、エナメル質を全く欠き、加齢とともに歯原性腫瘍細胞を形成する。これは、アメロブラスチンが、エナメル芽細胞の増殖を停止させるという機能を有していることを示唆する結果であった。アメロブラスチンによる細胞シグナル伝達機構を明らかにする目的で、その受容体同定と、細胞接着活性を有する領域決定を試みた結果、アメロブラスチンはC末端側に3カ所のヘパリン結合領域と、1カ所のカルシウム結合領域を有し、これら領域が細胞の接着や分化誘導で重要であることを発見した。さらに、この領域に結合するエナメル芽細胞側の受容体として、ある種のヘパラン硫酸プロテオグリカンを同定した。以上の結果から、アメロブラスチンは特異的な受容体を介して、エナメル芽細胞の分化誘導およびその維持に重要であるとが示唆された。次に基底膜分子ラミニンの欠損マウスを用いた解析から、インテグリンα6β4とラミニンα5との相互作用が、エナメル芽細胞の細胞極性の決定と、分化に必須であることを見出した。またエナメル芽細胞の細胞接着には、インテグリンb1分子の役割も重要であることが示唆されていた。しかしながら、インテグリンβ1欠損マウスは、胎性致死であり、歯の発生における同分子の解析は困難であった。そこで、上皮細胞特異的にインテグリンβ1分子を欠損させたマウスを作製し、エナメル芽細胞の分化における役割につき検討をおこなた。その結果、このマウスは部分的なエナメル質形成不全症を呈し、さらにはエナメル芽細胞の細胞極性の決定が遅れることが判明したが、分化したエナメル芽細胞に対しては特に影響を及ぼさなかった。以上の結果から、インテグリン分子を介したエナメル芽細胞の細胞外マトリックスの相互作用は、エナメル芽細胞に分化する前の段階で必須であるが、最終的なエナメル芽細胞の機能維持には、別の分子(おそらくアメリブラスチン)が重要であることが示唆された。歯の再生は歯科医学研究者の永遠のテーマであるが、現状では適切な形態を維持した歯の再生はまだ行われていない。この目標を達成する為には、歯の形成に関わる分子機能の解明が不可欠であると考えられる。多種多様な分子が、歯の発生過程に重要であると考えられるが、我々はその中でも細胞外マトリックスに着目し解析を進めてきた。アメロブラスチンは、歯のエナメル質形成に必須の分子であり、本分子の欠損マウスでは、エナメル質を全く欠き、加齢とともに歯原性腫瘍細胞を形成する。一方、歯の発生初期過程においては、基底膜分子の一つであるラミニンが重要であることを見出した。歯の上皮細胞に特異的に発現するラミニンα5を欠損したマウスでは、この細胞極性の決定が阻害され、歯胚自体が小さく歯の咬頭を有しない。具体的には、咬頭の形成に重要と考えられるエナメルノットの機能異常を認め、歯胚組織の細胞増殖が低下していること見出した。この分子メカニズムは、ラミニンα5はインテグリンα6β4を介して、PI3K-Rac/cdc42を活性化し、細胞の増殖や極性決定を行っていることが明らかとなった。

その結果、このマウスは部分的なエナメル質形成不全症を呈し、さらにはエナメル芽細胞の細胞極性の決定が遅れることが判明したが、分化したエナメル芽細胞に対しては特に影響を及ぼさなかった。以上の結果から、インテグリン分子を介したエナメル芽細胞の細胞外マトリックスの相互作用は、エナメル芽細胞に分化する前の段階で必須であるが、最終的なエナメル芽細胞の機能維持には、別の分子(おそらくアメリブラスチン)が重要であることが示唆された。
48Caを用いた二重ベータ崩壊のためのCANDLES検出器の低バックグラウンド化

スーパーカミオカンデなどによる研究によりニュートリノ振動が確認され、ニュートリノが質量をもつことが分かった。我々は、核種48Caのニュートリノレス二重ベータ崩壊を観測することで、このニュートリノ質量を調べると共に、ニュートリノのマヨラナ性を実証しようとしている。またこの現象は、レプトン数保存を破るものであり、レプトジェネシスの根拠となりうるため、現在の物質優勢の宇宙を創りだすシナリオにおいても重要な意義を持つ。我々が現在神岡地下実験施設において、建設しているCANDLES III検出器は、10cm角のCaF2結晶96個からのシンチレーション光を62個の光電子増倍管(13インチ&17インチ)で検出する検出器である。また、結晶の周りには液体シンチレーターと水の層があり、バックグラウンド低減を重視した検出器になっている。48Caは二重ベータ崩壊核の中で最大のQ値4.3MeVを持ち、バックグラウンドの排除において有利である。非常に稀な現象であるニュートリノレス二重ベータ崩壊において、低バックグラウンド測定は重要な要素である。当初の研究実施計画では、1年程度で検出器が完成し、すでに長期測定に入っている予定であったが、この計画からは遅れが生じている。一番の原因は、地下実験施設という環境下で危険物を取り扱う実験であることもあり、当初予定していたものより厳重な安全管理が必要になったためである。光電子増倍管が浮き上がらないような対策、万一光電子増倍管が壊れた時の爆縮の影響を和らげる窒素バルーンの設置、液体シンチレーターが外に漏れだすことのないような対処など、当初予定にはなかった対策を施す必要があった。しかし、紆余曲折ありながらも検出器はほぼ完成し、近く測定を開始する予定である。検出器の建設と並行して、バックグラウンドのシミュレーションも進めている。地下実験では、宇宙線の影響が低減されるため、検出器に含まれる放射性不純物や地下岩盤からの中性子などが重要な要素となりうる。既に岩からの中性子スペクトルを計算しており、Geant4を用いて実際の測定でのバックグラウンド評価を行っている。1.本研究の概要・意義当研究は、二重ベータ崩壊核48Caを含有するCaF_2結晶を用いて、ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊(0υββ)を探索する実験である。既に発見された粒子が全てディラック粒子であるのに対し、ニュートリノは粒子・反粒子の区別がない、マヨラナ粒子である可能性が示唆されている。0υββ崩壊の目的は、ニュートリノがマヨラナ粒子であることを実証し、その半減期からニュートリノの有効質量を求めることにある。また、この崩壊はレプトン数保存を破るため、現宇宙が実粒子からなることを説明する理論の根拠という観点からも、重要なテーマである。2.研究の具体的内容υββ崩壊は、2υββ崩壊に比べ5桁以上も半減期が長い稀な現象である故、低バックグランド測定が重要な要素である。宇宙線由来バックグランド低減のため、神岡地下実験施設において、CANDLES III検出器を建設する。この検出器は、CaF2結晶300kgを液体シンチレーターが充填されたアクリル容器内に沈め、結晶からのシンチレーション光を大型光電子増倍管(62本)を用いて検出する。一つ10cm立方の結晶は、波長変換剤が充填されたアクリルケースに収納される。液体シンチレーター層及びその外側の水層はそれぞれ、動的、静的遮蔽の役割を果たす。3.本年度の実施内容研究計画に基づき、本年度夏から検出器の建設を開始した。主な内容としては、光電子増倍管の設置、ケーブルの配線、結晶モジュールの作成、液体シンチレーター純化装置の調整、測定回路の搬入・設置、各種監視モニター類の設置、遮光措置を行った。また、各部品やボルトなど固定具は入念に洗浄を行った。特に、結晶モジュールの作成は、不純物が混入しないよう注意しつつ、クリーンブース内で行った。光電子増倍管の破損などによりまだ完全インストールには至っていないが、近くテスト測定・調整を開始できる段階まで進んだ。

光電子増倍管が浮き上がらないような対策、万一光電子増倍管が壊れた時の爆縮の影響を和らげる窒素バルーンの設置、液体シンチレーターが外に漏れだすことのないような対処など、当初予定にはなかった対策を施す必要があった。しかし、紆余曲折ありながらも検出器はほぼ完成し、近く測定を開始する予定である。検出器の建設と並行して、バックグラウンドのシミュレーションも進めている。地下実験では、宇宙線の影響が低減されるため、検出器に含まれる放射性不純物や地下岩盤からの中性子などが重要な要素となりうる。既に岩からの中性子スペクトルを計算しており、Geant4を用いて実際の測定でのバックグラウンド評価を行っている。
ダイオキシンによる自閉症スペクトラム障害とミラーニューロン系活動との関連

ダイオキシン高暴露地域の3歳児167名を対象として、視線検査を行った。まず、子供の顔や遊びを含む画像における視線の位置や視線の停留時間を、自閉症ハイリスク児9名と健常児18名とで比較したところ、自閉症ハイリスク児では視線の滞留時間が短い画像が多かった。また、対象者全体については、非視線停留者(視線停留時間が25パーセンタイル値未満)の頻度は、女児の高TCDD暴露群で低暴露群に比べ有意に高かった。ミラーニューロン系脳波の測定については、8歳児小児37名について、手の動きを見た時のミュー波の抑制を測定したが、ミュー波の抑制の程度とダイオキシン暴露との関連性は認められなかった。ベトナムの高濃度汚染地域における周産期ダイオキシン暴露と自閉症傾向との関連性を明らかにすることを目的として、ベトナム共和国ビエンホア市の元米軍基地周辺10地区に居住する母親から出生した新生児226名を追跡調査し、ベーリー発達尺度と自閉症スペクトラム障害尺度(ASRS)を用いた健診を、対象児が3歳になった時点で行った。また、この3歳児健診に参加した198名にアイトラッカーを用いた視線検査を行ない、自閉症児に特徴的な視線異常とダイオキシン暴露による発達障害との関連性を検討した。視線検出には複数の子供の顔を含む画像を10枚用意し、各3秒間提示した時の視線の位置と滞留時間からヒートマップを作成することにより、視線を評価した。また、被験者には9名の自閉症あるいは言語発達障害のある児(自閉症ハイリスク群)が含まれていたため、これらの児を自閉症ハイリスク群とし、発達検査およびASRS検査結果の良好な18名の健常児群と、視線の位置や視線の停留時間を比較し、自閉症ハイリスク群に特徴的な視線分布を検討した。その結果、従来報告されてきた自閉症児の視線分布の特徴とは異なり、視線が写真の子供の顔、特に目に注がれているかどうかについての両群間での違いは認められなかった。しかし、自閉症ハイリスク群は健常児群と比べ、視線の密度が低く、視線の滞留時間が長い写真が少なく、対象物に関わらず、凝視することが少ないことが、健常児と大いに異なる点であった。ベトナムにおいて198名の3歳児に視線検査を実施することができ、その内自閉症のリスクが高い9名について、健常児との解析結果の比較もできた。しかし、脳波によるミラーニューロン系に特徴的な「MUリズムと呼ばれる脳波の抑制」を測定することができていないことから、「おおむね順調」と判定した。ビエンホア市のダイオキシン高暴露地域の出生コホートを対象として、アイトラッカーを用いた視線検査を行い、167名についてデータ解析を行った。視線検出には複数の子供の顔や遊びや日常生活動作を含む画像を15枚用意し、各3秒間提示した時の視線の位置と滞留時間から視線を評価した。まず、被験者には9名の自閉症ハイリスク群が含まれていたため、発達の良好児18名を健常群として、2群の視線の位置や視線の停留時間を比較した。その結果、視線の滞留時間が長い画像が少ないことが、自閉症ハイリスク群の特徴的な点であった。そこで、受検者全体について各画像の視線停留時間の25パーセンタイル値をカットオフとして非視線停留者を定義し、高TCDD暴露群(TCDD3.5pg以上)と中暴露群(3.5未満)における非視線停留者の頻度を、ロジスチック回帰分析を用いて、生下時や母親の因子等を共変量として調整した上で比較した。その結果、女児では、2枚の顔画面で非視線停留群の頻度が高TCDD暴露群で中暴露群に比べ有意に高かった。また、動作の画像では、高TCDD群は、むしろ視線がよく停留していたが、ヒートマップの解析により視線の集まる位置が異なることが明らかになった。また、ミラーニューロン系脳波の測定については、ダナン市のダイオキシン高濃度汚染地域に居住し、8歳児健診参加者の内、小児の攻撃性等の問題行動調査票で基準値以上の値を示した小児37名を対象とした。手の動きの画像およびコントロール画面(ボールの動き)を見ている時に脳波を測定し、専用ソフトで解析後C3、C4のFFT absolute powerを、手の動き画像とコントロール画像で比較した。その結果、C3、C4のα波のpowerが手の動き画面で有意に低下していたが、ダイオキシン指標との関連性は認められなかった。自閉症ハイリスク群について手の動きを見ている時の脳波測定を実施し、視線の異常とミラーニューロン系活動の関連性について、脳神経学的な実証を行う。

汚染地域における視線データの解析を全例について行い、視線密度や停留時間などの視線異常のパラメータと母乳中ダイオキシン濃度や生後3歳までの脳神経発達との関連性について社会経済的要因や児の在胎週数や出生体重、たばこやアルコールの影響などを調整して解析する。環境保健
マウス消化管腫瘍の発生を修飾する遺伝子(群)の同定

マウスApc遺伝子に変異を有するMinマウスは消化管に腫瘍を自然発生するが、このMin変異による腫瘍の発生はマウスの遺伝的背景により大きな影響を受けることが知られている。我々は日本産野生マウス由来の近交系がMin変異による腫瘍発生を特に強く抑制することを見いだし、Minマウスの親系統であるC57BL/6Jと野生マウス間の戻し交配マウスを用いて、関与する遺伝子群の解析を行ってきた。マウスゲノム全体について、マイクロサテライトマーカーを用いてselective genotypingやDNA pooling法によりQTL解析を行った結果、以下の知見を得た。1.この野性マウス中に存在する主要な修飾遺伝子の一つは、4番染色体にマップされている既知の修飾遺伝子Mom1(Modifier of min-1)である。2. Mom1以外に、腫瘍の発生を抑制する複数の修飾遺伝子が存在する。3. Mom1とは逆に、腫瘍の発生に対して促進的に作用する複数の修飾遺伝子が存在する。これらの修飾遺伝子群の遺伝子本体の解明と遺伝子間の相互作用の解析にはcongenic系統の樹立が不可欠であるため、現在、候補領域についてcongenic系統の作成を行っている。Minマウスと種々の近交系マウス間のF1個体における腫瘍発生の観察から、一部の近交系、特に日本産野性マウス由来の近交系がMin変異による腫瘍発生を強く抑制することを見いだした。この野性マウス中の修飾遺伝子の数及びそれらの染色体上の位置を推定するために、F1個体をMinマウスの親系統であるC57BL/Jに戻し交配してN2を作成した。既知の修飾遺伝子Mom1(Mondifier of min-1)との異同を明らかにするために、N2分離個体256例についてMom1遺伝子近傍のタイピングを行ったところ、70%の例でMom1の遺伝子型との間に相関が認められ、この野性マウス中に存在する修飾遺伝子の一つがMom1であることが強く示唆された。一方、解析の過程でMom1とは別に腫瘍発生を抑制する修飾遺伝子やMom1の作用に拮抗的に働く修飾遺伝子も存在することが明らかになった。現在、これらの遺伝子群の染色体上の位置を明らかにするためにN2の数を増してマイクロサテライトマーカーによるQTL解析を行っているところである。また、複数の遺伝子が関与していることから、これらの遺伝子のクローニングにはcongenic系統の樹立が不可欠であると考え、現在それにむけてN3,N4の作成を行っている。Minマウスと種々の近交系マウス間のF1個体における腫瘍発生の観察から、一部の近交系、特に日本産野生マスス由来の近交系がMin変異による腫瘍発生を強く抑制することを見いだした。既知の修飾遺伝子Mom1(Modifier of min-1)との異同を明らかにするために、N2分離個体256例についてMom1遺伝子近傍のタイピングを行ったところ、70%の例でMom1の遺伝子型との間に相関が認められ、この野性マウス中に存在する修飾遺伝子の一つがMom1であることが強く示唆された。一方、解析の過程でMom1とは別に腫瘍発生を抑制する修飾遺伝子やMom1の作用に拮抗的に働く修飾遺伝子が存在することが明らかになった。現在、これらの遺伝子群の染色体上の位置を明らかにするためにN2分離個体の数を増してマイクロサテライトマーカーによるQTL解析を行っているところである。また、複数の遺伝子間の相互作用の解析にはcongenic系統の樹立が不可欠であるため、現在、幾つかの修飾遺伝子候補領域についてcongenic系統の作成を試み始めている。我々は日本産野生マウス由来の近文系がMin変異による腫瘍発生を特に強く抑制することを見いだし、Minマウスの親系統であるC57BL/6Jと野生マウス間の戻し交配マウスを用いて、関与する遺伝子群の解析を行ってきた。昨年度までの解析から、この野性マウス中に存在する修飾遺伝子の一つが既知の修飾

遺伝子Moml(Modifier of min-1)であること、一方、Momlとは別に腫瘍発生を抑制する修飾遺伝子やMomlの作用に拮抗的に働く修飾遺伝子が存在するらしいことが明らかになった。そこで、今年度は、N2分離個体の数をさらに増して、Momlの遺伝子型別に連鎖非平衡(Linkage disequi11brium)による解析を行った。その結果、腫瘍の発生に対して抑制的に作用する修飾遺伝子座(P<0.000000)と、Momlに拮抗的に働き、腫瘍の発生を促進する修飾遺伝子座3つ(P<0.0000000,P<0.0002,P<0.002)を見いだした。これらの修飾遺伝子群の遺伝子本体の解明と遺伝子間の相互作用の解析にはcongenic系統の樹立が不可欠であるため、現在、候補領域についてspeedcongenicの手法によりcongcnic系統の作成を試みている。
スマートポリマーナノ分子集合体を利用した自律応答型人工シャペロンの設計と応用

生体細胞は,外部環境の変化<ストレス)に晒された時に,一連の高次機能(ストレス応答機能)を誘導する事が知られており,各種の生体高分子が高秩序に集積化された「自律応答型ナノバイオファクトリー」と捉えることができる。その機能発現の際には,熱ショックタンパク質などを始めとする生体分子シャベロンが密接に関与している事が知られている。本研究課題では,スマートポリマー分子集合体の刺激応答性を高度利用する事により,周辺環境のストレス状態,あるいは,対象タンパク質の状態を認識して,その状態に応じて誘導される機能,即ち,分子シャペロンが本来有する機能(細胞内タンパク質の(i)巻戻り,(ii)膜透過,(iii)凝集形成など)を模倣した「自律応答型人工シャペロン」を設計・開発する事を目的として,両者を複合化する事により,生体の高次機能を膜界面に集積化したリポソームを構築し,遺伝子産物の生産・分離・変換・構造形成(リフォールディング)プロセスへの展開の可熊性を検討する。平成14年度では,以下の2項目に分けて検討した。(1)モデル細胞膜界面における自律応答型人工シャペロンの自己集積化平成13年度で明らかにした自律応答型人工シャペロンの機能発現モデルに基づいて,最適制御された刺激条件の負荷により,単一あるいは複数の人工シャペロンを,モデル細胞膜(リポソーム)表面に自己集積化する事で,脂質膜の動的特性を制御でき,膜融合などの各種機能の誘導に成功した。(2)バイオ分離・変換プロセスへの応用既存の固定化技術により,リポソームを担体に固定化したストレス応答型機能性ゲル担体を調製した。適切な外部刺激条件を選択することで,脂質膜間相互作用を制御でき,タンパク質の分離(認識・複合体形成)・変換(再活性化・リフォールディング)を同時に達成する。自律応答型ナノバイオ変換プロセスの可能性を示す事ができた。環境の変化(ストレス・刺激)を認識して,自律的に応答して自己改変し,新たな秩序構造を形成する「生体機能摸倣型ナノバイオファクトリー」の設計・開発を目指して,「1.自律応答型人エシャペロン」および「2.ナノバイオファクトリー」をキーワードにして,以下の二段階に分けて検討を進めている.平成13年度は,主として前者の項目についてデータを蓄積した.(1)ストレス(刺激)条件下におけるスマートポリマーナノ分子集合体の調製・表面特性の解析これまでの方法論(平成11・12年度科研費奨励研究(A),11750693)に基づいて,自律応答型人エシャペロンを開発した.設計指針に基づいて,各種ストレス(刺激)条件(例えば,温度,pH)で,鋭敏・迅速に構造を変化する刺激応答性高分子を合成した.開発済みの水性二相分配法・固定化リポソームクロマトグラフィー・誘電応答法などの解析手法を用いて,各種刺激条件における,スマートポリマー分子集合体表面のナノドメイン構造の疎水性・電荷を解析した.これらの解析には,既存の設備(クロマトグラフィー解析装置・誘電分散解析装置・蛍光分光光度計など)を利用した.(2)人エシャペロンの機能評価および設計指針の確立モデルタンパク質の(i)巻戻り促進能,(ii)膜透過促進能,(iii)安定な複合体形成能など,スマートポリマー分子集合体の人エシャペロンとしての機能を解析した.自律応答型人エシャペロンが機能発現モデルを提示し,それに基いて,自律応答型人エシャペロンの設計スキームを構築した.生体細胞は,外部環境の変化<ストレス)に晒された時に,一連の高次機能(ストレス応答機能)を誘導する事が知られており,各種の生体高分子が高秩序に集積化された「自律応答型ナノバイオファクトリー」と捉えることができる。
環境公共利益訴訟の理論と実態-国際比較と日本における制度設計-

本研究では,欧米においても,アジアにおいても,環境公益訴訟が広く導入され,環境法規違反行為の未然防止と是正に有効性を発揮していることが確認された。もっとも,団体訴訟,民衆訴訟等,各国の方式には多様性があり,日本でよく知られているドイツの環境団体訴訟制度は,国際的に見ると極めて限定的な制度である。日本における制度導入にあたっては,この点を踏まえた検討が必要である。平成19年度は,環境公共利益訴訟の国際動向について鳥瞰図的に把握するため,予備的な外国調査と文献収集を集中的に実施した。具体的には,第1に,EU地域の動向に関しては,7月にドイツの環境専門家委員会を訪問するとともに,ドイツ法務省で日本の環境訴訟の動向について報告し,EUおよびドイツの環境公共利益訴訟の最新状況について情報収集と意見交換を行った。第2に,アジアの動向については,7月に台湾の司法院と最高行政法院を訪問するとともに,11月にシドニーで開催されたアジア太平洋NGO環境会議の機会を利用し,情報収集と意見交換を行った。第3に,アメリカの動向については,カリフォルニア大学バークレー校を8月に訪問して資料収集を行うとともに,多くの環境公共利益訴訟をてがける環境団体よりヒアリングを行った。これらの作業により,EUでは,環境公共利益訴訟が一般的な訴訟形態として定着しているが,ドイツのように,なおその拡大の是非をめぐり激しい議論がなされている国のあることを確認した。また,アジアでも,環境公共利益訴訟は浸透しつつあるが,その分野,担い手,機能等に関しては,かなりの多様性が認められた。さらに,アメリカのNGOは,国内問題に関し市民訴訟を活用するのみならず,最近では,アジア各国の訴訟にも,積極的にコミットしていることが認識できた。以上の成果については,論文として順次公表を始めたほか,弁護士会,NGOまたは行政主催の各種講演会で,情報発信した。平成20年度は,環境公共利益訴訟の最新の国際動向について把握するため,各種の国際会議に出席するとともに,国内の実務家(弁護士等)と日本の制度設計について意見交換を実施した。具体的には,第1に,EU地域の動向に関しては,5月にEU本部で行われた環境司法アクセスに関する会議に出席し,EU各国の最新状況について情報収集を行うとともに,NGO,裁判官等と意見交換を行った。また,6月には,オーフス条約締約国会議に出席し,中央アジア,アメリカのNGOや専門家を含め,広く意見交換を行った。第2に,アジアの動向については,4月に韓国環境法政策学会の招聘でソウルを訪問した際,韓国の専門家から情報収集を行った。また,5月に台湾で開かれた東アジア行政法学会に出席し,台湾,韓国の環境法の専門家と意見交換を行った。第3に,アメリカの動向については,カリフォルニア大学バークレー校を8月に訪問して資料収集を行うとともに,現在環境訴訟を提起している環境団体よりヒアリングを行った。これらの作業により,EUでは,環境公共利益訴訟が一般的な訴訟形態として定着しているが,団体訴訟,民衆訴訟等,各国の方式には多様性があることを確認した。また,台湾では,環境公共利益訴訟が導入されており,実際の訴訟の数は少ないが,訴権を背景にして,交渉による解決が行われる場合があることが認識できた。以上の成果については,論文として順次公表を始めたほか,弁護士会,NGOまたは行政主催の各種講演会で,情報発信し,日本の制度設計について環境アセスメント等を題材に具体的に検討した。平成21年度は,環境公共利益訴訟の国際動向についてとりまとめを図り,諸外国の研究者との意見交換やシンポジウムを企画・実施した。具体的には,第1に,EU地域の動向に関しては,9月にドイツ・ビュルツブルクの行政裁判所を訪問し,EU行政裁判官協会の環境委員長であるヘールマン氏のヒアリングを行うとともに,ドイツの複数の環境NGOと意見交換し,EUおよびドイツの環境公共利益訴訟の最新状況について情報収集と意見交換を行った。第2に,アジアの動向については,7月と3月にタイの最高行政裁判所を訪問し,団体訴訟の動向についてヒアリングするとともに,11月に日本で行われた国際シンポジウムにおいて,台湾,マレーシア等の法曹の参加を得て,環境公共利益訴訟のセッションをコーディネートし,意見交換を行った。第3に,アメリカの動向については,カリフォルニア大学バークレー校の教授陣と市民訴訟の動向について意見交換を行うとともに,弁護士グループや環境NGOから,主にカリフォルニア地裁に係属している沖縄・ジュゴン訴訟についてヒアリングを行った。これらの作業により,EUでは,環境団体に広く司法アクセスを認める判決が欧州裁判所で出されるなど,オーフス条約の理念の具体化傾向が認められることを確認した。また,アジアにおいては,台湾やタイのように,環境団体訴訟が広く認められる国がある反面,マレーシアのように,末だ原告適格が大きなハードルになっている国があることを認識した。また,今後の研究の方向性としては,日本における環境公共利益訴訟の導入を睨み,裁量統制等,実体的審理の問題に焦点を当てる必要があることを強く認識した。
核融合プラズマにおける径電場構造の最適化

トロイダルプラズマの閉じ込め性能を改善するためには、径電場あるいは径電場によるポロイダル流が有効であることが示された。代表的な改善閉じ込めモードであるHモードは、プラズマ周辺領域における径電場の分岐によって説明できる。径電場による閉じ込め改善に対して、以下のような結果が得られた。(1)磁場により閉じ込められたプラズマの不安定性として普遍的なインターチェンジモードとポロイダルシア-流の相互作用が、閉じ込めの悪いLモード状態から閉じ込めの良いHモード状態への遷移の起因と考えられる。このモデルは、Hモード状態において発生するELMと呼ばれている不安定な現象を説明するためにも使える。ELMがインターミッテントな振動を示すことも、数値シミュレーションにより再現できる。(2)トカマクやステラレータにおけるポロイダル流の大きさを決定する因子として、新古典粘性が重要である。ポロイダル流のマッハ数がJ近傍で、粘性が最大値を示し、それよりマッハ数が大きくなると粘性が減少し、プラズマは回転し易くなる。ヘリカル系トーラスの代表的な装置に対して、新古典粘性をポロイダルマッハ数の関数として計算し、ヘリカル系プラズマにおける閉じ込め改善の可能性と、そのための方策を議論した。(3)ポロイダルシア-流は、あるレベルを越えて大きくなると、有名なケルビン・ヘルムホルツ不安定性を励起する。ヘリカル系プラズマの代表例としてヘリオトロンE装置に注目し、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性の発生条件と非線形発展を明らかにした。核融合を実現するためには、閉じ込め性能の良いトーラス磁場の確立が不可欠である。これまでは、磁力線がらせん状になっている回転変換を有するトーラス磁場においては径電場は重要でないと思われていたが、逆に閉じ込め改善には大きな径電場が有効であることが示されつつある。そのために、径電場を考慮して閉じ込め理論を新しく定式化することが必要になっている。そして、どのような構造の径電場が核融合プラズマの閉じ込めに有効であるかを明らかにしなければならない。本研究では、トーラスプラズマに特有のトロイダルモードとも呼ばれるバル-ニングモードおよびトロイダルドリフト波のモード構造を正しく評価する理論を完成させた。この理論は径電場によるプラズマ流の効果を含むように拡張することができ、既に定式化を終えている。その結果は、ほとんどの不安定性が、プラズマ流のマッハ数が1に近づくと抑制されることを示している。径電場によってプラズア内にシア-流が形成される場合には、常に閉じ込め改善効果が期待されるとは限らない。シア-流が強くなると、流体物理でよく知られているケルビン・ヘルムホルツ(K-H)不安定性が発生する。磁場に閉じ込められたプラズマにおけるK-H不安定性の定量的解析はほとんどないので、ヘリオトロンプラズマをモデルとして、ポロイダルシア-流による電磁的効果を含むK-H不安定性の非線形発展を調べた。非線形飽和の機構は、MHDモードの場合と異なることが明確に示された。K-H不安定性が励起されない範囲では、径電場はプラズマ閉じ込めにとって有効であるので、どのような空間構造が改善度を大きくできるかを調べる必要がある。径電場によるトーラスプラズマの閉じ込め改善の機構を解明するために、磁場により閉じ込められたプラズマの不安定性として普遍的なインターチェンジモードに注目し、その非線形発展の詳細を調べた。これまでの研究とは異なり、ポロイダル方向のシア-流の存在を考慮した。バックグランドプラズマがシア-流を有していると、インターチェンジモードが成長すると同時にレイノルズ応力が大きくなり、ポロイダルシア-流が形成される。一方、ゆらぎはこのシア-流により安定化される傾向を有するので、インターチェンジモードの成長が飽和する。しかし、散逸効果によりポロイダル流形成の原因であるインターチェンジモードが減衰を始めるので、逆にシア-流が弱まり安定化効果も消える。そうすると、再びインターチェンジモードが成長する。このような緩和型非線形振動が発生することを数値シミュレーションにより示した。インターチェンジモードが抑制されたフェーズがHモードであれば、これはL-H遷移を説明するモデルにもなる。

また、安定化されたフェーズが長くなると、インターミッテントな振動に見え、Hモード時に観測されているELMと呼ばれる現象の物理機構を説明するモデルにもなる。安定なフェーズを長く保持するためには、径電場が大きくなり易い新古典粘性の小さい装置が適している。磁場構造と新古典粘性を広範囲の装置に渡り調べ、その可能性を示した。
大学における資源配分と教育研究活動の活性化に関する実証的研究

平成30年度は、法人化から第3期中期目標の現時点において、財政圧力下と間接統治下にある国立86大学の行動を検証した。具体的には,法人化期首の2006年から2015年までの「財務諸表」(損益計算書)を用いた法人単位の横断的・時系列的財務データのパネル分析(固定効果モデル)から国立大学の現状と課題を明らかにした。主な分析結果は、以下の3点である。第1は収入面の推移から見て、病院収益を含む経常費収益合計は、医学系単科が1.4倍,旧7帝と総合医有が1.3倍まで増加し,12年間に病院を持たない大学類型間で二極化が進行していること、さらに基盤財源の減少が大学類型に関係なく、補助金収入増をもたらしていることである。第2は支出面から見ても、二極化が進行していることである。二極化の一方の医学系単科,旧帝大,そして総合医有では病院収入を増やすためにマンパワーを必要とするから外部資金で人件費を賄っている。それもコメディカルを含む職員人件費の増加が著しい。逆に,人件費を節減したのが,人社系単科,教育系単科,そして総合医無である。これらの大学群では,人件費と教育・研究経費はトレード・オフの関係にある。第3は、パネル分析の結果、支出の最大費目である人件費と業務費の関係を国立82大学全体として見れば,業務量に応じて人件費を増やし,前年度増減率で収支を合わせてきたことが明らかになった。ただし,それが可能なのは,病院を擁する3類型42大学である。残りの国立大学は,後任不補充等による人件費削減で収支を合わせていること。同時に,教職員人件費は基幹財源に依存するが、組織スラッグに余裕のない大学と外部資金を介して継承定員減と新たに生まれた短期プロジェクトに要する教職員を雇用できる大学で分化が進行している。いずれにせよ,法人化前に刷り込まれた「組織慣性」が,3期半ばでいっそう強化されたことが明らかになった。本研究は、大学資源配分の変化と教育・研究活動の関連を評価する分析枠組みを構築するために、公共政策論、組織社会学、そして大学財務を検討した。この枠組みに従って、ミクロ・メゾ・マクロの三つのレベルで分析を行った。ミクロレベルでは、国公私立大学に勤務する助教以上の教員4千人と学部長778人の回収を得て個票データベースを構築した。メゾレベルとして、国立大学の財務・研究担当理事と学部長への訪問調査を行い、基盤研究費・共通経費、個人研究費、外部資金の獲得状況や獲得の工夫について情報収集を行った。マクロレベルでは、法人化後から2015年まで国立86大学の財務諸表の横断的・時系列データベースを構築した。結果として、ミクロレベルでは、後任不補充による教育負担と管理運営業務の増加による現場の疲弊を確認した。研究生産性の規定要因として科研費のみならず、基盤研究費が持続的な影響力を持つことから、わが国の研究力失速の理由に繋がることを実証した。メゾレベルでは、大学本部と部局での共通経費の負担の問題点、後任不補充の対応として任期付き教員の採用、退職教員の活用、科目の削減など情報を得た。とりわけ、設置者別に見て国立大学教員の個人研究費減のダメージが最も大きく、一人当たりの研究費は10万円から30万円で全体の5割を占めること、10年間に研究費が5割以上減少した学部が全体の34%になること、しかもこの数値は「財務諸表」から算出した財務省の認識(650万円)と大きく異なることを確認した。ガバナンスについては、全学の意思決定に副学長(担当理事)の影響力が大きいと認識されていること、学部教授会の報告事項の時間が長くなり、審議事項が減少した事実を明らかにした。マクロレベルでは財務諸表を用いて、法人化の2期を通じて経常収入に占める補助金の割合が著しく増加し、科研費並みの傾斜配分が強くなっている事実を確認した。最終年度の2019年度は、研究計画に従って、地方国立大学(島根大学、愛媛大学、新潟大学、大分大学、信州大学)を訪問調査し、基盤財源の減によるアウトソーシング(業務委託)についてヒアリングを行う。また、2017年12月に実施した学部長調査778人(国立191、公立75、私立502)と教員補充により教員データが4,000人を越えているので、引き続きアンケートの分析を継続する。とくに、基盤研究費の減少が研究生産性や教育活動に与えた影響を大学類型別に検証する。さらに、国立86大学の財務データ(時系列データ)について2016年度と2017年度を蓄積し、研究費比率と外部資金比率の関連の推移を個別大学・大学分類別に検証する。最後に、資源の効率的かつ効果的な配分のあり方をまとめた立体的な「報告書」の作成にあたる予定である。なお、本研究テーマに関わって平成29年8月に文部科学省研究振興局から「国立大学法人及び大学共同利用機関法人が株式及び新株予約権を取得する場合の取扱いについて」が通知され、国立大学法人法第22条「業務の範囲」に認定ベンチャー・キャピタルへの出資と人的及び技術的援助が追加された。この法改正によって,指定国立大学法人は大学発ベンチャー・キャピタル創設による資金調達の可能性が広がった。本課題研究においても重要な法改正であるので、今後の動向を見守る必要性がある。

(1)理論研究では、資源配分の変化と教育研究活動の関連を評価する分析枠組みを構築するために、公共政策論、大学教授職の社会学、高等教育組織社会学、社会学及び経済学的新制度主義、そして高等教育財務・経営論を検討した。(2)インタビュー調査では、8月9月にかけて国立総合大学と教員養成単科大学の理事及び研究科長を訪問し、学内予算の流れを把握するとともに、法人化後の学科配分額、学部共通経費、間接経費の使途、光熱水費の推移など資料収集を行った。具体的には、産学連携、URAの配置状況や外部資金獲得の学内での取り組みや組織編成に関するヒアリングを行った。取材の成果は、学部長調査に反映させた。(3)教員調査の実施に当たっては,研究生産性に焦点化するために、インプットとして仕事時間の配分、個人研究配分額、科研費など外部資金獲得額を伺った。アウトカム指標として、過去3年間の学術論文数の量と質を伺った。研究費については、回顧形式の設問により、現状と10年前の比較を行った。専任教員6,000人のサンプリングを行い、2,105人の回答を得た(回収率36.1%)。(4)主な知見は、個人研究費の配分状況を設置者別にみると、国立大学では30万円が最も多く、全体の3割の教員が10年前と比して「5割以上減少した」、5割が「14割減少」したとし、そのことが研究活動に「重要な影響を及ぼしている」と回答するものが6割近くに及ぶ(公立:43%、私立大学:42%)。加えて、研究生産性の規定要因分析では、教育時間がマイナス、研究時間と個人研究費と外部資金がプラスの有意な影響があるが、外部資金の2乗項がマイナスだから過剰に外部資金を得ている教員の存在が明らかになった。さらに、設置者にかかわらず、教員は現状よりも研究時間を増やし、教育と管理運営の時間を減じたいことも明らかになった。本年度は、申請書の計画にしたがって、理論研究、取材、教員調査を実施し、併せて学部長調査の設計を行った。とくに、教員調査については回収率は3割を超える程度であったが、サンプル数は2,000人を超え、わが国の研究生産性が減少したのかを計量的に検証する上で十分であるが、次年度は再度調査しサンプル数を増やす予定である。また、実証分析では回答者の3割程度が自由記述欄にコメントを寄せ、個人研究費の増額や科研費の配分のあり方、研究時間の確保、とくに女性教員の仕事と家庭の両立の課題が記載されている。量的データに対し、自由記述から得られた質的情報で解釈を豊かにすることが可能になった。自己点検の課題として指摘すれば、設置者別にかかわらず、同一の調査票を配付したことである。とくに経営問題を抱えた私立大学では、教員の研究費それ自体の確保が危機的であることなどが指摘されている。設置者別の対応は、学部長調査に反映したい。理論的には、社会学的新制度主義による高等組織存立のメカニズムとして、loose/(de)-couplingや大学ランキングを受け入れる通訳可能性(commnesuration)の適用可能性を明らかにしつつある。平成30年度は、法人化から第3期中期目標の現時点において、財政圧力下と間接統治下にある国立86大学の行動を検証した。具体的には,法人化期首の2006年から2015年までの「財務諸表」(損益計算書)を用いた法人単位の横断的・時系列的財務データのパネル分析(固定効果モデル)から国立大学の現状と課題を明らかにした。主な分析結果は、以下の3点である。
XFELナノメートル集光のための高精度X線波面計測技術の開発

X線自由電子レーザー(XFEL)Sub-10nm集光の実現と,それに伴う超高密度光子場を利用した新たな学問分野の開拓が望まれている.しかしながら,10nmレベルの集光XFELの直接計測は,光源の振動やアブレーション損傷の観点から難しく,XFELナノビーム評価法の確立が切迫した課題である.これに対し,X線の位相情報の取得が鍵であると考え,日本のXFEL施設であるSACLAにおいて高精度な波面計測手法の開発を行う.波面計測の最重要項目である系統誤差較正(キャリブレーション)を独自の技術により行い,精度λ/20の波面誤差計測の達成を目指す.X線自由電子レーザー(XFEL)Sub-10nm集光の実現と,それに伴う超高密度光子場を利用した新たな学問分野の開拓が望まれている.しかしながら,10nmレベルの集光XFELの直接計測は,光源の振動やアブレーション損傷の観点から難しく,XFELナノビーム評価法の確立が切迫した課題である.これに対し,X線の位相情報の取得が鍵であると考え,日本のXFEL施設であるSACLAにおいて高精度な波面計測手法の開発を行う.波面計測の最重要項目である系統誤差較正(キャリブレーション)を独自の技術により行い,精度λ/20の波面誤差計測の達成を目指す.
重度障害児の長期入所が家族システムに及ぼす影響に関する研究

本研究は、長期入院の重度障害児・者の病棟内での適応と、その家族に発生した家族問題を明らかにし、相互の関連性を検討する。調査対象は118人(男72人、女46人)の重症心身障害児病棟に入院中の患者とその家族である。家族調査表が作成され、3人の児童指導員により、患者の特性及びその家族内に発生した問題が評定された。77家族については個別面接も実施された。その結果、34家族(29%)に家庭不和、離婚、精神的疾患などの深刻な問題(SP)が発生していた。このSP家族の患者の入院年齢を見ると、その50%(17ケ-ス)は6歳までの幼児期入院であり、10歳までの入院ではSP家族の71%にも及んだ。またSP発生の時期が特定された30家族中、SPの53%は患者が入院後の3年間に発生し、最初の1年間では27%のSP発生率であった。次に、SP家族とSPの発生していない(NP)家族の面会状況を比較すると、SP家族群の平均面会時間は約26分少なく、面会時間の分散も大きい。最近1年間の面会頻度では、SP、NP両家族とも約7割が月1度面会しているが、月2回以上の面会はNP家族の30%に対し、SP家族は12%と少ない。また家族の面会時に、興奮、声を発するなどの積極的な行動反応を示す人は、NP家族の患者の65%に対し、SP家族の患者は30%と少ない。さらに、入院中の患者の75%に問題行動が見られるが、SP家族の患者に特徴的な行動は指吸い、指噛みで32%の人に見られ、NP家族の患者の17%より高率である。これらの結果を考察すると、子どもの入院年齢や入院後の年数と家族のSP発生とは関連性があり、子どもと家族は離れていても、家族システムとして連動していることが示された。そして、SP家族では、子どもと家族との相互作用は貧弱であり、家族の発達段階だけでなく、家族構造の要因も家族サポ-トの指針となりうることが示唆された。
組織および細胞特異的カベオラ形成機構の解明

1.脂肪細胞の分化に伴うカベオリン-1遺伝子の発現誘導脂肪細胞にはカベオラが非常に豊富に存在するが、脂肪細胞におけるカベオリン-1の発現調節機構は未だ解明されていない。私は乳癌由来の前脂肪細胞ST-13に対しいくつかの分化誘導因子の投与を行い、脂肪細胞への分化に伴うカベオリン-1の顕著な発現誘導を細胞培養系で再現することに成功した。特にカベオリン-1のαアイソフォームの誘導が顕著であり、その発現は転写レベルで調節されていた。これにより脂肪細胞分化に伴うカべオリン-1遺伝子の発現誘導を解析する上で非常に有用な細胞培養系を確立できた。2.カベオリン-1遺伝子の各細胞種特異的シスエレメントの同定細胞種に固有のカベオラ形成を調節するメカニズムを解明するため、カべオリン-1遺伝子の発現調節に関与する転写調節領域の同定を試みた。これまでに骨格筋細胞の分化に伴うカベオリン-1の発現抑制や、脂肪細胞の分化に伴う発現誘導に関わるシスエレメントを同定しつつある。ただし実験に使用したカべオリン-1遺伝子の上流の領域(約1.3kb)が実際の転写調節を再現するには不十分である可能性が否定できず、さらに上流(あるいは下流)の遺伝子配列の関与も検討する必要があることが問題点であると認識している。また血管内皮細胞、血管平滑筋細胞についても、培養細胞を入手しカベオリン-1の発現を確認しているが、発現調節領域の同定には至っていない。当初の予定では、同定したシスエレメントに結合する転写因子を同定し、その制御下にある遺伝子群を網羅的に同定する計画であったが、未だ転写因子の同定には至っていない。骨格筋細胞における発現抑制に関わるシスエレメントは既知の転写因子の結合配列と一致していたが、実際にその因子が働くという証拠はまだ得ていない。カベオリン-1遺伝子の転写調節の分子メカニズムを解明していく上で、まず実際の発現調節を観察することが重要であると考え、今年度はカベオリン-1mRNAおよびタンパクの発現について組織および細胞種間の比較を主として行った。その結果、細胞種特異的な転写調節領域や転写因子の同定のための好材料をいくつか得ることができた。1.カベオリン-1mRNAの発現解析これまでにRNaseプロテクションアッセイによってカベオリン-1の2つのmRNA(FLと5′V)を定量的に解析する方法を確立し、ウエスタンブロットによるカベオリン-1タンパクのアイソフォーム(αとβ)の検出結果と比較することにより、(1)カベオリン-1の2つのアイソフォームの発現比率が組織・細胞種によって異なること(2)2つのアイソフォームの発現はmRNAレベルで調節されていることを明らかにした。特にマウス肺の発達過程において、カベオリン-1のアイソフォームの発現が別個に調節される現象を見いだした。今後免疫組織染色法やin situハイブリダイゼーション法などの組織学的解析も組み合わせて詳細に解析を進める。2.カベオリン-1遺伝子の各細胞種特異的シスエレメントの同定現在までに、マウスカベオリン-1遺伝子の2つのプロモーター領域のゲノムDNAを単離し、プロモーターアッセイ法に用いるプラスミドコンストラクトの作成を終えた。今後1.で見られたmRNAの転写調節に関わるシスエレメントを各細胞種毎に同定する。